本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種垂直溝道有機薄膜晶體管及其制作方法。

背景技術：

隨著顯示技術的發(fā)展，包括液晶顯示器件(liquidcrystaldisplay，lcd)及有機發(fā)光二極管顯示器件(organiclightemittingdisplay，oled)在內的各種平板顯示器件因具有高畫質、省電、機身薄及應用范圍廣等優(yōu)點，而被廣泛的應用于手機、電視、個人數(shù)字助理、數(shù)字相機、筆記本電腦、臺式計算機等各種消費性電子產(chǎn)品，成為顯示裝置中的主流。

薄膜晶體管(thinfilmtransistor，tft)是平板顯示器件中常用的一種電子開關元件，通常由柵極、有源層、間隔所述柵極和有源層的柵極絕緣層、以及分別與有源層接觸的間隔分布的源極和漏極構成。根據(jù)柵極位置的不同，薄膜晶體管可分為底柵結構和頂柵結構，再根據(jù)源極和漏極、以及有源層的位置次序不同，薄膜晶體管還可分為底接觸電極結構和頂接觸電極結構。因而，常見的薄膜晶體管的結構包含四種：底柵底接觸電極結構、底柵頂接觸電極結構、頂柵底接觸電極結構及頂柵頂接觸電極結構。

在上述的四種結構中，源極與漏極均位于同一膜層上，各個薄膜晶體管的有效導電溝道長度都是由源極與漏極的之間的溝道在水平方向上的長度決定，此時溝道的長度越小，對于真空設備的尤其是曝光及和刻蝕設備的精度要求也越高，相應的設備采購費用及制程難度也越高，尤其是當顯示面板陣列中薄膜晶體管的溝道設計尺寸在一微米甚至微米級以下時，對制程精度的控制將是非常嚴峻的考驗。

有機薄膜晶體管(organicthin-filmtransistors，otft)是采用有機半導體材料作為有源層的一種薄膜晶體管。與傳統(tǒng)硅材料的薄膜晶體管相比，有機薄膜晶體管具有可通過溶液法低溫加工、重量輕、可大面積集成以及兼容柔性基板等優(yōu)點，目前已被應用于各種顯示設備中。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管，能夠降低短溝道圖形的制作難度和制作成本，節(jié)省薄膜晶體管的平面空間。

本發(fā)明的目的還在于提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法，能夠降低短溝道圖形的制作難度和制作成本，節(jié)省薄膜晶體管的平面空間。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種垂直溝道有機薄膜晶體管，包括：基板、設于所述基板上的環(huán)形的源極、設于所述源極以及所述源極的內圓內部的部分基板上的環(huán)形的有機半導體層、覆蓋所述基板、源極和有機半導體層的絕緣層、貫穿所述有機半導體層上的絕緣層的環(huán)形的過孔、設于所述環(huán)形的過孔中并與所述有機半導體層接觸的環(huán)形的漏極、及設于所述有機半導體層的內圓內部的絕緣層上的柵極。

所述源極、有機半導體層、漏極、以及柵極的圓心相同。

所述有機半導體層采用溶液法制備。

所述垂直溝道有機薄膜晶體管應用于柔性平板顯示器件。

所述有機半導體層的材料為小分子型有機半導體材料或聚合物型有機半導體材料。

本發(fā)明還提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法，包括如下步驟：

步驟1、提供一基板，在所述基板上形成環(huán)形的源極；

步驟2、在所述源極以及所述源極的內圓內部的部分基板上形成環(huán)形的有機半導體層；

步驟3、在所述基板、源極和有機半導體層上沉積絕緣層，對所述絕緣層進行圖案化工藝形成貫穿所述有機半導體層上的絕緣層的環(huán)形的過孔；

步驟4、在所述環(huán)形的過孔中形成環(huán)形的漏極，所述漏極與所述有機半導體層接觸；

步驟5、在所述有機半導體層的內圓內部的絕緣層上形成柵極。

所述步驟2中采用溶液法制作所述有機半導體層，具體過程包括：在所述基板和源極上涂布或者旋涂有機半導體材料溶液，烘烤固化后得到一有機半導體材料薄膜，再對所述有機半導體材料薄膜進行圖案化后得到有機半導體層。

