本發(fā)明涉及到有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法領(lǐng)域，尤其涉及到以相片紙為基底的有機(jī)薄膜晶體管的制作方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體電子器件問(wèn)世以后，基于有機(jī)半導(dǎo)體的電子器件由于其特有的性能也得到快速的發(fā)展，比如有機(jī)光電存儲(chǔ)器、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、有機(jī)發(fā)光二極管、有機(jī)太陽(yáng)能電池等納米器件。其中，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)薄膜晶體管，簡(jiǎn)稱organic thin-film transistor(OTFT)，由于其特有的性能而引起人們的關(guān)注，并得到深入地研究。

基底是印刷電子產(chǎn)品的重要部分，它可以是剛性或柔性的，但其應(yīng)具有不可滲透，低熱膨脹系數(shù)，化學(xué)惰性，機(jī)械堅(jiān)固，應(yīng)能承受加工溫度等特性。基于硅基的半導(dǎo)體微電子技術(shù)已經(jīng)在電子技術(shù)領(lǐng)域主導(dǎo)了半個(gè)世紀(jì)，硅材料廣泛應(yīng)用于基底，是由于其優(yōu)異的半導(dǎo)體性能，容易形成氧化層。例如，Bharti等人制作以硅片為基底的OTFT，實(shí)現(xiàn)相分離誘導(dǎo)的高載流子遷移率和電穩(wěn)定性(Bharti,Deepak,Tiwari,Shree Prakash,et al.Phase separation induced high mobility and electrical stability in organic field-effect transistors.SYNTHETIC MET,2016,221:186～191)。但是硅襯底也有其缺點(diǎn)，即其剛性和不透明的性質(zhì)，需要巨大的投資以及日益復(fù)雜的工藝。玻璃是具有高透明性的另一種可選擇的剛性基底。玻璃也具有不可滲透性，化學(xué)惰性且可以承受高溫。但是，硅和玻璃基底由于其剛性，且和有機(jī)活性層的黏結(jié)性不好，不可滿足柔性應(yīng)用的需求。1994年，Garnier及其團(tuán)隊(duì)首次使用打印技術(shù)研究出柔性O(shè)FET(Garnier F,Hajlaoui R,Yassar A,et al.All-polymer field-effect transistor realized by printing techniques.Science,1994,265:1684～1686)。此后，柔性O(shè)FET研究領(lǐng)域引起科研人員的廣泛關(guān)注。人們一般選擇金屬箔和塑料作為柔性基底。金屬箔具有高彈性模量，較高的熱膨脹系數(shù)和不可滲透性，且已經(jīng)在顯示器中有一定的應(yīng)用。例如，Xie及其團(tuán)隊(duì)以金屬箔為基底制作柔性器件(Xie Z,Hung LS,Zhu F.A flexible top-emitting organic light-emitting diode on steel foil.Chem Phys Lett,2003,381:691～696)。但是低粗糙度的金屬箔是昂貴的，塑料由于其柔性和低成本是作為基底一種比較好的選擇。聚酰亞胺(PI)，聚四氟乙烯(PTFE)和聚乙烯是印刷中常用的塑料，例如，Na,Kyungmin等人制作以PET為基底的氣體傳感器(Na,Kyungmin.Ma,Hyunggun.Graphene-Based Wireless Environmental Gas Sensor on PET Substrate.JSEN,2016,16(12):5003～5009)，是塑料不是一種環(huán)境友好型基底。

現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題有：(1)制造成本過(guò)高；(2)基底剛性；(3)環(huán)保問(wèn)題；(4)和有機(jī)活性層之間的黏性問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在制造成本過(guò)高、基底剛性、不環(huán)保以及有機(jī)活性層與基底之間粘結(jié)性不好等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種以相片紙為基底的有機(jī)薄膜晶體管的制作方法，制造成本低廉，柔性基底，環(huán)境友好，有機(jī)活性層與基底粘結(jié)良好。

技術(shù)方案：以相片紙為基底的有機(jī)薄膜晶體管的制作方法，包括以下步驟：

步驟一：將相片紙分別用去離子水和氮?dú)馇謇肀砻妫?/p>

步驟二：將經(jīng)過(guò)步驟一處理的相片紙置于培養(yǎng)皿中放入真空干燥箱加熱；

步驟三：在經(jīng)過(guò)步驟二處理的相片紙上打印銀電極，將相片紙置于培養(yǎng)皿中放入真空干燥箱加熱；

步驟四：在經(jīng)過(guò)步驟三處理的相片紙上打印BFTII和氯仿的混合溶液，熱退火，BFTII的分子結(jié)構(gòu)如下：

步驟五：在經(jīng)過(guò)步驟四處理的相片紙上打印介電層，將相片紙置于培養(yǎng)皿中放在真空干燥箱中加熱；

步驟六：涂紫外固化膠進(jìn)行紫外固化，蓋上玻璃片后封裝完畢。

作為優(yōu)選，所述相片紙切割尺寸為1.6cm×1.4cm。

作為優(yōu)選，步驟三中所述銀電極為邊柵結(jié)構(gòu)，所述邊柵結(jié)構(gòu)包括柵極、漏極、源極和溝道，所述溝道長(zhǎng)度為80μm，寬度為8000μm。

