JP2006351613A - FIELD EFFECT TRANSISTOR, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents
FIELD EFFECT TRANSISTOR, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006351613A JP2006351613A JP2005172559A JP2005172559A JP2006351613A JP 2006351613 A JP2006351613 A JP 2006351613A JP 2005172559 A JP2005172559 A JP 2005172559A JP 2005172559 A JP2005172559 A JP 2005172559A JP 2006351613 A JP2006351613 A JP 2006351613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- effect transistor
- field effect
- semiconductor
- needle
- drain electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/221—Carbon nanotubes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/484—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the channel regions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/80—Constructional details
- H10K10/82—Electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
【課題】高移動度、かつ、電極と半導体のコンタクトが良好で特性のばらつきが少ない電界効果トランジスタその製造方法、当該トランジスタを少なくとも一部に用いた電子機器を提供する。
【解決手段】ソース電極23、ドレイン電極24、ゲート電極21、および針状半導体26を備えた電界効果トランジスタであって、前記ソース電極23およびドレイン電極24において前記針状半導体26が導電性ポリマーに覆われており、チャネル部25において針状半導体26が絶縁性ポリマーに覆われている電界効果トランジスタ。
【選択図】図2
A field effect transistor having high mobility, good contact between an electrode and a semiconductor and less variation in characteristics, a method for manufacturing the field effect transistor, and an electronic device using the transistor at least in part.
A field effect transistor including a source electrode, a drain electrode, a gate electrode, and a needle-shaped semiconductor, wherein the needle-shaped semiconductor is formed into a conductive polymer in the source electrode and the drain electrode. A field-effect transistor that is covered and in which a needle-like semiconductor 26 is covered with an insulating polymer in a channel portion 25.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、針状半導体を用いた電界効果トランジスタ、その製造方法および前記電界効果トランジスタを用いた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a field effect transistor using a needle-shaped semiconductor, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus using the field effect transistor.
近年、情報処理や通信などの高速化に伴い、カーボンナノチューブ(以下CNTと略称する)やシリコンナノワイヤーなどの針状半導体をソース電極とドレイン電極間に形成されるチャネル領域に用いた移動度の大きな電界効果トランジスタの研究が進められている。図1に従来の典型的なCNTを用いた電界効果トランジスタの構造を示す。図1に示すように、ガラス基板10上にゲート絶縁膜12である酸化膜(100〜500nm)を形成し、その上に金や白金からなるソース電極13とドレイン電極14が形成され、有機溶媒に希釈して分散させたCNTを塗布し、電極間をまたぐCNTをもって半導体層15を形成している。(特許文献1参照)
しかし、ソース電極とドレイン電極間に溶媒を滴下し、溶媒を除去する方法で作製した電界効果トランジスタでは、CNTとソース電極およびドレイン電極のコンタクトはCNTと電極が接している部分だけとなり、半導体と電極間のコンタクト性が悪く、特性ばらつきが大きい。 However, in a field effect transistor manufactured by dropping a solvent between the source electrode and the drain electrode and removing the solvent, the contact between the CNT and the source electrode and the drain electrode is only the portion where the CNT and the electrode are in contact with each other. Poor contact between electrodes and large variation in characteristics.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、コンタクト性の良好な針状半導体を用いた高移動度の電界効果トランジスタおよびその製造方法、ならびに前記電界効果トランジスタを少なくとも一部に用いた電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem. A field effect transistor having high mobility using a needle-shaped semiconductor having good contact property, a method for manufacturing the same, and at least one of the field effect transistors are provided. It is an object of the present invention to provide an electronic device used for a part.
本発明の電界効果トランジスタは、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、および針状半導体を備えた電界効果トランジスタであって、前記ソース電極およびドレイン電極において前記針状半導体が導電性ポリマーに覆われており、前記ソース電極およびドレイン電極間を接続しているチャネル部において前記針状半導体が絶縁性ポリマーに覆われていることを特徴とする。これにより、電極と針状半導体のコンタクト性が良好な電界効果トランジスタが実現可能である。 The field effect transistor of the present invention is a field effect transistor comprising a source electrode, a drain electrode, a gate electrode, and a needle-like semiconductor, wherein the needle-like semiconductor is covered with a conductive polymer in the source electrode and the drain electrode. The needle-like semiconductor is covered with an insulating polymer in a channel portion connecting the source electrode and the drain electrode. Thereby, it is possible to realize a field effect transistor having a good contact property between the electrode and the needle-like semiconductor.
さらに、前記針状半導体の長さがチャネル長よりも長いことが好ましい。これにより、ソース電極とドレイン電極間を一本の針状半導体でつなぐことができるため、分子間のホッピング伝導を要さず高移動度な電界効果トランジスタが実現可能となる。すなわち、ソース−ドレイン電極間の長さより短い長さの針状半導体複数個を、配向し直列につなげることによってソース−ドレイン電極間を針状半導体で接続した場合に比べ、より高移動度な電界効果トランジスタが実現可能となり好ましい。 Furthermore, the length of the acicular semiconductor is preferably longer than the channel length. As a result, since the source electrode and the drain electrode can be connected by a single needle-like semiconductor, a field effect transistor with high mobility can be realized without requiring hopping conduction between molecules. That is, an electric field having a higher mobility than the case where a plurality of needle-like semiconductors having a length shorter than the length between the source and drain electrodes is aligned and connected in series to connect the source-drain electrodes with the needle-like semiconductor. An effect transistor is feasible and preferable.
さらに、前記針状半導体が、前記ソース電極と前記ドレイン電極を結ぶ方向に対し、ほぼ平行方向に配向していることが好ましい。これにより、ソース電極とドレイン電極をつなぐ針状半導体が増加し、高電流を安定して得ることができる電界効果トランジスタが実現可能となる。すなわち、前記ソース電極と前記ドレイン電極を結ぶ方向に対し、ほぼ平行でなく、角度が大きい方向に向いている針状半導体は、ソース-ドレイン電極間をつなぐことができなくなる確率が増大するので、ほぼ平行方向に配向しているものが多いほど、ソース電極とドレイン電極をつなぐ針状半導体が増加し、高電流を安定して得ることができる電界効果トランジスタが実現可能となり、好ましい。 Furthermore, it is preferable that the acicular semiconductor is oriented substantially parallel to the direction connecting the source electrode and the drain electrode. Thereby, the acicular semiconductor which connects a source electrode and a drain electrode increases, and the field effect transistor which can obtain a high electric current stably is realizable. That is, since the needle-shaped semiconductor that is not substantially parallel to the direction connecting the source electrode and the drain electrode and is oriented in a direction with a large angle increases the probability that the source-drain electrode cannot be connected, It is preferable that the number of semiconductors that are substantially aligned in the parallel direction increases the number of needle-shaped semiconductors that connect the source electrode and the drain electrode, and a field effect transistor that can stably obtain a high current can be realized.
