一種有機場效應晶體管的制作方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種有機場效應晶體管的制作方法。該方法包括如下步驟：（1）清洗表面設有柵電極的基底；（2）在所述柵電極上沉積聚合物絕緣層；所述聚合物絕緣層為聚苯乙烯絕緣層或聚甲基丙烯酸甲酯絕緣層；（3）在所述聚合物絕緣層上懸涂光刻膠，然后置于光刻掩膜板下進行曝光和顯影，得到圖案化的源漏電極；然后再置于紫外光下進行再次曝光；再繼續(xù)蒸鍍金膜，然后再顯影液處理后得到源漏電極；（4）在得到的源漏電極上蒸鍍有機半導體層即得到有機場效應晶體管。本發(fā)明專利技術具有以下有益效果：1、本方法可以在處理溫度低（50℃）的絕緣層上進行光刻。2、采用二次曝光的方法，巧妙的避開了丙酮對于絕緣層的影響。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種有機場效應晶體管的制作方法。
技術介紹
近幾年，有機電子學取得突破性的進展。有機場效應晶體管和電路作為重要的一個分支也引起廣泛的關注，其在有機電子器件，比如柔性電子顯示器，傳感器，有機電子標簽和電子紙等，取得很好的成果。光刻技術是一種很重要加工晶體管和電路的技術，它與打印和蒸鍍技術相比，因其納米級別的分辨率和高的集成度的特性使其越來越得到人們的關注。然而，大多數(shù)的有機材料不能承受光刻過程中溶液的處理，所以尋找合適的絕緣層是現(xiàn)在的當務之急。目前為止，無機絕緣層材料(二氧化硅和氮化硅)已經(jīng)得到了很好的應用，但是因為其處理溫度太高所以阻礙其在柔性電子器件的發(fā)展。而有機絕緣材料也不能承受光刻過程的溶劑處理或者后期的丙酮處理，現(xiàn)在報道的材料中只有經(jīng)過特殊處理(需要添加 一種交聯(lián)劑)的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能夠應用到光刻過程中，但是其處理溫度(200° C)已經(jīng)達到柔性材料(聚萘二甲酸乙二醇酯，PEN)的溫度極限，而且超出其玻璃化轉變溫度(120° C)。為了解決這些光刻過程中遇到的問題，一方面是找到一種新的低溫絕緣材料；另一方面就是尋找一種新的光刻方法使原先不能應用到光刻過程的低溫絕緣材料能夠得到很好的應用。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種有機場效應晶體管的制作方法，該方法具體應用一種新的光刻的方法在熱處理溫度比較低的絕緣層(聚苯乙烯，PS ;聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)上進行光刻得到圖案，并可延伸到其他所有聚合物絕緣層材料(比如聚酰亞胺，聚乙烯吡咯烷酮等)。本專利技術所提供的一種有機場效應晶體管的制作方法，包括如下步驟(I)清洗表面設有柵電極的基底；(2)在所述柵電極上沉積聚合物絕緣層；所述聚合物絕緣層為聚苯乙烯絕緣層或聚甲基丙烯酸甲酯絕緣層；(3)在所述聚合物絕緣層上懸涂光刻膠，然后置于光刻掩膜板下進行曝光和顯影，得到圖案化的源漏電極；然后再置于紫外光下進行再次曝光；再繼續(xù)蒸鍍金膜，然后再顯影液處理后得到源漏電極；(4)在得到的源漏電極上蒸鍍有機半導體層即得到有機場效應晶體管。上述的制作方法中，步驟(2)中所述聚合物絕緣層的厚度可為800nm IymJn800nm 或 I μ m。上述的制作方法中，步驟(3)中所懸涂得到的光刻膠的厚度可為I 5μπι，如2 μ m0上述的制作方法中，步驟(3)中可釆用真空蒸鍍的方式蒸鍍所述金膜。上述的制作方法中，所述真空蒸鍍的真空度可為6X10_4Pa 4X10_4Pa，如4X IO-4Pa,蒸鍍速度可為(0.1 I) A /S，如O.lA /So上述的制作方法中，步驟(3)中所述顯影液可為四甲基氫氧化銨(TMAN，2. 38%)。上述的制作方法中，所述有機半導體層可由并五苯制成。上述的制作方法中，所述有機半導體層的厚度可為40nm 60nm,如50nm或60nm。其中所述有機場效應晶體管中的基底可采用玻璃、陶瓷、聚合物、硅片等材質；所述柵電極可由具有低電阻的材料構成，包括金、銀、鋁、銅等各種金屬及合金材料以及金屬氧化物(如氧化銦錫)導電材料，沉積方法可以是真空熱蒸鍍、磁控濺射、等離子體增強的化學氣相沉積等各種沉積方法。 本專利技術具有以下有益效果I、本方法可以在處理溫度低(50°C)的絕緣層上進行光刻。2、采用二次曝光的方法，巧妙的避開了丙酮對于絕緣層的影響。附圖說明圖I為實施例I和實施例2中得到圖案化的源漏電極的照片。圖2為實施例I和實施例2制作的有機場效應晶體管的實物圖。圖3為實施例I制作的場效應晶體管的輸出曲線和轉移曲線圖。圖4為實施例2制作的場效應晶體管的輸出曲線和轉移曲線圖。具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實施例I、本實施例以帶有表面氧化銦錫的玻璃作襯底，半導體基于并五苯，聚苯乙烯為柵絕緣層制作有機場效應晶體管，具體步驟如下(I)帶有柵電極基底的清洗將帶有表面氧化銦錫的玻璃的襯底，依次用去離子水、丙酮和異丙醇超聲清洗后氮氣吹干。(2)高分子絕緣層的制備和處理在步驟(I)清洗干凈的襯底上用2000轉/分的轉速懸涂質量濃度為80mg/ml(PS，溶劑為甲苯)，然后在大氣中經(jīng)過80°c的熱處理后得到連續(xù)均勻的絕緣層，厚度為I μ m。(3)源漏電極的制備先在步驟(2)中得到的聚合物絕緣層上用3000轉/分的轉速懸涂一層2微米厚度的光刻膠，然后在光刻掩膜板下進行曝光10s，顯影，得到圖案化的源漏電極；之后在紫外下進行再次曝光10s。在此基礎上，置于真空鍍膜機內(nèi)，在真空度為4X10_4Pa的條件下以0.1 A/s的速度蒸鍍蒸鍍上需要的金膜，之后再用顯影液四甲基氫氧化銨(TMAN，2. 38%)進行處理，最后得到圖案化的源漏電極，如圖I所示。(4)并五苯的沉積將步驟(4)得到的襯底置于真空鍍膜機內(nèi)，在真空度為4X10_4Pa的條件下以lA/s的速度蒸鍍并五苯，厚度為50納米，即得到有機場效應晶體管，其實物圖如圖2所示。(5)器件性能的測試用keithley 4200型半導體測試儀在室溫和空氣條件下對其進行場效應晶體管進行測試。本實施例制作的場效應晶體管的輸出曲線和轉移曲線圖如圖3所示，由該圖可得知，該場效應晶體管在100V電壓下遷移率為O. I O. 3cmW1，開關比>100000。實施例2、本實施例以帶有表面氧化銦錫的玻璃作襯底，半導體基于并五苯，聚甲基丙烯酸甲酯為柵絕緣層制作有機場效應晶體管，具體步驟如下(I)帶有柵電極基底的清洗 將帶有表面氧化銦錫的玻璃的襯底，依次用去離子水、丙酮和異丙醇超聲清洗后氮氣吹干。(2)高分子絕緣層的制備和處理在步驟(I)清洗干凈的基片上用2000轉/分的轉速懸涂質量濃度90mg/ml(PMMA，溶劑為甲苯)，然后在大氣中經(jīng)過80°C的熱處理后得到連續(xù)均勻的絕緣層，厚度為800nm。(3)源漏電極的制備先在步驟(2)中得到的聚合物絕緣層上用3000轉/分的轉速懸涂一層2微米的光刻膠，然后在光刻掩膜板下進行曝光10s，顯影，得到圖案化的源漏電極；之后在紫外下進行再次的曝光10s。在此基礎上，置于真空鍍膜機內(nèi)，在真空度為4X10_4Pa的條件下以O.lA/s的速度蒸鍍蒸鍍上需要的金膜，之后再用顯影液四甲基氫氧化銨(TMAN，2. 38%)進行處理，最后得到圖案化的源漏電極，如圖I所示。(4)并五苯的沉積將步驟(3)得到的襯底置于真空鍍膜機內(nèi)，在真空度為4X10_4Pa的條件下以0.5A/S的速度蒸鍍并五苯，厚度為60納米，即得到有機場效應晶體管，其實物圖如圖2所/Jn ο(5)器件性能的測試用keithley 4200型半導體測試儀在室溫和空氣條件下對其進行場效應晶體管進行測試。本實施例制作的場效應晶體管的輸出曲線和轉移曲線圖如圖4所示，由該圖可得知，該場效應晶體管在100V電壓下遷移率為O. OScm2V-1S'開關比>10000。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種有機場效應晶體管的制作方法，包括如下步驟：（1）清洗表面設有柵電極的基底；（2）在所述柵電極上沉積聚合物絕緣層；所述聚合物絕緣層為聚苯乙烯絕緣層或聚甲基丙烯酸甲酯絕緣層；（3）在所述聚合物絕緣層上懸涂光刻膠，然后置于光刻掩膜板下進行曝光和顯影，得到圖案化的源漏電極；然后再置于紫外光下進行再次曝光；再繼續(xù)蒸鍍金膜，然后再顯影液處理后得到源漏電極；（4）在得到的源漏電極上蒸鍍有機半導體層即得到有機場效應晶體管。

【技術特征摘要】
1.一種有機場效應晶體管的制作方法，包括如下步驟 (1)清洗表面設有柵電極的基底； (2)在所述柵電極上沉積聚合物絕緣層；所述聚合物絕緣層為聚苯乙烯絕緣層或聚甲基丙烯酸甲酯絕緣層； (3)在所述聚合物絕緣層上懸涂光刻膠，然后置于光刻掩膜板下進行曝光和顯影，得到圖案化的源漏電極；然后再置于紫外光下進行再次曝光；再繼續(xù)蒸鍍金膜，然后再顯影液處理后得到源漏電極； (4)在得到的源漏電極上蒸鍍有機半導體層即得到有機場效應晶體管。2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(2)中所述聚合物絕緣層的厚度為800nm I μ m。3.根據(jù)權利要求I或2所述的方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：胡文平，紀德洋，江浪，董煥麗，
申請(專利權)人：中國科學院化學研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：