КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ
COMPOSITION FOR COATING, METHOD FOR PREPARATION THEREOF AND APPLICATION

Настоящее изобретение относится к композиции для покрытия, получаемой по меньшей мере из одного иттрий-содержащего предшественника, к способу ее получения и применению.
Получение полупроводящих электронных компонентных слоев посредством печати и других способов нанесения жидкости позволяет обеспечивать значительно более низкие производственные расходы по сравнению со многими другими способами, например такими как химическим парофазным осаждением (CVD), поскольку в данном случае полупроводник можно осаждать в непрерывном процессе. Соответственно были разработаны жидкофазные способы, например для получения тонкопленочных транзисторов (TFT). Тонкопленочные транзисторы на основе полупроводниковых слоев, содержащие в частности оксид индия, представляют большой интерес в данном контексте. Однако содержащие оксид индия полупроводники, полученные с помощью жидкофазных способов, имеют недостаток, заключающийся в том, что они проявляют недостаточные электрические свойства и недостаточную стабильность. В частности, воздействия окружающей среды и дефекты поверхности полупроводникового слоя приводят к иттрий-содержащему слою, электронные свойства которого не обладают постоянством с течением времени и/или в условиях нагрузки. По этой причине были разработаны стабилизирующие слои, расположенные над иттрий-содержащим слоем, которые приводят к нейтрализации поверхностных дефектов и/или к защите от воздействий окружающей среды.
Предыдущий уровень техники описывает слои, содержащие оксид иттрия, как особенно подходящие стабилизирующие слои для полупроводниковых слоев из оксида индия (Nomura et al., Applied Physics Letters 99, 053505-1-053505-3 (2011); Nomura et al., Thin solid Films 520 (2012) 3378–3782; US 2012/0097957 A1). Однако описанные в вышеуказанном документе слои, содержащие оксид иттрия, получают с большими затратами и сложностью с применением способов, таких как CVD-способы, E-лучевое испарение и PLD (импульсное лазерное напыление). Таким образом, желательно иметь возможность получать данные слои из оксида иттрия, которые по своей природе являются подходящими для стабилизации слоев, содержащих оксид иттрия, посредством менее затратных и неудобных способов.
Например, в патентном документе US 2012/0104381 A1 обеспечивается общее раскрытие полупроводниковых компонентов на основе оксидов металлов, которые имеют “слои материалов с низкой концентрацией ловушек”, которые среди прочего можно получать с помощью жидкофазных способов или золь-гель способов. Однако в вышеуказанном документе не описаны жидкофазные способы или золь-гель способы для получения слоев, содержащих оксид иттрия. Золь-гель способы для получения слоев, содержащих оксид иттрия, описаны например в диссертации Рудольфа Риппштайна (1993). Водные способы получения слоев, содержащих оксид иттрия, являются таким образом частью предшествующего уровня техники. Однако водные гелевые растворы иттрий-содержащих предшественников, которые описаны в вышеуказанном документе, не приводят в результате к стабилизирующим слоям, которые стабилизируют слои, содержащие оксид иттрия, до достаточного хорошего результата.
Соответственно, цель настоящего изобретения заключалась в обеспечении композиций для покрытия, которые являются подходящими в частности в качестве стабилизирующих слоев для слоев, содержащих оксид иттрия. Особенно желательная в данном контексте цель заключалась в том, чтобы иметь возможность, применяя данные композиции для покрытия, получать транзисторы со стабилизирующими слоями, размещенными над полупроводниковыми слоями, проявляющие крайне низкие напряжения включения и дополнительно имеющие очень небольшие сдвиги в напряжениях включения при испытаниях под нагрузкой с отрицательными и положительными смещениями (NBST и PBST).
Настоящей цели достигают с помощью композиции для покрытия согласно настоящему изобретению, которую получают по меньшей мере из одного иттрий-содержащего предшественника, растворителя A и растворителя B, который отличается от растворителя A, соотношение давления пара растворителя A при 20°C к давлению пара растворителя B при 20°C составляет:
.
