(57)【要約】【課題】本発明は有機トランジスタに係わり、より詳しくは、オンオフ比が改善され、閾値電圧が低く、特性ばらつきの少ない有機トランジスタの構成に関する。【解決手段】基板上にソース電極と、ドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極との間に形成されるチャネル領域を有する有機トランジスタの製造方法において、ソース電極およびドレイン電極と同層にあり、チャネル領域における外周領域の一部にダミー膜を形成するダミー膜形成工程と、基板上に、ソース電極とドレイン電極とダミー膜とチャネル領域を覆う連続的な有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、チャネル領域を囲うように、チャネル領域から離間してダミー膜の外側に有機半導体層を溶解する溶媒を滴下し、一部の有機半導体層を除去する有機半導体層除去工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
2014192317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成されるチャネル領域を有する有機トランジスタの製造方法において、
前記ソース電極および前記ドレイン電極と同層にあり、前記チャネル領域における外周領域の一部にダミー膜を形成するダミー膜形成工程と、
前記基板上に、前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記ダミー膜と前記チャネル領域を覆う連続的な有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、
前記チャネル領域を囲うように、前記チャネル領域から離間して前記ダミー膜の外側に前記有機半導体層を溶解する溶媒を滴下し、一部の前記有機半導体層を除去する有機半導体層除去工程と、
を含むことを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記有機半導体層除去工程は、前記チャネル領域を形成する前記ソース電極と前記ドレイン電極の外側および前記ダミー膜の外側に溶媒を滴下する
ことを特徴とする請求項１の有機トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記ダミー膜は前記ソース電極および前記ドレイン電極と同じ材質であり、
前記ダミー膜形成工程は前記ソース電極と前記ドレイン電極と、前記ダミー膜とを同時に形成する工程である
ことを特徴とする請求項１または請求項２の有機トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記ダミー膜は絶縁膜であり、
前記ダミー膜形成工程は前記ダミー膜が前記ソース電極と前記ドレイン電極とに接して形成する工程である
ことを特徴とする請求項１または請求項２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】
本発明は有機トランジスタの製造方法に係わり、より詳しくは、チャネル領域に形成する有機半導体層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体をチャネル層に利用した有機電界効果トランジスタまたは有機トランジスタ（以下、両者を総称して有機トランジスタと称す。）が大変な注目を集めている。有機トランジスタは、シリコンなど無機半導体をチャネルとした従来型の電界効果トランジスタと比べると、低コストプロセスで、大面積で、機械的にフレキシブルであるという特徴を有する。
【０００３】
また、有機トランジスタに用いられる有機半導体膜の形成方法としては、蒸着による方法や、有機半導体物質を溶媒に溶かした有機半導体溶液を基板上に塗布し、且つ乾燥させることによって薄膜を得る方法等が知られている。有機半導体溶液を塗布して形成する方法は、蒸着による方法と比較して容易に製造できるという利点がある。このような有機半導体はスピンコーティング、露光、現像などの工程を経ず、簡単なインクジェット法で形成されることができる。また、有機半導体層の厚さを数十ｎｍ 〜 数百ｎｍとすることができる。
【０００４】
しかしながら、インクジェット法により射出された有機半導体溶液は、塗布位置によって硬化時に蒸発速度が異なるため、膜厚が厚いところと薄いところが形成されてしまうという問題を生じる。
【０００５】
図１０から図１３を参照して、より詳細に有機半導体溶液乾燥時の問題点を説明する。
図１０（ａ）は有機トランジスタを模式的に示した平面図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ’における概略断面図である。
【０００６】
ここでは一例として、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機トランジスタを示す。図１０に図示したように、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機トランジスタ１００は、基板２上に、ゲート電極３、ゲート絶縁層４、ソース電極５およびドレイン電極６、有機半導体層７を有するものである。ここで、ソース電極５およびドレイン電極６の間のチャネル長とチャネル幅によって定まる領域をチャネル領域９とする。有機半導体層７は、ソース電極５、ドレイン電極６、チャネル領域９上に形成される。
【０００７】
理解を容易にするため、図１０（ａ）においては、チャネル領域９をクロスハッチングで示し、有機半導体層７を２点鎖線のハッチングで示しているが、有機半導体層７はチャネル領域９の領域も覆っている。
【０００８】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は有機半導体層７を有機半導体溶液の滴下によって形成する場合に起こる問題点を模式的に示した図である。図１１（ａ）は有機半導体溶液を滴下する前の状態を図示している。図１１（ｂ）、（ｃ）は有機半導体溶液を滴下し、有機半導体層７が形成された状態を図示している。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のＦ−Ｆ’断面図である。
【０００９】
図１１（ａ）に示すように、チャネル領域９上に有機半導体溶液をインクジェット法によって滴下した場合、有機半導体溶液はソース電極５およびドレイン電極６の形状に沿って濡れ広がる。これは、ソース電極５またはドレイン電極６と、ゲート絶縁層４の表面の
濡れ性が異なるためである。また、形成された有機半導体層７は、縁部７１と、縁部７１に囲まれ縁部７１より高さが低い中心部７２とを含む。
【００１０】
図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示すように、チャネル領域９はソース電極５およびドレイン電極６の間に存在する有機半導体層であって、ゲート電圧によってキャリア密度が高められた領域である。この場合、図１１（ｃ）に示すように後述するコーヒーステイン現象が生じて形成された有機半導体層の縁部７１がチャネル領域９と重なっており有機トランジスタの電気的特性が均一に示されないという問題点が生じる。
【００１１】
図１２は、図１１（ｂ）および（ｃ）に示した縁部７１ができる理由を示した断面図である。図１２（ａ）は基板２０上に有機半導体溶液７０をドロッピングした状態を示したものであり、図１２（ｃ）は有機半導体溶液７０を乾燥させ溶媒除去によって有機半導体層を形成した状態を示す。図１２（ｂ）はその途中状態を示す。
【００１２】
図１２（ａ）に図示するように、ドロッピング直後の有機半導体溶液７０は表面張力によって中心部が厚く縁部が薄い形態を有し、溶媒の蒸気密度は中心部７２が縁部７１に比べて高くなる。溶媒の乾燥速度は有機半導体溶液７０を囲んでいる蒸気密度に反比例するため、中心部７２より縁部７１で溶媒の乾燥が活発に起こる。
有機半導体溶液７０中の有機半導体材料は、溶媒の乾燥が活発に起こる縁部に移動するようになり、これによって形成される有機半導体層は、図１２（ｂ）に図示するように、縁部７１が中心部７２より高い状態、さらには図１２（ｃ）に図示するように、中心部７２が存在しない状態となる。このような現象をコーヒーステイン現象という。
【００１３】
有機半導体層は、チャネル領域と呼ばれるソース電極およびドレイン電極間に存在している必要がある。これは、有機トランジスタの本来の機能を考えれば明確であるが、有機トランジスタが電気的特性を示すためには、チャネル領域に有機半導体層を介して電流が流れる必要があるためである。さらには、チャネル領域の有機半導体層は均一に存在していることが好ましい。
これは、チャネル領域で有機半導体層の厚さ偏差が発生すると、厚さ偏差によって有機トランジスタの電気的特性が不均一になることがあるためである。よって、コーヒーステイン現象が生じて形成された有機半導体層を備えた有機トランジスタは、電気的特性が均一に示されない、あるいは、電気的特性が発現しないという問題点が生じる。
【００１４】
このような問題を回避するために、あらかじめ有機半導体をスピンコート法等により全面コーティングしたのちにインクジェット法などで溶媒を滴下することにより、有機半導体膜をパターンニングする方法が考案されている。（特許文献１および特許文献２）これらの文献ではコーヒーステイン現象を利用している。
【００１５】
図１３を用いて従来のパターンニング方法を説明する。基板２上に、ゲート電極３、ゲート絶縁層４、ソース電極５およびドレイン電極６を形成する点は一般的な有機トランジスタの製造方法と同様であり、有機半導体層７をスピンコート法などにより全面塗布する（図１３（ａ））。
【００１６】
その後、有機半導体層が不要な位置に、有機半導体材料を溶解させることが可能な溶媒１０を滴下し、直下の有機半導体を溶かす（図１３（ｂ））。ソース電極５およびドレイン電極６はゲート絶縁層４よりも濡れ性が高いため、滴下された溶媒９はソース電極５およびドレイン電極６の上の有機半導体層も溶かす。溶媒の蒸発に伴い、コーヒーステイン現象が発生し、図１３（ｃ）の状態となる。
【００１７】
溶媒がすべて蒸発すると図１３（ｄ）に示す状態となり、溶媒１０の滴下位置の有機半
導体層が除去、パターンニングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００６−４９８９１号公報（第８頁、図１Ｃ）
【特許文献２】特開２００８−１４７６０７号公報（第８頁、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献１および特許文献２のような手法を取り入れても図１１（ｃ）に図示したような縁部７１が発生することには変わりなく、溶媒が濡れ広がりチャネル領域の端部と中心部とで厚さ偏差が生じてしまい、有機トランジスタの電気的特性が均一に示されないという問題点が生じてしまう。
【００２０】
特にコーヒーステイン現象が生じて形成された有機半導体層の縁部は、液滴が最後に乾燥する部位であるため、有機半導体の結晶性の不均一が発生することがある。この結晶の不均一によってトランジスタのオン電流が減少してしまう可能性がある。また、液滴が最後に乾燥する部位では不純物濃度が高くなる傾向がある。この不純物によってリーク電流が増加し、有機トランジスタのオフ電流が増加してしまう可能性がある。以上により、有機トランジスタのオンオフ比が低下するという不具合が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上述した課題を解決し目的を達成するため、本発明の有機トランジスタの製造方法は、下記に記載の構成を採用するものである。
【００２２】
基板上にソース電極と、ドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極との間に形成されるチャネル領域を有する有機トランジスタの製造方法において、ソース電極およびドレイン電極と同層にあり、チャネル領域における外周領域の一部にダミー膜を形成するダミー膜形成工程と、基板上に、ソース電極とドレイン電極とダミー膜とチャネル領域を覆う連続的な有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、チャネル領域を囲うように、チャネル領域から離間してダミー膜の外側に有機半導体層を溶解する溶媒を滴下し、一部の有機半導体層を除去する有機半導体層除去工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
有機半導体層除去工程は、チャネル領域を形成するソース電極とドレイン電極の外側およびダミー膜の外側に溶媒を滴下してもよい。
【００２４】
これにより、パターンニングされた有機半導体層の縁部がソース電極とドレイン電極の外側およびダミー膜の端部に重なるように形成することができ、チャネル領域に関して均一な有機半導体膜を得ることができる。
【００２５】
ダミー膜はソース電極およびドレイン電極と同じ材質であり、ダミー膜形成工程はソース電極とドレイン電極と、ダミー膜とを同時に形成する工程としてもよい。
【００２６】
ダミー膜とソース電極とドレイン電極を同時に形成するため、製造工程を減らすことができる。
【００２７】
ダミー膜は絶縁膜であり、ダミー膜形成工程はダミー膜がソース電極とドレイン電極とに接して形成する工程としてもよい。
【００２８】
ダミー膜がソース電極とドレイン電極と接して形成できるため、チャネル領域を取り囲
むように形成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ダミー膜を配置することにより、溶媒滴下によって発生するコーヒーステイン現象が生じて形成された有機半導体層の縁部が有機トランジスタのチャネル領域を覆うことを防ぎ、チャネル領域に関して均一な有機半導体膜を得ることができる。このためオンオフ比が改善され、閾値電圧が低い、有機トランジスタを提供することができる。
【００３０】
また、有機トランジスタをアレイまたはマトリクス状に並べた際に、個々の有機トランジスタの特性ばらつきが少ない、有機トランジスタアレイまたは有機トランジスタマトリクスを提供することができる。
【００３１】
本発明の有機トランジスタの構造は、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造およびトップゲート構造の何れにおいても有効である。
【００３２】
更には、ダミー膜をソース電極およびドレイン電極と同じ材料で同じ形成工程で形成できるので、製造工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の製造方法の第１の実施例を示す有機トランジスタの断面図である。
【図２】本発明の製造方法の第１の実施例を示す有機トランジスタの断面図である。
【図３】本発明の製造方法の第２の実施例を示す有機トランジスタの断面図である。
【図４】本発明の製造方法の第３の実施例を示す有機トランジスタの断面図である。
【図５】本発明の製造方法の第３の実施例を示す有機トランジスタの断面図である。
【図６】本発明のパターンニングの第１の実施例を示す有機トランジスタの平面図および断面図である。
【図７】本発明のパターンニングの第２の実施例を示す有機トランジスタの平面図である。
【図８】本発明のパターンニングの第３の実施例を示す有機トランジスタの平面図である。
【図９】本発明のパターンニングの第４の実施例を示す有機トランジスタの平面図および断面図である。
【図１０】従来技術による半導体溶液塗布後の有機トランジスタの平面図および断面図である。
【図１１】有機半導体溶液の乾燥時の問題が発生した有機トランジスタの平面図および断面図である。
【図１２】有機半導体溶液の乾燥時の問題を説明するための図である。
【図１３】従来技術での有機トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００３４】
本発明の有機トランジスタの製造方法の特徴は、ソース電極およびドレイン電極と同層にあり、チャネル領域の外周にダミー膜を形成する工程と、有機半導体層を溶解して除去する溶媒がチャネル領域から離間した位置に滴下する工程を用いてパターンニングすることによって、チャネル領域を覆う有機半導体層の縁部がソース電極とドレイン電極とダミー膜の端部に配置されるように製造することである。
【００３５】
以下に、有機トランジスタの製造方法の実施例、製造方法を用いて作製した有機トランジスタのパターンニングの実施例の順に、図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
［製造方法の第１の実施例］
最初にボトムゲート・ボトムコンタクト構造における有機トランジスタの製造方法について、図１（ａ）から図１（ｄ）までおよび、図２（ａ）から図２（ｃ）までを用いて説明する。有機トランジスタ１は基板２、ゲート電極３、ゲート絶縁層４、ソース電極５、ドレイン電極６、ダミー膜８、有機半導体層７を有する積層構造となっている。ここで、ソース電極５とドレイン電極６との間をチャネル領域９とする。また、溶媒１０は有機半導体層７を溶解し除去する溶媒であり詳細については後述する。
【００３７】
初めに、図１（ａ）に示すように、基板２にゲート電極３を形成する。
基板２は、ガラス、シリコン、などの無機材料、あるいはポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの耐熱性高分子材料から構成することができる。
【００３８】
ゲート電極３は、金属および導電性有機材料の少なくとも一種を用いて形成すればよい。金属膜を形成する場合には、蒸着やスパッタリング等の既存の真空成膜法を用いればよく、マスク成膜法やフォトリソグラフ法等により電極形状の形成を行うことができる。
【００３９】
このとき用いる電極形成用の材料としては、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属、これら金属を用いた合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の無機材料が挙げられる。また、これらの材料は２種以上を併用してもよい。
【００４０】
また、導電性有機材料を用いて電極を形成する場合には、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性インキを塗布して電極とすることができる。この場合の電極の形成は、有機材料を基材上に塗布、乾燥させることで行うことができるため、安価で簡便に行うことができる。塗布する方法としては、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、転写法、インクジェット法等が挙げられる。
【００４１】
次に、図１（ｂ）に示すように、ゲート電極３を覆うようにしてゲート絶縁層４を形成する。ゲート絶縁層４は、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリイミド、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレートなどの溶液をスピンコートまたはフレキソ印刷法などで塗布した後、電子オーブンなどで加熱硬化して形成する。また、ポリパラキシリレンなど、化学蒸着法によりゲート絶縁層を形成しても良い。
【００４２】
次に、図１（ｃ）に示すように、ゲート絶縁層４の上にソース電極５とドレイン電極６とダミー膜８を形成する。ソース電極５とドレイン電極６のパターンニングによりチャネル長およびチャネル幅を有するチャネル領域９が形成される。
【００４３】
ダミー膜形成工程は、ソース電極５とドレイン電極６と同層であって、チャネル領域９よりも外周の領域にダミー膜８を形成する工程である。ソース電極５およびドレイン電極６は公知の電極であれば特に限定されずに用いることができるが、後に形成する有機半導体のほとんどが、電荷を輸送するキャリアがホールであるｐ型半導体であることから、半導体層とオーミック接触をとるために、仕事関数の大きい金属で形成されることが好ましい。具体的には、例えば、金、白金が挙げられる。
【００４４】
ここでいう仕事関数とは、固体中の電子を外部に取り出すのに必要な電位差であり、真空準位とフェルミ準位のエネルギー差を電荷量で割った値として定義される。また、半導体層表面にドーパントを高密度にドープした場合は、金属／半導体間をキャリアがトンネ
ルすることが可能となり、金属の材質によらなくなるため、ゲート電極で挙げた金属材料又は導電性有機材料も用いることができる。
【００４５】
ダミー膜８の材質および形成方法は特に限定されないが、製造の工程を簡略化するためには、ソース電極５およびドレイン電極６と同じ材質とし、ソース電極５およびドレイン電極６と同工程で形成することが好ましい。
【００４６】
また、ダミー膜８をソース電極５およびドレイン電極６と異なる材質により形成する場合、ダミー膜８の材質は特に限定されず、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属、これら金属を用いた合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化シリコン、酸化チタン、窒化シリコン、窒化チタン等の無機材料、さらにはポリメチルシルセスキオキサン、ポリイミド、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレートなどの有機材料を用いることができる。
【００４７】
ダミー膜８が導電性の材質の場合には、ソース電極５とドレイン電極６からそれぞれ離間した位置に形成されることが好ましい。
【００４８】
ダミー膜８の形成方法についても特に限定はされないが、電解重合法、キャスティング法、スピンコート法、浸漬コート法、スクリーン印刷法、マイクロモールド法、マイクロコンタクト法、ロール塗布法、インクジェット法、ＬＢ法等で形成することができる。また、用いる材料により真空蒸着法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法等も有効な形成方法である。また、これらはフォトリソグラフおよびエッチング処理により所望の形状にパターンニングすることができる。その他、ソフトリソグラフ、リフトオフ法、インクジェット法も有効なパターンニング方法である。
【００４９】
ソース電極５およびドレイン電極６とダミー膜８の形成順序は特に限定されず、各々選択した形成方法に応じて任意に決定することができる。
【００５０】
次に、図１（ｄ）に示すように、有機半導体層７を形成する。有機半導体層形成工程では、ソース電極５とドレイン電極６とダミー膜８を覆うように連続的な有機半導体層７を形成する。有機半導体層７の、ソース電極５とドレイン電極６との間の領域がチャネル領域９になる。
【００５１】
有機半導体層７は、公知の有機半導体材料を用いて形成された層であればよく、この有機半導体材料としては、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物、電荷移動錯体等の材料からなるのが好ましい。具体的な材料としては、ペンタセン、中心ベンゼン環の間にビシクロ環を導入したペンタセン誘導体、テトラセン、アントラセン、チオフェンオリゴマー誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等が挙げられるが、これらの材料に限定されるものではない。
【００５２】
有機半導体の塗布方法については、基板上全体に均一塗布可能な方法であれば特に限定されず、例えば、スピンコーティング、ブレードコーティング、ディップキャスティングなどが考えられる。
【００５３】
次に、有機半導体層除去工程について図２（ａ）から図２（ｃ）を用いて説明する。図２（ａ）に示すように、溶媒１０を有機半導体層７のチャネル領域９の外周から離間した位置に滴下する。特にダミー膜８よりも外側でかつ、ソース電極およびドレイン電極のう
ち、チャネル長方向に最も離間した電極間の電極よりも外側の領域に溶媒１０を滴下するのが好ましい。
【００５４】
続いて図２（ｂ）に示すように、溶媒１０を滴下した直下の有機半導体層７は溶解し、コーヒーステイン現象によって除去される。ダミー膜８の濡れ性がゲート絶縁層４より高いため、溶媒１０により解けた有機半導体層がダミー膜８の端部上まで濡れ広がる。図２（ｃ）は、溶媒がすべて蒸発し、パターンニングが終了した状態を示す。
【００５５】
以上の工程によって不要な有機半導体層７を除去し、図２（ｃ）に示すように、チャネル領域９を覆う有機半導体層７の縁部がダミー膜８の端部になるようにパターンニングされた有機トランジスタを作製することができる。
【００５６】
この構成によりチャネル領域９に形成された有機半導体層７は平坦なものとなり、チャネル層は厚さの偏差がなく、有機トランジスタ１の電気的特性が均一に示される。
【００５７】
以上の説明においては、ダミー膜８はソース電極５およびドレイン電極６と同じ材質であり、同じ形成工程で形成すると説明したが、ダミー膜８の材質はこれに限定することなく、以下に別の製造方法の実施例を説明する。
【００５８】
［製造方法の第２の実施例］
先の製造方法の第１の実施例とは別の実施例について図３を用いて説明する。図３は本実施例におけるダミー膜８とソース電極５とドレイン電極６の構成を示した断面図である。先の構成と同じものには同じ符号を用いている。
【００５９】
本実施例が第１の製造方法の実施例と異なる点は、ダミー膜８を電気的に絶縁性である材質で形成し、かつ、ソース電極５およびドレイン電極６と隣接して形成する点である。ゲート絶縁層４の形成工程は図１（ａ）および図１（ｂ）と、有機半導体層の塗布およびパターンニングについては図１（ｄ）および図２（ａ）から図２（ｃ）までと同様であるため重複する説明を省略する。
【００６０】
図３に示すとおり、電気的に絶縁性の材質を用いたダミー膜８はソース電極５およびドレイン電極６とそれぞれ隣接して配置される。ダミー膜８が電気的に絶縁性のため、電極と隣接しても導通することがない。これによりダミー膜８を形成する領域が製造方法の第１の実施例よりも密になり、有機半導体層７のパターンニング領域をより小さくすることができる。
【００６１】
さらには、ダミー膜８とソース電極５およびドレイン電極６とでチャネル領域９を取り囲む形状とすることができ、有機半導体層の縁部がチャネル領域上に形成されるのをより確実に防ぐことができる。
【００６２】
［製造方法の第３の実施例］
次に先の製造方法の実施例とは別の製造方法の実施例について図４（ａ）から図４（ｅ）までおよび図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図４および図５はトップゲート構造の有機トランジスタ１０１の製造方法を説明するための断面図である。先に説明した構成と同じものには同じ符号を用いている。
【００６３】
本実施例が先の製造方法の実施例と異なる点は、ソース電極およびドレイン電極とゲート電極の形成順序が異なる点である。各構成の材質および形成手段は先の製造方法の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００６４】
初めに、図４（ａ）に示すように、ダミー膜形成工程として、基板２にソース電極５、ドレイン電極６、ダミー膜８を形成する。先の実施例と同様に、ソース電極５とドレイン電極６との間をチャネル領域９とする。
【００６５】
次に、図４（ｂ）に示すように、有機半導体層形成工程として有機半導体層７を形成する。有機半導体層７はソース電極５とドレイン電極６とダミー膜８とチャネル領域９を覆うように連続的な有機半導体層を形成する。
【００６６】
次に、図４（ｃ）に示すように、有機半導体層除去工程として、溶媒１０を有機半導体層７のチャネル領域９の外周から離間した位置に滴下する。続いて図４（ｄ）に示すように、溶媒１０を滴下した直下の有機半導体層７は溶解する。ダミー膜８の濡れ性がゲート絶縁層４より高いため、溶媒１０により解けた有機半導体層がダミー膜８の端部上まで濡れ広がる。図４（ｅ）は、溶媒がすべて蒸発し、パターンニングが終了した状態を示す。
【００６７】
図４（ｅ）に示すように、有機半導体層７の縁部７１がダミー膜８の端部になるようにパターンニングされた有機半導体層７を得ることができる。溶媒の滴下位置についても製造方法の第１の実施例と同様であるため省略する。
【００６８】
次に、図５（ａ）に示すように、基板２上にゲート絶縁層４を形成する。
【００６９】
次に、図５（ｂ）に示すように、有機半導体層７上の少なくともチャネル領域９に対応する位置にゲート電極３を形成しトップゲート構造の有機トランジスタを作製することができる。
【００７０】
以上に説明したとおり、トップゲート構造においても有機半導体層７の縁部７１がダミー膜８の端部になるようにパターンニングされた有機半導体層７を作製することができるため、目的に応じて有機トランジスタの構造を任意に選択することができる。
【００７１】
次に、先に説明した製造方法の実施例を用いて作製した有機トランジスタのパターンニングの実施例を以下に説明する。
【００７２】
［パターンニングの第１の実施例］
本発明の有機トランジスタの製造方法を用いて作製した有機トランジスタのパターンニングの第１の実施例について図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて詳細に説明する。図６（ａ）は本実施例の有機トランジスタにおける有機半導体層７を形成する前の平面図を示す。図６（ｂ）は有機半導体層７を形成し、その半導体層７に対してパターンニングを行った後の平面図を示す。図６（ｃ）は図６（ｂ）Ａ−Ａ’の端面を模式的に示した断面図である。
【００７３】
図６（ｂ）に示すような、基板２、ゲート電極３、ゲート絶縁層４、ソース電極５、ドレイン電極６、ダミー膜８、有機半導体層７の形成までの積層構造は、例えば先の製造方法の第１の実施例で説明した工程を用いて形成することができる。
なお、図６（ｂ）においては理解を容易にするため、チャネル領域９をクロスハッチングで示しているがチャネル領域９にも有機半導体層７が形成されていることは言うまでもない。また、有機半導体層７の縁部７１の位置を強調するために有機半導体層７の縁部を太線で囲っている。この点は、後述する他の実施例における平面図においても同様である。
【００７４】
本実施例においては、図６（ａ）に示すように、ダミー膜８はチャネル領域９の外周であって、ソース電極５の長手方向（図示横方向）およびドレイン電極６の長手方向（図示
横方向）に離間した位置に形成する。形成方法は先に説明した図１（ａ）から図１（ｃ）までの工程を用いる。
次に図１（ｄ）および図２（ａ）から図２（ｃ）までの工程を用いて有機半導体層７を形成後、溶媒１０を滴下して有機半導体層７のパターンニングを行う。
【００７５】
溶媒１０は、ソース電極５およびドレイン電極６、ダミー膜８の外周部に滴下する。溶媒１０を滴下した直下の有機半導体層は溶解する。ダミー膜８の濡れ性がゲート絶縁層４より高いため、溶媒１０により溶けた有機半導体層がダミー膜８の端部上まで濡れ広がる
【００７６】
そのため、有機半導体層７における縁部７１と中心部７２は図６（ｃ）に示した配置となる。この構成により、インクジェット法によって滴下した溶媒によってパターンニングされた有機半導体層７の縁部７１は、ダミー膜８、ソース電極５およびドレイン電極６の、チャネル領域９と対向する側のそれぞれの電極端部に配置される。
【００７７】
このようにして作製した有機トランジスタは、チャネル領域９では有機半導体層７が均一の膜厚に形成され、電気的特性が均一で良好となった。
【００７８】
なお、図６ではソース電極５およびドレイン電極６を、一対の対向電極としているが、実際の形態では、この形状に限定されず例えば櫛歯電極にも応用することができる。以下にソース電極とドレイン電極とで構成された櫛歯電極における実施例を説明する。
【００７９】
［パターンニングの第２の実施例］
次に、パターンニングの別の実施例について図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図７（ａ）は本実施例の有機トランジスタにおける有機半導体層を形成する前の平面図を示す。図７（ｂ）は有機半導体層を形成し、パターンニングを行った後の平面図を示す。先の実施例と同じ構成のものには同じ符号を用いている。
【００８０】
本実施例が第１の実施例と異なるのは、ソース電極５、ドレイン電極６、およびダミー膜８のパターン形状の違いである。即ち、複数のソース電極およびドレイン電極によって櫛型形状になっており、ダミー膜を串の数（ソース電極が３本、ドレイン電極が３本の計６本）形成している。ゲート絶縁層４の形成工程までは先の実施例と同様であるため、省略する。
【００８１】
図７（ａ）に示すように複数のソース電極５１、５２、５３およびドレイン電極６１、６２、６３によって櫛型形状をしており、ダミー膜８はチャネル領域９の外周であって、各ソース電極５１、５２、５３の長手方向（図示横方向）および各ドレイン電極６１、６２、６３の長手方向（図示横方向）に離間した位置に形成する。
【００８２】
その後、第１の実施例と同じように有機半導体層７を形成、パターンニングする。本実施例においてはチャネル幅方向に最も離間したソース電極５３（図７（ａ）上側）とドレイン電極６３（図７（ａ）下側）の外側と、ダミー膜８の外側に溶媒を滴下して図７（ｂ）に示すように有機半導体層７をパターンニングした。
【００８３】
本実施例でも、溶媒１０に溶解した有機半導体層７は、ソース電極５３とドレイン電極６３とダミー膜８の端部まで濡れ広がる。図７（ｂ）のＢ−Ｂ’における断面図は先のパターンニングの実施例と同様に、図６（ｃ）に図示した構成となる。
【００８４】
有機半導体層７は、ソース電極５とドレイン電極６との上、およびソース電極５とドレイン電極６との間に配置され、なおかつ有機半導体層７の縁部７１が、ダミー膜８の端部と重なるように、ダミー膜８の上にも配置されている。
【００８５】
これにより、得られた有機半導体層７の縁部７１は、チャネル領域９の外周から離間した位置に形成され、チャネル領域９には均一の膜厚に形成された有機半導体層７が得られ、作製された有機トランジスタは、電気的特性が均一で良好であることが確認された。
【００８６】
なお、本実施例ではソース電極５およびドレイン電極６の櫛の数を、それぞれ３本ずつとしているが、実際の形態では、櫛の数は限定されず、何本でも構わない。
【００８７】
［パターンニングの第３の実施例］
次に、第２の実施例とは別のパターンニングの実施例について図８を用いて説明する。図８（ａ）は本実施例の有機トランジスタにおける有機半導体層を形成する前の平面図を示す。図８（ｂ）は有機半導体層を形成し、パターンニングを行った後の平面図を示す。先の実施例と同じ構成のものには同じ符号を用いている。
【００８８】
本実施例が先の実施例と異なるのは、ソース電極５、ドレイン電極６、およびダミー膜８のパターン形状の違いである。即ち、先の第２の実施例ではソース電極５およびドレイン電極６の櫛の数が同数であったが、本実施例では、ソース電極５とドレイン電極６の櫛の数が同数ではない例を示している。
【００８９】
図８（ａ）に図示するように、本実施例では、ソース電極５が２本、ドレイン電極６が１本の計３本であり、この電極の櫛の数に対応し、ダミー膜８は各ソース電極５における長手方向の位置のそれぞれに２箇所、ドレイン電極６における長手方向の位置に１箇所の計３箇所に形成した。ゲート絶縁層４の形成工程までは先の実施例と同様であるため、省略する。
【００９０】
図８（ａ）に示すように複数のソース電極５４、５５およびドレイン電極６によって櫛型形状をしており、ダミー膜８はチャネル領域９の外周であって、各ソース電極５の長手方向（図示横方向）および各ドレイン電極６の長手方向（図示横方向）に離間した位置に形成する。
【００９１】
その後、先の実施例と同じように有機半導体層７を形成した後、パターンニングする。本実施例においてはチャネル幅方向に最も離間した電極対であるソース電極５４（図８（ｂ）上側）とソース電極５５（図８（ｂ）下側）の外側と、ダミー膜８の外側に溶媒を滴下して有機半導体層７を形成した。溶媒１０に溶解した有機半導体層７はダミー膜８の端部上まで濡れ広がる。有機半導体層７の縁部７１と中心部７２の配置は図８（ｂ）に示すようにパターンニングすることができ、図示しない断面図は第１の実施例および、第２の実施例と同様となる。
【００９２】
有機半導体層７は、ソース電極５とドレイン電極６との上、およびソース電極５とドレイン電極６との間に配置され、なおかつ有機半導体層７の縁部が、ダミー膜８の端部と重なるように、ダミー膜８の上にも配置されている。よって、得られた有機半導体層７の縁部７１は、チャネル領域９の外側に配置され、チャネル領域９には均一の膜厚に形成された有機半導体層７が得られ、作成された有機トランジスタは、電気的特性が均一で良好であることが確認された。
【００９３】
なお、本実施例ではソース電極５の櫛の数を２本、およびドレイン電極６の櫛の数を１本としているが、実際の形態では、櫛の数は限定されず、何本でも構わない。また、ソース電極５の櫛の数を常に少なく配置する必要もなく、ドレイン電極６の櫛の数が少なくても構わない。
【００９４】
［パターンニングの第４の実施例］
次に、パターンニングの別の実施例について図９（ａ）から図９（ｄ）までを用いて説明する。図９（ａ）は本実施例の有機トランジスタにおける有機半導体層を形成する前の平面図を示す。図９（ｂ）は有機半導体層を形成し、パターンニングを行った後の平面図を示す。図９（ｃ）は図９（ｂ）におけるＣ−Ｃ’断面図、図９（ｄ）は図９（ｂ）におけるＤ−Ｄ’断面図である。先の実施例と同じ構成のものには同じ符号を用いている。
【００９５】
本実施例が先のパターンニングの実施例と異なるのは、ダミー膜８の材質およびパターン形状の違いである。即ち、ダミー膜を絶縁性の材質を用いて、ソース電極およびドレイン電極と隣接して配置するように形成している。ゲート絶縁層４の形成工程までは先の実施例と同様であるため、省略する。
【００９６】
図９（ａ）に示すようにダミー膜８はソース電極５およびドレイン電極６と隣接して形成され、ソース電極５とドレイン電極６とダミー膜８とでチャネル領域９を取り囲むように配置している。ソース電極５とドレイン電極６とダミー膜８の形成方法は先の製造方法の第２の実施例で説明したとおりであるため省略する。
【００９７】
次に先の実施例と同様に有機半導体層７を形成後、溶媒１０を滴下して有機半導体層７のパターンニングを行う。本実施例においては、ソース電極５とドレイン電極６と、ダミー膜８の外側に溶媒を滴下して有機半導体層７を形成した。
【００９８】
溶媒１０はソース電極５およびドレイン電極６、ダミー膜８の外周部に滴下する。溶媒１０を滴下した直下の有機半導体層７は溶解する。ダミー膜８の濡れ性が、ゲート絶縁層４よりも高いため、溶媒１０は、ソース電極５とドレイン電極６とダミー膜８の端部上まで濡れ広がる。
【００９９】
これにより、有機半導体層７は図９（ｂ）に示すように、チャネル領域９を取り囲むようにパターンニングすることができ、有機半導体層７の縁部７１と中心部７２は図９（ｃ）に示すように図３と同様の構成となる。また、図９（ｄ）に示すようにチャネル領域９の外周はダミー膜８に取り囲まれた配置となっており、縁部７１はダミー膜８の端部に形成される。
【０１００】
この構成により、有機半導体層７の縁部７１は、ダミー膜８と、ソース電極５およびドレイン電極６よりも外側の端部に配置される。このようにして作製した有機トランジスタは、チャネル領域９では有機半導体層７が均一の膜厚に形成され、電気的特性が均一で良好となった。
【０１０１】
以上に説明した各パターンニングの実施例においては、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造有機トランジスタを用いて実施例を説明したが、第３の製造方法の実施例で説明したようにトップゲート構造の有機トランジスタにおいても同様であることは言うまでもない。
【０１０２】
以上、各実施例で示したように、本発明によって製造された有機トランジスタはチャネル領域において有機半導体層の膜厚が均一であり、有機半導体層の縁部が存在しないことにより、電気的特性が均一で良好であるため、液晶表示装置、電子ペーパーなどのメモリー性表示装置、または有機電気発光装置等の表示装置等に使用されることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１００、１１０  有機トランジスタ
２  基板
３  ゲート電極
４  ゲート絶縁層
５、５１、５２、５３、５４、５５  ソース電極
６、６１、６２、６３  ドレイン電極
７  有機半導体層
８  ダミー膜
９  チャネル領域
１０  溶媒
２０  基板
７０  有機半導体溶液
７１  縁部
７２  中心部
【図１】
2014192317.tif 000003
【図２】
2014192317.tif 000004
【図３】
2014192317.tif 000005
【図４】
2014192317.tif 000006
【図５】
2014192317.tif 000007
【図６】
2014192317.tif 000008
【図７】
2014192317.tif 000009
【図８】
2014192317.tif 000010
【図９】
2014192317.tif 000011
【図１０】
2014192317.tif 000012
【図１１】
2014192317.tif 000013
【図１２】
2014192317.tif 000014
【図１３】
2014192317.tif 000015