[发明专利]电子器件和半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件和半导体器件的制造方法。

背景技术

当前，许多电子装置中使用的包括薄膜晶体管(TFT)的场效应晶体管(FET)包含例如：在衬底诸如硅半导体衬底或硅半导体材料层上形成的沟道形成区和源极/漏极电极，在所述衬底表面上形成的含有SiO₂的栅绝缘层，以及通过栅绝缘层与沟道形成区相对设置的栅电极。此外，这样的FET被简称为顶栅型FET。或者，FET包含：设置在支撑体上的栅电极，和形成在栅绝缘层上的沟道形成区和源/漏电极。此外，这样的FET被简称为底栅型FET。在具有上述结构的FET的制造中，使用非常昂贵的用于制造半导体器件的设备，因而需要降低制造成本。

其中，近来正在积极开发具有由有机半导体材料形成的活性层的电子器件，特别是诸如有机晶体管、有机光发射元件或有机太阳能电池的有机电子器件(它们此后可被简称为有机器件)正在受到关注。这些有机器件的最终目标是低成本、轻质、柔韧和高性能。当与无机材料(其中硅作为最佳实例)相比，这些有机半导体材料(1)允许利用简单工艺以低成本、低温制造大尺寸的有机器件，(2)允许制造具有柔韧性的有机器件，和(3)允许通过将构成有机半导体材料的分子改性成所需形式来控制有机器件的性能和物理性质。所述有机半导体材料因此具有这样的各种优点。

由此，业已开发了许多具有高性能(诸如高可靠性)的材料作为有机半导体材料。然而，常见的问题是，从用于形成电极(诸如源极/漏极电极)的金属材料到活性层的电荷注入效率不那么高。

考虑到上述问题，例如在日本特开专利公开号2006-253675和日本特开专利公开号2005-327797中公开了在源极/漏极电极和沟道形成区域之间形成电荷注入层的技术。

发明内容

然而，在日本特开公开号2006-253675中公开的技术中，电荷注入层由功函数介于形成源极/漏极电极的金属材料的功函数和有机半导体材料的电离电势(ionization potential)之间的材料形成。也就是说，这项技术是以所谓的跳跃传导为基础的电荷注入。出于这个原因，这项技术难以成为减少源极/漏极电极和沟道形成区域之间的接触电阻(contact resistance)的基本解决方案。此外，在日本特开专利号2005-327797中公开的技术中，电荷注入层由无机材料形成，但是需要利用多种原料形成具有高精度的薄膜。此外，膜形成装置更大，并且膜形成必然耗时。

本发明因而提供了一种具有电荷注入层的电子器件以及形成半导体器件的方法，这种半导体器件可以利用简易装置在短时间内形成，并且可以可靠地降低电极和活性层之间的接触电阻。

根据本公开的第一至第六方面，提供了一种电子器件，其至少包含：第一电极；第二电极，其被设置成与所述第一电极间隔开；和活性层，其被设置在所述第一电极上方至所述第二电极上方并且由有机半导体材料形成，电荷注入层形成在所述第一电极和所述活性层之间以及所述第二电极和所述活性层之间。电荷注入层由如下材料形成：通过被氧化而电传导率的值增加了的有机材料(根据本公开的第一方面的电子器件)；Weitz型氧化-还原基有机化合物的氧化物(根据本公开的第二方面的电子器件)；π电子数为4n+3(n是正整数)的具有环结构的有机化合物的氧化物(根据本公开的第三方面的电子器件)；具有二硫属原子五元环的有机化合物的氧化物(根据本公开的第四方面的电子器件)；具有单硫属原子六元环的有机化合物的氧化物(根据本公开的第五方面的电子器件)；或至少一种下述有机化合物的氧化物，所述有机化合物选自包含如下的组：四硫杂富瓦烯(tetrathiafulvalene，TTF)及其衍生物、四硫杂并环戊二烯(tetrathiapentalene)及其衍生物、四硫杂并四苯、六硫代并五苯、吡喃烯(pyranylidene)及其衍生物、和二硫杂吡喃烯(bithiapyrinylidene，即吡喃烯的氧O被硫S置换的材料)及其衍生物(根据本公开的第六方面的电子器件)。