專利名稱：電極覆蓋材料、電極結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電極覆蓋材料、電極結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
在由傳統(tǒng)硅半導(dǎo)體基板等制造半導(dǎo)體的情況下，使用了光刻技 術(shù)和許多薄膜形成技術(shù)。然而，這些制造技術(shù)復(fù)雜，且制造半導(dǎo)體
裝置花費(fèi)長的時(shí)間，因此，對(duì)于降低半導(dǎo)體的制造成本出現(xiàn)了一系 列困難?，F(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置是所謂的塊型(bulk),因此使他們很難
應(yīng)用于要求柔性和塑性的場合。
為了提供替代基于傳統(tǒng)硅半導(dǎo)體基板等的半導(dǎo)體裝置的電子
裝置(例如，場效應(yīng)晶體管(FET))，對(duì)于使用導(dǎo)電高分子材料的 裝置的深入的研究與開發(fā)已經(jīng)取得了進(jìn)展。結(jié)果，現(xiàn)在正在開發(fā)柔 性的且廉價(jià)的塑性電子儀器的新領(lǐng)域。已知一種所謂的有機(jī)場效應(yīng) 晶體管，其通道形成區(qū)域由有機(jī)半導(dǎo)體材料層構(gòu)成，諸如由例如日 本專利7>開第Hei 10-270712號(hào)和日本專利/>開第2000-269515號(hào)所 />開的。

發(fā)明內(nèi)容
在這些日本公開專利申請(qǐng)所披露的技術(shù)中，形成通道形成區(qū)域 的有機(jī)半導(dǎo)體材料層與由金屬制成的源極/漏極直接接觸。在如上所 述這樣的結(jié)構(gòu)中，在金屬與有機(jī)半導(dǎo)體材料層之間的界面的電子傳遞伴有相當(dāng)大的能量損失。更特別地，在金屬與有機(jī)半導(dǎo)體材料層 的接合界面的電子傳遞很大程度受其中存在自由電子的金屬界面、 具有量子化的空間的有機(jī)半導(dǎo)體材料層的界面、以及在結(jié)合界面上 它們之間的距離與方向上的差異的影響，因此在現(xiàn)有情況下效率非 常低。結(jié)果，存在接觸電阻大且遷移率低的問題。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠獲得低的接觸電阻值的 電極覆蓋材料、電極結(jié)構(gòu)、和能夠?qū)崿F(xiàn)低接觸電阻以及高遷移率的 半導(dǎo)體裝置。
才艮據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第一至第四實(shí)施方式的半 導(dǎo)體裝置由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成，其包括柵極、柵絕緣層、由有機(jī)半 導(dǎo)體材料層構(gòu)成的通道形成區(qū)域、以及由金屬制成的源極/漏極構(gòu)
成，其中，該源+及/漏4及在其與用作通道形成區(qū)域的有沖幾半導(dǎo)體材料 層所接觸的部分用電極覆蓋材料所覆蓋。根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的 本發(fā)明的第 一 至第四實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)由電極和覆蓋該電極表 面的電極覆蓋材料構(gòu)成。
才艮據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式的電極覆蓋 材料、在根據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中使用的電極覆 蓋材料、以及在根據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)中使用的電 極覆蓋材料的特征在于，由式(1 )表示的有機(jī)分子制成，其中，
式(1 )中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極(或源極/漏極)的 表面。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電極覆蓋 材料、在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中使用的電極覆 蓋材料、以及在4艮據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電才及結(jié)構(gòu)中使用的電 極覆蓋材料的特征在于，由式(1 )表示的有機(jī)分子制成，其中， 式(1)中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極(或源極/漏極)的官能團(tuán)R！和官能團(tuán)R2 組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物。
更特別地，在才艮據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電極覆蓋材料、才艮 據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置以及才艮據(jù)本發(fā)明的第二實(shí) 施方式的電極結(jié)構(gòu)(往往可將這些全部統(tǒng)稱為本發(fā)明第二實(shí)施方 式)中，
-式(l)中的氮原子結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或 -式(l)中的官能團(tuán)R!結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(l)中的官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或 -式(1 )中的氮原子和官能團(tuán)R!結(jié)合至金屬離子，以形成螯合
物，或
-式(1 )中的氮原子和官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子，以形成螯合
物，或
-式(1)中的官能團(tuán)R,和官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子，以形成 螯合物，或
-式(1 )中的氮原子、官能團(tuán)R!和官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子， 以形成螯合物。
此外，沖艮據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第三實(shí)施方式的電^L 覆蓋材料、在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中使用的電 極覆蓋材料、以及在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)中使用 的電極覆蓋材料的特征在于，由第 一有機(jī)分子和第二有機(jī)分子制 成，其中，第一有機(jī)分子由式(1 )表示的有機(jī)分子構(gòu)成，且第二 有機(jī)分子由式(6)表示的有機(jī)分子構(gòu)成，式(1 )中的官能團(tuán)Y結(jié) 合至由金屬制成的電極(或源極/漏極)的表面，將選自由式(1) 中的氮原子、官能團(tuán)R和官能團(tuán)R2組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離 子結(jié)合，以形成螯合物，將選自由式(6)中的官能團(tuán)R、、官能團(tuán)R'2和與官能團(tuán)R'!相鄰的氮原子組成的組的至少 一 項(xiàng)與金屬離子結(jié) 合，以形成螯合物，和/或?qū)⑦x自由式(6)中的官能團(tuán)R'3、官能團(tuán) R'4和與官能團(tuán)R'3相鄰的氮原子組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié) 合，以形成螯合物。
更特別地，在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的電極覆蓋材料、根 據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置以及4艮據(jù)本發(fā)明的第三實(shí) 施方式的電極結(jié)構(gòu)(往往可將這些全部統(tǒng)稱為本發(fā)明第三實(shí)施方 式)中，
-式(1)中的氮原子結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或 -式(1 )中的官能團(tuán)R4結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或 -式(1 )中的官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(1 )中的氮原子和官能團(tuán)Ri結(jié)合至金屬離子，以形成螯合
物7或
-式(1 )中的氮原子和官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子，以形成螯合
物5或
-式(1)中的官能團(tuán)&和官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子，以形成
螯合物，或
-式(1 )中的氮原子、官能團(tuán)R!和官能團(tuán)R2結(jié)合至金屬離子，
以形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R、結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R'2結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(6)中的與官能團(tuán)R'!相鄰的氮原子(為了方1"更，以下稱 相鄰氮原子A)結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R、和官能團(tuán)R'2結(jié)合至金屬離子，以形成 螯合物，或團(tuán)R、和相鄰氮原子A結(jié)合至金屬離子，以 形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R'2和相鄰氮原子A結(jié)合至金屬離子，以 形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R、、官能團(tuán)R'2和相鄰氮原子A結(jié)合至金 屬離子，以形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R'3結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R'4結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(6)中的與官能團(tuán)R'3相鄰的氮原子(為了方1"更，以下稱 相鄰氮原子B)結(jié)合至金屬離子，以形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R、和官能團(tuán)R'4結(jié)合至金屬離子，以形成
螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R'3和相鄰氮原子B結(jié)合至金屬離子，以 形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R'4和相鄰氮原子B結(jié)合至金屬離子，以 形成螯合物，或
-式(6)中的官能團(tuán)R'3、官能團(tuán)R'4和相鄰氮原子B結(jié)合至金 屬離子，以形成螯合物。
應(yīng)注意，由于將選自由式(1 )中的氮原子、官能團(tuán)&和官能 團(tuán)R2組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物，且這種 金屬離子與選自由式(6)中的官能團(tuán)R'。官能團(tuán)R'2和與官能團(tuán)R、 相鄰的氮原子組成的組的至少一項(xiàng)結(jié)合在一起，以形成螯合物，所 以，第一有才幾分子與第二有4幾分子連4妄在一起。此外，將選自由式 (6)中的官能團(tuán)R、、官能團(tuán)R'2和與官能團(tuán)R',相鄰的氮原子組成 的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物，且這種金屬離子 與選自由式(6)中的官能團(tuán)R'3、官能團(tuán)R'4和與官能團(tuán)R、相鄰的氮原子組成的組的至少一項(xiàng)結(jié)合在一起，以形成螯合物，結(jié)果，第 二有才幾分子與另 一種第二有才幾分子連4妄在一起，乂人而4吏該第二有枳J 分子的連接體進(jìn)行伸長。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電極覆蓋 材料、在根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中使用的電極覆 蓋材料、以及在根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)中使用的電 極覆蓋材料的特征在于，其由具有能夠結(jié)合金屬離子的官能團(tuán)和結(jié) 合由金屬制成的電極(或源極/漏極)的官能團(tuán)的有機(jī)分子構(gòu)成。應(yīng) 注意，在根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電極覆蓋材料、根據(jù)本發(fā)明 的第四實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置以及才艮據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的
電極結(jié)構(gòu)(往往可將這些全部統(tǒng)稱為本發(fā)明第四實(shí)施方式)中，該 實(shí)施方式可被配置為，使能夠與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)與金屬離子 結(jié)合在一起，以形成螯合物，或能夠與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)由吡 啶或其衍生物、聯(lián)吡啶或其衍生物或者三聯(lián)吡，定或其衍生物制成， 且結(jié)合至由金屬制成的電極(或源極/漏極)的官能團(tuán)可由巰基、羧 基、氰基、異氰基、氰硫基、氨基、硅烷醇基、羥基、吡啶、噻吩 等構(gòu)成。此外，能夠與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)包括基于氮原子、硫
原子或氧原子的單齒配4立體、二齒配4立體或三齒配4立體，i者如吡^定 基、低聚吡啶基、苯硫基、二巰基、草?；?。
(化學(xué)式1 )(化學(xué)式2)
<formula>formula see original document page 40</formula>(6)
然而，在這點(diǎn)上，
-式(1 )中的X為以下式(2-1 ) ~ (2-10)中的4壬意或無，
-式(1)中的Y為以下式(3-1) ~ (3-12)中的任意，
-式(1 )中的R為以下式(4-1 ) ~ (4-19)中的4壬意，
-式(1 )中的R2為以下式(4-1 ) ~ (4-19)中的4壬意，
-Z!是以下式(5-1) ~ (5-18)中的任意，
-Z2是以下式(5-1) ~ (5-18)中的4壬意，
-Z3是以下式(5-1) ~ (5-18)中的任意，
-Z4是以下式(5-1) ~ (5-18)中的4壬意，
-Zs是以下式(5-1) ~ (5-18)中的4壬意，
-Z6是以下式(5-1) ~ (5-18)中的任意，
畫式(6)中的X'為式(7誦1 ) ~ (7-13)中的任意，
-式(6)中的R'為以下式(8-1) ~ (8-19)中的4壬意，
-式(6)中的R'2為以下式(8-1) ~ (8-19)中的4壬意，
-式(6)中的R'3為以下式(8-1) ~ (8-19)中的4壬意，
-式(6)中的R、為以下式(8-1) ~ (8-19)中的任意，
-Z'!為以下式(9-1) ~ (9-18)中的4壬意，
-Z'2為以下式(9-1 ) ~ (9-18)中的^f壬意，-Z'3為以下式(9-1 ) ~ (9-18)中的4壬意， -Z'4為以下式(9-1 ) ~ (9-18)中的4壬意， -Z、為以下式(9-1 ) ~ (9-18)中的4壬意， -Z'6為以下式(9-1) ~ (9-18)中的4壬意，以及 -n和m為1以上的整凄丈。
(化學(xué)式3)
<formula>formula see original document page 41</formula>(化學(xué)式4)
<formula>formula see original document page 41</formula><formula>formula see original document page 42</formula>
(化學(xué)式5)(化學(xué)式6)
<formula>formula see original document page 43</formula>
(化學(xué)式7)(化學(xué)式8)
<formula>formula see original document page 44</formula>(化學(xué)式9)
—H(9-1) — f (9-2)
—B r(9-4) — I (9-5)
~{CH2)mCH3 (9-7) — OCH3 (9-8)
一COOH(9-10) —(C:O)H (9-11)
一 (C=0)(CH2)mCH3 (9-13) —(C=0)OCH3
—(C=0)0(CH2)mCH3 (9-15)— C6H5
—(C=Q)C6H5 (9-17) —(C=0〉OCeH5
一G! (9-3) 一 CH3 (9-6) —0(CH2)mCH3 一 (C-。)CH3
(9-14)
(9-16)
(9-18)
(9-9) (9-12)
可選地，式(l)中的X可由兀共軛體系或cj共軛體系構(gòu)成的 分子結(jié)構(gòu)，且兀共軛體系的具體實(shí)例包括基于碳的不飽和基團(tuán)，諸 如苯基、乙烯基(乙炔基)等。cj共軛體系包括硫化物基團(tuán)、二硫
化物基團(tuán)、曱硅烷基團(tuán)等。此外，還可以使用Tl共軛體系與CT共軛
體系的復(fù)合體系。
應(yīng)注意，從提供的有機(jī)分子為剛性兀共軛結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看，式
(1 )中的X除相對(duì)于兩側(cè)的結(jié)合位置旋轉(zhuǎn)之外不具有其他自由度
應(yīng)該是有利的。
在本發(fā)明的第二、第三或第四實(shí)施方式中，,人廣泛的方面來"i兌， 作為金屬離子的金屬包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、稀土金屬 等，具體實(shí)例包括鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鎳(Ni)、銀(Ag)、 鉑(Pt)、 4巴(Pd)、釕(Ru)、 4太(Ti)、鋅(Zn)、 4美(Mg)和錳 (Mn)。
在本發(fā)明的第一至第四實(shí)施方式中(一^:可將其簡稱為本發(fā) 明)，作為用電極覆蓋材料來覆蓋電極(或源極/漏極)表面的方法，可以提及這樣的方法，其中，使用能夠結(jié)合至電極(或源極/漏極)
表面的具有取代基(諸如，例如，巰基)的官能團(tuán)Y，在電極(或 源極/漏極)表面上形成了由電極覆蓋材料制成的層，其為自組裝單 層?？蛇x地，可以提及這樣的方法，其中，在電極(或源極/漏極) 表面與官能團(tuán)Y之間結(jié)合之后，通過浸入到金屬離子的溶液中，而
形成螯合物。
在本發(fā)明的實(shí)際情況中，作為用于電極或源才及/漏極的金屬，可 才是及的有，卞者如金(Au)、 4艮(Ag)、銅(Cu)、 4巴(Pd)、鉬(Pt)、 鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鴒(W )、鈦(Yi)、銦(In )、 錫(Sn)等的金屬，或包含這些金屬元素的合金，由這些金屬制成 的導(dǎo)電顆粒，以及含有這些金屬的合金的導(dǎo)電顆粒。該源極/漏極可 被形成為包括含有這些元素的層的層壓結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意，在根據(jù)本發(fā) 明的第一至第四實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中，用于柵極和各種配線的 材料，除了這些材料之外，還包括諸如含雜質(zhì)的多晶硅的導(dǎo)電材料、 諸如聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸[PEDOT/PSS]的有機(jī)材 料(導(dǎo)電聚合物)、及碳材料。用于源極/漏極、柵極和各種配線的 材:扦可以;波此相同或不同。
