[发明专利]有机薄膜场效应晶体管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体场效应晶体管器件的制备方法，尤其涉及一种有机薄膜场效应晶体管有源层的制备方法。

背景技术

有机薄膜场效应晶体管由于在柔性显示，有机集成电路，电子识别等方面具有潜在用途引起了人们广泛的研究兴趣。近年来，有机薄膜场效应晶体管不论在新型稳定的有机半导体材料设计合成及器件制备等方面均取得了长足的发展。

众所周知，决定有机场效应晶体管性能的主要因素是有源层薄膜的结构和形貌。目前，制备场效应晶体管有源层薄膜的工艺主要为真空镀膜、光刻、电子束刻蚀等工艺，但使用这些方法制备的器件都是在硅片基底上的，显然这些技术并没有带来有机电子器件的潜在优点，如制造成本低，及实现柔性化等。近年来，“自下而上”的微纳制造工艺为构建新一代纳米功能器件提供了一种可行的手段。传统的“自下而上”纳米制造工艺主要有溶液法和PVD法，PVD法是通过直接将材料加热升华然后沉积至相应的基底，不受材料的溶解度和溶剂等因素影响，具有应用范围广优点，但是PVD通常用于大面积沉积，难以实现微区乃至纳米级范围内纳米材料的制备及图形化器件的构筑，为此人们开始使用溶液法来实现微区纳米材料的制备及微区图案化纳米器件的构筑，目前用于构筑图形化纳米材料的方法主要打印和电纺丝技术，这两种技术均可在室温条件下实现微区范围内纳米材料的制备及图形化器件的构筑，但是在实际应用中对材料的溶解性要求高，特别是对于很多难溶甚至微溶物质无法适用，同时在加工工艺中对溶剂选择，黏度，表面张力等物理化学性质及环境因素要求比较苛刻，工艺难以得到稳定控制。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种有机薄膜场效应晶体管的制备方法，包括在衬底上制作有源层的工序，所述有源层是通过气体喷印工艺将有机半导体化合物喷印到接收层上形成的；

其中，所述气体喷印工艺的步骤包括：

S1、对有机半导体材料进行加热使之升华成气雾；

S2、将所述气雾喷射到接收层上。

其中，对有机半导体材料进行加热的温度范围为200℃~600℃。

优选的，所述有机半导体化合物为稠环芳香族有机半导体化合物。

进一步的，所述稠环芳香族有机半导体化合物为并苯类、金属酞菁类、苝、苝酰亚胺衍生物、苝酐类，四氟基对苯鲲二甲烷金属类、富勒烯中的一种或两种以上的组合。

进一步的，所述金属氧化物薄膜场效应晶体管为底栅-顶接触、底栅-底接触、顶栅-底接触、顶栅-顶接触的结构中的一种。

优选的，所述衬底的材质为玻璃、陶瓷、硅、塑料中的至少一种。

所述场效应晶体管包括源电极和漏电极，优选的，所述源电极和漏电极的材质为金、银、铜、PEDOT:PSS聚合物中至少一种。

进一步的，所述源电极和漏电极的制作方法是气溶胶印刷法、喷墨印刷法、磁控溅射、光刻或真空蒸镀沉积法之一。

本发明的有益效果主要体现在：本发明通过气体喷印工艺实现了低成本、纳米尺度高效有机薄膜场效应晶体管的制作，具有操作简单，定位准确，应用范围广的优点；无需将固体溶解配成溶液，既可以克服喷墨打印、电纺丝等纳米制造技术中溶液配置带来的困扰，同时又能克服传统PVD、CVD和真空蒸镀过程中存在的难分离，无法准确定位在源、漏电极之间制备有源层的缺点。

附图说明

图1为本发明实施例的气体喷印装置的的结构示意图；

图2为本发明实施例1的基于底栅-顶接触的有机薄膜场效应晶体管的结构示意图；

图3为本发明实施例2的基于顶栅-顶接触的有机薄膜场效应晶体管的结构示意图；

图4为本发明实施例3的基于底栅-底接触的有机薄膜场效应晶体管的结构示意图；

图5为本发明实施例4的基于顶栅-底接触的有机薄膜场效应晶体管的结构示意图。

具体实施方式

如前所述，为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种有机薄膜场效应晶体管的制备方法，包括在衬底上制作有源层的工序，所述有源层是通过气体喷印工艺将有机半导体化合物喷印到接收层上形成的；其中，所述气体喷印工艺的步骤包括：

S1、对有机半导体材料进行加热使之升华成气雾；

S2、将所述气雾喷射到接收层上。

本发明中气体喷印工艺所使用的气体喷印装置的结构为，如图1所示，该装置包括：