CN102891254A - 顶栅型有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置 - Google Patents

顶栅型有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102891254A
CN102891254A CN2012103477460A CN201210347746A CN102891254A CN 102891254 A CN102891254 A CN 102891254A CN 2012103477460 A CN2012103477460 A CN 2012103477460A CN 201210347746 A CN201210347746 A CN 201210347746A CN 102891254 A CN102891254 A CN 102891254A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
ground floor
otft
organic
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012103477460A
Other languages
English (en)
Inventor
野本和正
米屋伸英
大江贵裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN102891254A publication Critical patent/CN102891254A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/80—Constructional details
    • H10K10/82—Electrodes
    • H10K10/84—Ohmic electrodes, e.g. source or drain electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/464—Lateral top-gate IGFETs comprising only a single gate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
    • H10K10/471—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising only organic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明公开了顶栅型有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置，所述顶栅型有机薄膜晶体管包括：基板；通过使用镀膜技术在所述基板上沉积的第一层，所述第一层用于形成源极电极和漏极电极；由所述有机半导体材料构成的有机半导体层，所述有机半导体层被形成在各自都用所述第一层形成的所述源极电极与所述漏极电极之间的区域上方；以及栅极电极，所述栅极电极隔着栅极绝缘膜沉积在所述有机半导体层上。本发明公开的电子装置中设置有上述顶栅型有机薄膜晶体管。因此，本发明能够实现优良的器件特性和低的生产成本。

Description

顶栅型有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置
本申请是申请日为2009年8月7日、发明名称为“有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置”的申请号为200910161731.3专利申请的分案申请。
相关申请的交叉参考
本申请包含与2008年8月7日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-203881的公开内容相关的主题，在此将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及顶栅型有机薄膜晶体管、其制造方法和设置有该顶栅型有机薄膜晶体管的电子装置。
背景技术
近年来，使用有机半导体层作为活性层的薄膜晶体管，即所谓的有机薄膜晶体管已备受关注。因为在有机薄膜晶体管中作为活性层的有机半导体层可以在相对较低的温度下通过薄膜涂敷的方法来形成，这有利于减少生产成本，也能使该有机半导体层形成在由塑料等制成的挠性的、低热阻的基板上。另外，不仅仅是对于活性层，还对于栅极绝缘膜、源/漏极电极以及栅极电极，图形化形成过程可以通过使用涂敷剂材料利用印刷方法来实现，因而可以进一步降低生产成本，并使得可以使用较大尺寸的基板。
在以上提到的有机薄膜晶体管中，为了改进晶体管的特性，使用能够与有机半导体层形成良好欧姆接触的源/漏极电极是重要的。作为无机材料中适合于形成这样的源/漏极电极的材料，例如金(Au)、铂(Pt)和钯(Pd)已经被使用，已知这些材料能够与p型有机半导体产生令人满意的欧姆接触。另外，已经报导了对以下有机材料的使用：聚乙烯二氧噻吩(poly-ethylenedioxythiophene)和聚苯乙烯磺酸(polystyrene sulphonic acid)的组合、掺杂的聚苯胺(doped polyaniline)、碳纳米管(carbon nanotube)等。
此外，也已经提出了以延长器件寿命为目的的形成源/漏极电极的方法。在这种情况下，通过图形化方法配置由氮化钛(TiNx)或导电浆料形成的基层，随后在该形成的图形上利用化学镀方法形成镍(Ni)层，然后使用置换镀技术将上述Ni层的表面置换成金(Au)。其结果是，源/漏极电极被形成为具有如下结构：由氮化钛(TiNx)或导电浆料形成的基层隔着镍层被金层覆盖着(例如，参见日本专利申请公开公报No.2001-203364)。
但是，设置有具有上述结构的源/漏极电极的有机薄膜晶体管存在以下问题。
也就是说，虽然已知诸如金、铂(Pt)和钯(Pd)等材料能够与p型有机半导体实现令人满意的欧姆接触，但是这些材料相对昂贵。因此，考虑到要降低有机薄膜晶体管的生产成本，因而不适合大量地使用这些材料。此外，在利用现有溅射方法将这些材料沉积在有机绝缘膜上的情况下，在等离子体中所包含的高能量分子以及由高温和强电场产生的高能量金属粒子可能会对下层产生损坏。其结果是，使用这些金属不仅不适合于制造包括作为下层的有机半导体层的顶部接触型有机薄膜晶体管，而且也不适合于制造包括作为下层部件且均由有机材料形成的栅极绝缘膜和基板的底部接触型有机薄膜晶体管。
此外，尽管已知诸如掺杂的聚苯胺、碳纳米管等几种有机材料是通过涂敷工艺进行沉积的，并且也能与p型有机半导体产生令人满意的欧姆接触，但是这些材料在导电性方面却并不能令人满意。因此，在让布线与源/漏极电极设置在同一层上的电子装置中，这些布线不可以被形成为与导电性不足的源/漏极电极具有相同的结构。这一直是使用有机材料作为形成源/漏极电极的构成材料的障碍之一。
在上述日本专利申请公开公报所说明的形成源/漏极电极的方法中，使用氮化钛(TiNx)或导电浆料首先形成基层。在使用TiNx来形成基层的方法中，沉积是通过溅射方法来实现的，并且在所述溅射方法中存在着金属原子会扩散到下层中的现象。此外，在使用导电浆料形成基层的方法中，在导电浆料的图形印刷之后的烘烤过程期间也会发生金属原子扩散到下层中的类似现象。这种金属原子向下层中的扩散可能会成为使器件特性劣化的因素之一。
发明内容
因此，本发明的目的是能够以较低的成本形成源极电极和漏极电极，且不会对含有有机材料的下层绝缘层造成损坏，并且同时实现与形成在电极上的有机半导体层的良好欧姆接触。利用由此设置的电极结构，本发明还期望提供一种具有优良器件特性、同时保持低生产成本的有机薄膜晶体管，该有机薄膜晶体管的制造方法和包括该有机薄膜薄膜晶体管的电子装置。
本发明实施例提供了一种有机薄膜晶体管，所述有机薄膜晶体管包括有机绝缘层、形成在所述有机绝缘层上的源极电极和漏极电极以及形成在源极电极与漏极电极之间的区域上方的有机半导体层。具体地，源极电极和漏极电极各自都形成为包括第一层和覆盖该第一层的第二层。第一层是使用镀膜技术沉积在有机绝缘层上的。此外，第二层也是使用镀膜技术以覆盖第一层的方式沉积而形成的，所述第二层包括金属材料，该金属材料与第一层相比能够与有机半导体材料形成更低的欧姆接触。
本发明的实施例提供了一种有机薄膜晶体管的制造方法，所述方法包括以下工艺步骤：第一步，使用化学镀技术在有机绝缘层上沉积金属材料膜；第二步，通过图形化所述金属材料膜来得到用于形成源极电极和漏极电极的第一层；第三步，也使用镀膜技术在第一层的露出表面上沉积用于形成源极电极和漏极电极的第二层，所述第二层包括金属材料，该金属材料与第一层相比能够与有机半导体材料形成更低的欧姆接触。由此，源极电极和漏极电极各自被形成为包括第一层和第二层。随后，在第四步中，在源极电极与漏极电极之间的区域上方形成有机半导体层。
本发明实施例提供了一种包括具有上述结构的有机薄膜晶体管的电子装置。
在上述结构中，由于第一层的表面被第二层覆盖着，因此，第二层被构成为与有机半导体层接触。此外，由于上述结构而使第一层被第二层覆盖着，且所述第二层包括能够与有机半导体材料形成低欧姆接触的金属材料，因此，所述第一层不需要具有欧姆特性，从而能够采用低成本的材料构建。另外，由于第一层被形成为包括金属材料，因而可获得良好的导电性。此外，用于以第二层覆盖着第一层的方式构成源极电极和漏极电极的第一层和第二层是由具有镀层的膜形成的，因此，在形成源极电极和漏极电极时，不会由于溅射和/或烘烤工艺对下层造成损坏。
根据本发明实施例的上述说明，本发明使得可以以较低的成本形成源极电极和漏极电极，且不会对由有机材料形成的下层绝缘层造成损坏，并且能够实现与形成在电极上的有机半导体层的良好的欧姆接触。另外，利用由此形成的电极，本发明还能提供一种具有优良器件特性、同时保持低生产成本的有机薄膜晶体管，并且还能提供一种包括上述有机薄膜薄膜晶体管的电子装置。