作為形成源才及/漏一及、4冊(cè)才及和配線的方法，盡管取決于用于其的 構(gòu)成材料的種類，但可以提及的有，物理氣相沉積法(PVD法)； 各種化學(xué)氣相沉積法(CVD法)，包括MOCVD法；旋涂法；各種 印刷方法，包括絲網(wǎng)印刷法、噴墨印刷法、"交印法、凹;f反印刷法等； 各種》'余布方法，-渚如氣刀涂布才幾法、刮々反〉余布才幾法(blade coater method )、才奉式〉、余布才幾;去、舌j刀》'余布沖幾、法(knife coater method )、 4齊 壓式涂布一幾法、逆轉(zhuǎn)輥涂布才幾法、轉(zhuǎn)送輥涂布才幾法、凹W反涂布才幾法、 吻合式涂布才幾法、流延涂布才幾法、噴涂纟幾法、毛細(xì)管涂布一幾法 (capillary coater method )、 滑動(dòng)噴嘴涂布機(jī)法(slid orifice coater method )、壓延》、余布4幾法、》'曼漬法等；沖壓法(stamping method );
46剝離方法(lift-offmethod);蝕刻法；遮蔽掩才莫法；鍍方法諸如電鍍 法、化學(xué)鍍法和它們的組合；以及，如果需要的話，噴涂法以及其 與圖案形成技術(shù)的組合的任意。應(yīng)注意，作為PVD法，可提及的 是，(a)各種真空沉積法， -渚如電子束加熱法、電阻加熱法、閃速 ;冗禾口、法(flash deposition method)等，(b)等離子體;冗積、法，(c) 各種賊射法，i者^口雙才及賊射法(bipolar sputtering method )、 DC'減 射法、DC》茲控濺射法、高頻濺射法、,茲控'減射法、離子束濺射法、 偏壓臧射法等，以及(d)各種離子鍍方法，諸如DC (直流)法、 RF法、多陰才及法、活4b反應(yīng)法(activation reaction method )、 電場 沉積法、高頻離子鍍法、反應(yīng)離子鍍法等。
用于柵絕緣層的材料不僅包括例如硅氧化物材料、硅氮化物 (SiNY)和金屬氧化物高介電常數(shù)絕緣膜的無機(jī)絕緣材料，而且包 括例如聚曱基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚 乙烯醇(PVA)的有機(jī)絕緣材料，且還可以使用它們的組合。應(yīng)注 意，石圭氧4匕物材泮+包4舌，例如，石圭fU匕物(SiOx)、 BPSG、 PSG、 BSG、 AsSG、 PbSG、氮氧化硅(SiON )、 SOG (旋涂玻璃)、及4氐 介電常數(shù)Si02材料(例如，聚芳基醚、環(huán)全氟化碳聚合物和苯并環(huán) 丁烯、環(huán)狀氟樹脂、聚四氟乙烯、氟代芳基醚、氟代聚酰亞胺、無 定形碳、以及有才幾SOG)。
形成該柵絕緣層的方法為前述各種PVD法；各種CVD法；旋 涂法；前述各種印刷方法；前述各種涂布方法；浸漬法；鑄造法； 和噴涂法中的任意?？蛇x地，柵絕緣層可以通過氧化或氮化柵極表
面而形成，或通過在該棚4及表面上形成氧^:物膜或氮^:物"莫而獲
得。對(duì)于柵極表面的氧化，可提及例如使用02等離子體的氧化方 法或陽極化方法，但取決于用于該柵極的材料。還可選地，對(duì)于柵 才及表面的氮化，例如有使用N2等離子體的氮化方法，^f旦取決于用 于該棚4及的材并+。還可選i也，例如，對(duì)于Au電才及，可通過i者如浸漬方法的方法、用具有能夠化學(xué)結(jié)合至柵極的官能團(tuán)的絕緣分子
(例如在一個(gè)末端用巰基(mercapto )進(jìn)行修飾的直鏈烴)自組裝 地覆蓋該柵極表面，而在柵極上形成4冊(cè)絕緣層。
源極/漏極與形成通道形成區(qū)域的有機(jī)半導(dǎo)體材料層相接觸的 部分用電極覆蓋材料覆蓋，且更特別地，至少源極/漏極的側(cè)面用電 極覆蓋材料覆蓋。該源極/漏極也可用電極覆蓋材料在其側(cè)面和頂面 進(jìn)行覆蓋?？蛇x地，可以該源極/漏極的側(cè)面用電極覆蓋材料覆蓋， 而該源才及/漏才及的頂面用形成如下文將要描述的絕纟彖膜的絕緣材泮牛
用于作為通道形成區(qū)域的有機(jī)半導(dǎo)體材料層的有機(jī)半導(dǎo)體材
料由有機(jī)半導(dǎo)體分子制成，該有機(jī)半導(dǎo)體分子具有共軛^:，并優(yōu)選
在分子的相對(duì)終端具有巰基(-SH )、氨基(-NH2 )、異氰基(-NC )、 氰基(_CN)、硫代乙酰氧基(-SCOCH3)或羧基(-COOH)。
更特別地，用于形成用作通道形成區(qū)域的有^L半導(dǎo)體材料層的 有機(jī)半導(dǎo)體材料包括并五苯及其衍生物(TIPS-并五苯等)、并四苯 及其衍生物(紅熒烯(rubrene)、六丙基并四苯)、P3HT、 PQT、 F8T2、 結(jié)構(gòu)式(11)的4,4'-二巰基聯(lián)苯(BPDT)、結(jié)構(gòu)式(12)的4,4'-二異氰基聯(lián)苯基、結(jié)構(gòu)式(13 )的4，4'-二異氰基-p-三聯(lián)苯、結(jié)構(gòu)式
(14 )的2,5-雙(5'-硫代乙酰基-2'-苯好u基)噻吩、結(jié)構(gòu)式(15 )的4,4'-二異氰基苯基、結(jié)構(gòu)式(16)的聯(lián)苯胺(聯(lián)苯基-4,4'-二胺)、結(jié)構(gòu)式
(17)的TCNQ (四氰基對(duì)醌二甲烷)、結(jié)構(gòu)式(18)的聯(lián)苯-4,4'-二羧酸、結(jié)構(gòu)式(19)的1，4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙苯、以及1,4-二(4-異氰苯基乙炔基)-2-乙苯。
結(jié)構(gòu)式(ll): 4，4'畫二巰基聯(lián)苯[化學(xué)式10]
結(jié)構(gòu)式(12): 4,4'-二異氰基聯(lián)苯基 [化學(xué)式11]
結(jié)構(gòu)式(13 ): 4,4'-二異氰基-p-三聯(lián)苯 [化學(xué)式l2]
結(jié)構(gòu)式(14): 2,5-雙(5'-硫代乙?；?2'-苯石危基)噻吩 [化學(xué)式l3]
結(jié)構(gòu)式(15 ): 4,4'-二異氰基苯基 [化學(xué)式l4]結(jié)構(gòu)式(16):聯(lián)苯胺(聯(lián)苯基-4,4'-二胺)
H2N^^~^ ^~NH2
結(jié)構(gòu)式(17 ): TCNQ (四氰基對(duì)醌二曱烷)
結(jié)構(gòu)式(18):聯(lián)苯-4,4'-二羧酸
結(jié)構(gòu)式(19): 1,4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙苯 [化學(xué)式18]
-SH
結(jié)構(gòu)式(20): 1,4-二(4-異氰苯基乙炔基)-2-乙苯[4匕學(xué)式19]
作為有機(jī)半導(dǎo)體分子，可以使用由結(jié)構(gòu)式(21)表示的樹形化 合物(dendrimer )。
結(jié)構(gòu)式(21 ):樹形化合物
可選地，由結(jié)構(gòu)式(22)表示的有才幾分子也可^皮用作半導(dǎo)體材 料。應(yīng)注意，結(jié)構(gòu)式(22)中的"X"表示式(23-1 )、 (23-2)、 (23-3) 和(23-4 )中的任意，結(jié)構(gòu)式(22 )中的"Yr，和"Y2"分別表示式(24-1 ) 至(24-9)中的任意，且"Zr、 "Z2,，、 "Z3"和"Z4"分別表示式(25-1)的值為0或正整數(shù)。X是一個(gè)這樣的基 團(tuán)，其中由式(23-l)、 (23-2)、 (23-3)和(23-4)中的任意所表示 的一個(gè)或多個(gè)單元被重復(fù)結(jié)合在一起，其中包括不同單元的重復(fù)。 然而，側(cè)鏈Z1、 Z2、 Z3和Z4可在重復(fù)過禾呈中變?yōu)椴煌幕鶊F(tuán)。
<formula>formula see original document page 52</formula>(23—4)<formula>formula see original document page 52</formula>壓法、真空沉積法、涂布法、 旋涂法、噴墨法、浸漬法等而形成有機(jī)半導(dǎo)體材料層。按這種方式， 可以基于兀共輒絡(luò)合物、兀共輒絡(luò)合物的低聚物或兀共輒絡(luò)合物的 高聚物而形成的單層或多層有機(jī)半導(dǎo)體材料層。該有機(jī)半導(dǎo)體材料 層的厚度可以幾十個(gè)nm ~幾個(gè)jam的范圍進(jìn)行舉例說明。
對(duì)于該半導(dǎo)體裝置的具體配置與結(jié)構(gòu)，其中，該半導(dǎo)體裝置由 底柵/底接觸型場效應(yīng)晶體管(FET)構(gòu)成，該底柵/底接觸型場效應(yīng) 晶 體管包括
(A)在支持體上形成的柵極，
(B )在棚4及上形成的4冊(cè)絕纟彖層，
(C) 在柵絕緣層上形成的源極/漏極，以及
(D) 在柵絕緣層上、在源極/漏極之間形成的通道形成區(qū)域。
可選地，在半導(dǎo)體裝置由頂4冊(cè)/底接觸型場效應(yīng)晶體管(FET) 構(gòu)成的情況下，該頂4冊(cè)/底4妄觸型場歲文應(yīng)晶體管包4舌
(A) 在支持體上形成的源極/漏極，
(B) 在支持體上、在源極/漏極之間形成的通道形成區(qū)域，
(C) 在通道形成區(qū)域上形成的柵絕緣層，以及
(D) 在4冊(cè)絕纟彖層上形成的4冊(cè)才及。
作為支持體，可提及的是，各種玻璃基板、在其表面上形成有 絕緣膜的各種玻璃基板、石英基板、在其表面上形成有絕緣膜的石 英基^反、以及在其表面上形成有絕緣膜的石圭基板?？蛇x地，作為支 持體還可提及有機(jī)聚合物(以聚合物材料的形式，例如，由聚合物 材料制成的柔性塑料膜、塑料板和塑料基板)，諸如聚曱基丙烯酸 曱酯(PMMA )、聚乙烯醇(PVA )、聚乙烯吡咯烷酮(PVP )、聚萘 二曱酸乙二醇酯(PEN)、聚石風(fēng)(PSF)、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺、聚石友酸酯、和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET);以及云母。如果使用 如上述的這種柔性聚合物材料構(gòu)成支持體，可以將所得到的半導(dǎo)體 裝置組裝或集成至例如具有彎曲形狀的顯示裝置和電子裝置。此 外，也可以才是及其他的導(dǎo)電性基板(金屬諸如金，以及由高度取向 的石墨制成的基板)作為支持體。依賴于該半導(dǎo)體裝置的設(shè)置與結(jié) 構(gòu)，將該半導(dǎo)體裝置置于支持體構(gòu)件上，且這樣的支持體構(gòu)件也可 以由如上所述的材料構(gòu)成。這里，例如，絕緣膜由諸如含硅材料 (SiOx、 SiNy等)、氧化鋁、金屬氧化物、金屬鹽等的絕緣體，或 諸如聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)等的 有機(jī)聚合物制成。盡管該支持體表面平滑是有利的，但是如果具有 不會(huì)導(dǎo)致有機(jī)半導(dǎo)體材料層的導(dǎo)電性的粗糙度，也不會(huì)有問題。
