Формирование рисунка

Формирование рисунка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к способам формирования рисунка (снабжения рисунком) электронных или фотонных материалов, в частности, осажденных из жидкости, таких как полупроводящие полимеры, и к снабженным рисунком материалам и приборам, изготовленным с использованием данных способов.

Предпосылки изобретения

Обработка в растворах органических материалов, в частности полупроводников, предоставляет огромные преимущества для недорогих, механически гибких применений большой площади. Однако традиционные способы осаждения и чувствительность к окружающей среде большинства органических материалов по-прежнему делают проблематичным достижение точного формирования рисунка обработанных в растворах пленок и интегрирование различных функциональных материалов, дающее четко определенные признаки без разрушения материала.

Характеристики светоизлучающих диодов (LED) и полевых транзисторов (FET) на основе обрабатываемых в растворах органических полупроводников быстро улучшались в последние годы и в настоящее время конкурируют с характеристиками не только традиционных осажденных в вакууме малых органических молекул, но и с характеристиками разработанных неорганических технологий. Продемонстрированы органические FET электронного и дырочного типа (n- и p-типа) с подвижностями, сравнимыми с подвижностями у приборов на основе аморфного кремния. Осаждение и формирование рисунка данных материалов сочетанием обработки в растворах и печати прямой записи, в том числе краскоструйной, офсетной или флексографической печати, рассматривалось в качестве новой парадигмы для производства электроники в течение более чем десятилетия с перспективой создания экономичных электронных приборов большой площади на гибких подложках. Однако для многих применений обрабатываемость органических материалов в растворах также накладывает серьезные ограничения на их применение, потому что в настоящее время требования к разрешению формирования рисунка, воспроизводимости и выходу не всегда могут удовлетворяться стандартными технологиями печати.

Хотя разработаны подходы к формированию рисунка высокого разрешения органических полупроводников с использованием таких методов, как сканирующая зондовая микроскопия, нанопечать, микроконтактная печать, усовершенствованная краскоструйная печать, селективное устранение смачиваемости, фазовое разделение, физическое деламинирование, лазерная абляция и переводная печать, традиционная фотолитография представляла бы для многих применений выбираемый метод, обеспечивающий наиболее высокий уровень надежности. Однако растворимые органические полупроводники склонны к растворению, или по меньшей мере набуханию, в растворителях, используемых для осаждения обычных фоторезистов, что приводит к существенному ухудшению электронных и оптических свойств. Это особенно проблематично для тех конфигураций приборов, которые основаны на электронных свойствах верхней поверхности органического полупроводника. Если, например, пытаются снабдить рисунком активный полупроводниковый слой органического FET с верхним затвором методом фотолитографии перед осаждением диэлектрика затвора, наблюдается серьезное ухудшение прибора. Кроме того, не существует хороших доступных методов очистки поверхности органического полупроводника после того, как он оказывается загрязненным остатками фоторезиста, проявителя или растворителя.

Другое следствие того, что используемые для осаждения обычных фоторезистов растворители склонны растворять органические полупроводники или вызывать их набухание, заключается в том, что еще более проблематично снабдить рисунком более чем один полупроводниковый компонент в одном приборе без нарушения рабочих характеристик всего прибора. В частности, до настоящего времени невозможно было образование четко определенного функционального латерального гетероперехода между обработанными в растворах органическими материалами. Это представляет собой значительное ограничение в отношении изготовления усовершенствованных архитектур приборов с гетероструктурами, которые обеспечивали бы сочетание уникальных свойств индивидуальных обработанных в растворах полупроводников.

Следовательно, существует потребность в простых, универсальных и чистых способах формирования рисунка высокого разрешения, которые можно применять для широкого круга обрабатываемых в растворах органических материалов и можно легко интегрировать во все обычные архитектуры тонкопленочных транзисторов (TFT) без нарушения рабочих характеристик приборов. Особенно желательны способы формирования рисунка, обеспечивающие производство высококачественных латеральных гетеропереходов.

