專利名稱：有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管及其制造方法，更具體地涉及一種有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管通常用作顯示設(shè)備的開(kāi)關(guān)器件。該薄膜晶體管可由例如硅和有機(jī)材料的各種材料形成。有機(jī)薄膜晶體管由有機(jī)半導(dǎo)體材料形成，并且該有機(jī)薄膜晶體管使用柔性基板取代玻璃基板。除了有機(jī)薄膜晶體管使用有機(jī)半導(dǎo)體材料和柔性基板之外，該有機(jī)薄膜晶體管在結(jié)構(gòu)上與硅薄膜晶體管類似。
圖1是例示現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)薄膜晶體管的橫截面圖。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)薄膜晶體管包括形成在下基板51上的金屬材料的柵極52a；形成在下基板51包括柵極52a上的柵絕緣層53；與柵極52a的兩個(gè)邊緣交疊并且形成在柵絕緣層53上的源極55a和漏極55b；以及形成在柵絕緣層53包括源極55a和漏極55b上的有機(jī)半導(dǎo)體層54。在此情況下，源極55a和漏極55b可由鈀(Pd)或銀(Ag)的金屬材料形成。
然而，如果有機(jī)薄膜晶體管的源極和漏極由鉛(Pb)或銀(Ag)的金屬材料形成，則源極和漏極的金屬構(gòu)圖工藝是精巧且復(fù)雜的，而且各層之間的粘合強(qiáng)度變?nèi)酢?br> 因此，近來(lái)源極和漏極通常由銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)的透明導(dǎo)電層形成。該透明導(dǎo)電層的優(yōu)點(diǎn)在于其可通過(guò)簡(jiǎn)單容易的工藝形成。
然而，由該透明導(dǎo)電層形成的源極和漏極與有機(jī)半導(dǎo)體層直接接觸，由此該透明導(dǎo)電層與源極/漏極之間的接觸電阻增加。
即，如果由該透明導(dǎo)電層形成的源極/漏極與有機(jī)半導(dǎo)體層直接接觸，則在該透明導(dǎo)電層與源極/漏極之間的接觸表面中產(chǎn)生能障(energybarrier)。該能障阻礙電荷注入，由此透明導(dǎo)電層與源極/漏極之間的接觸電阻由于大量載流子在累加態(tài)下的不平滑運(yùn)動(dòng)而增大。
隨著有機(jī)半導(dǎo)體層54與源極55a/漏極55b之間的電阻增大，遷移率下降，從而薄膜晶體管的輸出特性在低電壓下發(fā)生電流混濁(currentclouding)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于提供一種有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限性和缺點(diǎn)所導(dǎo)致的一個(gè)或更多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法，其可通過(guò)降低在有機(jī)半導(dǎo)體層與源極和漏極之間的接觸表面中出現(xiàn)的接觸電阻來(lái)改善器件特性。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目的以及特征，將部分地在隨后的描述中進(jìn)行闡述，并且部分地通過(guò)對(duì)以下內(nèi)容的考察而對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得明了，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中獲知。本發(fā)明的上述目的和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)在撰寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)并獲得。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此具體實(shí)施和廣泛描述的那樣，一種有機(jī)薄膜晶體管包括形成在基板上的緩沖層；形成在所述緩沖層上的源極和漏極，其中所述源極和漏極中的每一個(gè)都形成為島狀；形成在所述源極和漏極上的有機(jī)半導(dǎo)體層；形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上的柵絕緣層；柵極，其與所述源極和漏極的兩個(gè)邊緣相交疊并且形成在所述柵絕緣層上；以及隧道阻擋層，其形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層與所述源極和所述漏極的接觸區(qū)域中。
此時(shí)，所述隧道阻擋層形成在包括所述源極和漏極的所述緩沖層上。此外，所述隧道阻擋層由CBP(4，48-N，N 8-二咔唑-聯(lián)苯)(4，48-N，N8-dicarbazole-biphenyl)、BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)(2，9-dimethyl-4，7-diphenyl-1，10-phenanthroline)、SiNx(多價(jià)氮化硅)或SiO2(二氧化硅)中的任何一種形成。
