JP5013167B2 - Method for producing a surface modification method and a semiconductor device of the insulating film - Google Patents

Method for producing a surface modification method and a semiconductor device of the insulating film

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JP5013167B2 JP2006243568A JP2006243568A JP5013167B2 JP 5013167 B2 JP5013167 B2 JP 5013167B2 JP 2006243568 A JP2006243568 A JP 2006243568A JP 2006243568 A JP2006243568 A JP 2006243568A JP 5013167 B2 JP5013167 B2 JP 5013167B2
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Description

本発明は、絶縁膜の表面改質方法および半導体装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、撥水性材料からなる絶縁膜の表面改質方法およびこの絶縁膜をゲート絶縁膜として用いた半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a surface modification method and a semiconductor device of the insulating film, and more particularly, manufacture of the semiconductor device using the surface modification method and the insulating film of the insulating film made of water-repellent material as the gate insulating film a method for.

近年、有機半導体材料を用いたトランジスタ構造(有機FET)の研究開発が注目を集めている(例えば、非特許文献1参照)。 Recently, research and development of transistor structure using an organic semiconductor material (organic FET) have attracted attention (for example, see Non-Patent Document 1). 有機FETは、シリコン系の半導体材料を用いた無機のFETと比較して、塗布プロセスによってFETを作製できることが大きなメリットの1つである。 The organic FET, compared to inorganic FET using a semiconductor material such as silicon system, and is one of great benefit to be able to produce a FET by a coating process. また、低温での塗布成膜が可能であるため、プラスチック等の耐熱性のないフレキシブルな基板上への形成も可能であり、軽量化も図れる、というメリットもある。 Moreover, there is since it is possible to film coating at a low temperature, the formation of the heat resistance without a flexible substrate such as plastics are also possible, thereby also lighter, also merit.

上述したような有機FETの絶縁膜材料として、有機絶縁膜を用いることが多くある。 As the insulating film material of the organic FET as described above, there is often used an organic insulating film. 例えば、ゲート絶縁膜材料として、非晶質のパーフルオロ樹脂(例えば旭硝子社製サイトップ)からなる有機絶縁膜が用いられている。 For example, as a gate insulating film material, an organic insulating film made of amorphous perfluoro resins (e.g. manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. Cytop) is used. この非晶質のパーフルオロ樹脂は、撥水性が高く、その上層に電極材料等の塗布を試みた場合でも、溶媒をはじいてしまう。 Perfluoro resins of this amorphous, high water repellency, even when attempting to application of the electrode material or the like thereon, repels the solvent. このため、非晶質のパーフルオロ樹脂を成膜した後に、アッシング処理を行うことで、表面のフッ素を飛ばし、微量に含まれる水酸基等の親水基を表面に露出させることにより、表面の撥水性を低くして、上層への成膜を行っていた。 Therefore, after forming the amorphous perfluoro resins, by performing the ashing process, skipping fluorine surface, by exposing the hydrophilic group such as a hydroxyl group contained in a trace amount on the surface, the surface of the water repellent a and low, was going to film formation on the upper layer.

しかし、上述したような方法では、非晶質のパーフルオロ樹脂を成膜した後に、アッシング装置に導入し、処理を行う工程が必要であり、工程が煩雑化する。 However, in the method described above, after forming the amorphous perfluoro resins are introduced into the ashing apparatus, a step of performing processing is required, the process is complicated. 特に、有機FETの製造工程においては、全てを塗布プロセスで行うことが検討されており、工程簡略化への要望が強い。 In particular, in the manufacturing process of the organic FET, it has been considered to carry out all the coating process, demand for process simplification is strong.

そこで、上述したような課題を解決するために、本発明は、アッシング処理を行わずに、撥水性材料からなる絶縁膜の表面を改質する絶縁膜の表面改質方法および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention does not perform an ashing treatment, a manufacturing method of the surface modification method and a semiconductor device of the insulating film to modify the surface of the insulating film made of water-repellent material an object of the present invention is to provide a.

