JP6061858B2 - 電界効果トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
電界効果トランジスタおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6061858B2 JP6061858B2 JP2013532928A JP2013532928A JP6061858B2 JP 6061858 B2 JP6061858 B2 JP 6061858B2 JP 2013532928 A JP2013532928 A JP 2013532928A JP 2013532928 A JP2013532928 A JP 2013532928A JP 6061858 B2 JP6061858 B2 JP 6061858B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- cytop
- thickness
- drain
- field effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 238000002353 field-effect transistor method Methods 0.000 title 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 208
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 64
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 40
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 33
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 27
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 25
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 25
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 21
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 15
- -1 perfluoro Chemical group 0.000 claims description 7
- UEOZRAZSBQVQKG-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorooxolane Chemical compound FC1(F)OC(F)(F)C(F)(F)C1(F)F UEOZRAZSBQVQKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JSGITCLSCUKHFW-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trifluoro-5-(trifluoromethoxy)-1,3-dioxole Chemical compound FC1=C(OC(F)(F)F)OC(F)(F)O1 JSGITCLSCUKHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-2,2-bis(trifluoromethyl)-1,3-dioxole Chemical group FC1=C(F)OC(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)O1 YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 4
- 150000005073 1,3-dioxoles Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 257
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 65
- 239000010408 film Substances 0.000 description 60
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 41
- FMZQNTNMBORAJM-UHFFFAOYSA-N tri(propan-2-yl)-[2-[13-[2-tri(propan-2-yl)silylethynyl]pentacen-6-yl]ethynyl]silane Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C#C[Si](C(C)C)(C(C)C)C(C)C)=C(C=C4C(C=CC=C4)=C4)C4=C(C#C[Si](C(C)C)(C(C)C)C(C)C)C3=CC2=C1 FMZQNTNMBORAJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 34
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 33
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 30
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 25
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 23
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 20
- UVAMFBJPMUMURT-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentafluorobenzenethiol Chemical compound FC1=C(F)C(F)=C(S)C(F)=C1F UVAMFBJPMUMURT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 17
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 15
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 15
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 229920001665 Poly-4-vinylphenol Polymers 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 7
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 7
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 7
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 description 6
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 6
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 230000005527 interface trap Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 229920003251 poly(α-methylstyrene) Polymers 0.000 description 3
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000003949 trap density measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 2
