一种有机薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种有机薄膜晶体管及其制备方法，属于有机电子和光电子技术领域。有机薄膜晶体管的制备方法，包括如下步骤：(1)、在形成有源漏极的基板上形成有机半导体层。(2)、在有机半导体层的远离基板的一侧形成有机绝缘层。(3)、干刻有机半导体层和有机绝缘层的凸起边缘。(4)、在有机绝缘层的远离有机半导体层的一侧形成栅极。此制备方法能够避免有机层脱膜，可获得高质量、厚度均一的有机绝缘层，得到的有机薄膜晶体管的电学性能更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种有机薄膜晶体管及其制备方法
本专利技术涉及有机电子和光电子
，具体而言，涉及一种有机薄膜晶体管及其制备方法。
技术介绍
有机薄膜晶体管(OrganicThinFilmTransistor，OTFT)具有加工工艺简单、成本低廉、易封装、可与柔性衬底兼容以及可低温大面积生产等优点，在电子标签、射频识别卡和平板显示驱动等方面应用前景广阔而成为下一代显示技术研究与产业化焦点。在OTFT器件架构中，顶栅－底接触型结构因其具有高栅极效率、低寄生电容等优点更有利于实现OTFT大规模制造。通常制备大面积OTFT阵列基板时，有机半导体层和有机绝缘层分别采用旋涂工艺形成，然而在旋涂过程中，旋转基板的离心力会使有机层材料流动并部分聚集到基板边缘及背面形成凸起，在后续的图案化工艺过程中，凸起的涂层材料会脱落而引起有机层脱膜，最终导致器件制备失败或电学性能减低。现有技术中，有机层的凸起边缘通常使用溶剂法进行去除。如：使用丙二醇甲醚醋酸酯PGMEA、乙二醇单甲醚乙酸酯EGMEA或甲苯等有机物，对环境不友好，不适合大规模显示器件生产应用，残留溶剂会影响有机半导体材料的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有机薄膜晶体管的制备方法，能够有效地解决有机层脱膜问题，得到高质量、厚度均一的有机绝缘层。本专利技术的另一目的在于提供一种采用上述制备方法制备得到的有机薄膜晶体管，其电学性能更佳。本专利技术是采用以下技术方案实现的：一种有机薄膜晶体管的制备方法，包括如下步骤：(1)、在形成有源漏极的基板上形成有机半导体层；(2)、在有机半导体层的远离基板的一侧形成有机绝缘层；(3)、干刻有机半导体层和有机绝缘层的凸起边缘；(4)、在有机绝缘层的远离有机半导体层的一侧形成栅极。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述凸起边缘的宽度为0.5－100mm；优选地，凸起边缘的宽度为1－80mm；优选地，凸起边缘的宽度为2－50mm。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述干刻的刻蚀气体为氧气或者氧气与氩气、氦气、四氟化碳中的至少一种组成的混合气体。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述步骤(3)之前，还包括：对形成有机绝缘层的基板进行第一次退火。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述第一次退火是在温度为40－75℃的条件下退火1－10min；优选地，第一次退火是在温度为45－65℃的条件下退火2－6min。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述步骤(3)之后，还包括：将干刻以后的有机绝缘层进行第二次退火。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述第二次退火是在温度为80－120℃的条件下退火1－20min；优选地，第二次退火是在温度为85－110℃的条件下退火5－15min。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述第二次退火以后，还包括：进行第三次退火。进一步地，本专利技术较佳的实施例中，上述第三次退火是在温度为125－200℃的条件下退火5－40min；优选地，第三次退火是在温度为130－180℃的条件下退火10－30min。一种有机薄膜晶体管，由上述有机薄膜晶体管的制备方法制备得到。与现有技术相比，本专利技术的较佳实施例提供的有机薄膜晶体管及其制备方法的有益效果包括：形成有机绝缘层以后，采用干刻的方式将有机半导体层和有机绝缘层的凸起边缘去除，有效地解决了有机层脱膜问题，得到高质量、厚度均一的有机绝缘层，使得到的有机薄膜晶体管的载流子迁移率升高，阈值电压降低，电流比增大，提高了有机薄膜晶体管的电学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本专利技术的保护范围。