有机薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了有机薄膜晶体管及制备方法，有机薄膜晶体管包括基板、源漏电极层、有机半导体层、栅极绝缘层、栅电极层、有机平坦层和铟锡氧化物薄膜层。制备方法简单，在基板上形成光阻图案，然后刻蚀未被保护的基板部分，形成凹槽；去除光阻层，在凹槽中形成与基板齐平的源漏电极图案，形成共平面底接触结构；在共平面底接触结构上依次形成有机半导体层、栅极绝缘层、栅电极层和有机平坦层；在有机平坦化层内形成过孔，过孔延伸至漏电极表面；在有机平坦化层上形成铟锡氧化物薄膜层。将源漏电极与基板共平面结构设计的引入，解决传统的交叠结构中因源漏电极凸起所带来的后续有源层薄膜沉积不均的问题，降低器件的接触电阻进而提高其电学性能。

Organic thin film transistor and method for making same

The invention provides a preparation method of organic thin film transistor and method, organic thin film transistor includes a substrate, a source drain electrode layer, an organic semiconductor layer, a gate insulating layer, a gate electrode layer, the organic planarization layer and the indium tin oxide film layer. The preparation method is simple, forming a photoresist pattern on the substrate, the substrate, and then etching the unprotected groove; and removing the photoresist layer and the substrate, flush the source electrode and the drain electrode pattern is formed in the groove, forming co planar bottom contact structure; in the plane bottom contact structure are sequentially formed on the organic semiconductor layer, a gate insulating layer, a gate electrode layer and the organic planarization layer; forming holes in the organic planarization layer, a hole extending to the drain electrode surface; the formation of indium tin oxide film layer on the organic planarization layer. The introduction of the source and drain electrodes and the substrate design of coplanar structure, solving the subsequent active layer deposition caused by the source drain electrode protrusions overlapping the traditional structure of the uneven problem, reduce the contact resistance of the device and improve its electrical properties.

【技术实现步骤摘要】
有机薄膜晶体管及其制备方法
本专利技术涉及晶体管
，尤其涉及一种有机薄膜晶体管及其制备方法。
技术介绍
从发现有机聚合物具有导电能力开始，有机电子材料的发展越来越迅速。以有机电子材料为基础的有机电子学也迅速发展成为一门新兴的学科，其主要研究有机材料的电学性能以及有机电子器件的制备。20世纪末，有机电子学在有机半导体领域的相关材料与器件上的研究取得了日新月异的进展。与此同时，许多具有实际意义的有机薄膜电子器件也相继出现，如有机太阳能薄膜电池、有机发光二极管和有机薄膜晶体管，成为薄膜电子器件家族中的新成员。虽然有机薄膜晶体管由于其开关速度以及迁移率的限制，并不能取代传统的无机场效应晶体管，但因为其具有无机晶体管所不具备的优良特性，使得有机薄膜晶体管中许多领域都有广泛应用。有机薄膜晶体管最为基本的电子逻辑元件，在平板显示以及塑料IC技术方面的重要地位是不言而喻的。有机薄膜晶体管是以有机半导体材料为有源层的场效应晶体管器件，一般由栅极、有机有源层、绝缘层、源漏电极构成。其结构就栅电极的位置而言，可分为底栅结构和项栅结构两类。根据源、漏电极与有源层的位置不同，又分为顶接触结构和底接触结构两类。有机薄膜晶体管具有低成本、易于弯折且与柔性显示兼容性较好的优点，正逐渐成为未来柔性显示研究的热点。其缺点在于受工艺条件的影响较大，即成膜工艺条件和基板表面形貌对器件的迁移率均有较大影响。
技术实现思路
针对上述现有技术中的问题，本申请提供一种有机薄膜晶体管，包括：基板，所述基板上设置有凹槽；位于所述基板上的源漏电极层，所述源漏电极层位于所述凹槽中且所述源漏电极层的表面与所述基板表面齐平设置；位于所述源漏电极层上的有机半导体层；位于所述有机半导体层上的栅极绝缘层；位于所述栅极绝缘层上的栅电极层；位于所述栅电极层上的有机平坦层，在所述有机平坦化层内形成过孔，所述过孔延伸至漏电极表面；铟锡氧化物薄膜层，所述铟锡氧化物薄膜通过所述过孔与漏电极连接。进一步的，所述有机半导体层包覆在所述栅极绝缘层中；所述栅电极层包覆在所述有机平坦层中。进一步的，所述栅电极层、栅极绝缘层和有机半导体层包覆在所述有机平坦层中。进一步的，所述有机半导体层两端分别搭接在源电极和漏电极上，所述有机半导体层的厚度为40nm～100nm板。进一步的，所述栅极绝缘层的厚度为50nm～900nm。进一步的，所述栅电极层的厚度为100nm～500nm。进一步的，所述有机平坦层的厚度为1μm～2μm。本专利技术还提供上述有机薄膜晶体管的制备方法，包括：步骤101：在基板上形成光阻图案，然后刻蚀未被保护的基板部分，形成凹槽；步骤102：去除光阻层，在凹槽中形成与基板齐平的源漏电极图案，形成共平面底接触结构；步骤103：在所述共平面底接触结构上形成有机半导体层；步骤104：在所述有机半导体层上形成栅极绝缘层；步骤105：在所述栅极绝缘层上形成栅电极层；步骤106：在所述栅电极层上形成有机平坦层；步骤107：在所述有机平坦化层内形成过孔，所述过孔延伸至漏电极表面；步骤108：在所述有机平坦化层上形成铟锡氧化物薄膜层，所述铟锡氧化物薄膜层的下表面边缘处向下凸伸出一凸起部，所述凸起部刚好容置在所述过孔中与所述漏电极相连。进一步的，在所述有机半导体层上形成栅极绝缘层之前，对所述有机半导体层进行图案化处理；在所述栅电极层上形成有机平坦层之前，对所述栅电极层进行图案化处理。进一步的，在所述栅电极层上形成有机平坦层之前，对所述栅电极层、栅极绝缘层和有机半导体层进行图案化处理。本专利技术的有益效果：本专利技术设计了一种源漏电极与基板共平面的底接触结构，将源漏电极与基板共平面结构设计的引入，解决传统的交叠结构中因源漏电极凸起所带来的后续有源层薄膜沉积不均的问题，降低器件的接触电阻进而提高其电学性能。本专利技术通过改善薄膜晶体管的结构，解决源漏电极边缘凸起问题，进而减少后续有源层薄膜因阶梯所带来的薄膜沉积不均的问题。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1为本专利技术有机薄膜晶体管制备方法的流程图；图2为本专利技术第一实施例中用于在基板上形成凹槽的示意图；图3为本专利技术第一实施例中源漏电极与基板齐平的共平面底接触结构的示意图；图4为本专利技术第一实施例中对源漏电极进行表面自组装的示意图；图5为本专利技术第一实施例中在共平面底接触结构上形成有机半导体层的结构示意图；图6为本专利技术第一实施例中在有机半导体层上形成栅极绝缘层的结构示意图；图7为本专利技术第一实施例中在上栅极绝缘层形成栅电极层的结构示意图；图8为本专利技术第一实施例中在栅电极层上形成有机平坦层并形成过孔的结构示意图；图9为本专利技术第一实施例中在有机平坦化层上形成ITO薄膜层的结构示意图；图10为本专利技术第二实施例中用于在基板上形成凹槽的示意图；图11为本专利技术第二实施例中源漏电极与基板齐平的共平面底接触结构的示意图；图12为本专利技术第二实施例中对源漏电极进行表面自组装的示意图；图13为本专利技术第二实施例中在共平面底接触结构上形成有机半导体层、栅极绝缘层、金属栅电极层和光阻层的结构示意图；图14为本专利技术第二实施例中将有机半导体层和栅极绝缘层灰化的结构示意图；图15为本专利技术第二实施例中在栅电极层上形成有机平坦层并形成过孔的结构示意图；图16为本专利技术第二实施例中在有机平坦化层上形成ITO薄膜层的结构示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示为本专利技术有机薄膜晶体管制备方法的流程图，以下参考图1来对本专利技术所述的有机薄膜晶体管的制备方法进行详细说明。第一实施例以下结合图2～图9说明本实施例。在步骤101中，在基板上形成光阻图案，然后刻蚀未被保护的基板部分，形成凹槽；具体的，采用具有吸光特性的正性光刻胶，通过标准的光刻工艺在基板1上形成光阻图案2，然后刻蚀未被保护的基板部分，形成一定深度的2个凹槽11；如图2所示，图2为本专利技术实施例中用于在基板上形成凹槽的示意图，1为基板，2为光阻图案，11为凹槽。所述刻蚀方法可采用干刻(dryetch)或者湿刻(wet-etch)。所述基板为透明的玻璃基板或PET基板。接下来在步骤102中，去除光阻层，在凹槽中形成与基板齐平的源漏电极图案，形成共平面底接触结构；具体的，将基板1浸泡在去胶液中，去除光阻层2。采用喷墨打印等方式在凹槽中形成与基板1齐平的源漏电极图案，形成共平面底接触结构。具体为通过控制滴入导电墨水剂量，使得源漏电极与基板平面平齐。所述导电墨水可以为金或银导电墨水。如图3所示，图3为本专利技术实施例中源漏电极与基板齐平的共平面底接触结构的示意图，1为基板，31为源电极，32为漏电极。这种源漏电极与基板共平面的结构，解本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机薄膜晶体管，其特征在于，其包括：基板，所述基板上设置有凹槽；位于所述基板上的源漏电极层，所述源漏电极层位于所述凹槽中且所述源漏电极层的表面与所述基板表面齐平设置；位于所述源漏电极层上的有机半导体层；位于所述有机半导体层上的栅极绝缘层；位于所述栅极绝缘层上的栅电极层；位于所述栅电极层上的有机平坦层，在所述有机平坦化层内形成过孔，所述过孔延伸至漏电极表面；铟锡氧化物薄膜层，所述铟锡氧化物薄膜层通过所述过孔与漏电极连接。

【技术特征摘要】
1.有机薄膜晶体管，其特征在于，其包括：基板，所述基板上设置有凹槽；位于所述基板上的源漏电极层，所述源漏电极层位于所述凹槽中且所述源漏电极层的表面与所述基板表面齐平设置；位于所述源漏电极层上的有机半导体层；位于所述有机半导体层上的栅极绝缘层；位于所述栅极绝缘层上的栅电极层；位于所述栅电极层上的有机平坦层，在所述有机平坦化层内形成过孔，所述过孔延伸至漏电极表面；铟锡氧化物薄膜层，所述铟锡氧化物薄膜层通过所述过孔与漏电极连接。2.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有机半导体层包覆在所述栅极绝缘层中；所述栅电极层包覆在所述有机平坦层中。3.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述栅电极层、栅极绝缘层和有机半导体层包覆在所述有机平坦层中。4.如权利要求1、2或3所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有机半导体层两端分别搭接在源电极和漏电极上，所述有机半导体层的厚度为40nm～100nm。5.如权利要求4所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极绝缘层的厚度为50nm～900nm。6.如权利要求1、2或3所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述栅电极层的厚度为100nm～500nm。7.如权利要求6所述的有机薄膜晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢应涛，
申请(专利权)人：武汉华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42