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DE102004008784B3 - Verfahren zur Durchkontaktierung von Feldeffekttransistoren mit einer selbstorganisierten Monolage einer organischen Verbindung als Gatedielektrikum - Google Patents

Verfahren zur Durchkontaktierung von Feldeffekttransistoren mit einer selbstorganisierten Monolage einer organischen Verbindung als Gatedielektrikum

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DE102004008784B3
DE102004008784B3 DE200410008784 DE102004008784A DE102004008784B3 DE 102004008784 B3 DE102004008784 B3 DE 102004008784B3 DE 200410008784 DE200410008784 DE 200410008784 DE 102004008784 A DE102004008784 A DE 102004008784A DE 102004008784 B3 DE102004008784 B3 DE 102004008784B3
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    • H01L21/31687Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass formed by oxidation of metallic layers, e.g. Al deposited on the body, e.g. formation of multi-layer insulating structures by anodic oxidation

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Durchkontaktierung von Feldeffekttransistoren vor, wobei der Feldeffekttransistor als Gatedielektrikum eine selbstorganisierte Monolage einer organischen Verbindung aufweist. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Feldeffekttransistor durch folgende Schritte durchkontaktiert:
- Strukturieren eines Gateelektrodenmaterials, eines Kontaktlochs zur Durchkontaktierung der Gateelektrode und eines Kontaktlochmaterials in der Weise, dass das Kontaktlochmaterial und das Gateelektrodenmaterial wenigstens teilweise frei liegen, wobei das Kontaktlochmaterial mit dem Gateelektrodenmaterial nicht identisch ist,
- in Kontakt bringen einer organischen Verbindung mit dielektrischen Eigenschaften mit dem Kontaktlochmaterial und dem Gateelektrodenmaterial, so dass sich eine selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung selektiv über dem Gateelektrodenmaterial bildet,
- Abscheiden und Strukturieren der Source- und Drain-Kontakte, ohne die selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung zu entfernen, und
- Abscheiden eines Halbleitermaterials.

Description

  • [0001]
    Feldeffekttransistoren auf der Basis organischer Halbleiter sind für eine Vielzahl elektronischer Anwendungen von Interesse, die extrem niedrige Fertigungskosten, flexible oder unzerbrechliche Substrate oder die Herstellung von Transistoren und integrierten Schaltungen über große Flächen erfordern. Zum Beispiel eignen sich organische Feldtransistoren als Pixelsteuerelemente in Aktiv-Matrix-Bildschirmen. Solche Bildschirme werden gewöhnlich mit Feldeffekttransistor auf der Basis amorpher oder polykristalliner Siliziumschichten hergestellt. Die für die Herstellung hochwertiger Transistoren auf der Basis amorpher oder polykristalliner Siliziumschichten notwendigen Temperaturen von gewöhnlich mehr als 250°C erfordern die Verwendung starrer unzerbrechlicher Glas- oder Quarzsubstrate. Dank der relativ niedrigen Temperaturen, bei denen Transistoren auf der Basis organischer Halbleiter hergestellt werden, die gewöhnlich von weniger als 200°C betragen, erlauben organische Transistoren die Herstellung von Aktiv-Matrix-Bildschirmen unter Verwendung beliebiger, flexibler, transparenter, unzerbrechlicher Polymerfolien mit erheblichen Vorteilen gegenüber Glas oder Quarzsubstraten.
  • [0002]
    Ein weiteres Anwendungsgebiet für organische Feldeffekttransistoren liegt in der Herstellung von sehr preiswerten integrierten Schaltungen, wie sie zum Beispiel für die aktive Kennzeichnungen und Identifizierung von Waren und Gütern zum Einsatz kommen. Diese so genannten Transponder werden gewöhnlich unter Verwendung von integrierten Schaltkreisen auf der Basis von einkristallinem Silizium hergestellt, was zu erheblichen Kosten bei dem Aufbau und der Verbindungstechnik führt. Die Herstellung von Transpondern auf der Grundlage organischer Transistoren würde zu enormen Kostensenkungen führen und könnte der Transpondertechnologie zum weltweiten Durchbruch verhelfen.
