(57)【要約】【課題】しきい値電圧が低い有機トランジスタを提供すること。【解決手段】基板の表面にゲート電極をなす導電性薄膜を成膜し、このゲート電極の上にＨｆＳｉＯ膜またはＨｆＳｉＯＮ膜からなるゲート絶縁膜を形成する。ＨｆＳｉＯ膜は例えばＨｆ及びＳｉの重量比が１対１の合金をターゲットとして用い、スパッタリングにより成膜する。このゲート絶縁膜の上に自己組織形成膜を成膜し、更に例えばペンタセンからなる有機半導体層を積層し、この有機半導体層の上にソース電極及びドレイン電極を離間して配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース電極及びドレイン電極間にチャネルを形成するための有機半導体層と、ゲート電極と、このゲート電極と前記有機半導体層との間に形成されたゲート絶縁膜とを備えた有機トランジスタにおいて、
前記ゲート絶縁膜をハフニウムシリケート膜またはハフニウムオキシ窒化シリコン膜のみにより構成したことを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項２】
ハフニウムシリケート膜は、スパッタリングまたはＣＶＤにより成膜されたものであることを特徴とする請求項１記載の有機トランジスタ。
【請求項３】
ハフニウムオキシ窒化シリコン膜は、スパッタリングまたはＣＶＤにより成膜されたハフニウムシリケート膜を窒素を含むプラズマにより窒化し更にアニールを行うことにより成膜されたものであることを特徴とする請求項１記載の有機トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜半導体を利用した有機トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置に用いられるトランジスタとしてはシリコントランジスタが主流であるが、フレキシブルな基板には不向きであることやその製造プロセスが複雑であることなどから、有機薄膜半導体を利用した有機トランジスタの開発、研究がされている。有機トランジスタの製造プロセスはインクジェットなどの印刷プロセスを利用でき、また半導体層を薬液の塗布により成膜できることなどから、基板としてフレキシブルなプラスチック基板などを用いることができ、またシリコントランジスタに比べて製造工程が簡単であるなどの利点がある。
【０００３】
有機トランジスタは例えばＰチャネルタイプのものであれば、ソース電極を接地し、ゲート絶縁膜に負のゲート電圧を印加して有機半導体層に正の電荷を発生させ、ドレイン電極に負のバイアスを印加してソース電極及びドレイン電極間に電流を通流させることができる。理論上はゲート絶縁膜に負の電圧を印加すれば有機半導体層にキャリアが蓄積するが、実際にはゲート絶縁膜と有機半導体層との間に界面準位が生じるなどの要因から、ゲート電圧が特定のしきい値電圧を越えないと有機半導体層に電流を流すことができない。
【０００４】
ゲート電圧がゲート絶縁膜に印加された状態でドレイン電圧を大きくしていくと、ドレイン電流はドレイン電圧の増加に対して直線的に大きくなっていくが、模式的な説明をすれば、ドレイン電圧が（ＶＧ−ＶＴ）に等しくなったところで概ね飽和し、それ以降にドレイン電圧を大きくした分は、ピンチオフ点からドレイン電極までの空乏層を広げるために消費される。ＶＧ及びＶＴ  は夫々ゲート電圧及びしきい値電圧である。この飽和領域におけるドレイン電流ＩＤとＶＧ及びＶＴとの関係は次の（１）で表される。
【０００５】
ＩＤ＝｛（Ｗ・Ｃｉ）／（２Ｌ）｝・μ・（ＶＧ−ＶＴ）２    ‥‥（１）
ここで後述する実施例において測定したドレイン電流ＩＤとドレイン電圧ＶＤとの関係を示す図８を参照すると、（１）式の通り、飽和領域においては概ねドレイン電流ＩＤはゲート電圧ＶＧ  の大きさにのみ依存することになる。従って有機トランジスタにおいてドレイン電流を取り出すためには、ゲート電圧をＶＤ−ＩＤ特性図においてＩＤが流れることができる大きさにすること、つまりしきい値電圧ＶＴよりも大きくすることが必要である。
【０００６】