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Substances O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- AEOCOSISEQLPHY-UHFFFAOYSA-N 2,8-difluoro-5,11-bis(triethylsilylethynyl)anthradithiophene Chemical compound C1=C2C(C#C[Si](CC)(CC)CC)=C(C=C3C(SC(F)=C3)=C3)C3=C(C#C[Si](CC)(CC)CC)C2=CC2=C1SC(F)=C2 AEOCOSISEQLPHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKTYXVDYIKIYJP-UHFFFAOYSA-N 3h-dioxole Chemical compound C1OOC=C1 XKTYXVDYIKIYJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005555 GaZnO Inorganic materials 0.000 description 1
- WLLGXSLBOPFWQV-UHFFFAOYSA-N MGK 264 Chemical compound C1=CC2CC1C1C2C(=O)N(CC(CC)CCCC)C1=O WLLGXSLBOPFWQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012612 commercial material Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005516 deep trap Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000005582 pentacene group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N rubrene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000009662 stress testing Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 125000005259 triarylamine group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
- H10K10/474—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a multilayered structure
- H10K10/476—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a multilayered structure comprising at least one organic layer and at least one inorganic layer
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
- H10K10/474—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a multilayered structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
- C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D471/06—Peri-condensed systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
- H10K85/621—Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
本発明者らは、Agreement Number DMR−0120967の下で国立科学財団(National Science Foundation)のSTC Programを介して、およびContract Award Number N00014−04−1−0120により海軍研究事務所(Office of Naval Research)を介して、部分的に資金援助を受けた。連邦政府は、本発明に関して一定の実施許諾権を有する。
・半導体層と第1の層との界面における界面(浅いまたは深い)トラップ;
・ゲート電極とゲート誘電体との間の界面におけるゲート電荷注入;
・配向分極または第2の層中を移動する移動性不純物;
・半導体層の内側のバルクトラップ。
ボトムコンタクトおよびトップゲート構造を有するOFETをガラス基板(Corning 1737)上に作製した。ポリ−4−ビニルフェノール(PVP)緩衝層を、PVP(Mwが約20,000)と架橋剤としてのポリ(メラミン−コ−ホルムアルデヒド)とのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)中の2重量%溶液から作製し、これを3000rpmで40秒間スピンコーティングすることによって堆積し、続いてN2を満たしたグローブボックス中でホットプレート上175℃で1時間架橋させた。シャドーマスクを介した熱蒸着によって、Au(50nm)ボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。ペンタフルオロベンゼンチオール(PFBT)の自己組織化単層のAu電極上への形成を、N2を満たしたドライボックス中でエタノール中の10mmolのPFBT溶液に15分浸漬し、純エタノールで洗浄し、乾燥させることによって行った。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの溶液を以下のように調製した:TIPS−ペンタセンおよびPTAAを無水で99%の1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン(Sigma Aldrich)中に30mg/mLの濃度で個別に溶解させ、2つの個別の溶液を混合して1:1の重量比を得た。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの活性層を、500rpmで10秒間および2000rpmで20秒間スピンコーティングすることによって堆積した。次に、N2を満たしたドライボックス中で、サンプルを室温で5分間乾燥させ、40℃で16時間および100℃で15分間アニールした。CYTOP(40nm)/Al2O3(50nm)層をトップゲート誘電体として使用した。CYTOP溶液(CTL−809M)は、濃度9重量%のものを旭硝子(Asahi Glass)より購入した。厚さ40nmのCYTOP層を堆積するために、元の溶液を、それらの溶媒(CT−solv.180)で溶液:溶媒比が1:3.5となるように希釈した。3000rpmで60秒間スピンキャストすることによって厚さ40nmのCYTOP層を堆積した。このCYTOP(40nm)膜を100℃で20分間アニールした。すべてのスピンコーティングおよびアニールプロセスは、N2を満たしたドライボックス中で行った。次に、Cambridge Nanotech Inc.のSavannah 100 ALDシステムを使用して、CYTOP層の上部にAl2O3誘電体膜(50nm)を堆積した。トリメチルアルミニウム[Al(CH3)3]およびH2O蒸気への交互の曝露を用いて約0.1nm/サイクルの堆積速度で膜を110℃で成長させた。最後に、シャドーマスクを介した熱蒸着によってAl(150nm)ゲート電極を堆積した。得られたOFETを図4Bに示す。
