(57)【要約】【課題】緻密かつ絶縁耐性が強い高品質なゲート絶縁膜を形成し、トンネルリーク電流が少ない信頼性の高い有機トランジスタを提案することを目的とする。【解決手段】電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の高密度プラズマを用いて酸素（もしくは酸素を含むガス）や窒素（もしくは窒素を含むガス）などをプラズマ励起によって活性化し、ゲート電極となる導電層の一部と直接反応させ絶縁化することでゲート絶縁膜を形成する。【選択図】図１
2006332614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の高密度プラズマを用いて形成された絶縁膜と、
有機半導体材料を含む半導体層とが接する有機トランジスタで回路が形成された半導体装置。
【請求項２】
ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、有機半導体材料を含む半導体層と、ソース及びドレイン電極とを有し、
前記ソース及びドレイン電極は、導電層と、前記導電層と前記半導体層との間に形成された有機化合物及び金属酸化物との複合層とを有し、
前記ゲート絶縁膜は前記ゲート電極となる導電層に対し電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の高密度プラズマ処理を行うことによって形成されることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項３】
ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、有機半導体材料を含む半導体層と、ソース及びドレイン電極とを有し、
前記ソース及びドレイン電極は、導電層と、前記導電層と前記半導体層との間に形成された有機化合物及び金属酸化物との複合層とを有し、
前記ゲート絶縁膜は前記ゲート電極となる導電層に対し電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の高密度プラズマ処理を行うことによって形成されることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項４】
ゲート電極と、
前記ゲート電極上に接して形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された有機半導体材料を含む半導体層と、
前記半導体層上にソース及びドレイン電極とを有し、
前記ソース及びドレイン電極は、導電層と、前記導電層と前記半導体層との間に形成された有機化合物及び金属酸化物との複合層とを有し、
前記ゲート絶縁膜は前記ゲート電極となる導電層に対し電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の高密度プラズマ処理を行うことによって形成されることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項において、
前記ゲート電極は、タンタル、ニオブ、アルミニウム、モリブデン、チタン、銅のいずれか一であることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれか一項において、
前記ゲート絶縁膜は８以上の誘電率を有することを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項７】
ゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された有機半導体材料を含む半導体層と、
前記半導体層上にソース及びドレイン電極とを有し、
前記ソース及びドレイン電極は、導電層と、前記導電層と前記半導体層との間に形成された有機化合物及び金属酸化物との複合層とを有し、
前記ゲート絶縁膜は高密度プラズマ処理が施された膜であることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか一項において、
前記有機化合物は、芳香族アミン骨格を有することを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウムの酸化物から選ばれた一または複数であることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項１０】
基板上に第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層の表面を電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の高密度プラズマ処理により絶縁化し、
絶縁化された前記第１の導電膜上に有機半導体材料を含む半導体層を形成し、
前記半導体層上に有機化合物及び金属酸化物とが混合された複合層を形成し、
前記複合層上に第２の導電層を形成し、
前記複合層と前記第２の導電層はソース及びドレイン電極であり、
前記第１の導電層のうち導電性を有する部分はゲート電極であり、
前記第１の導電層のうち絶縁性を有する部分はゲート絶縁膜であることを特徴とする有機トランジスタの作製方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記ゲート電極は、タンタル、ニオブ、アルミニウム、モリブデン、チタン、銅のいずれか一であることを特徴とする有機トランジスタの作製方法。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記ゲート絶縁膜は８以上の誘電率を有することを特徴とする有機トランジスタの作製方法。
【請求項１３】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に有機半導体材料を含む半導体層を形成し、
前記半導体層上に有機化合物及び金属酸化物とが混合された複合層を形成し、
前記複合層上に導電層を形成し、
前記複合層と前記導電層はソース及びドレイン電極であり、
前記ゲート絶縁膜は電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の高密度プラズマ処理が施されていることを特徴とする有機トランジスタの作製方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれか一項において、
前記有機化合物は、芳香族アミン骨格を有することを特徴とする有機トランジスタの作製方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウムの酸化物から選ばれた一または複数であることを特徴とする有機トランジスタの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体層を有する有機トランジスタ、有機トランジスタを有する半導体装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極の２つの電極間に設けられている半導体層の電気伝導度をゲート電極に印加する電圧で制御するものであり、正孔もしくは電子のいずれか一方のキャリアの輸送を用いた、ユニポーラ素子の代表的なものである。
【０００３】
これらの電界効果トランジスタは、その組み合わせによって種々のスイッチング素子や増幅素子を形成することができるため、様々な分野で応用されている。例えば、アクティブマトリクス型ディスプレイにおける画素のスイッチング素子などがその応用例として挙げられる。
