有机半导体薄膜的制造方法_2

文档序号:9422998阅读:来源:国知局
,上述结构的有机半导体装置通过有机半导体薄膜是厚度为10nm以下的单结晶薄膜,即使是具有一边的大小为Icm以上的大小的矩形的平面形状的大面积,也容易将厚度的离差控制在±20%的范围内。由此,能够遍及有机半导体薄膜的全区域得到均匀而较高的移动度,能够得到具有实用上良好的特性的有机半导体装置。
【附图说明】
[0026]图1A是表示在本发明的一实施方式的有机半导体薄膜阵列的制造方法的实施中使用的装置的剖视图。
[0027]图1B是表示该制造方法的初期的工序的状态的剖视图。
[0028]图1C是表示该制造方法的接着图1B的工序的状态的剖视图。
[0029]图1D是表示该制造方法的接着图1C的工序的状态的剖视图。
[0030]图1E是图1C所示的状态的平面图。
[0031]图2是表示在该制造方法的实施中使用的溶液供给喷嘴的其他形态的平面图。
[0032]图3A是表示在该制造方法中使用的端面成形部件的其他形态的剖视图。
[0033]图3B是表示图3A所示的端面成形部件的从上方观察的形状的平面图。
[0034]图4A是表示在该制造方法中使用的端面成形部件的再其他形态的剖视图。
[0035]图4B是表示使用该端面成形部件的工序的状态的剖视图。
[0036]图5A是表示用于通过该制造方法制作的有机半导体薄膜的面内GIXD测量的光学系统的图。
[0037]图5B是表示通过该测量得到的衍射峰值的分布的图。
[0038]图6是表示使用通过该制造方法制作的有机半导体薄膜制作的薄膜晶体管阵列的平面图。
[0039]图7是表示构成该薄膜晶体管阵列的代表例的薄膜晶体管的线性区域的传递特性的图。
[0040]图8是表示该薄膜晶体管的饱和区域的传递特性的图。
[0041]图9是表示该薄膜晶体管的输出特性的图。
[0042]图10是表示构成该薄膜晶体管阵列的全部薄膜晶体管的传递特性的分布的图。
[0043]图11是表示该薄膜晶体管阵列中的移动度的分布的图。
[0044]图12是表示以往例的有机半导体薄膜的制造方法的基本工序的立体图。
[0045]图13是表示该制造方法的基本工序的剖视图。
[0046]图14是表示使用该制造方法的基本工序的有机半导体薄膜阵列的制造方法的剖视图。
[0047]图15是通过该制造方法制作出的有机半导体薄膜阵列的平面图。
【具体实施方式】
[0048]本发明的有机半导体薄膜的制造方法以上述结构为基础,能够选取以下这样的形
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[0049]S卩,可以为将上述液滴形成为随着从上述接触面远离而距基板面的厚度逐渐减小的形状的形态。
[0050]此外,优选的是,形成上述原料溶液的液滴的上述基板的表面其接触角是30°以下。
[0051]此外,可以做成使上述端面成形部件在与上述基板之间设置一定的间隙而对置、从在上述接触面的相反侧相邻于上述间隙而配置的一个或多个原料溶液供给口经由上述间隙供给上述原料溶液的形态。在此情况下,可以做成配置多个上述原料溶液供给口、通过从各个上述原料溶液供给口供给相互不同种类的上述原料溶液、在同一上述基板上同时形成不同种类的有机半导体薄膜的形态。
[0052]或者,可以做成经由设在上述端面成形部件的内部的一个或多个内腔,向上述接触面侧供给上述原料溶液的形态。或者,可以做成使上述端面成形部件在与上述基板之间设置一定的间隙而对置、经由设在上述端面成形部件的内部的一个或多个内腔向上述端面形成部件的正下方供给上述原料溶液的形态。在这些情况下,可以做成设有多个上述端面成形部件的内腔、通过经由各个上述内腔供给相互不同种类的上述原料溶液、在同一上述基板上同时形成不同种类的有机半导体薄膜的形态。
[0053]本发明的有机半导体装置以上述结构为基础,可以采取以下这样的形态。即优选的是,上述有机半导体薄膜其单结晶的结晶轴的分布处于8°的范围内。此外优选的是,上述基板的形成有上述有机半导体薄膜的表面其接触角是30°以下。
[0054]以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0055]<实施方式>
[0056]参照图1A?图1C对本发明的一实施方式的有机半导体薄膜的制造方法进行说明。根据该制造方法,将使有机半导体材料溶解在溶媒中的原料溶液向基板I上供给。并且,通过使溶媒蒸发而使有机半导体材料的结晶析出,在基板上形成有机半导体薄膜。图1A是表示在有机半导体薄膜阵列的制造方法的工序中使用的装置的剖视图。图1B?图1D是依次表示该制造方法的工序的状态的剖视图,图1E是图1C所示的状态的平面图。另外,在图1E中,对一部分的要素赋予的点是用来判别各要素的,不是表示界面的。
[0057]在图1A所示的装置中,在基板I上配置有端面成形部件2,在与基板I之间设置一定的间隙g而对置。端面成形部件2的一个侧面(图中右侧面)形成了用来控制有机半导体薄膜的结晶的析出的接触面2a。端面成形部件2相对于基板I的表面使接触面2a以一定的角度交叉而对置配置。在图1B中,接触面2a与基板I的表面正交。在基板I的上表面上,形成有用来将浸润性调整为适当的范围的表面改性层3。相对于端面成形部件2在接触面2a的反对侧(左侧)的位置配置有溶液供给喷嘴4,使其前端的原料溶液供给口与间隙g相邻。在基板I的下表面上配置有热板5,将基板I例如保持为80°C。
[0058]在制造工序的实施时,如图1B所示,将使有机半导体材料溶解在溶媒中的原料溶液6经由溶液供给喷嘴4的内部空洞注出。由此,从溶液供给喷嘴4的前端向表面改性层3上供给原料溶液6。同时,由热板5将基板I保持为规定温度,将原料溶液6加热为规定的温度。这样,如果从接触面2a的相反侧将原料溶液6向基板I (表面改性层3)上供给,则原料溶液6经由间隙g达到接触面2a侧,与接触面2a接触而形成原料溶液6的液滴6a。
[0059]液滴6a的截面形状形成为随着从接触面2a离开即在图中向右方远离、距基板I的表面的厚度变小。该形状通过经由与接触面2a的接触保持液滴6a的一侧而形成。液滴6a的形状可以通过调整表面改性层3的接触角来适当地控制。表面改性层3只要通过提高了浸润性的表面调整液滴6a的形状,就能够充分得到后述那样的规定结晶成长的方向的作用。
[0060]如果如以上那样设定并实施工序,则通过来自热板5的加热而液滴6a中的溶媒蒸发。随着蒸发,在距接触面2a的远端缘的部分,原料溶液6依次成为饱和状态,有机半导体材料的结晶7a开始析出。
[0061]在本实施方式中,随着工序的进展,如图1C所示,匹配于溶媒的蒸发速度,使基板I和端面成形部件2向由箭头Xl或X2表示的朝向相对移动。即,进行基板I的向朝向Xl的移动及端面成形部件2的向朝向X2的移动的至少一方的移动。这里,以使基板I移动的情况为例进行说明。另外,在以下的记述中,将包括朝向X1、X2的方向称作X方向。该X方向与基板I的表面平行,朝向X1、X2是使端面成形部件2从液滴6a远离的朝向。由该相对移动带来的基板I和端面成形部件2的相对位置的变化在图1A?图1C中表示。
[0062]随着该相对移动而供给原料溶液6,以使伴随着相对移动的液滴6a的大小的变动被维持在规定的范围。即,通过将原料溶液6以与溶媒的蒸发速度同等的速度供给,将矩形状的液滴6a维持为相同尺寸。同时,匹配
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