專利名稱：：用于薄膜晶體管的n型半導(dǎo)體材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及基于含氟的N，N’-二芳基苝的四羧酸二酰亞胺化合物作為用于薄膜晶體管的N-溝道半導(dǎo)體膜中的半導(dǎo)體材料的用途。本發(fā)明涉及這些材料在用于電子器件的薄膜晶體管中的用途和制造所述晶體管及器件的方法。
背景技術(shù)：
：薄膜晶體管(TFT)廣泛用作電子器件中的開關(guān)元件，例如，在有源矩陣液晶顯示器中、智能卡中、和各種其它電子器件及其部件中。薄膜晶體管(TFT)是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的一個(gè)實(shí)例。FET最為公知的實(shí)例是MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體FET)，其為當(dāng)今用于高速應(yīng)用的常規(guī)開關(guān)元件。目前，多數(shù)薄膜器件使用無定形硅作為半導(dǎo)體進(jìn)行制造。無定形硅對(duì)于晶體硅來說是較為便宜的替代物。該事實(shí)對(duì)于降低大規(guī)模應(yīng)用中晶體管的成本非常重要。但是，無定形硅的應(yīng)用限于低速器件，這是因?yàn)槠渥畲筮w移率(0.5-1.0cm2/Vsec)比晶體硅小大約數(shù)千倍。盡管無定形硅用于TFT比高度結(jié)晶的硅更為便宜，然而無定形硅仍然具有其缺點(diǎn)。在晶體管的制造期間，無定形硅的沉積要求相對(duì)昂貴的方法例如等離子增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積和高溫(大約360℃)以實(shí)現(xiàn)足夠用于顯示器應(yīng)用的電學(xué)特性。所述高加工溫度不允許使用由某些塑料制成的基底用于沉積，而所述的某些塑料可能對(duì)用于例如柔性顯示器的應(yīng)用反而是合意的。在過去的十年中，有機(jī)材料作為對(duì)無機(jī)材料如無定形硅的潛在替代物以用于TFT的半導(dǎo)體溝道中而受到關(guān)注。有機(jī)半導(dǎo)體材料加工更簡(jiǎn)單，尤其是可溶于有機(jī)溶劑的那些，且因此能夠通過大為便宜的方法大規(guī)模應(yīng)用，例如通過旋涂、浸涂和微接觸印刷。此外，有機(jī)材料可以在較低的溫度下沉積，由此為柔性電子器件帶來了范圍更廣的基底材料(包括塑料)的選擇。因此，由有機(jī)材料制成的薄膜晶體管可以視作用于顯示器驅(qū)動(dòng)器、便攜式電腦、尋呼機(jī)、交易卡中的儲(chǔ)存元件和識(shí)別標(biāo)簽中塑料電路的潛在的關(guān)鍵性技術(shù)，其中制造的方便性、機(jī)械柔性和/或適度的操作溫度均是重要的考慮因素。在TFT中用作潛在的半導(dǎo)體溝道的有機(jī)材料公開于例如Garnier等人的美國專利No.5,347,144，題為“Thin-LayerField-EffectTransistorswithMISStructureWhoseInsulatorandSemiconductorsAreMadeofOrganicMaterials”。對(duì)可用于TFT中以提供電子部件中的開關(guān)和/或邏輯元件的有機(jī)半導(dǎo)體材料而言，很多都要求明顯高于0.01cm2/Vs的顯著遷移率，以及大于1000的電流開/關(guān)比(下文中稱作“開/關(guān)比”)。具有此類性能的有機(jī)TFT能夠用于電子應(yīng)用，例如用于顯示器和標(biāo)記標(biāo)簽的象素驅(qū)動(dòng)器。但是，展示出這些合意性能的多數(shù)化合物為“p型”或者“p溝道”，意味著相對(duì)于源電壓來說為負(fù)的柵電壓被施加來誘發(fā)器件的溝道區(qū)域中的正電荷(空穴)。n型有機(jī)半導(dǎo)體材料可以在TFT中用作對(duì)于p型有機(jī)半導(dǎo)體材料的替代物，其中術(shù)語“n型”或“n溝道”表示相對(duì)于源電壓來說為正的柵電壓被施加來誘發(fā)器件的溝道區(qū)域中的負(fù)電荷。此外，TFT電路的一個(gè)重要類型公知為互補(bǔ)電路，其除了p型半導(dǎo)體材料之外還需要n型半導(dǎo)體材料。參見Dodabalapur等人的“Complementarycircuitswithorganictransistors”Appl.Phys.Lett.1996，69，4227。特別地，互補(bǔ)電路的制造需要至少一種p溝道TFT和至少一種n溝道TFT。已經(jīng)使用互補(bǔ)電路體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的部件，如反相器?；パa(bǔ)電路相對(duì)于普通TFT電路來說的優(yōu)點(diǎn)包括較低的功率耗散、更長的壽命以及更好的噪聲容限。在所述互補(bǔ)電路中，經(jīng)常合意的是使得n溝道器件的遷移率和開/關(guān)比在大小上近似于p溝道器件的遷移率和開/關(guān)比。使用有機(jī)p型半導(dǎo)體和無機(jī)n型半導(dǎo)體的混合互補(bǔ)電路是公知的，如Dodabalapur等人(Appl.Phys.Lett.1996，68，2264.)所述，但是為了制造的方便，在所述電路中有機(jī)n溝道半導(dǎo)體材料會(huì)是合意的。僅僅有限數(shù)目的有機(jī)材料已被研發(fā)出來以用作TFT中的半導(dǎo)體n溝道。一種所述材料，富勒烯(buckminsterfullerene)C60，展示出0.08cm2/Vs的遷移率，但是其被認(rèn)為在空氣中是不穩(wěn)定的。參見R.C.Haddon，A.S.Perel，R.C.Morris，T.T.M.Palstra，A.F.Hebard和R.M.Fleming，“C60ThinFilmTransistors”Appl.Phys.Let.1995，67，121。全氟化銅酞菁具有0.03cm2/Vs的遷移率，并且對(duì)于空氣操作通常是穩(wěn)定的，但是基底必需被加熱至100℃以上的溫度以最大化在該材料中的遷移率。參見“NewAir-Stablen-ChannelOrganicThinFilmTransistors”，Z.Bao，A.J.Lovinger和J.BrownJ.Am.Chem，Soc.1998，120，207。其它n溝道半導(dǎo)體(包括基于萘骨架的一些)也有所報(bào)道，但是具有較低的遷移率。參見Laquindanum等人的“n-ChannelOrganicTransistorMaterialsBasedonNaphthaleneFrameworks”，J.Am.Chem，Soc.1996，118，11331。四氰基萘醌(tetracyanonaphthoquino)-二甲烷(TCNNQD)是一種所述萘基n溝道半導(dǎo)體，其能夠在空氣中操作，但是該材料已經(jīng)顯示出低的開/關(guān)比并且還難以制備和提純?；谳练甲骞羌艿姆甲逅聂人岫啺芬惨呀?jīng)顯示出能夠提供作為n型半導(dǎo)體的大于0.1cm2/Vs的n溝道遷移率，其使用頂接觸構(gòu)造(top-contact)的器件，其中源電極和漏電極位于半導(dǎo)體的頂部。由底接觸器件可以獲得相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，底接觸器件也就是說其中源電極和漏電極位于半導(dǎo)體的下面，但是需要在所述電極(其必須是金)和半導(dǎo)體之間施加硫醇底層。