JP6311594B2 - Organic transistor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、有機半導体材料などで構成される半導体薄膜を用いて形成される有機トランジスタ、および、そのような有機トランジスタの製造方法に関するもので、有機EL(エレクトロルミネッセンス)などに適用すると好適である。   The present invention relates to an organic transistor formed using a semiconductor thin film composed of an organic semiconductor material and the like, and a method for manufacturing such an organic transistor, and is suitable for application to organic EL (electroluminescence) and the like. .

この種の一般的な有機トランジスタとしては、絶縁性の基板の上にゲート電極、ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して互いに離間するソース電極およびドレイン電極を形成し、ゲート絶縁膜の表面上において、ソース電極とドレイン電極との間を繋ぐように有機半導体層を形成したものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。   As a general organic transistor of this type, a gate electrode and a gate insulating film that covers the gate electrode are formed on an insulating substrate, and a source electrode and a drain electrode that are separated from each other via the gate insulating film on the gate electrode In which an organic semiconductor layer is formed on the surface of the gate insulating film so as to connect the source electrode and the drain electrode (see, for example, Patent Document 1).

ここで、従来では、ゲート絶縁膜としては、一般的なアルミナ等の無機金属酸化膜や、特許文献1に記載されているようなポリマー絶縁層とその上の無機膜からなるものが採用されている。   Here, conventionally, as the gate insulating film, a general inorganic metal oxide film such as alumina, or a polymer insulating layer described in Patent Document 1 and an inorganic film thereon is employed. Yes.

特開2009−194208号公報JP 2009-194208 A

ところで、従来のようにゲート絶縁膜を無機金属酸化膜で構成した場合には、有機トランジスタにおける高移動度、および、低駆動電圧の確保はなされるが、膜の応力が大きいことから、基板の反りの抑制については好ましくない。また、特許文献1の場合、ポリマー絶縁層が低誘電率であることから、低駆動電圧が実現しにくい。   By the way, when the gate insulating film is made of an inorganic metal oxide film as in the prior art, high mobility and low driving voltage in the organic transistor can be ensured, but since the stress of the film is large, the warping of the substrate It is not preferable for the suppression. In the case of Patent Document 1, since the polymer insulating layer has a low dielectric constant, it is difficult to realize a low driving voltage.

このような事情を鑑みて、本発明者は、ゲート絶縁膜として、有機金属混合層を用いることについて検討した。有機金属混合層は、アルミナなどの無機金属酸化膜とアルコーン(Alucone)などの有機金属膜とを積層したものである。   In view of such circumstances, the present inventor has examined the use of an organic metal mixed layer as a gate insulating film. The organic metal mixed layer is formed by laminating an inorganic metal oxide film such as alumina and an organic metal film such as Alcon.

このような有機金属混合層をゲート絶縁膜として用いた場合、高誘電率であることから、駆動電圧(ゲート駆動電圧)を低減できる。また、膜の応力も小さいことから、基板の反りの抑制についても良好となる。   When such an organic metal mixed layer is used as the gate insulating film, the driving voltage (gate driving voltage) can be reduced because of the high dielectric constant. In addition, since the stress of the film is small, the suppression of the warpage of the substrate is also good.

しかしながら、本発明者のさらなる検討によれば、この有機金属混合層において有機半導体層側となる最表面すなわち有機半導体層の下地が、無機金属酸化膜である場合と、有機金属膜である場合とで、それぞれ問題が生じることがわかった。   However, according to further studies by the present inventors, the outermost surface on the organic semiconductor layer side in this organic metal mixed layer, that is, the base of the organic semiconductor layer is an inorganic metal oxide film, and an organic metal film. It turns out that each has its own problems.

まず、有機金属混合層の最表面が有機金属膜である場合、低駆動電圧は確保される。しかし、有機金属膜では接触角が高いため、有機半導体層の結晶性が乱れ、有機トランジスタの移動度が低下しやすくなってしまう。一方、有機金属混合層の最表面が無機金属酸化膜である場合、低駆動電圧および高移動度はともに確保される。しかし、この場合、膜の水耐性に問題が生じる。   First, when the outermost surface of the organometallic mixed layer is an organometallic film, a low driving voltage is secured. However, since the contact angle is high in the organic metal film, the crystallinity of the organic semiconductor layer is disturbed, and the mobility of the organic transistor is easily lowered. On the other hand, when the outermost surface of the organic metal mixed layer is an inorganic metal oxide film, both low driving voltage and high mobility are ensured. However, in this case, a problem occurs in the water resistance of the membrane.

典型的には、有機金属膜は分子層堆積法(MLD)で形成され、金属酸化膜は原子層堆積法(ALD)で形成されるものである。そのため、この有機金属混合層としてのゲート絶縁膜をMLDやALDにより成膜した後のパターニングの際、すなわちエッチングの際に発生した残留物等を除去するため、基板を水で洗浄する水洗浄工程を行う必要がある。そうすると、この水洗浄工程では、水がゲート絶縁膜の表面に接触する。この水に対する膜の溶けだし難さが、水耐性である。   Typically, the organometallic film is formed by molecular layer deposition (MLD), and the metal oxide film is formed by atomic layer deposition (ALD). Therefore, a water cleaning step of cleaning the substrate with water in order to remove residues generated during the patterning after forming the gate insulating film as the organic metal mixed layer by MLD or ALD, that is, during etching. Need to do. Then, in this water cleaning process, water contacts the surface of the gate insulating film. The difficulty in dissolving the film in water is water resistance.

