本發(fā)明涉及薄膜晶體管的制作工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，視頻產(chǎn)品，特別是數(shù)字化的視頻或影像裝置已經(jīng)成為在一般日常生活中所常見的產(chǎn)品。這些數(shù)字化的視頻或影像裝置中，顯示器是一個(gè)重要組件，以顯示相關(guān)信息。

近年來，對有機(jī)薄膜晶體管器件的研究和應(yīng)用取得了長足的進(jìn)展，作為下一代新的顯示技術(shù)備受人們的關(guān)注。與無機(jī)薄膜晶體管相比，有機(jī)薄膜晶體管具有更多的優(yōu)點(diǎn)：首先現(xiàn)在有更多更新的制作有機(jī)薄膜的技術(shù)，如Lang-muir-Blodgett(LB)技術(shù)、分子自組裝技術(shù)、真空蒸鍍、噴墨打印等；其次在制作有機(jī)薄膜的過程中，對氣體的條件和純度的要求比較低，從而簡化了制作工藝，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，使用有機(jī)材料不但可以制作尺寸更小的器件，而且還可以通過適當(dāng)?shù)匦揎椨袡C(jī)分子結(jié)構(gòu)來改善OTFT器件的性能。除此之外，有機(jī)薄膜晶體管器件還具有很好的柔韌性，攜帶起來更加方便。有研究表明，對＂全有機(jī)＂晶體管(全部用有機(jī)材料制成的晶體管)進(jìn)行適度地扭曲或彎曲，并不會明顯地改變器件的電學(xué)特性，這種優(yōu)良的特性進(jìn)一步拓寬了有機(jī)薄膜晶體管的使用范圍。隨著對有機(jī)薄膜晶體管研究的深入，發(fā)現(xiàn)目前仍然存在許多缺點(diǎn)和問題。

有機(jī)薄膜晶體管是以有機(jī)半導(dǎo)體材料為有源層的場效應(yīng)晶體管器件，一般由柵極、有機(jī)有源層、絕緣層、源漏電極構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)就柵電極的位置而言，可分為底柵結(jié)構(gòu)和項(xiàng)柵結(jié)構(gòu)兩類。根據(jù)源、漏電極與有源層的位置不同，又分為頂接觸結(jié)構(gòu)和底接觸結(jié)構(gòu)兩類。有機(jī)薄膜晶體管具有低成本、易于彎折且與柔性顯示兼容性較好的優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為未來柔性顯示研究的熱點(diǎn)。為了盡可能降低的生產(chǎn)成本，自圖案化(self-patterning)的絕緣層或鈍化層正逐步被開發(fā)應(yīng)用于有機(jī)薄膜晶體管中。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠直接通過曝光顯影得到需要的圖案，減少了刻蝕等工藝步驟進(jìn)而減少生產(chǎn)成本，但是其缺點(diǎn)在于自圖案化的絕緣層為負(fù)性光阻，因此其形成的圖案為“倒梯形”易導(dǎo)致后續(xù)的互聯(lián)存在斷線問題?；诖?，本案提出一種過孔互聯(lián)的方法，該方法繼承了自圖案化絕緣層工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決了可能存在的上下電極層互聯(lián)斷線的問題，進(jìn)而真正意義上實(shí)現(xiàn)低成本制備有機(jī)薄膜晶體管。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本申請?zhí)岢隽艘环N低溫多晶硅薄膜晶體管及其制作方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有薄膜晶體管中自圖案化絕緣層形成的過孔較難實(shí)現(xiàn)上下電極層互聯(lián)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種有機(jī)薄膜晶體管，包括：

絕緣基板；

源漏電極層，其形成在所述絕緣基板上；

有機(jī)半導(dǎo)體層，其形成在所述源漏電極層上；

自圖案化有機(jī)柵絕緣層，其形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上；所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)設(shè)置有第一過孔；

柵電極層，其形成在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層上；

有機(jī)平坦化層，其形成在所述柵電極層上；所述有機(jī)平坦化層內(nèi)設(shè)置有第二過孔；所述第二過孔位于所述第一過孔之內(nèi)；

像素電極。

優(yōu)選的是，所述源漏電極層包含有所述有機(jī)薄膜晶體管的源極、漏極以及位于所述源極和漏極之間的溝道。

優(yōu)選的是，所述有機(jī)半導(dǎo)體層容置在所述溝道中，且所述有機(jī)半導(dǎo)體層的上端部的外沿分別搭接在源極和漏極上，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的厚度為40nm～100nm。

優(yōu)選的是，所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層的厚度為50nm～900nm，所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)的第一過孔的縱向截面為第一梯形，且所述第一梯形的長底邊位于朝向所述絕緣基板的一側(cè)。

