Brevet FR2918797A1 — publié le 20090116

TRANSISTOR ORGANIQUE A EFFET DE CHAMP ET PROCEDE DE FABRICATION DE CE TRANSISTOR La présente invention concerne un transistor organique à effet de champ et un procédé de fabrication de ce transistor. Les transistors organiques à effet de champ connus à ce jour comportent : - des électrodes de drain et de source, - une couche semi-conductrice réalisée en matériau semi-conducteur organique disposée entre les électrodes de drain et de source, - au moins une électrode de grille, et - une couche d'isolant électrique interposée entre l'électrode de grille et la couche semi-conductrice, la couche d'isolant étant directement en contact avec la couche semi-conductrice, Lorsqu'un potentiel est appliqué sur l'électrode de grille, les porteurs de charges présents dans la couche semi-conductrice se concentrent à l'interface entre la couche semi-conductrice et l'isolant en restant uniquement dans la couche semi-conductrice. Cette concentration de porteurs de charges forme alors le canal de conduction caractéristique de l'état passant du transistor. Les transistors organiques à effet de champ sont réalisés à l'aide de matériaux semi-conducteurs organiques. Ces transistors organiques à effet de champ sont également connus sous l'acronyme OFET (Organic Field Effect Transistor). Un semi-conducteur organique ou un matériau semi-conducteur organique est un composé organique, sous la forme d'un cristal ou d'un polymère, qui montre des propriétés similaires aux semi-conducteurs inorganiques. Ces propriétés sont la conduction par les électrons et les trous, ainsi que la présence d'une bande interdite. Ces matériaux ont donné naissance à l'électronique organique. On définit la mobilité des porteurs de charges dans un semi- conducteur organique à l'aide de la relation suivante et en absence de champ magnétique et en régime stationnaire : V = (0) où : - v est la vitesse des porteurs de charges dans le semi-conducteur organique, et - E est le champ électrostatique permanent. La mobilité est exprimée en centimètres carrés par volt et par seconde (cm2V"'ss'). La mobilité des porteurs de charges dans les semi-conducteurs organiques reste aujourd'hui bien plus faible que celle dans les semi- conducteurs inorganiques, elle atteint au maximum 20-35 cm2.V-'.s 1 alors que dans les seconds elle est de l'ordre de 103 cm2.V-1.s1. Or, il existe une relation de proportionnalité entre la mobilité des porteurs de charges et la conductivité électrique 6 d'un matériau qui peut s'exprimer : 6=Pu (1) où: - q est la charge des porteurs de charges, - p représente la concentration volumique des porteurs de charges, et - représente la mobilité des porteurs de charges. L'un des critères pour mesurer la qualité d'un transistor est le rapport Ion/loff. Ce rapport Ion/loff est le rapport de l'intensité du courant Ion qui traverse le transistor lorsque celui-ci est dans l'état passant sur l'intensité du courant 'off qui traverse ce même transistor et dans les mêmes conditions lorsque celui-ci est dans l'état non passant, dit bloqué . En particulier, les mesures de l'intensité du courant loi et du courant loff sont réalisées sous la même tension Vd,, entre le drain et la source. Dans les transistors organiques connus, la couche semi-conductrice est réalisée à l'aide d'un seul et même semi-conducteur organique dont la mobilité, à l'échelle du micromètre, est homogène de partout dans le semi-conducteur. A ce jour, de manière à accroître l'intensité maximale du courant Ion qui peut traverser le transistor pendant plusieurs dizaines de secondes sans le détériorer, on cherche à utiliser des semi-conducteurs organiques dont la mobilité est la plus élevée possible. Par exemple, des semi-conducteurs organiques dont la mobilité est supérieure à 10' cm2V-'s', voire supérieure à 1 cm2V-'s', existent et peuvent être utilisés pour réaliser la couche semi-conductrice. Toutefois, pour un transistor de géométrie donnée, augmenter l'intensité maximale du courant Ion ne conduit pas nécessairement à accroître le rapport Ion/loff, du fait de la relation de proportionnalité entre mobilité des porteurs de charges et conductivité. On constate en effet, pour la plupart des servi-conducteurs organiques, plus la mobilité est élevée, plus la conductivité du matériau augmente et, donc, que le courant loff augmente. On considère ici que la géométrie d'un transistor demeure constante si la distance L entre les faces en vis-à-vis des électrodes de drain et de source et la longueur W du chenal séparant les électrodes de drain et de source restent constantes. Ces paramètres L et W sont définis plus en détail dans la suite de cette description. Ainsi, à ce jour, les meilleurs transistors organiques présentent un rapport Ion/loff qui plafonne autour de 105. L'invention