专利名称：有机场效应晶体管结构及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有机电子学领域，特别涉及ー种具有顶栅结构或底栅结构的有机场效应晶体管结构及其制备方法。
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在技术和成本方面难于满足这些要求，因此可以实现这些特性的基于有机半导体材料的微电子技术在这一趋势下得到了人们越来越多的关注。有机场效应晶体管作为有机电路的基础元器件，其性能对电路的性能起着决定性的作用。除了所用材料对器件性能的影响外，有机场效应晶体管的结构对其性能也有较大的影响。有机场效应晶体管通常由衬底、栅电极、栅介质、有机半导体和源漏电极等五个部分组成。根据这几个部分的位置分布，有机场效应晶体管可以分为顶栅顶接触、顶栅底接触、底栅顶接触和底栅底接触等四种结构。其中“接触”指的是源、漏电极和有源层之间的接触。大量实验证明，源、漏电极和有源层之间的接触对有机场效应晶体管的电荷注入起着决定性的作用。接触的作用主要使用接触电阻来衡量，当接触做的不好时，接触电阻会非常的大，导致电荷很难从电极注入到晶体管的沟道中。影响接触电阻的因素有很多，除了所用源漏电极材料的功函数外，源漏电极薄膜和有机半导体之间的接触面积，界面的修饰情况对接触电阻也有很大的影响。由于有机场效应晶体管的导电层主要集中在沟道界面附近IOnm以内的区域，所以在通常所用的底接触式结构中，源、漏电极和有机半导体薄膜之间的有效接触面积非常小，从而导致了接触电阻非常大。为了解决这ー问题，本发明提出了一种新的接触电极结构，通过把源漏电极嵌入在绝缘衬底或者栅介质层中，使得源漏电极和有机半导体薄膜之间的有效接触面积大大增カロ，从而减小了接触电阻，提高器件的电荷注入效率。同时本发明提供了该晶体管结构的制备方法。沟槽的刻蚀和源漏电极的制备共用ー层光刻胶图形，有效降低了エ艺复杂度和难度。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明目的在于提供ー种有机场效应晶体管结构，通过使用嵌入式的源、漏电极，使得源漏、电极和有机半导体薄膜之间的有效接触面积大大増加，从而减小了接触电阻，提高器件的电荷注入效率。同时本发明提供了所述有机场效应晶体管结构的制备方法，通过共用沟槽的刻蚀和源漏电极的制备的光刻胶图形，有效降低了制备エ艺的复杂度和难度。( ニ )技术方案
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下ー种具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，包括绝缘衬底；嵌于该绝缘衬底且与该绝缘衬底上表面齐平的源电极及漏电极；形成于该绝缘衬底上的有源层；形成于该有源层上的栅介质层；以及形成于该栅介质上的栅电扱。
上述方案中，所述绝缘衬底为长有绝缘薄膜的硅片、玻璃或塑料薄膜。上述方案中，所述源电极及漏电极位于有源层下方，与有源层形成底接触式结构；该源电极及漏电极采用金属材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁及铬制备而成，或者采用导电有机物PED0T:PSS制备而成。上述方案中，所述有源层采用并五苯、并四苯、金属酞菁、酞菁氧钛、酞菁氧钒、全氟酞菁、P3HT、噻吩或有机半导体红荧稀制备而成。上述方案中，所述栅介质层采用氧化硅、氧化铝、氧化哈、氧化锆、氧化钽、氮化硅、聚こ烯醇、聚酰亚胺、聚こ烯吡硌烷酮、聚甲基丙稀酸甲酯或聚对ニ甲苯制备而成。上述方案中，所述栅电极采用金属导电材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁或铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT:PSS制备而成。ー种具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，包括在绝缘衬底上制备嵌入源、漏电极的沟槽；在绝缘衬底上制备源、漏电极；在制备好源漏电极的衬底上沉积有源层；在有源层上沉积栅介质层；以及在栅介质层表面制备栅电极，完成器件的制备。上述方案中，所述在绝缘衬底上制备嵌入源、漏电极的沟槽的步骤，是通过光刻方法先定义光刻胶图形，然后通过刻蚀方法将该光刻胶图形转移到绝缘衬底上，来形成所需的沟槽。上述方案中，所述在绝缘衬底上制备源、漏电极的步骤，是通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法在制备有嵌入源、漏电极沟槽的绝缘衬底上沉积金属薄膜，再通过金属剥离的方法将沟槽之外多余的金属薄膜去除，完成源、漏电极的制备；而有机源、漏电极则采用喷墨打印技术来沉积和图形化，制备好源、漏电极后再采用有机溶剂去除光刻胶。