有机薄膜晶体管转让专利

申请号 : CN201280015998.1

文献号 : CN103477440B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 受田高明宫本明人

申请人 : 松下电器产业株式会社

摘要 :

本发明提供一种有机薄膜晶体管及其制造方法,包括:在基板(1)上形成栅电极(2)的工序;在栅电极上形成栅极绝缘膜(3)的工序;在栅极绝缘膜上形成源电极(4S)和漏电极(4D)的工序;在源电极和漏电极上形成牺牲层(5)的工序;在牺牲层上形成隔壁层(6R)的工序;通过对隔壁层进行图案形成,使牺牲层的一部分露出而形成开口的工序;通过除去露出的牺牲层,使源电极和漏电极露出的工序;和遍及源电极和漏电极的上表面以及栅极绝缘膜的上表面而形成有机半导体层(7)的工序,从开口露出的源电极和漏电极的表面积为开口面积的50%以上,源电极与漏电极的间隔小于至少一部分位于源电极和漏电极上的有机半导体层的结晶的平均粒径。

权利要求 :

1.一种有机薄膜晶体管的制造方法,包括:在基板上形成栅电极的工序;

在所述栅电极上形成栅极绝缘膜的工序;

在所述栅极绝缘膜上分离地形成源电极和漏电极的工序;

在所述源电极和所述漏电极上形成牺牲层的工序;

在所述牺牲层上形成隔壁层的工序;

通过对所述隔壁层进行图案形成,使所述源电极与所述漏电极之间的所述栅极绝缘膜露出,并且使形成在所述源电极和所述漏电极上的所述牺牲层的一部分露出而形成开口的工序;

通过除去露出的所述牺牲层,使所述源电极和所述漏电极露出的工序;以及在所述开口内,遍及露出的所述源电极和所述漏电极的上表面以及所述栅极绝缘膜的上表面而形成有机半导体层的工序,从所述开口露出的所述源电极和所述漏电极的表面积为所述开口的面积的50%以上,所述源电极与所述漏电极的间隔小于所述有机半导体层的晶体中的、至少一部分位于所述源电极和所述漏电极上的晶体的平均粒径,在俯视时,从所述开口露出的所述源电极或所述漏电极与所述栅电极沿着沟道方向重叠的区域的长度比所述源电极与所述漏电极的间隔长。

2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的外侧。

3.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的内侧。

4.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,所述开口为矩形,

所述源电极是具有沿着所述开口的一边形成的梳齿部的梳形电极,所述漏电极是具有沿着所述开口的另一边形成的梳齿部、且与所述源电极咬合的梳形电极,所述源电极和所述漏电极的所述梳齿部的至少一方的顶端与所述开口的不同于所述一边及所述另一边的边是分开的。

5.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,分离地形成所述源电极以及所述漏电极的工序和形成所述牺牲层的工序包括:在所述栅极绝缘膜上形成金属膜的工序;

在所述金属膜上形成所述牺牲层的工序;

对所述牺牲层进行图案形成的工序;以及对所述金属膜进行图案形成而形成所述源电极以及所述漏电极的工序。

6.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,分离地形成所述源电极和所述漏电极的工序和形成所述牺牲层的工序包括:在所述栅极绝缘膜上形成金属膜的工序;

在所述金属膜上形成所述牺牲层的工序;以及对所述牺牲层和所述金属膜一并进行图案形成的工序。

7.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,所述牺牲层由金属、金属合金或金属化合物形成。

8.根据权利要求7所述的有机薄膜晶体管的制造方法,所述牺牲层的薄膜电阻比所述源电极和所述漏电极的薄膜电阻低。

9.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,所述牺牲层由绝缘材料形成。

10.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,所述牺牲层由具有拨液性的材料构成。

11.根据权利要求10所述的有机薄膜晶体管的制造方法,在所述牺牲层中添加有氟。

12.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制造方法,在形成所述有机半导体层的工序中,通过将用于形成所述有机半导体层的有机半导体溶液涂覆在所述开口内并进行热处理,从而形成所述有机半导体层。

13.一种有机薄膜晶体管,具备:基板;

栅电极,其形成在所述基板上;

栅极绝缘膜,其形成在所述栅电极上;

源电极和漏电极,其形成在所述栅极绝缘膜上;

牺牲层,其形成在所述源电极和所述漏电极上;

隔壁部,其形成在所述牺牲层上,具有使所述栅电极上的所述栅极绝缘膜露出的开口;

以及

有机半导体层,其形成于所述开口内,所述牺牲层形成为使所述源电极和所述漏电极在所述开口内露出,所述有机半导体层遍及在所述开口内露出的所述源电极和所述漏电极的上表面以及所述栅极绝缘膜的上表面而形成,从所述开口露出的所述源电极和所述漏电极的表面积为所述开口的面积的50%以上,所述源电极与所述漏电极的间隔小于所述有机半导体层的晶体中的、至少一部分位于所述源电极和所述漏电极上的晶体的平均粒径,在俯视时,从所述开口露出的所述源电极或所述漏电极与所述栅电极沿着沟道方向重叠的区域的长度比所述源电极与所述漏电极的间隔长。

14.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的外侧。

15.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的内侧。

16.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述开口为矩形,

所述源电极是具有沿着所述开口的一边形成的梳齿部的梳形电极,所述漏电极是具有沿着所述开口的另一边形成的梳齿部、且与所述源电极咬合的梳形电极,所述源电极和所述漏电极的所述梳齿部的至少一方的顶端与所述开口的不同于所述一边及所述另一边的边分离。

17.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述牺牲层形成在所述源电极和所述漏电极的一部分上。

18.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,在所述隔壁部的开口以外的区域,所述牺牲层的俯视形状与所述源电极和所述漏电极的俯视形状相同。

19.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述牺牲层的所述开口侧的端缘与所述隔壁部的所述开口的端缘一致。

20.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述牺牲层的所述开口侧的端缘从所述隔壁部的所述开口的端缘后退。

21.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述牺牲层由金属、金属合金或金属化合物形成。

22.根据权利要求21所述的有机薄膜晶体管,所述牺牲层的薄膜电阻比所述源电极和所述漏电极的薄膜电阻低。

23.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述牺牲层由绝缘材料形成。

24.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述牺牲层由具有拨液性的材料构成。

25.根据权利要求24所述的有机薄膜晶体管,在所述牺牲层中添加有氟。

26.根据权利要求13所述的有机薄膜晶体管,所述有机半导体层通过涂覆法来形成。

说明书 :

有机薄膜晶体管

技术领域

[0001] 本发明涉及以有机材料构成沟道层的有机薄膜晶体管及有机薄膜晶体管的制造方法。

背景技术

[0002] 以往以来,在液晶显示装置或者有机EL(Electro Luminescence:电致发光)显示装置等有源矩阵驱动型显示装置中,使用被称为TFT(Thin Film Transistor)的薄膜晶体管。
[0003] 在已产品化的显示装置中,一般使用将硅用作半导体层的薄膜晶体管,但近年来,使用有机材料作为半导体层的有机薄膜晶体管正受到关注。与如硅结晶的原子结合不同,有机材料通过分子间力进行结合,因此具有富于柔软性的性质。因此,通过使用有机薄膜晶体管,相对于使用了硅薄膜晶体管的电子器件,能够实现更轻、更薄而且具有可挠性的电子器件。因此,提出了将有机薄膜晶体管利用于下一代显示装置或电子纸等中的方案。例如,在专利文献1中公开了底栅(bottom gate)型有机薄膜晶体管。
[0004] 图31是表示以往的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。如图31所示,以往的有机薄膜晶体管100具备依次形成于基板101上的栅电极102、栅极绝缘膜103、一对源电极104S和漏电极104D、在栅电极102上具有开口的隔壁部106(堤)、以及在隔壁部106的开口内通过喷墨法形成的有机半导体层107。进一步,在有机半导体层107上形成有保护膜108,并且形成有层间绝缘膜109以覆盖保护膜108。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献1:日本特开2008-022008号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的问题
[0008] 然而,期望着具有比以往的有机薄膜晶体管优异的特性的TFT。
[0009] 本发明是为了解决该问题而做出的发明,其目的在于提供一种具有更优异的TFT特性的有机薄膜晶体管及有机薄膜晶体管的制造方法。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 为了解决上述问题,本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式的特征在于,包括:在基板上形成栅电极的工序;在所述栅电极上形成栅极绝缘膜的工序;在所述栅极绝缘膜上分离地形成源电极和漏电极的工序;在所述源电极和所述漏电极上形成牺牲层的工序;在所述牺牲层上形成隔壁层的工序;通过对所述隔壁层进行图案形成,使所述源电极与所述漏电极之间的所述栅极绝缘膜露出,并且使形成在所述源电极和所述漏电极上的所述牺牲层的一部分露出而形成开口的工序;通过除去露出的所述牺牲层,使所述源电极和所述漏电极露出的工序;以及在所述开口内,遍及露出的所述源电极和所述漏电极的上表面以及所述栅极绝缘膜的上表面而形成有机半导体层的工序,从所述开口露出的所述源电极和所述漏电极的表面积为所述开口的面积的50%以上,所述源电极与所述漏电极的间隔小于所述有机半导体层的结晶中的、至少一部分位于所述源电极和所述漏电极上的结晶的平均粒径。
[0012] 发明的效果
[0013] 根据本发明,能够实现具有优异的TFT特性的有机薄膜晶体管。

附图说明

[0014] 图1A是表示本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0015] 图1B是表示具备本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0016] 图2是用于说明本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0017] 图3是用于说明本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0018] 图4是用于说明以往的有机薄膜晶体管的问题点的图。
[0019] 图5是用于说明本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的特征性工序的剖视图。
[0020] 图6A是图4所示的以往的有机薄膜晶体管的表面SEM(Scanning Electron Microscope:扫描电子显微镜)照片。
[0021] 图6B是示意性地示出了图4所示的以往的有机薄膜晶体管(现有例)的有机半导体层的结晶状态(a)、图1A所示的本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管(本发明)的有机半导体层的结晶状态(b)的图。
[0022] 图6C是表示图4所示的以往的有机薄膜晶体管和图1A所示的本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的栅极电压与漏极电流的关系(传输特性)的图。
[0023] 图7是表示有机薄膜晶体管的源电极、漏电极间距离L与有机半导体层的最大结晶粒径G的关系的图。
[0024] 图8是表示比较例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图和剖视图。
[0025] 图9A是表示本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图和剖视图。
[0026] 图9B是表示本发明实施方式1涉及的另一有机薄膜晶体管的结构的俯视图和剖视图。
[0027] 图10A是表示本发明实施方式1的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0028] 图10B是表示具备本发明实施方式1的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0029] 图11A是表示本发明实施方式1的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0030] 图11B是表示具备本发明实施方式1的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0031] 图11C是由图11A所示的虚线包围的区域的放大剖视图,是本发明实施方式1的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的局部放大剖视图。
[0032] 图12A是表示本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0033] 图12B是表示具备本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0034] 图13是用于说明本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0035] 图14是用于说明本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0036] 图15A是表示本发明实施方式2的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0037] 图15B是表示具备本发明实施方式2的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0038] 图16A是表示本发明实施方式2的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0039] 图16B是表示具备本发明实施方式2的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0040] 图16C是由图16A所示的虚线包围的区域的放大剖视图,是本发明实施方式2的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的局部放大剖视图。
[0041] 图17A是表示本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0042] 图17B是表示具备本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0043] 图18是用于说明本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0044] 图19是用于说明本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0045] 图20是用于说明本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的特征性工序的剖视图。
[0046] 图21A是表示本发明实施方式3的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0047] 图21B是表示具备本发明实施方式3的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0048] 图22A是表示本发明实施方式3的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0049] 图22B是表示具备本发明实施方式3的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0050] 图22C是由图22A所示的虚线包围的区域的放大剖视图,是本发明实施方式3的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的局部放大剖视图。
[0051] 图23A是表示本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0052] 图23B是表示具备本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0053] 图24是用于说明本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0054] 图25是用于说明本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0055] 图26A是表示本发明实施方式4的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0056] 图26B是表示具备本发明实施方式4的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0057] 图27A是表示本发明实施方式4的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0058] 图27B是表示具备本发明实施方式4的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。
[0059] 图27C是由图27A所示的虚线包围的区域的放大剖视图,是本发明实施方式4的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的局部放大剖视图。
[0060] 图28是本发明实施方式5涉及的有机EL显示装置的局部剖切立体图。
[0061] 图29是表示本发明实施方式5涉及的有机EL显示装置的像素的电路结构的图。
[0062] 图30A是表示比较例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图。
[0063] 图30B是表示本发明变形例涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图。
[0064] 图31是表示以往的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0065] 图32是用于说明以往的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0066] 图33是用于说明以往的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0067] 标号说明
[0068] 1、101:基板
[0069] 2、2’、61G、62G、102:栅电极
[0070] 2M、102M:第1金属膜
[0071] 3、103:栅极绝缘膜
[0072] 4S、40S、61S、62S、104S:源电极
[0073] 4D、40D、61D、62D、104D:漏电极
[0074] 4M、104M:第2金属膜
[0075] 5、5A、5B、25、25A、25B、35、35A、35B、45、45A、45B:牺牲层
[0076] 6、106:隔壁部
[0077] 6a、106a:残渣
[0078] 6R、106R:隔壁层
[0079] 7、107:有机半导体层
[0080] 8、108:保护膜
[0081] 9、109:层间绝缘膜
[0082] 10、10A、10B、20、20A、20B、30、30A、30B、40、40A、40B、100:有机薄膜晶体管[0083] 11:扫描线
[0084] 12:图像信号线
[0085] 13:电源线
[0086] 41S、41D:主部件
[0087] 42S、42D:副部件
[0088] 50:有机EL显示装置
[0089] 51:有源矩阵基板
[0090] 52:像素
[0091] 53:有机EL元件
[0092] 54:阳极
[0093] 55:有机EL层
[0094] 56:阴极
[0095] 61:驱动晶体管
[0096] 62:开关晶体管
[0097] 63:电容器

