本發明提供了一種有機半導體陣列晶體的制備方法，包括如下步驟：在基底上施加聚合物絕緣層；在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上進行光刻，從而獲得帶有陣列式排布的周期性圖形的基底；將光刻后的所述基底進行反應離子刻蝕并去膠，從而獲得強極性表面與弱極性表面周期性排布的模板；將預先配置的有機小分子半導體溶液施加在所述模板上；將施加有所述有機小分子半導體溶液的所述模板放置在刮涂工具下，并按照預設速度進行刮涂，從而獲得有機半導體陣列晶體。本發明采用了一種極性表面限制結晶的方法在交聯的聚合物絕緣層上成功制備了單一結晶取向的有機小分子單晶陣列。

技術領域

本發明涉及半導體材料制備領域，尤其涉及一種有機半導體陣列晶體的制備方法。

背景技術

近年來，有機小分子半導體材料由于其適用于低成本的器件加工技術，材料來源豐富，可以滿足柔性、可穿戴等新器件性能，同時能夠與現有的半導體工業相兼容，因此被廣泛應用于有機發光二極管、有機太陽能電池、光電探測器和有機場效應晶體管等領域。

有機單晶材料通常晶體尺寸較小，載流子傳輸具有各向異性，晶體內分子排布長程有序，因此具有高的結晶質量，無缺陷的有機單晶材料是進一步提高有機場效應晶體管器件性能的最佳選擇。而陣列薄膜更加有利于器件的集成，為有機小分子半導體集成器件的大規模制備奠定了基礎。

制備有機單晶陣列薄膜的基底有硬質基底和軟質基底。其中，在硬質基底上制備獲得的器件性能已經保持在較高的水平，然而，在軟質基底上制備獲得的器件性能較低。雖然已有部分報道在聚合物絕緣層上生長有機晶體并應用于柔性器件中，然而由于缺少在聚合物絕緣層上控制晶體成核、結晶生長過程的方法，從而限制了高性能柔性場效應晶體管的發展。

發明內容

本發明的一個目的要解決現有技術中無法在聚合物絕緣層上控制晶體成核、結晶生長過程的技術問題。

本發明的另一個目的是要解決現有技術中在軟質基底上制備的器件性能較低的技術問題。

特別地，本發明提供了一種有機半導體陣列晶體的制備方法，包括如下步驟：

在基底上施加聚合物絕緣層；

在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上進行光刻，從而獲得帶有陣列式排布的周期性圖形的基底；

將光刻后的所述基底進行反應離子刻蝕并去膠，從而獲得強極性表面與弱極性表面周期性排布的模板；

將預先配置的有機小分子半導體溶液施加在所述模板上；

將施加有所述有機小分子半導體溶液的所述模板放置在刮涂工具下，并按照預設速度進行刮涂，從而獲得有機半導體陣列晶體。

可選地，所述在所述基底上施加聚合物絕緣層，包括如下步驟：

將聚合物絕緣層的前驅體溶液以預設速度施加在所述基底上；

將施加有所述前驅體溶液的基底在100-200℃下烘烤0.5-3h，從而在所述基底上交聯所述聚合物絕緣層。

可選地，所述聚合物絕緣層的材料為聚乙烯苯酚。

可選地，所述聚合物絕緣層的前驅體溶液為聚乙烯苯酚、交聯劑和溶劑的混合溶液；

所述交聯劑為甲基化聚(三聚氰胺-co-甲醛)或六甲氧基甲基三聚氰胺，所述溶劑為丙二醇甲醚醋酸酯或對甲苯磺酸。

可選地，所述在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上進行光刻，從而獲得帶有陣列式排布的周期性圖形的基底，包括如下步驟：

在施加有所述聚合物絕緣層的所述基底上施加光刻膠，并烘膠；

在所述光刻膠上放置掩膜版，所述掩膜版具有陣列式排布的周期性圖形；

顯影獲得帶有所述周期性圖形的基底。