專利名稱：有機(jī)薄膜晶體管的制造方法及采用該制造方法制作的有機(jī)薄膜晶體管及其片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
近幾年來，提出了用于有機(jī)半導(dǎo)體的各種有機(jī)薄膜晶體管。有機(jī)薄膜晶體管(TFT)采用塑料支撐體，作為使用印刷等簡(jiǎn)易的工序可以制造的、適合顯示器及電子條碼的元件積極進(jìn)行研究開發(fā)。作為有機(jī)薄膜晶體管，已開發(fā)出全聚合物型有機(jī)TFT技術(shù)(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。
另外，現(xiàn)來的有機(jī)薄膜晶體管，必須把與源電極、漏電極及有機(jī)半導(dǎo)體層的接觸電阻抑制至更低，故一般采用金、鉑，或?qū)嵤┲負(fù)诫s的導(dǎo)電性聚合物，例如聚乙烯二氧噻吩及聚苯乙烯磺酸的配位化合物(例如，參見專利文獻(xiàn)2)。
在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，提出了采用噴墨或涂布的簡(jiǎn)易工序制造的方案，但存在所得到的有機(jī)TFT門電壓高、開關(guān)處于ON狀態(tài)下的電流值低、電流的ON/OFF值低等問題。
另外，采用專利文獻(xiàn)2中記載的電極時(shí)，與支撐體的粘接性及機(jī)械強(qiáng)度低，元件的耐久性有問題。因此，在撓性基板上，難以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行穩(wěn)定動(dòng)作的有機(jī)TFT裝置。另外，采用導(dǎo)電性聚合物時(shí)，存在把接觸電阻抑制至更低，導(dǎo)電性聚合物自身的電阻率高的實(shí)用難點(diǎn)。
作為提高半導(dǎo)體性能及耐久性的技術(shù)，本件申請(qǐng)人在特愿2002-306861中提出把源電極及漏電極分別采用含有不同的導(dǎo)電性材料的2層構(gòu)成，但難點(diǎn)是制造煩雜，或者TFT的載體移動(dòng)度也不一定充分。
專利文獻(xiàn)1國(guó)際公開01/47043號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)2特開2000-307172號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述情況，目的是提供一種可以連接在聚合物支撐體等撓性基板上形成有機(jī)TFT，因此制造成本大幅降低、且耐久性等半導(dǎo)體性能優(yōu)良的有機(jī)薄膜晶體管及其制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方案是，形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層及在該層上接合的含金屬微粒的層，擠壓后進(jìn)行加熱或擠壓與加熱同時(shí)進(jìn)行，制成作為半導(dǎo)體層、源電極、漏電極的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法。


圖1(a)是表示本發(fā)明涉及的有機(jī)TFT構(gòu)成例的圖。
圖1(b)是表示本發(fā)明涉及的有機(jī)TFT構(gòu)成例的圖。
圖1(c)是表示本發(fā)明涉及的有機(jī)TFT構(gòu)成例的圖。
圖1(d)是表示本發(fā)明涉及的有機(jī)TFT構(gòu)成例的圖。
圖2是表示附加電容器型有機(jī)TFT片材的配置之一例圖。
圖3是貯藏型電容器型有機(jī)TFT片材的配置之一例圖。
圖4是有機(jī)TFT片材的概略等價(jià)電路圖之一例。
圖5是本發(fā)明的有機(jī)TFT的構(gòu)成概念圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的上述目的通過下列構(gòu)成達(dá)到。
(1)形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層及在該層上接合的含金屬微粒的層，擠壓后進(jìn)行加熱或擠壓與加熱同時(shí)進(jìn)行，制造作為半導(dǎo)體層、源電極、漏電極的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法。
(2)按照上述(1)中記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其中，在熱塑性半導(dǎo)體材料的軟化點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行加熱。
(3)按照上述(1)或(2)中記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，在金屬微粒發(fā)生熱粘溫度以上的溫度進(jìn)行加熱。
(4)按照上述(1)～(3)中任何一項(xiàng)記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其中，金屬微粒的平均粒徑在20nm以下。
(5)按照上述(1)～(4)中任何一項(xiàng)記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其中，含上述金屬微粒的層含有導(dǎo)電性聚合物。
(6)按照上述(1)～(5)中任何一項(xiàng)記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其中，上述熱塑性半導(dǎo)體材料為π共軛類材料。
(7)按照上述(1)～(6)中任何一項(xiàng)記載的制造方法制作的有機(jī)薄膜晶體管。
(8)有機(jī)薄膜晶體管，其中，源電極及漏電極，構(gòu)成該電極的金屬相至少一部分混入含有熱塑性半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層，接合在該半導(dǎo)體層上。
(9)按照上述(8)中記載的有機(jī)薄膜晶體管，其中，上述金屬相是金屬微粒進(jìn)行熱粘而形成的。
(10)有機(jī)薄膜晶體管，其中，在支撐體片上形成通過門總線及源總線連接的多個(gè)有機(jī)薄膜晶體管，該薄膜晶體管的源電極及漏電極，構(gòu)成該電極的金屬相的至少一部分混入含熱塑性半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層，接合在該半導(dǎo)體層上。
(11)按照上述(10)中記載的有機(jī)薄膜晶體管，其中，上述金屬相為金屬微粒熱粘而形成。
即，本發(fā)明人通過熱及壓力使金屬微粒熱粘并混入半導(dǎo)體層中，隨著半導(dǎo)體層與電極的接觸電阻的降低，電極強(qiáng)度增大，TFT構(gòu)成層與支撐體的粘接性也得到提高，完成本發(fā)明。
本發(fā)明的特征在于，在有機(jī)TFT制造中，形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層及在該層上接合的含金屬微粒的層，擠壓后進(jìn)行加熱或擠壓與加熱同時(shí)進(jìn)行，制成半導(dǎo)體層、源電極、漏電極。因此，如圖5的概念圖所示，有機(jī)薄膜晶體管的源電極及漏電極，通過構(gòu)成該電極的金屬相至少一部分混入含熱塑性半導(dǎo)體材料的有機(jī)導(dǎo)體層的形式，與該半導(dǎo)體層接合而制成。
即，本發(fā)明的效果可以認(rèn)為是，金屬微粒的至少一部分互相熱粘，形成源電極、漏電極的金屬相具有，埋入含熱塑性半導(dǎo)體材料的有機(jī)半導(dǎo)體層一部分的結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)，如圖5所示，半導(dǎo)體層與源電極、漏電極的接合面積增加，因此，接觸電阻的降低成為可能。
本發(fā)明中使用的有機(jī)半導(dǎo)體材料，采用具有軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)的熱塑性有機(jī)半導(dǎo)體材料，例如，可從公知的有機(jī)半導(dǎo)體材料中適當(dāng)選擇。
作為這種有機(jī)半導(dǎo)體材料的例子，可以舉出聚吡咯、聚噻吩、聚亞硫?；鶃喴蚁┗⒕垡胰?、聚異硫茚、聚呋喃、聚亞苯基等及其衍生物、含這些單元成分的共聚物等π共軛類聚合物。
有機(jī)半導(dǎo)體材料的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)為50～300℃，更優(yōu)選80～200℃，作為這種材料，可以舉出，例如WO 01/47043等中記載的F8T2(芴衍生物與聯(lián)二噻吩的共聚物)以及聚(3-烷基噻吩)的規(guī)則結(jié)構(gòu)體。另外，美國(guó)專利公開2003-0160230、美國(guó)專利公開2003-016234、美國(guó)專利公開2003-0136958等記載的噻吩共聚物也可以采用。這些半導(dǎo)體材料，首先是在π共軛主鏈上具有烷基取代結(jié)構(gòu)，在熱軟化時(shí)顯示液晶性的π共軛類聚合物是優(yōu)選的。
作為含這些熱塑性半導(dǎo)體材料的層的形成方法，可以舉出真空蒸鍍法、分子束外延成長(zhǎng)法、離子束射線法、低能離子束法、離子電鍍法、CVD法、濺射法、等離子體聚合法、電解聚合法、化學(xué)聚合法、噴涂法、旋涂法、刮刀涂布法、浸漬法、澆鑄法、輥涂法、棒涂法、模具涂布法及LB法等，可根據(jù)材料選擇使用。但是，其中從生產(chǎn)性的觀點(diǎn)考慮，采用半導(dǎo)體材料溶液可以簡(jiǎn)單而精密形成薄膜的旋涂法、刮刀涂布法、浸漬法、輥涂法、棒涂法、模具涂布法等是優(yōu)選的。另外，半導(dǎo)體材料溶液或分散液采用噴墨法噴出，通過干燥、去除溶劑形成層也可以。
金屬微粒的金屬材料，可以采用鉑、金、銀、鈷、鎳、鉻、銅、鐵、錫、銻、鉛、鉭、銦、鈀、碲、錸、銥、鋁、釕、鍺、鉬、鎢、鋅等，特別是功函數(shù)4.5eV以上的鉑、金、銀、銅、鈷、鉻、銥、鎳、鈀、鉬、鎢是優(yōu)選的。
由這些金屬構(gòu)成的微粒，優(yōu)選的是采用由有機(jī)材料構(gòu)成的分散穩(wěn)定劑，分散在水或有機(jī)溶劑或其混合物的分散劑中的溶液、膏或油墨進(jìn)行涂敷后構(gòu)圖。
作為這種金屬微粒分散物的制造方法，可以舉出氣體中蒸發(fā)法、濺射法、金屬蒸氣合成法等物理生成法，或膠體法、共沉淀法等在液相還原金屬離子，生成金屬微粒的化學(xué)生成法，優(yōu)選的是，特開平11-76800號(hào)、特開平11-80647號(hào)、特開平11-319538號(hào)、特開2000-239853等公開的膠體法，特開2001-254185、特開2001-53028、特開2001-35255、特開2000-124157、特開2000-123634等記載的氣體中蒸發(fā)法制造的金屬微粒分散物。
作為分散的金屬微粒的平均粒徑，從本發(fā)明的效果考慮，優(yōu)選20nm以下。
另外，金屬微粒分散物中含有導(dǎo)電性聚合物是優(yōu)選的，將其進(jìn)行構(gòu)圖后，通過擠壓、加熱，形成源電極、漏電極即可，通過導(dǎo)電性聚合物可以與有機(jī)半導(dǎo)體層進(jìn)行電阻性接觸。即，在金屬微粒表面插入導(dǎo)電性聚合物，使與半導(dǎo)體的接觸電阻降低，并且使金屬微粒熱粘，由此，更加提高本發(fā)明的效果。
作為導(dǎo)電性聚合物，采用通過摻雜法等提高導(dǎo)電率的公知的導(dǎo)電性聚合物是優(yōu)選的，例如，可以采用導(dǎo)電性聚苯胺、導(dǎo)電性聚吡咯、導(dǎo)電性聚噻吩、聚亞乙基二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的配位化合物等。
金屬微粒的含量相對(duì)于導(dǎo)電性聚合物的質(zhì)量比為0.00001～0.1是優(yōu)選的。當(dāng)超過該量時(shí)，金屬微粒的熱粘受阻。
采用這些金屬微粒分散物，通過下述方法，與含熱塑性半導(dǎo)體材料的層接合形成層后、干燥溶劑。與含熱塑性半導(dǎo)體材料的層接合后，可以采用1)通過加熱與擠壓(加熱加壓)，形成埋入的結(jié)構(gòu)，同時(shí)使金屬微粒熱粘，形成源電極、漏電極；2)通過加熱與擠壓，形成埋入的結(jié)構(gòu)后，再于金屬微粒的熱粘溫度以上，使金屬微粒熱粘，形成源電極、漏電極；3)通過擠壓，形成埋入的結(jié)構(gòu)后，再于金屬微粒的熱粘溫度以上，使金屬微粒熱粘，形成源電極、漏電極的任一順序均可采用，優(yōu)選的是1)或2)，最優(yōu)選1)。另外，無論采用哪種順序進(jìn)行，熱塑性有機(jī)半導(dǎo)體材料的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)，金屬微粒的至少一部分受熱粘溫度或時(shí)間制約，例如，在1)及2)的場(chǎng)合，擠壓時(shí)的溫度在熱塑性半導(dǎo)體材料的軟化點(diǎn)以上是優(yōu)選的。
另外，上述擠壓的壓力范圍，也取決于半導(dǎo)體層熱塑時(shí)的硬度，大約為1～50000Pa，更優(yōu)選1000～10000Pa。
在本發(fā)明中，熱塑性半導(dǎo)體材料與金屬微粒通過同時(shí)加熱及加壓，可以強(qiáng)化兩者的物理性接合，更加降低接觸電阻，可以加大晶體管開關(guān)時(shí)的電流。另外，含金屬微粒的層的形成與含熱塑性半導(dǎo)體材料層的形成的順序未作特別限定。
采用上述金屬微粒分散物，構(gòu)成類似電極那樣圖案的方法，以及形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層與含金屬微粒的層后，作為加熱加壓的方法，可以采用各種方法，在以后的實(shí)施例中給出具體例。
例如，作為金屬微粒分散物的構(gòu)圖，首先舉出印刷法。用金屬微粒分散物作油墨進(jìn)行構(gòu)圖，作為印刷法，可以采用凸版印刷、絲網(wǎng)印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷等任意的印刷法，進(jìn)行金屬微粒分散物的構(gòu)圖。另外，還有用噴墨法進(jìn)行構(gòu)圖的方法。即，金屬微粒分散物從噴墨頭噴出，來進(jìn)行金屬微粒分散物構(gòu)圖的方法，作為從噴墨頭的噴出方式，可以采用壓電方式、バブルジエツト(注冊(cè)商標(biāo))方式等按需型，及靜電吸引方式等連續(xù)噴射型的噴墨法等公知的方法進(jìn)行構(gòu)圖。
作為加熱加壓方法，可采用加熱層壓板等方法為代表的公知的方法。
圖1(a)～(d)中示出本發(fā)明涉及的有機(jī)TFT的結(jié)構(gòu)例。
圖1(a)，在形成公知的氣體障礙膜的支撐體6上，用上述方法形成含金屬微粒的層圖案(2、3)后，在其上形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層1，然后，加熱加壓含金屬微粒的層及含熱塑性半導(dǎo)體材料的層，形成半導(dǎo)體層1、源電極2、漏電極3，在其上形成絕緣層5，再在其上形成門電極4，構(gòu)成有機(jī)TFT。
圖1(b)，在支撐體6上，形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層1，然后，把含金屬微粒的層構(gòu)圖，進(jìn)行加熱加壓，形成半導(dǎo)體層1、源電極2、漏電極3，在其上形成絕緣層5、門電極4。
圖1(c)，在支撐體6上，形成門電極4后形成絕緣層5，通過上述方法把含金屬微粒的層形成圖案(2、3)后，在其上形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層1，然后，加熱加壓含金屬微粒的層及含熱塑性半導(dǎo)體材料的層，形成半導(dǎo)體層1、源電極2、漏電極3，形成有機(jī)TFT。
圖1(d)，在支撐體6上形成門電極4后形成絕緣層5，在其上通過涂布全面形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層1，在其上把含金屬微粒的層構(gòu)圖，加熱加壓，形成半導(dǎo)體層1、源電極2、漏電極3。
圖2是有機(jī)TFT片材的配置之一例，作為有機(jī)TFT，是附加的電容器型，在支撐體6上首先具有門電極4，通過門絕緣層5，具有通過半導(dǎo)體層1構(gòu)成的通道連結(jié)的源電極2及漏電極3，在片狀支撐體上，這些通過門總線7及源總線8連接。9是像素電極，20是附加電容器。圖3是配置存儲(chǔ)式電容器型有機(jī)TFT片材的例子，21是存儲(chǔ)式電容器。
圖4是有機(jī)TFT片材的概略等價(jià)電路圖之一例。
有機(jī)TFT片材10具有矩陣配置的多個(gè)有機(jī)TFT 11。7是各有機(jī)TFT 11的門總線，8是各有機(jī)TFT 11的源總線。在各有機(jī)TFT 11的源電極上連接輸出元件12，該輸出元件12例如是液晶、電泳元件等，構(gòu)成顯示裝置中的像素。像素電極也可以用作光傳感器的輸入電極。在圖示的例子中，作為輸出元件的液晶，用電阻及電容器構(gòu)成的等價(jià)電路表示。13是蓄積電容器，14是垂直驅(qū)動(dòng)電路，15是水平驅(qū)動(dòng)電路。