參見Katz等人的“NaphthalenetetracarboxylicDiimide-Basedn-ChannelTransistorSemiconductorsStructuralVariationandThiol-EnhancedGoldContacts”J.Am.Chem.Soc.2000122，7787；“ASolubleandAir-stableOrganicSemiconductorwithHighElectronMobility”Nature2000404，478；Katz等人，歐洲專利申請(qǐng)EP1041653或者US6,387,727。在缺少硫醇襯層時(shí)，發(fā)現(xiàn)底接觸器件的遷移率成數(shù)量級(jí)的低。在使用脈沖輻解時(shí)間分辨微波電導(dǎo)率測(cè)量時(shí)，具有線型烷基側(cè)鏈的苝四羧酸二酰亞胺膜中測(cè)得了相對(duì)較高的遷移率。參見Struijk等人的“LiquidCrystallinePerylleneDiimidesArchitectureandChargeCarrierMobilities”J.Am.Chem.Soc.Vol.2000，122，11057。但是，基于具有苝骨架的材料用作有機(jī)半導(dǎo)體的早期器件導(dǎo)致器件具有低的遷移率，例如對(duì)于苝四羧基二酸酐(PTCDA)來說是10-5cm2/Vs以及對(duì)于NN’-二苯基苝四羧酸二酰亞胺(PTCDI-Ph)來說是1.5×10-5cm2/Vs。參見Horowitz等人的“Evidenceforn-TypeConductioninaPeryleneTetracarboxylicDiimideDerivative”Adv.Mater.1996，8，242和Ostrick等人，JAppl.Phys.1997，81，6804。Dimitrakopoulos等人的美國專利公開No.2002/0164835A1公開了改進(jìn)的由苝四羧酸二酰亞胺化合物制成的n型半導(dǎo)體膜，其中一個(gè)實(shí)例是N，N’-二(n-1H，1H-全氟辛基)苝-3，4，9，10-四羧酸二酰亞胺。連接至二酰亞胺結(jié)構(gòu)中的酰亞胺氮的取代基包括烷基鏈、缺電子烷基基團(tuán)、缺電子芐基基團(tuán)，該鏈優(yōu)選具有4-8個(gè)碳原子的長度。Katz等人的美國專利No.6,387,727B1公開了稠環(huán)四羧酸二酰亞胺化合物，其中一個(gè)實(shí)例是N，N’-雙(4-三氟甲基芐基)萘-1，4，5，8-四羧酸二酰亞胺。所述化合物是較為容易還原的顏料。本領(lǐng)域中需要新穎的、改進(jìn)的用于晶體管材料的半導(dǎo)體材料，以及針對(duì)其制備和使用的改進(jìn)技術(shù)。特別是需要在有機(jī)薄膜晶體管器件中展示出顯著的遷移率和電流開/關(guān)比的n型半導(dǎo)體材料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及基于含氟的N，N’-芳基苝的四羧酸二酰亞胺化合物在薄膜晶體管用n溝道半導(dǎo)體膜中的用途，所述化合物具有連接至每個(gè)酰亞胺氮的碳環(huán)或雜環(huán)芳環(huán)體系，在所述芳環(huán)體系上連接有一個(gè)或多個(gè)含氟基團(tuán)。所述膜能夠在膜形式中展示出大于0.05cm2/Vs的場(chǎng)效應(yīng)電子遷移率。所述半導(dǎo)體膜還能夠?yàn)槠骷峁┲辽?05范圍內(nèi)的開/關(guān)比。本發(fā)明的另一方面是所述n溝道半導(dǎo)體膜在薄膜晶體管中的用途，每一個(gè)所述晶體管進(jìn)一步包括與n溝道半導(dǎo)體膜相連的彼此間隔開的第一和第二接觸裝置，以及與所述第一和第二接觸裝置隔開的第三接觸裝置，該第三接觸裝置用于通過施加于其上的電壓來控制在第一和第二接觸裝置之間通過所述膜的電流。所述第一、第二和第三接觸裝置可對(duì)應(yīng)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的漏電極、源電極和柵電極。更具體地，有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)具有有機(jī)半導(dǎo)體層。任何已知的薄膜晶體管構(gòu)造選項(xiàng)對(duì)于本發(fā)明均是可能的。本發(fā)明的另一方面涉及用于制造薄膜晶體管的方法，優(yōu)選通過升華或者溶液相沉積所述n溝道半導(dǎo)體膜到基底上，其中基底溫度在沉積期間為不超過100℃的溫度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，基于含氟的N，N’-二芳基苝的四羧酸二酰亞胺化合物由如下結(jié)構(gòu)表示其中A1和A2獨(dú)立地為包括至少一個(gè)芳環(huán)的碳環(huán)和/或雜環(huán)芳環(huán)體系，其中所述至少一個(gè)芳環(huán)的一個(gè)或多個(gè)氫原子被至少一個(gè)含氟基團(tuán)所取代。A1和A2部分可以為單環(huán)或縮合的或稠合的芳族聚環(huán)體系，包括碳環(huán)、雜環(huán)、或者其中碳環(huán)稠合至碳環(huán)的混合環(huán)體系。在上述結(jié)構(gòu)I中，第一和第二的二羧基酰亞胺部分連接在苝核的相對(duì)側(cè)上，在苝核的3，4和9，10位置。苝核可任選地由至多8個(gè)獨(dú)立選擇的X基團(tuán)取代，其中n是0-8的任何整數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，n在結(jié)構(gòu)I中為0。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，A1和/或A2(優(yōu)選A1和A2同時(shí))包含多于一個(gè)的含氟基團(tuán)。而在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，A1和A2各自由單個(gè)含氟基團(tuán)取代，其中所述基團(tuán)為氟。最后，在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，A1和A2各自為全氟化的苯基。有利地，根據(jù)本發(fā)明在晶體管器件中使用的n溝道半導(dǎo)體膜并不為了獲得高的遷移率而必須要求對(duì)連接至膜的第一和第二接觸裝置進(jìn)行預(yù)先處理。而且，本發(fā)明中使用的化合物具有顯著的揮發(fā)性而使得在需要時(shí)可以采用氣相沉積以將n溝道半導(dǎo)體膜施加到有機(jī)薄膜晶體管中的基底。如此處所使用的，“某”或“某個(gè)”或“該”等可以與“至少一個(gè)”互換使用，以表示“一個(gè)或多個(gè)”被修飾的元素。如此處使用的，關(guān)于噴墨介質(zhì)中的層的術(shù)語“之上”、“上面”和“以下”等表示各層在支撐物之上的順序，但是并不必然表示所述層緊鄰或者其間不存在中間層。本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過結(jié)合以下描述和附圖而變得更加明顯，其中盡可能使用相同的附圖標(biāo)記來表示在附圖中具有一般性的相同或相似的特征，且其中圖1例示了具有底接觸構(gòu)造的典型有機(jī)薄膜晶體管的橫截面圖；圖2例示了具有頂接觸構(gòu)造的典型有機(jī)薄膜晶體管的橫截面圖；和圖3A和B是描述分別根據(jù)對(duì)比例1和實(shí)施例2制備的有機(jī)薄膜晶體管的電性能的曲線圖。