JP2012509573A - トップゲート有機薄膜トランジスタのための表面処理基板 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3A
Description
チャネル処理層を有するトップゲート薄膜トランジスタデバイスを、下記のように製作した。
トップゲート薄膜トランジスタデバイスを、実施例1に記載されるように実質的に調製した(UVオゾン洗浄ステップを含めたが、チャネル処理ステップを省いた)。
トップゲート薄膜トランジスタデバイスを、比較例1に記載されるように実質的に調製したが、半導体層を付着させる前に、イソプロパノール中で基板を洗浄するさらなるステップを含めた。
チャネル事前処理層および電極接触層の両方を有するトップゲート薄膜トランジスタを調製した。調製方法は、実施例1に記載したものと同じであり、チャネル接触層を形成させた直後に電極接触層を形成するステップをさらに含んだ。
トップゲート薄膜トランジスタを、実施例2に記載されるように調製し、電極接触層を記載されるように調製したが、チャネル層は省略した。
トップゲート薄膜トランジスタを、電極接触層がチャネル領域層の前に形成されたことを除いては、実施例2に記載されるように調製した。
Claims (42)
- それらの間にチャネル領域を画定するソース電極およびドレイン電極を担持する基板を提供するステップと、前記チャネル領域の表面の少なくとも一部分を処理して、その極性を減少させるステップと、前記チャネル中に半導体層を堆積させるステップとを含む、トップゲートトランジスタを形成する方法。
- 前記処理が、前記チャネル領域の少なくとも一部、好ましくは全てを覆う層を形成するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記層が、前記基板の実質的に全表面を覆う、請求項2に記載の方法。
- 前記層が、ポリマー層を含む、請求項2または請求項3に記載の方法。
- 前記処理が、反応種を前記チャネル領域の少なくとも部分と接触させて、自己組織化単分子膜などの自己組織化膜を形成させることを含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記反応種が、前記チャネル領域において極性基と反応して、直鎖、分岐または環状のアルキルおよび任意選択で置換されているアリール末端基、すなわち有機半導体材料に対して親和性を有する基などの、少なくとも1個の非極性基を有する残基を形成する、請求項5に記載の方法。
- X2およびX3の両方が、前記チャネル領域の表面との結合を表す、請求項7に記載の方法。
- 前記リンカー基Lが、炭素原子1〜10個の置換または非置換の直鎖、分岐または環状のアルキル基を含む、請求項7または請求項8に記載の方法。
- 前記反応種が、前記反応種と前記チャネル領域に結合している極性基との反応によって、前記チャネル領域に結合しており、反応によって前記反応種から脱離基が放出される、請求項5から10のいずれかに記載の方法。
- 前記反応種が、活性化によってフリーラジカルを形成する反応性基を含み、前記反応種は、前記反応性基と前記チャネル領域の表面との反応によって、前記チャネル領域に結合している、請求項5から10のいずれかに記載の方法。
- 前記チャネル領域の処理の前または後に、前記ソース電極およびドレイン電極の一方または両方を、前記電極の接触抵抗を減少させるための化合物で処理して、前記ソース電極およびドレイン電極の一方または両方の表面の少なくとも一部を覆う電極処理層を形成させるステップを含む、請求項1から12のいずれかに記載の方法。
- 前記電極処理層が、ポリマー層を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記化合物が、前記ソース電極およびドレイン電極に化学的に結合して、自己組織化単分子膜などの自己組織化膜を形成することができる化合物を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記化合物が、チオールまたはジスルフィドを含み、前記ソース電極およびドレイン電極が、金、銀、銅またはそれらの合金を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記電極処理層が、前記電極のひとつまたは複数の電極の表面において負の双極子モーメントを示す残基を含む、請求項13から16のいずれかに記載の方法。
- 前記電極処理層が、フッ素化残基などのハロゲン化または過ハロゲン化残基を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記電極処理層が、好ましくは、ニトロ、シアノ、アルコキシからなる群から選択される、少なくとも1つの電子吸引基を有する残基を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記電極処理層が、アルカン残基などの、前記電極のひとつまたは複数の電極の表面において正の双極子モーメントを示す残基を含む、請求項13から16のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から21のいずれかに記載の方法によって得られるトランジスタ。
- 基板と半導体層との間に有機層を含むチャネル領域を有するトップゲートトランジスタ。
- 前記有機層が、前記チャネル領域の少なくとも一部、好ましくは全てを覆う層を含む、請求項22に記載のトランジスタ。
- 前記有機層が、ポリマー層を含む、請求項23または請求項24に記載のトランジスタ。
- 前記有機層が、自己組織化単分子膜などの自己組織化膜を含む、請求項23または請求項24に記載のトランジスタ。
- 前記自己組織化膜が、直鎖、分岐または環状のアルキル末端基および任意選択で置換されているアリール末端基、すなわち有機半導体材料に対して親和性を有する基などの、少なくとも1つの非極性基を有する残基を含む、請求項26に記載のトランジスタ。
- X2およびX3の両方が、基板表面との結合を表す、請求項28に記載のトランジスタ。
- 前記リンカー基Lが、1〜10個の炭素原子の置換または非置換の直鎖、分岐または環状のアルキル基を含む、請求項28または請求項29に記載のトランジスタ。
- ソース電極およびドレイン電極を有し、その電極の一方または両方は、前記電極の接触抵抗を減少させるための電極処理層を含む、請求項23から31のいずれかに記載のトランジスタ。
- 前記電極処理層が、ポリマー層を含む、請求項32に記載のトランジスタ。
- 前記電極処理層が、自己組織化単分子膜などの自己組織化膜を含む、請求項32に記載のトランジスタ。
- 前記電極処理層が、前記電極のひとつまたは複数の電極の表面において負の双極子モーメントを示す残基を含む、請求項32から34のいずれかに記載のトランジスタ。
- 前記電極処理層が、前記ソース電極および/またはドレイン電極に、硫黄架橋によって化学的に結合しており、前記ソース電極およびドレイン電極が、金、銀、銅またはそれらの合金を含む、請求項34または35に記載のトランジスタ。
- 前記電極処理層が、フッ素化残基などのハロゲン化または過ハロゲン化残基を含む、請求項35または請求項36に記載のトランジスタ。
- 前記電極処理層が、好ましくは、ニトロ、シアノ、アルコキシからなる群から選択される、少なくとも1個の電子吸引基を有する残基を含む、請求項35または請求項36に記載のトランジスタ。
- 前記電極処理層が、アルカン残基などの、前記電極のひとつまたは複数の電極の表面において正の双極子モーメントを示す残基を含む、請求項32から34のいずれかに記載のトランジスタ。
- それらの間にチャネル領域を画定するソース電極およびドレイン電極を担持する基板を提供するステップと、前記チャネル領域において前記基板上に有機層を堆積させるステップと、前記有機層上に半導体層を堆積させるステップとを含む、請求項23から40のいずれかに記載のトップゲートトランジスタを形成する方法。
- それらの間にチャネルを画定するソース電極およびドレイン電極を提供するステップと、前記チャネル領域の表面の少なくとも一部分を処理して、その極性を減少させるステップと、続いて前記ソース電極およびドレイン電極の表面の少なくとも一部分を処理して、その接触抵抗を減少させるステップとを含む、薄膜トランジスタを形成する方法。
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