本發(fā)明屬于有機(jī)電子器件領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

有機(jī)場效應(yīng)管具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、耗電省、壽命長等特點(diǎn)，而且還有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)和制造工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)場效應(yīng)管的研究是為實(shí)現(xiàn)全有機(jī)電路打下基礎(chǔ)，故高性能的有機(jī)場效應(yīng)管的研究就顯得更加緊急迫切?，F(xiàn)代集成工藝要求場效應(yīng)管特性好，比如載流子遷移率高、開關(guān)電流比大、亞閥值擺幅大，而目前的有機(jī)場效應(yīng)管遠(yuǎn)達(dá)不到集成電路要求。載流子數(shù)量是影響有機(jī)場效應(yīng)管特性的重要因素，載流子是由N型和P型有源層交界處產(chǎn)生的。因此通過合理增加N型與P型有源層交界面數(shù)量是提高有機(jī)場效應(yīng)管中載流子數(shù)量的有效途徑。目前很多有機(jī)場效應(yīng)管有源層是N型與P型有源層水平疊加，這種結(jié)構(gòu)的N型與P型有源層交界面太少，導(dǎo)致離解產(chǎn)生的載流子數(shù)量不夠。本發(fā)明提出一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)增加了N型有源層與P型有源層的層數(shù)，從而增加交界面數(shù)量，進(jìn)一步增加了激子離解產(chǎn)生載流子的數(shù)量，故而改善了有機(jī)場效應(yīng)管的場效應(yīng)特性，有機(jī)場效應(yīng)管場效應(yīng)特性的改善對于其商業(yè)化應(yīng)用有著重要影響，且該結(jié)構(gòu)簡單制作方便，能充分利用資源，從而降低成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過增加P型與N型有源層的層數(shù)，形成多層空間電荷區(qū)，增加P、N界面的激子解離，增加了激子離解產(chǎn)生載流子的數(shù)量，進(jìn)一步提高有機(jī)場效應(yīng)管的性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)由襯底、柵極，柵介質(zhì)層，P型有源層I、N型有源層I、P型有源層II、N型有源層II、金屬源漏電極組成并依次疊加；其中P型有源層I、N型有源層I、P型有源層II、N型有源層II的依次疊加，形成了四層P、N型有源層的依次疊加的多層空間電荷區(qū)結(jié)構(gòu)。所述襯底、柵極為重?fù)诫s硅；所述柵介質(zhì)為SiO₂；所述P型有源層為并五苯(Pentacene)；所述N型有 源層為富勒烯(C60)；所述金屬源漏電極為Ag；

一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其步驟如下：

1)清洗干凈襯底表面；

2)制備柵介質(zhì)層；

3)用掩膜法在襯底上蒸發(fā)一定厚度的P型有源層I；

4)用掩膜法在上述襯底上蒸發(fā)一定厚度的N型有源層I；

5)重復(fù)步驟3)，用掩膜法在上述襯底上蒸發(fā)一定厚度的P型有源層II；

6)重復(fù)步驟4)，用掩膜法在上述襯底上蒸發(fā)一定厚度的N型有源層II；

7)用掩膜法在上述襯底上蒸發(fā)一定厚度的金屬源漏電極；

本發(fā)明的技術(shù)分析：

一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)增加了N型有源層與P型有源層的層數(shù)，從而增加交界面數(shù)量，進(jìn)一步增加了激子離解產(chǎn)生載流子的數(shù)量，故而改善了有機(jī)場效應(yīng)管的場效應(yīng)特性。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提出一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過增加P型與N型有源層的層數(shù)，形成多層空間電荷區(qū)，增加P、N界面的激子解離，增加了激子離解產(chǎn)生載流子的數(shù)量，故而改善了有機(jī)場效應(yīng)管的場效應(yīng)特性。且該結(jié)構(gòu)簡單制作方便，能充分利用資源，從而降低成本。

【附圖說明】

附圖1為該有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)示意圖

圖1中：1 重?fù)诫s硅；2 SiO₂；3 P型有源層I并五苯層；4 N型有源層I C60層；5 P型有源層II并五苯層；6 N型有源層II C60層；7 Ag源電極；8 Ag漏電極；

【具體實(shí)施方式】

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖1，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。器件結(jié)構(gòu)包括：

本發(fā)明提供了一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：1、重?fù)诫s硅；2、SiO₂；3、P型有源層I并五苯層；4、N型有源層I C60層；5、P型有源層II并五苯層；6、N型有源層II C60層；7、Ag源電極；8、Ag漏電極；其 中3、4、5、6的依次疊加，形成了四層P、N型有源層的依次疊加的多層空間電荷區(qū)結(jié)構(gòu)；

其制備步驟如下：

1)將重?fù)诫s硅分別用丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗30分鐘后放入手套箱中干燥1小時(shí)，以清洗干凈重?fù)诫s硅表面；

2)將上述重?fù)诫s硅置于紫外/臭氧環(huán)境中120分鐘，獲得SiO₂柵介質(zhì)層；

3)用掩膜法在襯底上蒸發(fā)10nm厚的并五苯有源層，所用掩膜版為100*1000mm，控制真空鍍膜機(jī)腔室的真空度為1×10^-4Pa，蒸發(fā)速率為

4)用掩膜法在上述襯底上蒸發(fā)5nm厚的C60有源層，所用掩膜版為100*1000mm，控制真空鍍膜機(jī)腔室的真空度為1×10^-4Pa，蒸發(fā)速率為

5)重復(fù)步驟3)，用掩膜法在上述襯底上蒸發(fā)10nm厚的并五苯有源層，所用掩膜版為100*1000mm，控制真空鍍膜機(jī)腔室的真空度為1×10^-4Pa，蒸發(fā)速率為

6)重復(fù)步驟4)，用掩膜法在上述襯底上蒸發(fā)5nm厚的C60有源層，所用掩膜版為100*1000mm，控制真空鍍膜機(jī)腔室的真空度為1×10^-4Pa，蒸發(fā)速率為

7)用掩膜法在上述襯底的有源層上，所用掩膜版為50μm銅絲，以的速率蒸鍍60nm厚的Ag作為源漏電極，真空度為1×10^-4Pa；

一種有機(jī)場效應(yīng)管所用真空鍍膜設(shè)備為JZZF&DZS-500，器件的電學(xué)特性由Agilent B1500A半導(dǎo)體器件分析儀測量，所有測量過程均在真空腔室中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其表現(xiàn)出了較高的開關(guān)電流比、較高的載流子遷移率、較大的亞閾值擺幅。該器件電子遷移率達(dá)到2.05m²/Vs，開關(guān)電流比為1.0×10³，亞閾值擺幅為350mV/dec。比起兩層有源層有機(jī)場效應(yīng)管，一種有機(jī)場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其場效應(yīng)特性得到了顯著提高。