また、本発明の電子機器は、少なくとも一つの半導体素子を含む電子機器であって、前記半導体素子の少なくとも一つが、上記したいずれかに記載の電界効果トランジスタである電子機器である。移動度の高い電界効果トランジスタが含まれる電子機器とすることにより、応答速度、処理速度などの反応速度が高められた電子機器が提供される。しかも針状半導体電界効果トランジスタは、電子機器上に直接容易に形成することも可能であり、また小型化できるので電子機器を小型化したり、本発明のトランジスタをより高密度に配置し、より高性能な電子機器を提供することも可能になり好ましい。 The electronic device of the present invention is an electronic device including at least one semiconductor element, wherein at least one of the semiconductor elements is the field effect transistor described above. By using an electronic device including a field effect transistor with high mobility, an electronic device with improved response speed such as response speed and processing speed is provided. In addition, the needle-like semiconductor field effect transistor can be easily formed directly on the electronic device, and can be downsized, so that the electronic device can be downsized, the transistors of the present invention can be arranged at a higher density, and the higher It is also preferable to provide a high-performance electronic device.
前記電子機器としては、前記電子機器がアクティブマトリクス型ディスプレイであることが好ましい。 The electronic device is preferably an active matrix display.
移動度が高く、特性ばらつきの小さい本発明の電界効果トランジスタは、アクティブマトリクス型のディスプレイを構成する部材上で容易に安定して形成でき、また、電界効果トランジスタを用いてアクティブマトリクス型のディスプレイを構成することによって、特性が高く安価なディスプレイを得ることができる。また、本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、電界効果トランジスタを小型化でき、そして軽くて柔軟性のあるプラスチック基板(フィルム状プラスチック基板)を用いることができるので、柔軟性および耐衝撃性を備えたシートライクなディスプレイを実現できる。また、移動度の向上によって、表示速度(反応速度)の速いアクティブマトリクス型のディスプレイを得ることが可能となる。 The field effect transistor of the present invention having high mobility and small characteristic variation can be easily and stably formed on a member constituting an active matrix display, and an active matrix display can be formed using the field effect transistor. By configuring, a display with high characteristics and low cost can be obtained. Further, by using the field effect transistor of the present invention, the field effect transistor can be miniaturized and a light and flexible plastic substrate (film-like plastic substrate) can be used. A sheet-like display can be realized. In addition, an improvement in mobility makes it possible to obtain an active matrix display with a high display speed (reaction speed).
また、前記電子機器としては、前記電子機器が無線IDタグであることが好ましい。本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、電界効果トランジスタを小型化でき、様々な素材の物品へ貼り付けることも可能であるので、様々な形状の無線IDタグを容易に提供できる。また、移動度が高い本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、反応速度(処理速度)が速く、通信周波数の高い無線IDタグが得られる。 As the electronic device, it is preferable that the electronic device is a wireless ID tag. By using the field effect transistor of the present invention, the field effect transistor can be miniaturized and can be attached to articles of various materials, so that wireless ID tags having various shapes can be easily provided. Further, by using the field effect transistor of the present invention having high mobility, a wireless ID tag having a high reaction speed (processing speed) and a high communication frequency can be obtained.
また、前記電子機器としては、前記電子機器が携行用機器であることが好ましい。 Moreover, as said electronic device, it is preferable that the said electronic device is a portable apparatus.
これらの携行用機器の素子の少なくとも一部に本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、電界効果トランジスタを小型化でき、また、かなりの部分をプラスチックなどの有機材料とすることもできるので機械的柔軟性、耐衝撃性、捨てる際の対環境性、軽量、安価といった特性に優れるという有機材料の利点を備える携行用機器も製造可能となる。 By using the field effect transistor of the present invention for at least a part of the elements of these portable devices, the field effect transistor can be miniaturized, and a considerable part can be made of an organic material such as plastic, so that it is mechanical. Portable devices having the advantages of organic materials such as flexibility, impact resistance, environmental resistance when discarded, light weight, and low cost can also be manufactured.
また、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、および前記ソース電極、ドレイン電極ならびにその間を接続しているチャネル部において針状半導体を備えている電界効果トランジスタの製造方法であって、前記ソース電極、ドレイン電極ならびにチャネル部を形成する部位を絶縁性ポリマーと針状半導体混合層で形成し、次いで前記絶縁性ポリマーと針状半導体混合層の一部の絶縁性ポリマーを導電性ポリマーに変換することで、前記ソース電極およびドレイン電極を形成することを特徴とする。これにより、前記ソース電極およびドレイン電極近傍部分の針状半導体の周りはすべて導電性ポリマーにより覆われており、電極と針状半導体のコンタクト性が良好となり、移動度が大きく、特性ばらつきの少ない電界効果トランジスタが実現可能となる。 The field effect transistor manufacturing method of the present invention includes a source electrode, a drain electrode, a gate electrode, and a source electrode, a drain electrode, and a field effect transistor including a needle-like semiconductor in a channel portion connecting between the source electrode and the drain electrode. In the manufacturing method, the portion for forming the source electrode, the drain electrode, and the channel portion is formed of an insulating polymer and a needle-shaped semiconductor mixed layer, and then a part of the insulating polymer and the needle-shaped semiconductor mixed layer is insulated. The source electrode and the drain electrode are formed by converting a polymer into a conductive polymer. As a result, the surroundings of the needle-like semiconductor in the vicinity of the source electrode and the drain electrode are all covered with the conductive polymer, the contact property between the electrode and the needle-like semiconductor is good, the mobility is large, and the electric field with little characteristic variation is obtained. An effect transistor can be realized.
また、本発明の別の電界効果トランジスタの製造方法は、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、および前記ソース電極、ドレイン電極ならびにその間を接続しているチャネル部において針状半導体を備えている電界効果トランジスタの製造方法であって、前記ソース電極、ドレイン電極ならびにチャネル部を形成する部位を導電性ポリマーと針状半導体混合層で形成し、次いで前記導電性ポリマーと針状半導体混合層の一部の導電性ポリマーを絶縁性ポリマーに変換することで、チャネル部を形成することを特徴とする。これにより、前記ソース電極およびドレイン電極近傍部分の針状半導体の周りはすべて導電性ポリマーにより覆われており、電極と針状半導体のコンタクト性が良好となり、移動度が大きく、特性ばらつきの少ない電界効果トランジスタが実現可能となる。 In addition, another field effect transistor manufacturing method of the present invention includes a source electrode, a drain electrode, a gate electrode, and a field effect including a needle-like semiconductor in the source electrode, the drain electrode, and a channel portion connected therebetween. A method for manufacturing a transistor, wherein the source electrode, the drain electrode, and a portion for forming a channel portion are formed of a conductive polymer and a needle-shaped semiconductor mixed layer, and then a part of the conductive polymer and the needle-shaped semiconductor mixed layer is formed. A channel portion is formed by converting a conductive polymer into an insulating polymer. As a result, the surroundings of the needle-like semiconductor in the vicinity of the source electrode and the drain electrode are all covered with the conductive polymer, the contact property between the electrode and the needle-like semiconductor is good, the mobility is large, and the electric field with little characteristic variation is obtained. An effect transistor can be realized.
本発明によれば、高移動度かつ特性ばらつきの少ない針状半導体を用いた電界効果トランジスタおよびその容易な製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a field effect transistor using an acicular semiconductor with high mobility and little characteristic variation, and an easy manufacturing method thereof.
