【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种与柔弹性材料相兼容的高精度无损光刻有机场效应晶体管的功能层的方法，属于有机电子领域。
技术介绍
1、近年来，柔性电子器件引起全世界的广泛关注，并得到了迅速发展，这种器件是指在一定范围的形变(弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸)条件下仍可工作的电子器件。早在2000年，美国《science》杂志就曾将柔性电子技术与人类基因组草图、生物克隆技术等评为世界十大科技成果。由此，可穿戴电子器件、医用可植入器件、电子皮肤以及智能电子织物等概念被不断提出，组成了未来人类生活蓝图的一部分。为了提高柔弹性有机场效应晶体管器件的运算速度，降低器件的功耗，缩小晶体管的尺寸就成了不二法门。
2、为了满足电子芯片密度和集成复杂度的商业应用，需要对有机场效应晶体管器件的所有功能层进行图案化。传统的掩模法、丝网印刷法、喷墨打印法都是只具有百微米空间分辨率的低密度图案化技术，导致低精度、低集成度的问题。光刻，作为现代光电子产业的基础，在大规模、高精度、高集成生产方面已显示出不可替代的优势。与阴影掩模和印刷等其他技术相比，光刻技术可以将设备的特征尺寸缩小到几纳米，具有极其灵活和高精度的图案设计。然而，有机材料分子间弱的范德华力使其在光刻过程中暴露在有机溶剂和紫外光下会发生化学损伤，导致有机场效应晶体管器件的性能严重下降。
3、于是，研究人员开始在传统的光刻工艺上进行改良。目前光刻有机材料的策略主要有以下几种：(1)第一种方法是合成与有机材料正交的氟化光刻胶及全氟化溶剂，使有机半导体不受溶解带来的化学损伤(adv.mater.2
4、基于此，绝大部分已报道的图案化方法难以实现高精度、高集成的图案，并且全是基于硬质器件；而与柔弹性材料兼容的高精度图案化技术又不能适用于所有的有机材料，并不具有普适性，而且需要材料合成，工艺复杂，更重要的一点是，器件的迁移率与集成度难以兼顾，这成为发展高集成度和大规模生产柔性电子产品的最大障碍(adv.sci.2021,8,2004050)。当前需要一种方法简便、适用于所有有机材料的高精度的、高集成的、高性能的、且与柔弹性材料相兼容的无化学损伤的图案化工艺，这将极大地推动大面积柔性电子器件的大规模应用和商业化发展，开启高性能柔性有机电子产品的新纪元。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种与柔弹性材料相兼容的高精度无损光刻有机场效应晶体管的功能层的方法，所提供的方法可以光刻图案化有机半导体、有机绝缘层以及聚合物电极层，一种光刻方法就可以实现对有机场效应晶体管的各个功能层的全部光刻图案化。
2、本专利技术所提供的方法步骤简单、具有普适性、能与柔弹性材料相结合；使用本专利技术方法光刻前后的薄膜形貌及所制备的器件的性能几乎不变，实现了无化学损伤地光刻图案化有机材料。本专利技术方法可以实现高精度、复杂多样的图案，从而制备高集成度的有机场效应晶体管器件；使用本专利技术光刻后的有机薄膜，可以用弹性体完整地剥离下来，与柔弹性器件的制备工艺相兼容。
3、本专利技术提供的有机场效应晶体管的功能层的图案化方法，包括如下步骤：
4、s1、在衬底表面沉积有机场效应晶体管的功能层，所述功能层为有机半导体层、有机绝缘层或聚合物电极层；
5、s2、在所述功能层上制备耐水保护层，或耐溶剂保护层与耐水保护层的双层保护层；若所述功能层为水基材料时，只需制备所述耐水保护层；
6、s3、在所述耐水保护层或所述双层保护层上旋涂光刻胶进行光刻，形成图案化的光刻胶薄膜；
7、s4、对经步骤s3处理后的所述衬底进行刻蚀，以除去未被光刻胶覆盖的所述耐水保护层、所述耐溶剂保护层以及所述功能层；
8、s5、将经步骤s4处理后的所述衬底依次进行后处理，以除去所述图案化的光刻胶薄膜、所述耐水保护层和所述耐溶剂保护层，即得到图案化的有机场效应晶体管的功能层。
9、本专利技术所涉及的功能层包括有机半导体层、有机绝缘层和聚合物电极层；
10、所述有机半导体层的厚度可为2～100nm；
11、所述有机绝缘层的厚度可为100nm～1μm；
12、所述聚合物电极层的厚度可为2～100nm；
13、所述有机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机场效应晶体管的功能层的图案化方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于：所述功能层包括有机半导体层、有机绝缘层和聚合物电极层。
3.根据权利要求2所述的图案化方法，其特征在于：所述有机半导体层的材质为聚合物半导体材料或小分子半导体材料；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的图案化方法，其特征在于：所述耐溶剂保护层的材质为水基材料，具体为聚乙烯醇或葡聚糖；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的图案化方法，其特征在于：步骤S2中，所述耐溶剂保护层的制备方法为：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的图案化方法，其特征在于：步骤S3中，所述光刻的条件如下：
7.根据权利要求1-6中任一项所述的图案化方法，其特征在于：步骤S5中，采用在丙酮中浸泡的方式除去所述图案化的光刻胶薄膜和所述耐水保护层；
8.权利要求1-7中任一项所述方法制备的功能层。
9.一种有机电子器件，包括权利要求8所述的功能层。
10.根据权利要求9所述的有机电子器件，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种有机场效应晶体管的功能层的图案化方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于：所述功能层包括有机半导体层、有机绝缘层和聚合物电极层。
3.根据权利要求2所述的图案化方法，其特征在于：所述有机半导体层的材质为聚合物半导体材料或小分子半导体材料；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的图案化方法，其特征在于：所述耐溶剂保护层的材质为水基材料，具体为聚乙烯醇或葡聚糖；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的图案化方法，其特征在于：步骤s2中，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤庆鑫，赵晓丽，童艳红，倪艳萍，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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