CN1823432A - 半导体部件和制备它们的方法 - Google Patents
半导体部件和制备它们的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1823432A CN1823432A CNA2004800198407A CN200480019840A CN1823432A CN 1823432 A CN1823432 A CN 1823432A CN A2004800198407 A CNA2004800198407 A CN A2004800198407A CN 200480019840 A CN200480019840 A CN 200480019840A CN 1823432 A CN1823432 A CN 1823432A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- group
- semiconductor device
- compound
- layer
- base material
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 45
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 65
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 14
- 239000003574 free electron Substances 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 2
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000005245 nitryl group Chemical group [N+](=O)([O-])* 0.000 claims description 2
- 150000002905 orthoesters Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical group [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 9
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N trichloro(octadecyl)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](Cl)(Cl)Cl PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- -1 alkoxy silane Chemical compound 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002520 cambial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- FVIZARNDLVOMSU-UHFFFAOYSA-N ginsenoside K Natural products C1CC(C2(CCC3C(C)(C)C(O)CCC3(C)C2CC2O)C)(C)C2C1C(C)(CCC=C(C)C)OC1OC(CO)C(O)C(O)C1O FVIZARNDLVOMSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
- C23C18/1851—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
- C23C18/1851—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material
- C23C18/1855—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material by mechanical pretreatment, e.g. grinding, sanding
- C23C18/1858—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material by mechanical pretreatment, e.g. grinding, sanding by formation of electrostatic charges, e.g. tribofriction
-
- 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
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/191—Deposition of organic active material characterised by provisions for the orientation or alignment of the layer to be deposited
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/701—Langmuir Blodgett films
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
本发明涉及半导体部件，其包含用于控制与有机半导体的静电相互作用的层(10)，尤其是有机场效应晶体管。所述半导体部件的特征在于，a)所述化合物具有至少一个用于与所述基材形成键的锚定基团(1)，和b)所述化合物进一步具有至少一个基团(2)，其具有至少一个自由电子对和/或偶极矩。本发明也涉及用于形成包含这种化合物的层的方法，特别允许制备OFETs，使得附加的对逻辑功能的校正(水平移动)变得无用。
Description
本发明涉及权利要求1前序部分描述的半导体部件以及权利要求12前序部分描述的在基材上形成层的方法。
基于有机半导体层的有机场效应晶体管(OFETs)对于大量电子应用是有利的，其要求低的制造成本、柔韧的或不易破碎的基材、或在大的活性区域上进行晶体管和集成电路的制造。例如，有机场效应晶体管适合用作有效矩阵屏幕中的象素控制元件，或用于极其廉价的集成电路的制造，如用于货物和商品的活性标记和识别，也可以用于未来的有机记忆元件的控制电路。
