一种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法

摘要

本发明公开了一种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，该方法包括：在导电基底上生长绝缘介质薄膜；在绝缘介质薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到T形沟道的底电极胶图形；在T形沟道的底电极胶图形表面蒸镀一层金属薄膜；用丙酮剥离掉光刻胶，形成底电极；沉积有机半导体薄膜，完成器件的制作。本发明通过改变器件沟道的形状，在沟道内产生不均匀的电场，且电场延着电极边缘是逐渐减小的。不同的电场强度以及注入方向和沟道方向的变化有利于提高载流子的注入效率，从而提高器件的整体性能。

权利要求

1.一种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，该方法包括：步骤1、在导电基底上生长绝缘介质薄膜；

步骤2、在绝缘介质薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到T形沟道的底电极胶图形；

步骤3、在T形沟道的底电极胶图形表面蒸镀一层金属薄膜；

步骤4、用丙酮剥离掉光刻胶，形成底电极；

步骤5、沉积有机半导体薄膜，完成器件的制作。

2.根据权利要求1所述的T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步骤

1中所述导电基底是电阻率低的导电材料，用于作为有机场效应管的栅极。

3.根据权利要求1所述的T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步骤

1中所述在导电基底上生长绝缘介质薄膜是采用热氧化生长的方法或化学气相沉积的方法实现的。

4.根据权利要求1所述的T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步骤

3中所述底电极金属薄膜是通过电子束蒸发实现的。

5.根据权利要求1所述的T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步骤

4中所述底电极是采用非平行排列的，进而导致沟道是成T形的。

6.根据权利要求1所述的T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步骤

5中所述有机半导体薄膜的沉积采用真空热蒸镀的方法实现。

说明书

一种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及有机半导体学中的微细加工技术领域，特别是一种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法。

背景技术

[0002] 随着信息技术的不断深入，电子产品已经进入人们生活工作的每个环节；在日常生活中人们对低成本、柔性、低重量、便携的电子产品的需求越来越大；传统的基于无机半导体材料的器件和电路很难满足这些要求，因此可以实现这些特性的基于有机聚合物半导体材料的有机微电子技术在这一趋势下得到了人们越来越多的关注。

[0003] 提高有机场效应管的性能一直是该领域追求的目标，除了材料和工艺对有机场效应晶体管的性能有很大影响外，器件结构的影响也不容忽视。现阶段大家对器件结构的改良方面主要是对器件各层上加以改变，很少有文献报道对器件电极的形状加以改变的。

[0004] 实际上，在有机场效应晶体管中，载流子的注入过程受闪射效应的影响也很大，而闪射效应跟沟道电场以及载流子注入的方向和电场方向的关系都有关。当前大家设计的有机场效应晶体管的电极都是平行排列，也就是说沟道是平行的，电场强度也是均匀的，这对载流子的注入来说没有一个可以选择的更有效的注入场强和方向。因此本发明设计了非平行排列的底电极结构，也就是T形沟道的有机场效应晶体管结构。

发明内容

[0005] (一)要解决的技术问题

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，以制作出T形沟道的有机场效应晶体管。

[0007] (二)技术方案

[0008] 为达到上述目的，本发明提供了一种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，该方法包括：

[0009] 步骤1、在导电基底上生长绝缘介质薄膜；

[0010] 步骤2、在绝缘介质薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到T形沟道的底电极胶图形；

[0011] 步骤3、在T形沟道的底电极胶图形表面蒸镀一层金属薄膜；

[0012] 步骤4、用丙酮剥离掉光刻胶，形成底电极；

[0013] 步骤5、沉积有机半导体薄膜，完成器件的制作。

[0014] 上述方案中，步骤1中所述导电基底是电阻率低的导电材料，用于作为有机场效应管的栅极。

[0015] 上述方案中，步骤1中所述在导电基底上生长绝缘介质薄膜是采用热氧化生长的方法或化学气相沉积的方法实现的。

[0016] 上述方案中，步骤3中所述底电极金属薄膜是通过电子束蒸发实现的。

[0017] 上述方案中，步骤4中所述底电极是采用非平行排列的，进而导致沟道是成T形的。

[0018] 上述方案中，步骤5中所述有机半导体薄膜的沉积采用真空热蒸镀的方法实现。

[0019] (三)有益效果

[0020] 本发明提供的这种T形沟道的有机场效应晶体管的制作方法，通过改变器件沟道的形状，在沟道内产生不均匀的电场，且电场延着电极边缘是逐渐减小的。不同的电场强度以及注入方向和沟道方向的变化有利于提高载流子的注入效率。新的器件结构有效改善沟道内电场强度的分布，使得场强延着电极边缘在垂直于沟道的方向逐渐减小，场强的方向与电流的方向也有一定夹角，这些对改善器件中载流子注入时所受注入闪射的影响，从而提高器件的整体性能。

附图说明

[0021] 图1是本发明提供的制作T形沟道的有机场效应晶体管的方法流程图；

[0022] 图2-1至图2-7是本发明提供的制作T形沟道的有机场效应晶体管的工艺流程图；

[0023] 图3-1至图3-8是依照本发明实施例提供的制作T形沟道的有机场效应晶体管的工艺流程图。

具体实施方式

[0024] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

[0025] 本发明提供的制作T形沟道的有机场效应晶体管的方法，通过改变器件沟道的形状，在沟道内产生不均匀的电场，且电场延着电极边缘是逐渐减小的。不同的电场强度以及注入方向和沟道方向的变化有利于提高载流子的注入效率。它是通过在有机材料蒸镀生长之前先在栅介质上通过常规光刻和剥离的工艺淀积一层金属，剥离后形成器件底电极，底电极采用非平行排列；然后在图形化电极后的介质上蒸镀有机半导体材料完成T形沟道有机场效应晶体管底的制作。

[0026] 如图1所示，图1是本发明提供的制作T形沟道的有机场效应晶体管的方法流程图，该方法包括：

[0027] 步骤1、在导电基底上生长绝缘介质薄膜。导电基底是电阻率低的导电材料，用于作为有机场效应管的栅极，在导电基底上生长绝缘介质薄膜是采用热氧化生长的方法或化学气相沉积的方法实现的。

[0028] 步骤2、在绝缘介质薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到T形沟道的底电极胶图形。绝缘介质薄膜表面底电极的图形化是通过光刻得到的。

[0029] 步骤3、在T形沟道的底电极胶图形表面蒸镀一层金属薄膜。底电极金属薄膜是通过电子束蒸发实现的。

[0030] 步骤4、用丙酮剥离掉光刻胶，形成底电极。底电极是采用非平行排列的，进而导致沟道是成T形的。

[0031] 步骤5、沉积有机半导体薄膜，完成器件的制作。有机半导体薄膜的沉积采用真空热蒸镀的方法实现。

[0032] 图2-1至图2-7示出了本发明提供的制作T形沟道的有机场效应晶体管的工艺流程图，具体包括：

[0033] 如图2-1所示，在导电衬底表面采用热氧化生长的技术或化学气相沉积的方法制备介电质层薄膜。

[0034] 如图2-2所示，在绝缘介质层表面旋涂光刻胶，用热板或烘箱进行前烘。

[0035] 如图2-3所示，曝光、显影后获得非对称底电极的图形，方法包括光学光刻或电子束光刻。

[0036] 如图2-4所示，使用电子束蒸发或者PECVD在光刻胶图形上生长一层50nm厚的金属薄膜。

[0037] 如图2-5所示，对蒸完金属的片子使用有机溶剂剥离掉光刻胶，在绝缘介质表面完成非对称底电极的图形化。

[0038] 如图2-6所示，真空蒸镀有机半导体薄膜完成底T形沟道有机场效应晶体管的制作。图2-7所示是器件的俯视图。

[0039] 图3-1至图3-8示出了依照本发明实施例提供的制作T形沟道的有机场效应晶体管的工艺流程图，具体包括：

[0040] 如图3-1所示，在硅衬底表面采用热氧化生长的技术制备二氧化硅介质层薄膜。

[0041] 如图3-2所示，在二氧化硅表面旋涂AZ9918光刻胶，用热板或烘箱进行前烘。

[0042] 如图3-3所示，光学曝光显影后获得获得非平行底电极的图形。

[0043] 如图3-4所示，以显影后的光刻胶表面通过电子束蒸发的方式生长一层50nm厚的金膜。

[0044] 如图3-5所示，对蒸完金薄膜的片子使用丙酮和乙醇剥离掉光刻胶，在绝缘介质表面完成非平行底电极的图形化。

[0045] 如图3-6所示，真空蒸镀酞箐铜薄膜完成T形沟道有机场效应晶体管的制作。如图3-7所示是器件俯视图。

[0046] 如图3-8所示，是T形沟道有机场效应晶体管的器件实物图。

[0047] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。