優(yōu)選的是，所述有機(jī)平坦化層的厚度為1μm～2μm；所述有機(jī)平坦化層內(nèi)的第二過孔的縱向截面為第二梯形，且所述第二梯形的長底邊位于遠(yuǎn)離所述絕緣基板的一側(cè)。

所述第一梯形的短底邊比所述第二梯形的長底邊長。

優(yōu)選的是，所述第一梯形的短底邊比所述第二梯形的長底邊長1μm以上。

優(yōu)選的是，所述像素電極通過有機(jī)平坦化層具有的第二過孔連接漏極且所述像素電極的上端部的外沿搭接在有機(jī)平坦化層的上表面。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其包括：

形成依次包括絕緣基板、源漏電極層、有機(jī)半導(dǎo)體層、自圖案化有機(jī)柵絕緣層、柵電極層和有機(jī)平坦化層在內(nèi)的多層結(jié)構(gòu)；同時(shí)在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)形成第一過孔，在所述有機(jī)平坦化層內(nèi)形成第二過孔，且所述有機(jī)平坦化層內(nèi)的第二過孔位于自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)的第一過孔之內(nèi)；并在所述有機(jī)平坦化層內(nèi)的第二過孔中形成像素電極。

優(yōu)選的是，進(jìn)一步包括：

提供絕緣基板；

在所述絕緣基板上形成源漏電極層；該源漏電極層包含所述有機(jī)薄膜晶體管的源極、漏極以及位于所述源極和漏極之間的溝道；所述源極和漏極的表面進(jìn)行了自組裝處理；

在所述源漏電極層上形成有機(jī)半導(dǎo)體層；

在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上形成自圖案化有機(jī)柵絕緣層；在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)形成第一過孔；

在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層上形成柵電極層；

在所述柵電極層上形成有機(jī)平坦化層；在所述有機(jī)平坦化層內(nèi)形成第二過孔，所述第二過孔位于所述第一過孔之內(nèi)；

在所述有機(jī)平坦化層內(nèi)的第二過孔中形成像素電極，使像素電極與所述漏極相連。

優(yōu)選的是，絕緣基板17材料不限，可選擇為硅、石英、玻璃、陶瓷、金剛石等無機(jī)材料或塑料、樹脂等高分子材料。

優(yōu)選的是，通過噴墨打印的方法在所述絕緣基板上形成源漏電極層；所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

優(yōu)選的是，通過蒸鍍或噴墨打印的方法在所述源漏電極層上形成有機(jī)半導(dǎo)體層；所述有機(jī)半導(dǎo)體層容置在所述溝道中且所述有機(jī)半導(dǎo)體層的上端部的外沿分別搭接在源極和漏極上，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的厚度為40nm～100nm。

優(yōu)選的是，通過旋涂或噴墨打印的方法在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上形成自圖案化有機(jī)柵絕緣層；所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層的厚度為50nm～900nm；所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。

優(yōu)選的是，通過曝光顯影在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)形成第一過孔，所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)的第一過孔的截面為梯形。

優(yōu)選的是，通過噴墨打印的方法在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層上形成柵電極層；所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

優(yōu)選的是，通過旋涂或噴墨打印的方法在所述柵電極層上形成有機(jī)平坦化層；所述有機(jī)平坦化層的厚度為1μm～2μm。

優(yōu)選的是，通過曝光顯影在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)形成第一過孔，所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)的第一過孔的縱向截面為第一梯形，且所述第一梯形的長底邊位于朝向所述絕緣基板的一側(cè)。

優(yōu)選的是，通過曝光顯影在所述有機(jī)平坦化層內(nèi)形成第二過孔，所述有機(jī)平坦化層內(nèi)的第二過孔的縱向截面為第二梯形，且所述第二梯形的長底邊位于遠(yuǎn)離所述絕緣基板的一側(cè)。

所述第一梯形的短底邊比所述第二梯形的長底邊長。

優(yōu)選的是，所述第一梯形的短底邊比所述第二梯形的長底邊長1μm以上。

優(yōu)選的是，通過噴墨打印的方法在所述有機(jī)平坦化層內(nèi)的第二過孔中形成像素電極；所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水；且所述像素電極的上端部的外沿搭接在有機(jī)平坦化層的上表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

本發(fā)明采用正性光阻與負(fù)性光阻的特點(diǎn)相結(jié)合，簡單而可行實(shí)現(xiàn)易于上下層互聯(lián)的過孔制備；本發(fā)明簡單且易于實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本有機(jī)薄膜晶體管的制備。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

上述技術(shù)特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術(shù)特征來替代，只要能夠達(dá)到本發(fā)明的目的。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1顯示了本發(fā)明實(shí)施例2用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法的流程示意圖；

