JP2014053555A - Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、有機薄膜トランジスタ(有機TFT(Thin Film Transistor))などの半導体装置の製造方法、半導体装置、およびこの半導体装置を用いた電子機器に関する。 The present disclosure relates to a method of manufacturing a semiconductor device such as an organic thin film transistor (organic TFT (Thin Film Transistor)), a semiconductor device, and an electronic apparatus using the semiconductor device.
有機半導体材料は、溶剤に溶解するためインク化して塗布・印刷による薄膜形成が可能であり、真空装置を利用せず、材料使用効率の高い低環境負荷の製造技術が適用であるという観点で注目を集めている(例えば、非特許文献1参照。)。 Organic semiconductor materials are soluble in solvents, so they can be converted into inks and thin films can be formed by coating and printing, and attention is paid to the fact that vacuum technology is not used and low environmental impact manufacturing technology with high material use efficiency is applicable. (See, for example, Non-Patent Document 1).
一方で、このような有機半導体の特徴により、半導体プロセスに用いる溶剤等でダメージを受けてしまうため、特に有機半導体層の直上でプロセスを行うことは困難であり、有機半導体層上に形成できる塗布材料は一般的に水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られていた。このような材料は材料物性やプロセス性に乏しい場合が多く、必ずしも所望の特性を得ることができない場合があった。 On the other hand, because of the characteristics of such an organic semiconductor, it is difficult to carry out the process directly above the organic semiconductor layer because it is damaged by the solvent used in the semiconductor process, and the coating that can be formed on the organic semiconductor layer. In general, the materials are limited to water-soluble or fluorinated solvents. Such materials often have poor material properties and process properties, and in some cases, desired properties cannot always be obtained.
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層の上に機能性の高い絶縁層を形成することが可能な半導体装置の製造方法、半導体装置、およびこの半導体装置を備えた電子機器を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such a problem, and an object of the present disclosure is to expand a selection range of materials and to manufacture a semiconductor device capable of forming a highly functional insulating layer on an organic semiconductor layer. Another object is to provide a semiconductor device and an electronic device including the semiconductor device.
本開示による半導体装置の製造方法は、有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布する工程と、相分離を利用して、有機半導体層と、有機半導体層の上面に接する絶縁層とを形成する工程とを含むものである。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present disclosure includes a step of applying a solution in which an organic semiconductor material and an insulating layer material are mixed, an organic semiconductor layer using phase separation, and an insulating layer in contact with the upper surface of the organic semiconductor layer. Forming the step.
本開示の半導体装置の製造方法では、有機半導体層およびその上面に接する絶縁層を、相分離を利用して形成するようにしたので、有機半導体層を形成したのち有機半導体層の上面に絶縁層材料の溶液を塗布する必要はなくなる。よって、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、良好な材料物性やプロセス性を持つ絶縁層材料を広範囲に選択可能となる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present disclosure, the organic semiconductor layer and the insulating layer in contact with the upper surface thereof are formed using phase separation. Therefore, after forming the organic semiconductor layer, the insulating layer is formed on the upper surface of the organic semiconductor layer. There is no need to apply a solution of the material. Therefore, it is possible to select a wide range of insulating layer materials having good material properties and processability without being limited to water-soluble or fluorine-based solvents.
本開示による半導体装置は、有機半導体層と、有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層とを備え、有機半導体層および絶縁層は相分離を利用して形成されたものである。 The semiconductor device according to the present disclosure includes an organic semiconductor layer and an insulating layer provided in contact with the upper surface of the organic semiconductor layer, and the organic semiconductor layer and the insulating layer are formed using phase separation.
本開示の半導体装置では、有機半導体層およびその上面に接する絶縁層が、相分離を利用して形成されているので、絶縁層は、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、良好な材料物性やプロセス性を持つ材料により構成されており、高い機能性を有している。 In the semiconductor device of the present disclosure, the organic semiconductor layer and the insulating layer in contact with the upper surface thereof are formed by utilizing phase separation. Therefore, the insulating layer is not limited to a water-soluble or fluorinated solvent, and is a good material. It is composed of materials with physical properties and process properties and has high functionality.
本開示による電子機器は、上記本開示による半導体装置を備えたものである。 An electronic apparatus according to the present disclosure includes the semiconductor device according to the present disclosure.
本開示の電子機器では、上記本開示の半導体装置により所期の動作がなされる。 In the electronic device of the present disclosure, an expected operation is performed by the semiconductor device of the present disclosure.
本開示の半導体装置の製造方法、本開示の半導体装置、または本開示の電子機器によれば、有機半導体層およびその上面に接する絶縁層を、相分離を利用して形成するようにしたので、絶縁層材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層の上に機能性の高い絶縁層を形成することが可能となる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present disclosure, the semiconductor device of the present disclosure, or the electronic apparatus of the present disclosure, the organic semiconductor layer and the insulating layer in contact with the upper surface thereof are formed using phase separation. It is possible to expand the selection range of the insulating layer material and form an insulating layer having high functionality on the organic semiconductor layer.
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(薄膜トランジスタ;相分離により有機半導体層および絶縁層を順に含む二層構造を形成する例)
2.実施例1(薄膜トランジスタ;相分離により下の有機半導体層、絶縁層および上の有機半導体層を順に含む三層構造を形成する例)
3.実施例2(薄膜トランジスタ;相分離によりブランケットに絶縁層および有機半導体層を順に有する逆二層構造を形成し、この逆二層構造を基材に転写する例)
4.変形例1−4
5.第2の実施の形態(電子ペーパー表示装置)
6.第3の実施の形態(有機EL表示装置)
7.第4の実施の形態(液晶表示装置)
8.適用例
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
1. First embodiment (thin film transistor; example of forming a two-layer structure including an organic semiconductor layer and an insulating layer in order by phase separation)
2. Example 1 (Thin film transistor; an example of forming a three-layer structure including a lower organic semiconductor layer, an insulating layer, and an upper organic semiconductor layer in this order by phase separation)
3. Example 2 (thin film transistor; an example in which a reverse bilayer structure having an insulating layer and an organic semiconductor layer in order on a blanket is formed by phase separation, and the reverse bilayer structure is transferred to a substrate)
4). Modification 1-4
5. Second embodiment (electronic paper display device)
6). Third embodiment (organic EL display device)
7). Fourth embodiment (liquid crystal display device)
8). Application examples
(第1の実施の形態)
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る薄膜トランジスタ(有機TFT)100の断面構成および平面構成をそれぞれ表したものである。この有機TFT100は、例えば表示装置のアクティブマトリクス回路、センサアレイなどに用いられるボトムゲート・トップコンタクト構造の有機電界効果トランジスタである。有機TFT100は、例えば、基板11上に、ゲート電極20,ゲート絶縁膜30,有機半導体層40をこの順に有している。有機半導体層40の中央部のチャネル層41の上には、チャネル保護膜50が、有機半導体層40の上面に接して設けられている。有機半導体層40の両端部はチャネル保護膜50から露出したコンタクト部42となっており、このコンタクト部42にソース電極60Sおよびドレイン電極60Dが接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 illustrates a cross-sectional configuration and a planar configuration of a thin film transistor (organic TFT) 100 according to the first embodiment of the present disclosure. The
基板11は、ガラスの他,ポリエーテルサルフォン,ポリカーボネート,ポリイミド類,ポリアミド類,ポリアセタール類,ポリエチレンテレフタラート,ポリエチレンナフタレート,ポリエチルエーテルケトン,ポリオレフィン類等のプラスチック基板,アルミニウム(Al),ニッケル(Ni),ステンレス等の金属箔基板,紙などにより構成されている。また、これらの基板11上には、密着性や平坦性を改善するためのバッファー層,ガスバリア性を向上するためのバリア膜等の機能性膜が設けられていてもよい。
In addition to glass, the
