[发明专利]形成电子器件的方法、电子器件和电子开关器件

说明书

本分案申请是基于申请号为028279751(国际申请号为 PCT/GB02/05863)，申请日为2002年12月20日，发明名称为“自 对准印刷”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于沉积结构——例如用于形成有机电子器件—— 的方法。

背景技术

半导体共轭聚合物薄膜晶体管(TFT)最近开始用于便宜的集成 在塑料衬底上的逻辑电路(C.Drury，et a1.，APL73，108(1998))和光 电集成器件以及高分辨率有源矩阵显示器中的像素晶体管开关中(H. Sirringhaus，et a1.，Science280，1741(1998)，A.Dodabalapur，et al.， Appl.Phys.Lett.73，142(1998))。已经示出了载流子迁移率高至0.1 cm²/Vs且ON-OFF电流比为10⁶-10⁸的高性能TFT。这与非晶硅TFT 的性能已经可以相比(H.Sirringhaus，et al.，Advances in Solid State  Physics39，101(1999))。

聚合物半导体的优点之一在于它们采用简单廉价的溶液工艺。然 而，全聚合物TFT器件和集成电路的制作需要形成聚合物导体、半导 体和绝缘体的侧向图形的能力。已经示出了各种构图技术，例如光刻 (WO99/10939A2)、丝网印刷(Z.Bao，et al.，Chem.Mat.9， 1299(1997))、软平版冲压(J.A.Rogers，Appl.Phys.Lett.75， 1010(1999))和微铸模(J.A.Rogers.，Appl.Phys.Lett.72，2716(1998))， 以及直接喷墨印刷(H.Sirringhaus，et al.，UK0009911.9)。

许多直接印刷技术都不能给出确定TFT的源和漏电极所需的构 图分辨率。为了得到适当的驱动电流和开关速度，需要小于10μm的 沟道长度。集成逻辑电路的速度比例于迁移率和TFT沟道长度平方的 倒数。通过将沟道长度降低一个数量级，工作速度可以提高100倍左 右。因此亟需具有亚微米临界部件尺寸的器件的确定，来获得更高的 电路性能。

许多直接印刷技术——例如喷墨印刷——无法实现这样高的分 辨率。例如，形成在喷墨印刷机的喷嘴处的液滴发射时会有飞行方向 的统计偏差，这是喷嘴盘处润湿条件变化造成的。当落在衬底上时， 液滴以不可控制的方式分布。两个因素都会导致两条平行印刷的具有 几个微米的短沟长度的源和漏TFT电极之间的短路。在UK0009915.0 中，通过在含有表面自由能不同的区域的预构图衬底上进行印刷，克 服了这一基于溶液的直接印刷方法通常的分辨率限制。例如，从极性 (非极性)溶剂中沉积的材料的沉积仅发生在衬底的亲水(憎水)区 域，从而可由确定临界器件尺寸的排斥性表面能势垒控制液滴在表面 上的分布。这一技术使得可以印刷具有精确确定的沟道的TFT器件， 沟道长度小于5μm。可以使用各种方法来确定表面能图形，例如用聚 焦红外激光束局部曝光(见我们的共同未决UK专利申请 no.0116174.4)。

利用预先确定的表面能图形的帮助来获得高分辨率印刷的缺点 之一在于需要附加的工艺步骤以确定具有高分辨率的图形。对于通常 几个μm的临界部件，可使用很多用于表面能预构图的技术，但是亚 微米尺度的临界部件的确定变得格外困难和昂贵。

发明内容

根据本发明，给出如下提出的方法和器件。

本发明的各方面给出无需表面能图形的帮助就能确定微米和亚 微米尺度的临界部件的方法，分开了印刷材料的第一和第二区域。这 种方法可基于自对准表面覆盖层的形成，该层形成在第一材料的印刷 图形周围的衬底上，且/或在第一材料的印刷图形周围的衬底的某一区 域中。这一表面覆盖层导致第二材料的溶液被第一材料的表面排斥。 第二材料的溶液预第一材料周围的表面覆盖层的相互作用可导致第一 和第二材料的图形之间形成小间隙。

附图说明

现在将参考下列附图描述本发明：

图1示出第二溶液被具有自对准表面覆盖层的第一材料的区域排 斥。