(57)【要約】【課題】ゲート絶縁膜の形成を簡便に行うことが可能で、キャリア移動度が高く、リーク電流が低減され、ＯＮ／ＯＦＦ比が高く、ゲート電圧を低くできデバイス性能に優れた有機薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】大気圧プラズマ法にて形成されたゲート絶縁膜と配向膜に隣接する有機半導体層を有する有機トランジスタ素子。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧プラズマ法にて形成されたゲート絶縁膜と配向膜に隣接する有機半導体層を有することを特徴とする有機トランジスタ素子。
【請求項２】
有機半導体層が配向膜に隣接する状態で加熱処理される工程を経て形成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機トランジスタ素子。
【請求項３】
有機半導体がπ共役系高分子化合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機トランジスタ素子。
【請求項４】
高分子支持体上に形成されたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有機トランジスタ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲート絶縁膜の形成を簡便に行うことが可能で、デバイス性能に優れた有機薄膜トランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機半導体の研究とともに有機半導体による種々の有機薄膜トランジスタが提案されている。従来のａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などによる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に比較して低温のプロセスを利用して製造できることから、フレキシブルな高分子支持体（ポリマーベース）上にＴＦＴを形成したディスプレイなどへの応用が期待されている。
【０００３】
しかしながら有機薄膜トランジスタは、Ｓｉ材料を用いたものに比べてキャリア移動度が低く、性能が劣るという問題を有する。
【０００４】
特許文献１には配向膜を有機半導体層に隣接させて分子整合させることにより、そのキャリア移動度を向上させることが、特許文献２には半導体ポリマーを融点以上に加熱すると液晶相となることを利用して隣接する配向膜により分子整合させることで、有機半導体チャネルの移動度を向上させることが、それぞれ記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３２５８９号公報
【０００６】
【特許文献２】
国際公開公報００／７９６１７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記の有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜は、シリコン基板の熱酸化による酸化ケイ素膜や、スパッタ法或いはＣＶＤ法等のドライプロセスによる金属酸化物や金属窒化物の薄膜か、塗布形成されたポリマー膜であるが、ポリマー膜は金属酸化物や金属窒化物に比較して、比誘電率が低く、電界効果が弱いので、ゲート電圧を高くせねばならず、またスッチングにおける電流ＯＮ／ＯＦＦ比が低いことから、製造上の負荷が大きい真空系設備が必要なドライプロセスを採用して金属酸化物や金属窒化物で形成するのが一般的である。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ゲート絶縁膜の形成を簡便に行うことが可能で、キャリア移動度が高く、リーク電流が低減され、ＯＮ／ＯＦＦ比が高く、ゲート電圧を低くできデバイス性能に優れた有機薄膜トランジスタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、
１）　大気圧プラズマ法にて形成されたゲート絶縁膜と配向膜に隣接する有機半導体層を有する有機トランジスタ素子、
２）　有機半導体層が配向膜に隣接する状態で加熱処理される工程を経て形成された１）の有機トランジスタ素子、
３）　有機半導体がπ共役系高分子化合物である１）又は２）の有機トランジスタ素子、
４）　高分子支持体上に形成された１）、２）又は３）の有機トランジスタ素子、によって達成される。
【００１０】
以下、本発明について詳しく述べる。
本発明の有機トランジスタ素子は、ゲート絶縁膜を大気圧プラズマ法にて形成すると共に、有機半導体層を配向膜に隣接させて分子整合させることを特徴とする。
【００１１】
本発明において大気圧プラズマ法にて形成するゲート絶縁膜としては特に制限は無いが、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。
窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
【００１２】
大気圧プラズマ法、即ち大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６、同１１−１３３２０５、特開２０００−１２１８０４、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２等に記載されている。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。
【００１３】
絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。
【００１４】
本発明に係る有機半導体層を構成する有機半導体材料としては、π共役系材料が用いられる。たとえばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、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、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０に記載された多環縮合体などを用いることができる。
【００１５】
また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。
【００１６】
さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ’−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００１７】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００１８】