所述步驟2中通過對所述有機半導體材料薄膜依次進行曝光、顯影、以及蝕刻制程完成所述有機半導體材料薄膜的圖案化。

所述有機半導體層的材料為小分子型有機半導體材料或聚合物型有機半導體材料。

所述步驟1具體為：在所述基板上沉積第一金屬薄膜，接著圖案化所述第一金屬薄膜得到環(huán)形的源極；

所述步驟4具體為：在所述絕緣層上沉積第二金屬薄膜，接著圖案化所述第二金屬薄膜得到環(huán)形的漏極；

所述步驟5具體為：在所述絕緣層上沉積第三金屬薄膜，接著圖案化所述第三金屬薄膜得到柵極。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管，包括：環(huán)形的有機半導體層、分別與所述環(huán)形的有機半導體層上下兩側接觸的環(huán)形的漏極和環(huán)形的源極、以及設于所述環(huán)形的有機半導體層的內環(huán)內部且與所述環(huán)形的有機半導體層絕緣間隔的柵極，可通過改變由溶液法制作的有機半導體層的厚度來改變薄膜晶體管的有效導電溝道長度，進而使得短溝道圖形的定義不再依賴于高精度的曝光和刻蝕設備，能夠降低制程難度和生產(chǎn)成本，同時環(huán)形的電極結構可節(jié)省薄膜晶體管的平面空間，增加薄膜晶體管的適用場景，提升電路設計的靈活性。本發(fā)明還提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法，能夠降低短溝道圖形的制作難度和制作成本，節(jié)省薄膜晶體管的平面空間。

附圖說明

為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

附圖中，

圖1為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟1的剖面圖；

圖2為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟1的俯視圖；

圖3為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟2的剖面圖；

圖4為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟2的俯視圖；

圖5為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟3的剖面圖；

圖6為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟3的俯視圖；

圖7為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟4的剖面圖；

圖8為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟4的俯視圖；

圖9為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟5的剖面圖暨本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的剖面圖；

圖10為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的步驟5的俯視圖暨本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的俯視圖；

圖11為本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的流程圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。

請參閱圖9和圖10，本發(fā)明提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管，包括：基板1、設于所述基板1上的環(huán)形的源極2、設于所述源極2以及所述源極2的內圓內部的部分基板1上的環(huán)形的有機半導體層3、覆蓋所述基板1、源極2和有機半導體層3的絕緣層4、貫穿所述有機半導體層3上的絕緣層4的環(huán)形的過孔41、設于所述環(huán)形的過孔41中并與所述有機半導體層3接觸的環(huán)形的漏極5、及設于所述有機半導體層3的內圓內部的絕緣層4上的柵極6。

具體地，所述源極2、有機半導體層3、漏極5、以及柵極6的圓心相同，其中，源極2的外徑大于所述有機半導體層3的外徑，所述有機半導體層3的內徑小于所述源極2的內徑，所述柵極6的俯視圖呈圓形。

具體地，所述有機半導體層3采用溶液法制備，具體制作過程可以為：在所述基板1和源極2上涂布或者旋涂有機半導體材料溶液，烘烤固化后得到一有機半導體材料薄膜，再對所述有機半導體材料薄膜進行圖案化后得到有機半導體層3。

進一步地，所述有機半導體層3的材料可以為小分子型有機半導體材料或聚合物型有機半導體材料，詳細地，所述小分子型有機半導體材料可以為并五苯、三苯基胺、富勒烯、酞菁、苝衍生物或花菁，所述聚合物型有機半導體材料可以為聚乙炔型、聚芳環(huán)型或共聚物型的聚合物材料。

值得一提的是，所述垂直溝道有機薄膜晶體管可應用于包括柔性oled顯示裝置在內的柔性平板顯示器件，以充分發(fā)揮有機薄膜晶體管的特性。

需要說明的是，在本發(fā)明中所述環(huán)形的漏極5和環(huán)形的源極2分別位于有機半導體層3上下兩側，從而可通過改變由溶液法制作的有機半導體層3的厚度來改變薄膜晶體管的有效導電溝道長度，進而使得短溝道圖形的定義不再依賴于高精度的曝光和刻蝕設備，能夠降低制程難度和生產(chǎn)成本，同時環(huán)形的電極結構可節(jié)省薄膜晶體管的平面空間，增加薄膜晶體管的適用場景，提升電路設計的靈活性。

請參閱圖11，本發(fā)明還提供一種上述垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法，包括如下步驟：

步驟1、請參閱圖1和圖2，提供一基板1，在所述基板1上形成環(huán)形的源極2。

具體地，所述基板1為玻璃基板，所述源極2的材料為鋁、鉬及銅等金屬中的一種或多種的組合。所述步驟1具體為：在所述基板1上沉積第一金屬薄膜，接著圖案化所述第一金屬薄膜得到環(huán)形的源極2。

步驟2、請參閱圖3和圖4，在所述源極2以及所述源極2的內圓內部的部分基板1上形成環(huán)形的有機半導體層3。

具體地，所述步驟2中采用溶液法制作所述有機半導體層3，具體過程包括：在所述基板1和源極2上涂布或者旋涂有機半導體材料溶液，烘烤固化后得到一有機半導體材料薄膜，再對所述有機半導體材料薄膜進行圖案化后得到有機半導體層3。

