[发明专利]有机薄膜晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种有机薄膜晶体管，包括源电极和漏电极及设置在它们之间的沟道区中的有机半导体材料，其中，所述源电极和漏电极具有设置在其上面的薄自组装材料层，该薄自组装材料层包括用于通过接受电子在化学上对所述有机半导体材料进行掺杂的掺杂剂部分，该掺杂剂部分具有相对于乙腈中的饱和甘汞电极至少0.3eV的氧化还原电位。

2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂剂部分的氧化还原电位相对于乙腈中的饱和甘汞电极为至少0.4eV。

3.根据权利要求2所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂剂部分的氧化还原电位相对于乙腈中的饱和甘汞电极为至少0.5eV。

4.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂剂部分是电荷中性掺杂剂。

5.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂剂部分被卤素、硝基、和/或CN基团取代。

6.根据权利要求5所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂剂被多于一个的卤素、硝基或CN基团取代。

7.根据权利要求5或6所述的有机薄膜晶体管，其中，所述卤素是氟。

8.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂剂部分是取代四氰代二甲基苯醌、蒽醌、苝酰亚胺或四氰基蒽醌二甲烷。

9.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述薄自组装层是自组装单层。

10.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机半导体材料具有比TCNQ的LUMO能级深的HOMO能级。

11.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机半导体材料具有比所述掺杂剂部分的LUMO浅的HOMO能级。

12.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机半导体材料是能溶液处理的。

13.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，与所述源电极和漏电极相邻的掺杂有机半导体材料具有在10^-6S/cm至10^-2S/cm范围内的导电率。

14.根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机薄膜晶体管是包括设置在衬底上的栅电极和设置在所述栅电极上的一层电介质材料的底栅器件，所述源电极和漏电极被设置在所述电介质材料上。

15.根据权利要求14所述的有机薄膜晶体管，其中，所述电介质材料包括有机电介质材料。

16.根据权利要求14或15所述的有机薄膜晶体管，其中，对所述电介质材料层进行处理以增强所述掺杂剂部分到所述源电极和漏电极的选择性结合。

17.根据权利要求1至13中的任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机薄膜晶体管是顶栅器件，在该顶栅器件中所述源电极和漏电极被设置在衬底上，所述有机半导体材料被设置在所述源电极和漏电极之上及它们之间的沟道区中，在所述有机半导体材料上设置有电介质材料且在所述电介质材料上设置有栅电极。

18.根据权利要求17所述的有机薄膜晶体管，其中，所述衬底包括有机电介质材料。

19.根据权利要求17或18所述的有机薄膜晶体管，其中，对所述衬底进行处理以增强所述掺杂剂部分到所述源电极和漏电极的选择性结合。

20.一种制造根据任何前述权利要求所述的有机薄膜晶体管的方法，包括以下步骤：沉积源电极和漏电极；在该源电极和漏电极上形成薄自组装材料层，该薄自组装材料层包括掺杂剂部分，其用于通过接受电子在化学上对有机半导体材料进行掺杂；以及在所述源电极与漏电极之间的沟道区中沉积有机半导体材料，其中，所述掺杂剂部分具有相对于乙腈中的饱和甘汞电极(SCE)至少0.3eV的氧化还原电位。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，从溶液沉积所述有机半导体材料。