然后，由ITO或IZO形成所述源極和漏極。
此外，所述源極和漏極的每一個(gè)都形成為由ITO或IZO中的任一種和鉻(Cr)或鉬(Mo)中的任一種組成的雙層結(jié)構(gòu)。
所述有機(jī)半導(dǎo)體層由液晶聚芴嵌段共聚物(LCPBC)、并五苯或聚噻吩形成。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，一種制造有機(jī)薄膜晶體管的方法包括如下步驟在基板上形成緩沖層和透明導(dǎo)電層；通過(guò)對(duì)所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成源極和漏極；在所述緩沖層包括所述源極和漏極上形成隧道阻擋層；在所述基板包括所述隧道阻擋層上順序地形成有機(jī)半導(dǎo)體層和柵絕緣層；以及在所述柵絕緣層上形成柵極。
此時(shí)，由CBP(4，48-N，N 8-二咔唑-聯(lián)苯)、BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)、SiNx或SiO2中的任何一種形成所述隧道阻擋層。
此外，由ITO或IZO形成所述透明導(dǎo)電層。
此外，所述方法包括在所述透明導(dǎo)電層下面形成鉻(Cr)或鉬(Mo)的金屬層。
此外，所述有機(jī)半導(dǎo)體層由液晶聚芴嵌段共聚物(LCPBC)、并五苯或聚噻吩形成。
應(yīng)當(dāng)理解，上文對(duì)本發(fā)明的概述與下文對(duì)本發(fā)明的詳述都是示例性和解釋性的，旨在提供對(duì)如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


包含在本文中以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且并入本申請(qǐng)且構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖，例示了本發(fā)明的實(shí)施例，并與文字說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是例示了現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)薄膜晶體管的橫截面圖；圖2A至2D是例示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于制造有機(jī)薄膜晶體管的方法的橫截面圖；以及圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)薄膜晶體管的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其示例在附圖中例示出。只要有可能則在全部附圖中都使用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或者類似的部分。
以下，將參照附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法。
圖2A至2D是例示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法的橫截面圖。圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)薄膜晶體管的橫截面圖。
如圖2D所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)薄膜晶體管包括緩沖層412，其由有機(jī)材料形成并形成在下基板410上；島形源極414a/漏極414b，其形成在緩沖層412上并由ITO或IZO的透明導(dǎo)電層形成；隧道阻擋層416，其形成在緩沖層412包括源極414a/漏極414b上；有機(jī)半導(dǎo)體層418，其形成在隧道阻擋層416上并且由液晶聚芴嵌段共聚物(LCPBC)、并五苯或者聚噻吩形成；柵絕緣層420，其形成在有機(jī)半導(dǎo)體層418上；以及柵極422，其形成在柵絕緣層420上并且與所述源極414a/漏極414b相交疊。
在此情況下，隧道阻擋層416包括在有機(jī)半導(dǎo)體層418與源極414a/漏極414b之間的電壓降，以容易地把空穴注入源極414a/漏極414b中。因而，隧道阻擋層416降低了源極414a/漏極414b的功函，由此降低了阻礙電荷注入的能障。由于隧道阻擋層416，使得降低了在有機(jī)半導(dǎo)體層418與源極414a/漏極414b之間的接觸電阻。
在此情況下，接觸電阻可以根據(jù)隧道阻擋層416的厚度而變化。如果以10到110的厚度形成隧道阻擋層416，則在有機(jī)半導(dǎo)體層418與源極414a/漏極414b之間的接觸電阻將減小。如果以100以上的預(yù)定厚度形成隧道阻擋層416，則在有機(jī)半導(dǎo)體層418與源極414a/漏極414b之間的接觸電阻將增大。
優(yōu)選的是，以10到110的厚度淀積隧道阻擋層416。隧道阻擋層416可由CBP(4，48-N，N 8-二咔唑-聯(lián)苯)、BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)、SiNx或SiO2中的任何一種形成。
