(57)【要約】  本発明は、絶縁層を、塗布層及びそのプラズマ処理によって形成して、かつ、表面エネルギーを利用し、電極、或いは有機半導体層のパターン化を行うパターン形成方法を提供する。本発明のパターン形成方法は、基体上に設けられた珪素を含有する層を、酸化処理することにより、表面に酸化珪素を含有する層を形成した後、前記酸化珪素に、酸化珪素に結合する表面処理材料のパターンを形成することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に設けられた珪素を含有する層を、酸化処理することにより、表面に酸化珪素を含有する層を形成した後、前記酸化珪素に結合処理する表面処理材料のパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記酸化処理が、酸素プラズマに晒す処理であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記酸化処理が、大気圧プラズマ法によることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記酸化処理が、ＵＶオゾン法であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記珪素を含有する層が、塗布により形成されたことを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記珪素を含有する層が、珪素原子を有するポリマーを含む層であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記珪素を含有する層が、珪素原子を有するポリマーの層からなることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
表面処理材料のパターンにより、基体表面の表面エネルギーを変化させることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
表面処理材料のパターンにより、表面エネルギーを低下させることを特徴とする請求の範囲第項８項に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記表面処理材料がシランカップリング剤またはチタンカップリング剤であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
表面処理材料のパターンが形成された表面に、溶液を供給した後、該溶液のキャスト膜のパターンを形成することを特徴とする請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
前記キャスト膜が、電極であることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記キャスト膜が、有機半導体層であることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
前記酸化珪素を含有する層への表面処理材料の処理方法が、大気圧プラズマ法によることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１３項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
前記表面処理材料のパターン化が、波長３００ｎｍ以下の紫外線照射によるものであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に酸化珪素を含有する表面層を形成し、該表面層に表面処理材料のパターンを形成して、有機薄膜トランジスタの有機半導体薄膜、電極等を精度よく効率的に基板表面に形成するためのパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜トランジスタの製造においては、真空蒸着法やスピンコート法、キャスト法といったウェットプロセスにより、ゲート絶縁膜や、ゲート絶縁層上に直接有機半導体層（以下「有機半導体薄膜」ともいう。）を形成している。【０００３】
ゲート絶縁層の形成方法としては、無機材料の場合、ＲＦ（ＤＣ）スパッタ法やＣＶＤ法等が多く用いられる。他に、良質な絶縁膜を均一にゲート電極上に形成するために、ＡｌやＴａといった誘電率の高い酸化物が得られる金属をゲート電極とし、陽極酸化という手法を用いる場合もある。例えば、ゲート絶縁層として酸化シリコン、有機半導体としてペンタセンを用いた有機薄膜トランジスタ（以下、「有機ＴＦＴ」ともいう。）の作製では、ペンタセン薄膜を真空蒸着法で直接ゲート絶縁層上に形成している。【０００４】
酸化珪素等の金属酸化物による絶縁層は、絶縁特性は優れているが、基板上に形成された酸化珪素層は、真空系を用いるために成膜効率が悪い、基板を湾曲したときに絶縁層にクラックが生じる等の問題があり、得られる有機ＴＦＴの性能に悪影響を及ぼしていた。【０００５】
一方、移動度の高い良質な有機ＴＦＴを製造するには、ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する際の、基板とゲート絶縁層との、また、ゲート絶縁層と有機半導体層との界面の密着性が重要となる。しかし、一般にＳｉＯ２等の金属酸化膜は表面エネルギーが高く、一般に疎水性である有機半導体はこれらの金属酸化腹に対する濡れ性が悪い。そこで、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）やヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等の表面処理剤でゲート絶縁層の表面エネルギーを改質し、有機半導体のゲート絶縁層に対する濡れ性を向上させる試みが行われている（例えば、特許文献１参照。）。【０００６】
また、ゲート絶縁膜の表面を分子中にフェニル基などの芳香族基を有するシランカップリング剤を用いて処理することにより、有機半導体材料との界面に芳香環を配することにより特性が向上し、閾値の変動が改善されるという技術が開示されている（例えば、特許文献２〜４参照。）。【０００７】
また、ゲート絶縁膜の表面処理層（ＳＡＭ膜）に光分解型の材料を用いて、露光部を親水化処理し、親水性の電極材料雄（溶液、銀ペーストなど）を供給し電極を形成するものがある（例えば、特許文献５）。【０００８】
移動度の高い良質な有機ＴＦＴを製造するには、これらの表面処理材料を用いた方法により、基板との接着性が高いパターンを形成する必要があるが、例えば酸化珪素等の真空系による絶縁材料をのぞき、塗布層から形成されるゲート絶縁膜等の絶縁膜においてはこれらの表面処理は不可能であった。
【特許文献１】特開２００４−３２７８５７号公報
【特許文献２】国際公開第０４／１１４３７１号パンフレット
【特許文献３】特開２００５−１５８７６５号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／１１０００６号明細書
【特許文献５】特開２００５−７９５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、絶縁層を、塗布層及びそのプラズマ処理によって形成して、かつ、表面エネルギーを利用し、電極、あるいは有機半導体層のパターン化を行う方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記課題は以下の手段により達成されるものである。【００１１】
１．基体上に設けられた珪素を含有する層を、酸化処理することにより、表面に酸化珪素を含有する層を形成した後、前記酸化珪素に結合処理する表面処理材料のパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。【００１２】
２．前記酸化処理が、酸素プラズマに晒す処理であることを特徴とする前記１に記載のパターン形成方法。【００１３】
３．前記酸化処理が、大気圧プラズマ法によることを特徴とする前記１または２に記載のパターン形成方法。【００１４】
４．前記酸化処理が、ＵＶオゾン法であることを特徴とする前記１に記載のパターン形成方法。【００１５】
５．前記珪素を含有する層が、塗布により形成されたことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。【００１６】
