[發明專利]有機薄膜場效應晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 201310040862.2
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103972392A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 潘革波;肖燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40;H01L51/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體場效應晶體管器件的制備方法，尤其涉及一種有機薄膜場效應晶體管有源層的制備方法。

背景技術

有機薄膜場效應晶體管由于在柔性顯示，有機集成電路，電子識別等方面具有潛在用途引起了人們廣泛的研究興趣。近年來，有機薄膜場效應晶體管不論在新型穩定的有機半導體材料設計合成及器件制備等方面均取得了長足的發展。

眾所周知，決定有機場效應晶體管性能的主要因素是有源層薄膜的結構和形貌。目前，制備場效應晶體管有源層薄膜的工藝主要為真空鍍膜、光刻、電子束刻蝕等工藝，但使用這些方法制備的器件都是在硅片基底上的，顯然這些技術并沒有帶來有機電子器件的潛在優點，如制造成本低，及實現柔性化等。近年來，“自下而上”的微納制造工藝為構建新一代納米功能器件提供了一種可行的手段。傳統的“自下而上”納米制造工藝主要有溶液法和PVD法，PVD法是通過直接將材料加熱升華然后沉積至相應的基底，不受材料的溶解度和溶劑等因素影響，具有應用范圍廣優點，但是PVD通常用于大面積沉積，難以實現微區乃至納米級范圍內納米材料的制備及圖形化器件的構筑，為此人們開始使用溶液法來實現微區納米材料的制備及微區圖案化納米器件的構筑，目前用于構筑圖形化納米材料的方法主要打印和電紡絲技術，這兩種技術均可在室溫條件下實現微區范圍內納米材料的制備及圖形化器件的構筑，但是在實際應用中對材料的溶解性要求高，特別是對于很多難溶甚至微溶物質無法適用，同時在加工工藝中對溶劑選擇，黏度，表面張力等物理化學性質及環境因素要求比較苛刻，工藝難以得到穩定控制。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種有機薄膜場效應晶體管的制備方法，包括在襯底上制作有源層的工序，所述有源層是通過氣體噴印工藝將有機半導體化合物噴印到接收層上形成的；

其中，所述氣體噴印工藝的步驟包括：

S1、對有機半導體材料進行加熱使之升華成氣霧；

S2、將所述氣霧噴射到接收層上。

其中，對有機半導體材料進行加熱的溫度范圍為200℃~600℃。

優選的，所述有機半導體化合物為稠環芳香族有機半導體化合物。

進一步的，所述稠環芳香族有機半導體化合物為并苯類、金屬酞菁類、苝、苝酰亞胺衍生物、苝酐類，四氟基對苯鯤二甲烷金屬類、富勒烯中的一種或兩種以上的組合。

進一步的，所述金屬氧化物薄膜場效應晶體管為底柵-頂接觸、底柵-底接觸、頂柵-底接觸、頂柵-頂接觸的結構中的一種。

優選的，所述襯底的材質為玻璃、陶瓷、硅、塑料中的至少一種。

所述場效應晶體管包括源電極和漏電極，優選的，所述源電極和漏電極的材質為金、銀、銅、PEDOT:PSS聚合物中至少一種。

進一步的，所述源電極和漏電極的制作方法是氣溶膠印刷法、噴墨印刷法、磁控濺射、光刻或真空蒸鍍沉積法之一。

本發明的有益效果主要體現在：本發明通過氣體噴印工藝實現了低成本、納米尺度高效有機薄膜場效應晶體管的制作，具有操作簡單，定位準確，應用范圍廣的優點；無需將固體溶解配成溶液，既可以克服噴墨打印、電紡絲等納米制造技術中溶液配置帶來的困擾，同時又能克服傳統PVD、CVD和真空蒸鍍過程中存在的難分離，無法準確定位在源、漏電極之間制備有源層的缺點。

附圖說明

圖1為本發明實施例的氣體噴印裝置的的結構示意圖；

圖2為本發明實施例1的基于底柵-頂接觸的有機薄膜場效應晶體管的結構示意圖；

圖3為本發明實施例2的基于頂柵-頂接觸的有機薄膜場效應晶體管的結構示意圖；

圖4為本發明實施例3的基于底柵-底接觸的有機薄膜場效應晶體管的結構示意圖；

圖5為本發明實施例4的基于頂柵-底接觸的有機薄膜場效應晶體管的結構示意圖。

具體實施方式

如前所述，為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種有機薄膜場效應晶體管的制備方法，包括在襯底上制作有源層的工序，所述有源層是通過氣體噴印工藝將有機半導體化合物噴印到接收層上形成的；其中，所述氣體噴印工藝的步驟包括：

S1、對有機半導體材料進行加熱使之升華成氣霧；

S2、將所述氣霧噴射到接收層上。

本發明中氣體噴印工藝所使用的氣體噴印裝置的結構為，如圖1所示，該裝置包括：