專利名稱：：有n－型半導(dǎo)體的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有n-型半導(dǎo)體的設(shè)備。
背景技術(shù)：
：薄膜晶體管(這里稱作“TFT”)是電子設(shè)備的集成電路的關(guān)鍵組件。雖然有機(jī)材料類TFT一般提供比它們的普通硅對(duì)應(yīng)者如硅晶體或多晶硅TFT更低的性能特征，但是它們不能充分用于不需要高遷移率(mobility)的領(lǐng)域中。這些包括大面積設(shè)備，比如圖像傳感器，有源矩陣(activematrix)液晶顯示器和低端微電子設(shè)備，如智能卡和RFID標(biāo)簽。從有機(jī)或聚合物材料制造的TFT是潛在性地極低成本的，并且還可能在功能和結(jié)構(gòu)上比在上述領(lǐng)域中的普通硅技術(shù)更理想，這是因?yàn)樗鼈兲峁C(jī)械耐久性，結(jié)構(gòu)柔性，緊湊(compact)和質(zhì)輕的特性，和能夠直接引入到設(shè)備的有源媒質(zhì)中的潛力，因此降低了制造成本和為運(yùn)輸能力增強(qiáng)了設(shè)備緊湊性(compactness)。目前，大多數(shù)所開發(fā)的有機(jī)TFT是以并五苯和低聚或聚噻吩為基礎(chǔ)的。這些材料的性能，就遷移性和電流開關(guān)比率而言，現(xiàn)在與許多應(yīng)用如顯示器的有源矩陣尋址陣列或基本轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存設(shè)備的要求相匹配。然而，具有所需性能的化合物中的絕大部分是p-型，意味著相對(duì)于源電壓施加負(fù)的柵門電壓來誘導(dǎo)在設(shè)備的通道區(qū)域中的正電荷(空穴)。然而，同時(shí)需要p-型和n-型半導(dǎo)體材料來形成互補(bǔ)電路。與普通TFT電路相比，互補(bǔ)電路的優(yōu)點(diǎn)包括更高的能量效率，更長久的壽命，和對(duì)噪音的更佳容限。對(duì)于此類有機(jī)互補(bǔ)電路的n-型組件已經(jīng)開發(fā)了僅僅有限幾種的材料，這是因?yàn)楹线m的n-型有機(jī)材料和預(yù)測(cè)在環(huán)境條件下n-傳導(dǎo)性自由基負(fù)離子的低穩(wěn)定性的理論論據(jù)的缺乏。本發(fā)明的需要(本發(fā)明所要解決的)是拓寬適合于電子設(shè)備的n-型半導(dǎo)體材料的選擇。下面文件是相關(guān)的AmitBabeletal.，“ElectronTransportinThin-FilmTransistorsfromann-TypeConjugatedPolymer”，Adv.Mater.14，No.5，pp.371-374(March4，2002)，它公開了從梯形聚(苯并雙咪唑并苯并菲咯啉)(“BBL”)薄膜制造的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中BBL的結(jié)構(gòu)式描繪在圖1中。H.E.Katzetal.，“Asolubleandair-stableorganicsemiconductorwithhighelectronmobility”，Nature，Vol.404，pp.478-480(March30，2000)。PatrickR.L.Malenfantetal.，“N-typeorganicthin-filmtransistorwithhighfield-effectmobilitybasedonaN，N′-dialkyl-3，4，9，10-perylenetetracarboxylicdiimidederivative”，AppliedPhysicsLetters，Vol.80，No.14，pp.2517-2519(April8，2002)。