[发明专利]具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件，其特征在于：依次由基板（1）、栅极（2）、绝缘层（3）、无机半导体有源层（4）、源极（5）、漏极（6）和有机半导体有源层（7）构成底栅结构，所述无机半导体有源层（4）的厚度为10～50nm，所述有机半导体有源层（7）的厚度为10～60nm，所述源极（5）和漏极（6）形成同层源漏电极薄膜层，所述无机半导体有源层（4）和所述有机半导体有源层（7）位于源漏电极薄膜层两侧，从而形成双极型的薄膜晶体管器件的无机-有机复合结构有源层。

2.根据权利要求1所述具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件，其特征在于：所述无机半导体有源层（4）为采用ZnO、InGaZnO、SnO₂、In₂O₃、非晶硅、微晶硅和多晶硅材料中的任意一种材料或者任意几种材料制备的N型半导体薄膜。

3.根据权利要求1所述具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件，其特征在于：所述有机半导体有源层（7）为采用酞菁系列、苯环系列和噻吩系列材料中的任意一种材料或者任意几种材料制备的P型半导体薄膜。

4.根据权利要求1所述具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件，其特征在于：所述有机半导体有源层（7）为采用CuPc、ZnPc和pentacene、rubrene材料中的任意一种材料或者任意几种材料制备的P型半导体薄膜。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件，其特征在于：所述基板（1）材料为硅片、玻璃或者陶瓷。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件，其特征在于：所述栅极（2）的材料采用Au、Al、Cu、Mo、Cr、Ti、ITO、W、Ag和Ta中的任意一种材料或任意几种材料，形成图案化的栅极薄膜层，所述栅极（2）厚度为30～100nm；所述源极（5）或所述漏极（6）材料分别采用Au、Ag、Mo、Al、Cu、Cr、Ti、Mg和Ca中的任意一种材料或任意几种材料，所述源极（5）材料或所述漏极（6）形成的同层电极层的厚度为30～120nm。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件，其特征在于：所述绝缘层（3）采用Ta₂O₅、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和SiN_1~1.5中的任意一种材料或任意几种材料制备成薄膜，所述绝缘层（3）厚度为100～300nm。

8.一种具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件的制备方法，其特征在于，分别采用下述方法依次逐层制备各功能结构层，包括如下步骤：

a．在基板之上通过真空蒸发工艺或溅射工艺制备栅极功能层；

b．采用磁控溅射方法或化学气相沉积方法，在所述步骤a中制备的栅极功能层之上继续制备绝缘层；

c．采用磁控溅射方法或原子层沉积方法，在所述步骤b中制备的绝缘层之上继续制备无机半导体有源层，控制无机半导体有源层的厚度为10～50nm；

d．采用真空蒸发方法或溅射方法，在所述步骤c中制备的无机半导体有源层之上继续制备源极和漏极，形成源漏电极薄膜层；

e．通过真空蒸发方法或旋涂方法，在所述步骤d中制备的源漏电极薄膜层之上继续制备有机半导体有源层，构成底栅结构，控制有机半导体有源层的厚度为10～60nm，所述无机半导体有源层和所述有机半导体有源层位于源漏电极薄膜层两侧，从而形成双极型的薄膜晶体管器件的无机-有机复合结构有源层，再经过封装后，完成双极型薄膜晶体管器件的制备。

9.根据权利要求1所述具有复合有源层的双极型薄膜晶体管器件的制备方法，其特征在于：在所述步骤e中，采用真空蒸发方法在源漏电极薄膜层之上制备有机半导体有源层时，沉积速率为0.05～0.5nm/s。