10 基板
 11cont コンタクト層
 11non  ノンコンタクト層
 11s ソース電極
 11d ドレイン電極
 11g ゲート電極
 12 有機半導体層
 13 ゲート絶縁膜

 以下に本発明の実施形態の有機トランジ� ��タ及びその製造方法を図面を参照しつつ説� ��する。

 図3はボトムコンタクト型の有機トランジ スタの構造一例を示す。

 かかる有機トランジスタは、図に示すよ� ��に、基板10上にゲート配線(図示せず)から引 き出されたゲート電極11gが設けられ、ゲート 電極11gを覆うようにゲート絶縁膜13が設けら� ��ている。基板10上からゲート絶縁膜13上にお いて、ソース電極11s及びドレイン電極11dが対 向するように離間して設けられている。対向 するソース電極及びドレイン電極の間にチャ ネルを形成できるように有機半導体からなる 有機半導体部12が積層されて設けられている� ��ゲート電極11gは、ソース電極11s及びドレイ� ��電極11dの間の有機半導体部12に電界を印加� �しめる。ゲート電極11gはソース電極11s及び� �レイン電極11dから絶縁されている。

 なお、これらソース電極11s、ドレイン電� ��11d、ゲート電極11g等で構成される有機トラ� ��ジスタを覆うパッシベーション膜(図示せず )が設けられてもよい。すなわち、形成され� �回路及び有機トランジスタを覆うように、� �化シリコン等の窒化物の無機系、ポリマー� �等による膜封止がなされる。窒化酸化シリ� �ン等の窒化酸化物、酸化シリコンや酸化ア� �ミニウム等の酸化物、炭化シリコン等の炭� �物からなる無機物封止膜による封止や、そ� �他に、高分子及び無機膜の多層封止でもよ� �。

 ところで、ソース電極11s、ドレイン電極1 1dなどの電極に金等の金属を用いる場合、基� ��やゲート絶縁膜の材料と金属とを直接接触� ��せると、それらの密着性の低さに起因する� ��属電極の膜剥がれによる有機トランジスタ� ��特性劣化等の問題が生じてしまう可能性が� ��る。そこで、金属電極の下地としてチタン� ��モリブデン等の接着層をノンコンタクト層1 1nonとして介在させ、ソース電極11sおよびド� �イン電極11dをノンコンタクト層/コンタクト� ��11の2層構造としている。ソース電極11sは、� ��機半導体部12に接するコンタクト層11contと� �機半導体部12に接しないノンコンタクト層11n onを含み、ドレイン電極11dは有機半導体部12� �接するコンタクト層11contと有機半導体部12に 接しないノンコンタクト層11nonを含む。互い� ��対向しているソース電極11sのコンタクト層1 1contとドレイン電極11dのコンタクト層11contの� ��向端部が最もゲート電極11gに近接し、その� ��の有機半導体層をチャネル部となる。

 本発明の実施形態の有機トランジスタに� ��いて、ノンコンタクト層とコンタクト層の2 層を説明したが、これに限らず、ソース電極 11sは、これらを含む互いに積層された2層以� �の電極層から構成できる。コンタクト層を� �成する材料は、ノンコンタクト層を構成す� �材料の仕事関数よりも大きい仕事関数を有� �る材料であることが好ましい。有機半導体� �を構成する材料は、p型チャネルを形成する� ��料であることが好ましい。ソース電極は真� ��成膜法又はメッキ法によって形成されるこ� ��が好ましい。

 図4はトップゲート型の有機トランジスタ の構造の一例を示す。

 かかる有機トランジスタは、基板10上に� �間して形成された対向するソース電極11s及� �ドレイン電極11dと、これらの間の基板10上に チャネルを形成できるように積層された有機 半導体からなる有機半導体部12と、有機半導� ��部12を覆うとともにソース電極11s及びドレ� �ン電極11dの間の有機半導体部12に電界を印加 せしめるゲート電極11gと、を含み、ゲート電 極11gを覆いソース電極11s及びドレイン電極11d から絶縁するゲート絶縁膜13を有している。

 ソース電極11sは、有機半導体部12に接す� �コンタクト層11contと有機半導体部12に接しな いノンコンタクト層11nonを含む。ドレイン電� ��11dは、有機半導体部12に接するコンタクト� �11contと有機半導体部12に接しないノンコンタ クト層11nonを含む。

 本実施形態は、図3及び図4に示すように� �ソース電極の接着層(ノンコンタクト層)を大 きく覆うようにコンタクト層が形成されてい ることを特徴とするソース電極構造である。

 本実施形態のボトムコンタクト型の有機� ��ランジスタの製造方法の一例を説明する。

 先ず、洗浄した基板10上に導電膜を成膜� �、これをパターニングして、図5に示すよう� ��ゲート電極11gを形成する。

 次に、図6に示すように、ゲート電極11g上 にこれを覆うようゲート絶縁膜13を形成する� ��例えば、ゲート電極11gの表面を陽極酸化法� ��よって酸化して得られた酸化物薄膜すなわ� ��ゲート絶縁膜13を形成する。あるいは、ゲ� �ト電極11gを覆うゲート絶縁膜材料を基板全� �に形成した後、所定のフォトマスクを用い� �一括してパターニングすることによりゲー� �電極11g上にゲート絶縁膜13を形成することが できる。

 次に、ゲート絶縁膜13(及び基板10)上に、� ��れぞれノンコンタクト層及びコンタクト層� ��2層構造からなるソース電極11s及びドレイン 電極11dをフォトリソグラフィ技術を用いて形 成する。図7に示すように、ゲート絶縁膜13を 覆うCr等のノンコンタクト層11non及びAu等のコ ンタクト層11contの材料を基板全面に順に真空 成膜法又はメッキ法によって成膜する。第1� �のノンコンタクト層の膜厚を比較的厚くす� �ことにより、後の工程でサイドエッチング� �しやすいようにできる。

 その後、図8に示すように、コンタクト層 11cont上において、レジストからなる所定のパ ターンPH(電極用マスク)をソース電極及びド� �イン電極となるべき位置にをパターニング� �て形成する。

 その後、図9に示すように、電極用マスク PHを用いてウェットエッチングにてコンタク� ��層11cont及びノンコンタクト層11nonを順に食� �して、ソース電極及びドレイン電極を画定� �るとともに、図10に示すように、基板10表面� ��のノンコンタクト層11nonにオーバーエッチ� �グを施す。すなわち、コンタクト層11contを� �成する材料は、ノンコンタクト層11nonを構成 する材料の同一エッチチャントに対するエッ チングレートよりも小さいエッチングレート を有する材料から選択する。ここで、エッチ ングレートとは、エッチングすべき膜をエッ チングする単位当たりの速度のことである。 またそれとは別に、ノンコンタクト層をエッ チングする為のエッチャントに、コンタクト 層をエッチングすることがない材料を用いて オーバーエッチングさせても良い。これによ りコンタクト層11contとパターンPHがノンコン� ��クト層11nonから突出して庇構造となる。す� �わち、コンタクト層11contとフォトマスクPHの 二つの材料(薄膜、厚膜)を組み合わせたいわ� ��るバイモルフ構造が互いに異なった内部応� ��が存在するとき、薄膜表面内の方向への応� ��と曲げモーメントを受け変形するので、図1 1に示すように、コンタクト層11contがゲート� �縁膜13及び基板10へ曲がり、接触する。すな� ��ち、有機トランジスタにおいてソース電極� ��2層構造であり、チャネル部において上部電 極のコンタクト層が垂れ下がることで下部電 極のノンコンタクト層を覆い、ゲート絶縁膜 と接触する構造となる。

 次に、レジストを除去すると、図12に示� �ように、コンタクト層11contの内部応力およ� �自重により、それぞれがノンコンタクト層11 nonをすべて覆う形状を維持し、互いに分離し たソース電極11s及びドレイン電極11dが形成さ れる。

 このようにして、ウェットエッチングに� ��り、電極用マスクを用いて一括してパター� ��ングすることにより、ソース電極及びドレ� ��ン電極を画定される。

 その後、液状化された有機半導体層材料� ��液滴をソース電極及びドレイン電極間の凹� ��に供給して、これを乾燥して、図3に示すよ うに、ソース電極及びドレイン電極の対向端 部及びその近傍上に有機半導体層12を形成す� ��。また、自己組織化方法により有機半導体� ��12を形成することもできる。

 以下に有機トランジスタの構成材料の例� ��示す。

 (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の形成方法と� ��てスパッタリング法および無電解メッキ法� ��用いたがこれに限定されることは無く、い� ��なる成膜方法を用いてもよい。電極材料と� ��てCr及びAu、Ni及びAuに限定されることはな� �、特に、有機半導体材料のイオン化ポテン� �ャルとコンタクト層(ソース電極)の仕事関数 とが、良好な電荷注入を実現する組み合わせ であればよい。すなわち、Pt、Au、W、Ru、Ir、 Al、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Y、Zr、Nb 、Mo、Tc、Rh、Pd、Ag、Cd、Ln、Sn、Ta、Re、Os、Tl 、Pb、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho 、Er、Tm、Yb、Lu等の金属もしくはその化合物� ��組み合わせにおいて、前述の条件を満たせ� ��よい。また、ITO、IZOのような金属酸化物類� ��ポリアニリン類、ポリチオフェン類、ポリ� ��ロール類等の共役性高分子化合物を含む有� ��導電材料を使用してもよい。

 (有機半導体)
 有機半導体部の有機半導体としては、テト� ��ベンゾポルフィリンなどの半導体特性を示� ��有機材料であれば良く、さらには有機半導� ��材料のイオン化ポテンシャルと上部電極の� ��事関数とが、良好な電荷注入を実現する組� ��合わせであればよい。例えば低分子系材料� ��はフタロシアニン系誘導体、ナフタロシア� ��ン系誘導体、アゾ化合物系誘導体、ペリレ� ��系誘導体、インジゴ系誘導体、キナクリド� ��系誘導体、アントラキノン類等の多環キノ� ��系誘導体、シアニン系誘導体、フラーレン� ��誘導体、あるいはインドール、カルバゾー� ��、オキサゾール、インオキサゾール、チア� ��ール、イミダゾール、ピラゾール、オキサ� ��ジアゾール、ピラゾリン、チアチアゾール� ��トリアゾール等の含窒素環式化合物誘導体� ��ヒドラジン誘導体、トリフェニルアミン誘� ��体、トリフェニルメタン誘導体、スチルベ� ��類、アントラキノンジフェノキノン等のキ� ��ン化合物誘導体、ペンタセン、アントラセ� ��、ビレン、フェナントレン、コロネン等の� ��環芳香族化合物誘導体等である。高分子材� ��では、上述した低分子化合物の構造がポリ� ��チレン鎖、ポリシロキサン鎖、ポリエーテ� ��鎖、ポリエステル鎖、ポリアミド鎖、ポリ� ��ミド鎖等の高分子の主鎖中に用いられた物� ��るいは側鎖としてペンダント状に結合した� ��の、もしくはポリパラフェニレン等の芳香� ��系共役性高分子、ポリアセチレン等の脂肪� ��系共役性高分子、ポリピノールやポリチオ� ��ェン率の複素環式共役性高分子、ポリアニ� ��ン類やポリフェニレンサルファイド等の含� ��テロ原子共役性高分子、ポリ(フェニレンビ ニレン)やポリ(アニーレンビニレン)やポリ(� �ェニレンビニレン)等の共役性高分子の構成� ��位が交互に結合した構造を有する複合型共� ��系高分子等の炭素系共役高分子が用いられ� ��。また、ポリシラン類やジシラニレンアリ� ��ンポリマー類、(ジシラニレン)エチニレン� �リマー類のようなジシラニレン炭素系共役� �ポリマー構造等のオリゴシラン類と炭素系� �役性構造が交互に連鎖した高分子類等が用� �られる。他にもリン系、窒素系等の無機元� �からなる高分子鎖でも良く、さらにフタロ� �アナートポリシロキサンのような高分子鎖� �芳香族系配位子が配位した高分子類、ペリ� �ンテトラカルボン酸のようなペリレン類を� �処理して縮環させた高分子類、ポリアクリ� �ニトリル等のシアノ基を有するポリエチレ� �誘導体を熱処理して得られるラダー型高分� �類、さらにペロブスカイト類に有機化合物� �インターカレートした複合材料を用いても� �い。

 さらに、有機半導体部として、ソース電極� ��びドレイン電極間のゲート絶縁膜表面を自� ��組織化単分子膜で被覆することもできる。� ��えば、HMDS(:ヘキメチルジシラサン、(CH ₃ ) ₃ SiNHSi(CH ₃ ) ₃ )で処理し、それらの単分子膜を成膜するこ� �が好ましい。そのほかに、ソース電極及び� �レイン電極間のゲート絶縁膜表面以外を、OT S(:オクタデシルトリクロロシランCH ₃ (CH ₂ ) ₁₇ SiCl ₃ )膜処理によって、疎水膜を設けた構成でも� �効である。

 (ゲート絶縁膜)
 ゲート絶縁膜材料としてSiO ₂ など無機材料でも、有機材料のいずれの絶縁 物もゲート絶縁膜として使用できる。例えば ゲート絶縁膜無機材料では、LiO _x 、LiN _x 、NaO _x 、KO _x 、RbO _x 、CsO _x 、BeO _x 、MgO _x 、MgN _x 、CaO _x 、CaN _x 、SrO _x 、BaO _x 、ScO _x 、YO _x 、YN _x 、LaO _x 、LaN _x 、CeO _x 、PrO _x 、NdO _x 、SmO _x 、EuO _x 、GdO _x 、TbO _x 、DyO _x 、HoO _x 、ErO _x 、TmO _x 、YbO _x 、LuO _x 、TiO _x 、TiN _x ,ZrO _x 、ZrN _x 、HfO _x 、HfN _x 、ThO _x 、VO _x 、VN _x 、NbO _x 、TaO _x 、TaN _x 、CrO _x 、CrN _x 、MoO _x 、MoN _x 、WO _x 、WN _x 、MnO _x 、ReO _x 、FeO _x 、FeN _x 、RuO _x 、OsO _x 、CoO _x 、RhO _x 、IrO _x 、NiO _x 、PdO _x 、PtO _x 、CuO _x 、CuN _x 、AgO _x 、AuO _x 、ZnO _x 、CdO _x 、HgO _x 、BO _x 、BN _x 、AlO _x 、AlN _x 、GaO _x 、GaN _x 、InO _x 、TiO _x 、TiN _x 、SiN _x 、GeO _x 、SnO _x 、PbO _x 、PO _x 、PN _x 、AsO _x 、SbO _x 、SeO _x 、TeO _x 等の金属酸化物(ただし、上記物質表記のN _x 、O _x におけるxは原子比を示す)でも、LiAlO ₂ 、Li ₂ SiO ₃ 、Li ₂ TiO ₃ 、Na ₂ Al ₂₂ O ₃₄ 、NaFeO ₂ 、Na ₄ SiO ₄ 、K ₂ SiO ₃ 、K ₂ TiO ₃ 、K ₂ WO ₄ 、Rb ₂ CrO ₄ 、Cs ₂ CrO ₄ 、MgAl ₂ O ₄ 、MgFe ₂ O ₄ 、MgTiO ₃ 、CaTiO ₃ 、CaWO ₄ 、CaZrO ₃ 、SrFe ₁₂ O ₁₉ 、SrTiO ₃ 、SrZrO ₃ 、BaAl ₂ O ₄ 、BaFe ₁₂ O ₁₉ 、BaTiO ₃ 、Y ₃ A ₁₅ O ₁₂ 、Y ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、LaFeO ₃ 、La ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、La ₂ Ti ₂ O ₇ 、CeSnO ₄ 、CeTiO ₄ 、Sm ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、EuFeO ₃ 、Eu ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、GdFeO ₃ 、Gd ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、DyFeO ₃ 、Dy ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、HoFeO ₃ 、Ho ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、ErFeO ₃ 、Er ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、Tm ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、LuFeO ₃ 、Lu ₃ Fe ₅ O ₁₂ 、NiTiO ₃ 、Al ₂ TiO ₃ 、FeTiO ₃ 、BaZrO ₃ 、LiZrO ₃ 、MgZrO ₃ 、HfTiO ₄ 、NH ₄ VO ₃ 、AgVO ₃ 、LiVo ₃ 、BaNb ₂ O ₆ 、NaNbO ₃ 、SrNb ₂ O ₆ 、KTaO ₃ 、NaTaO ₃ 、SrTa ₂ O ₆ 、CuCr ₂ O ₄ 、Ag ₂ CrO ₄ 、BaCrO ₄ 、K ₂ MoO ₄ 、Na ₂ MoO ₄ 、NiMoO ₄ 、BaWO ₄ 、Na ₂ WO ₄ 、SrWO ₄ 、MnCr ₂ O ₄ 、MnFe ₂ O ₄ 、MnTiO ₃ 、MnWO ₄ 、CoFe ₂ O ₄ 、ZnFe ₂ O ₄ 、FeWO ₄ 、CoMoO ₄ 、CuTiO ₃ 、CuWO ₄ 、Ag ₂ MoO ₄ 、Ag ₂ WO ₄ 、ZnAl ₂ O ₄ 、ZnMoO ₄ 、ZnWO ₄ 、CdSnO ₃ 、CdTiO ₃ 、CdMoO ₄ 、CdWO ₄ 、NaAlO ₂ 、MgAl ₂ O ₄ 、SrAl ₂ O ₄ 、Gd ₃ Ga ₅ O ₁₂ 、InFeO ₃ 、MgIn ₂ O ₄ 、Al ₂ TiO ₅ 、FeTiO ₃ 、MgTiO ₃ 、Na ₂ SiO ₃ 、CaSiO ₃ 、ZrSiO ₄ 、K ₂ GeO ₃ 、Li ₂ GeO ₃ 、Na ₂ GeO ₃ 、Bi ₂ Sn ₃ O ₉ 、MgSnO ₃ 、SrSnO ₃ 、PbSiO ₃ 、PbMoO ₄ 、PbTiO ₃ 、SnO ₂ -Sb ₂ O ₃ 、CuSeO ₄ 、Na ₂ SeO ₃ 、ZnSeO ₃ 、K ₂ TeO ₃ 、K ₂ TeO ₄ 、Na ₂ TeO ₃ 、Na ₂ TeO ₄ 等の金属複合酸化物でも、FeS、Al ₂ S ₃ 、MgS、ZnS等の硫化物、LiF、MgF ₂ 、SmF ₃ 等のフッ化物、HgCl、FeCl ₂ 、CrCl ₃ 等の塩化物、AgBr、CuBr、MnBr ₂ 等の臭化物、PbI ₂ 、CuI、FeI ₂ 等のヨウ化物、またはSiAlON等の金属酸化窒化 物でも有効である。また、ゲート絶縁膜有機 材料では、ポリイミド、ポリアミド、ポリエ ステル、ポリアクリレート、エポキシ樹脂フ ェノール樹脂、ポリビニルアルコール等ポリ マー系材料でも有効である。また、ゲート絶 縁膜表面をOTS、HMDS等で撥水処理を行っても� �い。

 また、ゲート絶縁膜としてゲート電極材料� ��酸化物が使用できる。例えば、ゲート電極� ��Taとし、その陽極酸化処理によりTa ₂ O ₅ をゲート絶縁膜13とすることができる。

 ゲート電極材料としては陽極酸化可能な� ��属であれば何でもよく、Al、Mg、Ti、Nb、Zr等 の単体もしくはそれらの合金を陽極酸化して ゲート絶縁膜としてもよい。その他、陽極酸 化を用いずとも無機材料もゲート絶縁膜13と� ��てとして使用できる。

 (ゲート電極)
 ゲート電極材料としてCrを用いたが、その� �料は特に限定されることはなく、十分な導� �性があればよい。すなわち、Pt、Au、W、Ru、I r、Al、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Y、Zr� ��Nb、Mo、Tc、Rh、Pd、Ag、Cd、Ln、Sn、Ta、Re、Os� ��Tl、Pb、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy� ��Ho、Er、Tm、Yb、Lu等の金属単体もしくは積層 もしくはその化合物でもよい。また、ITO(Indiu m Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)のような金属� ��化物類、ポリアニリン類、ポリチオフェン� ��、ポリピロール類等の共役性高分子化合物� ��含む有機導電材料でもよい。基板にフィル� ��材料を用いることによりフレキシブルなデ� ��イス、例えばプレキシブルディスプレイ等� ��の応用が期待される。

 (基板)
 基板10はガラスの他、PES、PC等のプラスティ ック基板や、ガラスとプラスティックの貼り 合わせ基板でもよく、また基板表面にアルカ リバリア膜や、ガスバリア膜がコートされて もよい。プラスティック基板としては、例え ば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチ レン-2,6-ナフタレート、ポリサルフォン、ポ� ��エーテルサルフォン、ポリエーテルエーテ� ��ケトン、ポリフェノキシエーテル、ポリア� ��レート、フッ素樹脂、ポリプロピレン等の� ��ィルムが適用できる。