当今，基于有机半导体层的晶体管和集成电路(ICs)以最大可能的程度应用p-MOS技术进行操作，因为实质上只有有机p-型半导体具有足够的稳定性来制备耐久元件。
大多数以前已知的有机半导体(例如，并五苯、并四苯、低聚噻吩和聚噻吩)，从它们电荷载体迁移性角度出发，也被考虑应用，通常在晶体管中具有稍微正的阈值电压，也就是说在门电极上存在0伏的电势时，所述晶体管仍然没有完全关闭。其结果是简单的转换器(两个晶体管)不能显示正确的逻辑功能，并且基于其的环振荡器不能振荡。
在电路学方面，迄今，这个问题已经得到解决，其是以这样的方式解决的：形成具有集成的“水平移动”的转换器和由其制造的电路。这种逻辑功能的附加“校正”的结果是用于功能转换器的晶体管数量被加倍，从二到四(H.Klauk，D.J.Gundlach，T.N.Jackson IEEEElectron Device Letters，1999，20，289-291)。
此外，水平移动器进一步需要供给电压。
此外，存在通过合适门电介质(无机或有机)的选择来设置阈值电压的方法(见H.Klauk，M.Halik，U.Zschieschang，G.Schmid，W.Radlik，W.Weber，Journal of Applied Physics，2002，92，5259-5263)。然而，已经发现，在这种情况下，达到了在负值范围的值(约-8V)，但是，这些值的波动相当大(+/-10V)，因此，在目前，用于ICs的可靠电路设计是不可能的。此外，尽管已有描述，在并五苯晶体管中SiO2作为门电介质的情况下，同没有SiO2作为门电介质相比，十八烷基三氯硅烷(OTS)单层引起阈值电压几伏特的偏移，但是这并不能以这样的方式进行，即能够进行阈值电压的系统和初步定义的设置。
第三种可能性包括电路的动态运行。在这种情况下，通过运用外部脉冲电压激活电路系统(W.Fix，A.Ullmann，J.Ficker，W.Clemens，Applied Physics Letters，2002，81，1735-1737)。从原理上讲用于简单的示范电路是可能的，但用于更复杂的逻辑电路将非常复杂。
本发明的目的是通过以下方式改进OFETs，即使逻辑功能的附加校正(水平移动)变得不必要。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1特征的半导体部件达到。
本发明的半导体部件含有包含这样一种化合物的层，该化合物包含至少一个锚定基团，其用于形成与基材结合的键，和至少一个具有至少一个自由电子对和/或偶极矩的基团。为了形成固定的层，所述锚定基团是必须的。
本发明的效果基于以下事实：首先，引入的化合物关闭电荷载体汇(陷阱)，并且同时形成分子的分子性能(偶极矩)的宏观效果，这是分子的高度有序导致的，所述效果对例如叠加的有机半导体层的电化学和电性能以及形态有有利的影响。
其作用是，用于逻辑电路的晶体管数量将减半，并且因此还需要较少互联和通道，进而电路所需的面积将变得更小。此外，产出将增加。同样避免了用于水平移动器的第二供给电压。这种改进以化学手段，按以下方式进行：将在施加电压时对有机半导体电性能具有影响的化合物，在有机半导体沉积前，引入/施加到晶体管通道中(源极和漏极之间的电介质上的通道)。
在一个有益的改进中，至少一个锚定基团可以被共价地键接于电介质层。如下情况是尤其有利的，如果至少一个锚定基团是硅-卤基团、硅-烷氧基基团、氨基基团、酰胺基团或反应性羧酸衍生物，尤其是氯或原酸酯。
在另一个有益的改进中，用于形成偶极矩的基团含有极性基团，尤其是氨基基团、氰基基团、硝基基团或二茂铁基基团。另外，如果含有自由电子对的基团含有氧、氮、硫和/或磷，这是有利的。
如果所述化合物有能力在基材上形成单分子层，尤其是电介质层，则可以按简单的方式由层构建半导体部件。
同所述化合物的其它类别相比，如果所述化合物基本上以线性方式形成或具有长轴，则尤其有利于单层的形成。此外，如果所述锚定基团与具有偶极矩的基团或含有自由电子对的基团被排列在所述线性化合物相对的两端，则对单层来说是尤其有利的。如果所述化合物的一部分与基材的表面尤其是介电层具有增加的亲和性，并且具有高的堆积密度、相对于基材来说是惰性的基团被排列在所述化合物相对端，则是尤其有利的。
如果所述化合物具有下述结构之一，则阈值电压可按特定目标方式被抑制：
此外，如果所述化合物是聚乙烯吡咯烷酮、pyridilinone或含有这些单元的统计或嵌段共聚物，则是有利的。
本发明的目的也是通过具有权利要求12特征的用于制备半导体部件的方法完成的。
在这种情况下，将基材，特别是含有电介质层的部件基材在溶液中浸渍或从蒸气相中沉积，所述溶液或蒸气相包含至少一种权利要求1到11所述的化合物。
在这种情况下，希望所述化合物这样被施加，其要尽可能地薄，优选是单层，并且不贵。为了避免扩散过程，希望在通道内尽可能以化学方式固定(共价地键接于电介质)。对于不同的应用，为了得到最佳/可设置的阈值电压值，借助于这种化合物，应该能够调节阈值电压值。
对于从溶液中沉积的情况，如果溶液中化合物的浓度为0.1％-1％，则是有利的。
如果在施加含有权利要求1-11中至少一个权利要求中的化合物的层后，施加源极-漏极层和有机半导体层，则可按有利的方式形成半导体部件，尤其是OFET。
下面参考附图，用大量的示例性实施方案更详细地解释本发明。
图1显示了通过有机场效应晶体管的简略的剖视图；
图2显示了具有含有本发明化合物的层的层结构的简略示意图；
图3a-c显示了本发明化合物的实施方案的结构式；
图4a显示了阈值电压与被选择化合物关系的测试结果；
图4b显示了被测阈值电压用偶极矩校正的结果；
表1显示了在具有不同基材的OFETs中的阈值电压。
在讨论本发明半导体部件示例性实施方案之前，将参考图1和2解释作为半导体部件的有机场效应晶体管的结构。
在这种情况下，图1显示了通过有机场效应晶体管(OFET)的简略的剖视图。
有机场效应晶体管是电子器件，其包括多个层(薄膜)，这些层都被图案化，以便通过单个层的连接而产生集成电路。在这种情况下，图1显示了具有底部-接触构造的这种晶体管的基本结构。
门电极21排列在底部基材20上，所述门电极被门电介质层22覆盖。这种类型的电介质的层厚度小于5nm(自底向上)。
用于设置阈值电压的层10排列在门电介质层22上的区域中；因此，所述门电介质层22形成了用于设置阈值电压的层10的基材。用于设置阈值电压的层10向上连接到活性半导体层24(这里指并五苯)。侧面排列源极层23a和漏极层23b，它们都同样连接到叠加的活性半导体层24。钝化层25排列在活性层24上。