  • [0003]
    Bei der Herstellung von Dünnfilmtransistoren sind gewöhnlich viele Schritte erforderlich, in denen die verschiedenen Schichten des Transistors abgeschieden werden. In einem ersten Schritt wird die Gateelektrode auf einem Substrat abgeschieden, anschließend wird auf der Gateelektrode das Gatedielektrikum abgeschieden und in einem weiteren Schritt werden die Source- und Drain-Kontakte abgeschieden und anschließend strukturiert. Im letzten Schritt wird der Halbleiter zwischen der Source und der Drainelektrode auf dem Gatedielektrikum abgeschieden.
  • [0004]
    In der letzten Zeit werden hohe Anstrengungen unternommen, um einerseits den Herstellungsprozess von Feldeffekttransistoren zu vereinfachen und andererseits die Feldeffekttransistoren mit immer geringeren Ausmaßen herzustellen. Die Herstellung organischer Feldeffekttransistoren erfordert unter anderem eine gezielte Strukturierung der Gatedielektrikumsschicht, da der für den Betrieb der Transistoren notwendige, gezielte Zugang zu den Elektroden oder Kontakten in der Metallisierungsebene oder den Metallisierungsebenen unterhalb der isolierenden Schicht nur mittels Durchkontaktierung (auch als Kontaktloch oder "via" bezeichnet) in der isolierenden Schicht hergestellt werden kann. Ein Zugang zu den unterhalb der isolierenden Schicht befindlichen Metallisierungsebenen ist insbesondere notwendig, wenn der Eingang eines Transistors mit dem Ausgang eines anderen Transistors verknüpft werden soll, wie dies in fast jeder integrierten Schaltung vielfach zwingend notwendig ist.
  • [0005]
    In den letzten Jahren wurden mehrere mikroelektronische Elemente beschrieben, die eine Größe von wenigen Nanometern aufweisen und keine lithografischen Verfahren bzw. weniger lithografische Schritte bei deren Herstellung benötigen. Diese Elemente werden also Nanoelemente und die Technologie zu deren Herstellung als Nanotechnologie bezeichnet. Die vorgeschlagenen Elemente weisen in der Regel eine selbstorganisierte molekulare Schicht (self assembled mono layer) auf.
  • [0006]
    Bei der Verwendung herkömmlicher Gatedielektrika, wie zum Beispiel Siliziumoxid und Aluminiumoxid erfolgt das Öffnen der Kontaktlöcher in der Regel erst nach der Abscheidung der zunächst geschlossenen Dielektrikumsschicht. Zum Zwecke der Strukturierung des Gatedielektrikums wird zunächst ein Fotolack aufgebracht, dieser wird belichtet und entwickelt, und im Anschluss wird das Gatedielektrikum in Bereiche der vorgesehenen Kontaktlöcher durch einen Ätzprozess entfernt, wobei der Fotolack die nicht zu ätzenden Gebiete schützt. In dem letzten Schritt wird die Fotolackmaske wieder entfernt.
  • [0007]
    Für die Strukturierung molekularer selbstorganisierter Monolagen ist die beschriebene Methode in der Regel aus mehreren Gründen ungeeignet. Zum einen erfolgt das Entwickeln von Fotolacken in der Regel in einer basischen Lösung, deren Verwendung in vielen Fällen zu einer Zerstörung der Monolage führen würde. Zum anderen gestaltet sich schon die Belackung von Monolagen aufgrund der starken Hydrophobie vieler selbstorganisierter Monolagen schwierig.
