[发明专利]晶体管及其制造方法有效
申请号: | 201280025694.3 | 申请日: | 2012-05-24 |
公开(公告)号: | CN103703581B | 公开(公告)日: | 2017-06-09 |
发明(设计)人: | 贝弗莉·安妮·布朗;西蒙·多米尼克·奥吉尔;马可·帕伦博;克里·劳拉·梅可 | 申请(专利权)人: | 纽多维有限公司 |
主分类号: | H01L51/00 | 分类号: | H01L51/00;H01L51/05 |
代理公司: | 北京安信方达知识产权代理有限公司11262 | 代理人: | 周靖,郑霞 |
地址: | 英国柴郡麦克莱*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 晶体管 及其 制造 方法 | ||
发明技术领域
本发明大体上涉及有机半导体层制剂、包含所述制剂的层、用于制备所述制剂和层的方法及包含所述制剂的电子装置,且本发明最适用于有机薄膜晶体管(OTFT)。
发明背景
有机半导体由于其能够实现低成本柔性电子装置的潜力而成为深入研究及开发的对象。其已广泛用于有机场效应晶体管及整合多个装置的电路中。预期OTFT将成为显示器技术领域中的重要技术,在显示器技术领域中OTFT的低制造成本、柔性且重量轻将导致OTFT在一些情况下可置换其基于硅的对应物。然而,在改进有机半导体材料性能领域及装置制造中需要显著改进。
OTFT装置需要满足包括以下的有挑战性的性能属性组合的有机半导体材料:高电荷载流子迁移率以及高电、机械及热稳定性。尽管可获得各种各样的高电荷载流子迁移率材料,但这些材料通常为非聚合有机分子,其在加工后产生易碎层,从而限制装置的柔性(参见N.Madhavan,Organic Chemistry Seminar Abstracts2001-2002Semester II,University of Illinois at Urbana Champaign,2002,第49-56页,http://www.scs.uiuc.edu/chemgradprogram/chem/435/s02-Madhavan.pdf)。
另一方面,可获得各种各样的具有优良柔性及韧性的非晶形及结晶半导体聚合物;但这些聚合物具有不利的低电荷载流子迁移率(LL Chua等人,Nature,2005年3月,第434卷,第194-198页)。曾提议使用多并苯(polyacene),尤其取代的可溶性并五苯分子作为半导体。这些化合物及许多使用这些化合物的电子装置先前已公开于美国专利申请2003/0116755、EP1729357及美国专利6,690,029中。
期望改进半导体层的稳定性及完整性且WO2005/055248中已公开通过使用非聚合可溶性并五苯半导体分子及电容率εr至多为3.3的聚合物粘合剂来实现此目的。WO2005/055248在关于顶门极晶体管的测试中报告2种组合物未显示电荷迁移率,5种组合物显示电荷迁移率高于1.0cm2/Vs且9种组合物的迁移率介于0与1.0cm2/Vs范围之间。所报告的最佳结果为迁移率为1.44,标准差为0.35。此外,该申请中的所有22个实施例均为顶门极OTFT配置。我们发现在底门极有机薄膜晶体管情况下电荷载流子迁移率实质上降低;WO2005/055248并未解决底门极晶体管问题。WO2007/078993中尝试使用并五苯半导体分子及电容率超过3.3的粘合剂;所报告的最佳电荷迁移率为2×10-2cm2/Vs。这似乎印证了先前关于粘合剂的电容率应低于3.3的教导。
沉积半导体层例如多并苯半导体/聚合物粘合剂制剂的最简单方式为使半导体及聚合物溶解于合适溶剂中,沉积配制的材料且蒸发溶剂。取代的可溶性并五苯已描述于上述说明书中且其合适粘合剂已公开于WO2005/055248中。WO2005/055248A、WO2007/078993及US2007/0158646中公开许多有用的粘合剂。
薄膜晶体管的一个重要方面为其在阵列中的性能应尽可能一致。若在制造晶体管时晶体管的性能存在广泛变化,则这将引起终端使用装置性能的变化。例如,若显示器应用中使用非均匀晶体管底板,则显示器中的像素将不均匀且具有不可接受的品质。性能不一致问题通常极显著地随晶体管尺寸减小而增加,因为晶体管尺寸减小涉及源极与漏极之间的通道长度的缩短。多年来电子元件尺寸减小已成为电子设备发展的一致及一贯特征且问题越来越严重。
本发明的一目标为提供在电子装置中具有大体上优良的性能一致性同时具有优良电荷迁移率的组合的半导体组合物。
发明描述
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L51-00 使用有机材料作有源部分或使用有机材料与其他材料的组合作有源部分的固态器件;专门适用于制造或处理这些器件或其部件的工艺方法或设备
H01L51-05 .专门适用于整流、放大、振荡或切换且并具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的;具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的电容器或电阻器
H01L51-42 .专门适用于感应红外线辐射、光、较短波长的电磁辐射或微粒辐射;专门适用于将这些辐射能转换为电能,或者适用于通过这样的辐射进行电能的控制
H01L51-50 .专门适用于光发射的,如有机发光二极管
H01L51-52 ..器件的零部件
H01L51-54 .. 材料选择