以图2中放大的方式说明图1中OFET中电荷载体通道区域。用菱形11代表设置阈值电压的层10与叠加的活性层25之间的静电相互作用。
图3a-3c说明了本发明化合物的三种实施方案。所有的三种化合物KBM、APTS和APPTS都含有作为硅烷基团形成的锚定基团1。借助这种锚定基团1，所述化合物可以与基材如图2中所述电介质层22形成键。考虑到三种化合物基本线性的特征，当化合物的纵轴相互平行且垂直于电介质层22时，则可形成单层。此外，所有的化合物在相反于锚定基团1的化合物的一端含有极性基团2。
在图2中由这些化合物之一构成的单层10以如下的方式起作用：其与叠加的半导体层24(如并五苯)发生电相互作用，且在该过程中改变半导体性能，以便可以按目标方式影响阈值电压，尤其是使其降低。
同时将结合图4a和4以及表1解释该过程。
包含本发明化合物(如图3)的层10的优势在于其可以廉价地用于晶体管结构(在有机半导体层沉积前)。
用于该目的的方法可以是简单的浸渍方法，其中将基材浸渍在稀溶液中(溶剂中含有大约0.1-1％的物质)。在这种情况下，所述分子通过它们的锚定基团1连接到所述电介质层22。作为例子，氯或烷氧基硅烷选择性地连接到用OH基团官能化的表面以便形成Si-O键。然后，用纯溶剂漂洗过量的原料。
作为可选择的方案，蒸汽相沉积也是可能的。在这种情况下，将显示在图3a-3c中的每种化合物从蒸汽相中作为单层施加到高度搀杂的、被热氧化的(100nm SiO2)的硅片上。随后蒸汽沉积得到30nm厚的并五苯(有机半导体)层24。为了完成所述晶体管结构，源极和漏极触点(23a，23b)被蒸汽沉积得到的30nm厚金层限定(图案化通过使用阴罩来进行)。此后，对所述晶体管进行电学表征。
为了比较的目的，作为参照，以同样的方式制备并测试了没有这种单层的OFET。为了比较的目的，同样实施了含有OTS的涂层。
测试得到的阈值电压结果示于表1和图4a。测得的用相应化合物偶极矩校正的阈值电压值示于图4b。在这种情况下，其清楚地表明依据化合物可以按目标方式设置阈值电压。在这种情况下，依据分子的性能(如偶极矩)和层的性能(如自由表面能)来校正阈值电压。与所述参照(没有独立的层)相比，而且也与含有OTS的对比例相比较，很显然，所述阈值电压显著降低。
本发明的主要优势在于，在此被描述的电介质表面和因此电荷载体通道化学改性的简单方法，使以前在OFETs中通过水平移动来解决正阈值电压问题所需要的技术方案变得完全不必要，并因此节约了大约50％的每个电路上所需的晶体管。
本发明的实施方案不局限于上述优选的示例性实施方案。相反，即使在本质上不同构型的实施方案情况下，可以考虑大量利用本发明的半导体部件和本发明方法的不同实施方案。
表1
| SMA材料 | Vth[V] |
| 没有SMA(参照) | 2 |
| OTS | -1 |
| APPTS | -17 |
| APTS | -35 |
| KBM | -43 |
参考符号说明
1 锚定基团
2 极性基团
10 用于通过静电相互作用而进行阈值电压目标设置的层
20 用于OFET的底部基材
21 门电极
22 门电介质层
23a 源极层
23b 漏极层
24 活性半导体层
25 钝化层
Claims (14)
1.一种半导体部件，其在用于控制与有机半导体的静电相互作用的层中，尤其在有机场效应晶体管中包含化合物，
其特征在于：
a)所述化合物含有至少一个用于与所述基材形成键的锚定基团(1)，和
b)至少一个基团(2)，其含有至少一个自由电子对和/或偶极矩。
2.权利要求1的半导体部件，其特征在于，至少一个锚定基团(1)可以被共价地键接到电介质层。
3.权利要求1或2的半导体部件，其特征在于，至少一个锚定基团(1)是硅-卤基团、硅-烷氧基基团、氨基基团、酰胺基团或反应性羧酸衍生物，尤其是氯或原酸酯。
4.至少一个前述权利要求的半导体部件，其特征在于，用于产生偶极矩的基团包括极性基团，尤其是氨基基团、氰基基团、硝基基团或二茂铁基团。
5.至少一个前述权利要求的半导体部件，其特征在于，含有至少一个自由电子对的基团含有氧、氮、硫和/或磷。
6.至少一个前述权利要求的半导体部件，其特征在于，所述化合物能够在基材(22)上，尤其是电介质层上，形成单分子层。
7.至少一个前述权利要求的半导体部件，其特征在于，所述化合物基本以线性方式形成或相对于所述化合物的其它组具有长轴。
8.权利要求7的半导体部件，其特征在于，所述锚定基团(1)和具有偶极矩的基团(2)或含有自由电子对的基团被排列在线性化合物的相对末端。
9.权利要求7或8的半导体部件，其特征在于，化合物的一部分与基材(22)的表面，尤其是电介质层具有增加的亲和性，并且在该化合物的相对端排列有高堆积密度基团，该基团相对于基材(22)来说是惰性的。
10.至少一个前述权利要求的半导体部件，其特征在于，所述化合物具有下述结构之一：
11.至少一个前述权利要求的半导体部件，其特征在于，所述化合物是聚乙烯吡咯烷酮、pyridilinone或含有这些单元的统计或嵌段共聚物。
12.一种用于在权利要求1-11的至少一个的半导体部件中形成层结构的方法，
其特征在于，
将一种基材，尤其是含有电介质层(22)的部件基材(20)，浸渍在溶液中或从蒸汽相中沉积，其中包含至少一种权利要求1-11中的化合物。
13.权利要求12的方法，其特征在于，在所述溶液中所述化合物的浓度为0.1-1％。
14.权利要求12或13的方法，其特征在于，在施加含有权利要求1-11的至少一个的化合物的层(10)后，施加源极-漏极层(23a，23b)和有机半导体层(24)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10332567A DE10332567A1 (de) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | Verbindung für die Bildung einer Schicht auf einem Substrat, Verfahren zur Herstellung einer Schicht auf einem Substrat und Halbleiterbauelement |
| DE10332567.0 | 2003-07-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1823432A true CN1823432A (zh) | 2006-08-23 |
Family
ID=34071738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2004800198407A Pending CN1823432A (zh) | 2003-07-11 | 2004-07-12 | 半导体部件和制备它们的方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20060113531A1 (zh) |
| EP (1) | EP1644995B1 (zh) |
| JP (1) | JP2007507087A (zh) |
| CN (1) | CN1823432A (zh) |
| DE (2) | DE10332567A1 (zh) |
| WO (1) | WO2005008803A2 (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4972870B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2012-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体素子の製造方法および半導体装置 |
| DE102005059608B4 (de) * | 2005-12-12 | 2009-04-02 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Organisches elektronisches Bauelement mit verbesserter Spannungsstabilität und Verfahren zur Herstellung dazu |
| KR100943146B1 (ko) * | 2007-02-13 | 2010-02-18 | 주식회사 엘지화학 | 티아졸로티아졸 유도체를 이용한 유기 트랜지스터 및 이의제조방법 |
| EP2245669A4 (en) * | 2008-01-31 | 2015-05-06 | Univ Northwestern | INORGANIC THIN FILM TRANSISTORS WITH HIGH MOBILITY AND TREATED BY A SOLUTION |
| US11735593B2 (en) | 2021-11-04 | 2023-08-22 | International Business Machines Corporation | Gate stack dipole compensation for threshold voltage definition in transistors |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3705075A (en) * | 1970-12-16 | 1972-12-05 | Owens Corning Fiberglass Corp | Glass fiber reinforced elastomers |
| JPH01240598A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-26 | Nec Corp | 磁気記憶体およびその製造方法 |
| GB9418289D0 (en) * | 1994-09-10 | 1994-10-26 | Univ Liverpool | Solutions or dispersions and a method of synthesising materials having controlled electronic and optical properties therefrom |
| DE19815220C2 (de) * | 1998-03-27 | 2003-12-18 | Univ Dresden Tech | Verfahren zur haftfesten und dichten chemischen oder galvanischen Metallisierung von Substraten sowie Haftvermittler zur Durchführung des Verfahrens |
| JP2001244383A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体装置 |
| DE10025522B4 (de) * | 2000-05-18 | 2004-05-13 | Technische Universität Dresden | Verfahren zur strukturierten Abscheidung leitfähiger Polymerer |
| KR100462712B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2004-12-20 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 유기전자장치와 그 제조방법과 그 동작방법 및 그것을 사용한 표시장치 |
| JP4839505B2 (ja) * | 2000-10-16 | 2011-12-21 | 日立化成工業株式会社 | 接着フィルム、その製造法及び接着フィルム付き半導体装置 |
| US6710450B2 (en) * | 2001-02-28 | 2004-03-23 | International Business Machines Corporation | Interconnect structure with precise conductor resistance and method to form same |
-
2003
- 2003-07-11 DE DE10332567A patent/DE10332567A1/de not_active Ceased
-
2004
- 2004-07-12 CN CNA2004800198407A patent/CN1823432A/zh active Pending
- 2004-07-12 EP EP04762375A patent/EP1644995B1/de not_active Expired - Fee Related
- 2004-07-12 WO PCT/DE2004/001515 patent/WO2005008803A2/de active IP Right Grant
