[发明专利]一种无机化合物和该无机化合物作为N型掺杂物的有机半导体制成的电子器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体领域，更具体地讲，涉及一种无机化合物作为N型掺杂物，用于掺杂有机半导体材料的用途。本专利还涉及含有该无机化合物作为N型掺杂物的有机半导体材料的电子器件。

背景技术

近年来，随着有机太阳能电池、有机薄膜晶体管、有机整流二极管和有机光电子器件产业的发展。有机半导体材料受到人们越来越多的关注。有机半导体材料具有种类多样、制备工艺简单和成本低廉的优点。但是相对于传统的无机半导体材料，有机半导体材料亟需改善的问题之一就是载流子迁移率的提高。目前，改善这一困难的途径主要有三个。第一个是合成新型的具有高载流子迁移率的有机半导体材料。从产业化的角度，这种方法无疑是最佳的途径。但是，合乎要求且可以广泛应用的新型有机半导体材料在合成、分离、提纯等工艺环节仍然存在许多困难亟需克服。第二个是制备低缺陷高结晶度的有机半导体晶体。低缺陷高结晶度的有机半导体晶体的制备可以将有机半导体材料内制约载流子传输的散射单元的数量降到最低，有利于有机半导体材料迁移率的提高。但是，这种方法对制备工艺的要求非常苛刻，难于应用到产业化中。第三个，也是目前使用最为广泛的方法，是对有机半导体材料进行掺杂。通过掺入合适的掺杂物，可以增加有机半导体材料内部的载流子浓度，从而引起有机半导体费米能级的变化。而且掺杂可以增加电荷传输层的电导率，因此可以减少欧姆损耗，以及改进接触点与有机层间的载流子迁移。与无机半导体技术相似，有机半导体材料的掺杂也可以分为P型掺杂和N型掺杂。P型掺杂以提高有机半导体内的空穴浓度为主要目标，而N型掺杂以提高有机半导体内的电子浓度为目标。本专利主要涉及适用于有机半导体材料N型掺杂的掺杂物。

目前已有的适用于有机半导体材料N型掺杂的掺杂物大体可以分为三大类。第一类是用活泼金属作为有机半导体材料的N型掺杂物(Appl.Phys.Lett.73，2866(1998)，EP 1089361-A2，EP 0855848-A2)。掺入此类N型掺杂物可以显著增强有机半导体的导电能力，但是此类活泼金属的制备和存储都比较困难，且影响器件的制备工艺。第二类是用有机材料作为有机半导体材料的N型掺杂物(Adv.Funct.Mater.14，255(2004)，Appl.Phys.Lett.93，083505(2008)，CN1914747)。从产业发展和简化工艺的角度，有机类型的N型掺杂物有着显著的优势。但是目前的有机类型的N型掺杂物的效果距实际应用的要求还有一定的距离。第三类是用无机化合物作为有机半导体的N型掺杂物(Appl.Phys.Lett.89，053518(2006)，Adv.Mater.20，1456(2008))。这类材料也是一种比较好的N型参杂物，但是已公开的用于有机半导体N型掺杂的无机化合物一般所需的蒸发温度较高，掺杂过程中会影响有机半导体材料的性能。综上可见，研发和寻找应用于有机半导体N型掺杂的掺杂物仍然是一个需要继续深入的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用作有机半导体N型掺杂物的无机化合物，以改善有机半导体的导电能力。

本发明的另一目的在于提供一种该无机化合物作为N型掺杂物的有机半导体制成的电子器件及其制造方法，以提高产品的电气性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用作有机半导体N型掺杂物的无机化合物，其特征在于结构式为A_xB_yC_z，A为第Ⅰ主族或第Ⅱ主族元素，B为第Ⅲ主族元素或第Ⅴ主族元素，C为氢元素；1≤x≤2，y∈[0，1]，1≤z≤4。在有机半导体材料中掺入合适比例的该类无机化合物可以显著改善有机半导体的导电能力。

所述化合物A_xB_yC_z为KH、LiH、Li₂NH₂、Li₂NH、LiBH₄、NaBH₄、KBH₄或KAlH₄。