位于具有可由溶液低温加工的电介质的机械柔性聚合物衬底上的金属氧化物场效应晶体管制造技术

本发明专利技术一种制备包含至少一个衬底、至少一种电介质和至少一种半导体金属氧化物的电子组件，尤其是场效应晶体管(FET)的方法，其中基于有机改性二氧化硅化合物，尤其是基于倍半硅氧烷和/或硅氧烷的电介质或其前体化合物可由溶液加工且在室温至350°的低温下热处理，并且所述半导体金属氧化物，尤其是ZnO，或其前体化合物也可在室温至350°的低温下由溶液加工。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】位于具有可由溶液低温加工的电介质的机械柔性聚合物衬底上的金属氧化物场效应晶体管本专利技术涉及一种制备包含至少ー个衬底、至少ー种电介质和至少ー种半导体金属氧化物的电子组件，尤其是场效应晶体管(FET)的方法，其中基于有机改性ニ氧化硅化合物，尤其是基于倍半硅氧烷和/或硅氧烷的电介质或其前体化合物可由溶液加工且在室温至350°的低温下热处理，并且所述半导体金属氧化物，尤其是ZnO，或其前体化合物同样可在室温至350°的低温下由溶液加工。此外，本专利技术涉及一种相应的电子组件，以及有机改性ニ氧化硅化合物在制备电子组件中的用途。制备电子组件，尤其是场效应晶体管(FET)的方法已由现有技术已知。 US2005/0148129A1公开了ー种制备具有包含倍半硅氧烷的活性介电层的有机半导体组件的方法。为此，通过将倍半硅氧烷前体化合物溶液施加至合适衬底上而获得介电膜。然而，所述引用文献没有公开由溶液施加的作为电介质的倍半硅氧烷与无机半导体材料，尤其是金属氧化物的组合，因为该引用文献仅公开了有机半导体材料。US6, 891，237B1公开了具有源自倍半硅氧烷的活性介电层的有机半导体组件。然而，该文献仅公开了由任选娃烧处理的倍半娃氧烧构成的介电层与有机半导体材料如十六氟铜酞菁、α -六噻吩、ニ己基-α -五噻吩和并五苯的组合，但没有公开这些电介质与无机半导体材料的组合。Kwon 等，J. Phys. D Appl. Phys.，42 (2009)，065105 公开了ー种薄膜晶体管，其包含通过RF溅射施加的氧化锌作为半导体材料，以及通过旋涂且随后在450° C下热处理而 获得的甲基娃氧烧基电介质。Salim 等，Thin solid films，518 (2009)，第 362-365 页公开了 ZnO 作为电介质用于光学透明非挥发性储存材料。主要储存元件为由包封于两层甲基倍半硅氧烷之间的ZnO薄膜构成的三层结构。所述ZnO膜同样通过溅射技术施加，所述甲基倍半硅氧烷在400° C的温度下热处理。因此，就所引用的现有技术而言，本专利技术的目的是提供一种制备电子组件，尤其是FET (场效应晶体管)的方法，其特征在于特别简单、廉价且应用广泛的加工方案。更特别地，这包括选择电介质和半导体材料的溶液加工性，其例如能使用印刷技术，以及使用合成极其简单且廉价且光学透明的大多无毒且对氧化不敏感的金属氧化物，尤其是ZnO代替有机材料作为半导体材料，尤其是作为η型半导体材料。此外，本专利技术的特征在于特别适于电子组件，尤其是FET操作性的电介质和半导体材料的选择和组合。此外，低加工温度应确保即使是热敏衬底，例如聚合物膜，也可相应地涂覆。这应提供基于柔性衬底的电子组件。根据本专利技术，这些目的通过ー种制备电子组件的方法实现，所述电子组件包含至少ー个衬底、至少ー种电介质和至少ー种半导体金属氧化物，所述方法包括如下步骤(A)单次或反复施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液，或者单次或反复施加包含至少ー种半导体金属氧化物或其前体化合物的溶液或分散体至衬底上，从而获得涂覆有相应溶液或分散体的衬底，(B)在室温至350° C的温度下热处理获自步骤(A)的涂覆衬底，从而获得涂覆有电介质或半导体金属氧化物的衬底，(C)如果在步骤(A)中施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液，则单次或反复施加包含至少ー种半导体金属氧化物或其前体化合物的溶液或分散体至获自步骤(B)的衬底上，或者如果在步骤(A)中施加包含至少ー种半导体金属氧化物或前体化合物的溶液或分散体，则单次或反复施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液至获自步骤(B)的衬底上，从而获得涂覆有相应溶液或分散体的衬底，和(D)在室温至350° C的温度下热处理获自步骤(C)的涂覆衬底，从而获得涂覆有所述电介质和半导体金属氧化物的衬底。 下文详细描述本专利技术方法的各步骤步骤⑷本专利技术方法的步骤(A)包括单次或反复施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液，或者单次或反复施加包含至少ー种半导体金属氧化物或其前体化合物的溶液或分散体至衬底上，从而获得涂覆有相应溶液或分散体的衬底。