圖2顯示了本發(fā)明實(shí)施例1有機(jī)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3顯示了本發(fā)明實(shí)施例2中在絕緣基板上形成源漏電極層后的示意圖；

圖4顯示了本發(fā)明實(shí)施例2中在源漏電極層上形成有機(jī)半導(dǎo)體層后的示意圖；

圖5顯示了本發(fā)明實(shí)施例2中在有機(jī)半導(dǎo)體層上形成自圖案化有機(jī)柵絕緣層并在自圖案化有機(jī)柵絕緣層內(nèi)形成第一過孔后的示意圖；

圖6顯示了本發(fā)明實(shí)施例2中在自圖案化有機(jī)柵絕緣層上形成柵電極層后的示意圖；

圖7顯示了本發(fā)明實(shí)施例2中在柵電極層上形成有機(jī)平坦化層并在有機(jī)平坦化層內(nèi)形成第二過孔后的示意圖；

圖8顯示了實(shí)施例3中所述有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9顯示了實(shí)施例5中所述應(yīng)用于實(shí)施例4提供的有機(jī)薄膜晶體管的壓力感測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

為解決現(xiàn)有薄膜晶體管中自圖案化絕緣層形成的過孔較難實(shí)現(xiàn)上下電極層互聯(lián)的技術(shù)缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種過孔互聯(lián)有機(jī)薄膜晶體管。

本發(fā)明實(shí)施例提供的過孔互聯(lián)有機(jī)薄膜晶體管是頂柵型薄膜晶體管。

圖2顯示了本發(fā)明實(shí)施例1有機(jī)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例的有機(jī)薄膜晶體管，包括：

絕緣基板17；

源漏電極層16，其形成在所述絕緣基板17上；

有機(jī)半導(dǎo)體層12，其形成在所述源漏電極層16上；

自圖案化有機(jī)柵絕緣層15，其形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層12上；所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)設(shè)置有第一過孔18；

柵電極層14，其形成在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15上；

有機(jī)平坦化層13，其形成在所述柵電極層14上；所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)設(shè)置有第二過孔11；所述第二過孔11位于所述第一過孔18之內(nèi)；

像素電極10。

本實(shí)施例中所述源漏電極層16包含有所述有機(jī)薄膜晶體管的源極、漏極以及位于所述源極和漏極之間的溝道。

本實(shí)施例中所述有機(jī)半導(dǎo)體層12容置在所述溝道中，且所述有機(jī)半導(dǎo)體層12的上端部的外沿分別搭接在源極和漏極上，所述有機(jī)半導(dǎo)體層12的厚度為40nm～100nm。

本實(shí)施例中所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15的厚度為50nm～900nm，所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)的第一過孔18的縱向截面為第一梯形，且所述第一梯形的長底邊位于朝向所述絕緣基板17的一側(cè)。

本實(shí)施例中所述有機(jī)平坦化層13的厚度為1μm～2μm；所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11的縱向截面為第二梯形，且所述第二梯形的長底邊位于遠(yuǎn)離所述絕緣基板17的一側(cè)。

本實(shí)施例中所述第一梯形的短底邊比所述第二梯形的長底邊長1μm以上。

本實(shí)施例中所述像素電極10通過有機(jī)平坦化層13具有的第二過孔11連接漏極且所述像素電極10的上端部的外沿搭接在有機(jī)平坦化層13的上表面。

本實(shí)施例預(yù)先在自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18，有機(jī)平坦化層13直接延伸至第一過孔18，然后在第一過孔18對應(yīng)區(qū)域直接設(shè)置導(dǎo)通像素電極10與漏極之間的第二過孔11，形成上下層的過孔互聯(lián)。

所述柵極層14的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電聚合物、金屬性碳納米管層以及碳納米管金屬復(fù)合層或其任意組合中的一種；所述源極的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電聚合物、金屬性碳納米管層以及碳納米管金屬復(fù)合層或其任意組合中的一種；所述漏極的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電聚合物、金屬性碳納米管層以及碳納米管金屬復(fù)合層或其任意組合中的一種。所述金屬或合金材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金。

具體地，所述柵極層14的材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金；所述源極的材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金；所述漏極的材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金。

本實(shí)施例中，所述源極、漏極及柵極層14的材料為金屬鈀膜，厚度為5納米。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其包括：

形成依次包括絕緣基板17、源漏電極層16、有機(jī)半導(dǎo)體層12、自圖案化有機(jī)柵絕緣層15、柵電極層14和有機(jī)平坦化層13在內(nèi)的多層結(jié)構(gòu)；同時(shí)在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18，在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)形成第二過孔11，且所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11位于自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)的第一過孔18之內(nèi)；并在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11中形成像素電極10。

