(57)【要約】【課題】金属酸化物の仕事関数を有機半導体物質の仕事関数より増加させることで、向上した電気的特性、特に高電荷移動度を表す優れた有機薄膜トランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、金属酸化物ソース／ドレイン電極及び有機半導体層を含む有機薄膜トランジスタを製造する方法であって、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物で処理する。【選択図】図１
2007013138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、金属酸化物ソース／ドレイン電極及び有機半導体層を含む有機薄膜トランジスタを製造する方法において、
金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ、ＳＡＭ）形成化合物で処理することを特徴とする、有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物は下記化学式１〜３で表示されることを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【化１】
2007013138.tif 000017
前記式で、
ｍ、ｎ、ａ及びｂはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数、０≦ａ≦２０の整数、０≦ｂ≦２０の整数であり、
Ａ、Ｂ、Ａ’及びＢ’はそれぞれ独立してＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ及びＰｂからなる群から選択され、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ1’、Ｒ2’、Ｒ3’及びＲ4’はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、ニトロ基、置換型または非置換型アミノ基、シアノ基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルキル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルキル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルコキシ基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルコキシ基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30アリール基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールアルキル基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールオキシ基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリール基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールアルキル基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールオキシ基、置換型または非置換型Ｃ5−Ｃ20のシクロアルキル基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロシクロアルキル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルキルエステル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルキルエステル基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールエステル基及び置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールエステル基よりなる群から選択され、ただ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4のなかで少なくとも１つ以上はスルホン酸基を含み、
Ｘ及びＸ’はそれぞれ独立して単純結合、Ｏ、Ｎ、Ｓ、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルキレン基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30アリーレン基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリーレン基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ5−Ｃ20のシクロアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ5−Ｃ30のヘテロシクロアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールエステル基及び置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールエステル基よりなる群から選択される。
【化２】
2007013138.tif 000018
前記式で、
ｍは１〜１００００の整数、ｎは０〜１００００の整数であり、
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｙ1、Ｙ2は、水素、フッ素、炭素数６〜３０の芳香族基または異種原子が芳香族に含まれた炭素数５〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基には、炭素数１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、アミノ基が１つ以上置換可能である。
【化３】
2007013138.tif 000019
前記式で、
ｌは１〜５の整数であり、
Ｚは水素、フッ素、炭素数６〜３０の芳香族基または異種原子が芳香族に含まれた炭素数５〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基には炭素数１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、アミノ基が１つ以上置換可能である。
【請求項３】
前記化学式１〜３で表示されるスルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物はフッ素を含むことを特徴とする、請求項２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記化学式１で表示されるスルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物であって、フッ素を含む化合物は下記化学式４〜７で表示されることを特徴とする、請求項３に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【化４】
2007013138.tif 000020
前記式で、ｍは１〜１０，０００の整数、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０〜１０の整数である。
【化５】
2007013138.tif 000021
前記式で、ｍ及びｎはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０〜２０の整数である。
【化６】
2007013138.tif 000022
前記式で、ｍ及びｎはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０〜２０の整数である。
【化７】
2007013138.tif 000023
前記式で、ｍ及びｎはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数であり、ｘは０〜２０の整数である。
【請求項５】
前記化学式２で表示される本発明のスルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物であって、フッ素を含む化合物は、ＣＦ3（ＣＦ2）jＳＯ3Ｈ、ＣＦ3（ＣＨ2）jＳＯ3Ｈ、ＣＦ3（ＣＦ2）j（ＣＨ2）kＳＯ3Ｈ、及びＣＨ3（ＣＦ2）j（ＣＨ2）kＳＯ3Ｈ（前記式で、ｊ及びｋはそれぞれ独立して１〜２０の整数）からなる群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記化学式３で表示されるスルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物であって、フッ素を含む化合物は下記化学式８〜９で表示されることを特徴とする、請求項３に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【化８】
2007013138.tif 000024
前記式で、ｉは１〜４の整数である。
【化９】
2007013138.tif 000025
前記式で、ｈは１〜５の整数である。
【請求項７】
前記金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面の自己組織化単層膜処理工程は、前記スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物を、水、有機溶媒及びこれらの混合物でなる群から選択される溶媒に溶解させて得た自己組織化単層膜形成溶液を利用して行うことを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記自己組織化単層膜形成溶液は、前記スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物を０．００１ｗｔ％〜２０ｗｔ％含むことを特徴とする、請求項７に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記有機溶媒は、エタノールのようなアルコール類、エーテル類、塩素系アルカン類、方向族類、及びグリコール類からなる群から選択されることを特徴とする、請求項７に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記自己組織化単層膜処理工程は１０℃〜１５０℃で１０分〜１時間実行することを特徴とする、請求項７に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記方法が、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を自己組織化単層膜形成化合物で処理する前に、前記ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面に対して酸処理またはＵＶオゾン処理を行う段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
前記酸処理工程は、前記金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面を１５℃〜３５℃で０．５秒〜１０秒間有機酸または無機酸溶液に含浸させて行うことを特徴とする、請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
前記ＵＶオゾン処理工程は、前記金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、２５４ｎｍ波長、０．２８Ｗ／ｃｍ3のパワーのランプで１分〜３０分間照射させてなることを特徴とする、請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
前記方法が、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を自己組織化単層膜形成化合物で処理した後、アニーリングする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記方法が、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を酸処理またはＵＶオゾン処理し、自己組織化単層膜形成化合物で処理した後、アニーリングする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
前記アニーリング処理工程は、５０℃〜２００℃で１０分〜１時間行うことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
前記基板が、ガラス、シリコン及びプラスチックからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記ゲート電極が、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、ポリフェニレンビニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／ＰＳＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
前記ゲート絶縁膜が、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリアクリル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリビニルフェノール及びこれらの誘導体のような有機物質及びＳｉＮｘ（０＜ｘ＜４）、ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3のような無機物質からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２０】
前記金属酸化物ソース／ドレイン電極が、ＩＴＯ及びＩＺＯからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２１】
前記有機半導体層が、ペンタセン、テトラセン、銅フタロシアニン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン及びこれらの誘導体からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２２】
請求項１〜請求項２０のいずれか製造方法によって製造された有機薄膜トランジスタ。
【請求項２３】
請求項２２の有機薄膜トランジスタを利用して製作された表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機薄膜トランジスタの製造方法に係り、より詳しくは、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、金属酸化物ソース／ドレイン電極及び有機半導体層を含む有機薄膜トランジスタを製造する方法において、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ、ＳＡＭ）形成化合物で処理して、ソース／ドレイン電極を成す金属酸化物の仕事関数（Ｗｏｒｋ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有機半導体物質の仕事関数より増加させることで、電荷移動度の向上した有機薄膜トランジスタを製造する方法及びこの方法によって製造された電荷移動度の高い有機薄膜トランジスタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体は、半導体特性を示す共役性有機高分子であるポリアセチレンが開発された後、有機物の特性、すなわち合成方法の多様さ、纎維やフィルム形態への成形の容易さ、柔軟性、導電性、安い生産費などのため、新しい電機電子材料として機能性電子素子及び光素子などの広範囲な分野で活発な研究が行われている。
このような導電性高分子を利用した素子のうちで、有機物を活性層として使用する有機薄膜トランジスタに関する研究は１９８０年以後から始まり、近来には全世界で多くの研究が進行中にある。前記有機薄膜トランジスタはＳｉ薄膜トランジスタと構造的にほぼ同じ形態のものであって、半導体領域にＳｉの代わりに有機物を使用するという違いがある。このような有機薄膜トランジスタは、既存のシリコン薄膜トランジスタと比べる時、プラズマを利用した化学蒸着（ＣＶＤ）ではない常圧のプリンティング工程による半導体層の形成が可能であり、必要によっては全体工程がプラスチック基板を利用した連続工程（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ）によって達成することができるので、安価なトランジスタを具現することができるという大きな利点がある。よって、有機簿膜トランジスタは能動型ディスプレイの駆動素子、スマートカード（ｓｍａｒｔ  ｃａｒｄ）、インベントリタグ（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ  ｔａｇ）用プラスチックチップなど多様な分野にその活用度が予想されている。
【０００３】
一方、有機簿膜トランジスタは、既存のシリコン薄膜トランジスタに比べて、電荷移動度が低く、駆動電圧及びスレショルド電圧が高いという問題点もある。Ｔ．Ｎ．Ｊａｃｋｓｏｎらは、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）を利用して０．６ｃｍ2・Ｖ-1・ｓｅｃ-1の電荷移動度を達成することで有機薄膜トランジスタの実用化可能性を一層高めたが、この場合にも、依然として電荷移動度は十分ではなく、１００Ｖ以上の駆動電圧及びシリコン薄膜トランジスタの５０倍以上に相当するスレショルド電圧が必要であるという問題点がある。
【０００４】
特に、ボトムコンタクト（ｂｏｔｔｏｍ  ｃｏｎｔａｃｔ）型またはトップゲート（ｔｏｐ  ｇａｔｅ）型構造の有機薄膜トランジスタの場合、ペンタセンなどの有機半導体物質がゲート絶縁膜よりソース／ドレイン電極で相対的によく育たない特性を持ち、ソース／ドレイン電極を成す金属物質に比べて高い仕事関数（Ｗｏｒｋ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を持つことによって、前述のソース／ドレイン電極と有機半導体層との間にショットキー障壁（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  ｂａｒｒｉｅｒ）が形成されることにより、有機簿膜トランジスタの電荷移動度がさらに低くなるという問題点がある。
【０００５】
これに関連して、特許文献１は、有機薄膜トランジスタの電気的性能、特に電荷移動度を向上させるための方法であって、有機半導体層を蒸着する前に、ソース／ドレイン電極の露出した表面をチオール基（ｔｈｉｏｌ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｇｒｏｕｐ）を含む自己組織化単層膜化合物（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）で処理する有機薄膜トランジスタの製造方法を開示しているが、前記化合物は金（Ａｕ）のような金属表面のみによく結合するばかり、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）のような金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）にはよく結合しないため、金属酸化物からなるソース／ドレイン電極及び有機半導体層を含む有機薄膜トランジスタにおいては、前述の目的を達成することができないという問題点がある。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１６１８７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、金属酸化物に対する結合性の高いスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）を含む自己組織化単層膜形成化合物で処理して、金属酸化物の仕事関数（ｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有機半導体物質の仕事関数より増加させ、これによって向上した電気的特性、特に高電荷移動度を表す優れた有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明の観点によれば、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、金属酸化物ソース／ドレイン電極及び有機半導体層を含む有機薄膜トランジスタを製造する方法において、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ、ＳＡＭ）形成化合物で処理することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
【０００８】
前記目的を達成するための本発明の他の観点によれば、前記方法によって製造された有機薄膜トランジスタを提供する。
前記目的を達成するための本発明のさらに他の観点によれば、前記有機薄膜トランジスタを利用して製造された表示素子を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
前述したように、本発明による有機薄膜トランジスタの製造方法は、ソース／ドレイン電極が疎水性特性を有するように変化させるのみならず、ソース／ドレイン電極を成す金属酸化物の仕事関数（ｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有機半導体物質の仕事関数より増加させることができるので、電荷移動度の高い優れた有機薄膜トランジスタを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明は、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、金属酸化物ソース／ドレイン電極及び有機半導体層を含む有機薄膜トランジスタを製造する方法において、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ、ＳＡＭ）形成化合物で処理することを特徴とする。
【００１１】
本発明の方法で製造可能な有機薄膜トランジスタの構造としては、ボトムコンタクト（Ｂｏｔｔｏｍ  Ｃｏｎｔａｃｔ）型またはトップゲート（Ｔｏｐ  Ｇａｔｅ）型構造を挙げることができる。すなわち、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、１）基板にゲート電極を形成する段階と；２）前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する段階と；３）前記ゲート絶縁膜上に金属酸化物ソース／ドレイン電極を形成する段階と；４）前記金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面に自己組織化単層膜を形成する段階と；５）前記絶縁膜及び金属酸化物ソース／ドレイン電極上に有機半導体層を形成する段階とを行ってボトムコンタクト構造の素子を製造することもでき、１）基板上に金属酸化物ソース／ドレイン電極を形成する段階と；２）前記金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面に自己組織化単層膜を形成する段階と；３）前記金属酸化物ソース／ドレイン電極の間に有機半導体層を形成する段階と；４）前記有機半導体層上に絶縁膜を形成する段階と；５）前記絶縁膜上にゲート電極を形成する段階とを行ってトップゲート構造の素子を製造することもできる。
【００１２】
これを段階的に説明すれば下記のようである。下記過程は、ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの製造方法を基準として説明するが、本発明の製造方法は、トップゲート型構造の有機薄膜トランジスタにも同様な方式で適用することが可能である。
ｉ）段階
まず、通常の方法によって、基板を洗浄して不純物を除去し、蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）及びパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）によってゲート電極を形成する。
【００１３】
この際、本発明の有機薄膜トランジスタが形成される基板は、ガラス、シリコン、プラスチックなどからなるものを使用することができるが、これに限定されない。
本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、ゲート電極の素材としては、通常に使用される金属または導電性高分子が使用可能であり、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、ポリフェニレンビニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／ＰＳＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）混合物などを例として挙げることができるが、これらに限定されない。
【００１４】
ｉｉ）段階
基板上にゲート電極を形成した後、その上に通常の方法でゲート絶縁膜を形成する。
この際、本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜として使用される物質としては、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリビニルフェノール及びこれらの誘導体のような通常の有機物質及びＳｉＮｘ（０＜ｘ＜４）、ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3のような通常の無機物質などを例として挙げることができるが、これに限定されるものではなく、その厚さは必要によって適切に調節することができる。
【００１５】
望ましくは、本願発明者の発明により、すでに出願した架橋剤を混合した絶縁体（韓国出願番号１０−２００３−９０３０９）及び油−無機ハイブリッド型絶縁体（韓国出願番号１０−２００３−７１７７５）を使用して、３０００Å〜７０００Åの厚さでコートすることが効果的である。
前述のゲート絶縁膜を形成するための方法は特に限定されるものではないが、真空蒸着や溶液工程などを例として挙げることができる。
【００１６】
必要によっては、約６０℃〜１５０℃の範囲内で約１分〜１０分間ソフトベーキングを行うこともでき、約１００℃〜２００℃の範囲内で約３０分〜３時間ハードベーキングを行うこともできる。
ｉｉｉ）段階
ゲート絶縁膜を形成した後、その上に金属酸化物のソース及びドレイン電極を形成する。
【００１７】
具体的に、例えば、ゲート絶縁膜上に、金属酸化物を利用して一般的な薄膜形成方法で薄膜を形成した後、前述の薄膜の上部に通常の露光（ｅｘｐｏｓｕｒｅ）工程を行って、ソース電極及びドレイン電極が形成される領域（またはソース電極及びドレイン電極以外の領域）を露出させる現象（ｄｅｖｅｌｏｐ）工程を行う。ついで、通常の方法によってアセトニトリル（Ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）などでエッチングし、最後にフォトレジストストリッパーでフォトレジストを除去して金属酸化物のソース／ドレイン電極を形成する。
【００１８】
この際、本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、ソース／ドレイン電極として使用される金属酸化物としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）などを例として挙げることができるが、これに限定されるものではなく、金属酸化物をゲート絶縁膜上に形成するための薄膜形成方法としては、熱蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）、スピンコーティング（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）、ロールコーティング（ｒｏｌｌ  ｃｏａｔｉｎｇ）、噴霧コーティング（ｓｐｒａｙ  ｃｏａｔｉｎｇ）、プリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）などを例として挙げることができるが、これに限定されない。
【００１９】
ｉｖ）段階
金属酸化物ソース／ドレイン電極を形成した後、この金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物で一定条件で処理する。
【００２０】
この段階は本発明の最も特徴的な部分に相当し、これを実行するための本発明の自己組織化単層膜形成化合物はスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）を含むことを特徴とする。
このスルホン酸基は、金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面に対するバインディンググループ（ｂｉｎｄｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ）の役目をする。すなわち、スルホン酸基は脱水素傾向が非常に大きいため残ったＳＯ3-が金属酸化物表面に易しく吸着することになる。
【００２１】
このスルホン酸基を含有する本発明の自己組織化単層膜形成化合物としては、特に限定されるものではないが、下記化学式１〜３で表示される化合物を使用することができる。
【００２２】
【化１】
2007013138.tif 000003
前記式で、
ｍ、ｎ、ａ及びｂはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数、０≦ａ≦２０の整数、０≦ｂ≦２０の整数であり、
Ａ、Ｂ、Ａ’及びＢ’はそれぞれ独立してＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、及びＰｂからなる群から選択され、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ1’、Ｒ2’、Ｒ3’及びＲ4’はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、ニトロ基、置換型または非置換型アミノ基、シアノ基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルキル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルキル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルコキシ基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルコキシ基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30アリール基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールアルキル基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールオキシ基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリール基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールアルキル基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールオキシ基、置換型または非置換型Ｃ5−Ｃ20のシクロアルキル基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロシクロアルキル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルキルエステル基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルキルエステル基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールエステル基、及び置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールエステル基よりなる群から選択され、ただ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4のなかで少なくとも一つ以上はスルホン酸基を含み、
Ｘ及びＸ’はそれぞれ独立して単純結合、Ｏ、Ｎ、Ｓ、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30アルキレン基、置換型または非置換型Ｃ1−Ｃ30ヘテロアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30アリーレン基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリーレン基、置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ5−Ｃ20のシクロアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ5−Ｃ30のヘテロシクロアルキレン基、置換型または非置換型Ｃ6−Ｃ30のアリールエステル基、及び置換型または非置換型Ｃ2−Ｃ30のヘテロアリールエステル基よりなる群から選択される。
【００２３】
【化２】
2007013138.tif 000004
前記式で、
ｍは１〜１００００の整数、ｎは０〜１００００の整数であり、
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｙ1、Ｙ2は、水素、フッ素、炭素数６〜３０の芳香族基または異種原子が芳香族に含まれた炭素数５〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基には、炭素数１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、アミノ基が一つ以上置換可能である。
【００２４】
【化３】
2007013138.tif 000005
前記式で、
ｌは１〜５の整数であり、
Ｚは水素、フッ素、炭素数６〜３０の芳香族基または異種原子が芳香族に含まれた炭素数５〜３０のヘテロ芳香族基であり、前記芳香族基またはヘテロ芳香族基には炭素数１〜１２のアルキル基、アルコキシ基、エステル基、カルボキシル基、チオール基、アミノ基が１つ以上置換可能である。
【００２５】
この際、本発明で使用される置換基であるアルキル基の具体的な例としては、直鎖状または分岐状であって、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ｉｓｏ−アミル、ヘキシルなどを挙げることができ、前記アルキル基に含まれている１つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（−ＮＨ2、−ＮＨ（Ｒ）、−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）、Ｒ’とＲ"は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキル基）、アミジノ基、ヒドラジン、またはヒドラゾン基で置換することができる。
【００２６】
前述したような本発明で使用される置換基であるヘテロアルキル基は、前記アルキル基の主鎖のなかで炭素原子中の１つ以上、望ましくは１〜５個の炭素原子が酸素原子、硫黄原子、窒素原子、燐原子などのようなヘテロ原子で置換されたものを意味する。
前述の本発明で使用される置換基のアリール基は、１つ以上の芳香族環を含むカルボサイクル芳香族システムを意味し、前記環はペンダント法で一緒に付着するかまたは融合（ｆｕｓｅｄ）することができる。アリール基の具体的な例としては、フェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチルなどのような芳香族基を挙げることができ、前記アリール基の１つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００２７】
前記本発明で使用される置換基のヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちで選択された１個、２個または３個のヘテロ原子を含み、残り環状原子がＣである環状原子数５〜３０の環状芳香族システムを意味し、前記環はペンダント法で一緒に付着するかまたは融合することができる。そして、前記ヘテロアリール基の１つ以上の水素原子は前記アルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００２８】
前記本発明で使用される置換基のアルコキシ基はラジカル−Ｏ−アルキルをいい、この時のアルキルは上で定義された通りである。具体的な例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソブチルオキシ、ｓｅｃ−ブチルオキシ、ペンチルオキシ、ｉｓｏ−アミルオキシ、ヘキシルオキシなどを挙げることができ、前記アルコキシ基の１つ以上の水素原子は前記アルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００２９】
前記本発明で使用される置換基のヘテロアルコキシ基は、１個以上のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄または窒素がアルキル鎖内に存在することができるということを除けば、本質的に前記アルコキシ基の意味を有し、例えばＣＨ3ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ−、Ｃ4Ｈ9ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ−及びＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＨなどである。
本発明で使用される置換基のアリールアルキル基は、定義されたようなアリール基の水素原子中の一部が低級アルキル、例えばメチル、エチル、プロピルなどのようなラジカルで置換されたものを意味する。例えば、ベンジル、フェニルエチルなどがある。アリールアルキル基の１つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００３０】
本発明で使用されるヘテロアリールアルキル基は、定義されたようなヘテロアリール基の水素原子中の一部が低級アルキル、例えばメチル、エチル、プロピルなどのようなラジカルで置換されたものを意味する。アリールアルキル基の例としては、ベンジル、フェニルエチルなどがある。ヘテロアリールアルキル基の１つ以上の水素原子はアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００３１】
本発明で使用されるアリールオキシ基はラジカル−Ｏ−アリールをいい、この時、アリールは上で定義された通りである。具体的な例として、フェノキシ、ナフトキシ、アントラセニルオキシ、フェナントレニルオキシ、プルオレニルオキシ、インデニルオキシなどがあり、アリールオキシ基の１つ以上の水素原子はアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００３２】
本発明で使用されるヘテロアリールオキシ基はラジカル−Ｏ−ヘテロアリールをいい、この時、ヘテロアリールは上で定義された通りである。本発明で使用されるヘテロアリールオキシ基の具体的な例として、ベンジルオキシ、フェニルエチルオキシなどがあり、ヘテロアリールオキシ基の１つ以上の水素原子はアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００３３】
本発明で使用されるシクロアルキル基は炭素原子数５〜３０の１価モノサイクリックシステムを意味する。シクロアルキル基の少なくとも１つ以上の水素原子は前記アルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
本発明で使用されるヘテロシクロアルキル基はＮ、Ｏ、ＰまたはＳのうちで選択された１個、２個または３個のヘテロ原子を含み、残り環状原子がＣである環状原子数５〜３０の１価モノサイクリックシステムを意味する。ヘテロシクロアルキル基の１つ以上の水素原子はアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００３４】
本発明で使用されるアルキルエステル基はアルキル基とエステル基が結合されている作用基を意味し、この時、アルキル基は定義した通りである。
本発明で使用されるヘテロアルキルエステル基はヘテロアルキル基とエステル基が結合されている作用基を意味し、ヘテロアルキル基は定義した通りである。
本発明で使用されるアリールエステル基はアリール基とエステル基が結合されている作用基を意味し、この時、アリール基は定義した通りである。
【００３５】
本発明で使用されるヘテロアリールエステル基はヘテロアリール基とエステル基が結合されている作用基を意味し、この時、ヘテロアリール基は定義した通りである。
本発明で使用されるアミノ基は−ＮＨ2、−ＮＨ（Ｒ）または−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）を意味し、Ｒ’とＲ"は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキル基である。
前述した置換基に含まれている１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換することができ、この時、ハロゲン原子としてはフッ素が最も望ましい。
【００３６】
前述の化学式１〜３で表示されるスルホン酸基を含有する本発明の自己組織化単層膜形成化合物はフッ素を含むことができる。
正確なメカニズムは糾明されていないが、フッ素を含む本発明の自己組織化単層膜形成化合物で金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面を処理すれば、自己組織化単層膜内のフッ素が有機半導体物質から電子を易しく受け入れることによって、ホール−ドーピング効果（ｈｏｌｅ−ｄｏｐｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）が発生することになり、その結果、ソース／ドレイン電極を成す金属酸化物の仕事関数が有機半導体物質の仕事関数より格段に増加し、電荷移動度も格段に向上することと判断される。
【００３７】
前述の化学式１で表示される本発明のスルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物であって、フッ素を含む化合物としては、下記化学式４〜７で表示される化合物を使用することができるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
【化４】
2007013138.tif 000006
前記式で、ｍは１〜１００００の整数、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０〜１０の整数である。
【００３９】
【化５】
2007013138.tif 000007
前記式で、ｍ及びｎはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０〜２０の整数である。
【００４０】
【化６】
2007013138.tif 000008
前記式で、ｍ及びｎはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０〜２０の整数である。
【００４１】
【化７】
2007013138.tif 000009
前記式で、ｍ及びｎはそれぞれ０＜ｍ≦１００００の整数、０≦ｎ＜１００００の整数であり、ｘは０〜２０の整数である。
前記化学式２で表示される本発明のスルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物であって、フッ素を含む化合物としては、ＣＦ3（ＣＦ2）jＳＯ3Ｈ、ＣＦ3（ＣＨ2）jＳＯ3Ｈ、ＣＦ3（ＣＦ2）j（ＣＨ2）kＳＯ3Ｈ、ＣＨ3（ＣＦ2）j（ＣＨ2）kＳＯ3Ｈ（前記式で、ｊ及びｋはそれぞれ独立して１〜２０の整数）などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
前記化学式３で表示される本発明の自己組織化単層膜形成化合物であって、フッ素を含む化合物としては、下記化学式８〜９で表示される化合物を例として挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
【化８】
2007013138.tif 000010
前記式で、ｉは１〜４の整数である。
【００４４】
【化９】
2007013138.tif 000011
前記式で、ｈは１〜５の整数である。
本発明の自己組織化単層膜形成化合物は、金属酸化物表面に対してだけ結合力が高いばかり、ゲート絶縁膜表面には結合しない特性を持つ。よって、本発明の自己組織化単層膜形成化合物で、金属酸化物ソース／ドレイン電極が形成されたゲート絶縁膜表面を処理すれば、前述した自己組織化単層膜化合物は、ゲート絶縁膜の特性を変化させることなく金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面にだけ強く結合して、ソース／ドレイン電極の特性及び仕事関数を電荷移動度の高くなる方向に変化させる。
【００４５】
一方、本発明による金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面の自己組織化単層膜処理は、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物を、水、有機溶媒及びこれらの混合物でなる群から選択された溶媒に溶解させて得た溶液を利用して実行することができる。より具体的には、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を本発明の自己組織化単層膜形成溶液に一定の時間及び温度で含浸させることで実行することができる。
【００４６】
本発明の溶媒としては、水、有機溶媒及びこれらの混合物でなる群から選択されたものを使用することができ、望ましくは水と１種以上の有機溶媒を混合して使用することができる。
本発明で使用される有機溶媒としては、エタノールのようなアルコール類、エーテル類、塩素系アルカン類、方向族類、及びグリコール類を例として挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００４７】
本発明で使用される自己組織化単層膜形成溶液は、スルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物を０．００１ｗｔ％〜２０ｗｔ％含むように構成できる。
本発明による金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面の自己組織化単層膜処理は１０℃〜１５０℃で１０分〜１時間実行することができる。
ｖ）段階
最後に、金属酸化物ソース／ドレイン電極上に有機半導体物質を通常のコーティング法でコートして有機半導体層を形成する。
【００４８】
この際、本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、有機半導体層として使用される物質としては、ペンタセン、テトラセン、銅フタロシアニン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン及びこれらの誘導体を例として挙げることができるが、これに限定されなく、有機半導体物質を蒸着するためのコーティング法としては、熱蒸着法、スクリーン印刷法、プリンティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インク噴射法などを例として挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
本発明は、ｉｖ）段階で金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面を、スルホン酸基を含有
する自己組織化単層膜形成化合物で処理する前に、ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を酸処理またはＵＶオゾン処理する段階をさらに含むことができる。
前述のように、自己組織化単層膜表面処理の前に、酸処理またはＵＶオゾン処理を先行すれば、金属酸化物の表面を親水性に変化させてスルホン酸基の表面吸着性を増加させる効果がある。
【００５０】
前述において、酸処理工程は、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を１５℃〜３５℃で０．５秒〜１０秒間有機酸または無機酸溶液に含浸させることで実行することができる。
本発明で使用される望ましい有機酸としては、具体的に下記化学式１０で表示される酸溶液を使用することができるが、これに限定されるものではない。
【００５１】
【化１０】
2007013138.tif 000012
前記式で、
Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基（ａｌｋｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、アルケニル基（ａｌｋｅｎｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、アルキニル基（ａｌｋｙｎｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、炭素数３〜３０のシクロアルキル基（ｃｙｃｌｏａｌｋｙｌ  ｇｏｒｕｐ）、炭素数６〜３０のアリール基（ａｒｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、またはこれらのフッ素置換官能基である。
【００５２】
本発明で使用される望ましい無機酸としては、具体的に、ＨＩ、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＦ、ＨＮＯ3、Ｈ3ＰＯ4、Ｈ2ＳＯ4またはこれらの混合物を例として挙げることができるが、必ずこれに限定されるものではない。前述において、混合物は、具体的に、ＨＣｌ及びＨＮＯ3を混合して使用するＩＴＯエッチャント（ｅｔｃｈａｎｔ）を例として挙げることができる。
【００５３】
一方、前述において、ＵＶオゾン処理工程は、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面を、２５４ｎｍ波長、０．２８Ｗ／ｃｍ3のパワーのランプで１分〜３０分間照射することで実行することができる。
また、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、ｉｖ）段階で金属酸化物ソース／ド
レイン電極の少なくとも一表面を自己組織化単層膜形成化合物で処理した後、アニーリングする段階をさらに含むことができる。
【００５４】
金属酸化物ソース／ドレイン電極の表面処理後、アニーリングを行うならば、ソース／ドレイン電極の粘着性が向上して、自己組織化単層膜化合物で表面処理のみを行った場合より電荷移動度が高いトランジスタを製造することができる。
アニーリング処理工程は、５０℃〜２００℃で１０分〜１時間実行することができる。
本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、ｉｖ）段階で金属酸化物ソース／ドレイン
電極の少なくとも一表面を先に酸処理するかまたはＵＶオゾン処理した後、本発明のスルホン酸基を含有する自己組織化単層膜形成化合物で処理し、ついでアニーリングする段階を含むように構成できる。
【００５５】
前述のような本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法によって製造される有機薄膜トランジスタはボトムコンタクト構造の有機薄膜トランジスタであって、図１に示すように、基板１上にゲート電極２が形成され、その上にゲート絶縁膜３が形成された後、その上に金属酸化物ソース／ドレイン電極４、５が形成され、金属酸化物ソース／ドレイン電極の少なくとも一表面に自己組織化単層膜６が形成され、その上に有機半導体層７が形成された構造を持つ。
【００５６】
本発明の方法によって製造される有機薄膜トランジスタは、ソース／ドレイン電極の特性が疎水性特性に変化され、ソース／ドレイン電極を成す金属酸化物の仕事関数が有機半導体物質の仕事関数より増加することによって、特に電荷移動度の面で優れた電気的特性を表す。
したがって、本発明の方法によって製造される有機薄膜トランジスタは、例えば、電界発光素子、液晶素子、電気移動素子などのような表示素子の製造に有用に利用することができる。
【００５７】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、下記実施例は単に説明の目的のためのもので、本発明を制限するためのものではない。
実施例１：
まず、洗浄されたガラス基板に、Ａｌを使用するスパッタリング法で１５００Å厚さのゲート電極を形成した。その上に、架橋剤を含むポリビニルフェノールを利用するスピンコーティング法によって、１０００ｒｐｍで５０００Å厚さのゲート絶縁膜をコートした後、１００℃で５分間ソフトベーキングを行ってゲート絶縁膜を形成した。その上に、ＩＴＯを、真空度（２×１０-7ｔｏｒｒ、基板温度５０℃、蒸着比０．８５Å／ｓｅｃ）の条件で熱蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）によって１０００Å厚さに蒸着した後、フォトリソグラフィーによってＩＴＯ電極パターンを形成した。ついで、ＩＴＯ電極を、下記化学式１１のフッ素化樹脂溶液（ＮａｆｉｏｎR  ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｒｅｓｉｎ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ、Ａｌｄｒｉｃｈ）５ｗｔ％及び低級脂肪酸アルコール（エタノール）と水の混合溶媒（アルコール５５ｗｔ％、水４５ｗｔ％）９５ｗｔ％からなる自己組織化単層膜形成溶液に常温で３０分間含浸させて表面処理した後、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）を、熱蒸着法によって、真空度（２×１０-7ｔｏｒｒ、基板温度５０℃、蒸着比０．８５Å／ｓｅｃ）の条件で１０００Åの厚さに蒸着して有機薄膜トランジスタを製作した。
【００５８】
【化１１】
2007013138.tif 000013
前記式で、ｍは５〜１１の整数であり、ｎは１である。
実施例２：
ＩＴＯ電極を表面処理する前に、前記ＩＴＯ電極の表面を常温でＩＴＯエッチャント（ｅｔｃｈａｎｔ）で１０秒間酸処理したことを除き、実施例１と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
【００５９】
実施例３：
ＩＴＯ電極を表面処理する前に、前記ＩＴＯ電極の表面を、３分間、２５４ｎｍ波長、０．２８Ｗ／ｃｍ3のパワーのランプでＵＶオゾン処理したことを除き、実施例１と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
実施例４：
ＩＴＯ電極を表面処理した後、２００℃で３０分間アニーリング処理したことを除き、実施例１と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
【００６０】
実施例５：
酸処理したＩＴＯ電極を、フッ素化スルホン酸（ｎｏｎａｐｅｒｆｌｕｏｒｏｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ、Ｃ4Ｆ9ＳＯ3Ｈ）溶液５ｗｔ％、及び低級脂肪酸アルコール（エタノール）と水の混合溶媒（アルコール５５ｗｔ％、水４５％）９５ｗｔ％からなる自己組織化単層膜形成溶液に常温で３０分間含浸させて表面処理した後、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）１ｗｔ％のトルエン溶液を１０００Åの厚さに塗布したことを除き、実施例２と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
【００６１】
比較例１：
ＩＴＯ電極を自己組織化単層膜形成化合物で表面処理しなかったことを除き、実施例１と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
比較例２：
ＩＴＯ電極を自己組織化単層膜形成化合物で表面処理しなかったことを除き、実施例２と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
【００６２】
比較例３：
ＩＴＯ電極を自己組織化単層膜形成化合物で表面処理しなかったことを除き、実施例３と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
比較例４：
ＩＴＯ電極を自己組織化単層膜形成化合物で表面処理しなかったことを除き、実施例４と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
【００６３】
比較例５：
ＩＴＯ電極を自己組織化単層膜形成化合物で表面処理しなかったことを除き、実施例５と同様に実施して有機薄膜トランジスタを製作した。
本発明の自己組織化単層膜形成化合物を利用する表面処理によるソース／ドレイン電極及びゲート絶縁膜の特性変化を調査するために、前記実施例１〜４、及び比較例１〜４で収得した有機薄膜トランジスタ内の各金属酸化物ソース／ドレイン電極及びゲート絶縁膜の接触角（Ｃｏｎｔａｃｔ  ａｎｇｌｅ）と各ソース／ドレイン電極の仕事関数を下記の方法で測定して下記表１に示した。
【００６４】
＊接触角は単一滴の蒸留水（ｓｉｎｇｌｅ  ｄｒｏｐ  ｏｆ  ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ  ｗａｔｅｒ）の進行角（ａｄｖａｎｃｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）測定法で測定した。
＊仕事関数は紫外線を利用する光電子放出測定方法で測定した。
【００６５】
【表１】
2007013138.tif 000014
表１の結果から確認できるように、本発明で表面処理のために使用される自己組織化単層膜形成化合物は、ゲート絶縁膜には結合しないが、金属酸化物でなるソース／ドレイン電極の表面にだけよく吸着してその特性を疎水性特性に変化させ、特にソース／ドレイン電極の仕事関数を有機半導体物質の仕事関数（ペンタセン：５．１ｅＶ）より増加させる。
【００６６】
また、実施例１〜４及び比較例１〜４で収得した有機薄膜トランジスタを、ＫＥＩＴＨＬＥＹ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ａｎａｌｙｚｅｒ（４２００−ＳＣＳ）を利用して電流伝達特性を評価して図２に示した。
実施例１〜５及び比較例１〜５で収得した有機薄膜トランジスタの電気的特性として、電荷移動度を、下記飽和領域（ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ｒｅｇｉｏｎ）電流式で（ＩＳＤ）1/2とＶGを変数にしてグラフを得て、その勾配から求めた。
【００６７】
【数１】
2007013138.tif 000015
前記式で、ＩSDはソース−ドレイン電流、μまたはμFETは電荷移動度、Ｃｏは酸化膜静電容量、Ｗはチャンネル幅、Ｌはチャンネル長、ＶGはゲート電圧、ＶTはスレショルド電圧である。
【００６８】
【表２】
2007013138.tif 000016
表２の結果から確認されるように、本発明の方法によって製造される有機薄膜トランジスタは電荷移動度の電気的特性が非常に優秀である。
以上、具体的な実施例に基づいて本発明を詳細に説明したが、本発明は前述した実施例に限定されなく、本発明の技術的思想の範囲内で、本発明が属する技術分野の当業者によって多くの変形が可能であることは自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、金属酸化物の仕事関数を有機半導体物質の仕事関数より増加させることで、向上した電気的特性、特に高電荷移動度を表す優れた有機薄膜トランジスタの製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施例によって製造された有機薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１〜４及び比較例１〜４によって製造された有機薄膜トランジスタの電流伝達特性曲線である。
【符号の説明】
【００７１】
１    基板
２    ゲート電極
３    ゲート絶縁膜
４    ソース電極
５    ドレイン電極
６    自己組織化単層膜
７    有機半導体層
【図１】
2007013138.tif 000026
【図２】
2007013138.tif 000027