また、繰り返し単位のうち少なくとも１箇所に、例えばＣ４〜Ｃ１５のアルキル基等の置換基を付加し、立体的な規則構造を形成させた材料が好ましい。アルキル基等の置換基の付加は、有機半導体材料の有機溶媒への溶解性を高め、更に規則構造の形成により、有機半導体層を形成したときのポリマーの高次構造に規則性を与えることができる。
【００１９】
更に、これらのうち好ましいのは、チオフェン環の連鎖構造を有するポリマー又はオリゴマーであり、３−アルキルチオフェンのｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ構造を含むことが最も好ましい。アルキル基に含まれる炭素数は４〜１５であり、４未満では有機溶媒への溶解性が低下し、１５以上では規則構造が乱れる傾向にある。更に融点を２４０℃以下とするため、アルキル基の炭素数は６以上が好ましい。最も好ましくは炭素数８〜１５のアルキル基である。
【００２０】
本発明においては、有機半導体層に、たとえば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００２１】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って，ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用可能である。
【００２２】
このアクセプターとしてＣｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＩＣｌ、ＩＣｌ３、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ５、ＡｓＦ５、ＳｂＦ５、ＢＦ３、ＢＣ１３、ＢＢｒ３、ＳＯ３などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌＯ４、ＦＳＯ３Ｈ、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＦ３ＳＯ３Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ３、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＨｆＣｌ４、ＮｂＦ５、ＮｂＣｌ５、ＴａＣｌ５、ＭｏＣｌ５、ＷＦ５、ＷＣｌ６、ＵＦ６、ＬｎＣｌ３（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣｌＯ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ５−、ＳｂＦ６−、ＢＦ４−、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
【００２３】
またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ４Ｐ＋、Ｒ４Ａｓ＋、Ｒ３Ｓ＋、アセチルコリンなどをあげることができる。
【００２４】
これらのドーパントのドーピングの方法として予め有機半導体の薄膜を作製しておき、ドーパントを後で導入する方法、有機半導体の薄膜作製時にドーパントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用いる気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該薄膜に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体状態のドーパントを該薄膜に接触させてドーパントを拡散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることができる。また液相ドーピングにおいては電解を施すことによってドーピングの効率を調整することができる。後者の方法では、有機半導体化合物とドーパントの混合溶液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たとえば真空蒸着法を用いる場合、有機半導体化合物とともにドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入することができる。またスパッタリング法で薄膜を作製する場合、有機半導体化合物とドーパントの二元ターゲットを用いてスパッタリングして薄膜中にドーパントを導入させることができる。さらに他の方法として、電気化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピングおよび例えば刊行物「工業材料」３４巻、第４号、５５頁（１９８６年）に示されたイオン注入法等の物理的ドーピングの何れも使用可能である。
【００２５】
これら有機薄膜の作製法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用できる。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。
【００２６】
これら有機半導体からなる薄膜の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体からなる活性層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、有機半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【００２７】
また配向膜に隣接させて有機半導体層を形成した後、加熱処理することで分子整合が促進され、有機半導体チャネルの移動度がより向上して好ましい。
【００２８】
配向膜としては、液晶ディスプレイなどに用いられる公知の技術、例えば特開平９−１９４７２５、同９−２５８２２９に記載される技術を用いることができる。配向膜の材料にはポリイミド、過フルオロポリマー、液晶ポリマー等が用いられ、膜形成後にラビング処理を行うことが好ましい。米国特許第５，４６８，５１９号等に記載された電磁場中で配向させる方法を利用してもよい。
【００２９】
好ましくは、光配向させた配向膜であり、特開平８−２８６１８０、同８−３１３９１０、同９−８０４４０等に記載された配向膜である。
【００３０】
配向膜の厚みは１ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜１００ｎｍである。
図１に本発明の有機トランジスタ素子の構成をモデル的に示す。
【００３１】
図１（ａ）において、本発明の有機トランジスタ素子１０ａは、支持体１上にゲート電極２が形成され、ゲート絶縁膜３を介して配向膜４に隣接して有機半導体層５がソース電極６とドレイン電極７を連結するチャネルとして形成されている。
【００３２】
図１（ｂ）において、本発明の有機トランジスタ素子１０ｂは、支持体１上にゲート電極２が形成され、ゲート絶縁膜３、配向膜４をこの順に有し、ソース電極６とドレイン電極７を覆って有機半導体層５が配向膜４に隣接してチャネルとして形成されている。
【００３３】
図１（ｃ）において、本発明の有機トランジスタ素子１０ｃは、支持体１上に配向膜４を有し、ソース電極６とドレイン電極７を覆って有機半導体層５が配向膜４に隣接してチャネルとして形成され、ゲート絶縁膜３を介してゲート電極２が形成されている。
【００３４】
ソース電極６、ドレイン電極７及びゲート電極２を形成する材料は、導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン，タングステン，酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００３５】
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液，導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【００３６】
支持体１はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えばプラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。このような、高分子支持体を用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。高分子の軟化点が１１０℃以上、更には１５０℃以上のフィルムであることが好ましい。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００３８】
実施例１
厚さ１５０μｍのＰＥＳフィルム（住友ベークライト製ＦＳ−１３００）上に、スパッタ法により、厚さ１００ｎｍ、幅３００μｍのアルミニウム皮膜を成膜し、ゲート電極とした。そのフィルムの上に、特開２０００−８０１８２に記載の装置を用い、アルゴン（９８．２体積％）、テトラメトキシシラン（０．３体積％）、水素ガス（１．５体積％）の混合ガスを使用して、大気圧プラズマ法により厚さ１５０ｎｍの酸化ケイ素の膜を形成した。
【００３９】
さらに、酸化ケイ素膜の上に、市販のポリイミド材料を用いて、厚さ２０ｎｍのポリイミド薄膜を形成し、布でこすることによりラビング処理を施した。
【００４０】
次に、ＺｎおよびＮｉの含有量が１０ｐｐｍ以下になるよう良く精製した、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）のｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ体（アルドリッチ社製）のクロロホルム溶液を調製し、Ｎ２ガス雰囲気中で、前記ポリイミドの膜の表面にアプリケーターを用いて塗布し、室温で乾燥させた後、５０℃、３０分間の熱処理を施した。このときポリ（３−ヘキシルチオフェン）の膜厚は１００ｎｍであった。さらに、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）膜の表面に、マスクを用いて金を蒸着し、ソース、ドレイン電極を形成した。幅１００μｍ、厚さ１００ｎｍのソース、ドレイン電極は、先のゲート電極に直交するよう配置され、チャネル幅Ｗ＝０．３ｍｍ、チャネル長Ｌ＝２０μｍの有機薄膜トランジスタが形成された。
【００４１】
この有機薄膜トランジスタは、ｐチャネルのエンハンスメント型ＦＥＴの良好な動作特性を示した。
【００４２】
得られた有機薄膜トランジスタで以下の条件における測定値を得た。
▲１▼　ゲートのリーク電流Ｉｇ−ｓｄ；ソース、ドレイン電極をショートさせ、ゲートバイアスを−３０Ｖとしたときのリーク電流Ｉｇ−ｓｄを測定した。
【００４３】
▲２▼　ＯＮ／ＯＦＦ比；ドレイン電圧を−２０Ｖとしたときのドレイン電流について、ゲートバイアス−３０Ｖ時および０Ｖ時の比を示す。
【００４４】
▲３▼　周知の方法により、Ｉ−Ｖカーブの飽和領域から、電界効果移動度を算出した。
【００４５】
実施例２
実施例１の素子をフィルムごと、Ｎ２ガス置換雰囲気中２３０℃で加熱した後、−１℃／ｓｅｃの速度で室温まで冷却した。同様に評価した。
【００４６】
比較例１
ポリイミド膜を形成しない他は、実施例１と全く同様に素子を作成、評価した。
【００４７】
実施例３
厚さ１５０μｍのＰＥＳフィルム（住友ベークライト製ＦＳ−１３００）上に、実施例１と同様に、厚さ２０ｎｍのポリイミド皮膜を形成しラビング処理した。次に、ポリイミド皮膜上に、マスクを用いて金を蒸着し、幅１００μｍ、厚さ１００ｎｍのソース、ドレイン電極を形成した。
【００４８】
ＺｎおよびＮｉの含有量が１０ｐｐｍ以下になるよう良く精製した、ポリ（３−オクチルチオフェン）のｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ体（Ｒｉｅｋｅ　Ｍｅｔａｌｓ，　Ｉｎｃ製）のクロロホルム溶液を調製し、この溶液を、Ｎ２ガス置換雰囲気中で、ソース・ドレイン電極およびポリイミド皮膜上に塗布し、室温で乾燥させた後、５０℃、３０分間の熱処理を施した。このとき、ポリ（３−オクチルチオフェン）の膜厚は３０ｎｍであった。
【００４９】
その上に、大気圧プラズマ法により同様に、厚さ１３０ｎｍの酸化チタン皮膜を形成した後、チャネル部分に重なるよう、導電性の銀ペーストをスクリーン印刷し、幅３０μｍのゲート電極を形成し、チャネル長Ｌ＝２０μｍの有機薄膜トランジスタを作成した。
【００５０】
得られた有機薄膜トランジスタで同様の評価をした。
実施例４
実施例３の素子をフィルムごと、Ｎ２ガス置換雰囲気中２００℃で加熱した後、−１℃／ｓｅｃの速度で室温まで冷却した。同様に評価した。
【００５１】
比較例２
実施例３にてポリイミド膜を形成せず、それ以外は全く同様に、素子を作成、評価した。
【００５２】
以上の有機薄膜トランジスタを評価した結果を示す。
2004103638.tif 000002
【００５３】
【発明の効果】
本発明の有機トランジスタ素子は、ゲート絶縁膜の形成を簡便に行うことが可能で、キャリア移動度が高く、リーク電流が低減され、ＯＮ／ＯＦＦ比が高く、ゲート電圧を低くできデバイス性能に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機トランジスタ素子の構成をモデル的に示す図である。
【符号の説明】
１　支持体
２　ゲート電極
３　ゲート絶縁膜
４　配向膜
５　有機半導体層
６　ソース電極
７　ドレイン電極
１０　有機トランジスタ素子
【図１】
2004103638.tif 000003