用于形成晶体管的方法技术

一种形成晶体管的方法，包括通过在用溶液加工的聚合物层之上用溶液淀积第二聚合物层来形成半导体层和栅绝缘体层之间的晶体管活性界面的步骤，其中用溶液加工的聚合物层在淀积第二聚合物层之前尚未转化成不溶的形式。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是涉及用于形成诸如聚 合物薄膜晶体管之类的晶体管的方法。
技术介绍
半导体共轭聚合物场效应晶体管(FET)具有象集成逻辑电路的关 鍵元件(C. Drury, et al., APL 73， 108(1998))和基于柔性塑料衬底上的 溶液加工的光电器件(H. Sirringhaus, et al.， Science 280， 1741(1998)) 一样的潜在用途。已发现得到高电荷载流子迁移率的一个主要标准是 活性半导体聚合物中的高度结构有序性。已/>知，对于一些聚合物来^兌，可以通过4吏用诸如 Langmuir画Blodgett (LB)淀积 (R. Silerova， Chem. Mater. 10， 2284(1998))、拉伸取向(D. Bradley, J. Phys. D 20， 1389(1987))、共辄聚 合物膜摩擦(M. Hamaguchi, et al Appl. Phys. Lett. 67， 3381(1995)) 之类的加工技术在薄膜中诱导聚合物链的单轴取向。聚合物FET器件 已采用通过拉伸取向(P. Dyreklev， et al Solid State Communications 82， 317(1992))和LB淀积(J. Paloheimo， et al.， Thin Solid State Films 210/211,283(1992))制造的单轴取向聚合物膜制造出来。然而，这些研 究中的场效应迁移率较低(〈10-ScmVVs)。薄聚合物膜中的局部有序性可以通过利用 一些聚合物的自有序化 趋势获得。 一个例子是聚-3-己基噻吩(P3HT)，其中通过刚性主链和柔 性侧链的相偏析可以形成薄层型有序结构。通过采用适当的淀积技术和衬底化学处理，有可能诱导聚合物有序区相对于村底表面的优先取向。目前，P3HT产生对于聚合物FET已知的最高场效应迁移率 0.05-0.1cm2/Vs (H. Sirringhaus， et al Science 280， 1741(1998))。在这 些器件中，还没有膜平面中聚合物链的优先的、单轴的取向。一些共轭聚合物和小分子表现出液晶(LC)相。液晶相的定义，是 一种物质状态，其中分子具有优先的空间取向。取向通常认为是相对 于一个称为方向标(divector)的向量的取向。与在固体中不同，晶体状 态LC相中的分子定位是以至少一种方向随机分布的。根据取向类型 和残基定位的方向，可以区分向列的、手征性的、近晶的LC相。向 列相具有长程取向的有序性但无定位的有序性。近晶相的特征在于二 维(2D)分层结构，其中分子自行排列成堆层，每一层具有相对于正常 层的统一取向，但在2D层中既无点位有序性也无较低层次的点位有 序性。LC相主要在具有显著形状各向异性的聚合物和分子中出现。共 轭LC聚合物的例子是有刚性-杆共轭骨架和短柔性侧链的主链聚合 物，即所谓的多毛-杆(hairy-rod)或刚性-杆聚合物。实例有聚-烷基-贫 (fluorenes)(M. Grell， et al.， Adv. Mat. 9， 798(1998))或梯形聚-侧亚苯 基(U. Scherf， et al Makromol. Chem. Commu. 12， 489(1991))。 LC 聚合物的另一种类型是有柔性非共轭骨架和侧链中有刚性共轭单元的 侧链聚合物。液晶有机分子的一个特殊类型是有一刚性2D共轭核心和柔性侧 链的圆盘状分子，如六苯并苯(hexabenzocoronenes， HBC) ( P. Herwig， et al Adv. Mater. 8，510(1996))或苯并菲(D. Adam， et al.， Nature 371， 141(1994))。这些分子倾向于形成所谓的圆盘中间相，其中l维列通过 圆盘形共轭核心7T-丌堆积形成(图8 )。