(57)【要約】【課題】  製造工程が簡略化されうる構造を有する有機トランジスタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板１０上に設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に絶縁層を介して設けられたゲート電極２２とを備えた有機トランジスタにおいて、当該絶縁層は、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置するものに直接的又は間接的に接着する粘着シート２０を備えている。【選択図】図２
2014082386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた有機半導体層と、
前記有機半導体層に接触するソース電極と、
前記有機半導体層に接触するドレイン電極と、
前記有機半導体層に対して絶縁層を介して位置するゲート電極と、
を備えた有機トランジスタにおいて、
前記絶縁層は、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート電極のうち、前記基板側に位置するものに直接的又は間接的に接着する粘着シートを備えることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項２】
基板上に設けられた有機半導体層と、
前記有機半導体層に接触するソース電極と、
前記有機半導体層に接触するドレイン電極と、
前記有機半導体層に対して絶縁層を介して位置するゲート電極と、
を備えた有機トランジスタの製造方法において、
前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート電極のうち、前記基板側に位置するものに直接的又は間接的に前記絶縁層となる粘着シートを接着する接着工程と、
前記接着工程後に、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート電極のうち、前記基板側に位置しないものを前記粘着シート上に形成する電極形成工程と、
を備えることを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記粘着シートは、
粘着面を有する粘着層と、
前記粘着層を支持する支持層と、
を備え、
前記接着工程後に、前記支持層の前記粘着面とは反対側の面を研磨して、前記支持層を薄膜化する工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記粘着シートは、
粘着面を有する粘着層と、
前記粘着層を支持する支持層と、
を備え、
前記接着工程前において、
基材に貼り付けられた前記支持層における貼り付け面とは反対側の面を研磨して前記支持層を薄膜化する工程と、
薄膜化された前記支持層の露出表面上に前記粘着層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の有機トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、有機トランジスタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機トランジスタは、可撓性、軽量性、薄さ、大面積での製造性、低コスト性といった種々の要因から、注目されている。有機トランジスタは、絶縁層が、可溶性の有機材料を塗布することによって、形成される場合がある。例えば、特許文献１には、樹脂成分、体質成分、有機溶剤、及び、離型剤を含有する絶縁膜形成用インキ組成物をガラス基材上に塗布した後に、１４０℃で１時間にわたりアニール処理をして絶縁膜を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０―２６５４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、特許文献１に記載の方法では、絶縁膜形成用インキ組成物に含有される有機溶剤を揮発させるためにアニール処理をする必要がある。このため、この方法では、絶縁膜形成用インキ組成物が塗布された基板を一旦アニール炉に移動して、炉内で一定期間の熱処理を施す工程が必要となる。よって、この方法では、有機トランジスタを製造する装置の操作が複雑となり、その製造工程が極めて煩雑なものになるおそれがある。
【０００５】
このため、当技術分野においては、製造工程が簡略化されうる構造を有する有機トランジスタ及びその製造方法が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る有機トランジスタは、基板上に設けられた有機半導体層と、前記有機半導体層に接触するソース電極と、前記有機半導体層に接触するドレイン電極と、前記有機半導体層に対して絶縁層を介して位置するゲート電極と、を備えた有機トランジスタにおいて、前記絶縁層は、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート電極のうち、前記基板側に位置するものに直接的又は間接的に接着する粘着シートを備えることを特徴とする。
【０００７】
この場合、絶縁層をアニール等して形成する必要がなく、単に粘着シートを貼り付けるだけで有機トランジスタの絶縁層を形成することができる。したがって、製造方法が簡略化される。製造方法が簡略化されると、製品毎の特性変動に影響を与える要因が減少し、製品特性の制御性が高くなる。したがって、粘着シートを用いることによって、粘着シートの剥離やクラックの発生等の品質の劣化を抑制することができる。
【０００８】
また、粘着シートの厚みが、１００ｎｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。この下限値以上の場合には、粘着シートが破損しにくく、上限値以下の場合には、有機半導体層１６内に十分に電界を形成することができるという効果がある。
【０００９】
また、本発明の一側面に係る有機トランジスタの製造方法は、基板上に設けられた有機半導体層と、前記有機半導体層に接触するソース電極と、前記有機半導体層に接触するドレイン電極と、前記有機半導体層に対して絶縁層を介して位置するゲート電極とを備えた有機トランジスタの製造方法において、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート電極のうち、前記基板側に位置するものに直接的又は間接的に前記絶縁層となる粘着シートを接着する接着工程と、前記接着工程後に、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート電極のうち、前記基板側に位置しないものを前記粘着シート上に形成する電極形成工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この場合、絶縁層をアニール等して形成する必要がなく、接着工程によって、有機トランジスタの絶縁層を形成することができる。したがって、製造方法が簡略化される。製造方法が簡略化されると、製品毎の特性変動に影響を与える要因が減少し、製品特性の制御性が高くなる。したがって、この製造方法を用いることによって、粘着シートの剥離やクラックの発生等の品質の劣化を抑制することができる。
【００１１】
なお、粘着シートの厚みが大きすぎる場合には、ゲート電極にゲート電位を印加することによって、有機半導体層内に十分に電界を形成することができない。
【００１２】
そこで、前記粘着シートは、粘着面を有する粘着層と、前記粘着層を支持する支持層とを備え、この有機トランジスタの製造方法は、前記接着工程後に、前記支持層の前記粘着面とは反対側の面を研磨して、前記支持層を薄膜化する工程を備えることが好ましい。この場合、支持層が薄膜化されるため、その厚みが小さくなり、ゲート電極にゲート電位を印加することによって、有機半導体層内に十分に電界を形成することができる。
【００１３】
また、前記粘着シートは、粘着面を有する粘着層と、前記粘着層を支持する支持層と、を備え、この有機トランジスタの製造方法は、前記接着工程前において、基材に貼り付けられた前記支持層における貼り付け面とは反対側の面を研磨して前記支持層を薄膜化する工程と、薄膜化された前記支持層の露出表面上に前記粘着層を形成する工程とを備えることができる。
【００１４】
すなわち、基板とは別の基材に貼り付けた状態で支持層の薄膜化を行い、十分に薄膜化がされた後、支持層上に粘着層を形成することによって、粘着シートを形成する。接着工程において、このようにして形成された粘着シートを基板上の所定の電極に直接的又は間接的に接着する。粘着シートの厚みは小さくなっているため、ゲート電極にゲート電位を印加することによって、有機半導体層内に十分に電界を形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る有機トランジスタ及びその製造方法によれば、その製造工程が簡略化されうるので、製品特性の制御性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る有機トランジスタの製造方法を示す流れ図である。
【図２】第１の実施形態に係る有機トランジスタの製造方法を説明するための有機トランジスタの縦断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る有機トランジスタの縦断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る有機トランジスタの平面図である。
【図５】第１の実施形態に係る有機トランジスタの顕微鏡写真を示す図である。
【図６】ソース／ドレイン間電圧｜Ｖｓｄ｜（Ｖ）とソース／ドレイン間電流｜Ｉｓｄ｜（Ａ）の関係を示すグラフ（第１の実施形態）である。
【図７】第２の実施形態に係る有機トランジスタの縦断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る有機トランジスタの平面図である。
【図９】ソース／ドレイン間電圧｜Ｖｓｄ｜（Ｖ）とソース／ドレイン間電流｜Ｉｓｄ｜（Ａ）の関係を示すグラフ（第２の実施形態）である。
【図１０】第３の実施形態に係る有機トランジスタの縦断面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る有機トランジスタの縦断面図である。
【図１２】下地材Ｘと電極シートＹの接着状態を示す断面図である。
【図１３】貼り合わせ前の支持層の研磨について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を用いることとする。
【００１８】
図１は、一実施形態に係る有機トランジスタ１の製造方法を示す流れ図である。図２は、第１の実施形態に係る有機トランジスタの製造方法を説明するための有機トランジスタの縦断面図である。
【００１９】
図１に示すように、第１の実施形態に係る方法では、工程Ｓ１１において、基板１０上にソース電極１２及びドレイン電極１４が形成される。図１に示す方法によって製造される有機トランジスタは、電界効果トランジスタであり、トップゲート・ボトムコンタクト（ＴＧＢＣ）型の有機トランジスタである。
【００２０】
この工程Ｓ１１によって、図２（Ａ）に示すように、基板１０の一主面上にソース電極１２及びドレイン電極１４が形成される。基板１０は、有機トランジスタを構成する各層及び電極を基板１０上に設けるための下地を提供する。この基板１０は、合成樹脂からなる樹脂基板である。合成樹脂としては、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、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、ポリエーテルスルホン、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、ボリカーボネート等が例示される。
【００２１】
工程Ｓ１１によって形成されるソース電極１２及びドレイン電極１４は、例えば蒸着、スパッタリング、めっき、ＣＶＤ等によって形成されるが、導電性の電極シートを下地に貼り付けることによって形成してもよい。ソース電極１２及びドレイン電極１４としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、これらの合金、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の金属材料、シリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト等の炭素材料等の導電性材料を用いることができる。ソース電極１２及びドレイン電極１４は、互いに離間して基板１０上に形成される。
【００２２】
続く工程Ｓ１２において、図２（Ｂ）に示すように、基板１０の表面に対して紫外線を照射してオゾン処理が施されてもよい。オゾンは、酸素ガスに紫外線を照射することによって、発生させることが可能である。基板１０の表面にＵＶオゾン処理が施されることによって、基板１０の表面が改質されて平坦化される。一実施形態では、工程Ｓ１２のＵＶオゾン処理は省略し得る。
【００２３】
続く工程Ｓ１３において、図２（Ｃ）に示すように、基板１０の一主面上に有機半導体層（半導体層）１６が形成される。有機半導体層１６を形成するための有機半導体材料としては、所望の半導体特性を備えた材料、例えば、芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物等が例示される。より具体的には、有機半導体材料としては、ペンタセン等の低分子有機化合物、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリアズレン類等の高分子有機化合物が例示される。
【００２４】
有機半導体層１６は、ドライプロセス又はウェットプロセスによって形成され得る。ドライプロセスとしては、例えば、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（化学的気相成長）法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法等を用いることができる。また、ウェットプロセスとしては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、ＬＢ（ラングミュア・プロジェット）法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、キャスト法等の塗布方法や、インクジェット法、スクリーン印刷法、パッド印刷法、フレキソ印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、グラビア・オフセット印刷法等を用いることができる。
【００２５】
有機半導体層１６は、少なくともソース電極１２及びドレイン電極１４の間に介在するように基板１０上に形成される。有機半導体層１６の一部は、ソース電極１２及びドレイン電極１４に接している。これらの間の部分以外の有機半導体層１６の領域は、除去してもよい。
【００２６】
次に、工程Ｓ１４において、図２（Ｄ）に示すように、有機絶縁材料からなる粘着シート（絶縁層）２０が、基板１０上に形成される。この粘着シート２０は、粘着層２０Ａと、これを支持する支持層２０Ｂからなり、ソース電極１２及びドレイン電極１４を被覆する。粘着シート２０は、絶縁層となる。
【００２７】
粘着シート２０の粘着層２０Ａを構成する有機絶縁材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、エラストマーなどが例示される。具体的には、エポキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ニトリルゴム、フェノール樹脂、酢酸ビニル樹脂、クロロプレンゴム、アクリル樹脂、シリコーンゴムなどが例示される。また、粘着シートの粘着層を無機材料（水ガラス、シリケートなど）によって、構成することも可能である。
【００２８】
粘着シート２０の支持層２０Ｂを構成する有機絶縁材料としては、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＡＢＳ樹脂、又は、ポリビニルアセタール樹脂などが例示され、無機絶縁材料としては、ＳｉＯ２や窒化シリコン（ＳｉＮＸ）などのシリコン化合物が例示される。支持層２０Ｂの材料として、有機絶縁材料に代えてガラス材などの無機絶縁材料を用いることもできる。
【００２９】
粘着層２０Ａの下面は、有機半導体層１６の表面に接着しており、上面は支持層２０Ｂに接着している。支持層２０Ｂの露出表面Ｓ２０Ｂは、研磨することが可能である。研磨工程には、ＣＭＰ（化学的機械研磨）法などを用いることができる。なお、粘着シートの接着時の温度は室温（２７℃）であるが、例えば、基板１０の材料としてＣＯＰを用いた場合には、ＣＯＰのガラス転移温度（耐熱温度）である７０℃よりも小さなより低い温度であれば、基板を変形させることなく接着が可能である。
【００３０】
続く工程Ｓ１５において、図２（Ｅ）に示すように、粘着シート２０（支持層２０Ｂ）の露出表面上にゲート電極２２が形成される。工程Ｓ１５によって形成されるゲート電極２２は、例えば蒸着、スパッタリング、めっき、ＣＶＤ等によって形成されるが、導電性の電極シートを下地に貼り付けることによって形成してもよい。ゲート電極２２としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、これらの合金、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の金属材料、シリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト等の炭素材料等の導電性材料を用いることができる。ゲート電極２２は、ソース電極１２とドレイン電極１４の間に位置し、且つ、ソース―ドレイン電極間に位置する有機半導体層１６の領域を被覆する粘着シート２０上に設けられている。
【００３１】
図３は、第１の実施形態に係る有機トランジスタの縦断面図である。
【００３２】
同図では、ソース電極１２及びドレイン電極１４が、それぞれ複数の金属層から構成される例を示している。ソース電極１２は、下地金属層１２Ａと上部金属層１２Ｂを積層してなり、ドレイン電極１４は、下地金属層１４Ａと上部金属層１４Ｂを積層してなる。同図では、二層構造の金属層がソース電極１２及びドレイン電極１４として示されているが、これは三層以上であってもよく、一層であってもよい。なお、ゲート電極も同様に複数の金属層から構成することができる。
【００３３】
上記の下地金属層としては例えばＣｒを用い、上部金属層としては例えばＡｕを用いることができる。下地金属層は、電極の下に位置する部材との接着性が高く、且つ、比較的導電性の高い材料が選択され、上部金属層は、導電性が高い材料が選択される。これらの金属層の材料としては、ＣｒやＡｕの他に、Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｎ、Ｎｉ等の導電体を用いることができる。
【００３４】
以上、説明したように、上述の有機トランジスタは、基板１０上に設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して絶縁層（粘着シート２０）を介して位置するゲート電極２２と、を備えた有機トランジスタにおいて、絶縁層（粘着シート２０）は、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板側に位置するもの（本例では、ソース電極１２とドレイン電極１４）に直接的又は間接的に接着する粘着シート２０を備えている。
【００３５】
この場合、絶縁層をアニール等して形成する必要がなく、単に粘着シート２０を有機半導体層１６に貼り付けるだけで、有機トランジスタの絶縁層を形成することができる。したがって、製造方法が簡略化される。製造方法が簡略化されると、製品毎の特性変動に影響を与える要因が減少し、製品特性の制御性が高くなる。したがって、粘着シートを用いることによって、粘着シートの剥離やクラックの発生等の品質の劣化を抑制することができる。
【００３６】
なお、粘着シート２０の厚みが大きすぎる場合には、ゲート電極２２にゲート電位を印加することによって、有機半導体層１６内に十分に電界を形成することができず、小さすぎる場合には、粘着シート（絶縁膜）２０が破損しやすいという不具合がある。
【００３７】
そこで、粘着シート２０の厚みは、１００ｎｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。この下限値以上の場合には、粘着シートが破損しにくく、上限値以下の場合には、有機半導体層１６内に十分に電界を形成することができるという効果がある。
【００３８】
また、上述の有機トランジスタの製造方法は、基板１０上に設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して絶縁層（粘着シート２０）を介して位置するゲート電極２２とを備えた有機トランジスタの製造方法において、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置するもの（本例では、ソース電極１２及びドレイン電極１４）に直接的又は間接的に当該絶縁層となる粘着シート２０を接着する接着工程と、接着工程後に、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置しないもの（本例では、ゲート電極２２）を粘着シート２０の露出表面上に形成する電極形成工程とを備えている。
【００３９】
この製造方法によれば、絶縁層をアニール等して形成する必要がなく、接着工程によって、有機トランジスタの絶縁層を形成することができる。したがって、製造方法が簡略化され、これによって製品毎の特性変動に影響を与える要因が減少し、製品特性の制御性が高くなる。したがって、この製造方法を用いることによって、粘着シート２０の剥離やトランジスタ内部におけるクラックの発生等の品質の劣化を抑制することができる。
【００４０】
なお、上述のように、粘着シート２０の厚みが大きすぎる場合には、ゲート電極にゲート電位を印加することによって、チャネルとなる有機半導体層１６内に十分に電界を形成することができない。
【００４１】
そこで、粘着シート２０は、粘着面（有機半導体層１６との接着面）を有する粘着層２０Ａと、粘着層２０Ａを支持する支持層２０Ｂとを備え、この有機トランジスタの製造方法は、接着工程後に、支持層２０Ｂの粘着面とは反対側の面（Ｓ２０Ｂ；図２（Ｄ）参照）を研磨して、支持層２０Ｂを薄膜化する工程を備えることが好ましい。この場合、支持層２０Ｂが薄膜化されるため、その厚みが小さくなり、ゲート電極２２にゲート電位を印加することによって、有機半導体層１６内に十分に電界を形成することができる。研磨工程においては、アルミナ等の研磨剤を用いて研磨することができる。
【００４２】
図４は、第１の実施形態に係る有機トランジスタの平面図である。
【００４３】
ソース電極１２には、基板１０上に形成された電極パッドＰ２を電気的に接続し、ドレイン電極１４には、基板１０上に形成された電極パッドＰ４を電気的に接続してある。有機トランジスタは、電極パッドＰ２とＰ４との間にソース／ドレイン間電圧Ｖｓｄを与え、ゲート電極２２とソース電極１２との間に与えるゲート電圧Ｖｇを変化させて、制御を行う。
【００４４】
図５は、第１の実施形態に係る有機トランジスタ（図４の構造のものを複数サンプルとして形成したもの）の顕微鏡写真を示す図であり、図６は、ソース／ドレイン間電圧｜Ｖｓｄ｜（Ｖ）とソース／ドレイン間電流｜Ｉｓｄ｜（Ａ）の関係を示すグラフ（第１の実施形態）である。なお、基板１０の材料はＣＯＰであり、有機半導体層はペンタセンを蒸着して形成し、ソース電極１２及びドレイン電極１４は、それぞれ蒸着によって形成したＣｒ層とＡｕ層の２層構造、ゲート電極２２の材料は蒸着によって形成したＡｕである。また、ソース電極とドレイン電極との間のチャンネル長は１０μｍ、チャンネル長及び半導体層の厚み方向の双方に垂直な方向に沿ったチャンネル幅は１ｍｍである。また、粘着シート２０の材料は、セルロース上にアクリル系樹脂が塗布されたシートであり、厚みは６０μｍである。である。
【００４５】
ゲート電圧Ｖｇを０Ｖ〜−１０Ｖまで変化させると、Ｉｓｄの絶対値が増加し、トランジスタとして機能した。
【００４６】
なお、トップゲート・ボトムコンタクト型の有機トランジスタにおいては、基板１０と有機半導体層１６との界面がキャリア伝導に影響を与える。このため、基板１０を平坦化することによって、有機トランジスタの移動度を向上することが可能となる。一実施形態においては、有機半導体層１６を基板１０上に形成する前に、基板１０の表面に紫外線を照射してＵＶオゾン処理を施しているため、ＵＶオゾン処理による表面処理作用によって基板１０の表面モフォロジーを改善することができる。これによって、有機トランジスタの移動度を向上させることができる。
【００４７】
また、有機トランジスタには、トップゲート・ボトムコンタクト（ＴＧＢＣ）型のみならず、ボトムゲート・トップコンタクト（ＢＧＴＣ）型、ボトムゲート・ボトムコンタクト（ＢＧＢＣ）型、トップゲート・トップコンタクト（ＴＧＴＣ）型のタイプが存在する。有機半導体層の上にゲート電極が位置するものをトップゲートと呼び、下に位置するものをボトムゲートという。また、有機半導体層の上にソース電極及びドレイン電極が位置するものとトップコンタクトといい、これ以外の場所にソース電極及びドレイン電極が位置する場合をボトムコンタクトと呼ぶ。
【００４８】
図７は、第２の実施形態に係る有機トランジスタ（ボトムゲート・トップコンタクト（ＢＧＴＣ）型）の縦断面図である。なお、第１の実施形態と同一の工程と要素に関しては、説明を省略する。
【００４９】
この有機トランジスタは、基板１０上に、絶縁層（粘着シート２０）を介して、設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に下面で接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に下面で接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して粘着シート２０を介して位置するゲート電極２２（基板１０上に直接位置する）とを備えている。
【００５０】
ここで、絶縁層（粘着シート２０）は、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板側に位置するもの（本例では、ゲート電極２２）に直接的又は間接的に接着する粘着シート２０を備えている。粘着シート２０は、上述のように、粘着層２０Ａと支持層２０Ｂとからなるが、粘着層２０Ａはゲート電極２２に接触して接着している。
【００５１】
この場合においても、絶縁層をアニール等して形成する必要がなく、単に粘着シート２０を基板１０に貼り付けるだけで、有機トランジスタの絶縁層を形成することができる。したがって、製造方法が簡略化される。製造方法が簡略化されると、製品毎の特性変動に影響を与える要因が減少し、製品特性の制御性が高くなる。したがって、粘着シートを用いることによって、粘着シートの剥離やクラックの発生等の品質の劣化を抑制することができる。
【００５２】
また、上述の有機トランジスタの製造方法は、基板１０上に、絶縁層（粘着シート２０）を介して、設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して粘着シート２０を介して位置するゲート電極２２とを備えた有機トランジスタの製造方法において、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置するもの（本例では、ゲート電極２２）に直接的又は間接的に絶縁層となる粘着シート２０を接着する接着工程と、接着工程後に、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置しないもの（本例では、ソース電極１２及びドレイン電極１４）を粘着シート２０の露出表面上に形成する電極形成工程とを備えている。
【００５３】
すなわち、基板１０上に、ゲート電極２２を形成し、続いて、粘着シート２０を基板１０に貼り付けてゲート電極２２を被覆し、次に、必要に応じて、粘着シート２０の支持層２０Ｂの露出表面Ｓ２０Ｂを研磨し、研磨した露出面上に有機半導体層１６を形成する。最後に、有機半導体層１６上にソース電極１２及びドレイン電極１４を形成して、有機トランジスタが完成する。なお、個々の要素の形成方法は、第１の実施形態と同一である。
【００５４】
図８は、第２の実施形態に係る有機トランジスタの平面図である。
【００５５】
ソース電極１２には、基板１０上に形成された電極パッドＰ２を電気的に接続し、ドレイン電極１４には、基板１０上に形成された電極パッドＰ４を電気的に接続してある。有機トランジスタは、電極パッドＰ２とＰ４との間にソース／ドレイン間電圧Ｖｓｄを与え、ゲート電極２２とソース電極１２との間に与えるゲート電圧Ｖｇを変化させて、制御を行う。
【００５６】
図９は、ソース／ドレイン間電圧｜Ｖｓｄ｜（Ｖ）とソース／ドレイン間電流｜Ｉｓｄ｜（Ａ）の関係を示すグラフ（第２の実施形態）である。なお、基板１０の材料はＣＯＰであり、有機半導体層はペンタセンを蒸着して形成し、ソース電極１２及びドレイン電極１４は、それぞれ蒸着によって形成したＡｕ層、ゲート電極２２の材料は貼り付けによって形成した金属シート（Ｃｕテープ）である。また、ソース電極とドレイン電極との間のチャンネル長は３０μｍ、チャンネル幅は１ｍｍである。また、粘着シート２０の材料は、セルロースにアクリル系樹脂が塗布されたシートであり、厚みは６０μｍである。
【００５７】
ゲート電圧Ｖｇを０Ｖ〜−５０Ｖまで変化させると、Ｉｓｄの絶対値が増加し、トランジスタとして機能した。
【００５８】
なお、第１の実施形態において適用した材料、構造及び製造方法は、第２の実施形態においても適用することができる。
【００５９】
図１０は、第３の実施形態に係る有機トランジスタ（ボトムゲート・ボトムコンタクト（ＢＧＢＣ）型）の縦断面図である。なお、第１の実施形態と同一の工程と要素に関しては、説明を省略する。
【００６０】
この有機トランジスタは、基板１０上に、絶縁層（粘着シート２０）を介して、設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に側面で接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に側面で接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して絶縁層（粘着シート２０）を介して位置するゲート電極２２（基板１０上に直接位置する）とを備えている。
【００６１】
ここで、絶縁層（粘着シート２０）は、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板側に位置するもの（本例では、ゲート電極２２）に直接的又は間接的に接着する粘着シート２０を備えている。粘着シート２０は、上述のように、粘着層２０Ａと支持層２０Ｂとからなるが、粘着層２０Ａはゲート電極２２に接触して接着している。
【００６２】
この場合においても、絶縁層をアニール等して形成する必要がなく、単に粘着シート２０を基板１０に貼り付けるだけで、有機トランジスタの絶縁層を形成することができる。したがって、製造方法が簡略化される。製造方法が簡略化されると、製品毎の特性変動に影響を与える要因が減少し、製品特性の制御性が高くなる。したがって、粘着シートを用いることによって、粘着シートの剥離やクラックの発生等の品質の劣化を抑制することができる。
【００６３】
また、上述の有機トランジスタの製造方法は、基板１０上に、絶縁層（粘着シート２０）を介して、設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に側面で接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に側面で接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して絶縁層（粘着シート２０）を介して位置するゲート電極２２とを備えた有機トランジスタの製造方法において、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置するもの（本例では、ゲート電極２２）に直接的又は間接的に絶縁層となる粘着シート２０を接着する接着工程と、接着工程後に、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置しないもの（本例では、ソース電極１２及びドレイン電極１４）を粘着シート２０の露出表面上に形成する電極形成工程とを備えている。
【００６４】
すなわち、基板１０上に、ゲート電極２２を形成し、続いて、粘着シート２０を基板１０に貼り付けてゲート電極２２を被覆し、次に、必要に応じて、粘着シート２０の支持層２０Ｂの露出表面Ｓ２０Ｂを研磨し、研磨した露出面上に、ソース電極１２及びドレイン電極１４を形成する。最後に、ソース電極１２及びドレイン電極１４間の領域上に有機半導体層１６を形成して、有機トランジスタが完成する。なお、個々の要素の形成方法は、第１の実施形態と同一であり、第１の実施形態において適用した材料、構造及び製造方法は、第３の実施形態においても適用することができる。
【００６５】
図１１は、第４の実施形態に係る有機トランジスタ（トップゲート・トップコンタクト（ＴＧＴＣ）型）の縦断面図である。なお、第１の実施形態と同一の工程と要素に関しては、説明を省略する。
【００６６】
この有機トランジスタは、基板１０上に設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に下面で接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に下面で接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して絶縁層（粘着シート２０）を介して位置するゲート電極２２とを備えている。
【００６７】
ここで、絶縁層（粘着シート２０）は、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板側に位置するもの（本例では、ソース電極１２及びドレイン電極１４）に直接的又は間接的に接着する粘着シート２０を備えている。粘着シート２０は、上述のように、粘着層２０Ａと支持層２０Ｂとからなるが、粘着層２０Ａはソース電極１２及びドレイン電極１４に接触して接着している。
【００６８】
この場合においても、絶縁層をアニール等して形成する必要がなく、単に粘着シート２０を基板１０に貼り付けるだけで、有機トランジスタの絶縁層を形成することができる。したがって、製造方法が簡略化される。製造方法が簡略化されると、製品毎の特性変動に影響を与える要因が減少し、製品特性の制御性が高くなる。したがって、粘着シートを用いることによって、粘着シートの剥離やクラックの発生等の品質の劣化を抑制することができる。
【００６９】
また、上述の有機トランジスタの製造方法は、基板１０上に設けられた有機半導体層１６と、有機半導体層１６に下面で接触するソース電極１２と、有機半導体層１６に下面で接触するドレイン電極１４と、有機半導体層１６に対して絶縁層（粘着シート２０）を介して位置するゲート電極２２とを備えた有機トランジスタの製造方法において、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置するもの（本例では、ソース電極１２及びドレイン電極１４）に直接的又は間接的に絶縁層となる粘着シート２０を接着する接着工程と、接着工程後に、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及びゲート電極２２のうち、基板１０側に位置しないもの（本例では、ゲート電極２２）を粘着シート２０の露出表面上に形成する電極形成工程とを備えている。
【００７０】
すなわち、基板１０上に、有機半導体層１６を形成し、続いて、有機半導体層１６上にソース電極１２及びドレイン電極１４を形成し、更に、これらを被覆するように、粘着シート２０を基板１０に貼り付け、次に、必要に応じて、粘着シート２０の支持層２０Ｂの露出表面Ｓ２０Ｂを研磨し、研磨した露出面上に、ゲート電極２２を形成して、有機トランジスタが完成する。なお、個々の要素の形成方法は、第１の実施形態と同一であり、第１の実施形態において適用した材料、構造及び製造方法は、第３の実施形態においても適用することができる。
【００７１】
なお、上述のソース電極１２、ドレイン電極１４、及び、ゲート電極２２は、導電性の電極シートＹによって形成することが可能である。
【００７２】
図１２は、下地材Ｘと電極シートＹの接着状態を示す断面図である。
【００７３】
図３の構造の場合には、下地材Ｘは、基板１０又は絶縁層（粘着シート２０）であり、この上に電極シートＹを形成することができる。電極シートＹは、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及び、ゲート電極２２のうち、該当するものを示している。
【００７４】
図７の構造の場合には、下地材Ｘは、基板１０又は有機半導体層１６であり、この上に電極シートＹを形成することができる。電極シートＹは、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及び、ゲート電極２２のうち、該当するものを示している。
【００７５】
図１０の構造の場合には、下地材Ｘは、基板１０又は絶縁層（粘着シート２０）であり、この上に電極シートＹを形成することができる。電極シートＹは、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及び、ゲート電極２２のうち、該当するものを示している。
【００７６】
図１１の構造の場合には、下地材Ｘは、有機半導体層１６又は絶縁層（粘着シート２０）であり、この上に電極シートＹを形成することができる。電極シートＹは、ソース電極１２、ドレイン電極１４、及び、ゲート電極２２のうち、該当するものを示している。
【００７７】
電極シートＹは、導電性の電極材料からなり、直接、下地材Ｘに接着することも可能であるが（図１２（Ａ））、粘着材からなる接着層Ｚを介して、下地材Ｘに接着することもできる（図１２（Ｂ））。接着層Ｚの材料としては、上述の粘着層２０Ａと同様のものを用いることができる。
【００７８】
なお、上述の例では、基板への貼り付け後に粘着シート２０を研磨したが、これは基板への貼り付け前に研磨を行ってもよい。
【００７９】
図１３は、貼り合わせ前の支持層の研磨について説明するための図である。
【００８０】
すなわち、粘着シート２０は、粘着面を有する粘着層２０Ａと、粘着層２０Ａを支持する支持層２０Ｂとを備えているが、粘着シート２０の基板１０への接着工程前において、基板とは別の基材Ｓに粘着シート２０の支持層２０Ｂを貼り付けておく。この貼り付けられた支持層２０Ｂにおける貼り付け面（Ｓ２０Ｂ；図１３参照）とは反対側の面（Ｓ２０Ｂ２；図１３参照）を研磨して支持層２０Ｂを薄膜化させておく。
【００８１】
次に、薄膜化された支持層２０Ｂの露出表面（Ｓ２０Ｂ２）上に上述の粘着層２０Ａを形成し、これを粘着シートとして、上述の各実施形態における基板１０に貼り付ける。
【００８２】
すなわち、基板１０とは別の基材に貼り付けた状態で支持層２０Ｂの薄膜化を行い、十分に薄膜化がされた後、支持層２０Ｂ上に粘着層２０Ａを形成することによって、粘着シート２０を形成する。基板１０への接着工程では、このようにして形成された粘着シートを基板上の所定の電極に直接的又は間接的に接着する。粘着シートの厚みは小さくなっているため、ゲート電極にゲート電位を印加することによって、有機半導体層内に十分に電界を形成することができる。このようにして形成された粘着シートは、第１〜第４の実施形態の有機トランジスタに適用することができる。粘着シート２０の基板１０への貼り付け後に、基材Ｓは剥離することができ、剥離後に、各実施形態における接着工程後の工程を実行することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０…基板、１２…ソース電極、１４…ドレイン電極、１６…半導体層、２０…絶縁層（粘着シート）、２２…ゲート電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図５】
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