CN103579501A - 有机半导体元件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种有机半导体元件,包括承载板、源极、漏极、有机半导体单晶通道层、有机绝缘层以及栅极。源极与漏极配置于承载板的上表面上。源极与漏极彼此平行设置,且承载板的一部分暴露于源极与漏极之间。有机半导体单晶通道层配置于承载板的上表面上,且覆盖部分源极、部分漏极以及承载板被源极与漏极所暴露出的部分上。有机绝缘层覆盖承载板、源极、漏极以及有机半导体单晶通道层。栅极配置于有机绝缘层上,且与承载板被源极与漏极所暴露出的部分相对应设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体元件及其制作方法,特别是涉及一种有机半导体元件及其制作方法。
背景技术
近来环保意识抬头,具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的平面显示面板(flat display panels)已成为市场主流。常见的平面显示器包括液晶显示器(liquid crystal displays)、电浆显示器(plasma displays)、有机发光二极管(OLED)显示器以及电泳显示器(electro-phoretic displays)等。
在维持高画质、高性能的条件下,借由改变薄膜晶体管内的半导体层的特性,以改良薄膜晶体管的电荷迁移率,进一步提升显示器的画质与性能是相当重要的议题。以常见的薄膜晶体管而言,薄膜晶体管中的半导体通道层多为非晶(amorphous silicon,a-Si)形态。这类型的薄膜晶体管在受到挠曲状态下,薄膜晶体管的电性特性将会受到影响,例如其开启之后的导通电流在挠曲与未挠曲的状态下将会有所不同。所以,这样的薄膜晶体管制作于软性电子产品中将会发生产品运作模式不稳定的情形。也因此,如果要广泛的应用软性电子产品的技术,则必须克服电子元件受挠曲而展现不同特性的问题。再者,由于非晶硅的载子移动率(mobility)低,其不超过1cm2/Vsec,因此非晶硅薄膜晶体管已不敷目前高速元件应用的需求。因此,开发具有高载子移动率的特性的材料实为目前此领域的研发人员亟欲发展的目标。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有高载子移动率特性的有机半导体元件。
本发明的另一目的在于,提供一种有机半导体元件的制作方法,用以制作上述的有机半导体元件。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的有机半导体元件,其包括:承载板,具有上表面;源极,配置于该承载板的该上表面上;漏极,配置于该承载板的该上表面上,其中该源极与该漏极彼此平行设置,且该承载板的一部分暴露于该源极与该漏极之间;有机半导体单晶通道层,配置于该承载板的该上表面上,且覆盖部分该源极、部分该漏极以及该承载板被该源极与该漏极所暴露出的该部分上;有机绝缘层,覆盖该承载板、该源极、该漏极以及该有机半导体单晶通道层;以及栅极,配置于该有机绝缘层上,且与该承载板被该源极与该漏极所暴露出的该部分相对应设置。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的有机半导体元件,其还包括:有机保护层,配置于该有机绝缘层上,并覆盖该栅极;贯穿该有机保护层与该有机绝缘层的开口,且该开口暴露出部分该漏极;以及透明导电层,配置于该有机保护层上,且通过该开口连接被该开口所暴露出的该漏极。
前述的有机半导体元件,其还包括:图案化光刻胶层,配置于该有机半导体单晶通道层与该栅极之间,其中该图案化光刻胶层直接覆盖该有机半导体单晶通道层。
前述的有机半导体元件,其中该有机半导体单晶通道层是由多个以相同结晶方向排列的有机半导体单晶晶核所构成。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的有机半导体元件的制作方法,其包括:提供承载板,该承载板具有上表面;形成源极及漏极于该承载板的该上表面上,其中该源极与该漏极彼此平行设置,且该承载板的一部分暴露于该源极与该漏极之间;配置一个有机半导体单晶晶核于该源极与该漏极所暴露出的该承载板的该部分上;填充有机半导体溶液以包覆该承载板、该源极以及该漏极;对该承载板进行温度处理程序,以使该有机半导体溶液沿着该有机半导体单晶晶核的边缘形成多个与该有机半导体单晶晶核具有相同排列方向的次有机半导体单晶晶核,其中该有机半导体单晶晶核与上述次有机半导体单晶晶核构成有机半导体单晶材料层,且该有机半导体单晶材料层覆盖该源极、该漏极以及该承载板;形成图案化光刻胶层于该有机半导体单晶材料层上;以该图案化光刻胶层为蚀刻罩幕,移除暴露于该图案化光刻胶层之外的该有机半导体单晶材料层,而定义出有机半导体单晶通道层;形成有机绝缘层于该承载板上,其中该有机绝缘层覆盖该承载板、该源极、该漏极以及该有机半导体单晶通道层;以及形成栅极于该有机绝缘层上,其中该栅极与该承载板被该源极与该漏极所暴露出的该部分相对应设置。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的有机半导体元件的制作方法,其中在填充该有机半导体溶液之前,配置该有机半导体单晶晶核于该源极与该漏极所暴露出的该承载板的该部分上。
