JP2010182920A - 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゲート絶縁膜上にアルキル鎖との親和性が高いポリマー薄膜を介して環状アルキル基部位を有する低分子系有機半導体からなるチャンネル領域を有する有機薄膜トランジスタ及びその製造方法である。
【選択図】図1
Description
また有機半導体のその他の利点として、薄膜を用いた大面積の電子装置を作ることが容易であること、製造工程に高温プロセスを必要としないことからプラスチック基板上への形成が可能であること、機械的な折り曲げに対し素子特性を劣化させないなどの特性を持つため、シリコン半導体装置では不可能な、大面積で機械的にフレキシブルな電子装置を製造することが可能である点が挙げられる。
同一の有機半導体材料を使用したとしても、薄膜製造方法や基板の表面状態によって、多結晶薄膜内の微結晶のサイズ、充填率、結晶構造、微結晶間の結合性などの膜質は大きく異なり、結果として有機半導体装置の性能は決定的に左右される。高性能な有機薄膜トランジスタを得るためには、材料自体が高い性能を有することが必要なだけでなく、各材料に適した薄膜の製造方法を見出すことが不可欠である。
ペンタセン薄膜トランジスタにおいては、未処理基板で作製した場合の移動度は0.1cm2/Vsに留まるが、薄膜成長する基板の撥水性を向上させることで、移動度が1〜2cm2/Vs程度へと大きく改善する。
そしてHMTTF単結晶トランジスタにおいては10cm2/Vsを超える移動度が報告されており(非特許文献1参照)高い潜在能力を有するが、HMDS処理やOTS処理したシリコン酸化膜表面上に薄膜を成長させる方法では、0.08cm2/Vs程度に止まっている。またこの場合には、基板上での薄膜の被覆率(充填率)も低いため、良好な再現性の結果を得ることは困難である。HMTTFの高い潜在力を利用するためには、微結晶のサイズが大きくかつ充填率の高い良質な薄膜を構築することが不可欠である。
(1)ゲート絶縁膜上にアルキル鎖との親和性が高いポリマー薄膜を介して環状アルキル基部位を有する低分子系有機半導体からなるチャンネル領域を有する有機薄膜トランジスタ。
(2)上記低分子系有機半導体は、HMTTFであることを特徴とする(1)に記載の有機薄膜トランジスタ。
(3)上記ポリマー薄膜は、ポリスチレン、ポリカーボネート、PMMA、PVA、ポリエチレン、ポリプロピレンのいずれかであることを特徴とする(1)又は(2)に記載の有機薄膜トランジスタ。
(4)ゲート絶縁膜を構成するシリコン酸化膜上にトルエンに溶解したアルキル鎖との親和性が高いポリマー溶液を塗布してポリマー薄膜を形成する工程及び該ポリマー薄膜上に環状アルキル基部位を有しチャンネル領域を構成する低分子系有機半導体膜を形成する工程を含む有機薄膜トランジスタの製造方法。
(5)ゲート絶縁膜を構成するシリコン酸化膜上にトルエンに溶解したポリスチレン溶液を塗布してポリマー薄膜を形成する工程及び該ポリマー薄膜上にHMTTF有機半導体膜を形成する工程を含む有機薄膜トランジスタの製造方法。
2 有機半導体
3 ポリマー薄膜
4 シリコン酸化膜
5 ゲート電極
図1に本発明に係る有機薄膜トランジスタの断面構造模式図を示す。ゲート電極5を構成する基板上にゲート絶縁膜を構成する300〜500nm厚のシリコン酸化膜4及び4nm厚のポリマー薄膜3を介して有機半導体であるHMTTF膜が積層され、その両端にソース電極、ドレイン電極を構成する電極1が形成されて有機薄膜トランジスが構成されている。
図1におけるポリマー薄膜3は、ポリスチレン薄膜である。
移動度μは、以下の式より算出される。
IDS=(WCi/2L)μ(VG−V0)2
但し、Ci は絶縁容量、10nF/cm2 、VG はゲート電圧、IDSはソースドレイン電流、V0 は外挿されたしきい値電圧である。
上記の式より、ポリスチレン薄膜コート基板によるHMTTF薄膜トランジスタの移動度は6.4cm2/Vsと算出された。
N型ドープシリコン基板表面に形成した300nmの厚さの酸化シリコン薄膜をゲート絶縁膜として用いる。絶縁膜表面を改質するためのポリマーとして、ポリスチレン、ポリカーボネート、PMMA、PVAをそれぞれ用いた。これらポリマーのコーティングは、ポリマーを溶解させた溶液のスピンコーティングにより行った。
以上の手順により得られたポリマー溶解液を以下のプロセスにより基板上にコートした。
(1)上記の有機洗浄した基板をUV光照射装置により30分、UV光照射を行い、付着有機物を分解クリーニング。
(2)処理基板上に上記ポリマー溶液を数滴滴下し、8000rpm回転にて、1分スピンコート。
(3)電気オーブンにて、100℃、1時間乾燥させた後、徐々に冷却することによりポリマーコート基板が得られた。
すなわち、本発明の技術思想に基づく変形、他の態様は、当然本発明に包含されるものである。
Claims (5)
- ゲート絶縁膜上にアルキル鎖との親和性が高いポリマー薄膜を介して環状アルキル基部位を有する低分子系有機半導体からなるチャンネル領域を有する有機薄膜トランジスタ。
- 上記低分子系有機半導体は、HMTTFであることを特徴とする請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 上記ポリマー薄膜は、ポリスチレン、ポリカーボネート、PMMA、PVA、ポリエチレン、ポリプロピレンのいずれかであることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- ゲート絶縁膜を構成するシリコン酸化膜上にトルエンに溶解したアルキル鎖との親和性が高いポリマー溶液を塗布してポリマー薄膜を形成する工程及び該ポリマー薄膜上に環状アルキル基部位を有しチャンネル領域を構成する低分子系有機半導体膜を形成する工程を含む有機薄膜トランジスタの製造方法。
- ゲート絶縁膜を構成するシリコン酸化膜上にトルエンに溶解したポリスチレン溶液を塗布してポリマー薄膜を形成する工程及び該ポリマー薄膜上にHMTTF有機半導体膜を形成する工程を含む有機薄膜トランジスタの製造方法。
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JP2008535218A (ja) * | 2005-03-24 | 2008-08-28 | イーストマン コダック カンパニー | 薄膜トランジスタのためのポリマー製ゲート誘電体 |
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JP2005223175A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機半導体化合物及び薄膜トランジスタ |
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JPN6013031612; 山田寿一,他2名: '"HMTTF高移動度薄膜トランジスタの開発"' 日本物理学会講演概要集 Vol.63, No.2, 20080825, P.772, 社団法人日本物理学会 * |
JPN6013031613; 山田寿一,他3名: '"HMTTF高移動度薄膜トランジスタの開発(II)"' 日本物理学会講演概要集 Vol.64, No.1, 20090303, P.856, 社団法人日本物理学会 * |
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