基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管的制作方法
基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机场效应晶体管，特别是基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管。【【背景技术】】
[0002]传统有机场效应晶体管通常是采用平面结构，由衬底、栅极、栅介质层、有机有源层和源漏电极组成，通常采用底栅顶接触、底栅底接触、顶栅顶接触或顶栅底接触四种结构。大部分有机有源层材料是单载流子传输型的，即其中一种载流子的迀移率远大于另一种载流子的迀移率。在有机半导体中，电子在最低未占据轨道(lowest unoccupiedmolecular orbital，LUM0)上传输，空穴在最高占据轨道(highest occupied molecularorbital，HOMO)上传输。传统有机场效应晶体管的载流子传输路径由沟道长度决定，一般来讲沟道长度较长。由于有机有源层载流子迀移率较低以及平面结构的沟道结构，导致传统有机场效应管的高工作电压、低输出电流以及低工作频率的特性。很多现代半导体器件的工作环境要求低工作电压、高输出电流、高频，以适应半导体行业小型化、高集成度的趋势。
[0003]与传统有机场效应晶体管相比，基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管具有低工作电压、高输出电流、高工作频率等优点。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管中的载流子路径即有机有源层的厚度，且载流子通道的横截面为有机有源层的横截面，筛状电极具有良好的电场透过率和光透过率，较短的载流子路径和较大的横截面积能够满足有机场效应晶体管低工作电压、高输出电流、高工作频率的要求。因此，本发明对未来有机场效应晶体管的发展提供了一种有益思路。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明的目的在于克服传统场效应晶体管的不足，提出基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，以制备出满足低工作电压、高输出电流、高工作频率的有机场效应晶体管。
[0005]本发明的内容:基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成，其中:漏极位于衬底之上，有机有源层位于漏极之上，筛状电极位于有机有源层之上，栅介质层位于筛状电极之上，栅极位于栅介质层之上。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管以很薄的近乎于单分子层的金属材料作为筛状电极，筛状电极具有良好的电场透过率和光透过率;采用垂直有机场效应晶体管结构，以减小载流子传输路径、增大载流子传输横截面积，进而制备出满足低工作电压、高输出电流、高工作频率的有机场效应晶体管。
【【附图说明】】
[000?]图1是基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管的结构不意图。
【【具体实施方式】】
[0007]以玻璃作为衬底，铝作为漏极和栅极，酞菁铜作为有机有源层，锡作为筛状电极，双苯并环丁烯树脂作为栅介质层，本发明制备过程如下:
[0008]1)用标准工艺清洗玻璃衬底；
[0009]2)用真空蒸发法在玻璃衬底上制备铝作为漏极；
[0010]3)用真空蒸发法在漏极上制备酞菁铜薄膜作为有机有源层；
[0011]4)用真空蒸发法在有机有源层上制备筛状锡作为筛状电极；
[0012]5)用真空蒸发法在筛状电极上制备双苯并环丁烯树脂作为栅介质层；
[0013]6)用真空蒸发法在栅介质层上制备铝作为栅极。
【主权项】
1.基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，其特征在于:由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成，其中，漏极位于衬底之上，有机有源层位于漏极之上，筛状电极位于有机有源层之上，栅介质层位于筛状电极之上，栅极位于栅介质层之上。2.根据权利要求1所述的基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，其特征在于:它采用垂直结构制备有机场效应晶体管。3.根据权利要求1所述的基于筛状电极的纵向有机场效应晶体管，其特征在于:它采用筛状电极。
【专利摘要】本发明公开了基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，其特征在于：由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成，其中，漏极位于衬底之上，有机有源层位于漏极之上，筛状电极位于有机有源层之上，栅介质层位于筛状电极之上，栅极位于栅介质层之上。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管以很薄的近乎于单分子层的金属材料作为筛状电极，筛状电极具有良好的电场透过率和光透过率；采用垂直有机场效应晶体管结构，以减小载流子传输路径、增大载流子传输横截面积，进而制备出满足低工作电压、高输出电流、高工作频率的有机场效应晶体管。
【IPC分类】H01L51/05, H01L51/10
【公开号】CN105489761
【申请号】CN201610031078
【发明人】唐莹, 郑亚开, 张璇, 韦一, 彭应全, 马力超, 钱宏昌