  • [0008]
    Die Patentschrift DE 198 15 220 C2 bezieht sich auf ein Verfahren zur haftfesten und dichten, chemischen oder galvanischen Metallisierung von Substraten, wie Al, Ti, Mg, deren Legierungen und Oxide, Si, Siliciumoxide, Gläser oder Keramiken. Hierzu wird eine Haftvermittlerschicht auf der Basis von Phosphorsäure oder Phosphorsäuregruppen bereitgestellt. Nach dem Verfahren wird auf eine Substratoberfläche eine kovalent gebundene, organische Molekülschicht durch einen Tauchprozeß aufgebracht und diese gebundenen Moleküle durch Polymerisation mit weiteren heterocyclischen Monomeren zu einer leitfähigen Polymerschicht entwickelt.
  • [0009]
    Gemäß C.R. Kagan et al.: „Patterning organic-inorganic thinfilm transistors using microcontact printed templates", in Appl. Phys. Lett., 19. November 2001, Band 79, Nr. 21, S. 3536–3538 wurde unter Verwendung von Mikrokontakt-Drucken mit Mustern versehene molekulare Matrizen auf TFT Gateisolatoren, wie SiO2 oder Metalloxiden, aufgebracht. Die gedruckten Matrizen führten zu chemisch unterschiedlichen hydrophilen und hydrophoben Bereichen der Oxidoberflächen, wobei sich die Lösung des Dünnfilmmaterials oder dessen Vorläufers nur in Bereichen mit ähnlicher Benetzbarkeit abschied. Die hergestellten TFTs hatten gute Charakteristika.
  • [0010]
    Die WO 02/091460 A2 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, worin auf einer ersten Seite eines Substrats ein erster elektrisch leitender Bereich, eine elektrisch isolierende Zwischenschicht und ein zweiter elektrisch leitender Bereich vorgesehen wird. Eine elektrisch leitende vertikale Verbindung zwischen diesen Bereichen, d.h. ein Kontaktloch („via"), wird in nicht photolithographischer Art und Weise gebildet. Hierzu wird durch Modifizieren der Oberfläche der ersten Seite des Substrats entsprechend einem gewünschten Muster, das das Kontaktloch definiert, ein modifizierter Abschnitt und ein zurückbleibender Abschnitt der Oberfläche gebildet und eine Zusammensetzung auf die Oberfläche aufgebracht, die ein erstes Polymer, z.B. Polystyrol, und ein zweites Polymer, z.B. Polyvinylpyridin, und ein Lösungsmittel, z.B. THF, aufweist, wobei das Lösungsmittel die Oberfläche benetzt. Hierdurch wird eine erste und zweite Unterschicht unter Phasenseparation gebildet, von denen jede im wesentlichen ein Polymer enthält. Die erste Unterschicht befindet sich dabei auf dem ersten elektrisch leitenden Bereich. Nach dem Ätzen der ersten Unterschicht wird eine vertikale Verbindung sowie ein zweiter elektrisch leitender Bereich bereitgestellt. Die Modifizierung der Oberfläche erfolgt durch Vorsehen einer geeigneten Monolage zur Adsorption an die spezifische Oberfläche, wobei zum Beispiel Thiole oder Cyanide genannt sind.
  • [0011]
    Die WO 03/023877 A2 beschreibt einen organischen Dünnfilmtransistor mit einer selbstorganisierenden Monolage, die zwischen einem Gatedielektrikum und einer organischen Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die Monolage das Produkt der Umsetzung aus dem Gatedielektrikum und einem Vorläufer der selbstorganisierenden Monolage ist. Der besonders bevorzugte Monolage-Vorläufer ist CH3-(CH2)m-PO3H2 mit m = 4 bis 21.
  • [0012]
    Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Durchkontaktierung von Feldeffekttransistoren vorzuschlagen, wobei die Feldeffekttransistoren eine auf der Gateelektrode angeordnete selbstorganisierte Monolage aufweisen, die als Gatedielektrikum dient. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Durchkontaktierung von Feldeffekttransistoren einerseits zu vereinfachen und andererseits ein Verfahren vorzuschlagen, das mit den herkömmlichen lithografischen Techniken kompatibel ist.
