(57)【要約】【課題】電界効果トランジスタのソース電極と機能性有機半導体層との間に注入物質の領域を設けることによって、従来に代わるより単純な別の手段を提供する。【解決手段】金属または炭素ソース電極（１４）および機能性有機半導体層（２８）を含む電界効果トランジスタ（１０）が提供されている。円柱状注入物質（４８）は、機能性有機半導体層（２８）を貫通して延在し、円柱はソース電極（１４）と機能性有機半導体層（２８）との両方に接触している。この円柱（４８）は、ソース電極（１４）と機能性有機半導体層（２８）との間の電荷キャリアーの移動を容易にする。  注入物質は、３−ヘキシルチオフェン、ポリアリールアミン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホン酸またはポリアニリンなどの有機化合物が好ましい。【選択図】図１
2006074038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属または炭素ソース電極、機能性有機半導体層および前記半導体層を貫通して延在する円柱状の注入物質を含む電界効果トランジスタであって、前記円柱が前記ソース電極および前記機能性有機半導体層の両方と接触して、前記電極と前記半導体層との間の電荷キャリアーの移動を容易にすることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項２】
請求項１に記載の電界効果トランジスタにおいて、前記注入物質の価電子帯端部エネルギーが、
【数１】
2006074038.tif 000009
より大きく、且つ
【数２】
2006074038.tif 000010
より小さく、
式中Ｓは前記機能性有機半導体の価電子帯端部エネルギーであり、Ｅは前記ソース電極を形成する物質のフェルミ・エネルギーであることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電界効果トランジスタにおいて、前記電極が金から形成されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかの項に記載の電界効果トランジスタにおいて、前記機能性有機半導体が、ポリフルオレン、ペンタセン、ポリチオフェン、フルオレンとチオフェンとのコポリマーまたはこれらのいずれかの誘導体から形成されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかの項に記載の電界効果トランジスタにおいて、前記注入層が、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）およびポリアリールアミン（ＰＡＡ）から選択される有機半導体ポリマーから形成されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の電界効果トランジスタにおいて、前記注入層が、ポリ（３，４−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）およびポリアニリン（ＰＡＮＩ）から選択される有機導体ポリマーから形成されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項７】
前項までの請求項のいずれかの項に記載の電界効果トランジスタにおいて、前記円柱状の注入物質が、周囲にある機能性有機半導体とこれらの界面において混合されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項８】
電界効果トランジスタを形成する方法であって、前記方法が、
（ｉ）前記トランジスタのソース電極およびドレイン電極に対応する金属または炭素のパターンを基板上に積層する工程と、
（ｉｉ）機能性有機半導体の層を前記パターンの上に積層する工程と、
（ｉｉｉ）前記機能性有機半導体を貫通して前記ソース電極まで延びているバイアホールを形成する工程と、
（ｉｖ）前記バイアホール内に、前記ソース電極と接触する円柱状の注入物質を積層する工程と、
（ｖ）前記機能性有機半導体層の上に絶縁層を積層する工程と、
（ｖｉ）前記トランジスタのゲート電極に対応する絶縁層上に伝導物質のパターンを積層する工程とを含み、
前記ソース電極とチャネルとの間で電荷キャリアーの移動を容易にするために前記注入物質が配置されていることを特徴とする前記方法。
【請求項９】
電界効果トランジスタを形成する方法であって、前記方法が、
（ｉ）前記トランジスタのゲート電極に対応する基板上に伝導物質のパターンを積層する工程と、
（ｉｉ）前記パターンの上に絶縁層を積層する工程と、
（ｉｉｉ）前記絶縁層の上に機能性有機半導体の層を積層する工程と、
（ｉｖ）前記機能性有機半導体中にバイアホールを形成する工程と、
（ｖ）前記バイアホール内に円柱状の注入物質を積層する工程と、
（ｖｉ）前記トランジスタの前記円柱状の注入物質と接触しているソース電極およびドレイン電極に対応する金属または炭素のパターンを前記機能性有機半導体の上に積層する工程とを含み、
前記ソース電極とチャネルとの間で電荷キャリアーの移動を容易にするために前記注入物質が配置されていることを特徴とする前記方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の方法において、インクジェット印刷により前記バイアホール内に前記円柱状の物質を積層することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記注入物質のインクジェット印刷に用いる分散剤または溶媒に、前記機能性有機半導体が少なくとも部分的に可溶性であり、このため、前記円柱状の注入物質が周囲の前記機能性有機半導体とそれらの界面において混合することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体層を含む電界効果トランジスタ、特に有機半導体層と該半導体層に関連した電極間の電荷キャリアーの移動が容易である該トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリフルオレン、ペンタセン、ポリチオフェンまたはフルオレンとチオフェンとのコポリマーなどの有機物質から形成される半導体を含む電界効果トランジスタを作ることは周知である。とりわけ、有機半導体層は、該半導体層に電流を供給するために配置されたソース電極と接触している。ソース電極は、金などの金属または炭素から形成されているので比較的高い伝導度を有するはずである。これは、表示装置で使用される電界効果トランジスタの大規模配列の場合に特に望ましい。
【０００３】
有機半導体と金属または炭素ソース電極の間の接触は、非特許文献１および非特許文献２に示されているように、しばしば非オーム的である。この非オーム的接触は、ソース電極から有機半導体層への電荷キャリアーの注入を妨げる接触抵抗を生じる結果になる。有機薄膜トランジスタにおけるこの非オーム的接触は、通常、メガオーム／ｍｍの領域にあり（非特許文献３）、トランジスタのしきい値電圧が上方へシフトしてれば非オーム的接触がある。これによって、トランジスタを操作するのに必要な電圧が上がるという不利益がもたらされる。
【０００４】
ソース電極と有機半導体層の間の界面における高い接触抵抗の問題に取り組むためにいくつか提案がなされている。例えば、非特許文献４によると、ソース電極の上に自己集合した単層を積層することにより、該電極の化学的特性を変えることが提案されている。一方、非特許文献５によると、電極と半導体の界面の形状の変更が提案されている。最後に、非特許文献６によると、有機半導体の注入特性を高めて電極との接合点における接触抵抗を下げる有機半導体の電気化学的ドーピングが提案されている。
【０００５】
これら以前になされた提案の内、商業的に成功することが証明されたものはない。特に、これらの提案の方法は採用するには比較的高価であり、および／または結果として接触抵抗が十分下がらない。
【０００６】
本発明者らは、有機半導体層とソース電極の間の高い接触抵抗は、電荷キャリアーがソース電極から機能性有機半導体へ移動する間に越えねばならないエネルギー障壁の存在によるものであることに気づいた。このエネルギー障壁は、ソース電極を形成する物質のフェルミ・エネルギーと有機半導体の価電子帯端部エネルギーとの間のエネルギーの差によるものである。通常、このエネルギー障壁は、１．５〜２ｅＶの範囲にある。例えば、ソース電極が金から形成され、機能性有機半導体がチオフェンから形成されている場合、該エネルギー障壁は１．７ｅＶである。
【０００７】
本発明者らは、ソース電極と有機半導体層の間に注入物質の領域を設け、該電極と該半導体層との間の電荷キャリアーの移動を容易にすることによりこのエネルギー障壁の効果は下げられる可能性があると考えた。該注入物質により中間エネルギー段階が得られる。該段階では、ソース電極を形成する物質のフェルミ・エネルギーと有機半導体の価電子帯端部エネルギーとの間のエネルギーを、該電荷キャリアーが所有することができる。該段階は電荷キャリアーがこのように遷移するのを助長するので、電荷キャリアーはソース電極から有機半導体層へ移動する。
【０００８】
特許文献１および２には、ソース電極と、機能性有機半導体層と、電荷キャリアーを該電極から該半導体層に移動させる注入物質層とを含む電界効果トランジスタが記載されている。特許文献１では、注入物質は積層金属カルコゲナイドである。金属カルコゲナイドは、ソース電極とドレイン電極とを架橋する広がりのある層として積層され、次いで、パターン形成工程に供されねばならない。特許文献２では、注入物質はニトリルまたはイソニトリルの層である。この層は、電極形成物質に対して一定の親和力を持つように選択されている注入物質により、電極上にパターンとして積層される。
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００３／０４１１８４号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／００４０２２号公報
【非特許文献１】エヌ・コッホら（Ｎ．Ｋｏｃｈ  ｅｔ  ａｌ）著，アプライド・フィジカル・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｓ．），第８２巻，２００３年
【非特許文献２】イー・ブランドンら（Ｅ．Ｂｒａｎｄｏｎ  ｅｔ  ａｌ）著，アプライド・フィジカル・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｓ．），第８３巻，２００３年
【非特許文献３】イー・ジェー・マイガー（Ｅ．Ｊ．Ｍｅｉｇｅｒ）著，アプライド・フィジカル・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｓ．），第８２巻，２００３年
【非特許文献４】エス・エッチ・キムら（Ｓ．Ｈ．Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ）著，ジャーナル・オブ・ザ・コリアン・フィジカル・ソサイアティ（Ｊ．Ｋｏｒｅａｎ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．）第４２巻，２００３年
【非特許文献５】アール・エー・ストリートら（Ｒ．Ａ．Ｓｔｒｅｅｔ  ｅｔ  ａｌ）著，アプライド・フィジカル・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｓ．），第８１巻，２００２年
【非特許文献６】エル・エドマンら（Ｌ．Ｅｄｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）著，アプライド・フィジカル・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｓ．），第８４巻，２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、電界効果トランジスタのソース電極と機能性有機半導体層との間に注入物質の領域を設け、上記の手段に代わるより単純な手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記に鑑み、第１の形態によると、本発明は、金属または炭素ソース電極、機能性有機半導体層および該半導体層を貫通して延在する円柱状注入物質を含み、該円柱はソース電極および機能性有機半導体層の両方と接触し、該電極と該半導体層の間で電荷キャリアーの移動を容易にする電界効果トランジスタを提供する。
【００１２】
前の段落および本明細書の各所で使用される用語「機能性有機半導体」は、有機分子から形成され、電界効果トランジスタの機能において能動的役割を果たす半導体を意味する。この文脈では、電界効果トランジスタは通常薄膜トランジスタである。
【００１３】
ソース電極および機能性有機半導体の両方に接触し、該半導体を貫通して延在している円柱状注入物質は、ソース電極から有機半導体への電荷キャリアーの移動を容易にし、このようにして接触抵抗を低減する機能を有する。該電極内の電荷のキャリアーエネルギー・レベルと有機半導体内の電荷キャリアーのエネルギー・レベルとの間の利用可能なエネルギー・レベルという形をした中間段階が、注入物質から得られる。利用可能なエネルギー・レベルは、電荷キャリアーがソース電極から該半導体に移動中に、該キャリアーにより越えられる。該電極中の電荷キャリアーのエネルギーは、該電極を形成している物質のフェルミ・エネルギーに相当する。該半導体中の電荷キャリアーのエネルギーは、機能性有機半導体の価電子帯端部エネルギーに相当する。注入物質は、価電子帯端部エネルギーが、該電極を形成している物質のフェルミ・エネルギーと機能性有機半導体の価電子帯端部エネルギーとの間にあるように選択される。
【００１４】
好ましい形態によると、注入物質の価電子帯端部エネルギーは、ソース電極を形成している物質のフェルミ・エネルギーと機能性有機半導体の価電子帯端部エネルギーとの間の中間にあるはずである。この点に留意すると、注入層を形成する物質は、
【数１】
2006074038.tif 000003
より大きく、且つ
【数２】
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より小さい、価電子帯端部エネルギーを有するのが好ましく、式中Ｓは機能性有機半導体の価電子帯端部エネルギーであり、Ｅはソース電極を形成する物質のフェルミ・エネルギーである。
【００１５】
機能性有機半導体の価電子帯端部エネルギーおよびソース電極を形成する物質のフェルミ・エネルギーは、（ジェー・ダブリュー・ラバレス（Ｊ．Ｗ．Ｒａｂａｌａｉｓ）著，「紫外光電子分光法の原理」，１９７７年ウィリー（Ｗｉｌｅｙ）社発行およびエッチ・シイ（Ｈ．Ｉｓｈｉｉ）ら著，アドバンスト・マテリアルズ（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ）．，１１，１９９９年）において教示されている紫外光電子分光法（ＵＰＳ）の技法により測定することができる。物質の価電子帯端部エネルギーの値は、（ディ・エー・スクーグ（Ｄ．Ａ．Ｓｋｏｏｇ）ら著，「機器分析の原理」の第２５章，サウンダース・カレッジ・パブリッシング（Ｓａｕｎｄｅｒｓ  Ｃｏｌｌｅｇｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ），フィラデルフィア（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ））において教示された化学ドーピングの方法によっても測定することができる。
【００１６】
注入層を形成する物質の価電子帯端部エネルギーが、
【数３】
2006074038.tif 000005
より大きく、且つ
【数４】
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より小さくなる、ことはより好ましく、式中ＳおよびＥは上で規定された通りである。
【００１７】
最も好ましいのは、注入層を形成する物質の価電子帯端部エネルギーが、
【数５】
2006074038.tif 000007
より大きく、且つ
【数６】
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より小さくなる、ことである。
【００１８】
ソース電極は、金などの金属から形成されるのが好ましい。機能性有機半導体は、ポリフルオレン、ペンタセン、ポリチオフェンまたはフルオレンとチオフェンとのコポリマーから形成されるのが好ましい。
【００１９】
（エッチ・イシイ（Ｈ．Ｉｓｈｉｉ）らにより，アドバンスツ・マテリアルズ（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．），１１，１９９９年）において論議されているように、有機物質と金属との界面よりも有機物質同士の界面の方が、優れた注入特性を与える。その結果、注入物質は、有機半導体ポリマーから形成されるのが好ましい。この種のポリマーには、例えば、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）およびポリアリールアミン（ＰＡＡ）がある。一方、注入物質は、有機導体物質から形成されうる。この種の導体には、ポリ（３，４−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）およびポリアニリン（ＰＡＮＩ）がある。
【００２０】
別の形態によると、本発明は、
（ｉ）トランジスタのソース電極およびドレイン電極に対応する金属または炭素のパターンを基板上に積層する工程と、
（ｉｉ）機能性有機半導体の層を該パターンの上に積層する工程と、
（ｉｉｉ）機能性有機半導体を貫通してソース電極まで延びているバイアホールを形成する工程と、
（ｉｖ）バイアホール内に、ソース電極と接触する円柱状の注入物質を積層する工程と、
（ｖ）機能性有機半導体層の上に絶縁層を積層する工程と、
（ｖｉ）トランジスタのゲート電極に対応する絶縁層上に伝導物質のパターンを積層する工程と、
を含み、注入物質は、ソース電極とチャネルの間で電荷キャリアーの移動を容易にするために配置されている電界効果トランジスタを形成する方法を提供する。
【００２１】
別の形態によると、本発明は、
（ｉ）トランジスタのゲート電極に対応する基板上に伝導物質のパターンを積層する工程と、
（ｉｉ）パターンの上に絶縁層を積層する工程と、
（ｉｉｉ）絶縁層の上に機能性有機半導体の層を積層する工程と、
（ｉｖ）機能性有機半導体中にバイアホールを形成する工程と、
（ｖ）バイアホール内に円柱状の注入物質を積層する工程と、
（ｖｉ）トランジスタの該円柱状の注入物質と接触しているソース電極およびドレイン電極に対応する金属または炭素のパターンを機能性有機半導体の上に積層する工程と、
を含み、注入物質は、ソース電極とチャネルの間で電荷キャリアーの移動を容易にするために配置されている電界効果トランジスタを形成する方法を提供する。
【００２２】
本発明の特に好ましい形態では、注入物質はインクジェット印刷によりバイアホール内に積層される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、電界効果トランジスタのソース電極と機能性有機半導体層との間に円柱状の注入物質の領域を設けることにより、トランジスタ装置のしきい値電圧を下げ、ソース・ドレイン電流を上げる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
ここで、具体的な実施形態および添付図面を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００２５】
