[发明专利]一种螺环小分子浮栅型有机场效应晶体管存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种螺环小分子浮栅型有机场效应晶体管存储器，其从上至下依次包括源漏电极、半导体层、隧穿层、浮栅层、电荷阻挡层，栅绝缘层，其中隧穿层、浮栅层、电荷阻挡层共同组合成了电荷捕获层，其特征在于：电荷捕获层为一层平滑的小分子螺环和高介电常数聚合物的复合纳米薄膜；所述存储器的下部还包括衬底和形成于衬底之上的栅电极，为底栅顶接触型场效应晶体管结构；所述复合纳米薄膜中的小分子螺环材料为螺[芴-9,7-二苯并[c,h]吖啶-5-酮](SFDBAO)，其通过绿色日光氧化反应制备；所述高介电常数聚合物为聚苯乙烯(PS)。

2.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述SFDBAO和PS通过溶液方式共混旋涂于所述栅绝缘层之上。

3.根据权利要求2所述的有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述SFDBAO和PS的复合纳米薄膜作为电荷捕获层的混合摩尔比为：SFDBAO:PS＝1:5-25；所述薄膜的厚度为30-45nm。

4.根据权利要求1所述的浮栅型有机场效应晶体管存储器，其特征在于：

所述衬底选自高掺杂硅片、玻璃片或塑料PET；

所述栅电极采用的材料选自高掺杂硅、铝、铜、银、金、钛或钽；

所述栅绝缘层采用的材料选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、聚苯乙烯PS或聚乙烯吡咯烷酮PVP，所述栅绝缘层的薄膜厚度为100-300nm；

所述半导体层采用的材料选自并五苯、并四苯、红荧烯、并三苯或3-己基噻吩，所述半导体采用热真空蒸镀成膜法成膜，覆盖在隧穿层表面上形成导电沟道，其厚度为40-50nm；

所述源漏电极材料为金属或有机导体材料，其厚度为100nm。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的有机场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选取具有优异电荷捕获能力的易溶性小分子螺环材料和疏水性高介电常数聚合物，溶于疏水性溶剂甲苯，配置成为共混溶液，溶液浓度为5-15mg/ml；将配置好的共混溶液通过80KHz超声波处理10-15min，之后静置5h，使其充分溶解；

(2)选择合适的栅电极和栅绝缘层基片，清洗干净基片后烘干；

(3)在干净的基片表面旋涂步骤(1)中的共混溶液，将旋涂好的样品放入80℃烘箱中烘干获得复合薄膜浮栅层；

(4)在烘干后的复合薄膜浮栅层上面真空蒸镀半导体层和源漏电极；步骤(1)中小分子螺环为螺[芴-9,7-二苯并[c,h]吖啶-5-酮](SFDBAO)，所述聚合物材料为PS。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中所述栅电极采用的材料选自高掺杂硅、铝、铜、银、金、钛或钽；所述栅绝缘层采用的材料选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、聚苯乙烯PS或聚乙烯吡咯烷酮PVP，所述栅绝缘层的薄膜厚度为100-300nm；在步骤(3)中旋涂条件参数为：转速3000rps，时间设定30秒，旋涂控制薄膜的厚度为30-45nm；在步骤(4)中所述半导体层采用的材料选自并五苯、并四苯、红荧烯、并三苯或3-己基噻吩，其厚度为40-50nm；所述源漏电极材料为金属或有机导体材料，其厚度为100nm。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中所述真空蒸镀半导体层的蒸镀速率为真空度控制在5×10^-4pa-2×10^-5pa；所述真空蒸镀源漏电极的蒸镀速率