上述方案中，所述用于形成源、漏电极的金属薄膜，其厚度与在绝缘衬底上制备的沟槽的深度相等，以保证源、漏电极的上表面与绝缘衬底上表面齐平。上述方案中，所述在制备好源漏电极的衬底上沉积有源层的步骤，有源层通过真空热沉积、旋涂技术来形成。上述方案中，所述在有源层上沉积栅介质层的步骤，栅介质层为无机栅介质层或有机栅介质层，其中，无机栅介质层通过低压化学气相沉积、溅射或原子层沉积方法来沉积，有机栅介质层通过旋涂技术来沉积。上述方案中，所述在栅介质层表面制备栅电极的步骤，栅电极为金属栅电极或有机栅电极，其中，金属栅电极采用光刻技术定义其相应的刻胶图形，再通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法来沉积金属，最后通过金属剥离的方法来转移图形，从而制备出金属栅电极；有机栅电极则采用喷墨打印技术来制备。一种具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，包括绝缘衬底；形成于该绝缘衬底上的栅电极；形成于该绝缘衬底上且包覆于该栅电极之上的栅介质层；嵌于该栅介质层且与该栅介质层上表面齐平的源电极及漏电极；以及形成于该栅介质层上的有源层。上述方案中，所述绝缘衬底为长有绝缘薄膜的硅片、玻璃或塑料薄膜。上述方案中，所述栅电极采用金属导电材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁或铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT: PSS制备而成。上述方案中，所述栅介质层采用氧化硅、氧化铝、氧化哈、氧化锆、氧化钽、氮化硅、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚乙烯吡硌烷酮、聚甲基丙稀酸甲酯或聚对二甲苯制备而成。上述方案中，所述源电极及漏电极位于有源层下方，与有源层形成底接触式结构；该源电极及漏电极采用金属材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁及铬制备而成，或者采用导电有机物PED0T:PSS制备而成。上述方案中，所述有源层采用并五苯、并四苯、金属酞菁、酞菁氧钛、酞菁氧钒、全氟酞菁、P3HT、噻吩或有机半导体红荧稀制备而成。一种具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，包括在绝缘衬底上制备栅电极；在栅电极表面沉积栅介质层；在栅介质层表面制备嵌入源、漏电极的沟槽；在栅介质层上制备源、漏电极；以及在制备好源、漏电极的样品表面沉积有源层，完成器件的制备。 上述方案中，所述栅电极为金属栅电极或有机栅电极，其中，金属栅电极采用光刻技术定义其相应的刻胶图形，再通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法来沉积金属，最后通过金属剥离的方法来转移图形，从而制备出金属栅电极；有机栅电极则采用喷墨打印技术来制备。上述方案中，所述栅介质层为无机栅介质层或有机栅介质层，其中，无机栅介质层通过低压化学气相沉积、溅射或原子层沉积方法来沉积，有机栅介质层通过旋涂技术来沉积。上述方案中，所述在栅介质层表面制备嵌入源、漏电极的沟槽的步骤，是通过光刻方法先定义光刻胶图形，然后通过刻蚀方法将图形转移到栅介质层上，来形成所需的沟槽。上述方案中，所述在栅介质层上制备源、漏电极的步骤，是通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法在制备好嵌入沟槽的栅介质层上沉积金属薄膜，再通过金属剥离的方法将沟槽之外多余的金属薄膜去除，完成源、漏电极的制备；而有机源、漏电极采用喷墨打印技术来沉积和图形化，制备好后采用有机溶剂把光刻胶去除。
上述方案中，所述用于形成源、漏电极的金属薄膜，其厚度与在栅介质层上制备的沟槽的深度相等，以保证源、漏电极的上表面与栅介质层的上表面齐平。
上述方案中，所述在制备好源、漏电极的样品表面沉积有源层的步骤，有源层薄膜通过真空热沉积、旋涂技术来形成。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果I、利用本发明，通过使用嵌入式的源、漏电极，使得源漏、电极和有机半导体薄膜之间的有效接触面积大大增加，从而减小了接触电阻，提高器件的电荷注入效率。2、利用本发明，通过共用沟槽的刻蚀和源漏电极的制备的光刻胶图形，有效降低了制备工艺的复杂度和难度。
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I (a)为本发明提供的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的剖视图；图I (b)为本发明提供的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的剖视图；图2-1至图2-9为本发明提供的制备具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的工艺流程图；图3-1至图3-9为本发明提供的制备具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的工艺流程图；其中，绝缘衬底101，源、漏电极102，有源层103，栅介质104和栅电极105。
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。本发明提供了一种具有顶栅结构或底栅结构的有机场效应晶体管结构，该结构的特征在于源、漏电极嵌入在绝缘衬底或者栅介质层中，源、漏电极的上表面与绝缘衬底或者栅介质层的上表面齐平，并且与有源层接触，形成底接触式有机场效应晶体管。该特征结构可以应用到两类不同的器件结构中，一类是栅电极和栅介质位于有源层上表面的顶栅结构，其剖面示意图如图1(a)所示；另一类是栅电极和栅介质均位于有源层下面的底栅结构，其剖面示意图如图1(b)所示。以下通过实施例具体说明本发明，但本发明不被这些实施例限定。实施例I该实施例的剖面图如图1(a)所示，该具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，包括绝缘衬底、嵌于该绝缘衬底且与该绝缘衬底上表面齐平的源电极及漏电极、形成于该绝缘衬底上的有源层、形成于该有源层上的栅介质层，以及形成于该栅介质上的栅电极。其中，绝缘衬底为长有绝缘薄膜的硅片、玻璃或塑料薄膜。源电极及漏电极位于有源层下方，与有源层形成底接触式结构；该源电极及漏电极采用金属材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁及铬制备而成，或者采用导电有机物PED0T:PSS制备而成。有源层采用并五苯、并 四苯、金属酞菁、酞菁氧钛、酞菁氧钒、全氟酞菁、P3HT、噻吩或有机半导体红荧稀制备而成。栅介质层采用氧化硅、氧化铝、氧化哈、氧化锆、氧化钽、氮化硅、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚乙烯吡硌烷酮、聚甲基丙稀酸甲酯或聚对二甲苯制备而成。栅电极采用金属导电材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁或铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT: PSS制备而成。在本实施例中，绝缘衬底为表面长有300nm氧化硅的硅片，源、漏电极为5nm钛和50nm金组合而成的双层金属薄膜,有源层为50nm的并五苯薄膜,栅介质为50nm的氧化招薄膜，栅电极为50nm的钛金属薄膜。该实施例的制备方法如下步骤(I)，如图2-1所示，在绝缘衬底201上表面制备源漏电极沟槽的光刻胶图形202。清洗后的硅片在热氧化炉中通过热氧化生长的工艺在其表面形成一层300nm厚的氧化硅薄膜；采用气相方法用六甲基二硅胺烷(HMDS)对氧化硅表面进行修饰，提高氧化硅表面和光刻胶的粘性。在修饰好的样品表面旋涂一层2微米的正性光刻胶(S9920)，采用紫外光刻机曝光，显影，定影形成具有图形的光刻胶层202。 步骤(2)，如图2-2所示，通过湿法腐蚀把光刻胶的图形转移到氧化硅衬底上表面，控制腐蚀时间形成55nm深的沟槽。步骤(3)，如图2-3所示，制备好沟槽的样品表面通过电子束蒸发先沉积5nm的钛金属薄膜，然后再沉积50nm的金金属薄膜,形成双层的组合金属薄膜203。步骤(4)，如图2-4所示，把沉积了钛金组合薄膜的样品浸泡在丙酮中，通过把光刻胶溶解的同时把光刻胶表面的金属去掉，只留下在沟槽中的金属薄膜，形成嵌入式的源漏电极。步骤(5)，如图2-5所示，在制备好嵌入式源漏电极的样品表面通过真空热蒸发工艺沉积50nm厚的酞菁铜薄膜作为有源层204 ；步骤(6),如图2-6所不,在有源层204表面通过原子层沉积技术沉积一层50nm厚的氧化铝薄膜作为栅介质层205。步骤(7)，如图2-7所示，在栅介质层表面旋涂一层2微米的正性光刻胶(S9920)，采用紫外光刻机曝光，显影，定影形成栅电极图形的光刻胶层206。步骤(8)，如图2-8所示，制备好栅电极胶图形的样品表面通过电子束蒸发沉积50nm的钛金属薄膜207。