专利名称：一种基于模版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，特别是一种基于模版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。
发明内容
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，它首先刻蚀介质层，然后再生长有机半导体薄膜，从而获得具有取向的有机半导体材料，再沉积源漏金属电极，形成各向异性的有机场效应晶体管。
一种基于模版制备各向异性有机场效应管的方法，是由一次绝缘介质生长，一次有机半导体薄膜生长，一次光刻，一次干法刻蚀，一次金属沉积，获得各向异性的有机场效应管，其步骤如下1、在导电基底上生长绝缘介质薄膜；2、在绝缘介质薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到有取向的图形；3、利用抗蚀剂掩蔽刻蚀绝缘介质薄膜；4、沉积生长有机半导体薄膜；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。
本发明特点是在导电衬底的绝缘介质层上先制备出规则的有取向的图形，然后沉积生长有机半导体材料。真空蒸发的过程中，由于受到衬底图形的诱导，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。本发明提供了一种工艺简单、人为可控性高、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1-9是本发明的流程图；图2-1至图2-9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1-9中的A-A剖面)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方法制备介电质层薄膜。
2，如图1-2所示，在绝缘介质层表面旋涂光刻胶，用热板或烘箱进行前烘。
3，如图1-3所示，曝光、显影后获得有取向化的光刻胶图形，方法包括光学光刻或电子束光刻。
4，如图1-4所示，以显影后的光刻胶为掩膜，采用干法刻蚀绝缘介质层薄膜，注意刻蚀厚度要小于绝缘介质层的厚度，在绝缘介质表面制备取向化的图形。
5，如图1-5所示，采用有机溶剂去除光刻胶。
6，如图1-6所示，在绝缘介质层表面上真空沉积有机半导体薄膜。在介质层取向化图形的诱导下，有机半导体材料按照特定的取向生长，形成如图1-7所示的各向异性的薄膜。
7，如图1-8所示，通过镂空的掩模板在有机半导体薄膜表面沉积金属电极，与有机导电层，介质层和低阻背栅极一起构成有机场效应管。
俯视图如图1-9所示。
实施例子流程图(流程图中的剖面为图2-9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，在二氧化硅表面旋涂AZ9918光刻胶，用热板或烘箱进行前烘。
3，如图2-3所示，电子束曝光、显影后获得光刻胶上取向化的图形。
4，如图2-4所示，以显影后的光刻胶为掩蔽，采用三氟甲烷(CHF3)气体干法刻蚀二氧化硅薄膜，在二氧化硅表面制备取向化的图形。
5，如图2-5所示，采用丙酮、乙醇去除残余的光刻胶，取向化的图形转移到二氧化硅表面。
6，如图2-6所示，在二氧化硅表面真空沉积并五苯有机薄膜。在介质层取向化图形的诱导下，有机半导体材料按照特定的取向生长，形成如图1-7所示的各向异性的薄膜。
7，如图2-8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，与并五苯导电层，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2-9所示。
权利要求
1，一种基于模版制备各向异性有机场效应管的方法，是由一次绝缘介质生长，一次有机半导体薄膜生长，一次光刻，一次干法刻蚀，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、在导电基底上生长绝缘介质薄膜；步骤2、在绝缘介质薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到有取向的图形；步骤3、利用抗蚀剂掩蔽刻蚀绝缘介质薄膜；步骤4、沉积生长有机半导体薄膜；步骤5、通过镂空的掩模版沉积生长源漏金属电极。
2，根据权利要求1所述的基于模版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所述的基于模版制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，其中所述的在导电衬底表面上生长的绝缘介质层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所述的基于模版制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，其中所述绝缘介电质层表面上有取向的图形是通过在其表面上旋涂抗蚀剂并曝光、显影获得的。
5.根据权利要求1所述的基于模版制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，其中所述刻蚀绝缘介电质层是采用干法刻蚀技术，其目的是把胶图形准确转移到绝缘介质层表面上。
6，根据权利要求1所述的基于模版制备各向异性有机场效应管的方法，其特征在于，其中所述有机半导体薄膜的沉积采用真空热蒸镀的方法，其目的是在有取向的基底上生长出各向异性的有机薄膜。
7，根据权利要求1所述的基于模版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，特别是一种基于模版制备各向异性有机场效应管的方法。其工艺步骤如下1.在导电基底上生长绝缘介质薄膜；2.在绝缘介质薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到有取向的图形；3.利用抗蚀剂掩蔽刻蚀绝缘介质薄膜；4.沉积生长有机半导体薄膜；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H01L51/40GK101083303SQ20061001205
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