晶体管的制造方法和晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及晶体管的制造方法和晶体管。
[0002]本申请要求基于2013年11月21日申请的日本专利申请2013-240560号的优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】
[0003]以往，作为晶体管的制造方法，研究了应用面向便宜、大型化的溶液工艺。与以往相比，采用溶液工艺时，可以以更低温制造晶体管。此外，通过将使用有机半导体材料的有机半导体层形成于使用了树脂材料的柔性基板上，也可以制造具有可挠性的有机晶体管。
[0004]在这样的晶体管的制造方法中，可以使用化学镀覆(无电解镀覆)，所述化学镀覆为利用基于材料表面的接触作用产生的还原的镀覆法。在无电解镀覆中不使用电能，因此对于树脂材料、玻璃等非导体也可以实施镀覆。但是，树脂材料、玻璃等难镀覆材料与所形成的镀覆皮膜之间的密合力弱，镀覆层容易因镀覆皮膜的内部应力而产生剥落、膨胀等剥离。
[0005]因此，使用铬酸溶液等在基板的表面实施蚀刻处理，使表面发生化学粗化。由此，所形成的镀覆皮膜嵌入经粗化的树脂材料的凹凸，因此能够得到密合力(锚定效果)。
[0006]除此之外，还公开有下述方法:在基板表面上设置由微粉末二氧化硅等填料成分与树脂组成成分构成的基底膜，在该基底膜上进行无电解镀覆(例如参照专利文献I)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I:日本特开2008-208389号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]但是，晶体管有时在传输特性中产生磁滞。作为磁滞的主要原因，可以举出“载流子阱”，即在半导体与绝缘膜的界面，绝缘膜妨碍电子流动。在晶体管的设计中，以不产生磁滞的方式选择结构、材料，但利用溶液工艺制造晶体管的情况下，形成材料、晶体管结构的选择自由度小，难以制造不易产生磁滞的晶体管。
[0012]本发明方式的目的在于提供一种晶体管的制造方法，该制造方法可以制造在传输特性中不易产生磁滞且动作行为稳定的晶体管。此外，另一目的在于提供一种动作行为稳定的晶体管。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明的一个方式为晶体管的制造方法，该制造方法具有下述工序:在形成有源极、漏极和与所述源极、所述漏极的表面相接的有机半导体层的基板上，覆盖所述有机半导体层，形成以含氟树脂为形成材料的第I绝缘体层;覆盖所述第I绝缘体层，形成第2绝缘体层;在所述第2绝缘体层的表面的至少一部分形成镀覆基底膜;在所述镀覆基底膜的表面析出作为无电解镀覆用催化剂的金属后，利用无电解镀覆在所述镀覆基底膜的表面形成栅极;形成所述镀覆基底膜的工序是将作为所述镀覆基底膜的形成材料的液态物涂布于所述第2绝缘体层的表面来进行的，与所述第I绝缘体层相比，所述第2绝缘体层对于所述液态物具有更高的亲液性。
[0015]此外，本发明的一个方式为晶体管，该晶体管具有:形成有源极和漏极的基板;与所述源极和所述漏极的表面相接的半导体层;覆盖所述半导体层而设置的第I绝缘体层;覆盖所述第I绝缘体层而设置的第2绝缘体层;设置于所述第2绝缘体层的表面的至少一部分的镀覆基底膜;设置于所述镀覆基底膜的表面的栅极。所述第I绝缘体层以含氟树脂为形成材料，与所述第I绝缘体层相比，所述第2绝缘体层对于有机溶剂具有更高的亲液性。
[0016]发明效果
[0017]根据本发明的方式，能够提供一种晶体管的制造方法，该制造方法可以制造在传输特性中不易产生磁滞且动作行为稳定的晶体管。此外，能够提供一种动作行为稳定的晶体管。
【附图说明】
[0018]图1为本实施方式的晶体管的示意截面图。
[0019]图2为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0020 ]图3为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0021 ]图4为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0022 ]图5为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0023 ]图6为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0024]图7为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0025 ]图8为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0026]图9为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0027 ]图1O为示出本实施方式的晶体管的制造方法的工序图。
[0028]图11为示出实施例的结果的照片。
