专利名称：用于沉积有机半导体的混合溶剂体系的制作方法
用于沉积有机半导体的混合溶剂体系相关 专利申请本专利申请要求提交于2008年6月11日的美国临时专利申请No. 61/060595的 优先权，该专利的内容以引用方式并入本文中。
背景技术：
传统上，无机材料一直在半导体行业中占主导地位。例如，硅和砷化镓已被用作半 导体材料，二氧化硅已被用作绝缘体材料，并且诸如铝和铜之类的金属已被用作电极材料。 然而，近年来，已经有越来越多的研究工作着眼于在半导体器件中使用有机材料而不使用 传统的无机材料。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。通常，由于这些材料不易溶解于大多数有机 溶剂而一直采用气相沉积。当有机半导体已从溶液(例如有机半导体溶解于有机溶剂中的 溶液)中沉积时，难以达到良好或最佳的性能特征。
发明内容
需要这样的组合物，其包含溶解于有机溶剂中的有机半导体材料，以用于制备半 导体器件，例如薄膜晶体管。需要此类组合物来制成这样的半导体器件，它们具有使用已知 的组合物和制备方法通常未实现的性能特征(例如高饱和场效应迁移率(μ))。在第一个方面，所提供的组合物包含(a)溶剂混合物和(b)溶解于该溶剂混合物 中的有机半导体材料。该溶剂混合物包含(i)具有6至16个碳原子的烷烃，其含量范围 按溶剂混合物的重量计为1至20重量％;和(ii)由式(I)表示的芳族化合物，其含量范围 按溶剂混合物的重量计为80至99重量％。
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(I)在式(I)中，基团Ra为烷基、杂烷基、烷氧基、杂烷氧基或稠合的5元环或6元环。 各基团Rb独立地选自烷基、烷氧基或卤基。变量η为在0至5范围内的整数。溶解于溶剂 混合物中的有机半导体材料的量按组合物的总重量计等于至少0. 1重量％。在第二个方面，所提供的组合物包含(a)溶剂混合物和(b)溶解于溶剂混合物中 的有机半导体。溶剂混合物包含(i)具有6至16个碳原子的烷烃，其含量范围按溶剂混 合物的重量计为1至20重量％;和(ii)由式(I)表示的芳族化合物，其含量范围按溶剂混合物的重量计为80至99重量％。
权利要求
1.一种组合物，其包含a)溶剂混合物，所述溶剂混合物包含i)具有6至16个碳原子的烷烃，所述烷烃的含量范围按所述溶剂混合物的重量计为1 至20重量％ ；和 )由式(I)表示的芳族化合物
2.根据权利要求1所述的组合物，其中Ra为含有1至10个碳原子的烷氧基。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述由式(I)表示的芳族化合物包括苯甲 醚、2-甲基苯甲醚、3-甲基苯甲醚、4-甲基苯甲醚、2，3-二甲基苯甲醚、2，4-二甲基苯甲醚、 2，5-二甲基苯甲醚、2，6-二甲基苯甲醚、3，4-二甲基苯甲醚、3，5-二甲基苯甲醚、2-氯苯甲 醚、3-氯苯甲醚、4-氯苯甲醚、1，2-二甲氧基苯或其混合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述由式(I)表示的芳族化合物 包括苯甲醚、3，5-二甲基苯甲醚或其混合物。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中Ra为具有1至10个碳原子的烷基。
6.根据权利要求1或5所述的组合物，其中所述由式(I)表示的芳族化合物包括正丁 基苯、仲丁基苯、叔丁基苯、异丁基苯、异丙基甲苯、正丙基苯、异丙基苯(枯烯)、均三甲苯、 四氢萘或其混合物。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述由式(I)表示的芳族化合物包括正丁基苯、 苯甲醚、3，5-二甲基苯甲醚或其混合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述烷烃具有9至13个碳原子。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述烷烃包括癸烷、十一烷、十二 烷或其混合物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含88至99重 量％的由式(I)表示的芳族化合物和1至12重量％的烷烃。
11.一种组合物，其包含a)溶剂混合物，所述溶剂混合物包含i)具有6至16个碳原子的烷烃，所述烷烃的含量范围按所述溶剂混合物的重量计为1 至20重量％ ；和 )由式(I)表示的芳族化合物
12.根据权利要求11所述的组合物，其中If为所述由式-Si(Rd)3表示的甲硅烷基。
13.根据权利要求11或12所述的组合物，其中所述有机半导体选自由式(IV)至(X) 表示的化合物。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的组合物，其中所述由式(I)表示的芳族化合 物包括苯甲醚、3，5_ 二甲基苯甲醚、正丁基苯或其混合物，并且所述烷烃包括癸烷、十一烷、 十二烷或其混合物。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含88至99 重量％的由式(I)表示的芳族化合物和1至12重量％的烷烃。
16.一种制备半导体器件的方法，所述方法包括 提供组合物，所述组合物包含a)溶剂混合物，所述溶剂混合物包含i)具有6至16个碳原子的烷烃，所述烷烃的含量范围按所述溶剂混合物的重量计为1 至20重量％ ；和 )由式(I)表示的芳族化合物
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述有机半导体由式(II)表示
18.根据权利要求17所述的方法，其中Re为由式-Si(Rd)3表示的甲硅烷基。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中所述由式(I)表示的芳族化合 物包括苯甲醚、3，5_ 二甲基苯甲醚、正丁基苯或其混合物，并且所述烷烃包括癸烷、十一烷、 十二烷或其混合物。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中所述溶剂混合物包含88至99重量％的由式(I)表示的芳族化合物和1至12重量％的烷烃。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其中所述溶剂混合物包含苯甲醚和癸 烷、3，5-二甲基苯甲醚和十二烷或正丁基苯和十一烷。
全文摘要
本发明涉及包含溶解于溶剂混合物中的有机半导体的组合物。更具体地讲，所述溶剂混合物包括含量等于1至20重量％的具有9至16个碳原子的烷烃和含量等于80至99重量％的芳族化合物。所述半导体材料以按所述组合物的总重量计等于至少0.1重量％的量溶解于所述溶剂混合物中。本发明还涉及通过使用所述组合物形成半导体层来制备半导体器件的方法。
文档编号H01L51/40GK102106012SQ200980129502
公开日2011年6月22日 申请日期2009年5月29日 优先权日2008年6月11日
发明者大卫·H·瑞丁格尔, 罗伯特·S·克拉夫, 詹姆斯·C·诺瓦克 申请人:3M创新有限公司