一種用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，進(jìn)一步包括：

提供絕緣基板17；

在所述絕緣基板17上形成源漏電極層16；該源漏電極層16包含所述有機(jī)薄膜晶體管的源極、漏極以及位于所述源極和漏極之間的溝道；所述源極和漏極的表面進(jìn)行了自組裝處理；

在所述源漏電極層16上形成有機(jī)半導(dǎo)體層12；

在所述有機(jī)半導(dǎo)體層12上形成自圖案化有機(jī)柵絕緣層15；在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18；

在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15上形成柵電極層14；

在所述柵電極層14上形成有機(jī)平坦化層13；在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)形成第二過孔11，所述第二過孔11位于所述第一過孔18之內(nèi)；

在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11中形成像素電極10，使像素電極10與所述漏極相連。

本實(shí)施例中所述絕緣基板17為玻璃基板或陶瓷基板。所述絕緣基板17起支撐作用，所述絕緣基板17用于對有機(jī)薄膜晶體管提供支撐，且多個(gè)有機(jī)薄膜晶體管可按照預(yù)定規(guī)律或圖形集成于同一絕緣基板17上，形成有機(jī)薄膜晶體管面板，或其它有機(jī)薄膜晶體管半導(dǎo)體器件。

如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例2用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法的流程示意圖。本實(shí)施例的制造方法主要包括步驟101至步驟106。

在步驟101中，提供絕緣基板17；在所述絕緣基板17上通過噴墨打印的方法形成源漏電極層16后，得到如圖3所示的結(jié)構(gòu)。

所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

具體地，該源漏電極層16所述有機(jī)薄膜晶體管的源極、漏極以及位于所述源極和漏極之間的溝道。

所述柵極層14的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電聚合物、金屬性碳納米管層以及碳納米管金屬復(fù)合層或其任意組合中的一種；所述源極的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電聚合物、金屬性碳納米管層以及碳納米管金屬復(fù)合層或其任意組合中的一種；所述漏極的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電聚合物、金屬性碳納米管層以及碳納米管金屬復(fù)合層或其任意組合中的一種。所述金屬或合金材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金。

具體地，所述柵極層14的材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金；所述源極的材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金；所述漏極的材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、銫、鈀或其任意組合的合金。

本實(shí)施例中，所述源極、漏極及柵極層14的材料為金屬鈀膜，厚度為5納米。

所述源極和漏極的表面進(jìn)行了自組裝處理；進(jìn)而提高了源極和漏極的功函數(shù)。

功函數(shù)的大小表示電子逸出半導(dǎo)體需要能量的最小值，也反映對電子束縛能力的強(qiáng)弱；其通過影響光電子器件載流子注入，從而影響器件的性能。

本實(shí)施例中先通過初始清潔(Initial clean)工藝實(shí)現(xiàn)對玻璃基板17的清洗，清潔度要符合粒子≤300ea(粒徑≥lμm)，玻璃基板17的厚度可以為0.3mm～0.7mm。為了防止玻璃基板17中有害物質(zhì)，如堿金屬離子對多晶硅薄膜層性能的影響，采用PECVD法在玻璃基板上沉積緩沖層，且沉積緩沖層前要進(jìn)行預(yù)清洗(Pre-clean)。

在步驟102中，在所述源漏電極層16上通過蒸鍍或噴墨打印的方法形成厚度為40nm～100nm的有機(jī)半導(dǎo)體層12；且有機(jī)半導(dǎo)體層12容置在所述溝道中且所述有機(jī)半導(dǎo)體層12的上端部的外沿分別搭接在源極和漏極上，所述有機(jī)半導(dǎo)體層12的厚度為40nm～100nm。，得到如圖4所示的結(jié)構(gòu)。

在步驟102中所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

在步驟103中，在有機(jī)半導(dǎo)體層12上通過旋涂或噴墨打印的方法形成厚度為50nm～900nm的自圖案化有機(jī)柵絕緣層15，并通過曝光顯影在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18，所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)的第一過孔18的縱向截面為第一梯形，且所述第一梯形的長底邊位于朝向所述絕緣基板17的一側(cè)，得到如圖5所示的結(jié)構(gòu)。

所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。

為了增加自圖案化有機(jī)柵絕緣層15的漏電特性，需要額外增加UV曝光和post-bake的時(shí)間。此時(shí)的自圖案化有機(jī)柵絕緣層15為負(fù)性電阻，其第一過孔18的縱向截面為第一梯形，較難滿足互聯(lián)需求。

