本發(fā)明涉及機(jī)光電材料領(lǐng)域,特別是一種通過表面注入互穿網(wǎng)狀聚合物對(duì)有機(jī)薄膜晶體管絕緣層優(yōu)化的方法。
背景技術(shù):
絕緣層作為有機(jī)薄膜晶體管重要組成部分,其作用主要起到隔離柵極與有源層或源漏電極的作用,絕緣層不僅要有較低的漏電流和較高的電容,而且能夠與有源層形成良好的接觸面,不能對(duì)有源層薄膜的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。在有機(jī)薄膜晶體管中無機(jī)材料和有機(jī)材料均可以用來制備絕緣層。其中最常用的是SiO2,它具有較好的絕緣特性,但是不能與有機(jī)薄膜接觸形成較好的接觸界面,在其上制備有源層時(shí)需要進(jìn)行修飾,此外制備SiO2一般采用熱生長(zhǎng)法,制備成本較高 。
采用有機(jī)材料制備絕緣層有眾多優(yōu)點(diǎn),制備不需要高真空高溫等苛刻的工藝條件,制作成本也較低,并且有機(jī)絕緣膜能夠較好地匹配有機(jī)材料制備的有源層,有助于形成良好的絕緣膜與有源層的接觸界面。盡管有機(jī)絕緣材料擁有眾多優(yōu)點(diǎn),但有機(jī)絕緣材料存在易老化和不致密等缺點(diǎn)而影響器件的性能。運(yùn)用新材料和探尋新的工藝方法來改善有機(jī)絕緣層材料性能,對(duì)提高有機(jī)薄膜晶體管的性能具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種通過雙交聯(lián)反應(yīng)對(duì)有機(jī)薄膜晶體管絕緣層優(yōu)化的方法,以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種通過雙交聯(lián)反應(yīng)對(duì)有機(jī)薄膜晶體管絕緣層優(yōu)化的方法,提供一有機(jī)薄膜晶體管,該有機(jī)薄膜晶體管包括自下而上依次設(shè)置的基底、絕緣層、有源層以及源漏電極;所述絕緣層通過采用溶液法,并利用旋涂工藝或刮涂工藝在所述基底中的柵極上形成絕緣層膜后,將液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液滲入該絕緣層中,并經(jīng)過UV光處理,使所述小分子單體溶液中的小分子單體聚合固化嵌入絕緣層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,進(jìn)行對(duì)所述絕緣層表面改性。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,所述溶液法中采用的溶液為聚乙烯苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或全氟樹脂;所述液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液采用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,所述絕緣層膜的膜厚為500nm至2000nm,且經(jīng)過熱交聯(lián)或光交聯(lián)反應(yīng)后生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,所述基底包括襯底與柵極;所述基底采用已制備好柵極的的柔性材料或硬質(zhì)材料;所述柔性材料包括含ITO膜的PET以及PI;所述硬質(zhì)材料包括高摻雜硅片以及ITO玻璃;
所述有源層通過采用旋涂工藝、刮圖工藝或噴墨打印工藝進(jìn)行制備;
所述源漏電極采用的材料為Au、Ag或Al。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,該方法適用于制備底柵頂接觸結(jié)構(gòu)或底柵底接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,通過該方法制備底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管的制備步驟如下:
步驟S11:準(zhǔn)備好已洗干凈的基底,該基底采用硬質(zhì)材料,包括高摻雜硅片或ITO玻璃;或已制備好柵極的柔性材料,包括含ITO膜的PET與PI;
步驟S12:采用旋涂工藝或刮涂工藝在所述步驟S11中的基底上制備一層500nm至2000nm的絕緣層薄膜,并經(jīng)過熱交聯(lián)或光交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物;
步驟S13:使用膠頭滴管將液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液滴在所述絕緣層模上,并鋪滿整個(gè)絕緣層表面,然后靜置;