  • [0013]
    Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gelöst, das folgende Schritte aufweist:
    • – Strukturieren eines Gateelektrodenmaterials, eines Kontaktlochs zur Durchkontaktierung der Gateelektrode und eines Kontaktlochmaterials in der Weise, dass das Kontaktlochmaterial und das Gateelektrodenmaterial wenigstens teilweise frei liegen, wobei das Kontaktlochmaterial mit dem Gateelektrodenmaterial nicht identisch ist;
    • – Abscheiden einer organischen Verbindung mit dielektrischen Eigenschaften über dem Kontaktlochmaterial und dem Gateelektrodenmaterial, so dass sich eine selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung selektiv über dem Gateelektrodenmaterial bildet;
    • – Abscheiden und Strukturieren der Source- und Drain-Kontakte ohne die selbstorganisierte Monolage zu entfernen; und
    • – Abscheiden eines Halbleitermaterials.
  • [0014]
    In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Prozessierung der selbstorganisierten Monolage, die als Gatedielektrikum dient, in der Weise, dass die Bereitstellung von Durchkontaktierungen bereits bei der Abscheidung der Monolage erfolgt und eine nachfolgende Strukturierung der Monolage überflüssig macht.
  • [0015]
    Zu diesem Zweck wird die Selektivität der Absorption molekularer Monolagen in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Substratoberfläche ausgenutzt. Die molekulare Monolage soll daher so gewählt werden, dass sie lediglich über dem Gateelektrodenmaterial gebildet wird und nicht über dem Kontaktlochmaterial. Das ist deswegen möglich, da viele Metalle eine native Oxidschicht aufweisen, die für die Selektivität genutzt werden kann. Auf Edelmetallen kommt es dann zu keiner Absorption der organischen Verbindungen, da edle Metalle keine Metalloxidschicht aufweisen, die zur Bildung der selbstorganisierten Monolage notwendig ist. Durch die gezielte Auswahl des Gateelektrodenmaterials, des Kontaktlochmaterials und der organischen Verbindung, kann daher eine Auswahl von Materialien getroffen werden, durch die sich die selbst organisierte Monolage lediglich über dem Gateelektrodenmaterial bildet.
  • [0016]
    Wenn zum Beispiel das Gateelektrodenmaterial aus der Gruppe bestehend aus Aluminium (Al), Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Tantal (Ta), Tantalnitrid (TaN), Wolfram (W), Titanwolfram (TiW), Tantalwolfram (TaW), Wolframnitrid (WN), Wolframcarbonitrid (WCN), Irridiumoxid (IrO), Rhutheniumoxid (RuO), Strontiumrhutheniumoxid (SRuO) ausgewählt ist, kann das Kontaktmaterial aus der Gruppe der Edelmetalle, wie zum Beispiel Gold (Au), Platin (Pt), Palladium (Pd), Silber (Ag), und weiter z. B. aus Galliumarsenid und Indiumphosphid ausgewählt sein. In diesem Fall kann als Gatedielektrikum eine selbstorganisierte Monolage einer organischen Verbindung verwendet werden, die aus der Gruppe der Phosphonsäurederivate ausgewählt ist, da die Phosphonsäurederivate gezielt auf der Oberfläche unedler, nativ oxidierter Metalle adsorbieren und nicht auf die Oberfläche der Edelmetalle. Da die Oberfläche des Gateelektrodenmaterials und des Kontaktlochmaterials teilweise frei liegen, kommt es bei der Selbstorganisation der organischen Verbindung zur Bildung einer selbstorganisierten Monolage lediglich auf dem Gateelektrodenmaterial, während sich über dem Kontaktlochmaterial keine selbstorganisierte Monolage bildet.
  • [0017]
    In einer bevorzugten Form der Erfindung, werden das Gateelektrodenmaterial und das Kontaktlochmaterial aus den vorstehend genannten Materialien ausgewählt.
