JP2008071958A - 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機薄膜トランジスタ中の有機薄膜の移動度を向上させる特定の成長方向の結晶からなるチャンネル領域を構成する有機薄膜を備えた有機TFT及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基体上に形成されたソース電極ならびにドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成されたチャネル領域を構成する第一の有機薄膜と、前記第一の有機薄膜にゲート絶縁膜を介して接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極とを有し、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【選択図】なし
【解決手段】基体上に形成されたソース電極ならびにドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成されたチャネル領域を構成する第一の有機薄膜と、前記第一の有機薄膜にゲート絶縁膜を介して接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極とを有し、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【選択図】なし
Description
本発明は、有機薄膜トランジスタ(有機TFT)及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、特定の成長方向の結晶からなるチャネル領域を構成する有機薄膜を備えた有機TFT及びその製造方法に関する。
近年、有機半導体を利用したトランジスタ(有機TFT)を使用するIC技術が提案されている。前記技術の主な利点は、簡単な製造方法及び柔軟な基板との互換性である。これらの利点は、スマート・カード、RFタグ及びディスプレイのような用途に適している。また、この技術は、製品のコストを下げることが期待される。
一般的な有機TFTの構成例については、例えば特開2003−258265号公報(特許文献1)に記載されている。この公報に記載された有機TFTの構造を図3に示す。図3には、基板1上に、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ソース/ドレイン電極(4、6)及び半導体層(有機半導体膜)5を有する有機TFTが記載されている。この有機TFTは、基板1上の一部にゲート電極2を設け、ゲート電極2及び基板1をゲート絶縁膜3により覆い、ゲート絶縁膜3上であってゲート電極2上に対応する領域を挟むようにソース/ドレイン電極(4、6)を設け、ソース/ドレイン電極(4、6)及びゲート絶縁膜3を半導体層5により覆うことで得られている。ソース/ドレイン電極はソース電極及びドレイン電極を意味する。
また、一般的に、有機TFTは次のように動作すると考えられている。
ゲート電極に電圧を印加した場合、その電圧はゲート電極にフェルミ準位変化を生じさせ、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層にバンドの曲がりを引き起こす。このバンドの曲がりは、ソース/ドレイン電極から多数のキャリアである正電荷の半導体層(チャネル)への注入を引き起こし、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層に高い表面電荷密度領域、すなわちキャリアの蓄積層を形成させる。
ゲート電極に電圧を印加した場合、その電圧はゲート電極にフェルミ準位変化を生じさせ、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層にバンドの曲がりを引き起こす。このバンドの曲がりは、ソース/ドレイン電極から多数のキャリアである正電荷の半導体層(チャネル)への注入を引き起こし、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層に高い表面電荷密度領域、すなわちキャリアの蓄積層を形成させる。
一方、ゲート電極へ逆バイアスを印加した場合、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層に電荷を排除した空乏層が形成される。
有機TFTは、こうしたゲート電極に印加される電圧によるチャネルのコンダクタンス制御によって、ソース電極とドレイン電極間を流れる電流値を変化させることにより動作する。
有機TFTは、こうしたゲート電極に印加される電圧によるチャネルのコンダクタンス制御によって、ソース電極とドレイン電極間を流れる電流値を変化させることにより動作する。
また、半導体層内におけるキャリアは、半導体層を構成する結晶のグレイン間ではキャリアの移動が抑制されるが、グレイン内においては、結晶を構成する有機分子が周期構造を形成している(すなわち、結晶性を有している)ことにより、隣接する分子間をホッピングしながら速やかに伝導するとされる。従って、より効率的にキャリアを移動させるためには、結晶性を如何に制御するかが重要な課題となる。
ここで、有機TFTを構成する有機半導体膜の製膜方法として、真空蒸着のようなドライプロセスと、インクジェット、印刷プロセス等のウェットプロセスが知られている。
ドライプロセスは、有機溶剤への溶解性が比較的低い低分子量の芳香族化合物の薄膜の形成に用いられている。そのような化合物としては、例えば、p型トランジスタ特性を示す化合物として、ペンタセン、テトラセン、チオフェン、フタロシアニン及びこれらの末端又は側鎖が置換された誘導体が挙げられる。また、n型トランジスタ特性を示す化合物として、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、フッ素化フタロシアニン及びこれらの末端が置換された誘導体が挙げられる。
一方、ウェットプロセスは、有機溶剤への溶解性が比較的高い高分子量の芳香族化合物の薄膜の形成に用いられている。そのような化合物としては、例えば、p型トランジスタ特性を示す化合物として、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン及びこれらの末端もしくはその側鎖が置換された誘導体のポリマーが挙げられる。また、n型トランジスタ特性を示す化合物として、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、フッ素化フタロシアニン及びこれらの末端が置換された誘導体が挙げられる。
一般にドライプロセスを適用した方が、高結晶性薄膜が得られることが知られており、例えばペンタセンの蒸着膜の移動度が1cm2/Vs程度であるとの報告がなされている。ここで、結晶性は、一般には、(1)XRD測定で1次ピークが確認できること、(2)高次ピークが確認できること、(3)ピーク半価幅が小さいこと、を備える順に向上することが知られている。
しかしながら、ドライプロセスは、真空ラインが必要であり、工程の煩雑化、コスト高となるため、実用上好ましくない。
しかしながら、ドライプロセスは、真空ラインが必要であり、工程の煩雑化、コスト高となるため、実用上好ましくない。
これに対し、ウェットプロセスは、ドライプロセスによる薄膜と比較すると結晶性が低いことが知られている。例えばウェットプロセスで形成されたポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)膜の移動度が0.28cm2/Vsであるとの報告がなされている。一方で、ウェットプロセスは、真空で行う必要がないため、工程の簡略化、コストダウンが期待できる。
最近になって、低分子量の材料を用いて、ウェットプロセスで形成した有機半導体膜を備えた有機TFTが、例えば、特願2003−520882号公報(特許文献2)で報告されている。この公報には、芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒にペンタセンを強制溶解させた溶液を用いた塗布法により、移動度0.1cm2/Vsの有機半導体膜が得られたと記載されている。
また、有機半導体膜の結晶性を向上させる目的で、基板表面を疎水化するためにオクタデシルトリクロロシラン(OTES)やヘキサメチルジシラザン(HMDS)等のシラン化合物で処理する方法が提案されている。
また、有機半導体膜の結晶性を向上させる目的で、基板表面を疎水化するためにオクタデシルトリクロロシラン(OTES)やヘキサメチルジシラザン(HMDS)等のシラン化合物で処理する方法が提案されている。
特願2003−520882号公報に記載された方法は、ドライプロセスでは問題はないが、ウェットプロセスでは塗布される液滴の挙動に直接影響する。従って、上記方法をウェットプロセスに適用するためには、液滴挙動を管理しつつ、有機半導体膜の結晶性を向上させることが重要である。
また、有機TFTに関する従来の基板表面処理の報告例は、いずれも、全面均一の表面処理であり、ウェットプロセスにて最も大きな課題である希薄溶液の乾燥制御を考慮した表面処理については、報告されていない。
また、有機TFTに関する従来の基板表面処理の報告例は、いずれも、全面均一の表面処理であり、ウェットプロセスにて最も大きな課題である希薄溶液の乾燥制御を考慮した表面処理については、報告されていない。
かくして本発明によれば、基体上に形成されたソース電極ならびにドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成されたチャネル領域を構成する第一の有機薄膜と、前記第一の有機薄膜にゲート絶縁膜を介して接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極とを有し、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなることを特徴とする有機薄膜トランジスタが提供される。
