形成頂柵晶體管的方法
【專利摘要】一種在襯底上形成頂柵晶體管的方法包括：形成源電極和漏電極；在源電極和漏電極上形成有機疊層，有機疊層包括有機半導(dǎo)體層和有機半導(dǎo)體層上的有機電介質(zhì)層；形成包括第一材料的第一層和不同的第二材料的第二層的柵雙層電極；在柵雙層電極上選擇性地沉積掩模材料的區(qū)域；執(zhí)行第一等離子體蝕刻步驟以通過使用掩模材料作為掩模去除部分第一柵層；以及執(zhí)行第二等離子體蝕刻步驟以通過使用第一柵層作為掩模去除部分第二柵層和部分有機疊層，由此對柵雙層電極和有機疊層進行圖案化。
【專利說明】形成頂柵晶體管的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在諸如玻璃或塑料的襯底上形成頂柵晶體管的方法、相應(yīng)的頂柵晶體管以及包含該頂柵晶體管的顯示器背板、生物傳感器和RFID (射頻識別)標(biāo)簽。
【背景技術(shù)】
[0002]與半導(dǎo)體自身形成器件的襯底的更常規(guī)的晶體管不同，薄膜晶體管(TFT)是通過在諸如玻璃或塑料的單獨襯底上沉積半導(dǎo)體的活性層而形成的器件。并且，可使用有機半導(dǎo)體(OSC)而不是諸如硅、I1-VI半導(dǎo)體(例如，CdSe)或金屬氧化物(例如，ZnO)等更常規(guī)的無機半導(dǎo)體材料來形成新型的TFT。這些新型的TFT被稱為有機薄膜晶體管(OTFT)，并且與更常規(guī)的TFT相比具有特別的優(yōu)點。例如，這些新型的TFT具有明顯降低制造成本和擴展至大面積的可能性，特別是在通過溶液處理OSC的情況下。并且，OSC在機械上是柔性的，并且與無機半導(dǎo)體相比可在比較低的溫度下被處理，使得可以使用諸如塑料箔等柔軟卻又熱敏的襯底，由此使得能夠制造柔性的電子電路。使用OTFT的應(yīng)用包括RFID標(biāo)簽、生物傳感器和用于電泳顯示器的背板。并且，由于上述的優(yōu)點，OTFT特別有利于用于平板顯示器的背板中，例如，用于有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器的背板。在這種情況下，OTFT具有克服基于非晶硅或多晶硅的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)背板技術(shù)的局限性的可能性。
[0003]在圖1中示意性地示出了現(xiàn)有的OTFT器件的例子。制造這種器件的典型處理從在玻璃襯底10上限定源電極12和漏電極14開始。然后在襯底10以及源電極和漏電極12、14上形成包含一個或多個有機層的有機疊層20。在示出的例子中，首先在襯底10以及源電極和漏電極12、14上形成有機半導(dǎo)體層20a ;然后，在有機半導(dǎo)體層20a上形成電介質(zhì)層20b。然后在電介質(zhì)層20b上形成柵電極30。該晶體管構(gòu)成可被稱為頂柵晶體管。
[0004]在工作中，響應(yīng)于向柵電極30施加的信號，電荷載流子流過源電極和漏電極12、14之間的溝道區(qū)域。
[0005]在現(xiàn)有的頂柵晶體管配置中，在整個襯底10上，或者，至少在延伸至完全超出源電極和漏電極12、14的邊界的、襯底的主要區(qū)域上，沉積有機疊層20，然后，通過經(jīng)由陰影掩模的柵金屬或金屬合金的蒸鍍來形成頂柵電極。但是，在這種現(xiàn)有的配置中，僅粗略地通過陰影掩模來對柵電極進行圖案化，并且柵電極一般具有毫米量級的橫向尺寸，而源電極與漏電極之間的間隔(即，源電極與漏電極之間的有源區(qū)域或者所謂的晶體管溝道的長度)為微米量級。因此，柵電極不僅覆蓋溝道區(qū)域之上的有機疊層，而且覆蓋源電極和漏電極之上的有機疊層。柵電極和源電極/漏電極之間的重疊導(dǎo)致不希望的寄生電容。并且，該重疊使任何柵泄漏(即從源電極和/或漏電極經(jīng)由有機疊層通向柵電極的不希望的泄漏電流)惡化。這些效應(yīng)使OTFT的性能變差。并且，這種尺寸的柵電極不利于OTFT在電子電路中的集成，并因此例如妨礙OTFT在顯示器的像素尺寸嚴(yán)重限制OTFT器件的最大尺寸的情況下用于顯示器背板中。