在一个实施方案(第一实施方案)中，在本专利技术方法的步骤(A)中可首先施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液，或者在另ー实施方案(第二实施方案)中，施加包含至少ー种半导体金属氧化物或其前体化合物的溶液或分散体至衬底上，从而获得涂覆有相应溶液或分散体的衬底。所述两个实施方案可由本领域技术人员根据待制备的电子组件所具有的几何结构选择。在步骤㈧中涂覆的衬底可额外已具有ー个或多个层，例如栅极、源极和/或漏扱。本专利技术方法可获得所有可能的几何结构，尤其是如下那些I :衬底、电介质、半导体；优选衬底、栅极、电介质、半导体、源极和漏极，本领域技术人员称之为底栅顶接触结构；2 :衬底、电介质、半导体；优选衬底、栅极、电介质、源极和漏极、半导体，本领域技术人员称之为底栅底接触结构；3 :衬底、半导体、电介质；优选衬底、源极和漏极、半导体、电介质、栅极，本领域技术人员称之为顶栅底接触结构；4 :衬底、半导体、电介质；优选衬底、半导体、源极和漏极、电介质、栅极，本领域技术人员称之为顶栅顶接触结构。所述衬底优选总是在该衬底的同一侧涂覆有单层，即该单层连续沉积且彼此叠加地位于该衬底上。该单层可任选结构化。本专利技术方法的必要特征为以溶液形式施加基于有机改性ニ氧化硅化合物，尤其是基于倍半硅氧烷和/或硅氧烷的电介质或其前体化合物。此处，倍半硅氧烷和硅氧烷以本身为本领域技术人员所已知的低聚-或聚倍半硅氧烷或者低聚-或聚硅氧烷形式使用。在本专利技术方法的优选实施方案中，所述有机改性ニ氧化硅化合物包含至少ー种选自通式(I)-(V)単元的単元，其中硅原子之间存在单氧桥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.18 EP 09179923.91.一种制备包含至少ー个衬底、至少ー种电介质和至少ー种半导体金属氧化物的电子组件的方法，所述方法包括如下步骤 (A)单次或反复施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液， 或者 单次或反复施加包含至少ー种半导体金属氧化物或其前体化合物的溶液或分散体至衬底上，从而获得涂覆有相应溶液或分散体的衬底， (B)在室温至350°C的温度下热处理获自步骤(A)的涂覆衬底，从而获得涂覆有电介质或半导体金属氧化物的衬底， (C)如果在步骤(A)中施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液，则单次或反复施加包含至少ー种半导体金属氧化物或其前体化合物的溶液或分散体至获自步骤(B)的衬底上， 或者 如果在步骤(A)中施加包含至少ー种半导体金属氧化物或前体化合物的溶液或分散体，则单次或反复施加包含至少ー种基于有机改性ニ氧化硅化合物的电介质或其前体化合物的溶液至获自步骤(B)的衬底上，从而获得涂覆有相应溶液或分散体的衬底，和 (D)在室温至350°C的温度下热处理获自步骤(C)的涂覆衬底，从而获得涂覆有所述电介质和半导体金属氧化物的衬底。2.根据权利要求I的方法，其中所述有机改性ニ氧化硅化合物包含至少ー种选自通式(I)-(V)单元的单元，其中硅原子间存在单氧桥3.根据权利要求I或2的方法，其中所述至少一种半导体金属氧化物为ΖηΟ。4.根据权利要求1-3中任ー项的方法，其中所述半导体金属氧化物以处于分散体中的金属氧化物形式或者作为前体化合物用于步骤(A)或(C)中。5.根据权利要求1-3中任ー项的方法，其中所用半导体金属氧化物的所述至少ー种前体化合物为无机配合物[(OH)x (NH3) yZn]z，其中x、y和z各自独立地为O. 01-10，其中x、y和z以使得所述配合物不带电荷的方式选择。6.根据权利要求1-5中任ー项的方法，其中步骤⑶和/或(C)在100-170°C的温度下进行。7.根据权利要求1-6中任ー项的方法，其中㈧和/或(C)的涂覆通过旋涂、喷涂、浸涂、液滴流延和/或印刷进行。8.根据权利要求1-7中任ー项的方法，其中所述衬底为柔性衬底。9.根据权利要求8的方法，其中所述柔性衬底选自聚酯如聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、聚萘ニ甲酸こニ醇酯(PEN)，聚酰亚胺、聚碳酸酷、聚砜及其混合物。10.根据权利要求1-9中任ー项的方法,其中包含至少ー种基于有机改性ニ氧化娃化合物或其前体化合物的电解质的溶液的溶剂选自醇、水、酷、羧酸、胺、酰胺、醚、醛、酮、芳族化合物及其混合物。11.根据权利要求1-10中任ー项的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·弗莱施哈克尔，V·弗洛卡，T·凯泽，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：