JP2005142474A - Field effect transistor and its manufacturing method - Google Patents

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Takeshi Okada
岡田  健
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field effect transistor of a new constitution which is higher in a working current and larger in an ON/OFF ratio. <P>SOLUTION: The field effect transistor includes at least a support substrate 1, a source electrode 5, a drain electrode 6, a semiconductor layer 7, an insulating layer 3, and a gate electrode 2; and uses an organic material as the semiconductor layer. The source electrode 5 and the drain electrode 6 are formed in an identical plane, widths between the source electrode and the drain electrode at portions electrically connected through the semiconductor layer 7 are at least different in a film thickness direction of the semiconductor layer 7, and the gate electrode 2 is provided at a short side of the width (a) between the source electrode and the drain electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、電気泳動ディスプレイ等の画素表示用スイッチング素子やプラスチックICカード、情報タグ、バイオセンサーなどのフレキシブル、センサーデバイスに用いられる少なくとも半導体材料として有機材料を用いた電界効果型トランジスタおよびその製造方法に関し、より詳細には動作電流が大きく、かつON/OFF比が大きい新規な構成の薄膜電界効果型トランジスタおよびその製造方法に関する。   The present invention is a field effect using an organic material as at least a semiconductor material used in a flexible, sensor device such as a switching element for pixel display such as a liquid crystal display, an organic EL display, an electrophoretic display, a plastic IC card, an information tag, and a biosensor More particularly, the present invention relates to a thin film field-effect transistor having a novel structure with a large operating current and a large ON / OFF ratio, and a method for manufacturing the same.

薄膜トランジスタ(TFT)は、アクティブ・マトリックスの液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の駆動用スイッチング素子などとして広く使用されている。TFTは、電界効果型トランジスタ(FET)の一例で、半導体層が薄膜として基板に形成された金属−絶縁体−半導体を組み合わせたFETである。   Thin film transistors (TFTs) are widely used as driving switching elements such as active matrix liquid crystal displays and organic EL displays. A TFT is an example of a field effect transistor (FET), and is an FET in which a metal-insulator-semiconductor having a semiconductor layer formed as a thin film on a substrate is combined.

現在、ほとんどのTFTは、アモルファス・シリコンやポリシリコンを半導体層として使用して作製されている。アモルファス・シリコンは、結晶シリコンの安価な代替物であり、トランジスタのコストを低減して大面積の応用例として使用するために提供されている。アモルファス・シリコンは、移動度が0.1〜1cm2 /V・sec程度であり、また、ポリシリコンは、1〜10cm2 /V・sec程度であって、それらは、結晶シリコンの移動度に対して1万分の1〜1千分の1ほどであるので、それらの応用は比較的低速のものに限られている。 Currently, most TFTs are manufactured using amorphous silicon or polysilicon as a semiconductor layer. Amorphous silicon is an inexpensive alternative to crystalline silicon and is provided for use in large area applications with reduced transistor costs. Amorphous silicon has a mobility of about 0.1 to 1 cm 2 / V · sec, and polysilicon has a mobility of about 1 to 10 cm 2 / V · sec. On the other hand, since it is about 1 / 10,000 to 1/1000, their application is limited to a relatively low speed.

ポリシリコンは、アモルファス・シリコンに対するエキシマレーザー照射等による再結晶化アニールにより形成される。アモルファス・シリコンの基板への成膜は、低温で行われるので結晶シリコンより安価であるが、アモルファス・シリコンの成膜は、プラズマ化学気相成膜等を必要とするので高コストとなる。ポリシリコンの成膜は、前述のようにエキシマレーザー照射等によるアニールプロセスが必要となるので、さらに高コストとなる。   Polysilicon is formed by recrystallization annealing such as excimer laser irradiation on amorphous silicon. Film formation of amorphous silicon on a substrate is performed at a low temperature and is therefore cheaper than crystalline silicon. However, film formation of amorphous silicon is expensive because it requires plasma chemical vapor deposition. Polysilicon film formation requires an annealing process such as excimer laser irradiation as described above, which further increases the cost.

近年、有機材料のもつ力学的、多種多様性、製造加工など多様なフレキシビリティを生かしたシートディスプレイ、電子ペーパー、プラスチックICカード、情報タグ、バイオセンサーなどのフレキシブル、センサーデバイスなどの応用に期待が集まっている。   In recent years, there are expectations for the application of flexible and sensor devices such as sheet displays, electronic paper, plastic IC cards, information tags, biosensors, etc. that take advantage of the various flexibility of organic materials such as mechanical, diverse, and manufacturing processes. Gathered.

しかしながら、有機半導体材料は無機半導体材料に比べて導電率、キャリア移動度が低いものがほとんどであり、有機半導体薄膜トランジスタを実用化するためにはその動作特性の向上が課題となっている。   However, most organic semiconductor materials have lower electrical conductivity and carrier mobility than inorganic semiconductor materials, and improvement of operating characteristics has been a challenge for practical use of organic semiconductor thin film transistors.

例えば、従来の薄膜トランジスタとして特許文献1が挙げられる。図5は、従来の薄膜トランジスタの断面図である。図5に示される特許文献1に記載された発明においては、高濃度にドープしたシリコン基板上にペンタセン有機材料を成膜してTFT動作をさせており、0.52cm2 /V・secの移動度を実現している。しかしながら、ペンタセンで形成された薄膜は、その薄膜の形成に真空成膜が必要であるので、基板に対する付着力も弱く、そのために、脆弱である。また、高価なシリコン基板を用いる必要があるため、低コストに薄膜トランジスタを構成することは難しい。 For example, Patent Document 1 is given as a conventional thin film transistor. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional thin film transistor. In the invention described in Patent Document 1 shown in FIG. 5, a pentacene organic material is formed on a highly doped silicon substrate to operate a TFT, and the movement is 0.52 cm 2 / V · sec. The degree is realized. However, since a thin film formed of pentacene requires vacuum film formation to form the thin film, the adhesion to the substrate is weak and therefore, it is fragile. Further, since it is necessary to use an expensive silicon substrate, it is difficult to form a thin film transistor at low cost.

一方、非特許文献1によれば、C.J.Druryらは、基板としてポリイミドを用い、半導体材料としてPTV(ポリチエニレンビニレン)を用い、絶縁材料としてPVP(ポリビニルフェノール)を用い、そして、電極材料としてドープト−ポリアニリンを用い、光化学パターニングを用いて、全てに有機材料を用いたTFTを作製することにより、3×10-4cm2 /V・secの電荷移動度を示すTFTを得ている。しかしながら、このTFTの電荷移動度は、なお低く、改善の余地がまだまだ多くある。 On the other hand, according to Non-Patent Document 1, C.I. J. et al. Drury et al. Using polyimide as a substrate, PTV (polythienylene vinylene) as a semiconductor material, PVP (polyvinylphenol) as an insulating material, and doped polyaniline as an electrode material, using photochemical patterning. By manufacturing TFTs using all organic materials, TFTs having a charge mobility of 3 × 10 −4 cm 2 / V · sec are obtained. However, the charge mobility of this TFT is still low, and there is much room for improvement.

有機半導体を用いたTFTの電気特性は、無機半導体を用いたトランジスタの理論によって、ほぼ説明することができる。ドレイン電圧が小さい領域では、有機TFTのドレイン電圧(Vd)とドレイン電流(Id)の関係式は次式1で表される。(線形領域)   The electrical characteristics of TFTs using organic semiconductors can be almost explained by the theory of transistors using inorganic semiconductors. In a region where the drain voltage is low, the relational expression between the drain voltage (Vd) and the drain current (Id) of the organic TFT is expressed by the following formula 1. (Linear region)

Figure 2005142474
Figure 2005142474

ここで、Wはゲートのチャネル幅、Lはチャネル長、Ciはゲート絶縁膜の単位面積あたりの静電容量、μはキャリア移動度、Vtはゲート閾値電圧である。Vgはゲート電圧である。   Here, W is the channel width of the gate, L is the channel length, Ci is the capacitance per unit area of the gate insulating film, μ is the carrier mobility, and Vt is the gate threshold voltage. Vg is a gate voltage.

ドレイン電圧(Vd)が大きくなると、チャネルのピンチオフによりドレイン電流(Id)は飽和し一定の値となる。このときのIdは次式2で表される。(飽和領域)   When the drain voltage (Vd) increases, the drain current (Id) becomes saturated and becomes a constant value due to the pinch-off of the channel. Id at this time is expressed by the following equation 2. (Saturation region)

Figure 2005142474
Figure 2005142474

有機半導体を用いたTFTのキャリア移動度は、ゲート電圧(Vg)によりチャネルに蓄積される電荷量に依存し、一般にVgとともに増加して飽和する関係が知られている。また、TFTの動作速度や電流駆動能力を表す遮断周波数Tfと相互コンダクタンスgmは式3および式4により求められる。   The carrier mobility of a TFT using an organic semiconductor depends on the amount of charge accumulated in the channel by the gate voltage (Vg), and is generally known to increase and saturate with Vg. Further, the cutoff frequency Tf and the mutual conductance gm representing the operation speed and current driving capability of the TFT are obtained by Expression 3 and Expression 4.

