专利名称：电子器件及其制造方法、和半导体器件及其制造方法
技术领域：
本公开内容涉及电子器件及其制造方法、和半导体器件及其制造方法。更具体地，本公开内容涉及具有由有机半导体材料制成的有源层(active layer)的电子器件及其制造方法、和具有由有机半导体材料制成的沟道形成区域(channel formation region)的半导体器件及其制造方法。
背景技术：
目前用在许多电子装置中的场效应晶体管(FET)(包括薄膜晶体管(TFT))，例如，由沟道形成区域、源/漏电极(source/drain electrodes)、栅绝缘层(gate insulatinglayer)和栅电极(gate electrode)构成。在这种情况中，沟道形成区域和源/漏电极形成于硅半导体基材上或硅半导体材料层上。栅绝缘层由SiO2制成且形成于硅半导体基材表面上或硅半导体材料层表面上。而且，形成栅电极以通过栅绝缘层面对沟道形成区域。注意，为了方便起见，将具有这样的结构的FET称为“顶栅型FET”。或者，FET由形成于基材上的栅电极、由SW2制成且形成于包括上部的栅电极部分的基材上的栅绝缘层、以及形成于栅绝缘层上的沟道形成区域和源/漏电极构成。注意，为了方便起见，将具有这样的结构的FET称为“底栅型FET”。而且，在分别具有这些结构的FET的制造中使用非常昂贵的半导体制造系统，于是强烈地期望制造成本的降低。鉴于该情形，在近年中，已积极地进行使用由有机半导体分子制成的薄膜的电子器件的开发。特别地，有机电子器件(在下文中，在一些情况中简称为“有机器件”)如有机晶体管、有机发光器件和有机太阳能电池引起关注。可将低的成本、轻的重量、柔性和高的性能作为这些有机器件的最终目标。而且，据说开发的关键是有机半导体材料的物性(Physicalities)0与以硅为中心的无机材料相比，有机半导体材料具有多种优势(1)可以低成本、在低温下且使用简单的工艺制造具有大面积的有机器件；(2)可制造具有柔性的有机器件；和(3)将构成有机材料的分子改性成所需形式，由此使得可控制有机器件的性能和物性。而且，特别地，关于施加沉积方法如印刷方法的研究被发展为低温和简单的工艺。该技术，例如，描述于W02003/016599中。现在，为了在低温下且使用简单的工艺制造有机器件，在低温工艺中除了沟道形成区域以外也形成各种层是重要的。由于该原因，正在进行例如制造有机材料(具体地，通过使聚合物分子溶解而获得的覆盖材料)的栅绝缘层的研究。
发明内容
当在具有柔性的树脂基材上设置有机器件时，优选地，尽可能地在低温下，具体地，在200°C或更低，更优选地，180°C或更低的工艺温度下形成待设置在该基材上的构成元件如栅绝缘层和有机半导体材料层。为何降低工艺温度的原因是由于当该树脂基材暴露于高温环境气氛时，存在这样的可能性该树脂基材收缩或软化而恶化，使得该有机器件本身被破坏。鉴于该原因，实施各种途径以在200°C或更低的低温下形成栅绝缘层。Tatsuya Shimada等白勺文^"Organic Transistor by Inkjet Printing Method",Applied Physics, Vol.70, p. 1452(2001)公开了其中在栅绝缘层中使用聚乙烯基苯酚(PVP)且电极和有机半导体材料层两者都通过利用喷墨印刷方法形成的技术。另外，Veres B. J.等的文献"Low_k insulator as the choice of dielectrics in organicfield-effect transistors”，Vol. 13,pp. 199(2003)公开了其中在具有低的相对介电常数的栅绝缘层上设置聚三烯丙基胺的制造FET的技术。然而，在这些技术的任一种中，在组成栅绝缘层的材料中使用热塑性树脂。因此，获得优异的可操作性，但是在耐溶剂性和热稳定性方面留下问题。因而，难以形成由薄膜形成且显示绝缘性质的精密的层。另外，报道了其中在绝缘层中使用已知绝缘性高的聚酰亚胺的例子。然而，当设法由前体聚合聚酰亚胺以形成绝缘层时，设定250°C或更高的高温是必要的。