【０００４】
これまで、電界効果トランジスタに用いる半導体材料としては、シリコンに代表される無機半導体材料が広く用いられてきたが、無機半導体材料を半導体層として成膜するためには高温で処理する必要があるため、基板にプラスチックやフィルムを用いることが難しい。
【０００５】
これに対し、有機半導体材料を半導体層として用いると、比較的低温でも成膜が可能であるため、ガラス基板のみならずプラスチックなどの熱耐久性の小さい基板上にも原理的に電界効果トランジスタを作製することが可能となる。
【０００６】
有機半導体材料からなる半導体層を低温プロセスにて成膜し形成された有機トランジスタが、特許文献１に開示されている。なお、特許文献１に記載されている有機トランジスタのゲート絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法を用いて形成されている。
【特許文献１】特開２０００−１７４２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
トランジスタの微細化に伴い、チャネル長を短くすると同時にゲート絶縁膜を薄膜化する必要がある。しかしながら、ゲート絶縁膜を薄膜化するとトンネルリーク電流が大きくなり、信頼性の低下が懸念される。そのため、より耐性の強いゲート絶縁膜が必要となる。
【０００８】
本発明では、従来のＣＶＤ法を用いて形成したゲート絶縁膜より緻密かつ絶縁耐性が強いゲート絶縁膜を形成し、トンネルリーク電流がより少ない有機トランジスタを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は以下の手段を講じる。
【００１０】
本発明の有機トランジスタの一形態は、ゲート電極となる導電層を形成し、電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の高密度プラズマを用いて酸素（もしくは酸素を含むガス）や窒素（もしくは窒素を含むガス）などをプラズマ励起によって活性化し、ゲート電極となる導電層の一部と直接反応させ絶縁化することにより、ゲート絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１１】
本発明の有機トランジスタの一形態は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、有機半導体材料を含む半導体層と、ソース及びドレイン電極とを有し、ソース及びドレイン電極は、有機化合物及び金属酸化物との複合層と導電層とを有し、ゲート絶縁膜はゲート電極となる導電層に対し高密度プラズマ処理を行うことによって形成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の有機トランジスタの別の一形態は、ゲート電極と、ゲート電極上に接して形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された有機半導体材料を含む半導体層と、半導体層上にソース及びドレイン電極とを有し、ソース及びドレイン電極は、有機化合物及び金属酸化物との複合層と導電層とを有し、ゲート絶縁膜は前記ゲート電極となる導電層に対し高密度プラズマ処理を行うことによって形成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の有機トランジスタの別の一形態は、ゲート電極と、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された有機半導体材料を含む半導体層と、半導体層上にソース及びドレイン電極とを有し、ソース及びドレイン電極は、有機化合物及び金属酸化物との複合層と導電層とを有し、ゲート絶縁膜は高密度プラズマ処理が施された膜であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の有機トランジスタの一作製方法は、基板上に第１の導電層を形成し、第１の導電層の表面を高密度プラズマ処理により絶縁化し、絶縁化された第１の導電膜上に有機半導体材料を含む半導体層を形成し、半導体層上に有機化合物及び金属酸化物とが混合された複合層を形成し、複合層上に第２の導電層を形成することを特徴とする。この時、複合層と第２の導電層はソース及びドレイン電極であり、第１の導電層のうち導電性を有する部分はゲート電極であり、第１の導電層のうち絶縁性を有する部分はゲート絶縁膜であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の有機トランジスタの別の作製方法は、基板上にゲート電極を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に有機半導体材料を含む半導体層を形成し、半導体層上に有機化合物及び金属酸化物とが混合された複合層を形成し、複合層上に導電層を形成し、複合層と前記導電層はソース及びドレイン電極であり、ゲート絶縁膜は高密度プラズマ処理が施されていることを特徴とする。
【００１６】
前記高密度プラズマ処理は、電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２以上２．０ｅＶ以下（より好ましくは０．５以上１．５ｅＶ以下）のプラズマを用いていることを特徴とする。
【００１７】
上記ゲート電極は、タンタル、ニオブ、アルミニウム、モリブデン、タングステン、チタン、銅、クロム、ニッケル、コバルト、マグネシウムのいずれか一であることを特徴としても良い。
【００１８】
上記ゲート絶縁膜は８以上の誘電率を有することを特徴としても良い。
【００１９】
上記複合層を形成する有機化合物は、芳香族アミン骨格を有することを特徴としても良い。
【００２０】
上記複合層を形成する金属酸化物は、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウムの酸化物から選ばれた一または複数であることを特徴としても良い。
【００２１】
本発明の半導体装置の一形態は、電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下（より好ましくは０．５以上１．５ｅＶ以下）の高密度プラズマを用いて形成された絶縁膜と有機半導体材料を含む半導体層が接する有機トランジスタで回路が形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
高密度プラズマを用いて形成されたゲート絶縁膜は、プラズマダメージが少なく、欠陥が少ない高品質な膜を形成することができるため、トンネルリーク電流を低減することができる。よって、信頼性が高い有機トランジスタを得ることが可能となる。また、ゲート電極となる導電層を絶縁化してゲート絶縁膜とすることで、高集積化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明の有機トランジスタの構造の一形態を図１に示す。なお、１０が基板、１１がゲート電極、１２がゲート絶縁膜、１３が有機半導体材料を含む半導体層、１４が有機化合物と金属酸化物とを有する複合層、１５が導電層であり、ソース及びドレイン電極１６ａ、ｂは、複合層１４および導電層１５を有する。各層及び電極の配置は、素子の用途により適宜選択できる。また、図１では複合層１４が半導体層１３に接して設けられているがこの限りではなく、ソース電極及び／またはドレイン電極の一部に含まれていれば良い。
