[发明专利]有机薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体管技术领域，尤其涉及一种有机薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

有机薄膜晶体管(OTFT，Organic Thin Film Transistor)是一种使用有机物作为半导体材料的薄膜晶体管，多用于塑料基板，因其具有可卷曲、制程成本低等特点，成为当前最具潜力的下一代柔性显示器的新型阵列(Array)板技术。有机薄膜晶体管制作方法相对传统无机薄膜晶体管更为简单，其对成膜气氛的条件及纯度的要求都很低，因此其制作成本更低；有机薄膜晶体管有优异的柔韧性，适用于柔性显示、电子皮肤、柔性传感器等领域。

OTFT有机半导体(OSC)层材料主要有聚合物(polymer)和小分子(small molecule)两种，与之搭配的有机绝缘(OGI)层材料一般为聚(4-乙基苯酚)(PVP，poly 4-vinylphenol)、聚乙烯醇(PVA，poly vinyl alcohol)或全氟树脂(cytop)等有机材料。OSC层与OGI层之间的界面存在缺陷态，在OTFT受到栅极(Gate)电压长时间应力(Stress)时经常会在界面处俘获(trap)电荷，而导致器件阈值电压(Vth)发生漂移(shift)，使器件性能恶化。

图1所示为传统有机薄膜晶体管结构示意图，传统的有机薄膜晶体管主要包括：基板10；源漏电极层11，其形成在所述基板10上；有机半导体层12，其形成在所述源漏电极层11上；有机绝缘层13，其形成在所述有机半导体层12上；栅电极层14，其形成在所述有机绝缘层13上；其余还可以包括诸如形成于栅电极层14上的有机平坦化层(图未示)等，在此不再赘述。

在薄膜晶体管(TFT)长时间处于开态时，栅电极层14的栅极电极会长时间处于负偏置电压(比如Vgs＝-40V)的状态，此时在有机半导体层12/有机绝缘层13界面处会发生载流子(hole)俘获(trapping)，使器件难以打开，导致Vth向左偏移。

图2为传统有机薄膜晶体管发生Vth左漂移的示意图，是TFT在负偏压热应力(NBTS，Negative Bias Thermal Stress)下发生Vth左漂移的一个示例。图2中横轴为栅极电压Vg(单位伏特)，纵轴为漏极电流Id(单位安培)，Vth曲线对应时间由0秒增至2000秒，Vth曲线向左漂移。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种新型有机薄膜晶体管结构，解决有机薄膜晶体管器件稳定性不佳的问题。

本发明的另一目的在于提供一种有机薄膜晶体管制备方法，制备一种新型有机薄膜晶体管结构，解决有机薄膜晶体管器件稳定性不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种有机薄膜晶体管，包括：基板；源漏电极层，其形成在所述基板上；有机半导体层，其形成在所述源漏电极层上；有机绝缘层，其形成在所述有机半导体层上；电荷注入层，其形成在所述有机绝缘层上；栅电极层，其形成在所述电荷注入层上。

其中，所述源漏电极层材料为金、银或氧化铟锡。

其中，所述有机半导体层材料为并五苯或聚(3-己基噻吩)。

其中，所述有机绝缘层材料为聚(4-乙基苯酚)或全氟树脂。

其中，所述电荷注入层材料为溶胶-凝胶法制备的二氧化硅。

其中，所述电荷注入层材料的制作方法为将正硅酸乙酯、乙醇、水和HCL按1:10:3.5:0.003的质量比例混合。

其中，所述栅电极层材料为金、铝或铜。

本发明还提供了一种有机薄膜晶体管制备方法，包括：

步骤1、在基板上形成源漏电极层；

步骤2、在源漏电极层上形成有机半导体层，再覆盖有机绝缘层；

步骤3、在有机绝缘层上形成电荷注入层；

步骤4、在电荷注入层上形成栅电极层。

其中，所述电荷注入层材料为溶胶-凝胶法制备的二氧化硅。

其中，所述电荷注入层材料的制作方法为将正硅酸乙酯、乙醇、水和HCL按1:10:3.5:0.003的质量比例混合。

综上，本发明的有机薄膜晶体管提供了一种新型有机薄膜晶体管结构，使有机膜晶体管器件稳定性得以提升；本发明的有机薄膜晶体管制备方法所制备的新型有机薄膜晶体管结构，使有机膜晶体管器件稳定性得以提升。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为传统有机薄膜晶体管结构示意图；