DE60214875T2 - Organischer dünnfilmtransistor mit siloxanpolymergrenzfläche - Google Patents

Organischer dünnfilmtransistor mit siloxanpolymergrenzfläche Download PDF

Info

Publication number
DE60214875T2
DE60214875T2 DE60214875T DE60214875T DE60214875T2 DE 60214875 T2 DE60214875 T2 DE 60214875T2 DE 60214875 T DE60214875 T DE 60214875T DE 60214875 T DE60214875 T DE 60214875T DE 60214875 T2 DE60214875 T2 DE 60214875T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polymer layer
polymer
gate dielectric
semiconductor layer
otft
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60214875T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60214875D1 (de
Inventor
W. Tommie Saint Paul KELLEY
D. Larry Saint Paul BOARDMAN
D. Timothy Saint Paul DUNBAR
D. Todd Saint Paul JONES
V. Dawn Saint Paul MUYRES
J. Mark Saint Paul PELLERITE
P. Terrance Saint Paul SMITH
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.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
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 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of DE60214875D1 publication Critical patent/DE60214875D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60214875T2 publication Critical patent/DE60214875T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • H10K10/40—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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • 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
    • H10K10/474—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a multilayered structure
    • 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
    • H10K10/474—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a multilayered structure
    • H10K10/476—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a multilayered structure comprising at least one organic layer and at least one inorganic layer
    • 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
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/312—Organic layers, e.g. photoresist
    • H01L21/3121—Layers comprising organo-silicon compounds
    • H01L21/3122—Layers comprising organo-silicon compounds layers comprising polysiloxane compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31691—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass with perovskite structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft organische Dünnfilmtransistoren, die eine verbesserte Leistungsfähigkeit aufweisen. Noch spezifischer betrifft die Erfindung organische Dünnfilmtransistoren, die eine Siloxanpolymerschicht zwischen dem Halbleiter und dem Gate-Dielektrikum aufweisen, und Verfahren zum Herstellen derartiger Transistoren.
  • Organische Halbleiter sind für eine Reihe verschiedener Anwendungen, die kostengünstige Elektronikelemente umfassen, von großem Interesse. Man glaubt, dass organische Substanzen so synthetisiert werden können, dass die notwendigen elektronischen Eigenschaften für eine umfangreiche Reihe von Geräten eingearbeitet werden können, und dass sie auch so konstruiert werden können, dass sie das kostengünstige Magnetband-an-Magnetband-Verarbeiten, das zur Zeit bei der Kristallsiliciummikroelektronik nicht möglich ist, erlauben.
  • Ein Bereich, der in organischen Elektronikgeräten zu Bedenken führt, ist die Qualität der Grenzfläche, die zwischen dem organischen Halbleiter und einer anderen Geräteschicht gebildet wird. Bisherige Arbeiten an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiter und dem Gate-Dielektrikum haben die Verwendung von Silazan oder Silankopplungsmitteln auf Siliciumoxidoberflächen umfasst. Silankopplungsmittel erfordern eventuell komplizierte Aufbringverfahren.
  • Die EP 1041652 A2 beschreibt die Verwendung mehrerer Oberflächenbehandlungen zum Verbessern der Kristalldomänengröße von lösungsgegossenen Oligothiophenen auf SiOx für Dünnfilmtransistoren (TFT), obwohl gemessene Ladungsträgermobilitätswerte im Allgemeinen geringer gewesen sind als bei den unbehandelten Kontrollen. Andere Arbeiten, die Oberflächenbehandlungen bei TFT umfassten, umfassten Poly(vinylalkohol)schichten, die relativ dick sein können. In seltenen Fällen haben bisherige Arbeiten geringfügige Verbesserungen der Mobilität aufgezeigt. Bei den vorherrschenden Auswirkungen, die bei den früheren Arbeiten aufgezeigt worden sind, haben sich jedoch keine Verbesserungen und/oder negativen Auswirkungen auf die Mobilität, ohne Berücksichtigung anderer wichtiger Gesichtspunkte der Leistungsfähigkeit des Geräts, ergeben.
  • Die US-A-5,892,244 offenbart einen Feldeffekttransistor (FET-Element), bei dem ein Π-konjugierter Polymerfilm, der als Halbleitschicht dient, durch Bilden zuerst eines Π-konjugierten Polymervorläuferfilms unter Anwendung eines Π-konjugierter Vorläufers, der in einem Lösungsmittel löslich ist, und daraufhin Ändern des Vorläuferfilms zum Π-konjugierten Polymerfilm hergestellt wird.
  • US-A-6,060,333 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkristallanzeigegeräts umfassend einen Feldeffekttransistor, wobei das Verfahren das Bilden einer Gate-Elektrode auf einem elektrisch isolierenden Substrat, wobei die Gate-Elektrode in einem Transistorbereich des Substrats gelegen ist; das Bilden eines elektrisch isolierenden Films auf dem Substrat und das Bedecken der Gate-elektrode; das Bilden von Source- und Drain-Elektroden auf dem elektrisch isolierenden Film auf entgegengesetzten Seiten der Gate-Elektrode in der Transistorregion; das Bilden einer Anzeigeelektrode auf dem elektrisch isolierenden Substrat in einer Anzeigeregion des Substrats angrenzend an die Transistorregion, wobei die Drain-Elektrode elektrisch an die Anzeige-Elektrode angeschlossen ist; und das Bilden, in der Transistorregion, eines Halbleiterfilms auf einem Π-konjugierten Polymer auf den Source- und Drain-Elektroden und auf dem elektrisch isolierenden Film zwischen den Source- und Drain-Elektroden in der Transistorregion; das Anordnen einer transparenten Platte, die eine transparente Elektrode einschließt, dem pi-konjugierten Polymerfilm und der Anzeigeelektrode gegenüber und von diesen im Abstand gehalten, wobei die transparente Elektrode der Anzeigelektrode gegenüberliegt; und das Einspritzen eines Flüssigkristallmaterials zwischen die transparenten und Anzeigeelektroden und zwischen die transparente Platte und den Π-konjugierten Polymerfilm umfasst.
  • In EP-A-0 786 820 ist ein organischer Dünnfilmtransistor offenbart, der ein Gate auf einer Schicht Gate-Isolatormaterial, eine Source und eine Drain, die in einer im Abstand gehaltenen Verhältnis auf einem Film von organischem Halbleitermaterial mit monoaxial ausgerichteten Molekülen positioniert sind, umfasst, wobei der Film von organischem Halbleitermaterial so positioniert ist, dass die Moleküle zwischen der Source und Drain in einer Richtung von der Source zur Drain ausgerichtet sind und ein Orientierungsfilm angrenzend an den Film von organischem Halbleitermaterial so positioniert ist, dass die molekulare monoaxiale Ausrichtung des Films des organischen Halbleitermaterials durch den Orientierungsfilm erreicht wird.
  • EP-A-0 226 208 beschreibt einen Isolierfilm für einen Halbleiter, der ein ausgehärtetes Produkt eines Siloxanpräpolymers umfasst, das durch Hydrolysieren und Polykondensation (a) eines Tetraalkoxysilans der Formel: Si(OR1)4, (b) eines Alkyl- oder Aryltrialkoxysilans der Formel: R2Si(OR3)3, (c) eines Dialkyl- oder Diaryldialkoxysilans der Formel: R4R5Si(OR6)2, in einer Molfraktion von (a):(b):(c) von 0,14–0,50:0,03–0,66:0,11–0,66 hergestellt wird, wobei R1 bis R6 gleich oder verschieden und Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Arylgruppen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen sind.
  • JP-A-09 040779 betrifft ein Polysiloxan, das spezifische Wiederholungseinheiten aufweist, die die Substituenten R1 und R2, die jeweils ein (substituiertes) Alkyl oder Aryl sind; und einen Substituenten R3 umfassen, der ein (substituiertes) Aryl oder Heteroaryl ist. Das Polysiloxan wird durch Lösen eines definierten Dichlorsilans in einem organischen Lösungsmittel, Hinzusetzen von Wasser und eines Amins zur Lösung, Erhitzen der Lösung zum Hydrolisieren des Dichlorsilans, Filtern der Lösung zum Entfernen des abgesetzten Salzes, Reduzieren des Drucks zum Verdampfen des organischen Lösungsmittels und Erhitzen der Reaktionsflüssigkeit zum Bewirken der Kondensationspolymerisation erhalten.
  • In einer Veröffentlichung von C. D. Dimitrakopoulos et al., IBM J. Res. & Dev. 2001, 45(1), 11–27, wird der kürzliche Fortschritt bezüglich der Materialien, Herstellungsverfahren, Gerätekonstruktionen und Anwendungen, die mit organischen Dünnfilmtransistoren (OTFT) verbunden sind, rezensiert.
  • Die hier involvierten Erfinder haben Materialien und Methoden für das Verbessern der Eigenschaften organischer 'Dünnfilmtransistoren durch Regulieren der Grenzfläche zwischen dem organischen Halbleiter und dem Dielektrikummaterial entdeckt. Die erfindungsgemäßen organischen 'Dünnfilmtransistoren sind auch für Herstellungsverfahren geringer Kosten geeignet.
