[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法、和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管、一种用于制造薄膜晶体管的方法、和电子设备。具体地讲，本发明涉及一种底接触型薄膜晶体管、用于制造该薄膜晶体管的方法、以及包括该薄膜晶体管的电子设备，在该底接触型薄膜晶体管中，半导体薄膜以层的方式设置在源电极和漏电极上。

背景技术

近年来，关注包括用作有源层的有机半导体薄膜的薄膜晶体管(TFT)，即，所谓的有机薄膜晶体管(在下文中被简称为有机TFT)。有机TFT在降低成本方面是有利的，因为可在低温下通过形成涂敷膜(film formation)来形成用作有源膜的有机半导体薄膜。此外，在具有低热阻性的柔性衬底(例如塑料)上形成也是可能的。因此，还注意到有机TFT作为薄膜显示装置的驱动元件。

关于这样的有机TFT，应该理解，用作有源层的有机半导体薄膜的膜质量显著地取决于基材表面的性质。因此，在有机TFT的制造中，为了改善装置特性，尝试了在形成有机半导体薄膜之前通过设计用于基材本身或者用于改良基材表面的材料来形成具有良好质量的有机半导体薄膜。

例如，从无机化合物到有机聚合物化合物的各种材料中选择适合用于衬底或栅极绝缘膜的材料，用作有机半导体薄膜的基材，以促进有机半导体薄膜在衬底或栅极绝缘膜上的生长。另一方面，从导电性等的角度来说，为源电极和漏电极所选择的材料是有限的。因此，通过用例如硫醇分子对这些电极进行表面处理来促进有机半导体薄膜在源电极和漏电极上的生长。

此外，“IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS”，VOL.18，NO.12，p.606-608，1997公开了，在由二氧化硅(SiO₂)形成的栅极绝缘膜上由金(Au)形成源电极和漏电极，然后，通过使用十八烷基三氯硅烷(OTS)的乙醇溶液进行处理，从而通过自组织在SiO₂上形成单分子膜，并且改良用作有机半导体薄膜的基材的栅极绝缘膜的表面。

此外，例如，日本未审专利申请公开(PCT申请的译文)No.2005-503026公开了这样一种方法：其中，在用作有机半导体薄膜的基材的栅极绝缘膜的表面上沉积自组织的单分子层以改良有机半导体薄膜的基材时，形成该自组织的单分子层被形成为栅极绝缘膜和该自组织的单分子层的前体(precursor)的反应产物。

发明内容

顺便提及，关于底接触型有机TFT的产物，希望在这样的表面上形成有机半导体薄膜：衬底、源电极和漏电极一同存在于该表面上，或者，栅极绝缘膜、源电极和漏电极一同存在于该表面上。

然而，在适当地选择用于衬底和栅极绝缘膜的材料并使用硫醇分子对其上形成的源电极和漏电极进行表面处理的上述方法中，衬底和栅极绝缘膜在表面处理过程中被破坏。因此，抑制了有机半导体薄膜在由所选择的材料形成的衬底和栅极绝缘膜上的良好的生长，从而导致了装置特性的劣化。

此外，在栅极绝缘膜的表面上形成OTS等的自组织层的方法中，不能轻易地在由例如具有良好的导电性的金(Au)形成的源电极和漏电极的表面上形成自组织层。因此，难以使源电极和漏电极的表面状态完全等同于衬底和栅极绝缘膜的表面状态。因此，难以按照与在衬底和栅极绝缘膜上的相同的方式在源电极和漏电极上生长有机半导体薄膜。这导致了由于接触电阻的增加而引起有机TFT的装置特性的劣化。

因此，希望提供一种薄膜晶体管、用于制造这样的薄膜晶体管的方法和包括该薄膜晶体管的电子设备，在该薄膜晶体管中，具有良好的、均匀的膜质量的半导体薄膜可被设置在衬底和栅极绝缘膜的暴露表面、以及源电极和漏电极的暴露表面上，从而改善特性，例如，减小半导体薄膜与源电极和漏电极之间的接触电阻。

根据本发明的实施例的薄膜晶体管包括：由有机材料、氧化物材料或基于硅的材料形成的绝缘层；通过使用导电性氧化物材料而设置在绝缘层上的源电极和漏电极；覆盖绝缘层、源电极和漏电极的暴露表面的自组织膜；以及设置在从源电极到漏电极之上且在设置有自组织膜的绝缘层上的半导体薄膜。

根据本发明的实施例的用于制造薄膜晶体管的方法包括下述步骤：在由有机材料、氧化物材料或基于硅的材料形成的绝缘层上，通过使用导电性氧化物材料来形成源电极和漏电极；通过表面处理在绝缘层、源电极和漏电极的暴露表面上形成自组织膜；以及在从源电极到漏电极之上且在设置有自组织膜的绝缘层上形成半导体薄膜。