如下所述，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的薄膜晶體管的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如圖2A所示，在下基板410上形成緩沖層412，其中下基板410是由玻璃或透明塑料形成的。
淀積緩沖層412以改善有機(jī)半導(dǎo)體層的結(jié)晶化。
緩沖層412可由非有機(jī)絕緣材料形成。例如，緩沖層412由氧化硅(SiOx)層、氮化硅(SiNx)層或者氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)的淀積層形成。此外，緩沖層412可由有機(jī)絕緣材料形成。例如，緩沖層412由苯環(huán)丁烯(BCB)、丙烯酸類材料、聚酰亞胺、或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成。
然后，在緩沖層412上形成透明導(dǎo)電層414。透明導(dǎo)電層414可由銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)形成，該銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)由于其工藝簡(jiǎn)單而通常用于LCD器件。
當(dāng)在透明導(dǎo)電層下面形成鉻(Cr)或鉬(Mo)的金屬層時(shí)，源極/漏極中的每一個(gè)可由透明導(dǎo)電層和金屬層的雙層結(jié)構(gòu)形成，因此可以減小有機(jī)薄膜晶體管的源極/漏極的線路電阻。
如圖2B所示，在利用光刻膠(未示出)對(duì)透明導(dǎo)電層414進(jìn)行涂布后，將具有預(yù)定圖案的光掩模定位在所述光刻膠上方，并且利用光進(jìn)行照射，隨后顯影，由此對(duì)光刻膠進(jìn)行構(gòu)圖。
然后，利用經(jīng)構(gòu)圖的光刻膠作為掩模，選擇性地對(duì)透明導(dǎo)電層414進(jìn)行刻蝕，由此形成源極414a/漏極414b，并去除光刻膠。
如圖2C所示，在包括源極414a/漏極414b的緩沖層412上形成隧道阻擋層416。
優(yōu)選的是，以10到110的厚度淀積隧道阻擋層416。隧道阻擋層416可以由CBP(4，48-N，N 8-二咔唑-聯(lián)苯)、BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)、SiNx或SiO2中的任何一種形成。
在緩沖層412上和源極414a/漏極414b的上側(cè)面和側(cè)壁上形成隧道阻擋層416。
如圖2D所示，在包括隧道阻擋層416的下基板的全部表面上形成機(jī)材料，隨后對(duì)該有機(jī)材料進(jìn)行構(gòu)圖，由此形成有機(jī)半導(dǎo)體層418。有機(jī)半導(dǎo)體層418可由液晶聚芴嵌段共聚物(LCPBC)、并五苯或者聚噻吩形成。
此后，在有機(jī)半導(dǎo)體層418上形成非有機(jī)絕緣材料或有機(jī)絕緣材料以形成柵絕緣層420。
柵絕緣層420可由氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的非有機(jī)絕緣材料形成，或者可由BCB、丙烯酸類材料或者聚酰亞胺的有機(jī)絕緣材料形成。為獲得柵絕緣層420與有機(jī)半導(dǎo)體層之間的良好粘合強(qiáng)度，優(yōu)選的是，形成有機(jī)絕緣材料的柵絕緣層420。
然后，在柵絕緣層420上淀積金屬材料，隨后利用光刻法對(duì)該金屬材料進(jìn)行構(gòu)圖，由此形成與源極414a/漏極414b相交疊的柵極422。由此，完成了該有機(jī)薄膜晶體管。
柵極422可由金屬材料鉻(Cr)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鋁釹合金(ALNd)或鎢(W)形成，或者可由上述金屬的合金形成。
在此情況下，如果柵極422、柵絕緣層420、源極414a/漏極414b和有機(jī)半導(dǎo)體層418由有機(jī)材料形成，則可以用低溫工藝來(lái)制造它們。即，下基板410可由柔性塑料基板或膜來(lái)形成。
如圖3所示，具有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)薄膜晶體管的LCD器件包括鈍化層419和像素電極417。在此情況下，鈍化層419形成在下基板410包括有機(jī)薄膜晶體管上，其中該鈍化層由BCB、丙烯酸類材料、或者聚酰亞胺的有機(jī)絕緣材料形成。此外，像素電極417通過(guò)接觸孔421與漏極414b相連接。像素電極417形成在鈍化層419的像素區(qū)域中，其中像素電極417由ITO或IZO形成。
另外，與下基板410相對(duì)地設(shè)置了上基板，并且上基板與下基板410相接合。上基板包括防止漏光的黑底430，其在除了像素區(qū)域之外的多個(gè)部分上；表示顏色的濾色器層428；以及驅(qū)動(dòng)像素的公共電極426。下基板和上基板彼此接合，其間具有預(yù)定空間，并且在下基板與上基板之間的該預(yù)定空間中形成有液晶層431。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法具有下列優(yōu)點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)薄膜晶體管中，具有隧道阻擋層，其形成在有機(jī)半導(dǎo)體層與源極/漏極之間的接觸表面中。該隧道阻擋層降低了阻礙電荷注入的能障。因此，減小了在有機(jī)半導(dǎo)體層與源極/漏極之間的接觸電阻，由此改善了薄膜晶體管的遷移率特性，并防止了薄膜晶體管的輸出特性在低電壓下的電流混濁。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，本發(fā)明旨在覆蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型。
