專利名稱：一種圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層
的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的不斷深入，電子產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入人們生活工作的每個(gè)環(huán)節(jié)；在日常生活中人們對(duì)低成本、柔性、低重量、便攜的電子產(chǎn)品的需求越來(lái)越大；傳統(tǒng)的基于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料的器件和電路很難滿足這些要求，因此可以實(shí)現(xiàn)這些特性的基于有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的有機(jī)微電子技術(shù)在這一趨勢(shì)下得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。 圖形化有源層是實(shí)現(xiàn)有機(jī)半導(dǎo)體應(yīng)用的必要步驟。傳統(tǒng)的微電子加工中，對(duì)硅薄膜晶體管的半導(dǎo)體層圖形化普遍采用光刻的方法，但這種方法并不能直接應(yīng)用于有機(jī)半導(dǎo)體薄膜的圖形化加工，因?yàn)楣饪坦に囍兴捎玫母鞣N溶液及光刻膠本身都會(huì)對(duì)有機(jī)薄膜性能產(chǎn)生破壞。因此，必須尋找一種在不損傷有機(jī)薄膜性能的條件下，能對(duì)有機(jī)薄膜進(jìn)行圖形化加工的技術(shù)。 目前已提出的有機(jī)半導(dǎo)體圖形化方法有利用光敏的聚乙烯醇(PVA)做負(fù)性光刻膠和保護(hù)層，通過(guò)光刻技術(shù)圖形化保護(hù)層，再通過(guò)干法刻蝕把圖形轉(zhuǎn)移到有源層的方法；溶液加工圖形化有源層的方法；自組織圖形化有源層的方法；光刻膠掩模版圖形化有源層的方法。這些方法要么成品率低，降低器件性能，要么重復(fù)性不好，不利于后續(xù)工藝。因此，要想使有機(jī)電子能夠走向?qū)嶋H應(yīng)用，必須開(kāi)發(fā)工藝簡(jiǎn)單、高重復(fù)性、無(wú)損傷和低成本的有機(jī)半導(dǎo)體圖形化方法。

發(fā)明內(nèi)容
( — )要解決的技術(shù)問(wèn)題 本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、高重復(fù)性、無(wú)損傷和低成本的圖形化有機(jī)場(chǎng)
效應(yīng)晶體管有源層的制備方法。
( 二 )技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的制備方法，該方法包括 步驟1、在親水性的絕緣層或介質(zhì)層表面形成高疏水性粘附層圖形； 步驟2、在形成高疏水性粘附層圖形的絕緣層或介質(zhì)層表面沉積有機(jī)半導(dǎo)體溶液，
該有機(jī)半導(dǎo)體溶液自動(dòng)遷移到?jīng)]有高疏水性黏附層的區(qū)域； 步驟3、烘烤除去溶劑，形成圖形化的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。 上述方案中，步驟1中所述絕緣層或介質(zhì)層為親水性薄膜，使步驟2中有機(jī)半導(dǎo)體溶液能夠很好地粘附在其表面。 上述方案中，步驟1中所述高疏水性粘附層的圖形是通過(guò)光刻剝離、氣相沉積、圖章印刷或噴墨打印方法形成的。
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上述方案中，步驟1中所述高疏水性粘附層的圖形是由trichloro(lH，lH，2H，
2H-perfluorooctyl)silane(F0TS)材料形成的。 上述方案中，步驟2中所述的有機(jī)半導(dǎo)體溶液是P3HT溶液。(三)有益效果 本發(fā)明提供的圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層方法，是在沉積有機(jī)半導(dǎo)體之前制備好圖形，通過(guò)改變表面能使有機(jī)半導(dǎo)體溶液在不同的區(qū)域黏附性有較大差異，從而進(jìn)一步控制溶液的分布，烘烤除去溶劑后形成圖形化的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。該方法不會(huì)有機(jī)功能薄膜造成損傷，工藝簡(jiǎn)單，能有效降低器件制備的成本。


為了更進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例子，對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述，其中， 圖1是本發(fā)明制備圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的方法流程 圖2是本發(fā)明制備圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的的結(jié)構(gòu)示意 圖3-1 圖3-3是本發(fā)明一具體實(shí)施例制備過(guò)程的示意圖。
其中 101-襯底，102-介質(zhì)層，103-高疏水性黏附層，104-有機(jī)半導(dǎo)體層； 201-硅襯底，202- 二氧化硅介質(zhì)層，203-F0TS黏附層，204-P3HT-有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明是在親水性的絕緣層或介質(zhì)層表面采用光刻剝離、氣相沉積、圖章印刷或
噴墨打印方法形成的圖形化的高疏水性黏附層，使沉積有機(jī)半導(dǎo)體溶液自動(dòng)地遷移到?jīng)]有
高疏水性黏附層的區(qū)域，復(fù)制已定義好的圖形。然后通過(guò)烘烤蒸發(fā)溶劑，形成有機(jī)半導(dǎo)體薄