有機トランジスタにおけるゲート絶縁膜としては、一般的に安定した結晶構造を持ち、容易に入手できることなどからシリコン酸化膜が用いられているが、ドレイン電流を取り出すことのできるゲート電圧の最小電圧であるしきい値電圧（動作電圧）がサンプルにもよるが、例えば１７Ｖ程度とかなり高い。その理由は次のように推察される。ＭＯＳトランジスタではシリコン層が単結晶であり、格子欠陥が少ないことからＳｉＯ２とＳｉとの界面状態が良好であるが、有機トランジスタにおいては、有機半導体層をなす代表的な材質であるペンタセンは粒状の多結晶であることなどから、ゲート絶縁膜と有機半導体層との界面状態が悪く、このため界面準位が高くなる。シリコントランジスタのしきい値電圧は１Ｖ弱程度であるから、上記のしきい値電圧はかなり高い。このようにしきい値電圧が高いと、消費電力がかなり大きくなり、有機トランジスタの実用化には程遠い。
【０００７】
従って有機トランジスタは、しきい値電圧を低くすることが要求されるが、更にキャリア移動度が高いことが望ましい。その理由は、より多いドレイン電流が得られ、かつトランジスタの動作速度が速くなるからである。シリコン酸化膜は、キャリア移動度についてはある程度高いが、既述のようにしきい値電圧が高いため実用的ではない。
【０００８】
なお有機トランジスタのゲート絶縁膜として、シリコン酸化膜を、同様の厚さであるがかなり高い誘電率を有する絶縁体で置き換えるために、アルコキシアルコキシド金属溶液を基板に塗布することでチタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウムあるいはチタン酸ストロンチウムなどの金属酸化膜を形成することが知られている（特許文献１）。しかしながらこの手法は、塗布液膜を形成した後にアニールによりアルコキシアルコキシドが気化し蒸散して分離されるが、この配位子（アルコキシアルコキシド）や溶媒などが膜中に若干不純物として残り、膜の特性が劣る問題がある。
【０００９】
一方特許文献２には、キャリア移動度を高めるために、第１のゲート絶縁膜の上に水の接触角が大きい第２のゲート絶縁膜を成膜し、有機半導体の配向性を良好にしてキャリア移動度を高くする技術が記載されており、例えば全芳香族ポリイミドからなる第１のゲート絶縁層の上にフッ素ポリイミドからなる第２のゲート絶縁層を成膜することなどが挙げられ、確認試験が行われている。しかしながらしきい値電圧についてのデータは何ら示されていない。そしてキャリア移動度としきい値電圧とは必ずしも対応関係にあるものではないことも踏まえれば、しきい値電圧が低い絶縁膜について記載されているものではない。なおＨｆＳｉＯが示唆されているが、この材質に関するデータ、知見は何ら示されていない。そしてまた特許文献２のようにゲート絶縁膜を２層化すると、膜界面が多くなり、トラップ密度の増加は避けられず、このためトラップの存在に基づく電気特性の悪化を伴なうと考えられる。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２７０７１２号公報：段落００３０、００３２
【特許文献２】特開２００６−１７３５３２号公報：段落００３２の第１３行、段落００４５以降の具体例
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、しきい値電圧が低い有機トランジスタ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】
【００１２】
本発明は、ソース電極及びドレイン電極間にチャネルを形成するための有機半導体層と、ゲート電極と、このゲート電極と前記有機半導体層との間に形成されたゲート絶縁膜とを備えた有機トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁膜をハフニウムシリケート膜またはハフニウムオキシ窒化シリコン膜のみにより構成したことを特徴とする。ハフニウムシリケート膜は、例えばハフニウム及びシリコンの合金をターゲットとして用い、酸素雰囲気でスパッタリングにより成膜することができる。ハフニウムオキシ窒化シリコン膜は、スパッタリングまたはＣＶＤにより成膜されたハフニウムシリケート膜を窒素を含むプラズマにより窒化し更にアニールを行うことにより成膜することができる。