已进行本公开内容以解决上述问题，且因此期望提供制造包括与相关领域的情况相比可在低温下形成的绝缘层的电子器件的方法、制造包括与相关领域的情况相比可在低温下形成的栅绝缘层的半导体器件的方法、通过利用所述制造电子器件的方法获得的电子器件和通过利用所述制造半导体器件的方法获得的半导体器件。为了达成上述愿望，根据本公开内容的实施方式，提供包括如下的电子器件(A)控制电极；(B)第一电极和第二电极；和(C)有源层，所述有源层由有机半导体材料层构成，所述有源层设置在所述第一电极和所述第二电极之间使得通过绝缘层面对所述控制电极，其中至少接触所述有源层的所述绝缘层的部分由通过使结构通式(1)、(2)或C3)表示的材料固化而获得的层构成
权利要求
1.电子器件，包括
2.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述电子器件为场效应晶体管，其中所述控制电极对应于栅电极，所述第一电极和所述第二电极分别对应于源/漏电极，所述绝缘层对应于栅绝缘层，且所述有源层对应于沟道形成区域。
3.制造电子器件的方法，所述电子器件包括(A)控制电极；(B)第一电极和第二电极；和(C)有源层，所述有源层设置在所述第一电极和所述第二电极之间使得通过绝缘层面对所述控制电极，其中至少接触所述有源层的所述绝缘层的部分通过使结构通式(1)、(2)或(3)表示的材料固化而形成
4.根据权利要求3所述的制造电子器件的方法，其中所述电子器件为场效应晶体管，其中所述控制电极对应于栅电极，所述第一电极和所述第二电极分别对应于源/漏电极，所述绝缘层对应于栅绝缘层，且所述有源层对应于沟道形成区域。
5.半导体器件，包括在基材上的栅电极；栅绝缘层；源/漏电极；和沟道形成区域，其中至少接触所述沟道形成区域的所述栅绝缘层的部分由通过使结构通式(1)、(2)或C3)表示的材料固化而获得的层构成
6.制造半导体器件的方法，包括(a)在基材上形成栅电极且在整个表面上形成栅绝缘层
7.制造半导体器件的方法，包括(a)在基材上形成栅电极且在整个表面上形成栅绝缘层；(b)在所述栅绝缘层上形成沟道形成区域和沟道形成区域延伸部分，所述沟道形成区域和所述沟道形成区域延伸部分各自由有机半导体材料层构成；和(c)在所述沟道形成区域延伸部分上形成源/漏电极，其中至少接触所述沟道形成区域的所述栅绝缘层的部分通过使结构通式(1)、(2)或(3)表示的材料固化而形成
8.制造半导体器件的方法，包括(a)在基材上形成源/漏电极；(b)在整个表面上形成由有机半导体层构成的沟道形成区域；和(c)在整个表面上形成栅绝缘层，且在所述沟道形成区域上的所述栅绝缘层的部分上形成栅电极，其中至少接触所述沟道形成区域的所述栅绝缘层的部分通过使结构通式(1)、(2)或(3)表示的材料固化而形成
9.制造半导体器件的方法，包括(a)在基材上形成沟道形成区域和沟道形成区域延伸部分，所述沟道形成区域和所述沟道形成区域延伸部分各自由有机半导体材料层构成；(b)在所述沟道形成区域延伸部分上形成源/漏电极；和(C)在整个表面上形成栅绝缘层，且在所述沟道形成区域上的所述栅绝缘层的部分上形成栅电极，其中至少接触所述沟道形成区域的所述栅绝缘层的部分通过使结构通式(1)、(2)或(3)表示的材料固化而形成
全文摘要
本文中公开电子器件及其制造方法、和半导体器件及其制造方法。该电子器件包括(A)控制电极；(B)第一电极和第二电极；和(C)有源层，所述有源层由有机半导体材料层构成，该有源层设置在所述第一电极和所述第二电极之间使得通过绝缘层面对所述控制电极，其中至少接触所述有源层的所述绝缘层的部分由通过使结构通式(1)、(2)或(3)表示的材料固化而获得的层构成。
文档编号H01L51/10GK102386328SQ20111023871
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月18日 优先权日2010年8月25日
发明者川岛纪之, 福田敏生 申请人:索尼公司