JP5151122B2 - 電極被覆材料、電極構造体、及び、半導体装置 - Google Patents
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Description
式(1)中の官能基Yが、金属から成る電極(あるいはソース/ドレイン電極)の表面と結合することを特徴とする。
式(1)中の官能基Yが、金属から成る電極(あるいはソース/ドレイン電極)の表面と結合し、
式(1)中の窒素原子、官能基R1及び官能基R2から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする。
● 式(1)中の窒素原子が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の官能基R1が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の窒素原子及び官能基R1が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の窒素原子及び官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の官能基R1及び官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の窒素原子、官能基R1及び官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成する。
第1の有機分子は、式(1)で示される有機分子から成り、
第2の有機分子は、式(6)で示される有機分子から成り、
式(1)中の官能基Yが、金属から成る電極(あるいはソース/ドレイン電極)の表面と結合し、
式(1)中の窒素原子、官能基R1及び官能基R2から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式(6)中の官能基R’1、官能基R’2並びに官能基R’1に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/又は、式(6)中の官能基R’3、官能基R’4並びに官能基R’3に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする。
● 式(1)中の窒素原子が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の官能基R1が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の窒素原子及び官能基R1が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の窒素原子及び官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の官能基R1及び官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(1)中の窒素原子、官能基R1及び官能基R2が金属イオンと結合してキレートを形成する。
また、
● 式(6)中の官能基R’1が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’1に隣接した窒素原子(便宜上、隣接窒素原子Aと呼ぶ)が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’1及び官能基R’2が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’1及び隣接窒素原子Aが金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’2及び隣接窒素原子Aが金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’1、官能基R’2及び隣接窒素原子Aが金属イオンと結合してキレートを形成する。
あるいは又、若しくは、更には、
● 式(6)中の官能基R’3が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’4が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’3に隣接した窒素原子(便宜上、隣接窒素原子Bと呼ぶ)が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’3及び官能基R’4が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’3及び隣接窒素原子Bが金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’4及び隣接窒素原子Bが金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
● 式(6)中の官能基R’3、官能基R’4及び隣接窒素原子Bが金属イオンと結合してキレートを形成する。
● 式(1)中のXは、以下の式(2−1)乃至(2−10)のいずれかあるいは無しであり、
● 式(1)中のYは、以下の式(3−1)乃至(3−12)のいずれかであり、
● 式(1)中のR1は、以下の式(4−1)乃至(4−19)のいずれかであり、
● 式(1)中のR2は、以下の式(4−1)乃至(4−19)のいずれかであり、
● Z1は、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、
● Z2は、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、
● Z3は、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、
● Z4は、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、
● Z5は、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、
● Z6は、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、
● 式(6)中のX’は、以下の式(7−1)乃至(7−13)のいずれかであり、
● 式(6)中のR’1は、以下の式(8−1)乃至(8−19)のいずれかであり、
● 式(6)中のR’2は、以下の式(8−1)乃至(8−19)のいずれかであり、
● 式(6)中のR’3は、以下の式(8−1)乃至(8−19)のいずれかであり、