前述的有机半导体元件的制作方法,其中在配置该有机半导体单晶晶核之前,填充该有机半导体溶液以包覆该承载板、该源极以及该漏极。
前述的有机半导体元件的制作方法,其还包括:形成该有机绝缘层之前,移除该图案化光刻胶层。
前述的有机半导体元件的制作方法,其还包括:形成该栅极之后,形成有机保护层于该有机绝缘层上,其中该有机保护层覆盖该栅极;形成贯穿该有机保护层与该有机绝缘层的开口,而该开口暴露出部分该漏极;以及形成透明导电层于该有机保护层上,其中该透明导电层透过该开口连接被该开口所暴露出的该漏极。
前述的有机半导体元件的制作方法,其中进行该温度处理程序包括连续地加热程序、连续地冷却程序或不连续地加热及冷却程序。
前述的有机半导体元件的制作方法,其中该承载板的材质包括聚酯纤维(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环氧树脂或高分子材料。
前述的有机半导体元件的制作方法,其中该承载板是由硬质基材、黏着层以及软质基材所组成,其中该黏着层位于该硬质基材与该软质基材之间,且该源极与该漏极位于该软质基材上。
借由上述技术方案,本发明有机半导体元件及其制作方法至少具有下列优点及有益效果:
(1)本发明的有机半导体元件可具有较佳的载子移动率(mobility)。
(2)本发明是以一个有机半导体单晶晶核为晶种(seed),而有机半导体溶液可沿着有机半导体单晶晶核的边缘形成多个与有机半导体单晶晶核具有相同排列方向的次有机半导体单晶晶核,进而定义出有机半导体单晶通道层。因此,本发明的有机半导体元件的制作方法可有效减少有机半导体单晶通道层的形成时间,且可使得所形成的有机半导体单晶晶核的结晶方向为一致。故,本发明的有机半导体元件可具有较高的载子移动率(mobility)。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1A为本发明的一实施例的一种有机半导体元件的剖面示意图。
图1B为本发明的一实施例的另一种有机半导体元件的剖面示意图。
图1C(a)-图1C(d)绘示为本发明的一实施例的一种有机半导体元件的有机半导体单晶晶核的多种排列方向示意图。
图2为本发明的一实施例的又一种有机半导体元件的示意图。
图3A-图3I为本发明的一实施例的一种有机半导体元件的制作方法的剖面示意图。
图4A-图4B为本发明的一实施例的另一种有机半导体元件的制作方法的局部步骤的剖面示意图。
【主要元件符号说明】
10:加热/冷却板 100a、100b、100c:有机半导体元件
110a、110b:承载板 111:下表面
112:上表面 113:部分
114:硬质基材 116:黏着层
118:软质基材 120:源极
130:漏极 140:有机半导体单晶通道层
140a:有机半导体溶液 140b:有机半导体单晶材料层
142、142a1、142a2、142a3、142a4:有机半导体单晶晶核
142a:次有机半导体单晶晶核 150:有机绝缘层
160:栅极 170:有机保护层
172:开口 180:透明导电层
190:图案化光刻胶层
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的有机半导体元件及其制作方法其具体实施方式、结构、制作方法、步骤、特征及其功效,详细说明如后。
图1A为本发明的一实施例的一种有机半导体元件的剖面示意图。请参考图1A,本实施例的有机半导体元件100a包括承载板110a、源极120、漏极130、有机半导体单晶通道层140、有机绝缘层150以及栅极160,其中有机半导体元件100a例如是有机薄膜晶体管。
详细来说,承载板110a具有上表面112,其中承载板110a例如是软质基材,其材质例如是聚酯纤维(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环氧树脂或高分子材料,但并不以此为限。源极120配置于承载板110a的上表面112上,而漏极130也配置于承载板110a的上表面112上,其中源极120与漏极130彼此平行设置,且承载板110a的一部分113暴露于源极120与漏极130之间。有机半导体单晶通道层140配置于承载板110a的上表面112上,且覆盖部分源极120、部分漏极130以及承载板110a被源极120与漏极130所暴露出的部分113上。有机绝缘层150覆盖承载板110a、源极120、漏极130以及有机半导体单晶通道层140。栅极160配置于有机绝缘层150上,且与承载板110a被源极120与漏极130所暴露出的部分113相对应设置。
特别是,本实施例的有机半导体单晶通道层140是由多个以相同结晶方向排列的有机半导体单晶晶核142所构成,也就是说,有机半导体单晶通道层140中的有机半导体单晶晶核142的结晶方向为一致(方向相同)。因此,相较于现有习知采用非晶硅(无特定的结晶方向)作为半导体通道层的半导体元件而言,本实施例的有机半导体元件100a可具有较佳的载子移动率(mobility)。图1C(a)-图1C(d)绘示为本发明的一实施例的一种有机半导体元件的有机半导体单晶晶核的多种排列方向示意图。本实施例的有机半导体单晶晶核142的结晶方向为一致(方向相同),其可依有机半导体分子的长轴方向,其中这些有机半导体单晶晶核142a1可如图1C(a)呈现排列成多个列且这些列之间呈现规则的交错排列;或者是,这些有机半导体单晶晶核142a2可如图1C(b)呈现排列成多个列且这些列之间呈现不规则的交错排列;或者是,这些有机半导体单晶晶核142a3可如图1C(c)呈现排列成多个列且这些列之间呈现矩阵排列;或者是,有机半导体单晶晶核142的结晶方向为一致(方向相同),其可依有机半导体分子的短轴方向,其中这些有机半导体单晶晶核142a4可如图1C(d)呈现排列成多个行且这些行之间呈现规则的交错排列,但不以此为限。此外,由于本实施例的有机半导体元件100a是采用软质基材来作为承载板110a,因此有机半导体元件100a可具有可挠性。
图1B为本发明的一实施例的另一种有机半导体元件的剖面示意图。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容,其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件,并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例,本实施例不再重复赘述。请参考图1B,本实施例的有机半导体元件100b与图1A的有机半导体元件100a主要的差异是在于:本实施例的有机半导体元件100b例如是为像素结构,其中源极120、漏极130、有机半导体单晶通道层140、有机绝缘层150以与栅极160可定义出有机薄膜晶体管。
详细来说,本实施例的有机半导体元件100b还包括有机保护层170、开口172以及透明导电层180。有机保护层170配置于有机绝缘层150上并覆盖栅极160,开口172贯穿有机保护层170与有机绝缘层150,且开口172暴露出部分漏极130。透明导电层180配置于有机保护层170上,且通过开口172结构性并电性连接至被开口172所暴露出的漏极130。
由于本实施例是采用具有相同结晶方向的有机半导体单晶通道层来作为半导体通道层,因此相较于现有习知采用非晶硅(无特定的结晶方向)来作为半导体通道层的薄膜晶体管而言,本实施例的有机薄膜晶体管可具有较佳的载子移动率(mobility),进而可使得本实施例的有机半导体元件100b(为像素结构)可在有限的数据输入时间内完成数据电压的输入。故,当后续显示器(未绘示)采用本实施例的有机半导体元件100b时,可有效提升显示器的显示质量。
图2为本发明的一实施例的又一种有机半导体元件的示意图。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容,其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件,并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例,本实施例不再重复赘述。请参考图2,本实施例的有机半导体元件100c与图1B的有机半导体元件100b主要的差异是在于:本实施例的承载板110b不同于前述实施例的承载板110a,且因为制程因子,本实施例的有机半导体元件100c还包括图案化光刻胶层190,以保护有机半导体单晶通道层140。
详细来说,本实施例的承载板110b是由硬质基材114、黏着层116以及软质基材118所组成,其中黏着层116位于硬质基材114与软质基材118之间,且软质基材118通过黏着层116与硬质基材114暂时结合在一起,而源极120与漏极130位于软质基材118上。需说明的是,硬质基材114可提供足够的支撑力以支撑制作过程中堆栈于其上的元件,当制作完成后,若欲使有机半导体元件100c具有可挠性,亦可通过分离黏着层116与软质基材118的界面(意即移除硬质基材114与黏着层116)来完成,即形成如图1B的承载板110a的结构型态,此为一选择性的步骤,但并不以此为限。也就是说,可依据使用说明来选择所需的承载板110a、110b的结构形态,在此必不加以限制。此外,本实施例的图案化光刻胶层190配置于有机半导体单晶通道层140与栅极160之间,其中图案化光刻胶层190直接覆盖有机半导体单晶通道层140,可更进一步有效保护有机半导体单晶通道层140以避免水气及氧气的侵袭,进而提升元件可靠度。
以上仅介绍本发明的有机半导体元件100a、100b、100c的结构,并未介绍本发明的有机半导体元件100a、100b、100c的制作方法。对此,以下将配合图式3A-3I以及4A与4B来详细说明有机半导体元件100a、100b、100c结构的制作方法。
图3A-图3I为本发明的一实施例的一种有机半导体元件的制作方法的剖面示意图。依照本实施例的有机半导体元件100a的制作方法,首先,请参考图3A,提供承载板110b,其中承载板110b具有上表面112,且承载板110b是由硬质基材114、黏着层116以及软质基材118所组成。黏着层116位于硬质基材114与软质基材118之间,且软质基材118透过黏着层116与硬质基材114暂时结合在一起,而硬质基材114可提供足够的支撑力以支撑后续制作过程中堆栈于其上的元件。此处,软性基材118的材质例如是聚酯纤维(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环氧树脂或高分子材料,但并不以此为限。
接着,请再参考图3A,形成源极120及漏极130于承载板110b的上表面112上,其中源极120与漏极130彼此平行设置于软性基材118上,且承载板110b的一部分113暴露于源极120与漏极130之间。接着,并填充有机半导体溶液140a以包覆承载板110b、源极120以及漏极130。此处的有机半导体溶液140a例如是由有机溶剂(未绘示,例如丙二醇单甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate,PGMEA)或氢氧化四甲基铵(tetramethyl ammonium hydroxide,TMAH),但不以此为限)及有机溶质(未绘示,例如并五苯(pentacene)或苝苯亚酰胺(perylenediimide),但不以此为限)所组成。
接着,请参考图3B,配置一个有机半导体单晶晶核142于源极120与漏极130所暴露出的承载板110b的部分113上。此处的有机半导体单晶晶核142具有一特性的结晶方向,用以作为后续晶粒成长(grain growth)的典范,其中,该有机半导体单晶晶核142的材料例如是并五苯(pentacene)或苝苯亚酰胺(perylene diimide),但不以此为限。
当然,本发明并不限定填充有机半导体溶液140a与配置有机半导体单晶晶核142的顺序。虽然此处所提及的制作步骤具体化为先填充有机半导体溶液140a后,再配置有机半导体单晶晶核142于源极120与漏极130所暴露出的承载板110b的部分113上。于其它实施例中,请参考图4A,亦可先配置有机半导体单晶晶核142后,请参考图4B,再填充有机半导体溶液140a以包覆承载板110b、源极120以及漏极130。上述两种制作顺序皆属于本发明可采用的技术方案,不脱离本发明所欲保护的范围。
接着,请参考图3C,提供加热/冷却板10于承载板110b相对于上表面112的下表面111上,以对承载板110b进行温度处理程序,以使有机半导体溶液140a沿着有机半导体单晶晶核142的边缘形成多个与有机半导体单晶晶核142具有相同排列方向的次有机半导体单晶晶核142a。此处的进行温度处理程序包括连续地加热程序、连续地冷却程序或不连续地加热及冷却程序,可依据不同配方的有机半导体溶液140a的特性来选择不同的温度处理程序,以降低溶解限而开始进行晶粒成长。
接着,请参考图3D,有机半导体单晶晶核142与次有机半导体单晶晶核142a构成有机半导体单晶材料层140b,且有机半导体单晶材料层140b覆盖源极120、漏极130以及承载板110b。
由于本实施例是以一个有机半导体单晶晶核142为晶种(seed),而有机半导体溶液140a可沿着有机半导体单晶晶核142的边缘形成多个与有机半导体单晶晶核142具有相同排列方向的次有机半导体单晶晶核142a,进而构成有机半导体单晶材料层140b。因此,相较于一般传统的长晶程序而言,本实施例可有效减少晶粒成长(即次有机半导体单晶晶核142a)的形成时间,且可使得所形成的次有机半导体单晶晶核142a的结晶方向皆与有机半导体单晶晶核142(即晶种)的结晶方向相同。简言之,本实施例可通过一个有机半导体单晶晶核142在较短的时间内形成多个与此有机半导体单晶晶核142具有相同结晶方向的次有机半导体单晶晶核142a。
接着,请参考图3E,移除加热/冷却板10,并形成图案化光刻胶层190于有机半导体单晶材料层140b上。
接着,请参考图3F,以图案化光刻胶层190为蚀刻罩幕,移除暴露于图案化光刻胶层190之外的有机半导体单晶材料层140b,而定义出有机半导体单晶通道层140。此时,有机半导体单晶信道层140配置于承载板110b的上表面112上,且覆盖部分源极120、部分漏极130以及承载板110a被源极120与漏极130所暴露出的部分113上。特别是,本实施例的有机半导体单晶通道层140是由以相同结晶方向排列的有机半导体单晶晶核142及次有机半导体单晶晶核142a所构成,也就是说,有机半导体单晶通道层140中的有机半导体单晶晶核142及次有机半导体单晶晶核142a的结晶方向为一致(方向相同)。因此,相较于现有习知采用非晶硅(无特定的结晶方向)作为半导体信道层的半导体元件而言,本实施例的有机半导体元件100a可具有较佳的载子移动率(mobility)。
