(57)【要約】【課題】歩留まりの低下を防止して、製造工程の簡素化を図ることが可能になるとともに、製造コストの低減を図ることができる表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】半導体ナノワイヤ３とリフトオフレジスト１２と金属膜１３とが形成された基板１を、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液に浸漬させることにより、リフトオフレジスト１２とともにリフトオフレジスト１２上の金属膜１３を剥離して、基板２上に金属膜１３からなる所定のパターンを形成する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造体を備えるとともに、レジストを介して金属膜が形成された基板を、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液に浸漬させることにより、前記レジストとともに前記レジスト上の前記金属膜を剥離して、前記基板上に前記金属膜からなる所定のパターンを形成することを特徴とするリフトオフ方法。
【請求項２】
前記気体はオゾンであるとともに、前記液体は水であることを特徴とする請求項１に記載のリフトオフ方法。
【請求項３】
前記微細構造体が半導体ナノワイヤであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリフトオフ方法。
【請求項４】
前記所定のパターンを形成することにより、前記微細構造体に接続される第１電極及び第２電極が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリフトオフ方法。
【請求項５】
基板上に微細構造体を形成する工程と、
前記微細構造体が形成された基板上に感光性樹脂膜を形成するとともに、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、リフトオフレジストを形成する工程と、
前記微細構造体及び前記リフトオフレジストが形成された前記基板を覆うように、前記リフトオフレジストを介して金属膜を形成する工程と、
前記微細構造体と前記リフトオフレジストと前記金属膜とが形成された前記基板を、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液に浸漬させることにより、前記リフトオフレジストとともに該リフトオフレジスト上の前記金属膜を剥離して、前記基板上に前記金属膜からなる所定のパターンを形成することにより、前記微細構造体に接続されるソース電極及びドレイン電極を形成する工程と
を少なくとも備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極が形成された前記基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に、他の感光性樹脂膜を成膜するとともに、前記他の感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、他のリフトオフレジストを形成する工程と、
前記他のリフトオフレジストが形成された前記基板を覆うように、前記他のリフトオフレジストを介して他の金属膜を形成する工程と、
前記他のリフトオフレジスト及び前記他の金属膜が形成された前記基板を、前記剥離液に浸漬させることにより、前記他のリフトオフレジストとともに該他のリフトオフレジスト上の前記他の金属膜を剥離して、前記ゲート絶縁膜上に前記他の金属膜からなる所定のパターンを形成することにより、ゲート電極を形成する工程と
を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記気体はオゾンであるとともに、前記液体は水であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記微細構造体が半導体ナノワイヤであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極が形成された前記基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に微細構造体を形成する工程と、
前記微細構造体が形成された基板上に感光性樹脂膜を成膜するとともに、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、リフトオフレジストを形成する工程と、
前記微細構造体及び前記リフトオフレジストが形成された前記基板を覆うように、前記リフトオフレジストを介して金属膜を形成する工程と、
前記微細構造体と前記リフトオフレジストと前記金属膜とが形成された前記基板を、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液に浸漬させることにより、前記リフトオフレジストとともに該リフトオフレジスト上の前記金属膜を剥離して、前記基板上に前記金属膜からなる所定のパターンを形成することにより、前記微細構造体に接続されるソース電極及びドレイン電極を形成する工程と
を少なくとも備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記気体はオゾンであるとともに、前記液体は水であることを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記微細構造体が半導体ナノワイヤであることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成されたリフトオフレジストとリフトオフレジスト上に形成された不要な薄膜を基板から剥離することにより、所望する薄膜パターンを基板上に形成するリフトオフ法及び薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等の表示装置においては、例えば、ガラス基板上にマトリックス状に配置された画素は、その近傍に配置されたトランジスタによって制御されている。また、このトランジスタとしては、アモルファスシリコン薄膜やポリシリコン薄膜からなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）が画素の制御に用いられている。
【０００３】
また近年、例えば、基板上に微細構造体である半導体ナノワイヤをチャネル材料に用いてＴＦＴを形成する技術が開発されている。このようなＴＦＴとしては、例えば、ガラス基板と、ガラス基板上に設けられたゲート電極と、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられたソース電極およびドレイン電極と、ゲート絶縁膜上に配置されるとともに、ソース電極およびドレイン電極の双方に電気的に接続された、チャネルとして機能する半導体ナノワイヤとを備えたものが知られている。
【０００４】
また、従来、基板上に電極薄膜パターンを形成する形成方法として、リフトオフ法が広く使用されている。このリフトオフ法は、まず、所望の電極膜パターンに対応する開口部を有するリフトオフレジストを所定のパターンにより基板上に形成し、このリフトオフレジストを含む基板上に電極用の金属膜を形成する。次いで、リフトオフレジスト及び金属膜が形成された基板を剥離液に浸漬し、基板上のリフトオフレジスト及びリフトオフレジスト上の不要な金属膜を剥離することにより、基板上に所望の金属膜パターンを形成する方法である。
【０００５】
ここで、リフトオフレジスト及びリフトオフレジスト上の不要な金属膜を剥離する際に、剥離液に浸漬された基板に対して、超音波振動を与える方法が提案されている。そして、この様な方法により、剥離液が、リフトオフレジストと金属膜との間に容易に進入することが可能となるため、効率的にリフトオフレジストの剥離を行うことができると記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８５９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、半導体ナノワイヤを備える薄膜トランジスタにおける金属膜パターンを形成する方法として、上述の超音波振動によるリフトオフ法を使用すると、超音波振動が半導体ナノワイヤに伝達され、結果として、超音波振動により、半導体ナノワイヤが破損してしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、所望の金属膜パターンを形成する際に、半導体ナノワイヤ等の微細構造体の損傷を防止することができるとともに、効率的にレジストパターンの剥離を行うことができるリフトオフ方法及び薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、微細構造体を備えるとともに、レジストを介して金属膜が形成された基板を、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液に浸漬させることにより、レジストとともにレジスト上の金属膜を剥離して、基板上に金属膜からなる所定のパターンを形成するリフトオフ方法である。
【００１０】
同構成によれば、剥離液が含有する気体のマイクロバブルによって、リフトオフレジストに対する剥離液の反応性を向上させることができるため、剥離液の剥離作用を向上させることができる。従って、基板上のリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜を容易に剥離することが可能になる。その結果、リフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的にリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜の剥離を行うことが可能になり、微細構造体の損傷を確実に防止することができる。
【００１１】
また、基板に対する剥離液の反応性を向上させることができるため、基板に付着した異物の除去を行うことができる。従って、基板上のリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜を剥離すると同時に、基板の洗浄を行うことが可能になる。その結果、基板の洗浄のために、別個の設備を設ける必要がなくなるため、基板の洗浄工程が簡略化できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリフトオフ方法であって、気体はオゾンであるとともに、液体は水であることを特徴とする。
【００１３】
同構成によれば、剥離液をオゾンと水により構成することができるため、環境に優しい剥離液を使用することが可能になる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のリフトオフ方法であって、微細構造体が半導体ナノワイヤであることを特徴とする。
【００１５】
同構成によれば、例えば、半導体ナノワイヤを備える半導体装置のリフトオフにおいて、超音波振動を行う必要がなくなるため、半導体ナノワイヤの損傷を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリフトオフ方法であって、所定のパターンを形成することにより、微細構造体に接続される第１電極及び第２電極が形成されることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、基板上に微細構造体を形成する工程と、微細構造体が形成された基板上に感光性樹脂膜を形成するとともに、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、リフトオフレジストを形成する工程と、微細構造体及びリフトオフレジストが形成された基板を覆うように、リフトオフレジストを介して金属膜を形成する工程と、微細構造体とリフトオフレジストと金属膜とが形成された基板を、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液に浸漬させることにより、リフトオフレジストとともにリフトオフレジスト上の金属膜を剥離して、基板上に金属膜からなる所定のパターンを形成することにより、微細構造体に接続されるソース電極及びドレイン電極を形成する工程とを少なくとも備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
【００１８】
同構成によれば、剥離液が含有する気体のマイクロバブルによって、リフトオフレジストに対する剥離液の反応性を向上させることができるため、剥離液の剥離作用を向上させることができる。従って、基板上のリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜を容易に剥離することが可能になる。その結果、リフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的にリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜の剥離を行うことが可能になり、微細構造体の損傷を確実に防止することができる薄膜トランジスタを製造することが可能になる。
【００１９】
また、基板に対する剥離液の反応性を向上させることができるため、基板に付着した異物の除去を行うことができる。従って、基板上のリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜を剥離すると同時に、基板の洗浄を行うことが可能になる。その結果、基板の洗浄のために、別個の設備を設ける必要がなくなるため、薄膜トランジスタの製造工程において、基板の洗浄工程が簡略化できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、ソース電極及びドレイン電極が形成された基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に、他の感光性樹脂膜を成膜するとともに、他の感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、他のリフトオフレジストを形成する工程と、他のリフトオフレジストが形成された基板を覆うように、他のリフトオフレジストを介して他の金属膜を形成する工程と、他のリフトオフレジスト及び他の金属膜が形成された基板を、剥離液に浸漬させることにより、他のリフトオフレジストとともに他のリフトオフレジスト上の他の金属膜を剥離して、ゲート絶縁膜上に他の金属膜からなる所定のパターンを形成することにより、ゲート電極を形成する工程とを更に備えることを特徴とする。
【００２１】
同構成によれば、剥離液が含有する気体のマイクロバブルによって、他のリフトオフレジストに対する剥離液の反応性を向上させることができる。従って、基板上の他のリフトオフレジストおよび他のリフトオフレジスト上の不要な他の金属膜を容易に剥離することが可能になる。その結果、リフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的に他のリフトオフレジストおよび他のリフトオフレジスト上の不要な他の金属膜の剥離を行うことが可能になり、微細構造体の損傷を確実に防止することができる薄膜トランジスタを製造することが可能になる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、気体はオゾンであるとともに、液体は水であることを特徴とする。
【００２３】
同構成によれば、剥離液をオゾンと水により構成することができるため、環境に優しい剥離液を使用することが可能になる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、微細構造体が半導体ナノワイヤであることを特徴とする。
【００２５】
同構成によれば、半導体ナノワイヤを備える薄膜トランジスタのリフトオフにおいて、超音波振動を行う必要がなくなるため、半導体ナノワイヤの損傷を確実に防止することができる薄膜トランジスタを製造することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、基板上にゲート電極を形成する工程と、ゲート電極が形成された前記基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に微細構造体を形成する工程と、微細構造体が形成された基板上に感光性樹脂膜を成膜するとともに、感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、リフトオフレジストを形成する工程と、微細構造体及びリフトオフレジストが形成された基板を覆うように、リフトオフレジストを介して金属膜を成膜する工程と、微細構造体とリフトオフレジストと金属膜とが形成された基板を、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液に浸漬させることにより、リフトオフレジストとともにリフトオフレジスト上の金属膜を剥離して、基板上に金属膜からなる所定のパターンを形成することにより、微細構造体に接続されるソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を少なくとも備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
【００２７】
同構成によれば、剥離液が含有する気体のマイクロバブルによって、リフトオフレジストに対する剥離液の反応性を向上させることができるため、剥離液の剥離作用を向上させることができる。従って、基板上のリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜を容易に剥離することが可能になる。その結果、リフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的にリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜の剥離を行うことが可能になり、微細構造体の損傷を確実に防止することができる薄膜トランジスタを製造することが可能になる。
【００２８】
また、基板に対する剥離液の反応性を向上させることができるため、基板に付着した異物の除去を行うことができる。従って、基板上のリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜を剥離すると同時に、基板の洗浄を行うことが可能になる。その結果、基板の洗浄のために、別個の設備を設ける必要がなくなるため、薄膜トランジスタの製造工程において、基板の洗浄工程が簡略化できる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、。気体はオゾンであるとともに、前記剥離液は水であることを特徴とする
同構成によれば、剥離液をオゾンと水により構成することができるため、環境に優しい剥離液を使用することが可能になる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、請求項９または請求項１０に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、微細構造体が半導体ナノワイヤであることを特徴とする
同構成によれば、半導体ナノワイヤを備える薄膜トランジスタのリフトオフにおいて、超音波振動を行う必要がなくなるため、半導体ナノワイヤの損傷を確実に防止することができる薄膜トランジスタを製造することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、微細構造体を備える基板に対するリフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的にリフトオフレジストおよびリフトオフレジスト上の不要な金属膜の剥離を行うことが可能になり、微細構造体の損傷を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリフトオフ方法が使用される薄膜トランジスタの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタにおける半導体ナノワイヤの配置方法を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタにおける半導体ナノワイヤの配置方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタにおける半導体ナノワイヤの配置方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタにおける半導体ナノワイヤの配置方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタにおける半導体ナノワイヤの配置方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図１０】マイクロバブルが混合された剥離液を製造するためのシステム（剥離液製造システム）を示す概略図である。
【図１１】マイクロバブル発生装置を説明するための断面図である。
【図１２】剥離液による基板の処理を説明するための図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図１６】剥離液による基板の処理を説明するための図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態における薄膜トランジスタの断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図２３】剥離液による基板の処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るリフトオフ方法が使用される薄膜トランジスタの断面図である。
【００３５】
薄膜トランジスタ１は、図１に示すように、基板２上に形成され、チャネルとして機能する微細構造体である半導体ナノワイヤ３と、半導体ナノワイヤ３上で互いに対峙するように設けられ、半導体ナノワイヤ３の両端を覆うように形成されたソース電極４及びドレイン電極５と、半導体ナノワイヤ３、ソース電極４及びドレイン電極５を覆うように設けられたゲート絶縁膜６と、ゲート絶縁膜６上に形成されたゲート電極７とを備えている。
【００３６】
基板２としては、シリコン基板やガラス基板等を使用することができ、シリコン基板としては、熱酸化膜を備えるものを使用することができる。
【００３７】
半導体ナノワイヤ３としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ等のＩＶ族半導体、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等のIII―Ｖ族半導体、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ等のII―ＶＩ族半導体からなる半導体を用いることができる。なお、半導体ナノワイヤ３の長さは、例えば、５μｍ〜１００μｍであり、直径は、例えば、０．０２μｍ〜０．５μｍ程度である。なお、好ましくは、長さは、１０μｍ〜５０μｍであり、直径は、０．０５μｍ〜０．１μｍである。また、半導体ナノワイヤ３の形状は、特に限定されず、例えば、断面略円形状や断面略多角形状のような形状であっても良い。
【００３８】
また、ソース電極４、ドレイン電極５、及びゲート電極７を形成する材料としては、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等を使用することができる。なお、ソース電極４及びドレイン電極５の各々は、半導体ナノワイヤ３と電気的に接続されているが、半導体ナノワイヤ３の両端の表面をソース電極４およびドレイン電極５が覆っているに過ぎず、両者の化学的結合は存在していない。
【００３９】
そして、薄膜トランジスタ１において、ゲート電極７に電圧が印加されると、静電誘導によってゲート絶縁膜６と半導体ナノワイヤ３との界面付近にチャネル層が形成される。そして、ソース電極４とドレイン電極５との間に電圧を印加すると、ソース電極４からチャネルへ電荷が注入され、チャネル層を伝い、ドレイン電極５へ抜けるという電荷の流れが生じることにより、薄膜トランジスタ１において、電流が流れる。
【００４０】
次に、半導体ナノワイヤ３を用いた薄膜トランジスタ１の製造方法について説明する。図２〜図６は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタにおける半導体ナノワイヤの配置方法を説明するための図である。また、図７〜図９、図１３〜図１５は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【００４１】
まず、半導体ナノワイヤ３を湿式法により作製する。より具体的には、耐熱性反応容器に純水４０ｍｌ、硝酸亜鉛六水和物(シグマ−アルドリッチ社製）１４８ｍｇ、ヘキサメチレンテトラミン（シグマ−アルドリッチ社製）７０ｍｇを入れ、この溶液中にシリコン基板を入れる。この際、シリコン基板は鏡面側を下に向けて反応容器に立てかける。そして、耐熱性反応容器を９０℃のオーブン中で１０時間加熱する。上記の方法により、長径が０．０５μｍ程度、長さが１０μｍ程度の酸化亜鉛ナノワイヤがシリコン基板上に垂直にブラシの毛のように成長する。
【００４２】
次いで、作製した半導体ナノワイヤ３を、基板２上に形成して配置する。より具体的には、まず、図２に示すように、シリコン基板本体２ａ上に、例えば、厚みが１μｍの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）２ｂが形成されたの基板２（例えば、厚みが５２５μｍ）と、表面に凹凸の形状を有するとともに、末端に撥水性の官能基を有する分子（例えば、フッ素化アルカン系分子）を含有する溶液８が塗布されたシリコンゴムからなるスタンプ部材９を用意する。次いで、図３に示すように、溶液８が塗布されたスタンプ部材９の表面を基板２に圧着させて、基板２の表面に、撥水性を有する分子膜を転写して、図４、図５に示すように、基板２上に、撥水領域１０と、当該撥水領域１０に包囲された親水領域１１（例えば、長さが１２μｍ、幅が０．５μｍの領域）を形成する。
【００４３】
次いで、図６に示すように、作製した半導体ナノワイヤ３を、基板２上に形成された親水領域１１に配置して、基板２上に半導体ナノワイヤ３を形成する。より具体的には、まず、図示しないドクターブレードにより、水を親水領域１１に選択的に配置させる。次いで、作製した半導体ナノワイヤ３を鋭利なナイフなどによりシリコン基板上から剥離し、水に不要な溶媒（例えば、オクタデカン）中に分散させた分散液を調整する。次いで、不図示の他のドクターブレードにより、上記分散液を基板２の表面に塗布する。そうすると、分散液が、親水領域１１に配置された水と接触するとともに、界面張力により、半導体ナノワイヤ３が、水と分散液の界面に吸着する。そして、水と溶媒が揮発することにより、図６に示すように、半導体ナノワイヤ３が、基板２上に形成された親水領域１１に配置され、基板２上に半導体ナノワイヤ３が形成される。
【００４４】
なお、半導体ナノワイヤ３を配置する方法としては、上述のドクターブレード法の他に、例えば、半導体ナノワイヤ３を配置する所望の領域上に、インクジェット法により半導体ナノワイヤ３を溶媒に分散させたインクを滴下、乾燥させて、半導体ナノワイヤ３を配置させる方法や、スピンコート法転写法、ディップコート法等を用いて半導体ナノワイヤ３を配置させても良い。
【００４５】
次いで、図７に示すように、半導体ナノワイヤ３が形成された基板２上に感光性樹脂膜を形成するとともに、例えば、フォトリソグラフィー法により、感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、ソース電極４及びドレイン電極５が形成される領域以外の領域に、リフトオフレジスト１２を形成する。
【００４６】
次いで、ソース電極４及びドレイン電極５の材料であるＴｉ及びＡｕをスパッタ法により連続して堆積させ、図８に示すように、半導体ナノワイヤ３及びリフトオフレジスト１２が形成された基板２を覆うように、リフトオフレジスト１２を介して金属膜１３を形成する。
【００４７】
次いで、リフトオフレジスト１２およびリフトオフレジスト１２上に堆積した金属膜１３をリフトオフ法により除去する。より具体的には、半導体ナノワイヤ３とリフトオフレジスト１２と金属膜１３とが形成された基板２（即ち、図８に示す処理基板３３）を剥離液に浸漬し、基板２上のリフトオフレジスト１２およびリフトオフレジスト１２上の不要な金属膜１３を剥離することにより、基板２上に所望の金属膜パターンを形成して、図９に示すように、半導体ナノワイヤ３の両端を覆うようにソース電極４及びドレイン電極５を形成する。
【００４８】
ここで、本実施形態においては、リフトオフを行う際に、気体のマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液を使用する点に特徴がある。以下、本発明の実施形態におけるリフトオフ法を図面を使用して詳細に説明する。図１０は、マイクロバブルが混合された剥離液を製造するためのシステム（剥離液製造システム）を示す概略図である。また、図１１は、マイクロバブル発生装置を説明するための断面図である。
【００４９】
この剥離液製造システム１４は、液体３０を収容するための貯留槽１５と、貯留槽１５内に設けられたマイクロバブル発生装置１６と、マイクロバブル発生装置１６に剥離液を構成する気体を供給するための気体供給ポンプ１７と、マイクロバブル発生装置１６に剥離液を構成する液体３０を供給するとともに、貯留槽１５内の液体３０を循環させるための液体供給ポンプ１８とを備えている。なお、液体供給ポンプ１４の吸引側は、貯留槽１５の底部に接続されている。
【００５０】
また、図１０に示すように、気体供給ポンプ１７とマイクロバブル発生装置１６の間には開閉弁１９が設けられるとともに、液体供給ポンプ１８とマイクロバブル発生装置１６の間には開閉弁２０が設けられている。また、気体供給ポンプ１７には不図示の気体供給源が接続されている。
【００５１】
マイクロバブル発生装置１６は、図１１に示すように、供給される気体と液体が混合され、マイクロバブルが発生する気液混合室２１を備えた本体部２２と、本体部２２に形成された気体供給口２３に接続されるとともに、気液混合室２１と気体供給ポンプ１７とを連通するための気体供給管２４と、本体部２２に形成された液体供給口２５に接続されるとともに、気液混合室２１と液体供給ポンプ１８とを連通するための液体供給管２６とを備えている。なお、気体供給管２４の途中に上述の開閉弁１９が設けられるとともに、液体供給管２６の途中に上述の開閉弁２０が設けられている。また、本体部２２には、気体のマイクロバブルを含む液体３０（即ち、剥離液）が噴射される噴射口２８が形成されている。
【００５２】
また、図１１に示すように、気液混合室２１は、気体供給口２３から液体供給口２５に向けて径が漸増するように形成された第１空間部２７と、当該第１空間部２７と連通されるとともに、第１空間部２７から噴射口２８に向けて径が漸減するように形成された第２空間部２９が形成されている。
【００５３】
そして、開閉弁１９が開かれると、気体供給管２４を介して、気体供給ポンプ１７から気液混合室２１内に気体（例えば、オゾン）が供給される。この際、供給されたオゾンは、気液混合室２１の内部を図中の矢印Ｘの方向に旋回しながら、第１空間部２７及び第２空間室２９から噴射口２８に向かって進行する。
【００５４】
また、開閉弁２０が開かれると、液体供給管２６を介して、液体供給ポンプ１８から気液混合室２１内に液体（例えば、水）が供給される。この際、供給された水は、気液混合室２１の内部を図中の矢印Ｙの方向に旋回しながら、第２空間部２９から噴射口２８に向かって進行する。
【００５５】
そして、本実施形態においては、水の旋回速度とオゾンの旋回速度とを異ならせる設定としており、水の旋回速度がオゾンの旋回速度よりも大きくなるように設定している。従って、遠心分離作用により、供給されたオゾンは、気液混合室２１の内側を旋回しながら噴射口２８に向かって進行し、供給された水は、旋回するオゾンの外側を旋回しながら噴射口２８に向かって進行する。
【００５６】
また、オゾンの旋回速度が水の旋回速度よりも小さくなるよう設定されているため、オゾンと水との旋回速度の差により、気液混合室２１内においてオゾンの周囲を旋回する水が、オゾンを切断・粉砕することになる。その結果、オゾンのマイクロバブルが発生することになり、オゾンのマイクロバブルを含有する水（即ち、剥離液）が、噴射口２８から噴射されることになる。
【００５７】
なお、気液混合室２１内に供給される液体と気体の組み合わせとしては、上述の水とオゾン以外に、例えば、液体としては水、エタノールアミン類などの有機アミン系の薬液、各種有機溶剤、それらの混合液、また、気体としてはオゾン、酸素、窒素、二酸化炭素、それらの混合気体との組み合わせを採用することができる。このうち、特に、上述の水とオゾンの組み合わせによれば、剥離液をオゾンのマイクロバブルを含有する水により構成することができるため、環境負担を低減することが可能になる。
【００５８】
次いで、マイクロバブル発生装置１６の噴射口２８から噴射された、オゾンのマイクロバブルを含有する水を、剥離液として使用し、図１２に示すように、処理槽３１内に剥離液３２を供給するとともに、剥離液３２内に、上述の図８に示す処理基板３３（即ち、半導体ナノワイヤ３とリフトオフレジスト１２と金属膜１３とが形成された基板２）を浸漬させる。
【００５９】
そうすると、基板２上のリフトオフレジスト１２とともにリフトオフレジスト１２上の不要な金属膜が剥離されて、基板上に金属膜１３からなる所定のパターンが形成され、図８に示すように、半導体ナノワイヤ３に接続されるソース電極４及びドレイン電極５が形成される。
【００６０】
この際、本実施形態においては、剥離液３２が含有するオゾンのマイクロバブルによって、リフトオフレジスト１２に対する剥離液３２の反応性を向上させることができるため、剥離液３２の剥離作用を向上させることができる。その結果、基板２上のリフトオフレジスト１２およびリフトオフレジスト１２上の不要な金属膜１３を容易に剥離することが可能になる。
【００６１】
即ち、本実施形態においては、リフトオフ工程において、超音波振動を行う必要がないため、半導体ナノワイヤ３の損傷を確実に防止することができるとともに、効率的にリフトオフレジスト１２の剥離を行うことが可能になる。
【００６２】
次いで、図１３に示すように、ソース電極４及びドレイン電極５が形成された基板２全体に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、例えば、窒化シリコン膜などを成膜し、基板２上にゲート絶縁膜６を厚さ４０００Å程度に形成する。
【００６３】
次いで、図１４に示すように、ゲート絶縁膜６が形成された基板２上に他の感光性樹脂膜を形成するとともに、例えば、フォトリソグラフィー法により、他の感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、ゲート電極７が形成される領域以外の領域に、リフトオフレジスト３４を形成する。
【００６４】
次いで、ゲート電極７の材料であるＴｉ及びＡｕをスパッタ法により連続して堆積させ、図１５に示すように、リフトオフレジスト３４が形成された基板２を覆うように、リフトオフレジスト３４を介して金属膜３５を形成する。
【００６５】
次いで、リフトオフレジスト３４およびリフトオフレジスト３４上に堆積した金属膜３５をリフトオフ法により除去する。
【００６６】
なお、この場合も、上述のリフトオフレジスト１３の剥離と同様に、マイクロバブルが混合された剥離液３２を使用して、リフトオフを行う。即ち、マイクロバブル発生装置１６の噴射口２８から噴射された、剥離液３２として使用されるオゾンのマイクロバブルを含有する水３０を、図１６に示すように、処理槽３７内に供給するとともに、剥離液３２内に、リフトオフレジスト３４及び金属膜３５が形成された基板２（即ち、図１５に示す処理基板３６）を浸漬させる。そうすると、基板２上のリフトオフレジスト３４およびリフトオフレジスト３４上の不要な金属膜３５が剥離されて、ゲート絶縁膜６上に金属膜３５からなる所定のパターンを形成され、図１に示すように、ゲート絶縁膜６上にケート電極７が形成される。
【００６７】
以上のようにして、半導体ナノワイヤ３を用いた薄膜トランジスタ１が製造される。
【００６８】
以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００６９】
（１）本実施形態においては、薄膜トランジスタ１の製造において、半導体ナノワイヤ３とリフトオフレジスト１２と金属膜１３とが形成された基板２（即ち、処理基板３３）を、オゾンのマイクロバブルが混合された液体により構成された剥離液３２に浸漬させる。そして、リフトオフレジスト１２とともにリフトオフレジスト１２上の金属膜１３を剥離して、基板２上に金属膜１３からなる所定のパターンを形成することにより、半導体ナノワイヤ３に接続されるソース電極４及びドレイン電極５を形成する構成としている。従って、剥離液３２が含有するオゾンのマイクロバブルによって、リフトオフレジスト１２に対する剥離液３２の反応性を向上させて、剥離液３２の剥離作用を向上させることができる。従って、基板２上のリフトオフレジスト１２およびリフトオフレジスト１２上の不要な金属膜１３を容易に剥離することが可能になる。その結果、リフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的にリフトオフレジスト１２およびリフトオフレジスト１２上の不要な金属膜１３の剥離を行うことが可能になるため、半導体ナノワイヤ３の損傷を確実に防止することができる。
【００７０】
（２）また、基板２に対する剥離液３２の反応性を向上させることができるため、基板２に付着した異物の除去を行うことができる。従って、基板２上のリフトオフレジスト１２およびリフトオフレジスト１２上の不要な金属膜１３を剥離すると同時に、基板２の洗浄を行うことが可能になる。その結果、基板２の洗浄のために、別個の設備を設ける必要がなくなるため、基板２の洗浄工程が簡略化できる。
【００７１】
（３）本実施形態においては、剥離液３２が含有する気体としてオゾンを使用するとともに、液体３０として水を使用する構成としている。従って、剥離液３２をオゾンと水により構成することができるため、環境に優しい剥離液３２を使用することが可能になる。
【００７２】
（４）本実施形態においては、微細構造体として半導体ナノワイヤ３を使用する構成としている。従って、半導体ナノワイヤ３を備える薄膜トランジスタ１のリフトオフにおいて、超音波振動を行う必要がなくなるため、半導体ナノワイヤ３の損傷を確実に防止することができる薄膜トランジスタ１を製造することができる。
【００７３】
（５）本実施形態においては、薄膜トランジスタ１の製造において、半導体ナノワイヤ３とリフトオフレジスト３４と金属膜３５とが形成された基板１（即ち、処理基板３６）を、剥離液３２に浸漬させることにより、リフトオフレジスト３４とともにリフトオフレジスト３４上の金属膜３５を剥離して、ゲート絶縁膜６上に金属膜３５からなる所定のパターンを形成し、ゲート電極７を形成する構成としている。従って、剥離液３２が含有するオゾンのマイクロバブルによって、リフトオフレジスト３４に対する剥離液３２の反応性を向上させることができる。従って、基板１上のリフトオフレジスト３４およびリフトオフレジスト３４上の不要な金属膜３５を容易に剥離することが可能になる。その結果、リフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的にリフトオフレジスト３４およびリフトオフレジスト３４上の不要な金属膜３５の剥離を行うことが可能になり、半導体ナノワイヤ３の損傷を確実に防止することができる。
【００７４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１７は、本発明の第２の実施形態における薄膜トランジスタの断面図である。なお、上記第１の実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
本実施形態においては、図１７に示すように、薄膜トランジスタ５０は、半導体ナノワイヤ３の下方にゲート電極７を設けた、いわゆるボトムゲート構造を有する薄膜トランジスタであって、基板２上に形成されたゲート電極７と、ゲート電極７を覆うように設けられたゲート絶縁膜６と、ゲート絶縁膜６上に形成された半導体ナノワイヤ３と、半導体ナノワイヤ３の両端を覆うように形成されたソース電極４及びドレイン電極５とを備えている。
【００７６】
次に、半導体ナノワイヤ３を用いた薄膜トランジスタ５０の製造方法について説明する。図１８〜図２２は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【００７７】
まず、図１８に示すように、基板２の全体に、スパッタリング法により、例えば、チタン膜、アルミニウム膜及びチタン膜などを順に成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ゲート電極７を厚さ４０００Å程度に形成する。
【００７８】
続いて、図１９に示すように、ゲート電極７が形成された基板２全体に、プラズマＣＶＤ法により、例えば、窒化シリコン膜などを成膜し、ゲート絶縁膜６を形成する。
【００７９】
次いで、図２０に示すように、半導体ナノワイヤ３を湿式法により作製し、作製した半導体ナノワイヤ３を、上述の第１の実施形態において説明したドクターブレード法により、ゲート絶縁膜６上に形成して配置する。なお、本実施形態においては、半導体ナノワイヤ３として、単結晶構造を有するとともに、移動度が高いシリコンナノワイヤを使用することができる。このようなシリコンナノワイヤを使用することにより、アモルファスシリコンを使用する場合に比し、薄膜トランジスタ５０の特性が飛躍的に向上する。
【００８０】
次いで、図２１に示すように、半導体ナノワイヤ３が形成された基板２上に感光性樹脂膜を形成するとともに、例えば、フォトリソグラフィー法により、感光性樹脂膜を所定のパターンに加工することにより、ソース電極４及びドレイン電極５が形成される領域以外の領域に、リフトオフレジスト５１を形成する。
【００８１】
次いで、スパッタリング法により、例えば、チタン膜、アルミニウム膜及びチタン膜などを順に成膜し、図２２に示すように、半導体ナノワイヤ３及びリフトオフレジスト５１が形成された基板２を覆うように、リフトオフレジスト５１を介して金属膜５３を形成する。
【００８２】
次いで、リフトオフレジスト５１およびリフトオフレジスト５１上に形成した金属膜５３をリフトオフ法により除去する。より具体的には、半導体ナノワイヤ３とリフトオフレジスト５１と金属膜５３が形成された基板２（即ち、図２２に示す処理基板５４）を剥離液に浸漬し、基板２上のリフトオフレジスト５１およびリフトオフレジスト５１上の不要な金属膜５３を剥離することにより、基板２上に所望の金属膜パターンを形成して、図１に示すように、半導体ナノワイヤ３の両端を覆うようにソース電極４及びドレイン電極５を形成する。
【００８３】
この場合も、上述の第１の実施形態において説明したレジストパターン１３，３５の剥離と同様に、マイクロバブルが混合された剥離液３２を使用して、リフトオフを行う。即ち、マイクロバブル発生装置１６の噴射口２８から噴射されたオゾンのマイクロバブルが混合された水３０により構成された剥離液３２を、図２３に示すように、処理槽３１内に供給するとともに、剥離液３２内に、上述の図２２に示す処理用基板５４を浸漬させる。そうすると、基板２上のリフトオフレジスト５１とともにリフトオフレジスト５１上の不要な金属膜５３が剥離されて、基板２上に金属薄５３からなる所定のパターンが形成され、図１に示すように、半導体ナノワイヤ３に接続されるソース電極４及びドレイン電極５が形成される。
【００８４】
以上のようにして、半導体ナノワイヤ３を用いた薄膜トランジスタ５０が製造される。
【００８５】
以上に説明した本実施形態によれば、上述の（２）〜（４）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００８６】
（６）本実施形態においては、薄膜トランジスタ５０の製造において、半導体ナノワイヤ３とリフトオフレジスト５１と金属膜５３とが形成された基板１（即ち、図２２に示す処理基板５４）を、オゾンのマイクロバブルが混合された水により構成された剥離液３２に浸漬させることにより、リフトオフレジスト５１とともにリフトオフレジスト５１上の金属膜５３を剥離して、基板１上に金属膜５３からなる所定のパターンを形成することにより、半導体ナノワイヤ３に接続されるソース電極４及びドレイン電極５を形成する構成としている。従って、剥離液３２が含有するオゾンのマイクロバブルによって、リフトオフレジスト５１に対する剥離液３２の反応性を向上させて、剥離液３２の剥離作用を向上させることができる。従って、基板２上のリフトオフレジスト５１およびリフトオフレジスト５１上の不要な金属膜５３を容易に剥離することが可能になる。その結果、リフトオフにおいて、超音波振動を行うことなく、効率的にリフトオフレジスト５１およびリフトオフレジスト５１上の不要な金属膜５３の剥離を行うことが可能になり、半導体ナノワイヤ３の損傷を確実に防止することができる。
【００８７】
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
【００８８】
上記実施形態においては、微細構造体として半導体ナノワイヤ３を備える薄膜トランジスタを例に挙げて説明したが、本発明のリフトオフ方法は、他の微細構造体（例えば、カーボンナノチューブに代表されるナノ細線）を備えるデバイスに対しても適用できることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明は、基板上に形成されたリフトオフレジストとリフトオフレジスト上に形成された不要な薄膜を基板から剥離することにより、所望する薄膜パターンを基板上に形成するリフトオフ法及び薄膜トランジスタの製造方法に有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１    薄膜トランジスタ
２    基板
３    半導体ナノワイヤ（微細構造体）
４    ソース電極（第１電極）
５    ドレイン電極（第２電極）
６    ゲート絶縁膜
７    ゲート電極
１２    リフトオフレジスト
１３    金属膜
３０    液体
３２    剥離液
３４    リフトオフレジスト（他のリフトオフレジスト）
３５    金属膜（他の金属膜）
５０    薄膜トランジスタ
５１    リフトオフレジスト
１    金属膜
【図１】
2010238992.tif 000003
【図２】
2010238992.tif 000004
【図３】
2010238992.tif 000005
【図４】
2010238992.tif 000006
【図５】
2010238992.tif 000007
【図６】
2010238992.tif 000008
【図７】
2010238992.tif 000009
【図８】
2010238992.tif 000010
【図９】
2010238992.tif 000011
【図１０】
2010238992.tif 000012
【図１１】
2010238992.tif 000013
【図１２】
2010238992.tif 000014
【図１３】
2010238992.tif 000015
【図１４】
2010238992.tif 000016
【図１５】
2010238992.tif 000017
【図１６】
2010238992.tif 000018
【図１７】
2010238992.tif 000019
【図１８】
2010238992.tif 000020
【図１９】
2010238992.tif 000021
【図２０】
2010238992.tif 000022
【図２１】
2010238992.tif 000023
【図２２】
2010238992.tif 000024
【図２３】
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