Figure 2005142474
Figure 2005142474

但し、飽和領域ではVd=Vg−Vt   However, in the saturation region, Vd = Vg−Vt

Figure 2005142474
Figure 2005142474

但し、飽和領域ではVd=Vg−Vt
これらの式から有機半導体を用いたTFTを作成する上で、(1)有機半導体のキャリア移動度μを大きくする、(2)チャネル長Lを小さく、チャネル幅Wを大きくする、(3)ゲート絶縁膜の誘電率を大きくする、ことが重要である。このほか、有機半導体を用いたTFTに求められる性能として、ドレイン電流のON/OFF比が大きい、閾値電圧が低いなどがある。
特開平10−270712号公報(第5頁) C.J.Drury,“APPLIED PHISICS LETTERS”Vol.73,No.1(1998年)、p.108―110
However, in the saturation region, Vd = Vg−Vt
In creating a TFT using an organic semiconductor from these equations, (1) increase the carrier mobility μ of the organic semiconductor, (2) reduce the channel length L, and increase the channel width W, (3) gate It is important to increase the dielectric constant of the insulating film. In addition, the performance required for a TFT using an organic semiconductor includes a large drain current ON / OFF ratio and a low threshold voltage.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-270712 (page 5) C. J. et al. Drug, “APPLIED PHISICS LETTERS” Vol. 73, no. 1 (1998), p. 108-110

有機半導体材料としては、前述の低分子化合物(例えば、ペンタセン、金属フタロシアニン)、短鎖オリゴマー(例えば、n=3〜8のn−チオフェン)、長鎖ポリマー(例えば、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン)等がある。   Examples of the organic semiconductor material include the aforementioned low molecular weight compounds (for example, pentacene, metal phthalocyanine), short chain oligomers (for example, n-thiophene having n = 3 to 8), long chain polymers (for example, polythiophene, polyphenylene vinylene), and the like. is there.

高分子系の材料は溶液プロセスにより容易に膜形成ができるため、低コスト化や大面積化が実現できるとして注目されている。また、インクジェット法を用いることで、基板上に微細なパターンを直接描画して集積回路を作成することも可能である。しかし、高分子系材料では低分子系材料に比べて無秩序さが大きくなるためキャリア移動度が小さいという問題がある。ポリフルオレンの正孔移動度は0.02cm2 /Vsであり、一般の高分子系材料のキャリア移動度は低分子に比べ2桁程度小さい値となっている。ところが、Nature,vol.401(1999)685−688では、H.Sirringhausらによって、立体規則性のポリヘキシルチオフェンでは、0.1cm2 /Vsの大きな正孔移動度を示すことが報告されている。 High molecular weight materials are attracting attention because they can be easily formed into a film by a solution process, so that the cost can be reduced and the area can be increased. In addition, by using an inkjet method, an integrated circuit can be formed by directly drawing a fine pattern on a substrate. However, a high molecular material has a problem in that carrier mobility is small because disorder is larger than that of a low molecular material. The hole mobility of polyfluorene is 0.02 cm 2 / Vs, and the carrier mobility of a general polymer material is about two orders of magnitude smaller than that of a low molecule. However, Nature, vol. 401 (1999) 685-688. Sirringhaus et al. Have reported that stereoregular polyhexylthiophene exhibits a large hole mobility of 0.1 cm 2 / Vs.

この材料は側鎖がHead−to−Tailの配置を取るため、主鎖のチオフェン環同士の重なりによりπ電子軌道の重なりが形成されることで、高いキャリア移動度を示していると考えられている。高分子材料においても分子間の規則性を持たせることで、より高いキャリア移動度を実現できることから、新しい高分子系材料の開発が盛んに行われてきている。   Since this material has a head-to-tail arrangement of side chains, it is considered that π-electron orbital overlap is formed by overlapping of thiophene rings in the main chain, thereby showing high carrier mobility. Yes. New polymer materials have been actively developed because higher carrier mobility can be realized by providing intermolecular regularity in polymer materials as well.

しかしながら、スピンコーティングやディッピング・コーティング、インクジェット法などを用いた場合、その膜厚は蒸着等の真空プロセスを用いた場合に比べ、一般的に厚くなる。また、その膜厚のばらつきも大きくなる。特にソース電極およびドレイン電極の膜厚はソース・ドレイン電極間のチャネル領域形成に影響を及ぼすため、素子毎の特性ばらつきが大きくなる等の問題があった。   However, when spin coating, dipping coating, an ink jet method, or the like is used, the film thickness is generally thicker than when a vacuum process such as vapor deposition is used. In addition, the variation in the film thickness also increases. In particular, the film thickness of the source electrode and the drain electrode has an effect on the formation of the channel region between the source and drain electrodes.

また、インクジェット法によるダイレクトパターニングによって、簡便な方法により微細なパターン形成が可能であるもののそのときの解像度はラインアンドスペースで30μm程度であり、チャネル長の微細化には不十分である。   Although a fine pattern can be formed by a simple method by direct patterning using an inkjet method, the resolution at that time is about 30 μm in line and space, which is insufficient for miniaturization of the channel length.

本発明はこの問題を解決するためになされたもので、印刷法やインクジェット法等の簡便且つ安価な製造方法を用いて、配線材料や有機半導体材料のパターニングを行い、移動度が小さい有機半導体材料を用いても、動作電流が大きく、且つON/OFF比が大きい新規な構成の電界効果型トランジスタおよびその製造方法を提供するものである。   The present invention has been made to solve this problem, and by using a simple and inexpensive manufacturing method such as a printing method or an inkjet method, a wiring material or an organic semiconductor material is patterned, and the organic semiconductor material has low mobility. The present invention provides a field effect transistor having a novel structure with a large operating current and a large ON / OFF ratio, and a method for manufacturing the same.

すなわち、本発明の第一の発明は、少なくとも支持基板、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、絶縁層およびゲート電極を有し、前記半導体層として有機物を用いた電界効果型トランジスタにおいて、前記ソース電極およびドレイン電極が同一平面内に形成され、少なくとも半導体層にて電気的に接続されている箇所におけるソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において異り、且つ前記ソース電極−ドレイン電極間の幅の短手側にゲート電極が設けられていることを特徴する電界効果型トランジスタである。   That is, the first invention of the present invention is a field effect transistor having at least a support substrate, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, an insulating layer, and a gate electrode, and using an organic substance as the semiconductor layer. And the drain electrode are formed in the same plane, and the width between the source electrode and the drain electrode is different in the film thickness direction of the semiconductor layer at least at a location where they are electrically connected to each other in the semiconductor layer. A field effect transistor characterized in that a gate electrode is provided on the short side of the width between the electrodes.

前記ソース電極およびドレイン電極に隣接して絶縁性を有する隔壁を有することを特徴とする。
前記隔壁がテーパ形状を有することを特徴とする。
前記隔壁が感光性樹脂からなることを特徴とする。
An insulating partition is provided adjacent to the source electrode and the drain electrode.
The partition wall has a tapered shape.
The partition is made of a photosensitive resin.

本発明の第二の発明は、透明支持基板上に設けられたゲート電極上に感光性樹脂層を形成する工程、前記感光性樹脂層に光を照射した後、パターニングして隔壁を形成する工程、前記隔壁間に導電性を有する液体材料を塗布、乾燥し、液体材料を分離することにより、ソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において異なるソース電極とドレイン電極を形成する工程、前記ソース電極−ドレイン電極間に半導体層を形成する工程を有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法である。   The second invention of the present invention is a step of forming a photosensitive resin layer on a gate electrode provided on a transparent support substrate, a step of irradiating the photosensitive resin layer with light and then patterning to form a partition wall By applying a conductive liquid material between the partition walls, drying, and separating the liquid material, source and drain electrodes having different widths between the source electrode and the drain electrode in the film thickness direction of the semiconductor layer are formed. And a step of forming a semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode.

前記隔壁間に塗布した導電性を有する液体材料が、乾燥時に自発的に分離してソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする。
前記隔壁間に導電性を有する液体材料を塗布、乾燥した後、エッチングにより分離してソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする。
The conductive liquid material applied between the partition walls spontaneously separates during drying to form a source electrode and a drain electrode.
A liquid material having conductivity is applied between the partition walls, dried, and then separated by etching to form a source electrode and a drain electrode.

前記ソース電極−ドレイン電極間の幅の短手側にゲート電極が位置する様に液体材料を分離してソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする。
本発明の第三の発明は、支持基板上にテーパ形状の隔壁を形成する工程、前記隔壁間に導電性を有する液体材料を塗布、乾燥し、液体材料を隔壁により分離することにより、ソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において異なるソース電極とドレイン電極を形成する工程、少なくとも前記ソース電極−ドレイン電極間に半導体層を形成する工程、前記半導体層上に絶縁層を介してゲート電極を形成する工程を有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法である。
The source electrode and the drain electrode are formed by separating the liquid material so that the gate electrode is positioned on the short side of the width between the source electrode and the drain electrode.
According to a third aspect of the present invention, a source electrode is formed by forming a tapered partition wall on a support substrate, applying a liquid material having conductivity between the partition walls, drying, and separating the liquid material by the partition wall. A step of forming a source electrode and a drain electrode having different widths between the drain electrodes in the film thickness direction of the semiconductor layer, a step of forming a semiconductor layer between at least the source electrode and the drain electrode, and an insulating layer on the semiconductor layer And a step of forming a gate electrode.

