[发明专利]有机薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种有机薄膜晶体管及其制备工艺。 

背景技术

有机薄膜晶体管(Organic Thin Film Transistor，OTFT)具有材料来源广泛、与柔性衬底兼容、成膜技术多、轻型、可低温制造、制造成本低等诸多优点，可被广泛应用于全有机有源矩阵显示、记忆组件、智能卡、电子标签以及大面积传感阵列等领域。可以预见，OTFT在很多方面都将极大改变目前由无机场效应晶体管构成的电子信息领域的单一现状，因此越来越受到人们的广泛关注。 

但是，随着对OTFT研究的深入，发现该技术仍然存在许多缺点和问题。研究表明，源/漏电极之间形成的欧姆接触电阻是影响OTFT器件性能的主要因素之一。如果能降低接触电阻将极大的提高晶体管的性能。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机薄膜晶体管及其制备方法来降低接触电阻，提高该有机薄膜晶体管的性能，从而克服现有有机薄膜晶体管中有机有源层与源/漏电极之间形成的欧姆接触电阻的问题。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种有机薄膜晶体管，包括基片、源电极、漏电极、栅电极、绝缘层、有源层，其特征在于：所述有源层包括由有机半导体材料组成的薄膜层，所述源电极和漏电极均是由掺杂剂和该有机半导体材料的混合物形成的薄膜层，其中掺杂剂的浓度为10-50wt％。 

所述有源层由有机半导体材料形成的薄膜组成，其厚度为100nm-1um。 

所述源电极和漏电极的厚度在50nm-2um。 

所述掺杂剂可选自NOPF₆、含Fe³⁺的盐和I₂等。 

所述基片可选自硅片、玻璃等硬质基底以及柔性基底。 

如上所述有机薄膜晶体管的制备方法为： 

以有机半导体材料的溶液在基片上沉积形成有机半导体薄膜后，再经退火处理，制得有源层； 

而后以掺杂剂和该有机半导体材料的共混溶液在设于基片上的有源层上沉积电极材料层，再进行退火处理，从而形成具有设定形貌的源电极和漏电极。 

所述有机半导体材料包括聚噻吩，所述掺杂剂可选自NOPF₆、含Fe³⁺的盐和I₂。 

该方法具体包括如下步骤： 

a.以有机溶剂和水依次对基片进行清洗，而后烘干备用，所述有机溶剂为丙酮和/或乙醇； 

b.取聚噻吩溶液均匀涂覆在基片上，使其沉积形成100nm-1μm厚的均匀薄膜，再进行退火处理，制得有源层； 

c.取掺杂剂和聚噻吩的共混溶液以印刷方式涂覆在有源层上，使其沉积形成电极材料层，再进行退火处理，制得具有设定形貌的源电极和漏电极； 

前述退火处理是在温度为60-120℃的条件下进行，退火时间为30-60min。 

该方法中是采用旋涂或印刷的方式将聚噻吩溶液涂覆在基片上，进而沉积形成薄膜的。 

与现有技术相比，本发明的优点至少在于：采用的电极材料是有源层的本征体，因此能有效降低接触电阻，提高该有机薄膜晶体管的性能。 

附图说明

图1是本发明中有机薄膜晶体管的结构示意图； 

图2为实施例1中有机薄膜晶体管的输出特性曲线图； 

图3为实施例1中有机薄膜晶体管的转移特性曲线图； 

图中各附图标记及其指示的部件分别为：1基底，2栅极，3绝缘层，4有源层，5源极，6漏极。 

具体实施方式

针对现有技术中有机薄膜晶体管中所存在的有机有源层与源/漏电极之间形成的欧姆接触电阻的问题，本发明特提出了一种具有改良结构的有机薄膜晶体管，参阅图1，其包括基片1、绝缘层3、有源层4、源电极5、漏电极6以及栅电极2，其中，有源层包括由有机半导体材料组成的薄膜层，源电极和漏电极均是由掺杂剂和该有机半导体材料的混合物形成的薄膜层，该混合物中掺杂剂 浓度10-50wt％。 

该有机薄膜晶体管可通过如下工艺制备，即： 

以有机半导体材料的溶液在基片上沉积形成有机半导体薄膜后，再经退火处理，制得有源层； 

而后以掺杂剂和该有机半导体材料的共混溶液在设于基片上的有源层上沉积电极材料层，再进行退火处理，从而形成具有设定形貌的源电极和漏电极。 

前述有源层优选由聚噻吩组成，其厚度为100nm-1μm。