具體實(shí)施例方式典型有機(jī)薄膜晶體管的橫截面圖顯示于圖1和2中，其中圖1例示了典型的底接觸構(gòu)造而圖2例示了典型的頂接觸構(gòu)造。圖1和2中的每一薄膜晶體管(TFT)均包含源電極20、漏電極30、柵電極44、柵電介質(zhì)56、基底28、以及處于膜形式的將源電極20連接至漏電極30的本發(fā)明半導(dǎo)體70，該半導(dǎo)體包括選自此處所述的含氟的N，N’-取代的3，4，9，10苝四羧酸二酰亞胺化合物類別的化合物。當(dāng)TFT以累積模式運(yùn)行時(shí)，從源電極注入半導(dǎo)體的電荷是移動(dòng)的并且電流從源電極流向漏電極，主要在半導(dǎo)體-電介質(zhì)界面的大約100埃以內(nèi)的薄溝道區(qū)域中。參見A.Dodabalapur，L.TorsiH.E.Katz，Science1995，268，270，其由此通過引用結(jié)合進(jìn)來。在圖1的構(gòu)造中，電荷僅僅需要從源電極20橫向注入以形成溝道。在缺少柵場(chǎng)時(shí)，所述溝道理想地幾乎沒有電荷載體；結(jié)果是理想地不存在源極-漏極傳導(dǎo)。關(guān)斷電流(offcurrent)定義為在電荷還沒有通過施加?xùn)烹妷憾挥幸獾刈⑷霚系罆r(shí)，在源電極20和柵電極30之間流動(dòng)的電流。對(duì)于累積模式的TFT，這使得柵極-源極電壓比已知為閾值電壓的特定電壓更負(fù)(假定為n溝道)。參見SzeinSemiconductorDevices--PhysicsandTechnology，JohnWiley&Sons(1981)，438-443頁。開通電流(oncurrent)定義為在電荷已經(jīng)有意地通過對(duì)柵電極44施加適當(dāng)?shù)碾妷憾跍系乐欣鄯e并且溝道進(jìn)行傳導(dǎo)時(shí)，在源電極20和柵電極30之間流動(dòng)的電流。對(duì)于n溝道累積模式TFT，這使得柵極-源極電壓比閾值電壓更正。合意的是該閾值電壓對(duì)于n溝道操作來說為0，或者稍微為正。在開和關(guān)之間的轉(zhuǎn)換通過施加和去除從柵電極44跨越柵極電介質(zhì)56到達(dá)半導(dǎo)體-電介質(zhì)界面(未示出)的電場(chǎng)而完成，有效地對(duì)電容器充電。根據(jù)本發(fā)明，在以n溝道膜的形式使用時(shí)，本發(fā)明中使用的有機(jī)半導(dǎo)體材料可以在環(huán)境條件下展示出高性能而無需特殊的化學(xué)底層。本發(fā)明改進(jìn)的n溝道半導(dǎo)體膜包括此處所述基于含氟的N，N’-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺，該半導(dǎo)體膜能夠展示出大于0.01cm2/Vs，優(yōu)選大于0.05cm2/Vs的場(chǎng)效應(yīng)電子遷移率。最為有利地，所述遷移率是在空氣中所表現(xiàn)出來的。事實(shí)上，所述基于含氟的N，N’-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺化合物已展示出0.01-0.2cm2/Vs范圍內(nèi)的遷移率，這是迄今為止報(bào)導(dǎo)的對(duì)于n溝道半導(dǎo)體材料在空氣中最高的一些值。此外，本發(fā)明的n溝道半導(dǎo)體膜能夠提供至少104，有利地為至少105，的開關(guān)比。所述開關(guān)比測(cè)定為在柵極電壓從0至80伏特掃描并且漏極-源極電壓保持為80伏特的恒定值時(shí)漏極電流的最大/最小值，其中采用的是二氧化硅柵極電介質(zhì)。而且，在將n型半導(dǎo)體材料于膜沉積之前反復(fù)暴露至空氣，以及沉積之后將晶體管器件和/或溝道層暴露至空氣后，還可以獲得這些性能。在本發(fā)明中使用的n溝道半導(dǎo)體材料所提供的相對(duì)于其它以前報(bào)道的n溝道半導(dǎo)體材料來說的優(yōu)點(diǎn)在于，它們不需要嚴(yán)格排除氧以獲得所需的高遷移率。并不希望受到理論約束，然而存在若干被認(rèn)為有助于本發(fā)明的基于含氟的苝的四羧酸二酰亞胺化合物的所需性能的因素。材料的固態(tài)結(jié)構(gòu)將個(gè)體分子壓縮在一起，從而使得共軛體系(包含相鄰分子的芳環(huán)體系和/或酰亞胺羧基基團(tuán)的那些)的軌道能夠發(fā)生相互作用，導(dǎo)致高的遷移率。該相互作用的方向具有平行于在使用該材料作為活性層的器件中所需的電流流動(dòng)方向的分量。由所述材料形成的膜的形貌基本上是連續(xù)的，以使得電流通過該材料流動(dòng)而沒有不可接受的中斷。特別地，本發(fā)明中使用的化合物包含具有稠合芳環(huán)的共軛苝核結(jié)構(gòu)。化合物的最低的未占分子軌道處于能夠在適用的電壓下由具有合理功函的金屬進(jìn)行電子注入的能量。該共軛的結(jié)構(gòu)通常具有合意的最低未占分子軌道(LUMO)能級(jí)，其相對(duì)于真空能級(jí)為大約3.5eV-大約4.6eV。如本領(lǐng)域公知的，LUMO能級(jí)和還原電勢(shì)大略地描述了材料的相同特性。LUMO能級(jí)值相對(duì)于真空能級(jí)進(jìn)行測(cè)量，而還原電勢(shì)值在溶液中相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電極進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于器件應(yīng)用來說的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)晶固體中的LUMO(其為半導(dǎo)體的導(dǎo)帶)和固體的電子親和性均相對(duì)于真空能級(jí)進(jìn)行測(cè)量。后述參數(shù)通常與從溶液獲得的前述參數(shù)不同。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，n溝道半導(dǎo)體膜包括基于含氟的N，N’-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺化合物，其由以下通式結(jié)構(gòu)I表示其中n是0-8的任何整數(shù)，A1和A2獨(dú)立地為碳環(huán)(即烴)或雜環(huán)芳環(huán)體系，其被至少一個(gè)含氟基團(tuán)，優(yōu)選至少兩個(gè)含氟基團(tuán)，所取代(通過替代氫原子)。碳環(huán)體系的實(shí)例包括苯基或萘基。雜環(huán)芳族基團(tuán)的實(shí)例包括噻吩基、呋喃基和吡唑基。含氟基團(tuán)的實(shí)例包括氟原子、氟烷基基團(tuán)和氟化的碳環(huán)或雜環(huán)芳環(huán)，其優(yōu)選具有5-10個(gè)環(huán)原子，更優(yōu)選5-6個(gè)環(huán)原子(最優(yōu)選苯基)，或者上述基團(tuán)的任何組合。A1和A2部分可以為縮合的芳環(huán)體系，其包括稠合在一起的碳環(huán)(即，烴)和雜環(huán)芳環(huán)兩者，例如在環(huán)上由含氟基團(tuán)取代的3-二氫吲哚基。