有机薄膜晶体管元件及其制作方法技术

技术编号:17797649 阅读:171 留言:0更新日期:2018-04-25 21:11
一种有机薄膜晶体管元件及其制造方法,有机薄膜晶体管元件包括:基材、漏极、源极、阻障层、有机半导体层、栅介电层以与栅极。源极位于基材上,具有第一立壁。漏极位于基材上,具有面对第一立壁并且彼此隔离的第二立壁。阻障层位于第一立壁和第二立壁之间,且阻障层的顶面宽度,实质等于第一立壁和第二立壁间的距离。有机半导体层,覆盖于源极、漏极和阻障层上。栅介电层位于有机半导体层上。栅极位于栅介电层上,且藉由栅介电层与有机半导体层电性隔离。

【技术实现步骤摘要】
有机薄膜晶体管元件及其制作方法
本专利技术是有关于一种薄膜晶体管元件及其制作方法。特别是有关于一种有机薄膜晶体管元件及其制作方法。
技术介绍
薄膜晶体管元件目前已被广泛地运用于液晶显示器领域中,随着显示器朝向更轻、更薄、可挠曲的目标发展,以有机材料作为场效晶体管的通道层的有机薄膜晶体管(OrganicThinFilmTransistor,OTFT),因具有低工艺温度(<200℃)、低成本以及适用于可挠式基板(例如,塑料基板)等特性,已逐渐受到重视。一般而言,有机薄膜晶体管主要可以分为上接触式(top-contact,TC)结构以及下接触式(bottom-contact,BC)结构两种。典型的上接触式结构的形成方法,是先进行有机半导体(OrganicSemiconductor,OSC)层的沉积,之后才进行源极/漏极的沉积与图案化工艺。相反的,下接触式结构的形成方法则是,先进行源极/漏极的沉积与图案化工艺,之后再于源极/漏极上沉积有机半导体层。由于,构成有机半导体层的有机半导体材料相当敏感,容易在源极/漏极的沉积与图案化工艺中受到损害,导致元件失效。因此,为了维持工艺和良率的稳定性,目前多采用下接触式结构工艺来制作有机薄膜晶体管元件。然而,采用下接触式结构工艺来制作有机薄膜晶体管元件时,沉积于源极/漏极上方的有机半导体层,会随着源极/漏极图案的厚度变化而产生高低起伏的高度落差,使得有机半导体层出现厚薄不均的现象。尤其是在源极/漏极图案的导角(coner)处,有机半导体层的厚度,会比位于源极/漏极上方的厚度要来得薄,这将导致有机薄膜晶体管元件的信道长度(channellength)产生不均匀的问题,严重影响有机薄膜晶体管元件的元件效能。因此,有需要提供一种先进的有机薄膜晶体管元件及其制作方法,来解决现有技术所面临的问题。
技术实现思路
本说明书的一实施例揭露一种有机薄膜晶体管元件,包括:基材、源极、阻障层、有机半导体层、栅介电层以与栅极。源极位于基材上,具有第一立壁。漏极位于基材上,具有面对第一立壁并且彼此隔离的第二立壁。阻障层位于第一立壁和第二立壁之间,且阻障层的顶面宽度,实质等于第一立壁和第二立壁之间的距离。有机半导体层,覆盖于源极、漏极和阻障层上。栅介电层位于有机半导体层上。栅极位于栅介电层上,且藉由栅介电层与有机半导体层电性隔离。本说明书的另一实施例揭露一种有机薄膜晶体管元件的制作方法,包括下述步骤:首先,于基材上形成源极和漏极,使源极具有第一立壁,漏极具有面对第一立壁且彼此隔离的第二立壁。然后,于第一立壁和第二立壁之间形成阻障层,使阻障层的宽度实质等于第一立壁和第二立避之间的距离。再形成有机半导体层覆盖于源极、漏极和阻障层上。后续,于有机半导体层上形成栅介电层;并于栅介电层上形成栅极,藉由栅介电层与有机半导体层电性隔离。根据上述实施例,本说明书是在提供一种有机薄膜晶体管元件及其制作方法。其采用下接触式结构工艺来制作有机薄膜晶体管元件。先在基材上形成图案化的源极/漏极,之后于源极/漏极的之间形成阻障层,使阻障层的顶部宽度实质等于源极/漏极之间的距离。再形成有机半导体层覆盖于源极、漏极和阻障层上。并于有机半导体层上形成栅介电层和栅极。藉由,填充于源极/漏极图案之间的阻障层来缓和(消除)存在于图案化源极/漏极之间的高低落差,使后续沉积于图案化源极/漏极上的有机半导体层具有实质均匀的厚度,藉以提供有机薄膜晶体管元件均匀的信道长度,确保有机薄膜晶体管元件的元件效能。为了对本说明书的上述及其他方面有更佳的了解,下文特举实施例,并配合所附图式详细说明如下。附图说明图1A至图1E为根据本说明书的一实施例所绘示制作有机薄膜晶体管元件的工艺结构剖面示意图;第图2为根据本说明书的另一实施例所绘示的一种有机薄膜晶体管元件的结构剖面示意图;图3为根据本说明书的又一实施例所绘示的一种有机薄膜晶体管元件的结构剖面示意图。其中,附图标记为:100、200、300:有机薄膜晶体管元件101:基材101a:基材表面101b:基材表面1的相反一侧102:源极102a:第一立壁102b:源极的顶面103:漏极103a:第二立壁103b:漏极的顶面104、204、304:阻障层104a:阻障层的顶面105:光敏材料106:光源107、207、307:有机半导体层107H、207H、307H:有机半导体层的厚度108、208、308:栅介电层109:栅极207a、307a:有机半导体层的顶部D:第一立壁和第二立壁之间的距离B:阻障层的顶面宽度H2、H3:阻障层顶面与源极和漏极顶面的断差具体实施方式本说明书是提供一种有机薄膜晶体管元件及其制作方法,可改善具有下接触式结构的有机薄膜晶体管元件的元件效能。为了对本说明书的上述实施例及其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举一有机薄膜晶体管及其制作方法作为较佳实施例,并配合所附图式作详细说明。但必须注意的是,这些特定的实施案例与方法,并非用以限定本专利技术。本专利技术仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。较佳实施例的提出,仅用以例示本专利技术的技术特征,并非用以限定本专利技术的申请专利范围。该
中具有通常知识者,将可根据以下说明书的描述,在不脱离本专利技术的精神范围内,作均等的修饰与变化。在不同实施例与图式之中,相同的元件,将以相同的元件符号加以表示。请参照图1A至图1E,图1A至图1E为根据本说明书的一实施例所绘示制作有机薄膜晶体管元件100的工艺结构剖面示意图。有机薄膜晶体管元件100的制作方法,包括下述步骤:首先,提供一基材101(如图1A所绘示)。在本说明书的一些实施例中,基板101可以是一种可挠式的软性基板,例如塑料基板。构成软性基板的材质可以是聚对萘二甲酸乙酯(poly-ethylene-26-naphthalate,PEN)、乙烯对苯二甲酸酯(polyethyleneterephthalate,PET)、聚醚砜(poly-ethersulfones,PES)或聚酰亚胺(polyimide,PI)。然而,基板101并不限于以软性基板来实施。在本说明书的一些实施例中,亦可以一般玻璃基板来实施。之后,于基材101表面101a上形成源极102和漏极103,使源极102具有第一立壁102a,漏极103具有面对第一立壁102a且彼此隔离的第二立壁103a(如图1B所绘示)。在本说明书的一些实施例中,源极102和漏极103可以是藉由图案化形成于基材101表面101a上的导体层所形成。其中,构成导体层的材料可以包括金属,例如铜(Cu)、金(Au)、铂(Pt)或其合金。在一实施例中,源极102和漏极103的形成包括下述步骤。首先,在导体层于基材101表面101a上进行物理气相沉积(Physicalvapordeposition,PVD)工艺,如蒸镀(evaporation)工艺或或溅镀(sputtering)工艺,藉以形成导体层,其中所述导体层,举例而言,可包含金属材料。之后,以微影和蚀刻工艺移除一部分的导体层,以于基材101表面101a上形成彼此隔离的源极102和漏极103。其中,源极102的第一立壁102a和漏极103的第二立壁103a之间具有实质介于3μm至10μm的距离D。然后,本文档来自技高网
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有机薄膜晶体管元件及其制作方法

