JP2011171524A - 有機半導体デバイスのコンタクト構造、有機半導体デバイス及びその作製方法 - Google Patents
有機半導体デバイスのコンタクト構造、有機半導体デバイス及びその作製方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】たとえば図示した有機半導体FETにおいて、ソースあるいはドレイン電極4から相手側の電極へ流れる電流は電極4のうちの相手側電極に近い端に集中する。この箇所に金属酸化物層5を設ける。有機半導体層3と金属酸化物層5との間の電荷移動により、電極4の電流が集中する端近傍まではキャリアが豊富でトラップの少ない領域が形成されるので、コンタクト抵抗が大幅に低下する。
【選択図】図1
Description
(a) 電極、
(b) 前記電極と接触する有機半導体層、及び
(c) 前記電極の縁と前記有機半導体層との接触部に隣接して設けられ、前記有機物半導体層に接触する金属酸化物層
を設けた有機半導体デバイスのコンタクト構造が与えられる。
(a) 電極、
(b) 前記電極と接触する有機半導体層、及び
(c) 前記電極前記有機半導体層が接触する領域の縁に隣接して設けられ、前記有機物半導体層に接触する金属酸化物層
を設けた有機半導体デバイスのコンタクト構造が与えられる。
(a) ゲート電極、
(b) 前記ゲート電極上に設けられたゲート絶縁層、
(c) 前記ゲート絶縁層上に設けられた有機半導体層、
(d) 前記有機半導体層上に設けられ、夫々ソース及びドレインとして使用される電極、及び
(e) 少なくとも前記有機半導体層の表面と前記電極との端の接触部を覆う金属酸化物層
を設けた有機半導体デバイスが与えられる。
(a) ゲート絶縁層で被覆されたゲート電極上に有機半導体層を設ける、
(b) 前記有機半導体層上にソース電極及びドレイン電極を設ける、及び
(c) 少なくとも前記有機半導体層の表面と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の表面の接触部を覆う金属酸化物層を設ける
ステップを設けた、有機半導体デバイス作製方法が与えられる。
(c−1) 金属層を設ける、及び
(c−2) 前記金属層を酸化する
ステップを含んでよい。
金属酸化物層の膜厚として、Ni酸化物のような導電性の金属酸化物を用いる場合では1nm未満が望ましい。これは、金属酸化物層が導電性を有する場合には、膜厚が厚すぎるとソース・ドレイン電極間が短絡し、有機FETのオフ電流が増大してしまうためである(詳細は後述)。なお、金属酸化物層をデバイスの表面全体に設けるかわりに必要な電極の周辺だけに設けるなど、この層を通ってソース・ドレイン間に大きな漏れ電流が流れないようにすれば、導電性の金属酸化物を使用することによる層の厚さの制限はなくなる。しかしながら、通常は0.5nm以下の膜厚があればコンタクト抵抗を低減するのに十分な効果が得られる。
2 ゲート絶縁層
3 有機半導体層
4 ソース・ドレイン電極
5 金属酸化物層
Claims (17)
- 以下の(a)から(c)を設けた有機半導体デバイスのコンタクト構造。
(a) 電極。
(b) 前記電極と接触する有機半導体層。
(c) 前記電極の縁と前記有機半導体層との接触部に隣接して設けられ、前記有機物半導体層に接触する金属酸化物層。 - 以下の(a)から(c)を設けた有機半導体デバイスのコンタクト構造。
(a) 電極。
(b) 前記電極と接触する有機半導体層。
(c) 前記電極前記有機半導体層が接触する領域の縁に隣接して設けられ、前記有機物半導体層に接触する金属酸化物層。 - 以下の(a)から (e)を設けた有機半導体デバイス。
(a) ゲート電極。
(b) 前記ゲート電極上に設けられたゲート絶縁層。
(c) 前記ゲート絶縁層上に設けられた有機半導体層。
(d) 前記有機半導体層上に設けられ、夫々ソース及びドレインとして使用される電極。
(e) 少なくとも前記有機半導体層の表面と前記電極との端の接触部を覆う金属酸化物層。 - 前記金属酸化物層の厚さは1nm未満である、請求項1から請求項3の何れかに記載の有機半導体デバイス。
- 前記金属酸化物層の厚さは0.5nm以下である、請求項4に記載の有機半導体デバイス。
- 前記金属酸化物層は少なくとも前記有機半導体層の表面と前記電極との端との境界線から1nmの幅で前記有機半導体層の表面を覆う、請求項3から請求項5のいずれかに記載の有機半導体デバイス。
- 前記金属酸化物層は前記有機半導体層の表面及び前記電極の表面の全体を覆う、請求項3から請求項5のいずれかに記載の有機半導体デバイス。
- 前記金属酸化物層はニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、ベリリウム(Be)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、鉄(Fe)からなる群から選ばれた金属の酸化物からなる、請求項3から請求項7の何れかに記載の有機半導体デバイス。
- 前記有機物半導体層はπ電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物からなる群から選ばれた化合物からなる、請求項3から請求項8の何れかに記載の有機半導体デバイス。
- 前記有機半導体層はペンタセン等のアセン系化合物、ペリレン系化合物、オリゴチオフェン類、ポリチオフェン類、銅フタロシアニン等のフタロシアニン類、ポルフィリン類からなる群から選ばれる化合物からなる、請求項3から請求項9の何れかに記載の有機半導体デバイス。
- 以下の(a)から(c)のステップを設けた、有機半導体デバイス作製方法。
(a) ゲート絶縁層で被覆されたゲート電極上に有機半導体層を設ける。
(b) 前記有機半導体層上にソース電極及びドレイン電極を設ける。
(c) 少なくとも前記有機半導体層の表面と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の表面の接触部を覆う金属酸化物層を設ける。 - 前記金属酸化物層を設けるステップは以下のステップを含む、請求項11に記載の有機半導体デバイス作製方法。
(c−1) 金属層を設ける。
(c−2) 前記金属層を酸化する。 - 前記酸化するステップは、前記金属層を大気に暴露することによって自然酸化するステップを含む、請求項12に記載の有機半導体デバイス作製方法。
- 前記金属酸化物層を設けるステップは、金属酸化物を直接形成するステップである、請求項11に記載の有機半導体デバイス作製方法。
- 前記金属酸化物層はニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、ベリリウム(Be)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、鉄(Fe)からなる群から選ばれた金属の酸化物からなる、請求項11から請求項14の何れかに記載の有機半導体デバイス作製方法。
- 前記金属酸化物層の厚さは1nm以下である、請求項11から請求項15の何れかに記載の有機半導体デバイス作製方法。
- 前記金属酸化物層の厚さは0.5nm以下である、請求項11から請求項15の何れかに記載の有機半導体デバイス作製方法。
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