[发明专利]一种有机场效应晶体管结构及其制备方法

权利要求书

1.一种有机场效应晶体管结构，其特征在于，包括：

绝缘衬底；

形成于该绝缘衬底之上的栅电极；

覆盖于该绝缘衬底及该栅电极之上的第一类栅介质层；

形成于该第一类栅介质层表面沟道区域两侧的源漏电极；以及

形成于该源漏电极之间沟道区域之上的堆叠结构。

2.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述堆叠结构由有机半导体层与第二类栅介质层周期性交替堆叠而成，且有机半导体层位于该源漏电极之间沟道区域之上。

3.根据权利要求2所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述堆叠结构的周期数至少为2个。

4.根据权利要求2所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述有机半导体层和第二类栅介质层的厚度均小于30nm，周期性堆叠结构的总厚度小于源漏电极薄膜的厚度。

5.根据权利要求2所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述有机半导体层与源漏电极的侧壁接触。

6.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述绝缘衬底为长有氧化硅薄膜或氮化硅薄膜的硅片、绝缘玻璃或绝缘塑料薄膜。

7.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述栅电极层采用的材料包括金、铝、铂、铜、银、镍、铬、钛、钽和导电有机物PEDOT:PSS。

8.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述源漏金属电极采用的材料包括金、铂、银、铜、铝或PEDOT:PSS。

9.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述第一类栅介质层覆盖于整个栅电极表面，隔离栅电极和源漏电极；第二类栅介质层只存在于沟道区域，与有机半导体层接触，并且与有机半导体层交替堆叠，形成周期性的结构；

所述第一类栅介质层和第二类栅介质层采用的材料包括氧化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝、氧化钽、氧化铪、聚酰亚胺PI、聚乙烯吡硌烷酮PVP、聚甲基丙稀酸甲酯PMMA和聚对二甲苯parylene。

10.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述有机半导体层采用的材料包括并五苯、金属酞菁CuPc、P3HT、噻吩或红荧稀。

11.一种制备有机场效应晶体管结构的方法，其特征在于，包括：

在绝缘衬底上制备图形化的栅电极层；

在栅电极层上制备第一类栅介质层，覆盖整个样品表面；

在第一类栅介质层表面上制备图形化的源漏电极；

在沟道区域之上交替制备有机半导体层和第二类栅介质层，在沟道区域之上形成具有多个周期的堆叠结构，完成器件的制备。

12.根据权利要求11所述的制备有机场效应晶体管结构的方法，其特征在于，所述在绝缘衬底上制备图形化的栅电极层的步骤中，栅电极层的薄膜沉积方法包括真空热物理沉积、电子束沉积、离子辅助沉积、溅射、喷墨打印或旋涂；金属电极的图形化采用光刻加刻蚀或者光刻加金属剥离工艺；聚合物电极的制备采用喷墨打印工艺。

13.根据权利要求11所述的制备有机场效应晶体管结构的方法，其特征在于，所述在栅电极层上制备第一类栅介质层的步骤中，第一类栅介质层薄膜通过低压化学气相沉积、溅射、原子层沉积、电子束蒸发、离子辅助沉积或旋涂技术来制备。

14.根据权利要求11所述的制备有机场效应晶体管结构的方法，其特征在于，所述在第一类栅介质层表面上制备图形化的源漏电极的步骤中，源漏电极层的薄膜沉积方法包括真空热物理沉积、电子束沉积、离子辅助沉积、溅射、喷墨打印或旋涂；金属电极的图形化采用光刻加刻蚀或者光刻加金属剥离工艺；聚合物电极的制备采用喷墨打印工艺。

15.根据权利要求11所述的制备有机场效应晶体管结构的方法，其特征在于，所述在沟道区域之上交替制备有机半导体层和第二类栅介质层的步骤中，有机半导层通过真空热蒸发、旋涂、滴涂或喷墨打印工艺来制备，第二类栅介质层通过低压化学气相沉积、溅射、原子层沉积、电子束蒸发、离子辅助沉积或旋涂技术来制备。