本申請(qǐng)要求2005年12月29日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)P2005-134409號(hào)的優(yōu)先權(quán)，如在此進(jìn)行充分闡述那樣通過(guò)引用并入其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)薄膜晶體管，該有機(jī)薄膜晶體管包括形成在基板上的緩沖層；形成在所述緩沖層上的源極和漏極，其中所述源極和漏極中的每一個(gè)都形成為島狀；形成在所述源極和漏極上的有機(jī)半導(dǎo)體層；形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上的柵絕緣層；柵極，其與所述源極和漏極的兩個(gè)邊緣交疊并且形成在所述柵絕緣層上；以及隧道阻擋層，其形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層與所述源極和漏極的接觸區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)薄膜晶體管，其中，所述隧道阻擋層形成在所述緩沖層包括所述源極和漏極上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)薄膜晶體管，其中，所述隧道阻擋層由CBP(4，48-N，N 8-二咔唑-聯(lián)苯)、BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)、SiNx或SiO2中的任何一種形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)薄膜晶體管，其中，所述源極和漏極由ITO或IZO形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)薄膜晶體管，其中，所述源極和漏極中的每一個(gè)都形成為由ITO或IZO中的任一種和鉻或鉬中的任一種組成的雙層結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)薄膜晶體管，其中，所述有機(jī)半導(dǎo)體層由液晶聚芴嵌段共聚物、并五苯或聚噻吩形成。
7.一種制造有機(jī)薄膜晶體管的方法，該方法包括如下步驟在基板上形成緩沖層和透明導(dǎo)電層；通過(guò)對(duì)所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成源極和漏極；在所述緩沖層包括所述源極和漏極上形成隧道阻擋層；在所述基板包括所述隧道阻擋層上順序地形成有機(jī)半導(dǎo)體層和柵絕緣層；以及在所述柵絕緣層上形成柵極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，由CBP(4，48-N，N 8-二咔唑-聯(lián)苯)、BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)、SiNx或SiO2中的任何一種來(lái)形成所述隧道阻擋層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，由ITO或IZO形成所述透明導(dǎo)電層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，該方法還包括以下步驟在所述透明導(dǎo)電層下面形成鉻或鉬的金屬層。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，由液晶聚芴嵌段共聚物、并五苯或聚噻吩形成所述有機(jī)半導(dǎo)體層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法，其可通過(guò)降低在有機(jī)半導(dǎo)體層與源極和漏極之間的接觸表面中出現(xiàn)的接觸電阻來(lái)改善器件特性。該有機(jī)薄膜晶體管包括形成在基板上的緩沖層；形成在所述緩沖層上的源極和漏極，其中所述源極和漏極中的每一個(gè)都形成為島狀；形成在所述源極和漏極上的有機(jī)半導(dǎo)體層；形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上的柵絕緣層；柵極，其與所述源極和漏極的兩個(gè)邊緣相交疊并且形成在所述柵絕緣層上；以及隧道阻擋層，其形成在所述有機(jī)半導(dǎo)體層與所述源極和漏極的接觸區(qū)域中。
文檔編號(hào)H01L51/40GK1992370SQ20061016297
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者韓敞昱 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社