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine im Wesentlichen nicht fluorierte Polymerschicht mit einer Dicke von weniger als etwa 400 Å, die zwischen einem Gate-Dielektrikum und einer organischen Halbleiterschicht in einem OTFT liegt. Die Polymerschicht umfasst ein Polymer mit interpolymerisierten Einheiten gemäß der Formel
    Figure 00050001
  • In dieser Formel umfasst jedes R unabhängig eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Wasserstoff, C1-C20 aliphatischer Gruppe, C4-C20 alicyclischer Gruppe, Arylalkyl oder Aryl und einer Kombination davon, die ein oder mehrere Heteroatome und/oder eine oder mehrere funktionale Gruppen enthalten kann.
  • In einer anderen Ausgestaltung bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines OTFT umfassend das Bereitstellen eines Substrats, das Bilden einer Gate-Elektrode auf dem Substrat, das Bilden eines Gate-Dielektrikums auf der Gate-Elektrode, das Aufbringen einer im Wesentlichen nicht fluorierten Polymerschicht mit einer Dicke von weniger als etwa 400 Ångström, die zwischen dem Gate-Dielektrikum und einer organischen Halbleiterschicht liegt, das Abscheiden einer organischen Halbleiterschicht angrenzend an die Polymerschicht und das Abscheiden einer Source-Elektrode und einer Drain-Elektrode angrenzend an die organische Halbleiterschicht. Eine integrierte Schaltung umfassend OTFT wird ebenfalls bereitgestellt.
  • Irgendeine bekannte Dünnfilmtransistor-Konstruktionsmöglichkeit ist bei der Erfindung möglich. Beispielsweise können die Source- und Drain-Elektroden an das Gate-Dieleketrikum angrenzen, wobei die organische Halbleiterschicht über den Source- und Drain-Elektroden liegt, oder die organische Halbleiterschicht kann zwischen den Source- und Drain-Elektroden und dem Gate-Dielektrikum liegen. Bei jeder Möglichkeit bietet die Erfindung eine Siloxanpolymerschicht zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Gate-Dielektrikum.
  • Die vorliegende Erfindung bietet organische Dünnfilmtransistoren mit einer oder mehrerer Verbesserungen im Vergleich mit bekannten Geräten. Bei der vorliegenden Erfindung können Verbesserungen der Eigenschaften, wie Schwellenspannung, Unterschwellenneigung, An/Ausverhältnis und Ladungsträgermobilität erreicht werden. Außerdem können starke Verbesserungen mindestens einer Eigenschaft, wie der Ladungsträgermobilität, mit der Erfindung erreicht werden, während andere OTFT-Eigenschaften innerhalb erwünschter Bereiche gehalten werden. Die Verbesserungen der Geräteleistung, die durch die vorliegende Erfindung geboten werden, gestatten die Herstellung unter einfacheren Verarbeitungsbedingungen von komplizierten Schaltkreisen, die höhere Arbeitsgeschwindigkeiten als OTFT, die ohne Polymerschicht hergestellt werden, aufweisen. Diese Erfindung ermöglicht auch die Herstellung größerer Schaltkreiselemente, die eine vergleichbare Leistungsfähigkeit mit Geräten mit sehr kleinen Features aufweisen. Geräte mit größeren Featuregrößen sind eventuell weniger teuer, da sie keine teuren Präzisionsbemusterungsverfahren erfordern.
  • „Ein" oder „der/die/das" werden hier austauschbar mit „mindestens einem" verwendet, um „ein oder mehrere" der Elemente, die modifiziert werden, zu bedeuten.
  • Andere charakteristische Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der Erfindung und den Ansprüchen offensichtlich. Die obige Zusammenfassung von Prinzipien der Offenbarung soll nicht jede veranschaulichte Ausführungsform oder jede Ausführung der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Die genaue Beschreibung, die nun folgt, veranschaulicht gewisse bevorzugte Ausführungsformen, bei denen die hier offenbarten Prinzipien angewendet werden, noch spezifischer.
  • Allgemein umfasst ein Dünnfilmtransistor eine Gate-Elektrode, ein Gate-Dielektrikum auf der Gate-Elektrode, eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode angrenzend an das Gate-Dielektrikum und eine Halbleiterschicht angrenzend an das Gate-Dielektrikum und angrenzend an die Source- und Drain-Elektroden. Noch spezifischer weist ein organischer Dünnfilmtransistor (OTFT) eine organische Halbleiterschicht auf. Derartige OTFT sind im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise in der gleichzeitig anhängenden Anmeldung USSN 09/947,845, Patentanwaltsverzeichnis Nr. 56999US002, am 6. September 2001 eingereicht, aufgeführt.
  • Der erfindungsgemäße organische Dünnfilmtransistor umfasst des Weiteren eine Siloxanpolymerschicht, die zwischen dem Gate-Dielektrikum und der organischen Halbleiterschicht liegt.
  • SUBSTRAT
  • Ein Substrat kann zum Tragen des OTFT z.B. während der Herstellung, des Prüfens, der Lagerung, der Verwendung oder irgendeiner Kombination derselben verwendet werden. Die Gate-Elektrode und/oder das Gate-Dielektrikum können einen ausreichenden Träger für die beabsichtigte Verwendung des dabei gebildeten OTFT bieten und ein anderes Substrat ist nicht erforderlich. Beispielsweise kann dotiertes Silicium als Gate-Elektrode und Träger des OTFT funktionieren. Bei einem anderen Beispiel kann ein Substrat für das Testen oder Screenen verschiedener Ausführungsformen ausgewählt werden, während ein anderes Substrat für handelsübliche Ausführungsformen ausgewählt wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Träger loslösbar an einem Substrat befestigt oder mechanisch fixiert werden, wie beispielsweise wenn der Träger für einen vorübergehenden Zweck erwünscht ist. Beispielsweise kann ein flexibles Polymersubstrat an einem steifen Glasträger befestigt werden, welcher Träger entfernt werden könnte. Bei einigen Ausführungsformen bietet das Substrat keine notwendige elektrische Funktion des OTFT. Dieser Typ Substrat wird in diesem Dokument als „nichtteilnehmendes Substrat" bezeichnet.
  • Nützliche Substratmaterialien können organische und/oder anorganische Materialien umfassen. Beispielsweise kann das Substrat anorganische Glasarten, Keramikfolien, Polymermaterialien, gefüllte Polymermaterialien, beschichtete Metallfolien, Acryle, Epoxide, Polyamide, Polycarbonate, Polyimide, Polyketone, Poly(oxy-1,4-phenylenoxy-1,4-phenylencarbonyl-1,4-phenylen)(manchmal als Poly(etheretherketon) oder PEEK bezeichnet), Polynorbornene, Polyphenylenoxide, Poly(ethylennaphthalindicarboxylat) (PEN), Poly(ethylenterephthalat) (PET), Poly(phenylensulfid) (PPS) und faserverstärkte Kunststoffe (FVK) umfassen.
  • Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein flexibles Substrat verwendet. Dieses ermöglicht das Walzenverarbeiten, das kontinuierlich sein kann, was im Vergleich mit einigen flachen und/oder steifen Substraten Wirtschaftlichkeit der Massenproduktion und Wirtschaftlichkeit des Herstellens bietet. Bevorzugt ist das gewählte flexible Substrat in der Lage, sich um den Umfang eines Zylinders eines Durchmessers von weniger als etwa 50 cm ohne Verzerrung oder Brechen zu wickeln. Noch bevorzugter ist das gewählte Substrat in der Lage, sich um den Umfang eines Zylinders eines Durchmessers von weniger als etwa 25 cm zu wickeln, ohne dass das Substrat verzerrt wird oder bricht. Bei einigen Ausführungsformen ist das gewählte Substrat am bevorzugtesten dazu fähig, sich um den Umfang eines Zylinders eines Durchmessers von weniger als etwa 10 cm oder sogar etwa 5 cm zu wickeln, ohne dass das Substrat verzerrt wird oder bricht. Die zum Wickeln des erfindungsgemäßen flexiblen Substrats um einen spezifischen Zylinder herum verwendete Kraft ist typischerweise gering, wie beispielsweise von Hand ohne weitere Unterstützung, d.h. ohne Hilfe von Hebeln, Maschinen, Hydraulikvorrichtungen und dergleichen. Das bevorzugte flexible Substrat kann um sich selbst aufgerollt werden.
  • Gate-Elektrode
  • Die Gate-Elektrode kann aus irgendeinem nützlichen leitfähigen Material bestehen. Beispielsweise kann die Gate-Elektrode dotiertes Silicium oder ein Metall wie Aluminium, Chrom, Kupfer, Gold, Silber, Nickel, Palladium, Platin, Tantal und Titan umfassen. Leitfähige Polymere können ebenfalls verwendet werden, beispielsweise Polyanilin, Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/Poly(styrolsulfonat) (PEDOT:PSS). Außerdem können Legierungen, Kombinationen und Mehrschichten dieser Materialien nützlich sein.
