[發明專利]包括經過表面處理的金屬氧化物顆粒的電介質媒質

有效

• 申請號: 200680043065.8
• 申請日: 2006-11-14
• 公開（公告）號: CN101310368A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 馬克·E·納皮耶臘拉
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01L21/31
• 分類號: H01L21/31;H01L21/8242;H01L27/108;H01L29/786
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郇春艷;郭國清

技術領域

本發明涉及諸如薄膜晶體管和電容器之類的薄膜電子器件及其制造方法，具體地講通過噴墨印刷的方法。

背景技術

據稱，US?2005/0095448?A1公開了利用芯-殼顆粒形成電介質層。

發明內容

簡而言之，本發明提供了一種電子器件，通常為晶體管或電容器，所述電子器件包括至少一個導電電極和鄰近所述電極的電介質層；其中所述電介質層包含聚合物基質以及分散在所述聚合物基質中的金屬氧化物顆粒；其中所述金屬氧化物顆粒具有與它們的表面共價鍵合的有機官能團，并且其中所述有機官能團未與所述聚合物基質共價鍵合。所述金屬氧化物顆粒通常包括選自由下列物質組成的組的金屬：Ti、Y、Zr、Hf和Si，并且最典型的是Ti。通常，所述有機官能團的分子量是1000或更低，并且符合以下化學式：

(-O-)_xQ(-O-R¹)_y(-CH₂-R²)????(I)

其中Q為Si或P＝O；其中每個R¹均獨立地選自由下列物質組成的組：氫、烷基、和取代的烷基；其中每個R²均獨立地選自由下列物質組成的組：氫、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基；其中當Q為Si時，x為1至3，y為0至2，并且x+y＝3；其中當Q為P＝O時，x為1至2，y為0至1，并且x+y＝2；并且其中開氧價(open?oxygen?valences)與金屬氧化物顆粒的表面共價?鍵合。通常，所述聚合物的基質為選自由下列物質組成的組的聚合物的基質：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、環氧樹脂、苯乙烯、氟聚合物、乙烯醇和乙酸酯。所述聚合物的基質可以是交聯的。

在另一方面，本發明提供可印刷分散體，通常為可噴涂印刷的分散體，其包括：a)可固化組合物和b)金屬氧化物顆粒；其中所述金屬氧化物顆粒具有與它們的表面共價鍵合的有機官能團，并且其中所述有機官能團與可固化組合物的任何部分均不共價鍵合。在一個實施例中，所述有機官能團不與可固化組合物的任何部分反應，不會形成共價鍵。在一個實施例中，在所述可固化組合物固化時，所述有機官能團可與可固化組合物反應，形成共價鍵。所述金屬氧化物顆粒通常包括選自由下列金屬組成的組：Ti、Y、Zr、Hf和Si，并且最典型的為Ti。通常，所述有機官能團的分子量是1000或更低，并且符合以下化學式：

(-O-)_xQ(-O-R¹)_y(-CH₂-R²)????(I)

其中Q為Si或P＝O；其中每個R¹均獨立地選自由下列物質組成的組：氫、烷基、和取代的烷基；其中每個R²均獨立地選自由下列物質組成的組：氫、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基；其中當Q為Si時，x為1至3，y為0至2，和x+y＝3；其中當Q為P＝O時，x為1至2，y為0至1，和x+y＝2；并且其中開氧價與金屬氧化物顆粒的表面共價鍵合。在一個實施例中，在所述可固化組合物固化時，所述有機官能團可與可固化組合物反應，形成共價鍵，每個R¹均可獨立地選自由下列物質組成的組：氫、烷基、取代的烷基、活性取代的烷基、烯基、取代的烯基、活性取代的烯基，并且每個R²可獨立地選自由下列物質組成的組：氫，烷基，取代的烷基、活性取代的烷基、烯基、取代的烯基、活性取代的烯基、烷氧基、取代的烷氧基、活性取代的烷氧基。通常，所述可固化組合物包括聚合物、低聚物或聚合物的單體，所述聚合物選自由下列物質組成?的組：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、環氧樹脂、苯乙烯、氟聚合物、乙烯醇和乙酸酯。所述可固化組合物還可包括交聯劑。

在另一方面，本發明提供了一種制備含電介質的電子器件的方法，所述方法包括噴墨印刷根據本發明所述的可噴涂印刷的分散體的步驟。

在本申請中：

“可印刷分散體”指基本上不包括平均半徑大于0.5微米的顆粒的分散體；

“可噴涂印刷的分散體”指基本上不包括平均半徑大于0.2微米的顆粒分散體；

“取代的”指對化學物質而言，被不與聚合物基質反應，形成與其相關的共價鍵的常規取代基取代，例如，取代基可以是烷基、烷氧基、多乙氧基、芳基、苯基、鹵素(-F、-Cl、-Br或-I)、羥基等；其中當可能時，取代基自身可被取代；并且