進一步地，所述步驟2中通過對所述有機半導體材料薄膜依次進行曝光、顯影、以及蝕刻制程完成所述有機半導體材料薄膜的圖案化。

具體地，所述有機半導體層3的材料可以為小分子型有機半導體材料或聚合物型有機半導體材料，詳細地，所述小分子型有機半導體材料可以為并五苯、三苯基胺、富勒烯、酞菁、苝衍生物或花菁，所述聚合物型有機半導體材料可以為聚乙炔型、聚芳環(huán)型或共聚物型的聚合物材料。

步驟3、請參閱圖5和圖6，在所述基板1、源極2和有機半導體層3上沉積絕緣層4，對所述絕緣層4進行圖案化工藝形成貫穿所述有機半導體層3上的絕緣層4的環(huán)形的過孔41。

優(yōu)選地，所述絕緣層4的材料為有機介電材料。

步驟4、請參閱圖7和圖8，在所述環(huán)形的過孔41中形成環(huán)形的漏極5，所述漏極5與所述有機半導體層3接觸。

具體地，所述步驟4具體為：在所述絕緣層4上沉積第二金屬薄膜，接著圖案化所述第二金屬薄膜得到環(huán)形的漏極5；所述漏極5的材料為鋁、鉬及銅等金屬中的一種或多種的組合。

需要說明的，所述環(huán)形的漏極5和環(huán)形的源極2分別位于有機半導體層3上下兩側，從而可通過改變由溶液法制作的有機半導體層3的厚度來改變薄膜晶體管的有效導電溝道長度，進而使得短溝道圖形的定義不再依賴于高精度的曝光和刻蝕設備，能夠降低制程難度和生產(chǎn)成本，同時環(huán)形的電極結構可節(jié)省薄膜晶體管的平面空間，增加薄膜晶體管的適用場景，提升電路設計的靈活性。

步驟5、請參閱圖9和圖10，在所述有機半導體層3的內圓內部的絕緣層4上形成柵極6。

具體地，所述步驟5具體為：在所述絕緣層4上沉積第三金屬薄膜，接著圖案化所述第三金屬薄膜得到柵極6。所述柵極6的材料為鋁、鉬及銅等金屬中的一種或多種的組合。

進一步地，所述源極2、有機半導體層3、漏極5、以及柵極6的圓心相同，其中，源極2的外徑大于所述有機半導體層3的外徑，所述有機半導體層3的內徑小于所述源極2的內徑，所述柵極6的俯視圖呈圓形。

可以理解的是，基于上述的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法，本發(fā)明還可以衍生出一種陣列基板的制作方法，其與上述垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法的區(qū)別在于：在制作源極2的同時，還在基板1上形成與所述源極2間隔分布的電容下電極板；在制作漏極5的同時，還在電容下電極板上的絕緣層4上形成電容上電極板，所述電容上電極板通過一貫穿絕緣層4的過孔與所述源極2外圓的邊緣接觸；在柵極6制作完成后，還在所述柵極6、絕緣層4、漏極5、以及電容上電極板上覆蓋鈍化層，在鈍化層上覆蓋平坦層，最后在平坦層上形成像素電極，所述像素電極通過貫穿鈍化層和平坦層的通孔與所述漏極5接觸；其余均與本發(fā)明的垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法相同，此處不再贅述。

值得一提的是，所述垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法制得的垂直溝道有機薄膜晶體管可應用于包括柔性oled顯示裝置在內的柔性平板顯示器件，以充分發(fā)揮有機薄膜晶體管的特性。

綜上所述，本發(fā)明提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管，包括：環(huán)形的有機半導體層、分別與所述環(huán)形的有機半導體層上下兩側接觸的環(huán)形的漏極和環(huán)形的源極、以及設于所述環(huán)形的有機半導體層的內環(huán)內部且與所述環(huán)形的有機半導體層絕緣間隔的柵極，可通過改變由溶液法制作的有機半導體層的厚度來改變薄膜晶體管的有效導電溝道長度，進而使得短溝道圖形的定義不再依賴于高精度的曝光和刻蝕設備，能夠降低制程難度和生產(chǎn)成本，同時環(huán)形的電極結構可節(jié)省薄膜晶體管的平面空間，增加薄膜晶體管的適用場景，提升電路設計的靈活性。本發(fā)明還提供一種垂直溝道有機薄膜晶體管的制作方法，能夠降低短溝道圖形的制作難度和制作成本，節(jié)省薄膜晶體管的平面空間。

以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。