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月14日
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机场效应晶体管，特别是基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管。【【背景技术】】
[0002]传统有机场效应晶体管通常是采用平面结构，由衬底、栅极、栅介质层、有机有源层和源漏电极组成，通常采用底栅顶接触、底栅底接触、顶栅顶接触或顶栅底接触四种结构。大部分有机有源层材料是单载流子传输型的，即其中一种载流子的迀移率远大于另一种载流子的迀移率。在有机半导体中，电子在最低未占据轨道(lowest unoccupiedmolecular orbital，LUM0)上传输，空穴在最高占据轨道(highest occupied molecularorbital，HOMO)上传输。传统有机场效应晶体管的载流子传输路径由沟道长度决定，一般来讲沟道长度较长。由于有机有源层载流子迀移率较低以及平面结构的沟道结构，导致传统有机场效应管的高工作电压、低输出电流以及低工作频率的特性。很多现代半导体器件的工作环境要求低工作电压、高输出电流、高频，以适应半导体行业小型化、高集成度的趋势。
[0003]与传统有机场效应晶体管相比，基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管具有低工作电压、高输出电流、高工作频率等优点。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管中的载流子路径即有机有源层的厚度，且载流子通道的横截面为有机有源层的横截面，筛状电极具有良好的电场透过率和光透过率，较短的载流子路径和较大的横截面积能够满足有机场效应晶体管低工作电压、高输出电流、高工作频率的要求。因此，本发明对未来有机场效应晶体管的发展提供了一种有益思路。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于克服传统场效应晶体管的不足，提出基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，以制备出满足低工作电压、高输出电流、高工作频率的有机场效应晶体管。
[0005]本发明的内容:基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成，其中:漏极位于衬底之上，有机有源层位于漏极之上，筛状电极位于有机有源层之上，栅介质层位于筛状电极之上，栅极位于栅介质层之上。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管以很薄的近乎于单分子层的金属材料作为筛状电极，筛状电极具有良好的电场透过率和光透过率;采用垂直有机场效应晶体管结构，以减小载流子传输路径、增大载流子传输横截面积，进而制备出满足低工作电压、高输出电流、高工作频率的有机场效应晶体管。
【【附图说明】】
[000?]图1是基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管的结构不意图。
【【具体实施方式】】
[0007]以玻璃作为衬底，铝作为漏极和栅极，酞菁铜作为有机有源层，锡作为筛状电极，双苯并环丁烯树脂作为栅介质层，本发明制备过程如下:
[0008]1)用标准工艺清洗玻璃衬底；
[0009]2)用真空蒸发法在玻璃衬底上制备铝作为漏极；
[0010]3)用真空蒸发法在漏极上制备酞菁铜薄膜作为有机有源层；
[0011]4)用真空蒸发法在有机有源层上制备筛状锡作为筛状电极；
[0012]5)用真空蒸发法在筛状电极上制备双苯并环丁烯树脂作为栅介质层；
[0013]6)用真空蒸发法在栅介质层上制备铝作为栅极。
【主权项】
1.基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，其特征在于:由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成，其中，漏极位于衬底之上，有机有源层位于漏极之上，筛状电极位于有机有源层之上，栅介质层位于筛状电极之上，栅极位于栅介质层之上。2.根据权利要求1所述的基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，其特征在于:它采用垂直结构制备有机场效应晶体管。3.根据权利要求1所述的基于筛状电极的纵向有机场效应晶体管，其特征在于:它采用筛状电极。
【专利摘要】本发明公开了基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管，其特征在于：由衬底、漏极、有机有源层、筛状电极、栅介质层和栅极依次叠加组成，其中，漏极位于衬底之上，有机有源层位于漏极之上，筛状电极位于有机有源层之上，栅介质层位于筛状电极之上，栅极位于栅介质层之上。基于筛状电极的垂直有机场效应晶体管以很薄的近乎于单分子层的金属材料作为筛状电极，筛状电极具有良好的电场透过率和光透过率；采用垂直有机场效应晶体管结构，以减小载流子传输路径、增大载流子传输横截面积，进而制备出满足低工作电压、高输出电流、高工作频率的有机场效应晶体管。
【IPC分类】H01L51/05, H01L51/10
【公开号】CN105489761
【申请号】CN201610031078
【发明人】唐莹, 郑亚开, 张璇, 韦一, 彭应全, 马力超, 钱宏昌
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月14日
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