(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を用い、前記基板上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する、有機半導体層形成工程と、
前記有機半導体層上に、フッ素系溶媒および絶縁性を備える樹脂材料を含有するゲート絶縁層形成用塗工液を用いてパターン状にゲート絶縁層を形成する、ゲート絶縁層形成工程と、
前記有機半導体層を構成する前記有機半導体材料を溶解し、かつ、前記ゲート絶縁層を構成する前記樹脂材料を溶解しない溶媒で、前記有機半導体層を溶解させる方法により、前記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングする、有機半導体層パターニング工程と、を含む有機半導体トランジスタ形成工程を有することを特徴とする、有機半導体素子の製造方法。
【請求項２】
基板を用い、前記基板上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する、有機半導体層形成工程と、
前記有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、
前記有機半導体層、前記ソース電極および前記ドレイン電極上に、フッ素系溶媒および絶縁性を備える樹脂材料を含有するゲート絶縁層形成用塗工液を用いてパターン状にゲート絶縁層を形成する、ゲート絶縁層形成工程と、
前記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングする、有機半導体層パターニング工程と、を含む有機半導体トランジスタ形成工程を有することを特徴とする、有機半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂材料がフッ素系樹脂であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記ゲート絶縁層形成工程が、印刷法により前記ゲート絶縁層を形成するものであることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記印刷法がスクリーン印刷法であることを特徴とする、請求項４に記載の有機半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体トランジスタが用いられた有機半導体素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴに代表される半導体トランジスタは、近年、ディスプレイ装置の発展に伴ってその用途を拡大する傾向にある。このような半導体トランジスタは、半導体材料を介して電極が接続されていることにより、スイッチング素子としての機能を果たすものである。
【０００３】
従来、上記半導体トランジスタに用いられる半導体材料としては、シリコン（Ｓｉ）やガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）などの無機半導体材料が用いられており、近年、普及が拡大している液晶表示素子のディスプレイ用ＴＦＴアレイ基板にもこのような無機半導体材料を用いた半導体トランジスタが用いられている。
その一方で、上記半導体材料としては、有機化合物からなる有機半導体材料も知られている。このような有機半導体材料は、上記無機半導体材料に比べて安価に大面積化が可能であり、フレキシブルなプラスチック基板上に形成でき、さらに機械的衝撃に対して安定であるという利点を有することから、電子ペーパー代表されるフレキシブルディスプレイ等の、次世代ディスプレイ装置への応用などを想定した研究が活発に行われている。
【０００４】
ここで、上記有機半導体材料を用いたトランジスタは、通常、図６に例示するような、ゲート電極１００ａと、上記ゲート電極１００ａを絶縁するゲート絶縁層１００ｂと、上記有機半導体材料からなる有機半導体層１００ｃと、上記有機半導体層１００ｃに接触するように形成されたソース電極１００ｄおよびドレイン電極１００ｄを有するものであり、上記ゲート電極１００ａが、上記有機半導体層１００ｃの下面側に配置されているボトムゲート型構造のものと（図６（ａ））、上記ゲート電極１００ａが上記有機半導体層１００ｃの上面側に配置されているトップゲート型構造のものと（図６（ｂ））、が知られている。
【０００５】
ここで、上記有機半導体材料は一般的に空気中の水分や酸素の作用により劣化する性質を有するため、上記トップゲート型構造を有する有機半導体トランジスタに用いられるゲート絶縁層は、単に絶縁機能を備えるのみではなく、上記有機半導体材料が空気中の水分や酸素に曝露されることを防止する保護機能を備えることが必要とされている。
【０００６】
この点、特許文献１には、上記有機半導体材料を用いたトランジスタとして、ポリイミド樹脂をゲート絶縁層に用いる例が開示されている。
しかしながら、このようなゲート絶縁層は、上述した有機半導体材料の特性に照らすと、上記絶縁機能および保護機能のいずれにおいても不十分であり、経時安定性等に優れた有機半導体トランジスタを得ることが困難であるという問題点があった。
【０００７】
