WO2008062843A1 - Matériau de recouvrement d'électrode, structure d'électrode et dispositif semi-conducteur - Google Patents

Matériau de recouvrement d'électrode, structure d'électrode et dispositif semi-conducteur Download PDF

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electrode
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Masaki Murata
Nobuhide Yoneya
Norio Kimura
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Sony Corporation
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Definitions

  • Electrode coating material Electrode coating material, electrode structure, and semiconductor device
  • the present invention relates to an electrode coating material, an electrode structure, and a semiconductor device.
  • the organic semiconductor material layer constituting the channel formation region is in direct contact with the source / drain electrodes made of metal. Therefore, in such a form, electron transfer at the interface between the metal and the organic semiconductor material layer involves a significant energy loss. That is, the electron transfer at the junction interface between the metal and the organic semiconductor material is performed by the distance between the metal interface where free electrons exist, the interface between the organic semiconductor material layer having a quantized space, and the junction interface. It is very inefficient at present because it is greatly affected by differences in orientation. As a result, there are problems that the contact resistance value is large and the mobility is low.
  • an object of the present invention is to provide an electrode coating that makes it possible to obtain a low contact resistance value. It is an object of the present invention to provide a material and an electrode structure, and a semiconductor device capable of achieving low contact resistance and high mobility.
  • a semiconductor device includes a channel formation region including a gate electrode, a gate insulating layer, and an organic semiconductor material layer, and This is a semiconductor device comprising a field effect transistor having a source / drain electrode made of metal, and the portion of the source / drain electrode in contact with the organic semiconductor material layer constituting the channel formation region is covered with an electrode coating material.
  • the electrode structure according to the first to fourth aspects of the present invention for achieving the above object comprises an electrode and an electrode coating material for covering the surface of the electrode.
  • the electrode coating material according to the first aspect of the present invention is composed of an organic molecule represented by the formula (1), and the functional group Y in the formula (1) is bonded to the surface of the metal electrode (or source / drain electrode). It is characterized by.
  • the electrode coating material according to the second aspect of the present invention is composed of an organic molecule represented by the formula (1), and the functional group Y in the formula (1) is bonded to the surface of the electrode (or source / drain electrode) made of metal,
  • One type is characterized by binding to a metal ion to form a chelate.
  • the electrode coating material according to the second aspect of the present invention, the semiconductor device according to the second aspect of the present invention, or the electrode structure according to the second aspect of the present invention (hereinafter referred to as these May be simply referred to as the second aspect of the present invention)
  • a nitrogen atom in formula (1) binds to a metal ion to form a chelate
  • a functional group R in formula (1) binds to a metal ion to form a chelate
  • the functional group R in formula (1) binds to a metal ion to form a chelate, or alternatively • The nitrogen atom and functional group R in formula (1) bind to the metal ion to form a chelate,
  • the electrode coating material according to the third aspect of the present invention is an electrode covering material comprising a first organic molecule and a second organic molecule,
  • the first organic molecule consists of the organic molecule represented by formula (1),
  • the second organic molecule consists of the organic molecule represented by formula (6),
  • the functional group Y in formula (1) binds to the surface of a metal electrode (or source / drain electrode),
  • One type binds to a metal ion to form a chelate
  • At least one selected from the group binds to a metal ion to form a chelate and / or from the functional group R ′, the functional group R ′, and the nitrogen atom adjacent to the functional group R ′ in formula (6)
  • At least one selected from the group consisting of binds to a metal ion to form a chelate.
  • the electrode coating material according to the third aspect of the present invention, the semiconductor device according to the third aspect of the present invention, or the electrode structure according to the third aspect of the present invention (hereinafter referred to as these) May be simply referred to as the third aspect of the present invention)
  • a nitrogen atom in formula (1) binds to a metal ion to form a chelate
  • a functional group R in formula (1) binds to a metal ion to form a chelate
  • the functional group in formula (1) binds to a metal ion to form a chelate, or alternatively • the nitrogen atom and functional group R in formula (1) bind to a metal ion to form a chelate,
  • Binds to metal ions to form chelates or
  • Binds to metal ions to form chelates or
  • At least one kind binds to a metal ion to form a chelate, and further from such a metal ion and a nitrogen atom adjacent to the functional group R ′, the functional group R ′, and the functional group R ′ in the formula (6). From the group of
  • the first organic molecule and the second organic molecule are bonded by binding at least one selected type to form a chelate.
  • the functional group R ′, the functional group R ′ and the functional group in the formula (6) are bonded by binding at least one selected type to form a chelate.
  • At least one selected from the group consisting of nitrogen atoms adjacent to R ′ is bonded to a metal ion.
  • the second organic molecule and the second organic molecule are bonded to each other, and the conjugate of the second organic molecule is extended.
  • the electrode coating material according to the fourth aspect of the present invention, the electrode coating material in the semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention, the fourth aspect of the present invention is characterized by comprising an organic molecule having a functional group capable of binding to a metal ion and a functional group binding to an electrode made of metal (or a source / drain electrode).
  • the electrode coating material according to the fourth aspect of the present invention, the semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention, or the electrode structure according to the fourth aspect of the present invention (hereinafter collectively referred to as these).
  • a chelate can be formed by the bond between the functional group capable of binding to the metal ion and the metal ion, or
  • the functional group capable of binding to a metal ion is pyridine or a derivative thereof, biviridine or a derivative thereof, or terpyridine or a derivative thereof, and is bonded to an electrode made of metal (or a source / drain electrode).
  • the functional group may be a thiol group, or may be a carboxyl group, a cyano group, a thiocyanato group, an amino group, a silanol group, a hydroxyl group, a pyridine, a thiophene, or the like.
  • R in the formula (1) is any one of the following formulas (41) to (419), Z is any one of the following formulas (5-1) to (5-18),
  • Z is one of the following formulas (5-1) to (5-18), • Z is one of the following formulas (51) to (5--18),
  • n and m are integers greater than or equal to 1.
  • X in the formula (1) has a molecular structure composed of a ⁇ -conjugated system or a ⁇ -conjugated system
  • ⁇ -conjugated systems include the ability to list carbon-based unsaturated groups such as phenyl groups and bur groups (etul groups), and examples of ⁇ -conjugated systems include the ability to list sulfide groups, disulfide groups, and silyl groups.
  • a composite system of a ⁇ -conjugated system and a ⁇ -conjugated system may be used.
  • X in formula (1) preferably has no degree of freedom other than rotation with respect to the binding sites on both sides from the viewpoint of assuming that the organic molecule is a rigid ⁇ -conjugated structure.
  • an alkali metal or alkaline earth is widely used as the metal constituting the metal ion.
  • Metal, transition metal, and rare earth metal Specifically, for example, iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), nickel (Ni), silver (Ag), platinum (Pt), Examples include palladium (Pd), ruthenium (Ru), titanium (Ti), zinc (Zn), magnesium (Mg), and manganese (Mn).
  • the electrode (there! / Is the source) As a method of coating the surface of the electrode / drain electrode) with an electrode coating material, for example, the functional group Y having a substituent such as a thiol group can be bonded to the surface of the electrode (or source / drain electrode) Examples include a method of forming a layer made of an electrode coating material as a self-assembled monomolecular film on the surface of the electrode (or source / drain electrode).
  • a method of forming a chelate by immersing it in a metal ion solution after forming a bond with the group Y can be mentioned.
  • Examples include alloys containing elements, conductive particles made of these metals, conductive particles of alloys containing these metals, and the source / drain electrodes have a laminated structure of layers containing these elements.
  • the semiconductor device in addition to these materials, polysilicon containing impurities, etc.
  • examples thereof include organic materials (conductive polymers) such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid [PEDOT / PSS], and carbon-based materials.
  • the materials constituting the source / drain electrode, gate electrode, and various wirings may be the same material or different materials.
  • PVD method physical vapor deposition
  • CVD method various chemical vapor deposition methods including MOCVD method (CVD method); spin coating method
  • various printing methods such as screen printing method, inkjet printing method, offset printing method, gravure printing method
  • PVD methods include (a) various electron beam evaporation methods such as electron beam heating method, resistance heating method, flash evaporation, (b) plasma evaporation method, (c) bipolar sputtering method, DC sputtering method, DC magnetron sputtering.
  • High frequency sputtering method magnetron sputtering method, ion beam sputtering method, various sputtering methods such as noise sputtering method, (d) DC (direct current) method, RF method, multi-cathode method, activation reaction method , Field evaporation, high frequency ion plating, reactivity
  • various ion plating methods such as an on plating method, can be mentioned.
  • a silicon oxide-based material As a material constituting the gate insulating layer, a silicon oxide-based material, a silicon nitride (SiN), a metal
  • Organic insulating materials such as polymethylmetatalate (PMMA), polybutanol (PVP), and polybulualcohol (PVA), which are made of only inorganic insulating materials such as oxide high dielectric insulating films Or a combination of these.
  • SiO 2 materials eg polyaryl ether, cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetra Fluoroethylene, fluorinated ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, organic SOG
  • the gate insulating layer can be formed by oxidizing or nitriding the surface of the gate electrode, or can be obtained by forming an oxide film or a nitride film on the surface of the gate electrode.
  • oxidizing the surface of the gate electrode although depending on the material constituting the gate electrode, an oxidation method using O plasma and an anodic oxidation method can be exemplified.
  • a nitriding method using N plasma can be exemplified.
  • an Au electrode is immersed by an insulating molecule having a functional group that can form a chemical bond with the gate electrode, such as a linear hydrocarbon modified at one end with a mercapto group.
  • a gate insulating layer can also be formed on the surface of the gate electrode by covering the surface of the gate electrode in a self-organizing manner by a method such as a method.
  • the portion of the source / drain electrode in contact with the organic semiconductor material layer constituting the channel formation region is covered with the electrode coating material.
  • the side surface of the source / drain electrode is the electrode coating material. Covered with! /
  • the side surface and the top surface of the source / drain electrode may be coated with an electrode coating material.
  • the side surface of the source / drain electrode is coated with an electrode coating material, and the top surface of the source / drain electrode is described later. It may be covered with an insulating material that constitutes an insulating film.
  • the organic semiconductor material constituting the organic semiconductor material layer as the channel formation region is an organic semiconductor molecule having a conjugated bond, and has a thiol group (one SH), an amino group (NH), an isocyano group at both ends of the molecule. It preferably has a group (NC), a cyano group (CN), a thioacetoxyl group (SCOCH 3), or a carboxy group (COOH).
  • the functional groups located at both ends of the molecule are different.
  • an organic semiconductor material constituting an organic semiconductor material layer as a channel formation region pentacene and its derivatives (such as TIPS pentacene), naphthacene and its derivatives (rubrene, hexapropylnaphthacene), P3HT, PQT, F8T2, Structural formula (1 1) 4, 4, -biphenyldithiol (BPDT), Structural formula (12) 4, 4'-diisocyanobiphenyl, Structural formula (13) 4, 4'-diisocyanano p terphenyl , And 2,5 bis (5, -thioacetyl-2, -thiophenenole) thiophene of structural formula (14), 4,4'-diisocyananophenyl of structural formula (15), benzidine of structural formula (16) ( Biphenyl 4,4'-diamine), TCNQ (tetracyanquinodimethane) in structural formula
  • an organic molecule represented by the structural formula (22) can also be used as the organic semiconductor material.
  • “X” in the structural formula (22) is represented by any one of the formula (23-1), the formula (23-2), the formula (23-3), and the formula (2 3-4).
  • Each of “Y” and “ ⁇ ” in formula (22) is represented by formula (24-1
  • X is a unit in which units represented by formula (23-1), formula (23-2), formula (23-3), or formula (23-4) are repeatedly bonded one or more times. Yes, with different units Including repetition. Furthermore, the side chains Z 1, Z 2, Z 3 and Z are different during the repetition.
  • the organic semiconductor material layer can be formed based on a CVD method, a stamp method, a vapor deposition method, a coating method, a spin coating method, an ink jet method, an immersion method, and the like.
  • a single-layer or multilayer organic semiconductor material layer based on a ⁇ -conjugated complex oligomer or a ⁇ -conjugated complex polymer can be formed.
  • the thickness S of the organic semiconductor material layer is expressed by the force S indicating f rows of several tens of nm to several ⁇ m.
  • the semiconductor device is composed of a top-gate / bottom-contact field effect transistor (FET)
  • FET top-gate / bottom-contact field effect transistor
  • various glass substrates various glass substrates with an insulating film formed on the surface, stone substrates, quartz substrates with an insulating film formed on the surface, and silicon substrates with an insulating film formed on the surface are used. I can power up.
  • polymethyl methacrylate polymethyl methacrylate
  • PMMA polybulal alcohol
  • PVA polybutanol
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PSF polyethersulfone
  • PES polyethylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • S flexible plastic 'films and plastics' composed of polymer materials, plastic sheets, and plastic substrates
  • a conductive substrate (a substrate made of a metal such as gold or a highly oriented graphite) as a support. Further, depending on the configuration and structure of the semiconductor device, the force with which the semiconductor device is provided on the support member.
  • This support member can also be made of the above-described materials.
  • silicon-containing materials SiO 2, SiN, etc.
  • aluminum oxide metal oxide
  • Examples thereof include insulators such as oxides and metal salts, or organic polymers such as polymethylmetatalylate (PMMA) and polybutanol (PVP).
  • PMMA polymethylmetatalylate
  • PVP polybutanol
  • the surface of the support is preferably smooth, but there is no problem even if there is roughness that does not contribute to the conductivity of the organic semiconductor material layer.
  • a silane cup may be used as an adhesion layer on the support surface. It is preferable to form a silanol derivative by a ring method, or to form a metal salt / metal complex thin film of an insulator by a CVD method or the like.
  • the channel formation region is composed of an organic semiconductor material layer.
  • the organic semiconductor material layer includes fine particles made of a conductor or a semiconductor! /, Or may /!
  • the channel forming region may be constituted of fine particles made of a conductor or a semiconductor and organic semiconductor molecules bonded to the fine particles.
  • the functional group that the organic semiconductor molecule has at the end is chemically bonded to the fine particles.
  • the organic semiconductor molecule and the fine particles are bonded to each other by the functional group that the organic semiconductor molecule has at both ends. It is preferable that a network-like conductive path is constructed by chemically (alternatingly) bonding.
  • the conductive path may be constituted by a single layer of a combination of fine particles and organic semiconductor molecules, and a three-dimensional network-like conductive path may be formed by a laminated structure of the combination of fine particles and organic semiconductor molecules. It may be configured.
  • a network-like conductive path By constructing a network-like conductive path in this way, charge transfer in the conductive path occurs predominantly in the direction of the molecular axis along the main chain of the organic semiconductor molecule, and inter-electron electrons are generated in the conductive path.
  • the mobility is not limited by electron movement between molecules, which is the cause of low mobility in semiconductor devices using conventional organic semiconductor materials.
  • the fine particles are gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), aluminum (A1), palladium (Pd), chromium (Cr), nickel (Ni), iron as conductors. (Fe) and!
  • CdS cadmium sulfide
  • CdSe cadmium selenide
  • CdTe gallium arsenide
  • TiO 2 titanium oxide
  • Si silicon force
  • the fine particles as a conductor refers to microparticles made of a material of the order or less of a volume resistivity of 10- 4 ⁇ ⁇ ⁇ (10- 2 ⁇ 'cm).
  • the fine particles of a semiconductor a material or made fine particles of the order of a volume resistivity of 10- 4 ⁇ ⁇ m (10- 2 ⁇ ⁇ cm) to 10 12 ⁇ ⁇ m (10 14 ⁇ ⁇ cm) Point to.
  • the range of the average particle size R of the fine particles is 5.0 X 10— 1Q m ⁇ R, preferably
  • OX 10 10 m ⁇ R ⁇ 1. 0 X 10 _6 m, more preferably 5. OX 10" 10 m ⁇ R ⁇ 1
  • a force that can give a spherical shape as the shape of the fine particles Other than this, for example, a triangle, a tetrahedron, a cube, a rectangular parallelepiped, a cone, a cylinder (rod), a triangular prism, a fiber, a pill-like fiber, etc. be able to .
  • the average particle size R of the fine particles when the shape of the fine particles is other than a spherical shape is the fine particle size other than the spherical shape.
  • the average value of the diameters of the spheres may be the average particle size R of the fine particles.
  • the average particle diameter R of the fine particles is, for example, transmission electron
  • the semiconductor device of the present invention When the semiconductor device of the present invention is applied to and used in a display device or various electronic devices, it may be a monolithic integrated circuit in which a large number of semiconductor devices are integrated on a support, or each semiconductor device may be cut. It may be individualized and used as a discrete part. Further, the semiconductor device may be sealed with resin.
  • an expression representing an electrode coating material bonded to the surface of the electrode made of metal that is, an electrode coating material before bonding to the surface of the electrode made of metal
  • the formula representing the electrode coating material after bonding to the electrode surface may be different because the electrode coating material bonds to the electrode surface.
  • the above-described various expressions are expressions representing the electrode coating material before being bonded to the surface of the electrode made of metal.
  • an intermediate compound between an inorganic substance and an organic substance for example, an organic-inorganic hybrid compound having a rigid ⁇ synergistic system is used as an electrode coating material.
  • the electrode coating material to the electrode (or source / drain electrode)
  • the organic semiconductor material constituting the organic semiconductor material layer and the source / drain electrode are bonded via the electrode coating material. This facilitates electron transfer between the organic semiconductor material constituting the semiconductor material layer and the source / drain electrodes, and as a result, for example, high mobility and low contact resistance can be achieved in the semiconductor device.
  • a metal ligand bond can be formed with a high probability by appropriately combining the two.
  • an organic ligand having two or more functional groups capable of coordinate bonding with a metal ion is reacted with a metal ion, the reaction proceeds sequentially, so that a polymer in which metal ions are arranged on the main chain. Use force S to form a complex.
  • Alkane molecule ( ⁇ bond) Alkene alkyne molecule ( ⁇ bond)
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a semiconductor device of Example 1
  • FIG. 1C is a semiconductor device of Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram of a channel forming region and its vicinity.
  • FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of the semiconductor device of Example 2.
  • FIG. 3 (B) and (B) in FIG. 3 are conceptual diagrams of a channel formation region of the semiconductor device of Example 3 and Example 4 and the vicinity thereof, respectively.
  • FIG. 4 is a view showing a synthesis scheme of a ⁇ -conjugated iron polymer in Example 4.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between mobility and channel length in the bottom gate / bottom contact type TFT prototypes of Example 1 and Example 3.
  • Example 1 relates to the electrode coating material according to the first aspect of the present invention, the electrode structure according to the first aspect of the present invention, and the semiconductor device according to the first aspect of the present invention.
  • the semiconductor device of Example 1, or the semiconductor devices of Examples 2 to 4 described later includes a channel forming region 16 composed of a gate electrode 13, a gate insulating layer 14, and an organic semiconductor material layer 17, and And a field effect transistor having source / drain electrodes 15 made of metal.
  • the portion of the source / drain electrode 15 in contact with the organic semiconductor material layer 17 constituting the channel formation region 16 is covered with electrode coating materials 21, 121, and 221.
  • the electrode structures of Example 1 or Examples 2 to 4 described later include an electrode 15 and electrode coating materials 21, 121, and 221 that coat the surface of the electrode 15.
  • the semiconductor device of Example 1 includes a bottom gate / bottom contact field effect transistor (FET), more specifically, a thin film transistor (TFT). / Bottom contact type TFT, as shown in the schematic partial cross-section in Fig. 1 (B),
  • the electrode coating material 21 is composed of an organic molecule represented by the formula (1), the functional group Y force S in the formula (1), and the surface of the electrode 15 (or source / drain electrode 15) composed of metal. Combine with.
  • Example 1 X in the formula (1) is absent, and Y in the formula (1) is the formula (3-1), that is, “one SH”, and the formula (1
  • Each of R and R in 1) is the formula (41), and Z, Z, Z, Z
  • Electrode coating material 21 is each the formula (51), that is, “one H”.
  • the gate electrode 13 is made of an aluminum (A1) layer
  • the gate insulating layer 14 is also made of SiO force
  • the source / drain electrode 15 is made of gold (Au) layer force
  • the channel forming region 16 is made of pentacene.
  • FIG. 1C A conceptual diagram of the channel forming region 16 and the vicinity thereof is shown in FIG. 1C, and the surface of the source / drain electrode 15 is covered with an electrode covering material 21.
  • the organic molecule represented by the formula (31) is schematically indicated by a circle.
  • Example 1 An outline of a method for manufacturing the semiconductor device of Example 1 will be described.
  • the gate electrode 13 is formed on the support 10. Specifically, a resist layer (not shown) from which a portion where the gate electrode 13 is to be formed is removed is formed on the insulating film 12 having a SiO force formed on the surface of the glass substrate 11 based on the lithography technique. . Thereafter, a chromium (Cr) layer (not shown) having a thickness of 0.5 nm as an adhesion layer and an aluminum (A1) layer having a thickness of 25 nm as a gate electrode 13 are sequentially formed on the entire surface by vacuum deposition. Then, the resist layer is removed. Thus, the gate electrode 13 can be obtained based on the so-called lift-off method.
  • the gate insulating layer 14 is formed on the support 10 including the gate electrode 13 (more specifically, the insulating film 12 formed on the surface of the glass substrate 11). Specifically, a gate insulating layer 14 having a SiO force with a thickness of 150 nm is formed on the gate electrode 13 and the insulating film 12 based on a sputtering method. When depositing the gate insulating layer 14, by covering a part of the gate electrode 13 with a hard mask, it is possible to form an extraction part (not shown) of the gate electrode 13 without a photolithography process. . [0075] [Step 120]
  • a source / drain electrode 15 made of a gold (Au) layer is formed on the gate insulating layer 14. Specifically, a titanium (Ti) layer (not shown) having a thickness of about 0.5 nm as an adhesion layer and a gold (Au) layer having a thickness of about 25 nm as a source / drain electrode 15 are sequentially formed. It is formed based on the vacuum deposition method. When depositing these layers, the source S / drain electrode 15 can be formed without a photolithography process by covering a part of the gate insulating layer 14 with a mask and a mask S.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • the surface of the electrode (source / drain electrode 15) is covered with an electrode covering material 21 (see (A) in FIG. 1).
  • a terpyridine thiol self-assembled monolayer is obtained by immersing the whole in a black mouth form solution of terbilidine disulfide represented by the formula (31) of 0.1 millimol / liter for 18 hours.
  • the surface of the electrode (source / drain electrode 15) was covered with an electrode coating material 21.
  • pentacene was deposited on the entire surface by using a vacuum evaporation apparatus to form a channel formation region 16 (see FIG. 1B).
  • the thickness of the channel forming region 16 above the gate insulating layer 14 located between the source / drain electrodes 15 was set to 50 nm.
  • a bottom gate / bottom contact type FET (specifically, a TFT) can be obtained by forming a passivation film (not shown) on the entire surface.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment.
  • the semiconductor device The gate / bottom contact type FET (specifically, TFT) was used. That is, the top gate / bottom contact type TFT, which is the semiconductor device of Example 2, shows a schematic partial cross-sectional view in FIG.
  • the surface of the source / drain electrode 15 is covered with an electrode covering material 21.
  • the source / drain electrode 15 is formed on the insulating film 12 by the same method as in [Step 120] of Example 1.
  • a single layer film of HMDS is formed on the surface of the support beam, specifically the insulating film 12).
  • a top gate / bottom contact type FET (specifically, TFT) can be obtained by forming a passivation film (not shown) on the entire surface.
  • Example 3 relates to the electrode coating material according to the second aspect of the present invention, the electrode structure according to the second aspect of the present invention, and the semiconductor device according to the second aspect of the present invention. Furthermore, the present invention relates to an electrode coating material according to the fourth aspect of the present invention, an electrode structure according to the fourth aspect of the present invention, and a semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention. More specifically, the semiconductor device of Example 3 is composed of a bottom gate / bottom contact type FET. This bottom gate / bottom contact type FET beam, specifically, TFT) is shown in FIG. 1 (B) has the same configuration and structure as shown in the schematic partial sectional view.
  • the semiconductor device of Example 3 is more specifically composed of a top gate / bottom contact type FET, and the top gate / bottom contact type FET beam, specifically, TFT) is FIG. 2B has the same configuration and structure as the schematic partial cross-sectional view shown in FIG. Therefore, the description of the specific configuration and structure of the semiconductor device of Example 3 is omitted.
  • the electrode coating material 121 is made of an organic molecule represented by the formula (1), and the functional group Y in the formula (1) is a surface of the electrode 15 (or the source / drain electrode 15) made of metal. And at least 1 selected from the group consisting of nitrogen atom, functional group R and functional group R in formula (1)
  • Z 1, Z and Z are each of the formula (51), ie “one H”, and the metal ion is iron (Fe
  • the electrode coating material 121 is made of an organic molecule represented by the formula (32). And the nitrogen atom, functional group R and functional group R in formula (1) are bonded to the metal ion.
  • the electrode coating material 121 also has an organic molecular force having a functional group capable of binding to a metal ion and a functional group binding to an electrode made of a metal (or the source / drain electrode 15). Then, chelate is formed by the bond between the functional group capable of binding to the metal ion and the metal ion.
  • the functional group capable of binding to the metal ion is terpyridine
  • the functional group binding to the metal electrode (or the source / drain electrode 15) is a thiol group.
  • the gate electrode 13 is made of an aluminum (A1) layer, the gate insulating layer 14 is also made of SiO, the source / drain electrode 15 is made of gold (Au), and the channel forming region 16 is made of pentacene. .
  • a conceptual diagram of the channel forming region 16 and the vicinity thereof is shown in FIG. 3A.
  • the surface of the source / drain electrode 15 is covered with an electrode covering material 121.
  • the organic molecule represented by the formula (32) is schematically shown by a rhombus.
  • the semiconductor device of Example 3 can be obtained by performing the following process following [Step 140] of Example 1 or following [Step I 220] of Example 2.
  • the semiconductor device of Example 3 can be manufactured based on the method of manufacturing a semiconductor device described in Example 1 or Example 2, and thus detailed description thereof is omitted.
  • Example 4 relates to the electrode coating material according to the third aspect of the present invention, the electrode structure according to the third aspect of the present invention, and the semiconductor device according to the third aspect of the present invention, Furthermore, this departure The present invention relates to an electrode coating material according to a fourth aspect, an electrode structure according to a fourth aspect of the present invention, and a semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention. More specifically, the semiconductor device of Example 4 is composed of a bottom gate / bottom contact type FET, and this bottom gate / bottom contact type FET beam (specifically, TFT) is shown in FIG. 1 (B) has the same configuration and structure as shown in the schematic partial sectional view.
  • TFT bottom gate / bottom contact type FET beam
  • the semiconductor device of Example 4 is more specifically composed of a top gate / bottom contact type FET, and this top gate / bottom contact type FET beam, specifically, TFT) is FIG. 2B has the same configuration and structure as the schematic partial cross-sectional view shown in FIG. Therefore, the description of the specific configuration and structure of the semiconductor device of Example 4 is omitted.
  • the electrode coating material 221 is composed of a first organic molecule and a second organic molecule.
  • the first organic molecule is composed of an organic molecule represented by the formula (1)
  • the second organic molecule is It consists of an organic molecule represented by formula (6).
  • the functional group Y in the formula (1) is bonded to the surface of the metal electrode (or source / drain electrode), and the nitrogen atom, the functional group R, and the functional group in the formula (1) are bonded.
  • At least one type selected from the group consisting of 1 group R force binds to a metal ion to form a chelate, and is adjacent to functional group R ′, functional group R ′ and functional group R ′ in formula (6) Nitrogen atom (next door
  • At least one selected from the group consisting of B) binds to a metal ion to form a chelate.
  • X in formula (1) is none
  • Y in formula (1) is formula (31), that is, "one SH”
  • R in formula (1) And R are the equations (41), and Z, Z, Z, Z, Z and Z
  • the first organic molecule is specifically composed of the organic molecule represented by the formula (32) described in Example 3.
  • Each of 1 2 3 and R ' is the formula (8 1), and each of ⁇ ', ⁇ ', ⁇ ', ⁇ ', ⁇ ' and ⁇ ' This is the formula (9-1), that is, “one H”, and the metal ion is an iron (Fe) ion.
  • the second organic molecule specifically consists of an organic molecule represented by the formula (33) shown on the right side of FIG.
  • the electrode coating material 221 is an organic molecule having a functional group capable of binding to a metal ion and a functional group binding to an electrode made of metal (or source / drain electrode 15). Consists of. And a chelate is formed by the coupling
  • the functional group capable of binding to the metal ion is terpyridine, and the functional group binding to the electrode made of metal (or the source / drain electrode 15) is a thiol group.
  • the gate electrode 13 is made of an aluminum (A1) layer, the gate insulating layer 14 is also made of SiO, the source / drain electrode 15 is made of gold (Au), and the channel forming region 16 is made of pentacene. .
  • a conceptual diagram of the channel forming region 16 and its vicinity is shown in FIG. 3B, and the surface of the source / drain electrode 15 is covered with an electrode covering material 221.
  • a ⁇ -conjugated iron polymer ⁇ [Fe—BL] 2+ -2BF— ⁇ is prepared in advance. Specifically, Tetra
  • the semiconductor device of Example 4 can be obtained by performing the following process following [Step 140] of Example 1 or following [Step 220] of Example 2.
  • the semiconductor device of Example 4 can be manufactured based on the manufacturing method of the semiconductor device described in Example 1 or Example 2, and thus detailed description thereof is omitted.
  • Example 1 Example 3, and Example 4, a bottom gate / bottom contact type TFT was fabricated.
  • five types of TFTs with channel lengths of 10 ⁇ ⁇ 20 ⁇ m, 50 ⁇ m, 70 ⁇ m, and 100 ⁇ m were prototyped.
  • the channel width was 5.6 mm for all prototypes.
  • the measurement results of mobility ⁇ in the linear region of Example 3 are shown.
  • the black circles indicated by “C” indicate the measurement results of mobility in the saturation region of Example 1, and the black triangles indicated by “D” are
  • Example 1 For comparison, in Example 1, a bottom gate / bottom contact type TFT without [Step 140] was prototyped and measured for contact resistance. As a result, the contact resistance was 30 k Q to 40 k Q, which was very high. Value. Also, the values of ⁇ and 11 are
  • Electrode covering material assists the electron transfer between the source / drain electrode made of metal and the channel formation region composed of the organic semiconductor material layer, resulting in a significant reduction in contact resistance and high mobility We were able to.
  • conjugated complex polymers have been shown to move faster in the main chain than normal organic conductive polymers, and a sufficient improvement in conductivity is theoretically supported. It has been.
  • Figure 5 also shows that mobility does not decrease much even when the channel length is 10 m.
  • the present invention has been described based on the preferred embodiments.
  • the present invention is not limited to these embodiments.
  • the structure, configuration, formation conditions, and manufacturing conditions of the semiconductor device are examples and can be changed as appropriate.
  • FET field effect transistor
  • the field effect transistor (FET) obtained by the present invention is applied to and used in a display device or various electronic devices, it may be a monolithic integrated circuit in which a large number of FETs are integrated on a support or a support member. However, each FET may be cut and individualized and used as a discrete component.
  • the force electrode in which the electrode is exclusively the source / drain electrode is not limited to the source / drain electrode, but is formed in a layer made of an organic conductive polymer (conductive material) or an organic semiconductor material.
  • the electrode coating material of the present invention can be widely applied to electrodes in fields where current is applied from an electrode or voltage is required to be applied.
  • the electrode coating material can be composed of the first organic molecule and the third organic molecule.
  • the first organic molecule is composed of an organic molecule represented by the formula (1).
  • the third organic molecule is composed of an organic molecule represented by formula (100-1), formula (100-2), or formula (1003). Then, the functional group Y in the formula (1) is bonded to the surface of the electrode made of metal, and the group consisting of the nitrogen atom, the functional group R, and the functional group R in the formula (1)
  • At least one selected from the above binds to a metal ion to form a chelate, and the functional group Y,, functional of the formula (100-0-1), the formula (100-2), or the formula (1003) Group ⁇ , functional group Y 'and
  • At least one selected from the group consisting of 1 2 3 and functional group Y ′ binds to a metal ion.
  • X in the formula (1) is any one of the formulas (2-1) to (2-10) as described above.
  • Y in the formula (1) is any one of the formulas (31) to (312), and each of R and R in the formula (1) is represented by the formulas (41) to ( 4 19), Z, Z, Z,
  • X ′′ in 100-1), formula (100-2), or formula (1003) is any one of formulas (2-1) to (2-10) as described above.
  • Each of Y “, Y", ⁇ "and ⁇ " in formula (100-2) or formula (100 3) is represented by the following formulas (101-1) to (101-15)
  • N and m are integers of 1 or more.

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Description

明 細 書
電極被覆材料、電極構造体、及び、半導体装置
技術分野
[0001] 本発明は、電極被覆材料、電極構造体、及び、半導体装置に関する。
背景技術
[0002] 従来のシリコン半導体基板等から半導体装置を製造する場合、フォトリソグラフィ技 術や各種の薄膜形成技術が用いられている。ところ力 これらの生産技術は複雑で あり、半導体装置の製造に長時間を必要とし、半導体装置の製造コストの低減に対 する大きな障害となっている。また、従来の半導体装置は所謂バルタであり、可撓性 や柔軟性が要求される分野への応用が困難である。
[0003] このような従来のシリコン半導体基板等に基づく半導体装置に代わる電子素子、例 えば、電界効果型トランジスタ（FET)として、導電性高分子材料を用いた素子の研 究、開発が鋭意進められており、柔軟、且つ、安価なプラスチック 'エレクトロニクスと いう新しい分野が拓かれつつある。そして、チャネル形成領域が有機半導体材料層 力も構成された所謂有機電界効果型トランジスタ力 例えば、特開平 10— 270712 ゃ特開 2000— 269515力、ら周失口である。
発明の開示
[0004] ところで、これらの特許公開公報に開示された技術にあっては、チャネル形成領域 を構成する有機半導体材料層は、金属から成るソース/ドレイン電極と、直接、接触 している。従って、このような形態にあっては、金属と有機半導体材料層の界面にお ける電子授受には著しいエネルギー損失を伴う。即ち、金属と有機半導体材料との 接合界面における電子授受は、自由電子が存在する金属界面と、量子化された空 間を有する有機半導体材料層の界面、更には、その接合界面における両者の距離 や向きの違いによって、大きな影響を受けるため、現状では、非常に非効率的である 。そして、その結果、コンタクト抵抗の値が大きぐまた、移動度が低いといった問題が 生じている。
[0005] 従って、本発明の目的は、低いコンタクト抵抗の値を得ることを可能とする電極被覆 材料、及び、電極構造体、並びに、低いコンタクト抵抗、高い移動度を達成し得る半 導体装置を提供することにある。
[0006] 上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様〜第 4の態様に係る半導体装置 は、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体材料層から構成されたチャネル形成領 域、及び、金属から成るソース/ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタから成 る半導体装置であり、チャネル形成領域を構成する有機半導体材料層と接するソー ス/ドレイン電極の部分は、電極被覆材料で被覆されている。また、上記の目的を達 成するための本発明の第 1の態様〜第 4の態様に係る電極構造体は、電極、及び、 該電極の表面を被覆する電極被覆材料から成る。
[0007] そして、上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様に係る電極被覆材料、 本発明の第 1の態様に係る半導体装置における電極被覆材料、本発明の第 1の態 様に係る電極構造体における電極被覆材料は、式（1)で示される有機分子から成り 式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極）の表面 と結合することを特徴とする。
[0008] また、上記の目的を達成するための本発明の第 2の態様に係る電極被覆材料、本 発明の第 2の態様に係る半導体装置における電極被覆材料、本発明の第 2の態様 に係る電極構造体における電極被覆材料は、式（1)で示される有機分子から成り、 式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極）の表面 と結合し、
式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする。
[0009] 即ち、本発明の第 2の態様に係る電極被覆材料、本発明の第 2の態様に係る半導 体装置、あるいは、本発明の第 2の態様に係る電極構造体（以下、これらを総称して 、単に、本発明の第 2の態様と呼ぶ場合がある）において、
• 式（1)中の窒素原子が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、 • 式（1)中の官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
1
• 式（1)中の官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、 • 式（1)中の窒素原子及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あ
1
るいは又、
• 式（1)中の窒素原子及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あ るいは又、
• 式（1)中の官能基 R及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あ
1 2
るいは又、
• 式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレート
1 2
を形成する。
[0010] 更には、上記の目的を達成するための本発明の第 3の態様に係る電極被覆材料、 本発明の第 3の態様に係る半導体装置における電極被覆材料、本発明の第 3の態 様に係る電極構造体における電極被覆材料は、第 1の有機分子及び第 2の有機分 子から成る電極被覆材料であって、
第 1の有機分子は、式（1)で示される有機分子から成り、
第 2の有機分子は、式（6)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極）の表面 と結合し、
式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式（6)中の官能基 R' 、官能基 R'並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から成る
1 2 1
群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/ 又は、式（6)中の官能基 R' 、官能基 R' 並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から
3 4 3
成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成するこ とを特徴とする。
[0011] 即ち、本発明の第 3の態様に係る電極被覆材料、本発明の第 3の態様に係る半導 体装置、あるいは、本発明の第 3の態様に係る電極構造体（以下、これらを総称して 、単に、本発明の第 3の態様と呼ぶ場合がある）において、
• 式（1)中の窒素原子が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、 • 式（1)中の官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、 • 式（1)中の官能基 が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、 • 式（1)中の窒素原子及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あ
1
るいは又、
• 式（1)中の窒素原子及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あ るいは又、
• 式（1)中の官能基 R及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレートを形成し、あ
1 2
るいは又、
• 式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレート
1 2
を形成する。
また、
• 式（6)中の官能基 R' が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
1
• 式（6)中の官能基 R' が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、 • 式 (6)中の官能基 R' に隣接した窒素原子 (便宜上、隣接窒素原子 Aと呼ぶ）が
1
金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
• 式 ½)中の官能基 R'及び官能基 R' が金属イオンと結合してキレートを形成し、
1 2
あるいは又、
• 式 (6)中の官能基 R'及び隣接窒素原子 Aが金属イオンと結合してキレートを形
1
成し、あるいは又、
• 式 (6)中の官能基 R'及び隣接窒素原子 Aが金属イオンと結合してキレートを形 成し、あるいは又、
• 式 (6)中の官能基 R' 、官能基 R'及び隣接窒素原子 Aが金属イオンと結合して
1 2
キレートを形成する。
あるいは又、若しくは、更には、
• 式（6)中の官能基 R' が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
3
• 式（6)中の官能基 R' が金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
4
• 式 (6)中の官能基 R' に隣接した窒素原子 (便宜上、隣接窒素原子 Bと呼ぶ）が
3
金属イオンと結合してキレートを形成し、あるいは又、
• 式 ½)中の官能基 R'及び官能基 R' が金属イオンと結合してキレートを形成し、 あるいは又、
• 式 (6)中の官能基 R'及び隣接窒素原子 Bが金属イオンと結合してキレートを形
3
成し、あるいは又、
• 式 (6)中の官能基 R'及び隣接窒素原子 Bが金属イオンと結合してキレートを形
4
成し、あるいは又、
• 式 (6)中の官能基 R' 、官能基 R'及び隣接窒素原子 Bが金属イオンと結合して
3 4
キレートを形成する。
[0012] 尚、式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少な
1 2
くとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、更には、係る金属イオンと、式 (6)中の官能基 R' 、官能基 R'及び官能基 R' に隣接した窒素原子から成る群から
1 2 1
選択された少なくとも 1種類が結合してキレートを形成することで、第 1の有機分子と 第 2の有機分子とが結合する。また、式 (6)中の官能基 R' 、官能基 R'及び官能基
1 2
R' に隣接した窒素原子から成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結
1
合してキレートを形成し、係る金属イオンと、式（6)中の官能基 R' 、官能基 R'及び
3 4 官能基 R' に隣接した窒素原子から成る群力 選択された少なくとも 1種類が結合し
3
てキレートを形成することで、第 2の有機分子と第 2の有機分子とが結合し、第 2の有 機分子の結合体が延びてレ、く。
[0013] また、上記の目的を達成するための本発明の第 4の態様に係る電極被覆材料、本 発明の第 4の態様に係る半導体装置における電極被覆材料、本発明の第 4の態様 に係る電極構造体における電極被覆材料は、金属イオンと結合し得る官能基、及び 、金属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極）と結合する官能基を有する有機 分子から成ることを特徴とする。尚、本発明の第 4の態様に係る電極被覆材料、本発 明の第 4の態様に係る半導体装置、あるいは、本発明の第 4の態様に係る電極構造 体（以下、これらを総称して、単に、本発明の第 4の態様と呼ぶ場合がある）において は、金属イオンと結合し得る官能基と、金属イオンとの結合によって、キレートが形成 される構成とすること力できるし、あるいは又、金属イオンと結合し得る官能基は、ピリ ジン若しくはその誘導体、又は、ビビリジン若しくはその誘導体、又は、テルピリジン 若しくはその誘導体であり、金属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極）と結合 する官能基は、チオール基、あるいは又、カルボキシル基、シァノ基、 チオシアナト基、アミノ基、シラノール基、ヒドロキシル基、ピリジン類、チォフェン類等 である構成とすることもできる。更には、金属イオンと結合し得る官能基として、ピルジ ル基ゃオリゴピリジル基、チオフェニル基、ジチォラト基、ォキサラト基等の、窒素原 子、硫黄原子、酸素原子による 1座、 2座あるいは 3座の配位子を挙げることができる
[0014] [化 1]
[0015]
Figure imgf000008_0001
[0016] 但し、
• 式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)のいずれかあるいは無しであり 式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、 式（1)中の Rは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、
1
式（1)中の Rは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Zは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、
1
Zは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、
Zは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、
3
Zは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、 • Zは、以下の式（5 1)乃至（5- - 18)のいずれかであり、
5
• Zは、以下の式（5 1)乃至（5- - 18)のいずれかであり、
6
• 式（6)中の X'は、以下の式（7— 1)乃至（7— 13)のいずれかであり、 • 式（6)中の R' は、以下の式（8 - 1)乃至（8— 19)の!/、ずれかであり、
1
• 式（6)中の R' は、以下の式（8 - 1)乃至（8— 19)の!/、ずれかであり、 • 式（6)中の R' は、以下の式（8 - 1)乃至（8— 19)の!/、ずれかであり、
3
• 式（6)中の R' は、以下の式（8 - 1)乃至（8— 19)の!/、ずれかであり、
4
• Z' は、以下の式（9 1)乃至（9 18)のいずれかであり、
1
• Z' は、以下の式（9 1)乃至（9 18)のいずれかであり、
• Z' は、以下の式（9 1)乃至（9 18)のいずれかであり、
3
• Z' は、以下の式（9 1)乃至（9 18)のいずれかであり、
4
• Z' は、以下の式（9 1)乃至（9 18)のいずれかであり、
5
• Z' は、以下の式（9 1)乃至（9 18)のいずれかであり、
6
• n, mは 1以上の整数である。
[化 3]
(2-3)
Figure imgf000009_0001
~ヽ 、 '
Figure imgf000010_0001
〔〕〔 上
2)S H上 H〇〇〇 HM I—
〔〕
Figure imgf000011_0001
T8SZ.0/.00Zdf/X3d 6
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0002
(c o上 = I
23 ()()c oCCoHH上 = I
233 ()()c oCCHH上 = I
C3OO(H)丄。 oCH上 I = - 2ョ"3()2C¾3H CHC( O)H oCH - I I
。 I I I H F C I I I
Figure imgf000013_0001
- H (9-1 ) F (9-2) - C I (9-3) - B r (9-4) I (9-5) - CH 3 (9-6) -(CH2)m CH3 (9-7) - 0(CH2)mCH 3 (9-9)
COOH (9-10) — (C =〇)H (9-1 1 ) - (C =。)CH 3 (9-12)
(C = 0)(CH2)mCH3 (9-13) - (C = 0)OCH 3 (9-14)
(C = 0)0(CH2)mCH 3 (9-15) — C6 H5 (9-16)
(C = 0)C6H5 (9-17) 一（C = 0)OCfih (9-18)
[0024] あるいは又、式（1)中の Xは、 π共役系や σ共役系で構成される分子構造を有し、
π共役系として、具体的には、フエニル基、ビュル基（ェチュル基）等炭素系不飽和 基を挙げること力 Sでき、 σ共役系として、スルフイド基、ジスルフイド基、シリル基等を 挙げること力 Sできるし、更には、 π共役系と σ共役系との複合系であってもよい。
[0025] 尚、式（1)中の Xは、有機分子を剛直な π共役構造体とするといつた観点から、両 側の結合部位に対して回転以外の自由度を持たないことが好ましい。
[0026] 本発明の第 2の態様、本発明の第 3の態様、あるいは又、本発明の第 4の態様にお いて、金属イオンを構成する金属として、広くは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、 遷移金属、希土類金属を挙げることができ、具体的には、例えば、鉄 (Fe)、コバルト (Co)、銅 (Cu)、ニッケル (Ni)、銀 (Ag)、白金 (Pt)、パラジウム (Pd)、ルテニウム ( Ru)、チタン (Ti)、亜鉛（Zn)、マグネシウム（Mg)、マンガン（Mn)を挙げることがで きる。
[0027] 本発明の第 1の態様〜第 4の態様（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場 合がある）にお!/、て、電極（ある!/、はソース/ドレイン電極）の表面を電極被覆材料で 被覆する方法として、例えばチオール基といった置換基を有する官能基 Yが電極（あ るいはソース/ドレイン電極）の表面に結合し得ることを利用して、自己集合単分子 膜としての電極被覆材料から成る層を電極（あるいはソース/ドレイン電極）の表面に 形成する方法を挙げることができるし、更には、電極（あるいはソース/ドレイン電極） の表面と官能基 Yとの結合を形成した上で、金属イオンの溶液に浸漬することでキレ ートを形成する方法を挙げることができる。 [0028] また、本発明にお!/、て、電極やソース/ドレイン電極を構成する金属として、金 (Au )、銀 (Ag)、銅 (Cu)、パラジウム (Pd)、 白金 (Pt)、クロム (Cr)、ニッケル (Ni)、アル ミニゥム（A1)、タンタル (Ta)、タングステン（W)、チタン (Ti)、インジウム（In)、錫（Sn )等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性 粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子を挙げることができるし、ソース/ドレイ ン電極を、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。尚、本発明の第 1の 態様〜第 4の態様に係る半導体装置にお!/、て、ゲート電極や各種の配線を構成する 材料として、これらの材料の他、不純物を含有したポリシリコン等の導電性物質、ポリ (3, 4—エチレンジォキシチォフェン）/ポリスチレンスルホン酸 [PEDOT/PSS]と いった有機材料 (導電性高分子)や、炭素系材料を挙げることもできる。ソース/ドレ イン電極やゲート電極、各種の配線を構成する材料は、同じ材料であってもよいし、 異なる材料であってもよレ、。
[0029] ソース/ドレイン電極やゲート電極、配線の形成方法として、これらを構成する材料 にも依るが、物理的気相成長法（PVD法）； MOCVD法を含む各種の化学的気相成 長法（CVD法）；スピンコート法;スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット 印刷法、グラビア印刷法といった各種印刷法;エアドクタコーター法、ブレードコータ 一法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースローノレコー ター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キヤ ストコーター法、スプレーコーター法、キヤピラリーコーター法、スリットオリフィスコータ 一法、カレンダーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法；スタンプ法；リフト' オフ法；エッチング法；シャドウマスク法；電解メツキ法や無電解メツキ法ある!/、はこれ らの組合せといったメツキ法；及び、スプレー法の内のいずれかと、必要に応じてパタ 一ユング技術との組合せを挙げることができる。尚、 PVD法として、（a)電子ビーム加 熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着等の各種真空蒸着法、（b)プラズマ蒸着法、（c) 2 極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周 波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、ノ ィァススパッタリング法等の各種スパッタリング法、（d) DC (direct current)法、 RF法 、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性ィ オンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。
[0030] ゲート絶縁層を構成する材料として酸化ケィ素系材料、窒化ケィ素（SiN )、金属
Y
酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなぐポリメチルメタタリ レート（PMMA)やポリビュルフエノール（PVP)、ポリビュルアルコール（PVA)にて 例示される有機系絶縁材料を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いるこ ともできる。尚、酸化ケィ素系材料として、酸化シリコン（SiO )、 BPSG、 PSG、 BSG x
、 AsSG、 PbSG、酸化窒化シリコン（SiON)、 SOG (スピンオングラス）、低誘電率 Si O系材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルォロカーボンポリマー及び ベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルォロエチレン、フッ化ァリールェ 一テル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機 SOG)を例示することができる
〇
[0031] ゲート絶縁層の形成方法として、上述した各種 PVD法；各種 CVD法;スピンコート 法；上述した各種印刷法；上述した各種コーティング法；浸漬法；キャスティング法；及 び、スプレー法の内のいずれかを挙げることができる。あるいは又、ゲート絶縁層は、 ゲート電極の表面を酸化あるいは窒化することによって形成することができるし、グー ト電極の表面に酸化膜や窒化膜を成膜することで得ることもできる。ゲート電極の表 面を酸化する方法として、ゲート電極を構成する材料にも依るが、 Oプラズマを用い た酸化法、陽極酸化法を例示することができる。また、ゲート電極の表面を窒化する 方法として、ゲート電極を構成する材料にも依るが、 Nプラズマを用いた窒化法を例 示すること力できる。あるいは又、例えば、 Au電極に対しては、一端をメルカプト基で 修飾された直鎖状炭化水素のように、ゲート電極と化学的に結合を形成し得る官能 基を有する絶縁性分子によって、浸漬法等の方法で自己組織的にゲート電極表面 を被覆することで、ゲート電極の表面にゲート絶縁層を形成することもできる。
[0032] チャネル形成領域を構成する有機半導体材料層と接するソース/ドレイン電極の 部分は、電極被覆材料で被覆されている力 具体的には、少なくとも、ソース/ドレイ ン電極の側面は電極被覆材料で被覆されて!/、る。ソース/ドレイン電極の側面及び 頂面が電極被覆材料で被覆されていてもよい。あるいは又、ソース/ドレイン電極の 側面は電極被覆材料で被覆されており、ソース/ドレイン電極の頂面は、後述する 絶縁膜を構成する絶縁材料で被覆されてレヽてもよレヽ。
[0033] チャネル形成領域としての有機半導体材料層を構成する有機半導体材料は、共役 結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に、チオール基（一 SH)、ァミノ 基（ NH )、イソシァノ基（ NC)、シァノ基（ CN)、チオアセトキシル基（ SCO CH )、又は、カルボキシ基（ COOH)を有することが好ましい。分子の両端に位置 する官能基は異なってレ、てもよレ、。
[0034] 具体的には、チャネル形成領域としての有機半導体材料層を構成する有機半導体 材料として、ペンタセン及びその誘導体 (TIPS ペンタセン等）、ナフタセン及びそ の誘導体（ルブレン、へキサプロピルナフタセン）、 P3HT、 PQT、 F8T2、構造式（1 1)の 4, 4，ービフエ二ルジチオール（BPDT)、構造式（12)の 4, 4'ージイソシァノビ フエニル、構造式（13)の 4, 4'ージイソシァノー p テルフエニル、及び構造式（14) の 2, 5 ビス（5，ーチオアセチルー 2，ーチォフエ二ノレ）チォフェン、構造式（15)の 4 , 4'ージイソシァノフエニル、構造式（16)のべンジジン（ビフエ二ルー 4, 4'ージアミ ン）、構造式（17)の TCNQ (テトラシァノキノジメタン）、構造式（18)のビフエ二ルー 4 , 4'ージカルボン酸、構造式（19)の 1 , 4ージ（4ーチォフエ二ルァセチリニル） 2— ェチルベンゼン、構造式（20)の 1 , 4ージ（4 イソシァノフエ二ルァセチリニル）ー2 ェチルベンゼンを例示することができる。
[0035] 構造式（11) : 4, 4'ービフエ二ルジチオール
[化 10]
Figure imgf000017_0001
[0036] 構造式（12) : 4, 4'—ジイソシァノビフエニル
[化 11]
Figure imgf000017_0002
[0037] 構造式（13) : 4, 4'—ジイソシァノー p—テルフエニル
[化 12]
Figure imgf000017_0003
[0038] 構造式（14) :2, 5 ビス（5， -チオアセチルー 2'—チォフエニル）チォフェン [化 13]
Figure imgf000018_0001
[0039] 構造式（15) :4, 4' ェ: ^ノレ
[化 14]
Figure imgf000018_0002
[0040] 構造式（16):ベ: 'ェニノレ一 4， 4
[化 15]
Figure imgf000018_0003
[0043] 構造式（19) :1, 4ージ（4ーチォフエ二ルァセチリニル）ー2 ェチルベンゼン [化 18]
[0044]
Figure imgf000018_0004
2—ェチノレベンゼン
[化 19]
Figure imgf000018_0005
[0045] また、有機半導体分子として、構造式（21)で表されるデンドリマーも用いることがで きる。
[0046] 構造式 (21) :デンドリマー
[化 20]
Figure imgf000019_0001
あるいは又、有機半導体材料として、構造式（22)で表される有機分子を用いること もできる。尚、構造式（22)中の「X」は、式（23— 1)、式（23— 2)、式（23— 3)、式（2 3— 4)のいずれかで表され、構造式（22)中の「Y」、「Υ」のそれぞれは、式（24— 1
1 2
)〜式（24— 9)のいずれかで表され、「Ζ」、「Ζ」、「Ζ」、「Ζ」のそれぞれは、式（25
1 2 3 4
—1)〜式（25— 11)のいずれかで表される。ここで、「η」の値は、 0あるいは正の整 数である。また、 Xは、式（23— 1)、式（23— 2)、式（23— 3)、式（23— 4)のいずれ かで表されるユニットが 1回以上、繰り返し結合したものであり、異なるユニットによる 繰り返しを含む。更には、側鎖 Z , Z , Z , Zは、繰り返し中において異なるものへと
1 2 3 4
変化してもよい。
[0048] [化 21]
Y「 X — Υ2 (22)
[0049] [化 22]
(23-1) (23-2)
Figure imgf000020_0001
[0050] [化 23]
SH (24-1) ― ΝΗ2 (24-2) COOH (24-3) CN (24-4) 一 NC (24-5) SCOCH3 (24-6)
HS
― NCS (24-8) SCN (24-9)
(24-7)
S
[0051] [化 24]
— H (25-1) (25-2) ― c (25-3) - Br (25-4) I (25-5) (CH2)N CH3 (25-6)
_0(CH2)nCH3 (25-7) - (C = 0)(CH2)nCH3 (25—8)
- (c=o)o(CH2)nCH3 (25-9)
- NH2 (25-10) - NO2 (25-11)
[0052] 尚、有機半導体材料層は、 CVD法、スタンプ法、蒸着法、塗布法、スピンコート法、 インクジェット法、浸漬法等に基づき形成することができ、これによつて、 兀共役錯体
、 π共役錯体オリゴマー、 π共役錯体ポリマーに基づく単層あるいは多層の有機半 導体材料層を形成することができる。有機半導体材料層の厚さとして、数十 nm乃至 数〃 mを f列示すること力 Sでさる。 [0053] 半導体装置の具体的な構成、構造として、半導体装置をボトムゲート/ボトムコンタ タト型の電界効果型トランジスタ（FET)から構成する場合、係るボトムゲート/ボトム コンタクト型の電界効果型トランジスタは、
(A)支持体上に形成されたゲート電極、
(B)ゲート電極上に形成されたゲート絶縁層、
(C)ゲート絶縁層上に形成されたソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極の間であってゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成 領域、
を備えている。
[0054] あるいは又、半導体装置をトップゲート/ボトムコンタクト型の電界効果型トランジス タ（FET)から構成する場合、係るトップゲート/ボトムコンタクト型の電界効果型トラ
(A)支持体上に形成されたソース/ドレイン電極、
(B)ソース/ドレイン電極の間の支持体上に形成されたチャネル形成領域、
(C)チャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
(D)ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている。
[0055] 支持体として、各種ガラス基板や、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石 英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン 基板を挙げること力できる。あるいは又、支持体として、ポリメチルメタタリレート（ポリメ タクリル酸メチル， PMMA)やポリビュルアルコール（PVA)、ポリビュルフエノール（ PVP)、ポリエチレンナフタレート（PEN)、ポリスルホン（PSF)、ポリエーテルスルホ ン（PES)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（PET)に例示さ れる有機ポリマー（高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチック 'フィルム やプラスチック 'シート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する）を挙げ ること力 Sでき、あるいは又、雲母を挙げることができる。このような可撓性を有する高分 子材料から構成された支持体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ 装置や電子機器への半導体装置の組込みあるいは一体化が可能となる。更には、 支持体として、その他、導電性基板 (金等の金属、高配向性グラフアイトから成る基板 )を挙げること力 Sできる。また、半導体装置の構成、構造によっては、半導体装置が支 持部材上に設けられている力 この支持部材も上述した材料から構成することができ る。ここで、絶縁膜として、含ケィ素系材料（SiO 、 SiN等）、酸化アルミニウム、金属
X Y
酸化物、金属塩等絶縁体、あるいは、ポリメチルメタタリレート（PMMA)、ポリビュル フエノール (PVP)等の有機高分子を例示することができる。支持体の表面は、平滑 であることが望ましいが、有機半導体材料層の導電性に寄与しない程度のラフネス が存在しても問題ない。
[0056] また、支持体を構成する材料に依っては、有機半導体材料層の安定性に悪影響を 与える場合があり、このような場合には、支持体表面に密着層として、例えば、シラン カップリング法によるシラノール誘導体を形成させたり、 CVD法等により絶縁体の金 属塩 ·金属錯体の薄膜を形成することが好ましい。
[0057] チャネル形成領域は、有機半導体材料層から構成されてレ、る力 場合によっては、 有機半導体材料層中に導体又は半導体から成る微粒子が含まれて!/、てもよ!/、。即 ち、チャネル形成領域は、導体又は半導体から成る微粒子、及び、該微粒子と結合 した有機半導体分子から成る構成とすることもできる。具体的には、有機半導体分子 が末端に有する官能基が、微粒子と化学的に結合していることが好ましぐ更には、 有機半導体分子が両端に有する官能基によって有機半導体分子と微粒子とが化学 的に（交互に)結合することで、ネットワーク状の導電路が構築されていることが好まし い。微粒子と有機半導体分子との結合体の単一層によって導電路が構成されていて もよレ、し、微粒子と有機半導体分子との結合体の積層構造によって 3次元的なネット ワーク状の導電路が構成されていてもよい。このようにネットワーク状の導電路を構築 することで、導電路内の電荷移動が、有機半導体分子の主鎖に沿った分子の軸方 向で支配的に起こり、導電路には分子間の電子移動が含まれない構造となる結果、 従来の有機半導体材料を用いた半導体装置における低い移動度の原因であった分 子間の電子移動によって移動度が制限されることが無くなり、分子の軸方向の移動 度、例えば非局在化した π電子による高い移動度を最大限に利用することができる ので、今までにな!/、高!/、移動度を実現することが可能となる。 [0058] 微粒子は、導体としての金 (Au)、銀 (Ag)、白金（Pt)、銅（Cu)、アルミニウム (A1) 、パラジウム (Pd)、クロム (Cr)、ニッケル (Ni)、鉄 (Fe)と!/、つた金属から成り、あるい は、これらの金属から構成された合金から成り、あるいは又、半導体としての硫化カド ミゥム（CdS)、セレン化カドミウム（CdSe)、テルル化カドミウム（CdTe)、ガリウム砒素 (GaAs)、酸化チタン (TiO )、又は、シリコン（Si)力も成る構成とすることができる。 尚、導体としての微粒子とは、体積抵抗率が 10— 4 Ω ·πι(10— 2 Ω 'cm)のオーダー以 下である材料から成る微粒子を指す。また、半導体としての微粒子とは、体積抵抗率 が 10— 4 Ω · m ( 10— 2 Ω · cm)乃至 1012 Ω · m ( 1014 Ω · cm)のオーダーを有する材料か ら成る微粒子を指す。微粒子の平均粒径 R の範囲は、 5. 0 X 10— 1Qm≤R 、好ま
AVE AVE
しくは 5. O X 10"10m≤R ≤1. 0 X 10_6m、より好ましくは 5. O X 10"10m≤R ≤1
AVE AVE
. 0 X 10— 8mであることが望ましい。微粒子の形状として球形を挙げることができる力 これに限るものではなぐその他、例えば、三角形、四面体、立方体、直方体、円錐、 円柱状（ロッド）、三角柱、ファイバー状、毛玉状のファイバ一等を挙げることができる 。尚、微粒子の形状が球形以外の場合の微粒子の平均粒径 R は、球形以外の微
AVE
粒子の測定された体積と同じ体積を有する球を想定し、係る球の直径の平均値を微 粒子の平均粒径 R とすればよい。微粒子の平均粒径 R は、例えば、透過型電子
AVE AVE
顕微鏡 (TEM)にて観察された微粒子の粒径を計測することで得ることができる。
[0059] 本発明の半導体装置を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場 合、支持体に多数の半導体装置を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各 半導体装置を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、半 導体装置を樹脂にて封止してもよい。
[0060] 尚、本発明にあっては、金属から成る電極の表面と結合する電極被覆材料（即ち、 金属から成る電極の表面と結合する前の電極被覆材料)を表す式と、金属から成る 電極の表面と結合した後の電極被覆材料を表す式とは、電極被覆材料が電極の表 面と結合するが故に、異なる場合がある。このような場合にあっては、上述した各種の 式は、金属から成る電極の表面と結合する前の電極被覆材料を表す式である。
[0061] 本発明にあっては、無機物と有機物の中間の化合物であり、例えば、剛直な π共 役系を有する有機 無機ハイブリッド化合物を電極被覆材料として用い、し力、も、電 極被覆材料を電極（あるいはソース/ドレイン電極）と直接結合させることで、更には 、例えば、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料とソース/ドレイン電極とを 電極被覆材料を介して結合させることによって、半導体材料層を構成する有機半導 体材料とソース/ドレイン電極の間の電子授受が容易となり、結果として、例えば、半 導体装置における高移動度、低コンタクト抵抗を達成することができる。
[0062] また、金属イオンと有機配位子による錯形成反応において、両者を適切に組み合 わせると、高い確率で金属 配位子結合を形成させることができる。特に、金属ィォ ンと配位結合できる官能基を 2つ以上有する有機配位子と金属イオンを反応させると 、逐次的に反応が進行するため、主鎖上に金属イオンが並んだ高分子錯体を生成 すること力 Sでさる。
[0063] 尚、有機分子を電子移動媒体とした場合、電子移動の効率は、
アルカン系分子（ σ結合） <アルケン 'アルキン系分子（ π結合）
であることが広く知られており、更には、有機金属イオン種を有するアルケン ·ァルキ ン化合物群 (d π結合)を加味すると、
σ結合ぐ π結合 < < d π結合
となり、電子移動の起こり易さは、 d π結合によって、接合された分子群が最も適し ている。
図面の簡単な説明
[0064] [図 1]図 1の (Α)及び (Β)は、実施例 1の半導体装置の模式的な一部断面図であり、 図 1の（C)は、実施例 1の半導体装置のチャネル形成領域及びその近傍の概念図で ある。
[図 2]図 2は、実施例 2の半導体装置の模式的な一部断面図である。
[図 3]図 3の (Α)及び (Β)は、それぞれ、実施例 3及び実施例 4の半導体装置のチヤ ネル形成領域及びその近傍の概念図である。
[図 4]図 4は、実施例 4における π共役鉄ポリマーの合成スキームを示す図である。
[図 5]図 5は、実施例 1及び実施例 3のボトムゲート/ボトムコンタクト型の TFT試作品 における移動度とチャネル長の関係を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態 [0065] 以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
(実施例 1)
[0066] 実施例 1は、本発明の第 1の態様に係る電極被覆材料、本発明の第 1の態様に係 る電極構造体、及び、本発明の第 1の態様に係る半導体装置に関する。ここで、実施 例 1の半導体装置、あるいは、後述する実施例 2〜実施例 4の半導体装置は、ゲート 電極 13、ゲート絶縁層 14、有機半導体材料層 17から構成されたチャネル形成領域 16、及び、金属から成るソース/ドレイン電極 15を有する電界効果型トランジスタか ら成る。そして、チャネル形成領域 16を構成する有機半導体材料層 17と接するソー ス/ドレイン電極 15の部分は、電極被覆材料 21 , 121 , 221で被覆されている。また 、実施例 1、あるいは、後述する実施例 2〜実施例 4の電極構造体は、電極 15、及び 、この電極 15の表面を被覆する電極被覆材料 21 , 121 , 221から成る。
[0067] 実施例 1の半導体装置は、より具体的には、ボトムゲート/ボトムコンタクト型の電界 効果型トランジスタ（FET)、より具体的には薄膜トランジスタ (TFT)から構成されて おり、このボトムゲート/ボトムコンタクト型の TFTは、図 1の（B)に模式的な一部断面 図を示すように、
(A)支持体 10上に形成されたゲート電極 13、
(B)ゲート電極 13上に形成されたゲート絶縁層 14、
(C)ゲート絶縁層 14上に形成されたソース/ドレイン電極 15、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極 15の間であってゲート絶縁層 14上に形成されたチヤネ ル形成領域 16、
を備えている。
[0068] そして、電極被覆材料 21は、式（1)で示される有機分子から成り、式（1)中の官能 基 Y力 S、金属から成る電極 15 (あるいはソース/ドレイン電極 15)の表面と結合する。
[0069] ここで、実施例 1において、式（1)中の Xは無しであり、式（1)中の Yは、式（3— 1)、 即ち、「一 SH」であり、式（1)中の R及び Rのそれぞれは式（4 1)であり、 Z , Z , Z
1 2 1 2
, Z , Z及び Zのそれぞれは、式（5 1)、即ち、「一 H」である。電極被覆材料 21は
3 4 5 6
、より具体的には、式（31)で示される有機分子（テルピリジンチオール)から成る。尚 、金属から成る電極の表面と結合した後の電極被覆材料 21にあっては、式（31)の「 —SH 」から「H」が取れて、「一 S 」となる。
[0070] [化 25]
Figure imgf000026_0001
[0071] また、ゲート電極 13はアルミニウム（A1)層から成り、ゲート絶縁層 14は SiO力も成 り、ソース/ドレイン電極 15は金（Au)層力も成り、チャネル形成領域 16はペンタセ ンから成る。チャネル形成領域 16及びその近傍の概念図を図 1の（C)に示すが、ソ ース/ドレイン電極 15の表面は、電極被覆材料 21によって被覆されている。尚、図 1 の（C)において、式（31)で示される有機分子を丸印で模式的に示す。
[0072] 以下、実施例 1の半導体装置を製造するための方法の概要を説明する。
[0073] [工程 100]
先ず、支持体 10上にゲート電極 13を形成する。具体的には、ガラス基板 11の表面 に形成された SiO力も成る絶縁膜 12上に、ゲート電極 13を形成すべき部分が除去 されたレジスト層（図示せず)を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層 としての厚さ 0. 5nmのクロム（Cr)層（図示せず）、及び、ゲート電極 13としての厚さ 2 5nmのアルミニウム (A1)層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジス ト層を除去する。こうして、所謂リフト'オフ法に基づき、ゲート電極 13を得ることができ
[0074] [工程 110]
次に、ゲート電極 13を含む支持体 10 (より具体的には、ガラス基板 11の表面に形 成された絶縁膜 12)上に、ゲート絶縁層 14を形成する。具体的には、厚さ 150nmの SiO力も成るゲート絶縁層 14を、スパッタリング法に基づきゲート電極 13及び絶縁 膜 12上に形成する。ゲート絶縁層 14の成膜を行う際、ゲート電極 13の一部をハード マスクで覆うことによって、ゲート電極 13の取出部（図示せず）をフォトリソグラフィ 'プ ロセス無しで形成すること力 Sできる。 [0075] [工程 120]
その後、ゲート絶縁層 14の上に、金 (Au)層から成るソース/ドレイン電極 15を形 成する。具体的には、密着層としての厚さ約 0· 5nmのチタン (Ti)層（図示せず）、及 び、ソース/ドレイン電極 15として厚さ約 25nmの金 (Au)層を、順次、真空蒸着法 に基づき形成する。これらの層の成膜を行う際、ゲート絶縁層 14の一部をノ、ードマス クで覆うことによって、ソース/ドレイン電極 15をフォトリソグラフィ 'プロセス無しで形 成すること力 Sでさる。
[0076] [工程 130]
次いで、 UVオゾン発生装置を用いて SiO力も成るゲート絶縁層 14の表面に OH 基を生成させた後、へキサメチルジシラザン（HMDS) 10%のトルエン溶液に全体を 浸漬して、ゲート絶縁層 14の表面に、後の工程で形成する有機半導体材料層 17の 下地層としての HMDSの単層膜を形成する。尚、図面においては、 HMDSの単層 膜の図示を省略している。
[0077] [工程 140]
その後、電極（ソース/ドレイン電極 15)の表面を電極被覆材料 21によって被覆す る（図 1の (A)参照）。具体的には、 0. 1ミリ'モル/リットルの式（31)に示したテルビ リジンジスルフイドのクロ口ホルム溶液に、全体を 18時間浸漬することで、テルピリジン チオール自己集合単分子膜である電極被覆材料 21によって電極（ソース/ドレイン 電極 15)の表面を被覆した。
[0078] [工程 150]
次いで、真空蒸着装置を用いて、ペンタセンを全面に堆積させ、チャネル形成領域 16を形成した（図 1の（B)参照）。ソース/ドレイン電極 15の間に位置するゲート絶縁 層 14の上方のチャネル形成領域 16の厚さを 50nmとした。
[0079] [工程 160]
最後に、全面にパッシベーシヨン膜（図示せず）を形成することで、ボトムゲート/ボ トムコンタクト型の FET (具体的には、 TFT)を得ることができる。
(実施例 2)
[0080] 実施例 2は、実施例 1の変形である。実施例 2においては、半導体装置を、トップゲ ート/ボトムコンタクト型の FET (具体的には、 TFT)とした。即ち、実施例 2の半導体 装置であるトップゲート/ボトムコンタクト型の TFTは、図 2の（B)に模式的な一部断 面図を示すように、
(A)支持体 10上に形成されたソース/ドレイン電極 15、
(B)ソース/ドレイン電極 15の間の支持体 10上に形成されたチャネル形成領域 1 6、
(C)チャネル形成領域 16上に形成されたゲート絶縁層 14、並びに、
(D)ゲート絶縁層 14上に形成されたゲート電極 13、
を備えている。
[0081] そして、ソース/ドレイン電極 15の表面は、電極被覆材料 21によって被覆されてい
[0082] 以下、実施例 2の半導体装置を製造するための方法の概要を説明する。
[0083] [工程 200]
先ず、実施例 1の [工程 120]と同様の方法で、絶縁膜 12上にソース/ドレイン 電極 15を形成する。
[0084] [工程 210]
次いで、実施例 1の [工程—130]と同様にして、支持体はり具体的には絶縁膜 12 )の表面に HMDSの単層膜を形成する。
[0085] [工程 220]
その後、実施例 1の [工程— 140]と同様にして、電極（ソース/ドレイン電極 15)の 表面を電極被覆材料 21によって被覆する（図 2の (A)参照）。
[0086] [工程 230]
次に、実施例 1の [工程一 150]と同様にして、厚さ 50nmのペンタセンを全面に堆 積させ、チャネル形成領域 16を形成する。
[0087] [工程 240]
その後、実施例 1の [工程—110]と同様にして、全面にゲート絶縁層 14を形成した 後、実施例 1の [工程—100]と同様にして、ゲート絶縁層 14上にゲート電極 13を形 成する（図 2の（B)参照）。 [0088] [工程 250]
最後に、全面にパッシベーシヨン膜（図示せず）を形成することで、トップゲート/ボ トムコンタクト型の FET (具体的には、 TFT)を得ることができる。
(実施例 3)
[0089] 実施例 3は、本発明の第 2の態様に係る電極被覆材料、本発明の第 2の態様に係 る電極構造体、及び、本発明の第 2の態様に係る半導体装置に関し、更には、本発 明の第 4の態様に係る電極被覆材料、本発明の第 4の態様に係る電極構造体、及び 、本発明の第 4の態様に係る半導体装置に関する。実施例 3の半導体装置は、より具 体的には、ボトムゲート/ボトムコンタクト型の FETから構成されており、このボトムゲ ート/ボトムコンタクト型の FETはり具体的には、 TFT)は、図 1の（B)に模式的な一 部断面図を示したと同様の構成、構造を有する。あるいは又、実施例 3の半導体装 置は、より具体的には、トップゲート/ボトムコンタクト型の FETから構成されており、 このトップゲート/ボトムコンタクト型の FETはり具体的には、 TFT)は、図 2の（B)に 模式的な一部断面図を示したと同様の構成、構造を有する。従って、実施例 3の半 導体装置の具体的な構成、構造の説明は省略する。
[0090] そして、電極被覆材料 121は、式（1)で示される有機分子から成り、式（1)中の官 能基 Yが、金属から成る電極 15 (あるいはソース/ドレイン電極 15)の表面と結合し、 式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも 1
1 2
種類が金属イオンと結合してキレートを形成する。
[0091] ここで、実施例 3において、式（1)中の Xは無しであり、式（1)中の Yは、式（3 1)、 即ち、「一 SH」であり、式（1)中の R及び Rのそれぞれは式（4 1)であり、 Z , Z , Z
1 2 1 2
, Z , Z及び Zのそれぞれは、式（5 1)、即ち、「一 H」であり、金属イオンは鉄（Fe
3 4 5 6
)イオンである。電極被覆材料 121は、より具体的には、式（32)で示される有機分子 から成る。そして、式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rが金属イオンと結合
1 2
してキレートを形成する。尚、金属から成る電極の表面と結合した後の電極被覆材料 121にあっては、式（32)の「一 SH―」から「H」が取れて、「一 S―」となる。
[0092] [化 26]
Figure imgf000030_0001
[0093] あるいは又、電極被覆材料 121は、金属イオンと結合し得る官能基、及び、金属か ら成る電極（あるいはソース/ドレイン電極 15)と結合する官能基を有する有機分子 力も成る。そして、金属イオンと結合し得る官能基と、金属イオンとの結合によって、キ レートが形成される。ここで、金属イオンと結合し得る官能基はテルピリジンであり、金 属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極 15)と結合する官能基はチオール基 である。
[0094] また、ゲート電極 13はアルミニウム（A1)層から成り、ゲート絶縁層 14は SiO力も成 り、ソース/ドレイン電極 15は金（Au)層力も成り、チャネル形成領域 16はペンタセ ンから成る。チャネル形成領域 16及びその近傍の概念図を図 3の（A)に示すが、ソ ース/ドレイン電極 15の表面は電極被覆材料 121によって被覆されている。尚、図 3 の (A)において、式（32)で示される有機分子を菱形で模式的に示す。
[0095] 実施例 3の半導体装置は、実施例 1の [工程 140]に引き続き、あるいは又、実施 例 2の [工程一 220]に引き続き、以下の処理を行うことで得ることができる。
[0096] 即ち、クロ口ホルムで全体を洗浄後、 0. 1モル/リットルのテトラフルォロボレート鉄
(II) (Fe2+ (BF )―)のエタノール溶液に全体を 1日浸漬することで、テルピリジンチォ
4 2
ールのテルピリジン部位に Fe2+イオンを結合させる。
[0097] この処理を除き、実施例 3の半導体装置は、実施例 1あるいは実施例 2において説 明した半導体装置の製造方法に基づき製造することができるので、詳細な説明は省 略する。
(実施例 4)
[0098] 実施例 4は、本発明の第 3の態様に係る電極被覆材料、本発明の第 3の態様に係 る電極構造体、及び、本発明の第 3の態様に係る半導体装置に関し、更には、本発 明の第 4の態様に係る電極被覆材料、本発明の第 4の態様に係る電極構造体、及び 、本発明の第 4の態様に係る半導体装置に関する。実施例 4の半導体装置は、より具 体的には、ボトムゲート/ボトムコンタクト型の FETから構成されており、このボトムゲ ート/ボトムコンタクト型の FETはり具体的には、 TFT)は、図 1の（B)に模式的な一 部断面図を示したと同様の構成、構造を有する。あるいは又、実施例 4の半導体装 置は、より具体的には、トップゲート/ボトムコンタクト型の FETから構成されており、 このトップゲート/ボトムコンタクト型の FETはり具体的には、 TFT)は、図 2の（B)に 模式的な一部断面図を示したと同様の構成、構造を有する。従って、実施例 4の半 導体装置の具体的な構成、構造の説明は省略する。
[0099] そして、電極被覆材料 221は、第 1の有機分子及び第 2の有機分子から成り、第 1 の有機分子は、式（1)で示される有機分子から成り、第 2の有機分子は、式（6)で示 される有機分子から成る。そして、式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極（あるい はソース/ドレイン電極）の表面と結合し、式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能
1 基 R力、ら成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形 成し、式 (6)中の官能基 R' 、官能基 R' 並びに官能基 R' に隣接した窒素原子（隣
1 2 1
接窒素原子 A)力 成る群力 選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキ レートを形成し、及び/又は（実施例 4においては、より具体的には、「及び」）、式 ½ )中の官能基 R' 、官能基 R' 並びに官能基 R' に隣接した窒素原子（隣接窒素原子
3 4 3
B)から成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成 する。
[0100] ここで、式（1)中の Xは無しであり、式（1)中の Yは、式（3 1)、即ち、「一 SH」であ り、式（1)中の R及び Rのそれぞれは式（4 1)であり、 Z , Z , Z , Z , Z及び Zの
1 2 1 2 3 4 5 6 それぞれは、式（5 1)、即ち、「一 H」であり、金属イオンは鉄 (Fe)イオンである。そ して、式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rが金属イオンと結合してキレート
1 2
を形成する。即ち、第 1の有機分子は、具体的には、実施例 3において説明した式（3 2)で示される有機分子から成る。
[0101] 一方、式（6)中の X'は、式（7— 5)であり（但し、 n= l)、式（6)中の R' 、 R， 、 R，
1 2 3 及び R' のそれぞれは、式（8 1)であり、 Ζ' 、Ζ' 、Ζ' 、Ζ' 、Ζ'及び Ζ' のそれぞ れは、式（9— 1)、即ち、「一 H」であり、金属イオンは鉄（Fe)イオンである。そして、 式 (6)中の官能基 R' 、官能基 R'及び隣接窒素原子 Aが金属イオンと結合してキレ
1 2
ートを形成し、式 (6)中の官能基 R' 、官能基 R'及び隣接窒素原子 Bが金属イオン
3 4
と結合してキレートを形成する。即ち、第 2の有機分子は、具体的には、図 4の右側に 示した式（33)で示される有機分子から成る。
[0102] あるいは又、実施例 4においても、電極被覆材料 221は、金属イオンと結合し得る 官能基、及び、金属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極 15)と結合する官能 基を有する有機分子から成る。そして、金属イオンと結合し得る官能基と、金属イオン との結合によって、キレートが形成される。ここで、金属イオンと結合し得る官能基は テルピリジンであり、金属から成る電極（あるいはソース/ドレイン電極 15)と結合する 官能基はチオール基である。
[0103] また、ゲート電極 13はアルミニウム（A1)層から成り、ゲート絶縁層 14は SiO力も成 り、ソース/ドレイン電極 15は金（Au)層力も成り、チャネル形成領域 16はペンタセ ンから成る。チャネル形成領域 16及びその近傍の概念図を図 3の（B)に示すが、ソ ース/ドレイン電極 15の表面は電極被覆材料 221によって被覆されている。
[0104] 予め π共役鉄ポリマー { [Fe— BL ]2+- 2BF—}を調製しておく。具体的には、テトラ
1 4
フルォロボレート鉄（II)と有機分子 BL (図 4のスキーム参照）とを 1 : 1の割合で、エタ
1
ノールとクロ口ホルムの 1： 1混合溶液中で混合することで、 π共役鉄ポリマー（図 4の スキームにおける式（33)を参照）を得ること力 Sできる。
[0105] そして、実施例 4の半導体装置は、実施例 1の [工程 140]に引き続き、あるいは 又、実施例 2の [工程 220]に引き続き、以下の処理を行うことで得ることができる。
[0106] 即ち、先ず、実施例 3と同様にして、クロ口ホルムで全体を洗浄後、 0. 1モル/リット ルのテトラフルォロボレート鉄（II) (Fe2+ (BF )―)のエタノール溶液に全体を 1日浸漬
4 2
することで、テルピリジンチオールのテルピリジン部位に Fe2+イオンを結合させる。
[0107] 次に、エタノールで洗浄後、式（33)で示される π共役鉄ポリマーを含むエタノール とクロ口ホルムの 1： 1混合溶液中に全体を 15分間浸漬する操作を、 2回繰り返した。 こうして、図 3の（Β)に示すように、ソース/ドレイン電極 15の表面は電極被覆材料 2 21によって被覆された状態となる。尚、図 3の（Β)において、式（32)で示される第 1 の有機分子を菱形で模式的に示し、式（33)で示される第 2の有機分子を三角形で 模式的に示す。
[0108] 以上の処理を除き、実施例 4の半導体装置は、実施例 1あるいは実施例 2において 説明した半導体装置の製造方法に基づき製造することができるので、詳細な説明は 省略する。
[0109] 実施例 1、実施例 3及び実施例 4においてボトムゲート/ボトムコンタクト型の TFT を試作した。尚、各実施例において、チャネル長力 それぞれ、 10 μ ΐΐΐ^ 20 μ m、 50 〃 m、 70〃 m、 100〃 mである 5種類の TFTを試作した。チャネル幅は、全ての試作 品において 5. 6mmとした。
[01 10] 得られた TFT試作品のコンタクト抵抗値 R (単位： k Ω )の平均値、飽和領域におけ る移動度 （単位： cm^ V—^ s—1)の平均値、線形領域における移動度 （単位： cm2
1 2
•V— s—1)の平均値の測定結果を、以下の表 1に示す。また、実施例 1及び実施例 3 のボトムゲート/ボトムコンタクト型の TFT試作品における移動度とチャネル長の関 係（但し、 V =— 5ボルト）を図 5に示す。尚、図 5において、「A」で示す黒丸印は、実 d
施例 3の飽和領域における移動度 の測定結果を示し、「B」で示す黒三角印は、
1
実施例 3の線形領域における移動度 ^ の測定結果を示し、「C」で示す黒丸印は、 実施例 1の飽和領域における移動度 の測定結果を示し、「D」で示す黒三角印は
1
、実施例 1の線形領域における移動度 の測定結果を示す。
[01 1 1] [表 1 ]
R μ μ
1 2
実施例 1 5. 7 0. 16 0. 16
実施例 3 2. 4 0. 22 0. 23
実施例 4 1 7 0. 09 0. 08
[01 12] 比較のために、実施例 1において、 [工程 140]を省略したボトムゲート/ボトムコ ンタクト型の TFTを試作してコンタクト抵抗値を測定したところ、 30k Q〜40k Qと非 常に高い値であった。また、 μ 、 11 の値は、それぞれ、
1 2
H = 0. 05
1
！丄 = 0. 03 であった。
[0113] このように、電極と、有機 無機ハイブリッド化合物（71共役錯体、 71共役錯体オリ ゴマー、あるいは、 π共役錯体ポリマー）から成る電極被覆材料とを、直接、化学的 に結合させることで、金属から成るソース/ドレイン電極と、有機半導体材料層から構 成されたチャネル形成領域との間の電子移動を、電極被覆材料が補助する結果、コ ンタクト抵抗の大幅な低減、高い移動度を実現することができた。また、共役錯体ポリ マーでは、主鎖中を流れる電荷の移動の速度は、通常の有機導電性高分子よりも速 いことが示されており、十分な導電性の向上は理論的にも裏付けられている。また、 図 5から、チャネル長が 10 mの場合でも、移動度の低下は余りないことが判る。
[0114] 以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明した力 本発明はこれらの実施例に 限定されるものではない。半導体装置の構造や構成、形成条件、製造条件は例示で あり、適宜変更することができる。本発明によって得られた電界効果型トランジスタ（F ET)を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持体や支持 部材に多数の FETを集積したモノリシック集積回路としてもよレ、し、各 FETを切断し て個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。実施例においては、電極を専 らソース/ドレイン電極とした力 電極は、ソース/ドレイン電極に限定されるもので はなく、有機導電性高分子 (導電性物質)あるいは有機半導体材料から成る層に電 極から電流を流し、あるいは又、電圧を印加することを要求される分野における電極 に対して、本発明の電極被覆材料を広く適用することができる。
[0115] 場合によっては、電極被覆材料を、第 1の有機分子、及び、第 3の有機分子から構 成することもできる。ここで、第 1の有機分子は、前述したとおり、式（1)で示される有 機分子から成る。一方、第 3の有機分子は、式（100— 1)、式（100— 2)、又は、式（ 100 3)で示される有機分子から成る。そして、式（1)中の官能基 Yが、金属から成 る電極の表面と結合し、式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群か
1 2
ら選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、且つ、式（10 0— 1)、式（100— 2)、又は、式（100 3)の官能基 Y， 、官能基 Υ， 、官能基 Y'及
1 2 3 び官能基 Y'から成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合する。
4
[0116] 但し、式（1)中の Xは、前述したとおり、式（2— 1)乃至（2— 10)のいずれかあるい は無しであり、式（1)中の Yは、式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中 の R及び Rのそれぞれは、式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z、
1 2 1 2 3
Z、R及び Zのそれぞれは、式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかである。一方、式（
4 5 6
100— 1)、式（100— 2)、又は、式（100 3)中の X"は、前述したとおり、式（2— 1) 乃至（2— 10)のいずれかであり、式（100— 1)、式（100— 2)、又は、式（100 3) 中の Y"、Y"、Υ"及び Υ"のそれぞれは、以下の式（101— 1)乃至（101— 15)の
1 2 3 4
いずれかであり、 W"及び W"のそれぞれは、以下の式（102— 1)乃至（102— 18)
1 2
のいずれかであり、 n, mは 1以上の整数である。
[0117] [化 27]
Figure imgf000035_0001
[0118] [化 28]
— SH (101- -1) ― OH (101-2) ― NH2 (101- -3)
― COOH (101- -4) ― (C = 0)H (101-5) - (C = 0)CH3 (101- -6)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (101 -7) 一 (C: = 0)OCH3 (101-8)
- (C = 0)0(CH2)mCH; 3 (101 -9) - C6 H5 (101-10)
- (C = 0)C6H5 (101 -11) - (C: = 0)OC6H5 (101-12)
(101-14) (101 -15)
Figure imgf000035_0002
[0119] [化 29]
Figure imgf000036_0001
e565 () () ()cccc oH102丄 7 ooH上 = = -—
233@()()c ooCHCH C上上 = I
2333()()()cCCcC oHH oOH上上 = = -—
3 ()()Cc。COOH上 oH oH上 = = - I l
322ョ33()()CH C OCHoCHCH - I l
- )H上F -—

Claims

請求の範囲
式（1)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極の表面と結合することを特徴とする電極 被覆材料。
[化 1]
Figure imgf000037_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、 n,
4 5 6
mは 1以上の整数である。
[化 2]
Figure imgf000037_0002
~ヽ 、 '
Figure imgf000038_0001
上
2)S H上 H〇〇〇 HM I—
Figure imgf000039_0001
- H (5-1) — F (5-2) - CI (5-3)
- Br (5—4) - I (5-5) - CH3 (5—6)
— (CH2)mCH3 (5-7) — OCH3 (5—8) - 0(CH2)mCH3 (5—9)
— COOH (5-10) - (C = 0)H (5-11) (C =〇)CH3 (5-12)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) — (C = 0)OCH3 (5-14)
— (C = 0)0(CH2)mCH3 (5-15) — C6 H5 (5-16)
― (C = 0)C6H5 (5-17) — (C =〇)OC6H5 (5—18) 式（1)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極の表面と結合し、
式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする電極被覆材料。
[化 6]
Figure imgf000040_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、 n,
4 5 6
mは 1以上の整数である。
[化 7]
Figure imgf000041_0001
[Οΐ^]
Figure imgf000042_0001
- H (5-1 ) ― F (5-2) - C 1 (5-3)
- B r (5-4) 一 I (5-5) 一 CH 3 (5-6)
— (CH2)m CH 3 (5-7) 一 OCH3 (5-8) - 0(CH2)mCH
― COOH (5-10) ― (C =〇)H (5-1 1 ) - (C =。)CH 3
- (C = 0) (CH2)mCH 3 (5-13) - (C: = 0)OCH 3 (5-14)
- (C = 0)0(CH2)mCH 3 (5-15) - c6 H5 (5-16)
- (C = 0) C6H 5 (5-1 7) 一 (C: = 0)OC6H5 (5-18) 第 1の有機分子及び第 2の有機分子から成る電極被覆材料であって、
第 1の有機分子は、式（1)で示される有機分子から成り、
第 2の有機分子は、式（6)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極の表面と結合し、
式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式（6)中の官能基 R' 、官能基 R'並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から成る
1 2 1
群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/ 又は、式（6)中の官能基 R' 、官能基 R' 並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から
3 4 3
成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成するこ とを特徴とする電極被覆材料。
[化 11]
Figure imgf000043_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3— 1)乃至（3— 12)のいずれかであり、式（1)中の R 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、式
4 5 6
(6)中の X'は、以下の式（7— 1)乃至（7— 13)のいずれかであり、式（6)中の R' 、R
1
' 、R'及び R' のそれぞれは、以下の式（8— 1)乃至（8— 19)のいずれかであり、 Z
， 、 Z， 、 Z， 、 Z， 、 Z，及び Z' のそれぞれは、以下の式（9 1)乃至（9- 8)のい
1 2 3 4 5 6
ずれかであり、 n, mは 1以上の整数である。
[化 12]
Figure imgf000044_0001
[化 13]
HS - (3-1) HOOC - (3-2) H 2N - (3-3)
HOS i (3-4) - S - (3-5) NC - (3-6)
OCN - (3-7) NCS - (3-8) HO - (3-9)
Figure imgf000044_0002
Figure imgf000045_0001
- H (5-1) 一 F (5-2) . C I (5-3)
- B r (5-4) - I (5-5) . CH3 (5-6)
— (CH2)mCH3 (5-7) - OCH3 (5-8) .0(CH2)mCH; (5-9)
― COOH (5-10) - (C = 0)H (5-11) ■ (C = 0)CH3 (5-12)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) — (C = 0)OCH3 (5-14)
- (C = 0)0(CH2)mCH3 (5 - 15) — C6H5 (5-16)
- (C = 0)C6H5 (5-17) - (C = 0)OC6H5 (5-18)
[化 16]
Figure imgf000046_0001
Figure imgf000046_0002
[化 17]
Figure imgf000047_0001
[化 18] - H (9-1 ) F (9-2) - C I (9-3)
- B r (9-4) I (9-5) - CH 3 (9-6) -(CH2)m CH3 (9-7) - 0(CH2)mCH 3 (9-9)
COOH (9-10) (C =〇)H (9-1 1 ) - (C =。)CH 3 (9-12)
(C = 0)(CH2)mCH3 (9-13) - (C = 0)OCH 3 (9-14)
(C = 0)0(CH2)mCH 3 (9-15) — C6 H5 (9-16)
(C = 0)C6H5 (9-17) 一（C = 0)OCfih (9-18)
[4] 金属イオンと結合し得る官能基、及び、金属から成る電極と結合する官能基を有す る有機分子から成ることを特徴とする電極被覆材料。
[5] 金属イオンと結合し得る官能基と、金属イオンとの結合によって、キレートが形成さ れることを特徴とする請求項 4に記載の電極被覆材料。
[6] 金属イオンと結合し得る官能基は、ピリジン若しくはその誘導体、ビビリジン若しくは その誘導体、又は、テルピリジン若しくはその誘導体であり、金属から成る電極と結合 する官能基はチオール基であることを特徴とする請求項 4に記載の電極被覆材料。
[7] 電極、及び、該電極の表面を被覆する電極被覆材料から成る電極構造体であって 電極被覆材料は、式（1)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極の表面と結合することを特徴とする電極 構造体。
[化 19]
Figure imgf000048_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z 、 Z 、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、 n
4 5 6
mは 1以上の整数である。
[化 20]
Figure imgf000049_0001
[化 21]
HS - (3-1 ) HOOC - (3-2) H 2N ― (3-3)
HOS i - (3-4) - S - (3-5) NC― (3-6)
OCN ― (3-7) NCS - (3-8) HO― (3-9)
Figure imgf000049_0002
[化 22]
Figure imgf000050_0001
- H (5-1) - F (5-2) - C I (5-3)
- B r (5—4) - I (5-5) - CH3 (5-6)
-(CH2)mCH3 (5-7) — OCH3 (5—8) - 0(CH2)mCH; (5-9)
- COOH (5-10) — (C =〇)H (5-11) - (C =。)CH3 (5-12)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) - (C = 0)OCH3 (5-14)
- (C = 0)0(CH2)mCH3 (5-15) — C6 H5 (5-16)
- (C = 0)C6H5 (5-17) — (C =〇)OC6H5 (5-18)
[8] 電極、及び、該電極の表面を被覆する電極被覆材料から成る電極構造体であって 電極被覆材料は、式（1)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極の表面と結合し、
式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする電極構造体。
[化 24]
Figure imgf000051_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R
1 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、 n,
4 5 6
mは 1以上の整数である。
[化 25]
Figure imgf000052_0001
[化 27]
Figure imgf000053_0001
- H (5-1) ― F (5-2) - C 1 (5-3)
- B r (5-4) 一 I (5-5) 一 CH3 (5-6)
— (CH2)mCH3 (5-7) 一 OCH3 (5-8) - 0(CH2)mCH
― COOH (5-10) ― (C =〇)H (5-11) - (C =。)CH3
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) - (C: = 0)OCH3 (5-14)
- (C = 0)0(CH2)mCH3 (5-15) - c6 H5 (5-16)
- (C = 0)C6H5 (5-17) 一 (C: = 0)OC6H5 (5-18) 電極、及び、該電極の表面を被覆する電極被覆材料から成る電極構造体であって 電極被覆材料は、第 1の有機分子及び第 2の有機分子から成り、
第 1の有機分子は、式（1)で示される有機分子から成り、
第 2の有機分子は、式（6)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成る電極の表面と結合し、
式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式（6)中の官能基 R' 、官能基 R'並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から成る
1 2 1
群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/ 又は、式（6)中の官能基 R' 、官能基 R' 並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から
3 4 3
成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成するこ とを特徴とする電極構造体。
[化 29]
Figure imgf000054_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R
1 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、式
4 5 6
(6)中の X'は、以下の式（7— 1)乃至（7— 13)のいずれかであり、式（6)中の R' 、R
1
' 、R'及び R' のそれぞれは、以下の式（8— 1)乃至（8— 19)のいずれかであり、 Z
2 3 4
' 、 Z' 、 Z' 、 Z' 、 Z'及び Z' のそれぞれは、以下の式（9 1)乃至（9 18)のい
1 2 3 4 5 6
ずれかであり、 n, mは 1以上の整数である。
[化 30]
Figure imgf000055_0001
[化 31]
Figure imgf000056_0001
ェ
CO
()上上一
Y ()3上 2
()) ()o oz3738 HO39 I--- ) ()sC H〇 N3536 I11 2) ()S H32 HM33 I --- raw
Figure imgf000057_0001
- H (5-1) 一 F (5-2) . C I (5-3)
- B r (5-4) - I (5-5) . CH3 (5-6)
— (CH2)mCH3 (5-7) - OCH3 (5-8) .0(CH2)mCH; (5-9)
― COOH (5-10) - (C = 0)H (5-11) ■ (C = 0)CH3 (5-12)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) — (C = 0)OCH3 (5-14)
- (C = 0)0(CH2)mCH3 (5 - 15) — C6H5 (5-16)
- (C = 0)C6H5 (5-17) - (C = 0)OC6H5 (5-18)
[化 34]
Figure imgf000058_0001
Figure imgf000058_0002
[化 35]
Figure imgf000059_0001
[化 36] — H (9-1 ) (9-2) - C I (9-3) 一 B r (9-4) 一 I (9-5) 一 CH 3 (9-6)
— (CH2)m CH3 (9-7) OCH3 (9-8) - 0(CH2)mCH 3 (9-9)
- COOH (9-10) 一 (C =。)H (9-1 1 ) - (C =。)CH 3 (9-1 2)
- (C =。)(CH2)mCH3 (9- -13) 一 (c : = 0)OCH 3 (9一 14)
- (C = 0)0(CH2)mCH 3 (9- -15) 一 c6 H5 (9-16)
- (C = 0)C6H5 (9- -17) - (C: = 0)OC6H5 (9-18)
[10] 電極、及び、該電極の表面を被覆する電極被覆材料から成る電極構造体であって 電極被覆材料は、金属イオンと結合し得る官能基、及び、金属から成る電極と結合 する官能基を有する有機分子から成ることを特徴とする電極構造体。
[11] 金属イオンと結合し得る官能基と、金属イオンとの結合によって、キレートが形成さ れることを特徴とする請求項 10に記載の電極構造体。
[12] 金属イオンと結合し得る官能基は、ピリジン若しくはその誘導体、ビビリジン若しくは その誘導体、又は、テルピリジン若しくはその誘導体であり、金属から成る電極と結合 する官能基はチオール基であることを特徴とする請求項 10に記載の電極構造体。
[13] ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体材料層から構成されたチャネル形成領域、 及び、金属から成るソース/ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタから成る半 導体装置であって、
チャネル形成領域を構成する有機半導体材料層と接するソース/ドレイン電極の 部分は、電極被覆材料で被覆されており、
電極被覆材料は、式（1)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成るソース/ドレイン電極の表面と結合することを 特徴とする半導体装置。
[化 37]
Figure imgf000061_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、 n,
4 5 6
mは 1以上の整数である。
[化 38]
Figure imgf000061_0002
[化 39]
Figure imgf000062_0001
s
上
Figure imgf000063_0001
- H (5-1) — F (5-2) - CI (5-3)
- Br (5—4) - I (5-5) - CH3 (5—6)
— (CH2)mCH3 (5-7) — OCH3 (5—8) - 0(CH2)mCH3 (5—9)
— COOH (5-10) - (C = 0)H (5-11) (C =〇)CH3 (5-12)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) — (C = 0)OCH3 (5-14)
— (C = 0)0(CH2)mCH3 (5-15) — C6 H5 (5-16)
― (C = 0)C6H5 (5-17) — (C =〇)OC6H5 (5—18) ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体材料層から構成されたチャネル形成領域、 及び、金属から成るソース/ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタから成る半 導体装置であって、
チャネル形成領域を構成する有機半導体材料層と接するソース/ドレイン電極の 部分は、電極被覆材料で被覆されており、
電極被覆材料は、式（1)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成るソース/ドレイン電極の表面と結合し、 式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成することを特徴とする半導体装置。
[化 42]
Figure imgf000064_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、 n,
4 5 6
mは 1以上の整数である。
[化 43]
Figure imgf000065_0001
[化 45] [9 ]
Figure imgf000066_0001
- H (5-1) — F (5-2) - CI (5-3)
- Br (5—4) - I (5-5) - CH3 (5—6)
— (CH2)mCH3 (5-7) — OCH3 (5—8) - 0(CH2)mCH3 (5—9)
— COOH (5-10) - (C = 0)H (5-11) — (C =〇)CH3 (5-12)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) — (C = 0)OCH3 (5-14)
— (C = 0)0(CH2)mCH3 (5-15) — C6 H5 (5-16)
― (C = 0)C6H5 (5-17) — (C =〇)OC6H5 (5—18) ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体材料層から構成されたチャネル形成領域、 及び、金属から成るソース/ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタから成る半 導体装置であって、
チャネル形成領域を構成する有機半導体材料層と接するソース/ドレイン電極の 部分は、電極被覆材料で被覆されており、
電極被覆材料は、第 1の有機分子及び第 2の有機分子から成り、
第 1の有機分子は、式（1)で示される有機分子から成り、
第 2の有機分子は、式（6)で示される有機分子から成り、
式（1)中の官能基 Yが、金属から成るソース/ドレイン電極の表面と結合し、 式（1)中の窒素原子、官能基 R及び官能基 Rから成る群から選択された少なくとも
1 2
1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、
式（6)中の官能基 R' 、官能基 R'並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から成る
1 2 1
群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成し、及び/ 又は、式（6)中の官能基 R' 、官能基 R' 並びに官能基 R' に隣接した窒素原子から
3 4 3
成る群から選択された少なくとも 1種類が金属イオンと結合してキレートを形成するこ とを特徴とする半導体装置。
[化 47]
Figure imgf000068_0001
但し、式（1)中の Xは、以下の式（2— 1)乃至（2— 10)の!/、ずれかあるいは無しであ り、式（1)中の Yは、以下の式（3 1)乃至（3 12)のいずれかであり、式（1)中の R
1 及び Rのそれぞれは、以下の式（4 1)乃至（4 19)のいずれかであり、 Z、 Z、 Z
2 1 2 3
、 Z、 Z及び Zのそれぞれは、以下の式（5— 1)乃至（5— 18)のいずれかであり、式
4 5 6
(6)中の X'は、以下の式（7— 1)乃至（7— 13)のいずれかであり、式（6)中の R' 、R
1
' 、R'及び R' のそれぞれは、以下の式（8— 1)乃至（8— 19)のいずれかであり、 Z
2 3 4
' 、 Z' 、 Z' 、 Z' 、 Z'及び Z' のそれぞれは、以下の式（9 1)乃至（9 18)のい
1 2 3 4 5 6
ずれかであり、 n, mは 1以上の整数である。
[化 48]
Figure imgf000068_0002
[化 49]
HS - (3 ■1) HOOC— (3. 2) H 2N - (3-3) HOS i - (3 ■4) - S - (3 5) NC一 (3-6) OCN ― (3 ■7) NCS - (3 8) HO - (3-9)
Figure imgf000069_0001
[化 50]
Figure imgf000070_0001
- H (5-1) 一 F (5-2) . C I (5-3)
- B r (5-4) - I (5-5) . CH3 (5-6)
— (CH2)mCH3 (5-7) - OCH3 (5-8) .0(CH2)mCH; (5-9)
― COOH (5-10) - (C = 0)H (5-11) ■ (C = 0)CH3 (5-12)
- (C = 0)(CH2)mCH3 (5-13) — (C = 0)OCH3 (5-14)
- (C = 0)0(CH2)mCH3 (5 - 15) — C6H5 (5-16)
- (C = 0)C6H5 (5-17) - (C = 0)OC6H5 (5-18)
[化 52]
Figure imgf000071_0001
Figure imgf000071_0002
[化 53]
Figure imgf000072_0001
[化 54] - H (9-1 ) F (9-2) - C I (9-3) - B r (9-4) I (9-5) - CH 3 (9-6) -(CH2)m CH3 (9-7) - 0(CH2)mCH 3 (9-9)
COOH (9-10) — (C =〇)H (9-1 1 ) - (C =。)CH 3 (9-12)
(C = 0)(CH2)mCH3 (9-13) - (C = 0)OCH 3 (9-14)
(C = 0)0(CH2)mCH 3 (9-15) — C6 H5 (9-16)
(C = 0)C6H5 (9-17) 一（C = 0)OCfih (9-18) ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体材料層から構成されたチャネル形成領域、 及び、金属から成るソース/ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタから成る半 導体装置であって、
チャネル形成領域を構成する有機半導体材料層と接するソース/ドレイン電極の 部分は、電極被覆材料で被覆されており、
電極被覆材料は、金属イオンと結合し得る官能基、及び、金属から成るソース/ド 電極と結合する官能基を有する有機分子から成ることを特徴とする半導体装置
[17] 金属イオンと結合し得る官能基と、金属イオンとの結合によって、キレートが形成さ れることを特徴とする請求項 16に記載の半導体装置。
[18] 金属イオンと結合し得る官能基は、ピリジン若しくはその誘導体、ビビリジン若しくは その誘導体、又は、テルピリジン若しくはその誘導体であり、金属から成るソース/ド レイン電極と結合する官能基はチオール基であることを特徴とする請求項 16に記載 の半導体装置。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5532553B2 (ja) * 2008-06-11 2014-06-25 凸版印刷株式会社 薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタアレイ及び画像表示装置
JP2010040897A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Sony Corp 有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタの製造方法、および電子機器
JP5549073B2 (ja) * 2008-12-12 2014-07-16 ソニー株式会社 有機半導体装置およびその製造方法
EP2494617A1 (en) 2009-10-26 2012-09-05 Imec Method for fabricating organic devices
JP2011216647A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成体の製造方法、機能性素子の製造方法および半導体素子の製造方法
FR2960703B1 (fr) * 2010-05-28 2012-05-18 Commissariat Energie Atomique Dispositif optoelectronique avec electrode enterree
CN102610756B (zh) * 2012-03-31 2014-07-16 上海交通大学 一种溶液法低电压高性能有机薄膜晶体管及其制备方法
WO2014208442A1 (ja) * 2013-06-26 2014-12-31 シャープ株式会社 薄膜トランジスタ
CN106062982B (zh) 2014-02-19 2019-04-26 默克专利股份有限公司 环胺表面改性剂和包含这样的环胺表面改性剂的有机电子器件
JP6330408B2 (ja) * 2014-03-20 2018-05-30 凸版印刷株式会社 薄膜トランジスタ及びその製造方法
KR102439505B1 (ko) 2015-06-11 2022-09-02 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판
CN105185835A (zh) * 2015-07-30 2015-12-23 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置
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
KR102469279B1 (ko) * 2017-11-28 2022-11-22 주식회사 엘지화학 기상 증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288836A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Toshiba Corp 有機薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP2005011901A (ja) * 2003-06-17 2005-01-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 三端子素子の分子トランジスタ
WO2006019502A2 (en) 2004-06-21 2006-02-23 Dynamic Organic Light, Inc. Materials and methods of derivitzation of electrodes for improved electrical performance of oled display devices
US20060054883A1 (en) 2004-03-31 2006-03-16 Junichi Hanna Organic semiconductor device
JP2006100519A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6146547A (en) * 1987-02-02 2000-11-14 Chisso Corporation 2-substituted-alkyl ether and liquid crystal composition
GB9619284D0 (en) * 1996-09-16 1996-10-30 Celltech Therapeutics Ltd Chemical compounds
GB9622363D0 (en) * 1996-10-28 1997-01-08 Celltech Therapeutics Ltd Chemical compounds
KR100303934B1 (ko) 1997-03-25 2001-09-29 포만 제프리 엘 낮은작동전압을필요로하는유기반도체를갖는박막전장효과트랜지스터
JP3773688B2 (ja) 1999-03-10 2006-05-10 株式会社リコー ネットワークに接続可能な機器
US6900382B2 (en) * 2002-01-25 2005-05-31 Konarka Technologies, Inc. Gel electrolytes for dye sensitized solar cells
CA2474491A1 (en) * 2002-01-25 2003-08-07 Bill Beckenbaugh Structures and materials for dye sensitized solar cells
DE10228772A1 (de) * 2002-06-27 2004-01-15 Infineon Technologies Ag Verringerung des Kontaktwiderstandes in organischen Feldeffekttransistoren mit Palladiumkontakten durch Verwendung von Nitrilen und Isonitrilen
GB0224871D0 (en) * 2002-10-25 2002-12-04 Plastic Logic Ltd Self-aligned doping of source-drain contacts
EP1486551B1 (en) * 2003-06-13 2016-03-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and light emitting device
US20070178710A1 (en) * 2003-08-18 2007-08-02 3M Innovative Properties Company Method for sealing thin film transistors
JP5109223B2 (ja) * 2004-08-04 2012-12-26 ソニー株式会社 電界効果型トランジスタ
KR101030010B1 (ko) * 2004-09-18 2011-04-20 삼성모바일디스플레이주식회사 청색 발광 고분자 및 이를 채용한 유기 전계 발광 소자
JP4910314B2 (ja) * 2005-06-13 2012-04-04 ソニー株式会社 機能性分子素子及び機能性分子装置
KR101240656B1 (ko) * 2005-08-01 2013-03-08 삼성디스플레이 주식회사 평판표시장치와 평판표시장치의 제조방법
KR101186725B1 (ko) * 2006-02-21 2012-09-28 삼성전자주식회사 불소계 고분자 박막을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 및 이의 제조방법
JP5127155B2 (ja) * 2006-05-12 2013-01-23 株式会社日立製作所 配線および有機トランジスタとその製法
WO2008023549A1 (fr) * 2006-08-23 2008-02-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Dérivés d'amines aromatiques et dispositifs électroluminescents organiques fabriqués à l'aide de ces dérivés
KR101151159B1 (ko) * 2006-09-19 2012-06-01 삼성전자주식회사 포스페이트계 자기조립단분자막을 포함하는 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법
KR20080040119A (ko) * 2006-11-02 2008-05-08 삼성전자주식회사 디클로로포스포릴기를 함유하는 자기조립단분자막 형성화합물을 이용한 유기박막 트랜지스터의 제조방법
JP5181487B2 (ja) * 2007-02-08 2013-04-10 ソニー株式会社 半導体装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288836A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Toshiba Corp 有機薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP2005011901A (ja) * 2003-06-17 2005-01-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 三端子素子の分子トランジスタ
US20060054883A1 (en) 2004-03-31 2006-03-16 Junichi Hanna Organic semiconductor device
WO2006019502A2 (en) 2004-06-21 2006-02-23 Dynamic Organic Light, Inc. Materials and methods of derivitzation of electrodes for improved electrical performance of oled display devices
JP2006100519A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KANAIZUKA K.: "Bottom Up Gosei shita Bis(terpyridine)iron(II) Sakutai Oligomer Shushoku Denkyoku no Denki Kagaku Tokusei", THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN SORITSU 70 SHUNEN KINEN TAIKAI KOEN YOSHISHU, SHADAN HOJIN THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN, 25 March 2003 (2003-03-25), pages 95, XP003025823 *
LI X ET AL.: "THIN SOLID FILMS", vol. 457, 15 June 2004, ELSEVIER-SEQUOIA S.A. LAUSANNE, article "Ultraviolet-visible and surface-enhanced Raman scattering spectroscopy studies on self-assembled films of ruthenium phthalocyanine on organic monolayer-modified silver substrates", pages: 372 - 380
OZOEMENA K I ET AL.: "ELECTROCHIMICA ACTA", vol. 51, 5 March 2006, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, article "Comparative electrochemistry and electrocatalytic activities of cobalt, iron and manganese phthalocyanine complexes axially co-ordinated to mercaptopyridine self-assembled monolayer at gold electrodes", pages: 2669 - 2677
See also references of EP2091077A4
TENG-YUAN DONG ET AL.: "Synthesis and Redox Behavior of Biferrocenyl-Functionalized Ruthenium(II) Terpyridine Gold Clusters", LANGMUIR, vol. 20, no. 21, 1 October 2004 (2004-10-01), pages 9340 - 9347, XP055001430, DOI: doi:10.1021/la0489458
YOSHIKI OHBA ET AL.: "Synthesis of A New Terpyridine Ligand Combined with Ruthenium(II) Complex and its Usage in the Stepwise Fabrication of Complex Polymer Wires on Gold", MACROMOLECULAR SYMPOSIA, vol. 235, 1 March 2006 (2006-03-01), pages 31 - 38, XP055001424, DOI: doi:10.1002/masy.200650305

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