一种插指结构的共聚物有机反相器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种插指结构的共聚物有机反相器及制备方法，包括衬底、2个有机场效应晶体管、电源端、接地端、输出端、输入端和互连线；每个有机场效应晶体管均包括有机半导体层、光刻介质阻挡层、源极、漏极和栅极；源极包括n个源极指节；漏极包括n个漏极指节，n个漏极指节与n个源极指节等距交错插设，且形成2n

【技术实现步骤摘要】
一种插指结构的共聚物有机反相器及制备方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造领域，特别是一种插指结构的共聚物有机反相器及制备方法。

技术介绍

[0002]传统集成电路的制造存在着高能耗、高排放、高设备依赖、高成本、复杂的制造流程等诸多问题。随着国家对低碳绿色发展的新要求，共聚物有机半导体材料应运而生，经过近十年的发展，有机半导体材料的低成本、高性能、高可靠性、设备依赖低等优势被大家所熟知，共聚物有机半导体器件以及有机集成电路得到了较好的发展。
[0003]但是，有机半导体也有着很大的弊端，因为有机半导体材料大多材料溶液旋涂工艺，无法与传统的光刻兼容，光刻需要使用化学试剂，但是这些试剂会对半导体层乃至有机介质层产生侵蚀，导致器件失效。无法采用光刻工艺就导致器件的性能无法得到大幅提升，以及器件的误差大，无法做到小尺寸的器件，同时阻碍了有机场效应晶体管走向集成化、多元化的道路，限制有机芯片的发展。
[0004]众所周知，MOS管存在着米勒效应，如何降低米勒效应对MOS管的影响，并使有机场效应晶体管与光刻工艺相兼容，丞待解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种插指结构的共聚物有机反相器及制备方法，该插指结构的共聚物有机反相器及制备方法能有效利用光刻介质阻挡层和金属贯通孔技术，有效的将光刻技术引入有机电路的制备，能够有效保护有机半导体材料，并且该制备技术能够实现在同一基板上集成多个有机场效应晶体管，且有机场效应晶体管能实现有效互连，同时器件结构设计成插指结构可以提高电路的导通电流以及减小导通电阻，同时可以很好的降低电路的开启电压，降低电路的功耗。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种插指结构的共聚物有机反相器，包括衬底、2个有机场效应晶体管、电源端、接地端、输出端、输入端和互连线。
[0008]每个有机场效应晶体管均包括有机半导体层、光刻介质阻挡层、源极、漏极和栅极。
[0009]有机半导体层的材质为有机共聚物，布设在衬底顶部。
[0010]光刻介质阻挡层布设在有机半导体层顶部。
[0011]源极内置在有机半导体层中，包括源极指根和等距垂直布设源极指根一侧的n个源极指节；其中，n≥2。
[0012]漏极包括漏极指根和等距垂直布设在漏极指根一侧的n个漏极指节，漏极内置在有机半导体层中，且n个漏极指节与n个源极指节等距交错插设布设；n个漏极指节与n个源极指节之间形成2n
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1个源漏间隙。
[0013]栅极布设在光刻介质阻挡层顶部，包括栅极指根和等距垂直布设在栅极指根一侧的2n
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1个栅极指节；2n
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1个栅极指节位于2n
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1个源漏间隙的正上方，且栅极指根位于源极指根的正上方。
[0014]2个有机场效应晶体管分别为有机场效应晶体管一和有机场效应晶体管二。
[0015]电源端与有机场效应晶体管一的漏极相连接。
[0016]接地端与有机场效应晶体管二的源极相连接。
[0017]输出端通过输出互连线将有机场效应晶体管一的源极和有机场效应晶体管二的漏极相连接。
[0018]输入端通过栅极互连线将2个有机场效应晶体管的栅极相连接。
[0019]输出互连线和栅极互连线共同构成所述互连线。
[0020]电源端包括外接电源端、内置电源端和电源贯通孔；内置电源端内置在有机场效应晶体管一的有机半导体层的左侧端部；外接电源端位于内置电源端正上方的光刻介质阻挡层顶部；电源贯通孔竖向布设，用于电连接外接电源端和内置电源端。
[0021]接地端包括外接接地端、内置接地端和接地贯通孔；内置接地端内置在有机场效应晶体管二的有机半导体层的右侧端部；外接接地端位于内置接地端正上方的光刻介质阻挡层顶部；接地贯通孔竖向布设，用于电连接外接接地端和内置接地端。
[0022]输出端包括外接输出端、内置输出端和输出贯通孔；内置输出端内置在2个有机场效应晶体管之间的有机半导体层中；外接输出端位于内置输出端正上方的光刻介质阻挡层顶部；输出贯通孔竖向布设，用于电连接外接输出端和内置输出端。
[0023]源极指节和漏极指节的数量n根据共聚物有机反相器所需的输出电流进行确定，当共聚物有机反相器所需输出电流越大，则n值越大。
[0024]n＝4。
[0025]源极和漏极的高度均小于有机半导体层的厚度，源极指节和漏极指节的宽度均为2μm。
[0026]栅极还包括n
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1个弧形线；弧形线用于连接相邻两个栅极指根的端部。
[0027]光刻介质阻挡层的介电常数均不低于3K，光刻介质阻挡层的材料为SiO2、Si3N4、Al2O3、磷硅玻璃、硼硅玻璃或半绝缘多晶硅。
[0028]一种插指结构的共聚物有机反相器的制备方法，包括如下步骤。