В данном документе композиция для покрытия означает жидкий состав, который является подходящим для получения покрытий, более конкретно для получения иттрий-содержащих покрытий. Композиция для покрытия согласно настоящему изобретению предпочтительно представляет собой композицию для покрытия, подходящую для печати, способов покрытия с помощью щелевой головки или покрытия методом центрифугирования. С особым предпочтением композиция для покрытия согласно настоящему изобретению представляет собой композицию для покрытия, подходящую для печатных процессов, т. е. печати краской. Иттрий-содержащий “предшественник” в данном документе представляет собой растворимое или диспергируемое иттрий-содержащее химическое соединение, которое после печати соответствующей композиции можно превращать в слой, содержащий оксид иттрия, более конкретно в слой из оксида иттрия. “Иттрий-содержащий” предшественник в данном документе представляет собой предшественник, который содержит по меньшей мере один атом иттрия. Композиция для покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержит по меньшей мере два растворителя A и B. Растворители A и B выбирают таким образом, что соотношение давления пара при 20°C для растворителя A, который является более летучим по сравнению с растворителем B, к давлению пара при 20°C растворителя B, который является менее летучим по сравнению с растворителем A, составляет больше чем или равно 10. Давления пара в данном случае определяют с применением статического способа определения, известного специалисту в данной области техники. Данным методом измеряют давление пара, который проходит над веществом в термодинамическом равновесии в закрытой системе при заданной температуре (в данном документе 20°C). В данном документе предпочтительно растворитель A не только является более летучим, чем растворитель B, но также имеет самое высокое давление пара при сравнении между всеми растворителями, присутствующими в композиции для покрытия. Более того, предпочтительно растворитель B не только является менее летучим, чем растворитель A, но также имеет самое низкое давление пара при сравнении между всеми растворителями, присутствующими в композиции для покрытия.
Определение структуры присутствующих в растворе предшественников является трудным. Тем не менее считают, что строение присутствующих в растворе предшественников является таким же, как и в кристалле. По этой причине предполагают, что составы по настоящему изобретению не только получают по меньшей мере из одного иттрий-содержащего предшественника и по меньшей мере двух растворителей, но они также содержат по меньшей мере один предшественник и по меньшей мере два растворителя. Соответствующие замечания в равной степени применимы к предшественникам во всех предпочтительных вариантах осуществления, описанных в данном документе ниже.
По меньшей мере один иттрий-содержащий предшественник может содержать только иттрий в качестве атомов (полу)металла. (Полу)металлы обозначают металлы и полуметаллы. В качестве альтернативы по меньшей мере один предшественник, помимо иттрия, может содержать также атомы металла или атомы полуметалла. Однако предпочтительно все предшественники, применяемые в получении композиции для покрытия, содержат только иттрий.
x
y
z
Особенно пригодные композиции для покрытия получают, если по меньшей мере один иттрий-содержащий предшественник выбран из группы, включающей алкоксиды иттрия, оксоалкоксиды иттрия, алкоксиалкоксиды иттрия и соли иттрия. Алкоксиды иттрия представляют собой соединения иттрия, содержащие по меньшей мере один атом иттрия и по меньшей мере три алкокси-радикала. В отличие от алкоксидов иттрия, оксоалкоксиды иттрия также имеют по меньшей мере множественно мостиковый атом кислорода, а это означает, что они включают по меньшей мере два атома иттрия, по меньшей мере один оксо-радикал и по меньшей мере четыре алкоксидных радикала. Однако вследствие мостикового эффекта оксо-радикалов, оксоалкоксиды иттрия часто представляют собой кластероподобные соединения. Кроме того, алкоксиалкоксиды иттрия представляют собой соединения иттрия, которые содержат по меньшей мере один атом иттрия и по меньшей мере один оксоалкилалкильный радикал (радикал R-O-R‘-O-). Алкоксиалкоксиды иттрия могут включать в себя исключительно атом иттрия и три R-O-R‘-O- радикала, или в дополнение к последнему могут содержать также оксо-радикалы и/или алкоксидные радикалы. Кроме того, предпочтительные соли иттрия представляют собой нитраты иттрия и галогениды иттрия. Особенно хорошие результаты получают, если по меньшей мере один предшественник выбран из группы оксоалкоксидов иттрия, более конкретно из группы оксоалкоксидов иттрия общей формулы YO(OR), где 3 ≤ x ≤ 12, 1 ≤ y ≤ x, x ≤ z ≤ (3x-1) и y+z ≥ x.
