JP2005086144A - Method for forming organic conductive thin film, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電気伝導率が異なる複数の部分を面内に有する有機導電性薄膜の形成方法、およびこの方法を経て製造された半導体装置に関する。 The present invention relates to a method for forming an organic conductive thin film having a plurality of portions having different electrical conductivities in a plane, and a semiconductor device manufactured through this method.
有機導電性材料からなる半導体層を備えた有機薄膜半導体装置は、シリコン等の無機物からなる半導体層を備えた従来の半導体装置と比較して、半導体層をポリマーフィルム上に直接、常温で形成できる等の利点を有している。これにより、半導体装置の低コスト化やフレキシブル化が可能になると期待されている。
従来より研究されている有機導電性材料としては、ポリフェニレンビニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、オリゴチオフェン等の共役系高分子(導電性高分子)と、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等のアセン系(ベンゼン環が線状に繋がっているタイプの)縮合多環芳香族化合物(以下、「ポリアセン化合物」と称する。)が挙げられる。また、テトラシアノキノジメタン等の電子受容性分子とテトラチアフルバレン等の電子供与性分子との組み合わせによる、低分子量の電荷移動錯体も挙げられる。
Organic thin-film semiconductor devices having a semiconductor layer made of an organic conductive material can form a semiconductor layer directly on a polymer film at room temperature as compared with conventional semiconductor devices having a semiconductor layer made of an inorganic material such as silicon. And so on. This is expected to enable cost reduction and flexibility of the semiconductor device.
Organic conductive materials that have been studied in the past include conjugated polymers (conductive polymers) such as polyphenylene vinylene, polypyrrole, polythiophene, and oligothiophene, and acenes such as anthracene, tetracene, and pentacene (the benzene ring is linear). And condensed polycyclic aromatic compounds (hereinafter referred to as “polyacene compounds”). In addition, a low-molecular-weight charge transfer complex by combining an electron-accepting molecule such as tetracyanoquinodimethane and an electron-donating molecule such as tetrathiafulvalene is also exemplified.
特に、ポリアセン化合物は、分子間凝集力が強いため高い結晶性を有し、これにより高いキャリア移動度が得られることから、半導体として優れた特性を発現することが報告されている。そして、ポリアセン化合物の蒸着膜または単結晶を用いた半導体装置として、トランジスタ、太陽電池、レーザー等への応用が検討されている(例えば、非特許文献1〜5参照)。 In particular, it has been reported that polyacene compounds exhibit high crystallinity due to strong intermolecular cohesion and thereby exhibit high characteristics as a semiconductor because high carrier mobility can be obtained. And the application to a transistor, a solar cell, a laser, etc. is examined as a semiconductor device using the vapor deposition film or single crystal of a polyacene compound (for example, refer nonpatent literatures 1-5).
また、導電性高分子や低分子量の電荷移動錯体は、配線や電極を形成する導電性材料として用いることもできる。
このような有機導電性材料からなる薄膜のパターニング方法としては、シャドーマスクを用いた方法(非特許文献5参照)やフォトレジストを用いた方法(非特許文献6参照)が提案されている。これらの方法は、全面に形成された薄膜の一部(パターンとして残す部分以外)を、エッチングやレーザ照射により除去する方法である。
In addition, a conductive polymer or a low molecular weight charge transfer complex can also be used as a conductive material for forming a wiring or an electrode.
As a method for patterning a thin film made of such an organic conductive material, a method using a shadow mask (see Non-Patent Document 5) and a method using a photoresist (see Non-Patent Document 6) have been proposed. These methods are methods of removing a part of the thin film formed on the entire surface (other than the part left as a pattern) by etching or laser irradiation.
一方、下記の非特許文献7には、表面に溶媒を接触させることでペンタセン薄膜のキャリア移動度が変化することが記載されている。
また、下記の非特許文献8には、導電性高分子を溶媒に溶解させた溶液を局所的に塗布して薄膜を形成することにより、導電性高分子からなる薄膜を所定パターンで形成することが記載されている。
In Non-Patent Document 8 below, a thin film made of a conductive polymer is formed in a predetermined pattern by locally applying a solution obtained by dissolving a conductive polymer in a solvent to form a thin film. Is described.