取決于用于支持體的材料，該有機(jī)半導(dǎo)體材料層在其穩(wěn)定性方 面可能受到不利影響。在這種情況下，優(yōu)選通過石圭偶聯(lián)法在支持體 表面上形成硅烷醇^汙生物作為粘結(jié)層，或4艮據(jù)CVD方法等形成用 作絕緣體的金屬鹽/金屬絡(luò)合物薄膜。
通道形成區(qū)域由有機(jī)半導(dǎo)體材料層形成，在一些情況下，可在 該有機(jī)半導(dǎo)體材料層中包含導(dǎo)體或半導(dǎo)體的微細(xì)顆粒。換言之，該 通道形成區(qū)域可由導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成的^f鼓細(xì)顆粒以及與這些^f鼓細(xì) 顆粒相結(jié)合的有才幾半導(dǎo)體分子而構(gòu)成。更特別地，優(yōu)選在有4幾半導(dǎo)
體分子的末端的官能團(tuán)化學(xué)地結(jié)合至微細(xì)顆粒。此外，更優(yōu)選地，
能團(tuán)而化學(xué)地(交互地)相互結(jié)合，從而建立了網(wǎng)狀的導(dǎo)電通路。
的單層而形成，或通過孩t細(xì)顆粒與有4幾半導(dǎo)體分子的結(jié)合體的層壓 結(jié)構(gòu)形成。通過這樣的網(wǎng)狀導(dǎo)電通路的形成，沿有才幾半導(dǎo)體分子的 主鏈、在分子的軸向方向上，主要發(fā)生了在導(dǎo)電通路內(nèi)的電荷運(yùn)動(dòng)， 從而得到這樣的結(jié)構(gòu)，其中，在導(dǎo)電通路中沒有分子之間的電子運(yùn)制，該限制在使用有機(jī)半導(dǎo)體材料的傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置中造成了低的 遷移率。相比之下，由于可以在最大禾呈度上利用在分子的軸向方向 的遷移率，例如，基于非定域的兀電子的高遷移率，所以可以實(shí)現(xiàn) 這種至今未有的高遷移率。
作為導(dǎo)體，該孩史細(xì)顆粒由諸如金(Au)、銀(Ag)、柏(Pt)、 銅(Cu)、鋁(Al)、把(Pd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鐵(Fe)的金 屬或這些金屬制成的合金而制成，或作為半導(dǎo)體，該微細(xì)顆粒由硫 化鎘(CdS )、硒化鎘(CdSe )、碲化鎘(CdTe )、砷化鎵(GaAs )、 氧化鈥(Ti02)或石圭(Si)而制成。
將注意到，導(dǎo)體的微細(xì)顆粒是指那些由其體積電阻為不大于 10—4Q.m (10々Q.cm)的數(shù)量級(jí)的材料制成的孩i細(xì)顆粒。半導(dǎo)體的 孩吏細(xì)顆粒是其體積電阻為 10-4 &m ( 10-2 Q'cm ) ~ 1012 Q'm (10"Q.cm)的數(shù)量級(jí)的顆粒。微細(xì)顆粒的平均粒徑Rave的范國 為5.0 x 10-10m^RAVE，優(yōu)選5.0 x IO"0 m ^ RAVE ^ 1.0 x 10-6 m且更 優(yōu)選5.0 x l(TQ m ^ RAVE S 1.0 x l(T8 m。該孩i細(xì)顆粒的形狀可以是5求 形，^旦不限于此。此夕卜，可以才是及的有，例如，三角形、四面體、 立方體、長方體、圓錐、圓筒柱(棒)、三角柱、纖維、馬勃科菌 狀(fuzzball-shaped)纖維等的形式。應(yīng)注意，非J求形的形式的樣丈細(xì) 顆粒的平均粒徑rave按這樣的方式提供假設(shè)非球形顆粒的微細(xì)顆 粒所測量的體積等于具有某體積的J求形，則將這種J求形的直徑的平 均^直看作是該;微細(xì)顆4立的平均^立徑RAVE。該樣史細(xì)顆3l(i的平均招:徑
rave可通過測量所觀察的微細(xì)顆粒的粒徑而獲得，例如，通過透射 電子顯樣"免(TEM)。
在將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置應(yīng)用至或用作顯示裝置或各種類型 的電子裝置的情況下，可將多個(gè)半導(dǎo)體裝置集成在支持體上以提供斷半導(dǎo)體裝置而單獨(dú)地用作分離的部件。 可選地，半導(dǎo)體裝置可用樹脂密封。
應(yīng)注意，在本發(fā)明的實(shí)際情況中，表示結(jié)合至由金屬制成的電 極的表面的電極覆蓋材料的化學(xué)式(即，在結(jié)合至由金屬制成的電 極的表面之前的電極覆蓋材料)與表示已結(jié)合至由金屬制成的電極 的表面之后的電極覆蓋材料的化學(xué)式有時(shí)可能由于電極覆蓋材料 與電極表面的結(jié)合而相互不同。在這種情況下，前述各式指出了表 示在結(jié)合至由金屬制成的電極的表面之前的電極覆蓋材料的化學(xué) 式。
在本發(fā)明中，無機(jī)物與有機(jī)物之間的中間化合物，例如，有機(jī) -無機(jī)混合化合物(其具有剛性兀共輒體系)，被用作電極覆蓋材料， 且該電極覆蓋材料直接結(jié)合至電極(或源極/漏極)，或者，例如，
蓋材料而結(jié)合，所以，在形成半導(dǎo)體材料層的有機(jī)半導(dǎo)體材料與源 極/漏極之間的電子傳遞變得容易。最終，可在半導(dǎo)體裝置中實(shí)現(xiàn)例 力n高遷移率,W氐4妄觸電阻。
在金屬離子與有機(jī)配體之間的絡(luò)合物形成反應(yīng)中，當(dāng)兩者適當(dāng) 結(jié)合時(shí)，金屬-配位體結(jié)合能以高幾率形成。尤其，當(dāng)該具有兩個(gè)以
上能夠并列地(coordinate)與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)的有機(jī)配體與 金屬離子相互反應(yīng)時(shí)，進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，使得可以形成高分子量絡(luò)合 物，其中，金屬離子在主鏈上被設(shè)置成直線形。
應(yīng)注意，在將有才幾分子提供為電子傳遞介質(zhì)的情況下，已知電 子傳遞的效率為烷烴分子(CJ鍵) <烯烴/炔烴分子(兀鍵)。而且， 當(dāng)向其中加入具有有機(jī)金屬離子類(d-7i鍵)的烯烴/炔烴化合物組 時(shí)，可確定0鍵<兀鍵《^71鍵，因此，從電子傳遞容易的角度來說， 與d-兀鍵結(jié)合的分子組是最合適的。


圖1的(A)和(B)分別是實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的示 意圖、局部截面圖，圖1的(C)是實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的通道 形成區(qū)域及其鄰近的概念圖。圖2是實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的示意圖、局部截面圖。圖3的(A )和(B )分別是實(shí)施例3和實(shí)施例4的半導(dǎo) 體裝置的通道形成區(qū)域及其鄰近的概念圖。圖4是示出了在實(shí)施例4中的兀共軛離子聚合物的合成方案。圖5是示出了實(shí)施例1和實(shí)施例3的底柵/底接觸型TFT 原型(prototype)的遷移率與通道長度之間的相互關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，基于實(shí)施例并參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行i兌明。 C實(shí)施例1 )
實(shí)施例1涉及根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電極覆蓋材料，根 據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)和根據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施方 式的半導(dǎo)體裝置。實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置，或下文出現(xiàn)的實(shí)施例2~ 實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成，該場效應(yīng)晶體管包括 才冊(cè)才及13、 4冊(cè)絕全彖層14、由有4幾半導(dǎo)體才才沖牛層17構(gòu)成的通,道形成區(qū) 域16、和由金屬制成的源極/漏極15。且該源極/漏極15在其與形 成通道形成區(qū)域16的有機(jī)半導(dǎo)體材料層17相接觸的部分被電極覆 蓋材泮牛21、 121、 221覆蓋。實(shí)施例1或下文出^L的實(shí)施例2~實(shí)施例4的電極結(jié)構(gòu)由電極15、覆蓋電極15表面的電極覆蓋材料21 、 121、 221構(gòu)成。
更具體地，實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置由底4冊(cè)/底4妄觸型場效應(yīng)晶體 管(FET)構(gòu)成，且更具體地，由薄膜晶體管(TFT)構(gòu)成。如作 為示意性局部截面圖的圖l的(B)中所示，該底柵/底接觸型TFT 包括，
(A )在支持體10上形成的柵極13,
(B )在柵極13上形成的柵絕緣層14，
(C )在4冊(cè)絕纟彖層14上形成的源才及/漏才及15，以及
(D )設(shè)置于源極/漏極15之間、4冊(cè)絕緣層14上的通道形成區(qū)
域16。
且該電極覆蓋材料21由式(1 )表示的有機(jī)分子制成，其中， 官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極15 (或源極/漏極15)的表面。
這里，在實(shí)施例1中，式(1 )中的X為無，式(1 )中的Y 是式(3國1)，即，"-SH，,，式(1 )中的R!和R2分別是式(4-1 )， 且Z1、 Z2、 Z3、 Z4、 Z5和Z6分別是式(5-1 ),即，"-H"。更具 體地，該電極覆蓋材料21由式(31)表示的有才幾分子(三巰基吡 ，定)制成。應(yīng)注意，結(jié)合至由金屬制成的電極的表面之后的電極覆 蓋材料，從式(31)的"-SH"中消去了"H"，得到"-S-"。(化學(xué)式25)
S H
此夕卜，柵極13由鋁(Al)層制成，柵絕緣層14由Si02形成， 源極/漏極15由金(Au)層制成，而通道形成區(qū)域16由并五苯制 成。通道形成區(qū)域16及其鄰近的概念圖示于圖1的(C)中，其中， 源極/漏極15的表面被電極覆蓋材料21所覆蓋。應(yīng)注意，在圖1的 (C)中，由式(31 )表示的有機(jī)分子圖示為圓。
現(xiàn)在，將在以下描述實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概要。
