CN108922966A - 一种有机薄膜晶体管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机薄膜晶体管及其制备方法,包括如下步骤:S1.在基板上形成源极、漏极和像素电极;所述源极、漏极和像素电极的材料均为ITO;S2.在上步得到的基板上滴满异丙醇溶液,静置一定时间,之后用异丙醇冲洗并干燥,再用氧气等离子体处理;S3.在基板上依次形成有源层、有机绝缘层、栅极。本发明中,源极、漏极和像素电极的材料均为低成本的ITO,同时将源极、漏极和像素电极利用异丙醇溶液进行处理以提高功函数,不仅可以降低成本,而且能匹配有机半导体材料的HOMO能级,提高迁移率。
Description
技术领域
本发明涉及晶体管技术领域,特别是涉及了一种有机薄膜晶体管及其制备方法。
背景技术
有机薄膜晶体管(OTFT,Organic Thin Film Transistor)是一种使用有机物作为半导体材料的薄膜晶体管,多用于塑料基板,因其具有可卷曲、制程成本低等特点,成为当前最具潜力的下一代柔性显示器的新型阵列板技术。有机薄膜晶体管制作方法相对传统无机薄膜晶体管更为简单,其对成膜气氛的条件及纯度的要求都很低,因此其制作成本更低;有机薄膜晶体管有优异的柔韧性,适用于柔性显示、电子皮肤、柔性传感器等领域。目前有机薄膜晶体管的源漏极的电极材料一般选择功函数较高的金属金或金属银,以匹配有机半导体材料的HOMO(最高占据分子轨道)能级,减小空穴传输势垒,但金属金和金属银成本过高。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷,本发明提供一种有机薄膜晶体管及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
一种有机薄膜晶体管的制备方法,包括如下步骤:
S1.在基板上形成源极、漏极和像素电极;所述源极、漏极和像素电极的材料均为ITO;
S2.在上步得到的基板上滴满异丙醇溶液,静置一定时间,之后用异丙醇冲洗并干燥,再用氧气等离子体处理;
S3.在基板上依次形成有源层、有机绝缘层、栅极。
进一步地,所述异丙醇溶液的质量分数为10%-40%。
进一步地,过程S2中,静置1-10分钟,之后用异丙醇冲洗并干燥,再用氧气等离子体处理90s。
进一步地,在过程S1中,在所述基板上还形成数据线。
进一步地,过程S1的具体操作过程为:(1)在基板上沉积一金属层,通过第一道光罩制程在基板上形成数据线;(2) 在步骤(1)的基础上沉积导电层,通过第二道光罩制程形成源极、漏极和像素电极。
进一步地,过程S1的具体操作过程为:(1)在基板上沉积导电层,通过第一道光罩制程形成源极、漏极和像素电极。
进一步地,在过程S2和S3之间还包括:在过程S2所形成的基板上沉积金属层,以第二道光罩制程形成数据线。
进一步地,过程S3的具体操作过程为:(1)在基板上涂布有机半导体层和有机绝缘层;(2)在有机绝缘层上沉积一金属层,通过第三道光罩制程同时形成有源层、有机绝缘层和栅极,形成顶栅结构的有机薄膜晶体管。
本发明还提供一种有机薄膜晶体管,其采用上述制备方法制备得到,所述有机薄膜晶体管包括:
基板;
形成在所述基板上的数据线;
连接到所述数据线的源极;
形成在所述基板上,且与所述源极以预定距离间隔开的漏极;
与所述漏极相连接的像素电极;
与所述源极和所述漏极部分交叠的有源层,所述有源层为有机半导体材料;
形成在所述有源层上的有机绝缘层;
形成在所述有机绝缘层上的栅极。
本发明具有如下有益效果:
本发明中,源极、漏极和像素电极的材料均为低成本的ITO,同时将源极、漏极和像素电极利用异丙醇溶液进行处理以提高功函数,不仅可以降低成本,而且能匹配有机半导体材料的HOMO能级,提高迁移率。
附图说明
图1为本发明一实施例中有机薄膜晶体管的结构示意图。
图中:1、基板,2、数据线,3、源极,4、漏极,5、有源层,6、有机绝缘层,7、栅极。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明,实施例仅是本发明的优选实施方式,不是对本发明的限定。
实施例1
一种有机薄膜晶体管的制备方法,包括如下步骤:
