[发明专利]一种利用有机半导体掺杂制备高迁移率晶体管的方法

说明书

本发明公开了一种利用有机半导体掺杂制备高迁移率晶体管的方法，包括步骤：1)选择合适的衬底，裁剪后清洗；2)对衬底表面进行绝缘聚合物修饰；3)在绝缘聚合物修饰后的衬底上真空蒸镀有机半导体材料；4)使用掩膜版，在有机半导体层上蒸镀金作为源极、漏极得到有机场效应晶体管；5)在有机场效应晶体管沟道内掺杂，真空蒸镀P型掺杂剂分子。本发明通过借助有机半导体掺杂的手段，提高有机场效应晶体管的器件性能，在保证开关比基本保持不变的情况下，提高迁移率，减低阈值电压。

技术领域

本发明属于有机电子学技术领域，具体涉及一种利用有机半导体掺杂制备高迁移率晶体管的方法。

背景技术

场效应晶体管(FET)作为一种有源三端器件，可以通过栅极电压实现对源漏极之间电流的控制，在半导体领域发挥着至关重要的作用。在发光二极管(LED)或者OLED显示器，固态硬盘及内存等存储器、集成电路等的生产研发中均能看到它的身影。相比于无机电子器件，有机电子器件有以下优势:1)可以进行溶液加工，意味着在制造业生产过程中，能更加便捷高效地进行大面积生产，节约材料损耗，降低成本；2)易于对器件进行调控，通过对原材料进行化学改性，或者是在得到器件之后进行物理化学优化，如退火、掺杂等，可以大幅度提高器件性能；3)可以进行柔性加工，这一特性可以为柔性器件、折叠曲面屏幕、可穿戴设备提供良好基础。基于这些优势，有机器件及其性能优化近年来一直是研究的热点，在未来也拥有着广阔的使用前景。

但是，在OFETs领域，与无机晶体管相比仍然存在着较大的性能差距。目前主要制约OFETs大规模使用的关键因素在于有机器件性能与无机器件还存在着很大的差距，包括器件的迁移率、阈值电压、开关比和稳定性等性能参数。低迁移率制约了器件的响应速度，高阈值电压制约了器件在微电子电路中的使用。

无机物的掺杂对于传统无机器件性能的提高在历史上具有重要的意义，对有机物亦然，如何使用掺杂提高OFETs性能的研究从未停止。有机掺杂是被广泛使用的一种技术，与无机的情况类似，均是通过物理化学手段，在本体材料中添加掺杂剂，被用来提升电荷的传输性能或者减少接触电阻。掺杂不仅仅可以提升器件的电导率等性能，还可以对OFETs进行特定的调控来开发特定用途的器件，提升器件的稳定性。一方面，掺杂层相比有机层具有更高的导电性，有助于减小载流子在有机层内输运中由欧姆接触引起的电流损失；另一方面，掺杂层可以在OFETs结构中形成良好的接触材料，降低由于功函数不匹配导致的传输势垒。

参考文献：

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