[发明专利]一种聚合物模板的制作方法及其在有机场效应晶体管中的应用

说明书

技术领域

本发明属于有机电子学技术领域，特别涉及一种聚合物模板的制作方法及其在有机场效应晶体管中的应用。

背景技术

迄今为止，在高集成度有机场效应晶体管和电路中，光刻技术是最引人注目的技术之一。它最吸引人的地方在于光刻技术能够直接减小沟道的尺度到微米甚至纳米级别，这对于晶体管而言可以很好的加快开关速度和增大输出电流。目前，柔性电子显示器、传感器、有机电子标签和电子纸的制备对这两方面均有很高的要求。通常情况下，对于光刻技术而言，实现底接触的、高分辨的器件沟道很容易，因为可以直接在抗溶剂的绝缘层上进行光刻。但是要想实现顶接触的、高分辨的器件对于光刻来说就是一项非常大的挑战。因为在光刻过程中避免不了溶剂的参与（比如光刻胶，显影液和丙酮），这些溶剂的参与对于半导体有很大的破坏作用。在晶体管加工过程中，我们通常认为顶接触的器件与底接触的器件相比，因为电极与半导体之间的接触面积大所以更加有利于注入电子，所以性能也会比较好。所以实现高分辨的顶接触的晶体管更有意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚合物模板的制作方法及其在有机场效应晶体管中的应用。

所述的聚合物模板的制作方法包括如下步骤：

1）、在基底上制备第一层聚合物；所述的聚合物是聚苯乙烯磺酸钠；

2）、在步骤1）制备好的第一层聚合物上制备第二层聚合物；所述的第二层聚合物是聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；

3）、在步骤2）得到的第二层聚合物层上悬涂光刻胶，然后曝光、显影，得到图案化的源电极和漏电极；

4)、将步骤3）所得产物清洗干净，然后全部浸入水里，第一层聚合物被水溶解，其上面的膜就会漂浮在水上，之后将漂浮在水上的膜捞起烘干即得到所述的聚合物模板。

其中，

步骤1）中，所述的基底为表面沉积有氧化铟锡的玻璃片，使用前依次用去离子水、丙酮和异丙醇超声清洗，然后用氮气吹干；第一层聚合物的制备方法为：在所述基底上悬涂聚苯乙烯磺酸盐的水溶液，再在140-160℃，优选为150℃条件下处理即得所述的第一层聚合物；所述第一层聚合物的厚度为10～30nm，优选为20nm；所述的聚苯乙烯磺酸盐水溶液的浓度为20～40mg/mL；

步骤2）中，第二层聚合物的制备方法为：在步骤1）制备好的第一层聚合物上悬涂聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯溶液，再在真空中经过60～80℃的处理即得所述的第二层聚合物层；所述第二层聚合物的厚度为500～700nm；所述的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯溶液是以甲苯、氯仿或氯苯为溶剂的；所述的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯溶液的浓度为80～100mg/mL；所述真空的真空度为0.08～0.12MPa，优选为0.1MPa；

步骤3）中，所述的光刻胶的厚度为1～5μm，优选为2μm；曝光时间为10～15s，优选为10s；显影用的显影液是质量浓度为2.38%的四甲基氢氧化铵溶液；

步骤4）中，所述的清洗为：使用氧等离子体清洗机清洗10min，氧等离子体清洗机的功率为200W；将步骤3）所得产物清洗干净后，可以再在其表面修饰一层正十八烷基硅烷或氟代正十八烷基硅烷单分子层，具体方法为：将经清洗干净的步骤3）所得产物放在培养皿中，滴一滴正十八烷基硅烷或氟代正十八烷基硅烷在所述的产物中间，然后真空下升温到120℃，保温两个小时后冷却至室温。

利用上述方法制备得到的聚合物模板也在本发明的保护范围内。

利用上述方法制备得到的聚合物模板在制备有机场效应晶体管中的应用也在本发明的保护范围内。

一种利用上述方法制备得到的聚合物模板制备有机场效应晶体管的方法，包括如下步骤：

将所述的聚合物模板转移到事先准备好的半导体上，进行真空蒸镀金电极，然后去掉聚合物模板，即得到所述的有机场效应晶体管。

其中，

所述的事先准备好的半导体的制备方法如下：

在表面有300～500nm氧化层的硅片上进行正十八烷基硅烷或氟代正十八烷基硅烷的修饰，然后置于真空镀膜机内，在真空度为6×10^-4Pa～4×10^-4Pa的条件下以的速度蒸镀厚度为40～50纳米的并五苯或酞菁铜；其中，蒸镀并五苯或酞菁铜的方法选自真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积中的任意一种；

所述的真空蒸镀金电极的条件为：真空度为6×10^-4Pa～4×10^-4Pa的条件下以的速度蒸镀；蒸镀得到的金电极的厚度为20～40纳米。

本发明的有益效果为：