专利名称：各向异性有机场效应管的制备方法
技术领域：
本发明涉及微电子领域，特别是一种各向异性有机场效应管的制备方法。
背景技术：
随着信息技术的不断深入与发展，电子产品已经逐步进入人们生活、工 作的各个环节；在日常生活中，人们对低成本、低重量、柔性、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、有机小分子等半导体材 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。提高有机场 效应管的迁移率，研究有机半导体自身的内在性质一直是该领域追求的目标。
在研究有机场效应管性能的过程中人们发现有机半导体的一个新特性载流
子迁移率的各向异性，即当载流子输运方向和薄膜材料的取向相平行时的迁 移率远大于互相垂直时的迁移率。目前制备各向异性有机场效应管的方法主 要是通过在介质层上沿一定方向擦拭涂附上一层作为诱导物的有机材料，然 后沉积生长有机半导体材料，形成各向异性的薄膜。然而，这种方法可控性 低，可重复性差，薄膜性能不均匀且容易引入杂质。
发明内容
本发明的目的是提供一种各向异性有机场效应管的制备方法，克服了采 用传统制备方法可控性低，可重复性差，薄膜性能不均勻且容易引入杂质等 缺陷，具有工艺简单、人为可控性高、重复性好等优点。
本发明提供了 一种各向异性有机场效应管的制备方法，包括 步骤l、在导电基底上生长绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底；步骤2、在完成步骤1的绝缘层衬底上利用兰缪尔-布罗吉膜的成膜方式
组装一层取向化的单分子薄膜形成图案化的衬底；
步骤3、在完成步骤2的图案化的衬底上沉积生长有^L半导体薄膜形成 有机半导体层；
步骤4、在完成步骤3的有机半导体层上通过镂空的掩才莫板沉积生长金 属源漏电极。
所述步骤1具体为通过热氧化生长或化学气相沉积的方式在导电基 底上生长绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底。
所述步骤3具体为在完成步骤2的取向层上通过真空热蒸镀的方式 生长出各向异性的有机半导体薄膜形成有机半导体层。
所述步骤4具体为在完成步骤3的有机半导体层上通过镂空的掩模 板采用金属蒸发或磁控溅射的方式沉积生长金属源漏电极。
所述导电基底的材质为低阻硅或氧化铟锡，用于形成有机场效应管的 栅极。
本发明在形成在导电基底上的绝缘层衬底上先通过LB膜的成膜的方法 修饰村底，得到有取向的图形，然后沉积生长有机半导体材料形成有机半导 体层，最后通过掩模工艺得到金属源漏电极，真空蒸发的过程中，由于受到衬 底图形的诱导，有机半导体材料会沿一定方向选择性的优先生长，从而形成 各向异性的薄膜，提高器件的迁移率。该方法工艺简单、人为可控性高、重 复性好，所制备得到的器件具有较高均匀性的制备高迁移率。
图1为本发明各向异性有机场效应管的制备方法第一实施例的流程图； 图2为本发明各向异性有机场效应管的制备方法第二实施例的流程图； 图3为图2所示方法步骤11形成绝缘层衬底的示意图； 图4为图2所示方法步骤12形成图案化的衬底的示意图之一；图5为图2所示方法步骤12形成图案化的村底的示意图之二； 图6为图2所示方法步骤12形成图案化的衬底的示意图之三； 图7为图2所示方法步骤13形成有机半导体层的结构示意图； 图8为图7的俯视示意图9为图2所示方法步骤14形成金属源漏电极的结构示意图； 图10为图9的俯视示意图11为本发明各向异性有机场效应管的制备方法第三实施例的流程图。 附图标记"i兌明
101—导电基底； 102—绝缘层衬底； 103—图案化的衬底；
104—有机半导体层； 105—金属源漏电极。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本发明各向异性有机场效应管的制备方法第一实施例的流程
图，如图1所示，本发明各向异性有机场效应管的制备方法第一实施例包
括
步骤1、在导电基底上生长绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底；
步骤2、在完成步骤1的绝缘层衬底上利用兰缪尔-布罗吉
(Langmuir-Blodgett,以下简称LB)膜的成膜方式组装一层取向化的单分子
薄膜形成图案化的衬底；
步骤3、在完成步骤2的图案化的衬底上沉积生长有机半导体薄膜形成
有机半导体层；
步骤4、在完成步骤3的有机半导体层上通过镂空的掩模板沉积生长金 属源漏电才及。
本发明的上述实施例在形成在导电基底上的绝缘层衬底上先通过LB膜 的成膜的方法修饰衬底，得到有取向的图形，然后沉积生长有机半导体材料形成有机半导体层，最后通过掩模工艺得到金属源漏电极，该方法工艺简单、 人为可控性高、重复性好，所制备得到的器件具有较高均匀性的制备高迁移 率。
图2为本发明各向异性有机场效应管的制备方法第二实施例的流程 图，图3为图2所示方法步骤11形成绝缘层衬底的示意图，如图2和图3 所示，本发明各向异性有机场效应管的制备方法第二实施例包括
步骤11、通过热氧化生长或化学气相沉积的方式在导电基底101上生长 绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底102;
如图3所示，通过热氧化生长或化学气相沉积的方式在导电基底101上 生长绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底102。上述导电基底101用于形成有机 场效应管的栅极，该导电基底101的材质为电阻率低的导电材料，优选为低 阻硅或氧化铟锡。
