[发明专利]有机薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机薄膜晶体管。 

背景技术

有机薄膜晶体管与以往的以无机硅薄膜为基础的薄膜晶体管相比，具有如下等多个优异的特征，即，可以采用低温的成膜工艺，在树脂等柔软并且轻质的基板上的成膜容易，适于廉价的溶液涂布工艺，因而作为成为下一代的柔性电子的核心的技术正得到积极的研究开发。 

图2是作为有机薄膜晶体管(以下有时简称为“有机TFT”)的代表性的结构的顶接触型有机TFT的概略剖面图。 

顶接触型有机TFT2在基板10上依次具有栅电极20、绝缘体层30及有机半导体层40，在有机半导体层40上隔开规定的间隔(通道区域70)地分别配置有漏电极50及源电极60。 

将像有机TFT2那样夹隔着有机半导体层40将源电极60及漏电极50与基板10相面对的构成特称为顶接触型。 

顶接触型有机TFT2中，有机半导体层40形成通道区域70，可以用施加在栅电极20上的电压来控制流向源电极60及漏电极50的电流。 

顶接触型有机TFT2可以通过如下操作来制造，即，在形成有栅电极20及绝缘体层30的基板10上，利用真空蒸镀或旋涂·浸涂·流延等溶液工艺形成有机半导体层40，继而例如利用使用了蒸镀掩模的真空蒸镀来形成源电极60及漏电极50。 

图3是底接触型有机TFT的概略剖面图。 

底接触型有机TFT3在基板10上依次具有栅电极20及绝缘体层30，在绝缘体层30上隔开规定的间隔(通道区域70)地分别配置漏电极50及源电极60，将漏电极50及源电极60覆盖地再层叠有机半导体层40。 

将像有机TFT3那样在基板上形成源电极60及漏电极50、在源电极 60及漏电极50上再层叠有机半导体层40的构成特称为底接触型。 

底接触型有机TFT3中，在基板10上栅电极20、源电极60及漏电极50形成电路图案，在该电路图案上形成有机半导体层40。 

由于在电极的形成中可以应用公知的光刻法等，因此可以很容易地形成高精细且大面积的电路图案。所以，由于与顶接触型有机TFT不同，底接触型有机TFT在预先形成有电路图案的基板上形成有机半导体层，因此具有不会因与电极形成相伴的物理的、化学的应力而使构成有机半导体层的有机半导体材料劣化的优点。 

虽然是具有如上所述的优点的底接触型有机TFT，然而仍存在如下的问题，即，其特性与使用相同的有机半导体材料制作的顶接触型有机TFT相比明显较差。这可以认为是因为，在底接触型有机TFT中，在有机半导体层与电极之间存在有较大的电气性接触电阻。 

为了解决该问题，进行过在源·漏电极中使用氧化物层/金属层的层叠结构的尝试。即，尝试在氧化物层中使用电荷注入性良好的材料，以图降低电极层-有机半导体层间的电荷注入壁垒。 

专利文献1中，公开有如下的TFT，是源·漏电极夹隔着无机物的电荷注入层与p型有机半导体相接的TFT，在电荷注入层中使用钼的氧化物或钒的氧化物，在通道与源·漏电极之间，使用具有中间的能级的无机电荷注入层。 

作为该TFT的效果，可以举出驱动电压的降低、特性的稳定化及可靠性的提高。 

非专利文献1中，公开有如下的TFT，即，具有MoOx/Au电极，其作为Au电极的基底层，取代普通的Cr或Ti而使用了MoOx。而且还公开出，MoOx的合适的膜厚为2nm。 

该TFT可以降低源·漏电极-有机半导体(并五苯)之间的接触电阻，实现低电压化。 

还进行过与上述尝试不同的如下的尝试，即，将金属电极用例如在末端具有硫醇基的有机化合物进行表面修饰而形成有机薄膜层，控制金属电极表面的润湿性或功函数。 

专利文献2中，公开有如下的底接触型TFT，即，在源·漏电极的边 缘部设置斜坡(倾斜)，使斜坡的宽度小于半导体晶体的平均粒径，使源·漏电极与半导体层之间夹有由具有硫醇基的化合物构成的有机化合物层 

该TFT使源·漏电极/半导体界面的接触电阻降低，从而提高其性能。 

专利文献3中，公开有在源·漏电极与有机半导体膜之间夹入甲苯硫酚的TFT。 

专利文献4中，公开有使用具有与金属产生化学的结合的官能团(例如硫醇基)的电极表面处理剂的TFT。 

该TFT的TFT特性良好，可以应用生产效率高的溶液工艺。