專利名稱：一種對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)半導(dǎo)體學(xué)中的微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在制作上電極結(jié)構(gòu)
有機(jī)場效應(yīng)晶體管工藝中對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的不斷深入，電子產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入人們生活工作的每個環(huán)節(jié)；在日常 生活中人們對低成本、柔性、低重量、便攜的電子產(chǎn)品的需求越來越大；傳統(tǒng)的基于無機(jī)半 導(dǎo)體材料的器件和電路很難滿足這些要求，因此可以實現(xiàn)這些特性的基于有機(jī)聚合物半導(dǎo) 體材料的有機(jī)微電子技術(shù)在這一趨勢下得到了人們越來越多的關(guān)注。 提高有機(jī)場效應(yīng)管的性能一直是該領(lǐng)域追求的目標(biāo)。除了材料和工藝對有機(jī)場效 應(yīng)晶體管的性能有很大影響外，器件結(jié)構(gòu)的影響也不容忽視。有機(jī)場效應(yīng)晶體管一般采用 上電極或者下電極結(jié)構(gòu)。相對于下電極結(jié)構(gòu)的有機(jī)場效應(yīng)晶體管來說上電極結(jié)構(gòu)的晶體管 具有較好的性能。但上電極結(jié)構(gòu)的器件中也存在著一些問題，如蒸電極時金屬粒子會滲透 進(jìn)有機(jī)半導(dǎo)體材料，甚至?xí)袡C(jī)半導(dǎo)體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改變材料的性能；再如電極材料 與有機(jī)半導(dǎo)體材料功函數(shù)的不匹配造成的肖特基勢壘等等。 當(dāng)前，為了克服金屬滲透進(jìn)半導(dǎo)體的問題， 一般采用的解決方法主要是在電極下 加一層有機(jī)阻擋層，而對于電極與半導(dǎo)體之間的功函數(shù)差的問題一直沒有好的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
( — )要解決的技術(shù)問題 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，
以緩解金屬粒子對有機(jī)半導(dǎo)體層的滲透和反應(yīng)的問題。
( 二 )技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，該方法 包括 步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜； 步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料； 步驟3、在有機(jī)半導(dǎo)體材料上通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍一層金屬鎳，并讓金屬鎳
在空氣中自然氧化成氧化鎳； 步驟4、繼續(xù)通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍金屬電極，完成器件的制作。 上述方案中，步驟1中所述導(dǎo)電基底是電阻率低的導(dǎo)電材料，用于作為有機(jī)場效
應(yīng)管的柵極。 上述方案中，步驟1中所述在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜，是采用熱 氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉積的方法獲得的。 上述方案中，步驟2中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料是采用真空蒸鍍的方法的得到的。
上述方案中，步驟2中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度是50nm，且有機(jī)半導(dǎo)體材料選
3用的是肽菁銅。 上述方案中，步驟3中所述金屬鎳是通過電子束蒸發(fā)得到的，厚度為7nm。
上述方案中，步驟4中所述金屬電極采用的是金，厚度為50nm。
(三)有益效果 本發(fā)明特點是在上電極的制備過程中，通過采用鎳的插入層，不僅能有效減小金 電極對有機(jī)半導(dǎo)體層的滲透和反應(yīng)，同時，自然氧化的氧化鎳層作為一種高功函數(shù)的過渡 層，減小了金電極與有機(jī)半導(dǎo)體層之間肖特基勢壘，從而改善了電極與有源層的接觸。


為了更進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖及實施例子，對本發(fā)明做詳細(xì)描 述， 圖1是本發(fā)明提供的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法流程圖； 圖2-1至圖2-5是本發(fā)明對上電極進(jìn)行費米能級修飾的工藝流程圖； 圖3-1至圖3-5是依照本發(fā)明實施例對上電極進(jìn)行費米能級修飾的工藝流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。 本發(fā)明提供的這種對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，是在蒸金屬電極，特別是 金電極之前，先蒸一薄層金屬鎳，然后取出暴露在空氣中讓鎳自然氧化，形成費米能級比較 高的氧化鎳的薄層，最后再繼續(xù)蒸上一層金屬層構(gòu)成上電極。 如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法流程圖，該方 法包括 步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；導(dǎo)電基底是電阻率低的導(dǎo)電 材料，用于作為有機(jī)場效應(yīng)管的柵極；在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜，是采用熱 氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉積的方法獲得的。 步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料；有機(jī)半導(dǎo)體材料 是采用真空蒸鍍的方法的得到的，有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度是50nm，且有機(jī)半導(dǎo)體材料選用 的是肽菁銅。 步驟3、在有機(jī)半導(dǎo)體材料上通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍一層金屬鎳，并讓金屬鎳 在空氣中自然氧化成氧化鎳；金屬鎳是通過電子束蒸發(fā)得到的，厚度為7nm。
