制造有机场效应晶体管的方法和有机场效应晶体管的制作方法_2

文档序号:9583037阅读:来源:国知局
成第一和/或第二掺杂材料层的步骤整合在已知的制造工艺中。
[0024]在另一个实施方式中,第一掺杂材料层和/或第二掺杂材料层分别由纯电掺杂剂材料制成。第一掺杂材料层和第二掺杂材料层可由相同的纯电掺杂剂材料制成。或者,两个掺杂材料层可由不同的纯电掺杂剂材料制成。
[0025]在一个可选实施方式中,第一掺杂材料层和/或第二掺杂材料层分别包含包括电掺杂剂材料的基质材料。第一掺杂材料层和第二掺杂材料层可以包含包括相同电掺杂剂材料的相同基质材料。或者,两个掺杂材料层可以包含包括不同电掺杂剂材料的相同基质材料。在另一个可选实施方式中,两个掺杂材料层可以包含具有相同或不同电掺杂剂材料的不同基质材料。在包含基质材料和电掺杂剂材料的层中,掺杂剂材料可以在层中以小于5摩尔%、优选小于2摩尔%的比存在。用在第一和第二掺杂材料层中的基质材料可以与第一和第二有机半导体层相同或不同。如果不同,则它们可能会具有较低的迀移率。
[0026]为纯掺杂剂材料或呈基质/掺杂剂体系形式的用于生成第一和第二掺杂材料层的掺杂剂可以为有机小分子。基质材料可以为有机半导体材料。第一和/或第二掺杂材料层的厚度优选为小于2.5nm,更优选等于或小于lnm。
[0027]在优选实施方式中,第一和第二有机半导体层包含相同的有机基质材料。第一和第二有机半导体层中的至少一个可由有机基质材料制成。可以通过真空或溶液加工形成第一和/或第二有机半导体层。
[0028]可选地或另外地,在本方法的一个实施方式中,第一电极生成有第一子电极部并且第二电极生成有第二子电极部,将所述多个子电极部布置为重叠子电极部的分离组的形式,其中重叠子电极部的分离组中的每个生成有与至少一个第二子电极部重叠的至少一个第一子电极部。两个电极的子电极部具有对应性;如果重叠区域大于非重叠区域则为一对一对应,或者如果重叠区域小于非重叠区域则为一对一或一对二相邻(其中端部可以为偶数或奇数)。在第一种情况下,第二电极的子电极的宽度优选大于第一电极的子电极的子电极宽度。
[0029]优选地,将两个电极的子电极部相互平行地进行布置。由此,提供了最低电容的最佳值,同时保持低的串联电阻。
[0030]在另一个实施方式中,生成第一掺杂材料层以使得第一子电极部至少部分地与第一掺杂材料层直接接触,和/或生成第二掺杂材料层以使得第二子电极部至少部分地与第二掺杂材料层直接接触。优选地,第一和/或第二子电极部分别完全覆盖第一和/或第二惨杂材料层。
[0031]在优选的实施方式中,生成第一电极和电极绝缘体的步骤包括如下步骤:如果适用,在第一有机半导体层和/或在第一掺杂材料层上沉积第一光刻胶层,通过将第一光刻胶层图案化而限定第一电极的电极区域,由此提供第一光刻胶图案,在第一光刻胶图案上沉积第一导电层,在第一导电层上沉积绝缘层,并且在剥离工艺中去除第一光刻胶图案,以此生成第一电极和电极绝缘体。
[0032]在又一个实施方式中,生成第二电极的步骤包括如下步骤:如果适用,在第一有机半导体层上、在电极绝缘体上和在第二掺杂材料层上沉积第二光刻胶层,通过将第二光刻胶层图案化而限定第二电极的电极区域,由此提供第二光刻胶图案,在第二光刻胶图案上沉积第二未图案化有机半导体层,在第二未图案化有机半导体层上沉积第二导电层,并且在剥离工艺中去除第二光刻胶图案,以此生成第二有机半导体层和第二电极。或者,可以在去除图案化第二光刻胶层之后进行第二电极的沉积。
[0033]为了生成第一电极和/或第二电极,图案化可以包括固化一部分并去除未固化的部分。第一光刻胶层和/或第二光刻胶层可以形成为双层。包括沉积、图案化和去除第一和/或第二光刻胶层的步骤可以在常态或惰性气体气氛下进行。可以通过另外的等离子体刻蚀步骤去除第一和/或第二光刻胶层。
[0034]在本发明的优选实施方式中,第一电极设置有第一子电极部并且第二电极设置有第二子电极部,将所述多个子电极部布置为重叠子电极部的分离组的形式,其中重叠子电极部的分离组中的每个包含与至少一个第二子电极部重叠的至少一个第一子电极部。第一和第二半导体层可包含或可不包含相同的有机基质材料。如果实施该实施方式,则第一和第二有机半导体材料没必要包含相同的有机基质材料。所述至少一个第一子电极部和所述至少一个第二子电极部中的每个与各个相邻的子电极部分离。另外,所述至少一个第一子电极部和所述至少一个第二子电极部可以具有不同的宽度。
