[發(fā)明專(zhuān)利]一種有機(jī)半導(dǎo)體陣列晶體的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910147496.8
• 申請(qǐng)日: 2019-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109841737B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 揭建勝;張秀娟;趙萬(wàn)芹;鄧巍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L51/40
• 分類(lèi)號(hào): H01L51/40
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11391
• 代理人: 薛峰;康正德

本發(fā)明提供了一種有機(jī)半導(dǎo)體陣列晶體的制備方法，包括如下步驟：在基底上施加聚合物絕緣層；在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上進(jìn)行光刻，從而獲得帶有陣列式排布的周期性圖形的基底；將光刻后的所述基底進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕并去膠，從而獲得強(qiáng)極性表面與弱極性表面周期性排布的模板；將預(yù)先配置的有機(jī)小分子半導(dǎo)體溶液施加在所述模板上；將施加有所述有機(jī)小分子半導(dǎo)體溶液的所述模板放置在刮涂工具下，并按照預(yù)設(shè)速度進(jìn)行刮涂，從而獲得有機(jī)半導(dǎo)體陣列晶體。本發(fā)明采用了一種極性表面限制結(jié)晶的方法在交聯(lián)的聚合物絕緣層上成功制備了單一結(jié)晶取向的有機(jī)小分子單晶陣列。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)半導(dǎo)體陣列晶體的制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料由于其適用于低成本的器件加工技術(shù)，材料來(lái)源豐富，可以滿(mǎn)足柔性、可穿戴等新器件性能，同時(shí)能夠與現(xiàn)有的半導(dǎo)體工業(yè)相兼容，因此被廣泛應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管、有機(jī)太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器和有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管等領(lǐng)域。

有機(jī)單晶材料通常晶體尺寸較小，載流子傳輸具有各向異性，晶體內(nèi)分子排布長(zhǎng)程有序，因此具有高的結(jié)晶質(zhì)量，無(wú)缺陷的有機(jī)單晶材料是進(jìn)一步提高有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件性能的最佳選擇。而陣列薄膜更加有利于器件的集成，為有機(jī)小分子半導(dǎo)體集成器件的大規(guī)模制備奠定了基礎(chǔ)。

制備有機(jī)單晶陣列薄膜的基底有硬質(zhì)基底和軟質(zhì)基底。其中，在硬質(zhì)基底上制備獲得的器件性能已經(jīng)保持在較高的水平，然而，在軟質(zhì)基底上制備獲得的器件性能較低。雖然已有部分報(bào)道在聚合物絕緣層上生長(zhǎng)有機(jī)晶體并應(yīng)用于柔性器件中，然而由于缺少在聚合物絕緣層上控制晶體成核、結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程的方法，從而限制了高性能柔性場(chǎng)效應(yīng)晶體管的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的要解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法在聚合物絕緣層上控制晶體成核、結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)中在軟質(zhì)基底上制備的器件性能較低的技術(shù)問(wèn)題。

特別地，本發(fā)明提供了一種有機(jī)半導(dǎo)體陣列晶體的制備方法，包括如下步驟：

在基底上施加聚合物絕緣層；

在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上進(jìn)行光刻，從而獲得帶有陣列式排布的周期性圖形的基底；

將光刻后的所述基底進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕并去膠，從而獲得強(qiáng)極性表面與弱極性表面周期性排布的模板；

將預(yù)先配置的有機(jī)小分子半導(dǎo)體溶液施加在所述模板上；

將施加有所述有機(jī)小分子半導(dǎo)體溶液的所述模板放置在刮涂工具下，并按照預(yù)設(shè)速度進(jìn)行刮涂，從而獲得有機(jī)半導(dǎo)體陣列晶體。

可選地，所述在所述基底上施加聚合物絕緣層，包括如下步驟：

將聚合物絕緣層的前驅(qū)體溶液以預(yù)設(shè)速度施加在所述基底上；

將施加有所述前驅(qū)體溶液的基底在100-200℃下烘烤0.5-3h，從而在所述基底上交聯(lián)所述聚合物絕緣層。

可選地，所述聚合物絕緣層的材料為聚乙烯苯酚。

可選地，所述聚合物絕緣層的前驅(qū)體溶液為聚乙烯苯酚、交聯(lián)劑和溶劑的混合溶液；

所述交聯(lián)劑為甲基化聚(三聚氰胺-co-甲醛)或六甲氧基甲基三聚氰胺，所述溶劑為丙二醇甲醚醋酸酯或?qū)妆交撬帷?/p>

可選地，所述在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上進(jìn)行光刻，從而獲得帶有陣列式排布的周期性圖形的基底，包括如下步驟：

在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上施加光刻膠，并烘膠；

在所述光刻膠上放置掩膜版，所述掩膜版具有陣列式排布的周期性圖形；

顯影獲得帶有所述周期性圖形的基底。