(57)【要約】      （修正有）【課題】ソース／ドレイン電極と有機半導体層との間に、高い反応性を維持しながらもより安定した自己組織化単分子膜を形成し、電荷移動度の面で向上した電気的特性を示す有機薄膜トランジスタの提供。【解決手段】基板１、ゲート電極２、ゲート絶縁層３、ソース／ドレイン電極４／５、有機半導体層７、の有機薄膜トランジスタにおいて、ソース／ドレイン電極４／５と有機半導体層７との間に、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜６を形成する。【選択図】図２
2008078653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース／ドレイン電極、有機半導体層および分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記自己組織化単分子膜は、下記式（１）または下記式（２）
【化１】
2008078653.tif 000013
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立にＣ１〜３０のアルキル基であり、前記Ｒ１およびＲ２にはシアノ基、アルコキシ基、およびＣ６〜１２のアリール基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
ＲはＣ１〜３０-のアルキル基であって、シアノ基、アルコキシ基、およびＣ６〜１２のアリール基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２は、それぞれ独立に、水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルキル基、Ｃ６〜３０の芳香族基または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基にはＣ１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
Ａは水素、フッ素、アルコキシ基、Ｃ６〜３０の芳香族基、または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基にはＣ１〜１２-のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、前記Ｃ１〜１２のアルキル基にはフッ素、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
ｍは０〜５０の整数であり、ｎは１〜５０の整数である。）
で表される前駆体化合物から形成されている請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２の少なくとも一つが１つ以上のフッ素で置換されており、前記Ａが１つ以上のフッ素で置換されている請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記Ｒ１はメチルであり、前記Ｒ２はイソプロピルである請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記式（１）または式（２）で表される前駆体化合物は、下記式（３）〜（１３）
【化２】
2008078653.tif 000014
【化３】
2008078653.tif 000015
【化４】
2008078653.tif 000016
で表される化合物よりなる群から選択される請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記自己組織化単分子膜は、数〜数百Åの範囲の厚さを有する請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記ソース／ドレイン電極は、−ＯＨ作用基を付与することが可能な物質からなる請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記ソース／ドレイン電極は、金属酸化物または酸化膜がコートされている伝導性高分子である請求項７に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記有機薄膜トランジスタは、ボトムコンタクト型構造またはトップゲート型構造を有する請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
（ａ）基板上にゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
（ｃ）前記ゲート絶縁層上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、
（ｄ）前記ソース／ドレイン電極の上に、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を形成する工程と、
（ｅ）前記自己組織化単分子膜とゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程とを含む、有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
（ａ’）基板上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、
（ｂ’）前記ソース／ドレイン電極上に、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を形成する工程と、
（ｃ’）前記自己組織化単分子膜と基板上に有機半導体層を形成する工程と、
（ｄ’）前記有機半導体層上にゲート絶縁層を形成する工程と、
（ｅ’）前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成する工程とを含む、有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
前記自己組織化単分子膜を、下記式（１）または下記式（２）
【化５】
2008078653.tif 000017
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立にＣ１〜３０のアルキル基であり、前記Ｒ１およびＲ２にはシアノ基、アルコキシ基、およびＣ６〜１２のアリール基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
ＲはＣ１〜３０-のアルキル基であって、シアノ基、アルコキシ基、およびＣ６〜１２のアリール基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２は、それぞれ独立に、水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルキル基、Ｃ６〜３０の芳香族基または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基にはＣ１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
