專利名稱：一種修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)半導(dǎo)體學(xué)中的微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在制作有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)
晶體管中修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法。
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(jìn)入人們生活工作的每個(gè)環(huán)節(jié)；在日常 生活中人們對(duì)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(jī)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(shí)現(xiàn)這些特性的基于有機(jī)聚合物半導(dǎo) 體材料的有機(jī)微電子技術(shù)在這一趨勢(shì)下得到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。 提高有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管的性能一直是該領(lǐng)域追求的目標(biāo)，除了材料和工藝對(duì)有機(jī)場(chǎng)效 應(yīng)晶體管的性能有很大影響外，器件結(jié)構(gòu)的影響也不容忽視。有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般采用 上電極或者下電極(也稱為底電極)結(jié)構(gòu)。上電極結(jié)構(gòu)有好的性能但制備過程需要使用漏 板圖形化電極而使應(yīng)用前景受到限制，因此，一般的有機(jī)集成電路都是采用底電極結(jié)構(gòu)。但 底電極結(jié)構(gòu)雖然有電極和電路布圖加工簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)外，其電學(xué)性能較差也是一個(gè)亟待 解決的問題。影響底電極性能的主要是電極和半導(dǎo)體材料的接觸問題，包括接觸面積小，電 極和半導(dǎo)體材料功函數(shù)差等因數(shù)的影響。 現(xiàn)在對(duì)底電極的修飾的方法主要是通過電極與有機(jī)物的絡(luò)合反應(yīng)在電極表面形 成金屬有機(jī)絡(luò)合物來實(shí)現(xiàn)的。但這種方法的效率不是很高，且容易沾污襯底表面。因此本 發(fā)明提供了一種在底電極下直接蒸鍍一層半導(dǎo)體材料的方法來改善有機(jī)物與電極接觸的 方法。

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修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方 法，以改善有機(jī)物與電極的接觸。
( 二 )技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，該方 法包括 步驟1、在導(dǎo)電基底上熱氧化生長(zhǎng)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、真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料； 步驟4、通過電子束蒸發(fā)在有機(jī)半導(dǎo)體材料表面蒸鍍一層金屬薄膜；
步驟5、用丙酮?jiǎng)冸x掉光刻膠完成底電極的圖形化；
步驟6、真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體材料，完成器件的制作。 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(jī)場(chǎng)效 應(yīng)管的柵極。
上述方案中，步驟1中所述在導(dǎo)電基底上熱氧化生長(zhǎng)絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化 生長(zhǎng)方法或化學(xué)氣相沉積方法實(shí)現(xiàn)的。 上述方案中，步驟3中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料作為修飾層，是采用真空蒸鍍的方法 得到的。 上述方案中，步驟3中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料作為修飾層，其厚度為30nm，且比溝道 半導(dǎo)體層要薄。 上述方案中，步驟4中所述金屬薄膜作為底電極金屬，是通過電子束蒸發(fā)得到的。 上述方案中，步驟5中所述底電極的圖形化是通過光刻實(shí)現(xiàn)的。 上述方案中，步驟6中所述真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體材料，采用真空熱蒸鍍的方法實(shí)
現(xiàn)，該有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度為50nm。(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明提供的這種修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，對(duì)底電極的修飾采用溝 道半導(dǎo)體材料本身，這減小了電極與溝道材料之間的接觸電勢(shì)差。修飾用的有機(jī)半導(dǎo)體材 料使用真空蒸鍍的方式得到，真空蒸鍍得到的有機(jī)半導(dǎo)體材料相對(duì)于液相法來說具有更好 物理形貌以至電學(xué)性能。另外，這種方法的工藝過程也比較簡(jiǎn)單，沒有增加復(fù)雜的工藝。


圖1是本發(fā)明提供的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法流程圖； 圖2-1至圖2-7是本發(fā)明提供的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的工藝流程圖； 圖3-1至圖3-7是依照本發(fā)明實(shí)施例提供的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的工藝
流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。 本發(fā)明提供的這種修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，在電極和柵介質(zhì)層之間 加一層真空蒸鍍的有機(jī)半導(dǎo)體材料。這層半導(dǎo)體材料減小了下電極與半導(dǎo)體層材料之間的 接觸效應(yīng)從而提高的性能。它是通過在蒸鍍下電極之前先在柵介質(zhì)上通過真空蒸鍍一薄層 有機(jī)半導(dǎo)體材料，接著在其上面蒸鍍金屬下電極來實(shí)現(xiàn)的。 如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法流程圖，該 方法包括 步驟1、在導(dǎo)電基底上熱氧化生長(zhǎng)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(jī)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。在導(dǎo)電基底上熱氧化生長(zhǎng)絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化 生長(zhǎng)方法或化學(xué)氣相沉積方法實(shí)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、真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料。有機(jī)半導(dǎo)體材料作為修飾層，是采用真空
