和柵絕緣層40而位于基板(基材)1(H則。
[0116] 下面,依次對(duì)各部的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
[0117] 基板(基材)10用于支持構(gòu)成薄膜晶體管1的各層(各部)。
[0118] 對(duì)于基板10,例如可以使用玻璃基板、由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲 酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚酰亞胺(PI)等構(gòu)成的塑料 基板(樹(shù)脂基板)、石英基板、硅基板、金屬基板、砷化鎵基板等。
[0119] 在賦予薄膜晶體管1撓性的情況下,可以選擇塑料基板或薄的(膜厚較薄的)金 屬基板作為基板10。
[0120] 基板10的平均厚度并沒(méi)有特別限定,但優(yōu)選為0. 5 ym以上且500 ym以下,更優(yōu) 選為10 ym以上且300 ym以下。
[0121] 在基板10上設(shè)置有源電極20a和漏電極20b (-對(duì)電極)。即,源電極20a和漏電 極20b被設(shè)置在大致同一平面上。
[0122] 作為源電極20a和漏電極20b的構(gòu)成材料,只要是公知的電極材料,對(duì)種類就沒(méi)有 特別限定。具體而言,可以使用諸如Cr、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pd、In、Ni、Nd、Co或含 有它們的合金之類的金屬材料、以及它們的氧化物等。
[0123] 另外,源電極20a、漏電極20b也可以由導(dǎo)電性有機(jī)材料構(gòu)成。
[0124] 另外,在有機(jī)半導(dǎo)體層30為P型的情況下,作為源電極20a和漏電極20b的構(gòu)成 材料,分別優(yōu)選以Au、Ag、Cu、Pt或含有它們的合金為主。對(duì)于這些材料,由于功函數(shù)大,所 以通過(guò)由這些材料構(gòu)成源電極20a,可以提高空穴(載流子)向有機(jī)半導(dǎo)體層30的注入效 率。
[0125] 另外,源電極20a和漏電極20b的平均厚度并沒(méi)有特別限定,分別優(yōu)選為10nm以 上且2000nm以下,更優(yōu)選為50nm以上且lOOOnm以下。
[0126] 源電極20a和漏電極20b的距離,即圖2所示的溝道長(zhǎng)度L優(yōu)選為2 y m以上且 30 ym以下,更優(yōu)選為2 ym以上且20 ym以下。通過(guò)將溝道長(zhǎng)度L的值設(shè)定在這樣的范圍 內(nèi),可以實(shí)現(xiàn)提高薄膜晶體管1的特性(特別是0N電流值的上升)。
[0127] 另外,源電極20a和漏電極20b的長(zhǎng)度,即圖2所示的溝道寬度W優(yōu)選為0. 1mm以 上且5mm以下,更優(yōu)選為0. 3mm以上且3mm以下。通過(guò)將溝道寬度W的值設(shè)定在這樣的范 圍內(nèi),可以降低寄生電容,可以防止薄膜晶體管1的特性發(fā)生劣化。另外,也可以防止薄膜 晶體管1的大型化。
[0128] 在含有源電極20a和漏電極20b的基板10上,以覆蓋源電極20a和漏電極20b的 方式設(shè)置有機(jī)半導(dǎo)體層(有機(jī)半導(dǎo)體膜)30,以與源電極20a和漏電極20b接觸。該有機(jī)半 導(dǎo)體層30具有通過(guò)由柵電極50施加的電場(chǎng)使電流從源電極20a流向漏電極20b的功能。
[0129] 另外,有機(jī)半導(dǎo)體層30也可以不以覆蓋源電極20a和漏電極20b的方式設(shè)置,只 要至少設(shè)置在源電極20a和漏電極20b之間的區(qū)域(溝道區(qū)域)即可。
[0130] 在有機(jī)半導(dǎo)體層30的上面(柵電極50與源電極20a和漏電極20b之間)形成有 柵絕緣層40。
[0131] 該柵絕緣層40是使柵電極50相對(duì)于源電極20a和漏電極20b絕緣的層。
[0132] 作為柵絕緣層40的構(gòu)成材料,只要是公知的柵絕緣體材料,對(duì)種類就沒(méi)有特別限 定,可以使用有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料。
[0133] 作為有機(jī)材料,可以舉出:聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯基苯酚、聚酰亞胺、聚苯乙 烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯基苯酚等,可以使用它們中的1種或組合2種以上使 用。
[0134] 另一方面,作為無(wú)機(jī)材料,可以舉出:二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鉭等金屬氧 化物,鈦酸鍶鋇、鋯鈦酸鉛等金屬?gòu)?fù)合氧化物,可以使用它們中的1種或組合2種以上使用。
[0135] 柵絕緣層40的平均厚度并沒(méi)有特別限定,但優(yōu)選為10nm以上且5000nm以下,更 優(yōu)選為l〇〇nm以上且2000nm以下。通過(guò)將柵絕緣層40的厚度設(shè)為上述范圍,可以使源電 極20a和漏電極20b與柵電極50可靠地絕緣,并且可以降低薄膜晶體管1的工作電壓。
[0136] 另外,柵絕緣層40并不限于單層結(jié)構(gòu),也可以是多個(gè)層的層疊結(jié)構(gòu)。
[0137] 在柵絕緣層40的與源電極20a和漏電極20b之間的區(qū)域?qū)?yīng)的位置設(shè)置有柵電 極50。
[0138] 作為該柵電極50的構(gòu)成材料,可以使用與上述源電極20a和漏電極20b中列舉的 材料同樣的材料。
[0139] 柵電極50的平均厚度并沒(méi)有特別限定,但優(yōu)選為0. lnm以上且2000nm以下,更優(yōu) 選為lnm以上且lOOOnm以下。
[0140] 另外,也可以在柵電極50上設(shè)置由聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、 聚乙稀醇等聚稀徑系聚合物構(gòu)成的受容層(absorbinglayer)(未圖示出)。
[0141] 在這樣的薄膜晶體管1中,在對(duì)源電極20a和漏電極20b之間施加了電壓的狀態(tài) 下,如果對(duì)柵電極50施加?xùn)烹妷?,則在有機(jī)半導(dǎo)體層30的與柵絕緣層40的界面附近形成 溝道,載流子(空穴)在溝道區(qū)域移動(dòng),從而電流在源電極20a和漏電極20b之間流通。
[0142] 即,在未對(duì)柵電極50施加電壓的OFF狀態(tài)下,即使在源電極20a和漏電極20b之 間施加電壓,由于有機(jī)半導(dǎo)體層30中幾乎不存在載流子,所以也僅有微小的電流流通。
[0143] 另一方面,在對(duì)柵電極50施加了電壓的0N狀態(tài)下,在有機(jī)半導(dǎo)體層30的面向柵 絕緣層40的部分誘導(dǎo)產(chǎn)生電荷,形成溝道(載流子的流路)。如果在該狀態(tài)下在源電極20a 和漏電極20b之間施加電壓,則通過(guò)溝道區(qū)域電流流通。
[0144] 這樣的薄膜晶體管1例如可以通過(guò)以下方式制造。下面對(duì)薄膜晶體管1的制造方 法進(jìn)行說(shuō)明。
[0145] 圖3是用于說(shuō)明圖2所示的薄膜晶體管的制造方法的圖(縱截面圖)。
[0146] 圖3所示的薄膜晶體管1的制造方法具有以下工序:在基板10上形成源電極20a 和漏電極20b的工序(源電極和漏電極形成工序)[A1];以覆蓋源電極20a和漏電極20b的 方式在基板10上以規(guī)定的圖案施與液狀組合物(有機(jī)半導(dǎo)體膜用組合物)30'的工序(液 狀組合物施與工序)[A2],所述液狀組合物30'是使有機(jī)半導(dǎo)體材料31溶解或分散在溶劑 中而成的;使構(gòu)成液狀組合物30'的第1溶劑32揮發(fā)的工序(第1溶劑除去工序)[A3];在 基板10的被施與了液狀組合物30'的區(qū)域施與第2溶劑33的工序(第2溶劑施與工序) [A4];將第2溶劑33除去的工序(第2溶劑除去工序)[A5];在有機(jī)半導(dǎo)體層30的與基板 10相反的一側(cè)形成柵絕緣層40的工序(柵絕緣層形成工序)[A6];以及在柵絕緣層40上 形成柵電極50的工序(柵電極形成工序)[A7]。
[0147] [A1]源電極和漏電極形成工序
[0148] 首先,如圖3(a)所示,在基板10的上面形成源電極20a和漏電極20b。
[0149] 源電極20a和漏電極20b例如可以通過(guò)諸如等離子體CVD、熱CVD、激光CVD之類 的化學(xué)蒸鍍法(CVD),真空蒸鍍、電子束蒸鍍、脈沖激光蒸鍍、濺射(低溫濺射)、離子鍍等干 式鍍法,電解鍍、浸漬鍍、無(wú)電解鍍等濕式鍍法,熱噴涂法、溶膠?凝膠法、MOD法、金屬箔的 接合、光刻法等來(lái)形成。
[0150] 另外,源電極20a和漏電極20b也可以通過(guò)以下方式來(lái)形成:在基板10上涂布(供 給)含有例如導(dǎo)電性粒子、導(dǎo)電性有機(jī)材料的導(dǎo)電性材料而形成涂膜,然后根據(jù)需要對(duì)該 涂膜實(shí)施后處理(例如加熱、紅外線照射、超聲波施與等)。
[0151] 作為含有導(dǎo)電性粒子的導(dǎo)電性材料,可以舉出:使金屬微粒分散了的分散液、含有 導(dǎo)電性粒子的聚合物混合物等。
[0152]另外,作為含有導(dǎo)電性有機(jī)材料的導(dǎo)電性材料,可舉出導(dǎo)電性有機(jī)材料的溶液或 分散液。
[0153] 作為在基板10上涂布(供給)導(dǎo)電性材料的方法,例如可以舉出:諸如旋涂法、 流延法、微凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、輥涂法、線棒涂法、浸涂法、噴涂法之類的涂布 法,諸如絲網(wǎng)印刷法、柔版印刷法、膠版印刷法、噴墨法、微接觸印刷法之類的印刷法等,可 以使用它們中的1種或組合2種以上使用。
[0154] [A2]液狀組合物施與工序
[0155] 然后,如圖3(b)所示,以覆蓋源電極20a和漏電極20b的方式在基板10的上面施 與液狀組合物30'。
[0156] 本工序可以通過(guò)上述的《有機(jī)半導(dǎo)體膜的制造方法》中說(shuō)明的方法來(lái)進(jìn)行。
[0157] 另外,液狀組合物30'的施與區(qū)域不限于圖示的構(gòu)成,也可以僅在源電極20a和漏 電極20b之間的區(qū)域(溝道區(qū)域)形成。由此,在同一基板上并設(shè)多個(gè)薄膜晶體管1的情 況下,通過(guò)獨(dú)立地形成各薄膜晶體管1的有機(jī)半導(dǎo)體層30,可以抑制漏電流、各元件間的串 擾。另外,可以減少有機(jī)半導(dǎo)體材料31的使用量,也可以實(shí)現(xiàn)降低制造成本。
[0158] [A3]第1溶劑除去工序
[0159] 然后,使第1溶劑32從液狀組合物30'中揮發(fā)。
[0160] 本工序可以通過(guò)上述的《有機(jī)半導(dǎo)體膜的制造方法》中說(shuō)明的方法來(lái)進(jìn)行。
[0161] [A4]第2溶劑施與工序
[0162] 然后,在基板10的被施與了液狀組合物30'的區(qū)域施與第2溶劑33。
[0163] 本工序可以通過(guò)上述的《有機(jī)半導(dǎo)體膜的制造方法》中說(shuō)明的方法來(lái)進(jìn)行。
[0164] [A5]第2溶劑除去工序
[0165] 然后,使第2溶劑33揮發(fā)。由此可以獲得有機(jī)半導(dǎo)體層(有機(jī)半導(dǎo)體膜)30。
[0166] 本工序可以通過(guò)上述的《有機(jī)半導(dǎo)體膜的制造方法》中說(shuō)明的方法來(lái)進(jìn)行。
[0167] [A6]柵絕緣層形成工序
[0168] 然后,如圖3(f)所示,在有機(jī)半導(dǎo)體層30上形成柵絕緣層40。
[0169] 例如,在由有機(jī)高分子材料構(gòu)成柵絕緣層40的情況下,柵絕緣層40可以通過(guò)以下 方式形成:以覆蓋在有機(jī)半導(dǎo)體層30上的方式涂布(供給)含有有機(jī)高分子材料或其前體 的液體,然后根據(jù)需要對(duì)該涂膜實(shí)施后處理(例如加熱、紅外線照射、超聲波施與等)。
[0170] 作為在柵電極50上涂布(供給)含有有機(jī)高分子材料或其前體的液體的方法,例 如可以使用諸如旋涂法、浸涂法之類的涂布法,諸如噴墨印刷法(液滴噴出法)、絲網(wǎng)印刷 法之類的印刷法等。
[0171] 另外,也可以通過(guò)使用CVD法使前體