● 式(6)中のR’4は、以下の式(8−1)乃至(8−19)のいずれかであり、
● Z’1は、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、
● Z’2は、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、
● Z’3は、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、
● Z’4は、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、
● Z’5は、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、
● Z’6は、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、
● n,mは1以上の整数である。
(A)支持体上に形成されたゲート電極、
(B)ゲート電極上に形成されたゲート絶縁層、
(C)ゲート絶縁層上に形成されたソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極の間であってゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域、
を備えている。
(A)支持体上に形成されたソース/ドレイン電極、
(B)ソース/ドレイン電極の間の支持体上に形成されたチャネル形成領域、
(C)チャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
(D)ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている。
アルカン系分子(σ結合)<アルケン・アルキン系分子(π結合)
であることが広く知られており、更には、有機金属イオン種を有するアルケン・アルキン化合物群(d−π結合)を加味すると、
σ結合<π結合<<d−π結合
となり、電子移動の起こり易さは、d−π結合によって、接合された分子群が最も適している。
(A)支持体10上に形成されたゲート電極13、
(B)ゲート電極13上に形成されたゲート絶縁層14、
(C)ゲート絶縁層14上に形成されたソース/ドレイン電極15、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極15の間であってゲート絶縁層14上に形成されたチャネル形成領域16、
を備えている。
先ず、支持体10上にゲート電極13を形成する。具体的には、ガラス基板11の表面に形成されたSiO2から成る絶縁膜12上に、ゲート電極13を形成すべき部分が除去されたレジスト層(図示せず)を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としての厚さ0.5nmのクロム(Cr)層(図示せず)、及び、ゲート電極13としての厚さ25nmのアルミニウム(Al)層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフト・オフ法に基づき、ゲート電極13を得ることができる。
次に、ゲート電極13を含む支持体10(より具体的には、ガラス基板11の表面に形成された絶縁膜12)上に、ゲート絶縁層14を形成する。具体的には、厚さ150nmのSiO2から成るゲート絶縁層14を、スパッタリング法に基づきゲート電極13及び絶縁膜12上に形成する。ゲート絶縁層14の成膜を行う際、ゲート電極13の一部をハードマスクで覆うことによって、ゲート電極13の取出部(図示せず)をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
その後、ゲート絶縁層14の上に、金(Au)層から成るソース/ドレイン電極15を形成する。具体的には、密着層としての厚さ約0.5nmのチタン(Ti)層(図示せず)、及び、ソース/ドレイン電極15として厚さ約25nmの金(Au)層を、順次、真空蒸着法に基づき形成する。これらの層の成膜を行う際、ゲート絶縁層14の一部をハードマスクで覆うことによって、ソース/ドレイン電極15をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
次いで、UVオゾン発生装置を用いてSiO2から成るゲート絶縁層14の表面にOH基を生成させた後、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)10%のトルエン溶液に全体を浸漬して、ゲート絶縁層14の表面に、後の工程で形成する有機半導体材料層の下地層としてのHMDSの単層膜を形成する。尚、図面においては、HMDSの単層膜の図示を省略している。
その後、電極(ソース/ドレイン電極15)の表面を電極被覆材料21によって被覆する(図1の(A)参照)。具体的には、0.1ミリ・モル/リットルの式(31)に示したテルピリジンジスルフィドのクロロホルム溶液に、全体を18時間浸漬することで、テルピリジンチオール自己集合単分子膜である電極被覆材料21によって電極(ソース/ドレイン電極15)の表面を被覆した。
次いで、真空蒸着装置を用いて、ペンタセンを全面に堆積させ、チャネル形成領域16を形成した(図1の(B)参照)。ソース/ドレイン電極15の間に位置するゲート絶縁層14の上方のチャネル形成領域16の厚さを50nmとした。
最後に、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成することで、ボトムゲート/ボトムコンタクト型のFET(具体的には、TFT)を得ることができる。
(A)支持体10上に形成されたソース/ドレイン電極15、
(B)ソース/ドレイン電極15の間の支持体10上に形成されたチャネル形成領域16、
(C)チャネル形成領域16上に形成されたゲート絶縁層14、並びに、
(D)ゲート絶縁層14上に形成されたゲート電極13、
を備えている。
先ず、実施例1の[工程−120]と同様の方法で、絶縁膜12上にソース/ドレイン電極15を形成する。
次いで、実施例1の[工程−130]と同様にして、支持体(より具体的には絶縁膜12)の表面にHMDSの単層膜を形成する。
その後、実施例1の[工程−140]と同様にして、電極(ソース/ドレイン電極15)の表面を電極被覆材料21によって被覆する(図2の(A)参照)。
次に、実施例1の[工程−150]と同様にして、厚さ50nmのペンタセンを全面に堆積させ、チャネル形成領域16を形成する。