また、上記有機半導体材料は、加熱状態で成膜されることにより優れた半導体特性を発現するものであるため、上記有機半導体材料を用いた半導体トランジスタを製造するに際しては、まず、上記有機半導体材料からなる層を形成した後、これをパターニングする方法を用いることが必要である。さらに上記有機半導体材料は有機溶媒との作用によってその機能が容易に損なわれてしまうという面もある。
このため、上記有機半導体材料を用いた半導体トランジスタを製造する際に、上記無機半導体材料を用いた半導体素子の製造方法に用いられているようなフォトリソグラフィーを用いると、フォトレジストを上記有機半導体材料からなる層の上に塗工した際に有機半導体材料が溶解してしまい、製造されるトランジスタの性能が損なわれてしまうという問題点があった。
【０００８】
このような問題点に対し、特許文献２には、有機半導体材料からなる層の上に上記有機半導体材料を溶解しない水系の溶媒に親水性樹脂を含有させた塗工液を塗工することにより、上記有機半導体材料からなる層の上に親水性樹脂からなる保護層を形成し、当該保護層上にフォトレジストを塗工することで、上記有機半導体材料を溶解させること無く、性能の優れたトランジスタを形成する方法が開示されている。
しかしながら、このような方法は上記保護層の存在により、上記有機半導体材料を上記フォトレジストを塗工する際に用いられる有機溶媒の浸食から保護できる点において有用であるが、従来の無機半導体材料を用いた半導体トランジスタを製造する場合と比較して、保護層を形成する工程が増えるため、工業的な実用性に欠けるという問題点がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３０４０１４号公報
【特許文献２】特開２００６−５８４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子であって、高効率で製造することが可能であり、経時安定性が良好で、かつ、優れた特性を有する有機半導体素子を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、基板、および、上記基板上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層と、上記有機半導体層と接するように形成されたソース電極およびドレイン電極と、上記有機半導体層上に形成されたゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有する有機半導体トランジスタ、を有する有機半導体素子であって、上記ゲート絶縁層が絶縁性を備えるフッ素系樹脂からなることを特徴とする有機半導体素子を提供する。
【００１２】
本発明によれば、上記ゲート絶縁層がフッ素系樹脂からなることにより、上記ゲート絶縁層を、上記有機半導体層が空気中の水分や酸素に曝露されることを防止する保護機能および絶縁機能に優れたものにできる。このため、本発明によれば経時安定性が良好で優れた特性を有する有機半導体素子を得ることができる。
また本発明によれば、上記フッ素系樹脂は表面張力が低いフッ素系樹脂に溶解することが可能であることから、例えば、印刷法により上記ゲート絶縁層を製造することが可能となるため、上記有機半導体トランジスタを高効率で製造することができる。
このようなことから、本発明によれば有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子であって、高効率で製造することが可能であり、経時安定性が良好で、かつ、優れた特性を有する有機半導体素子を得ることができる。
【００１３】
本発明においては、上記フッ素系樹脂の耐電圧が３００Ｖ／μｍ以下の範囲内であることが好ましい。このようなフッ素系樹脂を用いることより上記ゲート絶縁層をより絶縁機能に優れたものにできる結果、上記有機半導体トランジスタをより性能に優れたものにできるからである。
【００１４】
また上記課題を解決するために本発明は、基板を用い、上記基板上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、上記有機半導体層上に、フッ素系溶媒および絶縁性を備える樹脂材料を含有するゲート絶縁層形成用塗工液を用いてパターン状にゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、上記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングする有機半導体層パターニング工程と、を含む有機半導体トランジスタ形成工程を有することを特徴とする、有機半導体素子の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明によれば、上記ゲート絶縁層形成用塗工液としてフッ素系溶媒が溶媒として用いられたものを用いることにより、上記有機半導体層上に上記ゲート絶縁層を形成する際に、上記有機半導体層が上記ゲート絶縁層形成用塗工液によって浸食されてしまうことを防止できる。このため、本発明によれば上記有機半導体層の機能を損なうことなく、上記有機半導体層上に直接的にゲート絶縁層を形成することができるため、高効率で有機半導体素子を製造することができる。
また、上記ゲート絶縁層形成用塗工液としてフッ素系溶媒が用いられたものを用いることにより、上記樹脂材料としてフッ素系樹脂を用いることが可能になる。このため、本発明によれば上記樹脂材料として、フッ素系樹脂を用いることにより有機半導体層の保護機能および絶縁機能に優れたゲート絶縁層を形成することが可能になる。
