(57)【要約】【課題】本発明は、低い仕事関数をもって、高い電界放出効果と電荷移動度及び電気伝導度をもつＣＮＴと有機半導体物質を混合すること、又はＣＮＴ上に有機半導体物質をコーティングすることによって、有機半導体層を形成させ、高い電気伝導度と電荷移動度及び高速のスイッチング速度を実現することができる有機ＴＦＴ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は有機ＴＦＴ及びその製造方法に係り、有機ＴＦＴでＣＮＴと有機半導体物質を混合すること、又はＣＮＴ上に有機半導体物質をコーティングすることによって、有機半導体層を形成させ、高い電気伝導度と電荷移動度を有するＣＮＴの物性により、既存の低い電荷移動度とスイッチング特性を有する有機半導体層の物性を向上させることができる有機ＴＦＴ及びその製造方法に関する。【選択図】図１Ａ
2006303507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板上に配置されるゲート電極と；
前記ゲート電極上に配置されるゲート絶縁層と；
前記ゲート絶縁層上に配置されるソース／ドレイン電極と；
前記ソース／ドレイン電極上に配置されて、２種の物質からなる有機半導体層と、を含む、有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記有機半導体層は、カーボンナノチューブと有機半導体物質と、を混合して形成されることを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記有機半導体層は、カーボンナノチューブ上に有機半導体物質をコーティングして形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブは、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）及びこれらの合金からなる群から選択される物質を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブは、単一壁ナノチューブ、多重壁ナノチューブまたは束状ナノチューブのうち、少なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブは、ジグザグ、アームチェアまたはキラルのうち、いずれか１種の構造であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記カーボンナノチューブの直径が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記有機半導体物質は、ペンタセン、オリゴチオフェン、ポリアルキルチオフェン及びポリチエニレンビニレンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
基板を提供する工程と；
前記基板上にゲート電極を形成する工程と；
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と；
前記ゲート電極上にソース／ドレイン電極を形成する工程と；
前記ソース／ドレイン電極上にカーボンナノチューブと有機半導体物質を混合した有機膜を形成する工程と；
前記有機膜を加熱して有機半導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記カーボンナノチューブは、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）及びこれらの合金からなる群から選択される物質を含むことを特徴とする請求項９に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記有機半導体物質は、ペンタセン、オリゴチオフェン、ポリアルキルチオフェン及びポリチエニレンビニレンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項９に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
前記有機膜は、前記カーボンナノチューブと前記有機半導体物質の混合物を、ペースト状で、スピンコーティング、インクジェットプリンティングまたはスクリーンプリンティング方法で形成することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
前記加熱工程は、３００℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
基板を提供する工程と；
前記基板上にゲート電極を形成する工程と；
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と；
前記ゲート絶縁層上にソース／ドレイン電極を形成する工程と；
前記ソース／ドレイン電極上にカーボンナノチューブ層を形成する工程と；
前記カーボンナノチューブ層上に有機半導体物質をコーティングして有機半導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記カーボンナノチューブ層は、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）及びこれらの合金からなる群から選択される物質を含むことを特徴とする請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
前記カーボンナノチューブ層は、カーボンナノチューブを含むペーストを３００℃以下の温度で加熱して形成することを特徴とする請求項１４または１５に記載の有機ＴＦＴの製造方法。
【請求項１７】
前記カーボンナノチューブ層を、酸洗またはテープを用いて活性化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記有機半導体物質は、ペンタセン、オリゴチオフェン、ポリアルキルチオフェン及びポリチエニレンビニレンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
前記有機半導体物質は、真空蒸着法または有機蒸着法でコーティングすることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２０】
前記有機半導体物質は、５×１０−４Ｔｏｒｒ以下の真空度でコーティングすることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ及びその製造方法に係るものであり、より詳しくは、有機薄膜トランジスタでカーボンナノチューブと有機半導体物質を混合すること、又はカーボンナノチューブ上に有機半導体物質をコーティングすることによって、有機半導体層を形成させ、高い電気伝導度及び電荷移動度をもつカーボンナノチューブによって、従来の低い電荷移動度とスイッチング速度をもつ有機半導体層の物性を向上させることができる有機薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。以下、薄膜トランジスタは、ＴＦＴとも言う。また、カーボンナノチューブはＣＮＴとも言う。
【背景技術】
【０００２】
最近１０年間、有機ＴＦＴは最近１０余年間低費用電子装置のような各種分野の大きい関心事で素材開発及びこれを利用した多様な応用研究が活発に進められてきた。
【０００３】
特に、基板上に製膜する有機ＴＦＴのコストは、無機ＴＦＴで製造するものに比べて非常に安い。従って、有機ＴＦＴは、大きな面積の基板上に素子を製膜する場合、低温プロセスが必要な場合、又は可撓性素子（例えば、可撓性フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ））が要求される場合に、非常に効率的に使われうる。とりわけ、有機ＴＦＴは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）のような可撓性ＦＰＤに対して、非常に適応性が高い。
【０００４】
前記有機ＴＦＴの材料として、現在最も多く利用されているのは、ペンタセン構造をもつ有機薄膜である。このようなペンタセン有機薄膜は、開発初期段階では、９×１０−３ｃｍ３／Ｖ・ｓｅｃの電荷移動度及び１×１０５のオン／オフ比をもつ有機半導体素材であった。しかし、現在は一貫した研究開発を行ったおかげで、ペンタセン有機薄膜は、非晶質シリコンを利用したＴＦＴと同様の、２．１〜３．３ｃｍ３／Ｖ・ｓｅｃ間の電荷移動度及び２×１０７〜１×１０９のオン／オフ比をもつことが報告されている。ここで、オン／オフ比とはアクティブマトリックス型ディスプレイ装置の画素における電流がオンの時とオフの時の比率を示しており、アクティブマトリックス（ＡＭ）型ディスプレイ装置の画素動作において非常に重要な特性の一つである。
【０００５】
ＣＮＴは、低い仕事関数をもつだけでなく、高い縦横比をもつことによって、強電界密度の点（場所）を生じさせうるため、ＣＮＴは優れた電子エミッタといえる。したがって、電界放出ディスプレイ装置のＣＮＴの用途が、広範に研究されてきている。近年では、半導体素子、燃料電池、２次電池、複合体、及びキャパシターなどの多様な素子中で、それらの使用目的と伴にＣＮＴの研究がなされてきている。
【０００６】
特許文献１に記載されているように、ペンタセンとジエノフィルを有機溶媒中でディールス・アルダー反応させた後に、ペンタセン誘導体の溶液を得る。該ペンタセン誘導体溶液を常温から２００℃まで加熱して熱分解する熱蒸発法、または、スピンコーティング、インクジェットプリンティング又はスクリーンプリンティングのような溶液法（ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｐｒｏｃｅｓｓ）、を利用してペンタセン薄膜を形成する。
【０００７】
そして、前記ＣＮＴはアーク放電法、レーザー蒸着法、プラズマ化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相蒸着法、気相成長法、電気分解法又はフレーム（Ｆｌａｍｅ）合成法等により、粉末にする。
【０００８】
このような粉末は、単一壁ナノチューブ、多重壁ナノチューブ及び、壁を形成する結合数にしたがって単一壁ナノチューブがいくつかにまとまった形態の束状のナノチューブ（以下、束状ナノチューブと言う。）に分類することができる。典型的には、粉末とペーストを混合し、スピンコーティング、インクジェットプリンティングまたはスクリーンプリンティング法で製膜した後に加熱することによって、放出素子として使うことができるようになる。
【０００９】
有機ＴＦＴは、製造コストが低いため、電子ペーパー及び可撓性ＦＰＤにおいて非常に有用である。しかしながら、ポリシリコン（多結晶シリコン）（ポリ−Ｓｉ）を利用したＴＦＴに比べて非常に低い電荷移動度及びスイッチング速度しかないので、高い電荷移動度と高速のスイッチング速度が必要な電圧駆動ＦＰＤに適用しにくいという問題点がある。
【特許文献１】大韓民国特開２００４−００７２０６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述のような従来技術の諸般短所と問題点を解決するためのものであって、ＣＮＴと有機半導体物質を混合する、又は、ＣＮＴ上に有機半導体物質をコーティングすることによって有機半導体層を形成させ、ＣＮＴの高い電気伝導度及び電荷移動度に起因する電荷移動度及びスイッチング速度のような有機半導体層の特性を向上しうる有機ＴＦＴ及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明に係る有機ＴＦＴは、基板と、前記基板上に配置されるゲート電極と、前記ゲート電極上に配置されるゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に配置されるソース／ドレイン電極と、前記ソース／ドレイン電極上に配置されて、２種の物質からなる有機半導体層を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のもう一つの目的を達成するために、有機ＴＦＴの製造方法は、基板を提供する工程と、前記基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、前記ゲート電極上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、前記ソース／ドレイン電極上にＣＮＴと有機半導体物質を混合した有機膜を形成する工程と、前記有機膜を加熱して有機半導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のさらにもう一つの目的を達成するために、有機ＴＦＴの製造方法は、基板を提供する工程と、前記基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、前記ゲート絶縁層上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、前記ソース／ドレイン電極上にカーボンナノチューブ層を形成する工程と、前記カーボンナノチューブ層上に有機半導体物質をコーティングして有機半導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように本発明によって、有機ＴＦＴは、ＣＮＴと有機半導体物質を混合すること、ＣＮＴ上で有機半導体物質をコーティングすることによって、有機半導体層を形成させて、既存の低い電荷移動度とスイッチング特性を有する有機半導体層の物性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をさらに具体的に説明するために、本発明による望ましい実施形態を、添付した図面を参照してさらに詳細に説明する。しかし、本発明は本明細書中で説明される実施形態に限定されてはならず、他の形態によっても実施され得るように理解しなければならない。
【００１６】
図１Ａは本発明の第１実施形態に係るボトムコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【００１７】
図１Ｂは本発明の第１実施形態に係るトップコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【００１８】
図１Ａ及び図１Ｂは、有機ＴＦＴが、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図であって、ＣＮＴ及び有機半導体物質の混合物からなる有機半導体層を含む。
【００１９】
図１Ａの通り、先に、基板１００が提供される。前記基板１００は、金属、単結晶シリコン、ガラス、プラスチック、サファイア、石英またはステンレススティールからなる群のいずれか一つである。
【００２０】
プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）又は、低圧化学気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ）のような、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）を利用して、酸化ケイ素又は窒化ケイ素を蒸着することによって、前記基板１００上に、緩衝層が形成されることが望ましい。ここで、緩衝層１１０は、酸化ケイ素又は窒化ケイ素からなる単層、複層のいずれでもよい。
【００２１】
前記緩衝層１１０は、基板１００から発生する水分または不純物の拡散を防止して、後続の工程で、緩衝層１１０上に形成される有機層の脱落を防止する。緩衝層１１０は、必ず形成しなくてはならないというわけではない。
【００２２】
続いて、前記緩衝層１１０上に、ゲート電極のための物質を製膜後、シャドーマスク法またはインクジェット法を利用して、ゲート電極をパターニングして、ゲート電極１２０が形成される。
【００２３】
前記ゲート電極１２０は、金属性材料を用いる場合、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）及びこれらの合金からなる群から選択される１種の物質を用いることができる。または、無機酸化膜材料を用いる場合、ポリシリコン（ポリ−Ｓｉ）、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）及びＩｎ２０３からなる群から選択されるいずれか１種の物質を用いることもできる。または、ゲート電極１２０は、上記の２種以上の物質からなってもよく、前記物質が、金属からなる場合には、真空蒸着法、マスク層形成法またはフォトリソグラフィ法で形成される。
【００２４】
ｐ型半導体素子が金属性材料からなる場合、ゲート電極１２０は、仕事関数が低いＡｌ、ＡｌＮｄまたはＭｏＷなどの物質からなることが望ましく、ｎ型半導体素子が金属からなる場合、ゲート電極１２０は、仕事関数が高いＡｕまたはＰｔなどを用いることが望ましい。
【００２５】
また、前記ゲート電極１２０は、ポリアニリン若しくはポリチオフェンなどの有機物質からなる、又は、導電性インクをコーティングしてなることが望ましい。ここで、ゲート電極１２０が、有機物質からなる場合、スピンコーティング法、キャスティング法、引き上げ法、転写法又はインクジェット法によって形成される。
【００２６】
続いて、前記ゲート電極１２０上にゲート絶縁層１３０を形成される。この場合、前記ゲート絶縁層１３０は酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜またはこれらの複層のいずれであってもよい。加えて、ゲート電極１３０は、この他に、しきい電圧を低くするために、ＢＳＴ（ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３）、ＰＺＴ（ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３）、ＴｉＯ２とＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ２、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２及びＴａ２Ｏ５のような高誘電率ゲート絶縁材料からなる群から選択されるいずれか１種であってもよい。または、ゲート電極１３０は、パリレン（ポリパラキシリレンの略語）、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルフルオラン、ポリメチルメタアクリレート、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリカーボネート（ＰＣ）及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも一種の有機物質から形成してもよい。前記ゲート絶縁層１３０は、ＰＥＣＶＤまたはＬＰＣＶＤによって形成してもよい。なお、ゲート電極１３０は、前記高誘電率ゲート絶縁材料および前記有機物質の二種以上の物質から選択してなることも可能である。
【００２７】
続いて、前記ゲート電極１３０上にソース／ドレイン電極１４０及び１４５が形成される。前記ソース／ドレイン電極材料では金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種の物質からなってもよい。この場合、ｐ型半導体素子が形成されるとき、ソース／ドレイン電極１４０及び１４５は、仕事関数が高いＡｕ及びＰｔなどからなることが望ましくて、ｎ型半導体素子が形成されるとき、仕事関数が低いＡｌ、ＡｌＮｄ及びＭｏＷなどからなることが望ましい。
【００２８】
この時、ソース／ドレイン電極１４０及び１４５はシャドーマスクまたはインクジェットを利用して形成されてもよい。また他の方法としては、ソース／ドレイン電極物質が製膜され、後続のフォトリソグラフィ法を利用して電極物質がエッチングで形成されてもよい。
【００２９】
続いて、前記ソース／ドレイン電極１４０及び１４５上に、２種の物質を使って有機半導体層１６０が形成される。有機半導体層１６０が形成されるために、まず、前記有機半導体層はＣＮＴと有機半導体物質の混合物を使って有機膜（図示せず）が形成される。
【００３０】
前記ＣＮＴは、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）及びこれらの合金からなる群から選択される物質を含む、あるいは上記物質から形成されてもよい。
【００３１】
前記ＣＮＴは単一壁ナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多重壁ナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）及び束状ナノチューブのうちいずれか一つでもよく、典型的に、ＣＮＴは、ＣＮＴ粒子の粒径の直径が２００ｎｍを超えると、電気的特性が低下するので、２００ｎｍ以下の直径をもつものを用いる方がよい。望ましくは、電気的特性が最も優れた２０ｎｍ以下の直径をもったものであり、束状ナノチューブ又は単一壁及び多重壁ＣＮＴの両方、を用いるほうがよい。
【００３２】
また、前記ＣＮＴはジグザグ、アームチェアまたはキラル構造からなる群から選択されるいずれか一つの構造を有する。前記ＣＮＴはジグザグやアームチェアなどの対称構造を有しうるが、望ましくは、蜂の巣状の六角形がチューブ軸に沿って螺旋形に配列したキラル構造を有する方がよい。９５０℃で合成させたそのようなＣＮＴを用いると、およそ８．２Ｖ／μｍの電界が生じるときに、およそ１４．５ｍＡ／ｃｍ２の最大電流密度で、電子が放出される。しかし、前記ＣＮＴは非対称的なＣＮＴであるほど半導体特性が向上する。したがって、有機半導体層の特性を向上させるためにさらに望ましくは、混合またはコーティングされたＣＮＴが、非対称的なジグザグまたはアームチェア構造をもつ方がよい。
【００３３】
前記有機半導体物質はペンタセン、オリゴチオフェン、ポリアルキルチオフェン及びポリチエニレンビニレンからなる群から選択されるいずれか１種の物質を用いることができるが、ペンタセンで形成することが望ましい。
【００３４】
前記ＣＮＴと有機半導体物質の混合物は、スピンコーティング法、インクジェットプリンティング法またはスクリーンプリンティング法を利用して、ペースト状で製膜させることによって有機膜を形成する。この後前記有機膜を加熱して、有機半導体層１６０を形成する。この場合、加熱中に有機物質が熱損傷を受けることを防止するために、前記有機膜は、３００℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱後、有機半導体層の厚さはおよそ５μｍ以下である。上記過程を経ることによって、ボトムコンタクト型有機ＴＦＴが完成する。
【００３５】
前記第１実施形態において、有機ＴＦＴは電気的特性が優れたＣＮＴと有機半導体物質が相互に補完的な作用をするために、３．３ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ以上の電荷移動度及び１×１０９以上のオン／オフ比を有するだけでなく、高速のスイッチング速度をもったＴＦＴを実現する。
【００３６】
本発明の第１実施形態において、有機ＴＦＴは、ＣＮＴと有機半導体物質の混合物からなる有機半導体層１６０を含むことを説明している。説明の便宜のために、前記ソース／ドレイン電極上に有機半導体層１６０が形成される、ボトムコンタクト型有機ＴＦＴに関してのみ説明したが、本発明はこれに限定されず、図１Ｂで示したように有機半導体層２５０が、ソース／ドレイン電極２６０及び２６５下部に製膜するトップコンタクト型有機ＴＦＴにも適用させることができる。
【００３７】
この場合、有機半導体層２５０を、ソース／ドレイン電極２６０及び２６５の下部で製膜させるが、基板２００、緩衝層２１０、ゲート電極２２０、ゲート絶縁層２３０有機半導体層２５０並びにソース／ドレイン電極２６０及び２６５は、図１Ａのボトムコンタクト型有機ＴＦＴと同じ物質及び方法を使って形成される。
【００３８】
図１Ｃは本発明の第２実施形態に係るボトムコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【００３９】
図１Ｄは本発明の第２実施形態に係るトップコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【００４０】
図１Ｃ及び図１Ｄは、本発明の第２実施形態による有機ＴＦＴの断面図であって、ＣＮＴ上で、有機半導体物質をコーティングした有機半導体層を含むことを図示する。
【００４１】
本発明の第２実施形態では、下記で説明する有機半導体層の構造及び形成方法を除いて、第１実施形態の有機ＴＦＴと等しいので、重複する説明は省略する。
【００４２】
前記第２実施形態において、ボトムコンタクト型有機ＴＦＴは、基板１００上で製膜した緩衝層１１０を含んでいてもよい。前記ゲート電極物質が、緩衝層１１０上で製膜された後、パターニングして、ゲート電極１２０が形成される。前記ゲート絶縁層１３０は、ゲート電極１２０上に形成されている。
【００４３】
続いて、前記ソース／ドレイン電極物質１４０及び１４５をゲート絶縁層１３０上にソース及びドレイン製膜後、パターニングして、ゲート電極１２０物質と対応する領域にソース及びドレイン該電極が形成される。
【００４４】
前記基板１００、緩衝層１１０、ゲート電極１２０、ゲート絶縁層１３０及びソース／ドレイン電極１４０及び１４５は、図１Ａのボトムコンタクト型有機ＴＦＴと同じ物質及び方法を使って形成する。
【００４５】
続いて、有機半導体層１６０は、２種の物質を使って、前記ソース／ドレイン電極１４０及び１４５上に形成される。まず始めに、ＣＮＴを含むペーストを、スピンコーティング、インクジェットプリンティングまたはスクリーンプリンティング法を利用して、前記ソース／ドレイン電極１４０及び１４５の全体表面上に形成される。
【００４６】
前記ペーストは、有機物質が熱損傷を受けることを防止するために、３００℃以下の温度で加熱することによって、およそ５μｍ以下の厚さをもつＣＮＴ層１５１を形成される。その後、有機半導体物質１５６は、前記ＣＮＴ層１５１上にコーティングされる。
【００４７】
前記ＣＮＴ及び有機半導体物質１５６は、図１Ａのボトムコンタクト型有機ＴＦＴと同じ物質からなっており、前記有機半導体物質１５６は、真空蒸着法または有機蒸着法によってコーティングされる。この場合、前記有機半導体物質は５×１０−４Ｔｏｒｒ以下の真空度でコーティングする。望ましくは、前記有機半導体物質１５６は５×１０−７Ｔｏｒｒ以下の真空度でコーティングする。
【００４８】
また、前記ＣＮＴが垂直に成長すると、ＣＮＴは、シリコンチップ、ダイアモンド・カーボン薄膜またはカーボン薄膜で報告されている電子放出電圧及び電子放出電流密度よりも、少なくとも１０倍〜１００倍以上の高い該電圧及び該密度の値をもちうる。したがって、ＣＮＴを垂直に成長させるために、有機半導体物質１５１をコーティングする前に、酸洗またはテープを利用して、活性化の（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）工程をさらに行ってもよい。
【００４９】
続いて、前記有機半導体層１６０の電気的な特性を保護するために、前記有機半導体層１６０上に、パッシベーション膜（図示せず）をさらに形成することができる。前記パッシベーション膜は、ＣＶＤ法を利用して、酸化ケイ素又はパリレン（ポリパラキシリレンの略語）から形成してもよい。ここで、パッシベーション層の厚さが５μｍ以下でも、絶縁性、防水性、耐食性及び耐化学性の優れたパリレンを用いることが望ましい。前記パリレン以外にも、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、シアノエチルフルオラン、ポリメチルメタアクリレート、ポリサルフォン、ポリカーボネート（ＰＣ）及びポリイミドからなる群から選択されるいずれか１種の有機物質で形成することができる。
この結果、本発明の第２実施形態に係るボトムコンタクト型有機ＴＦＴが完成する。
【００５０】
本発明の第２実施形態において、有機ＴＦＴは、ＣＮＴ層１５１上で有機半導体物質１５６をコーティングすることによって形成される有機半導体層１６０を含むことを説明している。説明の便宜のために、前記ソース／ドレイン電極１４０及び１４５上に有機半導体層１６０が形成されるボトムコンタクト型有機ＴＦＴのみに関して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、図１Ｄで示したようにＣＮＴ層２４１上に有機半導体物質２４６をコーティングすることにより形成される有機半導体層２５０が、ソース／ドレイン電極２６０及び２６５下部に製膜されてなるトップコンタクト型有機ＴＦＴにも適用することができる。この場合、有機半導体層２５０が、ソース／ドレイン電極２６０及び２６５の下部に製膜されるが、基板２００、緩衝層２１０、ゲート電極２２０、ゲート絶縁層２３０有機半導体層２５０並びにソース／ドレイン電極２６０及び２６５は、図１Ｃのボトムコンタクト型有機ＴＦＴと同じ物質及び方法を使って、ＴＦＴ形成する。
【００５１】
前記のように、有機ＴＦＴは、ＣＮＴ及び有機半導体物質を混合すること、又はＣＮＴ層上で有機半導体物質をコーティングすることによって、形成される有機半導体層を含む。両方とも、結果物たる有機半導体層は類似する結合構造を有する。また、有機半導体層を形成するのに十分な電気的特性を有するＣＮＴ及び有機半導体物質が相互に補完的な作用をして、３．３ｃｍ３／Ｖ・ｓｅｃ以上の電荷移動度及び１×１０９以上のオン／オフ比を有するのみならず、高速のスイッチング速度を実現する有機ＴＦＴを形成する。
【００５２】
本発明に係る有機ＴＦＴは、電子ペーパー、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び太陽電池等のような、様々な駆動装置として、利用しうる。
【００５３】
上述した本発明によると、有機ＴＦＴは、ＣＮＴ及び有機半導体物質を混合すること、又は、ＣＮＴ層上で有機半導体物質をコーティングすることによって、形成される有機半導体層を含み、その結果として、ＣＮＴの高い電気伝導及び電荷移動度により、電化移動度及びスイッチング速度のような有機半導体層の特性が向上する。
【００５４】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を逸脱することなく、本発明を修正または変更できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係るボトムコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態に係るトップコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第２実施形態に係るボトムコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【図１Ｄ】本発明の第２実施形態に係るトップコンタクト型有機ＴＦＴの断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００、２００        基板
１１０、２１０        緩衝層
１２０、２２０        ゲート電極
１３０、２３０        ゲート絶縁層
１４０、１４５        ソース／ドレイン電極
１５１、２４１        ＣＮＴ層
１５６、２４６        有機半導体物質
１６０、２５０        有機半導体層
２６０、２６５        ソース／ドレイン電極
【図１Ａ】
2006303507.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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