(57)【要約】【課題】より確実に単一結晶性領域が形成させられるようにし、高いキャリア移動度を得ることができるようにする。【解決手段】基板１２のうちインク１１が塗布される表面に、撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとを設け、親インク性領域１２ｂの幅をインク１１の塗布開始場所での幅となる第１幅ａから縮小して第２幅ｂにする。これにより、第１幅ａの位置において多結晶状態で存在する有機半導体材料の結晶を第２幅ｂの位置において単一結晶化させられる。このため、第２幅ｂの位置からは、有機半導体材料の結晶を単一結晶で成長させられ、第２幅ｂから第３幅ｃに拡大したときに、単一結晶を起点（核）として結晶成長させることが可能となる。したがって、同じ結晶を成長させることができるため、配向度の高い良好な結晶を成長させられ、高いキャリア移動度を得ることができる。【選択図】図６Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に親液性領域（１２ｂ）と該親液性領域を囲む撥液性領域（１２ａ）とが形成された基板（１２）を用意する工程と、前記基板の表面上における前記親液性領域に有機半導体薄膜（１０、１５）を形成する工程とを有する有機半導体薄膜の製造方法であって、
前記有機半導体薄膜を形成する工程として、前記有機半導体薄膜を構成する有機半導体材料を含む溶液（１１）を吐出するノズル（２）を用いて、前記溶液を吐出させながら前記ノズルを所定方向に移動させることで前記溶液をライン状に塗布し、前記溶液の塗布開始場所から前記溶液を乾燥させ、該溶液中の前記有機半導体材料を結晶化させることで前記有機半導体薄膜を形成する工程を行い、
前記基板を用意する工程では、前記基板として、前記親液性領域が前記ライン状に塗布される前記溶液の塗布方向に沿って延設されていると共に、該親液性領域の幅が前記溶液の前記塗布方向に対する垂直方向の幅となる液滴幅よりも狭くされ、かつ、該親液性領域の幅が前記溶液の塗布方向に沿って変化させられ、前記溶液の塗布開始場所で第１幅（ａ）とされていると共に、前記溶液の塗布方向に所定距離移動した位置で第２幅（ｂ）に縮小されているものを用い、
前記溶液をライン状に塗布し、前記溶液の塗布開始場所から前記溶液を乾燥させ、該溶液中の前記有機半導体材料の結晶を成長させることを特徴とする有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記基板を用意する工程では、前記基板として、前記溶液の塗布開始場所で第１幅（ａ）とされていると共に、前記溶液の塗布方向に所定距離移動した位置で第２幅（ｂ）に縮小されており、さらに前記第２幅（ｂ）に縮小された位置から前記溶液の塗布方向に移動した位置で前記第２幅（ｂ）よりも大きな第３幅（ｃ）に拡大されているものを用いることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記ノズルとして、前記基板の表面と対向する先端面（２ｆ）を構成するオーバハング部を有したノズル胴体部（２ａ）と、前記ノズル胴体部の前記先端面から前記基板側に突出すると共に一方向を長手方向として延設された吐出口（２ｇ）を有する溶液吐出部（２ｃ）とを備えたものを用い、
前記溶液吐出部の下端を前記基板から離間させた状態で前記溶液を吐出し、吐出された前記溶液にて前記溶液吐出部と前記基板の間に液溜まりを形成しつつ、前記ノズルを前記吐出口の長手方向に対する垂直方向に移動させることにより前記溶液をライン状に塗布することを特徴とする請求項１または２に記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記溶液が前記親液性領域のうち前記第１幅となる領域に位置しているときにのみ、前記溶液周囲の溶媒蒸気濃度を低下させるようにすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記溶媒蒸気濃度の低下は、前記溶液周囲に対する送風により行うことを特徴とする請求項４に記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記基板を用意する工程では、前記基板として、前記溶液の塗布開始位置において、前記親液性領域を前記ノズルの移動方向と反対側に膨みつつ丸まらせた形状としたものを用意することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項７】
前記有機半導体薄膜を形成する工程では、前記基板の温度を前記溶液における溶質液晶化温度以下に設定すると共に、前記ノズルの温度を前記溶液における溶質析出温度以上に設定し、かつ、前記基板の温度を前記ノズルの温度よりも２０℃以上高く設定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項８】
前記有機半導体薄膜を形成する工程は、複数場所に備えられた前記親液性領域に対して連続して前記溶液を塗布する工程であり、前記複数場所それぞれの前記親液性領域に前記溶液を塗布する際に、前記ノズルを下降させて前記基板との距離を所定距離にした状態で前記溶液の塗布を行ったのち、該溶液の塗布を終えると前記ノズルを前記基板から上昇させて次の前記親液性領域に移動して再び前記溶液の塗布を行うという動作を繰り返し、前記ノズルを下降させた後、該ノズルの温度が一定温度に安定してから前記溶液の塗布を行うことを特徴とする請求項７に記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項９】
前記有機半導体薄膜を形成する工程は、前記複数場所それぞれの前記親液性領域への前記溶液の塗布を停止する際に、前記ノズルを前記撥液性領域の上まで移動させてから前記溶液を吸引することを特徴とする請求項８に記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項１０】
前記有機半導体薄膜を形成する工程は、複数場所に備えられた前記親液性領域に対して連続して前記溶液を塗布する工程であり、前記複数場所それぞれの前記親液性領域に前記溶液を塗布する際に、前記ノズルと前記基板との距離を所定距離にした状態で前記ノズルを水平移動させ、前記複数場所の前記親液性領域の間において前記撥液性領域を通過しつつ前記親液性領域への前記溶液の塗布を行い、前記撥液性領域を通過する際には前記親液性領域に前記溶液を塗布する際よりも前記ノズルの移動速度を速くすることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項１１】
前記有機半導体薄膜を形成する工程は、複数場所に備えられた前記親液性領域に対して連続して前記溶液を塗布する工程であり、前記複数場所それぞれの前記親液性領域に前記溶液を塗布する際に、前記ノズルと前記基板との距離を所定距離にした状態で前記ノズルを水平移動させ、前記複数場所の前記親液性領域の間において前記撥液性領域を通過しつつ前記親液性領域への前記溶液の塗布を行い、前記複数場所それぞれの前記親液性領域の間に、親液性とされつつ前記撥液性領域によって囲まれたダミーパターン（１２ｃ）を配置することを特徴とする請求項１ないし７および１０のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項１２】
前記基板を用意する工程では、前記親液性領域を前記溶液が塗布されたときの接触角が２０°以下の領域、前記撥液性領域を前記溶液が塗布されたときの接触角が６０°以上の領域とすることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法を用いて有機半導体薄膜を製造してなる有機半導体装置の製造方法であって、
前記有機半導体薄膜のうちの前記第２幅もしくは前記第３幅の位置であって前記親インク性領域のうち前記第１幅となる端部と反対側の端部から所定距離以上離れた位置にソース電極（１６）およびドレイン電極（１７）を形成することで、有機薄膜トランジスタを形成することを特徴とする有機半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の有機半導体薄膜の製造方法により形成した有機半導体薄膜を用いて構成されたトランジスタを有してなることを特徴とする有機半導体装置。
【請求項１５】
前記有機半導体薄膜は、前記第１幅の位置で多結晶状態で存在し、前記第２幅の位置で単一結晶化されていることを特徴とする請求項１４に記載の有機半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体薄膜の製造方法、それを適用した有機半導体装置の製造方法および有機半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、有機半導体材料が含まれた溶液を塗布したのちそれを乾燥させて形成する有機半導体薄膜において、キャリア移動度を低下させないようにする方法が提案されている。この特許文献１に示される方法では、０．５μｍ以上かつ１００μ以下の短辺を持つ線状の被覆膜部を存在させることにより、単一結晶性領域を形成するようにし、キャリア移動度を低下させない有機半導体薄膜を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９４７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような有機半導体薄膜は、有機半導体材料が含まれた溶液を塗布したときに、塗布された溶液のエッジ部、つまり溶液の塗布開始場所において結晶核が生成され、結晶核を基点に結晶成長が起きることで、結晶性の薄膜として順次形成されるものである。しかしながら、結晶核の発生は確率的であり塗布された溶液のエッジ部に複数の結晶核が発生した場合、単一結晶性領域を形成できない。このため、キャリア移動度を低下させない有機半導体薄膜を得ることができなくなる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、より確実に単一結晶性領域が形成させられるようにし、高いキャリア移動度を得ることができる有機半導体装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１ないし１２に記載の発明では、有機半導体薄膜（１０、１５）を形成する工程として、有機半導体薄膜を構成する有機半導体材料を含む溶液（１１）を吐出するノズル（２）を用いて、溶液を吐出させながらノズルを所定方向に移動させることで溶液をライン状に塗布し、溶液の塗布開始場所から溶液を乾燥させ、該溶液中の有機半導体材料を結晶化させることで有機半導体薄膜を形成する工程を行い、基板（１２）として、親液性領域（１２ｂ）がライン状に塗布される溶液の塗布方向に沿って延設されていると共に、該親液性領域の幅が溶液の塗布方向に対する垂直方向の幅となる液滴幅よりも狭くされ、かつ、該親液性領域の幅が溶液の塗布方向に沿って変化させられ、溶液の塗布開始場所で第１幅（ａ）とされていると共に、溶液の塗布方向に所定距離移動した位置で第２幅（ｂ）に縮小されているものを用い、溶液をライン状に塗布し、溶液の塗布開始場所から溶液を乾燥させ、該溶液中の有機半導体材料の結晶を成長させることを特徴としている。
【０００７】
このように、親液性領域の幅を溶液の塗布開始場所での幅となる第１幅から縮小して第２幅にすることで、第２幅の位置において溶液中の有機半導体材料の結晶を単一結晶で成長させることができる。このため、第２幅から単一結晶を起点（核）として結晶成長させることが可能となり、同じ結晶を成長させることができるため、配向度の高い良好な結晶を成長させられる。
【０００８】
この場合、請求項２に記載したように、基板を用意する工程において、基板として、溶液の塗布開始場所で第１幅（ａ）とされていると共に、溶液の塗布方向に所定距離移動した位置で第２幅（ｂ）に縮小されており、さらに第２幅（ｂ）に縮小された位置から溶液の塗布方向に移動した位置で第２幅（ｂ）よりも大きな第３幅（ｃ）に拡大されているものを用いるようにしても、第２幅から第３幅に拡大したときに、単一結晶を起点（核）として結晶成長させることが可能となる。これにより、配向度の高い良好な結晶を成長させられる。
【０００９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる有機半導体薄膜を備えた有機半導体装置の製造装置の模式図である。
【図２】ノズル部２の詳細構造を示したものであり、（ａ）はノズル部２の正面図、（ｂ）はノズル部２の左側面図、（ｃ）はノズル部２の底面図である。
【図３】第１実施形態の製造方法によって製造される有機半導体装置の断面図である。
【図４】図３に示す有機半導体装置の製造工程中の断面図である。
【図５】有機半導体薄膜１５を成膜する工程の様子を示した図である。
【図６Ａ】基板１２における撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂのパターンを示した上面図である。
【図６Ｂ】インク１１を乾燥させて形成される有機半導体薄膜の結晶状態を示した図である。
【図７】基板１２における撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂの形成工程の一例を示した断面図である。
【図８】撥インク性領域１２ａおよび親インク性領域１２ｂにインク１１を塗布したときの接触角との関係を示した断面図である。
【図９】有機薄膜トランジスタにおける有機半導体薄膜１５と他の構成要素のパターンの一例を示した上面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる有機半導体装置の製造装置に備えられるノズル部２にて有機半導体薄膜を成膜するときの様子を示した拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図１１】結晶化の原理を説明する模式図である。
【図１２】温度と溶質濃度の関係を示したグラフである。
【図１３】本発明の第２実施形態の変形例にかかる有機半導体装置の製造装置に備えられるノズル部２にて有機半導体薄膜を成膜するときの様子を示した拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態にかかる撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂのパターンを示した上面図である。
【図１５】比較例としての撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂのパターンを示した上面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態で説明する基板温度とノズル温度および単結晶の有機半導体薄膜の形成状態との関係を示した図表である。
【図１７】複数場所にインク１１を連続塗布するときにノズル温度の変化を示したタイムチャートである。
【図１８】本発明の第５実施形態にかかる撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂおよびダミーパターン１２ｃのパターン例を示した上面図である。
【図１９】本発明の第６実施形態にかかる有機半導体薄膜を備えた有機半導体装置の製造装置の模式図である。
【図２０】他の実施形態で説明する基板１２における撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂのパターンを示した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１を参照して、本実施形態にかかる有機半導体薄膜を備えた有機半導体装置の製造方法について説明する。
【００１３】
図１に示すように、有機半導体装置の製造装置１は、ノズル部２、基板保持台３、インク送出部４、ノズル移動レール部５、ノズル移動用モータ部６、ギャップ検出部７、メニスカス観察カメラ８および制御部９を有した構成とされている。
【００１４】
ノズル部２は、有機半導体薄膜１０を形成するための有機半導体材料を含む溶液（以下、インクという）１１を吐出することで基板１２の表面にインク１１を塗布する。インク１１には、どのような種類のものを用いても構わないが、例えば有機半導体材料がインク１１における０．０５重量濃度％から１重量濃度％を占めるように調整されたものを用いている。図２を参照して、ノズル部２の詳細構造について説明する。なお、図２（ａ）は、図１においてノズル部２を紙面左側から見た図に相当し、図２（ｂ）は、図１においてノズル部２を紙面裏面側から見た図に相当し、図２（ｃ）は、図１においてノズル部２を紙面下方から見た図に相当する。
【００１５】
図１および図２に示すように、ノズル部２は、ノズル胴体部２ａ、溶液貯留部２ｂ、溶液吐出部２ｃおよび溶液供給口２ｄを有した構成とされている。
【００１６】
ノズル胴体部２ａは、内部に溶液貯留部２ｂを備えていると共に、溶液貯留部２ｂに対して連通させられた溶液吐出部２ｃおよび溶液供給口２ｄを備えている。ノズル胴体部２ａは、例えば長方体の金属ブロックによって構成されており、有機半導体薄膜１０が形成される基板１２の表面と対向する一面を先端面２ｆとしたオーバハング部を有している。そして、オーバハング部における先端面２ｆから基板１２側に突出させられるように溶液吐出部２ｃが形成されており、先端面２ｆが溶液吐出部２ｃの周囲を囲むように配置された状態になっている。
【００１７】
溶液貯留部２ｂは、インク送出部４より送出されるインク１１を貯留し、溶液吐出部２ｃに備えられた後述するノズル吐出口２ｇに対してインク１１を供給する役割を果たしている。図２に示されるように、溶液貯留部２ｂは、ノズル胴体部２ａを構成する金属ブロックの側面の一面から穴空け加工を行って横穴を形成すると共に、横穴およびノズル吐出口２ｇと連通するように上面から穴空け加工を行って縦穴を形成したのち、縦穴の入口を塞ぐことで溶液貯留部２ｂを形成している。
【００１８】
溶液吐出部２ｃは、先端面２ｆに対して所定高さ垂直方向に突出させられており、図１の紙面垂直方向を長手方向として、側面がテーパ状とされた四角錐台形状とされている。この溶液吐出部２ｃには、四角錐台形状における底面と上面とを貫通するように形成されたノズル吐出口２ｇが備えられ、当該溶液吐出部２ｃの長手方向と同方向を長手方向として延設されている。このノズル吐出口２ｇが溶液貯留部２ｂと連通させられることで、ノズル吐出口２ｇからインク１１を吐出できるようになっている。ノズル吐出口２ｇの位置は、ノズル胴体部２ａにおける先端面２ｆのいずれの位置であっても良いが、ノズル吐出口２ｇよりもノズル移動方向後方において先端面２ｆが所定長さ残り、先端面２ｆと基板１２との対向範囲が広く取れるようにしてある。
【００１９】
溶液供給口２ｄは、インク送出部４から溶液貯留部２ｂへのインク１１の送出を行うための供給口となる部分であり、例えば、図２に示されるように溶液貯留部２ｂを形成するための横穴の入口が溶液供給口２ｄとされる。この溶液供給口２ｄに対してインク送出部４に接続されたインク供給パイプ４ａが連結され、インク送出部４からインク１１が供給できるようになっている。このような構造により、ノズル部２が構成されている。
【００２０】
基板保持台３は、基板１２を搭載して保持するための台である。ノズル部２の溶液吐出部２ｃの先端位置、つまり基板保持台３の表面から溶液吐出部２ｃの先端部までの高さは調整可能とされており、この高さを調整することによって基板１２の表面から溶液吐出部２ｃの先端部までの高さが調整可能とされている。
【００２１】
インク送出部４は、インク１１を貯留すると共に、インク供給パイプ４ａを通じて貯留しているインク１１をノズル部２に対して送出するためのものである。インク送出部４内の圧力は制御部９によって制御可能とされており、制御部９によってインク送出部４内に一定圧力が印加されることでノズル部２からのインク吐出が行われ、インク送出部４内への圧力印加が停止されることでノズル部２からのインク吐出が停止される。
【００２２】
ノズル移動レール部５は、基板保持台３の表面と平行方向に伸ばされたレール部５ａと、ノズル部２が保持されるノズル保持部５ｂとを有している。このノズル移動レール部５のレール部５ａに沿ってノズル保持部５ｂが移動することで、ノズル部２をレール部５ａに沿って図中に示したノズル移動方向に同じ高さで移動させる。
【００２３】
ノズル移動用モータ部６は、ノズル保持部５ｂをレール部５ａに沿って移動させる駆動源となるものであり、制御部９によって制御される。例えば、ノズル移動用モータ部６はレール部５ａを回転させるモータにて構成され、レール部５ａにネジ溝（雄ネジ）を形成すると共にノズル保持部５ｂにそれと対応するネジ溝（雌ネジ）を形成し、モータ回転に伴ってレール部５ａに沿ってノズル保持部５ｂが移動する構造とされる。このノズル移動用モータ部６におけるモータ回転数を制御することにより、ノズル移動速度を制御することが可能になっている。
【００２４】
ギャップ検出部７は、ノズル部２と基板１２の表面との間の間隔（ギャップ）を検出する。溶液吐出部２ｃの先端面２ｆからの高さが決まっていることから、ノズル部２と基板１２の表面との間の間隔を検出することにより、溶液吐出部２ｃの先端と基板１２の表面との間の間隔を検出することができる。このギャップ検出部７の検出信号は、制御部９に入力されており、制御部９がノズル部２の高さ調整を行うことにより、ノズル部２と基板１２の表面との間の間隔が所定距離となるように調整される。なお、ノズル部２の高さ調整の具体的構造については図示していないが、例えばノズル移動レール部５の両端の支持柱を高さ調整が行える構造とすることなどによって実現可能である。
【００２５】
メニスカス観察カメラ８は、ノズル部２から吐出されたインク１１のメニスカス（吐出されたインク１１によって形作られた曲面形状）を撮影し、インク１１のメニスカスの画像を制御部９に伝える。
【００２６】
制御部９は、ノズル部２の移動の制御、インク送出部４の内部圧力の制御、ノズル部２と基板１２の表面との間の間隔の制御を行うことにより、ノズル部２によるインク１１の吐出を制御し、基板１２の所望場所に対してインク１１を塗布する。すなわち、制御部９は、ギャップ検出部７の検出信号およびメニスカス観察カメラ８の画像に基づいてインク１１のメニスカスが所望形状となるようにノズル部２と基板１２の表面との間の間隔やインク送出部４の内部圧力を制御している。そして、制御部９は、インク１１のメニスカスが所望形状となるようにしつつ、ノズル移動用モータ部６を駆動することで、ノズル部２を移動させ、基板１２の所望場所にインク１１が塗布されるようにしている。
【００２７】
以上のような構造により、有機半導体装置の製造装置が構成されている。続いて、本実施形態にかかる有機半導体薄膜を備えた有機半導体装置の製造方法について説明する。図１に示した有機半導体装置の製造装置は、有機半導体装置の製造工程のうちの有機半導体薄膜の形成工程に用いられる。以下、図３および図４を参照して有機半導体装置の構造およびその製造方法について説明する。
【００２８】
図３に示す有機半導体装置は、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）であり、基板１２の上にゲート電極１３、ゲート絶縁膜１４、有機半導体薄膜１５、ソース電極１６およびドレイン電極１７、保護膜１８を順に形成した構造とされている。
【００２９】
基板１２の上において、ゲート電極１３は所望パターン、例えば一方向を長手方向とするライン状に形成されており、このゲート電極１３を覆うようにゲート絶縁膜１４および有機半導体薄膜１５が形成されている。ゲート電極１３は例えばクロム（Ｃｒ）などの電極材料により厚さ５０ｎｍ程度で構成されており、ゲート絶縁膜１４は例えばＡｌ2Ｏ3などの絶縁材料により厚さ１５０ｎｍ程度で構成されている。有機半導体薄膜１５は、有機半導体材料、例えば高分子有機材料や低分子有機材料にて構成されている。ソース電極１６およびドレイン電極１７は、有機半導体薄膜１５の上において離間配置されており、それぞれゲート電極１３の両端位置に形成されている。保護膜１８は、ソース電極１６やドレイン電極１７を含む基板表面全面を覆うように形成されている。このような構造により、有機半導体装置が構成されている。
【００３０】
このような有機半導体装置は、まず、図４（ａ）に示すように、基板１２を用意したのち、この基板１２の表面にゲート電極１３の形成材料を配置すると共に、その形成材料をパターニングすることでゲート電極１３を形成する工程を行う。基板１２としては、ガラス基板やフィルム（エチレンナフタレート（ＰＥＮ）もしくはポリイミド（ＰＩ））などを用いることができる。また、ゲート電極１３の形成材料としては、モリブデン（Ｍｏ）などを用いることができ、蒸着などによって基板１２の表面に配置することができる。
【００３１】
次に、図４（ｂ）に示すように、ゲート電極１３の表面を覆うようにゲート絶縁膜１４を成膜する工程を行う。例えば、ゲート絶縁膜１４としては、アルミナなどを用いており、スピンコートや蒸着などによって形成できる。そして、必要に応じて、ウェットエッチングなどにより、ゲート絶縁膜１４を所望形状にパターニングしている。
【００３２】
その後、図４（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜１４の表面を覆うように有機半導体薄膜１５を形成する工程を行う。この有機半導体薄膜１５の形成工程において、図１に示した有機半導体装置の製造装置を用いる。また、有機半導体薄膜１５については、ペンタセン系やチオフェン系材料などを用いており、上記したノズル部２を用いたダイコート法によって成膜している。
【００３３】
図５は、この有機半導体薄膜１５を成膜する工程の様子を示した図であり、図５（ａ）はノズル部２の先端部の部分拡大図、図５（ｂ）は基板表面から見た有機半導体薄膜１５の塗布の様子を示した図である。
【００３４】
図１に示した有機半導体装置の製造装置を用い、制御部９がノズル移動用モータ部６を駆動することでノズル部２を基板１２における溶液塗布の開始位置まで移動させると共にノズル部２の高さ調整を行うことでノズル部２と基板１２の表面との間の間隔が所定の距離となるように調整する。
【００３５】
そして、制御部９がインク送出部４内の圧力を制御することで、インク送出部４からノズル部２に対してインク１１を送出し、ノズル部２の溶液吐出部２ｃのノズル吐出口２ｇからインク１１を吐出させる。その後、ノズル移動用モータ部６を駆動してノズル部２をノズル移動方向に移動させ、有機半導体薄膜１５を所望パターンに塗布する。
【００３６】
このとき、ノズル部２における溶液吐出部２ｃの下端を基板１２から離間させた状態でインク１１を吐出し、吐出されたインク１１にて溶液吐出部２ｃと基板１２の間に液溜まりを形成しつつ、ノズル部２をノズル移動方向に移動させることでインク１１をライン状に塗布する。具体的には、溶液吐出部２ｃやノズル吐出口２ｇの長手方向に対する垂直方向に、移動速度を３０μｍ／ｓｅｃ以下、例えば２０μｍ／ｓｅｃ、より好ましくは１０μｍ／ｓｅｃ以下としてノズル部２を移動させることにより、インク１１をライン状に塗布する。また、雰囲気圧力を例えば１００ｋＰａ（７５０ｔｏｒｒ）とし、窒素Ｎ2を流量１０Ｌ／ｍｉｎで導入し、塗布速度２０μｍ／ｍｉｎ、ギャップを１００μｍ、吐出量１３μＬ／ｍｉｎとしている。そして、インク１１の塗布開始場所からインク１１を乾燥させ、インク１１中の有機半導体材料の結晶を成長させる。
【００３７】
また、インク１１の塗布の際には、溶液吐出部２ｃから吐出されることで形成されるインク１１の液溜まりの上端が溶液吐出部２ｃの下端からノズル胴体部２ａの先端面２ｆの間に位置するようなメニスカスにして、基板１２へのインク１１の塗布を行うようにしている。すなわち、溶液吐出部２ｃにおける液溜まりの形状をメニスカス観察カメラ８にてモニタし、モニタ結果に基づいて溶液吐出部２ｃにおけるインク１１の吐出量を制御することで、液溜まりの上端が溶液吐出部２ｃの下端からノズル胴体部２ａの先端面の間に位置するようにして基板１２へのインク１１の塗布を行っている。
【００３８】
ここで、本実施形態では、図６Ａに示すように、基板１２として、基板１２のうちインク１１が塗布される表面に、撥インク性領域（撥液性領域）１２ａと親インク性領域（親液性領域）１２ｂとを設けたものを用意している。このように、基板１２の表面に撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとを設けると、撥インク性領域１２ａではインク１１が弾かれて塗布されず、親インク性領域１２ｂにインク１１が塗布されるようにできる。
【００３９】
したがって、インク１１を塗布したい領域のみが親インク性領域１２ｂとなるようにすることで、その場所にのみ、インク１１が塗布されるようにできる。例えば、このような構成の基板１２については、次のような製造方法によって製造可能である。
【００４０】
まず、図７（ａ）に示すように、ゲート電極１３やゲート絶縁膜１４を形成した後の基板１２を用意し、基板１２に対して撥液処理を行う。例えば、トリメトキシ（１ｈ１ｈ２ｈ２ｈ−パーフルオロオクチル）とシランを用いた気相雰囲気１９内での気相処理を１００℃の温度で６０分間行う。これにより、図７（ｂ）に示すように、ゲート電極１３やゲート絶縁膜１４を含む基板１２の表面が撥液性材料２０でコーティングされるため、これをパターニングして撥インク性領域１２ａを構成する。具他的には、基板１２の上方に親インク性領域１２ｂと同じ形状の開口部２１ａが形成されたメタルマスク２１を配置し、このメタルマスク２１の上からＵＶ照射による露光処理を１２０℃の温度で１０分間行うことで撥液性材料２０をパターニングする。これにより、撥液性材料２０のうち残された部分によって撥インク性領域１２ａが構成される。
【００４１】
続いて、基板１２に対して親液処理を行う。例えば、図７（ｃ）に示すように、フェネチルトリクロロシランを用いた液相雰囲気２２内での液相処理を常温下において１２時間以上行う。これにより、図７（ｄ）に示すように、撥インク性領域１２ａではない部分に親液性材料２３がコーティングされ、これが親インク性領域１２ｂとなる。このようにして、撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとが形成された基板１２を形成することができる。
【００４２】
なお、ここでいう撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとは、その上にインク１１を載せたときのインク１１の接触角、つまり基板１２の表面に対してインク１１の終端部における接線の成す角度によって定義される。具体的には、撥インク性領域１２ａの方が親インク性領域１２ｂよりもインク１１の接触角が大きくなり、例えば、図８に示すように、撥インク性領域１２ａでは接触角が６０°以上、親インク性領域１２ｂでは接触角が２０°以下となる。
【００４３】
また、例えば、基板１２として、表面が撥インク性を示す撥インク性基板を用いることもできる。この場合、当該撥インク性の表面に親インク性領域１２ｂをパターン状に形成することにより、基板１２の表面に表面に撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとがパターン状に形成されたものとすることができる。
【００４４】
具体的には、親インク性領域１２ｂは、ライン状に塗布されるインク１１の塗布方向に沿って延設されており、幅がインク１１の塗布方向に対する垂直方向の幅となる液滴幅よりも狭くされている。そして、本実施形態では、親インク性領域１２ｂの幅をインク１１の塗布方向に沿って変化させてあり、インク１１の塗布開始場所で第１幅ａとし、インク１１の塗布方向に所定距離移動した位置で第２幅ｂに縮小させている。さらに、第２幅ｂに縮小された位置からインク１１の塗布方向に移動した位置で、親インク性領域１２ｂの幅を第２幅ｂよりも大きな第３幅ｃに拡大させてある。
【００４５】
このようなパターンとされた親インク性領域１２ｂに対してインク１１をライン状に塗布すると、インク１１の塗布開始場所、つまり第１幅ａの位置からインク１１が乾燥していき、その後、第２幅ｂの位置、第３幅ｃの位置が順に乾燥する。そして、乾燥した場所においてインク１１中に含まれる有機半導体材料の結晶を成長させることができる。
【００４６】
このとき、図６Ｂに示すように、親インク性領域１２ｂの幅をインク１１の塗布開始場所での幅となる第１幅ａから縮小して第２幅ｂにしているため、第１幅ａの位置において多結晶状態で存在する有機半導体材料の結晶を第２幅ｂの位置において単一結晶化させることができる。このため、第２幅ｂの位置からは、単一結晶化された結晶を種結晶として、有機半導体材料の結晶を単一結晶で成長させられ、第２幅ｂから第３幅ｃに拡大したときに、単一結晶を起点（核）として結晶成長させることが可能となる。したがって、同じ結晶を成長させることができるため、配向度の高い良好な結晶を成長させられる。
【００４７】
このようにして、ゲート絶縁膜１４の表面の所望位置にインク１１が塗布され、その塗布開始場所からインク１１が乾燥していき、インク１１に含まれる有機半導体材料の結晶が成長していくことで、有機半導体薄膜１５が形成される。
【００４８】
その後、図４（ｄ）に示すように、有機半導体薄膜１５の表面に電極材料を成膜したのち、パターニングしてソース電極１６およびドレイン電極１７を形成する。例えば、電極材料としてはモリブデン（Ｍｏ）と金（Ａｕ）の合金もしくは金などを用いることができ、蒸着等によって成膜したのちウェットエッチングによってパターニングを行うことができる。また、マスク蒸着によって所望場所に電極材料を配置してソース電極１６およびドレイン電極１７を形成することもできる。
【００４９】
このとき、有機半導体薄膜１５に対するソース電極１６やドレイン電極１７の形成位置については、良好な結晶となっている第３幅ｃの位置がチャネル領域となるようにすれば良いが、例えば図９に示すように、インク１１の塗布方向後方を避けるようにすると良い。インク１１を塗布するとき、塗布方向後方においては、インク１１の液切れによって多結晶化することがある。このため、液切れによる多結晶化が生じ得る領域を避けて、より確実に単結晶領域がチャネル領域となるように、親インク性領域１２ｂのうち第１幅ａとなる端部と反対側の端部から所定距離以上離した位置にソース電極１６やドレイン電極１７を形成するのが好ましい。
【００５０】
そして、図４（ｅ）に示すように、保護膜１８を成膜する。例えば、保護膜１８としては、アルミナもしくはパリレンなどを用いることができ、蒸着もしくはスピンコートなどによって成膜することができる。このような製造方法により、図３に示した有機半導体装置を製造することができる。
【００５１】
以上説明した、本実施形態にかかる有機半導体装置の製造方法によれば、次のような効果を得ることができる。
【００５２】
上記製造方法では、有機半導体薄膜１５を構成する有機半導体材料を含むインク１１を吐出するノズル部２を用いて、インク１１を吐出させながらノズル部２を所定方向に移動させることでインク１１をライン状に塗布している。そして、インク１１の塗布開始場所からインク１１を乾燥させ、インク１１中の有機半導体材料を結晶化させることで有機半導体薄膜１５を形成している。また、基板１２のうちインク１１が塗布される表面に、撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとを設け、親インク性領域１２ｂの幅が第１〜第３幅ａ〜ｃに変わるようにしてある。具体的には、親インク性領域１２ｂの幅を、インク１１の塗布開始場所において第１幅ａとしたのち、第１幅ａよりも狭い第２幅ｂとし、その後、第２幅ｂよりも広い第３幅としている。
【００５３】
このように、親インク性領域１２ｂの幅をインク１１の塗布開始場所での幅となる第１幅ａから縮小して第２幅ｂにしているため、第１幅ａの位置において多結晶状態で存在する有機半導体材料の結晶を第２幅ｂの位置において単一結晶化させることができる。このため、第２幅ｂの位置からは、有機半導体材料の結晶を単一結晶で成長させられ、第２幅ｂから第３幅ｃに拡大したときに、単一結晶を起点（核）として結晶成長させることが可能となる。したがって、同じ結晶を成長させることができるため、配向度の高い良好な結晶を成長させられ、高いキャリア移動度を得ることができる。
【００５４】
また、ノズル部２として、基板１２の表面と対向する先端面２ｆを構成するオーバハング部を有したノズル胴体部２ａと、ノズル胴体部２ａの先端面２ｆから基板１２側に突出すると共に一方向を長手方向として延設されたノズル吐出口２ｇを有する溶液吐出部２ｃとを備えたものを用いている。そして、溶液吐出部２ｃの下端を基板１２から離間させた状態でインク１１を吐出し、吐出されたインク１１にて溶液吐出部２ｃと基板１２の間に液溜まりを形成しつつ、ノズル部２をノズル吐出口２ｇの長手方向に対する垂直方向に移動させることによりインク１１をライン状に塗布している。これにより、インク１１の塗布開始場所からインク１１を乾燥させられ、インク１１中の有機半導体材料の結晶を成長させることが可能となる。
【００５５】
このような製造方法によれば、従来のノズルを使用した製造方法では得られない高い配向度の有機半導体薄膜を容易に形成できる。すなわち、ノズル胴体部２ａの先端面２ｆと基板１２とで挟まれた空間に液溜まりを形成しているため、液溜まりから蒸発した溶媒蒸気で、液溜近傍が溶媒雰囲気となる。その結果、インク１１の蒸発が抑制され、インク１１の端部が過飽和になり難くなる。この状態でノズル部２をノズル移動方向に移動すると、ノズル移動方向の後方の端部が前方に引かれ、膜厚が薄くなり、インク１１の蒸発が促進されることで、この場所が過飽和状態となり、核発生が起こる。これにより、インク１１の塗布開始場所からインク１１を乾燥させられ、インク１１中の有機半導体材料の結晶を成長させることが可能となる。したがって、塗布開始場所以外の場所からの結晶成長を防止し、配向度の高い有機半導体薄膜を形成できる。
【００５６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してインク１１の塗布開始場所からの乾燥を促進するものであり、それ以外の部分については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、有機半導体装置の製造装置のノズル部２におけるノズルノズル吐出口２ｇよりもノズル移動方向後方に、送風口２ｈを備えるようにしている。具体的には、インク１１の液溜まりにおけるノズル移動方向後方側の端部近辺に送風口２ｈが形成されるようにしてある。そして、インク１１の塗布開始場所、つまりインク１１のうち優先的に乾燥させて種結晶を作る位置に送風口２ｈからの例えばＮ2のパージガスの送風が行えるようにしている。このように、送風口２ｈを備えるようにした場合、塗布開始場所での乾燥を促進できる。その理由について、図１１および図１２を参照して説明する。
【００５８】
図１１に示すように、ノズル部２をノズル移動方向に移動させたとき、ノズル吐出口２ｇの周囲にインク１１の液溜まりが形成され、ノズル移動方向への移動に伴って液溜まりの後端においてインク１１中の溶媒が蒸発していき、その部分でインク１１内における有機半導体材料の割合が過飽和状態となって有機半導体材料が結晶化する。
【００５９】
ここで、図１２に示すように、同じ温度であっても、溶解度曲線を挟んで溶質濃度（インク１１中の有機半導体材料の濃度）が濃度Ａのときは液相領域、濃度Ｂのときは液相＋固相領域となる。これは、濃度Ｂではインク１１内における有機半導体材料の割合が過飽和状態となるため、結晶化が起き易くなることを示している。このため、図１１中に示したように、ノズル吐出口２ｇから吐出されて直ぐの位置では溶質濃度（インク１１中の有機半導体材料の濃度）が濃度Ａになっているものを、積極的に液溜まりの後端位置において濃度Ｂとなるようにすれば、その位置で優先的に種結晶が生成されるようにできる。そして、この種結晶を核として有機半導体材料の結晶成長させることが可能となる。
【００６０】
これに基づき、本実施形態では、送風口２ｈより送風を行うことにより、インク１１の液溜まりの後端において、積極的に濃度Ａの状態から濃度Ｂの状態に変化させる。インク１１内における有機半導体材料の割合を過飽和にするための影響因子として、溶媒の蒸発速度と蒸発の補償（インク１１の新液の補填）が挙げられる。蒸発の補填についてはインク１１の新液の補充速度などによって決まることであるが、ここでは新液の補充速度については例えば一定と想定し、溶媒の蒸発速度を速めることで過飽和が起き易くなるようにする。
【００６１】
すなわち、溶媒の蒸発速度は、溶媒の飽和蒸気濃度とインク１１の液溜まり周辺の雰囲気の溶媒蒸気濃度によって決まり、溶媒の飽和蒸気濃度から雰囲気の溶媒蒸気濃度を差し引いた値に比例する。溶媒の飽和蒸気濃度については決まった値であるが、雰囲気の溶媒蒸気濃度については送風によって液溜まり周囲の雰囲気内に含まれる蒸気溶媒を吹き飛ばすことで小さくすることができる。そして、送風によって雰囲気の溶媒蒸気濃度を小さくできれば、溶媒中の有機半導体材料を結晶化させ易くすることができる。
【００６２】
ただし、一旦種結晶が生成された後には、その後も送風を続けると、種結晶を核とする結晶化以外にも、結晶化が生じる可能性がある。このため、インク１１の塗布の開始から所定の移動距離もしくは所定時間までは送風口２ｈから送風を行い、その後はインク１１の塗布を継続しつつ送風を停止する。これにより、塗布開始場所に確実に種結晶を生成しつつ、その後は種結晶を核とする結晶化が行われるようにすることができる。
【００６３】
例えば、親インク性領域１２ｂの幅が第１幅ａとされている位置でのみ送風を行い、第１幅ａとされている領域の途中で送風を停止し、種結晶が第１幅ａ内にのみ生成されるようにする。これにより、親インク性領域１２ｂのうち第１幅ａとなる領域から塗布された溶液の蒸発を促進させて乾燥させることが可能となり、他の場所から乾燥が生じることを抑制することが可能となる。したがって、第１幅ａ内にのみ種結晶が生成され、第２幅ｂの位置では種結晶が生成されないようにできるため、第２幅ｂの位置では既に生成された種結晶から単一結晶化された結晶のみを種結晶として結晶化が起こるようにできる。
【００６４】
以上説明したように、インク１１の液溜まりの後端に送風を行うことで、確実に種結晶がインク１１の塗布開始場所に生成されるようにできる。これにより、塗布開始場所以外に種結晶が生成されないようにでき、より好適に有機半導体材料の結晶を単一結晶化できるため、更に配向度の高い良好な結晶を成長させられ、高いキャリア移動度を得ることが可能となる。
【００６５】
（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態では、ノズル部２に送風口２ｈを備えるようにし、ノズル部２の内部から送風が行われる形態を例に挙げたが、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル部２とは別体として送風口２５を備え、この送風口２５をインク１１の塗布開始位置に向けるようにしても良い。
【００６６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂのパターンを変更したものであり、それ以外の部分については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
図１４に示すように、本実施形態では、第１実施形態に対してインク１１の塗布開始場所において、撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂのパターンを変更している。具体的には、塗布開始場所において、親インク性領域１２ｂの端部を膨らませつつ丸まらせた形状（Ｒ形状）としている。インク１１を基板１２に対して塗布する際に、塗布方向においてインク１１が引っ張られた状態になる。そして、撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとの境界線にてインク１１が密着し、インク１１が引っ張られても塗布開始場所にインク１１が残った状態になる。このとき、撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとの境界線の形状が本実施形態のように膨らんだ丸みを帯びた形状であれば、境界線がインク１１の引っ張られる方向に対する接線方向に沿った状態になるため、インク１１が境界線から引き剥がされ難い。また、インク１１が境界線全体において同様に引っ張られるため、引っ張り力に偏りがなく、均一にインク１１が残った状態になる。したがって、インク１１を乾燥させたときの有機半導体材料の凝集を抑制することが可能となり、より良好な有機半導体材料の結晶を成長させることが可能となる。
【００６８】
比較例として、図１５に示すように、インク１１の塗布開始場所において親インク性領域１２ｂの端部を凹ませる方向に丸めた場合について、インク１１を乾燥させて有機半導体材料の凝集の有無を確認した。このような形状とした場合、塗布開始場所における塗布方向の両側の端部、つまり先細り形状となった部分において有機半導体材料の凝集が確認された。このような形状とする場合、インク１１が引っ張られたときに、親インク性領域１２ｂにおける塗布方向の両側の端部において引っ張り力が大きくなり、この領域でインク１１が撥インク性領域１２ａと親インク性領域１２ｂとの境界線から離脱してしまう。このため、均一にインク１１が残らず、部分的に有機半導体材料の凝集が生じたと考えられる。
【００６９】
したがって、本実施形態のように、親インク性領域１２ｂの端部を膨らませつつ丸まらせた形状とすることで、塗布開始位置においてインク１１にかかる引っ張り力が均一になるようにでき、上記効果を得ることが可能となる。
【００７０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してノズル部２や基板１２の温度などを規定したものである。それ以外の部分については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
上記第１実施形態で説明した有機半導体装置の製造方法において、インク塗布時に、ノズル部２の温度（以下、ノズル温度という）や基板１２の温度（以下、基板温度という）について次のように設定すると好ましい。具体的には、ノズル温度については、インク１１の溶質となる有機半導体材料の析出温度（以下、溶質析出温度という）以上にし、基板温度については、有機半導体材料の液晶化温度（以下、溶質液晶化温度という）以下にする。また、基板温度をノズル温度に対して２０℃以上高い温度に設定する。
【００７２】
ノズル温度は、塗布前にインク１１内の溶質が析出してしまわない程度の温度であることが必要である。また、基板温度は、塗布したインク１１内の溶質が液晶化してしまうと結晶性を良好にできないことから、溶質液晶化温度以下であることが必要である。例えば、溶媒をメシチレンとして、メシチレンに可溶な有機半導体材料、例えばチオフェン系の低分子材料が１．０重量％の割合で溶媒に溶かされた溶質をインク１１に用いる場合、溶質析出温度が２４℃となる。この場合において、例えばノズル温度を溶質析出温度よりも大きな３４℃に設定し、基板温度を変化させてインク１１を塗布して乾燥させた後の単結晶の有機半導体薄膜１５の形成状態を確認した。その結果、図１６に示すように、基板温度を２４℃に設定したときには単結晶の有機半導体薄膜１５が未形成であり、３４℃、４４℃に設定したときには単結晶の有機半導体薄膜１５が未形成であった部分が存在していた。そして、基板温度をインク温度よりも２０℃以上高い５４℃にしたときには、単結晶の有機半導体薄膜１５が良好に形成されていた。このように、例えばノズル温度を３４℃にした場合には、基板温度を５４℃〜液晶化温度に設定すると、良好に単結晶の有機半導体薄膜１５を形成することができる。
【００７３】
なお、蒸発による過飽和溶液からの結晶化を行う際には、結晶性の良好な有機半導体薄膜を得るために、選定した溶媒固有の蒸気圧により基板温度を調整する必要がある。結晶性の良好な有機半導体薄膜を形成するためには、基板温度をノズル温度に対して２０℃以上高い温度に設定することがポイントとなる。溶媒を選定において、溶質の析出温度が低い溶媒を選定することで、ノズル温度＋２０℃以上の基板温度と溶質液晶化温度とのマージンを確保することができ、結晶性の良好な有機半導体薄膜を安定して形成できる。
【００７４】
このような関係は、１箇所にのみインク１１を塗布して単結晶の有機半導体薄膜１５を形成する場合だけでなく、複数場所にインク１１を連続塗布して複数箇所に単結晶の有機半導体薄膜１５を形成する場合にも適用可能である。ただし、複数場所にインク１１を連続塗布する場合、ノズル部２の動かし方によってインク塗布の方法を変更すると好ましい。
【００７５】
例えば、制御部９にてノズル部２の高さを調整し、インク塗布時にはノズル部２を下降させて基板１２の表面との間の間隔が所定距離となるようにし、塗布後にノズル部２を上昇させるという動作を繰り返すことで複数の場所にインク１１を連続塗布できる。この場合、上記のようにノズル温度と基板温度とが異なっていると、ノズル部２を基板１２の表面に近づけたときに基板温度の影響でノズル温度が変化する。このため、インク塗布時にノズル部２を基板１２に近づけた後、ノズル温度が一定温度に安定してからインク塗布を行うようにすると好ましい。
【００７６】
複数場所にインク１１を連続塗布するときにノズル温度は、例えば図１７のように変化する。具体的には、ノズル部２を基板１２の表面からの距離を離す方向に移動させた位置を待機位置とし、ノズル部２を基板１２の表面からの距離を近い方に移動させた位置を塗布位置として、ノズル温度はノズル部２を待機位置に移動させると低下、塗布位置に移動させると上昇する。つまり、連続するインク１１の塗布場所の間を待機位置の状態で移動させているときにノズル温度が低下するが、その移動後にノズル部２を塗布位置に移動させるとノズル温度が再び上昇する。このため、ノズル温度が上昇してから安定したときに塗布開始し、メニスカス調整を行う。このようにすることで、ノズル温度が安定した後でメニスカス調整が行われるようにでき、メニスカス調整後に温度変化が生じることを抑制することができる。これにより、ノズル温度の変化に起因する塗布中のインク１１の周辺の雰囲気変化を抑制でき、インク１１中の溶媒の蒸発条件を均一化でき、インク１１中の有機半導体材料の濃度を均一化できる。したがって、複数場所にインク１１を塗布する場合に均一な塗布が可能となり、有機半導体薄膜１５の膜質均一化を図ることが可能となる。
【００７７】
また、複数場所にインク１１を連続塗布するときには、ノズル部２の動作として、親インク性領域１２ｂでインク１１を塗布し、ノズル吐出口２ｇが撥インク性領域１２ａのみの領域に至ったときにインク１１の塗布を停止するという動作を行うことができる。この場合、インク１１の塗布を停止する際に、ノズル部２を撥インク性領域１２ａ上まで移動させてからインク１１を吸引する動作を行うと好ましい。このようにすれば、ノズル吐出口２ｇからの液切れが良好に行えると共に、基板１２側にインク１１が余剰に塗布されることによる液だれを防止することも可能となる。上記のように、インク１１を塗布した後、ノズル部２を上昇させて次の塗布位置に移動する場合には、インク１１の塗布を停止しつつインク１１の吸引動作を行ってからノズル部２を上昇させることができる。もしくは、ノズル部２を上昇させながらインク１１の吸引動作を行うようにしても良い。
【００７８】
また、インク１１の塗布開始後にはノズル部２からのインク１１の吐出を続けつつ、ノズル部２を高さ調整を行うことなく水平移動させるだけでも、複数場所にインク１１を連続塗布できる。この場合、親インク性領域１２ｂにインク１１が塗布されていく際と、撥インク性領域１２ａのみの場所を通過する際とでインク１１の消費量が異なってくる。このため、インク１１が消費されていく親インク性領域１２ｂとインク１１が殆ど消費されない撥インク性領域１２ａのみの場所とでは、インク１１中の溶媒の蒸発に起因する溶質濃度が異なってくる。すなわち、インク１１が殆ど消費されない撥インク性領域１２ａのみの場所では、溶媒の蒸発のみが行われて溶質の消費がされないため、親インク性領域１２ｂにインク１１を塗布しているときよりも溶質濃度が濃くなる。
【００７９】
したがって、この場合には、親インク性領域１２ｂにインク１１を塗布する際と比べて、撥インク性領域１２ａのみの場所を通過する際の塗布速度（ノズル移動速度）を速くすると好ましい。このようにすれば、より有機半導体薄膜１５の膜質均一化を図ることが可能となる。
【００８０】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態では、有機薄膜トランジスタを形成するパターンとは異なる位置にダミーパターンを設けるレイアウト構成とするものであり、それ以外の部分については第１実施形態と同様であるため、第１〜第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８１】
上記したように、ノズル部２からの吐出を続けつつノズル部２を水平移動させて複数場所にインク１１を連続塗布する場合、吐出部２ｃが撥インク性領域１２ａのみの場所を通過する際に溶質濃度が濃くなり得る。
【００８２】
したがって、本実施形態では、図１８に示すように、有機薄膜トランジスタを形成するパターンとして構成された隣接する親インク性領域１２ｂの間に、親インク性のダミーパターン１２ｃを設け、このダミーパターン１２ｃにもインク１１が塗布されるようにする。このように、ダミーパターン１２ｃでもインク１１が消費されるようにすれば、溶質濃度が高くなることを抑制できる。このようにすれば、より有機半導体薄膜１５の膜質均一化を図ることが可能となる。
【００８３】
なお、図１８に示したダミーパターン１２ｃは、有機薄膜トランジスタを形成する部分の親インク性領域１２ｂと同じ形状とされているが、必ずしも同じ形状である必要はない。また、隣接する親インク性領域１２ｂの間に１つダミーパターン１２ｃを配置した場合を図示しているが、複数配置されていても良い。また、ダミーパターン１２ｃの面積についても任意であるが、好ましくは隣り合う親インク性領域１２ｂと同じ面積であると良い。このようにすれば、ダミーパターン１２ｃで消費されるインク１１の量を親インク性領域１２ｂで消費されるインク１１の量と一致させられる。このため、ダミーパターン１２ｃにインク１１を塗布する際の溶質濃度をより親インク性領域１２ｂにインク１１を塗布する際の溶質濃度に近づけることが可能となり、より有機半導体薄膜１５の膜質均一化を図ることが可能となる。
【００８４】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、有機半導体装置の製造装置１を更にインク１１における溶質濃度の一定化が行える構成にしたものであり、それ以外の部分については第１実施形態と同様であるため、第１〜第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８５】
図１９に示すように、本実施形態の有機半導体装置の製造装置１は、図１に示した各構成を収容するチャンバー３０を備え、チャンバー３０内において有機半導体装置の製造が行える構成とされている。
【００８６】
チャンバー３０には、雰囲気ガスの導入口３０ａおよび排出口３０ｂが備えられている。そして、製造装置１は、導入口３０ａより窒素ガスを導入すると共に、排出口３０ｂより窒素ガスを含む雰囲気ガスを排出し、これらの導入量および排出量を制御することでチャンバー３０内の雰囲気を制御し、インク１１の溶媒雰囲気を調整可能としている。このような構成により、例えば窒素の流量を一定としつつ、排出量を調整することでチャンバー３０内の雰囲気圧力を調整すれば、インク１１における溶媒の蒸発量を一定にでき、溶質濃度を一定に保持することが可能となる。したがって、より有機半導体薄膜１５の膜質均一化を図ることが可能となる。
【００８７】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、図３に示す構造の有機薄膜トランジスタを有する有機半導体装置を例に挙げた。この有機薄膜トランジスタは、ゲート電極１３が底部にあり、ソース電極１６とドレイン電極１７のコンタクトを上方から取るボトムゲートトップコンタクト構造となっている。しかしながら、これは有機薄膜トランジスタの一例を示したのであり、勿論、他の構造の有機薄膜トランジスタに本発明を適用しても良い。勿論、有機薄膜半導体が備えられる有機半導体装置であれば、有機薄膜トランジスタ以外のものについても、本発明を適用することができる。
【００８８】
また、上記各実施形態では、親インク性領域１２ｂの幅がノズル移動方向に沿って第１幅ａ、第２幅ｂおよび第３幅ｃに順に変わるパターンを例に挙げた。しかしながら、少なくとも第１幅ａとそれよりも小さな第２幅ｂに変わるパターンを有していれば、他のパターンであっても構わない。
【００８９】
例えば、図２０（ａ）に示すように、第１幅ａから徐々に幅が縮小されることで第２幅ｂになり、その後、第３幅ｃに拡大したパターンであっても良い。また、図２０（ｂ）に示すように、第１幅ａから第２幅ｂに縮小されたあと、第２幅ｂのままとされたパターンであっても良い。また、図２０（ｃ）に示すように、第１幅ａから第２幅ｂに縮小されたあと、第２幅ｂから徐々に第３幅ｃに拡大されるパターンであっても良い。さらに、図２０（ｄ）に示すように、第１幅ａの領域から複数のラインに分割し、各ラインが第２幅ｂとなるようにしても良い。勿論、その場合にも、第２幅ｂから第３幅ｃに拡大されるようにしても良い。このようにすれば、高い配向度の有機半導体薄膜１５を一回で形成することが可能となり、生産性を向上することが可能となる。
【００９０】
なお、第１幅ａから第２幅ｂに縮小されたあと第２幅ｂのままとされる形態であっても、第２幅ｂとされた有機半導体薄膜１５を有機薄膜トランジスタに適用することができる。この場合、液切れによる多結晶化が生じ得る領域を避けるように、チャネル領域を構成するソース電極１６およびドレイン電極１７を、親インク性領域１２ｂのうち第１幅ａ側の端部と反対側の端部から所定距離離した位置に形成されるようにすると好ましい。
【００９１】
また、上記各実施形態では、ノズル部２自体を所定方向に移動させることによって有機半導体薄膜１０が形成される基板１２に対してノズル部２が移動させられるようにしたが、ノズル部２が基板１２に対して相対的に移動させられれば良い。例えば、ノズル部２を固定し、基板１２側をノズル部２に対して移動させることで、ノズル部２が基板１２に対して移動させられるような形態であっても良い。
【符号の説明】
【００９２】
１              製造装置
２              ノズル部
２ａ            ノズル胴体部
２ｃ            溶液吐出部
２ｆ            先端面
２ｇ            吐出口
２ｈ、２０      送風口
１０（１５）    有機半導体薄膜
１１            インク
１２            基板
１２ａ          撥インク性領域
１２ｂ          親インク性領域
【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５】
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【図６Ａ】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図６Ｂ】
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