具体实施方式

[0098] (得到本发明的一种方式的经过)
[0099] 首先,说明得到本发明的一种方式的经过。
[0100] 发明人认真研究了以往的有机薄膜晶体管,结果查明了:产生TFT特性劣化的原因之一在于图案形成包围有机半导体层的隔壁部(堤)时的残渣。以下,使用图32和图33,从制造方法的观点来说明其原因。图32和图33是图31所示的以往的有机薄膜晶体管的制造方法的各工序的剖视图。
[0101] 在以往的制造方法中,首先,如图32的(a)所示,在基板101上形成第1金属膜(栅极金属膜)102M,然后,如图32的(b)所示,对第1金属膜102M进行图案形成,从而形成预定形状的栅电极102。然后,如图32的(c)所示,在基板101上形成栅极绝缘膜103以覆盖栅电极102。
[0102] 接着,如图32的(d)所示,在栅极绝缘膜103上形成第2金属膜(源漏金属膜)104M,然后,如图32的(e)所示,通过对第2金属膜104M进行图案形成,从而形成一对预定形状的源电极104S和漏电极104D。
[0103] 接着,如图32的(f)所示,在基板101上方的整个面形成隔壁层106R以覆盖源电极104S和漏电极104D。然后,如图33的(a)所示,通过对隔壁层106R进行曝光和显影,从而在栅电极102的上方形成开口以使得源电极104S和漏电极104D的一部分露出,形成预定形状的隔壁部106。
[0104] 接着,如图33的(b)所示,用喷墨法在隔壁部106的开口内涂敷(涂布)包含有机半导体材料的溶液,通过热处理使有机半导体材料结晶,从而形成有机半导体层107。然后,如图33的(c)所示,在隔壁部106的开口内形成保护膜108,如图33的(d)所示,在包含保护膜108的基板101上的整个面形成层间绝缘膜109。
[0105] 本申请发明人认真研究以往的有机薄膜晶体管,结果查明了:如图33的(a)所示,在隔壁层106R形成开口时露出的源电极104S和漏电极104D的各端部上存在隔壁层106R的残渣106a,这是TFT特性劣化的原因。也即是,判明了:由于隔壁层106R的残渣106a,源电极104S和漏电极104D上的有机半导体层107的结晶性会受损,并且源电极104S和/或漏电极
104D与有机半导体层107的接触电阻会上升,由此,TFT特性会劣化。
[0106] 特别是作为隔壁层106R的材料,为了使隔壁部106具有拨液性,有时使用包含氟等功能性添加材料的有机材料。在该情况下,虽然以不损害隔壁部106原本的功能的方式对隔壁层106R进行显影并进行图案形成,但在显影时,该功能性添加材料特别容易残留,这会成为隔壁层106R的残渣106a而残留在源电极104S和漏电极104D上。
[0107] 本申请发明人基于这样的见解,得出了如下的新构思:通过使隔壁层的残渣不残留在源电极和漏电极上的与有机半导体层接触的接触部分,能够抑制TFT特性的劣化。
[0108] 本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式是基于这样的构思而做出的,其特征在于,包括:在基板上形成栅电极的工序;在所述栅电极上形成栅极绝缘膜的工序;在所述栅极绝缘膜上分离地形成源电极和漏电极的工序;在所述源电极和所述漏电极上形成牺牲层的工序;在所述牺牲层上形成隔壁层的工序;通过对所述隔壁层进行图案形成,使所述源电极与所述漏电极之间的所述栅极绝缘膜露出,并且使形成于所述源电极和所述漏电极上的所述牺牲层的一部分露出而形成开口的工序;通过除去露出的所述牺牲层,使所述源电极和所述漏电极露出的工序;以及在所述开口内,遍及露出的所述源电极和所述漏电极的上表面以及所述栅极绝缘膜的上表面而形成有机半导体层的工序,从所述开口露出的所述源电极和所述漏电极的表面积为所述开口的面积的50%以上,所述源电极与所述漏电极的间隔小于所述有机半导体层的结晶中的、至少一部分位于所述源电极和所述漏电极上的结晶的平均粒径。
[0109] 根据本方式,通过除去在开口内露出的牺牲层,在隔壁层上形成开口时的隔壁层的残渣与牺牲层一起被蚀刻除去。由此,在源电极与漏电极的界面,能够使有机半导体层的结晶性良好,并且能够抑制接触电阻的上升。因此,能够实现导通特性优异的有机薄膜晶体管。
[0110] 而且,根据本方式,在开口内占据的源电极和漏电极的比例为50%以上,且源电极与漏电极的间隔(沟道长度)小于有机半导体层的结晶中的、至少一部分位于源电极和漏电极上的结晶的平均粒径。由此,能够使至少一部分位于源电极和漏电极上的有机半导体层结晶生长成大粒径。其结果,能够减少源电极与漏电极之间的晶界(晶粒边界),因此能够提高载流子迁移率。
[0111] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:在俯视时,从所述开口露出的所述源电极或所述漏电极与所述栅电极沿着沟道方向重叠的区域的长度比所述源电极与所述漏电极的间隔长。
[0112] 由此,能够在沟道区域两侧的至少一方充分地确保有机半导体层的厚度难以变动的区域,因此能够促进源电极和漏电极上的有机半导体层的结晶生长。其结果,由于能够促进源电极和漏电极上的有机半导体层的结晶生长,因此能够得到大粒径的结晶。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0113] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的外侧。
[0114] 由此,在开口内的整个面形成栅电极,因此能够减小开口内的有机半导体层的膜厚不匀。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0115] 或者,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的内侧。
[0116] 由此,栅电极的端部形成于开口内,因此与在开口内的整个面形成栅电极的情况相比,能够降低栅电极与源电极(漏电极)之间的寄生电容。因此,通过使用本方式的薄膜晶体管,能够提高装置的工作速度。
[0117] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:所述开口为矩形,所述源电极是具有沿着所述开口的一边形成的梳齿部的梳形电极,所述漏电极是具有沿着所述开口的另一边形成的梳齿部、且与所述源电极咬合的梳形电极,所述源电极和所述漏电极的所述梳齿部的至少一方的顶端与所述开口的不同于所述一边及所述另一边的边分离。
[0118] 在本方式中,作为梳形电极的源电极和漏电极的梳齿部的至少一方的顶端与开口的一边分离。由此,能够使与开口的内周缘部接触的部分不包含在沟道区域中,因此即使在开口的内周缘部、有机半导体层的结晶粒径变小,也能够减小对TFT特性的影响。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0119] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为,分离地形成所述源电极和所述漏电极的工序和形成所述牺牲层的工序包括:在所述栅极绝缘膜上形成金属膜的工序;在所述金属膜上形成所述牺牲层的工序;对所述牺牲层进行图案形成的工序;以及对所述金属膜进行图案形成而形成所述源电极和所述漏电极的工序。
[0120] 根据本方式,能够以不同的工序图案形成牺牲层、源电极和漏电极。
[0121] 或者,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为,分离地形成所述源电极和所述漏电极的工序和形成所述牺牲层的工序包括:在所述栅极绝缘膜上形成金属膜的工序;在所述金属膜上形成所述牺牲层的工序;以及对所述牺牲层和所述金属膜一并进行图案形成的工序。
[0122] 根据本方式,由于一并对牺牲层和金属膜进行图案形成,所以能够将牺牲层、源电极和漏电极图案形成为相同形状。
[0123] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:所述牺牲层由金属、金属合金或金属化合物形成。在该情况下,优选所述牺牲层的薄膜电阻比所述源电极和所述漏电极的薄膜电阻低。
[0124] 由此,能够使源电极和漏电极低电阻化。进一步,能够减小以与源电极和漏电极相同的结构形成的布线的电阻。
[0125] 或者,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:所述牺牲层由绝缘材料形成。
[0126] 这样,牺牲层也可以由绝缘材料构成。
[0127] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:所述牺牲层由具有拨液性的材料构成。
[0128] 由此,通过具有拨液性的牺牲层,涂敷在开口内的有机半导体材料凝集在开口的中央(栅电极的上方),因此能够在栅电极的上方形成膜厚较厚的有机半导体层。由此,能够提高导通电流特性,因此能够实现具有优异的TFT特性的有机薄膜晶体管。
[0129] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:在所述牺牲层中添加有氟。
[0130] 由此,能够使牺牲层容易地具有拨液性。
[0131] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的制造方法的一种方式中,也可以为:在形成所述有机半导体层的工序中,通过将用于形成所述有机半导体层的有机半导体溶液涂覆在所述开口内并进行热处理,从而形成所述有机半导体层。
[0132] 另外,本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式的特征在于,具备:基板;栅电极,其形成在所述基板上;栅极绝缘膜,其形成在所述栅电极上;源电极和漏电极,其形成在所述栅极绝缘膜上;牺牲层,其形成在所述源电极和所述漏电极上;隔壁部,其形成在所述牺牲层上,具有使所述栅电极上的所述栅极绝缘膜露出的开口;以及有机半导体层,其形成于所述开口内,所述牺牲层形成为使所述源电极和所述漏电极在所述开口内露出,所述有机半导体层遍及在所述开口内露出的所述源电极和所述漏电极的上表面以及所述栅极绝缘膜的上表面而形成,从所述开口露出的所述源电极和所述漏电极的表面积为所述开口的面积的50%以上,所述源电极与所述漏电极的间隔小于所述有机半导体层的结晶中的、至少一部分位于所述源电极和所述漏电极上的结晶的平均粒径。
[0133] 根据本方式,牺牲层形成为使源电极和漏电极在开口内露出,因此在露出的源电极和漏电极上不残留隔壁层的残渣。由此,在源电极与漏电极的界面,能够使有机半导体层的结晶性良好,并且能够抑制接触电阻的上升。因此,能够实现导通特性优异的有机薄膜晶体管。
[0134] 而且,根据本方式,在开口内占据的源电极和漏电极的比例为50%以上,且源电极与漏电极的间隔(沟道长度)小于有机半导体层的结晶中的、至少一部分位于源电极和漏电极上的结晶的平均粒径。由此,能够使至少一部分位于源电极和漏电极上的有机半导体层结晶生长成大粒径。其结果,能够减少源电极与漏电极之间的晶界(晶粒边界),因此能够提高载流子迁移率。
[0135] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:在俯视时,从所述开口露出的所述源电极或所述漏电极与所述栅电极沿着沟道方向重叠的区域的长度比所述源电极与所述漏电极的间隔长。
[0136] 由此,能够在沟道区域两侧的至少一方充分地确保有机半导体层的厚度难以变动的区域,因此能够促进源电极和漏电极上的有机半导体层的结晶生长。其结果,由于能够促进源电极和漏电极上的有机半导体层的结晶生长,因此能够得到大粒径的结晶。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0137] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的外侧。
[0138] 由此,由于在开口内的整个面形成栅电极,因此能够减小开口内的有机半导体层的膜厚不匀。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0139] 或者,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:在俯视时,所述栅电极的端部位于所述开口的内侧。
[0140] 由此,由于栅电极的端部形成于开口内,因此与在开口内的整个面形成栅电极的情况相比,能够降低栅电极与源电极(漏电极)之间的寄生电容。因此,通过使用本方式的薄膜晶体管,能够提高装置的工作速度。
[0141] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:所述开口为矩形,所述源电极是具有沿着所述开口的一边形成的梳齿部的梳形电极,所述漏电极是具有沿着所述开口的另一边形成的梳齿部、且与所述源电极咬合的梳形电极,所述源电极和所述漏电极的所述梳齿部的至少一方的顶端与所述开口的不同于所述一边及所述另一边的边分离。
[0142] 由此,能够使与开口的内周缘部接触的部分不包含在沟道区域中,因此即使在开口的内周缘部、有机半导体层的结晶粒径变小,也不影响TFT特性。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0143] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:所述牺牲层形成于所述源电极和所述漏电极的一部分上。
[0144] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:在所述隔壁部的开口以外的区域,所述牺牲层的俯视形状与所述源电极和所述漏电极的俯视形状相同。
[0145] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以构成为所述牺牲层的所述开口侧的端缘与所述隔壁部的所述开口的端缘一致。
[0146] 或者,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以构成为所述牺牲层的所述开口侧的端缘从所述隔壁部的所述开口的端缘后退。
[0147] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:所述牺牲层由金属、金属合金或金属化合物形成。在该情况下,优选所述牺牲层的薄膜电阻比所述源电极和所述漏电极的薄膜电阻低。
[0148] 或者,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:所述牺牲层由绝缘材料形成。
[0149] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:所述牺牲层由具有拨液性的材料构成。
[0150] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:在所述牺牲层中添加有氟。
[0151] 另外,在本发明涉及的有机薄膜晶体管的一种方式中,也可以为:所述有机半导体层通过涂敷法来形成。
[0152] 以下,说明本发明涉及的有机薄膜晶体管和有机薄膜晶体管的制造方法的实施方式。此外,以下说明的实施方式均为示出本发明的优选具体例的实施方式。因此,在以下实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置或连接方式、步骤(工序)以及步骤的顺序等为一个例子,并不是要限定本发明。因此,关于以下的实施方式中的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的结构要素,作为任意的构成要素进行说明。此外,各图为示意图,并不是严密地进行图示的图。
[0153] 另外,如后所述,本发明涉及的有机薄膜晶体管例如可以作为TFT阵列基板中的各像素的开关元件等加以使用。TFT阵列基板具备呈矩阵状排列的多个像素、沿着像素的列方向形成的图像信号线(源极线)、以及沿着像素的行方向形成的扫描线(栅极线)等。
[0154] (实施方式1)
[0155] 首先,使用图1A和图1B说明本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管10。图1A是表示本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。
[0156] 如图1A所示,本实施方式涉及的有机薄膜晶体管10是底栅型且p型(p沟道)的TFT,具备基板1、栅电极2、栅极绝缘膜3、源电极4S和漏电极4D、牺牲层5、具有与沟道部(有机半导体层7)对应而形成的开口的隔壁部6、以及形成于隔壁部6的开口内的有机半导体层7。进一步,有机薄膜晶体管10具备保护膜8和层间绝缘膜9。以下,详细说明有机薄膜晶体管10的各构成要素。
[0157] 基板1例如是由石英玻璃或无碱玻璃构成的玻璃基板。此外,作为基板1,也可以使用塑料膜等具有可挠性的挠性基板等。
[0158] 在基板1上按预定形状图案形成有栅电极2。栅电极2由导电性材料或其合金等的单层构造或多层构造构成,例如使用钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钛(Ti)、铬(Cr)或钼钨(MoW)等形成。
[0159] 此外,在俯视时,在图1A~图5中,栅电极2形成于开口部分的整个面,但如图9B所示,栅电极2也可以形成于开口部分的一部分。
[0160] 栅极绝缘膜3形成在栅电极2上。在本实施方式中,栅极绝缘膜3形成于基板1上的整个面以覆盖栅电极2。可以通过由硅氧化膜或硅氮化膜等的单层膜或层叠膜构成的无机绝缘膜形成栅极绝缘膜3。另外,作为栅极绝缘膜3,也可以由聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、聚丙烯等的有机绝缘膜形成。
[0161] 在栅极绝缘膜3上分离地形成一对源电极4S和漏电极4D,源电极4S和漏电极4D在栅电极2的上方隔开预定的间隔而对向配置。另外,源电极4S和漏电极4D的对向的各端部构成为在隔壁部6的开口内露出。即,源电极4S和漏电极4D的开口侧的端部形成为在俯视时位于隔壁部6的开口部分。
[0162] 另外,源电极4S和漏电极4D由导电性材料或其合金等的单层构造或多层构造构成,例如使用Mo、W、Cu、Al、Ni(镍)、Au(金)、Ag(银)、MoW或MoN(氮化钼)等形成。
[0163] 在本实施方式中,由于源电极4S和漏电极4D与作为沟道层的有机半导体层7接触,所以优选源电极4S和漏电极4D的HOMO(最高占据分子轨道)功函数大于有机半导体层7的HOMO功函数,例如可以由包含Au、Ni、MoW或MoN等的金属、金属合金或金属化合物构成。由此,除了后述的由除去隔壁层6R的残渣实现的接触电阻降低的效果之外,由于能够进一步减小接触电阻,所以能够实现导通特性更优异的有机薄膜晶体管。例如,作为源电极4S和漏电极4D,当使用Au(功函数5.1eV)、MoWOx(功函数5.3eV)或Ni(功函数5.2eV)时,则能够实现与有机半导体层7(p型有机半导体的功函数一般为5.0eV左右)的良好的欧姆接触,能够构成导通电阻小且导通特性优异的有机薄膜晶体管,能够实现显示面板的高性能化。
[0164] 此外,若考虑使有机半导体层7的膜厚均匀,则优选源电极4S和漏电极4D的膜厚为有机半导体层7的膜厚的2倍左右,例如可以为25nm~100nm。
[0165] 牺牲层5形成在源电极4S和漏电极4D上,构成为使源电极4S和漏电极4D在隔壁部6的开口内露出。在本实施方式中,牺牲层5形成在源电极4S和漏电极4D的一部分上,设置为在隔壁部6的开口内对向。另外,在本实施方式中,牺牲层5仅存在于沟道区域周边。
[0166] 牺牲层5是用于除去在图案形成隔壁部6时残留在该牺牲层5的上表面的残渣的层,通过牺牲本身而除去残留有残渣的部分的该牺牲层5,从而使得残渣被与该牺牲层5一起去除。在本实施方式中,通过干式蚀刻除去牺牲层5的从开口露出的端部,所以构成为牺牲层5的开口侧的端缘与隔壁部6的开口的端缘一致。即,牺牲层5的开口侧的端缘与隔壁部
6的开口的端缘在同一平面连续地形成。
[0167] 另外,牺牲层5由与源电极4S和漏电极4D不同的材料构成,可以使用绝缘材料或者金属、金属合金或金属化合物等金属系材料。另外,作为牺牲层5的材料,优选为与构成源电极4S及漏电极4D、隔壁部6的材料的蚀刻选择比大的材料。由此,通过设置源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6与牺牲层5的选择比,对于隔壁部6的开口内的牺牲层5的端部,能够选择性地且容易地仅除去牺牲层5。
[0168] 更具体而言,在以绝缘材料构成牺牲层5的情况下,可以使用氧化膜等无机绝缘材料或有机绝缘材料。另一方面,在以金属系材料构成牺牲层5的情况下,由于牺牲层5具有导电性,所以牺牲层5也可看作源电极4S和漏电极4D。在该情况下,作为牺牲层5,优选由薄膜(表面)电阻比源电极4S和漏电极4D的薄膜电阻低的材料构成,例如可以由Al和/或Cu等构成。由此,能够实质上减小包含了牺牲层5的源电极4S和漏电极4D的电阻值,能够实现源电极4S和漏电极4D的低电阻化。
[0169] 隔壁部6形成在栅极绝缘膜3上以覆盖源电极4S、漏电极4D和牺牲层5。为了按每个像素分离并划分有机半导体层7,隔壁部6的开口形成在栅电极2上,在本实施方式中,构成为俯视形状为矩形。隔壁部6是规定(限制)有机半导体层7的周围的堤,其具有阻挡有机半导体溶剂的流动的功能,该有机半导体溶剂是用于形成涂敷于开口内的有机半导体层7的溶剂。但是,在本实施方式中,由于在源电极4S和漏电极4D上形成有牺牲层5,所以在源电极4S和漏电极4D上,牺牲层5的开口侧的内壁作为堤发挥功能。
[0170] 隔壁部6的开口构成为使源电极4S、漏电极4D和栅极绝缘膜3的一部分露出。隔壁部6的隔壁部分可以使用抗蚀剂等感光性材料形成,可以通过对该感光性树脂进行局部曝光、显影从而形成开口。此外,优选通过用氟等对隔壁部6进行预定的表面处理,从而使隔壁部6的表面具有拨液性。
[0171] 有机半导体层7由隔壁部6(牺牲层)的隔壁部分(开口的内壁)包围,有机半导体层7的外周由该内壁面规定。也即是,有机半导体层7遍及该开口内的源电极4S露出的部分的上表面、栅极绝缘膜3的上表面、以及该开口内的漏电极4D露出的部分的上表面而形成。
[0172] 有机半导体层7可以通过使用涂覆型的有机材料,利用喷墨法等印刷法在隔壁部6的开口内涂覆预定的溶剂并结晶化而形成。作为有机半导体层7的材料,例如可以使用并五苯、酞菁系或者卟啉系的可溶性有机材料。
[0173] 为了保护有机半导体层7,在有机半导体层7上形成保护膜8。在本实施方式中,在隔壁部6(牺牲层5)的开口内形成保护膜8以覆盖有机半导体层7。保护膜8的外周由牺牲层5和隔壁部6的开口的内壁规定。
[0174] 在此,优选保护膜8包含光交联的材料。光交联的材料通过被光照射而在分子中形成分子结合,分子构造变致密,聚合物的结合变牢固。由此,能够有效地遮断要侵入有机半导体层7中的水分、氧或杂质。作为光交联的材料,有丙烯酸聚合物等高分子材料或者丙烯酸单体等低分子材料。进一步,作为保护膜8,优选在光交联的材料之外还包含热交联的材料。此外,保护膜8不限于仅由有机材料构成,也可以使用在上述有机材料中添加了硅等无机材料的材料。通过使用这样的在有机材料中添加了硅等无机材料的材料,与仅由有机材料构成的有机保护膜相比,能够进一步抑制水分和/或氧气等侵入有机半导体层7。
[0175] 层间绝缘膜9形成在保护膜8上。在本实施方式中,层间绝缘膜9形成在隔壁部6上以覆盖保护膜8并填埋隔壁部6的开口。层间绝缘膜9抑制层间的泄漏电流的产生,并且使有机薄膜晶体管10的表面平坦化。层间绝缘膜9可以使用例如抗蚀剂等有机材料、SOG(Spin On Glass:旋涂玻璃)等无机材料来形成。
[0176] 这样,通过形成层间绝缘膜9,能够使保护膜8承担防止有机半导体层7的特性劣化的功能,并使层间绝缘膜9承担层间绝缘的功能,能够通过保护膜8和层间绝缘膜9这两层膜进行功能分离。因此,能够防止有机半导体层7的特性劣化,并且能够防止层间的电流泄漏,所以能够实现可靠性高的有机薄膜晶体管10。
[0177] 如图1B所示,这样构成的有机薄膜晶体管10与形成在基板1上的扫描线(栅极线)11和图像信号线(源极线)12等布线一起构成布线基板(TFT阵列基板)。另外,有机薄膜晶体管10的各电极延伸设置而也作为布线使用,例如,如图1B所示,栅电极2和漏电极4D延伸设置,也作为布线发挥功能。此外,在图1B中,栅电极2与扫描线11形成在同一层,可同时图案形成。另外,漏电极4D与图像信号线12形成在同一层,可同时图案形成。
[0178] 接着,使用图2和图3说明本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管10的制造方法。图2和图3是用于说明本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0179] 首先,如图2的(a)所示,在玻璃基板等基板1上堆积栅电极2的材料,形成第1金属膜(栅极金属膜)2M。第1金属膜2M可以使用Mo、Al、Cu、W、Ti、Cr或MoW等通过溅射或蒸镀进行成膜。
[0180] 接着,如图2的(b)所示,通过光刻和蚀刻,使第1金属膜2M形成图案(图案化),在基板1上形成预定形状的栅电极2。此外,第1金属膜2M的蚀刻可以使用湿式蚀刻或干式蚀刻。此外,如图2的(b)所示,通过使第1金属膜2M形成图案,不仅形成栅电极2,也能够同时形成扫描线11等同一层的布线。
[0181] 接着,如图2的(c)所示,在栅电极2上形成栅极绝缘膜3。在本实施方式中,栅极绝缘膜3形成于基板1上的整个面以覆盖栅电极2。栅极绝缘膜3可以根据材料而通过等离子体CVD或涂覆法来形成。例如,在使用了硅氧化膜或硅氮化膜等无机绝缘膜来作为栅极绝缘膜3的情况下,可以通过等离子体CVD来进行成膜。另外,在使用了聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚或聚丙烯等有机绝缘膜来作为栅极绝缘膜3的情况下,可以通过涂覆法来进行成膜。
[0182] 然后,也可以根据需要而在栅电极2上的栅极绝缘膜3形成接触孔。接触孔的形成例如是为了在后续工序中电连接与该有机薄膜晶体管10相邻的其他有机薄膜晶体管中的源电极或漏电极和该有机薄膜晶体管10的栅电极2而进行的。在该情况下,当栅极绝缘膜3含有感光剂且通过涂敷法来形成时,接触孔可以通过基于光刻法的图案形成来形成。另外,在栅极绝缘膜3不含有感光剂而通过等离子体CVD来形成的情况下,可以在图案形成抗蚀剂后,通过干式蚀刻或湿式蚀刻形成接触孔。
[0183] 接着,如图2的(d)所示,在栅极绝缘膜3上的整个面,堆积源电极4S和漏电极4D的材料,形成第2金属膜(源漏极金属膜)4M。这时,在栅电极2上有接触孔的情况下,第2金属膜4M填充到接触孔中,形成接触部。第2金属膜4M例如使用Mo、W、Cu、Al、Ni、Au、Ag、MoW或MoN等通过溅射或蒸镀来形成。在本实施方式中,形成了MoW的单层膜。
[0184] 接着,如图2的(e)所示,在第2金属膜4M上的整个面,堆积预定的材料而形成牺牲层5。牺牲层5可以使用金属系材料或绝缘材料,根据材料,可以通过溅射、蒸镀或等离子体CVD来进行形成。如上所述,作为牺牲层5的材料,优选选择与构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料的蚀刻选择比大的材料。在本实施方式中,使用了绝缘材料的牺牲层5。
[0185] 接着,如图2的(f)所示,通过进行两次光刻和蚀刻,使牺牲层5和第2金属膜4M形成图案,从而形成一对对向的预定形状的源电极4S和漏电极4D,并且在源电极4S和漏电极4D上形成预定形状的牺牲层5。这时,通过蚀刻除去第2金属膜4M,栅极绝缘膜3露出。
[0186] 如该图所示,对牺牲层5进行蚀刻以使得留下覆盖与源电极4S和漏电极4D各自对向的端部的部分。更具体而言,对源电极4S上的牺牲层5进行蚀刻,以使得该牺牲层5的漏电极侧的端缘与源电极4S的漏电极侧的端缘一致。另外,对漏电极4D上的牺牲层5进行蚀刻,以使得该牺牲层5的源电极侧的端缘与漏电极4D的源电极侧的端缘一致。
[0187] 此外,该工序中的牺牲层5和第2金属膜4M的蚀刻可以使用湿式蚀刻或干式蚀刻来进行。另外,在使第2金属膜4M形成图案时,可以在图案形成源电极4S和漏电极4D的同时,也图案形成TFT阵列基板上的布线。即,可以使用相同的材料同时形成TFT阵列基板上的布线、源电极4S和漏电极4D。例如,如该图所示,可以通过使第2金属膜4M形成图案,从而形成图像信号线12。
[0188] 接着,如图2的(g)所示,在基板1上方的整个面,通过涂覆隔壁部6的预定的材料而形成隔壁层6R。由此,形成隔壁层6R以覆盖牺牲层5、源电极4S、漏电极4D以及露出的栅极绝缘膜3等。此外,在本实施方式中,使用感光性树脂以1微米的膜厚形成了隔壁层6R。
[0189] 接着,如图3的(a)所示,通过使隔壁层6R形成图案,在栅电极2的上方开口,以使得源电极4S与漏电极4D之间的栅极绝缘膜3再次露出,并且使形成于源电极4S和漏电极4D上的牺牲层5的一部分露出。由此,能够形成具有开口和隔壁部分(堤)的预定形状的隔壁部6。隔壁部6的开口与形成有机半导体层7的部分对应而形成,且形成为在俯视时源电极4S和漏电极4D的各端部在该开口内露出,即,在该工序中,形成为在俯视时位于源电极4S和漏电极
4D的各端部上的牺牲层5的端部在该开口内露出。
[0190] 可以通过对隔壁层6R进行曝光和显影来进行隔壁层6R的图案形成。这时,如该图所示,在牺牲层5的露出的各端部的表面上,存在隔壁层6R的残渣6a。隔壁层6R的残渣6a是对隔壁层6R进行显影后残留的残留物,是构成隔壁层6R的感光性树脂或其变质后的材料。
[0191] 此外,在隔壁层6R形成开口后,为了使隔壁部6的表面具有拨液性,也可以使用氟等对隔壁部6进行预定的表面处理。
[0192] 接着,如图3的(b)所示,将隔壁部6的隔壁部分作为掩模,通过蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层5,从而使位于该牺牲层5下的源电极4S和漏电极4D的各端部露出。也即是,在该工序中,为了俯视时源电极4S和漏电极4D的各端部在隔壁部6的开口内露出,通过蚀刻除去在该露出部分的源电极4S和漏电极4D的各端部上形成的牺牲层5。在本实施方式中,通过干式蚀刻进行牺牲层5的蚀刻。由此,牺牲层5被蚀刻,以使得该牺牲层5的开口侧的端缘与隔壁部6的开口的端缘一致。
[0193] 通过该工程,除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层5的端部,因此也与牺牲层5一起除去了存在于牺牲层5的各端部上的隔壁层6R的残渣6a。即,在蚀刻牺牲层5的端部时,通过剥离(lift off,挖除)除去隔壁层6R的残渣6a。由此,能够在源电极4S和漏电极4D上不存在隔壁层6R的残渣6a,使源电极4S和漏电极4D的各端部表面得到清洁化。
[0194] 接着,用喷墨法在隔壁部6的开口内涂覆包含有机半导体材料的溶液(有机半导体溶液)。这时,包含有机半导体材料的溶液在露出的栅极绝缘膜3的上表面扩展,并且,也在开口内露出的源电极4S和漏电极4D的各端部的上表面扩展。在开口内扩展的包含有机半导体材料的溶液由牺牲层5的对向的内壁面(侧面)和隔壁部6的对向的隔壁部分(开口的内壁面)阻挡(guard),包含有机半导体材料的溶液的涂覆区域得到限制(规定)。由此,能够防止包含有机半导体材料的溶液向隔壁部6的开口的外侧流出。
[0195] 然后,通过进行预定的热处理,使包含有机半导体材料的溶液干燥,进行有机半导体材料的结晶化。由此,如图3的(c)所示,能够在隔壁部6的开口内形成外周被限制的有机半导体层7。在本实施方式中,有机半导体层7形成为从源电极4S的端部的上表面遍及到漏电极4D的端部的上表面,以使得覆盖露出的栅极绝缘膜3的上表面。
[0196] 此外,对于通过上述的喷墨法进行的有机半导体材料溶液的涂覆,优选滴到隔壁部6的开口的中央附近来进行涂覆。由此,包含有机半导体材料的溶液在由隔壁部6的开口包围的区域内均匀扩展,因此能够以均匀的膜厚形成有机半导体层7。另外,作为有机半导体材料,可以使用并五苯、酞菁系或者卟啉系的可溶性有机材料。另外,对于上述预定的热处理,优选是溶液所包含的有机半导体材料不热分解且会结晶化、并且能使溶液的溶剂蒸发的温度。在本实施方式中,通过200℃左右的温度进行热处理。
[0197] 接着,如图3的(d)所示,在隔壁部6的开口内,用喷墨法从有机半导体层7的上方涂覆包含作为保护膜8的材料的涂层(overcoat)材料的溶液。这时,由于牺牲层5的内壁面和隔壁部6的隔壁部分成为阻挡部,包含涂层材料的溶液的涂覆区域受到限制,所以能够防止包含涂层材料的溶液向隔壁部6的开口的外侧流出。在预定的区域涂覆包含涂层材料的溶液后,进行预定的热处理。由此,包含涂层材料的溶液干燥,能够形成外周受到限制(规定)的保护膜8。
[0198] 这时,在溶液所包含的涂层材料含有热交联的材料的情况下,通过热处理,能够提高保护膜8的保护功能。另外,在涂层材料包含光交联的材料的情况下,通过另外实施UV光等光照射处理,能在涂层材料的分子中形成分子结合,分子构造变致密,聚合物的结合变牢固。由此,能够提高保护膜8对氧、水分或者杂质的遮蔽效果。
[0199] 此外,对于通过喷墨法进行的包含涂层材料的溶液的涂覆,优选滴到隔壁部6的开口的中央附近来进行涂覆。由此,由于包含涂层材料的溶液在由隔壁部6的开口包围的区域内均匀扩展,所以能够以均匀的膜厚形成保护膜8。另外,在本实施方式中,涂层材料用喷墨法进行涂覆,但只要能在有机半导体上确保所需要的膜厚,用旋涂法进行整个面的涂覆也能够得到作为保护膜的同样的效果。
[0200] 接着,如图3的(e)所示,在包含保护膜8的基板1上的整个面形成层间绝缘膜9。层间绝缘膜9形成所期望的厚度以使得表面平坦化。此外,能够通过涂覆SOG等预定的材料从而形成层间绝缘膜9。
[0201] 如上所述,能够形成本实施方式涉及的有机薄膜晶体管10。
[0202] 接着,使用图4和图5说明本实施方式涉及的有机薄膜晶体管10的效果。图4是用于说明以往的有机薄膜晶体管的问题点的图。图5是用于说明本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的特征性工序的剖视图。
[0203] 在如图32和图33所示的以往的有机薄膜晶体管100的制造方法中,在隔壁层106R形成开口时,通过除去形成于源电极104S和漏电极104D的各端部上的隔壁层106R,使源电极104S和漏电极104D的各端部在开口内露出。因此,在以往的有机薄膜晶体管100中,如图4所示,在露出的源电极104S和漏电极104D的各端部的表面上存在隔壁层106R的残渣106a,在残留有该残渣106a的状态下跨源电极104S和漏电极104D的各端部而形成有机半导体层107。由此,有机半导体层107的结晶性受到损害,并且源电极104S(漏电极104D)与有机半导体层7之间的接触电阻上升,有机薄膜晶体管100的TFT特性劣化。
[0204] 与此相对,在本实施方式涉及的有机薄膜晶体管10中,由于在源电极4S和漏电极4D的各端部上隔着牺牲层5形成有隔壁层6R,因此如图5的(a)所示,在隔壁层6R形成开口时,隔壁层6R的残渣6a不是存在于源电极4S和漏电极4D的表面上,而是存在于牺牲层5的表面上。并且,然后,如图5的(b)所示,通过蚀刻除去形成于源电极4S和漏电极4D的各端部上的牺牲层5,与牺牲层5一起蚀刻除去隔壁层6R的残渣6a后,如图5的(c)所示,在隔壁部6的开口内形成有机半导体层7。由此,能够在源电极4S和漏电极4D的表面不存在隔壁层6R的残渣6a的状态下形成有机半导体层7,因此源电极4S和漏电极4D的各端部与有机半导体层7的层界面成为清洁化状态。由此,能够使有机半导体层7的结晶性良好,并且能够抑制伴随着隔壁层6R的残渣6a的、源电极4S(漏电极4D)与有机半导体层7之间的接触电阻上升。因此,能够实现具有优异的TFT特性的有机薄膜晶体管。特别是由于能够增大有机半导体层7的结晶粒径,因此能够得到导通特性优异的薄膜晶体管。
[0205] 接着,使用图6A~图6C,说明残留在有机薄膜晶体管的源电极或漏电极上的隔壁层的残渣的影响。图6A是图4所示的以往的有机薄膜晶体管的表面SEM照片,示出了隔壁部106的表面、从隔壁部106的开口露出的源电极104S的表面。图6B是示意性地示出了图4所示的以往的有机薄膜晶体管(现有例)的有机半导体层的结晶状态(a)、和图1A所示的本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管(本发明)的有机半导体层的结晶状态(b)的图。另外,图
6C是表示图1A所示的本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管和图4所示的以往的有机薄膜晶体管的栅极电压与漏极电流的关系(传输特性)的图。
[0206] 首先,如图6A所示,在图4所示的以往的有机薄膜晶体管100中,在源电极104S的表面上,能够确认到存在隔壁部106的残渣106a。在图6A中,大量的白色颗粒为隔壁部106的残渣106a。此外,虽未图示,但在漏电极104D的表面上也存在隔壁部106的残渣106a。
[0207] 这样,在以往的有机薄膜晶体管100中,由于在源电极104S和漏电极104D的表面上存在隔壁部106的残渣106a,因此如图6B的(a)所示,有机半导体层107的结晶组织为小颗粒状结晶。
[0208] 另一方面,在本实施方式涉及的有机薄膜晶体管10中,通过除去源电极4S和漏电极4D的各端部上的牺牲层5,使隔壁层6R的残渣6a也得以除去,因此在源电极4S和漏电极4D的表面不存在隔壁层6R的残渣6a。由此,不会由于隔壁层6R的残渣6a而使有机半导体层7中的结晶生长受到抑制,因此如图6B的(b)所示,有机半导体层7的结晶组织成为大粒径的结晶。另外,如该图所示,也可知:从源电极4S和漏电极4D上延伸的结晶生长为较大而跨过源电极4S与漏电极4D之间(沟道区域)。
[0209] 因此,本实施方式涉及的有机薄膜晶体管10能够形成结晶粒径比以往的有机薄膜晶体管100的结晶粒径大的有机半导体层,能够得到导通特性优异的有机薄膜晶体管。相反地,在以往的有机薄膜晶体管100中,由于存在隔壁部106的残渣106a,有机半导体层107的结晶状态劣化,由此,接触电阻变高,导通电流下降。
[0210] 实际上,当求出本实施方式涉及的有机薄膜晶体管10和以往的有机薄膜晶体管100的传输特性时,则如图6C所示,可知以实线表示的本发明的导通特性比以双点划线表示的现有例的导通特性优异。
[0211] 以上,根据本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管10,由于在源电极4S和漏电极4D上隔着牺牲层5而形成隔壁层6R,所以通过蚀刻除去形成于源电极4S和漏电极4D上的牺牲层5,能与牺牲层5一起蚀刻除去在隔壁层6R形成开口时的隔壁层6R的残渣6a。由此,由于能够在源电极4S和漏电极4D的表面不存在隔壁层6R的残渣6a的状态下形成有机半导体层
7,所以能够使有机半导体层107的结晶性良好,并且能够抑制伴随着隔壁层6R的残渣6a的、源电极4S(漏电极4D)与有机半导体层7之间的接触电阻上升。因此,能够抑制导通电流的下降,所以能够实现导通特性优异的有机薄膜晶体管。
[0212] 然而,在尝试调查实际制造的有机薄膜晶体管的特性时,也观测到特性未充分地提高。对于这一点,本申请发明人认真研究后得到了以下的见解。
[0213] 如上所述,关于源电极4S和漏电极4D,由于通过剥离牺牲层5能得到不存在隔壁层6R的残渣6a的洁净表面,所以形成于源电极4S和漏电极4D的表面的有机半导体层7成为结晶粒径大的结晶。
[0214] 另一方面,由于在栅极绝缘膜3上不形成牺牲层5,所以可认为在栅极绝缘膜3上存在隔壁层6R的残渣6a。因此,形成于栅极绝缘膜3上的有机半导体层7的结晶生长不会被促进,会成为结晶粒径小的结晶。
[0215] 这样,在源电极4S(漏电极4D)上和栅极绝缘膜3上,有机半导体层7的结晶状态不同。在该情况下,若设源电极4S与漏电极4D的间隔(源漏电极间的距离:沟道长度)为L,设有机半导体层7的最大结晶粒径为G,则将L>G时的有机半导体层7的结晶组织表示在图7的(a)中。在此,由于大结晶的核存在于源电极4S和漏电极4D上,所以从源电极4S和漏电极4D的对向的电极端部向栅极绝缘膜3上的沟道区域的突出最大为G/2。因此,如图7的(a)所示,L>G的情况下的有机半导体层7的结晶组织成为如下状态:在栅极绝缘膜3上结晶生长的多个小粒径的结晶(结晶粒)夹在从源电极4S和漏电极4D的对向的双方电极端部起结晶生长的大粒径的结晶(结晶粒)彼此之间。因此,在图7的(a)所示的有机半导体层7的结晶组织中存在大量晶界,所以载流子迁移率下降。
[0216] 因此,在本实施方式中,首先,使源电极4S与漏电极4D的间隔(沟道长度)小于至少一部分结晶生长在源电极4S和漏电极4D上的有机半导体层7的平均结晶粒径。由此,源电极4S与漏电极4D的间隔小于有机半导体层7的结晶中的、至少一部分位于源电极4S和漏电极
4D上的结晶的平均粒径。在该情况下,能够根据有机半导体层7的材料决定源电极4S与漏电极4D的间隔。也即是,能够基于由有机半导体层7的材料确定的结晶尺寸决定源电极4S与漏电极4D的间隔。
[0217] 这样,通过使沟道长度小于位于源电极4S(漏电极4D)上的有机半导体层7的平均结晶粒径,如图7的(b)所示,能够使L≤G。由此,有机半导体层7形成为从源电极4S和漏电极4D的表面上的核生长的结晶覆盖沟道区域(源漏电极之间)。其结果,能够使源电极4S与漏电极4D之间的有机半导体层7的晶界减少,因此能够提高载流子迁移率。
[0218] 此外,在图7的(b)中,从源电极4S和漏电极4D结晶生长的结晶粒形成为跨源电极4S和漏电极4D,但也不一定非要跨源电极4S和漏电极4D不可。另外,认为:即使是在图7的(b)的情况下,由于隔壁层6R的残渣6a的影响,在栅极绝缘膜3上也会存在结晶粒径小的结晶。然而,可认为:该结晶粒径小的结晶存在于从源电极4S和漏电极4D上结晶生长的大粒径结晶之下,其影响是有限的。
[0219] 在此,为了避免有机半导体层7的结晶由于栅极绝缘膜3上的残渣6a而成为小粒径,可考虑通过蚀刻等除去栅极绝缘膜3上的残渣6a。但是,当蚀刻栅极绝缘膜3上的残渣6a时,则工序数会增加。进一步,在以有机材料构成栅极绝缘膜3的情况下,难以通过蚀刻除去栅极绝缘膜3上的残渣6a。
[0220] 因此,在本实施方式中,以残渣6a存在于栅极绝缘膜3上为前提,采用以下结构。即,如图6B的(b)所示,使从隔壁部6的开口露出的源电极4S和漏电极4D的表面积为该开口的面积的50%以上,使在开口内占据的源电极4S和漏电极4D的比例为50%以上。也即是,在隔壁部6的开口内,与存在残渣6a的栅极绝缘膜3的区域(面积)相比,使不存在残渣6a的源电极4S和漏电极4D的区域(面积)起支配性作用。由此,结晶粒径大的结晶变得容易生长,因此能够容易地使L≤G。更优选在开口内占据的源电极4S和漏电极4D的比例为70%以上。
[0221] 此外,若在开口内占据的源电极4S和漏电极4D的比例不到50%,则即使形成牺牲层5并除去源电极4S和漏电极4D上的残渣6a,也会与图6B的(a)的情况同样地,有机半导体层7的结晶组织成为小颗粒状结晶。
[0222] 进一步,在本实施方式中,优选从隔壁部6的开口露出的源电极4S和漏电极4D与栅电极2重叠的区域的长度长于沟道长度。以下,使用图8、图9A和图9B说明该点。图8是表示比较例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图和剖视图。图9A是表示本发明实施方式1涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图和剖视图。图9B是表示本发明实施方式1涉及的另一有机薄膜晶体管的结构的俯视图和剖视图。
[0223] 如本实施方式,在栅极绝缘膜、源电极以及漏电极位于栅电极的上方、半导体层位于栅极绝缘膜、源电极以及漏电极的上方的构造的薄膜晶体管中,由于栅电极的厚度,会在形成半导体层的基底面容易形成台阶(凹凸)。例如,如图8所示,由于栅电极2’,会在作为形成有机半导体层7的基底面的栅极绝缘膜3的表面形成凹凸。这样,若凹凸存在于半导体层的基底面,则在通过涂覆法形成半导体层的情况下,存在如下问题:半导体层的厚度容易因位置的不同而不同。
[0224] 一般来说,半导体层的成膜条件被调整为使得形成于沟道区域附近的半导体层的膜质为最佳膜质。然而,如图8所示,在源电极4S与漏电极4D的间隔(d1)比源电极4S和栅电极2’沿着沟道方向重叠的区域的长度(d3)或者漏电极4D和栅电极2’沿着沟道方向重叠的区域的长度(d2)长的情况下,由于在栅电极2’的端部上产生的台阶,隔壁部6的开口的周缘端部附近的有机半导体层7的厚度(t2)有时会比沟道区域附近(开口的中央附近)的有机半导体层7的厚度(t1)厚。在该情况下,在开口的周缘端部附近,会在并非最佳的成膜条件下形成有机半导体层7。其结果,开口的周缘端部附近的有机半导体层7的结晶性会比沟道区域附近的有机半导体层7的结晶性差。因此,在栅电极2’上方的源电极4S和漏电极4D的表面上结晶生长的有机半导体层7在朝向开口的周缘端部的方向上难以结晶生长。也即是,在源电极4S和漏电极4D上,结晶难以从开口中央部朝向开口周边延伸。因此,源电极4S和漏电极4D上的结晶生长难以进行。