作為優(yōu)選，步驟四中所述BFTII用氯仿做溶劑配成混合溶液的濃度為4mg/mL。

作為優(yōu)選，步驟四中所述熱退火溫度為100℃，真空退火10分鐘。

有益效果：本發(fā)明制造成本低，工藝簡(jiǎn)單，通過(guò)熱退火方法，即可得到性能良好的場(chǎng)效應(yīng)管，并且本發(fā)明所提供的一種以相片紙為基底的有機(jī)薄膜晶體管的制作方法，用相片紙作為基底，價(jià)格便宜，環(huán)境友好，并且有機(jī)活性層與基底粘結(jié)良好。

附圖說(shuō)明

圖1制得的銀電極示意圖。

圖2制得的OTFT的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 BFTII活性層的原子力顯微圖像。

圖4制得的OTFT器件轉(zhuǎn)移特性曲線。

圖5制得的OTFT器件輸出特性曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本發(fā)明提供了一種以相片紙為基底的有機(jī)薄膜晶體管的制作方法，方案的實(shí)施主要包括基底材料的選擇，納米銀墨水的配制、活性層墨水的配制、介電層墨水的配制、活性層的制備、銀電極的制備、介電層的制備、熱退火處理和產(chǎn)品封裝等，制得的銀電極示意圖如圖1所示，由柵極、源極和漏極組成，在同一平面內(nèi)，柵極電壓的變化可以很好的調(diào)控源漏電流所述銀電極采用邊柵結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)溝道長(zhǎng)度為80μm。制得的OTFT的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，從下向上依次為相片紙基底、銀電極、摻雜的活性層BFTII和介電層?；撞牧霞瓤梢赃x擇相片紙，也可以選擇玻璃、硅片，又可以選擇其他柔性基底材料，如PC、PET塑料等?；撞牧系倪x擇主要是根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的需求來(lái)衡量，如果要用作貼合可變形的傳感檢測(cè)或顯示板，柔性基底更為合適；如果用做透明發(fā)光，最為合適的是玻璃基底。本發(fā)明選擇了相片紙做為基底，電極采用邊柵結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述方法具體步驟如下：相片紙切割尺寸為1.6cm×1.4cm，將相片紙分別用去離子水和氮?dú)馇謇肀砻?。清理后的相片紙置于培養(yǎng)皿中放入真空干燥箱，在40℃下烘3小時(shí)后取出；在取出后的相片紙上打印銀電極，之后將相片紙置于培養(yǎng)皿中放入真空干燥箱，在40℃下烘3小時(shí)后取出；將BFTII用氯仿作為溶劑配成溶液濃度為4mg/mL的混合溶液，在相片紙的銀電極溝道中打印上述混合溶液，BFTII的分子結(jié)構(gòu)為打印活性層時(shí)要保證與溝道兩邊接觸良好，將打印好的相片紙?jiān)?00℃的溫度下真空退火10分鐘。經(jīng)過(guò)退火處理后，在相片紙上打印介電層，之后將相片紙置于培養(yǎng)皿中放入真空干燥箱，在40℃下烘3小時(shí)后取出。

所述活性層材料BFTII是一種新型低聚有機(jī)半導(dǎo)體，其最高占據(jù)分子軌道能級(jí)(HOMO)和最低未占據(jù)分子軌道能級(jí)(LUMO)分別為-5.09eV和-3.60eV，作為OTFT的活性層能表現(xiàn)出很好的場(chǎng)效應(yīng)特性。

用測(cè)試臺(tái)探針?lè)謩e連接OTFT的三個(gè)電極并通過(guò)Keithley源表能夠?qū)χ频玫腛TFT進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試，其轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線分別見(jiàn)圖4和圖5，遷移率達(dá)到3.3×10-3cm²V^-1s^-1，同時(shí)電流開(kāi)關(guān)比達(dá)到10⁴。

測(cè)試完畢后，在四周涂上紫外固化膠，蓋上蓋玻璃，紫外固化，即完成了封裝，整個(gè)器件制備、測(cè)試和封裝過(guò)程完畢。測(cè)試完畢后，在四周涂上紫外固化膠，蓋上蓋玻璃，紫外固化，即完成了封裝。