底部ソース/ドレイン電極を含む構造で、トップゲートペンタセンOFETを作製した。シャドーマスクを介してガラス基板上に室温で電子ビーム(eビーム)によって、Au(80nm)のボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。次に、シャドーマスクを介した室温での熱蒸着によって、ペンタセン活性層(50nm)を堆積した。CYTOP(40nm)/Al2O3(50nm)層をトップゲート誘電体として使用した。3000rpmで60秒間のスピンキャストによって、CYTOP(40nm)層をコーティングした。CYTOP膜を100℃で20分間アニールした。トリメチルアルミニウム[Al(CH3)3]およびH2O蒸気への交互の曝露を用いて約0.1nm/サイクルの堆積速度でAl2O3誘電体膜を110℃で成長させた。次に、eビームによりAl電極を連続して堆積して、ゲート電極を形成した。
底部ソース/ドレイン電極を含む構造で、トップゲート非晶質InGaZnOのFETを作製した。最初に、電子ビーム(eビーム)を使用して室温でガラス基板(Corning 1737)上にTi(6nm)/Au(50nm)/Ti(6nm)の三重層を堆積し、フォトリソグラフィによってパターン化し、続いてリフトオフプロセスを行った。次に、高周波(RF)スパッタリングによって、厚さ40nmのa−IGZO(Ga2O3:In2O3:ZnO=1:1:2モル%)活性層を堆積した。a−IGZO層の堆積後、デバイスをアニールした。チャネルを画定するために、脱イオン水で希釈した塩酸(HCl:H2O=1:100)を用いてウェットエッチングプロセスによってa−IGZO層をパターン化した。CYTOP(40nm)/Al2O3(50nm)層をトップゲート誘電体として使用した。トリメチルアルミニウム[Al(CH3)3]およびH2O蒸気への交互の曝露を用いて、Al2O3誘電体膜を110℃で成長させた。40nmのCYTOP層の場合、2重量%溶液を使用し、これを溶媒で希釈した。3000rpmで60秒間スピンキャストすることによってCYTOP(40nm)層をコーティングした。このCYTOP膜を100℃で20分間アニールした。次に、Ti(6nm)およびAu(120nm)をeビームによって連続して堆積し、フォトリソグラフィによってパターン化し、リフトオフプロセスを行って、ゲート電極を形成した。
実施例4は実施例1と同一であり、ALD法を使用してAl2O3を堆積する代わりに、110℃のプロセス温度におけるプラズマ強化化学気相堆積(PECVD)によってSiNx材料を堆積することが異なる。非晶質半導体層の場合、フルオロポリマーおよび半導体層のガラス転移温度に依存して、より高温での動作も可能となることに留意されたい。
実施例5は実施例1と同一であり、CYTOPを堆積する代わりに、Hyflon AD 40X材料の40nmの層が堆積されることが異なる。
実施例6は実施例1と同一であり、CYTOPを堆積する代わりに、Teflon(登録商標)材料の40nmの層が堆積されることが異なる。
ボトムコンタクトおよびトップゲート構造を有するOFETを、可撓性ポリエーテルスルホン(PES)基板上に作製した。ポリ−4−ビニルフェノール(PVP)緩衝層を、PVP(Mwが約20,000)と架橋剤としてのポリ(メラミン−コ−ホルムアルデヒド)とのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)中の2重量%溶液から作製し、これを3000rpmで40秒間スピンコーティングすることによって堆積し、続いてN2を満たしたグローブボックス中でホットプレート上175℃で1時間架橋させた。シャドーマスクを介した熱蒸着によって、Au(50nm)ボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。ペンタフルオロベンゼンチオール(PFBT)の自己組織化単層のAu電極上への形成を、N2を満たしたドライボックス中でエタノール中の10ミリモルのPFBT溶液に15分浸漬し、純エタノールで洗浄し、乾燥させることによって行った。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの溶液を以下のように調製した:TIPS−ペンタセンおよびPTAAを無水で99%の1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン(Sigma Aldrich)中に30mg/mLの濃度で個別に溶解させ、2つの個別の溶液を混合して1:1の重量比を得た。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの活性層を、500rpmで10秒間および2000rpmで20秒間スピンコーティングすることによって堆積した。次にサンプルを、N2を満たしたドライボックス中100℃で15分間アニールした。CYTOP(40nm)/Al2O3(50nm)層をトップゲート誘電体として使用した。CYTOP溶液(CTL−809M)は、濃度9重量%のものを旭硝子より購入した。厚さ40nmのCYTOP層を堆積するために、元の溶液を、それらの溶媒(CT−solv.180)で溶液:溶媒比が1:3.5となるように希釈した。3000rpmで60秒間スピンキャストすることによって厚さ40nmのCYTOP層を堆積した。このCYTOP(40nm)膜を100℃で20分間アニールした。すべてのスピンコーティングおよびアニールプロセスは、N2を満たしたドライボックス中で行った。次に、Cambridge Nanotech Inc.のSavannah 100 ALDシステムを使用して、CYTOP層の上部にAl2O3誘電体膜(50nm)を堆積した。トリメチルアルミニウム[Al(CH3)3]およびH2O蒸気への交互の曝露を用いて約0.1nm/サイクルの堆積速度で膜を110℃で成長させた。最後に、シャドーマスクを介した熱蒸着によってAl(150nm)ゲート電極を堆積した。得られたOFETを図4Cに示す。
ボトムコンタクトおよびトップゲート構造を有するOFETをガラス基板(Corning、Eagle 2000)上に作製した。シャドーマスクを介した熱蒸着によって、Au(50nm)ボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。ペンタフルオロベンゼンチオール(PFBT)の自己組織化単層のAu電極上への形成を、N2を満たしたドライボックス中でエタノール中の10mmolのPFBT溶液に15分浸漬し、純エタノールで洗浄し、乾燥させることによって行った。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの溶液を以下のように調製した:TIPS−ペンタセンおよびPTAAを無水で99%の1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン(Sigma Aldrich)中に30mg/mLの濃度で個別に溶解させ、2つの個別の溶液を混合して1:1の重量比を得た。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの活性層を、500rpmで10秒間および2000rpmで20秒間スピンコーティングすることによって堆積した。次にサンプルを、N2を満たしたドライボックス中100℃で15分間アニールした。CYTOP(45nm)/Al2O3(50nm)層をトップゲート誘電体として使用した。CYTOP溶液(CTL−809M)は、濃度9重量%のものを旭硝子より購入した。厚さ45nmのCYTOP層を堆積するために、元の溶液を、それらの溶媒(CT−solv.180)で溶液:溶媒比が1:3.5となるように希釈した。3000rpmで60秒間スピンキャストすることによって厚さ45nmのCYTOP層を堆積した。このCYTOP(45nm)膜を100℃で20分間アニールした。すべてのスピンコーティングおよびアニールプロセスは、N2を満たしたドライボックス中で行った。次に、Cambridge Nanotech Inc.のSavannah 100 ALDシステムを使用して、CYTOP層の上部にAl2O3誘電体膜(50nm)を堆積した。トリメチルアルミニウム[Al(CH3)3]およびH2O蒸気への交互の曝露を用いて約0.1nm/サイクルの堆積速度で膜を110℃で成長させた。最後に、シャドーマスクを介した熱蒸着によってAl(150nm)ゲート電極を堆積した。得られたOFETを図4Dに示す。