  • Gate-Dielektrikum
  • Das Gate-Dielektrikum wird auf der Gate-Elektrode beispielsweise durch einen Abscheidevorgang bereitgestellt. Das Gate-Dielektrikum isoliert die Gate-Elektrode unter den Betriebsbedingungen des OTFT-Geräts vom Rest des Geräts elektrisch. So umfasst das Gate-Dielektrikum ein elektrisches Isoliermaterial. Das Gate-Dielektrikum sollte eine Dielektrizitätskonstante von über etwa 2, noch bevorzugter über etwa 5 aufweisen. Die Dielektrizitätskonstante des Gate-Dielektrikums kann auch sehr hoch sein, beispielsweise bei 80 bis 100 oder sogar höher liegen. Nützliche Materialien für das Gate-Dielektrikum können beispielsweise ein organisches oder anorganisches elektrisch isolierendes Material oder Kombinationen desselben umfassen.
  • Das Gate-Dielektrikum kann ein Polymermaterial wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), Cyancellulosen, Polyimide, Epoxide usw. umfassen. Bei einigen Ausführungsformen umfasst eine anorganische Verkappungsschicht die Außenschicht eines ansonsten polymeren Gate-Dielektrikums für das Verbessern der Bindung an die Polymerschicht und/oder verbesserte dielektrische Eigenschaften.
  • Spezifische Beispiele anorganischer Materialien, die für das Gate-Dielektrikum nützlich sind, umfassen Strontiate, Tantalate, Titanate, Zirconate, Aluminiumoxide, Siliciumoxide, Tantaloxide, Titanoxide, Siliciumnitride, Bariumtitanat, Bariumstrontiumtitanat, Bariumzirconattitanat, Zinkselenid und Zinksulfid. Außerdem können Legierungen, Kombinationen und Mehrschichten derselben für das Gate-Dielektrikum verwendet werden. Unter diesen Materialien sind Aluminiumoxide, Siliciumoxide, Siliciumnitride und Zinkselenid bevorzugt.
  • Das Gate-Dielektrikum kann in dem OTFT als getrennte Schicht abgeschieden oder auf dem Gate wie beispielsweise durch Oxidieren, einschließlich Anodisieren, des Gate-Materials unter Bildung des Gate- Dielektrikums geformt werden.
  • Source- und Drain-Elektroden
  • Die Source-Elektrode und Drain-Elektrode sind von der Gate-Elektrode durch das Gate-Dielektrikum getrennt, während die organische Halbleiterschicht sich über oder unter der Source-Elektrode und Drain-Elektrode befinden kann. Die Source- und Drain-Elektroden können aus irgendeinem nützlichen leitfähigen Material bestehen. Nützliche Materialien umfassen diejenigen Materialien, die oben für die Gate-Elektrode beschrieben worden sind, beispielsweise Aluminium, Barium, Calcium, Chrom, Kupfer, Gold, Silber, Nickel, Palladium, Platin, Titan, Polyanilin, PEDOT:PSS, andere leitfähige Polymere, Legierungen derselben, Kombinationen derselben und Mehrschichten derselben.
  • Die Dünnfilmelektroden (z.B. Gate-Elektrode, Source-Elektrode und Drain-Elektrode) können durch irgendeine nützliche Möglichkeit wie physikalisches Aufdampfen (z.B. Wärmeaufdampfung, Vakuumzerstäuben), Plattieren oder Tintenstrahldrucken bereitgestellt werden. Das Bemustern dieser Elektroden kann durch bekannte Verfahren wie Schattenmaskieren, additive Fotolithografie, subtraktive Fotolithografie, Drucken, Übertragungsdruck, Mikrokontaktdrucken und Musterbeschichten erreicht werden.
  • Organische Halbleiter
  • Nützliche Materialien für die organische Halbleiterschicht umfassen Acene. Spezifische Beispiele umfassen Anthracene, Tetracene, Pentacene und substituierte Pentacene. Substituierte Pentacenverbindungen, die als organische Halbleiter bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen mindestens einen Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus elektronenspendenden Substituenten (beispielsweise Alkyl, Alkoxy oder Thioalkoxy), Halogensubstituenten und Kombinationen derselben. Nützliche substituierte Pentacene umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, 2,9-Dialkylpentacene und 2,10-Dialkylpentacene, wobei die Alkylgruppe etwa 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweist; 2,10-Dialkoxypentacene und 1,4,8,11-Tetraalkoxypentacene. Derartige substituierte Pentacene werden in den gleichzeitig anhängenden Anmeldungen USSN 09/966,954, Anwaltsregistrierungsnummer 57087US002 und USSN 09/966,961, Anwaltsregistrierungsnummer 57088US002, die beide am 26. September 2001 eingereicht worden sind, gelehrt.
  • Beispiele anderer nützlicher organischer Halbleiter umfassen Perylene, Fullerene, Phthalocyanine, Oligothiphene und substituierte Derivate derselben. Spezifische organische Halbleiterverbindungen umfassen Sexithiophene, α,ω-Dihexylsexithiophen, Quinquethiophen, Quaterthiophen, α,ω-Dihexylquaterthiophen, α,ω-Dihexylquinquethiophen, Poly(3-hexylthiophen), Bis(dithienothiophen), Anthradithiophen, Dihexylanthradithiophen, Polyacetylen, Polythienylenvinylen, C60, Kupfer(II)hexadecafluorphthalocyanin und N,N'-Bis(pentadecafluorheptylmethyl)naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäurediimid.
  • Die organische Halbleiterschicht kann durch irgendeine nützliche Möglichkeit, wie beispielsweise Aufdampfen, Lösungsabscheiden, Schleuderbeschichten und Drucktechniken bereitgestellt werden.
  • Polymerschicht
  • Die erfindungsgemäße Polymerschicht weist eine maximale Dicke von weniger als etwa 400 Ångström (Å), noch bevorzugter weniger als etwa 200 Å, noch bevorzugter weniger als etwa 100 Å auf. Im Allgemeinen weist die erfindungsgemäße Polymerschicht eine Dicke von mindestens etwa 5 Å, noch bevorzugter mindestens etwa 10 Å auf. Die Dicke kann durch bekannte Methoden, z.B. Ellipsometrie, bestimmt werden.
  • Die Polymerschicht umfasst ein im Wesentlichen nicht fluoriertes Polymer, das interpolymerisierte Einheiten der Formel:
    Figure 00140001
    umfasst, wobei jedes R unabhängig eine Gruppe umfasst, die ausgewählt ist aus Wasserstoff, C1-C20 aliphatischer Gruppe, C4-C20 alicyclischer Gruppe, Arylalkyl oder Aryl und einer Kombination davon, die ein oder mehrere Heteroatome und/oder eine oder mehrere funktionale Gruppen enthalten kann. „Heteroatom", wie es in diesem Dokument verwendet wird, bedeutet ein Nichtkohlenstoffatom wie O, P, S, N und Si. In diesem Dokument bedeutet „im Wesentlichen nicht fluoriert", dass weniger als etwa 5% (noch bevorzugter weniger als etwa 1% und selbst noch bevorzugter 0%) der Kohlenstoffe in der Polymerschicht Fluorsubstituenten aufweisen.
  • Spezifische Auswahlen für R-Gruppen umfassen beispielsweise Methyl-, Phenyl-, 2-Phenylethyl-, aliphatische C2-C18-Gruppen und funktionelle Gruppen enthaltende Anteile einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Hydroxyl, Vinyl, 5-Hexenyl, Wasserstoff, Chlor, 3-(Meth)acryloxypropyl, 3-Mercaptopropyl, 3-Glycidoxypropyl, 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyl, 3-Aminopropyl, 3-Acetoxypropyl, 3-Chlorpropyl, 3-Carboxypropyl, 3-Cyanpropyl, Chlorphenyl, C1-C6-2-(Dialkylphosphono)ethyl.
  • Beispiele nützlicher Polymermaterialien umfassen Poly(dimethylsiloxan), Poly(dimethylsiloxancodiphenylsiloxan), Poly(methylphenylsiloxancodiphenylsiloxan) und Poly(dimethylsiloxancomethylphenylsiloxan).
  • Siloxanpolymere, die in der Praxis dieser Erfindung nützlich sind, können durch irgendeine Anzahl von Verfahren, die denjenigen, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, bekannt sind, einschließlich beispielsweise anionische, Kondensations- oder Ringöffnungspolymerisation hergestellt werden. Siloxanpolymere, die bei dieser Erfindung nützlich sind, können auch durch Einführen funktioneller Endgruppen oder funktioneller Seitengruppen hergestellt werden. Dies lässt sich durch Verwendung monofunktioneller Monomere, funktioneller Initiatoren oder funktioneller Kettenabbrecher, beispielsweise die Terminierung eines anionisch polymerisierten Polydiorganosiloxans mit einem Chlortrialkoxysilan erreichen. Sie können auch durch Modifizieren bestehender Siloxanpolymere, beispielsweise die Reaktion eines olefinisch funktionellen Polydiorganosiloxans mit einem Siliciumhydrid, z.B. Trichlorsilan, hergestellt werden.
  • Während bei dieser Erfindung die Verwendung linearer Polydiorganosiloxane hervorgehoben wird, bei denen jede Einheit im Siloxanpolymer von einem difunktionellen Vorläufer deriviert wird, wird es als innerhalb des Umfangs dieser Erfindung liegend betrachtet, Polyorganosiloxane zu verwenden, in die geringe Mengen von Siloxaneinheiten eingearbeitet sind, die von trifunktionellen oder tetrafunktionellen Vorläufern deriviert sind. Die Anzahl trifunktionell oder tetrafunktionell derivierter Siloxaneinheiten sollte etwa 10 Prozent, bevorzugt etwa 5 Prozent oder weniger, der gesamten durchschnittlichen Anzahl von Siloxaneinheiten im Polymer nicht übersteigen.