上述したような目的を達成するために、本発明の絶縁膜の表面改質方法は、次のような工程を順次行うことを特徴としている。 In order to achieve the object described above, the surface modification method of the insulating film of the present invention is characterized in that sequentially performs the following steps. まず、基板上に、撥水性材料からなり、表面に水酸基が存在する絶縁膜を形成する工程を行う。 First, on a substrate, Ri Do a water repellent material, a step of forming an insulating film hydroxyl groups present on the surface. 次に、絶縁膜の表面に、撥水性が低くなるように当該絶縁膜の表面を改質する表面処理剤を塗布する工程を行う。 Next, on the surface of the insulating film, the step of applying a surface treatment agent to modify the surface of the insulating film so as to water repellency is lowered.
ここで、表面処理剤として水酸基に変化する置換基を有すると共に、結合手の3箇所が置換基と結合したシリル基を両端に有するシリル基含有化合物または結合手の4箇所が置換基と結合したシラン化合物、からなるシリコン化合物を用いる。 Here, which has a substituent which changes to a hydroxyl group as a surface treatment agent, three bonds are four places silyl group-containing compound or a bond with both ends silyl group bonded with a substituent is bonded to a substituent silane compounds, silicon compounds used composed of. この表面処理剤を塗布することで、置換基から変化した水酸基と絶縁膜の表面の水酸基との反応により、シリコン化合物を絶縁膜の表面に結合させるとともに、表面処理剤の水酸基同士の反応によりシリコン化合物同士を連結させる。 By coating the surface treatment agent, silicon by reaction with surface hydroxyl groups of the hydroxyl group and an insulating film that has changed from substituents, together to bind the silicon compound on the surface of the insulating film by reaction between the hydroxyl groups of the surface treatment agent the compounds together linking.

このような絶縁膜の表面改質方法によれば、撥水性材料からなる絶縁膜の表面に、上記表面処理剤を塗布することで、撥水性が低くなるように当該絶縁膜の表面が改質されるため、アッシング工程を行わなくても、塗布工程を追加するだけで、この絶縁膜の上層への成膜が可能となる。 According to the surface modification method of the insulating film, the surface of the insulating film made of water-repellent material, by coating the surface treating agent, the surface modification of the insulating film so as to water repellency is low to be, even without ashing process, only by adding a coating step, film formation on the upper layer of the insulating film becomes possible.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に有機半導体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順またはこれと逆の順に積層してなる半導体装置の製造方法において、次のような工程を順次行うことを特徴としている。 A method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the organic semiconductor layer on a substrate, in the manufacturing method of a semiconductor device formed by laminating a gate insulating film and the gate electrode in the order of the order or its inverse, the following processes It is characterized by sequentially performing. まず、撥水性材料からなり表面に水酸基が存在する絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成する工程を行う。 First, a step of forming a gate insulating film including an insulating film existing hydroxyl group to Do Ri surface water-repellent material. 次に、絶縁膜の表面に、撥水性が低くなるように絶縁膜の表面を改質する表面処理剤を塗布する工程を行う。 Next, on the surface of the insulating film, a step of applying a surface treatment agent to modify the surface of the insulating film so as to water repellency is lowered.
ここで、表面処理剤として水酸基に変化する置換基を有すると共に、結合手の3箇所が置換基と結合したシリル基を両端に有するシリル基含有化合物または結合手の4箇所が置換基と結合したシラン化合物、からなるシリコン化合物を用いる。 Here, which has a substituent which changes to a hydroxyl group as a surface treatment agent, three bonds are four places silyl group-containing compound or a bond with both ends silyl group bonded with a substituent is bonded to a substituent silane compounds, silicon compounds used composed of. この表面処理剤を塗布することで、置換基から変化した水酸基と絶縁膜の表面の水酸基との反応により、シリコン化合物を絶縁膜の表面に結合させるとともに、表面処理剤の水酸基同士の反応によりシリコン化合物同士を連結させる。 By coating the surface treatment agent, silicon by reaction with surface hydroxyl groups of the hydroxyl group and an insulating film that has changed from substituents, together to bind the silicon compound on the surface of the insulating film by reaction between the hydroxyl groups of the surface treatment agent the compounds together linking.

このような半導体装置の製造方法によれば、撥水性材料からなる絶縁膜の表面に、上記表面処理剤を塗布することで、撥水性が低くなるように当該絶縁膜の表面が改質されるため、アッシング工程を行わなくても、塗布工程を追加するだけで、この絶縁膜の上層への成膜が可能となる。 According to the manufacturing method of the semiconductor device, the surface of the insulating film made of water-repellent material, by coating the surface treating agent, the surface of the insulating film is modified as water repellency is low Therefore, even without ashing process, only by adding a coating step, film formation on the upper layer of the insulating film becomes possible. これにより、半導体装置の製造工程が簡略化される。 Thus, the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified.