接着,请参考图3G,可选择性地,移除图案化光刻胶层190。意即,在形成有机半导体单晶通道层140之后,可依据有机半导体单晶通道层140的材料特性,选择性地决定是否移除图案化光刻胶层190。此处,如图3G所示,在此是以移除图案化光刻胶层190为例说明。
之后,请再参考图3G,形成有机绝缘层150于承载板110b上,其中有机绝缘层150直接覆盖承载板110b、源极120、漏极130以及有机半导体单晶通道层140a。当然,于其它实施例中,请参考图2,若图案化光刻胶层190未被移除,则有机绝缘层150是直接覆盖承载板110b、源极120与漏极130且间接覆盖有机半导体单晶通道层140a。
最后,请参考图3H,形成栅极160于有机绝缘层150上,其中栅极160与承载板110b(如图3G)被源极120与漏极130所暴露出的部分113相对应设置。接着,请再同时参考图3G与图3H,可选择性地移除承载板110b的硬质基材114与黏着层116而形成承载板110a,而完成有机半导体元件100a的制作。于此,有机半导体元件100a例如为有机薄膜晶体管。
再者,请参考图3I,在形成栅极160之后,亦形成有机保护层170于有机绝缘层150上,其中有机保护层170覆盖栅极160。接着,并形成贯穿有机保护层170与有机绝缘层150的开口172,而开口172暴露出部分漏极130。接着,并形成透明导电层180于有机保护层170上,其中透明导电层180通过开口172连接被开口172所暴露出的漏极130。至此,已完成有机半导体元件100b的制作。于此,有机半导体元件100b例如为像素结构。
当然,若于图3G的步骤中并未移除图案化光刻胶层190,并且于图3H的步骤中并未移除承载板110b的硬质基材114与黏着层116,则于图3I的步骤后,即形成有机保护层170与透明导电层180之后,即可完成图2的有机半导体元件100c的制作。
综上所述,由于本发明是采用具有相同结晶方向的有机半导体单晶通道层来作为半导体通道层,因此相较于现有习知采用非晶硅(无特定的结晶方向)来作为半导体通道层的半导体元件而言,本发明的有机半导体元件可具有较佳的载子移动率(mobility)。此外,本发明是以一个有机半导体单晶晶核为晶种(seed),而有机半导体溶液可沿着有机半导体单晶晶核的边缘形成多个与有机半导体单晶晶核具有相同排列方向的次有机半导体单晶晶核,进而定义出有机半导体单晶通道层。因此,本发明的有机半导体元件的制作方法可有效减少有机半导体单晶通道层的形成时间,且可使得所形成的有机半导体单晶晶核的结晶方向为一致。故,本发明的有机半导体元件可具有较高的载子移动率(mobility)。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (12)
1.一种有机半导体元件,其特征在于其包括:
承载板,具有上表面;
源极,配置于该承载板的该上表面上;
漏极,配置于该承载板的该上表面上,其中该源极与该漏极彼此平行设置,且该承载板的一部分暴露于该源极与该漏极之间;
有机半导体单晶通道层,配置于该承载板的该上表面上,且覆盖部分该源极、部分该漏极以及该承载板被该源极与该漏极所暴露出的该部分上;
有机绝缘层,覆盖该承载板、该源极、该漏极以及该有机半导体单晶通道层;以及
栅极,配置于该有机绝缘层上,且与该承载板被该源极与该漏极所暴露出的该部分相对应设置。
2.根据权利要求1所述的有机半导体元件,其特征在于其还包括:
有机保护层,配置于该有机绝缘层上,并覆盖该栅极;
贯穿该有机保护层与该有机绝缘层的开口,且该开口暴露出部分该漏极;以及
透明导电层,配置于该有机保护层上,且通过该开口连接被该开口所暴露出的该漏极。
3.根据权利要求1所述的有机半导体元件,其特征在于其还包括:
图案化光刻胶层,配置于该有机半导体单晶通道层与该栅极之间,其中该图案化光刻胶层直接覆盖该有机半导体单晶通道层。
4.根据权利要求1所述的有机半导体元件,其特征在于该有机半导体单晶通道层是由多个以相同结晶方向排列的有机半导体单晶晶核所构成。
5.一种有机半导体元件的制作方法,其特征在于其包括:
提供承载板,该承载板具有上表面;
形成源极及漏极于该承载板的该上表面上,其中该源极与该漏极彼此平行设置,且该承载板的一部分暴露于该源极与该漏极之间;
配置一个有机半导体单晶晶核于该源极与该漏极所暴露出的该承载板的该部分上;
填充有机半导体溶液以包覆该承载板、该源极以及该漏极;
对该承载板进行温度处理程序,以使该有机半导体溶液沿着该有机半导体单晶晶核的边缘形成多个与该有机半导体单晶晶核具有相同排列方向的次有机半导体单晶晶核,其中该有机半导体单晶晶核与上述次有机半导体单晶晶核构成有机半导体单晶材料层,且该有机半导体单晶材料层覆盖该源极、该漏极以及该承载板;
