[發明專利]一種與光刻電極相兼容的本征可拉伸有機場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 202011167204.6
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112349839B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 湯慶鑫;童艷紅;趙曉麗;任航;張珺默
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

1.一種與光刻電極相兼容的本征可拉伸有機場效應晶體管的制備方法，包括如下步驟：

(1)對襯底的表面進行羥基化處理，之后在表面上連接十八烷基三氯硅烷；

(2)在經過步驟(1)處理的襯底上制備可拉伸電極薄膜，進行光刻，分別得到圖案化的可拉伸的柵電極和源/漏電極；

(3)在步驟(2)得到的所述柵電極和所述源/漏電極的表面分別旋涂液態彈性體材料，經固化得到內嵌于彈性體中的柵電極層和源/漏電極層；

(4)在經過步驟(1)處理的襯底上依次旋涂可拉伸的聚合物半導體和液態彈性絕緣材料，經固化得到半導體/絕緣層復合層；

(5)將步驟(3)得到的所述柵電極層從所述襯底上剝離，并貼到步驟(4)得到的所述半導體/絕緣層復合層上，得到半導體/絕緣層復合層/柵電極層，并進行加熱，然后將所述半導體/絕緣層復合層/柵電極層從所述襯底上剝離；

(6)將步驟(3)得到的所述源/漏電極層從所述襯底上剝離，并貼到步驟(5)得到的所述半導體/絕緣層復合層/柵電極層上合為整體，所述柵電極層與所述源/漏電極層對正，進行加熱，即得到與光刻電極相兼容的本征可拉伸有機場效應晶體管。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述襯底為硅或玻璃；

所述羥基化處理的步驟如下：對所述襯底進行氧等離子體處理，即在所述襯底表面形成羥基；

所述氧等離子體處理的時間為0.5～2min，功率為70～100W；

按照下述步驟連接所述十八烷基三氯硅烷：將經羥基化處理的所述襯底置于由體積比為800～100：1的正庚烷與十八烷基三氯硅烷組成的混合液中浸泡，即連接上所述十八烷基三氯硅烷；

所述浸泡的時間為0.3～1h。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述可拉伸電極薄膜的厚度為30～50nm；

所述可拉伸電極薄膜的材質為聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸/碳納米管復合電極或金/碳納米管復合電極；

采用旋涂法或噴涂法制備所述可拉伸電極薄膜。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述光刻的條件如下：

在所述可拉伸電極薄膜的表面旋涂光刻膠，經加熱后置于365nm波長紫外燈下進行曝光，依次經過顯影和定影過程后，進行氧等離子體刻蝕，然后將薄膜表面上連接十八烷基三氯硅烷，最后進行去膠。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述液態彈性體材料為聚二甲基硅氧烷或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；

所述固化的溫度為60～70℃；時間為1～3h；

包覆于所述源/漏電極和所述柵電極外的彈性體的厚度為300～500μm。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，所述聚合物半導體為3-己基聚噻吩或引達省-苯并噻二唑聚合物，采用溶劑配制成濃度為5～7mg/ml的溶液；

旋涂所述聚合物半導體的轉速為1000～3000rpm，時間為40～60s；

所述半導體/絕緣層復合層中半導體層的厚度為30～50nm，絕緣層的厚度為1～1.5μm；

固化聚合物半導體的條件為：溫度為90～110℃，時間為15～30min；

固化所述液態彈性絕緣材料的條件為：溫度為60～70℃，時間為1～3h。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，所述液態彈性絕緣材料為聚二甲基硅氧烷，稀釋溶劑為道康寧OS20，稀釋比例為1：5～10；

旋涂所述液態彈性絕緣材料的轉速為1000～3000rpm，時間為30～60s。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：步驟(5)和(6)中，所述加熱的溫度均為60～80℃，時間均為0.5～1h。

9.權利要求1-8中任一項所述方法制備得到的本征可拉伸有機場效應晶體管。

10.權利要求9所述本征可拉伸有機場效應晶體管在制備電子產品中的應用。