JP2011515844A - 有機薄膜トランジスタ - Google Patents
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Abstract
Description
製造を容易にするため、ソース及びドレイン電極を同じ材料から作製することが知られている。通常、金等の好適な材料を熱蒸発によって好適な基板上に堆積し、その後、本技術分野で知られる標準的なフォトリソグラフィ及びリフト・オフ技術を用いて、ソース及びドレイン電極を形成するためにパターニングを行う。
他の好ましい異なる物理特性として、電極の異なる表面積、電極の異なる形状、及び電極の異なる表面処理がある。好ましくは、表面処理は、自己組織化単層膜の追加を含む。
電荷注入及び取り出しが効率的であることに加えて漏れの少ないデバイスを実現するため、ソース電極の仕事関数は有機半導体の仕事関数と同じかそれよりも大きく、ドレイン電極の仕事関数は有機半導体の仕事関数と同じかそれよりも小さい。
本発明の第三の態様によれば、ソース及びドレイン電極、それらの間に設けられたチャネル領域、ゲート電極、ソース及びドレイン電極とゲート電極との間に配置された誘電体層、並びにソース及びドレイン電極間のチャネル領域に配置された有機半導体を備える有機薄膜トランジスタの製造方法であって、少なくとも1つの互いに異なる物理特性及び材料特性の少なくとも一方を有するソース及びドレイン電極を設けることを含む方法が提供される。
図4を参照して、本発明の一実施形態による非対称のソース及びドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタに対する第1のエネルギー準位図に、仕事関数が5.3eVの有機半導体材料40が含まれている。好ましい有機半導体材料40として、例えば、任意的に置換されたペンタセン等の小分子;例えば、ポリアリーレン、特に、ポリフルオレン及びポリチオフェン等の任意的に置換されたポリマー;及びオリゴマーがある。材料のブレンド、例えば、異なる種類の材料の混合物(ポリマー及び小分子のブレンド等)を用いてもよい。
図7aを参照して、ガラス基板64は、公知の視線蒸発堆積技術を用いて、第1のNiCr金属源74に対して露出させる。シャッタ76が照射時間を調節するために設けられ、マスク78がガラス基板64上にNiCr金属をパターニングするために設けられている。従って、NiCr金属の蒸発後、基板64には、パターニングされたNiCr密着層62が設けられる。
図8aを参照して、ガラス基板64が、公知の視線蒸発堆積技術を用いて、第1のNiCr金属源74に露出される。シャッタ76が照射時間を調節するために設けられ、マスク78がガラス基板64上にNiCr金属をパターニングするために設けられている。NiCr金属の蒸発後、基板64にはパターニングされたNiCr密着層62が設けられる。
Claims (36)
- 有機薄膜トランジスタであって、
ソース及びドレイン電極、
ソース及びドレイン電極間のチャネル領域に配置された有機半導体、
ゲート電極、及び
ソース及びドレイン電極とゲート電極との間に配置された誘電体を備え、
ソース電極及びドレイン電極は、少なくとも1つの異なる物理物性及び材料特性の少なくとも一方を備えている有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
少なくとも1つの異なる物理物性及び材料特性の少なくとも一方は物理的構造である有機薄膜トランジスタ。 - 請求項2記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
物理的構造は、パターニングされた表面形状を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項3記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
パターニングされた表面形状は、隆起した表面形状及び凹みの少なくとも一方である有機薄膜トランジスタ。 - 請求項4記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
隆起した表面形状及び凹みの少なくとも一方は、鋸歯状断面、城郭構造、及び凹状又は凸状断面から選択される有機薄膜トランジスタ。 - 請求項5記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ソース電極は、チャネル領域に隣接する縁部に沿ってパターニングされた表面形状を備え、ドレイン電極は、チャネル領域に隣接する縁部に沿ってパターニングされた表面形状であって、ソース電極のパターニングされた表面形状からずれている表面形状を備え、一方の電極の隆起した表面形状が他方の電極の凹みのある表面形状と対になっている有機薄膜トランジスタ。 - 請求項2〜6のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
異なる物理的構造は、打ち抜き又はフォトリソグラフィによって形成される有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
異なる物理特性は、電極の異なる表面積を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
異なる物理特性は、電極の異なる形状を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
異なる物理特性は、電極の異なる表面処理を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項10記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
表面処理は、自己組織化単層膜の追加を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
少なくとも1つの異なる物理物性及び材料特性の少なくとも一方は、ソース及びドレイン電極の異なる材料組成である有機薄膜トランジスタ。 - 請求項12記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
