)在制備了金屬量子點(diǎn)層、有機(jī)半導(dǎo)體絕緣層的硅/ 二氧化硅襯底樣片上采用圖形化掩膜覆蓋蒸鍍工藝形成Cr/Au復(fù)合金屬電極，分別作為金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的源極、漏極和柵極；其中源極、漏極和柵極面積為200 μ mX 300 μ m，源極與漏極間距為50 μ m ;圖4為涂覆了金屬量子點(diǎn)層、有機(jī)半導(dǎo)體層并鍍電極后的硅/ 二氧化硅襯底結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為襯底硅，2為硅表面二氧化硅膜，3為涂覆形成的金屬量子點(diǎn)膜層，4為涂覆形成的有機(jī)半導(dǎo)體層，5為源極電極，6為漏極電極，7為柵極電極。
[0034](5)采用3000rpm轉(zhuǎn)速、60s旋涂時(shí)間將聚酰胺酸溶液旋涂到已經(jīng)制備了金屬量子點(diǎn)層、有機(jī)半導(dǎo)體層并鍍電極后的硅/ 二氧化硅樣片上，并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的熱處理聚酰亞胺化，即在金屬量子點(diǎn)上形成一層有機(jī)絕緣隔封裝保護(hù)層；圖5為封裝后的金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為襯底硅，2為硅表面二氧化硅膜，3為涂覆形成的金屬量子點(diǎn)膜層，4為涂覆形成的有機(jī)半導(dǎo)體層，5為源極電極，6為漏極電極，7為柵極電極，8為有機(jī)絕緣封裝層；圖6為金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的工作原理示意圖。其中I為襯底硅，2為硅表面二氧化硅膜，3為涂覆形成的金屬量子點(diǎn)膜層，4為涂覆形成的有機(jī)半導(dǎo)體層，5為源極電極，6為漏極電極，7為柵極電極，8為有機(jī)絕緣封裝層，9為工作時(shí)電流流動(dòng)示意圖。
[0035]綜上所述，本發(fā)明制備方法新穎，制作成本低，制備工藝簡(jiǎn)單，器件性能靈活可控。所制備的晶體管具有特殊金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體材料復(fù)合導(dǎo)電溝道層，因此，可充分利用金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合材料對(duì)于薄膜晶體管導(dǎo)電溝道長(zhǎng)度的調(diào)控效應(yīng)及其金屬量子點(diǎn)的量子尺寸效應(yīng)，從而有效提高了金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道晶體管的靈敏度和輸出轉(zhuǎn)移特性，因此，在新型光電器件中將具有非常重要的應(yīng)用前景。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟S1:選取一硅/ 二氧化硅襯底，所述的硅/ 二氧化硅襯底包括襯底硅以及設(shè)置于襯娃表面的二氧化娃膜； 步驟S2:利用旋涂成膜工藝在所述硅/ 二氧化硅襯底表面制備金屬量子點(diǎn)層； 步驟S3:制備有機(jī)半導(dǎo)體層，得到金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合膜層，并將所述的金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合膜層作為導(dǎo)電溝道； 步驟S4:在步驟S3得到的覆蓋有金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合膜層的硅/ 二氧化硅襯底上制備金屬電極，得到金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的源極、漏極和柵極； 步驟S5:采用有機(jī)物封裝，得到金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述步驟S2具體包括以下步驟: 步驟S21:制備金屬量子點(diǎn)溶液:將包括硝酸銀以及HAuC14的含金屬離子化合物、亞油酸鈉、無(wú)水乙醇、亞油酸和去離子水混合攪拌后依次通過(guò)水熱反應(yīng)、反復(fù)采用去離子水以及無(wú)水乙醇高速離心清洗處理，最后分散到環(huán)己烷溶液中，得到相應(yīng)的金屬量子點(diǎn)溶液； 步驟S22:制備金屬量子點(diǎn)層:將所述硅/ 二氧化硅襯底采用包含硫酸以及雙氧水的溶液高溫清洗，并采用旋涂工藝將步驟S21制備的金屬量子點(diǎn)溶液旋涂成膜，在硅/ 二氧化硅襯底的二氧化硅膜表面形成一層金屬量子點(diǎn)膜層，得到覆蓋金屬量子點(diǎn)層的樣片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述步驟S3具體為:將有機(jī)半導(dǎo)體前驅(qū)體溶液旋涂在覆蓋了金屬量子點(diǎn)層的硅/ 二氧化硅襯底上，并采用熱處理固化所述的有機(jī)半導(dǎo)體前驅(qū)體溶液，在硅/二氧化硅襯底的金屬量子點(diǎn)層上制備有機(jī)半導(dǎo)體層，得到金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合膜層O4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述步驟S4具體為:在具有金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合膜層的硅/ 二氧化硅襯底的復(fù)合膜層表面以及襯底背面分別采用圖形化掩膜覆蓋蒸鍍工藝形成Cr/Au復(fù)合金屬電極，分別作為金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的源極、漏極和柵極。