HowardE.Katzetal.，“NaphthalenetetracarboxylicDiimide-Basedn-ChannelTransistorSemiconductorsStructuralVariationandThiol-EnhancedGoldContacts”，J.Am.Chem.Soc.，Vol.122，pp.7787-7792(2000)。J.H.Schonetal.，“PeryleneApromisingorganicfield-effecttransistormaterial”，AppliedPhysicsLetters，Vol.77，No.23，pp.3776-3778(December4，2000)。Katzetal.，USPatent6,387,727B1。Dimitrakopoulosetal.，US專利申請(qǐng)出版物No.US2002/0164835A1。Horetal.，US專利4,587,189。Horetal.，US專利5,225,307。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明在實(shí)施方案中通過提供包括與多個(gè)電極接觸的半導(dǎo)體層的電子設(shè)備來完成，其中該半導(dǎo)電層包括化合物，其中存在該化合物的下列幾何異構(gòu)體中的一種或兩者(反式)(順式)其中對(duì)于多環(huán)結(jié)構(gòu)部分，n是1，2或3；和R1和R2獨(dú)立地選自烴環(huán)和雜環(huán)基團(tuán)，其中R1和R2是相同的或不同的烴環(huán)，相同的或不同的雜環(huán)基團(tuán)，或R1和R2中的一個(gè)是烴環(huán)，而另一個(gè)是雜環(huán)基團(tuán)。在實(shí)施方案中進(jìn)一步提供薄膜晶體管設(shè)備，它包括絕緣層；柵電極；半導(dǎo)體層；源電極；和漏極，其中絕緣層，柵電極，半導(dǎo)體層，源電極，和漏極可按任何順序，只要柵電極和半導(dǎo)體層兩者都接觸絕緣層，和源電極和漏極兩者都接觸半導(dǎo)體層，其中半導(dǎo)體層包括化合物，其中存在該化合物的下列幾何異構(gòu)體的一種或兩者(反式)(順式)其中對(duì)于多環(huán)結(jié)構(gòu)部分，n是1，2或3；和R1和R2獨(dú)立地選自烴環(huán)和雜環(huán)基團(tuán)，其中R1和R2是相同的或不同的烴環(huán)，相同的或不同的雜環(huán)基團(tuán)，或R1和R2中的一個(gè)是烴環(huán)，而另一個(gè)是雜環(huán)基團(tuán)。圖1表示薄膜晶體管形式的本發(fā)明的第一種實(shí)施方案；圖2表示薄膜晶體管形式的本發(fā)明的第二種實(shí)施方案；圖3表示薄膜晶體管形式的本發(fā)明的第三種實(shí)施方案；和圖4表示薄膜晶體管形式的本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方案；除非另作說明，在不同附圖中的相同參考數(shù)字是指相同或相似的器件。本發(fā)明的電子設(shè)備的半導(dǎo)體層含有化合物(“化合物”)，其中存在該化合物的下列幾何異構(gòu)體中的一種或兩者其中(反式)(順式)對(duì)于多環(huán)結(jié)構(gòu)部分，n是1，2或3，特別地其中n是1或2，當(dāng)n是2或3時(shí)，或n是2時(shí)；和R1和R2獨(dú)立地選自烴環(huán)和雜環(huán)基團(tuán)，其中R1和R2是相同的或不同的烴環(huán)，相同的或不同的雜環(huán)基團(tuán)，或R1和R2中的一個(gè)是烴環(huán)，而另一個(gè)是雜環(huán)基團(tuán)?