具有半导体路径的半导体装置及其制造方法

专利名称：具有半导体路径的半导体装置及其制造方法
技术领域：
本发明系相关于一种具有一半导体路径的半导体装置，系包括一有机半导体材质，一第一接触，以用于将电荷载体注入该半导体路径之中，以及一第二接触，以用于自该半导体路径撷取电荷载体，并且，本发明亦相关于一种制造此型态之半导体装置的方法。
背景技术：
半导体芯片已经于一广泛的技术领域范围中获得普遍的接收度，然而，它们却仍然对生产而言是高度的复杂且昂贵，虽然硅基板系可以被薄化至非常低的层厚度而使得它们会因此而变得具有弹性，不过，这些程序却同样非常的昂贵，表示，有弹性或弯曲的微芯片仅适用于可以接受高成本的高要求应用，而有机半导体的使用则提供了微电子半导体电路在可挠性基板上的不昂贵制造选择，一可能应用的一个实例系为具有用于液晶显示之集成控制组件的一薄膜，而一另一个可能的应用则是收发报机技术，其中，举例而言，有关一产品的信息系会被储存在已知的卷标之上。
场效晶体管系于电子电路中被使用作为开关，在此例子中，当该晶体管处于关闭状态时，在每一个例子中被配置于皆由一导电材质所组成的一源极电极以及一漏极电极之间的一半导体乃会作用为一绝缘体，而同时，在一栅极电极之电场的影响下，一电荷载体沟道乃会被形成为处于该晶体管的开启状态，在此例子中，电荷载体系会被注入位在该源极接触的该半导体层，并系会撷取自位在该漏极接触的该半导体层，因此，一电流乃会透过该半导体层、或是透过在该半导体层中所产生的电荷沟道而自源极流向漏极。
由于半导体材质以及接触材质的不同费尔米能级(Fermilevels)，因此，一不对称的电荷载体扩散即会发生在该两种材质的接触表面之间，再者，由于该两种材质之该等费米尔能级的不同能量，因此，即会具有藉由电荷载体之传递而加以补偿的一能量差异，如此的结果是，一接口电位乃会被建立，而其在被供给以一外部电位差异时，乃会抵消在该两层之间之该等电荷载体的一传递，因此，结果系为一电位阻障，而其则是必须在自该导电接触进入半导体材质时、或是离开该半导体材质以传送进入该导电接触时，藉由该等电荷载体而加以克服，该电位阻障越高、或越宽，则由于该等电荷载体穿隧通过该电位阻障所造成的穿隧电流即会越低，而一低的穿隧电流则是会对应于一高的接触电阻，例如，在半导体构件以无机半导体作为基础的例子中，于该接触表面中的增加即可以藉由在朝向该接触表面之一边界层中掺杂该无机半导体而获得对抗，其中，该等掺杂系改变了在该无机半导体中之费米尔能级的能量，亦即，在接触材质以及半导体材质之该等费米尔能级间的差异系会被降低，而这样的结果是在该电位阻障的降低，以允许一相当大量的电荷载体能够克服该电位阻障以及能够清除(swamp)该相反的材质、或者，这样结果会是该电位阻障的窄化，以增加电荷载体穿隧通过该电位阻障的可能性，而在这两个例子中，该接触电阻皆会被降低。
为了以非晶形、或多晶形硅层作为基础而制造场效晶体管，该等接触区域系会藉由将磷、或硼导入靠近源极以及漏极接触的该硅层之中而受到掺杂，其中，该等磷、或硼原子乃会被并入硅网络之中，并且，系作用为电荷提供者、或是电荷接收者，而所得到的结果则是，自由电荷载体的密度以及因此该硅的导电度系会在该已掺杂区域中获得增加，这将会降低在接触材质以及已掺杂半导体材质之该等费米尔能级之间的该差异，在此例子中，该掺杂材质仅会被导入该硅中的该源极以及漏极接触，而不是被导入一电荷载体沟道在该栅极电极之电场影响下而于其中加以形成的沟道区域，由于磷以及硼系会与硅形成共价键，因此，并不会有这些原子扩散进入该沟道区域的危险，以及因此，即可以在该沟道区域中记忆确保一低导电度。
若是该等接触区域系进行足够高的掺杂时，则即使是在静止状态，该穿隧可能性也依然会非常的高，因而会使得在该接触材质以及该无机半导体材质之间接面会损失其阻碍电阻(blockingcapacity)，并会于两个方向上实施一良好的传导性。
