[发明专利]一种低功耗高增益值的反相器及其制备方法

说明书

本发明提供一种低功耗高增益值的反相器及其制备方法，该反相器包括衬底以及设置在所述衬底上的底电极，覆盖所述衬底和底电极的绝缘层、覆盖所述绝缘层上的修饰层、设置在所述修饰层上的有缘层和顶电极；所述有缘层包括相互分离的PTCDI‑C8薄膜和并五苯薄膜。本发明以PTCDI‑C8薄膜作为n型有源层，以并五苯薄膜作为p型有源层，通过两种电学性能相匹配的N型与P型晶体管的互补作用来降低反相器的功耗并提高其增益值及转换速率。

技术领域

本发明属于有机电子学技术领域，尤其涉及一种低功耗高增益值的反相器及其制备方法。

背景技术

近年来，人们对便携式、低功耗电子产品的需求不断增加，而大型电子系统随着功能的日益丰富，其功耗也不断增加，因此低功耗电子元件的设计已经成为今后发展的重要方向之一，使用具有低工作低压的电子元件及反相器是实现低功耗电路设计的一种有效手段。

反相器是一种用于驱动电路中将输入信号的相位进行反转的电子器件，传统的互补金属-氧化物-半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)反相器通常采用性能相当的n型和p型MOS晶体管(field-effect transistors，FETs)组成，以有机小分子层作为p型有源层，以氧化物半导体层作为n型有源层。虽然这类型的反相器具有不错的增益值，但其驱动电压很高，一般需要几十伏特，如申请号为CN201710912118.5的专利申请在高达40V的电压下才能够获得85V/V的电压增益，驱动电压极高、能耗大。

发明内容

基于此，本发明提供一种低功耗高增益值的反相器及其制备方法，该反相器可以在低压下进行驱动，且在低压下即可获得很高的增益值。

本发明所提供的低功耗高增益值的反相器包括衬底、第一底电极、第二底电极、绝缘层、修饰层、有源层和顶电极；所述第一底电极和第二底电极设置在所述衬底上并相互分离；所述绝缘层覆盖所述衬底、第一底电极和第二底电极上表面；所述修饰层设置在所述绝缘层上表面；所述有源层包括相互分离的PTCDI-C8薄膜和并五苯薄膜，所述PTCDI-C8薄膜设置在所述修饰层表面并与所述第一底电极相对，所述并五苯薄膜设置在所述修饰层表面并与所述第二底电极相对；所述顶电极设置在所述修饰层表面同时覆盖部分覆盖所述PTCDI-C8薄膜和并五苯薄膜上表面，并穿过所述修饰层和绝缘层与第一底电极、第二底电极连接。

相对于现有技术，本发明以PTCDI-C8薄膜作为n型有源层，以并五苯薄膜作为p型有源层，并将二者分别设置在与第一底电极和第二底电极相对应的位置组成反相器，通过两种电学性能相匹配的N型与P型晶体管的互补作用来降低反相器的功耗并提高其增益值及转换速率。

进一步，所述绝缘层为La₂O₃薄膜，厚度为20～30nm。

进一步，所述修饰层为PαMS薄膜。

进一步，所述PTCDI-C8薄膜和并五苯薄膜厚度相同，均为40～60nm。

进一步，所述底电极和顶电极均为Au，厚度均为20～40nm。

本发明还提供上述低功耗高增益值的反相器的制备方法，步骤如下：

1)在衬底上沉积相互分离的第一底电极和第二底电极；

2)旋涂La₂O₃溶液成膜，得到覆盖所述衬底和第一底电极和第二底电极的La₂O₃薄膜作为绝缘层；

3)在所述La₂O₃薄膜上旋涂PαMS溶液并进行退火处理得到PαMS薄膜作为修饰层；