专利名称：双层上电极有机场效应晶体管的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机半导体学中的微细加工技术领域，特别是一种双层上电极有机场效应晶体管的制作方法。
背景技术：
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。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。有机场效应晶体管一般采用 上电极或者下电极结构。相对于下电极结构的有机场效应晶体管来说上电极结构的晶体管 具有较好的性能。但由于有机半导体材料特殊的迁移率各向异性，使得上电极结构的器件 要受到材料厚度的影响。半导体层材料越厚，上电极与栅介质的距离越大，相当于器件增加的附加电阻也就越大。这是因为载流子在垂直于半导体材料厚度方向的迁移率远低于平行于介质平面的 方向。为了减小这个因为迁移率各向异性引起的问题，大家主要是通过减小材料厚度来减 小这个附件厚度的影响。但材料太薄又增加了器件的不稳定性。
发明内容
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种双层上电极有机场效应晶体管的制作 方法。( 二 )技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种双层上电极有机场效应晶体管的制作方法， 该方法包括步骤1、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜；步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤3、通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属电极；步骤4、再真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤5、通过漏版用电子束蒸发蒸镀第二层金属电极，完成器件的制作。上述方案中，步骤1中所述导电硅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。上述方案中，步骤1中所述在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜，是采用热 氧化生长的方法或化学气相沉积的方法获得的。上述方案中，步骤2中所述有机半导体材料是采用真空蒸镀的方法的得到的。
上述方案中，步骤2中所述有机半导体材料的厚度是20nm，步骤4中所述有机半导体材料的厚度是40nm。上述方案中，步骤3中所述电极金属是通过电子束蒸发得到的。上述方案中，步骤4中所述有机半导体材料是采用肽菁铜。上述方案中，步骤3和步骤5中所述金属电极采用的是金。(三)有益效果本发明提供的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，采用漏版蒸镀工艺，保证了生长的有机半导体薄膜的性能。而且，新的结构采用双层上电极结构，有效的减小了电极与沟道之间的距离，同时又保证了有源层的厚度。两层金属电极之间依靠金属粒子渗透进有机半导体材料而互连，从而不需要额外的互连工艺。
图1是本发明提供的制作双层上电极有机场效应晶体管的方法流程图；图2-1至图2-5是本发明制作双层上电极有机场效应晶体管的工艺流程图；图3-1至图3-5是依照本发明实施例制作双层上电极有机场效应晶体管的工艺流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、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。本发明提供了一种为了减小上电极结构有机场效应晶体管中这种附件电阻的影响而设计的双层上电极结构。新的结构是通过在普通的上电极结构中插入一层金属层形成双层的上电极，从而减小电极到栅介质的距离。新方法有效的减小了上电极下面的附加电阻的大小，从而提高了器件的性能。这两层电极主要依靠金属粒子渗透进疏松的有机半导体层来实现相互之间的互连，因此，这种方法也不需要额外的互连工艺。新结构实现起来工艺简单。如图1所示，图1是本发明提供的制作双层上电极有机场效应晶体管的方法流程图，该方法包括步骤1、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜；步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤3、通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属电极；步骤4、再真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤5、通过漏版用电子束蒸发蒸镀第二层金属电极，完成器件的制作。图2-1至图2-5示出了本发明制作双层上电极有机场效应晶体管的工艺流程图，具体包括如图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。如图2-2所示，使用真空蒸镀的方法在栅介质上蒸镀一层有机半导体材料。如图2-3所示，使用漏版用电子束蒸发或者PECVD在再生长一层20nm厚的金属电极。如图2-4所示，继续使用真空蒸镀的方法在栅介质上蒸镀一层有机半导体材料。如图2-5所示，再次使用漏版用电子束蒸发或者PECVD在再生长一层50nm厚的金 属电极。图3-1至图3-5示出了依照本发明实施例制作双层上电极有机场效应晶体管的工 艺流程图，具体包括如图3-1所示，在导电衬底表面采用热氧化生长的技术生长300nm厚的氧化硅薄膜。如图3-2所示，使用真空蒸镀的方法在栅介质上蒸镀一层20nm后的有机半导体材料肽菁铜。如图3-3所示，使用漏版用电子束蒸发生长一层20nm厚的金电极。如图3-4所示，继续使用真空蒸镀的方法在栅介质上蒸镀一层30nm厚的有机半导 体材料肽菁铜。如图3-5所示，再次使用漏版用电子束蒸发再生长一层50nm厚的金电极。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。
权利要求
一种双层上电极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、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜；步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤3、通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属电极；步骤4、再真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤5、通过漏版用电子束蒸发蒸镀第二层金属电极，完成器件的制作。
2.根据权利要求1所述的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步骤1中所述导电硅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所述的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步 骤1中所述在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜，是采用热氧化生长的方法或化学气 相沉积的方法获得的。
4.根据权利要求1所述的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步 骤2中所述有机半导体材料是采用真空蒸镀的方法的得到的。
5.根据权利要求1所述的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步 骤2中所述有机半导体材料的厚度是20nm，步骤4中所述有机半导体材料的厚度是40nm。
6.根据权利要求1所述的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步 骤3中所述电极金属是通过电子束蒸发得到的。
7.根据权利要求1所述的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步 骤4中所述有机半导体材料是采用肽菁铜。
8.根据权利要求1所述的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，其特征在于，步 骤3和步骤5中所述金属电极采用的是金。
全文摘要
本发明公开了一种双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，该方法包括步骤1、在导电硅基底上热氧化生长绝缘介质薄膜；步骤2、在绝缘介质薄膜表面上真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤3、通过漏版用电子束蒸发蒸镀一层金属电极；步骤4、再真空蒸镀一层有机半导体材料；步骤5、通过漏版用电子束蒸发蒸镀第二层金属电极，完成器件的制作。本发明提供的双层上电极有机场效应晶体管的制作方法，采用漏版蒸镀工艺，保证了生长的有机半导体薄膜的性能。而且，采用双层上电极结构，有效的减小了电极与沟道之间的距离，同时又保证了有源层的厚度。两层金属电极之间依靠金属粒子渗透进有机半导体材料而互连，从而不需要额外的互连工艺。
文档编号H01L51/10GK101800284SQ20091007767
公开日2010年8月11日 申请日期2009年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者刘兴华, 刘明, 刘舸, 商立伟, 柳江, 王宏 申请人:中国科学院微电子研究所