CN1885521A - 一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其工艺步骤如下：1.在基片表面上淀积氮化硅薄膜；2.在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到电极图形；3.利用抗蚀剂掩蔽刻蚀氮化硅薄膜；4.蒸发、剥离金属得到交叉线下电极；5.生长牺牲层材料；6.化学机械抛光牺牲层材料至氮化硅薄膜表面；7.旋涂抗蚀剂，光刻得到上电极图形；8.蒸发、剥离金属得到上电极；9.牺牲层释放；10.液相法生长有机分子材料；11.刻蚀，完成交叉线有机分子器件的制备。

Description

一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法
技术领域
本发明属于微电子学与分子电子学中的微细加工技术领域，特别涉及一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法。
背景技术
随着大规模集成电路的特征尺寸进入到纳米级，传统的硅基集成电路技术面临挑战，新材料及新结构的研究成为热点，纳电子学分支之一的分子电子器件正在蓬勃发展。FET和交叉线是目前主要的分子电子器件的结构，而交叉线结构有利于集成受到广泛关注。目前的交叉线结构的制作流程一般为首先制备下电极，然后生长有机材料，最后完成上电极的制备，其中在上电极的制备过程中会引入污染以及对该有机材料造成损伤，其加工难度较大，并且不利于器件性能的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，它首先制作上下电极结构，然后生长有机材料，从而获得交叉线阵列结构的有机分子器件。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其结构的形成是由两次光刻、一次等离子体刻蚀、一次化学机械抛光获得的交叉线阵列结构，再在此基础上生长有机材料，然后用氧等离子体清洗，获得交叉线有机分子器件；其步骤如下：
步骤1、在基片表面上淀积氮化硅薄膜；
步骤2、在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到电极图形；
步骤3、利用抗蚀剂掩蔽刻蚀氮化硅薄膜；
步骤4、蒸发、剥离金属得到交叉线下电极；
步骤5、制备牺牲层材料；
步骤6、使基片平坦化，加工牺牲层材料至氮化硅薄膜表面；
步骤7、旋涂抗蚀剂，光刻得到上电极图形；
步骤8、蒸发、剥离金属得到上电极；
步骤9、牺牲层释放；
步骤10、液相法生长有机分子材料；
步骤11、刻蚀有机材料，完成交叉线有机分子器件的制备。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述的在基片表面上淀积的氮化硅薄膜是采用低压化学气相淀积的方法获得。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述下电极图形是通过在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂并光刻、显影获得的。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述刻蚀氮化硅薄膜是采用氟基气体，其目的是形成下电极所用的槽。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述的金属采用蒸发或溅射方法得到，剥离采用丙酮、乙醇、去离子水的液体超声方法，其目的是获得下电极。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述制备牺牲层材料采用旋涂或生长的方法获得。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述基片平坦化方法是采用化学机械抛光或机械研磨牺牲层材料。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述释放牺牲层材料是采用湿法去除。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其中所述刻蚀有机材料，是采用氧等离子刻蚀，其目的是去除多余的有机材料，以免造成粘连。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，所述光刻，包括光学光刻与电子束光刻。
所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其在旋涂抗蚀剂后，用热板或烘箱进行前烘。
本发明制备方法的特点是首先制备得到上下电极，然后再生长有机材料，避免光刻、显影、剥离等工艺对有机材料造成的损伤，解决了该有机材料与微电子工艺的兼容性问题。
附图说明
图1-1至图1-10是本发明制备方法的流程图；
图2-1至图2-13是本发明制备方法实施例的流程图。
具体实施方式
本发明一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法所制备的交叉线结构是由两次光刻、一次等离子体刻蚀以及一次化学机械抛光获得，再在此基础上生长有机材料，然后用氧等离子体清洗，获得交叉线阵列有机分子器件。
本发明的步骤如下：1、在基片表面上淀积氮化硅薄膜；2、在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到电极图形；3、利用抗蚀剂掩蔽刻蚀氮化硅薄膜；4、蒸发、剥离金属得到交叉线下电极；5、生长牺牲层材料；6、化学机械抛光牺牲层材料至氮化硅薄膜表面；7、旋涂抗蚀剂，光刻得到上电极图形；8、蒸发、剥离金属得到上电极；9、牺牲层释放；10、液相法生长有机分子材料；11、刻蚀，完成交叉线有机分子器件的制备。
归纳起来，本发明的方法如图1所示：
1、如图1-1所示，在基片101表面上淀积氮化硅薄膜102，氮化硅薄膜102是采用低压化学气相淀积的方法获得。
2、如图1-2所示，在氮化硅薄膜102表面上旋涂抗蚀剂，光刻显影获得抗蚀剂上电极图形103，方法包括光学光刻与电子束光刻。
3、如图1-3所示，以抗蚀剂上电极图形103做掩蔽，采用氟基气体刻蚀氮化硅薄膜，获得氮化硅槽的下电极图形104。
4、如图1-4所示，蒸发或溅射金属，丙酮、乙醇、去离子水超声剥离得到下电极105。
5、如图1-5所示，采用旋涂或生长的方法淀积牺牲层材料106。
6、如图1-6所示，化学机械抛光牺牲层材料至氮化硅薄膜表面，仅在氮化硅槽中留有残余的牺牲层材料107。
7、如图1-7所示，旋涂抗蚀剂、光刻、显影、蒸发金属、剥离得到上电极108。
8、如图1-8所示，采用湿法释放牺牲层材料107。
9、如图1-9所示，液相法生长有机材料109。
10、如图1-10(俯视图)所示，刻蚀，完成交叉线阵列有机分子器件的制作。
实施例流程如图2所示：
1、如图2-1所示，在基片201表面上淀积氮化硅薄膜202，氮化硅薄膜202采用低压化学气相淀积的方法获得。
2、如图2-2所示，氮化硅薄膜202表面上旋涂BP218抗蚀剂203，并用热板或烘箱进行前烘。
3、如图2-3所示，光刻、显影后获得抗蚀剂下电极图形204。
4、如图2-4所示，以抗蚀剂上电极图形204做掩蔽，采用氟基气体刻蚀氮化硅薄膜202，获得氮化硅下电极图形205。
5、如图2-5所示，电子束蒸发金属206，下电极207金属为铬/金/银。
6、如图2-6所示，采用丙酮、乙醇、去离子水超声剥离得到下电极207。
7、如图2-7所示，等离子增强化学气相淀积牺牲层材料208。
8、如图2-8所示，化学机械抛光牺牲层材料至氮化硅薄膜表面，在下电极207上留下残余牺牲层材料209。
9、如图2-9所示，旋涂AZ5214抗蚀剂210，用热板或烘箱进行前烘。
10、如图2-10所示，光刻、显影、蒸发上电极金属，并用丙酮、乙醇、去离子水进行剥离得到上电极211，上电极211金属为银/金。
11、如图2-11所示，采用湿法释放牺牲层材料209。
12、如图2-12所示，液相法生长有机材料212，将上下电极在交叉点间的空隙填充，材料分子式为AgTCNQ。
13、如图2-13所示(俯视图)，氧等离子刻蚀，去除多余的有机材料，完成交叉线阵列有机分子器件的制作。

