[发明专利]制造有机场效应晶体管的方法、实现该方法的喷嘴及装置

权利要求书

1.应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)喷印Gate极：将质量浓度为0.08～0.12g/mL的纳米Ag溶液喷印在柔性基底上形成厚度均匀的Gate极；

2)喷印介电层：将质量浓度为0.18～0.22g/mL的PMMA溶液喷印在步骤1)形成的Gate极上，形成厚度均匀的介电层；

3)成形导电单元：将质量浓度为0.08～0.12g/mL的纳米Ag溶液分别导入到混合型喷嘴的源极腔室和漏极腔室；将质量浓度为0.08～0.12g/mL的P3HT溶液和质量浓度为0.08～0.12g/mL的矿物油分别导入混合型喷嘴的半导体腔室和辅助腔室,在XY运动平台上放置接收基板，调节混合型喷嘴与接收基板的间距为2～8mm，高压发生器在混合型喷嘴与XY运动平台之间施加电压，使液体在混合型喷嘴上形成泰勒锥后喷出到接收基板上，XY运动平台带动接收基板移动，喷出的液体在接收基板上沉积形成导电单元及覆在导电单元上的油层；导电单元包括半导体纤维层及位于半导体纤维上的S极纤维层和D极纤维层，半导体纤维层由P3HT溶液形成，S极纤维层和D极纤维层分别由源极腔室和漏极腔室喷出的纳米Ag溶液形成，油层由矿物油形成；此后清洗掉导电单元上的油层；

4)转印：将步骤3)形成的导电单元通过转印工艺转到步骤2)形成的介电层上形成复合单元，复合单元中半导体纤维层与介电层接触；

5)制造连接电极层：将导电金属浆喷印在柔性基板上制造网格状的连接电极层，用于串联、并联或混联步骤4)形成的复合单元；

6)组合封装：将连接电极层与复合单元定位后组合，将组合后的结构进行电子封装。

2.根据权利要求1所述的应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：步骤1)中Gate极形成后，使用SEM、TEM以及XRD设备检测Gate极的质量。

3.根据权利要求1所述的应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：步骤2)中PMMA相对分子质量为120000，PMMA溶液的溶剂为丙酮。

4.根据权利要求1所述的应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：步骤3)中高压发生器施加的电压为1～3kV。

5.根据权利要求1所述的应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：步骤3)中纳米Ag溶液分别通过第一气压控制器和第二气压控制器导入源极腔室和漏极腔室，P3HT溶液和矿物油分别通过第三气压控制器和第四气压控制器导入混合型喷嘴的半导体腔室和辅助腔室，第一气压控制器、第二气压控制器、第三气压控制器和第四气压控制器内的气压分别为0.2～0.4kPa。

6.根据权利要求1所述的应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：步骤3)中清洗掉导电单元上的油层后，将接收基板及其上的导电单元进行机械切割分块，形成多个独立的导电块。

7.根据权利要求1所述的应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：步骤5)中采用丝网印刷工艺制作连接电极层。

8.根据权利要求1所述的应用混合型喷嘴喷印制造有机场效应晶体管的方法，其特征在于：导电金属浆为导电银浆或者导电铜浆。

9.实现权利要求1～8中任一权利要求所述方法的混合型喷嘴，其特征在于：包括本体，所述本体的上部设置有第一导流小圆孔和第二导流小圆孔，分别用于导入P3HT溶液和矿物油；本体的上部还设置有第三导流小圆孔和第四导流小圆孔，分别用于导入纳米Ag溶液；本体的下部设置有大圆孔，大圆孔内腔设置有隔离凸台，用于将大圆孔分隔成第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽分别与第一导流小圆孔和第二导流小圆孔连通；隔离凸台上设置有第五导流小圆孔和第六导流小圆孔，分别与第三导流小圆孔和第四导流小圆孔连通；第一凹槽和第一导流小圆孔连通形成半导体腔室，第二凹槽与第二导流小圆孔连通形成辅助腔室，第三导流小圆孔与第五导流小圆孔连通形成源极腔室，第四导流小圆孔与第六导流小圆孔连通形成漏极腔室。

10.有机场效应晶体管喷印设备，其特征在于：包括权利要求9所述的混合型喷嘴，所述混合型喷嘴通过高压发生器连接有XY运动平台，混合型喷嘴上连接有储液器，所述储液器上连接有用于将储液器内的液体注入混合型喷嘴内的气压控制器。