形成图案化光刻胶层于该有机半导体单晶材料层上;
以该图案化光刻胶层为蚀刻罩幕,移除暴露于该图案化光刻胶层之外的该有机半导体单晶材料层,而定义出有机半导体单晶通道层;
形成有机绝缘层于该承载板上,其中该有机绝缘层覆盖该承载板、该源极、该漏极以及该有机半导体单晶通道层;以及
形成栅极于该有机绝缘层上,其中该栅极与该承载板被该源极与该漏极所暴露出的该部分相对应设置。
6.根据权利要求5所述的有机半导体元件的制作方法,其特征在于在填充该有机半导体溶液之前,配置该有机半导体单晶晶核于该源极与该漏极所暴露出的该承载板的该部分上。
7.根据权利要求5所述的有机半导体元件的制作方法,其特征在于在配置该有机半导体单晶晶核之前,填充该有机半导体溶液以包覆该承载板、该源极以及该漏极。
8.根据权利要求5所述的有机半导体元件的制作方法,其特征在于其还包括:
形成该有机绝缘层之前,移除该图案化光刻胶层。
9.根据权利要求5所述的有机半导体元件的制作方法,其特征在于其还包括:
形成该栅极之后,形成有机保护层于该有机绝缘层上,其中该有机保护层覆盖该栅极;
形成贯穿该有机保护层与该有机绝缘层的开口,而该开口暴露出部分该漏极;以及
形成透明导电层于该有机保护层上,其中该透明导电层透过该开口连接被该开口所暴露出的该漏极。
10.根据权利要求5所述的有机半导体元件的制作方法,其特征在于进行该温度处理程序包括连续地加热程序、连续地冷却程序或不连续地加热及冷却程序。
11.根据权利要求5所述的有机半导体元件的制作方法,其特征在于该承载板的材质包括聚酯纤维、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂或高分子材料。
12.根据权利要求5所述的有机半导体元件的制作方法,其特征在于该承载板是由硬质基材、黏着层以及软质基材所组成,其中该黏着层位于该硬质基材与该软质基材之间,且该源极与该漏极位于该软质基材上。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112531111A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-19 | 浙江大学 | 一种有机单晶半导体结构及其制备方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107644937B (zh) | 2016-07-22 | 2021-06-15 | 元太科技工业股份有限公司 | 电子组件封装体 |
TWI607595B (zh) * | 2016-07-22 | 2017-12-01 | 元太科技工業股份有限公司 | 電子元件封裝體 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1855570A (zh) * | 2005-03-24 | 2006-11-01 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置以及其制造方法 |
US20070117298A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-24 | Masaaki Fujimori | Field effect transistor and method of manufacturing the same |
TW201131269A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-16 | Prime View Int Co Ltd | A pixel structure and fabrication method thereof |
TW201142955A (en) * | 2010-03-30 | 2011-12-01 | Toppan Printing Co Ltd | Method for manufacturing thin film transistor, thin film transistor and image display device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8053171B2 (en) * | 2004-01-16 | 2011-11-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Substrate having film pattern and manufacturing method of the same, manufacturing method of semiconductor device, liquid crystal television, and EL television |
