(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも１部に熱変換材料または熱変換材料を含むエリアと、
前記熱変換材料または熱変換材料を含むエリアに隣接もしくは近接して金属酸化物または金属酸化物を含むエリアと、
を配置し、
マイクロ波（周波数０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ）を照射して、該金属酸化物が発生する熱により、熱変換材料を機能材料に変換する電子デバイスの製造方法であって、
下記（１）〜（３）：
（１）前記電子デバイスがトランジスタ素子である：
（２）前記熱変換材料が絶縁膜前駆体材料、保護膜前駆体材料、Ｇａ、Ａｌのいずれかの元素を含む金属酸化物半導体前駆体、または有機半導体前駆体である：
（３）前記金属酸化物または前記金属酸化物を含むエリアは前記金属酸化物を含む電極を有し、前記熱変換材料または前記熱変換材料を含むエリアとして、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリア、保護膜前駆体エリアのうち少なくとも二つ以上を有する：
の少なくとも一の要件を満たすことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記金属酸化物が導電体であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記金属酸化物が少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎのいずれかの酸化物を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記金属酸化物または金属酸化物を含むエリアが電極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記（１）および／または前記（３）を満たし、前記熱変換材料が電極前駆体材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記電極前駆体材料が金属を含み、前記金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリア
と隣接することを特徴とする請求項５に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記（１）および／または前記（３）を満たし、前記熱変換材料が金属酸化物半導体前駆体であり、金属酸化物半導体に変換されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記（１）および／または前記（３）を満たし、前記熱変換材料が少なくとも、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれかの元素を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記（１）および／または（２）を満たし、前記熱変換材料を含むエリアとして、前記金属酸化物または金属酸化物を含むエリアと、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリアおよび保護膜前駆体エリアから選ばれる少なくとも一つ以上を形成後、
マイクロ波（周波数０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ）を照射し、
前記熱変換材料を含むエリアを加熱することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
少なくとも前記（１）を満たし、前記トランジスタ素子がボトムゲート構造であり、ゲート電極が前記金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリアからなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】
少なくとも前記（１）を満たし、前記トランジスタ素子がボトムコンタクト構造であり、ゲート電極が金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリアからなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１２】
少なくとも前記（１）を満たし、前記トランジスタ素子がトップゲート構造であり、ゲート電極が金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリアからなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記熱変換材料または前記熱変換材料を含むエリアとして、電極前駆体材料、半導体前駆体材料、絶縁体前駆体材料および保護膜前駆体材料の少なくとも一つ以上の層が塗布により前記基板上に形成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１４】
金属酸化物が発生する熱により、１００℃〜３００℃で処理することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記基板が樹脂基板であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１６】
金属酸化物または金属酸化物を含むエリア（熱源エリア）と電子デバイスの基板の最短距離が、マイクロ波（周波数０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ）を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と、加熱変換される機能層前駆体エリア全境界間の最長距離の、１／２００〜１．０倍であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記基板が樹脂基板であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法で製造された電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波吸収能を持つ物質を用いて、電極および絶縁層、半導体層等の各種機能膜を複数同時に形成する電子デバイスの効率の高い製造方法に関し、より詳しくは、塗布プロセス（印刷やＩＪ）により製造が可能であって、同時に電極形成、半導体形成工程の１工程化ができる生産効率の高い電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属膜を酸化し金属酸化物半導体膜に変換する技術として、基板上に形成したＣｕ、Ｚｎ、Ａｌ等の金属膜を、熱酸化やプラズマ酸化等により酸化し金属酸化物半導体膜に変換する試みがされている（例えば特許文献１）。ドーパントにＩｎ等の記載もある。【０００３】
また、有機金属を分解酸化（加熱、分解反応）することで、非晶質酸化物を形成するものも知られている（例えば特許文献２）。【０００４】
また、ゾルゲル法による酸化物半導体薄膜の合成についても知られている（非特許文献１）。【０００５】
これらは、前駆体の酸化に、熱酸化、またはプラズマ酸化を用いている。しかしながら、通常の熱酸化法を用いる場合、４００℃以上の非常に高い温度域で処理しているため、エネルギー効率が悪く、比較的長い処理時間を要してしまうことや、処理中の基板温度も処理温度と同じ温度まで上昇するため、軽く、フレキシビリティを有する樹脂基板などへの適用が困難となる。【０００６】
また、プラズマ酸化の場合は、非常に反応性の高いプラズマ空間で処理を行うために、薄膜トランジスタの製造プロセスにて、電極や絶縁膜などを劣化させ、移動度やｏｆｆ電流（暗電流）が悪化するなどの問題が発生した。【０００７】
また、トランジスタ化するとき、電極を形成した基板に、少なくとも電極パターニング工程が必要となり、さらに別に半導体層を形成する必要があった。【０００８】
また、ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する場合等にも同様のことがいえ、ゲート電極作成済みの基板に、例えば、ゲート絶縁層を形成するための所定の溶液を塗布し２００℃以下で乾燥する（特許文献３）。同様に、電極作製工程と絶縁膜作製工程が別工程となり、生産効率は悪いのである。また、外部加熱による乾燥なので、絶縁膜の乾燥だけでも時間を要してしまう。【０００９】
特許文献４には、真空系での作製の例が記載されているが、釜により作製サイズが制限される。また、電極作製工程と絶縁膜作製工程は明らかに別工程であり生産効率は悪い。また、特許文献５には、大気圧プラズマＣＶＤ法による絶縁膜作製工程が記載されてはいるが、同様に電極作製工程と絶縁膜作製工程は明らかに別工程であり同様に生産効率が悪い。【００１０】
さらに、他の物質を熱源として焼成を行う方法として非特許文献２、３に記載のようにダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の赤外光吸収を利用する方法が開示されている。この方法は半導体用のａ−Ｓｉのアニールおよび、ｐｏｌｙ−Ｓｉの形成に用いられ、Ｓｉに隣接した部分にＤＣＬ層を真空スパッタ法で形成し、このＤＬＣ層に赤外レーザーを照射することでアニールおよびＳｉの結晶化を行う。しかし、この方法は、ＤＬＣ層を真空系で形成すること、加熱後には本来不要なＤＬＣ層を除去する必要があり、生産性、材料効率とも低いことに問題がある。
【特許文献１】特開２００３−１７９２４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３２３１号公報
【特許文献３】特開２００４−３０４１１５号公報
【特許文献４】米国特許公開第２００４／０１２４４１６号明細書
【特許文献５】特開２０００−１８５３６２号公報
【非特許文献１】化学工業２００６年１２月号７頁〜１２頁
【非特許文献２】薄膜材料デバイス研究会第４回集会予稿集IIａ−１  ７２〜７５頁
【非特許文献３】薄膜材料デバイス研究会第４回集会予稿集Ｐ−８  １３４〜１３６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
電子デバイス、なかでも薄膜トランジスタにおける生産効率の向上と性能の向上、具体的には、キャリア移動度の向上、ｏｎ／ｏｆｆ比の向上を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記課題は以下の手段により達成される。【００１３】
１．基板上に、少なくとも１部に熱変換材料または熱変換材料を含むエリアと、
前記熱変換材料または熱変換材料を含むエリアに隣接もしくは近接して金属酸化物または金属酸化物を含むエリアと、
を配置し、
マイクロ波（周波数０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ）を照射して、該金属酸化物が発生する熱により、熱変換材料を機能材料に変換する電子デバイスの製造方法であって、
下記（１）〜（３）：
（１）前記電子デバイスがトランジスタ素子である：
（２）前記熱変換材料が絶縁膜前駆体材料、保護膜前駆体材料、Ｇａ、Ａｌのいずれかの元素を含む金属酸化物半導体前駆体、または有機半導体前駆体である：
（３）前記金属酸化物または前記金属酸化物を含むエリアは前記金属酸化物を含む電極を有し、前記熱変換材料または前記熱変換材料を含むエリアとして、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリア、保護膜前駆体エリアのうち少なくとも二つ以上を有する：
の少なくとも一の要件を満たすことを特徴とする電子デバイスの製造方法；
２．前記金属酸化物が導電体であることを特徴とする前記１に記載の電子デバイスの製造方法；
３．前記金属酸化物が少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎのいずれかの酸化物を含むことを特徴とする前記１または２に記載の電子デバイスの製造方法；
４．前記金属酸化物または金属酸化物を含むエリアが電極であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法；
５．前記（１）および／または前記（３）を満たし、前記熱変換材料が電極前駆体材料であることを特徴とする前記１〜４のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
６．前記電極前駆体材料が金属を含み、前記金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリアと隣接することを特徴とする前記５に記載の電子デバイスの製造方法；
７．前記（１）および／または前記（３）を満たし、前記熱変換材料が金属酸化物半導体前駆体であり、金属酸化物半導体に変換されることを特徴とする前記１〜４のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
８．前記（１）および／または前記（３）を満たし、前記熱変換材料が少なくとも、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれかの元素を含むことを特徴とする前記７に記載の電子デバイスの製造方法；
９．前記（１）および／または（２）を満たし、前記熱変換材料を含むエリアとして、前記金属酸化物または金属酸化物を含むエリアと、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリアおよび保護膜前駆体エリアから選ばれる少なくとも一つ以上を形成後、
マイクロ波（周波数０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ）を照射し、
前記熱変換材料を含むエリアを加熱することを特徴とする前記１〜８のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１０．少なくとも前記（１）を満たし、前記トランジスタ素子がボトムゲート構造であり、ゲート電極が前記金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリアからなることを特徴とする前記１〜９のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１１．少なくとも前記（１）を満たし、前記トランジスタ素子がボトムコンタクト構造であり、ゲート電極が金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリアからなることを特徴とする前記１〜９のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１２．少なくとも前記（１）を満たし、前記トランジスタ素子がトップゲート構造であり、ゲート電極が金属酸化物または金属酸化物が含まれるエリアからなることを特徴とする前記１〜９のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１３．前記熱変換材料または前記熱変換材料を含むエリアとして、電極前駆体材料、半導体前駆体材料、絶縁体前駆体材料および保護膜前駆体材料の少なくとも一つ以上の層が塗布により前記基板上に形成されることを特徴とする前記１〜１２のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１４．金属酸化物が発生する熱により、１００℃〜３００℃で処理することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法；
１５．前記基板が樹脂基板であることを特徴とする前記１〜１４のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１６．金属酸化物または金属酸化物を含むエリア（熱源エリア）と電子デバイスの基板の最短距離が、マイクロ波（周波数０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ）を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と、加熱変換される機能層前駆体エリア全境界間の最長距離の、１／２００〜１．０倍であることを特徴とする前記１〜１５のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１７．前記基板が樹脂基板であることを特徴とする前記１〜１６のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法；
１８．前記１〜１７のいずれか１に記載の電子デバイスの製造方法で製造された電子デバイス。
【発明の効果】
【００４０】
本発明により、電極材料としてＩＴＯ前駆体のような金属酸化物を用い、電極とその近傍（例えば隣接層の）を同時に加熱することで、電極に隣接した機能材料層を同時に熱処理することができ、これにより、半導体前駆体や、絶縁体前駆体のような熱で機能化する材料から、半導体、また絶縁層等の機能層の形成を、電極形成と同時に進行させることができ、生産効率が向上すると共に、電極／機能層界面が最適に形成されるためトランジスタ性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】電極パターン（エリア）を熱源として電磁波を照射することでこの上の熱変換材料を半導体層に変換する本発明の一の態様を示す概略断面図である。
【図２】電極パターン（エリア）を熱源として電磁波を照射することでこの上の熱変換材料を絶縁層に変換する本発明の二の態様を示す概略断面図である。
【図３】熱源エリアと基板との距離が、また熱源エリアと加熱変換される機能層前駆体エリアとの距離の関係を示す図である。
【図４】膜トランジスタ素子の代表的な構成を示す図である。
【図５】薄膜トランジスタ素子が複数配置される電子デバイスである薄膜トランジスタシート１０の１例の概略の等価回路図である。
【図６】実施例５の製造プロセスを概略断面図にて示す図である。
【図７】実施例６の製造プロセスを概略断面図にて示す図である。
【図８】実施例７の製造プロセスを概略の断面図にて示した。
【図９】実施例８の製造プロセスを概略の断面図にて示した。
【図１０】実施例９の製造プロセスを概略の断面図にて示した。
【図１１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子への適用例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  半導体層
２  ソース電極
３  ドレイン電極
４  ゲート電極
５  ゲート絶縁層
１０  薄膜トランジスタシート
１１  ゲートバスライン
１２  ソースバスライン
１４  薄膜トランジスタ素子
１５  蓄積コンデンサ
１６  出力素子
１７  垂直駆動回路
１８  水平駆動回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明は、基板上に、少なくとも１部に熱変換材料を配置、または熱変換材料を含むエリアを配置し、これに隣接もしくは近接して電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質を含むエリアを配置して、これに電磁波を照射して、該電磁波吸収能を持つ物質が発生する熱により、熱変換材料を機能材料に変換することを特徴とする電子デバイスの製造方法である。【００４４】
電子デバイスとして薄膜トランジスタを作製する場合、基本的な構成要素としてゲート電極、ゲート絶縁層（膜）、薄膜半導体、ソース・ドレイン電極があげられ、これらの構成要素が積層構造をとる。各々の構成要素が導電性や絶縁性などの必要な機能を発現すると同時に、積層構造となるため、各構成要素間の界面が精密に形成されないと所望のトランジスタ特性を得ることができない。半導体／ゲート絶縁層界面の劣化による移動度の低下や、ゲート絶縁層中への極微量な不純物の混入によるリーク電流の増加が懸念される。【００４５】
例えば、本発明の方法を薄膜トランジスタの作製に用いると、電磁波を照射することで電磁波吸収能をもつ構成要素そのものが発熱するため、前駆体材料を加熱するための特別な添加物や付加的な構造を必要とせず、また複数の構成要素を同時に形成できるため各構成要素の前駆体材料を効率的に機能材料に変換することが可能である。さらに、電磁波による局所加熱特有の効果と推定されるが、発熱部近傍の各構成要素界面が比較的精密に形成され、加熱温度が低い場合においても高性能の薄膜トランジスタが作製可能である。基板を含む素子の集合体であるデバイス全体を加熱する従来の加熱する方法に対して、基板と電子デバイス（素子）の構成要素、あるいは構成要素間の熱膨張係数の差異による接着性の不良や内部応力による素子特性の低下などが起こりにくく、より良好な性能が得られると考えられる。また、従来の加熱方法を適用した場合と比較すると、熱膨張係数の大きい樹脂基板を用いた場合に、より大きな効果が得られる。【００４６】
また、本発明の形態の一部では、前駆体溶液から各機能層の形成を、印刷やＩＪ法を用いた塗布プロセスあるいはウェットプロセスにより行うことができ、大気圧下にて、連続生産、あるいはロールｔｏロールと呼ばれるフレキシブル基板を用いた生産が可能になる。従って従来のスパッタ法、ＣＶＤ法を用いた真空系装置を用いたバッチ生産に対して、大幅な生産効率の向上が可能となる。また、塗布プロセスあるいはウェットプロセスを用いて製造した各機能層では、接着性の良好な、精密な界面形成ができることから、良好な性能の電子デバイスを得ることができる。さらに、印刷法やＩＪ法によるオンデマンドパターニングが可能であることから、従来のフォトリソグラフ法を用いたパターニングに比較し、工程の省力化が可能であり、さらに生産効率の向上を図ることができる。【００４７】
ここで熱変換材料とは、熱により電子デバイスにおける種々の機能材料（層）に変換される前駆体を意味し、具体的には、例えば、半導体材料前駆体、絶縁材料前駆体、また電極材料前駆体等であり、それぞれ半導体、絶縁材料、電極等に、熱によって変換される機能材料前駆体である。熱変換材料には、熱によって反応する材料だけでなくいわゆるアニーリング効果を発現する材料も含まれる。【００４８】
本発明において、電磁波吸収能を持つ物質とは、その物質に電磁波を照射した場合にその物質自身の発熱により、その物質の温度が昇温可能な物質の事をさす。物質に熱電対等の温度センサーを接触させながら、電磁波を照射することで、その物質が昇温するか否かは確認することができる。【００４９】
電磁波吸収能を持つ物質としては、例えば、金属酸化物であり、さらに、前記電磁波吸収能を持つ物質は導電体であることが好ましい。【００５０】
金属酸化物を導電体として用いる場合、１．０×１０−２Ω・ｃｍ以下の比抵抗であることが好ましい。さらに好ましくは、１．０×１０−４Ω・ｃｍ以下の比抵抗である。上記範囲の比抵抗の金属酸化物を用いることにより、電極としての機能と電磁波吸収による発熱体としての機能をバランスよく付与することができる。【００５１】
また、前記の金属酸化物中、導電性が高いことから、少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎの酸化物を含むことが好ましく、より電磁波吸収能が高いことから、少なくともＩｎ、Ｓｎ、特に、Ｉｎ酸化物を含むことが好ましい。【００５２】
特に、例えば、導電体であるＩＴＯを電極に用いたとき、このＩＴＯ電極パターン部は最初に高温になる。このような電磁波吸収能を持つ物質のパターンを形成後、例えば、この上に、機能層前駆体（例えば半導体前駆体）エリア（薄膜）を形成し、電磁波の照射を行うことで、ＩＴＯからなる電極パターン部のみでなくその近傍も高温となり、ＩＴＯにより熱変換材料層から機能材料層（例えば半導体層）への形成を同時に進行させることができる。【００５３】
また、電極パターンに従い電極材料前駆体エリアを形成したのち熱変換材料を含むエリアを形成して、電磁波照射を行えば、電極、機能材料層のいずれも同時に形成される。【００５４】
電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質を含むエリアとしては電極であることが好ましい。【００５５】
電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質を含むエリアを電極に適用した電子デバイスとしては、例えば、薄膜トランジスタ素子が好ましい。【００５６】
電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質を含むエリアを電極とし、絶縁膜、半導体、保護膜等複数の機能層エリアを形成し、電磁波照射により、少なくとも電磁波吸収能を持つ電極、また電極前駆体エリアを熱源として、機能層前駆体層エリアを同時に加熱して複数の機能層を同時に形成することのできるので、薄膜トランジスタ素子であることが好ましい。【００５７】
例えば、電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質が含まれる電極と、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリア、保護膜前駆体エリアのうち少なくとも２つの機能層前駆体エリアを形成後、電磁波を照射し、機能層前駆体層エリアを同時に加熱して複数の機能層を同時に形成する。【００５８】
また、電極を、電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質が含まれる電極前駆体により形成して、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリア、保護膜前駆体エリア等のうち少なくとも１つの機能層前駆体エリアを形成して後、電磁波を照射して、電極前駆体エリア自身と、機能層前駆体エリアを加熱して電極と機能層とを共に形成することもできる。【００５９】
従って、本発明は、基板上に、電磁波吸収能を持つ物質でエリアを形成し、その上に機能材料前駆体を含むエリアを形成したのち、これに電磁波を照射することにより、電磁波吸収能を持つ物質で形成されたエリアを発熱させ、発生する熱によって、電磁波吸収能を持つ物質が含まれるエリアの近傍において、機能材料前駆体を含むエリアを加熱して、機能材料前駆体から機能材料（薄膜）への転換を行う薄膜素子（薄膜デバイス）の製造方法である。【００６０】
機能材料或いはその膜に変換される熱変換材料としては、例えば、本発明の第一の態様として、熱変換材料が半導体前駆体材料である場合が挙げられる。また、第二の態様としては、熱変換材料が絶縁膜前駆体材料である場合が挙げられ、第三の態様としては、熱変換材料が保護膜前駆体材料である場合が挙げられ、また、さらに熱変換材料が電極前駆体材料である場合も挙げられる。【００６１】
以下、順次説明する。【００６２】
本発明の一の態様として、基板上に、電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質が含まれる電極パターン（エリア）を形成し、その上に熱変換材料として半導体前駆体材料エリア（薄膜）を形成したのち、これに電磁波を照射することにより、電極と半導体層を同時に形成することが挙げられる。【００６３】
前記第一の態様について、図を用いて説明する。【００６４】
図１は、例えば、ガラス基板６上にＩＴＯ薄膜からなるゲート電極４を、さらに、この上にゲート絶縁層５を形成したところを断面図で示している（図１（１））。ガラス基板上に、例えばスパッタ法によりＩＴＯ薄膜を形成した後パターニングすることで電極パターンを、次いで同様にスパッタあるいはプラズマＣＶＤ法等により酸化珪素からなる絶縁層を形成する。ここで導電性のＩＴＯは電磁波吸収能を持つている。【００６５】
次いで、ゲート絶縁層５上に、例えば、Ｉｎ（ＮＯ３）３、Ｚｎ（ＮＯ３）２、Ｇａ（ＮＯ３）３（組成比質量で１：１：１）それぞれをアセトニトリルに溶解した溶液を、インクジェット装置によって、吐出して、金属イオン含有薄膜を成膜する。これを脱水、乾燥処理して、例えば、平均膜厚は１００ｎｍの半導体前駆体材料エリア（金属酸化物半導体前駆体材料薄膜１′）を形成する（図１（２））。【００６６】
このように、ゲート電極４上に、金属酸化物半導体前駆体材料薄膜１′をそのチャネル領域（エリア）に成膜し、その後、これに電磁波を照射すると、電磁波（マイクロ波）照射によって、電磁波吸収能を持つＩＴＯからなる電極パターンがこれを吸収する。これにより、電極パターン内部に熱が発生し、熱はその近傍を伝熱によって加熱するので、金属酸化物半導体前駆体材料膜１′は、金属酸化物半導体層１に転化する（図１（３））。【００６７】
オーブンなどを用いた通常の加熱方法に比較し、本発明の電磁波（マイクロ波）照射による加熱方法を用いることで、より良好な金属酸化物半導体層を得ることができる。金属酸化物半導体前駆体材料から金属酸化物半導体が生成するに際し、電磁波吸収能を持つＩＴＯからなる電極パターンからの伝導熱以外の作用、例えば金属酸化物半導体前駆体材料への電磁波の直接的な作用を示唆する効果が得られている。機構は十分に明らかになっていないが、金属酸化物半導体前駆体材料の加水分解や脱水、分解、酸化等による金属酸化物半導体への転化が電磁波により促進された結果と推定される。【００６８】
金属酸化物半導体前駆体材料膜１′の金属酸化物半導体層１への転化は、酸素を含む雰囲気下、あるいは大気中で行うことが、半導体特性の向上のため好ましい。【００６９】
（加熱温度）
本発明において、前駆体材料を加熱する温度は前駆体を含有する薄膜表面の温度が５０℃〜１０００℃の範囲で任意に設定することができるが、電子デバイスの、デバイスの特性や生産効率の観点から、５０℃〜４００℃にすることが好ましい。薄膜表面の温度、基板の温度等は熱電対を用いた表面温度計、放射温度の測定が可能な放射温度計、ファイバー温度計などにより測定できる。により測定できる。加熱温度は電磁波の出力、照射時間、さらには照射回数により制御することが可能である。さらに好ましい加熱温度範囲は１００℃〜３００℃であり、樹脂基板のような耐熱性の低い基板を使用することも可能である。また、前駆体材料を加熱する時間は、任意に設定できるが、電子デバイスの特性や生産効率の観点から、１秒以上６０分以下の範囲が好ましい。より好ましくは５分〜３０分である。【００７０】
次いで、ソース電極２、ドレイン電極３を例えば金蒸着等により形成すれば、薄膜トランジスタ素子が得られる（図１（４））。【００７１】
また、金属酸化物半導体前駆体材料薄膜１′にかわって、半導体層として、例えば有機半導体前駆体材料、例えば、特開２００３−３０４０１４号公報に記載の如きビシクロポルフィリン化合物を用いて半導体の前駆体層を作製することで、ＩＴＯ電極の電磁波吸収による発熱による熱分解によって、同じく有機半導体層に変換できるので、有機薄膜トランジスタを効率よく形成することが可能である。【００７２】
ＩＴＯ薄膜は電磁波吸収能を持つ物質であるが、通常の金属材料からなる電極を用いる場合には、電磁波吸収をしないので、電極上に、ＩＴＯ等の電磁波吸収能を持つ物質を形成し、これにより電極を熱源とすることができる。また、これにより、後述する電極前駆該材料を用いて電極パターンを形成し、この上に形成されたＩＴＯ等の電磁波吸収能を持つ物質により、これを電極材料に変換することも可能である。【００７３】
また、逆に、金属酸化物導電体であるＩＴＯ薄膜上に、電極材料前駆体、例えば、特開平３−３４２１１号、特開平１１−８０６４７号等に記載された金属のナノ粒子（分散体）を適用して、ＩＴＯの発熱によって、焼成して電極とすることも可能である。【００７４】
上記においては、機能層として、半導体層を、電磁波吸収能を有する電極パターンからの電磁波照射による発熱で形成する例であるが、例えば第二の態様のように、変換材料として絶縁層前駆体材料（後述する）を用いて、これを絶縁層に変換・形成することが可能である。【００７５】
この例を図２に示す。図は、ガラス基板６上にＩＴＯからなるゲート電極４、さらに絶縁膜パターンに従い絶縁膜前駆体エリア５′を形成したところを示している。ＩＴＯは、例えばスパッタ法によりガラス基板上に形成する。マスクを用いることにより、またフォトレジストによりパターニングすることでゲート電極４パターンを得る。【００７６】
絶縁膜前駆体材料としては、例えば、酸化珪素膜を形成する場合、テトラエトキシシラン、またジシラザン、ポリシラザン等の金属化合物材料を用いることができ、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を上記のＩＴＯからなるゲート電極パターン上に塗布して薄膜の絶縁膜前駆体材料エリア５′を形成する（図２（１））。【００７７】
絶縁膜前駆体材料としては、比誘電率の高い金属酸化物皮膜、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、などを形成する前駆体が挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物も好適に用いることができる。【００７８】
これらを形成する前駆体としては、例えば、いわゆるゾル−ゲル膜が好ましく、ゾル−ゲル法とよばれる、前記の金属酸化物の金属、例えば珪素等の金属アルコキシド、金属ハライド等を任意の有機溶剤あるいは水中において酸触媒等により加水分解、重縮合させた液を塗布、乾燥する方法が用いられる。この方法によれば、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが、材料に応じて使用できる。【００７９】
また絶縁膜前駆体材料として、有機化合物皮膜を用いるときは、例えば、熱で重縮合して絶縁性の有機皮膜を形成する材料、例えば硬化性ポリイミド等重縮合により絶縁膜を形成する前駆体材料、また、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、架橋剤を含むポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂等による皮膜を同じく塗布によって形成させ、これらを絶縁膜に変換することができる。例えば、硬化性のポリイミドとしては、京セラケミカル（株）製ＣＴ４１１２，４２００、４１５０等が入手できる。【００８０】
これら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。【００８１】
絶縁膜前駆体材料エリア５′形成の後、次いで、電磁波、好ましくはマイクロ波を照射する。マイクロ波照射によって、電磁波吸収能を持つゲート電極材料（ＩＴＯ）がこれを吸収する。マイクロ波吸収は電磁波吸収能が高い物質に集中するので、その結果、電極材料前駆体パターン中、その物質が最初にジュール熱を発生して薄膜内部から加熱され、このジュール熱が近傍に伝熱することで、隣接した絶縁膜前駆体材料エリア′を加熱し、絶縁膜前駆体材料エリアは、ゲート絶縁層５に転化することとなる（図２（２））。【００８２】
電磁波吸収能を持つゲート電極部周辺（近傍では）のＳｉＯ２結合が形成し酸化絶縁膜となることで電極と酸化絶縁膜を同時に形成することができる（図２（３））。【００８３】
これら絶縁膜の生成には酸素が必要であり、大気中において、マイクロ波照射を行うことで熱酸化が起こり、これにより高度の絶縁膜が形成する。【００８４】
加熱温度としては５０℃〜４００℃の範囲が好ましく、樹脂基板を用いるとき、耐熱性が低いため、電磁波の出力、照射時間、さらには照射回数を制御することで、前駆体を含有する薄膜表面の温度が１００℃〜３００℃になる様に処理することがさらに好ましい。【００８５】
絶縁層の形成後に、公知の方法により半導体層形成、ソース、ドレイン電極の形成を前記図１と同様のプロセスで行うことで同様に薄膜トランジスタ素子が得られる（図２（３）〜（５））。【００８６】
また、前記絶縁膜前駆体材料エリア５′形成後、さらに、金属酸化物半導体前駆体エリアを形成し、それぞれ乾燥の後、電磁波、好ましくはマイクロ波を照射することで、ＩＴＯ電極による電磁波吸収に伴う発熱を用いて、絶縁膜前駆体材料エリアと共に、金属酸化物半導体前駆体エリアを、同時に熱酸化して、それぞれ、絶縁層、また半導体層に変換することができる。【００８７】
本発明においては、電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質を含むエリア（熱源エリア）と電子デバイスの基板との最短距離が、電磁波を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と、加熱変換される機能層前駆体エリア全境界間で決められる最長距離の（複数の機能層前駆体エリアがある場合でもそのいずれとの境界間においても）、１／２００〜１．０倍であることが好ましい。【００８８】
図３で、これを説明する。【００８９】
図３（１）は、基板６上に中間層８を介してゲート電極４、ゲート絶縁層５、さらに半導体層に変換する機能層前駆体層薄膜１′が形成されたところを示す。【００９０】
ゲート電極が電磁波吸収能を持つ物質または電磁波吸収能を持つ物質を含むエリア（熱源エリア）であり、この熱源エリアと基板との最短距離とは、ここでいう、ゲート電極と基板上に形成された中間層の膜厚ｌが該当する、膜厚のうち、ゲート電極下にある層の厚みのうち最短距離をいう。【００９１】
また、電磁波を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能層前駆体エリア（機能層前駆体層薄膜１′）側の境界面と、加熱変換される機能層前駆体エリア全境界間で決められる最長距離とは、発熱エリア（ここではゲート電極４）周囲界面の加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と機能層前駆体エリア界面間での最長の距離をいう。図における発熱エリア界面の加熱変換される機能層前駆体エリア側の任意の位置から機能層前駆体エリア全界面の任意の位置を結んだとき最長となる距離であり、図３（１）でＤにあたる。各層前駆体を形成するエリアの界面全体をみて決められる。【００９２】
また、電磁波を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と、加熱変換される機能層前駆体エリア境界間で決められる最長距離（Ｄ）という概念の理解のために、もう１つの例を図３（２）に挙げる。【００９３】
図３（２）において、電磁波を吸収して発熱するエリアをソース電極２またはドレイン電極３とすると、この電磁波を吸収して発熱するエリアの、加熱変換される機能層前駆体エリア（機能層前駆体層薄膜１′）側の境界面と、ソース電極２、ドレイン電極３間のチャネル領域に形成された機能層（半導体層）前駆体エリア全境界間で決められる最長距離はここではＤで表されることになる。【００９４】
変換材料エリアが発熱材料から遠い場合には、変換材料の熱変換は充分なものとならない。【００９５】
即ち、電磁波吸収能を持つ物質を含むエリア（熱源エリア）を例えばゲート電極とすると、ゲート電極による電磁波の吸収によって発生する熱の伝播によって、充分に熱変換材料が機能材料に変換され、かつ、基板にダメージがないよう（特に、プラスチック基板）にするには、熱源から、加熱変換される例えば絶縁体前駆体層また半導体前駆体層エリアまでの距離を示すＤに対して、ゲート電極から基板までの最短距離ｌ（多くは、ゲート電極が形成される樹脂支持体上に形成された下引き層等の厚みがこれにあたる）は、１／２００〜１．０倍であることが好ましい。【００９６】
例えば、電磁波吸収能を持つ物質を含むエリア（熱源エリア）と、基板（支持体）の間に、熱変換材料層がある場合、また、基板と反対側にある場合でも、電磁波吸収能を持つ物質を含むエリア（熱源エリア）と基板との距離、また、電磁波吸収能を持つ物質を含むエリア（熱源エリア）と熱変換材料層との距離は、熱変換材料層が熱により変換され機能層を形成した後において計測するものとする。【００９７】
この範囲にあるとき、熱源としての電磁波吸収能を持つ物質を含むエリアの近傍において充分に熱変換材料の機能材料への変換が行われ、且つ、基板に対する熱の影響が少ない。１／２００未満となる場合には、基板に対するダメージが懸念されたり、また、一方で熱変換材料の、機能材料への変換が不充分となったりする。また１．０倍を超えるときには、素子の性能がやはり不充分となり、また一方でひび割れ等の問題が顕在化し始め薄膜材料として可撓性等の利点が失われることがある。【００９８】
従って、上記の関係を満足する場合、トランジスタ素子において、素子上に保護膜を形成する場合、保護膜の形成にも適用できる。例えば、第三の態様として、保護膜前駆体材料を熱変換材料として用いて、電磁波照射により保護膜を形成することができる。これらの保護膜の形成においては前述した絶縁膜前駆体材料と同様の材料が用いられる。【００９９】
本発明においては、また、電磁波吸収能を持つ物質であれば、電極材料前駆体であっても電磁波吸収しジュール熱を発生する熱源として自身が電極材料に変換する材料として用いることができる。【０１００】
即ち、形成した電極前駆体エリアからの電磁波による発熱により、電極自身、また隣接する機能層を、例えば絶縁層や半導体層に変換することが可能である。【０１０１】
図１と同様に、ゲート電極４パターンに従って、電極の前駆体であって電磁波吸収能を持つ物質、例えばＩＴＯ微粒子によって電極前駆体エリアを形成することができる。例えばＩＴＯ粒子を水やアルコール等有機溶媒中に分散したものを、塗布（インクジェット法）によりゲート電極パターン様に基板上に形成し乾燥して、電極前駆体エリアを形成する。塗布はここでは所謂塗布のみでなく、インクジェット法、印刷法等広い意味での塗布液、インク等を適用するウェットプロセスを意味している。【０１０２】
ＩＴＯ粒子を水やアルコール等有機溶媒中に分散した分散体は、これを塗料として塗布（インクジェット）法等によって、基材上に描画できる。【０１０３】
例えばＩＴＯ微粒子を用い電極パターンに従い形成された電極材料前駆体エリア上に、前記同様に、金属酸化物半導体材料前駆体として、金属イオン含有薄膜、例えば、Ｉｎ（ＮＯ３）３、Ｚｎ（ＮＯ３）２、Ｇａ（ＮＯ３）３（組成比質量で１：１：１）それぞれを水に溶解した溶液を、インクジェット装置によって、吐出して同様に成膜し、乾燥後、電磁波を照射することで、薄膜の電極パターン内部に熱が発生するので、電極材料前駆体エリアが内部から加熱され、電極材料前駆体が焼成により電極に、また、熱の伝熱により金属酸化物半導体前駆体エリアも、同時に金属酸化物半導体層に転化する。【０１０４】
電磁波吸収能を持つ電極材料、あるいは前駆体材料は、マイクロ波のような電磁波の照射をうけると電子が振動して、ジュール熱が発生するため、内部から均一に加熱される。一方、ガラスや樹脂等の基板は、マイクロ波領域には吸収が殆ど無いため、基板自体は殆ど発熱しない。従って、プラスチック基板を用いる場合、前記のように所定の距離以上を保ち発熱層を設けることで基板等の熱変形や、変質を起こさずに薄膜トランジスタ素子等の電子デバイスの製造を行うことができる。【０１０５】
マイクロ波の様な電磁波加熱において一般的な様に、電磁波（マイクロ波）吸収は吸収が強い物質に集中し、尚且つ、非常に短時間で５００〜６００℃まで昇温することが可能なため、電子デバイスが形成される基板自身は殆ど電磁波による加熱の影響をうけず、短時間に電磁波吸収能を持つ物質のみを昇温でき、例えばトランジスタ素子において、電極にこれを用いたとき、電極自身、また、隣接した例えば薄膜の金属酸化物半導体前駆体材料エリアを瞬時に加熱することができるため、これを迅速に半導体に変換する事が可能である。また、加熱温度、加熱時間は照射するマイクロ波の出力、照射時間で制御することが可能であり、前駆体材料、基板材料に合わせて調整する事が可能である。【０１０６】
また、電極材料前駆体として、電磁波吸収能を持つ金属酸化物を用いる場合、さらに電極材料として金属微粒子からなる層を組み合わせ（金属は電磁波を吸収しない）、例えばＩＴＯ微粒子と金属微粒子からなる電極材料前駆体エリアを電極パターンに従い形成して電極前駆体層を形成、あるいは、例えば金属微粒子から形成した電極材料前駆体層上に、これらの電磁波吸収能を持つ物質層を形成し電極前駆体層とし、これに電磁波を照射、電極材料を形成する方法をとってもよい。【０１０７】
以上、ゲート電極に電磁波吸収能を持つ物質を適用して、機能層中の熱変換材料を、機能材料に変換する態様について述べたが、例えば、薄膜トランジスタにおいて、ソース電極、ドレイン電極等にこれら電磁波吸収能を持つ物質を適用して、熱変換材料を、機能材料に変換して薄膜トランジスタ素子を形成することもできる。これらの態様については、実施例にて具体的に説明する。【０１０８】
（電磁波の照射）
本発明においては、電磁波として、紫外光（レーザー）、ミリ波、マイクロ波等が挙げられるが、紫外光レーザーは大面積には適用することが難しく、また、ミリ波についても大きな出力の発信装置が得にくいので、マイクロ波が好ましく、マイクロ波照射が好ましい。即ち、電磁波吸収能を持つソース、ドレイン電極パターン、また金属酸化物半導体前駆体である金属を含む薄膜を形成した後、該薄膜に対し、電磁波、特にマイクロ波（周波数０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ）を照射することにより、電磁波吸収能を持つ電極パターン薄膜自身を内部から発熱させることで、電極パターン、そして隣接する金属酸化物半導体前駆体を加熱し、電極パターンおよびから金属酸化物半導体を製造する。【０１０９】
なお、本発明の電磁波吸収能を持つ電極前駆体のパターンと共に金属酸化物半導体前駆体を含む薄膜を加熱するとき、酸素の存在下で、マイクロ波を照射することが、短時間で金属酸化物半導体前駆体の酸化反応を進行させる上で好ましい。【０１１０】
加熱温度としては、５０℃〜４００℃が好ましい。また、マイクロ波照射において、熱伝導により少なからず基材にも熱は伝わることがあり、特に樹脂基板のような耐熱性の低い基材の場合は、マイクロ波の出力、照射時間、さらには照射回数を制御することで、前駆体を含有する薄膜表面の温度が１００℃〜３００℃になるように処理することが更に好ましい。薄膜表面の温度、基板の温度等は熱電対を用いた表面温度計により測定できる。【０１１１】
また、金属酸化物半導体前駆体を含む薄膜は、形成後、マイクロ波照射の前に、例えば、酸素プラズマ、ＵＶオゾン洗浄などのドライ洗浄プロセスによって洗浄し、薄膜中および薄膜表面に存在し不純物の原因となる有機物を分解、洗浄して、金属成分以外の有機物を排除しておくことも好ましい。【０１１２】
一般的に、マイクロ波とは０．３ＧＨｚ〜５０の周波数を持つ電磁波のことを指し、携帯通信で用いられる０．８ＧＨｚおよび１．５ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、アマチュア無線、航空機レーダー等で用いられる１．２ＧＨｚ帯、電子レンジ、構内無線、ＶＩＣＳ等で用いられる２．４ＧＨｚ帯、船舶レーダー等に用いられる３ＧＨｚ帯、その他ＥＴＣの通信に用いられる５．６ＧＨｚなどは全てマイクロ波の範疇に入る電磁波である。また、２８ＧＨｚ、また５０ＧＨｚ等の発振器が市場で入手できる。【０１１３】
セラミクスの分野では、この様な電磁波を焼結に利用することが既に公知となっている。磁性を含む材料に電磁波を照射すると、その物質の複素透磁率の損失部の大きさに応じて発熱することを利用し、短時間で均一に、かつ高温にすることができる。一方で、金属にマイクロ波を照射すると自由電子が高い周波数で運動を始めるためアーク放電が発生し、加熱できないことも良く知られている。しかしながら、電子デバイスに適用した例はいままで知られていない。【０１１４】
このような背景をもとに、発明者らは、本発明の電磁波吸収能を持つ電極材料前駆体のほかに、金属酸化物半導体の前駆体を、同時に、また短時間で、且つ、均一に、高温まで加熱して、それぞれ、電極材料そして金属酸化物半導体に、同時に転化できることを見出した。セラミクスの分野と異なるのは、金属イオン含有溶液のような金属酸化物半導体前駆体は磁性を殆どもたないため、ジュール損失および／または誘電損失という電子および／または双極子運動に関連する損失成分が発熱の主因となっていると考えられるが、金属イオン含有溶液を塗布／乾燥したのみの薄膜でこのような現象が起こる理由は、明らかではない。【０１１５】
前記薄膜電極パターンおよび金属酸化物前駆体を含む薄膜は、必ずしも塗布で形成する必要はないが、本発明においては、これらを塗布により形成することが、塗布による電極形成、塗布による半導体形成工程と１程化ができる等により、薄膜トランジスタの製造において、生産効率の向上が図れ、好ましい。【０１１６】
（電磁波吸収能を持つ物質）
本発明において、電磁波吸収能を持つ物質としては、１つには、金属酸化物材料微粒子であり、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、ＩＺＯ、ＩＴＯ等が好ましく、少なくともＩｎ、Ｓｎの酸化物を含むことが好ましい。これらの酸化物からなる導電体は、電磁波吸収能を持つ物質であることから好ましい。本発明においては、これら電磁波吸収能を有する物質を電極として用いることができる。【０１１７】
酸化インジウムに錫をドーピングして得られるＩＴＯ膜においては得られるＩＴＯ膜のＩｎ：Ｓｎの原子数比が好ましくは、１００：０．５〜１００：１０の範囲なるよう調整される。Ｉｎ：Ｓｎの原子数比はＸＰＳ測定により求めることができる。また、酸化錫にフッ素をドーピング（Ｓｎ：Ｆの原子数比が１００：０．０１〜１００：５０の範囲）して得られる透明導電膜（ＦＴＯ膜という）、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系アモルファス導電膜（Ｉｎ：Ｚｎの原子数比が１００：５０〜１００：５の範囲）等を用いることができる。原子数比はＸＰＳ測定により求めることができる。【０１１８】
電磁波吸収能を持つ金属酸化物材料微粒子からなる導電性の薄膜の形成は、真空蒸着やスパッタ法等を用いることにより、また、インジウム、スズ等の金属アルコキシド、アルキル金属等の有機金属化合物を用いてプラズマＣＶＤ法により形成することも好ましい。また、インジウム、スズ等の金属アルコキシド等を用いたゾルゲル法等塗布法によっても製造でき、比抵抗値で１０−４Ω・ｃｍオーダーの優れた導電性を有するＩＴＯ膜を得ることができる。適当なパターニング方法と組み合わせて電極パターンを得る。【０１１９】
電磁波吸収能を持つ物質としては、上記のように、蒸着あるいはスパッタあるいはプラズマＣＶＤ等により形成された導電性のＩＺＯ、ＩＴＯ等の薄膜であってよいが、また、少なくともＩｎ、Ｓｎの酸化物を含む金属酸化物微粒子の分散体である電極前駆体材料であってもよく、この場合には、成膜後に、焼成することで導電性となるので、電極パターンに従い、例えばインクジェット法等塗布法により、これにて電極前駆体エリアを形成した後、これを焼成して、電極材料とする。焼成は、マイクロ波照射によって行うことが好ましい。【０１２０】
少なくともＩｎ、Ｓｎの酸化物を含む金属酸化物微粒子の分散体としては、特にＩＴＯ微粒子が非常に微細且つ高分散であり好ましい。【０１２１】
これらの金属酸化物微粒子は、例えば、ｐＨを調製した溶液を加熱して得たゲル状物から、これを加熱、低温焼結する等の方法により得られるもので、これらを水あるいはアルコール等の適宜な溶媒に分散させた塗料（インク）は、塗布にあるいはインクジェットまた印刷法等に用いても凝集等による目詰まりが発生しない微粒子であり、また高分散であり好ましい。【０１２２】
このような粒子として、好ましくは、粒径は５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である。【０１２３】
これらは市販されており、市場から直接入手することもできる。シーアイ化成社製、ＮａｎｏＴｅｋ  Ｓｌｕｒｒｙ  ＩＴＯ、また、ＳｎＯ２などが挙げられる。【０１２４】
これら微粒子分散液を電極材料前駆体として用いると、スパッタ法等によらず、ＩＴＯ等の電極材料がインクジェット法等、塗布法により容易にパターニング形成でき、且つ、薄膜表面の温度が１００℃〜３００℃という比較的低温の熱処理あるいは焼結により、微粒子の結晶化が起こり導電性の高い薄膜が得られる。【０１２５】
また電極材料前駆体としては、また、少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎ原子含有化合物が挙げられ、これらの金属原子を含む、金属塩、ハロゲン化金属化合物、有機金属化合物等を挙げることができる。【０１２６】
少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎを含む金属塩としては、硝酸塩、酢酸塩等を、ハロゲン金属化合物としては塩化物、ヨウ化物、臭化物等を好適に用いることができる。【０１２７】
以上の電極材料前駆体のうち、好ましいのは、インジウム、錫、亜鉛の硝酸塩、ハロゲン化物、アルコキシド類である。具体例としては、硝酸インジウム、硝酸スズ、硝酸亜鉛、塩化インジウム、塩化スズ（２価）、塩化スズ（４価）、塩化亜鉛、トリ−ｉ−プロポキシインジウム、ジエトキシ亜鉛、ビス（ジピバロイルメタナト）亜鉛、テトラエトキシスズ、テトラ−ｉ−プロポキシスズなどが挙げられる。【０１２８】
これらの電極材料前駆体、例えば硝酸インジウム、硝酸スズ等の溶液を用いて、前記基板上に電極パターンに従い電極材料前駆体エリアを形成し、前記同様に、この上に絶縁層となる絶縁膜前駆体エリアを形成し、これに電磁波を照射することで、これらの電極材料前駆体中に一部形成される酸化物が、発熱体として作用するために、前記同様に、自身が触媒的に金属酸化物からなる電極材料となるほか、隣接した絶縁膜前駆体エリアに熱を及ぼし、これを絶縁膜に変換できる。【０１２９】
（半導体前駆体材料）
本発明において、熱変換材料である半導体前駆体としては、金属酸化物半導体前駆体、また有機半導体前駆体材料も用いることができる。【０１３０】
金属酸化物半導体前駆体としては、金属原子含有化合物が挙げられ、金属原子含有化合物には、金属原子を含む、金属塩、ハロゲン化金属化合物、有機金属化合物等を挙げることができる。【０１３１】
金属塩、ハロゲン金属化合物、有機金属化合物の金属としては、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等を挙げることができる。【０１３２】
それらの金属塩のうち、インジウム、錫、亜鉛のいずれかの金属イオンを含むことが好ましく、それらを併用して混合させてもよい。【０１３３】
また、その他の金属として、ガリウムまたはアルミニウムを含むことが好ましい。【０１３４】
金属塩としては、硝酸塩、酢酸塩等を、ハロゲン金属化合物としては塩化物、ヨウ化物、臭化物等を好適に用いることができる。【０１３５】
有機金属化合物としては、下記の一般式（Ｉ）で示すものが挙げられる。【０１３６】
一般式（Ｉ）  Ｒ１ｘＭＲ２ｙＲ３ｚ
式中、Ｍは金属、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２はアルコキシ基、Ｒ３はβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基およびケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基であり、金属Ｍの価数をｍとした場合、ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｍであり、ｘ＝０〜ｍ、またはｘ＝０〜ｍ−１であり、ｙ＝０〜ｍ、ｚ＝０〜ｍで、いずれも０または正の整数である。Ｒ１のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。Ｒ２のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、３，３，３−トリフルオロプロポキシ基等を挙げることができる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。Ｒ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基およびケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、２，４−ペンタンジオン（アセチルアセトンあるいはアセトアセトンともいう）、１，１，１，５，５，５−ヘキサメチル−２，４−ペンタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ペンタンジオン等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えばアセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等を挙げることができ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基（またはアセトキシ基）、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を挙げることができる。これらの基の炭素原子数は１８以下が好ましい。また直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子にしたものでもよい。有機金属化合物のなかでは、分子内に少なくとも１つ以上の酸素を有するものが好ましい。このようなものとしてＲ２のアルコキシ基を少なくとも１つを含有する有機金属化合物、またＲ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基およびケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基を少なくとも１つ有する金属化合物が最も好ましい。金属塩のなかでは、硝酸塩が好ましい。硝酸塩は高純度品が入手しやすく、また使用時の媒体として好ましい水に対する溶解度が高い。硝酸塩としては、硝酸インジウム、硝酸錫、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム等が挙げられる。【０１３７】
以上の金属酸化物半導体前駆体のうち、好ましいのは、金属の硝酸塩、金属のハロゲン化物、アルコキシド類である。具体例としては、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム、硝酸スズ、硝酸アルミニウム、塩化インジウム、塩化亜鉛、塩化スズ（２価）、塩化スズ（４価）、塩化ガリウム、塩化アルミニウム、トリ−ｉ−プロポキシインジウム、ジエトキシ亜鉛、ビス（ジピバロイルメタナト）亜鉛、テトラエトキシスズ、テトラ−ｉ−プロポキシスズ、トリ−ｉ−プロポキシガリウム、トリ−ｉ−プロポキシアルミニウムなどが挙げられる。【０１３８】
（金属酸化物半導体前駆体薄膜の成膜方法、パターン化方法）
これらの金属酸化物半導体の前駆体となる金属を含有する薄膜を形成するためには、公知の成膜法、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などを用いることができるが、本発明については金属塩、ハロゲン化物、有機金属化合物等を適切な溶媒に溶解した溶液を用いて基板上に連続的に塗設することで生産性を大幅に向上することができ好ましい。この点からも、金属化合物としては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩、金属アルコキシド等を用いることが溶解性の観点からより好ましい。【０１３９】
溶媒としては、水のほか、用いる金属化合物を溶解するものであれば特に制限されるところではないが、水や、エタノール、プロパノール、エチレングリコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル系、また、アセトニトリルなど、さらに、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、トリデカンなどの脂肪族炭化水素溶媒、α−テルピネオール、また、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等を好適に用いることができる。【０１４０】
本発明において金属塩、ハロゲン化金属化合物、有機金属化合物等、金属原子含有化合物の溶液に用いる溶媒としては、金属原子含有化合物が溶解する溶媒であれば特に限定されないが、金属塩等の溶解性、塗布後の乾燥性の観点から水および低級アルコールが好ましく、低級アルコールの中ではメタノール、エタノール、プロパノール（１−プロパノールおよびイソプロパノール）が乾燥性の観点で好ましい。また、溶媒としてアルコールを単独で用いても良いし、水と任意の割合で混合して用いても良い。溶解性と溶液安定性および乾燥性の観点から水とこれらの低級アルコール類を混合して水溶液を作成することが好ましい。低級アルコールを混合して水溶液を作成すると、大きな組成の変化を行わず表面張力を下げることができるので、インクジェット塗布等において出射性が向上するので好ましい。また、乾燥性およびインクジェット出射性を考慮した場合、溶媒比率で５質量％以上の低級アルコール添加が好ましく、いずれの特性（乾燥、出射性と溶液安定性）も満たすには、水／低級アルコール比率が５／５〜９５／５であることが好ましい。【０１４１】
本発明において水溶液とは溶媒中の水含有率が３０質量％以上の混合溶媒および水（含有率＝１００質量％）に溶質（本発明では金属塩等とその他必要に応じて添加剤）を溶解した溶液を意味する。金属塩等の溶質の溶解性、溶液安定性の観点から好ましくは水含有率は５０質量％以上であり、さらに好ましくは水含有率が７０質量％以上である。【０１４２】
また、溶媒中に金属アルコキシドと種々のアルカノールアミン、α−ヒドロキシケトン、β−ジケトンなどの多座配位子であるキレート配位子を添加すると、金属アルコキシドを安定化したり、カルボン酸塩の溶解度を増加させたりすることができ、悪影響が出ない範囲で添加することが好ましい。【０１４３】
半導体前駆体材料を含有する液体を基材上に適用して薄膜を形成する方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、バーコート法、ダイコート法など塗布法、また、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法等、広い意味での塗布による方法が挙げられ、また、これによりパターン化する方法などが挙げられる。また、塗布膜からフォトリソグラフ法、レーザーアブレーションなどによりパターン化してもよい。これらのうち、好ましいのは薄膜の塗布が可能な、インクジェット法、スプレーコート法等である。【０１４４】
成膜する場合、塗布後、５０℃〜１５０℃程度で溶媒を揮発させることにより金属酸化物の前駆体の薄膜が形成される。なお、溶液を滴下する際、基板自体を５０℃〜１５０℃程度に加熱しておくと、塗布、乾燥の２プロセスを同時に行えるため好ましい。【０１４５】
（金属の組成比）
好ましい、金属の組成比としては、金属Ａを１としたとき、金属Ｂの組成比は０．２〜５、好ましくは０．５〜２であり、金属Ｃは０〜５、好ましくは０〜２である。
金属Ａ；ＩｎまたはＳｎ
金属Ｂ；ＧａまたはＡｌ
金属Ｃ；Ｚｎ
また、前駆体となる金属を含む薄膜の膜厚は１〜２００ｎｍ、より好ましくは５〜１００ｎｍである。【０１４６】
（非晶質酸化物）
形成される金属酸化物半導体としては、単結晶、多結晶、非晶質のいずれの状態も使用可能だが、好ましくは非晶質の薄膜を用いる。【０１４７】
金属酸化物半導体の前駆体となる金属化合物材料から形成された、本発明に係る金属酸化物である非晶質酸化物の電子キャリア濃度は１０１８／ｃｍ３未満が実現されていればよい。電子キャリア濃度は室温で測定する場合の値である。室温とは、例えば、２５℃であり、具体的には０℃から４０℃程度の範囲から適宜選択されるある温度である。なお、本発明に係るアモルファス酸化物の電子キャリア濃度は、０℃から４０℃の範囲全てにおいて、１０１８／ｃｍ３未満を充足する必要はない。例えば、２５℃において、キャリア電子密度１０１８／ｃｍ３未満が実現されていればよい。また、電子キャリア濃度をさらに下げ、１０１７／ｃｍ３以下、より好ましくは１０１６／ｃｍ３以下にするとノーマリーオフのＴＦＴが歩留まりよく得られる。【０１４８】
電子キャリア濃度の測定は、ホール効果測定により求めることができる。【０１４９】
金属酸化物である半導体の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、半導体膜の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。【０１５０】
本発明においては、前駆体材料、組成比、製造条件などを制御して、例えば、電子キャリア濃度を、１０１２／ｃｍ３以上１０１８／ｃｍ３未満とする。より好ましくは１０１３／ｃｍ３以上１０１７／ｃｍ３以下、さらには１０１５／ｃｍ３以上１０１６／ｃｍ３以下の範囲にすることが好ましいものである。【０１５１】
有機半導体前駆体材料としては、例えば、前記特開２００３−３０４０１４号公報に記載のような環状構造を持つビシクロ化合物（ビシクロポルフィリン化合物）が挙げられる。これらの化合物で形成された膜は、加熱により、脱エチレン化反応が進行して、平面性の高いテトラベンゾポルフィリン等の膜を得ることができ高効率の有機半導体層を形成する。半導体前駆体として、これらのビシクロポルフィリン化合物又その金属錯体を用いることで、ＩＴＯ電極の電磁波吸収による発熱によって同じく平面性の高い有機半導体層が形成できる。【０１５２】
これらビシクロポルフィリン化合物の具体的化合物例としては、前記特開２００３−３０４０１４号明細書、段落（００２２）〜（００２５）に記載されており、これらの化合物、また例えば銅等の金属錯体を用いることができる。具体例を以下に挙げる。【０１５３】
【化１】
0005423396.tif 000002
【０１５４】
これらのビシクロ化合物も必要に応じ溶媒に溶解して塗布することができる。特に脱エチレン反応にて変換される分子が溶媒に難溶なものが有用である。塗布の方法としては、キャスティング法、スピンコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディップコート法、バーコート法、ダイコート法など塗布法、また、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法等、広い意味での塗布による方法を用いることができる。また、これによりパターン化する方法などが挙げられる。また、塗布膜からフォトリソグラフ法、レーザーアブレーションなどによりパターン化してもよい。【０１５５】
本発明によれば、印刷法やインクジェット法を含めた塗布プロセス（ウェットプロセス）により電極等の形成が可能となることに加え、また、半導体層の形成も半導体材料前駆体を用いてこれを塗布法で形成できることから、塗布による電極形成、塗布による半導体形成工程と１程化ができる等により、薄膜トランジスタの製造において、生産効率の向上が図れる。【０１５６】
（その他半導体層）
本発明においては、電極、また絶縁層前駆体材料を熱変換材料として絶縁層を形成する場合、半導体層は、公知の方法により形成してもよい。【０１５７】
例えば、電磁波吸収能を持つ物質を電極に用いマイクロ波照射によりこれを熱源として半導体層を形成する本発明の方法を用いないでもよく、前記の金属酸化物半導体前駆体材料を用いて半導体前駆体エリアを形成した後、例えば、熱酸化、また、プラズマ酸化、酸素の存在下紫外線を照射等により、これを熱酸化する方法で形成することができる。【０１５８】
例えば、プラズマ酸化を用いる場合、大気圧プラズマ法が好ましく、またプラズマ酸化において、前駆体を含有する薄膜を形成した基板は、１５０℃〜３００℃の範囲で加熱させ、大気圧下で、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスを放電ガスとして、これと共に反応ガス（酸素を含むガス）を放電空間に導入して、高周波電界を印加して、放電ガスを励起させ、プラズマ発生させ、反応ガスと接触させて酸素プラズマを発生させ、これを基体表面に晒すことで半導体前駆体材料のプラズマ酸化を行う。大気圧下とは、２０〜１１０ｋＰａの圧力を表すが、好ましくは９３〜１０４ｋＰａである。【０１５９】
大気圧プラズマ法により、酸素含むガスを反応性ガスとして用いて酸素プラズマを発生させるとき、使用するガスは、薄膜の種類によって異なるが、基本的には放電ガス（不活性ガス）と酸化性ガスの混合ガスである。プラズマ酸化を行う場合、酸化性ガスとして酸素ガスを混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。０．１〜１０体積％であることがより好ましいが、さらに好ましくは、０．１〜５体積％である。【０１６０】
上記不活性ガスとしては、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンや、窒素ガス等が挙げられるが、ヘリウム、アルゴン、窒素ガスが好ましく用いられる。【０１６１】
大気圧下でのプラズマ法については特開平１１−６１４０６、同１１−１３３２０５、特開２０００−１２１８０４、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２、ＷＯ２００６／１２９４６１等に記載されている。【０１６２】
（その他有機半導体層）
また、前記公知の方法により形成される半導体層を用いる場合、有機半導体薄膜（層）を、半導体層として用いることができる。【０１６３】
有機半導体材料としては、後述する種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が適用可能である。【０１６４】
有機半導体材料としての縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、へプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、フタロシアニン、ポルフィリンなどの化合物およびこれらの誘導体が挙げられる。【０１６５】
共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェンおよびそのオリゴマー、ポリピロールおよびそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレンおよびそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレンおよびそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレンおよびそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタンなどのシアノ化合物、フラーレンおよびこれらの誘導体あるいは混合物を挙げることができる。【０１６６】
また、特にポリチオフェンおよびそのオリゴマーのうち、チオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、下記に示す化合物などのオリゴマーが好適に用いることができる。【０１６７】
【化２】
0005423396.tif 000003
【０１６８】
さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドと共に、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）およびＮ，Ｎ′−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、およびアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などが挙げられる。【０１６９】
これらのπ共役系材料のうちでも、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。【０１７０】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。【０１７１】
有機半導体材料として、また、下記一般式（ＯＳＣ１）で表される化合物が好ましい。【０１７２】
【化３】
0005423396.tif 000004
【０１７３】
式中、Ｒ１〜Ｒ６は水素原子または置換基を表し、Ｚ１またはＺ２は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１またはｎ２は０〜３の整数を表す。【０１７４】
一般式（ＯＳＣ１）において、Ｒ１〜Ｒ６で各々表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（ヘテロアリール基ともいい、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、等が挙げられる。【０１７５】
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。【０１７６】
一般式（ＯＳＣ１）において、Ｚ１またはＺ２で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記Ｒ１〜Ｒ６で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。【０１７７】
さらに、下記一般式（ＯＳＣ２）で表される化合物が好ましい。【０１７８】
【化４】
0005423396.tif 000005
【０１７９】
（式中、Ｒ７またはＲ８は水素原子または置換基を表し、Ｚ１またはＺ２は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１またはｎ２は０〜３の整数を表す。）
一般式（ＯＳＣ２）において、Ｒ７またはＲ８で表される置換基は、般式（ＯＳＣ１）においてＲ１〜Ｒ６で各々表される置換基と同義である。また、Ｚ１またはＺ２で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記Ｒ１〜Ｒ６で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。【０１８０】
前記一般式（ＯＳＣ２）において、さらに、置換基Ｒ７およびＲ８が一般式（ＳＧ１）で表されることが好ましい。【０１８１】
【化５】
0005423396.tif 000006
【０１８２】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１１は置換基を表し、Ｘはケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはスズ（Ｓｎ）を表す。）
上記一般式（ＳＧ１）において、Ｒ９〜Ｒ１１で表される置換基は、前記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ３で表される置換基と同義である。【０１８３】
以下に、前記一般式（ＯＳＣ２）で表される化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。【０１８４】
【化６】
0005423396.tif 000007
【０１８５】
【化７】
0005423396.tif 000008
【０１８６】
また、有機半導体材料としては、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００６年，１２８巻，１２６０４頁、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００７年，１２９巻，２２２４頁、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ誌２００３年，３０巻，６０３〜６１０頁に記載される化合物を用いることができる。【０１８７】
また、本発明においては、有機半導体層に、例えば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、例えばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなる材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。【０１８８】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って、ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしては公知のものを採用することができる。【０１８９】
これらの有機半導体層を形成する方法としては、公知の方法で形成することができ、例えば、真空蒸着、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、スパッタ法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、レーザー蒸着、電子ビーム蒸着、電着、また溶液からのキャスト法、スピンコート、ディップコート、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法、およびＬＢ法等、またスクリーン印刷、インクジェット印刷、ブレード塗布などの方法を挙げることができる。【０１９０】
このうち生産性の点で、有機半導体の溶液を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。特に、本発明に係わるパターン形成方法により有機半導体層を形成する場合、有機半導体溶液を、パターニングされた基体表面に塗布、適用することが好ましい。【０１９１】
有機半導体溶液を作製する際に使用される有機溶媒は、芳香族炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素、脂肪族炭化水素または脂肪族ハロゲン化炭化水素が好ましく、芳香族炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素または脂肪族炭化水素がより好ましい。【０１９２】
芳香族炭化水素の有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、メチルナフタレン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。【０１９３】
脂肪族炭化水素としては、オクタン、４−メチルヘプタン、２−メチルヘプタン、３−メチルヘプタン、２，２−ジメチルヘキサン、２，３−ジメチルヘキサン、２，４−ジメチルヘキサン、２，５−ジメチルヘキサンシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロヘキサン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。【０１９４】
脂肪族ハロゲン化炭化水素の有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、ブロモホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジフルオロエタン、フルオロクロロエタン、クロロプロパン、ジクロロプロパン、クロロペンタン、クロロヘキサン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。【０１９５】
本発明で用いられるこれらの有機溶媒は、１種類あるいは２種類以上混合して用いてもよい。また、有機溶媒は５０℃〜２５０℃の沸点を有するものが好ましい。【０１９６】
なおＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ誌  １９９９年  第６号、ｐ４８０〜４８３に記載の様に、ペンタセン等前駆体が溶媒に可溶であるものは、塗布により形成した前駆体の膜を熱処理して目的とする有機材料の薄膜を形成しても良い。【０１９７】
これら有機半導体層の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、有機半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。【０１９８】
さらに、本発明の有機半導体素子によれば、そのゲート電極、ソース／ドレイン電極のうち少なくとも一つを本発明の有機半導体素子の製造方法によって形成することによって、低抵抗の電極を、高温を必要とせず有機半導体層材料層の特性劣化を引き起こすことなしに形成することが可能となる。【０１９９】
有機半導体層を形成する場合、有機半導体層の形成に先立って、絶縁膜、又下引き等の例えば金属酸化物からなる基板表面の有機半導体層を形成する領域に有機物からなる表面処理を施すことが好ましい。有機物からなる表面処理としては、基板表面に物理吸着するもの、また界面活性剤等を用いることができる。有機半導体層が形成される、例えば絶縁膜等が形成された基板表面に物理吸着、あるいは化学吸着により単分子膜を形成するものが特に好ましい。なかでもシランカップリング剤による表面処理が好ましい。シランカップリング剤は絶縁層となる酸化物表面と化学反応により結合することで単分子膜を形成する。【０２００】
特に、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、オクチルトリエトキシシランなどのシランカップリング剤、ヘキサメチルジシラザンなどのシラザン類、
また、下記の化合物も好ましいシランカップリング剤である。【０２０１】
【化８】
0005423396.tif 000009
【０２０２】
また、オクチルトリクロロチタン、オクチルトリイソプロポキシチタンなどのチタンカップリング剤による表面処理も好ましい。【０２０３】
次いで、以下、薄膜トランジスタを構成するほかの各要素について説明する。【０２０４】
（電極）
本発明において、ＴＦＴ素子を構成するソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等の電極に用いられる導電性材料としては、前記の方法により作製される電磁波吸収能を持つ電極材料、例えば、金属酸化物導電材料からなるもののほか、他の電極材料も使用できる。例えば、第１の態様に従って、ゲート電極、ゲート絶縁層をマイクロ波照射により本発明の方法にて形成した後、ソース、ドレイン電極については、必ずしも同様の方法によらずともよい。【０２０５】
また、ソース、ドレイン電極に電磁波吸収能を持つ電極材料を用い、半導体前駆体材料を、半導体層とする場合においても、例えばゲート電極の電極材料については限定はない。【０２０６】
他の電極材料としては、電極として実用可能なレベルでの導電性があればよく、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、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられる。【０２０７】
また、導電性材料としては、導電性ポリマーや金属微粒子などを好適に用いることができる。金属微粒子を含有する分散物としては、例えば公知の導電性ペーストなどを用いても良いが、好ましくは、粒子径が１ｎｍ〜５０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの金属微粒子を含有する分散物である。金属微粒子から電極を形成するには、前述の方法を同様に用いることができ、金属微粒子の材料としては上記の金属を用いることができる。【０２０８】
また、前記のように、これらの電極材料と、前記電磁波吸収能を有する物質とを組み合わせ、電磁波吸収能を有する電極材料として用いることができる。【０２０９】
（電極等の形成方法）
これらの電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等により、レジストを形成しエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや金属微粒子を含有する導電性インク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。【０２１０】
ソース、ドレイン、あるいはゲート電極等の電極、またゲート、あるいはソースバスライン等を、エッチングまたはリフトオフ等感光性樹脂等を用いた金属薄膜のパターニングなしに形成する方法として、無電解メッキ法による方法が知られている。【０２１１】
無電解メッキ法による電極の形成方法に関しては、特開２００４−１５８８０５号にも記載されたように、電極を設ける部分に、メッキ剤と作用して無電解メッキを生じさせるメッキ触媒を含有する液体を、例えば印刷法（インクジェット印刷含む。）によって、パターニングした後に、メッキ剤を、電極を設ける部分に接触させる。そうすると、前記触媒とメッキ剤との接触により前記部分に無電解メッキが施されて、電極パターンが形成されるというものである。【０２１２】
無電解メッキの触媒と、メッキ剤の適用を逆にしてもよく、またパターン形成をどちらで行ってもよいが、メッキ触媒パターンを形成し、これにメッキ剤を適用する方法が好ましい。【０２１３】
印刷法としては、例えば、スクリーン印刷、平版、凸版、凹版又インクジェット法による印刷などが用いられる。【０２１４】
（ゲート絶縁層）
本発明を酸化物絶縁膜の形成に用いないときには、薄膜トランジスタのゲート絶縁層としては、種々の絶縁膜を用いることができる。特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。【０２１５】
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。【０２１６】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。【０２１７】
これらのうち好ましいのは、上述した大気圧プラズマ法である。【０２１８】
ゲート絶縁層（膜）が陽極酸化膜または該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。【０２１９】
陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウムまたはタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。【０２２０】
また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂等を用いることもできる。【０２２１】
無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。【０２２２】
〔保護層〕
また有機薄膜トランジスタ素子上には保護層を設けることも可能である。保護層としては無機酸化物または無機窒化物、アルミニウム等の金属薄膜、ガス透過性の低いポリマーフィルム、およびこれらの積層物等が挙げられ、このような保護層を有することにより、有機薄膜トランジスタの耐久性が向上する。これらの保護層の形成方法としては、前述したゲート絶縁層の形成法と同様の方法を挙げることができる。また、ポリマーフィルム上に各種の無機酸化物等が積層されたフィルムを単にラミネートするなどといった方法で保護層を設けても良い。【０２２３】
（基板）
基板を構成する支持体材料としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、紙、不織布などを用いることができるが、本発明において支持体は樹脂からなることが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、例えば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）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができると共に、衝撃に対する耐性を向上できる。【０２２４】
また本発明の薄膜トランジスタ素子上には素子保護層を設けることも可能である。保護層としては前述した無機酸化物または無機窒化物等が挙げられ、上述した大気圧プラズマ法で形成するのが好ましい。【０２２５】
（素子構成）
図４は薄膜トランジスタ素子の代表的な構成を示す図である。【０２２６】
同図（ａ）は、支持体６上にソース電極２、ドレイン電極３を形成し、これを基材（基板）として、両電極間に半導体層１を形成し、その上に絶縁層５を形成し、さらにその上にゲート電極４を形成して電界効果薄膜トランジスタを形成したものである。同図（ｂ）は、半導体層１を、（ａ）では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極および支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。（ｃ）は、支持体６上に先ず半導体層１を形成し、その後ソース電極２、ドレイン電極３、絶縁層５、ゲート電極４を形成したものを表す。【０２２７】
同図（ｄ）は、支持体６上にゲート電極４、絶縁層５を形成し、その上に、ソース電極２およびドレイン電極３を形成し、該電極間に半導体層１を形成する。その他同図（ｅ）、（ｆ）に示すような構成を取ることもできる。【０２２８】
上記のうち、同図におけるゲート電極と絶縁層、また、半導体層、そして、ソース、ドレイン電極と半導体層を同時に形成する過程等に本発明を適用することができる。また、ここに図示されていないが、保護層等の形成過程にも用いることができる。【０２２９】
本発明においてはトランジスタ素子の場合、ボトムゲート構造を有することが好ましい（図４（ｄ）〜（ｆ））。この構造の場合、ゲート電極に電磁波を吸収する物質を用いると、これを熱源として、（ゲート）絶縁層、半導体層等複数の層を同時に熱変換材料から機能層に変換できるので好ましい。【０２３０】
また、ゲート電極からみてソース／ドレイン電極が、有機半導体層の手前にあるボトムコンタクト型が好ましく（図４（ｃ）、（ｅ）等）、ゲート電極とソース、ドレイン電極を含めた電極や絶縁層等の形成を半導体層の形成と切り離せるので、電極材料や絶縁層への変換と、半導体層への変換の条件が異なる場合、それぞれの変換が充分に行えるので好ましい。【０２３１】
また、トップゲート構造である場合（図４（ａ）〜（ｃ））には、ゲート電極は、基板から遠い構造となり、基板がプラスチック基板である場合、基板の熱変形、変質等の観点から好ましい。【０２３２】
図５は、薄膜トランジスタ素子が複数配置される電子デバイスである薄膜トランジスタシート１０の１例の概略の等価回路図である。【０２３３】
薄膜トランジスタシート１０はマトリクス配置された多数の薄膜トランジスタ素子１４を有する。１１は各薄膜トランジスタ素子１４のゲート電極のゲートバスラインであり、１２は各薄膜トランジスタ素子１４のソース電極のソースバスラインである。各薄膜トランジスタ素子１４のドレイン電極には、出力素子１６が接続され、この出力素子１６は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。図示の例では、出力素子１６として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。１５は蓄積コンデンサ、１７は垂直駆動回路、１８は水平駆動回路である。【０２３４】
この様な、支持体上にＴＦＴ素子を２次元的に配列した薄膜トランジスタシートの作製に本発明の方法を用いることができる。【０２３５】
また、本発明の電子デバイスの製造法は、いかなる電子デバイスにも適用が可能であり、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子等に適用できる。【０２３６】
有機ＥＬ素子は、基板上に、２つの電極間に発光する有機層が積層され挟持された構成をもち、少なくとも一方の電極は光取り出しのために透明電極で構成される。【０２３７】
例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子は、最も単純には、陽極／発光層／陰極から構成されるが、通常、発光効率を挙げるために有機層は正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の機能分離された各種機能層の積層構造からなっている。【０２３８】
有機層、各薄膜の膜厚は１ｎｍ〜数μｍの範囲に亘る薄膜素子であり、上記以外にも電子阻止層、また正孔阻止層、またバッファー層等適宜必要な層が所定の層順で積層されており、両極から注入された正孔および電子等のキャリア移動がスムースに行われるよう構成されている。【０２３９】
有機ＥＬ素子を構成するこれら各有機層において、発光層中に含有される有機発光材料としては、カルバゾール、カルボリン、ジアザカルバゾール等の芳香族複素環化合物、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等およびこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体等があげられるが、本発明においてはこれに限られるものではなく、広く公知の材料を用いることができる。【０２４０】
また発光層中（成膜材料）には、好ましくは０．１〜２０質量％程度のドーパントが発光材料中に含まれてもよい。ドーパントとしては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体等公知の蛍光色素等、また、リン光発光タイプの発光層の場合、例えば、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、ビス（２−フェニルピリジン）（アセチルアセトナート）イリジウム、ビス（２，４−ジフルオロフェニルピリジン）（ピコリナート）イリジウム、などに代表されるオルトメタル化イリジウム錯体等の錯体化合物が同様に０．１〜２０質量％程度含有される。発光層の膜厚は、１ｎｍ〜数百ｎｍの範囲に亘る。【０２４１】
正孔注入・輸送層中に用いられる材料としては、フタロシアニン誘導体、ヘテロ環アゾール類、芳香族三級アミン類、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）などに代表される導電性高分子等の高分子材料が、また、発光層に用いられる、例えば、４，４′−ジカルバゾリルビフェニル、１，３−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、（ジ）アザカルバゾール類、１，３，５−トリピレニルベンゼンなどのピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類などに代表される高分子発光材料などが挙げられる。【０２４２】
電子注入・輸送層材料としては、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛等の金属錯体化合物もしくは以下に挙げられる含窒素五員環誘導体がある。即ち、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４′−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４″−ビフェニル）１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサジアゾリル）］ベンゼン、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサジアゾリル）−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４′−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４″−ビフェニル）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルチアジアゾリル）］ベンゼン、２−（４′−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４″−ビフェニル）−１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルトリアゾリル）］ベンゼン等が挙げられる。【０２４３】
これら有機材料にはビニル基等の架橋性基を有するのが好ましい。架橋性基を持つ材料は熱あるいは光等によって架橋するので、塗布が容易であり、且つ、架橋してネットワークポリマーを形成するので、これに塗布・積層する場合層が不溶化し好ましい。【０２４４】
即ち、塗布により有機材料層の前駆体として前駆体層を形成し、これを同様に、電磁波吸収能を持つ電極材料によるマイクロ波加熱によって、架橋を進行させ各機能層とすることができる。【０２４５】
有機ＥＬ素子、各有機層の膜厚は、０．０５〜０．３μｍ程度必要であり、好ましくは０．１〜０．２μｍ程度である。【０２４６】
また、有機層（有機ＥＬ各機能層）の形成方法としては蒸着法、塗布法等手段は問わないが、なかでも塗布および印刷等が好ましく、塗布は、スピン塗布、転写塗布、イクストリュージョン塗布等が使用できる。材料使用効率を考慮すると、転写塗布、イクストリュージョン塗布のようなパターン塗布できる方法が好ましく、特に転写塗布が好ましい。【０２４７】
また、印刷は、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷等が使用できる。表示素子としては膜が薄く、素子サイズが微小で、ＲＧＢのパターンの重ね等を考慮すると、オフセット印刷、インクジェット印刷のような高精度高精細印刷が好ましい。【０２４８】
各有機材料には溶解特性（溶解パラメータやイオン化ポテンシャル、極性）がそれぞれにあり、溶解できる溶媒には限定がある。またその際には溶解度もそれぞれ違うため、一概に濃度も決めることができないが、溶媒の種類は、成膜しようとする有機ＥＬ材料に応じて、前記の条件に適ったものを、公知の溶媒から選択すればよく、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン系炭化水素系溶媒や、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、メタノールや、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール，２−メトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン、オクタン、デカン、テトラリン等のパラフィン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶媒、ピリジン、キノリン、アニリン等のアミン系溶媒、アセトニトリル、バレロニトリル等のニトリル系溶媒、チオフェン、二硫化炭素などの硫黄系溶媒が挙げられる。【０２４９】
尚、使用可能な溶媒は、これらに限るものではなく、これらを二種以上混合して溶媒として用いてもよい。【０２５０】
これらのうち好ましい例としては、有機ＥＬ材料において、各機能層材料によっても異なるものの、大凡について、良溶媒としては、例えば芳香族系溶媒、ハロゲン系溶媒、エーテル系溶媒などであり、好ましくは、芳香族系溶媒、エーテル系溶媒である。また、貧溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、パラフィン系溶媒などが挙げられ、なかでもアルコール系溶媒、パラフィン系溶媒である。【０２５１】
２つの電極のうち、正孔の注入を行う陽極に使用される導電性材料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適しており、銀、金、白金、パラジウム等およびそれらの合金、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＴＯ等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。透光性であることが好ましく、透明電極としてはＩＴＯが好ましい。ＩＴＯ透明電極の形成方法としては、マスク蒸着またはフォトリソパターニング等が使用できるが、これに限られるものではない。【０２５２】
また、陰極として使用される導電性物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、アルミニウム等。合金としては、マグネシウム／銀、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられる。また、その形成方法は、マスク蒸着、フォトリソパターニング、メッキ、印刷等が使用できるが、これに限られるものではない。【０２５３】
本発明により、このような構成を持つ有機ＥＬ素子等の電子デバイスにおいても、例えば電磁波吸収能を持つ電極、あるいは電極前駆体材料を用いて各機能層前駆体層を、電磁波照射を用いることで、機能層に変換することができる。
【実施例】
【０２５４】
以下実施例により本発明を具体的に説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。【０２５５】
実施例１
ボトムゲート・トップコンタクト構成の薄膜トランジスタの製造例
図１に製造プロセスを概略の断面図で示した。【０２５６】
支持体６として、ガラス基板を用いてスパッタにてＩＴＯ膜を作製、パターニングしてゲート電極４とした（厚み１００ｎｍ）。【０２５７】
次いで、大気圧プラズマＣＶＤ法により、厚さ２００ｎｍの酸化珪素からなるゲート絶縁層５を形成した（図１（１））。大気圧プラズマ処理装置は、特開２００３−３０３５２０号公報に記載の図６に準じた装置を用いた。【０２５８】
（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム９８．２５体積％
反応性ガス：酸素ガス１．５体積％
反応性ガス：テトラエトキシシラン蒸気（ヘリウムガスにてバブリング）０．２５体積％
（放電条件）
高周波電源：１３．５６ＭＨｚ
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ２
（電極条件）
電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａｘ５μｍとした誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。【０２５９】
次ぎに、半導体前駆体材料として、下記ビシクロポルフィリン化合物の０．８ｇをクロロホルム１．２５ｇに溶解した溶液をインクとして用いてインクジェット法によりゲート絶縁膜上のチャネル形成部に吐出、乾燥して成膜し半導体前駆体材料エリア（薄膜）１′を形成した（厚み３０ｎｍ）。図１（２）【０２６０】
【化９】
0005423396.tif 000010
【０２６１】
その後、この基板に、酸素と窒素の分圧が１：１の雰囲気下、大気圧条件で、５００Ｗの出力でマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を照射した。マイクロ波の照射は、電磁波出力を調整しながら２００℃で１５分間保持した。【０２６２】
マイクロ波を照射することで、半導体前駆体材料エリア（薄膜）１′は、ＩＴＯから形成されたゲート電極部が最初に高温まで昇温し、ゲート絶縁層上のチャネル形成部の半導体前駆体材料エリア１′（ビシクロポルフィリン化合物）も電極部と同程度まで加熱され、熱分解することで（ＴＢＰ：テトラベンゾポルフィリン銅錯体）膜に変換され、半導体層１が形成された（厚さ５０ｎｍ）。図１（３）
次に、マスクを介して金を蒸着することで、ソース電極２、ドレイン電極３を形成し薄膜トランジスタ素子を作製した。それぞれのサイズは、幅１０μｍ、長さ５０μｍ（チャネル幅）厚さ５０ｎｍであり、ソース電極、ドレイン電極の距離（チャネル長）は１５μｍとなるようにした。【０２６３】
以上の方法により作製した薄膜トランジスタはｐ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを−１０Ｖとし、ゲートバイアスを＋１０Ｖから−４０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられた移動度は１．０ｃｍ2／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は６桁であり、良好に駆動し、ｐ型のエンハンスメント動作を示す薄膜トランジスタであった。【０２６４】
実施例２
（薄膜トランジスタ２０１の作成）
実施例１において、半導体前駆体材料を下記に代えた以外は同様にして薄膜トランジスタ素子を製造した。【０２６５】
（半導体前駆体薄膜の形成）
硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウムを金属比率で１：０．１：０．５（モル比）で混合した１０質量％水溶液（但し、水／エタノール＝９／１（質量比））としたものをインクとしてチャネル形成部にインクジェット塗布し同様に、１５０℃で１０分間処理して乾燥し半導体前駆体材料薄膜１′を形成した（図１（２））。【０２６６】
実施例１と同様の条件でマイクロ波照射を行うことで、同様に半導体前駆体材料薄膜１′は電極部からの熱により熱酸化をうけて半導体層１に変換した。【０２６７】
次いで、ソース電極、ドレイン電極の形成を実施例１と同様に行って薄膜トランジスタ素子２０１を作製した。【０２６８】
薄膜トランジスタ２０１は実施例１同様、良好に駆動し、移動度は３ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であった。【０２６９】
（薄膜トランジスタ２０２の作成）
また、半導体前駆体薄膜の形成後、ジャイロトロン発振管を用いて２８ＧＨｚのマイクロ波照射を用いて２００℃の加熱を行った以外は同様にして半導体層１を形成し、同様にして薄膜トランジスタ２０２を作成した。【０２７０】
薄膜トランジスタ２０２は、同様に、良好に駆動し、移動度は１０ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は６桁であった。【０２７１】
（薄膜トランジスタ２０３の作成）
さらにマイクロ波照射による加熱の温度を９５℃とした以外は、薄膜トランジスタ２０１と同様にして薄膜トランジスタ２０３を作成した。【０２７２】
薄膜トランジスタ２０３の評価を前記同様に行ったが、移動度は０．０５ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は３桁であった。駆動が確認できた。【０２７３】
（薄膜トランジスタ２０４の作成）
マイクロ波加熱の温度を１３０℃とした以外は、薄膜トランジスタ２０１と同様にして薄膜トランジスタ２０４を作成した。【０２７４】
作成した薄膜トランジスタ２０４は、充分に駆動し、移動度は０．２ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は４桁であった。【０２７５】
（薄膜トランジスタ２０５の作成）
マイクロ波加熱の温度を２８０℃とした以外は、薄膜トランジスタ２０１と同様にして薄膜トランジスタ２０５を作成した。【０２７６】
作成した薄膜トランジスタ２０５は、充分に駆動し、移動度は７ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であった。【０２７７】
（薄膜トランジスタ２０６の作成）
マイクロ波加熱の温度を３５０℃とした以外は、薄膜トランジスタ２０１と同様にして薄膜トランジスタ２０６を作成した。【０２７８】
作成した薄膜トランジスタ２０６は、充分に駆動し、移動度は１０ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は３．５桁であった。移動度は高いものの、ｏｎ／ｏｆｆ比はやや低い結果となった。【０２７９】
（薄膜トランジスタ２０７の作成）
薄膜トランジスタ２０１において、加熱をマイクロ波ではなく、電気炉により行った以外は同様にして薄膜トランジスタ２０７を作成した。【０２８０】
作成した薄膜トランジスタ２０７は、駆動し、移動度は０．０１ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は３桁であった。【０２８１】
（薄膜トランジスタ２０８の作成）
基板をガラスから、厚さ３００μｍのポリイミド樹脂に変更した以外は、薄膜トランジスタ２０１と同様に薄膜トランジスタを作成した。薄膜トランジスタ２０１と同様に良好に動作した。【０２８２】
（薄膜トランジスタ２０９の作成）
薄膜トランジスタ２０８において、加熱をマイクロ波ではなく、電気炉により行った以外は同様にして薄膜トランジスタ２０９を作成した。【０２８３】
作成した薄膜トランジスタ２０９の移動度は０．００１ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は３桁であった。【０２８４】
（薄膜トランジスタ２１０の作成）
基板をガラスから、厚さ３００μｍのＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）に変更した以外は、薄膜トランジスタ２０１と同様に薄膜トランジスタを作成した。薄膜トランジスタ２０１と同様に良好に動作した。【０２８５】
（薄膜トランジスタ２１１の作成）
薄膜トランジスタ２１０において、加熱をマイクロ波ではなく、電気炉により行った以外は同様にして薄膜トランジスタ２１１を作成した。【０２８６】
作成した薄膜トランジスタ２１１は全く動作しなかった。【０２８７】
実施例３
図２に製造プロセスを概略の断面図で示した。【０２８８】
支持体６として、ガラス基板を用いて基板上に、スパッタにてＩＴＯ膜を作製、パターニングしてゲート電極４とした（厚み１００ｎｍ）。【０２８９】
次に、アクアミカＮＮ１１０（パーヒドロポリシラザン／キシレン溶液：ＡＺエレクトロニックマテリアル製）をスピンコート（３０００ｒｐｍ×３０ｓｅｃ）にて基板上に塗布、乾燥し絶縁膜前駆体材料層５′を形成した（厚み２００ｎｍ）。図２（１）
実施例１と同様の条件でマイクロ波照射を行った。即ち、酸素と窒素の分圧が１：１の雰囲気下、大気圧条件で、５００Ｗの出力でマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を照射した。
マイクロ波の照射は、１サイクルを９０ｓｅｃとし、３サイクル行った。【０２９０】
ゲート電極のＩＴＯの発熱により隣接した絶縁膜前駆体材料層５′は熱処理（焼成）をうけシリカガラス膜となり絶縁層を形成した。図２（２）
（半導体前駆体薄膜の形成）
次いで、絶縁膜上に、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウムを金属比率で１：１：１（モル比）で混合した１０質量％水溶液としたものをインクとしてチャネル形成部にインクジェット塗布し同様に、１５０℃で１０分間処理して乾燥し半導体前駆体材料エリア（薄膜）１′を形成した（図２（３））。【０２９１】
次いで、実施例２と同様の条件でマイクロ波照射を行うことで、同様に半導体前駆体材料エリア（薄膜）１′は電極部からの熱により熱酸化をうけて半導体層１に変換した。図２（４）
次いで、ソース電極２、ドレイン電極３の形成を実施例１と同様に行って薄膜トランジスタ素子を形成した。【０２９２】
薄膜トランジスタは実施例１同様、良好に駆動し、移動度は５ｃｍ２／Ｖｓ以上、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であった。【０２９３】
実施例４
絶縁層を下記ポリマー絶縁膜に代えた以外、実施例３と同様に薄膜トランジスタ素子を製造した。【０２９４】
（絶縁膜前駆体材料層）
実施例３と同様にゲート電極を形成した基板上に、熱硬化ポリイミド（京セラケミカル社製ＣＴ４１１２）を４５００ｒｐｍ×２０ｓｅｃ（３００ｎｍ）でスピンコート塗布、厚み２００ｎｍの絶縁膜前駆体材料層５′を形成した。【０２９５】
次いで、実施例３と同様の条件でマイクロ波照射を行った。絶縁膜前駆体材料層５′は電極部からの熱で硬化してポリイミド膜からなる絶縁膜５に変換した。図２（２）
次いで、半導体層１、ソース電極２、ドレイン電極３の形成を実施例３と同様に行って薄膜トランジスタ素子を作製した。【０２９６】
形成した薄膜トランジスタは実施例１同様、良好に駆動し、移動度は１０ｃｍ２／Ｖｓ以上、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であった。【０２９７】
実施例５
実施例２と同様にして薄膜トランジスタ素子を製造した。図６（１）
形成した酸化物からなる半導体層１上に下記組成の未硬化ＰＶＰ水溶液をインクジェット法により適用して半導体保護層前駆体材料膜７′を成膜した。図６（２）
（未硬化ＰＶＰ溶液）
ポリ（４−ビニルフェノール）  アルドリッチ製                        １０質量％
架橋剤※                                                              ５質量％
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン                                ８５質量％
※架橋剤：Ｐｏｌｙ（ｍｅｌａｍｉｎｅ−ｃｏ−ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ），ｍｅｔｈｙｌａｔｅｄの８４質量％１−ブタノール溶液（アルドリッチ製）
次いで、マイクロ波照射を行った。即ち、酸素と窒素の分圧が１：１の雰囲気下、大気圧条件で、５００Ｗの出力でマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を照射した。マイクロ波の照射は、電磁波出力を調整しながら２００℃で１２０分間保持した。【０２９８】
半導体保護層前駆体材料膜７′はマイクロ波を照射すると硬化してＰＶＰからなる保護膜７が素子上に形成された。図６（３）
本発明の方法は薄膜トランジスタ素子の保護膜形成に適用できることが示された。【０２９９】
実施例６
ボトムゲート・トップコンタクト構成の薄膜トランジスタの製造例
図７に製造プロセスを概略断面図にて示した。【０３００】
実施例３と同様に支持体６として、ガラス基板を用いて基板上にゲート電極４を、そして同様にアクアミカＮＮ１１０を用いて絶縁膜前駆体材料層５′を形成した（厚み２００ｎｍ）。（図７（１））
乾燥後、次いで、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウムを金属比率で１：１：１（モル比）で混合した１０質量％水溶液（但し、水／エタノール＝９／１（質量比））としたものをインクとしてチャネル形成部にインクジェット塗布し同様に、１５０℃で１０分間処理して乾燥し半導体前駆体材料薄膜１′を形成した（図７（２））。【０３０１】
次いで、絶縁膜前駆体材料層５′および半導体前駆体材料薄膜１′が形成された基板にマイクロ波照射を行った。即ち、酸素と窒素の分圧が１：１の雰囲気下、大気圧条件で、５００Ｗの出力でマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を照射した。マイクロ波の照射は、１サイクルを９０ｓｅｃとし、４サイクル行った。絶縁膜前駆体材料層５′および半導体前駆体材料薄膜１′は同時にそれぞれ酸化珪素からなる絶縁層５、また半導体層１に変換された。【０３０２】
次いで、実施例１と同様にソース電極、ドレイン電極を金蒸着により形成して薄膜トランジスタ素子を作製した。【０３０３】
なお、ソース電極、ドレイン電極それぞれのサイズは、幅１０μｍ、長さ５０μｍ（チャネル幅）厚さ５０ｎｍであり、チャネル長は１５μｍとなるようにした。【０３０４】
形成した薄膜トランジスタ素子は、移動度は５ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であり良好に駆動し、絶縁層および半導体層への変換が行われたことがわかる。【０３０５】
実施例７
同じくボトムゲート・トップコンタクト構成の薄膜トランジスタ素子を作製した。【０３０６】
図８に製造プロセスを概略の断面図にて示した。【０３０７】
支持体６として、ガラス基板を用いて、基板上に基板温度を１００℃に保って、電極材料前駆体として金ナノ粒子インク（特開平１１−８０６４７号公報に記載の方法に準じた方法で作製した）をインクジェット法にてゲート電極様にパターニングし電極前駆体薄膜４′を形成した（厚み１００ｎｍ）。図８（１）
次いで、（ゲート）電極前駆体薄膜４′上にＩＴＯナノ微粒子インク（シーアイ化成  ＮａｎｏＴｅｋ  Ｓｌｕｒｒｙ  ＩＴＯ（トルエン））を用いて同様にしてインクジェット法にてＩＴＯ微粒子からなる電磁波吸収層４″をパターニング成膜した（厚み５０ｎｍ）。図８（２）
次いで、実施例６と同様にアクアミカＮＮ１１０を用いて絶縁膜前駆体材料層５′を形成し（厚み２００ｎｍ）、さらに乾燥後、チャネル形成部に、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ塩を混合した半導体前駆体材料薄膜１′をインクジェット法によりパターニング形成し、さらに、ソース電極、ドレイン電極パターンに従い前記ＩＴＯ微粒子ナノインクを用いてインクジェット法により電極前駆体薄膜４′を形成した（図８（３））。【０３０８】
次いで、電極前駆体薄膜４′電磁波吸収層４″絶縁膜前駆体材料層５′半導体前駆体材料薄膜１′が形成された基板にマイクロ波照射を行った。即ち、酸素と窒素の分圧が１：１の雰囲気下、大気圧条件で、５００Ｗの出力でマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を照射し、基板を２００℃に加熱した。マイクロ波の照射は、１サイクルを９０ｓｅｃとし、４サイクル行った。【０３０９】
前記電磁波吸収層４″（ゲート電極）また、ＩＴＯからなる電極前駆体薄膜４′（ソース、ドレイン電極）はマイクロ波の吸収によって発熱し、電極前駆体薄膜４′絶縁膜前駆体材料層５′半導体前駆体材料薄膜１′および電極前駆体薄膜４′はそれぞれゲート電極、ゲート絶縁層５、半導体層１またソース電極２、ドレイン電極３に同時に変換され、薄膜トランジスタ素子が形成された（図８（４））。【０３１０】
作製した薄膜トランジスタ素子は、移動度は５ｃｍ２／Ｖｓであり、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であり良好に駆動し、電極や、絶縁層および半導体層への変換が行われたことがわかる。【０３１１】
実施例８
トップゲート・ボトムコンタクト構成の薄膜トランジスタ素子を作製した。【０３１２】
図９に製造プロセスを概略の断面図にて示した。【０３１３】
支持体６として、ガラス基板上に、金蒸着、パターニングにより、ソース電極２、ドレイン電極３を作製した（厚み５０ｎｍ）。図９（１）
次いで、半導体前駆体材料薄膜１′を、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウムを金属比率で１：１：１（モル比）で混合した１０質量％水溶液（但し、水／エタノール＝９／１（質量比））としたものをインクとして、ソース、ドレイン電極間のチャネル形成部にインクジェット塗布し、１５０℃で１０分間処理して乾燥して形成した（厚み５０ｎｍ）（図９（２））。【０３１４】
次に、アクアミカＮＮ１１０を用いてインクジェット塗布により絶縁膜前駆体材料層５′を形成した（厚み２００ｎｍ）。図７（３）
次いで、ＩＴＯナノ微粒子インク（シーアイ化成  ＮａｎｏＴｅｋ  Ｓｌｕｒｒｙ  ＩＴＯ（トルエン））を用いて、インクジェット法にてゲート電極様にパターニングし電極前駆体薄膜４′を形成した（厚み１００ｎｍ）。図９（４）
マイクロ波照射を実施例７と同様に行ったところ、半導体前駆体材料薄膜１′、絶縁膜前駆体材料層５′、電極前駆体薄膜４′（ゲート電極）は、それぞれ半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極に同時に変換され、薄膜トランジスタ素子が形成された。図９（５）
作製した薄膜トランジスタ素子は、移動度は５ｃｍ２／Ｖｓであり、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であり良好に駆動し、電極や、絶縁層および半導体層への変換が行われたことがわかる。【０３１５】
実施例９
同じく、トップゲート・ボトムコンタクト構成の薄膜トランジスタ素子を作製した。【０３１６】
図１０に製造プロセスを概略の断面図にて示した。【０３１７】
（薄膜トランジスタ素子９０１）
基板６としてポリエチレンナフタレートフィルム（厚み２００μｍ）を用い、この上に、先ず、５０Ｗ／ｍ２／ｍｉｎの条件でコロナ放電処理を施した。その後以下のように接着性向上のため断熱層８を形成した。【０３１８】
（断熱層の形成）
下記条件で連続的に大気圧プラズマＣＶＤ法により厚さ３００ｎｍの酸化ケイ素膜を設け、これらの層を断熱層８とした（図１０（１））。大気圧プラズマ処理装置は、特開２００３−３０３５２０号公報に記載の図６に準じた装置を用いた。【０３１９】
（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム９８．２５体積％
反応性ガス：酸素ガス１．５体積％
反応性ガス：テトラエトキシシラン蒸気（ヘリウムガスにてバブリング）０．２５体積％
（放電条件）
高周波電源：１３．５６ＭＨｚ
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ２
（電極条件）
電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａｘ５μｍとした誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。【０３２０】
次いで、この断熱層上に、実施例８と同様にソース電極およびドレイン電極（金蒸着）、半導体材料前駆体薄膜１′、絶縁膜前駆体材料層５′、ＩＴＯ微粒子インクによりゲート電極様にパターニングして電極前駆体薄膜４′を順次形成した。図１０（２）
マイクロ波照射を実施例７と同様に行ったところ、半導体前駆体材料薄膜１′、絶縁膜前駆体材料層５′、電極前駆体薄膜４′（ゲート電極）は、それぞれ半導体層１、ゲート絶縁層５、ゲート電極４に同時に変換され薄膜トランジスタ素子９０１が形成された。【０３２１】
図１０（４）に素子の断面図と各層の厚みを示したが、この素子は断熱層の厚み３００ｎｍなので、熱源から基板までの最短距離（ｌ）が４５０ｎｍ、熱源から前駆体までの最長距離（Ｄ）が１５μｍ（ほぼチャネル長（ｃ＝１５μｍ）と等価）になるため、熱源から樹脂基板までの最短距離／熱源から前駆体までの最長距離＝１／３３．３となる。【０３２２】
（薄膜トランジスタ素子９０２）
絶縁膜前駆体材料層５′の厚み１０ｎｍ、断熱層の厚みを５０ｎｍの構成とした以外は薄膜トランジスタ９０１と同様にして、薄膜トランジスタ９０２を作成した。
この構成の場合、熱源から樹脂基板までの最短距離／熱源から前駆体までの最長距離＝１／２１４．３なる。【０３２３】
このときには、目視でみたところ支持体の変形がやや大きめであった。【０３２４】
（薄膜トランジスタ素子９０３）
絶縁膜前駆体材料層５′の厚み２５ｎｍ、断熱層の厚みを２５ｎｍの構成とした以外は薄膜トランジスタ９０１と同様にして、薄膜トランジスタ９０３を作成した。
この構成の場合、熱源から樹脂基板までの最短距離／熱源から前駆体までの最長距離＝１／１５０となる。【０３２５】
（薄膜トランジスタ素子９０４）
ソース、ドレイン電極間の距離を３μｍ、絶縁膜前駆体材料層５′の厚み１μｍ、断熱層の厚みを１．５μｍの構成とした以外は薄膜トランジスタ９０１と同様にして、薄膜トランジスタ９０４を作成した。【０３２６】
なお、この構成のとき、熱源から樹脂基板までの最短距離／熱源から前駆体までの最長距離＝０．８５となる。【０３２７】
（薄膜トランジスタ素子９０５）
ソース、ドレイン電極間の距離を３μｍ、絶縁膜前駆体材料層５′の厚み２μｍ、断熱層の厚みを２μｍの構成とした以外は薄膜トランジスタ９０１と同様にして、薄膜トランジスタ９０５を作成した。【０３２８】
なお、この構成のとき、熱源から樹脂基板までの最短距離／熱源から前駆体までの最長距離＝１．３５となる。【０３２９】
目視観察すると、この構成の場合、基板の反りが大きくなる傾向にあった。【０３３０】
作製した、熱源から樹脂基板までの最短距離／熱源から前駆体までの最長距離が１／２００〜１．０の範囲にある薄膜トランジスタ素子は、移動度は５ｃｍ２／Ｖｓであり、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁であり良好に駆動し、電極や、絶縁層および半導体層への変換が行われたことが示される。【０３３１】
実施例１０
ここでは、有機エレクトロルミネッセンス素子への適用例を示す。【０３３２】
実施例９と同様に支持体６であるポリエチレンナフタレートフィルム上に、大気圧プラズマＣＶＤ法によって酸化珪素からなる断熱層８を作製した。図１１（１）
次いで、ＩＴＯ薄膜をスパッタにより作製して陽極１１とした（厚み５０ｎｍ）。図１１（２）
さらに、下記組成の正孔注入層１２、正孔輸送層１３を塗布した。図１１（３）
正孔注入層
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの正孔注入層を設けた。【０３３３】
正孔輸送層
窒素雰囲気下に移し、正孔輸送層上に、５０ｍｇの正孔輸送材料１を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。膜厚約２０ｎｍの正孔輸送層とした。【０３３４】
【化１０】
0005423396.tif 000011
【０３３５】
次いで、窒素雰囲気下、大気圧条件で、５００Ｗの出力でマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を照射した。マイクロ波の照射は、１サイクルを９０ｓｅｃとし、３サイクル行った。正孔輸送層において架橋基を有する正孔輸送材料１が１００℃〜１５０℃に加熱され架橋（熱硬化）してネットワークポリマーを形成し不溶化した（以下の発光層、電子輸送層の塗布時に溶解等は起こらなかった。）（図１１（４））。【０３３６】
次いで、この正孔輸送層１３上に、１００ｍｇの下記化合物１−１と１０ｍｇの下記Ｉｒ−１５を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。１２０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約５０ｎｍの発光層とした。【０３３７】
次にこの発光層上に、５０ｍｇの電子輸送材料１を１０ｍｌの１−ブタノールに溶解した溶液を５０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約１５ｎｍの電子輸送層とした。【０３３８】
【化１１】
0005423396.tif 000012
【０３３９】
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム１．０ｎｍおよび陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。【０３４０】
この有機ＥＬ素子に通電したところほぼ所定の発光が得られ、別途、正孔輸送層形成後、窒素雰囲気下、１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行ったサンプルと比較して、発光輝度、素子寿命に差は見られなかった。マイクロ波の照射により、正孔輸送層が充分に架橋し層界面の乱れがなく、架橋した正孔輸送層が形成されたことがわかる。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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