また、本発明の電界効果トランジスタを少なくとも一部に用いた電子機器においては、応答速度、処理速度などの反応速度が高められた電子機器が提供される。また、本発明の電界効果トランジスタは小型化でき、また、かなりの部分をプラスチックなどの有機材料とすることもできるので、機械的柔軟性、耐衝撃性、捨てる際の対環境性、軽量、安価といった特性に優れるという有機材料の利点を備える携行用機器も製造可能となる。 In addition, in an electronic device using at least a part of the field effect transistor of the present invention, an electronic device with improved response speed such as response speed and processing speed is provided. In addition, the field effect transistor of the present invention can be miniaturized, and a considerable part can be made of an organic material such as plastic. Therefore, mechanical flexibility, impact resistance, environmental resistance when throwing away, light weight, and low cost. It is also possible to manufacture portable devices that have the advantage of organic materials such as excellent characteristics.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図2は本実施の形態に係る針状半導体を用いた電界効果トランジスタの断面図の一例である。図2に示した電界効果トランジスタは、基板20上にゲート電極21が形成され、ゲート電極21を覆ってゲート絶縁膜22が形成されている。ゲート絶縁膜22の上には、一定の間隔を保ったソース電極23とドレイン電極24、さらにチャネル領域25が形成されている。このとき、針状半導体26は、ソース電極23、ドレイン電極24およびチャネル領域25に含まれている。
(Embodiment 1)
FIG. 2 is an example of a cross-sectional view of a field effect transistor using a needle-like semiconductor according to this embodiment. In the field effect transistor shown in FIG. 2, a
基板20を構成する材料は特に制限するものではないが、例えば、ガラス、石英、アルミナ焼結体などの無機材料、ポリイミド膜、ポリエステル膜などのプラスチックといった絶縁性基板などが用いられる。特に機械的柔軟性、耐衝撃性、軽量性などの観点を重視する場合には、プラスチック基板が好適である。基板の厚さも特に制限するものではないが、小型化、薄型化などの観点からは、5〜200nmの範囲のものが好都合である。
Although the material which comprises the board |
ゲート電極21としては、例えば、金、白金、銀、銅、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケルなどや、これらの合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ITO(インジウム‐錫酸化物)などの無機材料で形成してもよい。これらの導電材は、蒸着法、スパッタ法などにより膜厚50〜500nm程度に成膜され、通常のフォトリソグラフィ工程、およびエッチング工程により、所望の形状に加工されてもよい。また、導電性の有機材料で形成してもよい。導電性の有機材料は、インクジェット法で印刷することによって形成してもよい。導電性の有機材料としては、例えば、ポリアニリンやポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(以下PEDOT/PSSと略称する)などがあげられる。
The
ゲート絶縁膜22としては、SiO2、Al2O3などの無機絶縁材料、ポリアクリロニトリル、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリイミドなどの有機絶縁材料で形成してもよい。これら絶縁膜は、CVD法、スピンコート法、キャスト法、蒸着法などにより膜厚50nmから1000nm程度に成膜される。
The
ソース電極23、ドレイン電極24およびチャネル領域25は、出発原料物質として導電性ポリマーと針状半導体複合材料を用いて作製することができる(ただし、出発原料物質として導電性ポリマーの代わりに絶縁性ポリマーを用いることもできる。後述の実施例1は、この実施の態様1の構造で出発原料物質として絶縁性ポリマーを用いた例を示している)。まず、ゲート絶縁膜22上で、チャネル領域25、ソース電極23およびドレイン電極24とすべき部分に、導電性ポリマーと針状半導体複合層を形成する。この導電性ポリマーと針状半導体複合層の形成は、導電性ポリマーと針状半導体の混合液を、インクジェット法、ディップコーティング法、スピンコーティング法などを用いることにより形成することができるが、これらのみに限定されるものではない。導電性ポリマーと針状半導体の混合液の調整には、例えば、導電性ポリマーを溶解するが、針状半導体は溶解しないような有機溶媒が溶媒として用いられる。かかる有機溶媒としては、用いる導電性ポリマーと針状半導体によって異なるので、一概に規定できないが、例えばクロロホルムやジメチルホルムアミド(以下DMFと略称する)などの有機溶媒が挙げられる。
The
つぎに、チャネル領域25におけるポリマーの導電性を絶縁性に変換することによって、チャネル領域25、ソース電極23およびドレイン電極24を形成することができる。ポリマーの導電性変換方法として、導電性にするための添加剤などのドーピング量を変化させる方法や、熱を加えて結晶から非結晶に相変化させる方法、分子や結晶の配向方向を変化させる方法などが例示されるが、特にこれらのみに限定されるものではない。
Next, the
導電性ポリマー材料としては、導電性を示す有機材料であり、公知の有機分子を用いることができる。例えば、酸化剤や還元剤が添加されたポリピロール、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリアニリンなどが例示されるが、特にこれらのみに限定されるものではない。これらのポリマーは、上述したように酸化剤などが添加されラジカルやイオンが形成されて導電性を有するようになると考えられる。本発明では、本来、絶縁性のポリマーでも、上記のごとく何らかの添加剤などの添加によって導電性を有するポリマーとしたものも、“導電性ポリマー”と称している。また、導電性ポリマーは、ソース電極およびドレイン電極となるため、導電性が優れている材料であることが好ましい。また、チャネル領域25において、前記導電性ポリマーが絶縁性に変換されたポリマーは針状半導体26の保護膜ともなりうるため、ポリマー材料は耐酸素性(耐酸化性)や耐水分性(耐湿性)に優れた材料であることが好ましい。
As a conductive polymer material, it is an organic material which shows electroconductivity, and can use a well-known organic molecule. Examples thereof include polypyrrole, polyphenylene, polythiophene, polyphenylene vinylene, polyaniline and the like to which an oxidizing agent and a reducing agent are added, but are not particularly limited thereto. As described above, these polymers are considered to have conductivity by adding an oxidizing agent or the like to form radicals or ions. In the present invention, even an insulating polymer, which is a polymer having conductivity by addition of some additive as described above, is also referred to as a “conductive polymer”. In addition, since the conductive polymer becomes a source electrode and a drain electrode, it is preferable that the conductive polymer is a material having excellent conductivity. In the
針状半導体材料としては、バルクの状態で半導体特性を示す材料で形成でき、例えば、シリコンやゲルマニウムといった半導体で形成できる。これらの半導体には不純物(ドーパント)をドーピングしてもよく、例えば、リンをドープしたシリコンや、ホウ素をドープしたゲルマニウムなどを用いてもよい。ドーピングは、針状半導体を形成する際の原料にドーパントを添加することによって行ってもよいし、形成された針状半導体にドーパントをイオン注入することによって行ってもよい。また、半導体タイプのCNTを針状半導体に用いてもよい。CNTは、単層CNTあるいは多層CNTのどちらでもよい。 The acicular semiconductor material can be formed of a material that exhibits semiconductor characteristics in a bulk state. For example, it can be formed of a semiconductor such as silicon or germanium. These semiconductors may be doped with impurities (dopants), for example, silicon doped with phosphorus, germanium doped with boron, or the like may be used. Doping may be performed by adding a dopant to a raw material for forming the needle-shaped semiconductor, or may be performed by ion-implanting the dopant into the formed needle-shaped semiconductor. Also, semiconductor type CNTs may be used for needle-shaped semiconductors. The CNT may be either single-wall CNT or multi-wall CNT.
針状半導体の形状は、製造方法や製造条件によって変化する。針状半導体の平均直径は、特に限定するものではないが、0.5nm〜100nm程度が好ましく、特に好ましくは0.7nm〜30nm程度である。針状半導体の平均長さに特に限定はないが、チャネル長よりも長いことが好ましい。チャネル長としては、目的とするトランジスタの大きさに応じて決めればよいが、特に小型化する場合においては、フォトレジストなどのマスクの加工能力の下限の限界がほぼ数μm程度であるため、針状半導体の長さとしては、例えば5〜100μmであることが好ましい。 The shape of the acicular semiconductor changes depending on the manufacturing method and manufacturing conditions. The average diameter of the acicular semiconductor is not particularly limited, but is preferably about 0.5 nm to 100 nm, and particularly preferably about 0.7 nm to 30 nm. The average length of the acicular semiconductor is not particularly limited, but is preferably longer than the channel length. The channel length may be determined according to the size of the target transistor. However, especially in the case of downsizing, the lower limit of the processing capability of a mask such as a photoresist is about several μm. For example, the length of the semiconductor is preferably 5 to 100 μm.
尚、図2では針状半導体26が、一本でソース電極23とチャネル領域25とドレイン電極24間にまたがって存在している長さ(すなわち連続した一本の針状半導体26でソース電極23とチャネル領域25とドレイン電極24間に亘って存在する長さ)の針状半導体26を用いた例を図示しているが、連続した一本の針状半導体でなく、これらの電極間をより長さの短い針状半導体複数本が直列につながって、ソース電極23とチャネル領域25とドレイン電極24間をつないでいるものも使用可能である。連続した一本の針状半導体26でソース電極23とチャネル領域25とドレイン電極24間に亘って存在する長さの針状半導体26を用いた方が、移動度のより高い電界効果トランジスタとすることができ好ましい。このことは、後述する実施の形態2の図3を用いて説明する電界効果トランジスタにおいても同様である。
In FIG. 2, the length of the needle-
また、針状半導体をソース電極23およびドレイン電極24を結ぶ方向になるべく平行になるように配向させることが好ましいが、針状半導体をこのように配向させるには、用いる針状半導体材料の種類などによっても異なるので、一概に規定できないが、例えばソース電極とドレイン電極を結ぶ方向に対してほぼ平行に針状半導体が配向するように、ラビング処理を施したゲート絶縁膜上に導電性ポリマーと針状半導体混合液を塗布してもよい。また、導電性ポリマーと針状半導体混合液に基板を浸し、ソース電極とドレイン電極を結ぶ方向に対してほぼ平行に基板を引き上げることによって、混合液を塗布しても良い。また、ゲート絶縁膜上に配向膜を形成し、その上に、導電性ポリマーと針状半導体混合液を塗布してもよい。また、ソース電極とドレイン電極に電界や磁界を加えた基板上に導電性ポリマーと針状半導体混合液を塗布してもよい。また、配向膜を形成する場合には、その材料としては、特に限定するものではないが、ポリイミドなどが好適な例として例示される。配向膜は、例えば、凸版印刷法、スピンコート法などで、特に限定するものではないが、好ましくは40〜50nm程度の厚さに形成され、ポリイミドなどのベークを必要とする材料においては、ベークを行う。上述のようにして基板上に塗布した導電性ポリマーと針状半導体混合液は、適宜加熱して、乾燥固化される。
In addition, it is preferable to align the needle-shaped semiconductor so as to be as parallel as possible in the direction connecting the
このように針状半導体を配向させた構成にすることにより、移動度がより高いチャネル領域を形成できるので好ましい。かくして導電性ポリマーと針状半導体から形成された、ソース電極およびドレイン電極その間を結ぶチャネル領域のうち、チャネル領域25とすべき部分の導電性ポリマーを、前述したような導電性ポリマーの種類に応じた適宜の方法で絶縁性ポリマーに変換することにより、本発明の電界効果トランジスタを形成できる。
Such a structure in which needle-like semiconductors are oriented is preferable because a channel region with higher mobility can be formed. Thus, of the channel region formed between the conductive polymer and the needle-shaped semiconductor and connecting between the source electrode and the drain electrode, the portion of the conductive polymer to be the
(実施の形態2)
図3は本実施の形態に係る針状半導体を用いた電界効果トランジスタの断面図の一例である。図3に示した電界効果トランジスタは、基板30上に、一定の間隔を保ったソース電極33とドレイン電極34、さらにこれらの中間にこの両者と結合しているチャネル領域35が形成されている。その上に、ゲート絶縁膜32が形成されており、ゲート絶縁膜32の上にゲート電極31が形成されている。このとき、針状半導体36は、ソース電極33、ドレイン電極34およびチャネル領域35内に含まれている。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an example of a cross-sectional view of a field effect transistor using a needle-like semiconductor according to this embodiment. In the field effect transistor shown in FIG. 3, a
基板30、ゲート電極31およびゲート絶縁膜32は、実施の形態1に記述した材料および形成方法を同様に用いることができる。
For the
ソース電極33、ドレイン電極34およびチャネル領域35は、出発原料物質として絶縁性ポリマーと針状半導体複合材料を用いて作製することができる(ただし、出発原料物質として絶縁性ポリマーの代わりに導電性ポリマーを用いることもできる。後述の実施例2は、この実施の態様2の構造で出発原料物質として導電性ポリマーを用いた例を示している)。まず、基板30上で、チャネル領域35、ソース電極33およびドレイン電極34とすべき部分に、絶縁性ポリマーと針状半導体複合層を形成する。この絶縁性ポリマーと針状半導体複合層の形成は、絶縁性ポリマーと針状半導体の混合液を、インクジェット法、ディップコーティング法、スピンコーティング法などを用いることにより形成することができるが、これらのみに限定されるものではない。絶縁性ポリマーと針状半導体の混合液の調整には、例えば、絶縁性ポリマーを溶解するが、針状半導体は溶解しないような有機溶媒が溶媒として用いられる。かかる有機溶媒としては、例えば、用いる絶縁性ポリマーと針状半導体によって異なるので、一概に規定できないがクロロホルムやDMFなどの有機溶媒が挙げられる。つぎに、ソース電極33およびドレイン電極34におけるポリマーの絶縁性を導電性に変換することによって、ソース電極33、ドレイン電極34およびチャネル領域35を形成することができる。ポリマーの導電性変換方法として、導電性にするための添加剤などのドーピング量を変化させる方法や、熱を加えて非結晶から結晶に相変化させる方法、分子や結晶の配向方向を変化させる方法などが例示されるが、特にこれらのみに限定されるものではない。
The
絶縁性ポリマー材料としては、絶縁性を示す有機材料であり、公知の有機分子を用いることができる。例えば、好ましくはポリピロール、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリアニリンなどが例示されるが、特にこれらのみに限定されるものではない。また、絶縁性ポリマーは、チャネル領域35において針状半導体36の保護膜にもなりうるため、ポリマー材料は耐酸素性(耐酸化性)や耐水分性(耐湿性)に優れた材料であることが好ましい。
The insulating polymer material is an organic material exhibiting insulating properties, and known organic molecules can be used. For example, polypyrrole, polyphenylene, polythiophene, polyphenylene vinylene, polyaniline and the like are preferably exemplified, but not limited thereto. Further, since the insulating polymer can also be a protective film for the
針状半導体材料としては、実施の形態1に記述した材料および形成方法を同様に用いることができる。また、針状半導体の配向方法も実施の形態1に記述した方法を同様に用いることができる。 As the acicular semiconductor material, the materials and formation methods described in Embodiment Mode 1 can be similarly used. Further, the method described in Embodiment Mode 1 can be similarly used as the method for aligning the needle-shaped semiconductor.