そこで、ゲート絶縁膜の最表面に関しては、水耐性が必要となるが、有機金属混合層の最表面が無機金属酸化膜である場合、膜が水に溶けてしまう問題、いわゆる膜減りの問題が生じることがわかった。一方、有機金属混合層の最表面が有機金属膜である場合には、水耐性は確保される。   Therefore, water resistance is required for the outermost surface of the gate insulating film. However, when the outermost surface of the organic metal mixed layer is an inorganic metal oxide film, there is a problem that the film dissolves in water, that is, a so-called film reduction problem. I found it to happen. On the other hand, when the outermost surface of the organic metal mixed layer is an organic metal film, water resistance is ensured.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、低駆動電圧を確保できる有機金属混合層をゲート絶縁膜に用いた有機トランジスタにおいて、水耐性と有機トランジスタにおける高移動度とを両立させるのに適した構成を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in an organic transistor using an organic metal mixed layer capable of securing a low driving voltage as a gate insulating film, it achieves both water resistance and high mobility in the organic transistor. The object is to realize a configuration suitable for the above.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、基板(10)と、基板の上に形成されたゲート電極(20)と、基板の上においてゲート電極を覆うゲート絶縁膜(30)と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して、互いに離間して配置されたソース電極(50)およびドレイン電極(60)と、ゲート絶縁膜の表面上において、少なくともソース電極とドレイン電極との間を繋ぐように形成された有機半導体層(40)と、を備え、ゲート絶縁膜は、有機金属膜(31a、31)と無機金属酸化膜(32)とが積層されることで構成され、有機半導体層側となる最表面が有機金属膜とされたものであり、最表面の有機金属膜(31a)における膜厚方向における表層部分のみが、改質により形成された無機金属酸化層(31b)とされていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate (10), a gate electrode (20) formed on the substrate, and a gate insulating film (30) covering the gate electrode on the substrate. And a source electrode (50) and a drain electrode (60) which are spaced apart from each other via a gate insulating film on the gate electrode, and at least between the source electrode and the drain electrode on the surface of the gate insulating film An organic semiconductor layer (40) formed so as to connect the gate insulating film, and the gate insulating film is formed by laminating the organic metal films (31a, 31) and the inorganic metal oxide film (32). The outermost surface on the semiconductor layer side is an organometallic film, and only the surface layer portion in the film thickness direction of the outermost organometallic film (31a) is an inorganic metal oxide layer (31b) formed by modification. Tosa And wherein the are.

水洗浄工程では、ゲート絶縁膜の最表面が無機金属酸化膜の場合に、当該膜の溶け出しによる膜減りを発生させなければよい。そして、水洗浄工程は、成膜後の汚れ等を洗浄して除去するものであるから、ゲート絶縁膜としては、すべての膜が成膜完了した状態、つまり、最表面の有機金属膜が成膜された状態であれば、水洗浄工程を行うことができる。   In the water cleaning process, when the outermost surface of the gate insulating film is an inorganic metal oxide film, it is sufficient that the film is not reduced due to the dissolution of the film. In the water cleaning step, dirt and the like after film formation are cleaned and removed. Therefore, as the gate insulating film, all films are formed, that is, the outermost organometallic film is formed. If it is in a filmed state, a water washing step can be performed.

つまり、積層構造は形成されたが最表面の有機金属膜の表層部分を改質する前の状態のゲート絶縁膜に対して、水洗浄工程を行えばよい。これによれば、水耐性の高い有機金属膜により膜減りが防止される。   That is, the water washing process may be performed on the gate insulating film in a state where the laminated structure is formed but before the surface layer portion of the outermost organometallic film is modified. According to this, film loss is prevented by the organic metal film having high water resistance.

そして、水洗浄工程後に、最表面の有機金属膜の表層部分を改質して無機金属酸化層としてやれば、最終的には、移動度確保の点で望ましい無機金属酸化層が有機半導体層の下地となるゲート絶縁膜が形成される。   Then, after the water washing step, if the surface layer portion of the outermost organometallic film is modified to form an inorganic metal oxide layer, the inorganic metal oxide layer that is desirable in terms of securing the mobility will eventually become the organic semiconductor layer. A gate insulating film serving as a base is formed.

このように、本発明によれば、水耐性と有機トランジスタにおける高移動度とを両立させるのに適した構成を実現することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to realize a configuration suitable for achieving both water resistance and high mobility in the organic transistor.

ここで、最表面の有機金属膜が厚すぎると、最表面の有機金属膜全体のうち表層部分のみを改質して無機金属酸化層としても、内層部分の有機金属部分が厚く残ってしまい、膜全体として有機金属膜としての特性が強くなりやすい。有機金属膜の持つラフネスの影響から、有機金属膜を有機半導体層の下地とした場合、有機半導体層の結晶性が乱れ、移動度の低下を発生しやすい。このことから、請求項2に記載の発明のように、最表面の有機金属膜の膜厚は5nm未満が望ましい。   Here, if the outermost organometallic film is too thick, only the surface layer portion of the entire outermost organometallic film is modified to form an inorganic metal oxide layer, and the organometallic portion of the inner layer portion remains thick, The characteristics of the organic metal film as a whole tend to be strong. Due to the roughness of the organic metal film, when the organic metal film is used as the base of the organic semiconductor layer, the crystallinity of the organic semiconductor layer is disturbed and the mobility is likely to decrease. For this reason, the thickness of the outermost organometallic film is preferably less than 5 nm as in the invention described in claim 2.

請求項5に記載の発明は、基板(10)を準備する工程と、基板の上にゲート電極(20)を形成する工程と、基板の上においてゲート電極を覆うゲート絶縁膜(30)を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に有機半導体層(40)を形成する工程と、ゲート電極と重なりつつ、ゲート絶縁膜上にて有機半導体層に接してソース電極(50)とドレイン電極(60)とを形成する工程と、を備える有機トランジスタの製造方法であって、さらに以下の点を特徴とするものである。   The invention according to claim 5 is a step of preparing a substrate (10), a step of forming a gate electrode (20) on the substrate, and a gate insulating film (30) covering the gate electrode on the substrate. A step of forming an organic semiconductor layer (40) on the gate insulating film, and a source electrode (50) and a drain electrode (60) in contact with the organic semiconductor layer on the gate insulating film while overlapping with the gate electrode. And a step of forming an organic transistor. The method of manufacturing an organic transistor further includes the following points.

・ゲート絶縁膜の形成工程は、有機金属膜(31a、31)と無機金属酸化膜(32)とを積層してなり、有機半導体層側となる最表面が有機金属膜(31a)とされた積層膜を形成する第1の工程と、第1の工程の後、最表面の有機金属膜における膜厚方向における表層部分のみを改質して無機金属酸化層(31b)とする第2の工程とを備えるものであること。   In the step of forming the gate insulating film, the organic metal films (31a, 31) and the inorganic metal oxide film (32) are laminated, and the outermost surface on the organic semiconductor layer side is the organic metal film (31a). A first step of forming a laminated film, and a second step after the first step, in which only the surface layer portion in the film thickness direction of the outermost organometallic film is modified to form an inorganic metal oxide layer (31b). It must be equipped with.