在步驟103中所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

在步驟104中，在自圖案化有機(jī)柵絕緣層15上通過噴墨打印的方法形成柵電極層14，得到如圖6所示的結(jié)構(gòu)。

在步驟104中所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

在步驟105中，在柵電極層14上通過旋涂或噴墨打印的方法沉積1～2μm的有機(jī)平坦化層13，然后通過曝光顯影在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)形成第二過孔11，且所述第二梯形的長底邊位于遠(yuǎn)離所述絕緣基板17的一側(cè)，得到如圖7所示的結(jié)構(gòu)。

所述有機(jī)平坦化層13可圖案化，所述有機(jī)平坦化層13為正性電阻，所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11的縱向截面為第二梯形，能夠很好的跟第一過孔18形成上下層的互聯(lián)要求。也便于后續(xù)像素電極10與漏極的互聯(lián)。

在步驟105中所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

在步驟105中所述第一梯形的短底邊比所述第二梯形的長底邊長1μm以上。

在步驟106中，在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11中通過噴墨打印的方法形成像素電極10，所述像素電極10通過有機(jī)平坦化層13具有的第二過孔11連接漏極且所述像素電極10的上端部的外沿搭接在有機(jī)平坦化層13的上表面，得到如圖2所示的結(jié)構(gòu)。

在步驟106中所述噴墨打印采用的導(dǎo)電墨水為金、銀或PEDOT:PSS導(dǎo)電墨水。

步驟101～步驟106中所述噴墨打印是在電信號的驅(qū)動(dòng)下，壓電晶體發(fā)生膨脹，迫使隔膜發(fā)生形變，對裝滿墨水的腔體產(chǎn)生壓力，進(jìn)而將墨水逐滴從噴嘴處擠出，最終落到指定位置上，從而完成沉積圖形化的過程。圖形化只需一步就可完成，既節(jié)省材料又可縮短工藝時(shí)間，大大降低了制作成本。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其包括：

形成依次包括絕緣基板17、源漏電極層16、有機(jī)半導(dǎo)體層12、自圖案化有機(jī)柵絕緣層15、柵電極層14和有機(jī)平坦化層13在內(nèi)的多層結(jié)構(gòu)；同時(shí)在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18，在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)形成第二過孔11，且所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11位于自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)的第一過孔18之內(nèi)；并在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11中形成像素電極10。

一種用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，進(jìn)一步包括：

提供絕緣基板17；

在所述絕緣基板17上形成源漏電極層16；該源漏電極層16包含所述有機(jī)薄膜晶體管的源極、漏極以及位于所述源極和漏極之間的溝道；所述源極和漏極的表面進(jìn)行了自組裝處理；

在所述源漏電極層16上形成有機(jī)半導(dǎo)體層12；

在所述有機(jī)半導(dǎo)體層12上形成自圖案化有機(jī)柵絕緣層15；在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18；

在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15上形成柵電極層14；

在所述柵電極層14上形成有機(jī)平坦化層13；在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)形成第二過孔11，所述第二過孔11位于所述第一過孔18之內(nèi)；

在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11中形成像素電極10，使像素電極10與所述漏極相連。

所述有機(jī)半導(dǎo)體層12中摻雜有有機(jī)小分子。

所述有機(jī)小分子的摻雜量為有機(jī)半導(dǎo)體層總質(zhì)量的0.0001％～1％。

所述的有機(jī)半導(dǎo)體層12的材料為具有高載流子遷移率的功能材料：稠環(huán)芳香烴、硫族雜稠環(huán)、硫族雜環(huán)寡聚物、四硫富瓦烯、含氮雜稠環(huán)、三芳胺、含氮共軛大環(huán)分子、聯(lián)苯、芳香胺、含氟化合物、稠環(huán)酸酐、稠環(huán)酰亞胺、C60、C70、聚噻吩、聚芴及其衍生物中的一種或多種。所述的有機(jī)小分子為稠環(huán)芳香烴、硫族雜稠環(huán)、硫族雜環(huán)寡聚物、四硫富瓦烯、含氮雜稠環(huán)、三芳胺、含氮共軛大環(huán)分子、聯(lián)苯、芳香胺、含氟化合物、稠環(huán)酸酐、稠環(huán)酰亞胺、C60、C70及其衍生物中的一種或多種。

所述有機(jī)半導(dǎo)體層12中摻雜有機(jī)小分子的方法具體可為：

將P3HT和TPD溶解到氯仿溶劑中，分別配成10mg/mL溶液，并用微量移液器將TPD溶液摻到P3HT溶液中，摻雜量為0.1％。將配好的溶液滴在所述源漏電極層16上，通過旋涂的方法制成一層50nm左右摻雜的P3HT膜。在Ar氣保護(hù)下對該膜進(jìn)行熱處理5min，熱處理溫度為230℃。

