(57)【要約】【課題】大きな双極子モーメントを有し、しかも、外部電界に応じて主鎖骨格の周りを自由に移動する置換基を持つπ共役系重合体から半導体層を構成しなければならないといった制限の無い電界効果型トランジスタを提供する。【解決手段】本発明の電界効果型トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、π共役系重合体から構成された有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン電極を備えており、ゲート電極への電圧印加に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体中の電子がゲート絶縁膜へと移動させられ、ゲート電極への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻され、以て、有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域の電気伝導性が制御される。【選択図】  図１
2005259852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ゲート電極、
（Ｂ）ゲート絶縁膜、
（Ｃ）π共役系重合体から構成された有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、及び、
（Ｄ）ソース／ドレイン電極、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ゲート電極への電圧印加に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体中の電子がゲート絶縁膜へと移動させられ、ゲート電極への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻され、以て、有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域の電気伝導性が制御されることを特徴とする電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
ゲート電極への電圧印加に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体中の電子がゲート絶縁膜へと移動させられる結果、π共役系重合体はアロマティック構造からキノイド構造へと変化し、
ゲート電極への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻される結果、π共役系重合体はキノイド構造からアロマティック構造に戻ることを特徴とする請求項１に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項３】
ゲート絶縁膜を構成する材料の最低空分子軌道のレベルは、π共役系重合体の最高被占分子軌道のレベルよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項４】
π共役系重合体はポリチオフェンであり、
ゲート絶縁膜を構成する材料は、テトラシアノキノジメタン、又は、ジチオレン金属錯体であることを特徴とする請求項１に記載の電界効果型トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果型トランジスタ、より詳しくは、チャネル形成領域が有機半導体薄膜から成る、所謂有機電界効果型トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
チャネル形成領域としてシリコン層を用いた従来の電界効果型トランジスタ（以下、シリコン系ＦＥＴと略称する場合がある）の動作原理は、ゲート電極への電圧印加によって、チャネル形成領域を構成する半導体層のエネルギーバンドを屈曲させ、キャリヤ濃度を制御することで電気伝導性を制御するという機構である。この場合、伝導チャネルが形成されていなくても、半導体層に存在する僅かなキャリヤを媒介として電流が流れるため、これが、シリコン系ＦＥＴのオン／オフ比の向上の妨げになっている。
【０００３】
ソース／ドレイン電極間に共役系分子から成る有機半導体薄膜を形成し、ゲート電極に電圧を印加することで、有機半導体薄膜を構成する分子の主鎖骨格に対して垂直方向に電界を加え、ソース−ドレイン電流の制御を行う方法が、例えば、J. H. Schon et al, SCIENCE 294, 2138 に提案されている。この方法は、ゲート電極への電圧印加によって生成した電界に基づき一定の分子構造に対してその電子状態を変化させ、共鳴トンネル効果によりソース−ドレイン電流の変調を行う方式である。このような現象は、数度Ｋ程度の極低温で観測される現象であり、室温レベルにおいては、分子内伝導を担うキャリヤは、有機半導体薄膜を構成する分子の分子振動により、常に大きな散乱を受ける。そのため、室温にて動作する係る構造のＦＥＴは未だ実現されていない。
【０００４】
チャネル形成領域を構成する半導体層が、−ＣＨＯ、−ＣＯＣＨ3、−ＮＯ2、−ＣＮのいずれかの置換基を含むπ共役系重合体を主な成分とする電界効果型トランジスタが、特開平７−２４９７７５号公報に開示されている。ここで、π共役系重合体として、複素五員環、より具体的には、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピリダジン、ポリナフチレン、ポリアズレン、ポリイソチアナフテンが挙げられている。
【０００５】
この特開平７−２４９７７５号公報に開示された電界効果型トランジスタにおいて、ゲート電極に電圧を印加しないときには、高分子鎖のπ電子共役により、横方向電界（ソース・ドレイン電圧により発生）をかけてチャネルにキャリアを流すことができ、一方、ゲート電極に電圧を印加すると、ゲート電極面と垂直な方向に電界が発生し、双極子モーメントを持つ置換基に力が加わる結果、高分子鎖のコンフォメーションが変わり、π電子共役が崩れ、高分子の導電率が著しく低下するので、ソース／ドレイン電極間に電流が流れなくなるとされている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２４９７７５号
【非特許文献１】J. H. Schon et al, SCIENCE 294, 2138
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特開平７−２４９７７５号公報に開示された電界効果型トランジスタにあっては、半導体層として、双極子モーメントの大きな特定の置換基を持つπ共役系重合体を用いており、この双極子モーメントに外部より電界を印加することで、重合体のコンフォメーションを変化させて導電率を変化させている。然るに、このようなコンフォメーション変化を生じさせるような、大きな双極子モーメントを有する置換基の選定に困難が予想されるといった問題、また、そのような置換基が、外部電界に応じてπ共役系重合体の主鎖骨格の周りを自由に移動するためには、その重合体付近に自由な空間が必要であり、電界効果型トランジスタの作製に困難が予想されるといった問題を有する。
【０００８】
従って、本発明の目的は、大きな双極子モーメントを有し、しかも、外部電界に応じて主鎖骨格の周りを自由に移動する置換基を持つπ共役系重合体から半導体層を構成しなければならないといった制限の無い電界効果型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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の電界効果型トランジスタは、
（Ａ）ゲート電極、
（Ｂ）ゲート絶縁膜、
（Ｃ）π共役系重合体から構成された有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、及び、
（Ｄ）ソース／ドレイン電極、
を備えた電界効果型トランジスタであって、
ゲート電極への電圧印加に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体中の電子がゲート絶縁膜へと移動させられ、ゲート電極への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻され、以て、有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域の電気伝導性が制御されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電界効果型トランジスタにあっては、
ゲート電極への電圧印加に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体中の電子がゲート絶縁膜へと移動させられる結果、π共役系重合体は、アロマティック構造からキノイド構造へと変化し、
ゲート電極への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻される結果、π共役系重合体は、キノイド構造からアロマティック構造に戻る構成とすることが好ましい。
【００１１】
π共役系重合体がアロマティック構造であるとは、より具体的には、π共役系重合体を構成するモノマー（単量体）同士の結合が単結合であることを意味し、π共役系重合体がキノイド構造であるとは、より具体的には、π共役系重合体を構成するモノマー（単量体）同士の結合が二重結合であることを意味する。
【００１２】
また、本発明の電界効果型トランジスタにあっては、ゲート電極に印加されたゲート電圧に基づき形成された電界に起因してπ共役系重合体中の電子をゲート絶縁膜へと容易に移動させるために、ゲート絶縁膜を構成する材料の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のレベルは、π共役系重合体の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のレベルよりも高いことが好ましい。
【００１３】
本発明の電界効果型トランジスタにあっては、π共役系重合体を複素五員環とすることが好ましい。具体的には、（π共役系重合体）／（ゲート絶縁膜を構成する材料）の組合せとして、（複素五員環から成るπ共役系重合体）／（アクセプタ分子から成る材料）とすることが好ましく、より具体的には、（π共役系重合体）／（ゲート絶縁膜を構成する材料）の組合せとして、（ポリチオフェン）／（テトラシアノキノジメタン［ＴＣＮＱ］）、（ポリチオフェン）／ジチオレン金属錯体を挙げることができる。ここで、ジチオレン金属錯体は、Ｍ（ｄｍｉｔ）2で表すことができ、「Ｍ」として、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔを挙げることができる。
【００１４】
本発明の電界効果型トランジスタの具体的な構造として、以下の４種類の構造を例示することができる。
【００１５】
即ち、第１の構造を有する電界効果型トランジスタは、所謂ボトムゲート型であり、且つ、ボトムコンタクト型であり、
（ａ）基体上に形成されたゲート電極、
（ｂ）ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜、
（ｃ）ゲート絶縁膜上に形成されたソース／ドレイン電極、並びに、
（ｄ）ソース／ドレイン電極の間であってゲート絶縁膜上に形成された有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、
を備えている。
【００１６】
また、第２の構造を有する電界効果型トランジスタは、所謂ボトムゲート型であり、且つ、トップコンタクト型であり、
（ａ）基体上に形成されたゲート電極、
（ｂ）ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜、
（ｃ）ゲート絶縁膜上に形成された有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、並びに、
（ｄ）有機半導体薄膜上に形成されたソース／ドレイン電極、
を備えている。
【００１７】
更には、第３の構造を有する電界効果型トランジスタは、所謂トップゲート型であり、且つ、トップコンタクト型であり、
（ａ）基体上に形成された有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、
（ｂ）有機半導体薄膜上に形成されたソース／ドレイン電極、
（ｃ）ソース／ドレイン電極及び有機半導体薄膜上に形成されたゲート絶縁膜、並びに、
（ｄ）ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極、
を備えている。
【００１８】
また、第４の構造を有する電界効果型トランジスタは、所謂トップゲート型であり、且つ、ボトムコンタクト型であり、
（ａ）基体上に形成されたソース／ドレイン電極、
（ｂ）ソース／ドレイン電極及び基体上に形成された有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、
（ｃ）有機半導体薄膜上に形成されたゲート絶縁膜、並びに、
（ｄ）ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極、
を備えている。
【００１９】
本発明の電界効果型トランジスタにおけるゲート電極やソース／ドレイン電極、各種の配線を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の金属やインジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。あるいは又、ドーピング等で導電率を向上させた無機材料、例えばシリコン単結晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト等を挙げることもできる。更には、ゲート電極やソース／ドレイン電極を構成する材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］といった有機材料を挙げることもできる。
【００２０】
ゲート電極やソース／ドレイン電極、配線の形成方法として、これらを構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；ＭＯＣＶＤ法を含む各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）；スピンコート法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法；スタンプ法；リフトオフ法；シャドウマスク法；電解メッキ法や無電解メッキ法、あるいはこれらの組合せといったメッキ法；及び、スプレー法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、物理的気相成長法として、（ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着等の各種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、（ｄ）ＤＣ(direct current)法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。
【００２１】
有機半導体薄膜の形成方法として、有機半導体薄膜を構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるＰＶＤ法；各種のＣＶＤ法；スピンコート法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；上述した各種のコーティング法；スタンプ法；リフトオフ法；シャドウマスク法；及び、スプレー法の内のいずれかを挙げることができる。
【００２２】
ゲート絶縁膜の形成方法として、ゲート絶縁膜を構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるＰＶＤ法；各種のＣＶＤ法；スピンコート法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；上述した各種コーティング法；浸漬法；キャスティング法；及び、スプレー法の内のいずれかを挙げることができる。
【００２３】
また、基体として、各種ガラス基板や、表面に絶縁層が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板、表面に絶縁層が形成されたシリコン半導体基板を挙げることができる。更には、基体として、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）やポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に例示される高分子材料から構成されたプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、このような可撓性を有する高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への電界効果型トランジスタの組込みあるいは一体化が可能となる。尚、電界効果型トランジスタの製造時、可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シートでは電界効果型トランジスタを製造し難い場合、プラスチック・フィルムやプラスチック・シートを剛性を有する支持体（例えば、ガラス板や半導体基板、金属板等）に貼り付けて電界効果型トランジスタを製造すればよい。
【００２４】
以下、本発明の電界効果型トランジスタの動作原理を説明する。
【００２５】
π共役系重合体は、主鎖骨格に捻れや折れ曲がりがあると、π共役が分断されることから、コンフォメーションが電気伝導性に与える影響が大きいことが知られており、π共役系重合体を構成するモノマーの分子面が平行となるときには電気伝導性が良く、捻れが存在すると電気伝導性は悪化する。
【００２６】
ここで、問題となるのは、室温下におけるπ共役系重合体の構造安定性である。π共役系重合体は、立体障害などの無い系では、その多くがシス構造又はトランス構造をとることで安定となる。π共役系重合体が電気的に中性な状態では、例えば、π共役系重合体を構成する各モノマー間が単結合で結ばれたアロマティック構造を形成する。一方、ゲート電極へ電圧を印加すると、この電圧に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体中の電子がゲート絶縁膜へと移動させられ、π共役系重合体はカチオン化され、π共役系重合体の結合の組み換えが生じる。即ち、例えば、各モノマー間の結合が単結合から二重結合へと変化し、キノイド構造となる。二重結合は、単結合よりも一般に結合力が強く、また、捻れを生じさせる外力に対して強固であることが知られている。一方、ゲート電極への電圧印加を中止することによって、ゲート絶縁膜へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻される結果、例えば、π共役系重合体はキノイド構造からアロマティック構造に戻る。即ち、ゲート電極への電圧印加に基づき形成された電界に起因した、ゲート絶縁膜とπ共役系重合体との間での双極子モーメントの生成に伴うπ共役系重合体からゲート絶縁膜への電子の移動によって、あるいは又、ゲート電極への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜とπ共役系重合体との間での双極子モーメントが無くなるが故に、ゲート絶縁膜へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻され、以上の結果として、チャネル形成領域を構成する有機半導体薄膜であるπ共役系重合体のコンフォメーション（分子の硬さ）が変化するが故に、チャネル形成領域の電気伝導性が制御される。
【００２７】
π共役系重合体の一種であるポリチオフェンにおいて、モノマー間の２面角を変化させたときの全エネルギー変化を、２面角が０°（トランス構造）を基準としてプロットしたものを、図１の（Ａ）に示す。また、アロマティック構造を有するポリチオフェンにおいて、２面角が０度及び９０度のときのエネルギーバンドを示すグラフを図２の（Ａ）に示し、キノイド構造を有するポリチオフェンにおいて、２面角が０度及び９０度のときのエネルギーバンドを図３に示す。また、２面角が０度及び９０度の場合のポリチオフェンの分子構造の模式図を、それぞれ、図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。図１の（Ａ）中、実線は中性状態（各モノマー間が単結合で結ばれたアロマティック構造を形成している状態）におけるエネルギー変化を示し、破線はカチオン状態（各モノマー間が二重結合で結ばれたキノイド構造を形成している状態）におけるエネルギー変化を示す。図１の（Ａ）から、中性状態に比べて、カチオン状態では、π共役系重合体を構成する各モノマーの面が平行になる状態において、エネルギーの谷が深く安定化し、中性状態に比べてπ共役性が強い状態で安定して存在可能であることが判る。
【００２８】
言い換えれば、各モノマー間が二重結合で結ばれたキノイド構造を形成している状態の方が、各モノマー間が単結合で結ばれたアロマティック構造を形成している状態よりも、π共役系重合体における主鎖骨格に捻れが生じ難く、π共役系重合体を構成するモノマーの分子面が平行状態で安定している。従って、キノイド構造を形成している状態の方が、アロマティック構造を形成している状態よりも、π共役系重合体は高い電気伝導性を有する。
【００２９】
また、一般に、単結合に比べて二重結合の方が結合強度が強いため、各モノマー間がバネ定数ｋのバネで互いに連結されていると考えると、ゲート電極への電圧印加によってバネ定数ｋの値が増加する方向に変化する。一般に、キャリヤの散乱確率はバネ定数ｋに反比例するので、散乱確率の観点からもカチオン状態の方が電気伝導性が向上する。
【００３０】
以上のとおり、ゲート電極への電圧印加の有無によって有機半導体薄膜を構成するπ共役系重合体中の電子のゲート絶縁膜への移動が制御される結果、有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域の電気伝導性が制御される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の電界効果型トランジスタにおいては、ゲート電極に電圧が印加されていない状態では、図１の（Ｂ）に模式的に示すように、チャネル形成領域を構成するπ共役系重合体のπ共役性は分子振動により弱まり、分子内伝導においてキャリヤの散乱が著しい。一方、ゲート電極に電圧が印加された状態では、図１の（Ｃ）に模式的に示すように、チャネル形成領域を構成するπ共役系重合体のπ共役性が強まり、分子内伝導においてキャリヤの散乱が抑制される。このように、π共役性の制御及び散乱確率の制御をゲート電極に印加される電圧に応じた電界で同時に制御し、特に、キャリヤ輸送が分子内伝導によって司られた有機電界効果型トランジスタにおいて高いオン／オフ比を実現することが可能となる。即ち、本発明により、大きな双極子モーメントを有し、しかも、外部電界に応じて主鎖骨格の周りを自由に移動する置換基を持つπ共役系重合体から半導体層を構成しなければならないといった制限の無い電界効果型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】
【００３２】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００３３】
実施例１は、本発明の電界効果型トランジスタ（以下、ＦＥＴと略称する場合がある）に関する。実施例１のＦＥＴは、
（Ａ）ゲート電極１２、
（Ｂ）ゲート絶縁膜１３、
（Ｃ）π共役系重合体から構成された有機半導体薄膜１５から成るチャネル形成領域１６、及び、
（Ｄ）ソース／ドレイン電極１４、
を備えている。
【００３４】
より具体的には、模式的な一部断面図を図６の（Ｂ）に示すように、実施例１のＦＥＴは、所謂ボトムゲート型であり、且つ、ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基体１１上に形成されたゲート電極１２、
（ｂ）ゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁膜１３、
（ｃ）ゲート絶縁膜１３上に形成されたソース／ドレイン電極１４、並びに、
（ｄ）ソース／ドレイン電極１４の間であってゲート絶縁膜１３上に形成された有機半導体薄膜１５から成るチャネル形成領域１６、
を備えている。
【００３５】
尚、有機半導体薄膜１５は、ソース／ドレイン電極１４上にも延在している。また、有機半導体薄膜１５を構成するπ共役系重合体としてポリチオフェンを用い、ゲート絶縁膜１３を構成する材料としてＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）を用いた。尚、ゲート絶縁膜１３を構成する材料の最低空分子軌道のレベルは、π共役系重合体の最高被占分子軌道のレベルよりも高い。更には、基体１１をポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）から構成し、ゲート電極１２及びソース／ドレイン電極１４を金（Ａｕ）層／Ｔｉ層の２層から構成した。
【００３６】
実施例１のＦＥＴにあっては、ゲート電極１２への電圧印加に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体中の電子がゲート絶縁膜１３へと移動させられ、ゲート電極１２への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜１３へと移動させられた電子がπ共役系重合体中に戻され、以て、有機半導体薄膜１５から成るチャネル形成領域１６の電気伝導性が制御される。より具体的には、ゲート電極１２への電圧印加の前には、π共役系重合体であるポリチオフェンは、図１の（Ｂ）に模式的に示す状態となっている。そして、ゲート電極１２への電圧印加に基づき形成された電界に起因して、π共役系重合体であるポリチオフェン中の電子がゲート絶縁膜１３へと移動させられる結果、π共役系重合体であるポリチオフェンはアロマティック構造からキノイド構造へと変化し、図１の（Ｃ）に模式的に示す状態となる。一方、ゲート電極１２への電圧印加の中止によって、ゲート絶縁膜１３へと移動させられた電子がπ共役系重合体であるポリチオフェン中に戻される結果、π共役系重合体はキノイド構造からアロマティック構造に戻り、図１の（Ｂ）に模式的に示す状態に戻る。
【００３７】
以下、基体等の模式的な一部断面図である図４の（Ａ）〜（Ｄ）、図５の（Ａ）〜（Ｃ）、並びに、図６の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例１のＦＥＴの製造方法の概要を説明する。
【００３８】
［工程−１００］
先ず、基体１１上にゲート電極１２を形成する。具体的には、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）から成る基体１１上に、レジスト層３１に基づきゲート電極形成用のパターンを形成する（図４の（Ａ）参照）。次いで、密着層としてのＴｉ層、ゲート電極１２としてのＡｕ層／Ｔｉ層を、基体１１及びレジスト層３１上に真空蒸着法によって形成する（図４の（Ｂ）参照）。図面においては、密着層の図示を省略した。その後、リフトオフ法によりレジスト層３１を除去することで、ゲート電極１２を得ることができる（図４の（Ｃ）参照）。
【００３９】
［工程−１１０］
次に、ゲート電極１２上を含む基体１１上にゲート絶縁膜１３を形成する。具体的には、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）から成るゲート絶縁膜１３を、真空蒸着法に基づき、ゲート電極１２及び基体１１上に形成する。
【００４０】
［工程−１２０］
その後、ゲート絶縁膜１３上にソース／ドレイン電極１４を形成する。具体的には、全面に、レジスト層３２に基づきソース／ドレイン電極形成用のパターンを形成する（図４の（Ｄ）参照）。次いで、密着層としてのＴｉ層、ソース／ドレイン電極１４としてのＡｕ層／Ｔｉ層を、ゲート絶縁膜１３及びレジスト層３２上に真空蒸着法によって形成する（図５の（Ａ）参照）。図面においては、密着層の図示を省略した。その後、リフトオフ法によりレジスト層３２を除去することで、ソース／ドレイン電極１４を得ることができる（図５の（Ｂ）参照）。
【００４１】
［工程−１３０］
次に、全面に有機半導体薄膜１５を形成する（図５の（Ｃ）参照）。具体的には、スピンコート法に基づき、ポリチオフェンから成る有機半導体薄膜１５をソース／ドレイン電極１４及びゲート絶縁膜１３の上に形成する。その後、有機半導体薄膜１５を周知の方法にてパターニングすることで、図６の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【００４２】
［工程−１４０］
次いで、全面にＳｉＯ2から成る絶縁層２０を形成した後、ゲート電極１２及びソース／ドレイン電極１４の上方の絶縁層２０の部分に開口部を形成し、これらの開口部内を含む絶縁層２０上に配線材料層を形成し、この配線材料層をパターニングすることで、ゲート電極１２に接続された配線（図示せず）、及び、ソース／ドレイン電極１４に接続された配線２１を形成することができる（図６の（Ｂ）参照）。こうして、実施例１のＦＥＴを得ることができる。
【００４３】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。ＦＥＴの構造、製造条件は例示であり、適宜変更することができる。尚、本発明のＦＥＴを、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、基体に多数のＦＥＴを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各ＦＥＴを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。
【００４４】
ＦＥＴのその他の構造として、図７の（Ａ）に示すような、所謂、ボトムゲート型であり、且つ、トップコンタクト型のＴＦＴとすることもできる。即ち、このＦＥＴは、
（ａ）基体１１上に形成されたゲート電極１２、
（ｂ）ゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁膜１３、
（ｃ）ゲート絶縁膜１３上に形成された、有機半導体薄膜１５から成るチャネル形成領域１６、並びに、
（ｄ）有機半導体薄膜１５上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
を備えている。
【００４５】
あるいは又、図７の（Ｂ）に示すような、所謂、トップゲート型であり、且つ、トップコンタクト型のＴＦＴとすることもできる。即ち、このＦＥＴは、
（ａ）基体１１上に形成された、有機半導体薄膜１５から成るチャネル形成領域１６、
（ｂ）有機半導体薄膜１５上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
（ｃ）ソース／ドレイン電極１４及び有機半導体薄膜１５上に形成されたゲート絶縁膜１３、並びに、
（ｄ）ゲート絶縁膜１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【００４６】
あるいは又、図７の（Ｃ）に示すような、所謂、トップゲート型であり、且つ、ボトムコンタクト型のＴＦＴとすることもできる。即ち、このＦＥＴは、
（ａ）基体１１上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
（ｂ）ソース／ドレイン電極１４及び基体１１上に形成された、有機半導体薄膜１５から成るチャネル形成領域１６、
（ｃ）有機半導体薄膜１５上に形成されたゲート絶縁膜１３、並びに、
（ｄ）ゲート絶縁膜１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１の（Ａ）は、π共役系重合体の一種であるポリチオフェンにおいて、モノマー間の２面角を変化させたときの全エネルギー変化を、２面角が０°（トランス構造）を基準としてプロットしたグラフであり、図１の（Ｂ）は、ゲート電極に電圧が印加されていない状態におけるπ共役系重合体の状態を模式的に示す図であり、図１の（Ｃ）は、ゲート電極に電圧が印加された状態におけるπ共役系重合体の状態を模式的に示す図である。
【図２】図２の（Ａ）は、アロマティック構造を有するポリチオフェンにおいて、２面角が０度及び９０度のときのエネルギーバンドを示すグラフであり、図２の（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、２面角が０度及び９０度の場合のポリチオフェンの分子構造の模式図である。
【図３】図３は、キノイド構造を有するポリチオフェンにおいて、２面角が０度及び９０度のときのエネルギーバンドを示すグラフである。
【図４】図４の（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例１の電界効果型トランジスタの製造方法を説明するための基体等の模式的な一部断面図である。
【図５】図５の（Ａ）〜（Ｃ）は、図４の（Ｄ）に引き続き、実施例１の電界効果型トランジスタの製造方法を説明するための基体等の模式的な一部断面図である。
【図６】図６の（Ａ）〜（Ｂ）は、図５の（Ｃ）に引き続き、実施例１の電界効果型トランジスタの製造方法を説明するための基体等の模式的な一部断面図である。
【図７】図７の（Ａ）〜（Ｃ）は、電界効果型トランジスタの３種類の変形例の模式的な一部断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１・・・基体、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁膜、１４・・・ソース／ドレイン電極、１５・・・有機半導体薄膜、１６・・・チャネル形成領域、２０・・・絶縁層、２１・・・配線、３１，３２・・・レジスト層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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