專利名稱：一種制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法
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，特別是一種制作底電極平坦化
的有機場效應(yīng)晶體管的方法。
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，有機場效應(yīng)晶體管一般采 用上電極或者底電極結(jié)構(gòu)。上電極結(jié)構(gòu)的器件有較好的電學(xué)性能，但由于電極的圖形化困 難而難于在有機電路中實用。由于光刻工藝圖形化的簡單方便，底電極結(jié)構(gòu)的器件稱為有 機電路集成的主流。但底電極結(jié)構(gòu)的器件由于電極的淀積后使得介質(zhì)表面不夠平坦而影響 隨后蒸鍍的有機半導(dǎo)體材料生長的連續(xù)性，以至于影響器件的性能。 因此底電極的平坦化成為一個關(guān)鍵的問題。文獻上報道的方法不是很多，主要是 采用刻蝕柵介質(zhì)的方法。這種方法工藝復(fù)雜，所需設(shè)備昂貴，可操作性方面較差。

發(fā)明內(nèi)容
( — )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制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體 管的方法，以簡化工藝，降低成本。
( 二 )技術(shù)方案 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方 法，該方法包括 步驟1、在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜； 步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到底電極膠圖形；
步驟3、在底電極膠圖形表面蒸鍍一層金屬薄膜；
步驟4、用丙酮剝離掉光刻膠對底電極進行圖形化； 步驟5、旋涂可溶性有機柵介質(zhì)，填隙在源漏之間的溝道，平坦化源漏電極；
步驟6、干燥有機柵介質(zhì)材料，并蒸鍍有機半導(dǎo)體層。 上述方案中，步驟1中所述導(dǎo)電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)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化生長的 方法或化學(xué)氣相沉積的方法實現(xiàn)的。 上述方案中，步驟3中所述在底電極膠圖形表面蒸鍍一層金屬薄膜是通過電子束 蒸發(fā)實現(xiàn)的。
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上述方案中，步驟5中所述有機柵介質(zhì)是通過旋涂實現(xiàn)的，且該有機柵介質(zhì)是濃 度1.8X的PMMA，或者是濃度2X的PVP。 上述方案中，步驟6中所述蒸鍍有機半導(dǎo)體層是采用真空熱蒸鍍的方法實現(xiàn)的。
(三)有益效果 本發(fā)明提供的這種制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，底電極的平坦 化工藝比較操作方便，設(shè)備簡單，也不需要昂貴的刻蝕機設(shè)備，普通的旋涂工藝就可以很容 易實現(xiàn)。旋涂用的勻膠機是實驗室和工廠的常用設(shè)備，因此本工藝不會額外增加實驗室和 企業(yè)的負擔。同時，有機柵介質(zhì)材料有些無機材料作為柵介質(zhì)所不具備的優(yōu)點，且材料種類 非常豐富，可選擇的空間比較大。本工藝中不僅能實現(xiàn)底電極的平坦化，而且，這層有機介 質(zhì)層覆蓋的柵介質(zhì)的表面不僅能對無機柵介質(zhì)表面進行修飾同時也和無機柵介質(zhì)材料一 同構(gòu)成了器件的雙層?xùn)沤橘|(zhì)。


圖1是本發(fā)明提供的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法流程圖；
圖2-1至圖2-7是本發(fā)明提供的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的工藝流 程圖； 圖3-1至圖3-8是依照本發(fā)明實施例提供的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體 管的工藝流程圖。
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)明提供的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，通過在有機材料蒸 鍍生長之前先在柵介質(zhì)上通過常規(guī)光刻和剝離的工藝淀積一層金屬，剝離后形成器件底電 極。然后在圖形化電極后的介質(zhì)上旋涂一薄層有機介質(zhì)；有機介質(zhì)主要填隙在源漏之間的 溝道，從而實現(xiàn)對源漏電極的平坦化。最后蒸鍍有機半導(dǎo)體材料后制作完成底電極平坦化 后的有機場效應(yīng)晶體管。 如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法 流程圖，該方法包括 步驟1、在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜。導(dǎo)電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，在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化生長的方法或化 學(xué)氣相沉積的方法實現(xiàn)的。 步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到底電極膠圖形。 步驟3、在底電極膠圖形表面蒸鍍一層金屬薄膜。在底電極膠圖形表面蒸鍍一層金
