JP2004273676A

JP2004273676A - 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法

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Publication number: JP2004273676A
Application number: JP2003061193A
Authority: JP
Inventors: Katsura Hirai; 桂平井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】製造工程でのトランジスタのキャリア移動度の低下を抑えた有機薄膜トランジスタの製造方法、該製造方法により製造された有機薄膜トランジスタを提供する。
【解決手段】支持体上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、有機半導体に接するソース電極およびドレイン電極を順次形成する有機薄膜トランジスタの製造方法において、ソース電極およびドレイン電極が、電極材料の水溶液または水分散液の供給、乾燥を経て造られることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機薄膜トランジスタの製造方法およびその製造方法により製造した有機薄膜トランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に対するニーズが高まっている。またさらに情報化の進展に伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
一般にＦＰＤにおいては液晶、有機ＥＬ、電気泳動などを利用した素子を用いて表示媒体を形成している。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、画像駆動素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成されたアクティブ駆動素子を用いる技術が主流になっている。
【０００４】
ここでＴＦＴ素子は、通常、ガラス基板上に、主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体薄膜や、ソース、ドレイン、ゲート電極などの金属薄膜を基板上に順次形成していくことで製造される。このＴＦＴを用いるフラットパネルディスプレイの製造には通常、ＣＶＤ（化学蒸着）、スパッタリングなどの真空系設備や高温処理工程を要する薄膜形成工程に加え、精度の高いフォトリソグラフ工程が必要とされ、設備コスト、ランニングコストの負荷が非常に大きい。さらに、近年のディスプレイの大画面化のニーズに伴い、それらのコストは非常に膨大なものとなっている。
【０００５】
近年、従来のＴＦＴ素子のデメリットを補う技術として、有機半導体材料を用いた有機ＴＦＴ素子の研究開発が盛んに進められている（特許文献１、非特許文献１等参照）。この有機ＴＦＴ素子は低温プロセスで製造可能であるため、軽くて、割れにくい樹脂基板を用いることができ、さらに、樹脂フィルムを支持体として用いたフレキシブルなディスプレイが実現できると言われている（非特許文献２参照）。もし、大気圧下で、印刷や塗布などのウェットプロセスで製造できることになれば、生産性に優れ、非常に低コストのディスプレイが実現できることとなる。
【０００６】
その一つの方法として、ソース電極、ドレイン電極にポリスチレンスルホン酸とポリ（エチレンジオキシチオフェン）の錯体（以下、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと略す。）導電性ポリマーの水分散液を使用するトップゲート型の有機ＴＦＴ技術が開示されている（特許文献２参照）。この方法により、インクジェットなどのウェットプロセスで電極形成が可能であるが、素子としてのキャリア移動度が低いという問題があることがわかった。
【０００７】
また、電極材料として金属微粒子を含有するペーストが知られており、やはりウェットプロセスが可能であるが、分散媒として有機溶剤を使用しており、移動度が低下するという問題が有ることがわかった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−１９０００１号公報
【０００９】
【特許文献２】
ＷＯ０１／４７０４３号公報
【００１０】
【非特許文献１】
ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌ誌２００２年第２号９９頁（レビュー）
【００１１】
【非特許文献２】
ＳＩＤ‘０２Ｄｉｇｅｓｔｐ５７
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ウエットプロセスでの有機薄膜トランジスタの製造方法において、キャリア移動度の低下を抑えた製造方法を提供すること、およびそれにより製造された有機薄膜トランジスタを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
【００１４】
（１）支持体上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、有機半導体に接するソース電極およびドレイン電極を順次形成する有機薄膜トランジスタの製造方法において、ソース電極およびドレイン電極が、電極材料の水溶液または水分散液の供給、乾燥を経て造られることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１５】
（２）電極材料が金属微粒子であることを特徴とする（１）に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１６】
（３）電極材料の水溶液または水分散液の供給、乾燥を経た後、熱処理により金属微粒子を融着することを特徴とする（１）または（２）に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１７】
（４）電極材料が導電性ポリマーであることを特徴とする（１）に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１８】
（５）導電性ポリマーの水溶液または水分散液を供給、乾燥した後、金属微粒子の分散液を供給、乾燥することにより、ソース電極およびドレイン電極を２層とすることを特徴とする（１）から（４）の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１９】
