(57)【要約】【課題】絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有する有機電子トランジスタ及び該有機電子トランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】有機トランジスタは、基板１に形成されたゲート電極２、ゲート電極２に形成されたゲート絶縁膜３、ゲート絶縁膜３に形成された、塗れ性の高い有機材料を含む第一の有機膜４、第一の有機膜４に形成された、疎水基を有する複数の有機分子からなる有機材料を含む第二の有機膜５、第二の有機膜５に形成された、有機半導体材料を含む有機半導体膜６、並びに有機半導体膜６に形成されたソース電極７及びドレイン電極８、を有する。【選択図】　　　　図１
2004031801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも二つの電極、少なくとも一つの該電極に形成された少なくとも一つの絶縁膜、少なくとも一つの前記絶縁膜に形成された塗れ性の高い有機材料を含む少なくとも一つの第一の有機膜、該少なくとも一つの第一の有機膜に形成された疎水基を有する有機材料を含む少なくとも一つの第二の有機膜、及び該少なくとも一つの第二の有機膜に形成された、有機半導体材料を含む少なくとも一つの有機半導体膜、を有することを特徴とする有機電子デバイス。
【請求項２】
基板に形成されたゲート電極、該ゲート電極に形成されたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜に形成された、塗れ性の高い有機材料を含む第一の有機膜、該第一の有機膜に形成された、疎水基を有する複数の有機分子からなる有機材料を含む第二の有機膜、該第二の有機膜に形成された、有機半導体材料を含む有機半導体膜、並びに該有機半導体膜に形成されたソース電極及びドレイン電極、を有することを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項３】
前記複数の有機分子の前記疎水基は、一定方向に配向していることを特徴とする請求項２記載の有機トランジスタ。
【請求項４】
前記ゲート絶縁膜は、一又は複数の層からなり、
該一又は複数の層の材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、フッカ物、及びダイヤモンドライクカーボンからなる群から独立に選択されることを特徴とする請求項２又は３記載の有機トランジスタ。
【請求項５】
基板上に第一の電極を形成するステップ、
該第一の電極に絶縁膜を形成するステップ、
該絶縁膜に、塗れ性の高い有機材料を含む第一の有機膜を形成するステップ、
該第一の有機膜に、疎水基を有する有機材料を含む第二の有機膜を形成するステップ、
該第二の有機膜に、有機半導体材料を含む有機半導体膜を形成するステップ、及び、
該有機半導体膜の上に第二の電極を形成するステップを有することを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記第二の有機膜をラビングして、前記疎水基を有する有機材料を構成する複数の有機分子の前記疎水基を一定方向に配向させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の有機電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁膜及び有機半導体膜を有する有機電子デバイス及び該有機電子デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、いろいろな電子デバイスの駆動素子として有機トランジスタが注目されている。有機トランジスタは、半導体膜に有機材料を用いている。このため、真空装置を使用することが多い無機トランジスタに比べて、均一な膜を作製することが容易な印刷法などを使用して、低温で作製することができ、大面積化も容易である。さらに低温で半導体層膜を作製できる有機材料を用いているため、軟らかいプラスチック基板を使用することができ、フレキシブルな素子を作製することができるという特徴を持つ。
【０００３】
一般的な有機トランジスタは、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース・ドレイン電極、及び有機半導体膜の構成からなる。有機トランジスタにおいては、ゲート電極に印加する電圧（ゲート電圧）を変化させることで、ゲート絶縁膜と有機半導体の界面の電荷量を制御し、ソース電極及びドレイン電極間の電流値を変化させてスイッチングを行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、この有機トランジスタの特性は、ゲート絶縁膜の絶縁性と有機半導体膜の配向に大きく依存する。基板の材料にプラスチックを用いた揚合には、全ての製作工程を低温で行う必要があり、ゲート絶縁膜を形成する温度も低温であることが要求される。しかしながら、ゲート絶縁膜を低温で形成した場合には、ゲート絶縁膜に、ピンホールや凹凸（ポーラス）が生じることがある。このように、ゲート絶縁膜にピンホールや凹凸があると、ゲート絶縁膜の絶縁性が低下してゲートの漏れ電流の発生が懸念される。