[0006]最近，還關(guān)注這樣的想法，即對有機疊層20進行圖案化以去除既不處于晶體管溝道區(qū)域內(nèi)也不夾在導(dǎo)電柵電極與源電極和/或漏電極之間的半導(dǎo)體材料，從而防止相鄰的OTFT器件的寄生耦合并減少柵泄漏。這種有機疊層的圖案化可例如通過使用柵電極作為干蝕刻處理中的蝕刻掩模來實現(xiàn)。但是，現(xiàn)有的OTFT頂柵配置中的柵電極的相對較大的尺寸限制了這種方案的有益效果，原因是圖案化之后的有機疊層的橫向尺寸仍遠大于有源溝道區(qū)域。
[0007]對柵電極進行圖案化以使得柵僅覆蓋溝道區(qū)域并且不與源電極和漏電極重疊或者具有很好地限定和很好地控制的重疊也會是有益的。與現(xiàn)有的OTFT配置不同，這種重疊不是毫米量級的，而是溝道區(qū)域尺寸以下的量級的。并且，隨后對有機疊層進行圖案化以使得有機半導(dǎo)體材料僅存在于柵電極與溝道區(qū)域之間會是有益的。
[0008]但是，對頂柵電極進行圖案化具有挑戰(zhàn)性，原因是必須十分小心以避免損傷位于之下的敏感的有機疊層。該挑戰(zhàn)是本發(fā)明要解決的挑戰(zhàn)之一。
[0009]用于對頂柵電極和/或有機層進行圖案化的公知的方法包括高分辨率陰影掩模覆蓋法、光刻法、濕蝕刻法和干蝕刻法。
[0010]雖然經(jīng)由高分辨率陰影掩模的蒸鍍可用于微米范圍內(nèi)的頂柵的圖案化，但難以在擴展超出幾平方英寸的襯底的同時仍保持良好的陰影掩模對準(zhǔn)和高的柵電極特征分辨率。
[0011]通過光刻進行的圖案化包括經(jīng)由光掩模使光敏的光刻膠材料層暴露給光。光改變經(jīng)由光掩模暴露的光刻膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使得當(dāng)隨后施加溶劑時，光刻膠被顯影，即，只有光刻膠的一些部分(根據(jù)使用的是正光刻膠還是負光刻膠，為暴露的部分或未暴露的部分)被去除。在美國專利N0.7，344，928中公開了用于通過光刻對OTFT的有機層進行圖案化的技術(shù)。
[0012]也可以通過剝離顯影處理來將通過光刻的圖案化用于對金屬頂柵電極進行圖案化。在這種情況下，光刻膠材料被施加到有機疊層之上，并且，通過從需要柵電極的區(qū)域去除光刻膠，來產(chǎn)生光刻膠圖案。在毯覆式(blanket)蒸鍍柵電極材料之后，通過適當(dāng)?shù)娜軇╋@影劑將光刻膠以及沉積于其上的任何柵電極材料剝離，使得柵電極材料只會保留于需要的區(qū)域中。OTFT中的有機材料傾向于對溶劑顯影處理非常敏感，并且，除非非常小心地控制，否則，該處理容易損傷有機疊層或者簡單地剝離整個有機疊層而不是僅僅剝離光刻膠。并且，光刻是昂貴的圖案化方法。
[0013]通過濕蝕刻進行圖案化的方法包括首先將頂柵電極材料毯覆式沉積到有機疊層上。隨后，方法包括形成圖案化掩模，該掩模會覆蓋柵電極材料的要在濕蝕刻過程中被保護的區(qū)域，即，要形成實際的柵電極的區(qū)域?？衫缤ㄟ^光刻來形成圖案化掩模，在這種情況下，光刻膠被圖案化然后被顯影，以使得在柵電極材料的要在濕蝕刻過程中暴露的區(qū)域之上的光刻膠被去除。雖然該濕蝕刻方法避免了使用上述的剝離處理，但該方法仍包括具有其上述的相關(guān)缺點的顯影步驟。通過使用諸如酸的液體蝕刻劑，一般通過將襯底浸入蝕刻劑浴中來對通過圖案化掩模保持暴露的柵電極材料進行蝕刻。但是，OTFT中的有機材料傾向于對這種液體蝕刻劑非常敏感，并且，除非非常仔細地控制，否則濕蝕刻方法容易損傷或者簡單地剝離整個有機疊層而不是僅僅剝離柵電極材料的希望的(暴露的)區(qū)域。
[0014]另一方面，通過干蝕刻進行圖案化使用等離子體蝕刻劑，并且不存在上述的通過光刻和通過濕蝕刻進行圖案化的缺點。但是，干蝕刻也需要首先形成保護性蝕刻掩模。如果該蝕刻掩模是例如通過光刻制造的，那么以上討論的局限性也適用。在美國專利申請公開N0.US2009/0272969 (及其母案申請US2006/216852)中公開了一種用于通過干蝕刻對OTFT的有機層進行圖案化的技術(shù)。
[0015]然而，該現(xiàn)有的干蝕刻圖案化技術(shù)仍存在局限性，S卩，有機材料的圖案化需要附加的蠟或油脂掩模覆蓋步驟，然后是隨后的用于去除該掩模的清洗步驟。即，它需要兩個單獨的掩模覆蓋步驟來對有機材料進行圖案化以及之后對柵電極進行圖案化，再加上清洗步驟。這些附加的步驟給制造處理增加了不希望有的額外復(fù)雜性。
