在有机半导体器件内偏心沉积有机半导体制造技术

本发明专利技术提供了一种制备诸如晶体管之类薄膜半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：ａ）提供具有第一导电区和第二导电区（１０，２０）的基材（６０），其中所述第一导电区和所述第二导电区限定了两者间的沟道（５０），并且其中所述沟道（５０）不与大于７５％的任一导电区（１０，２０）的周边；以及ｂ）在所述沟道（５０）附近或上面沉积包含有机半导体的溶液（４０）的不连续等分试样，其中大部分所述溶液沉积在所述沟道（５０）一侧且不在所述沟道（５０）上。在本发明专利技术的一些实施例中，所述溶液完全沉积到所述沟道（５０）的一侧，并且不在所述沟道（５０）上，此外，所述溶液沉积到具有小于所述沟道长度的长度的带内。本发明专利技术另外提供了诸如晶体管之类的薄膜半导体器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过喷墨印刷或类似流体沉积方法制造有机半导体器件并涉及如此制备的器件。
技术介绍
近年来，越来越多的研究工作旨在使用有机材料而不是诸如硅和砷化镓之类传统的无机材料作为半导体。除了其他有益效果以外，使用有机材料可以降低电子器件的制造成本，可以实现大面积应用，并且可以将柔性基材用作显示背板、集成电路电子标签和传感器中的电子线路的支承材料。已经考虑了各种有机半导体材料，最常见的是以并苯为示例的稠合的芳环化合物。这些有机半导体材料中的至少一些具有相当于或优于非晶硅基器件的性能特征，例如载流子迁移率、开/关电流比以及亚阈值电压。由于这些材料不易溶解于大多数溶剂而常常采用气相沉积。当有机半导体已从溶液(例如包含有机溶剂的溶液)中沉积时，难以达到良好或最佳的性能特征。US 6，690，029B1据称公开了某些取代的并五苯以及由它们制成的电子器件。WO 2005/055248A2据称公开了顶栅薄膜晶体管中的某些取代的并五苯和聚合物。提交于2005年12月观日的美国专利申请No. 11/275366总体上公开了一种全喷墨印刷的薄膜晶体管及其制备和使用方法，该专利的公开内容以引用方式并入本文中。以下参考文献可能与有机半导体的喷墨印刷有关Lim et al, "Self-Organization of Ink-jet-Printed Triisopropylsilylethynyl Pentacene via Evaporation-Induced Flows in a Drying Droplet/，Adv. Funct. Mater.，2008，18，pp. 229-234 (Lim等人，“通过在干燥液滴内蒸发引发的流动对喷墨印刷的三异丙基甲硅烷基乙炔基并五苯进行自组织”， 《先进功能材料》，2008年，第18卷第229-234页)。—些研究人员报告称，使用了具有有机半导体材料的不寻常的器件几何形状， 例如同心环或克比诺圆盘(Corbino)几何形状。以下参考文献可能与这样的技术有关 Klauk et al. , "Pentacene Organic Thin-Film Transistors for Circuit and Display Applications,，，IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 46, No. 6, June 1999, pp. 1258-U63(Klauk等人，“用于电路和显示应用的并五苯有机薄膜晶体管”，《IEEE电子器件汇刊》，1999 年 6 月，第 46 卷第 6 期第 1258-1263 页)；Meijer et al. ,"Dopant density determination in disordered organic field-effect transistors, " J. App.Physics, Vol. 93,No. 8，15 April 2003,pp. 4831-4835 (Meijer等人，“无序有机场效应晶体管内的掺杂物密度测定”，《应用物理学期刊》，2003年4月15日，第93卷第8期第4831-4835页)。提交于2005年12月观日的美国专利申请No. 11/275367总体上公开了具有底栅几何形状的薄膜晶体管及其制备和使用方法，该专利的公开内容以引用方式并入本文中。提交于2008年5月30日的美国临时专利申请No. 