步驟4、繼續(xù)通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍金屬電極，完成器件的制作；金屬電極采 用的是金，厚度為50nm。 圖2-1至圖2-5示出了本發(fā)明對上電極進(jìn)行費米能級修飾的工藝流程圖。 如圖2-1所示，在導(dǎo)電襯底表面采用熱氧化生長的技術(shù)或化學(xué)氣相沉積的方法制
備介電質(zhì)層薄膜。 如圖2-2所示，使用真空蒸鍍的方法在柵介質(zhì)上蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料。
如圖2-3所示，使用漏版用電子束蒸發(fā)或者PECVD在再生長一層7nm厚的鎳薄層。
如圖2-4所示，讓鎳的薄層在空氣中自然氧化形成氧化鎳。
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如圖2-5所示，接著使用漏版用電子束蒸發(fā)或者PECVD在再生長一層50nm厚的金 屬電極。 圖3-1至圖3-5示出了依照本發(fā)明實施例對上電極進(jìn)行費米能級修飾的工藝流程 圖。 如圖3-1所示，在導(dǎo)電襯底表面采用熱氧化生長的技術(shù)生長300nm厚的氧化硅薄 膜。 如圖3-2所示，使用真空蒸鍍的方法在柵介質(zhì)上蒸鍍一層50nm后的有機(jī)半導(dǎo)體材 料肽菁銅。 如圖3-3所示，使用漏版用電子束蒸發(fā)一層7nm厚的鎳薄膜。
如圖3-4所示，鎳在空氣中氧化形成氧化鎳薄膜。 如圖3-5所示，接著使用漏版用電子束蒸發(fā)再生長一層50nm厚的金電極。 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳
細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡
在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保
護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，其特征在于，該方法包括步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料；步驟3、在有機(jī)半導(dǎo)體材料上通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍一層金屬鎳，并讓金屬鎳在空氣中自然氧化成氧化鎳；步驟4、繼續(xù)通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍金屬電極，完成器件的制作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，其特征在于，步驟l中所 述導(dǎo)電基底是電阻率低的導(dǎo)電材料，用于作為有機(jī)場效應(yīng)管的柵極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，其特征在于，步驟1中所 述在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜，是采用熱氧化生長的方法或化學(xué)氣相沉積的 方法獲得的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，其特征在于，步驟2中所 述有機(jī)半導(dǎo)體材料是采用真空蒸鍍的方法的得到的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，其特征在于，步驟2中所 述有機(jī)半導(dǎo)體材料的厚度是50nm，且有機(jī)半導(dǎo)體材料選用的是肽菁銅。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，其特征在于，步驟3中所 述金屬鎳是通過電子束蒸發(fā)得到的，厚度為7nm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，其特征在于，步驟4中所 述金屬電極采用的是金，厚度為50nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對上電極進(jìn)行費米能級修飾的方法，該方法包括步驟1、在導(dǎo)電硅基底上熱氧化生長絕緣介質(zhì)薄膜；步驟2、在絕緣介質(zhì)薄膜表面上真空蒸鍍一層有機(jī)半導(dǎo)體材料；步驟3、在有機(jī)半導(dǎo)體材料上通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍一層金屬鎳，并讓金屬鎳在空氣中自然氧化成氧化鎳；步驟4、繼續(xù)通過漏版用電子束蒸發(fā)蒸鍍金屬電極，完成器件的制作。利用本發(fā)明，不僅能有效減小金電極對有機(jī)半導(dǎo)體層的滲透和反應(yīng)，同時，自然氧化的氧化鎳層作為一種高功函數(shù)的過渡層，減小了金電極與有機(jī)半導(dǎo)體層之間肖特基勢壘，從而改善了電極與有源層的接觸。
文檔編號H01L21/28GK101783394SQ200910077528
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者劉興華, 劉明, 劉舸, 商立偉, 柳江, 王宏 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所