(57)【要約】【課題】チャネル上における高い容量、低下した供給電圧及び低下した浮遊容量を可能にする有機薄膜トランジスタを提案する。【解決手段】本発明は、ドレイン（５４）を形成する導電要素と、前記ドレイン（５４）と離れて位置するソース（５６）を形成する導電要素と、前記ドレイン（５４）に面する表面と前記ソース（５６）に面する表面とを有するゲート（６２）を形成する導電要素と、前記ドレイン（５４）及び前記ソース（５６）と接触する半導体層（５８）と、第１に前記ゲート（６２）と前記ソース（５６）との間に、第２に前記ゲート（６２）と前記ドレイン（５４）との間に位置する誘電層（６０）であって、その厚さに依存して変化する誘電率を有する誘電層（６０）と、を備える有機トランジスタ（５０）に関連する。【選択図】図３
2010041039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレイン（５４）を形成する導電要素と、
前記ドレイン（５４）と離れて位置するソース（５６）を形成する導電要素と、
前記ドレイン（５４）に面する表面と前記ソース（５６）に面する表面とを有するゲート（６２）を形成する導電要素と、
前記ドレイン（５４）及び前記ソース（５６）と接触する半導体層（５８）と、
第１に前記ゲート（６２）と前記ソース（５６）との間に、第２に前記ゲート（６２）と前記ドレイン（５４）との間に位置する誘電層（６０）であって、その厚さに依存して変化する誘電率を有する誘電層（６０）と、
を備える有機トランジスタ（５０；８０；９０）であって、
前記誘電層（６０）が、少なくとも前記対向して面する表面間に形成され、４未満の誘電率を有する第１誘電材料の層（６４）と、第２材料（６８；８２）の体積（６６）と、を備え、前記体積（６６）が、前記ドレイン（５４）と前記ソース（５６）との間の空間に対するゲート（６２）から先細りになる全体の断面を有し、前記第２材料の相対誘電率が４を越えることを特徴とする有機トランジスタ（５０；８０；９０）。
【請求項２】
前記第１材料の相対誘電率が２以下であり、前記第２材料の相対誘電率が８以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機トランジスタ。
【請求項３】
体積（６６）が単調に先細りになる断面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機トランジスタ。
【請求項４】
体積（６６）が、回転体積、特に円錐体積、台形体積であることを特徴とする請求項３に記載の有機トランジスタ。
【請求項５】
誘電層（６０）が、ドレイン（５４）とソース（５６）との間の空間（６３）上に前記第１誘電材料の部分ｈを備えることを特徴とする請求項３に記載の有機トランジスタ。
【請求項６】
前記第１誘電材料の部分ｈの厚さが、４００ナノメートル未満であることを特徴とする請求項５に記載の有機トランジスタ。
【請求項７】
前記第２材料（８２）が金属であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の有機トランジスタ。
【請求項８】
ゲート（６２）が金属であり、前記第２材料（８２）の体積（６６）が前記ゲートと完全に一体構造で形成されることを特徴とする請求項７に記載の有機トランジスタ。
【請求項９】
前記第２材料（６８）が誘電体であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の有機トランジスタ。
【請求項１０】
前記第２材料（６８）がアルミナであることを特徴とする請求項９に記載の有機トランジスタ。
【請求項１１】
前記第２材料（６８）が、４未満の相対誘電率を有する有機マトリクス中に分散される、４を超える相対誘電率を有するナノ充填材を含むことを特徴とする請求項９に記載の有機トランジスタ。
【請求項１２】
前記ナノ充填材が１００を超える相対誘電率を有することを特徴とする請求項１１に記載の有機トランジスタ。
【請求項１３】
前記ナノ充填材がＢａＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２を含む群から選択されるナノ粒子であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の有機トランジスタ。
