JP2009277758A - Method of manufacturing organic transistor - Google Patents

Method of manufacturing organic transistor Download PDF

Info

Publication number
JP2009277758A
JP2009277758A JP2008125705A JP2008125705A JP2009277758A JP 2009277758 A JP2009277758 A JP 2009277758A JP 2008125705 A JP2008125705 A JP 2008125705A JP 2008125705 A JP2008125705 A JP 2008125705A JP 2009277758 A JP2009277758 A JP 2009277758A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
gate insulating
forming
organic
organic transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008125705A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Saori Yamazaki
沙織 山▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co Ltd filed Critical Citizen Holdings Co Ltd
Priority to JP2008125705A priority Critical patent/JP2009277758A/en
Publication of JP2009277758A publication Critical patent/JP2009277758A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic field-effect transistor which is small in secular change of electric characteristics. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the organic transistor includes steps of: forming a gate electrode 3 on a polymer substrate 2; forming a gate insulating layer 4 to cover the gate electrode 3; and forming an organic semiconductor layer 5 on the gate insulating layer 4, and also includes a step of carrying out a heat treatment under a vacuum before the step of forming the organic semiconductor layer 5. It is preferred that the step of forming the gate insulating layer 4 includes a step of coating the gate electrode 3 with a solution to form the gate insulating layer 4 and curing the solution into the gate insulating layer 4, and the step of carrying out the heat treatment under a vacuum is performed after the step of forming the gate insulating layer 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機トランジスタの製造方法に関し、有機トランジスタの電気特性の経時劣化抑制に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an organic transistor, and relates to suppression of deterioration over time of electrical characteristics of the organic transistor.

近年、有機半導体をチャネル層に利用した有機電界効果トランジスタ(または有機トランジスタ、以下有機FETと称す。)が大変な注目を集めている。有機FETは、シリコンなど無機半導体をチャネルとした従来型の電界効果トランジスタと比べると低コストプロセスで、大面積で、機械的にフレキシブルであるという特徴を有する。しかしながら、このような有機半導体を用いた素子は、無機半導体の素子と比較して、一般に駆動安定性が悪いことが知られている。   In recent years, organic field effect transistors (or organic transistors, hereinafter referred to as organic FETs) using organic semiconductors as channel layers have attracted a great deal of attention. Organic FETs are characterized by a low-cost process, a large area, and mechanical flexibility compared to conventional field effect transistors using an inorganic semiconductor such as silicon as a channel. However, it is known that an element using such an organic semiconductor generally has poor driving stability as compared with an inorganic semiconductor element.

有機FETの性能を評価する指標の一つにオン・オフ比が挙げられる。オン・オフ比というのは、オン時のドレイン電流値とオフ時のドレイン電流値の比であるが、通常の有機FETでは、オン・オフ比は少なくとも10以上であることが好ましい。またオン電流は10−6A以上が好ましく、オフ電流は10−9A以下が好ましい。しかし、有機FETを用いた素子、特に塗布プロセスを用いて作成した素子は、オン・オフ比が小さくなってしまうという問題があった。またオン・オフ比が、時間の経過と共に減少することも知られている(例えば、非特許文献1参照。)。 One of the indicators for evaluating the performance of organic FETs is the on / off ratio. The on / off ratio is the ratio of the drain current value at the on time to the drain current value at the off time. In a normal organic FET, the on / off ratio is preferably at least 10 3 or more. The on-current is preferably 10 −6 A or more, and the off-current is preferably 10 −9 A or less. However, an element using an organic FET, particularly an element formed by using a coating process has a problem that the on / off ratio becomes small. It is also known that the on / off ratio decreases with time (see, for example, Non-Patent Document 1).

このように駆動安定性が悪い原因のひとつとしては、有機FETの材料が酸素や水の影響を受け、劣化しやすいことが挙げられる。そこで酸素や水の影響を受けないように、有機FETを製造した後、さらに保護層を形成し、大気中に含まれる酸素や水の影響を受けにくくしたり、さらに保護層形成後に有機FET全体を熱処理したりして駆動安定性を得る試みがなされている(例えば、特許文献1。)。   One of the causes of such poor driving stability is that the material of the organic FET is susceptible to deterioration due to the influence of oxygen and water. Therefore, after manufacturing the organic FET so that it is not affected by oxygen or water, a protective layer is further formed to make it less susceptible to the effects of oxygen and water contained in the atmosphere. Attempts have been made to obtain driving stability by heat-treating (for example, Patent Document 1).

特開2007−12986号公報(第9頁)JP 2007-12986 A (page 9) Meyoung Ju Joung、「The application of soluble and regioregular poly(3−hexylthiophene) for organic thin film transistor」、Synthetic Metals、ELSEVIER、2005年2月28日、第149巻、p.73−77Maying Ju Jung, “The application of soluble and regional poly (3-hexylthiophene) for organic thin film transistor, May, 28th, Synthetic EL Met. 73-77

しかしながら、基板にプラスチックなどの高分子基板を用いた場合、保護層を形成後の熱処理では、基板中に含まれる酸素や水分は除去できない点が問題であった。また、有機FET形成後に熱処理をすることで、有機FET中の有機半導体層が熱によるダメージを受け、移動度などの電気特性が悪くなってしまうことも問題であった。   However, when a polymer substrate such as plastic is used as the substrate, there is a problem that oxygen and moisture contained in the substrate cannot be removed by the heat treatment after forming the protective layer. Another problem is that the heat treatment after the formation of the organic FET causes the organic semiconductor layer in the organic FET to be damaged by heat, resulting in poor electrical characteristics such as mobility.

本発明の製造方法は電気特性における経時劣化の少ない有機FETを提供することを目的とする。   An object of the manufacturing method of the present invention is to provide an organic FET with little deterioration over time in electrical characteristics.

そこで、本発明は以下の製造方法を採用する。高分子基板にゲート電極を形成する工程と、ゲート電極を覆うように、ゲート絶縁層を形成する工程と、ゲート絶縁層の上に有機半導体層を形成する工程と、有機半導体層の上にソース及びドレイン電極を形成する工程
を備える有機トランジスタの製造方法であって、有機半導体層を形成する工程の前に、真空中で熱処理を行う工程を有することを特徴とする。
Therefore, the present invention employs the following manufacturing method. Forming a gate electrode on the polymer substrate; forming a gate insulating layer so as to cover the gate electrode; forming an organic semiconductor layer on the gate insulating layer; and source on the organic semiconductor layer And a method of manufacturing an organic transistor including a step of forming a drain electrode, the method including a step of performing a heat treatment in a vacuum before the step of forming an organic semiconductor layer.

また、ゲート絶縁層を形成する工程では、ゲート絶縁層となる溶液をゲート電極上に塗布し、溶液を硬化してゲート絶縁層とする工程を備え、真空中で熱処理を行う工程は、このゲート絶縁層を形成する工程の後に行うことを特徴とする。   The step of forming the gate insulating layer includes a step of applying a solution to be the gate insulating layer on the gate electrode and curing the solution to form a gate insulating layer. It is characterized by being performed after the step of forming the insulating layer.

また、熱処理の温度が180℃以下であることを特徴とする。また真空中で熱処理を行う工程は、6時間以上行うことを特徴とする。   The heat treatment temperature is 180 ° C. or lower. Further, the step of performing the heat treatment in vacuum is characterized by being performed for 6 hours or more.

本発明の有機トランジスタによれば、高分子基板上にゲート絶縁層を形成後に、前記高分子基板と前記ゲート絶縁層を熱処理することにより、オン・オフ比の経時劣化を抑制することができる。このように、有機半導体層を形成する前に熱処理することによって、高分子基材が含む酸素や水などは充分に除去し、なおかつ有機半導体層への、熱のダメージを与えずに、有機半導体の移動度及びオン・オフ比の改善、ドリフトの抑制等の特性を維持・改善することができ、より安定した有機トランジスタの駆動安定性を得ることができる。   According to the organic transistor of the present invention, after the gate insulating layer is formed on the polymer substrate, the deterioration of the on / off ratio with time can be suppressed by heat-treating the polymer substrate and the gate insulating layer. In this way, by performing heat treatment before forming the organic semiconductor layer, the oxygen or water contained in the polymer base material is sufficiently removed, and the organic semiconductor layer is not damaged without heat damage. It is possible to maintain and improve characteristics such as improvement in mobility and on / off ratio and suppression of drift, and more stable driving stability of the organic transistor can be obtained.

さらに、高分子基板に含まれる酸素や水を充分に除去できるので、低いオフ電流を実現し、なおかつ有機半導体層への熱のダメージを与えないことで高いオン電流を有した有機トランジスタを得ることができる。   Furthermore, since oxygen and water contained in the polymer substrate can be sufficiently removed, a low off-current can be realized, and an organic transistor having a high on-current can be obtained without causing thermal damage to the organic semiconductor layer. Can do.

以下、本発明のその他の特徴及び利点について詳述するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。図1は、本発明の有機半導体装置(有機トランジスタ)の構成を示した概略断面図である。   Hereinafter, the other features and advantages of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. . FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an organic semiconductor device (organic transistor) of the present invention.

図1に示したように、本発明の有機トランジスタ1は、高分子基板2の表面に、ゲート電極3、ゲート絶縁層4、有機半導体層5、ソース電極6及びドレイン電極7を有するものであり、この構成は従来の有機FETと同様である。   As shown in FIG. 1, the organic transistor 1 of the present invention has a gate electrode 3, a gate insulating layer 4, an organic semiconductor layer 5, a source electrode 6 and a drain electrode 7 on the surface of a polymer substrate 2. This configuration is the same as that of a conventional organic FET.

高分子基板2は、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの耐熱性高分子材料から構成することができる。特に、市販されている上記高分子材料フィルムを直接的に基板として用いることができる。   The polymer substrate 2 can be composed of a heat resistant polymer material such as polycarbonate, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET). In particular, the polymer material film that is commercially available can be used directly as a substrate.

次に、有機トランジスタの製造方法について、同じく図1を用いて説明する。最初に、高分子基板2にゲート電極3を形成する。ゲート電極3は、金属及び導電性有機材料の少なくとも一種を用いて形成すればよい。金属膜を形成する場合には、蒸着やスパッタリング等の既存の真空成膜法を用いればよく、マスク成膜法やフォトリソグラフ法等により電極形状の形成を行うことができる。このとき用いる電極形成用の材料としては、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属、これら金属を用いた合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物(ITO)、インジウム・亜鉛酸化物(IZO)等の無機材料が挙げられる。また、これらの材料は2種以上を併用してもよい。   Next, a method for manufacturing an organic transistor will be described with reference to FIG. First, the gate electrode 3 is formed on the polymer substrate 2. The gate electrode 3 may be formed using at least one of a metal and a conductive organic material. In the case of forming a metal film, an existing vacuum film formation method such as vapor deposition or sputtering may be used, and the electrode shape can be formed by a mask film formation method or a photolithographic method. The electrode forming material used at this time is a metal such as gold, platinum, chromium, palladium, aluminum, indium, molybdenum, nickel, an alloy using these metals, polysilicon, amorphous silicon, tin oxide, indium oxide, Examples thereof include inorganic materials such as indium / tin oxide (ITO) and indium / zinc oxide (IZO). Two or more of these materials may be used in combination.

また、導電性有機材料を用いて電極を形成する場合には、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性インキを塗布して電極とすることができる。この場合の電極の形成は、有機
材料を基材上に塗布、乾燥させることで行うことができるため、安価で簡便に行うことができる。塗布する方法としては、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、転写法、インクジェット法等が挙げられる。
In the case of forming an electrode using a conductive organic material, a conductive ink such as polyaniline or polythiophene can be applied to form an electrode. In this case, the electrode can be formed by applying an organic material on a substrate and drying it, so that it can be easily and inexpensively performed. Examples of the application method include a spin coating method, a casting method, a pulling method, a transfer method, and an ink jet method.

次いで、ゲート電極3を覆うようにしてゲート絶縁層4を形成する。ゲート絶縁層4は、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリイミド、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレートなどの溶液をスピンコートして塗布した後、電子オーブンなど加熱硬化して形成する。このように溶液を塗布して形成する方法を以下、溶液法と称する。   Next, a gate insulating layer 4 is formed so as to cover the gate electrode 3. The gate insulating layer 4 is formed by spin-coating and applying a solution of polymethylsilsesquioxane, polyimide, polyvinylphenol, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, and the like, followed by heat curing such as an electronic oven. Hereinafter, the method of forming the solution by applying the solution is referred to as a solution method.

また、ポリパラキシリレンなど、化学蒸着法によりゲート絶縁層を形成しても良い。   Alternatively, the gate insulating layer may be formed by a chemical vapor deposition method such as polyparaxylylene.

さらに、上記ゲート絶縁層4を形成した後、上記高分子基板2と上記ゲート絶縁層を真空中で熱処理した。熱処理(アニーリング処理)は、真空中で50〜100℃で1分〜20時間加熱処理して行えばよく、70〜100℃で6〜12時間の加熱処理を行うことが特に好ましい。   Further, after the gate insulating layer 4 was formed, the polymer substrate 2 and the gate insulating layer were heat-treated in a vacuum. The heat treatment (annealing treatment) may be performed by heat treatment at 50 to 100 ° C. for 1 minute to 20 hours in a vacuum, and it is particularly preferable to perform heat treatment at 70 to 100 ° C. for 6 to 12 hours.

特に、ゲート絶縁層を溶液法で形成した場合は、高分子基板がゲート絶縁層の形成中に水分を吸収してしまうので、この水分を除去するため、ゲート絶縁層形成後に真空中で熱処理を行う工程を行うことが好ましい。しかしながら、ゲート絶縁層の形成に溶液法を用いない場合、例えば蒸着法を用いて形成する場合には、ゲート絶縁層を形成する際に、高分子基板が水分を吸収してしまうことがないので、ゲート絶縁層を形成する前に真空中で熱処理工程を行い、高分子基板中にあらかじめ含まれている水分を除去してしまっても同様な効果が得られる。例えば、ゲート電極形成前に高分子基板のみを真空中で熱処理を行う、あるいはゲート電極形成後、ゲート電極と高分子基板とを真空中で熱処理を行うことで、高分子基板中の水分を除去することが可能である。よって、真空中で熱処理を行う工程は、次の有機半導体層を形成する工程の前であればよい。   In particular, when the gate insulating layer is formed by a solution method, the polymer substrate absorbs moisture during the formation of the gate insulating layer. Therefore, heat treatment is performed in vacuum after the gate insulating layer is formed in order to remove this moisture. It is preferable to perform the process to perform. However, when the solution method is not used for forming the gate insulating layer, for example, when the gate insulating layer is formed using the vapor deposition method, the polymer substrate does not absorb moisture when the gate insulating layer is formed. Even if a heat treatment step is performed in vacuum before forming the gate insulating layer to remove moisture previously contained in the polymer substrate, the same effect can be obtained. For example, only the polymer substrate is heat-treated in a vacuum before forming the gate electrode, or after the gate electrode is formed, the gate electrode and the polymer substrate are heat-treated in a vacuum to remove moisture in the polymer substrate. Is possible. Therefore, the step of performing the heat treatment in a vacuum may be performed before the step of forming the next organic semiconductor layer.

次に有機半導体層5を形成する。有機半導体層5は、公知の有機半導体材料を用いて形成された層であればよく、この有機半導体材料としては、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物、電荷移動錯体等の材料からなるのが好ましい。具体的な材料としては、ペンタセン、中心ベンゼン環の間にビシクロ環を導入したペンタセン誘導体、テトラセン、アントラセン、チオフェンオリゴマー誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等が挙げられるが、これらの材料に限定されるものではない。   Next, the organic semiconductor layer 5 is formed. The organic semiconductor layer 5 may be a layer formed using a known organic semiconductor material. Examples of the organic semiconductor material include π-electron conjugated aromatic compounds, chain compounds, organic pigments, organic silicon compounds, It is preferably made of a material such as a charge transfer complex. Specific materials include pentacene, a pentacene derivative having a bicyclo ring introduced between the central benzene rings, tetracene, anthracene, thiophene oligomer derivative, phenylene derivative, phthalocyanine derivative, polyacetylene derivative, polythiophene derivative, cyanine dye, and the like. However, the present invention is not limited to these materials.

次に、有機半導体層5の上にソース電極6及びドレイン電極7を形成する。有機半導体層5に用いられる公知の電極であれば特に限定されずに用いることができるが、ほとんどの有機半導体が、電荷を輸送するキャリアがホールであるP型半導体であることから、半導体層とオーミック接触をとるために、仕事関数の大きい金属で形成されることが好ましい。具体的には、例えば、金、白金が挙げられる。   Next, the source electrode 6 and the drain electrode 7 are formed on the organic semiconductor layer 5. Any known electrode can be used as long as it is a known electrode used for the organic semiconductor layer 5, but most organic semiconductors are P-type semiconductors in which carriers for transporting charges are holes. In order to make ohmic contact, it is preferable to form the metal with a high work function. Specific examples include gold and platinum.

ここでいう仕事関数とは、固体中の電子を外部に取り出すのに必要な電位差であり、真空準位とフェルミ準位のエネルギー差を電荷量で割った値として定義される。また、半導体層表面にドーパントを高密度にドープした場合は、金属/半導体間をキャリアがトンネルすることが可能となり、金属の材質によらなくなるため、ゲート電極で挙げた金属材料又は導電性有機材料も用いることができる。   The work function here is a potential difference necessary for taking out electrons in the solid to the outside, and is defined as a value obtained by dividing the energy difference between the vacuum level and the Fermi level by the amount of charge. In addition, when a dopant is densely doped on the surface of the semiconductor layer, carriers can tunnel between the metal and the semiconductor and do not depend on the metal material. Therefore, the metal material or the conductive organic material mentioned for the gate electrode Can also be used.

本発明の有機トランジスタの製造方法について、先の図1に基づいて、詳細に説明する
。高分子基板1として、厚さ120μmのポリカーボネート基材を用いた。基板上に形成された抵抗率30Ω/cmのインジウム・亜鉛酸化物(IZO)を、フォトリソグラフィによりパターンニングすることによりゲート電極3層を形成した。さらに、ポリメチルシルセスキオキサン溶液をスピンコート塗布し、70℃で60分間加熱させたのち、150℃60分間加熱することにより、ポリシルセスキオキサン膜を形成しゲート絶縁層4を得た。
The manufacturing method of the organic transistor of this invention is demonstrated in detail based on previous FIG. A polycarbonate substrate having a thickness of 120 μm was used as the polymer substrate 1. Three layers of gate electrodes were formed by patterning indium zinc oxide (IZO) having a resistivity of 30 Ω / cm 2 formed on the substrate by photolithography. Further, a polymethylsilsesquioxane solution was applied by spin coating, heated at 70 ° C. for 60 minutes, and then heated at 150 ° C. for 60 minutes to form a polysilsesquioxane film to obtain a gate insulating layer 4. .

上記ゲート絶縁層4形成後に、上記ポリカーボネート基板、およびゲート電極層、およびゲート絶縁層を100℃で、3時間真空中で熱処理を行った。   After the formation of the gate insulating layer 4, the polycarbonate substrate, the gate electrode layer, and the gate insulating layer were heat-treated at 100 ° C. for 3 hours in a vacuum.

次いで、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)溶液をスピンコート塗布し、膜厚200nmの有機半導体層5とし、最後に、メタルマスクを通して膜厚30nmの金を蒸着してソース・ドレイン電極(6、7)層を形成し、70℃で、1時間真空中で熱処理を行って有機トランジスタ1を製造した。この有機トランジスタのチャンネル長Lは200μm、幅Wは48mmであった。   Next, a poly (3-hexylthiophene) solution is spin-coated to form an organic semiconductor layer 5 having a thickness of 200 nm. Finally, gold having a thickness of 30 nm is deposited through a metal mask to form source / drain electrodes (6, 7). A layer was formed, and heat treatment was performed in vacuum at 70 ° C. for 1 hour to manufacture an organic transistor 1. The organic transistor had a channel length L of 200 μm and a width W of 48 mm.

本実施例で製造した有機トランジスタを窒素雰囲気中に放置し、特性の経時変化を調べた。試験を行ったときのオン・オフ比の変化を図2aに、オン電流及びオフ電流のドレイン電流の変化を図2bに示した。本実施例の結果を100℃3hとして、図2aでは白四角(□)の実線で示し、図2bでは、オン電流を白四角(□)の実線で、オフ電流を黒四角(■)の実線で示す。図2aに図示するように、オン・オフ比は作製から時間が経過してもほぼ一定の値となり、10〜10の良好な値を得た。また、図2bで図示するように、オン電流値は、10−6〜10−5Aの高い値で保持し、オフ電流は、10−9〜10−8Aの低い値で保持することができた。 The organic transistor produced in this example was left in a nitrogen atmosphere, and the change with time of the characteristics was examined. FIG. 2a shows the change in the on / off ratio when the test was performed, and FIG. The result of this example is 100 ° C. for 3 hours, and is shown by a solid white square (□) line in FIG. 2A, and in FIG. It shows with. As shown in FIG. 2 a, the on / off ratio became a substantially constant value even after a lapse of time, and good values of 10 3 to 10 4 were obtained. Further, as illustrated in FIG. 2b, the on-current value can be held at a high value of 10 −6 to 10 −5 A, and the off-current value can be held at a low value of 10 −9 to 10 −8 A. did it.

ゲート絶縁層形成後の真空中で熱処理する工程を6時間行った以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機トランジスタを作製した。   An organic transistor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment in vacuum after forming the gate insulating layer was performed for 6 hours.

本実施例の結果を100℃6hとして、図2aでは白三角(△)の実線で示し、図2bでは、オン電流を白三角(△)の実線で、オフ電流を黒三角(▲)の実線で示す。図2aに図示するように、オン・オフ比は作製から時間が経過してもほぼ一定の値となり、10〜10の良好な値を得た。特に実施例1に比べ、わずかながら高い値を得ることができた。また、図2bで図示するように、オン電流値は高い値で保持し、オフ電流は低い値で保持することができた。 In FIG. 2a, the result of this example is 100 ° C. 6h, and the solid line of the white triangle (Δ) is shown in FIG. 2B. In FIG. It shows with. As shown in FIG. 2 a, the on / off ratio became a substantially constant value even after a lapse of time, and good values of 10 3 to 10 4 were obtained. In particular, compared with Example 1, a slightly high value could be obtained. Further, as shown in FIG. 2b, the on-current value was kept at a high value, and the off-current was kept at a low value.

ゲート絶縁層形成後の真空中で熱処理する工程を12時間行った以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機トランジスタを作製した。   An organic transistor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment in vacuum after forming the gate insulating layer was performed for 12 hours.

本実施例の結果を100℃12hとして、図2aでは白丸(○)の実線で示し、図2bでは、オン電流を白丸(○)の実線で、オフ電流を黒丸(●)の実線で示す。図2aに図示するように、オン・オフ比は作製から時間が経過してもほぼ一定の値となり、10〜10の良好な値を得た。実施例2と同様、実施例1に比べ、わずかながら高い値を得ることができた。また、図2bで図示するように、オン電流値は高い値で保持し、オフ電流は低い値で保持することができた。得られた有機トランジスタ単体の性能は、室温(25℃)でゲート電極に−80Vの電圧を印加したとき、移動度 3×10−3cm/Vs、オン・オフ比は10以上であり良好な値となった。 In FIG. 2a, the result of the present example is 100 ° C. 12h, and in FIG. 2a, the solid line is indicated by a white circle (◯). In FIG. As shown in FIG. 2 a, the on / off ratio became a substantially constant value even after a lapse of time, and good values of 10 3 to 10 4 were obtained. Similar to Example 2, a slightly higher value was obtained compared to Example 1. Further, as shown in FIG. 2b, the on-current value was kept at a high value, and the off-current was kept at a low value. The performance of the obtained organic transistor is as follows: when a voltage of −80 V is applied to the gate electrode at room temperature (25 ° C.), the mobility is 3 × 10 −3 cm 2 / Vs, and the on / off ratio is 10 3 or more. Good value.

このように、実施例2および実施例3で製造した有機トランジスタは、実施例1で製造
した有機トランジスタよりも、わずかながらオン・オフ比の値が高く良好であることが分かった。この結果より、ゲート絶縁層形成後の真空中の熱処理は6時間以上行うことが、より好ましい。
Thus, it was found that the organic transistors manufactured in Example 2 and Example 3 were slightly higher in the on / off ratio than the organic transistor manufactured in Example 1. From this result, it is more preferable that the heat treatment in vacuum after forming the gate insulating layer is performed for 6 hours or more.

(比較例)
実施例1から3で行ったゲート絶縁層形成後の真空中の熱処理を行わず、それ以外の操作は実施例1と同様にして有機トランジスタを作製した。ただし、得られた有機トランジスタを窒素雰囲気中に6日間放置したのち、作製後6日目に有機トランジスタ全体を100℃で12時間、真空中で熱処理した。そして、特性の経時変化を調べ、オン・オフ比の変化を図3aに、オン電流及びオフ電流のドレイン電流の変化を図3bに示した。
(Comparative example)
An organic transistor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment in vacuum after forming the gate insulating layer in Examples 1 to 3 was not performed. However, after the obtained organic transistor was left in a nitrogen atmosphere for 6 days, the entire organic transistor was heat-treated in vacuum at 100 ° C. for 12 hours on the 6th day after production. Then, the change with time of the characteristics was examined, and the change of the on / off ratio was shown in FIG.

図3aに図示するように、6日目に真空中で熱処理を行ってからオン・オフ比は10〜10の値まで回復したが、図3bに図示するように、オン電流の値が、10−7〜10−6Aと低くなってしまった。このように、オン電流の値が低いと有機トランジスタの性能として、高電圧値が必要となり、流れる電流量が少なくなってしまった。 As shown in FIG. 3a, the on / off ratio recovered to a value of 10 3 to 10 4 after performing the heat treatment in the vacuum on the sixth day, but as shown in FIG. It became low with 10 < -7 > -10 <-6> A. Thus, when the value of the on-current is low, a high voltage value is required as the performance of the organic transistor, and the amount of flowing current is reduced.

これらの結果より、有機トランジスタ作製後の熱処理では、オン・オフ比の改善は見られるものの、オン電流値が低下し、有機トランジスタの特性が低下することがわかった。よって真空中で熱処理を行う工程は、有機半導体層形成前に行うことがよいことが明らかになった。また、溶液法でゲート絶縁層形成した場合には、ゲート絶縁層形成後に行うことが、より好ましいことが分かった。   From these results, it was found that, although the on / off ratio was improved in the heat treatment after the organic transistor was produced, the on-current value was lowered and the characteristics of the organic transistor were lowered. Therefore, it has become clear that the step of performing the heat treatment in vacuum is preferably performed before the formation of the organic semiconductor layer. Further, it has been found that when the gate insulating layer is formed by a solution method, it is more preferable to carry out after the gate insulating layer is formed.

本発明の有機トランジスタを断面図である。It is sectional drawing of the organic transistor of this invention. 実施例の有機トランジスタを作製してからの時間とオン・オフ比との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the time after producing the organic transistor of an Example, and ON / OFF ratio. 実施例の有機トランジスタを作製してからの時間と、オン電流及びオフ電流との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the time after producing the organic transistor of an Example, and the relationship between an ON current and an OFF current. 比較例の有機トランジスタを作製してからの時間とオン・オフ比との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the time after producing the organic transistor of a comparative example, and ON / OFF ratio. 比較例の有機トランジスタを作製してからの時間と、オン電流及びオフ電流の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the time after producing the organic transistor of a comparative example, and the relationship of on current and off current.

符号の説明Explanation of symbols

1 有機トランジスタ
2 高分子基板
3 ゲート電極
4 ゲート絶縁層
5 有機半導体層
6 ソース電極
7 ドレイン電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic transistor 2 Polymer substrate 3 Gate electrode 4 Gate insulating layer 5 Organic semiconductor layer 6 Source electrode 7 Drain electrode

Claims (4)

高分子基板にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極を覆うように、ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層の上に有機半導体層を形成する工程と、
を備える有機トランジスタの製造方法であって、
前記有機半導体層を形成する工程の前に、真空中で熱処理を行う工程を有することを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
Forming a gate electrode on the polymer substrate;
Forming a gate insulating layer so as to cover the gate electrode;
Forming an organic semiconductor layer on the gate insulating layer;
A method for producing an organic transistor comprising:
A method for producing an organic transistor, comprising a step of performing a heat treatment in a vacuum before the step of forming the organic semiconductor layer.
前記ゲート絶縁層を形成する工程では、前記ゲート絶縁層となる溶液を前記ゲート電極上に塗布し、前記溶液を硬化して前記ゲート絶縁層とする工程を備え、
前記真空中で熱処理を行う工程は、前記ゲート絶縁層を形成する工程の後に行うことを特徴とする請求項1に記載の有機トランジスタの製造方法。
The step of forming the gate insulating layer includes a step of applying a solution to be the gate insulating layer on the gate electrode, curing the solution to form the gate insulating layer,
The method of manufacturing an organic transistor according to claim 1, wherein the step of performing the heat treatment in vacuum is performed after the step of forming the gate insulating layer.
前記熱処理の温度が180℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機トランジスタの製造方法。   The temperature of the said heat processing is 180 degrees C or less, The manufacturing method of the organic transistor of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記真空中で熱処理を行う工程は、6時間以上行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の有機トランジスタの製造方法。   The method for producing an organic transistor according to any one of claims 1 to 3, wherein the step of performing the heat treatment in vacuum is performed for 6 hours or more.
JP2008125705A 2008-05-13 2008-05-13 Method of manufacturing organic transistor Pending JP2009277758A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008125705A JP2009277758A (en) 2008-05-13 2008-05-13 Method of manufacturing organic transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008125705A JP2009277758A (en) 2008-05-13 2008-05-13 Method of manufacturing organic transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009277758A true JP2009277758A (en) 2009-11-26

Family

ID=41442940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008125705A Pending JP2009277758A (en) 2008-05-13 2008-05-13 Method of manufacturing organic transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009277758A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5323299B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor array panel using organic semiconductor
JP5811640B2 (en) Electronic device and semiconductor device manufacturing method
Dao et al. Organic nonvolatile memory transistors based on fullerene and an electron-trapping polymer
US20110186830A1 (en) Method of Making Organic Thin Film Transistors Using a Laser Induced Thermal Transfer Printing Process
JP2004006476A (en) Vertical type organic transistor
JP2008535218A (en) Polymer gate dielectric for thin film transistors
Ha et al. Device architectures for improved amorphous polymer semiconductor thin-film transistors
Saudari et al. Device configurations for ambipolar transport in flexible, pentacene transistors
CN107408510B (en) Thin film transistor, method for manufacturing thin film transistor, and image display device using thin film transistor
CN1757124B (en) Method of manufacturing an electronic arrangement
Koiwai et al. Effects of film morphology on ambipolar transport in top-gate-type organic field-effect transistors using poly (9, 9-dioctylfluorene-co-bithiophene)
JP2004266267A (en) Organic semiconductor field effect transistor with protective layer and manufacturing method therefor
JP6191235B2 (en) Organic transistor and manufacturing method thereof
JP5403614B2 (en) Multi-channel self-aligned transistor by double self-aligned process and method of manufacturing the same
JP2006060169A (en) Field effect transistor and method for manufacturing same
WO2014086778A1 (en) Carbon nanotube material, devices and methods
KR100666760B1 (en) Nonvolatile memory organic thin film transistor and its fabrication methods
JP2009277758A (en) Method of manufacturing organic transistor
Borthakur et al. Performance enhancement of top contact pentacene-based organic thin-film transistor (OTFT) using perylene interlayer between organic/electrode interface
WO2010095526A1 (en) Method for controlling threshold voltage in organic field-effect transistor
Chen et al. Air stable complementary polymer circuits fabricated in ambient condition by inkjet printing
Yoon et al. Facile photo-patterning of source and drain electrodes with photo-sensitive polyimide for organic thin-film transistors
US20160056395A1 (en) Transistor and method for manufacturing the same
JP2010219457A (en) Organic transistor and method for manufacturing the same
JP5737849B2 (en) Organic semiconductor film manufacturing method and organic transistor