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JP4826074B2 - Field effect transistor - Google Patents

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JP4826074B2 JP2004238087A JP2004238087A JP4826074B2 JP 4826074 B2 JP4826074 B2 JP 4826074B2 JP 2004238087 A JP2004238087 A JP 2004238087A JP 2004238087 A JP2004238087 A JP 2004238087A JP 4826074 B2 JP4826074 B2 JP 4826074B2
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    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate

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Description

本発明は、電界効果型トランジスタ(FET)、詳しくは、チャネル領域が有機半導体材料層から構成された電界効果型トランジスタに関する。   The present invention relates to a field effect transistor (FET), and more particularly to a field effect transistor in which a channel region is composed of an organic semiconductor material layer.

従来の電界効果型トランジスタ(FET)の一種である薄膜トランジスタ(TFT)においては、チャネル領域を構成する半導体層としてSiやGaAs、InGaAs等の無機半導体材料が用いられているが、これらの無機半導体材料を用いたTFTの製造工程では400゜C以上の高温のプロセスが必要とされる。そのため、無機半導体材料を用いたTFTをプラスチックス等の柔らかく、割れ難く、軽い支持体(基板)上に作製することは極めて困難である。   In a thin film transistor (TFT) which is a kind of a conventional field effect transistor (FET), an inorganic semiconductor material such as Si, GaAs, InGaAs or the like is used as a semiconductor layer constituting a channel region. In the manufacturing process of the TFT using the above, a high temperature process of 400 ° C. or higher is required. Therefore, it is extremely difficult to manufacture a TFT using an inorganic semiconductor material on a light support (substrate) that is soft and difficult to break, such as plastics.

一方、チャネル領域を有機半導体材料層から構成するTFT(以下、有機TFTと呼ぶ)は、プラスチックスの耐熱温度よりも低い温度で製造が可能である。また、塗布可能な材料に基づき製造可能であることから、低コスト、大面積に向いた半導体素子として期待されている。   On the other hand, a TFT whose channel region is composed of an organic semiconductor material layer (hereinafter referred to as an organic TFT) can be manufactured at a temperature lower than the heat resistance temperature of plastics. Moreover, since it can be manufactured based on the material which can be apply | coated, it is anticipated as a semiconductor element suitable for low cost and a large area.

ところで、従来の有機TFTでは、有機半導体材料層の導電型がp型である場合、係る有機半導体材料層と良好なオーミック接合を形成するために、ソース/ドレイン電極は、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)といった金属材料から構成されており、あるいは又、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸[PEDOT/PSS]や不純物をドーピングしたポリアニリン、あるいは又、カーボンナノチューブから構成されている。そして、ソース/ドレイン電極の厚さは、典型的には50nm以上である。   By the way, in the conventional organic TFT, when the conductivity type of the organic semiconductor material layer is p-type, the source / drain electrodes are made of gold (Au), platinum in order to form a good ohmic junction with the organic semiconductor material layer. (Pt), palladium (Pd), or a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid [PEDOT / PSS] or an impurity doped polyaniline, or It is composed of carbon nanotubes. The thickness of the source / drain electrode is typically 50 nm or more.

特開2003−229579JP2003-229579 特開2004−103905JP 2004-103905 A

一般に、有機半導体材料は、大気中の酸素や水中に存在する溶存酸素、あるいは、溶媒中の不純物によって酸化される可能性があり、酸化された場合、有機半導体材料にはホールがドーピングされる。そして、このホールに基づくバックグランドキャリアの増加は、オフ電流を増大させる。この傾向は、ソース/ドレイン電極の厚さが厚いほど、著しくなる。この状態を、模式的に図7に示す。即ち、ゲート電極112にゲート電圧を印加したとき、ソース/ドレイン電極121間の有機半導体材料層114であって、ゲート絶縁層113の近傍の部分にはチャネル領域115が形成される。尚、一方のソース/ドレイン電極121からチャネル領域115を経由して他方のソース/ドレイン電極121へと流れる電流を、図7においては矢印で示す。そして、ソース/ドレイン電極121の厚さが厚いと、バックグランドキャリアの増加に起因して、ゲート電極112によって制御することができない有機半導体材料層114のチャネル領域115から離れた部分114Aにおいて、オフ電流(図7においては、その流れを模式的に点線で示す)が増大する。尚、図7中、参照番号111は支持体である。   In general, an organic semiconductor material may be oxidized by oxygen in the atmosphere, dissolved oxygen present in water, or impurities in a solvent. When oxidized, the organic semiconductor material is doped with holes. And the increase of the background carrier based on this hole increases off current. This tendency becomes more prominent as the source / drain electrodes are thicker. This state is schematically shown in FIG. That is, when a gate voltage is applied to the gate electrode 112, the channel region 115 is formed in the organic semiconductor material layer 114 between the source / drain electrodes 121 and in the vicinity of the gate insulating layer 113. Note that the current flowing from one source / drain electrode 121 to the other source / drain electrode 121 via the channel region 115 is indicated by an arrow in FIG. When the thickness of the source / drain electrode 121 is large, the off-state of the portion 114A away from the channel region 115 of the organic semiconductor material layer 114 that cannot be controlled by the gate electrode 112 due to the increase of background carriers is turned off. The current (in FIG. 7, the flow is schematically indicated by a dotted line) increases. In FIG. 7, reference numeral 111 denotes a support.

金属材料から成るソース/ドレイン電極と、チャネル領域を構成する有機半導体材料層とが、直接、接触していない構造を有する有機TFTが、例えば、特開2003−229579や特開2004−103905から公知である。   Organic TFTs having a structure in which a source / drain electrode made of a metal material and an organic semiconductor material layer constituting a channel region are not in direct contact are known from, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-229579 and 2004-103905. It is.

特開2003−229579に開示された技術にあっては、ソース/ドレイン電極は、金属から成る部分と、チャネル領域を構成する有機伝導性化合物層と接触する金属化合物の部分から構成されている。ここで、金属化合物として、例えば、周期律表第6族から11族の金属原子を含有する化合物が挙げられ、この中でもイリジウム、ロジウム、ルテニウム、白金、金、銀、サマリウム、オスミウム、パラジウム、ニッケル、コバルト、ユーロピウム等の金属化合物が好ましく、あるいは又、これらの金属の塩が好ましいとされ、あるいは又、これらの金属の錯体から選択することができるとされている(特開2003−229579の段落番号[0023]参照)。   In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-229579, the source / drain electrode is composed of a metal portion and a metal compound portion in contact with the organic conductive compound layer constituting the channel region. Here, examples of the metal compound include compounds containing a metal atom belonging to Groups 6 to 11 of the periodic table, and among these, iridium, rhodium, ruthenium, platinum, gold, silver, samarium, osmium, palladium, nickel Further, metal compounds such as cobalt and europium are preferable, or salts of these metals are preferable, or they can be selected from complexes of these metals (paragraph of JP2003-229579) Number [0023]).

また、特開2004−103905に開示された技術にあっては、ソース/ドレイン電極と、チャネル領域を構成する有機半導体層との間に、ITOやIZO、酸化錫、酸化亜鉛等の金属の酸化物や窒化物や酸化物、金属や合金、有機化合物から成るバッファ層が形成されている(特開2004−103905の段落番号[0012]参照)。   In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-103905, oxidation of a metal such as ITO, IZO, tin oxide, or zinc oxide is performed between a source / drain electrode and an organic semiconductor layer constituting a channel region. A buffer layer made of an oxide, a nitride, an oxide, a metal, an alloy, or an organic compound is formed (see paragraph number [0012] of JP-A-2004-103905).

しかしながら、これらの特許公開公報に開示された有機TFTにあっては、バックグランドキャリアに起因したオフ電流の低減に関して、記載も示唆も認められない。   However, in the organic TFT disclosed in these patent publications, there is no description or suggestion regarding reduction of off-current due to background carriers.

従って、本発明の目的は、バックグランドキャリアに起因したオフ電流の低減を可能とする構造を有する電界効果型トランジスタを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a field effect transistor having a structure that can reduce off-state current due to background carriers.

上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る電界効果型トランジスタは、
(A)ゲート電極、
(B)ゲート絶縁層、
(C)ソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接しており、チャネル領域に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層、
から成ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a field effect transistor according to the first aspect of the present invention provides:
(A) a gate electrode,
(B) a gate insulating layer;
(C) source / drain electrodes, and
(D) an organic semiconductor material layer located between the source / drain electrodes, facing the gate electrode through the gate insulating layer, and having a channel region induced by application of a gate voltage to the gate electrode in a part thereof;
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer made of a first conductive material in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region and capable of injecting charges into the channel region; and
(B) a second conductive material layer made of a second conductive material that is in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute a channel region and has a lower charge injection efficiency into the organic semiconductor material layer than the first conductive material;
It is characterized by comprising.

上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る電界効果型トランジスタは、
(A)ゲート電極、
(B)ゲート絶縁層、
(C)ソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接する第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接する第2導電材料層、
から成り、
第1導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値は、第2導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値よりも低いことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a field effect transistor according to the second aspect of the present invention provides:
(A) a gate electrode,
(B) a gate insulating layer;
(C) source / drain electrodes, and
(D) an organic semiconductor material layer located between the source / drain electrodes, facing the gate electrode through the gate insulating layer, and having a channel region induced by application of a gate voltage to the gate electrode in a part thereof;
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region, and
(B) a second conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute the channel region;
Consisting of
A contact resistance value between the first conductive material layer and the organic semiconductor material layer is lower than a contact resistance value between the second conductive material layer and the organic semiconductor material layer.

上記の目的を達成するための本発明の第3の態様に係る電界効果型トランジスタは、所謂ボトムゲート型の電界効果型トランジスタであって、
(A)支持体上に形成されたゲート電極、
(B)ゲート電極の上及び支持体の上に形成されたゲート絶縁層、
(C)ゲート絶縁層上に形成されたソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間のゲート絶縁層の部分の上に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接しており、チャネル領域に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層、
から成ることを特徴とする。
The field effect transistor according to the third aspect of the present invention for achieving the above object is a so-called bottom gate type field effect transistor,
(A) a gate electrode formed on a support;
(B) a gate insulating layer formed on the gate electrode and on the support;
(C) source / drain electrodes formed on the gate insulating layer, and
(D) A channel region that is located on a portion of the gate insulating layer between the source / drain electrodes, faces the gate electrode through the gate insulating layer, and is induced by application of a gate voltage to the gate electrode. An organic semiconductor material layer having,
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer made of a first conductive material in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region and capable of injecting charges into the channel region; and
(B) a second conductive material layer made of a second conductive material that is in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute a channel region and has a lower charge injection efficiency into the organic semiconductor material layer than the first conductive material;
It is characterized by comprising.

上記の目的を達成するための本発明の第4の態様に係る電界効果型トランジスタは、所謂ボトムゲート型の電界効果型トランジスタであって、
(A)支持体上に形成されたゲート電極、
(B)ゲート電極の上及び支持体の上に形成されたゲート絶縁層、
(C)ゲート絶縁層上に形成されたソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間のゲート絶縁層の部分の上に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接する第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接する第2導電材料層、
から成り、
第1導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値は、第2導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値よりも低いことを特徴とする。
The field effect transistor according to the fourth aspect of the present invention for achieving the above object is a so-called bottom gate type field effect transistor,
(A) a gate electrode formed on a support;
(B) a gate insulating layer formed on the gate electrode and on the support;
(C) source / drain electrodes formed on the gate insulating layer, and
(D) A channel region that is located on a portion of the gate insulating layer between the source / drain electrodes, faces the gate electrode through the gate insulating layer, and is induced by application of a gate voltage to the gate electrode. An organic semiconductor material layer having,
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region, and
(B) a second conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute the channel region;
Consisting of
A contact resistance value between the first conductive material layer and the organic semiconductor material layer is lower than a contact resistance value between the second conductive material layer and the organic semiconductor material layer.

上記の目的を達成するための本発明の第5の態様に係る電界効果型トランジスタは、所謂トップゲート型の電界効果型トランジスタであって、
(A)支持体上に形成されたソース/ドレイン電極、
(B)ソース/ドレイン電極間に位置する支持体の部分の上に形成された有機半導体材料層、
(C)有機半導体材料層の上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
(D)ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
有機半導体材料層は、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有し、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接しており、チャネル領域に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層、
から成ることを特徴とする。
The field effect transistor according to the fifth aspect of the present invention for achieving the above object is a so-called top gate type field effect transistor,
(A) source / drain electrodes formed on a support;
(B) an organic semiconductor material layer formed on the portion of the support located between the source / drain electrodes;
(C) a gate insulating layer formed on the organic semiconductor material layer, and
(D) a gate electrode formed on the gate insulating layer;
A field effect transistor comprising:
The organic semiconductor material layer is opposed to the gate electrode through the gate insulating layer, and has a channel region induced in part by application of a gate voltage to the gate electrode,
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer made of a first conductive material in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region and capable of injecting charges into the channel region; and
(B) a second conductive material layer made of a second conductive material that is in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute a channel region and has a lower charge injection efficiency into the organic semiconductor material layer than the first conductive material;
It is characterized by comprising.

上記の目的を達成するための本発明の第6の態様に係る電界効果型トランジスタは、所謂トップゲート型の電界効果型トランジスタであって、
(A)支持体上に形成されたソース/ドレイン電極、
(B)ソース/ドレイン電極間に位置する支持体の部分の上に形成された有機半導体材料層、
(C)有機半導体材料層の上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
(D)ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
有機半導体材料層は、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有し、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接する第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接する第2導電材料層、
から成り、
第1導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値は、第2導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値よりも低いことを特徴とする。
The field effect transistor according to the sixth aspect of the present invention for achieving the above object is a so-called top gate type field effect transistor,
(A) source / drain electrodes formed on a support;
(B) an organic semiconductor material layer formed on the portion of the support located between the source / drain electrodes;
(C) a gate insulating layer formed on the organic semiconductor material layer, and
(D) a gate electrode formed on the gate insulating layer;
A field effect transistor comprising:
The organic semiconductor material layer is opposed to the gate electrode through the gate insulating layer, and has a channel region induced in part by application of a gate voltage to the gate electrode,
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region, and
(B) a second conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute the channel region;
Consisting of
A contact resistance value between the first conductive material layer and the organic semiconductor material layer is lower than a contact resistance value between the second conductive material layer and the organic semiconductor material layer.

本発明の第1の態様〜第6の態様に係る電界効果型トランジスタにあっては、第1導電材料層と第2導電材料層とが積層されている構成とすることができる。あるいは又、本発明の第1の態様〜第4の態様に係る電界効果型トランジスタにあっては、第2導電材料層は、第1導電材料層よりもチャネル領域から離れた所に、第1導電材料層と並置して配されている構成とすることができる。   In the field effect transistor according to the first to sixth aspects of the present invention, the first conductive material layer and the second conductive material layer may be laminated. Alternatively, in the field effect transistor according to the first to fourth aspects of the present invention, the second conductive material layer is located farther from the channel region than the first conductive material layer. It can be set as the structure arrange | positioned in parallel with the electrically-conductive material layer.

また、本発明の第3の態様及び第4の態様に係る電界効果型トランジスタにあっては、ゲート絶縁層と第1導電材料層との間に密着層が形成されていることが好ましく、この場合、密着層の厚さは1nm以上5nm以下であることが望ましい。   In the field effect transistor according to the third and fourth aspects of the present invention, it is preferable that an adhesion layer is formed between the gate insulating layer and the first conductive material layer. In this case, the thickness of the adhesion layer is desirably 1 nm or more and 5 nm or less.

上述した好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様〜第6の態様に係る電界効果型トランジスタ(以下、これらを総称して、単に、本発明の電界効果型トランジスタと呼ぶ場合がある)において、チャネル領域の平均厚さをtC、第1導電材料層の厚さをt1としたとき、1≦t1/tC≦10 を満足することが好ましい。また、これらの形態を含む本発明の電界効果型トランジスタにおいては、第1導電材料層の厚さは1nm以上10nm以下であることが望ましい。 The field effect transistors according to the first to sixth aspects of the present invention including the preferred modes and configurations described above (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the field effect transistors of the present invention). In this case, it is preferable that 1 ≦ t 1 / t C ≦ 10 is satisfied, where t C is the average thickness of the channel region and t 1 is the thickness of the first conductive material layer. In the field effect transistor of the present invention including these forms, the thickness of the first conductive material layer is preferably 1 nm or more and 10 nm or less.

本発明の第2の態様、第4の態様、あるいは、第6の態様に係る電界効果型トランジスタにあっては、代替的に、有機半導体材料層に対して第1導電材料層がオーミック接合するような材料から第1の導電材料を選択し、有機半導体材料層に対して第2導電材料層は非オーミック接合するような材料から第2の導電材料を選択してもよい。   In the field effect transistor according to the second aspect, the fourth aspect, or the sixth aspect of the present invention, the first conductive material layer is alternatively in ohmic contact with the organic semiconductor material layer. The first conductive material may be selected from such materials, and the second conductive material may be selected from materials in which the second conductive material layer is non-ohmically bonded to the organic semiconductor material layer.

あるいは又、本発明の第2の態様、第4の態様、あるいは、第6の態様に係る電界効果型トランジスタにあっては、チャネル領域のシート抵抗値をR、チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分の比抵抗値をρとしたとき、
ρ/t2>R・tC/t1
を満足することが望ましい。
Alternatively, in the field effect transistor according to the second aspect, the fourth aspect, or the sixth aspect of the present invention, the sheet resistance value of the channel region is R, and the organic semiconductor material does not constitute the channel region. When the specific resistance value of the layer portion is ρ,
ρ / t 2 > R · t C / t 1
It is desirable to satisfy

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の電界効果型トランジスタにおいて、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料の導電型がp型の場合、第1の導電材料として、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)といった仕事関数の大きな金属材料、ポリエチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン、ドデシルベンゼンスルホン酸をドープしたポリアニリンから成る群から選択された1種類の材料を挙げることができ、第2の導電材料として、チタン(Ti)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、リチウム(Li)から成る群から選択された1種類の材料を挙げることができる。尚、第1の導電材料を金、白金、パラジウムとする場合、密着層を、クロム(Cr)やチタン(Ti)から構成することができるし、また、第1の導電材料を金とする場合、密着層を、メルカプト系のシランカップリング剤(例えば、メルカプトプロピルトリメトキシシラン)の自己組織単分子膜から構成することができる。   In the field effect transistor of the present invention including the preferred embodiment and configuration described above, when the conductivity type of the organic semiconductor material constituting the organic semiconductor material layer is p-type, the first conductive material is gold (Au), Name one material selected from the group consisting of metal materials having a high work function such as platinum (Pt) and palladium (Pd), polyethylene dioxythiophene doped with polyethylene sulfonic acid, and polyaniline doped with dodecylbenzene sulfonic acid. As the second conductive material, one material selected from the group consisting of titanium (Ti), chromium (Cr), aluminum (Al), copper (Cu), and lithium (Li) can be cited. . When the first conductive material is gold, platinum, or palladium, the adhesion layer can be made of chromium (Cr) or titanium (Ti), and when the first conductive material is gold. The adhesion layer can be composed of a self-assembled monolayer of a mercapto-based silane coupling agent (for example, mercaptopropyltrimethoxysilane).

一方、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料の導電型がn型の場合、第1の導電材料として、チタン(Ti)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、リチウム(Li)から成る群から選択された1種類の材料を挙げることができ、第2の導電材料として、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ポリエチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン、ドデシルベンゼンスルホン酸をドープしたポリアニリンから成る群から選択された1種類の材料を挙げることができる。   On the other hand, when the conductivity type of the organic semiconductor material constituting the organic semiconductor material layer is n-type, the first conductive material is titanium (Ti), chromium (Cr), aluminum (Al), copper (Cu), lithium ( One material selected from the group consisting of Li) can be mentioned, and the second conductive material is polyethylene dioxy doped with gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), polyethylene sulfonic acid. Mention may be made of one material selected from the group consisting of thiophene, polyaniline doped with dodecylbenzenesulfonic acid.

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の電界効果型トランジスタにおいて、有機半導体材料層を構成する材料として、具体的には、2,3,6,7−ジベンゾアントラセン(ペンタセンとも呼ばれる)、C99(ベンゾ[1,2−c;3,4−c’;5,6−c”]トリス[1,2]ジチオール−1,4,7−トリチオン)、C24146(アルファ−セキシチオフェン)、銅フタロシアニンで代表されるフタロシアニン、フラーレン(C60)、テトラチオテトラセン(C1884)、テトラセレノテトラセン(C188Se4)、テトラテルルテトラセン(C188Te4)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリフルオレン(C1310)、導電型がp型であるポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸[PEDOT/PSS]を挙げることができる。尚、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)の構造式(1)、ポリスチレンスルホン酸の構造式(2)を図4に示す。尚、一般に、有機半導体材料層がn型、p型のどちらの極性になるかは、有機半導体材料層の作製・形成条件に依存する。 In the field effect transistor of the present invention including the preferred embodiments and configurations described above, as a material constituting the organic semiconductor material layer, specifically, 2,3,6,7-dibenzoanthracene (also referred to as pentacene), C 9 S 9 (benzo [1,2-c; 3,4-c ′; 5,6-c ″] tris [1,2] dithiol-1,4,7-trithione), C 24 H 14 S 6 (Alpha-sexithiophene), phthalocyanine represented by copper phthalocyanine, fullerene (C 60 ), tetrathiotetracene (C 18 H 8 S 4 ), tetraselenotetracene (C 18 H 8 Se 4 ), tetratellur tetracene ( C 18 H 8 Te 4), poly (3-hexylthiophene), polyfluorene (C 13 H 10), conductivity type is p-type poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / Police In addition, the structural formula (1) of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and the structural formula (2) of polystyrene sulfonic acid are shown in FIG. In general, whether the organic semiconductor material layer has an n-type or p-type polarity depends on conditions for producing and forming the organic semiconductor material layer.

あるいは又、有機半導体材料層として、例えば、以下に例示する複素環式共役系導電性高分子及び含ヘテロ原子共役系導電性高分子を用いることができる。尚、構造式中、「R」,「R’」はアルキル基(Cn2n+1)を意味する。 Alternatively, for example, a heterocyclic conjugated conductive polymer and a heteroatom-containing conductive polymer exemplified below can be used as the organic semiconductor material layer. In the structural formula, “R” and “R ′” mean an alkyl group (C n H 2n + 1 ).

[複素環式共役系導電性高分子]
ポリピロール[図4の構造式(3)参照]
ポリフラン[図4の構造式(4)参照]
ポリチオフェン[図4の構造式(5)参照]
ポリセレノフェン[図4の構造式(6)参照]
ポリテルロフェン[図4の構造式(7)参照]
ポリ(3−アルキルチオフェン)[図4の構造式(8)参照]
ポリ(3−チオフェン−β−エタンスルホン酸)[図4の構造式(9)参照]
ポリ(N−アルキルピロール)[図5の構造式(10)参照]
ポリ(3−アルキルピロール)[図5の構造式(11)参照]
ポリ(3,4−ジアルキルピロール)[図5の構造式(12)参照]
ポリ(2,2’−チエニルピロール)[図5の構造式(13)参照]
[Heterocyclic conjugated conductive polymer]
Polypyrrole [see structural formula (3) in FIG. 4]
Polyfuran [see structural formula (4) in FIG. 4]
Polythiophene [see structural formula (5) in FIG. 4]
Polyselenophene [see structural formula (6) in FIG. 4]
Polytellophene [see structural formula (7) in FIG. 4]
Poly (3-alkylthiophene) [see structural formula (8) in FIG. 4]
Poly (3-thiophene-β-ethanesulfonic acid) [see structural formula (9) in FIG. 4]
Poly (N-alkylpyrrole) [see structural formula (10) in FIG. 5]
Poly (3-alkylpyrrole) [see structural formula (11) in FIG. 5]
Poly (3,4-dialkylpyrrole) [see structural formula (12) in FIG. 5]
Poly (2,2′-thienylpyrrole) [see structural formula (13) in FIG. 5]

[含ヘテロ原子共役系導電性高分子]
ポリアニリン[図5の構造式(14)参照]
ポリ(ジベンゾチオフェンスルフィド)[図5の構造式(15)参照]
[Containing heteroatom-containing conductive polymer]
Polyaniline [see structural formula (14) in FIG. 5]
Poly (dibenzothiophene sulfide) [see structural formula (15) in FIG. 5]

あるいは又、有機半導体材料層を構成する有機半導体分子は、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端にチオール基(SH)、アミノ基(−NH2)、イソシアノ基(−NC)、チオアセチル基(−SCOCH3)又はカルボキシ基(−COOH)を有することが望ましく、より具体的には、有機半導体分子として、以下の材料を例示することができる。 Alternatively, the organic semiconductor molecule constituting the organic semiconductor material layer is an organic semiconductor molecule having a conjugated bond, and a thiol group (SH), an amino group (—NH 2 ), an isocyano group (—NC) at both ends of the molecule. It is desirable to have a thioacetyl group (—SCOCH 3 ) or a carboxy group (—COOH), and more specifically, examples of organic semiconductor molecules include the following materials.

4,4’−ビフェニルジチオール[図6の構造式(16)参照]
4,4’−ジイソシアノビフェニル[図6の構造式(17)参照]
4,4’−ジイソシアノ−p−テルフェニル[図6の構造式(18)参照]
2,5−ビス(5’−チオアセチル−2’−チオフェニル)チオフェン[図6の構造式(19)参照]

4,4′-biphenyldithiol [see structural formula (16) in FIG. 6]
4,4′-Diisocyanobiphenyl [see the structural formula (17) in FIG. 6]
4,4′-Diisocyano-p-terphenyl [see structural formula (18) in FIG. 6]
2,5-bis (5′- thioacetyl- 2′-thiophenyl) thiophene [see the structural formula (19) in FIG. 6]

有機半導体材料層の形成方法として、有機半導体材料層を構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法(PVD法);各種の化学的気相成長法(CVD法);スピンコート法;スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法といった各種印刷法;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、浸漬法といった各種コーティング法;及びスプレー法の内のいずれかを挙げることができる。   As a method for forming the organic semiconductor material layer, although depending on the material constituting the organic semiconductor material layer, physical vapor deposition method (PVD method) exemplified by vacuum deposition method and sputtering method; (CVD method); spin coating method; various printing methods such as screen printing method, ink jet printing method, offset printing method, gravure printing method; air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, knife coater method, squeeze coater method , Reverse roll coater method, transfer roll coater method, gravure coater method, kiss coater method, cast coater method, spray coater method, slit orifice coater method, calender coater method, dipping method, and any of the spray methods Can be mentioned.

ゲート電極を構成する材料として、白金(Pt)、金(Au)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、ネオジム(Nd)、ルビジウム(Rb)、ロジウム(Rh)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、銅(Cu)、インジウム(In)、錫(Sn)等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、ポリシリコン、アモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物(ITO)を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。更には、ゲート電極を構成する材料として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸[PEDOT/PSS]といった有機材料を挙げることもできる。   Materials constituting the gate electrode include platinum (Pt), gold (Au), palladium (Pd), chromium (Cr), nickel (Ni), molybdenum (Mo), niobium (Nb), neodymium (Nd), rubidium ( Rb), rhodium (Rh), aluminum (Al), silver (Ag), tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), copper (Cu), indium (In), tin (Sn), and other metals Or alloys containing these metal elements, conductive particles made of these metals, conductive particles of alloys containing these metals, polysilicon, amorphous silicon, tin oxide, indium oxide, indium / tin oxide ( ITO) or a laminated structure of layers containing these elements. Furthermore, as a material constituting the gate electrode, an organic material such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid [PEDOT / PSS] can be exemplified.

ゲート電極やソース/ドレイン電極(第1導電材料層及び第2導電材料層)の形成方法として、ゲート電極やソース/ドレイン電極(第1導電材料層及び第2導電材料層)を構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるPVD法;MOCVD法を含む各種のCVD法;スピンコート法;各種導電性ペーストを用いた上述の各種印刷法;上述した各種コーティング法;リフトオフ法;シャドウマスク法;スプレー法;及び、電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法の内のいずれか、あるいは、更には必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、PVD法として、(a)電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着等の各種真空蒸着法、(b)プラズマ蒸着法、(c)2極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、(d)DC(direct current)法、RF法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。   As a method for forming a gate electrode or a source / drain electrode (first conductive material layer and second conductive material layer), a material constituting the gate electrode or source / drain electrode (first conductive material layer and second conductive material layer) is used. Although it depends, PVD method exemplified by vacuum deposition method and sputtering method; Various CVD methods including MOCVD method; Spin coating method; Various printing methods using various conductive pastes; Various coating methods described above; Lift-off A shadow mask method; a spray method; and a plating method such as an electrolytic plating method, an electroless plating method, or a combination thereof, or a combination with a patterning technique as necessary. . In addition, as the PVD method, (a) various vacuum deposition methods such as electron beam heating method, resistance heating method, flash deposition, (b) plasma deposition method, (c) bipolar sputtering method, direct current sputtering method, direct current magnetron sputtering method Various sputtering methods such as high-frequency sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam sputtering method, bias sputtering method, (d) DC (direct current) method, RF method, multi-cathode method, activation reaction method, electric field evaporation method, high-frequency method Various ion plating methods such as an ion plating method and a reactive ion plating method can be given.

ゲート絶縁層を構成する材料として、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素(SiNY)、Al23、HfO2、金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリビニルフェノール(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリカーボネート(PC)、ポリイミドにて例示される有機系絶縁材料を挙げることができるし、これらの組合せを用いることもできる。尚、酸化ケイ素系材料として、二酸化シリコン(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、酸化窒化シリコン(SiON)、SOG(スピンオングラス)、低誘電率SiO2系材料(例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機SOG)を例示することができる。ゲート絶縁層の形成方法として、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるPVD法;各種のCVD法;スピンコート法;上述した各種印刷法;上述した各種コーティング法;浸漬法;キャスティング法;及びスプレー法の内のいずれかを挙げることができる。 As a material constituting the gate insulating layer, not only a silicon oxide material, silicon nitride (SiN Y ), Al 2 O 3 , HfO 2 , a metal oxide high dielectric insulating film, but also an inorganic insulating material can be used. Illustrated with methyl methacrylate (PMMA), polyvinyl phenol (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene (POM), polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polycarbonate (PC), polyimide An organic insulating material can be used, and a combination of these can also be used. As silicon oxide materials, silicon dioxide (SiO x ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin on glass), low dielectric constant SiO 2 materials (for example, polyaryl) And ether, cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, and organic SOG). As a method of forming the gate insulating layer, PVD method exemplified by vacuum deposition method and sputtering method; various CVD methods; spin coating method; various printing methods described above; various coating methods described above; immersion method; casting method; Any of the laws can be mentioned.

支持体として、各種のガラス基板や、表面に絶縁層が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板、表面に絶縁層が形成されたシリコン基板を挙げることができる。更には、支持体として、ポリエーテルスルホン(PES)やポリイミド、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルメタクリレート(ポリメタクリル酸メチル,PMMA)やポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)に例示される高分子材料から構成されたプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、このような可撓性を有する高分子材料から構成された支持体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への電界効果型トランジスタの組込みあるいは一体化が可能となる。支持体として、その他、導電性基板(金等の金属、高配向性グラファイトから成る基板)を挙げることができる。また、電界効果型トランジスタの構成、構造によっては、電界効果型トランジスタが支持部材上に設けられているが、この支持部材も上述した材料から構成することができる。   Examples of the support include various glass substrates, various glass substrates having an insulating layer formed on the surface, a quartz substrate, a quartz substrate having an insulating layer formed on the surface, and a silicon substrate having an insulating layer formed on the surface. it can. Furthermore, as a support, polyethersulfone (PES), polyimide, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate, PMMA), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylphenol (PVP) And a plastic film, a plastic sheet, and a plastic substrate made of a polymer material exemplified in the above. If a support made of such a flexible polymer material is used, for example, A field effect transistor can be incorporated or integrated into a display device or electronic device having a curved surface. Other examples of the support include a conductive substrate (a substrate made of a metal such as gold or highly oriented graphite). Further, depending on the configuration and structure of the field effect transistor, the field effect transistor is provided on the support member, but this support member can also be formed of the above-described materials.

本発明の電界効果型トランジスタを、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持体に多数の電界効果型トランジスタを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各電界効果型トランジスタを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、電子装置や電界効果型トランジスタを樹脂にて封止してもよい。   When the field effect transistor of the present invention is applied to and used in a display device or various electronic devices, it may be a monolithic integrated circuit in which a number of field effect transistors are integrated on a support, or each field effect transistor may be cut. It may be individualized and used as a discrete part. Further, an electronic device or a field effect transistor may be sealed with resin.

本発明において、ソース/ドレイン電極は、(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接しており、チャネル領域に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層、並びに、(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層から成り、あるいは又、第1導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値は、第2導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値よりも低い。従って、一方のソース/ドレイン電極を構成する第1導電材料層から、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されたチャネル領域を経由して、他方のソース/ドレイン電極を構成する第1導電材料層へと、電流は容易に流れる。ここで、チャネル領域は、ソース/ドレイン電極間に位置する有機半導体材料層の部分であって、ゲート絶縁層の近傍の部分に誘起される。然るに、一方のソース/ドレイン電極を構成する第2導電材料層から、チャネル領域から離れた有機半導体材料層の部分(この部分は、ゲート電極によっては制御できない、ゲート絶縁層から遠い所に位置する)を経由して、他方のソース/ドレイン電極を構成する第2導電材料層へとは、電流は流れ難い。その結果、ゲート電極によって制御することができない有機半導体材料層のチャネル領域から離れた部分において、バックグランドキャリアの増加に起因してオフ電流が増大するといった現象の発生を確実に回避することができる。しかも、ソース/ドレイン電極は第1導電材料層と第2導電材料層とから構成されているので、ソース/ドレイン電極の低抵抗化を図ることができる。   In the present invention, the source / drain electrodes are in contact with (a) the portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region, and the first conductive material made of the first conductive material capable of injecting charge into the channel region. A second conductive material that is in contact with the material layer and (b) the portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute the channel region, and has a lower efficiency of charge injection into the organic semiconductor material layer than the first conductive material. The contact resistance value between the first conductive material layer and the organic semiconductor material layer is lower than the contact resistance value between the second conductive material layer and the organic semiconductor material layer. Accordingly, the first conductive material constituting the other source / drain electrode is passed through the channel region induced by the application of the gate voltage to the gate electrode from the first conductive material layer constituting the one source / drain electrode. To the layer, current flows easily. Here, the channel region is a portion of the organic semiconductor material layer located between the source / drain electrodes, and is induced in a portion near the gate insulating layer. However, the portion of the organic semiconductor material layer away from the channel region from the second conductive material layer constituting one of the source / drain electrodes (this portion is located far from the gate insulating layer, which cannot be controlled by the gate electrode). ), The current hardly flows to the second conductive material layer constituting the other source / drain electrode. As a result, it is possible to reliably avoid the occurrence of a phenomenon in which off current increases due to an increase in background carriers in a portion of the organic semiconductor material layer that cannot be controlled by the gate electrode, away from the channel region. . In addition, since the source / drain electrode is composed of the first conductive material layer and the second conductive material layer, the resistance of the source / drain electrode can be reduced.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

実施例1は、本発明の第1の態様、第2の態様、第3の態様及び第4の態様に係る電界効果型トランジスタの関する。実施例1の電界効果型トランジスタの模式的な一部断面図を図1の(A)に示す。   Example 1 relates to the field effect transistor according to the first, second, third, and fourth aspects of the present invention. A schematic partial sectional view of the field-effect transistor of Example 1 is shown in FIG.

この実施例1の電界効果型トランジスタは、
(A)ゲート電極12、
(B)ゲート絶縁層13、
(C)ソース/ドレイン電極21、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極21間に位置し、ゲート絶縁層13を介してゲート電極12と対向し、ゲート電極12へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域15をその一部分に有する有機半導体材料層14、
を備えている。
The field effect transistor of Example 1 is
(A) Gate electrode 12,
(B) the gate insulating layer 13;
(C) source / drain electrode 21, and
(D) An organic semiconductor located between the source / drain electrodes 21, facing the gate electrode 12 through the gate insulating layer 13, and having a channel region 15 induced in part by application of a gate voltage to the gate electrode 12. Material layer 14,
It has.

あるいは又、実施例1の電界効果型トランジスタは、所謂ボトムゲート(/ボトムコンタクト)型の薄膜トランジスタ(TFT)であり、
(A)支持体11上に形成されたゲート電極12、
(B)ゲート電極12の上及び支持体11の上に形成されたゲート絶縁層13、
(C)ゲート絶縁層13上に形成されたソース/ドレイン電極21、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極21間のゲート絶縁層13の部分の上に位置し、ゲート絶縁層13を介してゲート電極12と対向し、ゲート電極12へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域15をその一部分に有する有機半導体材料層14、
を備えている。
Alternatively, the field effect transistor of Example 1 is a so-called bottom gate (/ bottom contact) type thin film transistor (TFT),
(A) a gate electrode 12 formed on the support 11;
(B) a gate insulating layer 13 formed on the gate electrode 12 and the support 11;
(C) a source / drain electrode 21 formed on the gate insulating layer 13, and
(D) A channel that is located on the portion of the gate insulating layer 13 between the source / drain electrodes 21, faces the gate electrode 12 through the gate insulating layer 13, and is induced by application of a gate voltage to the gate electrode 12. An organic semiconductor material layer 14 having a region 15 in part thereof,
It has.

そして、ソース/ドレイン電極21は、
(a)ゲート絶縁層13及びチャネル領域15を構成する有機半導体材料層14の部分に接しており、チャネル領域15に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層22、並びに、
(b)チャネル領域15を構成しない有機半導体材料層14の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層23、
から成る。
The source / drain electrode 21 is
(A) a first conductive material layer 22 made of a first conductive material in contact with the gate insulating layer 13 and the organic semiconductor material layer 14 constituting the channel region 15 and capable of injecting charges into the channel region 15;
(B) a second conductive material made of a second conductive material that is in contact with the portion of the organic semiconductor material layer 14 that does not constitute the channel region 15 and has a lower charge injection efficiency into the organic semiconductor material layer than the first conductive material. Layer 23,
Consists of.

あるいは又、ソース/ドレイン電極21は、
(a)ゲート絶縁層13及びチャネル領域15を構成する有機半導体材料層14の部分に接する第1導電材料層22、並びに、
(b)チャネル領域15を構成しない有機半導体材料層14の部分に接する第2導電材料層23、
から成り、
第1導電材料層22と有機半導体材料層14との間の接触抵抗値RC1は、第2導電材料層23と有機半導体材料層14との間の接触抵抗値RC2よりも低い。
Alternatively, the source / drain electrode 21 is
(A) a first conductive material layer 22 in contact with a portion of the organic semiconductor material layer 14 constituting the gate insulating layer 13 and the channel region 15, and
(B) a second conductive material layer 23 in contact with a portion of the organic semiconductor material layer 14 that does not constitute the channel region 15;
Consisting of
The contact resistance value R C1 between the first conductive material layer 22 and the organic semiconductor material layer 14 is lower than the contact resistance value R C2 between the second conductive material layer 23 and the organic semiconductor material layer 14.

実施例1の電界効果型トランジスタにあっては、第1導電材料層22と第2導電材料層23とは積層されている。   In the field effect transistor of Example 1, the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 are laminated.

実施例1において、支持体11は、表面にバッファー層としてSiNX層とSiOY層の積層膜(図示せず)が形成されたガラス基板から成る。また、ゲート電極12は銅から成り、ゲート絶縁層13はSiO2から成り、更には、有機半導体材料層14は導電型がp型のペンタセンから成る。 In Example 1, the support 11 is composed of a glass substrate on the surface of which a laminated film (not shown) of a SiN x layer and a SiO y layer is formed as a buffer layer. The gate electrode 12 is made of copper, the gate insulating layer 13 is made of SiO 2 , and the organic semiconductor material layer 14 is made of pentacene having a conductivity type of p-type.

また、厚さt1が5nmの第1導電材料層22を構成する第1の導電材料は金(Au)であり、厚さt2が50nmの第2導電材料層23を構成する第2の導電材料はクロム(Cr)である。尚、チャネル領域15の平均厚さtCは、3nmである。ここで、第1導電材料層22と有機半導体材料層14との間の接触抵抗値RC1は、100kΩ/□であり、一方、第2導電材料層23と有機半導体材料層14との接触抵抗値RC2は、1GΩ・cmである。また、チャネル領域15のシート抵抗値をR、チャネル領域15を構成しない有機半導体材料層14の部分の比抵抗値をρとしたとき、ρ/t2>R・tC/t1を満足している。ここで、R=100MΩ/□、ρ=10GΩ・cmである。 The first conductive material constituting the first conductive material layer 22 having a thickness t 1 of 5 nm is gold (Au), and the second conductive material layer 23 constituting the second conductive material layer 23 having a thickness t 2 of 50 nm is used. The conductive material is chromium (Cr). The average thickness t C of the channel region 15 is 3 nm. Here, the contact resistance value R C1 between the first conductive material layer 22 and the organic semiconductor material layer 14 is 100 kΩ / □, while the contact resistance between the second conductive material layer 23 and the organic semiconductor material layer 14. The value R C2 is 1 GΩ · cm. Further, when the sheet resistance value of the channel region 15 is R and the specific resistance value of the portion of the organic semiconductor material layer 14 that does not constitute the channel region 15 is ρ, ρ / t 2 > R · t C / t 1 is satisfied. ing. Here, R = 100 MΩ / □ and ρ = 10 GΩ · cm.

以下、実施例1のボトムゲート(/ボトムコンタクト)型のTFTの製造方法の概略を説明する。   Hereinafter, an outline of a manufacturing method of the bottom gate (/ bottom contact) type TFT of Example 1 will be described.

[工程−100]
先ず、表面にSiO2層(図示せず)が形成されたガラス基板から成る支持体11上に、銅ペーストを用いたスクリーン印刷法に基づきゲート電極12を形成する。
[Step-100]
First, the gate electrode 12 is formed on a support 11 made of a glass substrate having a SiO 2 layer (not shown) formed on the surface based on a screen printing method using a copper paste.

[工程−110]
次いで、ゲート電極12の上及び支持体11の上に、SiO2から成るゲート絶縁層13をスパッタリング法に基づき形成する。
[Step-110]
Next, a gate insulating layer 13 made of SiO 2 is formed on the gate electrode 12 and the support 11 based on a sputtering method.

[工程−120]
その後、真空蒸着法に基づき、ゲート絶縁層13上に、第1導電材料層22及び第2導電材料層23を順次、形成する。尚、ゲート絶縁層13の一部をハードマスクで覆うことによって、第1導電材料層22及び第2導電材料層23をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
[Step-120]
Thereafter, a first conductive material layer 22 and a second conductive material layer 23 are sequentially formed on the gate insulating layer 13 based on a vacuum deposition method. Note that by covering part of the gate insulating layer 13 with a hard mask, the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 can be formed without a photolithography process.

あるいは又、スパッタリング法、リフトオフ法やエッチング法、メッキ法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法等の印刷技術に基づき、第1の導電材料から成るパターニングされた第1導電材料層22をゲート絶縁層13上に形成した後、スパッタリング法、リフトオフ法やエッチング法、メッキ法や各種の印刷技術に基づき、第2の導電材料から成るパターニングされた第2導電材料層23を第1導電材料層22上に形成してもよい。   Alternatively, a patterned first conductive material made of a first conductive material based on a printing technique such as a sputtering method, a lift-off method, an etching method, a plating method, an inkjet printing method, a screen printing method, an offset printing method, or a gravure printing method. After the material layer 22 is formed on the gate insulating layer 13, the patterned second conductive material layer 23 made of the second conductive material is formed on the basis of sputtering, lift-off, etching, plating, and various printing techniques. It may be formed on the first conductive material layer 22.

あるいは又、リフトオフ法に基づき、第1導電材料層22及び第2導電材料層23を形成してもよい。即ち、第1導電材料層22及び第2導電材料層23を形成すべき領域が露出し、その他の領域がレジスト層で覆われた状態を、レジスト材料を用いてリソグラフィ技術にて得た後、各種の方法に基づき全面に第1導電材料層22及び第2導電材料層23を順次、成膜し、次いで、レジスト層並びにその上の第1導電材料層22及び第2導電材料層23を除去することで、第1導電材料層22及び第2導電材料層23が積層された構造を有するソース/ドレイン電極21を得ることができる。   Alternatively, the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 may be formed based on a lift-off method. That is, after a region where the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 are to be formed is exposed and the other region is covered with a resist layer, the resist material is used to obtain a state by lithography, The first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 are sequentially formed on the entire surface based on various methods, and then the resist layer and the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 thereon are removed. Thus, the source / drain electrode 21 having a structure in which the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 are stacked can be obtained.

あるいは又、ゲート絶縁層13上に、第1の導電材料から成る層、第2の導電材料から成る層を順次、成膜した後、第2の導電材料から成る層、第1の導電材料から成る層を順次、パターニングすることで、第1導電材料層22及び第2導電材料層23が積層された構造を有するソース/ドレイン電極21を得ることができる。   Alternatively, a layer made of the first conductive material and a layer made of the second conductive material are sequentially formed on the gate insulating layer 13, and then the layer made of the second conductive material and the first conductive material are used. By sequentially patterning the layers, the source / drain electrode 21 having a structure in which the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 are stacked can be obtained.

[工程−130]
次いで、全面に、有機半導体材料層14を形成する。具体的には、ペンタセンから成る有機半導体材料層14を以下の表1に例示する真空蒸着法に基づき、ソース/ドレイン電極21の上及びゲート絶縁層13の上に形成する。有機半導体材料層14の成膜を行う際、ソース/ドレイン電極21及びゲート絶縁層13の一部をハードマスクで覆うことによって、フォトリソグラフィ・プロセス無しで有機半導体材料層14を形成することができる。
[Step-130]
Next, the organic semiconductor material layer 14 is formed on the entire surface. Specifically, the organic semiconductor material layer 14 made of pentacene is formed on the source / drain electrode 21 and the gate insulating layer 13 based on the vacuum deposition method illustrated in Table 1 below. When the organic semiconductor material layer 14 is formed, the organic semiconductor material layer 14 can be formed without a photolithography process by covering part of the source / drain electrodes 21 and the gate insulating layer 13 with a hard mask. .

[表1]
支持体温度:60゜C
成膜速度 :3nm/分
圧力 :5×10-4Pa
[Table 1]
Support temperature: 60 ° C
Deposition rate: 3 nm / min Pressure: 5 × 10 −4 Pa

あるいは又、例えば、ポリチオフェンやポリフルオレンから成る有機半導体材料層14を、スクリーン印刷法やスピンコート法に基づき、ソース/ドレイン電極21の上及びゲート絶縁層13の上に形成することもできる。   Alternatively, for example, the organic semiconductor material layer 14 made of polythiophene or polyfluorene can be formed on the source / drain electrode 21 and the gate insulating layer 13 based on a screen printing method or a spin coating method.

[工程−140]
最後に、全面にパッシベーション膜である絶縁層(図示せず)を形成し、ソース/ドレイン電極21の上方の絶縁層に開口部を形成し、開口部内を含む全面に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることによって、ソース/ドレイン電極21に接続された配線(図示せず)が絶縁層上に形成された実施例1の電界効果型トランジスタを完成させることができる。
[Step-140]
Finally, an insulating layer (not shown) as a passivation film is formed on the entire surface, an opening is formed in the insulating layer above the source / drain electrode 21, and a wiring material layer is formed on the entire surface including the inside of the opening. By patterning the wiring material layer, the field effect transistor of Example 1 in which the wiring (not shown) connected to the source / drain electrode 21 is formed on the insulating layer can be completed.

図1の(B)、(C)、図2の(A)、(B)、(C)に、実施例1の電界効果型トランジスタ[ボトムゲート(/ボトムコンタクト)型のTFT]の変形例の模式的な一部断面図を示す。   1 (B), (C), and FIGS. 2 (A), (B), (C) are modified examples of the field effect transistor [bottom gate (/ bottom contact) type TFT] of the first embodiment. The typical partial sectional view of is shown.

図1の(B)に示す変形例にあっては、第1導電材料層22の大きさが第2導電材料層23の大きさよりも大きい。   In the modification shown in FIG. 1B, the size of the first conductive material layer 22 is larger than the size of the second conductive material layer 23.

図1の(C)にあっては、第2導電材料層23は第1導電材料層22よりもチャネル領域15から離れた所に位置し、第2導電材料層23は第1導電材料層22と並置して配されており(即ち、第1導電材料層22に隣接して設けられ)、第1導電材料層22及び第2導電材料層23はゲート絶縁層13に接している。   In FIG. 1C, the second conductive material layer 23 is located farther from the channel region 15 than the first conductive material layer 22, and the second conductive material layer 23 is the first conductive material layer 22. (That is, provided adjacent to the first conductive material layer 22), and the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 are in contact with the gate insulating layer 13.

また、図2の(A)、(B)、(C)にあっては、図1の(A)、(B)、(C)に示した電界効果型トランジスタにおいて、第1導電材料層22とゲート絶縁層13との間に厚さ1〜3nmのチタン(Ti)又はクロム(Cr)から成る密着層24が形成されている。   2A, 2B, and 2C, the first conductive material layer 22 in the field effect transistor shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C. An adhesion layer 24 made of titanium (Ti) or chromium (Cr) having a thickness of 1 to 3 nm is formed between the gate insulating layer 13 and the gate insulating layer 13.

実施例2は、本発明の第1の態様〜第2の態様、第5の態様〜第6の態様に係る電界効果型トランジスタに関する。実施例2の電界効果型トランジスタの模式的な一部断面図を図3に示す。   Example 2 relates to the field effect transistor according to the first to second and fifth to sixth aspects of the present invention. A schematic partial cross-sectional view of the field-effect transistor of Example 2 is shown in FIG.

この実施例2の電界効果型トランジスタは、
(A)ゲート電極12、
(B)ゲート絶縁層13、
(C)ソース/ドレイン電極21、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極21間に位置し、ゲート絶縁層13を介してゲート電極12と対向し、ゲート電極12へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域15をその一部分に有する有機半導体材料層14、
を備えている。
The field effect transistor of Example 2 is
(A) Gate electrode 12,
(B) the gate insulating layer 13;
(C) source / drain electrode 21, and
(D) An organic semiconductor located between the source / drain electrodes 21, facing the gate electrode 12 through the gate insulating layer 13, and having a channel region 15 induced in part by application of a gate voltage to the gate electrode 12. Material layer 14,
It has.

あるいは又、実施例2の電界効果型トランジスタは、所謂トップゲート(/ボトムコンタクト)型の薄膜トランジスタ(TFT)であり、
(A)支持体上に形成されたソース/ドレイン電極21、
(B)ソース/ドレイン電極21間に位置する支持体の部分の上に形成された有機半導体材料層14、
(C)有機半導体材料層14の上に形成されたゲート絶縁層13、並びに、
(D)ゲート絶縁層13上に形成されたゲート電極、
を備えており、
有機半導体材料層14は、ゲート絶縁層13を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域15をその一部分に有している。
Alternatively, the field effect transistor of Example 2 is a so-called top gate (/ bottom contact) type thin film transistor (TFT),
(A) a source / drain electrode 21 formed on a support;
(B) an organic semiconductor material layer 14 formed on the portion of the support located between the source / drain electrodes 21;
(C) a gate insulating layer 13 formed on the organic semiconductor material layer 14, and
(D) a gate electrode formed on the gate insulating layer 13;
With
The organic semiconductor material layer 14 is opposed to the gate electrode with the gate insulating layer 13 interposed therebetween, and has a channel region 15 that is induced by application of a gate voltage to the gate electrode.

そして、ソース/ドレイン電極21は、実施例1と同様に、
(a)ゲート絶縁層13及びチャネル領域15を構成する有機半導体材料層14の部分に接しており、チャネル領域15に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層22、並びに、
(b)チャネル領域15を構成しない有機半導体材料層14の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層23、
から成る。
The source / drain electrode 21 is the same as in the first embodiment.
(A) a first conductive material layer 22 made of a first conductive material in contact with the gate insulating layer 13 and the organic semiconductor material layer 14 constituting the channel region 15 and capable of injecting charges into the channel region 15;
(B) a second conductive material made of a second conductive material that is in contact with the portion of the organic semiconductor material layer 14 that does not constitute the channel region 15 and has a lower charge injection efficiency into the organic semiconductor material layer than the first conductive material. Layer 23,
Consists of.

あるいは又、ソース/ドレイン電極21は、実施例1と同様に、
(a)ゲート絶縁層13及びチャネル領域15を構成する有機半導体材料層14の部分に接する第1導電材料層22、並びに、
(b)チャネル領域15を構成しない有機半導体材料層14の部分に接する第2導電材料層23、
から成り、
第1導電材料層22と有機半導体材料層14との間の接触抵抗値RC1は、第2導電材料層23と有機半導体材料層14との間の接触抵抗値RC2よりも低い。
Alternatively, the source / drain electrode 21 is the same as in the first embodiment.
(A) a first conductive material layer 22 in contact with a portion of the organic semiconductor material layer 14 constituting the gate insulating layer 13 and the channel region 15, and
(B) a second conductive material layer 23 in contact with a portion of the organic semiconductor material layer 14 that does not constitute the channel region 15;
Consisting of
The contact resistance value R C1 between the first conductive material layer 22 and the organic semiconductor material layer 14 is lower than the contact resistance value R C2 between the second conductive material layer 23 and the organic semiconductor material layer 14.

実施例2の電界効果型トランジスタにあっても、第1導電材料層22と第2導電材料層23とは積層されている。   Also in the field effect transistor of Example 2, the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 are laminated.

実施例2の電界効果型トランジスタの各部位を構成する材料は、実施例1にて説明した電界効果型トランジスタの各部位を構成する材料と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、第1導電材料層22の厚さt1、第2導電材料層23の厚さt2、チャネル領域15の平均厚さtC、第1導電材料層22と有機半導体材料層14との間の接触抵抗値RC1、第2導電材料層23と有機半導体材料層14との間の接触抵抗値RC2、チャネル領域15のシート抵抗値R、チャネル領域15を構成しない有機半導体材料層14の部分の比抵抗値ρのそれぞれの値も、実施例1にて説明した値と同じ値である。 Since the material constituting each part of the field effect transistor of Example 2 can be the same as the material constituting each part of the field effect transistor described in Example 1, detailed description thereof is omitted. . The thickness t 1 of the first conductive material layer 22, the thickness t 2 of the second conductive material layer 23, the average of the channel region 15 thickness t C, the first conductive material layer 22 and the organic semiconductor material layer 14 The contact resistance value R C1 between them, the contact resistance value R C2 between the second conductive material layer 23 and the organic semiconductor material layer 14, the sheet resistance value R of the channel region 15, and the organic semiconductor material layer 14 that does not constitute the channel region 15. Each value of the specific resistance value ρ of the portion is also the same value as described in the first embodiment.

以下、実施例2のトップゲート(/ボトムコンタクト)型のTFTの製造方法の概略を説明する。   The outline of the method for manufacturing the top gate (/ bottom contact) type TFT of Example 2 will be described below.

[工程−200]
先ず、表面にSiO2層(図示せず)が形成されたガラス基板から成る支持体11上に、リフトオフ法に基づき、第2導電材料層23及び第1導電材料層22を順次、形成する。即ち、第2導電材料層23及び第1導電材料層22を形成すべき領域が露出し、その他の領域がレジスト層で覆われた状態を、レジスト材料を用いてリソグラフィ技術にて得た後、スパッタリング法にて全面に第2導電材料層23及び第1導電材料層22を順次、成膜する。次いで、レジスト層並びにその上の第2導電材料層23及び第1導電材料層22を除去することで、第2導電材料層23及び第1導電材料層22が積層された構造を有するソース/ドレイン電極21を支持体11上に形成することができる。尚、第2導電材料層23及び第1導電材料層22が積層された構造を有するソース/ドレイン電極21を形成する方法として、その他、実施例1の[工程−120]において説明した方法(但し、第1導電材料層22及び第2導電材料層23の成膜順序等は逆とする)を採用してもよい。
[Step-200]
First, the second conductive material layer 23 and the first conductive material layer 22 are sequentially formed on a support 11 made of a glass substrate having a SiO 2 layer (not shown) formed on the surface, based on a lift-off method. That is, after the region where the second conductive material layer 23 and the first conductive material layer 22 are to be formed is exposed and the other regions are covered with the resist layer, the resist material is used to obtain the state by lithography, A second conductive material layer 23 and a first conductive material layer 22 are sequentially formed on the entire surface by sputtering. Next, by removing the resist layer and the second conductive material layer 23 and the first conductive material layer 22 thereon, the source / drain having a structure in which the second conductive material layer 23 and the first conductive material layer 22 are stacked. The electrode 21 can be formed on the support 11. In addition, as a method of forming the source / drain electrode 21 having a structure in which the second conductive material layer 23 and the first conductive material layer 22 are laminated, the method described in [Step-120] of Example 1 (however, The film formation order of the first conductive material layer 22 and the second conductive material layer 23 may be reversed).

[工程−210]
その後、例えば、ポリチオフェンやポリフルオレンから成る有機半導体材料層14を、スクリーン印刷法に基づき、ソース/ドレイン電極21間の支持体11の部分の上に形成する。
[Step-210]
Thereafter, for example, an organic semiconductor material layer 14 made of polythiophene or polyfluorene is formed on the portion of the support 11 between the source / drain electrodes 21 based on a screen printing method.

[工程−220]
次いで、全面にゲート絶縁層13を形成する。具体的には、SiO2から成るゲート絶縁層13を、スパッタリング法に基づき全面に(具体的には、有機半導体材料層14の上及びソース/ドレイン電極21上に)形成する。
[Step-220]
Next, the gate insulating layer 13 is formed on the entire surface. Specifically, the gate insulating layer 13 made of SiO 2 is formed on the entire surface (specifically, on the organic semiconductor material layer 14 and the source / drain electrode 21) by sputtering.

[工程−230]
その後、銅ペーストを用いたスクリーン印刷法に基づき、ゲート絶縁層13上にゲート電極12を形成する。
[Step-230]
Thereafter, the gate electrode 12 is formed on the gate insulating layer 13 based on a screen printing method using a copper paste.

[工程−240]
最後に、全面にパッシベーション膜である絶縁層(図示せず)を形成し、ソース/ドレイン電極21の上方の絶縁層に開口部を形成し、開口部内を含む全面に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることによって、ソース/ドレイン電極21に接続された配線(図示せず)が絶縁層上に形成された実施例2の電界効果型トランジスタを完成させることができる。
[Step-240]
Finally, an insulating layer (not shown) as a passivation film is formed on the entire surface, an opening is formed in the insulating layer above the source / drain electrode 21, and a wiring material layer is formed on the entire surface including the inside of the opening. By patterning the wiring material layer, the field effect transistor of Example 2 in which the wiring (not shown) connected to the source / drain electrode 21 is formed on the insulating layer can be completed.

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。電界効果型トランジスタの構造や構成、製造条件、使用した材料は例示であり、適宜変更することができる。本発明によって得られた電界効果型トランジスタ(TFT)を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持体や支持部材に多数のTFTを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各TFTを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these Examples. The structure and configuration of the field-effect transistor, manufacturing conditions, and materials used are examples, and can be changed as appropriate. When the field effect transistor (TFT) obtained by the present invention is applied to and used in a display device or various electronic devices, a monolithic integrated circuit in which a large number of TFTs are integrated on a support or a support member may be used. The TFT may be cut and individualized and used as a discrete component.

図1の(A)、(B)及び(C)は、実施例1の電界効果型トランジスタ、及び、その変形例の模式的な一部断面図である。FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 1 </ b> C are schematic partial cross-sectional views of the field-effect transistor of the first embodiment and a modification thereof. 図2の(A)、(B)及び(C)は、実施例1の電界効果型トランジスタの変形例の模式的な一部断面図である。2A, 2B, and 2C are schematic partial cross-sectional views of modifications of the field-effect transistor of Example 1. FIG. 図3は、実施例2の電界効果型トランジスタの模式的な一部断面図である。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of the field effect transistor according to the second embodiment. 図4は、本発明における使用に適した有機半導体材料の構造式を例示したものである。FIG. 4 illustrates the structural formula of an organic semiconductor material suitable for use in the present invention. 図5は、本発明における使用に適した有機半導体材料の構造式を例示したものである。FIG. 5 illustrates the structural formula of an organic semiconductor material suitable for use in the present invention. 図6は、本発明における使用に適した有機半導体材料の構造式を例示したものである。FIG. 6 illustrates the structural formula of an organic semiconductor material suitable for use in the present invention. 図7は、従来の有機TFTにおける問題点を説明するための有機TFTの模式的な一部断面図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of an organic TFT for explaining a problem in a conventional organic TFT.

符号の説明Explanation of symbols

11・・・支持体、12・・・ゲート電極、13・・・ゲート絶縁層、14・・・有機半導体材料層、15・・・チャネル領域、21・・・ソース/ドレイン電極、22・・・第1導電材料層、23・・・第2導電材料層、24・・・密着層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Support body, 12 ... Gate electrode, 13 ... Gate insulating layer, 14 ... Organic-semiconductor material layer, 15 ... Channel region, 21 ... Source / drain electrode, 22 ... First conductive material layer, 23 ... second conductive material layer, 24 ... adhesion layer

Claims (8)

(A)ゲート電極、
(B)ゲート絶縁層、
(C)ソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接しており、チャネル領域に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層、
から成り、
第2導電材料層は、第1導電材料層よりもチャネル領域から離れた所に、第1導電材料層と並置して配されている電界効果型トランジスタ。
(A) a gate electrode,
(B) a gate insulating layer;
(C) source / drain electrodes, and
(D) an organic semiconductor material layer located between the source / drain electrodes, facing the gate electrode through the gate insulating layer, and having a channel region induced by application of a gate voltage to the gate electrode in a part thereof;
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer made of a first conductive material in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region and capable of injecting charges into the channel region; and
(B) a second conductive material layer made of a second conductive material that is in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute a channel region and has a lower charge injection efficiency into the organic semiconductor material layer than the first conductive material;
Consisting of
The field effect transistor in which the second conductive material layer is arranged in parallel with the first conductive material layer at a position farther from the channel region than the first conductive material layer.
(A)ゲート電極、
(B)ゲート絶縁層、
(C)ソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接する第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接する第2導電材料層、
から成り、
第1導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値は、第2導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値よりも低く、
第2導電材料層は、第1導電材料層よりもチャネル領域から離れた所に、第1導電材料層と並置して配されている電界効果型トランジスタ。
(A) a gate electrode,
(B) a gate insulating layer;
(C) source / drain electrodes, and
(D) an organic semiconductor material layer located between the source / drain electrodes, facing the gate electrode through the gate insulating layer, and having a channel region induced by application of a gate voltage to the gate electrode in a part thereof;
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region, and
(B) a second conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute the channel region;
Consisting of
The contact resistance value between the first conductive material layer and the organic semiconductor material layer is lower than the contact resistance value between the second conductive material layer and the organic semiconductor material layer ,
The field effect transistor in which the second conductive material layer is arranged in parallel with the first conductive material layer at a position farther from the channel region than the first conductive material layer.
(A)支持体上に形成されたゲート電極、
(B)ゲート電極の上及び支持体の上に形成されたゲート絶縁層、
(C)ゲート絶縁層上に形成されたソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間のゲート絶縁層の部分の上に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接しており、チャネル領域に電荷注入可能な第1の導電材料から成る第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接しており、第1の導電材料よりも有機半導体材料層への電荷注入効率の悪い第2の導電材料から成る第2導電材料層、
から成り、
第2導電材料層は、第1導電材料層よりもチャネル領域から離れた所に、第1導電材料層と並置して配されている電界効果型トランジスタ。
(A) a gate electrode formed on a support;
(B) a gate insulating layer formed on the gate electrode and on the support;
(C) source / drain electrodes formed on the gate insulating layer, and
(D) A channel region that is located on a portion of the gate insulating layer between the source / drain electrodes, faces the gate electrode through the gate insulating layer, and is induced by application of a gate voltage to the gate electrode. An organic semiconductor material layer having,
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer made of a first conductive material in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region and capable of injecting charges into the channel region; and
(B) a second conductive material layer made of a second conductive material that is in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute a channel region and has a lower charge injection efficiency into the organic semiconductor material layer than the first conductive material;
Consisting of
The field effect transistor in which the second conductive material layer is arranged in parallel with the first conductive material layer at a position farther from the channel region than the first conductive material layer.
(A)支持体上に形成されたゲート電極、
(B)ゲート電極の上及び支持体の上に形成されたゲート絶縁層、
(C)ゲート絶縁層上に形成されたソース/ドレイン電極、並びに、
(D)ソース/ドレイン電極間のゲート絶縁層の部分の上に位置し、ゲート絶縁層を介してゲート電極と対向し、ゲート電極へのゲート電圧の印加によって誘起されるチャネル領域をその一部分に有する有機半導体材料層、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ソース/ドレイン電極は、
(a)ゲート絶縁層及びチャネル領域を構成する有機半導体材料層の部分に接する第1導電材料層、並びに、
(b)チャネル領域を構成しない有機半導体材料層の部分に接する第2導電材料層、
から成り、
第1導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値は、第2導電材料層と有機半導体材料層との間の接触抵抗値よりも低く、
第2導電材料層は、第1導電材料層よりもチャネル領域から離れた所に、第1導電材料層と並置して配されている電界効果型トランジスタ。
(A) a gate electrode formed on a support;
(B) a gate insulating layer formed on the gate electrode and on the support;
(C) source / drain electrodes formed on the gate insulating layer, and
(D) A channel region that is located on a portion of the gate insulating layer between the source / drain electrodes, faces the gate electrode through the gate insulating layer, and is induced by application of a gate voltage to the gate electrode. An organic semiconductor material layer having,
A field effect transistor comprising:
The source / drain electrodes are
(A) a first conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer constituting the gate insulating layer and the channel region, and
(B) a second conductive material layer in contact with a portion of the organic semiconductor material layer that does not constitute the channel region;
Consisting of
The contact resistance value between the first conductive material layer and the organic semiconductor material layer is lower than the contact resistance value between the second conductive material layer and the organic semiconductor material layer ,
The field effect transistor in which the second conductive material layer is arranged in parallel with the first conductive material layer at a position farther from the channel region than the first conductive material layer.
ゲート絶縁層と第1導電材料層との間に密着層が形成されている請求項3又は請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。 The field effect transistor according to claim 3 or 4 , wherein an adhesion layer is formed between the gate insulating layer and the first conductive material layer. 密着層の厚さは1nm以上5nm以下である請求項5に記載の電界効果型トランジスタ。 The field effect transistor according to claim 5 , wherein the adhesion layer has a thickness of 1 nm to 5 nm. チャネル領域の平均厚さをtC、第1導電材料層の厚さをt1としたとき、1≦t1/tC≦10 を満足する請求項1乃至請求項4のいすれか1項に記載の電界効果型トランジスタ。 5. The device according to claim 1 , wherein 1 ≦ t 1 / t C ≦ 10 is satisfied, where t C is an average thickness of the channel region and t 1 is a thickness of the first conductive material layer. The field effect transistor described in 1. 第1導電材料層の厚さは1nm以上10nm以下である請求項1乃至請求項4のいすれか1項に記載の電界効果型トランジスタ。 5. The field-effect transistor according to claim 1 , wherein the thickness of the first conductive material layer is 1 nm or more and 10 nm or less.
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