附图说明
图1A是第一实施例的有机薄膜晶体管的截面图；
图1B是第一实施例的有机薄膜晶体管的平面图；
图2A~图2F是示出了第一实施例的有机薄膜晶体管的制造工艺步骤的截面图；
图3A是第二实施例的有机薄膜晶体管的截面图；
图3B是第二实施例的有机薄膜晶体管的平面图；
图4A~图4F是示出了第二实施例的有机薄膜晶体管的制造工艺步骤的截面图；
图5是第三实施例的有机薄膜晶体管的截面图；
图6是示出了作为本发明实施例电子装置的显示装置的示意性电路框图；
图7是示出了本发明实施例的显示装置的部分的截面图。
具体实施方式
下面参照附图说明适合于本发明的几个实施例。按照从第一实施例到第三实施例的顺序来说明有机薄膜晶体管的结构和该有机薄膜晶体管的制造方法，进一步地，然后说明作为适合于电子装置的实施例的显示装置。
第一实施例的有机薄膜晶体管的结构
图1A是第一实施例的有机薄膜晶体管的截面图，图1B是第一实施例的有机薄膜晶体管的平面图，图1A是沿图1B的结构中的IA-IA线的截面图。
以上附图中示出的有机薄膜晶体管1a被配置为顶栅底部接触型薄膜晶体管，并且从基板11侧依次设置有源极电极13s和漏极电极13d、有机半导体层15、栅极绝缘膜17以及栅极电极19。特别地，各个源极电极13s和漏极电极13d被形成为由第一层13-1和第二层13-2构成的堆叠结构。下面将从基板11侧顺序地对上述结构进行详细的说明。
基板11被形成为包括如下结构：该结构或者由例如塑料等有机绝缘层一体形成，或者是由玻璃基板或石英板等形成的支撑基板，所述支撑基板的表面被有机绝缘层覆盖着。用于形成覆盖该支撑基板表面侧的有机绝缘层的优选材料包括例如以下有机材料：聚乙烯苯酚(polyvinylphenol，PVP)，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)，以及作为PVP和十八烷基三氯硅烷(octadeciltriclorosilane，OTS)的混合物而形成的涂层。例如，此处使用的基板11可以为由挠性的、可弯曲的塑料形成的基板。
在构成设置在基板11上的源极电极13s和漏极电极13d的层中，第一层13-1包括通过镀膜工艺在基板11上形成的层作为有机材料绝缘层。该第一层13-1由具有令人满意的导电性的金属材料形成，例如，钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)和镍(Ni)等。在这些材料中，特别优选的是能形成良好导电性的层，该层包括Ni和Cu中的至少一种单体或者由它们组合的合金。第一层13-1经过图形化工艺被形成为源极电极13s和漏极电极13d的形状。
此外，第二层13-2被形成为包括金属材料，该金属材料与第一层13-1相比能够与包括有机半导体材料的有机半导体层15形成更低的欧姆接触。在有机半导体层15是p型半导体的情况下，例如，用于形成该第二层13-2的优选金属材料包括金(Au)、铂(Pt)和钯(Pd)中的至少一种单体或由它们组合的合金。另外，第二层13-2是通过镀膜工艺形成的覆盖着第一层13-1表面的层，从而使得布置在基板11上的第一层13-1的整个露出表面被覆盖着。
有机半导体层15被形成为覆盖源极电极13s与漏极电极13d之间的区域。重要的是，要形成在基板11上的该有机半导体层15会与分别形成在相对布置着的源极电极13s和漏极电极13d上的第二层13-2接触。有机半导体层15被构造成通过图形化工艺而在基板11上形成的岛状结构，从而提供与附图中省略的相邻有机薄膜晶体管1a的元件隔离。该有机半导体层15被形成为包括p型半导体，在此处例如是并五苯(pentacene)、聚噻吩(polythiophene)、聚芴(polyfluorene)和红荧烯(rubrene)等。
栅极绝缘膜17被形成为与有机半导体层15一起覆盖着设置有源极电极13s和漏极电极13d的基板11。为了形成栅极绝缘膜17，优选使用能够通过涂敷或印刷工艺来形成膜的有机聚合物材料，例如：聚乙烯苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(polyimide)和氟树脂(fluororesin)等。此外，可选地，栅极绝缘膜17可以被形成为包括无机材料和有机聚合物材料的多层膜，该无机材料膜是适合于通过化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)方法或溅射方法由诸如氧化硅和氮化硅等形成的膜。
此外，重要的是，在位于有机半导体层15上方的栅极绝缘膜17上形成有栅极电极19，且该栅极电极19覆盖着彼此相对形成的源电极13s与漏电极13d之间的区域。栅极电极19优选通过适当地图形化金属材料膜而被形成，所述金属材料膜是通过溅射、蒸发或镀膜方法沉积诸如W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cu和Ni等金属材料而形成的。另外，可选地，栅极电极19可通过诸如使用了包括金(Au)颗粒和银(Ag)颗粒等的墨浆的喷墨、丝网模版、胶印和凹版印刷等印刷技术进行图形化而形成。
第一实施例的有机薄膜晶体管的制造方法
图2A~图2F是示出了具有上述结构的有机薄膜晶体管的制造工艺步骤的截面图。下面参照这些截面图说明第一实施例的有机薄膜晶体管1a的制造方法。
首先，参照图2A，准备基板11，该基板11包括至少作为基板(在本示例中例如为塑料基板)表面的由有机材料形成的绝缘层。通过将所述基板的表面浸泡在含有钯盐或银盐的溶液中来进行催化处理，从而能够有效地进行随后的化学镀步骤。此外，在催化处理之前，为了有效地进行该催化处理，对基板11的表面进行氨基硅烷偶联处理，或者用含有氨基硅烷偶联剂的树脂涂敷基板11的表面。
此后，通过化学镀方法在基板11的整个表面上形成包含镍和铜中的至少一种的金属材料膜21。
为了沉积包含镍的金属材料膜21，例如，使用如下水溶液作为化学镀溶液进行化学镀镍步骤，所述水溶液包含硫酸镍25g/l、次磷酸钠20g/l、醋酸钠10g/l和柠檬酸钠10g/l。相比之下，为了沉积包含铜的金属材料膜21，使用另一水溶液作为化学镀溶液进行化学镀铜步骤，所述另一水溶液包含硫酸铜10g/l、福尔马林20ml/l、氢氧化钠10g/l和EDTA4Na25g/l。
顺便提及地，作为通过镀膜方法沉积在基板11上的膜，只要金属材料膜21具有良好的导电性，也可以适当地使用包含Ni和Cu的合金。此外，可选地，可以使用W、Ta、Mo、Al、Cr和Ti等金属材料膜。
此后，如图2B所示，通过光刻方法在金属材料膜21上形成抗蚀剂图形(未图示)，并使用上述抗蚀剂图形作为掩模对金属材料膜21执行蚀刻步骤。由此，在基板11上图形化地形成了用于形成源极电极13s和漏极电极13d的第一层13-1。在这种情况下，为了蚀刻包括镍的金属材料膜21，例如，使用含有硝酸、硫酸和磷酸的混合酸的水溶液作为蚀刻剂来执行湿式蚀刻步骤。此外，在完成该蚀刻后，除去抗蚀剂图形。
接着，参照图2C，通过将第一层13-1的露出表面浸入氰化亚金钾(potassium gold cyanide)和氨的水溶液中，作为用Au在包含Ni和Cu的第一层13-1的露出表面上进行置换镀工艺的结果，形成了第二层13-2。除了上述Au镀层之外，可选地，第二层13-2也可以被形成为Pt镀层或Pd镀层，或者包含这些金属的合金的另一种镀层。此外，形成第二层13-2的方法不限于在第一层13-1的露出表面上进行的上述置换镀方法，可选地，例如化学镀工艺等另一种方法也可以用于只在第一层13-1的露出表面上析出金属材料。
利用上述工艺步骤，通过用第二层13-2覆盖第一层13-1的露出表面而形成了源极电极13s和漏极电极13d，其中第一层已经通过图形化被形成在基板11上。
随后，参照图2D，以图形方式在基板11上形成有机半导体层15，使其覆盖源极电极13s与漏极电极13d之间的区域。如果需要，通过图形化工艺形成边沿(堤沿，未图示)，该边沿具有包围将要形成有机半导体层15的区域的形状。此后，通过蒸发法、涂敷法、喷墨法和/或诸如丝网模版、胶印及凹版印刷等印刷技术在源极电极13s与漏极电极13d之间的区域上方的预定位置处形成有机半导体层15。
上述步骤之后，参照图2E，将栅极绝缘膜17形成为与有机半导体层15一起覆盖着源极电极13s和漏极电极13d。为了形成栅极绝缘膜17，优选使用能够通过涂敷或印刷工艺来形成膜的有机聚合物材料，例如：聚乙烯苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(polyimide)和氟树脂(fluororesin)等。此外，可选地，栅极绝缘膜17可以被形成为包括无机材料和有机聚合物材料的多层膜，该无机材料膜是适于通过化学气相沉积(CVD)方法或溅射方法由氧化硅和氮化硅等形成的膜。
上述步骤之后，参照图2E，栅极绝缘膜17被形成为与有机半导体层15一起覆盖着源极电极13s和漏极电极13d。在这种情况下，为了形成包括诸如氧化硅和氮化硅等无机材料的栅极绝缘膜17，利用化学气相沉积(CVD)方法或溅射方法进行膜的沉积。另一方面，为了形成包括诸如聚乙烯苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(polyimide)和氟树脂(fluororesin)等有机聚合物材料的栅极绝缘膜17，利用涂敷方法或印刷方法进行膜的沉积。
