(57)【要約】【課題】  容易に作製することができ、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  基体１上に導体又は半導体材料を印刷法又は／及び塗布法によって島状パターン６に形成する工程と、この島状パターン６に有機半導体分子７を結合させて導電路８を形成する工程と、この導電路８を電界によって制御する制御部を形成する工程とを有する、半導体装置の製造方法。基体１と、導体又は半導体材料の印刷又は／及び塗布によって前記基体上に形成された島状パターン６と、この島状パターン６に有機半導体分子７が結合されて形成された導電路８と、この導電路８を電界によって制御する制御部とを有する、半導体装置。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に導体又は半導体材料を印刷法又は／及び塗布法によって島状パターンに形成する工程と、この島状パターンに有機半導体分子を結合させて導電路を形成する工程と、この導電路を電界によって制御する制御部を形成する工程とを有する、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記基体上に第１電極及び第２電極を対向して形成し、これらの両電極に沿って並置された複数の微細線パターンに前記島状パターンを形成する、請求項１に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記有機半導体分子を前記島状パターン又は／及び前記第１電極及び第２電極と化学結合させる、請求項１又は２に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記有機半導体分子の両端を前記島状パターンと結合させ、ネットワーク型の前記導電路を形成する、請求項３に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記島状パターンと前記有機半導体分子との結合体の単一層又は複数層によって前記導電路を二次元又は三次元に形成する、請求項４に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記導電路を有するチャネル領域を形成し、このチャネル領域の両側にソース電極及びドレイン電極を設け、これらの両電極間にゲート電極を設けた絶縁ゲート型電界効果トランジスタを製造する、請求項２に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記有機半導体分子を印刷法又は浸漬法によって前記島状パターンと接触させる、請求項１に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項８】
金、銀、白金、銅又はアルミニウムを前記導体として、硫化カドミウム、セレン化カドミウム又はシリコンを前記半導体として用いて、前記島状パターンを形成する、請求項１に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記島状パターンの径又は幅を数１０〜数１００ｎｍとする、請求項１に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記有機半導体分子として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端にチオール基、アミノ基、イソシアノ基、チオアセトキシル基又はカルボキシル基を有する分子を用いる、請求項１に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記導電路をフレキシブルな基板上に形成する、請求項１に記載した半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
基体と、導体又は半導体材料の印刷又は／及び塗布によって前記基体上に形成された島状パターンと、この島状パターンに有機半導体分子が結合されて形成された導電路と、この導電路を電界によって制御する制御部とを有する、半導体装置。
【請求項１３】
前記基体上に第１電極及び第２電極が対向して形成され、これらの両電極に沿って並置された複数の微細線パターンに前記島状パターンが形成されている、請求項１２に記載した半導体装置。
【請求項１４】
前記有機半導体分子が前記島状パターン又は／及び前記第１電極及び第２電極と化学結合されている、請求項１２又は１３に記載した半導体装置。
【請求項１５】
前記有機半導体分子の両端が前記島状パターンと結合され、ネットワーク型の前記導電路が形成されている、請求項１４に記載した半導体装置。
【請求項１６】
前記島状パターンと前記有機半導体分子との結合体の単一層又は複数層によって前記導電路が二次元又は三次元に形成されている、請求項１５に記載した半導体装置。
【請求項１７】