また、本発明によれば、基体上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上にチャネル領域を構成する第一の有機薄膜を形成する工程と、前記第一の有機薄膜に接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極を形成する工程とを含み、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなるように形成されることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法が提供される。
本発明の有機TFTは、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなるため、電流が流れやすく、高特性を実現できる。
上記第一の有機薄膜は、例えば、第二、第三及び第四の有機薄膜の接触角勾配又は第二及び第三の有機薄膜とチャネル領域の接触角勾配によって、結晶成長方向を上記方向に容易に制御できる。
上記第一の有機薄膜は、例えば、第二、第三及び第四の有機薄膜の接触角勾配又は第二及び第三の有機薄膜とチャネル領域の接触角勾配によって、結晶成長方向を上記方向に容易に制御できる。
また、本発明の有機TFTは、第一の有機薄膜を、第四の有機薄膜又はチャネル領域の範囲内に形成できる。そのため、トランジスタ動作に不要な領域の電流パスを抑制でき、その結果OFF電流を低減できる。
また、本発明の製造方法は、表面処理と液滴乾燥制御によって、結晶性を制御する手法である。そのため、本発明の製造方法は、有機TFTのみならず、ウェットプロセスを使用する多くの用途に使用できる。
また、本発明の製造方法は、表面処理と液滴乾燥制御によって、結晶性を制御する手法である。そのため、本発明の製造方法は、有機TFTのみならず、ウェットプロセスを使用する多くの用途に使用できる。
以下、有機薄膜トランジスタとその製造方法について、詳細に説明する。
本発明の有機TFTは、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなる。このような第一の有機薄膜を有する有機TFTは、電流が流れやすく、高特性を実現できる。ここで、第一の有機薄膜は、ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、かつ基板の表面に対して、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって、60°以上で互いに対向する成長方向の結晶からなることが好ましい。
本発明の有機TFTは、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなる。このような第一の有機薄膜を有する有機TFTは、電流が流れやすく、高特性を実現できる。ここで、第一の有機薄膜は、ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、かつ基板の表面に対して、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって、60°以上で互いに対向する成長方向の結晶からなることが好ましい。
上記第一の有機薄膜は、ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板(以下、チャネル外側領域)上に形成された第二の有機薄膜と、ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜と、第一の有機薄膜とソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板(以下、チャネル領域)上に形成された第四の有機薄膜とからなる、第二〜第四の有機薄膜上に、溶液塗布法で形成できる。ここで、第二の有機薄膜と第三の有機薄膜と第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有することが好ましい。この接触角の関係を有する第二〜第四の有機薄膜を使用することで、第一の有機薄膜の結晶の成長方向を上記のように調整することができる。
上記構成の有機TFTの1例の概略断面を図1に示す。
図1は、基板1上に、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ソース/ドレイン電極(4、6)及び半導体層(有機半導体膜)5を有する有機TFTである。また、チャネル外側領域、ソース/ドレイン電極表面、チャネル領域にはそれぞれ異なる接触角(言い換えれば、溶媒親和性)をもった第二〜第四の有機薄膜(7、8、9)を備えている。
図1は、基板1上に、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ソース/ドレイン電極(4、6)及び半導体層(有機半導体膜)5を有する有機TFTである。また、チャネル外側領域、ソース/ドレイン電極表面、チャネル領域にはそれぞれ異なる接触角(言い換えれば、溶媒親和性)をもった第二〜第四の有機薄膜(7、8、9)を備えている。
上記のように第二〜第四の有機薄膜に接触角勾配をもたせることで、第一の有機薄膜形成用の液滴挙動を管理できるので、その結果、第一の有機薄膜の結晶性も制御できる。
図2(a)〜(e)は上記制御手法の一例の概略説明図である。
図2(a)は、第二〜第四の有機薄膜上に、第一の有機薄膜形成用の溶液を滴下した直後の概略図である。参照番号10aは、滴下直後の液滴である。
次に、液滴を乾燥させる。このとき、第二の有機薄膜7の内側に、より接触角のちいさな領域である第三、第四の有機薄膜(8、9)が形成されている。そのため、液滴乾燥の方向を液滴の中心に向けることができる。即ち、図2(b)の状態を経由して図2(c)の状態まで順に乾燥させることができる。
図2(a)は、第二〜第四の有機薄膜上に、第一の有機薄膜形成用の溶液を滴下した直後の概略図である。参照番号10aは、滴下直後の液滴である。
次に、液滴を乾燥させる。このとき、第二の有機薄膜7の内側に、より接触角のちいさな領域である第三、第四の有機薄膜(8、9)が形成されている。そのため、液滴乾燥の方向を液滴の中心に向けることができる。即ち、図2(b)の状態を経由して図2(c)の状態まで順に乾燥させることができる。
ここで、第二〜第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角が、この順に小さくなる関係を有している。そのため、液滴が10aから10cに小さくなるに従って、液滴の縮小速度を遅くできる。
液滴中の第一の有機薄膜材料が飽和状態になると、結晶が析出される。この様子が図2(d)に示されている。図2(a)〜(c)に示すように、乾燥方向を制御すると、図2(d)のように結晶を析出させながら膜中心部まで液滴を乾燥させることができる。図2(e)は乾燥後を図示している。得られた第一の有機薄膜は、それを構成する結晶の成長方向が膜中心部に向かって配向させることができる。また、図2(e)のように、第一の有機薄膜を、第四の有機薄膜上に限定することもできる。
更に、上記第一の有機薄膜は、チャネル外側領域上に形成された第二の有機薄膜と、ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜と、チャネル領域上に、溶液塗布法で形成できる。ここで、第二の有機薄膜と第三の有機薄膜とチャネル領域は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有することが好ましい。この接触角の関係を有する第二及び第三の有機薄膜とチャネル領域を使用することで、第一の有機薄膜の結晶の成長方向を上記のように調整することができる。なお、上記は第四の有機薄膜を形成しない例である。
(接触角)
本明細書において、接触角は、評価基板(300nmの熱酸化膜を含むSi基板)上に形成した2μlの液滴について、大気下、25℃、湿度60%の条件で、θ/2法に従って算出した値を意味する。測定に使用した装置は、協和界面科学社製DM700である。なお、ここでは、溶媒として、測定の容易性の観点から、水あるいはトルエンを使用しているが、他の溶媒(極性溶媒や非水系溶媒)でも上記接触角の関係を得られるものと考えられる。
本明細書において、接触角は、評価基板(300nmの熱酸化膜を含むSi基板)上に形成した2μlの液滴について、大気下、25℃、湿度60%の条件で、θ/2法に従って算出した値を意味する。測定に使用した装置は、協和界面科学社製DM700である。なお、ここでは、溶媒として、測定の容易性の観点から、水あるいはトルエンを使用しているが、他の溶媒(極性溶媒や非水系溶媒)でも上記接触角の関係を得られるものと考えられる。
第四の有機薄膜又はチャネル領域の接触角は、第二と第三の有機薄膜の接触角よりも小さいことが好ましい。また、第一の有機薄膜を第四の有機薄膜又はチャネル領域上に限定して形成させることを考慮すると、第四の有機薄膜又はチャネル領域の接触角が、第三の有機薄膜の接触角よりも10°以上小さいことが好ましい。更に、第一の有機薄膜の結晶性を高めることを考慮すると、第四の有機薄膜又はチャネル領域の接触角は50°〜100°であることがより好ましい。
また、ソース/ドレイン電極と第一の有機薄膜との界面での電荷移動を促進させるために、前記界面での第一の有機薄膜の結晶性を向上させることが好ましい。そのためには、第四の有機薄膜又はチャネル領域上だけではなく、第三の有機薄膜上の一部にも第一の有機薄膜を形成することが好ましい。この点で、第三の有機薄膜の接触角が、第二の有機薄膜の接触角よりも10°以上小さいことが好ましい。
一方、ソース/ドレイン電極表面に第三の有機薄膜を介して形成される第一の有機薄膜の領域が増加するにつれ、オフ電流が増加する。このことを考慮すると、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差は20°以内が更に好ましい。
