[发明专利]一种n-型半导体插层并五苯有机场效应晶体管及应用

权利要求书

1.一种利用n-型半导体插层提升并五苯有机场效应晶体管工作性能的方法，有机场效应晶体管器件的结构为底栅型：从下到上分别是栅电极/绝缘层/聚合物介质薄膜/并五苯/源或漏电极；有机场效应晶体管器件的结构或为顶栅型，从下到上分别是源或漏电极/并五苯/聚合物介质薄膜/绝缘层/栅电极，其特征在于，在绝缘层和聚合物介质薄膜之间增加一n-型半导体薄膜插层；栅电极为电阻率小于0 .005Ω·㎝的导体，绝缘层介质为绝缘体，n-型半导体薄膜是n-型无机半导体薄膜或n-型有机半导体薄膜；聚合物介质薄膜为电荷俘获介质，厚度为1-100nm；并五苯厚度为1-100nm；源或漏电极厚度为50-200nm；n-型半导体薄膜为n-型无机半导体薄膜，所述n-型无机半导体薄膜包括硒化锌、硫化锌、氧化锌、铟镓锌氧化物IGZO、缺氧的氧化物薄膜或缺氧的复合氧化物薄膜；

n-型无机半导体薄膜制备方法包括磁控溅射法、热蒸发方法或电子束蒸发方法，n-型无机半导体薄膜厚度范围为1-200nm，是结晶态薄膜或非晶态薄膜；

n-型半导体薄膜靠近聚合物介质薄膜界面处会积累高密度的电子，是由于在并五苯靠近聚合物介质薄膜界面处存在带正电界面层而发生静电感应现象导致的；且由于聚合物/n-型半导体界面处高密度电子的积累，使得并五苯/聚合物界面处总体的正电荷电场大幅减小，从而使并五苯与聚合物介质界面处的空穴势垒高度大大降低。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，复合氧化物薄膜为ZrHfO_2-δ。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，n-型半导体薄膜是n-型有机半导体薄膜，且为n-型小分子薄膜，包括N-N”-二3-正戊烷基-3 ,4 ,9 ,10-苝二酰亚胺即PTCDI-C13、N-N”-二正十三烷基-3 ,4 , 9 ,10-苝二酰亚胺即EP-PDI或N-N”-二苯基-1 ,4 ,5 ,8-奈二酰亚胺(NDI)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，n-型半导体薄膜是n-型半导体结晶态薄膜、半晶态薄膜或非晶态薄膜。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，n-型有机半导体薄膜制备方法包括溶液方法，所述溶液方法包括甩胶法、溶胶-凝胶法、喷涂法或丝网印刷法，喷墨打印法或热蒸发方法，n-型有机半导体薄膜厚度范围为1-100nm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，n-型半导体薄膜为两种n-型半导体复合结构薄膜；是在n-型有机半导体薄膜表面再制备一层n-型无机半导体薄膜，或在n-型有机半导体薄膜表面再制备一层n-型聚合物薄膜。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，复合薄膜中n-型有机半导体薄膜的厚度为0.5-60nm，n-型无机半导体薄膜的厚度为0.5-60nm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，聚合物介质为聚苯乙烯,聚(2-乙烯基萘)(PVN)或聚α-甲基苯乙烯(PαMS)有机薄膜，厚度为1-100nm。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述聚合物介质薄膜制备方法包括溶液方法，溶液方法为甩胶法、溶胶-凝胶法、喷涂法、丝网印刷法或喷墨打印法。

10.根据权利要求1-9之一所述方法得到的并五苯有机场效应晶体管存储器件，其特征是，有机场效应晶体管器件的结构为底栅型：从下到上分别是栅电极/绝缘层/n-型半导体薄膜插层/聚合物介质薄膜/并五苯/源或漏电极；有机场效应晶体管器件的结构或为顶栅型，从下到上分别是源或漏电极/并五苯/聚合物介质薄膜/n-型半导体薄膜插层/绝缘层/栅电极。