まず図１を見る。この図は、本発明の第１の実施形態であるトップゲートとボトム接点とからなる薄膜トランジスタ１０の横断面を概略示している。トランジスタ１０は、プラスチック、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、またはガラスなどの通常用いられている物質から形成される基板１２を含む。ソース電極１４およびドレイン電極１６は、それぞれ、伝導性粒子分散体のホトリソグラフィまたはインクジェット印刷など普通の技法により基板上でパターン化される。これらの電極は、金、クロムまたは白金などの適切な金属、または炭素から形成される。これらの電極の厚さは、約１００ｎｍである。
【００２６】
次いで、約５０ｎｍの厚さを有する有機半導体層２０が、スピン・コーティングにより積層される。有機半導体は、ポリフルオレン、ペンタセン、ポリチオフェン、フルオレンとチオフェンとのコポリマー、またはこれらの誘導体から形成することができる。
【００２７】
次いで、バイアホールが半導体層２０を貫通して作られる。これは、例えば、（テイー・カワセ（Ｔ．Ｋａｗａｓｅ）らにより、アドバンスツ・マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ），１３，Ｎｏ．２１，２００１）において教示された溶媒穿孔法により行うことができる。溶媒穿孔は、有機半導体を溶解して所望の位置にバイアホールを残すために有機半導体用の溶媒を選択的にインクジェット印刷することにより行うことができる。溶媒の選択は当然有機半導体に依存し、ジクロロベンゼンのような高い沸点を有する有機溶媒が好ましい。溶媒穿孔により形成されたバイアホールの直径は、典型的には２０〜６０μｍ、より典型的には３０〜５０μｍになる。一方、バイアホールはマイクロ・エンボス加工により形成することができ、該加工は、１μｍまたはそれ以下の直径を有するもっと小さな孔も形成することができる。
【００２８】
図２に示されたように、次いで、インクジェット・プリンターヘッド４２を用いて注入物質の溶液または分散体の液滴４０をバイアホール内に積層し、注入物質３８をバイアホールに積層する。注入物質は、導体または半導体である。例えば、注入物質としてのＰＥＤＯＴおよびＰＳＳの円柱は、約１００ｎｍの平均粒子直径を有するＰＥＤＯＴおよびＰＳＳのコロイド状粒子を水の中に分散させ、次いで、約３０μｍの平均サイズを有するこの分散体の液滴をインクジェット・プリントヘッドによりバイアホール内に発射することにより形成することができる。注入物質の円柱を形成して配置するため、注入物質がソース電極とドレイン電極とを短絡する可能性がないことが分かるであろう。
【００２９】
先に積層された有機半導体２０が少なくとも部分的に可溶である溶媒または分散剤が注入物質に対して使われると、これによって、有機半導体と注入物質とがある程度混合した部分を生じさせることができる。このように、段階的な接合部を設けることによって、該溶媒または分散剤が電荷キャリアーの注入を高めるのに役立つので有利である。これを示したのが図１である。ここでは、混合した注入物質と有機半導体とのチューブ形状５０により囲まれた注入物質のほぼ中央円筒４８の形で注入領域が設けられているこの混合は、注入物質がＰＡＡであり、有機半導体がポリフルオレンである場合に、ＰＡＡをトルエン溶液として積層することにより行うことができる。ポリフルオレンはトルエンに可溶であり、したがって、注入物質の円柱の周縁において、ポリフルオレンとＰＡＡがある程度混合する。
【００３０】
次いで、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリイミドまたはポリビニルフェノールから形成された約４００ｎｍの厚さを有する絶縁層２２が、半導体層上にスピン・コーティングにより積層され、最後に、ゲート電極パターン２４が図１で示された絶縁層上に印刷される。
【００３１】
本発明では、注入物質は機能性有機半導体層の厚さ全体を貫通して延在する円柱として提供される。円柱は、その両端の１つにおいてソース電極１４と接触している。該円柱はその他端で絶縁層２２と接触している。
【００３２】
電流がソース電極１４とドレイン電極１６の間に印加され、電圧がゲート電極２４に印加されると、チャネル２８（蓄積層と呼ばれることもある）がゲート電極の下の機能性有機半導体２０に形成される。矢印２６により示された、ソース電極からチャネル２８への電荷キャリアーの注入は、注入円柱４８により容易になる。注入物質は、電荷キャリアーが越えねばならないエネルギー障壁を、該電極を形成する物質のフェルミ・エネルギーと注入物質および機能性有機半導体の価電子帯端部エネルギーの相対的エネルギーとに依存する２つの比較的小さな障壁に分割する。
【００３３】