首先，在支持體IO上形成柵極13。更具體地，基于光刻技術(shù)， 在絕緣膜12上形成抗蝕層(未示出)，其中移除了要形成柵極13 的部分，該絕緣膜已經(jīng)在玻璃基板11的表面上形成并且由Si02制 成。此后，根據(jù)真空沉積方法，在整個(gè)表面上連續(xù)地形成了作為粘 結(jié)層的0.5 nm厚的4各(Cr)層(未示出)和作為4冊(cè)4及13的25 nm 厚的鋁(A1)層，之后移除抗蝕層。以這種方式，可基于所謂的剝 離法4尋到柵-才及13。
接著，在包括柵極13的支持體10上(更具體地，在玻璃基板 11的表面上形成的絕緣膜12上)形成柵絕緣層14。更具體地，基 于賊射法，在4冊(cè)極13和絕緣膜12上形成了由Si02制成的150 nm厚的柵絕緣膜14。在柵絕緣層14的形成過程中，如果柵極13部分 被硬掩膜覆蓋，則可以不采用光刻工藝而形成柵極13的引線部分 (未示出)。
在4冊(cè)絕纟彖層14上形成由金(Au )層制成的源才及/漏才及15。更具 體地，才艮據(jù)真空沉積方法，連續(xù)形成了作為粘結(jié)層的約0.5nm厚的 鈥(Ti)層(未示出)和作為源才及/漏才及15的約25 nm厚的金(Au ) 層。在這些層的形成過程中，如果柵絕緣層14部分被硬掩膜覆蓋， 則可以不采用光刻工藝而形成源4及/漏才及15。
隨后，通過使用UV臭氧發(fā)生器，在由Si02制成的柵絕緣層 14的表面上形成OH基團(tuán)，接著，將整體浸入至10%的六曱基二硅 氮烷(HMDS )的曱苯溶液中，以在柵絕緣層14的表面上形成HMDS 單層膜，其作為在下一步驟中將要形成的有機(jī)半導(dǎo)體材料層17的 底層。應(yīng)注意，在附圖中省略了對(duì)HMDS單層膜的圖示說明。
隨后，用電極覆蓋材料21 (見圖1的(A))覆蓋電極(源極/ 漏才及15)表面。更具體地，通過將整體浸入至0.1 mmol/L的由式 (31 )表示的三聯(lián)吡啶二硫化物的氯仿溶液中18小時(shí)，電極(源 極/漏極15)在其表面上被作為三巰基吡啶自組裝單分子膜的電極 覆蓋材料21所覆蓋。
604妄著，通過〗吏用真空沉積裝置，在整個(gè)表面上沉積并五苯，以
形成通道形成區(qū)&戈16 (見圖1的(B))。該通道形成區(qū)i或16被設(shè) 置為50nm厚，其位于源極/漏極15之間，在柵絕緣層14的上面。
最后，在整個(gè)表面上形成的鈍化膜(未示出)，以獲得底才冊(cè)/底 4妄觸型FET (更具體;也i兌，TFT )。
(實(shí)施例2)
實(shí)施例2是實(shí)施例1的變形。在實(shí)施例2中，提供的半導(dǎo)體裝 置為頂柵/底接觸型FET(更具體地說，TFT)。即，如作為示意性 局部截面圖的圖2的(B)所示，提供作為實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置 的頂4冊(cè)/底4妻觸型TFT包括
(A )在支持體10上形成的源才及/漏才及15，
(B) 在支持體10上、在源極/漏極15之間形成的通道形成區(qū)
域16，
(C) 在通道形成區(qū)域16上形成的柵絕緣層14,以及 (D )在4冊(cè)絕纟彖層14上形成的棚4及13。
而且，該源極/漏極15的表面被電極覆蓋材料21所覆蓋。
下面將說明實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概要。
首先，按照與實(shí)施例1的[步驟-120]相似的方式，在絕緣膜12 上形成源纟及/漏#及15。[步驟-210]
接著，按照與實(shí)施例1的[步驟-130]相似的方式，在支持體(更 具體地，絕緣膜12 )的表面上形成HMDS的單層膜。 [步驟-220]
之后，4姿照與實(shí)施例1[步驟-140]相似的方式，用電才及覆蓋材剩-21覆蓋電極(源極/漏極15)的表面(見圖2的(A))。
接著，按照與實(shí)施例1的[步驟-150]相似的方式，在整個(gè)表面 上沉積50 nm厚的并五苯，以形成通道形成區(qū)域16。
隨后，4安照與實(shí)施例1的[步驟-110]相合乂的方式，在整個(gè)表面 上形成柵絕緣層14,之后，按照與實(shí)施例1的[步驟-100]相似的方 式，在4冊(cè)絕^彖層14上形成柵-才及13 (見圖2的(B ))。
最后，在整個(gè)表面上形成鈍化膜(未示出)，以獲得頂柵/底4妄 觸型FET (具體地說，TFT )。
(實(shí)施例3 )
實(shí)施例3涉及根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電極覆蓋材料、根 據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)、根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式 的半導(dǎo)體裝置，并且還涉及根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電極覆蓋材料、才艮據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)、才艮據(jù)本發(fā)明的第四
實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置。更具體地，實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置由底柵 /底接觸型FET構(gòu)成，且該底柵/底接觸型FET (更具體地"i兌，TFT ) 具有如圖1的(B)的示意性局部截面圖所示的配置和結(jié)構(gòu)?？蛇x 地，實(shí)施例3的該半導(dǎo)體裝置可更具體地由頂4冊(cè)/底接觸型FET構(gòu) 成，且該頂柵/底接觸型FET (更具體地說，TFT )具有如圖2的(B ) 的示意性局部截面圖所示的配置和結(jié)構(gòu)。因此，這里省略了實(shí)施例 3的半導(dǎo)體裝置的具體配置和結(jié)構(gòu)的圖示說明。
電極覆蓋材料121由式(1)表示的有機(jī)分子制成，其中，官 能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極15 (或源極/漏極15)的表面，并 且將選自由式(1 )中的氮原子、官能團(tuán)R!和官能團(tuán)R2組成的組的 至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物。
在實(shí)施例3中，式(1)中的X為無，式(1)中的Y表示式 (3-1),即，"-SH，，，式(1 )中的Rt和R2分別表示式(4-1 ),而 Z,、 Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別表示式(5-1 )，即，"-H，，，且金屬離 子為鐵(Fe)離子。更具體地，該電極覆蓋材料121由式(32)表 示的有機(jī)分子構(gòu)成。式(1)中的氮原子、官能團(tuán)R,和官能團(tuán)R2 與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物。應(yīng)注意，在電才及覆蓋材并牛121中， 在結(jié)合至由金屬制成的電極的表面之后，從式(32)的"-SH-"中消 去了"H", 4尋到"-S-"。
(化學(xué)式26)還可選地，電極覆蓋材料121由具有能夠與金屬離子結(jié)合的官 能團(tuán)和與由金屬制成的電極(或源極/漏極15)結(jié)合的官能團(tuán)的有 機(jī)分子制成。且該能夠與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)與金屬離子之間的 結(jié)合造成了螯合物的形成。這里，能夠與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)是 三聯(lián)吡咬，而結(jié)合至由金屬制成的電極(或源極/漏極15)的官能 團(tuán)為巰基。
此外，柵極13由鋁(Al)層制成，柵絕緣層14由Si02形成， 源極/漏極15由金(Au)層制成，而通道形成區(qū)域16由并五苯構(gòu) 成。通道形成區(qū)域16及其鄰近概念性地示于圖3的(A)中，其中， 源極/漏極15的表面被電極覆蓋材料121所覆蓋。應(yīng)注意，在圖3 的(A)中，由式(32)表示的有機(jī)分子圖示為菱形的形式。
實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置可以通過在實(shí)施例1的[步驟-140]或?qū)?施例2的[步驟-220]之后的以下處理而獲得。
即，將整體用氯仿清洗，之后，將整體浸入至0.1 mol/L的四 氟硼酸鐵(II) (Fe2+(BF4)2—)的乙醇溶液中，保持一天，以使Fe2+ 離子結(jié)合至三巰基吡啶的三聯(lián)吡啶部分。
除了此處理之外，可以基于實(shí)施例1或?qū)嵤├?中i兌明的半導(dǎo) 體裝置的制造方法來制造實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置，這里省略了其詳 纟田說明。
(實(shí)施例4)
實(shí)施例4涉及根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的電極覆蓋材料、才艮 據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)、和根據(jù)本發(fā)明的第三二實(shí)施 方式的半導(dǎo)體裝置，并且還涉及4艮據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電招^ 覆蓋材料、才艮據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)、和才艮據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置。更具體地，實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置 由底柵/底接觸型FET構(gòu)成。該底柵/底接觸型FET (更具體地"i兌， TFT)具有如圖1的(B)的示意性局部截面圖所示的配置和結(jié)構(gòu)。 可選地，實(shí)施例4的該半導(dǎo)體裝置可更具體地由頂4冊(cè)/底4妻觸型FET 構(gòu)成，且該頂柵/底接觸型FET (更具體地說，TFT)具有如圖2的 (B)的示意性局部截面圖所示的配置和結(jié)構(gòu)。因此，這里省略了 實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的配置和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