TIPS−ペンタセンではなく2,8−ジフルオロ−5,11−ビス(トリエチルシリルエチニル)アントラジチオフェン(diF−TESADT)を使用したことを除けば、実施例9は実施例8と同一である。diF−TESADTの構造を以下に示す:
ボトムコンタクトおよびトップゲート構造を有するOFETをガラス基板(Corning、Eagle 2000)上に作製した。シャドーマスクを介した熱蒸着によって、Au(50nm)ボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。ペンタフルオロベンゼンチオール(PFBT)の自己組織化単層のAu電極上への形成を、N2を満たしたドライボックス中でエタノール中の10mmolのPFBT溶液に15分浸漬し、純エタノールで洗浄し、乾燥させることによって行った。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの溶液を以下のように調製した:TIPS−ペンタセンおよびPTAAを無水で99%の1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン(Sigma Aldrich)中に30mg/mLの濃度で個別に溶解させ、2つの個別の溶液を混合して1:1の重量比を得た。TIPS−ペンタセンおよびPTAAのブレンドの活性層を、500rpmで10秒間および2000rpmで20秒間スピンコーティングすることによって堆積した。次にサンプルを、N2を満たしたドライボックス中100℃で15分間アニールした。CYTOP(45nm)/Al2O3(50nm)層をトップゲート誘電体として使用した。CYTOP溶液(CTL−809M)は、濃度9重量%のものを旭硝子より購入した。厚さ20nmのCYTOP層を堆積するために、元の溶液を、それらの溶媒(CT−solv.180)で溶液:溶媒比が1:7となるように希釈した。3000rpmで60秒間スピンキャストすることによって、厚さ20nmのCYTOPの第1の層を堆積した。このCYTOP(20nm)膜を100℃で20分間アニールした。次に、Cambridge Nanotech Inc.のSavannah 100 ALDシステムを使用して、CYTOP層の上部にAl2O3誘電体膜(50nm)を堆積した。トリメチルアルミニウム[Al(CH3)3]およびH2O蒸気への交互の曝露を用いて約0.1nm/サイクルの堆積速度で膜を110℃で成長させた。Al2O3の第2の層の上部に、厚さ20nmのCYTOPの第3の層を堆積した。このCYTOP(20nm)膜を100℃で20分間アニールした。すべてのスピンコーティングおよびアニールプロセスは、N2を満たしたドライボックス中で行った。最後に、シャドーマスクを介した熱蒸着によってAl(150nm)ゲート電極を堆積した。得られたOFETを図4Fに示す。
トップゲートおよびボトムコンタクトソースおよびドレイン電極形状を有する有機無機複合相補型インバータを作製した。最初に、ソース電極およびドレイン電極を画定するために、室温でガラス基板上にシャドーマスクを介して、電子ビーム(eビーム)を使用して、Ti/Au(6nm/50nm)電極を堆積した。異なるアスペクト比で水平に分布する重なり合わないペンタセン(正孔輸送)チャネルおよびa−IGZO(電子輸送)チャネルを、ソース/ドレイン電極の上に形成した。O2/Ar(2%/98%)雰囲気中、3mTorrの作動圧力で125Wの出力を使用して、シャドーマスクを介したrfスパッタリングによって、厚さ30nmのa−IGZO(Ga2O3:In2O3:ZnO=1:1:1mol%)活性層を室温で堆積した。これらの構造を空気中300℃で30分間アニールした。次に、25℃の基板温度および2×10−8Torrの初期圧力で熱蒸発を使用し、シャドーマスクを介して、厚さ50nmのペンタセン層を堆積した。熱蒸着前に、ペンタセンは勾配領域昇華を使用して精製した。CYTOP(40nm)/Al2O3(50nm)層をトップゲート誘電体として使用した。CYTOP溶液(CTL−809M)は、濃度9重量%のものを旭硝子より購入した。厚さ45nmのCYTOP層を堆積するために、元の溶液を、それらの溶媒(CT−solv.180)で溶液:溶媒比が1:3.5となるように希釈した。3000rpmで60秒間スピンキャストすることによって厚さ45nmのCYTOP層を堆積した。このCYTOP(45nm)膜を100℃で20分間アニールした。すべてのスピンコーティングおよびアニールプロセスは、N2を満たしたドライボックス中で行った。次に、Cambridge Nanotech Inc.のSavannah 100 ALDシステムを使用して、CYTOP層の上部にAl2O3誘電体膜(50nm)を堆積した。トリメチルアルミニウム[Al(CH3)3]およびH2O蒸気への交互の曝露を用いて約0.1nm/サイクルの堆積速度で膜を110℃で成長させた。最後に、シャドーマスクを介した熱蒸着によってAl(50nm)ゲート電極を堆積した。得られたインバータを図4Gに示す。
ボトムコンタクトおよびトップゲート構造を有するOFETをガラス基板(Corning、Eagle 2000)上に作製した。シャドーマスクを介した熱蒸着によって、Au(50nm)ボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。インクジェット印刷用半導体配合物は、NDIポリマーのポリ{[N,N9−ビス(2−オクチルドデシル)−ナフタレン−1,4,5,8−ビス(ジカルボキシミド)−2,6−ジイル]−alt−5,59−(2,29−ビチオフェン)}、(P(NDI2OD−T2)、Polyera ActivInk N2200を主成分とする。P(NDI2OD−T2)インクを以下のように調製した:活性材料の濃度が0.5%となるようにするため、NDIポリマーを、無水で99%の1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン(Sigma Aldrich)および99%のメシチレン(Sigma Aldrich)の体積比1:1の混合物中に溶解させた。配合物を周囲条件で終夜撹拌した。Polyera ActivInk N2200の構造を以下に示す:
ボトムコンタクトソース/ドレイン電極にAuの代わりにAgを使用したことを除けば、実施例13は実施例12と同一である。
Agボトムコンタクトソース/ドレイン電極をDimatix DMP 2831インクジェットプリンタによって印刷したことを除けば、実施例14は実施例14と同一である。
ボトムコンタクトおよびトップゲート構造を有するOFETをガラス基板(Corning、Eagle 2000)上に作製した。シャドーマスクを介した熱蒸着によって、Au(50nm)、Al(50nm)、およびAg(50nm)のボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。ジクロロベンゼンから調製した30mg/mlの溶液を500rpmで10秒間、続いて2000rpmで20秒間スピンコーティングすることによって、LEH−III−002a(LEH−III085g、LEH−119a)の有機半導体の薄膜を堆積した。LEH−III−002a(LEH−III−085g、LEH−III−119a)は以下の式で表される:
ボトムコンタクトおよびトップゲート構造を有するOFETをガラス基板(Corning、Eagle 2000)上に作製した。シャドーマスクを介した熱蒸着によって、シャドーマスクを介した熱蒸着によって、Au(50nm)ボトムコンタクトソース/ドレイン電極を堆積した。1,4−ジオキサン(20mg/mL)およびジクロロベンゼン(20mg/mL)から調製した溶液を500rpmで10秒間および2,000rpmで20秒間スピンコーティングすることによって、基板上にDRR−IV−209nの有機半導体層を形成した。DRR−IV−209nは以下の式で表される:
本発明の実施形態の利点を説明するため、図4AのOFET構造について以下の試験を行った。異なるCYTOP層/Al2O3層の厚さを有する5つのOFETを比較した:
・CYTOP(25nm)/Al2O3(50nm);
・CYTOP(40nm)/Al2O3(50nm);