步驟S14:使用高速轉(zhuǎn)速的旋涂機(jī),將絕緣層膜表面多余的液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液通過離心力清除掉;
步驟S15:將滲入液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液的絕緣層的樣品放在紫外燈下照射,使其發(fā)生光交聯(lián)反應(yīng),使其聚合固化;
步驟S16:采用旋涂工藝、刮圖工藝或噴墨打印工藝制備30nm至50nm的有源層;
步驟S17:采用熱蒸發(fā)的方式并利用掩膜版真鍍出源漏電極。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,通過該方法制備底柵底接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管的制備步驟如下:
步驟S21:準(zhǔn)備好已洗干凈的基底,該基底采用硬質(zhì)材料,包括高摻雜硅片或ITO玻璃;或已制備好柵極的柔性材料,包括含ITO膜的PET與PI;
步驟S22:采用旋涂工藝或刮涂工藝在所述步驟S11中的基底上制備一層500nm至2000nm的絕緣層薄膜,并經(jīng)過熱交聯(lián)或光交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物;
步驟S23:使用膠頭滴管將液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液滴在所述絕緣層模上,并鋪滿整個(gè)絕緣層表面,然后靜置;
步驟S24:使用高速轉(zhuǎn)速的旋涂機(jī),將絕緣層膜表面多余的液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液通過離心力清除掉;
步驟S25:將滲入液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液的絕緣層的樣品放在紫外燈下照射,使其發(fā)生光交聯(lián)反應(yīng),使其聚合固化;
步驟S26:采用熱蒸發(fā)的方式并利用掩膜版真鍍出源漏電極;
步驟S27:采用旋涂工藝、刮圖工藝或噴墨打印工藝制備30nm至50nm的有源層。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,將1-3%質(zhì)量的巴斯夫光引發(fā)劑和3%質(zhì)量的EGDMA交聯(lián)劑完全溶解在液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液中,其中,EGDMA既能作為交聯(lián)劑,也能為作液態(tài)小分子單體。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,所述液態(tài)小分子單體溶液在絕緣層表面靜置1s至5s,得到不同滲透厚度的有機(jī)小分子單體層。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,所述旋涂機(jī)采用3000 rpm至5000 rpm的轉(zhuǎn)速將絕緣層表面多余的有機(jī)小分子單體溶液清除掉,以保持絕緣表面較低的表面粗糙度。
在本發(fā)明一實(shí)施例中,使用長(zhǎng)波段的紫外光,且將紫外燈在距離所述絕緣層表面2cm至10cm的范圍內(nèi)照射10min,將液態(tài)有機(jī)小分子單體完全聚合固化嵌入于所述絕緣層中。
相較于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:通過本發(fā)明所提供的方法制作的有機(jī)薄膜晶體管,通過對(duì)絕緣層表面改性,增加絕緣層薄膜加致密以及改善絕緣層表面化學(xué)性能和薄膜形貌,從而提高該薄膜晶體管的遷移率和減小薄膜晶體管的漏電流。本發(fā)明中所采用的光交聯(lián)反應(yīng)方式,操作簡(jiǎn)單,成本低,有利于推廣運(yùn)用,具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,且得到的有機(jī)薄膜晶體管具有較好的光電性能。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種通過雙交聯(lián)反應(yīng)對(duì)有機(jī)薄膜晶體管絕緣層優(yōu)化的方法中所采用的有機(jī)薄膜晶體管的三維結(jié)構(gòu)示意圖,其中:100為源漏電極,110為有機(jī)半導(dǎo)體層,120為經(jīng)過表面改性的絕緣層,130為P-型高參雜硅。
圖2(a)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例1進(jìn)行表面改性前后的接觸角測(cè)試圖。
