專利名稱：半導(dǎo)體裝置以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用有機(jī)半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置以及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，對(duì)使用有機(jī)半導(dǎo)體的有機(jī)晶體管展開了積極的研究。由于通過利用有機(jī)半導(dǎo)體的特征容易形成薄膜，使在輕量且具有柔性的柔性襯底諸如是塑料襯底、薄膜襯底或紙張等上形成有機(jī)半導(dǎo)體裝置被期待。另外，因?yàn)樾纬蓽系赖挠袡C(jī)半導(dǎo)體材料非常廉價(jià)、其形成膜時(shí)的溫度低、可以適用不用真空室的步驟諸如噴墨法、印刷法或打印(stamp)法等，所以有望大幅度地降低使用有機(jī)晶體管的一般半導(dǎo)體裝置的制造成本。
有機(jī)晶體管由玻璃襯底、柵極、柵極絕緣體層、源極、漏極以及有機(jī)半導(dǎo)體層構(gòu)成。源極和漏極提供在有機(jī)半導(dǎo)體層的下面的結(jié)構(gòu)稱作底部接觸孔型結(jié)構(gòu)，而源極和漏極提供在有機(jī)半導(dǎo)體層的上面的結(jié)構(gòu)稱作頂部接觸孔型結(jié)構(gòu)。
采用頂部接觸型結(jié)構(gòu)可以使有機(jī)晶體管的載流子遷移率更大。然而，該結(jié)構(gòu)難以使用光刻等的步驟以便微細(xì)地加工圖形等，為了進(jìn)行微細(xì)加工，就有可能限定于底部接觸型結(jié)構(gòu)，該底部接觸型結(jié)構(gòu)在形成源極、漏極后形成有機(jī)半導(dǎo)體層。因此，有機(jī)晶體管的結(jié)構(gòu)必須要根據(jù)其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)而適用。
一般知道有機(jī)晶體管的載流子遷移率在很大程度上依賴于有機(jī)半導(dǎo)體的形態(tài)(非晶、多晶、單晶等的狀態(tài))。尤其是，使用有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的有機(jī)晶體管顯示出高載流子遷移率，具有與非晶硅同樣程度的載流子遷移率。獲得有機(jī)物的良好單晶的方法可以舉出液相成長法或氣相傳輸法等。
為了積極地將單晶用于有機(jī)晶體管來改善各種特性，選擇性地涂敷使單晶成長的位置的技術(shù)是必須的。該獨(dú)立涂敷單晶的典型方法是改變襯底部分的潤濕性而選擇性地使單晶成長。
作為利用有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的例子，提出了如下結(jié)構(gòu)在柵極絕緣體層的表面上提供分散地形成有表面能源低的島狀凸起部分的島狀凸起部分層以提供控制并五苯蒸發(fā)淀積膜的結(jié)晶狀態(tài)，并且以低電壓驅(qū)動(dòng)具有高載流子遷移率的有機(jī)半導(dǎo)體元件(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
另外，還提出了具有如下結(jié)構(gòu)的有機(jī)晶體管；將純水對(duì)于柵極絕緣體層表面的接觸角限定于50至120°(包括50°和120°)，并且在柵極絕緣體層的表面上形成氟聚合物層(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
專利申請(qǐng)公開2004-23021號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]專利申請(qǐng)公開2001-94107號(hào)公報(bào)如按上述專利文件1那樣形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶，則傳導(dǎo)載流子的溝道的有機(jī)半導(dǎo)體層和柵極絕緣體層的界面失去平坦性，所以很難說充分應(yīng)用了有機(jī)半導(dǎo)體的單晶所具有的載流子遷移率。
另外，在上述專利文獻(xiàn)2中，在不能使有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶成長于整個(gè)溝道的情況下，其成品率降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是將有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶或結(jié)晶性高的膜有效地適用于有機(jī)晶體管。
鑒于上述問題，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的要點(diǎn)在于使有機(jī)半導(dǎo)體層為層疊結(jié)構(gòu)，至少上層的有機(jī)半導(dǎo)體層具有多晶狀態(tài)或單晶狀態(tài)，下層的有機(jī)半導(dǎo)體層由起到溝道作用的材料來構(gòu)成。在此情況下，多晶中一個(gè)晶粒的尺寸小于單晶的晶粒的尺寸。下層的有機(jī)半導(dǎo)體層的要點(diǎn)是具有與上層的有機(jī)半導(dǎo)體層相同或更低的結(jié)晶性。通過提供結(jié)晶性高的上層的有機(jī)半導(dǎo)體層可以提高載流子遷移率。此外，即使在該上層的有機(jī)半導(dǎo)體層在與襯底平行方向上的結(jié)晶相對(duì)于溝道面積沒有充分地成長的情況下，由于下層的有機(jī)半導(dǎo)體層接觸到源極以及漏極，因此也可以補(bǔ)充不充分的接觸。
作為結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體層的例子可以舉出單晶狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體層。這樣的結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體層在因結(jié)晶條件或結(jié)晶狀態(tài)而使在與襯底平行方向上的結(jié)晶相對(duì)于溝道面積沒有充分地成長的情況等下，有可能該單晶和源極以及漏極或柵極絕緣體層的物理性接觸不夠充分。然而，即使在此情況下，由于提供于下層的有機(jī)半導(dǎo)體層接觸到源極以及漏極或柵極絕緣體層，所以可以補(bǔ)充不充分的接觸，從而可以用作溝道。
具體來說，為了提高有機(jī)半導(dǎo)體的載流子遷移率，有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶用于層疊的有機(jī)半導(dǎo)體層的上層，由多晶構(gòu)成的有機(jī)半導(dǎo)體用于有機(jī)半導(dǎo)體層的下層。當(dāng)然，下層的有機(jī)半導(dǎo)體層優(yōu)選具有與上層的有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)同樣程度的狀態(tài)，這是因?yàn)檫@樣可以進(jìn)一步降低載流子遷移率的電阻。此外，在本發(fā)明中，可以使用由非晶構(gòu)成的有機(jī)半導(dǎo)體層用作下層的有機(jī)半導(dǎo)體層，因?yàn)榉蔷б部梢园l(fā)揮補(bǔ)充單晶不充分地接觸到源極以及漏極的效果。
在本發(fā)明的另一個(gè)結(jié)構(gòu)中，可以使用由多晶構(gòu)成的有機(jī)半導(dǎo)體層作為上層的有機(jī)半導(dǎo)體層，而將由非晶構(gòu)成的有機(jī)半導(dǎo)體層用作下層的有機(jī)半導(dǎo)體層。當(dāng)然，下層的有機(jī)半導(dǎo)體層優(yōu)選具有與上層的有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)同樣程度的狀態(tài)，這是因?yàn)檫@樣可以進(jìn)一步降低載流子遷移率的電阻。
也就是說，下層的有機(jī)半導(dǎo)體層的材料只要結(jié)晶性比上層的有機(jī)半導(dǎo)體層低、且起到溝道作用即可。
由單晶構(gòu)成的有機(jī)半導(dǎo)體層的淀積方法可以使用氣相傳輸法。并且可以沿選擇性地形成的下層有機(jī)半導(dǎo)體層選擇性地形成由單晶構(gòu)成的有機(jī)半導(dǎo)體層。也就是說，通過提供下層的有機(jī)半導(dǎo)體層可以在溝道之間選擇性地使單晶成長。
具體來說，本發(fā)明的一種半導(dǎo)體裝置，包括柵極、中間夾柵極絕緣體層設(shè)置于柵極上的第一有機(jī)半導(dǎo)體層、接觸地設(shè)置于第一有機(jī)半導(dǎo)體層上的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層具有比第一有機(jī)半導(dǎo)體層更高的結(jié)晶性。
本發(fā)明的其他半導(dǎo)體裝置，包括柵極、中間夾柵極絕緣體層設(shè)置于柵極上的第一有機(jī)半導(dǎo)體層、接觸地設(shè)置于第一有機(jī)半導(dǎo)體層上的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層具有比第一有機(jī)半導(dǎo)體層更大的晶粒。
本發(fā)明的其他半導(dǎo)體裝置，包括柵極、中間夾柵極絕緣體層設(shè)置于柵極上的第一有機(jī)半導(dǎo)體層、接觸地設(shè)置于第一有機(jī)半導(dǎo)體層上的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層具有多晶或非晶，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層具有單晶。
本發(fā)明的其他半導(dǎo)體裝置，包括柵極、中間夾柵極絕緣體層設(shè)置于柵極上的第一有機(jī)半導(dǎo)體層、接觸地設(shè)置于第一有機(jī)半導(dǎo)體層上的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層具有非晶，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層具有多晶。