；衔锏膬煞N幾何異構(gòu)體，當(dāng)用于電子設(shè)備的半導(dǎo)體層中時(shí)，都考慮n-型半導(dǎo)體材料。在實(shí)施方案中的半導(dǎo)體層僅僅由該化合物的任一種或兩種幾何異構(gòu)體組成。在其它實(shí)施方案中，半導(dǎo)體層是由該化合物的任一種或兩種幾何異構(gòu)體組成并進(jìn)一步包括一種或多種其它材料，如不同的n-型半導(dǎo)體材料，其中各種組分的任何合適重量比都可以使用，如約10％(化合物)/90％(其它材料)到約90％(化合物)/10％(其它材料)。該術(shù)語“多環(huán)結(jié)構(gòu)部分”包括未被取代的和取代的實(shí)施方案。在該多環(huán)結(jié)構(gòu)部分的取代實(shí)施方案中，可以被取代基取代多次，如一次，兩次，三次或更多次，其中該取代基可以是例如鹵素，烴基團(tuán)或含雜原子的基團(tuán)。其中兩個(gè)或多個(gè)取代基在多環(huán)結(jié)構(gòu)部分上存在時(shí)，各取代基可以彼此相同或不同。在多環(huán)結(jié)構(gòu)部分上的一個(gè)或多個(gè)取代基可以位于任何合適的一個(gè)或多個(gè)位置上；換句話說，任何合適的取代型式都可以使用。例如，在該多環(huán)結(jié)構(gòu)部分上的單個(gè)取代基可以在位置1，2，3或4上，其中位置編號(hào)描繪如下。在多環(huán)結(jié)構(gòu)部分上的兩個(gè)取代基可以例如在位置1和2，位置1和3，位置2和4，位置2和3，或位置1和4上，其中位置編號(hào)描繪在上面。在該多環(huán)結(jié)構(gòu)部分上的鹵素取代基可以是溴，氟，氯，和碘。作為取代基，在多環(huán)結(jié)構(gòu)部分上的烴基團(tuán)可以例如是下列這些(a)烷基，它可以是直鏈或支鏈，具有例如1-約16個(gè)碳原子，如甲基，乙基，丙基，2-甲基丙基等等；和(b)苯基。作為取代基，在多環(huán)結(jié)構(gòu)部分上的含有雜原子的基團(tuán)可以例如是下列這些(a)具有例如2-約16個(gè)碳原子和氧原子，特別地2-約10個(gè)碳和氧原子的烷氧基，如甲氧基，乙氧基，丁氧基等等；(b)氨基，-N(R3)(R4)，其中R3和R4可以是彼此相同或不同的并且例如是氫，具有1-約10個(gè)碳原子的烷基或芳基，如-NH2，-N(CH3)2，-N(C6H5)2等等；(c)硝基(NO2)；和(d)氰基基團(tuán)(CN)。為了說明其中n是1，2和3的多環(huán)結(jié)構(gòu)部分，現(xiàn)提供化合物的下列舉例性的幾何異構(gòu)體其中n是1；其中n是2；和其中n是3。當(dāng)R1和/或R2是烴環(huán)時(shí)，該術(shù)語烴環(huán)包括未被取代的和取代的實(shí)施方案。在未被取代的實(shí)施方案中，烴環(huán)可以包括一個(gè)，兩個(gè)，三個(gè)或多個(gè)環(huán)和可以含有例如3-約30個(gè)碳原子，其中該烴環(huán)可以是例如下列這些(a)苯并環(huán)；(b)萘二基環(huán)；和(c)脂環(huán)族烴，它可以是飽和或不飽和的并包括例如3-約20個(gè)碳原子，其中舉例性的脂環(huán)族烴是例如環(huán)丙烯，3-甲基環(huán)丁烯和亞2，4-環(huán)戊二烯基。當(dāng)R1和/或R2是雜環(huán)基團(tuán)時(shí)，該術(shù)語雜環(huán)基團(tuán)包括未被取代的和取代的實(shí)施方案。