并且，電極覆蓋材料221由第一有才幾分子和第二有才幾分子制成。 第一有機(jī)分子為由式(1 )表示的有機(jī)分子，且第二有機(jī)分子為由 式(6)表示的有機(jī)分子。式(1 )中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成 的電極(或源極/漏極)的表面，將選自由式(1)中的氮原子、官 能團(tuán)R,和官能團(tuán)R2組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成 螯合物，將選自由式(6)中的官能團(tuán)RV官能團(tuán)R'2和與官能團(tuán)R、 相鄰的氮原子(相鄰氮原子A)組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié) 合，以形成螯合物，和/或(更具體地，在實(shí)施例4中為"和")將選 自由式(6)中的官能團(tuán)R'3、官能團(tuán)R'4和與官能團(tuán)R、相鄰的氮原 子(相鄰氮原子B)組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成 螯合物。
這里，式(1)中的X為無，式(l)中的Y表示式(3-1)，即， "-SH",式(1)中的R4和R2分別表示式(4-1)，且Z" Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別表示式(5-1 )，即，"-H"，且金屬離子為鐵(Fe) 離子。式(1 )中的氮原子、官能團(tuán)R,和官能團(tuán)R2與金屬離子結(jié)合， 以形成螯合物。即，如實(shí)施例3中的i兌明的，第一有才幾分子更具體 地由式(32)表示的有才幾分子構(gòu)成。
另一方面，式(6)中的X'表示式(7-5) (^/&n=l )，式(6) 中的RV R'2、 R'3和R'4分別表示式(8-1)， Z、、 Z'2、 Z'3、 Z'4、 Z'5 和Z'6分別表示式(9-1 )，即，"-H"，且金屬離子為鐵(Fe)離子。式(6)中的官能團(tuán)RV官能團(tuán)R'2和相鄰氮原子A與金屬離子結(jié) 合，以形成螯合物，且式(6)中的官能團(tuán)R'3、官能團(tuán)R'4和相鄰 氮原子B與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物。即，第二有機(jī)分子更具 體地由式(33)表示的有才幾分子構(gòu)成，該式在圖4的右側(cè)示出。
在實(shí)施例4中，電極覆蓋材料221由具有能夠結(jié)合至金屬離子 的官能團(tuán)和能夠結(jié)合至由金屬制成的電極(或源極/漏極15)的官 能團(tuán)的有機(jī)分子制成。并且能夠結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)與金屬離 子之間的結(jié)合造成了螯合物的形成。能夠結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán) 是三聯(lián)吡咬，且結(jié)合至由金屬制成的電極(或源極/漏極15)的官 能團(tuán)是巰基團(tuán)。
此外，柵極13由鋁(Al)層制成，柵絕緣層14由Si02制成， 源才及/漏才及15每一個(gè)均由金(Au)層制成，而通道形成區(qū)i或16由 并五苯制成。通道形成區(qū)域16及其鄰近的概念圖示于圖3的(B) 中，其中，源極/漏極15的表面被電極覆蓋材料221所覆蓋。
首先，制備兀共軛的鐵聚合物UFe-BL!產(chǎn)'2BF^。更具體地， 當(dāng)將四氟硼酸《失(n)和有才幾分子BU (見圖4的方案)在乙醇和 氯仿的1:1混合溶液中按1:1的比例混合時(shí)，可得到Ti共輒的4失聚 合物(見圖4的方案中的式(33 ))。
實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置可以通過在實(shí)施例1的[步驟-140]之后 或?qū)嵤├?的[步驟-220]之后進(jìn)行以下處理而獲得。
即，類似實(shí)施例3，首先用氯仿清洗整體，之后，將整體浸入 至0.1 mol/L的四氟硼酸鐵(II) ( Fe2+(BF4)2_)的乙醇溶液中，保持 一天，以4吏Fe"離子結(jié)合至三巰基吡t定的三聯(lián)吡咬部分。接著，在用乙醇清洗之后，將該整體浸入至含有該兀共軛的4失
聚合物的乙醇與氯仿的1:1混合溶液中保持15分鐘，重復(fù)進(jìn)行兩次 該操作。按這種方式，如圖3的(B)所示，源極/漏極15在其表 面上被電極覆蓋材料221所覆蓋。應(yīng)注意，在圖3的(B)中，由 式(32)表示的第一有機(jī)分子圖示為菱形的形式，而由式(33)表 示的第二有機(jī)分子圖示為三角形的形式。
除了上述處理之外，可以基于實(shí)施例1或?qū)嵤├?中i兌明的半 導(dǎo)體裝置的制造方法來制造實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置，這里省略了其 i羊纟田i兌明。
在實(shí)施例1、實(shí)施例3和實(shí)施例4中，試-瞼性地制造了底柵/ 底接觸型TFT。應(yīng)注意，在各個(gè)實(shí)施例中，制出了具有通道長度為 10,、 20拜、50fxm、 70 ,和100 jam的五種TFT。在所有試驗(yàn) 性產(chǎn)品中，通道寬度均設(shè)置為5.6mm。
對(duì)于接觸電阻R (單位KQ)的平均值、遷移率w (單位 cn^V".秒-1 )的平均值和遷移率& (單位cn^'V-1,"1 )的平均值， 如此獲得的試-瞼性產(chǎn)品的測量結(jié)果示出于以下表1中。實(shí)施例1和 實(shí)施例3的底柵/底接觸型TFT試驗(yàn)性產(chǎn)品遷移率和通道長度之間 的相互關(guān)系(假設(shè)Vf-5伏特)示于圖5中。應(yīng)注意，在圖5中， 由"A"表示的黑圓示出了實(shí)施例3中的飽和區(qū)中的遷移率m的測量 結(jié)果，由"B"表示的黑三角示出了實(shí)施例3中的線性區(qū)中的遷移率|_12 的測量結(jié)果，由"C"表示的黑圓示出了實(shí)施例1中的飽和區(qū)中的遷 移率^的測量結(jié)果，而由"D"表示的黑三角示出了實(shí)施例1中的線 性區(qū)中的遷移率w的測量結(jié)果。R Pi 卩2
實(shí)施例1 5.7 0.16 0.16
實(shí)施例3 2.4 0.22 0.23
實(shí)施例4 17 0.09 0.08
為了進(jìn)行比較，通過在實(shí)施例1中省略[步驟-140]并進(jìn)行接觸 電阻的測量(總是顯示出非常高的值，30 KQ)的過程，
試驗(yàn)性地制造了底柵/底接觸型tft。此外，a和^2的值分別為 M尸0.05,且|12=0.03。
以這種方式，當(dāng)電極與由有機(jī)-無機(jī)混合化合物(兀共軛配合物、 兀共軛配合物的^f氐聚物或兀共軛配合物的高聚物)構(gòu)成的電極4隻蓋 材料直接化學(xué)結(jié)合在一起時(shí)，在有金屬制成的源極/漏極與由有機(jī)半 導(dǎo)體材料層制成的通道形成區(qū)域之間的電子傳遞由于電極覆蓋材 料而增強(qiáng)，所以顯著降低了接觸電阻，并實(shí)現(xiàn)高遷移率。已經(jīng)示出 了共輒配合物的高聚物，通過主鏈的電荷的傳遞速度比常規(guī)有機(jī)導(dǎo) 電高聚物的電荷傳遞速度更高，因此，在導(dǎo)電性方面的令人滿意的 改進(jìn)得到了理論上的支持。從圖5可看出，在通道長度為lO]Lim的 情況下，遷移率的降4氐并不明顯。
上文已說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，然而本發(fā)明不應(yīng)局限于 此。半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)和配置、形成條件和制造條件以實(shí)施例的方 式進(jìn)行了描述，^旦可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗淖?。在才艮?jù)本發(fā)明獲得的場效 應(yīng)晶體管(fet)應(yīng)用于或使用于顯示器裝置以及各種類型的電子 裝置的情況下，可將多個(gè)fet集成在支持體或支持體構(gòu)件上，以得 到單片式集成電路，或可切斷單個(gè)fet而用作分離的部件。在這些 實(shí)施例中，電極僅僅作為源極/漏極而提供，但并不限于源極/漏極。 本發(fā)明的電極覆蓋材料可廣泛應(yīng)用至要求電流通過至由有機(jī)導(dǎo)電聚合物(導(dǎo)電材料)或有4幾半導(dǎo)體材料制成的層、或要求施加電壓 的4貞J或的電才及。
在一些情況下，電極覆蓋材料由第 一有機(jī)分子和第三有機(jī)分子 制成。第一有機(jī)分子由如上所述的式(1)表示的有機(jī)分子構(gòu)成。
另一方面，第三有機(jī)分子由式(100-1 )、式(100-2)或式(100-3 ) 表示的有機(jī)分子構(gòu)成。式(1 )中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的 電極的表面，將選自由式(1 )中的氮原子、官能團(tuán)R!和官能團(tuán)R2 組成的組的至少一項(xiàng)與金屬結(jié)合，以形成螯合物，且將選自由式 (100-1)、式(100-2)或式(100-3)中的官能團(tuán)Y'!、官能團(tuán)Y'2、
官能團(tuán)Y'3、和官能團(tuán)Y'4組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合。
然而，在這點(diǎn)上，如前所述，式(1 )中的X為式(2-l ) ~ (2-10) 中的任意或無，式(1 )中的Y為式(3-1 ) ~ (3-12)中的4壬意， 式(1 )中的和R2分別表示式(4-1 ) ~ (4-19)中的4壬意，且 Zp Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別表示式(5-1) ~ (5-18)中的任意。 另一方面，如前所述，式(100-1 )、式(100-2 )或式(100-3 )中 的X〃為式(2-1) ~ (2-10)中的4壬意，式(100-1)、式(100-2) 或式(100-3 )中的Y、、 Y'2、 Y、和Y、分別表示以下式(101-1 ) ~ (101-15 )中的任意，W'、和W〃2分別表示以下式(102-1 )~( 102-18) 中的4壬意，n和m為1以上的整凄t。
(化學(xué)式27)<formula>formula see original document page 70</formula>
權(quán)利要求
