JP2008034577A - 半導体薄膜、半導体薄膜の形成方法、半導体装置 - Google Patents
半導体薄膜、半導体薄膜の形成方法、半導体装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】磁性微粒子とこれに結合した有機分子とからなる半導体薄膜7aを、ソース電極9s−ドレイン電極9d間のチャネル領域として用いた半導体装置1aである。この半導体薄膜7aは、基板3(5)表面に磁性微粒子を分散させた状態で固定する工程と、有機分子を溶解させた溶媒に基板3(5)表面に固定した磁性微粒子を晒して結合させる工程とを行うことによって形成される。この半導体装置1aは、半導体薄膜7aにおける導電性が、磁界と共に電界によって制御されるように構成されている。
【選択図】図1
Description
図1は本発明を適用した半導体装置1aの実施形態を示す断面図である。また、図2は本第1実施形態の半導体装置1aの特徴部である半導体薄膜の拡大断面図である。
基板3は、例えば、ポリメチルメタクリレート(ポリメタクリル酸メチル、PMMA)やポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのプラスチック基板、ガラス、石英、マイカ(雲母)、又はシリコン基板等を用いる。プラスチック基板やマイカなどの可撓性を有する基板を用いると、例えば曲面形状をもつディスプレイのように、フレキシブルな形状の半導体装置を製造できる。
ゲート絶縁膜5は、半導体薄膜7aの下地となる層であるため、磁性微粒子sとの密着性が良好な材料で構成されていることが好ましい。このようなゲート絶縁膜5は、シラノール誘導体、即ちシランカップリング剤からなることが好ましい。そして、基板3と磁性微粒子sとを、シランカップリング剤を介して化学的に結合させるには、一端に磁性微粒子と反応するアミノ基やチオール基等の官能基を持ち、もう一端に基板3表面の水酸基と反応するアルコキシル基等を有することが重要である。
半導体薄膜7aは、図2に示すように、磁性微粒子sと有機分子mとで構成されている。これらの磁性微粒子sと有機分子mとは、有機分子mが両端に有する官能基によって磁性微粒子sと結合し、3次元的なネットワークを構成している。
ソース電極9s・ドレイン電極9dは、ゲート電極の材料として例示した材料を用いることが出来、例えば、ポリアニリン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸[PEDOT/PSS]などの導電性高分子、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、インジウム(In)などの金属、あるいはこれらの金属を含有する合金、不純物を含有したポリシリコン等の導電性物質を用いることができる。
次に、以上のような半導体薄膜7aを用いた半導体装置1aの製造方法を、半導体薄膜7aの形成方法を中心に説明する。
以上のようにして得られた第1実施形態の半導体装置1aは、磁場形成手段の存在下において駆動されることにより、その機能が発揮される。
図4は、第2実施形態の半導体装置1bの特徴部である半導体薄膜7bの拡大断面図である。尚、半導体装置1bの全体構成は、第1実施形態と同様であることとし、重複する説明は省略する。
すなわち、第2実施形態の半導体装置1bにおける半導体薄膜7bは、図4に示すように、磁性微粒子sと有機分子mと、さらに非磁性微粒子Aとで構成されている。このうち、磁性微粒子sと非磁性微粒子Aとが結合して結合微粒子sAを構成している。また、有機分子mは、その両端に有する官能基によって結合微粒子sAと結合し、3次元的なネットワークを構成している。
次に、以上のような半導体薄膜7bを用いた半導体装置1bの製造方法の第1例を、半導体薄膜7bの形成方法を中心に説明する。尚、半導体薄膜7bの形成方法以外は、第1実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
次に、以上のような半導体薄膜7bを用いた半導体装置1bの製造方法の第2例を、図6に基づいて説明する。
以上の第1例または第2例を適用して得られた第2実施形態の半導体装置1bの駆動方法は、第1実施形態の半導体装置と同様であり、磁場形成手段の存在下において駆動されることにより、その機能が発揮される。
Claims (14)
- 磁性微粒子と、当該磁性微粒子に結合した有機分子とからなる
ことを特徴とする半導体薄膜。 - 請求項1記載の半導体薄膜において、
前記有機分子が有機半導体分子からなる
ことを特徴とする半導体薄膜。 - 請求項1記載の半導体薄膜において、
前記磁性微粒子と前記有機分子とが交互に結合してネットワークを構成している
ことを特徴とする半導体薄膜。 - 請求項1記載の半導体薄膜において、
前記磁性微粒子と共に非磁性微粒子が含有されている
ことをと特徴とする半導体薄膜。 - 請求項4記載の半導体薄膜において、
前記磁性微粒子と前記非磁性微粒子とが結合している
ことを特徴とする半導体薄膜。 - 請求項4記載の半導体薄膜において、
前記非磁性微粒子は金属微粒子である
ことを特徴とする半導体薄膜。 - 請求項1記載の半導体薄膜において、
前記有機分子は、前記磁性微粒子と結合可能な官能基を1つのみ有し、
前記有機分子を結合させた前記磁性微粒子のそれぞれが独立した状態に保たれている
ことを特徴とする半導体薄膜。 - 基板表面に磁性微粒子を分散させた状態で固定する工程と、
有機分子を溶解させた溶媒に前記基板表面に分散せた前記磁性微粒子を晒し、当該磁性微粒子に当該有機分子を結合させる工程とを行う
ことを特徴とする半導体薄膜の形成方法。 - 請求項8記載の半導体薄膜の形成方法において、
前記基板表面に前記磁性微粒子と共に非磁性微粒子を分散させることにより、当該磁性微粒子と非磁性微粒子との結合微粒子を前記基板表面に固定した状態とし、
その後、前記有機分子を溶解させた溶媒に前記結合微粒子を晒すことにより、当該結合微粒子に当該有機分子を結合させる
ことを特徴とする半導体薄膜の形成方法。 - 基板表面に非磁性微粒子を分散させた状態で固定する工程と、
有機分子と磁性微粒子とを含有する溶媒に前記基板表面に分散させた非磁性微粒子を晒すことにより、当該磁性微粒子と当該非磁性微粒子とを結合させた結合微粒子を形成すると共に、当該結合微粒子に前記有機分子を結合させる
ことを特徴とする半導体薄膜の形成方法。 - 磁性微粒子と、当該磁性微粒子に結合した有機分子とからなる半導体薄膜を用いて構成された
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項11記載の半導体装置において、
前記半導体薄膜における導電性が磁界によって制御されるように構成された
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項12記載の半導体装置において、
前記半導体薄膜における導電性が、磁界と共に電界によって制御されるように構成された
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項11記載の半導体装置において、
前記半導体薄膜に接して設けられたソース電極およびドレイン電極を備え、当該ソース電極とドレイン電極との間の前記半導体薄膜部分がチャネル領域として用いられる
ことを特徴とする半導体装置。
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