６．前記珪素を含有する層が、珪素原子を有するポリマーを含む層であることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。【００１７】
７．前記珪素を含有する層が、珪素原子を有するポリマーの層からなることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。【００１８】
８．表面処理材料のパターンにより、基体表面の表面エネルギーを変化させることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。【００１９】
９．表面処理材料のパターンにより、表面エネルギーを低下させることを特徴とする前記８に記載のパターン形成方法。【００２０】
１０．前記表面処理材料がシランカップリング剤またはチタンカップリング剤であることを特徴とする前記１〜９のいずれか１項に記載のパターン形成方法。【００２１】
１１．表面処理材料のパターンが形成された表面に、溶液を供給した後、該溶液のキャスト膜のパターンを形成することを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項に記載のパターン形成方法。【００２２】
１２．前記キャスト膜が、電極であることを特徴とする前記１１に記載のパターン形成方法。【００２３】
１３．前記キャスト膜が、有機半導体層であることを特徴とする前記１１に記載のパターン形成方法。【００２４】
１４．前記酸化珪素を含有する層への表面処理材料の処理方法が、大気圧プラズマ法によることを特徴とする前記１〜１３のいずれか１項に記載のパターン形成方法。【００２５】
１５．前記表面処理材料のパターン化が、波長３００ｎｍ以下の紫外線照射によるものであることを特徴とする前記１〜１４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、塗布形成（成膜効率が高い）され、かつ基板、特に可撓性基板での接着性がよい絶縁膜上に、表面エネルギーを利用し電極または有機半導体層等を無機膜同等の精密さでパターン形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のパターン形成方法によって電極形成を行うプロセスを示す概略図である。
【図２】本発明のパターン形成方法を用いるトップゲート型有機薄膜トランジスタの作製例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  基体
２  珪素原子を有するポリマー層
３  表面層
４  単分子膜
５  液状電極材料
６  ソース電極
６’  ドレイン電極
７  有機半導体層
８  ゲート絶縁層
９  ゲート電極
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。【００３０】
本発明においては、基体上に設けられた珪素を含有する層を設け、これを、例えば、酸素を含むプラズマ空間に晒す（酸素プラズマ処理する）ことにより表面に酸化珪素を含有する層を形成する。基体上に塗布により珪素を含有する層を設けることができ、さらに、これを酸素プラズマに晒す（酸素プラズマ処理する）ことにより酸化珪素を含有する層が表面層として形成されるので、これを絶縁膜（誘電体層）として用いることができ、これにより塗布によって、表面処理可能な絶縁膜が得られることに特徴がある。即ち、形成した表面層は酸化珪素を含有しており、この表面は、例えば、シランカップリング剤あるいはチタンカップリング剤等の表面処理材料と反応性を有するため、これらと反応して、単分子膜を形成できる。単分子膜のパターンを形成すれば、表面エネルギーを変化させることができるので（単分子膜形成により表面エネルギーを低下させることができる）、有機薄膜トランジスタにおいて、例えば、塗布膜によるゲート絶縁層を用いて、電極、あるいは有機半導体層等のパターン形成を精度よく行うことができる。また、移動度の高い有機半導体薄膜を得ることができる。【００３１】
本発明において、基体上に設けられる珪素を含有する層とは、珪素原子を有する有機化合物を含有する層であれば限定はなく、酸素プラズマ処理によって、処理を受けた表面層が酸化珪素を含む層を形成できればよい。しかしながら珪素原子を有する化合物として好ましいのは珪素原子を有するポリマーである。【００３２】
また、前記珪素を含有する層は、珪素原子を有するポリマーの層であることが好ましい。【００３３】
珪素原子を有するポリマーは、これを溶解乃至分散した溶媒と共に、基体上に塗布することで基体上に接着性よくポリマーの薄膜を形成することができる。【００３４】
形成したポリマー層は、酸素プラズマに晒すことで、表面層の珪素原子を有するポリマーは、酸化物ＳｉＯｘ（酸化珪素）を形成する。【００３５】
このような酸化珪素を表面層に含有するポリマー層は、内部層は有機層であるが、表面層は酸化珪素を含有し、絶縁性に優れるとともに、アルコキシシラン、ハロゲノシラン等の表面処理材料と反応しうる官能基（例えばヒドロキシ基）を表面に有するため、表面層はこれと反応して自己組織化単分子膜を形成できる。【００３６】
従って、表面処理材料をパターニングして、電極、あるいは有機半導体層等を密着性よく、精度よく、パターニングすることができる。【００３７】
本発明において、珪素原子を有するポリマーとしては下記式で表される骨格を有するポリマーが挙げられる。
下記式で表されるポリシロキサン類、【００３８】
【化１】
2009044659.tif 000003
【００３９】
（ここにおいて、Ｒ１〜Ｒ４は水素原子、置換基を表し、置換基として、好ましくはアルキル基、アリール基等が挙げられる。アルキル基としては炭素原子数１〜８までの直鎖分岐のアルキル基、アリール基として好ましいのはフェニル基であり、それぞれ任意の基で置換されていてもよい。ｎは５０〜１０００００の整数である。）
下記式で表されるトリメチルシリルスチレン系ポリマー、【００４０】
【化２】
2009044659.tif 000004
【００４１】
下記式で表されるポリシラン類、【００４２】
【化３】
2009044659.tif 000005
【００４３】
（ここにおいて、Ｒ１、Ｒ２は水素原子、置換基を表し、置換基として、好ましくはアルキル基、アリール基等が挙げられる。アルキル基としては炭素原子数１〜８までの直鎖分岐のアルキル基、アリール基として好ましいのはフェニル基であり、それぞれ任意の基で置換されていてもよい。）
下記式で表されるポリ（ｐ−ジシラニルフェニレン）、【００４４】
【化４】
2009044659.tif 000006
【００４５】
（ここにおいて、Ｒは水素原子又は置換基を表し、置換基として、好ましくはアルキル基、アリール基等が挙げられる。）
下記式で表されるポリシルセスキオキサンを主骨格とするポリマーなどがある。【００４６】
【化５】
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【００４７】
以上において、ｎは５０〜１０００００の整数である。【００４８】
これらの珪素原子を含有するポリマーは、応用物理、５６，５１（１９８７），高分子，３７，４６０（１９８８），Ｓ．Ａ．ＭａｃＤｏｎａｌｄ，Ｈ．Ｉｔｏ，Ｃ．Ｇ．Ｗｉｌｌｓｏｎ：Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇ．，１，２６９（１９８３）等の文献にあり、レジスト材料として用いられているポリマーである。【００４９】
本発明に用いる珪素原子を含有するポリマーとして、公知のポリシラザン類も用いることができる。【００５０】
塗布は、これらの珪素原子を有するポリマーを溶媒に溶解して通常の塗布方法、例えばスプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などにより基体上に塗布すればよい、また印刷法、インクジェット法等の方法により塗布してもよい。【００５１】
溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトン等が挙げられる。またこれら溶媒は２種以上混合して使用してもよい。【００５２】
このような塗布によって得た層は酸素プラズマ処理を行うことで酸化珪素を含有する表面層を形成することができ、例えば、樹脂支持体を基体とする場合の下引き層や、ゲート絶縁層等の絶縁層として用いることができる。【００５３】
プラズマ空間の形成は、高周波をかけた電極間に、酸素を含むガスを送りプラズマ発生させたり、また、マグネトロンスパッタリング等の手段を用いることができる。【００５４】
これらの方法のうち、反応速度が速い大気圧プラズマ法が特に好ましい方法である。なお、大気圧下とは、２０〜１１０ｋＰａの圧力を表すが、好ましくは９３〜１０４ｋＰａである。【００５５】
本発明においては、酸素含むガスを反応性ガスとして、大気圧プラズマ法を用いて、酸素プラズマを発生させ、基体上に形成された珪素原子を有するポリマー層を、プラズマ空間に晒すことが好ましい。酸素プラズマに晒すことによって、ポリマー層表面のポリマーはプラズマ酸化を受け表面層中に酸化珪素を形成させ、残余の有機物は揮散して、表面に酸化珪素層を形成させる。【００５６】
大気圧プラズマ法では、アルゴンガス等の不活性ガスを放電ガスとして、これと共に反応ガス（酸素を含むガス）を放電空間に導入して、高周波電界を印加して、放電ガスを励起させ、プラズマ発生させ、反応ガスと接触させて酸素を含むプラズマを発生させ、基体表面をこれに晒すことで酸素プラズマ処理を行う。【００５７】
印加する高周波電界は、単周波の高周波電圧でも２周波数の高周波電界を印加してもよい。【００５８】
使用するガスは、基体上に設けたい薄膜の種類によって異なるが、基本的に、放電ガス（不活性ガス）と、反応ガスの混合ガスである。反応ガス（酸素ガス）は、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。０．１〜１０体積％であることがより好ましいが、さらに好ましくは、０．１〜５体積％である。【００５９】
上記不活性ガスとしては、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンや、窒素ガス等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴン、窒素ガスが好ましく用いられる。【００６０】
また、反応ガスを放電空間である電極間に導入するには、常温常圧で構わない。【００６１】
大気圧下でのプラズマＣＶＤ法については特開平１１−６１４０６号、同１１−１３３２０５号、特開２０００−１２１８０４号、同２０００−１４７２０９号、同２０００−１８５３６２号等に記載されている。【００６２】
このような処理によって、表面に酸化珪素が形成された層は酸化珪素表面が水酸基等の活性基を有しており、表面処理材料と反応性を有する表面となる。【００６３】
また、基体上に設けられる珪素を含有する層（薄膜）を酸化処理する方法としては、ＵＶオゾン法を用いることもできる。ＵＶオゾン法は、酸素の存在下で、紫外光を照射し、酸化反応を進行させる方法である。紫外光の波長は、１００ｎｍ〜４５０ｎｍ、特に好ましくは１５０〜３００ｎｍ程度の所謂、真空紫外光を照射することが好ましい。光源は、低圧水銀灯、重水素ランプ、キセノンエキシマーランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザーなどを用いることができる。またその時、５０℃〜４００℃、好ましくは１００℃〜２５０℃の範囲で加熱することが好ましい。【００６４】
本発明においては、珪素を含むポリマー層を酸素プラズマに晒す等の酸化処理によって形成される酸化珪素に、酸化珪素に結合する表面処理材料を用いて単分子膜のパターンを形成する。【００６５】
表面処理材料としては、シランカップリング剤、あるいはチタンカップリング剤等が好ましく、表面処理材料と反応させ、表面処理材料のパターンを形成することでゲート絶縁層等の表面の表面エネルギーをかえ、電極、或いは有機半導体材料等のパターニングが可能となる。【００６６】
これらの表面処理材料としては、表面エネルギーが低い表面を形成することのできる、アルキルシラン類、アルキルジシラザン類等のシランカップリング剤またチタンカップリング剤が好ましい。酸化珪素を含有する表面は、これらとの反応によって単分子膜を形成することができその表面エネルギーが低下する。表面エネルギーの低下は、例えば接触角の変化としてみることができる。【００６７】
例えば溶液プロセスによって電極、あるいは有機半導体層を形成する場合、表面処理材料による単分子膜が形成された領域は、表面エネルギーが低く（接触角が大きい）、液状電極材料例えば電極材料溶液、分散液或いはペースト、又有機半導体材料溶液等をはじくので、電極、又有機半導体層のパターニングを精度よく行うことができる。【００６８】
本発明において表面処理材料として好ましく用いられるシランカップリング剤としては、アルキルシラン類、アルキルジシラザン類であり、ハロゲン原子、アルコキシ基等基板表面の活性基（水酸基等）と反応性を有する基が置換されている。特に末端にアルキル基を有するものが好ましい。【００６９】
これらアルキルシラン、アルキルジシラザン類の例としては、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等、また、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ジメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、イソプロピルトリクロロシラン、イソプロピルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、トリメチルクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン等、さらにアルキルジシラザン類としてはヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。【００７０】
具体的には、信越化学社製のケイ素化合物試薬、または米国のＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃｓ  ｆｏｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｐｏｌｙｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、チッソ社製ＳＩＬＩＣＯＮ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ等の化合物カタログに記載されているものの中からアルキルシラン、アルキルジシラザン類を選択して用いればよい。【００７１】
また、フッ素原子を含有する基、また、フッ素を含有するアルキル基（フルオロアルキル基）を含有するシラン、アルキルシラザン類も好ましい。【００７２】
これらの代表的具体例を以下に示す。【００７３】
（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリクロロシラン
（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリエトキシシラン
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン（信越化学製ＫＢＭ７１０３）
ビス（トリフルオロプロピル）テトラメチルジシラザン
（３−ヘプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリクロロシラン
ペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン
ペンタフルオロフェニルジメチルクロロシラン
１，８−ビス（トリクロロシリルエチル）ヘキサデカフルオロオクタン
これらの化合物は、信越化学、アヅマックス等から製品として入手可能である。【００７４】
本発明においては、特にオクチルトリエトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、ヘキサメチルジシラザンが好ましい表面処理剤である。【００７５】
また、一般式（１）で表される表面処理材料も好適に用いることができる。形成される有機半導体層のキャリア移動度を向上させ、良好なトランジスタ特性を得るため、有機半導体層を形成する領域（チャネル形成領域）は、一般式（１）で表される表面処理材料で処理することが好ましい。【００７６】
【化６】
2009044659.tif 000008
【００７７】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ３は各々水素原子、または、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等のアルキル基を含む置換基、Ｒ４〜Ｒ６は、Ｒ１〜Ｒ３と同義である。Ｘは、ケイ素、ゲルマニウム、錫、及び鉛から選ばれるいずれかの原子を表し、Ｚは、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、及び鉛（Ｐｂ）から選ばれるいずれかの原子を表す。Ｙは任意の連結基を表す。【００７８】
Ｒ４〜Ｒ６は、Ｒ１〜Ｒ３と同義であるが、置換基として、少なくともアルコキシ基またはハロゲン原子のいずれかを有していることが好ましい。【００７９】
Ｘで表される金属原子のうち、好ましいのは、Ｓｉ、Ｇｅである。【００８０】
また、Ｚで表される原子の中、好ましいのは、Ｓｉ、Ｔｉである。【００８１】
Ｙで表される連結基としては、アルキレン基（例えば、エチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、２，２，４−トリメチルヘキサメチレン基、ドデカメチレン基、シクロヘキシレン基（例えば、１，６−シクロヘキサンジイル基等）、シクロペンチレン基（例えば、１，５−シクロペンタンジイル基など）等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基、プロペニレン基等）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基、３−ペンチニレン基等）、アリーレン基など、また、ヘテロ原子を含む基（例えば、−Ｏ−、−Ｓ−等のカルコゲン原子を含む２価の基、−Ｎ（Ｒ）−基、ここで、Ｒは、水素原子またはアルキル基を表し、該アルキル基は、前記一般式（１）において、Ｒ１〜３で表されるアルキル基と同義である）等が好ましい。【００８２】
以下に、一般式（１）で表される化合物の好ましい具体例を示すが、これらに限定されるものではない。【００８３】
【化７】
2009044659.tif 000009
【００８４】
これら具体例として挙げられた各化合物等は、例えば、Ｃｏｌｌｅｃｔ．Ｃｚｅｃｈ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，４４巻，７５０〜７５５頁、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９０年，１１２巻，２３４１〜２３４８頁、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１０巻，８８９〜８９２頁，１９７１年、米国特許第３，６６８，２３３号明細書等、また、特開昭５８−１２２９７９号、特開平７−２４２６７５号、特開平９−６１６０５号、同１１−２９５８５号、特開２０００−６４３４８号、同２０００−１４４０９７号公報等に記載の合成方法、あるいはこれに準じた合成方法により製造することができる。【００８５】
また、チタンカップリング剤としては、同上の珪素をチタンで置き換えた化合物が挙げられる。トリ−ｎ−ブトキシチタンモノステアレート、チタニウムステアレート等、日本曹達株式会社等により入手できるものである。【００８６】
酸化珪素が形成された表面への、表面処理材料による処理は、前記表面と表面処理材料とを接触させて行う。表面処理材料が気化出来る場合には、その蒸気を、例えば、５０℃〜３００℃の加温温度条件、雰囲気において基板表面に接触させる所謂熱ＣＶＤ法を取ることができる。前述したプラズマ処理を利用し、キャリアガスと同時に表面処理材料を供給しながらプラズマＣＶＤ法、大気圧プラズマ法により処理を行ってもよい。また、表面処理材料、あるいはその溶液を用いてこれに基板を浸漬し、同様に加温する等で容易に表面処理を行うことができる。あるいは、室温あるいは任意に温度制御された基板表面上に、表面処理材料、あるいはその溶液を、スピンコートやスプレー法など、公知の塗布法により塗設し、必要に応じてポストベーク処理を行ってよい。【００８７】
表面処理材料のパターンニング方法としては、任意の手段を取ることができる。フォトレジストを用いて非処理部を保護したうえで、処理部の基板表面に表面処理材料あるいはその溶液を供給し接触させ、パターン化された表面処理を施した後、レジストを除去してもよい。非処理部の保護には、処理部となる開口部を有するマスクを用い、上述の大気圧プラズマ法などにより、開口部の表面処理を行ってもよい。また、インクジェット法やスクリーン印刷、グラビア印刷などの印刷法等によって、直接供給しパターンを形成してもよい。【００８８】
さらに、表面全体に表面処理膜を形成した後、低圧水銀灯やキセノンエキシマー光源などからの真空紫外線を、フォトマスクを介して露光し、露光部の表面処理材を分解させて、パターン化してもよい。また真空紫外光によるレーザーアブレーションを用いてもよい。さらに、フォトレジストを用いて保護したうえで、酸素プラズマ処理や電子線照射等によるドライエッチングを行った後、露出した表面処理材処理部の基板表面に表面処理材料あるいはその溶液を供給し接触させ、レジストを除去して表面処理のパターンを形成してもよい。【００８９】
これらの表面処理された表面において、水の接触角は５０度以上、５０〜１７０度がより好ましく、９０〜１３０度であることが好ましい。【００９０】
接触角は接触角計（例えば、ＣＡ−ＤＴ・Ａ型：協和界面科学社製）を用いて２０℃５０％ＲＨの環境下で測定した場合の測定値である。【００９１】
本発明のパターン形成方法による電極形成、又有機半導体層形成について、例を挙げて説明する。【００９２】
図１に、本発明のパターン形成方法によって電極の形成を行うプロセスを示した。【００９３】
例えば、樹脂支持体として、ポリエーテルスルホン樹脂フィルム（２００μｍ）を用い、コロナ放電処理を施した。その後接着性向上のためアクリル硬化樹脂層等からなる下引き層を形成した基体１上に、
珪素原子を有するポリマー層、例えば、下記ポリ（ｐ−トリメチルシリルスチレン）をテトラヒドロフランに溶解したポリマー溶液を塗布して、乾燥、珪素原子を有するポリマー層２を塗設した。【００９４】
【化８】
2009044659.tif 000010
【００９５】
次いで、基体表面のポリマー層全面を酸素プラズマ処理した。【００９６】
酸素プラズマ処理は、例えば、高真空チャンバー内（真空度１×１０−７）に基体を取りつけ、ガス厚１．３Ｐａで乾燥酸素を導入して、ＲＦコイルにより放電を行って酸素プラズマを発生させた。【００９７】
酸素プラズマ処理を施したポリマー層の表面層として酸化珪素を含有する表面層３が形成された（図１（２））。【００９８】
表面層のＸＰＳスペクトルによるＳｉ２ｐの結合エネルギーの増加から酸化珪素の形成が確認される。装置はアルバックファイ社製Ｑｕａｎｔｅｒａ  ＳＸＭを用いた。【００９９】
こうして形成した酸化珪素層表面をパターニングして、電極形成領域以外の表面エネルギーを低下させる。【０１００】
表面処理材料の単分子膜により酸化珪素層をパターニングする方法には種々の方法があるが、例えば、先ず、表面層に形成した酸化珪素と表面処理材料を全面で反応させる。例えば、ＯＴＳ（オクチルトリクロルシシラン）蒸気と反応させる。全面にＯＴＳによる単分子膜４が形成された（図１（３））。【０１０１】
全面にＯＴＳによる単分子膜を形成した後、次いで、基板にマスクＭを密着させ遠紫外線を照射する（図１（４））。即ち、電極の形成領域に対応させた光透過部を有するフォトマスクを介して、波長３００ｎｍ以下の紫外線、例えば波長１７２ｎｍの紫外光を照射する（図１（４））。これにより、オクチルトリクロロシランにより表面処理された領域中電極に対応する部分の表面が分解される。分解物を除去して酸化珪素を含有する表面層３を露出させる（図１（５））。【０１０２】
次いで液状電極材料、例えば、銀ペースト、またはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の溶液等の液状電極材料５を適用すれば、表面エネルギーが低下し、接触角が大きい、表面処理材料による単分子膜が形成された部分では、溶液は反撥されて自然に表面エネルギーのより大きい部分に集まり、ここで例えばソース電極６、ドレイン電極６’を形成する（図１（６）、（７））。【０１０３】
液状電極材料にかえて有機半導体溶液を用いることで、同様に、表面処理材料により単分子膜が形成された部分では溶液は反撥されるので膜が形成されていない領域に有機半導体層が集まり形成する。【０１０４】
有機半導体材料溶液を適用して有機半導体層を形成する場合、前記のＯＴＳ等による膜に加えて、特に、有機半導体層が形成されるべきチャネル領域には、前記一般式（１）で表される表面処理材料を用いて表面処理することがより好ましい。【０１０５】
例えば前記の、全面をＯＴＳにより処理した後、マスクを密着させ遠紫外線を照射し、チャネル領域表面の単分子膜を分解し、表面層３を露出させた状態で（図１（５））、露出した表面層を別種の表面処理材料、例えば前記一般式（１）で表される表面処理材料で処理する。【０１０６】
これにより露出した表面層は一般式（１）で表される表面処理材料により単分子膜を形成するため、有機半導体材料は、これらの表面処理材料の効果によって配向性の高い膜を形成するため、移動度に優れた有機半導体材料膜となる。【０１０７】
基体上に設けられた珪素を含有する層をプラズマ空間に晒して得た酸化珪素を含む表面層を有する層は基体の下引き層として、また、ゲート絶縁層等の絶縁層として用いることができる。【０１０８】
下引き層として用いた場合、層上に、液状電極材料を用いて電極、例えばソース電極、ドレイン電極、またバスライン等を本発明のパターン形成方法に従ってパターンを形成できる。ソース電極、ドレイン電極等を形成し、さらに有機半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極と順次作製すればトップゲート型の有機薄膜トランジスタが得られる。【０１０９】
有機半導体層の形成についても、マスク等を用いチャネル領域の表面処理材料を分解して有機半導体材料溶液を適用することで有機半導体層のパターニングが容易に行える。【０１１０】
又、本発明に係わるパターン形成方法は、ゲート絶縁層にも、同じく用いることができる。即ち、基体上に形成された、ゲート電極上に、本発明に係わる珪素を含有する層を塗設し、プラズマ空間に晒して酸化珪素を含む表面層を形成させゲート絶縁層とする。ゲート絶縁層上にソース、ドレイン電極のパターン形成を本発明の方法で行い、液状材料を用いてソース、ドレイン電極を形成することができる。さらに有機半導体層をチャネル領域に形成することでボトムゲート、ボトムコンタクト型薄膜トランジスタを形成することができる。また、有機半導体層のパターン形成も有機半導体材料溶液を用いて本発明のパターン形成方法により行うことができる。【０１１１】
次ぎに、本発明のパターン形成方法を用いて作製される有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜トランジスタの構成要素についてより詳細に説明する。【０１１２】
〔有機半導体薄膜：有機半導体薄層〕
有機半導体薄膜（「有機半導体薄層」ともいう。）を構成する有機半導体材料としては、後述する種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が適用可能である。【０１１３】
有機半導体材料としての縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、フタロシアニン、ポルフィリンなどの化合物及びこれらの誘導体が挙げられる。【０１１４】
共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタンなどのシアノ化合物、フラーレン及びこれらの誘導体あるいは混合物を挙げることができる。【０１１５】
また、特にポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、チオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、下記に示す化合物などのオリゴマーが好適に用いることができる。【０１１６】
【化９】
2009044659.tif 000011
【０１１７】
さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１号に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ′−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。【０１１８】
これらのπ共役系材料のうちでも、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。【０１１９】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９号に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。【０１２０】
有機半導体材料として、また、下記一般式（ＯＳＣ１）で表される化合物が好ましい。【０１２１】
【化１０】
2009044659.tif 000012
【０１２２】
式中、Ｒ１〜Ｒ６は水素原子または置換基を表し、Ｚ１またはＺ２は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１またはｎ２は０〜３の整数を表す。【０１２３】
一般式（ＯＳＣ１）において、Ｒ１〜Ｒ６で各々表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（ヘテロアリール基ともいい、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、等が挙げられる。【０１２４】
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。【０１２５】
一般式（ＯＳＣ１）において、Ｚ１またはＺ２で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記Ｒ１〜Ｒ６で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。【０１２６】
さらに、下記一般式（ＯＳＣ２）で表される化合物が好ましい。【０１２７】
【化１１】
2009044659.tif 000013
【０１２８】
（式中、Ｒ７またはＲ８は水素原子又は置換基を表し、Ｚ１またはＺ２は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１またはｎ２は０〜３の整数を表す。）
一般式（ＯＳＣ２）において、Ｒ７またはＲ８で表される置換基は、般式（ＯＳＣ１）においてＲ１〜Ｒ６で各々表される置換基と同義である。また、Ｚ１またはＺ２で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記Ｒ１〜Ｒ６で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。【０１２９】
前記一般式（ＯＳＣ２）において、さらに、置換基Ｒ７−及びＲ８−が一般式（ＳＧ１）で表されることが好ましい。【０１３０】
【化１２】
2009044659.tif 000014
【０１３１】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１１は置換基を表し、Ｘはケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはスズ（Ｓｎ）を表す。）
上記一般式（ＳＧ１）において、Ｒ９〜Ｒ１１で表される置換基は、前記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ３で表される置換基と同義である。【０１３２】
以下に、前記一般式（ＯＳＣ２）で表される化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。【０１３３】
【化１３】
2009044659.tif 000015
【０１３４】
【化１４】
2009044659.tif 000016
【０１３５】
また、有機半導体材料としては、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００６年，１２８巻，１２６０４頁、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００７年，１２９巻，２２２４頁、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ誌２００３年，３０巻，６０３〜６１０頁に記載される化合物を用いることができる。【０１３６】
また、本発明においては、有機半導体層に、例えば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレン及びテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、例えば、アミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。【０１３７】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って、ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしては公知のものを採用することができる。【０１３８】
これらの有機半導体層を形成する方法としては、公知の方法で形成することができ、例えば、真空蒸着、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、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、スパッタ法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、レーザー蒸着、電子ビーム蒸着、電着、スピンコート、ディップコート、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法、及びＬＢ法等、またスクリーン印刷、インクジェット印刷、ブレード塗布などの方法を挙げることができる。【０１３９】
この中で生産性の点で、有機半導体の溶液を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。特に、本発明に係わるパターン形成方法により有機半導体層を形成する場合、有機半導体溶液を、パターニングされた基体表面に塗布、適用することが好ましい。【０１４０】
有機半導体溶液を作製する際に使用される有機溶媒は、芳香族炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素、脂肪族炭化水素または脂肪族ハロゲン化炭化水素が好ましく、芳香族炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素または脂肪族炭化水素がより好ましい。【０１４１】
芳香族炭化水素の有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、メチルナフタレン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。【０１４２】
脂肪族炭化水素としては、オクタン、４−メチルヘプタン、２−メチルヘプタン、３−メチルヘプタン、２，２−ジメチルヘキサン、２，３−ジメチルヘキサン、２，４−ジメチルヘキサン、２，５−ジメチルヘキサンシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロヘキサン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。【０１４３】
脂肪族ハロゲン化炭化水素の有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、ブロモホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジフルオロエタン、フルオロクロロエタン、クロロプロパン、ジクロロプロパン、クロロペンタン、クロロヘキサン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。【０１４４】
本発明で用いられるこれらの有機溶媒は、１種類あるいは２種類以上混合して用いてもよい。また、有機溶媒は５０℃〜２５０℃の沸点を有するものが好ましい。【０１４５】
なおＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ誌  １９９９年  第６号、ｐ４８０〜４８３に記載の様に、ペンタセン等前駆体が溶媒に可溶であるものは、塗布により形成した前駆体の膜を熱処理して目的とする有機材料の薄膜を形成しても良い。【０１４６】
これら有機半導体層の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、有機半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。【０１４７】
さらに、本発明の有機半導体素子によれば、そのゲート電極、ソース／ドレイン電極のうち少なくとも一つを本発明の有機半導体素子の製造方法によって形成することによって、低抵抗の電極を、有機半導体層材料層の特性劣化を引き起こすことなしに形成することが可能となる。【０１４８】
本発明の薄膜トランジスタ素子において、ソース電極またはドレイン電極は、前記無電解メッキ法により形成されるが、ソース電極及びドレイン電極のひとつはゲート電極と共に無電解メッキによらない電極であってよい。その場合、電極は公知の方法、公知の電極材料にて形成される。電極材料としては導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペースト及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられる。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体など）も好適に用いられる。【０１４９】
ソース電極またドレイン電極を形成する材料としては、上に挙げた中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましく、ｐ型半導体の場合は特に、白金、金、銀、ＩＴＯ、導電性ポリマー及び炭素が好ましい。【０１５０】
ソース電極またドレイン電極とする場合は、上記の導電性材料を含む、溶液、ペースト、インク、分散液などの流動性電極材料を用いて形成したもの、特に、導電性ポリマー、または白金、金、銀、銅を含有する金属微粒子を含む流動性（液状）電極材料が好ましい。また、溶媒や分散媒体としては、有機半導体へのダメージを抑制するため、水を６０％以上、好ましくは９０％以上含有する溶媒または分散媒体であることが好ましい。【０１５１】
金属微粒子を含有する流動性電極材料としては、例えば公知の導電性ペーストなどを用いても良いが、好ましくは、粒子径が１〜５０ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍの金属微粒子を、必要に応じて分散安定剤を用いて、水や任意の有機溶剤である分散媒中に分散した材料である。【０１５２】
金属微粒子の材料としては白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛等を用いることができる。【０１５３】
このような金属微粒子の分散物の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００号、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３号等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５号、同２００１−５３０２８号、同２００１−３５２５５号、同２０００−１２４１５７号、同２０００−１２３６３４号などに記載されたガス中蒸発法により製造された金属微粒子の分散物である。これらの金属微粒子分散物を用いて電極を成形し、溶媒を乾燥させた後、必要に応じて１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２００℃の範囲で形状様に加熱することにより、金属微粒子を熱融着させ、目的の形状を有する電極パターンを形成するものである。【０１５４】
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等により、レジストを形成しエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや金属微粒子を含有する導電性インク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。【０１５５】
ソース電極及びドレイン電極は、特にフォトリソグラフ法を用いて形成することが好ましく、この場合、有機半導体保護層に接して層の全面に光感応性樹脂の溶液を塗布し、光感応性樹脂層を形成する。【０１５６】
光感応性樹脂層としては、前記、保護層のパターニングに用いるポジ型、ネガ型の公知の感光性樹脂と同じものが使用できる。【０１５７】
フォトリソグラフ法では、この後にソース電極及びドレイン電極の材料として金属微粒子含有分散体または導電性ポリマーを用いてパターニングし、必要に応じて熱融着し作製する。【０１５８】
光感応性樹脂の塗布溶液を形成する溶媒、光感応性樹脂層を形成する方法等、前記保護膜のパターニングに述べたとおりである。【０１５９】
光感応性樹脂層を形成後、パターニング露光に用いる光源、光感応性樹脂層の現像に用いられる現像液についても同様である。また、電極形成には他の光感応性樹脂層であるアブレーション層を用いてもよい。アブレーション層についても、前記、保護層のパターニングに用いるものと同様のものが挙げられる。【０１６０】
本発明のパターン形成方法により電極を形成する場合、溶液、ペースト、インク、分散液などの流動性（液状）電極材料を用いるのが好ましい。【０１６１】
有機薄膜トランジスタ素子のゲート絶縁層として、本発明のパターン形成方法に用いる珪素を含有する層をプラズマ空間に晒し、表面層に酸化珪素を含有する層を用いることができる。しかしながら素子を形成する場合、有機薄膜トランジスタ素子のゲート絶縁層としては、その他にも種々の絶縁膜を用いることができる。ゲート絶縁層としては、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。
窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。【０１６２】
上記皮膜の形成方法としては、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法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。【０１６３】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。【０１６４】
これらのうち好ましいのは、上述した大気圧プラズマ法である。【０１６５】
ゲート絶縁層が陽極酸化膜または該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。【０１６６】
陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウムまたはタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。陽極酸化処理を行うことにより、酸化被膜が形成される。陽極酸化処理に用いられる電解液としては、多孔質酸化皮膜を形成することができるものならばいかなるものでも使用でき、一般には、硫酸、燐酸、蓚酸、クロム酸、ホウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸等あるいはこれらを２種類以上組み合わせた混酸あるいはそれらの塩が用いられる。陽極酸化の処理条件は使用する電解液により種々変化するので一概に特定し得ないが、一般的には、電解液の濃度が１〜８０質量％、電解液の温度５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ２、電圧１〜１００ボルト、電解時間１０秒〜５分の範囲が適当である。好ましい陽極酸化処理は、電解液として硫酸、リン酸またはホウ酸の水溶液を用い、直流電流で処理する方法であるが、交流電流を用いることもできる。これらの酸の濃度は５〜４５質量％であることが好ましく、電解液の温度２０〜５０℃、電流密度０．５〜２０Ａ／ｄｍ２で２０〜２５０秒間電解処理するのが好ましい。【０１６７】
また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、及びシアノエチルプルラン等を用いることもできる。【０１６８】
有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。【０１６９】
無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。【０１７０】
〔基体について〕
基体を構成する支持体材料としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、紙、不織布などを用いることができるが、本発明において支持体は樹脂からなることが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、例えば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（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、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（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。【０１７１】
また本発明に係わる有機薄膜トランジスタ素子上には素子保護層を設けることも可能である。保護層としては前述した無機酸化物または無機窒化物等が挙げられ、上述した大気圧プラズマ法で形成するのが好ましい。これにより、有機薄膜トランジスタ素子の耐久性が向上する。【０１７２】
本発明に係わる薄膜トランジスタ素子においては、支持体がプラスチックフィルムの場合、本発明のパターン形成方法に用いられる珪素を含有する層をプラズマ空間に晒し形成された表面層に酸化珪素を含有する層を下引き層として用いることができるが、その他に、無機酸化物及び無機窒化物から選ばれる化合物を含有する下引き層、及びポリマーを含む下引き層も挙げられる。下引き層に含有される無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム，チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウム等が挙げられる。また無機窒化物としては窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。【０１７３】
それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、窒化ケイ素である。【０１７４】
本発明において、無機酸化物及び無機窒化物から選ばれる化合物を含有する下引き層は上述した大気圧プラズマ法で形成されるのが好ましい。【０１７５】
ポリマーを含む下引き層に用いるポリマーとしては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニルとビニルアルコールの共重合体、部分加水分解した塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、塩素化ポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体、ポリアミド樹脂、エチレン−ブタジエン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル樹脂等のゴム系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等を挙げることができる。【０１７６】
（好ましい実施の形態）
以下、本発明の好ましい実施の形態を挙げて本発明を具体的に説明する。本発明はこれらに限定されない。【０１７７】
《好ましい実施の形態１》
図１を用いて、電極の作製例を示す。【０１７８】
〈下引き層の形成〉
基体１として、ポリエーテルスルホン樹脂フィルム（２００μｍ）を用い、該フィルム上に、先ず５０Ｗ／ｍ２／分の条件でコロナ放電処理を施した。【０１７９】
次いで、下記組成の塗布液を乾燥膜厚２μｍになるように塗布し、９０℃で５分間乾燥した後、６０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯下１０ｃｍの距離から４秒間硬化させた（図１では省略）。【０１８０】
（下引き層形成用塗布液の組成）
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体                        ６０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２量体                        ２０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３量体以上の成分              ２０ｇ
ジエトキシベンゾフェノンＵＶ開始剤                                      ２ｇ
シリコーン系界面活性剤                                                  １ｇ
メチルエチルケトン                                                    ７５ｇ
メチルプロピレングリコール                                            ７５ｇ
さらに、その層の上に珪素を有するポリマー（ポリ（ｐ−トリメチルシリルスチレン）：重合度ｎ＝１０００）のトルエン３％溶液を乾燥膜厚で、厚さ５００ｎｍとなるよう塗布して珪素原子を有するポリマー層２を形成した（図１（１））。【０１８１】
次いで、下記条件で連続的にポリマー層表面を１分間大気圧プラズマ処理した。酸素プラズマに晒すことで、厚さ１０ｎｍの酸化珪素を含有する表面層３が形成した（図１（２））。ポリマー層及び大気圧プラズマ処理により形成された表面層３をあわせ下引き層とした。大気圧プラズマ処理装置は、特開２００３−３０３５２０号公報に記載の図６に準じた装置を用いた。【０１８２】
室温２５℃にて、下記使用ガスを用いて酸素プラズマ処理を１分間行った。ＸＰＳスペクトルにより酸化珪素の形成が認められた。【０１８３】
（大気圧プラズマ処理条件）
〔使用ガス〕
不活性ガス：ヘリウム        ９８．２５体積％
反応性ガス：酸素ガス          １．７５体積％
〔放電条件〕
高周波電源：１３．５６ＭＨｚ
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ２。【０１８４】
〔電極条件〕
電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａｘを５μｍとした誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。【０１８５】
〈電極の形成〉
次いで、電極を本発明のパターン形成方法を用いて以下のように形成した。オクチルトリクロロシランを蓋のない容器に入れ、この容器とこの下引き層まで形成した基体を密閉空間に置いて、この空間内を１２０℃に保持しながら１時間放置した。これにより、基体表面層中の酸化珪素表面のヒドロキシ基とオクチルトリクロロシランが反応して酸素原子を介した結合が生じ、オクチル基を表面に有する単分子膜４が基体表面全面に形成された（図１（３））。【０１８６】
次に、電極のパターンに対応した光透過部を有する石英基板上のクロムマスクＭを密着させ、これを介して、低圧水銀灯を用いての紫外光（波長１８５ｎｍ、および２５４ｎｍ）を照射した（図１（４））。これにより、オクチルトリクロロシランにより表面処理された表面のうち電極に対応する部分の表面の単分子膜を分解した。エタノールで洗浄して分解物を除去し、ソース、ドレイン電極に対応するパターンに表面層３を露出させた（図１（５））。【０１８７】
次に、露出されたソース電極、ドレイン電極パターン上に液状電極材料５である銀ナノ粒子インク（平均粒子径８ｎｍの銀微粒子のトルエン分散物）をインクジェット法により堆積後、１８０℃で３０分間加熱して乾燥した（図１（６）〜（７））。乾燥と共に親水化領域に銀ナノ粒子インクは集まり親水化領域上にソース電極６、ドレイン電極が位置精度よく形成された（厚み１００ｎｍ）。【０１８８】
《好ましい実施の形態２》
図１及び２を用いてトップゲート型有機薄膜トランジスタの作製例を示す。【０１８９】
前述の方法と同様に表面層３の形成まで行い、基板を準備した。【０１９０】
〈ソース、ドレイン電極の形成〉
次いで、ソース、ドレイン電極を本発明のパターン形成方法を用いて以下のように形成した。【０１９１】
オクチルトリエトキシシランを原料ガスとして下記条件で連続的に、表面層３上を２０秒間大気圧プラズマ処理した。大気圧プラズマ処理装置は、特開２００３−３０３５２０号公報に記載の図６に準じた装置を用いた。【０１９２】
（大気圧プラズマ処理条件）
〔使用ガス〕
不活性ガス：窒素                      ９８．２５体積％
原料ガス：オクチルトリエトキシシラン    １．７５体積％
〔放電条件〕
放電出力：５Ｗ／ｃｍ２。【０１９３】
以上の方法により、オクチル基を表面に有する単分子膜４が基体表面全面に形成された（図１（３））。【０１９４】
次に、ソース、ドレイン電極のパターンに対応した光透過部を有する、石英基板上のクロムマスクＭを密着させ、これを介して、低圧水銀灯を用いての紫外光（波長１８５ｎｍ、および２５４ｎｍ）を照射した（図１（４））。これにより、オクチルトリクロロシランにより表面処理された表面のうち電極に対応する部分の表面の単分子膜を分解した。エタノールで洗浄して分解物を除去し、ソース、ドレイン電極に対応するパターンに下引き層表面を露出させた（図１（５））。【０１９５】
次に、露出されたソース電極、ドレイン電極パターン上に液状電極材料５である銀ナノ粒子インク（平均粒子径８ｎｍの銀微粒子のトルエン分散物）をインクジェット法により堆積後、１８０℃で３０分間加熱して乾燥した（図１（６）〜（７））。乾燥と共に親水化領域に銀ナノ粒子インクは集まり親水化領域上にソース電極６、ドレイン電極６’がそれぞれ位置精度よく形成された（厚み１００ｎｍ）（図１（７）、図２（１））。【０１９６】
次に、半導体のパターンに対応した光透過部を有する、石英基板上のクロムマスクＭを密着させ、これを介して、低圧水銀灯を用いての紫外光（波長１８５ｎｍ、および２５４ｎｍ）を照射した（図２（２））。これにより、オクチルトリクロロシランにより表面処理された表面のうち半導体に対応する部分の表面の単分子膜を分解した。エタノールで洗浄して分解物を除去し、半導体に対応するパターンに表面層３を露出させた（図２（３））。【０１９７】
次に、半導体材料として、ＯＳＣ２−１を用いて、有機半導体層を形成した。即ち、ＯＳＣ２−１のトルエン溶液（０．５質量％）を調製し、ピエゾ方式のインクジェット法を用いて、チャネル領域に吐出し（図２（４））、窒素ガス中で、５０℃で３分乾燥した。膜厚１５０ｎｍの有機半導体層７が形成された（図２（５））。【０１９８】
さらに、その層の上に下記条件で連続的に大気圧プラズマ処理して厚さ１００ｎｍの酸化ケイ素膜を設け、これらの層をゲート絶縁層８とした（図２（６））。大気圧プラズマ処理装置は、特開２００３−３０３５２０号公報に記載の図６に準じた装置を用いた。【０１９９】
《大気圧プラズマ処理条件》
（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム        ９８．２５体積％
反応性ガス：酸素ガス            １．５体積％
反応性ガス：テトラエトキシシラン蒸気（ヘリウムガスにてバブリング）
０．２５体積％
（放電条件）
高周波電源：１３．５６ＭＨｚ
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ２。【０２００】
（電極条件）
電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａｘを５μｍとした誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。【０２０１】
次にマスクを介して、クロムを蒸着することで、ゲート電極９を形成した（図２（７））。【０２０２】
以上により、トップゲート型の有機薄膜トランジスタを形成した。【０２０３】
好ましい実施の形態２で得られた有機薄膜トランジスタ素子について、トランジスタ特性の評価を行ったが、ｐチャネルのエンハンスメント型ＦＥＴの動作特性を示した。有機薄膜トランジスタ素子について、Ｉ−Ｖ特性の飽和領域からキャリア移動度を求め、さらに、ＯＮ／ＯＦＦ比（ドレインバイアス−４０Ｖとし、ゲートバイアス−５０Ｖ及び０Ｖにしたときのドレイン電流値の比率）を求めたところ、キャリア移動度０．３（ｃｍ２／Ｖ・ｓ）、ＯＮ／ＯＦＦ比２×１０６と、良好なトランジスタ特性を得ることができた。
【図１】
2009044659.tif 000017
【図２】
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【国際調査報告】
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