以有机半导体作为基础的场效晶体管，系会对于需要极度低之制造成本，具可挠性、或不会破之基板，或是需要晶体管以及集成电路被制造为覆盖大的有源表面的宽广范围电子应用特别有利，举例而言，有机场效晶体管系适合作为在有源矩阵显示器中的像素控制组件，而此型态的显示器则通常会利用以非晶形、或多晶形硅层作为基础的场效晶体管而加以产生，所以，制造以非晶形、或多晶形硅层作为基础之高品质晶体管所需要的温度，通常会大于250℃，则是会需要使用坚硬以及易碎的玻璃、或石英基板，由于以有机半导体作为基础之晶体管在制造时相对而言较低的温度，通常会少于100℃，因此，有机晶体管即使得有可能利用较不昂贵、有可挠性、透明的、不会破的聚合物而产生有源矩阵显示器，相较于玻璃、或石英基板，此系相对而言较具有优势。
有机场效晶体管之一更进一步应用领域则是在于非常不昂贵之集成电路的制造，正如，举例而言，被使用于货品以及产品的主动标记(labeling)以及辨识时，而这些收发报器，正如它们所被熟知的，系通常会利用以在建构以及连接技术中承担相当多成本之单晶硅作为基础的集成电路而加以产生，以有机晶体管作为基础之收发报器的生产将会导致巨大的成本降低，以及将会帮助收发报器技术达到一全面的突破。
利用有机场效晶体管之主要问题的其中之一系为，该等源极以及漏极接触之相对而言较差的电性特质，亦即，它们的高接触电阻，一般而言，有机晶体管的源极以及漏极接触乃是利用无机金属、或是在导通聚合物的帮助下而加以产生，以在此方法中确保该等接触的最高可能导电度，而大多数适合用于有机场效晶体管中的有机半导体系会具有非常低的导电性，举例而言，通常会被用以制造有机场效晶体管的五苯(pentacene)及具有一非常低的导电性10-14Ω-1cm-1，若是该有机半导体具有一导电性时，则因此，在该接触表面处、导电接触材质以及有机半导体材质之该等费米尔能级之间，即会具有一相当大的差异，而此则是会导致形成一高电位阻障，并伴随着电荷载体通行的一低穿隧可能性，所以，源极以及漏极接触通常会具有高接触电阻，以及因此，在待注入以及撷取之电荷载体的接触处，乃会需要高电场强度，所以，并不是该接触本身的导电性，而是毗邻该等接触、且该等电荷载体会被注入其中并会自其进行撷取的该等半导体区域的低导电性，此则是建构了一个限制。
为了改善该等源极以及漏极接触的该等电性特质，因此，其系需要达成该有机半导体毗邻该等接触之区域的一高导电性，已降低在有机半导体以及接触材质之间之费米尔能级的差异，并藉此降低该等接触电阻，换言之，在该沟道区域中之该有机半导体的一高导电性乃会对该晶体管的特性具有一不利的影响，在该沟道区域中的一显著导电性系会不可避免地导致高漏电流，亦即，在该场效晶体管之关闭状态中导致一相对而言较高的电流强度，然而，对许多应用来说，在该区域中10-12A、或更低的低漏电流却是必须的，另外，一高导电性系会导致在最大开启电流以及最小关闭电流之间的比例变得太低，不过，许多应用却是需要在最大开启电流以及最小关闭电流之间的该比例尽可能的高，在107、或更高的范围内，这是因为此比例系反应了该晶体管的调变行为以及增益，因此，在该沟道区域中系需要该有机半导体的一低导电性，且同时，在该等源极以及漏极接触的区域中则是需要一高导电性，以改善在有机半导体以及该等接触之材质之间的接触特质。
正如无机半导体一样，许多有机半导体的导电性系可以藉由导入适当的掺杂基质而获得增加，然而，在掺杂期间却会具有关于位置选择性之获得的问题，该等掺杂基质并不会在该等有机半导体中被束缚于一特性的位置，并且系可以在该材质范围内自由地移动，即使该掺杂程序可以于一开始被限制在一特性的区域，举例而言，在该等源极以及漏极接触附近的区域，但是，该等掺杂基质却会接续地迁移通过整个半导体层，特别是在被施加于该源极接触以及该漏极接触之间、以操作该晶体管之该电场的影响之下，而在该有机半导体层范围内之该掺杂基质的扩散则是会不可避免地增加在该沟道区域中的导电性。