接着，参照图2F，隔着栅极绝缘膜17在有机半导体层15上形成栅极电极19。在这种情况下，首先，通过利用溅射、蒸发或镀膜方法沉积诸如W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cu和Ni等金属材料来形成金属材料膜。此后，通过光刻步骤在该金属材料膜上形成抗蚀剂图形(未图示)，并使用上述抗蚀剂图形作为掩模对上述金属材料膜进行蚀刻。由此，在栅极绝缘膜17上图形化地形成了栅极电极19。此外，作为一种替代方法，图形化地形成栅极电极19可通过诸如使用了包括金(Au)颗粒和银(Ag)颗粒等的墨浆的喷墨、丝网模版、胶印和凹版印刷等印刷方法来实现。
通过上述工艺步骤，形成了具有参照图1A和图1B说明的结构的有机薄膜晶体管1a。另外，为了提高晶体管的可靠性和环境抗耐性，优选使用由聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、二萘嵌苯(perylene)、氮化硅或氧化硅等形成的保护膜对薄膜晶体管1a进行封装。
因此，根据以上说明的第一实施例，对于底部接触型有机薄膜晶体管1a，源极电极13s和漏极电极13d被配置为使它们所包括的第一层13-1被由金属材料形成的第二层13-2覆盖着，且第二层13-2的金属材料能够与有机半导体材料形成较低的欧姆结。结果，第一层13-1不需要欧姆特性，并且能够采用低成本的材料构建而成。此外，由于第一层13-1被形成为包括金属材料，因而可获得良好的导电性。另外，用于以第二层覆盖着第一层的方式构成源极电极13s和漏极电极13d的第一层13-1及第二层13-2是由具有镀层的膜形成的。因此，在形成源极电极13s和漏极电极13d时不会由于溅射和/或烘烤工艺对包括下层有机绝缘层的基板11造成损坏。
因此，根据上述结果，可以用较低的成本形成源极电极13s和漏极电极13d，而不会对包括有机材料的基板11的表面造成损坏，并且同时可以实现与形成在这些电极上的有机半导体层15的良好欧姆接触。此外，这使得可以以低成本形成具有优良器件特性的有机薄膜晶体管1a。
第二实施例的有机薄膜晶体管的结构
图3A是第二实施例的有机薄膜晶体管的截面图；图3B是第二实施例的有机薄膜晶体管的平面图，图3A是沿图3B的结构中的IIIA-IIIA线的截面图。下面说明第二实施例的有机薄膜晶体管1b的结构，其中，与先前参照图1A和图1B说明的第一实施例有机薄膜晶体管的部件类似的部件用相同的标记表示。
图3A和图3B所示的有机薄膜晶体管1b被配置为底栅底部接触型薄膜晶体管，并且从基板11′侧依次设置有栅极电极19、栅极绝缘膜17′、源极电极13s、漏极电极13d和有机半导体层15。类似于第一实施例，具体地，各个源极电极13s和漏极电极13d被形成为包括第一层13-1和第二层13-2的堆叠结构。下面将从基板11′侧顺序地对上述结构进行详细的说明。
基板11′可以被适当地形成为包括至少作为基板表面的绝缘层，所述基板例如可使用塑料基板、玻璃基板、石英板以及其他基板，且在支撑基板侧的那个表面被无机或有机绝缘层覆盖着。此处使用的基板11′例如由挠性的、可弯曲的塑料形成。
可按照与第一实施例中类似的方式来形成设置在基板11′上的栅极电极19，重要的是，栅极电极19被布置为覆盖这样一个区域，该区域对应于在栅极电极19上方彼此相对形成的源极电极13s与漏极电极13d之间的区域。该栅极电极19优选通过适当地图形化金属材料膜而被形成，所述金属材料膜是通过溅射、蒸发或镀膜方法沉积诸如W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cu和Ni等金属材料而形成的。另外，可选地，栅极电极19可通过诸如使用了包括金(Au)颗粒和银(Ag)颗粒等的墨浆的喷墨、丝网模版、胶印和凹版印刷等印刷技术进行图形化而形成。
栅极绝缘膜17′被形成为有机绝缘层，并覆盖设置有栅极电极19的基板11′。为了形成栅极绝缘膜17′，优选使用能够通过涂敷或印刷工艺来形成膜的有机聚合物材料，例如：聚乙烯苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(polyimide)和氟树脂(fluororesin)等。此外，可选地，栅极绝缘膜17′可以被形成为包括无机材料和有机聚合物材料的多层膜，该无机材料膜是适于通过化学气相沉积(CVD)方法或溅射方法由诸如氧化硅和氮化硅等形成的膜。
按照与第一实施例中类似的方式在栅极绝缘膜17′上形成有用于构成源极电极13s和漏极电极13d的第一层13-1及第二层13-2。即，第一层13-1包括通过镀膜工艺在作为有机材料绝缘层的栅极绝缘膜17′上形成的层。该第一层13-1使用具有令人满意的导电性的金属材料形成，例如，钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)和镍(Ni)等。在这些材料中，特别优选的是能形成良好导电性的层，该层包括Ni和Cu中的至少一种单体或者由它们组合的合金。第一层13-1经过图形化工艺而被形成为源极电极13s和漏极电极13d的形状。
此外，第二层13-2被形成为包括金属材料，该金属材料与第一层13-1相比能够与有机半导体层15形成更低的欧姆接触。当有机半导体层15是p型半导体时，例如，用于形成该第二层13-2的优选金属材料包括金(Au)、铂(Pt)和钯(Pd)中的至少一种单体或由它们组合的合金。另外，第二层13-2是通过镀膜工艺被形成为覆盖着第一层13-1表面的层，从而使得布置在基板11′上的第一层13-1的整个露出表面被覆盖着。
有机半导体层15被形成为覆盖源极电极13s与漏极电极13d之间的区域。重要的是，要形成在栅极绝缘膜17′上的该有机半导体层15会与分别形成在彼此相对布置的源极电极13s和漏极电极13d上的第二层13-2接触。此外，有机半导体层15被构造成通过图形化工艺而在栅极绝缘膜17′上形成的岛状结构，从而提供与附图中省略的相邻有机薄膜晶体管1b的元件隔离。该有机半导体层15被形成为包括p型半导体，在此处例如是并五苯(pentacene)、聚噻吩(polythiophene)、聚芴(polyfluorene)和红荧烯(rubrene)等。
第二实施例的有机薄膜晶体管的制造方法
图4A~图4F是示出了具有上述结构的有机薄膜晶体管的制造工艺步骤的截面图。参照这些截面图，下面说明第二实施例的有机薄膜晶体管1b的制造方法。
首先，参照图4A，准备基板11′，该基板11′包括至少作为基板表面的绝缘层。在基板11′上形成栅极电极19。在这种情况下，首先，例如利用溅射、蒸发或镀膜方法沉积诸如W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cu和Ni等金属材料来形成金属材料膜。此后，在该金属材料膜上通过光刻步骤形成抗蚀剂图形(未图示)，并使用上述抗蚀剂图形作为掩模对上述金属材料膜进行蚀刻。由此，在基板11′上图形化地形成了栅极电极19。此外，作为一种替代方法，图形化地形成栅极电极19可通过诸如使用了包括金(Au)颗粒和银(Ag)颗粒等的墨浆的喷墨、丝网模版、胶印和凹版印刷等印刷方法来实现。
上述步骤之后，参照图4B，在基板11′上形成作为有机绝缘层的栅极绝缘膜17′，且栅极绝缘膜17′覆盖栅极电极19。在这种情况下，利用涂敷或印刷方法沉积诸如聚乙烯苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(polyimide)和氟树脂(fluororesin)等有机聚合物材料从而形成膜。可选地，栅极绝缘膜17′也可以被形成为包括利用化学气相沉积(CVD)方法或溅射方法沉积的诸如氧化硅和氮化硅等无机材料，此外，栅极绝缘膜17′也可以被形成为包括与上述方法相结合由有机聚合物材料和无机材料构成的多层膜。
接着，通过将所述栅极绝缘膜17′的表面浸泡在含有钯盐或银盐的溶液中来进行催化处理，从而能够有效地进行随后的化学镀步骤。此外，在催化处理之前，为了有效地执行该催化处理，对栅极绝缘膜17′的表面进行氨基硅烷偶联处理，或者用含有氨基硅烷偶联剂的树脂涂敷栅极绝缘膜17′的表面。在栅极绝缘膜17′被形成为包括有机聚合物材料的情况下，该氨基硅烷偶联剂可预先与栅极绝缘膜17′混合。
此后，如图4C所示，通过化学镀方法在栅极绝缘膜17′的整个表面上形成包含镍和铜中的至少一种的金属材料膜21。
例如，为了沉积包含镍的金属材料膜21，使用如下水溶液作为化学镀镍溶液来执行化学镀镍步骤，所述水溶液包含硫酸镍25g/l、次磷酸钠20g/l、醋酸钠10g/l和柠檬酸钠10g/l。相比之下，为了沉积包含铜的金属材料膜21，使用另一水溶液作为化学镀铜溶液来执行化学镀铜步骤，所述另一水溶液包含硫酸铜10g/l、福尔马林20ml/l、氢氧化钠10g/l和EDTA4Na 25g/l。
顺便提及，作为通过镀膜方法沉积在栅极绝缘膜17′上的膜，只要金属材料膜21具有良好的导电性，也可以适当地使用包含Ni和Cu的合金。此外，可选地，也可以使用W、Ta、Mo、Al、Cr和Ti等的金属材料膜。
此后，如图4D所示，通过光刻方法在金属材料膜21上形成抗蚀剂图形(未图示)，并使用上述抗蚀剂图形作为掩模对上述金属材料膜21执行蚀刻步骤。由此，在栅极绝缘膜17′上图形化地形成了用于形成源极电极13s和漏极电极13d的第一层13-1。在这种情况下，为了蚀刻包括镍的金属材料膜21，例如，使用含有硝酸、硫酸和磷酸的混合酸的水溶液作为蚀刻剂来执行湿式蚀刻步骤。此外，在完成该蚀刻后，除去抗蚀剂图形。
接着，参照图4E，通过将第一层13-1的露出表面浸入氰化亚金钾(potassium gold cyanide)和氨的水溶液中，作为用Au在包含Ni和Cu的第一层13-1的露出表面上进行置换镀工艺的结果，形成了第二层13-2。此外，除了上述Au镀层之外，可选地，第二层13-2也可以被形成为Pt镀层或Pd镀层，或者包含这些金属的合金的另一种镀层。此外，形成第二层13-2的方法不限于在第一层13-1的露出表面上进行的上述置换镀方法，可选地，例如化学镀工艺等另一种方法也可以用于只在第一层13-1的露出表面上析出金属材料。
利用上述工艺步骤，通过用第二层13-2覆盖第一层13-1的露出表面而形成了源极电极13s和漏极电极13d，其中第一层已经通过图形化被形成在作为有机绝缘层的栅极绝缘膜17′上。