【００２５】
図１（Ａ）の構造について、図２の作製方法に沿って説明する。基板１０は、ガラス基板、石英基板、結晶性ガラスなどの絶縁性基板や、セラミック基板、ステンレス基板、プラスチック基板（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等）等を用いることができる。また、これら基板は必要に応じてＣＭＰ等により研磨してから用いても良い。
【００２６】
基板１０上に後にゲート電極となる導電層１７を形成する（図２（Ａ））。導電層１７に用いる材料は、窒化及び／または酸化することで絶縁性を有する金属であれば良く、特にタンタル、ニオブ、アルミニウム、モリブデン、銅、チタンが好ましい。その他、タングステン、クロム、ニッケル、コバルト、マグネシウムなどが挙げられる。導電層１７の形成方法について特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などにより成膜した後、エッチングなどの方法により所望の形状に加工すればよい。また、導電物を含む液滴を用いてインクジェット法等により形成してもよい。
【００２７】
次に、高密度プラズマを用いて導電層１７を窒化及び／または酸化することで上記金属の窒化物、酸化物もしくは酸化窒化物からなるゲート絶縁膜１２を形成する（図２（Ｂ））。高密度プラズマは、高い周波数のマイクロ波、たとえば２．４５ＧＨｚを使うことによって生成される。このような高密度プラズマを用い、酸素（もしくは酸素を含むガス）や窒素（もしくは窒素を含むガス）などをプラズマ励起によって活性化し、これらをゲート電極の材料と直接反応させ導電層１７を絶縁化する。
【００２８】
なお、高密度プラズマとしては電子密度が１０１１ｃｍ−３以上かつ電子温度が０．２以上２．０ｅＶ以下（より好ましくは０．５以上１．５ｅＶ以下）であるものを用いる。このように低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、従来のプラズマ処理に比べプラズマダメージが少なく欠陥が少ない膜を形成することができる。また、この絶縁膜は、陽極酸化法を用いて形成される絶縁膜より緻密な膜である。なお、導電層１７のうち高密度プラズマを用いて絶縁化したゲート絶縁膜１２以外はゲート電極１１として機能する。
【００２９】
たとえば、上記の高密度プラズマ処理は図６の装置を用いて行う。６１は誘電体導波路、６２は複数のスロットを有するスロットアンテナ、６３は石英や酸化アルミニウムからなる誘電板、６４は基板を設置する台である。なお、台６４には加熱ヒーターを有する。６０よりマイクロ波を伝送し、プラズマ発生領域６６においてガス供給口６５より供給されたガスを活性化する。なお、スロットアンテナ６２におけるスロットの位置や長さは、６０より伝送されたマイクロ波の波長に応じて適宜選択する。
【００３０】
このような装置を用いることで、均一な高密度かつ低電子温度のプラズマを励起でき、低温プロセス（基板温度４００℃以下）の実現が可能である。なお、一般的に耐熱性が低いと言われているプラスチックを基板としても利用することができる。
【００３１】
なお、供給するガスは、アルゴン、クリプトン、ヘリウムやキセノンなどの不活性ガスに酸素（もしくは酸素を含むガス）や窒素（もしくは窒素を含むガス）を混入させたものを用いる。そのため、高密度プラズマ酸化もしく窒化処理により形成されたゲート絶縁膜にはこれらの不活性な元素が混入されている。なお、供給するガスには水素が含まれていても良い。
【００３２】
さらに、装置内部６７にシャワープレートを設けることで、より均一な活性化されたガスを処理対象物に供給することができる。なお、以後の記載において、ゲート絶縁膜の作製における高密度プラズマ処理は上記の特徴を有するプラズマを用いて行う。
【００３３】
次にゲート絶縁膜１２を覆う半導体層１３を形成する（図２（Ｃ））。半導体層１３を形成する有機半導体材料はキャリア輸送性があり、かつ電界効果によりキャリア密度の変調が起こりうる有機材料であれば、低分子、高分子のいずれも用いることができ、その種類は特に限定されるものではないが、多環芳香族化合物、共役二重結合化合物、金属フタロシアニン錯体、電荷移動錯体、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、オリゴチオフェン類、フラーレン類、カーボンナノチューブ、などが挙げられる。例えばポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチエニレンビニレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリアニリン、ポリジアセチレン、ポリアズレン、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリセレノフェン、ポリフラン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリインドール、ポリビリダジン、ナフタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、アントラセン、トリフェノジオキサジン、トリフェノジリアジン、ヘキサセン−６，１５−キノン、ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィド、ポリビニルピリジン、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、アントラセンテトラカルボン酸ジイミド、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４及びこれらの誘導体を用いることができる。また、これらの具体例としては、一般的にＰ型半導体とされるテトラセン、ペンタセン、セクシチオフェン（６Ｔ）、銅フタロシアニン、ビス−（１，２，５−チアジアゾロ）−ｐ−キノビス（１、３−ジチオール）、ルブレン、ポリ（２、５−チェニレンビニレン）（ＰＴＶ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ジオクチルフルオレン−ビチオフェンコポリマー（Ｆ８Ｔ２）、一般的にＮ型半導体とされる７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ）、１，４，５，８，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）、９，９，１０，１０−テトラシアノ−２，６−ナフトキノジメタン（ＴＣＮＮＱ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルー３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、銅十六フッ化フタロシアニン（Ｆ１６ＣｕＰｃ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン）（ＤＣＭＴ）等がある。なお、有機半導体においてＰ型やＮ型の特性はその物質固有のものでは無く、キャリアを注入する電極との関係や注入の際の電界の強度に依存し、どちらになりやすいという傾向はあるもののＰ型半導体としてもＮ型半導体としても使用することができる。なお、本実施の形態においては、Ｐ型半導体がより好ましい。
【００３４】