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述步驟S5具體為:將聚酰胺酸溶液旋涂在具有金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合膜層以及金屬電極的硅/二氧化硅襯底的有機(jī)半導(dǎo)體層表面形成膜，并采用階梯溫度熱處理方式實(shí)現(xiàn)聚酰胺酸的聚酰亞胺化，得到金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:其中金屬離子化合物:亞油酸鈉:無(wú)水乙醇:亞油酸=0.3-1.0:1.0-2.0:5-15:0.5-2.5 ;混合攪拌后的溶液總體積占水熱反應(yīng)釜的40%_60% ;水熱反應(yīng)溫度為20°C _200°C;水熱處理時(shí)間為30min-400min ;所述金屬量子點(diǎn)溶液中金屬量子點(diǎn)濃度為3-10個(gè)/cm3。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述娃/ 二氧化娃襯底面積為IcmX Icm ;其中二氧化娃膜作為金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的絕緣層，所述二氧化硅膜的厚度為30-300nm ;步驟S22中所述旋涂工藝轉(zhuǎn)數(shù)為1000_5000rpm。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述有機(jī)半導(dǎo)體前驅(qū)體溶液包括并五苯、PEDOT/PSS ;其中所述將有機(jī)半導(dǎo)體前驅(qū)體溶液旋涂在覆蓋了金屬量子點(diǎn)層的硅/二氧化硅襯底上的旋涂工藝轉(zhuǎn)數(shù)為1000-3000rpm ;所述的熱處理溫度為80-150°C，所述的熱處理時(shí)間為0.5-3.0h，所述的有機(jī)半導(dǎo)體層厚度為5nm-30nm。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述圖形化掩膜覆蓋蒸鍍工藝為采用圖形化的金屬掩膜覆蓋具有金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合膜層的硅/二氧化硅襯底的復(fù)合膜層表面以及襯底背面，再在其表面進(jìn)行蒸鍍；所述的源極、漏極和柵極面積均為200 μπιΧ300 μπι，所述源極與漏極設(shè)置于復(fù)合膜層表面，間距為10-50 μ m，所述的柵極設(shè)置于襯底背面。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，其特征在于:所述階梯溫度熱處理方式為120°C /I h，180°C /I h，250°C/l h，300°C /I ho
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的制備方法，在硅/二氧化硅襯底上，依次制備出金屬量子點(diǎn)層、有機(jī)半導(dǎo)體層，隨后，通過(guò)圖形化掩膜覆蓋蒸鍍工藝技術(shù)金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道層表面及其硅片襯底背面上分別形成Cr/Au復(fù)合金屬電極，作為相應(yīng)的源極、漏極和柵極，再通過(guò)旋涂有機(jī)物實(shí)現(xiàn)對(duì)量子點(diǎn)導(dǎo)電溝道的有效封裝和保護(hù)，從而制備出新型的金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管。本發(fā)明制備方法新，制作成本低，制備工藝簡(jiǎn)單，精確可控，有效提高了金屬量子點(diǎn)/有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合導(dǎo)電溝道薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)比及其電流值，因此，在新型光電器件中將具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類(lèi)】H01L51/40, H01L51/30
【公開(kāi)號(hào)】CN104882541
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510281075
【發(fā)明人】楊尊先, 郭太良, 徐勝, 周雄圖, 錢(qián)堃, 楊洋
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日