[发明专利]薄膜晶体管组成及其相关方法

说明书

公开领域 

本公开涉及用于薄膜晶体管(“TFT”)阵列制造中的基板。更具体地讲，本公开的膜包含外加纳米尺寸纤维填料的刚棒型聚酰亚胺。 

公开背景 

广义地讲，薄膜晶体管(TFT)是已知的。薄膜晶体管可用于控制各种类型的显示器，例如液晶显示器或电泳显示器等。一般而言，薄膜晶体管通常在刚性基板上制造，所述刚性基板一般为玻璃。然而，日益关注在挠性基板上、尤其是挠性聚合物膜上制造薄膜晶体管，因为其重量较轻并且坚固性改善(相对于玻璃)。基于非晶硅半导体的薄膜晶体管适合用于此类挠性基板，这是由于它们可用较少的工序来制造并具有相对低的热预算。然而，用于此类薄膜晶体管应用的聚合物膜一般不具有足够的热或尺寸稳定性。因此，本领域日益关注寻找能够在薄膜晶体管应用中作为玻璃替代品的聚合物基板，尤其是在聚合物基板能够降低总成本、改善性能、减少重量、增加坚固性并简化制造的情况下。授予Denis等人的U.S.6,825,068涉及其中半导体非晶硅在包含聚亚苯基聚酰亚胺的基板上制造的半导体复合材料。 

发明概述 

本公开的组成包括填充的聚酰亚胺基板。聚酰亚胺基板具有约8至约150微米的厚度并包含约40至约95重量％的聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自：i)至少一种芳族二酐，此类芳族二酐的至少约85摩尔％为刚棒型二酐，ii)至少一种芳族二胺，此类芳族二胺的至少约85摩尔％为刚棒型二胺。本公开的聚酰亚胺基板还包括含有原生颗粒的填料，所述原生颗粒(作为数值平均)：I)在至少一个尺寸上小于约800纳米；ii)具有大于约3∶1的纵横比；iii)在所有尺寸上小于膜的厚度；和iv)以基板总重量 的约5至约60重量％的量存在。本公开的组成还包括由此类聚酰亚胺基板支撑的晶体管阵列。 

附图简述 

所述图1为穿过在本公开的聚酰亚胺基板上形成的薄膜晶体管阵列中的单个晶体管的示意性横截面。 

优选实施方案详述 

定义

“膜”旨在表示基板上的自立式膜或涂层。术语“膜”与术语“层”可互换使用并且是指覆盖所期望的区域。 

“半导体”旨在表示任何半导电材料，尤其是非晶硅，但是还包括以下任何一种：

1.第IV族半导体(硅、锗、金刚石)； 

2.第IV族化合物半导体(SiGe、SiC)； 

3.第III-V族半导体(AlSb、AlAs、AlN、AlP、BN、BP、BAs、GaSb、GaAs、GaN、GaP、InSb、InAs、InN、InP)； 

4.第III-V族半导体合金(AlGaAs、InGaAs、InGaP、AlInAs、AlInAs、AlInSb、GaAsN、GaAsP、AlGaN、AlGaP、InGaN、InAsSb、InGaSb)； 

5.III-V四元半导体合金(AlGaInP、AlGaAsP、InGaAsP、InGaAsP、AlInAsP、AlGaAsN、InGaAsN、InAlAsN、GaAsSbN)； 

6.III-V五元半导体合金(GaInNAsSb、GaInAsSbP)； 

7.II-VI半导体(CdSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、ZnTe)； 

8.II-VI三元合金半导体(CdZnTe、HgCdTe、HgZnTe、HgZnSe)； 

9.I-VII半导体(CuCl)； 

10.IV-VI半导体(PbSe、PbS、PbTe、SnS、SnTe)； 

11.IV-VI三元半导体(PbSnTe、Tl₂SnTe₅、Tl₂GeTe₅)； 

12.V-VI半导体(Bi₂Te₃)； 

13.II-V半导体(Cd₃P₂、Cd₃As₂、Cd₃Sb₂、Zn₃P₂、Zn₃As₂、Zn₃Sb₂)； 

14.层状半导体(PbI₂、MoS₂、GaSe、SnS、Bi₂S₃)；