在未被取代的實(shí)施方案中，該雜環(huán)基團(tuán)可以包括一個(gè)，兩個(gè)，三個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中相同或不同雜原子中的一個(gè)，兩個(gè)，三個(gè)或多個(gè)可以存在于該一個(gè)或多個(gè)環(huán)中，和雜原子能夠是例如N，O，S，P和Se。在未被取代的實(shí)施方案中，雜環(huán)基團(tuán)可以含有例如3-約20個(gè)原子(指碳原子和雜原子的數(shù)量)和可以是例如下列吡啶并；噻吩并；呋喃并；和吡咯并?，F(xiàn)在討論當(dāng)R1和/或R2選自取代的烴環(huán)和取代的雜環(huán)基團(tuán)時(shí)的情況。在烴環(huán)的取代實(shí)施方案中和在雜環(huán)基團(tuán)的取代實(shí)施方案中，可以被環(huán)取代基取代多次，如一次，兩次，三次或更多次，其中環(huán)取代基能夠是例如烷基，烷氧基，鹵素，和含氮的基團(tuán)。其中兩個(gè)或多個(gè)環(huán)取代基存在時(shí)，各環(huán)取代基可以彼此相同或不同。一個(gè)，兩個(gè)或多個(gè)環(huán)取代基可以位于任何合適的一個(gè)或多個(gè)位置上；換句話說，任何合適的取代型式都可以使用。該烷基(環(huán)取代基)可以是直鏈或支鏈的，具有例如1-約10個(gè)碳原子，如甲基，乙基，丙基，2-甲基丙基等等。該烷氧基(環(huán)取代基)可具有例如2-約16個(gè)碳和氧原子，特別地2-約10個(gè)碳和氧原子，如甲氧基，乙氧基，丁氧基等等。鹵素(環(huán)取代基)可以是溴，氟，氯，和碘。含氮的基團(tuán)(環(huán)取代基)可以是例如下列這些(a)氨基，-N(R3)(R4)，其中R3和R4可以是彼此相同或不同的并且例如是氫，具有1-約10個(gè)碳原子的烷基或芳基，如-NH2，-N(CH3)2，-N(C6H5)2，等等；(b)硝基(NO2)；和(c)氰基(CN)。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，提供化合物的下列舉例性的幾何異構(gòu)體其中n是1，如下，其中n是2，如下，其中n是3，如下，正如所說明的，當(dāng)多環(huán)結(jié)構(gòu)部分是未被取代的，n是2，以及R1和R2是未被取代的苯并基團(tuán)，化合物是描繪在結(jié)構(gòu)式(12)中的苯并咪唑苝四羧酰二亞胺(這里稱作“BZP”)。合成BZP的程序是已知的和BZP是可商購的。制備BZP的舉例性的程序在下面的實(shí)施例1中討論。如在反應(yīng)歷程1中所說明(其中描繪了R，因?yàn)镽1和R2是相同的)，該化合物一般通過合適的四羧酸或相應(yīng)酸酐與合適的胺在溶劑如喹啉中，在催化劑存在下，和在升高的溫度如180℃-230℃下加熱的情況下的縮合反應(yīng)來制得。當(dāng)R1和R2是不同的時(shí)，可以使用四羧酸或相應(yīng)酸酐與合適的胺的兩步驟縮合反應(yīng)。反應(yīng)歷程1可以使用化合物的順式和反式中的任一種或兩種。如果使用兩種幾何異構(gòu)體的混合物，可以使用任何合適的重量比，如約5％(順式)/95％(反式)至約95％(順式)/5％(反式)。如果希望使用僅僅一種幾何異構(gòu)體，或其中一種幾何異構(gòu)體作為主要級(jí)分的混合物，則任何合適的分離和提純技術(shù)可以利用來將所需的幾何異構(gòu)體與另一種幾何異構(gòu)體分離。如柱色譜法和真空升華之類的方法可以使用。任何合適的技術(shù)可用于形成含有該化合物的一種或多種幾何異構(gòu)體的半導(dǎo)體層。在實(shí)施方案中，可以使用通過快速升華方法的沉積操作。一種此類方法是對(duì)含有基片的腔室和容納粉未狀化合物的源容器施加約10-5至10-7乇的真空。