その後、実施例1の[工程−110]と同様にして、全面にゲート絶縁層14を形成した後、実施例1の[工程−100]と同様にして、ゲート絶縁層14上にゲート電極13を形成する(図2の(B)参照)。
最後に、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成することで、トップゲート/ボトムコンタクト型のFET(具体的には、TFT)を得ることができる。
R μ1 μ2
実施例1 5.7 0.16 0.16
実施例3 2.4 0.22 0.23
実施例4 17 0.09 0.08
μ1=0.05
μ2=0.03
であった。
Claims (3)
- 第1の有機分子及び第2の有機分子から成る電極被覆材料であって、
第1の有機分子は、式(1)で示される有機分子から成り、
第2の有機分子は、式(6)で示される有機分子から成り、
式(1)中の官能基Yが、金属から成る電極の表面と結合し、
式(1)中の窒素原子、官能基R1及び官能基R2から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式(6)中の官能基R’1、官能基R’2並びに官能基R’1に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/又は、式(6)中の官能基R’3、官能基R’4並びに官能基R’3に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする電極被覆材料。
但し、式(1)中のXは、以下の式(2−1)乃至(2−10)のいずれかあるいは無しであり、式(1)中のYは、以下の式(3−1)乃至(3−12)のいずれかであり、式(1)中のR1及びR2のそれぞれは、以下の式(4−1)乃至(4−19)のいずれかであり、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及びZ6のそれぞれは、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、式(6)中のX’は、以下の式(7−1)乃至(7−13)のいずれかであり、式(6)中のR’1、R’2、R’3及びR’4のそれぞれは、以下の式(8−1)乃至(8−19)のいずれかであり、Z’1、Z’2、Z’3、Z’4、Z’5及びZ’6のそれぞれは、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、n,mは1以上の整数である。
- 電極、及び、該電極の表面を被覆する電極被覆材料から成る電極構造体であって、
電極被覆材料は、第1の有機分子及び第2の有機分子から成り、
第1の有機分子は、式(1)で示される有機分子から成り、
第2の有機分子は、式(6)で示される有機分子から成り、
式(1)中の官能基Yが、金属から成る電極の表面と結合し、
式(1)中の窒素原子、官能基R1及び官能基R2から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式(6)中の官能基R’1、官能基R’2並びに官能基R’1に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/又は、式(6)中の官能基R’3、官能基R’4並びに官能基R’3に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする電極構造体。
但し、式(1)中のXは、以下の式(2−1)乃至(2−10)のいずれかあるいは無しであり、式(1)中のYは、以下の式(3−1)乃至(3−12)のいずれかであり、式(1)中のR1及びR2のそれぞれは、以下の式(4−1)乃至(4−19)のいずれかであり、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及びZ6のそれぞれは、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、式(6)中のX’は、以下の式(7−1)乃至(7−13)のいずれかであり、式(6)中のR’1、R’2、R’3及びR’4のそれぞれは、以下の式(8−1)乃至(8−19)のいずれかであり、Z’1、Z’2、Z’3、Z’4、Z’5及びZ’6のそれぞれは、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、n,mは1以上の整数である。
- ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体材料層から構成されたチャネル形成領域、及び、金属から成るソース/ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタから成る半導体装置であって、
チャネル形成領域を構成する有機半導体材料層と接するソース/ドレイン電極の部分は、電極被覆材料で被覆されており、
電極被覆材料は、第1の有機分子及び第2の有機分子から成り、
第1の有機分子は、式(1)で示される有機分子から成り、
第2の有機分子は、式(6)で示される有機分子から成り、
式(1)中の官能基Yが、金属から成るソース/ドレイン電極の表面と結合し、
式(1)中の窒素原子、官能基R1及び官能基R2から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式(6)中の官能基R’1、官能基R’2並びに官能基R’1に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/又は、式(6)中の官能基R’3、官能基R’4並びに官能基R’3に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする半導体装置。
但し、式(1)中のXは、以下の式(2−1)乃至(2−10)のいずれかあるいは無しであり、式(1)中のYは、以下の式(3−1)乃至(3−12)のいずれかであり、式(1)中のR1及びR2のそれぞれは、以下の式(4−1)乃至(4−19)のいずれかであり、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及びZ6のそれぞれは、以下の式(5−1)乃至(5−18)のいずれかであり、式(6)中のX’は、以下の式(7−1)乃至(7−13)のいずれかであり、式(6)中のR’1、R’2、R’3及びR’4のそれぞれは、以下の式(8−1)乃至(8−19)のいずれかであり、Z’1、Z’2、Z’3、Z’4、Z’5及びZ’6のそれぞれは、以下の式(9−1)乃至(9−18)のいずれかであり、n,mは1以上の整数である。
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