圖2(b)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例2進(jìn)行表面改性前后的接觸角測(cè)試圖。
圖2(c)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例3進(jìn)行表面改性前后的接觸角測(cè)試圖。
圖2(d)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例4進(jìn)行表面改性前后的接觸角測(cè)試圖。
圖3(a)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例1進(jìn)行表面改性前后的原子力顯微鏡圖。
圖3(b)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例2進(jìn)行表面改性前后的原子力顯微鏡圖。
圖3(c)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例3進(jìn)行表面改性前后的原子力顯微鏡圖。
圖3(d)是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例4進(jìn)行表面改性前后的原子力顯微鏡圖。
圖4是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例1、2、3、4進(jìn)行表面改性前后器件的漏電流變化大小。
圖5是本發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法中實(shí)例1、2、3、4進(jìn)行表面改性前后器件的轉(zhuǎn)移特性曲線變化情況。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
本發(fā)明提供一種通過表面注入互穿網(wǎng)狀聚合物對(duì)有機(jī)薄膜晶體管絕緣層優(yōu)化的方法,提供一有機(jī)薄膜晶體管,該有機(jī)薄膜晶體管包括自下而上依次設(shè)置的基底、絕緣層、有源層以及源漏電極;所述絕緣層通過采用溶液法,并利用旋涂工藝或刮涂工藝在所述基底中的柵極上形成絕緣層膜后,將液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液滲入該絕緣層中,并經(jīng)過UV光處理,使所述小分子單體溶液中的小分子單體聚合固化嵌入絕緣層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,進(jìn)行對(duì)所述絕緣層表面改性。其中,如圖1所示,100為源漏電極,110為有機(jī)半導(dǎo)體層,120為經(jīng)過表面改性的絕緣層,130為P-型高參雜硅。
進(jìn)一步的,在本實(shí)施例中,所述溶液法中采用的溶液為聚乙烯苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)或全氟樹脂(CYTOP);所述液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液采用甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯(2-HEMA)或二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)。
進(jìn)一步的,在本實(shí)施例中,所述絕緣層膜的膜厚為500nm至2000nm,且經(jīng)過熱交聯(lián)或光交聯(lián)反應(yīng)后生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。
進(jìn)一步的,在本實(shí)施例中,所述基底包括襯底與柵極;所述基底采用已制備好柵極的的柔性材料或硬質(zhì)材料;所述柔性材料包括含ITO膜的PET以及PI;所述硬質(zhì)材料包括高摻雜硅片以及ITO玻璃;
所述有源層通過采用旋涂工藝、刮圖工藝或噴墨打印工藝進(jìn)行制備;
所述源漏電極采用的材料為Au、Ag或Al。
進(jìn)一步的,在本實(shí)施例中,該方法適用于制備底柵頂接觸結(jié)構(gòu)或底柵底接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管。
較佳的,通過采用本發(fā)明中所提出的方法制備底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管的制備步驟如下:
步驟S11:準(zhǔn)備好已洗干凈的基底,該基底采用硬質(zhì)材料,包括高摻雜硅片或ITO玻璃;或已制備好柵極的柔性材料,包括含ITO膜的PET與PI;
