(57)【要約】【課題】リフトオフ法に基づき有機半導体材料層をパターニングするとき、有機半導体材料層の特性劣化を生じさせない半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、基体１３，１４上に逆パターンを有するマスク層３２を形成した後、露出した基体１３，１４上及びマスク層３２上に有機半導体材料層１５Ａを形成し、次いで、マスク層３２及びその上の有機半導体材料層１５Ａを除去した後、有機半導体材料層１５Ａのベーキング処理を行い、以て、有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域を形成する。【選択図】  図２
2006156752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に有機半導体材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の有機半導体材料層を除去した後、有機半導体材料層のベーキング処理を行うことを特徴とする有機半導体材料層のパターニング方法。
【請求項２】
マスク層は、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の有機半導体材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする請求項１に記載の有機半導体材料層のパターニング方法。
【請求項３】
有機半導体材料はペンタセンから成り、
マスク層は水溶性高分子から成り、
溶媒は水であることを特徴とする請求項２に記載の有機半導体材料層のパターニング方法。
【請求項４】
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に有機半導体材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の有機半導体材料層を除去した後、有機半導体材料層のベーキング処理を行い、以て、有機半導体材料層から成るチャネル形成領域を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
マスク層は、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の有機半導体材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
有機半導体材料はペンタセンから成り、
マスク層は水溶性高分子から成り、
溶媒は水であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に電界発光有機材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の電界発光有機材料層を除去する電界発光有機材料層のパターニング方法であって、
マスク層は、電界発光有機材料層を構成する電界発光有機材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の電界発光有機材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする電界発光有機材料層のパターニング方法。
【請求項８】
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に電界発光有機材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の電界発光有機材料層を除去することによって、電界発光有機材料層から成る発光層を形成する有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、
マスク層は、電界発光有機材料層を構成する電界発光有機材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の電界発光有機材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項９】
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に導電性高分子材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の導電性高分子材料層を除去する導電性高分子材料層のパターニング方法であって、
マスク層は、導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の導電性高分子材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする導電性高分子材料層のパターニング方法。
【請求項１０】
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に導電性高分子材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の導電性高分子材料層を除去することによって、導電性高分子材料層から成る配線層を形成する配線層の形成方法であって、
マスク層は、導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の導電性高分子材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする配線層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、電界発光有機材料層のパターニング方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体材料層のパターニング、半導体装置の製造、電界発光有機材料層のパターニング、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造、導電性高分子材料層のパターニング、配線層の形成においては、屡々、所謂リフトオフ法が採用されている。リフトオフ法とは、一般に、基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に被パターニング層を形成し、次いで、基体上のマスク層を剥離することで、マスク層及びその上の被パターニング層を除去し、以て、パターニングされた被パターニング層を得る方法である。通常、マスク層はフォトレジストから形成される。
【０００３】
ところで、フォトレジストから成るマスク層を基体から剥離する際には溶媒を使用するが、この溶媒が被パターニング層にダメージを与え、被パターニング層の特性劣化を引き起こすといった現象が、屡々、発生する。例えば、被パターニング層を有機半導体材料層とする場合、フォトレジストから成るマスク層を基体から剥離する際に使用する溶媒によって有機半導体材料層がダメージを受ける結果、有機半導体材料層から電界効果型トランジスタのチャネル形成領域を構成した場合、チャネル形成領域におけるリーク電流の増加や移動度の低下が生じてしまうといった問題がある。また、有機エレクトロルミネッセンス表示装置における発光層を構成する電界発光有機材料層を被パターニング層とする場合にも、溶媒によって発光層の特性劣化（例えば、発光効率の低下）が生じてしまうといった問題がある。更には、半導体装置における配線層を構成する導電性高分子材料層を被パターニング層とする場合にも、溶媒によって配線層の特性劣化（例えば、抵抗値の増加）が生じてしまうといった問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０８９２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電界効果型トランジスタのチャネル形成領域をリフトオフ法に基づき有機半導体材料層から形成する場合に、マスク層を除去するための溶媒が、有機半導体材料層の実質的な溶媒であってはならないことが、例えば、特表２００３−５０８９２４の段落番号第００３７に記載されている。
【０００６】
ところで、本発明者らの検討によれば、電界効果型トランジスタのチャネル形成領域をリフトオフ法に基づき有機半導体材料層から形成する場合、たとえ、マスク層を除去するための溶媒として有機半導体材料にダメージを与えないような溶媒を選択したとしても、電界効果型トランジスタのチャネル形成領域の特性劣化が生じることが判明した。
【０００７】
また、この特表２００３−５０８９２４には、電界効果型トランジスタの製造方法のみが開示されているにすぎない。
【０００８】
