JP2004128124A

JP2004128124A - 有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜トランジスタの製造方法

Info

Publication number: JP2004128124A
Application number: JP2002288538A
Authority: JP
Inventors: Katsura Hirai; 平井　桂
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】スイッチング動作におけるｏｎ／ｏｆｆ比が高く、リーク電流が少ない有機薄膜トランジスタを実現する。
【解決手段】ゲート絶縁層を、封孔処理した陽極酸化膜で構成するか又は陽極酸化膜とポリマーや無機酸化物からなる絶縁層とで構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機半導体からなる活性層を含む有機薄膜トランジスタおよびその製造方法に関する。特に、ゲート絶縁層がより簡易的に形成可能な有機薄膜トランジスタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。またさらに情報化の進展に伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては液晶、有機ＥＬ、電気泳動などを利用した素子を用いて表示媒体を形成している。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、アクティブ駆動素子を用いる技術が主流になっている。例えば通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にアクティブ駆動素子としてＴＦＴ素子（薄膜トランジスタ素子）を形成し、液晶、有機ＥＬ材料等が封止されている。
【０００４】
一方、最近、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）内の活性半導体層として使用するために有機材料が検討されている。有機材料は加工が容易であり、一般にＴＦＴが形成されるプラスチック基板と親和性が高いので、薄膜デバイス内の活性半導体層としての利用が期待されている。従って、低コストで大面積のデバイス、特にディスプレイのアクティブ駆動素子として検討が進められており、例えば、特許文献１及び２などの技術が開示されている。
【０００５】
従来、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜は、スパッタ法あるいはＣＶＤ法などの真空系設備を用いたドライプロセスによる酸化物ないしは窒化物の薄膜により形成されることが一般的であった。
【０００６】
特許文献３等により、ポリマー溶液の塗布により形成されたゲート絶縁層を用いた、安価な有機薄膜トランジスタの技術が開示されている。しかし、ゲート絶縁層に比誘電率の低い有機物を用いているため、電界効果が弱く、スイッチング時のソース・ドレイン間の電流ｏｎ／ｏｆｆ比が低い、したがってこれを向上させるためには、ゲート電圧を高くする必要があるという問題があった。
【０００７】
それらの問題を改善する方法として、ゲート電極材料の陽極酸化膜をゲート絶縁層として利用する技術が提案されているが（非特許文献１）、ゲート絶縁膜の絶縁性、つまりゲートのリーク電流が大きい、ブレークダウンが生じるなどの問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−１９０００１号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２０００−３０７１７２号公報
【００１０】
【特許文献３】
国際公開００／７９６１７号パンフレット
【００１１】
【非特許文献１】
第４９回応用物理学関係連合講演会、講演予稿集、Ｎｏ．３、ｐ１２
３７
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の有機薄膜トランジスタにおける前記問題を解決することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記した本発明の目的は下記の発明により達成される。
【００１４】
１．ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を構成する金属材料の陽極酸化膜及び該陽極酸化膜上に形成された絶縁膜を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【００１５】
２．前記絶縁膜は、ポリマーからなることを特徴とする前記１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１６】
３．前記絶縁膜は、塗布により形成されたことを特徴とする前記２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１７】
４．前記絶縁膜は、無機酸化物又は無機窒化物からなることを特徴とする前記１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１８】
５．前記無機酸化物又は前記無機窒化物からなる前記絶縁膜は、大気圧プラズマ法により形成されたことを特徴とする前記４に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１９】
６．前記陽極酸化膜は、封孔処理されていることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００２０】
７．ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を構成する金属材料が陽極酸化膜処理され、且つ、封孔処理された陽極酸化膜を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【００２１】
８．前記ゲート電極は、タンタル又はアルミニウムからなることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００２２】
９．ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記ゲート電極を構成する金属材料を陽極酸化処理することにより、陽極酸化膜を形成し、該陽極酸化膜上に絶縁膜を形成することにより前記ゲート絶縁層を形成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。
【００２３】
１０．ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記ゲート電極を構成する金属材料を陽極酸化処理及び封孔処理することにより、前記ゲート絶縁層の少なくとも一部を形成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。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る有機薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有し、前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を形成する金属を陽極酸化処理することにより形成された金属酸化膜及び該金属酸化膜上に形成された絶縁膜で構成されるか又は前記ゲート電極を陽極酸化処理及び封孔処理することにより形成された金属酸化膜で構成される。
【００２５】
本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの例を図１に示すが、本発明はこれに限られない。
【００２６】
１は支持体、２はゲート電極、３は陽極酸化膜、４は絶縁膜、５は有機半導体からなる活性層、６はソース電極、７はドレイン電極である。陽極酸化膜３及び絶縁膜４はゲート絶縁層を形成する。陽極酸化膜３は、後に説明するようにゲート電極２を構成する金属を陽極酸化することにより形成される。図１（ａ）においては、ゲート電極２及び陽極酸化膜３が形成された支持体１上に後に説明する膜形成法により形成された絶縁膜４上に有機半導体層からなる活性層５、ソース電極６及びドレイン電極７を形成することにより有機薄膜トランジスタが作成され、図１（ｂ）に示すものは、図１に示す有機薄膜トランジスタを保護層８で被覆した有機薄膜トランジスタである。
【００２７】
図１（ｃ）に示すものは、ゲート電極２及び陽極酸化膜３が形成された支持体１上に後に説明する膜形成法により絶縁膜４及び有機半導体層５ａが形成され、有機半導体層５ａ上にソース電極６及びドレイン電極７を形成することにより、ソース電極６とドレイン電極７との間の有機半導体層が活性層５として機能する有機薄膜トランジスタである。
【００２８】
これらの有機薄膜トランジスタは、ソース電極６とドレイン電極７との間に電圧を印加した状態で、ゲート電極２から信号を入力することにより、ソース電極６とドレイン電極７間に電流が流れてオン・オフ動作する薄膜型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。
【００２９】
図２は有機薄膜トランジスタの製造工程の例を示す。
図２（ａ）の工程において、支持体１上にゲート電極２をパターン形成する。続いて、ゲート電極２を陽極酸化処理して図２（ｂ）のように、ゲート電極２上にゲート絶縁層を構成する陽極酸化膜３を形成する。なお、陽極酸化膜３は陽極酸化処理後、封孔処理された金属酸化膜である。次に、図２（ｃ）に示すように有機半導体層５ａが被覆形成され、更に、有機半導体層５ａ上にソース電極６及びドレイン電極７のパータンが形成され、有機半導体層５ａの一部としての活性層５が形成される。
【００３０】
次に、有機薄膜トランジスタを構成する層の個々について説明する。
＜支持体＞
支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えばプラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。これらのフィルムは公知の表面処理、表面コートを行うことができる。例えば酸化ケイ素と酸化アルミニウムの共蒸着膜や、大気圧プラズマ法等による酸化ケイ素と酸化アルミニウムなどの無機酸化物の混合膜あるいは多層複合膜を、ガスバリア層として形成させても良い。またアルミニウムなどの金属薄膜を蒸着したフィルム等をラミネートして複合フィルムを用いてもよいし、フィルム中に無機酸化物微粒子を含有させてもよい。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
【００３１】
＜ゲート電極＞
ゲート電極は陽極酸化可能な金属材料からなり、このような金属材料としてはアルミニウム又はタンタルが好ましい。
【００３２】
ゲート電極は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などを用い、マスキングやエッチングによりパターン化される。膜厚は１０〜１０００ｎｍ、後に続く陽極酸化膜の形成により消費されるため、１００〜５００ｎｍが好ましい。
【００３３】
＜ゲート絶縁層＞
ゲート絶縁層は陽極酸化膜及びこれを覆うポリマー等で構成される絶縁膜で構成されるか又は陽極酸化処理及び封孔処理した金属酸化膜（陽極酸化膜）で構成される。陽極酸化処理及び封孔処理した金属酸化膜でゲート絶縁層を構成する場合には、該陽極酸化膜のみでゲート絶縁層を構成するか又は該陽極酸化膜及び該陽極酸化膜上に形成され絶縁膜でゲート絶縁層を構成することができる。
【００３４】
陽極酸化膜は、ゲート電極を構成する金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。
【００３５】
本発明において用いることができる陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。陽極酸化処理を行なうことにより、酸化皮膜が形成される。陽極酸化処理に用いられる電解液としては、多孔質酸化皮膜を形成することができるものならばいかなるものでも使用でき、一般には、硫酸、燐酸、蓚酸、クロム酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸等あるいはこれらを２種類以上組み合わせた混酸が用いられる。陽極酸化の処理条件は使用する電解液により種々変化するので一概に特定し得ないが、一般的には、電解液の濃度が１〜８０質量％、電解液の温度５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ^２、電圧１〜１００ボルト、電解時間１０秒〜５分の範囲が適当である。好ましい陽極酸化処理は、電解液として硫酸水溶液を用い、直流電流で処理する方法であるが、交流電流を用いることもできる。硫酸の濃度は５〜４５質量％であることが好ましく、電解液の温度２０〜５０℃、電流密度０．５〜２０Ａ／ｄｍ^２で２０〜２５０秒間電解処理するのが好ましい。
【００３６】
陽極酸化膜上に設けられる絶縁膜の材料としては、公知の絶縁体を用いることができ、無機酸化物、無機窒化物、ポリマー等を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどの無機窒化物も好適に用いることができる。
【００３７】
絶縁膜の形成方法としては、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、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法である。
【００３８】
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜（例えば無機酸化物：ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等又は無機窒化物：Ｓｉ_３Ｎ_４等）の形成方法については以下のように説明される。
【００３９】
上記大気圧下でのプラズマ製膜処理とは、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理を指し、その方法については特開平１１−１３３２０５号、特開２０００−１８５３６２号、特開平１１−６１４０６号、特開２０００−１４７２０９号、特開２０００−１２１８０４号等に記載されている（以下、大気圧プラズマ法とも称する）。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。
【００４０】
図３はプラズマ製膜処理を行う装置を示す図である。図３において、プラズマ放電処理容器３１、ガス発生装置５１、電源４１、電極冷却ユニット６０等が装置構成として配置されている。電極冷却ユニット６０の冷却剤としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が用いられる。
【００４１】
前記プラズマ放電処理容器３１内にロール電極２５、固定されている電極３６を所定位置に配置し、ガス発生装置５１で発生させた混合ガスを流量制御して、吸気口５２よりプラズマ放電処理容器３１内に入れ、プラズマ放電処理容器３１内をプラズマ処理に用いる混合ガスで充満し排気口５３より排気する。次に電源４１により電極３６に電圧を印加する。ロール電極２５はアースに接地し、放電プラズマを発生させる。ここで、ロール状の元巻き基材６１より基材Ｆを供給し、ガイドローラ６４を介して、ロール電極２５に巻回された基材Ｆは、ニップローラ６５、６６で押圧され、プラズマ放電処理容器３１の電極間を片面接触（ロール電極２５に接触している）の状態で搬送され、基材Ｆは搬送中に放電プラズマにより表面が放電処理され、その後にガイドローラ６７を介して、次工程に搬送される。ここで、基材Ｆはロール電極２５に接触していない面のみ放電処理がなされる。
【００４２】
また、仕切板５４は前記ニップローラ６５、６６に近接して配置され、基材Ｆは同伴する空気がプラズマ放電処理容器３１に進入するのを抑制する。
【００４３】
アース電極であるロール電極２５は、金属等の導電性母材に対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体を被覆した組み合わせで構成されているものである。または、金属等の導電性母材へライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体を被覆した組み合わせでもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いられる。金属等の導電性母材としては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属等が挙げられるが、加工の観点からステンレスが好ましい。また、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。ロール電極２５の母材は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材を使用することができる（不図示）。
【００４４】
印加電極３６に電圧を印加する電源４１としては、特に限定はないが、パール工業製高周波電源（２００ｋＨｚ）、パール工業製高周波電源（８００ｋＨｚ）、日本電子製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）、パール工業製高周波電源（１５０ＭＨｚ）等が使用できる。
【００４５】
上記電極間の距離は、電極の母材に設置した固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観点から０．５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、特に好ましくは１ｍｍ±０．５ｍｍである。
【００４６】
対向する電極間には１００ｋＨｚを越えた高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ^２以上の電力を供給し、反応性ガスを励起してプラズマを発生させる。このようなハイパワーの電界を印加することによって、緻密で、膜厚均一性の高い高機能性の薄膜を、生産効率高く得ることが可能である。
【００４７】
ここで電極間に印加する高周波電圧の周波数の上限値は、好ましくは１５０ＭＨｚ以下である。また、高周波電圧の周波数の下限値としては、好ましくは２００ｋＨｚ以上、さらに好ましくは８００ｋＨｚ以上である。
【００４８】
さらに電極間に供給する電力の下限値は、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ^２以上であり、上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ^２以下、さらに好ましくは２０Ｗ／ｃｍ^２以下である。尚、電極における電圧の印加面積（／ｃｍ^２）は、放電が起こる範囲の面積のことを指す。
【００４９】
電源４１より固定されている電極３６に印加される電圧の値は適宜決定される。なお電源の印加法に関しては、連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードとパルスモードと呼ばれるｏｎ／ｏｆｆを断続的に行う断続発振モードのどちらを採用しても良いが連続モードの方がより緻密で良質な膜が得られる。
【００５０】
また、放電プラズマ処理時の基材への影響を最小限に抑制するために、放電プラズマ処理時の基材の温度を常温（１５℃〜２５℃）〜２００℃未満の温度に調整することが好ましく、更に好ましくは常温〜１００℃に調整することである。上記の温度範囲に調整する為、必要に応じて電極、基材は冷却手段で冷却しながら放電プラズマ処理される。
【００５１】
上記の放電プラズマ処理は大気圧または大気圧近傍で行われるが、ここで大気圧近傍とは、２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａの圧力を表し、好ましくは、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。
【００５２】
また、薄膜形成方法に係る放電用電極においては、電極の少なくとも基材と接する側のＪＩＳ　Ｂ　０６０１で規定される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下になるように調整されることが好ましいが、更に好ましくは、表面粗さの最大値が８μｍ以下であり、特に好ましくは、７μｍ以下に調整することである。
【００５３】
また、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１で規定される中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下が好ましく、更に好ましくは０．１μｍ以下である。
【００５４】
次に、混合ガスについて説明する。
薄膜形成方法を実施するにあたり、使用するガスは、基材上に設けたい薄膜の種類によって異なるが、基本的に、不活性ガスと、薄膜を形成するための反応性ガスの混合ガスである。反応性ガスは、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。
【００５５】
上記不活性ガスとは、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
【００５６】
例えば、反応性ガスとしてジンクアセチルアセトナート、トリエチルインジウム、トリメチルインジウム、ジエチル亜鉛、ジメチル亜鉛、エトラエチル錫、エトラメチル錫、二酢酸ジ−ｎ−ブチル錫、テトラブチル錫、テトラオクチル錫などから選択された少なくとも１つの有機金属化合物を含む反応性ガスを用いて、導電性膜あるいは帯電防止膜、あるいは反射防止膜の中屈折率層として有用な無機酸化物層を形成することができる。
【００５７】
また、フッ素含有化合物ガスを用いることによって、基材表面にフッ素含有基を形成させて表面エネルギーを低くし、撥水性表面を得る撥水膜を得ることが出来る。フッ素元素含有化合物としては、６フッ化プロピレン（ＣＦ_３ＣＦＣＦ_２）、８フッ化シクロブタン（Ｃ_４Ｆ_８）等のフッ素・炭素化合物が挙げられる。安全上の観点から、有害ガスであるフッ化水素を生成しない６フッ化プロピレン、８フッ化シクロブタンを用いる。
【００５８】
また、分子内に親水性基と重合性不飽和結合を有するモノマーの雰囲気下で処理を行うことにより、親水性の重合膜を堆積させることもできる。上記親水性基としては、水酸基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、１級若しくは２級又は３級アミノ基、アミド基、４級アンモニウム塩基、カルボン酸基、カルボン酸塩基等の親水性基等が挙げられる。又、ポリエチレングリコール鎖を有するモノマーを用いても同様に親水性重合膜を堆積が可能である。
【００５９】
上記モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルアルコール、アリルアミン、ポリエチレングリコールジメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールジアクリル酸エステルなどが挙げられ、これらの少なくとも１種が使用できる。
【００６０】
また、有機フッ素化合物、珪素化合物またはチタン化合物を含有する反応性ガスを用いることにより、低屈折率層または高屈折率層を設けることが出来る。
【００６１】
有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガスとしては、４フッ化炭素、６フッ化炭素、具体的には、４フッ化メタン、４フッ化エチレン、６フッ化プロピレン、８フッ化シクロブタン等が挙げられる。前記のフッ化炭化水素ガスとしては、２フッ化メタン、４フッ化エタン、４フッ化プロピレン、３フッ化プロピレン等が挙げられる。
【００６２】
更に、１塩化３フッ化メタン、１塩化２フッ化メタン、２塩化４フッ化シクロブタン等のフッ化炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケトン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることが出来るがこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子内にエチレン性不飽和基を有していても良い。前記の化合物は単独でも混合して用いても良い。
【００６３】
混合ガス中に上記記載の有機フッ素化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の有機フッ素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００６４】
また、有機フッ素化合物が常温、常圧で気体である場合は、混合ガスの構成成分として、そのまま使用できるので最も容易に遂行することができる。しかし、有機フッ素化合物が常温・常圧で液体又は固体である場合には、加熱、減圧等の方法により気化して使用すればよく、また、又、適切な溶剤に溶解して用いてもよい。
【００６５】
混合ガス中に上記記載のチタン化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中のチタン化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００６６】
また、上記記載の混合ガス中に水素ガスを０．１〜１０体積％含有させることにより薄膜の硬度を著しく向上させることが出来る。
【００６７】
また、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有させることにより、反応促進され、且つ、緻密で良質な薄膜を形成することができる。
【００６８】
上記記載の珪素化合物、チタン化合物としては、取り扱い上の観点から金属水素化合物、金属アルコキシドが好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れなども少ないことから、金属アルコキシドが好ましく用いられる。
【００６９】
また、上記記載の珪素化合物、チタン化合物を放電空間である電極間に導入するには、両者は常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用される。珪素化合物、チタン化合物を加熱により気化して用いる場合、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシチタンなど、常温で液体で、沸点が２００℃以下である金属アルコキシドが好適に用いられる。上記金属アルコキシドは、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解される為、基材上への薄膜の形成、薄膜の組成などに対する影響は殆ど無視することが出来る。
【００７０】
上記記載の珪素化合物としては、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシランなどの有機金属化合物、モノシラン、ジシランなどの金属水素化合物、二塩化シラン、三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどのアルコキシシラン、オルガノシランなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。また、これらは適宜組み合わせて用いることが出来る。
【００７１】
混合ガス中に上記記載の珪素化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の珪素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００７２】
上記記載のチタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
【００７３】
また絶縁膜を形成するポリマーとしては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ＰＭＭＡに代表されるポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール・ノボラック樹脂・レゾール樹脂などのフェノール樹脂、およびシアノエチルプルラン、ポリマー体、エラストマー体を含むホスファゼン化合物、等を用いることもできる。これらのうち、ポリイミド、ポリエステル、ポリアクリレート、フェノール樹脂が好ましい。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。
【００７４】
陽極酸化膜の厚さは１０〜３００ｎｍであり、陽極酸化膜上に形成する絶縁膜の厚さは１０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、３０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７５】
陽極酸化膜の形成後、封孔処理することが好ましい。封孔処理により、上記に示した絶縁膜を設けない構成でも、本発明の効果が得られる。封孔処理は、熱水処理、沸騰水処理、水蒸気処理、珪酸ソーダ処理、重クロム酸塩水溶液処理、亜硝酸塩処理、酢酸アンモニウム塩処理、電着封孔処理等の公知の方法を用いて行うことができる。
【００７６】
＜活性層＞
活性層を構成する有機半導体にはπ共役系材料が用いられる。たとえばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０に記載された多環縮合体などを用いることができる。また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ’−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ_６０、Ｃ_７０、Ｃ_７６、Ｃ_７８、Ｃ_８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００７７】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００７８】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
【００７９】
本発明においては、有機半導体層に、たとえば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００８０】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセクター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って、ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用可能である。このアクセプターとしてＣｌ_２、Ｂｒ_２、Ｉ_２、ＩＣｌ、ＩＣｌ_３、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ_５、ＡｓＦ_５、ＳｂＦ_５、ＢＦ_３、ＢＣ１_３、ＢＢｒ_３、ＳＯ_３などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ_３、Ｈ_２ＳＯ_４、ＨＣｌＯ_４、ＦＳＯ_３Ｈ、ＣｌＳＯ_３Ｈ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ_３、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ_４、ＺｒＣｌ_４、ＨｆＣｌ_４、ＮｂＦ_５、ＮｂＣｌ_５、ＴａＣｌ_５、ＭｏＣｌ_５、ＷＦ_５、ＷＣｌ_６、ＵＦ_６、ＬｎＣｌ_３（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ⁻、Ｂｒ⁻、Ｉ⁻、ＣｌＯ_４ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＡｓＦ_５ ⁻、ＳｂＦ_６ ⁻、ＢＦ_４ ⁻、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ_４Ｐ^＋、Ｒ_４Ａｓ^＋、Ｒ_３Ｓ^＋、アセチルコリンなどをあげることができる。これらのドーパントのドーピングの方法として予め有機半導体の薄膜を作製しておき、ドーパントを後で導入する方法、有機半導体の薄膜作製時にドーパントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用いる気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該薄膜に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体状態のドーパントを該薄膜に接触させてドーパントを拡散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることができる。また液相ドーピングにおいては電解を施すことによってドーピングの効率を調整することができる。後者の方法では、有機半導体化合物とドーパントの混合溶液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たとえば真空蒸着法を用いる場合、有機半導体化合物とともにドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入することができる。またスパッタリング法で薄膜を作製する場合、有機半導体化合物とドーパントの二元ターゲットを用いてスパッタリングして薄膜中にドーパントを導入させることができる。さらに他の方法として、電気化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピングおよび例えば刊行物｛工業材料、３４巻、第４号、５５頁、１９８６年｝に示されたイオン注入法等の物理的ドーピングの何れも使用可能である。
【００８１】
これら有機薄膜の作製法としては、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、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用できる。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液をもちいて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。これら有機半導体からなる薄膜の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体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、有機半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【００８２】
＜ソース、ドレイン電極＞
ソース電極及びドレイン電極を構成する材料としては、導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。ソース電極、ドレイン電極は、上に挙げた中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００８３】
ソース電極及びドレイン電極の形成方法としては、上記材料を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【００８４】
粒子径が１〜５０ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍの金属微粒子を加熱融着して形成された電極を用いる。金属材料は白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、タンタル、インジウム、コバルト、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛、等を用いることができるが、特に、仕事関数が４．５ｅＶ以上の白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンが好ましい。
【００８５】
上記導電性微粒子として、粒子径が１〜５０ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍの白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンなどの金属微粒子が挙げられる。このような金属微粒子分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００、同１１−８０６４７、同１１−３１９５３８、特開２０００−２３９８５３などに示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５８１４、同２００１−３５２５５、同２０００−１２４１５７、同２０００−１２３６３４などに記載されたガス中蒸発法により製造された分散物である。これらの分散物を、塗設し電極パターン状に成型した後、溶媒を乾燥させ、さらに１００℃〜３００℃、好ましくは１５０℃〜２００℃の範囲で熱処理することにより、金属微粒子を熱融着させることで電極形成する。
【００８６】
＜保護膜＞
大気中の酸素、水分などによって寿命が低下するのを抑止するため、有機半導体層は、保護膜により分離されていることが好ましい。例えば、図１（ｂ）に示す保護層８を構成する材料としては、ＰＶＡ、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのガスバリア性フィルムや、絶縁層の記載に示した無機物を用いることができる。
【００８７】
【実施例】
厚さ１５０μｍのＰＥＳフィルム上に、スパッタ法により、厚さ３００ｎｍ、幅３００μｍのアルミニウム皮膜を成膜し、ゲート電極材料とした。次に３０質量％硫酸水溶液中で、２分間、３０Ｖの低電圧電源から供給される直流を用いて、陽極酸化皮膜の厚さが１２０ｎｍになるように陽極酸化処理を行った。さらに、１気圧、１００℃の飽和した蒸気チャンバーの中で、蒸気封孔処理を施した後、ＰＭＭＡの１質量％ＭＥＫ溶液を、アプリケーターを用いて塗布し、１００℃で３分乾燥させ、厚さ１００ｎｍのＰＭＭＡ膜を形成した。
【００８８】
また、陽極酸化膜上に形成される絶縁層は、次の条件による大気圧プラズマ法で形成された。
【００８９】
＜反応性ガス＞
プラズマ処理に用いる混合ガス（反応性ガス）の組成
・ＳｉＯ_２層用
不活性ガス：アルゴン９８．２５体積％
反応性ガス：水素ガス１．５体積％
反応性ガス：テトラメトキシシラン蒸気（アルゴンガスにてバブリング）０．２５体積％
・ＴｉＯ_２層用
不活性ガス：アルゴン９８．９体積％
反応性ガス：水素ガス０．８体積％
反応性ガス：テトラプロポキシチタン蒸気（１５０℃に加熱した液体にアルゴンガスをバブリング）０．３体積％
＜放電条件＞
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ^２
＜電極条件＞
ロール電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａｘ５μｍとした誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。
・基材フィルムのハードコート層上に、上記反応性ガス、上記放電条件および上記電極条件により、連続的に大気圧プラズマ処理して、１００ｎｍの薄膜を設ける。
【００９０】
ＺｎおよびＮｉの含有量が１０ｐｐｍ以下になるよう良く精製した、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）のｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ体（アルドリッチ社製）のクロロホルム溶液を調製し、Ｎ_２ガス雰囲気中で、前記ＰＭＭＡ膜の表面にアプリケーターを用いて塗布し、室温で乾燥させた後、５０℃、３０分間の熱処理を施した。このときポリ（３−ヘキシルチオフェン）の膜厚は１００ｎｍであった。さらに、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）膜の表面に、マスクを用いて金を蒸着し、ソース、ドレイン電極を形成した。幅１００μｍ、厚さ１００ｎｍのソース、ドレイン電極は、先のゲート電極に直交するよう配置され、活性層幅Ｗ＝０．３ｍｍ、活性層長Ｌ＝２０μｍの有機薄膜トランジスタが形成された。
【００９１】
この有機薄膜トランジスタは、ｐ活性層のエンハンスメント型ＦＥＴの良好な動作特性を示した。以下の条件における測定値により、有機薄膜トランジスタ間の性能比較を行った。
【００９２】
▲１▼ゲートのリーク電流Ｉｇ−ｓｄ；ソース、ドレイン電極をショートさせ、ゲートバイアスを−３０Ｖとしたときのリーク電流Ｉｇ−ｓｄを測定した。
【００９３】
▲２▼ゲート絶縁層のブレークダウン電圧；ソース、ドレイン電極をショートさせ、ゲートバイアスを負側に増大させたときのブレークダウン値を測定した。
【００９４】
▲３▼ｏｎ／ｏｆｆ比；ドレイン電圧を−２０Ｖとしたときのドレイン電流について、ゲートバイアス−３０Ｖ時および０Ｖ時の比を示す。
【００９５】
実験の条件及び結果を表１に示す。
【００９６】
【表１】

【００９７】
表１から明らかなように、実施例はいずれも、リーク電流、ブレークダウン電圧及びｏｎ／ｏｆｆ比において良好であるが、封孔処理を施さない陽極酸化処理膜のみでゲート絶縁層を構成した比較例（試料Ｎｏ．９、１１、１５及び１９）では、リーク電流が大きく、ブレークダウン電圧が低かった。また、ゲート絶縁層をＰＭＭＡのみで構成した比較例（試料Ｎｏ．２０）では、ｏｎ／ｏｆｆ比が低いという問題があった。
【００９８】
【発明の効果】
請求項に記載した発明により、ｏｎ／ｏｆｆ比が高く、しかも、リーク電流が少なく、高性能の有機薄膜トランジスタが実現された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの一例の組立工程を示す図である。
【図３】プラズマ放電処理装置を示す図である。
【符号の説明】
１　支持体
２　ゲート電極
３　陽極酸化膜
４　絶縁膜
５　活性層
６　ソース電極
７　ドレイン電極
８　保護層

Claims

ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を構成する金属材料の陽極酸化膜及び該陽極酸化膜上に形成された絶縁膜を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
前記絶縁膜は、ポリマーからな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。
前記絶縁膜は、塗布により形成された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。
前記絶縁膜は、無機酸化物又は無機窒化物からな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。
前記無機酸化物又は前記無機窒化物からなる前記絶縁膜は、大気圧プラズマ法により形成されたことを特徴とする請求項４に記載の有機薄膜トランジスタ。
前記陽極酸化膜は、封孔処理されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を構成する金属材料が陽極酸化膜処理され、且つ、封孔処理された陽極酸化膜を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
前記ゲート電極は、タンタル又はアルミニウムからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記ゲート電極を構成する金属材料を陽極酸化処理することにより、陽極酸化膜を形成し、該陽極酸化膜上に絶縁膜を形成することにより前記ゲート絶縁層を形成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。
ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体からなる活性層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記ゲート電極を構成する金属材料を陽極酸化処理及び封孔処理することにより、前記ゲート絶縁層の少なくとも一部を形成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。