JP5842262B2 - 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1における有機TFTの構造を、図1に断面図で示す。絶縁性の基板1の上に、主ゲート電極2が設けられ、主ゲート電極2を覆って下部絶縁膜3aが形成されている。下部絶縁膜3aの上面に補助ゲート電極4が形成され、補助ゲート電極4の上面を覆って上部絶縁膜3bが形成されている。下部絶縁膜3aと上部絶縁膜3bによりゲート絶縁膜3が構成される。この構成により、ゲート絶縁膜3中に互いに電気的に分離させて、主ゲート電極2と補助ゲート電極4が配置された状態が得られる。補助ゲート電極4を覆った上部絶縁膜3bの上面に、有機半導体膜5が形成され、有機半導体膜5に接触させてソース電極6及びドレイン電極7が設けられている。
[1]測定に供した有機TFTの素子構成
主ゲート電極2:Au
下部絶縁膜3a:Al2O3、200nm
補助ゲート電極4:Au
上部絶縁膜3b:Al2O3、100nm
有機半導体膜5:C10-DNTTの塗布結晶膜
ソース電極6、ドレイン電極7:Au
チャネル長L:〜2μm
[2]測定条件
補助ゲート電極4の電圧:VGsub=−20V
ドレイン電極7の電圧:VD=−10V
主ゲート電極2の電圧:主ゲート電圧VGmain=−5V、変調電圧VGsig=1VP-Pの正弦波電圧
以上のとおりの設定により、主ゲート電極2への入力電流(Iin)とトランジスタ出力電流(ドレイン電流、Iout)を同時計測した結果を、図5に示す。図5において、横軸は変調電圧VGsigの周波数(Hz)、縦軸は電流(mAP-P)である。
実施の形態2における有機TFTの構造を、図7に断面図で示す。この素子構造は、素子の厚み方向における主ゲート電極2と補助ゲート電極4の位置関係が、実施の形態1の場合と異なる以外は、実施の形態1と同様である。従って、実施の形態1の場合と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を簡略化する。
2 主ゲート電極
3 ゲート絶縁膜
3a 下部絶縁膜
3b 上部絶縁膜
4 補助ゲート電極
5 有機半導体膜
6 ソース電極
7 ドレイン電極
8 変調駆動部
9 電流計
10 フォトレジスト層
10a、10b レジストパターン
11 露光光
Claims (6)
- 絶縁性の基板と、前記基板上に設けられたゲート電極と、前記ゲート電極を覆って形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成された有機半導体膜と、前記有機半導体膜に接触させて配置されたソース電極及びドレイン電極とを備え、
前記ゲート電極は、前記有機半導体膜における前記ソース電極と前記ドレイン電極の間のチャネル領域に対向する領域に配置された主ゲート電極と、前記主ゲート電極の両側で前記ソース電極及び前記ドレイン電極にそれぞれ対向する領域に配置された一対の補助ゲート電極とを含み、
前記主ゲート電極と前記補助ゲート電極とは互いに電気的に分離され、
前記補助ゲート電極には一定の電圧を印加し、
前記補助ゲート電極と前記有機半導体膜間の電界が、前記主ゲート電極と前記有機半導体膜間の電界よりも強くなるように、前記ゲート絶縁膜の厚さと、前記補助ゲート電極及び前記主ゲート電極に印加する電圧の関係が設定されていることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 - 前記主ゲート電極と前記有機半導体膜との間に介在する前記ゲート絶縁膜の厚さと、前記補助ゲート電極と前記有機半導体膜との間に介在する前記ゲート絶縁膜の厚さが異なり、前記主ゲート電極と前記補助ゲート電極の間に前記ゲート絶縁膜が介在している請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記主ゲート電極と前記補助ゲート電極は、前記有機半導体膜に直交する方向の射影において、端部間に隙間が存在しないように形成されている請求項1または2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記主ゲート電極と前記補助ゲート電極は、前記有機半導体膜に直交する方向の射影において重畳する面積が存在しないように形成されている請求項3に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 請求項1に記載の有機薄膜トランジスタを製造する方法であって、
前記絶縁性の基板上に前記主ゲート電極及び前記補助ゲート電極のうちの一方のゲート電極を形成し、
前記一方のゲート電極を覆って前記ゲート絶縁膜を構成する下部絶縁膜を形成し、
前記下部絶縁膜上に他方のゲート電極を形成し、
前記他方のゲート電極及び前記下部絶縁膜を覆って前記ゲート絶縁膜を構成する上部絶縁膜を形成し、
前記上部絶縁膜上に有機半導体膜を形成するとともに、前記有機半導体膜に接触させてソース電極及びドレイン電極とを形成することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記基板上に形成された前記一方のゲート電極をマスクとする前記基板の裏面側からの背面露光を含む工程により、前記他方のゲート電極を前記一方のゲート電極に対して自己整合的にパターニングする請求項5に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
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