[发明专利]有机晶体管、其制造方法及电子设备

说明书

技术领域

本发明，涉及有机晶体管、有机晶体管的制造方法及电子设备。

背景技术

近年来，作为可代替采用了由硅所代表的无机材料的薄膜场效应型晶体管的器件，采用了有机半导体的有机薄膜场效应型晶体管(以下，称为有机晶体管)引人注目。其理由，是因为有机晶体管具备如下的优点的缘故。

(1)因为相比较于无机半导体，能够以极其低温的工艺进行制造，所以能够采用塑料基板、膜基板等的柔性基板，能够制造柔性而重量轻、难以损坏的元件。

(2)能够以溶液的涂敷、印刷法的简便的方法在短时间制造元件，能够将工艺成本、装置成本抑制为非常低。

(3)材料的变异丰富，通过使分子结构发生变化能够容易地使材料特性、元件特性发生根本性变化。并且，通过使不同的功能相组合，还能够实现不可能以无机半导体实现的功能、元件。

【专利文献1】特开2004-47566号公报

【专利文献2】特开2006-187706号公报

【专利文献3】特开2004-319982号公报

在图5表示代表性的有机晶体管的剖面结构。有机晶体管，在基板10上，具备：源电极11，漏电极12，半导体层13，栅绝缘膜14及栅电极15。在图中，以箭头示出的线c1、c2、c3，表示在有机晶体管为导通的状态下的载流子的导电路径。有机晶体管，通过在基板10上形成了源电极11及漏电极12之后，通过旋转涂敷法等以均匀的厚度形成半导体层13，进而在半导体层13上涂敷了栅绝缘膜14之后，形成栅电极15所制造。

可是，在如此的有机晶体管中，存在因为对电特性产生重大影响的半导体层13的膜厚度调整不适当，所以得不到良好的电特性的问题。例如，有机晶体管的沟道区域(激发载流子的区域；对应于路径c3)，因为是与栅绝缘膜14相接触的厚度为1nm～5nm程度的区域，所以载流子首先从源电极11到沟道区域而通过作为高电阻的本征半导体区域(路径c1)，然后流经沟道区域(路径c3)，最后再横穿本征半导体区域(路径c2)。因此，很清楚：若半导体层13的膜厚度厚，则通过本征半导体区域的距离(路径c1及c2)变长，有机晶体管的导通电阻增大。

另一方面，关于沟道区域的膜厚度，实验的结果证明优选厚些。在无机半导体的晶体管中，因为若沟道区域的膜厚度较厚，则膜中的陷阱(trap)的总数会增多，所以一般优选沟道区域的膜厚度薄些。可是，在有机半导体中，情形与无机半导体的情况不同，已判明：沟道区域的膜厚度较厚的一方特性较良好。如此地优选膜厚度厚些的理由，虽然当前尚不太明确，但是半导体层13与栅绝缘膜14的界面难以受到基底的粗糙度的影响，难以受到产生于半导体层13与基底(在图5中为基板10)的界面的固定电荷、陷阱能级的影响，可认为是其理由。

发明内容

本发明鉴于如此的情形所作出，目的为提供迁移率、导通截止比、阈值电压良好且特性的不一致少的有机晶体管及其制造方法。并且，目的为提供通过具备如此的有机晶体管，而电特性优良的电子设备。

为了解决上述的问题，本发明的有机晶体管，特征为，具备：源电极及漏电极，跨前述源电极及前述漏电极之间所设置的有机半导体层，和与前述有机半导体层通过栅绝缘膜所设置、与前述源电极及前述漏电极相对向地设置的栅电极；前述有机半导体层，具备：设置于前述栅电极与前述源电极相对向的对向区域的第1半导体区域，设置于前述栅电极与前述漏电极相对向的对向区域的第2半导体区域，和设置于前述第1半导体区域与前述第2半导体区域之间的第3半导体区域；当设前述第1半导体区域的厚度的平均值为W1、设前述第2半导体区域的厚度的平均值为W2、设前述第3半导体区域的厚度的平均值为W3时，前述W1、W2及W3，满足W1、W2＜W3的关系。若依照于该构成，则因为使成为沟道区域的有机半导体层(第3半导体区域)的厚度厚，并使与源电极及漏电极电连接的有机半导体层(第1半导体区域及第2半导体区域)的厚度薄，所以能够提供迁移率、导通截止比、阈值电压良好且电特性的不一致少的有机晶体管。

在本发明中，优选：当设前述源电极与前述第1半导体区域的合计的厚度的平均值为W4、设前述漏电极与前述第2半导体区域的合计的厚度的平均值为W5时，前述W3、W4及W5，满足W4、W5＜W3的关系。并且，在本发明中，优选：前述W1、W2及W3，满足W1、W2≤50nm，50nm＜W3≤200nm的关系。若依照于该构成，则能够提供电特性更优的有机晶体管。