加熱該容器直到化合物升華到該基材之上為止。此類膜的載流子遷移率能夠通過小心地控制加熱速率，最大源溫和/或在工藝中的基片溫度來調(diào)控。另外，可以使用由溶液沉積法在膜上的沉積操作。該短語“溶液沉積”指任何液體組合物相容性的沉積技術(shù)，如旋涂，刮涂，棒涂，絲網(wǎng)印刷，噴墨打印，模壓等等。在實(shí)施方案中，每當(dāng)在電子設(shè)備中需要半導(dǎo)體層時(shí)，本發(fā)明可以使用。該短語“電子設(shè)備”是指微米級(jí)和納米級(jí)的電子設(shè)備，例如，微米和納米尺寸的晶體管和二極管。舉例性的晶體管包括例如薄膜晶體管，特別地有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在圖1中，用圖解法說明了薄膜晶體管(“TFT”)構(gòu)型10，它包括基材16，與其接觸的金屬接觸件18(柵電極)和絕緣層14，在絕緣層的表面上沉積了兩種金屬接觸件即源電極20和漏極22。在金屬接觸件20和22之上和兩者之間是這里所說明的有機(jī)半導(dǎo)體層12。圖2用圖解法說明包括基片36，柵電極38，源電極40和漏極42，絕緣層34，和有機(jī)半導(dǎo)體層32的另一個(gè)TFT構(gòu)型30。圖3用圖解法說明另外的TFF構(gòu)型50，它包括重度n-摻雜硅晶片56(同時(shí)用作基片和柵電極)，熱生長二氧化硅絕緣層54，和有機(jī)半導(dǎo)體層52，在有機(jī)半導(dǎo)體層上放置了源電極60和漏極62。圖4用圖解法說明包括基片76，柵電極78，源電極80，漏極82，有機(jī)半導(dǎo)體層72和絕緣層74的另外一種TFT構(gòu)型70。這里描述半導(dǎo)體層的組成和形成。該基材可以由例如硅，玻璃板，塑料膜或片組成。對(duì)于在結(jié)構(gòu)上柔性的設(shè)備，塑料基片，如聚酯，聚碳酸酯，聚酰亞胺片等等可以是優(yōu)選的?；暮穸瓤梢允菑?0微米至超過10毫米，例如約50-約100微米的厚度，尤其對(duì)于柔性塑料基片，和從約1至約10毫米，對(duì)于剛性基片如玻璃或硅而言?，F(xiàn)在討論柵電極，源電極，和漏極的組成。柵電極能夠是薄的金屬膜，導(dǎo)電聚合物膜，從導(dǎo)電性墨水或漿料形成的導(dǎo)電膜或基片本身，例如重度摻雜的硅。柵電極材料的例子包括但不局限于鋁，金，鉻，銦錫氧化物，導(dǎo)電聚合物如聚苯乙烯磺酸鹽-摻雜的聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩)(PSS-PEDOT)，由在聚合物粘合劑中的炭黑/石墨或膠態(tài)銀分散體組成的導(dǎo)電性墨水/漿料，如從AchesonColloidsCompany獲得的ELECTRODAGTM。柵電極層能夠通過真空蒸發(fā)，金屬或?qū)щ娦越饘傺趸锏臑R射，由旋涂、流延或印刷法從導(dǎo)電聚合物溶液或?qū)щ娦杂湍糠髞碇苽?。柵電極層的厚度是例如對(duì)于金屬膜而言的約10-約200納米和對(duì)于聚合物導(dǎo)體而言的約1-約10微米。該源電極和漏極層能夠從為半導(dǎo)體層提供低電阻歐姆接觸的材料制造。適合用作源電極和漏極的典型材料包括柵電極材料如金，鎳，鋁，鉑，導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電性墨水的那些材料。源電極和漏極的典型厚度是大約，例如，約40納米-約1微米，更特定的厚度是大約100到約400納米。絕緣層一般能夠是無機(jī)材料膜或有機(jī)聚合物膜。適合作為絕緣層的無機(jī)材料的舉例性的例子包括二氧化硅(siliconoxide)，氮化硅，氧化鋁，鈦酸鋇，鈦酸鋇鋯等；用于絕緣層的有機(jī)聚合物的舉例性的例子包括聚酯，聚碳酸酯，聚(乙烯基苯酚)，聚酰亞胺，聚苯乙烯，聚(甲基丙烯酸酯)，聚(丙烯酸酯)，環(huán)氧樹脂等等。