專利名稱：一種基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機半導(dǎo)體學(xué)中的微細加工領(lǐng)域，特別是一種基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法。
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)進入人們生活工作的每個環(huán)節(jié)；在日常生活中人們對低成本、柔性、低重量、便攜的電子產(chǎn)品的需求越來越大；傳統(tǒng)的基于無機半導(dǎo)體材料的器件和電路很難滿足這些要求，因此可以實現(xiàn)這些特性的基于有機聚合物半導(dǎo)體材料的有機微電子技術(shù)在這一趨勢下得到了人們越來越多的關(guān)注。提高有機場效應(yīng)管的遷移率一直是該領(lǐng)域追求的目標(biāo)。在研究如何改善有機晶體管性能的過程中人們發(fā)現(xiàn)了一個新特性，就是載流子遷移率的各向異性，即當(dāng)載流子輸運方向和薄膜材料的取向相平行時的遷移率遠大于互相垂直時的遷移率。目前制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法主要是在介質(zhì)層上通過沿一定方向擦拭的方法涂附上一層作為誘導(dǎo)物的有機材料，然后沉積生長有機半導(dǎo)體材料，形成各向異性的薄膜。這種方法可控性低，可重復(fù)性差，薄膜性能不均勻且容易引入雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種各向異性有機場效應(yīng)管的制備方法，它首先刻蝕介質(zhì)層，然后再生長有機半導(dǎo)體薄膜，從而獲得具有取向的有機半導(dǎo)體材料，再沉積源漏金屬電極，形成各向異性的有機場效應(yīng)晶體管。
一種基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，是由一次絕緣介質(zhì)生長，一次有機半導(dǎo)體薄膜生長，一次光刻，一次干法刻蝕，一次金屬沉積，獲得各向異性的有機場效應(yīng)管，其步驟如下1、在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜；2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到有取向的圖形；3、利用抗蝕劑掩蔽刻蝕絕緣介質(zhì)薄膜；4、沉積生長有機半導(dǎo)體薄膜；5、通過鏤空的掩模版沉積源漏金屬電極，完成各向異性有機場效應(yīng)管的制備。
本發(fā)明特點是在導(dǎo)電襯底的絕緣介質(zhì)層上先制備出規(guī)則的有取向的圖形，然后沉積生長有機半導(dǎo)體材料。真空蒸發(fā)的過程中，由于受到襯底圖形的誘導(dǎo)，有機半導(dǎo)體材料會形成各向異性的薄膜，從而提高器件的遷移率。本發(fā)明提供了一種工藝簡單、人為可控性高、重復(fù)性好、均勻性高的制備高遷移率的各向異性有機場效應(yīng)管的方法。


為了更進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖及實施例子，對本發(fā)明做詳細描述，圖1-1至圖1-9是本發(fā)明的流程圖；圖2-1至圖2-9是本發(fā)明實施例子的流程圖。
具體實施例方式
發(fā)明的流程圖(流程圖中的剖面為圖1-9中的A-A剖面)1，如圖1-1所示，在導(dǎo)電襯底表面采用熱氧化生長的技術(shù)或化學(xué)氣相沉積的方法制備介電質(zhì)層薄膜。
2，如圖1-2所示，在絕緣介質(zhì)層表面旋涂光刻膠，用熱板或烘箱進行前烘。
3，如圖1-3所示，曝光、顯影后獲得有取向化的光刻膠圖形，方法包括光學(xué)光刻或電子束光刻。
4，如圖1-4所示，以顯影后的光刻膠為掩膜，采用干法刻蝕絕緣介質(zhì)層薄膜，注意刻蝕厚度要小于絕緣介質(zhì)層的厚度，在絕緣介質(zhì)表面制備取向化的圖形。
5，如圖1-5所示，采用有機溶劑去除光刻膠。
6，如圖1-6所示，在絕緣介質(zhì)層表面上真空沉積有機半導(dǎo)體薄膜。在介質(zhì)層取向化圖形的誘導(dǎo)下，有機半導(dǎo)體材料按照特定的取向生長，形成如圖1-7所示的各向異性的薄膜。
7，如圖1-8所示，通過鏤空的掩模板在有機半導(dǎo)體薄膜表面沉積金屬電極，與有機導(dǎo)電層，介質(zhì)層和低阻背柵極一起構(gòu)成有機場效應(yīng)管。
俯視圖如圖1-9所示。