本發(fā)明的其他半導(dǎo)體裝置，包括柵極、中間夾柵極絕緣體層設(shè)置于柵極上的第一有機(jī)半導(dǎo)體層、接觸地設(shè)置于第一有機(jī)半導(dǎo)體層上的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層具有單晶，第二有機(jī)半導(dǎo)體層具有由不同于第一有機(jī)半導(dǎo)體層的材料構(gòu)成的單晶。
以下具體地說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法如下在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層，中間夾柵極絕緣體層在柵極上形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層，和第一有機(jī)半導(dǎo)體層接觸地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，并且該第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成為其晶粒大于第一有機(jī)半導(dǎo)體層的晶粒。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法如下在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層，中間夾柵極絕緣體層在柵極上形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層，和第一有機(jī)半導(dǎo)體層接觸地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，并且該第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成為其結(jié)晶性高于第一有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)晶性。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法如下在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層，中間夾柵極絕緣體層在柵極上形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層，和第一有機(jī)半導(dǎo)體層接觸地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，將所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成為多晶或非晶，并且將所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成為單晶。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法如下在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層，中間夾柵極絕緣體層在柵極上形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層，和第一有機(jī)半導(dǎo)體層接觸地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，將所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成為非晶，并將所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成為多晶。
根據(jù)本發(fā)明，可以高效率地、選擇性地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶。并且，可以將該單晶用作溝道形成區(qū)域，結(jié)果可以提高載流子遷移率。
另外，即使在有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶在平行于襯底表面的方向上的成長相對(duì)于溝道面積不充分的情況下，根據(jù)本發(fā)明預(yù)先形成的有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜，可以在第二有機(jī)半導(dǎo)體層沒有充分形成的情況下，使該有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜起到補(bǔ)充不充分的結(jié)晶成長的溝道的作用。結(jié)果，可以防止由有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的不充分的成長引起的不完善的溝道的形成，并且可以高成品率地提供具有高載流子遷移率的有機(jī)晶體管。
另外，通過設(shè)置有機(jī)半導(dǎo)體層，可以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶(或者高結(jié)晶性的有機(jī)半導(dǎo)體層)和柵極絕緣體層的緊密性，并且可以降低有機(jī)晶體管的截止電流。此外，有機(jī)半導(dǎo)體層改善了有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶(或者高結(jié)晶性的有機(jī)半導(dǎo)體層)和源極以及漏極的接觸，結(jié)果可以降低載流子的注入屏障，增大導(dǎo)通電流，降低閾值電壓的變化。
進(jìn)一步地，本發(fā)明由于選擇性地使單晶成長，所以可以降低有機(jī)半導(dǎo)體材料的浪費(fèi)。另外，本發(fā)明的有機(jī)晶體管的工作穩(wěn)定，因而可以提供一種壽命長且制造方法簡便的有機(jī)晶體管。


圖1A至1C是描述本發(fā)明的有機(jī)晶體管的制造步驟以及截面圖的附圖；圖2A至2C是描述本發(fā)明的有機(jī)晶體管的制造步驟以及截面圖的附圖；
圖3是描述本發(fā)明的顯示元件襯底的截面圖；圖4是描述本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖5是描述本發(fā)明的顯示裝置的截面圖；圖6A和6B是描述本發(fā)明的有機(jī)晶體管的單晶的成長位置的選擇性的附圖；圖7是描述本發(fā)明的有機(jī)晶體管的晶體管特性的附圖；圖8A至8D是描述安裝有本發(fā)明的有機(jī)晶體管的電子器具的附圖；圖9A和9B是描述本發(fā)明的有機(jī)晶體管的截面圖。
選擇圖為圖1A至1C。
具體實(shí)施例方式
下面描述本發(fā)明的一種形式的例子。注意，本發(fā)明可以以多種不同形式被執(zhí)行，在不脫離本發(fā)明的宗旨及范圍的情況下各種變化和修改都是可能的，這對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明不限于本實(shí)施方式的內(nèi)容。
實(shí)施方式1參照?qǐng)D1A至1C描述本發(fā)明的有機(jī)晶體管和其制造方法的一個(gè)例子。
在襯底101上形成柵極102。作為柵極102的形成方法，可以通過光刻法將淀積的導(dǎo)電層加工為所希望的形狀，或者通過噴墨法等噴射含有導(dǎo)電物的液滴來形成柵極102。注意，本發(fā)明的柵極102的形成方法不局限于此。用于形成柵極102的材料可以使用例如鋁、銅、金、銀等。注意，用于形成本發(fā)明的柵極102的材料不局限于此，只要是具有導(dǎo)電性的材料即可。此外，襯底101可以使用由玻璃、石英等形成的襯底，或者由塑料、聚碳酸酯等形成的柔性襯底。注意，用于本發(fā)明的襯底不局限于此。此外，由于有機(jī)晶體管不需要高溫度處理，因此可以使用由塑料、聚碳酸酯等形成的柔性襯底，從而可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的輕量化和薄型化，并且可以提高其柔軟性。
接著，覆蓋柵極102地形成柵極絕緣體層103。作為形成柵極絕緣體層103的方法，例如可以通過CVD方法等淀積氧化硅或氮化硅等的絕緣物，或者可以通過陽極氧化方法氧化柵極的表面來形成柵極絕緣體層103。此外，可以使用澆鑄(cast)方法、旋轉(zhuǎn)方法、印刷方法、噴墨方法等涂敷聚酰亞胺、聚醯胺酸(polyamic acid)或聚乙烯苯酚等的有機(jī)物來形成柵極絕緣體層103。注意，本發(fā)明的柵極絕緣體層不局限于此。
接著，在柵極絕緣體層103上形成源極104和漏極105來制作有機(jī)晶體管形成區(qū)域106(圖1A)。形成源極104和漏極105的材料除了無機(jī)導(dǎo)電物例如金、銀、鎢之外，還可以使用含有聚(乙烯二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)混合物(PEDOT/PSS)等的有機(jī)導(dǎo)電物等。注意，本發(fā)明的源極和漏極的材料不局限于此。另外，源極104和漏極105可以通過將使用濺射裝置或蒸發(fā)淀積裝置等的淀積裝置形成的導(dǎo)電層加工為所希望的形狀來形成，或者也可以通過噴墨法等噴射含有導(dǎo)電物的液滴來形成。注意，本發(fā)明的源極和漏極的形成方法不局限于此。
在有機(jī)晶體管形成區(qū)域106中形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的區(qū)域上形成有機(jī)半導(dǎo)體層107。至少在源極和漏極之間形成有機(jī)半導(dǎo)體層107。提供有機(jī)半導(dǎo)體層107的結(jié)果是可以在其上高效率地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶，還可以在該區(qū)域單晶成長。
當(dāng)如上所述地為了提高有機(jī)晶體管的載流子遷移率而形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶時(shí)，因結(jié)晶條件或晶粒的形狀等的結(jié)晶狀態(tài)而使結(jié)晶在平行于襯底的方向上相對(duì)于溝道面積的成長不充分的情況下，有可能結(jié)晶不能形成于整個(gè)溝道面積，從而與源極以及漏極或柵極絕緣體層的物理性接觸不充分。所以，本發(fā)明的特征是由有機(jī)半導(dǎo)體層107與源極以及漏極或柵極絕緣體層接觸而補(bǔ)充不充分的接觸，并且使該有機(jī)半導(dǎo)體層起到溝道作用。因此，有機(jī)半導(dǎo)體層107的材料只要是起到溝道作用的材料就可以。這樣的有機(jī)半導(dǎo)體層107形成為2至10nm(包括2nm和10nm)的厚度。
例如，有機(jī)半導(dǎo)體層107的材料可以使用諸如酞菁(H2Pc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁氧鈦(TiOPc)以及酞菁氧釩(VoPc)等的酞菁類材料；諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等的并苯類材料；諸如六噻吩(sexithiophene；α-6T)和四噻吩(quarterthiophene；α-4T)等的噻吩低聚物類材料；諸如富勒烯(C60)或二苯嵌苯等的其他材料。在此，優(yōu)選使用具有高載流子遷移率的有機(jī)半導(dǎo)體諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等。這些具有高載流子遷移率的有機(jī)半導(dǎo)體諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等可以在之后形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶。如此，有機(jī)半導(dǎo)體層107從緊密性、制造步驟的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用與之后形成的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶同樣的材料形成。
但是，本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體層107的材料不局限于此，還可以使用芳香胺基化合物等的有機(jī)化合物，例如4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺]聯(lián)苯(α-NPD)、4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]-聯(lián)苯(TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯胺)-三苯胺(TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]-三苯胺(MTDATA)、或4，4’-雙[N-{4-(N，N-二-m-三氨基)苯基}-N-苯胺]-聯(lián)苯(DNTPD)等。
這樣的有機(jī)半導(dǎo)體層107可以使用蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法、或打印法等來形成。此外，在使用蒸發(fā)淀積法等的情況下，可以使用掩模選擇性地形成有機(jī)半導(dǎo)體層107。注意，本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體層的制造方法不局限于此。
若是使用具有與之后要形成的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶相同程度的結(jié)晶狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體來形成有機(jī)半導(dǎo)體層107，則可以產(chǎn)生本發(fā)明的效果。例如，在作為之后要形成的有機(jī)半導(dǎo)體使用有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的情況下，可以將結(jié)晶性高諸如單晶狀態(tài)或多晶狀態(tài)等的有機(jī)半導(dǎo)體層用于有機(jī)半導(dǎo)體層107。此外，在形成有機(jī)半導(dǎo)體層的多晶的情況下，可以使用具有多晶狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體層形成有機(jī)半導(dǎo)體層107。
接著，在有機(jī)半導(dǎo)體層107上形成作為結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體層的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108，以形成有機(jī)晶體管109(圖1B)。因?yàn)轭A(yù)先淀積了有機(jī)半導(dǎo)體層107，所以可以選擇性地、高效率地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108，并且可以使結(jié)晶成長。從而，可以將該單晶用作溝道形成區(qū)域，并且可以提高載流子遷移率。另外，可以將預(yù)先形成的有機(jī)半導(dǎo)體層107用作單晶的核。
另外，有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108可以使用諸如酞菁(H2Pc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁氧鈦(TiOPc)以及酞菁氧釩(VoPc)等的酞菁類材料；諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等的并苯類材料；諸如六噻吩(sexithiophene；α-6T)和四噻吩(quarterthiophene；α-4T)等的噻吩低聚物材料；諸如富勒烯(C60)或二萘嵌苯等的其他材料，通過有機(jī)分子束外延(OMBEOrganic Molecular Beam Epitaxy)方法、熱壁外延(HWEHot Wall Epitaxy)方法、物理氣相傳輸(PVTPhysical Vapor Transport)方法等的氣相傳輸方法來形成。
如此，上層的有機(jī)半導(dǎo)體層的特征是與下層的有機(jī)半導(dǎo)體層相比其結(jié)晶性更高。結(jié)晶性高換言之意味著晶粒尺寸大。結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體層可以提高載流子遷移率，并且可以通過下層的有機(jī)半導(dǎo)體層接觸于源極以及漏極或絕緣層來補(bǔ)充該有機(jī)半導(dǎo)體層與源極以及漏極或柵極絕緣體層的不充分接觸。
注意，在有機(jī)晶體管中，大部分載流子流動(dòng)于有機(jī)半導(dǎo)體層的柵極絕緣體層一側(cè)。因此，依據(jù)為補(bǔ)充不充分的接觸而提供的有機(jī)半導(dǎo)體層107的厚度，有可能電阻低的單晶和載流子容易流過的區(qū)域之間的距離變長，而使載流子不能高效率地流到單晶一側(cè)。因此，有機(jī)半導(dǎo)體層107的厚度優(yōu)選為2(包括2)至10(包括10)nm。
此外，當(dāng)在襯底101上包括復(fù)數(shù)個(gè)有機(jī)晶體管109的情況下，也可以通過同樣的步驟形成有機(jī)半導(dǎo)體裝置110(圖1C)。
根據(jù)以上步驟制造的本發(fā)明的有機(jī)晶體管109由于預(yù)先淀積了有機(jī)半導(dǎo)體層107，所以可以選擇性地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108，之后使結(jié)晶成長。從而可以將該單晶用作溝道形成區(qū)域，并且可以提高載流子遷移率。
另外，如只有有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108，則有可能結(jié)晶在平行于襯底的方向上相對(duì)于溝道面積不能充分地成長。在此情況下，形成于有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108下方的有機(jī)半導(dǎo)體層107由于接觸于源極以及漏極或柵極絕緣體層而起到溝道作用，所以可以提高成品率。
此外，通過提供有機(jī)半導(dǎo)體層107，可以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108和柵極絕緣體層103的緊密性。結(jié)果，可以降低有機(jī)晶體管109的截止電流。此外，通過提供有機(jī)半導(dǎo)體層107，可以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108和源極104以及漏極105的接觸。結(jié)果，可以降低載流子的注入屏障而增大導(dǎo)通電流，并且可以降低閾值電壓的變化。在本實(shí)施方式中，對(duì)于底部柵極型有機(jī)晶體管進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明也可以適用于頂部柵極型有機(jī)晶體管。下面參照?qǐng)D9A描述本實(shí)施方式的頂部柵極型有機(jī)晶體管908以及其制造方法。首先，通過公知方法在襯底901上形成源極902以及漏極903。接著，通過蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法、打印法等在源極902以及漏極903上形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層904。接著，通過OMBE方法、HWE方法、PVT方法等的氣相傳輸法在第一有機(jī)半導(dǎo)體層904上形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層905。然后，通過公知方法在第二有機(jī)半導(dǎo)體層905上中間夾柵極絕緣體層906形成柵極907。