[0016]因此，找到基于干蝕刻處理并且避免使用光刻的用于對頂柵電極(優(yōu)選與位于頂柵電極之下的有機疊層一起)進行圖案化的替代方法是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種在襯底上形成頂柵晶體管的方法，該方法包括:
[0018]在襯底上形成源電極和漏電極；
[0019]在襯底以及源電極和漏電極上形成有機疊層，所述有機疊層包括在襯底以及源電極和漏電極上的有機半導(dǎo)體層，和在所述有機半導(dǎo)體層上的有機電介質(zhì)層；
[0020]形成柵雙層電極，所述柵雙層電極包括第一材料的第一層和不同的第二材料的第二層，第一柵層形成在第二柵層上，第二柵層形成在有機疊層上；
[0021]在所述柵雙層電極上選擇性地沉積掩模材料的區(qū)域；
[0022]執(zhí)行第一等離子體蝕刻步驟以通過使用所述掩模材料作為掩模來去除部分第一柵層；以及
[0023]執(zhí)行第二等離子體蝕刻步驟以通過使用第一柵層作為掩模來去除部分第二柵層和部分有機疊層，由此對柵雙層電極和有機疊層進行圖案化。
[0024]在第一等離子體蝕刻步驟中，只有第一柵層而不是第二柵層被蝕刻掉，第二柵層保持基本上完好。此外，選擇性沉積的掩模材料針對第一等離子體蝕刻步驟進行掩模覆蓋，使得第一和第二柵層保留在柵區(qū)域中?？衫缤ㄟ^控制蝕刻的時間和/或強度以僅蝕刻到特定深度，來實現(xiàn)該第一等離子體蝕刻步驟的選擇性。
[0025]與第二柵層相比，第一柵層由對第二等離子體蝕刻具有更強的耐受性的材料形成。由此，當(dāng)執(zhí)行第二等離子體蝕刻步驟時，則將已存在的第一柵層本身用作用于對第二柵層和之下的有機疊層進行圖案化(以及抵抗對柵雙層自身的蝕刻)的掩模。因此，柵雙層有利地允許對柵電極和有機疊層進行圖案化，同時不需要濕蝕刻或昂貴的光刻，并且也不需要US2009/0272969那樣的用于對有機材料進行圖案化和然后對柵電極進行圖案化的兩個單獨的掩模覆蓋步驟。
[0026]在特別優(yōu)選的實施例中，第二等離子體蝕刻步驟還包括去除掩模材料。由于可在對柵電極和有機疊層進行圖案化的同一步驟中采用第二等離子體蝕刻以去除殘留的掩模材料，因此，這有利地不需要US2009/0272969那樣的單獨的清洗步驟。
[0027]在另一實施例中，所述第二柵層基本上厚于所述第一柵層。
[0028]在又一實施例中，所述第一柵層的材料是鋁、鉻、鎳及其合金中的一種。
[0029]在又一實施例中，所述第一柵層的材料是A1203、MgO和Sc2O3中的一種。
[0030]在又一實施例中，所述第二柵層的材料是鈦、鎢、鑰、鉭、鈮及其合金中的一種。
[0031]在另一實施例中，方法包括通過氬等離子體濺射蝕刻來執(zhí)行所述第一等離子體蝕刻步驟。
[0032]在另一實施例中，方法包括通過氯等離子體蝕刻來執(zhí)行所述第一等離子體蝕刻步驟。
[0033]在另一實施例中，方法包括通過氧-氟等離子體蝕刻來執(zhí)行所述第二等離子體蝕刻步驟。
[0034]在另一實施例中,所述掩模材料包括有機掩模材料。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種在襯底上形成的頂柵晶體管，該頂柵晶體管包括:
[0036]在襯底上形成的源電極和漏電極；
[0037]在襯底以及源電極和漏電極上形成的有機疊層，所述有機疊層包括在襯底以及源電極和漏電極上的有機半導(dǎo)體層，和在所述有機半導(dǎo)體層上的有機電介質(zhì)層；以及
