JP2005079225A - 有機材料パターンの形成方法及び薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板上に設けられた有機材料層の一部に発振波長が250〜800nmのレーザを照射することにより、当該照射部の有機材料を昇華させて所望のパターンを形成する。
【選択図】 なし
Description
(有機材料層の作製)
厚さ200nmの SiO2熱酸化膜を表面および裏面に持つ、厚さ350μmのハイドープp型Si基板(販売元:(株)E&M)を基板として利用した。当該基板は、ホウ素ドーピングされており、低効率が0.00099Ωcm以下であり、キャリア濃度が1020cm-3以上である。当該基板上に以下の(1)〜(3)の有機材料層を作製した。
(3)ポリチオフェン粉末(販売元:,アルドリッチ、品番:44,570-3、平均分子量87000)を、クロロホルムに溶解させ、大気中にて基板上にスピンコート法により堆積した。スピンコート条件は、4000rpm、60秒で行った。膜厚は、おおよそ50nmとした。
(レーザ発振装置)
図1に本実施例で採用したレーザ発振装置(HOYA Photonics社製、品番:HCL−3000ST)の概略図を示す。レーザ光源はYAGレーザ、発振波長は532nmとした。レーザ照射は、1回(単照射)で行った。試料は、上記(1)〜(3)のものを採用した。
(パターン形成形成)
上記(1)〜(3)のパターン形成の結果を図2に示す。図2では、左から順に、ペンタセン、カーボンナノチューブ、ポリチオフェンである。図2の写真に示すとおり、非常に精度の高いパターン形成が得られた。ここで、文字、四角形及び線の部分が本願発明の方法により除去された部分である。また、図3は、ペンタセンの一部を拡大したものである。1μmの精度でのパターン形成が可能であることが認められた。
(絶縁性の検討)
上記(有機材料層の作製)の(1)ペンタセンで得られたレーザ照射を行っていない試料に、金薄膜電極を設けた。この状態では、トランジスタ特性が認められた(図示せず)。さらに、トランジスタのチャネルとなる部分を除き、本願発明のパターン形成法により、有機材料層を除去した(図4(1)(a))。ここで、Sはソース電極を、Dはドレイン電極を示す。この状態でも、トランジスタ特性が認められた。図4(1)(b)は、当該状態での電流電圧特性を示す。次に、有機材料層の中央を上記レーザ照射により、除去した(図4(2)(a))。その結果、トランジスタ特性が失われた。図4(2)(b)は、当該状態での電流電圧特性を示す。これにより、本願発明のレーザ照射によるパターン形成により、十分な絶縁性が得られていることが解った。図5は、上記チャネルを形成する前(a)と、チャネル形成後(b)の電流電圧特性を示したものである。ここで、移動度mは最大 1.0[cm2/Vs]を超えた。しかし、図に示すようにその傾きに大きな変化は無かった。すなわち、トランジスタ特性を保ったまま、チャネルのパターン形成に成功したことが確認された。
(複数の端子を有する素子の作製)
上記(1)で得られたペンタセン薄膜層上(図6の(1))に、メルクマスクを用いて荒くパターン形成した(図6の(2))。次に、当該ペンタセン層について、本願発明の方法でパターン形成を行った。図6の(3)に示すように、細かなパターニン形成が精度良く容易に形成可能であることが認められた。
(レーザ強度依存性)
図7は、レーザ強度による基板への影響を検討したものである。図7では薄膜除去のためのしきい値が存在している。ここで、当該図中しきい値より右側が20mJ/pulseで照射したものであり、左側が数mJ/pulse程度で照射したものである。レーザ強度が大きい場合より、ある程度小さい方が、より、精密に有機材料パターンを形成しうることが認められた。
2 レーザにより除去される有機材料
3 レーザにより除去したい箇所
4 マスク
Claims (7)
- 基板上に設けられた有機材料層の一部に発振波長が250〜800nmのレーザを照射することにより、当該照射部の有機材料を昇華させて所望のパターンを形成することを特徴とする有機材料パターンの形成方法。
- 少なくとも、基板と、当該基板上に設けられた絶縁層と、当該絶縁層の上に設けられた第1の電極と第2の電極と、当該第1の電極と第2の電極を電気的に接続し、かつ、有機チャネル材料からなる有機チャネルと、からなる薄膜トランジスタの製造方法において、前記有機チャネルが設けられる前の前記絶縁層及び/又は前記電極の上に前記有機チャネル材料からなる層を設け、当該有機チャネル層の一部に発振波長が250〜800nmのレーザを照射し、当該照射部の有機チャネル材料を昇華させて所望のチャネルパターンを形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
- 請求項2において、レジストを用いずにチャネルパターンを形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
- 請求項2又は3のいずれか1項において、前記有機チャネル層は、真空中にて材料を加熱し昇華して前記有機チャネルが設けられる前の前記絶縁層及び/又は前記電極の上に設けることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
- 請求項2〜4のいずれか1項において、前記レーザは、YAGレーザであることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
- 請求項2〜5のいずれか1項において、前記有機材料がアセン類及び/又はフラーレン類であること特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
- 請求項2、3、5のいずれか1項において、前記有機材料がチオフェン類であることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
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