これらの有機半導体材料は、蒸着法やスピンコート法、液滴吐出法などの方法により成膜することができる。
【００３５】
次に半導体層１３の上に複合層１４を形成する（図２（Ｄ））。本発明の複合層１４に使用する有機化合物の種類は特に限定されるものではないが、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（（ＤＮＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）のような芳香族アミン骨格を有するものが好ましい。また、Ｎ−（２−ナフチル）カルバゾール（ＮＣｚ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）などのＮ−アリールカルバゾール誘導体やアントラセンや９，１０−ジフェニルアントラセン（ＤＰＡ）などの芳香族炭化水素を用いることもできる。また、半導体層１３として用いることが可能な材料も使用することができる。この場合、半導体層１３と複合層１４との密着性や界面の化学安定性が向上する。また、製造プロセスが簡便になるといった利点があげられる。
【００３６】
本発明の複合層１４に使用する金属酸化物は特に限定されるものではないが、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウムの酸化物であることが好ましい。なお、金属酸化物が５ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下、より好ましくは１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下で含有されている複合層であることが望ましい。
【００３７】
なお、金属酸化物の代わりに７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）等、電子受容性を示す有機化合物を用いても良い。
【００３８】
複合層１４は、これらの材料を用いて抵抗加熱を用いた共蒸着による成膜や、抵抗加熱蒸着と電子銃蒸着（ＥＢ蒸着）を用いた共蒸着による成膜、スパッタリングと抵抗加熱による同時成膜などにより形成すればよい。また、ゾルーゲル法などによる湿式法を用いて成膜しても良い。
【００３９】
また、複合層１４は電気伝導度が１０−５［Ｓ／ｃｍ］程度と高く、膜厚を数ｎｍから数百ｎｍまで変化させてもトランジスタの抵抗値に変化が少ないため、複合層の膜厚は数ｎｍから数百ｎｍ以上まで、作製する素子の用途や形状などに合わせて適宜調製することができる。
【００４０】
次に、導電層１５を形成する（図２（Ｅ））。導電層１５に使用する材料は、特に限定されるものではないが、金、白金、アルミニウム、タングステン、チタン、銅、モリブデン、タンタル、ニオブ、クロム、ニッケル、コバルト、マグネシウムなどの金属及びそれらを含む合金、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレンなどの導電性高分子化合物等が挙げられる。一般的にはソース及びドレイン電極１６ａ、ｂに用いる導電層１５としては、金属を用いることが多い。
【００４１】
なお、形成方法は半導体層１３が分解しないようなものであれば特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などにより成膜した後、エッチングするなどの方法により所望の形状に加工し作製すればよい。また、導電物を含む液滴を用いてインクジェット法等によって形成してもよい。
【００４２】
以上のようにして作製した有機トランジスタにおいて、半導体層１３と導電層１５との間に複合層１４を挿入した構成のソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを用いることにより、半導体層１３とソース及びドレイン電極１６ａ、ｂとの間のエネルギー障壁が低減し、ソース及びドレイン電極の一方の電極から半導体層へのキャリアの注入と半導体層から他方の電極へのキャリアの排出が容易になる。このため、導電層１５の材料は半導体層１３とエネルギー障壁が低い材料を選択する必要がなく、仕事関数の制約無しに選択することが可能となる。
【００４３】
また、複合層１４はキャリア注入性に優れている他、化学的に安定であり、半導体層１３との密着性も導電層１５に比較して良好である。なお、本構成のソース及びドレイン電極１６ａ、ｂは、配線と兼用することができる。
【００４４】
高密度プラズマを用いて形成されたゲート絶縁膜１２は、プラズマダメージが少なく、欠陥が少ない膜を形成することができるため、トンネルリーク電流を低減することができる。また、表面の粗さが小さいため、キャリア移動度を大きくすることができる。さらに、ゲート絶縁膜上に形成される半導体層１３を構成する有機半導体材料の配向がそろいやすくなる。また、ゲート電極にたとえばＴａやＡｌ等といった窒化及び／または酸化処理により高誘電率となる材料を選択することで、誘電率の高いゲート絶縁膜を形成することができる。よって、ゲート絶縁膜を薄膜化しても等価酸化膜厚（ＥＯＴ：Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｏｘｉｄｅ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）をかせぐことが可能となり、トンネルリーク電流を防ぎつつより高速な動作が可能となる。また、駆動電圧を下げることもできる。さらに、ゲート電極を直接反応させることでゲート電極の幅を狭くかつゲート電極を薄くすることができるため、チャネル長を短くできる。よって、高集積化が可能となる。
【００４５】
さらに半導体層１３の下面に接して、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルフェニールなど有機絶縁材料を成膜しても良い。このような構成により、有機半導体材料の配向をさらに高めるほか、ゲート絶縁膜１２と半導体層１３との密着性をさらに向上することができる。
【００４６】
また、図１（Ａ）の構造のように半導体層１３上にソース及びドレイン電極１６ａ、ｂが設けられた構造（以後、トップコンタクト型構造と表記する）を例示したが、本発明は図１（Ｂ）の構造のような有機半導体層の下にソース電極、ドレイン電極を設ける構造（以後、ボトムコンタクト型構造と表記する）であっても良い。
【００４７】
ボトムゲート型の場合には、トップコンタクト型構造を採用したほうがキャリア移動度が大きいといった利点がある。一方、ボトムコンタクト型構造を用いた場合、ソース及びドレイン配線の微細加工を施すためにフォトリソグラフィなどの工程を容易に用いることができる。そのため、有機トランジスタの構造はその長所、短所に合わせて適宜選択すれば良い。
【００４８】
以上のことから、信頼性に優れた有機トランジスタを提供することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
実施の形態１に示した有機トランジスタは、ゲート電極となる導電層に対し高密度プラズマ処理を施すことにより形成した絶縁膜をゲート絶縁膜として利用しているが、本実施の形態では図３のようにあらかじめ形成した絶縁膜に対しさらに高密度プラズマによる窒化もしくは酸化を行うことでゲート絶縁膜を形成する。なお、ゲート絶縁膜及びゲート電極以外は実施の形態１と同様であるため、共通の符号を用いて示し、説明は省略する。
【００５０】
