[发明专利]极性弹性体微结构及其制造方法

说明书

一种制造极性弹性体的微结构的方法，包括：用包含极性弹性体的电介质材料涂覆基材；用光致抗蚀剂涂覆电介质材料；使光致抗蚀剂通过光掩模暴露于紫外(UV)光，以在光致抗蚀剂上限定图案；对光致抗蚀剂进行显影以在光致抗蚀剂上形成图案；对电介质材料进行蚀刻以将图案从光致抗蚀剂转移到电介质材料；以及从经过图案化的电介质材料移除光致抗蚀剂。

相关专利申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求2017年7月5日提交的系列号为62/528,639的美国临时申请和2016年12月19日提交的系列号为62/436,100的美国临时申请的优先权权益，本文以每件临时申请的内容为基础并将它们全文通过引用的方式纳入本文中。

背景技术

晶体管是现代电路中的基本构成要件，并且它们用作信号放大器或开关。一种类型的晶体管是场效应晶体管。场效应是由于施加垂直于半导体表面的电场而使半导体的导电性改变的现象。电场通过装置中的金属栅极来施加。

有机场效应晶体管(OFET)是将有机半导体用于其沟道的一种场效应晶体管。已经使用这些装置实现了低成本、大面积的电子产品和可生物降解的电子器件。在过去十年中，对OFET的关注大大增加。这种关注高涨的原因是多方面的。OFET的性能得到了显著提高。因此，现今，行业更感兴趣将OFET用于目前不能兼容使用a-Si或其他无机晶体管技术的应用。它们的主要技术吸引力之一在于OFET的所有层均可在室温下沉积和图案化，这使得它们非常适合在挠性基材上实现低成本、大面积的电子功能。

虽然它们具有具大的潜力，但是生产具有高跨导的OFET一直存在挑战。这很难用有机材料来实现，因为有机材料具有相对低的载流子迁移率。产生高跨导的一种方式是使用具有高电容的电介质层。最近的研究显示，极性弹性体可用于制造高电容的电介质层，尤其是展现出双层电容效应的极性弹性体，例如聚(偏二氟乙烯-共六氟丙烯)(e-PVDF-HFP)。

至今，形成的极性弹性体电介质层是未经图案化的。电介质层覆盖掺杂的硅基材的整个表面。该设计仅在基材是导电的情况下起作用，因此其可用作栅电极。否则，无法接近电极。对于那些使用非导电基材和/或要求大表面集成的应用——例如用于LCD和/或OLED显示器的有机薄膜晶体管(OTFT)，期望对极性弹性体电介质层进行图案化。

发明内容

可以使用光致抗蚀剂掩模和光学光刻法来对极性弹性体进行图案化和蚀刻。导电电极也可以沉积在极性弹性体的表面上并图案化，优选在不使用阴影掩模的情况下进行。还可使用硬掩模材料来对极性弹性体进行图案化和蚀刻(例如图案化的金属电极)。

所述方法提供了多个优点。一个优点在于，它们可用于制造空间上隔离的薄膜晶体管结构和栅极电介质。另一个优点在于，它们可用于在极性弹性体电介质层中制造通孔以在电学上接近下方的导电触点。

另一个优点在于，所述方法可与现有的制造设施和方法相容。例如，可使用经过证实的光致抗蚀剂掩模技术和材料来实施所述方法。并且，所述方法允许将极性弹性体材料集成到现有的薄膜电子器件制造设施中。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容和背景技术并不旨在标识出所公开的主题的关键概念或必要方面，并且它们也不应用于约束或限制权利要求的范围。例如，不应基于权利要求所述的主题是否包含了发明内容中提到的任何方面或所有方面以及/或者是否解决了背景技术中提到的任何问题来限制权利要求的范围。

附图说明

结合附图公开了优选的实施方式和其他实施方式，其中：

图1示出了有机场效应晶体管的一个实施方式。

图2示出了可用于利用光致抗蚀剂掩模对极性弹性体电介质层进行图案化的示意性过程。

图3示出了可用于利用金属掩模对极性弹性体电介质层进行图案化的示意性过程。