しかしながら、全面に形成された薄膜の一部をエッチングやレーザ照射により除去する従来の方法は、工程が煩雑であるとともに、この方法を有機導電性薄膜に適用すると各工程で有機導電性薄膜が劣化する恐れがある。また、従来のパターニング方法で形成された配線層の上側に別の材料からなる層を形成すると、この層には、配線の上部に形成された部分と配線のない部分の上部に形成された部分とで、配線層の厚さ分だけ段差が生じる。これに伴って、この層の膜厚が不均一になったり、さらに上側に形成された配線が切断され易くなったりするという問題がある。
本発明の課題は、有機導電性薄膜からなるパターン(配線や半導体パターン)の形成方法として、有機導電性薄膜に劣化を生じさせず、しかも簡単な工程で、前記複数の部分の境界に段差が生じないようにできる方法を提供することにある。
However, the conventional method of removing a part of the thin film formed on the entire surface by etching or laser irradiation is complicated, and when this method is applied to the organic conductive thin film, the organic conductive thin film deteriorates in each step. There is a fear. In addition, when a layer made of another material is formed on the upper side of the wiring layer formed by the conventional patterning method, a portion formed on the upper portion of the wiring portion and a portion without the wiring is formed on this layer. As a result, a step is generated by the thickness of the wiring layer. Along with this, there is a problem that the film thickness of this layer becomes non-uniform and the wiring formed on the upper side is easily cut.
An object of the present invention is to form a pattern (wiring or semiconductor pattern) made of an organic conductive thin film without causing deterioration of the organic conductive thin film, and in a simple process, there is a step at the boundary between the plurality of portions. It is to provide a method that can be prevented from occurring.
上記課題を解決するために、本発明は、電気伝導率が異なる複数の部分を面内に有する有機導電性薄膜の形成方法であって、基板上に有機導電性薄膜を形成する薄膜形成工程と、前記薄膜の面内の所定部分に酸素の活性種を接触させて酸化することにより、前記所定部分の電気伝導率を他の部分より低くする部分酸化工程と、を有することを特徴とする有機導電性薄膜の形成方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a method for forming an organic conductive thin film having a plurality of portions having different electrical conductivities in a plane, and a thin film forming step of forming an organic conductive thin film on a substrate; And a partial oxidation step of lowering the electric conductivity of the predetermined portion by lowering the electric conductivity of the predetermined portion by bringing an active species of oxygen into contact with the predetermined portion in the plane of the thin film and oxidizing the organic thin film. A method of forming a conductive thin film is provided.
この方法によれば、薄膜の一部を除去することなく「電気伝導率が異なる複数の部分を面内に有する有機導電性薄膜」が形成されるため、前記複数の部分の境界に段差が生じない。また、前記部分酸化工程により「電気伝導率が異なる複数の部分を面内に有する有機導電性薄膜」が形成されるため、有機導電性薄膜に劣化が生じ難い。また、前記部分酸化工程は、従来のパターニング方法と比較して簡単な工程である。 According to this method, since the “organic conductive thin film having a plurality of portions with different electrical conductivities in the plane” is formed without removing a part of the thin film, a step is generated at the boundary between the plurality of portions. Absent. Moreover, since the “organic conductive thin film having a plurality of portions having different electrical conductivities in the plane” is formed by the partial oxidation step, the organic conductive thin film is unlikely to deteriorate. The partial oxidation process is a simple process as compared with the conventional patterning method.
例えば、本発明の方法で有機導電性薄膜からなる配線を形成する際には、前記部分酸化工程で配線とする部分以外の電気伝導率を配線とする部分より低くする。これにより、薄膜を部分的に除去しないで配線を形成することができるため、配線部分とそれ以外の部分との境界に段差が生じない。
なお、段差がないため前記境界を肉眼で確認することは難しいが、前記部分酸化工程で酸化された部分と酸化されない部分とでは、赤外線の透過率および反射率が異なるため、前記境界は赤外線の照射により確認できる。
For example, when a wiring made of an organic conductive thin film is formed by the method of the present invention, the electrical conductivity other than the portion used as the wiring in the partial oxidation step is set lower than the portion used as the wiring. Accordingly, since the wiring can be formed without partially removing the thin film, no step is generated at the boundary between the wiring part and the other part.
Although it is difficult to visually confirm the boundary because there is no step, the portion that is oxidized in the partial oxidation step and the portion that is not oxidized have different infrared transmittances and reflectances. Can be confirmed by irradiation.
前記部分酸化工程は、酸素存在下で高エネルギー線を照射することにより行うことができる。
高エネルギー線としては、紫外線、可視光線、赤外線、電子線、X線、または荷電粒子線を使用することができる。
これらの高エネルギー線は、酸素存在下での照射により、酸素を励起してオゾン、酸素イオンなどの活性種に変換できる。特に紫外線は、装置が簡便で、取り扱い易い点で優れている。
The partial oxidation step can be performed by irradiating high energy rays in the presence of oxygen.
As high energy rays, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, electron beams, X-rays, or charged particle beams can be used.
These high energy rays can be converted into active species such as ozone and oxygen ions by exciting oxygen in the presence of oxygen. In particular, ultraviolet rays are excellent in that the apparatus is simple and easy to handle.
前記部分酸化工程は、酸素存在下で前記所定部分のみに高エネルギー線を照射することにより行うことができる。具体的には、フォトマスクやシャドーマスク(孔開きマスク)を用いて部分的に有機導電性薄膜を遮蔽しながら、酸素存在下で高エネルギー線を照射することにより、前記所定部分以外の部分に高エネルギー線が照射されないようにする方法と、部分的な遮蔽を行わずに直接、前記所定部分のみに、高エネルギー線を点状または線状のビームとして照射する方法がある。また、これらの方法を、酸素イオンビームを前記所定部分のみに照射しながら行ってもよい。 The partial oxidation step can be performed by irradiating only the predetermined portion with high energy rays in the presence of oxygen. Specifically, a portion other than the predetermined portion is irradiated by irradiating high energy rays in the presence of oxygen while partially shielding the organic conductive thin film using a photomask or a shadow mask (perforated mask). There are a method for preventing high-energy rays from being irradiated, and a method for directly irradiating only the predetermined portion with high-energy rays as a dotted or linear beam without partial shielding. Moreover, you may perform these methods, irradiating only the said predetermined part with an oxygen ion beam.
前記部分酸化工程は、前記所定部分のみに所定濃度の酸素を存在させて、高エネルギー線を照射することにより行うことができる。すなわち、有機導電性薄膜の表面または内部に酸素濃度分布を設けて高エネルギー線を照射する。具体的には、有機導電性薄膜の前記所定部分以外の部分に酸素遮蔽性物質を配置するか、酸素濃度の高いガスをノズルにより前記所定部分に供給した状態で、有機導電性薄膜の全面に高エネルギー線を照射する。 The partial oxidation step can be performed by irradiating only a predetermined portion with a predetermined concentration of oxygen and irradiating a high energy beam. That is, a high energy ray is irradiated by providing an oxygen concentration distribution on the surface or inside of the organic conductive thin film. Specifically, an oxygen-shielding substance is disposed in a portion other than the predetermined portion of the organic conductive thin film, or a gas having a high oxygen concentration is supplied to the predetermined portion by a nozzle over the entire surface of the organic conductive thin film. Irradiate high energy rays.
前記薄膜形成工程は、例えば、真空蒸着法、MBE法、CBE法、CVD法、スパッタリング法、電子線蒸着法、レーザーアブレージョン法、塗布法、印刷法、スプレー法、電解析出法により行うことができる。
本発明の方法で対象となる有機導電性薄膜の材料を以下に例示する。
アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、へプタセン、ナフトペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ジフェニルペンタセン、フェニルペンタセン等の直線構造のポリアセン化合物。フェナントレン、クリセン、ピセン、フルミネン等のジグザグ構造のポリアセン化合物。
The thin film forming step may be performed, for example, by vacuum deposition, MBE, CBE, CVD, sputtering, electron beam deposition, laser ablation, coating, printing, spraying, or electrolytic deposition. it can.
Examples of the material of the organic conductive thin film that is the object of the method of the present invention are given below.
Polyacene compounds having a linear structure such as anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, naphthopentacene, tetrabenzopentacene, diphenylpentacene, phenylpentacene, and the like. Zigzag polyacene compounds such as phenanthrene, chrysene, picene, and fluorene.
ポリアセン化合物以外の縮合多環芳香族化合物である、ピレン、アンタンスレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、ベンゾジコロネン、ヘキサベンゾコロネン、ヘプタフェン、トリナフチレン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼトレン、ヘプタゼトレン、ビフェニル、トリフェニレン、ターフェニル、クオターフェニル、ヴィオラントレン、イソヴィオラントレン、サーコビフェニル、ケクレン、ビニルコロネン、ルビセン等。 Condensed polycyclic aromatic compounds other than polyacene compounds, pyrene, antanthrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, benzodicoronene, hexabenzocoronene, heptaphene, trinaphthylene, ovalene, circumcamanthracene, bisanthene, zetrene, heptazetrene, biphenyl, Triphenylene, terphenyl, quaterphenyl, violanthrene, isoviolanthrene, sacobiphenyl, keklen, vinyl coronene, rubicene, etc.
前述の縮合多環芳香族化合物の水素原子の一部を、アルキル基、アルケン基、アルキン基、芳香族化合物等に置換した誘導体。前述の縮合多環芳香族化合物の炭素原子の一部を、窒素、燐、ホウ素、硫黄等のヘテロ原子で置換した誘導体。
フタロシアニン、ポルフィリン等の有機金属化合物。テトラシアノキノジメタン、テトラシアノナフトキノジメタン、クトラニル、ブロナニル、ジクロロジシアノキノン等の電子受容性分子からなる電荷移動錯体とその誘導体。テトラチアフルバレン、テトラセレノフルバレン等の電子供与性分子からなる電荷移動錯体とその誘導体。ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリアニリン等からなる導電性高分子およびこれらの誘導体。
A derivative obtained by substituting a part of hydrogen atoms of the above-mentioned condensed polycyclic aromatic compound with an alkyl group, alkene group, alkyne group, aromatic compound or the like. A derivative obtained by substituting a part of carbon atoms of the above-mentioned condensed polycyclic aromatic compound with a heteroatom such as nitrogen, phosphorus, boron or sulfur.
Organometallic compounds such as phthalocyanine and porphyrin. Charge transfer complexes composed of electron-accepting molecules such as tetracyanoquinodimethane, tetracyanonaphthoquinodimethane, cutranyl, bronanyl, dichlorodicyanoquinone, and derivatives thereof. Charge transfer complexes composed of electron donating molecules such as tetrathiafulvalene and tetraselenofulvalene and derivatives thereof. Conductive polymers comprising polythiophene, polyphenylene vinylene, polythienylene vinylene, polyaniline and the like, and derivatives thereof.
さらに、例えば、ヨウ化錫有機アンモニウム層状化合物、前述の導電性有機材料に無機材料を複合化した材料等の有機無機ハイブリッド半導体。
本発明はまた、本発明の方法により形成された、電気伝導率が異なる複数の部分を面内に有する有機導電性薄膜を備えていることを特徴とする半導体装置を提供する。
例えば、本発明の方法で半導体装置を形成する場合には、前記部分酸化工程で半導体パターン以外の有機導電性薄膜の部分の電気伝導率を半導体パターン部分より低くする。これにより、薄膜を部分的に除去しないで半導体パターンを形成することができるため、半導体パターンとそれ以外の部分との境界に段差が生じない。
Further, for example, an organic-inorganic hybrid semiconductor such as a tin iodide organic ammonium layered compound or a material obtained by combining an inorganic material with the above-described conductive organic material.
The present invention also provides a semiconductor device comprising an organic conductive thin film formed by the method of the present invention and having a plurality of portions having different electrical conductivities in a plane.
For example, when a semiconductor device is formed by the method of the present invention, the electrical conductivity of the portion of the organic conductive thin film other than the semiconductor pattern is made lower than that of the semiconductor pattern portion in the partial oxidation step. Thereby, since a semiconductor pattern can be formed without removing a thin film partially, a level | step difference does not arise in the boundary of a semiconductor pattern and the other part.
半導体素子がアレイ化された半導体装置を形成する場合には、アレイ化する素子間部分に相当する有機導電性薄膜の部分の電気伝導率を、前記部分酸化工程で他の部分(アレイ化する各素子用の半導体パターンからなる部分)より低くする。これにより、薄膜を部分的に除去しないでアレイ化する各素子用の半導体パターンを形成することができるため、パターンの境界に段差が生じない。また、素子間部分の電気伝導率が低く(抵抗値が高く)なるため、素子分離が確実になされる。
本発明の半導体装置の例としては、ダイオード、薄膜トランジスタ、メモリ、フォトダイオード、発光ダイオード、発光トランジスタ、ガスセンサー、バイオセンサー、血液センサー、免疫センサー、人工網膜、味覚センサー等が挙げられる。
In the case of forming a semiconductor device in which semiconductor elements are arrayed, the electrical conductivity of the portion of the organic conductive thin film corresponding to the portion between the elements to be arrayed is changed to another portion (each arrayed by the partial oxidation step). Lower than the portion made of the semiconductor pattern for the element. Thereby, since the semiconductor pattern for each element to be arrayed can be formed without partially removing the thin film, a step does not occur at the boundary of the pattern. Moreover, since the electric conductivity of the part between elements becomes low (resistance value is high), element isolation is ensured.
Examples of the semiconductor device of the present invention include a diode, a thin film transistor, a memory, a photodiode, a light emitting diode, a light emitting transistor, a gas sensor, a biosensor, a blood sensor, an immune sensor, an artificial retina, and a taste sensor.
本発明の方法によれば、「電気伝導率が異なる複数の部分を面内に有する有機導電性薄膜」が、有機導電性薄膜に劣化を生じさせることなく、簡単な工程で形成できる。また、前記複数の部分の境界に段差が生じないため、その上側に形成された層の膜厚を均一にできるとともに、この方法で形成された配線が切断され難くなる。
すなわち、従来のパターニング法で形成された配線よりも強度的に優れた配線が形成できるとともに、この方法で形成された配線層を有する半導体装置の電気的特性の信頼性を高くすることができる。
さらに、前記境界を肉眼で確認することが難しいために、有機導電性薄膜の一部を所定パターンで、他の部分と電気伝導率が異なる部分にすることにより、前記所定パターンを隠蔽状態で形成することができる。
According to the method of the present invention, the “organic conductive thin film having a plurality of portions having different electrical conductivities in the plane” can be formed in a simple process without causing deterioration of the organic conductive thin film. Further, since no step is generated at the boundary between the plurality of portions, the thickness of the layer formed on the upper side can be made uniform, and the wiring formed by this method is difficult to cut.
That is, it is possible to form a wiring superior in strength to a wiring formed by a conventional patterning method, and to increase the reliability of the electrical characteristics of a semiconductor device having a wiring layer formed by this method.
Furthermore, since it is difficult to visually confirm the boundary, the predetermined pattern is formed in a concealed state by forming a part of the organic conductive thin film in a predetermined pattern and a part having a different electric conductivity from the other part. can do.
以下、本発明の実施形態について、具体的な実施例を提示することにより説明する。
[第1実施例]
以下の手順で、本発明の半導体装置の一実施形態に相当する「電界効果トランジスタ」を形成した。図1および2は、この半導体装置の形成方法を説明するための平面図および断面図である。
先ず、n型シリコン基板1の両面に熱酸化法により、厚さ200nmで酸化シリコン(SiO2 )膜2を形成した。次に、一方の酸化シリコン膜2上に、リフトオフ法により一対の電極3A,3Bを形成した。図1(a)はこの状態を示す平面図である。両電極3A,3Bは、同じ大きさ:500μm(y)×225μm(x)で一定の隙間:50μm(d)を開けて形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by presenting specific examples.