Ａは水素、フッ素、アルコキシ基、Ｃ６〜３０の芳香族基、または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基にはＣ１〜１２-のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、前記Ｃ１〜１２のアルキル基にはフッ素、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
ｍは０〜５０の整数であり、ｎは１〜５０の整数である。）
で表される前駆体化合物を用いて形成する請求項１０又は１１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法
【請求項１３】
前記Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２の少なくとも一つが１つ以上のフッ素で置換されており、前記Ａが１つ以上のフッ素で置換されている請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
前記Ｒ１はメチルであり、前記Ｒ２はイソプロピルである請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記式（１）または式（２）で表される前駆体化合物は、下記化学式(３)〜(１３)
【化６】
2008078653.tif 000018
【化７】
2008078653.tif 000019
【化８】
2008078653.tif 000020
で表される化合物よりなる群から選択される請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
前記自己組織化単分子膜を形成する工程は、
（ｉ）前記ソース／ドレイン電極の表面を、前記自己組織化単分子膜の前駆体化合物および溶媒を含む溶液と触媒との混合物に含浸させる工程と、
（ii）再び、前記ソース／ドレイン電極の表面を、酸化剤を含む有機溶媒とアミン類と水との混合溶液に含浸させる工程とによって行われる請求項１０または１１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
前記（ｉ）工程で使用される溶液は自己組織化単分子膜の前駆体化合物を１〜１００ｍＭの範囲で含み、前記溶液に含まれる溶媒は有機溶媒、水、またはこれらの混合物である請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記（ｉ）工程で使用される触媒は、酸性を呈する物質である請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
前記（ｉ）工程で使用される混合物は、前記自己組織化単分子膜の前駆体化合物および溶媒を含む溶液：触媒を１：１〜１００：１の体積比で混合して得られる請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２０】
前記（ii）工程で使用される酸化剤は、前記混合溶液に０．００１〜１０Ｍの範囲で含まれる請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２１】
前記（ii）工程で使用される酸化剤はヨウ素であり、前記混合溶液はテトラヒドロフランとピリジンと水の混合溶液である請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２２】
前記（ii）工程の後、（iii）前記含浸させたソース／ドレイン電極の表面をアニーリングする工程をさらに行う請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２３】
前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程との間、または前記（ａ’）工程と前記（ｂ’）工程との間に、前記ソース／ドレイン電極の表面を酸処理またはＵＶオゾン処理する工程をさらに含む請求項１０または１１に記載の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、リン酸エステル系自己組織化単分子膜を含む有機薄膜トランジスタおよびその製造方法に関し、より詳しくは、ソース／ドレイン電極と有機半導体層との間に、分子間の架橋結合(cross-linking)を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を含んで、高い電荷移動度の優れた電気的特性を示す有機薄膜トランジスタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体は、半導体特性を示す共役性有機高分子であるポリアセチレンが開発されて以来、有機物の特性、すなわち合成方法の多様性、繊維状またはフィルム状への成形容易性、柔軟性、伝導性、低い生産コストなどに起因し、新しい電気電子材料として機能性電子素子および光素子などの広範囲な分野で研究が盛んに行われている。
【０００３】
このような伝導性高分子を用いた素子の中でも、有機物を半導体層として使用する有機薄膜トランジスタに関する研究は１９８０年以後から始まり、近年では全世界で多くの研究が行われている。
【０００４】
有機薄膜トランジスタ(ＯＴＦＴ)は、既存のシリコン薄膜トランジスタと比較すると、プラズマを用いた化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）ではなく、常圧のプリント工程による半導体層の形成が可能であり、必要に応じて全工程がプラスチック基板を用いた連続工程(roll to roll)によって達成できるため、安価なトランジスタを実現することができるという大きな利点がある。したがって、有機薄膜トランジスタは、能動型ディスプレイの駆動素子、スマートカード、インベントリータグ用プラスチックチップなどの様々な分野における活用が予想されている。
【０００５】
ところが、有機薄膜トランジスタは、既存のシリコン薄膜トランジスタに比べて電荷移動度が低く、駆動電圧およびしきい電圧が高いという問題点がある。特に、ボトムコンタクト型またはトップゲート型構造の有機薄膜トランジスタの場合には、ソース／ドレイン電極として使用される物質と半導体層として使用される有機半導体物質間の表面特性が異なり、粘着性が良好ではなく、前記電極物質が有機半導体物質に比べて低い仕事関数を有することにより、前記半導体層とソース／ドレイン電極との間にショットキー障壁が形成されて電荷移動度がさらに低くなるという問題点がある。
【０００６】
従来、このような問題点を解決するために、主に、半導体層とソース／ドレイン電極間の界面を自己組織化単分子膜化合物(self-assembled monolayer compound：ＳＡＭ)で表面処理する方法を利用した。従来の自己組織化単分子膜化合物としては、リン酸エステル系、シラン系、チオール系などの物質が知られている。その中でも、リン酸エステル系自己組織化単分子膜化合物としては大部分がジクロロフォスフェイト(dichlorophosphate)官能基を有する物質が知られている。
【０００７】
ところが、前記ジクロロフォスフェイト官能基は、反応性が高く、基板上に自己組織化膜を良好に形成することができるという利点はあるが、水分に非常に敏感であり、変形が起こり易くて安定性が低下するという問題点がある。
【０００８】
最近では、より安定した新しい自己組織化単分子膜を開発し、これをソース／ドレイン電極の表面処理に採用しようとする研究が盛んに行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述した従来の技術の問題点を解決するためのもので、その目的は、ソース／ドレイン電極と有機半導体層との間に、高い反応性を維持しながら、より安定した新しいリン酸エステル系自己組織化単分子膜を含んで、特に電荷移動度が向上した電気的特性を示す有機薄膜トランジスタを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記有機薄膜トランジスタを製造することが可能な一製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の一実施形態は、基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース／ドレイン電極、有機半導体層、および分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を含む有機薄膜トランジスタである。
【００１２】
具体的には、前記本発明の一実施形態の有機薄膜トランジスタは、ボトムコンタクト型構造またはトップゲート型構造とすることができる。
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の他の実施形態は、（ａ）基板上にゲート電極を形成する工程と、（ｂ）前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、（ｃ）前記ゲート絶縁層上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、（ｄ）前記ソース／ドレイン電極の上に、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を形成する工程と、（ｅ）前記自己組織化単分子膜とゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程とを含む、有機薄膜トランジスタの製造方法である。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の別の実施形態は、（ａ’）基板上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、（ｂ’）前記ソース／ドレイン電極上に、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を形成する工程と、（ｃ’）前記自己組織化単分子膜と基板上に有機半導体層を形成する工程と、（ｄ’）前記有機半導体層上にゲート絶縁層を形成する工程と、（ｅ’）前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成する工程とを含む有機薄膜トランジスタの製造方法である。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の別の実施形態は、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程との間、または前記（ａ’）工程と前記（ｂ’）工程との間に、前記ソース／ドレイン電極の表面を酸処理またはＵＶオゾン処理する工程をさらに含む有機薄膜トランジスタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
上述したように、本発明は、ソース／ドレイン電極と有機半導体層との間に、分子間の架橋結合を形成しないより安定で且つ新しい単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を含むことにより、ソース／ドレイン電極と有機半導体層間の接触抵抗を減少させ、前記ソース／ドレイン電極物質の仕事関数を有機半導体物質の仕事関数より増加させることにより、高い電荷移動度の優れた電気的特性を示す有機薄膜トランジスタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
本発明の一側面は、基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース／ドレイン電極、有機半導体層、および分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を含む有機薄膜トランジスタに関する。
【００１８】
本発明において、「分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜」とは、これを構成する各分子が相互に架橋されておらず、ソース／ドレイン電極の表面上に露出されている官能基と１：１の単結合をしており、フォスフェイト基（ＰＯ４）を電極の表面に対するバインディンググループ、すなわち官能基として有する自己組織化単分子膜をいう。
【００１９】
すなわち、本発明における自己組織化単分子膜は、これを構成する各分子内に含まれているフォスフェイト官能基が相互に架橋結合を形成せず、ソース／ドレイン電極の表面上に露出されている−ＯＨなどの官能基と１：１で単結合して自己組織化単分子膜を形成する特異なメカニズムを有する単一膜である。図１は本発明の一実施形態による自己組織化単分子膜の具体的な形成メカニズムを簡略に示す。
【００２０】
本発明は、このように特異な形成メカニズムを有するリン酸エステル系自己組織化単分子膜をソース／ドレイン電極と有機半導体層との間に含んでソース／ドレイン電極の表面を改質させることにより、ソース／ドレイン電極と有機半導体層間の接触抵抗を減少させ、電子の注入性能を増加させ、結果として有機薄膜トランジスタの電荷移動度などの電気的特性を向上させることができる。
【００２１】
具体的に、本発明のリン酸エステル系自己組織化単分子膜は、特にこれに制限されるものではないが、下記式（１）または下記式（２）
【００２２】
【化１】
2008078653.tif 000003
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立にＣ１〜３０のアルキル基であり、前記Ｒ１およびＲ２にはシアノ基、アルコキシ基、およびＣ６〜１２のアリール基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
ＲはＣ１〜３０-のアルキル基であって、シアノ基、アルコキシ基、およびＣ６〜１２のアリール基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２は、それぞれ独立に、水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルキル基、Ｃ６〜３０の芳香族基または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基にはＣ１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
Ａは水素、フッ素、アルコキシ基、Ｃ６〜３０の芳香族基、または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基にはＣ１〜１２-のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、前記Ｃ１〜１２のアルキル基にはフッ素、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
ｍは０〜５０の整数であり、ｎは１〜５０の整数である。）
で表される前駆体化合物から形成することができる。
【００２３】
すなわち、本発明の自己組織化単分子膜は、フォスフォアミダイト(phosphoramidite)を電極の表面に対するバインディンググループとして含み、炭化水素基をテール部として含む前駆体化合物から形成することができる。
【００２４】
上記式（１）および（２）において、特に、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立にＣ１〜３０のアルキル基であり、
ＲはＣ１〜３０-のアルキル基であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２は、それぞれ独立に、水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルキル基、Ｃ６〜３０の芳香族基または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、
Ａは水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルコキシ基、Ｃ６〜３０の芳香族基、または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、
ｍは０〜２０の整数であり、ｎは１〜２０の整数である、化合物が好ましい。
【００２５】
さらに、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立にＣ１〜２０のアルキル基であり、
ＲはＣ１〜２０のアルキル基であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２は、それぞれ独立に、水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルキル基、Ｃ６〜２０の芳香族基または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜２０のヘテロ芳香族基であり、
Ａは水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルコキシ基であり、
ｍは０〜１０の整数であり、ｎは１〜１０の整数である、化合物がより好ましい。
【００２６】
なかでも、前記式（１）および（２）において、Ｒ１およびＲ２はアルキル基の中でもそれぞれメチル、イソプロピルであることが好ましい。
【００２７】
また、前記式（１）および（２）において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１およびＹ２の少なくとも一つは１つ以上のフッ素で置換されていることが好ましく、Ａも１つ以上のフッ素で置換されていることが好ましい。
正確なメカニズムは解明されていないが、フッ素を含む前駆体化合物で自己組織化単分子膜を形成すると、前記自己組織化単分子膜内のフッ素が有機半導体物質から電子をより容易に受け入れることによりホールドーピング効果(hole-doping effect)が発生し、結果として電子の注入性能がより増加することにより、電荷移動度がさらに向上すると判断される。
【００２８】
より具体的に、前記式（１）および（２）で表される前駆体化合物は、下記式（３）〜（１３）
【００２９】
【化２】
2008078653.tif 000004
【００３０】
【化３】
2008078653.tif 000005
【００３１】
【化４】
2008078653.tif 000006
で表される化合物よりなる群から選択できるが、これに限定されない。
【００３２】
前記式（１）および（２）で表される前駆体化合物は、通常の合成方法を用いて合成できる。特に制限されるものではないが、その合成過程を例示すると、以下の反応式のとおりである。
【００３３】
【化５】
2008078653.tif 000007
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立にＣ１〜３０のアルキル基であり、前記Ｒ１およびＲ２にはシアノ基、アルコキシ基、およびＣ６〜１２のアリール基の少なくとも一つが置換可能であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、およびＹ２はそれぞれ独立に水素、フッ素、Ｃ１〜１２のアルキル基、Ｃ６〜３０の芳香族基、または一つ以上の異種原子が芳香族に含まれたＣ２〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基にはＣ１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基の少なくとも一つが置換されていてもよく、
ｍは０〜５０の整数であり、ｎは１〜５０の整数である。）
【００３４】
前記反応は、窒素または水素雰囲気の下で通常の有機溶媒を用いて周囲温度または約１０〜１８０℃の温度で１〜２４時間行うことができる。カラムクロマトグラフィなどの通常の精製過程、濾過および濃縮過程などを経ることができる。
一方、前記本発明の自己組織化単分子膜の厚さは、当業者が用途および場合に応じて適切に選択して決定することができ、好ましくは数〜数百Åの範囲であるが、特にこれに限定されない。
【００３５】
このような自己組織化単分子膜が表面上に形成されるソース／ドレイン電極としては、前記自己組織化単分子膜のリン酸エステル基と単結合を形成する−ＯＨ官能基を付与することが可能な物質であればいずれでも制限なく使用することができる。具体的には、酸化物または酸化膜を含む材料を使用することができ、例えば、金属酸化物または酸化膜がコートされている伝導性高分子などを使用することができるが、これに限定されない。
【００３６】
前記金属酸化物としては、従来の技術分野で公知になっているものを使用することができるが、好ましくはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などを使用することができる。
【００３７】
このようなソース／ドレイン電極は、５００〜２,０００Åの範囲の厚さを有することができ、用途および必要に応じて、フォトリソグラフィなどの通常の方法でパターニングして使用することができる。
【００３８】
その他に、本発明の有機薄膜トランジスタに含まれる基板としては、従来の技術分野で知られている全種類の基板を制限なく使用することができ、例えば、シリカ、ガラス、プラスチックなどを用途に応じて当業者が適切に選択して使用することができるが、これに制限されない。前記プラスチック基板としては、特に制限されないが、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリイミド、ポリノルボルネン、ポリエーテルスルホンなどを例示することができる。前記基板は、用途および必要に応じて通常の方法でパターニングして使用することができる。
【００３９】
また、本発明の有機薄膜トランジスタに含まれるゲート電極としては、通常用いられる材料を制限なく使用することができ、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、およびクロム（Ｃｒ）を含む金属、またはこれらの合金（例えば：モリブデン／タングステン（Ｍｏ／Ｗ）合金）；インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）およびインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を含む金属酸化物；並びにポリチオフェン(polythiophene)、ポリアニリン(polyaniline)、ポリアセチレン(polyacetylene)、ポリピロール(polypyrrole)、ポリフェニレンビニレン(polyphenylene vinylene)、およびＰＥＤＯＴ(polyethylenedioxythiophene)／ＰＳＳ(polystyrenesulfonate)の混合物を含む伝導性高分子などを１種以上使用することができる。
【００４０】
前記ゲート電極は、約５００〜２，０００Åの範囲の厚さを有することが好ましく、用途および必要に応じて、通常の方法でパターニングして使用することができる。
【００４１】
本発明の有機薄膜トランジスタに含まれるゲート絶縁層としては、通常用いられる高誘電率の絶縁体を使用することができ、具体的には強誘電性絶縁体、無機絶縁体、有機絶縁体などを使用することができるが、これに限定されない。
【００４２】
具体的には、Ｂａ０．３３-Ｓｒ０．６６ＴｉＯ３（ＢＳＴ）、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、およびＴｉＯ２よりなる群から選択された強誘電性絶縁体；ＰｂＺｒ０．３３Ｔｉ０．６６Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＢａＭｇＦ４、ＳｒＢｉ２（ＴａＮｂ）２Ｏ９、Ｂａ（ＺｒＴｉ）Ｏ３（ＢＺＴ）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、およびＡｌＯＮよりなる群から選択された無機絶縁体；ポリイミド、ベンゼンシクロブテン（ＢＣＢ）、パリレン(Parylene)、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、およびポリビニルフェノールなどの有機絶縁体などを使用することができ、より好ましくは、本発明者等によって発明されて既に出願された、架橋剤を混合した絶縁体（韓国公開特許第２００５−５８０６２号）または有−無機ハイブリッド型絶縁体（韓国公開特許第２００５−３６１７１号）などを使用することができる。
【００４３】
このようなゲート絶縁層の厚さは、１，０００〜１０，０００Åの範囲であることが好ましいが、これに制限されるのではなく、用途および必要に応じて、通常の方法でパターニングして使用することができる。
【００４４】
本発明の有機薄膜トランジスタに含まれる有機半導体層としては、従来の公知の有機半導体物質であればいずれでも制限なく使用することができ、具体的には、公知の低分子系またはオリゴマー有機半導体物質、および公知の高分子系有機半導体物質よりなる群から選択される１種以上を、場合に応じて当業者が適切に選択して使用することができる。
【００４５】
より具体的には、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、オリゴチオフェン、ポリチオフェン、メロシアニン、銅フタロシアニン、ペリレン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレン、ルブレン(rubrene)、コロネン(coronen)、アントラジチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニルチアゾール、およびこれらの誘導体などをそれぞれ単独でまたは２種以上混合して使用することができるが、これに限定されない。
【００４６】
前記半導体層は、３００〜２，０００Åの範囲の厚さを有することができ、用途および必要に応じて、通常の方法でパターニングして使用することができる。
【００４７】
本発明の有機薄膜トランジスタは、通常知られているボトムコンタクト型またはトップゲート型の構造とすることができる。
【００４８】
具体的に、本発明の有機薄膜トランジスタは、図２に示すように、基板１と、前記基板上に位置するゲート電極２と、前記ゲート電極上に位置するゲート絶縁層３と、前記ゲート絶縁層上に位置するソース／ドレイン電極４、５と、前記ソース／ドレイン電極上に位置する自己組織化単分子膜６と、前記自己組織化単分子膜およびゲート絶縁層上に位置する有機半導体層７とを含む、ボトムコンタクト型の構造を有することができる。
あるいは、本発明の有機薄膜トランジスタは、図３に示すように、基板１と、前記基板上に位置するソース／ドレイン電極４、５と、前記ソース／ドレイン電極上に位置する自己組織化単分子膜６と、前記自己組織化単分子膜および基板上に位置する有機半導体層７と、前記半導体層上に位置するゲート絶縁層３と、前記ゲート絶縁層上に位置するゲート電極２とを含む、トップゲート型の構造であってもよい。
なお、これらに限定されるものではなく、本発明の目的を阻害しない範囲内において変形された構造であってもよい。
【００４９】
このように本発明に係る有機薄膜トランジスタは、ソース／ドレイン電極と有機半導体層との間に、分子間の架橋結合を形成しないより安定且つ新しい単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を含むことにより、ソース／ドレイン電極と有機半導体層間の接触抵抗を減少させることができる。また、電子の注入性能を向上させることにより、高い電荷移動度の優れた電気的特性を示す。したがって、本発明の有機薄膜トランジスタは各種ディスプレイ素子に効果的に適用できる。このようなディスプレイ素子としては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電界放出トランジスタ、発光ダイオード、有機ＥＬディスプレイなどを例示することができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００５０】
本発明の他の側面は、前記有機薄膜トランジスタの一製造方法に関する。具体的に、本発明の一実施形態は、（ａ）基板上にゲート電極を形成する工程と、（ｂ）前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、（ｃ）前記ゲート絶縁層上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、（ｄ）前記ソース／ドレイン電極上に、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を形成する工程と、（ｅ）前記自己組織化単分子膜とゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程とを含む有機薄膜トランジスタの製造方法である。