・CYTOP(530nm)/Al2O3(50nm);
・ゲート誘電体としてのAl2O3(100nm)層;
・ゲート誘電体としてのCYTOP(780nm)層。
各層の電界:
本発明の実施形態の利点を説明するため、CYTOP/Al2O3二重層誘電体を有するOFETに対して以下の研究を行った。pチャネルOFETに対するO2およびH2O曝露の影響を調べた。
本発明の実施形態の利点を説明するため、フルオロポリマー二重層を有するコンデンサおよびOFETに対して以下の研究を行った。異なるフルロポリマー(fluropolymer)二重層を有する8つのコンデンサおよび8つのOFETを比較した。
・CYTOP(45nm)/Al2O3(50nm);
・Hyflon(45nm)/Al2O3(50nm);
・Teflon(登録商標)(45nm)/Al2O3(50nm);
・CYTOP(20nm)/Al2O3(50nm)/CYTOP(20nm);
・CYTOP(45nm)/SiNx(50nm);
・Hyflon(45nm)/SiNx(50nm);
・Teflon(登録商標)(45nm)/SiNx(50nm);
・CYTOP(20nm)/SiNx(50nm)/CYTOP(20nm)。
図12Aおよび12Bは、最大1,000サイクルの伝達特性の複数のスキャン後、および18時間の一定DCバイアス応力後(VGS=VDS=7V)のCYTOP(40nm)/Al2O3(50nm)二重層を有する非晶質InGaZnOのFETの伝達特性および出力特性を示している。複数の連続スキャン下または一定DCバイアス応力下では、酸化物FETは、移動度の低下を示さないが、閾値電圧はわずかに変化する。
Claims (18)
- 動作安定性を有する電界効果トランジスタであって、
ゲート、ソース、およびドレイン;
ソースとドレインとの間の半導体層;ならびに
ゲートと半導体層との間のゲート絶縁体を含み;
ゲート絶縁体が、
界面において半導体層に隣接し、フルオロポリマーを含む第1の層;および
Al2O3を含み、原子層堆積(ALD)によって堆積され、他の電界効果トランジスタと比較して向上した動作安定性を提供する第2の層を含み;
第1の層が、第1の誘電率および第1の厚さを有し、界面における界面電荷トラップが、連続バイアス応力下で経時的にドレインとソースとの間の電流に対して第1の作用を引き起こし;
第2の層が第1の誘電率よりも高い第2の誘電率および第2の厚さを有し、連続バイアス応力下での経時的な第2の層の分極率の変化が、ドレインとソースとの間の電流に対して第2の作用を引き起こし;
第1および第2の厚さおよび第1および第2の誘電率は、第1の作用が少なくとも部分的に第2の作用を補償して動作安定性を向上させ、連続バイアス応力下でのソースとドレインとの間の電流の変動が1時間で5パーセント未満であるようにするものである、電界効果トランジスタ。 - 第1の層の厚さが、200nm未満である、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第1の層が、80℃を超えるガラス転移温度を有する非晶質フルオロポリマーから形成され、フルオロポリマーが、フッ素化1,3−ジオキソールとテトラフルオロエチレン(TFE)とのコポリマー、パーフルオロフラン(PFF)とテトラフルオロエチレン(TFE)とのコポリマー、パーフルオロ(4−ビニルオキシル)−1−アルケン類のホモポリマーまたはコポリマー、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第1の層が、80℃を超えるガラス転移温度を有する非晶質フルオロポリマーから形成され、フルオロポリマーが、4,5−ジフルオロ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)−1,3−ジオキソール(PDD)とテトラフルオロエチレン(TFE)とのコポリマー、または2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール(TTD)とテトラフルオロエチレン(TFE)とのコポリマーからなる群から選択される、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第2の層がAl2O3からなる、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第2の層が、SiNx、TiO2、HfO2、Ta2O5、SiO2、Y2O3、ZrO2、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される無機材料を含む、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 連続バイアス応力下でのソースとドレインとの間の電流の変動が、2時間で5パーセント未満である、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第2の層の厚さが、500nm未満である、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第1の層の厚さが、100nm未満である、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第1の層の厚さが200nm未満であり、第2の層の厚さが100nm未満である、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 第1の層の厚さが50nm未満であり、第2の層の厚さが50nm以下である、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 電界効果トランジスタがトップゲート電界効果トランジスタであり、ゲート絶縁体が、半導体層の上部に配置され、第1の層が半導体層の上部に配置され、第2の層が前記第1の層の上部に配置される、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 動作安定性を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、
ソース、ドレイン、ゲート、ソースとドレインとの間の半導体層、およびゲートと半導体層との間のゲート絶縁体を提供するステップを含み;
ゲート絶縁体を提供するステップが:
第1の誘電率および第1の厚さを有し、フルオロポリマーを含む第1の層を堆積するステップであって、第1の層が半導体層との界面を画定し、前記第1の層の堆積が、界面における界面電荷トラップが、連続バイアス応力下で経時的にソースとドレインとの間の電流に対して第1の作用を引き起こすようなものである、ステップと;
Al2O3を含み、原子層堆積(ALD)によって堆積され、第2の誘電率および第2の厚さを有する第2の層を堆積するステップであって、前記第2の誘電率が前記第1の誘電率よりも高く、連続バイアス応力下での経時的な第2の層の分極率の変化が、ドレインとソースとの間の電流に対して第2の作用を引き起こす、ステップと;を含み、
第1および第2の厚さ、ならびに第1および第2の誘電率の選択が、第1の作用が少なくとも部分的に第2の作用を補償して動作安定性を向上させ、連続バイアス応力下でのソースとドレインとの間の電流の変動が1時間で5パーセント未満であるようにするものである、方法。 - 第1の層の厚さが、200nm未満である、請求項13に記載の方法。
- 第2の層の厚さが、500nm未満である、請求項13に記載の方法。
- 第1の層の厚さが200nm未満であり、第2の層の厚さが100nm未満である、請求項13に記載の方法。
- 第2の層がAl2O3からなる、請求項13に記載の方法。
- 第1の層の厚さが50nm未満であり、第2の層の厚さが50nm以下である、請求項13に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US39084410P | 2010-10-07 | 2010-10-07 | |
US61/390,844 | 2010-10-07 | ||
