JP2009010283A - Field-effect transistor, and method for manufacturing the same - Google Patents

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泰子 平山
Manabu Harada
学 原田
Hiroyuki Kase
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    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78642Vertical transistors

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field-effect transistor where yield is high and high drain current is possible, and to provide a method for manufacturing the same. <P>SOLUTION: The field-effect transistor having a substrate 1, a first electrode 2 provided on the substrate 1, a first insulating layer 3 provided on a surface of the electrode 2, a second insulating layer 4 provided on a surface of the layer 3, a second electrode 5 that is positioned above the electrode 2 and provided on the layer 4, a third electrode 6 that is isolated from the electrode 5 and is provided on the substrate 1 through the layer 3 or the layer 4 or directly, and an organic semiconductor layer 8 that is provided so as to contact the electrode 5 and the electrode 6 and is insulated from the electrode 2 through the layer 3 and the layer 4, wherein an upper surface of the electrode 6 is positioned lower than that of the electrode 2 and the layer 4 is thinner than the layer 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、歩留りが高く、高ドレイン電流化が可能な電界効果トランジスタ及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a field effect transistor having a high yield and a high drain current and a method for manufacturing the same.

近年、従来の無機材料に替えて、有機半導体材料を活性材料として用いる有機薄膜素子への注目が集まっている。有機薄膜素子の代表例としては、有機薄膜トランジスタや、有機EL素子等が挙げられる。有機薄膜素子は、シリコン系等の無機半導体系素子に比べて低温での膜形成が可能であり、超軽量、薄型でフレキシブルなプラスチック基板上にも形成が可能であるため、新しいデバイスの創出や、低コスト化という点で期待されている。   In recent years, attention has been focused on organic thin film elements using organic semiconductor materials as active materials instead of conventional inorganic materials. Typical examples of the organic thin film element include an organic thin film transistor and an organic EL element. Organic thin film elements can be formed at low temperatures compared to inorganic semiconductor elements such as silicon, and can also be formed on ultra-lightweight, thin and flexible plastic substrates. It is expected in terms of cost reduction.

有機薄膜トランジスタの応用として最も期待されているものとしては、アクティブマトリクス型フラットパネルディスプレイの駆動回路基板への応用が挙げられる。具体的には、液晶、有機EL素子、エレクトロクロミック素子等の表示素子を駆動するための画素トランジスタとして有機薄膜トランジスタを使用できる可能性がある。しかし、有機半導体材料は、一般に導電性あるいはキャリア移動度が低く、無機半導体に比べて高い抵抗値を示すため、駆動電圧が高くなる傾向にあり、薄膜トランジスタのソース−ドレイン間の電流値が少なくなり、画素面積が大きいディスプレイを実現することが困難であった。   One of the most promising applications of organic thin film transistors is an application to a drive circuit board of an active matrix flat panel display. Specifically, an organic thin film transistor may be used as a pixel transistor for driving a display element such as a liquid crystal, an organic EL element, or an electrochromic element. However, organic semiconductor materials generally have low conductivity or carrier mobility, and have a higher resistance value than inorganic semiconductors. Therefore, the driving voltage tends to increase, and the current value between the source and drain of the thin film transistor decreases. It has been difficult to realize a display having a large pixel area.

有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタの例として、高分子系材料であるポリチオフェンを用いた電界効果型トランジスタや、低分子系材料であるペンタセンを用いた電界効果型トランジスタなどがあるが、いずれもチャネル領域が基板に対して水平に設けられた、MOS−FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)構造が用いられているため、動作電圧が20〜30V程度と高く、十分なドレイン電流も得られていなかった。   Examples of organic thin film transistors using organic semiconductor materials include field effect transistors using polythiophene, which is a polymer material, and field effect transistors using pentacene, which is a low molecular material. Since the MOS-FET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) structure in which the region is provided horizontally with respect to the substrate is used, the operating voltage is as high as about 20 to 30 V, and sufficient drain current is not obtained. It was.

有機薄膜トランジスタのドレイン電流Iは、飽和領域において次の式で表される。 The drain current I d of the organic thin film transistor is expressed by the following equation in the saturation region.

Figure 2009010283

(但し、I:ドレイン電流、W:チャネル幅、ε:真空の誘電率、ε:比誘電率、μ:電界効果移動度、V:ゲート電圧、Vth:しきい値電圧、d:ゲート絶縁層膜厚、L:チャネル長)
有機薄膜トランジスタを有機ELパネルの画素駆動用トランジスタとして用いる場合、ドレイン電流と画素面積の不足が問題となってくる。有機EL素子は電流量に応じた輝度を示すため、画素駆動用のトランジスタにおいては、一定以上のドレイン電流を必要とする。ドレイン電流を増加させるためには、チャネル幅Wを増加させることが有効であるが、チャネル幅を増やせば、その分有機薄膜トランジスタの占有面積が増大し、有機EL素子に割く面積が減少して、画素面積の減少を招く。また、小さい画素面積のままパネル輝度を上げようとすれば、個々の有機EL素子の負荷が増え、有機EL素子の発光不良を招いて、パネルの短寿命化をもたらす。
Figure 2009010283

(Where, I d : drain current, W: channel width, ε 0 : vacuum dielectric constant, ε r : relative dielectric constant, μ: field effect mobility, V g : gate voltage, V th : threshold voltage, d: thickness of gate insulating layer, L: channel length)
When an organic thin film transistor is used as a pixel driving transistor of an organic EL panel, there is a problem of insufficient drain current and pixel area. Since the organic EL element exhibits luminance in accordance with the amount of current, the pixel driving transistor requires a drain current of a certain level or more. In order to increase the drain current, it is effective to increase the channel width W. However, if the channel width is increased, the occupied area of the organic thin film transistor increases correspondingly, and the area divided by the organic EL element decreases, The pixel area is reduced. Further, if the panel luminance is increased with a small pixel area, the load on each organic EL element increases, leading to a light emission failure of the organic EL element, resulting in a short panel life.

式(1)によるとドレイン電流を増加させるためには、チャネル長Lを小さくするか、若しくはゲート絶縁層の膜厚dを薄くするという方法が考えられる。   According to equation (1), in order to increase the drain current, a method of reducing the channel length L or reducing the thickness d of the gate insulating layer can be considered.

従来のチャネル領域が水平に設けられたMOS−FETでは、加工の困難性から短チャネル化に限界があったが、チャネルを垂直方向に設け、ゲート電極等の膜厚でチャネル長を制御することにより、より短いチャネルを再現性良く形成することが可能となった。例えば、銅フタロシアニンの200nm程度の薄膜を有機半導体として用い、薄膜の上下にソース/ドレイン電極を設け、薄膜の中間に半透明あるいは櫛型のAlゲート電極を設ける方法等が報告されている(非特許文献1)。   In conventional MOS-FETs in which the channel region is provided horizontally, there is a limit to shortening the channel due to difficulty in processing, but the channel is provided in the vertical direction and the channel length is controlled by the film thickness of the gate electrode and the like As a result, a shorter channel can be formed with good reproducibility. For example, a method has been reported in which a thin film of about 200 nm of copper phthalocyanine is used as an organic semiconductor, source / drain electrodes are provided above and below the thin film, and a semitransparent or comb-shaped Al gate electrode is provided in the middle of the thin film. Patent Document 1).

また、四角形または三角形のゲート電極を用い、チャネル領域を垂直方向に設けた、いわゆる縦型の電界効果トランジスタが開示されている(特許文献1)。この方法によると、高精度且つ容易に短いチャネル長を得ることができ、しかも、ソース/ドレイン電極とゲート電極とが自己整合的に形成することができると記載されている。このように、短チャネル化によりドレイン電流は増加するが、有機EL素子を高輝度で発光させる為には十分ではなく、高輝度発光を得る為にはチャネル幅を大きくする必要があるが、トランジスタの占有面積が大きくなり、画素面積を向上させることができなかった。   In addition, a so-called vertical field effect transistor is disclosed in which a rectangular or triangular gate electrode is used and a channel region is provided in a vertical direction (Patent Document 1). According to this method, it is described that a short channel length can be easily obtained with high accuracy, and that the source / drain electrode and the gate electrode can be formed in a self-aligned manner. Thus, although the drain current increases due to the shortening of the channel, it is not sufficient for causing the organic EL element to emit light with high luminance, and it is necessary to increase the channel width in order to obtain high luminance light emission. As a result, the area occupied by the pixel increases and the pixel area cannot be improved.

一方、ゲート絶縁層の膜厚を薄くする方法ではゲート容量は大きくなるものの、ゲート絶縁層の絶縁性が悪くなるため、リーク電流が大きくなったり、あるいは、絶縁破壊が生じてトランジスタが崩壊して、歩留まりが著しく低下するなどの不都合が生じていた。これを解決するための方法として、ゲート絶縁層をゲート電極を構成する金属材料の陽極酸化膜と有機高分子膜等により構成する電界効果トランジスタ(特許文献2)や、ゲート絶縁層を高誘電率材料と絶縁性有機高分子の2層構造とする構成の電界効果トランジスタ(特許文献3)などが開示されている。
しかしながら、これら文献に開示された電界効果トランジスタは、どちらもチャネル領域が水平に設けられたMOS−FET構造のものであり、縦型のトランジスタにおいては、ソース/ドレイン電極を形成する際、ゲート電極の形状を利用して分離するため、ゲート電極の形状に沿うように薄く、かつ欠陥を少なくして、絶縁層を形成することが困難である等、縦型のトランジスタにおける解決法は見出されていなかった。
特開2004−349292号公報 特開2004−128124号公報 特開2005−26698号広報 K.Kudo, M.Iizuka, S.Kuniyoshi, and K.Tanaka, Thin Solid Films, Vol.393, p.362, 2001.
On the other hand, although the gate capacitance is increased by the method of reducing the thickness of the gate insulating layer, the gate insulating layer is deteriorated in insulation property, so that the leakage current increases or the breakdown occurs and the transistor collapses. Inconveniences such as a significant decrease in yield occurred. As a method for solving this problem, a field effect transistor (Patent Document 2) in which the gate insulating layer is composed of an anodized film of a metal material constituting the gate electrode and an organic polymer film or the like, or a gate dielectric layer having a high dielectric constant is used. A field effect transistor (Patent Document 3) having a two-layer structure of a material and an insulating organic polymer is disclosed.
However, each of the field effect transistors disclosed in these documents has a MOS-FET structure in which a channel region is provided horizontally. In a vertical transistor, when forming a source / drain electrode, a gate electrode In order to make use of the shape of the transistor, it is difficult to form an insulating layer that is thin enough to conform to the shape of the gate electrode, reducing defects, and forming an insulating layer. It wasn't.
JP 2004-349292 A JP 2004-128124 A Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-26698 K. Kudo, M.M. Iizuka, S .; Kuniyoshi, and K.K. Tanaka, Thin Solid Films, Vol. 393, p. 362, 2001.

本発明の目的は、縦型の電界効果トランジスタ構造において、高ドレイン電流化が可能で且つ歩留りの高い電界効果トランジスタ及びその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a field effect transistor having a vertical field effect transistor structure that can achieve a high drain current and a high yield, and a method for manufacturing the same.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電界効果トランジスタは、基板と、基板上に設けられた第1の電極と、第1の電極表面上に設けられた第1の絶縁層と、第1の絶縁層表面上に設けられた有機材料からなる第2の絶縁層と、第1の電極の上方に位置し、第2の絶縁層上に設けられた第2の電極と、第2の電極と分離されて、基板上に、前記第1の絶縁層又は第2の絶縁層を介して、もしくは直接設けられた第3の電極と、第2の電極及び第3の電極と接すると共に、第1の電極とは第1の絶縁層及び第2の絶縁層を介して絶縁されるように設けられた有機半導体層とを備え、第3の電極の上面は、第1の電極の上面よりも低い位置に設けられると共に、第2の絶縁層の膜厚が、第1の絶縁層の膜厚よりも薄いことを特徴とするものである。   In order to solve the conventional problems, a field effect transistor of the present invention includes a substrate, a first electrode provided on the substrate, a first insulating layer provided on the surface of the first electrode, A second insulating layer made of an organic material provided on the surface of the first insulating layer; a second electrode located above the first electrode and provided on the second insulating layer; A third electrode provided on the substrate via the first insulating layer or the second insulating layer or directly, and in contact with the second electrode and the third electrode. And an organic semiconductor layer provided so as to be insulated from the first electrode via the first insulating layer and the second insulating layer, and the upper surface of the third electrode is the upper surface of the first electrode And the thickness of the second insulating layer is smaller than the thickness of the first insulating layer. A.

このように、第3の電極の上面が第1の電極の上面よりも低い位置に設けられるので、ゲート電極として機能する第1の電極の側面をチャネル領域とする縦型の有機電界効果トランジスタが構成され、第2の絶縁層の膜厚が、第1の絶縁層の膜厚よりも薄いことで、十分な絶縁性を保った上でゲート絶縁層を薄くすることができるため、高ドレイン電流化が可能で且つ歩留りを高くすることができる。   Thus, since the upper surface of the third electrode is provided at a position lower than the upper surface of the first electrode, a vertical organic field effect transistor having a channel region on the side surface of the first electrode functioning as a gate electrode is provided. Since the second insulating layer is configured to be thinner than the first insulating layer, the gate insulating layer can be made thin while maintaining a sufficient insulating property. And the yield can be increased.

第2の絶縁層は、湿式法により形成されることが好ましい。これにより、第1の絶縁層における欠陥等を修復することができる。ここで、湿式法とは、例えば、第2の絶縁層の材料を溶媒等に溶解して、塗布等することにより成膜する方法であり、スピンコート法、印刷法やスプレー法等が挙げられる。
さらに、第1の絶縁層と第2の絶縁層の膜厚の和が30nm以上、200nm以下であることが好ましい。これにより、歩留りを高く保つことができる。
The second insulating layer is preferably formed by a wet method. Thereby, a defect or the like in the first insulating layer can be repaired. Here, the wet method is, for example, a method of forming a film by dissolving the material of the second insulating layer in a solvent or the like and applying it, and examples thereof include a spin coating method, a printing method, and a spray method. .
Furthermore, the sum of the thicknesses of the first insulating layer and the second insulating layer is preferably 30 nm or more and 200 nm or less. Thereby, a yield can be kept high.

また、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、基板上に第1の電極を形成する工程と、第1の電極表面上に第1の絶縁層を形成する工程と、第1の絶縁層表面上に第2の絶縁層を形成する工程と、第1の電極の上方に位置する第2の絶縁層上に第2の電極を形成すると同時に、第2の電極と分離するように、第3の電極を形成する工程と、第2の電極及び第3の電極と接すると共に、第1の電極とは第1の絶縁層及び第2の絶縁層を介して絶縁されるように有機半導体層を形成する工程と、を備えたことを特徴としたものである。   In addition, the field effect transistor manufacturing method of the present invention includes a step of forming a first electrode on a substrate, a step of forming a first insulating layer on the surface of the first electrode, and a surface of the first insulating layer. Forming a second insulating layer thereon, forming a second electrode on the second insulating layer located above the first electrode, and simultaneously separating the second electrode from the second electrode; The organic semiconductor layer so as to be in contact with the second electrode and the third electrode and to be insulated from the first electrode through the first insulating layer and the second insulating layer. And a forming step.

これによって、ゲート電極として機能する第1の電極の側面をチャネル領域とする縦型の有機電界効果トランジスタを容易に製造することができる。さらに、第2の絶縁層が形成する工程が、湿式法により行われることが好ましい。これにより、第1の絶縁層における欠陥等を修復することができる。   Thus, a vertical organic field effect transistor having the side surface of the first electrode functioning as the gate electrode as a channel region can be easily manufactured. Furthermore, the step of forming the second insulating layer is preferably performed by a wet method. Thereby, a defect or the like in the first insulating layer can be repaired.

本発明の電界効果トランジスタは、十分な絶縁性を保った上でゲート絶縁層を薄くすることができるため、高ドレイン電流化が可能で且つ歩留りを高くすることができる。   In the field effect transistor of the present invention, the gate insulating layer can be made thin while maintaining sufficient insulation, so that a high drain current can be achieved and a yield can be increased.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施形態に係る電界効果トランジスタの一例を示す図(図1(a)は上面図、図1(b)はA−A断面における断面図)である。この電界効果トランジスタは、基板1上に、ゲート電極として機能する第1の電極2を備え、第1の電極2の上面と、側面と、上記第1の電極2の両側の基板1の表面に渡って、第1の絶縁層3が形成されている。この第1の絶縁層3上には、第2の絶縁層4が、第1の絶縁層3を覆うように形成されている。第2の絶縁層4上に形成され、第1の電極2の上方に位置するソース/ドレイン電極として機能する第2の電極5と、第1の電極2の両側に、第1の絶縁層3及び第2の絶縁層4を介して位置し、ソース/ドレイン電極として機能する第3の電極6及び第4の電極7が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(Embodiment)
1A and 1B are diagrams showing an example of a field effect transistor according to an embodiment of the present invention (FIG. 1A is a top view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA). The field effect transistor includes a first electrode 2 that functions as a gate electrode on a substrate 1, and is formed on the upper surface and side surfaces of the first electrode 2 and on the surface of the substrate 1 on both sides of the first electrode 2. A first insulating layer 3 is formed across the gate. A second insulating layer 4 is formed on the first insulating layer 3 so as to cover the first insulating layer 3. A second electrode 5 that is formed on the second insulating layer 4 and functions as a source / drain electrode located above the first electrode 2, and the first insulating layer 3 on both sides of the first electrode 2. In addition, a third electrode 6 and a fourth electrode 7 which are located via the second insulating layer 4 and function as source / drain electrodes are provided.

ここで、第1の絶縁層3又は第2の絶縁層4は、第1の電極2の上面と側面のみを覆い、基板1上は覆わないように形成されてもよい。この場合には、第3の電極6及び第4の電極7は、基板1上に直接設けられるか、もしくは第1の絶縁層3上に設けられる。   Here, the first insulating layer 3 or the second insulating layer 4 may be formed so as to cover only the upper surface and the side surface of the first electrode 2 and not the substrate 1. In this case, the third electrode 6 and the fourth electrode 7 are provided directly on the substrate 1 or on the first insulating layer 3.

なお、第3の電極6及び第4の電極7は、どちらか一方のみでもよく、第2の電極5がフローティング電極として機能し、ソース/ドレイン電極として機能する第3の電極6と第4の電極7を電気的に仲介する構造であっても良い。   Note that only one of the third electrode 6 and the fourth electrode 7 may be used, and the second electrode 5 functions as a floating electrode, and the third electrode 6 and the fourth electrode function as source / drain electrodes. A structure may be used in which the electrode 7 is electrically mediated.

また、図2に示すように、第2の電極5と第3の電極6が電気的に接続されていてもよい。この場合、第2の電極5と第3の電極6との間が短絡されるため、第3の電極6と第4の電極7間のチャネル長が約半分になりドレイン電流を多くとることができる。   Further, as shown in FIG. 2, the second electrode 5 and the third electrode 6 may be electrically connected. In this case, since the second electrode 5 and the third electrode 6 are short-circuited, the channel length between the third electrode 6 and the fourth electrode 7 is approximately halved, and a drain current can be increased. it can.

第2の電極5と、第3の電極6及び第4の電極7と、第2の絶縁層4の表面には、有機半導体層8が形成されている。有機半導体層8は、第2の電極5並びに、第3の電極6及び第4の電極7と電気的に接すると共に、第1の電極2とは、第1の絶縁層3及び第2の絶縁層4により電気的に隔てられている。   An organic semiconductor layer 8 is formed on the surface of the second electrode 5, the third electrode 6, the fourth electrode 7, and the second insulating layer 4. The organic semiconductor layer 8 is in electrical contact with the second electrode 5 and the third electrode 6 and the fourth electrode 7, and the first electrode 2 is connected to the first insulating layer 3 and the second insulating layer 8. Electrically separated by layer 4.

このような構成の電界効果トランジスタは、第1の電極2に電圧を印加すると、第1の絶縁層3及び第2の絶縁層4に隔てられて第1の電極2と相対する有機半導体層8の領域(チャンネル領域)において、電荷が誘起される。その結果、ソースあるいはドレイン電極として機能する電極間、例えば、第2の電極5と第3の電極6及び第4の電極7の間に、第1の電極2への印加電圧に応じた電流(ドレイン電流)が流れることで、電界効果トランジスタとして動作する。   When a voltage is applied to the first electrode 2, the field effect transistor having such a configuration is separated from the first insulating layer 3 and the second insulating layer 4 and opposed to the first electrode 2. In this region (channel region), charge is induced. As a result, a current (according to the voltage applied to the first electrode 2 between the electrodes functioning as the source or drain electrode, for example, between the second electrode 5 and the third electrode 6 and the fourth electrode 7 ( As a drain current flows, the transistor operates as a field effect transistor.

また、上述のごとく2層の絶縁層を用いることにより、電極間のリーク電流の発生を抑制して、歩留りを向上させるとともに、第1の絶縁層と第2の絶縁層の総膜厚を薄くして、ソース−ドレイン間の電流値を高くすることができる。   In addition, by using two insulating layers as described above, the generation of leakage current between the electrodes is suppressed, the yield is improved, and the total thickness of the first insulating layer and the second insulating layer is reduced. Thus, the current value between the source and the drain can be increased.


<本実施形態における電界効果トランジスタの構成材料>
基板1としては、少なくとも表面が絶縁性を有するものであればよく、各種ガラス基板や、表面に絶縁層が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板、表面に絶縁層が形成されたシリコン基板、表面に絶縁層が形成された金属基板等を挙げることができる。更には、ポリエーテルスルホン(PES)やポリイミド、ポリカーボネート、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)に例示される高分子材料から構成されたプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、このような可撓性を有する高分子材料から構成された基板1を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への電界効果型トランジスタの組込みあるいは一体化が可能となる。

<Constituent Material of Field Effect Transistor in this Embodiment>
As the substrate 1, it is sufficient that at least the surface has an insulating property. Various glass substrates, various glass substrates having an insulating layer formed on the surface, a quartz substrate, a quartz substrate having an insulating layer formed on the surface, a surface Examples thereof include a silicon substrate having an insulating layer formed thereon and a metal substrate having an insulating layer formed on the surface thereof. In addition, mention may be made of plastic films, plastic sheets and plastic substrates composed of polymer materials exemplified by polyethersulfone (PES), polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN). If the substrate 1 made of such a flexible polymer material is used, for example, a field effect transistor can be incorporated or integrated into a display device or electronic device having a curved shape. .

第1の電極2、第2の電極5、第3の電極6及び第4の電極7を構成する材料としては、金(Au)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ニオブ(Nb)等の金属、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、あるいは、これらの金属を含む合金の導電性粒子を挙げることができる。また、透明な電極に形成する場合、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)やフッ素ドープされた酸化スズ、酸化亜鉛および酸化錫などの金属酸化物が用いられる。更には、上述した各種の導電性高分子を挙げることもできる。電極材料は、有機半導体層8との間の電気的性質(オーミック性やショットキー性など)によっても選択される。   As materials constituting the first electrode 2, the second electrode 5, the third electrode 6 and the fourth electrode 7, gold (Au), platinum (Pt), aluminum (Al), copper (Cu), From metals such as palladium (Pd), nickel (Ni), chromium (Cr), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), niobium (Nb), alloys containing these metal elements, from these metals Or conductive particles of an alloy containing these metals. Moreover, when forming in a transparent electrode, metal oxides, such as indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide, zinc oxide, and tin oxide, are used, for example. Furthermore, the various conductive polymers mentioned above can also be mentioned. The electrode material is also selected depending on the electrical properties (such as ohmic property and Schottky property) with the organic semiconductor layer 8.

第1の絶縁層3は、有機系絶縁材料、例えばパリレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、セルロース樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルフェノール樹脂およびポリビニルアルコール樹脂などの有機材料や、これらの共重合体や架橋体などが利用できる。
第1の絶縁層3としては、上記材料を単体で用いてもよいが、上記材料に、例えは酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウムなどの無機材料やテトラブチルチタネートやチタニウムエトキシド等有機金属化合物の高誘電率材料微粒子を添加しても良い。バインダ材料あるいは主鎖となる高分子有機化合物としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、セルロース樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などや、これらの共重合体や架橋体、あるいは、ポリビニルカルバゾールやポリシランなどの光導電ポリマーなどが用いられる。また、第1の電極2の表面を酸化あるいは窒化することによって形成することができ、第1の電極2の表面に酸化膜や窒化膜を成膜することで得ることもできる。
The first insulating layer 3 includes organic insulating materials such as parylene resin, polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, polyester resin, modified ether type polyester resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, Polyvinylidene chloride resin Polystyrene resin, acrylic resin, methacrylic resin, cellulose resin, urea resin, polyurethane resin, silicone resin, epoxy resin, polyamide resin, polyacrylamide resin, polyvinylphenol resin and polyvinyl alcohol resin, and these materials Copolymers and cross-linked products can be used.
As the first insulating layer 3, the above material may be used alone, but examples of the material include inorganic materials such as titanium oxide, zirconium oxide, and barium titanate, and organic metals such as tetrabutyl titanate and titanium ethoxide. High dielectric constant material fine particles of a compound may be added. Examples of the binder organic material or the high molecular organic compound as the main chain include polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl phenol resin, polyester resin, modified ether type polyester resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polyvinyl chloride resin, and polyacetic acid. Vinyl resin, polyvinylidene chloride resin polystyrene resin, acrylic resin, methacrylic resin, cellulose resin, urea resin, polyurethane resin, silicone resin, epoxy resin, polyamide resin, polyacrylamide resin, polyvinyl alcohol resin, etc. A cross-linked product or a photoconductive polymer such as polyvinyl carbazole or polysilane is used. Further, it can be formed by oxidizing or nitriding the surface of the first electrode 2, and can also be obtained by forming an oxide film or a nitride film on the surface of the first electrode 2.

第1の絶縁層3上に形成される第2絶縁層4の材料としては、有機系絶縁材料、例えばポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラート(PVB)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等、パリレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、セルロース樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルフェノール樹脂およびポリビニルアルコール樹脂などの有機材料や、これらの共重合体や架橋体などが利用できる。第2の絶縁層4としては、上記材料を単体で用いてもよいが、上記材料に、例えは酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウムなどの無機材料やテトラブチルチタネートやチタニウムエトキシド等有機金属化合物の高誘電率材料微粒子を添加しても良い。バインダ材料あるいは主鎖となる高分子有機化合物としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、セルロース樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などや、これらの共重合体や架橋体、あるいは、ポリビニルカルバゾールやポリシランなどの光導電ポリマーなどが用いられる。   Examples of the material of the second insulating layer 4 formed on the first insulating layer 3 include organic insulating materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyrate (PVB), polymethyl methacrylate (PMMA), and parylene. Resin, polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, polyester resin, modified ether type polyester resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, polyvinylidene chloride resin polystyrene resin, acrylic resin, methacrylic resin, cellulose resin Organic materials such as urea resin, polyurethane resin, silicon resin, epoxy resin, polyamide resin, polyacrylamide resin, polyvinylphenol resin and polyvinyl alcohol resin, and copolymers and cross-linked materials thereof can be used. As the second insulating layer 4, the above material may be used alone, but examples of the material include inorganic materials such as titanium oxide, zirconium oxide, and barium titanate, and organic metals such as tetrabutyl titanate and titanium ethoxide. High dielectric constant material fine particles of a compound may be added. Examples of the binder organic material or the high molecular organic compound as the main chain include polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl phenol resin, polyester resin, modified ether type polyester resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polyvinyl chloride resin, and polyacetic acid. Vinyl resin, polyvinylidene chloride resin polystyrene resin, acrylic resin, methacrylic resin, cellulose resin, urea resin, polyurethane resin, silicone resin, epoxy resin, polyamide resin, polyacrylamide resin, polyvinyl alcohol resin, etc. A cross-linked product or a photoconductive polymer such as polyvinyl carbazole or polysilane is used.

上記第1の絶縁層3の厚みは10〜300nmであり、好ましくは10〜150nmである。10nmより薄くなると絶縁性を保つことができなくなり、300nmより大きくなるとソース−ドレイン電流が小さくなりすぎる。また、上記第1の絶縁層3上に形成する上記第2の絶縁層4の厚みは5〜50nmであり、好ましくは5〜10nmである。5nmより薄くになると絶縁性を保つことができなくなり、50nmより大きくなるとソース−ドレイン電流が小さくなりすぎる。なお、第2の絶縁層4の膜厚は、10nm以下の極薄膜とすることで、湿式法で成膜しても第1の電極2の形状を保持することができる。   The thickness of the first insulating layer 3 is 10 to 300 nm, preferably 10 to 150 nm. When the thickness is less than 10 nm, the insulation cannot be maintained, and when the thickness is more than 300 nm, the source-drain current becomes too small. The thickness of the second insulating layer 4 formed on the first insulating layer 3 is 5 to 50 nm, preferably 5 to 10 nm. If the thickness is less than 5 nm, the insulation cannot be maintained, and if it is greater than 50 nm, the source-drain current becomes too small. In addition, the film thickness of the 2nd insulating layer 4 is 10 nm or less, and even if it forms into a film by a wet method, the shape of the 1st electrode 2 can be hold | maintained.

さらに、上記第1の絶縁層3と上記第2の絶縁層4の厚みの和は30〜200nmが好ましい。30nmより薄くになると絶縁性を保つことができなくなり、200nmより大きくなるとソース−ドレイン電流が小さくなりすぎる。   Furthermore, the sum of the thicknesses of the first insulating layer 3 and the second insulating layer 4 is preferably 30 to 200 nm. If the thickness is less than 30 nm, the insulation cannot be maintained. If the thickness is more than 200 nm, the source-drain current becomes too small.

有機半導体層8を構成する有機半導体材料としては、半導体特性を有する有機材料であって、電子受容性機能を有する材料と、電子供与性機能を有する材料とのいずれも用いることができ、例えば、以下に例示するような材料が利用できる。   As the organic semiconductor material constituting the organic semiconductor layer 8, both an organic material having semiconductor characteristics and having an electron accepting function and a material having an electron donating function can be used. The materials exemplified below can be used.

電子受容性機能を有する材料としては、例えば、ピリジンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、キノリンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ベンゾフェナンスロリン類およびその誘導体によるラダーポリマー、シアノ−ポリフェニレンビニレンなどの高分子、フッ素化無金属フタロシアニン、フッ素化金属フタロシアニン類およびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体(PTCDA、PTCDIなど)、ナフタレン誘導体(NTCDA、NTCDIなど)、バソキュプロインおよびその誘導体などの低分子有機化合物が利用できる。   Examples of the material having an electron-accepting function include oligomers and polymers having pyridine and derivatives thereof as skeletons, oligomers and polymers having quinoline and derivatives thereof as skeletons, ladder polymers based on benzophenanthrolines and derivatives thereof, cyano- Small molecules such as polymers such as polyphenylene vinylene, fluorinated metal-free phthalocyanines, fluorinated metal phthalocyanines and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof (PTCDA, PTCDI, etc.), naphthalene derivatives (NTCDA, NTCDI, etc.), bathocuproin and derivatives thereof Organic compounds can be used.

また、電子供与性機能を有する材料としては、チオフェンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、フェニレン−ビニレンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、フルオレンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ベンゾフランおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、チエニレン−ビニレンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、トリフェニルアミンなどの芳香族第3級アミンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、カルバゾールおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ビニルカルバゾールおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ピロールおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、アセチレンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、イソチアナフェンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ヘプタジエンおよびその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマーなどの高分子、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン類およびそれらの誘導体、ジアミン類、フェニルジアミン類およびそれらの誘導体、ルブレン、ペンタセンなどのアセン類およびその誘導体、ポルフィリン、テトラメチルポルフィリン、テトラフェニルポルフィリン、テトラベンズポルフィリン、モノアゾテトラベンズポルフィリン、ジアゾテトラベンズポルフィン、トリアゾテトラベンズポルフィリン、オクタエチルポルフィリン、オクタアルキルチオポルフィラジン、オクタアルキルアミノポルフィラジン、ヘミポルフィラジン、クロロフィル等の無金属ポルフィリンや金属ポルフィリンおよびそれらの誘導体、シアニン色素、メロシアニン色素、スクアリリウム色素、キナクリドン色素、アゾ色素、アントラキノン、ベンゾキノン、ナフトキノン等のキノン系色素などの低分子有機化合物が利用できる。   In addition, as materials having an electron donating function, oligomers and polymers having thiophene and its derivatives in the skeleton, oligomers and polymers having phenylene-vinylene and its derivatives in the skeleton, oligomers and polymers having fluorene and its derivatives in the skeleton, Oligomers and polymers having benzofuran and its derivatives in the backbone, oligomers and polymers having thienylene-vinylene and its derivatives in the backbone, aromatic tertiary amines such as triphenylamine and their derivatives, carbazole and polymers Oligomers and polymers having their derivatives in the backbone, oligomers and polymers having the backbone of vinylcarbazole and its derivatives, oligomers and polymers having the backbone of pyrrole and its derivatives, acetylene and derivatives thereof Oligomers and polymers having skeletons, oligomers and polymers having skeletons of isothiaphene and its derivatives, polymers such as oligomers and polymers having skeletons of heptadiene and its derivatives, metal-free phthalocyanines, metal phthalocyanines and their derivatives Diamines, phenyldiamines and derivatives thereof, acenes such as rubrene and pentacene and derivatives thereof, porphyrin, tetramethylporphyrin, tetraphenylporphyrin, tetrabenzporphyrin, monoazotetrabenzporphyrin, diazotetrabenzporphine, triazotetra Benzporphyrin, octaethylporphyrin, octaalkylthioporphyrazine, octaalkylaminoporphyrazine, hemiporphyrazine, chlorophyll Metal-free porphyrins, metal porphyrins and their derivatives, cyanine dyes, merocyanine dyes, squarylium dyes, quinacridone dyes, azo dyes, anthraquinone, benzoquinone, low molecular organic compounds such as quinone-based dyes naphthoquinone or the like can be used.

金属フタロシアニンや金属ポルフィリンの中心金属としては、マグネシウム、亜鉛、銅、銀、アルミニウム、ケイ素、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、スズ、白金、鉛などの金属、金属酸化物、金属ハロゲン化物などを用いることができる。
なお、有機半導体層8としては、上記材料を単体で用いてもよいが、上記材料が適当なバインダ材料に分散混合されたものを用いてもよい。また、適当な高分子有機化合物の主鎖中や側鎖に、上記低分子有機化合物を組み込んだ材料を用いてもよい。バインダ材料あるいは主鎖となる高分子有機化合物としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、セルロース樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などや、これらの共重合体や架橋体、あるいは、ポリビニルカルバゾールやポリシランなどの光導電ポリマーなどが用いられる。
As the central metal of metal phthalocyanine and metal porphyrin, magnesium, zinc, copper, silver, aluminum, silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, tin, platinum, lead and other metals, metal oxides, Metal halides can be used.
As the organic semiconductor layer 8, the above materials may be used alone, or a material obtained by dispersing and mixing the above materials in an appropriate binder material may be used. Moreover, you may use the material which incorporated the said low molecular weight organic compound in the principal chain or side chain of a suitable high molecular organic compound. Examples of the binder organic material or the high molecular organic compound as the main chain include polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl phenol resin, polyester resin, modified ether type polyester resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polyvinyl chloride resin, and polyacetic acid. Vinyl resin, polyvinylidene chloride resin polystyrene resin, acrylic resin, methacrylic resin, cellulose resin, urea resin, polyurethane resin, silicone resin, epoxy resin, polyamide resin, polyacrylamide resin, polyvinyl alcohol resin, etc. A cross-linked product or a photoconductive polymer such as polyvinyl carbazole or polysilane is used.


<本実施形態における電界効果トランジスタの製造方法>
図3は、本実施形態における電界効果トランジスタの製造方法を示したものである。

<Method for Manufacturing Field Effect Transistor in the Present Embodiment>
FIG. 3 shows a method for manufacturing the field effect transistor according to this embodiment.

基板1の上に、ゲート電極として機能する第1の電極2を形成する(図3(a)参照)。第1の電極2の形成法は、構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法(PVD)法とエッチング技術との組合せ、各種の化学的気相成長法(CVD法)とエッチング技術との組合せ、スピンコート法とエッチング技術との組合せ、導電性ペーストや上述した各種の導電性高分子の溶液を用いたスクリーン印刷法やインクジェット印刷法等の印刷法、リフトオフ法、シャドウマスク法、上述した各種コーティング法とエッチング技術との組合せ及びスプレー法とエッチング技術との組合せ等を挙げることができる。   A first electrode 2 functioning as a gate electrode is formed on the substrate 1 (see FIG. 3A). The formation method of the first electrode 2 depends on the constituent materials, but a combination of a physical vapor deposition method (PVD) method and an etching technique exemplified by a vacuum deposition method and a sputtering method, and various chemical gases. Combination of phase growth method (CVD method) and etching technology, combination of spin coating method and etching technology, screen printing method and ink jet printing method using conductive paste and various conductive polymer solutions mentioned above Examples thereof include a printing method, a lift-off method, a shadow mask method, a combination of the above-described various coating methods and an etching technique, and a combination of a spray method and an etching technique.

次に、第1の絶縁層3を、第1の電極2上及び基板1上に形成する(図3(b)参照)。第1の絶縁層3の形成方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるPVD法、各種のCVD法、スピンコート法、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法、上述した各種コーティング法、浸漬法、キャスティング法及びスプレー法の内のいずれかを挙げることができる。   Next, the first insulating layer 3 is formed on the first electrode 2 and the substrate 1 (see FIG. 3B). As a method for forming the first insulating layer 3, a PVD method exemplified by a vacuum deposition method and a sputtering method, various CVD methods, a spin coating method, a printing method such as a screen printing method and an inkjet printing method, and the various coating methods described above. Any of a dipping method, a casting method, and a spray method can be given.

また、第1の電極2の表面を酸化、あるいは窒化することで、第1の絶縁層3を形成することができる。第1の電極2の表面を酸化する方法として、第1の電極2を構成する材料にも依存するが、Oプラズマを用いた酸化法、陽極酸化法を例示することができる。また、第1の電極2の表面を窒化する方法として、第1の電極2を構成する材料にも依存するが、Nプラズマを用いた窒化法を例示することができる。上記方法は、基板1が耐熱性を有する材料である場合に有効である。 Further, the first insulating layer 3 can be formed by oxidizing or nitriding the surface of the first electrode 2. Examples of the method for oxidizing the surface of the first electrode 2 include an oxidation method using an O 2 plasma and an anodic oxidation method, although depending on the material constituting the first electrode 2. In addition, as a method of nitriding the surface of the first electrode 2, a nitriding method using N 2 plasma can be exemplified although it depends on the material constituting the first electrode 2. The above method is effective when the substrate 1 is a material having heat resistance.

あるいは、例えば、第1の電極2としてAu電極を用いる場合は、一端をメルカプト基で修飾された直鎖状炭化水素のように、第1の電極2(Au電極)と化学的に結合を形成し得る官能基を有する絶縁性分子によって、浸漬法等の方法で第1の電極2表面を被覆することで、第1の電極2の表面に絶縁層を形成することもできる。   Alternatively, for example, when an Au electrode is used as the first electrode 2, a chemical bond is formed with the first electrode 2 (Au electrode) like a linear hydrocarbon modified at one end with a mercapto group. An insulating layer can also be formed on the surface of the first electrode 2 by covering the surface of the first electrode 2 with an insulating molecule having a functional group that can be used by a method such as an immersion method.

このようにして形成された第1の絶縁層3上に、第2の絶縁層4を形成する(図3(c)参照)。第2の絶縁層4の形成方法としては、第1の絶縁層3と同様に、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるPVD法、各種のCVD法、スピンコート法、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法、上述した各種コーティング法、浸漬法、キャスティング法及びスプレー法の内のいずれかを挙げることができる。   A second insulating layer 4 is formed on the first insulating layer 3 thus formed (see FIG. 3C). As a method for forming the second insulating layer 4, as in the first insulating layer 3, a PVD method exemplified by a vacuum deposition method and a sputtering method, various CVD methods, a spin coating method, a screen printing method, and an inkjet printing method. Any one of a printing method such as a printing method, the various coating methods described above, a dipping method, a casting method, and a spray method can be used.

なお、第2の絶縁層4の形成法としては、スピンコート法、印刷法やスプレー法等の湿式法が好ましい。図4に示すように、第2の絶縁層4を、有機系絶縁材料の溶液を湿式法で塗布することにより形成する場合、リーク等の原因となる第1の絶縁層3のピンホール等の欠陥等に溶液が浸透し、修復することができるため、絶縁層の絶縁性を向上させることが可能となる。有機系絶縁材料を溶かす溶媒としては、第1の絶縁層3と濡れ性の良好な(接触角が小さい)溶媒を用いることが好ましい。   In addition, as a formation method of the 2nd insulating layer 4, wet methods, such as a spin coat method, a printing method, and a spray method, are preferable. As shown in FIG. 4, when the second insulating layer 4 is formed by applying a solution of an organic insulating material by a wet method, a pinhole or the like of the first insulating layer 3 that causes a leak or the like Since the solution penetrates into the defect or the like and can be repaired, the insulating property of the insulating layer can be improved. As a solvent for dissolving the organic insulating material, it is preferable to use a solvent having good wettability (small contact angle) with the first insulating layer 3.

次に、第2の電極5、第3の電極6及び第4の電極7を第2の絶縁層4上に形成する(図3(d)参照)。これら電極の形成法は、第1の電極2の形成法と同様である。第2の電極5、第3の電極6及び第4の電極7は同時に形成するが、第1の電極2の形状により、第1の電極2の側面上の第2の絶縁層4には電極が形成されないか、極薄くしか形成されないため、その後、ライトエッチングを行うことで、第2の電極5、第3の電極6及び第4の電極7は、分離され、それぞれが絶縁された状態となる。
ここで、第2の絶縁層4を湿式法で形成していると、第1の電極2の側面の基板1と接する部分において、有機系絶縁材料の溶液が溜まり、その部分における曲率半径が大きくなる。これにより、第3の電極6及び第4の電極7を蒸着法等により形成する際に、第3の電極6及び第4の電極7が、第1の電極2の側面に位置するところまでせり上がって形成されるため、第2の電極5と第3の電極6、あるいは第4の電極7間の距離が小さくなって、ソース−ドレイン間の電流を大きくすることができる。また、その後に形成される有機半導体層8が、第1の電極2の側面の基板1と接する部分において、膜切れや亀裂等を引き起こすなどの不都合の発生を低減することができる。
Next, the second electrode 5, the third electrode 6, and the fourth electrode 7 are formed on the second insulating layer 4 (see FIG. 3D). The method for forming these electrodes is the same as the method for forming the first electrode 2. The second electrode 5, the third electrode 6, and the fourth electrode 7 are formed at the same time, but the second insulating layer 4 on the side surface of the first electrode 2 has an electrode depending on the shape of the first electrode 2. Is formed or only extremely thin, and then by performing light etching, the second electrode 5, the third electrode 6 and the fourth electrode 7 are separated from each other and insulated from each other. Become.
Here, when the second insulating layer 4 is formed by a wet method, a solution of the organic insulating material is accumulated in a portion of the side surface of the first electrode 2 that is in contact with the substrate 1, and the radius of curvature in the portion is large. Become. Thus, when the third electrode 6 and the fourth electrode 7 are formed by vapor deposition or the like, the third electrode 6 and the fourth electrode 7 are extended to a position where they are located on the side surface of the first electrode 2. The distance between the second electrode 5 and the third electrode 6 or the fourth electrode 7 is reduced and the current between the source and the drain can be increased. In addition, it is possible to reduce the occurrence of inconvenience such as a film breakage or a crack in the portion where the organic semiconductor layer 8 formed thereafter contacts the substrate 1 on the side surface of the first electrode 2.

最後に、有機半導体層8を、第2の電極5並びに、第3の電極6及び第4の電極7と電気的に接する一方、第1の電極2とは、第1の絶縁層3及び第2の絶縁層4により電気的に隔てられるように形成する(図3(e)参照)。有機半導体層8の形成方法として、有機半導体層8を構成する材料にもよるが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるPVD法、各種のCVD法、スピンコート法、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法及びスプレー法の内のいずれかを挙げることができる。   Finally, the organic semiconductor layer 8 is in electrical contact with the second electrode 5 and the third electrode 6 and the fourth electrode 7, while the first electrode 2 is in contact with the first insulating layer 3 and the second electrode 5. 2 insulating layers 4 so as to be electrically separated (see FIG. 3E). As a method for forming the organic semiconductor layer 8, although depending on the material constituting the organic semiconductor layer 8, a PVD method exemplified by a vacuum deposition method and a sputtering method, various CVD methods, a spin coating method, a screen printing method, and an inkjet printing method. Printing method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, knife coater method, squeeze coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, gravure coater method, kiss coater method, cast coater method, spray coater method Any of various coating methods such as a slit orifice coater method, a calendar coater method, and an immersion method, and a spray method can be given.


(実施例1)
以下、図1に基づいて本発明の電界効果トランジスタの実施例について説明する。この電界効果トランジスタは、ガラスからなる基板1上に、アルミニウムからなる第1の電極2(高さ:1μ、幅:10μm)を備える。第1の電極2は、基板1上にアルミニウムを蒸着法又はスパッタ法などで成膜した。その後、レジストでマスクを形成し、ウエットエッチングにより第1の電極2のパターンを形成した。

Example 1
Hereinafter, an embodiment of the field effect transistor of the present invention will be described with reference to FIG. This field effect transistor includes a first electrode 2 (height: 1 μm, width: 10 μm) made of aluminum on a substrate 1 made of glass. The first electrode 2 was formed by depositing aluminum on the substrate 1 by vapor deposition or sputtering. Thereafter, a mask was formed with a resist, and a pattern of the first electrode 2 was formed by wet etching.

上記第1の電極2の上面と、側面と、上記第1の電極2の両側の基板1の表面に渡って、第1の絶縁層3を形成した。第1の絶縁層3として、ポリ−2−クロロパラキシリレン(パリレンC)をCVD法により50nm成膜した。この第1の絶縁層3上には、第2の絶縁層4として、高分子材料を5mg/mlトルエン溶液として、回転数2000rpmにてスピンコート法により成膜を行い、第2の絶縁層4を10nmとなるように形成した。   A first insulating layer 3 was formed across the upper surface and side surfaces of the first electrode 2 and the surface of the substrate 1 on both sides of the first electrode 2. As the first insulating layer 3, a poly-2-chloroparaxylylene (parylene C) film was formed to a thickness of 50 nm by a CVD method. On the first insulating layer 3, the second insulating layer 4 is formed by spin coating at a rotational speed of 2000 rpm using a polymer material as a 5 mg / ml toluene solution as the second insulating layer 4. Was formed to be 10 nm.

高分子材料としては、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリビニルフェノールとポリメタクリル酸メチルの共重合体(PVP−PMMA)、ポリメタクリル酸メチルとメタクリル酸の共重合体(PMMA−MAA)を用いた。   Polymer materials include polyvinylphenol (PVP), polymethyl methacrylate (PMMA), a copolymer of polyvinylphenol and polymethyl methacrylate (PVP-PMMA), and a copolymer of polymethyl methacrylate and methacrylic acid (PMMA). -MAA) was used.

次に、金を、基板を回転させながらの蒸着法により、800Åの膜厚で成膜を行なった。チャネル幅は3mmになるようにマスクを用いて成膜した。成膜後、第1の電極2の側面の金電極のエッチングを行った。エッチャント液として関東化学製AURUM302を用いた。エッチングにより、第2の電極5、第3の電極6と第4の電極7を形成した。   Next, gold was deposited to a thickness of 800 mm by a vapor deposition method while rotating the substrate. Film formation was performed using a mask so that the channel width was 3 mm. After the film formation, the gold electrode on the side surface of the first electrode 2 was etched. As an etchant solution, AURUM302 manufactured by Kanto Chemical was used. The second electrode 5, the third electrode 6, and the fourth electrode 7 were formed by etching.

最後に、上記第2の電極5、第3の電極6、第4の電極7及び第2の絶縁層4の表面上に、有機半導体層8を形成した。有機半導体層8には、ペンタセンを用い、基板を回転させながら蒸着させて、240nmの膜厚に成膜を行った。   Finally, an organic semiconductor layer 8 was formed on the surfaces of the second electrode 5, the third electrode 6, the fourth electrode 7 and the second insulating layer 4. For the organic semiconductor layer 8, pentacene was used and evaporated while rotating the substrate to form a film having a thickness of 240 nm.


(実施例2)
実施例1における第1の絶縁層3の材料を有機材料と無機材料の混合物としたものである。

(Example 2)
The material of the first insulating layer 3 in Example 1 is a mixture of an organic material and an inorganic material.

第1の絶縁層3の製造方法を説明する。ポリビニールブチラール(PVB)およびテトラブチルチタネート(Ti(OC)を1:9の組成比で混合し、得られた混合物をイソプロピルアルコールに溶解させて10〜20wt%の濃度の溶液を製造した。スピンコーティング法を用いて、アルミニウムからなる第1の電極2を形成したガラスからなる基板1上に前記溶液を塗布して厚さ900Åのフィルムを形成し、70℃で1時間、さらに150℃で30分間熱硬化させることで第1の絶縁層3を製造した。第1の絶縁層3の材料及び製造方法を除いて、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。 A method for manufacturing the first insulating layer 3 will be described. Polyvinyl butyral (PVB) and tetrabutyl titanate (Ti (OC 4 H 9 ) 4 ) were mixed at a composition ratio of 1: 9, and the resulting mixture was dissolved in isopropyl alcohol to obtain a solution having a concentration of 10 to 20 wt%. Manufactured. The solution is applied onto a glass substrate 1 on which a first electrode 2 made of aluminum is formed using a spin coating method to form a film having a thickness of 900 mm, and the film is formed at 70 ° C. for 1 hour and further at 150 ° C. The first insulating layer 3 was manufactured by thermosetting for 30 minutes. A field effect transistor was formed in the same manner as in Example 1 except for the material and manufacturing method of the first insulating layer 3.


(実施例3)
実施例1における第1の絶縁層材料を無機材料としたものである。

(Example 3)
The first insulating layer material in Example 1 is an inorganic material.

第1の絶縁層3の製造方法を説明する。第1の電極2のタンタルを陽極酸化することで得られる酸化タンタル膜(Ta)を第1の絶縁層3として用いる。この場合、1.0wt%ホウ酸アンモニウム水溶液を化成液として用い、この化成液に第1の電極2が形成された基板を浸漬する。そして第1の電極2を陽極とし、別に準備した陰極との間に直流電界を40V印加することで500Åの第1の絶縁層3を製造した。第1の絶縁層3の材料及び製造方法を除いて、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。 A method for manufacturing the first insulating layer 3 will be described. A tantalum oxide film (Ta 2 O 5 ) obtained by anodizing tantalum of the first electrode 2 is used as the first insulating layer 3. In this case, a 1.0 wt% ammonium borate aqueous solution is used as a chemical conversion solution, and the substrate on which the first electrode 2 is formed is immersed in this chemical conversion solution. The first electrode 2 was used as an anode, and a DC electric field of 40 V was applied between the cathode prepared separately and the first insulating layer 3 having a thickness of 500 mm was manufactured. A field effect transistor was formed in the same manner as in Example 1 except for the material and manufacturing method of the first insulating layer 3.


(実施例4)
第1の絶縁層3として、ポリ−2−クロロパラキシリレン(パリレンC)をCVD法により20nm成膜した。この第1の絶縁層3上には、第2の絶縁層4として、ポリビニルフェニル(PVP)を実施例1と同様にしてスピンコート法により10nmとなるように形成した。その他の層、構造については、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。

Example 4
As the first insulating layer 3, a film of poly-2-chloroparaxylylene (parylene C) was formed to a thickness of 20 nm by a CVD method. On this 1st insulating layer 3, as the 2nd insulating layer 4, polyvinyl phenyl (PVP) was formed like Example 1 so that it might become 10 nm by the spin coat method. The other layers and structures were the same as in Example 1 to form a field effect transistor.


(比較例1)
実施例1における第2の絶縁層4を有さない構造で、第1の絶縁層3として、ポリ−2−クロロパラキシリレン(パリレンC)をCVD法により50nm成膜した。その他の層、構造については、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。

(Comparative Example 1)
In the structure having no second insulating layer 4 in Example 1, 50 nm of poly-2-chloroparaxylylene (parylene C) was formed as the first insulating layer 3 by a CVD method. The other layers and structures were the same as in Example 1 to form a field effect transistor.


(比較例2)
実施例1における第2の絶縁層4を有さない構造で、第1の絶縁層3として、ポリビニルフェニル(PVP)をスピンコート法により50nm成膜した。その他の層、構造については、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。

(Comparative Example 2)
In the structure having no second insulating layer 4 in Example 1, polyvinyl phenyl (PVP) was deposited to a thickness of 50 nm as the first insulating layer 3 by spin coating. The other layers and structures were the same as in Example 1 to form a field effect transistor.


(比較例3)
実施例2における第2の絶縁層4を有さない構造で、第1の絶縁層3として、ポリビニールブチラール(PVB)およびテトラブチルチタネート(Ti(OC)との混合層を実施例2と同様にして、形成した。その他の層、構造については、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。

(Comparative Example 3)
In the structure having no second insulating layer 4 in Example 2, a mixed layer of polyvinyl butyral (PVB) and tetrabutyl titanate (Ti (OC 4 H 9 ) 4 ) is used as the first insulating layer 3. This was formed in the same manner as in Example 2. The other layers and structures were the same as in Example 1 to form a field effect transistor.


(比較例4)
実施例3における第2の絶縁層4を有さない構造で、第1の絶縁層3として、酸化タンタル膜(Ta)を実施例3と同様にして形成した。その他の層、構造については、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。

(Comparative Example 4)
A tantalum oxide film (Ta 2 O 5 ) was formed in the same manner as in Example 3 as the first insulating layer 3 with the structure without the second insulating layer 4 in Example 3. The other layers and structures were the same as in Example 1 to form a field effect transistor.


(比較例5)
第1の絶縁層3として、ポリ−2−クロロパラキシリレン(パリレンC)をCVD法により30nm成膜した。この第1の絶縁層3上には、第2の絶縁層4として、ポリビニルフェニル(PVP)を実施例1と同様にしてスピンコート法により30nmとなるように形成し、総膜厚として実施例1と同じ60nmとした。その他の層、構造については、実施例1と同様にして、電界効果トランジスタを形成した。

(Comparative Example 5)
As the first insulating layer 3, a poly-2-chloroparaxylylene (parylene C) film having a thickness of 30 nm was formed by a CVD method. On this first insulating layer 3, as the second insulating layer 4, polyvinylphenyl (PVP) is formed to a thickness of 30 nm by the spin coating method in the same manner as in Example 1, and the total film thickness of the Example 60 nm which is the same as 1. The other layers and structures were the same as in Example 1 to form a field effect transistor.


(評価結果)
第1の電極2をゲート電極、第2の電極5をソース電極、第3の電極6をドレイン電極として、ゲート電圧V=−10V、ドレイン電圧V=−15Vにおけるソース−ドレイン間の電流値を最大電流値Idmaxとして測定を行った。また、第1の電極2に印加するゲート電圧V=10V、ドレイン電圧V=0Vにおけるソース−ドレイン間の電流値(この場合、リーク電流となる)が10μA以上であるものを不良品と定義し、数十個の電界効果トランジスタを作成して、歩留りを以下の式で産出した。その結果を、表1及び図5に示す。

(Evaluation results)
Using the first electrode 2 as a gate electrode, the second electrode 5 as a source electrode, and the third electrode 6 as a drain electrode, a source-drain current at a gate voltage V g = −10 V and a drain voltage V d = −15 V The value was measured as the maximum current value Idmax . Also, a defective product having a source-drain current value (in this case, a leakage current) at a gate voltage V g = 10 V and a drain voltage V d = 0 V applied to the first electrode 2 is 10 μA or more. We defined several tens of field-effect transistors, and yielded the yield as follows: The results are shown in Table 1 and FIG.

Figure 2009010283
Figure 2009010283

Figure 2009010283

表1中の最大電流量は、作製した電界効果トランジスタでの測定値の平均値を用い、実施例1における第2の絶縁層4材料にPVPを用いた場合の最大電流値で規格化した。表1より、第1の絶縁層3としてパリレンCをCVD法により50nmの膜厚で形成し、第2の絶縁層4として各種高分子材料をスピンコート法により10nmの膜厚で形成した実施例1では、どの高分子を用いた場合でも、歩留りが100%と高く、規格化された最大電流値も0.95〜1.21と高い値が得られた。また、第1の絶縁層3としてPVBとTi(OCの混合層を90nmの膜厚で形成し、第2の絶縁層4としてPVPをスピンコート法により10nmの膜厚で形成した実施例2では、歩留りが80%、規格化された最大電流値が0.88と若干低い値であるが、比較的高い値が得られた。さらに、第1の絶縁層3として酸化タンタル膜(Ta)を陽極酸化により50nmの膜厚で形成し、第2の絶縁層4としてPVPをスピンコート法により10nmの膜厚で形成した実施例3では、歩留りは100%と高く、規格化された最大電流値は、1.5と最も高い値を示した。
Figure 2009010283

The maximum current amount in Table 1 was normalized by the maximum current value when PVP was used as the material of the second insulating layer 4 in Example 1, using the average value of the measured values of the manufactured field effect transistor. From Table 1, an example in which parylene C was formed as a first insulating layer 3 with a thickness of 50 nm by a CVD method, and various polymer materials were formed as a second insulating layer 4 with a thickness of 10 nm by a spin coating method. In No. 1, in any polymer, the yield was as high as 100%, and the standardized maximum current value was as high as 0.95 to 1.21. Further, a mixed layer of PVB and Ti (OC 4 H 9 ) 4 is formed as the first insulating layer 3 with a thickness of 90 nm, and PVP is formed as the second insulating layer 4 with a thickness of 10 nm by a spin coating method. In Example 2, the yield was 80% and the standardized maximum current value was slightly low, 0.88, but a relatively high value was obtained. Furthermore, a tantalum oxide film (Ta 2 O 5 ) was formed as the first insulating layer 3 with a thickness of 50 nm by anodic oxidation, and PVP was formed as the second insulating layer 4 with a thickness of 10 nm by spin coating. In Example 3, the yield was as high as 100%, and the standardized maximum current value was as high as 1.5.

これに対し、比較例1〜4のように、パリレンC、PVP、PVBとTi(OCの混合層及びタンタル酸化膜(Ta)を50nm形成した場合には、全て不良品となってしまい、歩留りは0%であった。膜厚が薄いために、膜にピンホールや亀裂等の欠陥が生じる等により、リーク電流が大きくなったためと考えられる。 On the other hand, as in Comparative Examples 1 to 4, when a mixed layer of parylene C, PVP, PVB and Ti (OC 4 H 9 ) 4 and a tantalum oxide film (Ta 2 O 5 ) were formed to 50 nm, It became a defective product, and the yield was 0%. This is considered to be because the leakage current was increased due to defects such as pinholes and cracks in the film due to the thin film thickness.

これは、絶縁層を2層とすることで、リーク電流の起こりやすくなる薄い絶縁層においても、第2の絶縁層4が、膜厚を均一にしたり、欠陥等を修復したりする等により絶縁層のリーク電流を抑えるため、歩留りが高くなったものと考えられる。
また、絶縁層の膜厚に関しては、実施例4に示すように、第1の絶縁層3としてパリレンCを20nmの膜厚で形成し、第2の絶縁層4としてPVPをスピンコート法により10nmの膜厚で形成した場合、歩留りは若干低下するが、規格化された最大電流値は、実施例1の材料が同じものに比べて1.2と高くなった。これは、絶縁層の総膜厚が薄くなったため、リーク電流の発生が起こりやすくなったが、式(1)より電流値は増加したためと考えられる。図5に、絶縁層の総膜厚と歩留り及び最大電流値との関係を示す。第1の絶縁層3としてパリレンCをCVD法で形成し、第2の絶縁層4としてPVPをスピンコート法により形成した。それぞれの絶縁層の膜厚は、第2の絶縁層4の膜厚を10nmとし、第1の絶縁層3の膜厚を(絶縁層の総膜厚−10nm)とした。このようにして、絶縁層の総膜厚を変えて、歩留り及び最大電流値を測定した。最大電流値は、絶縁層の総膜厚が60nmの時の値を100として、規格化した。図5より絶縁層の総膜厚が、30nmより薄くなると急激に歩留りが低下していることがわかる。また、規格化された最大電流値は、膜厚が薄くなるほど、大きくなる。このことから、歩留りを高く保つことができる最小の膜厚とすることが好ましい。
This is because even if the insulating layer is made of two layers, the second insulating layer 4 can be insulated by making the film thickness uniform or repairing defects, etc., even in a thin insulating layer where leakage current is likely to occur. It is considered that the yield was increased in order to suppress the leakage current of the layer.
As for the film thickness of the insulating layer, as shown in Example 4, Parylene C is formed as the first insulating layer 3 with a film thickness of 20 nm, and PVP is formed as the second insulating layer 4 by spin coating to 10 nm. When the film thickness was formed, the yield was slightly reduced, but the standardized maximum current value was as high as 1.2 compared to the same material of Example 1. This is presumably because the current value increased from Equation (1), although the leakage current was likely to occur because the total thickness of the insulating layer was reduced. FIG. 5 shows the relationship between the total thickness of the insulating layer, the yield, and the maximum current value. Parylene C was formed as the first insulating layer 3 by a CVD method, and PVP was formed as the second insulating layer 4 by a spin coating method. Regarding the thickness of each insulating layer, the thickness of the second insulating layer 4 was set to 10 nm, and the thickness of the first insulating layer 3 was set to (total thickness of the insulating layers−10 nm). Thus, the yield and the maximum current value were measured while changing the total film thickness of the insulating layer. The maximum current value was normalized by setting the value when the total thickness of the insulating layer is 60 nm as 100. As can be seen from FIG. 5, when the total film thickness of the insulating layer becomes thinner than 30 nm, the yield rapidly decreases. Also, the normalized maximum current value increases as the film thickness decreases. For this reason, it is preferable to set the minimum film thickness that can keep the yield high.

