(57)【要約】【課題】  表示デバイス、情報タグ、ＩＣ等のエレクトロ分野に有用な、移動度が大きく、オンオフ比及び閾値変動の改善された電界効果型有機トランジスタを提供する。【解決手段】  ソース電極１６、ドレイン電極１５及びゲート電極１２の各電極と、ゲート絶縁層１３及び有機半導体層１７とを有する電界効果型有機トランジスタであって、該ゲート絶縁層１３と有機半導体層１７との界面に芳香環を有するシラン化合物が配置された電界効果型有機トランジスタ。【選択図】        図１
2005158765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極の各電極と、ゲート絶縁層及び有機半導体層とを有する電界効果型有機トランジスタであって、該ゲート絶縁層と該有機半導体層との界面に芳香環を有するシラン化合物が配置されていることを特徴とする電界効果型有機トランジスタ。
【請求項２】
前記シラン化合物が下記一般式（Ｉ）で表される化合物である請求項１記載の電界効果型有機トランジスタ。
【化１】
2005158765.tif 000019
（式中、Ａは置換基を有していても良いフェニル基、１または２−ナフチル基、１または２−フェナントリル基、１または２−アントラニル基、１または２−ピレニル基、１または２−ナフタセニル基、１または２−ペリレニル基、１または２−ペンタセニル基を示す。これら骨格中の１つ以上のＣＨはＮに置き換わっていてもよい。Ｂは単結合または炭素原子数が１〜３０までのアルキレン基を示す。該アルキレン基中の１つ以上のメチレン基はＯ、ＣＯ、Ｓ、ＮＨに置き換わっていてもよい。Ｅは水素原子、ハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基またはブトキシ基を示す。）
【請求項３】
前記シラン化合物が以下の一般式（Ｉａ）〜（Ｉｄ）で表わされる化合物である請求項１または２記載の電界効果型有機トランジスタ。
【化２】
2005158765.tif 000020
（式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、ＮＯ2 、ＮＨ2 または炭素原子数が１〜３０までのアルキル基またはパーフルオロアルキル基を示す。該アルキル基中の１つ以上のメチレン基はＯ、ＣＯ、Ｓ、ＮＨに置き換わっていても良い。Ｑは水素原子、塩素原子、メトキシ基またはエトキシ基を示す。ｍは１または０を示す。ｎは０〜２９までの整数を示す。）
【請求項４】
前記有機半導体層が共役高分子化合物である請求項１乃至３のいずれかの項に記載の電界効果型有機トランジスタ。
【請求項５】
前記共役高分子化合物の重量平均分子量が、５，０００から５００，０００である請求４記載の電界効果型有機トランジスタ。
【請求項６】
ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極の各電極と、ゲート絶縁層及び有機半導体層とを有する電界効果型有機トランジスタの製造方法であって、該ゲート絶縁層の表面を芳香環を有するシラン化合物で処理する工程と、該シラン化合物で処理されたゲート絶縁層表面に有機半導体層を形成する工程とを有することを特徴とする電界効果型有機トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記シラン化合物で処理されたゲート絶縁層にラビング処理を施す工程をさらに有する請求項７に記載の電界効果型有機トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電界効果型有機トランジスタに関して、特に表示デバイス、情報タグ、ＩＣ等のエレクトロ分野に有用な有機半導体層を有する電界効果型有機トランジスタおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
結晶シリコンテクノロジーを基盤としたシリコントランジスタに対抗すべく、有機半導体を利用したトランジスタの開発が盛んに行われている。有機半導体は有機材料の特徴である、軽量、柔軟性、多様性、堅牢性を備え、また、１００℃前後の低温プロセスで形成できるほか、印刷、スピンコート等の液相プロセスによる製造方法が可能である。その為、結晶シリコン半導体ではなし得なかったプラスチック基板上への製造や大画面化が可能であり、フレキシブルな電子ペーパー、情報タグ等の新しいデバイスへの適用の期待が高まっている。
【０００３】
しかしながら、通常の有機半導体は移動度が１０-4〜１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓレベルとシリコン半導体に比べて一桁以上低く、高抵抗である為に、大電流が得られにくく、また動作周波数が低い等の問題点を抱えている。高移動度を得るためには、有機半導体層を整然と並べ、共役平面の重なりができるだけ大きくなるようにすることが有効とされる。また、非特許文献１において、ゲート絶縁層の表面をヘキサメチルジシラザンやオクタデシルトリクロロシランで処理することで移動度が改善できることが知られている。