随后，参照图4F，以图形方式在栅极绝缘膜17′上形成有机半导体层15，且有机半导体层15覆盖源极电极13s与漏极电极13d之间的区域。如果需要，通过图形化工艺形成边沿(即堤沿，未图示)，该边沿具有包围将要形成有机半导体层15的区域的形状。此后，有机半导体层15通过蒸发法、涂敷法、喷墨法和/或诸如丝网模版、胶印以及凹版印刷等印刷技术，形成在源极电极13s与漏极电极13d之间的区域上方的预定位置处。在已形成有上述边沿的情况下，通过在形成有机半导体层15之后除去该边沿，就能以极好的形状准确性将有机半导体层15形成为由该包围用边沿所限定的形状。
通过上述工艺步骤，形成了具有参照图3A和图3B说明的结构的有机薄膜晶体管1b。为了提高晶体管的可靠性和环境抗耐性，优选使用由聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、二萘嵌苯(perylene)、氮化硅或氧化硅等形成的保护膜对薄膜晶体管1b进行封装。
根据以上说明的第二实施例，在底部接触型有机薄膜晶体管1b中，源极电极13s和漏极电极13d被配置为使它们所包括的第一层13-1被由金属材料形成的第二层13-2覆盖着，且第二层13-2的金属材料能够与有机半导体材料形成较低的欧姆接触。结果，与第一实施例相类似，第一层13-1不需要欧姆特性，并且能够采用低成本的材料构建而成。此外，由于第一层13-1被形成为包括金属材料，因而可获得良好的导电性。此外，用于以第二层13-2覆盖着第一层13-1的方式构成源极电极13s和漏极电极13d的第一层13-1及第二层13-2是由具有镀层的膜形成的。因此，在形成源极电极13s和漏极电极13d时不会由于溅射和/或烘烤工艺对作为下层有机绝缘层的栅极绝缘膜17′造成损坏。
根据上述结果，可以用较低的成本形成源极电极13s和漏极电极13d，而不会对包括有机材料的栅极绝缘膜17′的表面造成损坏，并且同时可以实现与形成在这些电极上的有机半导体层15的良好欧姆接触。此外，这使得可以以低成本形成具有优良器件特性的有机薄膜晶体管1b。
第三实施例的有机薄膜晶体管的结构
图5是第三实施例的有机薄膜晶体管的截面图。另外，该第三实施例的有机薄膜晶体管的平面图与之前在第二实施例中示出的图3B类似，图5对应于沿图3B的结构中的IIIA-IIIA线的截面图。下面说明第三实施例的有机薄膜晶体管1c的结构，其中，与先前参照图3A和图3B说明的第二实施例的有机薄膜晶体管类似的部件用相同的标记表示。
图5所示的第三实施例的有机薄膜晶体管1c与参照图3A和图3B说明的第二实施例有机薄膜晶体管1b的不同之处在于源极电极13s′和漏极电极13d′的结构。其他部件可以按照与第二实施例有机薄膜晶体管1b类似的方式设置，在此省去重复的说明。
也就是说，各个源极电极13s′和漏极电极13d′被形成为包括第一层13-1和第二层13-2的堆叠结构的形状。第二层13-2被形成为具有平躺在第一层13-1上的屋檐结构，且第二层13-2的周边突出至第一层的边缘之外。适于形成第一层13-1和第二层13-2的材料类似于第一和第二实施例中的那些材料。即，第一层13-1使用Ni和Cu来形成从而保持导电性，并且，第二层13-2使用Au、Pt和Pd等而被形成为能够实现与有机半导体层15的较低欧姆接触的层。
第三实施例的有机薄膜晶体管的制造方法
对于具有如上结构的有机薄膜晶体管1c的制造方法，只需改变前面在第二实施例的方法中说明的制造步骤中用于形成源极电极13s′和漏极电极13d′的步骤。
也就是说，通过参照图4A~图4C说明的第二实施例的步骤，栅极电极19和栅极绝缘膜17′被形成在基板11′上，并且通过化学镀方法形成包括具有良好导电性的镍和铜等金属的金属材料膜21。
此后，利用金属材料膜21作为下层金属材料膜，通过置换镀方法在下层金属材料膜的整个表面上堆叠包括金、铂或钯镀层的上层金属材料膜。通过额外地采用化学镀方法，此处可进一步增加上层金属材料膜的厚度。接着，在上述形成的堆叠金属材料膜上利用光刻方法形成抗蚀剂图形，并使用该抗蚀剂图形为掩模，通过蚀刻步骤来图形化上述堆叠金属材料膜，从而形成第二层13-2和第一层13-1。随后，仅对由下层金属材料膜21形成的第一层13-1进行选择性各向同性蚀刻。在第一层13-1包括镍的情况下，例如，使用含有硝酸、硫酸和磷酸的混合酸的水溶液对包含镍的第一层13-1进行选择性蚀刻。由此，形成具有屋檐结构的第二层13-2。
上述步骤之后，通过与参照图4F说明的第二实施例中的步骤类似的步骤，通过图形化工艺形成有机半导体层15，由此形成了有机薄膜晶体管1c。此外，为了提高晶体管的可靠性和环境抗耐性，优选使用由聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、二萘嵌苯(perylene)、氮化硅或氧化硅等形成的保护膜对薄膜晶体管1c进行封装。
根据以上说明的第三实施例，在底部接触型有机薄膜晶体管1c中，源极电极13s′和漏极电极13d′被配置成让第二层13-2与第一层13-1堆叠在一起，并且第二层13-2具有平躺在第一层13-1上的屋檐结构。此外，第二层13-2由能够与有机半导体材料形成较低欧姆接触的金属材料形成。其结果是，通过在第二层13-2的屋檐部分与栅极电极19之间产生的电场，能够实现屋檐部分与有机半导体层15之间的良好欧姆接触。
此外，与第一实施例和第二实施例中的相类似，构成源极电极13s′和漏极电极13d′的第一层13-1及第二层13-2是由具有镀层的膜形成的。结果，在形成源极电极13s′和漏极电极13d′时不会由于溅射和/或烘烤工艺对作为下层有机绝缘层的栅极绝缘膜17′造成损坏。
根据上述结果，可以用较低的成本形成源极电极13s′和漏极电极13d′，而不会对包括有机材料的栅极绝缘膜17′的表面造成损坏，并且同时可以实现与形成在这些电极上的有机半导体层15的良好欧姆接触。此外，这使得可以以低成本形成具有优良器件特性的有机薄膜晶体管1c。
电子装置
下面将说明包括前面说明的本发明实施例有机薄膜晶体管的电子装置的结构。作为一个示例，下面说明设置有有机电致发光元件EL的有源矩阵型显示装置。
附图6是示意性示出了显示装置5的电路框图。
如图所示，在显示装置5的基板11上设置有显示区域11a和周边区域11b。在显示区域11a中，多条扫描线61和多条信号线63分别在横向和纵向方向上进行布线，并且在上述两种线的各个交叉位置处形成有一个像素“a”，由此形成像素阵列部。此外，在周边区域11b中设置有用于扫描驱动扫描线61的扫描线驱动电路65以及对应于亮度信息向信号线63提供图像信号(即输入信号)的信号线驱动电路67。
形成在扫描线61和信号线63的各个交叉位置处的像素电路被设置为例如包括用于开关的第一薄膜晶体管Tr1、用于驱动的第二薄膜晶体管Tr2、保持电容Cs以及有机电致发光元件EL。
此外，在扫描线驱动电路65的驱动下，从信号线63通过薄膜开关晶体管Tr1写入的图像信号被输入并保持在保持电容Cs中，与上述被保持的信号量对应的电流从薄膜驱动晶体管Tr2供应到有机电致发光元件EL，从而使有机电致发光元件EL发出具有与上述电流值对应的辉度的光。此外，薄膜驱动晶体管Tr2连接到公共电源线(Vcc)69。
顺便说一句，上述像素电路的结构仅仅是作为一个示例，并且也可以设计出例如包括配置在像素电路中的电容元件的其他可选电路结构，如果适当的话，可进一步设置有一个或多个晶体管来构成像素电路。此外，对应于像素电路的修改，可在周边区域11b中另外地设置有必要的驱动电路。
参照图7，其作为具有上述电路结构的显示装置5中所包含的像素的截面图，示出了显示装置的一部分，其中，薄膜晶体管Tr1及Tr2、保持电容Cs以及有机电致发光元件EL堆叠起来。
如该图所示，作为在各个像素中所包括的薄膜晶体管Tr1及Tr2，例如，提供了例如在第一实施例的图1中示出的顶栅底部接触型有机薄膜晶体管1a。
有机薄膜晶体管Tr1的源极电极13s和有机薄膜晶体管Tr2的栅极电极19b通过形成在栅极绝缘膜17中的通孔17a互连。此外，利用栅极绝缘膜17形成的电容元件Cs被夹在从有机薄膜晶体管Tr2的栅极电极19b延伸的第一部分与从源极电极13s延伸的第二部分之间。另外，也如图6的电路图所示，有机薄膜晶体管Tr1的栅极电极19a被延伸连接到扫描线61，有机薄膜晶体管Tr1的漏极电极13d被延伸连接到信号线63，有机薄膜晶体管Tr2的源极电极13s被延伸连接到电源线69。
像素电路中所示出的信号线63和电源线69可以与源极电极13s及漏极电极13d以相同的层结构形成在同一层上。
上述薄膜晶体管Tr1和Tr2以及电容元件Cs与层间绝缘膜51一起通过保护膜进行封装。优选地，该层间绝缘膜51被设置为平坦化膜。设置有穿过层间绝缘膜51和栅极绝缘膜17的通孔51a，该通孔延伸到有机薄膜晶体管Tr2的漏极电极13d。
在层间绝缘膜51上的各个像素中，有机电致发光元件EL被设置为利用通孔51a与薄膜晶体管Tr2连接。通过使用布置在层间绝缘膜51上的绝缘膜图形53将所述有机电致发光元件EL进行元件隔离。
有机电致发光元件EL被设置为包括形成在层间绝缘膜51上的像素电极55。像素电极55被布置成每个像素的导电图形，并利用形成在层间绝缘膜51中的通孔51a连接到有机薄膜晶体管Tr2的漏极电极13d。像素电极55可构造成例如作为阳极使用，并具有光反射性。
此外，像素电极55的周边被用于对有机电致发光元件EL进行元件隔离的绝缘图形53覆盖着。绝缘膜图形53中设置有开放窗口53a，所述开放窗口53a用于敞开地露出像素电极55，并用作有机发光元件EL的像素开口。上述绝缘图形53例如可由光敏树脂聚合物通过利用光刻方法进行图形化工艺而被形成。