實施例子流程圖(流程圖中的剖面為圖2-9中的B-B剖面)1，如圖2-1所示，在硅襯底表面采用熱氧化生長的技術(shù)制備二氧化硅介質(zhì)層薄膜。
2，如圖2-2所示，在二氧化硅表面旋涂AZ9918光刻膠，用熱板或烘箱進行前烘。
3，如圖2-3所示，電子束曝光、顯影后獲得光刻膠上取向化的圖形。
4，如圖2-4所示，以顯影后的光刻膠為掩蔽，采用三氟甲烷(CHF3)氣體干法刻蝕二氧化硅薄膜，在二氧化硅表面制備取向化的圖形。
5，如圖2-5所示，采用丙酮、乙醇去除殘余的光刻膠，取向化的圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅表面。
6，如圖2-6所示，在二氧化硅表面真空沉積并五苯有機薄膜。在介質(zhì)層取向化圖形的誘導(dǎo)下，有機半導(dǎo)體材料按照特定的取向生長，形成如圖1-7所示的各向異性的薄膜。
7，如圖2-8所示，通過鏤空的掩模板在有機半導(dǎo)體薄膜表面沉積金源漏電極，與并五苯導(dǎo)電層，介質(zhì)層和低阻硅背柵極一起構(gòu)成有機場效應(yīng)管。俯視圖如圖2-9所示。
權(quán)利要求
1，一種基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，是由一次絕緣介質(zhì)生長，一次有機半導(dǎo)體薄膜生長，一次光刻，一次干法刻蝕，一次金屬沉積，獲得各向異性的有機場效應(yīng)管，其特征在于，其步驟如下步驟1、在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜；步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到有取向的圖形；步驟3、利用抗蝕劑掩蔽刻蝕絕緣介質(zhì)薄膜；步驟4、沉積生長有機半導(dǎo)體薄膜；步驟5、通過鏤空的掩模版沉積生長源漏金屬電極。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，其特征在于，其中所述的導(dǎo)電基底是電阻率低的導(dǎo)電材料，其目的是作為有機場效應(yīng)管的柵極。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，其特征在于，其中所述的在導(dǎo)電襯底表面上生長的絕緣介質(zhì)層是采用熱氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉積的方法獲得的。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，其特征在于，其中所述絕緣介電質(zhì)層表面上有取向的圖形是通過在其表面上旋涂抗蝕劑并曝光、顯影獲得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，其特征在于，其中所述刻蝕絕緣介電質(zhì)層是采用干法刻蝕技術(shù)，其目的是把膠圖形準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移到絕緣介質(zhì)層表面上。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，其特征在于，其中所述有機半導(dǎo)體薄膜的沉積采用真空熱蒸鍍的方法，其目的是在有取向的基底上生長出各向異性的有機薄膜。
7，根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法，其特征在于，其中所述的源漏金屬電極是采用金屬蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射的方法沉積的。
全文摘要
本發(fā)明屬于有機半導(dǎo)體學(xué)中的微細加工領(lǐng)域，特別是一種基于模版制備各向異性有機場效應(yīng)管的方法。其工藝步驟如下1.在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜；2.在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到有取向的圖形；3.利用抗蝕劑掩蔽刻蝕絕緣介質(zhì)薄膜；4.沉積生長有機半導(dǎo)體薄膜；5.通過鏤空的掩模版沉積源漏金屬電極，完成各向異性有機場效應(yīng)管的制備。
文檔編號H01L51/40GK101083303SQ20061001205
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者商立偉, 涂德鈺, 王叢舜, 劉明 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所