JP5050315B2 - ゲート絶縁膜及びこれを用いた薄膜トランジスタ - Google Patents
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Description
ここで、μは電界効果移動度、Lはチャネル長、Wはチャネル幅、Ciはゲート絶縁層のキャパシタンス、Vgはゲート電圧、Vtは閾値電圧である。
有機トランジスタの動作性向上技術(技術情報協会発行)
(実施例1)
絶縁性樹脂として、フェノキシ樹脂10質量部(YP−50:東都化成製)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂27質量部(YD−8125:東都化成製)およびオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂13質量部(YDCN703:東都化成製)、硬化剤として、ビスフェノールAノボラック型フェノール樹脂25質量部(LF−2882:大日本インキ工業製)、硬化促進剤として、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール(2PZ−CN:四国化成製)0.3質量部、粒子分散剤として、リン酸エステル系ポリマ(W9010:BYKケミー社製)7質量部からなる樹脂組成物に、溶媒としてメチルエチルケトンを加え、35質量%のワニスを調製した。
絶縁性樹脂として、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(N−865:大日本インキ化学工業株式会社商品名)22.6質量部、硬化剤として、ビスフェノールAノボラック樹脂(VH−4170:大日本インキ化学工業株式会社商品名)12.4質量部、硬化促進剤として、2-エチル-4-メチルイミダゾール(東京化成工業株式会社製)0.02質量部、溶媒として、γ-ブチロラクトン65.0質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして複合材料ワニスを得た。
粒子として、体積累積分布における50%径が50nm、99%粒径が150nm、比誘電率が1500のチタン酸バリウム(NanOxide HPB−100、TPL,Inc.製)62質量部と、体積累積分布における50%径が20nm、99%粒径が100nm、比誘電率が1500のチタン酸バリウム(HK020R:戸田工業製)16質量部とを混合したものを用いた以外は、実施例1と同様にして複合材料ワニスを得た。なお、当該混合粒子の体積累積分布における50%径は40nmであった。
粒子を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして複合材料ワニスを得た。
粒子として、体積累積分布における50%径が600nm、99%粒径が1800nm、比誘電率が1500のチタン酸バリウム(HPBT−1:富士チタン工業製)78質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして複合材料ワニスを得た。
3mm厚のガラス基板上に、マスクを用い幅2mm、厚み50nmのゲート電極を金蒸着により形成し、その上に上記各実施例および比較例で得た複合材料ワニスをそれぞれスピンコータにより、室温、3000rpmの条件で全面に塗布した後、これをクリーンオーブンにて100℃、10分乾燥し、さらに、175℃、60分で硬化させ、ゲート絶縁膜を形成した。このとき、ゲート絶縁膜の膜厚を蝕針式の膜厚計により測定した。また、ゲート絶縁膜の比誘電率を、当該膜の上下面に電極を形成し、LCRメーター(ヒューレットパッカード製、Multi Frequency Meter 4275A)を用いて、周波数1MHz、室温の条件で容量法により測定した。
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁膜
4 ペンタセン膜
5 ソース・ドレイン電極
Claims (17)
- 体積累積分布における50%径が100nm以下で、比誘電率が50以上の粒子と、絶縁性の樹脂として熱硬化性樹脂のみを含む複合材料を成膜してなり、比誘電率が5以上で、かつ体積固有抵抗率が1×109Ω・cm以上であることを特徴とするゲート絶縁膜。
- 前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のゲート絶縁膜。
- 比誘電率が5以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のゲート絶縁膜。
- 比誘電率が7以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のゲート絶縁膜。
- 体積固有抵抗率が1×109Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記粒子の、体積累積分布における99%径が200nm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記粒子が、粒度分布で異なる粒径に2つのピークを示すものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記粒子が、体積累積分布における50%径が異なり、比誘電率が50以上である同種もしくは異種の粒子を2以上混合した混合粒子であって、該混合粒子の、体積累積分布における50%径が100nm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記粒子が、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、二酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛、チタン酸バリウムストロンチウムからなる群から選ばれた1種以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記粒子の含有量が、複合材料100体積部のうち20〜90体積部であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記粒子を分散させるための分散剤を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 比誘電率が7以上であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記複合材料の25℃における粘度が50mPa・s以下であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 前記成膜は、前記複合材料を基材上に印刷または塗布することで行われることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 膜厚が0.05〜10μmの範囲であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 膜厚が0.1〜3μmの範囲であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜。
- 請求項1〜16のいずれか1項に記載のゲート絶縁膜を使用してなることを特徴とする薄膜トランジスタ。
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