従って、本発明の第１の目的は、リフトオフ法に基づき有機半導体材料層をパターニングするとき、有機半導体材料層の特性劣化を生じさせない有機半導体材料層のパターニング方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、リフトオフ法に基づき電界発光有機材料層あるいは導電性高分子材料層をパターニングするとき、電界発光有機材料層あるいは導電性高分子材料層の特性劣化を生じさせない電界発光有機材料層のパターニング方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の第１の目的を達成するための本発明の有機半導体材料層のパターニング方法は、基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に有機半導体材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の有機半導体材料層を除去した後、有機半導体材料層のベーキング処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
上記の第１の目的を達成するための本発明の半導体装置の製造方法は、基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に有機半導体材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の有機半導体材料層を除去した後、有機半導体材料層のベーキング処理を行い、以て、有機半導体材料層から成るチャネル形成領域を形成することを特徴とする。
【００１１】
上記の第２の目的を達成するための本発明の電界発光有機材料層のパターニング方法は、
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に電界発光有機材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の電界発光有機材料層を除去する電界発光有機材料層のパターニング方法であって、
マスク層は、電界発光有機材料層を構成する電界発光有機材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の電界発光有機材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする。
【００１２】
また、上記の第２の目的を達成するための本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に電界発光有機材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の電界発光有機材料層を除去することによって、電界発光有機材料層から成る発光層を形成する有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、
マスク層は、電界発光有機材料層を構成する電界発光有機材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の電界発光有機材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする。
【００１３】
上記の第２の目的を達成するための本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法は、
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に導電性高分子材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の導電性高分子材料層を除去する導電性高分子材料層のパターニング方法であって、
マスク層は、導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の導電性高分子材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする。
【００１４】
また、上記の第２の目的を達成するための本発明の配線層の形成方法は、
基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に導電性高分子材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の導電性高分子材料層を除去することによって、導電性高分子材料層から成る配線層を形成する配線層の形成方法であって、
マスク層は、導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の導電性高分子材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは本発明の半導体装置の製造方法にあっては、
マスク層は、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から成り、
マスク層及びその上の有機半導体材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行う構成とすることが好ましい。
【００１６】
そして、この場合、有機半導体材料はペンタセンから成り、マスク層は水溶性高分子から成り、溶媒を水とする構成を挙げることができる。但し、有機半導体材料、マスク層、溶媒を構成する材料は、これらの材料に限定されるものではない。
【００１７】
例えば、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは本発明の半導体装置の製造方法における有機半導体材料として、以下の化合物を例示することができる。
【００１８】
ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリイソチアナフテン類、ポリカルバゾール類、ポリセレノフェン類、ポリフラン類、ポリインドール類、ポリビニルカルバゾールに代表される複素環式共役系化合物；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドに代表される混合系共役系化合物；ポリアニリン類に代表される含ヘテロ原子共役系化合物；ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類に代表される脂肪族共役系化合物；ポリアズレン類、ポリピレン類、ポリ（ｐ−フェニレン）類に代表される芳香族共役系化合物；ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類、及び、ポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏ等の原子、カルボニル基等の官能基で置換した誘導体（例えば、ポリピリダジン類やナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類）；金属フタロシアニン類；Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等のフラーレン類；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；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−ヨウ素錯体に代表される電荷移動錯体。
【００１９】
また、本発明の電界発光有機材料層のパターニング方法あるいは有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法における電界発光有機材料として、シクロペンタジエン誘導体；テトラフェニルブタジエン誘導体；トリフェニルアミン誘導体；オキサジアゾール誘導体；バソフェナントロリン誘導体；ピラゾロキノリン誘導体；スチリルベンゼン誘導体；スチリルアリーレン誘導体；アミノスチリル誘導体；シロール誘導体；チオフェン環化合物；ピリジン環化合物；ペリノン誘導体；ペリレン誘導体；オリゴチオフェン誘導体；クマリン誘導体；ルブレン誘導体；キナクリドン誘導体；スクアリウム誘導体；ポルフィリン誘導体；スチリル系色素；テトラセン誘導体；ピラゾリン誘導体；トリフマニルアミン誘導体；アントラセン誘導体；ジフェニルアントラセン誘導体；ピレン誘導体；カルバゾール誘導体；オキサジアゾールダイマー；ビラゾリンダイマー；アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロビウム錯体、イリジウム錯体、白金錯体等、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体を例示することができる。
【００２０】
更には、導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法における導電性高分子材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］や、不純物をドーピングしたポリアニリンを例示することができる。