步骤(9)，如图2-9所示，把沉积了钛薄膜207的样品浸泡在丙酮中，通过把光刻胶溶解的同时把光刻胶表面的金属薄膜去掉，只留下在栅介质层表面的金属薄膜，形成栅电极，完成顶栅嵌入式源漏电极晶体管的制备。实施例2该实施例的剖面图如图1(b)所示，该具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，包括绝缘衬底、形成于该绝缘衬底上的栅电极、形成于该绝缘衬底上且包覆于该栅电极之上的栅介质层、嵌于该栅介质层且与该栅介质层上表面齐平的源电极及漏电极，以及形成于该栅介质层上的有源层。其中，绝缘衬底为长有绝缘薄膜的硅片、玻璃或塑料薄膜。栅电极采用金属导电材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁或铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT: PSS制备而成。栅介质层采用氧化硅、氧化铝、氧化哈、氧化锆、氧化钽、氮化硅、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚乙烯吡硌烷酮、聚甲基丙稀酸甲酯或聚对二甲苯制备而成。源电极及漏电极位于有源层下方，与有源层形成底接触式结构；该源电极及漏电极采用金属材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁及铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT:PSS制备而成。有源层采用并五苯、并四苯、金属酞菁、酞菁氧钛、酞菁氧钒、全氟酞菁、P3HT、噻吩或有机半导体红荧稀制备而成。在本实施例中，绝缘衬底为表面长有300nm氧化硅的硅片，源、漏电极为5nm钛和50nm金组合而成的双层金属薄膜,有源层为50nm的并五苯薄膜,栅介质为经过交联的300nm聚酰亚胺薄膜，栅电极为50nm的钛金属薄膜。该实施例的制备方法如下步骤(I)，如图3-1所示，在绝缘衬底301上表面制备栅电极的光刻胶图形302。清洗后的硅片在热氧化炉中通过热氧化生长的工艺在其表面形成一层300nm厚的氧化硅薄膜；米用气相方法用六甲基二娃胺烧(HMDS)对氧化娃表面进行修饰,提高氧化娃表面和光刻胶的粘性。在修饰好的样品表面旋涂一层2微米的正性光刻胶(S9920)，采用紫外光刻机曝光，显影，定影形成具有图形的光刻胶层302。 步骤(2)，如图3-2所示，在制备好栅电极胶图形的样品表面通过电子束蒸发先沉积50nm的钛金属薄膜303。步骤(3)，如图3-3所示，把沉积了钛金属薄膜303的样品浸泡在丙酮中，通过把光刻胶溶解的同时把光刻胶表面的金属薄膜去掉，留下在绝缘衬底表面的金属薄膜，形成栅电极。步骤(4)，如图3-4所示，在制备好栅电极的样品表面通过旋涂的方式制备一层200nm厚的聚酰亚胺薄膜；然后把样品在热板上在250度的温度下烘烤两个小时，从而使得聚酰亚胺薄膜交联，形成能够抵抗有机溶剂侵蚀的聚合物薄膜304。步骤(5)，如图3-5所示，在栅介质层表面旋涂一层2微米的正性光刻胶(S9920)，采用紫外光刻机曝光，显影，定影形成源、漏电极图形的光刻胶层305。步骤￠)，如图3-6所示，通过干法刻蚀把光刻胶的图形转移到聚酰亚胺薄膜的上表面，控制腐蚀时间形成55nm深的沟槽。步骤(7)，如图3-7所示，制备好沟槽的样品表面通过电子束蒸发先沉积5nm的钛金属薄膜，然后再沉积50nm的金金属薄膜,形成双层的组合金属薄膜306。步骤(8),如图3-8所不,把沉积了钛金双层组合金属薄膜306的样品浸泡在丙酮中，通过把光刻胶溶解的同时把光刻胶表面的金属薄膜去掉，留下在栅介质层表面的金属薄膜，形成源、漏电极。步骤(9)，如图3-9所示，在制备好嵌入式源漏电极的样品表面通过真空热蒸发工艺沉积50nm厚的并五苯薄膜作为有源层307，完成底栅嵌入式源漏电极晶体管的制备。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
1.ー种具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，包括 绝缘衬底； 嵌于该绝缘衬底且与该绝缘衬底上表面齐平的源电极及漏电极； 形成于该绝缘衬底上的有源层； 形成于该有源层上的栅介质层；以及 形成于该栅介质上的栅电扱。
2.根据权利要求I所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述绝缘衬底为长有绝缘薄膜的硅片、玻璃或塑料薄膜。
3.根据权利要求I所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述源电极及漏电极位于有源层下方，与有源层形成底接触式结构；该源电极及漏电极采用金属材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁及铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT:PSS制备而成。
4.根据权利要求I所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述有源层采用并五苯、并四苯、金属酞菁、酞菁氧钛、酞菁氧钒、全氟酞菁、P3HT、噻吩或有机半导体红荧稀制备而成。
5.根据权利要求I所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述栅介质层采用氧化硅、氧化铝、氧化哈、氧化锆、氧化钽、氮化硅、聚こ烯醇、聚酰亚胺、聚こ烯吡硌烷酮、聚甲基丙稀酸甲酯或聚对ニ甲苯制备而成。
6.根据权利要求I所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述栅电极采用金属导电材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁或铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT:PSS制备而成。
7.ー种具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，包括 在绝缘衬底上制备嵌入源、漏电极的沟槽； 在绝缘衬底上制备源、漏电极； 在制备好源漏电极的衬底上沉积有源层； 在有源层上沉积栅介质层；以及 在栅介质层表面制备栅电极，完成器件的制备。
8.根据权利要求7所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在绝缘衬底上制备嵌入源、漏电极的沟槽的步骤，是通过光刻方法先定义光刻胶图形，然后通过刻蚀方法将该光刻胶图形转移到绝缘衬底上，来形成所需的沟槽。
9.根据权利要求7所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在绝缘衬底上制备源、漏电极的步骤，是通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法在制备有嵌入源、漏电极沟槽的绝缘衬底上沉积金属薄膜，再通过金属剥离的方法将沟槽之外多余的金属薄膜去除，完成源、漏电极的制备；而有机源、漏电极则采用喷墨打印技术来沉积和图形化，制备好源、漏电极后再采用有机溶剂去除光刻胶。
10.根据权利要求9所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述用于形成源、漏电极的金属薄膜，其厚度与在绝缘衬底上制备的沟槽的深度相等，以保证源、漏电极的上表面与绝缘衬底上表面齐平。
11.根据权利要求7所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在制备好源漏电极的衬底上沉积有源层的步骤，有源层通过真空热沉积、旋涂技术来形成。
12.根据权利要求7所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在有源层上沉积栅介质层的步骤，栅介质层为无机栅介质层或有机栅介质层，其中，无机栅介质层通过低压化学气相沉积、溅射或原子层沉积方法来沉积，有机栅介质层通过旋涂技术来沉积。
13.根据权利要求7所述的具有顶栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在栅介质层表面制备栅电极的步骤，栅电极为金属栅电极或有机栅电极，其中，金属栅电极采用光刻技术定义其相应的刻胶图形，再通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法来沉积金属，最后通过金属剥离的方法来转移图形，从而制备出金属栅电极；有机栅电极则米用喷墨打印技术来制备。
14.ー种具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，包括 绝缘衬底； 形成于该绝缘衬底上的栅电极； 形成于该绝缘衬底上且包覆于该栅电极之上的栅介质层； 嵌于该栅介质层且与该栅介质层上表面齐平的源电极及漏电极；以及 形成于该栅介质层上的有源层。
15.根据权利要求14所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述绝缘衬底为长有绝缘薄膜的硅片、玻璃或塑料薄膜。