S1.在基板上沉积第一金属层,通过第一道光罩制程在基板上形成数据线;在经过第一道光罩制程的基板上沉积导电层,通过第二道光罩制程形成源极、漏极和像素电极;所述源极、漏极和像素电极的材料均为ITO。
本实施例中,对所述第一金属层的材料不作特别限定,作为举例,可为Au、Ag、 Cu、Al或其任何合金。
本实施例中,所述第一道光罩制程包括利用第一道光罩对所述第一金属层进行图案化处理。
本实施例中,所述第二道光罩制程包括利用第二道光罩对所述导电层进行图案化处理。
本实施例中,所述源极、所述漏极、和所述像素电极在同一光罩制程中形成,在制备过程中,能够有效减少光罩制程,降低成本。
S2. 在上步得到的基板上滴满质量分数为10%-40%的异丙醇溶液,静置1-10分钟,之后用异丙醇冲洗并干燥,再用氧气等离子体处理90s。
S3. 在基板上涂布有机半导体层和有机绝缘层;在有机绝缘层上沉积第二金属层,该层作为栅极,通过第三道光罩制程同时形成有源层、有机绝缘层和栅极,形成顶栅结构的有机薄膜晶体管。
本实施例中,涂布的方式可为但不限于旋涂、刮涂或喷涂打印等方式。
本实施例中,对所述有机半导体层的材料不作特别限定,可以采用现有技术中的常规材料,其可包括在有机溶剂中可溶解的低分子化合物或高分子化合物,作为举例,可以是并五苯基材料、聚噻吩基材料以及聚芳胺基材料中的至少一种。
本实施例中,对所述有机绝缘层的材料不作特别限定,可以采用现有技术中的常规材料,优选地,可由聚丙烯酰、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯醇、 聚对二甲苯、全氟环丁烷、全氟乙烯基醚或苯并环丁烷的衍生物制成。
本实施例中,对所述第二金属层的材料不作特别限定,可以采用现有技术中的常规材料,作为优选,所述第二金属层的材料可以为铝(Al)系金属、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)或铜(Cu)金属。
本实施例中,第三道光罩制程包括利用第三道光罩对所述有机半导体层、有机绝缘层和第二金属层进行图案化处理。
本实施例中,通过依次沉积有机半导体层、有机绝缘层和第二金属层,并通过第三道光罩中一起完成图案化,形成有源层、有机绝缘层、和栅极,能够有效减少光罩次数,减少光罩制程流程,从而降低生产成本。另外,有机半导体层在图案化过程中,因被有机绝缘层和第二金属层覆盖,能够有效避免有机半导体层在图案化过程中接触化学药剂 (如显影液、剥离液、光阻等)而造成损害。
参阅图1,由上述制备方法制备得到的有机薄膜晶体管包括:
基板;
形成在所述基板上的数据线;
连接到所述数据线的源极;
形成在所述基板上,且与所述源极以预定距离间隔开的漏极;
与所述漏极相连接的像素电极;
与所述源极和所述漏极部分交叠的有源层,所述有源层为有机半导体材料;
形成在所述有源层上的有机绝缘层;
形成在所述有机绝缘层上的栅极。
实施例2
一种有机薄膜晶体管的制备方法,包括如下步骤:
S1. 在基板上沉积导电层,通过第一道光罩制程形成源极、漏极和像素电极;所述源极、漏极和像素电极的材料均为ITO。
本实施例中,所述第一道光罩制程包括利用第一道光罩对所述导电层进行图案化处理。
本实施例中,所述源极、所述漏极、和所述像素电极在同一光罩制程中形成,在制备过程中,能够有效减少光罩制程,降低成本。
S2. 在上步得到的基板上滴满质量分数为10%-40%的异丙醇溶液,静置1-10分钟,之后用异丙醇冲洗并干燥,再用氧气等离子体处理90s。
S3. 在过程S2所形成的基板上沉积第一金属层,以第二道光罩制程形成数据线。
本实施例中,对所述第一金属层的材料不作特别限定,作为举例,可为Au、Ag、 Cu、Al或其任何合金。
本实施例中,所述第二道光罩制程包括利用第二道光罩对所述第一金属层进行图案化处理。
S4. 在基板上涂布有机半导体层和有机绝缘层;在有机绝缘层上沉积第二金属层,该层作为栅极,通过第三道光罩制程同时形成有源层、有机绝缘层和栅极,形成顶栅结构的有机薄膜晶体管。
本实施例中,涂布的方式可为但不限于旋涂、刮涂或喷涂打印等方式。
本实施例中,对所述有机半导体层的材料不作特别限定,可以采用现有技术中的常规材料,其可包括在有机溶剂中可溶解的低分子化合物或高分子化合物,作为举例,可以是并五苯基材料、聚噻吩基材料以及聚芳胺基材料中的至少一种。
本实施例中,对所述有机绝缘层的材料不作特别限定,可以采用现有技术中的常规材料,优选地,可由聚丙烯酰、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯醇、 聚对二甲苯、全氟环丁烷、全氟乙烯基醚或苯并环丁烷的衍生物制成。
本实施例中,对所述第二金属层的材料不作特别限定,可以采用现有技术中的常规材料,作为优选,所述第二金属层的材料可以为铝(Al)系金属、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)或铜(Cu)金属。
本实施例中,第三道光罩制程包括利用第三道光罩对所述有机半导体层、有机绝缘层和第二金属层进行图案化处理。
本实施例中,通过依次沉积有机半导体层、有机绝缘层和第二金属层,并通过第三道光罩中一起完成图案化,形成有源层、有机绝缘层、和栅极,能够有效减少光罩次数,减少光罩制程流程,从而降低生产成本。另外,有机半导体层在图案化过程中,因被有机绝缘层和第二金属层覆盖,能够有效避免有机半导体层在图案化过程中接触化学药剂 (如显影液、剥离液、光阻等)而造成损害。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种有机薄膜晶体管的制备方法,包括如下步骤:
S1.在基板上形成源极、漏极和像素电极;所述源极、漏极和像素电极的材料均为ITO;
S2.在上步得到的基板上滴满异丙醇溶液,静置一定时间,之后用异丙醇冲洗并干燥,再用氧气等离子体处理;
S3.在基板上依次形成有源层、有机绝缘层、栅极。
2.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,所述异丙醇溶液的质量分数为10%-40%。
3.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,过程S2中,静置1-10分钟,之后用异丙醇冲洗并干燥,再用氧气等离子体处理90s。
4.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,在过程S1中,在所述基板上还形成数据线。
5.如权利要求4所述的有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,过程S1的具体操作过程为:(1)在基板上沉积一金属层,通过第一道光罩制程在基板上形成数据线;(2) 在步骤(1)的基础上沉积导电层,通过第二道光罩制程形成源极、漏极和像素电极。
6.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,过程S1的具体操作过程为:(1)在基板上沉积导电层,通过第一道光罩制程形成源极、漏极和像素电极。
7.如权利要求6所述的有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,在过程S2和S3之间还包括:在过程S2所形成的基板上沉积金属层,以第二道光罩制程形成数据线。
8.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,过程S3的具体操作过程为:(1)在基板上涂布有机半导体层和有机绝缘层;(2)在有机绝缘层上沉积一金属层,通过第三道光罩制程同时形成有源层、有机绝缘层和栅极,形成顶栅结构的有机薄膜晶体管。
9.一种有机薄膜晶体管,其采用权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到,所述有机薄膜晶体管包括:
基板;
形成在所述基板上的数据线;
连接到所述数据线的源极;
形成在所述基板上,且与所述源极以预定距离间隔开的漏极;
与所述漏极相连接的像素电极;
与所述源极和所述漏极部分交叠的有源层,所述有源层为有机半导体材料;
形成在所述有源层上的有机绝缘层;
形成在所述有机绝缘层上的栅极。
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