ゲート電極20は、金(Au),白金(Pt),パラジウム(Pd),銀(Ag), タングステン(W), タンタル(Ta), モリブデン(Mo), アルミニウム(Al), クロム(Cr), チタン(Ti), 銅(Cu), ニッケル(Ni), インジウム(In),スズ(Sn), マンガン(Mn), ルテニウム(Rh), ルビジウム(Rb)およびそれらの化合物、またはPEDOT−PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸)、TTF−TCNQ(tetrathiafulvalene-tetracyano-quinodimethane)等の有機金属材料により構成されている。なお、ゲート電極20は、上記した各種材料の層が2層以上積層されたものでもよい。
The
ゲート絶縁膜30は、無機または有機の絶縁膜により構成されている。無機絶縁膜としては、例えば、酸化ケイ素,チッ化ケイ素,酸化アルミニウム,酸化チタン,酸化ハフニウム等の無機材料が挙げられる。有機絶縁膜としては、例えば、ポリビニルフェノール,ポリイミド樹脂,ノボラック樹脂,シンナメート樹脂,アクリル樹脂,エポキシ樹脂,スチレン樹脂,ポリパラキシリレン等の高分子材料が挙げられる。なお、ゲート絶縁膜30は、上記した無機または有機の絶縁膜が2層以上積層されたものでもよい。
The
有機半導体層40としては、次の材料が例示される。
Examples of the
ポリピロールおよびポリピロール置換体、ポリチオフェンおよびポリチオフェン置換体、ポリイソチアナフテンなどのイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのチェニレンビニレン類、ポリ(p−フェニレンビニレン)などのポリ(p−フェニレンビニレン)類、ポリアニリンおよびポリアニリン置換体、ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類、ポリアズレン類、ポリピレン類、ポリカルバゾール類、ポリセレノフェン類、ポリフラン類、ポリ(p−フェニレン)類、 ポリインドール類、ポリピリダジン類、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーおよび多環縮合体、上述した材料中のポリマーと同じ繰返し単位を有するオリゴマー類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのアセン類およびアセン類の炭素の一部をN、S、Oなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体(トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−6,15−キノン、ペリキサンテノキサンテンなど)およびこれらの水素を他の官能基で置換した誘導体。金属フタロシアニン類、テトラチアフルバレンおよびテトラチアフルバレン誘導体、テトラチアペンタレンおよびテトラチアペンタレン誘導体、ナフタレン1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド、N,N' −ビス(4−トリフルオロメチルベンジル)ナフタレン1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド、N,N' −ビス(1H,1H−ペルフルオロオクチル)、N,N' −ビス(1H,1H−ペルフルオロブチル)及びN,N' −ジオクチルナフタレン1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン2,3,6,7テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、アントラセン2,3,6,7−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、C60、C70、C76、C78、C84等フラーレン類およびこれらの誘導体、SWNT(single-walled nanotube)などのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素とこれらの誘導体。
Polypyrrole and polypyrrole-substituted products, polythiophene and polythiophene-substituted products, isothianaphthenes such as polyisothianaphthene, chainylene vinylenes such as polychenylene vinylene, and poly (p-phenylene vinylene) such as poly (p-phenylene vinylene) , Polyaniline and polyaniline-substituted products, polyacetylenes, polydiacetylenes, polyazulenes, polypyrenes, polycarbazoles, polyselenophenes, polyfurans, poly (p-phenylene) s, polyindoles, polypyridazines, polyvinyl Polymers and polycyclic condensates such as carbazole, polyphenylene sulfide, polyvinylene sulfide, oligomers having the same repeating units as the polymers in the above materials, naphthacene, pentacene, hexa Of acenes such as N, S, O Derivatives substituted with functional groups such as atoms and carbonyl groups (triphenodioxazine, triphenodithiazine, hexacene-6,15-quinone, perixanthenoxanthene, etc.) and derivatives obtained by substituting these hydrogens with other functional groups. Metal phthalocyanines, tetrathiafulvalene and tetrathiafulvalene derivatives, tetrathiapentalene and tetrathiapentalene derivatives,
チャネル保護膜50の材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリ(α−エチルスチレン)、ポリ(α−プロピルスチレン)、ポリ(α−ブチルスチレン)、ポリ(4−メチルスチレン)、ポリアクリルニトリル、ポリビニルカルバゾール、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリビニルトルエン、ポリ(4−ビニルビフェニル)に加え、ポリテトラフルオロエチレン等上記ポリマーのハロゲン化物、およびこれらの共重合体が挙げられる。
Examples of the material of the channel
ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dの構成材料は、ゲート電極20と同様である。
The constituent materials of the
有機半導体層40およびチャネル保護膜50は、相分離を利用して形成されたものである。これにより、この有機TFT100では、チャネル保護膜50の材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層40の上に機能性の高いチャネル保護膜50を形成することが可能となっている。
The
ここで、有機半導体層40は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。チャネル保護膜50は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
Here, the
この有機TFT100は、例えば次のようにして製造することができる。
The
図2ないし図6は、図1に示した有機TFT100の製造方法を工程順に表したものである。まず、図2に示したように、上述した材料よりなる基板11を用意し、この基板11にゲート電極20およびゲート絶縁膜30を形成した基材10を形成する。
2 to 6 show the manufacturing method of the
すなわち、基板11に、上述した材料よりなるゲート電極材料膜(図示せず)を形成する。ゲート電極材料膜の成膜方法は、抵抗加熱蒸着、スパッタリング等の真空蒸着法の他、インク・ペーストを用いて塗布法によっても作製できる。塗布法としては、スピンコート法、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、浸漬法等が挙げられる。また、電界めっき,無電界めっき等のめっき法により成膜してもよい.
That is, a gate electrode material film (not shown) made of the above-described material is formed on the
次いで、このゲート電極材料膜の上にレジストパターンなどのマスク(図示せず)を形成する。続いて、マスクを用いてゲート電極材料膜をエッチングしたのち、アッシング法またはエッチング法などを用いてマスクを除去する。これにより、図2に示したように、基板11上にゲート電極20を形成する。
Next, a mask (not shown) such as a resist pattern is formed on the gate electrode material film. Subsequently, after the gate electrode material film is etched using the mask, the mask is removed using an ashing method or an etching method. Thus, the
続いて、同じく図2に示したように、ゲート電極20を覆うようにゲート絶縁膜30を形成する。このゲート絶縁膜30の形成手順は、例えば、形成材料により異なる。無機絶縁膜は、スパッタ法,抵抗加熱蒸着法,物理的気相成長法(PVD),化学的気相成長法(CVD)等の真空プロセスで成膜する。また、無機絶縁膜は原料を溶解させた溶液のゾル・ゲル法によって形成することもできる。有機絶縁膜は、スピンコート法、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、浸漬法等の塗布法の他,化学的気相成長法や蒸着重合法等の真空プロセスを用いてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 2, a
そののち、図3に示したように、基材10に、有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布し、塗布膜70を形成する。
After that, as shown in FIG. 3, a solution in which an organic semiconductor material and an insulating layer material are mixed is applied to the
有機半導体材料は、上述した有機半導体層40の材料として挙げたものと同様である。
The organic semiconductor material is the same as that mentioned as the material of the
絶縁層材料は、上述したチャネル保護膜50の材料として挙げたものと同様である。これらの材料は、有機半導体層を形成したのち有機半導体層の上面に絶縁層材料の溶液を塗布するという方法では有機半導体層40上には成膜不可能なものである。
The insulating layer material is the same as that mentioned as the material of the channel
塗布膜70の成膜方法は、抵抗加熱蒸着、スパッタリング等の真空蒸着法のほか、スピンコート法、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、浸漬法等の塗布法によっても成膜できる。
The film formation method of the
塗布膜70を乾燥させると、図4に示したように、自発的相分離により基材10側に有機半導体層40、その上にチャネル保護膜50を有する二層構造71が生成する。有機半導体層40とチャネル保護膜50との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Pが形成される。
When the
ここでは、有機半導体層40およびその上面に接するチャネル保護膜50を、相分離を利用して形成するようにしたので、有機半導体層を形成したのち有機半導体層の上面に絶縁層材料の溶液を塗布する必要はなくなる。よって、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、チャネル保護膜50の材料として良好な材料物性やプロセス性を持つ絶縁層材料を広範囲に選択可能となる。
Here, since the
続いて、図5に示したように、必要に応じて有機半導体膜40を単個化する。また、不要部(コンタクト部42の上部)のチャネル保護膜50を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 5, the
そののち、有機半導体層40,チャネル保護膜50および基材10の表面に、上述した材料よりなるソース・ドレイン電極材料膜(図示せず)を形成する。ソース・ドレイン電極材料膜の成膜方法は、上述したゲート電極材料膜と同様である。
After that, a source / drain electrode material film (not shown) made of the above-described material is formed on the surfaces of the
続いて、ソース・ドレイン電極材料膜(図示せず)をフォトリソグラフィによりパターニングし、図6に示したように、ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成する。
Subsequently, the source / drain electrode material film (not shown) is patterned by photolithography to form the
これまでの工程で、有機半導体層40とチャネル保護膜50との間には、相分離により形成されたトラップの少ない清浄な界面Pが保持されている。よって、有機半導体層40のチャネル層41の上端部41Aは、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、不要なキャリア誘起等が起こらないので、信頼性が向上する。
In the steps so far, a clean interface P with few traps formed by phase separation is maintained between the
以上により、図1に示した有機TFT100が完成する。
Thus, the
この有機TFT100では、有機半導体層40およびチャネル保護膜50が、相分離を利用して形成されているので、チャネル保護膜50は、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、良好な材料物性やプロセス性を持つ材料により構成されており、高い機能性を有している。よって所望のTFT特性が得られる。また、有機半導体層40とチャネル保護膜50との間には、相分離により形成されたトラップの少ない清浄な界面Pが保持されている。よって、有機半導体層40のチャネル層41の上端部41Aは、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、不要なキャリア誘起等が起こらないので、信頼性が向上する。
In this
このように本実施の形態では、有機半導体層40およびチャネル保護膜50を、相分離を利用して形成するようにしたので、チャネル保護膜50の材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層40の上に機能性の高いチャネル保護膜50を形成することが可能となる。
Thus, in this embodiment, since the
更に、本開示の具体的な実施例について説明する。 Further, specific examples of the present disclosure will be described.
(実施例1)
図7に示したようなボトムゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100Aを作製した。その際、基板11上に、ゲート電極20、ゲート絶縁膜30、有機半導体層40を基板11側から順に形成した。有機半導体層40のチャネル層41の上には、チャネル保護膜50を、有機半導体層40の上面に接して設けた。チャネル保護膜50の上には、フォトレジストよりなるエッチングマスク80を積層した。有機半導体層40の両端部は、チャネル保護膜50から露出したコンタクト部42とし、このコンタクト部42にソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを接続した。コンタクト部42とソース電極60Sおよびドレイン電極60Dとの間には、導電性高分子よりなる注入層61を設けた。ゲート電極20は、アルミニウム層とチタン層との積層構成とし、ゲート絶縁膜30はPVPを主剤とする有機絶縁膜とし、有機半導体層40はTIPSペンタセンにより構成し、チャネル保護膜50はポリαメチルスチレン(PaMS)(0.5wt%)により構成し、ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dは銅(Cu)により構成した。
Example 1
An
本実施例において、有機半導体層40は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。チャネル保護膜50は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
In the present embodiment, the
まず、図8に示したように、基板11上に、ゲート電極20およびゲート絶縁膜30を形成した基材10を形成した。
First, as shown in FIG. 8, the
すなわち、基板11に、スパッタリングにより、厚み50nmのアルミニウム層と厚み10nmのチタン層との積層構造を有するゲート電極材料膜(図示せず)を形成した。このゲート電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングして、ゲート電極20を形成した。次いで、ゲート電極20を形成した基板11上に、スピンコート法により、PVPを主剤とする有機絶縁膜よりなるゲート絶縁膜30を塗布成膜した。
That is, a gate electrode material film (not shown) having a laminated structure of an aluminum layer having a thickness of 50 nm and a titanium layer having a thickness of 10 nm was formed on the
続いて、図9に示したように、基材10に、有機半導体材料としてTIPSペンタセン(0.5wt%)、および絶縁層材料としてPaMS(0.5wt%)を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜70を形成した。
Subsequently, as shown in FIG. 9, a solution in which TIPS pentacene (0.5 wt%) as an organic semiconductor material and PaMS (0.5 wt%) as an insulating layer material are mixed with xylene as a solvent in the
そののち、塗布膜70を140℃にて乾燥させると、図10に示したように、自発的相分離により、下の有機半導体層40A,チャネル保護膜50および上の有機半導体層40Bを基材10の側からこの順に含む三層構造72が得られた。下の有機半導体層40Aおよび上の有機半導体層40BはTIPSペンタセンにより構成されていた。中央のチャネル保護膜はPaMSにより構成されていた。下の有機半導体層40Aとチャネル保護膜50との間、および上の有機半導体層40Bとチャネル保護膜50との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Pが形成された。
Thereafter, when the
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択および下地との組合せにより、第1の実施の形態と同様に基材10側に有機半導体層40、その上に第1ゲート絶縁膜50を有する二層構造71を形成することも可能である。
Note that the laminated structure formed by spontaneous phase separation differs depending on the specific gravity of the material or affinity with the base. Therefore, the two-layer structure 71 having the
三層構造72を形成したのち、図11に示したように、γブチルラクトン溶液を用いたエッチングにより、最表層である上の有機半導体層40Bを除去した。これにより、基材10側に有機半導体層40、その上にチャネル保護膜50が残存した。
After forming the three-
続いて、図12に示したように、γブチルラクトンを主成分とするフォトレジストを用いて、チャネル保護膜50の上にエッチングマスク80を形成した。そののち、同じく図12に示したように、エッチングマスク80を用いたドライエッチングにより不要部のチャネル保護膜50を除去した。
Subsequently, as shown in FIG. 12, an
そののち、図13に示したように、導電性高分子よりなる注入層61を塗布成膜した。
After that, as shown in FIG. 13, an
注入層61を形成したのち、注入層61の上に、スパッタリングにより、銅よりなるソース・ドレイン電極材料膜(図示せず)を100nmの厚みで成膜した。続いて、ソース・ドレイン電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングし、図14に示したように、ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成した。
After the
ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成したのち、図15に示したように、このソース電極60Sおよびドレイン電極60Dをマスクとして不要部の注入層61をドライエッチングにより削除した。以上により、図7に示したボトムゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100Aが完成した。
After forming the
これまでの工程で、有機半導体層40とチャネル保護膜50との間には、相分離により形成されたトラップの少ない清浄な界面Pが保持されていた。よって、有機半導体層40のチャネル層41の上端部41Aは、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、不要なキャリア誘起が起こらないので、信頼性が向上した。
In the steps so far, a clean interface P with few traps formed by phase separation has been maintained between the
(実施例2)
図16に示したようなトップゲート・ボトムコンタクト構造の有機TFT100Bを作製した。その際、基板11上に、ソース電極60Sおよびドレイン電極60D、有機半導体層40、第1ゲート絶縁膜50、第2ゲート絶縁膜30、ゲート電極20を基板11側からこの順に形成した。ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dは金(Au)により構成し、有機半導体層40はPXX誘導体により構成し、第1ゲート絶縁膜50はシクロオレフィンコポリマー(TOPAS)(0.5wt%)により構成し、第2ゲート絶縁膜30はPVPを主剤とする有機絶縁膜とし、ゲート電極20は、アルミニウム層とチタン層との積層構成とした。
(Example 2)
An organic TFT 100B having a top gate / bottom contact structure as shown in FIG. 16 was produced. At that time, the
本実施例において、有機半導体層40は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。第1ゲート絶縁膜50は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
In the present embodiment, the
まず、図17に示したように、ブランケット90を用意し、このブランケット90に、有機半導体材料としてPXX誘導体(0.5wt%)、および絶縁層材料としてTOPAS(0.5wt%)を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜70を形成した。
First, as shown in FIG. 17, a
そののち、塗布膜70を室温にて乾燥させると、図18に示したように、自発的相分離により、第1ゲート絶縁膜50および有機半導体層40を基材10の側からこの順に含む逆二層構造73が得られた。第1ゲート絶縁膜50はTOPASにより構成されていた。有機半導体層40はPXX誘導体により構成されていた。有機半導体層40と第1ゲート絶縁膜50との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Pが形成された。
After that, when the
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択または下地との組合せによっては上記と異なる積層構造を形成することも可能である。 Note that the laminated structure formed by spontaneous phase separation differs depending on the specific gravity of the material or affinity with the base. Therefore, it is possible to form a laminated structure different from the above depending on the selection of materials or the combination with the base.
逆二層構造73を形成したのち、図19に示したように、除去版(図示せず)により不要部の膜をブランケット90上から除去した。
After forming the inverted two-
一方、図20に示したように、基板11の上にソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを有する基材10を形成した。
On the other hand, as shown in FIG. 20, the
続いて、図21に示したように、逆二層構造73をブランケット90から基材10に転写した。この工程において、基材10上では有機半導体層40が下層に、第1ゲート絶縁膜50が上層に反転された。これにより、基材10に、有機半導体層40および第1ゲート絶縁膜50を基材10の側からこの順に含む順二層構造74が形成された。
Subsequently, as shown in FIG. 21, the inverted two-
順二層構造74を形成したのち、図22に示したように、スリットコート法により、PVPを主剤とする第2ゲート絶縁膜30を塗布成膜した。
After forming the sequential two-
続いて、図23に示したように、第2ゲート絶縁膜30の上に、アルミニウム層とチタン層との積層構造(合計厚み70nm)を有するゲート電極材料膜(図示せず)を形成した。このゲート電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングして、ゲート電極20を形成した。以上により、図16に示したトップゲート・ボトムコンタクト構造の有機TFT100Bが完成した。
Subsequently, as shown in FIG. 23, a gate electrode material film (not shown) having a laminated structure (
これまでの工程で、有機半導体層40とチャネル保護膜50との界面Pは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上した。
In the steps so far, the interface P between the
以下、上記第1の実施の形態の変形例について説明する。 Hereinafter, modifications of the first embodiment will be described.
(変形例1)
上記第1の実施の形態では、図1に示したように、ボトムゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100を例として説明した。しかしながら、本開示は、図24に示したようなボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機TFT100Cにも適用可能である。この有機TFT100Cは、基板11上に、ゲート電極20、ゲート絶縁膜30、ソース電極60Sおよびドレイン電極60D、有機半導体層40、並びにチャネル保護膜50を基板11側からこの順に有している。ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dは、有機半導体層40の下面に接続されている。チャネル保護膜50は、有機半導体層40の上面に接して設けられている。
(Modification 1)
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 1, the
本変形例において、有機半導体層40は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。チャネル保護膜50は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
In the present modification, the
この有機TFT100Cは、例えば、次のようにして製造することができる。 The organic TFT 100C can be manufactured as follows, for example.