【技术保护点】
一种有机薄膜晶体管元件,其特征在于,包括:一基材;一源极,位于该基材上,具有一第一立壁;一漏极,位于该基材上,具有一第二立壁面对该第一立壁,并且彼此隔离;一阻障层,位于该第一立壁和该第二立壁之间,且该阻障层具有一顶面宽度,实质等于该第一立壁和该第二立壁间的一距离;一有机半导体层,覆盖于该源极、该漏极和该阻障层上;一栅介电层,位于该有机半导体层上;以及一栅极,位于该栅介电层上,且藉由该栅介电层与该有机半导体层电性隔离。

【技术特征摘要】
2017.09.15 TW 1061316921.一种有机薄膜晶体管元件,其特征在于,包括:一基材;一源极,位于该基材上,具有一第一立壁;一漏极,位于该基材上,具有一第二立壁面对该第一立壁,并且彼此隔离;一阻障层,位于该第一立壁和该第二立壁之间,且该阻障层具有一顶面宽度,实质等于该第一立壁和该第二立壁间的一距离;一有机半导体层,覆盖于该源极、该漏极和该阻障层上;一栅介电层,位于该有机半导体层上;以及一栅极,位于该栅介电层上,且藉由该栅介电层与该有机半导体层电性隔离。2.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管元件,其特征在于,该源极、该漏极和该阻障层分别具有一顶面,且三者实质共平面。3.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管元件,其特征在于,该有机半导体层具有一厚度,且该阻障层与该源极和该漏极至少一者的一顶面断差实质小于该厚度。4.如权利要求3所述的有机薄膜晶体管元件,其特征在于,该阻障层具有高于该源极和该漏极的一顶面。5.如权利要求3所述的有机薄膜晶体管元件,其特征在于,该阻障层具有低于该源极和该漏极的一顶面。6...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴淑芬
申请(专利权)人:友达光电股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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