異なる材料組成によって、ソース及びドレイン電極の異なる仕事関数が提供される有機薄膜トランジスタ。 - 請求項13記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ソース電極の仕事関数は有機半導体の仕事関数と同じかそれよりも大きく、ドレイン電極の仕事関数は有機半導体の仕事関数と同じかそれよりも小さい有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ソース及びドレイン電極の少なくとも一方は伝導性有機材料である有機薄膜トランジスタ。 - 請求項15記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
伝導性有機材料はポリマーを含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項16記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ポリマーは、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項15〜17のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
伝導性有機材料は、インクジェット印刷、スピン・コーティング、はん印刷のいずれか1つによって堆積される有機薄膜トランジスタ。 - 請求項12〜14のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ソース及びドレイン電極の異なる材料組成には、ソース及びドレイン電極の酸化部分が含まれている有機薄膜トランジスタ。 - 請求項19記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
酸化部分は、酸素化合物を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項20記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
酸化部分は、Mo、MoCr、W、又はVの酸化物を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項21記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
酸化部分は、MoCr酸化物、MoO3、WO3、又はV2O5を含む有機薄膜トランジスタ。 - 請求項12〜22のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ソース及びドレイン電極は、少なくとも2つの重なり合う層からなる二重層を備え、二重層の上部層は下部層から位置的にずれている有機薄膜トランジスタ。 - 請求項23記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ソース電極二重層の上部層はトランジスタのチャネル領域に重なってそれに隣接し、ドレイン電極二重層の下部層はトランジスタのチャネル領域に隣接している有機薄膜トランジスタ。 - 請求項23記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
ドレイン電極二重層の上部層はトランジスタのチャネル領域に重なってそれに隣接し、ソース電極二重層の下部層はトランジスタのチャネル領域に隣接している有機薄膜トランジスタ。 - 有機薄膜トランジスタであって、
ソース及びドレイン電極、
ソース及びドレイン電極間のチャネル領域に配置された有機半導体、
ゲート電極、及び
ソース及びドレイン電極とゲート電極との間に配置された誘電体を備え、
有機半導体とパターニングされた電極との界面における有効チャネル幅接触面積の増加を提供するように、ソース電極及びドレイン電極の一方又は両方がパターニングされている有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1〜26のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
有機薄膜トランジスタは、ボトム・ゲート型有機薄膜トランジスタである有機薄膜トランジスタ。 - 請求項1〜27のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタにおいて、
有機薄膜トランジスタは、トップ・ゲート型有機薄膜トランジスタである有機薄膜トランジスタ。 - ソース及びドレイン電極、それらの間に設けられたチャネル領域、ゲート電極、ソース及びドレイン電極とゲート電極との間に配置された誘電体層、及びソース及びドレイン電極間のチャネル領域に配置された有機半導体を備える有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
少なくとも1つの異なる物理特性及び材料特性の少なくとも一方を有するソース及びドレイン電極を提供する段階
を含む方法。 - 請求項29記載の方法において、
互いに異なる物理特性を有するソース及びドレイン電極を提供する段階は、少なくとも一方の電極の物理的構造を変える段階を含む方法。 - 請求項30記載の方法において、
少なくとも一方の電極の物理的構造を変える段階は、電極の表面をパターニングする段階を含む方法。 - 請求項29記載の方法において、
少なくとも1つの互いに異なる物理特性及び材料特性の少なくとも一方を有するソース及びドレイン電極を提供する段階は、ソース電極にドレイン電極とは異なる表面処理を施す段階を含む方法。 - 請求項32記載の方法において、
表面処理は、ソース及びドレイン電極の少なくとも一方の表面に結晶化領域を提供し、その結果、有機半導体材料が結晶化領域にて結晶化する段階を含む方法。 - 請求項29記載の方法において、
互いに異なる材料特性を有するソース及びドレイン電極を提供する段階は、ドレイン電極とは異なる仕事関数を有するソース電極を堆積させる段階を含む方法。 - 実質的に既に述べた及び添付図面の図4〜図11の少なくとも一方に基づく非対称の有機薄膜トランジスタ。
- 実質的に既に述べた及び添付図面の図4〜図11の少なくとも一方に基づく非対称の有機薄膜トランジスタの製造方法。
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