支持基板上に隔壁間の間隔が上方向に大きいテーパ形状の隔壁を形成することにより、ソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において小さくなる様に形成されることを特徴とする。   A taper-shaped partition wall having a large upward interval between the partition walls is formed on the support substrate so that the width between the source electrode and the drain electrode is reduced in the film thickness direction of the semiconductor layer. To do.

前記ソース電極およびドレイン電極を形成する導電性を有する液体材料の塗布方法がインクジェット法であることを特徴とする。
前記インクジェットによる液体材料の塗布前に隔壁への表面処理を行う工程を含むことを特徴とする。
The method for applying the conductive liquid material for forming the source electrode and the drain electrode is an inkjet method.
It includes a step of performing a surface treatment on the partition wall before applying the liquid material by the ink jet.

前記インクジェットによる液体材料と、塗布前の隔壁との接触角が90°以下であることを特徴とする。
前記半導体層がインクジェット法にて塗布されてなることを特徴とする。
The contact angle between the liquid material by the ink jet and the partition wall before application is 90 ° or less.
The semiconductor layer is applied by an inkjet method.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の第一の電界効果型トランジスタは、半導体層として有機物を用いた電界効果型トランジスタにおいて、少なくとも支持基板、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、絶縁層、ゲート電極からなり、ソース電極およびドレイン電極が同一平面内に形成され、ソース電極−ドレイン電極間の幅が少なくとも前記半導体層にて電気的に接続されてなる箇所において、膜厚方向に異なり、且つ前記半導体層に絶縁層を介して設けられるゲート電極がソース電極−ドレイン電極間の幅が膜厚方向において短手側に設けられていることを特徴する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
A first field effect transistor of the present invention is a field effect transistor using an organic substance as a semiconductor layer, and includes at least a support substrate, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, an insulating layer, and a gate electrode. The electrode is formed in the same plane, and the width between the source electrode and the drain electrode is at least electrically connected by the semiconductor layer, and is different in the film thickness direction, and the semiconductor layer is interposed via the insulating layer. The gate electrode provided is characterized in that the width between the source electrode and the drain electrode is provided on the short side in the film thickness direction.

本発明により、半導体層におけるチャネル形成領域が膜厚方向において、ゲート電極形成側に制限されるとともに、チャネル領域外におけるOFF電流が抑制されるため、ON/OFF比が大きい電界効果型トランジスタが得られる。   According to the present invention, the channel formation region in the semiconductor layer is limited to the gate electrode formation side in the film thickness direction, and the OFF current outside the channel region is suppressed, so that a field effect transistor with a large ON / OFF ratio is obtained. It is done.

上記本発明において、ソース電極およびドレイン電極に隣接して絶縁性を有する隔壁を有すること、前記隔壁が逆テーパ形状を有すること、前記隔壁が感光性樹脂であること、を好ましい態様として含むものである。   In the above-mentioned present invention, preferred embodiments include having an insulating partition adjacent to the source electrode and the drain electrode, the partition having a reverse taper shape, and the partition being a photosensitive resin.

また、本発明の第二の電界効果型トランジスタの製造方法は、透明支持基板上に設けられたゲート電極上にネガ型感光性樹脂を形成し、前記の感光性樹脂形成側とは逆の面から光を照射し、前記感光性樹脂をパターニングする工程を含む前記電界効果型トランジスタの製造方法である。   In the second field effect transistor manufacturing method of the present invention, a negative photosensitive resin is formed on a gate electrode provided on a transparent support substrate, and the surface opposite to the photosensitive resin forming side is formed. The method for producing the field effect transistor includes a step of patterning the photosensitive resin by irradiating light.

本発明は、透明支持板を用いて、ゲート電極を形成後、ネガ型感光性樹脂を透明支持基板の背面より露光することにより、ゲート電極と隔壁すなわち前記隔壁と隣接するソース電極およびドレイン電極との位置精度を補償し、各素子毎の特性のばらつきを抑えることが可能となる。   In the present invention, after forming a gate electrode using a transparent support plate, the negative photosensitive resin is exposed from the back surface of the transparent support substrate, whereby the gate electrode and the partition wall, that is, the source electrode and the drain electrode adjacent to the partition wall, Thus, it is possible to compensate for the positional accuracy and to suppress variations in characteristics of each element.

上記本発明は、前記隔壁間に硬化後導電性を示す液体材料を塗布し、乾燥時に自発的に分離する工程を含むことを好ましい態様として含むものであり、前記液体材料が乾燥時に自発的に分離することによって、硬化後導電性の電極として機能し、ソース電極、ドレイン電極を形成するものであり、簡便な方法によって、微小なチャネル長を有する電界効果型トランジスタを作成できる。また、乾燥時に完全に分離せず前記硬化後導電性を示す液体材料が乾燥時に凹型を示す場合、その後に凹形状の底部をエッチングすることによって、各電極を分離する工程を含むことも好ましい態様として含むものである。   The present invention includes, as a preferred embodiment, a step of applying a liquid material exhibiting conductivity after curing between the partition walls and voluntarily separating it at the time of drying. By separating, it functions as a conductive electrode after curing and forms a source electrode and a drain electrode, and a field effect transistor having a minute channel length can be formed by a simple method. Moreover, when the liquid material which does not completely separate at the time of drying and exhibits conductivity after curing exhibits a concave shape at the time of drying, it is preferable that the method further includes a step of separating each electrode by etching the bottom of the concave shape after that. Is included.

また、前記隔壁がソース電極およびドレイン電極が形成される箇所において狭くなることを特徴とする電界効果型トランジスタであることによって、前記液体材料を隔壁間に付与後にソース電極とドレイン電極間に形成されるチャネルの幅が安定に形成することが可能になる。   The field effect transistor is characterized in that the partition wall is narrowed at a position where the source electrode and the drain electrode are formed, so that the liquid material is formed between the source electrode and the drain electrode after being applied between the partition walls. It is possible to form a stable channel width.

さらに、本発明の第三の電界効果型トランジスタの製造方法は、支持基板上に隔壁を形成後、前記隔壁に沿って、硬化後導電性を示す液体材料を塗布しソース電極およびドレイン電極形成後、半導体層および絶縁層を介して、前記ソース電極−ドレイン電極間上にゲート電極を形成することを特徴とする。   Furthermore, in the third method for producing a field effect transistor according to the present invention, after the partition is formed on the support substrate, a liquid material showing conductivity after curing is applied along the partition and the source electrode and the drain electrode are formed. A gate electrode is formed between the source electrode and the drain electrode through the semiconductor layer and the insulating layer.

前記の本発明の第二および第三においては、前記ソース電極およびドレイン電極の硬化後導電性を示す液体材料の塗布方法がインクジェット法であること、前記インクジェットによる液体材料塗布前に隔壁への表面処理を行う工程を含むこと、前記インクジェットによる液体材料塗布前の隔壁の硬化後導電性を示す液体材料との接触角が90°以下であること、前記半導体層がインクジェット法にて塗布されてなることを好ましい態様として含む。   In the second and third aspects of the present invention, the method of applying the liquid material showing conductivity after curing of the source electrode and the drain electrode is an ink jet method, and the surface of the partition wall before applying the liquid material by the ink jet Including a step of performing treatment, a contact angle with a liquid material showing conductivity after curing of the partition wall before application of the liquid material by inkjet is 90 ° or less, and the semiconductor layer is applied by an inkjet method Is included as a preferred embodiment.

本発明によれば、ソース、ドレイン、ゲート電極、有機半導体層などを形成する場合に印刷法、インクジェット法などの簡便な方法によって形成しても、有機半導体層におけるOFF電流が抑制できるため、ON/OFF比が良好な電界効果型トランジスタを提供することができる。   According to the present invention, when a source, a drain, a gate electrode, an organic semiconductor layer, and the like are formed, the OFF current in the organic semiconductor layer can be suppressed even if formed by a simple method such as a printing method or an inkjet method. A field effect transistor having a favorable / OFF ratio can be provided.

また、本発明は、インクジェット法を用いた場合においても、短チャネルを実現することにより、動作電流が大きく、且つ素子間の特性のばらつきの少ない有機材料を用いた電界効果型トランジスタを安価に提供することが可能となる。   Further, the present invention provides a field effect transistor using an organic material with a large operating current and a small variation in characteristics between elements even at a low cost even when an ink jet method is used. It becomes possible to do.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の電界効果型トランジスタは、ソース電極および、ドレイン電極は構成上同一平面に設けれることが望ましい。また、ソース電極およびドレイン電極は無機材料を用いた場合、その多くは真空プロセスを用いて成膜される。その場合その膜厚は100nm程度の薄い膜が形成可能であるが、有機材料や金、銀、銅などのナノペーストなどを用いる場合、非常に薄い膜を形成しようとする場合、膜の欠陥などによって、その導電性が悪化するため、200〜1000nm程度の膜厚を用いることが望ましい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the field effect transistor of the present invention, it is desirable that the source electrode and the drain electrode are provided on the same plane in terms of configuration. In addition, when an inorganic material is used for the source electrode and the drain electrode, most of them are formed using a vacuum process. In that case, a thin film having a thickness of about 100 nm can be formed. However, when an organic material, nanopaste such as gold, silver, or copper is used, a very thin film is formed, a film defect, etc. Therefore, it is desirable to use a film thickness of about 200 to 1000 nm.

上記の膜厚を印刷法やインクジェット法等の簡便且つ安価な製造方法を用いて形成する場合、膜厚方向に線幅が異なることが考えられる。図6に示すように、ソース電極5とドレイン電極6が逆テーパ形状を有する場合、ソース電極とドレイン電極の下部に絶縁層3を介してゲート電極2を有する場合、チャネル領域8はソース−ドレイン間の絶縁層3上の10〜50nm程度の領域に形成される。このとき、ソース電極およびドレイン電極間はそれぞれの電極が逆テーパ形状を有することからチャネル領域外でソース−ドレイン間が近接するため、OFF電流が生じやすくON/OFF比が悪化する。   When the above film thickness is formed using a simple and inexpensive manufacturing method such as a printing method or an ink jet method, the line width may be different in the film thickness direction. As shown in FIG. 6, when the source electrode 5 and the drain electrode 6 have reverse taper shapes, when the gate electrode 2 is provided below the source electrode and the drain electrode with the insulating layer 3 interposed therebetween, the channel region 8 has the source-drain. It is formed in a region of about 10 to 50 nm on the insulating layer 3 therebetween. At this time, each source electrode and drain electrode has an inversely tapered shape, so that the source and drain are close to each other outside the channel region, so that an OFF current is likely to be generated and the ON / OFF ratio is deteriorated.

また、インクジェット法などにより設けられた電極の場合、ソース電極5とドレイン電極6は図7に示すような凸形状有する。ソース電極とドレイン電極の下部に絶縁層3を介してゲート電極2を有する構成の場合、上記と同様にチャネル形成領域外でソース−ドレイン間が近接し、OFF電流が生じやすくON/OFF比が悪化する。   In the case of an electrode provided by an ink jet method or the like, the source electrode 5 and the drain electrode 6 have a convex shape as shown in FIG. In the case where the gate electrode 2 is provided below the source electrode and the drain electrode with the insulating layer 3 interposed therebetween, the source and drain are close to each other outside the channel formation region in the same manner as described above, and an OFF current is likely to be generated. Getting worse.

そこで本発明においては、図1および2に示すように、少なくとも支持基板1、ソース電極5、ドレイン電極6、半導体層7、絶縁層3およびゲート電極2を有し、前記半導体層として有機物を用いた電界効果型トランジスタにおいて、前記ソース電極5およびドレイン電極6が同一平面内に形成され、少なくとも半導体層7にて電気的に接続されている箇所におけるソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層7の膜厚方向において異り、且つ前記ソース電極−ドレイン電極間の幅の短手a側にゲート電極2が設けられていることを特徴する。ソース電極−ドレイン電極間の幅bは、aに対して長くなっている。   Therefore, in the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, at least a support substrate 1, a source electrode 5, a drain electrode 6, a semiconductor layer 7, an insulating layer 3, and a gate electrode 2 are used, and an organic substance is used as the semiconductor layer. In the field effect transistor, the source electrode 5 and the drain electrode 6 are formed in the same plane, and the width between the source electrode and the drain electrode at a location where at least the semiconductor layer 7 is electrically connected is the semiconductor layer 7. The gate electrode 2 is provided on the short side a of the width between the source electrode and the drain electrode. A width b between the source electrode and the drain electrode is longer than a.

すなわち、図1においては、膜厚方向にソース電極−ドレイン電極間の幅はaとbという差がある。このうち、短手側であるa側に絶縁層を介してゲート電極2が設けられている。一方、図2においては、やはり、ソース電極−ドレイン電極間の幅はaとbという差が生じている。このとき、短手側であるa側に絶縁層を介してゲート電極が設けられている。   That is, in FIG. 1, the width between the source electrode and the drain electrode in the film thickness direction has a difference of a and b. Among these, the gate electrode 2 is provided on the a side, which is the short side, via an insulating layer. On the other hand, in FIG. 2, the difference between the source electrode and the drain electrode is a difference of a and b. At this time, a gate electrode is provided on the a side, which is the short side, via an insulating layer.

また、印刷法やインクジェット法等の簡便且つ安価な製造方法を用いて形成する場合、ソース電極およびドレイン電極の形状を任意な形状に制御することは困難である。このため、ソース電極およびドレイン電極に隣接して絶縁性を有する隔壁を形成することによって、その形状を制御することが可能となる。たとえば、前記隔壁4が逆テーパ形状を有する場合、図1に示すように液体材料を乾燥することによって、導電性材料を形成する場合、液体材料は隔壁4に沿うように形成されるため、電極は上に凸の形状を示す。また、印刷法やインクジェット法などの簡便かつ安価な製造方法を利用する場合、その位置精度は粗いものになる。前記隔壁を感光性樹脂で形成する場合、フォトリソグラフィを用いて高精度に形成することにより、それに隣接する電極材料を高精度に形成することが可能になる。   In addition, when forming using a simple and inexpensive manufacturing method such as a printing method or an inkjet method, it is difficult to control the shape of the source electrode and the drain electrode to arbitrary shapes. For this reason, the shape can be controlled by forming an insulating partition adjacent to the source electrode and the drain electrode. For example, when the partition wall 4 has a reverse taper shape, when the conductive material is formed by drying the liquid material as shown in FIG. 1, the liquid material is formed along the partition wall 4, so that the electrode Indicates an upwardly convex shape. Further, when a simple and inexpensive manufacturing method such as a printing method or an ink jet method is used, the positional accuracy is rough. When the partition is formed of a photosensitive resin, the electrode material adjacent thereto can be formed with high accuracy by forming the partition with high accuracy using photolithography.

図3および図4は本発明電界効果型トランジスタの実施形態のチャネル形成状態を示す模式図である。図3、図4どちらの場合においても絶縁層を介してゲート電極側に、チャネルが形成されるため,点線矢印で示す領域で流れるOFF電流はチャネル形成領域から遠ざかるとともにソース―ドレイン電極間の距離が長くなるため、OFF電流は抑制されることを示している。   3 and 4 are schematic views showing the channel formation state of the embodiment of the field effect transistor of the present invention. 3 and 4, a channel is formed on the gate electrode side through the insulating layer, so that the OFF current flowing in the region indicated by the dotted arrow moves away from the channel formation region and the distance between the source and drain electrodes. Is longer, indicating that the OFF current is suppressed.

次に本発明の電界効果型トランジスタの製造方法について図を用いて、詳述する。
図8は本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の一例を示す工程図である。
まず、図8(a)において、支持基板1としては、ガラス、プラスチック、石英、シリコンなどを用いることが可能であるが、後述する裏面から露光する工程を含む場合には露光波長に対して、透明な基板に限られる。プラスチック基板としてはポリカーボネート、マイラー、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられるが、耐熱性の観点からポリイミド、PEN等が好適に用いられる。
Next, the manufacturing method of the field effect transistor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 8 is a process diagram showing an example of a method for producing a field effect transistor according to the present invention.
First, in FIG. 8A, glass, plastic, quartz, silicon, or the like can be used as the support substrate 1, but in the case of including a step of exposing from the back surface described later, Limited to transparent substrates. Examples of the plastic substrate include polycarbonate, mylar, polyimide, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene naphthalate (PEN). From the viewpoint of heat resistance, polyimide, PEN, and the like are preferably used.

次に支持基板上にゲート電極2を形成する。ゲート電極材料としては、導電性があれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン、鉛、タンタル、インジウム、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびこれらの合金やインジウム・錫酸化物等の導電性金属酸化物、カーボンペースト、銀ペースト、金ペースト、あるいはドーピング等で導電率を向上させた無機および、有機半導体、たとえば、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピリダジン、ポリナフチレン、ポリアズレン、ポリイソチアナフテン等が挙げられる。   Next, the gate electrode 2 is formed on the support substrate. The gate electrode material is not particularly limited as long as it has conductivity. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony, lead, tantalum, indium, aluminum, zinc, magnesium, and alloys thereof Inorganic and organic semiconductors, such as polysilicon, amorphous silicon, germanium, graphite, whose conductivity has been improved by conductive metal oxides such as aluminum, indium and tin oxide, carbon paste, silver paste, gold paste, or doping , Polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polythienylene vinylene, polyparaphenylene vinylene, polypyridazine, polynaphthylene, polyazulene, polyisothianaphthene and the like.

ゲート電極を成膜する方法は、特に限定されず、例えば、メッキ、蒸着、スパッタリング、CVD法、プラズマCVD法、スピンコーティング、ディッピングなどの慣用の方法を適宜選択することができる。   The method for forming the gate electrode is not particularly limited, and for example, a conventional method such as plating, vapor deposition, sputtering, CVD, plasma CVD, spin coating, or dipping can be appropriately selected.

パターン加工方法としては、ポジレジストやネガレジストを用いたフォトリソグラフィー、マスキング、エッチング等を適宜選択できる。また、成膜と同時に直接パターン加工することもできる。インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法などが適宜用いることができる。   As a pattern processing method, photolithography using positive resist or negative resist, masking, etching or the like can be appropriately selected. In addition, pattern processing can be performed directly at the same time as film formation. An inkjet method, a relief printing method, an intaglio printing method, an offset printing method, a screen printing method, or the like can be used as appropriate.

ゲート電極の絶縁層3として、無機絶縁層としては二酸化ケイ素、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、五酸化タンタル、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、二酸化チタンおよび三酸化イットリウムなどが挙げられ、これらを組み合わせたり、積層して用いても良い。また、有機物の絶縁材料としてはポリエチレン、ポリイミド、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルフェノール、シアノエチルプルラン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリブタジエン、酢酸セルロース、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン等の有機絶縁性ポリマー等が例示される。これらの絶縁性材料は、一種又は二種以上組み合わせて使用しても良い。   As the insulating layer 3 of the gate electrode, as the inorganic insulating layer, silicon dioxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, barium titanate, barium magnesium fluoride Strontium titanate, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, tantalum pentoxide, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, titanium dioxide, yttrium trioxide, etc. Also good. In addition, as organic insulating materials, polyethylene, polyimide, polyvinyl carbazole, polyvinyl butyral, polyvinyl phenol, cyanoethyl pullulan, polyester, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, polyvinyl chloride, polypropylene, polybutadiene, Examples thereof include organic insulating polymers such as cellulose acetate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, phenol resin, epoxy resin, and polystyrene. These insulating materials may be used alone or in combination of two or more.

次に、図8(b)、(c)において、隔壁4を形成するために用いられる樹脂組成物としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミドイミドを含むポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂などの感光性または非感光性の樹脂材料を用いることができるが、耐熱性を有することが好ましく、その点から、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。   Next, in FIGS. 8B and 8C, the resin composition used for forming the partition walls 4 is epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin containing polyamideimide, urethane resin, polyester. Photosensitive or non-photosensitive resin materials such as epoxy resins and polyvinyl resins can be used, but preferably have heat resistance, and from this point, epoxy resins, acrylic resins, and polyimide resins are preferably used. It is done.

この隔壁4をパターン加工する方法としては、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法など直接パターン加工する方法を用いても良いが、ネガ型の感光性樹脂材料を用いることによって、感光性樹脂塗布後に基板の背面から露光し、現像することによって、パターン形成を行うことが望ましい。前記の方法によって、ゲート電極と隔壁パターンとのアライメントが自動的に行われるため、簡便な方法によって、素子間の特性のばらつきを抑制することができる。
隔壁4をテーパ形状に形成するには、感光性樹脂塗布面とは反対の面から通常より長時間の露光により行う。
As a method for patterning the partition walls 4, a direct pattern processing method such as an ink jet method, a relief printing method, an intaglio printing method, an offset printing method, a screen printing method, or the like may be used. By using it, it is desirable to perform pattern formation by exposing and developing from the back surface of the substrate after applying the photosensitive resin. Since the gate electrode and the partition pattern are automatically aligned by the above method, variation in characteristics between elements can be suppressed by a simple method.
In order to form the partition wall 4 in a tapered shape, exposure is performed for a longer time than usual from the surface opposite to the surface coated with the photosensitive resin.

次に、図8(d)、(e)において、ソース電極5およびドレイン電極6を形成する。ソース電極、ドレイン電極の材料としては、ゲート電極として例示した材料を任意に用いることができる。ここで、本発明においては、インクジェット法が好適に用いられるため、インクジェットによって吐出可能な液体材料が用いられる。導電性高分子材料としてはポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)水溶液(Baytron P,Bayer Co.Ltd.製)や金属ペーストとしては銀や金などのナノオーダの粒子を分散したインクを粘度調整した液体材料が好ましい。インクジェットとしては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェット(登録商標)タイプ、或いは圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が使用可能である。   Next, in FIGS. 8D and 8E, the source electrode 5 and the drain electrode 6 are formed. As a material of the source electrode and the drain electrode, the material exemplified as the gate electrode can be arbitrarily used. Here, in the present invention, since the ink jet method is suitably used, a liquid material that can be ejected by ink jet is used. Poly 3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) aqueous solution (Baytron P, manufactured by Bayer Co. Ltd.) as the conductive polymer material, and nano-order particles such as silver and gold as the metal paste A liquid material obtained by adjusting the viscosity of the ink in which the ink is dispersed is preferable. As the ink jet, a bubble jet (registered trademark) type using an electrothermal transducer as an energy generating element, a piezo jet type using a piezoelectric element, or the like can be used.

前記の液体材料をインクとして、下部にゲート電極の設けられた隔壁4間にインクジェットヘッド10を用いてインク滴11を付与する。このとき、インク材料と隔壁の接触角が90°以下になるよう調整されている場合、インク材料は隔壁を濡らしながら隔壁間に充填される。その後、加熱乾燥することによって、インク材料の溶媒が揮発し、インク材料の体積が減少すると図8(e)に示すようにインクは隔壁に隣接した部分のみ残存するように自発的に分離するかもしくは凹形状を示すように固形分が残る。インク材料が自発的に分離した場合にはそのままソース電極、ドレイン電極として用いることができる。また、凹形状を形成した場合には、全体をドライエッチングなどによって、その最薄部分をエッチングすることによってソース電極とドレイン電極に分離することができる。形成される素子の平面図を図12に示す。ソースとドレインは分断され、その間隔は10μm以下に形成することができるため、短チャネル化が実現できる。このとき、隔壁のパターンをソース電極、ドレイン電極が形成される部分のみ狭いパターンとすることによって、乾燥によって、電極が分断される過程で電極の端部のみが分断されないという不具合が生じない。   Using the liquid material as ink, ink droplets 11 are applied between the partition walls 4 provided with a gate electrode at the bottom using an inkjet head 10. At this time, when the contact angle between the ink material and the partition wall is adjusted to be 90 ° or less, the ink material is filled between the partition walls while wetting the partition wall. After that, when the ink material solvent is volatilized by heating and drying, and the volume of the ink material is reduced, the ink is spontaneously separated so that only the portion adjacent to the partition remains as shown in FIG. Or solid content remains so that concave shape may be shown. When the ink material is spontaneously separated, it can be used as it is as a source electrode and a drain electrode. When the concave shape is formed, the whole can be separated into a source electrode and a drain electrode by etching the thinnest portion by dry etching or the like. A plan view of the formed element is shown in FIG. Since the source and the drain are divided and the distance between them can be 10 μm or less, a short channel can be realized. At this time, by making the pattern of the barrier ribs narrow only at the portions where the source electrode and the drain electrode are formed, there is no problem that only the end portions of the electrodes are not divided in the process of dividing the electrodes by drying.

また、インク材料を隔壁間にインクジェット法により付与する前にインクジェットによる着弾を補正するため、隔壁に撥液性を付与するため、表面処理を行っても良い。表面処理としては、撥液材料を隔壁に付与しても良いし、フッ素系のガスを用いて、プラズマ処理を施しても良い。   In addition, surface treatment may be performed to impart liquid repellency to the partition walls in order to correct ink landing before applying the ink material between the partition walls by an inkjet method. As the surface treatment, a liquid repellent material may be applied to the partition wall, or a plasma treatment may be performed using a fluorine-based gas.

最後に、図8(f)において、半導体層7を形成する。有機物の半導体層としては、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセンなどの低分子有機材料やπ−共役系高分子であるポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピリダジン、ポリナフチレン、ポリアズレン、ポリイソチアナフテン等が挙げられる。また、これらに適当な置換基を導入したものやオリゴマー体でもよい。さらに、これらπ−共役系高分子中にドーパントを含んでいても良い。また、高分子バインダ中にπ−共役系高分子を分散させる。あるいはπ−共役系高分子を側鎖に持つ高分子といった構成も可能である。   Finally, in FIG. 8F, the semiconductor layer 7 is formed. Organic semiconductor layers include low molecular organic materials such as naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, and polyacetylene, which is a π-conjugated polymer, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polythienylene vinylene, polyparaffin. Examples include phenylene vinylene, polypyridazine, polynaphthylene, polyazulene, and polyisothianaphthene. Moreover, what introduce | transduced a suitable substituent into these and an oligomer body may be sufficient. Furthermore, a dopant may be included in these π-conjugated polymers. Further, a π-conjugated polymer is dispersed in the polymer binder. Alternatively, a structure such as a polymer having a π-conjugated polymer in the side chain is also possible.

これらの材料を用いた半導体層の成膜には、メッキ、蒸着、スパッタリング、CVD法、プラズマCVD法、スピンコーティング、ディッピング、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法などが適宜用いることができる。特にインクジェット法は必要な部分に必要なだけ材料を付与できる点から好適に用いられる。前述したソース電極とドレイン電極間に半導体材料を付与することによって、電界効果トランジスタ素子は完成する。図13に示すように必要に応じて、ソース線15、ドレイン電極の取り出し電極であるドレイン電極接続部14などを構成しても良い。   For the deposition of the semiconductor layer using these materials, plating, vapor deposition, sputtering, CVD method, plasma CVD method, spin coating, dipping, letterpress printing method, intaglio printing method, offset printing method, screen printing method, etc. are used as appropriate. Can be used. In particular, the ink jet method is preferably used from the viewpoint that necessary materials can be applied to necessary portions. The field effect transistor element is completed by applying a semiconductor material between the source electrode and the drain electrode described above. As shown in FIG. 13, the source line 15, the drain electrode connection portion 14 that is a drain electrode extraction electrode, and the like may be configured as necessary.

図9は本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の他の例を示す工程図である。図9にはゲート電極2を有機半導体層7の上部に配置した構成の例を示す。本構成においては、支持基板1上に直接隔壁4を形成し、この隔壁に隣接して、インクジェットヘッドにより、電極材料を付与する。電極材料の付与量は溶媒乾燥後に凸形状にならないように調整する。電極材料形成後は隔壁を除去しても良いし、そのまま残しても問題ない。さらに、その上に有機半導体材料とゲート絶縁層を形成した後、ゲート電極を形成する。   FIG. 9 is a process diagram showing another example of the method for producing a field effect transistor according to the present invention. FIG. 9 shows an example of a configuration in which the gate electrode 2 is disposed on the organic semiconductor layer 7. In this configuration, the partition wall 4 is formed directly on the support substrate 1, and an electrode material is applied by an inkjet head adjacent to the partition wall. The applied amount of the electrode material is adjusted so as not to have a convex shape after the solvent is dried. After the electrode material is formed, the partition wall may be removed or left as it is. Further, an organic semiconductor material and a gate insulating layer are formed thereon, and then a gate electrode is formed.

上記述べたような製造方法により、有機材料を用いた電界効果型トランジスタにおいても短チャネルを実現し、かつ素子間のばらつきの少ない電界効果型トランジスタを形成することができる。   By the manufacturing method as described above, a short-channel can be realized even in a field effect transistor using an organic material, and a field effect transistor with little variation between elements can be formed.

以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
図8に示す構成の電界効果トランジスタを作製した。
ガラス基板上にゲート電極として、金をメタルマスクを用いて蒸着して形成する。このときの電界効果トランジスタを構成するゲート電極の幅は40μmに設計した。次に、ゲート絶縁層を形成する。ポリビニルフェノール(PVP)をスピンコートにより300nmの膜厚で形成する。次に、富士フィルムオーリン製「CT−2000Lレジスト」をスピンコートにより膜厚2μmで塗布し、ガラス基板の裏面から露光を行い、現像、ポストベーク処理を行って、チャネルになる領域に断面が絶縁層側が幅40μm、絶縁層の反対側が35μmの開口を有するようにテーパ形状の隔壁を形成した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
A field effect transistor having the structure shown in FIG. 8 was produced.
Gold is deposited on a glass substrate as a gate electrode using a metal mask. The width of the gate electrode constituting the field effect transistor at this time was designed to be 40 μm. Next, a gate insulating layer is formed. Polyvinylphenol (PVP) is formed with a film thickness of 300 nm by spin coating. Next, “CT-2000L resist” manufactured by Fuji Film Aurin is applied by spin coating to a film thickness of 2 μm, exposed from the back side of the glass substrate, developed and post-baked, and the cross section is insulated from the channel region. Tapered partition walls were formed so that the layer side had an opening having a width of 40 μm and the opposite side of the insulating layer having a thickness of 35 μm.

隔壁表面の撥水化のため表面処理を行った。隔壁を形成した前記ガラス基板に、プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にてプラズマ処理を行った。
使用ガス :CF4
ガス流量 :330sccm
圧力 :44Pa
RFパワー :1200W
処理時間 :120sec
プラズマ処理後の隔壁表面の接触角は、87°であった。
Surface treatment was performed to make the partition surface water-repellent. Plasma treatment was performed on the glass substrate on which the partition walls were formed using a plasma treatment apparatus under the following conditions.
Gas used: CF 4
Gas flow rate: 330sccm
Pressure: 44Pa
RF power: 1200W
Processing time: 120 sec
The contact angle of the partition wall surface after the plasma treatment was 87 °.

この隔壁に隣接して、ソース電極とドレイン電極を形成する。ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)水溶液(Baytron P,Bayer Co.Ltd.製)を圧電式インクジェットを用いて、隔壁の開口部に塗布、乾燥することによって、塗布したPEDOT/PSS水溶液は2つに分断され、それぞれをソース電極、ドレイン電極として用いた。このとき、ソース電極−ドレイン電極間の幅は10μmであり、チャネル長Lは10μm、チャネル幅Wは100μmとなる。電極間の幅aは10μm、bは35μmである。   A source electrode and a drain electrode are formed adjacent to the partition wall. By applying a poly 3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) aqueous solution (manufactured by Baytron P, Bayer Co. Ltd.) to the opening of the partition wall using a piezoelectric ink jet, and drying, The applied PEDOT / PSS aqueous solution was divided into two and used as a source electrode and a drain electrode, respectively. At this time, the width between the source electrode and the drain electrode is 10 μm, the channel length L is 10 μm, and the channel width W is 100 μm. The width a between the electrodes is 10 μm, and b is 35 μm.

最後に有機半導体層として、ペンタセンを超高真空チャンバ内で蒸着を用いて、200nm成膜した。得られた電界効果トランジスタの電気特性はHewlet−Packard社製、4145B半導体パラメータアナライザを用いて、真空中にて測定を行った。   Finally, as an organic semiconductor layer, pentacene was deposited to 200 nm using vapor deposition in an ultrahigh vacuum chamber. The electric characteristics of the obtained field effect transistor were measured in a vacuum using a 4145B semiconductor parameter analyzer manufactured by Hewlett-Packard.

移動度μは電界効果トランジスタの線形領域のドレイン電流を与える式1をゲート電圧Vgにより微分した下記の式5より求めることができる。   The mobility μ can be obtained from the following formula 5 obtained by differentiating the formula 1 that gives the drain current in the linear region of the field effect transistor with the gate voltage Vg.

Figure 2005142474
Figure 2005142474

計算より得られた移動度は0.26cm2 /V・s、ON/OFF比は107 以上であり、アモルファスSi半導体には及ばないものの、良好なトランジスタ特性が得られた。 The mobility obtained by calculation was 0.26 cm 2 / V · s, and the ON / OFF ratio was 10 7 or more, and although it did not reach the amorphous Si semiconductor, good transistor characteristics were obtained.

ソース電極、ドレイン電極を形成するまでは実施例1と同様に形成した後、有機半導体層としてポリヘキシルチオフェンをクロロホルム溶媒を用いて、スピンコートにより膜厚300nmで形成して電界効果トランジスタを得た。トランジスタ特性を実施例1と同様な方法で測定を行った。このときの移動度は0.01cm2 /V・s、ON/OFF比は105 以上であり、低分子材料であるペンタセンを用いた場合には及ばないものの、良好なトランジスタ特性が得られた。 After forming the source electrode and the drain electrode in the same manner as in Example 1, a field effect transistor was obtained by forming polyhexylthiophene as an organic semiconductor layer with a chloroform solvent using a chloroform solvent to a film thickness of 300 nm. . The transistor characteristics were measured by the same method as in Example 1. At this time, the mobility was 0.01 cm 2 / V · s, the ON / OFF ratio was 10 5 or more, and good transistor characteristics were obtained although it was not possible when pentacene, which is a low molecular material, was used. .

ソース電極、ドレイン電極を形成するまでは実施例1と同様に形成した後、有機半導体層としてポリヘキシルチオフェンを圧電式インクジェットにより、ソース電極−ドレイン電極間にのみ付与して電界効果トランジスタを得た。チャネル部での半導体層の膜厚は最も厚い部分で300nmの凹型に形成されていた。トランジスタ特性を実施例1と同様な方法で測定を行った。このときの移動度は0.02cm2 /V・s、ON/OFF比は105 以上であり、スピンコートで有機半導体層を形成した場合に比べて移動度が向上した。これはポリヘキシルチオフェンの配向性がスピンコートで成膜した場合とインクジェットで形成した場合とで異なることに起因すると考えられる。 After forming the source electrode and the drain electrode in the same manner as in Example 1, polyhexylthiophene was applied as an organic semiconductor layer only between the source electrode and the drain electrode by a piezoelectric ink jet to obtain a field effect transistor. . The film thickness of the semiconductor layer in the channel portion was the thickest portion and was formed in a concave shape of 300 nm. The transistor characteristics were measured by the same method as in Example 1. At this time, the mobility was 0.02 cm 2 / V · s, and the ON / OFF ratio was 10 5 or more, and the mobility was improved as compared with the case where the organic semiconductor layer was formed by spin coating. This is considered due to the fact that the orientation of polyhexylthiophene differs depending on whether it is formed by spin coating or by inkjet.

隔壁を形成し、プラズマ処理による表面処理を行うまでは実施例1と同様に形成した後、ソース電極、ドレイン電極として真空冶金製Agナノペーストを10mPa・sに粘度調整して用いて、圧電式インクジェットにより、隔壁の開口部に付与し、200℃で加熱乾燥することによって、塗布したAgナノペーストインクは2つに分断されたものの、一部で完全に分離していない部分が観察されたため、RIE装置によりCF4 ガスを用いて、ドライエッチングを行い、それぞれをソース電極、ドレイン電極として用いた。このときのエッチング時間はソース−ドレイン電極間の幅が10μmとなるように調整した。電極間の幅aは11μm、bは36μmである。 The barrier ribs were formed and formed in the same manner as in Example 1 until the surface treatment was performed by plasma treatment, and then the vacuum metallurgical Ag nanopaste was used to adjust the viscosity to 10 mPa · s as the source electrode and the drain electrode. The applied Ag nanopaste ink was divided into two parts by applying to the opening of the partition wall by ink jet and heating and drying at 200 ° C., but a part of the Ag nanopaste ink that was not completely separated was observed. Dry etching was performed using CF 4 gas with an RIE apparatus, and these were used as a source electrode and a drain electrode, respectively. The etching time at this time was adjusted so that the width between the source and drain electrodes was 10 μm. The width a between the electrodes is 11 μm, and b is 36 μm.

次に有機半導体層としてポリヘキシルチオフェンをクロロホルム溶媒を用いて、スピンコートにより膜厚300nmで形成して電界効果トランジスタを得た。トランジスタ特性を実施例1と同様な方法で測定を行った。このときの移動度は0.005cm2 /V・s、ON/OFF比は106 以上であり、ON/OFF比は良好であるが、移動度は実施例2と比較して悪化している。これはソース、ドレイン電極としてAgナノペーストを用いているため、、PEDOTと比較して、仕事関数が低いために半導体層と電極間に障壁が形成されたためと考えられる。 Next, polyhexylthiophene was formed as an organic semiconductor layer by spin coating with chloroform solvent using a chloroform solvent to obtain a field effect transistor. The transistor characteristics were measured by the same method as in Example 1. The mobility at this time is 0.005 cm 2 / V · s, the ON / OFF ratio is 10 6 or more, and the ON / OFF ratio is good, but the mobility is deteriorated as compared with Example 2. . This is thought to be because a barrier was formed between the semiconductor layer and the electrode because Ag nanopaste was used as the source and drain electrodes and the work function was lower than that of PEDOT.

図9に示す構成の電界効果トランジスタを作製した。
ガラス基板上に富士フィルムオーリン製「CT−2000Lレジスト」をスピンコートにより膜厚2μmで塗布し、マスクを用いて露光を行い、現像、ポストベーク処理を行って、隔壁を作製した。このとき隔壁の上面の幅は10μm、ガラス基板の接する面での幅が12μmの順テーパの形状を示していた。次に隔壁表面の撥水化のため表面処理を行った。
A field effect transistor having the structure shown in FIG. 9 was produced.
A “CT-2000L resist” manufactured by Fuji Film Orin was applied to a glass substrate with a film thickness of 2 μm by spin coating, exposed using a mask, developed, and post-baked to produce barrier ribs. At this time, the width of the upper surface of the partition wall was 10 μm, and the width on the surface in contact with the glass substrate was 12 μm. Next, surface treatment was performed to make the partition surface water-repellent.

隔壁を形成した前記ガラス基板に、プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にてプラズマ処理を行った。
使用ガス :CF4
ガス流量 :330sccm
圧力 :44Pa
RFパワー :1200W
処理時間 :120sec
プラズマ処理後の隔壁表面の接触角は、87°であった。
Plasma treatment was performed on the glass substrate on which the partition walls were formed using a plasma treatment apparatus under the following conditions.
Gas used: CF 4
Gas flow rate: 330sccm
Pressure: 44Pa
RF power: 1200W
Processing time: 120 sec
The contact angle of the partition wall surface after the plasma treatment was 87 °.

この隔壁に隣接して、ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)水溶液により、圧電式インクジェットを用いて、隔壁の開口部に塗布、乾燥することによって隔壁を隔てソース電極とドレイン電極を形成した。ソース−ドレイン電極間の幅aは10μm、bは12μmである。   Adjacent to the partition wall, the partition wall is separated by applying and drying the opening of the partition wall with a piezoelectric 3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) aqueous solution using a piezoelectric ink jet. An electrode and a drain electrode were formed. The width a between the source and drain electrodes is 10 μm, and b is 12 μm.

有機半導体層として、ポリヘキシルチオフェンをクロロホルム溶媒を用いて、スピンコートにより膜厚300nmで形成後、絶縁層としてポリビニルフェノール(PVP)をスピンコートにより300nmの膜厚で形成した。最後に圧電式インクジェットを用いて、ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)水溶液をソース電極とドレイン電極の間に付与してゲート電極を形成した。トランジスタ特性を実施例1と同様な方法で測定を行った。このときの移動度は0.01cm2 /V・s、ON/OFF比は105 以上であり、実施例2と同等なトランジスタ特性が得られた。 Polyhexylthiophene was formed as an organic semiconductor layer by spin coating using a chloroform solvent with a film thickness of 300 nm, and then an insulating layer was formed with polyvinyl phenol (PVP) as a film with a thickness of 300 nm by spin coating. Finally, using a piezoelectric inkjet, a poly 3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) aqueous solution was applied between the source electrode and the drain electrode to form a gate electrode. The transistor characteristics were measured by the same method as in Example 1. At this time, the mobility was 0.01 cm 2 / V · s, and the ON / OFF ratio was 10 5 or more. Thus, transistor characteristics equivalent to those of Example 2 were obtained.

比較例1Comparative Example 1

ガラス基板上に富士フィルムオーリン製「CT−2000Lレジスト」をスピンコートにより膜厚2μmで塗布し、マスクを用いて露光を行い、現像、ポストベーク処理を行って、隔壁を作製した。チャネルになる領域に断面が基板側が幅40μm、上面が35μmの開口を有するように逆テーパ形状の隔壁を形成した。   A “CT-2000L resist” manufactured by Fuji Film Orin was applied to a glass substrate with a film thickness of 2 μm by spin coating, exposed using a mask, developed, and post-baked to produce barrier ribs. A reverse-tapered partition wall was formed in the channel region so that the cross section had an opening with a width of 40 μm on the substrate side and an upper surface of 35 μm.

隔壁表面の撥水化のため表面処理を行った。隔壁を形成した前記ガラス基板に、プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にてプラズマ処理を行った。
使用ガス :CF4
ガス流量 :330sccm
圧力 :44Pa
RFパワー :1200W
処理時間 :120sec
プラズマ処理後の隔壁表面の接触角は、87°であった。
Surface treatment was performed to make the partition surface water-repellent. Plasma treatment was performed on the glass substrate on which the partition walls were formed using a plasma treatment apparatus under the following conditions.
Gas used: CF 4
Gas flow rate: 330sccm
Pressure: 44Pa
RF power: 1200W
Processing time: 120 sec
The contact angle of the partition wall surface after the plasma treatment was 87 °.

この隔壁に隣接して、ソース電極とドレイン電極を形成した。ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)水溶液(Baytron P,Bayer Co.Ltd.製)を圧電式インクジェットを用いて、隔壁の開口部に塗布、乾燥することによって、塗布したPEDOT/PSS水溶液は2つに分断され、それぞれをソース電極、ドレイン電極として用いた。このとき、ソース電極−ドレイン電極間の幅は10μmであり、チャネル長Lは10μm、チャネル幅Wは100μmであった。   A source electrode and a drain electrode were formed adjacent to the partition wall. By applying a poly 3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) aqueous solution (manufactured by Baytron P, Bayer Co. Ltd.) to the opening of the partition wall using a piezoelectric ink jet, and drying, The applied PEDOT / PSS aqueous solution was divided into two and used as a source electrode and a drain electrode, respectively. At this time, the width between the source electrode and the drain electrode was 10 μm, the channel length L was 10 μm, and the channel width W was 100 μm.

有機半導体層として、ポリヘキシルチオフェンをクロロホルム溶媒を用いて、スピンコートにより膜厚300nmで形成後、絶縁層としてポリビニルフェノール(PVP)をスピンコートにより300nmも膜厚で形成した。   Polyhexylthiophene was formed as an organic semiconductor layer by spin coating using a chloroform solvent to a film thickness of 300 nm, and then an insulating layer was formed of polyvinyl phenol (PVP) by spin coating to a film thickness of 300 nm.

最後にゲート電極として、金をメタルマスクを用いて蒸着して形成した。このときの電界効果型トランジスタを構成するゲート電極の幅は40μmに設計している。得られた電界効果型トランジスタの電気特性を実施例1と同様な方法で測定を行った。このときの移動度は0.001cm2 /V・s、と良好であるが、ON/OFF比は20〜50程度でありトランジスタ特性は示すものの十分な特性は得られなかった。 Finally, gold was deposited by using a metal mask as a gate electrode. The width of the gate electrode constituting the field effect transistor at this time is designed to be 40 μm. The electric characteristics of the obtained field effect transistor were measured by the same method as in Example 1. The mobility at this time was as good as 0.001 cm 2 / V · s, but the ON / OFF ratio was about 20 to 50, and although the transistor characteristics were exhibited, sufficient characteristics were not obtained.

本発明は、ソース、ドレイン、ゲート電極、有機半導体層などを形成する場合に印刷法、インクジェット法などの簡便な方法によって形成しても、有機半導体層におけるOFF電流が抑制できるため、ON/OFF比が良好な電界効果型トランジスタを提供できる。
また、本発明は、インクジェット法を用いた場合においても、短チャネルを実現することにより、動作電流が大きく、且つ素子間の特性のばらつきの少ない有機材料を用いた電界効果型トランジスタを安価に提供できる。
In the present invention, when a source, a drain, a gate electrode, an organic semiconductor layer, and the like are formed, even if they are formed by a simple method such as a printing method or an ink jet method, the OFF current in the organic semiconductor layer can be suppressed. A field effect transistor having a good ratio can be provided.
Further, the present invention provides a field effect transistor using an organic material with a large operating current and a small variation in characteristics between elements even at a low cost even when an ink jet method is used. it can.

そのために、本発明の電界効果型トランジスタは、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、電気泳動ディスプレイ等の画素表示用スイッチング素子やプラスチックICカード、情報タグ、バイオセンサーなどのフレキシブル、センサーデバイスに利用することができる。   Therefore, the field-effect transistor of the present invention can be used for flexible and sensor devices such as pixel display switching elements such as liquid crystal displays, organic EL displays, and electrophoretic displays, plastic IC cards, information tags, and biosensors. it can.

本発明電界効果型トランジスタの一実施形態の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of one Embodiment of the field effect transistor of this invention. 本発明電界効果型トランジスタの他の実施形態の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of other embodiment of the field effect transistor of this invention. 本発明電界効果型トランジスタの他の実施形態のチャネル形成状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the channel formation state of other embodiment of the field effect transistor of this invention. 本発明実施の電界効果型トランジスタのチャネル形成状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the channel formation state of the field effect transistor of this invention implementation. 従来の電界効果型トランジスタの断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the conventional field effect transistor. 従来の電界効果型トランジスタの一形態のチャネル形成状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the channel formation state of one form of the conventional field effect transistor. 従来の電界効果型トランジスタの他形態のチャネル形成状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the channel formation state of the other form of the conventional field effect transistor. 本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の一実施形態の工程図である。It is process drawing of one Embodiment of the manufacturing method of the field effect transistor of this invention. 本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の他の実施形態の工程図である。It is process drawing of other embodiment of the manufacturing method of the field effect transistor of this invention. 本発明電界効果型トランジスタの一実施形態のゲート配線の平面図である。It is a top view of the gate wiring of one Embodiment of the field effect transistor of this invention. 本発明電界効果型トランジスタの一実施形態の隔壁パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the partition pattern of one Embodiment of the field effect transistor of this invention. 本発明電界効果型トランジスタの一実施形態のインクジェットによる電極描画パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the electrode drawing pattern by the inkjet of one Embodiment of the field effect transistor of this invention. 本発明電界効果型トランジスタの一実施形態のインクジェットによる有機半導体層パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the organic-semiconductor layer pattern by the inkjet of one Embodiment of this invention field effect transistor.

符号の説明Explanation of symbols

1 支持基板
2 ゲート電極
3 絶縁層
4 隔壁
5 ソース電極
6 ドレイン電極
7 (有機)半導体層
8 チャネル領域
9 OFF電流
10 インクジェットヘッド
11 インク滴
12 ゲート線
13 Cs線
14 ドレイン電極接続部
15 ソース線
16 ペンタセン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support substrate 2 Gate electrode 3 Insulating layer 4 Partition 5 Source electrode 6 Drain electrode 7 (Organic) semiconductor layer 8 Channel region 9 OFF current 10 Inkjet head 11 Ink droplet 12 Gate line 13 Cs line 14 Drain electrode connection part 15 Source line 16 Pentacene

Claims (14)

少なくとも支持基板、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、絶縁層およびゲート電極を有し、前記半導体層として有機物を用いた電界効果型トランジスタにおいて、前記ソース電極およびドレイン電極が同一平面内に形成され、少なくとも半導体層にて電気的に接続されている箇所におけるソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において異り、且つ前記ソース電極−ドレイン電極間の幅の短手側にゲート電極が設けられていることを特徴する電界効果型トランジスタ。   In a field effect transistor having at least a support substrate, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, an insulating layer, and a gate electrode, and using an organic substance as the semiconductor layer, the source electrode and the drain electrode are formed in the same plane, At least the width between the source electrode and the drain electrode in the electrically connected portion in the semiconductor layer is different in the film thickness direction of the semiconductor layer, and the gate electrode is on the short side of the width between the source electrode and the drain electrode. A field effect transistor characterized by comprising: 前記ソース電極およびドレイン電極に隣接して絶縁性を有する隔壁を有することを特徴とする請求項1記載の電界効果型トランジスタ。   2. The field effect transistor according to claim 1, further comprising an insulating partition adjacent to the source electrode and the drain electrode. 前記隔壁がテーパ形状を有することを特徴とする請求項1および2記載の電界効果型トランジスタ。   3. The field effect transistor according to claim 1, wherein the partition wall has a tapered shape. 前記隔壁が感光性樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項に記載の電界効果型トランジスタ。   The field effect transistor according to claim 1, wherein the partition wall is made of a photosensitive resin. 透明支持基板上に設けられたゲート電極上に感光性樹脂層を形成する工程、前記感光性樹脂層に光を照射した後、パターニングして隔壁を形成する工程、前記隔壁間に導電性を有する液体材料を塗布、乾燥し、液体材料を分離することにより、ソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において異なるソース電極とドレイン電極を形成する工程、前記ソース電極−ドレイン電極間に半導体層を形成する工程を有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。   A step of forming a photosensitive resin layer on a gate electrode provided on a transparent support substrate; a step of irradiating the photosensitive resin layer with light, followed by patterning to form partition walls; and conductivity between the partition walls. A step of forming a source electrode and a drain electrode in which the width between the source electrode and the drain electrode is different in the film thickness direction of the semiconductor layer by applying and drying the liquid material and separating the liquid material, between the source electrode and the drain electrode A method for producing a field effect transistor, comprising: forming a semiconductor layer. 前記隔壁間に塗布した導電性を有する液体材料が、乾燥時に自発的に分離してソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする請求項5記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   6. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 5, wherein the conductive liquid material applied between the partition walls is spontaneously separated during drying to form a source electrode and a drain electrode. 前記隔壁間に導電性を有する液体材料を塗布、乾燥した後、エッチングにより分離してソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする請求項5記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   6. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 5, wherein a liquid material having conductivity is applied between the partition walls, dried, and then separated by etching to form a source electrode and a drain electrode. 前記ソース電極−ドレイン電極間の幅の短手側にゲート電極が位置する様に液体材料を分離してソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかの項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   8. The source electrode and the drain electrode are formed by separating the liquid material so that the gate electrode is positioned on the short side of the width between the source electrode and the drain electrode. A method for producing the field effect transistor according to 1. 支持基板上にテーパ形状の隔壁を形成する工程、前記隔壁間に導電性を有する液体材料を塗布、乾燥し、液体材料を隔壁により分離することにより、ソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において異なるソース電極とドレイン電極を形成する工程、少なくとも前記ソース電極−ドレイン電極間に半導体層を形成する工程、前記半導体層上に絶縁層を介してゲート電極を形成する工程を有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。   A step of forming tapered partition walls on the supporting substrate, applying a conductive liquid material between the partition walls, drying, and separating the liquid material by the partition walls, so that the width between the source electrode and the drain electrode is a semiconductor layer Forming a source electrode and a drain electrode that differ in the film thickness direction, forming a semiconductor layer between at least the source electrode and the drain electrode, and forming a gate electrode over the semiconductor layer via an insulating layer A method of manufacturing a field effect transistor. 支持基板上に隔壁間の間隔が上方向に大きいテーパ形状の隔壁を形成することにより、ソース電極−ドレイン電極間の幅が半導体層の膜厚方向において小さくなる様に形成される請求項9記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   10. The taper-shaped partition wall in which the interval between the partition walls is large upward is formed on the support substrate so that the width between the source electrode and the drain electrode is reduced in the film thickness direction of the semiconductor layer. A method of manufacturing a field effect transistor. 前記ソース電極およびドレイン電極を形成する導電性を有する液体材料の塗布方法がインクジェット法であることを特徴とする請求項5乃至10のいずれかの項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   11. The method for manufacturing a field effect transistor according to claim 5, wherein a coating method of the conductive liquid material for forming the source electrode and the drain electrode is an inkjet method. 前記インクジェットによる液体材料の塗布前に隔壁への表面処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項5乃至11のいずれかの項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   12. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 5, further comprising a step of performing a surface treatment on the partition wall before applying the liquid material by the ink jet. 前記インクジェットによる液体材料と、塗布前の隔壁との接触角が90°以下であることを特徴とする請求項5乃至12のいずれかの項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   13. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 5, wherein a contact angle between the liquid material by the ink jet and the partition wall before application is 90 ° or less. 前記半導体層がインクジェット法にて塗布されてなることを特徴とする請求項5乃至13のいずれかの項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   14. The method for manufacturing a field effect transistor according to claim 5, wherein the semiconductor layer is applied by an ink-jet method.
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