基板１０上にゲート電極３１を形成する。ゲート電極３１に用いる材料は、特に限定は無く、たとえば、金、白金、アルミニウム、タングステン、チタン、銅、モリブデン、タンタル、ニオブ、クロム、ニッケル、コバルト、マグネシウムなどの金属及びそれらを含む合金、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、不純物をドープしたポリシリコンなどの導電性高分子化合物等が挙げられる。ゲート電極３１の形成方法は特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などにより成膜した後、エッチングするなどの方法により所望の形状に加工し作製すればよい。また、導電物を含む液滴を用いてインクジェット法等により形成してもよい。
【００５１】
次にゲート電極３１を覆う絶縁膜３２を形成する。絶縁膜３２は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素などの無機絶縁材料を用いる。なお、これらの絶縁膜３２はディップ法、スピンコート法、液滴吐出法などの塗布法や、ＣＶＤ法、スパッタ法などの方法によって成膜することができる。
【００５２】
この絶縁膜３２に対し、高密度プラズマを用いて窒化及び／または酸化処理を行いゲート絶縁膜を形成する。たとえば、酸化珪素の絶縁膜３２に対し高密度プラズマ窒化処理や窒化珪素の絶縁膜３２に対し高密度プラズマ酸化処理を行い酸化窒化珪素を形成する。また、酸化珪素もしくは窒化珪素と酸化窒化珪素との積層構造であるゲート絶縁膜を形成しても良い。なお、ゲート絶縁膜の積層数は特に限定されない。また、窒化珪素に対しさらに高密度プラズマ窒化を行うことで、より高い濃度の窒素を含有する窒化珪素膜を得ることも可能である。
【００５３】
高密度プラズマは、高い周波数のマイクロ波、たとえば２．４５ＧＨｚを使うことによって生成される。このような高密度プラズマを用い、酸素（もしくは酸素を含むガス）や窒素（もしくは窒素を含むガス）などをプラズマ励起によって活性化し、これらを絶縁膜と反応させる。低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、従来のプラズマ処理に比べプラズマダメージが少なく欠陥が少ない膜を形成することができる。なお、ゲート絶縁膜には、実施の形態１に示した供給ガスに用いられる不活性ガスが混入されている。
【００５４】
ゲート絶縁膜上に半導体層１３を形成する。次に、ソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを形成する。
【００５５】
このような構成を有する有機トランジスタにおいて、半導体層１３と導電層１５との間に複合層１４を挿入した構成のソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを用いることにより、半導体層１３とソース及びドレイン電極１６ａ、ｂとの間のエネルギー障壁が低減し、ソース及びドレイン電極の一方の電極から半導体層へのキャリアの注入と半導体層から他方の電極へのキャリアの排出が容易になる。このため、導電層１５の材料は半導体層１３とエネルギー障壁が低い材料を選択する必要がなく、仕事関数の制約無しに選択することが可能となる。
【００５６】
また、複合層１４はキャリア注入性に優れている他、化学的に安定であり、半導体層１３との密着性も導電層１５に比較して良好である。なお、本構成のソース及びドレイン電極１６ａ、ｂは、配線と兼用することができる。
【００５７】
高密度プラズマを用いて形成されたゲート絶縁膜は、プラズマダメージが少なく、欠陥が少ない膜を形成することができるため、トンネルリーク電流を低減することができる。また、表面の粗さが小さいため、キャリア移動度を大きくすることができる。さらに、ゲート絶縁膜上に形成される半導体層１３を構成する有機半導体材料の配向がそろいやすくなる。
【００５８】
図３（Ａ）のようなトップコンタクト型構造を例示したが、本発明は図３（Ｂ）のようなボトムコンタクト型構造であっても良い。
【００５９】
ボトムゲート型の場合には、トップコンタクト型構造を採用したほうがキャリア移動度が大きいといった利点がある。一方、ボトムコンタクト型構造を用いた場合、ソース及びドレイン配線の微細加工を施すためにフォトリソグラフィなどの工程を容易に用いることができる。そのため、有機トランジスタの構造はその長所、短所に合わせて適宜選択すれば良い。
【００６０】
また、実施の形態１のように、ゲート電極となる導電層を高密度プラズマを用いて絶縁化し、得られた絶縁膜をゲート絶縁膜の一部として用いても良い。ただし、その際に使用できるゲート電極の材料は、実施の形態１に記載した導電層１７の材料である。この場合、ゲート電極となる導電層を絶縁化することでゲート電極の幅を狭くかつゲート電極を薄くすることができるため、チャネル長を短くできる。よって、高集積化が可能となる。
【００６１】
以上のことから、信頼性に優れた有機トランジスタを提供することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１及び２に示した構造とは異なる構造を有する有機トランジスタについて、図４を用いて説明する。なお、実施の形態１及び２の有機トランジスタはボトムゲート型であったのに対し、本実施の形態ではトップゲート型である。実施の形態１と同様のものに関しては、共通の符号を用いて示し、詳細な説明は省略する。
【００６３】
図４（Ａ）の構造について説明する。基板１０上に、半導体層１３を形成する。さらに、半導体層１３上に複合層１４及び導電層１５を有するソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを形成する。
【００６４】
次に、半導体層１３とソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを覆う絶縁膜４２を形成する。絶縁膜４２は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素などの無機絶縁材料を用いる。なお、これらの絶縁膜はディップ法、スピンコート法、液滴吐出法などの塗布法や、ＣＶＤ法、スパッタ法などの方法によって成膜することができる。ただし、半導体層１３が破壊されないような条件や手法を用いる必要がある。
【００６５】
この絶縁膜に対し、高密度プラズマを用いて窒化及び／または酸化処理を行いゲート絶縁膜を形成する。たとえば、酸化珪素の絶縁膜４２に対し高密度プラズマ窒化処理や窒化珪素の絶縁膜４２に対し高密度プラズマ酸化処理を行い酸化窒化珪素を形成する。また、酸化珪素もしくは窒化珪素と酸化窒化珪素との積層構造であるゲート絶縁膜を形成しても良い。なお、ゲート絶縁膜の積層数は特に限定されない。また、窒化珪素に対しさらに高密度プラズマ窒化を行うことで、より高い濃度の窒素を含有する窒化珪素膜を得ることも可能である。
【００６６】
高密度プラズマは、高い周波数のマイクロ波、たとえば２．４５ＧＨｚを使うことによって生成される。このような高密度プラズマを用い、酸素（もしくは酸素を含むガス）や窒素（もしくは窒素を含むガス）などをプラズマ励起によって活性化し、これらを絶縁膜と反応させる。低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、従来のプラズマ処理に比べプラズマダメージが少なく欠陥が少ない膜を形成することができる。なお、ゲート絶縁膜には、実施の形態１に示した供給ガスに用いられる不活性ガスが混入されている。
【００６７】
次に、ゲート電極４１を形成する。ゲート電極４１に用いる材料は、特に限定は無く、たとえば、金、白金、アルミニウム、タングステン、チタン、銅、モリブデン、タンタル、ニオブ、クロム、ニッケル、コバルト、マグネシウムなどの金属及びそれらを含む合金、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレンなどの導電性高分子化合物等が挙げられる。ゲート電極４１の形成方法について特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などにより成膜した後、エッチングするなどの方法により所望の形状に加工すればよい。また、導電物を含む液滴を用いてインクジェット法等により形成してもよい。ただし、半導体層が破壊されないような条件や手法を用いる必要がある。
【００６８】
このような構成を有する有機トランジスタにおいて、半導体層１３と導電層１５との間に複合層１４を挿入した構成のソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを用いることにより、半導体層１３とソース及びドレイン電極１６ａ、ｂとの間のエネルギー障壁が低減し、ソース及びドレイン電極の一方の電極から半導体層へのキャリアの注入と半導体層から他方の電極へのキャリアの排出が容易になる。このため、導電層１５の材料は半導体層１３とエネルギー障壁が低い材料を選択する必要がなく、仕事関数の制約無しに選択することが可能となる。
【００６９】
また、複合層１４はキャリアの注入性に優れている他、化学的に安定であり、半導体層１３との密着性も導電層１５に比較して良好である。なお、本構成のソース及びドレイン電極１６ａ、ｂは、配線と兼用することができる。
【００７０】
また、高密度プラズマを用いて形成されたゲート絶縁膜は、プラズマダメージが少なく、欠陥が少ない膜を形成することができるため、トンネルリーク電流を低減することができる。
【００７１】
また、図４（Ａ）の構造のようなトップコンタクト構造を例示したが、本発明は図４（Ｂ）の構造のようなボトムコンタクト型構造であっても良い。
【００７２】
さらに、ゲート電極を高密度プラズマを用いて窒化処理することで耐熱性を向上させることも可能である。また、ゲート電極となる導電層を絶縁化した場合には、ゲート電極の幅を狭くかつゲート電極を薄くすることができるため、チャネル長を短くできる。よって、高集積化が可能となる。
【００７３】
以上のことから、信頼性に優れた有機トランジスタを提供することができる。
【００７４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、電子をキャリアとするＮ型の有機トランジスタの構造例を図５を用いて説明する。実施の形態１におけるソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを、本実施の形態では、さらにアルカリ金属またはアルカリ土類金属、もしくはそれらを含む化合物（酸化物や窒化物や塩）を含む第２の複合層５８を有する構成としたものである。なお、本実施の形態においては、実施の形態１における有機化合物と金属酸化物とを有する複合層１４を第１の複合層１４と記載する。実施の形態１と同様のものに関しては、同様の符号を用いて示し、詳細な説明は省略する。
【００７５】
半導体層５３に使用する有機半導体材料は、実施の形態１に記載した半導体材料を使用することができ、特にＮ型半導体として挙げられている材料が好ましい。
【００７６】
第２の複合層５８に使用するアルカリ金属及びアルカリ土類金属、もしくはそれらを含む化合物（酸化物や窒化物や塩）の種類は特に限定されるものではないが以下に挙げる、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、リチウム酸化物、マグネシウム窒化物、カルシウム窒化物であることが好ましい。なお、第２の複合層５８の形成方法は、半導体層５３が分解しないようなものであれば特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などを用いることができる。
【００７７】
また、これらの材料と電子輸送性を有する有機化合物との混合材料によって、第２の複合層５８を形成しても良い。電子輸送性を有する有機化合物としては、半導体層に使用されるペリレンテトラカルボン酸無水物及びその誘導体、ペリレンテトラカルボキシジイミド誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボキシジイミド誘導体、金属フタロシアニン誘導体、フラーレン類の他、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いることができる。なお、電子輸送性を有する有機化合物が混合された第２の複合層５８は、抵抗加熱を用いた共蒸着による成膜や、抵抗加熱蒸着と電子銃蒸着（ＥＢ蒸着）を用いた共蒸着による成膜、スパッタリングと抵抗加熱による同時成膜などにより成膜すればよい。
【００７８】
まず、基板１０上にゲート電極となる導電層１７を形成する。次に、高密度プラズマを用いてゲート電極となる導電層１７を窒化及び／または酸化することでゲート電極材料の窒化物、酸化物もしくは酸化窒化物からなるゲート絶縁膜１２を形成する。さらに、第２の複合層５８、第１の複合層１４及び導電層１５を有するソース及びドレイン電極５６ａ、ｂを形成し、有機トランジスタを作製する。なお、ゲート絶縁膜１２には、実施の形態１で示したように供給ガスに用いられたアルゴン、クリプトン、ヘリウムやキセノンなどの不活性ガスが混入されている。
【００７９】
このようにして作製された有機トランジスタにおいて、第２の複合層５８、第１の複合層１４、導電層１５が積層された構造を有する電極に電圧を印加すると、第２の複合層５８と第１の複合層１４の界面近傍においてホール及び電子がキャリア分離により発生する。発生したキャリアのうち電子は第２の複合層５８から半導体層５３へと供給され、ホールは導電層１５へと流れる。このようにして半導体層５３内部には電子をキャリアとする電流が流れることになる。
【００８０】
また、半導体層５３と導電層１５との間に第２の複合層５８と第１の複合層１４とを挿入した構成のソース及びドレイン電極５６ａ、ｂを用いることにより、半導体層５３とソース及びドレイン電極５６ａ、ｂとの間のエネルギー障壁が低減し、ソース及びドレイン電極の一方の電極から半導体層へのキャリアの注入と半導体層から他方の電極へのキャリアの排出が容易になる。このため、導電層１５の材料はエネルギー障壁が低い材料を選択する必要がなく、仕事関数の制約無しに選択することが可能となる。
【００８１】
また、第１の複合層１４はキャリア注入性に優れている他、化学的に安定であり、半導体層５３との密着性も導電層１５に比較して良好である。なお、本構成のソース及びドレイン電極５６ａ、ｂは、配線と兼用することができる。
【００８２】
高密度プラズマを用いて形成されたゲート絶縁膜は、プラズマダメージが少なく、欠陥が少ない膜を形成することができるため、トンネルリーク電流を低減することができる。また、表面の粗さが小さいため、キャリア移動度を大きくすることができる。さらに、ゲート絶縁膜上に形成される半導体層５３を構成する有機半導体材料の配向がそろいやすくなる。また、ゲート電極にたとえばＴａやＡｌ等といった窒化及び／または酸化処理により高誘電率となる材料を選択することで、誘電率の高いゲート絶縁膜を形成することができる。よって、ゲート絶縁膜を薄膜化しても物理膜厚をかせぐことが可能となり、トンネルリーク電流を防ぎつつより高速な動作が可能となる。また、駆動電圧を下げることもできる。さらに、ゲート電極を直接反応させることでゲート電極の幅を狭くかつゲート電極を薄くすることができるため、チャネル長を短くできる。よって、高集積化が可能となる。
【００８３】
また、さらに半導体層５３の下面に接して、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルフェニールなど有機絶縁材料を成膜しても良い。このような構成により、有機半導体材料の配向をさらに高めるほか、ゲート絶縁膜１２と半導体層５３との密着性をさらに向上することができる。
【００８４】
以上のことから、信頼性に優れた有機トランジスタを提供することができる。
【００８５】
（実施の形態５）
本発明の有機トランジスタを含む液晶表示装置（液晶装置）の態様について、図７を用いて説明する。
【００８６】
図７は液晶表示装置を模式的に表した上面図である。点線で示された６０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、６０２は画素部、６０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）であり、これらは素子基板６００、対向基板６０４及びシール材６０５により封止されている。
【００８７】
ソース側駆動回路６０１およびゲート側駆動回路６０３は、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示していないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていてもよい。本発明の液晶表示装置には、液晶表示装置本体だけの場合はもちろん、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【００８８】
画素部６０２について特に限定はなく、例えば図８の断面図のように、液晶素子とそれを駆動するためのトランジスタとを有する。
【００８９】
図８の断面図で表される液晶表示装置は、実施の形態１に記載された有機トランジスタと同様にゲート電極となる導電層が高密度プラズマ処理により絶縁化されて形成されたゲート絶縁膜１２を有する有機トランジスタ５２７を有する。なお、実施の形態１と同様のものは共通の符号を用いて示し、説明は省略する。
【００９０】
基板１０上に形成された有機トランジスタ５２７は、絶縁層５２８によって覆われており、コンタクトホールを介してソース及びドレイン電極の一部として機能する導電層１５の一方と画素電極５２９とが電気的に接続されている。液晶素子は、対向基板５３１に形成された対向電極５３２と画素電極５２９との間に液晶層５３４を挟んで成り、液晶層５３４と接する側の対向電極５３２及び画素電極５２９の表面には、それぞれ配向膜５３３、５３０が設けられている。なお、液晶層５３４は、スペーサ５３５によりセルギャップが保たれている。なお、液晶装置の構成について特に限定はない。
【００９１】
続いて、本発明の有機トランジスタ５２７を用いた発光装置について図９を参照しながら説明する。図９の断面図で表される発光装置は、実施の形態１に記載された有機トランジスタと同様にゲート電極となる導電層が高密度プラズマ処理により絶縁化されて形成されたゲート絶縁膜１２を有する有機トランジスタ５２７を有する。なお、実施の形態１と同様のものは共通の符号を用いて示し、説明は省略する。
【００９２】
基板１０上に形成された有機トランジスタ５２７は、絶縁層５２８によって覆われており、コンタクトホールを介してソース及びドレイン電極の一部として機能する導電層１５の一方と第１の電極６１０とが電気的に接続されている。第１の電極６１０の端部は絶縁層６１１で覆われており、絶縁層６１１から露出した部分を覆うように発光層６１２が形成されている。発光層６１２上には第２の電極６１３及びパッシベーション膜６１４が形成されている。なお、基板１０と対向基板６１５とを画素部の外側においてシール材（図示しない）を用いて封止することによって、発光層６１２を外気から隔離する。対向基板６１５と基板１０との間の空間６１６には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材の代わりに空間６１６に樹脂などを充填することによって封止を行っても良い。なお、発光装置の構成について特に限定はない。
【００９３】
有機トランジスタ５２７に高密度プラズマを用いて形成されたゲート絶縁膜を用いることで、トンネルリーク電流を低減することが可能となり信頼性の高い表示装置を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、有機トランジスタ５２７に用いるゲート絶縁膜は、ゲート電極となる導電層に高密度プラズマ処理を施して形成した絶縁膜を利用しているが、高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜であれば良い。
【００９５】
以上のような表示装置は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電話機や、テレビ受像機等の電子機器に実装される表示装置として用いることができる。また、図１０（Ｃ）に示すようにＩＤカードの様な個人情報を管理する機能を有するカードや図１０（Ｄ）に示すようにフレキシブルな電子ペーパー等に実装してもよい。
【００９６】
図１０（Ａ）は電話機の図であり、本体７１０には表示部７１１と、音声出力部７１３、音声入力部７１４、操作スイッチ７１５、７１６、アンテナ７１７等によって構成されている。
【００９７】
表示部７１１にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示方式は液晶表示であってもＥＬ表示であってもよい。表示部７１１は画素ごとに有機トランジスタを有し、当該有機トランジスタには上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を用いる。また、表示部７１１を駆動するための集積回路は当該有機トランジスタと同様に基板上に形成もしくは実装されている。集積回路に設けられたトランジスタにも上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を有する有機トランジスタを用いても良い。本発明の有機トランジスタを用いることで、電気特性が良好で信頼性が高い電話機を得ることができる。
【００９８】
図１０（Ｂ）は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部７２０、筐体７２１、スピーカー７２２などによって構成されている。
【００９９】
表示部７２０にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示方式は液晶表示であってもＥＬ表示であってもよい。表示部７２０は画素ごとに有機トランジスタを有し、当該有機トランジスタには上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を用いる。また、表示部７２０を駆動するための集積回路は当該有機トランジスタと同様に基板上に形成もしくは実装されている。集積回路に設けられたトランジスタにも上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を有する有機トランジスタを用いても良い。本発明の有機トランジスタを用いることで、電気特性が良好で信頼性が高いテレビ受像機を得ることができる。
【０１００】
図１０（Ｃ）は、本発明を適用して作製したＩＤカードであり、支持体７３０、表示部７３１、支持体７３０内に組み込まれた集積回路チップ７３２等によって構成されている。なお、表示部７３１を駆動するための集積回路７３３、７３４についても支持体７３０内に組み込まれている。
【０１０１】
表示部７３１にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示方式は液晶表示であってもＥＬ表示であってもよい。表示部７３１は画素ごとに有機トランジスタを有し、当該有機トランジスタには上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を用いる。また、表示部７３１を駆動するための集積回路７３３、７３４は当該有機トランジスタと同様に基板上に形成もしくは実装されている。集積回路７３３、７３４に設けられたトランジスタにも上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を有する有機トランジスタを用いても良い。本発明の有機トランジスタを用いることで、電気特性が良好で信頼性が高いＩＤカードを得ることができる。
【０１０２】
また、表示部７３１において、集積回路チップ７３２において入出力された情報を表示し、どのような情報が入出力されたかを確認することができる。
【０１０３】
図１０（Ｄ）は、本発明を適用して作製した電子ペーパーであり、本体７４０は表示部７４１、受信装置７４２、駆動回路７４３、フィルムバッテリー７４４等によって構成されている。
【０１０４】
表示部７４１にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示方式は液晶表示であってもＥＬ表示であってもよい。表示部７４１は画素ごとに有機トランジスタを有し、当該有機トランジスタには上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を用いる。また、受信装置７４２や表示部７４１を駆動するための駆動回路７４３は当該有機トランジスタと同様に基板上に形成もしくは実装されている。受信装置７４２や駆動回路７４３に設けられたトランジスタにも上記実施の形態を用いて高密度プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を有する有機トランジスタを用いても良い。なお、情報処理機能は受信装置７４２及び通信機能を有する他の装置を利用することで、表示装置の負荷を軽減できる。本発明の有機トランジスタは、プラスチック基板などフレキシブルな基板に作製できるため電子ペーパーに適用することは非常に効果的であり、電気特性が良好で信頼性が高い電子ペーパーを作製することができる。
【０１０５】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の表示装置に用いることが可能である。また、本実施形態は実施の形態１乃至４の構成を自由に組み合わせることができる。
【実施例１】
【０１０６】
本発明を用いて作製した有機トランジスタについて図１を用いて説明する。
【０１０７】
基板１０上にスパッタリング法によってアルミニウムからなる１００ｎｍの厚さの導電層１７を形成する。次に、導電層１７に対し高密度プラズマ酸化を行い、３０ｎｍのゲート絶縁膜１２を形成する。図６の高密度プラズマ処理装置を用いた場合、プラズマ源から処理対象物である基板までの距離は２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であれば良いが、２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下が好ましい。なお、導電層１７のうち高密度プラズマを用いて絶縁化したゲート絶縁膜１２以外はゲート電極１１として機能する。
【０１０８】
次に、ゲート絶縁膜１２上に、ゲート絶縁膜１２とゲート電極１１との重畳部を覆うように５０ｎｍの厚さのペンタセンを蒸着法により成膜することで半導体層１３を形成する。
【０１０９】
次に、複合層１４として酸化モリブデン（ＶＩ）と芳香族アミン化合物であるＴＰＤをモル比で１対１となるよう共蒸着により１０ｎｍの厚さで成膜し、さらに導電層１５としてアルミニウムをマスクを用いて真空蒸着により形成し、ソース及びドレイン電極１６ａ、ｂを作製する。
【０１１０】
以上のようにして、信頼性の高いＰチャネル型の有機トランジスタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の有機トランジスタの一形態について説明する図。
【図２】本発明の有機トランジスタの作製方法について説明する図。
【図３】本発明の有機トランジスタの一形態について説明する図。
【図４】本発明の有機トランジスタの一形態について説明する図。
【図５】本発明の有機トランジスタの一形態について説明する図。
【図６】高密度プラズマ処理装置の模式図。
【図７】本発明を用いた液晶表示装置の上面図。
【図８】本発明を用いた液晶表示装置の断面図。
【図９】本発明を用いた発光表示装置の断面図。
【図１０】本発明を用いた電子機器の図。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  基板
１１  ゲート電極
１２  ゲート絶縁膜
１３  半導体層
１４  複合層（第１の複合層）
１５  導電層
１６ａ、ｂ  ソース及びドレイン電極
１７  導電層
３１  ゲート電極
３２  絶縁膜
４１  ゲート電極
４２  絶縁膜
５３  半導体層
５６ａ、ｂ  ソース及びドレイン電極
５８  第２の複合層
６１  誘電体導波路
６２  スロットアンテナ
６３  誘電板
６４  台
６５  ガス供給口
６６  プラズマ発生領域
６７  装置内部
５２７  有機トランジスタ
５２８  絶縁層
５２９  画素電極
５３０  配向膜
５３１  対向基板
５３２  対向電極
５３３  配向膜
５３４  液晶層
５３５  スペーサ
６００  素子基板
６０１  ソース側駆動回路部
６０２  画素部
６０３  ゲート側駆動回路部
６０４  対向基板
６０５  シール材
６０９  ＦＰＣ
６１０  第１の電極
６１１  絶縁層
６１２  発光層
６１３  第２の電極
６１４  パッシベーション膜
６１５  対向基板
６１６  空間
７１０  本体
７１１  表示部
７１３  音声出力部
７１４  音声入力部
７１５  操作スイッチ
７１６  操作スイッチ
７１７  アンテナ
７２０  表示部
７２１  筐体
７２２  スピーカー
７３０  支持体
７３１  表示部
７３２  集積回路チップ
７３３  集積回路
７３４  集積回路
７４０  本体
７４１  表示部
７４２  受信装置
７４３  駆動回路
７４４  フィルムバッテリー
【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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