絕緣層的厚度是，例如約10納米到約500納米，這取決于所使用的介電材料的介電常數(shù)。絕緣層的舉例性的厚度是約100納米到約500納米。絕緣層可具有例如低于約10-12S/cm的導(dǎo)電性。絕緣層，柵電極，半導(dǎo)體層，源電極，和漏極是按任何順序形成的，只要柵電極和半導(dǎo)體層都接觸絕緣層，和源電極和漏極都接觸半導(dǎo)體層。短語“按任何順序”包括順序的和同時(shí)的形成。例如，源電極和漏極能夠同時(shí)或順序地形成。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的組成，制造，和操作描述在Bao等人，US專利6,107,117中，其公開內(nèi)容被完全引入這里供參考。半導(dǎo)體層具有例如約10納米至約1微米，或約30至約150納米的厚度。該TFT設(shè)備含有寬度W和長度L的半導(dǎo)體溝道。該半導(dǎo)體溝道寬度可以是，例如，約1微米-約5毫米，其中特定的溝道寬度是大約5微米到約1毫米。該半導(dǎo)體溝道長度可以是，例如，約1微米-約1毫米，其中更特定的溝道長度是大約5微米到約100微米。源電極是接地的和一般例如約0伏特-約-80伏特的偏壓被用于漏極以收集穿過半導(dǎo)體溝道所輸送的電荷載流子，這是指當(dāng)一般約+20伏特-約-80伏特的電壓被施加于柵電極時(shí)?？紤]到電氣性能特性，本發(fā)明的電子設(shè)備的半導(dǎo)體層具有大于例如約10-3cm2/Vs(厘米2/伏-秒)的載流子遷移率和低于例如約10-5S/cm(西門子/厘米)的導(dǎo)電性。由本發(fā)明的方法生產(chǎn)的薄膜晶體管在20℃下具有大于例如約103的開關(guān)比率(on/offratio)。該短語開關(guān)比率是指當(dāng)晶體管開通時(shí)的源-漏電流與當(dāng)晶體管關(guān)閉時(shí)的源-漏電流的比率。具體實(shí)施例方式全部的百分?jǐn)?shù)和份數(shù)是按重量計(jì)，除非另有說明。這里所使用的室溫是指大約25℃的溫度。實(shí)施例1BZP(結(jié)構(gòu)式(12)的化合物)的合成約5.85克的3，4，9，10-苝四羧酸二酐，26.77克的鄰-苯二胺和7毫升的冰醋酸在圓底燒瓶中混合。所形成的混合物然后在210℃和攪拌下加熱8小時(shí)，隨后冷卻至室溫。經(jīng)燒結(jié)玻璃漏斗過濾混合物而獲得固體產(chǎn)物。然后固體用1升的甲醇洗滌和用0.5升的1％氫氧化鈉溶液制成淤漿。在再次過濾之后，固體用600毫升的水洗滌，然后在80℃的烘箱中干燥過夜，得到7.5克的BZP。該粗產(chǎn)物進(jìn)一步通過升華兩次來提純以備有機(jī)TFT使用。設(shè)備制造現(xiàn)選擇用圖解法在例如圖3中所示的頂部接觸薄膜晶體管構(gòu)型。試驗(yàn)設(shè)備包括n-摻雜硅晶片與其上面的約300納米的厚度的熱生長二氧化硅層。所述晶片用作柵電極，而二氧化硅層用作柵門電介質(zhì)和具有約10nF/cm2(毫微法拉/平方厘米)的電容。該硅晶片首先用異丙醇，氧等離子體，異丙醇清洗和然后空氣干燥。然后將清潔的基片在60℃下浸入各種硅烷試劑的0.1M溶液中達(dá)10min，該試劑比如是1，1，1，3，3，3-六甲基二硅氮烷(HMDS)，辛基三氯硅烷(OTS8)，亞苯基三氯硅烷(PTS)。隨后，該晶片用二氯甲烷洗滌和干燥。約50納米-100納米厚度的試驗(yàn)半導(dǎo)體BZP層然后在10-6乇的高真空下沉積在二氧化硅電介質(zhì)層的表面上。基片溫度保持在室溫，70℃或120℃下。