優(yōu)選地，A1和A2各自包括不超過兩個(gè)稠合的芳環(huán)。苝核上的X取代基團(tuán)可包括例如烷基基團(tuán)、烯基基團(tuán)、烷氧基基團(tuán)、鹵素如氟或氯、以及氰基，或者不會(huì)影響由所述化合物制成的膜的n型半導(dǎo)體性能的任何其它基團(tuán)。有利的是避免如下的取代基該取代基可能干擾有利于半導(dǎo)體性能的處于分子堆疊排列中的化合物的共軛核的緊密靠近。所述取代基包括高度支化的基團(tuán)、環(huán)結(jié)構(gòu)和具有多于12個(gè)原子的基團(tuán)，特別是其中所述基團(tuán)或者環(huán)將發(fā)生取向以形成對(duì)于共軛核的緊密靠近來說顯著的空間障礙。此外，應(yīng)該避免顯著降低化合物的溶解性和/或揮發(fā)性而使得合意的制造方法受到妨礙的取代基團(tuán)。除非另有具體指明，否則術(shù)語“取代的”或“取代基”的使用意味著除了氫之外的任何基團(tuán)或原子。此外，當(dāng)使用術(shù)語“基團(tuán)”時(shí)，其意味著當(dāng)取代基基團(tuán)包含可取代的氫時(shí)，其還傾向于不僅僅包括該取代基的未取代形式，而且還包括該取代基的如下形式即還可以進(jìn)一步被任何一個(gè)或多個(gè)取代基基團(tuán)取代(多至最大的可能數(shù)目)，只要所述取代基不會(huì)損害半導(dǎo)體用途所必需的性能即可。如果需要，取代基可以自身進(jìn)一步由可接受的取代基基團(tuán)一次或多次取代。例如，烷基或烷氧基基團(tuán)可由一個(gè)或多個(gè)氟原子取代。當(dāng)分子可具有兩個(gè)或更多個(gè)取代基時(shí)，該取代基可以連接在一起以形成脂族或不飽和環(huán)，例如稠合的環(huán)，除非另有指明。以上提及的任何烷基基團(tuán)的實(shí)例是甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、2-乙基己基和同類物。烷基基團(tuán)，優(yōu)選具有1-6個(gè)碳原子，更優(yōu)選1-4個(gè)，意在包括支化或線型基團(tuán)。烯基基團(tuán)可以為乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基和同類物。芳基基團(tuán)可以是苯基、萘基、苯乙烯基和同類物。芳烷基基團(tuán)可以是苯甲基、苯乙基和同類物。在公開的任何上述或其它基團(tuán)上有用的取代基包括鹵素和烷氧基等等。苝核或核心上優(yōu)選的X取代基是吸電子基團(tuán)。在通式結(jié)構(gòu)I中，有利的是具有不會(huì)干擾共軛核心緊密靠近的含氟的A1和A2基團(tuán)。根據(jù)適當(dāng)?shù)亩询B幾何形狀，有可能具有多個(gè)氟取代基但是仍然不會(huì)干擾它們的緊密靠近。也可能的是適當(dāng)選擇的取代基將促進(jìn)這樣要求的緊密靠近。在一個(gè)特別有用的實(shí)施方案中，在本發(fā)明中有用的基于含氟的N，N′-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺化合物通過結(jié)構(gòu)II表示其中R1-R5獨(dú)立地為氫或含氟基團(tuán)，其中至少一個(gè)是含氟基團(tuán)，優(yōu)選其中至少兩個(gè)是含氟基團(tuán)。取代基團(tuán)X可以是在苝核的任何可利用的位置上的有機(jī)或無機(jī)基團(tuán)，以及n是0-8的任何整數(shù)。優(yōu)選地，所述含氟基團(tuán)選自氟或三氟甲基，或其任何組合。一種特別有用的基于N，N′-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺化合物通過結(jié)構(gòu)III表示其中X和n如以上所定義。所述化合物是N，N’-雙(五氟苯基)苝3，4，9，10四羧酸二酰亞胺(以下的化合物I-10)。有用的基于含氟的N，N′取代的3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺衍生物的具體說明性實(shí)例通過以下通式表示本發(fā)明的另一方面涉及用于生產(chǎn)半導(dǎo)體部件和結(jié)合了所述部件的電子器件的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供基底，且可以將如上所述半導(dǎo)體材料層施加到所述基底，由所述層產(chǎn)生電接觸。確切的加工順序由所需半導(dǎo)體部件的結(jié)構(gòu)確定。因此，在有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的生產(chǎn)中，例如，可以首先將柵電極沉積在柔性基底如有機(jī)聚合物膜上，然后可以由電介質(zhì)使柵極絕緣，并隨后可以將源電極和漏電極以及n溝道半導(dǎo)體材料層施加在頂部上。所述晶體管結(jié)構(gòu)以及由此其生產(chǎn)順序可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)方式加以改變。因此，可替換的，柵電極可以首先沉積，繼之以柵極電介質(zhì)，然后可以施加有機(jī)半導(dǎo)體，且最后是針對(duì)在該半導(dǎo)體層上沉積的源電極和漏電極的接觸。第三種結(jié)構(gòu)可以首先使源電極和漏電極沉積，然后是有機(jī)半導(dǎo)體，而電介質(zhì)和柵電極沉積在頂層。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，源電極漏電極和柵電極可以全部在一個(gè)共同基底上，并且柵極電介質(zhì)可以圍繞柵電極以使得柵電極與源電極和漏電極絕緣，并且半導(dǎo)體層可以置于源電極、漏電極和電介質(zhì)之上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以構(gòu)建其它結(jié)構(gòu)和/或可以在薄膜晶體管的上述部件之間插入中間表面改性層。在多數(shù)實(shí)施方案中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括絕緣層、柵電極、如此處所述的包括有機(jī)材料的半導(dǎo)體層、源電極和漏電極，其中所述絕緣層、柵電極、半導(dǎo)體層、源電極和漏電極可以處于任何順序，只要柵電極和半導(dǎo)體層均與絕緣層接觸，并且源電極和漏電極均與半導(dǎo)體層接觸即可。可以利用支撐物來在制造、測(cè)試和/或使用期間支撐OTFT。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，選自商用實(shí)施方案的支撐物可以與選來進(jìn)行測(cè)試或篩選不同實(shí)施方案的支撐物不同。在某些實(shí)施方案中，支撐物不為TFT提供任何必要的電功能。該類型的支撐物在本文中被稱作“非參與性支撐物”。有用的材料可包括有機(jī)或無機(jī)材料。例如，所述支撐物可包括無機(jī)玻璃、陶瓷箔片、聚合材料、填充的聚合材料、涂覆的金屬箔片、丙烯酸類、環(huán)氧類、聚酰胺類、聚碳酸酯類、聚酰亞胺類、聚酮類、聚(氧-1，4-亞苯基氧基-1，4-亞苯基羰基-1，4-亞苯基)(有時(shí)表示為聚(醚醚酮)或PEEK)、聚降冰片烯、聚亞苯基氧化物、聚(萘二羧酸乙二醇酯)(PEN)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚苯硫(PPS)和纖維增強(qiáng)的塑料(FRP)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中使用柔性支撐物。