【請求項１４】
前記第１誘電材料がフッ素重合体またはポリスチレンであることを特徴とする請求項１から１３の何れか一項に記載の有機トランジスタ。
【請求項１５】
第１誘電材料の層を形成する工程と、
前記第１材料の表面に、溶媒と、前記第１材料の相対誘電率より大きい相対誘電率を有するナノ充填材との混合物を堆積する工程と、
前記第１誘電材料の層を加熱する工程であって、加熱によって溶媒を蒸発すると共に、前記第１材料の層の厚さの関数として先細りになる全体の断面を有し、前記第１材料の相対誘電率より大きい相対誘電率を有する第２材料の体積を前記第１材料の層に形成する前記第１誘電材料への吸収によって前記ナノ充填材が浸入する工程と、
を含む、厚さの関数として変化する誘電率勾配を有する有機トランジスタ用の誘電層を製造する方法。
【請求項１６】
第１誘電材料の層を形成する工程と、
前記第１材料に、先細りの全体の断面を有するキャビティをエッチングする工程と、
前記第１材料の相対誘電率を超える相対誘電率を有する第２材料で前記キャビティを充填する工程と、
を含む、厚さの関数として変化する誘電率勾配を有する有機トランジスタ用の誘電層を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、一般的に有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）と称される薄膜トランジスタなどの有機トランジスタの分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、トップゲートボトムコンタクト（ＴＧＢＣ）構造を有する、従来技術による有機薄膜トランジスタ１０を示す。
【０００３】
トランジスタ１０は、トランジスタ１０のドレイン及びソースを構成する２つの導電要素１４、１６がそれぞれ形成された基板１２を備える。トランジスタ１０のゲートを構成する第３の導電要素２２が形成される誘電層２０によって半導体層１８自体が覆われながら、半導体層１８は、ドレイン１４及びソース１６上に配置される。
【０００４】
それ自体が周知である方法において、トランジスタ効果は、半導体層１８に、ドレイン１４とソース１６との間の電荷キャリアチャネル２３を形成するようにゲート２２及び基板１２を横切る電圧を印加することによって得られる。ドレイン１４からソース１６まで延びなければならないチャネルを得るために、ゲート２２は、部分的にドレイン及びソースを覆う。従って、ゲート２２は、ドレイン１４の表面２６に面する表面２４と、ソース１６の表面３０に面する表面２８とを有する。
【０００５】
しかしながら、誘電層によって分離された対向して面する表面を有する２つ導電体がキャパシタを形成する。従って、対向して面する表面２４、２６と、対向して面する表面２８、３０とのために、第１にゲート２２とドレイン１４との間に、第２にゲート２２とドレイン１４との間に浮遊容量があることが観察される。
【０００６】
このような浮遊容量を減少させるために、誘電層２０は、低い相対電気誘電率を有する誘電体または４未満の相対誘電率値によって特徴付けられる“低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）の誘電体”からなってもよい。
【０００７】
しかしながら、この材料の相対電気誘電率が減少すれば、それが分極することがより困難になる。実際、誘電層２０の減少した誘電率は、ドレイン１４とソース１６との間の電荷キャリアチャネルを生成するためにゲート２２と基板１２との間に必要とされる供給電圧の増加によって実現される。
【０００８】
しかしながら、供給電圧を増加することによって、費用の問題をもたらすと共に、より大きな表面積を有し、高い電圧に耐えることができるトランジスタが必要となる。大面積の有機トランジスタを実現することは、通常、液体または印刷製造技術を用いることを必要とする。これらのタイプの技術は、通常、ｐ型半導体を用いることが効率的であるが、ｎ型導体を用いることは困難であり、これによって最初から実現することができるトランジスタのタイプが低減する。
【０００９】
他の解決方法は、浮遊容量を低下させるために誘電層２０の厚さを減少させることである。しかしながら、この層の厚さを減少させることによって、特にトランジスタの電気的不安定性及び増加した漏洩電流が共に生じる。
【００１０】
さらに、特に浮遊容量を減少させるために誘電層２０の全体の特性を修正することによって、チャネル２３上に位置する誘電層２０の領域３２の容量も修正することになる。特にトランジスタ１０の品質に不利に影響を与えるヒステリシス現象を避けるために、この容量は高いに違いない。
【００１１】
これらの幾つかの欠点を克服するために、その厚さに依存して相対誘電率が変化する半導体層を有するトランジスタが提案されている。このトランジスタ４４は図２に示されており、誘電層２０が、ゲート側に高い相対誘電率または“高い誘電率（ｈｉｇｈ−ｋ）”材料を有する誘電体の第１の副層４２と、ソース及びドレイン側に低誘電率の誘電体の第２の副層４４とを含むという事実を除いて図１に関して記載されたものと同様である。
【００１２】
それ自体知られているように、高誘電率の誘電体は、４以上の高い相対誘電率によって特徴付けられ、高誘電率の材料には、１００またはそれを超えるほど高い相対誘電率を有するものもある。
【００１３】
このような配置によって、誘電体の供給電圧を低下させることができ、領域３２の容量を増加させることができるが、依然として存続する漏洩容量の問題を効果的に解決しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、チャネル上における高い容量、低下した供給電圧及び低下した浮遊容量を可能にする有機薄膜トランジスタを提案することによって上述の課題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これを達成するために、本発明の対象は、
ドレインを形成する導電要素と、
前記ドレインと離れて位置するソースを形成する導電要素と、
前記ドレインに面する表面と前記ソースに面する表面とを有するゲートを形成する導電要素と、
前記ドレイン及び前記ソースと接触する半導体層と、
第１に前記ゲートと前記ソースとの間に、第２に前記ゲートと前記ドレインとの間に位置する誘電層であって、その厚さに依存して変化する誘電率を有する誘電層と、
を備える有機トランジスタである。
【００１６】
本発明によれば、
前記誘電層が、少なくとも前記対向して面する表面間に形成され、４未満の誘電率を有する第１誘電材料の層と、第２材料の体積と、を備え、前記体積が、前記ドレインと前記ソースとの間の空間に対するゲートから先細りになる全体の断面を有する。
前記第２材料の相対誘電率が４を越える。
【００１７】
この明細書において、相対誘電率が４未満である場合に低いとされ、４を超える場合に高いとされる。
【００１８】
この文脈における“全体”という用語は、ゲートに近い体積の断面が、電荷キャリアチャネルが形成されるドレインとソースとの間の半導体層の領域に近い体積の断面を越えることを意味し、この体積の断面は、単調に先細りしてもよく、しなくてもよい。
【００１９】
言い換えると、ゲート及びソースの対向する面の表面間の誘電体の部分と、ゲート及びドレインの対向する面の表面間の誘電体の部分は、基本的に低い相対誘電率を有する誘電体からなり、それによって浮遊容量を低下させる。さらに、ゲートと、ドレインとソースとの間に形成される電荷キャリアチャネルとの間の誘電体の部分は、高い相対誘電率値を有する誘電体であると基本的に考えられる。このため、誘電体のこの部分の容量は高く、これにより、ヒステリシス現象を低減し、半導体層に電荷キャリアチャネルを形成するために必要とされる、ゲートと基板との間の電圧を低下させることができる。
【００２０】
また、第２材料の体積の全体の先細り断面が誘電層に誘電率勾配を生成する。この誘電率勾配によって、トランジスタの性能を改善することが可能になる。
【００２１】
この点について、このような相対誘電率がないために、例えば高誘電率の円筒などの、電荷キャリアチャネルが形成される半導体領域上の一定の断面を有する体積を提供することによって、満足に動作するトランジスタを製造することができないことに留意すべきである。
【００２２】
第１材料の相対誘電率は、好ましくは２以下であり、第２材料の相対誘電率は好ましくは８以上である。
【００２３】
本発明の特定の一実施形態では、この体積は単調に先細る断面を有する。さらに、この体積は、回転体積（revolution volume）であり、特に、円錐体積または台形体積である。
【００２４】
言い換えると、誘電率勾配は、誘電層の厚さの関数として単調に減少し、これは、ドレインとソースとの間に形成される電荷キャリアチャネルの方向に電場力線を集中させる。
【００２５】
本発明の特定の一実施形態では、誘電層は、ドレインとソースとの間の空間上に第１誘電材料の部分を含む。
【００２６】
言い換えると、半導体層の表面上に第１誘電材料の部分があり、これによってトランジスタの電気的不安定性が減少する。
【００２７】
特に、第１誘電材料のこの部分の厚さは４００ナノメートル未満であり、これによって、電荷キャリアチャネル上に高い容量を得ることができ、それによって漏洩電流及び電気絶縁破壊の問題を避ける。
【００２８】
本発明の特定の一実施形態では、第２材料は金属である。特に、ゲートは金属であり、第２材料の体積は、ゲートと完全に一体に形成される。
【００２９】
本発明の特定の一実施形態では、第２材料は誘電体である。第１変形例では、誘電体は好ましくはアルミナＡｌ２Ｏ３である。第２変形例では、第２材料は、４未満の相対誘電率を有する有機マトリクスに分散された、４を超える相対誘電率を有するナノ充填材を含む。このナノ充填材は、一般的に約３０から５０ナノメートルの直径を有し、好ましくは１００を超える相対誘電率を有し、ＢａＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２からなる群から選択されるナノサイズの粒子である。これらのナノ粒子は、極端に高い相対誘電率を有するという利点を有し、それらのナノメートルの寸法によって、低い相対誘電率を有する材料全体にわたって均一にそれらを分散することが可能になる。
【００３０】
本発明の特定の一実施形態では、第１誘電材料は、フッ化高分子またはポリスチレンである。
【００３１】
本発明の対象は、
第１誘電材料の層を形成する工程と、
前記第１材料の表面に、溶媒と、前記第１材料の相対誘電率より大きい相対誘電率を有するナノ充填材との混合物を堆積する工程と、
前記第１誘電材料の層を加熱する工程であって、加熱によって溶媒を蒸発すると共に、前記第１材料の層の厚さの関数として先細りになる全体の断面を有し、前記第１材料の相対誘電率より大きい相対誘電率を有する第２材料の体積を前記第１材料の層に形成する前記第１誘電材料への吸収によって前記ナノ充填材が浸入する工程と、
を含む、厚さの関数として変化する誘電率勾配を有する有機トランジスタ用の誘電層を製造する方法でもある。
【００３２】
言い換えると、この発明は、本発明によるトランジスタの構造の一部である誘電層を製造するために特別に設計される。
【００３３】
本発明の対象は、
第１誘電材料の層を形成する工程と、
前記第１材料に、先細りの全体の断面を有するキャビティをエッチングする工程と、
前記第１材料の相対誘電率を超える相対誘電率を有する第２材料で前記キャビティを充填する工程と、
を含む、厚さの関数として変化する誘電率勾配を有する有機トランジスタ用の誘電層を製造する方法でもある。
【００３４】
言い換えると、この発明は、本発明によるトランジスタの構造の一部である誘電層を製造するために特別に設計される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】前段部に記載された従来技術による第１の有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図２】前段部に記載された従来技術による第２の有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図５】誘電層の要素部分を示す図３及び図４のトランジスタの誘電層の概略図である。
【図６】半導体層の厚さの関数として図３及び図４におけるトランジスタの構造の一部である半導体層の相対誘電率の変化を示すグラフである。
【図７】半導体層の幅の関数として図３及び図４におけるトランジスタの構造の一部である半導体層の容量の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第３実施形態による有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図９】図４におけるトランジスタの構造の一部である半導体層を製造するための発明による製造方法を示す概略図である。
【図１０】図４におけるトランジスタの構造の一部である半導体層を製造するための発明による製造方法を示す概略図である。
【図１１】図４におけるトランジスタの構造の一部である半導体層を製造するための発明による製造方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、同一の符号が同一又は類似の構成要素を示す添付の図面に関連する以下の詳細な説明によってより容易に理解可能であろう。
【００３７】
図３は、その全体が符号５０で参照される“トップゲートボトムコンタクト（ＴＧＢＣ）構造”を有する本発明の第１実施形態による有機薄膜トランジスタを概略的に示す。
【００３８】
トランジスタ５０は、トランジスタ５０のドレインとソースとを構成する２つの導電要素５４、５６がそれぞれ形成された基板５２を備える。トランジスタ５０のゲートを構成する第３の導電要素６２が形成される誘電層６０によって半導体層５８自体が覆われながら、半導体層５８は、ドレイン５４及びソース５６上に配置される。
【００３９】
本発明によれば、誘電層６０は、高誘電率（ｈｉｇｈ−ｋ）の誘電体で満たされたキャビティ６６が形成される、低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）の誘電体の層６４、特にフッ素重合体またはポリスチレンなどの低誘電率の高分子の層を備える。
【００４０】
大きな表面７０を有して下部ゲート２２を開始する低誘電率の誘電層６４に形成されたキャビティ６６は、電荷キャリアチャネルが形成されるドレイン５４とソース５６との間の半導体の部分６３に面するキャビティ６６の最小断面７２を有する層６４の厚さの関数として先細る断面を有する。好ましくは錐体などの回転体積であるキャビティ６６は、半導体層５８の高さｈで終点である。
【００４１】
第１変形例においては、高誘電率の誘電体は、アルミナＡｌ２Ｏ３である。
【００４２】
第２変形例においては、キャビティ６６を充填する高誘電率の誘電体６８は、約３０から５０ナノメートルの直径と、好ましくは、６．０８ｇ／ｍｌ以上の密度を有する、例えば層６４の低誘電率の高分子などの有機マトリクスに分散される、１００を超える相対誘電率と、を有する高誘電率のナノ充填材を含む。ナノ充填材は、例えば、ＢａＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２のナノ粒子である。
【００４３】
図４は、本発明の第２実施形態を示す。この実施形態において、トランジスタ８０は、低誘電率の誘電層６４に形成されるキャビティ６６が、好ましくはゲート２２が金属である場合にゲート２２が形成されるのと同じ金属である金属８２で充填されるという事実は別として、図３に関して記載されたものと同様である。この場合、キャビティ６６を充填する金属の体積とゲートは、一体で製造され、これにより、トランジスタの機械的強度が増加し、その製造が単純化される。金属の相対誘電率が低誘電率の誘電体の層６４の相対誘電率を超えることに留意されたい。
【００４４】
低誘電率の誘電層６４に高誘電率の誘電体または金属で充填されたキャビティ６６を形成することによって、層６４の厚さに相対誘電率勾配が生成される。
【００４５】
実際、誘電層６０を示す図５において明らかなように、層６０の要素部分（エレメンタリースライス）“ｄｘｉ”の相対誘電率εｒ（ｄｘｉ）は、以下の式に相当する。
εｒ（ｄｘｉ）＝Ｓ１（ｄｘｉ）×εｒ１＋Ｓ２（ｄｘｉ）×εｒ２
ここで、Ｓ１（ｄｘｉ）は、相対誘電率εｒ１を有する低誘電率の誘電体に相当する要素部分“ｄｘｉ”の部分の面積であり、Ｓ２（ｄｘｉ）は、相対誘電率εｒ２を有するキャビティ６６を満たす材料（高誘電率の誘電体６８または金属８２）に相当する要素部分“ｄｘｉ”の部分の面積である。
【００４６】