Claims (11)

1、一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其结构的形成是由两次光刻、一次等离子体刻蚀、一次化学机械抛光获得的交叉线阵列结构，再在此基础上生长有机材料，然后用氧等离子体清洗，获得交叉线有机分子器件；其特征在于，步骤如下：
步骤1、在基片表面上淀积氮化硅薄膜；
步骤2、在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到电极图形；
步骤3、利用抗蚀剂掩蔽刻蚀氮化硅薄膜；
步骤4、蒸发、剥离金属得到交叉线下电极；
步骤5、制备牺牲层材料；
步骤6、使基片平坦化，加工牺牲层材料至氮化硅薄膜表面；
步骤7、旋涂抗蚀剂，光刻得到上电极图形；
步骤8、蒸发、剥离金属得到上电极；
步骤9、牺牲层释放；
步骤10、液相法生长有机分子材料；
步骤11、刻蚀有机材料，完成交叉线有机分子器件的制备。
2、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述的在基片表面上淀积的氮化硅薄膜是采用低压化学气相淀积的方法获得。
3、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述下电极图形是通过在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂并光刻、显影获得的。
4、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述刻蚀氮化硅薄膜是采用氟基气体，其目的是形成下电极所用的槽。
5、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述的金属采用蒸发或溅射方法得到，剥离采用丙酮、乙醇、去离子水的液体超声方法，其目的是获得下电极。
6、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述制备牺牲层材料采用旋涂或生长的方法获得。
7、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述基片平坦化方法是采用化学机械抛光或机械研磨牺牲层材料。
8、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述释放牺牲层材料是采用湿法去除。
9、根据权利要求1所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，其中所述刻蚀有机材料，是采用氧等离子刻蚀，其目的是去除多余的有机材料，以免造成粘连。
10、根据权利要求1或3所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，所述光刻，包括光学光刻与电子束光刻。
11、根据权利要求1或3所述的一种制备交叉线阵列结构有机分子器件方法，其特征在于，在旋涂抗蚀剂后，用热板或烘箱进行前烘。
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