(57)【要約】【課題】有機半導体層の膜厚の均一性が良好な有機薄膜トランジスタの製造方法、および、この製造方法で形成された有機薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】ゲート電極をパターン形成する第１の工程、ゲート電極を覆って、ゲート絶縁層となる絶縁体層を形成する第２の工程、絶縁体層の上に、有機半導体層に対応する第１の犠牲膜をパターン形成する第３の工程、絶縁体層をエッチングして、ゲート絶縁層を形成する第４の工程、表面に、有機半導体層となる塗布溶液に対する撥液処理を行う第５の工程、第１の犠牲膜を除去する第６の工程、および、表面に塗布溶液を塗布する第７の工程を行うことにより、この課題を解決する。【選択図】図１
2015088715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に形成されるゲート電極と、前記ゲート電極を覆って形成されるゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層の上に形成される有機半導体層と、前記有機半導体層の上に形成されるソース電極およびドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記有機半導体層は、前記有機半導体層となる有機半導体材料を含む塗布溶液を用いて形成するものであり、かつ、
前記ゲート電極をパターン形成する第１の工程、
前記ゲート電極を覆って、前記ゲート絶縁層となる絶縁体層を形成する第２の工程、
前記絶縁体層の上に、前記有機半導体層に対応する第１の犠牲膜をパターン形成する第３の工程、
前記絶縁体層をエッチングして、前記ゲート絶縁層を形成する第４の工程、
前記ゲート絶縁層および基材の少なくとも一方の表面に、前記塗布溶液に対する撥液処理を行う第５の工程、
前記第１の犠牲膜を除去する第６の工程、および、
前記ゲート絶縁層および基材の少なくとも一方の表面に、前記塗布溶液を塗布する第７の工程を行うことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記第６の工程と第７の工程との間に、前記第１の犠牲膜を除去した位置に、前記塗布溶液に対する親液処理を行う請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記第７の工程において、前記塗布溶液を吸着する吸着体を、前記ゲート絶縁層および基材の少なくとも一方の上に配置する請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程は、前記基材上に第２の犠牲膜をパターン形成する工程Ａ、
前記ゲート電極の厚さに対応する深さとなるまで、前記基材の表面をエッチングする工程Ｂ、
前記第２の犠牲膜および基材の表面に、前記ゲート電極の材料を成膜する工程Ｃ、および、
前記第２の犠牲膜を除去する工程Ｄを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記第４の工程において、前記第１の犠牲膜が形成されている領域以外は、前記基材が露出するまでエッチングを行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
基材に形成されるゲート電極と、前記ゲート電極を覆って形成されるゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層の上に形成される、有機半導体材料を含む塗布溶液を用いて形成された有機半導体層と、前記有機半導体層の上に形成されるソース電極およびドレイン電極とを有し、かつ、
前記有機半導体層が、周辺から突出する前記ゲート絶縁層の凸部の上に形成され、さらに、前記凸部の側面も含めて、前記有機半導体層の形成面以外は、前記塗布溶液に対して撥液性の膜で覆われていることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記基材が凹部を有し、前記ゲート電極は、前記凹部に挿入されており、前記ゲート電極の表面が前記基材の表面と均一面である請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記有機半導体層およびゲート絶縁層は、前記基材の表面方向の形状および大きさが同一であり、前記有機半導体層およびゲート絶縁層の形成領域、ならびに、前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域以外は、前記基材の表面が露出している請求項６または７に記載の有機薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタの製造方法、および、この製造方法で作製した有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量化、低コスト化、柔軟化が可能であることから、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに用いられるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、ＲＦＩＤ（ＲＦタグ）やメモリなどの論理回路を用いる装置等に、有機半導体材料からなる有機半導体層（有機半導体膜）を有する有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）が利用されている。
【０００３】
有機薄膜トランジスタでは、スイッチング特性を向上させることが重要である。そのためには、電界効果移動度を向上させてｏｎ電流を増大させると共に、ｏｆｆ電流（漏れ電流）を抑制する必要がある。
ｏｆｆ電流を抑制するためには、有機半導体層を適正にパターンニングして、素子部分以外の不要な領域に有機半導体の膜を形成しないことが重要である。
【０００４】
有機薄膜トランジスタの製造において、有機半導体層の形成方法としては、有機溶媒と有機半導体材料とを含有する塗布溶液（塗工液）を用いる方法が知られている。
特許文献１には、目的とする領域のみに有機半導体層を形成すると共に、複数の有機薄膜トランジスタを同時に形成可能な方法として、有機半導体層を形成する塗布溶液に対する塗れ性（親液性および撥液性）を利用する方法が記載されている。
具体的には、特許文献１に記載される有機薄膜トランジスタの製造方法では、有機薄膜トランジスタを形成する基板として、表面が疎水性の基板を用い、この基板の表面に親水性領域をパターン状に形成する。次いで、この親水性領域の上に、絶縁性材料からなり、かつ、有機溶媒に対する親液性が高い親液性機能層を形成する。その後、有機半導体層を形成するための塗布溶液を塗布して、有機半導体層を形成する。
この方法によれば、基板の表面に、有機半導体層を形成する塗布溶液に対して親液性の領域と撥液性の領域とを区画（パターン状に形成）することで、親液性の領域に選択的に塗布溶液を塗布することができ、目的とする領域のみに、適正にパターンニングされた有機半導体層を形成できる。
【０００５】
ここで、有機半導体材料が結晶性の材料である場合には、移動度の高い有機薄膜トランジスタを形成するためには、有機半導体の結晶軸を揃えることが重要である。
しかしながら、特許文献１のように、塗布溶液に対して親液性の領域と撥液性の領域とを区画しただけでは、独立して形成した有機半導体層の結晶軸の方向を揃えるのは、困難である。
【０００６】
これに対して、特許文献２には、有機半導体層の形成領域として、互いに連結する、主に有機半導体層となる溶液蓄積領域、および、この溶液蓄積領域に対して幅が狭い溶液絞込領域を設定して、溶液蓄積領域および溶液絞込領域は親液性、それ以外の領域は撥液性とすることで、溶液蓄積領域および溶液絞込領域に選択的に塗布溶液を供給する方法が記載されている。
この方法によれば、幅が狭い溶液絞込領域から塗布溶液が乾燥するので、結晶の成長方向を制御することができ、これにより、有機半導体層の結晶軸の方向を揃えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２１２１２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−４４１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特性が良好な有機薄膜トランジスタを得るためには、このような不要な領域への有機半導体材料膜の形成の抑制や、有機薄膜結晶の結晶軸を揃えること以外にも、有機半導体層に膜厚ムラが無いことも重要である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示される方法では、不要な領域への有機半導体材料膜の形成を抑制でき、特許文献２に示される方法では、有機薄膜結晶の結晶軸を揃えるという、それぞれの目的は達成できるものの、有機半導体層の膜厚ムラを抑えることは難しい。
そのため、従来の製造方法で作製した有機薄膜トランジスタアレイは、有機半導体層の膜厚ムラに起因して、各有機薄膜トランジスタの間でｏｎ電流や閾値電圧Ｖthなどのトランジスタ特性にバラツキが生じてしまい、例えば各種のディスプレイやセンサのスイッチングデバイスとしての利用が困難な場合が有る。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、膜厚ムラを抑制した有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタが得られる有機薄膜トランジスタの製造方法、および、この製造方法で製造した有機薄膜トランジスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、基材に形成されるゲート電極と、ゲート電極を覆って形成されるゲート絶縁層と、ゲート絶縁層の上に形成される有機半導体層と、有機半導体層の上に形成されるソース電極およびドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
有機半導体層は、有機半導体層となる有機半導体材料を含む塗布溶液を用いて形成するものであり、かつ、
ゲート電極をパターン形成する第１の工程、ゲート電極を覆って、ゲート絶縁層となる絶縁体層を形成する第２の工程、絶縁体層の上に、有機半導体層に対応する第１の犠牲膜をパターン形成する第３の工程、絶縁体層をエッチングして、ゲート絶縁層を形成する第４の工程、ゲート絶縁層および基材の少なくとも一方の表面に、塗布溶液に対する撥液処理を行う第５の工程、第１の犠牲膜を除去する第６の工程、および、ゲート絶縁層および基材の少なくとも一方の表面に、塗布溶液を塗布する第７の工程を行うことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
【００１２】
このような本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法において、第６の工程と第７の工程との間に、第１の犠牲膜を除去した位置に、塗布溶液に対する親液処理を行うのが好ましい。
また、第７の工程において、塗布溶液を吸着する吸着体を、ゲート絶縁層および基材の少なくとも一方の上に配置するのが好ましい。
また、第１の工程は、基材上に第２の犠牲膜をパターン形成する工程Ａ、ゲート電極の厚さに対応する深さとなるまで、基材の表面をエッチングする工程Ｂ、第２の犠牲膜および基材の表面に、ゲート電極の材料を成膜する工程Ｃ、および、第２の犠牲膜を除去する工程Ｄを含むのが好ましい。
さらに、第４の工程において、第１の犠牲膜が形成されている領域以外は、基材が露出するまでエッチングを行うのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の有機薄膜トランジスタは、基材に形成されるゲート電極と、ゲート電極を覆って形成されるゲート絶縁層と、ゲート絶縁層の上に形成される、有機半導体材料を含む塗布溶液を用いて形成された有機半導体層と、有機半導体層の上に形成されるソース電極およびドレイン電極とを有し、かつ、
有機半導体層が、周辺から突出するゲート絶縁層の凸部の上に形成され、さらに、凸部の側面も含めて、有機半導体層の形成面以外は、塗布溶液に対して撥液性の膜で覆われていることを特徴とする有機薄膜トランジスタを提供する。
【００１４】
このような本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、基材が凹部を有し、ゲート電極は、凹部に挿入されており、ゲート電極の表面が基材の表面と均一面であるのが好ましい。
さらに、有機半導体層およびゲート絶縁層は、基材の表面方向の形状および大きさが同一であり、有機半導体層およびゲート絶縁層の形成領域、ならびに、ソース電極およびドレイン電極の形成領域以外は、基材の表面が露出しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
このような本発明によれば、有機半導体層の膜厚ムラを抑制して、膜厚の均一性に優れた有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタが得られる。
そのため、本発明によれば、各有機薄膜トランジスタのｏｎ電流のバラツキや閾値電圧Ｖthのバラツキが無い、各種のディスプレイやセンサなどのスイッチングデバイスとして好適な有機薄膜トランジスタアレイを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタの一例を概念的に示す図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図２】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図３】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図４】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図５】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図６】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図７】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図８】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図９】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１０】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１１】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１２】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１３】本発明の有機薄膜トランジスタの別の例を概念的に示す図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１４】本発明の有機薄膜トランジスタの別の例を概念的に示す図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１５】本発明の有機薄膜トランジスタの別の例を概念的に示す図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１６】本発明の実施例を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１７】本発明の実施例を説明するための概念図である。
【図１８】本発明の実施例を説明するための概念図であって、（Ａ）は断面図を、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図１９】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の比較例を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法および有機薄膜トランジスタについて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１８】
図１に、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一例で形成された、本発明の有機薄膜トランジスタの一例を概念的に示す。なお、図１において、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。また、（Ａ）は（Ｂ）のａ−ａ線断面である。
【００１９】
図１に示す有機薄膜トランジスタ１０は、基本的に、基材１２と、基材１２の上に形成されるゲート電極１４と、ゲート電極１４を覆って形成されるゲート絶縁層１６と、ゲート絶縁層１６上の所定位置（後述する凸部１６ａ）の上に形成される有機半導体層１８と、ゲート絶縁層１６の表面から有機半導体層１８の上に渡って形成されるソース電極２０と、ソース電極２０と対向するように、ゲート絶縁層１６の表面から有機半導体層１８の上に渡って形成されるドレイン電極２４とを有して構成される（図１では、後述する撥液性膜３２および親液性膜３４は省略）。
【００２０】
なお、このような本発明の有機薄膜トランジスタ１０において、ゲート電極１４、ゲート絶縁層１６、有機半導体層１８、ソース電極２０およびドレイン電極２４等の各部位の大きさ、形状、厚さ等は、各部位の形成材料、作製する有機薄膜トランジスタ１０の大きさ、有機薄膜トランジスタ１０の配列、有機薄膜トランジスタ１０（有機薄膜トランジスタアレイ）に要求される性能等に応じて、公知の有機薄膜トランジスタ（アレイ）と同様に、適宜、決定すればよい。
【００２１】
以下、図２〜図１２を参照して、有機薄膜トランジスタ１０の製造方法を説明することにより、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法および有機薄膜トランジスタについて詳細に説明する。なお、図２〜図１２においては、図１と同様に、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図であり、（Ａ）は（Ｂ）のａ−ａ線断面である。
【００２２】
図１に示す有機薄膜トランジスタ１０の製造方法においては、まず、最初に、図２に概念的に示すように、基材１２の表面にゲート電極１４を形成する。
なお、本発明において、基材１２は、有機薄膜トランジスタで利用されている各種の材料からなるシート状物が、各種、利用可能である。
具体的には、金属、セラミック、ガラス、プラスチックなど、各種の材料からなる板状物（シート状物／フィルム）が例示される。
【００２３】
中でも可撓性を有する有機薄膜トランジスタ（アレイ）が形成可能である等の点で、プラスチックフィルムは、好適に利用される。
基材１２に用いうるプラスチックフィルムの素材としては、具体的には、例えば、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、弗素樹脂、ポリイミド、弗素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２４】
なお、本発明において、基材１２は、複数のフィルムを貼り合わせてなる構成など、多層構成を有するものであってもよい。
また、本発明の製造方法においては、有機薄膜トランジスタ１０の製造を好適に行うために、必要に応じて、上記のようなプラスチックフィルムに、支持体としてガラス板（ガラスキャリア）等を貼着して、以下に示すように有機薄膜トランジスタ１０を作製し、有機薄膜トランジスタ１０を作製した後に、有機薄膜トランジスタ１０と支持体とを剥離してもよい。
【００２５】
前述のように、図１に示す有機薄膜トランジスタ１０の製造においては、まず、このような基材１２の表面に、図２に示すように、ゲート電極１４をパターン形成する（第１の工程）。
【００２６】
ゲート電極１４の形成材料は、有機薄膜トランジスタでゲート電極として利用されている公知の物が、各種、利用可能である。
一例として、アルミニウム、クロム、銅、モリブデン、タングステン、金、銀等の金属、合金、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、ポリ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）等の導電性高分子、これらの積層構造等が例示される。
【００２７】
また、ゲート電極１４のパターン形成方法も、形成材料に応じた公知の方法が、各種、利用可能である。
一例として、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法（気相堆積法）とフォトリソグラフィとを利用する方法、気相成膜法とシャドウマスク（非形成部（非成膜部）を覆うマスク）とを利用する方法、印刷による方法等が例示される。
【００２８】
次いで、図３に概念的に示すように、ゲート電極１４を形成した基材１２の表面に、全面的に、ゲート絶縁層１６となる絶縁体層２８を形成する（第２の工程）。
【００２９】
絶縁体層２８の形成材料も、同様に、有機薄膜トランジスタでゲート絶縁層として利用されている公知の物が、各種、利用可能である。
一例として、酸化硅素（ＳｉＯx）、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル等の金属酸化物、窒化硅素（ＳｉＮx）等の金属窒化物、窒化酸化硅素（ＳｉＯxＮy）等の金属窒化酸化物（金属酸化窒化物）、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）等の無機材料や各種高分子材料、これらの積層構造等が例示される。
【００３０】
また、絶縁体層２８の形成方法も、材料に応じた公知の各種の方法が利用可能である。
一例として、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等の各種の物理的気相成膜法（ＰＶＤ）、原子層堆積法（ＡＬＤ法またはＡＬＥ法）を含む各種の化学的気相成膜法（ＣＶＤ）、塗布法、印刷法、転写法等が例示される。
【００３１】
次いで、図４に概念的に示すように、有機半導体層１８の形成位置に応じて、第１の犠牲膜３０をパターン形成する（第３の工程）。
【００３２】
第１の犠牲膜３０は、半導体装置の製造等で犠牲膜として用いられている公知の材料が、各種、利用可能である。
一例として、各種のフォトレジストが好適に利用されるが、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物、金属窒化酸化物（金属酸化窒化物）、ＤＬＣ、各種高分子材料、これらの積層構造等が、適宜、利用される。
【００３３】
また、第１の犠牲膜３０のパターン形成方法も、材料に応じた公知の各種の方法が利用可能である。
一例として、フォトリソグラフィによる方法、印刷法、転写法等が例示される。
【００３４】
第１の犠牲膜３０をパターン形成したら、図５に概念的に示すように、絶縁体層２８のエッチングを行い、ゲート絶縁層１６を形成する（第４の工程）。
ここで、絶縁体層２８の上には、有機半導体層１８の形成位置に対応して、第１の犠牲膜３０が形成されている。従って、絶縁体層２８のエッチングで形成されたゲート絶縁層１６には、第１の犠牲膜３０の形成位置に、周辺から突出する凸部１６ａが形成される。
【００３５】
絶縁体層２８のエッチングは、絶縁体層２８（すなわちゲート絶縁層１６）の形成材料に応じた、公知の各種の方法が利用可能である。
従って、絶縁体層２８のエッチングは、目的とする精度が確保できれば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）やプラズマエッチング等のドライエッチングでも、絶縁体層２８を溶解するエッチャントや有機溶剤を用いるウエットエッチングでも良い。
【００３６】
エッチングによってゲート絶縁層１６を形成したら、図６に概念的に示すように、ゲート絶縁層１６の表面に、有機半導体層１８を形成するための塗布溶液に対する撥液処理を行う（第５の工程）。図６に示す例では、撥液処理によって、ゲート絶縁層１６の表面に塗布溶液に対する撥液性を発現する撥液性膜３２を形成している。
ここで、この時点では、ゲート絶縁層１６の凸部１６ａの上には、第１の犠牲膜３０が残っている。従って、撥液処理は、絶縁体層２８のエッチングされた部分に行われる（凸部１６ａの側面も含む）。
【００３７】
撥液処理は、有機半導体層１８を形成するための塗布溶液（塗布溶液に含まれる有機溶剤）に応じて、公知の方法で行えばよい。
一例として、塗布溶液に対して撥液性を有する化合物を含む溶液を塗布または蒸着してから、洗浄、乾燥して、図６に示すように撥液性膜３２を形成する方法、電子ビーム（ＥＢ）等を用いて撥液性を付与する表面処理を行う方法等が例示される。特に、ゲート絶縁層１６（絶縁体層２８のエッチングされた部分）の表面に自己組織化単分子（ＳＡＭ）膜を形成するシラン化合物や有機りん酸化合物、カルボン酸化合物を含む溶液の塗布や蒸着を行う方法が好適に利用される。
なお、撥液性膜３２を形成するための溶液の塗布は、スピンコート、ドクターナイフ、グラビアコート、ディップコート、液滴の滴下等、公知の液体の塗布方法が、各種、利用可能である。また、撥液処理の方法によっては、撥液性膜３２は形成されず、ゲート絶縁層１６（絶縁体層２８のエッチングされた部分）の表面が改質されるだけである。
【００３８】
撥液処理を行ったら、図７に概念的に示すように、第１の犠牲膜３０を除去する（第６の工程）。
第１の犠牲膜３０の除去は、第１の犠牲膜３０の形成材料に応じた、公知の各種の方法が利用可能である。
一例として、第１の犠牲膜３０を溶解可能なエッチャントや有機溶剤等を用いて溶解除去する方法、第１の犠牲膜３０を剥離して除去する方法、第１の犠牲膜３０を研磨して除去する方法等が例示される。
【００３９】
第１の犠牲膜３０を除去したら、必要に応じて、図８に概念的に示すように、第１の犠牲膜３０を除去した位置、すなわち、ゲート絶縁層１６の凸部１６ａの表面に、有機半導体層１８を形成するための塗布溶液に対する親液処理を行う。図８に示す例では、親液処理によって、ゲート絶縁層１６の凸部１６ａの表面に、塗布溶液に対する親液性を発現する親液性膜３４を形成している。
【００４０】
親液処理は、有機半導体層１８を形成するための塗布溶液（塗布溶液に含まれる有機溶剤）に応じて、公知の方法で行えばよい。
一例として、塗布溶液に対して親液性を有する化合物を含む溶液を塗布または蒸着してから、洗浄、乾燥して、図８に示すように塗布溶液に対して親液性を発現する親液性膜３４を形成する方法、シャドウマスクやフォトリソグラフィを利用して凸部１６ａの表面に、紫外線オゾン処理やコロナ処理、プラズマ処理などの親液性を付与する表面処理を行う方法等が例示される。特に、ゲート絶縁層１６の凸部１６ａの表面にＳＡＭ膜を形成するシラン化合物や有機りん酸化合物、カルボン酸化合物を含む溶液の塗布や蒸着を行う方法が好適に利用される。
なお、親液性膜３４を形成するための溶液の塗布は、前述の撥液性を有する化合物を含む溶液の塗布と同様に行えばよい。また、親液処理の方法によっては、親液性膜３４は形成されず、ゲート絶縁層１６の凸部１６ａの表面が改質されるだけである。
【００４１】
なお、ゲート絶縁層１６が、有機半導体層１８を形成する塗布溶液に対して十分な親液性（十分な塗れ性）を有する場合には、この親液処理は不要である。
【００４２】
次いで、図９に概念的に示すように、ゲート絶縁層１６（撥液性膜３２および親液性膜３４）の表面に、有機半導体層１８となる塗布溶液３８を塗布する（第７の工程）。
ここで、図９に示す例では、好ましい態様として、ゲート絶縁層１６（撥液性膜３２）の表面に、塗布溶液３８を吸着する溶液吸着体３６を設けて、塗布溶液３８を塗布している。
【００４３】
塗布溶液３８は、有機半導体層１８となる有機半導体材料を有機溶剤等に溶解してなるものである。
【００４４】
本発明において、有機半導体材料は、有機薄膜トランジスタの製造において、塗布法などの、いわゆる湿式プロセス（ウエットプロセス）で形成される有機半導体層に利用される公知の材料が、各種、利用可能である。
具体的には、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳペンタセン）等のペンタセン誘導体、５，１１‐ビス(トリエチルシリルエチニル)アントラジチオフェン（ＴＥＳ‐ＡＤＴ）等のアントラジチオフェン誘導体、ベンゾジチオフェン（ＢＤＴ）誘導体、ジオクチルベンゾチエノベンゾチオフェン（Ｃ8−ＢＴＢＴ）等のベンゾチエノベンゾチオフェン（ＢＴＢＴ）誘導体、ジナフトチエノチオフェン（ＤＮＴＴ）誘導体、ジナフトベンゾジチオフェン（ＤＮＢＤＴ）誘導体、６，１２‐ジオキサアンタントレン（ペリキサンテノキサンテン）誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（ＮＴＣＤＩ）誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＰＴＣＤＩ）誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリ（２，５‐ビス（チオフェン‐２‐イル）チエノ［３，２‐ｂ］チオフェン）（ＰＢＴＴＴ）誘導体、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）誘導体、オリゴチオフェン類、フタロシアニン類、フラーレン類などが例示される。
【００４５】
また、塗布溶液３８に含有される有機溶剤も、用いる有機半導体材料を溶解できるものであれば、各種の有機溶剤（溶媒）が利用可能である。
例えば、有機半導体材料がＴＩＰＳペンタセン、ＴＥＳ−ＡＤＴ、Ｃ8−ＢＴＢＴ等である場合には、トルエン、キシレン、メシチレン、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン（テトラリン）、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール等の芳香族化合物が好適に例示される。
【００４６】
なお、この塗布溶液３８の濃度は、用いる有機半導体材料や有機溶剤、形成する有機半導体層１８の厚さ等に応じて、適宜、設定すればよい。
また、本発明の製造方法において、この塗布溶液には、有機半導体材料および有機溶剤以外にも、必要に応じて、増粘剤、結晶化剤、酸化防止剤等を含有してもよい。
【００４７】
さらに、ゲート絶縁層１６の表面への塗布溶液３８の塗布方法も、スピンコート、ドクターナイフ、グラビアコート、ディップコート、液滴の滴下等、公知の液体の塗布方法が、各種、利用可能である。
【００４８】
このようにして、ゲート絶縁層１６（撥液性膜３２および親液性膜３４）の表面に塗布溶液３８を塗布したら、図１０に示すように、塗布溶液３８を乾燥して、有機半導体層１８を形成する。
前述のように、ゲート絶縁層１６は、凸部１６ａの表面を除いて、塗布溶液３８に対する撥液性を発現する撥液性膜３２が形成されている（撥液処理が施されている）。また、凸部１６ａの表面には、必要に応じて、塗布溶液３８に対する親液性を発現する親液性膜３４が形成されている（親液処理が施されている）。
従って、有機半導体層１８は、ゲート絶縁層１６の凸部１６ａ以外の領域には形成されず、凸部１６ａの表面に選択的に形成される。
【００４９】
ここで、図１０（図９）に示す例においては、好ましい態様として、ゲート絶縁層１６（撥液性膜３２）の表面に、塗布溶液３８を吸着する溶液吸着体３６を設けている。
そのため、図１０に概念的に示すように、塗布溶液３８は、溶液吸着体３６に引っ張られながら、溶液吸着体３６から離間する側（図中左側）から、順次、乾燥して、有機半導体層１８が形成されていく。図１０に示す例においては、これにより、有機半導体層１８（有機半導体による膜）の結晶軸方向を揃えることができ、移動度の高い有機薄膜トランジスタ１０を作製できる。
【００５０】
溶液吸着体３６の形成材料は、塗布溶液３８を吸着可能な材料であれば、各種の材料が利用可能である。
一例として、金属、ガラス、セラミック、プラスチックのようにメニスカス（表面張力）の効果によって塗布溶液３８を吸着するものであってもよく、シリコンゴム、ブチルゴム、各種（メタ）アクリレート重合物などのような塗布溶液（塗布溶液に含まれる有機溶剤）を吸収する合成樹脂、プラスチックや無機セラミック材料等の多孔質体で溶液吸着体３６を形成して、塗布溶液３８を吸着してもよい。
【００５１】
有機半導体層１８の形成位置（凸部１６ａ）からの距離など、溶液吸着体３６の配置位置は、有機薄膜トランジスタ１０の大きさや、有機薄膜トランジスタ１０の形成間隔、塗布溶液３８の塗布方法等に応じて、適宜、設定すればよい。
【００５２】
また、有機薄膜トランジスタ１０は、基材１２の上に、複数を配列して形成する（有機薄膜トランジスタアレイとする）のが通常である。
ここで、溶液吸着体３６は、個々の有機薄膜トランジスタ１０に対応して設けてもよく、複数の有機薄膜トランジスタ１０に対応して１つを設けてもよい。
例えば、互いに直交するｘ−ｙ方向に配列して二次元的に有機薄膜トランジスタ１０を形成する場合には、例えば、ｘ方向に配列される複数の有機薄膜トランジスタ１０に対応してｘ方向に延在する１つの溶液吸着体３６を設けてもよく、ｘ方向に配列される全ての有機薄膜トランジスタ１０に対応してｘ方向の全域に対応して延在する１つの溶液吸着体３６を設けてもよい。さらに、溶液吸着体３６をｙ方向に走査してもよい。また、溶液吸着体３６を挟む有機薄膜トランジスタ１０で、溶液吸着体３６を共用してもよい（以上、後述する実施例参照）。
【００５３】
このようにして塗布溶液３８を乾燥することで、有機半導体層１８が形成される。
ここで、本発明の製造方法によれば、膜厚ムラの無い（膜厚の均一性に優れた）、有機半導体層１８を形成できる。
【００５４】
特許文献１や特許文献２に示されるように、従来の塗布溶液に対する親液性および撥液性を利用する有機半導体層の形成においては、撥液性表面に親液処理パターン形成した後に、塗布溶液を塗布して親液処理パターンに応じた有機半導体層を形成し、あるいは、親液層を形成した後に、全面的に撥液層を形成し、撥液層のエッチング等によって親液層を露出して、塗布溶液を塗布して露出した親液層に応じた有機半導体層を形成している。
このような従来の有機半導体層の形成方法では、親液領域と撥液領域との境界面の方が、親液領域よりも、塗布溶液の溶媒が早く蒸発することで、塗布溶液が親液領域と撥液領域との境界面に移動する。この移動の結果、親液領域と撥液領域との境界面において、塗布溶液が盛り上がったような状態になってしまい、この盛り上がりの部分において、他の領域よりも有機半導体層が厚くなってしまう。
その結果、有機薄膜トランジスタの有機半導体層の膜厚にバラツキが生じ、これにより、例えば、有機薄膜トランジスタアレイを形成した際に、各有機薄膜トランジスタ間でｏｎ電流や閾値電圧Ｖthなどのトランジスタ特性にバラツキが生じてしまい、例えば各種のディスプレイやセンサのスイッチングデバイスとしての利用が困難な場合が有る。
【００５５】
これに対し、本発明の製造方法では、ゲート絶縁層１６となる絶縁体層２８を形成し、その上に第１の犠牲膜３０をパターン形成した後に、絶縁体層２８のエッチングを行ってゲート絶縁層１６を形成し、第１の犠牲膜３０を形成した位置すなわち周辺から突出した凸部１６ａに、塗布溶液３８によって有機半導体層１８を形成する。
さらに、絶縁体層２８のエッチングを行ってゲート絶縁層１６を形成した後に、この凸部１６ａの側面も含めて、凸部１６ａの表面以外は、塗布溶液３８に対して撥液性を有する撥液性膜３２を形成している（撥液処理を施している）。
このような凸部１６ａに有機半導体層１８を形成することにより、塗布溶液３８が盛り上がる部分を無くして有機半導体層１８を形成できるので、膜厚ムラの無い、厚さが均一な有機半導体層１８を形成できる。また、塗布溶液中で不要な結晶の成長が生じて、沈殿した場合も、このような結晶は凸部１６ａ以外の領域に沈降する可能性が高いので、このような不要な結晶に起因する特性低下も抑制できる。さらに、一般的に、撥液処理を行った後にパターンニングを行うと、犠牲膜の密着性が悪くなり、高精細なパターンの形成が困難になる。これに対して本発明の製造方法では、第１の犠牲膜３０のパターン形成が、撥液処理よりも前なので、通常の半導体装置の製造プロセスを利用でき、高精細なパターン形成が可能になる。
そのため、本発明によれば、膜厚ムラの無い有機半導体層１８を有する有機薄膜トランジスタ１０を高精細に形成した、各有機薄膜トランジスタ間でのｏｎ電流や閾値電圧Ｖthなどのトランジスタ特性のバラツキが無い、各種のディスプレイやセンサのスイッチングデバイスとしての好適に利用可能な有機薄膜トランジスタアレイを得ることができる。
【００５６】
本発明において、有機半導体層１８が形成されるゲート絶縁層１６の凸部１６ａの高さ（すなわち、第４の工程における絶縁体層２８のエッチングの深さ）は、形成する有機薄膜トランジスタ１０の大きさ、形成する有機半導体層１８の厚さ、塗布溶液３８の塗布方法等に応じて、適正な有機半導体層１８が形成できる高さを、実験やシミュレーション等を利用して、適宜、決定すればよい。
【００５７】
また、ゲート絶縁層１６の凸部１６ａの断面形状も各種の形状が利用可能である。
なお、凸部１６ａの断面形状において、後述するソース電極２０およびドレイン電極２４が接触する側面が逆斜面（オーバーハング）になっていると、ソース電極２０やドレイン電極２４が断線する可能性が有る。そのため、この側面は、ゲート絶縁層１６の表面（基材１２の表面）に対して、直立もしくは９０°以下で傾斜するのが好ましい。
【００５８】
このようにして有機半導体層１８を形成したら、図１２に概念的に示すように、溶液吸着体３６を除去する。
次いで、ゲート絶縁層１６の表面から有機半導体層１８の上に渡ってソース電極２０をパターン形成し、さらに、ソース電極２０と対向するように、ゲート絶縁層１６の表面から有機半導体層１８の上に渡ってドレイン電極２４をパターン形成して、有機薄膜トランジスタ１０を作製する。
【００５９】
なお、このソース電極２０およびドレイン電極２４の形成によって、撥液性膜３２が部分的もしくは全面的に除去される場合が有る。
【００６０】
ソース電極２０およびドレイン電極２４の形成材料は、有機薄膜トランジスタで利用されている公知の物が、各種、利用可能である。一例として、前述のゲート電極１４で例示した各種の材料が例示される。
また、ソース電極２０およびドレイン電極２４のパターン形成方法も、形成材料に応じた公知の方法が、各種、利用可能である。一例として、前述のゲート電極１４で例示した各種の方法が例示される。また、ソース電極２０およびドレイン電極２４は、電荷注入層（ｐ型半導体の場合は正孔注入層、ｎ型半導体の場合は電子注入層）等をパターン形成して、その上に形成してもよい。
【００６１】
図１３〜図１５に、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法で製造される、本発明の有機薄膜トランジスタの別の例を概念的に示す。
なお、図１３〜図１５においても、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図であって、（Ａ）は（Ｂ）のａ−ａ線断面である。また、図１３〜図１５においては、撥液性膜３２および親液性膜３４は省略し、かつ、図１に示す有機薄膜トランジスタと同じ部材には同じ符号を付し、説明は、主に異なる部位について行う。
【００６２】
図１３に示す有機薄膜トランジスタ５０は、特許文献２に示される有機薄膜トランジスタのように、塗布溶液によって形成する有機半導体層５２が、細幅部５２ａを有する。
すなわち、パターン形成する第１の犠牲膜に、主に有機半導体層となる領域と、この細幅部５２ａとなる領域を形成して、ゲート絶縁層５４の凸部５４ａに、この細幅部５２ａに対応する部分を形成する。
【００６３】
これにより、凸部５４ａに、主に有機半導体層となる溶液蓄積領域、および、この溶液蓄積領域に対して幅が狭い溶液絞込領域を形成できるので、細幅部５２ａから塗布溶液が乾燥して、此処から有機半導体層５２が形成される。そのため、この構成によれば、溶液吸着体３６を用いなくても、有機半導体層５２の結晶軸方向を揃えることができ、優れた特性を有する有機薄膜トランジスタを製造できる。
【００６４】
図１４に示す有機薄膜トランジスタ５８は、ゲート絶縁層を、前述の凸部１６ａと、下層の平面状の平坦化層１６ｂとに分割した構成である。
【００６５】
基材１２としてプラスチックフィルムを利用する、可撓性を有する有機薄膜トランジスタ（アレイ）は、折り曲げた際に、ゲート絶縁層に亀裂が発生して短絡故障が発生してしまう場合が有る。特に、ゲート絶縁層の凸部１６ａに有機半導体層１８を形成する本発明の有機薄膜トランジスタでは、凸部１６ａによる段差に応力が集中して、此処に亀裂が発生する可能性が有る。
【００６６】
これに対して、ゲート絶縁層を、凸部１６ａと、下層の平面状の平坦化層１６ｂとに分割した２層構成とすることにより、有機薄膜トランジスタを折り曲げて、平坦化層１６ｂに亀裂が生じても、この亀裂は、平坦化層１６ｂと凸部１６ａとの界面で止まる。
そのため、上に有機半導体層１８ならびにソース電極２０およびドレイン電極２４が形成される凸部１６ａに亀裂が生じることを防止でき、薄膜トランジスタの折り曲げ等による短絡故障を防止できる。
なお、このような２層構成のゲート絶縁層は、例えば、ゲート絶縁層となる絶縁体層を２層構成にすることで、作製できる。
【００６７】
さらに、図１５に示す有機薄膜トランジスタ６０は、有機半導体層１８の形成位置（形成領域）のみにゲート絶縁層６２を形成している。さらに、この有機薄膜トランジスタ６０では、ゲート電極１４を基材１２に埋め込んで、ゲート電極１４と基材１２の表面を均一面（同一面）とした構成を有する。
【００６８】
すなわち、図１５に示す有機薄膜トランジスタ６０の製造では、第４の工程における絶縁体層２８のエッチングを、第１の犠牲膜３０の形成位置以外は、基材１２が露出するまで行う。従って、有機半導体層１８の形成位置となるゲート絶縁層６２は、周辺の基材１２から突出している（凸状となる）。
基材１２としてプラスチックフィルムを利用する、可撓性を有する有機薄膜トランジスタアレイにおいて、基材１２の表面に全面的にゲート絶縁層を形成すると、折り曲げた際に、ゲート絶縁層に亀裂が発生すると、この亀裂が全体に伝播してしまう場合がある。このような亀裂が生じると、多数の有機薄膜トランジスタで短絡故障が発生する。また、欠陥の発生はゲート絶縁層の面積に比例するので、基材１２の表面に全面的にゲート絶縁層を形成すると、亀裂が発生し易くなる。
【００６９】
これに対して、図１５に示す有機薄膜トランジスタ６０のように、第４の工程における絶縁体層２８のエッチングを、基材１２が露出するまで行い、ゲート絶縁層６２を有機半導体層１８の形成位置のみに形成することにより、このよう有機薄膜トランジスタ６０間でのゲート絶縁層の亀裂の伝播を防止し、かつ、ゲート絶縁層の亀裂の発生も低減して、ゲート絶縁層の亀裂に起因する短絡故障を防止できる。
【００７０】
また、図１５に示す有機薄膜トランジスタ６０のように、ゲート電極１４を基材１２に埋め込んで、ゲート電極１４の表面と基材１２の表面とを（略）均一面にした構成とすることにより、ゲート電極１４端部の段差を無くすことができる。そのため、同様に、基材１２にプラスチックフィルムを利用した可撓性を有する有機薄膜トランジスタ（アレイ）において、折り曲げた際に、この段差に応力が集中することを避けることができ、この応力集中に起因するゲート絶縁層６２の亀裂を防止して、ゲート絶縁層の亀裂に起因する短絡故障を防止できる。
このゲート電極１４を埋め込むことの効果は、図１、図１３および図１４に示すように、基材１２に全面的にゲート絶縁層１６（５４）を形成した場合も同様である。
【００７１】
図１５に示すような、基材１２に埋め込んだ構成のゲート電極１４は、好ましくは、以下のように形成される。
すなわち、まず、基材１２の表面に、ゲート電極１４に対応する位置に開口を有する第２の犠牲膜をパターン形成する（工程Ａ）。この第２の犠牲膜は、前述の第１の犠牲膜と同様に公知の材料で、公知の方法で形成すればよい。
【００７２】
次いで、ゲート電極１４の厚さに対応する深さまで、基材１２の表面をエッチングする（工程Ｂ）。
基材１２のエッチングは、基材１２の形成材料に応じて、公知の各種の方法が利用可能である。従って、先の絶縁体層２８のエッチングと同様、目的とする精度が確保できれば、ＲＩＥやプラズマエッチング等のドライエッチングでも、基材１２を溶解するエッチャントや有機溶剤を用いるウエットエッチングでも良い。
【００７３】
次いで、第２の犠牲膜および基材１２の表面に、ゲート電極１４の材料を成膜する（工程Ｃ）。
ゲート電極材料の成膜は、スパッタリングや真空蒸着などの気相成膜法など、成膜する材料に応じた、公知の方法で行えばよい。また、この成膜は、基材１２の表面と、基材１２をエッチングした部分に成膜される材料の表面とが、一致する厚さまで行うのが好ましい（エッチング深さと成膜膜厚とが、一致するのが好ましい）。
【００７４】
最後に、第２の犠牲膜を除去して、基材１２に埋め込まれたゲート電極１４を完成する（工程Ｄ）。
第２の犠牲膜の除去も、前述の第１の犠牲膜の除去と同様、犠牲膜の種類に応じた公知の方法で行えばよい。
【００７５】
以上、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法および有機薄膜トランジスタについて詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法および有機薄膜トランジスタについて、より詳細に説明する。
【００７７】
［実施例］
以下に示す手順で、図１６に概念的に示すような有機薄膜トランジスタ６０（図１５の有機薄膜トランジスタ６０と同構成）を作製した。なお、この図１６においても、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図であって、（Ａ）は（Ｂ）のａ−ａ線断面である。また、図１６においては、撥液性膜および親液性膜は図示を省略し、図１６（Ｂ）においては、溶液吸着体３６の基体部３６ａは図示を省略している。
なお、図１６（および図１９）は、あくまで、実施例（比較例）を説明するための概念図であるので、以下に示す各部位の厚さ等や図１６に記載した寸法と、図１６における各部位の大きさとの関係は、必ずしも一致していない。
【００７８】
本例においては、このような有機薄膜トランジスタ６０を、図１７の平面図に概念的に示すように、４×４の計１６個形成して、有機薄膜トランジスタアレイとした。なお、図１７では、ソース電極２０およびドレイン電極２４、ならびに、溶液吸着体３６の基体部３６ａは省略している。
【００７９】
＜基材の準備＞
１５０℃に加熱した真空ラミネータ（エヌ・ピー・シー社製  ＬＭ‐２０×２０）を用い、両面粘着テープ（住友スリーエム社製  ４３０９）７２の強粘着面を厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラスからなるガラスキャリア７０に貼合せた。
次いで、同じ真空ラミネータを用い、ガラスキャリア７０に貼合せた両面粘着テープ７２の微粘着面に、基材１２として、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム（宇部興産社製  ユーピレックス‐５０Ｓ）を貼合せた。
【００８０】
＜ゲート電極１４のパターン形成（第１の工程）＞
＜＜第２の犠牲膜のパターン形成（工程Ａ）＞＞
基材１２（ポリイミドフィルム）の表面に紫外線オゾン処理を行った。その後、基材１２の表面に、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ：東京応化工業社製  ＯＡＰ）を回転塗布した。
引続き、第２の犠牲膜として、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業社製  ＴＬＯＲ‐Ｐ００３  ＨＰ）のパターンをフォトリソグラフィにより形成した。このフォトリソラフィは、フォトレジストの回転塗布、プリベイク、フォトマスクを介した水銀灯ｉ線による露光、ＰＥＢ、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ：東京応化工業社製  ＮＭＤ‐３  ２．３８％）による現像と水洗の工程を含む。
＜＜基材１２上面のエッチング（工程Ｂ）＞＞
ＡｒガスとＯ2ガスとを用いるＲＩＥにより、基材１２のゲート電極１４の形成部（フォトレジストが形成されていない部分）をエッチングして、基材１２の表面に１００ｎｍの溝（トレンチ）を形成した。
＜＜ゲート電極材料の成膜（工程Ｃ）＞＞
フォトレジストおよび基材１２の表面に、Ａｒガスを導入した真空度１Ｐａの雰囲気で、アルミニウムターゲットを使用した高周波マグネトロンスパッタにより、ゲート電極１４となるアルミニウム（膜厚１００ｎｍ）を成膜した。
＜＜ゲート電極１４のパターン形成（工程Ｄ）＞＞
アルミニウムを成膜した試料をアセトンへ浸漬した後に超音波処理してフォトレジストを溶解した。引続き、２‐プロパノール（ＩＰＡ）に試料を浸漬して超音波処理した。
最後に、自然乾燥させて、基材１２の表面とゲート電極１４の表面とが略均一平面となる（基材１２の表面とゲート電極１４の表面との間に段差のない）、ゲート電極１４をパターン形成した。
【００８１】
＜絶縁体層の成膜（第２の工程）＞
ＡｒガスとＮ２ガスとを導入した真空度０．１Ｐａの雰囲気で、窒化珪素ターゲットを使用した高周波マグネトロンスパッタにより、ゲート電極１４をパターン形成した基材１２の表面に、窒化珪素（膜厚０．３μｍ）からなる、ゲート絶縁層６２となる絶縁体層を形成した（図３参照）。
【００８２】
＜第１の犠牲膜のパターン形成（第３の工程）＞
絶縁体層の表面を紫外線オゾン処理をした後に、ＨＭＤＳを回転塗布した。
引続き、第１の犠牲膜として、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業製ＯＦＰＲ‐８００）のパターンをフォトリソグラフィにより形成した（図４参照）。このフォトリソラフィは、フォトレジストの回転塗布、プリベイク、フォトマスクを介した水銀灯ｉ線による露光、ＴＭＡＨによる現像、水洗、ポストベイクの工程を含む。
【００８３】
＜絶縁体層のエッチング（第４の工程）＞
ＡｒガスとＣＦ４ガスとＯ２ガスとを導入したＲＩＥにより、第１の犠牲膜が形成されていない部分の絶縁体層を、基材１２の表面が露出するまで除去した。（図５参照）。
【００８４】
＜塗布溶液に対する撥液処理（第５の工程）＞
絶縁体層のエッチングを行った試料を、オクチルトリクロロシラン（ＯＴＳ）のトルエン溶液（１０ｍｍｏｌ・ｄｍ-3）に浸漬した。次いで、ＩＰＡに浸漬した状態で超音波処理した。
これにより、エッチングによって露出した基材１２の表面およびゲート絶縁層６２となる絶縁体層の側面（絶縁体層をエッチングで除去した領域の表面）を、有機半導体層１８を形成するための塗布溶液であるトルエン溶液に対して、撥液処理した（エッチングで絶縁体層を除去した領域の表面に、撥液性膜を形成した。図６参照）。
【００８５】
＜第１の犠牲膜の除去（第６の工程）＞
撥液処理した試料をアセトンに浸漬した後に、超音波処理して第１の犠牲膜を溶解させた。引続き、ＩＰＡに試料を浸漬し超音波処理した。最後に自然乾燥させることにより、第１の犠牲膜を除去して、ゲート絶縁層６２をパターン形成した。（図７参照）。
【００８６】
＜親液処理＞
第１の犠牲膜を除去した試料を、（２‐フェニルエチル）トリクロロシラン（β‐ＰＴＳ）のトルエン溶液（１０ｍｍｏｌ・ｄｍ-3）に浸漬した。次いで、ＩＰＡに浸漬した状態で超音波処理した。
これにより、ゲート絶縁層６２の表面（撥液処理されていない部分）を、有機半導体層１８を形成するための塗布溶液であるトルエン溶液に対して、親液処理した（ゲート絶縁層６２の表面に、親液性膜を形成した。図８参照）。
【００８７】
＜有機半導体層１８となる塗布溶液の塗布（第７の工程）＞
図１８に示すような、基体部３６ａに、幅１ｍｍ、高さ３ｍｍの凸部を溶液吸着体３６として形成してなる部材を、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）からなるシリコーンゴムで作製した。なお、この図１８においても、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図であって、（Ａ）は（Ｂ）のａ−ａ線断面である。
【００８８】
ゲート絶縁層６２の表面を親液処理した試料を、４０℃に加熱したホットプレート上に置いた。次いで、作製した溶液吸着体３６を有する部材を、溶液吸着体３６（凸部）を基材１２に向けて、図１７に示すように載置して、基材１２の表面に押付けた。
引続き、有機半導体層１８を形成するための塗布溶液として、ジオクチルベンゾチエノベンゾチオフェン（Ｃ8‐ＢＴＢＴ）のトルエン溶液（０．２質量％）を試料の全面に滴下した。その後、直ちに、試料を覆うようにペトリ皿を逆さにして置き、トルエン蒸気の飽和雰囲気に試料を曝露させた。１時間後にペトリ皿と溶液吸着体３６を有する部材とを取り外して、そのまま１２時間乾燥させて、Ｃ8‐ＢＴＢＴからなる有機半導体層１８を形成した。
本工程は、乾燥窒素を満たしたグローブボックス装置内で行った。
【００８９】
その後、形成した各有機半導体層１８の膜厚を、触針計により９点測定した。
【００９０】
＜ソース電極２０およびドレイン電極２４の形成＞
有機半導体層１８を形成した試料に対して、ニッケル製のシャドウマスクを介して、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ4‐ＴＣＮＱ  膜厚１ｎｍ）と金（膜厚４０ｎｍ）とを連続して真空蒸着することで、ソース電極２０およびドレイン電極２４を形成した。
これにより、図１６に示すような有機薄膜トランジスタ６０を、図１７に示すように４×４で計１６個作製した、有機薄膜トランジスタアレイを作製した。
【００９１】
［比較例］
以下のようにして、図１９（Ａ）に示す有機薄膜トランジスタ１００を、図１７に示すように４×４で計１６個形成してなる有機薄膜トランジスタアレイを作製した。なお、図１９（Ａ）においても、後述する撥液性膜１０４および親液性膜１０６は省略している。
【００９２】
まず、実施例と同様にして、無アルカリガラスからなるガラスキャリア７０、両面粘着テープ７２およびポリイミドフィルム製の基材１２を積層してなる積層体を作製した。
この基材１２に、実施例と同様にしてアルミニウム製のゲート電極１４をパターン形成した。
さらに、基材１２の表面に、実施例１と同様にして、窒化硅素からなる絶縁体層を形成した。本例では、この絶縁体層がゲート絶縁層１０２となる。
【００９３】
次いで、ゲート絶縁層１０２の表面を、紫外線オゾン処理した。
ゲート絶縁層１０２の表面を紫外線オゾン処理した試料を、実施例における撥液処理と同様に、ＯＴＳのトルエン溶液に浸漬し、次いで、ＩＰＡに浸漬した状態で超音波処理した。これにより、塗布溶液に対して、ゲート絶縁層１０２の表面を撥液処理して、図１９（Ｂ）に概念的に示すように、撥液性膜１０４を形成した。
【００９４】
撥液性膜１０４を形成した試料の表面に、図１９（Ｃ）に示すように、有機半導体層１８に対応する位置が開口するニッケル製のシャドウマスク１０８を重ね合せて、紫外線オゾン処理して、有機半導体層１８に対応する位置の撥液性膜１０４を除去した。
シャドウマスク１０８を取外してから、有機半導体層１８に対応する位置の撥液性膜１０４を除去した試料を、実施例における親液処理と同様に、β‐ＰＴＳのトルエン溶液へ試料を浸漬し、次いで、この試料をＩＰＡに浸漬した状態で超音波処理した。これにより、シャドウマスク１０８の開口部分のゲート絶縁層１０２の表面を、トルエン溶液に対して、親液処理して、図１９（Ｄ）に概念的に示すように、親液性膜１０６を形成した。
【００９５】
これ以降は、実施例と同様にして、塗布溶液および溶液吸着体３６を用いて有機半導体層１８を形成した。
次いで、実施例と同様にして、形成した各有機半導体層１８の膜厚を触針計により９点測定した。
さらに、Ｆ4‐ＴＣＮＱと金とを連続真空蒸着してソース電極２０およびドレイン電極２４を形成して、図１９（Ａ）に示すような有機薄膜トランジスタ１００を、図１７に示すように４×４で計１６個形成した、有機薄膜トランジスタアレイを作製した。
【００９６】
［評価試験］
以上のように作製した実施例および比較例の有機薄膜トランジスタアレイの各電極と、Agilent Technologies製の４１５５Ｃに接続されたマニュアルプローバの各端子とを接続して、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の評価を行なった。具体的には、ドレイン電流‐ゲート電圧（Ｉd‐Ｖg）特性を測定することにより電界効果移動度を算出した。
【００９７】
この後に、基材１２をガラスキャリア７０（両面粘着テープ７２の微粘着面）から剥離した。次いで、基材１２の裏面（トランジスタアレイの非形成面）を内側にして、半径１ｃｍの丸棒に巻き付けて、有機薄膜トランジスタアレイを湾曲させた。
有機薄膜トランジスタアレイを丸棒から取り外して、基材１２を下にしてガラス板に有機薄膜トランジスタアレイを載置して、先と同様に、Ｉd‐Ｖg特性を測定して、ゲート短絡が生じた有機薄膜トランジスタの数を調べた。
【００９８】
［結果］
有機半導体層１８の膜厚は、
実施例が、平均膜厚５２ｎｍ、標準偏差１０、変動係数０．１９、
比較例が、平均膜厚９８ｎｍ、標準偏差７３、変動係数０．７４、であった。
また、電界効果移動度[ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1]は、
実施例が、平均１．２、標準偏差０．５、変動係数０．４２、
比較例が、平均０．９、標準偏差１．３、変動係数１．４４、であった。
さらに、湾曲後のゲート短絡は、
実施例が１／１６、
比較例が６／１６、であった。
【００９９】
以上の結果より、本発明の有機薄膜トランジスタは、従来の有機薄膜トランジスタに比して、有機半導体層１８の膜厚均一性に優れ、また、有機薄膜トランジスタアレイとした際の各有機薄膜トランジスタのトランジスタ特性の均一性に優れることが分かる。
また、本例によれば、湾曲後のゲート短絡も、従来の有機薄膜トランジスタに比べて低減できる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
有機薄膜トランジスタを用いる各種のデバイスの製造に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，５０，５８，６０，１００  有機薄膜トランジスタ
１２  基材
１４  ゲート電極
１６，１６ｂ，５４，６２，１０２  ゲート絶縁層
１６ａ，５４ａ  凸部
１８，５２  有機半導体層
２０  ソース電極
２４  ドレイン電極
２８  絶縁体層
３０  第１の犠牲膜
３２，１０４  撥液性膜
３４，１０６  親液性膜
３６  溶液吸着体
３８  塗布溶液
７０  ガラスキャリア
７２  両面テープ
１０８  シャドウマスク
【図１】
2015088715.tif 000003
【図２】
2015088715.tif 000004
【図３】
2015088715.tif 000005
【図４】
2015088715.tif 000006
【図５】
2015088715.tif 000007
【図６】
2015088715.tif 000008
【図７】
2015088715.tif 000009
【図８】
2015088715.tif 000010
【図９】
2015088715.tif 000011
【図１０】
2015088715.tif 000012
【図１１】
2015088715.tif 000013
【図１２】
2015088715.tif 000014
【図１３】
2015088715.tif 000015
【図１４】
2015088715.tif 000016
【図１５】
2015088715.tif 000017
【図１６】
2015088715.tif 000018
【図１７】
2015088715.tif 000019
【図１８】
2015088715.tif 000020
【図１９】
2015088715.tif 000021