底栅电极薄膜晶体管制造技术

本发明专利技术提供了晶体管，包括：基板；栅电极；不位于基板和栅电极之间的半导体材料、与半导体材料接触的源电极、与半导体材料接的漏电极、和与栅电极和半导体材料接触的介电材料；其中所述半导体材料包括：如本文描述的１－９９．９重量％的在１ＫＨｚ时介电常数大于３．３的所述聚合物、０．１－９９重量％的官能团化并五苯化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括本公开的半导体的底栅电极晶体管。在一些实施 例中，半导体可以是在加工期间涂敷在事先形成的晶体管薄层之上的 溶剂。
技术介绍
据称US 6,690,029 Bl公开了某些取代的并五苯和以其制成的电 子装置。据称WO 2005/055248 A2公开了某些取代的并五苯和顶栅电极 薄膜晶体管的聚合物。
技术实现思路
简而言之，本专利技术提供晶体管，包括基板、栅电极、不位于基 板和栅电极之间的半导体材料、与半导体材料接触的源电极、与半导 体材料接触的漏电极、与栅电极和半导体材料接触的介电材料，其中 半导体材料包含重量％的在lkHz时介电常数大于3.3的所述聚合物；0.1-99重量％的用化学式I表示的化合物<formula>complex formula see original document page 7</formula>其中每个R1独立地选自H和CH3,更典型的是H,并且每个 R2独立地选自支链或非支链的C2-C18烷基、支链或非支链的 C1-C18垸基醇、支链或非支链的C2-C18烯、C4-C8芳基或杂芳基、 C5-C32烷芳基或垸基杂芳基、二茂铁基、或更典型的SiR33，其中每 个R3独立地选自氢、支链或非支链的C1-C10的垸基、支链或非支 链的C1-C10垸基醇或支链或非支链的C2-C10烯，其中更典型地是 每个R3独立地选自支链或非支链的C1-C10垸基。最典型地，用化 学式I表示的化合物是6，13-二(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯 (TIPS-并五苯)。在lkHz时介电常数大于3.3的所述聚合物典型地选 自由下列物质组成的组聚(4-腈甲基苯乙烯)、聚(4-乙烯基苯酚)和最 典型的是聚(4-乙烯基苯酚)。典型的聚合物也可包括含有氰基的聚合 物，例如氰基茁霉多糖。源电极和漏电极可以与介电材料接触或不与 介电材料接触。附图说明图1是描述存在于顶部点接触式/底栅电极薄膜晶体管中的层的 示意图。图2是描述存在于底部点接触式/底栅电极薄膜晶体管中的层的 示意图。图3是描述存在于顶部点接触式/顶栅电极薄膜晶体管中的层的 示意图。图4是描述存在于底部点接触式/顶栅电极薄膜晶体管中的层的 示意图。具体实施例方式薄膜晶体管在研发轻型、廉价和易于再生的电子装置方面，具体 地讲在可以通过溶剂涂层技术，例如印刷技术制备它们方面，显示出 前途。已知薄膜晶体管是四维几何形状的。请分别参阅表示顶部点接触 式/底栅电极薄膜晶体管的图1，表示底部点接触式/底栅电极薄膜晶体管的图2，表示顶部点接触式/顶栅电极薄膜晶体管的图3，和表示底 部点接触式/顶栅电极薄膜晶体管的图4中的每一幅图，薄膜晶体管 100包括基板10、栅电极20、介质层30、半导体层40、源电极50、 和漏电极60。通常，源电极50和漏电极60各自在轻微程度上与栅 电极20重迭。在图3和4描绘的顶栅电极设计中，栅电极20在介质层30 上方，并且栅电极20和介质层30均在半导体层40上方。在图1 和2描绘的底栅电极设计中，栅电极20在介质层30下方，并且栅 电极20和介质层30均在半导体层40下方。因此，利用溶剂涂层 技术的底栅电极设计的制造需要能够利用溶剂涂布到预先涂敷的介质 层上的半导体，而不破坏那些层。由于可以涂布到介质层上的半导体涂层组合物的制剂，本专利技术的 材料允许使用溶剂涂敷半导体材料制造底栅电极晶体管。然而，本公 开的薄膜晶体管的半导体层可以由任意适合的方法制备，所述方法包 括溶剂涂敷方法，而且也包括干法、熔融加工、气相沉积、或类似方 法。在利用溶剂涂敷方法制备本公开的半导体层时，可以利用任何适 合的溶剂运送半导体层材料，其中可包括酮、芳烃、等等。通常，溶 剂是有机溶剂。通常，溶剂是疏质子溶剂。依据本专利技术的半导体层包括用化学式I表示的官能团化并五苯 化合物<formula>complex formula see original document page 9</formula>其中，每个R1独立地选自H和CH3和每个R2独立地选自支 链或非支链的C2-C18垸基、支链或非支链的C1-C18烷基醇、支链 或非支链的C2-C18烯、C4-C8的芳基或杂芳基、C5-C32垸基芳基 或垸基杂芳基、二茂铁基或SiR33，其中每个R3独立地选自氢、支链 或非支链的C1-C10垸基、支链或非支链的C1-C10垸基醇、或支链 或非支链的C2-C10烯基。典型地，每个R1是H。典型地，每个R2 是SiR33。更典型地，每个R2是SiR33和每个R3独立地选自支链 或非支链的Cl-ClO烷基。最典型地，化合物是用化学式II表示的 6，13-二(三异丙基甲硅垸基乙炔基)并五苯(TIPS-并五苯)<formula>complex formula see original document page 10</formula>半导体层包含总计0.1重量％-99重量％，更典型地0.1重量 %-10重量％的用化学式I或化学式II表示的化合物。