【０００５】
一方、Ｙ−Ｙ．Ｌｉｎ，Ｄ．Ｊ．Ｇｕｎｄｌａｃｈ，Ｓ．Ｆ．Ｎｅｌｓｏｎ，ａｎｄ　Ｔ．　Ｎ．Ｊａｃｋｓｏｎ，ＩＥＥＥ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　ｖｏｌ．８　Ｎｏ．１２　Ｐ．Ｐ．６０６−Ｐ．Ｐ．６０８（１９９７）によれば、ゲート絶縁膜の表面に疎水性を示す材料を形成することで、有機半導体膜を形成する表面の表面エネルギーを小さくし、有機半導体の結晶粒を成長させ、高いキャリア移動度を得たことが報告されている。
【０００６】
また、ゲート絶縁膜の形成方法や表面処理法に関していくつかの報告がなされている。Ｍ．Ｌ．Ｓｗｉｇｇｅｒｓ，Ｇ．Ｘｉａ，Ｊ．Ｄ．Ｓｌｉｎｋｅｒ，Ａ．Ａ．Ｇｏｒｏｄｅｔｓｋｙ，ａｎｄ　Ｇ．Ｇ．Ｍａｌｌｉａｒａｓ，Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．７９，Ｎｏ．９　Ｐ．Ｐ．１３００−１３０（２００１）では、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の薄膜をゲート絶縁膜ＳｉＯ２の表面に形成し、有機半導体の材料であるペンタセンのキャリア移動度として０．０２ｃｍ／Ｖｓが得られたことを報告している。
【０００７】
しかしながら、この方法においては、ＰＶＡは、塗れ性の高い材料であるため、ゲート絶縁膜のピンホールや凹凸を埋めるゲート絶縁膜の平坦化には適しているが、ペンタセンなどの有機分子で有機半導体膜を形成した場合、結晶粒の成長が促進されず、高い移動度を得ることが期待できない。
【０００８】
また、特開平１３−９４１０７号では、ゲート絶縁膜にフッ素ポリマー層を薄く形成する方法を開示している。しかしながら、この方法においては、フッ素ポリマー層の表面に配置された疎水基を利用して、有機半導体の結晶粒の成長を促進させているが、フッ素ポリマーは塗れ性が低いため、ゲート絶縁膜の微細な凹凸やピンホールを十分に埋めることができず、ゲート絶縁膜の絶縁性を向上させることができない。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有する有機電子デバイス及び該有機電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、有機電子デバイスにおいて、基板上に、少なくとも二つの電極、少なくとも一つの該電極に形成された少なくとも一つの絶縁膜、少なくとも一つの前記絶縁膜に形成された塗れ性の高い有機材料を含む少なくとも一つの第一の有機膜、該少なくとも一つの第一の有機膜に形成された疎水基を有する有機材料を含む少なくとも一つの第二の有機膜、及び該少なくとも一つの第二の有機膜に形成された、有機半導体材料を含む少なくとも一つの有機半導体膜、を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、基板上に、少なくとも二つの電極、少なくとも一つの該電極に形成された少なくとも一つの絶縁膜、少なくとも一つの前記絶縁膜に形成された塗れ性の高い有機材料を含む少なくとも一つの第一の有機膜、該少なくとも一つの第一の有機膜に形成された疎水基を有する有機材料を含む少なくとも一つの第二の有機膜、及び該少なくとも一つの第二の有機膜に形成された、有機半導体材料を含む少なくとも一つの有機半導体膜、を有するので、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有する有機電子デバイスを提供することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、有機トランジスタにおいて、基板に形成されたゲート電極、該ゲート電極に形成されたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜に形成された、塗れ性の高い有機材料を含む第一の有機膜、該第一の有機膜に形成された、疎水基を有する複数の有機分子からなる有機材料を含む第二の有機膜、該第二の有機膜に形成された、有機半導体材料を含む有機半導体膜、並びに該有機半導体膜に形成されたソース電極及びドレイン電極、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、基板に形成されたゲート電極、該ゲート電極に形成されたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜に形成された、塗れ性の高い有機材料を含む第一の有機膜、該第一の有機膜に形成された、疎水基を有する複数の有機分子からなる有機材料を含む第二の有機膜、該第二の有機膜に形成された、有機半導体材料を含む有機半導体膜、並びに該有機半導体膜に形成されたソース電極及びドレイン電極、を有するので、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有する有機トランジスタを提供することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の有機トランジスタにおいて、前記複数の有機分子の前記疎水基は、一定方向に配向していることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、前記複数の有機分子の前記疎水基は、一定方向に配向しているので、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有すると共に、有機分子の配向が任意に制御された有機半導体膜を有する、有機トランジスタを提供することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の有機トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁膜は、一又は複数の層からなり、該一又は複数の層の材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、フッカ物、及びダイヤモンドライクカーボンからなる群から独立に選択されることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、前記ゲート絶縁膜は、一又は複数の層からなり、該一又は複数の層の材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、フッカ物、及びダイヤモンドライクカーボンからなる群から独立に選択されるので、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有すると共に、様々な方法で形成することができるゲート絶縁膜を有する、有機トランジスタを提供することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、有機電子デバイスの製造方法において、基板上に第一の電極を形成するステップ、該第一の電極に絶縁膜を形成するステップ、該絶縁膜に、塗れ性の高い有機材料を含む第一の有機膜を形成するステップ、該第一の有機膜に、疎水基を有する有機材料を含む第二の有機膜を形成するステップ、該第二の有機膜に、有機半導体材料を含む有機半導体膜を形成するステップ、及び、該有機半導体膜の上に第二の電極を形成するステップを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、基板上に第一の電極を形成するステップ、該第一の電極に絶縁膜を形成するステップ、該絶縁膜に、塗れ性の高い有機材料を含む第一の有機膜を形成するステップ、該第一の有機膜に、疎水基を有する有機材料を含む第二の有機膜を形成するステップ、該第二の有機膜に、有機半導体材料を含む有機半導体膜を形成するステップ、及び、該有機半導体膜の上に第二の電極を形成するステップを有するので、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有する有機電子デバイスの製造方法を提供することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の有機電子デバイスの製造方法において、前記第二の有機膜をラビングして、前記疎水基を有する有機材料を構成する複数の有機分子の前記疎水基を一定方向に配向させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、前記第二の有機膜をラビングして、前記疎水基を有する有機材料を構成する複数の有機分子の前記疎水基を一定方向に配向させるステップをさらに含むので、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有すると共に、有機分子の配向が任意に制御された有機半導体膜を有する、有機電子デバイスの製造方法を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２３】
本発明の有機電子デバイスは、例えば、有機トランジスタである。以下では、本発明の有機電子デバイスを有機トランジスタとして説明する。
【００２４】
本発明は、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体膜を含む有機トランジスタにおいて、第一の有機薄膜、及び第二の有機薄膜を含む。ここで、第一の有機薄膜は、ゲート絶縁膜の表面に形成され、第二の有機薄膜は、第一の有機薄膜の表面に形成される。これらの第一及び第二の有機薄膜は、これらの二つの有機薄膜に対応する有機材料を、ゲート絶縁膜の表面に順次塗布することで形成され、ゲート絶縁膜、第一及び第二の有機薄膜を含む（積層）絶縁膜となる。
【００２５】
基板上において、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極は、周知の金属材料及び方法で作製することができる。有機半導体膜の材料は、有機分子のペンタセンなどを使用することができ、有機半導体膜は、印刷法によって形成してもよい。
【００２６】
ゲート絶縁膜は、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２などの酸化物、Ｓｉ２Ｎ３などの窒化物、ＳｉＯｘＮｙなどの酸化窒化物、ＣａＦなどのフッ化物、及びダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの無機材料を含む一又は複数の層からなる。ゲート絶縁膜が、複数の層からなる場合には、各層の材料は、それぞれ独立に上記無機材料から選択される。
【００２７】
ゲート絶縁膜が、ゲート電極の金属の酸化物からなる場合には、ゲート電極の表面を陽極酸化法で酸化することで酸化物のゲート絶縁膜を形成することができる。有機トランジスタの基板の材料にプラスチックを使用した場合には、陽極酸化法を用いることで、低温でゲート絶縁膜を形成することができる。ただし、低温でプラスチック基板上にゲート絶縁膜を形成することができれば、陽極酸化法以外にスパッタ法、真空蒸着法、イオンビームスパッタ法、ＣＶＤ法などを用いてもよい。
【００２８】
ゲート絶縁膜が酸化物以外の場合には、マグネトロンスパッタ法などのスパッタ法、真空蒸着法、イオンビームスパッタ法、ＣＶＤ法などを用いて、低温でプラスチック基板上にゲート絶縁膜を形成することができる。
【００２９】
第一の有機材料は、塗れ性が高い有機材料である。ここで、塗れ性が高い有機材料とは、ゲート絶縁膜の表面に対する接触角が９０度よりも小さい有機材料であることを意味する。具体的には、ＣＨ２ＣＨＯＣＯＣＨ３　、ＣＨ３ＣＨＯなどの化合物、（−ＣＨ２ＣＨＯＨ−）ｎ　、（−ＣＨ２ＣＨＣｌ−）ｎ　、（−ＣＨ２ＣＨＯＣＯＣＨ３−）ｎ　などの高分子化合物、また繰り返し単位に−ＣＨ２ＣＨＣｌ−や−ＣＨ２ＣＣｌ２−を有する高分子化合物が挙げられる。これらの塗れ性の高い有機材料を、溶剤であるメタノール、アセトン、トルエン、酢酸エチルなどのエステルに溶解させ、ディップ法、スピンコート法などを用いてゲート絶縁膜の表面に均一に塗布し、第一の有機薄膜を形成する。
【００３０】
ここで上記のようにゲート絶縁膜を低温で形成した場合には、ゲート絶縁膜の表面にピンホールや凹凸が形成される場合がある。このようなピンホールや凹凸は、ゲート絶縁膜の絶縁性の低下を引き起こす。
【００３１】
このような第一の有機材料は、塗れ性が高いため、ゲート絶縁膜の表面形成されたピンホールや凹凸を埋め、絶縁膜を緻密にすると共に平坦化することができる。よって、第一の有機材料をゲート絶縁膜に塗布することで、ゲート絶縁膜の絶縁性を保持することができる。
【００３２】
第二の有機材料は、疎水性を有する有機材料である。具体的には、　　　　　Ｃ８Ｆ１７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ２）２ＯＨ、Ｃ８Ｆ１７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）ＳＯ４Ｎａ、Ｈ（ＣＦ２）８ＰＯ（ＯＨ）２　、ＣＦ３（ＣＦ２）６（ＣＨ２）５ＣＯＯＮａなどの分子式で表されるフッ素系界面活性剤、Ｓｉ［Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＲ］４で表されるシリコーン系界面活性剤などの疎水性の高い有機材料が挙げられる。また、ＣｎＦ２ｎ＋１−やＨ（ＣＦ２）ｎＣＨ２−のような炭化フッ素系の疎水基を有する界面活性剤、ＣＨ３［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ］ｎＣ３Ｈ７のような、シリコーン系の疎水基を有する界面活性剤でもよい。加えて、上記の界面活性材を組み合わせた組成物でもよい。これらの疎水性を示す有機材料を、デイップ法、スピンコート法など用いて、第一の有機薄膜の表面に均一に塗布し、第二の有機薄膜を形成する。
【００３３】
このように疎水性を示す第二の有機薄膜を形成することで、有機半導体膜が形成される表面の表面エネルギーを小さくし、有機半導体膜の結晶粒の成長を促進させることができる。即ち、有機半導体膜を構成する有機分子を規則正しく配列させることで、有機半導体膜のキャリア移動度を向上させることができる。
【００３４】
また、ラビング装置を用いて第二の有機薄膜の表面をラビングし、第二の有機薄膜を構成する分子の疎水基を一定方向に配向させてもよい。このように、第二の有機薄膜の表面をラビングすることで、第二の有機薄膜に積層させる有機半導体膜を構成する有機分子の配向を、疎水基の配向を制御することによって、任意に制御することができる。
【００３５】
よって、本発明によれば、低温で形成したゲート絶縁膜の表面に塗れ性の高い有機材料及び疎水基を有する有機材料とを順次塗布し、第一の有機薄膜及び第二の有機薄膜からなる（積層）絶縁膜を形成することで、ゲート絶縁膜の膜質を緻密化すると共に第二の有機薄膜における表面エネルギーを低下させることができる。これにより、（積層）絶縁膜の絶縁性が高く、キャリア移動度の高い半導体膜を有する有機トランジスタを作製できる。したがって、プラスチック基板を用いたフレキシブルな有機トランジスタに本発明の（積層）絶縁膜を適用すれば、応答性に優れ、効率的に駆動する有機トランジスタを作製することができる。
【００３６】
［実施例１］
次に、本発明における有機トランジスタの第一の実施例を図１と共に説明する。
図１（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第一の実施例における有機トランジスタの製造方法を模式的に示す有機トランジスタの断面図である。
【００３７】
図１（ａ）に示すように、本実施例における有機トランジスタにおいて、ポリカーボネートからなるプラスチック基板１の表面上に、まずゲート金属（タンタル：Ｔａ）からなるゲート電極２を形成した。次に、このゲート電極２の表面を陽極酸化することで、ゲート電極２の表面にゲート金属の酸化物（五酸化二タンタル：Ｔａ２Ｏ５）からなるゲート絶縁膜３を形成した。
【００３８】
次に、図１（ｂ）に示すように、このゲート絶縁膜３上に、第一の有機材料をスピンコート法などを用いて、ゲート絶縁膜３の表面上に均一に塗布し、第一の有機薄膜４を形成した。第一の有機薄膜４の膜厚は、１０ｎｍ以下である。ゲート絶縁膜３に塗布する第一の有機材料としては、ポリ酢酸ビニル（−ＣＨ２ＣＨＯＣＯＣＨ３−）ｎを用いた。この有機材料は基板に対する塗れ性が高く、親水性を示すことから下地のゲート絶縁膜３の表面にあるピンホールや凹凸を埋め、緻密にすることができた。この第一の有機材料をゲート絶縁膜３に塗布した後、１２０℃以下の温度で基板をベークして、第一の有機薄膜４を形成した。ベークに要する時間は、１〜２時間であった。
【００３９】
次に図１（ｃ）に示すように、第一の有機薄膜４の表面上に、第二の有機材料を、スピンコート法によって均一に塗布し、第二の有機薄膜５を形成した。第一の有機薄膜４に塗布した第二の有機材料としては、フッ素系界面活性剤を用いた。
【００４０】
次に図１（ｄ）に示すように、第二の有機薄膜５の表面上に、有機分子であるペンタセンを印刷法によって塗布し、有機半導体膜６を形成した。ここで、第二の有機材料に、疎水性の高いフッ素系界面活性剤を用いたため、ペンタセンからなる有機半導体膜６の結晶粒の成長を促進させることができた。さらに、有機半導体膜６の表面上に、金からなるソース電極７、ドレイン電極８として、水平方向に間隔を設けた２つの導電ストリップを形成した。
【００４１】
以上のようにして、ゲート絶縁膜３に塗れ性の高い第一の有機薄膜４及び疎水性の高い第二の有機薄膜５を順次積層することで、ゲート絶縁膜の膜質を緻密にし、ペンタセンからなる有機半導体膜６の結晶粒の成長を促進させることができた。
【００４２】
［実施例２］
次に、本発明における有機トランジスタの第二の実施例を図２と共に説明する。
図２（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第二の実施例における有機トランジスタの製造方法を模式的に示す有機トランジスタの断面図である。
【００４３】
図２（ａ）に示すように、本実施例における有機トランジスタにおいて、ポリカーボネートからなるプラスチック基板１１の表面上に、まずゲート金属（タンタル：Ｔａ）からなるゲート電極１２を形成した。次に、このゲート電極１２の表面を陽極酸化することで、ゲート電極２の表面にゲート金属の酸化物（五酸化二タンタル：Ｔａ２Ｏ５）からなるゲート絶縁膜１３を形成した。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示すように、このゲート絶縁膜１３上に、第一の有機材料をスピンコート法などを用いて、ゲート絶縁膜１３の表面上に均一に塗布し、第一の有機薄膜１４を形成した。ゲート絶縁膜３に塗布する第一の有機材料としては、ポリ酢酸ビニル（−ＣＨ２ＣＨＯＣＯＣＨ３−）ｎを用いた。この有機材料は基板に対する塗れ性が高く、親水性を示すことから下地のゲート絶縁膜３の表面にあるピンホールや凹凸を埋め、緻密にすることができた。この第一の有機材料をゲート絶縁膜１３に塗布した後、１２０℃以下の温度で１〜２時間、基板をベークして、第一の有機薄膜１４を形成した。
【００４５】
次に図２（ｃ）に示すように、第一の有機薄膜１４の表面上に、第二の有機材料を、スピンコート法によって均一に塗布し、第二の有機薄膜１５を形成した。第一の有機薄膜１４に塗布した第二の有機材料としては、フッ素系界面活性剤を用いた。ここで、第二の有機薄膜１５の表面を、ラビング装置を用いてラビングした。これにより、第二の有機薄膜１５を構成するフッ素界面活性剤の疎水基を基板に対して一定方向に配向させることができた。