JP5216204B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2013-06-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置及びその作製方法 |
WO2008069060A1 (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-12 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜発光トランジスタ |
GB2450381B (en) | 2007-06-22 | 2009-11-11 | Cambridge Display Tech Ltd | Organic thin film transistors |
KR20100057074A (ko) * | 2007-09-26 | 2010-05-28 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 유기 박막 트랜지스터 |
US8686404B2 (en) * | 2008-12-08 | 2014-04-01 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Organic semiconductors capable of ambipolar transport |
GB2469507B (en) | 2009-04-16 | 2011-05-04 | Cambridge Display Tech Ltd | Organic thin film transistors |
TWI471946B (zh) * | 2010-11-17 | 2015-02-01 | Innolux Corp | 薄膜電晶體 |
US8692238B2 (en) * | 2012-04-25 | 2014-04-08 | Eastman Kodak Company | Semiconductor devices and methods of preparation |
-
2012
- 2012-08-07 TW TW101128479A patent/TWI493765B/zh active
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2013
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- 2013-04-22 US US13/868,062 patent/US8975620B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1855570A (zh) * | 2005-03-24 | 2006-11-01 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置以及其制造方法 |
US20070117298A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-24 | Masaaki Fujimori | Field effect transistor and method of manufacturing the same |
TW201131269A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-16 | Prime View Int Co Ltd | A pixel structure and fabrication method thereof |
TW201142955A (en) * | 2010-03-30 | 2011-12-01 | Toppan Printing Co Ltd | Method for manufacturing thin film transistor, thin film transistor and image display device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112531111A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-19 | 浙江大学 | 一种有机单晶半导体结构及其制备方法 |
CN112531111B (zh) * | 2019-08-29 | 2021-11-09 | 浙江大学 | 一种有机单晶半导体结构及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US8975620B2 (en) | 2015-03-10 |
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