(57)【要約】      （修正有）【課題】良好な移動度と、良好な電流ｏｎ/ｏｆｆ比を示す有機薄膜トランジスターを提供する。【解決手段】基板１０、ゲート電極３０、ゲート誘電体層４０、ソース電極５０、ドレイン電極６０及び有機半導体層７０の薄膜トランジスター１０において、ゲート誘電体層４０を、高い誘電率と高いキャパシタンスを有し、かつコーティング法やプリンティング法で形成されるポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーで構成する。【選択図】図１
2009278087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、ゲート誘電体層及び半導体層を含み、前記ゲート誘電体層が、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーを含む、薄膜トランジスター。
【請求項２】
ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーを含む、電子デバイス用ゲート誘電体層。
【請求項３】
基板、ゲート電極、ゲート誘電体層、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層を提供する工程を含む、薄膜トランジスターの作製方法であって、
前記ゲート誘電体層が、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーを含み、
前記ゲート誘電体層が、前記半導体層、前記ソース電極及び前記ドレイン電極から前記ゲート電極を隔離している、
薄膜トランジスターの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の態様において、半導体層及びゲート誘電体層を含む薄膜トランジスター（ＴＦＴ）及び/又は他の電子デバイスに関する。当該ゲート誘電体層は、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)（poly(4-vinylphenol-co-acrylonitrile)：ＰＶＰＡ）系ポリマーを含む。得られる誘電体層は、誘電率が高く、架橋可能である。ゲート誘電体層は特定の厚さを有することにより、大きなキャパシタンスを有しつつ電流リークを防ぐことが可能になり、これによって低い動作電圧が可能になる。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴは、一般的に、基板上で、導電性ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極、ソース電極及びドレイン電極からゲート電極を隔離する絶縁性ゲート誘電体層、並びにゲート誘電体層と接触し、ソース電極とドレイン電極をブリッジする半導体層から構成される。これらの性能は、電界効果移動度と電流ｏｎ/ｏｆｆ比によって決定できる。移動度が高く、ｏｎ/ｏｆｆ比が高い方が望ましい（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
高周波識別（ＲＦＩＤ）タグや、標識、リーダー及び液晶ディスプレーなど、高いスイッチングスピード及び/又は高密度が必須でないディスプレー用のバックプレーンスイッチング回路などの用途のための有機薄膜トランジスター（ＯＴＦＴ）に関心が注がれている。ＯＴＦＴは、低コストな溶液又は液体加工技術により作製できる。また、物理的にコンパクトで、軽量で柔軟であるといった魅力的な機械特性を有する。
【０００４】
近年では、溶液系パターン形成及び堆積技術、例えば、スピンコーティング、溶液流延、ディップコーティング、ステンシル/スクリーンプリンティング、フレキソグラフィー、グラビア、オフセットプリンティング、インクジェットプリンティング、マイクロコンタクトプリンティング等又はこれらの方法の組合せによって加工可能な有機薄膜トランジスターに対する関心が増大している。このようなプロセスは、一般的に、電子デバイス用のシリコン系薄膜トランジスター回路の加工に用いられる複雑なフォトリソグラフィー法と比べてシンプルかつ経済的である。従って、薄膜トランジスター回路の加工においてこれらの溶液系加工方法を用いるためには、溶液加工可能な材料が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０１６０２３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゲート誘電体層は、これらの溶液系加工方法で形成可能である。しかしながら、このようにして形成されるゲート誘電体層は、ピンホールがなく、表面粗さが小さく（又は表面平滑性が高く）、リーク電流が低く、誘電率が高く、破壊電圧が高く、ゲート電極へ良好に付着し、室温で溶液中での安定性が高く、他の機能性を提供するものでなければならない。また、誘電体層と有機半導体層の間の界面は、ＴＦＴの性能に決定的な影響を与えるので、誘電体層は、半導体材料と適合性を示すものでなければならない。
【０００７】
ゲート誘電体層に用いられる大部分の溶液加工可能ポリマーは、通常は、誘電率が低く、架橋性官能基を有しておらず、従って、ゲートリーク電流を許容可能なレベルに低下させるためには、誘電体が相当な厚さを有することが必要となる。結果として、誘電体層のキャパシタンスは、通常は低いものであり、故に、動作電圧が高くなり、移動度が低くなる。従って、誘電率が高く、架橋性官能基を有する溶液加工可能なポリマーと、このようなポリマーによって形成され、特定の厚さと、高い誘電率と高いキャパシタンスを有するゲート誘電体層に対する需要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本出願には、種々の例示的な態様において、誘電体層と薄膜トランジスターが開示され、特に、このような層で形成される有機薄膜トランジスター（ＯＴＦＴ）が開示される。この誘電体層は、例えば、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)共重合体等のポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーを含む。
【０００９】
ある態様では、基板、ゲート誘電体層及び半導体層を含む薄膜トランジスターが開示され、この場合、ゲート誘電体層は、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーを含む。このポリマーは、約３〜約１８、例えば、約４〜約１０の誘電率を有し得る。
【００１０】
このポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーは、架橋されていてもよい。架橋剤は、イソシアネート、トリ(２−アミノエチル)アミン、ジエチレントリアミン、メラミン/ホルムアルデヒド樹脂、２個以上のエポキシ基を含む化合物、２個以上のカルボン酸基を有する化合物、及びカルボン酸の酸無水物並びにこれらの混合物からなる群から選択できる。
【００１１】
ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマー中での４−ビニルフェノール対アクリロニトリルのモル比は、約９：１〜約１：９、例えば、約２：１〜約１：２であってもよい。
【００１２】
ゲート誘電体層は、更に、無機ナノ粒子を含んでいてもよく、そして/又は２ミクロン以下の厚さを有していてもよい。
【００１３】
半導体層は、式(１)に示す構造を有するポリチオフェンを含んでいてもよい：
【化１】
2009278087.tif 000003
（式中、Ｒ及びＲ'は、水素、ハロゲン、アルキル、アルコキシアルキル、シロキシアルキル及びペルフルオロアルキルから独立して選択され；Ｍは、２価の連結基であり；ｎは、繰り返し単位の数である）。
【００１４】
特定の態様では、ゲート誘電体層は、約１００ナノメートル〜約５００ナノメートルの厚さで、５ ｎＦ/ｃｍ2を超えるキャパシタンスを有する。
【００１５】
更なる態様では、電子デバイス用のゲート誘電体層は、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーを含む。
【００１６】
別の態様では、基板、ゲート電極、ゲート誘電体層、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層を提供する工程を含む、薄膜トランジスターの作製方法であって、前記ゲート誘電体層が、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーを含み、そして、前記ゲート誘電体層が、前記半導体層、前記ソース電極及び前記ドレイン電極から前記ゲート電極を隔離している、方法が開示される。
【００１７】
本明細書に開示されるこれらの特徴及び他の非限定的な特徴は、以下により具体的に開示される。
【００１８】
以下は、図面の簡単な説明であるが、本明細書に開示される態様の例示の目的で提示されるものであり、これを限定する目的を有するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本明細書に開示されるＴＦＴの第１の態様を示す。
【図２】本明細書に開示されるＴＦＴの第２の態様を示す。
【図３】本明細書に開示されるＴＦＴの第３の態様を示す。
【図４】本明細書に開示されるＴＦＴの第４の態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付の図面を参照することにより、本明細書に開示される成分、方法及び装置のより完全な理解が可能になる。これらの図面は、単に、本明細書の開示内容を提示するための便宜性と簡便性の目的で図示されるものであり、従って、装置やその構成成分の相対的な大きさや寸法を示すことを意図したものではなく、そして/又は例示的な態様の範囲を定義又は限定することを意図したものでもない。
【００２１】
以下の説明において明瞭性を考慮して具体的な用語が用いられているが、これらの用語は、図面に例示するために選択された態様の特定の構造のみを対象とすることが意図されているものであり、開示内容の範囲を定義又は限定することを意図したものではない。図面と以下の説明において、同様の番号表示は、同様の機能を有する構成部分を指すことが理解されなければならない。
【００２２】
図１には、本明細書に開示されるボトムゲート・ボトムコンタクトＴＦＴ構成が例示されている。ＴＦＴ１０は、ゲート電極３０及びゲート誘電体層４０と接触した基板２０を含む。ここでゲート電極３０は、基板２０の内部に描かれているが、このことは必ずしも必要ではない。しかしながら、ゲート誘電体層４０が、ソース電極５０、ドレイン電極６０及び半導体層７０からゲート電極３０を隔離していることは重要である。半導体層７０は、ソース電極５０及びドレイン電極６０の上、及びそれらの間に広がっている。この半導体は、ソース電極５０及びドレイン電極６０の間にチャネル長８０を有する。
【００２３】
図２には、本明細書に開示されるボトムゲート・トップコンタクトＴＦＴ構成が例示されている。ＴＦＴ１０は、ゲート電極３０及びゲート誘電体層４０と接触した基板２０を含む。半導体層７０は、ゲート誘電体層４０の上に位置し、ゲート誘電体層４０をソース電極５０及びドレイン電極６０から隔離している。
【００２４】
図３には、本明細書に開示されるボトムゲート・ボトムコンタクトＴＦＴ構成が例示されている。ＴＦＴ１０は、基板２０を含むが、基板２０は、ゲート電極としても機能し、ゲート誘電体層４０と接触している。ソース電極５０、ドレイン電極６０及び半導体層７０は、ゲート誘電体層４０の上に位置する。
【００２５】
図４には、本明細書に開示されるトップゲート・トップコンタクトＴＦＴ構成が例示されている。ＴＦＴ１０は、ソース電極５０、ドレイン電極６０及び半導体層７０と接触した基板２０を含む。半導体層７０は、ソース電極５０及びドレイン電極６０の上、及びそれらの間に広がっている。ゲート誘電体層４０は、半導体層７０の上に位置する。ゲート電極３０は、ゲート誘電体層４０の上に位置し、半導体７０とは接触しない。
【００２６】
本明細書に開示されるゲート誘電体層は、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)（poly(4-vinylphenol-co-acrylonitrile)：ＰＶＰＡ）系ポリマーを含む。ＰＶＰＡ系ポリマーは、少なくとも、式（Ｉ）に示すような、２種類のモノマー、４−ビニルフェノール及びアクリロニトリルに由来する繰り返し単位を含む：
【化２】
2009278087.tif 000004
（式中、ｘ及びｙは、それぞれ、ＰＶＰＡ系ポリマーに含まれる４−ビニルフェノールモノマー及びアクリロニトリルモノマーのモル百分率であり、それぞれは、独立して約５〜約９５モル％、又は約１０〜約９０モル％であってもよく、ｎは、約１０〜約１０,０００の繰り返し単位数を表す）。具体的な態様では、ＰＶＰＡ系ポリマーは、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)である。
【００２７】
誘電体層は、誘電率が約３〜約１８であってもよいＰＶＰＡ系ポリマーを含む。誘電率は、これら２種類のモノマーの比率をコントロールすることによって調整できる。一般的に、アクリルニトリルの量が多いほど、誘電率は高くなる。更なる態様では、ＰＶＰＡ系ポリマーは、約４〜約１０の誘電率を有する。別の態様では、ＰＶＰＡ系ポリマー中の４−ビニルフェノール対アクリロニトリルのモル比は、約９：１〜約１：９、又は約２：１〜約１：２である。
【００２８】
フェノール官能基により、ゲート誘電体層中で光化学的な又は架橋剤を使用したＰＶＰＡ系ポリマーの架橋が可能になる。例えば、ＰＶＰＡ系ポリマーは、ＵＶ照射によって光化学的に架橋することも可能であり、適切な架橋剤を用いて化学的に架橋することも可能である。例示的な架橋剤としては、メラミン/ホルムアルデヒド樹脂（ＭＦ樹脂）、イソシアネート、トリ(２−アミノエチル)アミン、ジエチレントリアミン、ホルムアルデヒド系樹脂、２個以上のエポキシ基を含む化合物、２個以上のカルボン酸基を有する化合物、カルボン酸の酸無水物及びこれらの混合物が挙げられる。特定の態様では、ゲート誘電体層は、ＭＦ樹脂によって架橋される。
【００２９】
ゲート誘電体層の全厚は、例えば、約５ナノメートル〜約５ミクロン、例えば、約１００ナノメートル〜約１ミクロンであってもよい。特定の態様では、ゲート誘電体層は、２ミクロン以下の厚さ、例えば、約１００〜約５００ナノメートルの厚さを有する。溶液加工可能な他のポリマー性ゲート誘電体材料とは異なり、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)系ポリマーは、低い動作電圧を達成するために非常に薄い層を必要としない。より厚いゲート誘電体層であっても、キャパシタンスが良好で、動作電圧が低く、電荷キャリア移動度が高い。ゲート誘電体層は、導電率が、例えば、約１０-12ジーメンス・パー・センチメートル（Ｓ/ｃｍ）未満であってもよい。フィルムとして堆積させた場合、誘電体層は、比較的厚さが大きくても、大きなキャパシタンスを有するであろう。大きなキャパシタンスを有することにより、動作電圧を低く抑えることが可能になり、厚さが大きいことにより、低いゲートリークが保障される。ある態様では、誘電体層は、５ｎＦ/ｃｍ2を超えるキャパシタンス、又は１０ｎＦ/ｃｍ2を超えるキャパシタンス、好ましくは、２０ｎＦ/ｃｍ2を超えるキャパシタンスを有する。
【００３０】
更なる態様では、ゲート誘電体層は、更に、ナノ粒子等の無機粒子を含む。これらのナノ粒子は、約３ｎｍ〜約５００ｎｍ、又は約３ｎｍ〜約１００ｎｍの粒径を有する。いずれの適切な無機ナノ粒子を用いてもよい。例示的なナノ粒子としては、Ａｕ, Ａｇ, Ｃｕ, Ｃｒ, Ｎｉ, Ｐｔ及びＰｄ等の金属ナノ粒子；Ａｌ2Ｏ3, ＴｉＯ2, ＺｒＯ2, Ｌａ2Ｏ3, Ｙ2０3, Ｔａ2Ｏ5, ＺｒＳｉＯ4, ＳｒＯ, ＳｉＯ, ＳｉＯ2, ＭｇＯ, ＣａＯ, ＨｆＳｉＯ4, ＢａＴｉＯ3及びＨｆＯ2等の金属酸化物ナノ粒子；そして、ＺｎＳ及びＳｉ3Ｎ4等の他の無機ナノ粒子が挙げられる。無機ナノ粒子を添加すると、いくつかの利点が得られる。第一に、ゲート誘電体層全体の誘電率を増加させることができる。第二に、金属ナノ粒子を添加した場合、これらの粒子が電子トラップとして機能することで、ゲート誘電体層のゲートリークを減少させることが可能である。無機ナノ粒子は、ゲート誘電体層の約０.１重量％〜約５０重量％又は約１重量％〜約２０重量％で存在してもよい。
【００３１】
ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)共重合体を用いる場合、これは、式（ＩＩ）に示すように合成できる：
【化３】
2009278087.tif 000005
一般的に、保護されたビニルフェノールモノマーとアクリロニトリル（Ａ）が、重合開始剤と混合されて、フェノールの酸素原子上に保護基を含むポリマー（Ｂ）が形成される。保護基の加水分解後、ポリマー鎖上にフェノール基が生成され、それによって、ポリ(４−ビニルフェノール−コ−アクリロニトリル)共重合体（Ｃ）が得られる。
【００３２】
ゲート誘電体層は、当該技術分野で知られる従来の方法により形成される。ある態様では、ゲート誘電体層は、液状堆積技術により形成される。いずれの適切な液状堆積技術を用いてもよい。例示的な液状堆積技術としては、スピンコーティング、ブレードコーティング、ロッドコーティング、ディップコーティング等のブランケットコーティング法や、スクリーンプリンティング、インクジェットプリンティング、スタンピング、ステンシルプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティング、フレキソグラフィープリンティング等のプリンティング法が挙げられる。
【００３３】
基板は、以下に限定されないが、シリコン、ガラスプレート、プラスチックフィルム又はプラスチックシート等の材料で構成されていてもよい。柔軟な構造を有するデバイスには、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド製のシート等のプラスチック製基板が好ましい。基板の厚さは、約１０マイクロメートル〜１０ミリメートルを超える範囲にあってもよく、例示的な厚さは、特に、プラスチック製フレキシブル基板では約５０〜約１００マイクロメートルであり、ガラス又はシリコン等の硬質基板では、約０.５〜約１０ミリメートルとなる。
【００３４】
ゲート電極は、導電性材料で構成される。この材料は、金属薄膜、導電性ポリマー膜、導電性インク又はペーストから形成される導電性膜、又は基板そのもの、例えば、大量にドープされたシリコン等であってもよい。ゲート電極材料の例としては、以下に限定されないが、アルミニウム、金、銀、クロム、インジウムスズ酸化物、導電性ポリマー、例えば、ポリスチレンスルホネートをドープしたポリ(３,４−エチレンジオキシチオフェン)（ＰＳＳ−ＰＥＤＯＴ）及びカーボンブラック/グラファイトから構成される導電性インク/ペースト等が挙げられる。ゲート電極は、蒸着、金属又は導電性金属酸化物のスパッタリング、従来技術のリソグラフィー及びエッチング、化学蒸着、スピンコーティング、キャスティング若しくはプリンティング又は他の堆積方法により調製できる。ゲート電極の厚さは、例えば、金属箔の場合、約１０〜約２００ナノメートルの範囲にあり、導電性ポリマーの場合には、約１〜約１０マイクロメートルの範囲となる。ソース電極及びドレイン電極として使用するのに適した典型的な材料としては、ゲート電極の材料が挙げられ、例えば、アルミニウム、金、銀、クロム、亜鉛、インジウム、導電性金属酸化物、例えば、亜鉛ガリウム酸化物、インジウムスズ酸化物、インジウムアンチモン酸化物、導電性ポリマー及び導電性インク等が挙げられる。ソース電極及びドレイン電極の典型的な厚さは、例えば、約４０ナノメートル〜約１マイクロメートル、例えば、より具体的な厚さとしては、約１００〜約４００ナノメートルとなる。
【００３５】
本明細書に開示される半導体層は、有機半導体を含む。電気性能特性については、有機半導体は、通常は、１０-8〜１０-4 Ｓ/ｃｍ、好ましくは、１０-7〜１０-5 Ｓ/ｃｍの範囲の導電率を有する。当該技術分野で知られる種々のドーパントを添加して導電率を変化させることができる。有機半導体は、ｐ型半導体又はｎ型半導体のいずれであってもよい。有機半導体の例としては、以下に限定されないが、アセン類、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、及び置換ペンタセン、ペリレン、フラーレン、オリゴチオフェン、ポリチオフェン及びこれらの置換誘導体、ポリピロール、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリ−ｐ−フェニルビニリデン、ナフタレンジカルボン酸二無水物、ナフタレン−ビスイミド、ポリナフタレン、フタロシアニン、例えば、銅フタロシアニン又は亜鉛フタロシアニン及びその置換誘導体が挙げられる。
【００３６】
具体的な態様では、有機半導体としては、ポリチオフェンが挙げられる。ポリチオフェンは、例えば、レジオレギュラー（ｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ）及びレジオランダム（ｒｅｇｉｏｒａｎｄｏｍ）ポリ(３アルキルチオフェン)類、置換及び非置換チエニレン基を含むポリチオフェン、置換されていてもよいチエノ[３,２−ｂ]チオフェン及び/若しくは置換されていてもよいチエノ[２,３−ｂ]チオフェン基を含むポリチオフェン、縮合環芳香族基を含むポリチオフェン、ヘテロ原子含有縮合環芳香族基を含むポリチオフェン、並びにフェニレン、フルオレン、フラン等の非チオフェン系芳香族基を含むポリチオフェンが挙げられる。
【００３７】
具体的な態様では、ポリチオフェン半導体は、以下の一般的構造を有する：
【化４】
2009278087.tif 000006
（式中、Ｒ及びＲ'は、水素、ハロゲン、アルキル、アルコキシアルキル、シロキシアルキル及びペルフルオロアルキルから独立して選択され；Ｍは、２価の連結基であり；ｎは、繰り返し単位の数である）。特定の態様では、Ｍは、チエニレン、置換チエニレン、ビチオフェン、テルチオフェン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン又は置換ヘテロアリーレンである。より具体的な態様では、Ｍは、フェニレン、チエノチオフェン、ベンゾチオフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、フルオレン、ベンゾジチオフェン又はビチオフェンである。別の具体的な態様では、Ｒ及びＲ'は、アルキルから選択される。より具体的な態様では、Ｒ及びＲ'は、約１〜約２５個の炭素原子、例えば、約４〜約１８個の炭素原子、更には、約６〜約１６個の炭素原子、を含むアルキル、その異性体、その混合物等である。
【００３８】
半導体層は、深さが約５ナノメートル〜約１０００ナノメートル、例えば、約２０〜約１００ナノメートルである。特定の構成では、例えば、図１及び４に示すように、半導体層は、ソース電極とドレイン電極を完全に覆う。
【００３９】
半導体層は、分子ビーム堆積、蒸着、昇華、スピンオンコーティング、ディップコーティング、プリンティング（例えば、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、ステンシルプリンティング、マイクロコンタクトプリンティング、フレキソグラフィープリンティング）及び当該技術分野で知られる他の従来方法、例えば、ゲート電極の形成で説明したような方法によって形成できる。
【００４０】
ＯＴＦＴの種々の構成成分は、基板上へいずれの順番でも堆積できる。しかしながら一般的にゲート電極及び半導体層は、両方とも、ゲート誘電体層と接触していなければならない。加えて、ソース電極とドレイン電極は、両方とも、半導体層と接触していなければならない。
【００４１】
得られるＴＦＴは、良好な移動度と、良好な電流ｏｎ/ｏｆｆ比を示す。ある態様では、ＴＦＴは、０.０１ ｃｍ2/Ｖ秒以上の電荷キャリア移動度を示し得る。他の態様では、ＴＦＴは、約１０4以上の電流ｏｎ/ｏｆｆ比を示す。
【００４２】
以下の実施例は、本明細書の開示内容を更に例示することを目的とするものである。これらの実施例は、単に例示的なものであり、開示内容に従って作製される装置を、本明細書に説明される材料、条件又は工程パラメーターに限定することを意図するものではない。全ての部（ｐａｒｔ）は、他に表示のない限り、重量パーセントを表す。
【実施例】
【００４３】
＜共重合体の合成＞
スキーム１に従い、フリーラジカル重合により２種類のモノマーからポリ(４−ビニルフェノール−コ−メタクリロニトリル)を重合した。
【化５】
2009278087.tif 000007
１,４−ジオキサン１００ ｍｌ中の４−ｔｅｒｔ−ブトキシスチレン（８.８１３ ｇ、５０ ｍｍｏｌ）とメタクリロニトリル（３.３５４ ｇ、５０ ｍｍｏｌ）の溶液を十分に撹拌して、アルゴン雰囲気を流し、これに重合開始剤のアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）（０.１２ ｇ、１重量％）を添加した。この反応混合物を８５℃に加熱し、この温度にて２４時間還流させた。反応後、混合物を室温まで冷却させ、ヘキサンで沈殿形成させた。溶媒を除去すると、４−ｔｅｒｔ−ブトキシスチレンとメタクリロニトリルの共重合体（１）が得られた。１,４−ジオキサン中にて共重合体（１）を塩酸で加水分解することにより、最終生成物のポリ(４−ビニルフェノール−コ−メタクリロニトリル)（２）が得られた。重量平均分子量（Ｍｗ）：２０８７６；数平均分子量（Ｍｎ）：１４９７０；元素分析：Ｏ、７.６６％；Ｎ、５.７９％。共重合体に組み込まれたメタクリロニトリルの比率を元素分析結果から計算したところ、４６.３モル％であった。
【００４４】
＜コンデンサーとトランジスターの作製＞
１ ｇのＤＭＦに上記の共重合体（２）０.０８ ｇとＭＦ樹脂０.０４ ｇを溶解させた。０.２マイクロメートルのＰＴＦＥシリンジフィルターでろ過した後に、この溶液をアルミニウムコーティングされたＰＥＴ基板上に２０００ ｒｐｍでスピンコーティングした。このアルミニウム層は、コンデンサーとトランジスター用の電極として機能した。８０℃で約５−１０分間乾燥させ、ホットプレート上で１５０℃で約３０分間かけて誘電体層を架橋させたところ、厚さが３００ ｎｍの頑強な層が得られた。このゲート誘電体層上に金電極を蒸着させてコンデンサーを形成した。キャパシタンスを測定すると１１.６ ｎＦ/ｃｍ2であり、誘電率を計算すると、３.９であった。以下の手順に従って、上記の誘電体層をポリ(メチルシルセスキオキサン)（ＰＭＳＳＱ）界面層で修飾した。まず、誘電体層に３０秒間かけてプラズマクリーニング処理を行い、次いで水とイソプロパノールで洗浄した。このゲート誘電体層の上面をｎ−ブタノールを溶媒とするＰＭＳＳＱの希釈溶液で２０００ｒｐｍでスピンコーティングした。８０℃で乾燥させ、次いで、ＰＭＳＳＱ層を１６０℃で３０分間かけて熱架橋させると、誘電体層の上面に〜５０ｎｍの層が形成された。
【００４５】
以下の式で示されるポリチオフェンを半導体として用いた：
【化６】
2009278087.tif 000008
（式中、ｎは、約５〜約５,０００の数値である）。このポリチオフェンとその調製方法は、Ｂｅｎｇ Ｏｎｇ ｅｔ ａｌ.（米国特許出願公開公報ＵＳ ２００３/０１６０２３０ Ａ１）に記載されている。ポリチオフェン半導体層を、ゲート誘電体の上面にスピンコーティングで堆積させた。この半導体層を、約８０℃〜約１４５℃の真空オーブン中で３０分間かけて乾燥させ、次いで、室温に冷却させた。続いて、得られた半導体層の上面に、シャドーマスクを介して金のソース/ドレイン電極対のセットを蒸着させることで、一連の種々の寸法の薄膜トランジスターを形成した。この装置は、０.０８ｃｍ2/Ｖ秒の移動度と、１０4〜１０5の電流ｏｎ/ｏｆｆ比を示した。
【図１】
2009278087.tif 000009
【図２】
2009278087.tif 000010
【図３】
2009278087.tif 000011
【図４】
2009278087.tif 000012