專(zhuān)利名稱(chēng)：用于有機(jī)薄膜晶體管的取向聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及取向聚合物，尤其是涉及適用于諸如聚合物薄膜晶體管之類(lèi)的器件的取向聚合物，以及使聚合物取向的方法。該取向聚合物優(yōu)選地是基本上平行取向的、液晶共軛聚合物。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體共軛聚合物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)具有象集成邏輯電路的關(guān)鍵元件(C.Drury，et al.，APL 73，108(1998))和基于柔性塑料襯底上的溶液加工的光電器件(H.Sirringhaus，et al.，Science 280，1741(1998))一樣的潛在用途。已發(fā)現(xiàn)得到高電荷載流子遷移率的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)是活性半導(dǎo)體聚合物中的高度結(jié)構(gòu)有序性。
已公知，對(duì)于一些聚合物來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)使用諸如Langmuir-Blodgett(LB)淀積(R.Silerova，Chem.Mater.10，2284(1998))、拉伸取向(D.Bradley，J.Phys.D 20，1389(1987))、共軛聚合物膜摩擦(M.Hamaguchi，et al.，Appl.Phys.Lett.67，3381(1995))之類(lèi)的加工技術(shù)在薄膜中誘導(dǎo)聚合物鏈的單軸取向。聚合物FET器件已采用通過(guò)拉伸取向(P.Dyreklev，et al.，Solid State Communications 82，317(1992))和LB淀積(J.Paloheimo，etal。Thin Solid State Films 210/211，283(1992))制造的單軸取向聚合物膜制造出來(lái)。然而，這些研究中的場(chǎng)效應(yīng)遷移率較低(＜10-5cm2/Vs)。
薄聚合物膜中的局部有序性可以通過(guò)利用一些聚合物的自有序化趨勢(shì)獲得。一個(gè)例子是聚-3-己基噻吩(P3HT)，其中通過(guò)剛性主鏈和柔性側(cè)鏈的相偏析可以形成薄層型有序結(jié)構(gòu)。通過(guò)采用適當(dāng)?shù)牡矸e技術(shù)和襯底化學(xué)處理，有可能誘導(dǎo)聚合物有序區(qū)相對(duì)于襯底表面的優(yōu)先取向。目前，P3HT產(chǎn)生對(duì)于聚合物FET已知的最高場(chǎng)效應(yīng)遷移率0.05-0.1cm2/Vs(H.Sirringhaus，et al.，Science 280，1741(1998))。在這些器件中，還沒(méi)有膜平面中聚合物鏈的優(yōu)先的、單軸的取向。
一些共軛聚合物和小分子表現(xiàn)出液晶(LC)相。液晶相的定義，是一種物質(zhì)狀態(tài)，其中分子具有優(yōu)先的空間取向。取向通常認(rèn)為是相對(duì)于一個(gè)稱(chēng)為方向標(biāo)(divector)的向量的取向。與在固體中不同，晶體狀態(tài)LC相中的分子定位是以至少一種方向隨機(jī)分布的。根據(jù)取向類(lèi)型和殘基定位的方向，可以區(qū)分向列的、手征性的、近晶的LC相。向列相具有長(zhǎng)程取向的有序性但無(wú)定位的有序性。近晶相的特征在于二維(2D)分層結(jié)構(gòu)，其中分子自行排列成堆層，每一層具有相對(duì)于正常層的統(tǒng)一取向，但在2D層中既無(wú)點(diǎn)位有序性也無(wú)較低層次的點(diǎn)位有序性。LC相主要在具有顯著形狀各向異性的聚合物和分子中出現(xiàn)。共軛LC聚合物的例子是有剛性-桿共軛骨架和短柔性側(cè)鏈的主鏈聚合物，即所謂的多毛-桿(hairy-rod)或剛性-桿聚合物。實(shí)例有聚-烷基-芴(fluorenes)(M.Grell，et al.，Adv.Mat.9，798(1998))或梯形聚-側(cè)亞苯基(U.Scherf，et al.，Makromol.Chem.Commu.12，489(1991))。LC聚合物的另一種類(lèi)型是有柔性非共軛骨架和側(cè)鏈中有剛性共軛單元的側(cè)鏈聚合物。
液晶有機(jī)分子的一個(gè)特殊類(lèi)型是有一剛性2D共軛核心和柔性側(cè)鏈的圓盤(pán)狀分子，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))。這些分子傾向于形成所謂的圓盤(pán)中間相，其中1維列通過(guò)圓盤(pán)形共軛核心π-π堆積形成(圖8)。
LC相通常在高溫下、未稀釋的有機(jī)物質(zhì)中(熱致相)，或在有機(jī)物質(zhì)以足夠高的濃度溶于溶劑中時(shí)(易溶相)出現(xiàn)(參見(jiàn)例如，A.M.Donald，A.H.Windle，Liquid Crystalline Polymers，Cambridge Solid StateScience Series，ed.R.W.Cahn，E.A.Davis，I.M.Ward，CambridgeUniversity Press，Cambridge，UK(1992))。
LC相可通過(guò)適當(dāng)加工技術(shù)使之單軸取向。在一個(gè)取向樣品中，方向標(biāo)的取向，即，例如，主鏈LC聚合物中聚合物鏈的優(yōu)先取向，在＞μm-mm的肉眼可見(jiàn)距離之上是相同的。這是FET器件中實(shí)際溝道長(zhǎng)度的數(shù)值范圍。取向可通過(guò)剪力、流動(dòng)、或者通過(guò)在具有在襯底平面中表現(xiàn)單軸各向異性的取向?qū)拥囊r底上淀積LC聚合物來(lái)誘導(dǎo)得到。取向可以是機(jī)械摩擦的有機(jī)層如聚酰亞胺(M.Grell，et al.，Adv.Mat.9，798(1998))、以斜角在襯底上蒸鍍的層、或者帶有槽平面的層。可用于使LC分子取向的各種技術(shù)的綜述參見(jiàn)例如J.Cognard，J.Molec.Cryst.Liq.Cryst.Suppl.Ser.1，1(1982)。