實(shí)施方式2參照?qǐng)D2A至2C描述本發(fā)明的有機(jī)晶體管和其制造方法的一個(gè)例子。
在襯底201上形成柵極202。作為形成柵極202的方法，可以通過光刻法將淀積的導(dǎo)電層加工為所希望的形狀，或者通過噴墨法等噴射含有導(dǎo)電物的液滴來形成柵極202。但是，本發(fā)明的柵極202的形成方法不局限于此。用于形成柵極202的材料可以使用例如鋁、銅、金、銀等。但是，用于形成本發(fā)明的柵極202的材料不局限于此。此外，襯底201可以使用由玻璃、石英等形成的襯底，或者由塑料、聚碳酸酯等形成的柔性襯底。但是，本發(fā)明的襯底不局限于此。此外，由于有機(jī)晶體管不需要600℃或更高的高溫度處理，因此，可以使用塑料、聚碳酸酯等的柔性襯底，從而可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的輕量化和薄型化，并且可以提高其柔軟性。
接著，覆蓋柵極202地形成柵極絕緣體層203。作為形成柵極絕緣體層203的方法，例如可以通過CVD方法等淀積諸如氧化硅或氮化硅等的絕緣物，或者可以通過陽極氧化方法氧化柵極的表面來形成柵極絕緣體層203。但是，本發(fā)明的柵極絕緣體層的形成方法不局限于此。此外，可以使用澆鑄方法、旋轉(zhuǎn)方法、印刷方法、噴墨方法等通過涂敷例如聚酰亞胺、聚醯胺酸(polyamic acid)或聚乙烯苯酚等的有機(jī)物來形成柵極絕緣體層203。如此，制作有機(jī)晶體管形成區(qū)域204(圖2A)。
接著，如圖2B所示那樣，在有機(jī)晶體管形成區(qū)域204上的形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的區(qū)域上形成有機(jī)半導(dǎo)體層205。至少在源極和漏極之間形成有機(jī)半導(dǎo)體層205。提供有機(jī)半導(dǎo)體層205可以在其上高效率地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶，還可以在該區(qū)域使單晶成長。
當(dāng)如此這樣為了提高有機(jī)晶體管的載流子遷移率而形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶時(shí)，根據(jù)結(jié)晶條件或晶粒的形狀等的結(jié)晶狀態(tài)，在不能使結(jié)晶在平行于襯底的方向上相對(duì)于溝道面積充分地成長等的情況下，有可能使與源極以及漏極或柵極絕緣體層的物理性接觸不充分。于是，本發(fā)明的特征是由有機(jī)半導(dǎo)體層205補(bǔ)充與源極以及漏極的接觸，并且使有機(jī)半導(dǎo)體層205起到溝道作用。因此，有機(jī)半導(dǎo)體層205的材料只要是起到溝道作用的材料就可以。這樣的有機(jī)半導(dǎo)體層205形成為2至10nm(包括2nm和10nm)的厚度。
例如，有機(jī)半導(dǎo)體層205的材料可以使用諸如酞菁(H2Pc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁氧鈦(TiOPc)以及酞菁氧釩(VoPc)等的酞菁類材料；諸如蒽、并四苯(tetracene)、并五苯等的并苯類材料；諸如六噻吩(sexithiophene；α-6T)和四噻吩(quarterthiophene；α-4T)等的噻吩低聚物類材料；諸如富勒烯(C60)或二萘嵌苯等的其他材料。在此，優(yōu)選使用具有高載流子遷移率的有機(jī)半導(dǎo)體諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等。這些具有高載流子遷移率的有機(jī)半導(dǎo)體諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等可以在之后形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶。如此，有機(jī)半導(dǎo)體層205從緊密性、制造步驟的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用與之后要形成的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶同樣的材料形成。
但是，本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體層205的材料不局限于此，還可以使用芳香胺基化合物等的有機(jī)化合物，例如4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺]聯(lián)苯(α-NPD)、4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]-聯(lián)苯(TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯胺)-三苯胺(TDATA)、或4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]-三苯胺(MTDATA)、4，4’-雙[N-{4-(N，N-二-m-三氨基)苯基}-N-苯胺]-聯(lián)苯(DNTPD)等。
這樣的有機(jī)半導(dǎo)體層205可以使用蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法、或打印法等來形成。此外，在使用蒸發(fā)淀積法等的情況下，可以使用掩模選擇性地形成有機(jī)半導(dǎo)體層205。注意，本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體層的制造方法不局限于此。
若是使用具有與之后要形成的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶相同程度的結(jié)晶狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體層來形成有機(jī)半導(dǎo)體層205，則可以產(chǎn)生本發(fā)明的效果。例如，在作為之后要形成的有機(jī)半導(dǎo)體層使用有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的情況下，可以將結(jié)晶性高諸如單晶狀態(tài)或多晶狀態(tài)等的有機(jī)半導(dǎo)體層用于有機(jī)半導(dǎo)體層205。此外，在形成有機(jī)半導(dǎo)體層的多晶的情況下，可以使用具有多晶狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體層形成有機(jī)半導(dǎo)體層205。
接著，在有機(jī)半導(dǎo)體層205上形成作為結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體層的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206。因?yàn)轭A(yù)先淀積了有機(jī)半導(dǎo)體層205，所以可以選擇性地、高效率地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206，并且可以使結(jié)晶成長。從而可以將該單晶用作溝道形成區(qū)域，并且可以提高載流子遷移率。另外，將預(yù)先形成的有機(jī)半導(dǎo)體層205用作單晶的核。
另外，有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206可以使用諸如酞箐(H2Pc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁氧鈦(TiOPc)以及酞菁氧釩(VoPc)等的酞菁材料；諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等的并苯類材料；諸如六噻吩(sexithiophene；α-6T)和四噻吩(quarterthiophene；α-4T)等的噻吩低聚物材料；諸如富勒烯(C60)或二萘嵌苯等的其他材料，通過氣相傳輸方法來形成。
如此，上層的有機(jī)半導(dǎo)體層的特征是與下層的有機(jī)半導(dǎo)體層相比其結(jié)晶性更高。結(jié)晶性高換言之意味著晶粒尺寸大。結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體層可以提高載流子遷移率，并且可以通過下層的有機(jī)半導(dǎo)體層接觸于源極以及漏極或絕緣層來補(bǔ)充該有機(jī)半導(dǎo)體層和源極以及漏極或柵極絕緣體層的不充分的接觸。
注意，在有機(jī)晶體管中，大部分載流子流動(dòng)在有機(jī)半導(dǎo)體層的柵極絕緣體層一側(cè)。因此，依據(jù)為補(bǔ)充不充分的接觸而提供的有機(jī)半導(dǎo)體層205的厚度，有可能電阻低的單晶和載流子容易流過的距離變長，而使載流子不能高效率地流到單晶一側(cè)。因此，有機(jī)半導(dǎo)體層205的厚度優(yōu)選為2至10nm。
接著，在有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206上形成源極207、漏極208來完成有機(jī)晶體管209(圖2B)。形成源極207和漏極208的材料除了無機(jī)導(dǎo)電物例如金、銀、鎢之外，還可以使用含有聚(乙烯二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)混合物(PEDOT/PSS)等的有機(jī)導(dǎo)電物等。但是，本發(fā)明的源極和漏極的材料不局限于此。另外，源極207和漏極208可以通過將使用濺射裝置或蒸發(fā)淀積裝置等的淀積裝置形成的導(dǎo)電層加工為所希望的形狀來形成，或者也可以通過噴墨法等噴射含有導(dǎo)電物的液滴來形成。但是，本發(fā)明的源極以及漏極的形成方法不局限于此。