[0038]在有機疊層上形成的柵雙層電極，所述柵雙層電極包括第一材料的第一層和不同的第二材料的第二層，第一柵層形成在第二柵層上，第二柵層形成在有機疊層上。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于OLED顯示器的背板，該背板包括第二方面的頂柵晶體管。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于平板顯示器的背板，該背板包括第二方面的頂柵晶體管。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于電泳顯示器的背板，該背板包括第二方面的頂柵晶體管。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種生物傳感器，該生物傳感器包括第二方面的頂柵晶體管。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種RFID標(biāo)簽，該RFID標(biāo)簽包括第二方面的頂柵晶體管。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]為了更好地理解本發(fā)明并顯示如何實施本發(fā)明，以示例方式參照附圖，其中，
[0045]圖1顯示穿過有機薄膜晶體管的各層的示意性側(cè)剖視圖，以及圖2a?2f示意性示出根據(jù)本發(fā)明的第一方面用于形成有機薄膜晶體管的處理步驟。
【具體實施方式】
[0046]以下的例子在二步驟金屬雙層蝕刻處理中采用了噴墨印刷掩模材料，其中僅使用等離子體干蝕刻步驟來對敏感有機層疊層之上的金屬柵觸點進行圖案化。因此，這使得不需要光刻、濕蝕刻和金屬墨水的噴墨印刷。本發(fā)明允許對OTFT中的敏感有機層疊層之上的頂柵金屬觸點進行圖案化。由于本發(fā)明僅使用干蝕刻而不使用濕蝕刻步驟，由此不需要將OTFT浸入到諸如酸或堿的蝕刻液中，因此保持了有機層的完整性。本發(fā)明使用噴墨印刷來對掩模材料進行圖案化，由此不需要高成本的光刻并能夠擴展到大襯底尺寸。本發(fā)明可在噴墨印刷步驟中使用多種易于噴墨的墨水，由此不需要困難的印刷金屬墨水的任務(wù)并且消除了相關(guān)的退火步驟。
[0047]重新參照圖1，在現(xiàn)有的頂柵OTFT中，在晶體管結(jié)構(gòu)的所有其它層被沉積之后，柵電極30被沉積在柵電介質(zhì)20b上。因此在OTFT中，金屬頂柵30的制造是十分困難的，原因是必須要在不損傷有機層疊層20的情況下實施。本發(fā)明使得能夠在避免上面討論的現(xiàn)有技術(shù)的缺點的情況下制造頂柵金屬電極30'。
[0048]現(xiàn)在參照圖2a?2f來描述示例性的處理。圖2a表示頂柵金屬沉積之前的部分完成的OTFT器件。覆蓋襯底以及源和漏金屬電極的有機疊層20包含有機半導(dǎo)體層和有機半導(dǎo)體層上的有機電介質(zhì)層(與圖1中的層20a和20b類似，但隨后要被圖案化)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，在更復(fù)雜的布置中，有機疊層還可包含附加的層。
[0049]用于有機疊層20中的半導(dǎo)體可以是任何適當(dāng)?shù)挠袡C半導(dǎo)體，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解其例子。有機半導(dǎo)體可例如是通過蒸鍍處理的小分子，包括由溶液處理的可溶性的小分子、或者是聚合物。小分子的例子有并四苯、并五苯和并五苯的可溶性衍化物TIPS并五苯(6，13-雙(三異丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯)。聚合物有機半導(dǎo)體的例子包括P3HT(聚-3己基噻吩)和聚芴。
[0050]有機疊層20中的電介質(zhì)可以是任何有機電介質(zhì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解其例子。有機電介質(zhì)可以是全氟化聚合物、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)和聚苯乙烯。
[0051]可通過諸如旋轉(zhuǎn)涂敷、噴射涂敷、浸潰涂敷、狹縫模具涂敷、刮刀涂敷、落模鑄造、噴墨印刷、凹版印刷、柔性版印刷、激光轉(zhuǎn)換印刷、噴嘴印刷或蒸鍍等任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來施加有機疊層20。
