JPH0786600A - 電界効果型トランジスタ - Google Patents

電界効果型トランジスタ

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JPH0786600A JP5187318A JP18731893A JPH0786600A JP H0786600 A JPH0786600 A JP H0786600A JP 5187318 A JP5187318 A JP 5187318A JP 18731893 A JP18731893 A JP 18731893A JP H0786600 A JPH0786600 A JP H0786600A
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滋 金原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高分子半導体として、熱または光等の物理的
外部刺激によって高分子の状態が変化することのできる
新規な高分子半導体の提供。 【構成】 高分子半導体をチャネル層とする電界効果型
トランジスタにおいて、該高分子半導体が、次式
(I)、(II)、(III)および(IV)よりなる群から
選ばれた少なくとも1種のπ電子共役系骨格を有する高
分子半導体であることを特徴とする電界効果型トランジ
スタ。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、高分子半導体および該半導体を
使用した電界効果型トランジスタに関する。
【0002】
【従来技術】電子機器の普及に供ない半導体素子の需要
が高まっており、微細加工技術、プロセス技術、材料技
術等の面から研究開発が行われている。これらの半導体
素子としては、Si、Geなどの金属、あるいはGaA
s、InPなどの無機化合物を半導体材料として使用さ
れるのが一般的である。しかし、あらゆる産業に浸透し
ているシリコン集積回路がその集積度において限界に達
するであろうという予測がある。この要因として、トラ
ンジスタの微細化に供なう素子の信頼性低下と微細加工
技術の限界が挙げられる。最近、シリコンなどの半導体
に替わる材料として、有機材料の研究が試みられてい
る。有機材料は、古くからエレクトロニクス分野の研究
開発の対象になっており、passiveな補助的材料
として従来から用いられてきたが、active de
viceの構成材料として、無機材料で構成されるデバ
イスの性能向上や、従来にない新しい機能を発現させよ
うとする提案がなされている。例えば、R.S.Pot
emberらはCu/TCNQ等の薄膜でスイッチング
やメモリー現象を有する電気伝導素子を開示している
〔US−4507672(1985)Appl. Ph
ys. Lett. (1979) 34 405〕ま
た、Carterらは、ソリトンによる分子デバイスを
提案している。導電性高分子あるいはオリゴマーを用い
たFETでは、無機並のmobilityも確認され、
エレクトロニクスの分野への応用で注目を集めている。
導電性高分子は、分子骨格が、π電子共役二重結合や三
重結合からなり、高い導電性を用いた応用(磁気シール
ド、電極材料等)以外にもドーピングによって電導度と
共に電気化学ポテンシャル(フェルミレベル)や電子構
造が、変化するため、バッテリーやエレクトロクロミッ
クディスプレイ等に応用が可能である。また、ドーピン
グレベルを適当に制御することにより、任意の電気伝導
度、電子状態の半導体、金属を作成することができる。
例えば、Koezukaらは、ポリチェニレンビニレン
を〔Synth. Met. 41−43(1991)
1181〕Garnierらは、オリゴチオフェンを
〔Adv.Mat.2(1990)No.12〕それぞ
れチャネル層としたFETを作製した。また、半導体と
して高分子半導体を用いることにより、成型性、低価格
性等に優れた大面積化の容易なFETを提供することが
できる。
【0003】
【目的】本発明は、高分子半導体として、熱または光等
の物理的外部刺激によって高分子の状態が変化すること
のできる新規な高分子半導体の提供を目的とする。
【0004】
【構成】本発明者らは、導電性高分子の骨格構造の中
に、光または熱等の物理的な外部刺激によって異性化を
起こすことのできる官能基を導入することにより、外部
刺激に対して高分子の状態が変化することに着目し、さ
らにはそのキャリア移動度が変化することを見い出し、
本発明の高分子半導体に到った。本発明の光または熱等
の外部刺激によって異性化を起こすことのできる官能基
を導入した高分子半導体としては、下式(I)、(I
I)、(III)および(IV)よりなる群から選ばれた少な
くとも1種のπ電子共役系骨格を有する高分子半導体が
例示される。
【化2】 (式中、XはNH、あるいはS、O、Se、Teおよび
Poよりなる酸素族の元素から選ばれた少なくとも1種
の元素である。R1、R2は、少なくとも一方はアルキル
基またはCO2Y基(式中、Yはアルキル基、フェニル
基あるいはそれらの誘導体)等の有機溶媒に可溶性化基
である。また、R1およびR2のどちらかには、光または
熱等の物理的外部刺激により異性化反応を起こす基を有
する。例えばこのような基としては、アゾベンゼン、ス
チルベン、スピロピラン、フルギドおよびチオインジゴ
よりなる群から選ばれた少なくとも一種のものから誘導
された基を有するものが挙げられる。nは、重合度5〜
2000である。)
【0005】本発明の高分子半導体は、光または熱等の
物理的外部刺激を加えることにより高分子の状態が変化
し、該変化に伴ってキャリアの移動度が変化するので、
このような特性を利用して、FET、光センサ、ダイオ
ード、コンデンサ、光変調素子、光ニューロ素子等に応
用することができる。例えば、該高分子半導体を光また
は熱等の物理的外部刺激を加えることによりキャリア移
動度の変化とともに、ソースドレイン間電流(ISD)が
変調するが、光照射時間と光遮断時でのISDの比が10
2以上でスイッチング素子、102以下で光変調素子等に
利用可能である。次に、本発明の高分子半導体をチャネ
ル層の構成材料として用いたFETについて、図面に基
づいて具体的に説明する。
【0006】図1は、ゲートと半導体の間に絶縁膜を持
つMIS型電界効果トランジスタ素子断面図である。こ
の素子は、絶縁基板1上に形成したゲート電極5上に絶
縁膜6を形成し、この絶縁膜6上に高分子半導体膜2を
重合形成し、ゲート領域を間にした高分子半導体膜上に
ソース電極3及びドレイン電極4を形成することにより
作製される。前記MIS型電界効果トランジスタにおい
て、絶縁基板1としては、板ガラス、表面酸化処理シリ
コンウエハー、高分子フィルム等を使用できる。ゲート
電極5は、任意の金属で構成し得るが、ソース電極3及
びドレイン電極4は、高分子半導体膜2とオーミック接
触し得る材質で構成される必要がある。該ソース電極3
および4は、高分子半導体膜としてp型の高分子半導体
を使用した場合、Al、In、Mg等の仕事関数の小さ
な材質を利用する。また、n型の高分子半導体を使用し
た場合、Pt、Au等の仕事関数の大きな材質を使用す
る。また、絶縁膜6としては、プラズマ重合膜、熱分解
気相重合膜、無機酸化膜等を使用することができる。該
MIS型電界効果トランジスタ素子において、ゲート幅
は100μm〜5mm程度、ゲート長は50μm〜1μ
mの程度とする。また、電極配置は、高分子半導体膜の
片面のみ使用するコプレナー構造、両面を使用するスタ
ガ構造にすることが可能である。
【0007】図2は、ショットキーバリアゲート電界効
果トランジスタの素子断面図である。この素子は、絶縁
基板1に高分子半導体膜2を重合により形成し、その上
にゲート電極5を形成し、ゲート電極5直下のゲート領
域をゲートにした高分子半導体膜2上にソース電極3お
よびドレイン電極4を形成し作製される。図2の素子に
おいても、絶縁基板1、ソース電極3、ドレイン電極
4、ゲート電極5および絶縁膜6は、図1の素子で使用
する材料を使用することができる。
【0008】以下、図3に基づいて本発明の高分子半導
体をチャネル層に用いた電界効果型トランジスタの実施
例について説明する。
【0009】
【実施例】実施例1 p型Siを基板として用い、表面を酸化処理し、膜厚4
00ÅのSiO2絶縁膜を形成した。次に絶縁膜上にn
型Siからなるソース電極とドレイン電極をチャネル長
10μm、チャネル幅80mmでくし型に形成した。そ
の上から下式(V)に示す構造においてR=メチル基、
X=アゾベンゼンを導入した高分子半導体をスピンコー
ター(ミカサ株式会社 1H−DX)を用いて1μmの
半導体膜に形成した。
【化3】 基板の裏面にはAu−alloyを用いて厚さ40nm
のゲート電極を形成した。以上のようにして、製作した
MOS型電界効果トランジスタのV−I測定を光照射時
と光遮断時で行った。その結果を図4に示す。 実施例2 高分子半導体としてR=メチル基、X=スチルベンを導
入した高分子を用い、厚さ1μmの半導体膜を絶縁膜上
に形成した。それ以外実施例1と同じトランジスタ構造
パラメータとし、V−I測定を行った。この時光照射時
と遮断時とで、ソースドレイン電流(ISD)に違いが見
られた。 実施例3 電界効果トランジスタの構造は、実施例1と同じであ
る。光照射回数を10回まで続けて行った時、照射回数
によってソース−ドレイン間電流に違いが見られた。こ
の現象を用いることにより、光ニューロ素子に応用可能
となる。その結果を図5に示す。なお、実施例1におい
て、スピロピラン、フルギド、チオインジゴ等を導入し
た高分子半導体を使用した場合にも同様の効果を示す。
【0010】
【効果】本発明によると、光または熱等の物理的外部刺
激により高分子の状態が変化し、該変化に伴ってキャリ
アの移動度が変化する、FET、光センサ、ダイオー
ド、コンデンサ、光変調素子等に応用可能な高分子半導
体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高分子半導体をチャネル層として用い
た、ゲートと半導体の間に絶縁膜を持つMIS型電界効
果トランジスタ素子の断面図である。
【図2】本発明の高分子半導体をチャネル層として用い
たショットキーバリアゲート電界効果トランジスタ素子
の断面図である。
【図3】本発明の実施例で作製したMOS型電界効果ト
ランジスタ素子の断面図である。
【図4】本発明の実施例2で作製したMOS型電界効果
トランジスタのV−I測定の結果を示す図である。
【図5】本発明の実施例3で作製したMOS型電界効果
トランジスタのV−I測定の結果を示す図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板 2 高分子半導体膜 3 ソース電極 4 ドレイン電極 5 ゲート電極 6 絶縁膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子半導体をチャネル層とする電界効
    果型トランジスタにおいて、該高分子半導体が、次式
    (I)、(II)、(III)および(IV)よりなる群から
    選ばれた少なくとも1種のπ電子共役系骨格を有する高
    分子半導体であることを特徴とする電界効果型トランジ
    スタ。 【化1】 (式中、XはNH、あるいはS、O、Se、Teおよび
    Poよりなる酸素族の元素から選ばれた少なくとも1種
    の元素である。R1、R2の少なくとも一方は、アルキル
    基または有機溶媒に可溶性化基であり、また、R1およ
    びR2のどちらかには、物理的外部刺激により異性化反
    応を起こす基を有する。nは、重合度5〜2000であ
    る。)
  2. 【請求項2】 前記高分子半導体の物理的外部刺激によ
    り異性化反応を起こす基が、アゾベンゼン、スチルベ
    ン、スピロピラン、フルギドおよびチオインジゴよりな
    る群から選ばれた少なくとも一種のものより誘導された
    基を有するものである請求項1記載の電界効果型トラン
    ジスタ。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004152958A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Pioneer Electronic Corp 有機半導体装置
JP2005045037A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Sharp Corp トランジスタおよびそれを用いた表示素子、ならびに液晶表示素子
JP2005150641A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Seiko Epson Corp 回路基板、回路基板の製造方法、表示装置および電子機器
US7612455B2 (en) 2003-06-02 2009-11-03 Ricoh Company, Ltd. Layered structure for electron device including regions of different wettability, electron device and electron device array that uses such a layered structure
JP2010080490A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 半導体素子
JP2014529728A (ja) * 2011-08-02 2014-11-13 アルマ・マテール・ストゥディオルム・ウニベルシータ・ディ・ボローニャAlma Mater Studiorum Universita Di Bologna 電離放射線のイントリンジックな直接検出器およびその検出器の製造方法
JP2014236138A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 独立行政法人物質・材料研究機構 デュアルゲート有機薄膜トランジスタ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7508078B2 (en) 2005-01-06 2009-03-24 Ricoh Company, Ltd. Electronic device, method for manufacturing electronic device, contact hole of electronic device, method for forming contact hole of electronic device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004152958A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Pioneer Electronic Corp 有機半導体装置
US7612455B2 (en) 2003-06-02 2009-11-03 Ricoh Company, Ltd. Layered structure for electron device including regions of different wettability, electron device and electron device array that uses such a layered structure
US7902680B2 (en) 2003-06-02 2011-03-08 Ricoh Company, Ltd. Layered structure, electron device, and an electron device array having a variable wettability layer and semiconductor layer formed thereon
JP2005045037A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Sharp Corp トランジスタおよびそれを用いた表示素子、ならびに液晶表示素子
JP4570341B2 (ja) * 2003-07-23 2010-10-27 シャープ株式会社 薄膜トランジスタおよびそれを用いた表示素子、ならびに液晶表示素子
JP2005150641A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Seiko Epson Corp 回路基板、回路基板の製造方法、表示装置および電子機器
JP2010080490A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 半導体素子
JP2014529728A (ja) * 2011-08-02 2014-11-13 アルマ・マテール・ストゥディオルム・ウニベルシータ・ディ・ボローニャAlma Mater Studiorum Universita Di Bologna 電離放射線のイントリンジックな直接検出器およびその検出器の製造方法
JP2014236138A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 独立行政法人物質・材料研究機構 デュアルゲート有機薄膜トランジスタ

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