根据本专利技术的半导体层包含聚合物，其在lKHz时的介电常数大 于3.3，更典型大于3.5，和在一些实施例中可能大于4.0，和在一些 实施例中可能大于4.5。典型地，聚合物的分子量为至少l，OOO，更典 型为至少5,000。典型的聚合物包括聚(4-氰甲基苯乙烯)和聚(4-乙烯基 苯酚)。典型的聚合物也可以包括含有氰基的聚合物，例如氰基茁霉多 糖。典型的聚合物也可以包括美国专利公布No. 2004/0222412 Al描述的化合物。那里描述的聚合物包括具有用下列化学式表示的重复单 元的、基本上非氟化的有机聚合物其中每个R1独立地为H、 Cl、 Br、 I、芳基、或包括可交联基团的有 机基团；每个R2独立地为H、芳基、或R4;每个R3独立地为H或甲基；每个R5独立地为烷基、卤素、或R4;每个R4独立地为包含至少一个氰基和每个氰基基团的分子量为 约30至约200的有机基团；和 n = 0-3;条件是聚合物的至少一个重复单元包括R4。半导体层包含总计1-99.9重量％的聚合物。下面的实例进一步说明了本专利技术的目的和优点，但是这些实例中 提及的具体材料及其数量，以及其它条件和细节，均不应被解释为是 对本专利技术的不当限制。实例除非另外指出，所有试剂均获自或可得自Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI，或可通过已知方法合成获得。制备性实例-制备聚合物A聚合物A是美国专利公布No. 2004/0222412 Al描述的含有氰 基的苯乙烯一马来酸酐共聚物。其合成描述见那里的第107和108 段，标题为Example 1, Synthesis of Polymer 1(实例1，合成聚合 物1)，具体描述如下在装有电磁搅拌器和氮气入口的250ml三颈烧瓶中放入8.32 克(g) 3—甲基胺基丙腈(Aldrich)和20.00g苯乙烯一马来酸酐共 聚物(SMA 1000树脂，可得自Sartomer， Exton, PA.)的50ml无水二甲基丙烯酰胺(DMAc， Aldrich)溶液。在室温下搅拌混合物30分 钟(min)后，加入N, N-二甲基胺基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管，包括：　基板；　栅电极；　不位于所述基板和所述栅电极之间的半导体材料；　与所述半导体材料接触的源电极；　与所述半导体材料接触的漏电极；和　与所述栅电极和所述半导体材料接触的介电材料；　其中所述半导体材料包含：　１－９９．９重量％的在１ｋＨｚ时介电常数大于３．３的所述聚合物；　０．１－９９重量％的用化学式Ⅰ表示的化合物：　＊＊＊　［Ⅰ］　其中每个Ｒ↑［１］独立地选自Ｈ和ＣＨ↓［３］，并且每个Ｒ↑［２］独立地选自支链或非支链的Ｃ２－Ｃ１８烷基、支链或非支链的Ｃ１－Ｃ１８烷基醇、支链或非支链的Ｃ２－Ｃ１８烯、Ｃ４－Ｃ８芳基或杂芳基、Ｃ５－Ｃ３２烷基芳基或烷基杂芳基、二茂铁基或ＳｉＲ↑［３］↓［３］，其中每个Ｒ↑［３］独立地选自氢、支链或非支链的Ｃ１－Ｃ１０烷基、支链或非支链的Ｃ１－Ｃ１０烷基醇或支链或非支链的Ｃ２－Ｃ１０烯基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-28 11/275,3671.一种晶体管，包括基板；栅电极；不位于所述基板和所述栅电极之间的半导体材料；与所述半导体材料接触的源电极；与所述半导体材料接触的漏电极；和与所述栅电极和所述半导体材料接触的介电材料；其中所述半导体材料包含1-99.9重量％的在1kHz时介电常数大于3.3的所述聚合物；0.1-99重量％的用化学式I表示的化合物其中每个R1独立地选自H和CH3，并且每个R2独立地选自支链或非支链的C2-C18烷基、支链或非支链的C1-C18烷基醇、支链或非支链的C2-C18烯、C4-C8芳基或杂芳基、C5-C32烷基芳基或烷基杂芳基、二茂铁基或SiR33，其中每个R3独立地选自氢、支链或非支链的C1-C10烷基、支链或非支链的C1-C10烷基醇或支链或非支链的C2-C10烯基。2.根据权利要求1所述的晶体管，其中每个R1是H和每个R2是SiR、其中每个W独立地选自氢、支链或非支链的C1-C10烷 基、支链或非支链的C1-C10垸基醇或支链或非支链的C2-C10烯基。3. 根据权利要求1所述的晶体管，其中每个R1是H和每个 R2是SiR ，其中每个R3独立地选自支链或非支链的C1-C10垸基。4. 根据权利要求1所述的晶体管，其中用化学式I表示的化合 物是6，13-二(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS-并五苯)。5. 根据权利要求1所述的晶体管，其中在lkHz时介电常数大 于3.3的所述聚合物选自由下列物质组成的组聚(4-氰甲基苯乙烯) 和聚(4-乙烯基苯酚)。6. 根据权利要求4所述的晶体管，其中在lkHz时介电常数大 于3.3的所述聚合物选自由下列物质组成的组聚(4-氰甲基苯乙烯) 和聚(4-乙烯基苯酚)。7. 根据权利要求1所述的晶体管，其中在lKHz时介电常数大 于3.3的所述聚合物是聚(4-乙烯基苯酚)。8. 根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯E沃格尔，布拉因K纳尔逊，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]