高遷移率聚合物半導體的設計合成已取得進展，但將聚合物半導體的可溶液加工、本征柔性這些獨特性質應用于集成電路面臨困難。在集成電路中，對聚合物半導體進行圖案化加工，可以降低漏電流，避免相鄰器件間的串擾，降低電路整體功耗。目前，可控光化學交聯技術是與現有微電子工業光刻工藝相兼容的圖案化方式。特別是，發展高效的化學交聯劑至關重要。 
中國科學院化學研究所張德清課題組在前期成果的基礎上，發展了側鏈末端含氟代芳基疊氮的新型聚合物半導體交聯劑。該研究以常用小分子交聯劑4Bx為參比，評估了PN3對n型、p型和雙極型聚合物半導體的光刻圖案化性能。研究發現，PN3比小分子交聯劑4Bx具有更高的靈敏度；PN3與3種聚合物半導體共混后，薄膜的表面形貌、鏈間堆積及遷移率幾乎不受圖案化過程影響。
進一步，研究顯示，該聚合物半導體交聯劑的光刻性能優于小分子交聯劑。這是由于氟代苯基疊氮均勻分布在聚合物側鏈末端，一個聚合物分子上有多個交聯位點；相比于常用的小分子交聯劑，聚合物半導體交聯劑在常規聚合物半導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計思路。
近日，相關研究成果發表在《先進材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部和中國科學院的支持。
側鏈含氟代芳基疊氮的聚合物半導體交聯劑
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