前記導電路を有するチャネル領域が形成され、このチャネル領域の両側にソース電極及びドレイン電極が設けられ、これらの両電極間にゲート電極が設けられた絶縁ゲート型電界効果トランジスタである、請求項１３に記載した半導体装置。
【請求項１８】
前記有機半導体分子が印刷又は浸漬によって前記島状パターンと接触され、前記島状パターンに結合されている、請求項１２に記載した半導体装置。
【請求項１９】
前記島状パターンを構成する前記導体が金、銀、白金、銅又はアルミニウムであり、前記半導体が硫化カドミウム、セレン化カドミウム又はシリコンである、請求項１２に記載した半導体装置。
【請求項２０】
前記島状パターンの径又は幅が数１０〜数１００ｎｍである、請求項１２に記載した半導体装置。
【請求項２１】
前記有機半導体分子が、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端にチオール基、アミノ基、イソシアノ基、チオアセトキシル基又はカルボキシル基を有する分子である、請求項１２に記載した半導体装置。
【請求項２２】
前記導電路がフレキシブルな基板上に形成されている、請求項１２に記載した半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ等の半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下、ＴＦＴと略記する）は、電子回路、特にディスプレイ等のアクティブマトリックス回路におけるスイッチング素子として広く用いられている。
【０００３】
現在、大部分のＴＦＴは、半導体層（チャネル層）としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）又は多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を用いるＳｉ系無機半導体トランジスタである。これらの製造は、半導体層形成にプラズマ化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition；以下、ＣＶＤと略記する）などを用いるため、プロセスコストが高い。また、３５０℃程度の高温で熱処理が必要であることから、プロセスコストが高くなると共に、基体が制約される。
【０００４】
近年、低コストのプロセスで製造できる等の理由から、有機半導体材料を用いた有機半導体トランジスタの開発が盛んに行われている（例えば、後記の特許文献１又は特許文献２参照。）。
【０００５】
例えば、特許文献１による有機半導体トランジスタは、図１０に示すように、公知の技術で基板５０上にゲート電極５１、ゲート絶縁膜５２、ソース電極５３、ドレイン電極５４を先に形成しておき、その上にナノメートルサイズ（１０-9ｍ）の微粒子５５と有機半導体分子５６との結合体からなるチャネル層５７を形成するものである。チャネル層５７は、微粒子５５と有機半導体分子５６とがネットワーク状に結合された結合体で形成され、ゲート電極５１のゲート電圧によってキャリア移動が制御される。
【０００６】
一方、特許文献２による有機半導体トランジスタは、支持体上に有機半導体チャネル（有機半導体層）で連結されたソース電極及びドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型、或いは、支持体上にまずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型である。また、ソース電極及びドレイン電極を連結する有機半導体層中に、電界が付与されないときには前記電極の少なくとも一方と絶縁状態にある導電性領域を有する。
【０００７】
上記の導電性領域は、図１１に示すように、ゲート絶縁層５８上に導電性材料からなる薄膜が形成され、この薄膜をパターン化することによって形成される。そして、導電性領域５９を含むゲート絶縁層５８上に有機半導体材料からなる有機半導体層６０を形成する。
【０００８】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ  ２００４／００６３３７  Ａ１（１５頁３行目〜２１頁１１行目、Ｆｉｇ．１Ａ）
【特許文献２】特開２００４−６８２７号公報（３頁第１３段落目〜４頁第１６段落目、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１０に示すような特許文献１による有機半導体トランジスタでは、電子又はホール担体の散乱要因等を低減して高性能化を図るため、微粒子５５を整然（オードリング）と並べて配置する必要があるが、そのためには、微粒子５５の作製や調整（粒子直径の均一化など）、基板５０やゲート絶縁膜５２等の平坦性などが要求され、またゲート絶縁膜５２上に分子はんだ層（図１０では図示省略した。）を設け、この分子はんだ層を介して微粒子５５を配置する必要があり、その分、工程が多くなってしまうのが現状である。
【００１０】
また、図１１に示すような特許文献２による有機半導体トランジスタでは、上述したように、導電膜を成膜後、これをパターニングすることによって導電性領域５９を形成するが、この際に均一な厚みの膜を作製しなければならず、また、基板の平坦性が重要となり、その製造プロセスが煩雑である。さらに、パターニング精度の信頼性に劣るなど、問題点を残している。
【００１１】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容易に作製することができ、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、本発明は、基体上に導体又は半導体材料を印刷法又は／及び塗布法によって島状パターンに形成する工程と、この島状パターンに有機半導体分子を結合させて導電路を形成する工程と、この導電路を電界によって制御する制御部を形成する工程とを有する、半導体装置の製造方法に係るものである。
【００１３】
また、基体と、導体又は半導体材料の印刷又は／及び塗布によって前記基体上に形成された島状パターンと、この島状パターンに有機半導体分子が結合されて形成された導電路と、この導電路を電界によって制御する制御部とを有する、半導体装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記基体上に前記導体又は半導体材料を印刷法又は／及び塗布法によって前記島状パターンに形成し、前記島状パターンに前記有機半導体分子を結合させて前記導電路を形成するので、上記の特許文献１による有機半導体トランジスタのように、微粒子の作製や調整（粒子直径の均一化など）、基板やゲート絶縁膜等の平坦化或いは分子はんだ層の形成などを特に考慮する必要がない。
【００１５】
また、上記の特許文献２による有機半導体トランジスタは導電膜の成膜後、パターニングを行うことによって導電性領域を形成するため、均一な厚みの膜を作製しなければならず、また、基板の平坦性が重要となり、その製造プロセスが煩雑である。さらに、パターニング精度の信頼性に劣るなど、問題点を残している。これに対し、本発明によれば、前記基体上に前記導体又は半導体材料を印刷法又は／及び塗布法によって前記島状パターンに形成し、前記島状パターンに前記有機半導体分子を結合させて前記導電路を形成するので、前記基体に多少の凹凸が存在していても、確実かつ容易に前記島状パターンを形成でき、前記導電路を信頼性良く形成できる。
【００１６】
従って、上記の特許文献１又は特許文献２による有機半導体トランジスタと比べて信頼性の高い半導体装置を容易に作製することができる。
【００１７】
また、前記島状パターンが前記有機半導体分子によって結び付けられて前記導電路が形成されているので、前記島状パターン内の導電路と前記有機半導体分子内の分子骨格に沿った導電路とが連結したネットワーク型の前記導電路を形成することができる。
【００１８】
これにより、前記導電路内の電荷移動が、前記有機半導体分子の主鎖に沿った分子の軸方向で支配的に起こる構造となる。前記導電路には、分子間の電子移動が含まれないため、前記有機半導体分子内の軸方向の電荷移動を最大限に利用することができる。例えば、主軸に沿って形成された共役系を有する分子を前記有機半導体分子として用いる場合、非局在化したπ電子による高い移動度を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明において、前記基体上に第１電極及び第２電極を対向して形成し、これらの両電極に沿って並置された複数の微細線パターンに前記島状パターンを形成するのがよい。
【００２０】
また、前記有機半導体分子が末端に有する官能基が前記島状パターン又は／及び前記第１電極及び第２電極と化学結合し、前記有機半導体分子が両端に有する前記官能基によって、前記有機半導体分子と前記島状パターンとが交互に結合し、前記島状パターン内の導電路と前記有機半導体分子内の導電路とが二次元又は三次元的に結合されたネットワーク型の導電路が形成されているのがよい。
【００２１】
これにより、前記導電路内の電荷移動が、有機半導体分子の主鎖に沿った分子の軸方向で支配的に起こる構造となる、分子の軸方向の移動度、例えば非局在化したπ電子による高い移動度を最大限に利用することができる。
【００２２】
そして、単分子層トランジスタに匹敵する、今までにない高い移動度を実現できる有機半導体トランジスタが提供できる。
【００２３】
具体的には、前記導電路を有するチャネル領域を形成し、このチャネル領域の両側にソース電極及びドレイン電極を設け、これらの両電極間にゲート電極を設けた絶縁ゲート（例えばＭＯＳ：Metal Oxide Semiconductor）型電界効果トランジスタを製造するのが望ましい。この構造は、共役系をもつ有機半導体分子として可視部付近の光に対して光吸収性のある色素の使用により、光センサ等としても動作可能である。
【００２４】
前記有機半導体分子を印刷法又は浸漬法によって前記島状パターンと接触させることにより、前記島状パターンに前記有機半導体分子を容易に結合させることができる。
【００２５】
前記島状パターンを形成する前記導体としては金、銀、白金、銅又はアルミニウムを用いることができ、前記半導体としては硫化カドミウム、セレン化カドミウム又はシリコンを用いることができる。
【００２６】
また、前記島状パターンの径又は幅を数１０〜数１００ｎｍとするのが好ましい。
【００２７】
さらに、前記導電路は、常温下で２００℃以下の低温プロセスで形成可能であるので、所望の厚さを持つチャネル層を容易に形成でき、プラスチック基体のようなフレキシブルな基体の上に低コストで半導体装置を作製できる。
【００２８】
また、前記ソース電極及びドレイン電極が前記島状パターンと同じ材料からなるのがよい。
【００２９】
本発明では、前記島状パターンと前記有機半導体分子との結合体の単一層又は複数層によって前記導電路を形成するのがよい。
【００３０】
具体的には、この場合、前記島状パターンの層を形成した後に前記有機半導体分子を接触させる工程を１回行うことによって前記結合体の単一層を形成し、又はこの工程を２回以上繰り返すことで複数層を形成する。
【００３１】
前記有機半導体分子は、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端にチオール基（−ＳＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、イソシアノ基（−ＮＣ）、チオアセトキシル基（−ＳＣＯＣＨ3）又はカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する分子であるのがよい。例えば、下記構造式（１）の４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）、下記構造式（２）の４，４’−ジイソシアノビフェニル、下記構造式（３）の４，４’−ジイソシアノ−ｐ−テルフェニル、及び下記構造式（４）の２，５−ビス（５’−チオアセトキシル−２’−チオフェニル）チオフェン、下記構造式（５）の４，４’−ジイソシアノフェニル等、或いはBovin Serum Albumin、Horse Redish Peroxidase、antibody-antigen等が挙げられる。これらはいずれも、π共役系分子であって、少なくとも２箇所で前記島状パターンと化学的に結合する官能基を有しているのが好ましい。
【００３２】
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【００３３】
また、前記有機半導体分子として、下記構造式（６）で表されるデンドリマー等も用いることができる。
【００３４】
【化６】
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【００３５】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３６】
第１の実施の形態：ＭＯＳ型電界効果トランジスタ
図１は、第１の実施の形態によるＭＯＳ型有機電界効果トランジスタを例示する概略断面図（ａ）、概略平面図（ｂ）である。また、図２は要部拡大断面図である。
【００３７】
図１は、ＴＦＴとしてよく用いられるＭＯＳ型電界効果トランジスタのデバイス構造の１つであり、公知の技術で基体（基板）１上にゲート絶縁膜２、ゲート電極３、ソース電極４、ドレイン電極５を先に形成しておき、その上に島状パターン６と有機半導体分子７との結合体からなるチャネル層８が形成されている。即ち、島状パターン６は、基体１上に対向して形成されたソース電極４及びドレイン電極５に沿って並置された複数の微細線パターンに形成されている。
【００３８】
基体１としては、例えば、ポリイミドやポリカーボネートやポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などのプラスチック基体、ガラス、石英、又はシリコン基体等を用いる。プラスチック基体を用いると、例えば曲面形状をもつディスプレイのように、フレキシブルな形状の半導体装置を製造できる。
【００３９】
基体１上に形成されたトランジスタは、ディスプレイ装置として応用する場合のように、基体１ごと多数のトランジスタを集積したモノリシック集積回路として利用してもよいし、各トランジスタを切断して個別化し、ディスクリート部品として利用しても良い。
【００４０】
ゲート絶縁膜２の材料としては、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、スピンオンガラス（ＳＯＧ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、金属酸化物高誘電絶縁膜等、又はこれらを組み合わせたものを用いることができる。
【００４１】
ゲート電極３の材料としては、例えば、導電性高分子、金、白金、アルミニウム、ニッケル、チタン、ポリシリコン等の導電性物質、又はこれらを組み合わせたものを用いることができる。
【００４２】
ソース電極４及びドレイン電極５の材料としては、例えば、金、パラジウム、白金、クロム、ニッケル、導電性高分子等の導電性物質、又はこれらを組み合わせたものを用いることができる。
【００４３】
本実施の形態によれば、作製工程における処理温度を２００℃以下に抑えることができるので、上記の材料を全て有機化合物で構成することもできる。
【００４４】
チャネル層８は、島状パターン６と有機半導体分子７とがネットワーク状に結合された結合体で形成され、ゲート電極３のゲート電圧によってキャリア移動が制御される。
【００４５】
島状パターン６の材料としては、例えば、金、銀、白金等の導体や、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、シリコン等の半導体を用いることができる。また、その径又は幅は数１０〜数１００ｎｍであるのが好ましい。
【００４６】
有機半導体分子７としては、分子骨格に共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の末端に島状パターン６と化学的に結合できる官能基、例えばチオール基（−ＳＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、イソシアノ基（−ＮＣ）、チオアセトキシル基（−ＳＣＯＣＨ3）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）等を有するものを用いる。チオール基、アミノ基、イソシアノ基及びチオアセトキシル基は、金等の導体材料からなる島状パターン６に結合する官能基であり、カルボキシル基は、半導体材料からなる島状パターン６に結合する官能基である。
【００４７】
具体的には、有機半導体分子７として、例えば、上記構造式（１）の４，４’−ビフェニルジチオール、上記構造式（２）の４，４’−ジイソシアノビフェニル、上記構造式（３）の４，４’−ジイソシアノ−ｐ−テルフェニル、上記構造式（４）の２，５−ビス（５’−チオアセトキシル−２’−チオフェニル）チオフェン、上記構造式（５）の４，４’−ジイソシアノフェニル等、或いはBovin Serum Albumin、Horse Redesh Peroxidase、antibody-antigen等を挙げることができる。
【００４８】
また、有機半導体分子７として、上記構造式（６）で表されるデンドリマー等も用いることができる。
【００４９】
チャネル層８では、島状パターン６が有機半導体分子７によって二次元又は三次元的に結び付けられ、島状パターン６内の導電路と有機半導体分子７内の分子骨格に沿った導電路とが連結したネットワーク型の導電路が形成されている。
【００５０】
図２の拡大図に示すように、上記の導電路には分子間の電子移動が含まれず、しかも、分子内の電子移動は、分子骨格に沿って形成された共役系を通じて行われるので、高い移動度が期待される。
【００５１】
チャネル層８における電子伝導は、ネットワーク型の前記導電路を通って行われ、チャネル層８の導電性はゲート電極３に印加する電圧によって制御される。
【００５２】
チャネル層８の形成工程では、島状パターン６の層を１層形成した後に、島状パターン６に有機半導体分子７を印刷法又は浸漬法によって接触させ、島状パターン６と有機半導体分子７との結合体を形成させることにより、結合体の層が１層分形成される。このようにしてチャネル層８は、１層ずつ形成されるので、この工程を何回繰り返すかで、所望の厚さをもつチャネル層８を形成することができる。
【００５３】
チャネル層８は、１層ずつ独立に形成されるので、各結合体層ごと又は複数の結合体層ごとに、島状パターン６を構成する材料や島状パターン６の径又は幅、或いは有機半導体分子７を変えて、チャネル層８の特性をコントロールしてもよい。
【００５４】
ＭＯＳ型電界効果トランジスタには、図１のボトムゲート型以外にも色々な構造が考えられ、どのタイプの構造であってもよい。例えば、ゲート絶縁膜２付きの基体１上に、先にソース電極４、ドレイン電極５及びチャネル層８を形成しておき、その上にゲート絶縁膜２及びゲート電極３を形成することも可能で、その場合の構造は、例えば図３のトップゲート型になる。
【００５５】
第２の実施の形態：ＭＯＳ型トランジスタの作製
以下、図４〜図５及び図６〜図７を用いて、図１に示した第１の実施の形態のＭＯＳ型電界効果トランジスタの作製工程を説明する。ここでは、各電極３、４、５と島状パターン６の材料として金を用い、有機半導体分子７として４，４’−ビフェニルジチオールを用いることにする。
【００５６】
初めに、公知の方法を用いて、図４（ａ）及び図６（ａ）に示すように、基体（基板）１の上にゲート絶縁膜２を形成する。次いで、図４（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、基体１の裏面にゲート電極３、ゲート絶縁膜２上にソース電極４及びドレイン電極５を形成する。
【００５７】
基体１としては、例えば、ポリイミドやポリカーボネートなどのプラスチック基体、ガラス、石英、又はシリコン基体等を用いることができる。また、基体１の表面の汚染物質を取り除くため、基板１表面に酸素プラズマ又はオゾンを照射させる処理を施す。
【００５８】
ゲート絶縁膜２はスピンコーティング法、スパッタ法、浸漬法、キャスティング法等により形成することができる。ゲート絶縁膜２の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、スピンオンガラス（ＳＯＧ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、金属酸化物高誘電絶縁膜等、又はこれらを組み合わせたものを用いることができる。
【００５９】
ゲート電極３は、基体１上に、他の部分をマスクしながら金を蒸着して形成することができる。ゲート電極３の材料としては、金以外に、例えば、導電性高分子、白金、アルミニウム、ニッケル、チタン等の導電性物質、又はこれらを組み合わせたものを用いることができ、リフトオフ法、シャドウマスク法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等で形成することも勿論可能である。
【００６０】
ソース電極４及びドレイン電極５は、ゲート絶縁膜２上に、他の部分をマスクしながら金を蒸着して形成することができる。ソース電極４及びドレイン電極５の材料としては、金以外に、例えば、パラジウム、白金、クロム、ニッケル、導電性高分子等の導電性物質、又はこれらを組み合わせたものを用いることができ、リフトオフ法、シャドウマスク法、スクリーン印刷法、インクジェット法等で形成することも勿論可能である。
【００６１】
次に、図４（ｃ）及び図７（ｃ）に示すように、前記チャネル層を作製する領域８’に、金を印刷法又は／及び塗布法によって島状パターン６に形成する。即ち、ソース電極４及びドレイン電極５に沿って並置された複数の微細線パターンに島状パターン６を形成する。ゲート絶縁膜２に固定されていない余剰の金は洗浄して洗い流す。
【００６２】
なお、島状パターンの径又は幅を数１０〜数１００ｎｍとするのが好ましい。また、互いに隣接する島状パターン６間の距離は集積化の観点からは、なるべく狭い方が好ましい。
【００６３】
次に、図５（ｄ）に示すように、有機半導体分子７としての４，４’−ビフェニルジチオールをトルエンに溶解したモル濃度数ｍＭ以下の溶液７’に基体１を浸漬し、半日から１日経過した後、基体１を溶液７’から取り出す。このとき、４，４’−ビフェニルジチオール７は、分子の末端にあるチオール基の反応を通して金からなる島状パターン６の表面に結合する。次いで、島状パターン６と化学結合していない余剰の４，４’−ビフェニルジチオールをトルエンにて軽く洗い流す作業を１回以上行い、自然乾燥させ、トルエンを除去する。
【００６４】
これにより、図５（ｅ）及び図７（ｄ）に示すように、本発明に基づく半導体装置を製造することができる。金からなる島状パターン６の表面には、多数の４，４’−ビフェニルジチオール分子７が島状パターン６を包み込むように結合する。それらのうちの一部が、もう一方の分子末端にあるチオール基の反応を通して他の島状パターン６とも結合するため、４，４’−ビフェニルジチオール分子７によって島状パターン６が二次元ネットワーク状に連結された結合体層（チャネル層）８が形成される。
【００６５】
この後、図４（ｃ）と図５（ｄ）とを繰り返し行うことで、三次元的なネットワーク型の導電路が形成されたチャネル層を形成することができる。この繰り返しの回数を適切に選ぶことで、所望の厚さのチャネル層８を形成することができる。
【００６６】
なお、各結合体層を同一材料で形成してもよく、或いは、各結合体層ごと又は複数の結合体層ごとに、島状パターン６を構成する材料や島状パターン６の径又は幅、若しくは有機半導体分子７を変えて、チャネル層８の特性をコントロールしても良い。
【００６７】
第３の実施の形態
本発明に基づく半導体装置は、図８に示すように、プラスチック基体のようなフレキシブルな基体１の上に、ゲート絶縁膜（図示省略）、ゲート電極（図示省略）、ソース電極４、ドレイン電極５及び島状パターン６と有機半導体分子７との結合体からなるチャネル層８が形成されていてもよい。これによれば、より低コストに、また可撓性で折曲可能な半導体装置を作製できる。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６９】
実施例１
シリコン酸化膜（厚さ１５０ｎｍ）が形成された厚み数μｍのシリコン基体を用意し、基体裏面に金原子からなるゲート電極を作製した。また、基体表面の汚染物質を取り除くため、基体表面に酸素プラズマ又はオゾンを照射させる処理を施した。
【００７０】
次いで、上記のシリコン酸化膜付きの基体上に、数百ｎｍから数十ｎｍの間隔で長さ８００μｍ、幅５００ｎｍの金からなる島状パターンを複数本、ほぼ平行に並置された微細線として、インクジェット法によって作製した。但し、両端の島状パターンはソース電極及びドレイン電極として用いるために幅を５μｍにした。なお、インクの組成は、平均粒径５ｎｍの金微粒子を１ｍＭ、バインダーをレジスト、溶媒をトルエン又はエタノールとした。
【００７１】
次に、有機半導体分子としての４，４’−ビフェニルジチオール（ＨＳＣ6Ｈ4Ｃ6Ｈ4ＳＨ）をトルエンに溶かした約１．０×１０-3ｍｏｌ／ｌ溶液中に、上記のようにしてゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び島状パターンを形成した基体を半日から１日浸漬した後、この基体を溶液から取り出し、島状パターンと化学結合していない余剰の４，４’−ビフェニルジチオールをトルエンにて軽く洗い流す作業を１回若しくは数回行った。その後、基体を自然乾燥させ、トルエンを除去した。
【００７２】
以上のようにして、図１に示すような、金からなる島状パターンと有機半導体分子によって導電路が形成され、この導電路の導電性が電界によって制御されるように構成した半導体装置である電界効果トランジスタを容易に作製することができた。
【００７３】
実施例２
シリコン酸化膜付きのシリコン基体に代わって、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ、［ＯＣ6Ｈ6ＳＯ2Ｃ6Ｈ6］n）やポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ、［Ｓｉ（ＣＨ3）2Ｏ］n）からなるフレキシブル基体を用いたこと以外は実施例１と同様にして、図８に示すような、本発明に基づく半導体装置としての電界効果トランジスタを作製した。その結果、実施例１と同様にして容易に作製することができたと同時に、より低コスト化を実現することができた。
【００７４】
実施例３
実施例１において金からなる島状パターンを文献（D. S. Gray, J Tien and C. S. Chen Adv. Maler, 16, No.5, 393 (2004)）の方法に従って波形に作製し、断線を防いだ。
【００７５】
以上、本発明を実施の形態及び実施例について説明したが、上述の例は、本発明の技術的思想に基づき種々に変形が可能である。
【００７６】
例えば、前記島状パターンは図１に示すように、基体１上に対向して形成されたソース電極４及びドレイン電極５に沿って並置された複数の微細線パターンに形成されているのが好ましいが、これに限らず、例えば図９に示すようなパターン等、種々のパターンに形成されていてもよい。
【００７７】
また、前記島状パターンを形成する方法として上述のインクジェット法に代えて、スクリーン印刷法等でもよく、或いはこれらを併用することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施の形態による、本発明に基づくＭＯＳ型電界効果トランジスタの概略図である。
【図２】同、本発明に基づく半導体装置（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）の要部拡大断面図である。
【図３】同、本発明に基づく半導体装置の他の例を示す概略断面図である。
【図４】第２の実施の形態による、本発明に基づく半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【図５】同、本発明に基づく半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【図６】同、本発明に基づく半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す概略平面図である。
【図７】同、本発明に基づく半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す概略平面図である。
【図８】第３の実施の形態による、本発明に基づく半導体装置の他の例を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態による、本発明に基づく半導体装置の更に他の例を示す概略断面図である。
【図１０】従来例による、有機半導体トランジスタの概略断面図である。
【図１１】他の従来例による、有機半導体トランジスタの概略断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…基体（基板）、２…ゲート絶縁膜、３…ゲート電極、４…ソース電極、
５…ドレイン電極、６…島状パターン、７…有機半導体分子、８…チャネル層
【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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【図１１】
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