5
13
Лучшие композиции для покрытия содержат в качестве их предшественника оксоалкоксид иттрия YO(O-iPr).
Композиции для покрытия по настоящему изобретению предпочтительно содержат все иттрий-содержащие предшественники, применяемые в общей доле 0,1-10 вес. %, исходя из общей массы состава.
Дополнительно композицию для покрытия можно получать также с применением предшественников (полу)металлов, не содержащих иттрий. Их доля предпочтительно составляет не более чем 5 вес. %. Однако с особым предпочтением композицию для покрытия получают без применения предшественников, не содержащих иттрий. Таким образом, с особым предпочтением композицию для покрытия по настоящему изобретению получают исключительно с иттрий-содержащими предшественниками.
Композиция для покрытия по настоящему изобретению содержит по меньшей мере два растворителя. Композиция для покрытия по настоящему изобретению предпочтительно является неводной, поскольку это позволяет получать особенно однородный и тонкий слой. Неводная композиция для покрытия в данном документе означает композицию для покрытия, которая не содержит воду в качестве растворителя. Таким образом, соответствующие композиции для покрытия представляют собой композиции, которые не используются в золь-гель способах. Более предпочтительно содержание воды в композиции для покрытия (в результате поглощения воды, например из окружающей среды) составляет не более чем 500 ppm.
Растворители A и B предпочтительно выбраны из группы, включающей спирты, алкоксиспирты, гидроксиэфиры и сложные эфиры карбоновой кислоты, а также сложные эфиры молочной кислоты.
5
Особенно хорошие результаты получают, если соотношение давлений пара двух растворителей не только составляет 10 или более, но также если разница между точками кипения двух растворителей A и B в SATP-условиях составляет ≥30°C. “SATP-условия” в данном документе означает давление 10 Па и температуру 25°C.
Более предпочтительно точка кипения растворителя A в SATP-условиях составляет 50-140°C.
Дополнительные предпочтительные растворители A представляют собой те, которые выбраны из группы, включающей 1-метокси-2-пропанол,2-метоксиэтанол, бутилацетат, изопропанол, трет-бутанол и этанол.
Очень предпочтительно растворитель A представляет собой этанол.
Более предпочтительно точка кипения растворителя B составляет 100-200°C в SATP-условиях.
Более предпочтительно растворитель B выбран из группы, включающей1-гексанол, циклогексанол, тетрагидрофурфуриловый спирт,1-метокси-2-пропилацетат и этиллактат.
Очень предпочтительно растворитель B представляет собой 1-гексанол или тетрагидрофурфуриловый спирт, особенно предпочтительно тетрагидрофурфуриловый спирт.
Более предпочтительно доля растворителя A составляет 75-99 об. % и доля растворителя B составляет 1-25 вес. %, исходя из общего объема присутствующих растворителей.
В дополнение к растворителям A и B композиция для покрытия может содержать дополнительные растворители, отличные от растворителей A и B. Она может содержать также исключительно растворители A и B, и таким образом может содержать исключительно два растворителя. Композицию для покрытия предпочтительно получают по меньшей мере из одного иттрий-содержащего предшественника, растворителя A и растворителя B, который отличается от растворителя A, соотношение давления пара растворителя A к давлению пара растворителя B составляет:
,
а также дополнительного третьего растворителя C, который отличается от растворителя A и от растворителя B. Третий растворитель C предпочтительно выбран из группы, включающей 1-метокси-2-пропанол и циклогексанол.
