[发明专利]一种对上电极进行费米能级修饰的方法

说明书

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

(一)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中所述导电硅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。

附图说明

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；导电硅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。