[發(fā)明專利]一種垂直有機晶體管的制備方法

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• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114597310A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫華斌;居富健;于曉辰;楊濤;徐勇;陳子龍;于志浩;吳潔
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40;H01L51/05;H01L51/10
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

1.一種垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的方法利用表面帶有石墨烯的二氧化硅/重摻硅襯底制備垂直有機晶體管，具體步驟如下：使用掩模版與表面帶有石墨烯的二氧化硅/重摻硅襯底精確對準，使用蒸鍍儀通過掩模版來淀積源極金屬，旋涂雙極性有機物D-A型有機物聚[(并二噻吩)-交替-(2，5-二(2-辛基十二烷基)-3，6-二(噻吩基)-吡咯并吡咯二酮)](DPPT-TT)，設(shè)置DPPT-TT溶液的濃度為10mg/ml，設(shè)置旋涂儀的參數(shù)先以500rpm的轉(zhuǎn)速勻膠5s，再以1500rpm轉(zhuǎn)速勻膠30s，DPPT-TT薄膜的厚度為50nm，繼續(xù)使用掩模版與表面帶有石墨烯的二氧化硅/重摻硅襯底精確對準，使用蒸鍍儀通過掩模版來淀積漏極金屬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的表面帶有石墨烯的二氧化硅/重摻硅襯底，是以銅基石墨烯為原料，通過石墨烯的轉(zhuǎn)移，將石墨烯從銅基底轉(zhuǎn)移到二氧化硅/重摻硅襯底上制備得到；具體步驟如下：

首先在銅基石墨烯表面旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，然后烘烤銅基石墨烯，再將其放入氯化鐵溶液中，通過置換反應將銅基底溶解，去除銅基石墨烯的銅，留下帶有石墨烯的PMMA，將帶有石墨烯的PMMA層的樣品清洗后，用二氧化硅/重摻硅襯底撈取帶有石墨烯的PMMA，晾干，烘烤，冷卻，浸泡丙酮除去PMMA，表面留下一層石墨烯。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的銅基石墨烯表面旋涂PMMA的具體過程如下：將銅基底石墨烯放在勻膠機上，用膠頭滴管將PMMA溶液滴在銅基石墨烯表面，設(shè)置勻膠機的轉(zhuǎn)速先以500rpm的轉(zhuǎn)速勻膠5s，再以4000rpm轉(zhuǎn)速勻膠30s，PMMA薄膜的厚度為450nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的烘烤銅基石墨烯的具體過程如下：將涂有PMMA層的樣品放置在150℃的熱板上烘烤1小時，讓PMMA與石墨烯層緊密貼附，烘烤完畢后，將樣品從熱板下取下，冷卻到室溫。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的去除銅基石墨烯的銅，是將銅箔放入氯化鐵溶液中進行刻蝕，具體過程如下：(1)將平整的樣品放在氯化鐵溶液的表面，(2)每隔10min，用干凈的去離子水沖洗樣品的背面，此步驟加快銅箔的刻蝕，刻蝕5小時使銅完全去除。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的將帶有石墨烯的PMMA層漂洗，用二氧化硅/重摻硅襯底撈取帶有石墨烯的PMMA的具體過程如下：待銅箔溶解完畢，此時的樣品已經(jīng)變?yōu)闊o色透明，先使用蓋玻片將樣品轉(zhuǎn)移到干凈的去離子水中，使其保持漂浮狀態(tài)，浸泡10min，再轉(zhuǎn)移到干凈的去離子水中浸泡10min，此步驟重復三次，保證完全除去石墨烯中殘留的氯化鐵，接下來需要用干凈的二氧化硅/重摻硅襯底，緩慢的將樣品撈出，撈出后將二氧化硅/重摻硅襯底傾斜放置30min，使殘留的水完全蒸發(fā)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的用二氧化硅/重摻硅襯底撈取帶有石墨烯的PMMA后烘烤的具體過程如下：將干燥后的樣品再次放置到熱板上烘烤，烘烤溫度為80℃，使石墨烯薄膜與硅基底緊密貼附，烘烤結(jié)束后將樣品取下自然冷卻到室溫。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的浸泡丙酮除去PMMA，具體過程為：將二氧化硅/重摻硅襯底放入干凈的培養(yǎng)皿中，使用注射器緩慢的注入丙酮，保證液面不出現(xiàn)明顯的震蕩，避免液體流動導致石墨烯薄膜的破碎，緩慢加熱丙酮至80℃，每30min更換一次丙酮，更換3次丙酮后，將PMMA完全去除。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的垂直有機晶體管的制備方法，其特征在于，所述的浸泡丙酮除去PMMA后，還包括去除丙酮殘留的操作，具體過程為：將樣品放入到盛有酒精的燒杯中清洗2次去除丙酮，再將樣品放入到去離子水中清洗2次去除酒精，最后將樣品放入烘箱中干燥15min，這樣二氧化硅/重摻硅襯底石墨烯制備完成。