自对准有机薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种自对准有机薄膜晶体管（ＴＦＴ）及其制造方法。根据本发明专利技术，栅极电极由在衬底上被构图的第一导电层形成，在衬底上面形成栅极介电层，以覆盖栅极电极，然后在栅极介电层上形成第二导电层。接着，使用栅极电极作为掩模，从衬底的底侧用ＵＶ对第二导电层进行照射，而执行紫外光（ＵＶ）背后曝光，然后通过使第二导电电极显影，形成与栅极电极自对准的源极／漏极电极，该源极／漏极电极被形成为不与栅极电极交叠。随后，在源极／漏极电极之间和之上形成有机半导体层。在本发明专利技术中，可使用卷到卷过程制造有机ＴＦＴ，因此可简化制造过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种有机薄膜晶体管，更具体地，涉及一种自对准有 机薄膜晶体管及其制造方法，其中，通过使用栅极电极作为掩模执行 背后啄光，直接对导电层构图，从而形成自对准源极/漏极电极。
技术介绍
最近，对将有机化合物用作半导体材料的研究已经在积极进行中。在薄膜晶体管(TFT)领域，关于使用诸如并五苯的有机半导体来替代 诸如硅的无机材料的研究也已经在积极进行中。有机半导体通过各种 不同方法合成，易于形成为纤维或膜的形状，并且制造起来相对廉价。 由于可以在IOOC或更低的温度下使用有机半导体制造器件，所以可以 使用塑料衬底。另外，有机半导体具有优良的柔性以及传导性，从而 使有机半导体能够有效应用于各种柔性器件。下文中，将参照附图描述常规的有机TFT。图l-4为图示常规的 有机TFT及其制造方法的截面图。首先，如图1所示，第一导电层沉积在衬底11上并被构图，从而 形成栅极电极12。接着，如图2所示，栅极介电层13形成在衬底11 上面，以覆盖栅极电极12。然后，如图3所示，第二导电层沉积在栅 极介电层13上并被构图，从而形成源极/漏极电极14。随后形成有机 半导体层15，如图4所示。在常规的有机TFT 10中，源极/漏极电极14中的每一个具有与栅 极电极12局部交叠的部分16。形成于两个电极12和14之间的交叠 部分16引发寄生电阻和寄生电容。因此，存在的问题在于有机TFT 10 的电特性可能降低。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术的一个目标在于，通过防止在源极/漏极电极和栅极电极之间形成交叠部分来提供有机TFT的改进的电特性。 本专利技术的另一目标在于简化有机TFT的制造方法。 技术方案为了实现这些目标，本专利技术提供一种自对准有机TFT及其制造方 法，其中，通过使用栅极电极作为掩模执行背后曝光来直接对导电层 构图，从而形成自对准源极/漏极电极。另外，本专利技术提供一种使用巻 到巻(reel-to-reel)过程的自对准有机TFT的制造方法。根据本专利技术的自对准有机TFT包括衬底；栅极电极，其被构图 且形成于所述衬底上；栅极介电层，其覆盖所述衬底和栅极电极；源 极/漏极电极，其形成于所述栅极介电层上，使得它们与所述栅极电极 自对准，且不与所述栅极电极交叠；和有机半导体层，其形成于所述 源极/漏极电极之间和之上。所述栅极介电层可由可透射紫外光(UV)的介电材料形成，并且 所述源极/漏极电极可由可UV固化的导电材料形成。根据本专利技术的自对准有机TFT的制造方法包括步骤提供村底； 由被构图于所述衬底上的第一导电层形成栅极电极；在所述衬底上面 形成栅极介电层，以覆盖所述栅极电极；在所述栅极介电层上形成第 二导电层；执行UV背后曝光，用以使用所述栅极电极作为掩模，从所 述衬底的底侧用UV照射所述第二导电层；通过使所述第二导电层显 影，形成源极/漏极电极，所述源极/漏极电极与所述栅极电极自对准 而不与所述栅极电极交叠；以及在所述源极/漏极电极之间和之上形成 有机半导体层。形成栅极电极的步骤可包括用阴影掩模覆盖所述衬底并热沉积所 述第一导电层的步骤。另外，形成栅极电极的步骤可包括使用热沉积、 电子束蒸发、溅射、微接触印刷和纳米压印中的任一种在所述衬底上 形成所述第一导电层的步骤。形成栅极介电层的步骤可使用旋涂或层压法执行。优选地，所述 栅极介电层由可透射UV的介电材料形成。具体而言，所述栅极介电层 可由聚-4-乙烯基苯酚(PVP)、聚酰亚胺、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙 烯(PS)以及有机/无机材料的混合介电材料中的任一种形成。形成第二导电层的步骤可使用丝网印刷、喷印、喷墨印刷、凹版印刷、胶印、反面胶印(reverse-offset)、凹版胶印以及苯胺印刷 (flexography)中的任一种执行。优选地，所述第二导电层由可UV固化的导电材料形成。具体而言，所述第二导电层可处于浆状态或墨状态，其中粉末状导电材料散布在UV固化树脂中。形成有机半导体层的步骤可使用热沉积或喷墨印刷方法执行。在此，所述有机半导体层优选地由并五苯、并四苯、蒽或者TIPS并五苯 、P3HT[聚(3-己基噻吩)]、F8T2 、PQT-12 [聚(3， 3-双十二烷基四瘗吩)]和PBTTT(PBTTTthiophene])中的任一种形成。 所述衬底可由塑料或玻璃形成。同时，所述衬底可设置为巻状。在此情况下，形成栅极电极、形 成栅极介电层、形成第二导电层、执行UV背后曝光、形成源极/漏极 电极以及形成有机半导体的步骤中的至少两个步骤可连贯执行，同时 所述巻状衬底被连续展开和传送。有益效果根据本专利技术的有机TFT具有如下结构，在该结构中，源极/漏极电 极被形成为与栅极电极自对准并因此不彼此交叠。因此，有机TFT的 电特性可得到改进。具体而言，在本专利技术的有机TFT中，栅极介电层由可透射UV的介 电材料形成，并且用于源极/漏极电极的第二导电层由可UV固化的导 电材料形成。因此，可以将栅极电极用作掩模而执行UV背后曝光，并 且第二导电层可以被直接构图，而不需要采用应该使用光致抗蚀剂图 案的典型构图方法。因此，可以形成与栅极电极自对准的源极/漏极电 极，并可简化过程。此外，在本专利技术中，可以使用巻到巻过程制造有 机TFT，因此，可以简化整个制造过程。附图说明图1-4为图示常规的有机TFT及其制造方法的截面图。图5为示出根据本专利技术的一个实施方案的自对准有机TFT的构造的 截面图。图6为图示根据本专利技术的一个实施方案的自对准有机TFT的制造方 法的流程图。图7-12为图示图6所示的制造方法中的各个过程的截面图。 图13为图示图6所示的制造方法中的巻到巻过程的立体图。具体实施例方式下文中，将参照附图详细描述本专利技术的实施方案。在这些实施方案中，将省略在本专利技术所属领域中众所周知且不与 本专利技术直接相关的技术性描述。通过省略不必要的描述，将更为清晰 地传达本专利技术的主题类别而不会使其模糊。在附图中， 一些部件被示意性示出，或被夸大，或被省略，并且 每个部件的尺寸并不完全反映实际尺寸。在所有附图中，相同的附图 标记指代整个说明书和所有附图中的相同元件。自对准有机薄膜晶体管的构造图5是显示根据本专利技术一实施方案的自对准有机TFT的构造的截 面图。参照图5,有机TFT 20包括被构图和形成于衬底21上的栅极 电极22;栅极介电层23,其覆盖衬底21和栅极电极22;源极/漏极 电极25，其形成于栅极介电层23上以与栅极电极22自对准；和有机 半导体层26，其形成于源极/漏极电极25之间和之上。在有机TFT20的构造中，源极/漏极电极25被形成为与栅极电极 22自对准，使得不产生交叠部分。因此，可以防止如下问题在如在 常规的有机TFT中所述的交叠部分16 (见图4)中产生寄生电阻和寄 生电容，并且可以改进有机TFT 20的电特性。下文中将描述有机TFT的制造方法。根据以下描述，上述有机TFT 的构造也将变得清晰。自对准有机薄膜晶体管的制造方法图6是图示根据本专利技术一实施方案的自对准有机TFT的制造方法 的流程图，图7-12是图示图6所示的制造方法中的各个过程的截面图。首先，如图6和7所示，制备衬底21 (步骤Sl )。村底21为玻璃或塑料衬底。诸如聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二 甲酸乙二醇酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自对准有机薄膜晶体管（ＴＦＴ），包括：　衬底；　栅极电极，其被构图和形成于所述衬底上；　栅极介电层，其覆盖所述衬底和栅极电极；　源极／漏极电极，其形成于所述栅极介电层上，使得它们与所述栅极电极自对准，且不与所述栅 极电极交叠；和　有机半导体层，其形成于所述源极／漏极电极之间和之上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金强大，李泽旻，崔铉喆，金东洙，崔秉五，
申请(专利权)人：韩国机械研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]