1.一種電極覆蓋材料，其特征在于，由式(1)表示的有機(jī)分子構(gòu)成，其中，官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極的表面，[化學(xué)式1]其中所述式(1)中的X為以下式(2-1)～(2-10)中的任意或無，所述式(1)中的Y為以下式(3-1)～(3-12)中的任意，所述式(1)中的R1和R2分別為以下式(4-1)～(4-19)中的任意，Z1、Z2、Z3、Z4、Z5和Z6分別為以下式(5-1)～(5-18)中的任意，n和m分別為1以上的整數(shù)，[化學(xué)式2][化學(xué)式3]HS- (3-1)HOOC- (3-2) H2N- (3-3)HOSi- (3-4)-S- (3-5) NC- (3-6)OCN- (3-7)NCS- (3-8) HO- (3-9)[化學(xué)式4][化學(xué)式5]-H (5-1)-F (5-2)-Cl (5-3)-Br (5-4)-I (5-5)-CH3 (5-6)-(CH2)m CH3 (5-7)-OCH3 (5-8) -O(CH2)mCH3 (5-9)-COOH(5-10) -(C＝O)H (5-11) -(C＝O)CH3 (5-12)-(C＝O)(CH2)mCH3 (5-13)-(C＝O)OCH3 (5-14)-(C＝O)O(CH2)mCH3 (5-15)-C6H5 (5-16)-(C＝O)C6H5(5-17)-(C＝O)OC6H5 (5-18)。一種電極覆蓋材料，其特征在于，由式(1)表示的有機(jī)分子構(gòu)成，其中，所述式(1)中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極的表面，并且選自由所述式(1)中的氮原子、官能團(tuán)R1和官能團(tuán)R2組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物，[化學(xué)式6]其中所述式(1)中的X為以下式(2-1)～(2-10)中的任意或無，所述式(1)中的Y為以下式(3-1)～(3-12)中的任意，所述式(1)中的R1和R2分別為以下式(4-1)～(4-19)中的任意，Z1、Z2、Z3、Z4、Z5和Z6分別為以下式(5-1)～(5-18)中的任意，且n和m為1以上的整數(shù)，[化學(xué)式7][化學(xué)式8]HS-(3-1)HOOC- (3-2)H2N- (3-3)HOSi- (3-4)-S-(3-5)NC- (3-6)OCN- (3-7)NCS- (3-8)HO- (3-9)[化學(xué)式9][化學(xué)式10]-H (5-1)-F (5-2) -Cl (5-3)-Br (5-4)-I (5-5) -CH3 (5-6)-(CH2)m CH3 (5-7)-OCH3 (5-8) -O(CH2)mCH3 (5-9)-COOH(5-10) -(C＝O)H (5-11)-(C＝O)CH3 (5-12)-(C＝O)(CH2)mCH3 (5-13)-(C＝O)OCH3 (5-14)-(C＝O)O(CH2)mCH3 (5-15)-C6H5 (5-16)-(C＝O)C6H5(5-17)-(C＝O)OC6H5 (5-18)。
2.一種電極覆蓋材料，其特征在于，由式(1)表示的有機(jī)分子構(gòu)成，其中，所述式(1 )中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極的表面，并且選自由所述式(l)中的氮原子、官能團(tuán)R,和官能團(tuán)R2組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物，[化學(xué)式6]<formula>formula see original document page 4</formula>其中所述式(1 )中的X為以下式(2-1 ) ~ (2-10)中的任意或無，所述式(1)中的Y為以下式(3-1) ~ (3-12)中的任意，所述式(1 )中的R!和R2分別為以下式(4-1 ) ~ (4-19)中的4壬意，Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1) ~(5-18)中的^f壬意，且n和m為1以上的整凄t，<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 6</formula>[化學(xué)式10]<formula>formula see original document page 7</formula>
3.一種電極覆蓋材料，其特征在于，由第一有機(jī)分子和第二有機(jī) 分子構(gòu)成，所述第一有機(jī)分子由式(l)表示的有機(jī)分子構(gòu)成，所述第二有機(jī)分子由式(6)表示的有機(jī)分子構(gòu)成，其中，所 述式(l)中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極的表面，選 自由所述式(l)中的氮原子、官能團(tuán)R,和官能團(tuán)R2組成的 組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物，選自由所述式 (6)中的官能團(tuán)R、、官能團(tuán)R'2和與官能團(tuán)R、相鄰的氮原 子組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物，和/ 或選自由所述式(6)中的官能團(tuán)R'3、官能團(tuán)R'4和與官能團(tuán) R'3相鄰的氮原子組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形 成螯合物，[化學(xué)式11]<formula>formula see original document page 7</formula>其中所述式(1 )中的X為式(2-1 ) ~ (2-10)中的4壬意 或無，所述式(1)中的Y為以下式(3-1) ~ (3-12)中的任意，所述式(1 )中的R!和R2分別為以下式(4-1 ) ~ (4-19) 中的任意，Z!、 Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1 ) ~ (5-18)中的任意，所述式(6)中的X'為以下式(7-l ) ~ (7-13 ) 中的任意，R'!、 R'2、 R'3和R'4分別是以下式(8-1 ) ~ (8-19)中的任意，Z、、 Z'2、 Z'3、 Z'4、 Z's和Z'6分別是以下式(9-l ) ~(9-18)中的4壬意，且n和m為1以上的整凄t, [4匕學(xué)式12][化學(xué)式13]<formula>formula see original document page 8</formula>[化學(xué)式14]<formula>formula see original document page 9</formula><formula>formula see original document page 10</formula><formula>formula see original document page 11</formula>[化學(xué)式18]<formula>formula see original document page 12</formula>
4. 一種電極覆蓋材料，其特征在于，由具有能夠結(jié)合至金屬離子 的官能團(tuán)和結(jié)合至由金屬制成的電極的官能團(tuán)的有機(jī)分子構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極覆蓋材料，其特征在于，所述能夠 結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)結(jié)合至所述金屬離子，以形成螯合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極覆蓋材料，其特征在于，所述能夠 結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)由吡啶或其衍生物、聯(lián)吡啶或其衍生 物、或者三聯(lián)吡啶或其衍生物構(gòu)成，且結(jié)合至由金屬制成的電 才及的所述官能團(tuán)為巰基。
7. —種電極結(jié)構(gòu)，包括電極和覆蓋所述電極表面的電纟及覆蓋材 料，其特征在于，所述電極覆蓋材料由式(1 )表示的有機(jī)分 子構(gòu)成，且所述式(1)中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電 才及的表面，[化學(xué)式19](1)<formula>formula see original document page 13</formula>其中所述式(1 )中的X為以下式(2-1 ) ~ (2-10)中的 任意或無，所述式(1 )中的Y為以下式(3-1 ) ~ (3-l2)中 的任意，所述式(1 )中的Ri和R2分別為以下式(4-l ) ~ (4-19) 中的任意，Zp Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1) ~ (5-18)中的4壬意，且n和m為1以上的整凄t，[化學(xué)式20]<formula>formula see original document page 13</formula><formula>formula see original document page 14</formula>[化學(xué)式23]<formula>formula see original document page 15</formula>
8. —種電極結(jié)構(gòu)，包括電極和覆蓋所述電極表面的電極覆蓋材 料，其特征在于，所述電極覆蓋材料由式(1 )表示的有機(jī)分 子構(gòu)成，其中，所述式(l)中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成 的電極的表面，并且選自由所述式(l)中的氮原子、官能團(tuán) R!和官能團(tuán)R2組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成 螯合物，[4匕學(xué)式24](<formula>formula see original document page 15</formula>其中所述式(1 )中的X為以下式(2-1 ) ~ (2-10)中的 任意或無，所述式(1 )中的Y為以下式(3-1 ) ~ (3-12)中 的任意，所述式(1 )中的R!和R2分別為以下式(4-1 ) ~ (4-19) 中的任意，Z!、 Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1) ~ (5-18)中的任意，且n和m為l以上的整數(shù)，<formula>formula see original document page 16</formula><formula>formula see original document page 17</formula>
