(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写印刷法および液滴塗布法を用いた薄膜トランジスタの製造方法であって、
ソース電極およびドレイン電極が形成される下地層の表面の少なくともチャネル部に対応する領域に、犠牲層を形成する工程と、
転写版の表面に、半導体溶液に対し撥液性を有する成分を含有する電極材料を成膜し、パタニングする工程と、
前記犠牲層が形成された前記下地層の上に、パタニングされた前記電極材料を転写印刷法を用いて転写し、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
前記電極材料に含有されている前記撥液性を有する成分を拡散させ、前記ソース電極およびドレイン電極の表面に、撥液層を形成する工程と、
前記チャネル部に形成された前記犠牲層を除去する工程と、
前記犠牲層が除去された前記チャネル部に、液滴塗布法を用いて前記半導体溶液を塗布し半導体膜を成膜する工程と、を有す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２】
前記犠牲層は、前記下地層の表面の前記チャネル部に対応する領域に形成することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記犠牲層は、転写印刷法を用いて形成することを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記犠牲層の材料は、還元性材料を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記転写印刷法は、μコンタクトプリント法であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記半導体溶液は、有機半導体材料を溶解した溶液であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記液滴塗布法は、インクジェット法であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記薄膜トランジスタは、ボトムゲート構造であり、
前記下地層は、ゲート絶縁膜であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記薄膜トランジスタは、トップゲート構造であり、
前記下地層は、基板であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項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、薄膜トランジスタの製造方法に関し、特に転写印刷法および液滴塗布法を用いた薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも記す）を形成する技術が大幅に進歩し、特にアクティブマトリクス型の大画面表示装置の駆動素子への応用開発が進められている。現在実用化されているＴＦＴは、半導体材料としてａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−ＳｉといったＳｉ系の無機材料を用いて製造されているが、このような無機材料を用いたＴＦＴの製造においては、真空プロセスや高温プロセスを必要とし、製造コストに大きく影響を及ぼしている。
【０００３】
そこで、このような問題に対応する為、近年、有機材料を用いたＴＦＴ（以下、有機ＴＦＴとも記す）が種々検討されている。有機材料は無機材料に比べ、材料の選択肢が広く、また、有機ＴＦＴの製造工程においては、前述の真空プロセス、高温プロセスに代わり、印刷、塗布といった生産性に優れたプロセスが用いられる為、製造コストを抑えることができる。さらに耐熱性の乏しい、例えばプラスティックフィルム基板等の可撓性を有する基板にも形成することができる可能性があり、曲面ディスプレイ等多方面への応用が期待されている。
【０００４】
有機半導体材料の塗布方法としては、有機半導体材料を溶解した溶液（以下、インクとも記す）を直接塗布するインクジェット法（以下、ＩＪ法とも記す）、ディスペンサ法等の液滴塗布技術が知られている。これらの技術は、１．真空プロセスが不要、２．薄膜形成箇所のみに塗布できる為、材料の浪費がない、３．所望の形状の薄膜を直接パタニングできる為、フォトリソグラフィ法と比べてエッチング工程が不要、といった利点がある。これらにより、製造コストを抑えることができ、とりわけＩＪ法は、多方面で鋭意研究が行われている。
【０００５】
ところで、このような有機ＴＦＴにおいて、優れた電気特性と高い信頼性を得る為には、有機半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成する必要がある。しかしながら、有機半導体膜を前述のＩＪ法を用いて形成する際、塗布されたインクが乾燥し固形化するまでに基板の表面状態（撥液性・親液性）や乾燥雰囲気等の影響により濡れ広がり、周縁の不要な領域まで到達する場合がある。この為、パタニング不良や充分な膜厚が得られないといった問題があり、有機ＴＦＴの良好な性能が得られないといった問題があった。
【０００６】
そこで、このような問題に対応する為、特許文献１では、インクを塗布する領域を囲む領域に撥液化処理を施すことで、インク液滴が塗布領域から外に濡れ広がるのを防止し、塗布領域に付着、固定させる方法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、塗布領域を囲む領域に撥液化処理を施すのみでは、インク液滴が塗布領域から外に濡れ広がるのを防止するのは充分ではなかった。
【０００８】
そこで、通常、特許文献２で提案されているように、塗布領域の周縁に、インクに対して塗布領域よりも高い撥液性を有するバンクと呼ばれる隔壁層を形成し、吐出されたインク液滴の塗布領域外への流出を防止する方法が用いられている。
【０００９】
一方、電極（ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等）の形成方法としては、スパッタリング法を用いて導電性薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いてパタニングする方法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、ＩＪ法、μコンタクトプリント法等が知られている。それぞれ一長一短ではあるが、高精細なパタニングが可能、且つタクトタイムが短いものとしてμコンタクトプリント法が鋭意検討されている。μコンタクトプリント法は、いくつかの方式を有するが、例えば凸版反転オフセット印刷法が知られている（特許文献３参照）。これは平版上（転写版）に均一な厚みで印刷材料を成膜し、所望のパターンの反転パターンを有する版を押し当てることにより、平版上に成膜された印刷材料をパタニングし、パタニングされた印刷材料を被転写基板上に転写するものである。この方法は５μｍ以下のラインやチャネル幅の電極を形成することが可能、同一の版を繰返し使用することが可能、タクトタイムを短くすることが可能等の利点を有している。これらにより、μコンタクトプリント法は、更なる高精細、且つ低コスト化が要求されている有機ＴＦＴの製造において非常に有効な方法である。
【００１０】
そこで、有機半導体膜の形成方法としてのＩＪ法と電極形成方法としてのμコンタクトプリント法とを組み合わせることで、製造コストを低価格化し、且つ微細な有機ＴＦＴを製造することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１２４３８１号公報
【特許文献２】特許第３６９２５２４号公報
【特許文献３】特開２００８−２７０２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ＩＪ法を用いて有機半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成するには、通常、特許文献２に示されているように、バンクと呼ばれる隔壁層を設ける必要がある。この為、製造工程の複雑化と製造コストの高価格化を招くといった問題がある。
【００１３】
一方、μコンタクトプリント法を用いて電極を形成する際には、印刷性能を安定させる為に、電極材料に多くの添加剤を混入する必要がある。転写版から被転写基板にパタニングされた印刷材料を転写するときに、印刷材料を転写版から離脱させ、被転写基板に密着させる為に、電極材料に多くの界面活性剤を混入している。これらの界面活性剤は、電極の機能を出現させる為の焼成工程において電極材料中から拡散し、転写された基板の表面に付着することになる。付着した界面活性剤は基板の表面に密着し、通常の洗浄プロセスでは除去できない場合があり、後工程で塗布される有機半導体材料に悪影響を与えることになる。例えば、ＩＪ法を用いて有機半導体膜を形成する際に、インク液滴が基板上に着弾した後、界面活性剤の撥液性が高い場合にはインク液滴は基板上に拡がらず、表面張力により小さくなりすぎてしまい、薄膜にすることができない。また、チャネルを形成する位置に界面活性剤が付着したままの場合には、有機ＴＦＴの性能に大きく影響を及ぼすこととなる。
【００１４】
以上より、有機半導体膜の形成方法としてのＩＪ法と電極形成方法としてのμコンタクトプリント法とを組み合わせることで、製造コストを低価格化し、且つ微細な有機ＴＦＴを製造するのは容易ではなかった。
【００１５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、高性能を維持しながら、低価格、且つ、微細な薄膜トランジスタを得ることが可能な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】
【００１６】
上記目的は、下記の１から９の何れか１項に記載の発明によって達成される。
【００１７】
１．転写印刷法および液滴塗布法を用いた薄膜トランジスタの製造方法であって、
ソース電極およびドレイン電極が形成される下地層の表面の少なくともチャネル部に対応する領域に、犠牲層を形成する工程と、
転写版の表面に、半導体溶液に対し撥液性を有する成分を含有する電極材料を成膜し、パタニングする工程と、
前記犠牲層が形成された前記下地層の上に、パタニングされた前記電極材料を転写印刷法を用いて転写し、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
前記電極材料に含有されている前記撥液性を有する成分を拡散させ、前記ソース電極およびドレイン電極の表面に、撥液層を形成する工程と、
前記チャネル部に形成された前記犠牲層を除去する工程と、
前記犠牲層が除去された前記チャネル部に、液滴塗布法を用いて前記半導体溶液を塗布し半導体膜を成膜する工程と、を有することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【００１８】
２．前記犠牲層は、前記下地層の表面の前記チャネル部に対応する領域に形成することを特徴とする前記１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００１９】
３．前記犠牲層は、転写印刷法を用いて形成することを特徴とする前記１または２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２０】
４．前記犠牲層の材料は、還元性材料を含むことを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２１】
５．前記転写印刷法は、μコンタクトプリント法であることを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２２】
６．前記半導体溶液は、有機半導体材料を溶解した溶液であることを特徴とする前記１から５の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２３】
７．前記液滴塗布法は、インクジェット法であることを特徴とする前記１から６の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２４】
８．前記薄膜トランジスタは、ボトムゲート構造であり、
前記下地層は、ゲート絶縁膜であることを特徴とする前記１から７の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２５】
９．前記薄膜トランジスタは、トップゲート構造であり、
前記下地層は、基板であることを特徴とする前記１から７の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、転写印刷法を用いて形成されたソース電極、ドレイン電極の表面に、該ソース電極、ドレイン電極の材料に含有されている撥液性を有する成分を拡散させ、撥液層を形成した後、予めチャネル部に形成しておいた犠牲層を除去し、該犠牲層が除去されたチャネル部に、液滴塗布法を用いて半導体溶液を塗布し半導体膜を成膜するようにした。
【００２７】
前述のように、転写印刷法を用いて電極を形成する際には、印刷性能を安定させる為に、電極材料に例えば撥液性を有する界面活性剤等の添加剤を混入している。これらの界面活性剤は、電極の機能を出現させる為の焼成工程において電極材料中から拡散し、転写された電極の表面に付着し撥液層を形成する。この電極表面に形成された撥液層を、液滴塗布法を用いて半導体膜を成膜する際の前述のバンクとして利用することができる。すなわち、バンクを形成する為のみの工程を新たに設けることなく、元々設けられている電極の機能を出現させる為の焼成過程において、バンクが形成されることとなる。これにより、製造工程の複雑化と製造コストの高価格化を招くことなく、バンクを形成することができ、半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができる。
【００２８】
また、下地層の表面のチャネル部には、予め犠牲層が形成されているので、喩え焼成工程において界面活性剤が電極材料中からチャネル部に向けて拡散しても、犠牲層により、チャネル部への付着は防止される。そして、界面活性剤が付着した犠牲層を除去することにより、クリーンな状態の下地層のチャネル部を露出させることができるので、半導体膜を精度良く形成することができる。
【００２９】
これらにより、高性能を維持しながら、低価格、且つ、微細な薄膜トランジスタを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１に係るＴＦＴの製造工程を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態２に係るＴＦＴの製造工程を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態３に係るＴＦＴの製造工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態に係るＴＦＴ、及びＴＦＴの製造方法を説明する。尚、本発明は該実施の形態に限られない。
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係るボトムゲート構造のＴＦＴの製造方法を図１を用いて説明する。図１（ａ）〜図１（ｈ）は、実施形態１に係るボトムゲート構造のＴＦＴ１の製造工程を示す断面模式図である。尚、実施形態１を含め後述の実施形態２、実施形態３は、ＴＦＴの代表的な構造であるボトムゲート構造のＴＦＴ１について説明するが、本発明の実施形態に係るＴＦＴ１は、これに限定されることなくトップゲート構造であってもよい。
【００３２】
最初に、基板Ｐの上にゲート電極Ｇを形成し、その上にゲート絶縁膜ＧＩ（下地層）を成膜する（図１（ａ））。
【００３３】
基板Ｐの材料としては、ポリイミドやポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ガラス、絶縁コートされた導電性材料等を用いることができる。
【００３４】
ゲート電極Ｇの形成方法としては、スパッタ法、蒸着等を用いてゲート電極材料を成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いてパタニングすることで形成することができる。また、マスク蒸着法を用いて形成することもできる。ゲート電極Ｇの材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ等の金属、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の酸化物導電材料、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子を用いることができる。また、これらの材料を複数用いて積層してもよい。
【００３５】
ゲート絶縁膜ＧＩの成膜方法としては、スパッタ法、蒸着、ＣＶＤ法、スピンコート法、ＩＪ法等を用いることができる。ゲート絶縁膜ＧＩの材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の無機材料、ＰＶＡ、ＰＶＰ、ポリイミド樹脂、ノボラック樹脂等の有機材料を用いることができる。また、これらの材料を複数用いて積層してもよい。尚ゲート絶縁膜ＧＩの材料としては、有機ＴＦＴアレイの特徴である、「真空プロセスを用いることなく液滴塗布技術を用いて、大気圧下で作製し、製造コストを抑えることができる」、という利点を活かす為に、塗布可能な材料が好ましい。
【００３６】
次に、犠牲層ＧＦを成膜する（図１（ｂ））。犠牲層ＧＦの成膜方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法等を用いることができる。犠牲層ＧＦの材料としては、以下の条件を満たすものが好ましい。ゲート絶縁膜ＧＩ（トップゲート構造の場合は基板Ｐ（下地層））との密着性が優れていること。犠牲層ＧＦの上に転写する電極材料ＤＭ（ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄ）との密着が優れていること。薄膜形成後、溶媒により除去が可能であること。表面処理の為の界面活性剤等と密着性が高いこと。数ｎｍ〜数十ｎｍの厚みの薄膜が形成できること。また、以下の特徴を有するとさらに好ましい。焼成により電極材料ＤＭと反応し、密着性、導電性等、電極層の機能を向上させること。この特徴を有すると、後述の犠牲層ＧＦの除去工程において電極剥がれが発生し難くなる。具体的には硬化剤、架橋剤、反応促進剤と呼ばれるもので、例えば銀ナノ粒子の低温焼成を可能する脂肪酸や脂肪族アミン等を用いることができる。
【００３７】
次に、転写版Ｈの上にソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成する為の電極材料ＤＭを成膜した後、パタニングする（図１（ｃ））。電極材料ＤＭのパタニング方法は、特に限定されるものでなく、例えば、スピンコート法やスリットコート法を用いて転写版Ｈの全面に電極材料層を成膜し、所望のパターンの反転パターンを凸部とした他の版を押し当てることにより、不要な電極材料層を除去してパタニングすることができる。また、微細なパターンを有する凸版を用いて電極パターンを形成してもよい。電極材料ＤＭとしては、ゲート電極Ｇの場合と同様の材料を用いることができる。尚、電極材料ＤＭで形成されるソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄは、半導体膜ＳＦに接するので、半導体材料へのキャリアの注入特性が優れた材料を用いるのが好ましい。具体的には、ｐ型有機半導体の場合には仕事関数の大きいＡｕ、ＩＴＯ、Ｐｔ等が好適である。また、電極材料ＤＭには、転写性能を安定させる為に、例えば有機半導体溶液に対し撥液性を有する界面活性剤等の添加剤を混入している。
【００３８】
次に、犠牲層ＧＦが成膜された基板Ｐと電極材料ＤＭがパタニングされた転写版Ｈとを対向させ（図１（ｄ））、犠牲層ＧＦの上に電極材料ＤＭを転写する。尚、電極材料ＤＭのパタニングから転写までの工程は、例えばμコンタクトプリント法を用いることができる。続いて、転写された電極材料ＤＭを加熱処理することでソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成する（図１（ｅ））。この時、加熱により、電極材料ＤＭに含有されている界面活性剤が、電極材料ＤＭ中から外部に拡散することで、転写された基板Ｐの全面に付着し撥液層ＫＦが成膜される（図１（ｆ））。尚、機能性材料としての界面活性剤の材料としては、特に限定されるものではなく、撥液性材料、表面処理材料等を用いることができる。撥液性材料の場合は半導体膜ＳＦを形成する際の隔壁材料として、表面処理材料の場合には有機ＴＦＴの性能を高める、具体的には、有機半導体の配列を制御する、Ｖｔｈを制御する等の機能を発揮することが可能となる。
【００３９】
次に、撥液層ＫＦが成膜された基板Ｐを例えばＤＭＦ溶媒に浸漬し、チャネル部ＣＨに形成されている犠牲層ＧＦを除去する。このとき、前述の加熱工程において、界面活性剤が電極材料ＤＭ中から外部に拡散し、犠牲層ＧＦのチャネル部ＣＨに対応する位置に付着して形成された撥液層ＫＦは、除去され、その下地層であるクリーンな状態のゲート絶縁膜ＧＩのチャネル部ＣＨを露出させることができる（図１（ｇ））。
【００４０】
次に、チャネル部ＣＨに半導体膜ＳＦを成膜する（図１（ｈ））。半導体膜ＳＦの材料としては、溶媒に溶解または分散させるものであれば、限定されるものではない。有機高分子材料は勿論のこと、低分子材料、オリゴマー等も用いることができる。また、半導体の前駆体を溶媒に溶解させたものでもよい。また、有機無機ハイブリッド材料、無機材料でも溶媒と同時に塗布し、溶媒を乾燥させることで半導体膜ＳＦを形成するものであれば用いることができる。半導体膜ＳＦの形成方法としては、半導体材料を溶媒に溶解または分散させた溶液をチャネル部ＣＨ近傍に塗布できる方法であれば限定されるものではない。例えば、ＩＪ法を用いることができる。このようにして、ＴＦＴ１を完成させる。
【００４１】
尚、半導体膜ＳＦを保護する為の図示しない保護膜を半導体膜ＳＦの上に成膜してもよい。保護膜の形成方法としては、スパッタ法等を用いて保護膜材料を成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いてパタニングすることで形成することができる。また、ＩＪ法を用いることもできる。保護膜の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の無機材料、ＰＶＡ、ＰＶＰ、ポリイミド樹脂、ノボラック樹脂等の有機材料を用いることができる。また、これらの材料を複数用いて積層してもよい。
【００４２】
このように、本発明の実施形態１に係るＴＦＴ１の製造方法においては、転写印刷法（μコンタクトプリント法）を用いて形成されたソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄの表面に、該ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄの材料に含有されている撥液性を有する成分（界面活性剤）を拡散させ、撥液層ＫＦを形成した後、予めチャネル部ＣＨに形成しておいた犠牲層ＧＦを除去し、該犠牲層ＧＦが除去されたチャネル部ＣＨに、液滴塗布法（ＩＪ法）を用いて半導体溶液を塗布し半導体膜ＳＦを成膜するようにした。
【００４３】
前述のように、転写印刷法を用いて電極（ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄ）を形成する際には、印刷性能を安定させる為に、電極材料ＤＭに例えば撥液性を有する界面活性剤等の添加剤を混入している。これらの界面活性剤は、電極の機能を出現させる為の焼成工程（加熱工程）において電極材料ＤＭ中から拡散し、転写された電極の表面に付着し撥液層ＫＦを形成する。この電極表面に形成された撥液層ＫＦを、液滴塗布法を用いて半導体膜ＳＦを成膜する際の前述のバンクとして利用することができる。すなわち、バンクを形成する為のみの工程を新たに設けることなく、元々設けられている電極の機能を出現させる為の焼成過程において、バンクが形成されることとなる。これにより、製造工程の複雑化と製造コストの高価格化を招くことなく、バンクを形成することができ、半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができる。
【００４４】
尚、撥液性を与える材料としてはフッ素系界面活性剤、フッ素系シランカップリング剤を用いることができる。また、電極が銀ナノ粒子からなる場合にはポリアリルアミンやポリアミン等の還元性を持つ材料を混合させることにより、電極の低抵抗化、または、焼成温度の低温化が可能となる。その他、機能性材料を混合することも可能である。
【００４５】
また、下地層（ボトムゲート構造の場合はゲート絶縁膜ＧＩ、トップゲート構造の場合は基板Ｐ）の表面のチャネル部ＣＨには、予め犠牲層ＧＦが形成されているので、焼成工程において界面活性剤が電極材料ＤＭ中からチャネル部ＣＨに向けて拡散しても、犠牲層ＧＦにより、チャネル部ＣＨへの付着は防止される。そして、界面活性剤が付着した犠牲層ＧＦを除去することにより、クリーンな状態の下地層のチャネル部ＣＨを露出させることができるので、半導体膜ＳＦを精度良く形成することができる。
【００４６】
これらにより、高性能を維持しながら、低価格、且つ、微細なＴＦＴ１を得ることが可能となる。
（実施形態２）
本発明の実施形態２に係るボトムゲート構造のＴＦＴの製造方法を図２を用いて説明する。図２（ａ）〜図２（ｈ）は、実施形態２に係るボトムゲート構造のＴＦＴ１の製造工程を示す断面模式図である。
【００４７】
実施形態２によるＴＦＴ１の製造方法は、犠牲層ＧＦの形成領域のみ実施形態１の場合と異なり、その他の工程は、実施形態１の場合と同様なのでその説明は省略する。すなわち、実施形態２の図２（ａ）〜図２（ｈ）に示す各工程は、実施形態１の場合の図１（ａ）〜図１（ｈ）に示した各工程に対応するものであり、概ね同様である。
【００４８】
実施形態２による犠牲層ＧＦは、図２（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜ＧＩ（トップゲート構造の場合は基板Ｐ）のチャネル部ＣＨに対応する領域のみに形成する。
【００４９】
このような構成にすることにより、実施形態１の場合と同様の効果を得ることができるとともに、さらに以下の効果を得ることができる。
【００５０】
犠牲層ＧＦをチャネル部ＣＨのみに設けることにより、電極材料ＤＭに含有されている界面活性剤が拡散し撥液層ＫＦが形成された後に犠牲層ＧＦを除去すると、犠牲層ＧＦが形成された領域のみの撥液層ＫＦが犠牲層ＧＦとともに除去され、チャネル部ＣＨには有機半導体溶液に対して親液性を有するゲート絶縁膜ＧＩを露出させ、その周縁を囲むように有機半導体溶液に対して撥液性を有する撥液層ＫＦを形成することができる。
【００５１】
すなわち、チャネル部ＣＨは有機半導体溶液に対して親液性を呈し、チャネル部ＣＨの周縁は撥液性を呈することになるので、この撥液・親液性パターンによりバンクとしての作用をより高めることができる。その結果、半導体膜を適正な膜厚で所定の位置により精度良く形成することができる。
（実施形態３）
本発明の実施形態３に係るボトムゲート構造のＴＦＴの製造方法を図３を用いて説明する。図３（ａ）〜図３（ｇ）は、実施形態３に係るボトムゲート構造のＴＦＴ１の製造工程を示す断面模式図である。
【００５２】
実施形態３によるＴＦＴ１の製造方法は、実施形態２の場合と同様にゲート絶縁膜ＧＩ（トップゲート構造の場合は基板Ｐ）のチャネル部ＣＨに対応する領域のみに犠牲層ＧＦを形成するものであるが、その形成方法は、転写により形成するものである。尚、その他の工程は、実施形態２の場合と同様なのでその説明は省略する。すなわち、実施形態３の図３（ａ）、図３（ｄ）〜図３（ｇ）に示す各工程は、実施形態２の場合の図２（ａ）、図２（ｅ）〜図ｈ（ｈ）に示した各工程に対応するものであり、概ね同様である。
【００５３】
実施形態３による犠牲層ＧＦの形成方法は、電極材料ＤＭがパタニングされた転写版Ｈの上に、ＩＪ法等を用いて犠牲層ＧＦを形成する為の犠牲層材料ＧＭを塗布、パタニングし（図３（ｂ））、ゲート絶縁膜ＧＩが成膜された基板Ｐの上に、パタニングされた電極材料ＤＭとともに犠牲層材料ＧＭを転写するものである（図３（ｃ））。尚、本実施形態においては、犠牲層ＧＦは、チャネル部ＣＨのみに形成しているが、実施形態１の場合と同様に、ゲート絶縁膜ＧＩの全面に形成してもよい。
【００５４】
このような構成にすることにより、実施形態２の場合と同様の効果を得ることができるとともに、さらに以下の効果を得ることができる。
【００５５】
犠牲層ＧＦをゲート絶縁膜ＧＩの上に直接形成するのではなく、転写版Ｈに形成することにより、転写版Ｈの撥液性を利用することが可能となり、ゲート絶縁膜ＧＩの上に形成するのに比べて、微細なパターンをより精度良く形成することができる。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
本発明の実施形態１に係るボトムゲート構造のＴＦＴ１の製造方法を用いた実施例を説明する。
【００５７】
最初に、基板Ｐとしてガラスを用い、その上に、ＲＦスパッタ法を用いてＡｌ膜を厚み１３０ｎｍで成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いてパタニングしゲート電極Ｇを形成した（図１（ａ））。続いて、スピンコート法を用いてポリイミド系樹脂を厚み５００ｎｍで成膜しゲート絶縁膜ＧＩを成膜した（図１（ａ））。
【００５８】
次に、ゲート絶縁膜ＧＩの上に、スピンコート法を用いてＰＭＧＩ  ＳＦ３（化薬マイクロケム社製）を厚み５０ｎｍで成膜した後、１９０℃で５分間乾燥させることで犠牲層ＧＦを形成した（図１（ｂ））。
【００５９】
次に、転写版Ｈの上に、凸版反転オフセット印刷法を用いてソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成する為の電極材料ＤＭとしてのフッ素系界面活性剤Ｎｏｖａｋ  ＦＣ−４４３０（３Ｍ社製）を０．５質量％添加した銀ナノインクを厚み２００ｎｍで成膜し、パタニングした（図１（ｃ））。
【００６０】
次に、犠牲層ＧＦが成膜された基板Ｐと電極材料ＤＭがパタニングされた転写版Ｈとを対向させ（図１（ｄ））、犠牲層ＧＦの上にパタニングされた電極材料ＤＭを転写した。続いて、転写された電極材料ＤＭを２００℃で加熱処理することでソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成した（図１（ｅ））。この時、加熱により、電極材料ＤＭに含有されている界面活性剤が、電極材料ＤＭ中から外部に拡散することで、転写された基板Ｐの全面に付着し撥液層ＫＦが成膜された（図１（ｆ））。
【００６１】
次に、撥液層ＫＦが成膜された基板Ｐを水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）２．３８％水溶液に浸漬し、チャネル部ＣＨに形成されている犠牲層ＧＦを除去した。このとき、前述の加熱工程において、界面活性剤が電極材用Ｍ中から外部に拡散し、犠牲層ＧＦのチャネル部ＣＨに対応する位置に付着して形成された撥液層ＫＦは、除去され、その下地層であるクリーンな状態のゲート絶縁膜ＧＩのチャネル部ＣＨが露出した（図１（ｇ））。
【００６２】
次に、チャネル部ＣＨに、ピエゾ方式のＩＪ法を用いて有機半導体を有機溶媒に溶解させた有機半導体溶液を滴下した後、乾燥させることで半導体膜ＳＦを成膜した（図１（ｈ））。
【００６３】
次に、半導体膜ＳＦの上に、スパッタ法を用いてＳｉＯ２を成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いてパタニングすることで図示しない保護膜を形成し、ＴＦＴ１を完成させた。
【００６４】
このようにして製作したＴＦＴ１の移動度は平均０．１８ｃｍ２／Ｖｓｅｃ、ＯＮ−ＯＦＦ比は１２５０００であった。μコンタクトプリント法によりチャネル長が４μｍの微細なソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成することができ、且つ、半導体膜ＳＦの成膜にはＩＪ法を用いて有機半導体溶液の液滴を吐出しても、有機半導体溶液は、ゲート絶縁膜ＧＩのチャネル部ＣＨの表面において広がり薄膜を形成することができ、有機ＴＦＴとしても高い性能を示すことが確認できた。
（実施例２）
本発明の実施形態２に係るボトムゲート構造のＴＦＴ１の製造方法を用いた実施例を説明する。
【００６５】
最初に、実施例１の場合と同様にして、基板Ｐの上にゲート電極Ｇを形成し、その上にゲート絶縁膜ＧＩを成膜した（図２（ａ））。
【００６６】
次に、ゲート絶縁膜ＧＩの上に、スピンコート法を用いてＰＭＧＩ  ＳＦ３（化薬マイクロケム社製）を厚み５０ｎｍで成膜した後、１９０℃で５分間乾燥させることでＰＭＧＩ  ＳＦ３薄膜を形成した。続いて、ＰＭＧＩ  ＳＦ３薄膜の上に、スピンコート法を用いてＯＦＰＲ−８００（ＪＳＲ社製）を塗布しレジスト膜を成膜した。続いて、レジスト膜の上に、フォトマスクを用いてＵＶ光を照射した後、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）２．３８％に６０秒間浸漬することにより現像を行いＰＭＧＩ  ＳＦ３薄膜をパタニングした。その後、ＤＭＡＣ溶媒を用いてレジスト膜を除去することで、ＰＭＧＩ  ＳＦ３薄膜からなる犠牲層ＧＦをチャネル部ＣＨに対応する位置に形成した（図２（ｂ））。
【００６７】
次に、実施例１の場合と同様にして、転写版Ｈの上に、電極材料ＤＭをパタニングした後（図２（ｃ））、犠牲層ＧＦが形成された基板Ｐと電極材料ＤＭがパタニングされた転写版Ｈとを対向させ（図２（ｄ））、犠牲層ＧＦの上にパタニングされた電極材料ＤＭを転写した。続いて、転写された電極材料ＤＭを２００℃で加熱処理することでソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成した（図２（ｅ））。この時、加熱により、電極材料ＤＭに含有されている界面活性剤が、電極材料ＤＭ中から外部に拡散することで、転写された基板Ｐの全面に付着し撥液層ＫＦが成膜された（図２（ｆ））。
【００６８】
次に、撥液層ＫＦが成膜された基板Ｐを水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）２．３８％水溶液に浸漬し、チャネル部ＣＨに形成されている犠牲層ＧＦを除去した。このとき、前述の加熱工程において、界面活性剤が電極材用Ｍ中から外部に拡散し、犠牲層ＧＦのチャネル部ＣＨに対応する位置に付着して形成された撥液層ＫＦは、除去され、チャネル部ＣＨには有機半導体溶液に対して親液性を有するゲート絶縁膜ＧＩが露出し、その周縁を囲むように有機半導体溶液に対して撥液性を有する撥液層ＫＦが形成された（図２（ｇ））。
【００６９】
その後、実施例１の場合と同様にして、半導体膜ＳＦ（図２（ｈ））、保護膜を成膜し、ＴＦＴ１を完成させた。
【００７０】
このようにして製作したＴＦＴ１の移動度は平均０．１９ｃｍ２／Ｖｓｅｃ、ＯＮ−ＯＦＦ比は１３００００であった。μコンタクトプリントによりチャネル長が４μｍの微細なソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成することができ、且つ、チャネル部ＣＨは有機半導体溶液に対して親液性を呈し、チャネル部ＣＨの周縁は撥液性を呈することになるので、この撥液・親液性パターンによりバンクとしての作用をより高めることができ、半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置により精度良く形成できることが確認できた。
（実施例３）
本発明の実施形態３に係るボトムゲート構造のＴＦＴ１の製造方法を用いた実施例を説明する。
【００７１】
最初に、実施例１の場合と同様にして、基板Ｐの上にゲート電極Ｇを形成し、その上にゲート絶縁膜ＧＩを成膜した（図３（ａ））。
【００７２】
次に、ＰＤＭＳ平板（図３（ｂ）：転写版Ｈ）の上に、スピンコート法を用いてソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成する為の電極材料ＤＭとしての銀ナノインクを成膜した後、凸版反転オフセット印刷法を用いてパタニングした。続いて、パタニングされた電極材料ＤＭが成膜されたＰＤＭＳ平板のチャネル部ＣＨに対応する位置に、ＩＪ法を用いて犠牲層ＧＦを形成する為の犠牲層材料ＧＭとしてのＰＭＧＩ  ＳＦ３（化薬マイクロケム社製）を塗布し、パタニングした（図３（ｂ））。
【００７３】
次に、実施例１の場合と同様にして、ゲート絶縁膜ＧＩが形成された基板Ｐと電極材料ＤＭおよび犠牲層材料ＧＭがパタニングされた転写版Ｈとを対向させ（図３（ｃ））、ゲート絶縁膜ＧＩの上にパタニングされた電極材料ＤＭおよび犠牲層材料ＧＭを転写し、犠牲層ＧＦを形成した。続いて、転写された電極材料ＤＭを２００℃で加熱処理することでソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成した（図３（ｄ））。この時、加熱により、電極材料ＤＭに含有されている界面活性剤が、電極材料ＤＭ中から外部に拡散することで、転写された基板Ｐの全面に付着し撥液層ＫＦが成膜された（図３（ｅ））。
【００７４】
次に、撥液層ＫＦが成膜された基板Ｐを水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）２．３８％水溶液に浸漬し、チャネル部ＣＨに形成されている犠牲層ＧＦを除去した。このとき、前述の加熱工程において、界面活性剤が電極材用Ｍ中から外部に拡散し、犠牲層ＧＦのチャネル部ＣＨに対応する位置に付着して形成された撥液層ＫＦは、除去され、チャネル部ＣＨには有機半導体溶液に対して親液性を有するゲート絶縁膜ＧＩが露出し、その周縁を囲むように有機半導体溶液に対して撥液性を有する撥液層ＫＦが形成された（図３（ｆ））。
【００７５】
その後、実施例１の場合と同様にして、半導体膜ＳＦ（図３（ｇ））、保護膜を成膜し、ＴＦＴ１を完成させた。
【００７６】
このようにして製作したＴＦＴ１の移動度は平均０．１６ｃｍ２／Ｖｓｅｃ、ＯＮ−ＯＦＦ比は１１００００であった。μコンタクトプリントによりチャネル長が４μｍの微細なソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成することができ、且つ、チャネル部ＣＨは有機半導体溶液に対して親液性を呈し、チャネル部ＣＨの周縁は撥液性を呈することになるので、この撥液・親液性パターンによりバンクとしての作用をより高めることができ、半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置により精度良く形成できることが確認できた。さらに、犠牲層ＧＦをゲート絶縁膜ＧＩの上に直接形成するのではなく、転写版Ｈに形成することにより、転写版Ｈの撥液性を利用することが可能となり、ゲート絶縁膜ＧＩの上に形成するのに比べて、微細なパターンをより精度良く形成できることが確認できた。
（実施例４）
実施例４は、実施例１に対し、犠牲層ＧＦの材料および形成条件のみ異ならせ、その他の工程は実施例１の場合と同様した。
【００７７】
すなわち、図１（ｂ）に示す工程において、ゲート絶縁膜ＧＩの上に、スピンコート法を用いて還元性を有するＰＡＡ−０１（日東紡社製）を厚み１００ｎｍで成膜した後、１００℃で２分間乾燥させることで犠牲層ＧＦを形成した（図１（ｂ））。尚、犠牲層の除去にはアルカリ性の洗剤を用いた。
【００７８】
このようにして製作したＴＦＴ１の移動度は平均０．１８ｃｍ２／Ｖｓｅｃ、ＯＮ−ＯＦＦ比は１２５０００であった。μコンタクトプリント法によりチャネル長が４μｍの微細なソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄを形成することができ、且つ、半導体膜ＳＦの成膜にはＩＪ法を用いて有機半導体溶液の液滴を吐出しても、有機半導体溶液は、ゲート絶縁膜ＧＩのチャネル部ＣＨの表面において広がり薄膜を形成することができ、有機ＴＦＴとしても高い性能を示すことが確認できた。さらに、犠牲層ＧＦの材料として還元性を有するＰＡＡ−０１（ポリアリルアミン）を用いることにより、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄの電極材料ＤＭである銀ナノ粒子の還元反応を促進させることができ、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄが低抵抗化されることが確認できた。
【符号の説明】
【００７９】
１  ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
ＣＨ  チャネル部
Ｄ  ドレイン電極
Ｇ  ゲート電極
ＧＦ  犠牲層
ＧＩ  ゲート絶縁膜
Ｈ  転写版
ＫＦ  撥液層
Ｐ  基板
Ｓ  ソース電極
ＳＦ  半導体膜
【図１】
0005560629.tif 000002
【図２】
0005560629.tif 000003
【図３】
0005560629.tif 000004