なお本発明は、ゲート絶縁膜と有機半導体層との間に自己組織化単分子膜が介在している場合、介在していない場合の両方が含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、有機トランジスタのゲート絶縁膜をハフニウムシリケート膜またはハフニウムオキシ窒化シリコン膜のみにより構成しているので、後述の実施例からも明らかなように低いしきい値電圧で動作し、有機トランジスタの実現化に寄与する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の有機トランジスタをボトムゲートトップコンタクトタイプの有機トランジスタに適用した実施の形態の構造を示す図である。１はシリコン基板であり、このシリコン基板１の上にゲート電極２が積層され、このゲート電極２の上にハフニウムシリケート膜（以下「ＨｆＳｉＯ」膜という）からなるゲート絶縁膜３が積層されている。このゲート絶縁膜３の上に自己組織化膜である自己組織化単分子膜（以下ＳＡＭ：Self  Assembled  Monolayerという）４を介して有機半導体層５を積層し、更にこの有機半導体層５の上にドレイン電極６及びソース電極７を形成する。そしてゲート電極２及びドレイン電極６に−の電圧を印加し、ソース電極７を接地することによりＰチャネル型の有機トランジスタが構成される。即ち有機トランジスタをスイッチング素子として使用するなら、オン電流を得るときにゲート電極２にマイナスの電圧が印加されるように構成しておく。なおＥ１、Ｅ２は電圧供給源である。
【００１５】
この有機トランジスタの製造工程について図２及び図３を参照しながら説明する。先ずトランジスタのベースとなる基板であるシリコン基板１の表面部にｎ型不純物である例えば砒素イオンを注入してｎ型のシリコン層をゲート電極２として形成する（図２（ａ））。基板及びゲート電極２はこのような構成に限られるものではなく、例えば基板としてガラス基板やフレキシブル基板である例えばプラスチックフィルムを用い、この上に導電性材料である例えば金、アルミニウムなどの金属材料を用いて成膜したものであってもよい。基板の上に導電性薄膜を形成した後、アプリケーションに応じてフォトリソグラフィなどにより所定のパターンにパターニングされてゲート電極２が構成される。
【００１６】
次いでゲート電極２が形成された基板上にゲート絶縁膜３であるＨｆＳｉＯ膜
を例えばスパッタリングにより成膜する（図２（ｂ））。図３にこの実施の形態にて使用するスパッタ装置の一例を示しておく。図３の装置はＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma）型スパッタ装置であり、８１は真空容器、８２は真空排気管、８３はガス導入管、８４は温調機構を備えた昇降自在な載置台、８５は処理空間を囲む円筒カバー、８６はシリコン（Ｓｉ）とハフニウム（Ｈｆ）とを例えば１対１の割合で含有する合金からなるターゲット、８７は防着板、８８は誘電体からなる透過窓、８９は誘導コイルである。このスパッタ装置においては、ゲートバルブ８１ａを開いて真空容器８１内に搬入され、載置台８４上に載置された基板１００は、載置台８４の上昇により処理空間へと搬送される。そして高周波電源９１により誘導コイル８９に高周波電力を印加し、この誘導コイル８９により、ガス導入管８３を介して処理空間に導入されたプラズマ発生用ガスである例えばＡｒガス及び酸素ガスに電力を印加してプラズマを発生させる。ターゲット８６には直流電源９２によりバイアス電圧が印加されているので、プラズマ中のＡｒイオン及び酸素イオンがターゲット８６に衝突してスパッタされる。一方基板１００には載置台８４を介して高周波電源９３により高周波バイアスが印加されているので、スパッタされたターゲットの原子団（Ｈｆ原子団及びＳｉ原子団）は、基板１００に引きつけられて酸素を取り込んで堆積し、こうして基板１００上にＨｆＳｉＯ膜が成膜される。
【００１７】
またＨｆＳｉＯ膜はスパッタリングに限らずＣＶＤ法により成膜してもよい。その一例を挙げれば、ハフニウム有機化合物である例えばテトラターシャルブトキシハフニウム（Ｈｆ[ＯＣ（ＣＨ3）3]4）の蒸気とシラン系のガスである例えばジシランガスを２００〜３００℃の加熱雰囲気かつ減圧雰囲気に供給し、当該雰囲気に置かれた基板上にＨｆＳｉＯ膜を成膜することができる。ＨｆＳｉＯ膜をスパッタリングやＣＶＤにより成膜すれば、塗布法に比べて膜中の不純物が少なくなる点で得策であり、特にスパッタリングを用いれば不純物の量が相当低く抑えられることから有利である。
【００１８】
続いて基板上にＳＡＭを成膜する（図２（ｃ））。ＳＡＭはゲート絶縁膜３と有機半導体層５との接着性を高めるためのものであり、例えばオクタデシルトリクロロシラン（Octadecyltrichlorosilane:ＯＴＳ）の自己集合単分子膜(ＳＡＭ)を次のようにして成膜することができる。ＳＡＭの成膜法の具体例については実施例にて詳述するが、先ずＯＴＳをヘキサンに溶かしてＯＴＳ溶液を調整し、次にＨｆＳｉＯが表面に形成された基板を純水、アセトンの順に超音波洗浄し、紫外線によるオゾン処理を所定時間行う。その後、この基板を上記のＯＴＳ溶液に所定時間浸漬した後、クロロホルムの洗浄により余分なＯＴＳを除去し、空気中で自然乾燥する。
【００１９】
その後ＳＡＭ４の上に低分子有機材料である例えばペンタセンを例えば真空蒸着により成膜する（図２（ｄ））。成膜の手法としては真空蒸着に限られるものではなく、ペンタセンを含む塗布液により例えばスピンコーティングにより成膜してもよい。また有機材料としてはその他ポリチオフェンなどを用いることができる。
【００２０】
しかる後、有機半導体層５の上にドレイン電極６及びソース電極７を形成する（図２（ｅ））。これら電極６、７は例えば金やアルミニウムなど金属膜をスパッタリングや真空蒸着により成膜し、その後パターニングして形成される。実際の製品においては、このような有機トランジスタが基板の上に例えばマトリックス状に形成され、ゲート電極２、ドレイン電極６及びソース電極７がパターニングされた配線により互いに接続され液晶パネルなどに利用される。
【００２１】
以上の構成の有機トランジスタは、後述の図６に示されるようなドレイン電圧ＶＤ−ドレイン電流ＩＤ特性が得られるため、例えばドレイン電極６に例えば−４Ｖの電圧を印加しておくことにより、ゲート電極２に−３Ｖ以上の電圧信号のオン、オフに応じたスイッチング動作が得られる。
【００２２】
この実施の形態では、ゲート絶縁膜３をＨｆＳｉＯ膜により構成しているので、後述の実施例からも明らかなように例えば−３Ｖもの低いしきい値電圧で動作し、しかもキャリア移動度も大きいため例えば高い動画表示性能を得ることができ、有機トランジスタの実現化に寄与する効果がある。このようにゲート絶縁膜３をＨｆＳｉＯ膜として用いるとしきい値電圧が低くなるのは、ＨｆＳｉＯ膜が誘電率が高い分、低電圧での電荷蓄積が可能になること、また界面準位が低いことなどが要因ではないかと推察される。更にゲート絶縁膜は複数の絶縁膜を積層するのではなく、１層のみにより構成しているので、電気的特性に悪影響を与えるトラップの形成を伴う界面が少なくて済む。
【００２３】
またゲート絶縁膜３としてＨｆＳｉＯ膜の代わりにハフニウムオキシ窒化シリコン膜（ＨｆＳｉＯＮ膜）を用いてもよい。ゲート絶縁膜３としてＨｆＳｉＯＮ膜を用いた実験は行っていないが、ＨｆＳｉＯＮ膜はＨｆＳｉＯ膜よりも誘電率が高く、また両者は酷似した化合物であることから、同様の効果が得られることは確実である。ＨｆＳｉＯＮ膜は例えば既述のようにして成膜されたハフニウムシリケート膜またはＣＶＤにより成膜されたハフニウムシリケート膜を、例えばプラズマにより窒化処理を行い、更に膜中に導入した窒素を固定化するためにアニールを行って得ることができる。プラズマ生成用のガスとしては窒素ガスやアンモニアガスなどを用いることができる。またアニールは例えばランプ加熱などにより不活性ガス雰囲気で１０００℃程度の処理温度で所定時間行われる。
【００２４】
また本発明の有機トランジスタは、ボトムゲートトップコンタクトタイプに限られず、図４に示すように、ゲート絶縁膜３の上にドレイン電極６及びソース電極７を形成すると共にこれら電極６、７の上から有機半導体層５を形成したボトムゲートボトムコンタクトタイプのものであってもよいし、その他の構造の有機トランジスタであってもよい。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
ゲート絶縁膜としてＨｆＳｉＯ膜を用いた図１に示す構造の有機トランジスタを試作した。ゲート電極としては、シリコン基板の表面に砒素をドープして得たｎ型シリコン層により構成し、ＨｆＳｉＯ膜は既述のスパッタ法により１００ｎｍの膜厚で成膜した。有機半導体層であるペンタセン膜の膜厚は３０ｎｍであり、図５に示すようにチャネル長Ｌは２μｍ、チャネル幅Ｗは１．０９ｍｍであった。なお図５は各部の寸法比は実際のものと異なって描いてある。
【００２６】
またＳＡＭについては次のようにして形成した。先ず基板をシャーレ中の純水で１０分超音波洗浄し、更にアセトン中にて、１０分超音波洗浄を行う。その後基板をシャーレから出してオーブンに入れ、５０℃で大気雰囲気で２０分〜３０分間乾燥させる。この例では２０分間乾燥させた。そしＵＶ（紫外線）オゾン発生器内に基板を配置し、１０分間オゾン雰囲気に曝して有機コンタミ物を除去する。次いでシャーレ中のＯＴＳ/ヘキサン溶液（ＯＴＳ濃度１．１mMol/リットル）に基板を３時間浸漬し、しかる後、クロロホルム１００％溶液中に基板を入れて１０分間超音波洗浄し、複層のＯＴＳを単層にまで除去する。なお単層となっているＯＴＳは、基板に化学吸着しているため除去されない。更にこの基板を取り出し、大気中で自然乾燥させてＳＡＭの形成工程を終了する。
【００２７】
この有機トランジスタについてドレイン電圧ＶＤ−ドレイン電流ＩＤ特性及びゲート電圧ＶＧ−ドレイン電流ＩＤ特性を調べたところ、夫々図６及び図７に示す結果が得られた。図７において、実線ａ１及びｂ１の縦軸は夫々ＩＤ及びＩＤ１/２  に相当する。
【００２８】
背景技術の項目にて記載した（１）式に基づけば、図７に示す実線ｂ１のグラフの直線部分を点線のように延長させて横軸と交わった交点におけるＶＧの値がしきい値電圧ＶＴに相当する。従ってしきい値電圧ＶＴは−３Ｖである。また実線ｂ１のグラフの直線部分の傾きが｛（Ｗ・Ｃｉ）／（２Ｌ）｝・μに相当するので、この傾きからキャリア移動度μを求めると、０．０２ｃｍ2/V・sであった。そして図６においてゲート電圧ＶＧを小さくしていったときにＶＧが−３Ｖのときにもドレイン電流ＩＤが流れていることが示されており、しきい値電圧ＶＴが−３Ｖであることを裏付けている。なおゲート電圧ＶＧを−２Ｖとしたときのドレイン電流ＩＤも測定したが、ＩＤは流れていなかった。
【００２９】
（実施例２）
ゲート絶縁膜としてＨｆＳｉＯ膜を用い、ＳＡＭを形成せずに有機トランジスタを試作した。チャネル長Ｌは５．１μｍ、チャネル幅Ｗは１．０６ｍｍであった。その他は実施例１と同様である。この有機トランジスタについてドレイン電圧ＶＤ−ドレイン電流ＩＤ特性及びゲート電圧ＶＧ−ドレイン電流ＩＤ特性を調べたところ、夫々図８及び図９に示す結果が得られた。図９において、実線ａ２及びｂ２の縦軸は夫々ＩＤ及びＩＤ１/２  に相当する。図９に示す実線ｂ２のグラフの直線部分を点線のように延長させて横軸と交わった交点におけるＶＧの値（しきい値電圧）は−３．５Ｖである。また実線ｂ２のグラフの直線部分の傾きからキャリア移動度μを求めると、０．０２ｃｍ2/V・sであった。そして図８においてゲート電圧ＶＧが−４Ｖのときにはドレイン電流ＩＤが流れているが、ゲート電圧ＶＧが−３Ｖのときにはドレイン電流ＩＤがほとんど流れていないことが分かる。
【００３０】
（比較例１）
ゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜を用いた他は実施例１と同様にして有機トランジスタを試作した。シリコン酸化膜はプラズマＣＶＤにより３５０ｎｍの膜厚に成膜し、チャネル長Ｌは５．０μｍ、チャネル幅Ｗは１．０８ｍｍであった。なお、ＳＡＭの形成工程において、前記ＯＴＳ/ヘキサン溶液における基板の浸漬時間は４時間とした。この有機トランジスタについてドレイン電圧ＶＤ−ドレイン電流ＩＤ特性及びゲート電圧ＶＧ−ドレイン電流ＩＤ特性を調べたところ、夫々図１０及び図１１に示す結果が得られた。図１１において、実線ａ３及びｂ３の縦軸は夫々ＩＤ及びＩＤ１/２  に相当する。図１１に示す実線ｂ３のグラフの直線部分を点線のように延長させて横軸と交わった交点におけるＶＧの値（しきい値電圧）は−１７．５Ｖである。また実線ｂ３のグラフの直線部分の傾きからキャリア移動度μを求めると、０．１３ｃｍ2/V・sであった。そして図１０においてゲート電圧ＶＧが−２０Ｖのときにはドレイン電流ＩＤが流れているが、−１０Ｖではドレイン電流ＩＤが流れていなかった。従ってしきい値電圧が−１７．５Ｖである点についての信憑性は高い。
【００３１】
（比較例２）
ゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜を用い、ＳＡＭを形成せずに有機トランジスタを試作した。チャネル長Ｌは４．４μｍ、チャネル幅Ｗは２．０ｍｍであった。その他は比較例１と同様である。この有機トランジスタについてドレイン電圧ＶＤ−ドレイン電流ＩＤ特性及びゲート電圧ＶＧ−ドレイン電流ＩＤ特性を調べたところ、夫々図１２及び図１３に示す結果が得られた。図１３において、実線ａ４及びｂ４の縦軸は夫々ＩＤ及びＩＤ１/２  に相当する。図１３に示す実線ｂ４のグラフの直線部分を点線のように延長させて横軸と交わった交点におけるＶＧの値（しきい値電圧）は−１９Ｖである。また実線ｂ４のグラフの直線部分の傾きからキャリア移動度μを求めると、０．０７ｃｍ2/V・sであった。そして図１２においてゲート電圧ＶＧが−２０Ｖのときに流れているドレイン電流ＩＤは極く僅かであることが分かる。
（考察）
以上の結果を下記の表１及び表２にまとめて記載するが、これら表１及び表２には、更に基板表面における接触角θ、表面の平均粗さＲａ、オン／オフ比（遮断領域のドレイン電流（オフ電流）に対する飽和領域のドレイン電流（オン電流）の比率）、及びペンタセンのグレインサイズも併せて記載しておく。
【００３２】
【表１】
2010040938.tif 000003
【００３３】
【表２】
2010040938.tif 000004
【００３４】
表１及び表２から分かるように、ゲート絶縁膜としてＨｆＳｉＯ膜を用いた場合には、しきい値電圧が概ね−３Ｖ程度であり、ゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜を用いた場合に比べて格段にしきい値電圧が低いことが分かる。そしてキャリア移動度に着目すると、ゲート絶縁膜がシリコン酸化膜である場合には、ＳＡＭを用いたことによりキャリア移動度μが０．０７ｃｍ2/V・sから０．１３ｃｍ2/V・sにまで高くなっているが、ゲート絶縁膜がＨｆＳｉＯ膜である場合には、ＳＡＭが有っても無くてもキャリア移動度μは０．０２ｃｍ2/V・sと変わらない。
なお、ゲート絶縁膜としてＨｆＳｉＯ膜を用い、ＳＡＭを形成しない場合において（実施例２）、ゲート電圧ＶＧが−３Ｖのときにドレイン電流ＩＤが僅かに流れていることからしきい値電圧が−３．５Ｖよりも低い可能性もある。しかし仮にそうであったとしてもこの場合においても、キャリア移動度μが０．０２ｃｍ2/V・sの値から外れている程度は僅かであり、またゲート電圧ＶＧの算定根拠をいずれの例おいてもＩＤ１/２  とＶＧとの関係直線を用いて統一されていることから、キャリア移動度μについての上述の評価に影響を与えるものではない。
【００３５】
ここで既述の特許文献２には、水の接触角の増大により有機半導体の配向性が良くなり、キャリア移動度が高くなることが記載されているが、上記の結果から分かるように必ずしもそうとは言い切れず、ゲート絶縁膜としてＨｆＳｉＯ膜を用いると、水の接触角が小さくても、有機トランジスタを構築した場合には、ゲート絶縁膜が１層でありながらある程度高いキャリア移動度が得られる。そしてゲート絶縁膜が１層であるということは、膜界面が２層の場合よりも少ないことから、電気的特性に悪影響を与えるトラップ密度の増加を避けることができる点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る有機トランジスタの実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る有機トランジスタの実施の形態の製造工程を示す説明図である。
【図３】有機半導体層を成膜する装置の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の有機トランジスタの他の実施の形態を示す構成図である。
【図５】試作した有機トランジスタの寸法を示すための説明用平面図である。
【図６】実施例１の有機トランジスタのＶＤ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【図７】実施例１の有機トランジスタのＶＧ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【図８】実施例２の有機トランジスタのＶＤ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【図９】実施例２の有機トランジスタのＶＧ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【図１０】比較例１である有機トランジスタのＶＤ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【図１１】比較例１である有機トランジスタのＶＧ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【図１２】比較例２である有機トランジスタのＶＤ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【図１３】比較例２である有機トランジスタのＶＧ−ＩＤ特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３７】
１          シリコン基板
２          ゲート電極
３          ゲート絶縁膜であるＨｆＳｉＯ膜
４          自己組織化単分子膜
５          有機半導体層
６          ドレイン電極
７          ソース電極
８１        真空容器
８２        排気管
８３        ガス導入管
８４        載置台
８９        誘導コイル
１００      基板
【図１】
2010040938.tif 000005
【図２】
2010040938.tif 000006
【図３】
2010040938.tif 000007
【図４】
2010040938.tif 000008
【図５】
2010040938.tif 000009
【図６】
2010040938.tif 000010
【図７】
2010040938.tif 000011
【図８】
2010040938.tif 000012
【図９】
2010040938.tif 000013
【図１０】
2010040938.tif 000014
【図１１】
2010040938.tif 000015
【図１２】
2010040938.tif 000016
【図１３】
2010040938.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月9日(2008.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2010040938.tif 000018
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2010040938.tif 000019
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2010040938.tif 000020
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2010040938.tif 000021
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2010040938.tif 000022
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2010040938.tif 000023