このようなことから、本発明によれば有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子であって、経時安定性が良好で、かつ、優れた特性を有する有機半導体素子を高効率で製造することができる。
【００１６】
本発明においては、上記樹脂材料がフッ素系樹脂であることが好ましい。上記樹脂材料として、フッ素系樹脂を用いることにより有機半導体層の保護機能および絶縁機能に優れたゲート絶縁層を形成することができるからである。
【００１７】
また本発明においては、上記ゲート絶縁層形成工程が、印刷法により上記ゲート絶縁層を形成するものであることが好ましい。これにより上記有機半導体層上にパターニングされたゲート絶縁層を直接的に形成することが可能になるため、より高効率で有機半導体素子を製造することが可能になるからである。
【００１８】
さらに本発明においては、上記印刷法がスクリーン印刷法であることが好ましい。本発明に用いられるゲート絶縁層形成用塗工液は、フッ素系溶媒が用いられていることから表面張力が低いものとなるため、スクリーン印刷法に好適に用いることができるからである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子であって、高効率で製造することが可能であり、かつ、経時安定性が良好で優れた特性を有する有機半導体素子を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、有機半導体素子と、有機半導体素子の製造方法とに関するものである。
以下、本発明の有機半導体素子、および、有機半導体素子の製造方法について順に説明する。
【００２１】
Ａ．有機半導体素子
まず、本発明の有機半導体素子について説明する。本発明の有機半導体素子は、基板、および、上記基板上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層と、上記有機半導体層と接するように形成されたソース電極およびドレイン電極と、上記有機半導体層上に形成されたゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有する有機半導体トランジスタを有するものであり、上記ゲート絶縁層が絶縁性を備えるフッ素系樹脂からなることを特徴とするものである。
【００２２】
このような本発明の有機半導体素子について図を参照しながら説明する。図１は本発明の有機半導体素子の一例を示す概略図である。図１に例示するように、本発明の有機半導体素子１０は、基板１上に、複数の有機半導体トランジスタ２が形成された構成を有するものである。
ここで、上記有機半導体トランジスタ２は、上記基板１上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層２ｃと、上記有機半導体層２ｃ上で対向するように配置されたソース電極２ｄおよびドレイン電極２ｅと、上記有機半導体層２ｃ、上記ソース電極２ｄおよび上記ドレイン電極２ｅ上に形成されたゲート絶縁層２ｂと、上記ゲート絶縁層２ｂ上に形成されたゲート電極２ａとからなるものである。
このような例において本発明の有機半導体素子１０は、ゲート絶縁層２ｂが絶縁性を備えるフッ素系樹脂からなることを特徴とするものである。
【００２３】
なお、上記図１においては上記有機半導体トランジスタ２として、上記ソース電極２ｄおよびドレイン電極２ｅが、上記有機半導体層２ｃと上記ゲート絶縁層２ｂとに接するように形成された、いわゆるトップゲート・トップコンタクト型の例を示したが、本発明に用いられる有機半導体トランジスタ２は、上記トップゲート・トップコンタクト型のものに限定されるものではなく、例えば、図２に示すような、上記ソース電極２ｄおよびドレイン電極２ｅが上記有機半導体層２ｃと、基板１との間に形成された、いわゆるトップゲート・ボトムコンタクト型のものであっても良い。
【００２４】
本発明によれば、上記ゲート絶縁層がフッ素系樹脂からなることにより、上記ゲート絶縁層を、上記有機半導体層が空気中の水分や酸素に曝露されることを防止する保護機能および絶縁機能に優れたものにできる。このため、本発明によれば経時安定性が良好で優れた特性を有する有機半導体素子を得ることができる。
また本発明によれば、上記フッ素系樹脂は表面張力が低いフッ素系樹脂に溶解することが可能であることから、上記有機半導体トランジスタを製造する際に上記ゲート絶縁層を高効率で製造することができる。このため、本発明によれば上記有機半導体トランジスタを高効率で製造することが可能になる。
このようなことから、本発明によれば有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子であって、高効率で製造することが可能であり、かつ、経時安定性が良好で優れた特性を有する有機半導体素子を得ることができる。
【００２５】
本発明の有機半導体素子は、少なくとも上記基板と、上記有機半導体トランジスタとを有するものである。
以下、本発明の有機半導体素子に用いられる各構成について順に説明する。
【００２６】
１．有機半導体トランジスタ
まず、本発明に用いられる有機半導体トランジスタについて説明する。本発明に用いられる有機半導体トランジスタは後述する基板上に形成されるものであり、有機半導体材料からなる有機半導体層と、上記有機半導体層に接するように形成されたソース電極およびドレイン電極と、上記有機半導体層上に形成されたゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有するものである。
以下、このような有機半導体トランジスタについて説明する。
【００２７】
（１）ゲート絶縁層
まず、本発明に用いられるゲート絶縁層について説明する。本発明に用いられるゲート絶縁層は絶縁性を備えるフッ素系樹脂からなるものであり、ゲート電極の絶縁機能と、後述する有機半導体層が空気中の水分や酸素に曝露されることを防止する保護機能（以下、単に「保護機能」と称する場合がある。）を備えるものである。
ここで、本発明においては、上記ゲート絶縁層がフッ素系樹脂からなることにより、上記絶縁機能と上記保護機能とに優れたゲート絶縁層を形成することができるため、経時安定性が良好で優れた特性を有する有機半導体素子を得ることができるのである。
以下、このようなゲート絶縁層について詳細に説明する。
【００２８】
本発明におけるゲート絶縁層に用いられるフッ素系樹脂としては、所望の絶縁機能および保護機能を備えるゲート絶縁層を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、本発明の有機半導体素子の製造方法等に応じて、適宜所望の性質を備えるフッ素系樹脂を用いることができる。なかでも本発明に用いられるフッ素系樹脂は、耐電圧が３００Ｖ／μｍ以下であるものが好ましく、特に２３０Ｖ／μｍ以下であるものが好ましく、さらには１５０Ｖ／μｍ〜２００Ｖ／μｍの範囲内のものであることが好ましい。このようなフッ素系樹脂を用いることより、上記ゲート絶縁層を絶縁機能により優れたものにできる結果、上記有機半導体トランジスタをより性能に優れたものにできるからである。
【００２９】
ここで、上記耐電圧は、例えば、図３に示すような方法によって測定することができる。
１）大きさ１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板２０の表面に、パターニングされたＩＴＯ電極２１（１ｍｍ×１ｍｍ、厚み１２００Å：以下、当該ＩＴＯ電極２１を下部電極と称する場合がある）を形成する（図３（ａ）)。
２）耐電圧の評価対象となるフッ素系樹脂を溶媒に溶解した塗工液（固形分１３質量％)用い、スクリーン印刷法により上記基板２０上に当該塗工液をパターン塗工し、絶縁層２２を形成する。このとき、上記絶縁層２２が下部電極２１を覆うように、スクリーン版のパターンを１．２ｍｍ×１．２ｍｍに設計し、アライメントを合わせて印刷する（図３（ｂ））。また、スクリーン版は５００メッシュ、乳剤３μｍのものを使用し、スクリーン印刷機はマイクロテック社製の装置を用いる。さらに、印刷条件は、印圧０．２ＭＰａ、クリアランス２．１ｍｍ、スキージスピード１００ｍｍ／ｓｅｃとする。
３）上記絶縁層２２を１００℃のホットプレートで３０分乾燥させる。
４）１ｍｍ×１ｍｍの開口部を有するメタルマスクを上記絶縁層２２上に配置し、膜厚５０ｎｍのＡｕ膜を蒸着することにより、上部電極２３を形成する（図３（ｃ））。このとき、蒸着の際の真空度は１×１０４Ｐａとし、蒸着速度は約１Å／ｓｅｃとする。
５)上記上部電極２１および下部電極２３の間に０〜３００Ｖの電圧を印加し、上部電極２１−下部電極２３間を流れる電流値Ｉを計測する。そして、得られたデータを元に横軸を電界強度Ｅ（印加電圧Ｖを絶縁層２２の膜厚ｄで除した値）、縦軸を絶縁層２２の抵抗値Ｒ（印加電圧を電流値で除した値）としてプロットする。このようにして作製したグラフを元に、抵抗値Ｒが急激に低下する電界強度の値Ｅ０を絶縁破壊強さ（耐電圧）とする。
【００３０】
また、本発明に用いられるフッ素系樹脂は、誘電率（６０Ｈｚ〜１ＭＨｚ室温）が３．０以下であるものが好ましく、特に２．０〜２．５の範囲内であるものが好ましい。
ここで、上記誘電率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じて測定した値を示すものとする。
【００３１】
さらに、本発明に用いられるフッ素系樹脂は、体積固有抵抗が１×１０１５Ω・ｃｍ以上であるものが好ましく、なかでも１×１０１７Ω・ｃｍ以上であるものが好ましい。
ここで、上記誘電率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じて測定した値を示すものとする。
【００３２】
このようなフッ素系樹脂としては、フルオロエチレン系樹脂であっても良く、または、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＤ）等のフルオロエチレン系樹脂以外のフッ素系樹脂であっても良い。なかでも、本発明においては上記フッ素系樹脂としてフルオロエチレン系樹脂を用いることが好ましい。フルオロエチレン系樹脂を用いることにより、本発明に用いられるゲート絶縁層をより保護機能に優れたものにできるからである。
また、フルオロエチレン系樹脂は耐溶剤性に優れるため、例えば、本発明の有機半導体素子を電気泳動ディスプレイに用いる場合であっても、後述する有機半導体層の保護機能を維持できるという利点を有するからである。
