[发明专利]一种基于薄膜晶体管的柔性透明浮栅存储器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于薄膜晶体管的柔性透明浮栅存储器及其制备方法，该存储器采用底栅顶接触的晶体管结构，器件自下而上依次是透明衬底和透明栅极，绝缘层、浮栅层、隧穿层、有机半导体层及透明源漏电极。透明聚合物绝缘薄膜或金属氧化物绝缘薄膜，电荷捕获层和薄的聚合物绝缘薄膜(隧穿层)以及有机半导体聚合物薄膜，最后采用喷涂的方法制备碳纳米管电极。本发明制作的柔性透明存储器件通过利用材料自身特性以及工艺改善，在实现了器件高透明率和柔性的同时，还获得了很高的存储性能；本发明制备的柔性透明浮栅存储器制备工艺简单，易操作，投入成本低，且得到的存储器性能优异，具有成为柔性透明、高性能有机电子的潜力。

技术领域

本发明属于有机光电材料领域，具体涉及一种基于薄膜晶体管的柔性透明浮栅存储器及其制备方法。

背景技术

在过去的十年里，人们致力于可伸展和透明电子产品的开发。以智能显示器、人工皮肤和可穿戴传感器等为代表的新一代柔性透明电子产品的出现，其是传统的电子产品所无法比拟的。这对存储技术提出了新的要求，当下主流的MOSFET闪存存储技术已经不能很好地满足新型产品的需求。Yole development的2017年技术和市场报告已经强调了新兴NVM技术日益增长的重要性。

基于有机薄膜晶体管的浮栅存储器是解决新型存储器的一个重要方向。其凭借其制造成本低、可低温制备、柔性可弯曲和可大面积生产的优点已经引起了国际上广大科研工作者的关注，并且有机薄膜晶体管存储器因其非破坏性读取和制造优势(其结构可以与集成电路兼容)的特点使得它可以更好地在实际的应用中加以生产使用。

目前在柔性材料的加工性和性能方面仍存在许多挑战，大都有着缺点，如导电性有限或机械不稳定。也有一些应用可以使用结构工程来弥补材料固有的不足。此外，透明半导体在所有已知的有机半导体中仍然只占很小的一部分，能够应用的透明低成本半导体就更少了。为此，本发明旨在提供一种兼具柔性及高透明率的浮栅存储器。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于薄膜晶体管的柔性透明浮栅存储器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于薄膜晶体管的柔性透明浮栅存储器，所述浮栅存储器为底栅顶接触结构，其包括依序层叠设置的柔性透明基底、柔性透明电荷俘获层、柔性透明有源层及柔性透明电极；

所述柔性透明基底包括依序层叠的衬底、栅电极和绝缘层；

所述柔性透明电荷俘获层包括依序层叠的浮栅层和隧穿层。

进一步的，所述衬底为透明绝缘材料或在柔性材料中插入热固性基板形成混合衬底；可选用的透明绝缘材料包括但不限于PET、PI。

进一步的，所述栅电极层由透明导电材料构成，可选用的透明导电材料包括但不限于导电共轭聚合物、碳基材料和金属纳米材料。

进一步的，所述绝缘层所用材料由透明金属氧化绝缘材料或透明聚合物材料构成，其中可选用的透明聚合物材料包括但不限于PVP、PVA、 PMMA。

进一步的，所述浮栅层由一维纳米线材料、纳米金属颗粒、形成矩阵的量子点或形成矩阵的聚合物纳米颗粒材料构成。

进一步的，所述隧穿层由透明聚合物材料构成，可选用的透明聚合物材料包括但不限于PVP、PVA、PMMA。

进一步的，所述柔性透明有源层由有机小分子材料、有机共轭聚合物材料或者一种或两种共轭聚合物材料的混合物构成。

进一步的，所述柔性透明电极由一维导电材料、导电聚合物材料或离子凝胶材料的混合物构成。

本发明进一步提供一种基于薄膜晶体管的柔性透明浮栅存储器的制备方法，包括如下步骤：