I.Kymissis，C.D.Dimitrakopoulos and S.Purushothaman，“High-Performance Bottom Electrode Organic Thin-FilmTransistors”IEEE Transactions on Electron Devices，Vol.48，No.6，June 2001，pp.1060-1061系揭示了具有一以降低接触电阻的一半导体装置，其中，首先，一1-十六(烷)基硫醇(1-hexadecanethiol)的单分子层系会被施加在铬/金电极之上，然后，接着一五苯层乃会作为有机半导体材质而被施加至该1-十六(烷)基硫醇单分子层之上，此配置系使得有可能降低对在电极以及半导体路径之间之该等电荷载体之电荷传递的该接触电阻，被配置在接触以及有机半导体之间之接口的1-十六(烷)基硫醇分子系作用为电荷传递分子，而它们乃会直接地与该接触材质以及该有机半导体层两者接触，并且，由于它们的分子结构，该等电荷传递分子系可以强迫在电荷载体于其中系为过量之该接触材质以及电荷载体于其中系为不足之该有机半导体层之间之电荷载体的一传递，在此方法中，于该等源极以及漏极接触的区域之中，一电荷载体的过量系可以被产生在该有机半导体层之中，而造成该接触电阻被显著降低的结果，其中，该1-十六(烷)基硫醇分子的硫醇基系会与该等金接触的表面形成一共价键，造成该等分子的局部固定，因此，即使是在被施加于源极以及漏极电极之间之一电场的作用之下，该电荷传递分子也不会在该沟道区域于其中形成之该有机半导体路径的该些驱动中进行迁移。
然而，金所具有缺点却是，其通常对于无机层，例如，举例而言，对二氧化硅，的键结非常贫乏，所以，为了改善该等金接触的键结，通常，一铬、或钛的薄膜乃会作为一结合剂而在该金层沉淀之前立即地进行施加，然而，此所具有的缺点是，其系让为了产生该等接触结构所需要之该金属层的图案化变得更加困难，再者，硫醇基系亦仅适合作为某些金属，例如，金，的电荷传递分子，因为其系不可能对所有适合产生接触之金属皆达成一足够高的键结强度，以避免自接触以及半导体材质间之该边界层扩散出来的硫醇。

发明内容
本发明的一个目的即在于提供一种具有一半导体路径的半导体装置，包括一有机半导体材质，一第一接触，以用于将电荷载体注入该半导体路径之中，以及一第二接触，以用于自该半导体路径撷取电荷载体，且该半导体路径系具有用于接触以及半导体路径间之电荷载体之传输的一低接触电阻。
在上述型态之一半导体装置中，该目的乃是藉由被配置于该第一接触以及该半导体路径之间，及/或该第二接触以及该半导体路径之间的一磷化氢单层而加以达成。
磷化氢系可以与被使用作为用于上述半导体装置中之接触之材质的大量金属形成稳定的复合物，若是该磷化氢被施加于接续地会形成相关于该半导体路径之该接触表面的该等接触之表面时，则因此，该等分子乃会与该表面相调和，以形成一复合物，所以，一方面，此系可以确保与该等接触之该材质的良好接触，以及另一方面，系亦可以确保该等磷化氢分子会被固定于该接触表面，因此，它们并不会扩散到该半导体路径中、该传导沟道在施加于源极以及漏极电极间之一电场的作用下而加以形成的该等区段。
该名词半导体路径系代表在两个接触之间、由一有机半导体材质所构成的传导路径，其中，该等电荷载体、电子、或空穴乃会于该第一接触处被注入该半导体路径之中，通过该半导体路径，并再次地于该第二接触处进行撷取，固有地，而所使用的该有机半导体材质则是可以为任何的具有半导体特质的有机半导体材质，适合化合物的例子系为浓缩的芳香族，例如，蒽(anthracene)、四苯(tetracene)或五苯，聚合芳香化合物，例如，聚二丁烯(polyvinylenes)或聚萘衍生物(poly naphthalene derivatives)，以聚噻吩(polythiophene)作为基础的半导电性化合物，例如，聚-3-已基噻吩-2，5-二基(poly-3-hexylthiopen-2，5-diyl)，或是以聚二丁烯噻吩(polyvinylthiophene)或聚苯胺(polyaniline)作为基础的半导电性化合物，除了该等所提及的化合物之外，其系亦有可能使用其它的有机半导体化合物，且该有机半导体材质也可以进行掺杂，然而，在此例子中，其应该要确保的是，该掺杂不会在该半导体材质中迁移、或扩散，再者，该半导体路径系可以同质地仅由一个单一的有机半导体材质所构成，不过，其亦有可能提供包括各种区段、且每一区段皆由不同之有机半导体材质所构成的一半导体路径。
用以生产根据本发明之该半导体装置之该半导体路径的材质系可以轻易地获得，并且，在某些例子中，系可以由商业供货商处购得，一般而言，有机半导体材质或用以产生该有机半导体材质的前驱物系可以轻易溶解于有机溶剂之中，并因此可以利用液体的形式而被供给于一基板之上，在此方法中，根据本发明之该半导体装置的该半导体路径系可以，举例而言，藉由简单的印刷程序，而加以产生，以使得该等半导体组件可以显著更简单地且更不昂贵地进行制造，不过，该有机半导体材质的沉积也是可以利用其它方法而加以实行，举例而言，藉由该半导体材质之气相的升华沉积。
所有具有一足够高之导电性的材质都适合被使用作为用于该等接触的材质，原则上，所有的金属皆适合，较佳地是，钯，金，铂，镍，铜，铝，以及导电氧化物，例如，举例而言，氧化钌以及氧化铟锡(indiumtin oxide)，以及导电聚合物，例如，聚乙炔(polyacetylene)、或聚苯胺(polyaniline)，再者，用于该等接触的材质系应该能够与该磷化氢形成一稳定的键结，以将该磷化氢键结到该表面，一般而言，金属会与磷化氢形成稳定的复合物，并因此，该等接触系较佳地包含金属。
较佳地是，该半导体装置的该第一，及/或第二接触系包含钯。类似于金，钯乃是由于对氧化物的绝佳电阻而出名，并且，同样地，系容易沉积以及进行图案化，不过，相较于金，钯键结对于所有型态的基板而言都稳定上许多，并因此，不需要额外地使用一键结剂(bondingagent)，例如，铬或钛，此外，磷化氢系可以非常成功地键结至钯表面，也因此，在电场之下，这些化合物不会有迁移的现象，若是磷化氢被施加于钯之上时，则会形成一稳定的复合物，因此，该等分子乃会藉由复合化而被固定在该钯表面之上，不过，硫醇并不适合于固定钯，因为钯-硫键结比起金-硫键结要弱上许多，也因此该等分子不会有在该接触表面上的局部固定。
为了达成用于传递在接触以及半导体路径之间之该等电荷载体的最低可能接触电阻，该磷化氢层系应该加以设计为尽可能的薄，且较佳地是，该磷化氢层被形成为一自行组织的(self-organizing)单分子层，在此例子中，该接触的表面系会被一单分子层所覆盖，且该磷化氢则是会藉由磷而被调和至该接触的该表面，若是该接触的该表面已完成被覆盖时，就不会再吸收更多的化合物，至于过量的磷化氢则是可以被清洗移除，举例而言，利用一适当的溶剂。
适合于根据本发明之该半导体装置的该等磷化氢系可以具有一非常宽广范围的结构，其中，相关于在接触以及半导体路径间之电荷载体传递而呈现的接触电阻系可以藉由变化该磷化氢的结构而在宽广的边界范围内进行改变，并且，在此方法中，系可以匹配于，举例而言，半导体路径的，该等材质，即使是磷化氢的较简单结构，例如，PH3或PF3，也都是适合的，再者，烷基磷化氢系亦适合，而在其中，键结至烷基的磷化氢可以是相同、或不同，并较佳地是，包括1至20个，特别较佳地是，1至8个，碳原子，适合之烷基的例子为，甲烷基，乙烷基，丙烷基，丁烷基，戊烷基，己烷基，庚烷基，以及辛烷基，而其系可以为直链或是有分支，另外，环烷基也是适合的，举例而言，环戊基或环己基，再者，烷基系亦可以包括一、或多个碳-碳双键，而其则是可以配置为彼此隔离、或相结合，至于一适当之未饱和烷基(烯基)的例子则是乙烯基，不过，其系亦有可能在前述的基团中，以卤素原子，例如，氟，或假卤化物(pseudo-halides)，例如，亚硝酸基，来取代一或多个氢原子，另外，也有其它适合的基团，举例而言，一氨基，其中，适合之磷化氢的例子系为，三(2-氰乙基)磷化氢、或三(二乙氨基)磷化氢，或者，芳香基磷化氢系亦适合，而该芳香基则是可以选择自，举例而言，包括苯基，p-茴香基(anisyl)，甲苯基(p-methylphenyl)，p-磺酸苯基(p-sulfophenyl)的群组，键结至磷的芳香基可是相同、或是不同，其中，一适合之芳香基磷化氢的例子系为，二苯基苯甲酸(diphenylphosphinobenzoic acid)，再者，其系亦有可能以卤素原子、或假卤化物来取代该等芳香基中的一、或多个氢原子，而此种型态之芳香基的例子则是有，氟苯基(fluorophenyl)或全氟苯基(perfluorophenyl)，另外，与二、或多个磷化取代机进行獒合的磷化物也是适合的，举例而言，1，2-双(二苯基膦基)乙烷(1，2，bis-(diphenylphosphino)-ethane)，顺-1，2-双(二苯基膦基)乙烯(cis-1，2-bis-(diphenylphosphino)ethylene)，双(二苯基膦基)甲烷(bis-(diphenylphospho)methane)，1，1，1-三(二苯基膦基)乙烷(1，1，1-tris(diphenylphosphino-methyl)ethane)，双(二甲基膦基)甲烷(bis(dimethylphosphino)methane)，此外，其系亦有可能使用包括烷基以及芳香基团两者的磷化氢。
磷化氢系会与金属形成非常稳定的复合物，特别是钯以及铂，在溶液中，一可逆方程式系会加以建立Pd(PPh3)4Pd(PPh3)3+PPh3Pd(PPh3)2+2PPh3此方程式系使得形成一金属-金属键结成为可能，例如Pd(PPh3)4或Pd(CO)(PPh3)3的复合物即适合于此反应，然而，此方法也允许除了该接触之金属之外亦包含金属之复合物的目标应用，举例而言，钯、或镍的复合物系为适合的，适合之复合物的例子系为，Pt(PPh3)4、或Pt(CO)(PPh3)3、或NiCl2(dppe)2，在此方法中，其系亦有可能将外来的金属导入接触以及半导体路径之间的该接触表面之中。
根据本发明的该半导体配置系可非常简单地被整合于更复杂的构件之中，举例而言，在一特别较佳的实施例中，上述的该半导体装置系会被补充一栅极电极以及一栅极介电质，以形成一晶体管，接着，该半导体装置的该第一接触会形成该源极接触，同时，该第二接触会形成该漏极电极，然后，在该栅极电极所产生之电场的影响之下，电荷载体传递会于其中举行的一电荷沟道系会被形成在源极以及漏极电极之间，如上述已提及之用于该第一以及第二接触的相同材质系亦可以被使用于该栅极电极，标准材质系可以被用以绝缘该栅极电极，例如，二氧化硅，氧化铝，或一绝缘聚合物，例如，聚苯乙烯(polystyrene)，聚乙烯(polyethylene)，聚酯(polyester)，聚氨酯(polyurethane)，聚碳酸酯(polycarbonate)，聚丙烯酸(polyacrylate)，聚亚氨(polyimide)，聚醚(polyether)，聚苯噁唑(polybenzoxazoles)，或这些化合物的混合物。
根据本发明之该半导体组件系可以自容易取得的材质、且以非常低的成本而进行制造，并因此系适合，特别是，被用于遭受高成本压力的装置，例如，举例而言，用于标记(labeling)产品RF-ID卷标(RF-ID tags)、或。
因此，本发明系亦相关于一种用于制造上述该半导体装置的方法，其中，具有一未覆盖接触表面的一第一，及/或第二接触乃会被提供于一基板之上，且一磷化氢、或一含金属磷化氢衍生物系会被施加于该未覆盖接触表面之上，因此，会在该接触表面上获得一磷化氢层，最后，一有机半导体材质系会利用包括该有机半导体材质的一半导体路径可以在该第一接触以及该第二接触之间获得的方式，而进行沉积。
被用于制造根据本发明之该半导体装置的的基板系亦可以为不具可挠性的基板，例如，举例而言，由玻璃、或石英、或可选择之硅晶圆作为支持，然而，其系较佳地是使用可挠性基板，例如，举例而言，由，举例而言，聚苯乙烯(polystyrene)，聚乙烯(polyethylene)，聚酯(polyester)，聚氨酯(polyurethane)，聚碳酸酯(polycarbonate)，聚丙烯酸(polyacrylate)，聚亚氨(polyimide)，聚醚(polyether)，或聚苯噁唑(polybenzoxazoles)、或是纸，所制成的塑料膜，并且，该半导体装置的构件，例如，举例而言，由一相对应栅极介电质而加以绝缘的一栅极电极，系亦可以已经被定义在该基板之上，接着，该第一以及第二接触系会被定义于该基板之上，其中，标准方法系被用于沉积以及图案化，并且，被用以形成该等接触的金属系可以，举例而言，藉由电子束气相沉积、或是藉由阴极溅镀，而进行沉积，不过，其系亦有可能使用其它的方法，接着，该金属层乃会进行图案化，举例而言，藉由光刻程序，然后，该磷化氢会被施加至该等接触之上，且如此的一步骤系有可能使用其所固有的任何所需程序，举例而言，该磷化氢系可以藉由使得一磷化氢饱和气流通过整个该等接触的表面，而自气相进行施加，因此，该磷化氢分子即会被键结至该接触的该表面，然而，其系较佳地是，该磷化氢以一溶液的形式被施加于该等接触之上，且在该磷化氢若是具有一非常低之蒸气压时，这个方法将会特别地具有优势，所以，为了这个目的，首先，一磷化氢溶液乃会被产生于一适当的溶剂之中，并且，此溶液接着会被施加于该等接触之上，然后，由于扩散的结果，该等分子乃会迁移出该溶液而到达该等接触的表面，并且，在此，该等分子乃会经由磷而与该接触的金属进行键结，并形成一金属复合物，至于过量的溶剂以及磷化氢则是可以接着被移除，举例而言，藉由清洗、或是藉由旋转移除，其中，该磷化氢溶液系可以利用标准的方法而被施加于该接触之上，举例而言，喷镀(spraying)、或浸泡(dipping)方法都是适合的，再者，其系亦有可能让该磷化氢溶液旋涂至该基板以及该等接触的该等表面之上，而该等磷化氢分子则是会选择性地结合至该等金属接触，最后，该磷化氢系亦有可能藉由一印刷程序而被施加至该等接触，而在该磷化氢溶液已经被印刷到该等接触之上以后，过量的溶剂乃会接着被移除，举例而言，藉由蒸发，此外，为了确保该磷化氢层不会太厚，其系需要利用适当的稀释溶液，在此上下文中，该名词“溶液”系被了解为广义的意义，不过，并不需要该磷化氢如一清澈溶液(clear solution)一样的为完全溶解的形式，再者，其系亦有可能将该溶液提供为糊状的形式，至于被附加于该溶液之浓稠度的需求则是实质上由源自用以施加该溶液至该等接触之表面的程序的需要而加以决定，最终，该有机半导体系会进行沉积，因此，会获得在该第一以及第二接触之间的一半导体路径，再次地，标准程序系会在此步骤中使用，举例而言，五苯系可以藉由真空中的升华而进行沉积，不过，该有机半导体系亦有可能以解离的形式进行施加，举例而言，一R，R-聚3-己基噻吩(R，R-poly-3-hexylthiophene)于氯仿中的溶液，所以，为了这个目的，该有机半导体溶液系可以利用，举例而言，喷镀、旋涂，不过，其系亦有可能藉由印刷技术而施加该有机半导体。
在上述制造根据本发明之该半导体装置的方法中，该磷化氢其本身系可以被施加至该接触，举例而言，由钯所构成者，的该已清洗表面，然而，该被施加至该接触之该表面的该磷化氢系亦有可能是结合在一金属复合物之中，正如已经叙述的，在溶液中，与金属原子相结合的该等磷化氢配体(ligands)可以藉以分解的一平衡系会被建立于溶液之中，而此系使得该等磷化氢配体不是可以直接形成与该接触之该等金属原子的一复合物，就是，举例而言，可以允许剩余的金属复合物形成与被配置在该接触之该表面之一金属原子的一金属-金属键结，在该等金属复合物中，该等磷化氢系可以仅与该中心金属键结、或是可以具有一桥接作用(bridging action)，而适合之金属复合物的例子则显示如下。
在上述之该方法的实施例中，首先，该等接触系会进行沉积，紧接着进行一磷化氢处理，该有机半导体材质层系会被施加于该等接触 之上，其中，固有地，其系有可能该有机半导体材质层先行沉积，然后该等接触再行定义于此层之上，然而，一般而言，若是该等接触被配置于该有机半导体材质层之上时，则对其进行图案化将会有所困难，而此则是对该有机半导体层之传导性、或电荷载体移动性，同时也对该所举例之半导体装置之该等特质的再现性皆具有不利的影响，因此，较佳地是，该等接触先行产生，然后，该有机半导体材质仅再行沉积于该等接触之上，以于此方法中定义该有机半导体路径。


本发明系以一所附图式作为参考而于之后进行更详尽的解释，在整个图式中，相同的部分系标示以相同的参考符号，其中图1其系显示牵涉到包括根据本发明之半导体装置的一场效晶体管之制造的方法步骤。
具体实施例方式
图1系显示牵涉到包括根据本发明之半导体装置的一场效晶体管，其制造之方法步骤的顺序，首先，正如图1A所示，一栅极电极2系被定义于一基板1之上，而为了这个目的，一，举例而言，钯层乃会被沉积在该基板1之上，举例而言，一聚合物膜，并且，此层系接着会藉由光刻技术而进行图案化，再者，该栅极电极2乃会藉被施加作为栅极介电质3的由一，举例而言，二氧化硅层而进行隔离，此则是会造成在图1B中所举例说明的配置。接着，源极电极4以漏极及电极5系会被定义在该栅极介电质3之上，而为了这个目的，正如在生产该栅极电极2时所叙述的，首先，一，举例而言，钯层乃会进行沉积，并且，此层系接着会藉由光刻技术而进行图案化，以获得，如图1C所示，相对应于该源极电极以及该漏极电极5的钯区段，接着，一磷化氢溶于一适当溶剂中的溶液乃会被施加至该源极电极、该漏极电极5、以及该栅极电极3所形成的表面，并且，此溶液系会于该处停留一段时间，因此，源自该溶液的磷化氢分子即可以扩散至该源极电极以及该漏极电极5所未被覆盖的表面，它们会适当键结的地方，最终，过量个溶剂以及为键结的磷化氢乃会被移除，举例而言，藉由清洗，并紧接着利用一适当溶剂的干燥，举例而言，利用一氮气流，这样所得的结果是，如图1D所示，形成一单分子层之磷化氢分子会于其中键结至该源极电极以及该漏极电极5之表面的一配置，最后，正如图1E所示，一有机半导体层7系会进行施加，以覆盖已被提供以该单分子层6的该等源极以及漏极电极(4，5)，以及该栅极介电质3被配置于这些电极之间的区段。
实例1一具弹性的聚二酸二乙酯(polyethylene naphthalate)膜系利用丙酮以及异丙醇而加以清洗，接着，一钛薄膜系被沉积于该膜之上，该钛层系藉由光刻以及稀氟氢酸的湿化学蚀刻而进行图案化，以定义该等晶体管的该等栅极电极，然后，作为该等晶体管之栅极介电质的一二氧化硅薄膜系藉由阴极溅镀(cathode sputtering)而进行沉积，以及藉由光刻以及湿化学蚀刻而进行图案化，再者，钯则是藉由加热蒸气涂覆(thermal evaporation coating)、或是藉由阴极溅镀而进行沉积，并且，系类似地藉由光刻以及利用氟氢酸以及硝酸之非常稀薄混合的湿化学蚀刻而进行蚀刻，以定义该等晶体管的该等源极以及漏极接触，在此方法中已经准备完成的该基板系会被浸入一5％强度的三苯基膦二甲苯(triphenylphosphine xylene)溶液中5分钟，以将该等钯表面覆盖以一三苯基膦单层，过量的三苯基膦则是会在利用己烷的一清洗步骤中被洗去，然后，在该基板已经干燥之后，则作为有机半导体层的一五苯薄膜乃会藉由加热蒸气涂覆而进行沉积。
实例2实例1系加以重复，除了使用三苯基膦于甲苯中的一商业可获得溶液来取代三苯基膦于二甲苯中的溶液之外。
实例3实例1系加以重复，除了使用四三苯基磷(tetrakis(tri-phenylphosphino)palladium(0))来取代三苯基膦之外。
实例4实例1系加以重复，除了使用四三苯基磷(tetrakis(tri-phenylphosphino)palladium(0))来取代三苯基膦之外。
权利要求
1.一种具有一半导体路径的半导体装置，其包括一有机半导体材质，用于将电荷载体注入该半导体路径中的第一接触，以及用于自该半导体路径撷取电荷载体的第二接触，其中，一磷化氢层乃会被配置于该第一接触以及该半导体路径间，及/或，在该第二接触以及该半导体路径间。
2.根据权利要求1所述之半导体装置，其中，该第一及/或第二接触乃是由钯所构成。
3.根据权利要求1或2所述之半导体装置，其中，该钯层形成一自行组织(self-organizing)单分子层。
4.根据前述权利要求其中之一所述之半导体装置，其中，该磷化氢乃是以一金属复合物的形式呈现在该磷化氢层中。
5.根据权利要求4所述之半导体装置，其中，该金属复合物包含作为金属的铂(0)、或钯(0)。
6.根据前述权利要求其中之一所述之半导体装置，其藉由补充一栅极电极以及一栅极介电质而形成一场效晶体管。
7.一种制造如权利要求1至6其一所述的半导体装置的方法，其中，具有一未覆盖接触表面的一第一及/或第二接触乃设于一基板上，且一磷化氢、或一含金属磷化氢衍生物会被施加于该未覆盖接触表面上，因此，在该接触表面上乃会获得一磷化氢层，以及一有机半导体材质会进行沉积，因而可以在该第一接触以及该第二接触间获得包括一有机半导体材质的一半导体路径。
8.根据权利要求7所述之方法，其中，该磷化氢乃是以一溶液的形式而施加至该第一及/或第二接触的接触表面。
9.根据权利要求7以及8其一所述的方法，其中，该磷化氢乃是以一金属复合物的形式进行施加。
全文摘要
本发明乃涉及一种具有一半导体路径的半导体装置，其包括一有机半导体材质，一用于将电荷载体注入该半导体路径之中的第一接触，以及用于自该半导体路径撷取电荷载体的第二接触，其中，一磷化氢层乃会被配置于该第一接触以及该半导体路径间，及/或，在该第二接触以及该半导体路径间。此外，该磷化氢乃是作用为一电荷传递分子，以使得可以更容易地在接触以及有机半导体材质间传递电荷载体。因此，在接触以及有机半导体材质之间的接触电阻可以被显著地降低。
文档编号H01L51/30GK1672273SQ03818432
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月15日 优先权日2002年7月31日
发明者H·克劳克, G·施米德, U·茨施尚, M·哈里克, E·特佐格鲁 申请人:因芬尼昂技术股份公司