LC相通常在高温下、未稀释的有机物质中(热致相)，或在有机 物质以足够高的浓度溶于溶剂中时(易溶相)出现(参见例如，A.M. Donald, A.H. Windle， Liquid Crystalline Polymers, Cambridge Solid State Science Series, ed. R.W. Cahn， E.A. Davis, I.M. Ward, Cambridge University Press, Cambridge, UK(1992))。LC相可通过适当加工技术使之单轴取向。在一个取向样品中，方 向标的取向，即，例如，主链LC聚合物中聚合物链的优先取向，在 >Hm-mm的肉眼可见距离之上是相同的。这是FET器件中实际沟道长 度的数值范围。取向可通过剪力、流动、或者通过在具有在衬底平面 中表现单轴各向异性的取向层的衬底上淀积LC聚合物来诱导得到。 取向可以是机械摩擦的有机层如聚酰亚胺(M. Grell， et al.， Adv. Mat. 9,798(1998))、以斜角在衬底上蒸镀的层、或者带有槽平面的层。可用 于使LC分子取向的各种技术的综述参见例如J. Cognard， J. Molec. Cryst. Liq. Cryst. Suppl. Ser. 1，1(1982)。一种特别有吸引力的技术是光取向，这种技术比摩擦更不易于受 机械损伤。通过暴露于线偏振光使光敏聚合物聚合。光的偏振面限定 了光敏聚合物链的优先取向。这样的聚合物层用作大量聚合物和小分 子液晶的取向层(M. Schadt， et al Nature 381， 212(1996))。单轴取向的液晶聚合物已作为有源发光层加入聚合物发光二极管 以产生线偏振光(M. Grell， et al Adv. Mat. 9， 798(1998); G. Lttssem， et al. Liquid Crystals 21,903(1996))。EP 0786 820 A2公开了一种有机薄膜晶体管的器件结构，其中有 机半导体层与取向膜如经摩擦的聚酰亚胺层相接触。取向膜是在有机半导体层淀积在取向膜上部时用于诱导有机半导体层的取向。然而， 对于大多数有机半导体物质，特别是从溶液中加工共轭聚合物，仅仅 是取向膜上的淀积不足以诱导有机半导体中的取向。WO99/10929和WO99/10939 乂〉开了 一种形成聚合物场效应晶体 管的方法，包括建立交联层结构和在这样的结构中形成互连的方法。 每一层在下一层溶液淀积之前被转化成不溶的形式。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种，包括 通过在用溶液加工的聚合物层之上用溶液淀积第二聚合物层来形成半 导体层和栅绝缘体层之间的晶体管活性界面的步骤，其中用溶液加工的聚合物层在淀积第二聚合物层之前尚未转化成不溶的形式。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于形成具有含聚合物的半导体活性层的电子器件的方法，该方法包括通过使聚合物形成液晶相， 使聚合物链取向为互相平行。本专利技术的这一方面还提供用该方法形成 的电子器件。根据本专利技术的另 一方面，提供一种具有半导体活性层的电子器件， 其中通过使聚合物形成液晶相，使聚合物链取向为互相平行。优选 地，使这些链取向为互相平行。这些链的取向可适当地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成晶体管的方法，包括通过在用溶液加工的聚合物层之上用溶液淀积第二聚合物层来形成半导体层和栅绝缘体层之间的晶体管活性界面的步骤，其中用溶液加工的聚合物层在淀积第二聚合物层之前尚未转化成不溶的形式。

【技术特征摘要】
GB 1999-6-21 9914489.1;GB 1999-12-1 9928435.81.一种用于形成晶体管的方法，包括通过在用溶液加工的聚合物层之上用溶液淀积第二聚合物层来形成半导体层和栅绝缘体层之间的晶体管活性界面的步骤，其中用溶液加工的聚合物层在淀积第二聚合物层之前尚未转化成不溶的形式。2. 如权利要求l所述的方法，其中，所述第二层形成晶体管的栅 绝缘体。3. 如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二层包含PVP。4. 如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨宁斯林豪斯，理查德亨利弗雷德，理查德约翰威尔森，
申请(专利权)人：剑桥企业有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]