這使得能夠進(jìn)行輥軋加工，其可以連續(xù)進(jìn)行，提供了規(guī)模化的經(jīng)濟(jì)性以及相對(duì)于平坦和/或堅(jiān)硬支撐物來說制造的經(jīng)濟(jì)性。選擇的柔性支撐物優(yōu)選能夠使用較低的力(如在沒有其它協(xié)助的情況下通過手動(dòng))沿著小于大約50cm直徑(優(yōu)選25cm直徑，最優(yōu)選10cm直徑)的圓柱體周邊卷繞，而不會(huì)扭曲或者破裂。優(yōu)選的柔性支撐物可以自身卷繞。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，所述支撐物是任選的。例如，在如圖2的頂接觸構(gòu)造中，當(dāng)柵電極和/或柵極電介質(zhì)為所得TFT的可能用途提供了足夠支撐的時(shí)候，就不需要支撐物。此外，所述支撐物可以與臨時(shí)支撐物相結(jié)合。在所述實(shí)施方案中，支撐物可以以可分離的形式粘附或者機(jī)械固定至支撐物上，例如在由于臨時(shí)目的(如制造、運(yùn)輸、測(cè)試和/或儲(chǔ)存)需要支撐物時(shí)。例如，可以將柔性聚合支撐物粘附至硬質(zhì)玻璃支撐物，該支撐物可以被移除。柵電極可以是任何適用的導(dǎo)電材料。本領(lǐng)域公知的各種柵電極材料也是適合的，包括金屬、簡(jiǎn)并的摻雜半導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物和可印刷材料，如碳素墨水或銀-環(huán)氧化物。例如，柵電極可包括摻雜的硅、或金屬，如鋁、鉻、金、銀、鎳、鈀、鉑、鉭和鈦。導(dǎo)電聚合物也可以使用，例如聚苯胺、聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)/聚(磺酸苯乙烯酯)(PEDT∶PSS)。此外，可以使用這些材料的合金、組合和多層。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，相同的材料可以提供柵電極功能并且也可以提供支撐物的支撐功能。例如，摻雜硅可以起到柵電極和支撐OTFT的功用。柵極電介質(zhì)被提供于柵電極之上。該柵極電介質(zhì)使得柵電極與OTFT器件的其它部分電絕緣。因此，柵極電介質(zhì)包括電絕緣材料。柵極電介質(zhì)應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)慕殡姵?shù)，優(yōu)選2-100或更高。適用于柵極電介質(zhì)的材料可包括例如無機(jī)的電絕緣材料。柵極電介質(zhì)可包括聚合材料，例如聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)、氰基纖維素、聚酰亞胺等等。適用于柵極電介質(zhì)的材料的具體實(shí)例包括鍶酸鹽(strontiates)、鉭酸鹽、鈦酸鹽、鋯酸鹽、氧化鋁、氧化硅、氧化鉭、氧化鈦、氮化硅、鈦酸鋇、鈦酸鋇鍶、鋯酸鈦酸鋇、硒化鋅和硫化鋅。此外，可以使用這些材料的合金、組合和多層用于柵極電介質(zhì)。在這些材料中，氧化鋁、氧化硅和硒化鋅是優(yōu)選的。此外，可以使用展現(xiàn)出高的介電常數(shù)的聚合材料(例如聚酰亞胺)和絕緣體。所述絕緣體在美國專利No.5,981,970中進(jìn)行了討論，因此將該文獻(xiàn)通過引用并入本文。柵極電介質(zhì)可以提供于OTFT中作為隔離層，或者形成于柵電極之上，例如通過氧化柵電極材料以形成柵極電介質(zhì)。電介質(zhì)層可包括具有不同介電常數(shù)的兩個(gè)或更多層。源電極和漏電極通過柵極電介質(zhì)與柵電極隔開，而有機(jī)半導(dǎo)體層可以在源電極和漏電極之上或之下。源電極和漏電極可以是任何可用的導(dǎo)電材料。使用的材料包括上述用于柵電極的那些材料中的大多數(shù)，例如，鋁、鋇、鈣、鉻、金、銀、鎳、鈀、鉑、鈦、聚苯胺、PEDOT:PSS、其它導(dǎo)電聚合物、其合金、其組合和其多層。可以通過任何有用的方式提供薄膜電極(例如柵電極、源電極和漏電極)，例如物理氣相沉積(如熱蒸發(fā)、濺射)或噴墨印刷。這些電極的圖案形成可以通過公知的方法完成，例如陰影掩模、加式光刻法、減式光刻法、印刷、微接觸印刷和圖案化涂覆?？梢詫⒂袡C(jī)半導(dǎo)體層提供于源電極和漏電極之上或之下，如以上關(guān)于薄膜晶體管制品所述。本發(fā)明還提供了包括由此處所述方法制得的多個(gè)OTFT的集成電路。使用上述基于含氟的N，N’-取代的3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺化合物制得的n溝道半導(dǎo)體材料能夠在任何合適的基底上形成，該基底可以包括支撐物和任何中間層，例如介電或絕緣材料，包括本領(lǐng)域公知的那些。制造本發(fā)明的薄膜晶體管或集成電路的整個(gè)方法可以在低于大約450℃，優(yōu)選低于大約250℃，更優(yōu)選低于大約150℃，且進(jìn)一步更優(yōu)選低于大約100℃，或甚至在大約為室溫(大約25℃-70℃)的溫度之下的最大支撐物溫度下進(jìn)行。一旦本領(lǐng)域技術(shù)人員掌握了此處所包含的本發(fā)明的知識(shí)，溫度選擇就通常取決于本領(lǐng)域公知的支撐物和加工參數(shù)。這些溫度大大低于傳統(tǒng)的集成電路和半導(dǎo)體加工溫度，這使得多種相對(duì)便宜的支撐物中任何一種的使用均成為可能，例如使用柔性聚合支撐物。因此，本發(fā)明使包含有機(jī)薄膜晶體管并具有顯著改進(jìn)性能的相對(duì)便宜的集成電路的生產(chǎn)成為可能。本發(fā)明中使用的化合物可以容易地加工并且其熱穩(wěn)定達(dá)到了例如使得它們可以被蒸發(fā)的程度。所述化合物具有顯著的揮發(fā)性，從而使得氣相沉積(如果需要的話)容易完成。所述化合物可以通過真空升華或通過溶劑化過程沉積到基底上，包括浸涂、滴鑄(dropcasting)、旋涂、刃涂。通過快速升華方法的沉積也是可以的。一種所述方法是將35毫托的真空應(yīng)用于包括基底和裝有粉末形式化合物的原料容器(sourcevessel)的腔室，并加熱該容器數(shù)分鐘直至化合物升華到基底上。總的說來，最為有用的化合物形式是高度有序的膜，而無定形膜可用性低一些?；蛘撸?，上述化合物可以在旋涂或印刷之前首先溶解于溶劑之中以用于在基底上沉積?？墒褂帽景l(fā)明n溝道半導(dǎo)體膜的器件尤其包括薄膜晶體管(TFT)，尤其是有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)薄膜晶體管。而且，所述膜可以用于不同類型的具有有機(jī)p-n結(jié)的器件中，例如Liu的專利US2004,0021204A1第13-15頁所述，該專利由此通過引用結(jié)合進(jìn)來。其中可使用TFT和其它器件的電子器件包括，例如，更為復(fù)雜的電路，如移位寄存器、集成電路、邏輯電路、智能卡、儲(chǔ)存器件、射頻標(biāo)記標(biāo)簽、有源矩陣顯示器的背板、有源矩陣顯示器(例如液晶或OLED)、太陽能電池、環(huán)形振蕩器和互補(bǔ)電路，例如反相電路，例如，與使用可得到的p型有機(jī)半導(dǎo)體材料如并五苯制備的其它晶體管結(jié)合。