蒸鍍的方法得到的，其厚度為30nm，且比溝道半導(dǎo)體層要薄。 步驟4、通過電子束蒸發(fā)在有機(jī)半導(dǎo)體材料表面蒸鍍一層金屬薄膜。金屬薄膜作為底電極金屬，是通過電子束蒸發(fā)得到的。 步驟5、用丙酮?jiǎng)冸x掉光刻膠完成底電極的圖形化。底電極的圖形化是通過光刻實(shí) 現(xiàn)的。 步驟6、真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體材料，完成器件的制作。真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體材料，采 用真空熱蒸鍍的方法實(shí)現(xiàn)，該有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度為50nm。 圖2-1至圖2-7是本發(fā)明提供的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的工藝流程圖，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(zhǎng)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(jìn)行前烘。 如圖2-3所示，曝光、顯影后獲得源漏底電極的圖形，方法包括光學(xué)光刻或電子束光刻。 如圖2-4所示，使用真空蒸鍍的方法在電極圖形化的光刻膠上蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo) 體材料。 如圖2-5所示，使用電子束蒸發(fā)或者PECVD在再生長(zhǎng)一層50nm厚的金屬薄膜。
如圖2-6所示，對(duì)蒸完金屬的片子使用有機(jī)溶劑剝離掉光刻膠，在絕緣介質(zhì)表面 完成修飾后的底電極圖形。 如圖2-7所示，最后再真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體薄膜完成底電極修飾的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶 體管的制作。圖2-7所示是器件的俯視圖。 圖3-1至圖3-7是依照本發(fā)明實(shí)施例提供的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的工藝 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(zhǎng)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(jìn)行前烘。
如圖3-3所示，光學(xué)曝光顯影后獲得獲得源漏底電極的圖形。 如圖3-4所示，以顯影后的光刻膠表面通過真空蒸鍍的方法蒸鍍一層30nm厚的有 機(jī)半導(dǎo)體材料酞菁銅 如圖3-5所示，在蒸完酞菁銅后接著再用電子束蒸發(fā)的方式蒸鍍一層50nm后的金 薄膜。 如圖3-6所示，對(duì)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) 表面完成修飾后的底電極圖形。 如圖3-7所示，再真空蒸鍍酞箐銅薄膜完成底電極修飾的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制 作。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，該方法包括步驟1、在導(dǎo)電基底上熱氧化生長(zhǎng)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、真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料；步驟4、通過電子束蒸發(fā)在有機(jī)半導(dǎo)體材料表面蒸鍍一層金屬薄膜；步驟5、用丙酮?jiǎng)冸x掉光刻膠完成底電極的圖形化；步驟6、真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體材料，完成器件的制作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，步驟l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(jī)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，步驟1中 所述在導(dǎo)電基底上熱氧化生長(zhǎng)絕緣介質(zhì)薄膜是采用熱氧化生長(zhǎng)方法或化學(xué)氣相沉積方法 實(shí)現(xiàn)的。
4 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，步驟3中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料作為修飾層，是采用真空蒸鍍的方法得到的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，步驟3中 所述有機(jī)半導(dǎo)體材料作為修飾層，其厚度為30nm，且比溝道半導(dǎo)體層要薄。
6 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，步驟4中 所述金屬薄膜作為底電極金屬，是通過電子束蒸發(fā)得到的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，步驟5中 所述底電極的圖形化是通過光刻實(shí)現(xiàn)的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，其特征在于，步驟6中 所述真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體材料，采用真空熱蒸鍍的方法實(shí)現(xiàn)，該有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度為 50歷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種修飾有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底電極的方法，該方法包括在導(dǎo)電基底上熱氧化生長(zhǎng)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；真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料；通過電子束蒸發(fā)在有機(jī)半導(dǎo)體材料表面蒸鍍一層金屬薄膜；用丙酮?jiǎng)冸x掉光刻膠完成底電極的圖形化；真空蒸鍍有機(jī)半導(dǎo)體材料，完成器件的制作。本發(fā)明對(duì)底電極的修飾采用溝道半導(dǎo)體材料本身，減小了電極與溝道材料之間的接觸電勢(shì)差。修飾用的有機(jī)半導(dǎo)體材料使用真空蒸鍍的方式得到，真空蒸鍍得到的有機(jī)半導(dǎo)體材料相對(duì)于液相法來說具有更好物理形貌以至電學(xué)性能。另外，這種方法的工藝過程也比較簡(jiǎn)單，沒有增加復(fù)雜的工藝。
文檔編號(hào)H01L51/40GK101752506SQ20081024008
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所