[发明专利]一种有机薄膜晶体管及提高有机薄膜晶体管迁移率的方法

摘要

本发明涉及一种有机薄膜晶体管及提高有机薄膜晶体管迁移率的方法。该有机薄膜晶体管采用底栅顶接触结构，器件从下往上依次是一定尺寸的带有一定厚度二氧化硅氧化层的硅片，有机半导体聚合物薄膜，以及通过热蒸发的方式制作的源漏电极。本发明制作的有机薄膜晶体管器件，其有源层在制备完成后，将硅片置于如图所示装置中进行溶剂蒸汽退火处理，同时，在该装置两侧的电极基板上施加一定大小的电场，通过电场增加有源层分子排列的有序性，从而提高该薄膜晶体管的迁移率和相关电学性能。本发明所述的溶剂蒸汽退火及加电场处理的方式，其方法简单，易操作，投入成本低，且得到的有机薄膜晶体管迁移率有较大提升。 1

主权项

1.一种提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，其特征在于：所述有机薄膜晶体管为底栅顶接触结构，从下往上依次为基底、有源层、源漏电极，所述基底包括基底硅片和绝缘层，所述基底硅片为生长有一层二氧化硅的硅片，该硅片既为衬底又为栅极，所述绝缘层为二氧化硅层，所述有源层为有机半导体聚合物薄膜，所述源漏电极包括源极和漏极；所述二氧化硅层的厚度为300nm；所述有源层制备完成后的处理方式为：将制备完的有源层置于带有蒸汽退火溶剂和加电场装置的玻璃器皿中，同时，在该加电场装置两侧的电极基板上施加一定大小的电场；

所述提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，包括如下步骤，

S1：以生长有一层二氧化硅的硅片为基底，将其在丙酮、异丙醇、三氯甲烷中分别超声10分钟，并氮气吹干；

S2：将有机材料以一定比例溶解于有机溶剂中；

S3：溶解完全后，通过旋涂/刮涂/打印的方式在步骤S1所述的硅片上制备有源层；

S4：在有源层成膜后，迅速将硅片置于带有蒸汽退火溶剂和加电场装置的玻璃器皿中，处理一预定时间；

S5：采用热蒸发的方法在该硅片上通过掩膜板蒸镀出源漏电极图案；

所述玻璃器皿内盛放有退火溶剂溶液及位于退火溶剂溶液上方的加电场装置，所述加电场装置包括两个相互平行的电极以及用于固定两个电极的绝缘体，所述步骤S4中的硅片置于两个电极之间。

2.根据权利要求1所述的一种提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，其特征在于：所述源漏电极通过热蒸发方式制作而成；所述源漏电极材料为金/银/铝。

3.根据权利要求1所述的一种提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，其特征在于：所述有源层采用的材料为有机材料，即为有机小分子材料、有机共轭聚合物材料的混合物溶解于有机溶剂中，或者为一种或两种的共轭聚合物材料的混合物溶解于有机溶剂中。

4.根据权利要求1所述的一种提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，其特征在于：所述有机半导体聚合物薄膜是通过旋涂、刮涂或打印的方式制备，所述有源层的厚度为20~100nm。

5.根据权利要求1所述的一种提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，其特征在于：所述步骤S4中的蒸汽退火溶剂为：氯苯、四氰呋喃、二氯苯酚。

6.根据权利要求1所述的一种提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，其特征在于：所述步骤S4中加电场装置的电场强度为：0.25~3 kV/cm；所述步骤S4中的预定时间为5~300min。

7.根据权利要求1所述的一种提高有机薄膜晶体管迁移率的方法，其特征在于：所述步骤S5中的源漏电极厚度为20~80nm。