参考として、図6に、従来の構造である、第2の絶縁層4を積層せずにパリレンCのみを用いた場合の絶縁層の総膜厚と歩留り及び最大電流値との関係を示す。図5に示す本発明の実施形態の場合より、膜厚を薄くすると歩留りが低下している。このことから、本発明のように、絶縁層を2層とすることで、膜厚が薄い場合の歩留りを飛躍的に向上できることがわかる。   For reference, FIG. 6 shows the relationship between the total thickness of the insulating layer, the yield, and the maximum current value in the case where only the parylene C is used without laminating the second insulating layer 4, which is a conventional structure. Compared with the embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the yield decreases as the film thickness is reduced. From this, it can be seen that the yield when the film thickness is small can be drastically improved by using two insulating layers as in the present invention.

一方、比較例5に示すように、絶縁層の総膜厚が同じでも、第2の絶縁層4の膜厚を大きくすると、歩留りが50%と低下した。これは、図7に示すように第2の絶縁層4が厚い場合、第1の電極2のエッジ部の形状が第2の絶縁層4によりなまってしまい、その後に第2の電極5、第3の電極6及び第4の電極7を形成する際に、図7(a)に示すように各電極が分離されず、図7(b)に示すように第1の電極2側面上の第2の絶縁層4にまで電極が形成されてしまい、その後のライトエッチングでも各電極を分離することができなくなるため、歩留りが低下したものと考えられる。   On the other hand, as shown in Comparative Example 5, when the thickness of the second insulating layer 4 was increased even when the total thickness of the insulating layer was the same, the yield decreased to 50%. As shown in FIG. 7, when the second insulating layer 4 is thick, the shape of the edge of the first electrode 2 is distorted by the second insulating layer 4, and then the second electrode 5, When the third electrode 6 and the fourth electrode 7 are formed, the respective electrodes are not separated as shown in FIG. 7A, and the first electrode 2 side surface as shown in FIG. It is considered that the yield was lowered because the electrodes were formed up to the second insulating layer 4 and each electrode could not be separated even by the subsequent light etching.

以上のように、本発明にかかる電界効果トランジスタは、歩留りが高く、高ドレイン電流化が可能となるので、有機EL素子等電流駆動型素子の駆動回路基板などの用途にも適用できる。   As described above, the field effect transistor according to the present invention has a high yield and can achieve a high drain current, and therefore can be applied to applications such as a drive circuit board of a current drive type element such as an organic EL element.

本発明の実施の形態に係る電界効果トランジスタの1例を示す図((a)は上面図、(b)はA−A断面における断面図)である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure ((a) is a top view, (b) is sectional drawing in an AA cross section) which shows an example of the field effect transistor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電界効果トランジスタの他の例を示す図((a)は上面図、(b)はA−A断面における断面図)である。It is a figure ((a) is a top view and (b) is a sectional view in an AA section) showing other examples of a field effect transistor concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る電界効果トランジスタの一例の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of an example of the field effect transistor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電界効果トランジスタの第2の絶縁層4による第1の絶縁層3の欠陥修復の概念図である。It is a conceptual diagram of the defect repair of the 1st insulating layer 3 by the 2nd insulating layer 4 of the field effect transistor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る構造における絶縁層の総膜厚と最大電流量及び歩留りの関係を示したものである。3 shows the relationship between the total thickness of the insulating layer, the maximum amount of current, and the yield in the structure according to the embodiment of the present invention. 従来の構造における絶縁層の総膜厚と最大電流量及び歩留りの関係を示したものである。This shows the relationship between the total thickness of the insulating layer, the maximum amount of current, and the yield in the conventional structure. 第2の絶縁層4の厚さによる電極形成の違いを示す概念図である。(a)本発明の実施の形態に係る電界効果トランジスタのライトエッチング後の構造を示す図である。(b)第2絶縁層4が適当でない膜厚である場合のライトエッチング後の構造を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a difference in electrode formation depending on the thickness of a second insulating layer 4. (A) It is a figure which shows the structure after the light etching of the field effect transistor which concerns on embodiment of this invention. (B) It is a conceptual diagram which shows the structure after the light etching in case the 2nd insulating layer 4 is an inappropriate film thickness.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 第1の電極
3 第1の絶縁層
4 第2の絶縁層
5 第2の電極
6 第3の電極
7 第4の電極
8 有機半導体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 1st electrode 3 1st insulating layer 4 2nd insulating layer 5 2nd electrode 6 3rd electrode 7 4th electrode 8 Organic-semiconductor layer

Claims (7)

基板と、
基板上に設けられた第1の電極と、
前記第1の電極表面上に設けられた第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層表面上に設けられた有機材料からなる第2の絶縁層と、
前記第1の電極の上方に位置し、第2の絶縁層上に設けられた第2の電極と、
前記第2の電極と分離されて、前記基板上に、前記第1の絶縁層又は第2の絶縁層を介して、もしくは直接設けられた第3の電極と、
前記第2の電極及び前記第3の電極と接すると共に、前記第1の電極とは前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層を介して絶縁されるように設けられた有機半導体層とを備え、
前記第3の電極の上面は、前記第1の電極の上面よりも低い位置に設けられると共に、
前記第2の絶縁層の膜厚が、前記第1の絶縁層の膜厚よりも薄いことを特徴とする電界効果トランジスタ。
A substrate,
A first electrode provided on a substrate;
A first insulating layer provided on the surface of the first electrode;
A second insulating layer made of an organic material provided on the surface of the first insulating layer;
A second electrode located above the first electrode and provided on a second insulating layer;
A third electrode separated from the second electrode and provided on the substrate via the first insulating layer or the second insulating layer or directly;
An organic semiconductor layer provided in contact with the second electrode and the third electrode and insulated from the first electrode via the first insulating layer and the second insulating layer; With
The upper surface of the third electrode is provided at a position lower than the upper surface of the first electrode,
2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the thickness of the second insulating layer is smaller than the thickness of the first insulating layer.
前記第2の絶縁層が、湿式法により形成されることを特徴とする請求項1に記載の電界効果トランジスタ。 The field effect transistor according to claim 1, wherein the second insulating layer is formed by a wet method. 前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層の膜厚の和が30nm以上、200nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電界効果トランジスタ。 3. The field effect transistor according to claim 1, wherein a sum of thicknesses of the first insulating layer and the second insulating layer is 30 nm or more and 200 nm or less. 前記第2の絶縁層の膜厚が10nm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。 The field effect transistor according to claim 1, wherein the second insulating layer has a thickness of 10 nm or less. 前記第1の絶縁層が、有機材料により構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。 The field effect transistor according to claim 1, wherein the first insulating layer is made of an organic material. 基板上に第1の電極を形成する工程と、
前記第1の電極表面上に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層表面上に第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の電極の上方に位置する第2の絶縁層上に第2の電極を形成すると同時に、
前記第2の電極と分離するように、第3の電極を形成する工程と、
前記第2の電極及び第3の電極と接すると共に、第1の電極とは前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層を介して絶縁されるように有機半導体層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
Forming a first electrode on a substrate;
Forming a first insulating layer on the surface of the first electrode;
Forming a second insulating layer on the surface of the first insulating layer;
Simultaneously forming the second electrode on the second insulating layer located above the first electrode;
Forming a third electrode so as to be separated from the second electrode;
Forming an organic semiconductor layer so as to be in contact with the second electrode and the third electrode and insulated from the first electrode via the first insulating layer and the second insulating layer;
A method of manufacturing a field effect transistor comprising:
前記第2の絶縁層を形成する工程が、湿式法により行われることを特徴とする請求項6に記載の電界効果トランジスタの製造方法。

The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 6, wherein the step of forming the second insulating layer is performed by a wet method.

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