Recent advances in semiconductor performance and printing processes for organic transistor-based electronics

Chemistry of Materials

Volumn 16, Issue 23, 2004, Pages 4748-4756

  Katz, Howard E ^a,b  

^a LUCENT TECHNOLOGIES   (United States)

^b Johns Hopkins University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GROWTH (MATERIALS); INTEGRATED CIRCUITS; PRINTING; SINGLE CRYSTALS; TRANSISTORS;

ORGANIC BASED CIRCUITS; ORGANIC MOLECULAR SOLIDS; PRINTABLE ELECTRONICS;

SEMICONDUCTOR MATERIALS;

5,6,11,12 TETRAPHENYLTETRACENE; NAPHTHACENE DERIVATIVE; OLIGOMER; PENTACENE; POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON; POLYMER; UNCLASSIFIED DRUG;

ANISOTROPY; CHEMICAL STRUCTURE; CRYSTAL; ELECTRIC POTENTIAL; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRONICS; ELECTROPHORETIC MOBILITY; EQUIPMENT DESIGN; FILM; NANOTECHNOLOGY; PRINTING; REVIEW; SEMICONDUCTOR; THERMOSTABILITY;

EID: 8444250246     PISSN: 08974756     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm049781j     Document Type: Review

References (129)

1. Pope, M.; Swenberg, C. E. Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers; Oxford Science Publications: New York, 1999.
2. Garnier, F.; Horowitz, G.; Peng, X. Z.; Fichou, D. Synth. Met. 1991, 45, 163-171.
3. Katz, H. E.; Torsi, L.; Dodabalapur, A. Chem. Mater. 1995, 7, 2235-2237.
4. Garnier, F.; Yassar, A.; Hajlaoui, R.; Horowitz, G.; Deloffre, F.; Servet, E.; Ries, S.; Alnot, P. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8716-8721.
5. Dimitrakopoulos, C. D.; Malenfant, P. R. L. Adv. Mater. 2002, 14, 99-117.
6. Gamota, D. R.; Brazis, P.; Kalyanasundaram, K.; Zhang, J. Printed Organic and Molecular Electronics; Kluwer: New York, 2003.
7. Kagan, C. R.; Andry, P. Thin Film Transistors; Marcel Dekker: New York, 2003.
8. Sze, S. M. Semiconductor Devices, Physics, and Technology; John Wiley & Sons: New York, 1985; p 490.
9. Kitamura, M.; Imada, T.; Arakawa, Y. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3410-3412.
10. Lin, Y. Y.; Gundlach, D. J.; Nelson, S. F.; Jackson, T. N. IEEE Electron Device Lett. 1997, 18, 606-608.
11. Klauk, H.; Halik, M.; Zschieschang, U.; Eder, F.; Schmid, G.; Dehm, C. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 4175-4177.
12. Klauk, H.; Halik, M.; Zschieschang, U.; Schmid, G.; Radlik, W.; Weber, W. J. Appl. Phys. 2002, 92, 5259-5263.
13. Kelley, T. W.; Boardman, L. D.; Dunbar, T. D.; Muyres, D. V.; Pellerite, M. J.; Smith, T. Y. P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5877-5881.
14. Baude, P. F.; Ender, D. A.; Haase, M. A.; Kelley, T. W.; Muyres, D. V.; Theiss, S. D. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 3964-3966.
15. Weidkamp, K. P.; Hacker, C. A.; Schwartz, M. P.; Cao, X. P.; Tromp, R. M.; Hamers, R. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11142-11148.
16. Laquindanum, J.; Katz, H. E.; Lovinger, A. J.; Dodabalapur, A. Chem. Mater. 1996, 8, 2542-2544.
17. Verlaak, S.; Steudel, S.; Heremans, P.; Janssen, D.; Deleuze, M. S. Phys. Rev. B 2003, 68.
18. Luo, Y.; Wang, G. H.; Theobald, J. A.; Beton, P. H. Surf. Sci. 2003, 537, 241-246.
19. Knipp, D.; Street, R. A.; Volkel, A. R. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 3907-3909.