実際、誘電層６０の厚さｅに依存して、図６に見られるような誘電率勾配がある。この図では、ｘ軸は、層６０の等価相対誘電率を示し、ｙ軸は、その厚さを示す。ゲート６２との界面において、層６０の等価相対誘電率は高く、εｒ（ｄｘ１）＝Ｓ１（ｄｘ１）×εｒ１＋Ｓ２（ｄｘ１）×εｒ２に等しいことに留意すべきである。ここで、Ｓ１（ｄｘｉ）は、低誘電率の誘電体の面積であり、Ｓ２（ｄｘｉ）は、ゲート６２との前記界面のレベルにおけるキャビティ６６を満たす材料の面積である。
【００４７】
キャビティ６６の断面は、この場合、錐体であるが、単調に先細りになる。要素部分におけるキャビティ６６内の材料の面積も増加する。誘電層６０の等価相対誘電率は、半導体層５８に達するような近い値に減少し、半導体層５８と適合する界面における低誘電率の誘電体の相対誘電率εｒ１と等しい。
【００４８】
このような相対誘電率勾配は、電荷キャリアチャネル上に位置する誘電層の部分の等価静電容量を増加しながら、誘電層６０に形成される電場とゲート６２との間の伝達を改善する効果を有する。誘電層６０の形状によって、第１にゲート６２とドレイン６４との間、第２にゲート６２とソース５６との間の重畳表面のレベルに存在する浮遊容量を最小化するために、ドレイン５４及びソース５６のレベルにおいて低誘電率の誘電体の厚さを最大化することも可能になる。
【００４９】
また、誘電層６０の相対誘電率勾配は、ドレイン５４とソース５６との間に形成される電荷キャリアチャネルの方向に電場の向きの線を集中することによってトランジスタの性能を向上する効果を有する。
【００５０】
図７は、誘電層６０の幅Ｌの関数として誘電層６０の等価静電容量の変化を示す。低誘電率の誘電体よりも高い誘電率を有する材料で充填されるキャビティ６６の存在によって有利な静電容量プロファイルが生成される。このプロファイルによれば、誘電層６０の等価静電容量によって、キャビティの対称軸Ｘのレベル、すなわち電荷キャリアチャネルが形成される部分６３上における最大値が、この軸から離れるさらに遠いものを減少させることが推測され、ドレイン５４及びソース５６のレベルにおけるその最大値が推測される。
【００５１】
また、キャビティ６６の下に存在する低誘電率の誘電体の高さｈは、半導体層５８を完全に覆い、これによってトランジスタにおける誘電率の不安定性が減少される。
【００５２】
電荷キャリアチャネルのレベルにおける誘電層６０の等価静電容量の値が、半導体層５８を覆う低誘電率の誘電体の深さ（高さ）に主に依存し、さらには、この高さｈに逆に依存する。４００ナノメートル未満の高さｈによって、特にゲート６２と電荷キャリアチャネルとの間の高い静電容量を達成することが可能になる。一例として、２に等しい相対誘電率を有する低誘電率の誘電体によって、約４ナノファラッド／ｃｍ２の静電容量を得ることが可能になる。この静電容量が４００ナノメートルを超える高さの値ｈにおいて相対的に小さく変化するので、４００ナノメートル未満である高さｈを選択することによって、漏洩電流または降伏などの電気的問題を回避しながら、高い静電容量が生成される。
【００５３】
高誘電率の誘電体と金属の各々は、それらが低誘電率の誘電層の先細り体積を形成する際に相対誘電率勾配と可変静電容量とを定義するが、より大きな相対誘電率勾配が金属よりはむしろ高誘電率の誘電体を使用することによって得られる。反対に、静電容量の大きな変化は、高誘電率の誘電体よりはむしろ金属を用いることによって得られる。従ってキャビティ６６を充填するために使用される材料の選択は、対象とする用途に依存する。例えば、低誘電率の材料が乏しい品質の場合、キャビティ６６を充填する材料は、好ましくは、例えば高誘電率のセラミックなどの高誘電率の誘電体である。反対に、低誘電率の材料が良好な品質である場合、キャビティ６６を充填する材料は、それほど高くない相対誘電率を有し、金属から作られてもよい。
【００５４】
明らかに、本発明は、上記の例に限定されない。
【００５５】
低誘電率の誘電層の厚さの関数として単純に先細りする断面を有する体積が浮遊重畳静電容量を避けるために好ましいが、可変静電容量が、電荷キャリアチャネルが形成される半導体層５８の領域に対向して面する表面より大きなゲートとの界面に表面を有する限りは、誘電率勾配及び可変静電容量は、その体積の形状に関わらず得られる。この体積は、例えば台形または錐体であってもよい。特に、キャビティ６６が正確にゲート６２を覆うと判断した場合、キャビティ６６における断面の選択（円形、正方形など）は、ゲート６２の形状によって決定されてもよい。