PCT/US2011/054989 WO2012048048A1 (en) | 2010-10-07 | 2011-10-05 | Field-effect transistor and manufacturing process thereof |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013545286A JP2013545286A (ja) | 2013-12-19 |
JP2013545286A5 JP2013545286A5 (ja) | 2014-11-20 |
JP6061858B2 true JP6061858B2 (ja) | 2017-01-18 |
Family
ID=44800290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013532928A Expired - Fee Related JP6061858B2 (ja) | 2010-10-07 | 2011-10-05 | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9368737B2 (ja) |
EP (1) | EP2625730A1 (ja) |
JP (1) | JP6061858B2 (ja) |
KR (1) | KR20130129926A (ja) |
CN (1) | CN103403903B (ja) |
TW (1) | TWI557909B (ja) |
WO (1) | WO2012048048A1 (ja) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101666942B1 (ko) * | 2010-08-18 | 2016-10-18 | 삼성전자주식회사 | 비휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법과, 상기 방법을 수행할 수 있는 장치들 |
US9695501B2 (en) * | 2014-09-12 | 2017-07-04 | Hong Kong Baptist University | Sapphire thin film coated substrate |
US11713503B2 (en) | 2011-12-23 | 2023-08-01 | Hong Kong Baptist University | Sapphire coated substrate with a flexible, anti-scratch and multi-layer coating |
US9932663B2 (en) * | 2011-12-23 | 2018-04-03 | Hong Kong Baptist University | Sapphire thin film coated substrate |
WO2014106938A1 (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-10 | 富士電機株式会社 | 透明有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
TWI566405B (zh) * | 2013-11-08 | 2017-01-11 | 元太科技工業股份有限公司 | 有機無機混合型電晶體 |
CN103794725B (zh) * | 2014-02-28 | 2016-05-11 | 合肥工业大学 | 一种基于重金属诱导有机半导体薄膜结晶取向的喷墨打印方法 |
DE102014107850A1 (de) | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Technische Universität Chemnitz | Elektronisches Bauelement mit einem Dielektrikum und Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauelementes |
DE102014212282B4 (de) * | 2014-06-26 | 2023-11-09 | Infineon Technologies Ag | Graphen-Gassensor zur Messung der Konzentration von Kohlendioxid in Gasumgebungen |
CN106575607A (zh) * | 2014-08-14 | 2017-04-19 | 光州科学技术院 | 正交图案化方法 |
GB201418610D0 (en) * | 2014-10-20 | 2014-12-03 | Cambridge Entpr Ltd | Transistor devices |
TWI627192B (zh) * | 2015-03-13 | 2018-06-21 | 村田製作所股份有限公司 | Atomic layer deposition inhibiting material |
JP2017017216A (ja) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | Dic株式会社 | 半導体組成物、半導体インク |
TWI600901B (zh) * | 2015-09-14 | 2017-10-01 | 友達光電股份有限公司 | 離子感測場效電晶體 |
CN106409918A (zh) * | 2016-07-01 | 2017-02-15 | 西安交通大学 | 一种复合高k绝缘层薄膜晶体管结构及其制备方法 |
GB2555133B (en) * | 2016-10-20 | 2020-06-10 | Flexenable Ltd | Improving stability of thin film transistors |
CN106505408B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-02-15 | 北京科技大学 | 脊条形半导体激光器有源区腔体侧壁钝化的优化方法 |
CN108172628B (zh) * | 2016-12-07 | 2020-11-06 | 清华大学 | 一种逻辑电路 |
TW201840025A (zh) * | 2016-12-19 | 2018-11-01 | 美商康寧公司 | 具有極性彈性體介電質的有機場效電晶體 |
CN106987172A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-07-28 | 上海幂方电子科技有限公司 | 一种用于制作缓冲层的墨水、制备方法与应用 |
CN106947319A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-07-14 | 上海幂方电子科技有限公司 | 一种用于制作缓冲层的墨水、制备方法及应用 |
KR102542436B1 (ko) | 2017-06-08 | 2023-06-13 | 코닝 인코포레이티드 | 다른 중합체의 유기 반도체 중합체로의 도핑 |
CN107628924A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-01-26 | 中国科学院化学研究所 | 一种蒽类衍生物及其制备方法与应用 |
WO2019065056A1 (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | 住友化学株式会社 | 有機薄膜トランジスタ |
WO2019065055A1 (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | 住友化学株式会社 | 有機薄膜トランジスタ |
CN107768520B (zh) * | 2017-09-29 | 2020-12-01 | 国家纳米科学中心 | 倍频器及其制备方法 |
US10388895B2 (en) * | 2017-11-07 | 2019-08-20 | Shenzhen China Star Optoelectonics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. | Organic thin film transistor with charge injection layer and manufacturing method thereof |