[0052]源電極和漏電極12、14包含不易通過第二等離子體步驟P2 (見下文)被干蝕刻的金屬或金屬合金，諸如耐受例如氧-氟等離子體的鉻(Cr)。氧-氟等離子體指的是使用氧氣(O2)和氟化烴(例如，CF4或CHF3)作為饋送氣體的等離子體?？赏ㄟ^諸如光刻或陰影掩模蒸鍍等任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來形成源電極和漏電極12、14。
[0053]為了得到有效的OTFT器件，柵電極30'以圖案化的方式形成于電介質(zhì)層20b上。為了改善諸如顯示器背板、RFID標(biāo)簽和生物傳感器等有機電子電路中的OTFT的性能和集成度，優(yōu)選諸如50μπι以下的小特征尺寸。
[0054]如圖2b所示，金屬雙層例如通過物理氣相沉積技術(shù)或者由金屬墨水毯覆式沉積于有機疊層20上。在優(yōu)選的實施例中，通過諸如熱蒸鍍或濺射蒸鍍等蒸鍍來沉積金屬雙層301 ,從而不需要金屬墨水。第二金屬層M2沉積于有機疊層20上(電介質(zhì)20a上)，并且，第一金屬層Ml然后沉積于第二金屬層M2之上(即，使得第一金屬層Ml是相對于之下的第二金屬層M2的上部金屬層)。
[0055]第二金屬M2是可以容易地在第二等離子體步驟P2中被等離子體干蝕刻的金屬，例如，可通過氧-氟等離子體干蝕刻的鈦(Ti)。相反，第一金屬Ml是不容易在第二等離子體蝕刻步驟P2中被干蝕刻的金屬(Ml耐受等離子體蝕刻步驟P2)，例如，耐受氧-氟等離子體的鋁(Al)。
[0056]優(yōu)選地，第一金屬層Ml比第二金屬層M2薄，在理想情況下，在仍保持對于第二等離子體蝕刻步驟P2的耐受性的同時盡可能地薄。例如，Ml的厚度可以為2nm?200nm、優(yōu)選為5nm?lOOnm、更優(yōu)選為IOnm?30nm。例如，M2的厚度可以為20nm?500nm、優(yōu)選為50nm ?250nm、更優(yōu)選為 75nm ?150nm。
[0057]轉(zhuǎn)到圖2c，然后，使用噴墨印刷機50來選擇性地沉積掩模材料以在金屬雙層30'上形成掩模圖案40。掩模材料可以是紫外線固化的有機墨水、相變(熱熔)材料或溶劑型材料，只要得到的噴墨印刷掩模40的層厚足以耐受第一等離子體蝕刻步驟Pl (見下文)即可。在圖2d中示出了噴墨印刷掩模40?？梢允褂酶鞣N技術(shù)來提高噴墨印刷掩模的分辨率并減小其特征尺寸。例如，可例如通過使用具有可光圖案化的濕潤特性的感光自組裝單層(SAM),來提供第一金屬層Ml的表面上的濕潤性圖案化對照物(contrast)。
[0058]如圖2e所示，噴墨印刷掩模40的圖案通過第一等離子體蝕刻步驟Pl被轉(zhuǎn)印到第一金屬層Ml中。如圖2e所示，第一等離子體蝕刻步驟Pl的結(jié)果是選擇性地去除(即，圖案化)第一金屬層Ml。第一等離子體蝕刻步驟Pl是能夠蝕刻不被印刷掩模40保護的第一金屬層Ml的等離子體干蝕刻步驟，并且可以通過能夠蝕刻例如鋁(Al)的第一金屬層Ml的氬等離子體濺射蝕刻或氯等離子體蝕刻(其中等離子體基于C12/BC13饋送氣體)來執(zhí)行。
[0059]如上所述，第一金屬層Ml優(yōu)選是薄層，由此使第一等離子體蝕刻步驟Pl的蝕刻時間最小化。噴墨印刷掩模40需要耐受第一等離子體蝕刻Pl長達其蝕刻掉不被掩模40覆蓋的那些區(qū)域中的第一金屬層Ml所用的時間，根據(jù)該需要給出噴墨印刷掩模40的最小厚度。使用氬等離子體濺射蝕刻有益于此目的，原因是，與諸如C12/BC13等離子體的反應(yīng)等離子體相比，氬等離子體濺射蝕刻在諸如Al的金屬與諸如掩模材料的有機材料之間具有更小的選擇性。
[0060]參照圖2e?2f，圖案化的第一金屬層Ml用作隨后的等離子體蝕刻步驟P2中的蝕刻掩模，在等離子體蝕刻步驟P2期間，第二金屬層M2和有機疊層20的未覆蓋區(qū)域均被等離子體蝕刻。同時，由于有機掩模材料容易通過氧或氧-氟等離子體被干蝕刻，因此，圖案化的第一金屬層Ml之上的殘留的有機掩模材料通過第二等離子體蝕刻P2被去除。圖2f示出了最終的圖案化頂柵OTFT。
[0061]可以理解，以上的實施例是僅作為例子描述的。
[0062]例如，第一柵層的可選材料包括可耐受氧-氟等離子體的鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)及其金屬合金。第一柵層還可以是非金屬的，例如包括均耐受氧-氟等離子體的、諸如A1203、MgCKSc2O3等氧化物。在這種情況下，第一柵層不會導(dǎo)電，并且，只有第二柵層會用作實際的導(dǎo)電柵電極材料。
