[发明专利]一种晶体管存储器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种晶体管存储器及其制备方法，所述的晶体管存储器中的有机有源层包括自下而上设置的第一聚合物绝缘层、三碘合铅酸铯膜和第二聚合物绝缘层，其中所述的三碘合铅酸铯膜的厚度为15‑20nm。制备过程如下(1)配置溶液：包括配置制备第一聚合物绝缘层的聚合物溶液A、第二聚合物绝缘层的聚合物溶液B和三碘合铅酸铯溶液；(2)制备晶体管：在完成栅电极和栅绝缘层制作的衬底上采用所配置的相对应的溶液依次制作第一聚合物绝缘层、三碘合铅酸铯膜和第二聚合物绝缘层的膜层，之后完成有机半导体层和源漏电极的制作。本发明将三碘合铅酸铯引入到有机场效应晶体管存储器中，丰富了有机存储技术的材料选择。

技术领域

本发明属于有机晶体管存储器领域，具体涉及一种晶体管存储器及其制备方法。

背景技术

迄今，基于“大数据时代”对信息存储的要求越来越高，因此对用于存储数据的材料和元器件提出了更高的要求，以满足不断扩容的存储器的需要。目前有机场效应晶体管存储器作为电路中的一种基本元器件，对传统半导体存储器的重要补充，扩大了信息存储所应用的范围。同时，由于其与柔性衬底兼容，能满足柔性有机电子产品中数据存储需求，因此，基于有机半导体材料的存储技术即有机电存储技术获得了各国科学家的关注，得到了迅速的发展。

有机场效应晶体管存储器(Organic Field-effect Transistor Memory，OFETM)具有单根晶体管驱动，非破坏性读取，易与有机电路集成等优点，能够满足高密度、高性能的数据存储的需求。然而，从目前国内外总体的研究进展来看，OFETM仍面临下列挑战：(1)操作电压过高(100V)；(2)存储密度低(难以实现多阶存储)；(3)数据稳定性差(维持时间10⁵s)。事实上，这些问题均源于材料本身的特质，因此，当前研究的重点在于开发一种能满足需求的OFETM。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种晶体管存储器及其制备方法。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种晶体管存储器，包括自上而下设置的源漏电极、有机半导体层、有机有源层、栅绝缘层和栅电极，其特征在于：所述的有机有源层包括自下而上设置的第一聚合物绝缘层、三碘合铅酸铯膜和第二聚合物绝缘层，其中所述的三碘合铅酸铯膜的厚度为15-20nm。

作为本发明的进一步改进，制备所述的第一聚合物绝缘层和所述的第二聚合物绝缘层的材料选自相同或不同的材料，所选自的材料包括聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲脂。

作为本发明的进一步改进，所述的第一聚合物绝缘层的膜厚大于所述的第二聚合物绝缘层的膜厚，所述的第一聚合物绝缘层的厚度为30-35nm，所述的第二聚合物绝缘层的厚度为10-15nm。该设计是为了能够实现将三碘合铅酸铯应用到完成OFETM的制作，其中第一聚合物层在OFETM中起到两个主要的作用：a.修饰硅片基底表面缺陷；b.减少三碘合铅酸铯膜的泄露电流，提高电荷存储能力。因此该层膜厚不能太薄，但是如果该层膜厚较大，则会增大操作电压，增加功耗。基于此所述的第一聚合物层的膜厚控制在30-35nm之间。所述的第二聚合物层的作用主要包括以下两点：a.钝化三碘合铅酸铯膜，使得在其上生长的有机半导体层结晶性良好；b.保护三碘合铅酸铯膜不受水氧侵蚀。但是过厚的薄膜同样会增大操作电压，还会抑制电荷传输，而过薄的薄膜无法起到有效的保护作用，经测试，所述的第二聚合物层的厚度控制在10-15nm之间。

本发明同时还提供了制备该晶体管存储器的方法，包括以下步骤：

配置溶液：包括配置制备第一聚合物绝缘层的聚合物溶液A、第二聚合物绝缘层的聚合物溶液B和三碘合铅酸铯溶液；

制备晶体管：在完成栅电极和栅绝缘层制作的衬底上采用所配置的相对应的溶液依次制作第一聚合物绝缘层、三碘合铅酸铯膜和第二聚合物绝缘层的膜层，之后完成有机半导体层和源漏电极的制作。