专利名称：一种结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法
技术领域：
本发明属于有机半导体学中的微细加工领域，特别涉及一种结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法。
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。
本发明的目的是提供一种各向异性有机场效应管的制备方法，它首先沉积第一层有机半导体薄膜，然后通过压印技术把设计好的图形转移到有机薄膜表面上，再真空沉积第二层有机半导体薄膜，获得具有取向的有机半导体材料，接着沉积源漏金属电极，完成各向异性的有机场效应晶体管的制备。
发明内容
一种结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法，是由一次绝缘介质沉积，两次有机半导体薄膜沉积，一次压印和一次金属沉积，获得各向异性的有机场效应管，其工艺步骤如下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、利用模板压印有机薄膜，把设计的模板图形转移到第一层有机薄膜上；4、在有图形的第一层有机薄膜表面上蒸发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。
本发明的特点是在介质层衬底上先蒸发沉积第一层有机半导体材料，然后通过压印技术把设计好的取向化图形转移到第一层有机薄膜上，再蒸发沉积第二层有机半导体材料，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，提高器件的迁移率。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。
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1-1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。
具体实施例方式
发明的流程图(流程图中的剖面为图1-8中的A-A剖面)1，如图1-1所示，在硅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介质层薄膜。
2，如图1-2所示，在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模板进行压印处理。
4，如图1-4所示，移走压印模板，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，在经过压印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。
6，如图1-7所示，通过镂空的掩模板在有机半导体薄膜表面沉积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，它们与有机半导体层，介质层和低阻的背栅极一起构成有机场效应管。俯视图如图1-8所示。
实施例子流程(流程图中的剖面为图2-8中的B-B剖面)1，如图2-1所示，在硅衬底表面采用热氧化生长的技术制备二氧化硅介质层薄膜。
2，如图2-2所示，在二氧化硅介质层表面真空沉积第一层并五苯有机半导体薄膜。
3，如图2-3所示，在第一层有机半导体薄膜表面上用制备好的硅模板进行压印处理。
4，如图2-4所示，移走硅压印模板，把模板上的图形转移到第一层并五苯有机半导体薄膜的表面上。
5，如图2-5所示，在经过压印处理的第一层并五苯有机薄膜表面上沉积第二层并五苯有机薄膜。由于第一层薄膜表面的取向化图形的诱导，第二层并五苯体材料按照特定的取向生长，形成如图2-6所示的各向异性的薄膜。
6，如图2-7所示，通过镂空的掩模板在有机半导体薄膜表面沉积金源漏电极，与有机导电层，介质层和低阻硅背栅极一起构成有机场效应管。俯视图如图2-8所示。
权利要求
1，一种结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法，是由一次绝缘介质沉积，两次有机半导体薄膜沉积，一次压印和一次金属沉积，获得各向异性的有机场效应管，其特征在于，其步骤如下步骤1、在导电基底上制备绝缘介质层；步骤2、在绝缘介质层薄膜表面上蒸发沉积第一层有机半导体薄膜；步骤3、利用模板压印有机薄膜，把设计的模板图形转移到第一层有机薄膜上；步骤4、在有图形的第一层有机薄膜表面上蒸发沉积生长第二层同质有机物薄膜；步骤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。
2，根据权利要求1所述的结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，其中所述的导电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。
3，根据权利要求1所述的结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，其中所述的在导电基底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。
4，根据权利要求1所述的结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，其中所述有机薄膜的沉积采用真空热蒸镀方法，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。
5，根据权利要求1所述的结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，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，通过压印技术把压印模板上的图形转移到其表面上，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，形成各向异性的半导体薄膜。
6，根据权利要求1所述的结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，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。
全文摘要
本发明属于有机半导体学中的微细加工领域，特别涉及一种结合压印技术制备各向异性有机场效应管的方法。其步骤如下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.利用模板压印有机薄膜，把设计的模板图形转移到第一层有机薄膜上；4.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。
文档编号H01L51/40GK101083302SQ20061001205
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者商立伟, 涂德钰, 王丛舜, 刘明 申请人:中国科学院微电子研究所