[0035]根据优选的实施方式,经过第一和第二有机半导体层在第一和第二电极之间形成的电流通路是单极的。因此,通过层的电流仅由电荷载流子的一种即电子或空穴提供。
[0036]在一个优选的实施方式中,第一和第二有机半导体层由小分子材料制成。
[0037]在一个优选的实施方式中,第一和第二有机半导体层由聚合物材料制成。
[0038]在另一个优选的实施方式中,第一和第二有机半导体层相互直接接触。
[0039]根据一个优选的实施方式,将第二有机半导体层设置在电极绝缘体和第二电极之间。
[0040]在又一个实施方式中,栅电极与第一电极中的至少一个和第二电极是不透光的。这确保了环境光线不影响晶体管的性能。
[0041]根据又一个实施方式,至少一个选自以下的电极由金属材料制成:第一电极、第二电极和栅电极。所述金属材料可以为金或铝。由金属材料制成的电极具有低电阻而可以应用具有高频率的高功率。
[0042]惨杂剂材料优选为电惨杂剂。电惨杂剂被分为P型惨杂剂和η型惨杂剂。电惨杂在本领域是众所周知的,示例性参考文献为:Gao等,应用物理快报,第79卷,第4040页(2001),Blochwitz等,应用物理快报,第73卷,第729页(1998),D’ Andrade等,应用物理快报,第83卷,第3858页(2003),ffalzer等,化学评论(Chem.Rev.),第107卷,第1233 页(2007),US2005040390A1, US2009179189A。示例性 p 型掺杂剂为:四氟-四氰基醌二甲烷(F4TCNQ) ;2,2’ -(全氟萘-2,6- 二亚基)二丙二腈(F6TCNNQ) ;2,2’,2,,-(环丙烷-1,2,3-三亚基)三(2-(对-氰基四氟苯基)乙腈)。优选的化合物为含有氰基基团的有机分子。示例性η型掺杂剂为:吖啶橙碱(Α0Β);四(1,3,4,6,7,8-六氢-2Η-嘧啶并[1, 2-a]嘧啶基)二钨(II) (W2 (hpp)4) ;3,6-双-(二甲氨基)-吖啶;双(乙烯二硫代)四硫代富瓦稀(BEDT-TTF);碳氧化物(oxocarbon);准碳氧化物(pseudooxocarbon)衍生物。
[0043]根据另一个实施方式,提供包含有机场效应晶体管的电子开关器件。
[0044]优选地,第一电极、第二电极、和电极绝缘体是不可渗透的。第一和第二电极及电极绝缘体应优选地足够厚以形成封闭层。优选地,第一和第二电极及电极绝缘体不是间断的或穿孔的或随机间断的,而是光刻图案化的。再者,在常规工作条件下,电极绝缘体不允许电荷载流子对其的任何实质性隧道贯穿。
[0045]提供了几种优势,例如,本工艺允许重叠电容的减少。可以容易地提高注射。即使在较高的频率下较高电流密度也是可行的。在一些实施方式中,通过对接触中的至少一个进行掺杂,可以在不对称器件中进一步提高该高电流。包含氟化光刻胶和/或常规(非氟化)光刻胶的两个光刻胶层允许对完全不同类型的有机半导体材料进行精确和稳定的光刻图案化,而不显著影响有机半导体材料。它使互补电路(complementary circuit)的制作成为可能(使用η型和p型沟道晶体管)。再者,可以以比具有大于105的高开/关比的常规平面场效应晶体管高10倍、20倍以上的增益制作晶体管。
[0046]第一和第二半导体层和第一和第二掺杂材料层(如果作为基质/掺杂剂体系提供)的优选Ρ型半导体为:并五苯,二萘并噻吩并噻吩(DNTT),另外的DNTT衍生物如ClO-DNTT (—般地Cx-DNTT),金属-酞菁(ZnPc、CuPc),茈如二茚并茈(DIP),四丙基-四苯基-二茚并茈(P4-PH4-DIP)。第一和第二半导体层和第一和第二掺杂材料层(如果作为基质/掺杂剂体系提供)的优选η型半导体为:C60,C70, ZnPc, CuPc, F16CuPc,F4CuPc,二弗并花(DIP) ο在掺杂层中的基质材料还可例如为:三联苯基-二胺(triphenyl-diamine,TPD),3- (N-马来酰亚胺丙酰)-生物胞素(MPB),红菲略啉(athophenanthroline,BPHEN),2,4,7,9-四苯基-1, 10-菲咯啉(TPHEN),茈-3,4,9,10-四甲酸-3,4,9,10-
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