[發明專利]改善電極界面的有機FET及其制造方法

無效

• 申請號: 200780000712.1
• 申請日: 2007-05-09
• 公開（公告）號: CN101331611A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 豐田健治
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L51/05
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及改善電極界面的有機FET及其制造方法。更詳細而言，涉及關于源電極以及漏電極與半導體層的界面(電極界面)的改善，提高導通電流(驅動電流)，降低接觸電阻(電極表面的金屬/半導體的接觸電阻)的有機FET及其制造方法。

背景技術

近年來，使用有機半導體的器件的研究開發盛行。其中，有機EL(Electroluminescence：電致發光)作為顯示裝置被不斷實用化。此外，在活性層中使用有機半導體的有機場效應晶體管(Field?EffectTransistor：FET)也作為開關元件而被關注。因為有機半導體能夠通過印刷法進行制造，所以使用這些有機半導體的器件具有低溫處理、低成本等的優點。此外，因為能夠在塑料等的撓性基板上制造器件，所以具有機械的柔軟性。因此，期待通過活用這些特征，與使用現有的無機半導體的器件相比具有不同的應用。

有機FET與使用無機半導體的情況同樣，包括柵極、源極、漏極三個電極。而且，通過施加在柵電極上的電壓控制漏、源電極間的電流。但是，因為有機半導體比無機半導體的導電性低，所以在有機FET的活性層誘發的載流子少。因此，為了形成活性層的溝道，必須從漏電極、源電極注入載流子。

為了提高從漏電極、源電極的載流子注入，提案有在活性層和漏電極、源電極間插入有界面層(吸附分子層)的有機FET(例如專利文獻1)。作為參考，在圖8中表示專利文獻1記載的現有例的有機FET的截面圖。

如下所述，使用圖8舉例表示現有例的有機FET的制造方法。首先，使用玻璃基板作為絕緣基板101，在其上通過濺射進行厚度100nm的鉻的成膜后，通過光刻形成柵電極102。接著，通過CVD(ChemicalVapour?Deposition：化學氣相沉積)進行厚度300nm的SiN的成膜，形成柵極絕緣膜103。接著，形成具有相反錐形(taper)的邊的抗蝕膜圖案(resist?pattern)后，在上述抗蝕膜圖案上依次蒸鍍厚度1nm的鉻、厚度100nm的金，以剝離法(life-off)形成源電極104、漏電極105。接著，將疊層體在0.1mMol/l的十八硫醇(octadecanethiol)溶液中浸潤一分鐘后，在源電極104、漏電極105的表面形成吸附分子層701。吸附分子層701具有H(氫)從十八硫醇的巰基中脫離后的十八硫醇分子在電極表面取向的結構，硫原子吸附在電極表面上。最后，對厚度50nm的并五苯(pentacene)在2.7×10^-4Pa的氣氛下，以0.1nm/s的速率進行蒸鍍，形成覆蓋柵極絕緣膜和吸附分子層的半導體層106。

上述有機FET的吸附分子層701的作用如下所述。即，通過在源電極104和漏電極105的表面上形成吸附分子層701，能夠提高電極表面的防水性，使半導體層106的晶粒(grain)變大。當浸潤時間為1分鐘，或變長為1天時，作為防水性的指標的接觸角分別變為95度、101度。為了提高電極表面的防水性而使浸潤時間為1天時，與不形成吸附分子層701的器件相比，漏、源電極間電流降低兩位數。這是因為，吸附分子層701的厚度變大為2.3nm左右，從源電極104通過吸附分子層701向半導體層106注入載流子的效率減小。另一方面，浸潤時間變短為1分鐘時，吸附分子層701的厚度變成1nm以下，從源電極104向半導體層106的載流子的注入效率提高。從上述可知，通過在源電極和半導體層、漏電極和半導體層之間插入適當厚度的吸附分子層，會增加漏、源電極間電流。即，根據專利文獻1的技術，通過設定較短的浸潤時間，吸附分子層的厚度變小，載流子注入的效率提高。

作為與上述技術相關的其他文獻，例如有專利文獻2。

專利文獻1：日本專利特開2005-93542號公報(特別是第7頁～第9頁)

專利文獻2：日本專利特開2005-223107號公報(特別是0023段)

發明內容

但是，在上述專利文獻1的技術中，因為為了提高載流子的注入效率必須使浸潤時間變短，所以電極表面的防水性的提高不大。因此，電極界面附近的半導體層的晶粒并不大，半導體的導電性不充分。

由于上述理由，專利文獻1的技術與未插入吸附分子層的技術相比，導通電流只增加約50％。這樣，在現有技術中存在不能充分增加導通電流的問題。此外，本發明者發現，即使在吸附分子層中使用苯硫酚等短分子，同樣因為電極界面附近的半導體層的晶粒不是足夠大，而不能充分地減少接觸電阻。