一種特別有吸引力的技術(shù)是光取向，這種技術(shù)比摩擦更不易于受機(jī)械損傷。通過(guò)暴露于線偏振光使光敏聚合物聚合。光的偏振面限定了光敏聚合物鏈的優(yōu)先取向。這樣的聚合物層用作大量聚合物和小分子液晶的取向?qū)?M.Schadt，et al.，Nature 381，212(1996))。
單軸取向的液晶聚合物已作為有源發(fā)光層加入聚合物發(fā)光二極管以產(chǎn)生線偏振光(M.Grell，et al.，Adv.Mat.9，798(1998)；G.Lüssem，et al.Liquid Crystals 21，903(1996))。
EP 0786 820 A2公開(kāi)了一種有機(jī)薄膜晶體管的器件結(jié)構(gòu)，其中有機(jī)半導(dǎo)體層與取向膜如經(jīng)摩擦的聚酰亞胺層相接觸。取向膜是在有機(jī)半導(dǎo)體層淀積在取向膜上部時(shí)用于誘導(dǎo)有機(jī)半導(dǎo)體層的取向。然而，對(duì)于大多數(shù)有機(jī)半導(dǎo)體物質(zhì)，特別是從溶液中加工共軛聚合物，僅僅是取向膜上的淀積不足以誘導(dǎo)有機(jī)半導(dǎo)體中的取向。
WO99/10929和WO99/10939公開(kāi)了一種形成聚合物場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，包括建立交聯(lián)層結(jié)構(gòu)和在這樣的結(jié)構(gòu)中形成互連的方法。每一層在下一層溶液淀積之前被轉(zhuǎn)化成不溶的形式。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相，使聚合物鏈取向?yàn)榛ハ嗥叫?。本發(fā)明的這一方面還提供用該方法形成的電子器件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有半導(dǎo)體活性層的電子器件，其中通過(guò)使聚合物形成液晶相，使聚合物鏈取向?yàn)榛ハ嗥叫?。?yōu)選地，使這些鏈取向?yàn)榛ハ嗥叫小?br> 這些鏈的取向可適當(dāng)?shù)胤Q(chēng)為單軸取向，因?yàn)橹辽僭诰植康娜∠虍爟?nèi)，更優(yōu)選地在更廣的范圍內(nèi)，聚合物鏈平行取向表明了單一取向軸。
優(yōu)選地，電子器件是開(kāi)關(guān)裝置。優(yōu)選地，電子器件是晶體管，最優(yōu)選地是薄膜晶體管。因此，該器件可以是聚合物晶體管。
上述液晶相可以是向列相或近晶相。
使聚合物形成液晶相的步驟，適當(dāng)?shù)匕訜峋酆衔铩?yōu)選地，有一個(gè)隨后的冷卻聚合物的步驟以固定其結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，此冷卻足夠快以使聚合物在冷卻后保持在優(yōu)選的單軸方向上的上述取向。冷卻可以足夠快以使聚合物在冷卻后為非晶體的、玻璃狀的狀態(tài)。冷卻可以包括使聚合物淬火。優(yōu)選地，從聚合物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上開(kāi)始冷卻。通常冷卻到環(huán)境溫度，例如室溫(20℃)。
上述方法可以包括在與活性層相關(guān)的部位形成晶體管的源極和漏極，以使晶體管的溝道取向?yàn)榕c聚合物鏈的取向方向平行。因此，上述器件可具有取向?yàn)榕c聚合物鏈的取向方向平行的溝道。
該方法優(yōu)選地包括使聚合物淀積到能誘導(dǎo)上述聚合物取向的取向?qū)又?。該方法?yōu)選地包括，例如通過(guò)對(duì)襯底機(jī)械摩擦，形成取向?qū)拥牟襟E。
優(yōu)選地，聚合物鏈的平行取向延伸到覆蓋至少100nm，更優(yōu)選地至少1μm，最優(yōu)選地，至少10μm的距離/疇大小。
優(yōu)選地，聚合物鏈具有覆蓋電子器件區(qū)域的單疇、單軸取向。然而，即使取向僅局部出現(xiàn)，即聚合物即使在具有幾個(gè)疇(以位于器件活性區(qū)內(nèi)的隨機(jī)取向方向)的多疇結(jié)構(gòu)中，也可實(shí)現(xiàn)性能改進(jìn)。在每個(gè)疇中，聚合物鏈在被轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)C相時(shí)，被定向?yàn)榕c此方向單軸平行。在多層結(jié)構(gòu)中形成薄膜不需要取向。
聚合物可以是半導(dǎo)體聚合物。聚合物可以是剛性-桿液晶聚合物。聚合物可以是共軛聚合物。聚合物可以是多聚芴(polyfluorene)聚合物，例如多聚芴均聚物或以多聚芴為基礎(chǔ)的嵌段共聚物。聚合物可以是例如F8或F8T2。
半導(dǎo)體聚合物可以適當(dāng)?shù)貜娜芤褐械矸e。優(yōu)選地，它在非極性有機(jī)溶劑中可溶，但在極性溶劑中不溶。
該方法也可包括，通過(guò)第二聚合物層的溶液淀積形成晶體管的活性界面的步驟。第二聚合物層可以淀積到在第二聚合物層淀積之前尚未轉(zhuǎn)化成不溶形式的用溶液加工的聚合物層之上。用溶液加工的聚合物層可以是上述取向?qū)雍?或半導(dǎo)體活性層。
第二層可以提供晶體管的柵絕緣體。第二層可以從極性有機(jī)溶劑中淀積，表面上看上述用溶液加工的聚合物層是不可溶的。第二聚合物層的溶液淀積優(yōu)選地在上述取向步驟之后進(jìn)行。第二層可以是酒精溶劑如異丙醇或丁醇中可溶的。它可以包含聚乙烯苯酚(PVP)。