更に、水に対する第四の有機薄膜の接触角が50〜100°の場合、第三の有機薄膜は、第四の有機薄膜の接触角の+10°以上かつ第二の有機薄膜の接触角の−10°の範囲の接触角(例えば、60〜120°)を有することがより好ましい。また、上記場合、第二の有機薄膜は、第三の有機薄膜の接触角の+10°以上かつ130°以下の範囲の接触角(例えば、70〜130°)を有することがより好ましい。ここで、水には比抵抗18MΩcm以上の純水も含む。
(有機TFT)
(有機TFT)
本発明の有機TFTは、同じ基板上に金属膜と絶縁膜の表面を備えた基板上に、有機半導体膜としての結晶性膜を塗布にて形成する条件で、特に効果を発揮する。そのため、有機TFTの構造は、ボトムコンタクト型が好ましい。しかし、上記条件を満たせば、ボトムコンタクト型に限定されない。
以下、本発明の有機TFTの構成要素を説明する。
以下、本発明の有機TFTの構成要素を説明する。
(第二〜第四の有機薄膜材料)
第二〜第四の有機薄膜処理材料は、処理する表面との相互作用により適宜選択される。ゲート絶縁膜表面に対する第二〜第四の有機薄膜処理材料としては、例えばシランカップリング材料であり、具体的には、HMDS、アルキルトリクロロシラン、アルキルトリメトキシシラン、アルキルトリエトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、アミノアルキルトリクロロシラン、ヒドロキシアルキルトリクロロシラン、フェニルアルキルトリクロロシラン等が挙げられる。また、金表面に対する表面処理材料としては、例えばチオール化合物であり、具体的には、飽和もしくは不飽和アルキルチオール、パーフルオロアルキルチオール、置換/無置換のベンゼンチオール等が挙げられる。置換/無置換とは置換又は無置換を意味する。
第二〜第四の有機薄膜処理材料は、処理する表面との相互作用により適宜選択される。ゲート絶縁膜表面に対する第二〜第四の有機薄膜処理材料としては、例えばシランカップリング材料であり、具体的には、HMDS、アルキルトリクロロシラン、アルキルトリメトキシシラン、アルキルトリエトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、アミノアルキルトリクロロシラン、ヒドロキシアルキルトリクロロシラン、フェニルアルキルトリクロロシラン等が挙げられる。また、金表面に対する表面処理材料としては、例えばチオール化合物であり、具体的には、飽和もしくは不飽和アルキルチオール、パーフルオロアルキルチオール、置換/無置換のベンゼンチオール等が挙げられる。置換/無置換とは置換又は無置換を意味する。
上記材料は、溶媒に対する接触角が、第二〜第四の有機薄膜の順又は第二〜第三の有機薄膜及びチャネル領域の順で小さい関係を有するように選択することが好ましい。
したがって、第二の有機薄膜はパーフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシランから選択すること、第三の有機薄膜は飽和もしくは不飽和アルキルチオール、パーフルオロアルキルチオール、置換/無置換のベンゼンチオールから選択すること、第四の有機薄膜はHMDS、アルキルトリクロロシラン、アルキルトリメトキシシラン、アルキルトリエトキシシラン、アミノアルキルトリクロロシラン、ヒドロキシアルキルトリクロロシラン、フェニルアルキルトリクロロシランから選択することが好ましい。
これら第二〜第四の有機薄膜の形成方法としては、一般的な手法が適用できる。具体的には、例えばCVD法、浸漬法、塗布法等が挙げられる。また、反応性を考慮して適宜大気中、窒素雰囲気中を選択する。また、第二〜第四の有機薄膜の形成雰囲気は特に限定されないが、使用する原料の反応性を考慮して適宜大気雰囲気、窒素雰囲気を選択できる。
(第一の有機薄膜材料−低分子系又は高分子系の化合物)
第一の有機薄膜(半導体層)形成用の材料は、低分子量の化合物であっても、高分子量の化合物であってもよい。
例えば分子量1000未満の低分子量のπ電子共役系化合物が挙げられる。具体的には、3〜10個のベンゼン環を縮合させたオリゴアセン、チオフェンを3〜10個繰り返したオリゴチオフェン、ベンゼンを3〜10個繰り返したオリゴフェニレン、ベンゼン及びビニレンを1〜10個繰り返したオリゴフェニレンビニレン、ベンゼン及びチオフェンを1〜10個繰り返したオリゴフェニレンチオフェンの化合物及びそれらの誘導体が挙げられる。また、熱脱理性及び光脱理性を示す前記オリゴアセン、オリゴチオフェン、オリゴフェニレン、オリゴフェニレンビニレン、オリゴフェニレンチオフェンの前駆体が挙げられる。また、フラーレン(C60)、[6、6]−フェニルC61−ブタン酸メチルエステル(PCBM)等のフラーレン系化合物も使用できる。
第一の有機薄膜(半導体層)形成用の材料は、低分子量の化合物であっても、高分子量の化合物であってもよい。
例えば分子量1000未満の低分子量のπ電子共役系化合物が挙げられる。具体的には、3〜10個のベンゼン環を縮合させたオリゴアセン、チオフェンを3〜10個繰り返したオリゴチオフェン、ベンゼンを3〜10個繰り返したオリゴフェニレン、ベンゼン及びビニレンを1〜10個繰り返したオリゴフェニレンビニレン、ベンゼン及びチオフェンを1〜10個繰り返したオリゴフェニレンチオフェンの化合物及びそれらの誘導体が挙げられる。また、熱脱理性及び光脱理性を示す前記オリゴアセン、オリゴチオフェン、オリゴフェニレン、オリゴフェニレンビニレン、オリゴフェニレンチオフェンの前駆体が挙げられる。また、フラーレン(C60)、[6、6]−フェニルC61−ブタン酸メチルエステル(PCBM)等のフラーレン系化合物も使用できる。
また、分子量1000以上の高分子量の化合物も使用できる。具体的には、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンチオフェン、ポリフルオレンビチオフェン及びそれらの誘導体が挙げられる。
第一の有機薄膜の形成方法としては、塗布法全般が適用可能である。具体的な手法として、例えばインクジェットあるいはディスペンサを用いた手法、スピンコート法、ディップコート、キャスト法あるいはLB法等が挙げられる。また、第一の有機薄膜の形成雰囲気は特に限定されないが、使用する原料の反応性を考慮して適宜大気雰囲気、窒素雰囲気を選択できる。
第一の有機薄膜の形成方法としては、塗布法全般が適用可能である。具体的な手法として、例えばインクジェットあるいはディスペンサを用いた手法、スピンコート法、ディップコート、キャスト法あるいはLB法等が挙げられる。また、第一の有機薄膜の形成雰囲気は特に限定されないが、使用する原料の反応性を考慮して適宜大気雰囲気、窒素雰囲気を選択できる。
(ゲート電極、ソース/ドレイン電極)
ゲート電極、ソース/ドレイン電極形成用の材料は、特に限定されず、当該分野で公知の材料をいずれも使用できる。具体的には、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の金属;チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属;高融点金属とのシリサイド、ポリサイド等;p型又はn型ハイドープシリコン;ITO、NESA等の導電性金属酸化物;PEDOTのような導電性高分子が挙げられる。
ゲート電極、ソース/ドレイン電極形成用の材料は、特に限定されず、当該分野で公知の材料をいずれも使用できる。具体的には、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の金属;チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属;高融点金属とのシリサイド、ポリサイド等;p型又はn型ハイドープシリコン;ITO、NESA等の導電性金属酸化物;PEDOTのような導電性高分子が挙げられる。
これら電極の膜厚は、特に限定されるものではなく、通常TFTに使用される膜厚(例えば30〜60nm)に適宜調整できる。これら電極の製造方法は、電極材料に応じて適宜選択できる。例えば、蒸着、スパッタ、塗布等が挙げられる。
また、ソース/ドレイン電極の形状は特に限定しないが、液滴をより効率的にチャネル領域に誘導することを考慮すると、ソース/ドレイン電極の奥行き(チャネル幅)Dが、ソース電極とドレイン電極の間隔(チャネル長)Wよりも大きいことが好ましい。具体的には、集積化の観点から、TFT形状を小さくさせることを考慮すると、D/Wが1〜5の範囲が好ましい。
(ゲート絶縁膜)
ゲート絶縁膜は、特に限定されず、当該分野で公知の膜をいずれも使用できる。具体的には、シリコン酸化膜(熱酸化膜、低温酸化膜:LTO膜等、高温酸化膜:HTO膜)、シリコン窒化膜、SOG膜、PSG膜、BSG膜、BPSG膜等の絶縁膜;PZT、PLZT、強誘電体又は反強誘電体膜;SiOF系膜、SiOC系膜もしくはCF系膜又は塗布で形成するHSQ(hydrogen silsesquioxane)系膜(無機系)、MSQ(methyl silsesquioxane)系膜、PAE(polyarylene ether)系膜、BCB系膜、ポーラス系膜もしくはCF系膜又は多孔質膜等の低誘電体膜等が挙げられる。
膜厚は、特に限定されるものではなく、通常TFTに使用される膜厚(例えば100〜500nm)に適宜調整することができる。ゲート絶縁膜の製造方法は、その種類に応じて適宜選択できる。例えば、蒸着、スパッタ、塗布等が挙げられる。
ゲート絶縁膜は、特に限定されず、当該分野で公知の膜をいずれも使用できる。具体的には、シリコン酸化膜(熱酸化膜、低温酸化膜:LTO膜等、高温酸化膜:HTO膜)、シリコン窒化膜、SOG膜、PSG膜、BSG膜、BPSG膜等の絶縁膜;PZT、PLZT、強誘電体又は反強誘電体膜;SiOF系膜、SiOC系膜もしくはCF系膜又は塗布で形成するHSQ(hydrogen silsesquioxane)系膜(無機系)、MSQ(methyl silsesquioxane)系膜、PAE(polyarylene ether)系膜、BCB系膜、ポーラス系膜もしくはCF系膜又は多孔質膜等の低誘電体膜等が挙げられる。
膜厚は、特に限定されるものではなく、通常TFTに使用される膜厚(例えば100〜500nm)に適宜調整することができる。ゲート絶縁膜の製造方法は、その種類に応じて適宜選択できる。例えば、蒸着、スパッタ、塗布等が挙げられる。
(有機TFT製造方法)
本発明の有機TFTの製造方法としては、ソース/ドレイン電極、第二〜第四の有機薄膜、第一の有機薄膜をこの順に形成する場合に特に効果を発揮する。例えば
(1)基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にソース/ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域、ソース/ドレイン電極及びチャネル領域上にそれぞれ第二、第三及び第四の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にて第四の有機薄膜上に第一の有機薄膜を形成する工程とを含む方法、
(2)基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にソース/ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域及びソース/ドレイン電極上にそれぞれ第二及び第三の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にてチャネル領域上に第一の有機薄膜を形成する工程とを含む方法、
本発明の有機TFTの製造方法としては、ソース/ドレイン電極、第二〜第四の有機薄膜、第一の有機薄膜をこの順に形成する場合に特に効果を発揮する。例えば
(1)基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にソース/ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域、ソース/ドレイン電極及びチャネル領域上にそれぞれ第二、第三及び第四の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にて第四の有機薄膜上に第一の有機薄膜を形成する工程とを含む方法、
(2)基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にソース/ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域及びソース/ドレイン電極上にそれぞれ第二及び第三の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にてチャネル領域上に第一の有機薄膜を形成する工程とを含む方法、
(3)基板上に、ソース/ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域、ソース/ドレイン電極及びチャネル領域上にそれぞれ第二、第三及び第四の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にて第四の有機薄膜上に第一の有機薄膜を形成する工程と、第一、第三及び第四の有機薄膜のうち、第一の有機薄膜が含まれない領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に、ゲート電極を形成する工程を含む方法
(4)基板上に、ソース/ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域及びソース/ドレイン電極上にそれぞれ第二及び第三の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にてチャネル領域上に第一の有機薄膜を形成する工程と、第一、第三及び第四の有機薄膜のうち、第一の有機薄膜が含まれない領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に、ゲート電極を形成する工程を含む方法
が挙げられる。
(4)基板上に、ソース/ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域及びソース/ドレイン電極上にそれぞれ第二及び第三の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にてチャネル領域上に第一の有機薄膜を形成する工程と、第一、第三及び第四の有機薄膜のうち、第一の有機薄膜が含まれない領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に、ゲート電極を形成する工程を含む方法
が挙げられる。
(第一の有機薄膜の製膜条件)
基板温度は、溶媒乾燥速度と影響している。そのため基板温度は、第一の有機薄膜形成用の(溶媒沸点−80℃)〜溶媒沸点の間の温度であることが好ましい。なかでも、溶媒が沸騰することによる影響、結晶性を高めることを考慮すると、(溶媒沸点−50℃)〜(溶媒沸点−20℃)の範囲が特に好ましい。
基板温度は、溶媒乾燥速度と影響している。そのため基板温度は、第一の有機薄膜形成用の(溶媒沸点−80℃)〜溶媒沸点の間の温度であることが好ましい。なかでも、溶媒が沸騰することによる影響、結晶性を高めることを考慮すると、(溶媒沸点−50℃)〜(溶媒沸点−20℃)の範囲が特に好ましい。
加熱は、結晶成長を促進させることを考慮すると、基板裏面(第一の有機薄膜非形成面)から行なうことが好ましい。
また、溶液濃度としては、0.001wt%〜20wt%の範囲であることが好ましい。チャネル領域に第一の有機薄膜を限定して形成させること、ならびに膜均一性を確保することを考慮すると、0.01wt%〜2wt%の範囲が特に好ましい。
また、溶液濃度としては、0.001wt%〜20wt%の範囲であることが好ましい。チャネル領域に第一の有機薄膜を限定して形成させること、ならびに膜均一性を確保することを考慮すると、0.01wt%〜2wt%の範囲が特に好ましい。
第一の有機薄膜形成用の溶媒としては、材料の溶解性及び沸点が高いものが好ましい。具体的には、ベンゼン、トルエン、p−キシレン、等の芳香族炭化水素、クロロホルム、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,2−ジクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素、アニソール、アニリン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ヘキサン、デカン、酢酸ベンジル、酢酸ブチルカルビトール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチルカルビトール、エタノールが挙げられる。
これら溶媒は、第二〜第四の有機薄膜を塗布法で形成する場合にも使用できる。
これら溶媒は、第二〜第四の有機薄膜を塗布法で形成する場合にも使用できる。
(第二〜第四の有機薄膜の製造方法)
また、第二、第三及び第四の有機薄膜の製膜順序は特に限定されず、上記(1)の有機TFT形成方法では、例えば、
(1−1)ソース/ドレイン電極との反応性が低く、かつ、ゲート絶縁膜との反応性が高い材料を用い、すでにゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース/ドレイン電極を形成した基板全面に電極第二の有機薄膜を形成する工程と、ソース/ドレイン電極との反応性が高く、かつ、ゲート絶縁膜との反応性が低い材料を用い、ソース/ドレイン電極表面に第三の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域に形成された第二の有機薄膜を剥離する工程と、チャネル領域に第四の有機薄膜を形成する工程を含む方法
(1−2)すでにゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース/ドレイン電極を形成した基板全面に電極第二の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域、ソース/ドレイン領域に形成された第二の有機薄膜を剥離する工程と、ソース/ドレイン電極表面ならびにチャネル領域に第三の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域に形成された第三の有機薄膜を剥離する工程と、チャネル領域に第四の有機薄膜を形成する工程を含む方法
が挙げられる。
ここで、上記有機薄膜の剥離方法としては、一般的な手法の適用が可能である。例えば、メタルマスクを介した波長170nmの紫外光照射や、酸素−プラズマ処理等が挙げられる。
また、第二、第三及び第四の有機薄膜の製膜順序は特に限定されず、上記(1)の有機TFT形成方法では、例えば、
(1−1)ソース/ドレイン電極との反応性が低く、かつ、ゲート絶縁膜との反応性が高い材料を用い、すでにゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース/ドレイン電極を形成した基板全面に電極第二の有機薄膜を形成する工程と、ソース/ドレイン電極との反応性が高く、かつ、ゲート絶縁膜との反応性が低い材料を用い、ソース/ドレイン電極表面に第三の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域に形成された第二の有機薄膜を剥離する工程と、チャネル領域に第四の有機薄膜を形成する工程を含む方法
(1−2)すでにゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース/ドレイン電極を形成した基板全面に電極第二の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域、ソース/ドレイン領域に形成された第二の有機薄膜を剥離する工程と、ソース/ドレイン電極表面ならびにチャネル領域に第三の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域に形成された第三の有機薄膜を剥離する工程と、チャネル領域に第四の有機薄膜を形成する工程を含む方法
が挙げられる。
ここで、上記有機薄膜の剥離方法としては、一般的な手法の適用が可能である。例えば、メタルマスクを介した波長170nmの紫外光照射や、酸素−プラズマ処理等が挙げられる。
実施例1 3成分パターニング処理を実施した有機TFT作製
以下の手順にて、図1に示す有機TFTを作製した。
(Au系ボトムコンタクト(BC)型TFTの準備)
まず、シリコンからなる基板1上にクロムを蒸着し、ゲート電極2を形成した。プラズマCVD法によりチッ化シリコン膜によるゲート絶縁膜3を堆積した。
以下の手順にて、図1に示す有機TFTを作製した。
(Au系ボトムコンタクト(BC)型TFTの準備)
まず、シリコンからなる基板1上にクロムを蒸着し、ゲート電極2を形成した。プラズマCVD法によりチッ化シリコン膜によるゲート絶縁膜3を堆積した。
この後、基板1全面に蒸着法によりクロム層(2nm)と金層(40nm)とをこの順に積層した。次いで、公知のフォトリソグラフィー技術によりチャネル長25μm、チャネル幅150μm、電極奥行300μmのソース/ドレイン電極(4、5)を形成した。得られた基板1全面を、アセトン、IPAによる溶媒洗浄を実施した後、ゲート絶縁膜3に172nm波長の真空紫外光を10分間照射し、ゲート絶縁膜3表面を親水化処理した。
(第二の有機薄膜形成)
上記基板をテフロン(登録商標)製圧力容器に入れ、次いで、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(HFT)200μlを入れた器を、基板に直接HFTが接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。
上記基板をテフロン(登録商標)製圧力容器に入れ、次いで、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(HFT)200μlを入れた器を、基板に直接HFTが接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。
この後、120℃で、150分間器を加熱して、器中のHFTを蒸発させることにより、ゲート絶縁膜3表面全体に第二の有機薄膜を形成した。続いて、50μm×150μmの開口を有するメタルマスクを介して、172nm波長の真空紫外光を20分間チャネル領域に照射した。この照射により、ゲート絶縁膜3上の内、チャネル領域に形成したHFTの除去(パターニング)と、ゲート絶縁膜3の親水化処理を行った。
パターニングの確認を、水(比抵抗18MΩcm以上)ならびにトルエンの接触角を測定することで評価した。その結果、チャネル外側領域の接触角は119°(水)、55°(トルエン)である一方、チャネル領域の接触角は両溶媒とも5°以下であった。よって、HFTをパターニングできていることが確認できた。
(第四の有機薄膜形成)
続いて、上記基板をテフロン製圧力容器に入れ、次いで、ヘキサジメチルジシラザン(HMDS)200μlを入れた器を、基板に直接HFTが接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。
この後、120℃で、150分間器を加熱して、器中のHMDSを蒸発させることにより、チャネル領域に第四の有機薄膜9を形成した。なお、HMDSのようなシランカップリング剤は、基板表面に水酸基がない部分には形成されないため、第四の有機薄膜は、真空紫外光照射処理を行ったところのみに選択的に形成される。
続いて、上記基板をテフロン製圧力容器に入れ、次いで、ヘキサジメチルジシラザン(HMDS)200μlを入れた器を、基板に直接HFTが接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。
この後、120℃で、150分間器を加熱して、器中のHMDSを蒸発させることにより、チャネル領域に第四の有機薄膜9を形成した。なお、HMDSのようなシランカップリング剤は、基板表面に水酸基がない部分には形成されないため、第四の有機薄膜は、真空紫外光照射処理を行ったところのみに選択的に形成される。
(第三の有機薄膜形成)
更に室温にて、1mMオクタデカンチオール(ODT)を含むエタノール溶液中に、上記基板を4時間浸漬させることで、ソース/ドレイン電極(4,5)の露出面に第三の有機薄膜を形成した。
更に室温にて、1mMオクタデカンチオール(ODT)を含むエタノール溶液中に、上記基板を4時間浸漬させることで、ソース/ドレイン電極(4,5)の露出面に第三の有機薄膜を形成した。
パターニングの確認を、水ならびにトルエンに対する接触角を測定することで評価した。その結果、チャネル外側領域の接触角は変化せず(119°)、ソース/ドレイン電極上面の接触角は107°(水)、25°(トルエン)であった。一方、チャネル領域の接触角は80°(水)、6°(トルエン)であり、3種の有機薄膜をパターニングできていることが確認できた。
(第一の有機薄膜形成)
上記基板を180℃で加熱し、ペンタセン(含有率99.9%東京化成社製)を0.1wt%含むトリクロロベンゼン(沸点214℃)溶液を180℃に加熱し、この溶液をディスペンサー(武蔵エンジニアリング社製)を用いて基板上に100nl滴下した。
上記基板を180℃で加熱し、ペンタセン(含有率99.9%東京化成社製)を0.1wt%含むトリクロロベンゼン(沸点214℃)溶液を180℃に加熱し、この溶液をディスペンサー(武蔵エンジニアリング社製)を用いて基板上に100nl滴下した。
滴下した液滴の乾燥挙動をCCDカメラを介して確認した。その結果、液滴着弾直後は直径200μm程度であった。また、着弾直後から溶媒の乾燥につれて、液滴形状が変化した。更に、150μm×25μmのチャネル領域に液滴が収まる直前から、結晶析出に起因した縞模様が形成される様子と、溶媒が完全に除去される様子を確認した。
完全に溶媒を除去した後、光学顕微鏡評価を介した形状確認にて、
1.チャネル領域全体ならびに、ソースドレイン電極の内、チャネル領域側から20μmの領域が第一の有機薄膜で被覆されていること、
2.ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに87°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
1.チャネル領域全体ならびに、ソースドレイン電極の内、チャネル領域側から20μmの領域が第一の有機薄膜で被覆されていること、
2.ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに87°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
また、X線回折(XRD)測定から第一の有機薄膜の結晶性を評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.08°、0.09°、0.10°であり、ペンタセンが高度に結晶化されていることを確認した。
また、上記で得られた有機TFTについて、ケースレーインスツルメンツ社製のTFT評価装置を用い、その特性を評価した。その結果、移動度μ=0.3cm2/Vs、オン/オフ比=6桁と、良好な性能が得られた。
また、上記で得られた有機TFTについて、ケースレーインスツルメンツ社製のTFT評価装置を用い、その特性を評価した。その結果、移動度μ=0.3cm2/Vs、オン/オフ比=6桁と、良好な性能が得られた。
実施例2 3成分パターニング処理を実施した有機TFT作製
第三の有機薄膜形成で、ODTの代わりにパーフルオロデカンチオール(FSH)を用いたことを除き、実施例1と同様の手法により有機TFTを形成した。 得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.09°、0.09°及び0.11°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.25cm2/Vs、オン/オフ比=6桁であった。
第三の有機薄膜形成で、ODTの代わりにパーフルオロデカンチオール(FSH)を用いたことを除き、実施例1と同様の手法により有機TFTを形成した。 得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.09°、0.09°及び0.11°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.25cm2/Vs、オン/オフ比=6桁であった。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに84°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
実施例3 3成分パターニング処理を実施した有機TFT作製
ソース/ドレイン電極を、チャネル長25μm、チャネル幅300μm、電極奥行150μmの形状としたことを除き、実施例1と同様の手法にて、Au系BC型TFTの準備し、第二〜第四の有機薄膜を形成した。
ソース/ドレイン電極を、チャネル長25μm、チャネル幅300μm、電極奥行150μmの形状としたことを除き、実施例1と同様の手法にて、Au系BC型TFTの準備し、第二〜第四の有機薄膜を形成した。
続いて、ディスペンサによる液滴滴下位置をTFT中心から、ソース/ドレイン電極方向と垂直な方向に150μm間隔をあけて2秒間隔で2滴連続して滴下したことを除き、実施例1と同様にて第一の有機薄膜を形成することで、有機TFTを形成した。
得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性、TFT特性を実施例1と同様に評価した。その結果、実施例1と同様の結晶性が得られ、かつ、移動度μ=0.2cm2/Vs、オン/オフ比=6桁が得られた。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに80°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに80°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
実施例4 第四の有機薄膜形成の工程を省いた有機TFT作製
第四の有機薄膜を形成しないことを除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成した。得られた有機TFTについて、チャネル領域上の第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.13°、0.14°、0.15°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.1cm2/Vs、オン/オフ比=5桁であった。
第四の有機薄膜を形成しないことを除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成した。得られた有機TFTについて、チャネル領域上の第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.13°、0.14°、0.15°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.1cm2/Vs、オン/オフ比=5桁であった。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに72°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
実施例5 3成分パターニング処理を実施した有機TFT作製
第一の有機薄膜形成時の基板温度を210℃としたことを除き、実施例1と同様の手法を用いて有機TFTを形成した。得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.12°、0.13°及び0.14°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.15cm2/Vs、オン/オフ比=6桁であった。
第一の有機薄膜形成時の基板温度を210℃としたことを除き、実施例1と同様の手法を用いて有機TFTを形成した。得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.12°、0.13°及び0.14°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.15cm2/Vs、オン/オフ比=6桁であった。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに72°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
実施例6 3成分パターニング処理を実施した有機TFT作製
実施例1と同様の手法により、Au系BC型TFTを準備した。続いて、基板を、スピンコーターにセットし、2mMのHFTを含むトルエン溶液を滴下した。この後、回転数2000rpmにてトルエン溶液で基板全面を被覆し、120℃にて60分焼成することで第二の有機薄膜を形成した。
その後、実施例1と同様に、真空紫外光を照射し、ゲート絶縁膜3上の内、チャネル領域に形成したHFTの除去とゲート絶縁膜3の親水化処理を行った。
実施例1と同様の手法により、Au系BC型TFTを準備した。続いて、基板を、スピンコーターにセットし、2mMのHFTを含むトルエン溶液を滴下した。この後、回転数2000rpmにてトルエン溶液で基板全面を被覆し、120℃にて60分焼成することで第二の有機薄膜を形成した。
その後、実施例1と同様に、真空紫外光を照射し、ゲート絶縁膜3上の内、チャネル領域に形成したHFTの除去とゲート絶縁膜3の親水化処理を行った。
続いて、基板を再度スピンコーターにセットし、2mMのHMDSを含むトルエン溶液を滴下した。次いで、回転数2000rpmにてトルエン溶液で基板全面を被覆し、120℃で60分焼成することで、第四の有機薄膜を形成した。
その後、実施例1と同様にして、第三の有機薄膜形成及び第一の有機薄膜を形成することで、有機TFTを形成した。
その後、実施例1と同様にして、第三の有機薄膜形成及び第一の有機薄膜を形成することで、有機TFTを形成した。
得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.09°、0.10°及び0.10°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.15cm2/Vs、オン/オフ比=6桁であった。
実施例7 表面に酸化膜を形成しうる金属材料を上部電極として用いた有機TFT作製
ソース/ドレイン電極の形成に際して、金層の代わりに銅層を用いることを除き、実施例1の(Au系BC型TFTの準備)と同様の手法を適用した。
ソース/ドレイン電極の形成に際して、金層の代わりに銅層を用いることを除き、実施例1の(Au系BC型TFTの準備)と同様の手法を適用した。
(第二の有機薄膜形成)
上記基板をテフロン製圧力容器に入れ、次いで、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(HFT)200μlを、基板に直接溶液が接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。この後、120℃で、150分間加熱することにより、ゲート絶縁膜3表面全体に第二の有機薄膜を形成した。続いて、625μm×150μmの開口を有するメタルマスクを介して、チャネル領域上及びソース/ドレイン電極上に172nm波長の真空紫外光を20分間照射し、チャネル領域上とソースドレイン電極上とに形成したHFTの除去と、ゲート絶縁膜3の親水化処理を行った。
上記基板をテフロン製圧力容器に入れ、次いで、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(HFT)200μlを、基板に直接溶液が接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。この後、120℃で、150分間加熱することにより、ゲート絶縁膜3表面全体に第二の有機薄膜を形成した。続いて、625μm×150μmの開口を有するメタルマスクを介して、チャネル領域上及びソース/ドレイン電極上に172nm波長の真空紫外光を20分間照射し、チャネル領域上とソースドレイン電極上とに形成したHFTの除去と、ゲート絶縁膜3の親水化処理を行った。
(第三の有機薄膜形成)
続いて、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(HFT)の代わりにオクタデシルトリエトキシシラン(OTS)を用いることを除き、実施例6のチャネル外側領域のパターニングと同様の手法にて、ゲート絶縁膜3のうち、チャネル領域上とソース/ドレイン電極上にOTS膜を形成した。この後、50μm×150μmの開口を有するメタルマスクを介して、172nm波長の真空紫外光を20分間チャネル領域に照射した。この照射により、ゲート絶縁膜3上の内、チャネル領域に形成したOTS膜の除去と、該領域のゲート絶縁膜3の親水化処理を行った。
続いて、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(HFT)の代わりにオクタデシルトリエトキシシラン(OTS)を用いることを除き、実施例6のチャネル外側領域のパターニングと同様の手法にて、ゲート絶縁膜3のうち、チャネル領域上とソース/ドレイン電極上にOTS膜を形成した。この後、50μm×150μmの開口を有するメタルマスクを介して、172nm波長の真空紫外光を20分間チャネル領域に照射した。この照射により、ゲート絶縁膜3上の内、チャネル領域に形成したOTS膜の除去と、該領域のゲート絶縁膜3の親水化処理を行った。
(第四の有機薄膜形成)
更に、実施例1と同様の手法にて、ゲート絶縁膜3の内、親水化処理を施したチャネル内部にHMDSからなる第四の有機薄膜を形成した。
その後、実施例1と同様にして、第一の有機薄膜を形成することで、有機TFTを形成した。
更に、実施例1と同様の手法にて、ゲート絶縁膜3の内、親水化処理を施したチャネル内部にHMDSからなる第四の有機薄膜を形成した。
その後、実施例1と同様にして、第一の有機薄膜を形成することで、有機TFTを形成した。
得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.10°、0.10°及び0.11°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.1cm2/Vs、オン/オフ比=6桁であった。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに65°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
実施例8 プラスチック基板/全塗布型適用の有機TFT作製
ポリエチレンナフタレート(PEN)基板上に、銀コロイド溶液(Ag60wt%含有、三ツ星ベルト社製)をインクジェット法により塗布することで線幅50μmの銀コロイド塗膜を形成し、150℃で2時間焼成することでゲート電極を形成した。この後、低温硬化型のポリイミド前駆体溶液(京セラケミカル社製)を回転数2000rpmでスピンコートし、180℃で2時間硬化させることでゲート絶縁膜を形成した。
