电子器件制造技术

本发明专利技术涉及包括在栅极绝缘体（４）和栅极电极（５）之间的夹层（７）的有机电子（ＯＥ）器件，尤其是晶体管，并且涉及用于制备该器件的新型方法以及用于夹层的电介质材料。

【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在栅极绝缘体和栅极电极之间的夹层的有机电子(OE)器件，特 别是晶体管，并且涉及用于制备该器件的新型方法以及用于夹层的电介质材料。
技术介绍
有机场效应晶体管(OFET)被用在显示设备和逻辑电路(logiccapable circuit) 中。传统的OFET通常包括源极、漏极和栅极电极，含有有机半导体(OSC)材料的半 导电层以及在OSC层和栅极电极之间的含有电介质材料的栅极绝缘体层。图1示出了根据现有技术的传统的顶栅OFET器件，其包括衬底⑴、源极和漏 极电极⑵、OSC层(3)、包含电介质的栅极绝缘体层(4)、栅极电极(5)以及用于保护 (shield)栅极电极以免受设置在该OFET之上的另外的层或器件影响的第二绝缘体或保护 层(6)。图2示出了根据现有技术的传统的底栅OFET器件，其包括衬底⑴、源极和漏 极电极⑵、OSC层(3)、包含电介质的栅极绝缘体层(4)、栅极电极(5)以及用于保护 源极和漏极电极以免受设置在该OFET之上的另外的层或器件影响的第二绝缘体或保护 层(6)。WO 03/052841A1公开了一种OFET，其中栅极绝缘体层包含具有小于3.0的低 电容率￡ (也称为相对电容率或介电常数)的电介质材料(“低k材料”)。据报导 这种低k材料的使用减少了在电介质/OSC界面处的电荷俘获并且改善晶体管性能，特 别是在通过溶液加工而制备的器件中。WO 03/052841A1还报导了市场上可买到的诸如 Cytop (来自Asahi Glass)或Teflon AF (来自DuPont)的含氟聚合物特别适合作为低k 材料。使用含氟聚合物作为栅极绝缘体对于溶液加工的OFET器件是有利的，其中 OSC材料选自可溶解的、取代的多并苯(oligoacene)，诸如并五苯、并四苯或并三苯或 其杂环的衍生物，如例如在W02005/055248中所公开的。这些OSC材料是可溶于大多 数普通的有机溶剂的。因此，在制备顶栅器件时，必须仔细地选择用于栅极绝缘体制剂 (formulation)的溶剂，以免当在OSC层(3)之上淀积用于栅极绝缘体⑷的制剂时溶解 OSC材料。类似地，在制备底栅器件时，当在栅极绝缘体(4)之上淀积用于OSC层(3) 的制剂时必须避免溶解栅极绝缘体材料。由于含氟聚合物可溶于全氟化的溶剂(其与用 于上述OSC材料的典型的溶剂正交)，因此它们特别适合作为这些器件中的栅极绝缘体 材料。然而，上述含氟聚合物具有某些缺点，特别与OFET器件的批量生产有关。主 要的缺点基于含氟聚合物的较差的可加工性和受限的结构完整性。因此，含氟聚合物通 常不会很好地粘附在衬底(1)和OSC层(3)上。此外，由于粘附性较差(剥落)且湿 润性较差，因此通常难以在栅极绝缘体(4)之上加工和粘附另外的涂层，像栅极电极(5) 或保护层(6)。另外，象例如Cytop 系列那样的许多含氟聚合物具有低的玻璃化温度Tg( 100-130°C )，这可能在某些加工步骤期间引起问题。例如，在例如通过溅射将金 属化的栅极电极层施加在它之上时将电介质层加热到Tg会导致由于内在应力而引起的聚 合物的开裂(cracking)。即使当膜中没有残余应力时，加热到Tg之上会导致差异膨胀并且 因此导致聚合物的起皱(wrinkling)。另一方面，象Teflon AF 系列(例如，Tg = 240°C 的Teflon AF 2400)那样的具有更高的Tg的含氟聚合物可以克服起皱或开裂问题，但是通 常不能较好地涂敷在大的衬底上，并且对附加层的粘附性较差。因此本专利技术的一个目的是提供改进的材料和用于制备电子器件(特别是顶栅 OFET)的方法，其没有现有技术的材料和方法的缺点，并且允许大规模地时间有效、成 本有效和材料有效地生产电子器件。特别期望的是，在通过溶液加工技术制造电子器件 时改善电介质层的粘附性和结构完整性。本专利技术的另一个目的是提供根据这种材料和方 法而获得的改进的电子器件，特别是OFET。根据以下详细描述本专利技术的其它目的对于本 领域技术人员来说是非常清楚的。