有机层57被布置成覆盖从绝缘图形53露出的像素电极55的部分。有机层57具有至少设置有有机发光层的层状结构，并且有机层57是通过从阳极(本示例中为像素电极55)侧依次堆积空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和电子注入层以及根据需要还可设有其他层而形成的。有机层57通过图形化工艺形成，各个像素的至少是含有有机发光层的那个层例如对应于由各个有机电致发光元件EL发出的光的各自波长而具有不同的成分。此外，各个波长的像素可利用公共层来形成。还有，当有机电致发光元件EL被形成为具有微谐振器结构时，根据从各个有机电致发光元件EL发出的光的波长适当地调整有机层57的膜厚。
公共电极59被设置成覆盖上述有机层57，并将有机层57夹在像素电极55与公共电极59之间。该公共电极59用作位于在有机电致发光元件EL的有机发光层中所产生的光的出射侧处的电极，并且由具有透光性的材料形成。此外，由于像素电极55用作阳极，因此公共电极59被构造成至少在它与有机层57接触的那一侧是由能够起到阴极作用的材料形成的。而且，在有机电致发光元件EL具有微谐振器结构的情况下，公共电极59被形成为半透明或半反射的电极。此外，公共电极59也如图7的电路图中所示被连接到地GND。
如上所述，其中将有机层57夹在像素电极55与公共电极59之间的各个像素部分成为起到有机电致发光元件EL的作用的部分。
另外，尽管这里没有在附图中示出，对形成有各个有机电致发光元件EL的层的那一侧用由透光材料制成的密封树脂进行了封装，并进一步隔着该密封树脂用由透光材料形成的对向电极进行覆盖，从而形成显示装置5。
在由此构成的显示装置5中，由于构成本像素电路的有机薄膜晶体管1a具有先前在第一实施例中说明的良好晶体管特性，因此，可以改善显示特性。
顺便说一句，上面已经使用在前面参照第一实施例的图1说明的顶栅底部接触型有机薄膜晶体管1a对显示装置进行了说明。然而，当形成上述显示装置时，也可以使用参照第二实施例的图3说明的底栅底部接触结构型有机薄膜晶体管1b以及参照第三实施例的图5的底栅底部接触结构型有机薄膜晶体管1c，并且能够获得类似的效果。此外，作为安装有上述实施例中的有机薄膜晶体管的电子装置的示例，已经对包括有机电致发光元件EL的有源矩阵型显示装置进行了说明。然而，本发明的电子装置可以广泛适用于安装了有机薄膜晶体管的电子装置。作为显示装置来说，例如，上述电子装置可用于液晶显示装置和电泳型显示器。此外，本发明也可以应用于除了显示装置以外的诸如识别标签(ID tag)和传感器等各种电子装置，并可以实现类似的效果。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (15)

1.一种顶栅型有机薄膜晶体管，其包括：
基板；
通过使用镀膜技术在所述基板上沉积的第一层，所述第一层用于形成源极电极和漏极电极；
由所述有机半导体材料构成的有机半导体层，所述有机半导体层被形成在各自都用所述第一层形成的所述源极电极与所述漏极电极之间的区域上方；以及
栅极电极，所述栅极电极隔着栅极绝缘膜沉积在所述有机半导体层上。
2.如权利要求1所述的顶栅型有机薄膜晶体管，其还包括：
也通过使用镀膜技术而沉积的覆盖所述第一层且由金属材料构成的第二层，所述第二层也用于形成所述源极电极和所述漏极电极，所述第二层的金属材料与所述第一层相比能够与有机半导体材料形成更低的欧姆接触。
3.如权利要求2所述的顶栅型有机薄膜晶体管，其中，
用于形成所述第一层的金属材料是镍和铜中的至少一种；并且
用于形成所述第二层的所述金属材料是金、铂和钯中的至少一种。
4.如权利要求2所述的顶栅型有机薄膜晶体管，其中，所述第二层被形成为覆盖所述第一层的整个露出表面。
5.如权利要求1或2所述的顶栅型有机薄膜晶体管，其中，所述栅极绝缘膜由有机聚合物材料形成。
6.如权利要求1或2所述的顶栅型有机薄膜晶体管，其中，所述栅极绝缘膜由包括无机材料和有机聚合物材料的多层膜形成。
7.如权利要求1或2所述的顶栅型有机薄膜晶体管，其中，所述有机半导体层以图形化方式形成。
8.一种形成顶栅型有机薄膜晶体管的方法，其包括以下步骤：
通过使用镀膜技术在基板上沉积第一层，所述第一层用于形成源极电极和漏极电极；
在所述源极电极与所述漏极电极之间的区域上方形成有机半导体层；以及
隔着栅极绝缘膜在所述有机半导体层上沉积栅极电极。
9.如权利要求8所述的形成顶栅型有机薄膜晶体管的方法，其还包括以下步骤：
在形成所述有机半导体层之前，也通过使用镀膜技术来沉积由金属材料构成的第二层，所述第二层覆盖所述第一层，并也用于形成所述源极电极和所述漏极电极，所述第二层的金属材料与所述第一层相比能够与有机半导体材料形成更低的欧姆接触。
10.如权利要求9所述的形成顶栅型有机薄膜晶体管的方法，其中，
用于形成所述第一层的金属材料是镍和铜中的至少一种；并且
用于形成所述第二层的所述金属材料是金、铂和钯中的至少一种。
11.如权利要求9所述的形成顶栅型有机薄膜晶体管的方法，其中，所述第二层被沉积成覆盖所述第一层的整个露出表面。
12.如权利要求8或9所述的形成顶栅型有机薄膜晶体管的方法，其中，所述栅极绝缘膜由有机聚合物材料形成。
13.如权利要求8或9所述的形成顶栅型有机薄膜晶体管的方法，其中，所述栅极绝缘膜由包括无机材料和有机聚合物材料的多层膜形成。
14.如权利要求8或9所述的形成顶栅型有机薄膜晶体管的方法，其中，所述有机半导体层以图形化方式形成。
15.一种电子装置，所述电子装置包括权利要求1-7中任一项所述的顶栅型有机薄膜晶体管。
CN2012103477460A 2008-08-07 2009-08-07 顶栅型有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置 Pending CN102891254A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008203881A JP2010040897A (ja) 2008-08-07 2008-08-07 有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタの製造方法、および電子機器
JP2008-203881 2008-08-07

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101617313A Division CN101645488B (zh) 2008-08-07 2009-08-07 有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102891254A true CN102891254A (zh) 2013-01-23

Family

ID=41652038

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101617313A Expired - Fee Related CN101645488B (zh) 2008-08-07 2009-08-07 有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置
CN2012103477460A Pending CN102891254A (zh) 2008-08-07 2009-08-07 顶栅型有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101617313A Expired - Fee Related CN101645488B (zh) 2008-08-07 2009-08-07 有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8853017B2 (zh)
JP (1) JP2010040897A (zh)
KR (1) KR20100019375A (zh)
CN (2) CN101645488B (zh)
TW (1) TW201014005A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161620A (zh) * 2015-07-10 2015-12-16 广州奥翼电子科技有限公司 一种有机半导体元件结构与其制作方法
WO2017084187A1 (zh) * 2015-11-18 2017-05-26 深圳市华星光电技术有限公司 有机半导体薄膜晶体管及其制作方法

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8653527B2 (en) * 2009-03-13 2014-02-18 Konica Minolta Holdings, Inc. Thin film transistor and method for manufacturing the same
US8394713B2 (en) * 2010-02-12 2013-03-12 Freescale Semiconductor, Inc. Method of improving adhesion of bond pad over pad metallization with a neighboring passivation layer by depositing a palladium layer
US9301569B2 (en) 2010-06-22 2016-04-05 Nike, Inc. Article of footwear with color change portion and method of changing color
US8474146B2 (en) 2010-06-22 2013-07-02 Nike, Inc. Article of footwear with color change portion and method of changing color