61/057715总体上公开了甲硅烷基乙炔基并五苯、包含甲硅烷基乙炔基并五苯的组合物以及制备甲硅烷基乙炔基并五苯和其例如作为有机半导体使用的方法，该专利的公开内容以引用方式并入本文中。提交于2008年6月11日的美国临时专利申请No. 61/060595总体上公开了混合溶剂体系在沉积有机半导体时的用途，该专利的公开内容以引用方式并入本文中。提交于2008年6月27日的美国临时专利申请No. 61/076186总体上公开了有机半导体层的生长方法、有机半导体器件的制造方法以及由此形成的层和器件，该专利的公开内容以引用方式并入本文中。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制备薄膜半导体器件的方法，该方法包括以下步骤a)提供具有第一和第二导电区的基材，其中第一和第二导电区限定了两者间的沟道，并且其中该沟道不与大于75%的任一导电区的周边交界，或者在一些实施例中不超过50% ；以及b)在沟道附近或上面沉积包含有机半导体的溶液的不连续等分试样，其中等分试样将有机半导体提供给单个薄膜半导体器件，其中大部分溶液沉积到沟道一侧且不在沟道上。在一些实施例中，沟道与每个导电区之间的边界为基本线性且基本平行的。在一些实施例中，薄膜半导体器件为晶体管，第一导电区为源极，第二导电区为漏极。在一些实施例中，60%以上的溶液沉积到沟道一侧且不在沟道上，在一些实施例中为70%以上，在一些实施例中为80%以上，在一些实施例中为90%以上，在一些实施例中为100%。在一些实施例中，不连续等分试样通常通过喷墨印刷以多个液滴的形式沉积。在一些这类实施例中，至少60%的液滴沉积到沟道一侧且不在沟道上，在其他实施例中为至少70%，在其他实施例中为至少80%， 在其他实施例中为至少90%，在其他实施例中为100%。在一些实施例中，包含有机半导体的溶液的不连续等分试样允许在沉积之后润湿，于是具有不超过沟道长度10倍的长度。 在一些实施例中，包含有机半导体的溶液的不连续等分试样沉积在长度小于沟道长度的带内。在本专利技术的一些实施例中，包含有机半导体的溶液的不连续等分试样完全沉积到沟道一侧且不在沟道上，而且溶液沉积在长度小于沟道长度的带内。该方法不但可行，而且提供了改善的结果。本专利技术另外提供了一种薄膜半导体器件，其包括a)基材，该基材具有第一和第二导电区，其中第一和第二导电区限定了两者间的沟道，并且其中该沟道不与大于75%的任一导电区的周边交界，或者在一些实施例中不超过50% ；以及b)不连续的半导体层，该半导体层包括在沟道上和邻近沟道的有机半导体，其中不连续的半导体层充当单个薄膜半导体器件，其中大部分不连续半导体层位于沟道一侧且不在沟道上。在一些实施例中，沟道与每个导电区之间的边界为基本线性且基本平行的。在一些实施例中，薄膜半导体器件为晶体管，第一导电区为源极，第二导电区为漏极。在一些实施例中，该器件另外包括栅极和介质层。在一些实施例中，55%以上的不连续半导体层位于沟道一侧且不在沟道上，在其他实施例中为60%以上，在其他实施例中为65%以上，在其他实施例中为70%以上，在其他实施例中为75%以上，在其他实施例中为80%以上。在一些实施例中，不连续半导体层具有不超过沟道长度10倍的长度。本专利技术另外提供了一种制备薄膜半导体器件对的方法，该方法包括以下步骤a) 提供基材，该基材具有i)第一和第二导电区，其中第一和第二导电区限定两者间的第一沟道；以及ii)第三和第四导电区，其中第三和第四导电区限定两者间的第二沟道；以及b) 将包含有机半导体的溶液的不连续等分试样沉积到邻近第一和第二沟道的位置或第一和第二沟道上，其中等分试样将有机半导体刚好设置在两个单一薄膜半导体器件上，其中大部分溶液沉积到第一沟道一侧且不在第一沟道上，并且其中大本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备薄膜半导体器件的方法，该方法包括以下步骤：ａ）提供具有第一导电区和第二导电区的基材，其中所述第一导电区和所述第二导电区限定了两者间的沟道，并且其中所述沟道不与大于７５％的任一导电区的周边交界；以及ｂ）在所述沟道附近或上面沉积包含有机半导体的溶液的不连续等分试样，其中所述等分试样将有机半导体提供给单个薄膜半导体器件，其中大部分所述溶液沉积到所述沟道一侧且不在所述沟道上。

【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：斯科特·M·施诺布利希，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US