9. 一種電極結(jié)構(gòu)，包括電極和用于覆蓋所述電極表面的電極覆蓋 材料，其特征在于，所述電極覆蓋材料由第一有機(jī)分子和第二 有機(jī)分子構(gòu)成，所述第一有機(jī)分子由式(1 )表示的有機(jī)分子 構(gòu)成，所述第二有機(jī)分子由式(6)表示的有才幾分子構(gòu)成，其 中，所述式(l)中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由金屬制成的電極的表 面，選自由所述式(1)中的氮原子、官能團(tuán)R^和官能團(tuán)R2 組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合物，選自由 所述式(6)中的官能團(tuán)R、、官能團(tuán)R'2和與官能團(tuán)R、相鄰 的氮原子組成的組的至少 一項(xiàng)與金屬離子結(jié)合，以形成螯合 物，和/或選自由所述式(6)中的官能團(tuán)R'3、官能團(tuán)R'4和與 官能團(tuán)R'3相鄰的氮原子組成的組的至少一項(xiàng)與金屬離子結(jié) 合，以形成螯合物，[化學(xué)式29〗其中所述式(1)中的X為式(2-1) ~ (2-10)中的任意 或無，所述式(1 )中的Y為以下式(3-1 ) ~ (3-12)中的任 意，所述式(1 )中的Ri和R2分別為以下式(4-1 ) ~ (4-19) 中的4壬意，Z!、 Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1 ) ~ (5-18)中的任意，所述式(6)中的X'為以下式(7-l ) ~ (7-13) 中的任意，所述式(6)中的R、、 R'2、 R'3和R'4分別是以下 式(8畫1) ~ (8-19)中的任意，Z、、 Z'2、 Z'3、 Z'4、 Z's和Z'6 分別是以下式(9-l) ~ (9-18)中的4壬意，且n和m為l以 上的整凄t，<formula>formula see original document page 19</formula><formula>formula see original document page 20</formula>[化學(xué)式33]<formula>formula see original document page 21</formula>[化學(xué)式34]<formula>formula see original document page 21</formula>[化學(xué)式35]<formula>formula see original document page 22</formula>
10. —種電極結(jié)構(gòu)，包括電極和用于覆蓋所述電極的表面的電極覆蓋材料，其特征在于，所述電極覆蓋材料由具有能夠結(jié)合至金 屬離子的官能團(tuán)和結(jié)合至由金屬制成的電極的官能團(tuán)的有機(jī) 分子構(gòu)成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述能夠結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)結(jié)合至所述金屬離子，以形成螯合物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述能夠結(jié) 合至金屬離子的官能團(tuán)由吡啶或其衍生物、聯(lián)吡啶或其衍生 物、或者三耳關(guān)吡，定或其書f生物制成，且結(jié)合至由金屬制成的電 才及的所述官能團(tuán)為巰基。
13. —種半導(dǎo)體裝置，包括場效應(yīng)晶體管，所述場效應(yīng)晶體管包括 柵極、柵絕緣層、由有機(jī)半導(dǎo)體材料層構(gòu)成的通道形成區(qū)域、 和由金屬制成的源極/漏極，其特征在于，所述源極/漏極在其 與構(gòu)成所述通道形成區(qū)域的所述有機(jī)半導(dǎo)體材料層所接觸的 部分用所述電極覆蓋材料所覆蓋，所述電極覆蓋材料由式(1 ) 表示的有機(jī)分子構(gòu)成，其中，式(1 )中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由 金屬制成的所述源極/漏極的表面，[化學(xué)式37]其中所述式(1 )中的X為以下式(2-1 ) ~ (2-10)中的 4壬意或無，所述式(1 )中的Y為以下式(3-1 ) ~ (3-12)中 的任意，所述式(1 )中的R4和R2分別為以下式(4-1 ) ~ (4-19)中的4壬意，Z!、 Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1) ~ (5-18)中的4壬意，且n和m為1以上的整凄t,[4匕學(xué)式38]<formula>formula see original document page 24</formula>[化學(xué)式39]<formula>formula see original document page 24</formula><formula>formula see original document page 25</formula>
14. 一種半導(dǎo)體裝置，包括場效應(yīng)晶體管，所述場效應(yīng)晶體管包括 柵極、柵絕緣層、由有機(jī)半導(dǎo)體材料層構(gòu)成的通道形成區(qū)域、 和由金屬制成的源極/漏極，其特征在于，所述源極/漏極在其 與構(gòu)成所述通道形成區(qū)域的所述有機(jī)半導(dǎo)體材料層所接觸的 部分用所述電極覆蓋材料所覆蓋，所述電極覆蓋材料由式(1 ) 表示的有機(jī)分子構(gòu)成，其中，式(l)中的官能團(tuán)Y結(jié)合至由 金屬制成的所述源極/漏極的表面，并且選自由所述式(1 )中 的氮原子、官能團(tuán)R!和官能團(tuán)R2組成的組的至少一項(xiàng)與金屬 離子結(jié)合，以形成螯合物，[4匕學(xué)式42]其中所述式(1 )中的X為以下式(2-1 ) ~ (2-10)中的 任意或無，所述式(1 )中的Y為以下式(3-1 ) ~ ( 3-12)中 的任意，所述式(1 )中的Ri和R2分別為以下式(4-l ) ~ (4-19) 中的任意，Z!、 Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1) ~ (5-18)中的任意，且n和m為l以上的整數(shù)，[4匕學(xué)式43]<formula>formula see original document page 27</formula><formula>formula see original document page 28</formula>[化學(xué)式47](6)其中所述式(1)中的X為式(2-1) ~ (2-10)中的任意 或無，所述式(1 )中的Y為以下式(3-1 ) ~ (3-12)中的4壬 意，所述式(1 )中的&和112分別為以下式(4-1 ) ~ (4-19) 中的4壬意，Z!、 Z2、 Z3、 Z4、 Zs和Z6分別為以下式(5-1) ~ (5-18)中的任意，所述式(6)中的X'為以下式(7-l ) ~ (7-13 ) 中的4壬意，所述式(6)中的R、、 R'2、 R、和R'4分別是以下 式(8-1) ~ (8-19)中的任意,Z、、 Z'2、 Z'3、 Z'4、 Z's和Z'6 分別是以下式(9-l) ~ (9-18)中的任意，且n和m為l以 上的整數(shù)，[化學(xué)式48][化學(xué)式49]<formula>formula see original document page 30</formula>[化學(xué)式50]<formula>formula see original document page 30</formula><formula>formula see original document page 31</formula><formula>formula see original document page 32</formula>[化學(xué)式54]<formula>formula see original document page 33</formula>
15.<image>image see original document page 33</image>
16. —種半導(dǎo)體裝置，包括場效應(yīng)晶體管，所述場效應(yīng)晶體管包括 柵極、柵絕緣層、由有機(jī)半導(dǎo)體材料層構(gòu)成的通道形成區(qū)域、 和由金屬制成的源極/漏極，其特征在于，所述源極/漏極在其 與構(gòu)成所述通道形成區(qū)域的所述有才幾半導(dǎo)體材料層所接觸的 部分用所述電極覆蓋材料所覆蓋，所述電極覆蓋材料由具有能 夠結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)和結(jié)合至由金屬制成的所述源極/ 漏才及的官能團(tuán)的有才幾分子構(gòu)成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述能夠 結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)與金屬離子結(jié)合在一起，以形成螯合物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述能夠 結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)為吡啶或其衍生物、聯(lián)吡啶或其衍生 物、或者三聯(lián)吡咬或其書f生物，且結(jié)合至由金屬制成的所述源 才及/漏才及的所述官能團(tuán)為S乾基。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電極覆蓋材料、一種電極結(jié)構(gòu)和一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成，該場效應(yīng)晶體管具有柵極(13)、柵絕緣層(14)、由有機(jī)半導(dǎo)體材料層構(gòu)成的通道形成區(qū)域(16)、和由金屬制成的源極/漏極(15)。該源極/漏極(15)在其與構(gòu)成所述通道形成區(qū)域(16)的有機(jī)半導(dǎo)體材料層所接觸的部分用電極覆蓋材料(21)所覆蓋。由于該電極覆蓋材料(21)由具有可結(jié)合至金屬離子的官能團(tuán)和結(jié)合至由金屬制成的源極/漏極(15)的官能團(tuán)的有機(jī)分子構(gòu)成，所以獲得了低接觸電阻和高遷移率。
文檔編號(hào)H01L21/336GK101542698SQ20078004351
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者木村典生, 村田昌樹, 米屋伸英 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社