[发明专利]共聚物有机场效应晶体管在多模态功率集成电路中的应用

说明书

本发明提供了一种共聚物有机场效应晶体管在多模态功率集成电路中的应用，通过利用共聚物有机场效应晶体管来搭建制造有机半导体多模态功率集成电路，该多模态控制电路能够通过改变栅极偏压实现器件N型/P型极性的转化，仅需要改变外接栅极信号就可以实现H桥、单级放大器以及反相器的切换，并且该电路制造工艺简单，集成度更高，散热低，成本低廉，绿色环保，不会造成更多污染。

技术领域

本发明涉及半导体器件设计与制造领域，具体的是涉及共聚物有机场效应晶体管在多模态功率集成电路中的应用。

背景技术

传统集成电路产业高能耗、高排放、高成本、复杂的生产流程等特点不能满足绿色发展的要求。基于共聚物半导体材料的有机集成电路通过新材料、新器件、新工艺、新设计，解决了传统集成电路对复杂工艺、材料与设备的依赖问题，同时具有环境友好、低成本、高性能、可柔性等诸多优势。

共聚物有机场效应晶体管具有生产成本低、材料来源丰富、对环境友好、工艺步骤简单、可柔性等诸多优势，它的应用场景很多，包括可用于射频识别标签、生物传感器、柔性显示、光电探测器等领域。H桥电极驱动芯片作为一种典型的智能功率集成电路，广泛应用于直流和步进机马达驱动、工业机器人、军事作战等各种领域，但是其使用的功率开关器件是MOSFET、BJT、IGBT等功率器件。由于这些器件制作的功率集成电路制作成本高、工艺复杂、工艺流程多、需要封装等问题，并且传统的这些器件由于已经固定只能显示一种极性，由其搭建的H桥电路能够实现的功能有限，不能根据改变外加栅极连接方式与栅极电压实现不同的功能，而且目前并没有科研人员将有机场效应晶体管作为功率器件应用于驱动电路，利用有机场效应晶体管来制作多模态功率集成电路可以很好的实现低成本、高性能、环境友好的目标。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种共聚物有机场效应晶体管在多模态功率集成电路中的应用，利用本发明制作的共聚物有机半导体器件特殊的双极性导通特性，实现功率器件的“复用”，即可以通过改变器件的外加栅压变化范围，正向导通和反向截止工作区的范围，实现电路的多模态功能，经过外围控制电路简单改变器件外加栅压的变化可以实现单级放大器、反相器、H桥电路的多模态工作能力。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明提供共聚物有机场效应晶体管在多模态功率集成电路中的应用，有机场效应晶体管分为底栅顶接触、底栅底接触、顶栅底接触以及顶栅顶接触，底栅顶接触和底栅底接触结构因为半导体层裸露在外面，很容易与空气接触而失效，并不适用于集成电路的构建，而顶栅顶接触的结构因为源漏极在半导体层上面，很容易损伤半导体层；所以采用顶栅底接触结构用于集成电路的构建，因为在顶栅底接触结构中介质层在半导体层的上方，对下方半导体层起到一定的保护作用；

本发明所述共聚物有机场效应晶体管在多模态功率集成电路中的应用，具体的是利用顶栅底接触结构的共聚物有机场效应晶体管和外连线，构建多模态功率集成电路，通过改变该多模态控制电路中共聚物有机场效应晶体管栅极偏压实现器件N型/P型极性的转化，所述顶栅底接触结构的共聚物有机场效应晶体管包括衬底、源漏电极、半导体层、介质层和栅电极，顶栅底接触结构的共聚物有机场效应晶体管的制备过程需满足以下制备过程：

步骤S1，在基板上蒸镀金属源漏极及引线：在基板上吸附掩膜版并放入蒸镀仪中，依次蒸镀金属Ni，Cu形成金属源漏极和引线；

步骤S2，制作半导体层：将沉积好源漏电极及引线的基板吸附至旋涂仪上，将3-15mg/ml的DPPT-TT/DCB溶液滴至表面，以200-800rpm/min，150-250rpm/s的加速度持续8-13s；1000-2000rpm/min,200-800rpm/s的加速度持续40-100s；0rpm/min，200-800rpm/s的加速度持续2-8s旋涂到基板表面；