屬薄膜是通過電子束蒸發(fā)實現(xiàn)的。 步驟4、用丙酮剝離掉光刻膠對底電極進行圖形化。 步驟5、旋涂可溶性有機柵介質(zhì)，填隙在源漏之間的溝道，平坦化源漏電極。有機柵 介質(zhì)是通過旋涂實現(xiàn)的，且該有機柵介質(zhì)是濃度1. 8%的PMMA，或者是濃度2%的PVP。
步驟6、干燥有機柵介質(zhì)材料，并蒸鍍有機半導(dǎo)體層。蒸鍍有機半導(dǎo)體層是采用真空熱蒸鍍的方法實現(xiàn)的。 圖2-1至圖2-7示出了本發(fā)明提供的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的工 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、顯影后獲得底電極的圖形，方法包括光學(xué)光刻或電子束光刻。 如圖2-4所示，使用電子束蒸發(fā)或者PECVD在光刻膠圖形上生長一層50nm厚的金 屬薄膜。 如圖2-5所示，對蒸完金屬的片子使用有機溶劑剝離掉光刻膠，在絕緣介質(zhì)表面 完成底電極的圖形化。 如圖2-6所示，在底電極圖形化后的絕緣介質(zhì)層表面上旋涂可溶性有機介質(zhì)薄膜。 如圖2-7所示，熱板烘烤干有機介質(zhì)層后真空蒸鍍有機半導(dǎo)體薄膜完成底電極平 坦化后的有機場效應(yīng)晶體管的制作。 圖3-1至圖3-8是依照本發(fā)明實施例提供的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體 管的工藝流程圖，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、顯影后獲得獲得底電極的圖形。 如圖3-4所示，以顯影后的光刻膠表面通過電子束蒸發(fā)的方式生長一層50nm厚的 金膜。 如圖3-5所示，對蒸完金薄膜的片子使用丙酮和乙醇剝離掉光刻膠，在絕緣介質(zhì) 表面完成底電極的圖形化。 如圖3-6所示，在底電極圖形化后的絕緣介質(zhì)層表面上旋涂濃度為2%的PMMA有 機介質(zhì)薄膜。 如圖3-7所示，熱板烘烤干燥PMMA后真空蒸鍍酞箐銅薄膜完成底電極平坦化后的 有機場效應(yīng)晶體管的制作 如圖3-8所示，這是有溝道誘導(dǎo)金屬的實物器件圖。 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
一種制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，其特征在于，該方法包括步驟1、在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜；步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到底電極膠圖形；步驟3、在底電極膠圖形表面蒸鍍一層金屬薄膜；步驟4、用丙酮剝離掉光刻膠對底電極進行圖形化；步驟5、旋涂可溶性有機柵介質(zhì)，填隙在源漏之間的溝道，平坦化源漏電極；步驟6、干燥有機柵介質(zhì)材料，并蒸鍍有機半導(dǎo)體層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，其特征在 于，步驟1中所述導(dǎo)電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所述的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，其特征在 于，步驟1中所述在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉 積的方法實現(xiàn)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，其特征在 于，步驟3中所述在底電極膠圖形表面蒸鍍一層金屬薄膜是通過電子束蒸發(fā)實現(xiàn)的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，其特征在 于，步驟5中所述有機柵介質(zhì)是通過旋涂實現(xiàn)的，且該有機柵介質(zhì)是濃度1.8X的PMMA，或 者是濃度2X的PVP。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，其特征在 于，步驟6中所述蒸鍍有機半導(dǎo)體層是采用真空熱蒸鍍的方法實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作底電極平坦化的有機場效應(yīng)晶體管的方法，該方法包括在導(dǎo)電基底上生長絕緣介質(zhì)薄膜；在絕緣介質(zhì)薄膜表面上旋涂抗蝕劑，光刻得到底電極膠圖形；在底電極膠圖形表面蒸鍍一層金屬薄膜；用丙酮剝離掉光刻膠對底電極進行圖形化；旋涂可溶性有機柵介質(zhì)，填隙在源漏之間的溝道，平坦化源漏電極；干燥有機柵介質(zhì)材料，并蒸鍍有機半導(dǎo)體層。利用本發(fā)明，底電極的平坦化工藝比較操作方便，設(shè)備簡單，也不需要昂貴的刻蝕機設(shè)備，普通的旋涂工藝就可以很容易實現(xiàn)。同時，有機柵介質(zhì)材料有些無機材料作為柵介質(zhì)所不具備的優(yōu)點，且材料種類非常豐富，可選擇的空間比較大。
文檔編號H01L51/40GK101752507SQ20081024008
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17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