[0225] 因此,如图8所示,在源电极4S(漏电极4D)上的开口的周缘部附近,由于有机半导体层7较厚,因此有机半导体层7的结晶粒径变小,另外,在源电极4S和漏电极4D上的长度d2、d3的区域中,由于该区域狭窄,因此无法结晶生长成大的粒径。这样,在如图8所示的结构中,由于源电极4S和漏电极4D的表面的结晶生长不进展,因此无法形成使得横穿源电极4S与漏电极4D之间(沟道区域)的大粒径结晶。因此,即使利用牺牲层5去除源电极4S和漏电极4D上的隔壁层6R的残渣6a而提高了源电极4S和漏电极4D的表面的洁净性,有时也无法充分地使有机半导体层7的结晶生长得到促进。
[0226] 因此,在本实施方式中,如图9A所示,构成为:源电极4S和栅电极2’沿着沟道方向重叠的区域的长度(d3)以及漏电极4D和栅电极2’沿着沟道方向重叠的区域的长度(d2)比源电极4S与漏电极4D的间隔(d1)长。由此,能够在沟道区域的两侧充分地确保有机半导体层7的厚度难以变动的区域,因此能够促进源电极4S和漏电极4D上的有机半导体层7的结晶生长。其结果,如图9A所示,在除去了残渣6a的表面清洁过的源电极4S和漏电极4D上,能够得到使得横穿源电极4S和漏电极4D的大粒径结晶。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0227] 此外,在图9A中,为d1
[0228] 进一步,如图9A所示,在本实施方式中,在俯视时,构成为栅电极2的周缘端部不是位于隔壁部6的开口的内侧而是位于外侧。由此,栅电极2形成于隔壁部6的开口内的整个面,因此能够减小开口内的有机半导体层7的膜厚不匀。因此,能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0229] 但是,如图9B所示,关于沟道方向上的栅电极2的端部,也可以构成为位于隔壁部6的开口的内侧。也即是,形成栅电极2以使得栅电极2的端部与牺牲层5(隔壁部6)的内壁分离。由此,沟道方向上的栅电极2的端部形成于开口内,因此与在隔壁部6的开口内的整个面形成栅电极2的情况相比,能够降低栅电极2与源电极4S(漏电极4D)之间的寄生电容。这样,在图9B的结构中,能够在维持能得到大粒径结晶的源电极4S(漏电极4D)与沟道长度或开口面积的关系的同时降低寄生电容。由此,能够实现TFT特性优异且降低了寄生电容的有机薄膜晶体管。因此,在使用了图9B所示结构的有机薄膜晶体管的装置中,能够提高工作速度。
[0230] (实施方式1的变形例1)
[0231] 接着,使用图10A和图10B说明本发明实施方式1的变形例1涉及的有机薄膜晶体管10A。图10A是表示本发明实施方式1的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图
10B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。此外,在图
10A和图10B中,对于与图1A和图1B所示的构成要素相同的构成要素标注相同的标号,省略或简化详细的说明。
[0232] 如图10A和图10B所示,本变形例涉及的有机薄膜晶体管10A和布线基板的牺牲层5A开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图1A和图1B所示有机薄膜晶体管
10和布线基板不同。
[0233] 关于本变形例涉及的有机薄膜晶体管10A的制造方法,虽然可以与实施方式1涉及的有机薄膜晶体管10的制造方法同样地进行制造,但在本变形例中,进行牺牲层5A的端部的蚀刻,以使得牺牲层5A的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退。即,在本变形例中,在图3的(a)的牺牲层5的蚀刻中,露出的牺牲层5被蚀刻成源电极4S上的牺牲层5的侧面和与之对向的漏电极4D上的牺牲层5的侧面向相互远离的方向从隔壁部6的开口的端缘后退。
[0234] 可以通过湿式蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层5A的端部,从而形成这样的结构。在该情况下,作为牺牲层5A的材料,优选为相对于构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料而蚀刻选择比大的材料。即,优选选择牺牲层5A的材料,以使得蚀刻液蚀刻牺牲层5A的蚀刻速率比该蚀刻液蚀刻源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6的蚀刻速率大一定以上。由此,通过设置源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6与牺牲层5A的选择比,能够进行除去以使得牺牲层5A的侧面后退。作为这样的牺牲层5,优选使用能通过氢氟酸等容易地进行蚀刻的材料。
[0235] 例如,在源电极4S和漏电极4D为Ni或Ni合金且牺牲层5A为Cu或Cu合金的情况下,通过使用包含过氧化氢(1~10wt%)、硝酸(0.01~10wt%)和水且使过氧化氢浓度与硝酸浓度之比为0.5以上的蚀刻液,能够选择性地仅蚀刻牺牲层5A(Cu或Cu合金)。
[0236] 另外,在源电极4S和漏电极4D为Mo或Mo合金且牺牲层5A为Cu或Cu合金的情况下,通过使用包含过氧化氢(5~30wt%)、醋酸等有机酸(0.5~5wt%)、磷酸二氢钠等磷酸盐(0.2~5wt%)、由氨基四唑等氮化物形成的添加剂(0.2~5wt%)、丙氨酸系列等添加剂(0.2~5wt%)、氟化铵等氟化合物(0.01~1wt%)以及去离子水的蚀刻液,能够选择性地(选择比10:
1)仅蚀刻牺牲层5A(Cu或Cu合金)。
[0237] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管10A,能实现与实施方式1涉及的有机薄膜晶体管10同样的效果。
[0238] (实施方式1的变形例2)
[0239] 接着,使用图11A、图11B和图11C说明本发明实施方式1的变形例2涉及的有机薄膜晶体管10B。图11A是表示本发明实施方式1的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图11B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图,图11C是由图11A所示的虚线包围的区域X的放大剖视图。此外,在图11A~图11C中,对于与图1A和图1B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0240] 如图11A和图11B所示,与变形例1同样地,本变形例涉及的有机薄膜晶体管10B和布线基板中,牺牲层5B的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图1A和图1B所示有机薄膜晶体管10和布线基板不同。另外,本变形例中,牺牲层5B的开口侧的端缘的剖面形状为圆弧状,这一点与牺牲层5A的开口侧的端缘的剖面形状为直线状的变形例1不同。
[0241] 对于本变形例涉及的有机薄膜晶体管10B的制造方法,可以与变形例1涉及的有机薄膜晶体管10A的制造方法同样地进行制造,进行牺牲层5B的端部的蚀刻以使得牺牲层5B的端缘从隔壁部6的开口的端缘进一步后退。
[0242] 与变形例1同样地,可以通过湿式蚀刻除去在隔壁部6的开口内露出的牺牲层5B的端部,从而形成这样的结构。例如,在使牺牲层5、源电极4S和漏电极4D的材料与变形例1相同的情况下,可以通过延长蚀刻时间来加以实现。或者,也可以通过选择如下材料作为牺牲层5B的材料来加以实现,该材料相对于源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的蚀刻选择比大于变形例1中的牺牲层的材料的蚀刻选择比。
[0243] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管10B,能实现与实施方式1涉及的有机薄膜晶体管10同样的效果。
[0244] 另外,如图11C所示,当将从隔壁部6的开口端缘(下端)起的牺牲层5B的端缘(上端)的进入位置设为P1,将隔壁部6的开口端缘(下端)的位置设为P2,将牺牲层5B的端缘(下端)的位置设为P3,将源电极4S(或漏电极4D)的开口侧端缘的位置设为P4时,P3与P4之间的区域为形成有机半导体层7与源电极4S(或漏电极4D)的接触的部分,成为支配有机半导体层7的结晶状态的区域。因此,在P3与P4之间的区域,隔壁层6R的残渣6a与牺牲层5B一起被除去,不存在残渣6a。此外,优选使P3与P4之间的距离为3μm以上。
[0245] 另外,只要P3与P4之间的区域能够确保用于形成接触的适当区域,则如图11C所示,P3的位置也可以是比P2的位置更靠沟道区域侧。也即是,可以是(P1与P3之间的距离)≥(P1与P2之间的距离)以及(P1与P3之间的距离)<(P1与P2之间的距离)中的任一者。
[0246] (实施方式2)
[0247] 接着,使用图12A和图12B说明本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管20。图12A是表示本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图12B是表示具备本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。此外,在图12A和图12B中,对于与图1A和图1B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0248] 如图12A所示,本实施方式涉及的有机薄膜晶体管20是底栅型且为p型(p沟道)TFT,具备基板1、栅电极2、栅极绝缘膜3、源电极4S和漏电极4D、牺牲层25、具有开口的隔壁部6、以及形成于隔壁部6的开口内的有机半导体层7。进一步,有机薄膜晶体管20具备保护膜8和层间绝缘膜9。
[0249] 本实施方式涉及的有机薄膜晶体管20与实施方式1涉及的有机薄膜晶体管10的不同点为牺牲层的结构。即,在实施方式1中,牺牲层25与第2金属膜4M被分别进行图案形成,但在本实施方式中,牺牲层25与第2金属膜4M一起被进行图案形成。由此,隔壁部6的开口以外的区域中的牺牲层25形成为俯视形状与源电极4S和漏电极4D相同的形状。
[0250] 在本实施方式中,牺牲层25也形成在源电极4S和漏电极4D上,但在本实施方式中,在隔壁部6的开口以外的区域中,牺牲层25的俯视形状与源电极4S和漏电极4D的俯视形状相同。另外,在本实施方式中,由于从牺牲层25的开口露出的端部通过干式蚀刻来除去,因此与实施方式1同样地,牺牲层25的开口侧的端缘构成为与隔壁部6的开口的端缘一致。即,牺牲层25的开口侧的端缘与隔壁部6的开口的端缘在同一平面连续地形成。
[0251] 另外,与实施方式1同样地,牺牲层25可以通过由氧化膜等无机绝缘材料或有机绝缘材料形成的绝缘材料、或者金属、金属合金或金属化合物等金属系材料构成,但在本实施方式中,通过金属系材料构成。
[0252] 通过由金属系材料构成牺牲层25,牺牲层25具有导电性,因此能够将牺牲层25看做源电极和漏电极的一部分。即,牺牲层25和源电极4S(或漏电极4D)能够看做一个源电极(或漏电极)。该情况下,作为牺牲层25,优选以具有比源电极4S和漏电极4D的薄膜电阻低的薄膜电阻的材料构成,例如可以由Al、Cu等构成。由此,能够实质上减小包含了牺牲层25的源电极和漏电极的电阻值,能够实现源电极和漏电极的低电阻化。
[0253] 另外,构成源电极4S和漏电极4D的材料也可以作为与源电极4S和漏电极4D形成在同一层的图像信号线等布线来加以利用。即,通过对第2金属膜4M进行图案形成,能够图案形成预定形状的源电极4S和漏电极4D,并且同时也图案形成预定形状的图像信号线等布线。
[0254] 而且,在本实施方式中,由于牺牲层25也能够看做源电极和漏电极,所以牺牲层25也能够作为图像信号线等布线使用。因此,通过对牺牲层25和第2金属膜4M一并进行图案形成,能够将牺牲层25和第2金属膜4M图案形成为同一形状。
[0255] 在该情况下,如上所述,通过构成为牺牲层25的薄膜电阻低于源电极4S(漏电极4D)的薄膜电阻,不仅能减小源电极4S和漏电极4D的电阻值,也能减小图像信号线等布线的电阻值。在该情况下,为了成为足以能够使布线电阻低电阻化的厚度的膜厚,优选使牺牲层
25的膜厚比源电极4S和漏电极4D的膜厚厚,例如可以为100nm~1000nm。
[0256] 此外,在本实施方式中,作为牺牲层25的材料,也优选为与构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料的蚀刻选择比大的材料。由此,通过设置源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6与牺牲层25的选择比,对于隔壁部6的开口内的牺牲层25的端部,能够选择性地且容易地仅除去牺牲层25。
[0257] 另外,在本实施方式中,源电极4S和漏电极4D的对向的各端部也构成为在隔壁部6的开口内露出。即,源电极4S和漏电极4D的开口侧的端部形成为在俯视时位于隔壁部6的开口部分,在开口中的该端部上不形成隔壁部6。
[0258] 如图12B所示,这样构成的有机薄膜晶体管20与形成在基板1上的扫描线(栅极线)11和图像信号线(源极线)12等布线一起构成布线基板(TFT阵列基板)。另外,在本实施方式中,有机薄膜晶体管20的各电极也延伸设置而作为布线来使用,例如如图12B所示,栅电极2和漏电极4D延伸设置,也作为布线发挥功能。在该情况下,在本实施方式中,一起进行图案形成牺牲层25、源电极4S和漏电极4D,且牺牲层25也作为源电极和漏电极发挥功能,因此在延伸设置的源电极4S和漏电极4D上也形成有牺牲层25。例如,如图12B所示,在与漏电极4D形成于同一层的图像信号线12上也形成有牺牲层25。由此,通过如上所述减小牺牲层25的薄膜电阻,能够减小图像信号线12的布线电阻。
[0259] 例如,由于牺牲层25与有机半导体层7接触的部分很少,所以功函数小也没关系,优选使用Al(功函数4.3eV)或Cu(功函数4.6eV)等低电阻金属等。由此,即使源电极4S和漏电极4D延伸设置而构成的图像信号线12等布线的长度长,也能够抑制布线引起的电压降。因此,即使使用大型显示面板也能够实现画面质量优异的显示装置。
[0260] 接着,使用图13和图14说明本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管20的制造方法。图13和图14是用于说明本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。此外,在本实施方式中,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
[0261] 首先,与实施方式1同样地,如图13的(a)所示,在基板1上堆积栅电极2的材料,形成第1金属膜(栅极金属膜)2M。然后,如图13的(b)所示,通过光刻和蚀刻,对第1金属膜2M进行图案形成,形成预定形状的栅电极2。然后,如图13的(c)所示,在栅电极2上形成栅极绝缘膜3。