  • Nützliche Polymermaterialien können außerdem Blockcopolymere umfassen, die Blöcke der Formel (I) umfassen, die mit Blöcken von interpolymerisierten Einheiten verbunden sind, die aus einem ethylenisch ungesättigten Monomer wie Styrol, Butadien oder Isopren deriviert sind.
  • Außerdem können Mischungen von zwei oder mehr Polymer- oder Copolymermaterialien verwendet werden.
  • Bei einer anderen Ausgestaltung ist in den erfindungsgemäßen OTFT eine Polymersiloxanschicht eingearbeitet und er weist eine Ladungsträgermobilität auf, die mindestens 50% größer als bei einem Vergleichs-OTFT ist, dem die Siloxanschicht fehlt. Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der OTFT eine Ladungsträgermobilität auf, die mindestens 0,02 cm2/Vs, bevorzugt mindestens 0,10 cm2/Vs, noch bevorzugter mindestens 1,0 cm2/Vs größer als die Ladungsträgermobilität eines Vergleichs-OTFT, dem die Polymerschicht fehlt. In diesem Dokument sind alle Ladungsträgermobilitätswerte Raumtemperaturwerte.
  • Die Polymerschicht wird auf dem Gate-Dielektrikum durch irgendein bekanntes Verfahren bereitgestellt. Beispielsweise kann die Polymerschicht durch einen Beschichtungsprozess wie Sprühen, Schleudern, Tauchen, Rakelauftrag, Gravurstreichen, Mikrokontaktdrucken, Tintenstrahldrucken, Prägen, Transferdrucken und Aufdampfen bereitgestellt werden. Die Polymerschicht kann auf dem Gate-Dielektrikum durch ein Verfahren auf Lösungsmittelbasis oder ein lösungsmittelfreies Verfahren bereitgestellt werden. Zur Zeit bevorzugte Wege zur Polymerschicht umfassen Verfahren auf Lösungsmittelbasis. Wenn eine Lösung eines Polymerschichtvorläufers auf der Gate-Dielektrikumsschicht bereitgestellt wird, wird das Lösungsmittel durch ein Verfahren, das mit den involvierten Materialien verträglich ist, beispielsweise durch Erhitzen, entfernt.
  • Bei einer Ausführungsform werden die Source- und Drain-Elektroden an das Gate-Dielektrikum angrenzend abgeschieden, bevor die Polymerschicht bereitgestellt wird. Daraufhin wird die Polymerschicht aufgebracht. Nachdem die Schicht, die ein Polymer umfasst, fertig gestellt ist, wird die organische Halbleiterschicht auf den Source- und Drain-Elektroden und auf der an dem Dielektrikum angrenzenden Polymerschicht abgeschieden. Vor dem Abscheiden des Halbleiters kann das Material, das auf dem Gate-Dielektrikum abgeschieden ist, zum Bereitstellen der Polymerschicht gespült werden, so dass die Source- und Drain-Elektroden im Wesentlichen von der Polymerschicht frei sind. Das heißt, dass weniger als etwa 5 Å Polymerschicht, noch bevorzugter weniger als 1 Å und am bevorzugtesten keine Polymerschicht auf den Source- und Drain-Elektroden vorliegt.
  • OTFT-Verfahren
  • Die vorliegende Erfindung bietet auch ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilmtransistors umfassend die Schritte des (a) Bereitstellens eines Substrats; (b) Abscheidens eines Gate-Elektrodenmaterials auf dem Substrat; (c) Bereitstellens eines Gate-Dielektrikums auf dem Gate-Elektrodenmaterial; (d) Auftragens einer im Wesentlichen nicht fluorierten Polymerschicht an das Dielektrikum angrenzend, wobei die Polymerschicht eine Dicke von weniger als etwa 400 Å aufweist; (e) Bereitstellens einer organischen Halbleiterschicht angrenzend an die Polymerschicht; und (f) Abscheidens einer Source-Elektrode und einer Drain-Elektrode angrenzend an die organische Halbleiterschicht. Die Polymerschicht wird aus den oben beschriebenen, einschließlich Kombinationen von zwei oder mehr Polymerschichtmaterialien ausgewählt. Diese Schritte können in der angegebenen Reihenfolge oder in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden, solange die Polymerschicht zwischen dem Gate-Dielektrikum und der organischen Halbleiterschicht liegt. Beispielsweise kann die organische Halbleiterschicht über oder unter den Source- und Drain-Elektroden bereitgestellt werden.
  • Zusätzliche Schritte sind bei gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nützlich. Beispielsweise kann Spülen nach dem Aufbringen der Polymerschicht durchgeführt werden. Die Polymerschicht kann durch Abscheiden einer Polymerlösung oder einer Monomerlösung, die dann polymerisiert wird, aufgebracht werden. Das aufgebrachte Material kann einer Energiequelle wie einer Wärmestrahlung, UV- oder sichtbarem Licht zum Entfernen von Lösungsmittel und/oder Vernetzen des Materials unter Bildung der Polymerschicht auf der Gate-Dielektrikumoberfläche ausgesetzt werden. Irgendeine Kombination von Spülen und/oder Energieexposition können für bestimmte Ausführungsformen verwendet werden wie Spülen vor oder nach dem Erhitzen, ausschließlich Spülen oder Erhitzen ohne Spülen.
  • Die vorliegende Erfindung bietet auch eine integrierte Schaltung umfassend mehrere OTFT, die durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt werden und ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung umfassend das Bereitstellen mehrerer erfindungsgemäßer OTFT. So ist die vorliegende Erfindung in einem Gegenstand verkörpert, der einen oder mehrere der beschriebenen OTFT umfasst. Derartige Gegenstände umfassen beispielsweise Radiofrequenzidentifikationsetikette, Rückwandplatinen für aktive Matrixanzeigen, Smartcards, Speichergeräte und dergleichen. In Geräten, die die erfindungsgemäßen OTFT enthalten, werden derartige OTFT funktionsfähig durch im Stand der Technik bekannte Möglichkeiten verbunden.
  • Der gesamte Vorgang des Herstellens des erfindungsgemäßen Dünnfilmtransistors oder der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung kann unterhalb einer maximalen Substrattemperatur von etwa 450°C, bevorzugt unter etwa 250°C, durchgeführt werden. Eine Mindestsubstrattemperatur von etwa 150°C ist bevorzugt. Die Temperaturauswahl hängt im Allgemeinen vom Substrat und den im Stand der Technik bekannten Verarbeitungsparametern ab, sobald man mit dem hier enthaltenen Wissen bezüglich der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Diese Temperaturen liegen beträchtlich unterhalb derjenigen herkömmlicher integrierter Schaltungs- und Halbleiterverarbeitungstemperaturen, die die Verwendung irgendeiner Reihe verschiedener relativ billiger Substrate, wie flexible Polymersubstrate, ermöglichen. So ermöglicht die Erfindung die Herstellung relativ billiger integrierter Schaltungen enthaltend organische Dünnfilmtransistoren mit signifikant verbesserter Leistung.
  • Der erfindungsgemäße OTFT weist eine oder mehrere Vorteile im Vergleich mit bekannten organischen Dünnfilmtransistoren auf. Diese Vorteile werden beispielsweise durch die Ladungsträgermobilität offensichtlich. Die vorliegende Erfindung bietet OTFT mit einer Ladungsträgermobilität, die größer ist als bei einem Vergleichs-OTFT, dem die erfindungsgemäße Polymerschicht fehlt. Bevorzugt weist der erfindungsgemäße OTFT eine Ladungsträgermobilität auf, die mindestens etwa 25% größer, noch bevorzugter mindestens etwa 50% und selbst noch bevorzugter mindestens etwa 75% größer und bei einigen Ausführungsformen mindestens etwa 100% größer ist als die Ladungsträgermobilität eines Vergleichs-OTFT, der nicht erfindungsgemäß hergestellt wird. Derartige Verbesserungen der Ladungsträgermobilität werden bereitgestellt, während die OTFT-Eigenschaften innerhalb erwünschter Bereiche gehalten worden ist. Beispielsweise werden die oben beschriebenen Verbesserungen erhalten, während eine Schwellenspannung zwischen etwa 25 und –25 V, eine subthreshold Slope unter etwa 10 V/Dekade (Absolutwert), ein Ein/Aus-Verhältnis von mindestens etwa 104 und eine Ladungsträgermobilität von mindestens etwa 10–2 cm2/Vs bereitgestellt werden, wenn die Halbleiterschicht einen Halbleiter vom p-Typ umfasst oder mindestens etwa 10–4 cm2/Vs, wenn die Halbleiterschicht einen Halbleiter vom n-Typ umfasst. Verschiedene Ausführungsformen bieten OTFT mit zwei, drei oder mehr dieser Eigenschaften.
