[发明专利]一种有机场效应器件及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201611260478.3 申请日: 2016-12-30
公开(公告)号: CN108269917A 公开(公告)日: 2018-07-10
发明(设计)人: 孙蓉;罗遂斌;王健;宋子杰;于淑会 申请(专利权)人: 深圳先进技术研究院
主分类号: H01L51/05 分类号: H01L51/05;H01L51/30;H01L51/40
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 巩克栋;侯桂丽
地址: 518055 广东省深圳*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 效应器 有机场 纳米颗粒 聚合物复合材料 柔性聚合物 半导体层 介电层 基底 制备 半导体纳米颗粒 导电纳米颗粒 电路保护 配合关系 柔性芯片 性能调控 制造成本 导电层 高介电 金属箔 聚合物 衬底 导电 基板 漏极 埋入 源极 沉积 应用 开发
【说明书】:

发明公开了一种有机场效应器件及其制备方法。本发明的有机场效应器件包括栅极、介电层、半导体层、源极和漏极,其中,所述介电层为包含高介电纳米颗粒的聚合物复合材料,所述半导体层为包含导电纳米颗粒和/或半导体纳米颗粒的聚合物复合材料,所述栅极为金属箔或者由柔性聚合物基底及沉积在柔性聚合物基底上的导电层构成的导电衬底。本发明的有机场效应器件不仅制造成本低,柔性好,而且可以通过对纳米颗粒的选择以及纳米颗粒与聚合物的配合关系实现对有机场效应器件的性能调控,本发明的有机场效应器件可以埋入到基板中用于电路保护,也可应用于柔性芯片的开发。

技术领域

本发明属于有机场效应器件技术领域,涉及一种有机场效应器件及其制备方法,尤其涉及一种通过对有机场效应器件的各层结构及材料成分设计而得到的有机场效应器件及其制备方法。

背景技术

有机场效应晶体管(organic field-effect transistors,OFETs)是有机电子学的一个重要分支,它自诞生之日起就受到了全球科技和学术界的广泛关注,成为有机电子学研究领域的热点之一。有机场效应晶体管具有十分广泛的潜在用途,可以制备多种电子学器件,诸如电子书、有机射频标签、智能卡、集成电路、存储和传感器件以及柔性显示的驱动器件等等。总之,如果有机场效应晶体管能够得到广泛应用,必将对全球科技与经济、人类生活方式和社会进步产生重大的影响。著名跨国公司和大学等机构如剑桥大学、斯坦福大学、贝尔实验室、德国马普所、IBM、Philips、SONY、GE、三星和三菱等都设立了专门的研究部门从事该类研究工作。国内的大学院校、研究所也已经展开相关的研究工作。

有机半导体材料及其器件之所以受到如此关注,其原因在于同传统的无机半导体材料相比,它具有性质可调控性、价廉、质轻,大面积制备以及柔性好等优点。再加上传统的半导体材料矿产资源日益枯竭以及相关器件制备过程中带来的严重环境污染和巨大的水、电能消耗等问题,人们迫切需要新的高性能和质优价廉的有机半导体材料与器件进行更新换代。然而,总体来讲目前已有的有机场效应器件介电层和半导体层通常由单一的有机高分子组成,不利于对性能进行调控,且成本较高。

发明内容

为解决以上技术上的不足,本发明的目的在于提供一种有机场效应器件,本发明的有机场效应器件不仅制备成本低,柔性好,而且可以通过调控纳米颗粒的选择以及纳米颗粒与聚合物的配合关系实现对有机场效应器件的性能调控。

为达上述目的,本发明采用以下技术方案:

第一方面,本发明提供一种有机场效应器件,包括栅极、介电层、半导体层、源极和漏极,其中,所述介电层为包含高介电纳米颗粒的聚合物复合材料。

优选地,所述高介电纳米颗粒为介电常数高于100的纳米颗粒。

优选地,所述高介电纳米颗粒为高介电无机纳米颗粒,优选为钛酸钡(BaTiO3)、二氧化钛(TiO2)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸铜钙(CCTO)、锆钛酸铅(PZT)或钛酸锶钡(BST)中的任意一种或至少两种的混合物,所述混合物典型但非限制性实例有:钛酸钡和二氧化钛的混合物,钛酸钡和钛酸锶的混合物,钛酸锶和钛酸铜钙的混合物,钛酸钡、钛酸铜钙和锆钛酸铅的混合物,钛酸锶、钛酸铜钙、锆钛酸铅和钛酸锶钡的混合物等。但并不限于上述列举的高介电无机纳米颗粒,其他本领域常用的介电常数大于100的无机纳米颗粒也可用于本发明。

优选地,所述介电层中的高介电纳米颗粒的粒径为1nm~1000nm,例如为1nm、10nm、25nm、50nm、80nm、120nm、150nm、175nm、200nm、225nm、270nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm等,优选为50~500nm。

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