在本發(fā)明中，有機(jī)半導(dǎo)體層含有，例如具有丙烯酸、乙酰胺、二甲基氨基、氰基、羧基、硝基等官能團(tuán)的材料；苯醌衍生物、四氰基乙烯及四氰基醌二甲烷及其衍生物等接受電子的受體構(gòu)成的材料；以及，例如具有氨基、三苯基、烷基、羥基、烷氧基、苯基等官能團(tuán)的材料、亞苯基二胺等取代的胺類、蒽、苯并蒽、取代的苯并蒽、苝、取代的苝、咔唑及其衍生物、四噻芴及其衍生物等供電子的供體構(gòu)成的材料，實(shí)施所謂摻雜處理也可以。
所謂摻雜，意指把接收電子性分子(受體)或供電子性分子(供體)作為摻雜劑導(dǎo)入該薄膜。因此，實(shí)施過摻雜的薄膜，是含上述縮合多環(huán)芳香族化合物及摻雜劑的薄膜。作為本發(fā)明中使用的摻雜劑，受體、供體的任何一種均可以使用，可采用公知的材料及方法。
作為半導(dǎo)體層的膜厚，未作特別限定，但所得到的TFT特性多數(shù)受半導(dǎo)體層的膜厚極大左右，其膜厚因半導(dǎo)體材料而異，一般在1μm以下，10～300nm是特別優(yōu)選的。
作為門電極，只要是導(dǎo)電性材料即可而未作特別限定，可以采用任意的材料。作為門電極的形成方法，把采用蒸鍍或?yàn)R射等方法形成導(dǎo)電性薄膜，采用公知的光刻法或發(fā)射(リフトオフ)法形成的方法；在鋁或銅等金屬箔上用熱轉(zhuǎn)印、噴墨等的蝕刻劑進(jìn)行蝕刻的方法。另外，既可把導(dǎo)電性聚合物的溶液或分散液、導(dǎo)電性微粒分散液通過直接噴墨進(jìn)行構(gòu)圖，也可從涂敷膜通過石版印刷或激光擦去等形成。另外，把含導(dǎo)電性聚合物或?qū)щ娦晕⒘５挠湍?、?dǎo)電性膏等，用凸版、凹版、平版、絲網(wǎng)印刷等印刷方法進(jìn)行構(gòu)圖也可以。
作為門絕緣層，可以采用各種絕緣材料，但比介電率高的無機(jī)氧化物覆膜是特別優(yōu)選的。作為無機(jī)氧化物，可以采用氧化硅、氧化鋁、氧化鉭、氧化鈦、氧化錫、氧化釩、鈦酸鋇鍶、鋯酸鈦酸鋇、鋯酸鈦酸鉛、鈦酸鉛鑭、鈦酸鍶、鈦酸鋇、氟化鋇鎂、鈦酸鉍、鈦酸鍶鉍、鉭酸鍶鉍、鉭酸鈮鉍、三氧化銥等。其中，優(yōu)選的是氧化硅、氧化鋁、氧化鉭、氧化鈦。采用氮化硅、氮化鋁等無機(jī)氮化物也是優(yōu)選的。
作為無機(jī)氧化物覆膜的形成方法，可以舉出真空蒸鍍法、分子束外延成長(zhǎng)法、離子束射線法、低能離子束法、離子電鍍法、CVD法、濺射法、大氣壓等離子體法等干法；以及，噴涂法、旋涂法、刮刀涂布法、浸漬法、澆鑄法、輥涂法、棒涂法、模具涂布法等涂布方法；印刷或噴墨等構(gòu)圖法等濕法，可根據(jù)材料選擇使用。濕法，把無機(jī)氧化物微粒分散在任意的有機(jī)溶劑或水中，根據(jù)需要采用表面活性劑等分散助劑的液體，進(jìn)行涂布、干燥的方法；以及，把氧化物前體例如醇鹽體溶液進(jìn)行涂布、干燥的所謂溶膠凝膠法。這些方法中，優(yōu)選的是大氣壓等離子體法。
所謂在大氣壓下的等離子體制膜處理，是指在大氣壓或大氣壓附近的壓力下進(jìn)行放電，使反應(yīng)性氣體進(jìn)行等離子激發(fā)，在基材上形成薄膜的處理，關(guān)于該方法，特開平11-133205號(hào)、特開2000-185362、特開平11-61406號(hào)、特開2000-147209、特開2000-121804等作了記載(下面也稱大氣壓等離子體法)。采用該方法的高功能性薄膜，可以生產(chǎn)性高地形成。
作為有機(jī)化合物覆膜，可以采用聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯、光自由基聚合體系、光陽(yáng)離子聚合體系的光固化性樹脂，或含丙烯腈成分的共聚物、聚乙烯基酚、聚乙烯基醇、線型酚醛樹脂及含氰乙基氟羥龍、聚合物、含彈性體的膦腈化合物等。
作為有機(jī)化合物覆膜的形成方法，上述濕法是優(yōu)選的。無機(jī)氧化物覆膜及有機(jī)氧化物覆膜可疊層并用。另外，作為門絕緣層的膜厚，一般50nm～3μm，優(yōu)選100nm～1μm。
支撐體由玻璃或撓性樹脂制片材構(gòu)成，例如，可用塑料膜作為片材。作為上述塑料膜，例如，可以舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、聚苯撐硫醚、聚芳族化物、聚酰亞胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纖維素酯(TAC)、乙酸丙酸纖維素酯(CAP)等構(gòu)成的膜等。因此，采用塑料膜與采用玻璃基板相比，質(zhì)輕，運(yùn)輸性好的同時(shí)，耐沖擊性也提高。
實(shí)施例下面通過實(shí)施例具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例限定。
實(shí)施例1在比電阻0.01Ω·cm的n型Si晶片上形成厚200nm的熱氧化膜后，浸漬在1摩爾/L的NaOH水溶液中，用超純水充分洗滌。于十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液(1質(zhì)量％)中浸漬10分鐘后，用甲苯洗滌，使干燥，進(jìn)行熱氧化膜的表面處理。
然后，用EDTA(乙二胺四醋酸鈉)的螯合洗滌法充分精制，配制聚(3-己基噻吩)的區(qū)域規(guī)則體(regioregular)(アルドリツチ公司制造)的氯仿溶液，用N2氣體鼓泡，除去溶液中的溶解氧，在N2氣氛圍氣中對(duì)上述氧化硅被膜表面用給液器進(jìn)行涂布，于室溫干燥后，在50℃實(shí)施熱處理30分鐘。此時(shí)，聚(3-己基噻吩)的膜厚為50nm。
采用特開平11-80647中記載的制法，制備平均粒徑30nm的銀微粒的水分散液后，添加導(dǎo)電性聚合物PEDOT(聚乙烯二氧噻吩)的PSS(聚苯乙烯磺酸)配位化合物的水分散液(バイエル公司制造，BAYTRONP)與0.01質(zhì)量％的非離子型表面活性劑(聚氧乙烯烷基醚)，制成含金屬微粒的層形成材料。在這里，銀微粒與導(dǎo)電性聚合物的質(zhì)量比調(diào)至5000∶1。
另外，通過壓電式噴墨把含上述金屬微粒的層形成材料噴出，使干燥成源電極、漏電極狀。
然后，在氮?dú)夥諊鷼庵幸贿叞裇i單晶片基板加熱至250℃，一邊對(duì)表面溫度達(dá)到250℃的硅酮橡膠輥施加壓力5000Pa，接觸源、漏電極部分的結(jié)果是，電極部分發(fā)生熱粘，并且半導(dǎo)體層側(cè)的接合面埋進(jìn)半導(dǎo)體層中。
由此，制成通道長(zhǎng)L＝30μm、通道寬W＝1mm的有機(jī)TFT。該TFT作為p通道的通道增強(qiáng)型FET，工作良好，飽和區(qū)域的移動(dòng)度為0.015cm2/V·s。
實(shí)施例2除了含金屬微粒的層形成材料中使用的平均粒徑30nm的銀微粒用平均粒徑20nm的銀微粒的水分散液代替外，與實(shí)施例1同樣操作制作有機(jī)TFT。
實(shí)施例3
除了含金屬微粒的層形成材料中使用平均粒徑10nm的銀微粒的水分散液代替外，與實(shí)施例1同樣操作制作有機(jī)TFT。
比較例1除了在含金屬微粒的層形成材料中不添加導(dǎo)電性聚合物，加熱時(shí)不擠壓外，與實(shí)施例3同樣操作制作有機(jī)TFT。
實(shí)施例4除了在含金屬微粒的層形成材料中不添加導(dǎo)電性聚合物外，與實(shí)施例3同樣操作制作有機(jī)TFT。
實(shí)施例5除了在含金屬微粒的層形成材料中使用平均粒徑10nm的金微粒的水分散液外，與實(shí)施例1同樣操作制作有機(jī)TFT。
實(shí)施例6在半導(dǎo)體層中使用特開2003-268083的實(shí)施例中記載的聚噻吩類，與實(shí)施例3同樣操作制作有機(jī)TFT。但加熱溫度為180℃。
比較例2除了在含金屬微粒的層形成材料中不添加導(dǎo)電性聚合物、加熱時(shí)不擠壓外，與實(shí)施例6同樣操作制作有機(jī)TFT。
實(shí)施例7除了在含金屬微粒的層形成材料中不添加導(dǎo)電性聚合物外，與實(shí)施例6同樣操作制作有機(jī)TFT。
在以上制作的各有機(jī)TFT的飽和區(qū)域中顯示載體移動(dòng)度(cm2/V·s)。
實(shí)施例1 0.015
實(shí)施例2 0.020實(shí)施例3 0.035比較例1 0.0018實(shí)施例4 0.016實(shí)施例5 0.055實(shí)施例6 0.037比較例2 0.0022實(shí)施例7 0.0095因此，按照本發(fā)明的制造方法，可以得到半導(dǎo)體性能優(yōu)良的有機(jī)TFT。另外，當(dāng)金屬微粒與導(dǎo)電性聚合物混合存在時(shí)，可得到更優(yōu)良的效果，金屬微粒的平均粒徑在20nm以下是優(yōu)選的。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性按照本發(fā)明的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，可以在撓性基體上連接形成耐久性及載體移動(dòng)度等半導(dǎo)體性能優(yōu)良的有機(jī)薄膜晶體管。另外，通過金屬微粒與導(dǎo)電性聚合物混合存在，可更加降低接觸電阻，作為半導(dǎo)體材料，通過使用在熱塑時(shí)具有液晶性的π共軛類材料，使這些效果達(dá)到更大。
