[实用新型]一种肖特基接触有机光敏场效应管

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机光敏场效应管制造方法，尤其是一种肖特基接触光敏场效应管的制造，属于固体电子器件技术领域。 

背景技术

有机光敏场效应管通常由衬底、栅极、栅介质、有机光敏沟道材料、源极和漏极组成。大部分有机半导体材料属于单载流子传输型，即它对一种载流子的迁移率远远大于对另一种载流子的迁移率。通常电子迁移率远远大于空穴迁移率的材料称为电子传输型材料，简称n-型材料，而空穴迁移率远远大于电子迁移率的材料称为空穴传输型材料，简称p-型材料。在有机半导体中，电子在最低未占据轨道(lowest unoccupied molecular orbital)-(LUMO)上传输，而空穴在最高已占据轨道(highest occupied molecular orbital)-(HOMO)上传输。有机光敏场效应管通常采用底栅顶接触、底栅底接触、顶栅顶接触、顶栅底接触四种结构。在底栅底接触结构中，源漏电极在绝缘层与有机半导体之间，可以通过传统的光刻工艺图形化源漏电极，因此器件沟道长度可以做到1μm以下。在底栅顶接触结构中，半导体层淀积在绝缘层之上，在半导体层上面再制备金属电极形成源漏接触，顶接触结构的器件由于电极与有机层接触良好，因此其性能通常比底接触结构的好。在顶栅底接触和顶栅顶接触中，器件栅电极是最后淀积上去的，从而有机半导体层被衬底和绝缘层以及电极包裹，器件在空气中稳定性较好。 

与无机光敏场效应管相比，有机光敏场效应管具有转换效率高，可以大面积低成本制造等优点。为了尽量增大源极和漏极之间的电流传输能力，有机光敏场效应管通常选用费米能级接近有机光敏沟道材料的载流子传输能级的金属作为的源极和漏极。对于p-型有机光敏沟道材料，通常选用高功函数金属作为源极和漏极，以尽量降低将空穴从漏极注入到有机光敏沟道材料HOMO能级的势垒，以使源极-有机光敏沟道材料，以及漏极-有机光敏沟道材料形成空穴欧姆接触。而对于n-型有机光敏沟道材料，通常选用低功函数金属作为源极和漏极，以尽量降低将电子从源极注入到有机光敏沟道材料LUMO能级的势垒，使源极-有机光敏沟道材料，以及漏极-有机光敏沟道材料形成电子欧姆接触。这种结构的有机光敏场效应管暗电流通常较大，使得光电流/暗电流比难以提高。 

发明内容

本发明的目的在于克服以上常规有机光敏场效应管暗电流大的不足，提出一种基于肖特基接触的有机光敏场效应管，以解决目前有机光敏场效应管光电流/暗电流比小的问题。 

本发明的目的是这样实现的：对于p-型有机光敏沟道材料，选用低功函数金属作为漏极和源极，如Al，Ca，Mg等，以使源极-有机光敏沟道材料，以及漏极-有机光敏沟道材料形成空穴肖特基接触；对于n-型有机光敏沟道材料，选用高功函数金属，如Au，Pt等，作为漏极和源极，以使源极-有机光敏沟道材料，以及漏极-有机光敏沟道材料形成电子肖特基接触。其次，它可以采用底栅底接触、底栅顶接触、顶栅底接触或顶栅顶接触的结构。依据上述技术思路发明的肖特基接触有机光敏场效应管包括衬底、栅极、栅介质、有机光敏沟道材料、源极和漏极，其中源极和漏极均与有机光敏沟道材料形成肖特基接触。源极和漏极与有机光敏沟道形成的肖特基接触，增大了无光照时漏极与源极之间的阻抗，从而降低了暗电流。因此采用本发明制备的肖特基接触有机光敏场效应管具有暗电流小、光电流/暗电流比大的优点。 

附图说明

图1是底栅底接触有机光敏场效应管结构示意图； 

图2是底栅顶接触有机光敏场效应管结构示意图； 

图3是顶栅底接触有机光敏场效应管结构示意图； 

图4是顶栅顶接触有机光敏场效应管结构示意图； 

图5是有机光敏沟道材料为p-型，采用底栅顶接触时本发明示意图； 

图6是有机光敏沟道材料为n-型，采用底栅顶接触时本发明示意图。 

具体实施方式

以重掺杂ⁿ+-Si/SiO₂为栅极/栅介质，并兼作衬底，并五苯为光敏沟道，采用底栅顶接触的本发明制备过程如下： 

a)用标准工艺清洗n⁺-Si/SiO₂衬底； 

b)用真空蒸发方法制备一层并五苯作为p-型有机光敏沟道； 

c)用真空蒸发方法制备低功函数金属(如Al)作为漏极和源极，沟道长度和电极面积通过掩膜板限定； 

d)将制作的器件封装。