Особенно предпочтительной является композиция для покрытия, полученная по меньшей мере из одного иттрий-содержащего предшественника, растворителя A, растворителя B и растворителя C. Таким образом, более предпочтительно композиция для покрытия по настоящему изобретению содержит исключительно три растворителя.
Очень предпочтительно растворитель A представляет собой этанол, растворитель B представляет собой 1-гексанол или тетрагидрофурфуриловый спирт, а растворитель C представляет собой 1-метокси-2-пропанол или циклогексанол.
Композиция для покрытия по настоящему изобретению может дополнительно содержать одну или более добавок для достижения желаемых свойств. Если композиция для покрытия включает добавки, то такие добавки присутствуют предпочтительно в количестве меньшем чем 2 вес. %, исходя из общей массы композиции для покрытия. Однако более предпочтительно композиция для покрытия по настоящему изобретению не содержит добавок.
Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ получения композиции для покрытия по любому из предыдущих пунктов, где по меньшей мере один иттрий-содержащий предшественник, растворитель A, растворитель B, который отличается от растворителя A, соотношение давления пара растворителя A при 20°C к давлению пара растворителя B при 20°C составляет:
,
а также необязательно дополнительные растворители и добавки, которые смешивают друг с другом.
Иттрий-содержащий “предшественник” в данном документе представляет собой растворимое или диспергируемое иттрий-содержащее химическое соединение, которое после печати соответствующей композиции можно превращать в слой, содержащий оксид иттрия. Более того, “иттрий-содержащий” предшественник означает предшественник, который содержит по меньшей мере один атом иттрия. В способе по настоящему изобретению дополнительно применяют по меньшей мере два растворителя A и B. Растворители A и B выбраны таким образом, что соотношение давления пара для растворителя A, который является более летучим по сравнению с растворителем B, к давлению пара растворителя B, который является менее летучим по сравнению с растворителем A, составляет больше чем или равно 10. Давления пара в данном случае определяют с применением статического способа определения, известного специалисту в данной области техники. Данным способом измеряют давление пара, который проходит над веществом в термодинамическом равновесии в закрытой системе при заданной температуре (в данном документе 20°C). В данном документе предпочтительно растворитель A не только является более летучим, чем растворитель B, но также имеет самое высокое давление пара в сравнении между всеми растворителями, используемыми в способе. Более того, предпочтительно растворитель B не только является менее летучим, чем растворитель A, но также имеет самое низкое давление пара в сравнении между всеми растворителями, используемыми в способе.
По меньшей мере один иттрий-содержащий предшественник может содержать только иттрий в качестве атомов (полу)металла. (Полу)металлы обозначают металлы и полуметаллы. В качестве альтернативы по меньшей мере один предшественник, помимо иттрия, может содержать также атомы металла или атомы полуметалла. Однако предпочтительно все применяемые в способе предшественники содержат только иттрий.
x
y
z
Особенно пригодные композиции для покрытия получают, если по меньшей мере один иттрий-содержащий предшественник выбран из группы, включающей алкоксиды иттрия, оксоалкоксиды иттрия, алкоксиалкоксиды иттрия и соли иттрия. Алкоксиды иттрия представляют собой соединения иттрия, содержащие по меньшей мере один атом иттрия и по меньшей мере три алкокси-радикала. В отличие от алкоксидов иттрия, оксоалкоксиды иттрия также содержат по меньшей мере множественно мостиковый атом кислорода, а это означает, что они включают по меньшей мере два атома иттрия, по меньшей мере один оксо-радикал и по меньшей мере четыре алкоксидных радикала. Однако вследствие мостикового эффекта оксо-радикалов, оксоалкоксиды иттрия часто представляют собой кластероподобные соединения. Кроме того, алкоксиалкоксиды иттрия представляют собой соединения иттрия, которые содержат по меньшей мере один атом иттрия и по меньшей мере один оксоалкилалкильный радикал (радикал R-O-R‘-O-). Алкоксиалкоксиды иттрия могут включать в себя исключительно атом иттрия и три радикала R-O-R‘-O-, или в дополнение к последнему могут содержать также оксо-радикалы и/или алкоксидные радикалы. Кроме того, предпочтительные соли иттрия представляют собой нитраты иттрия и галогениды иттрия. Особенно хорошие результаты получают, если по меньшей мере один предшественник выбран из группы оксоалкоксидов иттрия, более конкретно из группы оксоалкоксидов иттрия общей формулы YO(OR), где 3 ≤ x ≤ 12, 1 ≤ y ≤ x, x ≤ z ≤ (3x-1) и y+z ≥ x.
5
13
Лучшие композиции для покрытия получают, если предшественник представляет собой оксоалкоксид иттрия YO(O-iPr).
В способе по настоящему изобретению предпочтительно используют все иттрий-содержащие предшественники в общей доле 0,1-10 вес. %, исходя из общей массы состава.
В способе по настоящему изобретению можно применять также предшественники с (полу)металлами, не содержащие иттрий. Их доля предпочтительно составляет не более чем 5 вес. %. Однако с особым предпочтением способ осуществляют без применения предшественников, не содержащих иттрий. Таким образом, с особым предпочтением композицию для покрытия по настоящему изобретению получают исключительно с иттрий-содержащими предшественниками.
В способе по настоящему изобретению дополнительно используют по меньшей мере два растворителя. Способ по настоящему изобретению является предпочтительно неводным, поскольку таким путем для получения особенно однородных и тонких слоев можно получать подходящие, неводные композиции для покрытия. Неводная композиция для покрытия в данном документе означает композицию для покрытия, которая не содержит воду в качестве растворителя. Таким образом, соответствующие композиции для покрытия представляют собой композиции, которые не используются в золь-гель способах. Более предпочтительно содержание воды в осуществляемом способе, а следовательно также в композиции для покрытия (в результате поглощения воды, например из окружающей среды), составляет не более чем 500 ppm.
Растворители A и B предпочтительно выбраны из группы, включающей спирты, алкоксиспирты, гидроксиэфиры и сложные эфиры карбоновой кислоты, а также сложные эфиры молочной кислоты.
5
Особенно хорошие результаты получают, если соотношение давлений пара двух растворителей не только составляет 10 или более, но также если разница между точками кипения двух растворителей A и B в SATP-условиях составляет ≥30°C. “SATP-условия” в данном документе означает давление 10 Па и температуру 25°C.
Более предпочтительно точка кипения растворителя A в SATP-условиях составляет 50-140°C.
Дополнительные предпочтительные растворители A представляют собой те, которые выбраны из группы, включающей 1-метокси-2-пропанол,2-метоксиэтанол, бутилацетат, изопропанол, трет-бутанол и этанол.
Очень предпочтительно растворитель A представляет собой этанол.
Более предпочтительно точка кипения растворителя B составляет 100-200°C в SATP-условиях.
Более предпочтительно растворитель B выбран из группы, включающей1-гексанол, циклогексанол, тетрагидрофурфуриловый спирт,1-метокси-2-пропилацетат и этиллактат.
Очень предпочтительно растворитель B представляет собой 1-гексанол или тетрагидрофурфуриловый спирт, особенно предпочтительно тетрагидрофурфуриловый спирт.
Более предпочтительно доля растворителя A составляет 75-99 об. % и доля растворителя B составляет 1-25 вес. %, исходя из общего объема присутствующих растворителей.
В способе по настоящему изобретению в дополнение к растворителям A и B можно применять дополнительные растворители, отличные от растворителей A и B. Таким образом, в способе можно применять исключительно растворители A и B, и таким образом исключительно два растворителя. Однако в способе по настоящему изобретению предпочтение отдается по меньшей мере одному иттрий-содержащему предшественнику, растворителю A и растворителю B, который отличается от растворителя A, при этом соотношение давления пара растворителя A при 20°C к давлению пара растворителя B при 20°C составляет:
,
а также по меньшей мере одному третьему растворителю C, который отличается от растворителя A и от растворителя B, смешанных друг с другом. Третий растворитель C предпочтительно выбран из группы, включающей1-метокси-2-пропанол и циклогексанол.
Особенно предпочтительным является способ, в котором применяют по меньшей мере один иттрий-содержащий предшественник, растворитель A, растворитель B и растворитель C. Таким образом, в способе по настоящему изобретению с особенным предпочтением смешивают друг с другом по меньшей мере один иттрий-содержащий предшественник и ровно три растворителя.
Очень предпочтительно растворитель A представляет собой этанол, растворитель B представляет собой 1-гексанол или тетрагидрофурфуриловый спирт, а растворитель C представляет собой 1-метокси-2-пропанол или циклогексанол.
В способе по настоящему изобретению для достижения желаемых свойств у полученной в результате композиции для покрытия дополнительно можно добавлять одну или более добавок. Если способ предусматривает применение добавок, они применяются в количестве меньшем чем 2 вес. %, исходя из общей массы применяемых компонентов. Однако более предпочтительно способ по настоящему изобретению не предусматривает каких-либо добавок.
Настоящее изобретение дополнительно предусматривает применение композиций для покрытия по настоящему изобретению для получения слоев, содержащих оксид иттрия. Особенно предпочтительным является применение композиций для покрытия по настоящему изобретению для получения стабилизирующих слоев на полупроводниковых слоях, более конкретно на слоях, содержащих оксид индия.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает также стабилизирующие слои, получаемые из композиций для покрытия по настоящему изобретению. Особенно хорошие свойства достигают с применением стабилизирующих слоев по настоящему изобретению, если их толщина составляет 1-20 нм.
Следующие примеры, которые сами по себе не имеют какого-либо ограничивающего действия, предназначены для объяснения объекта настоящего изобретения.
Примеры
Пример 1
5
13
Раствор получали из 25 мкг оксоалкоксида иттрия [YO(O-iPr)]в 1 мл тетрагидрофурилового спирта с помощью перемешивания. Раствор разбавляли этанолом в объемном соотношении 1:3. Раствор наносили методом центрифугирования на слой, содержащий оксид индия. Иттрий-содержащее покрытие, присутствующее на слое, содержащем оксид индия, преобразовывали термически.
Пример 2
5
13
Раствор получали из 25 мкг оксоалкоксида иттрия [YO(O-iPr)]в 1 мл1-метокси-2-пропанола с помощью перемешивания. Раствор разбавляли2 частями 1-метокси-2-пропанола, 1 частью этанола и 0,2 части тетрагидрофурилового спирта. Раствор наносили методом центрифугирования на слой, содержащий оксид индия. Иттрий-содержащее покрытие, присутствующее на слое, содержащем оксид индия, преобразовывали термически.
Пример 3
5
13
Раствор получали из 25 мкг оксоалкоксида иттрия [YO(O-iPr)]в 1 мл тетрагидрофурилового спирта с помощью перемешивания. Раствор разбавляли 1,33 частями циклогексанола и 1,67 частями трет-бутанола. Раствор наносили методом центрифугирования на слой, содержащий оксид индия. Иттрий-содержащее покрытие, присутствующее на слое, содержащем оксид индия, преобразовывали термически.
Сравнительный пример 1
5
13
Раствор получали из 25 мкг оксоалкоксида иттрия [YO(O-iPr)]в 1 мл тетрагидрофурилового спирта с помощью перемешивания. Раствор разбавляли тетрагидрофуриловым спиртом в объемном соотношении 1:3. Раствор наносили методом центрифугирования на слой, содержащий оксид индия. Иттрий-содержащее покрытие, присутствующее на слое, содержащем оксид индия, преобразовывали термически.
Сравнительный пример 2
5
13
Раствор получали из 25 мкг оксоалкоксида иттрия [YO(O-iPr)]в 1 мл1-метокси-2-пропанола с помощью перемешивания. Раствор разбавляли1-метокси-2-пропанолом в объемном соотношении 1:3. Раствор наносили методом центрифугирования на слой, содержащий оксид индия. Иттрий-содержащее покрытие, присутствующее на слое, содержащем оксид индия, преобразовывали термически.