さらに、フルオロエチレン系樹脂は、耐オゾン性にも優れるため、例えば、本発明の有機半導体素子を製造する際に、上記ゲート絶縁層をマスクとして用い、真空紫外光によって後述する有機半導体層をパターニングする方法を用いることが可能になるという利点も有するからである。
【００３３】
上記フルオロエチレン系樹脂としては、フルオロエチレンの重合体であっても良く、または、フルオロエチレンとエチレンとの共重合体であっても良い。
また、上記フルオロエチレンとしては、フッ素の数が１〜４のいずれのものであっても良い。
さらに本発明に用いられるフルオロエチレンはフッ素以外に、メチル基等のアルキル基や、アルコキシ基等の置換基を有するものであっても良い。
【００３４】
このようなフルオロエチレン系樹脂の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンーエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等を挙げることができる。
なかでも本発明に用いられるフルオロエチレン系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレンを用いることにより、上記保護機能により優れたゲート絶縁層を形成することができるからである。
【００３５】
なお、本発明に用いられるフッ素系樹脂は１種類のみであっても良く、または、２種類以上であっても良い。
【００３６】
また、本発明に用いられるゲート絶縁層には、上記フッ素系樹脂以外に他の材料が含有されていても良い。このような他の材料としては上記絶縁機能および保護機能を損なわないものであれば特に限定されるものではなく、本発明の有機半導体素子の用途等に応じて任意の機能を有する材料を用いることができる。
【００３７】
本発明に用いられるゲート絶縁層の厚みとしては、上記フッ素系樹脂の種類等に応じて、ゲート絶縁層に所望の絶縁機能および保護機能を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、１００μｍ以下であることが好ましく、特に０．１μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、さらには０．３μｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３８】
また、本発明におけるゲート絶縁層が後述する有機半導体層上に形成されている態様としては、少なくとも後述するソース電極およびドレイン電極が形成されている領域において、有機半導体層とゲート絶縁層とが積層されるように形成されている態様であれば特に限定されるものではない。したがって、本発明に用いられるゲート絶縁層は、平面視面積が後述する有機半導体層の平面視面積よりも大きいものであっても良く、または、小さいものであっても良い。さらに、本発明に用いられるゲート絶縁層は後述する有機半導体層と、平面視面積が同一であるものであっても良い。
ここで、上記「平面視面積」とは、本発明に用いられる有機半導体トランジスタを、基板の直上方向から正視した場合の平面視面積を意味するものである。
【００３９】
（２）有機半導体層
次に、本発明に用いられる有機半導体層について説明する。本発明に用いられる有機半導体層は、有機半導体材料からなるものである。
【００４０】
本発明に用いられる上記有機半導体材料としては、本発明の有機半導体素子の用途等に応じて、所望の半導体特性を備える有機半導体層を形成できる材料であれば特に限定されるものではなく、一般的に有機半導体材料を用いた有機半導体トランジスタに用いられる有機半導体材料を用いることができる。このような有機半導体材料としては、例えば、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物等を挙げることができる。より具体的には、ペンタセン等の低分子系有機半導体材料、および、ポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）等のポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェン等のポリチオフェン類、ポリイソチアナフテン等のポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレン等のポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）等のポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）等のポリアニリン類、ポリアセチレン等のポリアセチレン類、ポリジアセチレン、ポリアズレン等のポリアズレン類等の高分子系有機半導体材料を挙げることができる。なかでも本発明においては、ペンタセンまたはポリチオフェン類を好適に用いることができる。
【００４１】
また、本発明に用いられる有機半導体層の厚みについては、上記有機半導体材料の種類等に応じて所望の半導体特性を備える有機半導体層を発現できる範囲であれば特に限定されない。なかでも本発明においては、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、なかでも５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に２０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００４２】