16.根据权利要求14所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述栅电极采用金属导电材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁或铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT:PSS制备而成。
17.根据权利要求14所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述栅介质层采用氧化硅、氧化铝、氧化哈、氧化锆、氧化钽、氮化硅、聚こ烯醇、聚酰亚胺、聚こ烯吡硌烷酮、聚甲基丙稀酸甲酯或聚对ニ甲苯制备而成。
18.根据权利要求14所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述源电极及漏电极位于有源层下方，与有源层形成底接触式结构；该源电极及漏电极采用金属材料金、钼、银、铜、镍、铝、钛、铁及铬制备而成，或者采用导电有机物PEDOT:PSS制备rfu 。
19.根据权利要求14所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构，其特征在于，所述有源层采用并五苯、并四苯、金属酞菁、酞菁氧钛、酞菁氧钒、全氟酞菁、P3HT、噻吩或有机半导体红荧稀制备而成。
20.ー种具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，包括 在绝缘衬底上制备栅电极； 在栅电极表面沉积栅介质层； 在栅介质层表面制备嵌入源、漏电极的沟槽； 在栅介质层上制备源、漏电极；以及 在制备好源、漏电极的样品表面沉积有源层，完成器件的制备。
21.根据权利要求20所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述栅电极为金属栅电极或有机栅电极，其中，金属栅电极采用光刻技术定义其相应的刻胶图形，再通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法来沉积金属，最后通过金属剥离的方法来转移图形，从而制备出金属栅电扱；有机栅电极则采用喷墨打印技术来制备。
22.根据权利要求20所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述栅介质层为无机栅介质层或有机栅介质层，其中，无机栅介质层通过低压化学气相沉积、溅射或原子层沉积方法来沉积，有机栅介质层通过旋涂技术来沉积。
23.根据权利要求20所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在栅介质层表面制备嵌入源、漏电极的沟槽的步骤，是通过光刻方法先定义光刻胶图形，然后通过刻蚀方法将图形转移到栅介质层上，来形成所需的沟槽。
24.根据权利要求20所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在栅介质层上制备源、漏电极的步骤，是通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法在制备好嵌入沟槽的栅介质层上沉积金属薄膜，再通过金属剥离的方法将沟槽之外多余的 金属薄膜去除，完成源、漏电极的制备；而有机源、漏电极采用喷墨打印技术来沉积和图形 化，制备好后采用有机溶剂把光刻胶去除。
25.根据权利要求24所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述用于形成源、漏电极的金属薄膜，其厚度与在栅介质层上制备的沟槽的深度相等，以保证源、漏电极的上表面与栅介质层的上表面齐平。
26.根据权利要求20所述的具有底栅结构的有机场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述在制备好源、漏电极的样品表面沉积有源层的步骤，有源层薄膜通过真空热沉积、旋涂技术来形成。
全文摘要
本发明公开了一种具有顶栅结构或底栅结构的有机场效应晶体管结构及其制备方法。该晶体管结构包括绝缘衬底、有源层、栅介质、源漏电极和栅电极。源、漏电极嵌入在栅介质层或者绝缘层中，其上表面与栅介质层或绝缘层上表面齐平。源、漏电极位于有源层的下方，与有源层形成底接触式结构。本发明通过使用嵌入式的源、漏电极结构，使得源、漏电极和有源层之间的有效接触面积大幅度提高，从而提高载流子的注入。同时本发明提供了该晶体管结构的制备方法。沟槽的刻蚀和源漏电极的制备共用一层光刻胶图形，有效降低了工艺复杂度和难度。
文档编号H01L51/10GK102655215SQ20111005007
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者刘明, 商立伟, 姬濯宇 申请人:中国科学院微电子研究所