[0063]并且，第二柵層的可選材料包括均可在氧-氟等離子體中被干蝕刻的鈦(Ti)、鎢(W)、鑰(Mo)、鉭(Ta)、鈮(Nb)或其金屬合金。
[0064]源電極和漏電極可由金(Au )、鉬(Pt)、鈀(Pd)或其金屬合金形成。
[0065]并且，由于噴墨印刷掩模的主要功能是形成針對等離子體蝕刻的阻擋層，因此，幾乎任何類型的有機墨水都可以用作掩模材料，只要得到的掩模厚度足以耐受第一等離子體蝕刻步驟Pl長達其蝕刻(例如，通過濺射蝕刻)第一柵層所用的時間，因此，即使是通常用于日常圖片印刷的墨水也可適用。用作噴墨印刷掩模的材料的一些例子如下。
[0066]墨水可以是紫外線固化墨水,例如,來自SunChemical的SunJet Crystal?類型、FUJIFILM Sericol 的 Uvijet 類型、Collins Ink Corporation 的 C-Jet 類型的墨水、和來自 Microchem 的光刻膠 SU-8。在文章 Reactive&Functional Polymers68 (2008) 1052中給出了用于噴墨印刷該后一種材料的例子。墨水也可以是熱熔性或蠟狀墨水，例如，來自 Dimatix Fujifilm 的Spectra? Sabre Hot Melt 或例如可從 Sigma-Aldrich 得到的Erucamide0墨水也可以是溶劑型的，例如，來自FUJIFILM Sericol的Color+類型，或者例如可從Sigma-Aldrich得到的可溶于水和其它極性溶劑的聚乙烯卩比咯燒酮或例如可從Sigma-Aldrich得到的可溶于乙醇、醚、酮和酯的聚-4-乙烯基苯酹。
[0067]還應(yīng)理解，為了清楚起見，從描述的附圖中省略了某些特征，諸如其它相關(guān)的電路、保護層和表面改性層。這些特征對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。
[0068]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在給出本文公開的內(nèi)容的情況下，其它的變形是十分明顯的。本發(fā)明的范圍不被描述的實施例限定，而僅由所附的權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種在襯底上形成頂柵晶體管的方法，該方法包括: 在襯底上形成源電極和漏電極； 在襯底以及源電極和漏電極上形成有機疊層，所述有機疊層包括在襯底以及源電極和漏電極上的有機半導(dǎo)體層，和在所述有機半導(dǎo)體層上的有機電介質(zhì)層； 形成柵雙層電極，所述柵雙層電極包括第一材料的第一層和不同的第二材料的第二層，第一柵層形成在第二柵層上，第二柵層形成在有機疊層上； 在所述柵雙層電極上選擇性地沉積掩模材料的區(qū)域； 執(zhí)行第一等離子體蝕刻步驟以通過使用所述掩模材料作為掩模來去除部分第一柵層；以及 執(zhí)行第二等離子體蝕刻步驟以通過使用第一柵層作為掩模來去除部分第二柵層和部分有機疊層，由此對柵雙層電極和有機疊層進行圖案化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二等離子體蝕刻步驟還包括去除所述掩模材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述第二柵層基本上厚于所述第一柵層。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的方法，其中，所述第一柵層具有2nm~200nm的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二柵層具有20nm~500nm的厚度。
6.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第一柵層的材料是鋁、鉻、鎳及其合金中的一種。
7.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第一柵層的材料是Al203、Mg0和Sc2O3中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一柵層的材料是鋁。
