[发明专利]有机互补型非门器件的制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体器件领域，尤其涉及一种有机互补型非门器件的制备方法。

背景技术

逻辑门是组成集成电路的基本单元，常见的逻辑门电路类型包括晶体管-晶体管逻辑(Transistor-Transistor-Logic，TTL)电路、P沟道金属氧化物半导体晶体管(PMOS)电路、N沟道金属氧化物半导体晶体管(NMOS)电路、互补金属氧化物半导体晶体管(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)电路等类型，其中CMOS由于其功耗低等特点，在大规模和超大规模集成电路中有着难以替代的优势。目前应用的逻辑门电路一般通过硅基材料经光刻等工艺制备，具有较好的性能和稳定性，但是其制备工艺复杂，价格昂贵，对环境污染较大。

在当前实现的一些柔性逻辑门电路的制备方法中，已部分采用了打印技术，但电介质层仍然采用气象化学沉积法制备，使用设备比较昂贵、环境要求苛刻、制备时间较长，限制了该技术的进一步发展。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种有机互补型非门器件的制备方法，用以解决现有技术中逻辑门电路制备过程高能耗、高污染、价格昂贵的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种有机互补型非门器件的制备方法，包括：形成一个柔性基底；在所述柔性基底上打印形成第一导电层，作为所述有机互补型非门器件内部的N沟道OFET和P沟道OFET的共用栅极；在所述第一导电层上打印形成电介质层；在所述电介质层上打印形成第二导电层，作为所述N沟道OFET的源极、P沟道OFET的源极以及N沟道OFET和P沟道OFET的共用漏极，所述源极和共用漏极之间存在未覆盖所述电介质层的沟道；相应的在所述沟道位置打印或者滴膜形成有机半导体层。

优选的，所述柔性基底的材料是PEN薄膜。

在一个实施例中，在所述第一导电层上打印形成电介质层包括：在所述第一导电层上喷墨打印一层含表面活性剂PVP和交联剂PMF的墨水，经过加热处理形成所述电介质层。优选的，所述加热处理是在150℃的条件下持续30分钟，形成的电介质层厚度为2微米。

在一个实施例中，相应的在所述沟道位置形成有机半导体层包括：在所述N沟道OFET的沟道位置滴入第一活性层墨水，所述第一活性层墨水包括有机小分子材料和对应的有机溶剂；在所述P沟道OFET的沟道位置滴入第二活性层墨水，所述第二活性层墨水包括有机聚合物材料和对应的有机溶剂；经过室温干燥后，进行加热处理并退火。

优选的，所述第一活性层墨水的有机小分子材料为NDI-DTYM2，浓度为2mg/mL；聚苯乙烯PS，浓度为4mg/mL，分子量为560K；有机溶剂为三甲苯；所述第二活性层墨水的有机聚合物材料为DPPT-TT，浓度为2mg/mL；有机溶剂为二氯苯；所述加热处理是在120℃条件下加热30分钟。

在一个实施例中，在所述柔性基底上形成第一导电层包括：在所述柔性基底上喷墨打印一层银墨水，在150℃条件下加热10分钟，形成50nm厚的银电极；在所述电介质层上形成第二导电层包括：在电介质层上喷墨打印一层银墨水，在150℃条件下加热一小时，形成三个50nm厚的银电极。

在所述电介质层上形成的银电极之间的距离为50微米。

在一个实施例中，在所述沟道位置形成有机半导体层之前，所述方法还包括：对所述第二导电层形成的电极进行溶液修饰。

优选的，对所述第二导电层形成的电极进行溶液修饰包括：利用含有五氟苯硫酚(PFBT)的乙醇溶液对P沟道OFET的源极和漏极滴液修饰10分钟，所述PFBT的浓度为10mmol/L；利用含有十八烷基三氯硅烷(OTS)的乙醇溶液对N沟道OFET的源极和漏极滴液修饰10分钟，所述OTS的浓度为10mmol/L；室温条件下干燥。

本申请实施例的有益效果包括：本申请实施例提供的有机互补型非门器件的制备方法，以有机塑料作为柔性基底，导电层和电介质层全部采用打印方法制备，有机半导体层采用打印或者滴膜方法制备，使有机互补型非门器件制备过程更简易，即使少量制造其成本也很低廉；有机半导体层采用有机小分子材料或有机聚合物材料，解决了硅基器件制备过程中高能耗、高污染的问题；制备过程对环境的容忍性强，无需手套箱、无尘间等特殊装置，在室温环境和空气中即可制备；通过该方法制备的有机互补型非门器件相对于硅基器件，其在物联网、柔性显示、智能穿戴、生物医疗等领域有更好的应用前景。

附图说明