20. Wang, G. Z.; Luo, Y.; Beton, P. H. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3108-3110.
21. Schroeder, R.; Majewski, L. A.; Grell, M. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3201-3203.
22. Yang, Y. S.; Kim, S. H.; Lee, J. I.; Chu, H. Y.; Do, L. M.; Lee, H.; Oh, J.; Zyung, T.; Ryu, M. K.; Jang, M. S. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 1595-1597.
23. Takeya, J.; Goldmann, C.; Haas, S.; Pernstich, K. P.; Ketterer, B.; Batlogg, B. J. Appl. Phys. 2003, 94, 5800-5804.
24. Butko, V. Y.; Chi, X.; Lang, D. V.; Ramirez, A. P. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 4773-4775.
25. Swiggers, M. L.; Xia, G.; Slinker, J. D.; Gorodetsky, A. A.; Malliaras, G. G.; Headrick, R. L.; Weslowski, B. T.; Shashidhar, R. N.; Dulcey, C. S. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 1300-1302.
26. Blanchet, G. B.; Fincher, C. R.; Malajovich, I. J. Appl. Phys. 2003, 94, 6181-6184.
27. Kim, Y. M.; Pyo, S. W.; Kim, Y. S.; Shim, J. H.; Suh, C. H.; Kim, Y. K. Opt. Mater. 2003, 21, 425-428.
28. Meng, H.; Bendikov, M.; Mitchell, G.; Helgeson, R.; Wudl, F.; Bao, Z.; Siegrist, T.; Kloc, C.; Chen, C. H. Adv. Mater. 2003, 15, 1090-1093.
29. Gundlach, D. J.; Nichols, J. A.; Zhou, L.; Jackson, T. N. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2925-2927.
30. Miao, Q.; Nguyen, T. Q.; Someya, T.; Blanchet, G. B.; Nuckolls, C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10284-10287.
31. Sheraw, C. D.; Jackson, T. N.; Eaton, D. L.; Anthony, J. E. Adv. Mater. 2003, 15, 2009-2011.
32. Anthony, J. E.; Brooks, J. S.; Eaton, D. L.; Parkin, S. R. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9482-9483.
33. de Boer, R. W. I.; Klapwijk, T. M.; Morpurgo, A. F. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 4345-4347.
34. Katz, H. E.; Kloc, C.; Sundar, V.; Zaumseil, J.; Briseno, A.; Bao, Z. J. Mat. Res. 2004, 19, 1995-1998.
35. de Boer, R. W. I.; Jochemsen, M.; Klapwijk, T. M.; Morpurgo, M. F.; Niemax, J.; Tripathi, A. K.; Pflaum, J. J. Appl. Phys. 2004, 95, 1196-1202.
36. Butko, V. Y.; Chi, X.; Ramirez, A. P. Solid State. Comm. 2003, 128, 431-434.
37. Podzorov, V.; Pudalov, V. M.; Gershenson, M. E. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 1739-1741.
38. Podzorov, V.; Sysoev, S. E.; Loginova, E.; Pudalov, V. M.; Gershenson, M. E. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3504-3506.
39. Halik, M.; Klauk, H.; Zschieschang, U.; Schmid, G.; Radlik, W.; Ponomarenko, S.; Kirchmeyer, S.; Weber, W. J. Appl. Phys. 2003, 93, 2977-2981.
40. Halik, M.; Klauk, H.; Zschieschang, U.; Schmid, G.; Ponomarenko, S.; Kirchmeyer, S.; Weber, W. Adv. Mater. 2003, 15, 917-922.
41. Chesterfield, R. J.; Newman, C. R.; Pappenfus, T. M.; Ewbank, P. C.; Haukaas, M. H.; Mann, K. R.; Miller, L. L.; Frisbie, C. D. Adv. Mater. 2003, 15, 1278-1282.
42. Pappenfus, T. M.; Chesterfield, R. J.; Frisbie, C. D.; Mann, K. R.; Casado, J.; Raff, J. D.; Miller, L. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4184-4185.
43. Facchetti, A.; Yoon, M. H.; Stern, C. L.; Katz, H. E.; Marks, T. J. Angew Chem.-Int. Ed. 2003, 42, 3900-3903.
44. Facchetti, A.; Mushrush, M.; Katz, H. E.; Marks, T. J. Adv. Mater. 2003, 15, 33-37.
45. Kunugi, Y.; Takimiya, K.; Yamane, K.; Yamashita, K.; Aso, Y.; Otsubo, T. Chem. Mater. 2003, 15, 6-7.
