[发明专利]一种高迁移率各向异性有机场效应管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体器件领域，特别是一种结合干法刻蚀技术的制备图形化衬底高迁移率各向异性有机场效应管的方法。简称为一种高迁移率各向异性有机场效应管的制备方法。

背景技术

随着信息技术的不断深入，电子产品已经进入人们生活工作的每个环节；在日常生活中人们对低成本、柔性、低重量、便携的电子产品的需求越来越大；传统的基于无机半导体材料的器件和电路很难满足这些要求，因此可以实现这些特性的基于有机聚合物半导体材料的有机微电子技术在这一趋势下得到了人们越来越多的关注。提高有机场效应管的迁移率一直是该领域追求的目标。在研究如何改善有机晶体管性能的过程中人们发现了一个新特性，就是载流子迁移率的各向异性，即当载流子输运方向和薄膜材料的取向相平行时的迁移率远大于互相垂直时的迁移率。目前制备各向异性有机场效应管的方法主要是在介质层上通过沿一定方向擦拭的方法涂附上一层作为诱导物的有机材料，然后沉积生长有机半导体材料，形成各向异性的薄膜。这种方法可控性低，可重复性差，薄膜性能不均匀且容易引入杂质。

发明内容

本发明的目的是提供一种高迁移率各向异性有机场效应管的制备方法，具体来说是一种结合干法刻蚀技术的制备图形化衬底高迁移率各向异性有机场效应管的方法。

首先沉积生长第一层有机半导体薄膜，然后通过氧气等离子体干法刻蚀技术把设计好的图形转移到第一层有机薄膜表面上，再沉积生长第二层有机半导体薄膜，由于受到第一层有机物表面图形的诱导，第二层有机半导体材料会形成各向异性的薄膜，从而提高器件的迁移率。获得具有取向的有机半导体材料，接着沉积源漏金属电极，完成高迁移率各向异性的有机场效应晶体管的制备。

本发明提供了一种人为工艺简单、可控性高、重复性好、均匀性高的制备高迁移率的各向异性有机场效应管的方法。

本发明的步骤如下：1、在导电基底上制备绝缘介质层；2、在绝缘介质层薄膜表面上沉积生长第一层有机半导体薄膜；3、利用镂空模板采用氧气等离子体干法刻蚀有机薄膜，将制备好的镂空模板置于有机半导体薄膜之上并紧密接触，进行氧气等离子体干法刻蚀，把设计的镂空模板图形转移到第一层有机薄膜上；4、在第一层有机薄膜表面上沉积生长第二层同质有机物薄膜；5、通过镂空的掩模版沉积源漏金属电极，完成各向异性有机场效应管的制备。

所述的结合干法刻蚀技术的制备图形化衬底高迁移率各向异性有机场效应管的方法，其中所述的基底是电阻率较低的导电材料，其目的是作为有机场效应管的栅极。

所述的结合干法刻蚀技术的制备图形化衬底高迁移率各向异性有机场效应管的方法，其中所述的在基片表面上淀积的介质层薄膜是采用热氧化生长或化学气相沉积的方法获得。

所述的结合干法刻蚀技术的制备图形化衬底高迁移率各向异性有机场效应管的方法，其中所述有机薄膜的沉积采用真空热蒸镀技术，其目的是在介质层上生长出大晶粒的有序的连续有机半导体薄膜。

所述的结合干法刻蚀技术的制备图形化衬底高迁移率各向异性有机场效应管的方法，有机半导体薄膜一共有两层，其中第一层薄膜经真空沉积后，通过氧气等离子体干法刻蚀技术将镂空刻蚀模板上的图形转移到第一层有机半导体薄膜表面上，第二层有机材料经真空沉积到图形化后的第一层有机薄膜表面上，形成有取向的各向异性半导体薄膜。

所述的结合干法刻蚀技术的制备图形化衬底高迁移率各向异性有机场效应管的方法，其中所述的源漏金属电极是采用金属蒸发技术或磁控溅射的方法沉积的。

附图说明

为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图及实施例子，对本发明做详细描述，其中：

图1-1至图1-8是本发明的流程图；

图2-1至图2-8是本发明实施例子的流程图。

具体实施方式

1，如图1-1所示，在导电衬底表面采用热氧化生长的技术或化学气相沉积的技术制备绝缘介质层薄膜。

2，如图1-2所示，在绝缘介质层表面真空沉积第一层有机半导体薄膜。

3，如图1-3所示，在第一层有机半导体薄膜表面上用制备好的镂空模板进行氧气等离子体干法刻蚀处理。

4，如图1-4所示，移走干法刻蚀模板，把模板上的图形转移到第一层有机半导体薄膜的表面上。

5，如图1-5所示，在经过干法刻蚀处理的第一层有机薄膜表面上沉积第二层同质有机薄膜。由于受到第一层薄膜表面的取向化图形的诱导，第二层有机半导体材料按照特定的取向生长，形成如图1-6所示的各向异性的薄膜。