具有高导通/关断比的多层有机半导体的OFET制造技术

一种有机场效应晶体管包括：沟道结构，该沟道结构具有光控取向层和直接设置在该光控取向层上方的有机半导体层，其中，载流子迁移率沿该沟道结构的厚度方向变化。该沟道结构可以限定晶体管的源极和漏极之间的有源区，并且可以包括至少两个光控取向层和至少两个有机半导体层的交替层。每个光控取向层被配置为影响覆盖的有机半导体层内的分子的取向，并因此影响该器件有源区内的电荷载流子的迁移率，并且还有利地减小了该器件的关断电流。且还有利地减小了该器件的关断电流。且还有利地减小了该器件的关断电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高导通/关断比的多层有机半导体的OFET


[0001]本公开总体上针对有机半导体材料，且更具体地，针对用于在有机场效应晶体管(organic field effect transistor，OFET)、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)、有机光电器件(organic photovoltaic device)等中实施的有机半导体薄膜的分子工程。

技术介绍

[0002]在各种器件结构中，有机半导体层可以设置于多个导电电极之间，这些导电电极可以包括示例性逻辑器件的源极和漏极。有机半导体层可以是半晶的或单晶的。电荷载流子的迁移率、并因此有机半导体层内的电导率可以与有机半导体的结晶度和晶体取向有关。

