[發明專利]頂柵型有機薄膜晶體管、其制造方法和電子裝置

無效

• 申請號: 201210347746.0
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN102891254A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 野本和正;米屋伸英;大江貴裕
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/10;H01L51/40
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;武玉琴

本申請是申請日為2009年8月7日、發明名稱為“有機薄膜晶體管、其制造方法和電子裝置”的申請號為200910161731.3專利申請的分案申請。

相關申請的交叉參考

本申請包含與2008年8月7日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP?2008-203881的公開內容相關的主題，在此將該在先申請的全部內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及頂柵型有機薄膜晶體管、其制造方法和設置有該頂柵型有機薄膜晶體管的電子裝置。

背景技術

近年來，使用有機半導體層作為活性層的薄膜晶體管，即所謂的有機薄膜晶體管已備受關注。因為在有機薄膜晶體管中作為活性層的有機半導體層可以在相對較低的溫度下通過薄膜涂敷的方法來形成，這有利于減少生產成本，也能使該有機半導體層形成在由塑料等制成的撓性的、低熱阻的基板上。另外，不僅僅是對于活性層，還對于柵極絕緣膜、源/漏極電極以及柵極電極，圖形化形成過程可以通過使用涂敷劑材料利用印刷方法來實現，因而可以進一步降低生產成本，并使得可以使用較大尺寸的基板。

在以上提到的有機薄膜晶體管中，為了改進晶體管的特性，使用能夠與有機半導體層形成良好歐姆接觸的源/漏極電極是重要的。作為無機材料中適合于形成這樣的源/漏極電極的材料，例如金(Au)、鉑(Pt)和鈀(Pd)已經被使用，已知這些材料能夠與p型有機半導體產生令人滿意的歐姆接觸。另外，已經報導了對以下有機材料的使用：聚乙烯二氧噻吩(poly-ethylenedioxythiophene)和聚苯乙烯磺酸(polystyrene?sulphonic?acid)的組合、摻雜的聚苯胺(doped?polyaniline)、碳納米管(carbon?nanotube)等。

此外，也已經提出了以延長器件壽命為目的的形成源/漏極電極的方法。在這種情況下，通過圖形化方法配置由氮化鈦(TiN_x)或導電漿料形成的基層，隨后在該形成的圖形上利用化學鍍方法形成鎳(Ni)層，然后使用置換鍍技術將上述Ni層的表面置換成金(Au)。其結果是，源/漏極電極被形成為具有如下結構：由氮化鈦(TiN_x)或導電漿料形成的基層隔著鎳層被金層覆蓋著(例如，參見日本專利申請公開公報No.2001-203364)。

但是，設置有具有上述結構的源/漏極電極的有機薄膜晶體管存在以下問題。

也就是說，雖然已知諸如金、鉑(Pt)和鈀(Pd)等材料能夠與p型有機半導體實現令人滿意的歐姆接觸，但是這些材料相對昂貴。因此，考慮到要降低有機薄膜晶體管的生產成本，因而不適合大量地使用這些材料。此外，在利用現有濺射方法將這些材料沉積在有機絕緣膜上的情況下，在等離子體中所包含的高能量分子以及由高溫和強電場產生的高能量金屬粒子可能會對下層產生損壞。其結果是，使用這些金屬不僅不適合于制造包括作為下層的有機半導體層的頂部接觸型有機薄膜晶體管，而且也不適合于制造包括作為下層部件且均由有機材料形成的柵極絕緣膜和基板的底部接觸型有機薄膜晶體管。

此外，盡管已知諸如摻雜的聚苯胺、碳納米管等幾種有機材料是通過涂敷工藝進行沉積的，并且也能與p型有機半導體產生令人滿意的歐姆接觸，但是這些材料在導電性方面卻并不能令人滿意。因此，在讓布線與源/漏極電極設置在同一層上的電子裝置中，這些布線不可以被形成為與導電性不足的源/漏極電極具有相同的結構。這一直是使用有機材料作為形成源/漏極電極的構成材料的障礙之一。

在上述日本專利申請公開公報所說明的形成源/漏極電極的方法中，使用氮化鈦(TiN_x)或導電漿料首先形成基層。在使用TiN_x來形成基層的方法中，沉積是通過濺射方法來實現的，并且在所述濺射方法中存在著金屬原子會擴散到下層中的現象。此外，在使用導電漿料形成基層的方法中，在導電漿料的圖形印刷之后的烘烤過程期間也會發生金屬原子擴散到下層中的類似現象。這種金屬原子向下層中的擴散可能會成為使器件特性劣化的因素之一。

發明內容

因此，本發明的目的是能夠以較低的成本形成源極電極和漏極電極，且不會對含有有機材料的下層絕緣層造成損壞，并且同時實現與形成在電極上的有機半導體層的良好歐姆接觸。利用由此設置的電極結構，本發明還期望提供一種具有優良器件特性、同時保持低生產成本的有機薄膜晶體管，該有機薄膜晶體管的制造方法和包括該有機薄膜薄膜晶體管的電子裝置。