  • Die Erfindung bietet einen Halbleiter-OTFT vom p-Typ mit einer Schwellenspannung zwischen –25 und 25 V, bevorzugt einer Schwellenspannung zwischen etwa 0 und –10 V, noch bevorzugter zwischen etwa 0 und –5 V. Die Erfindung bietet einen Halbleiter-OTFT vom n-Typ mit einer Schwellenspannung zwischen etwa –25 und 25 V, bevorzugt einer Schwellenspannung zwischen etwa 10 und 0 V, noch bevorzugter zwischen etwa 5 und 0 V. Die Erfindung bietet einen OTFT mit einer subthreshold Slope unter etwa 10 V/Dekade (Absolutwert), bevorzugt einer subthreshold Slope unter etwa 5 V/Dekade (Absolutwert), noch bevorzugter unter etwa 2 V/Dekade (Absolutwert). Die Erfindung bietet einen OTFT mit einem Ein/Aus-Verhältnis von mindestens etwa 104, bevorzugt mindestens etwa 105, noch bevorzugter mindestens etwa 5 × 105 und selbst noch bevorzugter mindestens etwa 106.
  • Noch spezifischer bietet in einer Ausführungsform, die Pentacen oder ein substituiertes Pentacen als organischen Halbleiter aufweist, die Erfindung einen OTFT mit einer Ladungsträgermobilität, die mindestens etwa 0, 1 cm2/Vs, noch bevorzugter mindestens 0, 2 cm2/Vs und selbst noch bevorzugter mindestens etwa 0,5 cm2/Vs aufweist. Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegt die Ladungsträgermobilität über 1,0 oder sogar über 2,0 cm2/Vs. Spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen eine Ladungsträgermobilität auf, die größer ist als diejenige, die für Masseneinkristalle von Pentacen berichtet worden sind. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist ein Pentacen-OTFT eine Ladungsträgermobilität von mindestens etwa 2 cm2/Vs, eine negative Schwellenspannung, eine subthreshold Slope unter etwa 3 V/Dekade und ein Ein/Aus-Verhältnis von mindestens etwa 5 × 105 auf.
  • Die Gegenstände und Vorteile dieser Erfindung sind durch die folgenden Beispiele noch weiter veranschaulicht, die spezifischen Materialien und Mengen derselben, die in diesen Beispielen angegeben sind, sowie andere Bedingungen und Einzelheiten sollten jedoch nicht als diese Erfindung unangemäß einschränkend aufgefasst werden.
  • BEISPIELE
  • Testmethoden
  • A. Filmdicke
  • Die Einwellenellipsometrie wurde angewendet, um Schätzungswerte der Polymerschichtdicke zu erhalten. Substratwerte von Psi und Delta (ψs und Δs) wurden von gereinigten Substraten (unten beschrieben) in einem Einfallswinkel von 70° und bei einer Wellenlänge von 632,8 nm unter Anwendung eines automatischen Doppelmodusellipsometers, Modell L116A, von Gaertner (Gaertner Co., Skokie, Illinois) erhalten. Die Polymerschicht wurde auf die Substrate aufgebracht und die Werte wurden gemessen (ψf und Δf).
  • Ellipsometrie-Modelliersoftware, WVASE32 (von J. A. Woollam, Inc., Lincoln, Nebraska) wurde zum Konstruieren optischer Modelle verwendet, die für das spezifische untersuchte Polymer und Substrat geeignet sind. Optische Materialkonstanten, die in dem Programm enthalten sind, wurden verwendet, es sei denn, es wird etwas anderes angegeben.
  • Für das thermische Oxid auf Siliciumsubstraten bestand das optische Modell aus 1000 Å SiO2 auf 50 Å einer Zwischenmischschicht (effektive Bruggeman-Mediumannäherung, bestehend aus 50% SiO2 und 50% Si) auf einem Siliciumsubstrat. Die veränderlichen Variablen bei dieser Passung waren die SiO2-Dicke, die Dicke der Zwischenmischschicht und der SiO2-Prozentsatz der Zwischenmischschicht (wobei der Si-Prozentsatz dazu so eingestellt wird, um den Rest der Zwischenschichtzusammensetzung zu ergänzen). Typische Passungswerte waren 950–990 Å SiO2, 40–60 Å Zwischenmischung bestehend aus 20–60% SiO2.
  • Für Aluminiumschichten auf Siliciumsubstraten war das optische Modell 1500 Å von Al2O3 auf Si. Die veränderlichen Variablen in der Passung waren die Dicke in Ångström (d) und der Brechungsindex (n) des Al2O3. Keimwerte von d = 1500 und n = 1,77 wurden verwendet. Typische Endpassungswerte lagen zwischen 1400 Å und 1700 Å, wobei n zwischen 1,56 und 1,60 lag.
  • Nachdem die Substratparameter durch Modellieren von ψs und Δs bestimmt worden waren, wurden sie fixiert und eine Polymerschicht wurde dem optischen Modell zwischen den Luft- und Dielektrikumsschichten zugegeben. Diese Schicht hatte eine variable Dicke, ihr Brechungsindex wurde jedoch auf einen Wert festgelegt, der für dieses Polymer in seinem Massenzustand typisch ist. Der Brechungsindex von Copolymerproben wurde schätzungsweise bestimmt. Die Polymerschichtdicke wurde dann variiert, um die beste Passung für zu ψf und Δf erreichen. Jede in Tabelle 1 (unten) aufgeführte Dicke war der Durchschnitt von vier Messungen an jeder Probe.
  • B. Wasserkontaktwinkel (WKW)
  • Gleichbleibende, zunehmende und abnehmende Wasserkontaktwinkel wurden mit einem Videokontaktwinkelapparat (Modell VCA-2500XE von AST Products, Billerica, Massachusetts) gemessen. Die berichteten Werte waren Durchschnittswerte von Messungen auf beiden Seiten von mindestens drei Tropfen auf jeder getesteten Fläche. Die schätzungsweisen Ungewissheiten bei diesen Messwerten betrugen +/– 1 Grad bei den gleichbleibenden und zunehmenden Messwerten und +/– 2 Grad bei den abnehmenden Messwerten. Die Oberflächencharakterisierungsdaten sind in Tabelle 1 (unten) zusammengefasst.
  • C. Dünnfilmtransistorleistungsfähigkeit
  • Die Transistorleistungsfähigkeit wurde bei Raumtemperatur an der Luft unter Anwendung von im Stand der Technik bekannten Techniken, wie sie beispielsweise bei S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, Seite 442, John Wiley & Sons, New York, 1981, aufgeführt sind. Ein Halbleiterparameteranalysator (Modell 4145A von Hewlett-Packard, Palo Alto, Kalifornien) wurde zum Erzielen der unten aufgeführten Ergebnisse verwendet.
  • Die Quadratwurzel des Drain-Stroms (Id) wurde in Abhängigkeit von der Gate-Source-Vorspannung (Vg) von +10 V bis –40 V für eine konstante Source-Drain-Vorspannung (Vd) von –40 V aufgezeichnet und die Sättigungsfeldeffektmobilität wurde vom Teil der geraden Linie der Kurve unter Anwendung der spezifischen Kapazitanz des Gate-Dielektrikums, der Kanalbreite und der Kanallänge berechnet. Die x-Achsenextrapolation dieser Geradlinienpassung wurde als Schwellenspannung (Vt) genommen. Außerdem führte das Aufzeichnen von Id in Abhängigkeit von Vg zu einer Kurve, bei der eine Geradlinienpassung einem Teil der Kurve, der Vt enthielt, entlang aufgezeichnet wurde. Das Umgekehrte der Neigung dieser Linie war die subthreshold Slope (S). Das Ein/Aus-Verhältnis wurde als der Unterschied zwischen den Mindest- und maximalen Drain-Strom-(Id-)Werten der Id-Vg-Kurve genommen.
  • Substrate
  • Stark dotierte Einkristallsiliciiumwafer einer Orientierung von <100> wurden von Silicon Valley Microelectronics, San Jose, Kalifornien, erhalten. Eine Schicht von 1500 Å von Aluminiumdioxid (Wafer A) oder eine Schicht von 1000 Å von thermischem Hochtemperatursiliciumoxid (Wafer B) wurde auf jede Wafervorderseite durch chemische Aufdampfverfahren aufgebracht. Eine Schicht von 5000 Å Aluminiummetall wurde auf die Rückseite jedes Wafers aufgedampft. Bei dieser Demonstration diente der mit Aluminium gekappte dotierte Wafer als Gate-Elektrode und das Aluminiumoxid oder Siliciumoxid funktionierte als Gate-Dielektrikum, wenn organische Dünnfilmtransistoren hergestellt wurden.
  • Waferherstellung und Polymerbeschichtungsverfahren
  • Wafersubstrate wurden geviertelt und durch 5 min langes Aussetzen in einer UV/Ozonkammer gereinigt. Das Material der Wahl wurde durch Aufschleudern (300 UpM/5 s, daraufhin 2000 UpM/15 s) einer Lösung des in dem spezifischen Beispiel angegebenen Polymers in Toluol und Brennen bei 200°C für 30 Minuten, gefolgt vom Spülen mit Toluol aufgebracht. Die ellipsometrische Filmdicke und die Wasserkontaktwinkel wurden unter Anwendung der oben skizzierten Vorgehensweisen gemessen.
  • Halbleiterbeschichtungsverfahren
  • Pentacen (von Aldrich Chemical erhältlich) wurde in einem 3-Zonenofen (Thermolyne 79500 Röhrenofen von Barnstead Thermolyne, Dubuque, Iowa) bei reduziertem Druck unter einer konstanten Strömung von Stickstoffgas gereinigt.