vise donc à proposer un transistor organique dont l'agencement est amélioré pour accroître le rapport Ion/loff. Elle a donc pour objet un transistor organique dans lequel le matériau semi-conducteur n'est pas homogène : la mobilité s.p des porteurs de charges dans un premier volume de la couche semi-conductrice est X fois supérieure à la mobilité ;nf des porteurs de charges dans un second volume de la couche semi-conductrice lorsque ces mobilités ;nf et Ils., sont mesurées dans les mêmes conditions, X étant un nombre supérieur ou égal à 10, le premier volume correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches de l'électrode de grille et le second volume correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les pllus proches des électrodes de drain et de source. Dans le transistor ci-dessus, le second volume isole mécaniquement le premier volume des électrodes de drain et de source. A l'état bloqué, le chemin de conduction s'établit entre les électrodes de drain et de source, dans le second volume où la mobilité ;nf est la plus faible. Ainsi, ce second volume permet d'obtenir un courant loff plus bas que si la mobilité était la même et égale à s.p dans l'ensemble de la couche semi-conductrice. A l'inverse, à l'état passant, le premier volume se situe à l'endroit où le canal de conduction est créé, lorsque le transistor est dans l'état passant. Le premier volume présente une mobilité Sap beaucoup plus importante que la mobilité ;nf . Ainsi, la vitesse de circulation des porteurs de charges entre les électrodes de drain et de source est nettement supérieure au cas où la mobilité serait la même et égale à ;nf dans l'ensemble du volume de la couche semi-conductrice. Cela se traduit donc par une augmentation de l'intensité du courant loi. Ainsi, en utilisant en combinaison les premier et second volumes, on améliore très nettement le rapport Ion/loff et donc les performances du transistor organique à effet de champ. Les modes de réalisation de ce transistor organique peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le premier volume comprend : - une matrice en matériau semi-conducteur organique de mobilité Sap occupant au moins 90% du premier volume, et - de particules semi-conductrices inorganiques de mobilité sup2 réparties uniformément dans la matrice et occupant moins de 10% du premier volume, la plus petite largeur des particules semi-conductrices inorganiques étant supérieure à 10 nm de sorte que la mobilité sep de la première sous-couche est plus proche de la mobilité 1.1,sup2 que de la mobilité sup ; • la couche semi-conductrice comprend : - une première sous-couche en matériau semi-conducteur organique de mobilité sep , en contact avec la couche d'isolant et occupant au moins 50% du canal de conduction lorsqu'une tension est appliquée sur l'électrode de grille, et -. une seconde sous-couche en matériau semi-conducteur organique de mobilité !lia , interposée entre la première sous-couche et les électrodes de drain et de source de manière à isoler mécaniquement la première sous-couche des électrodes de drain et de source ; • la couche semi-conductrice est uniquement composée de la première et de la seconde sous-couches, ces deux sous-couches étant directement mécaniquement en contact l'une avec l'autre et la mobilité des porteurs de charges passant brusquement de la mobilité inf à la mobilité Sap au niveau de l'interface entre ces deux sous-couches ; • X est supérieur à 100, de préférence supérieur à 1 000 ; • le premier volume englobe au moins 80% du volume du canal de conduction ; • la mobilité inf mesurée en régime linéaire est inférieure à 10-3 cm2V-'s-' et la mobilité Sap mesurée en régime linéaire est supérieure à 10-' cm2V-'s', le régiime linéaire étant un régime où la tension Vps entre les électrodes de drain et de source est inférieure ou égale à la tension VG appliquée sur l'électrode de grille pour maintenir le transistor dans l'état passant. Les modes de réalisation du transistor organique présentent en outre les avantages suiivants : - intégrer, dans le semi-conducteur organique de la première sous-couche les particules de semi-conducteur inorganique permet d'accroître la mobilité de ce semi-conducteur organique tout en conservant sa flexibilité, - utiliser une première et une seconde sous-couches pour réaliser, respectivement, les premier et second volumes simplifie la fabrication du transistor, -utiliser uniquement la première et la seconde sous-couches dont la mobilité est homogène dans toute son épaisseur simplifie la fabrication, -choisir la valeur de X supérieure à 100 ou 1000 accroît le rapport lon/loff, et - placer le premier volume principalement dans la zone où le canal de conduction apparaît permet d'obtenir un courant loi proche de celui qui serait obtenu si la couche semi-conductrice était réalisée uniquement dans le même semi-conducteur organique que celui utilisé pour le premier volume. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un transistor organique à effet de champ, ce procédé comprend : - la réalisation d'électrodes de drain et de source, - la réalisation d'une couche semi-conductrice en matériau semi- conducteur organique disposée entre les électrodes de drain et de source, - la réalisation d'au moins une électrode de grille propre à créer un champ électrique qui accroît la densité des porteurs mobiles de charge électrique dans la couche semi-conductrice pour créer un canal de conduction dans cette couche semi-conductrice entre les électrodes de drain et de source lorsqu'une tension VG est appliquée sur l'électrode de grille, ce qui permet ainsi de faire commuter le transistor d'un état non passant vers un état passant, - la réalisation, directement en contact avec la couche semi-conductrice, d'une couche d'isolant électrique interposée entre l'électrode de grille et la couche semi-conductrice. Ce procédé est caractérisé en ce que la réalisation de la couche semi-conductrice comprend : - la réalisation d'un premier volume de la couche semi-conductrice en matériau semi-conducteur organique de mobilité Sap , et - la réalisation d'un second volume de la couche semi-conductrice en matériau semi-conducteur organique de mobilité m~ la mobilité Sap des porteurs de charges électriques dans le premier volume étant X fois supérieure à la mobilité ;nf des 30 porteurs de charges électriques dans le second volume lorsque ces mobilités ;nf et su, sont mesurées dans les mêmes conditions, X étant un nombre supérieur ou égal à dix, le premier volume correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches de l'électrode de grille et le second volume correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches des électrodes de drain et de source. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique d'un premier mode de réalisation d'un transistor organique à effet de champ, - la figure 2 est un organigramme d'un procédé de fabrication du transistor de la figure 1, - la figure 3 est une illustration d'un atelier de mesure de la mobilité d'un semi-conducteur organique, - la figure 4 est un graphe illustrant l'évolution de l'intensité du courant traversant le transistor de la figure 1 en fonction de la tension VDS appliquée entre ses électrodes de drain et de source pour différentes valeurs de tension de grille VG, et - la figure 5 est une illustration d'un autre mode de réalisation d'un transistor organique. Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. La figure 1 représente, en coupe verticale, un transistor organique 2 à effet de champ. Le transistor 2 comporte un substrat 4 sur lequel sont directement réalisées une électrode de source 6 et une électrode de drain 8. Les électrodes de source et de drain sont espacées l'une de l'autre par un chenal de largeur ou distance L. La distance L est la distance la plus courte qui sépare les électrodes 6 et 8. De façon à améliorer le temps de réponse du transistor 2, la distance L est choisie aussi petite que possible et de préférence inférieure à 10 m. Une couche semi-conductrice 10 est déposée au-dessus des électrodes 6 et 8. Cette couche 10 est mécaniquement et électriquement directement en contact avec les électrodes 6 et 8 et remplit l'espace séparant les électrodes 6 et 8. Par directement en contact on désigne ici le fait que le contact s'effectue sans passer par l'intermédiaire d'une couche intermédiaire. L'épaisseur minimale e de la couche 10 qui sépare les électrodes 6, 8 d'une couche d'isolant électrique est comprise entre 10 nm et 400 nm. Ici, cette épaisseur est mesurée dans une direction verticale Z perpendiculaire à la face du substrat 4 sur laquelle sont déposées les différentes électrodes et couches formant le transistor 2. La couche semi-conductrice 10 est formée d'une sous-couche inférieure 12 sur laquelle est superposée une sous-couche supérieure 14. La sous-couche inférieure 12 est directement électriquement et mécaniquement en contact avec les électrodes 6 et 8 et remplit l'espace entre les électrodes 6 et 8. La face supérieure de la sous-couche 12 est directement électriquement et mécaniquement en contact avec la face inférieure de la sous-couche 14. Le volume de la sous-couche inférieure 12 englobe au moins les 10% du volume de la couche semi-conductrice 10 les plus proches des électrodes 6 et 8. A cet effet, par exemple, l'épaisseur minimale e;nf de la sous-couche 12, qui sépare l'une des électrodes 6, 8 de la sous-couche 14, représente au moins 10% de l'épaisseur e et au plus 90% de l'épaisseur e. Par exemple, ici, l'épaisseur e;nf est égale à la moitié de l'épaisseur e. L'épaisseur e;nf de cette sous-couche 