(57)【要約】【課題】  有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタにおいて、且つソース電極及びドレイン電極の材料に導電性ペーストを用いたことを特徴とする有機半導体素子において、デバイス特性の良好な有機半導体素子の提供。【解決手段】  有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタにおいて、有機薄膜トランジスタが基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜、ソース電極、ドレイン電極によって構成されており、ソース電極及びドレイン電極に用いる電極材料は樹脂及び導電性粉末を含有する導電性ペーストであることを特徴とし、且つ該電極材料の仕事関数が４ｅＶ以上であることを特徴とする有機半導体素子。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタにおいて、有機薄膜トランジスタが基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜、ソース電極、ドレイン電極によって構成されており、ソース電極及びドレイン電極に用いる電極材料は樹脂及び導電性物質を含有する導電性ペーストであることを特徴とし、且つ該電極材料の仕事関数が４ｅＶ以上であることを特徴とする有機半導体素子。
【請求項２】
有機半導体素子において、有機半導体材料がソース電極及びドレイン電極から選ばれる少なくとも一方の電極とのエネルギー障壁の差が、０．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体素子。
【請求項３】
Ｐ型有機半導体素子において、ソース電極又はドレイン電極の仕事関数が有機半導体材料のＨＯＭＯ準位より深いことを特徴とし、Ｎ型有機半導体素子において、ソース電極又はドレイン電極の仕事関数が有機半導体材料のＬＵＭＯ準位より浅いことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の有機半導体素子。
【請求項４】
前記有機半導体素子は、ゲート電極及び、ソース電極、ドレイン電極の少なくとも一つがスクリーン印刷、オフセット印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などの印刷工程で作成されたトランジスタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機半導体素子。
【請求項５】
有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極の製造方法において、請求項１に記載の導電性ペーストを用いて請求項４に記載の印刷工程によってソース電極及びドレイン電極の少なくとも一方を形成した後、紫外線照射処理を施す工程を有することを特徴とする有機半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記有機半導体素子のソース電極及びドレイン電極から選ばれる少なくとも一方の電極の表面粗さが３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲にあり、且つ点粗さが１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲にある導電性材料であること特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機半導体素子。
【請求項７】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極が金及び、銀、白金、銅、アルミニウム、カルシウムで表される金属物質、導電性ポリマーのいずれかひとつを含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特性の良い有機半導体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物を材料としたデバイスの開発が広く行なわれており、有機発光ダイオード、有機薄膜トランジスタ、有機太陽電池等、実用に向けたデバイスの開発が盛んに行なわれている。中でも、有機薄膜トランジスタは有機半導体膜の形成に高温プロセスを必要としない為、樹脂基板上に素子形成が可能なローコストプロセス技術として注目されている。
【０００３】
しかしながら、有機薄膜トランジスタの特性はまだ必ずしも十分なのもとは言えない。薄膜トランジスタの特性を向上させる手段として、紫外光を照射する方法が公開されている（特許文献１〜３参照）。いずれの技術も無機半導体素子に関するものであり、又、界面の清浄化方法や、半導体材料及びゲート絶縁膜の形成方法であって電極に関する記載はない。
【０００４】
又、電極表面に紫外光を照射する試みが有機発光ダイオードでなされている（特許文献４参照）。しかしながら、該電極は真空蒸着法により形成されており、本発明の特徴であるソース電極及びドレイン電極の形成方法である印刷工程に関する記載はない。
【０００５】
さらに、いずれの発明においてもソース電極及びドレイン電極の材料に用いた導電性ペーストの形状に関する報告はない。
【特許文献１】特開２０００−５８８４１
【特許文献２】特開平８−３２１６２４
【特許文献３】特開平１１−９７７１３
【特許文献４】特開２００２−１５１２６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタにおいて、且つソース電極及びドレイン電極の材料に導電性ペーストを用いたことを特徴とする有機半導体素子において、デバイス特性の良好な有機半導体素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、本発明による有機半導体素子を提供することで達成された。即ち、有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタにおいて、有機薄膜トランジスタが基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜、ソース電極、ドレイン電極によって構成されており、ソース電極及びドレイン電極に用いる電極材料は樹脂及び導電性粉末を含有する導電性ペーストであることを特徴とし、且つ該電極材料の仕事関数が４ｅＶ以上であることを特徴とする有機半導体素子により、上記目的を叶えられることを見出した。
【０００８】
良好なデバイス特性を得る為には、電極と有機半導体材料との界面で授受される電荷の注入効率が良いことが好ましい。電荷注入効率とはソース電極から放出された電荷に対して有機半導体材料に注入された電荷の割合、あるいは、有機半導体材料から放出された電荷に対してドレイン電極に注入された電荷の割合のことである。
【０００９】
電荷注入効率を決める要因の一つとしてソース電極及びドレイン電極と有機半導体材料とのエネルギー障壁がある。有機半導体材料とソース電極及びドレイン電極とのエネルギー障壁の差は小さいことが好ましい。特に、Ｐ型有機半導体において、有機半導体材料のＨＯＭＯ準位がソース電極又はドレイン電極の仕事関数より深いことが好ましく、又、Ｎ型有機半導体素子において、有機半導体材料のＬＵＭＯ準位がソース電極又はドレイン電極の仕事関数より浅いことが好ましい。
【００１０】
又、電荷注入効率を向上する方法として、電極の表面積を大きくすることにより電極と有機半導体材料との接触面積の増大が望め、電荷注入量を増大できることが期待される。
【００１１】
本発明において、上述した有機半導体材料とソース電極及びドレイン電極とのエネルギー障壁の差を小さくし、且つ電極と有機半導体材料との接触面積を大きくする方法として、有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極の製造方法において、導電性ペーストを用いた印刷工程によってソース電極及びドレイン電極から選ばれる少なくとも一方の電極を形成した後、紫外線照射処理を施す工程を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる有機半導体素子を用いることにより、ローコスト且つ良好なデバイス特性を示す薄膜トランジスタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に好ましい実施の形態を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。まず、本発明にかかる有機薄膜トランジスタの構造例を図１に示す。１０１は基板、１０２は導体膜からなるゲート電極、１０３はゲート絶縁膜、１０４はソース電極、１０５はドレイン電極、１０６は有機半導体膜である。
【００１４】
本発明にかかる有機半導体素子に用いる基板としては、シリコンウエハやガラスなどの無機材料や、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの高分子材料などが挙げられる。本発明にかかる有機半導体素子の基板において特に好ましいものは、基板に要求される項目として、平坦性、強度、耐熱性、熱膨張係数、コストなどの観点からポリイミドが特に好ましい。
【００１５】
本発明にかかる有機半導体素子に用いるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極としては、金、銀、白金などの貴金属や銅、アルミニウムなど導電率が高い材料を含む導電性ペーストや導電性ポリマーが挙げられる。
【００１６】
導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリビニレンスルフィド及びその誘導体、ポリナフタレン及びその誘導体、ポリアントラセン及びその誘導体、ポリピレン及びその誘導体、ポリアズレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリフラン及びその誘導体、ポリセレノフェン及びその誘導体、ポリテルロフェン及びその誘導体、ポリアセン及びその誘導体などが挙げられる。
【００１７】
前記導電性ペースト材料及び前記導電性ポリマーは、一定条件下に基材に接着するペーストであれば特に限定されないが、溶剤及びバインダー樹脂の少なくとも一方が含有されることが好ましい。
【００１８】
前記導電性ペースト及び前記導電性ポリマーに含有する溶剤としては、導電性ポリマーあるいはバインダー樹脂が溶解する溶剤であれば特に限定はないが、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−プロピル、乳酸イソプロピル等の乳酸エステル類、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸イソブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、γ−ブチロラクン等のラクトン類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールフェニルメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエチレングリコール類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのジエチレングリコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコール類、酢酸ブチル、酢酸アミル、酢酸シクロヘキシル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、琥珀酸ジメチル等のエステル類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、���チルセロソルブ等のセロソルブ類、ブチルカルビトール等のカルビトール類等を挙げることができる。又、これらは、１種類単独で又は２種類以上を併用して用いることができる。
【００１９】
前記導電性ペーストに含有するバインダー樹脂としては、エポキシ樹脂及びエポキシ基含有樹脂等の熱硬化タイプと、アクリル系樹脂、メタアクリル系樹脂、ヒドロキシスチレン樹脂、ノボラック樹脂、ポリエステルなどの焼成タイプが挙げられる。エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ基含有樹脂としては、（メタ）アクリル酸グリシジル、α−エチル（メタ）アクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピル（メタ）アクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチル（メタ）アクリル酸グリシジル、３、４−エポキシブチル（メタ）アクリレート、３、４−エポキシヘプチル（メタ）アクリレート、α−エチル−６、７−エポキシヘプチル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基含有（メタ）アクリレート類、あるいはアリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、３−ビニルシクロヘキセンオキサイド等のエポキシ基含有ビニル化合物が挙げられる。尚、前記導電性ペーストに含有するバインダー樹脂溶剤は、１種類に限定されるものではなく、２種類以上を適宜に混合して使用しても良い。
【００２０】
本発明にかかる有機半導体素子に用いる電極は印刷技術を用いて形成される為、使用する導電性材料は印刷に適した物性範囲に調合されている。
【００２１】
さらには樹脂基板のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い焼成温度で硬化する低温焼成型のペーストが良い。
【００２２】
上記記載の導電性材料の種類は基材との密着性や選択された印刷方法依存して決定されるが、本発明にかかる有機半導体素子に用いる電極としては、銀を主成分としたポリエステル系ペーストが特に好ましい。
【００２３】
前記導電性ペースト及び導電性ポリマーは上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つペーストとする為、導電性材料としての効果を阻害しない範囲内において必要に応じて、硬化剤、ガラス粉末、カップリング剤、高分子添加剤、反応性希釈剤、重合禁止剤、重合開始助剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、無機充填剤、防カビ剤、調湿剤、染料溶解剤、緩衝溶液、キレート剤、難燃化剤等を含有させても良い。尚、これらは、１種類に限定されるものではなく、２種類以上を適宜に混合して使用しても良い。
【００２４】
本発明にかかる有機半導体素子に用いる電極の形成工程としては、導電性材料を用いて印刷により電極領域を形成し、続いてクリーンオーブンで熱処理を行った後、該電極面に紫外線照射処理を施すことにより形成できる。
【００２５】
該電極面を処理する為の紫外線照射用ランプとしては、波長２７０ｎｍ未満の波長を発し、照射強度が５ｍＷ／ｃｍ２のものであればいかなるものでも良い。例えば、高出力低圧水銀ランプ、エキシマＵＶランプ、エキシマーレーザー、重水素ランプなどが挙げられるが、高出力低圧水銀ランプが好ましい。
【００２６】
上記の方法によって形成されたソース電極及びドレイン電極から選ばれるどちらか一方の電極は表面積の観点から表面粗さは３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲にあり、且つ点粗さは１０ｎｍ〜３０ｎｍであることが好ましい。
【００２７】
該電極の形成に用いることができる印刷技術としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷などの方式が挙げられる。又、近年技術開発が進んでいるソフトリソグラフィ技術やナノプリント技術も用いることも可能である。
【００２８】
本発明にかかる有機半導体素子に用いるゲート絶縁膜としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５などの無機酸化物やＳｉ３Ｎ４などの窒化物を用いることが出来る。ゲート絶縁膜は、オン抵抗を下げ、ドレイン電流を増大するために、高誘電率材料であることが望ましい。又、ポリビニルフェノール、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンなどの絶縁性有機ポリマーを用いることも可能である。
【００２９】
本発明にかかる有機半導体素子に用いる有機半導体材料としては、低分子系有機半導体化合物と高分子系有機半導体化合物とがある。具体的には、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、チオフェン、フタロシアニン、ポルフィリンなどのπ電子共役結合を含む多共役有機化合物やポリチオフェン、ポリアセン、ポリアセチレン、ポリアニリンなどのπ共役系高分子化合物などが挙げられる。該有機半導体材料とソース電極及び、ドレイン電極の少なくとも一方とのエネルギー障壁の差が、０．１ｅＶ〜０．５ｅＶの範囲である有機半導体材料が望ましい。
【００３０】
上記有機半導体材料は、Ｐ型有機半導体素子において、有機半導体材料のＨＯＭＯ準位がソース電極又はドレイン電極の仕事関数より深いことが好ましく、又、Ｎ型有機半導体素子において、有機半導体材料のＬＵＭＯ準位がソース電極又はドレイン電極の仕事関数より浅いことが好ましい。
【００３１】
本発明にかかる有機薄膜トランジスタの動作手順を説明する。ソース電極を接地し、ドレイン電極にドレイン電圧Ｖｄｄを印加した状態で、ゲート電極に閾値電圧Ｖｔｈを超える電圧を印加する。この時、ゲート電極からの電界によって有機半導体膜の導電率が変化し、ソース電極とドレイン電極間に電流が流れる。ゲート電圧によってスイッチのようにソース電極とドレイン電極間の電流をオンオフすることが出来る。
【００３２】
本発明にかかる有機薄膜トランジスタは、ローコスト・良特性トランジスタとして優れており、薄型ディスプレイや電子ペーパーの駆動回路、無線認証（ＲＦ−ＩＤ）のタグ、ＩＣカードなどに適用可能である。
【００３３】
（実施例）
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される物ではない。なお、本実施例では一つのＴＦＴに注目して説明を行うが、同一基板上に複数個を同時形成することもできることは言うまでもない。
【００３４】
＜デバイスの作製＞
【実施例１】
【００３５】
本発明にかかる有機薄膜トランジスタの作製方法を説明する。
【００３６】
基板にはガラスエポキシ、ゲート電極には銅、ゲート絶縁膜にはＡｌ２Ｏ３、ソ−ス電極及びドレイン電極には銀ペーストＥＣＭ−１００  ＡＦ４８１０（商品名：太陽インキ製造株式会社製）を用いた。有機半導体には、該有機半導体材料のＨＯＭＯ準位がソース電極及びドレイン電極の仕事関数より０．３ｅＶ高いペンタセンを材料として用いた。該ペンタセンは昇華精製したものを使用した。
【００３７】
図２〜図６は、本発明にかかる有機薄膜トランジスタの作成方法を示す模式図である。
【００３８】
図２において、２０１は基板、２０２は導体膜である。２０１と２０２は、ガラスエポキシ基板と銅箔の組み合わせで一体となったプリント回路基板、基板厚さ０．２ｍｍ、導体膜である銅箔の膜厚３５μｍのものを使用した。
【００３９】
次に、導体膜に対しウェットエッチングによりパターニングを施し、所望のゲート形状に加工した。図３は配線形状に加工した後の状態を示す。２０２がゲート電極となる導体膜である。ウェットエッチ後に、この導体膜部分を化学機械研磨ＣＭＰで研磨を行い、表面粗さが２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲になるように調整を行った。該表面粗さは走査型プローブ顕微鏡（ＡＦＭ）ＳＰＡ−３８００（商品名：セイコーインスツルメンツ株式会社製）にて測定した。
【００４０】
図４は、ゲート電極となる導体膜２０２上にゲート絶縁膜２０３を形成した状態を示す。ゲート絶縁膜２０３の形成にはマグネトロンスパッタを用いた。成膜領域はシャドーマスクで規定した。該ゲート絶縁膜の膜厚は２５０ｎｍである。
【００４１】
図５は、ゲート絶縁膜２０３上にソース電極２０４とドレイン電極２０５を設けた状態を示す。ソース電極２０４及びドレイン電極２０５の形成にはスクリーン印刷を用いた。該ソース電極及びドレイン電極の膜厚は４０００ｎｍである。ゲート長、ゲート幅はそれぞれ４００μｍ、４ｍｍである。スクリーン印刷後にクリーンオーブンで１５０℃、１時間の熱処理を行い、銀ペーストを焼成した。これに続き、表面処理装置ＰＬ１６−１１０（商品名：セン特殊光源株式会社製）にて２０分の光照射処理を行った。紫外線照射後のソース電極２０４及びドレイン電極２０５の表面を前述の走査型プローブ顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定した。その結果、表面粗さＲａは４．６ｎｍ、点粗さＲｎは１７ｎｍであった。紫外線照射後のソース電極２０４及びドレイン電極２０５の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）Ｓ−４８００（商品名：株式会社日立ハイテクノロジー製）にて観察した写真を図７に示す。
【００４２】
図６は、有機半導体膜２０６を形成した状態を示す。有機半導体膜２０６の形成には真空蒸着を用いた。成膜領域はシャドーマスクで規定した。ペンタセンの膜厚は１５０ｎｍである。
【００４３】
以上の工程を行ってトランジスタ素子Ａを作製した。
【実施例２】
【００４４】
実施例１の有機半導体材料に使用したペンタセンをテトラセンに変更した以外は、実施例１と同様の工程によりトランジスタ素子Ｂを作製した。テトラセンのＨＯＭＯ準位はソース電極及びドレイン電極の仕事関数より０．２ｅＶ高い。紫外線照射後のソース電極２０４及びドレイン電極２０５の表面粗さＲａは４．６ｎｍ、点粗さＲｎは１７ｎｍであった。
【００４５】
［比較例１］
実施例１で行ったソース電極及びドレイン電極に光照射処理を施さなかった工程以外は、実施例１と同様の工程によりトランジスタ素子Ｃを作製した。紫外線照射後のソース電極２０４及びドレイン電極２０５の表面粗さＲａは２．０ｎｍ、ｎ点平均粗さＲｎは４．２ｎｍであった。紫外線照射後のソース電極２０４及びドレイン電極２０５の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図８に示す。
【００４６】
［比較例２］
実施例２で行ったソース電極及びドレイン電極に光照射処理を施さなかった工程以外は、実施例２と同様の工程によりトランジスタ素子Ｄを作製した。紫外線照射後のソース電極２０４及びドレイン電極２０５の表面粗さＲａは２．０ｎｍ、ｎ点平均粗さＲｎは４．２ｎｍであった。
【００４７】
＜電圧−電流特性の測定＞
上記で得たトランジスタ素子の電圧−電流特性を半導体パラメータアナライザ、ＨＰ４１５５Ｂ（商品名：ＨＰ社製）で測定した。
【００４８】
＜移動度＞
移動度は、下記の式（１）に従って算出した。
【００４９】
【数１】
2005259737.tif 000002
【００５０】
ここで、Ｃｉはゲート絶縁膜の１×１ｃｍ２の静電容量である。Ｗ、Ｌはそれぞれ実施例で示したゲート長及びゲート幅である。得られた結果を表１中に示した。
【００５１】
【表１】
2005259737.tif 000003
【００５２】
＜仕事関数の測定＞
［光照射処理した電極］
ソース電極及びドレイン電極の仕事関数の値を得ることを目的として、実施例１と同様の工程により基板からソース電極及びドレイン電極を形成し、ソース電極及びドレイン電極の仕事関数を光電子分光装置ＡＣ−１（商品名：理研計器）にて測定した。続いて、実施例１と同様の工程によりペンタセンを用いた有機半導体膜を形成し、該有機半導体膜の仕事関数を測定した。
【００５３】
又、実施例２と同様の工程により基板からソース電極及びドレイン電極を形成し、ソース電極及びドレイン電極の仕事関数を上述の光電子分光装置にて測定した。続いて、実施例２と同様の工程によりテトラセンを用いた有機半導体膜を形成し、該有機半導体膜の仕事関数を測定した。
【００５４】
［光照射処理を有さない電極］
比較例１と同様の工程により基板からソース電極及びドレイン電極を形成し、ソース電極及びドレイン電極の仕事関数を上述の光電子分光装置にて測定した。続いて、比較例１と同様の工程によりペンタセンを用いた有機半導体膜を形成し、該有機半導体膜の仕事関数を上述の光電子分光装置にて測定した。
【００５５】
比較例２と同様の工程により基板からソース電極及びドレイン電極を形成し、ソース電極及びドレイン電極の仕事関数を上述の光電子分光装置にて測定した。続いて、比較例１と同様の工程によりテトラセンを用いた有機半導体膜を形成し、該有機半導体膜の仕事関数を上述の光電子分光装置にて測定した。
【００５６】
得られた結果と該結果から求めたエネルギー障壁の値を表２中に示した。
【００５７】
【表２】
2005259737.tif 000004
【００５８】
表１に示した実験結果より、表２に示したようにエネルギー障壁の値が小さく、又、ソース電極及びドレイン電極の表面粗さ及び、点粗さの少なくともどちらか一方の値から類推される電極−有機半導体界面の接触面積の増大により良好なトランジスタ特性が得られることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタの構造を示す模式図
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタを作成するプロセスを示す模式図
【図３】本発明の有機薄膜トランジスタを作成するプロセスを示す模式図
【図４】本発明の有機薄膜トランジスタを作成するプロセスを示す模式図
【図５】本発明の有機薄膜トランジスタを作成するプロセスを示す模式図
【図６】本発明の有機薄膜トランジスタを作成するプロセスを示す模式図
【図７】実施例１のソース電極及びドレイン電極表面の操作型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真
【図８】比較例１のソース電極及びドレイン電極表面の操作型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真
【符号の説明】
【００６０】
１０１  基板
１０２  導体膜からなるゲート電極
１０３  ゲート絶縁膜
１０４  ソース電極
１０５  ドレイン電極
１０６  有機半導体膜
２０１  基板
２０２  導体膜からなるゲート電極
２０３  ゲート絶縁膜
２０４  ソース電極
２０５  ドレイン電極
２０６  有機半導体膜
【図１】
2005259737.tif 000005
【図２】
2005259737.tif 000006
【図３】
2005259737.tif 000007
【図４】
2005259737.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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