  • Das gereinigte Pentacen wurde durch Sublimierung unter Vakuum (ungefähr 10–6 Torr (oder 1, 33 × 10–4 Pa) auf die Polymeroberfläche mit einer Geschwindigkeit von 0,5 Å pro Sekunde zum Erreichen einer Dicke von 500 Å, wie durch eine Quarzkristallmikrowaage gemessen, abgeschieden. Palladium- oder Gold-Source- und Drain-Elektroden wurden dann auf die Pentacenschicht schattenmaskiert. Die Dimensionen des Geräts waren: Kanallänge 40 µm bis 60 µm × Kanalbreite 1000 µm.
  • Abschließende Schritte für die Herstellung des Geräts und Testen
  • Mehrfache OTFT wurden hergestellt und eine repräsentative Probe von mindestens sechs OTFT wurden für jeden von mindestens zwei Abscheidungsläufen getestet. Die durchschnittlichen Ergebnisse sind unten in Tabelle 2 angegeben.
  • Beispiele 1–2
  • Wafer wurden geviertelt und mit Lösungsmittel gereinigt und dann noch weiter unter Anwendung der oben beschriebenen Verfahrensweise gereinigt. Poly(dimethylsiloxan) (Viskosität 50 cSt, als Dow Corning 200® Fluid von Dow Corning, Midland, MI, erhältlich) wurde in Toluol gelöst, um eine Lösung von 1,0 Gew.-% zu erreichen, die auf Proben von Wafer A (Beispiel 1) und Wafer B (Beispiel 2) aufgebracht wurde. Die Lösungen wurden durch das Polymerbeschichtungsverfahren aufgebracht. Pentacen wurde wie oben beschrieben aufgebracht. OTFT wurden wie oben beschrieben hergestellt und getestet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 unten aufgeführt.
  • Beispiel 3
  • Poly(dimethylsiloxancodiphenylsiloxan) (5% Diphenylsiloxan, CR524B, von General Electric Silicones, Waterford, NY) wurde in Toluol gelöst, um eine Lösung von 0,15 Gew.-% zu ergeben. Diese Lösung wurde durch das oben beschriebene Polymerbeschichtungsverfahren auf Wafer A-Proben aufgebracht. Pentacen wurde wie oben beschrieben aufgebracht. OTFT wurden hergestellt und wie oben beschrieben getestet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 unten aufgeführt.
  • Beispiel 4
  • Poly(dimethylsiloxancomethylphenylsiloxan) (Viskosität 50 cSt, als Dow Corning 510® erhältlich) wurde in Toluol gelöst, um eine Lösung von 1,0 Gew.-% zu ergeben und diese Lösung wurde durch das oben beschriebene Polymerbeschichtungsverfahren auf Wafer B-Proben aufgebracht. Pentacen wurde wie oben beschrieben aufgebracht. OTFT wurden hergestellt und wie oben beschrieben getestet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 unten aufgeführt.
  • Vergleichsbeispiele 1–2 (CE1 und CE2)
  • Wafer wurden geviertelt und direkt vor der Verwendung unter Anwendung aufeinander folgender Spülungen in Aceton, Methanol, 2-Propanol und Wasser gereinigt, auf einer Heißplatte bei 100°C 3 Minuten lang gebrannt und in einer selbstgebauten Kammer 15 Minuten lang UV/Ozon ausgesetzt. Der Wafer A wurde für CE1, der Wafer B für CE2 verwendet. Pentacen wurde wie oben beschrieben aufgebracht, OTFT wurden hergestellt und wie oben beschrieben getestet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 unten aufgeführt.
  • Tabelle 1: Dicke und Wasserkontaktwinkel (WKW)
    Figure 00290001
  • Tabelle 2: OTFT-Leistung
    Figure 00290002
  • Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden denjenigen, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, angesichts der obigen Beschreibung offensichtlich sein. Dementsprechend sollte man sich im Klaren darüber sein, dass diese Erfindung nicht übermäßig auf die veranschaulichenden oben aufgeführten Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims (15)

  1. Organischer Dünnfilmtransistor (OTFT), umfassend eine nicht fluorierte Polymerschicht mit einer Dicke von weniger als 400 Å, die zwischen einem Gate-Dielektrikum und einer organischen Halbleiterschicht liegt, wobei die Polymerschicht ein Polymer mit interpolymerisierten Einheiten gemäß der Formel
    Figure 00310001
    umfasst, wobei jedes R unabhängig eine Gruppe umfasst, die ausgewählt ist aus Wasserstoff, C1-C20 aliphatischer Gruppe, C4-C20 alicyclischer Gruppe, Arylalkyl oder Aryl und einer Kombination davon, die ein oder mehrere Heteroatome und/oder eine oder mehrere funktionale Gruppen enthalten kann.
  2. Transistor nach Anspruch 1, wobei die Polymerschicht Poly(dimethylsiloxan), Poly(dimethylsiloxan-co-diphenylsiloxan), Poly(methylphenylsiloxan-co-diphenylsiloxan) oder Poly(dimethylsiloxan-co-methylphenylsiloxan) umfasst.
  3. Transistor nach Anspruch 1, wobei die Polymerschicht ferner Blöcke interpolymerisierter Einheiten aus einem ethylenisch ungesättigten Monomer umfasst.
  4. Transistor nach Anspruch 1, wobei R eine Gruppe umfasst, die ausgewählt ist aus Methyl, Vinyl, 5-Hexenyl, Phenyl, 2-Phenylethyl, 3-(Meth)acryloxypropyl, 3-Mercaptopropyl, 3-Glycidoxypropyl, 2-(3- 4-Epoxycyclohexyl)ethyl, 3-Aminopropyl, 3-Acetoxypropyl, 3-Chloropropyl, 3-Carboxypropyl, 3-Cyanopropyl und 2-(Diethylphosphono)ethyl.
  5. Transistor nach Anspruch 1 mit mindestens einer Eigenschaft, ausgewählt aus a) einer Schwellenspannung zwischen –25 und 25 Volt; b) einer subthreshold Slope unter 10 Volt pro Dekade (Absolutwert); c) einem Ein/Aus-Verhältnis von mindestens 104; d) einer Ladungsträgermobilität von mindestens 10–2 cm2/Vs, wenn die Halbleiterschicht einen Halbleiter vom p-Typ umfasst; e) einer Ladungsträgermobilität von mindestens 10–4 cm2/Vs, wenn die Halbleiterschicht einen Halbleiter vom n-Typ umfasst; f) einer Ladungsträgermobilität, die mindestens 50% größer als bei einem Vergleichs-OTFT ist, dem die Polymerschicht fehlt; g) einer Ladungsträgermobilität, die mindestens 0,02 cm2/Vs größer als bei einem Vergleichs-OTFT ist, dem die Polymerschicht fehlt; h) einer Ladungsträgermobilität, die mindestens 0,10 cm2/Vs größer als bei einem Vergleichs-OTFT ist, dem die Polymerschicht fehlt; und i) einer Ladungsträgermobilität, die mindestens 1,0 cm2/Vs größer als bei einem Vergleichs-OTFT ist, dem die Polymerschicht fehlt.
  6. Transistor nach Anspruch 1, umfassend ein Gate-Dielektrikum, das ein anorganisches, elektrisch isolierendes Material umfasst, das ausgewählt ist aus Strontiaten, Tantalaten, Titanaten, Zirkonaten, Aluminiumoxiden, Siliziumoxiden, Tantaloxiden, Titanoxiden, Siliziumnitriden, Bariumtitanat, Bariumstrontiumtitanat, Bariumzirkonattitanat, Zinkselenid, Zinksulfid und Legierungen, Kombinationen und Mehrfachschichten davon.
  7. Transistor nach Anspruch 1, umfassend Gate-, Source- und Drain-Elektroden, die jeweils unabhängig ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus dotiertem Silizium, Metall, einem leitenden Polymer und Kombinationen davon.
  8. Transistor nach Anspruch 1, wobei die organische Halbleiterschicht ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus Acenen, Perylenen, Fullerenen, Phthalocyaninen und Oligothiophenen.
  9. Transistor nach Anspruch 1, wobei die organische Halbleiterschicht Anthracen, Tetracen, Pentacen, ein substituiertes Pentacen, Kupfer(II)hexadecafluorophthalocyanin oder Sexithiophen umfasst.