所述有機(jī)半導(dǎo)體層12中摻雜有機(jī)小分子的方法具體還可為：

將P3HT和PCBM溶解到氯仿溶劑中，分別配成10mg/mL溶液，并用微量移液器將PCBM溶液摻到P3HT溶液中，摻雜量為0.1％。將配好的溶液滴在所述源漏電極層16上，通過旋涂的方法制成一層50nm左右摻雜的P3HT膜。在Ar氣保護(hù)下對該膜進(jìn)行熱處理5min，熱處理溫度為230℃。

通過選取合適的的摻雜劑，可有效改善有機(jī)薄膜晶體管的穩(wěn)定性，提高器件使用壽命；本發(fā)明通過蒸鍍或噴墨打印等濕法工藝形成厚度為40nm～100nm的有機(jī)半導(dǎo)體層12，便于大面積的制作，降低制作成本。

實(shí)施例4

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種壓力型有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其包括：

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其包括：

形成依次包括絕緣基板17、源漏電極層16、有機(jī)半導(dǎo)體層12、自圖案化有機(jī)柵絕緣層15、柵電極層14和有機(jī)平坦化層13在內(nèi)的多層結(jié)構(gòu)；同時(shí)在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18，在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)形成第二過孔11，且所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11位于自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)的第一過孔18之內(nèi)；并在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11中形成像素電極10。

一種用于有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，進(jìn)一步包括：

提供絕緣基板17；

在所述絕緣基板17上形成源漏電極層16；該源漏電極層16包含所述有機(jī)薄膜晶體管的源極、漏極以及位于所述源極和漏極之間的溝道；所述源極和漏極的表面進(jìn)行了自組裝處理；

在所述源漏電極層16上形成有機(jī)半導(dǎo)體層12；

在所述有機(jī)半導(dǎo)體層12上形成自圖案化有機(jī)柵絕緣層15；在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15內(nèi)形成第一過孔18；

在所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15上形成柵電極層14；

在所述柵電極層14上形成有機(jī)平坦化層13；在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)形成第二過孔11，所述第二過孔11位于所述第一過孔18之內(nèi)；

在所述有機(jī)平坦化層13內(nèi)的第二過孔11中形成像素電極10，使像素電極10與所述漏極相連。

如圖8所示，所述有機(jī)半導(dǎo)體層12為一有機(jī)復(fù)合材料層，該有機(jī)復(fù)合材料層包括一高分子基底122以及分散在所述高分子基底中的多個(gè)碳納米管121，所述高分子基底122的彈性模量為0.1兆帕至10兆帕。自圖案化有機(jī)柵絕緣層15能確保有機(jī)半導(dǎo)體層12與相對設(shè)置的柵電極層14，以及柵電極層14與源極、漏極均絕緣即可。

所述有機(jī)半導(dǎo)體層12為一有機(jī)復(fù)合材料層，該有機(jī)復(fù)合材料層包括一高分子基底122以及分散在所述高分子基底中的多個(gè)碳納米管121，所述高分子基底122的彈性模量為0.1兆帕至10兆帕。故，該有機(jī)復(fù)合材料層具有很好的彈性，即，有機(jī)半導(dǎo)體層12具有很好的彈性。所述高分子基底122可以為聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯、聚酯、丁苯橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。本實(shí)施例中，所述高分子基底122為聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷的彈性模量為500千帕。所述碳納米管121為單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或多種。當(dāng)所述碳納米管121為單壁碳納米管時(shí)，其直徑為0.5納米至50納米；當(dāng)所述碳納米管121為雙壁碳納米管時(shí)，其直徑為1納米至50納米；當(dāng)所述碳納米管121為多壁碳納米管時(shí)，其直徑為1納米至200納米。

所述有機(jī)復(fù)合材料層為半導(dǎo)體性。所述有機(jī)復(fù)合材料層中，碳納米管121占該有機(jī)復(fù)合材料層的質(zhì)量百分含量為0.1％至1％，本實(shí)施例中，所述碳納米管121占該有機(jī)復(fù)合材料層的質(zhì)量百分比含量為0.5％。

本實(shí)施例提供的有機(jī)薄膜晶體管在使用時(shí)，在柵極層14上施加一電壓Vg，將源極接地，并在漏極上施加一電壓Vds，柵極層14電壓Vg在源極和漏極之間的溝道中產(chǎn)生電場，并在溝道表面處產(chǎn)生載流子。當(dāng)Vg達(dá)到源極和漏極之間的開啟電壓時(shí)，源極與漏極之間的溝道導(dǎo)通，從而會在源極和漏極之間產(chǎn)生電流，電流由源極通過溝道流向漏極，從而使得有機(jī)薄膜晶體管處于開啟狀態(tài)。當(dāng)有機(jī)薄膜晶體管處于開啟狀態(tài)并且未受外界壓力時(shí)，有機(jī)半導(dǎo)體層12實(shí)際上具有很好的導(dǎo)電性，有機(jī)半導(dǎo)體層12的半導(dǎo)體性能很差。