步驟S12:采用旋涂工藝或刮涂工藝在所述步驟S11中的基底上制備一層500nm至2000nm的絕緣層薄膜,并經(jīng)過熱交聯(lián)或光交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物;
步驟S13:使用膠頭滴管將液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液滴在所述絕緣層模上,并鋪滿整個(gè)絕緣層表面,然后靜置;
步驟S14:使用高速轉(zhuǎn)速的旋涂機(jī),將絕緣層膜表面多余的液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液通過離心力清除掉;
步驟S15:將滲入液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液的絕緣層的樣品放在紫外燈下照射,使其發(fā)生光交聯(lián)反應(yīng),使其聚合固化;
步驟S16:采用旋涂工藝、刮圖工藝或噴墨打印工藝制備30nm至50nm的有源層;
步驟S17:采用熱蒸發(fā)的方式并利用掩膜版真鍍出源漏電極。
在本實(shí)施例中,將1-3%質(zhì)量的巴斯夫光引發(fā)劑(Irgacure 651)和3%質(zhì)量的交聯(lián)劑(EGDMA)完全溶解在液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液中,其中,EGDMA既能作為交聯(lián)劑,也能為作液態(tài)小分子單體。所述液態(tài)小分子單體溶液在絕緣層表面靜置1s至5s,得到不同滲透厚度的有機(jī)小分子單體層,其中靜置2s的效果最佳。所述旋涂機(jī)采用3000 rpm至5000 rpm的轉(zhuǎn)速將絕緣層表面多余的有機(jī)小分子單體溶液清除掉,以保持絕緣表面較低的表面粗糙度。使用長(zhǎng)波段的紫外光,且將紫外燈在距離所述絕緣層表面2cm至10cm的范圍內(nèi)照射10min,將液態(tài)有機(jī)小分子單體完全聚合固化嵌入于所述絕緣層中。
較佳的,通過采用本發(fā)明中所提出的方法制備底柵底接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管的制備步驟如下:
步驟S11:準(zhǔn)備好已洗干凈的基底,該基底采用硬質(zhì)材料,包括高摻雜硅片或ITO玻璃;或已制備好柵極的柔性材料,包括含ITO膜的PET與PI;
步驟S12:采用旋涂工藝或刮涂工藝在所述步驟S11中的基底上制備一層500nm至2000nm的絕緣層薄膜,并經(jīng)過熱交聯(lián)或光交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物;
步驟S13:使用膠頭滴管將液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液滴在所述絕緣層模上,并鋪滿整個(gè)絕緣層表面,然后靜置;
步驟S14:使用高速轉(zhuǎn)速的旋涂機(jī),將絕緣層膜表面多余的液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液通過離心力清除掉;
步驟S15:將滲入液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液的絕緣層的樣品放在紫外燈下照射,使其發(fā)生光交聯(lián)反應(yīng),使其聚合固化;
步驟S16:采用熱蒸發(fā)的方式并利用掩膜版真鍍出源漏電極;
步驟S17:采用旋涂工藝、刮圖工藝或噴墨打印工藝制備30nm至50nm的有源層。
進(jìn)一步的,在本實(shí)施例中,將1-3%質(zhì)量的巴斯夫光引發(fā)劑(Irgacure 651)和3%質(zhì)量的交聯(lián)劑(EGDMA)完全溶解在液態(tài)有機(jī)小分子單體溶液中,其中,EGDMA既能作為交聯(lián)劑,也能為作液態(tài)小分子單體。所述液態(tài)小分子單體溶液在絕緣層表面靜置1s至5s,得到不同滲透厚度的有機(jī)小分子單體層,其中靜置2s的效果最佳。所述旋涂機(jī)采用3000 rpm至5000 rpm的轉(zhuǎn)速將絕緣層表面多余的有機(jī)小分子單體溶液清除掉,以保持絕緣表面較低的表面粗糙度。使用長(zhǎng)波段的紫外光,且將紫外燈在距離所述絕緣層表面2cm至10cm的范圍內(nèi)照射10min,將液態(tài)有機(jī)小分子單體完全聚合固化嵌入于所述絕緣層中。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例具體說明發(fā)明一種基于絕緣層表面改性的有機(jī)薄膜晶體管器件優(yōu)化方法。本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例,但不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于在此闡述的實(shí)施例。