Сейчас было неожиданно обнаружено, что фотолитографию можно использовать в сочетании с защитным или расходуемым полимерным слоем с тем, чтобы предоставить способ формирования рисунка, который можно применять для всех обычных архитектур TFT, а также для широкого круга обрабатываемых в растворах органических полупроводников. Преимущественно, данный способ содействует формированию рисунка без повреждения прибора и обеспечивает точное совмещение рисунка полупроводника по отношению к ранее определенным электродам и другим структурам подложек. Ключевым моментом данного процесса является использование полимера, предпочтительно фторполимера, для защиты областей полупроводника во время фотолитографического формирования рисунка.

Сущность изобретения

Таким образом, с точки зрения первого аспекта изобретение предлагает способ формирования рисунка электронного или фотонного материала на подложке, содержащий:

образование пленки упомянутого электронного или фотонного материала на упомянутой подложке; и

использование фторполимера для защиты областей упомянутого электронного или фотонного материала во время процесса формирования рисунка.

В предпочтительном варианте осуществления данный способ дополнительно содержит стадию удаления фторполимера, который остается после формирования рисунка.

С точки зрения следующего аспекта изобретение предлагает применение фторполимера в приготовлении снабженного рисунком электронного или фотонного материала на подложке, причем упомянутый фторполимер защищает нижележащий электронный или фотонный материал во время удаления вышележащего светочувствительного слоя, остающегося после формирования рисунка.

С точки зрения еще одного аспекта изобретение предлагает способ изготовления электронного прибора на подложке, содержащий:

образование пленки органического полупроводникового материала на упомянутой подложке;

формирование рисунка упомянутой пленки органического полупроводникового материала с использованием защитного полимера для защиты областей упомянутого органического полупроводникового материала во время процесса формирования рисунка; и

удаление защитного полимера, который остается после формирования рисунка,

при этом при работе упомянутый электронный прибор использует электрический ток через поверхность упомянутого органического полупроводникового материала, который находится в контакте с защитным слоем во время формирования рисунка.

В предпочтительных вариантах осуществления электронный прибор представляет собой светоизлучающий диод или полевой транзистор с верхним затвором.

В следующих предпочтительных вариантах осуществления данный способ содержит дополнительную стадию осаждения диэлектрика на упомянутый снабженный рисунком электронный или фотонный материал. В особенно предпочтительных вариантах осуществления данный способ содержит еще одну дополнительную стадию осаждения затвора на упомянутый диэлектрик.

С точки зрения еще одного аспекта изобретение предлагает способ формирования рисунка по меньшей мере первого электронного или фотонного материала и второго электронного или фотонного материала на подложке, содержащий:

(A) формирование рисунка упомянутого первого электронного или фотонного материала на подложке способом, содержащим:

образование пленки упомянутого первого электронного или фотонного материала на упомянутой подложке; и

использование защитного полимера для защиты областей упомянутого электронного или фотонного материала во время процесса формирования рисунка; и

(B) формирование рисунка упомянутого второго электронного или фотонного материала способом, содержащим:

образование пленки упомянутого второго электронного или фотонного материала на рисунке, полученном в результате стадии (A); и

селективное удаление тех областей второго электронного или фотонного материала, которые имеют нижележащий защитный полимер.

С точки зрения еще одного аспекта изобретение предлагает способ формирования рисунка по меньшей мере первого электронного или фотонного материала и второго электронного или фотонного материала на подложке, содержащий:

(a) формирование рисунка упомянутого первого электронного или фотонного материала на подложке способом, содержащим:

образование пленки упомянутого первого электронного или фотонного материала на упомянутой подложке; и

использование защитного полимера для защиты областей упомянутого электронного или фотонного материала во время процесса формирования рисунка;

(b) осаждение следующего слоя защитного полимера на упомянутом рисунке первого электронного или фотонного материала и формирование рисунка упомянутого защитного полимера; и

(c) образование пленки упомянутого второго электронного или фотонного материала на рисунке, полученном в результате стадии (b); и

(d) селективное удаление тех областей второго электронного или фотонного материала, которые имеют нижележащий защитный полимер.