ポリエチレンナフタレート(PEN)基板上に、銀コロイド溶液(Ag60wt%含有、三ツ星ベルト社製)をインクジェット法により塗布することで線幅50μmの銀コロイド塗膜を形成し、150℃で2時間焼成することでゲート電極を形成した。この後、低温硬化型のポリイミド前駆体溶液(京セラケミカル社製)を回転数2000rpmでスピンコートし、180℃で2時間硬化させることでゲート絶縁膜を形成した。
続いて、チャネル長50μmあけて、金ペースト溶液(Au60wt%含有、 三ツ星ベルト社製)を用い、インクジェット法によって塗布した後、150℃で2時間焼成することで金製のソース/ドレイン電極を形成した。
続いて、実施例1と同様にして、第一〜第四の有機薄膜を形成することで、プラスチック基板上に、常圧下で有機TFTを形成した。
続いて、実施例1と同様にして、第一〜第四の有機薄膜を形成することで、プラスチック基板上に、常圧下で有機TFTを形成した。
得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)にシャープな(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.13°、0.14°及び0.15°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.1cm2/Vs、オン/オフ比=6桁であった。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに65°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
実施例9〜実施例21 3成分パターニング処理を実施した有機TFT作製
第二〜第四の有機薄膜を形成する材料の種類を変更することを除き、実施例1と同様の手法を用いて有機TFTを形成した。得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性、TFT特性を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。表1に示すように、いずれの組み合わせでおいても、高結晶性、良好なトランジスタ特性が確認できた。なお、表1には、実施例1、2、4もあわせて記載しておく。
第二〜第四の有機薄膜を形成する材料の種類を変更することを除き、実施例1と同様の手法を用いて有機TFTを形成した。得られた有機TFTについて、第一の有機薄膜の結晶性、TFT特性を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。表1に示すように、いずれの組み合わせでおいても、高結晶性、良好なトランジスタ特性が確認できた。なお、表1には、実施例1、2、4もあわせて記載しておく。
なお、表1中の略号ならびに、単膜での水ならびにトルエンに対して測定した接触角を下記する。
HFT:(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(接触角119°(水)45°(トルエン))
OTS:オクタデシルトリエトキシシラン(接触角110°(水)、28°(トルエン))
HMDS:ヘキサメチルジシラザン(接触角80°(水)、6°(トルエン))
PhTES:フェニルトリエトキシシラン(接触角65°(水)、4°(トルエン))
NH2TES:アミノプロピルトリエトキシシラン(接触角55°(水)、4°(トルエン))
FSH:パーフルオロデカンチオール(接触角112°(水)40°(トルエン))
ODT:オクタデカンチオール(接触角107°(水)、25°(トルエン))
C6H6SH:ベンゼンチオール(接触角86°(水)、8°(トルエン))
HFT:(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(接触角119°(水)45°(トルエン))
OTS:オクタデシルトリエトキシシラン(接触角110°(水)、28°(トルエン))
HMDS:ヘキサメチルジシラザン(接触角80°(水)、6°(トルエン))
PhTES:フェニルトリエトキシシラン(接触角65°(水)、4°(トルエン))
NH2TES:アミノプロピルトリエトキシシラン(接触角55°(水)、4°(トルエン))
FSH:パーフルオロデカンチオール(接触角112°(水)40°(トルエン))
ODT:オクタデカンチオール(接触角107°(水)、25°(トルエン))
C6H6SH:ベンゼンチオール(接触角86°(水)、8°(トルエン))
また、実施例9、10、11、17、18及び19では、実施例2と同様に、第一の有機薄膜がチャネル領域のみに形成される様子が確認された。一方で、実施例12〜16、20及び21は、実施例1と同様に、第一の有機薄膜がチャネル領域だけでなくソース/ドレイン電極のチャネル領域側の一部まで広がっていることが確認された。
また、実施例1、2、4ならびに実施例9〜21により以下のことを確認した。
1.(実施例2と実施例9の比較)(実施例1と実施例12の比較)
第三の有機薄膜と第四の有機薄膜との接触角が10°以上であるほうが、結晶性が高くなる。
2.(実施例1と実施例4の比較)
第四の有機薄膜の接触角が50°以上(水)の場合、結晶性が高くなる。これは、第一の有機薄膜が受ける表面エネルギーの違いに加え、第四の有機薄膜上での第一の有機薄膜の乾燥方向を中心方向に制御できるためである。
1.(実施例2と実施例9の比較)(実施例1と実施例12の比較)
第三の有機薄膜と第四の有機薄膜との接触角が10°以上であるほうが、結晶性が高くなる。
2.(実施例1と実施例4の比較)
第四の有機薄膜の接触角が50°以上(水)の場合、結晶性が高くなる。これは、第一の有機薄膜が受ける表面エネルギーの違いに加え、第四の有機薄膜上での第一の有機薄膜の乾燥方向を中心方向に制御できるためである。
3.(実施例10、実施例13、実施例15の比較)
第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が10°以内の場合、第一の有機薄膜の形成位置をチャネル領域に限定することができる。また、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が10°以上あると、第一の有機薄膜をチャネル領域だけでなくソース/ドレイン電極のチャネル領域側の一部まで広げることができる。このとき、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が大きいほど、ソース/ドレイン電極の内、第一の有機薄膜により被覆された領域を増加させることができる。一方で、最も特性(オン/オフ比)が高くなるのは、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が10°〜20°の場合である。
第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が10°以内の場合、第一の有機薄膜の形成位置をチャネル領域に限定することができる。また、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が10°以上あると、第一の有機薄膜をチャネル領域だけでなくソース/ドレイン電極のチャネル領域側の一部まで広げることができる。このとき、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が大きいほど、ソース/ドレイン電極の内、第一の有機薄膜により被覆された領域を増加させることができる。一方で、最も特性(オン/オフ比)が高くなるのは、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が10°〜20°の場合である。
比較例1 第二、第三及び第四の有機薄膜形成を省いた有機TFT作製1
第二、第三及び第四の有機薄膜形成の工程を除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成しようとした。第一の有機薄膜形成の工程にて、ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をCCDカメラを介して確認した。その結果、液滴には、その着弾直後から、膜沸騰に起因した100μmスケールの大きな動きが確認された。そのため、チャネル領域のみに第一の有機薄膜形成用の塗布膜を形成することができなかった。
第二、第三及び第四の有機薄膜形成の工程を除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成しようとした。第一の有機薄膜形成の工程にて、ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をCCDカメラを介して確認した。その結果、液滴には、その着弾直後から、膜沸騰に起因した100μmスケールの大きな動きが確認された。そのため、チャネル領域のみに第一の有機薄膜形成用の塗布膜を形成することができなかった。
比較例2 第二、第三、第四の有機薄膜形成を省いた有機TFT作製2
第一の有機薄膜形成の工程でのディスペンサの塗布量を20μlとすることを除き、比較例1と同様の手法で有機TFTを形成した。ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をCCDカメラを介して確認した。その結果、チャネル領域、ソースドレイン電極、チャネル外側領域が第一の有機薄膜形成用の塗布膜で全てを被覆できた。
第一の有機薄膜形成の工程でのディスペンサの塗布量を20μlとすることを除き、比較例1と同様の手法で有機TFTを形成した。ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をCCDカメラを介して確認した。その結果、チャネル領域、ソースドレイン電極、チャネル外側領域が第一の有機薄膜形成用の塗布膜で全てを被覆できた。
形成した有機TFTの結晶性を実施例1と同様に評価したところ、2θ=6.1(面間隔d=1.45nm)、12.3°(d=0.72nm)、18.5(d=0.48nm)に(001)、(002)、(003)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は0.19°、0.19°及び0.20°であった。また、上記で得られた有機TFTの特性は、移動度μ=0.07cm2/Vs、オン/オフ比=4桁であった。
実施例1と比較することによって、
1.第一の有機薄膜がチャネル領域上に限定されていないために、不要な電流のパスが形成された結果、オン/オフ比が低下している
2.乾燥未制御のために、結晶性が低下し、移動度が低くなっている
ことが確認できた。
1.第一の有機薄膜がチャネル領域上に限定されていないために、不要な電流のパスが形成された結果、オン/オフ比が低下している
2.乾燥未制御のために、結晶性が低下し、移動度が低くなっている
ことが確認できた。
比較例3 第二、第三の有機薄膜形成を省いた有機TFT作製
第二及び第三の有機薄膜形成工程を除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成した。第一の有機薄膜の形成工程にて、ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をCCDカメラを介して確認した。その結果、比較例1と同様に、液滴には、その着弾直後から、膜沸騰に起因した100μmスケールの大きな動きが確認された。そのため、チャネル領域のみに第一の有機薄膜形成用の塗布膜を形成することができなかった。
第二及び第三の有機薄膜形成工程を除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成した。第一の有機薄膜の形成工程にて、ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をCCDカメラを介して確認した。その結果、比較例1と同様に、液滴には、その着弾直後から、膜沸騰に起因した100μmスケールの大きな動きが確認された。そのため、チャネル領域のみに第一の有機薄膜形成用の塗布膜を形成することができなかった。
比較例4 第三の有機薄膜形成を省いた有機TFT作製
第三の有機薄膜形成の工程を除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成した。第一の有機薄膜の形成の工程にて、ディスペンサ塗布後の完全に溶媒を乾燥させた膜について、光学顕微鏡評価を実施した。その結果、ソース/ドレイン電極表面にしか膜が形成されていないことを確認した。これは、チャネル領域の接触角がソース/ドレイン電極上の接触角よりも大きいために、液滴乾燥中にチャネル領域で液滴をはじかれたためである。
第三の有機薄膜形成の工程を除き、実施例1と同様の手法にて有機TFTを形成した。第一の有機薄膜の形成の工程にて、ディスペンサ塗布後の完全に溶媒を乾燥させた膜について、光学顕微鏡評価を実施した。その結果、ソース/ドレイン電極表面にしか膜が形成されていないことを確認した。これは、チャネル領域の接触角がソース/ドレイン電極上の接触角よりも大きいために、液滴乾燥中にチャネル領域で液滴をはじかれたためである。
1 基板
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁膜
4、6 ソース/ドレイン電極
5 第一の有機薄膜
7 第二の有機薄膜
8 第三の有機薄膜
9 第四の有機薄膜
10a〜10d 液滴
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁膜
4、6 ソース/ドレイン電極
5 第一の有機薄膜
7 第二の有機薄膜
8 第三の有機薄膜
9 第四の有機薄膜
10a〜10d 液滴
Claims (14)
- 基体上に形成されたソース電極ならびにドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成されたチャネル領域を構成する第一の有機薄膜と、前記第一の有機薄膜にゲート絶縁膜を介して接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極とを有し、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
- 前記第一の有機薄膜が溶液塗布法で形成され、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板上に形成された第二の有機薄膜と、前記ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜と、第一の有機薄膜と前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成された第四の有機薄膜とを有し、前記第二の有機薄膜と第三の有機薄膜と第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有し、前記第一の有機薄膜が前記接触角の関係に由来した前記成長方向の結晶からなる請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記第四の有機薄膜が、前記第三の有機薄膜と比較して、水に対して10°以上小さい接触角を有する請求項2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記第三の有機薄膜が、前記第二の有機薄膜と比較して、水に対して10°〜20°小さい接触角を有する請求項2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記第四の有機薄膜が、水に対して50°〜100°の接触角を有する請求項2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記チャネル領域が、チャネル幅より小さいチャネル長を有する請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記第一の有機薄膜が、分子量1000以下の低分子量の芳香族化合物からなる請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記第二及び第四の有機薄膜が、有機シラン化合物からなる請求項2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記ソース電極ならびにドレイン電極が金からなり、前記第三の有機薄膜が、チオール化合物からなる請求項2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記第一の有機薄膜が溶液塗布法で形成され、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板上に形成された第二の有機薄膜と、前記ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜とを有し、前記第二の有機薄膜、前記第三の有機薄膜、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板表面は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有し、前記第一の有機薄膜が前記接触角の関係に由来した前記成長方向の結晶からなる請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、かつ基板の表面に対して、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって、60°以上で互いに対向する成長方向の結晶からなる請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 基体上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上にチャネル領域を構成する第一の有機薄膜を形成する工程と、前記第一の有機薄膜に接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極を形成する工程とを含み、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなるように形成されることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記第一の有機薄膜が溶液塗布法で形成され、
前記ソース電極及びドレイン電極を形成する工程後、前記第一の有機薄膜を形成する工程前に、
前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板上に第二の有機薄膜を形成する工程と、前記ソース電極ならびにドレイン電極上に第三の有機薄膜を形成する工程と、第一の有機薄膜と前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板との間に第四の有機薄膜を形成する工程とを有し、
前記第二の有機薄膜と第三の有機薄膜と第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有し、
前記第一の有機薄膜が前記接触角の関係に由来して前記成長方向の結晶からなるように形成される請求項12に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記第一の有機薄膜が、前記溶液塗布法で使用する溶媒の沸点よりも20℃〜50℃低い範囲の基板温度下で形成される請求項13に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
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2006
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