[發明專利]一種有機薄膜晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201710890612.6
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107644936A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 柳發霖;陳若懷;李林;何基強
• 申請（專利權）人: 信利半導體有限公司
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/40
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 鄧義華,廖苑濱

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種有機薄膜晶體管及其制備方法。

背景技術

有機薄膜晶體管(Organic Thin Film Transistor，簡稱為OTFT) 自20世紀80年代中期出現后，因其具有質輕、價廉、柔韌性好的優點，在各種顯示裝置以及存儲器，尤其是電子紙、柔性顯示領域顯示了優異的應用前景，因此受到了研究人員的極大重視，并得以迅速發展。

有機薄膜晶體管的核心結構為采用有機半導體材料制備而成的有源層，由于有機半導體材料活性較強，且絕大多數是在低溫條件下 (小于200℃)制備而成，因此，需要選擇合適的絕緣層材料覆蓋在有源層的上方，以使有源層得到良好的封裝和保護，從而保證有機半導體有源層各項性能的穩定性不受其他制備工藝的影響。

有機薄膜晶體管根據劃分標準的不同，可分為不同的類型；其中，根據有機薄膜晶體管中源極、漏極與柵極的沉積順序的不同，可將有機薄膜晶體管分為底柵型和頂柵型。對于底柵型有機薄膜晶體管，所述形成包括源極、漏極的源漏金屬層，以及有源層形成于包括有柵極和絕緣層的襯底基板上。對于頂柵型有機薄膜晶體管，所述形成包括源極、漏極的源漏金屬層，以及有源層形成于襯底基板上；在此情況下，柵極形成于包括有所述有機絕緣層14的基板上。

然而，在實現上述頂柵型有機薄膜晶體管的制備過程中，現有技術主要面臨如下難點：有機半導體材料對溫度、光照等制程環境十分敏感，頂柵結構中柵極制備方法會影響有源層的電學性能。

發明內容

為了彌補已有技術的缺陷，本發明提供一種有機薄膜晶體管及其制備方法，以降低頂柵結構中柵極制程中對有源層的損傷。

本發明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現：

一種有機薄膜晶體管，所述有機薄膜晶體管具有由基板、源極、漏極、有源層、有機絕緣層、柵極構成的頂柵結構，所述有源層為有機半導體材料，其特征在于，所述柵極采用復合結構，所述復合結構的制備方法為：（1）通過真空蒸鍍技術在所述有機絕緣層上沉積第一金屬層；（2）通過磁控濺射技術在所述第一金屬層上沉積第二金屬層；（3）通過磁控濺射技術在所述第二金屬層上沉積氧化阻隔層。

進一步地，所述第一金屬層的材料為金屬鋁，所述第二金屬層的材料為金屬鋁，所述氧化阻隔層的材料為氧化銦錫或金屬鉬。

進一步地，所述第一金屬層的厚度為900-1100埃，所述第二金屬層的厚度為900-1100埃，所述氧化阻隔層的厚度為400-600埃。

進一步地，所述有機半導體材料為有機小分子和有機聚合物的混合物。

進一步地，所述有源層的制備方法為：

（1）在有機溶劑中溶解有機小分子和有機聚合物，形成混合溶液，其中，有機小分子的質量百分濃度為55-65%，有機聚合物的質量百分濃度為25-35%；本發明合理調控有機小分子和有機聚合物的質量比，使得形成的膜層的性能好。

（2）將上述混合溶液通過旋涂、刮涂或噴涂打印的方式涂布于所述基板上。

進一步地，所述有機小分子為2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩（C8-BTBT），所述有機聚合物為多并苯和三芳胺的聚合物，所述有機溶劑是丙二醇甲醚醋酸酯。

進一步地，所述有機絕緣層的材料為正癸烷，所述有機絕緣層的厚度為2800-3200埃。

進一步地，所述有源層的厚度為150-250埃，所述源極和漏極厚度為400-600埃。

一種有機薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟：

（1）提供一基板，在所述基板上通過磁控濺射技術形成第三金屬層，對所述第三金屬層進行圖案化處理，以形成源極和漏極；

（2）在所述源極上、所述漏極上以及所述基板未被所述源極和所述漏極覆蓋的部分上依次形成有源層、有機絕緣層；

（3）通過真空蒸鍍技術在所述有機絕緣層上沉積第一金屬層；通過磁控濺射技術在所述第一金屬層上沉積第二金屬層；通過磁控濺射技術在所述第二金屬層上沉積氧化阻隔層，形成柵極的復合結構；

（4）在所述氧化阻隔層上沉積光阻層，采用一道光罩制程對所述光阻層進行曝光、顯影處理；

（5）通過干刻蝕制程對上述有源層、有機絕緣層和柵極進行圖案化處理，形成有機薄膜晶體管器件。

進一步地，通過旋涂、刮涂或噴涂打印的方式制備所述有機絕緣層。