[0262] 接着,如图13的(d)所示,在栅极绝缘膜3上的整个面堆积源电极4S和漏电极4D的材料,形成第2金属膜(源漏金属膜)4M。接着,如该图所示,与第2金属膜4M的形成连续地在第2金属膜4M上的整个面堆积预定的材料而形成牺牲层25。在本实施方式中,牺牲层25使用了金属系材料。在该情况下,如上所述,牺牲层25优选为具有低薄膜电阻的材料,例如可以使用Al、Cu等。
[0263] 接着,如图13的(e)所示,通过光刻和蚀刻,同时一起对牺牲层25和第2金属膜4M进行图案形成。由此,能够形成一对预定形状的源电极4S和漏电极4D、以及层叠于源电极4S和漏电极4D且形状与该源电极4S和漏电极4D的形状相同的牺牲层25。另外,通过此时的蚀刻,源电极4S与漏电极4D之间的栅极绝缘膜3露出。
[0264] 此外,可以使用湿式蚀刻或干式蚀刻进行该蚀刻。另外,一起对第2金属膜4M和牺牲层25进行图案形成时,可以在图案形成源电极4S和漏电极4D、以及牺牲层25的同时,也图案形成TFT阵列基板上的布线。即,可以使用相同的材料同时形成TFT阵列基板上的布线、源电极4S(或漏电极4D)以及牺牲层25。例如,如该图所示,通过对第2金属膜4M和牺牲层25进行图案形成,能够形成层叠了牺牲层25的图像信号线12。
[0265] 接着,如图13的(f)所示,在基板1上方的整个面,通过涂覆隔壁部6的预定的材料而形成隔壁层6R。由此,形成隔壁层6R以覆盖牺牲层25、源电极4S、漏电极4D以及露出的栅极绝缘膜3等。
[0266] 接着,如图14的(a)所示,与实施方式1同样地,通过对隔壁层6R进行图案形成,在栅电极2的上方开口,使得源电极4S与漏电极4D之间的栅极绝缘膜3再次露出,并且使形成在源电极4S和漏电极4D上的牺牲层25的一部分露出。由此,能够形成具有开口和隔壁部分(堤)的预定形状的隔壁部6。
[0267] 如该图所示,与实施方式1同样地,在对隔壁层6R进行显影处理后,在牺牲层25的露出的各端部的表面上,存在隔壁层6R的残渣6a。
[0268] 接着,与实施方式1同样地,如图14的(b)所示,将隔壁部6的隔壁部分作为掩模,通过蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层25,从而使位于该牺牲层25下的源电极4S和漏电极4D的各端部露出。在该工序中,通过蚀刻除去在开口内露出的部分的源电极4S和漏电极4D的各端部上形成的牺牲层25。在本实施方式中,通过干式蚀刻进行牺牲层25的蚀刻。由此,牺牲层25被蚀刻为该牺牲层25的开口侧的端缘与隔壁部6的开口的端缘一致。
[0269] 在本实施方式中,也通过该工程除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层25的端部,所以也能与牺牲层25一起除去存在于牺牲层25的各端部上的隔壁层6R的残渣6a。即,在蚀刻牺牲层25的端部时,通过剥离除去隔壁层6R的残渣6a。由此,在源电极4S和漏电极4D上不存在隔壁层6R的残渣6a,能够使源电极4S和漏电极4D的各端部表面清洁化。
[0270] 接着,与实施方式1同样地,用喷墨法在隔壁部6的开口内涂覆包含有机半导体材料的溶液(有机半导体溶液),然后,通过进行预定的热处理,使包含有机半导体材料的溶液干燥,进行有机半导体材料的结晶化。由此,如图14的(c)所示,能够在隔壁部6的开口内形成有机半导体层7。
[0271] 接着,如图14的(d)所示,在隔壁部6的开口内,用喷墨法从有机半导体层7的上方涂覆包含作为保护膜8的材料的涂层(overcoat)材料的溶液,使之干燥而形成保护膜8。然后,如图14的(e)所示,在包含保护膜8的基板1上的整个面形成层间绝缘膜9。
[0272] 如上所述,能够形成本实施方式涉及的有机薄膜晶体管20。
[0273] 以上,根据本发明实施方式2涉及的有机薄膜晶体管20,与实施方式1同样地,通过蚀刻除去形成在源电极4S和漏电极4D上的牺牲层25,能除去在隔壁层6R形成开口时的隔壁层6R的残渣6a。由此,能够使有机半导体层107的结晶性良好,并且能够抑制接触电阻的上升,因此能够实现导通特性优异的有机薄膜晶体管。
[0274] 另外,在本实施方式中,与实施方式1同样地,在开口内占据的源电极4S和漏电极4D的比例也为50%以上,并且,源电极4S与漏电极4D的间隔(沟道长度)也比位于源电极4S和漏电极4D上的有机半导体层7结晶的平均粒径(平均晶粒尺寸)小。由此,能够形成跨源电极
4S和漏电极4D的大粒径结晶的有机半导体层7。因此,能够减少源电极4S与漏电极4D之间的晶界,所以能够提高载流子迁移率。
[0275] 进一步,在本实施方式涉及的有机薄膜晶体管20中,在利用第2金属膜4M形成图像信号线12等布线的情况下,对牺牲层25和第2金属膜4M一并进行图案形成,在图像信号线12等布线上也形成牺牲层25。在该情况下,通过使构成牺牲层25的材料的薄膜电阻比构成第2金属膜4M(图像信号线12等布线、源电极4S、漏电极4D)的材料的薄膜电阻小,能够减小图像信号线12等布线的电阻。即,能够实现布线的低电阻化。
[0276] (实施方式2的变形例1)
[0277] 接着,使用图15A和图15B说明本发明实施方式2的变形例1涉及的有机薄膜晶体管20A。图15A是表示本发明实施方式2的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图
15B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。此外,在图
15A和图15B中,对于与图12A和图12B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0278] 如图15A和图15B所示,本变形例涉及的有机薄膜晶体管20A和布线基板中,牺牲层25A开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图12A和图12B所示的有机薄膜晶体管20和布线基板不同。
[0279] 对于本变形例涉及的有机薄膜晶体管20A的制造方法,可以与实施方式2涉及的有机薄膜晶体管20的制造方法同样地进行制造,但在本变形例中,进行牺牲层25A的端部的蚀刻以使得牺牲层25A的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退。即,在本变形例中,在图14的(a)的牺牲层25的蚀刻中,露出的牺牲层25被蚀刻,以使得源电极4S上的牺牲层25的侧面和与之对向的漏电极4D上的牺牲层25的侧面向相互远离的方向从隔壁部6的开口的端缘后退。
[0280] 可以通过湿式蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层25A的端部,从而形成这样的结构。在该情况下,作为牺牲层25A的材料,优选为相对于构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料而蚀刻选择比大的材料。即,优选选择牺牲层25A的材料以使得蚀刻液蚀刻牺牲层25的蚀刻速率比该蚀刻液蚀刻源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6的蚀刻速率大一定以上。由此,通过设置源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6与牺牲层25A的选择比,能够进行除去以使得牺牲层25A的侧面后退。作为这样的牺牲层25A,优选使用能通过氢氟酸等容易地进行蚀刻的材料。
[0281] 例如,在源电极4S和漏电极4D为Ni或Ni合金且牺牲层25A为Cu或Cu合金的情况下,通过使用包含过氧化氢(1~10wt%)、硝酸(0.01~10wt%)和水且使过氧化氢浓度与硝酸浓度之比为0.5以上的蚀刻液,能够选择性地仅蚀刻牺牲层25A(Cu或Cu合金)。
[0282] 另外,在源电极4S和漏电极4D为Mo或Mo合金且牺牲层25A为Cu或Cu合金的情况下,通过使用包含过氧化氢(5~30wt%)、醋酸等有机酸(0.5~5wt%)、磷酸二氢钠等磷酸盐(0.2~5wt%)、由氨基四唑等氮化物形成的添加剂(0.2~5wt%)、丙氨酸系列等添加剂(0.2~5wt%)、氟化铵等氟化合物(0.01~1wt%)以及去离子水的蚀刻液,能够选择性地(选择比10:
1)仅蚀刻牺牲层25A(Cu或Cu合金)。
[0283] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管20A,能实现与实施方式2涉及的有机薄膜晶体管20同样的效果。
[0284] (实施方式2的变形例2)
[0285] 接着,使用图16A、图16B和图16C说明本发明实施方式2的变形例2涉及的有机薄膜晶体管20B。图16A是表示本发明实施方式2的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图16B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图,图16C是由图16A所示的虚线包围的区域X的放大剖视图。此外,在图16A~图16C中,对于与图12A和图12B所示的构成要素相同的构成要素标注相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0286] 如图16A和图16B所示,与变形例1同样地,本变形例涉及的有机薄膜晶体管20B和布线基板中,牺牲层25B的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图12A和图12B所示的有机薄膜晶体管20和布线基板不同。另外,本变形例中,牺牲层25B的开口侧的端缘的剖面形状为圆弧状,这一点与牺牲层25A的开口侧的端缘的剖面形状为直线状的变形例1不同。
[0287] 对于本变形例涉及的有机薄膜晶体管20B的制造方法,可以与变形例2涉及的有机薄膜晶体管20的制造方法同样地进行制造,进行牺牲层25B端部的蚀刻以使得牺牲层25B的端缘从隔壁部6的开口的端缘进一步后退。
[0288] 与变形例1同样地,可以通过湿式蚀刻除去在隔壁部6的开口内露出的牺牲层25B的端部,从而形成这样的结构。例如,在牺牲层25B、源电极4S和漏电极4D的材料与变形例1相同的情况下,可以通过延长蚀刻时间来加以实现。或者,也可以通过选择如下材料作为牺牲层25B的材料来加以实现,该材料相对于源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的蚀刻选择比比变形例1中的牺牲层的材料相对于源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的蚀刻选择比大。
[0289] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管20B,能实现与实施方式2涉及的有机薄膜晶体管20同样的效果。
[0290] 另外,如图16C所示,与在图11C说明过的同样地,在P3与P4之间的区域,隔壁层6R的残渣6a与牺牲层25B一起被除去,不存在残渣6a。此外,优选P3与P4之间的距离为3μm以上。同样地,另外,只要P3与P4之间的区域能够确保用于形成接触的适当区域,则P3的位置也可以比P2的位置更靠沟道区域侧。
[0291] (实施方式3)
[0292] 接着,使用图17A和图17B说明本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管30。图17A是表示本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图。此外,在图17A和图17B中,对于与图1A和图1B所示的构成要素相同的构成要素标注相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0293] 如图17A所示,本实施方式涉及的有机薄膜晶体管30是底栅型且p型(p沟道)TFT,具备基板1、栅电极2、栅极绝缘膜3、源电极4S和漏电极4D、牺牲层35、具有与沟道部(有机半导体层7)对应而形成的开口的隔壁部6、以及形成于隔壁部6的开口内的有机半导体层7。进一步,有机薄膜晶体管10具备保护膜8和层间绝缘膜9。
[0294] 本实施方式中的牺牲层35由相对于实施方式1中的牺牲层5更具有拨液性的材料构成。也即是,本实施方式中的牺牲层35也作为拨液层发挥功能。这样,由于牺牲层35具有拨液性,因此涂覆于开口内的有机半导体材料由于牺牲层35而凝集在隔壁部6的开口内的中央区域。由此,能够在栅电极2的上方(沟道区域)形成膜厚厚的有机半导体层7。
[0295] 作为牺牲层35,可以使用由树脂等形成的感光剂等有机绝缘材料或无机绝缘材料。此外,作为牺牲层35,优选使用添加有氟的材料。通过添加氟,能够容易地确保牺牲层35的拨液性,因此能够使涂覆于隔壁部6的开口内的有机半导体材料容易地凝集在隔壁部6的开口内的中央区域。由此,能够容易地使形成于栅电极2的上方(沟道区域)的有机半导体层7的膜厚较厚。例如,作为添加了氟的树脂材料,可以使用非晶(无定形)氟树脂(商品名:
cytop,旭硝子(株)制)。
[0296] 接着,使用图18和图19说明本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管30的制造方法。图18和图19是用于说明本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。
[0297] 首先,如图18的(a)所示,与实施方式1同样地,在基板1上堆积栅电极2的材料,形成第1金属膜(栅极金属膜)2M。然后,如图18的(b)所示,通过光刻和蚀刻,对第1金属膜2M进行图案形成,形成预定形状的栅电极2。然后,如图18的(c)所示,在栅电极2上形成栅极绝缘膜3。
[0298] 接着,如图18的(d)所示,与实施方式1同样地,在栅极绝缘膜3上的整个面,堆积源电极4S和漏电极4D的材料,形成第2金属膜(源漏金属膜)4M。
[0299] 接着,如图18的(e)所示,在第2金属膜4M上的整个面,堆积预定的材料而形成牺牲层35。牺牲层35例如可以使用绝缘材料,在本实施方式中,使用了在感光性树脂中添加了氟的绝缘材料。此外,作为牺牲层35的材料,优选选择与构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料的蚀刻选择比大的材料。
[0300] 接着,如图18的(f)所示,与实施方式1同样地,通过进行两次光刻和蚀刻,对牺牲层35和第2金属膜4M进行图案形成,从而形成一对对向的预定形状的源电极4S和漏电极4D,并且在源电极4S和漏电极4D上形成预定形状的牺牲层35。这时,通过蚀刻除去第2金属膜4M,栅极绝缘膜3露出。
[0301] 接着,如图18的(g)所示,与实施方式1同样地,在基板1上方的整个面,通过涂覆隔壁部6的预定的材料而形成隔壁层6R。
[0302] 接着,如图19的(a)所示,与实施方式1同样地,通过对隔壁层6R进行图案形成,在栅电极2的上方开口,以使得源电极4S与漏电极4D之间的栅极绝缘膜3再次露出,并且使形成于源电极4S和漏电极4D上的牺牲层35的一部分露出。