以下將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本實(shí)施例中,有機(jī)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)如圖1所示,從下往上依次為基底、柵極、絕緣層、有源層、源漏極。使用的基底和柵極材料為P型高參雜硅片,絕緣層材料為聚乙烯苯酚(PVP)和有機(jī)絕緣光聚合單體,有源層材料為PDVT-8半導(dǎo)體聚合物,源漏極為50nm厚金,具體的操作步驟如下:
步驟一:將已割好1.5cm×2cm尺寸的硅片經(jīng)丙酮、異丙醇、三氯甲烷、蒸餾水(三次)清洗,后用氮?dú)獯蹈珊蟮玫礁蓛舻墓杵?/p>
步驟二:將150mg/ml的PVP溶液通過過濾塞滴滿硅片,后通過旋涂的方式以2000rpm(30s)的轉(zhuǎn)速使PVP溶液在硅片形成均勻的薄膜,再將硅片移入手套箱里進(jìn)行120℃(2h)的交聯(lián)反應(yīng)制備一層850nm的絕緣層薄膜。
步驟三:在已制備好PVP絕緣層薄膜的樣品上滴上小分子單體溶液,其中,有機(jī)液態(tài)小分子單體:EGDMA:光引發(fā)劑Irgacure 651=96:3:1,靜置1s-5s后使用5000rpm(60s)轉(zhuǎn)速將絕緣層表面多余的小分子單體溶液通過離心力清除掉。
步驟四:將樣品放在距長(zhǎng)波段、高功率的紫外燈下2cm-10cm的范圍內(nèi)光照十分鐘。
步驟五:使用1000rpm(60s)的轉(zhuǎn)速旋涂PDVT-8溶液制備有源層并在150℃條件下加熱10 min。
步驟六:采用熱蒸發(fā)的方法在該樣品上通過專用掩膜板蒸鍍出源漏電極,電極厚度為50nm。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)效果,下面具體結(jié)合不同的實(shí)施例進(jìn)行對(duì)比說明。
實(shí)施例1
1)將大小為1.5cm×2cm的P型硅片經(jīng)丙酮、異丙醇、三氯甲烷、蒸餾水(三次)清洗后,再用氮?dú)獯蹈傻玫礁蓛舻墓杵鳛闁艠O。
2)使用帶0.22um過濾塞的注射器將150mg/ml的PVP溶液鋪滿硅片,后用2000rpm(30s)的轉(zhuǎn)速使PVP溶液在硅片形成均勻的膜,再將硅片移入手套箱里進(jìn)行120℃(2h)的交聯(lián)反應(yīng)制備一層850nm的絕緣層薄膜。
3)將半導(dǎo)體聚合物PDVT-8以5mg/ml溶解在三氯甲烷中,使用1000rpm(60s)的轉(zhuǎn)速旋涂PDVT-8溶液制備有源層,后在150℃條件下加熱10 min。
4)最后采用熱蒸發(fā)的方式利用專用掩膜板在步驟5)所得的硅片上蒸鍍出溝道長(zhǎng)為30um,寬為1mm的50nm厚源漏電極。
實(shí)施例2
1)將大小為1.5cm×2cm的P型硅片經(jīng)丙酮、異丙醇、三氯甲烷、蒸餾水(三次)清洗后,再用氮?dú)獯蹈傻玫礁蓛舻墓杵鳛闁艠O。
2)使用帶0.22um過濾塞的注射器將150mg/ml的PVP溶液鋪滿硅片,后用2000rpm(30s)的轉(zhuǎn)速使PVP溶液在硅片形成均勻的膜,再將硅片移入手套箱里進(jìn)行120℃(2h)的交聯(lián)反應(yīng)制備一層850nm的絕緣層薄膜。
3)在已制備好絕緣層薄膜的樣品上滴滿甲基丙烯酸(MAA)小分子單體溶液,其中,MAA液態(tài)小分子單體:EGDMA:光引發(fā)劑Irgacure 651=96:3:1,靜置2s后使用5000rpm(60)的轉(zhuǎn)速將絕緣層表面多余的小分子單體溶液清除掉。
4)準(zhǔn)備一個(gè)40w-BL型號(hào)的飛利浦紫外燈,將樣品放在距紫外燈下2cm-10cm的范圍內(nèi)光照十分鐘。
5)將半導(dǎo)體聚合物PDVT-8以5mg/ml溶解在三氯甲烷中,使用1000rpm(60s)的轉(zhuǎn)速旋涂PDVT-8溶液制備有源層,后在150℃條件下加熱10 min。
6)最后采用熱蒸發(fā)的方式利用專用掩膜板在步驟5)所得的硅片上蒸鍍出溝道長(zhǎng)為30um,寬為1mm的50nm厚源漏電極。
實(shí)施例1與實(shí)施例2 中制備的絕緣層薄膜接觸角表征如圖2(a)、2(b)所示,改性前后的接觸角從32.08°降低為27.48°,說明薄膜與有機(jī)半導(dǎo)體溶液的潤(rùn)濕性變得更好;AFM薄膜表面如圖3(a)、3(b)所示,表面粗糙度由Rq=0.666 nm 減少到Rq=0.337 nm,是薄膜表面更加光滑從而有利于電子傳輸;MIM結(jié)構(gòu)的薄膜漏電流測(cè)試如圖4所示,在-40伏條件下的漏電流密度從1.81×10-5A .cm-2降低到6.85×10-6A .cm-2;OTFT轉(zhuǎn)移特性曲線如圖5所示,晶體管的遷移率從0.08 cm2/Vs增大到0.33 cm2/Vs,說明通過該實(shí)施例有利改性薄膜形貌和器件性能。