在有源矩陣顯示器中，根據(jù)本發(fā)明的晶體管可用作顯示器象素的電壓保持電路的一部分。在包含本發(fā)明TFT的器件中，所述TFT以本領(lǐng)域公知的方式可操作地連接。本發(fā)明進(jìn)一步提供了制造任何一種上述電子器件的方法。因此，本發(fā)明可以以包括一種或多種所述TFT的制品進(jìn)行實(shí)施。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將通過以下示例性的實(shí)施例進(jìn)行展示。實(shí)施例A.材料合成N，N′-二芳基苝四羧酸二酰亞胺的合成描述于Rademacher，A.等人的Chem.Ber.1982115，2927。根據(jù)本發(fā)明，將苝四羧酸二酐(其可以從AldrichChemicalCompany獲得)、3-4當(dāng)量過量的胺(例如五氟苯胺，也可以從Aldrich獲得)、催化量的乙酸鋅、以及每克二酐分子10-15ml喹啉的混合物在大約220℃的溫度下加熱4-5小時(shí)。使混合物冷卻至室溫，并收集沉淀的固體，過濾，由丙酮、隨后各200ml沸騰的0.1MNa2CO3水溶液、沸騰水和溫?zé)岬募妆较礈?，其中所述甲苯保存的溫度低于產(chǎn)物將基本上溶解的溫度。然后在10-5-10-6托由序列升華(trainsublimation)提純固體。B.器件制造為了測(cè)試本發(fā)明各種材料的電特性，使用頂接觸式幾何形狀典型地制備了場(chǎng)效應(yīng)晶體管。所用基底是嚴(yán)重?fù)诫s的硅晶片，其也用作晶體管的柵電極。柵極電介質(zhì)是厚度為165nm的熱成SiO2層。對(duì)于p型和n型晶體管已預(yù)先顯示電性能可以通過處理柵極電介質(zhì)的表面得到改進(jìn)。對(duì)于此處所述的多數(shù)實(shí)驗(yàn)，氧化物表面由薄的(＜10nm)旋涂聚合物層處理，或者由自組裝的單層(SAM)十八烷基三氯硅烷(OTS)處理。典型地，實(shí)驗(yàn)中包括未處理的氧化物樣品作為對(duì)比。苝四羧酸二酰亞胺的活性層經(jīng)由熱蒸發(fā)器中的真空沉積進(jìn)行沉積。沉積速率是0.1埃/秒，而基底溫度對(duì)多數(shù)實(shí)驗(yàn)來說保持在75℃。活性層的厚度在某些實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行變化，但通常為40nm。通過陰影掩模沉積50nm厚的銀接觸。溝道寬度保持為500微米，而溝道長度在20-80微米之間變化。一些實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行是為了觀察其它接觸材料的影響。將若干器件制備為具有底接觸幾何形狀，其中在活性材料之前沉積所述接觸。C.器件測(cè)量和分析所制造器件的電表征由HewlettPackardHP4145b參數(shù)分析儀進(jìn)行。對(duì)于所有測(cè)量(除了故意測(cè)試器件在空氣中穩(wěn)定性的那些)來說，探針測(cè)量位置均保持在正壓氮?dú)猸h(huán)境中。測(cè)量均在硫照明下進(jìn)行，除非是研究對(duì)于白光的敏感性。在測(cè)試之前，所述器件暴露于空氣。對(duì)于所進(jìn)行的每次實(shí)驗(yàn)，對(duì)每一制得的樣品測(cè)試4-10個(gè)單獨(dú)器件，并且取結(jié)果的平均。對(duì)每一器件，漏電極電流(Id)測(cè)量為對(duì)于不同柵電極電壓(Vg)值的源電極-漏電極電壓(Vd)的函數(shù)。對(duì)于多數(shù)器件，對(duì)每一測(cè)得的柵電極電壓Vd從0V至80V掃描，典型地為0V、20V、40V、60V和80V。在這些測(cè)量中，柵電極電流(Ig)也進(jìn)行記錄以檢測(cè)通過器件的任何泄漏電流。進(jìn)一步地，對(duì)于每一器件，漏電極電流測(cè)量為對(duì)于不同值的源電極-漏電極電壓的柵電極電壓的函數(shù)。對(duì)于多數(shù)器件，對(duì)每一測(cè)得的漏電極電壓Vg從0V至80V掃描，典型地為40V、60V和80V。對(duì)于測(cè)量的漏電極電流，從數(shù)據(jù)中提取的參數(shù)包括場(chǎng)效應(yīng)遷移率(μ)、閾值電壓(Vth)、亞閾值斜率(S)和I開/I關(guān)比率。場(chǎng)效應(yīng)遷移率在飽和區(qū)域中提取，其中Vd＞Vg-Vth。在該區(qū)域中，漏電極電流由如下方程給出(參見Sze的SemiconductorDevices-PhysicsandTechnology，JohnWiley&Sons(1981))Id=W2LμCox(Vg-Vth)2]]>其中W和L分別為溝道寬度和長度，以及Cox為氧化物層的電容，其是氧化物厚度和材料介電常數(shù)的函數(shù)。給定該方程，從√Id對(duì)Vg曲線的線性部分的直線擬合推出飽和場(chǎng)效應(yīng)遷移率。閾值電壓Vth是該直線擬合的x截距。遷移率也可從線性區(qū)域推出，其中Vd≤Vg-Vth。此處漏電極電流由如下方程給出(參見Sze的SemiconductorDevices-PhysicsandTechnology，JohnWiley&Sons(1981))Id=WLμCox[Vd(Vg-Vth)-Vd22]]]>對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)，線性段中的遷移率沒有推出，因?yàn)樵搮?shù)受到接觸處的任何注入問題的極大影響。一般地，Id對(duì)Vd曲線在低Vd下的非線性表明器件的性能受到電荷通過接觸注入的限制。為了獲得更加獨(dú)立于給定器件的接觸的缺點(diǎn)的結(jié)果，推出飽和遷移率而不是線性遷移率以作為器件性能的特征參數(shù)。繪制了作為柵電極電壓的函數(shù)的漏電極電流的對(duì)數(shù)。從logId曲線得到的參數(shù)包括I開/I關(guān)比率以及亞閾值斜率(S)。所述I開/I關(guān)比率簡(jiǎn)單地為最大對(duì)最小漏電極電流的比率，且S是漏電極電流增加(即，器件開啟)區(qū)域中Id曲線的斜率的倒數(shù)。D.結(jié)果以下的實(shí)施例展示了與非氟化的N，N′-取代的3，4，9，10苝四羧酸二酰亞胺相比，包括基于含氟的N，N′-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺的本發(fā)明器件提供了改進(jìn)的具有高遷移率和開/關(guān)比的n溝道半導(dǎo)體膜。飽和區(qū)域中算出的遷移率為0.05-0.2cm2/Vs，開/關(guān)比為104-105。除了改進(jìn)的性能之外，所述器件還顯示出相對(duì)于典型的n溝道TFT來說在空氣中改進(jìn)的穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的再現(xiàn)性。對(duì)比例1該實(shí)施例顯示了由非氟化的N，N′-二苯基3，4，9，10苝四羧酸二酰亞胺C-1制造的n型TFT器件。將具有165nm厚的熱成SiO2層的嚴(yán)重?fù)诫s的硅晶片用作基底。在piranah溶液中清潔所述晶片10分鐘，然后暴露于UV/臭氧腔室中6分鐘。然后用自裝配的單層十八烷基三氯硅烷(OTS)處理清潔的表面，所述OTS由庚烷溶液在濕度受控的環(huán)境下制造。測(cè)量水接觸角和層厚度以確保處理表面的質(zhì)量。