KR20090008407A - 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법 - Google Patents
유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090008407A KR20090008407A KR1020087028755A KR20087028755A KR20090008407A KR 20090008407 A KR20090008407 A KR 20090008407A KR 1020087028755 A KR1020087028755 A KR 1020087028755A KR 20087028755 A KR20087028755 A KR 20087028755A KR 20090008407 A KR20090008407 A KR 20090008407A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- dielectric
- ink
- dielectric layer
- metal
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 52
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- -1 polyanalyne Polymers 0.000 claims description 10
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001665 Poly-4-vinylphenol Polymers 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 claims description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 22
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 14
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 6
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 4
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 4
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
- H10K71/611—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes using printing deposition, e.g. ink jet printing
-
- 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]
- H10K10/491—Vertical transistors, e.g. vertical carbon nanotube field effect transistors [CNT-FETs]
-
- 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
- H10K10/471—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising only organic materials
-
- 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
- H10K10/80—Constructional details
- H10K10/82—Electrodes
-
- 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
- H10K10/80—Constructional details
- H10K10/82—Electrodes
- H10K10/84—Ohmic electrodes, e.g. source or drain electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00
- H10K19/10—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00 comprising field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/621—Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition
-
- 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
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- 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
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
- H10K85/1135—Polyethylene dioxythiophene [PEDOT]; Derivatives thereof
-
- 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
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/141—Organic polymers or oligomers comprising aliphatic or olefinic chains, e.g. poly N-vinylcarbazol, PVC or PTFE
- H10K85/146—Organic polymers or oligomers comprising aliphatic or olefinic chains, e.g. poly N-vinylcarbazol, PVC or PTFE poly N-vinylcarbazol; Derivatives thereof
-
- 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
- H10K85/623—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing five rings, e.g. pentacene
-
- 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
- H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
부피가 크고 저렴한 비용으로 채널 길이가 작은 소자들을 제조할 수 있는 구조 및 제작 방법이 공개된다. 이 구조는 소스 단자로 기능하는 제 1 전도체층, 제 1 유전층, 드레인 단자로 기능하는 제 2 전도체층, 반도체층, 제 2 유전층, 그리고 게이트 단자로 기능하는 제 3 전도체층을 순차적으로 증착시킨 패턴처리층들을 포함한다. 본 구조에서, 제 1 전도체층과 제 2 전도체층 사이의 제 1 유전층의 에지에 트랜지스터가 형성된다.
유전체의 상승한 표면 사이의 공간으로 잉크가 흘러들지 않도록 유전층에 의해 형성되는 상승 표면에 제 2 전도체층이 증착된다. 발명의 일실시예에서, 이는 전도성 잉크로 플랫/로터리 인쇄판을 코팅함으로서, 그리고, 유전층의 상승 표면에만 물질을 증착시키도록 적정 압력을 가함으로서, 구현된다. 유전 물질의 두께에 의해 형성되는 짧은 채널과 자체정렬로 인해, 고분해능 리소그래피 장비를 필요로하지 않는 고성능 FET가 제작된다.
Description
본 발명은 유기 트랜지스터에 관한 발명으로서, 특히, 효율적인 하이 볼륨 자체 정렬 패턴처리 기술을 이용하여 로우 채널 길이 유기 FET 소자를 제조할 수 있도록 하는 고성능 유기 FET를 제작하는 방법 및 그 구조에 관한 발명이다.
유기 FET는 디스플레이, 전자 바코드, 그리고 센서를 포함하는 다양한 분야에 사용되고 있다. 프로세스 비용이 저렴하고, 회로 면적이 크며, 유기 물질의 화학적으로 활성인 속성으로 인해, 유기 FET가 다양한 분야에 사용되고 있는 것이다. 이러나 목적들 중 다수는 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 실크스크린, 잉크제트 인쇄 등등과 같은 인쇄 기술을 이용하는 제조 방법에 따라 좌우된다.
유기 MOS 트랜지스터들은 실리콘 MOS 트랜지스터들과 그 동작이 유사하다. 구성상의 주요 차이점은 유기 MOS 트랜지스터는 이 소자의 반도체로 기능하기 위해 반도성 유기 폴리머 필름의 박막층을 이용하는 데 반해, 유기 실리콘 MOS 소자에서는 일반적으로 실리콘층을 이용한다.
도 1과 관련하여, 탑-게이트 하부 접촉 유기 MOS 트랜지스터(100)의 단면도가 도시된다. 두개의 전도체 영역(101, 102)들이 기판(112) 위에 증착되어 패턴처 리된다. 전도성 영역(101, 102)들 간의 갭(103)은 "채널"로 알려져 있다. 전도성 영역(101, 102) 위에 반도체층(104)이 증착된다. 반도체층(104) 위에 유전체 박막층(106)이 증착된다. 유기 반도체층(106) 위에 전도성 필름(108)이 증착되고 패턴처리되어 게이트를 형성한다. 이 게이트는 채널 영역(103)을 완전히 뒤덮게 된다.
전계 효과를 통해, 게이트 전도체(108)들 사이에 전압이 인가되고, 소스(101)는 반도체 영역(104)과 유전체층(106) 사이의 인터페이스 부근의 채널 영역(103) 내의 유기 반도체의 저항을 변경한다. 소스(101)와 드레인(102) 사이에 또다른 전압이 인가되면, 드레인과 소스 사이에 전류가 흐르게 되고, 이 전류는 게이트-소스 전압과 드레인-소스 전압 모두에 좌우된다.
유기 반도체 물질은 폴리머, 저분자량, 또는 하이브리드로 분류되는 경우가 자주 있다. 펜타센(pentacene), 헥시티펜(hexithiphene), TPD, 그리고 PBD가 저분자량 반도체 물질의 예에 해당한다. 폴리티오펜(polythiophene), 파라테닐렌 비닐렌(parathenylene vinylene), 그리고 폴리페닐렌 에틸렌(polyphenlyene ethylene)이 폴리머 반도체의 예에 해당한다. 폴리비닐 카바졸(polyvinyl carbazole)은 하이브리드 반도체 물질의 예에 해당한다. 이 물질들은 전도체나 절연체로 분류되지 않는다. 유기 반도체들은 무기 반도체의 밴드 이론과 유사한 방식으로 표현될 수 있는 방식으로 동작한다. 그러나, 유기 반도체에서 전하 캐리어를 발생시키는 실제 움직임은 무기 반도체와는 실질적으로 다르다. 실리콘과 같은 무기 반도체에서는 캐리어들이 호스트 결정 격자에 서로 다른 밸런스(valence)의 원자들을 삽입함으로서 발생되며, 그 크기는 전도 밴드에 올라온 캐리어들의 수로 표현된다. 그리고 그 모션은 파동 벡터 k로 표현할 수 있다. 유기 반도체에서는 캐리어들이 탄소 분자들의 하이브리드화에 의해 소정의 물질들 내에서 발생되며, 이 경우에, 파이 전자라 불리는 약하게 결합된 전자들이 국부성을 잃어서, 해당 전자를 발생시켰던 원자로부터 상대적으로 긴 거리를 이동하게 된다. 이 효과는 컨저게이트 분자들이나 벤젠 고리 구조를 포함하는 물질에 특히 잘 나타난다. 이러한 국부성 상실로 인해, 파이 전자들은 전도 밴드에 위치하는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 메커니즘은 전하의 이동성을 저하시킨다. 즉, 반도체를 통해 캐리어들이 이동하는 속도를 표현하는 차지 모빌리티(charge mobility)를 저하시킨다. 이에 따라, 무기 반도체에 비해 유기 반도체의 전류 특성이 크게 떨어지게 된다.
이동성이 떨어지는 것은 물론이고, 유기 MOS 트랜지스터와 무기 반도체의 동작 간에는 또다른 중요한 차이점이 캐리어 발생 원리에 따라 나타난다. 무기 반도체의 전형적인 동작에서는 채널 영역의 저항이 반도체에 마이너리티로 존재하는 전하 종류로 구성된 전하 캐리어들을 포함하는 "역전층(inversion layer)"에 의해 수정된다. 실리콘 벌크는 전도용으로 사용되는 캐리어에 대해 반대 타입의 캐리어로 도핑된다. 예를 들어, p-형 무기 반도체는 n-형 반도체와 함께 만들어지지만, 전공이라 불리는 p-타입 캐리어를 이용하여 소스와 드레인 간에 전류를 전도시킨다. 그러나 유기 반도체의 전형적 동작에서는 채널 영역의 저항이 반도체에 메이저리티로 존재하는 전하 종류로 구성되는 전하 캐리어들을 포함하는 "누적층(accumulation layer)"에 의해 수정된다. 예를 들어, PMOS 유기 트랜지스터는 P-형 반도체와 p-캐리어나 전공을 이용하여 전류를 발생시킨다.
유기 트랜지스터들이 무기 트랜지스터에 비해 그 성능이 많이 떨어지지만, 유기 트랜지스터를 제작하기 위한 재료 및 처리 기술이 무기 트랜지스터 제작에 비해 훨씬 저렴하다. 따라서, 유기 트랜지스터 기술은 저렴하고 성능 요건이 낮은 경우에 사용되고 있다. 소스와 드레인 사이의 간격으로 규정되는 채널 길이에 따라 유기 및 무기 트랜지스터의 성능이 좌우된다. 동작의 최대 주파수가 채널 길이의 제곱에 반비례한다. 따라서, 이 간격을 최대한 줄이는 것이 바람직하다. 저렴한 인쇄 기술은 25미크론의 최소 범위로 제한되는 것이 일반적이다. 이것보다 정밀한 분해능에서의 인쇄는 일반적으로 불가능하다.
공지 기술에 따르면, 소스와 드레인이 서로 수직인 트랜지스터 구조가 제시되고 있다. 이러한 종류의 구조는 높은 분해능으로 인쇄할 필요없이 소스와 드레인 간에 작은 간격을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 도 2는 그 기본 구조를 도시한다. 제 1 전도체 금속-소스(204)와 제 2 전도체 금속-드레인(206)이 제 1 유전층(208)의 양쪽에 증착된다. 제 1 금속 및 제 2 금속 전도체 사이의 표면(209)에 의해 트랜지스터의 채널이 구획되어, 제 1 유전체의 두께에 의해 채널 길이를 형성한다. 제 2 유전체(207)와 제 3 전도체(214)가 이 표면에 증착되어 트랜지스터를 완성한다. 고성능 단거리 채널 트랜지스터는 따라서, 소스와 드레인 사이에 짧은 간격을 인쇄할 필요없이 제조된다.
이 구조의 성공적 구현을 위한 핵심은 제 1 유전체(208)의 기울기(211)의 시작점과 금속 드레인(206)의 정렬에 있다.
도 3은 금속 드레인(306)과 그 아래에 놓인 제 1 유전층(308) 사이의 불량한 정렬 결과를 도시한다. 층들이 정렬될 때, 한 개의 층이 그 아래의 층에 대해 제조되는 정확도를 명시하는 정렬 공차가 항상 존재한다. 전도체가 그 경사부로 인쇄될 경우, 잉크가 금속-소스(304)에 쇼트되도록 흐를 것이고, 트랜지스터를 기능하지 못하도록 만들 것이다. 따라서, 잉크가 유전체(308)의 경사부(309) 상에 인쇄되지 않음을 보장할 수 있도록 경사부의 에지로부터 허용공차를 가능하게 할 필요가 있다. 결과적으로, 매우 불량한 정렬시에도 금속-드레인층(306)이 유전체 경사부(309)의 에지 상의 포인트(311) 상에서 멈춤을 보장하기 위해 유전체(308) 표면상에 갭(313)을 구현하는 금속-드레인 층(306)이 제조되어야한다. 그러나, 명목 소자의 채널 길이가 금속-드레인(306)과 금속-소스(304) 간의 총 거리에 의해 구획되며, 이는 유전체(308) 표면의 갭(313) 더하기 경사부(309) 길이에 해당한다. 정렬 허용공차가 유전체(308) 두께에 비해 큰 것이 일반적이기 때문에, 추가적인 갭313) 역시 상당히 클 가능성이 높다. 결과적으로, 수직 트랜지스터를 통해 얻을 수 있는 짧은 채널 길이의 장점을 잃게 된다. 이러한 이유로, 이러한 정렬 허용공차를 제거할 수 있는 프로세스가 효과적인 수직 트랜지스터에 요구된다.
이러한 정렬 허용공차를 제거하기 위해 공지 기술로 알려진 한가지 방법은 Natalie Stutzmann, Richard Friend와 Henning Sirringhause가 2004년 3월 21일자로 Science에 기고한 논문, "Self-Aligned, Vertical-Channel Polymer Field-Effect Transistors"에 소개되어 있다. 본원의 도 4는 그 방식으로 소개하고 있다. 도 4와 관련하여, 제 1 금속-소스(404), 제 1 유전체(406), 그리고 제 2 금속-드레인(408)을 포함하는 앞서 증착된 층들을 통해 V-형 임프레션 다이(410)가 가압된 다. 임프레션 다이(410)가 리프팅될 때, 유전체 경사부 위의 제 2 금속-드레인(408)을 절단하면서, 경사진 유전체(406)을 형성하는 층들을 통해 절단이 이루어진다. 그러나, 여러가지 문제점들에 의해 이러한 제작 방법이 실용화될 수 없게 된다. 이 방법에서의 중대한 문제점은, 임프레이션 다이를 층들을 통해 가압할 때 금속층(408)이 뭉개져서, 제 2 전도체(408)와 제 1 전도체(404)를 쇼트시키게 된다. 또다른 문제점은 다이 임프레션에 의해 형성되는 이 소자의 하부 상의 한 포인트에, 본 영역에서 두께 제어가능한 층들을 증착시키기 매우 어렵게 된다는 점이다. 한가지 또다른 문제점은, 임프레션 다이의 침투 깊이를 압력으로 제어한다는 것이다. 임프레션 다이 압력이 너무 작을 경우, 임프레션이 제 1 금속층(404)까지 침투하지 못할 것이다. 임프레션 다이 압력이 너무 클 경우, 임프레션 다이가 기판(402)마저 투과하여, 트랜지스터의 성능에 악영향을 미칠 것이다. 따라서, 제 1 전도체(404)의 두께에 의해 압력 범위가 구획되며, 부피가 크고 저렴한 제작 방법의 경우 압력 변화의 폭이 좁은 편이다.
따라서, 저렴한 인쇄 기술을 이용하여 작은 채널 길이를 수용하는 유기 FET를 위한 실제적 기술이 요망된다.
본 발명에 따르면, 부피가 크고 저렴한 비용으로 채널 길이가 작은 소자들을 제조할 수 있는 구조 및 제작 방법이 공개된다. 이 구조는 소스 단자로 기능하는 제 1 전도체층, 제 1 유전층, 드레인 단자로 기능하는 제 2 전도체층, 반도체층, 제 2 유전층, 그리고 게이트 단자로 기능하는 제 3 전도체층을 순차적으로 증착시킨 패턴처리층들을 포함한다. 본 구조에서, 제 1 전도체층과 제 2 전도체층 사이의 제 1 유전층의 에지에 트랜지스터가 형성된다.
유전체의 상승한 표면 사이의 공간으로 잉크가 흘러들지 않도록 유전층에 의해 형성되는 상승 표면에 제 2 전도체층이 증착된다. 발명의 일실시예에서, 이는 전도성 잉크로 플랫/로터리 인쇄판을 코팅함으로서, 그리고, 유전층의 상승 표면에만 물질을 증착시키도록 적정 압력을 가함으로서, 구현된다. 유전 물질의 두께에 의해 형성되는 짧은 채널과 자체정렬로 인해, 고분해능 리소그래피 장비를 필요로하지 않는 고성능 FET가 제작된다.
도 1은 공지 기술에 따른 절연 기판, 유기 폴리머 필름, 유전층, 그리고 전도성 게이트를 포함하는 유기 FET 트랜지스터의 단면도.
도 2는 공지 기술에 따른 절연 기판, 유기 폴리머 필름, 유전층, 그리고 전도성 게이트를 포함하는 수직 FET 트랜지스터의 단면도.
도 3은 금속 및 유전층들 간의 불량한 정렬 결과를 나타내는 공지 기술에 따른 수직 FET 트랜지스터의 단면도.
도 4는 공지 기술에 따른 금속과 유전체 간의 자체 정렬 구현을 위한 V-그루브 방법을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수직 유기 FET 트랜지스터를 제작하는 구조의 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라, 개별적인 게이트, 소스, 드레인 단자들 을 가진 수직 유기 FET 트랜지스터들을 제조하기 위한 구조의 도면.
도 7-13은 본 발명의 일실시예에 따른 구조를 제작하기 위한 다양한 공정 단계들의 도면.
도 14-15는 본 발명의 일실시예에 따른 프로세스에서 금속층들의 상호연결을 위한 접촉 구멍들이 일체화되는 방법의 도면.
도 5와 관련하여 본 발명의 일실시예가 제시된다. 이 구조는 기판(550) 상에 전도성 금속-소스(502), 제 1 절연 유전체(504), 전도성 금속-드레인(506) 반도체(508), 제 2 절연 유전체(510), 전도성 금속-드레인(512), 그리고 전도성 금속-게이트(514)의 패턴처리층들을 차례로 증착시킴으로서 형성된다.
도 5와 관련하여, 영역(520)은 이 구조에 의해 형성되는 트랜지스터를 나타낸다. 이 소자의 소스는 금속-소스(502)에 의해 형성되고, 드레인은 금속-드레인(506)에 의해 형성된다. 금속-드레인(506)과 금속-소스(502) 간의 수직 공간은 영역(520) 내 소자의 채널 영역(530)을 형성한다. 채널 영역(530)은 반도체(508), 제 2 유전체(510), 그리고 금속-게이트(514)의 일련의 층들에 의해 오버랩된다. 영역(520)의 트랜지스터의 게이트 단자는 금속-게이트(514)에 해당한다.
도 5와 관련하여, 영역(522)는 동일한 구조에 의해 형성되는 제 2 트랜지스터를 도시한다. 갭(540)은 제 2 트랜지스터의 채널에 해당한다. 본 구현예에서, 트랜지스터(520, 522)는 게이트 단자에 대해 동일한 전기적 연결을 공유한다. 드레인 단자와 소스 단자는 전기적으로 독립적인 단자들이다.
도 6은 영역(620, 622) 간에 금속-게이트층과 금속-소스층이 연속적이지 않은 실시예를 제시한다. 따라서 이 구조는 전기적으로 독립적인 소스, 드레인, 게이트 단자들을 가지게 된다.
도 7은 상술한 구조를 형성하기 위한 프로세스의 시작을 제시한다. 전도성 금속-소스(702)가 기판(750) 상에 증착된다. 본 예에서는 연속층을 도시하지만, 이 층이 통상적으로는 패턴처리되어 각 트랜지스터에 대해 개별적인 소스 단자들을 형성하게 된다. 선호되는 패턴처리 방법은 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 잉크제트 인쇄, 또는 오프셋 리소그래피같은 보강식 방법들에 의해 이루어진다. 금속-소스로 적합한 물질은 플레이크 실버 잉크, 플레이크 골드 잉크, 나노-입자 실버 잉크, 나노-입자 골드 잉크, PEDOT, 폴리티오펜, 그리고 폴리아날리엔 등과 같은 임의의 솔루션 기반 전도체일 수 있다. 대안으로, 이러한 패턴처리는 닥터-블레이딩(doctor-blading)같은 방법들에 의해 기판을 먼저 코팅한 후, 에칭, 리프트-오프, 레이저 애블레이션 등등과 같은 패턴처리 단계를 행하는 삭감식 프로세스(subtractive proceess)를 통해 구현될 수 있으며, 또는 불필요한 물질을 제거할 수도 있다. 삭감법은 기화, 스퍼터링, 그리고 승화같은 인쇄불가형 증착 기술을 이용하여 전도성 금속에도 사용될 수 있다.
도 7과 관련하여, 패턴처리된 유전층(704)이 증착된다. 선호되는 패턴처리 방법은 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 잉크제트 인쇄, 또는 오프셋 리소그래피같은 보강식 방법들을 이용하여 솔루션-기반 유전체를 증착시킴으로서 이루어진다. 대안으로, 이 패턴처리가 기화, 스퍼터링, 승화 또는 닥터 블레이딩같은 방법에 의해 기판을 먼저 코팅한 후, 에칭, 리프트-오프, 레이저 애블레이션 등을 통한 패턴처리 단계로 이루어지는 삭감식 프로세스를 통해 이루어질 수 있다. 또는 불필요한 물질을 제거할 수 있다.
제 1 유전층(754)의 에지(705)의 경사부는 이 구조의 형성에 있어 중요한 고려사항에 해당한다. 왜냐하면, 차후 층들이 이 표면 상에 액티브 트랜지스터를 형성할 것이기 때문이다. 추가적인 증착법을 이용할 때, 이 경사부는 하부 증착 표면의 표면 에너지와 유전 솔루션의 표면 장력을 적절히 조정함으로서 제어될 수 있다. 잉크의 표면 장력은 표면 활성제 첨가같은 방법에 의해, 그리고, 솔루션의 웨이트-투-솔리드 비(weight-to-solid ratio)를 조정함으로서 수정될 수 있다. 증착될 표면의 표면 에너지는 코로나 처리, 산소 플라즈마, 자외선 노출, 오존 처리 등등과 같은 방법에 의해 수정될 수 있다.
도 8은 앞서 도면과 동일한 층들을 가진다. 특히, 금속-소스층(802)과 유전층(804)이 기판(850)에 증착된다. 그 다음층은 플랫 인쇄 판이나 로터리 프린트 롤을 전도성 잉크로 코팅함으로서 증착된다. 전도성 잉크는 솔루션-기반 플레이크 전도체 잉크, 솔루션-기반 나노-입자 금속 잉크, PEDOT, 폴리아날리엔, 폴리티오펜, 또는 그외 다른 솔루션-기반 전도성 유체일 수 있다. 인쇄판과, 인쇄판을 형성하는 물질의 인쇄 압력은 적절하게 조정되어, 잉크가 제 1 유전체(804)에 의해 형성되는 상승 표면에 전달되도록, 하지만, 인쇄 패턴에 의해 형성되는 상승 표면 사이의 그루브 내로 잉크가 전달되지 않도록 한다. 이 메커니즘은 제 1 유전체에 대한 자체-정렬 금속 코팅으로 나타날 것이고, 따라서, 광학적 정렬같은 다른 수단에 의해 두 개의 층들을 정렬시킬 필요가 없다.
도 9는 트랜스퍼 장치(949)를 코팅한 금속 잉크의 의도된 거동을 나타낸다. 유전체(904)에 의해 형성되는 상승 표면들을 터치하는 잉크가 유전체의 표면에 들러붙는다. 유전체의 상승 표면들 간에 형성되는 그루브가 충분히 깊어서, 잉크가 그루브 내로 침투되지 않게 된다. 트랜스퍼 장치(949)가 리프팅되면, 그루브의 영역에 해당하는 전도성 잉크(905)가 트랜스퍼 장치 상에 남게 되고, 따라서 회로의 표면 상으로 전이되지 않게 된다.
도 10은 자체 정렬 금속 증착이 완성된 후 결과적인 구조를 도시한다. 금속-소스(1002), 제 1 유전층(1004), 금속-드레인(1006)이 기판(1050) 상에 증착된다. 금속-드레인(1006)은 제 1 유전층(1004)의 에지와 자체정렬된다.
도 11은 이 프로세스의 다음 공정 단계인 반도체층(1108)의 증착을 도시한다. 이 반도체층(1108)은 도 11에서 연속적인 것으로 도시되지만, 패턴처리될 수도 있다. 기능적인 요건은 금속-드레인(1106)과 금속-소스(1102) 사이의 제 1 유전체(1104) 상의 수직 표면(1130, 1140) 상에 반도체가 증착된다는 것이다. 이 영역은 트랜지스터의 채널 영역이 될 것이다. 반도체 물질로는 펜타센, 헥시티펜, TPD, 그리고 PBD같은 저분자 물질과, 폴리티오펜, 파라테닐렌 비닐렌, 폴리페닐렌 에틸렌같은 폴리머 물질이 있다. 폴리비닐 카바졸같은 하이브리드 물질 역시 반도체 물질용으로 사용될 수 있다. 증착 방법으로는 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 실크 스크린, 또는 오프셋 리소그래피 등등과 같은 보강식 방법이 있다. 코팅법, 기화, 스퍼터링, 승화 등등과 같은 삭감식 방법도 증착 방법에 포함된다.
도 12는 제 2 유전체(1210)의 증착을 도시한다. 이 층은 반도체 패턴(1240)을 반드시 둘러싸야 한다. 유전 물질은 인쇄가능한 물질인 것이 바람직하며, 스핀-온-글래스같은 무기질 프리커서, 또는, 가교결합 폴리비닐페놀(PVP), 포리프로필렌, CYTOP, 폴리비닐알콜, 폴리이소부틸렌, PMMA, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 포플리-p-지릴렌, CYMM같은 폴리머-기반 유전체가 그 예에 해당된다. 대안으로, 유전 물질이 열 반응 및 화학 반응을 통해 기화, 스퍼터링, 또는 성장하여 에칭이나 레이저 애블레이션에 의해 패턴처리된 물질일 수 있다. 증착 방법으로는 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 실크 스크린, 잉크제트 인쇄, 또는 오프셋 리소그래피 등등과 같은 보강식 방법이 있다. 증착 방법으로, 코팅 방법, 기화, 스퍼터링, 승화 등등과 같은 삭감식 방법도 있다.
도 13은 금속-게이트(1314)의 증착을 도시한다. 이 층은 제 2 유전체(1310)의 표면에 위치하도록 패턴처리되어야 한다. 전기적인 기능을 위해, 이 금속층은 도 13의 에지(1330, 1340)에 의해 구획되는 트랜지스터들의 채널을 따라 제 2 유전층(1310)을 커버하여야 한다. 이 층은 트랜지스터의 게이트 단자로 기능하며, 소스로부터 드레인까지 트랜지스터를 통해 흐르는 전하 캐리어의 수를 제어한다.
지금까지 트랜지스터의 형성에 관하여 알아보았다. 완성 형태의 회로 설계에서, 이 트랜지스터들은 도 14에 도시되는 바와 같이, 제 1 유전체 및 제 2 유전체의 구멍들을 통해 금속-게이트 영역, 금속-드레인 영역, 금속-소스 영역들을 적절히 연결함으로서 상호연결된다. 제 2 유전체(1410)와 반도체층(1404)의 구멍은 채널(1440)을 가진 트랜지스터의 금속-게이트(1414)와 금속-소스(1402) 간의 연결을 형성한다. 이 구멍들은 유전체와 반도체가 인쇄될 때 구멍을 남김으로서 형성될 수 있으며, 또는 레이저 애블레이션이나 에칭, 리프트-오프같은 삭감식 방법을 통해 이들을 제작함으로서 형성될 수도 있다. 구멍들이 적절한 크기를 가지고 전도성 잉크의 점도가 충분히 작을 경우, 유전 잉크는 이 구멍들 내로 흘러들어갈 것이다. 이러한 기술이 접촉 구멍을 통한 접촉에 사용될 때, 금속-드레인 층(1406)으로부터 금속-소스층(1402))까지의 접촉 구멍은 허용되지 않는다. 금속-드레인층(1046)은 상승 표면까지 자체 정렬 방식으로 형성되며, 따라서, 이 층 위에 형성된 접촉 구멍 내로 흘러들어가질 않을 것이다. 이러한 회로 설계 관점에서, 이는 제약사항을 구성하지 않는다. 왜냐하면, 금속-드레인(1406)과 금속-소스(1402) 간의 전기적 접촉이 두개의 접촉부 형성에 의해 여전히 이루어져 해당 연결을 만들어내기 때문이다. 도 14에 도시되는 바와 같이, 구멍(1412)은 금속-게이트(1414)와 금속-드레인(1046) 간의 연결을 형성하고, 구멍(1411)은 같은 금속-게이트(1414)와 금속-소스(1402) 간의 연결을 형성하여, 금속-소스(1402)와 금속-드레인(1406) 간의 전기적 연결을 형성한다.
대안으로, 이 접촉 구멍들이 잉크제트 인쇄같은 방법을 통해 구멍 내로 전도성 솔루션을 공급함으로서 플러그 형태로 채워질 수 있다. 벡터-기반 잉크제트 인쇄는 저점도 전도성 잉크로 이루어질 때 특히 효과적이다. 왜냐하면, 접촉 구멍을 둘러싸는 벽들이 전도성 유체를 지니게 될 것이기 때문이다. 플러그 형성은 전기도금에 의해 이루어질 수도 있다. 왜냐하면, 두꺼운 금속이 바람직하지 않은 영역들을 유전 물질로 커버하여, 전기도금 에이전트로부터 위 영역들을 보호할 수 있기 때문이다. 전도성 물질로 접촉 구멍을 충진시키는 방법으로 전기적이지 않은 도금법이 사용될 수도 있다. 접촉 구멍이 전도체로 플러그화될 때, 금속-드레인(1511)과 금속-소스(1502)로부터 접촉 구멍들이 구현된다(도 15 참조).
제 1 유전층(1504)의 층 두께가 트랜지스터의 채널 길이를 결정한다. 트랜지스터의 짧은 채널 길이 효과가 적절히 관리되고 적절한 허용공차를 가지고 있는 이상, 50nm 또는 그 이하의 층 두께가 가능하다. 앞서 설명한 금속-드레인(1511)의 증착 수단이 유전체에 의해 형성된 그루브 내에 금속을 부적절하게 증착시키지 않을만큼 충분히 우수하게 가공되는 것이 이러한 얇은 증착에 요구된다. 이 그루브는 이와같이 얇은 제 1 유전층 두께에서 매우 얕게 형성된다. 다른 한편으로, 제 1 유전체(1530)의 두께가 수십 미크론 수준일 수 있다. 이러한 방식으로 제작된 트랜지스터 소자가 채널 길이 증가로 인해 낮은 온-전류를 나타나게 될 것이지만, 이 증착 방법은 그루브가 깊을 때 잘 가공될 필요가 없을 것이다. 전형적인 제 1 유전체 두께는 1 내지 3 미크론 범위에 있다. 소자 성능에 있어 중요한 또하나의 두께는 제 2 유전체의 두게로서, 100nm 내지500 nm 두께다 그러나, 트랜지스터 성능 타겟에 따라 더 두꺼울 수도 있고, 핀홀없이 재현가능하게 층들을 증착할 수 있다면 더 얇게 만들 수도 있다. 다른 층들의 두께는 트랜지스터 거동에 부차적 효과만을 나타내며, 따라서, 이들과 관련하여 매우 큰 범위를 가지게 된다. 반도체(1508), 금속-드레인(1511), 금속-게이트(1514)의 전형적인 두께는 50nm 내지 1 미크론 사이이고, 트랜지스터 성능 목표와 증착 수단의 정밀도에 따라 더 얇을 수도 있고 더 두꺼울 수도 있다.
Claims (20)
- 유기 전계-효과 트랜지스터에 있어서, 상기 트랜지스터는,- 상승 표면을 가진 패턴처리된 유전층,- 소스 또는 드레인 전도체층, 그리고,- 수직 트랜지스터 구조를 포함하고, 이때, 상기 소스 또는 드레인 전도체층은 상기 유전층의 상승 표면에만 상기 전도체층을 도포함으로서 아래에 놓인 상기 유전층에 자체정렬층 방식으로 증착되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터.
- 유기 전계-효과 트랜지스터에 있어서, 상기 트랜지스터는,- 기판층,- 상기 기판층 상에 형성되는 금속 소스층,- 기판층 상에서 경사진 에지를 가지며 형성된 제 1 유전층으로서, 상기 경사진 에지는 상기 트랜지스터의 채널 길이를 형성하는 것을 특징으로 하는 제 1 유전층,- 상기 제 1 유전층 상에 형성되는 자체-정렬 금속 드레인층,- 상기 제 1 유전층의 경사진 에지 상에 형성되는 반도체층, 그리고,- 상기 반도체층 상에 형성된 금속 게이트층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터.
- 제 1 항에 있어서, 금속 소스층에 접촉하기 위해 반도체층과 제 2 유전층 내에 구멍들이 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터.
- 제 1 항에 있어서, 금속 드레인층에 접촉하기 위해 반도체층과 제 2 유전층 내에 구멍들이 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터.
- 유기 전계-효과 트랜지스터를 제작하는 방법에 있어서, 상기 방법은,- 기판층을 형성하는 단계,- 기판층 상에 금속 소스층을 형성하는 단계,- 경사진 에지를 가진 제 1 유전층을 기판층 상에 형성하는 단계로서, 이때, 경사진 에지는 트랜지스터의 채널 길이를 형성하는 것을 특징으로 하는 단계,- 제 1 유전층 상에 자체-정렬 금속 드레인층을 형성하는 단계,- 제 1 유전층의 경사진 에지 상에 반도체층을 형성하는 단계,- 반도체층 상에 금속 게이트층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 금속 소스층에 대한 접촉을 위해, 반도체층과 제 2 유전층에 구멍들이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 금속 드레인층에 대한 접촉을 위해, 반도체층과 제 2 유전층에 구멍들이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 자체-정렬 금속 드레인층을 형성하는 단계는,- 솔루션-기반 전도체를 포함하는 잉크로 인쇄판(print plate)의 표면을 코팅하는 단계, 그리고,- 제 1 유전층의 상승하는 표면에 잉크를 전이시키도록, 그러나, 제 1 유전층의 그루브에는 잉크를 전이시키지 않도록, 인쇄판을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 8 항에 있어서, 인쇄판의 압력은 제 1 유전층의 상승 표면에만 잉크 전이를 최적화시키도록 조정되고, 최적화된 압력은 제 1 유전층의 그루브에 잉크가 없다는 것으로 드러나는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 8 항에 있어서, 유전체의 상승 표면에만 잉크 전이를 최적화시키도록 인쇄판의 물질이 선택되고, 이때, 최적화된 인쇄판 물질은 제 1 유전층의 그루브에 잉크가 없다는 것으로 드러나는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 8 항에 있어서, 금속 소스층의 표면 에너지와 제 1 유전층 형성에 사용되는 잉크의 표면 장력을 조정함으로서 제 1 유전층 에지의 기울기가 제어되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 11 항에 있어서, 제 1 유전층 형성에 사용되는 잉크의 표면 장력은, 잉크 솔루션의 웨이트-투-솔리드 비(weight-to-solid ratio)를 조정함으로서 또는 표면활성제를 첨가함으로서 수정되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제11 항에 있어서, 금속 소스층의 표면 에너지는 코로나 처리, 산소 플라즈마 처리, 자외선 노출, 오존 처리, 또는, 표면 에너지 수정을 위해 설계된 물질의 도포를 통해 조정되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 제 1 유기 전계-효과 트랜지스터, 제 2 유기 전계-효과 트랜지스터, 그리고, 제 1, 2 유기 전계-효과 트랜지스터에 공통인 금속 게이트층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 플레이크 실버 잉크, 플레이크 골드 잉크, 나노-입자 실 버 잉크, 나노-입자 골드 잉크, PEDOT, 폴리티오펜, 또는 폴리아날렌을 포함하는 솔루션 기반 전도체를 이용하여 금속 소스층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 8 항에 있어서, 솔루션-기반 플레이크 전도체 잉크, 솔루션-기반 나노-입자 금속 잉크, PEDOT, 폴리아날리엔, 폴리티오펜, 또는 솔루션 기반 전도성 유체를 포함하는 전도성 잉크로 인쇄판이 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 펜타센, 헥시티펜, TPD, 또는 PBD를 포함하는 저분자량 물질을 이용하여 반도체층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 폴리티오펜, 파라테닐렌 비닐렌, 또는 폴리페닐렌 에틸렌을 포함하는 폴리머 물질을 이용하여 반도체층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 반도체층이 폴리비닐 카바졸을 포함하는 하이브리드 물질을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
- 제 5 항에 있어서, 가교결합 폴리비닐페놀(PVP), 폴리프로필렌, CYTOP, 폴리비닐알콜, 폴리이소부틸렌, PMMA, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포플리-p-지릴렌, 또는 CYMM 을 포함하는 폴리머-기반 유전체, 또는, 스핀-온-글래스를 포함하는 인쇄가능 물질을 이용하여 제 2 유전층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/380,517 US20070254402A1 (en) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | Structure and fabrication of self-aligned high-performance organic fets |
| US11/380,517 | 2006-04-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090008407A true KR20090008407A (ko) | 2009-01-21 |
Family
ID=38648804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020087028755A KR20090008407A (ko) | 2006-04-27 | 2006-11-16 | 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20070254402A1 (ko) |
| EP (1) | EP2011173A4 (ko) |
| JP (1) | JP5232772B2 (ko) |
| KR (1) | KR20090008407A (ko) |
| CN (1) | CN101449404B (ko) |
| WO (1) | WO2007133283A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12021151B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-06-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Vertical channel thin film transistor and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4366483A1 (en) * | 2022-11-03 | 2024-05-08 | Infineon Technologies Austria AG | Transistor device |
| DE102006030581B3 (de) | 2006-07-03 | 2008-02-21 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen eines Bauelements |
| GB2441355B (en) * | 2006-08-31 | 2009-05-20 | Cambridge Display Tech Ltd | Organic electronic device |
| US7768000B2 (en) * | 2006-09-29 | 2010-08-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof |
| KR101334177B1 (ko) * | 2007-02-15 | 2013-11-28 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법 |
| JP5176414B2 (ja) * | 2007-07-11 | 2013-04-03 | 株式会社リコー | 有機トランジスタアレイ及び表示装置 |
| US7723153B2 (en) * | 2007-12-26 | 2010-05-25 | Organicid, Inc. | Printed organic logic circuits using an organic semiconductor as a resistive load device |
| US7704786B2 (en) * | 2007-12-26 | 2010-04-27 | Organicid Inc. | Printed organic logic circuits using a floating gate transistor as a load device |
| US20090321775A1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-12-31 | Ghulam Hasnain | LED with Reduced Electrode Area |
| 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. |
| DE102012112796B4 (de) * | 2012-12-20 | 2019-09-19 | Novaled Gmbh | Vertikaler organischer Transistor, Schaltungsanordnung und Anordnung mit vertikalem organischen Transistor sowie Verfahren zum Herstellen |
| GB201321285D0 (en) | 2013-12-03 | 2014-01-15 | Plastic Logic Ltd | Pixel driver circuit |
| EP2924754B1 (en) * | 2014-03-28 | 2021-10-20 | Novaled GmbH | Method for producing an organic transistor and organic transistor |
| TWI685113B (zh) * | 2015-02-11 | 2020-02-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
| CN105301055B (zh) * | 2015-11-25 | 2018-07-10 | 电子科技大学 | 一种有机场效应管二氧化氮传感器 |
| WO2017132351A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Tokyo Electron Limited | Methods of spin-on deposition of metal oxides |
| EP3200253B1 (de) * | 2016-01-29 | 2021-06-30 | Novaled GmbH | Verfahren zum herstellen eines vertikalen organischen feldeffekttransistors und vertikaler organischer feldeffekttransistor |
| GB2556313B (en) * | 2016-02-10 | 2020-12-23 | Flexenable Ltd | Semiconductor patterning |
| CN105870195B (zh) * | 2016-04-18 | 2017-11-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 半导体器件及其制作方法、阵列基板、显示器件 |
| GB2552488A (en) | 2016-07-25 | 2018-01-31 | Saralon Gmbh | Field-effect transistor and method for the production thereof |
| CN106601912A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 深圳大学 | 一种基于高分子复合材料的存储器及其制备方法 |
| CN108695376B (zh) * | 2017-04-11 | 2019-11-12 | Tcl集团股份有限公司 | 一种薄膜晶体管及其制备方法 |
| WO2019143664A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | Northwestern University | Self-aligned short-channel electronic devices and fabrication methods of same |
| CN109103223B (zh) * | 2018-08-17 | 2021-03-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种oled发光器件及其制备方法 |
| US10629752B1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | Applied Materials, Inc. | Gate all-around device |
| KR102551998B1 (ko) * | 2018-11-20 | 2023-07-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 수직 구조 트랜지스터 및 전자장치 |
| KR102586145B1 (ko) * | 2018-12-10 | 2023-10-05 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 전자장치 |
| KR20200115753A (ko) | 2019-03-25 | 2020-10-08 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판, 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
| US20240090244A1 (en) * | 2021-01-11 | 2024-03-14 | Northwestern University | Ohmic-contact-gated carbon nanotube transistors, fabricating methods and applications of same |
| KR20230103659A (ko) * | 2021-12-31 | 2023-07-07 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 전자장치 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2052970C (en) * | 1990-10-08 | 1996-07-02 | Takao Nakamura | Superconducting device having an extremely thin superconducting channel formed of oxide superconductor material and method for manufacturing the same |
| CA2054477C (en) * | 1990-10-29 | 1996-12-24 | Takao Nakamura | Superconducting device having an extremely short superconducting channel formed of oxide superconductor material and method for manufacturing the same |
| DE69223371T2 (de) * | 1991-09-24 | 1998-06-10 | Sumitomo Electric Industries | Supraleitende Dünnschicht aus oxidisch supraleitendem Material, supraleitender Strompfad und supraleitende Einrichtung mit der supraleitenden Dünnschicht |
| JPH05251776A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-09-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導素子およびその作製方法 |
| US6159861A (en) * | 1997-08-28 | 2000-12-12 | Nec Corporation | Method of manufacturing semiconductor device |
| GB0024294D0 (en) * | 2000-10-04 | 2000-11-15 | Univ Cambridge Tech | Solid state embossing of polymer devices |
| US20060001726A1 (en) * | 2001-10-05 | 2006-01-05 | Cabot Corporation | Printable conductive features and processes for making same |
| US6946332B2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-09-20 | Lucent Technologies Inc. | Forming nanoscale patterned thin film metal layers |
| JP2003318407A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-07 | Seiko Epson Corp | トランジスタ、アクティブ素子基板、電気光学装置、及びその電気光学装置を搭載した電子機器、並びにトランジスタの形成方法、及びアクティブ素子基板の製造方法 |
| EP1367659B1 (en) * | 2002-05-21 | 2012-09-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic field effect transistor |
| EP1529317A2 (en) * | 2002-08-06 | 2005-05-11 | Avecia Limited | Organic electronic devices |
| GB0229191D0 (en) * | 2002-12-14 | 2003-01-22 | Plastic Logic Ltd | Embossing of polymer devices |
| JPWO2005091376A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2008-05-08 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 有機縦形トランジスタおよびその製造方法 |
| US7838871B2 (en) * | 2004-03-24 | 2010-11-23 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Organic field-effect transistor, flat panel display device including the same, and a method of manufacturing the organic field-effect transistor |
| JP4449549B2 (ja) * | 2004-04-15 | 2010-04-14 | 日本電気株式会社 | 有橋環式炭化水素ラクトン構造を有する材料を用いた有機薄膜トランジスタとその製造方法 |
| US20070075308A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Florian Dotz | Active semiconductor devices |
| GB2432714A (en) * | 2005-10-06 | 2007-05-30 | Seiko Epson Corp | Thin film transistor and method for fabricating an electronic device |
-
2006
- 2006-04-27 US US11/380,517 patent/US20070254402A1/en not_active Abandoned
- 2006-11-16 CN CN2006800547619A patent/CN101449404B/zh active Active
- 2006-11-16 JP JP2009507667A patent/JP5232772B2/ja active Active
- 2006-11-16 WO PCT/US2006/060969 patent/WO2007133283A1/en active Application Filing
- 2006-11-16 KR KR1020087028755A patent/KR20090008407A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-11-16 EP EP06846320A patent/EP2011173A4/en not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-05-20 US US12/123,725 patent/US7642124B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12021151B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-06-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Vertical channel thin film transistor and method for manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101449404B (zh) | 2011-05-04 |
| US20080220562A1 (en) | 2008-09-11 |
| US7642124B2 (en) | 2010-01-05 |
| US20070254402A1 (en) | 2007-11-01 |
| JP2009535805A (ja) | 2009-10-01 |
| CN101449404A (zh) | 2009-06-03 |
| EP2011173A4 (en) | 2011-08-03 |
| EP2011173A1 (en) | 2009-01-07 |
| WO2007133283A1 (en) | 2007-11-22 |
| JP5232772B2 (ja) | 2013-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20090008407A (ko) | 유기 전계-효과 트랜지스터 제작 방법 | |
| KR100972513B1 (ko) | 유기 ｆｅｔ를 조립하기 위한 방법 | |
| US7176053B1 (en) | Laser ablation method for fabricating high performance organic devices | |
| Xu et al. | Flexible all-organic, all-solution processed thin film transistor array with ultrashort channel | |
| US9088000B2 (en) | Transistor structures and methods of fabrication thereof | |
| EP1102335A2 (en) | Thin film transistors | |
| US20080197343A1 (en) | Organic Field Effect Transistor Gate | |
| EP2110856A1 (en) | Thin film semiconductor device fabrication method and thin film semiconductor device | |
| EP3276692B1 (en) | Field-effect transistor and method for the production thereof | |
| Luczak et al. | Fully inkjet-printed flexible organic voltage inverters as a basic component in digital NOT gates | |
| US7579620B2 (en) | Field-effect transistor comprising a layer of an organic semiconductor | |
| JP5176444B2 (ja) | 半導体装置 | |
| Sporea et al. | Micron-scale inkjet-assisted digital lithography for large-area flexible electronics | |
| US20080032440A1 (en) | Organic semiconductor device and method of fabricating the same | |
| Lo et al. | Self-aligned organic metal–semiconductor field-effect transistor | |
| Wong et al. | Fine-feature patterning of self-aligned polymeric thin-film transistors fabricated by digital lithography and electroplating | |
| KR100982952B1 (ko) | 단채널 효과를 방지하는 유기 박막 트랜지스터, 그것의제조방법 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 | |
| JP2007150031A (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
| Kitahara et al. | Use of surface photo-reactive nanometal printing for polymer thin-film transistors: contact resistance and short-channel effects | |
| JP5194401B2 (ja) | 電荷移動錯体薄膜、及び、電界効果型トランジスタ | |
| Noh et al. | Self-aligned printing of high-performance polymer thin-film transistors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |