(57)【要約】【課題】安価な金属でソース電極とドレイン電極を構成し、仕事関数の深化を実現可能なボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】有機半導体層１６の下側に、銅製のソース電極１４及びドレイン電極１５が配置されたボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ１０及びその製造方法であり、金属銅製の薄膜からなるソース電極部及びドレイン電極部を、チオシアン酸塩水溶液に浸漬させ、形成されるソース電極１４及びドレイン電極１５の表面にチオシアン酸銅の層１７、１８を形成し、この層１７、１８の表面側に有機半導体層１６を形成して、ソース電極１４及びドレイン電極１５と有機半導体層１６との間に、電荷注入層となるチオシアン酸銅の層１７、１８を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体層の下側に、銅製のソース電極及びドレイン電極が配置されたボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタにおいて、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に、電荷注入層となるチオシアン酸銅の層が形成されていることを特徴とするボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
請求項１記載のボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層にｐ型有機半導体を用いたことを特徴とするボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
有機半導体層の下側に、銅製のソース電極及びドレイン電極が配置されたボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法において、
金属銅製の薄膜からなるソース電極部及びドレイン電極部を、チオシアン酸塩水溶液に浸漬させ、形成される前記ソース電極及び前記ドレイン電極の表面に、電荷注入層となるチオシアン酸銅の層を形成し、該層の表面側に前記有機半導体層を形成することを特徴とするボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記有機半導体層にｐ型有機半導体を用いることを特徴とするボトムコンタクト型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、ソース電極とドレイン電極を銅製としたボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物を半導体として電子デバイスに用いる、有機エレクトロニクス研究が盛んに行われ、特に、柔軟性を持つディスプレイなどへの応用の観点から活況に行われている。例えば、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）は、ＲＦＩＤ−Ｔａｇ・センサーや駆動スイッチなど、その用途が多岐に渡る。
有機半導体と金属の接触は、無機半導体と同様に電子デバイスの特性を左右する重要な要因である。無機半導体の価電子帯に相当する有機半導体の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）は、−５．０ｅＶよりも深く、有機半導体への正孔注入には仕事関数（固体内の電子を真空中に取り出すのに必要な最小限エネルギーの大きさ）の深い金属が用いられる。一般的には、金（−４．８ｅＶ）を用いることが多いが、金は高価であることから、代替材料の開発が必要である。
【０００３】
この問題を解決するため、銀（−４．３ｅＶ）や銅（−４．６ｅＶ）、アルミニウム（−４．２ｅＶ）といった、金よりも安価な金属に各種処理を施すことで、仕事関数の深化が試みられている。
例えば、非特許文献１には、銀表面にペンタフルオロベンゼンチオールなどの分極性の高い分子を修飾することで、仕事関数を０．５ｅＶ程度深化させる技術が開示されている。しかし、チオール分子の修飾には、金属表面の洗浄、熱処理、残留分子の除去等の各種工程を行う必要があって工程数が多くなり、更には修飾後の電極表面でのチオール分子の安定性が低く、その後のデバイス作製プロセスに制約が存在するといった問題があった。
【０００４】
そこで、有機分子以外の修飾が試みられている。
例えば、金属電極表面に、酸化モリブデン（ＭｏＯ３（−６．０ｅＶ））などの酸化物半導体を堆積することで、ソース電極及びドレイン電極の仕事関数の深化を実現している。しかし、電極を２層にするために２源の真空蒸着が必要であり、更に、酸化モリブデンは水に可溶であるためフォトリソグラフィーなどの微細化技術の適用に難がある。
また、非特許文献２では、金属極表面にＭｏＯ３水溶液をスピンコートすることで電極修飾がなされているが、そのパターニングを行う際には、金属極とそれ以外の部分の表面エネルギーの違い（親水性と疎水性の違い）を事前に把握しておく必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Jung-Pyo Hong et.al., “Tuning of Ag work functions by self-assembled monolayers of aromatic thiols for an efficient hole injection for solution processed triisopropylsilylethynyl pentacene organic thin film transistors（溶液処理されたトリイソプロピルシリルエチニルペンタセン有機薄膜トランジスタの効率的なホール注入のための、芳香族チオールの自己組織化単分子膜によるＡｇの仕事関数のチューニング）”, APPLIED PHYSICS LETTERS, 92 143311 (2008)
【非特許文献２】Daisuke Kumaki et al., “Reduced contact resistance and highly stable operation in polymer thin-film transistor with aqueous MoOx solution contact treatment（ＭｏＯｘ水溶液接触処理による高分子薄膜トランジスタの低接触抵抗と高安定動作）”, Organic Electronics, 14 (2013) p.475-478
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、安価な金属をソース電極やドレイン電極に用いる場合は、その仕事関数の深化が必要不可欠である。仕事関数の深化は、有機分子や酸化物半導体による電極表面修飾により、研究室レベルではある程度実現できてはいるものの、産業化を鑑みると改善の余地があった。
酸化物半導体を用いた場合、電極の微細化は酸化物半導体の形成後に行われるため、フォトリソグラフィー等の微細化技術への耐性が重要となってくるが、有機分子を用いた場合は、微細化後の電極に対して有機分子を電極上にのみ吸着させることになるため、電極の微細化及び集積化には適している。しかし、有機分子であるがゆえに、その後のデバイス製造プロセスに温度等の制約ができてしまう。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、安価な金属でソース電極とドレイン電極を構成し、仕事関数の深化を実現可能なボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタは、有機半導体層の下側に、銅製のソース電極及びドレイン電極が配置されたボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタにおいて、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に、電荷注入層となるチオシアン酸銅の層が形成されている。
【０００９】
本発明に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層にｐ型有機半導体を用いることが好ましい。
【００１０】
前記目的に沿う本発明に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法は、有機半導体層の下側に、銅製のソース電極及びドレイン電極が配置されたボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法において、
金属銅製の薄膜からなるソース電極部及びドレイン電極部を、チオシアン酸塩水溶液に浸漬させ、形成される前記ソース電極及び前記ドレイン電極の表面に、電荷注入層となるチオシアン酸銅の層を形成し、該層の表面側に前記有機半導体層を形成する。
【００１１】
本発明に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記有機半導体層にｐ型有機半導体を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法は、銅製のソース電極及びドレイン電極（通常−４．６ｅＶ程度）と有機半導体層との間に、電荷注入層となるチオシアン酸銅（−４．９ｅＶ程度）の層を形成するので、仕事関数が銅よりも０．３ｅＶ深化する。
これにより、銅製の電極を用いたとしても仕事関数を深化できる。更に、チオシアン酸銅は非常に安定な物質であり、また、溶媒への可溶性は低いため、形成後のデバイス製造プロセスへの制約も存在しない。
従って、ソース電極及びドレイン電極に安価な銅を用いるに際し、安定な銅化合物半導体を簡便な手法で電極表面に形成して、仕事関数を金（−４．８ｅＶ）よりも深くしたボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１、第２の実施の形態に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの正面図である。
【図２】各種材料の仕事関数を示す説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの説明図、出力特性を示すグラフである。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ比較例に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの説明図、出力特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ示すように、本発明の第１、第２の実施の形態に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ（以下、単に有機薄膜トランジスタとも記載）１０、１０ａはそれぞれ、基板（支持基板）１１、ゲート電極１２、ゲート絶縁層（ゲート絶縁膜）１３、銅製のソース電極１４、銅製のドレイン電極１５、及び、有機半導体層（活性層）１６を有し、有機半導体層１６の下側に、ソース電極１４及びドレイン電極１５が配置された、ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタである。
以下、詳しく説明する。
【００１５】
図１（Ａ）に示す有機薄膜トランジスタ１０は、基板１１の表面上にゲート電極１２を備え、ゲート電極１２上にはゲート絶縁層１３が形成されており、ゲート絶縁層１３上にはソース電極１４及びドレイン電極１５が設けられ、更に有機半導体層１６が形成されている。この有機薄膜トランジスタ１０は、ゲート電極１２が有機半導体層１６の下にあるボトムゲート型でもあるので、全体としてボトムゲート−ボトムコンタクト構造となっている。
図１（Ｂ）に示す有機薄膜トランジスタ１０ａは、基板１１の表面上にソース電極１４及びドレイン電極１５が設けられ、ソース電極１４及びドレイン電極１５の上に有機半導体層１６とゲート絶縁層１３が順に設けられ、最表層部にゲート電極１２が形成されている。この有機薄膜トランジスタ１０ａは、有機半導体層１６の上にゲート電極１２があるトップゲート型でもあるので、全体としてトップゲート−ボトムコンタクト構造となっている。
上記した有機薄膜トランジスタ１０、１０ａの各構成部材は、その配置位置が異なるものの、その機能は同じである。
【００１６】
基板１１は、有機薄膜トランジスタ１０の自立性を確保するためのものであり、基板１１に用いられる材料としては、例えば、硬い固体基板やフレキシブル基板がある。
ここで、固体基板には、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミックス基板、また、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム枇素、ガリウム燐、ガリウム窒素等の半導体基板がある。
フレキシブル基板には、柔軟なプラスチック、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン等で構成された樹脂基板や、紙等がある。
【００１７】
ゲート電極１２は、ソース−ドレイン電流を制御するために用いられる電極である。
ゲート電極１２に用いる材料としては、導体（導電性のもの）であり、一般的に有機薄膜トランジスタに使用されるものであれば、特に限定されるものではない。
例えば、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）等の金属材料や、これら金属の酸化物、また、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、更には、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（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＳＰＡＮ）、ポリピロール、ポリチアジル等の公知の導電性ポリマー等を好適に用いることができる。
基板１１を使用する場合のゲート電極１２の厚さは、特に制限されるものではないが、例えば、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下程度である。一方、ゲート電極を基板として兼用する場合には、十分な自立性を持たせるため、ゲート電極の厚みを、例えば、１０μｍ以上０．５ｍｍ以下程度にすることが好ましい。
【００１８】
ゲート絶縁層１３は、ゲート電極１２と有機半導体１６層の間に設けられるものである。
ゲート絶縁層１３を構成する材料は、一般的に有機薄膜トランジスタに使用される絶縁性を有するものであれば、特に限定されるものではない。
例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の金属酸化物、また、ポリスチレン、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリフッ化エチレン、ポリキシリレン、セルロース、プルラン、サイトップ等の有機化合物（絶縁性高分子）、更には、イオン液体等の電気二重層を形成する溶媒及びゲル等がある。特に、ゲート電極を基板として兼用する場合に好適であるＳｉ基板を使用する場合には、その表面を酸化することで形成することができるＳｉＯ２をゲート絶縁層として用いることができる。
ゲート絶縁層１３の厚さは、ゲート電極１２とソース電極１４の間の絶縁性を確保できれば、特に制限されるものではないが、通常、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度である。
【００１９】
ソース電極１４及びドレイン電極１５は、有機半導体層１６の下側に設けられた一対の膜状の電極であり、ソース電極１４から有機半導体層１６を介してドレイン電極１５に電流を供給するものである。
一般的にソース電極及びドレイン電極には、仕事関数の深い金属である金を用いているが、金は高価でありコストがかかるため、本発明では安価な銅を用いた。
ソース電極１４及びドレイン電極１５の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、めっき法、塗布法、熱転写法、印刷法、ゾルゲル法等がある。
なお、製膜時又は製膜後に、必要に応じてパターニング（微細化）を行うのが好ましい。このパターニングの方法としては、例えば、フォトレジストのパターニングとエッチングを組み合わせたフォトリソグラフィー法等がある。また、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィー法等や、これら手法を複数組み合わせた手法を利用することも可能である。
ソース電極１４及びドレイン電極１５の厚さは、典型的には、例えば、４０ｎｍ以上１０μｍ以下（好ましくは上限が１μｍ）程度である。
【００２０】
有機半導体層１６は、有機薄膜トランジスタに使用可能な有機半導体で構成されれば、特に限定されるものではなく、ペンタセン等の低分子や導電性高分子からなる単結晶や薄膜のｐ型特性を示す有機半導体を使用できる。
例えば、ポリチオフェン系（例えば、３−ヘキシルチオフェン：以下、Ｐ３ＨＴと記載）、ポリフルオレン系（例えば、９,９−ジオクチルフルオレン−ａｌｔ−ビチオフェン：以下、Ｆ８Ｔ２と記載）、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリアニリン系等のπ共役型ポリマー、カルバゾールやその他複素環を側鎖にもつポリマーがある。また、ルブレン系、ポルフィリン系、フタロシアニン系、インジゴ系、キナクリドン系、メロシアニン系、シアニン系、スクアリウム系、ベンゾキノン系等もある。
【００２１】
有機半導体層１６の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、レーザー蒸着法等のドライ成膜法や、基板上に溶液や分散液を塗布した後に、溶媒や分散媒を除去することで薄膜を形成するウェット成膜法がある。このウェット成膜法としては、スピンコート法、ドロップコート法、ブレードコート法、スクリーン印刷、インキジェット印刷、スタンプ法、ダイコート法、キャピラリーコート法、エッジキャスト法等がある。
有機半導体層１６の膜厚としては特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体層１６の膜厚に大きく左右される場合が多い。このため、膜厚は有機半導体の材質により異なるが、一般に１μｍ以下であり、特に１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下程度が好ましい。
【００２２】
上記したように、本願発明で使用するソース電極１４及びドレイン電極１５は銅製であるため、仕事関数を深化させる必要がある。
そこで、ソース電極１４とドレイン電極１５の各表面に、電荷注入層となるチオシアン酸銅（ＣｕＳＣＮ）の層１７、１８をそれぞれ形成し、ソース電極１４と有機半導体層１６との間にチオシアン酸銅（Ｉ）の層１７を、ドレイン電極１５と有機半導体層１６との間にチオシアン酸銅（Ｉ）の層１８を、それぞれ設けている。
ソース電極１４及びドレイン電極１５の各表面にチオシアン酸銅の層１７、１８を形成する方法としては、金属銅製の薄膜からなる微細化後のソース電極部及びドレイン電極部を、チオシアン酸塩水溶液に浸漬させる方法がある。このチオシアン酸塩には、チオシアン酸ナトリウム（ＮａＳＣＮ）やチオシアン酸カリウム（ＫＳＣＮ）等がある。
チオシアン酸銅の層１７、１８それぞれの厚さとしては、仕事関数の深化を実現できれば特に制限はないが、ソース電極部及びドレイン電極部の膜厚より薄く、例えば、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下（好ましくは上限が５０ｎｍ）程度である。
【００２３】
図２は、ＳｉＯ２付きＳｉ基板をゲート電極及びゲート絶縁層とし、このゲート絶縁層上にソース電極及びドレイン電極を設け、更に有機半導体層を形成した、ボトムゲート−ボトムコンタクト構造のトランジスタにおいて、ソース電極及びドレイン電極（以下、単に電極とも記載）の構成材料を種々変更して仕事関数を調べた結果を示している。
なお、有機半導体層１６を構成する有機半導体には、Ｐ３ＨＴ又はＦ８Ｔ２を使用しているが、その最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）は、Ｐ３ＨＴで−５．２ｅＶ、Ｆ８Ｔ２で−５．５ｅＶである（−５．０ｅＶよりも深い）。
【００２４】
電極に金を使用した場合、仕事関数は−４．８ｅＶである。
ここで、金の電極表面にペンタフルオロベンゼンチオール（以下、ＰＦＢＴと記載）の層を形成した場合（ＰＦＢＴ／Ａｕ）、仕事関数は−５．５ｅＶまで深化している。このＰＦＢＴ層の形成は、「Yasutaka Kuzumoto et.al., “Work function of gold surfaces modified using substituted benzenethiols: Reaction time dependence and thermal stability（置換ベンゼンチオールを用いて修飾した金表面の仕事関数：反応時間依存性と熱安定性）”, Applied Physics Express, Volume7 Number3 (2014) p.035701」に基づく。
また、金の電極表面にＭｏＯ３の層を形成した場合（ＭｏＯ３／Ａｕ）、仕事関数は−６．０ｅＶまで深化している。このＭｏＯ３層の形成は、前記した非特許文献２に基づく。
しかし、金は高価でありコストがかかる。
【００２５】
一方、電極に銅を使用した場合、仕事関数は−４．６ｅＶであり、仕事関数を更に深化させる必要がある。
ここで、銅の電極表面にＰＦＢＴの層を形成した場合（ＰＦＢＴ／Ｃｕ）、仕事関数は−５．４ｅＶまで深化している。このＰＦＢＴ層の形成は、「Christian Schmidt et.al., “Tailoring the Cu(100) Work Function by Substituted Benzenethiolate Self-Assembled Monolayers（置換ベンゼンチオレート自己組織化単分子膜によるＣｕ（１００）仕事関数の調整）”, THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, Volume115 Issue 25(2011) p.7234-7241」に基づく。
しかし、チオール分子の修飾には、前記したように、工程数の増加やデバイス作製プロセスの制約といった問題があった。
そこで、銅の電極表面にチオシアン酸銅の層を形成することで（ＣｕＳＣＮ／Ｃｕ）、仕事関数を−５．３ｅＶまで深化させることができた（３０秒浸漬した銅薄膜で、光電子収量分光法による測定により確認）。
【００２６】
続いて、本発明の一実施の形態に係るボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法について、図１（Ａ）に示す有機薄膜トランジスタ１０の製造方法で説明する。
まず、ゲート電極１２とゲート絶縁層１３が表面側に形成された基板１１を準備し、ゲート絶縁層１３の表面に金属銅製の薄膜を形成する。ここで、銅の製膜時又は製膜後に、必要に応じてパターニング（微細化）を行う。
これにより、ソース電極部及びドレイン電極部が形成される。
【００２７】
次に、ソース電極部及びドレイン電極部が形成された基板１１を、チオシアン酸塩水溶液に、例えば、０．５〜５分間程度浸漬させ、蒸留水で洗浄した後、乾燥処理する。
これにより、ソース電極部及びドレイン電極部の各表層部に銅酸化物であるチオシアン酸銅の層１７、１８が形成され、ソース電極１４及びドレイン電極１５（銅酸化物とならなかった部分）の表面に、電荷注入層となるチオシアン酸銅の層１７、１８が形成されることになる。
そして、形成されたチオシアン酸銅の層１７、１８の表面側に有機半導体層１６を形成する。ここで、有機半導体層１６の形成にＰ３ＨＴやＦ８Ｔ２を用いる場合は、Ｐ３ＨＴやＦ８Ｔ２を塗布プロセスにて成膜し、所定の熱処理を施す。
【００２８】
以上の方法により、本発明のボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ１０を製造することができる。得られた有機薄膜トランジスタ１０では、有機半導体層１６がチャネル領域を成しており、ゲート電極１２に印加される電圧でソース電極１４とドレイン電極１５の間に流れる電流が制御されることによってオン／オフ動作する。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
（実施例）
図３（Ａ）に示すように、３００ｎｍのシリコン酸化膜２０付きシリコンウエハ基板２１（ＫＳＴワールド（株）製、寸法：１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み：約０．５ｍｍ）をゲート電極及びゲート絶縁層とし、シリコン酸化膜２０の表面に真空蒸着法により、銅製のソース電極部及びドレイン電極部を形成した。このソース電極部及びドレイン電極部が形成された基板を、濃度５ｍＭのチオシアン酸ナトリウム水溶液に２分間浸漬し、蒸留水で洗浄した後、５分間１００℃にて乾燥処理し、形成されるソース電極２２及びドレイン電極２３の表面にチオシアン酸銅の層２４、２５を形成した（ソース電極２２及びドレイン電極２３の膜厚：約５０ｎｍ）。
その上部に、導電性高分子ポリであるＰ３ＨＴを塗布プロセスにて成膜し（膜厚：約５０ｎｍ）、８０℃で３０分間の熱処理を施すことにより有機半導体層２６を形成し、ボトムゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタとした。
【００３０】
（比較例）
図４（Ａ）に示すように、３００ｎｍのシリコン酸化膜２０付きシリコンウエハ基板２１（ＫＳＴワールド（株）製、寸法：１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み：約０．５ｍｍ）をゲート電極及びゲート絶縁層とし、シリコン酸化膜２０の表面に真空蒸着法により、銅製のソース電極２２及びドレイン電極２３を形成した。
その上部に、導電性高分子ポリであるＰ３ＨＴを塗布プロセスにて成膜し（膜厚：約５０ｎｍ）、８０℃で３０分間の熱処理を施すことにより有機半導体層２６を形成し、ボトムゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタとした。
即ち、実施例に記載のチオシアン酸銅の層２４、２５がない構成である。
【００３１】
実施例では、図３（Ｂ）に示すように、良好なトランジスタ特性を示している。
これは、Ｐ３ＨＴ−ＣｕＳＣＮ／Ｃｕ構造により、正孔の注入効率が改善したことによる。
一方、比較例では、図４（Ｂ）に示すように、トランジスタ特性を示さなかった。
これは、Ｐ３ＨＴ−Ｃｕ間のエネルギーのミスマッチにより、正孔の注入効率が悪かったことによる。
【００３２】
従って、本発明のボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法により、安価な金属である銅でソース電極とドレイン電極を構成しても、仕事関数の深化を実現できることを確認できた。更に、チオシアン酸銅は非常に安定な物質であり、また、溶媒への可溶性は低いため、形成後のデバイス製造プロセスへの制約も存在しない。
【００３３】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合せて本発明のボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、電極を構成する材料の仕事関数を記載しているが、仕事関数は、測定面や測定方法により、多少のずれが発生する。
【符号の説明】
【００３４】
１０、１０ａ：ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ、１１：基板、１２：ゲート電極、１３：ゲート絶縁層、１４：ソース電極、１５：ドレイン電極、１６：有機半導体層、１７、１８：チオシアン酸銅の層、２０：シリコン酸化膜、２１：シリコンウエハ基板、２２：ソース電極、２３：ドレイン電極、２４、２５：チオシアン酸銅の層、２６：有機半導体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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