  • [0018]
    Es ist aber auch möglich, dass das Kontaktlochmaterial aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium (Al), Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Tantal (Ta), Tantalnitrid (TaN), Wolfram (W), Titanwolfram (TiW), Tantalwolfram (TaW), Wolframnitrid (WN), Wolframcarbonitrid (WCN), Irridiumoxid (IrO), Rhutheniumoxid (RuO), Strontiumrhutheniumoxid (SRuO) ausgewählt ist. In diesem Fall muss das Material der Gateelektrode aus der Gruppe bestehend aus Edelmetallen, wie zum Beispiel Gold (Au), Platin (Pt), Palladium (Pd), Silber (Ag) und zusätzlich aus Galliumarsenid und Indiumphosphid ausgewählt sein. In diesem Fall soll die selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung Gruppen aufweisen, die gezielt auf die Oberfläche der Edelmetalle eine selbstorganisierte Monolage bilden und nicht auf die Oberfläche der unedlen Metalle. Eine solche organische Verbindung kann zum Beispiel Reste aufweisen, die aus der Gruppe, bestehend aus SH, OH, NH2, NHR, NR2, COOH, CONH2, CN, CONHOH, CONHNH2 oder PR2 ausgewählt ist. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, wird die Auswahl für das Gateelektrodenmaterial aus der Gruppe der Edelmetalle und zusätzlich Galliumarsenid und Indiumphosphid getroffen.
  • [0019]
    Auch wenn Metalloxid als die Möglichkeit zur Erzielung der Selektivität als eine bevorzugte Ausführungsform genannt ist, können durch eine gezielte Behandlung des Gateelektrodenmaterials auch andere Gruppen eingeführt werden, die eine Selektivität gegenüber einer organischen Verbindung aufweisen. Eine solche Behandlung ist zum Beispiel möglich, wenn das Gateelektrodenmaterial z. B. aus Silizium besteht. Dann kann Silizium so behandelt werden, dass verschiedene Gruppen an der Oberfläche vorliegen, die eine Wechselwirkung mit einer organischen Verbindung eingehen, so dass sich die selbstorganisierte Monolage lediglich über dem Gateelektrodenmaterial bildet. Silizium kann dann die Gruppen wie zum Beispiel -H, -OH, -NH2 oder andere Gruppen aufweisen.
  • [0020]
    In einer besonderen Ausführungsform wird aber eine Metalloxidschicht bevorzugt, da diese Schicht bei vielen nicht edlen Metallen schon vorhanden ist oder relativ leicht herzustellen ist.
  • [0021]
    Wenn aber das Gateelektrodenmaterial aus der Gruppe der Edelmetalle wie vorstehend beschrieben ausgewählt ist, weist das Kontaktlochmaterial eine Metalloxidschicht auf, so dass eine organische Verbindung, die zum Beispiel SH-Gruppen aufweist, lediglich auf der Oberfläche des Edelmetalls gebildet wird.
  • [0022]
    Die organische Verbindung, die über dem Gateelektrodenmaterial eine selbstorganisierte Monoschicht bildet, kann aus einer Vielzahl von Verbindungen ausgewählt werden. Die einzige Voraussetzung ist, dass eine Selektivität zwischen dem Gateelektrodenmaterial und dem Kontaktlochmaterial vorhanden ist. Beispielsweise kann die organische Verbindung einen Rest aufweisen, der aus der Gruppe bestehend aus R-SiCl3, R-SiCl2-Alkyl, R-SiCl(Alkyl)2, R-Si(OR)3, R-Si(OR)2Alkyl, R-SiOR(Alkyl)2, R-PO(OH)2, R-CHO, R-CH=CH2, R-SH, R-OH, R-NH2, R-COOH, R-CONH2, R-CONHOH, R-CONHNH2, R-CN, ausgewählt ist, wobei R eine beliebige Gruppe sein kann, insbesondere eine n-Alkyl-, n-Alkylether-, oder lineare aromatische Gruppe der Formel -(C6H4)n-, wobei die Alkylgruppe und die Alkylethergruppe zwischen 4 und 40 C-Atome aufweisen und n eine ganze Zahl zwischen 2 und 6 ist.
  • [0023]
    Da als Gateelektrodenmaterial herkömmlicherweise Metalle aus der Gruppe wie zum Beispiel Aluminium oder Titan ausgewählt sind, die eine entweder native oder leicht herstellbare Metalloxidschicht aufweisen, weist in einer bevorzugten Ausführungsform die organische Verbindung eine Gruppe ausgewählt aus R-PO(OM)2 auf, wobei R die vorstehende Bedeutung hat. M kann entweder H, ein Metall oder eine beliebige organische Gruppe sein.
  • [0024]
    Das Material für die Source- und Drainkontakte kann ein beliebiges Material sein und die Auswahl ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch.
  • [0025]
    Das Halbleitermaterial kann sowohl anorganischer als auch organischer Natur sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Halbleitermaterial jedoch ein organisches Polymer.
  • [0026]
    In der bevorzugten Ausführungsform ist das organische Polymer aus der Gruppe bestehend aus Pentazen, Tetrazen und Polythiophen ausgewählt.
  • [0027]
    Die Erfindung wird nun anhand der Figuren näher erläutert.
  • [0028]
    Es zeigt:
  • [0029]
    1a1e die Prozessabfolge zur Herstellung eines organischen Feldeffekttransistors mit molekularer selbstorganisierter Monolage als Gatedielektrikum;
  • [0030]
    2a und 2b einen schematischen Querschnitt eines organischen Feldeffekttransistors und eine Kontaktlochs, hergestellt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • [0031]
    3 Stromspannungs-Kennlinien eines erfindungsgemäßen Feldeffekttransistors.
  • [0032]
    1 zeigt einen Querschnitt einer Gateelektrode, die aus dem erfindungsgemäßen Gateelektrodenmaterial herstellbar ist. Nach der Strukturierung des Kontaktlochs und Abscheidung des Kontaktlochmaterials erhält man die in der 1b dargestellte Struktur. Das Gateelektrodenmaterial und das Kontaktlochmaterial werden gleichzeitig mit einer organischen Verbindung in Kontakt gebracht, wobei sich die selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung selektiv über dem Gateelektrodenmaterial bildet (und nicht über dem Kontaktlochmaterial)(1c). Die selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung dient als Gatedielektrikum, so dass nun die Source- bzw. Drainkontakte abgeschieden und strukturiert werden können, ohne eine Fotomaske zur Strukturierung des Gatedielektrikums verwenden zu müssen. Das Ergebnis ist in 1d dargestellt. Im letzten Schritt kann anschließend ein Halbleiter abgeschieden werden, um auf die in 1e dargestellte Struktur zu gelangen.
  • [0033]
    Es ist anzumerken, dass es möglich ist, zunächst das Metall für die Gateelektroden und danach das Metall für die Kontakt löcher zu definieren oder umgekehrt zunächst das Metall für die Kontaktlöcher und danach das Metall für die Gateelektroden zu definieren. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass das Kontaktlochmaterial nach der Definition des Gateelektrodenmaterials wenigstens teilweise freiliegt.
  • [0034]
    In den 2a und 2b sind schematische Querschnitt eines organischen Feldeffekttransistors (links) und eines Kontaktlochs (rechts) dargestellt, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt sind. In der in 2a gezeigte Anordnung wurde zuerst das Metall für die Gateelektroden und danach das Metall für die Kontaktlöcher definiert. In der in 2b gezeigten Anordnung, wurde zuerst das Metall für die Kontaktlöcher und danach das Metall für die Gateelektroden definiert.
  • Beispiel
  • [0035]
    Auf ein Glassubstrat wird eine 20 nm dicke Schicht Aluminium gedampft und mittels Fotolithografie und nasschemischem Ätzen in einer schwach basischen Lösung strukturiert, um die Gateelektroden zu definieren. Danach wird eine 20 nm dicke Schicht Gold aufgedampft und mittels Fotolithografie und nasschemischem Ätzen in einer Jod-Kalium-Jodid-Lösung strukturiert, um die Kontaktlöcher zu definieren. Im Anschluss wird das Substrat in eine alkoholische Lösung des Phosphonsäure-Derivats n-Octadecylphosphonsäure (C18H37PO(OH)2) getaucht um das Gatedielektrikum zu erzeugen, wobei sich eine molekulare Monolage nur auf den Aluminium-Gateelektroden und nicht in den Kontaktlöchern bildet. Nachfolgend wird eine 20 nm dicke Schicht Gold abgeschieden und strukturiert, um die Source- und Drainkontakte zu erzeugen. Zum Abschluss wird Pentazen aufgedampft.
  • [0036]
    3 zeigt die Strom-Spannungskennlinien eines Pentazentransistors und das Ausgangssignal eines fünfstufigen Pentazen-Ringoszillators, die wie oben beschrieben, mittels der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Durchkontaktierung von Feldeffekttransistoren, mit folgenden Schritten: – Strukturieren eines Gateelektrodenmaterials, eines Kontaktlochs zur Durchkontaktierung einer Gateelektrode und eines Kontaktlochmaterials in der Weise, dass das Kontaktlochmaterial und das Gateelektrodenmaterial wenigstens teilweise frei liegen, wobei das Kontaktlochmaterial mit dem Gateelektrodenmaterial nicht identisch ist; – in Kontakt bringen einer organischen Verbindung mit dielektrischen Eigenschaften mit dem Kontaktlochmaterial und dem Gateelektrodenmaterial, wobei sich eine selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung selektiv über dem Gateelektrodenmaterial bildet; – Abscheiden und Strukturieren der Source- und Drain-Kontakte ohne die selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung zu entfernen; und – Abscheiden eines Halbleitermaterials.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Material für die Gateelektrode aus der Gruppe bestehend aus Al, Ti, TiN, Ta, TaN, W, TiW, TaW, WN, WCN, IrO, RuO, SrRuO ausgewählt ist, das Kontaktlochmaterial aus der Gruppe bestehend aus Galliumarsenid, Indiumphosphid, Au, Pt, Pd und Ag ausgewählt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das Kontaktlochmaterial aus der Gruppe bestehend aus Al, Ti, TiN, Ta, TaN, W, TiW, TaW, WN, WCN, IrO, RuO, SrRuO ausgewählt ist, das Gateelektrodenmaterial aus der Gruppe bestehend aus Galliumarsenid, Indiumphosphid, Au, Pt, Pd und Ag ausgewählt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateelektrodenmaterial an der Oberfläche eine Metalloxidschicht aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktlochmaterial an der Oberfläche eine Metalloxidschicht aufweist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 4 oder nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Verbindung einen Rest aufweist, der aus der Gruppe bestehend aus R-SiCl3, R-SiCl2Alkyl, R-SiCl(Alkyl)2, R-Si(OR)3, R-Si(OR)2Alkyl, R-SiOR (Alkyl)2, R-PO(OH)2, R-CHO, R-CH=CH2, SH, OH, NH2, COOH, CONH2, CONHOH, CONHNH2, CN ausgewählt ist, wobei R eine beliebige Gruppe sein kann und insbesondere eine n-Alkyl, n-Alkylether, eine lineare aromatische Gruppe der Formel -(C6H4)n-, wobei die n-Alkyl und n-Alkyl(thio)ethergruppen vorzugsweise zwischen 4 und 20 C-Atomen aufweisen und n eine ganze Zahl zwischen 2 und 6 ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Verbindung der Formel R-PO(OM)2 entspricht, wobei R die vorstehende Bedeutung hat und M H, Metall oder ein organischer Rest ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial ein organisches Polymer ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pentazen, Tetrazen und Polythiophen ist.
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