专利名称：一种对上电极进行费米能级修饰的方法
技术领域：
本发明涉及有机半导体学中的微细加工技术领域，特别是一种在制作上电极结构
有机场效应晶体管工艺中对上电极进行费米能级修饰的方法。
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性能一直是该领域追求的目标。除了材料和工艺对有机场效 应晶体管的性能有很大影响外，器件结构的影响也不容忽视。有机场效应晶体管一般采用 上电极或者下电极结构。相对于下电极结构的有机场效应晶体管来说上电极结构的晶体管 具有较好的性能。但上电极结构的器件中也存在着一些问题，如蒸电极时金属粒子会渗透 进有机半导体材料，甚至会有机半导体材料发生化学反应改变材料的性能；再如电极材料 与有机半导体材料功函数的不匹配造成的肖特基势垒等等。 当前，为了克服金属渗透进半导体的问题， 一般采用的解决方法主要是在电极下 加一层有机阻挡层，而对于电极与半导体之间的功函数差的问题一直没有好的解决方法。
发明内容
( — )要解决的技术问题 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种对上电极进行费米能级修饰的方法，
以缓解金属粒子对有机半导体层的渗透和反应的问题。
( 二 )技术方案 为达到上述目的，本发明提供了一种对上电极进行费米能级修饰的方法，该方法 包括 步骤1、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜； 步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料； 步骤3、在有机半导体材料上通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属镍，并让金属镍
在空气中自然氧化成氧化镍； 步骤4、继续通过漏版用电子束蒸发蒸镀金属电极，完成器件的制作。 上述方案中，步骤1中所述导电基底是电阻率低的导电材料，用于作为有机场效
应管的栅极。 上述方案中，步骤1中所述在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜，是采用热 氧化生长的方法或化学气相沉积的方法获得的。 上述方案中，步骤2中所述有机半导体材料是采用真空蒸镀的方法的得到的。
上述方案中，步骤2中所述有机半导体材料的厚度是50nm，且有机半导体材料选
3用的是肽菁铜。 上述方案中，步骤3中所述金属镍是通过电子束蒸发得到的，厚度为7nm。
上述方案中，步骤4中所述金属电极采用的是金，厚度为50nm。
(三)有益效果 本发明特点是在上电极的制备过程中，通过采用镍的插入层，不仅能有效减小金 电极对有机半导体层的渗透和反应，同时，自然氧化的氧化镍层作为一种高功函数的过渡 层，减小了金电极与有机半导体层之间肖特基势垒，从而改善了电极与有源层的接触。
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， 图1是本发明提供的对上电极进行费米能级修饰的方法流程图； 图2-1至图2-5是本发明对上电极进行费米能级修饰的工艺流程图； 图3-1至图3-5是依照本发明实施例对上电极进行费米能级修饰的工艺流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。 本发明提供的这种对上电极进行费米能级修饰的方法，是在蒸金属电极，特别是 金电极之前，先蒸一薄层金属镍，然后取出暴露在空气中让镍自然氧化，形成费米能级比较 高的氧化镍的薄层，最后再继续蒸上一层金属层构成上电极。 如图1所示，图1是本发明提供的对上电极进行费米能级修饰的方法流程图，该方 法包括 步骤1、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜；导电基底是电阻率低的导电 材料，用于作为有机场效应管的栅极；在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜，是采用热 氧化生长的方法或化学气相沉积的方法获得的。 步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料；有机半导体材料 是采用真空蒸镀的方法的得到的，有机半导体材料的厚度是50nm，且有机半导体材料选用 的是肽菁铜。 步骤3、在有机半导体材料上通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属镍，并让金属镍 在空气中自然氧化成氧化镍；金属镍是通过电子束蒸发得到的，厚度为7nm。
步骤4、继续通过漏版用电子束蒸发蒸镀金属电极，完成器件的制作；金属电极采 用的是金，厚度为50nm。 图2-1至图2-5示出了本发明对上电极进行费米能级修饰的工艺流程图。 如图2-1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方法制
备介电质层薄膜。 如图2-2所示，使用真空蒸镀的方法在栅介质上蒸镀一层有机半导体材料。
如图2-3所示，使用漏版用电子束蒸发或者PECVD在再生长一层7nm厚的镍薄层。
如图2-4所示，让镍的薄层在空气中自然氧化形成氧化镍。
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如图2-5所示，接着使用漏版用电子束蒸发或者PECVD在再生长一层50nm厚的金 属电极。 图3-1至图3-5示出了依照本发明实施例对上电极进行费米能级修饰的工艺流程 图。 如图3-1所示，在导电衬底表面采用热氧化生长的技术生长300nm厚的氧化硅薄 膜。 如图3-2所示，使用真空蒸镀的方法在栅介质上蒸镀一层50nm后的有机半导体材 料肽菁铜。 如图3-3所示，使用漏版用电子束蒸发一层7nm厚的镍薄膜。
如图3-4所示，镍在空气中氧化形成氧化镍薄膜。 如图3-5所示，接着使用漏版用电子束蒸发再生长一层50nm厚的金电极。 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详
细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡
在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保
护范围之内。
权利要求
一种对上电极进行费米能级修饰的方法，其特征在于，该方法包括步骤1、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜；步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤3、在有机半导体材料上通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属镍，并让金属镍在空气中自然氧化成氧化镍；步骤4、继续通过漏版用电子束蒸发蒸镀金属电极，完成器件的制作。
2. 根据权利要求l所述的对上电极进行费米能级修饰的方法，其特征在于，步骤l中所 述导电基底是电阻率低的导电材料，用于作为有机场效应管的栅极。
3. 根据权利要求1所述的对上电极进行费米能级修饰的方法，其特征在于，步骤1中所 述在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜，是采用热氧化生长的方法或化学气相沉积的 方法获得的。
4. 根据权利要求1所述的对上电极进行费米能级修饰的方法，其特征在于，步骤2中所 述有机半导体材料是采用真空蒸镀的方法的得到的。
5. 根据权利要求1所述的对上电极进行费米能级修饰的方法，其特征在于，步骤2中所 述有机半导体材料的厚度是50nm，且有机半导体材料选用的是肽菁铜。
6. 根据权利要求1所述的对上电极进行费米能级修饰的方法，其特征在于，步骤3中所 述金属镍是通过电子束蒸发得到的，厚度为7nm。
7. 根据权利要求1所述的对上电极进行费米能级修饰的方法，其特征在于，步骤4中所 述金属电极采用的是金，厚度为50nm。
全文摘要
本发明公开了一种对上电极进行费米能级修饰的方法，该方法包括步骤1、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜；步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤3、在有机半导体材料上通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属镍，并让金属镍在空气中自然氧化成氧化镍；步骤4、继续通过漏版用电子束蒸发蒸镀金属电极，完成器件的制作。利用本发明，不仅能有效减小金电极对有机半导体层的渗透和反应，同时，自然氧化的氧化镍层作为一种高功函数的过渡层，减小了金电极与有机半导体层之间肖特基势垒，从而改善了电极与有源层的接触。
文档编号H01L21/28GK101783394SQ200910077528
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者刘兴华, 刘明, 刘舸, 商立伟, 柳江, 王宏 申请人:中国科学院微电子研究所