[發明專利]有機半導體元件

有效

• 申請號: 201680018138.1
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN107431095B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 松井弘之;竹谷純一
• 申請（專利權）人: 國立大學法人東京大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;G01L1/18;H01L21/336;H01L29/84;H01L51/05
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李照明;段承恩

有機半導體元件20能夠發揮應變傳感器功能，具有基板22和在基板22上形成的有機半導體層30，有機半導體層30是有機半導體的單晶的薄膜，是由4環以上的多環芳香族化合物、或1個或多個不飽和的五元雜環化合物與多個苯環形成的4環以上的多環化合物。由于有機半導體層30是以單晶的薄膜的形式形成，所以無論形成手法如何，都形成相同的結晶結構。因此，如果施予相同的應變，則形成相同的載流子的遷移率，對應變具有均一的特性。因此，能夠提供特性均一的應變傳感器。

技術領域

本發明涉及有機半導體元件。

背景技術

過去，作為這種有機半導體元件已經提出了向多晶、非晶的有機半導體作用壓縮應力的有機半導體元件(參照例如專利文獻1)。該元件中，在彎曲狀態的基板上通過蒸鍍法、旋轉涂布法將有機半導體形成薄膜，拉伸彎曲了的基板直至變為平板，由此對有機半導體壓作用縮應力。并且，通過對有機半導體作用壓縮應力，提高了有機半導體的載流子的遷移率。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2005-166742號公報

發明內容

但是，上述的有機半導體元件，由于使用了多晶或非晶的有機半導體，所以難以獲得具有相同的多晶結構或相同的非晶結構的有機半導體，結構的差異使得即使用相同手法進行制造、作用相同的壓縮應力、賦予相同的應變，有機半導體的載流子的遷移率不同的情況也很多，要獲得特性均一的有機半導體元件很困難。

本發明的有機半導體元件，主要目的是提供特性均一的有機半導體元件。

本發明的有機半導體元件為了實現上述主要目的而采用了以下手段。

本發明的有機半導體元件，使用了有機半導體，其特征在于，所述有機半導體被形成為單晶的薄膜，至少基于對所述有機半導體施予應變時的載流子的遷移率來進行工作。

本發明的有機半導體元件，有機半導體以單晶的薄膜的形式形成。單晶的結晶結構由分子決定，所以基本上無論制造手法如何，都形成相同的結晶結構。因此，如果施予相同的應變，則能夠形成相同的載流子的遷移率。因此，能夠制得特性均一的有機半導體元件。

這里，作為有機半導體，可以以厚度為200nm以下、例如100nm、50nm的薄膜的形式形成。對有機半導體施予的應變優選在壓縮方向上為10％以下的范圍內。此外、作為有機半導體，可以使用4環以上的多環芳香族化合物、或由至少1個不飽和五元雜環化合物與多個苯環形成的4環以上的多環化合物。

這樣的本發明的有機半導體元件，所述有機半導體能夠保持在載流子的遷移方向上受到規定應變的狀態。即、以受到規定應變的狀態固定載流子的遷移率而使用。通過使用這樣的有機半導體，能夠獲得各種半導體元件。

此外、本發明的有機半導體元件，還可以基于對所述有機半導體施予作為基準的規定應變時的載流子的遷移率與施予不同于所述規定應變的應變時的載流子的遷移率來進行工作。如果這樣，能夠將有機半導體元件作為傳感器元件使用。

附圖說明

圖1是顯示本發明的作為第1實施例的有機半導體元件20的一例結構的說明圖。

圖2是顯示形成有機半導體層30的一例樣子的說明圖。

圖3是示意性顯示對有機半導體層30的結晶結構從b軸方向觀察到的樣子的模式圖。

圖4是示意性顯示對有機半導體層30的結晶結構從a軸方向觀察到的樣子的模式圖。

圖5是顯示有機半導體層30中載流子的遷移率與應變的大小之間的關系的說明圖。

圖6是示意性顯示對單晶的有機半導體作用壓縮應力前后的分子振動的樣子的模式圖。