[0303] 接着,如图19的(b)所示,与实施方式1同样地,将隔壁部6的隔壁部分作为掩模,通过蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的部分的牺牲层35,从而使位于该除去的部分的牺牲层35下的源电极4S和漏电极4D的各端部露出。
[0304] 通过该工程,使从隔壁部6的开口露出的牺牲层35的端部得以除去,所以也能与牺牲层35一起除去存在于牺牲层35的各端部上的隔壁层6R的残渣6a。
[0305] 接着,如图19的(c)所示,用喷墨法在隔壁部6的开口内涂覆包含有机半导体材料的溶液(有机半导体溶液)。涂覆于开口内的包含有机半导体材料的溶液由牺牲层35的对向的内壁面(侧面)和隔壁部6的对向的隔壁部分(开口的内壁面)阻挡,包含有机半导体材料的溶液的涂覆区域得到规定。由此,能够防止包含有机半导体材料的溶液向隔壁部6的开口的外侧流出。进一步,包含有机半导体材料的溶液被牺牲层35夹于中间,因此包含有机半导体材料的溶液由于表面张力而成为中间鼓起的状态。
[0306] 此外,对于通过上述的喷墨法进行的有机半导体材料溶液的涂覆,优选滴到隔壁部6的开口的中央附近而进行涂敷。另外,与实施方式1同样地,作为有机半导体材料,可以使用并五苯、酞菁系或者卟啉系的可溶性有机材料。
[0307] 然后,通过进行预定的热处理,使包含有机半导体材料的溶液干燥硬化,进行有机半导体材料的结晶化。由此,如图19的(d)所示,能够在隔壁部6的开口内形成外周被规定了的有机半导体层7。在本实施方式中,有机半导体层7从源电极4S的端部的上表面遍及到漏电极4D的端部的上表面而形成,以使得覆盖露出的栅极绝缘膜3的上表面。在该情况下,由于牺牲层35对有机半导体材料的排斥效果,沟道区域的有机半导体层7厚膜化。即,隔壁部6的开口内的中央区域的有机半导体层7的膜厚比开口内的周边区域的有机半导体层7的膜厚厚。
[0308] 此外,上述的预定的热处理优选为溶液所包含的有机半导体材料不会热分解且会结晶化、且能使溶液的溶剂蒸发的温度。在本实施方式中,通过200℃左右的温度进行热处理。
[0309] 接着,如图19的(e)所示,与实施方式1同样地,在隔壁部6的开口内,用喷墨法从有机半导体层7的上方涂覆包含作为保护膜8的材料的涂层材料的溶液。
[0310] 接着,如图19的(f)所示,与实施方式1同样地,在包含保护膜8的基板1上的整个面形成层间绝缘膜9。层间绝缘膜9形成为所希望的厚度以使得表面平坦化。此外,可以通过涂覆SOG等预定的材料来形成层间绝缘膜9。
[0311] 如上所述,能够形成本实施方式涉及的有机薄膜晶体管30。
[0312] 接着,使用图20说明本实施方式涉及的有机薄膜晶体管30的效果。图20是用于说明本发明实施方式3涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的特征性工序的剖视图。
[0313] 如上所述,在如图32和图33所示的以往的有机薄膜晶体管100的制造方法中,由于在源电极104S和漏电极104D的各端部的表面上存在隔壁层106R的残渣106a,所以有机薄膜晶体管100的TFT特性劣化。
[0314] 与此相对,在本实施方式涉及的有机薄膜晶体管30中,与实施方式1同样地,在源电极4S和漏电极4D的各端部上隔着牺牲层35而形成隔壁层6R,因此如图20的(a)所示,在隔壁层6R形成开口时,隔壁层6R的残渣6a不是存在于源电极4S和漏电极4D的表面上,而是存在于牺牲层35的表面上。并且,然后如图20的(b)所示,通过蚀刻除去形成于源电极4S和漏电极4D的各端部上的牺牲层35,与牺牲层35一起蚀刻除去隔壁层6R的残渣6a后,如图20的(c)和(d)所示,在隔壁部6的开口内形成有机半导体层7。由此,能够在源电极4S和漏电极4D的表面不存在隔壁层6R的残渣6a的状态下形成有机半导体层7,因此源电极4S和漏电极4D的各端部与有机半导体层7的层界面成为清洁化的状态。由此,能够使有机半导体层7的结晶性良好,并且能够抑制伴随着隔壁层6R的残渣6a的、源电极4S(漏电极4D)与有机半导体层7之间的接触电阻上升。因此,与实施方式1同样地,能够实现具有优异的TFT特性的有机薄膜晶体管。特别是由于能够增大有机半导体层7的结晶粒径,所以能够得到导通特性优异的薄膜晶体管。
[0315] 另外,在本实施方式中,与实施方式1同样地,在开口内占据的源电极4S和漏电极4D的比例也为50%以上、且源电极4S与漏电极4D的间隔(沟道长度)也比位于源电极4S和漏电极4D上的有机半导体层7的结晶的平均粒径(平均晶粒尺寸)小。由此,能够形成跨源电极
4S和漏电极4D的大粒径结晶的有机半导体层7。因此,能够减少源电极4S与漏电极4D之间的晶界,所以能够提高载流子迁移率。
[0316] 进一步,根据本实施方式涉及的有机薄膜晶体管30,由于牺牲层35具有拨液性,所以能够使涂覆于隔壁部6的开口内的有机半导体材料的溶剂凝集在栅电极2(沟道区域)的上方,因此能够在沟道区域形成膜厚厚的有机半导体层7。由此,能够进一步提高导通特性。
[0317] (实施方式3的变形例1)
[0318] 接着,使用图21A和图21B说明本发明实施方式3的变形例1涉及的有机薄膜晶体管30A。图21A是表示本发明实施方式3的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图
21B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。此外,在图
21A和图21B中,对于与图17A和图17B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0319] 如图21A和图21B所示,本变形例涉及的有机薄膜晶体管30A和布线基板中,牺牲层35A的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图17A和图17B所示的有机薄膜晶体管10和布线基板不同。
[0320] 对于本变形例涉及的有机薄膜晶体管30A的制造方法,可以与实施方式3涉及的有机薄膜晶体管30的制造方法同样地进行制造,但在本变形例中,进行牺牲层35A的端部的蚀刻以使得牺牲层35A的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退。即,在本变形例中,在图19的(a)的牺牲层35的蚀刻中,蚀刻露出的牺牲层35,以使得源电极4S上的牺牲层35的侧面和与之对向的漏电极4D上的牺牲层35的侧面向相互远离的方向从隔壁部6的开口的端缘后退。
[0321] 可以通过湿式蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层35A的端部,从而形成这样的结构。在该情况下,作为牺牲层35A的材料,优选为相对于构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料而蚀刻选择比大的材料。即,优选选择牺牲层35A的材料,以使得蚀刻液蚀刻牺牲层35A的蚀刻速率比该蚀刻液蚀刻源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6的蚀刻速率大一定以上。由此,通过设置源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6与牺牲层35A的选择比,能够进行除去以使得牺牲层35A的侧面后退。作为这样的牺牲层35A,优选使用能通过氢氟酸等容易地进行蚀刻的材料。
[0322] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管30A,能实现与实施方式3涉及的有机薄膜晶体管30同样的效果。
[0323] (实施方式3的变形例2)
[0324] 接着,使用图22A、图22B和图22C说明本发明实施方式3的变形例2涉及的有机薄膜晶体管30B。图22A是表示本发明实施方式3的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图22B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图,图22C是由图22A所示的虚线包围的区域X的放大剖视图。此外,在图22A~图22C中,对于与图17A和图17B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0325] 如图22A和图22B所示,与变形例1同样地,本变形例涉及的有机薄膜晶体管30B和布线基板中,牺牲层35B的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图17A和图17B所示的有机薄膜晶体管30和布线基板不同。另外,本变形例中,牺牲层35B的开口侧的端缘的剖面形状为圆弧状,这一点与牺牲层35A的开口侧的端缘的剖面形状为直线状的变形例1不同。
[0326] 对于本变形例涉及的有机薄膜晶体管30B的制造方法,可以与变形例1涉及的有机薄膜晶体管30A的制造方法同样地进行制造,进行牺牲层35B端部的蚀刻以使得牺牲层35B的端缘从隔壁部6的开口的端缘进一步后退。
[0327] 与变形例1同样地,可以通过湿式蚀刻除去在隔壁部6的开口内露出的牺牲层35B的端部,从而形成这样的结构。例如,在使牺牲层35B、源电极4S和漏电极4D的材料与变形例1相同的情况下,可以通过延长蚀刻时间来加以实现。或者,也可以通过选择如下材料作为牺牲层35B的材料来加以实现,该材料相对于源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的蚀刻选择比比变形例1中的牺牲层的材料相对于源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的蚀刻选择比大。
[0328] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管30B,能实现与实施方式3涉及的有机薄膜晶体管30同样的效果。
[0329] 另外,如图22C所示,当将从隔壁部6的开口端缘(下端)起的牺牲层35B的端缘(上端)的进入位置设为P1,将隔壁部6的开口端缘(下端)的位置设为P2,将牺牲层35B的端缘(下端)的位置设为P3,将源电极4S(或漏电极4D)的开口侧端缘的位置设为P4时,则P3与P4之间的区域为形成有机半导体层7与源电极4S(或漏电极4D)的接触的部分,为支配有机半导体层7的结晶状态的区域。因此,在P3与P4之间的区域,隔壁层6R的残渣6a与牺牲层35B一起被除去,不存在残渣6a。此外,优选P3与P4之间的距离为3μm以上。
[0330] 另外,只要P3与P4之间的区域能够确保用于形成接触的适当区域,则如图22C所示,P3的位置也可以比P2的位置更靠沟道区域侧。也即是,可以是(P1与P3之间的距离)≥(P1与P2之间的距离)以及(P1与P3之间的距离)<(P1与P2之间的距离)中的任一者。
[0331] (实施方式4)
[0332] 接着,使用图23A和图23B说明本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管40。图23A是表示本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图23B是表示具备本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。此外,在图23A和图23B中,对于与图17A和图17B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0333] 如图23A所示,本实施方式涉及的有机薄膜晶体管40是底栅型且p型(p沟道)TFT,具备基板1、栅电极2、栅极绝缘膜3、源电极4S和漏电极4D、牺牲层45、具有开口的隔壁部6、以及形成于隔壁部6的开口内的有机半导体层7。进一步,有机薄膜晶体管20具备保护膜8和层间绝缘膜9。
[0334] 本实施方式涉及的有机薄膜晶体管40与实施方式3涉及的有机薄膜晶体管30的不同点为牺牲层的结构。即,在实施方式3中,牺牲层35与第2金属膜4M被分别进行图案形成,但在本实施方式中,牺牲层45与第2金属膜4M一起被进行图案形成。由此,隔壁部6的开口以外的区域中的牺牲层45形成为俯视形状与源电极4S和漏电极4D相同的形状。
[0335] 在本实施方式中,牺牲层45也形成在源电极4S和漏电极4D上,但在本实施方式中,在隔壁部6的开口以外的区域中,牺牲层45的俯视形状与源电极4S和漏电极4D的俯视形状相同。另外,在本实施方式中,从牺牲层45的开口露出的端部通过干式蚀刻来除去,因此与实施方式3同样地,牺牲层45的开口侧的端缘构成为与隔壁部6的开口的端缘一致。即,牺牲层45的开口侧的端缘与隔壁部6的开口的端缘在同一平面连续地形成。
[0336] 另外,与实施方式3同样地,可以通过由有机绝缘材料或无机绝缘材料形成的绝缘材料构成牺牲层45,所述有机绝缘材料为由树脂等形成的感光剂等。
[0337] 在以绝缘材料构成牺牲层45的情况下,与实施方式3同样地,优选在牺牲层45中添加氟。由此,能够提高牺牲层45的拨液性,因此能够使涂覆于隔壁部6的开口内的有机半导体材料进一步凝集在隔壁部6的开口内的中央区域。
[0338] 此外,在本实施方式中,作为牺牲层45的材料,也优选为与构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料的蚀刻选择比大的材料。由此,通过设置源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6与牺牲层45的选择比,对于隔壁部6的开口内的牺牲层45的端部,能够选择性地且容易地仅除去牺牲层45。
[0339] 另外,在本实施方式中,源电极4S和漏电极4D的对向的各端部也构成为在隔壁部6的开口内露出。即,源电极4S和漏电极4D的开口侧的端部形成为在俯视时位于隔壁部6的开口部分,在开口中的该端部上不形成隔壁部6。
[0340] 接着,使用图24和图25说明本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管40的制造方法。图24和图25是用于说明本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管的制造方法中的各工序的剖视图。此外,在本实施方式中,以与实施方式3的不同点为中心进行说明。
[0341] 首先,与实施方式3同样地,如图24的(a)所示,在基板1上堆积栅电极2的材料,形成第1金属膜(栅极金属膜)2M。然后,如图24的(b)所示,通过光刻和蚀刻,对第1金属膜2M进行图案形成,形成预定形状的栅电极2。然后,如图24的(c)所示,在栅电极2上形成栅极绝缘膜3。
[0342] 接着,如图24的(d)所示,在栅极绝缘膜3上的整个面,堆积源电极4S和漏电极4D的材料,形成第2金属膜(源漏金属膜)4M。接着,如该图所示,与第2金属膜4M的形成连续地在第2金属膜4M上的整个面堆积预定的材料而形成牺牲层45。
[0343] 接着,如图24的(e)所示,通过光刻和蚀刻,同时一起对牺牲层45和第2金属膜4M进行图案形成。由此,能够形成一对预定形状的源电极4S和漏电极4D、以及层叠于源电极4S和漏电极4D且形状与该源电极4S和漏电极4D的形状相同的牺牲层45。另外,通过此时的蚀刻,源电极4S与漏电极4D之间的栅极绝缘膜3露出。