9.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第二柵層的材料是鈦、鎢、鑰、鉭、鈮及其合金中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第二柵層的材料是鈦。
11.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，包括通過氬等離子體濺射蝕刻來執(zhí)行所述第一等離子體蝕刻步驟。
12.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，包括通過氯等離子體蝕刻來執(zhí)行所述第一等離子體蝕刻步驟。
13.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，包括通過氧-氟等離子體蝕刻來執(zhí)行所述第二等離子體蝕刻步驟。
14.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述掩模材料包括有機掩模材料。
15.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，包括通過噴墨印刷來選擇性地沉積所述掩模材料的區(qū)域。
16.一種在襯底上形成的頂柵晶體管，該頂柵晶體管包括: 在襯底上形成的源電極和漏電極； 在襯底以及源電極和漏電極上形成的有機疊層，所述有機疊層包括在襯底以及源電極和漏電極上的有機半導(dǎo)體層，和在所述有機半導(dǎo)體層上的有機電介質(zhì)層；以及 在有機疊層上形成的柵雙層電極，所述柵雙層電極包括第一材料的第一層和不同的第二材料的第二層，第一柵層形成在第二柵層上，第二柵層形成在有機疊層上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的頂柵晶體管，其中，所述第二柵層基本上厚于所述第一柵層。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的頂柵晶體管，其中，所述第一柵層具有2nm~200nm的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的頂柵晶體管，其中，所述第二柵層具有20nm~500nm的厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求16~19中的任一項所述的頂柵晶體管，其中，所述第一柵層的材料是鋁、鉻、鎳及其合金中的一種。
21.根據(jù)權(quán)利要求16~19中的任一項所述的頂柵晶體管，其中，所述第一柵層的材料是 Al2O3' MgO 和 Sc2O3 中的一種 ο
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的頂柵晶體管，其中，所述第一柵層的材料是鋁。
23.根據(jù)權(quán)利要求16~19中的任一項所述的頂柵晶體管，其中，所述第二柵層的材料是鈦、鎢、鑰、鉭、鈮及其合金中的一種。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的頂柵晶體管，其中，所述第二柵層的材料是鈦。
25.—種用于OLED顯不器的背板,包括根據(jù)權(quán)利要求16~24中的任一項所述的頂柵晶體管。
26.一種用于平板顯示器的背板，包括根據(jù)權(quán)利要求16~24中的任一項所述的頂柵晶體管。
27.一種用于電泳顯示器的背板，包括根據(jù)權(quán)利要求16~24中的任一項所述的頂柵晶體管。
28.一種生物傳感器，包括根據(jù)權(quán)利要求16~24中的任一項所述的頂柵晶體管。
29.—種RFID標(biāo)簽，包括根據(jù)權(quán)利要求16~24中的任一項所述的頂柵晶體管。
【文檔編號】H01L51/00GK103703582SQ201280036030
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月21日
【發(fā)明者】A·弗萊斯納 申請人:劍橋顯示技術(shù)有限公司