(57)【要約】【課題】  化学的に取扱いが容易で、常温常圧において安定な特定の構造の有機化合物を有機半導体材料として用いた有機半導体トランジスタを提供する。【解決手段】  基板１上にゲート電極２、絶縁材料層３、ソース電極４、ドレイン電極５および有機半導体層６を有する有機半導体トランジスタにおいて、前記有機半導体層６が二つ以上の芳香族官能基をπ電子共役しない脂肪族官能基で結合してなる有機化合物からなる有機半導体トランジスタ。前記芳香族官能基はベンゼン環１〜４の範囲で縮合されているアセン系官能基であり、二つ以上の前記芳香族官能基を結合する前記脂肪族官能基の炭素数が１〜４の範囲にある化合物で構成された有機半導体層を用いる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にゲート電極、絶縁材料層、ソース電極、ドレイン電極および有機半導体層を有する有機半導体トランジスタにおいて、前記有機半導体層が二つ以上の芳香族官能基を一つ以上のπ電子共役しない脂肪族官能基で結合してなる有機化合物を有することを特徴とする有機半導体トランジスタ。
【請求項２】
前記芳香族官能基がベンゼン環１〜４の範囲で縮合されているアセン系官能基である請求項１に記載の有機半導体トランジスタ。
【請求項３】
請求項２記載の芳香族官能基を二つ以上結合する脂肪族官能基の炭素数が１〜４の範囲にある請求項１または２に記載の有機半導体トランジスタ。
【請求項４】
前記有機化合物が、９，９’−トリメチレンジアントラセンまたは１，１’−トリメチレンジアントラセンのいずれかである請求項１乃至３のいずれかの項に記載の有機半導体トランジスタ。
【請求項５】
前記有機化合物が、二つ以上の芳香族官能基と、π電子共役しない二つ以上の脂肪族官能基を有するシクロファン骨格で構成されている請求項１または２に記載の有機半導体トランジスタ。
【請求項６】
前記有機化合物が、ｓｙｎ−ジベンゾ［２．２］パラシクロファンである請求項１、２、３または５に記載の有機半導体トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体トランジスタ（以下、ＯＦＥＴと記す）は、現在広く使われているシリコン半導体トランジスタと比較して、製造コストを低減することが可能であり、大面積の製造も容易であることから多方面への応用が期待されている。例えばアクティブマトリックスディスプレイやフレキシブル電子デバイスなどである。
【０００３】
上記ＯＦＥＴに使用されている有機半導体材料は、大別して低分子系と高分子系の二つに分類される。これらの有機半導体材料を高性能化する共通の指針は、構成される分子内のπ電子雲の重なりを広くすることである。具体的な分子設計指針としては二通りある。
【０００４】
第一は芳香族π電子雲の広がりを拡張するための芳香環縮合化であり（非特許文献１）、代表的な例としてペンタセン、テトラセンなどのアセン系化合物が挙げられるが、アントラセン以下の縮合度の単体ではトランジスタ特性が確認されていない（非特許文献２）。ただしアントラセンに限っては、アントラセン骨格どうしを直接σ結合させることによりトランジスタ特性を発現させた例はある（非特許文献２）。ただし骨格が剛直になるため有機溶媒に対する溶解性が乏しくなり、ＯＦＥＴ調製法は真空蒸着法に限定される。
【０００５】
第二はσ結合を介したπ電子共役拡張化であるが（非特許文献１）、代表的な例としてポリチオフェン等が挙げられる。
しかしながら、上記二つの指針を満足させることにより、二次的な問題点が生じることがある。たとえば分子間のπ電子雲相互作用が強くなり、有機溶媒に対する溶解性の低下という点である。そのため化学的な取扱いが困難となり、精製方法が限定される上に、ＯＦＥＴの製造方法として真空蒸着法が多用されることになる。したがって設備投資が高くなり、製造コストが高くなる。これらの問題を解決するため、π電子共役系を阻害しない形式で柔軟性を高めるため、側鎖へ官能基を導入する等の手法が用いられている（非特許文献１）。
【０００６】
また上記二種に分類した有機半導体材料とは別の問題であるが、ＴＯＦ（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）法で高速な移動度を示すため、良好な有機半導体材料として有望な化合物であるにもかかわらず、分子骨格の特徴から常温付近では液体であったり、常圧で昇華性があったりするため、実際のＯＦＥＴへ適応が不可能となっている分子もある（非特許文献３）。
【０００７】
一方、二つ以上の芳香族官能基をπ電子共役しない脂肪族官能基で連結させた有機化合物の合成に関する研究は以前からあるが（非特許文献４）、この種の有機化合物をトランジスタ用の有機半導体層ヘ応用した例はない。ただし、最近、有機ＥＬ材料として利用した研究が報告されている（非特許文献５）。
【非特許文献１】Ｈｏｗａｒｄ  Ｅ．Ｋａｔｚ，Ｚｈｅｎａｎ  Ｂａｏ，ａｎｄ  Ｓｙｌｖａｉｎ  Ｌ．Ｇｉｌａｔ，“Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａｐｕｒｅ，Ｐｒｏｃｅｓｓａｂｌｅ，ａｎｄ  Ｈｉｇｈ−Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”，Ａｃｃｏｕｎｔｓ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，３４巻，ｐ  ３５９−３６９（２００１年）
【非特許文献２】Ｋａｎａｍｅ  Ｉｔｏ，Ｔｏｓｈｉｙａｓｕ  Ｓｕｚｕｋｉ，Ｙｏｕｉｃｈｉ  Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｄａｉｓｕｋｅ  Ｋｕｂｏｔａ，Ｙｏｕｊｉ  Ｉｎｏｕｅ，Ｆｕｍｉｏ  Ｓａｔｏ，ａｎｄ  Ｓｈｉｚｕｏ  Ｔｏｋｉｔｏ，“Ｏｌｉｇｏ（２，６−ａｎｔｈｒｙｌｅｎｅ）ｓ：Ａｃｅｎｅ−Ｏｌｉｇｏｍｅｒ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ”，Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ  Ｃｈｅｍｉｅ，４２巻，１０号，ｐ  １１５９−１１６２（２００３年）
【非特許文献３】Ｋ．−Ｈ．Ｈｅｌｌｗｅｇｅ，Ｏ．Ｍａｄｅｌｕｎｇ  Ｅｄ．，“Ｌａｎｄｏｌｔ−Ｂｏｒｎｓｔｅｉｎ，Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｄａｔａ  ａｎｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１７巻，ｐ  １０６−２１８（１９８５年）
【非特許文献４】Ｊａｍｅｓ  Ｆｅｒｇｕｓｏｎ，Ｍｉｒｏｓｌａｖ  Ｐｕｚａ，ａｎｄ  Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｊ．Ｒｏｂｉｎｓ，“Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ａ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  ｏｆ  ａｎ  Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ  Ｐｈａｓｅ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１０７巻，ｐ  １８６９−１８７４（１９８５年）
【非特許文献５】Ｇａｒｙ  Ａ．Ｂａｋｅｒ，Ｓｈｅｉｌａ  Ｎ．Ｂａｋｅｒ  ａｎｄ  Ｔ．Ｍａｒｋ  ＭｃＣｌｅｓｋｅｙ，”Ｎｏｎｃｏｎｔａｃｔ  ｔｗｏ−ｃｏｌｏｒ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｙ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｌｕｍｉｎｏｐｈｏｒｅ  ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｉｎ  ａｎ  ｉｏｎｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ”，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００３，（２３），ｐ  ２９３２−２９３３（２００３年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機半導体材料を高性能化する手法として、構成される分子内のπ電子雲の拡張を実施することが一般的に行われているが、有機溶媒に対する溶解性が低下するという問題が生じることが多い。そのため化学的取扱いが困難となり、ＯＦＥＴ調製法の限定等があらたな問題となる。
【０００９】
また、ＴＯＦ（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）法で高速な移動度を示す化合物があるにもかかわらず、該化合物は分子骨格の特徴から常温付近では液体であったり、常圧で昇華性があったりするため、ＯＦＥＴへの適応不可能となる問題も生じる。
【００１０】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、有機溶媒に対する溶解性が良好で化学的に取扱いが容易で、常温常圧において安定な特定の構造の有機化合物を有機半導体材料として用いたＯＦＥＴを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明は、基板上にゲート電極、絶縁材料層、ソース電極、ドレイン電極および有機半導体層を有するＯＦＥＴにおいて、該有機半導体層が二つ以上の芳香族官能基をπ電子共役しない脂肪族官能基で結合してなる有機化合物を有することを特徴とするＯＦＥＴである。
【００１２】
本発明においては、該有機半導体層に、二つ以上の芳香族官能基を、π電子共役しない脂肪族官能基で連結させた有機化合物を用いることにより、有機半導体材料の柔軟性が高くなり、有機溶媒に対する溶解性が向上する。結果として化学的に取扱いが容易となり、ＯＦＥＴの調製条件も拡張性の高い有機半導体材料の調製に成功すると同時に、分子骨格の特徴から常温付近では液体であったり、常圧で昇華性があったりする芳香族化合物を、上記の有機化合物へ誘導することにより常温常圧において化学的な安定性の高い有機半導体材料への調製が可能である。
【００１３】
本発明で適応可能な芳香族官能基としては、ベンゼン環１〜４の範囲で縮合されているアセン系官能基であり、例えばフェニル基やナフチル基、アントラセニル基等のアセン系官能基でもよく、ピレニル基、トリフェニレニル基、コロレニル基等の複雑な縮合多環系官能基でもよい。またヘテロ原子を含んだピリジニル基、チオフェニル基あるいはインドリル基、キノリル基等のヘテロ縮合多環系官能基でもよい。ただしここに挙げた芳香族官能基に限定する限りではない。
【００１４】
また、上記の芳香族官能基を複数個、脂肪族官能基で連結させる場合は、必ずしも同一の種類である必要がなく、異なる種の芳香族官能基であってもよい。
さらには、ベンゼンやナフタレンのようにＴＯＦ（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）法で高速な移動度を示す芳香族化合物でありながら、常温常圧で液体であったり昇華性があったりするような化合物でも、また、従来、顔料として利用されてきたペリレン等の材料であっても、π電子共役を形成しない脂肪族官能基で連結させることにより安定な固体の有機化合物となり有機半導体材料として利用することが可能となる。また化学的な取扱いも容易となるため、精製純度の向上も容易となり、結果として良好な特性を示すＯＦＥＴを提供できる。
【００１５】
本発明で適応可能なπ電子共役しない脂肪族官能基は、炭素数１〜４からなる脂肪族官能基であり、該脂肪族官能基は少なくとも１つ以上用いられる。例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。
【００１６】
本発明の具体的な有機半導体材料としての有機化合物は、二つ以上の芳香族官能基と、その官能基を連結するπ電子共役しない脂肪族官能基が直線状炭化水素基により構成されており、典型的には下記の一般式（１）で表わされる有機化合物で、直線的に芳香族官能基とπ電子共役を共役しない脂肪族官能基で連結された構造の有機化合物が挙げられる。
【００１７】
【化１】
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【００１８】
（式中、Ｒ2は脂肪族官能基であり、Ｒ1およびＲ3は水素原子、脂肪族官能基または芳香族官能基を示すが、必ずしも同一である必要はなく、Ｒ1とＲ3が環状に連結していてもよい。ｍおよびｏは０〜４の整数、ｎは１〜４の整数であるが、必ずしも同一の整数である必要はない。）
【００１９】
上記の下記の一般式（１）で表わされる有機化合物からなる有機半導体材料は、芳香族官能基がπ電子共役を形成しない脂肪族官能基で連結された構造を有するため、室温付近で液体であるがＴＯＦ（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）法で高移動度を示す（非特許文献３）ベンゼンやピリジン等の化合物やナフタレンのような昇華性を示す化合物も室温付近で安定な固体の有機半導体材料として利用することが可能となる。
【００２０】
また、π電子共役しない脂肪族官能基によって縮合多環式芳香族官能基を直線状に連結させた有機化合物の場合、ｐタイプの有機半導体トランジスタとなり、シクロファン骨格になった有機化合物の場合にはｎタイプの有機半導体トランジスタにすることが可能となることもある。
【００２１】
また、芳香族官能基としては、下記の一般式（２）で表わされるようなヘテロ原子を有する芳香族官能基でもよく、一般式（２）に示した化合物はいずれも常温常圧では液体であるが、これらの化合物もπ電子共役を形成しない脂肪族官能基で連結させることにより安定な固体の有機半導体材料として利用することが可能となる。
【００２２】
【化２】
2005354013.tif 000004
【００２３】
（式中、ＸはＮ，Ｏ，Ｓ，ＳｅまたはＴｅを示す。）
さらに、下記の化学式で表わされるような縮合多環式の芳香族官能基の場合、その単体のみでは強い分子間相互作用を有するため有機溶媒に対する溶解性が非常に乏しい化合物であるが、π電子共役を形成しない脂肪族官能基で連結させることにより、溶解性が高まり、精製純度を向上させることもより容易となる。
【００２４】
【化３】
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【００２５】
以上に例示した芳香族官能基には他の置換基が存在していてもよく、芳香環中に窒素、硫黄等のヘテロ原子が存在してよい。
また、本発明において用いられる有機化合物は、二つ以上の芳香族官能基と、二つ以上のπ電子共役しない脂肪族官能基を有するシクロファン骨格の化合物が挙げられる。前記有機化合物は、ベンゼン環１〜４の範囲で縮合されるアセン系官能基からなるアセン系官能基の二つ以上を、メチレン基１〜４からなる二つ以上の脂肪族官能基で連結してなるシクロファン骨格で構成されているのが好ましい。
【００２６】
下記の一般式（３）で表わされるような、二つの芳香族官能基を付与したシクロファンの研究は、下記の文献６に示す様に、比較的古くから研究されている。近年では、シクロファン連結させる脂肪族官能基の鎖長がメチレン基３以下の場合、芳香族官能基どうしの間隔が、芳香族官能基単独で構成された化合物の単結晶における芳香環の面間隔より短くなり、芳香族官能基間の電子移動が可逆的に起こることも報告されている。（たとえば、文献７参照）。しかしながらＯＦＥＴへ応用した研究例はまだないが、本発明では、一般式（４）で表わされる有機化合物をＯＦＥＴ用の有機半導体層として利用できる。
【００２７】
【化４】
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【００２８】
（式中、ｍおよびｏは０〜４の整数、ｎは１〜４の整数である。ｍ、ｏ、ｎは同じでも、または異なっていてもよい。）
［文献６］  Ａｋｉｏ  Ｉｗａｍａ，Ｔｏｓｈｉｈｉｒｏ  Ｔｏｙｏｄａ，Ｍｉｓａｋｕ  Ｙｏｓｈｉｄａ，Ｔｅｔｓｕｏ  Ｏｔｓｕｂｏ，Ｙｏｓｈｉｔｅｒｕ  Ｓａｋａｔａ，Ｓｏｉｃｈｉ  Ｍｉｓｕｍｉ，“Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ＬＩＩ．Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ  ｏｆ  Ｅｌｅｖｅｎ  Ａｎｔｈｒａｃｅｎｏｐｈａｎｅｓ”，Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ，５１巻１０号，ｐ  ２９８８−２９９４（１９７８年）
［文献７］  Ｗｏｌｆｒａｍ  Ｇｒｉｍｍｅ，Ｈｅｉｎｚ  Ｔｈｅｏ  Ｋａｍｍｅｒｌｉｎｇ，Ｊｏｈａｎｎ  Ｌｅｘ，Ｒｏｌｆ  Ｇｌｅｉｔｅｒ，Ｊｕｒｇｅｎ  Ｈｅｉｎｚｅ  ａｎｄ  Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｄｉｅｔｒｉｃｈ，“ｓｙｎ−Ｓｅｓｑｕｉ  ａｎｄ  Ｓｅｓｔｅｒｂｅｎｚｏｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａｎｅ，Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｔａｃｋｅｄ  Ｂｅｎｚｅｎｅ  Ｒｉｎｇｓ”，Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ  Ｃｈｅｍｉｅ，３０巻２号，２０５−２０７（１９９１年）
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、ＯＦＥＴ用の有機半導体層として、二つ以上の芳香族官能基をπ電子共役しない脂肪族官能基で連結させた有機化合物を用いることにより、有機半導体材料の柔軟性が高くなり、有機溶媒に対する溶解性が向上し化学的に取扱いが容易となり、また分子骨格の特徴から常温常圧において化学的な安定性が高くなるため、製造コストを低減させたＯＦＥＴを提供することができる。
また、本発明は上記の有機化合物を用いた有機半導体層を有し、キヤリア移動度、調製条件の拡張性に優れたＯＦＥＴ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】
【００３０】
以下、本発明について、実施の形態とともに図面を参照して詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための図において、同一の機能を有するものは同一の符号をつけ、その繰り返しの説明は省略する。
【００３１】
図１は本発明のＯＦＥＴの一例を示す概略構成図である。
図１において、１は基板、２はゲート電極、３はゲート絶縁層、４はソース電極、５はドレイン電極、６は有機半導体層を示す。図１において、有機化合物からなる有機半導体層６は、ソース電極４とドレイン電極５の下部に形成され、ソース電極４とドレイン電極５とがそれぞれ所定の距離だけ離れて形成されている。
【００３２】
また、有機半導体層６の下部には、ゲート絶縁膜３が形成され、このゲート絶縁膜３の下部にゲート電極２が形成されている。すなわち、ＯＦＥＴは、ソース電極４とドレイン電極５との間の電流通路である有機半導体層６の導電性を、絶縁層であるゲート絶縁層３を介して設けられたゲート電極２によって制御する電界効果型のＯＦＥＴである。
【００３３】
図２は本発明のＯＦＥＴの他の例を示す概略構成図である。図２のＯＦＥＴは、有機化合物からなる有機半導体層６の下部に、ソース電極４とドレイン電極５とがそれぞれ所定の距離だけ離れて形成されている。
【００３４】
ゲート電極２としては、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、低抵抗ポリシリコン、低抵抗アモルファスシリコン等の金属や、スズ酸化物、酸化インジウムおよびインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）等を用いるのが一般的である。しかしながら、これらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上使用しても差し支えない。ゲート電極２等の金属膜を設ける方法としては蒸着あるいはスパッタリング、メッキ、各種ＣＶＤ成長等の方法がある。また、本発明のＯＦＥＴの使用目的に応じては、ゲート電極２と有機トランジスタを形成する図示しない基板とを兼ね、この基板としてシリコンウエハー、ステンレス板、銅版等の導電性の板を用いることも可能である。
【００３５】
ゲート絶縁膜３としては、絶縁性のものであれば無機、有機のいずれの材料でもよく、一般的には酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリパラキシレン、ポリアクリロニトリルおよび各種絶縁性ＬＢ膜等を用いるが、これらの材料を２つ以上併せて用いてもよい。これらの絶縁膜の作製法としては、特に制限はなく、例えば周知のＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法、蒸着法、スピンコーティング法、ディッピング法、クラスタイオンビーム蒸着法およびＬＢ法などがあり、いずれの作製法でも適用可能である。また、シリコンウエハーがゲート電極２と図示しない基板とを兼ねて構成されている場合には、ゲート絶縁膜３としてはシリコンの熱酸化法等によって得られる酸化シリコン膜が好適である。
【００３６】
また、有機半導体層６の乾式の調製法としては、周知の真空蒸着法、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、等が挙げられ、材料に応じて使用できる。
また、湿式の塗布法として、スピンコート法、ディップコート法、スプレー塗布法、スクリーン印刷法、等が挙げられる。
【００３７】
ただし、これら有機半導体材料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ＯＦＥＴの特性は、有機半導体材料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、有機半導体材料により異なるが、一般に３００ｎｍ以下が好ましい。
【００３８】
さらには、基板には絶縁性の材料であればいずれも使用可能であり、具体的には、ガラス、アルミナ焼結体やポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリフェニレンスルフィド膜、ポリパラキシレン膜などの各種絶縁性プラスチックなどが使用可能である。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はそれ等の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
実施例１
図１に示すＯＦＥＴを作成した。熱酸化ＳｉＯ2 が５００ｎｍの厚さで被覆されたｎ型ヘビードープのシリコン基板（以下、シリコン基板）を使用した。熱酸化ＳｉＯ2 をゲート絶縁層３とし、ｎ型ヘビードープのシリコン基板を、基板１を兼ねたゲート電極２とした。
【００４０】
ＯＦＥＴの調製前に実施した前処理は、アセトン中で超音波を１分間照射した基板をさらにイオン交換した蒸留水中での１分間の超音波照射である。
有機半導体材料として使用した化合物は、下記に示す９，９’−トリメチレンジアントラセン（化合物Ａ）、１，１’−トリメチレンジアントラセン（化合物Ｂ）、ｓｙｎ−ジベンゾ［２．２］パラシクロファン（化合物Ｃ）の三種である。化合物Ａは下記の文献８を参照して合成し、化合物Ｂは文献９を参照して合成した。化合物Ｃは文献７を参照して合成した。
【００４１】
いずれも真空蒸着法によりシリコン基板上へ５０ｎｍの厚さに堆積させ、有機半導体層６を形成した。なお、蒸着時の真空度は１０-4Ｐａ以下にし、蒸着速度を毎秒０．１ｎｍになるよう蒸着源を加熱した。おおむね１２０℃以上である。ただし基板はとくに加温しなかった。
【００４２】
次に、有機半導体層６の上部にソース電極４となるＡｕ（金）およびドレイン電極５となるＡｕ（金）を蒸着法で形成した。各電極のパターンニングは、周知のメタルマスクによって行った。なお、ゲート幅は３ｍｍ、ゲート長は５０μｍとした。
【００４３】
【化５】
2005354013.tif 000007
【００４４】
［文献８］  Ｔｏｍｉｋｉ  Ｉｋｅｄａ，Ｂｏｎｇ  Ｌｅｅ，Ｓｈｉｇｅｏ  Ｔａｚｕｋｅ，ａｎｄ  Ａｋｉｏ  Ｔａｋｅｎａｋａ，“Ｔｉｍｅ−ＲｅｓｏｌｖｅｄＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｈｏｐｐｉｎｇ  ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｔｗｏ  Ａｎｔｈｒｙｌ  Ｍｏｉｅｔｉｅｓ  Ａｔｔａｃｈｅｄ  ｔｏ  Ｂｏｔｈ  Ｅｎｄｓ  ｏｆ  Ａｌｋａｎｅｓ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１１２巻，４６５０−４６５６（１９９０年）
［文献９］  Ｋｅｎｊｉ  Ｉｔｏｈ，  Ｔｏｍｉｋｉ  Ｉｋｅｄａ，  Ｓｈｉｇｅｏ  Ｔａｚｕｋｅ，ａｎｄ  Ｔｏｈｒｕ  Ｓｈｉｂａｔａ，“Ｃｈｉｒａｌ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ”，Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｙ，９６巻，５７５９−５７６５（１９９２年）
【００４５】
実施例２
本実施例で使用した基板１およびゲート電極２、ゲート絶縁膜３は、実施例１と同様のシリコン基板を使用し、ＯＦＥＴの調製前に実施した前処理は実施例１と同様である。
【００４６】
有機半導体層として使用した化合物は実施例１と同様の三種である。ただし、有機半導体層６の形成は、それぞれの化合物をトルエンに１重量％溶解させ、毎分３０００回転で３０秒間のスピンコート法により実施した。溶媒除去は１２０℃のホットプレート上、１０分間の熱処理で行った。形成された有機半導体層６は６５ｎｍである。
【００４７】
有機半導体層６の上部にソース電極４となるＡｕ（金）およびドレイン電極５となるＡｕ（金）は実施例１と同様に蒸着法で形成した。各電極のパターンニングは、周知のメタルマスクによって行った。なお、ゲート幅は３ｍｍ、ゲート長は５０μｍとした。
【００４８】
以上、実施例１および２で調製したＯＦＥＴを半導体パラメータアナライザーで解析した結果のキヤリア移動（μ）を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2005354013.tif 000008
【００５０】
また、実施例１のＯＦＥＴについて、ゲート電圧（Ｖｇ）とドレイン電流（Ｉｄ）との関係、および、所定のＶｇにおけるドレイン電圧（Ｖｄ）とドレイン電流（Ｉｄ）の関係を図３〜図５に示す。なお、図中において、２．０Ｅ−０９は２．０×１０-9を示し、０．０Ｅ＋００は０．０×１０-0（＝０）を示す。
【００５１】
図３（Ａ），（Ｂ）は化合物（Ａ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
図４（Ａ），（Ｂ）は化合物（Ｂ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【００５２】
図５（Ａ），（Ｂ）は化合物（Ｃ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のＯＦＥＴでは、二つ以上の芳香族官能基を、π電子共役しない脂肪族官能基で連結させた有機化合物を半導体層に用いるため、単体では昇華法でしか調製不可能な材料でも溶液塗布法での調製も可能となり、また、ＴＯＦでのキャリア移動度が高いにもかかわらず、単体では液体であるためにＯＦＥＴに使用できない化合物も、ＯＦＥＴの有機半導体層として利用することが可能となる。すなわち、ＯＦＥＴの調製条件を拡張性することが可能となり、半導体層として利用可能な有機半導体分子骨格を拡張することができる。
また、本発明のＯＦＥＴはとのトランジスタ特性を活かしたプラスチックＩＣカード、ＩＣ情報電子タグ、アクティブマトリクス型表示装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のＯＦＥＴの一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明のＯＦＥＴの他の例を示す概略構成図である。
【図３Ａ】実施例２における化合物（Ａ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【図３Ｂ】実施例２における化合物（Ａ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【図４Ａ】実施例２における化合物（Ｂ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【図４Ｂ】実施例２における化合物（Ｂ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【図５Ａ】実施例２における化合物（Ｃ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【図５Ｂ】実施例２における化合物（Ｃ）を有機半導体層に用いたＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
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  有機半導体層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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