（６）金属微粒子の分散媒が実質的に水に不溶であることを特徴とする（５）に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００２０】
（７）電極材料の水溶液または水分散液の供給がインクジェットによるものであることを特徴とする（１）から（６）の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００２１】
（８）前記（１）から（７）の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法により製造されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機薄膜トランジスタは、支持体上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、有機半導体に接するソース電極およびドレイン電極を順次形成する、所謂ボトムゲート、トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴとも呼ぶ。）であり、ソース電極およびドレイン電極の形成にあたっては、電極材料の水溶液または水分散液の供給、乾燥を経て造られることを特徴とする。
【００２３】
導電性材料としては、導電性ポリマーや金属微粒子などを好適に用いることができる。そして、水溶液または水分散液としては、有機半導体へのダメージを抑制するため、水を６０％以上、好ましくは９０％以上含有する水溶液または水分散液である。これによりキャリア移動度の低下を出来るだけ防止することができたものである。
【００２４】
金属微粒子を含有する水分散液としては、好ましくは、粒子径が１ｎｍ〜５０μｍ、更に好ましくは１〜５０ｎｍの金属微粒子を含有する水分散液である。
【００２５】
金属微粒子の材料としては白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛等を用いることができる。
【００２６】
これらの金属からなる微粒子を、主に有機材料からなる分散安定剤を用いて、水中に分散した水分散液を用いて電極を形成するのが好ましい。
【００２７】
このような金属微粒子の水分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００号、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３号等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５号、同２００１−５３０２８号、同２００１−３５２５５号、同２０００−１２４１５７号、同２０００−１２３６３４号などに記載されたガス中蒸発法により製造された金属微粒子の分散物である。これらの金属微粒子分散物を用いて電極を成形し、水媒体を乾燥させた後、必要に応じて１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２００℃の範囲で形状様に加熱することにより、金属微粒子を熱融着させ、目的の形状を有する電極パターンを形成するものである。
【００２８】
また、公知の導電性のペースト材料も用いることができる。
さらに、電極材料としては、公知の導電性ポリマーを用いることができ、更にはドーピング等で導電率を向上させた導電性ポリマーを用いることも好ましく、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと呼ぶ）なども好適に用いられる。
【００２９】
電極の形成方法としては、導電性ポリマーの水溶液あるいは水分散液、金属微粒子を含有する水分散液等をインクジェット法によりパターニングし、乾燥してそのまま電極材料として機能させても良いし、乾燥後熱処理により、金属微粒子を融着することによって、ソース電極およびドレイン電極としてもよい。
【００３０】
また、導電性ポリマーの水溶液または水分散液を供給、乾燥した後、金属微粒子の分散液を供給、乾燥することにより、ソース電極およびドレイン電極を２層とすることもできる。
【００３１】
ソース電極、ドレイン電極の形成に用いるインクジェット法としては、特に制限はなく、使用するインクジェット記録ヘッドはオンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構わない。又、吐出方式としては、電気−機械変換方式（シングルキャビティ型、ダブルキャビティ型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式（サーマルインクジェット型、バブルジェット（Ｒ）型等）など何れの吐出方式を用いても構わないが、好ましくは、ピエゾ方式を用いたヘッドが好ましく、特にシェアモード方式が、長期間にわたり安定した吐出を行うことができるため好ましい。
【００３２】
本発明の有機薄膜トランジスタ素子に用いる有機半導体層の材料としては、π共役系材料が用いられ、例えばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリ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、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、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ポリアセン類およびポリ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−キノンなど）、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や特開平１１−１９５７９０に記載された多環縮合体などを用いることができる。
【００３３】
また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。
【００３４】
さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、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とともに、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、及びアントラセン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、Ｃ_６０、Ｃ_７０、Ｃ_７６、Ｃ_７８、Ｃ_８４等フラーレン類、ＳＷＮＴ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などがあげられる。
【００３５】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００３６】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
【００３７】
本発明においては、有機半導体層に、たとえば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００３８】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って，ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしては公知のものを採用することができる。
【００３９】
これら有機半導体層の作製法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用できる。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。
【００４０】
なおＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌ誌１９９９年第６号、ｐ４８０〜４８３に記載の様に、ペンタセン等前駆体が溶媒に可溶であるものは、塗布により形成した前駆体の膜を熱処理して目的とする有機材料の薄膜を形成しても良い。
【００４１】
これら有機半導体からなる薄膜の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体からなる活性層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、有機半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【００４２】
本発明の有機薄膜トランジスタ素子のゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
【００４３】
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【００４４】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。
【００４５】
ゲート絶縁層と有機半導体層の間に、任意の配向処理を施してもよい。シランカップリング剤、たとえばオクタデシルトリクロロシラン、トリクロロメチルシラザンや、アルカン燐酸、アルカンスルホン酸、アルカンカルボン酸などの自己組織化配向膜が好適に用いられる。
【００４６】
本発明において支持体は樹脂からなり、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、公知の液晶ポリマー等からなるフィルム等が挙げられる。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は実施例１〜７、比較例１、２の層構成の模式図、図２は比較例３〜６の層構成の模式図を示す。
【００４８】
実施例１
図１の模式図を用いて以下の実施例を説明する。比抵抗０．０１Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハー１に厚さ２０００Åの熱酸化膜２を形成した後、よく精製された化合物Ａ（下記ペンタセン前駆体）のクロロホルム溶液を、アプリケーターを用いて塗布し乾燥し、キャスト膜（厚さ５０ｎｍ）を形成した。窒素ガス雰囲気中、２００℃にて１０分間の熱処理を行うと、ペンタセンの有機半導体薄膜３を形成した。
【００４９】
【化１】

【００５０】
この有機半導体薄膜３の表面に、特開平１１−８０６４７号公報に示される方法で製造した金微粒子（平均粒径１５ｎｍ）の水分散液を、ピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、液滴４′、５′を乾燥した後、窒素ガス雰囲気中、２００℃にて１５分間の熱処理を行い、金微粒子を融着し、ソース電極４、ドレイン電極５を形成した。
【００５１】
以上の方法によりチャネル幅Ｗ＝３ｍｍ、チャネル長Ｌ＝２０μｍの有機薄膜トランジスタ１０を作製した。
【００５２】
この有機薄膜トランジスタは、Ｓｉ基板をゲート電極として駆動させると、ｐチャネルエンハンスメント型ＦＥＴの良好な動作特性を示した。飽和領域におけるキャリア移動度を測定した。
【００５３】
実施例２
実施例１において用いた金微粒子の水分散液に換えて、特開平１１−８０６４７号公報に示される方法で製造した銀微粒子（平均粒径１５ｎｍ）の水分散液を用いた以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
【００５４】
実施例３
実施例１と同様にして、ペンタセンの有機半導体薄膜を形成し、この薄膜の表面に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ〔ポリスチレンスルホン酸とポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）〕錯体の水分散液（バイエル製ＢａｙｔｒｏｎＰ）をピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、乾燥した後、窒素ガス雰囲気中、１００℃で乾燥し、ソース電極、ドレイン電極を形成し、有機薄膜トランジスタを作製した。
【００５５】
実施例４
実施例１と同様にして、ペンタセンの薄膜を形成した。この薄膜の表面に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ錯体の水分散液（バイエル製ＢａｙｔｒｏｎＰ）をピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、乾燥した後、窒素ガス雰囲気中、１００℃で乾燥し、ソース電極およびドレイン電極を形成した。さらに形成したソース電極、ドレイン電極上に、特開平１１−３１９５３８号公報に示される方法で製造した銀微粒子（平均粒径１５ｎｍ）のトルエン分散液を、ピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、乾燥した後、窒素ガス雰囲気中、２００℃にて１５分間の熱処理を行い、ソース、ドレイン電極に接合させ、２層構成のソース、ドレイン電極を形成した。
【００５６】
比較例１
実施例１において用いた金微粒子の水分散液に換えて、特開平１１−３１９５３８号公報に示される方法で製造した金微粒子（平均粒径１５ｎｍ）のトルエン分散液を用いた以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
【００５７】
比較例２
実施例１において用いた金微粒子の水分散液に換えて、特開平１１−８０６４７に示される方法で製造した金微粒子（平均粒径１５ｎｍ）のエタノール分散液を用いた以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
【００５８】
比較例３
図２の模式図を用いて以下の比較例を説明する。比抵抗０．０１Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハー１に厚さ２０００Åの熱酸化膜２を形成した後、この膜の表面に、特開平１１−８０６４７号公報に示される方法で製造した金微粒子（平均粒径１５ｎｍ）の水分散液を、ピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、液滴４′、５′を乾燥した後、窒素ガス雰囲気中、２００℃にて１５分間の熱処理を行ない、金微粒子を融着し、ソース電極４およびドレイン電極５を形成した。
【００５９】
この上に、よく精製された化合物Ａのクロロホルム溶液を、アプリケーターを用いて塗布し乾燥し、キャスト膜（厚さ５０ｎｍ）を形成した。窒素ガス雰囲気中、２００℃にて１０分間の熱処理を行ない、ペンタセンの有機半導体薄膜３を形成し、図２（ｄ）に示す有機薄膜トランジスタ１０を作製した。
【００６０】
比較例４
比較例３により形成された有機薄膜トランジスタの上に、図２（ｅ）に示される如く、ポリビニルフェノールのＭＥＫ溶液を塗布し、１００℃にて乾燥し、厚さ３００ｎｍのポリビニルフェノール層６を形成した。さらに図２（ｆ）のように、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ錯体の水分散液（バイエル製ＢａｙｔｒｏｎＰ）をピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、乾燥した後、窒素ガス雰囲気中、１００℃で乾燥させることによりゲート電極７を形成し、図２（ｆ）に示す有機薄膜トランジスタ１０′を作製した。
【００６１】
実施例５
実施例１において、有機半導体層を下記のものに変更した以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
【００６２】
ＺｎおよびＮｉの含有量が１０ｐｐｍ以下になるよう良く精製した、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）のｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ体（アルドリッチ社製）のクロロホルム溶液を調製した。この溶液を、Ｎ_２ガス置換雰囲気中で、ピエゾ型のインクジェットを用いて吐出し、、室温で乾燥させた後、５０℃、３０分間の熱処理を施した。膜厚３０ｎｍのポリ（３−ヘキシルチオフェン）の有機半導体層を形成した。
【００６３】
比較例５
比較例３において、有機半導体を、実施例５の有機半導体（ポリ（３−ヘキシルチオフェン））に変更した以外は比較例３と同様にして、有機薄膜トランジスタを作製した。
【００６４】
比較例６
比較例４において、有機半導体を、実施例５の有機半導体（ポリ（３−ヘキシルチオフェン））に変更した以外は比較例４と同様にして、有機薄膜トランジスタを作製した。
【００６５】
得られた各試料の飽和領域におけるキャリア移動度を測定し、その結果を表１に示した。
【００６６】
【表１】

【００６７】
本発明の構成とすることにより、キャリア移動度の高い有機薄膜トランジスタが得られることがわかる。
【００６８】
【発明の効果】
支持体上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、有機半導体に接するソース電極およびドレイン電極を順次形成した有機薄膜トランジスタの製造方法において、ソース電極およびドレイン電極を、電極材料の水溶液または水分散液の供給、乾燥を経て造ることにより、キャリア移動度の高い有機薄膜トランジスタが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の層構成の模式図である。
【図２】比較例の層構成の模式図である。
【符号の説明】
１ｎ型Ｓｉウェハー
２熱酸化膜
３有機半導体薄膜
４ソース電極
５ドレイン電極
７ゲート電極
１０、１０′ 有機薄膜トランジスタ

Claims

支持体上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、有機半導体に接するソース電極およびドレイン電極を順次形成する有機薄膜トランジスタの製造方法において、ソース電極およびドレイン電極が、電極材料の水溶液または水分散液の供給、乾燥を経て造られることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
電極材料が金属微粒子であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
電極材料の水溶液または水分散液の供給、乾燥を経た後、熱処理により金属微粒子を融着することを特徴とする請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
電極材料が導電性ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
導電性ポリマーの水溶液または水分散液を供給、乾燥した後、金属微粒子の分散液を供給、乾燥することにより、ソース電極およびドレイン電極を２層とすることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
金属微粒子の分散媒が実質的に水に不溶であることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
電極材料の水溶液または水分散液の供給がインクジェットによるものであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
請求項１から７の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法により製造されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。