また、本発明において有機半導体層が形成されている態様としては、後述するソース電極およびドレイン電極が形成されている領域において、上記ゲート絶縁層と積層されるように形成されている態様であれば特に限定されるものではない。
【００４３】
（３）ソース電極およびドレイン電極
次に、本発明に用いられるソース電極およびドレイン電極について説明する。本発明に用いられるソース電極およびドレイン電極は、上記有機半導体層と接するように形成されるものである。
【００４４】
本発明おいて上記ソース電極およびドレイン電極が形成される態様としては、上記有機半導体層上で両者が所定の間隔を持って対向するように形成される態様であれば特に限定されるものではない。
このような態様としては、例えば上記図１に例示したような、上記ソース電極および上記ドレイン電極が上記有機半導体層と上記ゲート絶縁層との間に形成される態様と、例えば上記図２に例示したような、上記ソース電極およびドレイン電極が後述する基板と上記有機半導体層との間に形成される態様とを挙げることができる。本発明において上記ソース電極およびドレイン電極が形成される態様としては、上記のいずれの態様であっても好適に用いることができる。
ここで、上記ソース電極およびドレイン電極が上記有機半導体層と上記ゲート絶縁層との間に形成されている場合、本発明に用いられる有機半導体トランジスタは、トップゲート・トップコンタクト型構造のものになる。
一方、上記ソース電極およびドレイン電極が後述する基板と上記有機半導体層との間に形成されている場合、本発明に用いられる有機半導体トランジスタは、トップゲート・ボトムコンタクト型構造のものになる。
【００４５】
なお、本発明に用いられるソース電極およびドレイン電極については、一般的に有機半導体トランジスタに用いられるものと同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００４６】
（４）ゲート電極
次に、本発明に用いられるゲート電極について説明する。本発明に用いられるゲート電極は、上記ゲート絶縁層上に形成されるものである。
ここで、本発明に用いられるゲート電極については一般的に有機半導体トランジスタに用いられるものと同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００４７】
（５)有機半導体トランジスタ
本発明に用いられる有機半導体トランジスタは、上記ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極、および、ゲート電極が上述した態様で配置されたものであるため、いわゆるトップゲート型構造を有するものとなる。
本発明に用いられる有機半導体トランジスタの構造としては、上記トップゲート型構造であれば特に限定されるものではなく、トップゲート・トップコンタクト型構造であっても良く、または、トップゲート・ボトムコンタクト型構造であっても良い。
【００４８】
また、本発明に用いられる有機半導体トランジスタは、上記ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極、および、ゲート電極以外に他の構成を有するものであっても良い。このような他の構成としては、本発明の有機半導体素子の用途等に応じて任意の機能を有するものを用いることができる。なかでも上記他の構成として本発明に好適に用いられる例としては、上記ゲート絶縁層および上記ゲート上に形成されるパッシベーション層を挙げることができる。このようなパッシベーション層としては、例えば、フッ素系樹脂、ＰＶＡ、および、ＰＶＰ等からなるものを用いることができる。
【００４９】
２．基板
次に、本発明に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板は上記有機半導体トランジスタを支持するものである。
【００５０】
本発明に用いられる基板としては、本発明の有機半導体素子の用途等に応じて任意の機能を有する基板を用いることができる。このような基板としては、ガラス基板等の可撓性を有さないリジット基板であっても良く、または、プラスチック樹脂からなるフィルム等の可撓性を有するフレキシブル基板であっても良い。
本発明においては、このようなリジット基板およびフレキシブル基板のいずれであっても好適に用いられるが、なかでもフレキシブル基板を用いることが好ましい。このようなフレキシブル基板を用いることにより、本発明の有機半導体素子をＲｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌプロセスにより製造することが可能になるため、本発明の有機半導体素子を生産性の高いものにすることができるからである。
【００５１】
ここで、上記プラスチック樹脂としては、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＣ、ＰＰＳおよびＰＥＩ等を挙げることができる。
【００５２】
