一種有機(jī)薄膜晶體管及提高有機(jī)薄膜晶體管遷移率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)光電材料領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)薄膜晶體管及提高有機(jī)薄膜晶體管迀移率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)薄膜晶體管是一種利用有機(jī)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)無(wú)機(jī)材料的半導(dǎo)體器件。和傳統(tǒng)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料相比，有機(jī)材料具有更多的優(yōu)點(diǎn)，例如在室溫條件下就可以通過旋涂、噴墨打印聚合物和有機(jī)小分子材料得到有源層，制作溫度低實(shí)現(xiàn)低成本化。而且有機(jī)材料具有原料易得、可大面積化、柔性化等優(yōu)點(diǎn)，所以未來的發(fā)展前景廣闊。然而有機(jī)薄膜晶體管的載流子迀移率還與傳統(tǒng)的薄膜晶體管材料有一定的差距，也是阻礙其商業(yè)化的一個(gè)主要原因。因此提高有機(jī)薄膜晶體管的迀移率是急需解決的一個(gè)問題。
[0003]有機(jī)薄膜晶體管的研究核心為有機(jī)半導(dǎo)體材料，而體現(xiàn)其性能的是相應(yīng)的載流子迀移率。有機(jī)分子通過范德華力結(jié)合在一起，分子間的電子云幾乎不重疊，所以在有機(jī)材料中，載流子主要是通過分子間J1-Ji鍵的堆疊進(jìn)行鏈間跳躍傳輸。因此增強(qiáng)分子間的J1-Ji鍵堆疊，改善分子排列的規(guī)整性和有序性是提高載流子迀移率的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)薄膜晶體管及提高有機(jī)薄膜晶體管迀移率的方法，通過在有機(jī)薄膜晶體管的有源層成膜后，將硅片置于帶有蒸汽退火溶劑和加電場(chǎng)裝置的玻璃器皿中進(jìn)行溶劑蒸汽退火處理，使有源層分子結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行組裝，同時(shí)，在該裝置兩側(cè)的電極基板上施加一定大小的電場(chǎng)，提尚有源層分子排列的有序性和取向性，從而提尚該薄膜晶體管的迀移率和相關(guān)電學(xué)性能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種有機(jī)薄膜晶體管，所述有機(jī)薄膜晶體管為底柵頂接觸結(jié)構(gòu)，從下往上依次為基底、有源層、源漏電極，所述基底包括基底硅片和絕緣層，所述基底硅片為生長(zhǎng)有一層二氧化硅的硅片，該硅片既為襯底又為柵極，所述絕緣層為二氧化硅層，所述有源層為有機(jī)半導(dǎo)體聚合物薄膜，所述源漏電極包括源極和漏極。
[0006]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述源漏電極通過熱蒸發(fā)方式制作而成;所述源漏電極材料為金/銀/鋁。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述二氧化硅層的厚度為80~320nm。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述有源層采用的材料為有機(jī)材料，即為有機(jī)小分子材料、有機(jī)共軛聚合物材料的混合物溶解于有機(jī)溶劑中，或者為一種或兩種的共軛聚合物材料的混合物溶解于有機(jī)溶劑中。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述有機(jī)半導(dǎo)體聚合物薄膜是通過旋涂、刮涂或打印的方式制備，所述有源層的厚度為20?10nm0
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述有源層制備完成后的處理方式為:將制備完的有源層置于帶有蒸汽退火溶劑和加電場(chǎng)裝置的玻璃器皿中，同時(shí)，在該加電場(chǎng)裝置兩側(cè)的電極基板上施加一定大小的電場(chǎng)。
[0011]本發(fā)明還提供了一種提高上述所述的一種有機(jī)薄膜晶體管迀移率的方法，包括如下步驟，
S1:以生長(zhǎng)有一層二氧化硅的硅片為基底，將其在丙酮、異丙醇、三氯甲烷中分別超聲1分鐘，并氮?dú)獯蹈桑?br> S2:將有機(jī)材料以一定比例溶解于有機(jī)溶劑中；
S3:溶解完全后，通過旋涂/刮涂/打印的方式在步驟SI所述的硅片上制備有源層；
S4:在有源層成膜后，迅速將硅片置于帶有蒸汽退火溶劑和加電場(chǎng)裝置的玻璃器皿中，處理一預(yù)定時(shí)間；
S5:采用熱蒸發(fā)的方法在該硅片上通過掩膜板蒸鍍出源漏電極圖案。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S4中的蒸汽退火溶劑為:氯苯、四氰呋喃、二氯苯酚。
[0013]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S4中加電場(chǎng)裝置的電場(chǎng)強(qiáng)度為:0.25?3kV/cm;所述步驟S4中的預(yù)定時(shí)間為5?300min。
[0014]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S5中的源漏電極厚度為20?80nm。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明制作的有機(jī)薄膜晶體管，通過對(duì)其成膜后的有源層進(jìn)行溶劑蒸汽退火和加電場(chǎng)處理，使有源層分子排列更具有序性和取向性，從而提高該薄膜晶體管的迀移率和相關(guān)電學(xué)性能;本發(fā)明所述的溶劑蒸汽退火及加電場(chǎng)處理的方式，其方法簡(jiǎn)單，易操作，投入成本低，且得到的有機(jī)薄膜晶體管迀移率有較大提升。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種提高有機(jī)薄膜晶體管迀移率的方法中所采用的有機(jī)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，100為硅片，110為Si02絕緣層，120為經(jīng)過優(yōu)化處理的有源層，130為源漏電極。
[0017]圖2是本發(fā)明一種提高有機(jī)薄膜晶體管迀移率的方法中實(shí)例2所采用的溶劑蒸汽退火及加電場(chǎng)裝置示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明一種提高有機(jī)薄膜晶體管迀移率的方法中實(shí)施例1與實(shí)施例2制備的有機(jī)薄膜晶體管的電學(xué)轉(zhuǎn)移特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的一種有機(jī)薄膜晶體管，所述有機(jī)薄膜晶體管為底柵頂接觸結(jié)構(gòu)，從下往上依次為基底、有源層、源漏電極，所述基底包括基底硅片和絕緣層，所述基底硅片為生長(zhǎng)有一層二氧化硅的硅片，該硅片既為襯底又為柵極，所述絕緣層為二氧化硅層，所述有源層為有機(jī)半導(dǎo)體聚合物薄膜，所述源漏電極包括源極和漏極。所述源漏電極通過熱蒸發(fā)方式制作而成;所述源漏電極材料為金/銀/鋁。所述二氧化硅層的厚度為80~320nm。
[0021]所述有源層采用的材料為有機(jī)材料，即為有機(jī)小分子材料、有機(jī)共軛聚合物材料的混合物溶解于有機(jī)溶劑中，或者為一種或兩種的共軛聚合物材料的混合物溶解于有機(jī)溶劑中。所述有機(jī)半導(dǎo)體聚合物薄膜是通過旋涂、刮涂或打印的方式制備，所述有源層的厚度為20?lOOnm。所述有源層制備完成后的處理方式為:將制備完的有源層置于帶有蒸汽退火溶劑和加電場(chǎng)裝置的玻璃器皿中，同時(shí)，在該加電場(chǎng)裝置兩側(cè)的電極基板上施加一定大小的電場(chǎng)。
[0022]本發(fā)明還提供了一種提高上述所述的一種有機(jī)薄膜晶體管迀移率的方法，包括如下步驟，
S1:以生長(zhǎng)有一層二氧化硅的硅片為基底，將其在丙酮、異丙醇、三氯甲烷中分別超聲1分鐘，并氮?dú)獯蹈桑?br> S2:將有機(jī)材料以一定比例溶解于有機(jī)溶劑中；
S3:溶解完全后，通過旋涂/刮涂/打印的方式在步驟SI所述的硅片上制備有源層；
S4:在有源層成膜后，迅速將硅片置于帶有蒸汽退火溶劑和加電場(chǎng)裝置的玻璃器皿中，處理一預(yù)定時(shí)間；
S5:采用熱蒸發(fā)的方法在