  10. Verfahren zur Herstellung eines organischen Dünnfilmtransistors, umfassend: a) Bereitstellen eines Substrats; b) Abscheiden eines Gate-Elektrodenmaterials auf dem Substrat; c) Abscheiden eines Gate-Dielektrikums auf dem Gate-Elektrodenmaterial; d) Auftragen einer nicht fluorierten Siloxanpolymerschicht mit einer Dicke von weniger als 400 Å, die zwischen einem Gate-Dielektrikum und einer organischen Halbleiterschicht liegt, wobei die Polymerschicht ein Polymer mit interpolymerisierten Einheiten gemäß der Formel
    Figure 00340001
    umfasst, wobei jedes R unabhängig eine Gruppe umfasst, die ausgewählt ist aus Wasserstoff, C1-C20 aliphatischer Gruppe, C4-C20 alicyclischer Gruppe, Arylalkyl oder Aryl und einer Kombination davon, die ein oder mehrere Heteroatome und/oder eine oder mehrere funktionale Gruppen enthalten kann; e) Abscheiden einer organischen Halbleiterschicht angrenzend an die Polymerschicht; und f) Bereitstellen einer Source-Elektrode und einer Drain-Elektrode angrenzend an die organische Halbleiterschicht.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend das Spülen des schichtenförmigen Materials von Schritt (d), bevor oder nachdem das Material gegebenenfalls einer Energiequelle ausgesetzt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt der Bereitstellung einer Polymerschicht einen Beschichtungsprozess beinhaltet, ausgewählt aus Sprühen, Schleudern, Tauchen, Rakelauftrag, Gravurstreichen, Mikrokontaktdrucken, Tintenstrahldrucken, Prägen, Transferdrucken und Dampfabscheidung.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Source- und Drain-Elektroden angrenzend an dem Gate-Dielektrikum vor dem Schritt der Bereitstellung einer Polymerschicht auf dem Gate-Dielektrikum bereitgestellt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend das Spülen der Siloxanpolymerschicht von jeder Oberfläche, die nicht das dielektrische Material ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Substrat flexibel ist.
DE60214875T 2001-11-05 2002-10-23 Organischer dünnfilmtransistor mit siloxanpolymergrenzfläche Expired - Lifetime DE60214875T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/012,655 US6617609B2 (en) 2001-11-05 2001-11-05 Organic thin film transistor with siloxane polymer interface
US12655 2001-11-05
PCT/US2002/033999 WO2003041186A2 (en) 2001-11-05 2002-10-23 Organic thin film transistor with siloxane polymer interface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60214875D1 DE60214875D1 (de) 2006-11-02
DE60214875T2 true DE60214875T2 (de) 2007-09-20

Family

ID=21756040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60214875T Expired - Lifetime DE60214875T2 (de) 2001-11-05 2002-10-23 Organischer dünnfilmtransistor mit siloxanpolymergrenzfläche

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6617609B2 (de)
EP (1) EP1442487B1 (de)
JP (1) JP2005509299A (de)
KR (1) KR20050039730A (de)
CN (1) CN100459206C (de)
AT (1) ATE340413T1 (de)
AU (1) AU2002361575A1 (de)
DE (1) DE60214875T2 (de)
WO (1) WO2003041186A2 (de)

Families Citing this family (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6946676B2 (en) * 2001-11-05 2005-09-20 3M Innovative Properties Company Organic thin film transistor with polymeric interface
EP1361619A3 (de) * 2002-05-09 2007-08-15 Konica Corporation Organischer Dünnfilmtransistor, organischer Dünnfilmtransistorträger und dessen Herstellungsmethode
US6891190B2 (en) * 2002-05-23 2005-05-10 Motorola, Inc. Organic semiconductor device and method
US6870181B2 (en) 2002-07-02 2005-03-22 Motorola, Inc. Organic contact-enhancing layer for organic field effect transistors
EP1525630A2 (de) * 2002-07-29 2005-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Elektronisches bauteil mit vorwiegend organischen funktionsmaterialien und herstellungsverfahren dazu
US6784017B2 (en) * 2002-08-12 2004-08-31 Precision Dynamics Corporation Method of creating a high performance organic semiconductor device
US6791125B2 (en) * 2002-09-30 2004-09-14 Freescale Semiconductor, Inc. Semiconductor device structures which utilize metal sulfides
US7078261B2 (en) * 2002-12-16 2006-07-18 The Regents Of The University Of California Increased mobility from organic semiconducting polymers field-effect transistors
US7088145B2 (en) * 2002-12-23 2006-08-08 3M Innovative Properties Company AC powered logic circuitry
EP1434281A3 (de) * 2002-12-26 2007-10-24 Konica Minolta Holdings, Inc. Herstellungsmethode eines Dünnfilmtransistors, Substrat und elektrische Schaltung
JP2004235298A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Pioneer Electronic Corp 有機半導体素子及びその製造方法
US7098525B2 (en) * 2003-05-08 2006-08-29 3M Innovative Properties Company Organic polymers, electronic devices, and methods
US7279777B2 (en) * 2003-05-08 2007-10-09 3M Innovative Properties Company Organic polymers, laminates, and capacitors
WO2004100281A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-18 Cambridge University Technical Services Limited Polymer transistor
JP2005019955A (ja) * 2003-05-30 2005-01-20 Seiko Epson Corp 薄膜パターンの形成方法及びデバイスの製造方法、電気光学装置及び電子機器
KR100995451B1 (ko) * 2003-07-03 2010-11-18 삼성전자주식회사 다층 구조의 게이트 절연막을 포함하는 유기 박막 트랜지스터
CN1836024B (zh) * 2003-08-19 2011-03-16 默克专利有限公司 含有三苯基膦单元的低聚物和聚合物
US20050263903A1 (en) * 2003-08-30 2005-12-01 Visible Tech-Knowledgy, Inc. Method for pattern metalization of substrates
KR100678771B1 (ko) 2003-09-30 2007-02-02 학교법인연세대학교 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법
US20050130422A1 (en) * 2003-12-12 2005-06-16 3M Innovative Properties Company Method for patterning films
GB0400997D0 (en) * 2004-01-16 2004-02-18 Univ Cambridge Tech N-channel transistor
JP4933051B2 (ja) * 2004-03-10 2012-05-16 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタおよびその製造方法、積層体の製造方法
US7491967B2 (en) * 2004-03-10 2009-02-17 Canon Kabushiki Kaisha Field effect transistor, method of producing the same, and method of producing laminated member
JP4661065B2 (ja) 2004-03-22 2011-03-30 セイコーエプソン株式会社 相補型有機半導体装置
JP2005340802A (ja) * 2004-04-28 2005-12-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び表示装置の作製方法
US7655809B2 (en) * 2004-05-18 2010-02-02 University Of Ottawa Compounds comprising a linear series of five fused carbon rings, and preparation thereof
US7935836B2 (en) * 2004-05-18 2011-05-03 Alexander Graham Fallis Compounds comprising a linear series of five fused carbon rings, and preparation thereof
US8901268B2 (en) 2004-08-03 2014-12-02 Ahila Krishnamoorthy Compositions, layers and films for optoelectronic devices, methods of production and uses thereof
JP5008288B2 (ja) * 2004-09-29 2012-08-22 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
US7399668B2 (en) * 2004-09-30 2008-07-15 3M Innovative Properties Company Method for making electronic devices having a dielectric layer surface treatment
US20060105199A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-18 3M Innovative Properties Company Electroluminescent devices containing trans-1,2-bis(acenyl)ethylene compounds
US7315042B2 (en) * 2004-11-18 2008-01-01 3M Innovative Properties Company Semiconductors containing trans-1,2-bis(acenyl)ethylene compounds
US20060128165A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 3M Innovative Properties Company Method for patterning surface modification
JP2006245559A (ja) * 2005-02-07 2006-09-14 Mitsubishi Chemicals Corp 電界効果トランジスタ及びその製造方法
US7211679B2 (en) * 2005-03-09 2007-05-01 3M Innovative Properties Company Perfluoroether acyl oligothiophene compounds
US7151276B2 (en) * 2005-03-09 2006-12-19 3M Innovative Properties Company Semiconductors containing perfluoroether acyl oligothiophene compounds
US7282735B2 (en) * 2005-03-31 2007-10-16 Xerox Corporation TFT having a fluorocarbon-containing layer
US20060231829A1 (en) * 2005-04-13 2006-10-19 Xerox Corporation TFT gate dielectric with crosslinked polymer
US20060231908A1 (en) * 2005-04-13 2006-10-19 Xerox Corporation Multilayer gate dielectric
CA2547799A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-27 University Of Ottawa Compounds comprising a linear series of five fused carbon rings, and preparation thereof
KR100786947B1 (ko) * 2005-06-30 2007-12-17 주식회사 엘지화학 파이렌 유도체 및 파이렌 유도체를 이용한 유기전자소자
KR100786946B1 (ko) 2005-06-30 2007-12-17 주식회사 엘지화학 유기 박막 트랜지스터
US7319153B2 (en) * 2005-07-29 2008-01-15 3M Innovative Properties Company 6,13-Bis(thienyl)pentacene compounds
TWI261361B (en) * 2005-08-31 2006-09-01 Ind Tech Res Inst Organic thin-film transistor structure and method for fabricating the same is provided
