專利名稱：采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機半導(dǎo)體學(xué)中的微細加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在制作有機場效應(yīng) 晶體管中采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的不斷深入，電子產(chǎn)品已經(jīng)進入人們生活工作的每個環(huán)節(jié)；在日常 生活中人們對低成本、柔性、低重量、便攜的電子產(chǎn)品的需求越來越大；傳統(tǒng)的基于無機半 導(dǎo)體材料的器件和電路很難滿足這些要求，因此可以實現(xiàn)這些特性的基于有機聚合物半導(dǎo) 體材料的有機微電子技術(shù)在這一趨勢下得到了人們越來越多的關(guān)注。提高有機場效應(yīng)管的遷移率一直是該領(lǐng)域追求的目標。在研究如何改善有機晶體 管性能的過程中人們發(fā)現(xiàn)了有機半導(dǎo)體材料的有序排列與否對器件性能有很大影響。在有 源層的生長過程中，如果其分子排列取向一致，也即共軛分子的η鍵平行于溝道且指向源 漏電極的話，載流子在溝道內(nèi)傳輸時受到的散射較小且平均自由程增加，因而流子遷移率 也會顯著增加。目前在控制有源層有機分子的有序排列方面主要是依靠在材料真空蒸鍍工藝過 程中的參數(shù)控制或者對柵介質(zhì)表面圖形化。前者主要包括生長速率、基片溫度和基片清洗 等因素的控制，后者主要是在蒸鍍有機材料之前在柵介質(zhì)上刻蝕出預(yù)先設(shè)計的圖形。這些 方法要么可控性不強，要么就是工藝復(fù)雜成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有 源層有序生長的方法，以提高工藝可控性，簡化工藝，降低成本。( 二 )技術(shù)方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有 序生長的方法，該方法包括步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到平行排列的線條圖形；步驟3、真空蒸鍍一層有機半導(dǎo)體薄膜；步驟4、用丙酮剝離掉光刻膠形成平行排列的有機誘導(dǎo)線條；步驟5、沉積生長有機半導(dǎo)體薄膜；步驟6、通過鏤空的掩模版沉積源漏電極，完成有源層有機半導(dǎo)體材料有序取向的 有機場效應(yīng)晶體管的制備。上述方案中，步驟1中所述導(dǎo)電硅基底是電阻率低的導(dǎo)電材料，用于作為有機場效應(yīng)管的柵極。上述方案中，步驟1中所述在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉積的方法獲得的。上述方案中，步驟2中所述在絕緣介質(zhì)薄膜表面上平行排列的線條圖形是通過光 刻工藝獲得的。上述方案中，步驟3中所述有機半導(dǎo)體薄膜和步驟4中所述有機誘導(dǎo)線條是采用 真空熱蒸鍍的方法實現(xiàn)的。上述方案中，步驟4中所述有機誘導(dǎo)線條的厚度為20nm。上述方案中，步驟6中所述源漏金屬電極是采用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射的方法沉積的。(三)有益效果本發(fā)明提供的這種采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法，使 用與器件有源層材料相同的有機材料來誘導(dǎo)溝道內(nèi)有源層的有序生長，有機引導(dǎo)線條制作 簡單，傳統(tǒng)的光刻工藝就可以很容易實現(xiàn)。更重要的是，這種作為誘導(dǎo)線條的材料和器件的 有源層材料是同一種材料，由于形貌上的相同，誘導(dǎo)線條不僅能有效的干預(yù)材料的生長，而 且還可以保證在兩種材料之間具有良好的接觸。另外，由于本發(fā)明采用傳統(tǒng)的光刻工藝，誘 導(dǎo)線條的圖形可以隨意設(shè)計，提高了工藝可控性，簡化了工藝，降低了成本。


圖1是本發(fā)明提供的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法 流程圖；圖2-1至圖2-8是本發(fā)明提供的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生 長的工藝流程圖；圖3-1至圖3-8是依照本發(fā)明實施例采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有 序生長的工藝流程圖；圖3-9是依照本發(fā)明實施例制作的器件有機場效應(yīng)晶體管的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明提供的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法，是通過 在蒸鍍有機半導(dǎo)體材料之前先在柵介質(zhì)上通過常規(guī)光刻和剝離的工藝淀積一層條狀的有 機半導(dǎo)體材料，這種線條狀的有機半導(dǎo)體材料可以隨意控制粗細和長短；在隨后蒸鍍有機 半導(dǎo)體材料的過程中，由于襯底上以及預(yù)先有一層有機材料，且由于它們具有相同的結(jié)構(gòu)， 導(dǎo)致后來淀積的有機有源層材料會優(yōu)先沿著既有的有機線條的方向生長以至排列有序；然 后再通過漏板蒸鍍上源漏電極完成器件的制作。通過調(diào)整源漏電極與介質(zhì)表面有機誘導(dǎo)線 條的方向可以方便的調(diào)整溝道中有機半導(dǎo)體材料相對于電極的取向。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序 生長的方法流程圖，該方法包括步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到平行排列的線條圖形；
步驟3、真空蒸鍍一層有機半導(dǎo)體薄膜；步驟4、用丙酮剝離掉光刻膠形成平行排列的有機誘導(dǎo)線條；步驟5、沉積生長有機半導(dǎo)體薄膜；步驟6、通過鏤空的掩模版沉積源漏電極，完成有源層有機半導(dǎo)體材料有序取向的 有機場效應(yīng)晶體管的制備。圖2-1至圖2-8示出了本發(fā)明提供的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有 序生長的工藝流程圖，具體包括如圖2-1所示，在導(dǎo)電襯底表面采用熱氧化生長的技術(shù)或化學(xué)氣相沉積的方法制 備介電質(zhì)層薄膜。如圖2-2所示，在絕緣介質(zhì)層表面旋涂光刻膠，用熱板或烘箱進行前烘。如圖2-3所示，曝光、顯影后獲得有取向化的光刻膠圖形，方法包括光學(xué)光刻或電 子束光刻。如圖2-4所示，真空蒸鍍一層有機半導(dǎo)體薄膜。如圖2-5所示，用有機溶劑剝離掉光刻膠，在絕緣介質(zhì)表面形成平行取向的有機 誘導(dǎo)線條。如圖2-6所示，在絕緣介質(zhì)層表面上真空沉積有機半導(dǎo)體薄膜。在有機線條的誘 導(dǎo)下，有機半導(dǎo)體材料按照特定的取向生長。如圖2-7所示，通過鏤空的掩模板在有機半導(dǎo)體薄膜表面沉積金屬電極。通過調(diào) 整引導(dǎo)線條與器件溝道取向的關(guān)系從而得到溝道有源層有序排列的有機場效應(yīng)晶體管，如 圖 2-8。圖3-1至圖3-8是依照本發(fā)明實施例采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有 序生長的工藝流程圖，具體包括如圖3-1所示，在硅襯底表面采用熱氧化生長的技術(shù)制備二氧化硅介質(zhì)層薄膜。如圖3-2所示，在二氧化硅表面旋涂AZ9918光刻膠，用熱板或烘箱進行前烘。如圖3-3所示，電子束曝光、顯影后獲得光刻膠上取向化的圖形。如圖3-4所示，真空蒸鍍一層20nm厚的肽菁銅薄膜。如圖3-5所示，采用丙酮、乙醇剝離去除殘余的光刻膠，平行排列的肽菁銅線條轉(zhuǎn)
移到二氧化硅表面。如圖3-6所示，在二氧化硅表面真空沉積酞箐銅有機薄膜。在肽菁銅線條的誘導(dǎo) 下，有機半導(dǎo)體材料延著金線條生長而形成有序排列的薄膜。如圖3-7所示，通過鏤空的掩模板在有機半導(dǎo)體薄膜表面沉積金屬電極。通過調(diào) 整引導(dǎo)線條與器件溝道取向的關(guān)系從而得到溝道有源層有序排列的有機場效應(yīng)晶體管，如 圖 2-8。如圖3-9所示，圖3-9是依照本發(fā)明實施例制作的器件有機場效應(yīng)晶體管的示意 圖。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法，其特征在于，該方法包括步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到平行排列的線條圖形；步驟3、真空蒸鍍一層有機半導(dǎo)體薄膜；步驟4、用丙酮剝離掉光刻膠形成平行排列的有機誘導(dǎo)線條；步驟5、沉積生長有機半導(dǎo)體薄膜；步驟6、通過鏤空的掩模版沉積源漏電極，完成有源層有機半導(dǎo)體材料有序取向的有機場效應(yīng)晶體管的制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法， 其特征在于，步驟1中所述導(dǎo)電硅基底是電阻率低的導(dǎo)電材料，用于作為有機場效應(yīng)管的 柵極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法， 其特征在于，步驟1中所述在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化生長的 方法或化學(xué)氣相沉積的方法獲得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法， 其特征在于，步驟2中所述在絕緣介質(zhì)薄膜表面上平行排列的線條圖形是通過光刻工藝獲 得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法， 其特征在于，步驟3中所述有機半導(dǎo)體薄膜和步驟4中所述有機誘導(dǎo)線條是采用真空熱蒸 鍍的方法實現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法， 其特征在于，步驟4中所述有機誘導(dǎo)線條的厚度為20nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法， 其特征在于，步驟6中所述源漏金屬電極是采用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射的方法沉積 的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用體有源層材料作為前驅(qū)體誘導(dǎo)有源層有序生長的方法，該方法包括在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到平行排列的線條圖形；真空蒸鍍一層有機半導(dǎo)體薄膜；用丙酮剝離掉光刻膠形成平行排列的有機誘導(dǎo)線條；沉積生長有機半導(dǎo)體薄膜；通過鏤空的掩模版沉積源漏電極，完成有源層有機半導(dǎo)體材料有序取向的有機場效應(yīng)晶體管的制備。本發(fā)明特點是使用與器件有源層材料相同的有機材料來誘導(dǎo)溝道內(nèi)有源層的有序生長，由于形貌上的相同，誘導(dǎo)線條不僅能有效的干預(yù)材料的生長，而且還可以保證在兩種材料之間具有良好的接觸，提高了工藝可控性，簡化了工藝，降低了成本。
文檔編號H01L51/40GK101800285SQ20091007767
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者劉興華, 劉明, 劉舸, 商立偉, 柳江, 王宏 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所