CN110402483A - 半导体元件、互补型半导体装置、半导体元件的制造方法、无线通信装置和商品标签 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，提供不随时间劣化、稳定且具有n型半导体特性的半导体元件；主旨是半导体元件，其具有：基材；源电极、漏电极和栅电极；与前述源电极和漏电极接触的半导体层；将前述半导体层与前述栅电极绝缘的栅绝缘层；以及在前述半导体层的与前述栅绝缘层相反侧与前述半导体层接触的第2绝缘层，前述半导体层含有碳纳米管，前述第2绝缘层含有具有选自氮原子和磷原子中的任一种以上的供电子性化合物，前述第2绝缘层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下。

Description

半导体元件、互补型半导体装置、半导体元件的制造方法、无 线通信装置和商品标签
技术领域
本发明涉及半导体元件、互补型半导体装置、半导体元件的制造方法、无线通信装置和商品标签。
背景技术
近年来，作为非接触型的标签，推进了使用RFID(Radio FrequencyIDentification，射频识别)技术的无线通信系统的开发。RFID系统中，在被称为读取器/写入器的无线接受发送机与RFID标签之间，进行无线通信。
RFID标签期待在物流管理、商品管理、防盗窃等各种各样的用途中的利用，在交通卡等IC卡、商品标签等部分用途中已被导入。RFID标签具有IC芯片和天线。在RFID标签内设置的天线接收从读取器/写入器发送的载波，使IC芯片内的驱动电路工作。
RFID标签期待在任何商品中使用。因此，需要降低RFID标签的制造成本。因此，在RFID标签的制造工艺中，脱离使用真空、高温的工艺，研究利用使用了涂布·印刷技术的灵活且廉价的工艺。
例如，考虑了在IC芯片内的驱动电路中的晶体管中，将能够应用喷墨技术、丝网印刷技术的有机半导体用作半导体层的材料。因此，替代以往的无机半导体，大量研究了使用碳纳米管(CNT)、有机半导体的场效应晶体管(以下称为FET)(例如参照专利文献1)。
IC芯片内的驱动电路为了抑制其消耗电力等，一般而言由包含p型FET和n型FET的互补型电路构成。但是，已知使用CNT的FET(以下称为CNT-FET)在大气中通常显示出p型半导体元件的特性。因此，研究了通过将CNT-FET进行真空加热、向CNT中掺杂氧、钾等从而将CNT-FET的特性转化为n型半导体元件(例如参照专利文献2、非专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/139339号小册子
专利文献2：美国专利申请公开第2003/122133号
非专利文献
非专利文献1：Nano Letters.1,p.453-456(2001)。
发明内容
发明所要解决的课题
然而，通过如专利文献2和非专利文献1中记载的技术制作的CNT-FET在大气中半导体特性随时间变化，因此存在必须在真空中或氮气等不活泼气体氛围下处理的问题。
因此，本发明的目的在于，提供不随时间劣化、稳定且具有n型半导体特性的半导体元件。
解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明具有以下的构成。
即，本发明是半导体元件，其具有：
基材；
源电极、漏电极和栅电极；
与前述源电极和漏电极接触的半导体层；
将前述半导体层与前述栅电极绝缘的栅绝缘层；和
相对于前述半导体层在与前述栅绝缘层相反侧与前述半导体层接触的第2绝缘层；
前述半导体层含有碳纳米管；
前述第2绝缘层含有具有选自氮原子和磷原子中的任一种以上的供电子性化合物；
前述第2绝缘层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下。
发明的效果
根据本发明，能够得到在大气中不会随时间劣化、稳定且使用CNT的半导体元件。此外，能够提供利用该半导体元件的互补型半导体装置、使用其的无线通信装置和商品标签。
附图说明
图1是示出作为本发明的实施方式之一的半导体元件的示意截面图。
图2是示出作为本发明的实施方式之一的半导体元件的示意截面图。
图3是示出作为本发明的实施方式之一的半导体元件的示意截面图。
图4是示出作为本发明的实施方式之一的半导体元件的示意截面图。
图5A是示出作为本发明的实施方式之一的半导体元件的制造步骤的截面图。
图5B是示出作为本发明的实施方式之一的半导体元件的制造步骤的截面图。
图6是示出作为本发明的实施方式之一的互补型半导体装置的示意截面图。
图7是示出作为本发明的实施方式之一的互补型半导体装置的示意截面图。
图8是示出作为本发明的实施方式之一的互补型半导体装置的示意截面图。
图9是说明作为本发明的实施方式之一的互补型半导体装置的功能的示意图。
图10A是示出作为本发明的实施方式之一的互补型半导体装置的制造步骤的截面图。
图10B是示出作为本发明的实施方式之一的互补型半导体装置的制造步骤的截面图。
图11是示出使用作为本发明的实施方式之一的半导体元件或互补型半导体装置的无线通信装置的一例的框图。
图12是示出作为本发明的实施方式之一的半导体元件的示意截面图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明所涉及的半导体元件、互补型半导体装置、半导体元件的制造方法、无线通信装置和商品标签的适合的实施方式。但是，本发明不限于以下的实施方式，能够根据目的、用途而进行各种变更来实施。
＜半导体元件＞
本发明的实施方式所涉及的半导体元件具备：基材；源电极、漏电极和栅电极；与上述源电极和漏电极接触的半导体层；将上述半导体层与上述栅电极绝缘的栅绝缘层；和相对于上述半导体层在与上述栅绝缘层相反侧与上述半导体层接触的第2绝缘层；上述半导体层含有碳纳米管；上述第2绝缘层含有具有选自氮原子和磷原子中的任一种以上的供电子性化合物；上述第2绝缘层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下。
图1是示出本发明的实施方式所涉及的半导体元件的第一例的示意截面图。具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的源电极5和漏电极6、在这些电极之间设置的半导体层4、以及覆盖半导体层的第2绝缘层8。半导体层4包含碳纳米管7。
该结构是栅电极配置在半导体层的下侧、且在半导体层的下面配置源电极和漏电极的所谓底栅·底接触结构。
图2是示出本发明的实施方式所涉及的半导体元件的第二例的示意截面图。具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的半导体层4、在其上形成的源电极5和漏电极6、以及在它们之上设置的第2绝缘层8。半导体层4包含碳纳米管7。
该结构是栅电极配置在半导体层的下侧、且在半导体层的上面配置源电极和漏电极的所谓底栅·顶接触结构。
本发明的实施方式所涉及的半导体元件的结构不限于这些。此外，以下的说明在没有特别提及的情况下，与半导体元件的结构无关，是共通的。
(基材)
基材只要是至少配置有电极系统的面具有绝缘性的基材，则可以为任何材质。作为基材，优选为包含例如硅晶片、玻璃、蓝宝石、氧化铝烧结体等无机材料的基材、包含聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氟乙烯、聚硅氧烷、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚苯硫醚、聚对二甲苯等有机材料的基材。
此外，作为基材，可以是例如在硅晶片上形成PVP膜、在聚对苯二甲酸乙二醇酯上形成聚硅氧烷膜等层叠有多个材料的物质。
基材优选透氧度低。基材的透氧度优选为4.0cc/(m2·24h·atm)以下、更优选为2.5cc/(m2·24h·atm)以下、进一步优选为1.5cc/(m2·24h·atm)以下。作为下限，没有特别限制，考虑到实用的材料特性，为0.001cc/(m2·24h·atm)以上的程度。
本发明中，基材、第2绝缘层的透氧度是由它们的厚度与其中包含的材料的透氧系数算出的值，即透氧系数乘以厚度而求出的值。材料的透氧系数基于JIS K 7126-2 2006(塑料膜和片材的气体透过度测定方法)而求出。第2绝缘层的厚度如后详细所述，通过使用扫描型电子显微镜(SEM)的观察而算出。针对透氧系数，基于膜厚而换算，算出透氧度。在层叠膜的情况下，算出各层的透氧系数和膜厚，通过下式计算层叠膜的透氧系数；
(层叠膜的膜厚/层叠膜的透氧系数)=Σ((层i的膜厚)/(层i的透氧系数))
在此，i表示第i层。Σ是针对构成层叠膜的全部层求和。层叠膜的透氧系数乘以层叠膜的膜厚，算出透氧度。
(电极)
栅电极、源电极和漏电极中使用的材料只要是一般能够用作电极的导电材料，则可以为任何物质。可以举出例如氧化锡、氧化铟、氧化锡铟(ITO)等导电性金属氧化物；铂、金、银、铜、铁、锡、锌、铝、铟、铬、锂、钠、钾、铯、钙、镁、钯、钼、非晶硅、多晶硅等金属、它们合金；碘化铜、硫化铜等无机导电性物质；聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺；聚亚乙基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸的络合物等；通过碘等的掺杂而提高了导电率的导电性聚合物等；碳材料等；和含有有机成分与导电体的材料等，但不限定于这些。
这些电极材料可以单独使用，也可以层叠或混合使用多种材料。
其中，从电极的柔软性增加、即使弯曲时与基材和栅绝缘层的密合性也良好、与配线和半导体层的电连接良好的观点出发，电极优选含有有机成分和导电体。
作为有机成分，没有特别限制，可以举出单体、低聚物、聚合物、光聚合引发剂、增塑剂、流平剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、消泡剂、颜料等。从电极的弯折耐性提高的观点出发，作为有机成分，优选低聚物或聚合物。
作为低聚物或聚合物，没有特别限定，可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛清漆树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺等。这些之中，从弯曲电极时的耐裂纹性的观点出发，优选丙烯酸树脂。其理由推定为，丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为100℃以下，在导电膜的热固化时软化，导电体颗粒间的固结提高。
丙烯酸树脂是指重复单元中至少包含源自丙烯酸系单体的结构的树脂。作为丙烯酸系单体的具体例，可以举出具有烯属碳-碳双键的任何化合物，优选列举：
丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-正丁氧基甲基丙烯酰胺、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺、丁氧基三乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸二环戊基酯、丙烯酸二环戊烯基酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸异冰片基酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酰胺、丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸1-萘基酯、丙烯酸2-萘基酯、苯硫酚丙烯酸酯、苯甲硫醇丙烯酸酯等丙烯酸系单体和将这些丙烯酸酯替代为甲基丙烯酸酯而得到的物质；
苯乙烯、对甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、羟基甲基苯乙烯等苯乙烯类；
γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1-乙烯基-2-吡咯烷酮；
等。
这些丙烯酸系单体可以单独使用，也可以组合2种以上使用。
作为导电体，只要是一般能够用作电极的导电材料，则可以为任何物质，优选为导电性颗粒。通过作为导电体而使用导电性颗粒，在包含其的电极的表面形成凹凸。通过向该凹凸中嵌入栅绝缘膜，产生锚固效果，电极与栅绝缘膜的密合性进一步提高。通过提高电极与栅绝缘膜的密合性，具有电极的弯折耐性提高的效果、抑制对半导体元件反复施加电压时的电特性的变动的效果。通过这些效果，进一步改善半导体元件的可靠性。
作为导电性颗粒，可以举出金、银、铜、镍、锡、铋、铅、锌、钯、铂、铝、钨、钼或碳等。更优选的导电性颗粒是含有选自金、银、铜、镍、锡、铋、铅、锌、钯、铂、铝和碳中的至少一种元素的导电性颗粒。这些导电性颗粒可以单独使用，也可以作为合金使用，还可以作为混合颗粒使用。
这些之中，从导电性的观点出发，优选金、银、铜或铂的颗粒。其中，从成本和稳定性的观点出发，更优选为银的颗粒。
作为电极表面的凹凸的指标，可以举出电极表面的算术平均粗糙度(Ra)。例如，Ra优选为5nm以上且200nm以下。通过使Ra为5nm以上，有效地表现出上述的锚固效果。此外，通过使Ra为200nm以下，能够制膜为无针孔缺陷的栅绝缘膜。在栅绝缘膜中不产生针孔缺陷，由此能够防止半导体元件的短路。
应予说明，本发明中的Ra是使用表面形状测定装置或原子力显微镜(AFM)，通过以下的方法测定求出的值。在使用表面形状测定装置的情况下，在电极上的任意5个部位进行Ra的测定，采用其平均值。在使用AFM的情况下，也在导电膜上的任意5个部位进行Ra的测定，采用其平均值。这些测定方法根据导电膜的尺寸而分别使用。在通过任意方法均能够测定的情况下，采用通过表面形状测定装置测定的值。
电极中的导电性颗粒的平均粒径优选为0.01μm以上且5μm以下，更优选为0.01μm以上且2μm以下。如果导电性颗粒的平均粒径为0.01μm以上，则导电性颗粒彼此的接触概率提高，能够减小所制作的电极的比电阻值，且能够降低断线概率。此外，如果导电性颗粒的平均粒径为5μm以下，则形成弯折耐性高的电极。此外，如果导电性颗粒的平均粒径为2μm以下，则电极的表面平滑度、图案精度、尺寸精度进一步提高。
应予说明，本发明中，电极中的导电性颗粒的平均粒径是通过以下的方法测定的值。使用扫描型电子显微镜，以10000倍的倍率观察电极的截面。针对从所得像中随机选择的100个颗粒，测量各粒径，将该算术平均的值记作平均粒径。粒径是指在颗粒的形状为球形的情况下，其直径为粒径。在颗粒的形状为除了球形之外的情况下，针对某1个颗粒，将用电子显微镜观察的宽度之中，最大的宽度与最小的宽度的平均值算出为该颗粒的粒径。
电极中的导电体的量优选为电极的重量的70重量%以上且95重量%以下，分别作为下限而优选为80重量%以上、作为上限而优选为90重量%以下。通过处于该范围，能够减小电极的比电阻值，且能够降低断线概率。
此外，栅电极、源电极和漏电极的各自的宽度和厚度、以及源电极与漏电极的间隔可以设计为任意值。例如，分别地，电极宽度优选为10μm~10mm、电极的厚度优选为0.01μm~100μm、源电极与漏电极的间隔优选为1μm~1mm，但不限于此。
作为电极的形成方法，没有特别限制，可以举出使用电阻加热蒸镀、电子束、溅射、镀敷、CVD、离子镀涂布、喷墨、印刷等公知技术的方法。此外，作为电极的形成方法的另一例，可以举出将包含有机成分和导电体的糊剂通过旋涂法、刮刀涂布法、狭缝模具涂布法、丝网印刷法、棒涂机法、模板法、印刷转印法、浸渍提拉法等公知的技术涂布在绝缘基板上，使用烘箱、加热板、红外线等进行干燥从而形成的方法等。
此外，作为电极图案的形成方法，可以将通过上述方法制作的电极薄膜通过公知的光刻法等进行图案形，而形成为期望的形状，或者，可以通过在电极物质的蒸镀、溅射时隔着期望形状的掩模来形成图案。
(栅绝缘层)
栅绝缘层中使用的材料没有特别限定，可以举出氧化硅、氧化铝等无机材料；聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氟乙烯、聚硅氧烷、聚乙烯基苯酚(PVP)等有机高分子材料；或者无机材料粉末和有机材料的混合物。
其中，优选为包含含有硅与碳的键的有机化合物。
作为有机化合物，可以举出通式(9)所示的硅烷化合物、通式(10)所示的含环氧基的硅烷化合物、它们的缩合物或以它们作为共聚成分的聚硅氧烷等。这些之中，从绝缘性高、能够低温固化的观点出发，更优选为聚硅氧烷。
R14 mSi(OR15)4-m (9)
在此，R14表示氢原子、烷基、杂环基、芳基或烯基。R14存在多个的情况下、各个R14可以相同也可以不同。R15表示氢原子、烷基、酰基或芳基。R15存在多个的情况下、各个R15可以相同也可以不同。m表示1~3的整数。
R16 nR17 lSi(OR18)4-n-l (10)
在此，R16表示在链的一部分中具有1个以上环氧基的烷基。R16存在多个的情况下，各个R16可以相同也可以不同。R17表示氢原子、烷基、杂环基、芳基或烯基。R17存在多个的情况下，各个R17可以相同也可以不同。R18表示氢原子、烷基、酰基或芳基。R18存在多个的情况下，各个R18可以相同也可以不同。l表示0~2的整数，n表示1或2。其中，l+n≤3。
R14~R18中，烷基、酰基和芳基的各自的含义具有与后述的R19~R24中说明的相同含义。
R14和R17中的杂环基是指例如由吡喃环、哌啶环、酰胺环等在环内具有碳以外的原子的脂肪族环衍生出的基团，其可以具有也可以不具有取代基。杂环基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
R14和R17中的烯基是指例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含双键的不饱和脂肪族烃基，其可以具有也可以不具有取代基。烯基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
R16中的在链的一部分中具有环氧基的烷基是指在链的一部分中具有相邻的2个碳原子与1个氧原子键合而形成的3元环醚结构的烷基。作为这样的烷基，可以举出以下的2种那样的烷基。1种情况是，在烷基中，利用碳原子最长且连续的部分、即主链中包含的相邻的2个碳原子。另1种情况是，在烷基中，利用主链以外的部分、即所谓侧链中包含的相邻的2个碳原子。
通过作为聚硅氧烷的共聚成分而导入通式(9)所示的硅烷化合物，能够形成在可见光区域中保持高透明性的同时，绝缘性和耐化学试剂性高、且绝缘膜内的陷阱少的绝缘膜。
此外，如果在通式(9)中的m个的R14之中，至少1个为芳基，则绝缘膜的柔软性提高，能够防止裂纹发生，故而优选。
作为通式(9)所示的硅烷化合物，具体而言，可以举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、对甲苯基三甲氧基硅烷、苯甲基三甲氧基硅烷、α-萘基三甲氧基硅烷、β-萘基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三氟乙基三甲氧基硅烷、三氟乙基三乙氧基硅烷、三氟乙基三异丙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三异丙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三异丙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三异丙氧基硅烷、三氟乙基甲基二甲氧基硅烷、三氟乙基甲基二乙氧基硅烷、三氟乙基甲基二异丙氧基硅烷、三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二乙氧基硅烷、三氟丙基甲基二异丙氧基硅烷、十七氟癸基甲基二甲氧基硅烷、十七氟癸基甲基二乙氧基硅烷、十七氟癸基甲基二异丙氧基硅烷、十三氟辛基甲基二甲氧基硅烷、十三氟辛基甲基二乙氧基硅烷、十三氟辛基甲基二异丙氧基硅烷、三氟乙基乙基二甲氧基硅烷、三氟乙基乙基二乙氧基硅烷、三氟乙基乙基二异丙氧基硅烷、三氟丙基乙基二甲氧基硅烷、三氟丙基乙基二乙氧基硅烷、三氟丙基乙基二异丙氧基硅烷、十七氟癸基乙基二甲氧基硅烷、十七氟癸基乙基二乙氧基硅烷、十七氟癸基乙基二异丙氧基硅烷、十三氟辛基乙基二乙氧基硅烷、十三氟辛基乙基二甲氧基硅烷、十三氟辛基乙基二异丙氧基硅烷、对三氟苯基三乙氧基硅烷等。
上述硅烷化合物之中，为了提高交联密度、提高耐化学试剂性和绝缘特性，优选使用m=1的乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、对甲苯基三甲氧基硅烷、苯甲基三甲氧基硅烷、α-萘基三甲氧基硅烷、β-萘基三甲氧基硅烷、三氟乙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、对三氟苯基三乙氧基硅烷。此外，从量产性的观点出发，特别优选使用R15为甲基的乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、对甲苯基三甲氧基硅烷、苯甲基三甲氧基硅烷、α-萘基三甲氧基硅烷、β-萘基三甲氧基硅烷、三氟乙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷。
此外，更优选组合2种以上的通式(9)所示的硅烷化合物使用。其中，通过将具有烷基的硅烷化合物与具有芳基的硅烷化合物组合，能够兼顾高绝缘性和用于抗裂纹的柔软性，故而特别优选。
此外，作为通式(10)所示的含环氧基的硅烷化合物，具体而言，可以举出γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三异丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三异丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二异丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二异丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基乙基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基乙基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙基二异丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基乙基二异丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷等。
这些之中，为了提高交联密度、提高耐化学试剂性和绝缘特性，优选使用n=1、l=0的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三异丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三异丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷。此外，从量产性的观点出发，特别优选使用R18为甲基的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷。
栅绝缘层进一步优选含有包含金属原子与氧原子的键的金属化合物。这样的金属化合物没有特别限制，可以例示出例如金属氧化物、金属氢氧化物等。金属化合物中包含的金属原子只要形成金属螯合物，则没有特别限定。作为金属原子，可以举出例如镁、铝、钛、铬、锰、钴、镍、铜、锌、镓、锆、钌、钯、铟、铪、铂等。其中，从获取容易性、成本、金属螯合物的稳定性的观点出发，优选为铝。
栅绝缘层中，相对于碳原子和硅原子的总计100重量份，优选包含10~180重量份的上述金属原子。其理由在于，栅绝缘层的绝缘特性进一步提高。栅绝缘层中的上述金属原子相对于碳原子和硅原子的总计100重量份的重量比可以通过X射线光电子能谱(XPS)测定。
栅绝缘层的膜厚优选为0.05~5μm、更优选为0.1~1μm。通过设为该范围的膜厚，容易形成均匀的薄膜。膜厚可以通过原子力显微镜、椭圆偏振法等测定。
栅绝缘层的制作方法没有特别限制，可以举出例如将包含形成绝缘层的材料的组合物涂布在基板上，将通过干燥而得到的涂膜根据需要进行热处理的方法。作为涂布方法，可以举出旋涂法、刮刀涂布法、狭缝模具涂布法、丝网印刷法、棒涂机法、模板法、印刷转印法、浸渍提拉法、喷墨法等公知的涂布方法。作为涂膜的热处理的温度，优选处于100~300℃的范围。
在此，例如将含有(A)铝螯合物、(B)重均分子量为1000以上的聚硅氧烷和(C)溶剂、且相对于(A)成分的100重量份包含5~90重量份的(B)成分的组合物在基板上涂布、干燥、热处理，由此形成绝缘层。以这样的方式得到的绝缘层大致包含含有硅原子与碳原子的键的有机化合物、和含有铝原子与氧原子的键的化合物。并且，该绝缘层中，相对于碳原子和硅原子的总计100重量份，包含10~180重量份的铝原子。
应予说明，上述的组合物和绝缘层中的原子的含有比率的关系是大体的倾向，根据例如金属原子的种类等，不必一定满足上述的关系。
栅绝缘层可以为单层也可以为多层。此外，可以由多种绝缘性材料形成1个层，也可以将多种绝缘性材料层叠而形成多个绝缘层。
(CNT)
作为CNT，可以使用1张碳膜(石墨烯·片)卷绕为圆筒状而得到的单层CNT、2张石墨烯·片卷绕为同心圆状而得到的2层CNT、多个石墨烯·片卷绕为同心圆状而得到的多层CNT中任一者。为了得到高半导体特性，优选使用单层CNT。CNT可以通过电弧放电法、化学气相生长法(CVD法)、激光烧蚀法等而得到。
此外，CNT更优选包含80重量%以上的半导体型CNT。进一步优选包含90重量%以上的半导体型CNT，特别优选包含95重量%以上的半导体型CNT。作为使CNT中包含80重量%以上的半导体型CNT的方法，可以使用已知的方法。可以举出例如在密度梯度剂的共存下进行超离心的方法、使特定的化合物选择性地附着在半导体型或金属型CNT的表面上并利用溶解性之差而分离的方法、利用电性质之差而通过电泳等分离的方法等。作为测定CNT中的半导体型CNT的含有率的方法，可以举出由可见-近红外吸收光谱的吸收面积比算出的方法、由拉曼光谱的强度比算出的方法等。
本发明中，将CNT用于半导体元件的半导体层的情况下，CNT的长度优选短于源电极与漏电极之间的距离(以下记作“电极间距离”)。CNT的平均长度根据电极间距离而不同，优选为2μm以下、更优选为1μm以下。作为缩短CNT的长度的方法，可以举出酸处理、冻结粉碎处理等。
CNT的平均长度是指随机挑选的20根CNT的长度的平均值。作为CNT平均长度的测定方法，可以举出从用原子力显微镜、扫描型电子显微镜、透射型电子显微镜等得到的图像之中，随机挑选20根CNT，得到其长度的平均值的方法。
一般市售的CNT的长度存在分布，有时包含长于电极间距离的CNT。因此，优选施加使CNT短于电极间距离的步骤。例如有效的是，通过利用硝酸、硫酸等的酸处理、超声处理或冻结粉碎法等，将CNT裁切为短纤维状的方法。此外，并用利用过滤器的分离在提高CNT的纯度方面是进一步优选的。
此外，CNT的直径没有特别限定，优选为1nm以上且100nm以下，作为上限，更优选为50nm以下。
本发明中，优选设置使CNT在溶剂中均匀分散、将分散液通过过滤器过滤的步骤。通过从滤液中得到小于过滤器孔径的CNT，可以以高效率得到短于电极间距离的CNT。在该情况下，作为过滤器，优选使用膜过滤器。过滤中使用的过滤器的孔径只要小于电极间距离即可，优选为0.5~10μm。
(CNT复合体)
本发明中使用的CNT优选设为在CNT表面的至少一部分上附着有共轭系聚合物的CNT复合体。在此，共轭系聚合物是指重复单元采取共轭结构、聚合度为2以上的化合物。
通过使CNT的表面的至少一部分上附着有共轭系聚合物，能够在不损害CNT所具有的高电特性的情况下，在溶液中均匀分散CNT。如果使用均匀分散有CNT的溶液，则能够通过涂布法，形成均匀分散的CNT膜。由此，能够实现高半导体特性。
在CNT的表面的至少一部分上附着有共轭系聚合物的状态是指CNT的表面的一部分、或者全部被共轭系聚合物覆盖的状态。共轭系聚合物能够覆盖CNT的理由推测为，通过源自两者的共轭系结构的π电子云重叠，发生相互作用。
CNT是否被共轭系聚合物覆盖能够根据CNT的反射颜色来判断。被覆盖的CNT的反射颜色与未覆盖的CNT的反射颜色不同，接近共轭系聚合物的反射颜色。定量而言，可以通过X射线光电子能谱(XPS)等元素分析，确认在CNT上的附着物的存在、测定CNT与附着物的重量比。
此外，从CNT上的附着容易性的观点出发，共轭系聚合物的重均分子量优选为1000以上。
作为在CNT上附着共轭系聚合物的方法，可以举出(I)向熔融的共轭系聚合物中添加并混合CNT的方法、(II)使共轭系聚合物溶解在溶剂中、向其中添加CNT并混合的方法、(III)将CNT用超声等预分散在溶剂中、向其中添加共轭系聚合物并混合的方法、(IV)向溶剂中加入共轭系聚合物和CNT、对该混合体系照射超声并混合的方法等。本发明中，可以使用任意方法，也可以组合多种方法。
作为共轭系聚合物，可以举出聚噻吩系聚合物、聚吡咯系聚合物、聚苯胺系聚合物、聚乙炔系聚合物、聚对亚苯基系聚合物、聚对亚苯基亚乙烯基系聚合物等，没有特别限制。作为上述聚合物，优选使用单一的单体单元排布得到的物质，但也优选使用不同单体单元嵌段共聚得到的物质、无规共聚得到的物质、和接枝聚合得到的物质。
上述聚合物之中，在本发明中，从在CNT上的附着容易、容易形成CNT复合体的观点出发，优选使用聚噻吩系聚合物。聚噻吩系聚合物之中，更优选在重复单元中包含在环中具有含氮双键的稠合杂芳基单元与噻吩单元。
作为在环中具有含氮双键的稠合杂芳基单元，可以举出噻吩并吡咯、吡咯并噻唑、吡咯并哒嗪、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并噻二唑、喹啉、喹喔啉、苯并三嗪、噻吩并噁唑、噻吩并吡啶、噻吩并噻嗪、噻吩并吡嗪等的单元。这些之中，特别优选为苯并噻二唑单元或喹喔啉单元。通过具有这些单元，CNT与共轭系聚合物的密合性增加，能够将CNT在半导体层中更良好地分散。
进一步，作为上述共轭系聚合物，特别优选具有以下的通式(11)所示的结构。
[化1]
在此，R19~R24可以相同也可以不同，各自表示氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素原子、氰基、甲酰基、氨基甲酰基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基羰氧基、芳基羰氧基或甲硅烷基。此外，R19~R24中相邻的基团可以彼此形成环结构。A选自单键、亚芳基、除了亚噻吩基之外的亚杂芳基、亚乙烯基、亚乙炔基。l和m各自表示0~10的整数，l+m≥1。n表示2~1000的范围。l、m和n为2以上的情况下，在各个重复单元中，R19~R24和A可以相同也可以不同。
烷基表示例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等饱和脂肪族烃基。烷基可以具有也可以不具有取代基。烷基具有取代基的的情况下，取代基没有特别限制，可以举出例如烷氧基、芳基、杂芳基等。取代基进一步可以具有取代基。关于这些取代基的説明，没有特别说明的情况下，以下的记载也是共通的。此外，烷基的碳原子数没有特别限定，从获取的容易性、成型的观点出发，优选为1以上且20以下、更优选为1以上且8以下。
环烷基表示例如包含环丙基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和脂环式烃基的烷基。环烷基可以具有也可以不具有取代基。环烷基的碳原子数没有特别限定，优选为3以上且20以下的范围。
杂环基是指由例如吡喃环、哌啶环、酰胺环等在环内具有除了碳之外的原子的脂肪族环衍生的基团。杂环基可以具有也可以不具有取代基。杂环基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
烯基是指例如乙烯基、芳基、丁二烯基等包含双键的不饱和脂肪族烃基。烯基可以具有也可以不具有取代基。烯基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
环烯基是指例如环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等包含双键的不饱和脂环式烃基。环烯基可以具有也可以不具有取代基。环烯基的碳原子数没有特别限定，优选为3以上且20以下的范围。
炔基是指例如乙炔基等包含三键的不饱和脂肪族烃基。炔基可以具有也可以不具有取代基。炔基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
烷氧基是指例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等醚键的一侧被脂肪族烃基取代得到的官能团。烷氧基可以具有也可以不具有取代基。烷氧基的碳原子数没有特别限定，优选为1以上且20以下的范围。
烷硫基是指烷氧基的醚键的氧原子被硫原子替代而得到的基团。烷硫基可以具有也可以不具有取代基。烷硫基的碳原子数没有特别限定，优选为1以上且20以下的范围。
芳基醚基是指例如苯氧基、萘氧基等醚键的一侧被芳族烃基取代得到的官能团。芳基醚基可以具有也可以不具有取代基。芳基醚基的碳原子数没有特别限定，优选为6以上且40以下的范围。
芳基硫醚基是指芳基醚基的醚键的氧原子被硫原子替代而得到的基团。芳基硫醚基可以具有也可以不具有取代基。芳基硫醚基的碳原子数没有特别限定，优选为6以上且40以下的范围。
芳基是指例如苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、三联苯基、芘基等芳族烃基。芳基可以具有也可以不具有取代基。芳基的碳原子数没有特别限定，优选为6以上且40以下的范围。
杂芳基是指例如呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡啶基、喹啉基等在一个或多个环内具有除了碳之外的原子的芳族基。杂芳基可以具有也可以不具有取代基。杂芳基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且30以下的范围。
卤素原子是指氟、氯、溴或碘。
烷基羰基是指例如乙酰基、己酰基等羰基键的一侧被脂肪族烃基取代得到的官能团。烷基羰基可以具有也可以不具有取代基。烷基羰基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
芳基羰基是指例如苯甲酰基等羰基键的一侧被芳族烃基取代得到的官能团。芳基羰基可以具有也可以不具有取代基。芳基羰基的碳原子数没有特别限定，优选为7以上且40以下的范围。
烷氧基羰基是指例如甲氧基羰基等羰基键的一侧被烷氧基取代得到的官能团。烷氧基羰基可以具有也可以不具有取代基。烷氧基羰基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
芳氧基羰基是指例如苯氧基羰基等羰基键的一侧被芳氧基取代得到的官能团。芳氧基羰基可以具有也可以不具有取代基。芳氧基羰基的碳原子数没有特别限定，优选为7以上且40以下的范围。
烷基羰氧基是指例如乙酰氧基等醚键的一侧被烷基羰基取代得到的官能团。烷基羰氧基可以具有也可以不具有取代基。烷基羰氧基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
芳基羰氧基是指例如苯甲酰氧基等醚键的一侧被芳基羰基取代得到的官能团。芳基羰氧基可以具有也可以不具有取代基。芳基羰氧基的碳原子数没有特别限定，优选为7以上且40以下的范围。
氨基甲酰基、氨基和甲硅烷基可以具有也可以不具有取代基。
相邻的基团彼此相互键合而形成环结构的情况是指若用上述通式(11)说明，例如R19和R20相互键合而形成共轭或非共轭的环结构的情况。作为环结构的构成元素，除了碳原子之外，可以包含氮、氧、硫、磷、硅的各原子。此外，环结构可以为进一步与别的环稠合的结构。
接着，针对通式(11)的A进行说明。亚芳基是指2价(键合部位为2个部位)的芳族烃基，可以为未取代或取代。作为取代的情况下的取代基的例子，可以举出上述烷基、杂芳基、卤素。作为亚芳基的优选的具体例，可以举出亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚菲基、亚蒽基、亚三联苯基、亚芘基、亚芴基、亚苝基等。
亚杂芳基是指2价的杂芳香环基，可以为未取代或取代。作为亚杂芳基的优选的具体例，可以举出亚吡啶基、亚吡嗪基、亚喹啉基、亚异喹啉基、亚喹喔啉基、亚吖啶基、亚吲哚基、亚咔唑基等、除此之外还有由苯并呋喃、二苯并呋喃、苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并二噻吩、苯并噻咯和二苯并噻咯等杂芳香环衍生的2价基团等。
通式(11)的l和m表示0~10的整数，l+m≥1。通过在通式(11)的结构中含有噻吩单元，共轭系聚合物与CNT的密合性提高，CNT的分散性提高。优选地，l和m各自为1以上、进一步优选为l+m≥4。此外，从单体的合成、和其后的聚合容易性的观点出发，优选l+m≤12。
n表示共轭系聚合物的聚合度，为2~1000的范围。考虑到在CNT上的附着容易性，n优选为3~500的范围。本发明中，聚合度n是由重均分子量求出的值。重均分子量使用GPC(凝胶渗透色谱)测定，使用聚苯乙烯的标准试样而换算求出。
此外，从CNT复合体的形成容易性的观点出发，共轭系聚合物优选在溶剂中可溶。通式(11)中，优选R19~R24中的至少一个为烷基。
作为共轭系聚合物，可以举出具有下述那样结构的物质。
[化2]
[化3]
[化4]
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
[化10]
[化11]
[化12]
[化13]
[化14]
在此，各个n如前述含义所述，即为2~1000的范围、优选为3~500的范围。
共轭系聚合物可以通过公知的方法合成。例如，作为将噻吩彼此连接的方法，可以举出将卤化噻吩和噻吩硼酸或噻吩硼酸酯在钯催化剂下偶联的方法、将卤化噻吩和噻吩格式试剂在镍或钯催化剂下偶联的方法。此外，将其他单元和噻吩单元连接的情况下，也可以将卤化的其他单元和噻吩单元通过相同的方法偶联。此外，向以这样的方式得到的单体的末端导入聚合性官能团，在钯催化剂、镍催化剂下进行聚合，由此能够得到共轭系聚合物。
共轭系聚合物优选使用去除了在合成过程中使用的原料、副产物等杂质的物质。作为去除杂质的方法，可以使用例如硅胶柱色谱法、索氏萃取法、过滤法、离子交换法、螯合物法等。这些方法也可以组合2种以上。
(半导体层)
半导体层含有CNT。此时，CNT优选以CNT复合体形式存在。半导体层只要是不阻碍电特性的范围，则可以进一步包含有机半导体、绝缘性材料。
半导体层的膜厚优选为1nm以上且100nm以下。通过处于该范围内，容易形成均匀的薄膜。半导体层的膜厚更优选为1nm以上且50nm以下、进一步优选为1nm以上且20nm以下。膜厚可以通过原子力显微镜、椭圆偏振法等测定。
作为半导体层的形成方法，可以使用电阻加热蒸镀、电子束、溅射、CVD等干式的方法，从制造成本、适合于大面积的观点出发，优选使用涂布法。具体而言，可以优选使用旋涂法、刮刀涂布法、狭缝模具涂布法、丝网印刷法、棒涂机法、模板法、印刷转印法、浸渍提拉法、喷墨法等。这些之中，优选根据涂膜厚度控制、取向控制等想要得到的涂膜特性而选择涂布方法。此外，对所形成的涂膜，可以在大气中、减压下或氮气、氩气等不活泼气体氛围下进行退火处理。
(第2绝缘层)
第2绝缘层相对于半导体层在与栅绝缘层相反侧形成。相对于半导体层与栅绝缘层相反侧例如在半导体层的下侧具有栅绝缘层的情况下，是指半导体层的上侧。通过形成第2绝缘层，能够保护半导体层。
本发明中，第2绝缘层是相对于半导体层在与栅绝缘层相反侧形成的层，是指具有下述的层：i)含有具有选自氮原子和磷原子中的任一种以上的供电子性化合物的层、和ii)透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下的层。在此，上述i和ii可以以1个层具备两种特性。此外，第2绝缘层与半导体层接触地设置。供电子性是指某化合物向别的化合物给予电子的能力。供电子性化合物是指具有给予电子的能力的化合物。通过使第2绝缘层中包含这样的供电子性化合物，可以将通常显示出p型半导体特性的CNT-FET转化为显示出n型半导体特性的半导体元件。
作为供电子性化合物，可以举出例如酰胺系化合物、酰亚胺系化合物、脲系化合物、胺系化合物、亚胺系化合物、苯胺系化合物、腈系化合物、烷基膦系化合物等。
作为酰胺系化合物，可以举出聚酰胺、甲酰胺、乙酰胺、聚-N-乙烯基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰苯胺、苯甲酰苯胺、N-甲基苯甲酰苯胺、磺酰胺、尼龙、聚乙烯基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯基聚吡咯烷酮、β-内酰胺、γ-内酰胺、δ-内酰胺、ε-己内酰胺等。
作为酰亚胺系化合物，可以举出聚酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺、马来酰亚胺、阿脲、丁二酰亚胺等。
作为脲系化合物，可以举出尿嘧啶、胸腺嘧啶、尿素、醋酸己脲等。
作为胺系化合物，可以举出甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、二异丙基乙基胺、环己基胺、甲基环己基胺、二甲基环己基胺、二环己基胺、二环己基甲基胺、三环己基胺、环辛基胺、环癸基胺、环十二烷基胺、1-氮杂双环[2.2.2]辛烷(奎宁环)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(MTBD)、聚(三聚氰胺-共聚-甲醛)、四甲基乙二胺、二苯基胺、三苯基胺、苯基丙氨酸等。
作为亚胺系化合物，可以举出吖丙啶、N-甲基己烷-1-亚胺、N-甲基-1-丁基-1-己烷亚胺、丙烷-2-亚胺、甲烷二亚胺、N-甲基乙烷亚胺、乙烷-1,2-二亚胺等。
作为苯胺系化合物，可以举出苯胺、甲基氨基苯甲酸等。
作为腈系化合物，可以举出乙腈、丙烯腈等。作为其他化合物，可以举出聚氨酯、尿囊素、2-咪唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、脒基脲、瓜氨酸、哌啶、咪唑、嘧啶、久洛利定、聚(三聚氰胺-共聚-甲醛)等。
作为烷基膦系化合物，可以举出三丁基膦、三叔丁基膦、三苯基膦等。
这些其中，从半导体元件的保存稳定性和特性的调整的容易性的观点出发，供电子性化合物优选为具有氮原子的化合物，更优选为含有包含氮原子的环结构的化合物。作为含有包含氮原子的环结构的化合物，可以举出聚乙烯基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯基聚吡咯烷酮、β-内酰胺、γ-内酰胺、δ-内酰胺、ε-己内酰胺、聚酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺、马来酰亚胺、阿脲、丁二酰亚胺、尿嘧啶、胸腺嘧啶、2-咪唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、奎宁环、DBU、DBN、TBD、MTBD、哌啶、咪唑、嘧啶、久洛利定等。
此外，供电子性化合物特别优选为选自脒化合物和胍化合物中的任一种以上的化合物。作为脒化合物，可以举出DBU、DBN等。作为胍化合物，可以举出TBD、MTBD等。这些化合物的供电子性特别高，因此作为使用CNT的FET的n型半导体元件的性能进一步提高，故而优选。
第2绝缘层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下。由此，半导体特性在大气中的随时间稳定性提高。其理由可以认为是，抑制了因大气中的氧气导致的CNT和供电子性化合物的氧化。该效果在供电子性化合物具有氮原子的情况下大，在供电子性化合物为含有包含氮原子的环结构的化合物的情况下更大，在供电子性化合物为选自脒化合物和胍化合物中的任一种以上的化合物的情况下进一步大。上述化合物的供电子性特别优异，另一方面，在半导体元件中，特别容易被大气中的氧气氧化。使用这些化合物的情况下，通过第2绝缘层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下，除了半导体元件的保存稳定性提高之外，还能够表现出优异的n型迁移率。
第2绝缘层的透氧度更优选为2.5cc/(m2·24h·atm)以下、进一步优选为1.5cc/(m2·24h·atm)以下。作为下限，没有特别限制，优选为0.001cc/(m2·24h·atm)以上。
从半导体元件的性能稳定性的观点出发，第2绝缘层进一步优选含有具有选自羟基、氰基、氟基、氯基和酰胺键中的任一种以上的结构的高分子化合物。其理由在于，这些高分子化合物除了氧遮蔽性高之外，在通过涂布法而形成第2绝缘层的工艺中，能够利用在温和的退火条件下的干燥进行制膜。前述的因大气中的氧气而导致的CNT和供电子性化合物的氧化在高温下进行退火的情况下是显著的。因此，优选为能够在更温和的退火条件下干燥的这些高分子化合物。
作为具有羟基的高分子化合物，可以举出聚乙烯基苯酚、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物等。
作为具有氰基的高分子化合物，可以举出氰基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚烯丙基腈等。
作为具有氟基的高分子化合物，可以举出聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物等。
作为具有氯基的高分子化合物，可以举出聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。
作为具有酰胺键的高分子化合物，可以举出尼龙6、尼龙66、聚对苯二甲酰对苯二胺等。
其中，从薄膜中的氧遮蔽性的观点出发，特别优选为乙烯醇系树脂。作为乙烯醇系树脂，可以举出聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等。
第2绝缘层的膜厚优选为1.0μm以上、更优选为3.0μm以上。通过设为该范围的膜厚，能够进一步提高基于第2绝缘层的氧遮蔽性。此外，作为第2绝缘层的膜厚的上限，没有特别限定，优选为1mm以下、更优选为100μm以下。通过设为该范围的膜厚，能够确保第2绝缘层的柔软性，即使弯曲时与半导体层的密合性也变得良好。因此，能够抑制对半导体元件施加弯折等外力时，在第2绝缘层中产生空隙、裂纹，其氧遮蔽性降低之类的现象。
第2绝缘层的膜厚通过扫描型电子显微镜测定第2绝缘层的截面，在所得图像之中，算出从位于半导体层上的第2绝缘层部分中随机选择的10个部位的膜厚，设为该算术平均的值。
作为第2绝缘层的形成方法，没有特别限定，也可以使用电阻加热蒸镀、电子束、溅射、CVD等干式的方法，从制造成本、适合于大面积的观点出发，优选使用涂布法。涂布法中，至少包括涂布溶解有用于形成第2绝缘层的材料的组合物的步骤。
作为涂布方法，具体而言，可以优选使用旋涂法、刮刀涂布法、狭缝模具涂布法、丝网印刷法、棒涂机法、模板法、印刷转印法、浸渍提拉法、喷墨法、滴涂(drop cast)法等。这些之中，优选根据涂膜厚度控制、取向控制等想要得到的涂膜特性而选择涂布方法。
使用涂布法形成第2绝缘层时，作为溶解第2绝缘层中使用的绝缘性材料的溶剂，没有特别限制，优选为有机溶剂。作为溶剂的具体例，可以举出例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丁基醚、丙二醇单叔丁基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、二乙二醇乙基甲基醚等醚类；乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯等酯类；丙酮、甲乙酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、2-庚酮等酮类；丁醇、异丁醇、戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-2-丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、双丙酮醇等醇类；甲苯、二甲苯等芳族烃类。
作为溶剂，可以使用这些中的2种以上。其中，优选含有1个大气压下的沸点为110~200℃的溶剂。如果溶剂的沸点为110℃以上，则在溶液涂布时抑制溶剂的挥发，涂布性变得良好。如果溶剂的沸点为200℃以下，则在绝缘膜中残留的溶剂变少，得到具有更良好的耐热性、耐化学试剂性的第2绝缘层。
此外，可以对所形成的涂膜，在大气中、减压下或氮气、氩气等不活泼气体氛围下进行退火处理、热风干燥。具体而言，例如作为退火的条件，可以举出50~150℃、3~30分钟、氮气氛围下。通过这样的干燥步骤，在涂膜的干燥不充分的情况下，能够充分干燥。
第2绝缘层可以为单层也可以为多层，此外，可以由多种绝缘性材料形成一个层，也可以将多种绝缘性材料层叠而形成。更优选地，第2绝缘层至少包含：设置在靠近半导体层一侧的第1层、和设置在远离半导体层一侧的第2层，第1层含有供电子性化合物，第2层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下。第2层的透氧度更优选为2.5cc/(m2·24h·atm)以下、进一步优选为1.5cc/(m2·24h·atm)以下。
该构成中，第1层发挥p型半导体元件转化为n型半导体元件的功能。此外，第2层发挥提高大气中的随时间稳定性的功能。通过像这样进行功能分离，容易实现p型半导体元件向n型半导体元件的转化和大气中的随时间稳定性提高。
图3是示出本发明的实施方式所涉及的半导体元件的第三例的示意截面图。具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的源电极5和漏电极6、在这些电极之间设置的半导体层4、以及覆盖半导体层的第2绝缘层8。第2绝缘层8包含：与半导体层4接触的第1层9、和覆盖第1层9的第2层10。半导体层4包含碳纳米管7。
图4是示出本发明的实施方式所涉及的半导体元件的第四例的示意截面图。具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的半导体层4、在其上形成的源电极5和漏电极6、以及在这些之上设置的第2绝缘层8。第2绝缘层8包含：与半导体层4接触的第1层9、和覆盖第1层9的第2层10。半导体层4包含碳纳米管7。
第1层可以进一步含有丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、烯烃聚合物、聚苯乙烯、聚硅氧烷等高分子化合物。
作为第2层中使用的材料，可以举出例如氧化硅、氮化硅等无机化合物、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、烯烃聚合物、聚苯乙烯、聚硅氧烷、聚乙烯醇等高分子化合物等。
第2层优选含有具有选自羟基、氰基、氟基、氯基和酰胺键中的任一种以上结构的高分子化合物。优选这样的高分子化合物的理由和其具体例如上所述，高分子化合物之中，特别优选乙烯醇系树脂。
此外，第1层和第2层可以由多种绝缘性材料形成一个层。此外，第2层可以为单层也可以为多层。第2层为多层的情况下，各层优选使用上述的材料。此外，该情况下的第2层的透氧度是指以该多层的整体计的透氧度。
构成第1层和第2层的材料的溶解度参数之差的绝对值优选为5.0(MPa)1/2以上、更优选为6.0(MPa)1/2以上、此外进一步优选为8.0(MPa)1/2以上。此外，作为该值的上限，没有特别限定，优选为15.0(MPa)1/2以下、进一步优选为10.0(MPa)1/2以下。通过处于该范围，抑制第1层和第2层混合，即使在第1层的膜厚为数μm左右的薄的情况下，也能够有效地表现出向n型半导体元件的转化。该构成在将半导体元件用于互补型电路的情况下是特别优选的。作为第1层的材料，可以举出丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、烯烃聚合物、聚苯乙烯等，作为第2层的材料，可以举出聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等乙烯醇系树脂。
在此，溶解参数是一般使用的利用Poly.Eng.Sci.,vol.14,No.2,pp147-154(1974)等中记载的Fedors的推算法由构成层的材料的种类和比率算出的值。例如，聚甲基丙烯酸甲基的溶解度参数可以算出为19.4(MPa)0.5，聚乙烯醇的溶解度参数可以算出为28.8(MPa)0.5。
此外，该层包含多种材料的混合物的情况下，取各构成物的溶解度参数乘以各摩尔分数而得到的值的总和，由此算出。例如，层由成分A和成分B构成的情况下，由下式算出；
(层的溶解度参数)=(成分A的溶解度参数)×(成分A的摩尔分数)+(成分B的溶解度参数)×(成分B的摩尔分数)
例如，包含97重量%(摩尔分数：97.8%)的聚甲基丙烯酸甲酯(溶解度参数19.4(MPa)0.5)、3重量%(摩尔分数：2.2%)的二氮杂双环十一烯(溶解度参数20.3(MPa)0.5)的层的情况下，层的溶解度参数为19.4(MPa)0.5。
第1层的膜厚优选为50nm以上、更优选为100nm以上。此外，第1层的膜厚优选为10μm以下、更优选为3.0μm以下。通过设为该范围的膜厚，容易形成均匀的薄膜。
第2层的膜厚优选为1.0μm以上、更优选为3.0μm以上。通过设为该范围的膜厚，能够提高氧遮蔽性。此外，作为第1层的膜厚的上限，没有特别限定，优选为1mm以下、更优选为100μm以下。通过设为该范围的膜厚，能够确保第2绝缘层的柔软性，即使弯曲时与半导体层的密合性也变得良好。因此，能够抑制对半导体元件施加弯折等外力时，在第2绝缘层中产生空隙、裂纹，其氧遮蔽性降低之类的现象。
第2绝缘层包含第1层和第2层时的各层的形成方法如针对第2绝缘层的形成方法所述，没有特别限定，优选均通过涂布法形成。该情况下，首先，通过涂布法形成第1层后，形成第2层。在此，形成第2层时的干燥温度优选为第1层的玻璃化转变温度以下。通过设为该条件，能够抑制第1层和第2层混合。并且，即使在第1层的膜厚为数μm的薄的情况下，也能够有效地表现出p型半导体元件向n型半导体元件的转化、阈值电压等特性控制的功能。第2层的干燥温度为第1层的玻璃化转变温度以下特别是在为了制作互补型电路而应用这样的第2绝缘层的形成方法的情况下是优选的。
第2绝缘层的水蒸气透过度优选为20g/(m2·24h)以下。由此，进一步提高半导体特性的大气中的随时间稳定性。其理由可以认为在于，抑制了伴随湿度变化的半导体元件特性的变化。第2绝缘层的水蒸气透过度更优选为10g/(m2·24h)以下、进一步优选为1g/(m2·24h)以下。作为下限，没有特别限制，实用上通常为0.001g/(m2·24h)以上。
(保护层)
作为半导体元件的构成，优选为相对于第2绝缘层在与前述栅电极相反侧具有与第2绝缘层接触的保护层。在此，保护层的水蒸气透过度为20g/(m2·24h)以下。优选水蒸气透过度为5g/(m2·24h)以下。该构成中，第2绝缘层发挥p型半导体元件向n型半导体元件的转化的功能和氧遮蔽性的功能，保护层发挥湿度遮蔽性的功能。即，保护层是透氧度大于4.0cc/(m2·24h·atm)的层。通过像这样进行功能分离，与前述的第2绝缘层具有水蒸气遮蔽性的构成相比，容易实现p型半导体元件向n型半导体元件的转化和大气中的随时间稳定性提高。保护层的水蒸气透过度更优选为10g/(m2·24h)以下、进一步优选为1g/(m2·24h)以下。作为下限，没有特别限制，优选为0.001g/(m2·24h)以上。
图12是示出本发明的实施方式所涉及的设置有保护层的半导体元件的例子的示意截面图。具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的源电极5和漏电极6、在这些电极之间设置的半导体层4、覆盖半导体层的第2绝缘层8、以及覆盖第2绝缘层8的保护层14。第2绝缘层8包含：与半导体层4接触的第1层9、和覆盖第1层9的第2层10。半导体层4包含碳纳米管7。
保护层优选含有选自氟系树脂、氯系树脂、腈树脂、聚酯、聚烯烃中的任一种以上。这些聚合物除了水蒸气透过性低之外，在通过涂布法而形成阻隔层的工艺中，能够利用在温和的退火条件下的干燥进行制膜。
氟系树脂是指含有氟原子的聚合物，可以举出例如聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、偏二氟乙烯-三氟乙烯的共聚物等。
氯系树脂是指含有氯原子的聚合物，可以举出例如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。
腈树脂是含有腈基的聚合物，可以举出例如聚丙烯腈、聚烯丙基腈等。
作为聚酯，可以举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
作为聚烯烃，可以举出例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、环烯烃聚合物等。
从水蒸气透过的观点出发，更优选氟系树脂、氯系树脂、聚烯烃树脂，其中，优选聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚偏二氯乙烯、环烯烃聚合物。
上述的水蒸气透过度基于JIS K 7129 2008(塑料膜和片材的水蒸气透过度的求出方法)而求出。
本发明的实施方式所涉及的半导体元件中，在源电极与漏电极之间流通的电流(源电极·漏电极间电流)通过改变栅电压而控制。并且，半导体元件的迁移率μ(cm2/V·s)可以使用下述的(a)式而算出。
μ=(δId/δVg)L·D/(W·εr·ε·Vsd)X10000 (a)
其中Id表示源电极·漏电极间电流(A)、Vsd表示源电极·漏电极间电压(V)、Vg表示栅电压(V)、D表示栅绝缘层的厚度(m)、L表示沟道长度(m)、W表示沟道宽度(m)、εr表示栅绝缘层的相对介电常数、ε表示真空的介电常数(8.85×10-12F/m)、δ表示该物理量的变化量。
此外，阈值电压可以由Id-Vg图中的线形部分的延长线与Vg轴的交点求出。
n型半导体元件中，通过对栅电极施加阈值电压以上的正电压，源电极-漏电极间导通而工作。阈值电压的绝对值小、迁移率高的元件是高功能、特性良好的n型半导体元件。
p型半导体元件中，通过对栅电极施加阈值电压以下的负电压，源电极-漏电极间导通而工作。阈值电压的绝对值小、迁移率高的元件是高功能、特性良好的p型半导体元件。
(半导体元件的制造方法)
本发明的实施方式所涉及的半导体元件的制造方法没有特别限制，优选包括通过涂布法形成半导体层的步骤。通过涂布法形成半导体层至少包括：涂布溶解有用于形成半导体层的材料的溶液的步骤、和干燥该涂膜的步骤。此外，第2绝缘层、第1层和第2层如上所述，优选包括将组合物涂布和干燥而形成的步骤。以下，举出制造图3所示的结构的半导体元件的情况为例，具体说明本发明的实施方式所涉及的半导体元件的制造方法。
首先，如图5(a)所示那样，在绝缘性的基材1上通过前述的方法形成栅电极2。
接着，如图5(b)所示那样，将包含含有硅原子与碳原子的键的有机化合物的溶液涂布和干燥，形成栅绝缘层3。
接着，如图5(c)所示那样，在栅绝缘层3的上部，使用相同的材料，通过前述的方法同时形成源电极5和漏电极6。
接着，如图5(d)所示那样，在源电极5与漏电极6之间，通过前述的方法形成半导体层4。
接着，如图5(e)所示那样，以覆盖半导体层4的方式，通过前述的方法形成第1层，接着，如图5(f)所示那样，以覆盖第1层的方式，通过前述的方法形成第2层。通过以这样的方式形成第2绝缘层，可以制作半导体元件。
＜互补型半导体装置＞
本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置具有：含有上述的半导体元件的n型半导体元件、和p型半导体元件。p型半导体元件优选具有：基材；源电极、漏电极和栅电极；与上述源电极和漏电极接触的半导体层；以及将上述半导体层与前述栅绝缘层绝缘的栅绝缘层，上述半导体层含有CNT。此外，CNT更优选使用在表面的至少一部分上附着有共轭系聚合物的CNT复合体。
图6是示出本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置的第一例的示意截面图。
在绝缘性的基材1的表面上，形成p型半导体元件101、和含有本发明的半导体元件的n型半导体元件201。p型半导体元件具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的源电极5和漏电极6、以及在这些电极之间设置的半导体层4。各半导体层4包含碳纳米管7。
p型半导体元件与本发明的实施方式所涉及的n型半导体元件同样地，优选相对于半导体层在与栅绝缘层相反侧具有与p型半导体元件的半导体层接触的第2绝缘层。通过形成第2绝缘层，能够调整迁移率、阈值电压等p型半导体元件的半导体特性。此外，能够保护半导体层免受氧、水分等外部环境影响。
p型半导体元件的第2绝缘层优选至少包含：设置在靠近半导体层一侧的第1层、和设置在远离半导体层一侧的第2层。该构成中，例如第1层发挥阈值电压等p型半导体元件的特性控制的功能。此外，第2层发挥提高大气中的随时间稳定性的功能。通过像这样进行功能分离，容易实现阈值电压等特性控制、和大气中的随时间稳定性提高。
图7是示出本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置的第二例的示意截面图。在绝缘性的基材1的表面上，形成p型半导体元件101、和n型半导体元件201。n型半导体元件201包含上述本发明的实施方式所涉及的半导体元件。p型半导体元件101具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的源电极5和漏电极6、在这些电极之间设置的半导体层4、和覆盖半导体层的第2绝缘层11。
图8是示出本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置的第三例的示意截面图。在绝缘性的基材1的表面上，形成p型半导体元件101、和n型半导体元件201。n型半导体元件201包含上述本发明的实施方式所涉及的半导体元件。p型半导体元件101具有：在绝缘性的基材1上形成的栅电极2、覆盖其的栅绝缘层3、在其上设置的源电极5和漏电极6、在这些电极之间设置的半导体层4、和覆盖半导体层的第3绝缘层11。第3绝缘层11包含：与半导体层4接触的第1层12、和覆盖第1层12的第2层13。
本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置中，p型半导体元件的源电极和漏电极、以及n型半导体元件的源电极和漏电极优选全部由相同材料构成。其理由在于，所使用的材料的种类少，能够在同一步骤中制作这些电极。
各电极由相同材料构成是指：各电极中包含的元素之中含有摩尔比率最高的元素相同。电极中的元素的种类和含有比率可以通过X射线光电子能谱(XPS)来确定。
此外，优选p型半导体元件的栅绝缘层和n型半导体元件的栅绝缘层由相同材料构成。其理由在于，所使用的材料的种类少，能够在同一步骤中制作这些电极。
这些绝缘层由相同材料构成是指：构成各绝缘层的组合物中包含1摩尔%以上的元素的种类和组成比各自相同。元素的种类和组成比是否相同可以通过X射线光电子能谱(XPS)来确定。
此外，关于第2绝缘层，优选p型半导体元件的第2绝缘层的至少一部分由与n型半导体元件的第2绝缘层的第2层相同的材料构成。其理由之一在于，所使用的材料的种类少，也能够在同一步骤中制作这些电极。另一点在于，第2绝缘层的第2层优选透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下，因此能够抑制p型半导体元件以及互补型半导体装置的特性随时间变化。更优选p型半导体元件的第2层由与n型半导体元件的第2层相同的材料构成。其理由在于，如前所述，通过功能分离，容易实现特性的控制、和大气中的随时间稳定性提高。
这些第2层由相同材料构成是指：构成各第2层的组合物中包含1摩尔%以上的元素的种类和组成比相同。元素的种类和组成比是否相同可以通过X射线光电子能谱(XPS)来确定。
此外，作为半导体元件的构成，优选相对于p型半导体元件的第2绝缘层在与前述栅电极相反侧具有与第2绝缘层接触的保护层，优选该保护层和n型半导体元件的保护层由相同材料构成，保护层的水蒸气透过度为20g/(m2·24h)以下。该构成中，第2绝缘层发挥迁移率、阈值电压等p型半导体元件的半导体特性和氧遮蔽性的功能，保护层发挥湿度遮蔽性的功能。由此，p型半导体元件特性的大气中的随时间稳定性进一步提高，与此相伴，互补型半导体装置的大气中的随时间稳定性进一步提高。保护层的水蒸气透过度更优选为10g/(m2·24h)以下、进一步优选为1g/(m2·24h)以下。作为下限，没有特别限制，优选为0.001g/(m2·24h)以上。
本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置中，p型半导体元件和n型半导体元件优选为相同结构。其理由在于，所使用的材料的种类少，能够在同一步骤中制作这些电极。相同结构是指基材上形成的半导体层、栅绝缘层和电极的形成顺序、层数相同。p型半导体元件和n型半导体元件为相同结构，由此同时制造p型半导体元件和n型半导体元件的工艺简便，互补型半导体装置的生产效率良好。
图6~图8所示的互补型半导体装置均是p型半导体元件和n型半导体元件为底栅·底接触的相同结构的情况的例子。
接着，针对构成本发明的互补型半导体元件的p型半导体元件的构件详细说明。以下的说明在没有特别说明的情况下，与实施方式无关，是共通的。
(基材)
p型半导体元件中的基材只要是至少配置有电极系统的面具有绝缘性的基材，则可以为任何材质。作为该具体例和优选例，可以举出与n型半导体元件中的基材中使用的材料相同的材料。
(电极)
p型半导体元件中的栅电极、源电极和漏电极中使用的材料只要是一般能够用作电极的导电材料，则可以为任何物质。作为该具体例和优选例，可以举出与n型半导体元件中的电极中使用的材料相同的材料。
(栅绝缘层)
p型半导体元件中的栅绝缘层中使用的材料没有特别限定，可以举出氧化硅、氧化铝等无机材料；聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氟乙烯、聚硅氧烷、聚乙烯基苯酚(PVP)等有机高材料；或者无机材料粉末和有机材料的混合物。作为该具体例和优选例，可以举出与n型半导体元件中的栅绝缘层中使用的材料相同的材料。
(半导体层)
p型半导体元件中的半导体层优选含有CNT，更优选含有在表面的至少一部分上附着有共轭系聚合物的CNT复合体。半导体层只要是不阻碍CNT或CNT复合体的电特性的范围，则可以进一步包含有机半导体、绝缘性材料。作为其具体例和优选例，可以举出与n型半导体元件中的半导体层中使用的材料相同的材料。
(第2绝缘层)
作为p型半导体元件中的第2绝缘层中使用的材料、p型半导体元件中的第2绝缘层的构成的具体例和优选例，可以举出与n型半导体元件中的第2绝缘层中的材料、构成相同的事项。
p型半导体元件的第2绝缘层的膜厚优选为1μm以上、更优选为3μm以上。此外，作为第2绝缘层的膜厚的上限，没有特别限定，优选为1mm以下、更优选为100μm以下。
此外，在p型半导体元件的第2绝缘层包含设置在靠近半导体层一侧的第1层、和设置在远离半导体层一侧的第2层的情况下，第1层的膜厚优选为50nm以上、更优选为100nm以上。此外，第1层的膜厚优选为10μm以下、更优选为3μm以下。第2层的膜厚优选为1μm以上、更优选为3μm以上。此外，作为第1层的膜厚的上限，没有特别限定，优选为1mm以下、更优选为100μm以下。
(保护层)
作为p型半导体元件的保护层中使用的材料的具体例和优选例，可以举出与n型半导体元件的保护层中使用的材料相同的材料。
(互补型半导体装置的特性)
本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置的等价电路示于图9，该等价电路的动作如下所示。
首先，输入信号(Vin)在低“L”(接地电位GND)与高“H”(VDD)之间变化。输入信号为“L”的情况下，p型半导体元件51导通，n型半导体元件52断开，由此输出信号成为“H”。相反，输入信号为“H”的的情况下，n型半导体元件52导通，p型半导体元件51断开，由此输出信号成为“L”。
例如，如果n型半导体元件52的阈值电压正向大，则输入信号为“H”时，n型半导体元件52未完全导通，输出信号不形成“L”。
此外，互补型半导体装置中，相对于输入信号的变化的输出信号的变化(增益)与半导体层的迁移率相关。增益大的互补型半导体装置是高性能的。
因此，例如p型半导体元件和n型半导体元件各自的阈值电压的绝对值小、半导体层的迁移率高的元件成为消耗电力低、特性良好的互补型半导体装置。
(互补型半导体装置的制造方法)
本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置的制造方法没有特别限制。构成各半导体元件的电极、绝缘层的形成方法如前所述。通过适当选择电极、绝缘层的形成顺序，可以制造例如图6~图8所示那样的互补型半导体装置。
从制造成本、工艺简便性的观点出发，优选不分别形成p型半导体元件和n型半导体元件，而是同时形成。因此，优选p型半导体元件和n型半导体元件为相同结构。
本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置的制造方法优选包括：将p型半导体元件的半导体层、和n型半导体元件的半导体层各自涂布和干燥从而形成的步骤。更优选进一步包括以下的制造步骤。
(1)在同一步骤中形成p型半导体元件的源电极和漏电极、以及n型半导体元件的源电极和漏电极的步骤；
(2)将含有包含硅原子与碳原子的键的化合物的组合物涂布和干燥、从而在同一步骤中形成上述p型半导体元件的栅绝缘层、和上述n型半导体元件的栅绝缘层的步骤；
(3)在同一步骤中形成上述p型半导体元件的半导体层、和上述n型半导体元件的半导体层的步骤。
在此，在同一步骤中形成2个电极、层是指通过进行1次为了形成该电极、层而需要的工艺，2个电极、层都形成。
这些步骤均即使在p型半导体元件与n型半导体元件的结构不同的情况下也能够应用，但在它们为相同结构的情况下容易应用。
以下，举出制造图8所示的结构的互补型半导体装置的情况为例，具体说明本发明的实施方式所涉及的互补型半导体装置的制造方法。
首先，如图10(a)所示那样，通过前述的方法，分别在绝缘性的基材1上的p型半导体元件区域101形成栅电极2，在n型半导体元件区域201形成栅电极2。
接着，如图10(b)所示那样，将包含含有硅原子与碳原子的键的化合物的溶液进行涂布和干燥，分别在p型半导体元件区域101和n型半导体元件区域201形成栅绝缘层3。
接着，如图10(c)所示那样，在p型半导体元件区域101和n型半导体元件区域201的各栅绝缘层3的上部，使用相同的材料，通过前述的方法同时形成源电极5和漏电极6。
接着，如图10(d)所示那样，在p型半导体元件区域101和n型半导体元件区域201的各源电极5与漏电极6之间，通过前述的方法分别形成半导体层4。
接着，如图10(e)所示那样，通过前述的方法，分别以覆盖p型半导体元件的半导体层4的方式形成第2绝缘层11的第1层12，此外，以覆盖n型半导体元件的半导体层4的方式形成第2绝缘层8的第1层9。
接着，如图10(f)所示那样，通过前述的方法，分别以覆盖第2绝缘层11的第1层12的方式形成第2层13，此外，以覆盖第2绝缘层8的第1层9的方式形成第2层10，由此可以制作互补型半导体装置。
＜无线通信装置＞
接着，针对含有上述半导体元件、或互补型半导体装置的本发明的实施方式所涉及的无线通信装置进行说明。该无线通信装置是例如RFID那样，通过RFID标签接收从搭载在读取器/写入器上的天线发送的载波从而进行电通信的装置。
具体的动作例如RFID标签的天线接收从搭载在读取器/写入器上的天线发送的无线信号。并且，通过整流电路，将根据该信号而产生的交流电流转换为直流电流，使RFID标签起电。接着，起电的RFID标签从无线信号接收命令，进行与命令对应的动作。其后，将与命令对应的结果的应答从RFID标签的天线作为无线信号发送给读取器/写入器的天线。应予说明，与命令对应的动作至少通过公知的解调电路、动作控制逻辑电路、调制电路进行。
本发明的实施方式所涉及的无线通信装置至少具有上述的半导体元件、或互补型半导体装置、和天线。作为本发明的实施方式所涉及的无线通信装置的更具体的构成，可以举出例如图11所示那样的结构。其由下述构成：电源生成部，其进行用天线50接收的来自外部的调制波信号的整流，向各部供给电源；解调电路，其将上述调制波信号进行解调，发送给控制电路；调制电路，其将从控制电路发送的数据进行调制，发送给天线；和，控制电路，其进行被解调电路解调的数据向存储电路的写入、和从存储电路读取数据并向调制电路的发送，各电路部电连接。上述解调电路、控制电路、调制电路、存储电路由上述的n型半导体元件、或互补型半导体装置构成，可以进一步包含电容、电阻元件、二极管。应予说明，上述存储电路可以进一步具有EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，电可擦写可编程只读存储器)、FeRAM(Ferroelectric Randam Access Memory，铁电随机读取存储器)等非易失性可擦写的存储部。上述电源生成部由电容和二极管构成。
天线、电容、电阻元件、二极管、非易失性可擦写的存储部只要是一般使用的即可，所使用的材料、形状没有特别限定。此外，将上述的各构成要素电连接的材料也只要是一般能够使用的导电材料，则可以为任何物质。各构成要素的连接方法也只要能够取得电导通，则可以为任何方法。各构成要素的连接部的宽度、厚度是任意的。
＜商品标签＞
接着，针对本发明的实施方式所涉及的含有无线通信装置的商品标签进行说明。该商品标签具有例如基体、和被该基体覆盖的上述无线通信装置。
基体例如形成为平板状，由纸等非金属材料形成。例如基体设为将2张平板状的纸贴合得到的结构，在该2张纸之间配置有上述无线通信装置。上述无线存储装置的存储电路中，预先容纳有例如识别个体商品的个体识别信息。
在该商品标签与读取器/写入器之间进行无线通信。读取器/写入器是指通过无线对商品标签进行数据的读取和写入的装置。读取器/写入器在商品的流通过程、结算时与商品标签之间进行数据交换。读取器/写入器中，有例如便携型的、在收银台设置的固定型的。对本发明的实施方式所涉及的商品标签，读取器/写入器可以利用公知的装置。
本发明的实施方式所涉及的商品标签具有识别信息应答功能。其是商品标签从规定的读取器/写入器接收到请求发送个体识别信息的命令时，通过无线应答自身存储的个体识别信息的功能。通过来自读取器/写入器的1次命令，从多个商品标签发送各标签的个体识别信息。通过该功能，例如在商品的清算收银台处，能够以非接触的方式同时识别多个商品。因此，与利用条形码的识别相比，能够实现结算处理的容易化、迅速化。
此外，例如商品结账时，读取器/写入器能够将从商品标签读取的商品信息发送给POS(Point of sale system，销售时点信息管理)终端。通过该功能，在POS终端中，还能够进行通过该商品信息确定的商品的销售记录，能够实现库存管理的容易化、迅速化。
实施例
以下，基于实施例进一步具体说明本发明。应予说明，本发明不限定解释为下述实施例。
聚合物的分子量如下所述地测定。将样品用孔径0.45μm的膜过滤器过滤后，使用GPC(GEL PERMEATION CHROMATOGRAPHY：凝胶渗透色谱，东ソー(株)制HLC-8220GPC)(洗脱溶剂：氯仿或四氢呋喃，洗脱速度：0.4mL/分钟)，通过利用聚苯乙烯标准样品的换算而求出。
膜厚如下所述地测定。在针对样品使用SEM得到的图像之中，算出从位于半导体层上的第2绝缘层部分或第2绝缘层的第2层中随机选择的10个部位的膜厚，作为其算术平均的值而求出。
透氧度如下所述地算出。将层的材料的透氧系数在温度25度、湿度40%RH的条件下基于JIS K 7126-2 2006(塑料膜和片材的气体透过度测定方法)测定。基于样品中的层的膜厚而换算。
半导体溶液的制作例1；半导体溶液A
通过式1所示的方法合成化合物[60]。
[化15]
将化合物(1-a)((株)东京化成工业制)4.3g和溴((株)和光纯药工业制)10g添加至48%氢溴酸150mL中，在120℃下搅拌3小时。冷却至室温，通过玻璃过滤器过滤所析出的固体，用水1000mL和丙酮100mL洗涤。将所得固体在60℃下真空干燥，得到化合物(1-b)6.72g。
将化合物(1-c)10.2g溶解在二甲基甲酰胺100mL中，添加N-溴代丁二酰亚胺((株)和光纯药工业制)9.24g，在氮气氛围下、室温下搅拌3小时。向所得溶液中，添加水200mL、正己烷200mL和二氯甲烷200mL，分取有机层。将所得有机层用水200mL洗涤后，用硫酸镁干燥。将所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷)纯化，得到化合物(1-d)14.4g。
将化合物(1-d)14.2g溶解在四氢呋喃200mL中，冷却至-80℃。向该溶液中添加正丁基锂(1.6M己烷溶液)((株)和光纯药工业制)35mL后，升温至-50℃，再次冷却至-80℃。向其中添加2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷((株)和光纯药工业制)13.6mL，升温至室温，在氮气氛围下搅拌4小时。向所得溶液中，添加1N氯化铵水溶液200mL和乙酸乙酯200mL，分取有机层。将所得有机层用水200mL洗涤后，用硫酸镁干燥。将所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷/二氯甲烷)纯化，得到化合物(1-e)14.83g。
将化合物(1-e)14.83g、和5,5'-二溴-2,2'-联噻吩((株)东京化成工业制)6.78g添加至二甲基甲酰胺200mL中，进一步在氮气氛围下，添加磷酸钾((株)和光纯药工业制)26.6g和[双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(アルドリッチ公司制)1.7g，在100℃下搅拌4小时。向所得溶液中添加水500mL和乙酸乙酯300mL，分取有机层。将所得有机层用水500mL洗涤后，用硫酸镁干燥。将所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷)纯化，得到化合物(1-f)4.53g。
将化合物(1-f)4.53g溶解在四氢呋喃40mL中，冷却至-80℃。向该溶液中添加正丁基锂(1.6M己烷溶液)6.1mL后，升温至-5℃，再次冷却至-80℃。向其中添加2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷2.3mL，升温至室温，在氮气氛围下搅拌2小时。向所得溶液中添加1N氯化铵水溶液150mL和乙酸乙酯200mL，分取有机层。将所得有机层用水200mL洗涤后，用硫酸镁干燥。将所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：二氯甲烷/己烷)纯化，得到化合物(1-g)2.31g。
将化合物(1-b)0.498g、和化合物(1-g)2.31g添加至二甲基甲酰胺17mL中，进一步在氮气氛围下添加磷酸钾2.17g和[双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(アルドリッチ公司制)0.14g，在90℃下搅拌7小时。向所得溶液中添加水200mL和氯仿100mL，分取有机层。将所得有机层用水200mL洗涤后，用硫酸镁干燥。将所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：二氯甲烷/己烷)纯化，得到化合物(1-h)1.29g。示出化合物(1-h)的1H-NMR分析结果。
将化合物(1-h)0.734g溶解于氯仿15mL中，添加N-溴代丁二酰亚胺0.23g、二甲基甲酰胺10mL，在氮气氛围下、室温下搅拌9小时。向所得溶液中，添加水100mL和氯仿100mL，分取有机层。将所得有机层用水200mL洗涤后，用硫酸镁干燥。所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：二氯甲烷/己烷)纯化，得到化合物(1-i)0.58g。
将化合物(1-j)0.5g、双(频哪醇合)二硼(BASF制)0.85g、和乙酸钾((株)和光纯药工业制)0.86g添加至1,4-二氧杂环己烷7mL中，进一步在氮气氛围下，添加[双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯0.21g，在80℃下搅拌7小时。向所得溶液中，添加水100mL和乙酸乙酯100mL，分取有机层。将所得有机层用水100mL洗涤后，用硫酸镁干燥。所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：二氯甲烷)纯化，得到化合物(1-k)57mg。
将化合物(1-i)93mg、和化合物(1-k)19.3mg溶解于甲苯6mL中。向其中添加水2mL、碳酸钾0.18g、四(三苯基膦)钯(0)((株)东京化成工业制)7.7mg和Aliquat(R)336(アルドリッチ公司制)1滴，在氮气氛围下、100℃下搅拌25小时。接着，添加苯基硼酸40mg，在100℃下搅拌7小时。向所得溶液中添加甲醇50mL，滤取所生成的固体，按顺序使用甲醇、水、甲醇、丙酮洗涤。将所得固体溶解在氯仿中，通过硅胶短柱(洗脱液：氯仿)后浓缩干固，得到化合物[60]30mg。通过上述的方法测定化合物[60]的分子量的结果是，重均分子量为4367、数均分子量为3475、聚合度n为3.1。
向化合物[60]2.0mg的氯仿10mL溶液中，添加CNT1(CNI公司制、单层CNT、纯度95%)1.0mg，冰冷的同时使用超声均化器(东京理化器械(株)制VCX-500)，在20%输出功率下超声搅拌4小时，得到CNT分散液A(相对于溶剂的CNT复合体浓度0.96g/L)。
接着，进行用于形成半导体层的半导体溶液的制作。使用膜过滤器(孔径10μm、直径25mm、ミリポア公司制オムニポアメンブレン)，进行上述CNT分散液A的过滤，去除长度10μm以上的CNT复合体。向所得滤液中，添加o-DCB(和光纯药工业(株)制)5mL后，使用旋转蒸发仪，馏去作为低沸点溶剂的氯仿，得到CNT分散液B。向CNT分散液B的1mL中，添加3mL的o-DCB，制成半导体溶液B(相对于溶剂的CNT复合体浓度0.03g/L)。
半导体溶液的制作例2；半导体溶液B
通过式2所示的方法合成化合物[72]。
[化16]
将化合物(1-b)2.0g、和双(频哪醇合)二硼4.3g添加至1,4-二氧杂环己烷40mL中，在氮气氛围下，添加乙酸钾4.0g、[双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯1.0g，在80℃下搅拌8小时。向所得溶液中添加水200mL和乙酸乙酯200mL，分取有机层，用水400mL洗涤后，用硫酸镁干燥。所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：二氯甲烷/乙酸乙酯)纯化，得到化合物(2-a)1.3g。
将化合物(2-b)18.3g溶解于四氢呋喃250mL中，冷却至-80℃。添加正丁基锂(1.6M己烷溶液)45mL后，升温至-50℃，再次冷却至-80℃。添加2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷18.6mL，升温至室温，在氮气氛围下搅拌6小时。向所得溶液中，添加1N氯化铵水溶液200mL和乙酸乙酯200mL，分取有机层，用水200mL洗涤后，用硫酸镁干燥。所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷/二氯甲烷)纯化，得到化合物(2-c)16.66g。
将化合物(2-b)2.52g、和化合物(2-c)3.0g添加至二甲基甲酰胺100mL中，在氮气氛围下添加磷酸钾13g、[双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯420mg，在90℃下搅拌5小时。向所得溶液中添加水200mL和己烷100mL，分取有机层，用水400mL洗涤后，用硫酸镁干燥。所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷)纯化，得到化合物(2-d)2.71g。
将化合物(2-d)2.71g溶解于二甲基甲酰胺8mL中，添加N-溴代丁二酰亚胺2.88g的二甲基甲酰胺(16mL)溶液，在5℃~10℃下搅拌9小时。向所得溶液中添加水150mL和己烷100mL，分取有机层，用水300mL洗涤后，用硫酸镁干燥。所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷)纯化，得到化合物(2-e)3.76g。
将化合物(2-e)3.76g、和化合物(2-c)4.71g添加至二甲基甲酰胺70mL中，在氮气氛围下添加磷酸钾19.4g、[双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯310mg，在90℃下搅拌9小时。向所得溶液中添加水500mL和己烷200mL，分取有机层，用水300mL洗涤后，用硫酸镁干燥。将所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷)纯化，得到化合物(2-f)4.24g。
将化合物(2-f)520mg溶解于氯仿20mL中，添加N-溴代丁二酰亚胺280mg的二甲基甲酰胺(10mL)溶液，在5℃~10℃下搅拌5小时。向所得溶液中添加水150mL和二氯甲烷100mL，分取有机层，用水200mL洗涤后，用硫酸镁干燥。所得溶液通过柱色谱(填充材料：硅胶、洗脱液：己烷)纯化，得到化合物(2-g)610mg。
将化合物(2-a)280mg、和化合物(2-g)596mg溶解于甲苯30mL中。向其中添加水10mL、碳酸钾1.99g、四(三苯基膦)钯(0)83mg、Aliquat336 1滴，在氮气氛围下、100℃下搅拌20小时。向所得溶液中添加甲醇100mL，滤取所生成的固体，按顺序用甲醇、水、丙酮、己烷洗涤。将所得固体溶解于氯仿200mL中，通过硅胶短柱(洗脱液：氯仿)后浓缩干固后，按顺序用甲醇、丙酮、甲醇洗涤，得到化合物[72]480mg。通过上述的方法测定化合物[72]的分子量的结果是，重均分子量为29398、数均分子量为10916、聚合度n为36.7。
替代化合物[60]而使用该化合物[72]，除此之外，以与上述半导体溶液A的制作例相同的方式，得到半导体溶液B(相对于溶剂的CNT复合体浓度0.03g/l)。
半导体溶液的制作例3；半导体溶液C
将4,7-双(5-溴-2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑((株)东京化成工业制)0.92g、和9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸双(1,3-丙二醇)酯(アルドリッチ公司制)1.12g溶解于甲苯120mL中。向其中添加水40mL、碳酸钾5.52g、四(三苯基膦)钯(0)0.23g、Aliquat336 1滴，在氮气氛围下、100℃下搅拌6小时。接着，添加溴苯0.10g，在氮气氛围下、100℃下搅拌1小时后，添加苯基硼酸0.10g，在氮气氛围下、100℃下搅拌1小时。向所得溶液中添加甲醇200mL，滤取所生成的固体，按顺序用甲醇、水、丙酮、己烷洗涤。将所得固体溶解于氯仿300mL中，通过硅胶短柱(洗脱液：氯仿)后浓缩干固后，按顺序用甲醇、丙酮、甲醇洗涤，得到化合物[78]1.17g。通过上述的方法测定化合物[78]的分子量的结果是，重均分子量为6035、数均分子量为3565、聚合度n为5.2。
替代化合物[60]而使用该化合物[78]，除此之外，以与上述半导体溶液A的制作例相同的方式，得到半导体溶液C(相对于溶剂的CNT复合体浓度0.03g/l)。
组合物的制作例1；栅绝缘层溶液A
将甲基三甲氧基硅烷61.29g(0.45摩尔)、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷12.31g(0.05摩尔)、和苯基三甲氧基硅烷99.15g(0.5摩尔)溶解于丙二醇单丁基醚(沸点170℃)203.36g中，向其中在搅拌的同时添加水54.90g、磷酸0.864g。将所得溶液在浴温105℃下加热2小时，将内温升高至90℃，馏出主要包含副反应生成的甲醇的成分。接着，在浴温130℃下加热2.0小时，将内温升高至118℃，馏出主要包含水和丙二醇单丁基醚的成分。其后，冷却至室温，得到固体成分浓度26.0重量%的聚硅氧烷溶液A。通过上述的方法测定所得聚硅氧烷的分子量的结果是，重均分子量为6000。
将所得聚硅氧烷溶液A10g、和双(乙酰乙酸乙酯)单(2,4-戊二酮合)铝(商品名“铝螯合物D（）”、川研ファインケミカル(株)制、以下称为铝螯合物D)13.0g、和丙二醇单乙基醚乙酸酯(以下称为PGMEA)42.0g混合，在室温下搅拌2小时，得到栅绝缘层溶液A。本溶液中的上述聚硅氧烷的含量相对于铝螯合物D 100重量份为20重量份。
组合物的制作例2；供电子性化合物溶液A
将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，三菱レイヨン公司制)0.49g溶解在1,2-二甲氧基乙烷((株)和光纯药工业制)9.50g中，向该溶液中添加DBU((株)东京化成工业制)0.016g。将所得溶液用孔径0.45μm的膜过滤器过滤，得到供电子性化合物溶液A。
组合物的制作例3；供电子性化合物溶液B
使用二环己基甲基胺((株)东京化成工业制) 替代DBU，除此之外，以与供电子性化合物溶液A的制作例相同的方式，得到供电子性化合物溶液B。
组合物的制作例4；供电子性化合物溶液C
使用奎宁环((株)东京化成工业制) 替代DBU，除此之外，以与供电子性化合物溶液A的制作例相同的方式，得到供电子性化合物溶液C。
组合物的制作例5；供电子性化合物溶液D
将环烯烃聚合物(日本ゼオン(株)公司制)0.49g溶解在十氢萘((株)和光纯药工业制)9.99g中，向该溶液中添加DBU((株)东京化成工业制)0.015g。将所得溶液用孔径0.45μm的膜过滤器过滤，得到供电子性化合物溶液D。
组合物的制作例6；供电子性化合物溶液E
使用DBN((株)东京化成工业制) 替代DBU，除此之外，以与供电子性化合物溶液A的制作例相同的方式，得到供电子性化合物溶液E。
组合物的制作例7；供电子性化合物溶液F
使用TBD((株)东京化成工业制) 替代DBU，除此之外，以与供电子性化合物溶液A的制作例相同的方式，得到供电子性化合物溶液F。
组合物的制作例8；供电子性化合物溶液G
使用MTBD((株)东京化成工业制) 替代DBU，除此之外，以与供电子性化合物溶液A的制作例相同的方式，得到供电子性化合物溶液G。
组合物的制作例9；低透氧性化合物溶液A
将聚乙烯醇(PVA-117、(株)クラレ公司制)0.40g溶解在水9.00g和异丙醇((株)和光纯药工业制)1.00g的混合液中，得到低透氧性化合物溶液A。
组合物的制作例10；低透氧性化合物溶液B
将聚乙烯醇0.20g溶解在水9.00g和异丙醇1.00g的混合液中，得到低透氧性化合物溶液B。
组合物的制作例11；低透氧性化合物溶液C
将聚乙烯醇0.90g溶解在水9.00g和异丙醇1.00g的混合液中，得到低透氧性化合物溶液C。
组合物的制作例12；低透氧性化合物溶液D
将聚丙烯腈(アルドリッチ(株)制)0.80g溶解在二甲基甲酰胺((株)和光纯药工业制)10.00g中，得到低透氧性化合物溶液D。
组合物的制作例13；低透氧性化合物溶液E
将乙烯-乙烯醇共聚物(エバーソルブ＃10、日本シーマ(株)公司制)5.00g用水4.50g和异丙醇0.50g的混合液稀释，得到低透氧性化合物溶液E。
组合物的制作例14；低透氧性化合物溶液F
将乙烯-乙烯醇共聚物2.50g用水4.50g和异丙醇0.50g的混合液稀释，得到低透氧性化合物溶液F。
组合物的制作例15；供电子性化合物溶液H
将聚(三聚氰胺-共聚-甲醛)(アルドリッチ制、固体成分浓度84重量%、1-丁醇溶液)0.60g用1-丁醇((株)和光纯药工业制)9.30g稀释，向该溶液中添加DBU0.016g。将所得溶液用孔径0.45μm的膜过滤器过滤，得到供电子性化合物溶液H。
组合物的制作例16；供电子性化合物溶液I
将环烯烃聚合物2.50g溶解在十氢萘7.50g中，向该溶液中添加DBU0.50g。将所得溶液用孔径0.45μm的膜过滤器过滤，得到供电子性化合物溶液I。
组合物的制作例17；供电子性化合物溶液J
将聚乙烯醇0.90g溶解在水9.00g和异丙醇1.00g的混合液中，向该溶液中添加DBU0.050g，得到供电子性化合物溶液J。
组合物的制作例18；低水蒸气透过性化合物溶液A
将环烯烃聚合物2.50g溶解在十氢萘7.50g中。将所得溶液用孔径0.45μm的膜过滤器过滤，得到低水蒸气透过性化合物溶液A。
组合物的制作例19；低水蒸气透过性化合物溶液B
使用环烯烃聚合物0.50g和十氢萘9.50g，除此之外，以与低水蒸气透过性化合物溶液A的制作例相同的方式，得到低水蒸气透过性化合物溶液B。
组合物的制作例20；低水蒸气透过性化合物溶液C
使用环烯烃聚合物1.30g和十氢萘8.70g，除此之外，以与低水蒸气透过性化合物溶液A的制作例相同的方式，得到低水蒸气透过性化合物溶液C。
组合物的制作例21；第2绝缘层溶液A
将聚苯乙烯2.49g溶解于十氢萘9.95g中。将所得溶液用孔径0.45μm的膜过滤器过滤，得到第2绝缘层溶液A。
组合物的制作例22；第2绝缘层溶液B
将PMMA2.51g溶解于十氢萘10.10g中。将所得溶液用孔径0.45μm的膜过滤器过滤，得到第2绝缘层溶液B。
实施例1
制作图3所示的半导体元件。在玻璃制的基板1(膜厚0.7mm)上，通过电阻加热法，通过掩模，真空蒸镀厚度5nm的铬和厚度50nm的金，形成栅电极2。接着，将栅绝缘层溶液A在上述基板上旋涂涂布(2000rpm×30秒)，在氮气气流下，在200℃下进行1小时热处理，由此形成膜厚600nm的栅绝缘层3。接着，通过电阻加热法，通过掩模，真空蒸镀厚度50nm的金，形成源电极5和漏电极6。接着，在源电极5与漏电极6之间，滴加1μL的上述半导体溶液B，在30℃下风干10分钟后，在加热板上，在氮气气流下、150℃下进行30分钟的热处理，形成半导体层4。接着，将0.5μL的供电子性化合物溶液A滴加在半导体层4上以覆盖半导体层4，在氮气气流下、110℃下进行15分钟热处理，形成第2绝缘层的第1层。接着，将2.0μL的低透氧性化合物溶液A以覆盖第2绝缘层的第1层的方式滴加，在氮气气流下、90℃下进行5分钟热处理，形成第2绝缘层的第2层。以这样的方式，得到半导体元件。该半导体元件的源电极·漏电极的宽度(沟道宽度)为200μm，源电极·漏电极的间隔(沟道长度)为100μm。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为2.0μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为2.2cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为2.2cc/(m2·24h·atm)。
接着，在上述半导体元件的制作当天，测定改变栅电压(Vg)时的源电极·漏电极间电流(Id)-源电极·漏电极间电压(Vsd)特性。测定使用半导体特性评价系统4200-SCS型(ケースレーインスツルメンツ株式会社制)，在大气中测定。由变化为Vg=+30~-30V时的Vsd=+5V下的Id的值的变化，求出线形区域的迁移率，此外，由Id-Vg图中的线形部分的延长线与Vg轴的交点，求出阈值电压。此外，在其20天后，以相同方式求出迁移率和阈值电压。结果示于表1。
实施例2
使用低透氧性化合物溶液B替代低透氧性化合物溶液A，除此之外，以与实施例1相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为1.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为3.9cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为3.9cc/(m2·24h·atm)。应予说明，实施例2中，与实施例1相比，低透氧性化合物溶液的聚乙烯醇浓度低，因此第2绝缘层的第2层的膜厚的值小。
实施例3
使用低透氧性化合物溶液C替代低透氧性化合物溶液A，除此之外，以与实施例1相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。应予说明，实施例3中，与实施例1相比，低透氧性化合物溶液的聚乙烯醇浓度高，因此第2绝缘层的第2层的膜厚的值大。
实施例4
使用半导体溶液A替代半导体溶液B，除此之外，以与实施例1相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为2.0μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为2.2cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为2.2cc/(m2·24h·atm)。
实施例5
使用低透氧性化合物溶液E替代低透氧性化合物溶液A，除此之外，以与实施例4相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为4.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为5.1(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为2.3cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为2.3cc/(m2·24h·atm)。
实施例6
使用供电子性化合物溶液D替代供电子性化合物溶液A，除此之外，以与实施例4相同的方式，形成第2绝缘层的第1层。接着，以覆盖第2绝缘层的第1层的方式喷涂低透氧性化合物溶液D，在氮气气流下、90℃下进行5分钟热处理，形成第2绝缘层的第2层。以这样的方式得到半导体元件。以与实施例1相同的方式，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.0μm、第2层的膜厚为100.0μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为8.5(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为3.0cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为3.0cc/(m2·24h·atm)。
实施例7
使用供电子性化合物溶液B替代供电子性化合物溶液A，和使用低透氧性化合物溶液C替代低透氧性化合物溶液A，除此之外，以与实施例4相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例8
使用供电子性化合物溶液C替代供电子性化合物溶液B，除此之外，以与实施例7相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.5(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例9
使用供电子性化合物溶液A替代供电子性化合物溶液B，除此之外，以与实施例7相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例10
使用供电子性化合物溶液E替代供电子性化合物溶液B，除此之外，以与实施例7相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例11
使用供电子性化合物溶液F替代供电子性化合物溶液B，除此之外，以与实施例7相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.3(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例12
使用供电子性化合物溶液G替代供电子性化合物溶液B，除此之外，以与实施例7相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.3(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例13
以与实施例4相同的方式形成半导体层4。接着，将2.0μL的供电子性化合物溶液I在半导体层4上以覆盖半导体层4的方式滴加，在氮气气流下、110℃下进行15分钟热处理，将上述步骤反复进行18次，由此形成第2绝缘层。以这样的方式得到半导体元件。以与实施例1相同的方式，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层膜厚为450μm、第2绝缘层的透氧度为3.8cc/(m2·24h·atm)。
实施例14
以与实施例4相同的方式形成半导体层4。接着，将0.5μL的供电子性化合物溶液J在半导体层4上以覆盖半导体层4的方式滴加，在氮气气流下、110℃下进行15分钟热处理，由此形成第2绝缘层。以这样的方式得到半导体元件。以与实施例1相同的方式，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层膜厚为3.1μm、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例15
使用半导体溶液C替代半导体溶液A，除此之外，以与实施例3相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为3.1μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为9.4(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为1.4cc/(m2·24h·atm)。
实施例16
以与实施例15相同的方式形成第2绝缘层。接着，将0.5μL的低水蒸气透过性化合物溶液B在半导体层4上以覆盖半导体层4的方式滴加，在氮气气流下、110℃下进行15分钟热处理，形成保护层。以这样的方式得到半导体元件。以与实施例1相同的方式，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的保护层膜厚为4.1μm、保护层的水蒸气透过度为31g/(m2·24h)。
实施例17
以与实施例15相同的方式形成第2绝缘层。接着，将2.0μL的低水蒸气透过性化合物溶液C在半导体层4上以覆盖半导体层4的方式滴加，在氮气气流下、110℃下进行15分钟热处理，由此形成保护层。以这样的方式得到半导体元件。以与实施例1相同的方式，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的保护层膜厚为12.8μm、保护层的水蒸气透过度为10g/(m2·24h)。
实施例18
以与实施例15相同的方式形成第2绝缘层。接着，将2.0μL的低水蒸气透过性化合物溶液A在半导体层4上以覆盖半导体层4的方式滴加，在氮气气流下、110℃下进行15分钟热处理，将上述步骤反复进行4次，由此形成保护层。以这样的方式得到半导体元件。以与实施例1相同的方式，评价迁移率和阈值电压。该半导体元件中的保护层膜厚为100μm、保护层的水蒸气透过度为1.3g/(m2·24h)。
比较例1
不形成第2绝缘层的第2层，除此之外，以与实施例4相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2绝缘层的透氧度为2500cc/(m2·24h·atm)。
比较例2
使用低透氧性化合物溶液F替代低透氧性化合物溶液A，除此之外，以与实施例4相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率。该半导体元件中的第2绝缘层的第1层的膜厚为2.9μm、第2层的膜厚为2.0μm、第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为5.1(MPa)1/2、第2绝缘层的透氧度为5.9cc/(m2·24h·atm)、第2绝缘层的第2层的透氧度为5.9cc/(m2·24h·atm)。
比较例3
使用供电子性化合物溶液H替代供电子性化合物溶液A，除此之外，以与实施例4相同的方式，制作半导体元件，评价迁移率时，未确认到相对于Vg的Id的变化，无法评价迁移率。该半导体元件中的第1层与第2层的溶解度参数之差(绝对值)为1.8(MPa)1/2。
实施例19
制作图8所示的互补型半导体装置。在玻璃制的基板1(膜厚0.7mm)上，通过电阻加热法，通过掩模真空蒸镀5nm的铬和50nm的金，形成p型半导体元件的栅电极2、n型半导体元件的栅电极2。接着，将栅绝缘层溶液A在上述基板上旋涂(2000rpm×30秒)，在氮气气流下200℃下进行1小时热处理，由此形成膜厚600nm的栅绝缘层3。接着，通过电阻加热法，通过掩模以膜厚达到50nm的方式真空蒸镀金，形成p型半导体元件的源电极5和漏电极6、n型半导体元件的源电极5和漏电极6。接着，在p型半导体元件的源电极5·漏电极6间和n型半导体元件的源电极5·漏电极6间滴加1μL的上述半导体溶液C，在30℃下风干10分钟后，在加热板上，在氮气气流下、150℃下进行30分钟的热处理，形成p型半导体装置的半导体层4和n型半导体元件的半导体层4。接着，将0.5μL的供电子性化合物溶液A在n型半导体元件的半导体层4上以覆盖n型半导体元件的半导体层4的方式滴加，进一步将0.5μL的第2绝缘层溶液A在p型半导体元件的半导体层4上以覆盖p型半导体元件的半导体层4的方式滴加后，在氮气气流下110℃下进行15分钟热处理，形成第2绝缘层的第1层。接着，将2.0μL的低透氧性化合物溶液C以覆盖n型半导体元件的第2绝缘层的第1层的方式滴加，进一步将2.0μL的低透氧性化合物溶液C以覆盖p型半导体元件的第2绝缘层的第1层的方式滴加后，在氮气气流下、90℃下进行5分钟热处理，形成第2绝缘层的第2层。以这样的方式，得到p型半导体元件和n型半导体元件。接着，将p型半导体元件和n型半导体元件连接，制成图9所示的互补型半导体装置，由此得到互补型半导体装置。
上述p型半导体元件和n型半导体元件各自的源电极·漏电极的宽度(沟道宽度)为200μm、源电极·漏电极的间隔(沟道长度)为100μm。
测定使用半导体特性评价系统4200-SCS型)和直流稳定化电源AD-8723D((株)エー·アンド·デイ制)，在大气中测定。图9中，VDD为10V、GND端子接地，评价相对于Vin的0→10V的变化的Vout的变化(增益)和Vout达到VDD一半的Vin(1/2VDD)。此外，其20天后，以相同的方式，评价增益和1/2VDD。结果示于表2。
实施例20
使用第2绝缘层溶液B替代第2绝缘层溶液A，除此之外，以与实施例19相同的方式，制作互补型半导体装置，评价增益和1/2VDD。
实施例21
以与实施例19相同的方式形成第2绝缘层。将2.0μL的低水蒸气透过性化合物溶液A在半导体层4上以覆盖半导体层4的方式滴加，在氮气气流下、110℃下进行15分钟热处理，将上述步骤反复进行4次，由此形成保护层。以这样的方式，得到互补型半导体装置。以与实施例19相同的方式，制作互补型半导体装置，评价增益和1/2VDD。
实施例22
使用第2绝缘层溶液B替代第2绝缘层溶液A，除此之外，以与实施例21相同的方式，制作互补型半导体装置，评价增益和1/2VDD。
附图标记说明
1 基材
2 栅电极
3 栅绝缘层
4 半导体层
5 源电极
6 漏电极
7 碳纳米管
8 第2绝缘层
9 第2绝缘层的第1层
10 第2绝缘层的第2层
11 第3绝缘层
12 第3绝缘层的第1层
13 第3绝缘层的第2层
14 保护层
50 天线
51 p型半导体元件
52 n型半导体元件
101 p型半导体元件
201 n型半导体元件。

Claims (24)

1.半导体元件，其具有：
基材；
源电极、漏电极和栅电极；
与所述源电极和漏电极接触的半导体层；
将所述半导体层与所述栅电极绝缘的栅绝缘层；和
相对于所述半导体层在与所述栅绝缘层相反侧与所述半导体层接触的第2绝缘层；
其特征在于，
所述半导体层含有碳纳米管；
所述第2绝缘层含有具有选自氮原子和磷原子中的任一种以上的供电子性化合物；
所述第2绝缘层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下。
2.根据权利要求1所述的半导体元件，其中，所述第2绝缘层进一步含有具有选自羟基、氰基、氟基、氯基和酰胺键中的任一种以上结构的高分子化合物。
3.根据权利要求2所述的半导体元件，其中，所述高分子化合物为乙烯醇系树脂。
4.根据权利要求1所述的半导体元件，其中，所述第2绝缘层至少包含：设置在靠近半导体层一侧的第1层、和设置在远离半导体层一侧的第2层，所述第1层含有所述供电子性化合物，所述第2层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下。
5.根据权利要求4所述的半导体元件，其中，所述第2层含有具有选自羟基、氰基、氟基、氯基和酰胺键中的任一种以上结构的高分子化合物。
6.根据权利要求5所述的半导体元件，其中，所述第2层中包含的高分子化合物为乙烯醇系树脂。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的半导体元件，其中，构成所述第1层与所述第2层的材料的溶解度参数之差的绝对值为5.0(MPa)1/2以上。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的半导体元件，其中，所述供电子性化合物为具有氮原子的化合物。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的半导体元件，其中，所述供电子性化合物为含有包含氮原子的环结构的化合物。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的半导体元件，其中，所述供电子性化合物为选自脒化合物和胍化合物中的任一种以上的化合物。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的半导体元件，其中，所述第2绝缘层的膜厚为100μm以下。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的半导体元件，其中，所述第2绝缘层的水蒸气透过度为20g/(m2·24h)以下。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的半导体元件，其具有：相对于所述第2绝缘层在与所述栅电极相反侧与所述第2绝缘层接触的保护层，所述保护层的水蒸气透过度为20g/(m2·24h)以下。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的半导体元件，其中，所述碳纳米管以在其表面的至少一部分上附着有共轭系聚合物的碳纳米管复合体形式存在。
15.互补型半导体装置，其具有：含有权利要求1~14中任一项所述的半导体元件的n型半导体元件、和p型半导体元件。
16.根据权利要求15所述的互补型半导体装置，其中，所述p型半导体元件具有：基材；源电极、漏电极和栅电极；与所述源电极和漏电极接触的半导体层；和将所述半导体层与所述栅绝缘层绝缘的栅绝缘层；所述p型半导体元件的半导体层含有碳纳米管。
17.根据权利要求16所述的互补型半导体装置，其中，所述p型半导体元件具有：相对于该p型半导体元件的半导体层在与该p型半导体元件的栅绝缘层相反侧与该p型半导体元件的半导体层接触的第2绝缘层。
18.根据权利要求17所述的互补型半导体装置，其中，所述p型半导体元件的第2绝缘层的至少一部分由与所述n型半导体元件的第2绝缘层的第2层相同的材料构成。
19.根据权利要求17或18所述的互补型半导体装置，其具有：相对于所述p型半导体元件的第2绝缘层在与所述栅绝缘层相反侧与所述第2绝缘层接触的保护层，所述p型半导体元件的保护层使用与所述n型半导体元件的保护层相同的材料，所述p型半导体元件的保护层的水蒸气透过度为20g/(m2·24h)以下。
20.半导体元件的制造方法，其为权利要求1~14中任一项所述的半导体元件的制造方法，其包括：通过涂布法形成所述第2绝缘层的步骤。
21.根据权利要求20所述的半导体元件的制造方法，其为权利要求1~14中任一项所述的半导体元件的制造方法，其中，所述第2绝缘层至少包含：设置在靠近半导体层一侧的第1层、和设置在远离半导体层一侧的第2层，所述第1层含有所述供电子性化合物，所述第2层的透氧度为4.0cc/(m2·24h·atm)以下，所述方法包括：通过涂布法形成所述第1层的步骤、和通过涂布法形成所述第2层的步骤，形成所述第2层时的干燥温度为所述第1层的玻璃化转变温度以下。
22.无线通信装置，其至少具有：权利要求1~14中任一项所述的半导体元件、和天线。
23.无线通信装置，其至少具有：权利要求15~19中任一项所述的互补型半导体装置、和天线。
24.商品标签，其使用权利要求22或23所述的无线通信装置。
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