[发明专利]一种改进亚阈值摆幅和开关比的有机薄膜晶体管及制备方法

摘要

本发明公开了一种改进亚阈值摆幅和开关比的有机薄膜晶体管及制备方法，对比对象为现有技术制备的顶栅底接触结构有机薄膜晶体管。通过掩膜版在现有技术制备的顶栅底接触结构有机薄膜晶体管的栅极上真空热蒸镀出20~40纳米的栅极保护层，再依次采取干氧刻蚀及紫外曝光刻蚀的方式，利用有机薄膜晶体管中栅极的自对准作用，将未被栅极所覆盖的绝缘介电层和半导体沟道层刻蚀。本发明提高了有机半导体沟道载流子产生速率，并且防止源漏电极附近，未被栅极覆盖的半导体沟道层激发出载流子，使关态电流增加。在保持良好电学性能的同时，减小了亚阈值摆幅并且提高了开关比，具有成本低廉、工艺便捷且适用于各类顶栅底接触结构有机薄膜晶体管的特点。

主权项

1.一种改进亚阈值摆幅和开关比的有机薄膜晶体管的制备方法，该有机薄膜晶体管为顶栅底接触结构，自下而上依次为：衬底、源极电极和漏极电极、半导体沟道层、绝缘介电层和栅极电极；其特征在于，在所述有机薄膜晶体管的栅极上，制备栅极保护层，然后依次通过干氧刻蚀及紫外曝光刻蚀，将未被栅极所覆盖的绝缘介电层和半导体沟道层刻蚀；具体包括以下步骤：步骤1：栅极保护层的制备使用光学显微镜，校准顶栅底接触结构有机薄膜晶体管栅极与不锈钢掩膜版的开口位置，使其重叠，再利用真空热蒸发法在栅极上制备20~40纳米的铝薄膜，作为栅极的保护层；步骤2：干氧刻蚀将制备有栅极保护层的有机薄膜晶体管，置于干氧刻蚀机腔体中；打开氧气瓶阀门，设置氧气气体流速为5~100毫升/秒，清洗腔内环境；设置干氧刻蚀功率为50~400瓦，设置干氧刻蚀时间为5~400秒，启动干氧刻蚀机；待一次干氧刻蚀完毕后，取出有机薄膜晶体管，置于室温至完全冷却后，再放入干氧刻蚀机，以相同的条件进行再次刻蚀，重复2~5次；步骤3：紫外曝光刻蚀将步骤2刻蚀后的有机薄膜晶体管，置于紫外曝光刻蚀机腔体中，设置紫外曝光刻蚀功率为5~100瓦，设置紫外曝光刻蚀时间为5~40分钟，启动紫外曝光刻蚀机；待紫外曝光刻蚀完毕后，启动机械泵，抽取腔体内气体3~6分钟；待抽取完毕，取出有机薄膜晶体管，置于室温至完全冷却，得到所述改进亚阈值摆幅和开关比的有机薄膜晶体管。