・ゲート絶縁膜の形成工程における第1の工程と第2の工程との間に、最表面の有機金属膜を含む基板の表面を、水で洗浄する水洗浄工程を行うこと。請求項5の製造方法は、これらの点を特徴としている。   A water washing step of washing the surface of the substrate including the outermost organometallic film with water between the first step and the second step in the step of forming the gate insulating film is performed. The manufacturing method of claim 5 is characterized by these points.

それによれば、最表面の有機金属膜の表層部分を改質する前の状態のゲート絶縁膜に対して、水洗浄工程が行われるが、水耐性の高い有機金属膜により膜減りが防止される。そして、水洗浄工程後に、最表面の有機金属膜の表層部分を改質して無機金属酸化層とするので、最終的には、移動度確保の点で望ましい無機金属酸化層が有機半導体層の下地となるゲート絶縁膜が形成される。   According to this, although the water cleaning process is performed on the gate insulating film in a state before the surface layer portion of the outermost organometallic film is modified, the reduction of the film is prevented by the highly water-resistant organometallic film. . Then, after the water washing step, the surface layer portion of the organic metal film on the outermost surface is modified to form an inorganic metal oxide layer. Finally, the inorganic metal oxide layer desirable in terms of securing mobility is the organic semiconductor layer. A gate insulating film serving as a base is formed.

よって、本発明によれば、水耐性と有機トランジスタにおける高移動度とを両立させるのに適した構成を実現することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a configuration suitable for achieving both water resistance and high mobility in the organic transistor.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の実施形態にかかる有機トランジスタの断面構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the cross-sectional structure of the organic transistor concerning embodiment of this invention. 図1中の丸で囲まれたA部の概略構成を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows schematic structure of the A section enclosed with the circle in FIG. 上記実施形態にかかる有機トランジスタの製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the organic transistor concerning the said embodiment. 図3に続く有機トランジスタの製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the organic transistor following FIG. ゲート絶縁膜の剥離の様子を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the mode of peeling of a gate insulating film.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity.

本発明の実施形態にかかる有機トランジスタの構成について、図1、図2を参照して述べる。この有機トランジスタは、たとえばEL素子の駆動回路に備えられるトランジスタなどに適用されるものである。   The configuration of the organic transistor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This organic transistor is applied to, for example, a transistor provided in a drive circuit for an EL element.

本実施形態の有機トランジスタは、図1に示される構造によって構成されている。具体的には、無アルカリガラスなどの絶縁性のフレキシブル基板を基材とする基板10の上に、Cr(クロム)などで構成されたゲート電極20が形成されており、このゲート電極20を覆うように絶縁材料で構成されたゲート絶縁膜30が形成されている。このゲート絶縁膜30の構造が本発明の特徴となる部分である。このゲート絶縁膜30の詳細構造については、後述する。   The organic transistor of this embodiment is configured by the structure shown in FIG. Specifically, a gate electrode 20 made of Cr (chromium) or the like is formed on a substrate 10 made of an insulating flexible substrate such as alkali-free glass, and covers the gate electrode 20. Thus, the gate insulating film 30 made of an insulating material is formed. The structure of the gate insulating film 30 is a feature of the present invention. The detailed structure of the gate insulating film 30 will be described later.

ゲート絶縁膜30の上には、有機半導体層40が形成されている。有機半導体層40は、例えばチオフェン系有機半導体材料(例えばC8−BTBT)によって構成されており、チャネル層として機能する。   An organic semiconductor layer 40 is formed on the gate insulating film 30. The organic semiconductor layer 40 is made of, for example, a thiophene organic semiconductor material (for example, C8-BTBT) and functions as a channel layer.

そして、有機半導体層40の上には、ソース電極50およびドレイン電極60が形成されている。ソース電極50およびドレイン電極60は、ゲート電極20の両端上において、ゲート絶縁膜30および有機半導体層40を介して、互いに離間するように配置されている。   A source electrode 50 and a drain electrode 60 are formed on the organic semiconductor layer 40. The source electrode 50 and the drain electrode 60 are disposed on both ends of the gate electrode 20 so as to be separated from each other via the gate insulating film 30 and the organic semiconductor layer 40.

そして、有機半導体層40は、ソース電極50とドレイン電極60との間を繋ぐように形成されている。これらソース電極50およびドレイン電極60は、たとえばAu(金)などによって構成されている。このような構造により、本実施形態にかかる有機トランジスタが構成されている。   The organic semiconductor layer 40 is formed so as to connect the source electrode 50 and the drain electrode 60. The source electrode 50 and the drain electrode 60 are made of, for example, Au (gold). With such a structure, the organic transistor according to the present embodiment is configured.

次に、上記のように構成された有機トランジスタに備えられたゲート絶縁膜30の詳細構造について説明する。   Next, the detailed structure of the gate insulating film 30 provided in the organic transistor configured as described above will be described.

ゲート絶縁膜30は、有機金属膜31a、31と無機金属酸化膜32とが積層された積層膜としての有機金属混合層により構成されている。そして、ゲート絶縁膜30における有機半導体層40側となる最表面すなわち有機半導体層40の下地の面が、有機金属膜31aとされている。ここでは、この最表面の有機金属膜31aと、それ以外の有機金属膜31とで符号を変えてある。   The gate insulating film 30 is composed of an organic metal mixed layer as a laminated film in which organic metal films 31 a and 31 and an inorganic metal oxide film 32 are laminated. The outermost surface on the side of the organic semiconductor layer 40 in the gate insulating film 30, that is, the base surface of the organic semiconductor layer 40 is an organic metal film 31a. Here, the sign is changed between the organic metal film 31 a on the outermost surface and the other organic metal film 31.