Сравнительный пример 3
5
13
Раствор получали из 25 мкг оксоалкоксида иттрия [YO(O-iPr)]в 1 мл1-метокси-2-пропанола с помощью перемешивания. Раствор разбавляли этанолом в объемном соотношении 1:3. Раствор наносили методом центрифугирования на слой, содержащий оксид индия. Иттрий-содержащее покрытие, присутствующее на слое, содержащем оксид индия, преобразовывали термически.
2
Для всех примеров имело место следующее: получение слоя осуществляли методом центрифугирования 100 мкл при 2000 об/мин в течение 60 секунд. Субстраты для покрытия представляли собой кремниевые подложки (1,5 × 1,5 см²) с 230 нм слоем SiO, а предварительно структурированные контакты истока и стока были выполнены из ITO. Данные подложки предварительно покрывали методом центрифугирования 100 мкл композиции для покрытия, содержащей алкоксид индия, при 2000 об/мин в течение 30 секунд, и данный слой преобразовывали термически в слой, содержащий оксид индия. Термическое преобразование обоих слоев происходило на горячей плите.
2
Определение электрических характеристик проводили с помощью измерителя Keithley 2612 System source meter и коммутатора/многофункционального измерительного прибора Keithley 3706-NFP System. Образцы измеряли при к. т. в атмосфере N. Определение характеристик проводили после температурной обработки. (Предварительно структурированные) контакты затвора, истока и стока в данном месте подсоединяли к аппарату (через вольфрамовые измерительные наконечники). Между электродом затвора и электродом истока измеряли профиль напряжения (–20 до +30 В) и записывали значения тока, протекавшего между электродом истока и электродом стока. Эти данные можно использовать для вычисления значений подвижности. Формулы, применяемые для этого, являются следующими:
;
,
D
G
i
где I и V соответственно представляют собой ток между стоком и истоком, а также напряжение, прилагаемое к затвору. L и W соответствуют длине и ширине канала, а C представляет собой диэлектрическую постоянную диэлектрика. Чем выше значение подвижности, тем лучше материал.
On
Другим характеристическим свойством является напряжение включения (V), описывающее точку, при которой между электродом истока и электродом стока начинает течь ток; данное значение должно быть очень близким к 0 В.
G
D
Также важным является сдвиг в напряжении включения между измерением до и после испытания под нагрузкой с негативными и позитивными смещениями затвора (NBST или PBST). В данном случае после записи исходной характеристической кривой в течение 2000 секунд прикладывали напряжение затвора (V) -20 В (NBST) или +20 В (PBST). В обоих случаях прикладывали напряжение стока (V) +5 В. По истечении данного времени записывали дополнительную характеристическую кривую и определяли сдвиг напряжении включения в сравнении с исходной характеристической кривой. Значение данной величины должно быть как можно ниже. Для оценивания важно отметить, что для практического применения как напряжение включения, так и сдвиг после NBST или PBST должны быть как можно ближе к нулю.
NBSTVOn
PBSTVOn
Применяемые растворители
Об. % растворителей
µ[см²/В с]
V<sub>On</sub>[В]
ΔV<sub>On</sub>
V<sub>On</sub>[В]
ΔV<sub>On</sub>
Тетрагидрофурфуриловый спирт,этанол
25%75%
4,4
-0,5
-1
-1
2,5
Тетрагидрофурфуриловый спирт,1-метокси-2-пропанол,этанол
4,5%71,5%24%
5,5
-1
-0,5
-1,5
1
Тетрагидрофурфуриловый спирт,циклогексанол,трет-бутанол
25%33,25%41,75%
3,1
-2
-1,5
-2,5
3
Тетрагидрофурфуриловый спирт
100%
3,3
-16,5
1,5
-18,5
0
1-Метокси-2-пропанол
100%
2,6
-2,5
-15
-13,5
10,5
1-Метокси-2-пропанол,этанол
25%75%
3,1
-3
-14,5
-14
14