本発明の薄膜トランジスタは、円柱状注入物質がソース電極１４から直接ゲート電極２４の下に形成されているチャネル２８内へ電荷キャリアーの移動を容易にするので、特に有利である。このようにして、電荷キャリアーはチャネルに比較的近接した有機半導体の層に入ることができる。本発明の別の利点は、円柱状の注入物質４８と機能性有機半導体層２８の間に大きな接触面積があることで、このことはソース電極から有機半導体層内への電荷キャリアーの注入にとって特に有効である。
【００３４】
類似の薄膜トランジスタの別の実施形態が、図３の横断面に概略示されている。この図では、図１において使われている部品および要素と同じものを示すために同じ参照番号が使われている。図３は、ボトムにゲートがあり、トップに接点がある薄膜トランジスタを示している。また、図１および３に示したもの以外に当業者に周知のその他の電極配置、すなわち、トップにゲートと接点とがあるトランジスタおよびボトムにゲートと接点とがあるトランジスタも可能である。
【００３５】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
【実施例】
【００３６】
金のソース電極およびドレイン電極は、ホトリソグラフィによりガラス基板上に画定された。これらの電極の各々は、幅０．５ｍｍ、長さ３．０ｍｍおよび厚さ０．１μｍの長方形をしている。これらの電極は、約１０μｍの隙間により分離されている。次いで、電極パターンを荷うガラス基板は、最初にアセトン入りの超音波浴、第２にイソプロピルアルコール中で１５分間、最後にＵＶおよびオゾンに１０分間露出して浄化された。浄化済みのパターン化された基板は、窒素グローブボックスに移され、１００℃で１５分間焼成された。
【００３７】
次いで、該基板を窒素グローブボックスに保持しながら図１に示された基本的な型のトランジスタが、組み立てられた。第１に、機能性有機半導体としての厚さ４０ｎｍのポリフルオレン層が、ポリフルオレンの１重量％トルエン溶液から６０秒間１，０００ｒｐｍにおいてスピン・コートして積層された。次いで、この層は６０℃で２０分間ホットプレート上で乾燥された。
【００３８】
次いで、バイアホールが、ジクロロベンゼンを用いた溶媒穿孔により半導体層を貫通するようにして開けられた。ソース電極に対しホールの穴が整列するように、整列マーカーを用いた。マーカーは、半導体装置製造技術においては周知の基本技法である。バイアホールの直径は約４０μｍである。一方、約１００ｎｍの平均粒子直径を有するＰＥＤＯＴとＰＳＳとのコロイド状粒子の水性分散体が形成される。この分散体は、次いで、インクジェット・プリントヘッドにより約３０μｍの平均サイズを有する液滴の連続体として、バイアホール内にインクジェット印刷される。ＰＥＤＯＴとＰＳＳとの分散体は、次いで、６０℃で２０分間ホットプレート上で乾燥され、円柱状のＰＥＤＯＴとＰＳＳとの注入物質を形成し、該円柱はポリフルオレン層の厚さを貫通して延在している。
【００３９】
次いで、５００ｎｍの厚さを有する絶縁層が、８％ポリビニルフェノールのイソプロピルアルコール溶液をスピン・コーティングすることにより形成される。スピン・コーティングは、３，０００ｒｐｍにおいて６０秒間行われ、その後絶縁層は６０℃で２０分間乾燥される。
【００４０】
該トランジスタ装置は、窒素環境から外され、次いで、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｃｋにより供給された１部のＰＥＤＯＴとＰＳＳ（５：８の比で）を２部の脱イオン水で希釈した液からソースとドレインの隙間に沿ってゲート電極が印刷される。得られる薄膜トランジスタ装置は、次いで、５０℃で１０分間乾燥される。
【００４１】
比較のための薄膜トランジスタが、円柱状のポリアリールアミン注入物質の形成に関連した工程をすべて省略したことを除いて同一の様式で作られた。
【００４２】
円柱状の注入物質を包含させると、該装置のしきい値電圧を下げ、ソース・ドレイン電流を上げる効果がある。通常、しきい値電圧は１０Ｖ下がり、３０Ｖのゲート電圧の場合に得られたソース・ドレイン電流は３倍増加する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】円柱状の注入物質を組み込んでいる本発明による薄膜トランジスタの横断面の概略図である。
【図２】図１に示した薄膜トランジスタ製作中の円柱状注入物質の積層の横断面の概略図である。
【図３】円柱状の注入物質を組み込んでいる本発明による薄膜トランジスタの別の層配置の横断面の概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  電界効果トランジスタ（薄膜トランジスタ）
１２  基板
１４  ソース電極
１６  ドレイン電極
２０  有機半導体層
２２  絶縁層
２４  ゲート電極
２８  機能性有機半導体層（チャネル）
４８  円柱状注入物質
５０  チューブ形状
【図１】
2006074038.tif 000011
【図２】
2006074038.tif 000012
【図３】
2006074038.tif 000013