步骤12、在完成步骤11的绝缘层衬底102上利用LB膜的成膜方式組 装一层取向化的单分子薄膜形成图案化的衬底103;
图4为图2所示方法步骤12形成图案化的衬底的示意图之一，如图4 所示，采用提拉的方式，在绝缘层衬底102上利用LB膜的成膜方式组装 一层取向化的单分子薄膜形成取向层103,图5为图2所示方法步骤12 形成图案化的衬底的示意图之二；图6为图2所示方法步骤12形成图案 化的衬底的示意图之三，如图5和图6所示，绝缘层衬底102表面上有取 向的图形是基于LB膜的方法组装得到的，其目的是把单分子层有选择性 地组装到绝缘层衬底102表面上。
步骤13、在完成步骤12的取向层103上通过真空热蒸镀的方式生长 出各向异性的有机半导体薄膜形成有机半导体层104;
图7为图2所示方法步骤13形成有机半导体层的结构示意图；图8 为图7的俯视示意图，如图7所示，在介质层图形取向化的单分子薄膜诱 导下，有机半导体材料按照特定的取向生长，形成如图8所示的各向异性的薄膜。
步骤14、在完成步骤13的有机半导体层104上通过镂空的掩模板采用 金属蒸发或磁控溅射的方式沉积生长金属源漏电极10 5 。
图9为图2所示方法步骤14形成金属源漏电极的结构示意图；图10为 图9的俯视示意图，如图9所示，通过镂空的掩模板在有机半导体薄膜表面沉 积金属源漏电极105，与有机半导体层104,图案化的衬底103和在导电基底 101形成的低阻背4册极一起构成有机场效应管，如图IO所示。
本发明的上述实施例在形成在导电基底上的绝缘层衬底上先通过LB膜 的成膜的方法修饰衬底，得到有取向的图形，然后沉积生长有机半导体材料 形成有机半导体层，最后通过掩模工艺得到金属源漏电极，真空蒸发的过程 中，由于受到衬底图形的诱导，有机半导体材料会沿一定方向选择性的优先生 长，从而形成各向异性的薄膜，提高器件的迁移率。该方法工艺简单、人为 可控性高、重复性好，所制备得到的器件具有较高均匀性的制备高迁移率。
图11为本发明各向异性有机场效应管的制备方法第三实施例的流程图， 如图ll所示，在上述实施例的基础上，由于形成的各向异性有机场效应管的 结构相同，参照图3-图10，本实施例的各向异性有机场效应管的制备方法包 括
步骤21、在硅衬底表面采用热氧化生长的技术形成二氧化硅介质层薄膜 衬底；
步骤22、在完成步骤21的二氧化硅介质层薄膜衬底上利用LB膜的成膜 方式修饰 一层图案化的花生酸分子层；
步骤23、在完成步骤22的花生酸分子层上真空沉积并五苯有机薄膜； 在介质层上的取向化单分子层的诱导下，并五苯分子按照特定的取向生长， 形成各向异性的薄膜；
步骤24、在完成步骤23的有并五苯有机薄膜表面上通过镂空的掩模板 在沉积金源漏电极，与并五苯导电层、花生酸分子层和低阻硅背栅极一起构成有纟几场效应管。
本发明的上述实施例在形成在硅衬底表面的二氧化硅介质层薄膜衬底上
先通过LB膜的成膜的方法修饰村底，得到花生酸分子层，然后沉积并五苯有 机薄膜，最后通过掩^f莫工艺得到金属源漏电极。该方法工艺简单、人为可控 性高、重复性好，所制备得到的器件具有较高均匀性的制备高迁移率。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进 行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技 术人员应当理解其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的 精神和范围。
权利要求
1、一种各向异性有机场效应管的制备方法，其特征在于，包括步骤1、在导电基底上生长绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底；步骤2、在完成步骤1的绝缘层衬底上利用兰缪尔-布罗吉膜的成膜方式组装一层取向化的单分子薄膜形成图案化的衬底；步骤3、在完成步骤2的图案化的衬底上沉积生长有机半导体薄膜形成有机半导体层；步骤4、在完成步骤3的有机半导体层上通过镂空的掩模板沉积生长金属源漏电极。
2、 根据权利要求1所述的各向异性有机场效应管的制备方法，其特 征在于，所述步骤l具体为通过热氧化生长或化学气相沉积的方式在导 电基底上生长绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底。
3、 根据权利要求1所述的各向异性有机场效应管的制备方法，其特 征在于，所述步骤3具体为在完成步骤2的图案化的衬底上通过真空热 蒸镀的方式生长出各向异性的有机半导体薄膜形成有机半导体层。
4、 根据权利要求1所述的各向异性有机场效应管的制备方法，其特 征在于，所述步骤4具体为在完成步骤3的有机半导体层上通过镂空的 掩模板采用金属蒸发或磁控溅射的方式沉积生长金属源漏电极。
5、 根据权利要求l-4任一权利要求所述的各向异性有机场效应管的 制备方法，其特征在于，所述导电基底的材质为低阻硅或氧化铟锡，用于 形成有机场效应管的4册极。
全文摘要
本发明涉及一种各向异性有机场效应管的制备方法，包括在导电基底上生长绝缘介质层薄膜形成绝缘层衬底；在绝缘层衬底上利用Langmuir-Blodgett膜的成膜方式组装一层取向化的单分子薄膜形成取向层；在图案化的衬底上沉积生长有机半导体薄膜形成有机半导体层；在有机半导体层上通过镂空的掩模板沉积生长金属源漏电极。本发明工艺简单、人为可控性高、重复性好，所制备得到的器件具有较高均匀性的制备高迁移率。
文档编号H01L51/40GK101425563SQ20081022786
公开日2009年5月6日 申请日期2008年12月1日 优先权日2008年12月1日
发明者明 刘, 商立伟, 姬濯宇, 宏 王 申请人:中国科学院微电子研究所