【００５６】
同様に、ゲート６２を正確に覆うキャビティ６６は、図３及び図４に関して記載される。実際、誘電層６０は、ゲート６２、ドレイン５４及びソース５６の対向する面の表面間の高誘電率の誘電体または金属の部分を含む。
【００５７】
あるいは、図８に示されるように、キャビティ６６は、電荷キャリアチャネルが形成される半導体層５８の部分６３上の低誘電率の誘電体の部分にのみ形成される。これによって、さらに浮遊静電容量が減少する。
【００５８】
同様に、トップゲートボトムコンタクト（ＴＧＢＣ）構造を有するトランジスタが記載されている。明らかに、本発明は、ボトムゲートボトムコンタクト（ＢＧＢＣ）、トップゲートトップコンタクト（ＴＧＴＣ）及びボトムゲートトップコンタクト（ＢＧＴＣ）トランジスタ構造に同様に当てはまる。
【００５９】
図９から１１は、本発明によるトランジスタに使用されるような先細り断面を有する高誘電率の誘電体の体積がある低誘電率の誘電体層を製造するための第１の方法を示す。
【００６０】
図９に示される第１段階において、ＢａＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２のナノ粒子などの高誘電率の誘電体ナノ粒子と溶媒との混合物の滴１００が、例えばインクジェット技術を用いて低誘電率の誘電体層１０２の表面、特に、２から２．５の相対誘電率を有するポリスチレンなどのフッ化重合体などの低誘電率の高分子の表面に堆積される。
【００６１】
図１０に示されるように、次いで低誘電率の高分子層１０２が、高分子層１０２が載る加熱プレート１０４を用いることによって、堆積された滴１００から溶媒を効果的に蒸発させるために十分な温度、例えば溶媒の蒸発温度まで加熱される。例えば、溶媒としてトルエンを用いることは、約１００℃の加熱温度を選択することと等しい。
【００６２】
次いで、それによって滴１００の競争的な蒸発と、高分子１０２へのナノ粒子の浸入（ペネトレーション）がある現象が観察される。従って滴１００は、部分的に高分子１０２内に溶解し、錐体または円錐台（図１１）のようなテーパ断面を有する有機マトリクスに分散される高誘電率のナノ電荷の体積を形成する。
【００６３】
溶媒の選択及び温度の選択によって、特に、ナノ粒子が高分子に貫通する深さ、従って低誘電率の誘電体層内の高誘電率の誘電体の体積の最終形状を調整することが可能になる。
【００６４】
本発明による有機トランジスタにおける誘電層を製造する第２の方法によれば、例えば錐体などの全体が先細りする断面を有する高分子層にキャビティを形成するために、例えば、化学的エッチング、レーザー磨耗、スタンピングまたは他の方法によって第１の低誘電率の誘電体材料の層が切断される。
【００６５】
次いで、例えば、液体を分散させることによって、または、修正されるべきではない第１材料の層のそれらの領域をマスクした後に噴射することによる堆積によって、このように形成されたキャビティは、高誘電体または金属などの第１材料より高い相対誘電率を有する第２材料で充填される。
【符号の説明】
【００６６】
１０  有機トランジスタ
１２  基板
１４  ドレイン
１６  ソース
１８  半導体層
２０  誘電層
２２  ゲート
２４  表面
２６  表面
２８  表面
３０  表面
３２  領域
４２  副層
４４  副層
５０  有機トランジスタ
５２  基板
５４  ドレイン
５６  ソース
５８  半導体層
６０  誘電層
６２  ゲート
６３  誘電層の一部
６４  低誘電率の誘電層
６６  キャビティ
６８  高誘電率の誘電層
７０  表面
７２  最小断面
８０  有機トランジスタ
８２  金属
９０  有機トランジスタ
１００  滴
１０２  誘電層
１０４  加熱プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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