US8769836B2 (en) 2010-06-22 2014-07-08 Nike, Inc. Article of footwear with color change portion and method of changing color
TWI463669B (zh) * 2010-07-07 2014-12-01 Sony Corp 薄膜電晶體，製造薄膜電晶體的方法，顯示裝置及電子設備
WO2012057196A1 (ja) * 2010-10-27 2012-05-03 住友化学株式会社 電荷注入特性が高い有機薄膜トランジスタ
TWI495102B (zh) * 2010-10-28 2015-08-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 電晶體及其製作方法
WO2012066087A1 (en) 2010-11-17 2012-05-24 Imec Method for fabricating thin-film bottom-contact transistors and bottom-contact transistors thus obtained
JP5924342B2 (ja) * 2011-08-15 2016-05-25 株式会社ニコン トランジスタの製造方法
CN202332973U (zh) * 2011-11-23 2012-07-11 京东方科技集团股份有限公司 有机薄膜晶体管、有机薄膜晶体管阵列基板及显示器件
WO2013176247A1 (ja) * 2012-05-25 2013-11-28 株式会社ニコン トランジスタの製造方法およびトランジスタ
CN103325943A (zh) * 2013-05-16 2013-09-25 京东方科技集团股份有限公司 一种有机薄膜晶体管及其制备方法
CN104347641B (zh) * 2013-08-05 2018-02-06 瀚宇彩晶股份有限公司 薄膜晶体管阵列基板
US10306726B2 (en) 2015-06-19 2019-05-28 Nike, Inc. Method of illuminating an article
US20160366972A1 (en) 2015-06-19 2016-12-22 Nike, Inc. Article Incorporating an Illumination Device
US9728500B2 (en) * 2015-12-17 2017-08-08 Intel Corporation Integrated circuit surface layer with adhesion-functional group
US10205125B2 (en) * 2017-07-12 2019-02-12 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Method of manufacturing package assembly, package assembly, and display device
KR102556021B1 (ko) * 2017-10-13 2023-07-17 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
CN108919539A (zh) * 2018-06-19 2018-11-30 信利半导体有限公司 一种无边框的薄膜晶体管液晶显示器
WO2020031404A1 (ja) * 2018-08-08 2020-02-13 株式会社ニコン トランジスタの製造方法
KR102537351B1 (ko) * 2018-12-26 2023-05-25 엘지디스플레이 주식회사 인버터 및 이를 포함하는 표시장치
CN116799057A (zh) * 2022-03-14 2023-09-22 华为技术有限公司 一种垂直沟道晶体管结构及制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5079600A (en) * 1987-03-06 1992-01-07 Schnur Joel M High resolution patterning on solid substrates
US20040012017A1 (en) * 2002-07-17 2004-01-22 Pioneer Corporation Organic semiconductor device
US20060054883A1 (en) * 2004-03-31 2006-03-16 Junichi Hanna Organic semiconductor device
US20060108581A1 (en) * 2004-11-23 2006-05-25 Taek Ahn Organic thin film transistor, method of manufacturing the same, and flat panel display device with the organic thin film transistor
CN1870284A (zh) * 2005-05-03 2006-11-29 三星电子株式会社 有机薄膜晶体管阵列板及其制造方法
US20060278580A1 (en) * 2005-04-29 2006-12-14 University Of Rochester Ultrathin porous nanoscale membranes, methods of making, and uses thereof
CN1905136A (zh) * 2005-07-27 2007-01-31 株式会社半导体能源研究所 半导体装置制造方法
CN101071803A (zh) * 2006-05-12 2007-11-14 株式会社日立制作所 配线和有机晶体管及其制造方法

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3246189B2 (ja) * 1994-06-28 2002-01-15 株式会社日立製作所 半導体表示装置
US5703173A (en) * 1996-08-16 1997-12-30 Integument Technologies, Inc. Transition metallohalopolymers
KR100425858B1 (ko) * 1998-07-30 2004-08-09 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막트랜지스터및그제조방법
JP2000357671A (ja) * 1999-04-13 2000-12-26 Sharp Corp 金属配線の製造方法
US6335539B1 (en) * 1999-11-05 2002-01-01 International Business Machines Corporation Method for improving performance of organic semiconductors in bottom electrode structure
US6136702A (en) * 1999-11-29 2000-10-24 Lucent Technologies Inc. Thin film transistors
US6333598B1 (en) * 2000-01-07 2001-12-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low gate current field emitter cell and array with vertical thin-film-edge emitter
EP1327700A1 (en) * 2000-08-21 2003-07-16 Shipley Company LLC Electroless displacement gold plating solution and additive for preparing said plating solution
EP1369928B1 (en) * 2001-02-19 2010-01-27 International Business Machines Corporation Method for manufacturing a thin-film transistor structure
US7005392B2 (en) * 2001-03-30 2006-02-28 Advanced Technology Materials, Inc. Source reagent compositions for CVD formation of gate dielectric thin films using amide precursors and method of using same
CN1250599C (zh) * 2001-09-28 2006-04-12 住友电木株式会社 环氧树脂组合物和半导体装置
DE10153656A1 (de) * 2001-10-31 2003-05-22 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Verringerung des Kontaktwiderstandes in organischen Feldeffekttransistoren durch Aufbringen einer reaktiven, die organische Halbleiterschicht im Kontaktbereich regio-selektiv dotierenden Zwischenschicht