[First embodiment]
The “field effect transistor” corresponding to one embodiment of the semiconductor device of the present invention was formed by the following procedure. 1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view for explaining a method of forming this semiconductor device.
First, a silicon oxide (SiO 2 )
リフトオフ法による電極形成の際に、レジストとしては、東京応化製の「OFPR−100」を使用した。電極3A,3B形成用の薄膜としては、チタン薄膜10nmと金薄膜40nmを電子線蒸着法でこの順に形成した。また、レジストパターンの剥離後に、酸素プラズマを2分間照射する「デスカム処理」を行うことにより、レジスト残留物を除去した。
When forming the electrode by the lift-off method, “OFPR-100” manufactured by Tokyo Ohka was used as the resist. As a thin film for forming the
次に、真空蒸着法によりペンタセンからなる薄膜(有機導電性薄膜)4を、50nmの厚さで形成した。図1(b)および図2(a)はこの状態を示す。
次に、この薄膜4の上にフォトマスク5を載せる。図1(c)および図2(b)に示すように、このフォトマスク5は、石英基板50に短冊状のクロムパターン51が形成されたものであり、クロムパターン51の幅Wは、電極3A,3B間の隙間:50μm(d)と同じである。このクロムパターン51が、薄膜4の電極3A,3B間の部分43の上に配置されるようにした。
Next, a thin film (organic conductive thin film) 4 made of pentacene was formed to a thickness of 50 nm by vacuum deposition. FIG. 1B and FIG. 2A show this state.
Next, a
次に、酸素気流を薄膜4に接触させた状態とし、図2(b)に示すように、フォトマスク5を介してこの薄膜4に紫外線6を照射した。紫外線照射装置としては、日本レーザー電子(株)製の「UVオゾンクリーナー(NLUV253)」を用いた。この装置には、波長185nmおよび254nmの紫外線を出射する4.5Wのランプが3本取り付けてある。この装置を用いて10分間紫外線を照射した。これにより、薄膜4の電極間部分43以外の部分に酸素存在下で紫外線が照射された。
Next, an oxygen stream was brought into contact with the
次に、薄膜4の電極間部分43とそれ以外の部分の電気伝導率を測定したところ、電極間部分(紫外線が照射されていない部分)43は3×10-4S/cmであり、それ以外の部分(紫外線が照射された部分)は5×10-8S/cmであった。
このようにして、電極3A,3Bをソース・ドレイン電極とし、ペンタセン薄膜4の両電極3A,3B間の部分43をチャネルとする電界効果トランジスタを作製した。
Next, when the electrical conductivity of the
In this way, a field effect transistor was produced in which the
得られた電界効果トランジスタの電流−電圧特性を、シリコン基板1をゲート電極として測定した結果、ゲート電圧を負側とした場合に、ドレイン電流の増幅が認められ(チャネル43がpチャネルとして作用し)、トランジスタ作動が確認できた。また、ゲート電圧とドレイン電流との相関から求めたキャリア移動度は、0.18cm2 /V・sであった。
また、電極3A,3Bを形成しないで、酸化シリコン膜2上に直接ペンタセン薄膜4を同じ条件で形成し、この薄膜4に同じフォトマスク5を用いて同じ条件で紫外線照射を行った。この薄膜4の膜厚を触針式膜厚計により測定したところ、紫外線が照射された部分とクロムパターン51で遮蔽されていて紫外線が照射されなかった部分との境界で、膜厚に変化は認められなかった。
As a result of measuring the current-voltage characteristics of the obtained field effect transistor using the
Further, the pentacene
さらに、ペンタセン薄膜4に対する紫外線照射を、照射時間を1秒間、10秒間、1分間に変化させた以外は前記と同じ条件で行った後に、薄膜4の電極間部分43とそれ以外の部分の電気伝導率を測定した。その結果、電極間部分(紫外線が照射されていない部分)43は1×10-4S/cmであり、それ以外の部分(紫外線が照射された部分)は、照射時間1秒で1×10-5S/cm、照射時間10秒で2×10-6S/cm、照射時間1分で5×10-7S/cmであった。
Furthermore, after the ultraviolet irradiation of the pentacene
なお、図3(a)に示すように、第1実施例と同じ電界効果トランジスタTをアレイ化して形成する場合には、例えば、図3(b)に示すマスク7を使用して紫外線照射を行う。このマスク7はニッケル板からなり、隣り合うトランジスタT間の正方形(500μm×500μm)の部分(素子間部分)Kに対応させて、開口部71が形成されている。これにより、素子間部分Kの電気伝導率を低く(抵抗値を高く)して、素子分離を確実にすることができる。例えば、このマスク7を用い、前記条件で10分間の紫外線照射を行うことにより、紫外線が照射された素子間部分Kの抵抗値は1010Ω(検出限界値)以上となった。
As shown in FIG. 3A, when the same field effect transistor T as that in the first embodiment is formed in an array, for example, the mask 7 shown in FIG. Do. The mask 7 is made of a nickel plate, and an
[第2実施例]
第1実施例と同じ方法でペンタセン薄膜4の形成までを行うことにより、図2(a)に示す状態とした。この状態で薄膜4の電極3A,3B間の部分43は、電極3A,3Bの厚さの分だけ凹んでいる。図4に示すように、この凹み部45に塩化ビニリデン樹脂層8を形成した。具体的には、濃度2質量%の塩化ビニリデン樹脂のテトラヒドロフラン溶液を用意し、この溶液を凹み部45にマイクロシリンジで入れた後、溶媒を蒸発させた。
この状態で、照射時間を20秒とした以外は第1実施例と同じ条件で、酸素存在下による紫外線照射を行った。その後、塩化ビニリデン樹脂層8を除去してから、薄膜4の電極3A,3B間の部分43と、電極3A,3B上の部分46の電気伝導率を測定したところ、部分43は紫外線照射前と同じ2×10-4S/cmであったが、部分46は2×10-6S/cmであった。これにより、塩化ビニリデン樹脂層8が酸素遮蔽効果を有することが分かった。
[Second Embodiment]
By performing the same process as in the first example until the formation of the pentacene
In this state, ultraviolet irradiation was performed in the presence of oxygen under the same conditions as in the first example except that the irradiation time was 20 seconds. Then, after removing the vinylidene chloride resin layer 8, the electrical conductivity of the
[第3実施例]
第1実施例と同じ方法で電極3A,3Bの形成までを行うことにより、図1(a)に示す状態とした。次に、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)からなる薄膜(有機導電性薄膜)4を120nmで形成した。この薄膜の形成は、濃度1質量%のポリ(3−ヘキシルチオフェン)のキシレン溶液をスピンコート法で塗布した後に、溶媒を蒸発させることにより行った。ポリ(3−ヘキシルチオフェン)はアルドリッチ社から入手した。
次に、第1実施例と同じフォトマスク5を第1実施例と同様に配置し、照射時間を1分間とした以外は第1実施例と同じ条件で、酸素存在下による紫外線照射を行った。このようにして、電極3A,3Bをソース・ドレイン電極とし、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)薄膜4の両電極3A,3B間の部分43をチャネルとする電界効果トランジスタを作製した。
[Third embodiment]
By performing the process up to the formation of the
Next, the
次に、薄膜4の電極間部分43とそれ以外の部分の電気伝導率を測定したところ、電極間部分(紫外線が照射されていない部分)43は2×10-3S/cmであり、それ以外の部分(紫外線が照射された部分)は1×10-6S/cmであった。
また、電極3A,3Bを形成しないで、酸化シリコン膜2上に直接ポリ(3−ヘキシルチオフェン)薄膜4を同じ条件で形成し、この薄膜4に同じフォトマスク5を用いて同じ条件で紫外線照射を行った。この薄膜4の膜厚を触針式膜厚計により測定したところ、紫外線が照射された部分とクロムパターン51で遮蔽されていて紫外線が照射されなかった部分との境界で、膜厚に変化は認められなかった。
Next, when the electrical conductivity of the
Further, without forming the
1 シリコン基板
2 酸化シリコン膜
3A,3B 電極
4 半導体層
43 チャネル
5 フォトマスク
51 クロムパターン
6 紫外線
7 マスク
71 開口部
T 電界効果型トランジスタ(半導体装置)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
基板上に有機導電性薄膜を形成する薄膜形成工程と、
前記薄膜の面内の所定部分に酸素の活性種を接触させて酸化することにより前記所定部分の電気伝導率を他の部分より低くする部分酸化工程と、
を有することを特徴とする有機導電性薄膜の形成方法。 A method for forming an organic conductive thin film having a plurality of portions having different electrical conductivities in a plane,
A thin film forming step of forming an organic conductive thin film on the substrate;
A partial oxidation step of lowering the electrical conductivity of the predetermined portion to be lower than that of the other portion by bringing an active species of oxygen into contact with the predetermined portion in the plane of the thin film and oxidizing it;
A method for forming an organic conductive thin film characterized by comprising:
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005322699A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Kansai Tlo Kk | Manufacturing method of organic semiconductor device |
JP2007165828A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Samsung Sdi Co Ltd | Organic thin film transistor, method of manufacturing same, and organic light emitting display device comprising same |
JP2007180463A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | Composite for organic semiconductor layer, method of manufacturing thin-film transistor, method of manufacturing active matrix device, method of manufacturing electrooptical device, and method of manufacturing electronic equipment |
JP2007201131A (en) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Konica Minolta Holdings Inc | Organic semiconductor film, its manufacturing method, and organic thin film transistor |
JP2008034578A (en) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Sony Corp | Semiconductor device, and its fabrication process |
JP2008519445A (en) * | 2004-11-03 | 2008-06-05 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | Manufacturing method of organic field effect transistor |
JP2008205262A (en) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Seiko Epson Corp | Organic-device manufacturing method and electronic equipment |
JP2008270494A (en) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of thin-film transistor, the thin-film transistor, and image display unit |
CN103378291A (en) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 兰州大学 | Bipolar organic photosensitive field-effect tube |
KR101735073B1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-05-25 | 중앙대학교 산학협력단 | Light sensor device and method for manufacturing thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05183050A (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Sony Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2003508924A (en) * | 1999-08-31 | 2003-03-04 | イー−インク コーポレイション | Method for forming a patterned semiconductor film |
JP2003508797A (en) * | 1999-08-24 | 2003-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Display device |
-
2003
- 2003-09-11 JP JP2003319519A patent/JP2005086144A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05183050A (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Sony Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2003508797A (en) * | 1999-08-24 | 2003-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Display device |
JP2003508924A (en) * | 1999-08-31 | 2003-03-04 | イー−インク コーポレイション | Method for forming a patterned semiconductor film |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005322699A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Kansai Tlo Kk | Manufacturing method of organic semiconductor device |
JP2008519445A (en) * | 2004-11-03 | 2008-06-05 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | Manufacturing method of organic field effect transistor |
JP2007165828A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Samsung Sdi Co Ltd | Organic thin film transistor, method of manufacturing same, and organic light emitting display device comprising same |
JP2007180463A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | Composite for organic semiconductor layer, method of manufacturing thin-film transistor, method of manufacturing active matrix device, method of manufacturing electrooptical device, and method of manufacturing electronic equipment |
JP2007201131A (en) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Konica Minolta Holdings Inc | Organic semiconductor film, its manufacturing method, and organic thin film transistor |
JP2008034578A (en) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Sony Corp | Semiconductor device, and its fabrication process |
JP2008205262A (en) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Seiko Epson Corp | Organic-device manufacturing method and electronic equipment |
JP2008270494A (en) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of thin-film transistor, the thin-film transistor, and image display unit |
CN103378291A (en) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 兰州大学 | Bipolar organic photosensitive field-effect tube |
KR101735073B1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-05-25 | 중앙대학교 산학협력단 | Light sensor device and method for manufacturing thereof |
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