また、本発明に用いられる基板の厚みは、通常、１ｍｍ以下であることが好ましく、なかでも５０μｍ〜７００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５３】
３．有機半導体素子の用途
本発明の有機半導体素子の用途としては、例えば、ＴＦＴ方式を用いるディスプレイ装置のＴＦＴアレイ基板として用いることができる。このようなディスプレイ装置としては例えば、液晶ディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、および、有機ＥＬディスプレイ装置等を挙げることができる。
【００５４】
４．有機半導体素子の製造方法
本発明の有機半導体素子を製造する方法としては、上記構成を有する有機半導体素子を製造できる方法であれば特に限定されるものではない。このような製造方法としては、例えば、後述する「Ｂ．有機半導体素子の製造方法」の項において説明する製造方法を用いることができる。
【００５５】
Ｂ．有機半導体素子の製造方法
次に、本発明の有機半導体素子の製造方法について説明する。本発明の有機半導体素子の製造方法は、基板を用い、上記基板上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、上記有機半導体層上にフッ素系溶媒および絶縁性を備える樹脂材料を含有するゲート絶縁層形成用塗工液を用いてパターン状にゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、上記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングする有機半導体層パターニング工程と、を含む有機半導体トランジスタ形成工程を有することを特徴とするものである。
【００５６】
このような本発明の有機半導体素子の製造方法について図を参照しながら説明する。図４は、本発明の有機半導体素子の製造方法の一例を示す概略図である。図４に例示するように、本発明の有機半導体素子の製造方法は、基板１を用い（図４（ａ））、上記基板１上に有機半導体材料からなる有機半導体層２ｃ’を形成する有機半導体層形成工程と（図４（ｂ））、上記有機半導体層２ｃ’上にフッ素系溶媒および絶縁性を備える樹脂材料を含有するゲート絶縁層形成用塗工液を用いて、パターン状にゲート絶縁層２ｂを形成するゲート絶縁層形成工程と（図４（ｃ））、上記ゲート絶縁層２ｂが形成されていない部位の上記有機半導体層２ｃ’をエッチングする有機半導体層パターニング工程と（図４（ｄ））、を含む有機半導体トランジスタ形成工程を有することを特徴とするものである。
【００５７】
本発明によれば、上記ゲート絶縁層形成用塗工液としてフッ素系溶媒が溶媒として用いられたものを用いることにより、上記有機半導体層上に上記ゲート絶縁層を形成する際に、上記有機半導体層が上記ゲート絶縁層形成用塗工液によって浸食されてしまうことを防止できる。このため、本発明によれば上記有機半導体層の機能を損なうことなく、上記有機半導体層上に直接的にゲート絶縁層を形成することができるため、高効率で有機半導体素子を製造することができる。
また、上記ゲート絶縁層形成用塗工液としてフッ素系溶媒が用いられたものを用いることにより、上記樹脂材料としてフッ素系樹脂を用いることが可能になる。このため、本発明によれば上記樹脂材料として、フッ素系樹脂を用いることにより有機半導体層の保護機能および絶縁機能に優れたゲート絶縁層を形成することが可能になる。
このようなことから、本発明によれば有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子であって、経時安定性が良好で優れた特性を有する有機半導体素子を高効率で製造することができる。
【００５８】
本発明の有機半導体素子の製造方法は、少なくとも上記有機半導体トランジスタ形成工程を有するものであり、必要に応じて他の工程を有しても良いものである。
以下、本発明の有機半導体素子の製造方法を構成する各工程について順に説明する。
【００５９】
１．有機半導体トランジスタ形成工程
まず、本発明に用いられる有機半導体トランジスタ形成工程について説明する。本工程は基板を用い、上記基板上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、上記有機半導体層上にフッ素系溶媒および絶縁性を備える樹脂材料を含有するゲート絶縁層形成用塗工液を用いて、パターン状にゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、上記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングする有機半導体層パターニング工程と、を有するものである。
以下、このような有機半導体トランジスタ形成工程に用いられる各工程について順に説明する。
【００６０】
（１）ゲート絶縁層形成工程
まず、本工程に用いられるゲート絶縁層形成工程について説明する。本工程は、フッ素系溶媒および絶縁性を備える樹脂材料を含有するゲート絶縁層形成用塗工液を用い、後述する有機半導体層形成工程により形成された有機半導体層上に、パターン状のゲート絶縁層を形成する工程である。
【００６１】
ａ．ゲート絶縁層形成用塗工液
