[發(fā)明專利]一種對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910077528.8
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101783394A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉舸;劉明;劉興華;商立偉;王宏;柳江
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40;H01L51/10;H01L21/28
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)半導(dǎo)體學(xué)中的微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在制作上電極結(jié)構(gòu)有機(jī)場效應(yīng)晶體管工藝中對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的不斷深入，電子產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入人們生活工作的每個(gè)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(jī)半導(dǎo)體材料的器件和電路很難滿足這些要求，因此可以實(shí)現(xiàn)這些特性的基于有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的有機(jī)微電子技術(shù)在這一趨勢下得到了人們越來越多的關(guān)注。

提高有機(jī)場效應(yīng)管的性能一直是該領(lǐng)域追求的目標(biāo)。除了材料和工藝對有機(jī)場效應(yīng)晶體管的性能有很大影響外，器件結(jié)構(gòu)的影響也不容忽視。有機(jī)場效應(yīng)晶體管一般采用上電極或者下電極結(jié)構(gòu)。相對于下電極結(jié)構(gòu)的有機(jī)場效應(yīng)晶體管來說上電極結(jié)構(gòu)的晶體管具有較好的性能。但上電極結(jié)構(gòu)的器件中也存在著一些問題，如蒸電極時(shí)金屬粒子會(huì)滲透進(jìn)有機(jī)半導(dǎo)體材料，甚至?xí)袡C(jī)半導(dǎo)體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改變材料的性能；再如電極材料與有機(jī)半導(dǎo)體材料功函數(shù)的不匹配造成的肖特基勢壘等等。

當(dāng)前，為了克服金屬滲透進(jìn)半導(dǎo)體的問題，一般采用的解決方法主要是在電極下加一層有機(jī)阻擋層，而對于電極與半導(dǎo)體之間的功函數(shù)差的問題一直沒有好的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的方法，以緩解金屬粒子對有機(jī)半導(dǎo)體層的滲透和反應(yīng)的問題。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的方法，該方法包括：

步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；

步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料；

步驟3、在有機(jī)半導(dǎo)體材料上通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍一層金屬鎳，并讓金屬鎳在空氣中自然氧化成氧化鎳；

步驟4、繼續(xù)通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍金屬電極，完成器件的制作。

上述方案中，步驟1中所述導(dǎo)電硅基底是電阻率低的導(dǎo)電材料，用于作為有機(jī)場效應(yīng)管的柵極。

上述方案中，步驟1中所述在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜，是采用熱氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉積的方法獲得的。

上述方案中，步驟2中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料是采用真空蒸鍍的方法的得到的。

上述方案中，步驟2中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度是50nm，且有機(jī)半導(dǎo)體材料選用的是肽菁銅。

上述方案中，步驟3中所述金屬鎳是通過電子束蒸發(fā)得到的，厚度為7nm。

上述方案中，步驟4中所述金屬電極采用的是金，厚度為50nm。

(三)有益效果

本發(fā)明特點(diǎn)是：在上電極的制備過程中，通過采用鎳的插入層，不僅能有效減小金電極對有機(jī)半導(dǎo)體層的滲透和反應(yīng)，同時(shí)，自然氧化的氧化鎳層作為一種高功函數(shù)的過渡層，減小了金電極與有機(jī)半導(dǎo)體層之間肖特基勢壘，從而改善了電極與有源層的接觸。

附圖說明

為了更進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例子，對本發(fā)明做詳細(xì)描述，

圖1是本發(fā)明提供的對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的方法流程圖；

圖2-1至圖2-5是本發(fā)明對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的工藝流程圖；

圖3-1至圖3-5是依照本發(fā)明實(shí)施例對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供的這種對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的方法，是在蒸金屬電極，特別是金電極之前，先蒸一薄層金屬鎳，然后取出暴露在空氣中讓鎳自然氧化，形成費(fèi)米能級比較高的氧化鎳的薄層，最后再繼續(xù)蒸上一層金屬層構(gòu)成上電極。

如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的對上電極進(jìn)行費(fèi)米能級修飾的方法流程圖，該方法包括：

步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；導(dǎo)電硅基底是電阻率低的導(dǎo)電材料，用于作為有機(jī)場效應(yīng)管的柵極；在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜，是采用熱氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉積的方法獲得的。

步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料；有機(jī)半導(dǎo)體材料是采用真空蒸鍍的方法的得到的，有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度是50nm，且有機(jī)半導(dǎo)體材料選用的是肽菁銅。

步驟3、在有機(jī)半導(dǎo)體材料上通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍一層金屬鎳，并讓金屬鎳在空氣中自然氧化成氧化鎳；金屬鎳是通過電子束蒸發(fā)得到的，厚度為7nm。