(57)【要約】【課題】有機半導体薄膜の結晶性が均一で、移動度の揃った有機ＴＦＴを形成でき、かつ、微細なパターンにも対応可能で材料効率の良い有機ＴＦＴの製造方法を提供する。【解決手段】予め転写用基板２０上に有機半導体材料２１を形成しておき、これをソース電極１６およびドレイン電極１７の間に転写する。そして、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を分析しておき、その分析結果に基づいて、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向と有機半導体材料２１の結晶の配向方向とが所望の関係となるようにする。これにより、有機半導体薄膜１５の結晶性が均一で、移動度の揃った有機ＴＦＴ１１を形成できる。また、複数画素ごとに助走距離が必要ないため、微細なパターンを形成することも可能になる。【選択図】図３
2014232848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライメントマーク（２０ａ）を有する転写用基板（２０）を用意し、該転写用基板上に有機半導体薄膜（１５）の構成材料となる有機半導体材料（２１）を結晶成長させる工程と、
前記アライメントマークを基準として、前記転写用基板上における前記有機半導体材料の結晶の配向方位を分析する工程と、
複数の有機電界効果トランジスタ（１１）を形成するためのデバイス形成用基板（１２）におけるチャネル領域の形成位置に、前記アライメントマークを基準として、前記複数の有機電界効果トランジスタすべてのソース電極（１６）およびドレイン電極（１７）の配列方向に対する前記有機半導体材料の結晶の配向方位を一定の方向に揃えて、前記転写用基板から前記有機半導体材料を前記デバイス形成用基板に転写することで前記有機半導体薄膜を形成する工程と、を含んでいることを特徴とする有機電界効果トランジスタを備えた有機半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記有機半導体薄膜を形成する工程では、前記ソース電極および前記ドレイン電極の配列方向と前記有機半導体材料の結晶の配向方位とを同じにして、前記転写用基板から前記有機半導体材料を前記デバイス形成用基板に転写することを特徴とする請求項１に記載の有機電界効果トランジスタを備えた有機半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記転写する工程では、前記有機半導体材料の結晶における結晶粒界を避けて、前記転写用基板から前記有機半導体材料を前記デバイス形成用基板に転写することを特徴とする請求項１または２に記載の有機電界効果トランジスタを備えた有機半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記配向方位を分析した前記有機半導体材料を前記チャネル領域の形状に合わせて切り出す工程を含み、
前記転写する工程では、前記チャネル領域の形状に合わせて切り出された前記有機半導体材料を前記転写用基板から前記デバイス形成用基板に転写することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機電界効果トランジスタを備えた有機半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記結晶成長させる工程では、前記転写用基板の上に、自己組織化単分子膜を形成してから前記有機半導体材料を結晶成長させ、
前記転写する工程では、前記転写前に、紫外光照射を行うことで、前記転写用基板と前記自己組織化単分子膜との結合を切断することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の有機電界効果トランジスタを備えた有機半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記転写する工程では、前記転写用基板を該転写用基板の平面方向において水平移動および回転させることで、前記複数の有機電界効果トランジスタすべてのソース電極およびドレイン電極の配列方向に対する前記有機半導体材料の結晶の配向方位を一定の方向に揃えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の有機電界効果トランジスタを備えた有機半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記複数の有機電界効果トランジスタのソース電極およびドレイン電極を形成する工程を含み、
前記ソース電極およびドレイン電極を形成する工程では、前記転写用基板上における前記有機半導体材料の結晶の配向方位の分析結果に基づいて、前記複数の有機電界効果トランジスタすべてのソース電極およびドレイン電極の配列方向に対する前記有機半導体材料の結晶の配向方位が一定の方向に揃うように、前記ソース電極およびドレイン電極をパターン形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の有機電界効果トランジスタを備えた有機半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体薄膜を用いてチャネル領域を構成する有機電界効果トランジスタ（以下、有機ＴＦＴという）を備えた有機半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、互いに離間して配置したソース電極とドレイン電極との間に有機半導体薄膜を配置し、有機半導体薄膜によってチャネル領域を構成するようにした有機ＴＦＴが知られている（例えば、特許文献１参照）。この有機ＴＦＴでは、例えば直描法と呼ばれるスプレー印刷方式により、有機半導体薄膜の構成材料を溶媒に溶かしたインクを基板上に塗布し、これを乾燥させて結晶化させることでチャネル領域を構成する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２００９−２１８４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、結晶化させられた有機半導体薄膜における有機結晶の結晶性は均一ではない。このため、例えば有機ＴＦＴを有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に適用した場合に、複数画素形成したときの画素毎の結晶性、例えば配向方位が均一にならないために、有機ＴＦＴの移動度がばらつき、歩留まりが低下するという問題を発生させる。また、直描法によって有機半導体薄膜を形成した場合、塗布開始位置の近傍では結晶性が良好ではないため、助走距離が必要になる。このため、画素毎に微細なパターンを形成することが難しく、また画素毎に塗布を行っていると、画素毎に助走距離が必要になって材料効率も悪くなる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、有機半導体薄膜の結晶性が均一で、移動度の揃った有機ＴＦＴを形成でき、かつ、微細なパターンにも対応可能で材料効率も良い有機ＴＦＴ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６に記載の発明では、アライメントマーク（２０ａ）を有する転写用基板（２０）を用意し、該転写用基板上に有機半導体薄膜（１５）の構成材料となる有機半導体材料（２１）を結晶成長させる工程と、アライメントマークを基準として、転写用基板上における有機半導体材料の結晶の配向方位を分析する工程と、複数の有機ＴＦＴ（１１）を形成するためのデバイス形成用基板（１２）におけるチャネル領域の形成位置に、アライメントマークを基準として、複数の有機ＴＦＴすべてのソース電極（１６）およびドレイン電極（１７）の配列方向に対する有機半導体材料の結晶の配向方位を一定の方向に揃えて、転写用基板から有機半導体材料をデバイス形成用基板に転写することで有機半導体薄膜を形成する工程と、を含んでいることを特徴としている。
【０００７】
このように、予め転写用基板上に有機半導体材料を形成しておき、これをソース電極およびドレイン電極の間や、後工程でソース電極およびドレイン電極が形成される形成予定位置に転写するようにしている。そして、有機半導体材料の結晶の配向方向を分析しておき、その分析結果に基づいて、ソース電極およびドレイン電極の配列方向と有機半導体材料の結晶の配向方向とが所望の関係となるようにしている。したがって、有機半導体薄膜の結晶性が均一で、移動度の揃った有機ＴＦＴを形成できる。
【０００８】
また、ソース電極およびドレイン電極の間に有機半導体薄膜を転写するだけで良い。このため、直描法によってソース電極およびドレイン電極の間に有機半導体薄膜を直接形成する場合のような助走距離が必要にならない。したがって、微細なパターンにも対応可能で材料効率の良い有機ＴＦＴの製造方法とすることが可能となる。特に、有機ＴＦＴを有機ＥＬ表示装置に適用した場合には、複数画素ごとに有機半導体薄膜を形成することになり、画素ごとに助走距離が必要になると、微細なパターンを形成することが難しく、材料効率も悪くなる。このため、請求項１ないし６に記載の製造方法によって微細なパターンを形成できるようにすることは、特に有効である。
【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装置に備えられる有機ＴＦＴ１１の断面図である。
【図２】図１に示す有機ＴＦＴ１１の製造工程を示した断面図である。
【図３】図１に示す有機ＴＦＴ１１の製造工程を示した斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる有機半導体装置に備えられる有機ＴＦＴ１１の製造工程を示した斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる有機半導体装置に備えられる有機ＴＦＴ１１の断面図である。
【図６】図５に示す有機ＴＦＴ１１の製造工程を示した断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる有機半導体装置に備えられる有機ＴＦＴ１１の断面図である。
【図８】図７に示す有機ＴＦＴ１１の製造工程を示した断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態にかかる有機半導体装置に備えられる有機ＴＦＴ１１の断面図である。
【図１０】図９に示す有機ＴＦＴ１１の製造工程を示した断面図である。
【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。まず、図１を参照して、本実施形態にかかる製造方法により製造される有機半導体薄膜の基本構造について説明する。
【００１３】
図１は、ボトムゲート／ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１を備えた有機半導体装置を示している。この図に示すように、有機ＴＦＴ１１は、デバイス形成用基板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を形成した構造とされている。
【００１４】
デバイス形成用基板１２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が形成されている。デバイス形成用基板１２には、例えば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））などを用いている。ゲート電極１３は、例えば金（Ａｕ）やクロム（Ｃｒ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）などの電極材料により構成されており、ゲート絶縁膜１４は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）もしくはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの絶縁材料により構成されている。
【００１５】
また、ゲート絶縁膜１４の上におけるチャネル領域の形成位置に有機半導体薄膜１５が形成されていると共に、有機半導体薄膜１５の両端位置にソース電極１６およびドレイン電極１７が形成されている。有機半導体薄膜１５は、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おり、ソース電極１６およびドレイン電極１７は、例えば銀（Ａｇ）もしくは銅（Ｃｕ）などの電極材料によって構成されている。本実施形態では、有機半導体薄膜１５は、ソース電極１６およびドレイン電極１７よりも後に形成されており、ソース電極１６およびドレイン電極１７よりも上に有機半導体薄膜１５が形成されている。ソース電極１６およびドレイン電極１７は互いに離間して配列されており、それぞれゲート電極１３の両端と対応する位置に形成され、ソース電極１６およびドレイン電極１７を跨ぐように有機半導体薄膜１５が形成されている。そして、ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に位置する有機半導体薄膜１５に、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向がチャネル長、それと垂直な方向がチャネル幅となるチャネル領域が形成される構造とされている。
【００１６】
また、有機半導体薄膜１５やソース電極１６およびドレイン電極１７の上に層間絶縁膜１８が形成されている。そして、図示しないが、基板表面全面を覆うように保護膜が形成されており、保護膜からソース電極１６やドレイン電極１７に電気的に接続されたパッド部が部分的に露出させられることで、外部との電気的接続が図れるようになっている。
【００１７】
このような構造によって本実施形態にかかる有機半導体装置が構成されている。このような構造の有機半導体装置は、有機半導体薄膜１５の下方にゲート電極１３が配置され、かつ、有機半導体薄膜１５の下にソース電極１６およびドレイン電極１７が形成されて下方において電気的接続が図られるボトムゲート／ボトムコンタクト構造となる。
【００１８】
次に、上記のように構成される有機半導体装置の製造方法について図２および図３を参照して説明する。
【００１９】
まず、図２（ａ）に示す工程では、例えば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））などで構成されたデバイス形成用基板１２を用意する。具体的には、デバイス形成用基板１２として、図３（ａ）に示すように、デバイス形成領域以外の部分、例えば四隅のうちの一部にアライメントマーク１２ａを備えたものを用いている。そして、このデバイス形成用基板１２の表面にゲート電極１３の形成材料を配置すると共に、アライメントマーク１２ａを基準としてマスク合わせを行いつつ、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。ゲート電極１３の形成材料としては、例えば金（Ａｕ）やクロム（Ｃｒ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）などを用いており、例えば印刷や蒸着などによってデバイス形成用基板１２の表面にゲート電極１３を形成している。
【００２０】
次に、図２（ｂ）に示す工程では、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。ゲート絶縁膜１４としては、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）もしくはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの絶縁材料を用いており、例えば印刷やスピンコートや蒸着などによってゲート絶縁膜１４を形成している。
【００２１】
その後、図２（ｃ）に示す工程では、上記したアライメントマーク１２ａを基準としてソース電極１６およびドレイン電極１７をパターニングする。例えば、ゲート絶縁膜１４の表面に銀（Ａｇ）もしくは銅（Ｃｕ）などの電極材料を成膜したのち、その上にソース電極１６およびドレイン電極１７の形成予定領域以外の部分が開口するマスクを配置する。そして、このマスクを用いて金属層をエッチングすることでソース電極１６およびドレイン電極１７をパターニングすることができる。これにより、図２（ｃ）の断面において、所定間隔離間したソース電極１６およびドレイン電極１７が形成される。このようにしてソース電極１６およびドレイン電極１７を形成すると、図３（ｂ）に示すように、１枚のデバイス形成用基板１２に対して複数個のソース電極１６およびドレイン電極１７が所定のレイアウトで配列された状態で形成される。
【００２２】
一方、図３（ｃ）に示すように、デバイス形成用基板１２とは別の転写用基板２０を用意する。転写用基板２０としては、例えば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））などを用いており、例えば四隅のうちの一部にアライメントマーク２０ａを備えたものを用いている。そして、この転写用基板２０の表面に、図３（ｄ）に示すように、有機半導体薄膜１５の形成用の薄膜状の有機半導体材料２１を結晶成長させる工程を行う。例えば直描法、エッジキャスト法もしくはインクジェット法などによって有機半導体材料２１を形成している。このとき、有機半導体材料２１のうち有機半導体薄膜１５として使用する部分については、段差なども無い理想状態（モノドメイン）の単結晶となるようにしている。このような理想状態の有機半導体材料２１は、転写用基板２０上における結晶の配向方向が基板毎に異なっている可能性もあり、結晶成長時には配向方向がどのようになるか不明であるが、単結晶とすることで、どの位置でも配向方向が同じ方向を向いた状態になっている。このため、成膜後に結晶の配向方向を分析する工程を行うことで、転写用基板２０上における有機半導体材料２１の結晶の配向方向が確認でき、その配向方向がアライメントマーク２０ａを基準として認識可能となる。例えば、結晶の配向方向の分析方法としては、電子顕微鏡を用いた分析やＸ線の散乱解析など、どのような手法を用いても良いが、クロニコル回転法を用いたクロスニコル像解析による偏光方向の解析であれば偏光顕微鏡による分析とすることもできる。
【００２３】
そして、図２（ｄ）に示す工程では、図示しない転写装置を用いて、ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体材料２１を転写することで、有機半導体薄膜１５を形成する。具体的には、図３（ｅ）に示すように、図２（ｃ）の工程までを経てソース電極１６およびドレイン電極１７が形成されたデバイス形成用基板１２の上に、図３（ｄ）の工程にて有機半導体材料２１を形成した転写用基板２０を設置する。このとき、デバイス形成用基板１２のうちソース電極１６およびドレイン電極１７が形成された側の面と転写用基板２０のうち有機半導体材料２１が形成された側の面が対向するようにする。また、デバイス形成用基板１２と転写用基板２０それぞれのアライメントマーク１２ａ、２０ａを基準として、ソース電極１６とドレイン電極１７の配列方向、つまりチャネル長方向と有機半導体材料２１の結晶の配向方向とが所望の関係となるようにする。例えば、転写装置に上記の分析結果を記憶させておき、その分析結果に基づいてチャネル長方向と有機半導体材料２１の結晶の配向方向とが所望の関係となるようにしている。そして、加熱および加圧により、ソース電極１６とドレイン電極１７との間において、有機半導体材料２１を転写する。
【００２４】
これにより、図２（ｄ）および図３（ｆ）に示すように、ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体薄膜１５が形成される。そして、デバイス形成用基板１２に形成されたソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向に対して、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を一定な方向に揃えることができることから、有機ＴＦＴ１１の移動度を揃えることが可能となる。また、有機半導体薄膜１５を予め転写用基板２０上に形成しておいた有機半導体材料２１によって構成できることから、有機半導体薄膜１５の結晶性を均一にすることも可能となる。
【００２５】
なお、ここでいうチャネル長方向と結晶の配向方向との関係については任意であるが、例えば、チャネル長方向と結晶の配列方向とが同じになるようにすることで、より高移動度を実現することができる。また、有機半導体薄膜１５を転写する前に、予め有機半導体材料２１のうち転写すべき部分を切り出しておき、転写時には、その切り出された部分のみが転写されるようにしても良い。例えば、有機半導体材料２１の切り出しについては、機械加工、レーザ加工、フォトリソグラフィ・エッチング加工など、どのような手法で行っても良い。
【００２６】
このようにして、ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体薄膜１５を形成したのち、図２（ｅ）の工程として、有機半導体薄膜１５やソース電極１６およびドレイン電極１７の表面を覆うように層間絶縁膜１８を形成する。そして、必要に応じて、その上に図示しない保護膜を成膜する。このような製造方法により、図１に示した有機ＴＦＴ１１を備えた有機半導体装置を製造することができる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態にかかる有機半導体装置の製造方法では、予め転写用基板２０上に有機半導体材料２１を形成しておき、これをソース電極１６およびドレイン電極１７の間に転写するようにしている。そして、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を分析しておき、その分析結果に基づいて、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向と有機半導体材料２１の結晶の配向方向とが所望の関係となるようにしている。したがって、有機半導体薄膜１５の結晶性が均一で、移動度の揃った有機ＴＦＴ１１を形成できる。
【００２８】
また、ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体薄膜１５を転写するだけで良い。このため、直描法によってソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体薄膜１５を直接形成する場合のような助走距離が必要にならない。したがって、微細なパターンにも対応可能で材料効率の良い有機ＴＦＴ１１の製造方法とすることが可能となる。特に、有機ＴＦＴ１１を有機ＥＬ表示装置に適用した場合には、複数画素ごとに有機半導体薄膜１５を形成することになり、画素ごとに助走距離が必要になると、微細なパターンを形成することが難しく、材料効率も悪くなる。このため、本実施形態の製造方法によって微細なパターンを形成できるようにすることは、特に有効である。
【００２９】
さらに、本実施形態のような製造方法によって有機ＴＦＴ１１を製造した場合、有機半導体薄膜１５のうち結晶成長させたときの上面となっている方がゲート絶縁膜１４側に向けられた構造となる。有機半導体薄膜１５を結晶成長によって形成する場合、特に直描法による結晶成長の場合には、結晶成長時に上面となっている位置の方が下面となっている位置よりも結晶性が良好になる。このため、ゲート絶縁膜１４側、つまりチャネル領域が形成される側に有機半導体薄膜１５の中でも特に結晶性の良好な部分を利用できるため、より有機ＴＦＴ１１を良好な特性のものにできる。
【００３０】
（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実施形態に対して有機半導体材料２１の結晶性が理想状態ではない場合にも適用できるようにしたものであり、その他に関しては第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。
【００３１】
上記第１実施形態では、有機半導体材料２１のうち有機半導体薄膜１５として使用する部分を単結晶とした場合について説明したが、現実的には、所望の結晶性が得られず、結晶性が一定ではなく結晶粒が集まった状態（マルチドメイン）の結晶となることが多い。本実施形態では、このように結晶流が集まった状態の結晶となった場合に対応した有機半導体装置の製造方法について説明する。
【００３２】
まず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、図３（ａ）、（ｂ）と同様、デバイス形成用基板１２の上にソース電極１６およびドレイン電極１７を形成しておく。そして、図４（ｃ）に示すように転写用基板２０を用意し、図４（ｄ）に示すように薄膜状の有機半導体材料２１を結晶成長させる工程を行う。これにより、結晶性が一定ではなく結晶粒が集まった状態の結晶により有機半導体材料２１が構成される。
【００３３】
続いて、第１実施形態と同様の分析手法により、有機半導体材料２１を構成する各結晶粒の転写用基板２０上における結晶の配向方向、大きさ、位置を分析し、それをマップ化し、データとして転写装置に記憶しておく。例えば、転写用基板２０をＸ−Ｙ平面として見立てて、そのＸ−Ｙ平面状における座標と結晶粒ごとの結晶の配向方向、大きさ、位置を記憶する。そして、必要に応じて、有機半導体材料２１のうち転写すべき部分をチャネル領域の形状に合わせて結晶粒ごとに切り出しておき、図４（ｅ）に示すようにソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体材料２１を転写する。このとき、結晶粒界を避けて転写することで、結晶粒界がチャネル領域に含まれないようにしている。結晶粒によってはチャネル領域の形成用としての大きさに満たない場合もあるため、その場合には、その結晶粒をチャネル領域の形成用から除くようにしている。逆に、結晶粒が大きい場合には、同じ結晶粒から複数箇所、チャネル領域の形成用に取り出すようにしても良い。
【００３４】
このとき、デバイス形成用基板１２に複数形成されたソース電極１６およびドレイン電極１７それぞれについて、チャネル長方向と有機半導体材料２１の結晶の配向方向とが所望の関係となるように、転写用基板２０をＸ−Ｙ平面上において平行移動および回転させる。これにより、図４（ｆ）に示すように、デバイス形成用基板１２に形成された各ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体薄膜１５が形成される。そして、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向に対して、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を一定な方向に揃えることができる。
【００３５】
このように、結晶性が一定ではなく結晶粒が集まった状態の結晶によって有機半導体材料２１が構成される場合にも、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向と有機半導体材料２１の結晶の配向方向とが所望の関係となるようにできる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（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、第２実施形態に対して、有機ＴＦＴ１１の構造を異ならせたものであり、その他に関しては第１、第２実施形態と同様であるため、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３７】
本実施形態では、図５に示すボトムゲート／トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１を備えた有機半導体装置の製造工程について説明する。ボトムゲート／トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１は、第１実施形態に対して有機半導体薄膜１５がソース電極１６およびドレイン電極１７よりも先にゲート絶縁膜１４の上に形成される構造であり、有機半導体薄膜１５がソース電極１６およびドレイン電極１７の下に形成されている。その他の構造については、第１実施形態で説明したボトムゲート／ボトムコンタクト構造のものと同様である。
【００３８】
このような構造の有機ＴＦＴ１１については、次のようにして製造する。まず、図６（ａ）、（ｂ）に示す工程として、図３（ａ）、（ｂ）と同様の工程を行い、デバイス形成用基板１２の上にゲート電極１３およびゲート絶縁膜１４を形成する。そして、図６（ｃ）に示す工程として有機半導体薄膜１５を形成したのち、図６（ｄ）に示す工程としてソース電極１６およびドレイン電極１７を形成し、その後、図６（ｅ）に示す工程として層間絶縁膜１８を形成し、必要に応じて図示しない保護膜を成膜する。
【００３９】
このようにして、図５に示すボトムゲート／トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１を製造することができるが、このときの有機半導体薄膜１５を形成する工程の際に、第１、第２実施形態と同様の手法により有機半導体薄膜１５を形成する。
【００４０】
ただし、この場合には有機半導体薄膜１５を形成する前に未だソース電極１６およびドレイン電極１７を形成していないため、ソース電極１６およびドレイン電極１７の形成予定位置に、有機半導体薄膜１５を転写する。これにより、図６（ｄ）に示す工程において、ソース電極１６およびドレイン電極１７を形成したときに、ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体薄膜１５が形成される。また、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向に対して、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を一定な方向に揃えることができる。したがって、第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１、第２実施形態に対して、有機ＴＦＴ１１の構造を異ならせたものであり、その他に関しては第１、第２実施形態と同様であるため、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４２】
本実施形態では、図７に示すトップゲート／ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１を備えた有機半導体装置の製造工程について説明する。トップゲート／ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１は、デバイス形成用基板１２の表面に有機半導体薄膜１５やソース電極１６およびドレイン電極１７が形成され、その上にゲート絶縁膜１４を介してゲート電極１３が形成される構造である。有機半導体薄膜１５はソース電極１６およびドレイン電極１７の上に形成されている。その他の構造については、第１実施形態で説明したボトムゲート／ボトムコンタクト構造のものと同様である。
【００４３】
このような構造の有機ＴＦＴ１１については、次のようにして製造する。まず、図８（ａ）に示す工程として、デバイス形成用基板１２を用意したのち、図８（ｂ）に示す工程としてソース電極１６およびドレイン電極１７を形成し、さらに、図８（ｃ）に示す工程として有機半導体薄膜１５を形成する。続いて、図８（ｄ）に示す工程として有機半導体薄膜１５やソース電極１６およびドレイン電極１７を覆うようにゲート絶縁膜１４を形成したのち、図８（ｅ）に示す工程として、ゲート絶縁膜１４の上におけるソース電極１６およびドレイン電極１７の間と対応する位置にゲート電極１３を形成する。そして、層間絶縁膜１８を形成し、その後、必要に応じて図示しない保護膜を成膜する。
【００４４】
このようにして、図７に示すトップゲート／ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１を製造することができるが、このときの有機半導体薄膜１５を形成する工程の際に、第１、第２実施形態と同様の手法により有機半導体薄膜１５を形成する。これにより、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を一定な方向に揃えることができる。したがって、第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態も、第１、第２実施形態に対して、有機ＴＦＴ１１の構造を異ならせたものであり、その他に関しては第１、第２実施形態と同様であるため、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
本実施形態では、図９に示すトップゲート／トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１を備えた有機半導体装置の製造工程について説明する。トップゲート／トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１は、第４実施形態に対して有機半導体薄膜１５がソース電極１６およびドレイン電極１７よりも先にゲート絶縁膜１４の上に形成される構造であり、有機半導体薄膜１５がソース電極１６およびドレイン電極１７の下に形成されている。その他の構造については、第４実施形態で説明したトップゲート／ボトムコンタクト構造のものと同様である。
【００４７】
このような構造の有機ＴＦＴ１１については、次のようにして製造する。まず、図１０（ａ）に示す工程としてデバイス形成用基板１２を用意したのち、この上に有機半導体薄膜１５を形成する。続いて、図１０（ｂ）に示す工程としてソース電極１６およびドレイン電極１７を形成し、さらに、図１０（ｃ）に示す工程として有機半導体薄膜１５やソース電極１６およびドレイン電極１７を覆うようにゲート絶縁膜１４を形成する。さらに、図１１（ｄ）に示す工程として、ゲート絶縁膜１４の上におけるソース電極１６およびドレイン電極１７の間と対応する位置にゲート電極１３を形成する。そして、図１０（ｅ）に示す工程として、層間絶縁膜１８を形成し、その後、必要に応じて図示しない保護膜を成膜する。
【００４８】
このようにして、図９に示すトップゲート／トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１１を製造することができるが、このときの有機半導体薄膜１５を形成する工程の際に、第１、第２実施形態と同様の手法により有機半導体薄膜１５を形成する。
【００４９】
ただし、この場合には有機半導体薄膜１５を形成する前に未だソース電極１６およびドレイン電極１７を形成していないため、ソース電極１６およびドレイン電極１７の形成予定位置に、有機半導体薄膜１５を転写する。これにより、図１０（ｃ）に示す工程において、ソース電極１６およびドレイン電極１７を形成したときに、ソース電極１６およびドレイン電極１７の間に有機半導体薄膜１５が形成される。また、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向に対して、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を一定な方向に揃えることができる。したがって、第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００５１】
例えば、上記各実施形態は、有機半導体薄膜１５が備えられる有機ＴＦＴ１１の一例を示したのであり、勿論、他の構造の有機ＴＦＴ１１に本発明を適用しても良い。
【００５２】
また、上記各実施形態において、転写用基板２０から有機半導体材料２１を転写することが容易に行えるように、有機半導体材料２１を結晶成長させる前に、転写用基板２０を表面処理しておくと好ましい。具体的には、予め自己組織化単分子膜（以下、ＳＡＭ（Self-Assembled Monolayers）という）と呼ばれる紫外（ＵＶ）光照射による光パターニング可能な膜を転写用基板２０の表面に形成しておく。そして、転写する際に、紫外光照射を行うことで、自己組織化単分子膜と転写用基板２０との結合を切断しておく。これにより、転写用基板２０から有機半導体材料２１をデバイス形成用基板１２側に転写する際に、容易に転写が行えるようになる。
【００５３】
また、上記第２実施形態では、デバイス形成用基板１２に対して所定のレイアウトでソース電極１６およびドレイン電極１７を形成しておき、それに合わせて、転写用基板２０をＸ−Ｙ平面上において平行移動および回転させるようにした。これに対して、転写用基板２０に形成した有機半導体材料２１における結晶粒ごとの結晶の配向方向を分析したら、その分析結果に基づいて、各ソース電極１６およびドレイン電極１７のパターンを変更することもできる。このようにしても、ソース電極１６およびドレイン電極１７の配列方向に対して、有機半導体材料２１の結晶の配向方向を一定な方向に揃えることができる。この場合、ソース電極１６およびドレイン電極１７の形成パターンを有機半導体材料２１における結晶粒ごとの結晶の配向方向に応じて毎回変更することになる。しかしながら、ソース電極１６およびドレイン電極１７をインクジェット法などによって形成する場合には、容易に形成パターンを変更可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１１    有機ＴＦＴ
１２    デバイス形成用基板
１２ａ  アライメントマーク
１３    ゲート電極
１４    ゲート絶縁膜
１５    有機半導体薄膜
１６    ソース電極
１７    ドレイン電極
２０    転写用基板
２０ａ  アライメントマーク
２１    有機半導体材料
【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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