具有優(yōu)質(zhì)OTS層的表面具有＞90°的水接觸角，并且根據(jù)橢偏法確定的厚度為27-35。純化的未氟化N，N′-取代的3，4，9，10苝四羧酸二酰亞胺C-1半導(dǎo)體材料通過真空升華在5×10-7托壓力和0.1埃每秒的速度下沉積至40nm厚度(如通過石英晶體測(cè)量的)。在沉積期間，基底保持在75℃的恒溫下。在隨后的Ag源和漏電極通過陰影掩模沉積至50nm的厚度之前，將樣品短時(shí)間地暴露于空氣。所制成的器件具有500微米的溝道寬度，具有從20-80微米變化的溝道長度。制備了多個(gè)OTFT，并對(duì)于每一沉積工序測(cè)試4-10個(gè)OTFT的代表性樣品。平均結(jié)果顯示在表1中。在于氮?dú)夥罩惺褂肏ewlett-Packard4145B半導(dǎo)體參數(shù)分析儀測(cè)量之前，將所述器件暴露于空氣。圖3A顯示了當(dāng)VD＝80V時(shí)，對(duì)于典型的晶體管，飽和區(qū)域中l(wèi)ogID對(duì)VG(右邊的Y軸)的依賴性，其中W/L＝515/85。由(ID)1/2對(duì)VG曲線(左邊的Y軸)的斜率計(jì)算出場(chǎng)效應(yīng)遷移率，μ，在飽和區(qū)域中是2.5×10-3cm2/Vs。開/關(guān)比是5.1×103且閾值電壓VT＝50V。從以這種方法制備的類似器件測(cè)得的飽和遷移率至多為2.8×10-3cm2/Vs。實(shí)施例2該實(shí)施例表現(xiàn)了由本發(fā)明的基于含氟的N，N′-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺I-1制造的改進(jìn)性能的n型TFT器件。如實(shí)施例1，使用本發(fā)明的I-1作為活性材料制造n型TFT器件。因此，I-1通過真空升華在5×10-7托壓力和0.1埃每秒的速度下沉積至40nm厚度(如通過石英晶體測(cè)量的)。在沉積期間，基底保持在75℃的恒溫下。在隨后的Ag源和漏電極通過陰影掩模沉積至50nm的厚度之前，將樣品短時(shí)間地暴露于空氣。所制成的器件具有大約500微米的溝道寬度，具有從20-80微米變化的溝道長度。制備了多個(gè)有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)，并對(duì)于每一沉積工序測(cè)試4-10個(gè)OTFT的代表性樣品。平均結(jié)果顯示在以下的表1中。在于氮?dú)夥罩惺褂肏ewlett-Packard4145B半導(dǎo)體參數(shù)分析儀測(cè)量之前，將所述器件暴露于空氣。圖3B顯示了以這種方法制備的典型OTFT的電性能，具有39微米的溝道長度和520微米的溝道寬度。表1圖3B顯示了具有39微米的溝道長度和520微米的溝道寬度的器件在VD＝80V時(shí)，在飽和區(qū)域中l(wèi)ogID對(duì)VG(右邊的Y軸)的依賴性。由(ID)1/2對(duì)VG曲線(左邊的Y軸)的斜率計(jì)算出在飽和區(qū)域中的場(chǎng)效應(yīng)遷移率，μ，是5.5×10-2cm2/Vs。開/關(guān)比是1.5×105且閾值電壓VT＝21.28V。從以這種方法制備的類似器件測(cè)得的飽和遷移率至多為7.1×10-2cm2/Vs。該實(shí)施例清楚地表現(xiàn)了本發(fā)明I-1作為n型材料的優(yōu)點(diǎn)。因此，相對(duì)于對(duì)比例1來說，遷移率和開/關(guān)比均改進(jìn)了一個(gè)數(shù)量級(jí)，清楚地表現(xiàn)了氟對(duì)于器件性能的影響。實(shí)施例3該實(shí)施例表現(xiàn)了由基于含氟的N，N′-二苯基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺I-10制造的n型TFT器件的改善的性能。如實(shí)施例1，使用本發(fā)明的I-10作為OTFT的活性材料制造n型TFT器件。對(duì)于每一沉積工序制備和測(cè)試了多個(gè)OTFT。平均結(jié)果顯示在表2中。表2對(duì)于具有31微米的溝道長度和514微米的溝道寬度的器件，由(ID)1/2對(duì)VG曲線的斜率計(jì)算出在飽和區(qū)域中的場(chǎng)效應(yīng)遷移率μ是0.16cm2/Vs。開/關(guān)比是7.3×105且閾值電壓VT＝26.3V。從以這種方法制備的類似器件測(cè)得的飽和遷移率至多為0.2cm2/Vs。相對(duì)于對(duì)比例1來說改進(jìn)的遷移率和開/關(guān)比清楚地表現(xiàn)了多于一個(gè)氟對(duì)于器件性能的影響。實(shí)施例4該實(shí)施例表現(xiàn)了由含三氟甲基的N，N′-二苯基3，4，9，10苝四羧酸二酰亞胺I-14制造的n型TFT器件的改善的性能。如實(shí)施例1，使用本發(fā)明的I-14作為活性材料制造n型TFT器件。對(duì)于每一沉積工序制備和測(cè)試了多個(gè)OTFT。平均結(jié)果顯示在表3中。表3相對(duì)于對(duì)比例1來說改進(jìn)的遷移率和開/關(guān)比清楚地表現(xiàn)了含氟的I-14化合物對(duì)于器件性能的有利影響。實(shí)施例5該實(shí)施例表現(xiàn)了本發(fā)明中使用的活性材料在半導(dǎo)體膜層厚度方面的穩(wěn)健性。使用本發(fā)明的材料I-10研究活性層厚度對(duì)于器件性能的影響。如本發(fā)明的實(shí)施例3中制備樣品，區(qū)別在于半導(dǎo)體層厚度從15-40nm變化。表4結(jié)果概括在表4中，清楚地表現(xiàn)了I-10的性能是穩(wěn)定的且在該范圍內(nèi)獨(dú)立于半導(dǎo)體層的厚度。實(shí)施例6該實(shí)施例表現(xiàn)了本發(fā)明中使用的活性材料在半導(dǎo)體材料沉積期間襯底溫度方面的穩(wěn)健性。如本發(fā)明的實(shí)施例3制備樣品，區(qū)別在于在半導(dǎo)體材料I-10的沉積期間襯底的溫度從30℃到90℃變化。結(jié)果概括在表5中，表現(xiàn)了本發(fā)明的I-10材料在半導(dǎo)體層沉積期間襯底溫度方面的穩(wěn)健性和改進(jìn)的電性能。表5實(shí)施例7該實(shí)施例表現(xiàn)了本發(fā)明中使用的材料在OTFT器件的幾何形狀方面的穩(wěn)健性。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以研究器件性能對(duì)使用化合物I-10作為活性半導(dǎo)體材料制備的TFT的接觸位置的影響。如本發(fā)明的實(shí)施例3制備樣品，為頂接觸幾何形狀(參見圖2)。如本發(fā)明的實(shí)施例3制備底接觸器件(參見圖1)，區(qū)別在于在SC層的沉積之前通過陰影掩模沉積銀電極。表4中的結(jié)果顯示了測(cè)試的最佳性能由頂接觸器件幾何形狀中的銀接觸得到。然而，即使是底接觸幾何形狀也表現(xiàn)出相對(duì)于對(duì)比例1來說改進(jìn)的電性能。表6顯示了使用本發(fā)明的半導(dǎo)體材料在頂接觸和底接觸幾何形狀中制備的OTFT的電性能。表6部件列表20源電極28基底30漏電極44柵電極56柵極電介質(zhì)70半導(dǎo)體權(quán)利要求1.一種制品，包括在薄膜晶體管中的有機(jī)半導(dǎo)體材料薄膜，所述材料包括基于含氟N，N′-二芳基苝的四羧酸二酰亞胺化合物，所述化合物具有直接連接到每一酰亞胺氮原子的碳環(huán)或雜環(huán)芳環(huán)體系，在所述芳環(huán)體系上連接有一個(gè)或多個(gè)含氟基團(tuán)。