図25ないし図29は、この有機TFT100Cの製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例1と同様に、塗布膜70を形成したのち、自発的相分離により三層構造72を形成し、最表層を除去するようにしたものである。
25 to 29 show the manufacturing method of the organic TFT 100C in the order of steps. In this manufacturing method, for example, in the same manner as in Example 1, after forming the
まず、図25に示したように、基板11上に、ゲート電極20,ゲート絶縁膜30,ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成した基材10を形成する。
First, as shown in FIG. 25, the
すなわち、基板11に、実施例1または第1の実施の形態と同様にして、ゲート電極20およびゲート絶縁膜30を順に形成する。次いで、ゲート絶縁膜30の上に、実施例1または第1の実施の形態と同様にして、ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成する。
That is, the
続いて、図26に示したように、実施例1と同様にして、基材10に、有機半導体材料としてTIPSペンタセン(0.5wt%)、および絶縁層材料としてPaMS(0.5wt%)を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜70を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 26, in the same manner as in Example 1, TIPS pentacene (0.5 wt%) as the organic semiconductor material and PaMS (0.5 wt%) as the insulating layer material were formed on the
そののち、塗布膜70を140℃にて乾燥させると、図27に示したように、自発的相分離により、下の有機半導体層40A、チャネル保護膜50、上の有機半導体層40Bを基材10の側からこの順に含む三層構造72が得られる。下の有機半導体層40Aおよび上の有機半導体層40BはTIPSペンタセンにより構成されている。中央のチャネル保護膜はPaMSにより構成されている。下の有機半導体層40Aとチャネル保護膜50との間、および上の有機半導体層40Bとチャネル保護膜50との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Pが形成される。
After that, when the
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択または下地との組合せによって第1の実施の形態と同様に基材10側に有機半導体層40、その上に第1ゲート絶縁膜50を有する二層構造71を形成することも可能である。
Note that the laminated structure formed by spontaneous phase separation differs depending on the specific gravity of the material or affinity with the base. Therefore, the two-layer structure 71 having the
三層構造72を形成したのち、図28に示したように、γブチルラクトン溶液を用いたエッチングにより、最表層である上の有機半導体層40Bを除去する。これにより、基材10側に有機半導体層40、その上にチャネル保護膜50が残存する。
After forming the three-
続いて、図29に示したように、ドライエッチングもしくはウェットエッチングにより、不要部のチャネル保護膜50および有機半導体層40を除去する。以上により、図24に示したボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機TFT100Cが完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 29, unnecessary portions of the channel
これまでの工程で、有機半導体層40とチャネル保護膜50との界面Pは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
In the steps so far, the interface P between the
また、この有機TFT100Cは、次のようにして製造することもできる。 Moreover, this organic TFT 100C can also be manufactured as follows.
図30ないし図34は、この有機TFT100Cの他の製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例2と同様に、自発的相分離によりブランケット90上に逆二層構造73を形成し、この逆二層構造73を基材10に転写して順二層構造74を形成するようにしたものである。
30 to 34 show another manufacturing method of the organic TFT 100C in the order of steps. In this manufacturing method, for example, as in the second embodiment, an inverted two-
まず、図30に示したように、ブランケット90に、有機半導体材料としてPXX誘導体(0.5wt%)、および絶縁層材料としてTOPAS(0.5wt%)を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜70を形成する。
First, as shown in FIG. 30, a
そののち、塗布膜70を室温にて乾燥させると、図31に示したように、自発的相分離により、第1ゲート絶縁膜50および有機半導体層40をブランケット90の側からこの順に含む逆二層構造73が得られる。第1ゲート絶縁膜50はTOPASにより構成されている。有機半導体層40はPXX誘導体により構成されている。有機半導体層40と第1ゲート絶縁膜50との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Pが形成される。
After that, when the
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択および下地との組合せによって上記と異なる積層構造を形成することも可能である。 Note that the laminated structure formed by spontaneous phase separation differs depending on the specific gravity of the material or affinity with the base. Therefore, it is possible to form a laminated structure different from the above by selecting the material and combining with the base.
逆二層構造73を形成したのち、図32に示したように、除去版(図示せず)により不要部の膜をブランケット90上から除去する。
After the reverse two-
一方、図33に示したように、基板11にゲート電極20,ゲート絶縁膜30,ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを有する基材10を形成する。
On the other hand, as shown in FIG. 33, the
続いて、図34に示したように、逆二層構造73をブランケット90から基材10に転写する。この工程において、基材10上では有機半導体層40が下層に、第1ゲート絶縁膜50が上層に反転される。これにより、基材10に、有機半導体層40および第1ゲート絶縁膜50を基材10の側からこの順に含む順二層構造74が形成される。以上により、図24に示したボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機TFT100Cが完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 34, the inverted two-
これまでの工程で、有機半導体層40とチャネル保護膜50との界面Pは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
In the steps so far, the interface P between the
(変形例2)
また、本開示は、図35に示したように、トップゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100Dにも適用可能である。この有機TFT100Dは、基板11上に、有機半導体層40,第1ゲート絶縁膜30,ソース電極60Sおよびドレイン電極60D、第2ゲート絶縁膜30、並びにゲート電極20を基板11側からこの順に有している。
(Modification 2)
The present disclosure is also applicable to an organic TFT 100D having a top gate / top contact structure as shown in FIG. This organic TFT 100D has an
本変形例において、有機半導体層40は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。第1ゲート絶縁膜50は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
In the present modification, the
この有機TFT100Dは、例えば、次のようにして製造することができる。 This organic TFT 100D can be manufactured as follows, for example.
図36ないし図43は、この有機TFT100Dの製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例1と同様に、塗布膜70を形成したのち、自発的相分離により三層構造72を形成し、最表層を除去するようにしたものである。
36 to 43 show the manufacturing method of the organic TFT 100D in the order of steps. In this manufacturing method, for example, in the same manner as in Example 1, after forming the
まず、図36に示したように、基材10として基板11を用意し、図37に示したように、実施例1と同様にして、基材10に、有機半導体材料としてTIPSペンタセン(0.5wt%)、および絶縁層材料としてPaMS(0.5wt%)を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜70を形成する。
First, as shown in FIG. 36, a
そののち、塗布膜70を140℃にて乾燥させると、図38に示したように、自発的相分離により、下の有機半導体層40A、第1ゲート絶縁膜50、上の有機半導体層40Bを基材10の側からこの順に含む三層構造72が得られる。下の有機半導体層40Aおよび上の有機半導体層40BはTIPSペンタセンにより構成されている。中央の第1ゲート絶縁膜50はPaMSにより構成されている。下の有機半導体層40Aと第1ゲート絶縁膜50との間、および上の有機半導体層40Bと第1ゲート絶縁膜50との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Pが形成される。
After that, when the
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択または下地との組合せによって第1の実施の形態と同様に基材10側に有機半導体層40、その上に第1ゲート絶縁膜50を有する二層構造71を形成することも可能である。
Note that the laminated structure formed by spontaneous phase separation differs depending on the specific gravity of the material or affinity with the base. Therefore, the two-layer structure 71 having the
三層構造72を形成したのち、図39に示したように、γブチルラクトン溶液を用いたエッチングにより、最表層である上の有機半導体層40Bを除去する。これにより、基材10側に有機半導体層40、その上に第1ゲート絶縁膜50が残存する。
After forming the three-
続いて、γブチルラクトンを主成分とするフォトレジストを用いて、第1ゲート絶縁膜50の上にエッチングマスク(図示せず)を形成する。そののち、このエッチングマスクを用いたドライエッチングにより、図40に示したように、不要部の第1ゲート絶縁膜50を除去する。
Subsequently, an etching mask (not shown) is formed on the first
不要部の第1ゲート絶縁膜50を除去したのち、有機半導体層40および第1ゲート絶縁膜50の表面に、スパッタリングにより、銅よりなるソース・ドレイン電極材料膜(図示せず)を100nmの厚みで成膜する。続いて、ソース・ドレイン電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングし、図41に示したように、ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成する。
After the unnecessary first
ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成したのち、図42に示したように、実施例1または第1の実施の形態と同様にして、第2ゲート絶縁膜30を形成する。
After forming the
続いて、図43に示したように、ゲート絶縁膜30の上に、実施例1または第1の実施の形態と同様にして、ゲート電極20を形成する。以上により、図35に示したトップゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100Dが完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 43, the
これまでの工程で、有機半導体層40とチャネル保護膜50との界面Pは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
In the steps so far, the interface P between the
また、この有機TFT100Dは、次のようにして製造することもできる。 Moreover, this organic TFT 100D can also be manufactured as follows.
図44ないし図47は、この有機TFT100Dの他の製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例2と同様に、自発的相分離によりブランケット90上に逆二層構造73を形成し、この逆二層構造73を基材10に転写して順二層構造74を形成するようにしたものである。
44 to 47 show another manufacturing method of the organic TFT 100D in the order of steps. In this manufacturing method, for example, as in the second embodiment, an inverted two-
まず、図44に示したように、ブランケット90を用意し、このブランケット90に、有機半導体材料としてPXX誘導体(0.5wt%)、および絶縁層材料としてTOPAS(0.5wt%)を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜70を形成する。
First, as shown in FIG. 44, a
そののち、塗布膜70を室温にて乾燥させると、図45に示したように、自発的相分離により、TOPASよりなる第1ゲート絶縁膜50およびPXX誘導体よりなる有機半導体層40をブランケット90の側からこの順に含む逆二層構造73が得られる。有機半導体層40と第1ゲート絶縁膜50との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Pが形成される。
After that, when the
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択および下地との組合せによって上記と異なる積層構造を形成することも可能である。 Note that the laminated structure formed by spontaneous phase separation differs depending on the specific gravity of the material or affinity with the base. Therefore, it is possible to form a laminated structure different from the above by selecting the material and combining with the base.
一方、図46に示したように、基材10として基板11を用意し、図47に示したように、逆二層構造73をブランケット90から基材10に転写する。この工程において、基材10上では有機半導体層40が下層に、第1ゲート絶縁膜50が上層に反転される。これにより、基材10に、有機半導体層40および第1ゲート絶縁膜50を基材10の側からこの順に含む順二層構造74が形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 46, the
基材10に順二層構造74を転写したのち、上記の製造方法と同様にして、図40および図41に示した工程により、第1ゲート絶縁膜50の不要部を除去し、ソース電極60Sおよびドレイン電極60Dを形成する。続いて、上記の製造方法と同様にして、図42および図43に示した工程により、第2ゲート絶縁膜30およびゲート電極20を形成する。以上により、図35に示したトップゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100Dが完成する。
After transferring the sequential two-
これまでの工程で、有機半導体層40とチャネル保護膜50との界面Pは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
In the steps so far, the interface P between the
(変形例3)
図48は、本開示の変形例3に係るボトムゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100Eの断面構成を表したものである。本変形例は、有機半導体層40のコンタクト部42の上面から厚み方向一部にドーピング領域42Aが設けられていることを除いては、上記第1の形態と同様の構成、作用および効果を有している。
(Modification 3)
FIG. 48 illustrates a cross-sectional configuration of an organic TFT 100E having a bottom gate / top contact structure according to
ドーピング材料は、有機半導体層40がp型である場合には、アクセプタ性材料が用いられ、n型である場合には、ドナー性材料が用いられる。
As the doping material, an acceptor material is used when the
アクセプタ性材料の具体例は次のようである。 Specific examples of the acceptor material are as follows.
MoOx、ReO3、V2O5、WO3、TiO2、AuO、Al2O3、CuO、SO3といったような金属酸化物。CuI、SbCl5、SbF5、FeCl3、LiF、BaF2、CaF2、MgF2などの金属ハロゲン化物。AsF5、BF3、BCl3、BBr3、PF5といったハロゲン化物類。CaCO3、BaCO3、Li2CO3をはじめとする炭酸塩類。 Metal oxides such as MoOx, ReO 3 , V 2 O 5 , WO 3 , TiO 2 , AuO, Al 2 O 3, CuO, SO 3 . Metal halides such as CuI, SbCl 5 , SbF 5 , FeCl 3 , LiF, BaF 2 , CaF 2 , MgF 2 . AsF 5, BF3, BCl 3, halides such as BBr 3, PF 5. Carbonates such as CaCO 3 , BaCO 3 and Li 2 CO 3 .
また、以下に挙げるような有機分子・錯体も用いることができる。 Further, organic molecules / complexes such as those listed below can also be used.
p-ベンゾキノン類としては、2,3,5,6-テトラシアノ-(p-シアニル)、2,3-ジブロモ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン、2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン、2,3-ジヨード-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン、2,3-ジシアノ-p-ベンゾキノン、p-ブロマニル、p-クロラニル、p-ヨーデニル、p-フロラニル、2,5-ジクロロ-p-ベンゾキノン、2,6-ジクロロ-p-ベンゾキノン、クロラニル酸、ブロマニル酸、2,5-ジヒドリキシ-p-ベンゾキノン、2,5-ジクロロ-3,6-ジメチル-p-ベンゾキノン、2,5-ジブロモ-3,6-ジメチル-p-ベンゾキノン、BTDAQ、p-ベンゾキノン、2,5-ジメチル-p-ベンゾキノン、2,6-ジメチル-p-ベンゾキノン、ジュロ-(テトラメチル)、o-ベンゾキノン類、o-ブロマニル、o-クロラニル、1,4-ナフトキノン類、2,3-ジシアノ-5-ニトロ-1,4-ナフトキノン、2,3-ジシアノ-1,4-ナフトキノン、2,3-ジクロロ-5-ニトロ-1,4-ナフトキノン、2,3-ジクロロ-1,4-ナフトキノン、1,4-ナフトキノンが例示される。ジフェノキノン類としては、3,3’,5,5’-テトラブロモ-ジフェノキノン、3,3’,5,5’-テトラクロロ-ジフェノキノン、ジフェノキノンが例示される。また、TCNQ類および類縁体としては、tetracyano-quinodimethane(TCNQ)、Tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane(F4-TCNQ)、トリフルオロメチル-TCNQ、2,5-ジフルオロ−TCNQ、モノフルオロ−TCNQ、TNAP、デシル−TCNQ、メチル‐TCNQ、ジヒドロバレレノ‐TCNQ、テトラヒドロバレレノ-TCNQ、ジメチル‐TCNQ、ジエチル‐TCNQ、ベンゾ‐TCNQ、ジメトキシ‐TCNQ、BTDA‐TCNQ、ジエトキシ‐TCNQ、テトラメチル‐TCNQ、テトラシアノアントラキノジメタン、ポリニトロ化合物、テトラニトロビフェノール、ジニトロビフェニル、ピクリン酸、トリニトロベンゼン、2,6-ジニトロフェノール、2,4-ジニトロフェノールが例示される。フルオレン類としては、9-ジシアノメチレン-2,4,5,7-テトラニトロ-フルオレン、9-ジシアノメチレン-2,4,7-トリニトロ-フルオレン、2,4,5,7-テトラニトロ-フルオレノン、2,4,7-トリニトロ-フルオレノンが例示される。ベンゾシアノ類および類縁体としては、(TBA)2HCTMM、(TBA)2HCDAHD、K・CF、TBA・PCA、TBA・MeOTCA、TBA・EtOTCA、TBA・PrOTCA、(TBA)2HCP、ヘキサシアノブタジエンテトラシアノエチレン、1,2,4,5-テトラシアノベンゼンが例示される。遷移金属錯体類としては、(TPP)2Pd(dto)2、(TPP)2Pt(dto)2、(TPP)2Ni(dto)2、(TPP)2Cu(dto)2、(TBA)2Cu(ox)2が例示される。 As p-benzoquinones, 2,3,5,6-tetracyano- (p-cyanyl), 2,3-dibromo-5,6-dicyano-p-benzoquinone, 2,3-dichloro-5,6-dicyano -p-benzoquinone, 2,3-diiodo-5,6-dicyano-p-benzoquinone, 2,3-dicyano-p-benzoquinone, p-bromanyl, p-chloranil, p-iodenyl, p-floranyl, 2,5 -Dichloro-p-benzoquinone, 2,6-dichloro-p-benzoquinone, chloranilic acid, bromanylic acid, 2,5-dihydroxy-p-benzoquinone, 2,5-dichloro-3,6-dimethyl-p-benzoquinone, 2 , 5-Dibromo-3,6-dimethyl-p-benzoquinone, BTDAQ, p-benzoquinone, 2,5-dimethyl-p-benzoquinone, 2,6-dimethyl-p-benzoquinone, juro- (tetramethyl), o- Benzoquinones, o-bromanyl, o-chloranil, 1,4-naphthoquinones, 2,3-dicyano-5-nitro-1,4-naphthoquinone, 2,3-dicyano-1,4-naphthoquinone 2,3-dichloro-5-nitro-1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloro-1,4-naphthoquinone, 1,4-naphthoquinone can be exemplified. Examples of diphenoquinones include 3,3 ', 5,5'-tetrabromo-diphenoquinone, 3,3', 5,5'-tetrachloro-diphenoquinone, and diphenoquinone. TCNQs and analogs include tetracyano-quinodimethane (TCNQ), Tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane (F4-TCNQ), trifluoromethyl-TCNQ, 2,5-difluoro-TCNQ, monofluoro-TCNQ, TNAP, decyl -TCNQ, methyl-TCNQ, dihydrovalereno-TCNQ, tetrahydrovalereno-TCNQ, dimethyl-TCNQ, diethyl-TCNQ, benzo-TCNQ, dimethoxy-TCNQ, BTDA-TCNQ, diethoxy-TCNQ, tetramethyl-TCNQ, tetracyano Examples include anthraquinodimethane, polynitro compounds, tetranitrobiphenol, dinitrobiphenyl, picric acid, trinitrobenzene, 2,6-dinitrophenol, and 2,4-dinitrophenol. Fluorenes include 9-dicyanomethylene-2,4,5,7-tetranitro-fluorene, 9-dicyanomethylene-2,4,7-trinitro-fluorene, 2,4,5,7-tetranitro-fluorenone, 2 4,7-trinitro-fluorenone. Benzocyanos and analogs include (TBA) 2H CTM, (TBA) 2HCDAHD, K · CF, TBA · PCA, TBA · MeOTCA, TBA · EtOTCA, TBA · PrOTCA, (TBA) 2HCP, hexacyanobutadiene tetracyanoethylene, 1 2,4,5-tetracyanobenzene. Transition metal complexes include (TPP) 2Pd (dto) 2, (TPP) 2Pt (dto) 2, (TPP) 2Ni (dto) 2, (TPP) 2Cu (dto) 2, (TBA) 2Cu (ox) 2 is exemplified.
また,ドナー性材料の具体例として以下が挙げられる。 Specific examples of the donor material include the following.
Li、Na、Csのようなアルカリ金属のほか、Cs2O3、Rb2CO3等の金属炭酸塩。芳香族炭化水素および類縁体としては、テトラセン、ペリレン、アントラセン、コロネン、ペンタセン、クリセン、フェナントレン、ナフタレン、p-ジメトキシベンゼン、ルブレン、ヘキサメトキシトリフェニレン等の有機材料が例示される。更に、TTF類および類縁体としては、HMTTF、OMTTF、TMTTF、BEDO-TTF、TTeCn-TTF、TMTSF、EDO-TTF、HMTSF、TTF、EOET-TTF、EDT-TTF、(EDO)2DBTTF、TSCn-TTF、HMTTeF、BEDT-TTF、CnTET-TTF、TTCn-TTF、TSF、DBTTFが例示される。その他TTT類としては、テトラチオテトラセン、テトラセレノテトラセン、テトラテルロテトラセンが例示される。アジン類としては、ジベンソ[c,d]-フェチノアジン、ベンゾ[c]-フェノチアジン、フェノチアジン、N-メチル-フェノチアジン、ジベンソ[c,d]-フェノセレナジン、N,N-ジメチルフェナジン、フェナジンが例示される。モノアミン類としては、N,N-ジエチル-m-トルイジン、N,N-ジエチルアニリン、N-エチル-o-トルイジン、ジフェニルアミン、スカトール、インドール、N,N-ジメチル-o-トルイジン、o-トルイジン、m-トルイジン、アニリン、o-クロロアニリン、o-ブロモアニリン、p-ニトロアニリンが例示される。ジアミン類としては、N,N,N’,N’-テトラメチル-p-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-(ジュレンジアミン)、p-フェニルジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルベンジジン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、3,3’-ジメチルベンジジン、3,3’-ジメトキシベンジジン、ベンジジン、3,3’-ジブロモ-5,5’-ジメチルベンジジン、3,3’-ジクロロ-5,5’-ジメチルベンジジン、1,6-ジアミノピレンが例示される。その他として、4,4’,4’’-tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino)-triphenylamine(m−MTDATA)、4,4’,4’’-tris(N-(2-Naphtyl)-N-phenylamino)-triphenylamine(2TNATA)、α-NDP、銅フタロシアニン、1,4,6,8-テトラキスジメチルアミノピレン、1,6-ジチオピレン、デカメチルフェロセン、フェロセンが例示される In addition to alkali metals such as Li, Na and Cs, metal carbonates such as Cs 2 O 3 and Rb 2 CO 3 . Examples of aromatic hydrocarbons and analogs include organic materials such as tetracene, perylene, anthracene, coronene, pentacene, chrysene, phenanthrene, naphthalene, p-dimethoxybenzene, rubrene, and hexamethoxytriphenylene. Further, TTFs and analogs include HMTTF, OMTTF, TMTTF, BEDO-TTF, TTeCn-TTF, TMTSF, EDO-TTF, HMTSF, TTF, EOET-TTF, EDT-TTF, (EDO) 2DBTTF, TSCn-TT , HMTTeF, BEDT-TTF, CnTET-TTF, TTCn-TTF, TSF, DBTTF. Other examples of TTTs include tetrathiotetracene, tetraselenotetracene, and tetratellurotetracene. Examples of azines include dibenzo [c, d] -fetinoazine, benzo [c] -phenothiazine, phenothiazine, N-methyl-phenothiazine, dibenzo [c, d] -phenoselenazine, N, N-dimethylphenazine, and phenazine Is done. Monoamines include N, N-diethyl-m-toluidine, N, N-diethylaniline, N-ethyl-o-toluidine, diphenylamine, skatole, indole, N, N-dimethyl-o-toluidine, o-toluidine, Examples include m-toluidine, aniline, o-chloroaniline, o-bromoaniline, and p-nitroaniline. Diamines include N, N, N ', N'-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl- (dylenediamine), p-phenyldiamine, N, N, N ', N'-tetramethylbenzidine, 3,3', 5,5'-tetramethylbenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, benzidine, 3,3'-dibromo-5, Examples include 5'-dimethylbenzidine, 3,3'-dichloro-5,5'-dimethylbenzidine, and 1,6-diaminopyrene. Others include 4,4 ', 4''-tris (N-3-methylphenyl-N-phenylamino) -triphenylamine (m-MTDATA), 4,4', 4 ''-tris (N- (2-Naphtyl) -N-phenylamino) -triphenylamine (2TNATA), α-NDP, copper phthalocyanine, 1,4,6,8-tetrakisdimethylaminopyrene, 1,6-dithiopyrene, decamethylferrocene, ferrocene
この有機TFT100Eは、図49に示したように、チャネル保護膜50またはその上に設けたエッチングマスク(図示せず)を用いてコンタクト部42にドーピングDPを行うことを覗いては、第1の実施の形態と同様にして製造することができる。ドーピング方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着によりMoOx膜を2nmの厚みで成膜する。
As shown in FIG. 49, the organic TFT 100E has a first DP when doping the
(変形例4)
図50は、本開示の変形例4に係るトップゲート・トップコンタクト構造の有機TFT100Fの断面構成を表したものである。本変形例は、有機半導体層40のコンタクト部42の上面から厚み方向一部にドーピング領域42Aが設けられていることを除いては、上記変形例2と同様の構成、作用および効果を有している。
(Modification 4)
FIG. 50 illustrates a cross-sectional configuration of an
この有機TFT100Fは、変形例3と同様にして、図49に示した工程により、第1ゲート絶縁膜50またはその上に設けたエッチングマスク(図示せず)を用いてコンタクト部42にドーピングDPを行うことを覗いては、変形例2と同様にして製造することができる。ドーピング方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着によりMoOx膜を2nmの厚みで成膜する。
This organic TFT 100F is doped with DP in the
以下、有機TFT100を用いた電子機器(表示装置)の実施の形態について説明する。
Hereinafter, an embodiment of an electronic device (display device) using the
(第2の実施の形態)
図51は、本開示の第2の実施の形態に係る表示装置(電子ペーパー表示装置1)の断面構成を表したものである。電子ペーパー表示装置1は、基板11上に図1に示した第1の実施の形態に係る有機TFT100を有し、その上層に表示素子として電気泳動型表示素子110が設けられている。
(Second Embodiment)
FIG. 51 illustrates a cross-sectional configuration of a display device (electronic paper display device 1) according to the second embodiment of the present disclosure. The electronic
なお、図51では、電子ペーパー表示装置1が図1に示した第1の実施の形態に係る有機TFT100を有している場合を表しているが、電子ペーパー表示装置1は、第1の実施の形態に係る有機TFT100に代えて、実施例1,2または変形例1−4に係る有機TFT100A〜100Fを有していることも可能であることは言うまでもない。
51 shows the case where the electronic
基板11および有機TFT100は、例えば、上記第1実施の形態と同様に構成されている。有機TFT100のソース電極60Sは、例えば、層間絶縁膜62に設けられた接続孔H1を介して配線層63に接続されている。
The
電気泳動型表示素子110は、例えば、画素電極111と共通電極112との間に電気泳動型表示体よりなる表示層113を封止したものである。画素電極111は、画素毎に配設されており、例えば、平坦化膜114に設けられた接続孔H2を介して配線層63に接続されている。共通電極112は、対向基板115上に複数の画素に共通の電極として設けられている。
In the electrophoretic display element 110, for example, a display layer 113 made of an electrophoretic display body is sealed between the pixel electrode 111 and the common electrode 112. The pixel electrode 111 is provided for each pixel, and is connected to the
(第3の実施の形態)
図52は、本開示の第3の実施の形態に係る表示装置(有機EL表示装置2)の断面構造を表したものである。有機EL表示装置2は、基板11上に図1に示した第1の実施の形態に係る有機TFT100を有し、その上層に表示素子として有機EL素子120が設けられている。この有機EL表示装置2の発光方式は、いわゆるトップエミッション方式(上面発光方式)であってもよいし、ボトムエミッション方式(下面発光方式)であってもよい。
(Third embodiment)
FIG. 52 illustrates a cross-sectional structure of a display device (organic EL display device 2) according to the third embodiment of the present disclosure. The organic EL display device 2 has an
なお、図52では、有機EL表示装置2が図1に示した第1の実施の形態に係る有機TFT100を有している場合を表しているが、有機EL表示装置2は、第1の実施の形態に係る有機TFT100に代えて、実施例1,2または変形例1−4に係る有機TFT100A〜100Fを有していることも可能であることは言うまでもない。
52 shows the case where the organic EL display device 2 has the
基板11および有機TFT100は、上記第1の実施の形態と同様に構成されている。有機TFT100のソース電極60Sは、例えば、層間絶縁膜62に設けられた接続孔H1を介して配線層63に接続されている。
The
有機EL素子120は、例えば、第1電極121上に、画素毎に開口を有する画素分離膜122を有しており、この画素分離膜122の開口部分に、有機層123および第2電極124が積層されている。第1電極121は、例えば、平坦化膜125に設けられた接続孔H2を介して配線層63に接続されている。有機EL素子120は、例えば保護絶縁膜126によって封止されている。保護絶縁膜126上には、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂などの接着層127を間にして、封止用基板128が貼り合わせられている。
The
(第4の実施の形態)
図53は、本開示の第4の実施の形態に係る表示装置(液晶表示装置3)の断面構成を表したものである。液晶表示装置3は、基板11上に図1に示した第1の実施の形態に係る有機TFT100を有し、その上層に表示素子として液晶表示素子130が設けられている。
(Fourth embodiment)
FIG. 53 illustrates a cross-sectional configuration of a display device (liquid crystal display device 3) according to the fourth embodiment of the present disclosure. The liquid
なお、図53では、液晶表示装置3が図1に示した第1の実施の形態に係る有機TFT100を有している場合を表しているが、液晶表示装置3は、第1の実施の形態に係る有機TFT100に代えて、実施例1,2または変形例1−4に係る有機TFT100A〜100Fを有していることも可能であることは言うまでもない。
FIG. 53 shows the case where the liquid
基板11および有機TFT100は、上記第1実施の形態と同様に構成されている。有機TFT100のソース電極60Sは、例えば、層間絶縁膜62に設けられた接続孔H1を介して配線層63に接続されている。
The
液晶表示素子130は、例えば、画素電極131と対向電極132との間に液晶層133を封止したものであり、画素電極131および対向電極132の液晶層133側の各面には、配向膜134A,134Bが形成されている。画素電極131は、画素毎に配設されており、例えば、平坦化膜135に設けられた接続孔H2を介して配線層63に接続されている。対向電極132は、対向基板136上に複数の画素に共通の電極として設けられ、例えばコモン電位に保持されている。液晶層133は、例えばVA(Vertical Alignment:垂直配向)モード,TN(Twisted Nematic)モードあるいはIPS(In Plane Switching)モード等により駆動される液晶により構成されている。
In the liquid
また、駆動側基板10の下方には、バックライト137が備えられており、基板11のバックライト137側および対向基板136上には、偏光板138A,138Bが貼り合わせられている。
Further, a backlight 137 is provided below the
(適用例)
続いて、図54ないし図65を参照して、上記実施の形態に係る表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態の表示装置は、テレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、この表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
(Application example)
Next, with reference to FIGS. 54 to 65, application examples of the display device according to the above embodiment will be described. The display device in the above embodiment can be applied to electronic devices in various fields such as a television device, a digital camera, a laptop personal computer, a mobile terminal device such as a mobile phone or a smartphone, or a video camera. In other words, this display device can be applied to electronic devices in various fields that display a video signal input from the outside or a video signal generated inside as an image or video.
(モジュール)
上記実施の形態の表示装置は、例えば、図54に示したようなモジュールとして、後述する適用例1〜7などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、基板11の表示領域11Aの周囲の額縁領域11Bに、配線を延長して外部接続端子(図示せず)を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板(FPC;Flexible Printed Circuit)150が設けられていてもよい。
(module)
The display device according to the above-described embodiment is incorporated into various electronic devices such as application examples 1 to 7 described later, for example, as a module illustrated in FIG. In this module, for example, an external connection terminal (not shown) is formed by extending a wiring in a frame region 11B around the
(適用例1)
図55および図56はそれぞれ、上記実施の形態の表示装置が適用される電子ブック210の外観を表したものである。この電子ブック210は、例えば、表示部211および非表示部212を有しており、この表示部211が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
(Application example 1)
FIG. 55 and FIG. 56 each show the appearance of the
(適用例2)
図57および図58は、上記実施の形態の表示装置が適用されるスマートフォン220の外観を表したものである。このスマートフォン220は、例えば、表側に表示部221および操作部222を有し、裏側にカメラ223を有しており、この表示部221が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
(Application example 2)
57 and 58 show the appearance of a
(適用例3)
図59は、上記実施の形態の表示装置が適用されるテレビジョン装置230の外観を表したものである。このテレビジョン装置230は、例えば、フロントパネル231およびフィルターガラス232を含む映像表示画面部233を有しており、この映像表示画面部233は、上記実施の形態の表示装置により構成されている。
(Application example 3)
FIG. 59 illustrates an appearance of a television device 230 to which the display device of the above embodiment is applied. The television device 230 includes, for example, a video display screen unit 233 including a front panel 231 and a filter glass 232, and the video display screen unit 233 is configured by the display device of the above embodiment.
(適用例4)
図60および図61は、上記実施の形態の表示装置が適用されるデジタルカメラ240の外観を表したものである。このデジタルカメラ240は、例えば、フラッシュ用の発光部241、表示部242、メニュースイッチ243およびシャッターボタン244を有しており、この表示部242が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
(Application example 4)
60 and 61 show the appearance of a digital camera 240 to which the display device of the above embodiment is applied. The digital camera 240 includes, for example, a flash light emitting unit 241, a display unit 242, a menu switch 243, and a
(適用例5)
図62は、上記実施の形態の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータ250の外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータ250は、例えば、本体251,文字等の入力操作のためのキーボード252および画像を表示する表示部253を有しており、この表示部253が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
(Application example 5)
FIG. 62 shows the appearance of a notebook personal computer 250 to which the display device of the above embodiment is applied. The notebook personal computer 250 includes, for example, a main body 251, a
(適用例6)
図63は、上記実施の形態の表示装置が適用されるビデオカメラ260の外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部261,この本体部261の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ262,撮影時のスタート/ストップスイッチ263および表示部264を有している。そして、この表示部264が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
(Application example 6)
FIG. 63 shows the appearance of a video camera 260 to which the display device of the above embodiment is applied. The video camera includes, for example, a main body 261, a
(適用例7)
図64および図65は、上記実施の形態の表示装置が適用される携帯電話機270の外観を表したものである。この携帯電話機270は、例えば、上側筐体271と下側筐体272とを連結部(ヒンジ部)273で連結したものであり、ディスプレイ274,サブディスプレイ275,ピクチャーライト276およびカメラ277を有している。ディスプレイ274またはサブディスプレイ275が、上記実施の形態の表示装置により構成されている。
(Application example 7)
64 and 65 show the appearance of a
以上、実施の形態および実施例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 While the present disclosure has been described with reference to the embodiments and examples, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。 For example, the material and thickness of each layer, the film formation method, and the film formation conditions described in the above embodiment are not limited, and other materials and thicknesses may be used. It is good also as conditions.
また、上記実施の形態および実施例では、有機TFT100,100A〜100Fの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。 Moreover, in the said embodiment and Example, although the structure of organic TFT100,100A-100F was mentioned concretely and demonstrated, it is not necessary to provide all the layers and you may further provide other layers. .
更に、本開示は、表示装置のほか、センサアレイ等の他の電子機器にも適用可能である。 Furthermore, the present disclosure can be applied to other electronic devices such as a sensor array in addition to the display device.
なお、本開示は以下のような構成を取ることも可能である。
(1)
有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布する工程と、
相分離を利用して、有機半導体層と、前記有機半導体層の上面に接する絶縁層とを形成する工程と
を含む半導体装置の製造方法。
(2)
前記溶液を基材に塗布し、
相分離により前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む二層構造を形成する
前記(1)記載の半導体装置の製造方法。
(3)
前記溶液を基材に塗布し、
相分離により下の有機半導体層、前記絶縁層および上の有機半導体層を前記基材の側からこの順に含む三層構造を形成したのち、前記上の有機半導体層を除去する
前記(1)記載の半導体装置の製造方法。
(4)
前記溶液をブランケットに塗布し、
相分離により前記絶縁層および前記有機半導体層を前記ブランケットの側からこの順に含む逆二層構造を形成する工程と、
前記逆二層構造を前記ブランケットから基材に転写することにより、前記基材に、前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む順二層構造を形成する
前記(1)記載の半導体装置の製造方法。
(5)
前記絶縁層をチャネル保護膜として有するボトムゲート型薄膜トランジスタを形成する
前記(1)ないし(4)のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(6)
前記絶縁層をゲート絶縁膜またはゲート絶縁膜の一部として有するトップゲート薄膜トランジスタを形成する
前記(1)ないし(4)のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(7)
前記絶縁層をマスクとして前記有機半導体層にドーピングを行い、トップコンタクト型薄膜トランジスタを形成する
前記(5)または(6)記載の半導体装置の製造方法。
(8)
前記絶縁層材料として、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリ(α−エチルスチレン)、ポリ(α−プロピルスチレン)、ポリ(α−ブチルスチレン)、ポリ(4−メチルスチレン)、ポリアクリルニトリル、ポリビニルカルバゾール、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリビニルトルエン、ポリ(4−ビニルビフェニル)、前記ポリマーのハロゲン化物、およびこれらの共重合体を用いる
前記(1)ないし(7)のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(9)
有機半導体層と、
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成された
半導体装置。
(10)
前記絶縁層をチャネル保護膜として有するボトムゲート型薄膜トランジスタである
前記(9)記載の半導体装置。
(11)
前記絶縁層をゲート絶縁膜またはゲート絶縁膜の一部として有するトップゲート型薄膜トランジスタである
前記(9)記載の半導体装置。
(12)
前記有機半導体層のうち前記絶縁層から露出した領域にドーピングされたトップコンタクト型薄膜トランジスタである
前記(10)または(11)記載の半導体装置。
(13)
半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
有機半導体層と、
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成されたものである
電子機器。
In addition, this indication can also take the following structures.
(1)
Applying a solution in which an organic semiconductor material and an insulating layer material are mixed;
Forming an organic semiconductor layer and an insulating layer in contact with an upper surface of the organic semiconductor layer by utilizing phase separation.
(2)
Applying the solution to a substrate;
The method for manufacturing a semiconductor device according to (1), wherein a two-layer structure including the organic semiconductor layer and the insulating layer in this order from the base material side is formed by phase separation.
(3)
Applying the solution to a substrate;
The upper organic semiconductor layer is removed after forming a three-layer structure including the lower organic semiconductor layer, the insulating layer, and the upper organic semiconductor layer in this order from the base material side by phase separation. Semiconductor device manufacturing method.
(4)
Applying the solution to a blanket;
Forming an inverted two-layer structure including the insulating layer and the organic semiconductor layer in this order from the blanket side by phase separation;
By transferring the reverse two-layer structure from the blanket to the base material, a forward two-layer structure including the organic semiconductor layer and the insulating layer in this order from the base material side is formed on the base material. The manufacturing method of the semiconductor device of description.
(5)
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of (1) to (4), wherein a bottom-gate thin film transistor having the insulating layer as a channel protective film is formed.
(6)
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of (1) to (4), wherein a top gate thin film transistor having the insulating layer as a gate insulating film or a part of the gate insulating film is formed.
(7)
The method for manufacturing a semiconductor device according to (5) or (6), wherein a top contact thin film transistor is formed by doping the organic semiconductor layer using the insulating layer as a mask.
(8)
As the insulating layer material, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyisoprene, polyolefin, polycarbonate, polyimide, polyamide, poly (α-methylstyrene), poly (α-ethylstyrene), poly (α-propyl) Styrene), poly (α-butylstyrene), poly (4-methylstyrene), polyacrylonitrile, polyvinylcarbazole, polyvinylidene fluoride, polyvinyl butyral, polyvinyltoluene, poly (4-vinylbiphenyl), halides of the above polymers, The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of (1) to (7), wherein the copolymer is used.
(9)
An organic semiconductor layer;
An insulating layer provided in contact with the upper surface of the organic semiconductor layer,
The organic semiconductor layer and the insulating layer are formed by utilizing phase separation.
(10)
The semiconductor device according to (9), wherein the semiconductor device is a bottom-gate thin film transistor having the insulating layer as a channel protective film.
(11)
The semiconductor device according to (9), wherein the semiconductor device is a top-gate thin film transistor having the insulating layer as a gate insulating film or a part of the gate insulating film.
(12)
The semiconductor device according to (10) or (11), wherein the semiconductor device is a top contact thin film transistor doped in a region exposed from the insulating layer in the organic semiconductor layer.
(13)
A semiconductor device,
The semiconductor device includes:
An organic semiconductor layer;
An insulating layer provided in contact with the upper surface of the organic semiconductor layer,
The organic semiconductor layer and the insulating layer are formed using phase separation. Electronic equipment.
10…基材、11…基板、20…ゲート電極、30…ゲート絶縁膜(第2ゲート絶縁膜)、40…有機半導体層、41…チャネル層、41A…チャネル層の上端部、42…コンタクト部、50…チャネル保護膜(第1ゲート絶縁膜)、60S…ソース電極、60D…ドレイン電極、61…注入層、62…層間絶縁膜、63…配線層、70…塗布膜、71…二層構造、72…三層構造、73…逆二層構造、74…順二層構造、80…エッチングマスク、90…ブランケット、P…界面。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
相分離を利用して、有機半導体層と、前記有機半導体層の上面に接する絶縁層とを形成する工程と
を含む半導体装置の製造方法。 Applying a solution in which an organic semiconductor material and an insulating layer material are mixed;
Forming an organic semiconductor layer and an insulating layer in contact with an upper surface of the organic semiconductor layer by utilizing phase separation.
相分離により前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む二層構造を形成する
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 Applying the solution to a substrate;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a two-layer structure including the organic semiconductor layer and the insulating layer in this order from the base material side is formed by phase separation.
相分離により下の有機半導体層、前記絶縁層および上の有機半導体層を前記基材の側からこの順に含む三層構造を形成したのち、前記上の有機半導体層を除去する
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 Applying the solution to a substrate;
The upper organic semiconductor layer is removed after forming a three-layer structure including the lower organic semiconductor layer, the insulating layer, and the upper organic semiconductor layer in this order from the substrate side by phase separation. A method for manufacturing a semiconductor device.
相分離により前記絶縁層および前記有機半導体層を前記ブランケットの側からこの順に含む逆二層構造を形成する工程と、
前記逆二層構造を前記ブランケットから基材に転写することにより、前記基材に、前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む順二層構造を形成する
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 Applying the solution to a blanket;
Forming an inverted two-layer structure including the insulating layer and the organic semiconductor layer in this order from the blanket side by phase separation;
The forward two-layer structure including the organic semiconductor layer and the insulating layer in this order from the base material side is formed on the base material by transferring the reverse two-layer structure from the blanket to the base material. The manufacturing method of the semiconductor device of description.
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a bottom-gate thin film transistor having the insulating layer as a channel protective film is formed.
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a top gate thin film transistor having the insulating layer as a gate insulating film or a part of the gate insulating film is formed.
請求項5記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein a top contact thin film transistor is formed by doping the organic semiconductor layer using the insulating layer as a mask.
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 As the insulating layer material, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyisoprene, polyolefin, polycarbonate, polyimide, polyamide, poly (α-methylstyrene), poly (α-ethylstyrene), poly (α-propyl) Styrene), poly (α-butylstyrene), poly (4-methylstyrene), polyacrylonitrile, polyvinylcarbazole, polyvinylidene fluoride, polyvinyl butyral, polyvinyltoluene, poly (4-vinylbiphenyl), halides of the above polymers, The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a copolymer thereof is used.
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成された
半導体装置。 An organic semiconductor layer;
An insulating layer provided in contact with the upper surface of the organic semiconductor layer,
The organic semiconductor layer and the insulating layer are formed by utilizing phase separation.
請求項9記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 9, wherein the semiconductor device is a bottom-gate thin film transistor having the insulating layer as a channel protective film.
請求項9記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 9, wherein the semiconductor device is a top-gate thin film transistor having the insulating layer as a gate insulating film or a part of the gate insulating film.
請求項10記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 10, wherein the organic semiconductor layer is a top contact thin film transistor doped in a region exposed from the insulating layer.
前記半導体装置は、
有機半導体層と、
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成されたものである
電子機器。 A semiconductor device,
The semiconductor device includes:
An organic semiconductor layer;
An insulating layer provided in contact with the upper surface of the organic semiconductor layer,
The organic semiconductor layer and the insulating layer are formed using phase separation. Electronic equipment.
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