本發(fā)明的一個(gè)方面還提供包含上述晶體管的邏輯電路。這樣的邏輯電路也可包含至少一個(gè)光學(xué)器件。本發(fā)明的一個(gè)方面也提供包含上述晶體管的有源矩陣顯示器，例如顯示器像素的電壓控制電路的一部分。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供一種形成電子器件(例如晶體管)的方法，該方法包括形成器件的活性界面的步驟，通過(guò)聚合物層直接在第二聚合物層淀積之前尚未轉(zhuǎn)化成不溶形式的用溶液加工的聚合物層之上的溶液淀積。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相，在聚合物鏈中誘導(dǎo)平行取向。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括使聚合物形成液晶相的步驟。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相，使疇內(nèi)聚合物鏈取向。
一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相，使聚合物鏈取向?yàn)殡娮悠骷酆衔飳觾?nèi)的以?xún)?yōu)先的單軸方向取向的單疇。
本發(fā)明上述進(jìn)一步方面的優(yōu)選方面同樣地包括與本發(fā)明其它方面相關(guān)的所有上述的內(nèi)容。
現(xiàn)參照附圖、通過(guò)舉例來(lái)描述本發(fā)明。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是LC聚合物TFT的頂柵型(top-gate)器件結(jié)構(gòu)以及器件在襯底上相對(duì)于摩擦方向的取向的示意圖；圖2表示在無(wú)金屬區(qū)域內(nèi)、利用與摩擦方向平行和垂直的光的偏振現(xiàn)象測(cè)量的單軸取向的T2/PVP TFT的偏振光吸收譜；圖3表示正交偏光鏡下觀察到的取向的T2/PVP TFT的光學(xué)顯微照片。源極和漏極通過(guò)光刻形成(溝道長(zhǎng)度L＝20μm)；圖4表示底柵型(bottom-gate)(a)和頂柵型(b)TFT結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5表示在玻璃襯底上的頂柵型P3HT/PVP TFT的輸出特性；圖6表示取向的頂柵型T2/PVP TFT的輸出特性(a)和傳輸特性(b)(L＝210μm，溝道寬度W＝1.5mm)；圖7表示具有取向?yàn)榕c摩擦方向平行和垂直的溝道的T2/PVP TFT的飽和(a)和線性(b)傳輸特性(L＝210μm，W＝1.5mm)；圖8表示圓盤(pán)狀液晶分子六苯并苯(HBC)的結(jié)構(gòu)以及圓盤(pán)列在取向?qū)酉鄬?duì)于面內(nèi)FET電荷傳輸方向的所希望的取向；圖9表示取向聚合物TFT的替換結(jié)構(gòu)。
實(shí)施發(fā)明的具體方式本方法提供形成單軸取向聚合物的方法，該聚合物適于用作例如電子器件(如晶體管，尤其是聚合物薄膜晶體管(TFT))中的活性半導(dǎo)體層。該方法涉及借助于液晶相的聚合物的取向。
在用這樣的聚合物作為活性層的器件如TFT中，電流，適當(dāng)?shù)鼗蛘呤莾?yōu)選地，沿聚合物鏈或者是垂直于聚合物鏈流動(dòng)(圖1)。這可以在相關(guān)方向上具有電荷傳輸特性的有用的均一性。
以下具體參照以多聚芴為基礎(chǔ)的(polyfluorene-based)均聚物(如聚-9，9-二辛基芴(F8))或嵌段共聚物(聚-9，9-二辛基芴-共-二噻吩(F8T2))來(lái)描述本方法。這些主鏈LC聚合物分別在160℃(F8)和265℃(F8T2)以上的溫度下出現(xiàn)向列LC相。然而，本方法不限于這些物質(zhì)或那些類(lèi)型的物質(zhì)，并且適用于更廣范圍的剛性-桿和LC聚合物。
在本方法的一個(gè)重要的優(yōu)選步驟中，聚合物的柵絕緣體可以通過(guò)在取向半導(dǎo)體聚合物的上部淀積溶液、在半導(dǎo)體和絕緣體之間形成突變活性界面來(lái)淀積。
現(xiàn)描述具有頂柵型薄膜晶體管(TFT)結(jié)構(gòu)的取向聚合物FET的制造(見(jiàn)圖1)。其它器件和其它構(gòu)成的器件也可選擇性地制造。在第一步驟中，將薄(500)聚酰亞胺前體膜(Merck ZLI 2630聚酰亞胺試劑盒)旋涂在玻璃襯底(7059玻璃，Corning)上，并通過(guò)在65℃下加熱15分鐘、300℃下加熱1小時(shí)使之轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺。此聚酰亞胺前體因其高熱穩(wěn)定性和玻璃轉(zhuǎn)變溫度而被選用以提供高溫狀態(tài)下的良好取向性能。也可使用其它物質(zhì)。然后，用裝在機(jī)械鼓上的尼龍布機(jī)械摩擦聚酰亞胺膜以使之如下述那樣地成為取向?qū)?。形成這樣的取向?qū)拥倪m當(dāng)方法描述于M.Grell，et al.，Adv.Mat.9，798(1998)。優(yōu)選地，在摩擦過(guò)程中，注意盡量減少粒子污染，因?yàn)閾?jù)信這些粒子是導(dǎo)致器件失效和成品器件中柵泄漏的主要原因。
也可使用其它制造取向?qū)拥募夹g(shù)替代上述技術(shù)。一種特別有吸引力的技術(shù)是光取向，因?yàn)槠洳话ㄈ魏慰赡軐?dǎo)致膜機(jī)械損壞和降低器件產(chǎn)量的取向?qū)拥臋C(jī)械處理(M.Schadt，et al.，Nature 381，212(1996))。
接著，或者通過(guò)經(jīng)由掩模的蒸鍍，或者通過(guò)常規(guī)的光刻，在聚酰亞胺/玻璃襯底上形成金的源-漏電極。對(duì)于金電極的光刻構(gòu)圖，去除(lift-off)技術(shù)是優(yōu)選的。已發(fā)現(xiàn)金膜的直接蝕刻將會(huì)不利于下層聚酰亞胺的取向性能，推測(cè)是由于與蝕刻溶液(王水)接觸時(shí)對(duì)聚酰亞胺表面的改變。用去除技術(shù)(其中聚酰亞胺表面只與丙酮溶液接觸，利用其去除光刻膠和金膜)，源極和漏極之間的LC聚合物取向(圖3)與無(wú)源-漏電極的平滑襯底上的一樣高。
其它電極的淀積和構(gòu)圖技術(shù)如導(dǎo)電性聚合物的直接噴墨印刷技術(shù)(例如用磺酸聚苯乙烯涂步聚乙烯二氧噻吩(PEDOT/PSS))也可使用。在同一襯底上形成器件，其中TFT溝道與摩擦方向平行或垂直。
至于下一步，LC半導(dǎo)體多聚芴聚合物通過(guò)在混合的二甲苯中從1％(重量百分比)溶液旋涂淀積。聚合物膜的厚度是大約150-1000。薄聚合物膜優(yōu)選的是，盡量減少由通過(guò)大部分半導(dǎo)體膜從源-漏接點(diǎn)到活性界面的電荷載流子傳輸引起的接觸電阻效應(yīng)。然后，分別在200℃下加熱24-48小時(shí)(F8)、280℃下加熱1-15分鐘(F8T2)，將聚合物膜加熱成其LC相。在退火的過(guò)程中，聚合物在摩擦的聚酰亞胺表面上取向。然后，通過(guò)迅速淬火至室溫，使膜成為玻璃態(tài)。通過(guò)在室溫下將襯底迅速?gòu)母邷仉A段移至金屬表面來(lái)進(jìn)行淬火。淬火步驟被認(rèn)為是用來(lái)保持LC相的單軸取向并防止結(jié)晶以及晶界的形成，如果膜在LC相和晶相之間的相變過(guò)程中緩慢冷卻，將會(huì)形成晶界。晶界可能成為電荷載流子的陷阱，并且對(duì)晶體管性能有不利影響。在退火過(guò)程中，注意不要污染聚合物膜的表面，可在真空中或不活潑氣氛中進(jìn)行退火。
為進(jìn)一步加強(qiáng)聚合物膜中的結(jié)構(gòu)有序性以及單軸取向的質(zhì)量，可以在較低溫度下進(jìn)行額外的退火。取向后，樣品也可以在高溫下保存在飽和的溶劑環(huán)境中。
圖2表示在完成的TFT襯底的無(wú)金屬區(qū)域內(nèi)測(cè)量的光吸收譜。2.5-3eV之間的吸收譜屬于T2聚合物。與摩擦方向平行的偏振光的吸收比與之垂直的偏振光的吸收更強(qiáng)。因?yàn)楣廛S遷是沿著聚合物鏈偏振的，所以得出結(jié)論聚合物鏈?zhǔn)桥c摩擦方向平行取向的。從吸收譜推算的二色性比是≈9.6，這是聚合物膜高度單軸取向的量度。
圖3表示具有單軸取向T2層的完成的TFT器件的溝道區(qū)的光學(xué)顯微照片。圖像是以反射模式通過(guò)玻璃襯底觀察到的。在正交偏光鏡下，叉指金源-漏電極較暗。如果偏光鏡使之與摩擦方向成45°(與溝道長(zhǎng)度平行)，那么入射光的偏振面在通過(guò)單軸取向聚合物膜時(shí)會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，并且一些反射光可以通過(guò)第二偏光鏡。結(jié)果，膜在發(fā)暗的源-漏電極之間表現(xiàn)較亮(圖3a)。然而，如果正交偏光鏡之一沿摩擦方向取向，那么不會(huì)出現(xiàn)入射光偏振面的旋轉(zhuǎn)，并且溝道區(qū)也較暗(圖3b)。在圖3b中，加強(qiáng)了入射光的強(qiáng)度(相對(duì)于圖3a)，以使Au叉指電極與溝道區(qū)之間的對(duì)比差異可以看到。這些觀察結(jié)果清楚地表明聚合物鏈在TFT的溝道中是單軸取向的。
在活性半導(dǎo)體聚合物取向的加工和退火步驟之后，通過(guò)對(duì)上面的柵絕緣層和金屬柵極進(jìn)行溶液淀積完成TFT器件的制造。為了允許在取向LC聚合物膜上表面上制成晶體管溝道，不得不解決一些關(guān)鍵問(wèn)題。為制成具有光電特性的器件，非常優(yōu)選的是，(a)下面的各層不會(huì)被用于柵絕緣體淀積的溶劑所溶解或溶脹，和(b)同時(shí)，溶液在下面的各層上的潤(rùn)濕性應(yīng)允許淀積平滑、連續(xù)的絕緣膜。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，優(yōu)選的特征(a)是特別關(guān)鍵的，因?yàn)門(mén)FT中的電流局限在通常10nm厚的界面層(在活性半導(dǎo)體與柵絕緣體之間的界面處，即積聚層形成的地方)。TFT性能取決于此界面層的結(jié)構(gòu)和電子特性，而大部分半導(dǎo)體層的特性?xún)H僅是第二重要的。TFT性能對(duì)活性界面的結(jié)構(gòu)特性和突變性非常敏感。在溶液淀積的過(guò)程中半導(dǎo)體與絕緣體之間的任何混合都將導(dǎo)致高界面突變性以及積聚層電子特性的降低。優(yōu)選的特征(b)意味著，柵絕緣層需要是平滑、連續(xù)、無(wú)針孔并且具有高介電強(qiáng)度的，以便允許將高電場(chǎng)應(yīng)用于形成積聚層。
上述優(yōu)選的特征(a)和(b)不僅如上所述地，與制造液晶聚合物TFT有關(guān)，而且廣泛適用于帶頂柵結(jié)構(gòu)的溶液加工的全聚合物(all-polymer)TFT(圖4b)，并且類(lèi)似地也適用于帶有更常規(guī)的底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管(圖4a)。
以往的制造全聚合物TFT的方法已使用前體途徑?？扇艿那绑w物質(zhì)是作為第一層溶液淀積的，然后被轉(zhuǎn)化成在常用有機(jī)溶劑中不可溶的最終聚合物。轉(zhuǎn)化可以包括溶解側(cè)基的去除、形成更剛性聚合物骨架的鏈內(nèi)化學(xué)反應(yīng)、或者交聯(lián)反應(yīng)。轉(zhuǎn)化通常包括加熱處理和/或與化學(xué)試劑的接觸。為制造底柵型全聚合物TFT，已使用前體途徑絕緣層(圖4a)，例如聚酰亞胺(Z.Chem.Mat.9，1299(1997))。對(duì)于頂柵型器件，已使用前體途徑聚-thienylene-亞乙烯(PTV)作為活性半導(dǎo)體(C.Drury，et al.，APL 73，108(1998))。然而，前體途徑的使用嚴(yán)重地限制了半導(dǎo)體的和絕緣的聚合物的選擇。對(duì)于許多聚合物如聚-3-己基噻吩(P3HT)，仍不知道適當(dāng)?shù)那绑w途徑。就我們目前所知道的范圍，還未制造出用可溶聚合物作為活性半導(dǎo)體全聚合物頂柵型FET。目前還不清楚并且尚未證明是否可以通過(guò)溶液淀積技術(shù)形成足夠突變的界面。
在此我們闡述一種方法，采用這種方法、利用半導(dǎo)體的和絕緣的聚合物在極性和非極性溶劑中的不同溶解性，可以用可溶液處理的聚合物制造高遷移率全聚合物頂柵型TFT。我們使用在極性溶劑(例如二甲基甲酰胺(DMF)、丙烯-乙二醇-甲基-醚-醋酸鹽(pygma)、水或酒精)中具低溶解性的非極性半導(dǎo)體共軛聚合物，例如P3HT、F8、F8T2或聚(9，9′-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(TFB)。我們使用能在極性溶劑中溶解的絕緣聚合物，例如聚乙烯苯酚(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚異基-甲基-甲基丙烯酸酯(PiBuMA)。PVP以前曾與通過(guò)前體途經(jīng)制造的不溶半導(dǎo)體聚合物(PTV)相結(jié)合來(lái)制造全聚合物頂柵型TFT(C.Drury，et al.，APL 73，108(1998))。
具體的溶劑/絕緣聚合物組合根據(jù)溶劑的極性和下層半導(dǎo)體聚合物表面上溶液的潤(rùn)濕性來(lái)決定。已發(fā)現(xiàn)醇類(lèi)如甲醇、乙醇、丁醇或異丙醇是特別適合的。大多數(shù)非極性半導(dǎo)體聚合物在醇類(lèi)中的溶解性異乎尋常地低。這部分地是因?yàn)榇碱?lèi)羥基的高極性，部分地是因?yàn)槿芤褐写碱?lèi)分子間的氫鍵相互作用。這進(jìn)一步降低了那些不能參與氫鍵相互作用的疏水聚合物的溶解性。絕緣聚合物如PVP溶液在醇類(lèi)中的溶液也傾向于表現(xiàn)相對(duì)較高的粘性。適當(dāng)高的粘性有助于連續(xù)、平滑膜的淀積，幫助克服極性溶液在非極性襯底上的潤(rùn)濕問(wèn)題。具不同沸點(diǎn)的醇類(lèi)可被采用。由高沸點(diǎn)醇類(lèi)如丁醇制成的膜具有比那些由低沸點(diǎn)醇類(lèi)如異丙醇或甲醇制成的膜更平滑的膜表面形態(tài)。然而，據(jù)觀察，用由不同醇類(lèi)溶劑淀積的相同柵絕緣聚合物制成的器件的TFT遷移率沒(méi)有顯著差異。這表明，活性界面的完整性和突變性可以用醇類(lèi)溶劑很好保持。
其它極性溶劑如聚-丙烯-乙二醇-醚-醋酸鹽(pygma)也已成功地得到應(yīng)用。盡管這些器件運(yùn)行得相當(dāng)?shù)暮?，但是其TFT遷移率通常比用醇類(lèi)溶劑低2倍。這歸因于多聚芴聚合物在pygma溶劑中有某些小的殘余溶解性。為測(cè)試這一假說(shuō)，將F8T2膜在pygma浸幾分鐘。之后，觀察到膜光吸收譜的小變動(dòng)，表明溶劑與F8T2膜的表面(通過(guò)溶解或溶脹)相互作用。在醇類(lèi)溶劑的情況下沒(méi)有觀察到這樣的變化。
用由醇類(lèi)溶劑淀積的PVP柵絕緣體，制造了具有與在標(biāo)準(zhǔn)SiO2/SiFET襯底上制成的對(duì)照器件相同的性能的TFT。在PVP淀積之前，用與PVP溶液和離心干燥所用醇類(lèi)溶劑相同的溶劑涂覆襯底。此步驟是為了洗去聚合物膜的任何可溶于醇的殘余成分。然后，用5-10％(重量百分比)溶液，優(yōu)選地在醇類(lèi)如異丙醇或丁醇中，旋涂PVP柵絕緣體。如由在金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)二極管上的阻抗波譜所測(cè)量的，1.2μm厚PVP膜的性能是大約3-5nF/cm2。厚度200-500nm的更薄的PVP柵絕緣體是優(yōu)選的，并且也已制成。通過(guò)用掩模淀積金頂柵電極完成器件。
TFT的源極、漏極和柵極也可由導(dǎo)電聚合物制造，導(dǎo)電聚合物通過(guò)適當(dāng)技術(shù)如噴墨印刷、軟刻構(gòu)圖或絲網(wǎng)印刷來(lái)構(gòu)圖。
圖5表示在標(biāo)準(zhǔn)玻璃襯底(無(wú)多聚芴取向?qū)?上制成的頂柵型P3HT/PVP TFT的輸出特性。器件特性與在常規(guī)TFT襯底上、用底柵SiO2絕緣體進(jìn)行的相同淀積中制造的器件的特性相當(dāng)。從飽水動(dòng)態(tài)(saturationregime)中的傳輸特性中求出的遷移率為約0.01-0.02cm2/Vs。器件的OFF-導(dǎo)電性有時(shí)高于相應(yīng)的底柵器件，據(jù)信這是由于P3HT表面的表面被殘余氧浸涂所致。這與特定器件結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，并且可以通過(guò)在PVP淀積、在肼(hydrozine)中對(duì)P3HT進(jìn)行還原去涂覆處理來(lái)解決(H.Sirringhaus，etal.，Science 280，1741(1998))。
器件也可用F8T2作為半導(dǎo)體聚合物來(lái)制造。在平滑的玻璃襯底(即無(wú)取向?qū)?上，0.003-0.005cm2/Vs的遷移率和開(kāi)-關(guān)電流比都與那些在SiO2上制成的底柵型晶體管相當(dāng)。
這些結(jié)果清楚地表明，有可能在兩層用溶液加工的聚合物層之間制成突變界面并且保持高度界面有序性，這是在TFT積聚層中得到10-3-10- 2cm/Vs高電荷載流子遷移率所需的。
用極性溶劑淀積聚合物柵絕緣體的方法已應(yīng)用于在單軸取向的LC聚合物上制造頂柵型TFT器件。圖6表示具有取向?yàn)榕c摩擦方向平行的溝道的取向T2/PVP TFT的輸出特性(a)和傳輸特性(b)。器件特性表明了很好的電流飽和，并且開(kāi)-關(guān)電流比大于10-4-10-5。圖7比較了在具有與摩擦方向平行和垂直的溝道的取向的T2/PVP TFT器件的飽和(a)和線性(b)狀態(tài)中的傳輸特性。器件在相同的襯底上制成。如果電流沿摩擦方向，即沿聚合物骨架的優(yōu)先方向，晶體管電流通常高5-8倍。從傳輸特性中求出的遷移率是0.009-0.02cm2/Vs(對(duì)于與聚合物鏈優(yōu)先取向的方向平行的傳輸)和0.001-0.002cm2/Vs(對(duì)于與聚合物鏈優(yōu)先取向的方向垂直的傳輸)。
這些遷移率數(shù)值可與各向同性TFT器件的相媲美，各向同性TFT器件要進(jìn)行與單軸取向器件相同的熱處理，但不表現(xiàn)單疇取向。這些各向同性、多疇的器件(x)是在未被聚酰亞胺涂覆的襯底區(qū)域上制造的，并且通常具有遷移率μX＝0.003-0.005cm2/Vs，μ⊥＜μX＜μ∥。
這表明，單軸取向?qū)е逻w移率的明顯改進(jìn)，與各向同性的器件相比，通常提高3倍。然而，各向同性的器件表現(xiàn)比其中F8T2膜未進(jìn)行熱處理的器件高得多的遷移率和更好的開(kāi)啟電壓穩(wěn)定性(μas-spun＜10-3cm2/Vs)。在多疇、各向同性的器件中，如從光學(xué)顯微照片測(cè)算的，疇大小為約0.1-1μm，即TFT溝道含有幾個(gè)LC疇界。這表明，在向列玻璃中，LC疇界沒(méi)有像剛旋涂后的膜中的微晶晶界的程度地同樣地作用為載流子陷阱。
顯著的遷移率各向異性的觀察結(jié)果表明，用此處所說(shuō)明的器件結(jié)構(gòu)，有可能使用形成LC相并可以通過(guò)使用取向?qū)尤∠虻墓曹椌酆衔飦?lái)實(shí)現(xiàn)沿聚合物鏈的快速鏈內(nèi)傳輸。取向方法的進(jìn)一步優(yōu)化，將包括退火和摩擦步驟的優(yōu)化以及用溶劑蒸鍍處理取向膜，很可能導(dǎo)致溝道區(qū)二色性比的進(jìn)一步增加和更高的遷移率。
也可使用其它LC聚合物。預(yù)計(jì)在表現(xiàn)更強(qiáng)相互作用并有助于相鄰聚合物鏈間的電荷載流子鏈間跳動(dòng)的物質(zhì)中有更高的遷移率。得到高遷移率最有利的取向，是其中π-π堆積的方向是在與摩擦方向垂直的膜平面中優(yōu)先取向的結(jié)構(gòu)。這將需要二軸性液晶聚合物，它在與聚合物骨架的取向方向平行的平面中表現(xiàn)各向異性和分子的優(yōu)選取向(參見(jiàn)例如，A.M.Donald，A.H.Windle，Liquid Crystalline Polymers，Cambridge SolidState Science Series，ed.R.W.Cahn，E.A.Davis，I.M.Ward，CambridgeUniversity Press，Cambridge，UK(1992))。
產(chǎn)生沿聚合物鏈的更高程度取向和更長(zhǎng)相關(guān)長(zhǎng)度的LC聚合物也有望產(chǎn)生更高的遷移率(M.Grell，et al.，Macromolecules 32，5810(1999))。
為了允許從源-漏電極有效地注入空穴，LC聚合物應(yīng)具有足夠低的電離電位，優(yōu)選地低于5.5eV，這與常規(guī)源-漏電極材料如無(wú)機(jī)金屬電極(金、鉑、鋁等)或?qū)щ娋酆衔锶鏟EDOT的功函數(shù)很好地相匹配。
適用于這種TFT制造方法的其它類(lèi)型的分子是具有形成圓盤(pán)中間相的柔性側(cè)鏈的圓盤(pán)形共軛分子?？梢匝?維列堆積得到高電荷載流子遷移率(D.Adam，et al.，Nature 371，141(1994))。在一些圓盤(pán)狀分子如六苯并苯(HBC)(P.Herwig，et al.，Adv.Mater.8，510(1996))中，這些列傾向于在膜平面中取向，使得可以在面內(nèi)晶體管傳輸中利用沿這些列的高遷移率(圖8)。HBC在極性溶劑中也具有低溶解性。采用取向?qū)邮箞A盤(pán)狀分子取向的技術(shù)已被開(kāi)發(fā)(Mori，Hiroyuki，European patent application94116645.6；Kamada，et al.，European patent application 94114956.9)。
可以對(duì)器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種變更?？梢栽贚C聚合物的淀積/和取向之后淀積源/漏電極(圖9a)。這將利于電荷載流子在源/漏電極的注入，并改善聚合物在電極附近的取向。無(wú)論是在單層(圖9c)或雙層(圖9b)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)底柵型結(jié)構(gòu)中，取向?qū)佣伎梢杂米鳀沤^緣物本身。在后者中第二絕緣層還提供額外的介電強(qiáng)度。由于活性界面的缺陷，底柵型結(jié)構(gòu)中不太適合用機(jī)械摩擦形成取向?qū)?，但適合用其它取向技術(shù)如光取向。
根據(jù)本發(fā)明的聚合物TFT可以用在聚合物TFT邏輯電路(C.Drury，et al.，APL 73，108(1998))中或在高分辨的有源矩陣顯示器中用作象素驅(qū)動(dòng)晶體管(H.Sirringhuas et at.，Science 280，1741(1998))。這些顯示器的例子有有源矩陣LED顯示器、液晶顯示器(LCD)或電泳顯示器。比各向同性膜的遷移率大的沿聚合物鏈的優(yōu)選單軸取向的方向上的電荷載流子遷移率可以用來(lái)提高動(dòng)作速度和TFT的驅(qū)動(dòng)電流能力。
下面說(shuō)明選擇用于上述用途的半導(dǎo)體聚合物的一些優(yōu)選情況。
優(yōu)選地，聚合物應(yīng)在300℃以下，更優(yōu)選為200/150℃以下的溫度下在取向?qū)由闲纬蓡萎?。為了注入電荷載流子和獲得穩(wěn)定的TFT特性，材料的電離電勢(shì)應(yīng)優(yōu)選為5.8eV以下，更優(yōu)選為5.5eV以下，最優(yōu)選為5.1eV以下。
優(yōu)選地，聚合物應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，以防止在高溫退火步驟中與空氣(氧、水)等化學(xué)反應(yīng)。聚合物的電離電勢(shì)應(yīng)優(yōu)選為4.9eV以上，更優(yōu)選為5.1eV以上。TFT的開(kāi)-關(guān)電流切換比應(yīng)大于103，更優(yōu)選地，大于104，開(kāi)啟柵電壓V0應(yīng)小于-30V，更優(yōu)選地，小于-10V。