2.權(quán)利要求1的制品，其中所述薄膜晶體管是包括電介質(zhì)層的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中第三接觸裝置是柵電極，第一和第二接觸裝置是源電極和漏電極，和其中所述電介質(zhì)層、柵電極、有機(jī)半導(dǎo)體材料的薄膜、源電極和漏電極為任何順序，只要所述柵電極和有機(jī)半導(dǎo)體材料的膜均與電介質(zhì)層接觸，且所述源電極和漏電極均與有機(jī)半導(dǎo)體材料的薄膜接觸即可。3.權(quán)利要求1的制品，其中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料能夠展現(xiàn)出大于0.01cm2/Vs的電子遷移率。4.權(quán)利要求1的制品，其中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料包括由以下結(jié)構(gòu)表示的基于含氟的N，N′-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺化合物其中n是0-8的整數(shù)，A1和A2各自獨(dú)立地是碳環(huán)或雜環(huán)芳環(huán)體系，所述芳環(huán)體系由至少一個(gè)含氟基團(tuán)取代；和在所述化合物中，苝核任選地由至多8個(gè)獨(dú)立選擇的、不會(huì)不利地影響所述材料的n型半導(dǎo)體性能的X有機(jī)或無機(jī)取代基團(tuán)取代。5.權(quán)利要求4的制品，其中A1和A2部分各自獨(dú)立地包括由一個(gè)或多個(gè)氟或氟烷基基團(tuán)或其任何組合取代的苯基環(huán)體系。6.權(quán)利要求4的制品，其中所述含氟基團(tuán)選自氟原子、氟烷基基團(tuán)、具有5-10個(gè)環(huán)原子的氟化碳環(huán)或雜環(huán)芳環(huán)和其組合。7.權(quán)利要求4的制品，其中A1和A2各自包括稠合芳環(huán)。8.權(quán)利要求4的制品，其中X獨(dú)立地選自烷基、鏈烯基、烷氧基、鹵素和氰基，或者其組合。9.權(quán)利要求4的制品，其中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料包括選自由以下結(jié)構(gòu)表示的基于N，N′-二芳基3，4，9，10苝的四羧酸二酰亞胺化合物的化合物其中X和n如以前所定義，以及在兩個(gè)苯基環(huán)的每一個(gè)上的R1-R5基團(tuán)每一獨(dú)立地選自氫和含氟基團(tuán)，只要兩個(gè)苯基環(huán)的每一個(gè)上的R1-R5至少一個(gè)是含氟基團(tuán)即可。10.權(quán)利要求9的制品，其中兩個(gè)苯基環(huán)的每一個(gè)上的R1-R5的至少兩個(gè)是含氟基團(tuán)。11.權(quán)利要求9的制品，其中兩個(gè)苯基環(huán)的每一個(gè)上的所有R1-R5都是含氟基團(tuán)。12.權(quán)利要求11的制品，其中n是0且兩個(gè)苯基環(huán)的每一個(gè)上的每一R1-R5都是氟原子。13.權(quán)利要求1的制品，其中所述薄膜晶體管具有至少104的源極/漏極電流的開/關(guān)比。14.權(quán)利要求1的制品，其中所述有機(jī)半導(dǎo)體材料包括由以下結(jié)構(gòu)表示的化合物其中X和n如以上所定義。15.權(quán)利要求2的制品，其中柵電極被適用于通過施加到柵電極的電壓控制源電極和漏電極之間通過所述有機(jī)半導(dǎo)體材料的電流。16.權(quán)利要求15的制品，其中所述柵極電介質(zhì)包括無機(jī)或有機(jī)電絕緣材料。17.權(quán)利要求1的制品，其中所述薄膜晶體管進(jìn)一步包括非參與性支撐物，其任選是柔性的。18.權(quán)利要求2的制品，其中源電極、漏電極、和柵電極各自獨(dú)立地包括選自摻雜硅、金屬和導(dǎo)電聚合物的材料。19.一種選自集成電路、有源矩陣顯示器和太陽能電池的電子器件，包括多個(gè)權(quán)利要求1的薄膜晶體管。20.權(quán)利要求19的電子器件，其中所述多個(gè)薄膜晶體管在任選為柔性的非參與性支撐物上。21.用于制造薄膜半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟，但并不必然按以下順序(a)將包括基于含氟的N，N′-二芳基苝的四羧酸二酰亞胺化合物的有機(jī)半導(dǎo)體材料薄膜沉積在基底上，所述四羧酸二酰亞胺化合物具有直接連接至每一酰亞胺氮原子的碳環(huán)或雜環(huán)芳環(huán)體系，其中一個(gè)或多個(gè)含氟基團(tuán)連接至所述芳環(huán)體系，使得所述有機(jī)半導(dǎo)體材料薄膜展現(xiàn)出大于0.01cm2/Vs的場(chǎng)效應(yīng)電子遷移率；(b)形成隔開的源電極和漏電極，其中所述源電極和漏電極通過n溝道半導(dǎo)體薄膜隔開并由該n溝道半導(dǎo)體薄膜電連接；和(c)形成與半導(dǎo)體材料間隔開的柵電極。22.權(quán)利要求21的方法，其中所述化合物通過升華或通過溶液相沉積沉積在基底上，且其中所述基底在沉積期間具有不超過100℃的溫度。23.權(quán)利要求21的方法，其中不存在對(duì)電極和薄膜之間的界面的預(yù)處理。24.權(quán)利要求21的方法，其中基于含氟的N，N′-二芳基苝的四羧酸二酰亞胺化合物由N，N’-雙(五氟苯基)苝3，4，9，10四羧酸二酰亞胺組成。25.權(quán)利要求21的方法，包括以下步驟，但并不必然以其順序(a)提供支撐物；(b)在所述基底上提供柵電極材料；(c)在所述柵電極材料上提供柵極電介質(zhì)；(d)在所述柵極電介質(zhì)上沉積有機(jī)半導(dǎo)體材料的薄膜；(e)提供與所述有機(jī)半導(dǎo)體材料薄膜接觸的源電極和漏電極。26.權(quán)利要求25的方法，其中所述步驟以所列舉的順序進(jìn)行。27.權(quán)利要求25的方法，其中所述支撐物為柔性的。28.權(quán)利要求25的方法，全部在低于100℃的峰值溫度下進(jìn)行。29.一種集成電路，包括通過權(quán)利要求21的方法制備的多個(gè)薄膜晶體管。全文摘要一種薄膜晶體管，包括有機(jī)半導(dǎo)體材料層，該材料包括基于四羧酸二酰亞胺3，4，9，10－苝的化合物，該化合物具有連接至每一酰亞胺氮原子的由一個(gè)或多個(gè)含氟基團(tuán)取代的碳環(huán)或雜環(huán)芳環(huán)體系。所述晶體管可進(jìn)一步包括間隔開的、與所述材料接觸的第一和第二接觸裝置或電極。進(jìn)一步公開了用于制造ac薄膜晶體管器件的方法，優(yōu)選通過在基底上的升華或溶液相沉積，其中基底溫度不超過100℃。文檔編號(hào)H01L51/30GK101084589SQ200580043297公開日2007年12月5日申請(qǐng)日期2005年12月2日優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日發(fā)明者D·舒克拉,D·C·弗里曼,S·F·奈爾遜申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司