實(shí)施例3
1)將大小為1.5cm×2cm的P型硅片經(jīng)丙酮、異丙醇、三氯甲烷、蒸餾水(三次)和氮?dú)獯蹈珊蟮玫礁蓛舻墓杵鳛闁艠O。
2)使用帶0.22um過濾塞的注射器將150mg/ml的PVP溶液鋪滿硅片,后用2000rpm(30s)的轉(zhuǎn)速使PVP溶液在硅片形成均勻的膜,再將硅片移入手套箱里進(jìn)行120℃(2h)的交聯(lián)反應(yīng)制備一層850nm的絕緣層薄膜。
3)在已制備好絕緣層薄膜的樣品上滴滿甲基丙烯酸甲酯(MMA)小分子單體溶液,其中,MMA液態(tài)小分子單體:EGDMA:光引發(fā)劑Irgacure 651=96:3:1,靜置2s后使用5000rpm(60s)的轉(zhuǎn)速將絕緣層表面多余的小分子單體溶液溶液清除掉。
4)準(zhǔn)備一個(gè)40w-BL型號(hào)的飛利浦紫外燈,將樣品放在距紫外燈下2cm-10cm的范圍內(nèi)光照十分鐘。
5)將半導(dǎo)體聚合物PDVT-8以5mg/ml溶解在三氯甲烷中,使用1000rpm(60s)的轉(zhuǎn)速旋涂PDVT-8溶液制備有源層,后在150℃條件下加熱10 min。
6)最后采用熱蒸發(fā)的方式利用專用掩膜板在步驟5)所得的硅片上蒸鍍出溝道長(zhǎng)為30um,寬為1mm的50nm厚源漏電極。
實(shí)施例1與實(shí)施例3 制備的絕緣層薄膜接觸角表征如圖2(a)、2(c)所示,改性前后的接觸角從32.08°降低為16.32°,說明薄膜與有機(jī)半導(dǎo)體溶液的潤(rùn)濕性變得更好;AFM薄膜表面如圖3(a)、3(c)所示,表面粗糙度由Rq=0.666nm 減少到Rq=0.195nm,是薄膜表面更加光滑從而有利于電子傳輸;MIM結(jié)構(gòu)的薄膜漏電流測(cè)試如圖4所示,在-40伏條件下的漏電流密度從1.81×10-5A .cm-2降低到3.2×10-6A .cm-2;OTFT轉(zhuǎn)移特性曲線如圖5所示,晶體管的遷移率從0.08 cm2/Vs增大到1.09 cm2/Vs,說明通過該實(shí)施例有利改性薄膜形貌和器件性能。
實(shí)施例4
1)將大小為1.5cm×2cm的P型硅片經(jīng)丙酮、異丙醇、三氯甲烷、蒸餾水(三次)和氮?dú)獯蹈珊蟮玫礁蓛舻墓杵鳛闁艠O。
2)使用帶0.22um過濾塞的注射器將150mg/ml的PVP溶液鋪滿硅片,后用2000rpm(30s)的轉(zhuǎn)速使PVP溶液在硅片形成均勻的膜,再將硅片移入手套箱里進(jìn)行120℃(2h)的交聯(lián)反應(yīng)制備一層850nm的絕緣層薄膜。
3)在已制備好絕緣層薄膜的樣品上滴滿二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)小分子單體溶液,其中,EGDMA液態(tài)小分子單體:光引發(fā)劑Irgacure 651=99:1,靜置2s后使用5000rpm(60 s)的轉(zhuǎn)速將絕緣層表面多余的小分子單體溶液溶液清除掉。
4)準(zhǔn)備一個(gè)40w-BL型號(hào)的飛利浦紫外燈,將樣品放在距紫外燈下2cm-10cm的范圍內(nèi)光照十分鐘。
5)將半導(dǎo)體聚合物PDVT-8以5mg/ml溶解在三氯甲烷中,使用1000rpm(60s)的轉(zhuǎn)速旋涂PDVT-8溶液制備有源層,后在150℃條件下加熱10 min。
6)最后采用熱蒸發(fā)的方式利用專用掩膜板在步驟5)所得的硅片上蒸鍍出溝道長(zhǎng)為30um,寬為1mm的50nm厚源漏電極。
實(shí)施例1與實(shí)施例4 制備的絕緣層薄膜接觸角表征如圖2(a)、2(d)所示,改性前后的接觸角從32.08°降低為20.12°,說明薄膜與有機(jī)半導(dǎo)體溶液的潤(rùn)濕性變得更好;AFM薄膜表面如圖3(a)、3(d)所示,表面粗糙度由Rq=0.666nm 減少到Rq=0.278nm,是薄膜表面更加光滑從而有利于電子傳輸;MIM結(jié)構(gòu)的薄膜漏電流測(cè)試如圖4所示,在-40伏條件下的漏電流密度從1.81×10-5A .cm-2降低到7.09×10-6A .cm-2;OTFT轉(zhuǎn)移特性曲線如圖5所示,晶體管的遷移率從0.08cm2/Vs增大到0.99cm2/Vs,說明通過該實(shí)施例有利改性薄膜形貌和器件性能。
以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變,所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí),均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。