此外，在襯底201上包括復(fù)數(shù)個(gè)有機(jī)晶體管209的情況下，也可以通過同樣的步驟形成有機(jī)半導(dǎo)體裝置210(圖2C)。
根據(jù)上述步驟制造的本發(fā)明的有機(jī)晶體管209由于預(yù)先淀積了有機(jī)半導(dǎo)體層205，所以可以選擇性地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206，之后可以使結(jié)晶成長。從而可以將該單晶用作溝道形成區(qū)域，并且可以提高載流子遷移率。
另外，如只有有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206則有可能使結(jié)晶在平行于襯底方向上相對(duì)于溝道面積不能充分地成長。在此情況下，形成于有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206下方的有機(jī)半導(dǎo)體層205接觸于源極以及漏極或柵極絕緣體層而起到溝道作用，所以可以提高成品率。
此外，通過提供有機(jī)半導(dǎo)體層205，可以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206和柵極絕緣體層203的緊密性。結(jié)果，可以降低有機(jī)晶體管209的截止電流。此外，通過提供有機(jī)半導(dǎo)體層205，可以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶206和源極207以及漏極208的接觸。結(jié)果，可以降低載流子的注入屏障而增大導(dǎo)通電流，并且可以降低閾值電壓的變化。在本實(shí)施方式中，對(duì)于底部柵極型有機(jī)晶體管進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明也可以適用于頂部柵極型有機(jī)晶體管。下面將參照?qǐng)D9B描述本發(fā)明的頂部柵極型有機(jī)晶體管918。首先，通過蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法、打印法等在襯底911上形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層912。接著，通過OMBE方法、HWE方法、PVT方法等的氣相傳輸法在第一有機(jī)半導(dǎo)體層912上形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層913。接著，通過公知方法在第二有機(jī)半導(dǎo)體層913上形成源極914以及漏極915。然后，通過公知方法在源極914以及漏極915上中間夾柵極絕緣體層916形成柵極917。
實(shí)施方式3參照?qǐng)D3至5描述本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體裝置和其制造方法的一個(gè)例子。
在襯底301上形成柵極302。形成柵極302的方法，如上述實(shí)施方式那樣，可以通過光刻法將淀積的導(dǎo)電層加工為所希望的形狀，或者通過噴墨法等噴射含有導(dǎo)電物的液滴來形成。用于形成柵極302的材料，如上述實(shí)施方式那樣，可以使用例如鋁、銅、金、銀等。此外，襯底301如上述實(shí)施方式那樣，可以使用由玻璃、石英等形成的襯底，或者例如由塑料、聚碳酸酯等形成的柔性襯底。
接著，覆蓋柵極302地形成柵極絕緣體層303。作為形成柵極絕緣體層303的方法，如上述實(shí)施方式那樣，例如可以通過CVD方法等淀積諸如氧化硅或氮化硅的絕緣物，或者可以通過陽極氧化方法來氧化柵極的表面來形成柵極絕緣體層303。此外，可以使用澆鑄方法、旋轉(zhuǎn)方法、印刷方法、噴墨方法等通過涂敷例如聚酰亞胺、聚醯胺酸(polyamic acid)或聚乙烯苯酚等的有機(jī)物來形成柵極絕緣體層303。
接著，在柵極絕緣體層303上形成源極304、漏極以及發(fā)光元件的陽極305來制作有機(jī)半導(dǎo)體裝置形成區(qū)域306(圖3)。源極304、漏極305的材料，如上述實(shí)施方式那樣，除了無機(jī)導(dǎo)電物例如金、銀、鎢之外，還可以使用含有聚(乙烯二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)混合物(PEDOT/PSS)等的有機(jī)導(dǎo)電物等。此外，發(fā)光元件的陽極305的材料也除了無機(jī)導(dǎo)電物例如金、銀、鎢之外，還可以使用含有聚(乙烯二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)混合物(PEDOT/PSS)等的有機(jī)導(dǎo)電物等。
另外，在使陽極具有透光性的情況下，可以將上述材料形成得非常薄，也可以使用透明導(dǎo)電材料的氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、添鎵的氧化鋅(GZO)、含有氧化硅的氧化銦錫(ITSO)。注意，本發(fā)明的陽極材料不局限于這些。此外，這樣的源極304、漏極以及發(fā)光元件的陽極305可以通過將使用濺射裝置或蒸發(fā)淀積裝置等的淀積裝置形成的導(dǎo)電層加工為所希望的形狀來形成，或者也可以通過噴墨法等噴射含有導(dǎo)電物的液滴來形成。但是，形成源極304、漏極以及發(fā)光元件的陽極305的方法不局限于這些形成方法。在本實(shí)施方式中，采用漏極兼用作陽極305的結(jié)構(gòu)。
接著，如圖4所示那樣，在漏極以及發(fā)光元件的陽極305上形成空穴傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層307。空穴傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層307的形成方法可以使用例如蒸發(fā)淀積法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、印刷法或噴墨法等。但是，不局限于這些形成方法。
接著，在空穴傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層307上形成發(fā)光層、電子傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層308?？昭▊鬏斝杂袡C(jī)半導(dǎo)體層307具有包含空穴傳輸性物質(zhì)和對(duì)于該空穴傳輸性物質(zhì)有電子受體性的物質(zhì)的層?？昭▊鬏斝晕镔|(zhì)是空穴傳輸性高于電子傳輸性的物質(zhì)?？梢圆捎美绶甲灏坊衔锘蛱枷挡牧系鹊挠袡C(jī)化合物，所述芳族胺化合物是比如4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺]聯(lián)苯(縮寫α-NPD)、4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]聯(lián)苯(縮寫TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯胺)三苯胺(縮寫TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]三苯胺(縮寫MTDATA)或者4，4’-雙{N-[4-(N，N-二-m-甲苯基胺)苯基]-N-苯胺}聯(lián)苯(縮寫DNTPD)等，所述酞菁系材料是比如酞菁(縮寫H2Pc)、酞菁銅(CuPc)或者酞菁氧釩(縮寫VOPc)等。對(duì)于空穴傳輸性物質(zhì)有電子受體性的物質(zhì)可以使用金屬氧化物，例如鉬氧化物、釩氧化物或錸氧化物等。
空穴傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層307的形成方法可以使用例如蒸發(fā)淀積法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、印刷法或噴墨法等。但是，空穴傳輸性層的材料或形成方法不局限于這些。
發(fā)光層可以使用這樣一種層發(fā)光物質(zhì)分散于由具有比發(fā)光物質(zhì)具有的能隙更大的能隙的物質(zhì)來構(gòu)成的層中。注意，發(fā)光物質(zhì)是發(fā)光效率良好、可以發(fā)射所希望的發(fā)光波長的光的物質(zhì)。注意，能隙是在LUMO能級(jí)和HOMO能級(jí)之間的能隙。
為了獲得紅色發(fā)光，可以將下面的物質(zhì)應(yīng)用到發(fā)光層4-二氰亞甲基-2-異丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-某基)乙烯基]4H-吡喃(縮寫DCJTI)、4-二氰亞甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-某基)乙烯基]4H-吡喃(縮寫DCJT)、4-二氰亞甲基-2-特-丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-某基)乙烯基]4H-吡喃(縮寫DCJTB)、吡啶醇(periflanthene)、2-5-二氰-1，4-雙[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-某基)乙烯基]苯、雙[2，3-二(4-氟苯基)喹喔啉]銥(乙酰丙酮化)(縮寫Ir[Fdpq]2acac)等。然而，本發(fā)明不局限定于這些材料，還可以采用發(fā)光譜的峰值處于600至680nm(包括600nm和680nm)的發(fā)光物質(zhì)。
為了獲得綠色發(fā)光，可以將下面的物質(zhì)應(yīng)用到發(fā)光層N，N’-二甲基喹吖啶酮(縮寫DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉)鋁(縮寫Alq3)等。然而，本發(fā)明不限定于這些材料，還可以采用發(fā)光譜的峰值處于500至550nm(包括500nm和550nm)的發(fā)光物質(zhì)。