其后，利用真空沉積經(jīng)由具有各種溝道長度和寬度的陰影掩模在半導(dǎo)體層的表面上沉積約50納米的金源電極和漏極，因此產(chǎn)生各種尺寸的一系列晶體管。設(shè)備評(píng)價(jià)場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能的評(píng)價(jià)是在環(huán)境條件下通過使用Keithley4200SCS半導(dǎo)體表征系統(tǒng)在黑箱(即，排除環(huán)境光的密閉箱)中完成。該載流子遷移率，μ，是根據(jù)方程式(1)從飽和狀態(tài)(saturatedregime)(柵門電壓，VG＜源-漏間電壓，VSD)下的數(shù)據(jù)計(jì)算ISD＝Ciμ(W/2L)(VG-VT)2(1)其中ISD是在飽和狀態(tài)下的漏電流，W和L分別地是半導(dǎo)體溝道寬度和長度，Ci是每單位面積柵門電介質(zhì)層的電容，和VG和VT分別地是柵門電壓和閾電壓。設(shè)備的VT是從在飽和狀態(tài)下的ISD的平方根和設(shè)備的VG之間的關(guān)系，通過將所測(cè)量的數(shù)據(jù)外推到ISD＝0來測(cè)定的。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的另一種性能是它的電流開/關(guān)比率。這是在積聚狀態(tài)下的飽和度源-漏電流與在消耗狀態(tài)下的源-漏電流的比率。在第一種測(cè)量后，設(shè)備在環(huán)境條件下保持以進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)。表1.表面處理試劑對(duì)設(shè)備性能的影響。表2.基片溫度對(duì)設(shè)備性能的影響。設(shè)備的轉(zhuǎn)移特性顯示BZP是n-型半導(dǎo)體。表1總結(jié)了具有不同的表面處理層的設(shè)備的性能。對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)，基片溫度保持在70℃。有HMDS處理基片的設(shè)備顯示了低的接通電壓，高遷移率，和高的開/關(guān)比率。雖然有OTS8處理基片的設(shè)備顯示很高的電流開/關(guān)比率，但是它具有大的接通電壓和低的遷移率。表2總結(jié)了有HMDS處理基片的設(shè)備在不同的基片溫度下的性能。有基片的設(shè)備在室溫下顯示差的性能。在升高的溫度如70℃或120℃基片溫度下，該設(shè)備提供低的接通電壓，高的遷移率和良好的開/關(guān)比率。一般，當(dāng)對(duì)比在不同表面上和在不同的基片溫度下制造的設(shè)備的轉(zhuǎn)移特性時(shí)，能夠清楚地看出，具有HMDS改性表面和120℃的基片溫度的設(shè)備提供最好的性能。更重要地，老化實(shí)驗(yàn)顯示，BZP的穩(wěn)定性在空氣中是優(yōu)異的，這是與大多數(shù)其它有機(jī)TFT，尤其當(dāng)暴露在空氣中時(shí)會(huì)損失它們的TFT性能的具有n-型半導(dǎo)體的那些對(duì)比而言。有HMDS改性晶片作為基片和70℃的基片溫度的新制備設(shè)備顯示了1.28×10-3cm2/V.s的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和約4.9×105的電流開/關(guān)比率。在黑暗中暴露于環(huán)境氧達(dá)1月后，觀察到5.5×10-4cm2/V.s的遷移率和約1.4×105的電流開關(guān)比率。僅僅檢測(cè)性能的輕微下降。實(shí)施例2結(jié)構(gòu)式(19)的化合物的合成約5.85克的3，4，9，10-苝四羧酸二酐，18.5克的3，4-二氨基甲苯和7毫升的冰醋酸在圓底燒瓶中混合。