獲得良好的環(huán)境穩(wěn)定性和高遷移率的一類(lèi)優(yōu)選材料是包含規(guī)則的A段和B段的序列的A-B剛性桿嵌段共聚物。合適的A段是具有高帶隙(例如大于2.5eV)的結(jié)構(gòu)整齊的梯形部分(moieties)，其作為均聚物具有大于5.5eV的高電離電勢(shì)和良好的環(huán)境穩(wěn)定性。這些特征優(yōu)選為獨(dú)立的并相互結(jié)合。合適的A段的例子為芴衍生物(例如在US 5777070中公開(kāi)的那些)、茚并芴衍生物、或亞苯基的或梯形亞苯基的衍生物(例如在J.Grimme et.Al.，Adv.Mat.7，292(1995)中公開(kāi)的那些)。合適的B段是具有低帶隙(例如小于2.5eV)、含異類(lèi)原子如硫或氮，以及作為均聚物具有小于5.5eV的高電離電勢(shì)的空穴傳輸部分。這些特征優(yōu)選為獨(dú)立的并相互結(jié)合。合適的空穴傳輸B段的例子為噻吩衍生物、或三芳基胺衍生物。B段的作用是減小段共聚物的電離電勢(shì)。嵌段共聚物的電離電勢(shì)優(yōu)選為4.9eV≤IP≤5.5eV。這些共聚物的例子是F8T2(電離電勢(shì)5.5eV)或TFB(US 5777070)除了空穴傳輸半導(dǎo)體聚合物之外，還可以使用可溶的電子傳輸材料。它們需要大于3eV、優(yōu)選為大于3.5eV的高的電子親和力，以防止殘余的空氣雜質(zhì)如氧成為載流子陷阱。具有電離電勢(shì)大于5.5eV結(jié)構(gòu)整齊的梯形A段、和把共聚物的電子親和力提高到大于3eV、優(yōu)選大于3.5eV的B段的AB型嵌段共聚物是優(yōu)選的。合適的A段的例子為芴衍生物(例如在US 5777070中公開(kāi)的那些)、茚并芴衍生物、或亞苯基的或梯形亞苯基的衍生物(例如在J.Grimme et.Al.，Adv.Mat.7，292(1995)中公開(kāi)的那些)。合適的空穴傳輸B段的例子為苯硫二唑(benzothiadiazole)衍生物(例如在US 5777070中公開(kāi)的那些)、三嵌萘苯(perylene)衍生物、萘四羧偶氮(naphthalenetetracarboxylic diimide)衍生物或氟化噻吩衍生物。這些嵌段共聚物中的一些(F8、F8T2)在高溫下形成液晶相，而另一些如TFB不形成LC相。在頂柵型器件結(jié)構(gòu)中已得到0.002cm2/Vs的TFB場(chǎng)效應(yīng)遷移率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在TFB的情形中，200-290℃即玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度下的退火步驟和之后的快速淬火提高遷移率和閾值電壓穩(wěn)定性。盡管在TFB的情形中檢測(cè)不到LC轉(zhuǎn)變，這種頂柵型TFB器件的提高可歸因于在聚合物制備成無(wú)定形玻璃態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)缺陷如晶疇邊界處的電荷捕獲的減少。
總而言之，基于多聚芴的嵌段共聚物是迄今尚未在聚合物晶體管器件中應(yīng)用的大有作為的一類(lèi)新的共軛聚合物。由于上述的原因，基于多聚芴的嵌段共聚物是用于上述的器件的取向的半導(dǎo)體層的一類(lèi)優(yōu)選材料。
本發(fā)明可明顯地或不明顯地包含在此披露的任何特征或其組合，不管它是否涉及現(xiàn)在要保護(hù)的范圍。基于上面的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出種種變更。
權(quán)利要求
1.一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相而使聚合物鏈取向?yàn)榛ハ嗥叫小?br> 2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中器件是晶體管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中液晶相是向列相或近晶相。
4.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中使聚合物形成液晶相的步驟包括加熱聚合物。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，包括在上述加熱之后使聚合物淬火的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中上述淬火步驟是用于使聚合物形成非晶玻璃態(tài)。
7.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，包括在與活性層相關(guān)的部位形成晶體管的源極和漏極以使晶體管的溝道取向?yàn)榕c聚合物鏈的取向方向平行。
8.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，包括使聚合物淀積到能誘導(dǎo)上述聚合物取向的取向?qū)又稀?br> 9.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，包括通過(guò)對(duì)襯底機(jī)械摩擦形成取向?qū)拥牟襟E。
10.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中聚合物是半導(dǎo)體聚合物。
11.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中聚合物是多毛-桿液晶聚合物。
12.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中聚合物是剛性桿液晶聚合物。
13.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中聚合物是共軛聚合物。
14.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中半導(dǎo)體聚合物是多聚芴均聚物或基于多聚芴的共聚物。
15.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中半導(dǎo)體聚合物是多聚芴均聚物或基于多聚芴的嵌段共聚物。
16.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中半導(dǎo)體聚合物是F8或F8T2。
17.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，包括由溶液淀積半導(dǎo)體聚合物的步驟。
18.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，包括通過(guò)在用溶液加工的聚合物層之上用溶液淀積第二聚合物層來(lái)形成晶體管的活性界面的步驟，其中用溶液加工的聚合物層在第二聚合物層淀積之前尚未轉(zhuǎn)化成不溶的形式。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中上述第二層形成晶體管的柵絕緣體。
20.如權(quán)利要求18或19所述的方法，其中上述第二層包含PVP。
21.如權(quán)利要求18-20中的任一項(xiàng)所述的方法，其中上述的半導(dǎo)體活性層是上述用溶液加工的聚合物層。
22.如權(quán)利要求18-20中的任一項(xiàng)所述的方法，其中上述的用溶液加工的聚合物層在非極性有機(jī)溶劑中可溶，但在極性溶劑中不溶。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中上述第二聚合物層從極性有機(jī)溶劑中淀積，其中上述用溶液加工的聚合物層是不可溶的。
24.如權(quán)利要求18-23中的任一項(xiàng)所述的方法，其中第二聚合物層的溶液淀積在上述取向步驟之后進(jìn)行。
25.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中聚合物鏈以單軸取向排列。
26.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中聚合物鏈以單軸、單疇取向排列。
27.如任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中聚合物鏈在局部平行取向的疇中取向。
28.一種電子器件，通過(guò)任一上述權(quán)利要求的方法形成。
29.一種邏輯電路，包含權(quán)利要求28中所述的晶體管。
30.如權(quán)利要求29中所述的邏輯電路，包含至少一個(gè)光學(xué)器件。
31.一種有源矩體顯示器，包含權(quán)利要求28中所述的晶體管。
32.一種具有半導(dǎo)體活性層的電子器件，其中通過(guò)使聚合物形成液晶相而使聚合物鏈取向?yàn)榛ハ嗥叫小?br> 33.一種電子器件，其中具有含嵌段共聚物的半導(dǎo)體層，該嵌段共聚物含有各由至少兩個(gè)共價(jià)鍵連接的第一段共軛單體單元和與第一段單體單元不同的第二段單體單元，該嵌段共聚物具有大于3.0eV或3.5eV的電子親合性。
34.一種電子器件，其中具有含嵌段共聚物的半導(dǎo)體層，該嵌段共聚物含有各由至少兩個(gè)共價(jià)鍵連接的第一段共軛單體單元和與第一段單體單元不同的第二段單體單元，該嵌段共聚物具有5.5eV-4.9eV范圍內(nèi)的電離電勢(shì)。
35.如權(quán)利要求33或34所述的電子器件，其中第一段單體單元包括芴衍生物、梯形亞苯基衍生物和茚并芴衍生物中的一個(gè)或多個(gè)，且第二段單體單元包括噻吩衍生物、三芳基胺衍生物和苯硫二唑衍生物中的一個(gè)或多個(gè)。
36.如權(quán)利要求33-35所述的電子器件，其中半導(dǎo)體層包括F8、F8T2或TFB。
37.如權(quán)利要求33-36中的任一項(xiàng)所述的電子器件，其中已通過(guò)使聚合物形成液晶相而使半導(dǎo)體層的鏈取向?yàn)榛ハ嗥叫小?br> 38.如權(quán)利要求33-36中的任一項(xiàng)所上述的電子器件，其中半導(dǎo)體層已通過(guò)從其玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上淬火制成玻璃態(tài)。
39.如權(quán)利要求38所述的電子器件，其中半導(dǎo)體層已通過(guò)從其玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上淬火至環(huán)境溫度制成玻璃態(tài)。
40.如權(quán)利要求39所述的電子器件，其中半導(dǎo)體層已通過(guò)從其玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上淬火至室溫制成玻璃態(tài)。
41.一種如權(quán)利要求32-40中的任一項(xiàng)所述的聚合物晶體管。
42.如權(quán)利要求32-41中的任一權(quán)利要求所述的電子器件，其中該器件是晶體管。
43.如權(quán)利要求42中的任一權(quán)利要求所述的電子器件，其中該器件是薄膜晶體管。
44.如權(quán)利要求42或43所述的電子器件，其中已使晶體管的溝道取向?yàn)榕c取向聚合物鏈的方向基本上平行。
45.如權(quán)利要求32-44中的任一權(quán)利要求所述的電子器件，包含直接在活性層之下的取向?qū)印?br> 46.如權(quán)利要求32-45中的任一權(quán)利要求所述的電子器件，其中聚合物是半導(dǎo)體聚合物。
47.如權(quán)利要求32-45中的任一權(quán)利要求所述的電子器件，其中聚合物處于非晶玻璃態(tài)。
48.一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相而在聚合物鏈中誘導(dǎo)平行取向。
49.一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括使聚合物形成液晶相的步驟。
50.一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相，在疇內(nèi)使聚合物鏈取向。
51.一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法，該方法包括通過(guò)使聚合物形成液晶相，使聚合物鏈取向?yàn)殡娮悠骷酆衔飳觾?nèi)的以?xún)?yōu)先單軸方向取向的單疇。
全文摘要
一種形成具有含聚合物的半導(dǎo)體活性層的電子器件的方法,該方法包括:通過(guò)使聚合物形成液晶相,使聚合物鏈取向?yàn)榛ハ嗥叫小?br> 文檔編號(hào)H01L51/05GK1364323SQ0081079
公開(kāi)日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月21日
發(fā)明者亨寧·斯林豪斯, 理查德·亨利·弗雷德, 理查德·約翰·威爾森 申請(qǐng)人:劍橋大學(xué)技術(shù)服務(wù)有限公司