[发明专利]一种带状传输薄膜晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种带状传输薄膜晶体管及其制备方法，涉及有机场效应晶体管技术领域。该薄膜晶体管的介电层为双层聚合物介电层，半导体层为2,6‑二苯基蒽；双层聚合物介电层的上层为PPO、PAA或PVP，下层为PI。制备过程：首先在导电玻璃表面涂覆PI前体，退火得到PI薄膜；然后对薄膜进行氧等离子体处理，在处理后的PI表面涂覆PPO、PAA或PVP溶液，退火，得到双层聚合物介电层；在双层聚合物介电层上衬底50℃蒸镀2,6‑二苯基蒽薄膜和源/漏电极，得薄膜晶体管。本发明改变了电荷常见的热激活传输模式，实现了高质量载流子运输的带状传输模式，使得晶体管能够更好的面对使用过程中的应用挑战。

技术领域

本发明涉及有机场效应晶体管技术领域，特别是涉及一种带状传输薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

有机场效应晶体管由于其质量轻，成本低等优势有望成为下一代电路元器件，其中，介电层作为有机场效应晶体管中不可或缺的一部分在半导体生长以及电荷传输等方面发挥着重要作用。

与无机绝缘材料相比，聚合物电介质具有理想的机械柔韧性、良好的溶液加工性等优点，是发展柔性电子设备的有效选择。基于聚合物电介质的有机小分子的蒸镀薄膜器件兼具了柔性和大面积阵列制造的优势。但是，半导体分子间仅以弱的分子间作用力形成松散无序的堆积，同时伴随着大量晶界，这会大大加强分子热振动，为电荷传输带来负面影响，使晶体管器件在低温下表现出正相关的温度依赖性，意味着电荷以常见的热激活模式传输，而难以迈向意味着高质量载流子运输的带状传输模型。

因此，急需改变晶体管器件电荷的热激活传输模式，提供一种可实现带状传输的晶体管，以应对晶体管应用过程所面临的挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种带状传输薄膜晶体管及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现对小分子薄膜晶体管传输机制的有效调控，进而使电荷实现带状传输。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种带状传输薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的介电层为双层聚合物介电层，半导体层为2,6-二苯基蒽；

所述双层聚合物介电层的上层为聚苯醚(PPO)、聚酰胺酸(PAA)或聚(4-乙烯基苯酚)(PVP)，下层为聚酰亚胺(PI)。

本发明还提供上述带状传输薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：

(1)在导电玻璃表面涂覆聚酰亚胺前体，退火得到聚酰亚胺薄膜；

(2)对步骤(1)得到的聚酰亚胺薄膜进行氧等离子体处理，然后在处理后的聚酰亚胺表面涂覆聚苯醚、聚酰胺酸或聚(4-乙烯基苯酚)溶液，退火，得到双层聚合物介电层；

(3)在所述双层聚合物介电层上蒸镀2,6-二苯基蒽薄膜和源/漏电极，即得所述带状传输薄膜晶体管。

进一步地，所述氧等离子体处理为50W，时间为5min。

进一步地，步骤(2)中退火温度为70℃，时间为0.5h。

进一步地，所述源电极为Au。

进一步地，所述聚酰亚胺前体为聚酰胺酸。

利用本发明中的三种双介电层(PPO/PI,PAA/PI,PVP/PI)结构，P型材料2,6-二苯基蒽(DPA)薄膜晶体管的电荷传输由热激活模型突破性的转变为带状传输。

本发明公开了以下技术效果：