(57)【要約】【課題】工程を簡略化して、微細形状に加工された半導体を基板に転写する。【解決手段】半導体デバイスの製造方法は、第１の基板２１０の表面に対して垂直方向に延伸するように、複数のナノ構造体２２０を第１の基板の表面に成長させてナノ構造層２３０を成膜する工程（ナノ構造層成膜工程Ｓ１１０）と、ナノ構造層に半導体２５０を塗布する工程（半導体塗布工程Ｓ１２０）と、第２の基板３１０の表面に導電層３２０を成膜する工程（導電層成膜工程Ｓ１３０）と、第１の基板における半導体が塗布されたナノ構造層と、第２の基板における導電層とを、ホール輸送層３５０を介在させた状態で、接触させる工程（接触工程Ｓ１４０）と、ホール輸送層を乾燥させる工程（乾燥工程Ｓ１５０）と、半導体が塗布されたナノ構造層から第１の基板を剥離する工程（剥離工程Ｓ１６０）と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の表面に対して垂直方向に延伸するように、複数のナノ構造体を該第１の基板の表面に成長させてナノ構造層を成膜する工程と、
前記ナノ構造層に半導体を塗布する工程と、
第２の基板の表面に導電層を成膜する工程と、
前記第１の基板における前記半導体が塗布されたナノ構造層と、前記第２の基板における導電層とを、ホール輸送層を介在させた状態で、接触させる工程と、
前記ホール輸送層を乾燥させる工程と、
前記半導体が塗布されたナノ構造層から前記第１の基板を剥離する工程と、
を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記ナノ構造体は、グラフェンシートの単層体または多層体であるカーボンナノウォールであることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記半導体は、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記ナノ構造層に半導体を塗布する工程を遂行する前に、
前記ナノ構造層にＢをドーピングする工程を含み、
前記半導体は、ｎ型半導体であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記ナノ構造層に半導体を塗布する工程を遂行する前に、
前記ナノ構造層にＮをドーピングする工程を含み、
前記半導体は、ｐ型半導体であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記半導体は、発光ポリマーであることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項７】
基板と、
前記基板の表面に形成された導電層と、
前記導電層の上に形成され、ホール輸送機能を有するホール輸送層と、
前記ホール輸送層の表面に対して垂直方向に延伸するようにナノ構造体が複数形成されたナノ構造層と、
前記ナノ構造層に形成された空隙に充填された半導体と、
を備えたことを特徴とする半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造方法、および、半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイスを製造する技術として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等の薄膜素子や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の発光素子等といった微細形状に加工された半導体を基板に転写する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、ガラス基板上に剥離層、薄膜素子を順に成膜しておき、転写先となるプラスチック基板と、ガラス基板における薄膜素子とを接着剤で接着した後、剥離層とガラス基板とを剥離することで、プラスチック基板に薄膜素子を転写する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、転写先の基板に電極を形成し、転写元の基板上に光吸収層、発光素子を順に成膜しておき、発光素子と電極とを対向させた状態で転写元の基板側からレーザ光を照射することにより、転写先の基板の電極上に発光素子を熱転写させる技術が開示されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４０３８３号公報
【特許文献２】特許第４４４９８９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献１、２に記載された技術では、転写のためだけに剥離層や光吸収層を成膜しなければならず、このための工程やコストを要してしまう。また、剥離層や光吸収層が不純物となり、薄膜素子や発光素子の機能を阻害したり、基板の透明度を低下させて半導体デバイス自体の機能を阻害したりするおそれもある。
【０００７】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、工程を簡略化するとともに、不純物の混入を抑制して、微細形状に加工された半導体を基板に転写することが可能な半導体デバイスの製造方法、および、半導体デバイスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の半導体デバイスの製造方法は、第１の基板の表面に対して垂直方向に延伸するように、複数のナノ構造体を第１の基板の表面に成長させてナノ構造層を成膜する工程と、ナノ構造層に半導体を塗布する工程と、第２の基板の表面に導電層を成膜する工程と、第１の基板における半導体が塗布されたナノ構造層と、第２の基板における導電層とを、ホール輸送層を介在させた状態で、接触させる工程と、ホール輸送層を乾燥させる工程と、半導体が塗布されたナノ構造層から第１の基板を剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
ナノ構造体は、グラフェンシートの単層体または多層体であるカーボンナノウォールであるとしてもよい。
【００１０】
半導体は、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合物であるとしてもよい。
【００１１】
ナノ構造層に半導体を塗布する工程を遂行する前に、ナノ構造層にＢをドーピングする工程を含み、半導体は、ｎ型半導体であるとしてもよい。
【００１２】
ナノ構造層に半導体を塗布する工程を遂行する前に、ナノ構造層にＮをドーピングする工程を含み、半導体は、ｐ型半導体であるとしてもよい。
【００１３】
半導体は、発光ポリマーであるとしてもよい。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の半導体デバイスは、基板と、基板の表面に形成された導電層と、導電層の上に形成され、ホール輸送機能を有するホール輸送層と、ホール輸送層の表面に対して垂直方向に延伸するようにナノ構造体が複数形成されたナノ構造層と、ナノ構造層に形成された空隙に充填された半導体と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、工程を簡略化するとともに、不純物の混入を抑制して、微細形状に加工された半導体を基板に転写することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２】第１の実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法の処理の流れを説明するための図である。
【図３】カーボンナノウォールの概略的な構造を説明するための図である。
【図４】第２の実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートであり、図２は、第１の実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法の処理の流れを説明するための図である。本実施形態の図２では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態にかかるナノ構造物の製造方法は、ナノ構造層成膜工程Ｓ１１０と、半導体塗布工程Ｓ１２０と、導電層成膜工程Ｓ１３０と、接触工程Ｓ１４０と、乾燥工程Ｓ１５０と、剥離工程Ｓ１６０とを含んで構成される。以下、各工程について詳述する。
【００２０】
（ナノ構造層成膜工程Ｓ１１０）
ナノ構造層成膜工程Ｓ１１０では、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic CVD）法等を利用して、図２（ａ）に示すように、複数のナノ構造体２２０（図２中、黒い塗り潰しで示す）を、転写元となる第１の基板２１０（以下、転写元基板２１０と称する）の表面に対して垂直方向（図２中、Ｚ軸方向）に延伸するように、転写元基板２１０の表面に成長させてナノ構造層２３０を成膜する。なお、ナノ構造層２３０は、転写元基板２１０の表面に対して実質的に垂直方向に延伸していればよく、垂直方向を０°としたとき、±１０°程度まで傾いていてもよい。
【００２１】
転写元基板２１０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコン（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）等で構成される。転写元基板２１０の材質に限定はないが、後述するようにナノ構造体２２０がカーボンナノウォール（カーボンナノフレーク、カーボンナノフラワーと呼ぶ場合もある）やカーボンナノチューブ等の炭素（Ｃ）で構成される化合物である場合、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコン（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等の炭化物を形成しやすい元素を含んで構成されるとよい。ここでは、半導体材料として広く利用されているＳｉで構成された転写元基板２１０を例に挙げて説明する。
【００２２】
ナノ構造体２２０は、延伸方向（図２中、Ｚ軸方向）に直交する方向（図２中、Ｘ軸方向）の厚みＬがナノメートルサイズ（ナノメートルオーダ）の化合物である。ここで、ナノメートルサイズとは数ｎｍから数十ｎｍ程度のことを示す。
【００２３】
ナノ構造体２２０は、カーボンナノウォール、または、カーボンナノチューブであり、好ましくは、カーボンナノウォールである。
【００２４】
図３は、カーボンナノウォールの概略的な構造を説明するための図である。カーボンナノウォールは、図３（ａ）に示すようなグラフェンシート（図３（ａ）中、炭素原子Ｃを白丸で示す）が、図３（ｂ）に示すように、転写元基板２１０の表面上に、当該表面に対して垂直方向（図３（ｂ）中、Ｚ軸方向）に成長したものであり、グラフェンシートの単層体または多層体である。ナノ構造層２３０が成膜される際、転写元基板２１０とナノ構造層２３０との界面には、グラファイト層もしくはアモルファスカーボン層が形成される。
【００２５】
ここで、上述したように転写元基板２１０は、炭化物を形成しやすい元素（ここでは、Ｓｉ）を含んで構成されるため、転写元基板２１０とグラファイト層の界面において、グラファイト層が転写元基板２１０の表面を構成するＳｉ中に溶出する事象、および、グラファイト層に転写元基板２１０を構成するＳｉが熱拡散する事象、のいずれか一方の事象、または両方の事象が生じ得る。そして、カーボンナノウォールは、グラファイト層もしくはアモルファスカーボン層を介して、転写元基板２１０の表面に垂直方向に延伸するように複数形成される。
【００２６】
図２（ａ）に戻って、カーボンナノウォールの厚みＬと、各カーボンナノウォール間の距離Ｄについて説明すると、カーボンナノウォールの転写元基板２１０と平行な方向（図２中、Ｘ軸方向）の厚みＬは、数ｎｍから数十ｎｍ程度であり、カーボンナノウォール間の図２中、Ｘ軸方向の距離Ｄも、数ｎｍから数十ｎｍ程度である。
【００２７】
つまり、転写元基板２１０面にカーボンナノウォールを成長させると、転写元基板２１０とカーボンナノウォールとの接合面積は、転写元基板２１０と、カーボンナノウォールとの接合面（カーボンナノウォールの延伸方向に直交する断面）の面積分しかなく、平方ナノメートルサイズと小さい。したがって、転写元基板２１０と個々のカーボンナノウォールとの接合強度を小さくすることができ、後述する剥離工程Ｓ１６０において、転写元基板２１０からカーボンナノウォール（ナノ構造体２２０）を容易に剥離することが可能となる。
【００２８】
なお、カーボンナノウォールは自己組織化機能を有しているため、ナノメートルサイズの構造を組織化するための何らの処理を施さずとも、転写元基板２１０の表面上に容易にナノ構造層２３０を成長させることができる。またカーボンナノウォールの成長過程において、何らの処理を施さずとも、複数のカーボンナノウォールの間に、ナノメートルサイズの空隙２４０が形成される。
【００２９】
換言すれば、プラズマＣＶＤ装置で、ナノ構造体２２０としてのカーボンナノウォールを転写元基板２１０に成膜するだけで、複数のナノ構造体２２０の間にナノメートルサイズの空隙２４０を形成しながら、ナノ構造体２２０を転写元基板２１０の表面に対して垂直方向に延伸するように成長させることができる。
【００３０】
（半導体塗布工程Ｓ１２０）
半導体塗布工程Ｓ１２０では、ナノ構造層２３０に半導体２５０を塗布する（付着させる）。ナノ構造層２３０に半導体２５０を塗布すると、図２（ｂ）に示すように、空隙２４０に半導体２５０が充填されることとなる。半導体２５０を塗布する場合、スピンコートやインクジェット等既存の技術を利用することができる。
【００３１】
ここで、半導体２５０は、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合物、または、発光ポリマーである。ｎ型半導体は、例えば、[6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester；別名[60]PCBM、[6,6]-Pentadeuterophenyl C61 butyric acid methyl ester；別名d5-PCBM、[6,6]-Phenyl C61 butyric acid butyl ester；別名PCBB、[6,6]-Phenyl-C61 butyric acid octyl ester；別名PCB-C8、[60]ThPCBM、(6,6)-Phenyl C71 butyric acid methyl ester；別名[70]PCBM、(6,6)-Phenyl C85 butyric acid methyl ester；別名[84]PCBMの群から選択される１または複数である。
【００３２】
ｐ型半導体は、例えば、Poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]；別名MDMO-PPV、Poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]；別名MEH-PPV、Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)；別名P3HTの群から選択される１または複数である。
【００３３】
発光ポリマーは、例えば、Poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]、Poly[2-(2',5'-bis(2"-ethylhexyloxy)-phenyl)-1,4-phenylenevinylene]、Poly(2,5-bis(1,4,7,10-tetraoxaundecyl)-1,4-phenylenevinylene)、Poly[2,5-bis(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]、Poly[(2,5-bisoctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]、Poly(2,5-dihexyloxy-1,4-phenylenevinylene)、Poly(2,5-dioctyl-1,4-phenylenevinylene)、Poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]、Poly{[2-[2',5'-bis(2"-ethylhexyloxy)phenyl]-1,4-phenylenevinylene]-co-[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]}、Poly[(m-phenylenevinylene)-alt-(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene)]、Poly[(p-phenylenevinylene)-alt-(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene)]、Poly[(o-phenylenevinylene)-alt-(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene)]、Poly[(m-phenylenevinylene)-alt-(2,5-dihexyl-p-phenylenevinylene)]、Poly[tris(2,5-bis(hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene)-alt-(1,3-phenylenevinylene)]といったポリフェニレンビニレン系化合物や、Poly[9,9-bis-(2-ethylhexyl)-9H-fluorene-2,7-diyl]、Poly(9,9-di-n-hexylfluorenyl-2,7-diyl)、Poly(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)、Poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl)、Poly(9,9-N-dihexyl-2,7-fluorene-alt-9-phenyl-3,6-carbazole)といったポリフルオレン化合物である。
【００３４】
（導電層成膜工程Ｓ１３０）
導電層成膜工程Ｓ１３０では、電子ビーム蒸着法、物理気相成長法、スパッタリング法等を利用して、図２（ｃ）に示すように、転写先となる第２の基板３１０（以下、転写先基板３１０と称する）の表面に導電層３２０を成膜する。
【００３５】
転写先基板３１０のガラス転移点（非晶質固体材料にガラス転移が起きる温度）、または、融点に限定はないが、本実施形態では、転写先基板３１０は、ガラス転移点、または、融点が７００℃未満の物質で構成されている。
【００３６】
導電層３２０は、例えば、透明導電膜であり、酸化インジウム系（ＩＴＯ：tin-doped indium oxide）、酸化亜鉛系（ＡＺＯ：aluminum-doped zinc oxide、ＧＺＯ：gallium-doped zinc oxide）、酸化スズ系（ＳｎＯ２）、酸化チタン系（ＴｉＯ２）の透明導電膜である。
【００３７】
（接触工程Ｓ１４０）
接触工程Ｓ１４０では、転写元基板２１０における半導体２５０が塗布されたナノ構造層２３０と、転写先基板３１０における導電層３２０とを、ホール輸送層３５０を介在させた状態で接触させる。具体的に説明すると、転写元基板２１０におけるナノ構造層２３０、および、転写先基板３１０における導電層３２０のいずれか一方または双方にホール輸送層３５０を塗布しておき、例えば、転写元基板２１０におけるナノ構造層２３０を鉛直下方に返して、ナノ構造層２３０と、導電層３２０とを接触させる。
【００３８】
そうすると、図２（ｄ）に示すように、転写先基板３１０、導電層３２０、ホール輸送層３５０、半導体２５０が塗布されたナノ構造層２３０、転写元基板２１０の順に積層された積層体３６０が形成されることとなる。
【００３９】
ホール輸送層３５０は、例えば、水溶性高分子としてのポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）と、導電性高分子モノマーとしての３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）とを用いた水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）である。
【００４０】
（乾燥工程Ｓ１５０）
乾燥工程Ｓ１５０では、ホール輸送層３５０を乾燥させる。
【００４１】
（剥離工程Ｓ１６０）
剥離工程Ｓ１６０では、半導体２５０が塗布されたナノ構造層２３０から転写元基板２１０を剥離する。
【００４２】
上述したように、ナノ構造体２２０をカーボンナノウォールで構成すると、転写元基板２１０とナノ構造層２３０との剥離性を高くすることができる。したがって、ナノ構造体２２０をカーボンナノウォールとすることで、剥離工程Ｓ１６０において、半導体２５０が塗布されたナノ構造層２３０から転写元基板２１０を容易に剥離することができる。
【００４３】
こうして、図２（ｅ）に示すように、転写先基板３１０に、導電層３２０、ホール輸送層３５０、半導体２５０が塗布されたナノ構造層２３０が順に成膜された半導体デバイス３７０が製造される。このようにして製造された半導体デバイス３７０は、半導体２５０がｎ型半導体とｐ型半導体との混合物である場合、太陽電池として利用でき、半導体２５０が発光ポリマーである場合、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザとして利用することが可能である。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法によれば、微細形状を有する化合物として、剥離性が高いカーボンナノウォールといったナノ構造体２２０を用いることで、転写元基板２１０に剥離層を成膜せずとも、剥離工程Ｓ１６０において、容易に、転写元基板２１０からナノ構造層２３０を剥離することができる。したがって、剥離層を成膜するための工程を削減しつつ、微細形状を有する半導体を基板に転写することが可能となる。
【００４５】
また、半導体デバイスとしての機能になんら寄与しない、または、機能を阻害する剥離層を成膜する必要がないため、不純物の混入を抑制することが可能となる。したがって、半導体デバイス３７０を製造する際に歩留まりが低下してしまう事態を回避することができる。
【００４６】
なお、ホール輸送層３５０を介して、ナノ構造体２２０と、導電層３２０とが成膜された半導体デバイス３７０は、本実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法によって好適に製造することができる。
【００４７】
例えば、転写先基板３１０に導電層３２０、ホール輸送層３５０を成膜した後、ナノ構造層２３０を成膜する方法も考えられる。しかし、導電層３２０の成膜温度は２００℃未満であり、ナノ構造層２３０（カーボンナノウォールとした場合）の成膜温度は５００℃程度である。したがって、ナノ構造層２３０を成膜する際に、導電層３２０の温度も５００℃程度まで上昇してしまい、導電層３２０において透明導電膜から酸素が脱離し、導電層３２０の機能（導電性）が低下してしまう。
【００４８】
したがって、本実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法によれば、導電層３２０の機能を低下させることなく、ナノ構造層２３０を成膜した半導体デバイス３７０を製造することが可能となる。
【００４９】
さらに、ナノ構造体２２０を成膜する転写元基板２１０と、ナノ構造体２２０を転写する転写先基板３１０とが異なり、また、転写（接触工程Ｓ１４０、乾燥工程Ｓ１５０、剥離工程Ｓ１６０）も室温（例えば、２５０℃）程度の低温で実施することができるので、高い耐熱性を有しない物質（ガラス転移点、または、融点が７００℃未満の物質）で構成された基板（転写先基板３１０）に、ナノ構造体２２０を成膜することが可能となる。
【００５０】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態において、半導体２５０としてｎ型半導体とｐ型半導体との混合物を用いることにより、太陽電池としての半導体デバイス３７０を製造する製造方法について説明した。本実施形態では、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合物を用いずに太陽電池を製造する半導体デバイスの製造方法について説明する。
【００５１】
図４は、第２の実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００５２】
図４に示すように、本実施形態にかかるナノ構造物の製造方法は、ナノ構造層成膜工程Ｓ１１０と、ドーピング工程Ｓ４１０と、半導体塗布工程Ｓ４２０と、導電層成膜工程Ｓ１３０と、接触工程Ｓ１４０と、乾燥工程Ｓ１５０と、剥離工程Ｓ１６０とを含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態ですでに述べた、ナノ構造層成膜工程Ｓ１１０、導電層成膜工程Ｓ１３０、接触工程Ｓ１４０、乾燥工程Ｓ１５０、剥離工程Ｓ１６０は、実質的に処理が等しいため重複説明を省略し、ここでは、処理の異なるドーピング工程Ｓ４１０、半導体塗布工程Ｓ４２０について詳述する。
【００５３】
（ドーピング工程Ｓ４１０）
ドーピング工程Ｓ４１０では、ナノ構造層２３０に原子をドーピングする。ドーピングする原子は、ナノ構造層２３０をｐ型半導体とするか、ｎ型半導体とするかによって選択する。ここでは、カーボンナノウォールで構成されたナノ構造層２３０を例に挙げて説明する。
【００５４】
カーボンナノウォール（ナノ構造層２３０）をｐ型半導体とする場合、Ｂ（ホウ素）をドーピングする。カーボンナノウォール（ナノ構造層２３０）をｎ型半導体とする場合、Ｎ（窒素）をドーピングする。
【００５５】
ホウ素（Ｂ）をドーピングする場合、例えば、下記４つの方法が挙げられ、窒素（Ｎ）をドーピングする場合、例えば、下記２つの方法が挙げられる。以下、ドーピング方法の具体的な処理について説明する。
【００５６】
（ホウ素をドーピングする方法１）
１０ｋｅＶ以上といった高エネルギーのイオン注入でカーボンナノウォール（ナノ構造層２３０）にホウ素を打ち込み、その後、レーザ、または、加熱炉で、ホウ素を熱拡散させることで、カーボンナノウォールの結晶性を回復させる。イオン注入を利用する構成により、ドライプロセスでカーボンナノウォールにホウ素をドーピングでき、不純物の混入を最小限に抑えることが可能となる。また、１０ｋｅＶ以上といった高エネルギーでホウ素を打ち込むため、カーボンナノウォールに多量の結晶欠陥を形成することができ、ホウ素をドーピング（置換）するためのサイトを形成することが可能となる。
【００５７】
（ホウ素をドーピングする方法２）
スピンコート等でホウ素拡散液をカーボンナノウォールに塗布した後、レーザ、または、加熱炉で、加熱する。かかる構成により、大がかりな装置を用いずとも、簡易に、ホウ素をカーボンナノウォールにドーピングすることができる。
【００５８】
（ホウ素をドーピングする方法３）
スパッタリング法や、蒸着法等で、カーボンナノウォールの表面にホウ素を成膜し（例えば、膜厚１ｎｍ未満）、その後、レーザ、または、加熱炉で、ホウ素を熱拡散させることで、カーボンナノウォールの結晶性を回復させる。ホウ素を成膜する構成により、ドライプロセスでカーボンナノウォールにホウ素をドーピングでき、不純物の混入を最小限に抑えることが可能となる。また、カーボンナノウォールの表面全面にホウ素をドーピングすることができる。
【００５９】
（ホウ素をドーピングする方法４）
トリメチルボロンや、トリエチルボロンといった有機ホウ素化合物のガスの雰囲気下で、レーザを用いてカーボンナノウォールを加熱し、カーボンナノウォールの表面で有機ホウ素化合物を熱分解させる。かかる構成により、カーボンナノウォールにおけるレーザで加熱した箇所にのみ選択的にホウ素をドーピングすることが可能となる。
【００６０】
（窒素をドーピングする方法１）
イオン注入でカーボンナノウォール（ナノ構造層２３０）に窒素を打ち込み、その後、レーザ、または、加熱炉で、窒素を熱拡散させることで、カーボンナノウォールの結晶性を回復させる。イオン注入を利用する構成により、ドライプロセスでカーボンナノウォールに窒素をドーピングでき、不純物の混入を最小限に抑えることが可能となる。また、１０ｋｅＶ以上といった高エネルギーで窒素を打ち込むため、カーボンナノウォールに多量の結晶欠陥を形成することができ、窒素をドーピング（置換）するためのサイトを形成することが可能となる。
【００６１】
（窒素をドーピングする方法２）
窒素プラズマ雰囲気下にカーボンナノウォールを曝露する。これにより、ドライプロセスでカーボンナノウォールに窒素をドーピングでき、不純物の混入を最小限に抑えることが可能となる。また、簡易に、窒素をカーボンナノウォールにドーピングすることができる。
【００６２】
（半導体塗布工程Ｓ４２０）
半導体塗布工程Ｓ４２０では、ナノ構造層２３０に、半導体２５０として、ｎ型半導体、または、ｐ型半導体を塗布する（付着させる）。上述したドーピング工程Ｓ４１０において、ナノ構造層２３０にＢの原子をドーピングして、ナノ構造層２３０をｐ型半導体とする場合、半導体２５０としてｎ型半導体を塗布する。一方、上述したドーピング工程Ｓ４１０において、ナノ構造層２３０にＮの原子をドーピングして、ナノ構造層２３０をｎ型半導体とする場合、半導体２５０としてｐ型半導体を塗布する。なお、ｎ型半導体、ｐ型半導体は、例えば、上述した化合物で構成される。
【００６３】
そして、上記導電層成膜工程Ｓ１３０、接触工程Ｓ１４０、乾燥工程Ｓ１５０、剥離工程Ｓ１６０を経ることで、転写先基板３１０に、導電層３２０、ホール輸送層３５０、半導体２５０が塗布されたナノ構造層２３０がこの順に成膜された半導体デバイスが製造される。このようにして製造された半導体デバイスは、太陽電池として利用できる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態にかかる半導体デバイスの製造方法によれば、剥離層を成膜するための工程を削減しつつ、微細形状を有する半導体を基板に転写することが可能となる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６６】
例えば、上述した実施形態では、半導体２５０として、有機半導体を例に挙げて説明したが、無機半導体をナノ構造層２３０に塗布することもできる。なお、この場合、塗布剤として、ナノインク（無機半導体のナノ粒子を溶剤に分散させたインク）を用いるとよい。
【００６７】
また、ホウ素や窒素をドーピングする際に用いるレーザは、パルスレーザであってもＣＷ（Continuous Wave）レーザであってもよいが、パルスレーザがより好ましい。パルスレーザを用いれば、転写元基板２１０として低融点ガラスを採用し、低融点ガラス（転写元基板２１０）上にカーボンナノウォールを成膜した場合であっても、加熱による転写元基板２１０の溶融や、破壊の発生を防ぐことができるからである。
【００６８】
なお、本明細書の半導体デバイスの製造方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、半導体デバイスの製造方法、および、半導体デバイスに利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
Ｓ１１０  …ナノ構造層成膜工程
Ｓ１２０  …半導体塗布工程
Ｓ１３０  …導電層成膜工程
Ｓ１４０  …接触工程
Ｓ１５０  …乾燥工程
Ｓ１６０  …剥離工程
２１０  …転写元基板（第１の基板）
２２０  …ナノ構造体
２３０  …ナノ構造層
２５０  …半導体
３１０  …転写先基板（第２の基板、基板）
３２０  …導電層
３５０  …ホール輸送層
３７０  …半導体デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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