當(dāng)有機(jī)薄膜晶體管處于開啟狀態(tài)時(shí)，在所述柵極層14上施加一垂直于所述柵極層14的壓力時(shí)，該壓力會同樣垂直作用于所述有機(jī)半導(dǎo)體層12上，所述有機(jī)半導(dǎo)體層12是由高分子基底122以及分散在所述高分子基底中的多個(gè)碳納米管121組成，因而所述有機(jī)半導(dǎo)體層12具有很好的彈性。當(dāng)有機(jī)半導(dǎo)體層12的表面均勻受到一壓力時(shí)，有機(jī)半導(dǎo)體層12發(fā)生形變致使有機(jī)半導(dǎo)體層12中的碳納米管144發(fā)生形變，從而使得碳納米管121的帶隙增大，進(jìn)一步使得有機(jī)半導(dǎo)體層12的帶隙增大，即，有機(jī)半導(dǎo)體層12的半導(dǎo)體性能增大，從而使有機(jī)薄膜晶體管的開關(guān)比逐漸增大。若有機(jī)半導(dǎo)體層12為P型半導(dǎo)體，當(dāng)柵極層14電壓為正時(shí)，源極和漏極之間的電流IDS可以被關(guān)斷；當(dāng)柵極層14電壓為負(fù)時(shí)，源極和漏極之間的電流IDS不能被關(guān)斷，源極和漏極之間仍有電流IDS通過；若有機(jī)半導(dǎo)體層12為N型半導(dǎo)體，當(dāng)柵極層14電壓為負(fù)時(shí)，源極和漏極之間的電流IDS可以被關(guān)斷；當(dāng)柵極層14電壓為正時(shí)，源極和漏極之間的電流IDS不能被關(guān)斷，源極和漏極之間仍有電流IDS通過。所述有機(jī)半導(dǎo)體層12為P型半導(dǎo)體是指高分子基底122中的碳納米管121沒有進(jìn)行過處理，沒有經(jīng)過處理的碳納米管121由于氧氣吸附的原因而呈現(xiàn)P型，致使所述有機(jī)半導(dǎo)體層12為P型半導(dǎo)體。所述有機(jī)半導(dǎo)體層12為N型半導(dǎo)體是指高分子基底122中的碳納米管121經(jīng)過化學(xué)摻雜等處理而呈現(xiàn)N型，致使所述有機(jī)半導(dǎo)體層12為N型半導(dǎo)體。本實(shí)施例中，先將碳納米管121在聚乙烯亞胺(PEI)溶液中浸泡，然后取出該碳納米管121并分散于高分子基底122中而形成N型半導(dǎo)體層。

可以理解，當(dāng)不存在外界壓力時(shí)，有機(jī)薄膜晶體管中源極和漏極之間的溝道中有較大電流通過。當(dāng)在有機(jī)半導(dǎo)體層12上施加一外界壓力時(shí)，隨著該壓力的逐漸增大，有機(jī)半導(dǎo)體層12中碳納米管121的形變量逐漸增大，所述碳納米管121的帶隙逐漸增大，有機(jī)半導(dǎo)體層12的帶隙逐漸增大，有機(jī)薄膜晶體管的開關(guān)比逐漸增大，此時(shí)，當(dāng)有機(jī)半導(dǎo)體層12為P型半導(dǎo)體，柵極層14電壓為正時(shí)，源極和漏極之間的電流IDS可以被關(guān)斷；當(dāng)有機(jī)半導(dǎo)體層12為N型半導(dǎo)體，柵極層14電壓為負(fù)時(shí)，源極和漏極之間的電流IDS可以被關(guān)斷。即，當(dāng)有機(jī)半導(dǎo)體層12為P型半導(dǎo)體同時(shí)柵極層14電壓為正，以及有機(jī)半導(dǎo)體層12為N型半導(dǎo)體同時(shí)柵極層14電壓為負(fù)時(shí)，可通過調(diào)控壓力使有機(jī)薄膜晶體管中源極和漏極之間的電流IDS關(guān)斷，從而使有機(jī)薄膜晶體管可更加廣泛地應(yīng)用于電子領(lǐng)域。

實(shí)施例5

本發(fā)明實(shí)施例5提供一應(yīng)用于實(shí)施例4提供的有機(jī)薄膜晶體管的壓力感測裝置。

該壓力感測裝置包括一壓力產(chǎn)生單元、一壓力感測單元以及一感測結(jié)果表示單元，所述壓力產(chǎn)生單元與所述壓力感測單元連接并使所產(chǎn)生的壓力垂直作用于所述有機(jī)薄膜晶體管中有機(jī)半導(dǎo)體層12上，所述感測結(jié)果表示單元與所述壓力感測單元連接，用以收集所述壓力感測單元因受到壓力而產(chǎn)生的電流變化并轉(zhuǎn)化為可觀的信號。