已经发现，可以通过提供如本专利技术所要求保护的方法、材料和器件来实现这些 目的。特别地，本专利技术的专利技术人已经发现，可以通过在栅极绝缘体层与栅极电极和/或 栅极电极保护层之间施加夹层来克服上述缺点中的至少一些，其中所述夹层包括含有极 性重复单元(象亚乙烯基氟化物或乙烯基氟化物)和非极性(unpolar)重复单元(象全氟 烷撑(perfhioroalkylene)单元)的共聚物。使用这种夹层改善了在后续制造加工步骤中施 加另外的器件层期间栅极绝缘体层的粘附性、可润湿性和结构完整性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种电子器件，其包括有机半导体(OSC)层(3)，栅极电极(5)，包含电介质材料并且位于OSC层(3)和栅极电极(5)之间的栅极绝缘体层(4)，可选地，覆盖栅极电极(5)和栅极绝缘体层(4)的附加的绝缘体层(6)，其中该器件还包括在栅极绝缘体层(4)与栅极电极(5)之间的或在栅极电极(5) 与附加的绝缘体层(6)之间的至少一个夹层(7)，其特征在于，夹层(7)包括含有至少一个极性重复单元和至少一个非极性重复 单元的共聚物，优选地基本上由含有至少一个极性重复单元和至少一个非极性重复单元 的共聚物组成，非常优选地仅仅由含有至少一个极性重复单元和至少一个非极性重复单 元的共聚物组成，其中“极性单元”意指其均聚物的表面能230mN/m的重复单元，而“非极性单元”意指其均聚物的表面能^25mN/m的重复单元。本专利技术还涉及一种用于制备如以上和以下所述的电子器件的方法，其包括以下 步骤b)在OSC层(3)上淀积第一电介质材料层⑷，以及cl)在第一电介质层⑷上淀积如以上和以下所述的至少一个夹层(7)，dl)在夹层(7)的至少一部分上淀积栅极电极(5)，el)可选地，在栅极电极(5)和夹层(7)上淀积第二电介质材料层(6)，或者，用以下步骤代替步骤cl) _el)C2)在第一电介质层(4)的至少一部分上淀积栅极电极(5)，d2)在栅极电极(5)和第一电介质层(4)上淀积如以上和以下所述的至少一个夹 层⑵，e2)在夹层(7)上淀积第二电介质材料层(6)。本专利技术还涉及通过如以上和以下所述的方法获得的电子器件。优选地该电子器件是有机场效应晶体管(OFET)或薄膜晶体管(TFT)(优选地为 顶栅晶体管)、集成电路(IC)或者射频识别(RFID)标签。附图说明图1描述了根据现有技术的顶栅OFET器件。图2描述了根据现有技术的底栅OFET器件。图3描述了根据本专利技术的第一优选实施例的顶栅OFET器件。图4描述了根据本专利技术的第二优选实施例的顶栅OFET器件。图5示出了用于制备根据本专利技术的第一实施例的OFET的方法。图6示出了用于制备根据本专利技术的第二实施例的OFET的方法。图7描述了根据本专利技术的第三优选实施例的顶栅OFET器件。图8描述了根据本专利技术的第四优选实施例的顶栅OFET器件。图9-11描述了根据实例1制备的顶栅OFET的晶体管特性。具体实施例方式术语“聚合物”通常意指高的相对分子质量的分子，其结构基本上包括实际上 或概念上由低的相对分子质量的分子得到的多个重复单元(PAC，1996，68，2291)。术 语本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子器件，包括：　　有机半导体（ＯＳＣ）层（３），　　栅极电极（５），　　包含电介质材料并且位于ＯＳＣ层（３）和栅极电极（５）之间的栅极绝缘体层（４），　　可选地，覆盖栅极电极（５）和栅极绝缘体层（４）的附加的绝缘体层（６），　　其中该器件还包括在栅极绝缘体层（４）与栅极电极（５）之间的或在栅极电极（５）与附加的绝缘体层（６）之间的至少一个夹层（７），　　其特征在于，夹层（７）包括含有至少一个极性重复单元和至少一个非极性重复单元的共聚物，其中极性单元意指其均聚物的表面能≥３０ｍＮ／ｍ的重复单元，而非极性单元意指其均聚物的表面能２５ｍＮ／ｍ的重复单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DC穆勒，P米斯基维克，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE