[发明专利]一种三层异质结有机场效应晶体管存储器及制备方法

权利要求书

1.一种三层异质结有机场效应晶体管存储器，其特征在于，包括衬底，所述衬底上由上至下依次包括源漏电极、有机半导体异质结、栅绝缘层和栅电极，所述有机半导体异质结与栅绝缘层之间设有聚合物驻极体层，栅绝缘层覆盖在整个栅电极表面，用于隔离栅电极和聚合物驻极体层之间的接触，有机半导体异质结由上至下依次包括第一空穴传输层、电子传输层和第二空穴传输层三层结构，半导体异质结与聚合物驻极体层紧密接触，覆盖在栅绝缘层表面上形成导电沟道，减小载流子隧穿时的接触势垒并促进载流子的隧穿迁移。

2.根据权利要求1所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器，其特征在于，所述源漏电极选用金属或有机导体材料制成，厚度为60~100 nm，源漏电极镀于有机半导体异质结表面导电沟道两侧。

3.根据权利要求2所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器，其特征在于，所述源漏电极采用的材料铜或金，源漏电极通过磁控溅射法、喷墨打印法或真空蒸镀法进行蒸镀。

4.根据权利要求1所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器，其特征在于，所述第一空穴传输层和第二空穴传输层采用的材料选自并五苯，电子传输层采用的材料选自二十三烷基苯苝二酰亚胺，第一、第二空穴传输层和电子传输层均采用热真空蒸镀成膜法成膜，电子传输层覆盖在第二空穴传输层表面上，第一空穴传输层覆盖在电子传输层表面上，形成三层结构的异质结，提供空穴和电子在导电通道，促进载流子的隧穿迁移。

5.根据权利要求1所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器，其特征在于，所述第一、第二空穴传输层的厚度分别为10~50 nm，电子传输层的厚度为5~15 nm，聚合物驻极体层中的聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯或聚甲基苯烯酸甲酯等低介电常数聚合物材料，聚合物驻极体层的厚度为25~70 nm。

6.根据权利要求1所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器，其特征在于，所述衬底采用的材料为高掺杂硅片、玻璃片或塑料PET，栅电极采用的材料为高掺杂硅、铝、铜、银、金、钛或钽，栅绝缘层采用的材料为二氧化硅、氧化铝、氧化锆、聚苯乙烯或聚乙烯吡咯烷酮，栅绝缘层的厚度为50~300 nm。

7.一种三层异质结有机场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配置聚合物溶液，溶于低沸点溶剂，浓度3~5 mg/mL；

（2）选择合适的衬底，并在衬底上依次形成栅电极和栅绝缘层，作为基片，栅绝缘层的厚度为50~300 nm，随后清洗干净基片并烘干，备用；

（3）将步骤（2）烘干后的基片使用紫外臭氧处理3~5 min；

（4）在步骤（3）制得的基片上面旋涂步骤（1）配置好的溶液，厚度为25~70 nm，将旋涂好的样品进行干燥退火；

（5）在步骤（4）制备好的样品上面依次蒸镀有机异质结半导体层和源漏电极。

8.根据权利要求7所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，聚合物溶液中的聚合物采用聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯或聚甲基苯烯酸甲酯，低沸点溶剂为甲苯，且无需除水处理。

9.根据权利要求7所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，聚合物溶液在空气中进行旋涂，空气湿度控制在40~50%。

10.根据权利要求7所述的一种三层异质结有机场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，在步骤（4）制备好的样品上面镀第二空穴传输层，蒸镀速率为1 Å/s，真空度控制在5×10^-4 pa以下，随后在第二空穴传输层上镀电子传输层，蒸镀速率为1 Å/s，真空度控制在5×10^-4 pa以下，在电子传输层上镀第一空穴传输层，蒸镀速率为1 Å/s，真空度控制在5×10^-4 pa以下，随后在制备的样品表面加上掩模板进行图案化处理，并镀金作为源漏电极，蒸镀速率0.5 Å/s，控制厚度在60~100 nm，掩模板的沟道宽度为2000 μm，长度为100 μm。