[0344] 此外,可以使用湿式蚀刻或干蚀刻进行该蚀刻。另外,在对第2金属膜4M和牺牲层45一并进行图案形成时,可以在图案形成源电极4S和漏电极4D、以及牺牲层45的同时,也图案形成TFT阵列基板上的布线。
[0345] 接着,如图24的(f)所示,在基板1上方的整个面,通过涂覆隔壁部6的预定的材料而形成隔壁层6R。由此,形成隔壁层6R以覆盖牺牲层45、源电极4S、漏电极4D以及露出的栅极绝缘膜3等。
[0346] 接着,如图25的(a)所示,与实施方式3同样地,通过对隔壁层6R进行图案形成,在栅电极2的上方开口,以使得源电极4S与漏电极4D之间的栅极绝缘膜3再次露出,并且使形成于源电极4S和漏电极4D上的牺牲层45的一部分露出。由此,能够形成具有开口和隔壁部分(堤)的预定形状的隔壁部6。
[0347] 如该图所示,与实施方式3同样地,在对隔壁层6R进行显影处理后,在牺牲层45的露出的各端部的表面上存在隔壁层6R的残渣6a。
[0348] 接着,与实施方式3同样地,如图25的(b)所示,将隔壁部6的隔壁部分作为掩模,通过蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层45,从而使位于该牺牲层45下的源电极4S和漏电极4D的各端部露出。在该工序中,通过蚀刻除去在开口内露出的部分的源电极4S和漏电极4D的各端部上形成的牺牲层45。在本实施方式中,通过干式蚀刻进行牺牲层45的蚀刻。由此,蚀刻牺牲层45以使得该牺牲层45的开口侧的端缘与隔壁部6的开口的端缘一致。
[0349] 在本实施方式中,也通过该工程,使从隔壁部6的开口露出的牺牲层45的端部得以除去,所以也能与牺牲层45一起除去存在于牺牲层45的各端部上的隔壁层6R的残渣6a。即,在蚀刻牺牲层45的端部时,通过剥离除去隔壁层6R的残渣6a。由此,在源电极4S和漏电极4D上不存在隔壁层6R的残渣6a,能够使源电极4S和漏电极4D的各端部表面清洁化。
[0350] 接着,与实施方式3同样地,如图25的(c)所示,用喷墨法在隔壁部6的开口内涂覆包含有机半导体材料的溶液(有机半导体溶液)。这时,由于包含有机半导体材料的溶液被牺牲层45夹在中间,因此包含有机半导体材料的溶液由于表面张力而成为中间鼓起的状态。
[0351] 然后,与实施方式3同样地,通过进行预定的热处理,使包含有机半导体材料的溶液干燥硬化,进行有机半导体材料的结晶化。由此,如图25的(d)所示,能够在隔壁部6的开口内形成有机半导体层7。在该情况下,在本实施方式中,由于牺牲层45对有机半导体材料的排斥效果,沟道区域的有机半导体层7也厚膜化。
[0352] 接着,如图25的(e)所示,在隔壁部6的开口内,用喷墨法从有机半导体层7的上方涂覆包含作为保护膜8的材料的涂层材料的溶液,使之干燥而形成保护膜8。然后,如图25的(f)所示,在包含保护膜8的基板1上的整个面形成层间绝缘膜9。
[0353] 如上所述,能够形成本实施方式涉及的有机薄膜晶体管40。
[0354] 以上,根据本发明实施方式4涉及的有机薄膜晶体管40,与实施方式3同样地,通过蚀刻除去形成于源电极4S和漏电极4D上的牺牲层45,使在隔壁层6R形成开口时的隔壁层6R的残渣6a得以除去。由此,能够使有机半导体层107的结晶性良好,并且能够抑制接触电阻的上升,因此能够实现导通特性优异的有机薄膜晶体管。
[0355] 另外,在本实施方式中,也与实施方式3同样地,在开口内占据的源电极4S和漏电极4D的比例为50%以上、且源电极4S与漏电极4D的间隔(沟道长度)比位于源电极4S和漏电极4D上的有机半导体层7的结晶的平均粒径(平均晶粒尺寸)小。由此,能够形成跨源电极4S和漏电极4D的大粒径结晶的有机半导体层7。因此,能够减少源电极4S与漏电极4D之间的晶界,能够提高载流子迁移率。
[0356] 另外,在本实施方式,涂覆于隔壁部6的开口内的有机半导体材料的溶剂也由于牺牲层45而凝集在栅电极2的上方,因此也能够在沟道区域形成膜厚厚的有机半导体层7。由此,能够进一步提高导通特性。
[0357] (实施方式4的变形例1)
[0358] 接着,使用图26A和图26B说明本发明实施方式4的变形例1涉及的有机薄膜晶体管40A。图26A是表示本发明实施方式4的变形例1涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图
26B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图。此外,在图
26A和图26B中,对于与图23A和图23B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0359] 如图26A和图26B所示,本变形例涉及的有机薄膜晶体管40A和布线基板中,牺牲层45A的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图23A和图23B所示的有机薄膜晶体管40和布线基板不同。
[0360] 对于本变形例涉及的有机薄膜晶体管40A的制造方法,可以与实施方式4涉及的有机薄膜晶体管40的制造方法同样地进行制造,但在本变形例中,进行牺牲层45A的端部的蚀刻以使得牺牲层45A的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退。即,在本变形例中,在图25的(a)的牺牲层45的蚀刻中,蚀刻露出的牺牲层45,以使得源电极4S上的牺牲层45的侧面和与之对向的漏电极4D上的牺牲层45的侧面向相互远离的方向从隔壁部6的开口的端缘后退。
[0361] 可以通过湿式蚀刻除去从隔壁部6的开口露出的牺牲层45A的端部,从而形成这样的结构。在该情况下,作为牺牲层45A的材料,优选为相对于构成源电极4S和漏电极4D、隔壁部6的材料而蚀刻选择比大的材料。即,优选选择牺牲层45A的材料,以使得蚀刻液蚀刻牺牲层45A的蚀刻速率比该蚀刻液蚀刻源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6的蚀刻速率大一定以上。由此,通过设置源电极4S(漏电极4D)、隔壁部6与牺牲层45A的选择比,能够进行除去以使得牺牲层45A的侧面后退。作为这样的牺牲层45A,优选使用能通过氢氟酸等容易地进行蚀刻的材料。
[0362] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管40A,能实现与实施方式4涉及的有机薄膜晶体管40同样的效果。
[0363] (实施方式4的变形例2)
[0364] 接着,使用图27A、图27B和图27C说明本发明实施方式4的变形例2涉及的有机薄膜晶体管40B。图27A是表示本发明实施方式4的变形例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的剖视图,图27B是表示具备该变形例涉及的有机薄膜晶体管的布线基板的结构的剖视图,图27C是由图27A所示的虚线包围的区域X的放大剖视图。此外,在图27A~图27C中,对于与图23A和图23B所示的构成要素相同的构成要素标记相同的标号,并省略或简化详细的说明。
[0365] 如图27A和图27B所示,与变形例1同样地,本变形例涉及的有机薄膜晶体管40B和布线基板中,牺牲层45B的开口侧的端缘从隔壁部6的开口的端缘后退,这一点与图23A和图23B所示有机薄膜晶体管40和布线基板不同。另外,本变形例中,牺牲层45B的开口侧的端缘的剖面形状为圆弧状,这一点与牺牲层45A的开口侧的端缘的剖面形状为直线状的变形例1不同。
[0366] 对于本变形例涉及的有机薄膜晶体管40B的制造方法,可以与变形例2涉及的有机薄膜晶体管40的制造方法同样地进行制造,进行牺牲层45B的端部的蚀刻以使得牺牲层45B的端缘从隔壁部6的开口的端缘进一步后退。
[0367] 与变形例1同样地,可以通过湿式蚀刻除去在隔壁部6的开口内露出的牺牲层45B的端部,从而形成这样的结构。例如,在牺牲层45B、源电极4S和漏电极4D的材料与变形例1相同的情况下,可以通过延长蚀刻时间来加以实现。或者,也可以通过选择如下材料作为牺牲层45B的材料来加以实现,该材料相对于源电极4S和漏电极4D、以及隔壁部6的蚀刻选择比比变形例1的牺牲层的材料相对于源电极4S和漏电极4D、以及隔壁部6的蚀刻选择比大。
[0368] 以上,根据本变形例涉及的有机薄膜晶体管40B,能实现与实施方式4涉及的有机薄膜晶体管40同样的效果。
[0369] 另外,如图27C所示,与在图22C说明过的同样地,在P3与P4之间的区域,隔壁层6R的残渣6a与牺牲层45B一起被除去,不存在残渣6a。此外,优选P3与P4之间的距离为3μm以上。同样地,另外,只要P3与P4之间的区域能够确保用于形成接触的适当区域,则P3的位置也可以比P2的位置更靠沟道区域侧。
[0370] (实施方式5)
[0371] 接着,使用图28说明将上述实施方式涉及的有机薄膜晶体管应用于显示装置的例子。此外,在本实施方式中,说明将实施方式1涉及的有机薄膜晶体管适用于有机EL显示装置的例子。
[0372] 图28是本发明实施方式5涉及的有机EL显示装置的局部剖切立体图。上述有机薄膜晶体管既可以用于有机EL显示装置中的有源矩阵基板的开关晶体管、也可以用于该有源矩阵基板的驱动晶体管。
[0373] 如图28所示,有机EL显示装置50具备有源矩阵基板(TFT阵列基板)51、在有源矩阵基板51呈矩阵状配置的多个像素52、与多个像素52分别对应而形成的有机EL元件53、沿着像素52的行方向形成的多条扫描线(栅极线)11、沿着像素52的列方向形成的多条图像信号线(源极线)12、以及与图像信号线12并行形成的电源线13(未图示)。有机EL元件53具有依次层叠在有源矩阵基板51上的阳极54、有机EL层55以及阴极56(透明电极)。此外,实际上,与像素52对应而形成有多个阳极54。另外,也与像素52对应而形成有多个有机EL层55,并且构成为分别层叠有电子输送层、发光层、空穴输送层等各层。
[0374] 接着,使用图29说明上述有机EL显示装置50中的像素52的电路结构。图29是表示使用了本发明实施方式5涉及的有机薄膜晶体管的像素的电路结构的图。
[0375] 如图29所示,各像素52由正交的扫描线11和图像信号线12划分,具备驱动晶体管61、开关晶体管62、电容器63以及有机EL元件53。
[0376] 驱动晶体管61是驱动有机EL元件53的晶体管,开关晶体管62是用于从多个像素52中选择(切换)供给图像信号电压的像素52的晶体管。
[0377] 在驱动晶体管61中,栅电极61G与开关晶体管的源电极62S连接,源电极61S与电源线13连接,漏电极61D经由中继电极与有机EL元件53的阳极连接。
[0378] 另外,在开关晶体管62中,栅电极62G与扫描线11连接,漏电极62D与图像信号线12连接,源电极62S与电容器63和驱动晶体管61的栅电极61G连接。
[0379] 在该结构中,当在扫描线11输入栅极信号、开关晶体管62成为导通状态时,经由图像信号线12供给的图像信号电压被写入到电容器63。写入到电容器63的图像信号电压在1帧期间中被保持,根据该保持的图像信号电压,驱动晶体管61的电导模拟地(连续地)变化,从有机EL元件53的阳极(正极)向阴极(负极)流动与发光灰度等级对应的驱动电流,有机EL元件53发光。
[0380] 此外,在本实施方式中使用了实施方式1涉及的有机薄膜晶体管,但也可以使用其他实施方式和变形例中的有机薄膜晶体管。另外,在本实施方式中对使用有机EL元件的有机EL显示装置进行了说明,但也可以应用于使用有源矩阵基板的其他显示装置。另外,这样构成的显示装置可以作为平板显示器加以利用,可以适用于电视机、个人电脑、移动电话等所有的具有显示面板的电子设备。
[0381] (变形例)
[0382] 以下,使用图30A和图30B说明本发明变形例涉及的有机薄膜晶体管。图30A是表示比较例2涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图。图30B是表示本发明变形例涉及的有机薄膜晶体管的结构的俯视图。
[0383] 在隔壁部6的开口的内周缘部,涂覆于开口内的有机半导体层7的材料容易沿着隔壁层(内壁)上升,有机半导体层7容易形成为较厚。因此,在隔壁部6的开口的内周缘部,有机半导体层7的结晶粒径有变小的倾向。结果,有时会产生驼峰(hump)现象而无法得到良好的TFT特性。
[0384] 例如,如图30A所示,在源电极40S和漏电极40D为梳形电极的情况下,有时涂覆的有机半导体材料会积存在隔壁部6的开口的内周缘部而产生半导体积存。该情况下,有机半导体层7的结晶性会恶化(成为小粒径),会成为产生驼峰现象的原因。
[0385] 因此,在本变形例中,如图30B所示,使作为梳形电极的源电极40S和漏电极40D的梳齿部的顶端与隔壁部6的矩形开口的一边分离。也即是,使源电极40S和漏电极40D的梳齿部的顶端从开口的内周缘部(外侧)向开口的内侧后退。以下,具体地进行说明。
[0386] 如图30B所示,源电极40S包括沿着矩形开口的一边(第1边)形成的主部件41S和两条从主部件41S的两端部延伸设置的副部件(梳齿部)42S。两条副部件42S中的一条沿着矩形开口的一边(第2边)形成。同样地,漏电极40D包括沿着矩形开口的一边(第3边)形成的主部件41D和两条从主部件41D的两端部延伸设置的副部件(梳齿部)42D。两条副部件42D中的一条沿着矩形开口的一边(第4边)形成。这样构成的源电极40S和漏电极40D构成为相互咬合。也即是,源电极40S的副部件(梳齿部)42S和漏电极40D的副部件(梳齿部)42D相互相向而交替配置。
[0387] 并且,在本变形例中,沿着开口的一边(第2边)形成的源电极40S的副部件42S从该一边后退而形成为其顶端与开口的一边(第3边)分离(分开)。同样地,沿着开口的另一边(第4边)形成的漏电极40D的副部件42D从该一边后退而形成为其顶端与开口的一边(第1边)分离。
[0388] 通过这样进行构成,能够使与开口的内周缘部接触的部分不包含在沟道区域中。由此,即使在开口的内周缘部、有机半导体层7的结晶粒径变小,也能够减小对TFT特性的影响。
[0389] 例如,如图30B所示,即使在开口的角部发生半导体积存、且该角部中的有机半导体层7的结晶小粒径化,如上所述,由于源电极40S和漏电极40D的副部件(梳齿部)的顶端与隔壁部6的开口端缘分离,所以如虚线箭头所示,能够增长角部的实际(有效)沟道长度(提高电阻),因此能够使角部的小粒径结晶的影响极小化。此外,如实线箭头所示,在源电极40S与漏电极40D之间流动的电流通过最短沟道区域。
[0390] 这样,根据本变形例,即使在开口内发生半导体积存,也能够抑制驼峰现象的发生,所以能够实现TFT特性优异的有机薄膜晶体管。
[0391] 以上,基于实施方式及其变形例说明了本发明涉及的有机薄膜晶体管及其制造方法,但本发明不限于上述实施方式。此外,对于各实施方式实施本领域技术人员能想到的各种变形而得到的形态、通过在不脱离本发明的主旨的范围内将各实施方式中的构成要素以及功能任意组合而实现的形态也包含在本发明中。
[0392] 产业上的可利用性
[0393] 本发明涉及的有机薄膜晶体管能够广泛利用于电视机、个人电脑、移动电话等的显示装置或其他各种各样的电气设备中。