所形成的混合物然后在210℃和攪拌下加熱8小時(shí)，隨后冷卻至室溫。經(jīng)燒結(jié)玻璃漏斗過濾混合物而獲得固體產(chǎn)物。然后固體用1升的甲醇洗滌和用0.5升的1％氫氧化鈉溶液制成淤漿。在再次過濾之后，固體用600毫升的水洗滌，然后在80℃的烘箱中干燥過夜，得到7.8克的結(jié)構(gòu)式(19)的化合物。該粗產(chǎn)物進(jìn)一步通過升華兩次來提純以備有機(jī)TFT使用。實(shí)施例3(假想實(shí)施例)結(jié)構(gòu)式(8)的化合物的合成約0.015mol的1，4，5，8-萘四羧酸二酐，0.02mol的鄰-苯二胺和7毫升的冰醋酸在圓底燒瓶中混合。所形成的混合物然后在210℃和攪拌下加熱8小時(shí)，隨后冷卻至室溫。經(jīng)燒結(jié)玻璃漏斗過濾混合物而獲得固體產(chǎn)物。然后固體用1升的甲醇洗滌和用0.5升的1％氫氧化鈉溶液制成淤漿。在再次過濾之后，固體用600毫升的水洗滌，然后在80℃的烘箱中干燥過夜。該粗產(chǎn)物用于下一步反應(yīng)。約0.01mol的以上產(chǎn)物，0.03mol的2，3-萘二胺和7毫升的冰醋酸在圓底燒瓶中混合。所形成的混合物然后在210℃和攪拌下加熱8小時(shí)，隨后冷卻至室溫。經(jīng)燒結(jié)玻璃漏斗過濾混合物而獲得固體產(chǎn)物。然后固體用1升的甲醇洗滌和用0.5升的1％氫氧化鈉溶液制成淤漿。在再次過濾之后，固體用600毫升的水洗滌，然后在80℃的烘箱中干燥過夜。該粗產(chǎn)物通過柱色譜分析或真空升華方法來分離并得到結(jié)構(gòu)式(8)的化合物。權(quán)利要求1.包括與多個(gè)電極接觸的半導(dǎo)體層的電子設(shè)備，其中該半導(dǎo)電層包括化合物，其中存在該化合物的下列幾何異構(gòu)體中的一種或兩者(反式)(順式)其中對(duì)于多環(huán)結(jié)構(gòu)部分，n是1，2或3；和R1和R2獨(dú)立地選自烴環(huán)和雜環(huán)基團(tuán)，其中R1和R2是相同的或不同的烴環(huán)，相同的或不同的雜環(huán)基團(tuán)，或R1和R2中的一個(gè)是烴環(huán)，而另一個(gè)是雜環(huán)基團(tuán)。2.薄膜晶體管設(shè)備，包括絕緣層；柵電極；半導(dǎo)體層；源電極；和漏極，其中絕緣層，柵電極，半導(dǎo)體層，源電極，和漏極按任何順序，只要柵電極和半導(dǎo)體層兩者都接觸絕緣層，和源電極和漏極兩者都接觸半導(dǎo)體層，其中半導(dǎo)體層包括化合物，其中存在該化合物的下列幾何異構(gòu)體的一種或兩者(反式)(順式)其中對(duì)于多環(huán)結(jié)構(gòu)部分，n是1，2或3；和R1和R2獨(dú)立地選自烴環(huán)和雜環(huán)基團(tuán)，其中R1和R2是相同的或不同的烴環(huán)，相同的或不同的雜環(huán)基團(tuán)，或R1和R2中的一個(gè)是烴環(huán)，而另一個(gè)是雜環(huán)基團(tuán)。全文摘要包括與多個(gè)電極接觸的半導(dǎo)體層的電子設(shè)備，其中該半導(dǎo)電層包括化合物，其中存在該化合物的下列幾何異構(gòu)體中的一種或兩者，其中對(duì)于多環(huán)結(jié)構(gòu)部分，n是1，2或3；和R文檔編號(hào)H01L51/30GK1610142SQ20041005498公開日2005年4月27日申請(qǐng)日期2004年7月26日優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日發(fā)明者B·S·翁,D·K·穆爾蒂,J·M·杜夫,Y·吳申請(qǐng)人:施樂公司