WO2019135251A1 (en) * | 2018-01-04 | 2019-07-11 | Indian Institute Of Technology, Guwahati | Organic field effect transistor (ofet) for the detection of gram negative/positive bacteria, method of detection and fabrication of the transistor |
WO2019206188A1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | Hong Kong Baptist University | Sapphire coated substrate with a flexible, anti-scratch and multi-layer coating |
KR102325952B1 (ko) * | 2018-06-08 | 2021-11-12 | 재단법인 나노기반소프트일렉트로닉스연구단 | 바코팅을 이용한 유기 반도체 박막 제조방법 및 그를 포함하는 유연 유기반도체 트랜지스터의 제조방법 |
FR3086101B1 (fr) * | 2018-09-17 | 2022-07-08 | Ion Beam Services | Dispositif d'amelioration de la mobilite des porteurs dans un canal de mosfet sur carbure de silicium |
WO2020176223A2 (en) * | 2019-02-08 | 2020-09-03 | Georgia Tech Research Corporation | Systems and methods for high sensitivity stable sensors |
CN113488592B (zh) * | 2021-06-21 | 2023-03-10 | 西安理工大学 | 一种基于pfbt蒸发法的有机场效应晶体管制备方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0130321D0 (en) * | 2001-12-19 | 2002-02-06 | Avecia Ltd | Electronic devices |
CA2469912A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Avecia Limited | Organic field effect transistor with an organic dielectric |
EP1579518B1 (en) * | 2002-12-20 | 2016-03-23 | Merck Patent GmbH | Improvements in and relating to organic semiconducting materials |
US20070178710A1 (en) * | 2003-08-18 | 2007-08-02 | 3M Innovative Properties Company | Method for sealing thin film transistors |
WO2006024012A1 (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | E.I. Dupont De Nemours And Company | P-alkoxyphenylen-thiophene oligomers as organic semiconductors for use in electronic devices |
KR101086159B1 (ko) * | 2005-01-07 | 2011-11-25 | 삼성전자주식회사 | 불소계 고분자 박막을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 |
US7667277B2 (en) * | 2005-01-13 | 2010-02-23 | International Business Machines Corporation | TiC as a thermally stable p-metal carbide on high k SiO2 gate stacks |
US20060214154A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Eastman Kodak Company | Polymeric gate dielectrics for organic thin film transistors and methods of making the same |
KR100703157B1 (ko) * | 2005-09-15 | 2007-04-06 | 삼성전자주식회사 | 표시 장치 |
US7851788B2 (en) * | 2006-02-28 | 2010-12-14 | Pioneer Corporation | Organic transistor and manufacturing method thereof |
US8138501B2 (en) * | 2007-03-02 | 2012-03-20 | Nec Corporation | Switching element and manufacturing method thereof |
JP2009117619A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機薄膜トランジスタの製造方法及び有機薄膜トランジスタ |
KR101529358B1 (ko) * | 2008-02-05 | 2015-06-16 | 바스프 에스이 | 나프탈렌-이미드 반도체 중합체 |
DE112009000831T5 (de) * | 2008-04-24 | 2011-05-26 | Merck Patent Gmbh | Elektronische Vorrichtung |
FR2934714B1 (fr) | 2008-07-31 | 2010-12-17 | Commissariat Energie Atomique | Transistor organique et procede de fabrication d'une couche dielectrique d'un tel transistor. |
US8274084B2 (en) * | 2008-11-26 | 2012-09-25 | Palo Alto Research Center Incorporated | Method and structure for establishing contacts in thin film transistor devices |
-
2011
- 2011-10-05 US US13/877,441 patent/US9368737B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-05 JP JP2013532928A patent/JP6061858B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-05 WO PCT/US2011/054989 patent/WO2012048048A1/en active Application Filing
- 2011-10-05 EP EP11770029.4A patent/EP2625730A1/en not_active Ceased