技术实现思路

[0003]根据本公开的第一方面，提供了一种有机场效应晶体管，该有机场效应晶体管包括：沟道结构，该沟道结构包括光控取向层和有机半导体层，该有机半导体层直接设置在该光控取向层上方，其中，载流子迁移率沿该沟道结构的厚度方向变化。
[0004]在一些实施例中，有机半导体层的特性可以在于具有载流子迁移率中的层内梯度。
[0005]在一些实施例中，光控取向层可以包括从由以下材料所组成的组中选择的材料：偶氮化合物(azo
‑
compound)、聚酰亚胺(polyimide)、聚硅烷(polysilane)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚酯(polyester)、肉桂酸盐(酯)(cinnamate)、香豆素(coumarin)、查耳酮基、四氢邻苯二甲酰亚胺(tetrahydrophthalimide)和马来酰亚胺(maleimide)。
[0006]在一些实施例中，光控取向层可以被配置为影响有机半导体层内的分子的取向。
[0007]在一些实施例中，有机半导体层可以包括多晶层或单晶层。
[0008]在一些实施例中，有机半导体层可以包括多环芳烃。
[0009]在一些实施例中，有机半导体层可以包括从由以下材料所组成的组中选择的分子：萘(naphthalene)、蒽(anthracene)、并四苯(tetracene)、并五苯(pentacene)、芘(pyrene)、并多苯(polycene)、荧蒽(fluoranthene)、二苯甲酮(benzophenone)、苯色酮(benzochromone)、苯偶酰(benzil)、苯并咪唑(benzimidazole)、苯(benzene)、六氯苯(hexachlorobenzene)、硝基吡啶
‑
N
‑
氧化物(nitropyridine
‑
N
‑
oxide)、苯
‑
1,4
‑
二羧酸(benzene
‑
1,4
‑
dicarboxylic acid)、二苯乙炔(diphenylacetylene)、N
‑
(4
‑
硝基苯基)
‑
(s)
‑
脯氨醛(N
‑
(4
‑
nitrophenyl)
‑
(s)
‑
prolinal)、4,5
‑
二氰基咪唑(4,5
‑
dicyanoimidazole)、苯并二噻吩(benzodithiophene)、氰基吡啶(cyanopyridine)、噻吩并噻吩(thienothiophene)、二苯乙烯(stilbene)、和偶氮苯(azobenzene)。
[0010]在一些实施例中，有机场效应晶体管还可以包括源极和漏极，该源极位于沟道结构的第一区域附近，该漏极位于沟道结构的第二区域附近，其中，该沟道结构限定位于该源
极和该漏极之间的有源区。
[0011]在一些实施例中，沟道结构可以包括至少两个光控取向层和至少两个有机半导体层的交替层。
[0012]在一些实施例中，有机半导体层的特性可以在于具有载流子迁移率中的层间梯度。
[0013]在一些实施例中，有机半导体层内的载流子迁移率可以从沟道结构的底部到沟道结构的顶部逐渐增加。
[0014]根据本公开的另一方面，提供一种方法，该方法包括：形成第一光控取向层；使用偏振光照射该第一光控取向层，以形成第一取向的光控取向层；在该第一取向的光控取向层上方直接形成第一有机半导体层；在该第一有机半导体层上形成第二光控取向层；使用偏振光照射该第二光控取向层，以形成第二取向的光控取向层；以及在该第二取向的光控取向层上方直接形成第二有机半导体层。
[0015]在一些实施例中，光控取向层均可以包括从由以下材料所组成的组中独立选择的材料：偶氮化合物、聚酰亚胺、聚硅烷、聚苯乙烯、聚酯、肉桂酸盐(酯)、香豆素、查耳酮基、四氢邻苯二甲酰亚胺和马来酰亚胺。
[0016]在一些实施例中，有机半导体层均可以包括多环芳烃。
[0017]在一些实施例中，有机半导体层均可以包括从由以下材料所组成的组中独立选择的分子：萘、蒽、并四苯、并五苯、芘、并多苯、荧蒽、二苯甲酮、苯色酮、苯偶酰、苯并咪唑、苯、六氯苯、硝基吡啶
‑
N
‑
氧化物、苯
‑
1,4－二羧酸、二苯乙炔、N
‑
(4
‑
硝基苯基)
‑
(s)
‑
脯氨醛、4,5
‑
二氰基咪唑、苯并二噻吩、氰基吡啶、噻吩并噻吩、二苯乙烯、和偶氮苯。
[0018]在一些实施例中，该方法还可以包括：形成源极，该源极与第一有机半导体层的第一区域相邻；以及形成漏极，该漏极与第一有机半导体层的第二区域相邻，其中，该源极和该漏极之间的有源区内的有机半导体层的载流子迁移率的特性在于具有层间梯度。
[0019]根据本公开的另一方面，提供了一种有机场效应晶体管，该有机场效应晶体管包括：第一光控取向层，该第一光控取向层设置在衬底的上方；第一有机半导体层，该第一有机半导体层直接设置在该第一光控取向层上方；第二光控取向层，该第二光控取向层设置在该第一有机半导体层上方；以及第二有机半导体层，该第二有机半导体层直接设置在该第二光控取向层上方，其中，第一有机半导体层内的载流子迁移率不同于第二有机半导体层内的载流子迁移率。
[0020]在一些实施例中，第一有机半导体层内的分子的取向可以不同于第二有机半导体层内的分子的取向。
[0021]在一些实施例中，有机场效应晶体管还可以包括：源极，该源极设置在衬底的第一区域上方；以及漏极，该漏极设置在衬底的第二区域上方，其中，第一有机半导体层和第二有机半导体层限定该源极和该漏极之间的有源区。
[0022]在一些实施例中，有机场效应晶体管还可以包括栅极结构，该栅极结构被配置为控制该第一有机半导体层和第二有机半导体层在有源区内的导电率。
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机场效应晶体管，包括：沟道结构，所述沟道结构包括光控取向层和有机半导体层，所述有机半导体层直接设置在所述光控取向层上方，其中，载流子迁移率沿所述沟道结构的厚度方向变化。2.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其中，所述有机半导体层的特性在于具有载流子迁移率中的层内梯度。3.根据权利要求1或2所述的有机场效应晶体管，其中，所述光控取向层包括从由以下材料所组成的组中选择的材料：偶氮化合物、聚酰亚胺、聚硅烷、聚苯乙烯、聚酯、肉桂酸盐(酯)、香豆素、查耳酮基、四氢邻苯二甲酰亚胺和马来酰亚胺。4.根据权利要求1、2或3所述的有机场效应晶体管，其中，所述光控取向层被配置为影响所述有机半导体层内的分子的取向。5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机场效应晶体管，其中，所述有机半导体层包括：i.多晶层或单晶层；和/或ii.多环芳烃；和/或iii.从由以下材料所组成的组中选择的分子：萘、蒽、并四苯、并五苯、芘、并多苯、荧蒽、二苯甲酮、苯色酮、苯偶酰、苯并咪唑、苯、六氯苯、硝基吡啶
‑
N
‑
氧化物、苯
‑
1,4
‑
二羧酸、二苯乙炔、N
‑
(4
‑
硝基苯基)
‑
(s)
‑
脯氨醛、4,5
‑
二氰基咪唑、苯并二噻吩、氰基吡啶、噻吩并噻吩、二苯乙烯、和偶氮苯。6.根据前述权利要求中任一项所述的有机场效应晶体管，还包括源极和漏极，所述源极位于所述沟道结构的第一区域附近，所述漏极位于所述沟道结构的第二区域附近，其中，所述沟道结构限定位于所述源极和所述漏极之间的有源区。7.根据前述权利要求中任一项所述的有机场效应晶体管，其中，所述沟道结构包括至少两个光控取向层和至少两个有机半导体层的交替层；并且优选地，其中，所述有机半导体层的特性在于具有载流子迁移率中的层间梯度；和/或，优选地，其中，所述有机半导体层内的载流子迁移率从所述沟道结构的底部到所述沟道结构的顶部逐渐增加。8.一种方法，包括：形成第一光控取向层；使用偏振光照射所述第一光控取向层，以形成第一取向的光控取向层；在所述第一取向的光控取向层上方直接形成第一有机半导体层；在所述第一有机半导体层上形成第二光控取向层；使用偏振光照射所述第二光控取向层，以形成第二取向的光控取向层；以及在所述第二取向的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱夫，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
国别省市：