JP2003229579A (ja) * 2001-11-28 2003-08-15 Konica Corp 電界効果トランジスタ及びその製造方法
US6890868B2 (en) * 2002-10-17 2005-05-10 Xerox Corporation Process for depositing gelable composition that includes dissolving gelable composition in liquid with agitating to disrupt gelling
JP2004152958A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Pioneer Electronic Corp 有機半導体装置
KR100916602B1 (ko) * 2002-11-11 2009-09-11 엘지디스플레이 주식회사 소다라임 글라스를 이용한 액정표시장치와 그 제조방법
US7285440B2 (en) * 2002-11-25 2007-10-23 International Business Machines Corporation Organic underlayers that improve the performance of organic semiconductors
US6956237B2 (en) * 2002-12-28 2005-10-18 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Thin film transistor array substrate and method for manufacturing the same
AU2003299265A1 (en) * 2003-01-14 2004-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Organic field effect transistor and integrated circuit
US7211502B2 (en) * 2003-03-26 2007-05-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
CN1791990B (zh) * 2003-05-20 2010-07-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 场效应晶体管布置和场效应晶体管布置的制造方法
KR100971950B1 (ko) * 2003-06-30 2010-07-23 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 어레이기판과 제조방법
JP4997688B2 (ja) * 2003-08-19 2012-08-08 セイコーエプソン株式会社 電極、薄膜トランジスタ、電子回路、表示装置および電子機器
JPWO2005091373A1 (ja) * 2004-03-22 2008-02-07 ローム株式会社 有機半導体素子およびそれを用いた有機ｅｌ表示装置
JP4385812B2 (ja) * 2004-03-26 2009-12-16 株式会社日立製作所 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP2006005041A (ja) * 2004-06-16 2006-01-05 Toshiba Corp 有機半導体素子とその製造方法
JP5109223B2 (ja) * 2004-08-04 2012-12-26 ソニー株式会社 電界効果型トランジスタ
US7208756B2 (en) * 2004-08-10 2007-04-24 Ishiang Shih Organic semiconductor devices having low contact resistance
KR100691319B1 (ko) * 2004-09-15 2007-03-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조 방법
KR101090250B1 (ko) * 2004-10-15 2011-12-06 삼성전자주식회사 유기 반도체를 이용한 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조방법
JP4502382B2 (ja) * 2004-11-02 2010-07-14 キヤノン株式会社 有機トランジスタ
KR100647683B1 (ko) * 2005-03-08 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 평판 디스플레이 장치
KR100719547B1 (ko) * 2005-03-24 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 유기박막 패터닝방법, 이를 이용한 유기박막 트랜지스터 및그의 제조방법과 유기 박막 트랜지스터를 구비한평판표시장치
US8501668B2 (en) * 2005-04-29 2013-08-06 University Of Rochester Drug screening via nanopore silicon filters
KR100683778B1 (ko) * 2005-05-27 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법
US20060273303A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-07 Xerox Corporation. Organic thin film transistors with multilayer electrodes
KR20060127584A (ko) * 2005-06-08 2006-12-13 삼성전자주식회사 반도성 및 금속성 탄소나노튜브의 분리방법
JP5036241B2 (ja) * 2005-07-27 2012-09-26 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
KR100647704B1 (ko) * 2005-09-26 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 유기 박막 트랜지스터, 이를 구비한 평판 디스플레이 장치,유기 박막 트랜지스터의 제조방법 및 평판 디스플레이장치의 제조방법
KR100708721B1 (ko) * 2005-10-20 2007-04-17 삼성에스디아이 주식회사 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 평판 표시 장치
US7335562B2 (en) * 2005-10-24 2008-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing semiconductor device
US7982130B2 (en) * 2008-05-01 2011-07-19 The Regents Of The University Of Michigan Polymer wrapped carbon nanotube near-infrared photovoltaic devices
KR100730159B1 (ko) * 2005-11-10 2007-06-19 삼성에스디아이 주식회사 유기 박막 트랜지스터, 이를 구비한 평판표시장치, 상기유기 박막 트랜지스터의 제조방법
KR100766318B1 (ko) * 2005-11-29 2007-10-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기 반도체 물질을 이용한 박막트랜지스터와 이를 구비한액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법
US7566899B2 (en) * 2005-12-21 2009-07-28 Palo Alto Research Center Incorporated Organic thin-film transistor backplane with multi-layer contact structures and data lines
KR100768199B1 (ko) * 2006-01-02 2007-10-17 삼성에스디아이 주식회사 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 유기 발광 표시 장치
JP2007220647A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Samsung Sdi Co Ltd 有機電界発光表示装置及びその製造方法
US7919825B2 (en) * 2006-06-02 2011-04-05 Air Products And Chemicals, Inc. Thin film transistors with poly(arylene ether) polymers as gate dielectrics and passivation layers