以上、説明したように、本発明の絶縁膜の表面改質方法および半導体装置の製造方法によれば、アッシング工程を行わなくても、塗布工程を追加するだけで、この絶縁膜の上層への成膜が可能となることから、製造工程が簡略化される。 As described above, according to the manufacturing method of the surface modification method and a semiconductor device of the insulating film of the present invention, even without ashing process, only by adding a coating step, to the upper layer of the insulating film since the film formation is possible, the manufacturing process is simplified. これにより、半導体装置の生産性を向上させることができる。 Thus, it is possible to improve the productivity of the semiconductor device.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 It will be described in detail with reference to embodiments of the present invention with reference to the drawings.

本発明の絶縁膜の表面改質方法およびこれを用いた半導体装置の製造方法に係る実施の形態の一例を、トップゲート・ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタからなる半導体装置の製造方法を例にとって説明する。 An example of embodiment according to the manufacturing method of the insulating film semiconductor device surface modification method and using the same of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device comprising a top-gate bottom-contact thin film transistor as an example.

まず、図1(a)に示すように、例えばスピンコート法により、ポリエーテルスルホン(PES))からなるプラスチック製の基板11上に、銀インクを塗布し、150℃で熱処理することで、銀からなるソース・ドレイン電極膜12を成膜する。 First, as shown in FIG. 1 (a), for example by spin coating, onto a plastic substrate 11 made of polyethersulfone (PES)), silver ink is applied, by heat treatment at 0.99 ° C., silver the source-drain electrode film 12 made of depositing.

なお、基板11としては、上記PESの他に、ガラスやポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリカーボネート(PC)、ポリアクリレート(PAR)などの耐熱性の高いプラスチックを用いることができる。 As the substrate 11, in addition to the above PES, glass or polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), and polycarbonate (PC), a highly heat-resistant plastics such as polyacrylates (PAR). また、ソース・ドレイン電極膜12としては、銀の他に金、白金、パラジウム等の金属や、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホナート)[PEDOT/PSS]、ポリアニリン(PANI)からなる導電性有機材料を用いることもできる。 As the source-drain electrode film 12, in addition to gold and silver, platinum, or a metal such as palladium, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) [PEDOT / PSS] , it is also possible to use conductive organic material consisting of polyaniline (PANI).

次に、図1(b)に示すように、ソース・ドレイン電極膜12上に、ソース・ドレイン電極のパターンが設けられたレジストパターン13を形成する。 Next, as shown in FIG. 1 (b), on the source-drain electrode film 12, a resist pattern 13 having a pattern of the source and drain electrodes are provided.

続いて、図1(c)に示すように、レジストパターン13(前記図1(b)参照)をマスクとして、銀エッチング液に浸漬させることで、上記ソース・ドレイン電極膜12(前記図1(b)参照)をパターニングし、ソース・ドレイン電極12'を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 1 (c), the resist pattern 13 as a mask (FIG. 1 (b) refer), by immersion in a silver etchant the source-drain electrode film 12 (FIG. 1 ( b)) is patterned, thereby forming source and drain electrodes 12 '. その後、リムーバーによりレジストパターン13を除去する。 Thereafter, the resist pattern is removed 13 by remover.

次いで、図1(d)に示すように、例えばスピンコート法により、ソース・ドレイン電極12'を覆う状態で、基板11上に、ペンタセン誘導体の1wt%トルエン溶液を塗布した後、100℃で溶媒を揮発させて有機半導体層14を形成する。 Then, as shown in FIG. 1 (d), for example, spin coating so as to cover the source and drain electrodes 12 ', on the substrate 11, after application of the 1 wt% toluene solution of a pentacene derivative, solvent 100 ° C. It is volatilized to form the organic semiconductor layer 14.

ここで、有機半導体層14としては、上記ペンタセン誘導体の他に、ポリチオフェン、フルオレン−チオフェンコポリマー、ポリアリルアミン等の高分子材料、または、ルブレン、チオフェンオリゴマー、ナフタセン誘導体等の低分子材料を用いてもよい。 Here, as the organic semiconductor layer 14, in addition to the pentacene derivatives, polythiophene, fluorene - thiophene copolymer, polymer material polyallylamine, etc., or, rubrene, thiophene oligomers, even using a low molecular material such as naphthacene derivatives good.

また、有機半導体層14の形成方法としては、上記スピンコート法の他に、インクジェット法、ディスペンサー法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の印刷方法により形成してもよい。 As a method for forming the organic semiconductor layer 14, in addition to the spin coating method, an inkjet method, a dispenser method, a flexo printing method, gravure printing method, it may be formed by printing method such as offset printing. なお、ここでは、有機半導体層14をベタ膜状に形成する例について説明するが、各種印刷法により有機半導体層14を各素子毎にパターンニングしてもよい。 Here, although explained example of forming the organic semiconductor layer 14 in the solid film may be patterned organic semiconductor layer 14 in each element by various printing methods.

次に、図2(e)に示すように、例えばスピンコート法により、有機半導体層14a上に、非晶質のパーフルオロ樹脂からなる撥水性材料を成膜することで、ゲート絶縁膜を構成する第1絶縁膜15aを形成する。 Next, the configuration as shown in FIG. 2 (e), for example, spin coating on the organic semiconductor layer 14a, by forming a water-repellent material consisting of amorphous perfluoro resins, the gate insulating film a first insulating layer 15a to be formed. これにより、有機半導体層14が撥水面と接した状態となるため、界面特性が良好になり、良好な素子特性を示す。 Thus, since a state where the organic semiconductor layer 14 is in contact with the water-repellent surface, interface characteristics are improved, showing excellent device characteristics.

ここで、撥水性材料としては、フッ素系樹脂またはパーフルオロアルキル基、アルキルシリル基等の撥水性表面処理剤を含有する樹脂からなる有機材料を用いることができる。 Examples of the water-repellent material can be formed using an organic material made of a fluorine resin or a perfluoroalkyl group, a resin containing a water repellent surface treatment agent such as an alkyl silyl group. ここでは、例えばスピンコート法により、有機半導体層14上に、フッ素系樹脂である非晶質のパーフルオロ樹脂(例えば旭硝子社製サイトップ809Mや107M)を塗布した後、100℃で溶媒を揮発させて、第1絶縁膜15aを形成する。 Here, for example, spin coating on the organic semiconductor layer 14, after application of the amorphous perfluoro resins are fluorine-based resin (e.g., manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. CYTOP 809M and 107M), evaporate the solvent at 100 ° C. by, a first insulating film 15a. この第1絶縁膜15aの表面には、第1絶縁膜15aの撥水性が維持される程度の微量の水酸基(OH基)からなる親水基が存在している。 This on the surface of the first insulating film 15a, the hydrophilic group is present consisting of a hydroxyl group of the degree of trace water repellency of the first insulating film 15a is maintained (OH groups). ここで、微量の親水基は、第1絶縁膜15a表面の水に対する接触角が70度以上となる撥水性が維持される程度に存在することとする。 Here, the hydrophilic group of traces, and to be present to the extent that water repellency having a contact angle to water of the first insulating film 15a surface is 70 degrees or more is maintained.

なお、ここでは、親水基としてOH基が存在することとするが、例えばカルボキシル基(COOH基)等の他の親水基が存在していてもよい。 Here, although with the presence of OH group as the hydrophilic group, for example, other hydrophilic groups such as carboxyl group (COOH group) may be present.

続いて、図2(f)に示すように、上述した撥水性材料からなる第1絶縁膜15aの表面に、撥水性が低くなるように当該絶縁膜の表面を改質する表面処理剤を塗布することで、改質層Aを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 2 (f), the surface of the first insulating film 15a made of the above-described water-repellent material, the surface treatment agent to modify the surface of the insulating film so as to water repellency is low coating by, forming the modified layer a. これにより、第1絶縁膜15aの撥水性を低下させることで、上層への成膜が可能となる。 Thus, by decreasing the water repellency of the first insulating film 15a, it is possible to film formation on the upper layer.

ここで、この表面処理剤は、親水基に変化する置換基を有するシリコン化合物で構成される。 Here, the surface treatment agent is composed of a silicon compound having a substituent which changes the hydrophilic group. このような置換基としては、メトキシ基(OCH 3 )やエトキシ基(OC 25 )等のアルコキシ基や、塩素(Cl)やフッ素(F)等のハロゲン原子が挙げられる。 As such substituents, or an alkoxy group such as methoxy group (OCH 3) or ethoxy group (OC 2 H 5), and a halogen atom such as chlorine (Cl) or fluorine (F). これらは、例えば、空気中の水分と反応して、OH基に変化する。 These include, for example, by reacting with moisture in the air is changed to the OH group. そして、このシリコン化合物のOH基が、上記第1絶縁膜15aの表面のOH基と反応して第1絶縁膜15aにシリコン化合物が結合するとともに、シリコン化合物のOH基同士の反応により、シリコン化合物が連結することで、改質層Aが形成される。 Then, the OH groups of the silicon compound, the with silicon compound binds to the first insulating film 15a reacts with OH groups on the surface of the first insulating film 15a, by reaction between OH groups of the silicon compound, silicon compound There by connecting the reforming layer A is formed. 上記OH基の反応の際には、反応生成物として水が生成されるため、この水がさらに表面処理剤の上記置換基と反応し、連鎖的に反応が促進される。 During the reaction of the OH groups, since water is generated as a reaction product, reacted with said substituent groups of the water further surface treatment agent, a chain reaction is accelerated.

この際、これらの反応を促進させるため、第1絶縁膜15a上に、上記表面処理剤を塗布した後には、熱処理を行うことが好ましい。 At this time, in order to facilitate these reactions, on the first insulating film 15a, after coating the surface treating agent is preferably subjected to heat treatment.

このため、第1絶縁膜15aと結合させ、かつシリコン化合物同士を結合させるために、上記表面処理剤は、結合手の2箇所以上が上記置換基と結合したシリル基で両端が構成されるシリル基含有化合物、または結合手の3箇所以上が上記置換基と結合したシラン化合物で構成されることが好ましい。 Therefore, it is coupled with the first insulating film 15a, and in order to bind together the silicon compound, the surface treatment agent is a silyl ends with a silyl group in which at least two places of the bond is bound to the substituent group is constituted group-containing compounds, or three or more of the bonds is preferably constructed with a silane compound bound to the substituent group. 特に、上記表面処理剤が、結合手の3箇所が上記置換基と結合したシリル基で両端が構成されるシリル基含有化合物、または結合手の4箇所が上記置換基と結合したシラン化合物で構成されることで、改質層Aの表面に存在するOH基を増加させることができるため、好ましい。 In particular, constituted by the surface treatment agent is a silane compound at three locations at both ends constitute the silyl group-containing compound with a silyl group bonded with the above substituents, or 4 places bonds is bonded to the above substituents of bond by being, since it is possible to increase the OH groups present on the surface of the modified layer a, preferred. これにより、第1絶縁膜15aの撥水性は著しく低下するため、上層への成膜を容易に行うことが可能となる。 Thereby, the water repellency of the first insulating film 15a is significantly reduced, it is possible to perform film formation of an upper layer easily.

上述したようなシリコン化合物としては、ビストリクロロシリルエタン(Bis(trichlorosilyl)ethane)、ビストリエトキシシリルエタン(Bis(triehoxysilyl)ethane)、ビストリエトキシシリルメタン(Bis(triehoxysilyl)methane)、ビストリエトキシシリルオクタン(Bis(triehoxysilyl)octhane)、ヘキサエトキシジシラン(hexaethoxydisilane)、ヘキサメトキシジシラン(hexamethoxydisilane)、テトラエトキシシラン(Tetraethoxysilane)、テトラメトキシシラン(tetramethoxysilane)、ヘキサクロロジシラン(hexachlorodisilane)、ヘキサクロロジシロキサン(hexachlorodisiloxane)、オクタクロロトリシロキサン(octachlorotrisiloxane)、テトラクロロシラン(tetrachlorosilane)、テトラフルオロシラン(tetrafluorosilane)等が挙げられる。 The silicon compound as described above, bis-trichloro ethane (Bis (trichlorosilyl) ethane), bis-triethoxysilyl ethane (Bis (triehoxysilyl) ethane), bis triethoxysilyl methane (Bis (triehoxysilyl) methane), bis triethoxysilyl octane ( Bis (triehoxysilyl) octhane), hexaethoxy disilane (hexaethoxydisilane), hexamethoxydisilane (hexamethoxydisilane), tetraethoxysilane (tetraethoxysilane), tetramethoxysilane (tetramethoxysilane), hexachlorodisilane (hexachlorodisilane), hexachlorodisiloxane (hexachlorodisiloxane), octachloro trisiloxane (octachlorotrisiloxane), tetrachlorosilane (tetrachlorosilane), tetrafluorosilane (tetrafluorosilane), and the like. ここでは、例えばヘキサメトキシジシランからなる表面処理剤を用いることとする。 Here, for example, the use of a surface treating agent comprising a hexamethoxydisilane.

ここで、上述した図2(e)〜図2(f)に示した工程を、図3の模式図を用いて詳細に説明する。 Here, the process shown in FIG. 2 described above (e) ~ FIG 2 (f), will be described in detail with reference to the schematic diagram of FIG. まず、図3(1)は、図2(e)を用いて説明した非晶質のパーフルオロ樹脂からなる第1絶縁膜15aが形成された状態であり、第1絶縁膜15aの表面には微量のOH基が存在している。 First, FIG. 3 (1) is a state in which the first insulating film 15a made of amorphous perfluoro resins described with reference to FIG. 2 (e) is formed, on the surface of the first insulating film 15a is OH groups of trace amounts are present.

次に、図3(2)は、ヘキサメトキシジシラン(シリコン化合物)からなる表面処理剤を塗布した直後の状態である。 Next, FIG. 3 (2) is a state immediately after the application of the surface treating agent comprising a hexamethoxydisilane (silicon compound). この状態から、ヘキサメトキシジシランのOCH 3基(図中OMeで表示)が空気中の水分と反応し、図3(3)に示すように、OH基となる。 From this state, OCH 3 groups hexamethoxydisilane (displayed in figure OMe) reacts with moisture in the air, as shown in FIG. 3 (3), the OH group. そして、シリコン化合物のOH基と第1絶縁膜15aの表面のOH基との反応により、シリコン化合物が第1絶縁膜15aに結合する。 Then, by reaction with OH groups and the OH groups on the surface of the first insulating film 15a of silicon compound, silicon compound binds to the first insulating film 15a. また、シリコン化合物のOH基同士の反応により、シリコン化合物同士が連結する。 Further, the reaction between the OH groups of the silicon compound, silicon compound with each other are linked.

これにより、図2(f)を用いて説明した改質層Aの表面は、複数のOH基で終端され、OH基が増加した状態となることから、第1絶縁膜15aの表面の撥水性が低下し、上層への成膜が可能となる。 Thus, the surface of the modified layer A described with reference to FIG. 2 (f) is terminated with a plurality of OH groups, since a state in which the OH group is increased, the water repellency of the surface of the first insulating film 15a There was lowered, the film can be formed to the upper layer.

次に、図4(g)に示すように、表面に改質層Aが形成された第1絶縁膜15a上に、例えばポリビニルフェノール(PVP)からなる架橋性高分子材料からなる第2絶縁層15bを形成する。 Next, as shown in FIG. 4 (g), on the first insulating film 15a to the reforming layer A is formed on the surface, for example, a second insulating layer comprising a crosslinked polymer material comprising a polyvinyl phenol (PVP) 15b to the formation. これにより、第1絶縁膜15aと第2絶縁膜15bとを順次積層してなるゲート絶縁膜15が形成される。 Thus, the gate insulating film 15 formed by the first insulating film 15a and the second insulating film 15b are sequentially stacked is formed. これにより、後述するゲート電極側が架橋性高分子材料で覆われたゲート絶縁膜15となることから、リーク電流が確実に防止される。 Thus, since as a gate insulating film 15 gate electrode side is covered with a cross-linkable polymeric material to be described later, the leakage current can be reliably prevented. 上述したような架橋性高分子材料としては、上記PVPの他に、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリイミド、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリイソブチレン(PIB)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ベンゾシクロブテン(BCB)等を用いることができる。 The crosslinkable polymeric material as described above, in addition to the above PVP, polymethyl methacrylate (PMMA), polyimide, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyisobutylene (PIB), polystyrene (PS ), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), and polycarbonate (PC), benzocyclobutene (BCB) or the like.

なお、ここでは、第1絶縁膜15aと第2絶縁膜15bとが順次積層されたゲート絶縁膜15を形成することとしたが、第1絶縁膜15aのみでゲート絶縁膜15を形成してもよく、第2絶縁膜15b上にさらに絶縁膜が積層されていてもよい。 Here, it is assumed that the gate insulating film 15 and the first insulating film 15a and the second insulating film 15b are sequentially stacked, even if a gate insulating film 15 only in the first insulating film 15a well, an insulating film on the second insulating film 15b may be stacked.

次いで、図4(h)に示すように、例えばスクリーン印刷法により、第2絶縁膜15b上に、銀ペーストからなるゲート電極材料をパターン塗布する。 Then, as shown in FIG. 4 (h), for example by screen printing, on the second insulating film 15b, a pattern applied to the gate electrode material made of silver paste. 次いで、熱処理を行うことで、上記銀ペーストを乾燥固化して、銀からなるゲート電極16を形成する。 Then, by performing heat treatment, and drying and solidifying the silver paste, to form a gate electrode 16 made of silver.

なお、ここでは、ゲート電極16が銀で構成されることとしたが、銀の他に金、白金、パラジウム等の金属や、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホナート)[PEDOT/PSS]、ポリアニリン(PANI)からなる導電性有機材料を用いることもできる。 Here, it is assumed that the gate electrode 16 is composed of silver, in addition to gold and silver, platinum, or a metal such as palladium, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate sulfonate) [PEDOT / PSS], it is also possible to use a conductive organic material consisting of polyaniline (PANI).

また、ここでは、スクリーン印刷法を用いて、ゲート電極材料をパターン塗布する例について説明したが、例えば、インクジェット法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、パッド印刷法を用いてもよい。 Further, here, by a screen printing method, an example has been described in which the pattern is applied to the gate electrode material, for example, an ink jet method, a flexo printing method, offset printing method, may be used pad printing method.

このような絶縁膜の表面改質方法およびこの方法を用いた半導体装置の製造方法によれば、表面処理剤を塗布することで、撥水性が低くなるように第1絶縁膜15aの表面が改質されるため、アッシング工程を行わなくても、塗布工程を追加するだけで、第1絶縁膜15aの上層への成膜が可能となる。 According to such a surface modification method of the insulating film and a manufacturing method of a semiconductor device using this method, by applying the surface treatment agent, the surface of the first insulating film 15a as water repellency is lowered Kai because the reformed, even without ashing process, only by adding a coating step, the film can be formed on the upper layer of the first insulating film 15a. これにより、半導体装置の製造工程が簡略化されるため、半導体装置の生産性を向上させることができる。 Thereby, the manufacturing process of the semiconductor device is simplified, thereby improving the productivity of the semiconductor device.

さらに、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、塗布プロセスにより、全ての成膜工程を行うことができるため、さらなる製造工程の簡略化を図ることができる。 Further, according to the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment, by a coating process, it is possible to perform all the film-forming step, it is possible to simplify further the manufacturing process.

なお、上記実施形態では、トップゲート・ボトムコンタクト型のトランジスタの製造方法を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、トップゲート・トップコンタクト型、ボトムゲート・トップコンタクト型、トップゲート・ボトムコンタクト型のトランジスタの製造方法であっても適用可能である。 In the above-described embodiments, the method for producing a transistor having a top-gate bottom-contact type as an example, the present invention is not limited thereto, a top-gate top-contact type, bottom-gate top-contact even method of manufacturing a transistor having a top-gate bottom-contact type is applicable.

本発明の半導体装置の製造方法に係る実施形態を説明するための製造工程断面図である(その1)。 It is manufacturing process sectional views for explaining an embodiment according to the method of the present invention (Part 1). 本発明の半導体装置の製造方法に係る実施形態を説明するための製造工程断面図である(その2)。 It is manufacturing process sectional views for explaining an embodiment according to the method of the present invention (Part 2). 本発明の絶縁膜の表面改質方法を説明するための模式工程図である。 It is a schematic process diagram for describing a surface modification method of the insulating film of the present invention. 本発明の半導体装置の製造方法に係る実施形態を説明するための製造工程断面図である(その3)。 It is manufacturing process sectional views for explaining an embodiment according to the method of the present invention (Part 3).

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11…基板、14…有機半導体層、15…ゲート絶縁膜、15a…第1絶縁膜、16…ゲート電極 11 ... substrate, 14 ... Organic semiconductor layer, 15 ... gate insulating film, 15a ... first insulating film, 16 ... gate electrode

Claims (6)

  1. 基板上に、撥水性材料からなり、表面に水酸基が存在する絶縁膜を形成する工程と、 On a substrate, forming Ri Do a water repellent material, the insulating film existing hydroxyl groups on the surface,
    前記絶縁膜の表面に、当該絶縁膜の表面を撥水性が低くなるように改質する表面処理剤を塗布する工程と On the surface of the insulating film, a step of the surface of the insulating film coating a surface treating agent for modifying such water repellency is lowered,
    前記表面処理剤を塗布する工程の後に、熱処理を行う工程と After the step of applying the surface treatment agent, and performing heat treatment
    を含み、 It includes,
    前記表面処理剤として、水酸基に変化する置換基を有すると共に、結合手の3箇所が前記置換基と結合したシリル基を両端に有するシリル基含有化合物または結合手の4箇所が前記置換基と結合したシラン化合物、からなるシリコン化合物を用い、 Binding as the surface treatment agent, which has a substituent which changes to a hydroxyl group, four positions of the silyl group-containing compound or a bond with a silyl group three bonds is bonded to the substituent on the both ends and the substituents using the silane compound, a silicone compound consisting of,
    前記表面処理剤を塗布することで、前記置換基から変化した水酸基と前記絶縁膜の表面の水酸基との反応により、前記シリコン化合物を前記絶縁膜の表面に結合させるとともに、前記表面処理剤の水酸基同士の反応により前記シリコン化合物同士を連結させる By applying the surface treatment agent, wherein the reaction of the hydroxyl groups of the surface changes from substituents was a hydroxyl group the insulating film, together with the coupling the silicon compound on the surface of the insulating film, the hydroxyl group of the surface treatment agent linking the silicon compound with each other by a reaction between
    絶縁膜の表面改質方法。 Surface modification method of the insulating film.
  2. 前記シリコン化合物として、ビストリクロロシリルエタン、ビストリエトキシシリルエタン、ビストリエトキシシリルメタン、ビストリエトキシシリルオクタン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキサメトキシジシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ヘキサクロロジシラン、ヘキサクロロジシロキサン、オクタクロロトリシロキサン、テトラクロロシランおよびテトラフルオロシランのうちの少なくとも1種を用いる As the silicon compound, bis-trichloro ethane, bis triethoxysilyl ethane, bis triethoxysilyl methane, bis triethoxysilyl octane, hexaethoxy disilane, hexamethoxydisilane, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, hexachlorodisilane, hexachlorodisiloxane, octachloro using at least one of trisiloxane, tetrachlorosilane and tetrafluorosilane
    請求項1記載の絶縁膜の表面改質方法。 Surface modification method of the insulating film of claim 1, wherein.
  3. 前記絶縁膜の水酸基は、前記絶縁膜の表面の、水に対する接触角が70度以上となる撥水性が維持される程度に存在する The hydroxyl group of the insulating film is present to the extent that the surface of the insulating film, water repellent contact angle is 70 degrees or more with respect to water is maintained
    請求項1記載の絶縁膜の表面改質方法。 Surface modification method of the insulating film of claim 1, wherein.
  4. 前記絶縁膜は有機材料であ The insulating layer Ru Der organic material
    求項1記載の絶縁膜の表面改質方法。 Motomeko 1 surface modification method of the insulating film according.
  5. 前記絶縁膜は、非晶質のパーフルオロ樹脂であ The insulating layer, Ru perfluororesin der amorphous
    求項1記載の絶縁膜の表面改質方法。 Motomeko 1 surface modification method of the insulating film according.
  6. 基板上に有機半導体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順またはこれと逆の順に積層してなる半導体装置の製造方法において、 The organic semiconductor layer on a substrate, in the manufacturing method of a semiconductor device formed by laminating a gate insulating film and the gate electrode in the order of the order or its inverse,
    撥水性材料からなり表面に水酸基が存在する絶縁膜を含む前記ゲート絶縁膜を形成する工程と、 Forming the gate insulating film on the Do Ri surface water-repellent material includes an insulating film which hydroxyl is present,
    前記絶縁膜の表面に、当該絶縁膜の表面を撥水性が低くなるように改質する表面処理剤を塗布する工程と On the surface of the insulating film, a step of the surface of the insulating film coating a surface treating agent for modifying such water repellency is lowered,
    前記表面処理剤を塗布する工程の後に、熱処理を行う工程と After the step of applying the surface treatment agent, and performing heat treatment
    を含み、 It includes,
    前記表面処理剤として、水酸基に変化する置換基を有すると共に、結合手の3箇所が前記置換基と結合したシリル基を両端に有するシリル基含有化合物または結合手の4箇所が前記置換基と結合したシラン化合物、からなるシリコン化合物を用い、 Binding as the surface treatment agent, which has a substituent which changes to a hydroxyl group, four positions of the silyl group-containing compound or a bond with a silyl group three bonds is bonded to the substituent on the both ends and the substituents using the silane compound, a silicone compound consisting of,
    前記表面処理剤を塗布することで、前記置換基から変化した水酸基と前記絶縁膜の表面の水酸基との反応により、前記シリコン化合物を前記絶縁膜の表面に結合させるとともに、前記表面処理剤の水酸基同士の反応により前記シリコン化合物同士を連結させる By applying the surface treatment agent, wherein the reaction of the hydroxyl groups of the surface changes from substituents was a hydroxyl group the insulating film, together with the coupling the silicon compound on the surface of the insulating film, the hydroxyl group of the surface treatment agent linking the silicon compound with each other by a reaction between
    半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device.
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