[0029]步骤1、蒸镀源极和漏极：在清洁的衬底顶面左侧端部、中部和右侧端部分别蒸镀内置电源端、内置输出端和内置接地端；在内置电源端和内置输出端之间、以及内置输出端和内置接地端之间分别蒸镀源极和漏极；其中，内置电源端和内置输出端之间的源极和漏极称为有机场效应晶体管一的源极和漏极；内置输出端和内置接地端之间的源极和漏极称为有机场效应晶体管二的源极和漏极。
[0030]源极源极指根和等距垂直布设源极指根一侧的n个源极指节；其中，n≥2。
[0031]漏极包括漏极指根和等距垂直布设在漏极指根一侧的n个漏极指节，n个漏极指节与n个源极指节等距交错插设布设；n个漏极指节与n个源极指节之间形成2n
‑
1个源漏间隙。
[0032]内置电源端与有机场效应晶体管一的漏极相连接。
[0033]内置接地端与有机场效应晶体管二的源极相连接。
[0034]内置输出端通过输出互连线将有机场效应晶体管一的源极和有机场效应晶体管
二的漏极连接。
[0035]步骤2、旋涂有机半导体层：在衬底上旋涂有机半导体层，并使源极、漏极、内置电源端、内置输出端和内置接地端均埋置在有机半导体层中。
[0036]步骤3、生长光刻介质阻挡层：在有机半导体层顶面生长一层无机的光刻介质阻挡层。
[0037]步骤4、蒸镀金属通孔，具体包括如下步骤：
[0038]步骤4
‑
1、光刻：在内置电源端、内置输出端和内置接地端三者正上方的光刻介质阻挡层顶面分别旋涂光刻胶，形成光刻掩膜板。
[0039]步骤4
‑
2、形成贯通孔：采用气体刻蚀的方式形成三个竖直的贯通孔，分别贯通至内置电源端、内置输出端和内置接地端。
[0040]步骤4
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3、蒸镀金属：在三个贯通孔内分别蒸镀与源极或漏极相同的金属，形成金属贯通孔；因而，位于内置电源端、内置输出端和内置接地端正上方的三个金属贯通孔分别形成为电源贯通孔、输出贯通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种插指结构的共聚物有机反相器，其特征在于：包括衬底、2个有机场效应晶体管、电源端、接地端、输出端、输入端和互连线；每个有机场效应晶体管均包括有机半导体层、光刻介质阻挡层、源极、漏极和栅极；有机半导体层的材质为有机共聚物，布设在衬底顶部；光刻介质阻挡层布设在有机半导体层顶部；源极内置在有机半导体层中，包括源极指根和等距垂直布设源极指根一侧的n个源极指节；其中，n≥2；漏极包括漏极指根和等距垂直布设在漏极指根一侧的n个漏极指节，漏极内置在有机半导体层中，且n个漏极指节与n个源极指节等距交错插设布设；n个漏极指节与n个源极指节之间形成2n
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1个源漏间隙；栅极布设在光刻介质阻挡层顶部，包括栅极指根和等距垂直布设在栅极指根一侧的2n
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1个栅极指节；2n
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1个栅极指节位于2n
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1个源漏间隙的正上方，且栅极指根位于源极指根的正上方；2个有机场效应晶体管分别为有机场效应晶体管一和有机场效应晶体管二；电源端与有机场效应晶体管一的漏极相连接；接地端与有机场效应晶体管二的源极相连接；输出端通过输出互连线将有机场效应晶体管一的源极和有机场效应晶体管二的漏极相连接；输入端通过栅极互连线将2个有机场效应晶体管的栅极相连接；输出互连线和栅极互连线共同构成所述互连线。2.根据权利要求1所述的插指结构的共聚物有机反相器，其特征在于：电源端包括外接电源端、内置电源端和电源贯通孔；内置电源端内置在有机场效应晶体管一的有机半导体层的左侧端部；外接电源端位于内置电源端正上方的光刻介质阻挡层顶部；电源贯通孔竖向布设，用于电连接外接电源端和内置电源端；接地端包括外接接地端、内置接地端和接地贯通孔；内置接地端内置在有机场效应晶体管二的有机半导体层的右侧端部；外接接地端位于内置接地端正上方的光刻介质阻挡层顶部；接地贯通孔竖向布设，用于电连接外接接地端和内置接地端；输出端包括外接输出端、内置输出端和输出贯通孔；内置输出端内置在2个有机场效应晶体管之间的有机半导体层中；外接输出端位于内置输出端正上方的光刻介质阻挡层顶部；输出贯通孔竖向布设，用于电连接外接输出端和内置输出端。3.根据权利要求1所述的插指结构的共聚物有机反相器，其特征在于：源极指节和漏极指节的数量n根据共聚物有机反相器所需的输出电流进行确定，当共聚物有机反相器所需输出电流越大，则n值越大。4.根据权利要求3所述的插指结构的共聚物有机反相器，其特征在于：n＝4。5.根据权利要求1所述的插指结构的共聚物有机反相器，其特征在于：源极和漏极的高度均小于有机半导体层的厚度，源极指节和漏极指节的宽度均为2μm。6.根据权利要求1所述的插指结构的共聚物有机反相器，其特征在于：栅极还包括n
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1个弧形线；弧形线用于连接相邻两个栅极指根的端部。7.根据权利要求1所述的插指结构的共聚物有机反相器，其特征在于：光刻介质阻挡层的介电常数均不低于3K，光刻介质阻挡层的材料为SiO2、Si3N4、A...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珺，王赋斌，汪磊，张浩，吴鑫，郭宇锋，姚佳飞，陈静，
申请(专利权)人：南京邮电大学南通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：