JP2009283523A - Semiconductor element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機分子を用いた半導体素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor element using organic molecules.
近年有機分子を半導体素子の活性層等に用いたトランジスタ等の半導体素子の開発が活発に行われている。無機半導体は単結晶や多結晶からなり、これを用いて活性層を作成するためには一般に高温でエネルギーを多量に用いなければならない。それに対して、有機分子は比較的低温で蒸着膜や塗布膜を作成できる。そのため樹脂フィルム等を基板にして比較的低温で省エネルギー的に半導体素子を作成できる点が着目され、平面ディスプレイ用、物流タグ用、等として期待されている。 In recent years, development of semiconductor devices such as transistors using organic molecules in active layers of semiconductor devices has been actively conducted. Inorganic semiconductors are composed of single crystals or polycrystals, and in order to form an active layer using them, it is generally necessary to use a large amount of energy at a high temperature. On the other hand, an organic molecule can produce a vapor deposition film and a coating film at a relatively low temperature. For this reason, attention has been paid to the fact that a semiconductor element can be produced energy-saving at a relatively low temperature using a resin film or the like as a substrate, and it is expected to be used for flat displays, logistics tags, and the like.
一般に有機分子からなる活性層を用いた半導体素子の場合、その動作においては、分子間を荷電キャリアが移動する過程が律速になる。そのため半導体素子の性能は、活性層（膜）中の分子同士の配置によっても大きな影響を受ける。一般にペンタセンなどの多くの平面状分子の結晶においては、π電子を形成する平面に垂直な方向に比較的に容易にキャリアが移動する性質が知られている。そのため基板上の活性層中のペンタセン分子長軸を基板に対して立たせるようにし、活性層中を基板に平行にキャリアを移動させることが良く行われる。このように有機分子では、結晶構造や配向が大変重要であることが原理的に解っている。そもそも有機分子は通常異方性であるから、あらゆる方向にキャリアを流しやすい材料を設計することは難しい。むしろ異方性を積極的に生かし、特定方向のキャリアの移動度を高めることが材料設計の有力な手段の一つであると考えられる。 In general, in the case of a semiconductor device using an active layer made of organic molecules, in the operation, the process of moving charge carriers between molecules becomes rate-limiting. Therefore, the performance of the semiconductor element is greatly affected by the arrangement of molecules in the active layer (film). In general, a crystal of many planar molecules such as pentacene is known to have a property that carriers move relatively easily in a direction perpendicular to a plane forming π electrons. Therefore, it is often performed that the major axis of the pentacene molecule in the active layer on the substrate is made to stand with respect to the substrate, and carriers are moved in the active layer in parallel to the substrate. Thus, it has been found in principle that the crystal structure and orientation are very important for organic molecules. In the first place, since organic molecules are usually anisotropic, it is difficult to design a material that can easily flow carriers in all directions. Rather, it is considered that one of the effective means of material design is to actively utilize anisotropy and increase the mobility of carriers in a specific direction.
ところが、実際に移動度の異方性の高い有機分子材料を得ることは必ずしも容易ではない。たとえばある種のオリゴチオフェンを基板上で一方向に配向させ、該方向にキャリアが流れるようにソースおよびドレイン電極を配置した電界効果トランジスタが得られている。（特許文献１）ところが、移動度の方向による異方性は６倍弱程度とある程度の水準ではあるが、特に大きいとは必ずしも云えなかった。
本発明の目的は、半導体の薄膜の面内で特定の方向に特にキャリア移動度が高い薄膜を有する半導体素子を得ることにある。 An object of the present invention is to obtain a semiconductor element having a thin film having a particularly high carrier mobility in a specific direction within the plane of the semiconductor thin film.
本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果驚くべきことに、ある種のアゾメチン化合物からなる活性層が高い移動度の異方性を有することを見出し本発明に至った。即ち、本発明はビスアゾメチン基を含有する分子からなる薄膜を有する半導体素子であって、該薄膜中で該ビスアゾメチン基が配向していることを特徴とする半導体素子を提供する。 As a result of extensive studies, the present inventors have surprisingly found that an active layer made of a certain azomethine compound has high mobility anisotropy, and have reached the present invention. That is, the present invention provides a semiconductor device having a thin film comprising a molecule containing a bisazomethine group, wherein the bisazomethine group is oriented in the thin film.
本発明の半導体素子は、特定の方向にキャリア移動度が高い薄膜を有し高速に応答する、または大きな電流を流すことが出来る。また、薄膜に光を照射して変調し、かつ照射した光の偏光度によっても電流を変調することが出来る。 The semiconductor element of the present invention has a thin film with high carrier mobility in a specific direction and can respond at high speed or allow a large current to flow. Further, the thin film can be modulated by irradiating light, and the current can also be modulated by the degree of polarization of the irradiated light.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の半導体素子は、ビスアゾメチン基を含有する分子からなる薄膜を有する半導体素子であって、該薄膜中で該ビスアゾメチン基が配向していることを特徴とする半導体素子であり、ビスアゾメチン基を含有する分子からなる薄膜が、該半導体素子の活性層であることが好ましい。
本発明の半導体素子としては、有機分子を活性層として用いる半導体素子として公知の種類の素子を挙げることができる。このようなものとして、ダイオード（発光ダイオード、等）、太陽電池、トランジスタ（電界効果型トランジスタ、等）、サイリスタ、センサ、イメージセンサ、等を挙げることができるが、これらの中ではトランジスタとして好適に用いることができ、電界効果型トランジスタとして特に好適に用いることが出来る。
The semiconductor element of the present invention is a semiconductor element having a thin film composed of molecules containing a bisazomethine group, wherein the bisazomethine group is oriented in the thin film, and is a bisazomethine It is preferable that the thin film which consists of the molecule | numerator containing group is an active layer of this semiconductor element.
As the semiconductor element of the present invention, a known type of element can be mentioned as a semiconductor element using an organic molecule as an active layer. Examples of such devices include diodes (light emitting diodes, etc.), solar cells, transistors (field effect transistors, etc.), thyristors, sensors, image sensors, etc. Among these, transistors are suitable. And can be used particularly preferably as a field effect transistor.
トランジスタは少なくとも３種類の電極と活性層を含む半導体を有するが、このほかに基板、等の公知の構成要素を含むことが出来る。電界効果型トランジスタは、構成要素として少なくともソース、ドレイン、ゲートの３種類の電極と活性層を含む半導体を有するが、このほかにゲート絶縁層、基板、等の電界効果型トランジスタとして公知の構成要素を含むことが出来る。ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極としてはそれぞれ、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、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびこれらの合金やインジウム錫酸化物等の導電性金属酸化物、あるいはドーピング等で導電率を向上させた無機および有機半導体、例えばシリコン単結晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン、等が挙げられる。ソース電極、ドレイン電極は上記の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。 The transistor includes a semiconductor including at least three kinds of electrodes and an active layer, but may include a known component such as a substrate. A field effect transistor has a semiconductor including at least three kinds of electrodes, ie, a source, a drain, and a gate, and an active layer as a constituent element. In addition to this, a constituent element known as a field effect transistor such as a gate insulating layer and a substrate is used. Can be included. Each of the source electrode, drain electrode, and gate electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony, lead, tantalum, indium, aluminum, zinc , Magnesium, and conductive metal oxides such as these alloys and indium tin oxide, or inorganic and organic semiconductors whose conductivity has been improved by doping, such as silicon single crystal, polysilicon, amorphous silicon, germanium, graphite, Examples include polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polythienylene vinylene, polyparaphenylene vinylene, and the like. Of the above, the source electrode and the drain electrode are preferably those having low electrical resistance at the contact surface with the semiconductor layer.
ゲート絶縁層の材料としてはゲート絶縁層として公知の材料から適宜選択して使用することができる。例えば、各種酸化物〔酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、等〕、各種窒化物〔窒化シリコン、等〕、各種高分子薄膜〔ポリエチレン、ポリイミド、等〕、等を挙げることができる。 As a material for the gate insulating layer, a known material can be appropriately selected for use as the gate insulating layer. Examples thereof include various oxides [silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, etc.], various nitrides (silicon nitride, etc.), various polymer thin films [polyethylene, polyimide, etc.], and the like.
また基板の材料としては有機分子を活性層として用いる電界効果型トランジスタの基板として公知の材料から適宜選択して使用することができる。例えば、ガラス、シリコン、樹脂フィルム、等を挙げることができる。具体的な素子構造についても公知の有機半導体を用いた電界効果型トランジスタで用いられている構造を用いることが出来る。具体的にはたとえば、ボトムゲート型、トップゲート型、縦型、等を挙げることができる。 Further, as a material for the substrate, a known material can be appropriately selected and used as a substrate for a field effect transistor using an organic molecule as an active layer. For example, glass, silicon, a resin film, etc. can be mentioned. As a specific element structure, a structure used in a field effect transistor using a known organic semiconductor can be used. Specific examples include a bottom gate type, a top gate type, and a vertical type.
これらの構成、配置、についても公知のものを用いることができるが、
半導体素子が、ビスアゾメチン基を含有する分子からなる薄膜である活性層に加え、少なくとも一つのソース電極および少なくとも一つのドレイン電極を有し、前記活性層中のビスアゾメチン基を含有する分子のビスアゾメチン基の分子長軸が該ソース電極と該ドレイン電極間を電荷が流れる方向に対して平行に配向している半導体素子；
半導体素子が、ビスアゾメチン基を含有する分子からなる薄膜である活性層に加え、少なくとも一つのソース電極および少なくとも一つのドレイン電極を有し、前記活性層中のビスアゾメチン基を含有する分子のビスアゾメチン基の分子長軸が該ソース電極と該ドレイン電極間の最短経路に平行に配向している記載の半導体素子；が好ましい。ここで分子長軸の配向のオーダパラメータSは高い方が一般に好ましいが具体的には、Sが０．４以上が好ましく、０．６２５以上がより好ましく、０．７５以上がさらに好ましく、０．８以上がさらにより好ましく、０．９以上が特に好ましい。Sは偏光吸収スペクトル、X線回折、等の公知の方法で測定できるが、活性層を含む半導体が薄膜で、その分子長軸が薄膜の面内のある軸に平行に配向している場合、分子長軸に平行な遷移双極子モーメントを有する光吸収の偏光スペクトルを該面に垂直に光を入射させて測定し、該軸に平行な電場を有する偏光に対する吸光度A1と、該軸に平行な電場を有する偏光に対する吸光度A2から二色性比D＝A1/A2を求め、S=（D−1）/（D+2）により算出することができる。少なくとも半導体の活性層に相当する部分で半導体中のビスアゾメチン基の分子長軸が配向していれば良いが、それ以外の部分も配向していても良い。すなわち、Dとしては同様に、３以上が好ましく、６以上がより好ましく、１０以上がよりさらに好ましく、１３以上がさらにより好ましく、２８以上が特に好ましい。
Known configurations and arrangements can be used,
The semiconductor element has at least one source electrode and at least one drain electrode in addition to an active layer which is a thin film composed of molecules containing a bisazomethine group, and the bisazomethine group-containing molecule in the active layer A semiconductor element in which the molecular long axis of the azomethine group is oriented parallel to the direction in which electric charge flows between the source electrode and the drain electrode;
The semiconductor element has at least one source electrode and at least one drain electrode in addition to an active layer which is a thin film composed of molecules containing a bisazomethine group, and the bisazomethine group-containing molecule in the active layer A semiconductor element described in which the molecular long axis of the azomethine group is oriented parallel to the shortest path between the source electrode and the drain electrode is preferable. Here, the higher order parameter S of the molecular long axis is generally preferred, but specifically, S is preferably 0.4 or more, more preferably 0.625 or more, further preferably 0.75 or more, and 8 or more is even more preferable, and 0.9 or more is particularly preferable. S can be measured by a known method such as polarized absorption spectrum, X-ray diffraction, etc., but when the semiconductor containing the active layer is a thin film and its molecular long axis is oriented parallel to an axis in the plane of the thin film, A polarization spectrum of light absorption having a transition dipole moment parallel to the molecular long axis is measured by making light incident perpendicular to the plane, and the absorbance A1 for polarized light having an electric field parallel to the axis is parallel to the axis. The dichroic ratio D = A1 / A2 is obtained from the absorbance A2 for polarized light having an electric field, and can be calculated by S = (D−1) / (D + 2). It is sufficient that the molecular long axis of the bisazomethine group in the semiconductor is oriented at least in a portion corresponding to the active layer of the semiconductor, but other portions may also be oriented. That is, D is preferably 3 or more, more preferably 6 or more, still more preferably 10 or more, still more preferably 13 or more, and particularly preferably 28 or more.
配向方法としては、公知の有機半導体で用いられている方法を適宜選択して用いることが出来る。具体的にはたとえば、力学的な方法（延伸、圧延、ラビング、等）、磁場または電場を引加する方法、表面の配向作用を利用する方法、等を挙げることができる。表面の配向作用を利用する方法では、より具体的には、ガラスや酸化シリコン等の清浄な表面、表面処理剤によって修飾された表面、延伸や圧延等の変形加工された材料の表面、摩擦転写によって基板上に得られた高分子薄膜の表面、ラビングした材料の表面、等の配向作用を用いることが出来る。 As an alignment method, a method used in a known organic semiconductor can be appropriately selected and used. Specifically, for example, a dynamic method (stretching, rolling, rubbing, etc.), a method of applying a magnetic field or an electric field, a method of utilizing the surface orientation action, and the like can be given. More specifically, in the method using the surface orientation action, a clean surface such as glass or silicon oxide, a surface modified with a surface treatment agent, a surface of a deformed material such as stretching or rolling, friction transfer, etc. Thus, it is possible to use an alignment action such as the surface of the polymer thin film obtained on the substrate and the surface of the rubbed material.
より具体的に好ましい配向方法の一つは用いる有機分子にもよるが、たとえば、配向したフッ素樹脂の表面を用いる方法である。この場合、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、等を挙げることができるが、ポリテトラフルオロエチレンを用いることが好ましい。フッ素樹脂の表面を配向させる方法としては、その表面をラビングする方法、フッ素樹脂を基板上に摩擦転写する方法、延伸する方法、圧延する方法、等を挙げることができる。フッ素樹脂の表面を用いる場合、ソース電極およびドレイン電極と活性層の間には、フッ素樹脂が無い部分を設けることが好ましい。なお、フッ素樹脂以外のソース電極およびドレイン電極と活性層の間の導通を損なわない材料を前記部分に設けることは可能である。そのような構造としてはたとえば、ボトムゲート型でかつトップコンタクト型あるいはトップゲート型でかつボトムコンタクト型の構造を挙げることが出来る。 More specifically, one preferred orientation method depends on the organic molecules used, but for example, is a method using an oriented fluororesin surface. In this case, examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, but it is preferable to use polytetrafluoroethylene. Examples of the method for orienting the surface of the fluororesin include a method of rubbing the surface, a method of friction transfer of the fluororesin on the substrate, a method of stretching, a method of rolling, and the like. When the surface of the fluororesin is used, it is preferable to provide a portion without the fluororesin between the source and drain electrodes and the active layer. In addition, it is possible to provide the said part with the material which does not impair the conduction | electrical_connection between source electrodes and drain electrodes other than a fluororesin, and an active layer. Examples of such a structure include a bottom gate type and a top contact type or a top gate type and a bottom contact type structure.
上記のような表面の配向作用を用いる場合、半導体素子中の活性層を含む半導体層を該配向作用を有する表面に接して作成するあるいはさらにその後加熱等の後処理を行うことにより、該有機分子を配向させることができる。表面に接して作成する方法としては、有機分子の蒸着、塗布、印刷、等を挙げることができる。たとえばある種の有機分子では、該配向作用を有する表面上に該有機分子を蒸着する方法を好適に用いることができる。 In the case of using the surface alignment action as described above, a semiconductor layer including an active layer in a semiconductor element is formed in contact with the surface having the alignment action, or further subjected to post-treatment such as heating, whereby the organic molecule Can be oriented. Examples of the method of making contact with the surface include vapor deposition, coating, and printing of organic molecules. For example, for a certain kind of organic molecule, a method of depositing the organic molecule on the surface having the alignment action can be suitably used.
本発明の半導体素子は、ビスアゾメチン基を含有する分子からなる薄膜である活性層に接して、配向したフッ素樹脂を含む層を有していてもよい。
また、本発明の半導体素子としては、ビスアゾメチン基を含有する分子からなる薄膜である活性層に加え、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を有するトランジスタであり、 ソースおよびドレイン電極が該活性層と接し、該活性層のソースおよびドレイン電極が接してる側と反対側の面に接して、配向したフッ素樹脂を含む層を有する半導体素子があげられる。
The semiconductor element of the present invention may have a layer containing an oriented fluororesin in contact with an active layer which is a thin film made of a molecule containing a bisazomethine group.
The semiconductor element of the present invention is a transistor having a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode in addition to an active layer that is a thin film made of a molecule containing a bisazomethine group, and the source and drain electrodes are connected to the active layer. A semiconductor element having a layer containing an oriented fluororesin in contact with the surface of the active layer opposite to the side in contact with the source and drain electrodes can be given.
次に本発明の半導体素子が有する薄膜に用いる有機分子を説明する。有機分子としては、ビスアゾメチン基を含有する分子を用いる必要がある。
ビスアゾメチン基を含有する分子は、低分子であってもよいし、数平均分子量３０００以上の高分子であってもよい。
Next, the organic molecule used for the thin film which the semiconductor element of this invention has is demonstrated. As an organic molecule, it is necessary to use a molecule containing a bisazomethine group.
The molecule containing a bisazomethine group may be a low molecule or a polymer having a number average molecular weight of 3000 or more.
より具体的には、ビスアゾメチン基が、下記式（１）で表される化合物のＡｒ１またはＡｒ１から水素原子を１つ以上除くことにより誘導される基であることが好ましい。
〔式中、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリ−ル基を表し、該アリ−ル基の環を構成する炭素原子は、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子に置換されていてもよい。〕
また本発明のより好ましい有機分子の一つとしては、前記式（１）で表される化合物が下記式（２）で表される化合物である分子を用いることができる。
Ｘ１及びＸ２は、配向の方法や目的に合わせて適宜選択できるが、配向したポリテトラフルオロエチレンの表面を用いる場合には、分子全体を細長く設計することが好ましく、たとえば好ましいＸ１及びＸ２としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、ピロリジル基、等を挙げることができるがこの中ではジエチルアミノ基が好ましい。
式（1）の化合物としては、たとえば下記表１の化合物を用いることが出来る。
More specifically, the bisazomethine group is preferably a group derived by removing one or more hydrogen atoms from Ar 1 or Ar 1 of the compound represented by the following formula (1).
[Wherein, Ar 1 and Ar 2 each independently represents an aryl group which may have a substituent, and the carbon atom constituting the ring of the aryl group is a nitrogen atom, an oxygen atom or It may be substituted with a sulfur atom. ]
Moreover, as one of the more preferable organic molecules of the present invention, a molecule in which the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (2) can be used.
X 1 and X 2 can be appropriately selected in accordance with the orientation method and purpose. However, when the oriented polytetrafluoroethylene surface is used, it is preferable to design the entire molecule to be elongated, for example, preferred X 1 and
As the compound of formula (1), for example, the compounds shown in Table 1 below can be used.
次に本発明の半導体素子の活性層等の薄膜の形成方法を述べる。形成方法としては、公知の有機半導体で用いられている方法を適宜選択して用いることが出来る。具体的にはたとえば、蒸着、塗布、印刷、インクジェット法、等から有機分子の種類に応じて選択することが出来る。有機分子が分解温度以下で真空中で蒸発させることが出来る場合、好適な形成方法のひとつは蒸着である。 Next, a method for forming a thin film such as an active layer of the semiconductor element of the present invention will be described. As a formation method, a method used in a known organic semiconductor can be appropriately selected and used. Specifically, for example, it can be selected according to the type of organic molecule from vapor deposition, coating, printing, ink jet method, and the like. If organic molecules can be evaporated in vacuum below the decomposition temperature, one suitable method of formation is vapor deposition.
本発明の半導体素子は、活性層に光を照射して変調し、かつ照射した光の偏光度によっても電流を変調することが出来る。光の偏光度測定装置を得るためには、本発明の半導体素子を用いるが、この時外部から十分な量の測定する光（測定光）が活性層に到達しなければならない。そのため、活性層と外部の間には何らかの光路が設けられることが好ましい。このような光路としては、さまざま方法で設けることが出来るが通常活性層の少なくとも一部が外部に露出し測定光が直接外部から活性層に到達できる構造、あるいは活性層の少なくとも一部が測定光が透過できる材料（透過材料）で覆われ外部から該透過材料だけを通って活性層に測定光が到達できる構造が挙げられる。透過材料としては活性層に影響を与えず測定光が透過できる材料であれば特に制限はないが、通常複屈折が出来るだけ小さいことが好ましい。半導体素子の種類としては、本発明の半導体素子であれば特に制限はなく使用することが出来る。すなわちこのようなものとして、ダイオード（発光ダイオード、等）、太陽電池、トランジスタ（電界効果型トランジスタ、等）、サイリスタ、センサ、イメージセンサ、等を挙げることができるが、これらの中ではトランジスタとして好適に用いることができ、電界効果型トランジスタとして特に好適に用いることが出来る。
In the semiconductor device of the present invention, the active layer is irradiated with light and modulated, and the current can also be modulated by the degree of polarization of the irradiated light. In order to obtain a device for measuring the degree of polarization of light, the semiconductor element of the present invention is used. At this time, a sufficient amount of light to be measured (measurement light) must reach the active layer. Therefore, it is preferable that some optical path is provided between the active layer and the outside. Such an optical path can be provided by various methods. Usually, at least a part of the active layer is exposed to the outside, and the measurement light can reach the active layer directly from the outside, or at least a part of the active layer is the measurement light. A structure in which the measurement light can reach the active layer through only the transmissive material from outside and covered with a material that can transmit the light (transmissive material). The transmitting material is not particularly limited as long as it is a material that does not affect the active layer and can transmit measurement light, but it is usually preferable that birefringence is as small as possible. The type of semiconductor element is not particularly limited as long as it is a semiconductor element of the present invention. That is, examples of such devices include diodes (light emitting diodes, etc.), solar cells, transistors (field effect transistors, etc.), thyristors, sensors, image sensors, etc. Among them, suitable as transistors And can be used particularly suitably as a field effect transistor.
以下に実施例を示すが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Examples are shown below, but the present invention is not limited to the examples.
実施例１
〔電界効果トランジスタの作成〕
厚さ０．３ミクロンの熱酸化膜を表面に有するシリコン基板（ｎ型、〔100〕面、抵抗率1〜１０Ωｃｍ）の表面の所定の部分以外をマスクし、ポリテトラフルオロエチレンを厚さ５０ｎｍ蒸着した。得られたポリテトラフルオロエチレン膜を所定の方向に革の小片で摩擦した。この際、小片に１平方ｃｍあたり５ｋｇの荷重をかけ、毎秒１ｍｍの速度で摩擦した。次に前記同様に所定の部分以外をマスクし、ビスアゾメチン基を有する有機分子（表１の１）を厚さ９３ｎｍ蒸着した。次に、前記と異なる所定の部分をマスクし、金を厚さ１０〜１５ｎｍ蒸着してソースおよびドレイン電極を形成した。作成した素子のチャネル長７は４５μｍでチャネル幅８は４ｍｍである。図１は素子の構造を表す模式図である。本素子では前記摩擦の方向にポリテトラフルオロエチレン分子鎖および有機分子の分子長軸が配向する。また、該摩擦方向はソースドレイン間の最短経路に平行とした。
〔電界効果トランジスタの電気特性の測定〕
ゲート電極（シリコン基板）に印加する電位を変えながら、該ソース該ドレイン間の電流電圧特性を測定した。図２にその結果を示す。この結果から、活性層の移動度は5.8ｘ10-3 cm2/Vsと判った。また本素子のソースドレイン間の電流は活性層に光を照射して変化させることができ、かつその変化量は照射する光の偏光方向によって変化する。前記摩擦方向に偏光した光によって相対的に大きく変化させることが出来る。
Example 1
[Creation of field effect transistor]
The silicon substrate (n-type, [100] plane,
[Measurement of electric characteristics of field effect transistor]
While changing the potential applied to the gate electrode (silicon substrate), the current-voltage characteristics between the source and the drain were measured. The results are shown in FIG. From this result, it was found that the mobility of the active layer was 5.8 × 10 −3 cm 2 / Vs. Further, the current between the source and drain of this element can be changed by irradiating the active layer with light, and the amount of change varies depending on the polarization direction of the irradiated light. A relatively large change can be made by the light polarized in the friction direction.
参考例１
ガラス基板上に実施例１と同様にテトラフルオロエチレン蒸着、摩擦し、次にビスアゾメチン基を有する有機分子（表１の１）を蒸着した。透過偏光スペクトルは、６１６ｎｍの波長に吸収極大を有し、二色性比Dは２４であった。またこのとき基板面内に垂直に入射する任意の方向に偏光した光の中で、前記摩擦方向に偏光した光（電場の方向が前記摩擦方向に偏光）を最もよく吸収した。これはビスアゾメチンの分子長軸が、摩擦方向に配向していることを示す。
実施例２
摩擦方向をソースドレイン間の最短経路に垂直とする以外は実施例と同様の実験を行った。活性層の移動度は3.3ｘ10-4 cm2/Vsと判った。したがって、実施例１の活性層の移動度は実施例２の１７．６倍であり、該有機分子の分子長軸がソースドレイン間の最短経路に平行の場合に特に高い移動度を示している。
Reference example 1
On the glass substrate, tetrafluoroethylene was vapor deposited and rubbed in the same manner as in Example 1, and then organic molecules having a bisazomethine group (1 in Table 1) were vapor deposited. The transmission polarization spectrum had an absorption maximum at a wavelength of 616 nm, and the dichroic ratio D was 24. At this time, among the light polarized in any direction perpendicularly incident on the surface of the substrate, the light polarized in the friction direction (the electric field direction was polarized in the friction direction) was best absorbed. This indicates that the molecular long axis of bisazomethine is oriented in the friction direction.
Example 2
An experiment similar to the example was performed except that the friction direction was perpendicular to the shortest path between the source and drain. The mobility of the active layer was found to be 3.3 × 10 −4 cm 2 / Vs. Therefore, the mobility of the active layer of Example 1 is 17.6 times that of Example 2, and shows a particularly high mobility when the molecular long axis of the organic molecule is parallel to the shortest path between the source and drain. .
比較例１
摩擦を行わない以外は実施例と同様の実験を行った。活性層の移動度は1.1ｘ10-5 cm2/Vsと判った。また本素子のソースドレイン間の電流は活性層に照射する光により変化させることができるが、かつその変化量は照射する光の偏光方向によってほぼ変化しない。前記摩擦方向に偏光した光によって相対的に大きく変化させることが出来ない。
Comparative Example 1
An experiment similar to the example was performed except that no friction was performed. The mobility of the active layer was found to be 1.1 × 10 −5 cm 2 / Vs. Further, the current between the source and drain of this element can be changed by the light applied to the active layer, but the amount of change does not substantially change depending on the polarization direction of the applied light. It cannot be changed relatively greatly by the light polarized in the friction direction.
１ ソース電極
２ ビスアゾメチンを有する半導体層
３ ポリテトラフルオロエチレン層
４ 酸化シリコン層
５ シリコン基板、ゲート電極
６ ドレイン電極
７ チャネル長、ポリテトラフルオロエチレン分子鎖およびアゾメチン分子の配向方向
８ チャネル幅
1
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008131606A JP2009283523A (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Semiconductor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008131606A JP2009283523A (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Semiconductor element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009283523A true JP2009283523A (en) | 2009-12-03 |
Family
ID=41453714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008131606A Withdrawn JP2009283523A (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Semiconductor element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009283523A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5665772B2 (en) * | 2010-01-29 | 2015-02-04 | 綜研化学株式会社 | New azomethine oligomer |
-
2008
- 2008-05-20 JP JP2008131606A patent/JP2009283523A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5665772B2 (en) * | 2010-01-29 | 2015-02-04 | 綜研化学株式会社 | New azomethine oligomer |
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