為了獲得藍(lán)色發(fā)光，可以將下面的物質(zhì)應(yīng)用于發(fā)光層9，10-雙(2-萘基)-特-丁蒽(縮寫t-BuDNA)、9，9’-二蒽、9，10-聯(lián)苯蒽(縮寫DPA)、9，10-雙(2-萘基)蒽(縮寫DNA)、雙(2-甲基-8-喹啉)-4-苯酚-鎵(縮寫B(tài)Gaq)、雙(2-甲基-8-喹啉)-4-苯酚-鋁(縮寫B(tài)Alq)等。然而，本發(fā)明不局限于這些材料，還可以采用發(fā)光譜的峰值處于420至500nm(包括420nm和500nm)的發(fā)光物質(zhì)。
發(fā)光層的形成方法例如可以使用蒸發(fā)淀積法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、印刷法或噴墨法等。但是，發(fā)光層的材料或形成方法不局限于這些。
電子傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層308具有包含電子傳輸性物質(zhì)和對(duì)于該電子傳輸性物質(zhì)有電子給與性的物質(zhì)的層。注意，電子傳輸性物質(zhì)是電子傳輸性高于空穴傳輸性的物質(zhì)。例如，除了可以采用金屬絡(luò)合物，比如三(8-喹啉)鋁(縮寫Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉)鋁(縮寫Almq3)、雙(10-羥苯基[h]-喹啉)鈹(縮寫B(tài)eBq2)、雙(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基苯酚-鋁(縮寫B(tài)Alq)、雙[2-(2-羥苯基)苯并噁唑]鋅(縮寫Zn(BOX)2)或者雙[2-(2-羥苯基)苯并噻唑]鋅(縮寫Zn(BTZ)2)以外，還可采用2-(4-聯(lián)苯)-5-(4-特-正丁基苯基)-1，3，4-惡二唑(縮寫PBD)、1，3-雙[5-(p-特-正丁基苯基)-1，3，4-惡二唑-2-某基]苯(縮寫OXD-7)、3-(4-特-正丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯)-1，2，4-三唑(縮寫TAZ)、3-(4-特-正丁基苯基)-4-(4-乙烷基苯基)-5-(4-聯(lián)苯)-1，2，4-三唑(縮寫p-EtTAZ)、紅菲繞啉(bathophenanthroline)(縮寫B(tài)Phen)、浴銅靈(bathocuproin)(縮寫B(tài)CP)、4，4’-雙(5-甲基-苯噁唑-2-某基)芪(縮寫B(tài)zOS)等。然而，電子傳輸性物質(zhì)并不限定于這些材料。
電子傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層308的形成方法可以使用例如蒸發(fā)淀積法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、印刷法或噴墨法等。但是，電子傳輸性層的材料或形成方法不局限于這些。
接著，在電子傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層308上形成發(fā)光元件的陰極309。發(fā)光元件的陰極309的材料可以使用無機(jī)導(dǎo)電物，例如鋁、鎂或鈣等。此外，在使陰極具有透光性的情況下，可以將上述材料形成得非常薄，也可以使用透明導(dǎo)電材料的氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、添鎵的氧化鋅(GZO)、含有氧化硅的氧化銦錫(ITSO)。注意，本發(fā)明的陰極材料不局限于這些。
由發(fā)光元件的陽極305、空穴傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層307、發(fā)光層以及電子傳輸性有機(jī)半導(dǎo)體層308、發(fā)光元件的陰極309來構(gòu)成的部分成為發(fā)光元件310。
接著，在有機(jī)半導(dǎo)體裝置形成區(qū)域306中要形成溝道的區(qū)域上形成有機(jī)半導(dǎo)體層311。也就是說，在形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的區(qū)域上，選擇性地形成有機(jī)半導(dǎo)體層311。因?yàn)樘峁┝擞袡C(jī)半導(dǎo)體層311，所以可以在其上高效率地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶，還可以在該區(qū)域使單晶成長。
有機(jī)半導(dǎo)體層311可以使用起到溝道作用的材料來形成，具體來說，可以從上述實(shí)施方式所示的材料中選擇。這樣的有機(jī)半導(dǎo)體層311形成為2至10nm(包括2nm和10nm)的厚度。有機(jī)半導(dǎo)體層311的形成方法可以使用例如蒸發(fā)淀積法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、印刷法或打印法等。然而，本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體層311的形成方法不局限于這些。
若是使用具有與之后要形成的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶相同程度的結(jié)晶狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體層來形成有機(jī)半導(dǎo)體層311，則可以產(chǎn)生本發(fā)明的效果。例如，在作為之后形成的有機(jī)半導(dǎo)體層使用有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶的情況下，可以將結(jié)晶性高諸如單晶狀態(tài)或多晶狀態(tài)等的有機(jī)半導(dǎo)體層用于有機(jī)半導(dǎo)體層311。此外，在形成有機(jī)半導(dǎo)體層的多晶的情況下，可以使用具有多晶狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體層形成有機(jī)半導(dǎo)體層311。
接著，在有機(jī)半導(dǎo)體層311上形成作為結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體層的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312，以完成有機(jī)晶體管313。有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312的形成方法，如上述實(shí)施方式那樣，例如可以使用諸如酞箐(H2Pc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁氧鈦(TiOPc)以及酞菁氧釩(VoPc)等的酞菁類材料；諸如蒽、并四苯(tetracene)和并五苯等的并苯類材料；諸如六噻吩(sexithiophene；α-6T)和四噻吩(quarterthiophene；α-4T)等的噻吩低聚物材料；諸如富勒烯(C60)或二萘嵌苯等的其他材料，通過氣相傳輸方法來形成。此外，在本發(fā)明中，由于預(yù)先形成了有機(jī)半導(dǎo)體層311，所以可以選擇性地、高效率地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312，并可以使結(jié)晶成長。
由這樣的發(fā)光元件310以及有機(jī)晶體管313來構(gòu)成有機(jī)半導(dǎo)體裝置314。
此外，在襯底301上有復(fù)數(shù)個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體裝置314的情況下，可以通過同樣的步驟形成顯示裝置315(圖5)。
根據(jù)上述步驟制作的本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體裝置314因?yàn)轭A(yù)先形成了有機(jī)半導(dǎo)體層311，所以可以選擇性地形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312，然后使結(jié)晶成長。還可以將該單晶用作溝道形成區(qū)域，從而可以提高載流子遷移率。
另外，如只有有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312則有可能使結(jié)晶在與襯底平行的方向上相對(duì)于溝道面積不能充分地成長。在此情況下，由于形成于有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312下方的有機(jī)半導(dǎo)體層311起到溝道作用，所以可以提高成品率。
此外，通過提供有機(jī)半導(dǎo)體層311，可以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312和柵極絕緣體層303的緊密性。結(jié)果，可以降低有機(jī)晶體管313的截止電流。此外，通過提供有機(jī)半導(dǎo)體層311，可以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶312和源極304以及漏極305的接觸。結(jié)果，可以降低載流子的注入屏障而增大導(dǎo)通電流，并且可以降低閾值電壓的變化。本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合。
實(shí)施方式4本發(fā)明的有機(jī)晶體管可以安裝到如下所示的電子器具電視裝置(也簡稱為電視或者電視接收機(jī))、攝像設(shè)備(數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等)、便攜式電話裝置(也簡稱為便攜式電話機(jī)或者手機(jī))、PDA等的便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、汽車音響等的音頻放音裝置、家用游戲機(jī)等的包括記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置等。本發(fā)明的有機(jī)晶體管特別適用作像素部分的開關(guān)晶體管。下面參照?qǐng)D8A到8D說明這些電子器具的具體例子。