權(quán)利要求
1.有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層及在該層上接合的含金屬微粒的層，擠壓后加熱或擠壓與加熱同時(shí)進(jìn)行，作成半導(dǎo)體層、源電極、漏電極。
2.按照權(quán)利要求1中記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，在熱塑性半導(dǎo)體材料的軟化點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行加熱。
3.按照權(quán)利要求1中記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，金屬微粒在發(fā)生熱粘溫度以上的溫度進(jìn)行加熱。
4.按照權(quán)利要求1中記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，金屬微粒的平均粒徑在20nm以下。
5.按照權(quán)利要求1中記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，含上述金屬微粒的層含有導(dǎo)電性聚合物。
6.按照權(quán)利要求1中記載的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，上述熱塑性半導(dǎo)體材料為π共軛類材料。
7.有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，按照權(quán)利要求1中記載的制造方法制作。
8.有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，源電極及漏電極，構(gòu)成該電極的金屬相至少一部分混入含有熱塑性半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層，接合在該半導(dǎo)體層上。
9.按照權(quán)利要求8中記載的有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，上述金屬相是金屬微粒進(jìn)行熱粘而形成的。
10.有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，在支撐體片材上形成通過門總線及源總線連接的多個(gè)有機(jī)薄膜晶體管，該有機(jī)薄膜晶體管的源電極及漏電極，構(gòu)成該電極的金屬相至少一部分混入含熱塑性半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層，接合在該半導(dǎo)體層上。
11.按照權(quán)利要求10中記載的有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，上述金屬相為金屬微粒進(jìn)行熱粘而形成的。
全文摘要
本發(fā)明的有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，形成含熱塑性半導(dǎo)體材料的層及在該層上接合的含金屬微粒的層，擠壓后加熱或擠壓與加熱同時(shí)進(jìn)行，作成半導(dǎo)體層、源電極、漏電極的有機(jī)薄膜晶體管的制造方法，以及在支撐體片材上形成通過門總線及源總線連接的多個(gè)有機(jī)薄膜晶體管，該薄膜晶體管的源電極、漏電極，在構(gòu)成該電極的金屬相至少一部分混入含有熱塑性半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層中，接合該半導(dǎo)體層。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1898817SQ200480038220
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者平井桂 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)控股株式會(huì)社