專利名稱：可選擇電性的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層及其運(yùn)用的制作方法
可選擇電性的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層及其運(yùn)用玟術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明是有關(guān)于一種運(yùn)用于有機(jī)薄膜晶體管(Organic Thin Film Transistor)元件，且特別是有關(guān)于一種可選擇電性的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng) 層及其運(yùn)用。
背景技術(shù)：
有機(jī)薄膜晶體管元件具有制程簡單、設(shè)備價(jià)格成本低、低溫制程、 可大面積制作、以及可撓曲性等多優(yōu)點(diǎn)，可運(yùn)用在智慧卡(smart card)、 電子紙(E-paper)、價(jià)格標(biāo)簽(price tag) 、 RFID (Radio Frequency Identification)、以及整合有機(jī)發(fā)光二極管的可撓式平面顯示器上。有機(jī)薄膜晶體管元件依照傳導(dǎo)載子的種類，可分為P-type與N-type。與無機(jī)半導(dǎo)體不同的是，有機(jī)薄膜晶體管的N、 P-type特性并 不是利用摻雜施體(donor)或受體(acceptor)來決定，而是依照載子是 否能在有機(jī)半導(dǎo)體材料內(nèi)有效移動(dòng)，并有好的遷移率來做決定。在實(shí) 際的電路設(shè)計(jì)上，為了使電路更為完備，通常會(huì)將N型(N-type)元件 與P-型(P-type)元件相互搭配。例如，可降低電路的低消耗功率的特 點(diǎn)并提高積集度。然而，目前為止大多數(shù)的有機(jī)半導(dǎo)體材料，多是屬于依靠電洞作 為載子的P-型材質(zhì)，依靠電子作為載子的N型材質(zhì)相較之下相當(dāng)少見。 雖然現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)由一些材料的改善，或是有機(jī)半導(dǎo)體層的排序以及 修飾層的表面處理，提出數(shù)種借由電子載子遷移的N型有機(jī)薄膜晶體 管元件。例如以鎵(Ga)為柵極以聚4-乙烯基酚(Poly-4-vinylphenol; PVP)作為柵介電層，或者以聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol; PVA)層作 為柵介電層搭配鋁(A1)金屬作為源、漏極，借以得到具有N型電性的 有機(jī)薄膜晶體管元件。但是，上述N型有機(jī)薄膜晶體管元件，仍存在有電子移動(dòng)率仍偏低、沒有飽和電流區(qū)線的現(xiàn)象、以及漏電流(Leakage Current)大的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)而提供的一種 具有高電子移動(dòng)率、低漏電流的可選擇電性的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層及其 運(yùn)用，可用來選擇性地形成N型有機(jī)晶體管元件或P型有機(jī)晶體管元 件的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層。此有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層包括電性選擇層以及 柵介電層。其中電性選擇層是由五環(huán)素(Pentacene)層與聚乙烯醇 (Polyvinyl Alcohol; PVA)層所堆疊而成。柵介電層位于聚乙烯醇層 上，相對于五環(huán)素層的另一側(cè)。本發(fā)明的另一目的是在于提供一種具有高電子移動(dòng)率、低漏電流 的N型有機(jī)薄膜晶體管，此N型有機(jī)薄膜晶體管包括柵極、柵介電 層、電性選擇層以及源極/漏極。柵介電層位于柵極之上，其中柵介電 層是由一聚4-乙烯基酚(Poly-4-vinylphenol; PVP)層構(gòu)成。電性選擇 層位于柵介電層上，由聚乙烯醇層與五環(huán)素層依序堆疊而成。源極/漏 極位于電性選擇層上。根據(jù)以上所述的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的技術(shù)特征是在于考量有機(jī) 薄膜晶體管元件的介電層(dielectrics)材質(zhì)、電極功函數(shù)以及兩者之 間的匹配等因素，進(jìn)而選擇由五環(huán)素層、聚乙烯醇層和柵介電層所堆 疊而成的結(jié)構(gòu)，作為有機(jī)薄膜晶體管的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層。其中柵介 電層形成于聚乙烯醇層上，相對于五環(huán)素層的另一側(cè)，且五環(huán)素層與 聚乙烯醇層相互接觸，借以使有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層的電子載子或電洞載 子在受到柵極偏壓時(shí)，能在主動(dòng)層中有效移動(dòng)。因此，借由本發(fā)明所提供的技術(shù)優(yōu)勢，可利用施加于柵極的順向 偏壓(Forward Bios)或逆向偏壓(Reverse Bios)，選擇性地提供有機(jī) 薄膜晶體管元件P型或N型雙重電性，以改善現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)薄膜晶 體管材料，因?yàn)殡娮虞d子易受到材料中陷阱(trap)的影響，而使得電 洞遷移率遠(yuǎn)大于電子遷移率，進(jìn)而不易被觀察到N型電性，以及電子移動(dòng)率偏低、遺漏電流大的問題。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，本發(fā)明借由 以下的實(shí)施例及其所附圖式詳細(xì)說明如下，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例所繪示的N型有機(jī)薄膜晶體管 元件。圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例所繪示的N型有機(jī)薄膜晶體管元件。圖3A是繪示圖1中有機(jī)薄膜晶體管元件的柵極被施加逆向偏壓(Vg)時(shí)，源極/漏極電流(isd)-源極/漏極電壓(vj和柵極電壓(vp三者的關(guān)系圖。圖3B是繪示圖1中有機(jī)薄膜晶體管元件的柵極被施加順向偏壓(Vg) 時(shí)，源極/漏極電流(Isd)、源極/漏極電壓(Vj和柵極電壓(Vg)三者的 關(guān)系圖。圖3C是繪示圖1中有機(jī)薄膜晶體管元件的柵極被施加有順向偏壓 (Vg)，且漏極/源極電壓(Vsd)實(shí)質(zhì)為100V時(shí)，源極/漏極電流(IJ和 柵極電壓(Vg)的關(guān)系圖。圖4A是繪示圖1中有機(jī)薄膜晶體管元件的聚4-乙烯基酚層的中摻 雜無機(jī)納米顆粒后，再施加順向偏壓(Vg)時(shí)，源極/漏極電流(Isd)、源 極/漏極電壓(Vsd)和柵極電壓(Vg)三者的關(guān)系圖。圖4B是繪示圖1中有機(jī)薄膜晶體管元件的聚4-乙烯基酚層的中摻 雜無機(jī)納米顆粒后，再施加順向偏壓(Vg)時(shí)，源極/漏極電流(Isd)和柵 極電壓(Vg)的關(guān)系圖。圖5是繪示圖2中有機(jī)薄膜晶體管元件被施加順向偏壓(V》時(shí)，源 極/漏極電流(IJ、源極/漏極電壓(Vj和柵極電壓(Vg)三者的關(guān)系圖。圖中主要元件符號說明如下-100:有機(jī)薄膜晶體管元件101102: 104: 106: 110: 200: 203: 204: 208: 220:聚4-乙烯基酚層(柵介電層)柵極 103:聚乙烯醇電性選擇層 105:柵極修飾層五環(huán)素層 108:源極/漏極基板層有機(jī)薄膜晶體管元件聚乙烯醇電性選擇層源極/漏極主動(dòng)層120: 201:206: 210:主動(dòng)層 柵介電層五環(huán)素層 基板具體實(shí)施方式
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)半導(dǎo)體材料中電子遷移率低，電子N型電 性不易被觀察到，且漏電流大等問題。本發(fā)明的實(shí)施例特別考量介電 層的材質(zhì)、電極功函數(shù)兩者之間的關(guān)系，來提供一種可選擇P型與N 型的電性的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層。借由施加于柵極所順向偏壓或逆向偏 壓，來選擇有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層的電性。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易 懂，本說明書將特舉出一種在柵極施加有順向偏壓的N型有機(jī)薄膜晶 體管元件作為較佳實(shí)施例加以說明。但值得注意的是，此實(shí)施例是用 以說明而非用以限定本發(fā)明。請參照圖1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例所繪示的N型有機(jī) 薄膜晶體管元件100。此N型有機(jī)晶體管100包括柵極102、柵介電 層101、電性選擇層104以及源極/漏極108。其中柵極102是由氧化 銦錫(Indium-Tin-Oxide; ITO)層或者金屬層所組成，較佳為金(Au)質(zhì) 金屬層，形成于玻璃或者軟性塑膠基板110上。柵介電層101位于柵 極102之上，其中柵介電層101是由聚4-乙烯基酚層構(gòu)成(以下統(tǒng)稱為 聚4-乙烯基酚層101)。另外，N型有機(jī)薄膜晶體管元件100還包括柵極修飾層105，位于柵極102與聚4-乙烯基酚層101之間，借以與聚4-乙烯基酚層101形 成復(fù)合介電層。柵極修飾層105是借由旋涂或沉積的方式，來平坦化粘著有柵極102 的基板110,使4-乙烯基酚層101較易與基板110結(jié)合。在本發(fā)明的 一些實(shí)施例中，柵極修飾層105可以是塑化聚合物、半導(dǎo)體氧化物、 半導(dǎo)體氮化物、或上述任意組合所組成的材質(zhì)。但柵極修飾層105較 佳是采用塑化聚合物，例如聚4-乙烯基酚(Poly-4-vinylphenol; PVP)、 乙烯二氧賽吩聚合物(poly(3， 4-ethylenedioxythiophene) ; PED0T)、 環(huán)氧基丙烯酸甲酯(Poly-Glycidyl Methacrylate ; PGMA)或上述聚合 物的任意組合，可視為柵介電層的一部分，并用來修飾基板iio。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例之中，在聚4-乙烯基酚層101中加入交聯(lián) 劑(Crosslinker)， 例如三聚氰胺-甲酵聚合物(Poly-Melamine-Formaldehyde),經(jīng)加熱退火的過程，使得4-乙烯基酚層101中的酚基 和三聚氰胺-甲醛聚合物產(chǎn)生共聚合的交聯(lián)(Crosslinked)反應(yīng)。而經(jīng) 過交聯(lián)反應(yīng)后的聚4-乙烯基酚層101會(huì)有較佳的物理與化學(xué)穩(wěn)定性， 不會(huì)被后續(xù)制程上所使用的有機(jī)溶劑或者是水溶液溶解、或者是受加 熱造成元件效能的影響。在本實(shí)施例中，首先以6000rpm的速度，將溶解在丙二醇甲醚醋 酸酯(PGMEA)溶液中、濃度為11mg/ml的聚4-乙烯基酚以及濃度為 4mg/ml 的甲基化三聚氰胺-甲醛聚合物(Poly-Melamine-co-Formaldehyde Methylated)基材上旋涂于有機(jī)修飾層105上，在大約 120。C溫度下烘烤5分鐘，再以200'C烘烤20分鐘，以形成聚4-乙烯 基酚層101。其中聚4-乙烯基酚層101的厚度大約為270nm。電性選擇層104是位于柵介電層101之上，其中電性選擇層104 是由聚乙烯醇層103與五環(huán)素上層106依序堆疊而成。在本發(fā)明的實(shí) 施例中，聚乙烯醇層103是位于聚4-乙烯基酚層101上，相對于柵極 102的一側(cè)，借由6000rpm的速度，將濃度5mg/ml的聚乙烯醇水溶液 旋涂于聚4-乙烯基酚層101上，在大約65'C溫度下進(jìn)行熱退火20分 鐘。聚乙烯醇層103的厚度大約為190nm。五環(huán)素層106是位于聚乙烯醇層103之上。在本發(fā)明的較佳實(shí)施 例中，五環(huán)素層106是借由蒸鍍制程沉積于聚乙烯醇層103上，使五 環(huán)素層106與聚乙烯醇層103相互接觸。本實(shí)施例中，五環(huán)素層106 的厚度大約為800A。當(dāng)五環(huán)素層106與聚乙烯醇層103介面之間的電子/電洞載子在受 到柵極偏壓時(shí)，能在由五環(huán)素層106、聚乙烯醇層103以及柵介電層101 所形成的主動(dòng)層120的主動(dòng)層中有效移動(dòng)。因此，包含有主動(dòng)層120 的有機(jī)薄膜晶體管元件100，也可根據(jù)施加于柵極102的順向偏壓或逆 向偏壓，選擇性地具有P型與N型雙重電性。因此相互堆疊五環(huán)素層106 與聚乙烯醇層103的結(jié)合可視為一種的電性選擇層104。源極/漏極108位于五環(huán)素層106上，相對于柵介電層101的一側(cè)。 在本實(shí)施例中，源極/漏極108是借由蒸鍍制程，或微影蝕刻制程所沉 積的鋁(A1)質(zhì)金屬層，厚度大約為600A。整體觀之，有機(jī)薄膜晶體管 元件100的寬度(W)為1，000 yra，而源極和漏極的通道長度(Channel length, L)實(shí)質(zhì)為100 ix m。請參照圖2，圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例所繪示的N型有 機(jī)薄膜晶體管元件200。此N型有機(jī)晶體管200包括基板210、柵介 電層201、電性選擇層204以及源極/漏極208。其中，基板210為具有重?fù)诫s的基板210，亦同時(shí)作為柵極的用。 柵介電層201位于基板/柵極210之上。在本實(shí)施例中，柵介電層201 是由厚度實(shí)質(zhì)為300nm的二氧化硅(Si02)層所構(gòu)成。電性選擇層204是位于柵介電層201上，其中電性選擇層204是 由聚乙烯醇層203與五環(huán)素層206依序堆疊而成。在本發(fā)明的實(shí)施例 之中，聚乙烯醇層203是位于柵介電層201上。借由6000rpm的速度， 將濃度5mg/ml的聚乙烯醇旋涂于二氧化硅(Si02)層上，在大約65。C 溫度下進(jìn)行熱退火20分鐘。聚乙烯醇層103的厚度大約為190nm。五環(huán)素層206是位于聚乙烯醇層203的上。在本發(fā)明的較佳實(shí)施 例之中，五環(huán)素層206是借由蒸鍍制程沉積于聚乙烯醇層203上，使 五環(huán)素層206與聚乙烯醇層203相互接觸。本實(shí)施例中，五環(huán)素層206的厚度大約為800A。當(dāng)五環(huán)素層206與聚乙烯醇層203介面之間的電子/電洞載子在受 到柵極偏壓時(shí)，能在由五環(huán)素層206、聚乙烯醇層203以及柵介電層201 所形成的主動(dòng)層220有效移動(dòng)。因此，包含有主動(dòng)層220的有機(jī)薄膜 晶體管元件200，也可根據(jù)施加于基板/柵極210的順向偏壓或逆向偏 壓，選擇性地具有P型與N型雙重電性。因此相互堆疊五環(huán)素層206 與聚乙烯醇層203的結(jié)合可視為電性選擇層204。源極/漏極208位于五環(huán)素層206上，相對于柵介電層201的一側(cè)。 蒸鍍制程或微影蝕刻制程所沉積的鋁(Al)質(zhì)金屬層，厚度大約為 600A。整體觀的，有機(jī)薄膜晶體管元件200的寬度(W)為l,OOOura， 而源極和漏極的通道長度(Channel length, L)實(shí)質(zhì)為100iim。請參照圖3A，圖3A是繪示有機(jī)薄膜晶體管元件100的柵極102被 施加逆向偏壓(Vg)時(shí)，源極/漏極電流(Isd)-源極/漏極電壓(Vsd)和柵極 電壓(Vg)三者的關(guān)系圖。在圖3A中，當(dāng)源極/漏極電壓(Vsd)固定，而 有機(jī)薄膜晶體管元件100的柵極102被施加逆向偏壓(Vg)時(shí)，隨著柵極電壓(v》由ov增加至-ioov，源極/漏極電流aj反而下降并逐漸趨近于零，顯示有機(jī)薄膜晶體管元件100并未顯示出P型電性。反觀，當(dāng)有機(jī)薄膜晶體管元件100的柵極102被施加有順向偏壓 時(shí)，有機(jī)薄膜晶體管元件100顯示出N型電性。請參照圖3B，圖3B是繪示有機(jī)薄膜晶體管元件100的柵極102被 施加順向偏壓(Vg)時(shí)，源極/漏極電流(Isd)、源極/漏極電壓(Vj和柵 極電壓(Vg)三者的關(guān)系圖。在圖3B中，當(dāng)源極/漏極電壓(Vj固定，而有機(jī)薄膜晶體管元件100 的柵極102被施加順向偏壓(Vg)時(shí)，隨著柵極電壓(Vg)由0V增加至十 100V，源極/漏極電流(Isd)也隨著增加，且由圖3B中可明確觀察到有 機(jī)薄膜晶體管元件100具有明顯的N型電流線性區(qū)間(Liner Region)和 飽合區(qū)間(Saturation Region),其中有機(jī)薄膜晶體管元件100的飽合 漏極電壓(Saturation Drain Voltage)實(shí)質(zhì)介于10 V至20 V之間， 較佳為10 V。請參照圖3C,圖3C是繪示有機(jī)薄膜晶體管元件100的柵極102被 施加有順向偏壓(Vg)，且漏極/源極電壓(Vsd)實(shí)質(zhì)為100 V時(shí)，源極/ 漏極電流(Isd)和柵極電壓(Vg)的關(guān)系圖。圖中顯示當(dāng)有機(jī)薄膜晶體管 元件100處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，漏極/源極之間的遺漏電流(Leakage Current) 實(shí)質(zhì)介于10-9至10-7安培之間，較佳為10-9安培，有機(jī)薄膜晶體管元 件100的臨界電壓(Threshold Voltage; Vt)實(shí)質(zhì)為40V;電流開關(guān) 比(ON/OFF Ratio)實(shí)質(zhì)大于103;以聚4-乙烯基酚層101和聚乙烯醇 層103膠連所形成的復(fù)合介電層，在頻率為1MHZ的狀態(tài)下所測得的絕 緣層電容量來計(jì)算，有機(jī)薄膜晶體管元件100飽合區(qū)間的電子遷移率 (Electron Mobility)實(shí)質(zhì)為0. 012cm2V-4-1 。相較于其他現(xiàn)有的N型 有機(jī)晶體管元件，具有相當(dāng)優(yōu)良的電性。另外，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例之中，可以在聚4-乙烯基酚層101 的中摻雜有多數(shù)個(gè)無機(jī)納米顆粒，例如二氧化鈦(Ticg,借以提高 聚乙烯醇層103的介電常數(shù)值。例如請參照圖4A和圖4B，圖4A是繪示在有機(jī)薄膜晶體管元件100 的聚4-乙烯基酚層101的中摻雜無機(jī)納米顆粒后，再施加順向偏壓(Vg) 時(shí)，源極/漏極電流(Isd)、源極/漏極電壓(Vsd)和柵極電壓(Vg)三者的 關(guān)系圖。圖4B是繪示在有機(jī)薄膜晶體管元件100的聚4-乙烯基酚層101 的中摻雜無機(jī)納米顆粒后，再施加順向偏壓(Vg)時(shí)，源極/漏極電流(Isd) 和柵極電壓(Vg)的關(guān)是圖。由圖中可明確觀察到有機(jī)薄膜晶體管元件 100具有明顯的N型電流線性區(qū)間和飽合區(qū)間，其中有機(jī)薄膜晶體管元 件100的飽合漏極電壓實(shí)值介于10 V至20 V之間，較佳為10 V。圖 4B是顯示在漏極/源極電壓(Vsd)實(shí)質(zhì)為40 V時(shí)，有機(jī)薄膜晶體管元件 100的柵極偏壓(Vg)時(shí)與漏極電流(Isd)之間的關(guān)是。圖中顯示當(dāng)有機(jī)薄 膜晶體管元件100處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，漏極/源極之間的遺漏電流實(shí)質(zhì)介 于10-9至10_7安培之間，較佳為10_9安培。但值得注意的是有機(jī)薄膜 晶體管元件100的臨界電壓(Vt)實(shí)質(zhì)介為15V。相較于未摻雜有無機(jī)納 米顆粒的有機(jī)晶體管元件，無機(jī)納米顆粒的攙雜可以大幅降低有機(jī)晶 體管元件的臨界電壓(Vt)，并將臨界電壓(Vt)的范屈控制在實(shí)質(zhì)介于15V至40V的區(qū)間。請參照圖5，圖5是繪示有機(jī)薄膜晶體管元件200的基板/柵極210 被施加順向偏壓(Vg)時(shí)，源極/漏極電流(IJ、源極/漏極電壓(VJ和 柵極電壓(Vg)三者的關(guān)系圖。在圖5中，當(dāng)源極/漏極電壓(Vsd)固定，而有機(jī)薄膜晶體管元件200 的基板/柵極210被施加順向偏壓(Vg)時(shí)，隨著柵極電壓(Vg)由0V增 加至+ 100V，源極/漏極電流(IJ也隨著增加，且由圖5中可明確觀察 到有機(jī)薄膜晶體管元件IOO具有明顯的N型電流線性區(qū)間(Liner Region) 和飽合區(qū)間(Saturation Region),其中有機(jī)薄膜晶體管元件200的飽 合漏極電壓 (Saturation Drain Voltage)實(shí)質(zhì)介于10 V至20 V之間， 較佳為10 V。根據(jù)以上所述的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的技術(shù)特征是在于根據(jù)柵介 電層(復(fù)合介電層)的材質(zhì)以及所選用的源極/漏極108功函數(shù)兩者之間 的關(guān)系，將五環(huán)素層與聚乙烯醇層加以匹配，再將五環(huán)素層、聚乙烯 醇層和柵介電層以堆疊的方式形成主動(dòng)層。其中聚乙烯醇層形成于柵 介電層上，且五環(huán)素層與聚乙烯醇層相互接觸，借以使主動(dòng)層的電子/ 電洞載子在受到柵極偏壓時(shí)，能在主動(dòng)層中有效移動(dòng)。利用施加于柵 極所順向偏壓(Forward Bias)或逆向偏壓(Reverse Bias),選擇性地 提供有機(jī)薄膜晶體管元件P型與N型雙重電性。因此，借由本發(fā)明所提供的技術(shù)優(yōu)勢可以改善現(xiàn)有的有機(jī)半導(dǎo)體 體材料，因?yàn)殡娮尤菀资艿讲牧现邢葳宓挠绊懚闺姸催w移率遠(yuǎn)大于 電子遷移率，進(jìn)而缺乏N型電性，以及電子移動(dòng)率偏低、漏電流大的 問題。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明， 任何相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)， 當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書所界 定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種可選擇電性的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，包括一電性選擇層，由一五環(huán)素層與一聚乙烯醇層所堆疊而成；以及一柵介電層，形成于所述聚乙烯醇層上，且相對于五環(huán)素層的另一側(cè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，所述五 環(huán)素層與所述聚乙烯醇層相互接觸。
3. 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，所述柵 介電層是選自于由一聚合物、 一半導(dǎo)體氧化物、 一半導(dǎo)體氮化物、以 及上述任意組合所組成的一族群。
4. 如權(quán)利要求3所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，所述聚 合物是選自于由聚4-乙烯基酚、環(huán)氧基丙烯酸甲酯以及上述任意組合 所組成的一族群。
5. 如權(quán)利要求4所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，所述的 有機(jī)半導(dǎo)體包括N型有機(jī)晶體管，該N型有機(jī)晶體管具有介于10 V至 20 V的一飽合漏極電壓。
6. 如權(quán)利要求4所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，所述的 有機(jī)半導(dǎo)體包括N型有機(jī)晶體管，該N型有機(jī)晶體管具有介于10-9至 10_7安培的漏電流。
7. 如權(quán)利要求4所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，所述的 有機(jī)半導(dǎo)體包括N型有機(jī)晶體管，該N型有機(jī)晶體管具有介于15V至40V 的臨界電壓。
8. 如權(quán)利要求3所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，還包括 多數(shù)個(gè)無機(jī)納米顆粒摻雜于所述聚乙烯醇層。
9. 如權(quán)利要求3所述的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，其特征在于，所述半導(dǎo)體氧化物為二氧化硅(Si02)。
10. —種N型有機(jī)晶體管，其特征在于，包括 一柵極，位于一基板上；一柵介電層，位于所述柵極之上，其中所述柵介電層是由一聚4-乙烯基酚層構(gòu)成；一電性選擇層，位于所述柵介電層上，由一聚乙烯醇層與一五環(huán) 素層依序堆疊而成；以及一源極/漏極，位于所述電性選擇層上。
11. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述五 環(huán)素層與所述聚乙烯醇層是相互接觸。
12. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述柵 極是一氧化銦錫層。
13. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述柵 極是以金(Au)金屬層構(gòu)成。
14. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述源 極/漏極是一鋁(Al)金屬層。
15. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，還包括 一柵極修飾層，位于所述柵極與所述聚4-乙烯基酚層之間。
16. 如權(quán)利要求15所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述柵 極修飾層是選自于由一聚合物、 一半導(dǎo)體氧化物、 一半導(dǎo)體氮化物、 以及上述任意組合所組成的一族群。
17. 如權(quán)利要求16所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述聚 合物是選自于由聚4-乙烯基酚、環(huán)氧基丙烯酸甲酯以及上述任意組合 所組成的一族群。
18. 如權(quán)利要求16所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述基 板與所述柵極為硅基材。
19. 如權(quán)利要求18所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述基 板可作為所述柵極。
20. 如權(quán)利要求18所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，所述半 導(dǎo)體氧化物為二氧化硅(Si02)。
21. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，具有介 于10 V至20 V的一飽合漏極電壓。
22. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，介于一 實(shí)質(zhì)介于10—9至10-7安培的遺漏電流。
23. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，其特征在于，具有介 于一實(shí)質(zhì)介于15V至40V的臨界電壓。
24. 如權(quán)利要求10所述的N型有機(jī)晶體管，特征在于，還包括多 數(shù)個(gè)無機(jī)納米顆粒摻雜于所述聚乙烯醇層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可選擇電性的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層及其運(yùn)用，可用來選擇性地形成N型有機(jī)晶體管元件或P型有機(jī)晶體管元件的有機(jī)半導(dǎo)體主動(dòng)層，此主動(dòng)層包括電性選擇層以及柵介電層。其中電性選擇層是由五環(huán)素(Pentacene)層與聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol；PVA)層所堆疊而成。柵介電層位于與聚乙烯醇層上，相對于五環(huán)素層的另一側(cè)。具有高電子移動(dòng)率、低遺漏電流的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L51/30GK101267018SQ20071008766
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者溫添進(jìn), 蔡仁杰, 郭宗枋, 陳石育 申請人:奇美電子股份有限公司;財(cái)團(tuán)法人成大研究發(fā)展基金會(huì)