[发明专利]一种有机薄膜晶体管及其制备方法和制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种有机薄膜晶体管及其制备方法和一种制备装置。

背景技术

有机薄膜晶体管（Organic Thin Film Transistor，简称OTFT）是一种用有机材料代替传统硅半导体材料的半导体器件。有机材料相对于硅基材料加工困难、成本很高，但是有机材料可以制备成溶液，在温和的条件下制备半导体器件，因而受到更多的关注，已经成为下一代显示技术中的核心环节。目前三星、索尼等多家显示巨头企业已着手研发基于有机薄膜晶体管的集成电路。有机薄膜晶体管也因其柔性特点，成为可折叠显示器和全景显示屏幕中不可缺少的技术成分。

由于有机半导体薄膜通常都具有较大的体电导，如果集成电路中薄膜晶体管器件的有机半导体薄膜互相连接，一方面容易在相邻器件之间产生串扰，另一方面也会使器件的漏电流大大增加，导致开关电流比降低。这些问题的存在严重阻碍了OTFT器件在大面积阵列及集成电路中的应用。

去润湿图案化方法是指通过改变基片的表面能，从而让半导体材料的有机溶液在基片的表面上有选择性的停留，实现半导体薄膜图案化。这种方法可以均匀地改变基片的表面能，如基片整体表面接触角跳跃小于5°，制备精度较高的微图案，并且实现了制备速度快，制备环境温和的特点而受到学术界的重点研究，成为了研究半导体材料图案化的焦点。

目前主要采用滴膜静置法和旋涂法将半导体材料的有机溶液涂覆至基片表面。滴膜静置法制作的器件在结构上存在致命的缺陷，因为半导体材料制备成溶液后，流动的溶液无法停留在表面能低的区域，只能停留在表面能很高的区域。但表面能很高的基片区域存在很多的羟基亲水基团，这些基团可以与载流子反应，形成载流子陷阱，阻碍了载流子的迁移，使得器件的性能大大的降低，并存在很大的迟滞效应。

针对这一缺陷，申请人曾提出利用半导体材料与高分子聚合物绝缘层的相分离，在半导体层与栅绝缘层之间增加了高分子聚合物界面修饰层，从而避开了栅绝缘层上羟基基团的载流子陷阱，得到了很好的器件性能，并且大大降低了迟滞效应。但是此种方法在实施过程中，在旋涂制备薄膜时，基片中心的线速度和基片边缘与角落的线速度差异很大。由于基片中心的线速度较小，这一区域的薄膜在结晶的过程中处于较稳定的自转状态，薄膜的形成和半导体材料与高分子聚合物的相分离行为较好，器件的性能较优。而在基片边缘和角落区域的薄膜在结晶的过程中处于线速度很大的公转状态，这样的状态对半导体材料的铺展不利，旋转会使半导体材料的结晶方向杂乱无章，甚至会形成高低不平的不完整薄膜，器件性能也大大下降，有的器件甚至没有性能，即坏点率很高。这样就使得基片中心和边缘的器件性能存在极大的落差，器件收率低。而且基片尺寸越大，这种落差就越明显。再一点，旋涂法会将大部分的溶液甩掉，造成原材料浪费。此外，旋涂方法也很难适用于柔性基片。综合以上几点因素，这种制备方法很难实现产业化应用。

现有技术的缺陷在于，采用旋涂工艺，基片中心的线速度和基片边缘的线速度不同导致中心和边缘的落差很大，均一度较差，使半导体材料的结晶方向杂乱无章，导致器件收率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机薄膜晶体管及其制备方法和一种制备装置，用以减少基片表面不同位置的落差，提高器件的良性。

本发明有机薄膜晶体管的制备方法，包括：

在基片上形成栅电极、栅绝缘层、有机半导体层和源漏电极；

其中，形成所述有机半导体层的步骤包括：

将溶解有用于形成所述有机半导体层的有机半导体材料的溶液进行刮涂形成所述有机半导体层。

优选的，在所述将溶解有用于形成所述有机半导体层的有机半导体材料的溶液进行刮涂形成所述有机半导体层的刮涂过程中，刮板与基片的所有接触点的线速度相同。

优选的，所述线速度是选自0.5mm/s~5cm/s中的任一速度。

较佳的，所述线速度为5mm/s。

优选的，在所述形成有机半导体层之前还包括：在基片上形成亲水区域和疏水区域。

优选的，所述在基片上形成栅电极、栅绝缘层、有机半导体层和源漏电极具体包括：

在基片表面形成栅电极；

在形成有栅电极的基片表面覆盖栅绝缘层；

在栅绝缘层表面形成有机半导体层；

在有机半导体层表面形成源漏电极。

优选的，所述在基片上形成栅电极、栅绝缘层、有机半导体层和源漏电极具体包括：

在基片表面形成源漏电极；

在形成有源漏电极的基片表面覆盖有机半导体层；