圖8A所示的便攜式電話機(jī)包括主體9101、顯示部分9102等。作為顯示部分9102的開關(guān)晶體管，可以安裝本發(fā)明的有機(jī)晶體管。結(jié)果，安裝具有高載流子遷移率的有機(jī)晶體管，可以提供通過低溫度步驟來制造的便攜式電話機(jī)。
圖8B所示的便攜式計(jì)算機(jī)包括主體9401、顯示部分9402等。作為顯示部分9402的開關(guān)晶體管，可以安裝本發(fā)明的有機(jī)晶體管。結(jié)果，安裝具有高載流子遷移率的有機(jī)晶體管，可以提供通過低溫度步驟來制造的便攜式計(jì)算機(jī)。
圖8C所示的電視機(jī)包括主體9501、顯示部分9502等。作為顯示部分9502的開關(guān)晶體管，可以安裝本發(fā)明的有機(jī)晶體管。結(jié)果，安裝具有高載流子遷移率的有機(jī)晶體管，可以提供通過低溫度步驟來制造的電視機(jī)。
圖8D所示的卡包括支撐體9541、顯示部分9542以及組合到支撐體9541內(nèi)的存儲(chǔ)器等的集成電路芯片9543等。作為顯示部分9542的開關(guān)晶體管，可以安裝本發(fā)明的有機(jī)晶體管。結(jié)果，安裝具有高載流子遷移率的有機(jī)晶體管，可以提供通過低溫度步驟來制造的卡。
本發(fā)明可以將載流子遷移率高的有機(jī)晶體管適用于電子器具的像素部分的開關(guān)晶體管。從而，可以實(shí)現(xiàn)電子器具的低耗電量化和低成本化。本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合。
實(shí)施例在本實(shí)施例中，對(duì)于通過實(shí)施本發(fā)明而可以得到良好的晶體管特性進(jìn)行說明。
在石英襯底101上通過濺射法形成100nm厚度的鎢。然后，通過光刻法加工該鎢來形成柵極102。通過CVD法在柵極102上形成SiON的柵極絕緣體層103。
通過濺射法在柵極絕緣體層103上形成100nm厚度的鎢，使用光刻法加工來形成源極104、漏極105。源極、漏極的溝道長度是5μm，溝道寬度是8mm。
通過蒸發(fā)淀積法在柵極絕緣體層103、源極104以及漏極105上形成2.5nm厚的并五苯作為有機(jī)半導(dǎo)體層107。
接著，通過氣相傳輸法在有機(jī)半導(dǎo)體層107上形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108。在本實(shí)施例中，使用氣相傳輸法形成并五苯的單晶。因?yàn)橛袡C(jī)半導(dǎo)體具有即使僅僅混入幾ppm的雜質(zhì)，也會(huì)受到嚴(yán)重影響的特性，所以要使有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶成長其提純程度必須足夠。當(dāng)對(duì)有機(jī)化合物提純時(shí)，最關(guān)鍵的是利用各個(gè)化合物和雜質(zhì)的化學(xué)特性的差異而進(jìn)行最合適的提純。在本實(shí)施例中，作為單晶的并五苯使用通過升華提純法提純6次或更多次的并五苯。作為最終的雜質(zhì)混入基準(zhǔn)，有機(jī)半導(dǎo)體層的純度優(yōu)選為99.9％或更多。
使用該樣品對(duì)并五苯進(jìn)行根據(jù)氣相傳輸法的單晶成長。氣相傳輸法是如下方法；使載運(yùn)氣體慢慢地流到具有溫度梯度的玻璃管中，用載運(yùn)氣體輸運(yùn)在高溫度部分升華了的樣品而使結(jié)晶成長。在本實(shí)施例中，使作為載運(yùn)氣體的Ar以10ml/min流到真空排氣了的玻璃管內(nèi)，并使玻璃管內(nèi)的真空度大致為25Pa，然后將作為樣品的并五苯加熱到220℃。升華的并五苯由Ar的載運(yùn)氣體輸運(yùn)，從而可以在有機(jī)半導(dǎo)體層107的并五苯上，選擇性地形成單晶。
圖6A和6B示出有機(jī)晶體管109的狀態(tài)。在圖6A中，虛線的左邊是有機(jī)半導(dǎo)體層107的并五苯未淀積的區(qū)域，虛線的右邊是有機(jī)半導(dǎo)體層107的并五苯淀積為2.5nm厚的區(qū)域。圖6B示出淀積有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108的狀態(tài)?？梢钥吹皆谟袡C(jī)半導(dǎo)體層107的并五苯未淀積的區(qū)域中，有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108未淀積，但是，在淀積了有機(jī)半導(dǎo)體層107的并五苯的區(qū)域中，淀積有有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108。還可以看到通過提供有機(jī)半導(dǎo)體層107的并五苯，有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108被高效率地、選擇性地淀積。
因此，為了獲得質(zhì)量好的有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶，通過調(diào)整條件例如選擇合適的載運(yùn)氣體、控制流量、調(diào)整玻璃管的溫度梯度的分布、控制過飽和度(平衡蒸氣壓和實(shí)際上的蒸氣壓的差異程度)等，而可以高效地獲得尺寸更大、更加優(yōu)質(zhì)的單晶。如上所述，在有機(jī)半導(dǎo)體層107的并五苯上形成有機(jī)半導(dǎo)體層的單晶108，來制造有機(jī)晶體管109。
在室溫的真空中，對(duì)有機(jī)晶體管109進(jìn)行了測量。將有機(jī)晶體管109安裝在低溫恒溫器內(nèi)，在使用螺旋泵排氣到1.0×100Pa或更低后進(jìn)行測量。圖7示出測出的Id-Vg特性。這是將漏極電壓固定為-10V，并施加-30至30V(包括-30V和30V)的柵極電壓而測出的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，通過插入并五苯的有機(jī)半導(dǎo)體層，改善了柵極絕緣體層和并五苯的單晶的緊密性，并且將截止電流降低到了10-11A。另外，改善源極、漏極和并五苯的單晶的接觸的結(jié)果是可以降低載流子的注入屏障，增大導(dǎo)通電流，降低閾值電壓的變化。此外，通過在要形成單晶的面上預(yù)先形成并五苯的有機(jī)半導(dǎo)體層107，可以防止只有并五苯的單晶108而形成不完善的溝道，并五苯的有機(jī)半導(dǎo)體層107起到補(bǔ)充溝道未形成部分的溝道作用，從而可以以高成品率獲得有機(jī)晶體管109。并且，可以選擇性地使并五苯的單晶成長，以降低有機(jī)半導(dǎo)體材料(并五苯)的浪費(fèi)。
本說明書根據(jù)2005年3月24日在日本專利局受理的日本專利申請(qǐng)編號(hào)2005-087133而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括柵極；中間夾柵極絕緣體層與所述柵極相鄰的第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)晶性比所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)晶性更高。
2.一種半導(dǎo)體裝置，包括柵極；中間夾柵極絕緣體層與所述柵極相鄰的第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層的晶粒比所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的晶粒更大。
3.一種半導(dǎo)體裝置，包括柵極；中間夾柵極絕緣體層與所述柵極相鄰的第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層包括多晶或非晶，并且，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層包括單晶。
4.一種半導(dǎo)體裝置，包括柵極；中間夾柵極絕緣體層與所述柵極相鄰的第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層包括非晶，并且，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層包括多晶。
5.一種半導(dǎo)體裝置，包括柵極；中間夾柵極絕緣體層與所述柵極相鄰的第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰的第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層包括單晶，并且，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層包括含有不同于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的材料的單晶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的膜厚度為2至10nm(包括2nm和10nm)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的膜厚度為2至10nm(包括2nm和10nm)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的膜厚度為2至10nm(包括2nm和10nm)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的膜厚度為2至10nm(包括2nm和10nm)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的膜厚度為2至10nm(包括2nm和10nm)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和第二有機(jī)半導(dǎo)體層都含有選自并苯類材料、噻吩低聚物類材料、富勒烯(C60)、二苯嵌苯、和芳族胺化合物中的材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和第二有機(jī)半導(dǎo)體層都含有選自并苯類材料、噻吩低聚物類材料、富勒烯(C60)、二苯嵌苯、和芳族胺化合物中的材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和第二有機(jī)半導(dǎo)體層都含有選自并苯類材料、噻吩低聚物類材料、富勒烯(C60)、二苯嵌苯、和芳族胺化合物中的材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和第二有機(jī)半導(dǎo)體層都含有選自并苯類材料、噻吩低聚物類材料、富勒烯(C60)、二苯嵌苯、和芳族胺化合物中的材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和第二有機(jī)半導(dǎo)體層都含有選自并苯類材料、噻吩低聚物類材料、富勒烯(C60)、二苯嵌苯、和芳族胺化合物中的材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置安裝于選自電視裝置、攝像設(shè)備、手機(jī)、便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、音頻放音裝置和圖像再現(xiàn)裝置中的電子器具。
22.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置安裝于選自電視裝置、攝像設(shè)備、手機(jī)、便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、音頻放音裝置和圖像再現(xiàn)裝置中的電子器具。
23.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置安裝于選自電視裝置、攝像設(shè)備、手機(jī)、便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、音頻放音裝置和圖像再現(xiàn)裝置中的電子器具。
24.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置安裝于選自電視裝置、攝像設(shè)備、手機(jī)、便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、音頻放音裝置和圖像再現(xiàn)裝置中的電子器具。
25.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置安裝于選自電視裝置、攝像設(shè)備、手機(jī)、便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、音頻放音裝置和圖像再現(xiàn)裝置中的電子器具。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
27.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
28.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
29.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
30.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
31.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層；中間夾所述柵極絕緣體層與所述柵極相鄰地形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層被形成為其晶粒比所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的晶粒更大。
32.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層；中間夾所述柵極絕緣體層與所述柵極相鄰地形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層被形成為其結(jié)晶性比所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)晶性更高。
33.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層；中間夾所述柵極絕緣體層與所述柵極相鄰地形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層包括多晶或非晶，并且，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層包括單晶。
34.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成柵極和柵極絕緣體層；中間夾所述柵極絕緣體層與所述柵極相鄰地形成第一有機(jī)半導(dǎo)體層；以及與所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層相鄰地形成第二有機(jī)半導(dǎo)體層，其中，所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層包括非晶，并且，所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層包括多晶。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層使用蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法或打印法來制造。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層使用蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法或打印法來制造。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層使用蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法或打印法來制造。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層使用蒸發(fā)淀積法、噴墨法、印刷法或打印法來制造。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層使用氣相傳輸法來制造。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層使用氣相傳輸法來制造。
41.根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層使用氣相傳輸法來制造。
42.根據(jù)權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層使用氣相傳輸法來制造。
43.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料來形成。
44.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料來形成。
45.根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料來形成。
46.根據(jù)權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層和所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層由同一材料來形成。
47.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
48.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
49.根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
50.根據(jù)權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣體層上，并且所述第二有機(jī)半導(dǎo)體層形成于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體層上。
全文摘要
本發(fā)明的目的是在保持傳導(dǎo)載流子的溝道的有機(jī)半導(dǎo)體和柵極絕緣體層的界面的平坦性并且不降低成品率的情況下，形成具有結(jié)晶性高的有機(jī)半導(dǎo)體的有機(jī)晶體管。本發(fā)明的特征是將有機(jī)半導(dǎo)體層形成為疊層結(jié)構(gòu)，至少上層的有機(jī)半導(dǎo)體層具有多晶狀態(tài)或單晶狀態(tài)，下層的有機(jī)半導(dǎo)體層由起到溝道作用的材料來構(gòu)成。通過提供結(jié)晶性高的上層的有機(jī)半導(dǎo)體層，可以提高載流子遷移率，并且通過提供下層的有機(jī)半導(dǎo)體層，可以補(bǔ)充起因于該上層的有機(jī)半導(dǎo)體層的不充分的接觸。
文檔編號(hào)H01L51/40GK1855570SQ20061006805
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者古川忍, 今林良太 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所