KR101818796B1 - 불활성 금속 접점상의 용액-처리된 전이금속 산화물을 위한 접착 층 - Google Patents
불활성 금속 접점상의 용액-처리된 전이금속 산화물을 위한 접착 층 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101818796B1 KR101818796B1 KR1020137017114A KR20137017114A KR101818796B1 KR 101818796 B1 KR101818796 B1 KR 101818796B1 KR 1020137017114 A KR1020137017114 A KR 1020137017114A KR 20137017114 A KR20137017114 A KR 20137017114A KR 101818796 B1 KR101818796 B1 KR 101818796B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transition metal
- metal oxide
- ammonium
- inert
- solution
- Prior art date
Links
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 105
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 66
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 48
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- ZKKLPDLKUGTPME-UHFFFAOYSA-N diazanium;bis(sulfanylidene)molybdenum;sulfanide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[SH-].[SH-].S=[Mo]=S ZKKLPDLKUGTPME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 38
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 35
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 31
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 30
- VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L molybdic acid Chemical compound O[Mo](O)(=O)=O VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 24
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 18
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical group O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 11
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 8
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 6
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxomolybdenum Chemical compound O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.OP(O)(O)=O DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 4
- JOUSPCDMLWUHSO-UHFFFAOYSA-N oxovanadium;propan-2-ol Chemical compound [V]=O.CC(C)O.CC(C)O.CC(C)O JOUSPCDMLWUHSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 claims description 3
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 3
- CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L tungstic acid Chemical compound O[W](O)(=O)=O CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- IDIDIJSLBFQEKY-UHFFFAOYSA-N ethanol;oxovanadium Chemical compound [V]=O.CCO.CCO.CCO IDIDIJSLBFQEKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 26
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 abstract description 4
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 58
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 43
- 230000006870 function Effects 0.000 description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 6
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 6
- QXYJCZRRLLQGCR-UHFFFAOYSA-N dioxomolybdenum Chemical compound O=[Mo]=O QXYJCZRRLLQGCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 description 3
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 3
- CXVCSRUYMINUSF-UHFFFAOYSA-N tetrathiomolybdate(2-) Chemical compound [S-][Mo]([S-])(=S)=S CXVCSRUYMINUSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SJNANEOQLCKOKB-UHFFFAOYSA-N oxovanadium;propan-1-ol Chemical compound [V]=O.CCCO.CCCO.CCCO SJNANEOQLCKOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegallium Chemical compound [Te]=[Ga] OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000644 isotonic solution Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZIKKVZAYJJZBGE-UHFFFAOYSA-N molybdenum(4+) Chemical compound [Mo+4] ZIKKVZAYJJZBGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical group [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02658—Pretreatments
-
- 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
- H10K10/472—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising only inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/04—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
- C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
- C23C18/1216—Metal oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1229—Composition of the substrate
- C23C18/1241—Metallic substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
암모늄 티오-전이금속 착체는 불활성 금속 표면상에 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 고정시키기 위한 접착 촉진제로서 사용된다. 암모늄 티오-전이금속 착체는 몰리브덴, 텅스텐 및 바나듐중에서 선택되는 전이금속을 포함하며, 바람직하게는 암모늄 테트라티오몰리브데이트이다. 전이금속 산화물의 전구물질은 용액-기본 공정에 의해 불활성 금속 표면상에 침착된다. 이러한 전구물질은 물중의 전이금속 산화물, 전이금속 산화물 하이드레이트, 산성 전이금속 산화물 하이드레이트의 암모늄염 또는 인산-전이금속 산화물 착체, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 인산-전이금속 산화물 착체의 분산액 또는 용해액이다.
Description
본 발명은 불활성 금속 층상에 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 고정시키기 위한 접착 촉진제로서의 암모늄 티오-전이금속 착체의 용도, 불활성 금속 층상에 온도-안정성 전이금속 산화물을 형성시키는 방법, 및 접착 촉진제로서의 암모늄 티오-전이금속 착체의 사용에 의해 소스 및/또는 드레인 전극상에 온도-안정성 전이금속 산화물 층이 고정된 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
트랜지스터는 2 가지의 주요 유형, 즉 양극성 접합 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터로 나눠질 수 있다. 이들 유형 모두는, 채널 영역에서 반도체성 물질이 그 사이에 배치되는 3개의 전극을 포함하는 공통 구조를 공유한다. 양극성 접합 트랜지스터의 3개의 전극은 이미터(emitter), 컬렉터(collector) 및 베이스(base)로서 공지되어 있는 반면, 전계 효과 트랜지스터에서 3개의 전극은 소스(source), 드레인(drain) 및 게이트(gate)로서 공지되어 있다. 양극성 접합 트랜지스터는 이미터와 컬렉터 사이의 전류가 베이스와 이미터 사이에 흐르는 전류에 의해 제어되기 때문에 전류-작동형 장치로서 기재될 수 있다. 반면에, 전계 효과 트랜지스터는 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류가 게이트와 소스 사이의 전압에 의해 제어되기 때문에 전압-작동형 장치로서 기재될 수 있다.
또한, 트랜지스터는 이들이 각각 양전하 캐리어(정공) 또는 음전하 캐리어(전자)를 전도하는 반도체성 물질을 포함하는지에 따라 p-형 및 n-형으로 분류될 수 있다. 반도체성 물질은 전하를 수용하고 전도하며 제공하는 능력에 따라 선택될 수 있다. 정공 또는 전자를 수용하고 전도하며 제공하는 반도체성 물질의 능력은 상기 물질을 도핑함으로써 향상될 수 있다. 또한, 소스 전극 및 드레인 전극에 사용되는 물질은 정공 또는 전자를 수용하고 주입하는 능력에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, p-형 트랜지스터 장치는 정공을 수용하고 전도하며 제공하는데 효율적인 반도체성 물질을 선택하고, 그 반도체성 물질로부터 정공을 주입하고 수용하는데 효율적인 소스 전극 및 드레인 전극용 물질을 선택함으로써 형성될 수 있다. 반도체성 물질의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital, 최고준위 점유 분자 오비탈) 준위와 전극에서의 페르미(Fermi) 준위의 양호한 에너지 준위 매칭은 정공 주입 및 수용을 향상시킬 수 있다. 반면, n-형 트랜지스터 장치는 전자를 수용하고, 전도하며, 제공하는데 효율적인 반도체성 물질을 선택하고, 그 반도체성 물질에 전자를 주입하고 반도체성 물질로부터 전자를 수용하는데 효율적인 소스 전극 및 드레인 전극용 물질을 선택함으로써 형성될 수 있다. 반도체성 물질의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital, 최저준위 비점유 분자 오비탈) 준위와 전극에서의 페르미 준위의 양호한 에너지 준위 매칭은 전자 주입 및 수용을 향상시킬 수 있다.
트랜지스터는 성분들을 박막으로 침착시켜 박막 트랜지스터를 형성시킴으로써 형성될 수 있다. 이러한 장치에서 유기 물질이 반도체성 물질로서 사용되는 경우, 이는 유기 박막 트랜지스터로서 공지되어 있다.
유기 박막 트랜지스터에 대한 다양한 배열이 공지되어 있다. 하나의 이러한 장치는, 채널 영역에서 반도체성 물질이 개재된 소스 전극 및 드레인 전극, 반도체성 물질에 인접하여 배치된 게이트 전극, 및 채널 영역에서 게이트 전극과 반도체성 물질 사이에 배치된 절연 물질의 층을 포함하는 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터이다.
이러한 유기 박막 트랜지스터의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 예시된 구조는 기판(도시되지 않음)상에 침착될 수 있으며, 그들 사이에 위치한 채널 영역(6)에 의해 이격되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극(2, 4)을 포함한다. 유기 반도체(8)가 채널 영역(6)내에 침착되며, 소스 전극 및 드레인 전극(2, 4)의 적어도 일부분까지 연장될 수 있다. 유전체 물질의 절연 층(10)이 유기 반도체(8)상에 침착되고, 소스 전극 및 드레인 전극(2, 4)의 적어도 일부분까지 연장될 수 있다. 마지막으로, 게이트 전극(12)이 절연 층(10)상에 침착된다. 게이트 전극(12)은 채널 영역(6)상에 위치되며, 소스 전극 및 드레인 전극(2, 4)의 적어도 일부분까지 연장될 수 있다.
상술된 구조는 게이트가 장치의 상부측상에 위치되기 때문에 상부 게이트 유기 박막 트랜지스터로서 공지되어 있다. 이와 달리, 장치의 하부측상에 게이트를 제공하여 소위 하부 게이트 유기 박막 트랜지스터를 형성시키는 방법도 또한 공지되어 있다.
이러한 하부 게이트 유기 박막 트랜지스터의 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 예시된 구조들 사이의 관계를 더욱 명백하게 나타내기 위하여, 대응하는 부분에 대하여 동일한 참조 부호를 사용하였다. 도 2에 예시된 하부 게이트 구조는 기판(1)상에 침착된 게이트 전극(12)을 포함하며, 그 위에 유전체 물질의 절연 층(10)이 침착된다. 소스 전극 및 드레인 전극(2, 4)이 유전체 물질의 절연 층(10)상에 침착된다. 소스 전극 및 드레인 전극(2, 4)은 게이트 전극 상에서 그 사이에 위치된 채널 영역(6)에 의해 이격된다. 유기 반도체(8)는 채널 영역(6)내에 침착되고, 소스 전극 및 드레인 전극(2, 4)의 적어도 일부분까지 연장될 수 있다.
채널의 전도도는 게이트에 전압을 인가함으로써 변경시킬 수 있다. 이러한 방식에서, 트랜지스터는 인가된 게이트 전압을 사용하여 개폐시킬 수 있다. 소정 전압에서 달성될 수 있는 드레인 전류는 장치의 능동 영역(소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널)에서 유기 반도체내의 전하 캐리어의 이동도에 좌우된다. 따라서, 낮은 작동 전압에 의해 높은 드레인 전류를 달성하기 위해서는, 유기 박막 트랜지스터가 채널내에서 높은 이동 전하 캐리어를 갖는 유기 반도체를 가져야만 한다.
전하 캐리어 이동도는 캐리어가 특정 물질내에서 어떻게 쉽게 움직이는지를 나타내는 측정치이다. 그러나, 유기 반도체의 이러한 특성은 때로는 유기 박막 트랜지스터 장치의 접촉저항을 희생시킨다. 접촉저항이 더 높아지게 되면 트랜지스터 채널 영역내에서 소스 및 드레인 전극과 유기 반도체 물질사이의 계면을 가로지르는 인가 전압 강하가 더 높은 비율로 되며, 그 결과로 채널 영역을 가로지르는 바이어스가 더 낮아지게 된다. 따라서, 높은 접촉저항은 유기 반도체 물질의 전하 캐리어 이동도를 구성하는 채널 영역을 가로지르는 바이어스가 더 낮아지는데 기인하여 장치로부터 추출되는 전류 레벨을 훨씬 더 낮추는 영향을 미친다.
통상적으로, 유기 트랜지스터에 있어서의 접촉저항은 반도체 막을 침착하기 전에 소스 및 드레인 전극에 표면 처리 층을 적용하거나 필요에 따라 금속을 더 높은 일함수로 변화시켜 전하를 (p-형 물질의 경우) HOMO 레벨로 주입함으로써 감소된다. 이러한 처리 층(대표적으로는 용액상 또는 증기상으로부터 도포된 자가 조립된 모노 층)을 사용하여 금속 표면에서 쌍극자 층을 생성시켜 반도체내에서 소스 및 드레인 접점의 일함수를 효과적으로 이동시켜 HOMO 레벨로 정렬시키고, 따라서 금속에서 반도체로의 전하 주입에 대한 차단 층을 감소시킨다.
전이금속 산화물 사이에서 확인된 전자적 특성의 범위는 그들이 일함수 및 따라서 유기 박막 트랜지스터(OTFT)의 전하-주입 특성을 제어하는데 특히 유익한 물질이라는 것을 의미한다. WO 2007/005618호는 유기 반도체 층과 OTFT 내의 소스 및/또는 드레인 접점사이에 MoO3과 같은 전이금속 산화물의 얇은 층을 삽입하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 기술문서에서는 열적 증발을 이용하여 전이금속 산화물을 침착시킨다. 이는 그것이 잠재적으로는 상업적 등급의 공정 이하로 비용과 비효율성 모두를 증가시킨다는 관점에서 상당히 불리하다.
전이금속 산화물이 OTFT의 소스 및 드레인 전극의 표면상에 침착되었을 때 유리한 특성들을 나타내기는 하지만, 그들은 거기에 아주 잘 접착되지는 않는다.
소스 및 드레인 전극은 정공 또는 전자들을 수용하고 주입하는 능력을 가져야 하기 때문에, 그들은 일반적으로는 구리, 은 또는 금과 같은 금속성 도체로부터 제작된다. 고품질의 표면-표면 접점에는 특히 금이 사용된다. 그러나, 이러한 물질은 상당히 비반응성이다. 순수한 금은 화학적으로 비반응성 금속인 반면, 은 및 구리 표면은 공기중에서 쉽게 반응하여 비반응성 금속 산화물 표면을 형성한다. 따라서, 소스 및 드레인 전극 표면은 그 위에 침착된 전이금속 산화물 층과 화학적으로 반응하지 않는다. 중요하게는, 접착과 관련한 이러한 쟁점들은 전이금속 산화물의 불균일하거나 매끄러운 층이 침착되어 OTFT와 관련한 반복가능한 결과를 얻기가 극히 어려워지는 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 전이금속 산화물이 OTFT의 전극들과 활성층들 사이에서의 접촉을 개선시킬 수는 있지만, 종래의 기술에 따라 화학적으로 침착시켰을 경우 소스 및 드레인 전극 표면에 대한 그의 불량한 접착성이 그의 성능을 제한할 수 있다.
따라서, 불활성 금속 층상에 전이금속 산화물 층을 침착하기 위한 개선된 방식을 찾는 것이 필요하다. 놀랍게도, 본 발명자들은 암모늄 티오-전이금속 착체를 접착 촉진제로서 사용하여 전이금속 산화물을 불활성 금속 표면상에 고정시킴으로써 종래 기술에 따른 열적 증발 공정에 의해 침착된 금속 산화물 층과 연관된 문제들을 극복할 수 있다는 사실을 밝혀내었다. 이러한 착체를 사용하게 된 동기는 주로 소스 및 드레인 전극 표면과 전이금속 산화물 층 사이의 불량한 접착성을 극복하려는 것이었다. 이러한 착체는 전이금속 산화물 층이 잘 접착되지 않는 하부 기판이 금과 같은 불활성 금속으로 제조된 경우에 전이금속 산화물의 연속 층을 형성할 수 있다.
종래 기술에서는 이러한 착체가 유기 박막 트랜지스터를 위한 접착 촉진제로서 사용된 실례가 없었다. 그 보다는 차라리, 종래 기술의 주안점은 OTFT 내에서 유기 반도체 층의 고유한 전기적 특성을 개선하고 장치 제작 기법의 개발에 대한 것이다(문헌["고유동도 용액 처리된 6,13-비스(트라이아이소프로필-실릴에티닐) 펜타센 유기 박막 트랜지스터; S.K. Park et al., APPLIED PHYSICS LETTERS 91, 063514 (2007)]; [Henning Sirringhaus, Takeo Kawase, Richard H. Friend, Tatsuya Shimoda, M. Inbasekaran, W. Wu, and E. P. Woo; "모든 중합체 트랜지스터 회로의 고해상도 잉크젯 프린팅", Science, 290, 2123-2126 (2000))]. OTFT 장치의 소스 및 드레인 전극상에 전이금속 산화물 층을 고정하기 위하여 접착 촉진제를 사용하는 것을 공개한 연구는 전혀 없었다.
더우기, 유기 박막 트랜지스터내에서의 기판 층의 접착성은 장치의 성능에 대한 불량한 접착성의 효과 때문에 최적화에 대한 결정적인 특성이다. 따라서, 유기 박막 트랜지스터내의 불활성 금속 표면에 대한 전이금속 산화물 층의 접착성을 개선하는 추가적인 방식을 찾을 필요가 있다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시키는 것이다.
본 발명자들은 놀랍게도 암모늄 티오-전이금속 착체 접착 촉진제가 금과 같은 불활성 금속 표면상에서 전이금속 산화물의 연속 층을 침착시킬 수 있다는 사실을 발견하였다. 이러한 접착 촉진제는 용액 침착 기법을 이용하여 유기 박막 트랜지스터내에서 소스 및/또는 드레인 전극 표면상에 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 침착시켜 유기 반도체 층과 소스 및/또는 드레인 전극 사이에 오믹(ohmic) 접점을 생성시킬 수 있다. 따라서, 이는 본 기술분야에 기술된 전이금속 산화물의 열적 침착의 단점들을 극복한다. 특히, 종래 기술의 열적 침착 기법들은 섀도우 마스크(shadow mask)의 사용을 포함하며, 이는 고해상도 패턴의 경우 대형 기판 크기로 공정의 규모를 확장시키기가 어렵게 만든다. 이와 대조적으로, 본 발명의 공정은 비용-효과적이고 효율적인 방식으로 대형 기판 크기로 쉽게 규모를 확장할 수 있는 용액-기본 공정을 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 양태에서는
(1) 불활성 금속 표면상에 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 고정시키기 위한 접착 촉진제로서의 암모늄 티오-전이금속 착체의 용도가 제공된다.
본 발명에 따른 바람직한 용도는 하기의 것들을 포함한다:
(2) 상기 (1) 항에 있어서, 상기 암모늄 티오-전이금속 착체가 몰리브덴, 텅스텐 및 바나듐중에서 선택된 전이금속을 포함하는 용도;
(3) 상기 (1) 항 또는 (2) 항에 있어서, 상기 암모늄 티오-전이금속 착체가 테트라티오-전이금속 착체인 용도;
(4) 상기 (3) 항에 있어서, 상기 암모늄 테트라티오-전이금속 착체가 암모늄 테트라티오몰리브데이트인 용도;
(5) 상기 (1) 항 내지 (4) 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전이금속 산화물이 MoO3, WO3 또는 V2O5인 용도;
(6) 상기 (1) 항 내지 (5) 항중 어느 한 항에 있어서, 전이금속 산화물의 전구물질이 용액-기본 공정에 의해 불활성 금속 표면상에 침착되는 용도;
(7) 상기 (6) 항에 있어서, 상기 전구물질이 물중의 전이금속 산화물, 전이금속 산화물 하이드레이트, 산성 전이금속 산화물 하이드레이트 또는 인산-전이금속 산화물 착체의 암모늄염, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 인산-전이금속 산화물 착체의 분산액 또는 용해액(dissolution)인 용도;
(8) 상기 (7) 항에 있어서, 침착되는 상기 전이금속 산화물이 MoO3이고, 상기 전구물질이 물중의 삼산화몰리브덴, 몰리브덴산, 암모늄 몰리브데이트 또는 포스포몰리브덴산, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 포스포몰리브덴산의 분산액 또는 용해액인 용도;
(9) 상기 (7) 항에 있어서, 침착되는 상기 전이금속 산화물이 WO3이고, 상기 전구물질이 물중의 삼산화텅스텐, 텅스텐산, 암모늄 텅스테이트 또는 포스포텅스텐산, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 포스포텅스텐산의 분산액 또는 용해액인 용도;
(10) 상기 (7) 항에 있어서, 침착되는 상기 전이금속 산화물이 V2O5이고, 상기 전구물질이 극성 유기 용매중에 용해된 바나듐(V) 옥사이드, 암모늄 메타바나데이트, 바나듐(V) 옥시트라이에톡사이드, 바나듐(V) 옥시트라이아이소프로폭사이드 또는 바나듐(V) 옥시트라이프로폭사이드의 분산액 또는 용해액인 용도;
(11) 상기 (6) 항 내지 (10) 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 용액-기본 공정이 스핀-코팅, 딥-코팅 또는 잉크젯-프린팅으로 이루어진 용도;
(12) 상기 (1) 항 내지 (11) 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 불활성 금속이 은, 금, 또는 구리인 용도;
(13) 상기 (12) 항에 있어서, 상기 불활성 금속이 금인 용도; 및
(14) 상기 (1) 항 내지 (13) 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 암모늄 티오-전이금속 착체상에 고정된 전이금속 산화물 층이 적어도 140℃까지의 온도에서 안정한 용도.
본 발명자들은 또한 불활성 금속 표면상에 암모늄 티오-전이금속 착체를 침착시킨 후에 그 위의 전이금속 산화물을 용액-기본 공정으로 처리하여 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 생성시킬 수 있다는 사실도 발견하였다. 전이금속 산화물의 용액-기본 공정은 스핀-코팅, 딥-코팅 또는 잉크젯-프린팅과 같은 간단하고 비용-효과적인 용액 침착 기법을 이용할 수 있다. 열적 침착과는 대조적으로, 용액-기본 침착 기법은 진공을 필요로 하지 않으며, 따라서 대형 기판 크기로 및/또는 릴-투-릴 제작공정(reel-to-reel fabrication process)으로 쉽게 확장할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 양태에서는
(15) (a) 금속 표면을 암모늄 티오-전이금속 착체로 전처리하는 단계; (b) 전이금속 산화물 전구물질을 포함하는 용액을 상기 전처리된 표면상에 침착하는 단계; 및 (c) 침착된 용액을 어니일링하여 전이금속 산화물 층을 형성시키는 단계를 포함하여, 불활성 금속 표면상에서 전이금속 산화물을 형성시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 양태의 바람직한 양태는 하기의 것들을 포함한다:
(16) 상기 (15) 항에 있어서, 상기 단계 (a)가 (i) 금속 표면을 세정하여 유기 오염물을 제거하는 단계; (ⅱ) 암모늄 티오-전이금속 착체를 상기 금속 표면상에 침착하는 단계; 및 (ⅲ) 처리된 표면을 공기중에서 어니일링하는 단계를 포함하는 방법;
(17) 상기 (16) 항에 있어서, 상기 금속 표면을 자외선(UV)-오존 처리 또는 산소 플라즈마 처리에 의해 세정하는 방법; 및
(18) 상기 (15) 항 내지 (17) 항중 어느 한 항에 있어서, 용액-기본 침착을 스핀-코팅, 딥-코팅 또는 잉크젯-프린팅에 의해 실시하는 방법.
본 발명에 따라 암모늄 티오-전이금속 착체를 사용하여 온도-안정성 전이금속 산화물 층의 침착을 촉진시키는 한 가지 바람직한 용도는 전이금속 산화물 층을 침착시키기 전에 그의 소스 및/또는 드레인 전극상에서 암모늄 티오-전이금속 착체를 사용하여 유기 박막 트랜지스터 장치를 제작하는데 있다. 중요하게는, 이렇게 함으로써 유기 반도체 층과 장치의 소스 및/또는 드레인 전극사이에서 오믹 접점이 제작된다.
따라서, 본 발명의 제 3 양태에서는
(19) 소스 및 드레인 전극, 게이트 전극 및 유기 반도체 층을 포함하되, 상기 소스 및 드레인 전극이 그 위에 암모늄 티오-전이금속 착체를 접착 촉진제로서 사용하여 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 고정시킨 불활성 금속을 포함하는 유기 박막 트랜지스터가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태의 바람직한 양태는 하기의 것들을 포함한다:
(20) 상기 (19) 항에 있어서, 상기 전이금속 산화물을 상기 (15) 항 내지 (18) 항중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 고정시킨 유기 박막 트랜지스터;
(21) 상기 (19) 항 또는 (20) 항에 있어서, 상기 암모늄 티오-전이금속 착체가 상기 (1) 항 내지 (4) 항중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 유기 박막 트랜지스터; 및
(22) 상기 (19) 항 내지 (21) 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전이금속 산화물이 MoO3, WO3 또는 V2O5인 유기 박막 트랜지스터.
도 1은 대표적인 상부 게이트 박막 트랜지스터를 도시한 것이다.
도 2는 대표적인 하부 게이트 박막 트랜지스터를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 암모늄 테트라티오몰리브데이트를 침착하는 도중에 다양한 단계에서 금 소스 및 드레인 접점에 대해 측정된 광자 에너지에 대한 광전자 수득률의 AC-2 분광계를 사용하여 기록한 광전자 스펙트럼이다.
도 4는 Mo-산을 침착한 다음 이를 어니일링하여 본 발명에 따른 몰리브덴 옥사이드의 층을 수득하는 도중에 다양한 단계에서 암모늄 티오몰리브데이트 접착 층으로 전처리된 금 소스 및 드레인 접점에 대해 측정된 광자 에너지에 대한 광전자 수득률의 AC-2 분광계를 사용하여 기록한 광전자 스펙트럼이다.
도 2는 대표적인 하부 게이트 박막 트랜지스터를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 암모늄 테트라티오몰리브데이트를 침착하는 도중에 다양한 단계에서 금 소스 및 드레인 접점에 대해 측정된 광자 에너지에 대한 광전자 수득률의 AC-2 분광계를 사용하여 기록한 광전자 스펙트럼이다.
도 4는 Mo-산을 침착한 다음 이를 어니일링하여 본 발명에 따른 몰리브덴 옥사이드의 층을 수득하는 도중에 다양한 단계에서 암모늄 티오몰리브데이트 접착 층으로 전처리된 금 소스 및 드레인 접점에 대해 측정된 광자 에너지에 대한 광전자 수득률의 AC-2 분광계를 사용하여 기록한 광전자 스펙트럼이다.
상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명자들은 접착 촉진제를 사용하는 것이 불활성 금속 표면상에 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 생성하는데 탁월한 수단이라는 사실을 발견하였다. 암모늄 티오-전이금속 착체와 같은 접착 촉진제를 사용함으로써, 생성되는 전이금속 산화물 층은 고온으로 처리하였을 때 접착 촉진제가 없는 불활성 금속 표면에 비해 더 안정한 일함수를 갖는다.
예를 들면, 그 위에 몰리브덴산이 침착된 암모늄 테트라티오몰리브데이트 전처리된 금 표면의 일함수는 전처리되지 않은 그 위에 몰리브덴산이 침착된 UV-오존 세정된 금 표면의 일함수와 비교하였을 때 140℃ 이하의 온도에서 실질적으로 보다 더 안정하다. 일함수의 안정성은 암모늄 티오-전이금속 착체를 사용하여 고정시킨 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 이용하여 소스 및/또는 드레인 전극과 유기 반도체 층 사이의 계면을 도핑함으로써 그들 계면에서 오믹 접점을 형성시킬 수 있는 유기 박막 트랜지스터 장치에서 특히 유익하다. 그 결과, 트랜지스터 채널내에서 소스/드레인 접점과 유기 반도체 사이의 계면에서의 접촉 저항이 최소화되어 금속에서 반도체로의 전하 주입에 대한 장벽이 감소하여 고성능 유기 박막 트랜지스터가 생성된다.
바람직한 접착 촉진제는 티오-전이금속 착체이다. 이들은 적어도 하나의 티오-전이금속 결합을 갖는 전이금속의 착체를 포함한다. 특히 바람직한 것은 암모늄 티오-전이금속 착체, 예를 들면 암모늄 테트라티오몰리브데이트이다.
암모늄 티오-전이금속 착체의 전이금속은 몰리브덴, 텅스텐 및 바나듐으로 이루어진 군중에서 선택되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 착체는 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐(W)을 포함한다.
본원에서 "불활성 금속(inert metal)"이란 용어는 금속 표면상에서 전이금속 산화물의 양호한 접착을 허용하지 않는 특정의 금속을 포함하는 것으로 사용된다. 그러나, 이들 금속들은 그의 표면에 대해 본 발명에서 사용되는 티오-전이금속 착체의 양호한 접착을 허용한다. 불활성 금속 표면상의 접착을 허용하는 금속-티오 결합내의 황의 특성이 암모늄 티오-전이금속 착체가 전이금속 산화물 층에 대한 접착 촉진제로서 작용하게 하는 것으로 생각된다.
본 발명에서 사용하기에 바람직한 불활성 금속은 금, 은 또는 구리이다. 특히 바람직한 금속은 금이다.
본 발명에 따라 사용되는 전이금속 산화물은 용액-기본 공정으로 침착시킨다. 보다 바람직하게는, 전이금속 산화물의 전구물질을 용액-기본 공정으로 침착시킨다. 용액-기본 공정은 스핀-코팅, 딥-코팅, 잉크젯-프린팅 또는 표면상에 용액으로부터 물질을 침착시키는 당업자에게 공지된 특정의 기법으로 이루어질 수 있다.
본원에서 사용되는 "전구물질(precursor)"이란 용어는 용액 상태의 전이금속의 분산액 또는 용해액을 지칭한다. 바람직한 전구물질은 물중의 전이금속 산화물, 전이금속 산화물 하이드레이트, 산성 전이금속 산화물 하이드레이트 또는 인산-전이금속 산화물 착체의 암모늄염, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 인산-전이금속 산화물 착체의 분산액 또는 용해액이다.
삼산화몰리브덴의 침착을 위하여 본 발명에 따라 사용될 수 있는 전구물질의 예로는 물중의 삼산화몰리브덴, 몰리브덴산, 암모늄 몰리브데이트 또는 포스포몰리브덴산의 분산액 또는 용해액; 또는 극성 유기 용매중의 폴리 포스포몰리브덴산과 같은 헤테로폴리산의 분산액 또는 용해액이 포함된다.
삼산화텅스텐를 침착시키는데 바람직한 전구물질은 물중의 삼산화텅스텐, 텅스텐산, 암모늄 텅스테이트 또는 포스포텅스텐산의 분산액 또는 용해액; 또는 극성 유기 용매중의 포스포텅스텐산과 같은 헤테로폴리산의 분산액 또는 용해액이다.
오산화바나듐을 침착시키는데 바람직한 전구물질은 물중의 바나듐(V) 옥사이드, 암모늄 메타바나데이트, 바나듐(V) 옥시트라이에톡사이드, 바나듐(V) 옥시트라이아이소프로폭사이드 또는 바나듐(V) 옥시트라이프로폭사이드의 분산액 또는 용해액; 또는 극성 유기 용매중의 바나듐(V) 옥시트라이에톡사이드, 바나듐(V) 옥시트라이아이소프로폭사이드 또는 바나듐(V) 옥시트라이프로폭사이드와 같은 헤테로폴리산의 분산액 또는 용해액이다. 가능한 유기 용매로는 피리딘, 아세토나이트릴, 테트라하이드로퓨란 또는 당업자에게 공지된 특정의 다른 극성 유기 용매가 있다.
본 발명에 따라 침착된 전이금속 산화물은 금속 양이온이 높은 산화상태를 나타내어 트랜지스터 채널내의 유기 반도체 물질을 p-도핑할 수 있는 특정의 전이금속 산화물을 포함한다. 전이금속 산화물은 바람직하게는 몰리브덴, 텅스텐 또는 바나듐의 산화물, 보다 바람직하게는 몰리브덴의 산화물이다. 바람직한 전이금속 산화물은 MoO3, WO3 또는 V2O5로 이루어진 군중에서 선택되며, MoO3이 가장 바람직하다.
생성되는 전이금속 산화물 층은 온도-안정성이다. 안정성은 바람직하게는 적어도 140℃까지의 온도, 바람직하게는 적어도 170℃까지의 온도, 보다 바람직하게는 적어도 200℃까지의 온도에서 표면 일함수로써 측정된다.
본 발명의 방법은 불활성 금속 표면상의 전이금속 산화물을 절연하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 전형적으로는 표면을 접착 촉진제로 전처리하고 전이금속 산화물 전구물질을 침착한 다음 어니일링하여 전이금속 산화물 층을 형성시키는 단계를 포함한다. 접착 촉진제, 전구물질, 전구물질의 침착 공정 및 전이금속 산화물은 상기에서 정의된 바와 같다. 전이금속 산화물 층을 형성시키기 위한 어니일링 공정은 바람직하게는 120 내지 250℃ 사이의 온도에서 실시한다.
바람직하게는, 불활성 금속 표면의 전처리 공정은 하기의 단계들을 포함한다:
(i) 금속 표면을 세정하는 단계;
(ⅱ) 암모늄 티오-전이금속 착체를 금속 표면상에 침착하는 단계; 및
(ⅲ) 처리된 표면을 공기중에서 어니일링하는 단계.
본 발명에 따른 공정의 세정 단계는 유기 오염물을 제거하는 특정의 처리 단계로 이루어진다. 불활성 금속 표면은 UV-오존 처리 또는 산소 플라즈마 처리에 의해 세정하는 것이 바람직하다. UV-오존 처리가 특히 바람직하다. 이러한 산화성 세정 공정으로 인하여 금속 표면은 친수성으로 되고 그의 표면 일함수가 증가된다. 일례로서 UV-오존으로 처리된 금 표면을 사용하면, 표면 일함수는 약 5.6eV로 증가하며, 금 표면은 친수성이 된다.
세정된 금속 표면상에 암모늄 티오-전이금속 착체를 침착하는 단계는 바람직하게는 용액-기본 공정을 이용한다. 사용되는 용액은 바람직하게는 물중의 암모늄 티오-전이금속 착체의 용액으로, 그의 농도는 물중에서의 암모늄 티오-전이금속 착체의 용해도에 좌우되며(예를 들면, 0.5%(w/w) 용액), 침착 후 전처리된 표면은 당업자에게 공지된 특정의 수단을 이용하여 건조시킨다. 전처리된 표면은 전형적으로는 상술된 세정된 금속 표면에 비해 더 낮은 일함수를 갖는 것으로 확인되었다. 일례로서 물중의 암모늄 테트라티오몰리브데이트를 사용하면, 기판을 물중의 암모늄 테트라티오몰리브데이트의 0.5%(w/w) 용액에 침지시킨 다음 질소 건으로 건조시켰을 때, 이러한 전처리 단계는 표면 일함수를 약 4.6eV로 감소시킨다.
처리된 표면을 공기중에서 건조 또는 어니일링하는 단계는 120 내지 250℃ 사이의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 처리된 표면을 이러한 온도 범위의 하단에 근접한 온도(예를 들면 120℃ 내지 150℃)에서 특정한 시간(예를 들면 5 내지 20분) 동안 건조한 다음, 처리된 표면을 이러한 온도 범위의 상단에 근접한 온도(예를 들면 150℃ 내지 250℃)에서 특정한 시간(예를 들면 5 내지 30분) 동안 어니일링하는 것이 특히 바람직하다. 처리된 표면을 공기중에서 어니일링하면 일반적으로는 표면 일함수가 증가하는 것으로 밝혀졌다. 일례로서 암모늄 테트라티오몰리브데이트 전처리된 금 기판을 사용할 경우에는, 표면을 일차적으로 125℃에서 5분 동안 건조한 다음 175℃에서 10분 동안 어니일링한다. 이에 부응하여 표면 일함수는 4.6eV 내지 4.95eV로 증가하고, 이어서 5.1eV로 증가한다.
전이금속 산화물의 전구물질을 침착하는 단계는 바람직하게는 암모늄 티오-전이금속 착체 전처리된 표면을 물중의 전이금속 산화물, 전이금속 산화물 하이드레이트, 산성 전이금속 산화물 하이드레이트 또는 인산-전이금속 산화물 착체의 암모늄염, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 인산-전이금속 산화물 착체의 분산액 또는 용해액중에 침지시킨 다음 당업자에게 공지된 특정의 수단을 이용하여 건조시키는 용액-기본 공정을 이용하는 것이 바람직하다. 전구물질의 침착 단계는 전형적으로는 표면 일함수를 상승시킨다. 일례로서 그 위에 몰리브덴(IV) 옥사이드가 침착된 암모늄 테트라티오몰리브데이트 전처리된 금 기판을 사용하는 경우, 이러한 기판을 물중의 몰리브덴산의 2%(w/w) 용액중에 침지시킨 다음 질소 건으로 건조시켰다. 표면 일함수는 4.8eV에서 5.43eV로 상승하였다.
다른 방법으로는, 스핀-코팅을 이용하거나 잉크젯 프린팅과 같은 부수적인 공정을 이용하여 몰리브덴산 용액을 적용할 수도 있다. 잉크젯 프린팅을 이용하는 경우, 이러한 공정의 공간 해상도는 바람직하게는 표면 에너지 패턴을 이용하여 수성 몰리브덴산 용액이 기판상에서 친수성 불활성 금속 패턴으로 확산하는 것을 방지함으로써 상승한다.
암모늄 티오-전이금속 착체 전처리된 기판상에 전이금속 산화물의 전구물질을 적용한 후, 열적 어니일링에 의해 전구물질을 전이금속 산화물로 전환시킨다. 이러한 어니일링은 120 내지 200℃ 사이에서 실시하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 표면을 이러한 온도 범위의 하단에 근접한 온도에서 특정한 시간 동안 건조한 다음 이러한 온도 범위의 상단에 근접한 온도에서 특정한 시간 동안 어니일링한다. 어니일링하였을 때, 본 발명자들은 표면 일함수가 안정하게 유지된다는 사실을 밝혀내었다. 일례로서 암모늄 테트라티오몰리브데이트 전처리된 금 표면상에 몰리브덴산을 사용한 경우, 표면을 120℃에서 5분 동안 건조한 다음 140℃에서 5분 동안 어니일링하였다. 표면 일함수는 140℃ 이하의 온도에서 약 5.4eV의 값으로 안정하게 유지되었다.
본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터는 유기 반도체 층을 포함하는 특정의 유기 박막 트랜지스터일 수 있다. 이러한 트랜지스터는 p-형 또는 n-형일 수 있다. 적합한 트랜지스터 배열은 상부-게이트 트랜지스터 및 하부-게이트 트랜지스터를 포함한다. 본 발명에 따른 용도 및 방법의 하나의 바람직한 예는 암모늄 티오-전이금속 착체를 접착 촉진제로서 사용하여 온도-안정성 전이금속 산화물 층상에 고정시킨 불활성 금속을 포함하는 소스 및 드레인 전극, 게이트 전극 및 유기 반도체 층을 포함하는 유기 박막 트랜지스터를 제조하는 것이다. 전이금속 산화물 층 및 암모늄 티오-전이금속 착체 모두 상기에서 정의된 바와 같다.
상기에서 정의된 암모늄 티오-전이금속 착체를 사용함으로써, 온도-안정성 전이금속 산화물을 상술된 공정에 의해 OTFT의 소스 및 드레인 접점의 불활성 금속 표면상에 침착시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 전이금속 산화물 층을 사용하여 소스 및 드레인 접점과 유기 반도체 층사이의 계면을 도핑함으로써 안정하고 간단하며 비용 효과적인 방식으로 오믹 접점을 생성할 수 있도록 해 준다. 또한, 본 발명의 방법에 따라 상기 층을 침착하는 용액-기본 공정은 대형 기판 크기까지 확대할 수 있어 종래의 공정보다 산업적 용도에 훨씬 더 실용적이다.
하기 도면을 참조하여 하기 실시예를 고려하면 본 발명을 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
AC
-2 분광계를 이용한
에너지 값의
측정
도 3 및 4에 도식된 에너지준위 값은 RK 인스트루먼츠 인코포레이티드(RK Instruments Inc.)사에서 시판하는 AC-2 광전자 분광계를 이용하여 측정하였다. 이러한 측정은 공기중에서 전형적으로는 수 제곱 밀리미터(㎟)의 면적을 갖는 시료를 탐측하여 실시하였으며, 하기 단계들을 포함하였다:
ㆍ중수소 램프로부터 방출된 UV 광양자를 회절격자 단색화장치(grating monochromator)를 통하여 단색화하였다;
ㆍ단색화된 UV 광양자를 공기중에서 시료 표면상에 초점을 맞추었다;
ㆍUV 광양자의 에너지를 단계적으로 3.4eV에서 6.2eV로 상승시켰다;
ㆍUV 광양자의 에너지가 시료 물질의 광전자 방출(photoemission)의 임계 에너지(즉, 이온화 전위(ionisation potential))보다 높아졌을 때, 시료 표면으로부터 광전자가 방출되었다;
ㆍ이어서 시료로부터 방출된 광전자를 공기중에서 오픈 카운터(open counter)를 사용하여 검출한 다음 계수하였다;
ㆍ광전 양자 수율(photoelectric quantum yield)의 제곱근의 배경선과 연장선 사이의 교차점의 에너지로부터 광전자 방출 임계치(이온화 전위)를 측정하였다.
실시예
하기 실시예들은 본 발명의 일례로서 온도-안정성 유기 박막 트랜지스터(OTFT) 장치를 얻기 위하여 암모늄 테트라티오몰리브데이트 접착 촉진제를 사용하여 불활성 금속 표면상에 전이금속 산화물을 형성시키는 방법에 중점을 둔 것이다.
실시예
1
(a) 암모늄
테트라티오몰리브데이트의
적용에 의한 금 소스 및
드레인
접점의 전처리
이러한 실험의 목적은 암모늄 테트라티오몰리브데이트를 적용하여 금 소스 및 드레인 접점의 불활성 표면을 전처리하는데 있었다.
I.
UV
-오존 세정
유리 기판상의 금 소스 및 드레인 접점을 포함하는 OTFT 기판을 UV-오존으로 처리하였다. 유기 오염물을 부분적으로 제거하는 이외에도, UV-오존 처리는 금 접점의 일함수를 약 5.6eV로 상승시켜 금 표면을 친수성으로 만드는 것으로 밝혀졌다. 표면의 일함수에 있어서의 이러한 변화가 도 3에서 라벨(I)로 도시되어 있다.
Ⅱ. 암모늄
테트라티오몰리브데이트의
흡착
이어서, UV-오존 처리된 OTFT 기판을 물중의 암모늄 테트라티오몰리브데이트의 0.5%(w/w) 용액중에 침지시킨 다음 질소 건으로 건조하였다.
암모늄 테트라티오몰리브데이트를 흡착시킨 결과 금 접점의 표면 일함수가 4.6eV로 감소하였다. 이러한 변화가 도 3에서 라벨(Ⅱ)로 도시되어 있다.
Ⅲ.
공기중에서의
어니일링
이어서, 전처리된 금 접점을 공기중 125℃에서 5분 동안 건조한 다음 공기중 175℃에서 10분 동안 어니일링하였다. 이렇게 표면을 어니일링한 결과 표면 일함수가 일차적으로 4.95eV로 상승한 다음 이어서 5.1eV로 점진적으로 상승하였다. 이러한 변화가 도 3에서 라벨(Ⅲ)로 도시되어 있다.
Ⅳ.
공기중에서의
열분해
마지막으로, 전처리된 금 접점을 공기중 220℃에서 10분 동안 어니일링하였다. 이렇게 표면을 어니일링한 결과 표면 일함수가 4.8eV로 심하게 감소하였다. 이러한 변화가 도 3에서 라벨(Ⅳ)로 도시되어 있다.
(b) 몰리브덴산의 적용
이어서, 암모늄 테트라티오몰리브데이트 전처리된 OTFT 기판을 물중의 몰리브덴산의 2%(w/w) 용액중에 침지시킨 다음, 질소 건으로 건조하였다.
몰리브덴산은 또한 스핀-코팅으로 적용하거나 잉크젯 프린팅과 같은 부수적인 공정을 이용하여 적용할 수도 있다. 잉크젯 프린팅의 공간 해상도를 향상시키기 위하여, 표면 에너지 패턴을 이용하여 수성 몰리브덴산 용액이 기판상에서 친수성 금 패턴으로 확산하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 에너지 패턴은 사진석판술을 이용하여 미리 정의할 수도 있다.
(c) 침착된 몰리브덴산에서 몰리브덴(Ⅳ)
옥사이드로의
전환
전처리된 금 접점상에 몰리브덴산 용액을 적용한 후, 몰리브덴산을 열적 어니일링에 의해 몰리브덴(Ⅳ) 옥사이드로 전환시켰다. 일차적으로 표면을 공기중 120℃에서 5분동안 건조한 다음 공기중 140℃에서 5분동안 어니일링하였다.
테트라티오몰리브데이트 접착 층이 없는 경우, 금상의 몰리브덴산을 어니일링한 결과 표면 일함수가 빠르게 악화되었다. 이는 하기 실시예로써 입증된다.
실시예
2
(a) 암모늄 테트라티오몰리브데이트 접착 층이 없는 경우
(I.A)
UV
-오존 처리
유리 기판상의 금 소스 및 드레인 접점을 포함하는 OTFT 기판을 UV-오존으로 처리하였다. 이러한 전처리 결과 접점 표면의 일함수가 5.6eV로 상승하였다. 이러한 변화가 도 4에서 라벨(I.A)로 도시되어 있다.
(Ⅱ.A) 몰리브덴산 침착
이어서, UV-오존 전처리된 금 표면을 물중의 몰리브덴산의 2%(w/w) 용액중에 침지시킨 다음, 질소 건으로 건조하였다. 몰리브덴산을 침착시킨 결과 표면 일함수가 5.43eV로 감소하였다. 이러한 변화가 도 4에서 라벨(Ⅱ.A)로 도시되어 있다.
(Ⅲ.A)
공기중에서의
어니일링
마지막으로, 몰리브덴산을 공기중에서 어니일링하여 MoO3으로 전환시키고; 일차적으로 공기중 115℃에서 5분 동안 건조한 다음 공기중 140℃에서 추가로 5분 동안 어니일링하였다. 그 결과 표면 일함수가 일차적으로 5.3eV에 이어 5.2eV로 더 점진적으로 감소하였다. 이러한 변화가 도 4에서 라벨(Ⅲ.A)로 도시되어 있다.
(b) 암모늄 테트라티오몰리브데이트 접착 층이 있는 경우
(I.B)
UV
-오존 처리
유리 기판상의 금 소스 및 드레인 접점을 포함하는 OTFT 기판을 UV-오존으로 전처리하고, 물중의 암모늄 테트라티오몰리브데이트의 0.5%(w/w) 용액중에 침지시키고, 질소 건으로 건조한 다음, 공기중에서 10분동안 220℃에서 어니일링하였다. 생성된 암모늄 테트라티오몰리브데이트 전처리되고 어니일링된 기판은 4.8eV의 초기 일함수를 가졌다. 이러한 변화가 도 4에서 라벨(I.B)로 도시되어 있다.
(Ⅱ.B) 몰리브덴산 침착
이어서, 암모늄 테트라티오몰리브데이트 전처리된 금 접점을 물중의 몰리브덴산의 2%(w/w) 용액중에 침지시킨 다음, 질소 건으로 건조하였다. 몰리브덴산을 침착시킨 결과 표면 일함수가 5.43eV로 상승하였다. 이러한 변화가 도 4에서 라벨(Ⅱ.B)로 도시되어 있다.
(Ⅲ.B)
공기중에서의
어니일링
마지막으로, 몰리브덴산을 공기중에서 어니일링하여 MoO3으로 전환시키고; 일차적으로 120℃에서 5분 동안 건조한 다음 140℃에서 추가로 5분 동안 어니일링하였다. 어니일링되었을 때, 표면 일함수 값은 120℃에서 5분 후에 5.43eV로, 140℃에서 5분 후에 5.4eV로 상당히 안정하게 유지되었다. 이러한 결과가 도 4에 도시되어 있다.
이러한 비교는 암모늄 테트라티오몰리브데이트 접착 층이 없는 경우, 금상의 몰리브덴산을 어니일링한 결과 표면 일함수가 빠르게 악화된다는 것을 보여준다. 이와 대조적으로, 암모늄 테트라티오몰리브데이트 접착 층이 사용된 경우에, 몰리브덴산을 어니일링하는 도중의 표면 일함수는 상당히 안정적으로 유지된다. 결과적으로, 본 발명은 유기 박막 트랜지스터 장치내에서 유기 반도체 층과 소스 및/또는 드레인 전극사이의 온도-안정성 오믹 접점을 제작하는 경우에 유용한 용도를 갖는다.
몰리브덴산이 몰리브덴(Ⅳ) 옥사이드(MoO3)로 열적 전환된 후, OTFT의 유기 반도체 층 및 유전 층을 그 위에 침착시킨 다음, 게이트 전극을 열적 침착시켰다. 본 발명에 따라 유기 박막 트랜지스터를 제조하기 위한 이러한 추가적인 단계들은 당업자에게 공지된 특정의 기법을 이용하여 실시할 수 있다.
1 기판
2,4 소스 및 드레인 전극
6 채널 영역
8 유기 반도체
10 절연 층
12 게이트 전극
2,4 소스 및 드레인 전극
6 채널 영역
8 유기 반도체
10 절연 층
12 게이트 전극
Claims (22)
- 암모늄 티오-전이금속 착체를 접착 촉진제로서 사용하여, 불활성 금속 표면상에 온도-안정성 전이금속 산화물 층을 고정시키는 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 암모늄 티오-전이금속 착체가 몰리브덴, 텅스텐 및 바나듐중에서 선택되는 전이금속을 포함하는, 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 암모늄 티오-전이금속 착체가 암모늄 테트라티오-전이금속 착체인, 방법. - 제 3항에 있어서,
상기 암모늄 테트라티오-전이금속 착체가 암모늄 테트라티오몰리브데이트인, 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 전이금속 산화물이 MoO3, WO3 또는 V2O5인, 방법. - 제 1항에 있어서,
전이금속 산화물의 전구물질이 스핀-코팅, 딥-코팅 또는 잉크젯-프린팅에 의해 불활성 금속 표면상에 침착되는, 방법. - 제 6항에 있어서,
상기 전구물질이 물중의 전이금속 산화물, 전이금속 산화물 하이드레이트, 산성 전이금속 산화물 하이드레이트의 암모늄염 또는 인산-전이금속 산화물 착체, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 인산-전이금속 산화물 착체의 분산액 또는 용해액인, 방법. - 제 7항에 있어서,
침착되는 전이금속 산화물이 MoO3이고,
상기 전구물질이 물중의 삼산화몰리브덴, 몰리브덴산, 암모늄 몰리브데이트 또는 포스포몰리브덴산, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 포스포몰리브덴산의 분산액 또는 용해액인, 방법. - 제 7항에 있어서,
침착되는 전이금속 산화물이 WO3이고,
상기 전구물질이 물중의 삼산화텅스텐, 텅스텐산, 암모늄 텅스테이트 또는 포스포텅스텐산, 또는 극성 유기 용매중에 용해된 포스포텅스텐산의 분산액 또는 용해액인, 방법. - 제 7항에 있어서,
침착되는 전이금속 산화물이 V2O5이고,
상기 전구물질이 극성 유기 용매중에 용해된 바나듐(V) 옥사이드, 암모늄 메타바나데이트, 바나듐(V) 옥시트라이에톡사이드, 바나듐(V) 옥시트라이아이소프로폭사이드 또는 바나듐(V) 옥시트라이프로폭사이드의 분산액 또는 용해액인, 방법. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 불활성 금속이 은, 금 또는 구리인, 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 불활성 금속이 금인, 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 암모늄 티오-전이금속 착체상에 고정된 전이금속 산화물 층이 적어도 140℃까지의 온도에서 안정한, 방법. - (a) 불활성 금속 표면을 암모늄 티오-전이금속 착체로 전처리하는 단계;
(b) 전처리된 표면상에 전이금속 산화물 전구물질을 포함하는 용액을 침착하는 단계; 및
(c) 침착된 용액을 어니일링하여 전이금속 산화물 층을 형성시키는 단계
를 포함하는, 불활성 금속 표면상에 전이금속 산화물 층을 형성시키는 방법. - 제 15항에 있어서,
상기 단계 (a)가,
(i) 불활성 금속 표면을 세정하여 유기 오염물을 제거하는 단계;
(ⅱ) 암모늄 티오-전이금속 착체를 상기 불활성 금속 표면상에 침착하는 단계; 및
(ⅲ) 처리된 표면을 공기중에서 어니일링하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제 16항에 있어서,
상기 불활성 금속 표면을 자외선(UV)-오존 처리 또는 산소 플라즈마 처리에 의해 세정하는, 방법. - 제 15항에 있어서,
상기 단계 (b)가 스핀-코팅, 딥-코팅 또는 잉크젯-프린팅에 의해 실시되는, 방법. - 소스 및 드레인 전극, 게이트 전극 및 유기 반도체 층을 포함하는 유기 박막 트랜지스터로서,
상기 소스 및 드레인 전극이 불활성 금속 표면을 포함하고,
상기 불활성 금속 표면상에 접착 촉진제 층에 의해 온도-안정성 전이금속 산화물 층이 고정되고,
상기 접착 촉진제 층이 암모늄 티오-전이금속 착체를 포함하고 상기 불활성 금속 표면과 접촉하고,
상기 온도-안정성 전이금속 산화물 층이 상기 접착 촉진제 층과 접촉하는,
유기 박막 트랜지스터. - 제 19항에 있어서,
상기 전이금속 산화물을 제 15항 내지 제 18항중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 고정시킨, 유기 박막 트랜지스터. - 제 19항에 있어서,
상기 암모늄 티오-전이금속 착체가 제 2항 내지 제 4항중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은, 유기 박막 트랜지스터. - 제 19항에 있어서,
상기 전이금속 산화물이 MoO3, WO3 또는 V2O5인, 유기 박막 트랜지스터.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1020614.2 | 2010-12-06 | ||
| GB1020614.2A GB2486202A (en) | 2010-12-06 | 2010-12-06 | Adhesion layer for solution-processed transition metal oxides on inert metal contacts of organic thin film transistors. |
| PCT/GB2011/001667 WO2012076835A1 (en) | 2010-12-06 | 2011-12-01 | Adhesion layer for solution-processed transition metal oxides on inert metal contacts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130137655A KR20130137655A (ko) | 2013-12-17 |
| KR101818796B1 true KR101818796B1 (ko) | 2018-01-15 |
Family
ID=43531509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020137017114A KR101818796B1 (ko) | 2010-12-06 | 2011-12-01 | 불활성 금속 접점상의 용액-처리된 전이금속 산화물을 위한 접착 층 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9390921B2 (ko) |
| JP (1) | JP5944919B2 (ko) |
| KR (1) | KR101818796B1 (ko) |
| CN (1) | CN103237922B (ko) |
| DE (1) | DE112011104034T5 (ko) |
| GB (2) | GB2486202A (ko) |
| TW (1) | TWI550133B (ko) |
| WO (1) | WO2012076835A1 (ko) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015012177A1 (ja) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | Jsr株式会社 | パターン形成方法 |
| CN104294045B (zh) * | 2014-11-05 | 2016-10-05 | 中南大学 | 含钒钨酸盐溶液深度除钒的方法 |
| US10607932B2 (en) | 2016-07-05 | 2020-03-31 | E Ink Holdings Inc. | Circuit structure |
| US10103201B2 (en) | 2016-07-05 | 2018-10-16 | E Ink Holdings Inc. | Flexible display device |
| CN107316815B (zh) * | 2017-06-30 | 2019-12-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置 |
Family Cites Families (57)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4539507A (en) | 1983-03-25 | 1985-09-03 | Eastman Kodak Company | Organic electroluminescent devices having improved power conversion efficiencies |
| US4859648A (en) * | 1984-12-28 | 1989-08-22 | Mobil Oil Corporation | Layered metal chalcogenides containing interspathic polymeric chalcogenides |
| DE3523957A1 (de) * | 1985-07-04 | 1987-01-08 | Licentia Gmbh | Verfahren zur metallisierung von keramik |
| DE3727468A1 (de) * | 1987-08-18 | 1989-03-02 | Kolbenschmidt Ag | Verbundgleitlager |
| GB8909011D0 (en) | 1989-04-20 | 1989-06-07 | Friend Richard H | Electroluminescent devices |
| JP2930326B2 (ja) * | 1989-07-31 | 1999-08-03 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質型燃料電池 |
| GB9018698D0 (en) | 1990-08-24 | 1990-10-10 | Lynxvale Ltd | Semiconductive copolymers for use in electroluminescent devices |
| GB9317932D0 (en) | 1993-08-26 | 1993-10-13 | Cambridge Display Tech Ltd | Electroluminescent devices |
| FR2726692B1 (fr) | 1994-11-08 | 1997-01-24 | Thomson Csf | Diode electroluminescente a base de polymere reticule et polymere greffe electroluminescent |
| FR2736061B1 (fr) | 1995-06-27 | 1997-08-08 | Thomson Csf | Materiau electroluminescent a base de polymere, procede de fabrication et diode electroluminescente utilisant ce materiau |
| US5708130A (en) | 1995-07-28 | 1998-01-13 | The Dow Chemical Company | 2,7-aryl-9-substituted fluorenes and 9-substituted fluorene oligomers and polymers |
| US5879816A (en) | 1995-11-30 | 1999-03-09 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Metallic sliding material |
| WO1998005187A1 (en) | 1996-07-29 | 1998-02-05 | Cambridge Display Technology Limited | Electroluminescent devices with electrode protection |
| FR2757525B1 (fr) | 1996-12-24 | 1999-03-26 | Thomson Csf | Polymeres injecteurs de trous photopolymerisables et application en visualisation |
| FR2757531B1 (fr) | 1996-12-24 | 1999-03-12 | Thomson Csf | Materiaux electroluminescents comprenant des polymeres electroluminescents derives du polystyrene |
| JPH1161428A (ja) * | 1997-08-26 | 1999-03-05 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 金属表面の改質方法および表面改質された金属材料 |
| KR100697861B1 (ko) | 1998-03-13 | 2007-03-22 | 캠브리지 디스플레이 테크놀로지 리미티드 | 전장 발광 디바이스들 |
| GB9805476D0 (en) | 1998-03-13 | 1998-05-13 | Cambridge Display Tech Ltd | Electroluminescent devices |
| FR2779729B1 (fr) | 1998-06-12 | 2000-09-01 | Thomson Csf | Polymeres injecteurs de trous |
| FR2780979B1 (fr) | 1998-07-10 | 2000-10-06 | Thomson Csf | Copolymeres derives du n-(2,5 di tertbutyl phenyl naphtalimide) emettant dans le vert,materiau comprenant ce copolymere,diode electroluminescente comprenant le materiau electroluminescent |
| JP2000068065A (ja) | 1998-08-13 | 2000-03-03 | Tdk Corp | 有機ｅｌ素子 |
| FR2785615A1 (fr) | 1998-11-10 | 2000-05-12 | Thomson Csf | Materiau electroluminescent a base de polymere a chaine laterale comprenant un noyau anthracene, procede de fabrication et diode electroluminescente |
| JP2000173776A (ja) | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Tdk Corp | 有機ｅｌ素子 |
| JP2000215985A (ja) | 1999-01-21 | 2000-08-04 | Tdk Corp | 有機ｅｌ素子 |
| JP4255041B2 (ja) | 1999-04-02 | 2009-04-15 | Ｔｄｋ株式会社 | 有機ｅｌ素子 |
| US7476420B2 (en) | 2000-10-23 | 2009-01-13 | Asm International N.V. | Process for producing metal oxide films at low temperatures |
| GB0111549D0 (en) | 2001-05-11 | 2001-07-04 | Cambridge Display Tech Ltd | Polymers, their preparation and uses |
| JP5092199B2 (ja) | 2004-02-02 | 2012-12-05 | 住友化学株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| DE112006000531T5 (de) | 2005-03-04 | 2008-01-17 | Sumitomo Chemical Co., Ltd. | Aromatische Dicarbazolaminpolymere und elektronische Vorrichtungen |
| JP5008324B2 (ja) | 2005-03-23 | 2012-08-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 複合材料、発光素子用材料、発光素子、発光装置及び電子機器。 |
| GB0507684D0 (en) | 2005-04-15 | 2005-05-25 | Cambridge Display Tech Ltd | Pulsed driven displays |
| EP2236561B1 (en) | 2005-05-20 | 2013-07-03 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Polymer composition and polymer light-emitting device using same |
| WO2007005618A2 (en) | 2005-06-30 | 2007-01-11 | The Regents Of The University Of California | High performance organic thin film transistor |
| WO2008016090A1 (fr) | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Procédé de production d'un composé polymère |
| US8815414B2 (en) | 2006-09-25 | 2014-08-26 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Polymer compound and polymer light emitting device using the same |
| JP4125765B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2008-07-30 | 日本パーカライジング株式会社 | 金属のセラミックス皮膜コーティング方法およびそれに用いる電解液ならびにセラミックス皮膜および金属材料 |
| CN101024516B (zh) * | 2007-01-30 | 2010-08-11 | 合肥工业大学 | (NH4+)xMoS2插层化合物及其制备方法 |
| CN101675091B (zh) | 2007-03-09 | 2012-09-05 | 住友化学株式会社 | 高分子化合物以及含有它的组合物 |
| JP2009040802A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Matsufumi Takatani | 基材の表面に潤滑性を付与する方法及び潤滑性表面を有する基材 |
| GB2454890B (en) | 2007-11-21 | 2010-08-25 | Limited Cambridge Display Technology | Light-emitting device and materials therefor |
| EP2245669A4 (en) | 2008-01-31 | 2015-05-06 | Univ Northwestern | INORGANIC THIN FILM TRANSISTORS WITH HIGH MOBILITY AND TREATED BY A SOLUTION |
| WO2009110642A1 (ja) | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 住友化学株式会社 | 積層構造体 |
| JP5319961B2 (ja) | 2008-05-30 | 2013-10-16 | 富士フイルム株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
| CN101609838B (zh) * | 2008-06-20 | 2011-12-07 | 群康科技(深圳)有限公司 | 有机发光二极管显示装置及其制造方法 |
| DE102008051132A1 (de) | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Organisches elektronisches Bauelement |
| JP5625272B2 (ja) | 2008-07-29 | 2014-11-19 | 住友化学株式会社 | １，３−ジエンを含む化合物及びその製造方法 |
| JP5625271B2 (ja) | 2008-07-29 | 2014-11-19 | 住友化学株式会社 | 高分子化合物及びそれを用いた発光素子 |
| GB2462591B (en) | 2008-08-05 | 2013-04-03 | Cambridge Display Tech Ltd | Organic thin film transistors and methods of making the same |
| KR20160088440A (ko) | 2008-11-19 | 2016-07-25 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 전하수송성 재료 및 전하수송성 바니시 |
| CN101447555B (zh) | 2008-12-29 | 2012-01-25 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 基于有机半导体异质结电荷产生层作为连接层的叠层有机电致发光器件及制法 |
| KR20110106441A (ko) * | 2009-01-22 | 2011-09-28 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 방향족 화합물 및 그의 제조 방법 |
| CN101800290A (zh) | 2009-02-11 | 2010-08-11 | 中国科学院半导体研究所 | 采用金属氧化物掺杂作为空穴注入结构的有机发光二极管 |
| US8497495B2 (en) | 2009-04-03 | 2013-07-30 | E I Du Pont De Nemours And Company | Electroactive materials |
| CN101572273B (zh) * | 2009-04-30 | 2011-05-04 | 上海大学 | 薄膜晶体管器件 |
| KR101407880B1 (ko) * | 2009-10-27 | 2014-06-16 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | 전이 금속 화합물 함유 나노 입자 및 그 제조 방법, 정공 주입 수송층용 잉크, 및 정공 주입 수송층을 갖는 디바이스 및 그 제조 방법 |
| JP4798282B2 (ja) * | 2009-10-27 | 2011-10-19 | 大日本印刷株式会社 | 正孔注入輸送層を有するデバイス、及びその製造方法、並びに正孔注入輸送層形成用インク |
| CN101857273A (zh) * | 2010-05-26 | 2010-10-13 | 上海大学 | 纳米级片状二硫化钼的制备方法 |
-
2010
- 2010-12-06 GB GB1020614.2A patent/GB2486202A/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-12-01 US US13/992,237 patent/US9390921B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-01 WO PCT/GB2011/001667 patent/WO2012076835A1/en active Application Filing
- 2011-12-01 CN CN201180058666.7A patent/CN103237922B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-01 DE DE112011104034T patent/DE112011104034T5/de not_active Withdrawn
- 2011-12-01 KR KR1020137017114A patent/KR101818796B1/ko active IP Right Grant
- 2011-12-01 JP JP2013542597A patent/JP5944919B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-01 GB GB1308921.4A patent/GB2498903B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-06 TW TW100144983A patent/TWI550133B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2498903B (en) | 2017-04-19 |
| GB201308921D0 (en) | 2013-07-03 |
| US9390921B2 (en) | 2016-07-12 |
| JP2014504449A (ja) | 2014-02-20 |
| US20130302998A1 (en) | 2013-11-14 |
| WO2012076835A1 (en) | 2012-06-14 |
| TW201231721A (en) | 2012-08-01 |
| GB2486202A (en) | 2012-06-13 |
| DE112011104034T5 (de) | 2013-09-05 |
| TWI550133B (zh) | 2016-09-21 |
| CN103237922A (zh) | 2013-08-07 |
| JP5944919B2 (ja) | 2016-07-05 |
| CN103237922B (zh) | 2015-04-01 |
| KR20130137655A (ko) | 2013-12-17 |
| GB201020614D0 (en) | 2011-01-19 |
| GB2498903A (en) | 2013-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9053937B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| Kymissis | Organic field effect transistors: theory, fabrication and characterization | |
| US9520572B2 (en) | Electronic device and method of manufacturing semiconductor device | |
| US20110186830A1 (en) | Method of Making Organic Thin Film Transistors Using a Laser Induced Thermal Transfer Printing Process | |
| EP2197033A1 (en) | Organic thin film transistor and organic thin film light-emitting transistor | |
| KR101818796B1 (ko) | 불활성 금속 접점상의 용액-처리된 전이금속 산화물을 위한 접착 층 | |
| Perinot et al. | Accessing MHz operation at 2 V with field‐effect transistors based on printed polymers on plastic | |
| CN104254929B (zh) | 有机场效应晶体管及其制造方法 | |
| KR20110056505A (ko) | 상단 게이트 유기 박막 트랜지스터용 표면 처리된 기판 | |
| US20170141332A1 (en) | Organic transistor | |
| US20170040384A1 (en) | Electronic device, image display device and sensor, and method for manufacturing electronic device | |
| JP5770104B2 (ja) | 無電解めっきによる有機薄膜トランジスタのソース及びドレイン電極の形成方法 | |
| JP2018534760A (ja) | 縦型電界効果トランジスタ | |
| US8569746B2 (en) | Organic field effect transistor | |
| Kim et al. | Effects of double heat treatment of NiO hole transport layer on the performance of QLEDs | |
| WO2011065083A1 (ja) | 有機薄膜トランジスタ、およびその製造方法 | |
| KR101420289B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 제조 방법 | |
| Borthakur et al. | Study of the Performance Enhancement of MoO3/Au Bilayer Source–Drain Electrode for Top-Contact Pentacene-Based OTFT | |
| JP7254033B2 (ja) | ポルフィリン－フラーレンのアセンブリおよびその使用 | |
| Krishnan | Study of Low Doping in Organic Devices | |
| Sultan | Drain Contact Engineering for Enhanced-Source Thin Film O2 type Cu-Performance of P | |
| Hu et al. | Origin of the p-type characteristics of organic semiconductors | |
| 황왕택 | Electrical Characteristics of Organic Semiconductor and Molecular Junctions in Vertical Structure with Graphene Electrode | |
| WO2011148707A1 (ja) | 有機半導体装置の製造方法 | |
| WO2015008015A1 (en) | Electrode surface modification layer for electronic devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |