專利名稱：有機場效應晶體管存儲器的編程方法
技術領域：
本發(fā)明屬于微電子技術以及存儲器器件領域，具體涉及ー種有機場效應晶體管存儲器的編程方法。
背景技術：
隨著信息技術的不斷深入，電子產(chǎn)品已經(jīng)進入人們生活工作的每個環(huán)節(jié)。在日常生活中人們對低成本、柔性、低重量、便攜的電子產(chǎn)品的需求越來越大。傳統(tǒng)的基于無機半導體材料的器件和電路很難滿足這些要求，因此可以實現(xiàn)這些特性的基于有機聚合物、有機小分子等半導體材料的有機集成電路技術在這一趨勢下得到了人們越來越多的關注。有機場效應晶體管存儲器在有機電子領域具有廣泛的應用前景。有機場效應晶體管存儲器存儲信息是通過熱載流子注入即編程來實現(xiàn)的。
圖I為本發(fā)明現(xiàn)有技術有機場效應晶體管存儲器編程示意圖。在圖I所示的有機場效應晶體管存儲器中，各組成部分為柵極I、控制介質(zhì)層2、存儲介質(zhì)層3、隧穿介質(zhì)層4、有機半導體層5、漏極6和源極7。其中，在有機半導體層5中，一般采用遷移率較高的P型半導體材料。如圖I所示，在對有機場效應晶體管存儲器進行編程時，在柵極I上施加負的柵極編程電壓\，源極7接地，漏極6上施加漏極電壓VD，有機半導體層5中的空穴處于高電場環(huán)境中，獲得足夠動能后發(fā)生躍遷，注入到存儲介質(zhì)層3中。在柵極I上施加正的柵極編程電壓Ve，存儲在存儲介質(zhì)層3中的空穴就會躍遷回至半導體層5中。有機場效應晶體管存儲器一般用存儲窗口和電流開關比來表征其性能，對于有機場效應晶體管存儲器，存儲窗ロ是指不同存儲狀態(tài)下閾值電壓的差別，而電流開關比是指在不同存儲狀態(tài)下，在特定的柵極電壓下，源漏電流的比值。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，申請人意識到現(xiàn)有技術存在如下技術缺陷由于有機半導體的遷移率較低，導致有機場效應晶體管存儲器的溝道載流子注入效率低，有機場效應晶體管存儲器的存儲窗口和電流開關比不尚。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術問題為解決上述缺陷，本發(fā)明提供了一種有機場效應晶體管存儲器的編程方法，以提高有機半導體層的遷移率，増加有機場效應晶體管存儲器的溝道載流子注入效率。( ニ )技術方案根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，提供了一種基于有機場效應晶體管存儲器的編程方法。該編程方法中，在對有機場效應晶體管存儲器編程的過程中，對有機場效應晶體管存儲器進行光照。優(yōu)選地，該編程方法的技術方案中，對有機場效應晶體管存儲器進行光照的步驟中，所采用的光為白光或可見光范圍內(nèi)的單一波長光。優(yōu)選地，該編程方法的技術方案中，白光或可見光范圍內(nèi)的單一波長光，其光源為發(fā)光二極管。優(yōu)選地，該編程方法的技術方案中，發(fā)光二極管的位置為位于有機場效應晶體管存儲器的正上方。優(yōu)選地，該編程方法的技術方案中，發(fā)光二極管的光強為lyw到IOmW之間。優(yōu)選地，該編程方法的技術方案中，對有機場效應晶體管存儲器進行光照的步驟中，光照的部位為有機場效應晶體管存儲器的有機半導體層。優(yōu)選地，該編程方法的技術方案中，對有機場效應晶體管存儲器進行光照的步驟中，發(fā)光二極管與有機場效應晶體管存儲器的有機半導體層的距離為小于5厘米。優(yōu)選地，該編程方法的技術方案中，對有機場效應晶體管存儲器編程的步驟包括將有機場效應晶體管存儲器的柵極接柵極電壓，源極接地，漏極接漏極電壓。(三)有益效果有機半導體在光照條件下會產(chǎn)生載流子，而且在外加電壓條件下，載流子會發(fā)生移動。本發(fā)明在對有機場效應晶體管存儲器進行編程時施加光照，這有助于增加有機場效應晶體管存儲器中存儲的載流子數(shù)目和增大溝道的開態(tài)電流，從而可以提高有機場效應晶體管存儲器的存儲窗口和電流開關比。


圖I為本發(fā)明現(xiàn)有技術有機場效應晶體管存儲器編程方法示意圖。圖2為本發(fā)明實施例有機場效應晶體管存儲器編程方法的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進ー步詳細說明。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供了一種有機場效應晶體管存儲器的編程方法。該編程方法包括在對有機場效應晶體管存儲器編程的過程中，對其進行光照。由于有機半導體在光照條件下會產(chǎn)生載流子，而且在外加電壓條件下，載流子會發(fā)生移動。本實施例利用上述現(xiàn)象，在編程過程中引入光照，從而有助于增加有機場效應晶體管存儲器中存儲的載流子數(shù)目和增大溝道的開態(tài)電流。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，對有機場效應晶體管進行光照的步驟中，所采用的光為白光或可見光范圍內(nèi)的單一波長光。該白光或可見光范圍內(nèi)的單一波長光的光源為發(fā)光二極管。該發(fā)光二極管的位置為有機場效應晶體管的正上方。該發(fā)光二極管的光強為lyW到IOmW之間。光照的部位為有機場效應晶體管存儲器的有機半導體層。發(fā)光二極管與有機場效應晶體管存儲器的有機半導體層的距離為小于5厘米。以下將基于上述各實施例，對本發(fā)明進行詳細介紹。在介紹本發(fā)明之前，首先對典型的有機場效應晶體管存儲器的結構進行說明。需要說明的是，本發(fā)明不限于該類型的有機場效應晶體管存儲器。圖2為本發(fā)明實施例基于有機場效應晶體管存儲器編程方法的示意圖。在圖2所示的有機場效應晶體管存儲器中，I為柵電極，其中材料可以為金屬如Au，Cu，Al等，導電聚合物如3，4-こ烯ニ氧噻吩/聚苯烯磺酸(PED0T:PSS)等導電材料；2為控制介質(zhì)層，其中材料可以為氧化物如ニ氧化硅等，氮化物如氮化硅等，絕緣有機聚合物如聚こ烯吡咯烷酮(PVP)，聚こ烯醇(PVA)等；3為存儲介質(zhì)層，在本實施例中為金屬納米晶體層如Au納米晶等；4為隧穿介質(zhì)層，其中材料可以為氧化物如ニ氧化硅等，氮化物如氮化硅等，絕緣有機聚合物如PVP，PVA等；5為有機半導體層，材料選用P型有機半導體材料如并五苯，酞菁類材料，3-己基噻吩(P3HT)等；6為漏極，其中材料可以為金屬如Au，Cu等，導電聚合物如PEDOT:PSS等導電材料；7為源極，所用材料同漏極6。在對基于有機場效應晶體管存儲器進行編程時，對有機場效應晶體管納米晶體存儲器施加白光或者可見光范圍內(nèi)的單一波長的光照射，其中光源由發(fā)光二極管產(chǎn)生提供，發(fā)光二極管置于有機半導體層的上方，光強在I μ W到IOmW之間；分別在柵極I上施加正向的柵極編程電壓\，所述柵極編程電壓為穩(wěn)定電壓，源極7接地，漏極6上施加漏極電壓VD，于是在強電場作用下，由于光照產(chǎn)生的空穴電子對中的熱電子會獲得足夠的動能躍遷進入納米晶體層3中。由于納米晶體層3中捕獲的電子無法在納米晶體層3中自由移動，因此有機場效應晶體管納米晶體存儲器可以穩(wěn)定的保持在電子存儲狀態(tài)。在對基于有機場效應晶體管存儲器進行擦除時，在柵極I上施加負向的柵極電壓\，所述柵極電壓為穩(wěn)定電壓，源極7接地，漏極6上施加漏極電壓VD，存儲在納米晶體層中的電子就會回到半導體層5中，當施加的負向柵極電壓夠大時，半導體層5中的空穴會在電場作用下躍遷進入納米晶體層3中，而且納米晶體層3中捕獲的空穴無法在納米晶體層3中自由移動，因此有機場效應晶體管納米晶體存儲器可以穩(wěn)定的保持在空穴存儲狀態(tài)。采用本發(fā)明的有機場效應晶體管納米晶體存儲器可以穩(wěn)定的保持在電子存儲狀態(tài)和空穴存儲狀態(tài)，與現(xiàn)有的有機場效應晶體管納米晶體存儲器只能保持在空穴存儲狀態(tài)和原始狀態(tài)，存儲器的存儲窗口和電流開關比可以顯著的提高。綜上所述，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有機場效應晶體管存儲器的編程方法，在光照條件下，有機半導體層中會產(chǎn)生空穴電子對，在施加正的柵極編程電壓下，電子會注入并存儲到存儲介質(zhì)層中，在負的柵極擦除電壓下，電子會回到半導體層中，并且空穴會注入到存儲介質(zhì)層中，因此有機場效應晶體管存儲器的存儲窗口和電流開關比會得到很大的提高，進而提聞有機場效應晶體管存儲器的綜合性能。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進ー步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種基于有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，包括在對有機場效應晶體管存儲器編程的過程中，對所述有機場效應晶體管存儲器進行光照。
2.根據(jù)權利要求I所述的有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，所述對有機場效應晶體管存儲器進行光照的步驟中，所采用的光為白光或可見光范圍內(nèi)的單一波長光。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，所述白光或可見光范圍內(nèi)的單一波長光，其光源為發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權利要求3所述的有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，所述發(fā)光二極管的位置為位于所述有機場效應晶體管存儲器的正上方。
5.根據(jù)權利要求3所述的有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，所述發(fā)光二極管的光強為I U W到IOmff之間。
6.根據(jù)權利要求3所述的有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，所述對有機場效應晶體管存儲器進行光照的步驟中，所述光照的部位為所述有機場效應晶體管存儲器的有機半導體層。
7.根據(jù)權利要求6所述的有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，所述對有機場效應晶體管存儲器進行光照的步驟中，所述發(fā)光二極管與所述有機場效應晶體管存儲器的有機半導體層的距離為小于5厘米。
8.根據(jù)權利要求I至7中任一項所述的有機場效應晶體管存儲器的編程方法，其特征在于，所述對有機場效應晶體管存儲器編程的步驟包括 將所述有機場效應晶體管存儲器的柵極接柵極電壓，源極接地，漏極接漏極電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機場效應晶體管存儲器的編程方法。該編程方法中，在對有機場效應晶體管存儲器進行編程時施加光照，這有助于增加有機場效應晶體管存儲器中存儲的載流子數(shù)目和增大溝道的開態(tài)電流，從而可以提高有機場效應晶體管存儲器的存儲窗口和電流開關比。
文檔編號G11C16/02GK102682838SQ201110065340
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權日2011年3月17日
發(fā)明者劉明, 劉欣, 商立偉, 姬濯宇, 王宏, 王艷花, 陳映平, 韓買興 申請人:中國科學院微電子研究所