JP2008042043A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Hitachi Ltd 表示装置
JP5151122B2 (ja) * 2006-11-22 2013-02-27 ソニー株式会社 電極被覆材料、電極構造体、及び、半導体装置
US8497494B2 (en) * 2006-11-24 2013-07-30 Lg Display Co., Ltd. Thin film transistor and array substrate for liquid crystal display device comprising organic insulating material
US7923718B2 (en) * 2006-11-29 2011-04-12 Xerox Corporation Organic thin film transistor with dual layer electrodes
JP2010511885A (ja) * 2006-12-08 2010-04-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 半導体センサ装置を製造する方法及びこのような方法によって得られた半導体センサ装置
US8017422B2 (en) * 2007-06-19 2011-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming pattern, method for manufacturing light emitting device, and light emitting device
US8318552B2 (en) * 2007-06-28 2012-11-27 3M Innovative Properties Company Method for forming gate structures
WO2009004793A1 (ja) * 2007-07-03 2009-01-08 Panasonic Corporation 半導体装置とその製造方法および画像表示装置
FR2918797B1 (fr) * 2007-07-13 2009-11-06 Sofileta Sa Transistor organique a effet de champ et procede de fabrication de ce transistor
KR101379616B1 (ko) * 2007-07-31 2014-03-31 삼성전자주식회사 계면특성이 향상된 유기박막트랜지스터 및 그의 제조방법
JP5148211B2 (ja) * 2007-08-30 2013-02-20 出光興産株式会社 有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜発光トランジスタ
US7678298B2 (en) * 2007-09-25 2010-03-16 Applied Materials, Inc. Tantalum carbide nitride materials by vapor deposition processes
US7976692B2 (en) * 2008-07-25 2011-07-12 Xerox Corporation Metallization process for making fuser members
US20110101302A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 University Of Southern California Wafer-scale fabrication of separated carbon nanotube thin-film transistors

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5079600A (en) * 1987-03-06 1992-01-07 Schnur Joel M High resolution patterning on solid substrates
US20040012017A1 (en) * 2002-07-17 2004-01-22 Pioneer Corporation Organic semiconductor device
CN1476111A (zh) * 2002-07-17 2004-02-18 ������������ʽ���� 有机半导体器件
US20060054883A1 (en) * 2004-03-31 2006-03-16 Junichi Hanna Organic semiconductor device
US20060108581A1 (en) * 2004-11-23 2006-05-25 Taek Ahn Organic thin film transistor, method of manufacturing the same, and flat panel display device with the organic thin film transistor
US20060278580A1 (en) * 2005-04-29 2006-12-14 University Of Rochester Ultrathin porous nanoscale membranes, methods of making, and uses thereof
CN1870284A (zh) * 2005-05-03 2006-11-29 三星电子株式会社 有机薄膜晶体管阵列板及其制造方法
CN1905136A (zh) * 2005-07-27 2007-01-31 株式会社半导体能源研究所 半导体装置制造方法
CN101071803A (zh) * 2006-05-12 2007-11-14 株式会社日立制作所 配线和有机晶体管及其制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161620A (zh) * 2015-07-10 2015-12-16 广州奥翼电子科技有限公司 一种有机半导体元件结构与其制作方法
WO2017084187A1 (zh) * 2015-11-18 2017-05-26 深圳市华星光电技术有限公司 有机半导体薄膜晶体管及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8853017B2 (en) 2014-10-07
CN101645488A (zh) 2010-02-10
US20100032660A1 (en) 2010-02-11
JP2010040897A (ja) 2010-02-18
US20130005120A1 (en) 2013-01-03
KR20100019375A (ko) 2010-02-18
CN101645488B (zh) 2012-10-10
TW201014005A (en) 2010-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101645488B (zh) 有机薄膜晶体管、其制造方法和电子装置
KR100606182B1 (ko) 회로 제조 방법
CN100517744C (zh) 有机薄膜晶体管阵列板及其制造方法
JP5487421B2 (ja) トランジスタの構造及びその製造方法
EP2294619B1 (en) Off-set top pixel electrode configuration
US20070158644A1 (en) Organic thin-film transistor backplane with multi-layer contact structures and data lines
JP2008042043A (ja) 表示装置
KR20060098522A (ko) 유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
CN1905203A (zh) 有机薄膜晶体管显示板
CN101971348B (zh) 半导体器件和显示装置
KR20060104092A (ko) 유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
CN101587939A (zh) 有机薄膜晶体管与像素结构及其制作方法以及显示面板
JP5770104B2 (ja) 無電解めっきによる有機薄膜トランジスタのソース及びドレイン電極の形成方法
CN101689566B (zh) 半导体装置及其制造方法以及图像显示装置
CN104576758A (zh) 薄膜晶体管、阵列基板及其制作方法
US9735381B2 (en) Thin film transistor array and manufacturing method of the same
KR20060097967A (ko) 유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
EP1727219B1 (en) Organic thin film transistor and method for producing the same
JP2005259852A (ja) 電界効果型トランジスタ
KR20070018287A (ko) 배선 구조와 배선 형성 방법 및 박막 트랜지스터 기판과 그제조 방법
JP2008186845A (ja) 論理素子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130123