有機金属膜31a、31は、例えばアルコーン(Alucone)、ジンコーン(zincone)などによって構成され、無機金属酸化膜32は、例えばアルミナ(AlOx)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化ハフニウム(HfO)などによって構成されている。   The organic metal films 31a and 31 are made of, for example, Alcone and Zincone, and the inorganic metal oxide film 32 is made of, for example, alumina (AlOx), zirconium oxide (ZrO), hafnium oxide (HfO), and the like. Has been.

ただし、本実施形態では、最表面の有機金属膜31aについては、図2に示されるように、膜厚方向における表層部分のみが、改質により形成された無機金属酸化層31bとされている。   However, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, only the surface layer portion in the film thickness direction of the outermost organometallic film 31a is the inorganic metal oxide layer 31b formed by modification.

つまり、最表面の有機金属膜31aについては、当該膜のうちの表層部分が有機金属を改質することにより形成された無機の酸化金属よりなる無機金属酸化層31bとされており、この無機金属酸化層31bよりも内層部分は有機金属のままの有機金属層とされたものとなっている。   That is, regarding the outermost organometallic film 31a, the surface layer portion of the film is an inorganic metal oxide layer 31b made of an inorganic metal oxide formed by modifying the organometal. The inner layer portion of the oxide layer 31b is an organic metal layer that remains an organic metal.

ここで、改質方法としては、限定するものではないが、たとえばUV(紫外線)照射等が挙げられる。たとえば、最表面の有機金属膜31aを構成する有機金属がアルコーンの場合、このUV照射による改質によれば、アルコーンのC−O結合が切れて、次の化学式1に示されるような化学反応を起こす。
(化1)
−Al−O−CH−CH−O−(アルコーン) → −Al−O−(アルミナ)
これにより、アルコーンの表層部分のみがアルミナよりなる無機金属酸化層31bに改質される。
Here, the reforming method is not limited, and examples thereof include UV (ultraviolet) irradiation. For example, when the organic metal constituting the outermost organic metal film 31a is alcon, the modification by UV irradiation breaks the al-CO bond, resulting in a chemical reaction represented by the following chemical formula 1. Wake up.
(Chemical formula 1)
-O- -Al-O-CH 2 -CH 2 ( Arukon) → -Al-O- (alumina)
Thereby, only the surface layer portion of the alcone is modified to the inorganic metal oxide layer 31b made of alumina.

ここで、最表面の有機金属膜31aが厚すぎると、最表面の有機金属膜31a全体のうち表層部分のみを改質して無機金属酸化層31bとしても、内層部分の有機金属部分が厚く残ってしまい、膜全体として有機金属膜としての特性が強くなりやすい。上述のように、有機金属膜を有機半導体層40の下地とした場合、有機半導体層40の結晶性が乱れ、移動度の低下を発生しやすい。   Here, if the outermost organic metal film 31a is too thick, only the surface layer portion of the entire outermost organic metal film 31a is modified to form the inorganic metal oxide layer 31b, so that the inner organic metal portion remains thick. Therefore, the characteristics of the organic metal film as a whole tend to be strong. As described above, when the organic metal film is used as the base of the organic semiconductor layer 40, the crystallinity of the organic semiconductor layer 40 is disturbed and the mobility is likely to decrease.

このことから、最表面の有機金属膜31aの膜厚は5nm未満が望ましい。ここで、最表面の有機金属膜31aのうち表層側の無機金属酸化層31bは、UV照射等により有機金属を改質することにより形成されるものであるから、せいぜい最大でも1nm以下の厚さである。そして、残部の内層側が有機金属層とされる。   Therefore, the thickness of the outermost organometallic film 31a is desirably less than 5 nm. Here, the inorganic metal oxide layer 31b on the surface layer side of the outermost organic metal film 31a is formed by modifying the organic metal by UV irradiation or the like, and has a thickness of 1 nm or less at most. It is. The remaining inner layer side is an organometallic layer.

また、本実施形態のゲート絶縁膜30は、有機金属膜と無機金属酸化膜とが積層されることで構成され、最表面が上記無機金属酸化層31bを有する有機金属膜31aとされたものであればよく、たとえば、基板10側から1層の無機金属酸化膜32、1層の有機金属膜31aが順次積層された2層のものであってもよい。   Further, the gate insulating film 30 of the present embodiment is configured by laminating an organic metal film and an inorganic metal oxide film, and the outermost surface is an organic metal film 31a having the inorganic metal oxide layer 31b. For example, it may be a two-layer structure in which one inorganic metal oxide film 32 and one organic metal film 31a are sequentially stacked from the substrate 10 side.

しかし、好ましくは、図2に示されるように、ゲート絶縁膜30は、有機金属膜31a、31と無機金属酸化膜32とが交互に複数回積層されたものが望ましい。具体的には、基板10側から無機金属酸化膜32、有機金属膜31、無機金属酸化膜32、有機金属膜31、・・・、無機金属酸化膜32、最表面の有機金属膜31aというように、有機金属膜と無機金属酸化膜とが繰り返し積層された構成となる。ここで、基板10側の最初の膜としては、有機金属膜31でもよいし、無機金属酸化膜32でもよい。   However, preferably, as shown in FIG. 2, the gate insulating film 30 is formed by alternately laminating organic metal films 31a and 31 and inorganic metal oxide films 32 a plurality of times. Specifically, the inorganic metal oxide film 32, the organic metal film 31, the inorganic metal oxide film 32, the organic metal film 31,..., The inorganic metal oxide film 32, the outermost organic metal film 31a, and the like from the substrate 10 side. In addition, an organic metal film and an inorganic metal oxide film are repeatedly laminated. Here, the first film on the substrate 10 side may be the organic metal film 31 or the inorganic metal oxide film 32.

また、この場合、繰り返し回数は特に限定するものではないが、たとえば無機金属酸化膜32は1〜10層、有機金属膜31a、31も1〜10層として、これら無機金属酸化膜および有機金属膜が1層ずつ交互に積層された構成とすることができる。また、ゲート絶縁膜30の全体の膜厚としては、限定するものではないが、たとえば100nm未満程度とすることができる。   In this case, the number of repetitions is not particularly limited. For example, the inorganic metal oxide film 32 has 1 to 10 layers, and the organic metal films 31a and 31 have 1 to 10 layers. Can be stacked alternately one by one. Further, the overall film thickness of the gate insulating film 30 is not limited, but can be, for example, less than about 100 nm.

次に、本実施形態の有機トランジスタの製造方法について、図3、図4を参照して説明する。   Next, the manufacturing method of the organic transistor of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. 3, FIG.

[図3(a)に示す工程]
無アルカリガラスなどの絶縁性のフレキシブル基板を基材とする基板10を準備し、この基板10の表面にCrなどの電極材料をスパッタ法などによって例えば50nmの厚みで成膜する。その後、これをフォトリソグラフィ法によるレジスト膜パターンを用いたエッチングにてゲート電極20を形成する。
[Step shown in FIG. 3A]
A substrate 10 based on an insulating flexible substrate such as non-alkali glass is prepared, and an electrode material such as Cr is formed on the surface of the substrate 10 by a sputtering method or the like to a thickness of, for example, 50 nm. Thereafter, the gate electrode 20 is formed by etching using a resist film pattern by photolithography.

[図3(b)に示す工程]
次に、基板10の上においてゲート電極20を覆うゲート絶縁膜30を形成する。有機金属膜31a、31については、たとえば分子堆積法(MLD:Molecular Layer Deposition)によって成膜することができる。分子堆積法は、逐次の自己限定的表面反応に基づいて有機金属膜31a、31を成膜するものであり、分子堆積法での反応中に「有機」の単位が堆積されていくことで有機金属膜31a、31が形成される。
[Step shown in FIG. 3B]
Next, a gate insulating film 30 covering the gate electrode 20 is formed on the substrate 10. The organic metal films 31a and 31 can be formed, for example, by a molecular deposition method (MLD: Molecular Layer Deposition). In the molecular deposition method, the organometallic films 31a and 31 are formed on the basis of sequential self-limiting surface reactions, and organic units are deposited by depositing “organic” units during the reaction in the molecular deposition method. Metal films 31a and 31 are formed.

すなわち有機金属膜31a、31では、金属または半金属の単位と有機の単位を有する単一もしくは分岐のある線状構造として記載される。この繰り返し単位の概略は、以下の構造式で表される。   That is, the organic metal films 31a and 31 are described as a single or branched linear structure having a metal or metalloid unit and an organic unit. The outline of this repeating unit is represented by the following structural formula.

(化2)
[−M−Z−R−Z−]
上記化学式中、Mは金属又は半金属原子、好ましくはアルミニウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウムなどが挙げられる。各Zはヘテロ原子、特に酸素原子が好適である。R基は好ましくはヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基であり、炭素数が2以上のアルキレンなどが挙げられる。
(Chemical formula 2)
[-M-Z-R-Z-]
In the above chemical formula, M is a metal or metalloid atom, preferably aluminum, titanium, zirconium, hafnium or the like. Each Z is preferably a heteroatom, particularly an oxygen atom. The R group is preferably a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group, and examples thereof include alkylene having 2 or more carbon atoms.

分子堆積法では、無機反応物と有機反応物を共に用いることにより、有機−無機ハイブリッドポリマーの有機金属膜31a、31を実現できる。例えば、Al(CH)、トリメチルアルミニウム(以下、TMAという)は、酸素を含む化学種と容易に反応し、TMAとエチレングリコール(以下、EGという)(HO−(CH−OH)を逐次的な段階的プロセスで共に使用すると、アルコーンとして知られる有機−無機ハイブリッドポリマーの有機金属膜31a、31を堆積できる。 In the molecular deposition method, the organic metal films 31a and 31 of the organic-inorganic hybrid polymer can be realized by using both the inorganic reactant and the organic reactant. For example, Al (CH 3 ) and trimethylaluminum (hereinafter referred to as TMA) easily react with a chemical species containing oxygen, and TMA and ethylene glycol (hereinafter referred to as EG) (HO— (CH 2 ) 2 —OH). Can be used together in a sequential stepwise process to deposit organometallic films 31a, 31 of an organic-inorganic hybrid polymer known as Alcon.

具体的には、ゲート電極20を形成した基板1をTMAに曝露することで、TMAを化学吸着させた単層を形成する。吸着後に、気相中の過剰なTMAについては、窒素(N)パージすることによって除去する。 Specifically, the substrate 1 on which the gate electrode 20 is formed is exposed to TMA, thereby forming a single layer in which TMA is chemically adsorbed. After adsorption, excess TMA in the gas phase is removed by purging with nitrogen (N 2 ).

次に、TMA単層を化学吸着させた後の試料をEGに曝露すると、TMA単層と反応してアルコーンの層が形成される。その後、反応生成物(この場合はメタン)と過剰のEGを除去することで、膜形成の1サイクルが完了するため、これを有機金属膜31a、31の1層分として目的の膜厚が得られるまで繰り返す。このような有機金属膜31a、31の成膜については、高温下(例えば130℃)において実施することができる。   Next, when the sample after chemical adsorption of the TMA monolayer is exposed to EG, it reacts with the TMA monolayer to form an alcon layer. Thereafter, by removing the reaction product (in this case, methane) and excess EG, one cycle of film formation is completed, and this is used as one layer of the organic metal films 31a, 31 to obtain the desired film thickness. Repeat until Such organic metal films 31a and 31 can be formed at a high temperature (eg, 130 ° C.).

一方、無機金属酸化膜32については、たとえば、原子層堆積法(ALD:Atomic Layer Deposition)によって成膜することができる。原子層堆積法は、原料となる複数のガスを交互に切替えて基板10の上に導き、化学吸着により基板10上へ単原子層(ガス分子層)を形成することで、基板10上での化学反応により無機層を1層ずつ形成するものである。例えば、無機金属酸化膜32をアルミナによって構成する場合、Al源として(TMA)を使用し、酸素(O)源として水(HO)などを使用する。 On the other hand, the inorganic metal oxide film 32 can be formed by, for example, an atomic layer deposition (ALD) method. In the atomic layer deposition method, a plurality of gases as raw materials are alternately switched and guided onto the substrate 10, and a monoatomic layer (gas molecule layer) is formed on the substrate 10 by chemical adsorption. Inorganic layers are formed one by one by a chemical reaction. For example, when the inorganic metal oxide film 32 is made of alumina, (TMA) is used as the Al source, and water (H 2 O) or the like is used as the oxygen (O) source.

具体的には、有機金属膜31を形成した基板10をTMAに曝露することで、TMAを化学吸着させた単層を形成する。吸着後に、気相中の過剰なTMAについては、窒素(N)パージすることによって除去する。次に、TMA単層を化学吸着させた後の試料を水蒸気に曝露すると、TMA単層と反応してAl層が形成される。 Specifically, the substrate 10 on which the organic metal film 31 is formed is exposed to TMA, thereby forming a single layer in which TMA is chemically adsorbed. After adsorption, excess TMA in the gas phase is removed by purging with nitrogen (N 2 ). Next, when the sample after chemical adsorption of the TMA monolayer is exposed to water vapor, it reacts with the TMA monolayer to form an Al 2 O 3 layer.

その後、反応生成物(この場合はメタン)と過剰のHOを除去することで、膜形成の1サイクルが完了するため、これを無機金属酸化膜32の1層分として目的の膜厚が得られるまで繰り返す。 Thereafter, by removing the reaction product (in this case, methane) and excess H 2 O, one cycle of film formation is completed, and this is used as one layer of the inorganic metal oxide film 32 to achieve the desired film thickness. Repeat until obtained.

このような無機金属酸化膜32の成膜については、いわゆる「ALDウィンドウ」と呼ばれる前駆体特異的な温度領域(例えば130℃)で処理することで、膜の成長が線形となり、厚さをオングストローム(0.1nm)規模で制御することが可能となる。   The inorganic metal oxide film 32 is formed in a precursor-specific temperature region called “ALD window” (for example, 130 ° C.) so that the growth of the film becomes linear and the thickness is reduced to angstroms. It becomes possible to control on a (0.1 nm) scale.

このような有機金属膜31a、31と無機金属酸化膜32の成膜を所定の繰り返し回数実施することで、有機金属膜31a、31と無機金属酸化膜32とを積層してなり、最表面が有機金属膜31aとされた積層膜が形成される。こうして、ゲート絶縁膜30の形成において実質的に成膜が完了する。   By forming the organic metal films 31a and 31 and the inorganic metal oxide film 32 a predetermined number of times, the organic metal films 31a and 31 and the inorganic metal oxide film 32 are stacked, and the outermost surface is formed. A laminated film is formed as the organic metal film 31a. Thus, the film formation is substantially completed in the formation of the gate insulating film 30.

この積層膜は、必要に応じてフォトリソグラフ法等によって所望の形状にエッチングされる。ここまでが、ゲート絶縁膜30の形成工程における第1の工程である。なお、ここまでの状態では、最表面の有機金属膜31aは、改質される前のものであり、膜全体が有機金属よりなるものである。   This laminated film is etched into a desired shape by a photolithographic method or the like as necessary. This is the first step in the step of forming the gate insulating film 30. In the state up to this point, the outermost organometallic film 31a is the one before the modification, and the entire film is made of an organic metal.

次に、図示しないが、最表面の有機金属膜31aを含む基板10の表面を、水で洗浄する水洗浄工程を行う。これは、上記したエッチング等により残る残留物を除去するために行われる。   Next, although not shown in the drawing, a water cleaning process is performed in which the surface of the substrate 10 including the outermost organometallic film 31a is cleaned with water. This is performed in order to remove residues remaining by the above-described etching or the like.

具体的には、純水を用いて基板10の表面を流水洗浄したり、水槽に基板10を浸漬したりすることにより、洗浄を行う。このとき、ゲート絶縁膜30における最表面の有機金属膜31aの表層部分は、水耐性に優れた有機金属であるから、膜減りの発生は極力防止される。   Specifically, the surface of the substrate 10 is washed with running water using pure water, or is washed by immersing the substrate 10 in a water tank. At this time, since the surface layer portion of the outermost metal organic film 31a in the gate insulating film 30 is an organic metal excellent in water resistance, occurrence of film loss is prevented as much as possible.

[図3(c)に示す工程]
この水洗浄工程の後、基板10の乾燥を行い、続いてゲート絶縁膜30の形成工程における第2の工程を行う。この第2の工程では、最表面の有機金属膜31aにおける膜厚方向における表層部分のみを改質して無機金属酸化層31bとする。
[Step shown in FIG. 3 (c)]
After this water cleaning step, the substrate 10 is dried, and then the second step in the step of forming the gate insulating film 30 is performed. In this second step, only the surface layer portion in the film thickness direction of the outermost organometallic film 31a is modified to form the inorganic metal oxide layer 31b.

具体的には、紫外線(UV)照射することにより、最表面の有機金属膜31aの表層に位置する有機金属部分を無機金属酸化層31bに改質する。たとえばアルコーンからアルミナへの改質反応は上述の通りである。   Specifically, the organic metal portion located on the surface layer of the outermost organometallic film 31a is modified to the inorganic metal oxide layer 31b by irradiating with ultraviolet rays (UV). For example, the reforming reaction from alcon to alumina is as described above.

なお、改質方法としては、UV照射に限定されるものではなく、それ以外の光照射、あるいは、改質反応を引き起こすための反応エネルギーを付与できるものであるならば、特に限定するものではない。   The modification method is not limited to UV irradiation, and is not particularly limited as long as it can provide other light irradiation or reaction energy for causing a modification reaction. .

こうして、図3(c)に示される第2の工程によれば、最表面の有機金属膜31aの表層部分が無機金属酸化層31bに改質されたゲート絶縁膜30、つまり、完成品としてのゲート絶縁膜30ができあがる。   Thus, according to the second step shown in FIG. 3C, the gate insulating film 30 in which the surface layer portion of the outermost organometallic film 31a is modified to the inorganic metal oxide layer 31b, that is, as a finished product. A gate insulating film 30 is completed.

[図4(a)に示す工程]
次に、ゲート絶縁膜30上に有機半導体層40を塗布成膜等により形成する。たとえば、チオフェン系有機半導体材料(例えばC8−BTBT)をドロップキャスト法により40nm成膜することで有機半導体層40が成膜される。このとき、ゲート絶縁膜30の最表面の有機金属膜31aの表層部分が無機金属酸化層31bで構成されていることから、有機半導体層40を結晶性の良い良好な膜質で成膜することが可能となる。
[Step shown in FIG. 4A]
Next, the organic semiconductor layer 40 is formed on the gate insulating film 30 by coating or the like. For example, the organic semiconductor layer 40 is formed by forming a thiophene-based organic semiconductor material (for example, C8-BTBT) to a thickness of 40 nm by a drop cast method. At this time, since the surface layer portion of the organic metal film 31a on the outermost surface of the gate insulating film 30 is composed of the inorganic metal oxide layer 31b, the organic semiconductor layer 40 can be formed with a good film quality with good crystallinity. It becomes possible.

[図4(b)に示す工程]
次に、ゲート電極20と重なりつつ、ゲート絶縁膜30上にて有機半導体層40に接してソース電極50とドレイン電極60とを形成する。具体的には、有機半導体層40の表面に例えばシャドウマスクを用いた真空蒸着法によってAu層を50nmの厚みで成膜することでソース電極50およびドレイン電極60を形成する。このようにして、本実施形態にかかる有機トランジスタを製造することができる。
[Step shown in FIG. 4B]
Next, the source electrode 50 and the drain electrode 60 are formed in contact with the organic semiconductor layer 40 on the gate insulating film 30 while overlapping with the gate electrode 20. Specifically, the source electrode 50 and the drain electrode 60 are formed by forming an Au layer with a thickness of 50 nm on the surface of the organic semiconductor layer 40 by, for example, a vacuum deposition method using a shadow mask. In this way, the organic transistor according to this embodiment can be manufactured.

ところで、本実施形態によれば、最表面の有機金属膜31aの表層部分を改質する前の状態のゲート絶縁膜30に対して、水洗浄工程が行われるが、この時点では、最表面の有機金属膜31aの表層部分は有機金属であり、水耐性の高いものであるから、水洗浄による膜減りが防止される。   By the way, according to the present embodiment, the water cleaning process is performed on the gate insulating film 30 before the surface layer portion of the outermost organometallic film 31a is modified. Since the surface layer portion of the organic metal film 31a is made of an organic metal and has high water resistance, film loss due to water washing is prevented.

そして、水洗浄工程後に、最表面の有機金属膜31aの表層部分を改質して無機金属酸化層31bとするので、最終的には、無機金属酸化層31bが有機半導体層40の下地となっているゲート絶縁膜30が形成される。そのため、有機半導体層40は結晶性良く成膜されることとなり、高移動度が確保されることになる。   Then, after the water washing step, the surface layer portion of the outermost organic metal film 31a is modified to form the inorganic metal oxide layer 31b, so that the inorganic metal oxide layer 31b eventually becomes the base of the organic semiconductor layer 40. The gate insulating film 30 is formed. Therefore, the organic semiconductor layer 40 is formed with good crystallinity, and high mobility is ensured.

このように、本実施形態によれば、水耐性と高移動度とを両立させるのに適した構成を有する有機トランジスタ、および、そのような有機トランジスタを適切に製造する製造方法を提供することができる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide an organic transistor having a configuration suitable for achieving both water resistance and high mobility, and a manufacturing method for appropriately manufacturing such an organic transistor. it can.

また、図2に示したように、本実施形態のゲート絶縁膜30が、有機金属膜31a、31と無機金属酸化膜32とが交互に複数回積層されてなる場合、ゲート絶縁膜30における最表面の有機金属膜31a以外の有機金属膜31の膜厚が、1nm未満であることが望ましい。   In addition, as shown in FIG. 2, when the gate insulating film 30 of the present embodiment is formed by alternately laminating the organic metal films 31a and 31 and the inorganic metal oxide film 32 a plurality of times, the outermost layer in the gate insulating film 30 is formed. The thickness of the organic metal film 31 other than the organic metal film 31a on the surface is desirably less than 1 nm.

このことは、本発明者が実験的に見出したもので、最表面の有機金属膜31a以外の有機金属膜31の膜厚を1nm未満とすることで、無機金属酸化膜32と有機金属膜31との積層部分における剥離を抑制しやすい。この剥離は、具体的には、図5に示されるように、UV照射時にて無機金属酸化膜32と有機金属膜31との界面にて発生するものである。   This has been found experimentally by the present inventors. By setting the thickness of the organic metal film 31 other than the outermost organic metal film 31a to less than 1 nm, the inorganic metal oxide film 32 and the organic metal film 31 are obtained. It is easy to suppress peeling at the laminated portion. Specifically, as shown in FIG. 5, the peeling occurs at the interface between the inorganic metal oxide film 32 and the organic metal film 31 during UV irradiation.

たとえば、ゲート絶縁膜30における無機金属酸化膜32を膜厚2.2nm〜7.7nmのアルミナよりなるものとし、アルコーンよりなる有機金属膜31の膜厚を変えて剥離の有無を調べた。   For example, the inorganic metal oxide film 32 in the gate insulating film 30 was made of alumina having a film thickness of 2.2 nm to 7.7 nm, and the presence or absence of peeling was examined by changing the film thickness of the organic metal film 31 made of alcon.

その結果、アルコーンよりなる有機金属膜31の膜厚が0.95nmの場合では、剥離が発生しなかったのに対し、当該膜厚が1.6nm、2.3nmの場合では、剥離が発生した。このことから、最表面の有機金属膜31a以外の有機金属膜31の膜厚を1nm未満とすることが好ましいと言える。   As a result, peeling did not occur when the thickness of the organometallic film 31 made of alcon was 0.95 nm, whereas peeling occurred when the film thickness was 1.6 nm or 2.3 nm. . From this, it can be said that the thickness of the organic metal film 31 other than the outermost organic metal film 31a is preferably less than 1 nm.

(他の実施形態)
なお、上記実施形態では、ゲート絶縁膜30の上に有機半導体層40を塗布成膜したのち、その上にソース電極50およびドレイン電極60を形成した構造としていた。しかし、有機トランジスタとしては、ゲート絶縁膜30の上にソース電極50およびドレイン電極60を形成した後、有機半導体層40を塗布成膜した構造であってもよい。つまり、上記実施形態において、有機半導体層40とソース電極50およびドレイン電極60との上下関係を入れ替えた構造としてもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the organic semiconductor layer 40 is formed on the gate insulating film 30 and then the source electrode 50 and the drain electrode 60 are formed thereon. However, the organic transistor may have a structure in which the organic semiconductor layer 40 is applied after the source electrode 50 and the drain electrode 60 are formed on the gate insulating film 30. That is, in the said embodiment, it is good also as a structure where the vertical relationship of the organic-semiconductor layer 40, the source electrode 50, and the drain electrode 60 was replaced.

また、水洗浄工程は、ゲート絶縁膜30の形成工程における第1の工程と第2の工程との間に行ったが、たとえば、必要に応じて、ゲート電極20の形成後であってゲート絶縁膜30の形成前にて、基板10の表面に対して同様の水洗浄を行ってもよい。   In addition, the water cleaning process is performed between the first process and the second process in the process of forming the gate insulating film 30. For example, if necessary, after the gate electrode 20 is formed, the gate insulating process is performed. Prior to the formation of the film 30, the same water cleaning may be performed on the surface of the substrate 10.

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible, and the above embodiments are not limited to the illustrated examples. Absent. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily indispensable except for the case where it is clearly indicated that the element is essential and the case where the element is clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.

10 基板
20 ゲート電極
30 ゲート絶縁膜
31 ゲート絶縁膜における有機金属膜
31a ゲート絶縁膜における最表面の有機金属膜
31b 最表面の有機金属膜における無機金属酸化層
32 ゲート絶縁膜における無機金属酸化膜
40 有機半導体層
50 ソース電極
60 ドレイン電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 20 Gate electrode 30 Gate insulating film 31 Organometallic film 31a in gate insulating film 31a Organic metal film on outermost surface in gate insulating film 31b Inorganic metal oxide layer in organic metal film on outermost surface 32 Inorganic metal oxide film in gate insulating film 40 Organic semiconductor layer 50 Source electrode 60 Drain electrode

Claims (5)

基板(10)と、
前記基板の上に形成されたゲート電極(20)と、
前記基板の上において前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜(30)と、
前記ゲート電極上に前記ゲート絶縁膜を介して、互いに離間して配置されたソース電極(50)およびドレイン電極(60)と、
前記ゲート絶縁膜の表面上において、少なくとも前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を繋ぐように形成された有機半導体層(40)と、を備え、
前記ゲート絶縁膜は、有機金属膜(31a、31)と無機金属酸化膜(32)とが積層されることで構成され、前記有機半導体層側となる最表面が前記有機金属膜とされたものであり、
前記最表面の前記有機金属膜(31a)における膜厚方向における表層部分のみが、改質により形成された無機金属酸化層(31b)とされていることを特徴とする有機トランジスタ。
A substrate (10);
A gate electrode (20) formed on the substrate;
A gate insulating film (30) covering the gate electrode on the substrate;
A source electrode (50) and a drain electrode (60) which are spaced apart from each other via the gate insulating film on the gate electrode;
An organic semiconductor layer (40) formed on the surface of the gate insulating film so as to connect at least the source electrode and the drain electrode;
The gate insulating film is formed by laminating organic metal films (31a, 31) and an inorganic metal oxide film (32), and the outermost surface on the organic semiconductor layer side is the organic metal film. And
Only the surface layer portion in the film thickness direction of the organic metal film (31a) on the outermost surface is an inorganic metal oxide layer (31b) formed by modification.
前記最表面の有機金属膜の膜厚は5nm未満であることを特徴とする請求項1に記載の有機トランジスタ。   2. The organic transistor according to claim 1, wherein the thickness of the outermost organometallic film is less than 5 nm. 前記ゲート絶縁膜は、前記有機金属膜と前記無機金属酸化膜とが交互に複数回積層されたもの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。   3. The organic transistor according to claim 1, wherein the gate insulating film is formed by alternately laminating the organic metal film and the inorganic metal oxide film a plurality of times. 前記ゲート絶縁膜において前記最表面の前記有機金属膜(31a)以外の前記有機金属膜(31)の膜厚が、1nm未満であることを特徴とする請求項3に記載の有機トランジスタ。   4. The organic transistor according to claim 3, wherein the thickness of the organic metal film (31) other than the organic metal film (31 a) on the outermost surface of the gate insulating film is less than 1 nm. 基板(10)を準備する工程と、
前記基板の上にゲート電極(20)を形成する工程と、
前記基板の上において前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜(30)を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に有機半導体層(40)を形成する工程と、
前記ゲート電極と重なりつつ、前記ゲート絶縁膜上にて前記有機半導体層に接してソース電極(50)とドレイン電極(60)とを形成する工程と、を備える有機トランジスタの製造方法であって、
前記ゲート絶縁膜の形成工程は、有機金属膜(31a、31)と無機金属酸化膜(32)とを積層してなり、前記有機半導体層側となる最表面が前記有機金属膜(31a)とされた積層膜を形成する第1の工程と、前記第1の工程の後、前記最表面の前記有機金属膜における膜厚方向における表層部分のみを改質して無機金属酸化層(31b)とする第2の工程とを備えるものであり、
前記ゲート絶縁膜の形成工程における前記第1の工程と前記第2の工程との間に、前記最表面の前記有機金属膜を含む前記基板の表面を、水で洗浄する水洗浄工程を行うことを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
Preparing a substrate (10);
Forming a gate electrode (20) on the substrate;
Forming a gate insulating film (30) covering the gate electrode on the substrate;
Forming an organic semiconductor layer (40) on the gate insulating film;
Forming a source electrode (50) and a drain electrode (60) in contact with the organic semiconductor layer on the gate insulating film while overlapping with the gate electrode, and a method of manufacturing an organic transistor,
In the step of forming the gate insulating film, an organic metal film (31a, 31) and an inorganic metal oxide film (32) are stacked, and the outermost surface on the organic semiconductor layer side is the organic metal film (31a). A first step of forming the laminated film, and after the first step, only the surface layer portion in the film thickness direction of the organic metal film on the outermost surface is modified to form an inorganic metal oxide layer (31b) And a second step to
Performing a water cleaning step of cleaning the surface of the substrate including the outermost organometallic film with water between the first step and the second step in the step of forming the gate insulating film; An organic transistor manufacturing method characterized by the above.
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