【００２１】
本発明の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、電界発光有機材料層のパターニング方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、あるいは、配線層の形成方法（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）において、マスク層を水溶性高分子から構成することができ、係る水溶性高分子として、ポリビニルアルコール類、ポリアクリル酸類、エチレンイミン系ポリマー、ポリエチレンオキサイド類、ポリアクリルアミド類、ポリスチレンスルホン酸塩類、ポリアミジン類、ポリイソプレンスルホン酸類、デンプン類、セルロース類、ゼラチン類、プルラン類、アルギン酸類、グアガム類、ローカストビーンガム類、キサンタンガム、ペクチン類、及び、カラギーナン類を挙げることができる。
【００２２】
また、本発明において、有機半導体材料層の形成方法、電界発光有機材料層の形成方法、導電性高分子材料層の形成方法、マスク層の形成方法として、これらの層を構成する材料にも依るが、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、スパッタリング法に例示される物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）；プラズマ重合法；電解重合法；化学重合法；スピンコーティング法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法といった各種印刷法；エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、バーコーター法、ダイコート法、浸漬法といった各種コーティング法；ＬＢ法；及び、スプレー法の内のいずれかを挙げることができる。
【００２３】
また、本発明における溶媒として、有機半導体材料層、電界発光有機材料層、導電性高分子材料層を構成する材料にも依るが、水、トルエン、キシレン、ベンゼン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロパノール、ｎ−ブチルアルコールブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、イソペンタノール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルメチルケトン、イソブチルケトン、イソホロン、酢酸メチル、酢酸エチル、ｎ−プロピル酢酸、イソプロピル酢酸、ｎ−ブチル酢酸、イソブチル酢酸、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、トリクロルエタン、テトラクロロエタン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、エチレンカーボネートを例示することができる。
【００２４】
ここで、溶媒が、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料／電界発光有機材料層を構成する電界発光有機材料／導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料に損傷を与えないとは、有機半導体材料、電界発光有機材料、導電性高分子材料が溶媒によって物理的あるいは化学的に変化を受けないことを意味する。
【００２５】
また、基体上に逆パターンを有するマスク層を形成するとは、形成すべき有機半導体材料層、電界発光有機材料層、導電性高分子材料層のパターンと同じ（あるいは、略同じ）パターンの開口部を有するマスク層を基体上に形成することを意味し、この開口部の底部に基体が露出した状態となる。また、基体からのマスク層の剥離の形態として、溶媒にマスク層が溶解する形態、溶媒によってマスク層が膨潤する形態を例示することができる。
【００２６】
本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体として、支持体、支持体上に形成された絶縁層、支持体の上方に形成された絶縁層、支持体上に形成された電極及び絶縁層、支持体の上方に形成された電極及び絶縁層、支持体及びその上に形成された電極を例示することができる。
【００２７】
また、本発明の電界発光有機材料層のパターニング方法あるいは有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法における基体として、支持体上に形成された透明電極（例えば、ＩＴＯから成る）を例示することができる。
【００２８】
更には、本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法における基体として、支持体、支持体上に形成された絶縁層、支持体の上方に形成された絶縁層、支持体上に形成された有機半導体材料層、支持体の上方に形成された有機半導体材料層、支持体及びその上に形成された下層配線層、支持体上に形成された絶縁層及びその上に形成された下層配線層、支持体の上方に形成された絶縁層及びその上に形成された下層配線層を例示することができる。
【００２９】
支持体として、各種のガラス基板や、表面に絶縁層が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板、表面に絶縁層が形成されたシリコン基板を挙げることができる。更には、支持体として、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）やポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）に例示される高分子材料から構成されたプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、このような可撓性を有する高分子材料から構成された支持体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への半導体装置の組込みあるいは一体化が可能となる。支持体として、その他、導電性基板（金等の金属、高配向性グラファイトから成る基板）を挙げることができる。また、半導体装置の構成、構造によっては、半導体装置が支持部材上に設けられているが、この支持部材も上述した材料から構成することができる。
【００３０】
本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における有機半導体材料層のベーキング処理として、真空中、大気中あるいは窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で有機半導体材料層を加熱する処理を挙げることができ、加熱温度として、例えば、６０゜Ｃ乃至１５０゜Ｃ、加熱時間として、例えば、１時間乃至４８時間を例示することができる。
【００３１】
本発明の半導体装置の製造方法によって得られる半導体装置の構造として、以下の４種類の構造を挙げることができる。
【００３２】
即ち、第１の構造を有する半導体装置は、所謂ボトムゲート／ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（Ａ）支持体上に形成されたゲート電極、
（Ｂ）ゲート電極上及び支持体上に形成されたゲート絶縁層、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に形成されたソース／ドレイン電極、並びに、
（Ｄ）有機半導体材料層から成り、ソース／ドレイン電極とソース／ドレイン電極との間に位置するゲート絶縁層の部分の上に形成されたチャネル形成領域、
を備えている。
【００３３】
ここで、ゲート電極の形成、ソース／ドレイン電極の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する場合、支持体が基体に相当し、また、ゲート絶縁層が基体に相当する。また、ゲート絶縁層及びソース／ドレイン電極が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。ソース／ドレイン電極が基体の一部に相当する場合、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法を実行する際、より具体的には、マスク層の形成時、有機半導体材料層の形成時、マスク層の剥離時、基体であるソース／ドレイン電極に損傷が発生しないように、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料、マスク層を構成する材料、ソース／ドレイン電極を構成する材料を、適宜、選択する必要がある。
【００３４】
また、第２の構造を有する半導体装置は、所謂ボトムゲート／トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（Ａ）支持体上に形成されたゲート電極、
（Ｂ）ゲート電極上及び支持体上に形成されたゲート絶縁層、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に形成された有機半導体材料層から成るチャネル形成領域、並びに、
（Ｄ）チャネル形成領域を挟むように有機半導体材料層上に形成されたソース／ドレイン電極、
を備えている。
【００３５】
ここで、ゲート電極の形成、ソース／ドレイン電極の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する場合、支持体が基体に相当し、また、有機半導体材料層が基体に相当する。また、ゲート絶縁層が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。有機半導体材料層が基体に相当する場合、ソース／ドレイン電極の形成のために本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を実行する際、より具体的には、マスク層の形成時、導電性高分子材料層の形成時、マスク層の剥離時、基体である有機半導体材料層に損傷が発生しないように、導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料、マスク層を構成する材料、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料を、適宜、選択する必要がある。
【００３６】
更には、第３の構造を有する半導体装置は、所謂トップゲート／ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（Ａ）支持体上に形成されたソース／ドレイン電極、
（Ｂ）有機半導体材料層から成り、ソース／ドレイン電極の間であって支持体上に形成されたチャネル形成領域、
（Ｃ）有機半導体材料層上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている。
【００３７】
ここで、ゲート電極の形成、ソース／ドレイン電極の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する場合、ゲート絶縁層が基体に相当し、また、支持体が基体に相当する。また、支持体及びソース／ドレイン電極が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。ソース／ドレイン電極が基体の一部に相当する場合、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法を実行する際、より具体的には、マスク層の形成時、有機半導体材料層の形成時、マスク層の剥離時、基体であるソース／ドレイン電極に損傷が発生しないように、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料、マスク層を構成する材料、ソース／ドレイン電極を構成する材料を、適宜、選択する必要がある。
【００３８】
また、第４の構造を有する半導体装置は、所謂トップゲート／トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（Ａ）支持体上に形成された有機半導体材料層から成るチャネル形成領域、
（Ｂ）有機半導体材料層上に形成されたソース／ドレイン電極、
（Ｃ）有機半導体材料層上及びソース／ドレイン電極上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている。
【００３９】
ここで、ゲート電極の形成、ソース／ドレイン電極の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する場合、ゲート絶縁層が基体に相当し、また、有機半導体材料層が基体に相当する。また、支持体が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。有機半導体材料層が基体に相当する場合、ソース／ドレイン電極の形成のために本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を実行する際、より具体的には、マスク層の形成時、導電性高分子材料層の形成時、マスク層の剥離時、基体である有機半導体材料層に損傷が発生しないように、導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料、マスク層を構成する材料、有機半導体材料層を構成する有機半導体材料を、適宜、選択する必要がある。
【００４０】
本発明の半導体装置の製造方法においては、半導体装置の構造に依存して、有機半導体材料層から成るチャネル形成領域を形成する前、あるいは形成の後に、ゲート電極やゲート絶縁層、ソース／ドレイン電極を適宜形成する。ここで、ゲート電極やソース／ドレイン電極を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、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）を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。更には、ゲート電極やソース／ドレイン電極を構成する材料として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳや不純物をドーピングしたポリアニリンといった有機材料を挙げることもできる。
【００４１】
ゲート電極やソース／ドレイン電極の形成方法として、ゲート電極やソース／ドレイン電極を構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるＰＶＤ法；ＭＯＣＶＤ法を含む各種のＣＶＤ法；スピンコーティング法；各種導電性ペーストを用いた上述の各種印刷法；上述した各種コーティング法；リフトオフ法；シャドウマスク法；スプレー法；及び、電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法の内のいずれか、あるいは、更には必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、ＰＶＤ法として、（ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着法等の各種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、（ｄ）ＤＣ(direct current)法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。
【００４２】
また、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳや不純物をドーピングしたポリアニリンといった有機材料からゲート電極やソース／ドレイン電極を構成する場合、本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法に基づきゲート電極やソース／ドレイン電極を形成することもできる。
【００４３】
ゲート絶縁層を構成する材料として、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素（ＳｉＮY）、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドにて例示される有機系絶縁材料を挙げることができるし、これらの組合せを用いることもできる。尚、酸化ケイ素系材料として、二酸化シリコン（ＳｉＯX）、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低誘電率ＳｉＯ2系材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機ＳＯＧ）を例示することができる。ゲート絶縁層の形成方法として、真空蒸着法やスパッタリング法に例示されるＰＶＤ法；各種のＣＶＤ法；スピンコーティング法；上述した各種印刷法；上述した各種コーティング法；浸漬法；キャスティング法；及び、スプレー法の内のいずれかを挙げることができる。
【００４４】
半導体装置を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持体に多数の半導体装置を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各半導体装置を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、電子装置や半導体装置を樹脂にて封止してもよい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは本発明の半導体装置の製造方法にあっては、マスク層及びその上の有機半導体材料層を除去した後、有機半導体材料層のベーキング処理を行うことによって、有機半導体材料層の特性劣化が生じることを確実に抑制することができる。また、本発明の電界発光有機材料層のパターニング方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、あるいは、配線層の形成方法にあっては、電界発光有機材料層を構成する電界発光有機材料あるいは導電性高分子材料層を構成する導電性高分子材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料からマスク層を構成するので、この溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離を行うとき、電界発光有機材料層や導電性高分子材料層の特性劣化を確実に抑制することができる。
【００４６】
しかも、真空蒸着装置やプラズマ装置等の大型真空装置を必ずしも必要としないために、低いプロセスコストで半導体装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することができる。
【００４７】
また、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは本発明の半導体装置の製造方法にあっては、有機半導体材料層中のリーク電流の増加、移動度の低下や閾値のシフトを引き起こすことなく、有機半導体材料層をパターニングすることができ、半導体装置のオフ電流が低下し、半導体装置のオン電流とオフ電流の比が大きくなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００４９】
実施例１は、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法に関する。
【００５０】
実施例１における半導体装置は、第１の構造を有する。即ち、所謂ボトムゲート／ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。そして、図３の（Ａ）に模式的な一部断面図を示すように、
（Ａ）支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）の上に形成されたゲート電極１２、
（Ｂ）ゲート電極１２上及び支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に形成されたゲート絶縁層１３、
（Ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成されたソース／ドレイン電極１４、並びに、
（Ｄ）有機半導体材料層１５Ａから成り、ソース／ドレイン電極１４とソース／ドレイン電極１４との間に位置するゲート絶縁層１３の部分の上に形成されたチャネル形成領域１５、
を備えている。
【００５１】
実施例１においては、ゲート電極１２の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用しており、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）が基体に相当する。更には、ゲート絶縁層１３及びソース／ドレイン電極１４が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。
【００５２】
実施例１において、ゲート電極１２は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］から成り、有機半導体材料層はペンタセンから成り、ゲート絶縁層１３はＳｉＯ2から成り、ソース／ドレイン電極１４は金（Ａｕ）薄膜から成る。更には、本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法をゲート電極１２の形成に適用する際のマスク層及びマスク層剥離のための溶媒として、それぞれ、ノボラック及びアセトンを使用し、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法の適用におけるマスク層及びマスク層剥離のための溶媒として、それぞれ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及び水を使用する。後述する実施例２〜実施例４においても同様である。
【００５３】
以下、支持体等の模式的な一部端面図である図１の（Ａ）〜（Ｄ）、図２の（Ａ）〜（Ｃ）、及び、図３の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例１の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明する。
【００５４】
［工程−１００］
先ず、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上にゲート電極１２を形成する。ゲート電極１２の形成に、本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する。ここで、マスク層３１は、導電性高分子材料層１２Ａを構成する導電性高分子材料（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）に損傷を与えない溶媒（アセトン）によって基体から剥離可能な材料（ノボラック）から成る。
【００５５】
具体的には、基体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に逆パターンを有するマスク層３１を形成する。そのために、パターニングされたレジスト層３０をリソグラフィ技術に基づき基体上に形成した後、基体及びレジスト層３０上に、スピンコーティング法にてノボラックから成るマスク層３１を形成し（図１の（Ａ）参照）、次いで、レジスト層３０及びその上のマスク層３１を除去することで、基体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に逆パターンを有するマスク層３１を形成することができる（図１の（Ｂ）参照）。
【００５６】
次に、露出した基体（絶縁層１１）上及びマスク層３１上に導電性高分子材料層１２Ａを形成する。具体的には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの溶液を、７０００ｒｐｍ、３０秒の条件のスピンコーティング法に基づき全面に形成した後、乾燥することで、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳから成る導電性高分子材料層１２Ａを得ることができる（図１の（Ｃ）参照）。実施例２〜実施例４におけるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳから成る導電性高分子材料層１２Ａの形成も同様の方法とすることができる。
【００５７】
次いで、全体をアセトンに浸漬することによってマスク層３１を基体（絶縁層１１）から剥離することで、マスク層３１及びその上の導電性高分子材料層１２Ａを除去し、パターニングされた導電性高分子材料層１２Ａから成る配線層であるゲート電極１２を得ることができる（図１の（Ｄ）参照）。
【００５８】
［工程−１１０］
その後、スパッタリング法にて全面にＳｉＯ2から成るゲート絶縁層１３を形成する。
【００５９】
［工程−１２０］
次に、ゲート絶縁層１３上にソース／ドレイン電極１４を形成する。具体的には、真空蒸着法に基づき、金（Ａｕ）薄膜から成るソース／ドレイン電極１４をゲート絶縁層１３上に形成する（図２の（Ａ）参照）。ゲート絶縁層１３の一部をハードマスクで覆うことによって、フォトリソグラフィ・プロセス無しでソース／ドレイン電極１４を形成することができる。実施例２〜実施例４におけるソース／ドレイン電極１４も同様の方法とすることができる。
【００６０】
［工程−１３０］
その後、ソース／ドレイン電極１４とソース／ドレイン電極１４との間のゲート絶縁層１３上に、有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成する。ここで、マスク層３２は、有機半導体材料層１５Ａを構成する有機半導体材料（ペンタセン）に損傷を与えない溶媒（水）によって基体から剥離可能な材料（ＰＶＡ）から成る。
【００６１】
具体的には、基体（ゲート絶縁層１３及びソース／ドレイン電極１４）上に逆パターンを有するマスク層３２を形成する（図２の（Ｂ）参照）。マスク層３２の形成方法は、マスク層３１の形成方法と実質的に同じ方法とすることができる。
【００６２】
次に、露出した基体（ゲート絶縁層１３及びソース／ドレイン電極１４）上及びマスク層３２上に、抵抗加熱による真空蒸着法にてペンタセンから成る有機半導体材料層１５Ａを形成する（図２の（Ｃ）参照）。
【００６３】
次いで、全体を水に浸漬することによってマスク層３２を基体（ゲート絶縁層１３及びソース／ドレイン電極１４）から剥離することで、マスク層３２及びその上の有機半導体材料層１５Ａを除去し、ソース／ドレイン電極１４とソース／ドレイン電極１４との間のゲート絶縁層１３上に有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成することができる（図３の（Ａ）参照）。
【００６４】
［工程−１４０］
その後、有機半導体材料層１５Ａのベーキング処理を行う。具体的には、真空雰囲気中で、６０゜Ｃ、７２時間の熱処理を有機半導体材料層１５Ａに施す。
【００６５】
［工程−１５０］
次いで、全面にＳｉＯ2から成る層間絶縁層２０を形成した後、ゲート電極１２から延在したワード線及びソース／ドレイン電極１４の上方の層間絶縁層２０の部分に開口部を形成する。そして、開口部内を含む層間絶縁層２０上に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることで配線２１を形成し、半導体装置を完成させる（図３の（Ｂ）参照）。こうして、実施例１のＴＦＴを得ることができる。
【００６６】
ゲート長Ｌ＝２０μｍ、ゲート幅Ｗ＝４４００μｍのボトムゲート／ボトムコンタクト型のＴＦＴを試作した。そして、ソース電極を接地し、ドレイン電極に−３０ボルトを印加した状態で、ゲート電極１２にＶGを印加し、ソース／ドレイン電極１４間を流れる電流Ｉdを測定した。その結果を図１０の（Ａ）及び図１０の（Ｂ）に示す。ここで、図１０の（Ａ）において、［Ａ］にて示すＶG−Ｉd特性は、［工程−１３０］の図２の（Ｃ）に示す状態において測定した値であり、［Ｂ］にて示すＶG−Ｉd特性は、［工程−１３０］の図３の（Ａ）に示す状態において測定した値であり、［Ｃ］にて示すＶG−Ｉd特性は、［工程−１４０］が完了した状態において測定した値である。また、図１０の（Ｂ）において、［Ｄ］にて示すＶG−Ｉd特性は、［工程−１４０］が完了した状態において測定した値であり、［Ｅ］にて示すＶG−Ｉd特性は、［工程−１２０］の完了後、マスク層３２を形成すること無しに、全面に有機半導体材料層１５Ａを形成した状態（即ち、複数のＴＦＴにおいて有機半導体材料層１５Ａが分離されていない状態）において測定した値である。
【００６７】
図１０の（Ａ）から、［工程−１３０］において、全体を水に浸漬することによってマスク層３２を基体（ゲート絶縁層１３及びソース／ドレイン電極１４）から剥離すると、原因は不明であるが、一旦は、ＶG−Ｉd特性の劣化が生じるものの、［工程−１４０］において、有機半導体材料層１５Ａのベーキング処理を行うことで、ＶG−Ｉd特性が回復し、オフ電流や閾値が一層向上したことが判る。また、図１０の（Ｂ）から、ＴＦＴ毎に有機半導体材料層１５Ａが分離されている方が、分離されていない場合も、オン電流とオフ電流との比率が大きくなり、優れたＶG−Ｉd特性を達成することができることが判る。
【実施例２】
【００６８】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２における半導体装置は、第２の構造を有する。即ち、所謂ボトムゲート／トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。そして、図４の（Ｄ）に模式的な一部断面図を示すように、
（Ａ）支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に形成されたゲート電極１２、
（Ｂ）ゲート電極１２の上及び支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）の上に形成されたゲート絶縁層１３、
（Ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成された有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５、並びに、
（Ｄ）チャネル形成領域１５を挟むように有機半導体材料層１５Ａ上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
を備えている。
【００６９】
実施例２においても、ゲート電極１２の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用しており、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）が基体に相当する。更には、ゲート絶縁層１３が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。
【００７０】
以下、支持体等の模式的な一部端面図である図４の（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、実施例２の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明する。
【００７１】
［工程−２００］
先ず、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上にゲート電極１２を形成する。ゲート電極１２の形成に、本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する。具体的には、実施例１の［工程−１００］と同様の工程を実行する。
【００７２】
［工程−２１０］
その後、スパッタリング法にて全面にＳｉＯ2から成るゲート絶縁層１３を形成する。
【００７３】
［工程−２２０］
その後、ゲート電極１２の上方のゲート絶縁層１３上に有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成する。ここで、マスク層４１は、有機半導体材料層１５Ａを構成する有機半導体材料（ペンタセン）に損傷を与えない溶媒（水）によって基体から剥離可能な材料（ＰＶＡ）から成る。
【００７４】
具体的には、基体（ゲート絶縁層１３）上に逆パターンを有するマスク層４１を形成する（図４の（Ａ）参照）。ＰＶＡから成るマスク層４１の形成方法は、実施例１におけるマスク層３１の形成方法と実質的に同じ方法とすることができる。
【００７５】
次に、露出した基体（ゲート絶縁層１３）上及びマスク層４１上に、抵抗加熱による真空蒸着法にてペンタセンから成る有機半導体材料層１５Ａを形成する（図４の（Ｂ）参照）。
【００７６】
次いで、全体を水に浸漬することによってマスク層４１を基体（ゲート絶縁層１３）から剥離することで、マスク層４１及びその上の有機半導体材料層１５Ａを除去し、ゲート絶縁層１３上に有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成することができる（図４の（Ｃ）参照）。
【００７７】
［工程−２３０］
その後、有機半導体材料層１５Ａのベーキング処理を行う。具体的には、真空雰囲気中で、６０゜Ｃ、７２時間の熱処理を有機半導体材料層１５Ａに施す。
【００７８】
［工程−２４０］
次に、実施例１の［工程−１２０］と同様の方法に基づき、有機半導体材料層１５Ａ上にソース／ドレイン電極１４を形成する（図４の（Ｄ）参照）。
【００７９】
［工程−２５０］
その後、実施例１の［工程−１５０］と同様の工程を実行することで、実施例２のＴＦＴを得ることができる。
【実施例３】
【００８０】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３における半導体装置は、第３の構造を有する。即ち、所謂トップゲート／ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。そして、図６の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示すように、
（Ａ）支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
（Ｂ）有機半導体材料層１５Ａから成り、ソース／ドレイン電極１４の間であって支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に形成されたチャネル形成領域１５、
（Ｃ）有機半導体材料層１５Ａ上に形成されたゲート絶縁層１３、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【００８１】
実施例３においても、ゲート電極１２の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用しており、ゲート絶縁層１３が基体に相当する。更には、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）及びソース／ドレイン電極１４が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。
【００８２】
以下、支持体等の模式的な一部端面図である図５の（Ａ）〜（Ｄ）、及び、図６の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例３の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明する。
【００８３】
［工程−３００］
先ず、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に、実施例１の［工程−１２０］と同様の方法に基づき、ソース／ドレイン電極１４を形成する（図５の（Ａ）参照）。
【００８４】
［工程−３１０］
その後、ソース／ドレイン電極１４とソース／ドレイン電極１４とで挟まれた絶縁層１１の部分からソース／ドレイン電極１４上にかけて、有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成する。ここで、マスク層５１は、有機半導体材料層１５Ａを構成する有機半導体材料（ペンタセン）に損傷を与えない溶媒（水）によって基体から剥離可能な材料（ＰＶＡ）から成る。
【００８５】
具体的には、基体（ソース／ドレイン電極１４及び絶縁層１１）上に逆パターンを有するマスク層５１を形成する（図５の（Ｂ）参照）。マスク層５１の形成方法は、実施例１におけるマスク層３１の形成方法と実質的に同じ方法とすることができる。
【００８６】
次に、露出した基体（ソース／ドレイン電極１４及び絶縁層１１）上及びマスク層５１上に、抵抗加熱による真空蒸着法にてペンタセンから成る有機半導体材料層１５Ａを形成する（図５の（Ｃ）参照）。
【００８７】
次いで、全体を水に浸漬することによってマスク層５１を基体（ソース／ドレイン電極１４及び絶縁層１１）から剥離することで、マスク層５１及びその上の有機半導体材料層１５Ａを除去し、ソース／ドレイン電極１４とソース／ドレイン電極１４とで挟まれた絶縁層１１の部分からソース／ドレイン電極１４上にかけて、有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成することができる（図５の（Ｄ）参照）。
【００８８】
［工程−３２０］
その後、有機半導体材料層１５Ａのベーキング処理を行う。具体的には、真空雰囲気中で、６０゜Ｃ、７２時間の熱処理を有機半導体材料層１５Ａに施す。
【００８９】
［工程−３３０］
その後、スパッタリング法にて全面にＳｉＯ2から成るゲート絶縁層１３を形成する。
【００９０】
［工程−３４０］
次に、ゲート絶縁層１３上にゲート電極１２を形成する。ゲート電極１２の形成に、本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する。ここで、マスク層５２は、導電性高分子材料層１２Ａを構成する導電性高分子材料（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）に損傷を与えない溶媒（アセトン）によって基体から剥離可能な材料（ノボラック）から成る。
【００９１】
具体的には、基体（ゲート絶縁層１３）上に逆パターンを有するマスク層５２を形成する（図６の（Ａ）参照）。マスク層５２の形成方法は、実施例１におけるマスク層３１の形成方法と実質的に同じ方法とすることができる。
【００９２】
次に、露出した基体（ゲート絶縁層１３）上及びマスク層５２上に導電性高分子材料層１２Ａを形成する。
【００９３】
次いで、全体をアセトンに浸漬することによってマスク層５２を基体（ゲート絶縁層１３）から剥離することで、マスク層５２及びその上の導電性高分子材料層１２Ａを除去し、パターニングされた導電性高分子材料層１２Ａから成る配線層であるゲート電極１２を得ることができる（図６の（Ｂ）参照）。
【００９４】
［工程−３５０］
その後、実施例１の［工程−１５０］と同様の工程を実行することで、実施例３のＴＦＴを得ることができる。
【実施例４】
【００９５】
実施例４も、実施例１の変形である。実施例４における半導体装置は、第４の構造を有する。即ち、所謂トップゲート／トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。そして、図８の（Ｃ）に模式的な一部断面図を示すように、
（Ａ）支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に形成された有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５、
（Ｂ）有機半導体材料層１５Ａ上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
（Ｃ）有機半導体材料層１５Ａ及びソース／ドレイン電極１４上に形成されたゲート絶縁層１３、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【００９６】
実施例４においても、ゲート電極１２の形成に本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用しており、ゲート絶縁層１３が基体に相当する。更には、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）が、本発明の有機半導体材料層のパターニング方法あるいは半導体装置の製造方法における基体に相当する。
【００９７】
以下、支持体等の模式的な一部端面図である図７の（Ａ）〜（Ｃ）、及び、図８の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、実施例４の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明する。
【００９８】
［工程−４００］
先ず、支持体（表面に絶縁層１１が形成されたガラス基板１０）上に、有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成する。ここで、マスク層６１は、有機半導体材料層１５Ａを構成する有機半導体材料（ペンタセン）に損傷を与えない溶媒（水）によって基体から剥離可能な材料（ＰＶＡ）から成る。
【００９９】
具体的には、基体（絶縁層１１）上に逆パターンを有するマスク層６１を形成する（図７の（Ａ）参照）。マスク層６１の形成方法は、実施例１におけるマスク層３１の形成方法と実質的に同じ方法とすることができる。
【０１００】
次に、露出した基体（絶縁層１１）上及びマスク層６１上に、抵抗加熱による真空蒸着法にてペンタセンから成る有機半導体材料層１５Ａを形成する（図７の（Ｂ）参照）。
【０１０１】
次いで、全体を水に浸漬することによってマスク層６１を基体（絶縁層１１）から剥離することで、マスク層６１及びその上の有機半導体材料層１５Ａを除去し、絶縁層１１上に有機半導体材料層１５Ａから成るチャネル形成領域１５を形成することができる（図７の（Ｃ）参照）。
【０１０２】
［工程−４１０］
その後、有機半導体材料層１５Ａのベーキング処理を行う。具体的には、真空雰囲気中で、６０゜Ｃ、７２時間の熱処理を有機半導体材料層１５Ａに施す。
【０１０３】
［工程−４２０］
次に、実施例１の［工程−１２０］と同様の方法に基づき、有機半導体材料層１５Ａ上にソース／ドレイン電極１４を形成する（図８の（Ａ）参照）。
【０１０４】
［工程−４３０］
その後、スパッタリング法にて全面にＳｉＯ2から成るゲート絶縁層１３を形成する。
【０１０５】
［工程−４４０］
次に、ゲート絶縁層１３上にゲート電極１２を形成する。ゲート電極１２の形成に、本発明の導電性高分子材料層のパターニング方法あるいは配線層の形成方法を適用する。ここで、マスク層６２は、導電性高分子材料層１２Ａを構成する導電性高分子材料（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）に損傷を与えない溶媒（アセトン）によって基体から剥離可能な材料（ノボラック）から成る。
【０１０６】
具体的には、基体（ゲート絶縁層１３）上に逆パターンを有するマスク層６２を形成する（図８の（Ｂ）参照）。マスク層６２の形成方法は、実施例１におけるマスク層３１の形成方法と実質的に同じ方法とすることができる。
【０１０７】
次に、露出した基体（ゲート絶縁層１３）上及びマスク層６２上に導電性高分子材料層１２Ａを形成する。
【０１０８】
次いで、全体をアセトンに浸漬することによってマスク層６２を基体（ゲート絶縁層１３）から剥離することで、マスク層６２及びその上の導電性高分子材料層１２Ａを除去し、パターニングされた導電性高分子材料層１２Ａから成る配線層であるゲート電極１２を得ることができる（図８の（Ｃ）参照）。
【０１０９】
［工程−４５０］
その後、実施例１の［工程−１５０］と同様の工程を実行することで、実施例４のＴＦＴを得ることができる。
【実施例５】
【０１１０】
実施例５は本発明の電界発光有機材料層のパターニング方法、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法に関する。以下、支持体等の模式的な一部端面図である図９の（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、実施例５の電界発光有機材料層のパターニング方法、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を説明する。
【０１１１】
尚、マスク層７３は、電界発光有機材料層７４Ａを構成する電界発光有機材料（具体的には、トリ（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（通称Ａｌｑ3））に損傷を与えない溶媒（具体的には、水）によって基体から剥離可能な材料（具体的には、ポリビニルアルコール）から成る。
【０１１２】
［工程−５００］
先ず、表面にＩＴＯから成る透明電極７１が形成されたガラス基板７０を準備する。そして、基体（表面にＩＴＯから成る透明電極７１が形成されたガラス基板７０）上に逆パターンを有するマスク層７３を形成する。そのために、パターニングされたレジスト層７２をリソグラフィ技術に基づき基体上に形成した後、基体及びレジスト層７２上に、スピンコーティング法にてマスク層７３を形成し（図９の（Ａ）参照）、次いで、レジスト層７２及びその上にマスク層７３を除去することで、基体（表面にＩＴＯから成る透明電極７１ガラス基板７０）上に逆パターンを有するマスク層７３を形成することができる（図９の（Ｂ）参照）。
【０１１３】
［工程−５１０］
次に、露出した基体（透明電極７１）上及びマスク層７３上に、真空蒸着法に基づき電界発光有機材料層７４Ａを形成する（図９の（Ｃ）参照）。次いで、全体を、水から成る溶媒に浸漬することによって基体（透明電極７１）からマスク層７３を剥離することで、電界発光有機材料層７４Ａをパターニングすることができ、電界発光有機材料層７４Ａから成る発光層７４を形成することができる（図９の（Ｄ）参照）。
【０１１４】
［工程−５２０］
その後、発光層７４上に背面電極を形成することによって、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得ることができる。
【０１１５】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。半導体装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置の構造、構成、製造条件は例示であり、適宜変更することができる。本発明によって得られる配線層の構造、構成も実施例にて説明した配線層の構造に限定されない。また、本発明によって得られた半導体装置（電界効果型トランジスタ，ＦＥＴ）を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持体や支持部材に多数のＴＦＴを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各ＴＦＴを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。
【０１１６】
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドにて例示される有機系絶縁材料から構成された有機系絶縁材料層をパターニングする際、基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に有機系絶縁材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の有機系絶縁材料層を除去する有機系絶縁材料層のパターニング方法において、マスク層を、有機系絶縁材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から構成し、マスク層及びその上の有機系絶縁材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行う有機系絶縁材料層のパターニング方法を採用すれば、有機系絶縁材料層への溶媒に起因した損傷の発生を抑制することができる。
【０１１７】
あるいは又、有機磁性体材料から構成された有機磁性体材料層をパターニングする際、基体上に逆パターンを有するマスク層を形成した後、露出した基体上及びマスク層上に有機磁性体材料層を形成し、次いで、マスク層及びその上の有機磁性体材料層を除去する有機磁性体材料層のパターニング方法において、マスク層を、有機磁性体材料に損傷を与えない溶媒によって基体から剥離可能な材料から構成し、マスク層及びその上の有機磁性体材料層の除去を、該溶媒を用いた基体からのマスク層の剥離によって行う有機磁性体材料層のパターニング方法を採用すれば、有機磁性体材料層への溶媒に起因した損傷の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１の（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例１の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図２】図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の（Ｄ）に引き続き、実施例１の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図３】図３の（Ａ）〜（Ｂ）は、図２の（Ｃ）に引き続き、実施例１の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図４】図５の（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例２の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図５】図５の（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例３の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図６】図６の（Ａ）〜（Ｂ）は、図５の（Ｄ）に引き続き、実施例３の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図７】図７の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図８】図８の（Ａ）〜（Ｃ）は、図７の（Ｃ）に引き続き、実施例４の有機半導体材料層のパターニング方法、半導体装置の製造方法、導電性高分子材料層のパターニング方法、及び、配線層の形成方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図９】図９の（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例５の電界発光有機材料層のパターニング方法及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図１０】図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の各工程において得られた薄膜トランジスタの特性評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１０・・・ガラス基板、１１・・・絶縁層、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁層、１４・・・ソース／ドレイン電極、１５・・・チャネル形成領域、１２Ａ・・・導電性高分子材料層、１５Ａ・・・有機半導体材料層、２０・・・層間絶縁層、２１・・・配線、３０・・・レジスト層、３１，３２，４１，５１，５２，６１，６２・・・マスク層、７０・・・ガラス基板、７１・・・透明電極、７２・・・レジスト層、７３・・・マスク層、７４Ａ・・・電界発光有機材料層、７４・・・発光層
【図１】
2006156752.tif 000003
【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】
2006156752.tif 000009
【図８】
2006156752.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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