- 2004-07-12 DE DE502004006851T patent/DE502004006851D1/de active Active
- 2004-07-12 JP JP2006517962A patent/JP2007507087A/ja not_active Abandoned
-
2006
- 2006-01-11 US US11/329,695 patent/US20060113531A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20060113531A1 (en) | 2006-06-01 |
| WO2005008803A2 (de) | 2005-01-27 |
| JP2007507087A (ja) | 2007-03-22 |
| WO2005008803A3 (de) | 2005-03-10 |
| EP1644995B1 (de) | 2008-04-16 |
| DE10332567A1 (de) | 2005-02-17 |
| DE502004006851D1 (de) | 2008-05-29 |
| EP1644995A2 (de) | 2006-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ouyang et al. | Organic memory device fabricated through solution processing | |
| US8217386B2 (en) | Short channel vertical FETs | |
| CN1767158A (zh) | 制备薄膜晶体管的方法 | |
| US20110084252A1 (en) | Electronic device | |
| DE112009001944T5 (de) | Oberflächenbehandelte Substrate für organische Dünnschichttransistoren mit oben liegendem Gate | |
| CN103907215A (zh) | 有机薄膜晶体管及其制备方法 | |
| WO2008100085A1 (en) | Organic transistor using thiazolothiazole derivatives and method for fabricating the same | |
| KR20080104572A (ko) | 관능화된 금속 나노 입자, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기버퍼층을 포함하는 전자소자 | |
| CN101636855A (zh) | 偶联电荷转移纳米管掺杂剂 | |
| Shi et al. | Floating-gate nanofibrous electret arrays for high performance nonvolatile organic transistor memory devices | |
| CN1742393A (zh) | 电子器件及其制造方法 | |
| Wang et al. | High performance nonvolatile organic field‐effect transistor memory devices based on pyrene diimide derivative | |
| CN1898747A (zh) | 利用有机双极半导体的非易失性铁电薄膜设备和所述设备的制备方法 | |
| CN1612372A (zh) | 基于可聚合的自组装单分子层的有机场效晶体管及其制备方法 | |
| Watanabe et al. | Microcrystallization of a Solution-Processable Organic Semiconductor in Capillaries for High-Performance Ambipolar Field-Effect Transistors | |
| US20030075715A1 (en) | Thin film transistor | |
| CN1823432A (zh) | 半导体部件和制备它们的方法 | |
| US7468329B2 (en) | Dedoping of organic semiconductors | |
| CN102067350B (zh) | 功能性分子元件、其制造方法以及功能性分子装置 | |
| CN1990488A (zh) | N型有机半导体材料 | |
| Hu et al. | Carrier injection from gold electrodes into thioacetyl-end-functionalized poly (para-phenyleneethynylene) s | |
| WO2005001952A1 (de) | Verbindung zur bildung einer selbstorganisierenden monolage, eine schichtstruktur, ein halbleiterbauelement und ein verfahren zur herstellung einer schichtstruktur | |
| WO2003107450A1 (de) | Substrat für einen organischen feld-effekt transistor, verwendung des substrates, verfahren zur erhöhung der ladungsträgermobilität und organischer feld-effekt transistor (ofet) | |
| Zhang et al. | Precise control of interfacial charge transport for building functional optoelectronic devices | |
| US10886471B2 (en) | Polymeric electrode modifiers |
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 |