【００５１】
また、本発明の他の実施形態は、（ａ’）基板上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、（ｂ’）前記ソース／ドレイン電極上に、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化単分子膜を形成する工程と、（ｃ’）前記自己組織化単分子膜と基板上に有機半導体層を形成する工程と、（ｄ’）前記有機半導体層上にゲート絶縁層を形成する工程と、（ｅ’）前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成する工程とを含む有機薄膜トランジスタの製造方法である。
【００５２】
前述した一番目の製造方法によれば、図２に示したボトムコンタクト型構造の有機薄膜トランジスタを得ることができ、前述した二番目の製造方法によれば、図３に示したトップゲート型構造の有機薄膜トランジスタを得ることができる。
【００５３】
この際、前記自己組織化単分子膜を形成する工程は、（ｉ）前記ソース／ドレイン電極の表面を、前記自己組織化単分子膜の前駆体化合物および溶媒を含む溶液と触媒との混合物に含浸させる工程と、（ii）再び、前記ソース／ドレイン電極の表面を、酸化剤を含む有機溶媒とアミン類と水の混合溶液に含浸させる工程によって行うことができ、さらに、前記（ii)工程の後に、（iii）前記含浸させたソース／ドレイン電極の表面をアニーリングする工程を選択的に行うことができる。
【００５４】
以下、本発明の製造方法について工程別に詳細に説明する。下記過程は前記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基づいて説明するが、本発明の製造方法はトップゲート型構造の有機薄膜トランジスタにも同様の方式で適用可能である。
【００５５】
（ａ）工程：
まず、通常の方法によって基板を洗浄して不純物を除去した後、蒸着およびパターニングしてゲート電極を形成する。この際、前記基板およびゲート電極の材料としては上述したものと同一の材料を使用することができる。
【００５６】
（ｂ）工程：
基板上にゲート電極が形成されると、ゲート電極の上に通常の方法によってゲート絶縁層を形成する。この際、前記ゲート絶縁層の材料としては上述したものと同一の材料を使用することができ、その形成方法としては、特に限定されないが、公知の熱蒸着、真空蒸着またはスピンコーティング、プリンティングなどの溶液工程などを例示することができる。
必要に応じて、約４０〜１００℃の範囲内で約１分〜３０分間ソフトベーキングを行うことができ、約１００〜２００℃の範囲内で約３０分〜３時間ハードベーキングを行うこともできる。 
【００５７】
（ｃ）工程：
ゲート絶縁層が形成されると、ゲート絶縁層の上にソース／ドレイン電極を形成する。
具体例を挙げると、ゲート絶縁層上にソース／ドレイン電極物質を用いて一般な薄膜形成方法で薄膜を形成した後、前記薄膜の上部に通常の露光工程を行い、ソースおよびドレイン電極が形成されるべき領域（またはソース／ドレイン電極以外の領域）を露出させる現像工程を行う。その後、通常の方法によってアセトニトリルなどでエッチングし、最後にフォトレジストストリッパーでフォトレジストを除去してソース／ドレイン電極を形成する。
【００５８】
この際、前記ソース／ドレイン電極の物質としては、上述したものと同一の材料を使用することができ、好ましくはインジウム錫酸化物またはインジウム亜鉛酸化物の金属酸化物を使用することができる。また、ソース／ドレイン電極をゲート絶縁層上に形成するための薄膜形成方法としては、熱蒸着法、スピンコーティング、ロールコーティング、スプレイコーティング、プリンティングなどを例示することができるが、これに限定されない。
【００５９】
（ｄ）工程：
ソース／ドレイン電極が形成されると、前記電極の表面を、分子間の架橋結合を形成しない単結合型リン酸エステル系自己組織化分子膜を形成することが可能な前駆体化合物で処理して、前記ソース／ドレイ電極上に自己組織化単分子膜を形成する。
【００６０】
この際、前記自己組織化単分子膜およびこれを形成することが可能な前駆体化合物などについての説明は、上述した内容と同様なので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６１】
具体的には、本工程は、（ｉ）前記ソース／ドレイン電極の表面を、前記自己組織化単分子膜の前駆体化合物および溶媒を含む溶液と触媒との混合物に含浸させる工程と、（ii）再び、前記ソース／ドレイン電極の表面を、酸化剤を含む有機溶媒とアミン類と水の混合溶液に含浸させる工程とによって行うことができる。（iii）前記含浸させたソース／ドレイン電極の表面をアニーリングする工程をさらに行うことができる。
【００６２】
次に、これをより具体的に説明する。
（ｉ）工程
まず、ソース／ドレイン電極の表面を、前記自己組織化単分子膜を形成することが可能な前駆体化合物および溶媒を含む溶液と触媒との混合物に含浸させる。本工程を経ると、前記前駆体化合物に含まれているフォスフォアミダイト官能基が、ソース／ドレイン電極の表面に露出されている−ＯＨ基と１：１で反応してフォスファイト(phosphate)官能基に変わり、ソース／ドレイン電極の表面に単結合することになる（図１参照）。
【００６３】
この際、前記溶媒としては、通常の有機溶媒、水、またはこれらの混合物を制限なく使用することができ、好ましくは、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンを含むケトン類；エチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテルを含むグリコールジエーテル類；プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を含むグリコールエーテルアセテート類；エチルアセテート、ブトキシエトキシエチルアセテート(butoxyethoxy ethyl acetate)ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、ジヒドロテルピネオールアセテート(dihydroterpineol acetate、ＤＨＴＡ)を含むアセテート類；テルピネオール類；トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート(Trimethyl pentanediol monoisobutyrate、ＴＥＸＡＮＯＬ)、ジクロロエテン（ＤＣＥ）；クロロベンゼン；およびＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などをそれぞれ単独でまたは２種以上混合して使用することができるが、これに制限されない。
【００６４】
前記前駆体化合物および溶媒を含む溶液中の前駆体化合物の濃度は、当業者が場合および必要に応じて適切に選択して決定することができるが、ソース／ドレイン電極の表面改質度合いおよび接触抵抗の減少を考慮すれば、１〜１００ｍＭの範囲が好ましい。
【００６５】
前記触媒としては、従来の公知の物質のうち酸性を呈する物質であれば制限なく使用することができ、具体的にはテトラゾール溶液、ＨＣｌ、リン酸、硫酸などを例示することができるが、これに制限されない。好ましくは、テトラヒドロフラン溶媒にテトラゾールが０．１〜１００ｍＭの濃度で含まれているテトラゾール溶液を使用することが好ましい。
【００６６】
前記前駆体化合物および溶媒を含む溶液と前記触媒との混合割合は、用途や前駆体化合物の種類などを考慮に入れて当業者が適切に選択することができるが、１：１〜１００：１の体積比で混合して使用することが好ましい。
【００６７】
本工程は、特にこれに制限されないが、１０〜１００℃で１０秒〜１時間行われることが好ましく、さらに常温で３０秒〜５分間行われることが好ましい。
【００６８】
（ii）工程：
次いで、前記（ｉ）工程で得られたソース／ドレイン電極の表面を、酸化剤を含む有機溶媒とアミン類と水の混合溶液に含浸させる。本工程を経ると、前記ソース／ドレイン電極の表面に結合したフォスファイト官能基が相互に架橋結合を形成せず、それ自体酸化されてリン酸エステル作用基に変わる（図１参照）。
この際、前記酸化剤としては、従来の公知の酸化剤を制限なく使用することができ、好ましくはヨウ素、ｔｅｒｔ−ＢｕＯＯＨ、ビューケージ試薬(Beaucage reagent)、Ｓ８／ＣＳ２／Ｐｙｒ／Ｅｔ３Ｎなどを使用することができる。前記酸化剤の添加量は、当業者が用途および場合に応じて適切に選択することができ、好ましくは０．００１〜１０Ｍ、より好ましくは０．０１〜１Ｍの範囲である。
前記混合溶液に含まれる有機溶媒としては通常の有機溶媒を使用することができ、前記アミン類としては公知のアミン類を制限なく使用することができ、前記有機溶媒とアミン類と水の混合割合は当業者が反応性などを考慮に入れて適切に選択することができる。
好ましくは、前記混合溶液として、テトラヒドロフランとピリジンと水を１０：１０：１０〜７０：２０：１０の体積比で混合したものを使用することができるが、これに限定されない。
最も好ましくは、前記酸化剤としてヨウ素を使用し、前記混合溶液としてはテトラヒドロフランとピリジンと水の混合溶液を使用することができる。
本工程は、特にこれに制限されないが、１０〜１００℃で１０秒〜１時間行うことが好ましく、より好ましくは常温で３０秒〜５粉間である。
（iii）工程：
前記（ii）工程の後、前記含浸させたソース／ドレイン電極の表面をアニーリングする工程をさらに行うことができる。このように、ソース／ドレイン電極の表面処理後にアニーリングを行うと、ソース／ドレイン電極の粘着性が向上して電荷移動度をさらに高めることができる。
前記アニーリング工程は、通常の方法によって制限なく行うことができ、５０〜２００℃で１分〜２時間行うことが好ましい。
（ｅ）工程：
最後に、前記自己組織化単分子膜とゲート絶縁層上に有機半導体物質を通常のコーティング方法でコートして有機半導体層を形成する。
この際、前記有機半導体物質としては、上述したものと同一の材料を使用することができる。その形成方法としては、特に限定されないが、熱蒸着法、スクリーン印刷、プリンティング、スピンコーティング、ディップコーティング、インプリンティングなどを例示することができる。
一方、本発明に係る有機薄膜トランジスタの製造方法は、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程との間に、または前記（ａ’）工程と前記（ｂ’）工程との間に、前記ソース／ドレイン電極の表面を予め酸処理またはＵＶオゾン処理する工程をさらに含むことができる。
前述したようにソース／ドレイン電極を自己組織化単分子膜で表面処理する前に、酸処理またはＵＶオゾン処理を併用すると、ソース／ドレイン電極の表面を親水性に変化させてリン酸エステル官能基の表面吸着性をより増加させることができる。
前記酸処理工程は、当該技術分野で知られている通常の方法によって行うことができるが、具体的にはソース／ドレイン電極の表面を１５〜３５℃で０．５秒〜３０秒間有機酸または無機酸溶液に含浸させることにより、行うことができる。
この際、前記有機酸としては、具体的に下記式（１４）で表される酸溶液を使用することができるが、これに限定されない。
【化６】
2008078653.tif 000008
（式中、Ｒ３はＣ１〜１２のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、Ｃ３〜３０のシクロアルキル基、Ｃ６〜３０-のアリール基、またはこれらのフッ素置換官能基である。）
前記無機酸としては、例えば、ＨＩ、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＦ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４、Ｈ２ＳＯ４、またはこれらの混合物を挙げることができるが、これに限定されない。この際、前記混合物としては、ＨＣｌまたはＨＮＯ３を混合して使用するＩＴＯエッチング液を例示することができる。
前記ＵＶオゾン処理工程は、従来の技術分野で通常用いられる方法によって行うことができ、好ましくはソース／ドレイン電極の表面を２４０〜２７０ｎｍの波長で０．２〜０．５Ｗ／ｃｍ３のパワーのランプによって１分〜３０分間照射させることにより、行うことができるが、これに限定されない。
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明する。しかし、下記の実施例は説明の目的のためのもので、本発明を制限するためのものではない。
［前駆体化合物の合成］
合成例１
【化７】
2008078653.tif 000009
塩化メチレン（１０ｍＬ）と１−オクタノール（０．２６ｇ、２．０ｍｍｏｌ）との混合溶液にジイソプロピルエチルアミン（０．５６ｍＬ、３．２１ｍｍｏｌ）を添加した後、常温でＮ，Ｎ−ジイソプロピルメチルホスホナミディッククロライド(N,N-diisopropylmethyl-phosphonamidic chloride)（０．４５ｇ、２．２７ｍｍｏｌ）で２時間処理した。次いで、前記反応混合物を塩化メチレン（２０ｍＬ）で希釈し、それから得た有機膜をＮａＨＣＯ３の飽和溶液、水およびブラインを用いて順次洗浄した。洗浄した有機膜を硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた後、真空状態で濃縮させた。その後、得られた有機残留物を、溶離液(eluent)としてヘキサンを用いるシリカゲルクロマトグラフィによって精製し、上に示した前駆体化合物１を得た。
31P NMR (CDCl3) 148; 1H NMR (CDCl3) 3.75-3.45 (m, 4H), 3.38 (d, 3H), 1.62-1.57 (m, 2H), 1.43-1.27 (m, 10H), 1.15 (d, 12H), 0.96 (t, 3H)
合成例２
【化８】
2008078653.tif 000010
削り屑状マグネシウム(magnesium turnings)（７５０ｍｇ、３１ｍｍｏｌ）で充填されたフラスコにエーテル（１０ｍＬ）を添加し、さらにヨウ素を少量（１〜５ｍｇ）添加した後、その結果得られた混合物を色が無くなるまで何分間攪拌した。前記混合物にブロモベンゼン（１００ｍＬ、０．９ｍｍｏｌ）を添加し、前記混合物を加熱して反応を開始させた。前記混合物を弱く還流させながら、ここにブロモベンゼン（３．２ｍＬ、３０ｍｍｏｌ）とエーテル（５０ｍＬ）との混合溶液を２．５時間滴加した。暗褐色に変わった混合物を窒素雰囲気下の周囲温度で３時間攪拌した後、−５℃の氷塩浴で冷却した。
【００６９】
前記混合物に５−ベンジルオキシ−１−ブロモペンタン(5-benzyloxy-1-bromopentane)（１．５４ｇ、６ｍｍｏｌ）とエーテル（１０ｍＬ）との混合溶液を滴加した。その結果得られた混合物を２時間攪拌して冷却させた後、加熱して３時間還流させ、周囲温度で冷却させた。前記溶液を氷水に攪拌させながら注いだ後、塩酸（１Ｎ）を滴加した。この際、ｐＨを４に維持した。前記結果物から膜を分離した後、水溶性膜を塩化メチレンを用いて３回抽出した。有機層をＭｇＳＯ４を用いて乾燥し、濾過および濃縮させて褐色オイルを得た後、これをカラムクロマトグラフィして５−フェニルペンチルベンジルエーテル(5-phenylpentyl benzyl ether)を得た。前記５−フェニルペンチルベンジルエーテルとメタノール（５０ｍＬ）との混合溶液に１０％Ｐｄ／Ｃ触媒を混合し、前記の混合物を水素雰囲気の下で３時間攪拌した後、セライトパッドを通して濾過した。前記濾過物を濃縮して５−フェニルペンチンアルコールを得た。５−フェニルペンチルアルコールを出発物質として前記合成例１と同様の方法で行うことにより、上に示した前駆体化合物２を得た。
31P NMR (CDCl3) 146; 1H NMR (CDCl3) 7.32-7.17 (ｍ，5H)， 3.56-3.47 (t, 2H), 3.41 (s, 3H), 3.02-2.94 (m, 2H), 2.65-2.54 (t, 2H）, 1.52-1.24 (m, 6H), 1.13 (d, 12H)
【００７０】
［有機薄膜トランジスタの製造］
実施例１
まず、洗浄したガラス基板にアルミニウムを用いてスパッタリング法で厚さ１５００Åのゲート電極を形成した。ゲート電極の上にシラノール系有無機ハイブリッド型絶縁体（韓国公開特許第２００５−３６１７１号）をスピンコーティング法によって２０００ｒｐｍで７０００Åの厚さにコートした後、７０℃で１０分間ソフトベーキング、そして１５０℃で９０分間ハードベーキングしてゲート絶縁層を形成した。さらにその上にＩＴＯを、真空度２×１０−７ｔｏｒｒ、基板温度５０℃、蒸着比０．８５Å／ｓｅｃの条件で熱蒸着法によって１０００Åの厚さに蒸着した後、フォトリソグラフィによってＩＴＯ電極パターンを形成した。
【００７１】
次いで、前記合成例１で得た前駆体化合物１をエチルアルコールで１０ｍＭ溶解した前駆体溶液と、テトラゾールをテトラヒドロフラン溶媒に１０ｍＭ溶解したテトラゾール溶液とを１０：１の体積比で混合して得た混合物に、前記ＩＴＯ電極を常温で１分間含浸させ、テトラヒドロフラン溶媒に洗浄した。その後、これを、ヨウ素がテトラヒドロフランとピリジンと水の混合溶液（テトラヒドロフラン：ピリジン：水＝７０：２０：１０の体積比で混合）に０．０５Ｍ溶解された溶液に、常温で１分間含浸させ、再びテトラヒドロフラン溶媒で洗浄してリン酸エステル系の自己組織化単分子膜を形成した。その上に、ポリヘキシルチオフェンがジクロロベンゼンに０．１ｗｔ％で溶解された溶液を１０００ｒｐｍでスピンコートして５００Åの厚さに半導体層を形成した。１００℃で１５分間熱処理して有機薄膜トランジスタを製作した。
【００７２】
実施例２
前記合成例１で得た前駆体化合物１の代わりに、前記合成例２で得た前駆体化合物２を使用した以外は前記実施例１と同一の方法で行い、有機薄膜トランジスタを製作した。
【００７３】
実施例３
ＩＴＯ電極上に自己組織化単分子膜を形成する前に、前記ＩＴＯ電極の表面を常温でＩＴＯエッチング液に１０秒間酸処理した以外は前記実施例１と同一の方法で行い、有機薄膜トランジスタを製作した。
【００７４】
実施例４
ＩＴＯ電極上に自己組織化単分子膜を形成する前に、前記ＩＴＯ電極の表面を２５４ｎｍの波長で０．２８Ｗ／ｃｍ３のパワーを持ったランプによって５分間照射してＵＶオゾン処理した以外は前記実施例１と同一の方法で行い、有機薄膜トランジスタを製作した。
【００７５】
実施例５
ＩＴＯ電極上に自己組織化単分子膜を形成した後、１２０℃で１５分間アニーリング処理した以外は実施例１と同一の方法で行い、有機薄膜トランジスタを製作した。
【００７６】
実施例６
ＩＴＯ電極上に自己組織化単分子膜を形成した後、１００℃で３０分間アニーリング処理した以外は実施例３と同一の方法で行い、有機薄膜トランジスタを製作した。
【００７７】
比較例１
前記ＩＴＯ電極上に自己組織化単分子膜を形成していない以外は実施例１と同一の方法で行い、有機薄膜トランジスタを製造した。
【００７８】
比較例２
前記ＩＴＯ電極上に自己組織化単分子膜を形成していない以外は実施例６と同一の方法で行い、有機薄膜トランジスタを製造した。
【００７９】
［有機薄膜トランジスタの特性の評価］
前記実施例６および前記比較例２で製造した有機薄膜トランジスタの電気的特性を評価するために、ＫＥＩＴＨＬＥＹ社のＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ａｎａｌｙｚｅｒ（４２００−ＳＣＳ）を用いて電流伝達特性を測定し、その測定結果を図４に示した。
【００８０】
図４を参照すると、実施例６で製造した本発明の有機薄膜トランジスタが比較例２の有機薄膜トランジスタに比べて改善された電荷移動度を有することを確認することができる。
【００８１】
なお、前記実施例１〜６および前記比較例１〜２で製造した有機薄膜トランジスタの電荷移動度は、下記飽和領域(saturation region)の電流式から（ＩＳＤ）１／２とＶＧを変数としたグラフを得、そのグラフの傾きから求め表１に示した。
【００８２】
【数１】
2008078653.tif 000011
（式中、ＩＳＤはソース／ドレイン電流、μまたはμＦＥＴは電荷移動度、Ｃ０は酸化膜静電容量、Ｗはチャネル幅、Ｌはチャネル長さ、ＶＧはゲート電圧、ＶＴはしきい電圧である。）
【００８３】
【表１】
2008078653.tif 000012
表１の結果より、本発明の方法によって製造される有機薄膜トランジスタは電荷移動度の電気的特性に優れることを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタに含まれる一実施形態の自己組織化単分子膜の形成メカニズムを示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態であるボトムコンタクト型構造の有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態であるトップゲート型構造の有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図４】本発明の実施例６および比較例２に係る有機薄膜トランジスタの電流伝達特性曲線である。
【符号の説明】
【００８５】
１    基板
２    ゲート電極
３    ゲート絶縁層
４    ソース電極
５    ドレイン電極
６    自己組織化単分子膜
７    有機半導体
【図１】
2008078653.tif 000021
【図２】
2008078653.tif 000022
【図３】
2008078653.tif 000023
【図４】
2008078653.tif 000024