【０００４】
一方、電界効果有機トランジスタで得られる飽和領域のドレイン電流は下記の式（Ｉ）から求められる。
【０００５】
【数１】
2005158765.tif 000003
【０００６】
（式中、Ｉｄはドレイン電流（Ａ）、μは移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）、Ｗはチャネル幅（ｃｍ）、Ｌはチャネル長（ｃｍ）、Ｃｉはゲート絶縁層の容量（Ｆ／ｃｍ2）、Ｖｇはゲート電圧（Ｖ）、Ｖｔｈはトランジスタの閾値電圧（Ｖ）を示し、ドレイン電流の平方根とゲート電圧の関係からドレイン電流Ｉｄ＝０に外挿することにより求めることができる。）
【０００７】
また、スイッチングデバイスとして利用する場合、トランジスタがオンした時のソース−ドレイン両電極間を流れる電流とオフした時のソースドレイン両電極間を流れる電流の比（オンオフ比）が少なくとも１０4 以上、望ましくは１０6 以上が必要となる。
【０００８】
しかしながら、有機半導体の場合、前述したように低移動度の為にオン電流が小さく、また有機半導体に含まれる不純物の影響で、オフ電流が大きい為に十分なオンオフ比が得られていない。更に長時間駆動することで閾値が変動してしまうという問題がある。従って実用特性を満足できる有機半導体を利用した電界効果型有機トランジスタは存在していないのが現状である。
【非特許文献１】「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」Ｖｏｌ．４１，ｐ．２７３０、２００２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、この様な従来技術に鑑みてなされたものであり、前記従来課題を解決し、移動度が大きく、オンオフ比及び閾値変動の改善された電界効果型有機トランジスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は該ゲート絶縁層の表面が芳香環を有するシラン化合物で処理することで有機半導体の移動度を向上し、オンオフ比および閾値変動の改善された電界効果型有機トランジスタを提供するものである。
【００１１】
すなわち本発明は、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極の各電極と、ゲート絶縁層及び有機半導体層とを有する電界効果型有機トランジスタであって、該ゲート絶縁層と該有機半導体層との界面に芳香環を有するシラン化合物が配置されていることを特徴とする電界効果型有機トランジスタである。
【００１２】
また本発明は、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極の各電極と、ゲート絶縁層及び有機半導体層とを有する電界効果型有機トランジスタの製造方法であって、該ゲート絶縁層の表面を芳香環を有するシラン化合物で処理する工程と、該シラン化合物で処理されたゲート絶縁層表面に有機半導体層を形成する工程とを有することを特徴とする電界効果型有機トランジスタの製造方法である。
【００１３】
前記シラン化合物が下記一般式（Ｉ）で表される化合物であるものが好ましい。
【００１４】
【化１】
2005158765.tif 000004
【００１５】
（式中、Ａは置換基を有していても良いフェニル基、１または２−ナフチル基、１または２−フェナントリル基、１または２−アントラニル基、１または２−ピレニル基、１または２−ナフタセニル基、１または２−ペリレニル基、１または２−ペンタセニル基を示す。これら骨格中の１つ以上のＣＨはＮに置き換わっていてもよい。Ｂは単結合または炭素原子数が１〜３０までのアルキレン基を示す。該アルキレン基中の１つ以上のメチレン基はＯ、ＣＯ、Ｓ、ＮＨに置き換わっていてもよい。Ｅは水素原子、ハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基またはブトキシ基を示す。）
【００１６】
また、前記シラン化合物が以下の一般式（Ｉａ）〜（Ｉｄ）で表わされる化合物であるものがより好ましい。
【００１７】
【化２】
2005158765.tif 000005
【００１８】
（式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、ＮＯ2 、ＮＨ2 または炭素原子数が１〜３０までのアルキル基またはパーフルオロアルキル基を示す。該アルキル基中の１つ以上のメチレン基はＯ、ＣＯ、Ｓ、ＮＨに置き換わっていても良い。Ｑは水素原子、塩素原子、メトキシ基またはエトキシ基を示す。ｍは１または０を示す。ｎは０〜２９までの整数を示す。）
【００１９】
更に、前記シラン化合物で処理されたゲート絶縁層にラビング処理が施されているものが好ましい。
また、前記有機半導体層が共役高分子化合物であるものが好ましく、その重量平均分子量が、５，０００から５００，０００であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、表示デバイス、情報タグ、ＩＣ等のエレクトロ分野において、移動度が大きく、オンオフ比及び閾値変動の改善された電界効果型有機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】
【００２１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電界効果型有機トランジスタの構造はプレーナー型、スタガー型または逆スタガー型、何れにおいても有効であるが、プレーナー型を一例に図１を用いて本発明の電界効果型有機トランジスタの構造を説明する。
【００２２】
本発明の電界効果型有機トランジスタは、絶縁性基板１１上にゲート電極１２を配置し、その上にゲート絶縁層１３を位置する。その上にシラン化合物層１４を位置する。更にソース電極１５およびドレイン電極１６を配置する。その上に有機半導体層１７そして最上部に保護膜１８を位置する。
【００２３】
本発明の電界効果型有機トランジスタはゲート絶縁層の表面を芳香環を有するシラン化合物で処理することで、（１）有機半導体の移動度が向上する、（２）オンオフ比が向上する、（３）閾値の変動が改善される、等に効果的であることを見出したものである。前述したようにＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４１，２７３０（２００２）においてゲート絶縁層の表面をヘキサメチルジシラザンやオクタデシルトリクロロシランで処理することで移動度が改善できることが知られている。しかしながら本発明は有機半導体層との界面に芳香環を密に配置することで、特性が向上するだけでなく、更に閾値の変動が改善されることを見出したものである。
【００２４】
本発明で用いられる芳香環を有するシラン化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物であるのが好ましい。
【００２５】
【化３】
2005158765.tif 000006
【００２６】
式中、Ａは置換基を有していても良いフェニル基、１または２−ナフチル基、１または２−フェナントリル基、１または２−アントラニル基、１または２−ピレニル基、１または２−ナフタセニル基、１または２−ペリレニル基、１または２−ペンタセニル基を示す。これら骨格中の１つ以上のＣＨはＮに置き換わっていてもよい。
【００２７】
Ｂは単結合または炭素原子数が１〜３０までのアルキレン基を示す。該アルキレン基中の１つ以上のメチレン基はＯ、ＣＯ、Ｓ、ＮＨに置き換わっていてもよい。
Ｅは水素原子、ハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基またはブトキシ基を示す。
【００２８】
また好ましくは、以下の一般式（Ｉａ）〜（Ｉｄ）で表わされる化合物である。
【００２９】
【化４】
2005158765.tif 000007
【００３０】
（式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、ＮＯ2 、ＮＨ2 または炭素原子数が１〜３０までのアルキル基またはパーフルオロアルキル基を示す。該アルキル基中の１つ以上のメチレン基はＯ、ＣＯ、Ｓ、ＮＨに置き換わっていても良い。Ｑは水素原子、塩素原子、メトキシ基またはエトキシ基を示す。ｍは１または０を示す。ｎは０〜２９までの整数を示す。）
更に、具体的な化合物を表１〜６に示すが、本発明はこれらの化合物に限定されるわけではない。
【００３１】
【表１】
2005158765.tif 000008
【００３２】
【表２】
2005158765.tif 000009
【００３３】
【表３】
2005158765.tif 000010
【００３４】
【表４】
2005158765.tif 000011
【００３５】
【表５】
2005158765.tif 000012
【００３６】
【表６】
2005158765.tif 000013
【００３７】
本発明で用いられるシラン化合物は、ゲート絶縁層の表面に塗布された後に過熱することでポリマー化し表面に定着する。塗布する手法としては特に限定はされないが、蒸着法、キャスティング法、スピンコート法、浸漬コート法、スクリーン印刷法、マイクロモールド法、マイクロコンタクト法、ロール塗布法、インクジェット法、ＬＢ法等が挙げられる。また、本発明はシラン化合物で処理した後、その表面をアセテート植毛布等でラビング処理を行うことが好ましい。
【００３８】
また、本発明で用いられるシラン化合物は、ポリマーに限定されるものではなく、ポリマー以外の化合物でもよい。
ゲート絶縁層の表面をシラン化合物で処理すると、ゲート絶縁層の表面にシラン化合物が結合して、例えばゲート絶縁層の表面がシラン化合物の分子１層または２層以上で被覆された状態に形成される。
【００３９】
本発明で用いられる有機半導体層は、共役二重結合を有する共役化合物であれば特に限定されない。例えば以下に示す化合物が好適である。ポリアセチレン誘導体、チオフェン環を有するポリチオフェン誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ベンゼン環を有するポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、窒素原子を有するポリピリジン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリキノリン誘導体等の共役高分子化合物。ジメチルセクシチオフェン、クオータチオフェンに代表されるオリゴマー。ペリレン、テトラセン、ペンタセンに代表されるアセン類、銅フタロシアニ  ン誘導体に代表される堆積有機分子、トリフェニレン誘導体に代表されるディスコチック液晶、フェニルナフタレン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体に代表されるスメクチック液晶、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン−ビチオフェン）共重合体に代表される液晶ポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
また、好ましくは液相プロセスを利用できるという観点から、上記の共役構造を有する高分子化合物が好適である。例えば以下に示す構造の化合物が挙げられる。
【００４１】
【化５】
2005158765.tif 000014
【００４２】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子、フッ素原子または炭素原子数が１から２０のアルキル基またはアルコキシ基を示す。ｎは正の整数を示す。）
これらの共役高分子化合物の分子量は特に限定はされないが、溶媒に対する可溶性、成膜性等を考慮すると重量平均分子量が５，０００から５００，０００が好ましい。
【００４３】
また、本発明で用いられる有機半導体層はその電気伝導度を調整する為に適当なドーパントを含有していても良い。ドーパントの種類としてアクセプター性のＩ2 、Ｂｒ2 、Ｃｌ2 、ＢＦ3 、ＰＦ5 、Ｈ2 ＳＯ4 、ＦｅＣｌ3 、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、ドナー性のＬｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｅｕ、界面活性剤であるアルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等があげられる。
【００４４】
本発明で用いられるゲート絶縁層は特に限定はされないがＳｉＯ2 、ＳｉＮｘ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔａ2 Ｏ5 等の無機材料、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン等の有機材料および有機無機ハイブリッド材料を用いることができる。好ましくは、低コストにつながる液相プロセスを利用できるという観点から有機化合物が好ましい。
【００４５】
絶縁性基板としては特に限定されないが、例えばガラス、石英等の無機材料のほかアクリル系、ビニル系、エステル系、イミド系、ウレタン系、ジアゾ系、シンナモイル系等の感光性高分子化合物、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等の有機材料、有機無機ハイブリッド材料を用いることができる。また、これらの材料を２層以上積層させて用いることもでき、絶縁耐圧を上げる目的で効果がある。
【００４６】
さらに本発明で用いられるゲート電極、ソース電極およびドレイン電極は導電体であれば特に限定はされないが、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｒ等の金属材料、ポリシリコン、シリサイド、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ2 等の無機材料も好適であるが、ハイドープされたポリピリジン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンに代表される導電性高分子および炭素粒子、銀粒子等を分散した導電性インク等を用いることができる。特にフレキシブル電子ペーパー等に用いる場合、各電極は導電性高分子および炭素粒子、銀粒子等を分散した導電性インク等であるものが基板との熱膨張をそろえ易く好ましい。
【００４７】
これら各電極、ゲート絶縁層、有機半導体層の形成方法は特に限定はされないが有機材料の場合、電解重合法、キャスティング法、スピンコート法、浸漬コート法、スクリーン印刷法、マイクロモールド法、マイクロコンタクト法、ロール塗布法、インクジェット法、ＬＢ法等で形成することができる。また、用いる材料により真空蒸着法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法等も有効な形成方法である。また、これらはフォトリソグラフおよびエッチング処理により所望の形状にパターニングすることができる。その他、ソフトリソグラフ、インクジェット法も有効なパターニング方法である。また、必要に応じて各電極からの引出し電極や保護膜等を形成することができる。
【実施例１】
【００４８】
以下、実施例により本発明について更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図２に今回作製した本発明の電界効果型有機トランジスタの構成図を示す。
【００４９】
ゲート電極２１としてｎ型に高ドープされたシリコン基板、ゲート絶縁層２２としてＳｉＯ2 を用いた。シラン化合物層２３として例示化合物（Ｉａ−３）を用いた。ソース電極２４およびドレイン電極２５として金、有機半導体層２６として以下に示す銅フタロシアニンを用いた。
【００５０】
【化６】
2005158765.tif 000015
【００５１】
以下に作製手順を示す。
シリコン基板上に熱酸化膜ＳｉＯ2 （厚さ３００ｎｍ）を形成した。その上にリフトオフ法によりチャネル長２０μｍ、チャネル幅５０ｍｍ  のクロム（厚さ５ｎｍ）／金（厚さ１００ｎｍ）ソース−ドレイン両電極を作製した。それをシラン化合物（Ｉａ−３）のクロロホルム溶液（濃度０．０１ｇ／ｍｌ）中に２４時間浸漬し、取り出した後、１００℃で６時間乾燥した。その上に銅フタロシアニンを４×１０-6ｔｏｒｒの圧力下で蒸着基板から１０ｃｍ離した昇華金属用ボードから平均昇華速度０．１ｎｍ／ｓ、基板温度１２０℃で膜厚１００ｎｍになるまで堆積し有機半導体層を形成した。ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極の各電極に０．１ｍｍφの金線を銀ペーストで配線し、電界効果型有機トランジスタを作製した。
【００５２】
次に、ゲート電圧を０Ｖ〜−５０Ｖ、ソース−ドレイン電極間の電圧０Ｖ〜−５０Ｖでのドレイン電流を測定し、移動度μを式（Ｉ）に従って算出した。また、オンオフ比はソース−ドレイン電極間の電圧が−３０Ｖ印加時のゲート電圧Ｖｇ＝−３０Ｖのドレイン電流とＶｇ＝０のドレイン電流の比で算出した。結果を以下に示す。
【００５３】
移動度μ＝３．２×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０7 
次に閾値の変動を１回目の測定の閾値と、測定を１００回繰り返した後の閾値との差で算出した。その結果閾値の変動は０．３Ｖであった。
【実施例２】
【００５４】
シラン化合物層として例示化合物（Ｉｂ−３）を用いる以外は実施例１と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００５５】
移動度μ＝４．２×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０7 
閾値の変動＝０．３Ｖ
【比較例１】
【００５６】
シラン化合物層としてヘキサメチルジシラザンを用いる以外は実施例１と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００５７】
移動度μ＝５．１×１０-3  ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０6 
閾値の変動＝１．３Ｖ
【比較例２】
【００５８】
シラン化合物層としてオクタデシルトリクロロシランを用いる以外は実施例１と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００５９】
移動度μ＝８．９×１０-3ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０6 
閾値の変動＝１．４Ｖ
【実施例３】
【００６０】
図２に今回作製した本発明の電界効果型有機トランジスタの構成図を示す。
ゲート電極２１としてｎ型に高ドープされたシリコン基板、ゲート絶縁層２２としてＳｉＯ2 を用いた。シラン化合物層２３として例示化合物（Ｉｂ−４）を用いた。ソース電極２４およびドレイン電極２５として金、有機半導体層２６として以下に示すジメチルセクシチオフェンを用いた。
【００６１】
【化７】
2005158765.tif 000016
【００６２】
また、ジメチルセクシチオフェンの合成は、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，５，８９６，（１９９３）に記載の合成法に従って合成したものを使用した。
以下に作製手順を示す。シリコン基板上に熱酸化膜ＳｉＯ2 （厚さ３００ｎｍ）を形成した。その上にリフトオフ法によりチャネル長２０μｍ、チャネル幅５０ｍｍのクロム（厚さ５ｎｍ）／金（厚さ１００ｎｍ）ソース−ドレイン両電極を作製した。それをシラン化合物（Ｉｂ−４）のクロロホルム溶液（濃度０．０１ｇ／ｍｌ）中に２４時間浸漬し、取り出した後、１００℃で６時間乾燥した。次にアセテート植毛布によるラビング処理を行った後、イソプロピルアルコール液で洗浄した。その上にジメチルセクシチオフェンを８×１０-6ｔｏｒｒの圧力下で蒸着基板から１０ｃｍ離した昇華金属用ボードから平均昇華速度０．１ｎｍ／ｓ、基板温度３０℃で膜厚１００ｎｍになるまで堆積し有機半導体層を形成した。ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極の各電極に０．１ｍｍφの金線を銀ペーストで配線し、電界効果型有機トランジスタを作製した。
【００６３】
次に、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
移動度μ＝１．３×１０-1ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０7 
閾値の変動＝０．３Ｖ
【実施例４】
【００６４】
シラン化合物層として例示化合物（Ｉｃ−４）を用いる以外は実施例３と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００６５】
移動度μ＝１．２×１０-1ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０7 
閾値の変動＝０．２Ｖ
【比較例３】
【００６６】
シラン化合物層としてヘキサメチルジシラザンを用いる以外は実施例３と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００６７】
移動度μ＝６．５×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０6 
閾値の変動＝１．６Ｖ
【比較例４】
【００６８】
シラン化合物層としてオクタデシルトリクロロシランを用いる以外は実施例３と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００６９】
移動度μ＝９．９×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０7 
閾値の変動＝２．３Ｖ
【実施例５】
【００７０】
図２に今回作製した本発明の電界効果型有機トランジスタの構成図を示す。
ゲート電極２１としてｎ型に高ドープされたシリコン基板、ゲート絶縁層２２としてＳｉＯ2 を用いた。シラン化合物層２３として例示化合物（Ｉａ−９）を用いた。ソース電極２４およびドレイン電極２５として金、有機半導体層２６として以下に示すペンタセンを用いた。
【００７１】
【化８】
2005158765.tif 000017
【００７２】
以下に作製手順を示す。シリコン基板上に熱酸化膜ＳｉＯ2 （３００ｎｍ）を形成した。その上にリフトオフ法によりチャネル長２０μｍ、チャネル幅５０ｍｍ  のクロム（５ｎｍ）／金（１００ｎｍ）ソースドレイン両電極を作製した。それをシラン化合物（Ｉａ−９）のクロロホルム溶液（０．０１ｇ／ｍｌ）中に２４時間浸漬し、取り出した後、１００℃で６時間乾燥した。その上にペンタセンを６×１０-6ｔｏｒｒの圧力下で蒸着基板から１０ｃｍ離した昇華金属用ボードから平均昇華速度０．１ｎｍ／ｓ、基板温度２５℃で膜厚１００ｎｍになるまで堆積し有機半導体層を形成した。ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極の各電極に０．１ｍｍφの金線を銀ペーストで配線し、電界効果型有機トランジスタを作製した。
【００７３】
次に、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
移動度μ＝８．３×１０-1ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０8 
閾値の変動＝０．２Ｖ
【比較例５】
【００７４】
シラン化合物層としてヘキサメチルジシラザンを用いる以外は実施例５と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００７５】
移動度μ＝８．９×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０6 
閾値の変動＝２．１Ｖ
【比較例６】
【００７６】
シラン化合物層としてオクタデシルトリクロロシランを用いる以外は実施例５と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００７７】
移動度μ＝２．９×１０-1ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０7 
閾値の変動＝２．６Ｖ
【実施例６】
【００７８】
図２に今回作製した本発明の電界効果型有機トランジスタの構成図を示す。
ゲート電極２１としてｎ型に高ドープされたシリコン基板、ゲート絶縁層２２としてＳｉＯ2 を用いた。シラン化合物層２３として例示化合物（Ｉａ−３）を用いた。ソース電極２４およびドレイン電極２５として金、有機半導体層２６として以下に示す位置規則ポリ３−ヘキシルチオフェンを用いた。
【００７９】
【化９】
2005158765.tif 000018
【００８０】
以下に作成手順を示す。
シリコン基板上に熱酸化膜ＳｉＯ2 （厚さ３００ｎｍ）を形成した。その上にリフトオフ法によりチャネル長２０μｍ、チャネル幅５０ｍｍ  のクロム（厚さ５ｎｍ）／金（厚さ１００ｎｍ）ソースドレイン両電極を作製した。それをシラン化合物（Ｉａ−３）のクロロホルム溶液（濃度０．０１ｇ／ｍｌ）中に２４時間浸漬し、取り出した後、１００℃で６時間乾燥した。次にアセテート植毛布によるラビング処理を行った後、イソプロピルアルコール液で洗浄した。その上に位置規則ポリ３−ヘキシルチオフェンのクロロホルム溶液（濃度０．０１ｇ／ｍｌ）をスピンコート法により塗布し有機半導体層を形成した。ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極の各電極に０．１ｍｍφの金線を銀ペーストで配線し、電界効果型有機トランジスタを作製した。
【００８１】
次に、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
移動度μ＝８．５×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０6 
閾値の変動＝０．４Ｖ
【実施例７】
【００８２】
シラン化合物層として例示化合物（Ｉｄ−１）を用いる以外は実施例６と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００８３】
移動度μ＝８．７×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０6 
閾値の変動＝０．２Ｖ
【比較例７】
【００８４】
シラン化合物層としてヘキサメチルジシラザンを用いる以外は実施例６と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００８５】
移動度μ＝７．９×１０-5ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０4 
閾値の変動＝１．９Ｖ
【比較例８】
【００８６】
シラン化合物層としてオクタデシルトリクロロシランを用いる以外は実施例６と同様の方法で電界効果型有機トランジスタを作製し、実施例１と同様の方法で評価を行い移動度とオンオフ比及び閾値の変動を算出した。結果を以下に示す。
【００８７】
移動度μ＝５．１×１０-4ｃｍ2 ／Ｖｓ
オンオフ比＝１０5 
閾値の変動＝２．３Ｖ
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の電界効果型有機トランジスタは、移動度が大きく、オンオフ比及び閾値変動の改善された素子であり、表示デバイス、情報タグ、ＩＣ等のエレクトロ分野において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の電界効果型有機トランジスタの一例を示す断面模式図である。
【図２】実施例で用いた電界効果型有機トランジスタの断面模式図である。
【符号の説明】
【００９０】
１１  絶縁性基板
１２  ゲート電極
１３  ゲート絶縁層
１４  シラン化合物層
１５  ドレイン電極
１６  ソース電極
１７  有機半導体層
１８  保護膜
２１  ゲート電極
２２  ゲート絶縁層
２３  シラン化合物層
２４  ドレイン電極
２５  ソース電極
２６  有機半導体層
【図１】
2005158765.tif 000021
【図２】
2005158765.tif 000022