- 2011-10-05 CN CN201180059007.5A patent/CN103403903B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-05 KR KR1020137010945A patent/KR20130129926A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-10-06 TW TW100136297A patent/TWI557909B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2625730A1 (en) | 2013-08-14 |
TW201244090A (en) | 2012-11-01 |
CN103403903A (zh) | 2013-11-20 |
JP2013545286A (ja) | 2013-12-19 |
WO2012048048A1 (en) | 2012-04-12 |
TWI557909B (zh) | 2016-11-11 |
US9368737B2 (en) | 2016-06-14 |
CN103403903B (zh) | 2017-02-15 |
KR20130129926A (ko) | 2013-11-29 |
US20130270534A1 (en) | 2013-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6061858B2 (ja) | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 | |
Hwang et al. | Flexible and stable solution-processed organic field-effect transistors | |
US8735871B2 (en) | Organic thin film transistors | |
Schwabegger et al. | High mobility, low voltage operating C60 based n-type organic field effect transistors | |
Dao et al. | Organic nonvolatile memory transistors based on fullerene and an electron-trapping polymer | |
EP3188251B1 (en) | Active layer, thin-film transistor array substrate comprising the same, and display device comprising the same | |
EP3188252B1 (en) | Active layer, thin-film transistor comprising the same, and display device comprising the same | |
US9997709B2 (en) | Method for manufacturing transistor according to selective printing of dopant | |
KR102003133B1 (ko) | 첨가제가 포함된 가스센서용 전자소자 및 박막트랜지스터 | |
Onojima et al. | Influence of phase-separated morphology on small molecule/polymer blend organic field-effect transistors fabricated using electrostatic spray deposition | |
Lim et al. | Anodization for Simplified Processing and Efficient Charge Transport in Vertical Organic Field‐Effect Transistors | |
Lin et al. | Temperature-dependent hole transport for pentacene thin-film transistors with a SiO2 gate dielectric modified by (NH4) 2Sx treatment | |
KR101455600B1 (ko) | 유기 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
JP6742309B2 (ja) | トランジスタデバイスの生成方法 | |
Wu et al. | High-performance flexible pentacene transistor memory with PTCDI-C13 as N-type buffer layer | |
Borthakur et al. | Performance enhancement of top contact pentacene-based organic thin-film transistor (OTFT) using perylene interlayer between organic/electrode interface | |
Izquierdo et al. | Bias stress in organic thin-film transistors towards low-cost flexible gas sensors | |
Salim et al. | ZnO as a dielectric for organic thin film transistor-based non-volatile memory | |
US11882710B2 (en) | Thin-film transistor comprising organic semiconductor materials | |
Yu et al. | Copper phthalocyanine organic thin-film transistors with calcium fluoride gate insulator | |
KR100933033B1 (ko) | 신규한 유기박막 트랜지스터 보호막용 혼합조성물 및 이를이용한 유기박막 트랜지스터 | |
Lin et al. | Enhanced Air Stability of Organic Thin‐Film Transistors with Optimally Cured Polymer Dielectric Layers | |
KR20180039588A (ko) | 유기 전계 효과 트랜지스터 및 이를 제작하는 방법 | |
Alam et al. | Improved performance of top contact organic thin film transistors with bilayer WO 3/Au electrodes | |
Lim et al. | Instability of OTFT with organic gate dielectrics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141003 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141003 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151005 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20151218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160405 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160725 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161020 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6061858 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |