[发明专利]微图案形成方法和使用其的微通道晶体管和微通道发光晶体管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用有机线或有机-无机混合线形成微图案的方法，更具体地，涉及一种使用有机线或有机-无机复合线作为图案化掩模来形成微图案的方法以及使用其来形成电子器件的方法。

背景技术

目前，由于能够在衬底上形成纳米级图案的方法多数基于真空技术，故这些方法复杂且昂贵。例如，电子束光刻可在真空中形成微图案。然而，由于可形成图案的区域相对局部化，因此为了大面积形成微图案可能需要相对大量的时间和成本。此外，关于在半导体工艺中使用的光刻法，图案的大小受光源的波长影响。因此，必须包括一件使用深紫外线（UV）光源的昂贵设备，如248nm KrF准分子激光器或193nm ArF准分子激光器以实现纳米级图案。尽管如此，分辨率可被限于约0.1μm。因此，可能需要新的技术方法以用于减少图案大小和成本。

Northwestern University的Mirkin和其同事使用金属纳米线制备具有纳米间隔的电极（参见L.Qin,S.Park,L.Huang,C.A.Mirkin,Science,309,113-115(2005)）。金-银-金（或金-镍-金）形式的纳米线被制备且任意分散在衬底上，然后使金/钛或二氧化硅（SiO2）沉积在其上。通过超声处理使金-银-金（或金-镍-金）纳米线与衬底分离，然后仅从金-银-金（或金-镍-金）纳米线选择性地蚀刻银（或镍）以在金层之间存在银（或镍）的位置处形成纳米间隔。由于可在通过上述方法制得的纳米线电极中形成最小尺寸为5nm的纳米间隔，故可制造具有高分辨率的纳米级装置。

然而，上述方法可具有下列缺点：（1）由于在上述方法中纳米线被随意分散，故纳米间隔的位置和方向不能被精确地控制。由于纳米间隔的位置和方向必须被控制以规则地布置纳米级器件，故上述方法不能用于集成纳米级器件。（2）为了使用通过上述方法制备的金属纳米线来制造器件，探测电极必须被精确地沉积在金属纳米线的两端上。由于出于该目的必须使用高成本的电子束光刻技术，故上述方法可能不适于大面积生产或大量生产。（3）上述方法具有差的再现性，因此难以用于实际器件。

诺基亚研究中心（Nokia Research Center）的Coli和剑桥大学的Ferrari及其同事将无机纳米线分散在硅衬底上且使用它们作为蚀刻掩模（参见A.Colli,A.Fasoli,S.Pisana,Y.Fu,P.Beecher,W.I.Miline,A.C.Ferrari,Nano Letters,8,1358-1362.(2008)）。然而，由于在该方法中纳米线也是随意分散在衬底上，故该方法可具有上文描述的三个缺点。

因此，需要开发一种形成微图案的方法，该方法克服了上文描述的在对齐、再现性、和大面积生产或大量生产方面的缺点。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种形成微图案的方法，该方法能够精确地控制图案的位置和方向且形成大面积的图案，以及一种使用该方法形成电子器件的方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种形成微图案的方法，该方法包括：在衬底上形成具有圆形截面或椭圆形截面的有机线掩模图案或有机-无机混合线掩模图案；在形成有有机线掩模图案或有机-无机混合线掩模图案的衬底的整个表面上形成材料层；以及，从衬底上除去有机线掩模图案或有机-无机混合线掩模图案，以只保留衬底的未形成有机线掩模图案或有机-无机混合线掩模图案的一部分上的材料层。

具有圆形截面或椭圆形截面的有机线掩模图案或有机-无机混合线掩模图案可通过电场辅助机器人喷嘴印刷、直接尖端拉丝（direct tip drawing）、弯月面导向直接写入（Meniscus-guided Direct Writing）、熔融纺丝、湿法纺丝、干法纺丝、凝胶纺丝、或静电纺丝而制造。

在电场辅助机器人喷嘴印刷中使用的电场辅助机器人喷嘴印刷机可包括：溶液储存装置，该溶液储存装置供给待排出的溶液；喷嘴，该喷嘴排出由溶液储存装置供给的溶液；电压施加装置，该电压施加装置向喷嘴施加高电压；平整的且可移动的收集器，从喷嘴排出而形成的有机线或有机-无机混合线在该收集器上对齐；机器人平台，该机器人平台安装在收集器的下方以使收集器沿着x-y方向（水平方向）移动；微距控制器，该微距控制器控制喷嘴和收集器之间的在z方向（垂直方向）上的距离；以及底板，该底板设置在所述机器人平台的下方以保持收集器的平整度并抑制机器人平台运行期间产生的振动。