可選擇地，該有機(jī)薄膜晶體管具有一受壓部，所述壓力產(chǎn)生單元與所述壓力感測單元連接并使所產(chǎn)生的壓力垂直作用于該受壓部，進(jìn)而通過該受壓部使壓力垂直作用于所述有機(jī)半導(dǎo)體層12。所述壓力產(chǎn)生單元可以是來自于固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)或熔融態(tài)等各種形態(tài)物體所形成的壓力，固態(tài)物體所形成的壓力，比如，手指的按壓、重物的按壓、重物本身的重量等；氣態(tài)物體所形成的壓力，比如，氣態(tài)環(huán)境的壓力變化等；液態(tài)物體所形成的壓力，比如，流體流動(dòng)所形成的壓力等；熔融態(tài)物體所形成壓力，比如，熔融態(tài)金屬的重量所形成的壓力等。

下面僅以利用液態(tài)所形成的壓力來調(diào)控有機(jī)薄膜晶體管為例，具體說明壓力感測裝置的使用，其它利用固態(tài)、氣態(tài)、熔融態(tài)等物體所形成的壓力來調(diào)控有機(jī)薄膜晶體管與之類似，這里不再贅述。

如圖9所示，該壓力感測裝置中的壓力來自于流體所形成的壓力。該壓力感測裝置由實(shí)施例4提供的有機(jī)薄膜晶體管、封裝層19、通道20及通過通道20的流體21組成，所述有機(jī)薄膜晶體管設(shè)置于通道20的外側(cè)壁上，所述封裝層19設(shè)置于有機(jī)薄膜晶體管中柵極層14與通道20外側(cè)壁之間。Ⅰ為流體21的流動(dòng)方向，Ⅱ?yàn)榱黧w21的壓力方向。所述通道20的材料不限，可以為高分子材料或金屬等，比如，聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、鋼等，只要可以使流體21通過的材料都可以制作為通道20。所述封裝層19為一可選擇部分，所述封裝層19可以確保所述柵極層14與所述通道20之間電絕緣。所述封裝層19的材料為柔性絕緣材料，如樹脂或絕緣塑料等。本實(shí)施例中，所述封裝層19的材料為絕緣塑料。

由于源極和漏極之間電流IDS與流體21的壓力有關(guān)，因此通過源極和漏極之間電流IDS可以知道所施加的壓力的大小。而壓力與流體21的流速V的關(guān)系如下：

其中，P代表流體21的壓強(qiáng)，ρ代表流體21的密度，g代表重力加速度，h代表流體21的垂直高度，V代表流體21的流速，Const代表常量。

因此，根據(jù)所施加壓力的大小可以計(jì)算出流體21的流速V。即，根據(jù)源極和漏極之間電流IDS可以計(jì)算出流體21的流速V。

所述壓力感測裝置可廣泛應(yīng)用于水塔、無塔供水、鍋爐氣壓及水位的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。

可以理解，本發(fā)明提供的有機(jī)薄膜晶體管可廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備的按鍵、開關(guān)設(shè)備、醫(yī)療儀器、調(diào)節(jié)器、流體自控器以及工業(yè)控制和監(jiān)測設(shè)備等領(lǐng)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的有機(jī)薄膜晶體管具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一、制備過程中無需生長Si₃N₄，制備工藝簡單，成本低，適于大規(guī)模生產(chǎn)；其二、絕緣層的結(jié)構(gòu)和材料比較單一，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、簡單，生產(chǎn)率高，并且功能穩(wěn)定，使用壽命長；其三、本發(fā)明提供的有機(jī)薄膜晶體管可以將源極與漏極之間的電流關(guān)斷；其四、僅含有一層自圖案化有機(jī)柵絕緣層15，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的兩層絕緣層，本發(fā)明的有機(jī)薄膜晶體管具有較薄的厚度；其五、當(dāng)高分子基底層作為自圖案化有機(jī)柵絕緣層15，半導(dǎo)體性碳納米管作為有機(jī)半導(dǎo)體層12時(shí)，由于所述自圖案化有機(jī)柵絕緣層15和有機(jī)半導(dǎo)體層12均具有很好的柔性，提高了有機(jī)薄膜晶體管的柔韌性，因而，本發(fā)明提供的有機(jī)薄膜晶體管可更好地應(yīng)用于柔性的電子器件中。

雖然本發(fā)明所公開的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。