膜，把設(shè)計(jì)的圖形固定下來(lái)。其中一個(gè)關(guān)鍵的要求是絕緣層或介質(zhì)層必須是親水性的，但
黏附層必須是高疏水性的。這樣才能保證有機(jī)半導(dǎo)體溶液能夠復(fù)制所需的圖形。
圖1是本發(fā)明制備圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的方法流程圖，該方法包括以
下步驟 步驟1、在親水性的絕緣層或介質(zhì)層表面形成高疏水性粘附層圖形； 步驟2、在形成高疏水性粘附層圖形的絕緣層或介質(zhì)層表面沉積有機(jī)半導(dǎo)體溶液，
該有機(jī)半導(dǎo)體溶液自動(dòng)遷移到?jīng)]有高疏水性黏附層的區(qū)域；
步驟3、烘烤除去溶劑，形成圖形化的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。 由于高表面能，液相材料不能附著在高疏水性粘附層表面，而是自然地向沒(méi)有高疏水性粘附層的地方遷移，從而能夠復(fù)制高疏水性粘附層的圖形。 上述步驟1中所述絕緣層或介質(zhì)層為親水性薄膜，使步驟2中有機(jī)半導(dǎo)體溶液能夠很好地粘附在其表面。所述高疏水性粘附層的圖形是通過(guò)光刻剝離、氣相沉積、圖章印刷或噴墨打印方法形成的。所述高疏水性粘附層的圖形是由trichloro(lH，lH，2H，2H-perfluorooctyl)silane(F0TS)材料形成的。 上述步驟2中所述的有機(jī)半導(dǎo)體溶液是P3HT溶液。 圖2示出了本發(fā)明制備圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3-1 圖3-3示出了本發(fā)明一具體實(shí)施例制備過(guò)程的示意圖。 如圖3-1所示，在氧化硅介質(zhì)層202上采用鏤空掩模掩蔽，然后通過(guò)氣相沉積形成
trichloro(lH， 1H， 2H， 2H-perf luorooctyl) silane (F0TS)高疏水性粘附層圖形203 ; 如圖3-2所示，在樣品表面通過(guò)浸入提拉的方法沉積P3HT有機(jī)半導(dǎo)體溶液，放置
一段時(shí)間，保證高疏水黏附層上的溶液遷移到親水性的介質(zhì)層202表面。 如圖3-3所示，烘烤除去溶劑，形成圖形化的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜204。 本發(fā)明提供的圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層方法，是在沉積有機(jī)半導(dǎo)體之前制
備好圖形，通過(guò)改變表面能使有機(jī)半導(dǎo)體溶液在不同的區(qū)域黏附性有較大差異，從而進(jìn)一
步控制溶液的分布，烘烤除去溶劑后形成圖形化的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。該方法不會(huì)有機(jī)功能
薄膜造成損傷，工藝簡(jiǎn)單，能有效降低器件制備的成本。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的制備方法，其特征在于，該方法包括步驟1、在親水性的絕緣層或介質(zhì)層表面形成高疏水性粘附層圖形；步驟2、在形成高疏水性粘附層圖形的絕緣層或介質(zhì)層表面沉積有機(jī)半導(dǎo)體溶液，該有機(jī)半導(dǎo)體溶液自動(dòng)遷移到?jīng)]有高疏水性黏附層的區(qū)域；步驟3、烘烤除去溶劑，形成圖形化的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1中所述絕緣層或介質(zhì)層為親水 性薄膜，使步驟2中有機(jī)半導(dǎo)體溶液能夠很好地粘附在其表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1中所述高疏水性粘附層的圖形 是通過(guò)光刻剝離、氣相沉積、圖章印刷或噴墨打印方法形成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于，步驟l中所述高疏水性粘附層的圖形 是由trichloro(lH， lH，2H，2H-perfluorooctyl)silane(F0TS)材料形成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2中所述的有機(jī)半導(dǎo)體溶液是 P3HT溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種圖形化有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有源層的制備方法，該方法包括步驟1、在親水性的絕緣層或介質(zhì)層表面形成高疏水性粘附層圖形；步驟2、在形成高疏水性粘附層圖形的絕緣層或介質(zhì)層表面沉積有機(jī)半導(dǎo)體溶液，該有機(jī)半導(dǎo)體溶液自動(dòng)遷移到?jīng)]有高疏水性黏附層的區(qū)域；步驟3、烘烤除去溶劑，形成圖形化的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。由于高表面能，液相材料不能附著在高疏水性粘附層表面，而是自然地向沒(méi)有高疏水性粘附層的地方遷移，從而能夠復(fù)制高疏水性粘附層的圖形。該方法工藝步驟簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)自對(duì)準(zhǔn)，是一種低成本的有機(jī)半導(dǎo)體圖形化方法。
文檔編號(hào)H01L51/40GK101783393SQ200910077519
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者劉興華, 劉明, 劉舸, 商立偉, 姬濯宇, 柳江 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所