JP2725591B2 - Field-effect transistor - Google Patents

Field-effect transistor

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JP2725591B2
JP2725591B2 JP6039712A JP3971294A JP2725591B2 JP 2725591 B2 JP2725591 B2 JP 2725591B2 JP 6039712 A JP6039712 A JP 6039712A JP 3971294 A JP3971294 A JP 3971294A JP 2725591 B2 JP2725591 B2 JP 2725591B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はπ−共役系重合体を半導
体層に用いた電界効果型トランジスタに関し、詳しく
は、半導体層が、大きな双極子モーメントを持つ置換基
を含むπ−共役系重合体を主な成分とすることを特徴と
したオン・オフ比が大きい電界効果型トランジスタに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor using a .pi.-conjugated polymer for a semiconductor layer, and more particularly to a .pi.-conjugated polymer in which a semiconductor layer contains a substituent having a large dipole moment. The present invention relates to a field-effect transistor having a large on / off ratio, characterized in that the main component is a combination.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリチオフェン、オリゴチオフェン、ポ
リチエニレンビニレン等のπ−共役系重合体は半導体的
性質を示し、シリコンやガリウム砒素等の無機系の材料
にない可撓性を持っている。また、π−共役系重合体は
置換基の導入により有機溶剤に可溶なものも合成可能で
あり、スピンコート法、ディッピング法(浸漬法)など
簡便な方法で薄膜を形成することもできる。このような
ことから、これまでにπ−共役系重合体を使った整流素
子や、電界効果型トランジスタが試作されている。
2. Description of the Related Art π-conjugated polymers such as polythiophene, oligothiophene and polythienylenevinylene exhibit semiconducting properties, and have flexibility not found in inorganic materials such as silicon and gallium arsenide. In addition, a π-conjugated polymer that is soluble in an organic solvent can be synthesized by introducing a substituent, and a thin film can be formed by a simple method such as a spin coating method or a dipping method (immersion method). Under such circumstances, a rectifying element using a π-conjugated polymer and a field effect transistor have been experimentally manufactured.

【0003】π−共役系重合体を電界効果型トランジス
タの半導体層として用いた従来例としては、電解重合に
よりπ−共役系重合体薄膜を形成するもの(例として特
開昭62−085467号公報)、π−共役系重合体の
溶液あるいはπ−共役系重合体前駆体の溶液を塗布する
もの(例として特開平5−110069号公報)等があ
る。これら従来のπ−共役系重合体電界効果型トランジ
スタの素子構造の一例を図3に示す。
As a conventional example using a π-conjugated polymer as a semiconductor layer of a field-effect transistor, there is known a method in which a π-conjugated polymer thin film is formed by electrolytic polymerization (see, for example, JP-A-62-085467). ), A solution of a π-conjugated polymer or a solution of a π-conjugated polymer precursor (for example, JP-A-5-110069). FIG. 3 shows an example of the element structure of these conventional π-conjugated polymer field-effect transistors.

【0004】π−共役系重合体を用いた電界効果型トラ
ンジスタを、アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
の画素駆動素子に応用するという検討がなされている。
この場合、オン・オフ比が高いこと、つまりオフ電流
(ゲート電圧が0Vの時にソース、ドレイン間に流れる
電流)が小さいこと、及びオン電流(ゲート電極に電圧
を印加した時にソース、ドレイン間に流れる電流)が大
きいことが、コントラスト向上や応答高速化にあたって
要求される。
A study has been made to apply a field effect transistor using a π-conjugated polymer to a pixel driving element of an active matrix type liquid crystal display.
In this case, the on / off ratio is high, that is, the off current (current flowing between the source and drain when the gate voltage is 0 V) is small, and the on current (when the voltage is applied to the gate electrode, between the source and drain) A large flowing current) is required for improving the contrast and increasing the response speed.

【0005】従来のπ−共役系重合体電界効果型トラン
ジスタは、オン電流が低くオン・オフ比も小さかった。
オン電流の向上とオン・オフ比の向上のために、これま
でに種々の工夫が試みられてきた。
The conventional π-conjugated polymer field-effect transistor has a low on-current and a small on / off ratio.
Various attempts have been made to improve the on-current and the on / off ratio.

【0006】特開平5−110069号公報では、半導
体層に新材料を適用することによって、π−共役系重合
体を電界効果型トランジスタの半導体層として用いた例
としてはかなり高い1×10-1cm2 /V・sという電界
効果移動度の値が得られており、アモルファスシリコン
式薄膜トランジスタ並の充分なオン電流が得られる。し
かしこの例では、オフ電流(ゲート電圧が0Vの時にソ
ース、ドレイン間に流れる電流)も他より増加してしま
っており、オン・オフ比の向上にはつながっていない。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-110069, by applying a new material to a semiconductor layer, a considerably high 1 × 10 −1 is used as an example of using a π-conjugated polymer as a semiconductor layer of a field effect transistor. The value of the field-effect mobility of cm 2 / V · s is obtained, and a sufficient on-current is obtained as in an amorphous silicon thin film transistor. However, in this example, the off-state current (current flowing between the source and the drain when the gate voltage is 0 V) is also larger than that of the others, which does not lead to an improvement in the on / off ratio.

【0007】オン・オフ比を向上させることを優先する
ため、特にオフ電流を低減させることによってオン・オ
フ比5桁を実現したπ−共役系重合体電界効果型トラン
ジスタの例がある(アプライド・フィジクス・レター、
(Applied Physics Letter)、
62巻、1794頁、1993年)。しかしこの場合、
電界効果移動度は2×10-4cm2 /V・sにとどまって
おり、オン電流が大きくとれない。このように、オフ電
流の低減とオン電流の向上を同時に行うことが、従来困
難であった。
In order to give priority to improving the on / off ratio, there is an example of a π-conjugated polymer field-effect transistor which realizes an on / off ratio of 5 digits by reducing an off current (Applied. Physics Letter,
(Applied Physics Letter),
62, 1794, 1993). But in this case,
The field-effect mobility is limited to 2 × 10 −4 cm 2 / V · s, and a large on-current cannot be obtained. As described above, it has conventionally been difficult to simultaneously reduce the off-current and increase the on-current.

【0008】現在広く普及している、シリコン系材料に
代表される無機半導体を用いた電界効果トランジスタ、
あるいは上に述べた従来のπ−共役系重合体電界効果型
トランジスタの動作原理は、次に述べるような機構によ
っている。すなわち、ゲート電極に電圧を印加すること
によって、ゲート電極からの電界効果によって半導体層
中の絶縁層との界面付近に伝導チャネルが形成され、ソ
ース・ドレイン間に電圧を印加すると伝導チャネルを経
由して電流が流れるという機構である。一方、界面付近
に伝導チャネルが形成されていなくても、ソース・ドレ
イン間に電圧を印加すれば、半導体層が完全な絶縁体で
ない限り、半導体層/ゲート絶縁膜界面付近以外の領域
(バルク)も経由してわずかながらソース・ドレイン間
に電流が流れる。これがオフ電流の原因である。半導体
層全体に対してドーピングを施したり、キャリア移動度
を向上させて、半導体層全体の導電率をあげると、オン
電流も増加するがバルクを流れるオフ電流も増加する。
そのため、従来、導電率の低い材料を半導体層に用いな
ければならなかった。
A field effect transistor using an inorganic semiconductor typified by a silicon-based material, which is now widely used,
Alternatively, the operation principle of the above-described conventional π-conjugated polymer field-effect transistor is based on the following mechanism. That is, when a voltage is applied to the gate electrode, a conduction channel is formed near the interface with the insulating layer in the semiconductor layer due to an electric field effect from the gate electrode. When a voltage is applied between the source and the drain, the conduction channel passes through the conduction channel. It is a mechanism that current flows. On the other hand, even when a conduction channel is not formed near the interface, if a voltage is applied between the source and the drain, a region other than the vicinity of the semiconductor layer / gate insulating film interface (bulk) unless the semiconductor layer is a perfect insulator. A small amount of current flows between the source and the drain via This is the cause of the off current. When the conductivity of the entire semiconductor layer is increased by doping or improving the carrier mobility of the entire semiconductor layer, the on-current increases but the off-current flowing through the bulk also increases.
Therefore, conventionally, a material having low conductivity had to be used for the semiconductor layer.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来、π−共役系重合体を半導体層に用いた電界効果型ト
ランジスタは、オン電流の向上と、オフ電流の低減を同
時に行うことが困難であった。
As described above, conventionally, in a field effect transistor using a π-conjugated polymer for a semiconductor layer, the on-current can be improved and the off-current can be reduced at the same time. It was difficult.

【0010】本発明はこの問題を解決するためになされ
たもので、オン・オフ比が大きい電界効果型トランジス
タを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve this problem, and has as its object to provide a field effect transistor having a large on / off ratio.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、双極子モ
ーメントの大きな置換基を持つπ−共役系重合体の薄膜
を電界効果型トランジスタの半導体層に用いることによ
り、ソース・ドレイン間の電気伝導度をゲート電圧によ
って大きく変化させることができることを見いだし、本
発明に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors use a thin film of a π-conjugated polymer having a substituent having a large dipole moment as a semiconductor layer of a field-effect transistor, so that a source-drain gap can be obtained. The present inventors have found that the electric conductivity can be largely changed by the gate voltage, and have reached the present invention.

【0012】すなわち本発明における電界効果型トラン
ジスタは、半導体層が、−CHO,−COCH3,−N
2,−CNのいずれかの置換基を含むπ−共役系重合
体を主な成分とするものであって、該π−共役系重合体
は、ドーピングされておりかつ外部電界印加時にコンフ
ォメーションが変化しそれに伴い導電率が減少する化合
物であり、前記ゲート電極に電圧を印加することにより
半導体層の導電率を減少させソース電極・ドレイン電極
間の電流を制御することを特徴としている。
That is, in the field-effect transistor according to the present invention, the semiconductor layer comprises -CHO, -COCH 3 , -N
A π-conjugated polymer containing a substituent of either O 2 or —CN as a main component , wherein the π-conjugated polymer is
Is doped and is confined when an external electric field is applied.
Compounds that change their conformation and consequently decrease their conductivity
Object, by applying a voltage to the gate electrode
Reduce the conductivity of the semiconductor layer and reduce the source and drain electrodes
It is characterized by controlling the current between the two .

【0013】ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極と
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、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
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。
The gate electrode, source electrode and drain electrode are not particularly limited as long as they are conductive materials.
Gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, aluminum, zinc, magnesium, their alloys, conductive metal oxides such as indium and tin oxide, or doping Inorganic and organic semiconductors with improved conductivity, such as silicon single crystal, polysilicon, amorphous silicon, germanium, graphite, polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polythienylenevinylene, polyparaphenylenevinylene, and the like. Can be As the source electrode and the drain electrode, those having low electric resistance at the contact surface with the semiconductor layer are preferable among the above.

【0014】絶縁膜としては、特に材料は限定しない
が、誘電率が高く、導電率が低いものが好ましい。例と
しては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウ
ム、酸化チタン、酸化タンタル、ポリエチレン、ポリイ
ミド等が挙げられる。
The insulating film is not particularly limited in material, but preferably has a high dielectric constant and a low conductivity. Examples include silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, titanium oxide, tantalum oxide, polyethylene, polyimide, and the like.

【0015】半導体層の主な成分とするπ−共役系重合
体としては、−CHO、−COCH3 、−NO2 、−C
Nのいずれかの置換基を含むものであれば特に限定しな
い。例としては、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、
ポリピリダジン、ポリナフチレン、ポリアズレン、ポリ
イソチアナフテン等に、−CHO、−COCH3 、−N
2 、−CNのいずれかの置換基を導入したものや、上
記の化合物のオリゴマー形態のもの等が挙げられるが、
特に複素五員環式π−共役系重合体のように、モノマー
単位が交互に逆向きに結合しているものが好ましい。な
ぜなら、このような材料は、ゲート電圧により外部電界
をかけたときに重合体が捻れの力を受けるからである。
例としては、ポリチオフェン、オリゴチオフェン、ポリ
ピロール、オリゴピロールなどに、置換基として−CH
O、−COCH3 、−NO2 、−CNのいずれかが導入
されたものが挙げられる。
The π-conjugated polymer as a main component of the semiconductor layer includes -CHO, -COCH 3 , -NO 2 , -C
There is no particular limitation as long as it contains any substituent of N. Examples include polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polythienylenevinylene, polyparaphenylenevinylene,
Poly pyridazine, Porinafuchiren, polyazulene, the polyisothianaphthene, etc., -CHO, -COCH 3, -N
O 2 or a substituent having any one of —CN introduced therein, and oligomers of the above compounds may be mentioned.
In particular, those in which monomer units are alternately bonded in opposite directions, such as a heteropentacyclic π-conjugated polymer, are preferred. This is because in such materials, the polymer is subjected to a torsional force when an external electric field is applied by a gate voltage.
Examples include polythiophene, oligothiophene, polypyrrole, oligopyrrole, etc.
O, —COCH 3 , —NO 2 , and —CN are introduced.

【0016】本発明に用いるπ−共役系重合体におい
て、−CHO,−COCH3,−NO2,−CNのいずれ
かの置換基の導入位置や導入数は特に限定しない。すな
わち、π−共役骨格に直接、あるいはπ−共役骨格に結
合した任意の置換基の任意の位置に−CHO,−COC
3,−NO2,−CNのいずれかが1つ以上結合してい
ればよいが、ゲート電圧により外部電界をかけたときに
重合体が捻れの力を受けやすい位置に導入されているこ
とが望ましい。
In the π-conjugated polymer used in the present invention, the position and the number of substituents of any of —CHO, —COCH 3 , —NO 2 and —CN are not particularly limited. That, .pi.-conjugated backbone directly, or any arbitrary position of the substituents attached to the .pi.-conjugated skeleton -CHO, -COC
It is sufficient that at least one of H 3 , —NO 2 , and —CN is bonded, but the polymer is introduced at a position where the polymer is easily subjected to a twisting force when an external electric field is applied by a gate voltage. Is desirable.

【0017】上記のπ−共役系重合体の重合度は特に限
定されないが、重合度が小さいとガラス転移温度が低く
なり、耐熱性が悪くなるのでできるだけ高い方が望まし
い。
The degree of polymerization of the π-conjugated polymer is not particularly limited. However, if the degree of polymerization is small, the glass transition temperature becomes low and the heat resistance becomes poor.

【0018】本発明においては、ゲート電極に電圧を印
加しない状態で、ソース・ドレイン電極間が適当な電気
伝導度を持つことが好ましいため、半導体層のπ−共役
系重合体に対し適度なドーピングを施し、適当な導電率
を示すようにすることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that a proper electrical conductivity is provided between the source and drain electrodes when no voltage is applied to the gate electrode. It is preferable to apply an appropriate conductivity so as to show appropriate conductivity.

【0019】半導体層としては前記のπ−共役系重合体
を主な成分としていればどのような構成でもよく、例え
ば高分子バインダー中に前記化合物を分散させる、ある
いは前記化合物を側鎖に持つ高分子といった構成でもよ
い。
The semiconductor layer may have any structure as long as the above-mentioned π-conjugated polymer is the main component. For example, the compound may be dispersed in a polymer binder, or a high molecular weight compound having the compound in a side chain may be used. A configuration such as a molecule may be used.

【0020】半導体層の作製法は特に限定しないが、例
としては、電解重合法、蒸着法、CVD法、LB(ラン
グミュア−ブロジェット)法、スピンキャスト法、ディ
ッピング法、滴下法、凸版あるいは凹版印刷法、インク
ジェット法などが挙げられる。
The method for forming the semiconductor layer is not particularly limited, and examples thereof include electrolytic polymerization, vapor deposition, CVD, LB (Langmuir-Blodgett), spin casting, dipping, dropping, letterpress or intaglio. A printing method, an ink-jet method and the like can be mentioned.

【0021】本発明における電界効果型トランジスタの
構造は薄膜型に限定されるものではなく、円筒型など立
体型でもよい。
The structure of the field effect transistor in the present invention is not limited to a thin film type, but may be a three-dimensional type such as a cylindrical type.

【0022】[0022]

【作用】本発明の電界効果型トランジスタの動作原理を
以下に説明する。
The operation principle of the field effect transistor of the present invention will be described below.

【0023】π−共役系重合体は、主鎖骨格に折れ曲が
りや捻れがあると、そこでπ−共役が分断されることか
ら、コンフォメーション(構成原子の位置関係)が電気
的性質に与える影響が大きいことが知られている。
In a π-conjugated polymer, if the main chain skeleton is bent or twisted, the π-conjugation is broken at that point, so that the effect of the conformation (positional relationship of the constituent atoms) on the electrical properties is affected. It is known to be large.

【0024】ゲート電極に電圧を印加しないときは図1
(a)にて示したように、高分子鎖のπ電子共役によ
り、横方向電界(ソース・ドレイン電圧により発生)を
かけてチャネルにキャリアを流すことができる。ゲート
電極に電圧を印加すると、図1(b)において示した
うにゲート電極面と垂直な方向に電界が発生し、双極子
モーメントを持つ置換基に力が加わる。すると高分子鎖
のコンフォメーションが変わり、π電子共役がくずれ
る。π電子共役がくずれると高分子の導電率が著しく低
下するので、ソース・ドレイン電極間に電流が流れなく
なる。
When no voltage is applied to the gate electrode, FIG.
As shown in (a), the π-electron conjugation of the polymer chain allows carriers to flow through the channel by applying a lateral electric field (generated by source-drain voltage). When a voltage is applied to the gate electrode, an electric field is generated in a direction perpendicular to the gate electrode surface as shown in FIG. 1B, and a force is applied to the substituent having a dipole moment. Then, the conformation of the polymer chain changes, and the π-electron conjugation is broken. If the π-electron conjugation is lost, the conductivity of the polymer is significantly reduced, so that no current flows between the source and drain electrodes.

【0025】以上のようにして、ゲート電圧によってソ
ース・ドレイン間の電気伝導度を従来よりも大きく変化
させられるので、高いオン・オフ比の動作が可能とな
る。
As described above, the electric conductivity between the source and the drain can be changed by the gate voltage to a greater extent than in the prior art, so that an operation with a high on / off ratio becomes possible.

【0026】[0026]

【実施例】以下に実施例を示すが、本発明は実施例に限
られるものではない。
EXAMPLES Examples will be shown below, but the present invention is not limited to the examples.

【0027】(実施例1)図2に本実施例におけるπ−
共役系重合体電界効果型トランジスタの構造を示す。ま
ず、無アルカリガラス基板9上にクロムを蒸着し、ゲー
ト電極10とした。次にプラズマCVD法により、ゲー
ト絶縁膜11として5000オングストロームの窒化シ
リコン膜を堆積させた後、クロム、金の順に蒸着を行
い、通常の光リソグラフィー技術でソース電極12、ド
レイン電極13を形成した。続いて、通常のマスク法お
よび真空蒸着法により、ポリ[3−(シアノエチル)チ
オフェン]からなる半導体層14を形成した。さらに、
テトラフルオロほう酸ニトロソニウムの10-3mol/
lのニトロメタン溶液に基板ごと浸漬することにより、
ドーピングを行った。ドーピング後は減圧乾燥を行い、
不要な残留溶媒を除去した。
(Embodiment 1) FIG.
1 shows a structure of a conjugated polymer field-effect transistor. First, chromium was deposited on a non-alkali glass substrate 9 to form a gate electrode 10. Next, after depositing a 5000 angstrom silicon nitride film as the gate insulating film 11 by plasma CVD, chromium and gold were deposited in this order, and the source electrode 12 and the drain electrode 13 were formed by ordinary photolithography. Subsequently, the semiconductor layer 14 made of poly [3- (cyanoethyl) thiophene] was formed by a normal mask method and a vacuum evaporation method. further,
10 -3 mol / of nitrosonium tetrafluoroborate
By immersing the whole substrate in 1 l of nitromethane solution,
Doping was performed. After doping, perform vacuum drying,
Unwanted residual solvent was removed.

【0028】以上の手順でチャネル長20μm 、チャネ
ル幅2mm、半導体層の厚さ約1μmのπ−共役系重合体
電界効果型トランジスタを得た。このトランジスタはオ
ン・オフ比が約6桁であった。
By the above procedure, a π-conjugated polymer field-effect transistor having a channel length of 20 μm, a channel width of 2 mm and a semiconductor layer thickness of about 1 μm was obtained. This transistor had an on / off ratio of about 6 digits.

【0029】(実施例2)実施例1のポリ[3−(シア
ノエチル)チオフェン]を、ポリ(3−ニトロチオフェ
ン)に変更した以外は実施例1に準じてπ−共役系重合
体電界効果型トランジスタを完成させた。このトランジ
スタはオン・オフ比が約4桁であった。
(Example 2) A π-conjugated polymer field-effect type according to Example 1 except that poly [3- (cyanoethyl) thiophene] in Example 1 was changed to poly (3-nitrothiophene). The transistor was completed. This transistor had an on / off ratio of about four digits.

【0030】(実施例3)実施例1における半導体層の
形成とドーピング過程において、π−共役系重合体材料
としてポリ[o−(シアノエチル)アニリン]を用い、
これを蒸着した後、塩化水素を含む雰囲気中にさらすこ
とによりドーピングを行った以外は実施例1に準じてπ
−共役系重合体電界効果型トランジスタを完成させた。
このトランジスタはオン・オフ比が約5桁であった。
Example 3 In the formation and doping process of the semiconductor layer in Example 1, poly [o- (cyanoethyl) aniline] was used as a π-conjugated polymer material.
After depositing this, π was applied in the same manner as in Example 1 except that doping was performed by exposing it to an atmosphere containing hydrogen chloride.
-A conjugated polymer field effect transistor was completed.
This transistor had an on / off ratio of about 5 digits.

【0031】(実施例4)π−共役系重合体およびドー
パントとして、パラトルエンスルホン酸をドーパントと
したポリ[o−(シアノエチル)アニリン]を用い、こ
の化合物の2wt%キシレン溶液に、基板を浸漬してか
らゆっくり引き上げることにより半導体層を形成した以
外は実施例1に準じてπ−共役系重合体電界効果型トラ
ンジスタを完成させた。このトランジスタはオン・オフ
比が約6桁であった。
Example 4 Using a π-conjugated polymer and poly [o- (cyanoethyl) aniline] with p-toluenesulfonic acid as a dopant, a substrate was immersed in a 2 wt% xylene solution of this compound. Then, a π-conjugated polymer field-effect transistor was completed according to Example 1, except that the semiconductor layer was formed by slowly pulling up. This transistor had an on / off ratio of about 6 digits.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、オ
ン・オフ比が大きいπ−共役系重合体電界効果型トラン
ジスタが得られる。
As described above, according to the present invention, a π-conjugated polymer field effect transistor having a large on / off ratio can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電界効果型トランジスタのチャネル部
分の一部を模式的に示した図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a channel portion of a field-effect transistor of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す電界効果型トランジス
タの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a field-effect transistor showing one embodiment of the present invention.

【図3】従来のπ−共役系重合体電界効果型トランジス
タの一例の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a conventional π-conjugated polymer field-effect transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁膜 4 半導体層 5 π−共役系主鎖部分 6 双極子置換基 7 半導体層中の高分子鎖 8 ゲート電圧に応じた電界 9,15 基板 10,20 ゲート電極 11,19 ゲート絶縁膜 12,17 ソース電極 13,18 ドレイン電極 14,16 半導体層 Reference Signs List 1 substrate 2 gate electrode 3 gate insulating film 4 semiconductor layer 5 π-conjugated main chain portion 6 dipole substituent 7 polymer chain in semiconductor layer 8 electric field according to gate voltage 9, 15 substrate 10, 20 gate electrode 11 , 19 Gate insulating film 12, 17 Source electrode 13, 18 Drain electrode 14, 16 Semiconductor layer

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、半導体層
と、該半導体層に電流を流すためのソース電極及びドレ
イン電極とを具備する電解効果型トランジスタにおい
て、前記半導体層が、−CHO,−COCH3,−N
2,−CNのいずれかの置換基を含むπ−共役系重合
体を主な成分とするものであって、該π−共役系重合体
は、ドーピングされておりかつ外部電界印加時にコンフ
ォメーションが変化しそれに伴い導電率が減少する化合
物であり、前記ゲート電極に電圧を印加することにより
半導体層の導電率を減少させソース電極・ドレイン電極
間の電流を制御することを特徴とした電界効果型トラン
ジスタ。
1. A gate electrode, a gate insulating film, and a semiconductor layer.
And a source electrode and a drain for flowing a current through the semiconductor layer.
In the field effect type transistor having a in-electrode, the semiconductor layer, -CHO, -COCH 3, -N
A π-conjugated polymer containing a substituent of either O 2 or —CN as a main component , wherein the π-conjugated polymer is
Is doped and is confined when an external electric field is applied.
Compounds that change their conformation and consequently decrease their conductivity
Object, by applying a voltage to the gate electrode
Reduce the conductivity of the semiconductor layer and reduce the source and drain electrodes
A field-effect transistor characterized by controlling a current between the transistors.
【請求項2】ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、半導体層
と、該半導体層に電流を流すためのソース電極及びドレ
イン電極とを具備する電解効果型トランジスタにおい
て、前記半導体層が、−CHO,−COCH 3 ,−N
2 ,−CNのいずれかの置換基を含む複素五員環式π
−共役系重合体を主な成分とするものであって、該複素
五員環式π−共役系重合体は、ドーピングされておりか
つ外部電界印加時にコンフォメーションが捻れそれに伴
い導電率が減少する化合物であり、前記ゲート電極に電
圧を印加することにより半導体層の導電率を減少させソ
ース電極・ドレイン電極間の電流を制御することを特徴
とした電界効果型トランジスタ。
2. A gate electrode, a gate insulating film, and a semiconductor layer.
And a source electrode and a drain for flowing a current through the semiconductor layer.
Field effect transistor with in-electrode
Te, wherein the semiconductor layer is, -CHO, -COCH 3, -N
Heterocyclic 5-membered cyclic π containing any substituent of O 2 and —CN
A conjugated polymer as a main component,
Is the 5-membered π-conjugated polymer doped?
When an external electric field is applied, the
Is a compound that reduces the electrical conductivity of the gate electrode.
By applying pressure, the conductivity of the semiconductor layer is reduced,
Controls current between source electrode and drain electrode
Field effect transistor.
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