12 est comprise entre 10 nm et 300 nm. De façon similaire, le volume de la sous-couche 14 englobe au moins les 10% du volume de la couche 10 les plus proches de l'électrode de grille. Pour cela, par exemple, l'épaisseur minimale esUp de la sous-couche 14, qui sépare la couche d'isolant électrique de la sous-couche 14, représente également au moins 10% de l'épaisseur e et au plus 90% de l'épaisseur e. Par exemple, ici, l'épaisseur esup est choisie égale à la moitié de l'épaisseur e. Les dimensions de la sous-couche 12 dans un plan horizontal perpendiculaire à la direction Z sont suffisamment vastes pour recouvrir les électrodes 6 et 8 ainsi que le chenal qui sépare ces électrodes. Ainsi, la sous-couche 12 isole mécaniquement la sous-couche 14 des électrodes 6 et 8. Les dimensions de la sous-couche 14 sont choisies suffisamment grandes pour qu'au moins 50% du volume du canal de conduction qui se forme lorsqu'un potentiel est appliqué sur une électrode de grille du transistor 2 soit occupé par cette sous-couche 14. Par exemple, ici, les dimensions dans le plan horizontal de la sous-couche 14 sont choisies identiques aux dimensions latérales de la sous-couche 12. Ainsi, la sous-couche 14 occupe la totalité du volume du canal de conduction. Le volume de la sous-couche 12 est composée à plus de 90%, et de préférence à plus de 99%, par un matériau semi-conducteur organique présentant une mobilité laite . Le matériau semi-conducteur organique utilisé pour réaliser la sous-couche 12 est choisi pour présenter une faible mobilité, c'est-à-dire une mobilité inférieure à 10"3 cm2V-'s"'. Par exemple, le matériau semi-conducteur organique est du polythiophène. La sous-couche 14 est directement réalisée au-dessus de la sous-couche 12. Le volume de cette sous-couche 14 est composée à plus de 90%, et de préférence à plus de 99%, par un matériau semi-conducteur organique présentant une mobilité Sap . Le matériau semi-conducteur organique utilisé pour réaliser la sous-couche 14 présente une forte mobilité, c'est-à-dire une mobilité supérieure à 10-' cm2V-'s'. De préférence, la mobilité sue est supérieure à 100. Par exemple, ici, la sous-couche 14 est réalisée en pentacene dont la mobilité est d'environ 1 cm2V-'s'. Le volume de la sous-couche 14 englobe au moins 50% et, de préférence, au moins 80% du volume du canal de conduction entre les électrodes 6 et 8 lorsque le transistor 2 est dans l'état passant. Ici, le volume de la sous-couche 14 englobe plus de 99% du volume du canal de conduction. La mobilité ;nf ou sui, est constante dans l'ensemble du volume de la sous-couche 12 ou 14. Une couche d'isolant électrique ou une couche diélectrique 20 est disposée au-dessus de la sous-couche 14. La face inférieure de cette couche 20 est directement mécaniquement en contact avec la face supérieure de la sous-couche 14. Cette couche 20 permet d'isoler électriquement une électrode de grille 22 de la sous-couche semi-conductrice 10. De manière à améliorer les performances du transistor 2, la couche 20 est construite de manière à présenter la plus grande capacité C; possible. A cet effet, son épaisseur dans la direction verticale est choisie aussi petite que possible. Typiquement son épaisseur est inférieure à 100 nm. A l'inverse, sa permittivité relative Er est choisie aussi grande que possible. L'électrode 22 de grille est disposée sensiblement au-dessus de l'espace séparant les électrodes 6 et 8. Cette électrode de grille est apte à créer un champ électrique qui accroît la densité des porteurs de charges électriques à l'interface entre les couches 10 et 20 de manière à créer un canal de conduction dans la sous-couche 14. Toutefois, étant donné que la couche 20 est un isolant électrique, les porteurs de charges susceptibles de se déplacer sont uniquement situés du côté de la couche 10. Typiquement, l'épaisseur du canal de conduction dans la direction Z est inférieure à 4 nm et, souvent, inférieure à 2 nm. Le canal de conduction permet de faire circuler des charges entre les électrodes 6 et 8 lorsqu'une tension est également appliquée entre ces électrodes. Dans cet état, le transistor 2 est dit dans l'état passant. A l'inverse, lorsque aucune tension n'est appliquée sur l'électrode 22, aucun canal de conduction n'est créé de sorte que seul un courant très faible 'off peut circuler entre les électrodes 6 et 8 lorsqu'une tension VDS est appliquée entre celles-ci. Ici, la tension VG appliquée sur l'électrode 22 pour faire commuter le transistor 2 de l'état non passant vers l'état passant est négative. Pour constater une amélioration du rapport Ion/loff du transistor 2 par rapport au cas où la couche 10 serait uniquement réalisée dans un matériau semi-conducteur organique de mobilité ;nf ou sep , le matériau de la sous-couche 14 est choisi pour présenter une mobilité Sap au moins dix fois supérieure à la mobilité ;nf . De préférence, le matériau de la sous-couche 14 est choisi pour présenter une mobilité Sap supérieure à 100 ;nf ou 1000 ;nf , voir même 105 ;nf . En effet, plus le rapport sep / ;nf est élevé, meilleur est le rapport Ion/loff. La figure 2 représente un procédé de fabrication du transistor 2. Lors d'une étape 40, le substrat 4 est préparé en vue de servir de base à la réalisation d'un transistor. Ensuite, lors d'une étape 42, les électrodes 6 et 8 sont réalisées sur le substrat 4. Par exemple, lors de l'étape 42, les électrodes 6 et 8 sont déposées sur le substrat 4 ou implantées dans le substrat 4 à l'aide d'un procédé de dopage. Ensuite, lors d'une étape 44, la sous-couche 12 est disposée au- dessus des électrodes 6 et 8 et au-dessus du substrat 4. Par exemple, lors de l'étape 44, la sous-couche 12 est déposée ou réalisée par implantation. Une fois la sous-couche 12 réalisée, lors d'une étape 46, la sous-couche 14 est disposée sur la sous-couche 12. Par exemple, lors de l'étape 46, la sous-couche 14 est, soit déposée sur la sous- couche 12, soit réalisée par implantation. Lors d'une étape 48, la couche isolante 20 est déposée sur la sous-couche 14. Cette couche isolante est, par exemple, déposée par évaporation ou réalisée par recuit. Ensuite, lors d'une étape 50, l'électrode 22 est déposée sur la couche 20. L'électrode 22 peut être réalisée sur la couche 20 par photolithographie ou par masquage mécanique. Enfin, lors d'une étape 52, le transistor 2 ainsi réalisé est testé électriquement pour vérifier son aptitude à commuter entre l'état passant et l'état non passant. Dans le transistor 2, les électrodes 6 et 8 de source et de drain sont disposées sous la couche semi-conductrice 10. Cette configuration est connue sous le terme de top contact . La figure 3 représente en perspective un atelier 60 permettant de mesurer la mobilité d'une couche en matériau semi-conducteur organique. Cet atelier comporte un transistor organique 62 équipé d'une électrode 64 de drain, d'une électrode 66 de source et d'une électrode 68 de grille. L'atelier comporte également une source 70 de tension continue VDS raccordée entre les électrodes 64 et 66 et une source 72 de tension continue VG électriquement raccordée à l'électrode 68. Enfin, l'atelier 60 comprend un ampèremètre 74 propre à mesurer le courant los circulant entre les électrodes 64 et 66. Plus précisément, le transistor 62 est formé d'un substrat 80 sur lequel est disposée l'électrode de grille 68. Entre l'électrode 68 et les électrodes 64 et 66 est interposée une couche 82 en matériau électriquement isolant. La couche 82 s'étend dans un plan horizontal parallèle à des directions X et Y. L'épaisseur de la couche 82 dont la direction verticale Z est constante est connue. Les électrodes 64 et 66 sont directement disposées au-dessus de la couche 82. Chaque électrode 64 et 66 est formée d'une barre, respectivement 84 et 86, qui s'étend parallèlement à la direction X. De plus, l'électrode 64 comporte des doigts 90 à 93 qui s'étendent parallèlement les uns aux autres dans la direction Y et vers la barre 86 de l'électrode 66. Ces doigts 90 à 93 sont séparés les uns des autres dans la direction X par des espaces interdigitaux. L'électrode 66 comporte elle aussi des doigts 94 à 96 qui s'étendent 25 parallèlement les uns aux autres dans la direction Y vers la barre 84. Chacun de ces doigts 94 à 96 est situé dans un espace interdigital respectif défini par les doigts 90 à 93. Les faces de l'électrode 64 en regard des faces correspondantes de l'électrode 66 sont espacées les unes des autres d'une distance constante 30 notée ici L. De plus, cet espacement entre les faces en regard des électrodes 64 à 66 défini un chenal (hachuré sur la figure 3) qui serpente entre les différents doigts 90 à 93 et 94 à 96. La longueur de ce chenal qui serpente entre les doigts 90 à 96 mesurée entre son entrée et sa sortie est notée W. La longueur W est donc sensiblement égale à la longueur des faces des électrodes 64 et 66 qui sont en regard les unes des autres. Une couche 100 en matériau semi-conducteur organique dont la mobilité doit être mesurée est disposée au-dessus des électrodes 64 et 66. Sur la figure 3, cette couche 100 est seulement partiellement représentée. Cette couche 100 remplit également les espaces entre les électrodes 64 et 66 et en particulier le chenal défini par ces espaces. La couche 100 est ici une couche dont la mobilité est homogène, c'est-à-dire qu'elle ne varie pas dans la direction Z. On suppose également ici que la mobilité de la couche 100 ne varie pas en fonction de son épaisseur dans la direction Z. A l'aide du dispositif 60, il est possible de tracer pour une tension VG appliquée sur la grille l'évolution de l'intensité du courant los en fonction de la tension VDS appliquée entre les électrodes 64 et 66. Les courbes obtenues pour une tension VG égale à -60 volts et à -50 volts sont représentées schématiquement sur la figure 4. A partir de ces courbes, on peut définir deux régimes, à savoir un régime linéaire et un régime stationnaire. Dans le régime linéaire, l'intensité du courant IDS est directement proportionnelle à la tension VDS. A l'inverse, dans le régime de saturation, cette relation de proportionnalité disparaît. Sur la figure 4, la tension Vos au-delà de laquelle le régime n'est plus linéaire est notée U,. Dans le régime linéaire, la mobilité du matériau semi-conducteur 100 est déterminé à l'aide de la relation suivante : = gmL WC. Vos (2) où: - gm est la transconductance qui est égale au coefficient de proportionnalité entre l'intensité du courant Ips et la tension VDS en régime linéaire, - L et W sont, respectivement, la largeur et la longueur du chenal serpentant entre les électrodes 64 et 66, - C; est la capacité du condensateur formé par la couche isolante 82 située entre l'électrode 68 de grille et les électrodes 64 et 66, et - VDS est la tension entre les électrodes 64 et 66 pour laquelle est mesurée la mobilité. Les exemples de valeur de mobilité donnés précédemment l'ont été dans le cas où celle-ci est mesurée en régime linéaire. Toutefois, il est également possible de mesurer la mobilité du matériau semi-conducteur organique en régime non linéaire, c'est-à-dire lorsque la tension VDS dépasse la tension VG appliquée au même instant sur l'électrode 68 de grille. La figure 5 représente un deuxième mode de réalisation d'un transistor organique 110. Ce transistor 110 est identique au transistor 2 à l'exception que la couche semi-conductrice 10 a été remplacée par une couche semi-conductrice 112. La couche semi-conductrice 112 est ici elle aussi formée d'une sous-couche supérieure 114 superposée sur une sous-couche inférieure. Les sous-couches supérieure et inférieure sont, par exemple, réalisées dans les mêmes matériaux que, respectivement, les sous-couches 14 et 12. Toutefois, ici, la sous-couche inférieure est formée en deux parties 116A et 116B. La partie 116A isole mécaniquement l'électrode 6 de la sous-couche 114. La partie 116B isole mécaniquement l'électrode 8 de la sous-couche 114. Contrairement au transistor 2, les parties 116A et 116B sont isolées mécaniquement l'une de l'autre. Par exemple, ici, l'espace 118 qui sépare les parties 116A et 116B est comblé avec un matériau semi-conducteur organique identique à celui de la sous-couche 114. De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, chacune des sous-couches en matériau semi-conducteur peut être formée soit d'un seul matériau semi-conducteur organique comme décrit précédemment, soit d'un mélange de plusieurs matériaux semi-conducteurs organiques. Dans tous les cas, au moins 90%, et de préférence, au moins 99% du volume de la sous-couche en matériau semi-conducteur est occupée par le matériau ou le mélange de matériaux semi-conducteurs organiques.De préférence, le mélange de matériaux semi-conducteurs organiques est homogène dans l'ensemble du volume de la sous-couche. Dans le cas de la sous-couche 14 ou 114, la totalité ou au moins une partie du volume de cette sous-couche qui n'est pas occupée par des matériaux semi-conducteurs peut contenir des particules inorganiques tels que des nanotubes ou des fils conducteurs de silicium. Le matériau semi-conducteur organique forme alors une matrice en matériau semi-conducteur organique à l'intérieur de laquelle sont introduites ces particules inorganiques. Les particules inorganiques représentent moins de 10% et, de préférence, moins de 1% du volume de la sous-couche semi-conductrice organique. Le diamètre des nanotubes ou des fils conducteurs est supérieur à 10 nm et, de préférence, inférieur à 100 nm. La longueur des nanotubes ou fils conducteurs est supérieure à 10 nm et, de préférence, supérieur à 2 ou 5 m. L'introduction de particules présentant une mobilité s.p2 très nettement supérieure à la mobilité sue, de la matrice en matériau semi- conducteur organique permet d'obtenir un matériau semi-conducteur organique dont la mobilité est plus proche de la mobilité 5.p2 que de la mobilité sue, . On réalise ainsi des matériaux semi-conducteurs organiques dont la mobilité est très élevée. Un tel matériau est en particulier utile pour réaliser la sous-couche 14 ou 114. Dans les rnodes de réalisation décrits ici, la couche 20 est réalisée dans un matériau électriquement isolant présentant une forte permittivité relative, c'est-à-dire une permittivité relative supérieure à 4 ou 5. Toutefois, des permittivités plus faibles, c'est-à-dire inférieures à 2 ou 3 sont également possibles. Dans d'autres modes de réalisation, la couche électriquement isolante est forrnée elle aussi de plusieurs sous-couches présentant chacune des permittivités relatives différentes. La couche 20 peut être réalisée en matériau organique ou inorganique. Ici, les transistors 2 et 110 ont été décrits dans le cas particulier où la couche semi-conductrice est uniquement formée de deux sous-couches. Toutefois, il est possible d'interposer entre les sous-couches 12 et 14 une ou plusieurs sous-couches intermédiaires en matériau semi-conducteur organique. La somme des épaisseurs e;nf et esup est alors strictement inférieure à l'épaisseur e. Dans ce cas, les sous-couches 12, 14 et intermédiaires sont superposées les unes au-dessus des autres par ordre de mobilité de manière à créer un gradient de mobilité croissant en allant des électrodes de drain et de source vers l'électrode de grille. Dans le cas d'une configuration top contact , le gradient croit dans la direction Z. Typiquement, par exemple lorsque les sous-couches en matériau semi-conducteur organique sont déposées les unes au dessus des autres, la mobilité varie par à-coups d'une sous-couche à la suivante. En d'autres termes, la dérivée de la mobilité p. en fonction de la hauteur z dans la direction Z présente des extremums au niveau de chaque interface entre deux sous-couches successives. Dans un tel mode de réalisation, il est donc possible de distinguer les différentes sous-couches les unes des autres grâce aux variations par à-coups de la mobilité . Dans un cas extrême, même les sous-couches supérieures et inférieures sont chacune formées d'un empilement de lames en matériau semi-conducteur organique, la mobilité étant homogène et uniforme dans chaque lame. Dans ce cas extrême, la sous-couche supérieure est constituée par les 10% du volume total de la couche semi-conductrice les plus proches de l'électrode de grille. La sous-couche inférieure est constituée par les 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches des électrodes de drain et de source. En variante, les différentes sous-couches en matériau semi-conducteur organique sont remplacées par une seule sous-couche dans laquelle la mobilité varie sans à-coups de la mobilité ;nf vers la mobilité sue en fonction de la hauteur z. La dérivée de la mobilité en fonction de la hauteur z ne présente donc pas d'extremum. Les matériaux semi-conducteurs organiques peuvent être de type P ou de type N. Ils peuvent se présenter sous la forme de polymères ou de cristaux. Dans les modes de réalisation décrits ici, les électrodes de source et de drain sont situées en dessous de la couche semi-conductrice. Cette configuration est connue sous le terme de top contact . Toutefois, ce qui a été décrit dans le cas particulier de cette configuration top contact peut également s'appliquer à la configuration connue sous le terme de bottom contact , c'est-à-dire une configuration dans laquelle les électrodes de source et de drain sont disposées au-dessus de la couche semi-conductrice. Ce qui a été décrit ici s'applique également au cas où l'ordre d'empilement des couches et des électrodes est inversé. Par exemple, il est possible de réaliser un transistor organique dans lequel c'est l'électrode de grille qui est disposée sur le substrat 4. Au dessus de cette électrode de grille, et dans l'ordre, sont disposées la couche en matériau électriquement isolante puis la couche semi-conductrice et enfin les électrodes de source et de drain. Dans cette configuration, étant donné que l'électrode de grille est située en bas, la sous-couche ayant la mobilité la plus grande se trouve en dessous de la sous-couche ayant la mobilité la plus faible. De préférence, les électrodes de source et de drain présentent des doigts entrelacés comme décrit en regard de la figure 3. REVENDICATIONS 1. Transistor organique à effet de champ comprenant : - des électrodes (6, 8) de drain et de source, - une couche semi-conductrice (10 ; 112) réalisée en matériau semi-conducteur organique disposée entre les électrodes de drain et de source, - au rnoins une électrode (22) de grille propre à créer un champ électrique qui accroît la densité des porteurs mobiles de charges dans la couche semi-conductrice pour créer un canal de conduction dans cette couche semi-conductrice entre les électrodes de drain et de source lorsqu'une tension VG est appliquée sur l'électrode de grille, ce qui permet ainsi de faire commuter le transistor d'un état non passant vers un état passant, et - une couche (20) d'isolant électrique interposée entre l'électrode (22) de grille et la couche semi-conductrice (10 ; 112), la couche d'isolant étant directement en contact avec la couche semi-conductrice, caractérisé en ce que la mobilité sue des porteurs de charges dans un premier volume de la couche semi-conductrice est X fois supérieure à la mobilité ;nf des porteurs de charges dans un second volume de la couche semi-conductrice lorsque ces mobilités ;n, et sue sont mesurées dans les mêmes conditions, X étant un nombre supérieur ou égal à 10, le premier volume correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches de l'électrode de grille et le second volume correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches des électrodes de drain et de source. 2. Transistor selon la revendication 1, dans lequel le premier volume comprend : - une matrice en matériau semi-conducteur organique de mobilité sue occupant au moins 90% du premier volume, et - de particules semi-conductrices inorganiques de mobilité suez réparties uniformément dans la matrice et occupant moins de 10% dupremier volume, la plus petite largeur des particules semi-conductrices inorganiques étant supérieure à 10 nm de sorte que la mobilité sue de la première sous-couche est plus proche de la mobilité suez que de la mobilité sup, 3. Transistor selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche semi-conductrice (10 ; 112) comprend : -. une première sous-couche (14 ; 114) en matériau semi-conducteur organique de mobilité sue , en contact avec la couche d'isolant et occupant au moins 50% du canal de conduction lorsqu'une tension est appliquée sur l'électrode de grille, et -. une seconde sous-couche (12 ; 116A, 116B) en matériau semi-conducteur organique de mobilité ;if , interposée entre la première sous-couche et les électrodes de drain et de source de manière à isoler mécaniquement la première sous-couche des électrodes de drain et de source, 4. Transistor selon la revendication 3, dans lequel la couche semi-conductrice est uniquement composée de la première et de la seconde sous-couches (12, 14 ; 114, 116A, 116B), ces deux sous-couches étant directement mécaniquement en contact l'une avec l'autre et la mobilité des porteurs de charges passant brusquement de la mobilité ;te à la mobilité sue au niveau de l'interface entre ces deux sous-couches. 5. Transistor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel X est supérieur à 100, de préférence supérieur à 1 000. 6. Transistor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier volume englobe au moins 80% du volume du canal de conduction. 7. Transistor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mobilité ;if mesurée en régime linéaire est inférieure à 10-3 cm2V-'s 1 et la mobilité sue mesurée en régime linéaire est supérieure à 10 1 cm2V-'s-', le régime linéaire étant un régime où la tension VDS entre les électrodes de drain et de source est inférieure ou égale à la tension VGappliquée sur l'électrode de grille pour maintenir le transistor dans l'état passant. 8. Transistor selon la revendication 1, dans lequel la mobilité de la couche semi-conductrice (10) croît continûment et sans à coups de la mobilité inf à la mobilité sue en allant des électrodes de drain et de source vers l'électrode de grille. 9. Procédé de fabrication d'un transistor organique à effet de champ, ce procédé comprend : - la réalisation (42) d'électrodes de drain et de source, - la réalisation (44, 46) d'une couche semi-conductrice en matériau semi-conducteur organique disposée entre les électrodes de drain et de source, - la réalisation d'au moins une électrode de grille propre à créer un champ électrique qui accroît la densité des porteurs mobiles de charge électrique dans la couche semi-conductrice pour créer un canal de conduction dans cette couche semi-conductrice entre les électrodes de drain et de source lorsqu'une tension VG est appliquée sur l'électrode de grille, ce qui permet ainsi de faire commuter le transistor d'un état non passant vers un état passant, - la réalisation (48), directement en contact avec la couche semi-conductrice, d'une couche d'isolant électrique interposée entre l'électrode de grille et la couche semi-conductrice, caractérisé en ce que la réalisation de la couche semi-conductrice 25 comprend : - la réalisation (46) d'un premier volume de la couche semi-conductrice en matériau semi-conducteur organique de mobilité jasup , et - la réalisation (44) d'un second volume de la couche semiconductrice en matériau semi-conducteur organique de mobilité 15 20 ginf 7 5 10la mobilité p., des porteurs de charges électriques dans le premier volume étant X fois supérieure à la mobilité p;nf des porteurs de charges électriques dans le second volume lorsque ces mobilités il;,,, et lu, sont mesurées dans les mêmes conditions, X étant un nombre supérieur ou égal à dix, le premier volurne correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches de l'électrode de grille et le second volume correspondant aux 10% du volume de la couche semi-conductrice les plus proches des électrodes de drain et de sourc;e.