С точки зрения другого аспекта изобретение предлагает снабженный рисунком электронный или фотонный материал на подложке, получаемый способом, который описан выше.

С точки зрения еще одного аспекта изобретение предлагает электронный или фотонный прибор, содержащий снабженный рисунком электронный или фотонный материал на подложке, который описан выше.

В предпочтительном варианте осуществления данный прибор представляет собой транзистор (например, полевой транзистор), содержащий упомянутый снабженный рисунком электронный или фотонный материал в качестве активного полупроводникового слоя.

С точки зрения еще одного аспекта изобретение предлагает электронный или фотонный прибор, содержащий:

подложку;

первый рисунок, содержащий первый обработанный в растворах органический полупроводниковый материал;

второй рисунок, содержащий второй обработанный в растворах органический полупроводниковый материал;

при этом упомянутые рисунки упомянутого первого и второго органических полупроводниковых материалов образуют латеральный гетеропереход, и при этом при работе между упомянутыми рисунками первого органического полупроводника и второго органического полупроводника через упомянутый латеральный гетеропереход протекает электрический ток.

С точки зрения еще одного аспекта изобретение предлагает электронный или фотонный прибор, содержащий:

подложку;

первый рисунок, содержащий первый обработанный в растворах органический полупроводниковый материал (например, PDTTT);

второй рисунок, содержащий второй обработанный в растворах органический полупроводниковый материал (например, P(NDI2OD-T2));

при этом упомянутые рисунки упомянутого первого и второго органических полупроводниковых материалов не находятся в физическом контакте.

При использовании в настоящем документе термин «подложка» используют для обозначения основы, на которой образуют снабженный рисунком электронный или фотонный материал. Электронный или фотонный материал может быть или не быть образован непосредственно на подложке (т.е. возможно присутствие одного или более промежуточных слоев). Тем не менее, подложка образует платформу всей структуры.

Подложки, используемые в способах по изобретению, могут представлять собой любые традиционные подложки, которые используют при приготовлении электронных или фотонных материалов. Предпочтительные подложки являются гладкими, т.е. не имеют существенной поверхностной шероховатости. Представительные примеры подложек включают пластмассы (например, полиэтилентерефталат или полиэтиленнафталин), металлы, кварц, стекло и Si/SiO₂. Подложка может быть также покрыта оксидом металла. Предпочтительные подложки представляют собой стекло и Si/SiO₂. Преимущество способов по настоящему изобретению заключается в том, что можно использовать практически любую подложку. Другими словами, способы по изобретению не налагают ограничений на природу подложки.

Подложка может необязательно нести один или более компонентов прибора, например, подложка может нести электроды истока и стока.

При использовании в настоящем документе термин «электронный или фотонный материал» используют для обозначения любого материала, обладающего свойствами электронной или фотонной проводимости соответственно. Предпочтительные материалы для использования в данных способах представляют собой электронные материалы.

Предпочтительные электронные или фотонные материалы для использования в способах по изобретению представляют собой органические неполимерные (например, молекулярные) или полимерные полупроводники, проводящие полимеры, полимерные диэлектрики или нанодисперсный материал, такой как наночастицы, нанопроволоки или нанотрубки. Однако в способах по изобретению не требуется, чтобы данные электронные или фотонные материалы удовлетворяли определенным критериям, и можно использовать широкий круг материалов. Преимущественно, и как обсуждается ниже более подробно, способы по настоящему изобретению также обеспечивают формирование рисунка более чем одного электронного или фотонного материала на единой подложке.

Предпочтительный электронный материал представляет собой органический полупроводник, т.е. углеродсодержащий материал, который обладает полупроводниковыми свойствами. Органические полупроводники для использования в настоящем изобретении могут быть полимерными или неполимерными. Предпочтительные полимерные и неполимерные полупроводники являются сопряженными. Представительные примеры неполимерных полупроводников, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают сублимированный в вакууме пентацен и триизопропилсилилзамещенный пентацен (TIPS-пентацен). Предпочтительные полимерные полупроводники являются полукристаллическими (например, имеют степень кристалличности по меньшей мере 60% при определении методом дифференциальной сканирующей калориметрии). Представительные примеры полимерных полупроводников, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают полифлуорены, политиофены, политиениленвинилены и полифениленвинилены. Полимерные органические полупроводники обычно являются предпочтительными.

Примеры предпочтительных полимерных органических полупроводников включают поли(3-гексилтиофен) (P3HT), поли[5,5'-бис(3-алкил-2-тиенил)-2,2'-битиофен)] (PQT), поли(9,9-ди-н-октилфлуорен-альт-бензотиадиазол) (F8BT), поли(2,5-бис(3-алкилтиофен-2-ил)тиено[3,2-b]тиофен) (PBTTT), P(NDI2OD-T2), (PSSS-C10), поли((9,9-диоктилфлуорен)-2,7-диил-альт-[4,7-бис(3-гексилтиофен-5-ил)-2,1,3-бензотиадиазол]-2',2''-диил) (F8TBT), поли(9,9-диоктилфлуорен) (F8 или PFO), сополимер 9,9-диоктилфлуоренил-2,7-диила и битиофена (F8T2), Y80F8:20F5 (F8F5).

Особенное достоинство способов по настоящему изобретению заключается в том, что можно использовать полупроводники, которые склонны к загрязнению, потому что данные способы успешно предотвращают возникновение повреждающего загрязнения. Таким образом, в способах по изобретению можно использовать, например, поли-3-гексилтиофен (P3HT) и поли(2,5-бис(3-алкилтиофен-2-ил)тиено(3,2-b)тиофен) (PBTTT), которые легко легируются донорными примесями во время обработки, и поли(9,9-ди-н-октилфлуорен-альт-бензотиадиазол) (F8BT), в то время как их сложно успешно использовать в других методах формирования рисунка.

В способах по настоящему изобретению сначала образуют (формируют) пленку электронного или фотонного материала на подложке. Предпочтительно, пленку электронного или фотонного материала осаждают из жидкости. Особенно предпочтительно, пленку электронного или фотонного материала образуют осаждением из раствора, например, методом центрифугирования.

Максимальная толщина пленки электронного или фотонного материала предпочтительно составляет в интервале 10-1000 нм, предпочтительнее - 100-500 нм, например от 50 до 250 нм. Толщина пленки электронного или фотонного материала предпочтительно составляет менее чем 300 нм, предпочтительнее менее чем 200 нм.

В способах по настоящему изобретению критически важные стадии осуществляют после осаждения пленки электронного или фотонного материала. На ключевых стадиях используют защитный или расходуемый полимер, предпочтительно фторполимер, для защиты областей нижележащего электронного или фотонного материала во время процесса формирования рисунка. Таким образом, на ключевых стадиях обычно задействованы:

(1) осаждение слоя защитного или расходуемого полимера (например, фторполимера) поверх поверхности слоя электронного или фотонного материала (например, слоя органического полупроводника);

(2) традиционная фотолитография, за которой следует травление электронного или фотонного материала (например, органического полупроводника) для определения рисунка высокого разрешения; и

(3) удаление защитного или расходуемого слоя, остающегося после формирования рисунка.

В предпочтительных способах по изобретению защитный или расходуемый полимер (например, фторполимер) осаждают в виде слоя на упомянутой пленке упомянутого электронного или фотонного материала. Предпочтительно, защитный или расходуемый полимер (например, фторполимер) осаждают из жидкости, обычно - фторсодержащего растворителя. Типичные фторсодержащие растворители, которые можно использовать для этой цели, включают перфтортрибутиламин и гептакозафтортрибутиламин. Можно также использовать перфторгексаны. Особенно предпочтительно осаждать защитный или расходуемый полимер (например, фторполимер) осаждением из раствора, например, методом нанесения покрытия центрифугированием.

Преимущество способов по настоящему изобретению заключается в том, что защитный или расходуемый полимер можно часто осаждать из фторсодержащего растворителя. Фторсодержащие растворители обычно сильно ортогональны растворителям, в которых растворяется большинство электронных или фотонных материалов (например, органических полупроводников). В результате фторсодержащие растворители образуют лишь очень слабую границу раздела с пренебрежимо малой степенью взаимного смешивания с электронным или фотонным материалом (например, органическим полупроводником), так что их можно использовать и чисто удалять без возмущения поверхностного молекулярного упорядочения, критичного для достижения хороших рабочих характеристик прибора или оставления остатков.

Максимальная толщина слоя защитного или расходуемого полимера (например, фторполимера) предпочтительно составляет в интервале 300-1000 нм, предпочтительнее 400-800 нм, например от 500 до 700 нм. Толщина слоя защитного или расходуемого полимера (например, фторполимера) предпочтительно составляет менее чем 900 нм, предпочтительнее менее чем 600 нм.

Защитный или расходуемый полимер предпочтительно не ухудшает свойства поверхности пленки электронного или фотонного материала, на которую его наносят. Напротив, защитный или расходуемый полимер предпочтительно защищает пленку электронного или фотонного материала (например, органического полупроводникового материала) во время процесса формирования рисунка (например, фотолитографии и травления). Таким образом, защитный или расходуемый полимер должен предотвращать любое повреждение или загрязнение, происходящее в электронном или фотонном материале во время формирования его рисунка. Предпочтительно, защитный или расходуемый полимер практически не растворяется в воде, поэтому он защищает нижележащие электронные или фотонные материалы от разрушения во время удаления светочувствительных слоев или фоторезистов с использованием проявителя. Предпочтительно, защитный или расходуемый полимер также не растворяется в растворителях, используемых для осаждения светочувствительных слоев или фоторезистов, например практически не растворяется в не содержащих фтора растворителях.

Кроме того, предпочтительно, чтобы защитный или расходуемый полимер можно было травить таким же способом, который используют для травления электронного или фотонного материала, так чтобы его можно было удалять одновременно с теми областями электронного или фотонного материала (например, органического полупроводника), которые подлежат удалению как часть процесса формирования рисунка. Таким образом, предпочтительно, чтобы защитный или расходуемый полимер можно было травить, используя способ травления кислородной (O₂) плазмой и/или травления растворителем, применяя традиционные растворители (например, фторсодержащие растворители, которые указаны выше).

Предпочтительно, защитный или расходуемый полимер может быть также удален без оставления каких-либо остатков на поверхности электронного или фотонного материала (например, органического полупроводника). Это важно, потому что любые остатки на поверхности активного проводящего слоя склонны отрицательно повлиять на его характеристики. Имеет значение также и то, что лишь немногие способы удаления остатков защитного или расходуемого полимера, остающихся на поверхности электронного или фотонного материала, не приводят к ухудшению проводящих свойств электронного или фотонного материала.

Предпочтительно, защитный или расходуемый полимер представляет собой фторполимер, особенно предпочтительно - перфторполимер. Фторполимер может представлять собой гомополимер или сополимер, но предпочтительно представляет собой сополимер. Предпочтительные сополимеры получают сополимеризацией тетрафторэтилена и простых перфторалкилвинилэфиров и/или перфторалкенилвинилэфиров. Подходящие фторполимеры для использования в качестве защитных или расходуемых полимеров имеются в продаже.

Особенно предпочтительным фторполимером является CYTOP^®, который поставляет на продажу фирма Asahi Glass, Япония.

Перед формированием рисунка слой защитного или расходуемого полимера, например фторполимера, предпочтительно модифицируют, осаждая на него изменяющий поверхностную энергию слой. Изменяющий поверхностную энергию слой предпочтительно является гидрофильным или амфифильным (например, гидрофильным). Можно использовать любое гидрофильное или амфифильное соединение, которое способно образовывать тонкий слой и которое можно удалять травлением, предпочтительно при таких же условиях, как и электронный или фотонный материал. Примером такого материала является алюминий.

Изменяющий поверхностную энергию слой можно наносить на защитный или расходуемый полимер, используя любой традиционный способ. Например, изменяющий слой можно наносить путем переводной печати (декалькомании). Однако предпочтительным является способ, в котором изменяющий поверхностную энергию слой осаждают из жидкости, например осаждением из раствора.

В случае его присутствия толщина изменяющего поверхностную энергию слоя (например, алюминия) предпочтительно составляет в интервале 0,1-10 нм, предпочтительнее 0,5-5 нм, например примерно 1 нм. Такая толщина означает, что слой легко удалить путем травления.

В предпочтительных способах по изобретению процесс формирования рисунка включает фотолитографию, содержащую использование светочувствительного слоя и травление. Тот факт, что формирование рисунка осуществляют, используя данную традиционную процедуру, имеет большое преимущество, потому что в технике хорошо известен порядок ее осуществления. Кроме того, в продаже имеется широкий круг материалов, необходимых для осуществления фотолитографии; следовательно, ее легко осуществлять.

Типичная процедура фотолитографии будет включать следующие стадии:

(i) осаждение слоя светочувствительного материала (фоторезиста) на защитный или расходуемый полимер или, если он присутствует, изменяющий поверхностную энергию слой;

(ii) использование фотошаблона для селективного экспонирования областей фоторезиста под действием света;

(iii) удаление экспонированных под действием света областей фоторезиста с помощью проявителя;

(iv) травление тех областей защитного или расходуемого полимера, которые больше не защищены фоторезистом (например, используя кислородную плазму); и

(v) удаление оставшегося фоторезиста.

В способах по изобретению защитный или расходуемый полимер (например, фторполимер) защищает области электронного или фотонного материала во время процесса фотолитографии. Таким образом, например, защитный или расходуемый полимер защищает электронный или фотонный материал во время размещения светочувствительного материала на стадии (i). Он также защищает электронный или фотонный материал от воздействия проявителя во время стадия (iii).

Кроме того, на стадии (v) защитный или расходуемый полимер (например, фторполимер) защищает области нижележащего электронного или фотонного материала во время удаления соответствующих областей светочувствительного слоя, которые остаются после формирования рисунка.

Таким образом, в предпочтительных способах по изобретению процесс формирования рисунка содержит:

(a) осаждение светочувствительного слоя на упомянутый фторполимер или, если он присутствует, упомянутый изменяющий поверхностную энергию слой;

(b) формирование рисунка упомянутого электронного или фотонного материала с помощью фотолитографии и травления; и

(c) удаление областей светочувствительного слоя, которые остаются после формирования рисунка,

при этом упомянутый фторполимер защищает области упомянутого электронного или фотонного материала во время любой из стадий (a), (b) и/или (c).

Некоторые варианты осуществления способов по изобретению включают дополнительную стадию удаления областей защитного или расходуемого полимера (например, фторполимера), которые остаются после формирования рисунка. Преимущественно, это можно осуществлять двумя различными способами. Фторполимер можно удалять, например, растворением в растворителе (используя, например, фторсодержащий растворитель). Для этой цели можно использовать фторсодержащие растворители, обсуждаемые выше как подходящие для осаждения из раствора фторполимеров. Кроме того, как обсуждалось выше, использование фторсодержащих растворителей выгодно, поскольку они сильно ортогональны большинству электронных или фотонных материалов и, следовательно, не вызывают никакого повреждения их поверхности. Использование фторсодержащего растворителя обычно является предпочтительным при изготовлении FET с нижним затвором.

В качестве альтернативы, защитный или расходуемый полимер (например, фторполимер) можно удалять с использованием клея. Использование клея обычно является предпочтительным при изготовлении FET с верхним затвором.

Клей, используемый в предпочтительных способах, находится на носителе. Предпочтительно носитель имеет неклеевую сторону (т.е. без клея). Это позволяет прикреплять клей к лежащему под ним материалу, но в то же время легко обращаться с ним. В предпочтительных способах клей находится в виде многослойного материала, например полоски или листа материала. Таким образом, в предпочтительных способах клей наслаивают на нижележащий материал. Предпочтительнее, клей имеет вид ленты, в частности ленты, которая может принимать форму материала, на который ее накладывают. Для улучшения адгезии клея к нему можно прилагать давление. Клеи в виде лент являются предпочтительными, потому что их можно легко снимать путем отслаивания. Можно использовать имеющуюся в продаже клейкую ленту, такую как лента Scotch (скотч) фирмы 3M. При необходимости применение клея можно осуществлять более чем однократно (например, дважды, трижды или многократно), чтобы обеспечить желательное удаление защитного или расходуемого полимера (например, фторполимера).

Описанные выше стадии схематически проиллюстрированы на фиг.1. Обращаясь к фиг.1, сначала подлежащую формированию рисунка тонкую пленку электронного или фотонного материала осаждают (например, нанесением покрытия центрифугированием) на подложку, которая предпочтительно уже содержит другие структуры, такие как электроды истока/стока. После этого сверху при вращении наносят слой защитного полимера (CYTOP) (~500-700 нм) (1). Вследствие его относительно низкой поверхностной энергии очень трудно осаждать фоторезист (Shipley 1813) поверх слоя CYTOP (2). Следовательно, перед фотолитографией требуется сделать поверхность CYTOP гидрофильной. Обработка кислородной плазмой поверхности CYTOP может привести к серьезному повреждению границы раздела полупроводящий полимер/CYTOP. Поэтому поверх слоя CYTOP осаждали тонкий слой алюминия (1-2 нм), чтобы сделать его поверхность в достаточной степени смачиваемой. Такой тонкий слой алюминия не является проводящим, и его можно вытравить в течение нескольких секунд в проявителе для процесса фотолитографии. Используя позитивный фоторезист, те области, в которых пленка электронного или фотонного материала должна оставаться на подложке, защищают фотошаблоном во время фотолитографической экспозиции (3). Поэтому в данных областях не происходит разложение, вызванное ультрафиолетовым излучением. После этого экспонированный фоторезист и нижележащий тонкий слой алюминия удаляют, используя проявитель Shipley MF319 (4). Важно отметить, что во время данной стадии обработки, которая включает погружение в водные растворы, нижележащий электронный или фотонный материал защищен водоотталкивающим CYTOP. На следующей стадии CYTOP и электронный или фотонный материал в тех областях, которые больше не покрыты фоторезистом, вытравливают кислородной плазмой при 300 Вт в течение 10-20 минут (5). Остаточный фоторезист затем смывают ацетоном (6). Во время данной стадии оставшийся после фотолитографии CYTOP защищает нижележащий электронный или фотонный материал. Оставшуюся пленку CYTOP можно окончательно удалить со снабженного рисунком электронного или фотонного материала двумя различными способами (7): (a) используя фторсодержащий растворитель для растворения CYTOP или (b) используя клейкую ленту (например, ленту Scotch фирмы 3M) для расслоения пленок снабженного рисунком CYTOP и фоторезиста. Способ (a) является общепринятым и позволяет удалять снабженные рисунком пленки с тонкими деталями всего лишь несколько микрон и рисунки, осажденные на гидрофобных поверхностях, в то время как способ (b) обеспечивает рисунки с более крупными деталями порядка 100 мкм на гидрофильных поверхностях с хорошей адгезией между подложкой и органическим полупроводником.

Значительное преимущество описанных выше способов заключается в их универсальности. Другими словами, данные способы можно использовать для снабжения рисунком активного полупроводникового слоя широкого круга приборов, в частности светоизлучающих диодов и транзисторов (например, полевых транзисторов). В их число входят FET с нижним затвором, верхним затвором, p-типа и n-типа, а также амбиполярные органические FET на основе полимеров и/или малых молекул.