なお、本発明の効果が得られる限り、電界効果トランジスタの構成に特に限定はない。また、実施の形態1および2で説明した各部分の材料および形成方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。 In addition, as long as the effect of this invention is acquired, there is no limitation in particular in the structure of a field effect transistor. In addition, the material and the formation method of each part described in Embodiments 1 and 2 are examples, and the present invention is not limited to this.
(実施の形態3)
実施の形態3では、実施の形態2で説明した本発明の電界効果トランジスタを備える電子機器として、アクティブマトリクス型ディスプレイ、無線IDタグ、および携行用機器について説明する。
(Embodiment 3)
In Embodiment 3, an active matrix display, a wireless ID tag, and a portable device will be described as electronic devices including the field-effect transistor of the present invention described in Embodiment 2.
アクティブマトリクス型ディスプレイの一例として、表示部に有機EL(エレクトロルミネッセンス)を用いたディスプレイについて説明する。ディスプレイの構成を模式的に示す一部分解斜視図を図4に示す。図4に示すディスプレイは、プラスチック基板40上にアレイ状に配置された駆動回路50を備える。駆動回路50は本発明の電界効果トランジスタを含み、画素電極に接続されている。駆動回路50の上には、有機EL層41、透明電極42および保護フィルム43が配置されている。有機EL層41は、電子輸送層、発光層および正孔輸送層といった複数の層が積層された構造を有する。各トランジスタの電極に接続されたソース電極線44とゲート電極線45とは、それぞれ、制御回路へ接続される。
As an example of an active matrix display, a display using an organic EL (electroluminescence) display unit will be described. FIG. 4 is a partially exploded perspective view schematically showing the configuration of the display. The display shown in FIG. 4 includes a
駆動回路50およびその周辺の一例の拡大斜視図を、図5に示す。図5に示すトランジスタの構造は、図3に示す電界効果トランジスタの構造と基本的には同じである。図5に示すトランジスタでは、チャネル領域55、ソース電極53、ドレイン電極54、ゲート絶縁層52、ゲート電極51が、基板上に積層されている。そして、ドレイン電極54は、導電線58を介して有機ELの画素電極56に電気的に接続されている。また、ソース電極53は、ソース電極線44の一部に含まれて形成されている導電線を介してソース電極線44に電気的に接続されている。また、ゲート電極51が接続されたゲート電極線45と、ソース電極52が接続されたソース電極線44とが交差する部分には、絶縁層57が形成されている。チャネル領域55には、上述したチャネル領域35が適用される。
An enlarged perspective view of an example of the
移動度が高く、特性ばらつきの小さい本発明の電界効果トランジスタは、アクティブマトリクス型のディスプレイを構成する部材上で容易に安定して形成でき、また、実施の形態2で説明した電界効果トランジスタを用いてアクティブマトリクス型のディスプレイを構成することによって、特性が高く安価なディスプレイを得ることができる。また、本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、電界効果トランジスタを小型化でき、しかもプラスチックなどの柔軟性を有する材料の上に容易に電界効果トランジスタを形成できるので、柔軟性および耐衝撃性を備えたシートライクなディスプレイを実現できる。また、電界効果トランジスタの移動度の向上によって、表示速度(反応速度)の速いアクティブマトリクス型のディスプレイを得ることが可能となる。 The field effect transistor of the present invention having high mobility and small characteristic variation can be easily and stably formed on a member constituting an active matrix display, and the field effect transistor described in Embodiment Mode 2 is used. By configuring an active matrix display, an inexpensive display with high characteristics can be obtained. Further, by using the field effect transistor of the present invention, the field effect transistor can be reduced in size, and the field effect transistor can be easily formed on a flexible material such as plastic, so that flexibility and impact resistance are improved. A sheet-like display can be realized. Further, by improving the mobility of the field effect transistor, an active matrix display having a high display speed (reaction speed) can be obtained.
なお、この実施の形態では表示部に有機ELを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、電界効果トランジスタを含む回路を備える他のアクティブマトリクス型のディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイや粉流体ディスプレイなどにも適用でき、それによって同様の効果が得られる。 In this embodiment, the case where an organic EL is used for the display portion has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to other active matrix type displays including a circuit including a field effect transistor, for example, a liquid crystal display, an electrophoretic display, a powder fluid display, and the like, thereby obtaining the same effect.
また、画素を駆動する駆動回路部の構成は、この実施の形態で示した構成には限定されない。例えば、1つの画素を駆動するために電流駆動用の電界効果トランジスタとそれを制御するためのスイッチング用電界効果トランジスタとを組み合わせた構成としてもよい。また、さらに複数個の電界効果トランジスタを組み合わせた構成としてもよい。また、図5に示したトランジスタに代えて本発明の別の構造のトランジスタを用いてもよく、その場合も同様の効果が得られる。 Further, the structure of the driver circuit portion for driving the pixels is not limited to the structure shown in this embodiment mode. For example, a configuration in which a current-driving field-effect transistor and a switching field-effect transistor for controlling the current-driving field-effect transistor for driving one pixel may be combined. Further, a configuration in which a plurality of field effect transistors are combined may be employed. Further, a transistor having another structure of the present invention may be used in place of the transistor shown in FIG. 5, and in that case, the same effect can be obtained.
次に、本発明の電界効果トランジスタを無線IDタグに応用した場合について説明する。本発明の電界効果トランジスタを用いた無線IDタグの一例の斜視図を図6に模式的に示す。 Next, a case where the field effect transistor of the present invention is applied to a wireless ID tag will be described. FIG. 6 schematically shows a perspective view of an example of a wireless ID tag using the field effect transistor of the present invention.
