高遷移率聚合物半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)合成已取得進(jìn)展，但將聚合物半導(dǎo)體的可溶液加工、本征柔性這些獨(dú)特性質(zhì)應(yīng)用于集成電路面臨困難。在集成電路中，對(duì)聚合物半導(dǎo)體進(jìn)行圖案化加工，可以降低漏電流，避免相鄰器件間的串?dāng)_，降低電路整體功耗。目前，可控光化學(xué)交聯(lián)技術(shù)是與現(xiàn)有微電子工業(yè)光刻工藝相兼容的圖案化方式。特別是，發(fā)展高效的化學(xué)交聯(lián)劑至關(guān)重要。

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所張德清課題組在前期成果的基礎(chǔ)上，發(fā)展了側(cè)鏈末端含氟代芳基疊氮的新型聚合物半導(dǎo)體交聯(lián)劑。該研究以常用小分子交聯(lián)劑4Bx為參比，評(píng)估了PN3對(duì)n型、p型和雙極型聚合物半導(dǎo)體的光刻圖案化性能。研究發(fā)現(xiàn)，PN3比小分子交聯(lián)劑4Bx具有更高的靈敏度；PN3與3種聚合物半導(dǎo)體共混后，薄膜的表面形貌、鏈間堆積及遷移率幾乎不受圖案化過(guò)程影響。

進(jìn)一步，研究顯示，該聚合物半導(dǎo)體交聯(lián)劑的光刻性能優(yōu)于小分子交聯(lián)劑。這是由于氟代苯基疊氮均勻分布在聚合物側(cè)鏈末端，一個(gè)聚合物分子上有多個(gè)交聯(lián)位點(diǎn)；相比于常用的小分子交聯(lián)劑，聚合物半導(dǎo)體交聯(lián)劑在常規(guī)聚合物半導(dǎo)體薄膜中分散得更均勻。

上述研究為光刻加工柔性集成電路提供了可能的材料設(shè)計(jì)思路。

近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced?Materials）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部和中國(guó)科學(xué)院的支持。

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