[發明專利]雙載子反相器組件結構及其制造方法

無效

• 申請號: 201210089929.7
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103165596A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 宋兆峰;謝彥敏
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L21/822
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;尚群

技術領域

本發明是涉及一種半導體組件及其制造方法，特別是一種雙載子反相器組件結構及其制造方法。

背景技術

反相器(inverter)為積體電路中一個基礎的組件。反相器可以將輸入信號的相位反轉180度，這種電路應用在模擬電路，例如音頻放大、時鐘振蕩器等。在電子線路設計中，經常需要用到反相器。

一般而言，制作反相器有兩種方式。第一種是制作單極性反相器，其直接由兩個單極性的電晶體(PMOS或NMOS)組成互補邏輯。由于是單一型態PMOS或NMOS直接建構而成，所以源/漏極電極只需一種金屬，而主動層材料也只需單一型態(P型或N型)材料，故其優點是可簡化工藝，但缺點是信號容易失真，并有較高功率消耗。

第二種方式較為常見，是同時串接N型及P型有機薄膜電晶體組成互補性反相器電路，其優勢除了有低功率消耗，并具備高穩定性和較高的雜噪寬容度。然而，如何將N型及P型主動層同時制作于同一個基板上，又必須進行單獨的圖案化工藝，當中要避免每一層材料特性受到損壞是相當有難度的。

在上述兩種方式中，無論是兩個單一極性的電晶體或是兩個不同極性的電晶體組成CMOS反相器，都是需要兩個組件來組合，其較占面積，且工藝較為復雜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可更適合應用邏輯電路的設計并簡化工藝的雙載子反相器組件結構及其制造方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種雙載子反相器組件結構，其中，包括：

一閘極，配置于一基板上；

二第一電極，配置于所述基板上、位于所述閘極的兩側且位于一第一平面；

二第二電極，配置于所述基板上、位于所述閘極的兩側且位于一第二平面，其中所述第一電極其中一個與所述第二電極其中一個電性連接；

一雙極性半導體層，配置于所述第一平面與所述第二平面之間；

一第一載子阻擋層，配置于所述雙極性半導體層與所述第一電極之間；

一第二載子阻擋層，配置于所述雙極性半導體層與所述第二電極之間；以及

一介電層，配置于所述閘極及所述第二電極之間。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述第一電極及所述第二電極位于所述閘極下方。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述第一平面低于所述第二平面。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述第一電極及所述第二電極位于所述閘極上方。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述第一平面高于所述第二平面。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述雙極性半導體層是由N型有機半導體材料與P型有機半導體材料堆疊所組成。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述雙極性半導體層是由N型有機半導體材料與P型有機半導體材料混合所組成。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述雙極性半導體層是由具雙極特性的有機半導體材料所組成。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述雙極性半導體層是由N型無機半導體材料與P型無機半導體材料堆疊所組成

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述第一載子阻擋層為電子阻擋層，所述第二載子阻擋層為空穴阻擋層；或所述第一載子阻擋層為空穴阻擋層，所述第二載子阻擋層為電子阻擋層。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述第一載子阻擋層或所述第二載子阻擋層為一電子阻擋層時，所述電子阻擋層是由一無機材料或一有機材料所組成。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述無機材料包括WO₃、V₂O₅或MoO₃。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述有機材料包括4’，4”-參(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)或雙(2-甲基-8-羥基喹啉-N1，O8)-(1，1’-聯苯-4-羥基)鋁(BALq)。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述第一載子阻擋層或所述第二載子阻擋層為一空穴阻擋層時，所述空穴阻擋層是由一無機材料或一有機材料所組成。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述無機材料包括LiF、CsF或TiO₂。

上述的雙載子反相器組件結構，其中，所述有機材料包括2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲啰啉(BCP)。

為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種雙載子反相器組件結構的制造方法，其中，包括：