【００４６】
次に図２（ｄ）に示すように、第二の有機薄膜１５の表面上に、有機分子であるペンタセンを印刷法によって塗布し、有機半導体膜１６を形成した。ここで、第二の有機材料に、疎水性の高いフッ素系界面活性剤を用いたため、ペンタセンからなる有機半導体膜１６の結晶粒の成長を促進させると共に、第二の有機薄膜１５の表面をラビングしたことで、第二の有機薄膜１５の表面に対してペンタセンの分子面が垂直に一様に配向させることができた。さらに、有機半導体膜６の表面上に、金からなるソース電極１７、ドレイン電極１８として、水平方向に間隔を設けた２つの導電ストリップを形成した。
【００４７】
［実施例３］
次に、本発明における有機トランジスタの第三の実施例を図３と共に説明する。
図３は、本発明の第三の実施例における有機トランジスタの断面図である。
【００４８】
本実施例の有機トランジスタは、第一及び第二の実施例と同様に、プラスチック基板２１の表面上にゲート電極２２、ゲート電極２２の表面上にゲート絶縁膜２３、ゲート絶縁膜２３上に第一の有機薄膜２４、第一の有機薄膜２４上に第二の有機薄膜２５、第二の有機薄膜２５上に有機半導体膜２６、有機半導体膜２６上に水平に間隔を設けた二つの導電ストリップ（ソース電極及びドレイン電極）２７、２８を有する。
【００４９】
本実施形態では、ゲート絶縁膜２３の材料は、窒化シリコン（Ｓｉ２Ｎ３）であり、ゲート絶縁膜２３をマグネトロンスパッタ法により形成した。プラスチック基板の温度は、１００℃以下にし、ゲート絶縁膜の膜厚は１０００Åであった。次に上述と同じ第一の有機材料及び第二の有機材料をゲート絶縁膜２３の表面上にスピンコート法を用いて順次均一に塗布して、第一の有機薄膜２４及び第二の有機薄膜２５を形成した。
【００５０】
また、ゲート絶縁膜２３としてＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２などの酸化物、ＣａＦ（フッ化膜）、ＳｉＯｘＮｙ（酸化窒化膜）、又はＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン膜）を用いた有機トランジスタを同様に作製した。このようにして、電流のＯＮ／ＯＦＦ特性が高く、キャリア移動度の大きい有機電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を得た。
【００５１】
以上、本発明を発明の実施の形態及び実施例として説明してきたが、本発明は、これら実施の形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、これら実施の形態や実施例の種々の変形、応用、及び組み合わせを行うことができる。例えば、必要に応じて第一の有機材料及び／又は第二の有機材料を、それぞれ、上述した材料から適宜選択して、複数の薄膜からなる（積層）絶縁膜としてもよい。また、発明の実施の形態においては、本発明を有機トランジスタとして説明してきたが、本発明は、有機トランジスタに限定されるものではなく、特に低温で、絶縁性の高い絶縁膜を形成し、その絶縁膜に結晶成長が促進された有機半導体膜を形成する有機電子デバイス及び該有機電子デバイスの製造方法に適用することができる。ここで有機電子デバイスは、基板上に、少なくとも二つの電極、少なくとも一つの電極に形成された少なくとも一つの絶縁膜、及び有機半導体材料を含む少なくとも一つの有機半導体膜を有し、例えば、有機トランジスタ以外には有機ダイオードを含む。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁性の優れた絶縁膜、及び有機分子の結晶成長が促進された有機半導体膜を有する有機電子デバイス及び該有機電子デバイスの製造方法を提供することができる。
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第一の実施例における有機トランジスタの製造方法を模式的に示す有機トランジスタの断面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第二の実施例における有機トランジスタの製造方法を模式的に示す有機トランジスタの断面図である。
【図３】本発明の第三の実施例における有機トランジスタの断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１　　プラスチック基板
２、１２、２２　　ゲート電極
３、１３、２３　　ゲート絶縁膜
４、１４、２４　　第一の有機薄膜
５、１５、２５　　第二の有機薄膜
６、１６、２６　　有機半導体膜
７、１７、２７　　ソース電極
８、１８、２８　　ドレイン電極
【図１】
2004031801.tif 000003
【図２】
2004031801.tif 000004
【図３】
2004031801.tif 000005