[0029]图12为示出实施例的结果的照片。
[0030]图13为示出实施例的结果的照片。
[0031]图14为示出实施例的结果的照片。
[0032]图15为示出实施例的结果的曲线图。
[0033]图16为比较例中形成的晶体管的示意截面图。
[0034]图17为示出比较例的结果的照片。
[0035]图18为示出比较例的结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0036]以下，参照图1?图1O，对本实施方式的晶体管的制造方法和本实施方式的晶体管进行说明。需要说明的是，为了便于观察附图，在以下所有的附图中，各构成要素的尺寸、比例等适当进行了变化。
[0037]图1为示出利用本实施方式的晶体管的制造方法制造的晶体管和本实施方式的晶体管的说明图。
[0038]图1的(a)为晶体管I的示意截面图。本实施方式的晶体管I为所谓的顶部栅极/底部接触型的晶体管。在以下的说明中，对于使用有机半导体作为半导体层的形成材料的有机晶体管进行说明，但对于使用无机半导体作为半导体层的形成材料的无机晶体管也可以应用本发明。
[0039 ]晶体管I具有基板2、基底膜(镀覆基底膜)3、无电解镀覆用的催化剂5、源极6、漏极
7、有机半导体层(半导体层)9、第I绝缘体层10、第2绝缘体层11、基底膜(镀覆基底膜)12、无电解镀覆用的催化剂14、栅极15。
[0040]基板2可以使用具有透光性的基板和不具有透光性的基板中的任一种。可以使用例如玻璃、石英玻璃、氮化硅等无机物;丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)等聚酯树脂等有机高分子(树脂)等。
[0041]所形成的基底膜3覆盖基板2的一个主面的整个面。基底膜3为源极基底膜和漏极基底膜，源极基底膜和漏极基底膜形成为连续的膜。此外，催化剂(无电解镀覆用催化剂)5选择性地设置在基底膜3的表面的一部分。催化剂5为对无电解镀覆用的镀覆液中所含的金属离子进行还原的催化剂，可以举出银、金属钯等金属。其中，优选使用金属钯。
[0042]基底膜3为可以与作为上述催化剂5的金属形成键的膜，以具有可以与该金属键合的基团的硅烷偶联剂为形成材料。基底膜3是将含有这样的硅烷偶联剂的液态物涂布于基板2的一个主面上而形成的。
[0043]作为基底膜3的形成材料的“硅烷偶联剂”为硅原子上键合有可以与作为催化剂5的金属键合的基团、可以与基板2键合的基团的化合物。上述基板2的材料不与无电解镀覆最终形成的金属制的镀覆皮膜形成金属键，但通过形成这样的基底膜3，能够经由基底膜3，在基板2的表面形成金属制的镀覆覆膜。
[0044]此处，“可以与金属键合的基团”是指，可以与作为催化剂5的金属或该金属的离子形成例如离子键或配位键的基团。作为这样的基团，可以举出例如具有氮原子或硫原子的基团。作为具有氮原子的基团，可以示例氨基、脲基、含有氮原子的杂环化合物去除一个以上其上键合的氢原子而得到的基团等。此外，作为具有硫原子的基团，可以示例硫醇基(或巯基)、硫代羰基、硫脲基、含有硫原子的杂环化合物去除一个以上其上键合的氢原子而得到的基团等。作为含有氮原子或硫原子的杂环化合物，可以举出吡咯、咪唑、吡啶、嘧啶、噻吩那样的单环式的杂环芳香族化合物;吲哚、苯并噻吩那样的多环式的杂环芳香族化合物；这些芳香族化合物具有的芳香环上的2个以上的碳原子被氢化而不具有芳香属性的杂环化合物。
[0045]此外，作为“可以与基板2键合的基团”，可以举出羟基、碳原子数为I至6的烷氧基。
[0046]作为可以用作这样的基底膜3的形成材料的化合物，具体地可以示例N-环己基氨基丙基三甲氧基硅烷、双(3_(三甲氧基硅烷基)丙基)乙二胺、1-(3-(三甲氧基硅烷基丙基))脲、双(3-(三甲氧基硅烷基丙基))脲、2，2-二甲氧基-1，6-二氮杂-2-硅杂环辛烷4-(3-(三甲氧基硅烷基丙基))-4，5-二氢咪唑、双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)硫脲、3-三甲氧基硅烷基丙硫醇、经三甲氧基硅烷基丙基修饰的聚乙亚胺等。
[0047]其中，作为娃烧偶联剂，优选具有氣基的娃烧偶联剂，更优选具有以-NH2表不的基团的伯胺或具有以-NH-表示的基团的仲胺。在以下说明中，对于使用作为伯胺的硅烷偶联剂形成基底膜3的方式进行说明。
[0048]需要说明的是，图中为在基板2的整个上表面形成基底膜3的方式，但也可以仅在设置有催化剂5的位置选择性形成基底膜3。该情况下，使用通常已知的方法，在基板2的上表面选择性涂布作为基底膜3的形成材料的硅烷偶联剂，由此能够选择性形成基底膜3。此夕卜，也可以先在基板2的上表面上比形成基底膜3的区域宽的区域涂布硅烷偶联剂，接着，对在从形成基底膜3的区域探出的部分形成的膜照射紫外线，由此硅烷偶联剂发生分解而被去除，从而选择性形成基底膜3。
[0049]源极6和漏极7为形成于催化剂5表面的金属电极。源极6和漏极7以与通道长对应的间隔相互隔开而形成。源极6具有第I电极61、覆盖第I电极61表面的第2电极62。同样地，漏极7具有第3电极71、覆盖第3电极71表面的第4电极72。
[0050]第I