Способы по изобретению особенно выгодны в изготовлении светоизлучающих диодов и полевых транзисторов с верхним затвором, т.е. транзисторов, у которых при работе электрический ток протекает через поверхность полупроводникового слоя, который находится в контакте с защитным полимером во время процесса формирования рисунка. Как представлено на фиг.1, приборы обычно собирают слоями снизу вверх, в результате чего эта поверхность полупроводникового слоя оказывается в наибольшей степени подверженной воздействию химических реагентов и стадиям обработки во время формирования рисунка электронного или фотонного материала. Как таковая, она является наиболее склонной к загрязнению и повреждению, что до настоящего времени приводило к соответствующему ухудшению характеристик прибора.

В предпочтительном способе изготовления или производства электронного прибора, в котором при работе электрический ток протекает через поверхность органического полупроводникового материала, который находится в контакте с защитным полимером во время формирования рисунка, защитный или расходуемый полимер представляет собой фторполимер.

В особенно предпочтительном способе изготовления или производства электронного прибора, в котором при работе электрический ток протекает через поверхность органического полупроводникового материала, который находится в контакте с защитным полимером во время формирования рисунка, формирование рисунка пленки электронного или фотонного материала осуществляют описанным выше способом. Данные способы являются особенно полезными, потому что они наносят незначительный или нулевой ущерб проводящей поверхности электронного или фотонного материала.

Способы по настоящему изобретению также особенно полезны в изготовлении приборов, включающих два или более (например, два или три) электронных или фотонных материалов, например два или три органических полупроводника. До настоящего времени было чрезвычайно трудно изготовлять приборы, включающие два полупроводящих полимера, вследствие требования растворимости двух полупроводников в ортогональных растворителях. Однако эту проблему преодолевают способами по настоящему изобретению. Способы по настоящему изобретению можно, следовательно, преимущественно использовать в изготовлении, например, инверторов на комплементарных транзисторах и амбиполярных светоизлучающих транзисторов с ненарушенным электрическим переносом и свойствами излучательной рекомбинации, состоящих из двух соединенных полупроводящих полимеров. Способы по настоящему изобретению отрывают многочисленные новые возможности для реализации приборов с многополимерными компонентами для универсальных оптоэлектронных применений.

Способы по настоящему изобретению особенно полезны в изготовлении приборов, в которых первый и второй материалы образуют латеральный гетеропереход. Термин «латеральный гетеропереход» означает, что первый и второй электронные или фотонные материалы имеют латеральную границу раздела. Предпочтительно, первый и второй электронные или фотонные материалы находятся в физическом контакте на краю. Еще предпочтительнее, первый и второй материалы приближаются друг к другу на расстояние менее чем 10 нм, предпочтительнее - на расстояние менее чем 1 нм. Другими словами, перекрывание между первым и вторым электронными или фотонными материалами на краю составляет менее чем 10 нм, предпочтительнее менее чем 1 нм, определенное способом, описанным в приведенных ниже примерах.

В предпочтительном способе изготовления латеральных гетеропереходов используют описанные выше способы, чтобы снабдить рисунком первый электронный или фотонный материал на подложке, после чего пленка упомянутого второго электронного или фотонного материала предпочтительно заполняет рисунок упомянутого первого электронного или фотонного материала, перекрывает края упомянутого рисунка и имеет области, выходящие за края упомянутого рисунка. Предпочтительно, пленка упомянутого второго электронного или фотонного материала является непрерывной.

В особенно предпочтительных способах изготовления латеральных гетеропереходов поверхность рисунка, полученного в результате стадии (A), модифицируют изменяющим поверхностную энергию слоем перед размещением второго электронного или фотонного материала. Еще предпочтительнее, на защитном полимере перед процессом формирования рисунка на стадии (A) размещают изменяющий поверхностную энергию слой. В этом последнем случае структура, ко