[發明專利]一種可控圖案化電學器件的制備方法

有效

• 申請號: 201810259584.2
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN110310964B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 吳雨辰;劉蕓;江雷
• 申請（專利權）人: 北京賽特超潤界面科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本發明公開了一種可控圖案化電學器件的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：1)在平板基底上采用氣相法真空濺射圖案化親水電極；2)將蒸鍍了圖案化親水電極的平板基底在硫醇中浸泡10?50h，取出清洗，吹干；3)采用光刻法制備具有微柱結構的基底；4)將有機分子溶液直接滴加在具有微柱結構的基底上并蓋上蒸鍍了圖案化親水電極的平板基底，蒸鍍了圖案化親水電極的平板基底上具有親水電極的一面朝向溶液，并且親水電極的取向與微柱取向相交，構筑成三明治組裝體系，隨著退浸潤過程的進行，在親水電極之間搭建形成排列規整的有機分子一維結構陣列，即得到可控圖案化電學器件。本發明的方法，簡單方便。

技術領域

本發明屬于微電子器件領域，具體地，通過調控親水電極(金電極)和與之相對的硅柱的位置、數量、形貌等參數，利用溶液法直接制備得到構筑于親水電極之上的電學器件，提供了一種簡單高效制備可控圖案化電學器件的方法。

背景技術

基于聚合物分子的場效應晶體管、壓力傳感器、有機存儲元件等電學器件具有低成本、柔性、可大面積制備等優點，因而具有廣泛的應用。與薄膜材料相比，一維微納米材料缺陷較少，分子排列更加有序，因而具有更加優異的性能。目前基于一維結構的器件多采用底柵頂電極結構，首先制備得到大面積有序排列的有機分子一維結構陣列，再利用真空蒸鍍技術在有機分子上蒸鍍金電極構筑器件。但由于利用蒸鍍技術在一維微納米結構上制備頂電極，掩膜版粘貼的技術要求較高，操作耗時久、效率低，并且器件的位置、溝道長度、有機納米線數量等參數都無法準確調控，因此我們迫切需要發展一種簡單有效的方法，實現對器件的溝道長度、溝道寬度、有機納米線數量等進行精確調控，這將有利于微結構器件的精準化和大規模制備。

發明內容

本發明目的在于：提供一種簡單方便的方法，利用具有不對稱浸潤性的圖案化金電極基底和經過光刻加工的具有微柱結構的硅片，通過溶液退浸潤，得到搭建在金電極之間的位置精確調控的有機分子一維結構陣列。該器件可直接測試電學性能，并且可以通過調控金電極和與之相對于的硅柱的位置、數量、形貌等參數，得到不同的器件。方法簡單通用，應用范圍廣。

為達到上述目的，本發明技術方案如下：

一種可控圖案化電學器件的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

1)在平板基底上采用氣相法真空濺射圖案化親水電極；

2)將蒸鍍了圖案化親水電極的平板基底在硫醇中浸泡10-50h，取出清洗，吹干；

3)采用光刻法制備具有微柱結構的基底；

4)將有機分子溶液直接滴加在具有微柱結構的基底上并蓋上蒸鍍了圖案化親水電極的平板基底，蒸鍍了圖案化親水電極的平板基底上具有親水電極的一面朝向溶液，并且親水電極的取向與微柱取向相交，構筑成三明治組裝體系，隨著退浸潤過程的進行，在親水電極之間搭建形成排列規整的有機分子一維結構陣列，即得到可控圖案化電學器件。

優選地，步驟1)中，親水電極的厚度是50-200nm，在濺射親水電極之前需要先濺射5-15nm鉻。

優選地，步驟1)所述平板基底為氧化銦錫膜或導電硅片，本領域技術人員還可以根據需要，選擇其他類型的平板基底。

優選地，所述圖案化親水電極的圖案為三角形、四邊形、五邊形、六邊形和圓形中的一種或多種，本領域技術人員還可以根據需要，選擇其他形狀的圖案。

優選地，所述親水電極為金電極，本領域技術人員還可以根據需要，選擇其他親水材料制作的電極。

優選地，步驟2)所述硫醇為全氟硫醇，溶液百分濃度為5-15％。

優選地，步驟3)中，具有微柱結構的基底中的基底為硅片或玻璃片。本領域技術人員還可以根據需要，選擇其他用于光電器件的基底。

優選地，具有微柱結構的基底中微柱結構的深度為1微米到20微米。