US7435989B2 (en) * 2005-09-06 2008-10-14 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device with layer containing polysiloxane compound
US7695999B2 (en) * 2005-09-06 2010-04-13 Canon Kabushiki Kaisha Production method of semiconductor device
JP5188048B2 (ja) * 2005-09-06 2013-04-24 キヤノン株式会社 半導体素子の製造方法
JP5188046B2 (ja) * 2005-09-06 2013-04-24 キヤノン株式会社 半導体素子
JP4860980B2 (ja) * 2005-10-20 2012-01-25 ローム株式会社 モータ駆動回路およびそれを用いたディスク装置
US8414962B2 (en) 2005-10-28 2013-04-09 The Penn State Research Foundation Microcontact printed thin film capacitors
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
GB0601008D0 (en) * 2006-01-18 2006-03-01 Qinetiq Ltd Method of fabricating a semicondutor device
US7851788B2 (en) 2006-02-28 2010-12-14 Pioneer Corporation Organic transistor and manufacturing method thereof
WO2008054477A2 (en) * 2006-03-17 2008-05-08 Northwestern University High-performance field effect transistors with self-assembled nanodielectrics
US7667230B2 (en) * 2006-03-31 2010-02-23 3M Innovative Properties Company Electronic devices containing acene-thiophene copolymers
US7608679B2 (en) * 2006-03-31 2009-10-27 3M Innovative Properties Company Acene-thiophene copolymers
US7495251B2 (en) * 2006-04-21 2009-02-24 3M Innovative Properties Company Electronic devices containing acene-thiophene copolymers with silylethynyl groups
US7666968B2 (en) * 2006-04-21 2010-02-23 3M Innovative Properties Company Acene-thiophene copolymers with silethynly groups
US20080135891A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Palo Alto Research Center, Incorporated Transistor Device Formed on a Flexible Substrate Including Anodized Gate Dielectric
WO2008091571A2 (en) * 2007-01-22 2008-07-31 Nano Terra Inc. High-throughput apparatus for patterning flexible substrates and method of using the same
KR100850495B1 (ko) * 2007-03-02 2008-08-05 성균관대학교산학협력단 유기 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
WO2008117450A1 (ja) * 2007-03-27 2008-10-02 Pioneer Corporation 有機トランジスタの製造方法及び有機トランジスタ
JP2010532096A (ja) * 2007-06-28 2010-09-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ゲート構造体を形成する方法
EP2232606A1 (de) * 2007-12-17 2010-09-29 3M Innovative Properties Company Lösungsverarbeitbare organische halbleiter auf der basis von anthracen
TW200950099A (en) * 2008-01-31 2009-12-01 Corning Inc Thin film transistor having long lightly doped drain on SOI substrate and process for making same
US7968871B2 (en) * 2008-04-11 2011-06-28 Xerox Corporation Organic thin film transistor
CN102119164A (zh) * 2008-06-19 2011-07-06 3M创新有限公司 可溶液处理的有机半导体
US8106387B2 (en) * 2008-10-14 2012-01-31 Xerox Corporation Organic thin film transistors
US8557877B2 (en) 2009-06-10 2013-10-15 Honeywell International Inc. Anti-reflective coatings for optically transparent substrates
CN102000661B (zh) * 2009-09-01 2013-03-13 宝山钢铁股份有限公司 钢铁表面富勒烯薄膜的粘附制备方法
JP2012089610A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Kaneka Corp 薄膜トランジスタ
JP2012183753A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Fujifilm Corp ナノインプリント方法
US8864898B2 (en) 2011-05-31 2014-10-21 Honeywell International Inc. Coating formulations for optical elements
US9721697B2 (en) 2012-11-08 2017-08-01 Eastman Kodak Company Organic polymeric bi-metallic composites
US8779415B2 (en) 2012-11-08 2014-07-15 Eastman Kodak Company Devices containing organic polymeric multi-metallic composites
WO2014102625A1 (en) 2012-12-24 2014-07-03 Indian Institute Of Technology Kanpur Thin film transistor with a current-induced channel
WO2016167892A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 Honeywell International Inc. Polysiloxane formulations and coatings for optoelectronic applications
JP6629866B2 (ja) * 2015-09-02 2020-01-15 富士フイルム株式会社 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、有機半導体組成物、有機半導体膜および有機半導体膜の製造方法
US10727426B2 (en) * 2015-12-21 2020-07-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Thin film transistor, method of manufacturing the same, and electronic device including the same
US10164192B2 (en) * 2016-01-08 2018-12-25 Hong Kong Baptist University Solution process for fabricating high-performance organic thin-film transistors
WO2017213379A1 (ko) * 2016-06-08 2017-12-14 주식회사 엘지화학 유기트랜지스터 및 가스센서
KR102120482B1 (ko) * 2018-10-05 2020-06-08 씨제이제일제당 (주) 생분해성 고분자 나노입자를 포함하는 메모리 소자 및 이의 제조방법
CN114530556B (zh) * 2022-02-22 2022-08-19 天津大学 一种带状传输薄膜晶体管及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0791509B2 (ja) * 1985-12-17 1995-10-04 住友化学工業株式会社 半導体用絶縁膜形成塗布液
US5079179A (en) 1987-10-09 1992-01-07 Hughes Aircraft Company Process of making GaAs electrical circuit devices with Langmuir-Blodgett insulator layer
JPH0766990B2 (ja) * 1988-07-15 1995-07-19 松下電器産業株式会社 有機デバイスおよびその製造方法
US5892244A (en) * 1989-01-10 1999-04-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Field effect transistor including πconjugate polymer and liquid crystal display including the field effect transistor
US5266222A (en) * 1990-05-23 1993-11-30 California Institute Of Technology Durable low surface-energy surfaces
FR2664430B1 (fr) 1990-07-04 1992-09-18 Centre Nat Rech Scient Transistor a effet de champ en couche mince de structure mis, dont l'isolant et le semiconducteur sont realises en materiaux organiques.
JP2637869B2 (ja) * 1990-12-10 1997-08-06 松下電器産業株式会社 吸着単分子膜及びその製造方法
JP3994441B2 (ja) * 1995-01-09 2007-10-17 松下電器産業株式会社 電界効果トランジスタ
JPH0940779A (ja) * 1995-08-01 1997-02-10 Toshiba Corp ポリシロキサン、ポリシロキサン組成物、絶縁膜の製造方法、着色部材の製造方法及び導電膜の製造方法
US5625199A (en) 1996-01-16 1997-04-29 Lucent Technologies Inc. Article comprising complementary circuit with inorganic n-channel and organic p-channel thin film transistors
US6326640B1 (en) * 1996-01-29 2001-12-04 Motorola, Inc. Organic thin film transistor with enhanced carrier mobility
US5965679A (en) 1996-09-10 1999-10-12 The Dow Chemical Company Polyphenylene oligomers and polymers
US6265243B1 (en) 1999-03-29 2001-07-24 Lucent Technologies Inc. Process for fabricating organic circuits
US6252245B1 (en) 1999-03-29 2001-06-26 Howard Edan Katz Device comprising n-channel semiconductor material

Also Published As

Publication number Publication date
US20030102472A1 (en) 2003-06-05
US6617609B2 (en) 2003-09-09
WO2003041186A2 (en) 2003-05-15
DE60214875D1 (de) 2006-11-02
EP1442487B1 (de) 2006-09-20
WO2003041186A3 (en) 2003-11-20
ATE340413T1 (de) 2006-10-15
CN100459206C (zh) 2009-02-04
CN1582505A (zh) 2005-02-16
JP2005509299A (ja) 2005-04-07
KR20050039730A (ko) 2005-04-29
EP1442487A2 (de) 2004-08-04
AU2002361575A1 (en) 2003-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60214875T2 (de) Organischer dünnfilmtransistor mit siloxanpolymergrenzfläche
US7352038B2 (en) Organic thin film transistor with polymeric interface
DE602005004752T2 (de) Organischer Dünnfilmtransistor welcher einen dünnen Fluoropolymerfilm enthält
TWI422611B (zh) 相分離介電結構之組裝方法
JP5913107B2 (ja) 有機半導体材料、有機半導体組成物、有機薄膜及び電界効果トランジスタ並びにその製造方法
US20120153285A1 (en) Solution processable passivation layers for organic electronic devices
US9929345B1 (en) Curable polymeric materials and their use for fabricating electronic devices
KR20100032654A (ko) 유기 박막 트랜지스터의 제조방법 및 그에 의해 제조된 유기 박막 트랜지스터
DE602004002549T2 (de) Zusammensetzung zur Herstellung eines organischen und isolierenden Filmes sowie der daraus hergestellte Film
TWI433366B (zh) 具相分離介電結構之裝置
JP2011233884A (ja) 薄膜トランジスタ用誘電性組成物
KR20060103224A (ko) 양극성 유기 전계 효과 박층 트랜지스터 및 그의 제조 방법
DE102012200896A1 (de) Elektronisches Bauelement
EP2812931B1 (de) Elektronische vorrichtungen umfassend lichthärtbare polymermaterialien
EP3740523B1 (de) Organische dielektrische materialien und vorrichtungen damit
DE102011087561B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung und dielektrische Zusammensetzungen
DE102004010094B3 (de) Halbleiterbauelement mit mindestens einer organischen Halbleiterschicht und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2003107450A1 (de) Substrat für einen organischen feld-effekt transistor, verwendung des substrates, verfahren zur erhöhung der ladungsträgermobilität und organischer feld-effekt transistor (ofet)
EP1803173B1 (de) Verfahren zu herstellung eines halbleiterbauelements unter verwendung von anorganisch-organischen hybridpolymeren
DE102017124800A1 (de) Dielektrikum für elektronische Bauelemente
DE102012201840B4 (de) Halbleiterzusammensetzung
KR101743753B1 (ko) 표면 개질된 pema 절연막, pema 절연막의 표면 개질 방법 및 이를 적용한 유기박막 트랜지스터
KR20090089608A (ko) 유기 게이트 절연막 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition