[发明专利]有机薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机薄膜晶体管，更具体而言，涉及一种包括有机层的薄膜晶体管，所述有机层包含有助于半导体层和电极之间欧姆接触的有机化合物，并且用作半导体层。

本申请要求获得在韩国知识产权局分别于2005年6月30日和2005年11月11日提交的韩国专利申请号10-2005-0057717和10-2005-0107940的权益，其公开内容在此全部引入作为参考。

背景技术

薄膜场效应晶体管(FET)是微电子学领域中的基本构件。这些FET具有三个电极(例如，源极、漏极和栅极)、绝缘层和半导体层。FET起到电容器的作用，其中，半导体层为两电极即源极和漏极之间的导电沟道。沟道中电荷载流子的密度通过施加于栅极的电压进行调节，因此，源极和漏极之间的电荷流动可以通过施加于栅极的电压来控制。

近来，越来越大的兴趣集中在使用有机半导体材料的FET的开发。在FET中使用有机半导体材料时，可通过印刷方法，如丝网印刷、喷墨印刷或微接触印刷制造电子器件。另外，与一般的无机半导体材料相比，这些材料可以在更低的基板温度下、在少许或无真空情况下进行加工。因此，与使用无机半导体材料的电子器件相比，使用有机半导体材料的包括FET的电子器件可更容易地且以更低成本制备。

自二十世纪八十年代以来，已对不同类型的有机材料，如小分子、聚合物和低聚物进行了研究，以用作FET中的有机半导体材料。在该领域的一致努力下，在FET中的电荷载流子的迁移率方面，有机FET的性能已从10^-5cm²/Vs提高到1cm²/Vs(J.M.Shaw，P.F.Seidler，IBM J.Res.& Dev.，Vol.45，3(2001))。现在，有机薄膜晶体管的性能可与非晶硅晶体管的水平相当，所以，有机薄膜晶体管可应用于电子纸、智能卡和显示器件。

可使用半导体有机材料制备的重要电子器件，包括有机发光二极管、有机太阳能电池以及有机晶体管。在这些器件中，半导体有机材料和电极之间的电接触对于提高这些器件的性能是至关重要的。例如，将电荷载流子注入层，如空穴注入层和电子注入层插入半导体层和电极之间以提高有机发光二极管的性能。即使有机晶体管的工作方式不同于有机发光二极管的工作方式，半导体层与源极和漏极之间的电接触对于有机晶体管的性能仍具有深远的影响。

已报道，有机晶体管的性能取决于源/漏极材料(Y.Y.Lin等，Materials Research Society Symposium Proceedings(1996)，413(Electrical，Optical，and Magnetic Properties of Organic Solid StateMaterials III)，413-418.CODEN：MRSPDH ISSN：0272-9172)。根据该报道，高功函金属(例如，Pd、Pt和Au)表现出优异性能，而具有相对较低功函的金属(例如，Al)表现出显著降低的性能。因此，在大多数有机晶体管中已使用高功函金属，如金作为源/漏极。

然而，这种具有高功函的金属(为贵重金属)昂贵且难于使用工业方法加工，因此限制了其在有机晶体管中的应用方法和应用结构。

发明内容

技术问题

因此，本发明人已经研究出一种能改善有机薄膜晶体管中半导体层与源极或漏极之间电接触的方法。而且，本发明人已经研究出一种使用价廉材料用于有机薄膜晶体管的源极或漏极的方法。即，他们已经对即使具有低功函也可以用作有机薄膜晶体管的源极或漏极材料的价廉材料进行了研究。

本发明的优点在于，其提供了包括有机层的有机薄膜晶体管，所述有机层包含有助于半导体层和电极之间欧姆接触的有机化合物，并且用作半导体层，一种制备该有机薄膜晶体管的方法以及一种包括该有机薄膜晶体管的电子器件。

技术方案

根据本发明的技术方案，一种有机薄膜晶体管，其包括栅极、绝缘层、源极、漏极和包括半导体层的至少一层有机层，其中，有机层的至少一层包含由下述化学式1表示的化合物。包含由化学式1表示的化合物的有机层可以为半导体层，或者为与半导体层分开形成且在半导体层与源极和漏极中的至少一个电极之间形成的有机层：

其中m和n各为1或2，

1为0或1，

X1和X2各自独立地为CH或N，