46. Yanagi, H.; Araki, Y.; Ohara, T.; Hotta, S.; Ichikawa, M.; Taniguchi, Y. Adv. Fund. Mater. 2003, 13, 767-773.
47. Ichikawa, M.; Yanagi, H.; Shimizu, Y.; Hotta, S.; Suganuma, N.; Koyama, T.; Taniguchi, Y. Adv. Mater. 2002, 14, 1272-1275.
48. Mushrush, M.; Facchetti, A.; Lefenfeld, M.; Katz, H. E.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9414-9423.
49. Ito, K.; Suzuki, T.; Sakamoto, Y.; Kubota, D.; Inoue, Y.; Sato, F.; Tokito, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 1159-1162.
50. Meng, H.; Zheng, J.; Lovinger, A. J.; Wang, B. C.; Van Patten, P. G.; Bao, Z. N. Chem. Mater. 2003, 15, 1778-1787.
51. Takada, M.; Graaf, H.; Yamashita, Y.; Tada, H. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 2002, 41, L4-L6.
52. Xue, J. G.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 3714-3716.
53. Checcoli, P.; Conte, G.; Salvatori, S.; Paolesse, R.; Bolognesi, A.; Berliocchi, A.; Brunetti, F.; D'Amico, A.; Di Carlo, A.; Lugli, P. Synth. Met. 2003, 138, 261-266.
54. Malenfant, P. R. L.; Dimitrakopoulos, C. D.; Gelorme, J. D.; Kosbar, L. L.; Graham, T. O.; Curioni, A.; Andreoni, W. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2517-2519.
55. Kobayashi, S.; Takenobu, T.; Mori, S.; Fujiwara, A.; Iwasa, Y. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 4581-4583.
56. Shtein, M.; Mapel, J.; Benziger, J. B.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 268-270.
57. Bao, Z. N.; Lovinger, A. J. Chem. Mater.s 1999, 11, 2607-2612.
58. Sirringhaus, H.; Tessler, N.; Friend, R. H. Synth. Met. 1999, 102, 857-860.
59. Merlo, J. A.; Frisbie, C. D. J. Polym. Sci. Part B-Polym. Phys. 2003, 41, 2674-2680.
60. Han, S.; Liu, X.; Han, J. P.; Zhou, C. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2003, 77, 873-875.
61. Wang, G. M.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Zhang, H. M.; Narasimhan, M.; Demaray, R. E. J. Appl. Phys. 2004, 95, 316-322.
62. Paul, K. E.; Wong, W. S.; Ready, S. E.; Street, R. A. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 2070-2072.
63. Ong, B.; Chabinyc, M. Abstr. Pap.-Am. Chem. Soc. 266: U399-U399 288-POLY Part 2; Sep. 2003.
64. Sirringhaus, H.; Wilson, R. J.; Friend, R. H.; Inbasekaran, M.; Wu, W.; Woo, E. P.; Grell, M.; Bradley, D. D. C. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 406-408.
65. McCulloch, I.; Zhang, W. M.; Heeney, M.; Bailey, C.; Giles, M.; Graham, D.; Shkunov, M.; Sparrowe, D.; Tierney, S. J. Mater. Chem. 2003, 13, 2436-2444.
66. Katz, H. E.; Siegrist, T.; Lefenfeld, M.; Gopalan, P.; Mushrush, M.; Ocko, B.; Gang, O.; Jisrawl, N. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8567-8571.
67. Afzali, A.; Dimitrakopoulos, C. D.; Breen, T. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8812-8813.
68. Liang, G. R.; Cui, T. H. Solid-State Electron. 2004, 48, 87-89.
69. Babel, A.; Jenekhe, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13656-13657.
70. Meijer, E. J.; De Leeuw, D. M.; Setayesh, S.; Van Veenendaal, E.; Huisman, B. H.; Blom, P. W. M.; Hummelen, J. C.; Scherf, U.; Klapwijk, T. M. Nat. Mater. 2003, 2, 678-682.
71. Mitzi, D. B.; Dimitrakopoulos, C. D.; Rosner, J.; Medeiros, D. R.; Xu, Z. T.; Noyan, C. Adv. Mater. 2002, 14, 1772-1776.
72. Klauk, H.; Schmid, G.; Radlik, W.; Weber, W.; Zhou, L. S.; Sheraw, C. D.; Nichols, J. A.; Jackson, T. N. Solid-State Electron. 2003, 47, 297-301.
73. Street, R. A.; Salleo, A. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 2887-2889.
74. Burgi, L.; Richards, T. J.; Friend, R. H.; Sirringhaus, H. J. Appl. Phys. 2003, 94, 6129-6137.
75. Volkel, A. R.; Street, R. A.; Knipp, D. Phys. Rev. B 2002, 66, 195336.
76. Li, T.; Balk, J. W.; Ruden, P. P.; Campbell, I. H.; Smith, D. L. J. App. Phys. 2002, 91, 4312-4318.
77. Ogawa, S.; Kimura, Y.; Ishii, H.; Niwano, M. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 2003, 42, L1275-L1278.
78. Nichols, J. A.; Gundlach, D. J.; Jackson, T. N. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 2366-2368.
79. Puntambekar, K. P.; Pesavento, P. V.; Frisbie, C. D. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 5539-5541.
80. Burgi, L.; Friend, R. H.; Sirringhaus, H. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 1482-1484.
81. Zhang, J.; Wang, J.; Wang, H.; Yan, D. H. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 142-144.
82. Yuan, J. F.; Zhang, J.; Wang, J.; Yan, X. J.; Yan, D. H.; Xu, W. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 3967-3969.
83. Zaumseil, J.; Baldwin, K. W.; Rogers, J. A. J. Appl. Phys. 2003, 93, 6117-6124.
84. Peisert, H.; Knupfer, M.; Zhang, F.; Petr, A.; Dunsch, L.; Fink, J. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3930-3932.
85. Lefenfeld, M.; Blanchet, G.; Rogers, J. A. Adv. Mater. 2003, 15, 1188-1191.
86. Blanchet, G.; Fincher, C. R.; Lefenfeld, M. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 296-298.
87. Kymissis, I.; Dimitrakopoulos, C. D.; Purushothaman, S. IEEE Trans. Electron Devices 2001, 48, 1750-1750.
88. Kymissis, I.; Dimitrakopoulos, C. D.; Purushothaman, S. J. Vacuum Sci. Technol. B 2002, 20, 956-959.
89. Gelinck, G. Nat. Mater. 2004, 3, 106-110.
90. Kagan, C. R.; Breen, T. L.; Kosbar, L. L. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 3536-3538.
91. Sirringhaus, H.; Kawase, T.; Friend, R. H.; Shimoda, T.; Inbasekaran, M.; Wu, W.; Woo, E. P. Science 2000, 290, 2123-2126.
92. Burns, S. E.; Cain, P.; Mills, J.; Wang, J.; Sirringhaus, H. MRS Bull. 2003, 829-834.
93. Zschieschang, U.; Klauk, H.; Halik, M.; Schmid, G.; Dehm, C. Adv. Mater. 2003, 15, 1147-1151.
94. Park, S. K.; Kim, Y. H.; Han, J. I.; Moon, D. G.; Kim, W. K. IEEE Trans. Electron Devices 2002, 49, 2008-2015.
95. Park, S. K.; Kim, Y. H.; Han, J. I.; Moon, D. G.; Kim, W. K.; Kwak, M. G. Synth. Met. 2003, 139, 377-384.
96. Blanchet, G.; Rogers, J. J. Imaging Sci. Technol. 2003, 47, 296-303.
97. Blanchet, G. B.; Loo, Y. L.; Rogers, J. A.; Gao, F.; Fincher, C. R. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 463-465.
98. Fujita, K.; Yasuda, T.; Tsutsui, T. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 4373-4375.
99. Wang, Z.; Zhang, J.; Xing, B.; Yuan, J. F.; Yan, D. H.; Han, Y. C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15278-15279.
100. Ramasubramanian, R.; Chen, J.; Liu, H. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 2928-2930.
101. Stutzmann, N.; Friend, R. H.; Sirringhaus, H. Science 2003, 299, 1881-1884.
102. Qiu, Y.; Hu, Y.; Dong, G.; Wang, L.; Xie, J.; Ma, Y. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 1644-1646.
103. Zhu, Z. T.; Mason, J. T.; Dieckmann, R.; Malliaras, G. G. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 4643-4645.
104. Loo, Y. L.; Someya, T.; Baldwin, K. W.; Bao, Z. N.; Ho, P.; Dodabalapur, A.; Katz, H. E.; Rogers, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 10252-10256.
105. Ficker, J.; Ullmann, A.; Fix, W.; Rost, H.; Clemens, W. J. Appl. Phys. 2003, 94, 2638-2641.
106. Zinn, A. A. MRS Bull. 2003, 28, 789-789.
107. Bradley, K.; Gabriel, J. C. P.; Gruner, G. Nano Lett. 2003, 3, 1353-1355.
108. Xiao, K.; Liu, Y. Q.; Hu, P. A.; Yu, G.; Wang, X. B.; Zhu, D. B. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 150-152.
109. Snow, E. S.; Novak, J. P.; Campbell, P. M.; Park, D. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 2145-2147.
110. Rogers, J. Presented at the Fall, 2003 Meeting of the Materials Research Society, paper K3.6.
111. Zheng, M.; Jagota, A.; Semke, E. D.; Diner, B. A.; McLean, R. S.; Lustig, S. R.; Richardson, R. E.; Tassi, N. G. Nat. Mater. 2003, 2, 338-342.
112. Chen, Z. H.; Du, X.; Du, M. H.; Rancken, C. D.; Cheng, H. P.; Rinzler, A. G. Nano Lett. 2003, 3, 1245-1249.
113. Krupke, R.; Hennrich, F.; von Lohneysen, H.; Kappes, M. M. Science 2003, 301, 344-347.
114. Chattopadhyay, D.; Galeska, L.; Papadimitrakopoulos, F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3370-3375.
115. Carcia, P. F.; McLean, R. S.; Reilly, M. H.; Nunes, G. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 1117-1119.
116. Meth, H.; Zane, S. G.; Sharp, K. G.; Agrawal, S. Thin Solid Films 2003, 444, 227-234.
117. Duan, X. F.; Niu, C. M.; Sahi, V.; Chen, J.; Parce, J. W.; Empedocles, S.; Goldman, J. L. Nature 2003, 425, 274-278.
118. Takimiya, K.; Kunugi, Y.; Konda, Y.; Niihara, N.; Otsubo, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5084-5085.
119. Bromley, S. T.; Mas-Torrent, M.; Hadley, P.; Rovira, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6544-6545.
120. Mas-Torrent, M.; Durkut, M.; Hadley, P.; Ribas, X.; Rovira, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 984-985.
121. Gorjanc, T. C.; Levesque, I.; D'Iorio, M. J. Vacuum Sci. Technol. A 2004, 22, 760-763.
122. Gorjanc, T. C.; Levesque, I.; D'Iorio, M. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 930-932.
123. Sakamoto, Y.; Suzuki, T.; Kobayashi, M.; Gao, Y.; Fukai, Y.; Inoue, Y.; Sato, F.; Tokito, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8138-8140.
124. Chesterfield, R. J.; McKeen, J. C.; Newman, C. R.; Frisbie, C. D.; Ewbank, P. C.; Mann, K. R.; Miller, L. L. J. Appl. Phys. 2004, 95, 6396-6405.
125. Jurchescu, O. D.; Baas, J.; Palstra, T. T. M. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3061-3063.
126. Minari, T.; Nemoto, T.; Isoda, S. J. Appl. Phys. 2004, 96, 769-772.
127. Sundar, V. C.; Zaumseil, J.; Podzorov, V.; Menard, E.; Willett, R. L.; Someya, T.; Gershenson, M. E.; Rogers, J. A. Science 2004, 303, 1644-1646.
128. Murphy, A. R.; Frechet, J. M. J.; Chang, P.; Lee, J.; Subramanian, V. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1596-1597.
129. Ong, B. S.; Wu, Y. L.; Liu, P.; Gardner, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3378-3379.