图1为本专利技术实验例提供的有机半导体层和有机绝缘层的凸起边缘干刻前的示意图；图2为本专利技术实验例提供的有机半导体层和有机绝缘层的凸起边缘干刻后的示意图；图3为本专利技术实验例2提供的有机绝缘层的厚度检测选取点图；图4为本专利技术实验例3提供的有机绝缘层的偏光显微镜图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的有机薄膜晶体管及其制备方法进行具体说明。有机薄膜晶体管的制备方法，包括如下步骤：(1)、选择基板，例如：玻璃基板、硅基板；聚萘二甲酸乙二醇(PEN)基板、聚醚砜(PES)基板、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基板、聚酰亚胺(PI)基板、聚乙烯醇(PVA)基板等柔性塑料基板。本实施例中，基板的形状与厚度均不受限制，只要能够进行有机薄膜晶体管的制备即可。(2)、在基板的表面形成源漏极，可选地，漏极和源极均形成在基板的表面。本实施例中，源极和漏极的材料相同，可为金属包括金(Au)、钛(Ti)、银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钕(Nd)、金浆、银浆、铜浆一种或几种；导电聚合物；金属氧化物；碳材料包括石墨烯、碳纳米管及掺杂或复合材料；纳米银线或纳米铜线。源漏极薄膜形成的方法包括磁控溅射、真空蒸镀、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷、化学气相沉积、卷对卷印刷、微接触印刷、纳米压印中的一种。电极膜厚为0.1－500nm，可选地，电极膜厚为10－300nm，可选地，电极膜厚为20－100nm。可选地，在基板的表面形成第一金属层，对第一金属层进行图案化处理，以形成源极和漏极。本实施例中，在基板的表面形成源漏极的方法为现有的方法，此处不再详述。(3)、在形成有源漏极的基板上形成有机半导体层。在源极上、漏极上以及基板未被漏极和源极覆盖的区域形成有机半导体层。具体地，先制备混合溶液，再将混合溶液通过旋涂、喷涂、浸涂、刮刀涂布、接触式涂布或狭缝式涂布的方式涂布于源极、漏极上以及基板未被源极和漏极覆盖的区域，得到的有机半导体层的膜厚为5－200nm，可选地，膜厚为10－100nm，可选地，膜厚为15－50nm，此处的膜厚指的是源极和漏极上以及基板未被源极和漏极覆盖的区域形成的有机半导体层的厚度。本实施例中，混合溶液包括有机小分子、聚合物粘合剂和有机溶剂，其中，有机小分子为并苯类化合物、噻吩类化合物或四硫富瓦烯类化合物等半导体分子，聚合物粘合剂为二苯并五环类高分子化合物和芳胺类高分子化合物，有机溶剂为四氢化萘、均三甲苯、邻甲基苯甲醚、二甲苯、苯乙醚或溴苯的一种或几种共混物。(4)、在有机半导体层的远离基板的一侧形成有机绝缘层。如图1，其中，1为基板，2为源漏极，3为有机半导体层，4为有机绝缘层。有机绝缘层通过旋涂、喷涂、浸涂、刮刀涂布、接触式涂布或狭缝式涂布的方式将氟聚合物类绝缘材料涂布于有机半导体层的远离基板的表面。可选地，有机绝缘层的膜厚为10－1000nm，可选地，膜厚为50－800nm，可选地，膜厚为100－500nm。(5)、对形成有机绝缘层的基板进行第一次退火。第一次退火是在温度为40－75℃的条件下退火1－10min；优选地，第一次退火是在温度为45－65本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、在形成有源漏极的基板上形成有机半导体层；(2)、在所述有机半导体层的远离所述基板的一侧形成有机绝缘层；(3)、干刻所述有机半导体层和所述有机绝缘层的凸起边缘；(4)、在所述有机绝缘层的远离所述有机半导体层的一侧形成栅极。

【技术特征摘要】
1.一种有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、在形成有源漏极的基板上形成有机半导体层；(2)、在所述有机半导体层的远离所述基板的一侧形成有机绝缘层；(3)、干刻所述有机半导体层和所述有机绝缘层的凸起边缘；(4)、在所述有机绝缘层的远离所述有机半导体层的一侧形成栅极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凸起边缘的宽度为0.5－100mm；优选地，所述凸起边缘的宽度为1－80mm；优选地，所述凸起边缘的宽度为2－50mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干刻的刻蚀气体为氧气或者氧气与氩气、氦气和四氟化碳中的至少一种组成的混合气体。4.根据权利要求1－3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)之前，还包括：对形成所述有机绝缘层的基板进行第一次退火。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一次退火是在温度为40－...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢珂鑫，刘兆平，
申请(专利权)人：宁波石墨烯创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33