図6に示すように、無線IDタグ60は、フィルム状のプラスチック基板61を基板として使用している。この基板61上には、アンテナ部62とメモリーIC部63とが設けられている。ここで、メモリーIC部63は、実施の形態1において説明した本発明の電界効果トランジスタを利用して構成される。無線IDタグ60は、柔軟性を有するので、基板の裏面に例えば適宜の粘着剤層や接着剤層を設けるなどの手段により、粘着機能や接着機能を持たせることによって、菓子袋やドリンク缶のような平坦でないものに貼り付けることが可能である。なお、無線IDタグ60の表面には、必要に応じて保護膜が設けられる。保護膜としては、特に限定するものではないが、例えば適宜のプラスチックコーティングやプラスチック膜のラミネートなどが用いられる。
As shown in FIG. 6, the
このように、本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、様々な素材の物品へ貼り付けることも可能で、様々な形状の無線IDタグが得られる。また、移動度が高い本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、反応速度(処理速度)が速く、通信周波数の高い無線IDタグが得られる。従って、品質管理や在庫や出庫管理、製造工程管理などの各種管理にも有用な無線IDタグが得られる。 In this manner, by using the field effect transistor of the present invention, it is possible to attach to articles of various materials, and wireless ID tags having various shapes can be obtained. Further, by using the field effect transistor of the present invention having high mobility, a wireless ID tag having a high reaction speed (processing speed) and a high communication frequency can be obtained. Therefore, a wireless ID tag useful for various types of management such as quality control, inventory and delivery management, and manufacturing process management can be obtained.
なお、本発明の無線IDタグは、図6に示した無線IDタグに限定されない。したがって、アンテナ部およびメモリーIC部の配置や構成に限定はない。例えば、倫理回路を無線IDタグに組み込んでもよい。 Note that the wireless ID tag of the present invention is not limited to the wireless ID tag shown in FIG. Therefore, there is no limitation on the arrangement and configuration of the antenna unit and the memory IC unit. For example, an ethics circuit may be incorporated in a wireless ID tag.
また、この実施の形態では、アンテナ部62とメモリーIC部63とをプラスチック基板61上に形成する場合について説明したが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、インクジェット印刷のような方法を用いて、目的とする対象物に直接、アンテナ部62とメモリーIC部63とを形成してもよい。その場合も、本発明の電界効果トランジスタを形成することによって、移動度および特性ばらつきが改善されたトランジスタを備える無線IDタグを低コストで製造できる。
In this embodiment, the
次に、本発明の電界効果トランジスタを含む集積回路を備える携行用機器について説明する。携行用機器の集積回路には、演算素子や記憶素子やスイッチング素子など半導体の特性を利用した様々な素子が用いられる。これらの素子の少なくとも一部に本発明の電界効果トランジスタを用いることによって、電界効果トランジスタを小型化でき、また、かなりの部分をプラスチックなどの有機材料とすることもできるので、機械的柔軟性、耐衝撃性、捨てる際の対環境性、軽量、安価といった特性に優れるという有機材料の利点を備える携行用機器も製造可能となる。 Next, a portable device including an integrated circuit including the field effect transistor of the present invention will be described. Various elements using characteristics of semiconductors such as arithmetic elements, memory elements, and switching elements are used in integrated circuits of portable devices. By using the field effect transistor of the present invention for at least a part of these elements, the field effect transistor can be miniaturized, and a considerable part can be made of an organic material such as plastic. It is also possible to manufacture portable devices having the advantages of organic materials that are excellent in impact resistance, environmental resistance when discarded, light weight, and low cost.
本発明の携行用電子機器の例として、3つの携帯用機器を図7〜図9(いずれも模式的斜視図)に示す。図7に示す携帯テレビジョン70は、表示装置71、受信装置72、側面スイッチ(例えば電源切替用スイッチなど)73、前面スイッチ(例えば音量や画面切替用スイッチなど)74、音声出力部75、入出力装置76、記録メディア挿入部77を備える。本発明の電界効果トランジスタを含む集積回路は、携帯テレビ70を構成する演算素子や記憶素子やスイッチング素子などの素子を含む回路として使用される。
As examples of the portable electronic device of the present invention, three portable devices are shown in FIGS. 7 to 9 (all are schematic perspective views). A
図8に示す携帯電話機などの通信端末機器80は、表示装置81、送受信装置82、音声出力部83、カメラ部84、折りたたみ用可動部85、操作スイッチ86、音声入力部87を備える。本発明の電界効果トランジスタを含む集積回路は、通信端末80を構成する演算素子や記憶素子やスイッチング素子などの素子を含む回路として使用される。
A
図9に示す携帯用医療機器90は、表示装置91、操作スイッチ92、医療的処置部93、経皮コンタクト部94を備える。携帯用医療機器90は、例えば腕などに巻きつけられて携行される。医療的処置部93は、経皮コンタクト部94から得られる生態情報を処理し、それに応じて経皮コンタクト部94を通じて薬物投与などの医療的処置を行う部分である。具体的には、例えば糖尿病患者の場合、経皮コンタクト部94で血液中の成分評価を行い、その結果に対して適切かつ適量の薬物を医療的処置部93から投与し治療することができる携帯用医療機器などである。本発明の電界効果トランジスタを含む集積回路は、携帯用医療機器90を構成する演算素子や記憶素子やスイッチング素子などの素子を含む回路として使用される。尚、点線で示した95は、上肢や下肢など身体の一部を示している。
A portable
なお、本発明の電界効果トランジスタを応用した電子機器の構成について例を挙げて説明したが、本発明はこれらの構成に限定されない。また、本発明の電界効果トランジスタを適用できる電子機器は、例示した機器に限定されない。本発明の電界効果トランジスタは、小型化が可能であり、しかも軽くて柔軟性のあるプラスチック基板の上に形成することができ、さらに従来のシリコン半導体を用いた技術に比べ安価な製造プロセスを用いることができるので、PDA端末(パーソナルデジタルアシスタント端末)や、ウエアラブルなAV(視聴覚)機器、ポータブルなコンピュータ、腕時計タイプの通信機器など、機械的柔軟性、耐衝撃性、捨てる際の対環境性、軽量性、安価といった特性が要求される機器に好適に応用できる In addition, although the example of the structure of the electronic device to which the field effect transistor of the present invention is applied has been described, the present invention is not limited to these structures. Further, electronic devices to which the field effect transistor of the present invention can be applied are not limited to the exemplified devices. The field effect transistor of the present invention can be miniaturized, can be formed on a light and flexible plastic substrate, and uses an inexpensive manufacturing process as compared with a technique using a conventional silicon semiconductor. It can be used as a PDA terminal (personal digital assistant terminal), wearable AV (audiovisual) device, portable computer, wristwatch type communication device, etc., mechanical flexibility, shock resistance, environmental resistance when throwing away, Applicable to equipment that requires characteristics such as light weight and low cost
本実施例では、図2に示す構造を用いて、電界効果トランジスタを作製した。 In this example, a field effect transistor was manufactured using the structure shown in FIG.
図2は、基板20上にゲート電極21、その上にゲート絶縁体22、その上にソース電極23、ドレイン電極24およびチャネル領域25が形成された電界効果トランジスタ構造である。
FIG. 2 shows a field effect transistor structure in which a
基板20としてガラス基板、ゲート電極21としてITO(インジウム・錫酸化物)、ゲート絶縁体22としてポリビニルフェノール(PVP)、ソース電極23、ドレイン電極24および針状半導体26を含有するチャネル領域25として絶縁性ポリマーであるポリチオフェンと針状半導体26であるCNTの混合液を用いて電界効果トランジスタを作製した。
Glass substrate as
まず、洗浄したITO膜付きガラス基板20(厚み:700μm)を用意し、この基板20上に、スピンコート法(用いた溶媒はPGMEA[プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート])を用いてPVPゲート絶縁体22(厚み:0.3μm)を形成した。つぎに、CNT(長さ:10μm、太さ:0.7nm)を1重量%(溶媒も含む全体の重量に対し)混合したポリチオフェン溶液[溶媒トルエン、ポリチオフェン含有量10重量%(溶媒も含む全体の重量に対し)]をゲート絶縁膜22上にスピンコート法を用いて塗布した。その後、ホットプレート上で80℃に加熱し、乾燥固化した。CNTの配向は、CNTを含む溶液を上記のごとくスピンコート法で塗布することで円の中心から外に向かって配向された。最後に、ポリチオフェンとCNT混合層(厚み 0.3μm)の上にソース電極23およびドレイン電極24とすべき部分に対応する位置に当該ソース電極ならびにドレイン電極のパターンが開口されたマスクを施し、当該開口部よりヨウ素を0.1mol%ドーピングすることでポリチオフェンとCNT混合層にソース電極23およびドレイン電極24を形成した。このとき、チャネル領域25のチャネル長は5μmとした。
First, a cleaned
この電界効果トランジスタの電気特性を半導体パラメーターアナライザー(アジレントテクノロジー社製“HP4155A”)を用いて電流―電圧曲線測定により評価した。測定は、窒素ガス雰囲気下で行った。その結果、移動度100cm2/Vsと高移動度なトランジスタが安定して得られた。 The electric characteristics of the field effect transistor were evaluated by current-voltage curve measurement using a semiconductor parameter analyzer (“HP4155A” manufactured by Agilent Technologies). The measurement was performed in a nitrogen gas atmosphere. As a result, a transistor having a high mobility of 100 cm 2 / Vs was stably obtained.
本実施例では、図3に示す構造を用いて、電界効果トランジスタを作製した。 In this example, a field effect transistor was manufactured using the structure shown in FIG.
図3は、基板30上にソース電極33、ドレイン電極34およびチャネル領域35が形成された、その上にゲート絶縁体32、最後にゲート電極31が形成された電界効果トランジスタ構造である。
FIG. 3 shows a field effect transistor structure in which a
基板30としてプラスチック基板、ゲート電極31として金、ゲート絶縁体32としてポリイミド、ソース電極33、ドレイン電極34および針状半導体36を含有するチャネル領域35として導電性性ポリマーであるスルホン酸をドープしたポリアニリンと針状半導体36であるZnOナノワイヤーの混合液を用いて電界効果トランジスタを作製した。
Polyaniline doped with sulfonic acid as a conductive polymer as a
まず、プラスチック基板30を用意し(ここでは厚み70μmのポリエステルフィルム基板を用いた)、基板30表面にラビング処理を施した。つぎにラビング処理を施した基板30上に、ZnOナノワイヤー(長さ:10μm、太さ:50nm)を3重量%(溶媒も含む全体の重量に対し)混合したポリアニリン溶液[溶媒トルエン、ポリアニリン含有量5重量%、スルホン酸のドープ量1重量%(いずれも溶媒も含む全体の重量に対し)]を基板30上にスピンコート法を用いて塗布し(厚み:0.3μm)、ホットプレート上で80℃で乾燥固化した。このとき、ZnOナノワイヤーを混合したポリアニリン溶液に光化学ラジカル開始剤であるヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを3重量%混合(いずれも溶媒も含む全体の重量に対し)しておいた。つぎに、ZnOナノワイヤーとポリアニリン混合層のうちチャネル領域35とすべき部分に対応する位置に開口部を形成したマスクを施し、チャネル領域35にのみ紫外線光を照射し、導電性ポリアニリンを絶縁性へ変換した。このときチャネル領域35のチャネル長は5μmとした。また、紫外線光が照射されなかったZnOナノワイヤーとポリアニリン混合層は導電性を保っており、ソース電極33およびドレイン電極34となる。つぎに、ソース電極33、ドレイン電極34およびチャネル領域35の上に、スピンコート法(溶媒DMF)を用いてポリイミド溶液(濃度60重量%)を塗布し、180℃でベークしてポリイミドゲート絶縁膜(厚み:0.5μm)を形成した。最後に、ポリイミドゲート絶縁膜32の上にゲート電極31として金を厚み0.1μm蒸着した。
First, a
この電界効果トランジスタの電気特性を実施例1と同様に半導体パラメーターアナライザー(アジレントテクノロジー社製“HP4155A”)を用いて電流―電圧曲線測定により評価した。測定は、窒素ガス雰囲気下で行った。その結果、移動度20cm2/Vsと高移動度なトランジスタが安定して得られた。 The electric characteristics of the field effect transistor were evaluated by current-voltage curve measurement using a semiconductor parameter analyzer (“HP4155A” manufactured by Agilent Technologies) in the same manner as in Example 1. The measurement was performed in a nitrogen gas atmosphere. As a result, a transistor having a high mobility of 20 cm 2 / Vs was stably obtained.
本発明における電界効果型トランジスタは、針状半導体を用いた電界効果トランジスタとして高い移動度および特性ばらつきが少ないという効果を有し、電界効果トランジスタを用いて画素を駆動するアクティブマトリックス型のディスプレイ等の各種電子機器への応用において有用である。 The field effect transistor according to the present invention has an effect of high mobility and less characteristic variation as a field effect transistor using a needle-shaped semiconductor, such as an active matrix display that uses a field effect transistor to drive a pixel. It is useful in applications to various electronic devices.
10、20、30、40、61・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基板
11、21、31、51・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ゲート電極
12、22、32、52・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ゲート絶縁膜
13、23、33、53・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ソース電極
14、24、34、54・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ドレイン電極
25、35、55・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・チャネル領域
15、26、36・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・針状半導体
41・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・有機EL層
42・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・透明電極
43・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保護フィルム
44・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ソース電極線
45・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ゲート電極線
50・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動回路
56・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・画素電極
57・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・絶縁膜
58・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・導電線
60・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・無線IDタグ
62・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アンテナ部
63・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・メモリーIC部
70・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・携帯テレビ
71、81、91・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・表示装置
72・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・受信装置
73・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・側面スイッチ
74・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・前面スイッチ
75、83・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・音声出力部
76・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入出力装置
77・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・記録メディア挿入部
80・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・通信端末機器
82・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・送受信装置
84・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カメラ部
85・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・折りたたみ可動部
86、92・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・操作スイッチ
87・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・音声入力部
90・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・携帯用医療機器
93・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・医療的処置部
94・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・経皮コンタクト部
95・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・体の一部
10, 20, 30, 40, 61 ...
11, 21, 31, 51 ... ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Gate electrode
12, 22, 32, 52 ... Gate insulating film
13, 23, 33, 53 .................. Source electrode
14, 24, 34, 54 ... Drain electrode
25, 35, 55 ... channel area
15, 26, 36 ... needle semiconductor
41 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Organic EL layer
42 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Transparent electrode
43 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Protective film
44 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Source electrode wire
45 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Gate electrode wire
50 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Drive circuit
56 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pixel electrode
57 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Insulating film
58 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Conductive wire
60 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Wireless ID tag
62 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Antenna
63 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Memory IC
70 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Mobile TV
71, 81, 91 ... display device
72 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Receiver
73 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Side switch
74 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Front switch
75, 83 ...
76 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ I / O device
77 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Recording media insertion part
80 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Telecom terminal equipment
82 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Transceiver
84 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Camera
85 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Folding movable part
86, 92 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Operation switch
87 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Voice input section
90 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Medical portable device
93 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Medical treatment department
94 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Dermal contact
95 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Part of the body
Claims (9)
A method of manufacturing a field effect transistor comprising a source electrode, a drain electrode, a gate electrode, and a source semiconductor, a drain electrode, and a needle-like semiconductor in a channel portion connecting between the source electrode, the drain electrode, and the source electrode, the drain electrode, and A portion for forming a channel portion is formed by a conductive polymer and a needle-shaped semiconductor mixed layer, and then a part of the conductive polymer and the needle-shaped semiconductor mixed layer is converted into an insulating polymer, thereby forming a channel portion. Forming a field effect transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005172559A JP4856900B2 (en) | 2005-06-13 | 2005-06-13 | Method for manufacturing field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005172559A JP4856900B2 (en) | 2005-06-13 | 2005-06-13 | Method for manufacturing field effect transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006351613A true JP2006351613A (en) | 2006-12-28 |
| JP4856900B2 JP4856900B2 (en) | 2012-01-18 |
Family
ID=37647184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005172559A Expired - Fee Related JP4856900B2 (en) | 2005-06-13 | 2005-06-13 | Method for manufacturing field effect transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4856900B2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047855A (en) * | 2006-07-19 | 2008-02-28 | Toray Ind Inc | Field effect transistor |
| JP2008268817A (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Seiko Epson Corp | Active matrix substrate and manufacturing method thereof, electro-optical device and manufacturing method thereof, and electronic apparatus |
| WO2009031681A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Nec Corporation | Switching device and method for manufacturing the same |
| WO2009031525A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Nec Corporation | Carbon nanotube structure, and thin film transistor |
| JP2011053351A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
| CN108701717A (en) * | 2016-10-10 | 2018-10-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | Thin film transistor (TFT) and its manufacturing method, the display panel with it and display equipment |
| JP2021100124A (en) * | 2009-07-18 | 2021-07-01 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Electronic apparatus |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002204012A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Toshiba Corp | Organic transistor and method of manufacturing the same |
| WO2004029176A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electrically conducting organic polymer/nanoparticle composites and methods for use thereof |
| WO2004087434A1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-10-14 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Processes and donor elements for transferring thermally sensitive materials to substrates |
| JP2004339301A (en) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Toray Ind Inc | Anisotropic polymer composite membrane |
| WO2005008784A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Field effect transistor and method for manufacturing same |
| WO2005017962A2 (en) * | 2003-08-04 | 2005-02-24 | Nanosys, Inc. | System and process for producing nanowire composites and electronic substrates therefrom |
| WO2005045946A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for orientation treatment of electronic functional material and thin film transistor |
| JP2008515654A (en) * | 2004-10-12 | 2008-05-15 | ナノシス・インク. | Fully integrated organic layer process for manufacturing plastic electronic components based on conducting polymers and semiconductor nanowires |
-
2005
- 2005-06-13 JP JP2005172559A patent/JP4856900B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002204012A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Toshiba Corp | Organic transistor and method of manufacturing the same |
| WO2004029176A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electrically conducting organic polymer/nanoparticle composites and methods for use thereof |
| WO2004087434A1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-10-14 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Processes and donor elements for transferring thermally sensitive materials to substrates |
| JP2004339301A (en) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Toray Ind Inc | Anisotropic polymer composite membrane |
| WO2005008784A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Field effect transistor and method for manufacturing same |
| WO2005017962A2 (en) * | 2003-08-04 | 2005-02-24 | Nanosys, Inc. | System and process for producing nanowire composites and electronic substrates therefrom |
| WO2005045946A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for orientation treatment of electronic functional material and thin film transistor |
| JP2008515654A (en) * | 2004-10-12 | 2008-05-15 | ナノシス・インク. | Fully integrated organic layer process for manufacturing plastic electronic components based on conducting polymers and semiconductor nanowires |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047855A (en) * | 2006-07-19 | 2008-02-28 | Toray Ind Inc | Field effect transistor |
| JP2008268817A (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Seiko Epson Corp | Active matrix substrate and manufacturing method thereof, electro-optical device and manufacturing method thereof, and electronic apparatus |
| US8309992B2 (en) | 2007-09-07 | 2012-11-13 | Nec Corporation | Switching element including carbon nanotubes and method for manufacturing the same |
| WO2009031525A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Nec Corporation | Carbon nanotube structure, and thin film transistor |
| JPWO2009031525A1 (en) * | 2007-09-07 | 2010-12-16 | 日本電気株式会社 | Carbon nanotube structure and thin film transistor |
| WO2009031681A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Nec Corporation | Switching device and method for manufacturing the same |
| JP5273050B2 (en) * | 2007-09-07 | 2013-08-28 | 日本電気株式会社 | Switching element and manufacturing method thereof |
| JP2021100124A (en) * | 2009-07-18 | 2021-07-01 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Electronic apparatus |
| US11715741B2 (en) | 2009-07-18 | 2023-08-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2011053351A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
| US8512819B2 (en) | 2009-08-31 | 2013-08-20 | Hitachi Displays, Ltd. | Liquid crystal display device |
| CN108701717A (en) * | 2016-10-10 | 2018-10-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | Thin film transistor (TFT) and its manufacturing method, the display panel with it and display equipment |
| CN108701717B (en) * | 2016-10-10 | 2021-11-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | Thin film transistor, method of manufacturing the same, display panel having the same, and display apparatus having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4856900B2 (en) | 2012-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4632952B2 (en) | Field effect transistor and manufacturing method thereof | |
| US20150270324A1 (en) | Semiconductor device, display unit, and electronic apparatus | |
| TW200843118A (en) | Ambipolar transistor design | |
| JP5439723B2 (en) | Thin film transistor, matrix substrate, electrophoretic display device and electronic device | |
| JP2005175386A (en) | Organic semiconductor device | |
| WO2007088768A1 (en) | Organic thin film transistor, organic semiconductor material, organic semiconductor film, and organic semiconductor device | |
| JP4856900B2 (en) | Method for manufacturing field effect transistor | |
| JP4365825B2 (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof | |
| JP4354953B2 (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof | |
| JP2006073774A (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof | |
| US7563638B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| US9000418B2 (en) | Field effect transistor, method of manufacturing the same, and electronic device using the same | |
| JP4767856B2 (en) | Method for manufacturing field effect transistor | |
| JP4877869B2 (en) | Method for producing organic semiconductor element | |
| JP2006147785A (en) | Electronic device and electronic apparatus using the same | |
| JP2006165234A (en) | Field effect transistor | |
| KR101653097B1 (en) | Gate insulating film comprised ion gel and Thin-film transistor using the same | |
| JP2010153772A (en) | Thin film transistor active substrate, production process for thin film transistor active substrate and electrophoresis display |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080529 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110822 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110825 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110921 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111011 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111031 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141104 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4856900 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |