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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子材料与器件技术、光电子器件等领域,包括薄膜晶体管制备和应用,尤其是基于路易斯酸掺杂的多功能有机薄膜晶体管及制备方法。
技术介绍
1、有机薄膜晶体管因其易加工、低成本、柔性化、轻量化等优点,在集成电路、光电探测、存储器、柔性电子、生物传感器等领域有广泛的应用。在通常情况下,要提升晶体管电学性能,需要合成具有新结构的有机半导体材料,或者设计先进器件结构,优化加工的工艺。
2、在有机半导体中掺入合适的掺杂材料,通过可控浓度影响器件性能,是改变有机场效应晶体管性能的一种普遍而有用的方法。这种方法绕过了耗时的重新设计和新材料的合成,为改变有机场效应晶体管的阈值电压、迁移率和接触电阻等性能提供了有效的方法。光响应型有机场效应晶体管是有机场效应晶体管的重要组成部分,它能够通过掺杂控制其光响应。掺杂晶体管的性能变化主要体现在其电性能参数和阈值电压等照明后电参数的变化,这为掺杂器件的功能应用奠定了基础。许多研究团队利用掺杂晶体管模拟人工突触行为,也有团队使用掺杂晶体管模拟光电探测器,主要是因为掺杂晶体管的阈值电压或其他电学参数在光照下会发生明显变化,且光照消失后其光电流会迅速衰减,这种光电流与光突触的行为完全不同。以上提到的所有掺杂器件都侧重于器件的单一功能,不符合当前高集成度晶体管器件的要求,开发多功能器件显得尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于路易斯酸掺杂多功能有机薄膜晶体管及制备方法。本专利技术所用的路易斯酸特指zn(c6f5)2,路易斯
2、实现本专利技术目的的具体技术方案是:
3、一种基于路易斯酸zn(c6f5)2掺杂多功能有机薄膜晶体管制备方法,包括以下具体步骤:
4、步骤1:有源层溶液的配制
5、a1:掺杂路易斯酸zn(c6f5)2的有机半导体溶液配置
6、将路易斯酸zn(c6f5)2溶解在有机溶剂氯仿中制成质量体积比为1 mg/ml的掺杂剂溶液,然后将p型有机半导体原材料pdvt-10溶解在有机溶剂邻二氯苯中,制成质量体积比为3 mg/ml的有机半导体溶液,然后将掺杂剂溶液和所述有机半导体溶液按照溶质比为1wt%混合制得所用掺杂路易斯酸zn(c6f5)2的有机半导体溶液;
7、a2:有源层溶液的溶解
8、将上述掺杂路易斯酸zn(c6f5)2的有机半导体溶液放在加热板上80 ℃静置溶解24-36小时;
9、步骤2:晶体管器件的制备
10、b1:衬底的清洗
11、选择由热氧化法生长100 nm二氧化硅的重掺杂p型硅衬底,其中100 nm二氧化硅为介电层,将衬底依次放置于丙酮、异丙醇中,分别用超声清洗机清洗10分钟,然后在烘箱中烘干;
12、b2:分子自组装层的制备
13、将步骤b1清洗过后的衬底置于十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液中,并且在热台上加热20分钟,然后依次用甲苯、异丙醇溶液清洗;
14、b3:半导体薄膜的制备
15、通过移液枪将步骤a2所述的有机半导体溶液在经步骤b2后的衬底上表面铺满,采用旋涂仪在1000 rpm的转速下匀胶60秒。旋涂完成后,在纯氮气环境下,放置于加热板上以100 ℃加热30分钟,固化形成的半导体薄膜即为有源层;
16、b4:晶体管源漏电极的制备
17、采用真空热蒸发镀膜技术,在10-4-10-5 pa的真空条件下,利用不锈钢掩膜版,通过光学显微镜校准确定源漏电极之间的长度,在衬底上蒸镀厚度为50 nm的金薄膜作为源漏电极。其中,热蒸镀电流为70-100 a,速率为0.03-0.05 nm/s,得到所述的基于路易斯酸掺杂的多功能有机薄膜晶体管即掺杂路易斯酸zn(c6f5)2的pdvt-10有机薄膜晶体管。
18、一种上述方法制得的基于路易斯酸掺杂的多功能有机薄膜晶体管。
19、本专利技术所制备的路易酸掺杂有机薄膜晶体管相较于未掺杂有机薄膜晶体管,其开关比提升约1个数量级,迁移率提升约4倍,亚阈值摆幅明显下降。在不同波长的激光照射下,该晶体管可以实现多功能应用,即在405 nm激光下可实现突触晶体管的功能,在785 nm激光下实现光探测的功能。本专利技术具有成本低廉、制备简单等优点。
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1.一种基于路易斯酸掺杂的多功能有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,该方法包括以下具体步骤:
2.一种权利要求1所述方法制得的基于路易斯酸掺杂的多功能有机薄膜晶体管。
【技术特征摘要】
1.一种基于路易斯酸掺杂的多功能有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,该方法包括以下具体步...
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