まず、本工程に用いられるゲート絶縁層形成用塗工液について説明する。本工程に用いられるゲート絶縁層形成用塗工液は、少なくともフッ素系溶媒と、絶縁性を備える樹脂材料とを含有するものであり、必要に応じて他の材料を含有しても良いものである。
【００６２】
上記ゲート絶縁層形成用塗工液に用いられるフッ素溶媒としては、後述する有機半導体層形成工程によって形成される有機半導体層を侵さないものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、アルカン、アルケン等の炭化水素の水素原子が全てフッ素に置換された溶媒であるパーフルオロ系溶媒を用いることが好ましい。
【００６３】
このようなパーフルオロ系溶媒としては、例えば、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロ‐１，３‐ジメチルシクロヘキサン、パーフルオロ‐２‐メチル‐２‐ペンテン、パーフルオロデカリン、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロ−８−ヨードオクタン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロ−１−オクテン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロ−１−オクタノール等を挙げることができる。
【００６４】
また、本工程に用いられるフッ素系溶媒は、単一のフッ素系溶媒からなるものであっても良く、複数のフッ素系溶媒が混合された混合溶媒であっても良い。
【００６５】
上記ゲート絶縁層形成用塗工液に用いられる絶縁性を備える樹脂材料としては、本工程により形成されるゲート絶縁層に所望の絶縁機能および保護機能を付与することが可能であり、かつ、上記フッ素系溶媒に所望の濃度で溶解させることができるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本工程においては、上記樹脂材料としてフッ素系樹脂を用いることが好ましい。これにより、本工程により形成されるゲート絶縁層を絶縁機能に優れたものにできるからである。
また、フッ素系樹脂は耐溶剤性や耐オゾン性等の耐久性に優れるため、このようなフッ素系樹脂を用いることにより、本工程で形成されるゲート絶縁層を上記有機半導体層の保護機能に優れたものにできるからである。
さらに、フッ素系樹脂は、本工程に用いられる上記フッ素系溶媒に易溶であるからである。
【００６６】
本工程に用いられるフッ素系樹脂としては、本工程により所望の絶縁機能および保護機能を有するゲート絶縁層を形成できるものであれば特に限定されるものではない。このようなフッ素系樹脂については、上記「Ａ．有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるためここでの説明は省略する。
【００６７】
なお、上記ゲート絶縁層形成用塗工液中の上記絶縁性を備える樹脂材料の含有量としては、本工程においてゲート絶縁層を形成する方法等に応じて、上記ゲート絶縁層形成用塗工液の溶液粘度や、表面張力等を所望の範囲内にすることができる範囲であれば特に限定されるものではない。なかでも本工程においては、上記ゲート絶縁層形成用塗工液中の樹脂材料含有量が５質量％〜１５質量％の範囲内であることが好ましい。
【００６８】
また、本工程に用いられる上記ゲート絶縁層形成用塗工液には、上記フッ素系溶媒および上記絶縁性を備える樹脂材料以外に他の材料が含有されていても良い。このような他の材料としては、本発明により製造される有機半導体素子の用途等に応じて、本工程で形成されるゲート絶縁層に所望の機能を付与できるものであれば特に限定されるものではない。
ここで、本工程に用いられる上記他の材料としては、上記「Ａ．有機半導体素子」の甲において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６９】
ｂ．ゲート絶縁層の形成方法
次に、本工程において上記ゲート絶縁層形成用塗工液を用いてゲート絶縁層を形成する方法について説明する。本工程において、ゲート絶縁層を形成する方法としては、上記ゲート絶縁層形成用塗工液を用い、所望のパターン状にゲート絶縁層を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、印刷法を用い、上記有機半導体層上に上記ゲート絶縁層形成用塗工液をパターン状に印刷する方法（第１の方法）と、上記ゲート絶縁層形成用塗工液を上記有機半導体層上の全面に塗工することにより、パターニングされていないゲート絶縁層を形成した後、当該ゲート絶縁層をリソグラフィー法等によってパターニングする方法（第２の方法）とを挙げることができる。
本工程においては、上記第１の方法および上記第２の方法のいずれの方法であっても好適に用いることができるが、なかでも上記第１の方法を用いることが好ましい。上記第２の方法は、パターニングされたゲート絶縁層を形成するのに、パターニングされていないゲート絶縁層を形成する工程と、当該ゲート絶縁層をパターニングする工程との２工程を必要とするのに対し、上記第１の方法は１工程で直接的にパターニングされたゲート絶縁層を形成することが可能になるため、本工程を簡略化することができるからである。
【００７０】
上記第１の方法に用いられる印刷法としては、上記ゲート絶縁層形成用塗工液を所望のパターンに印刷できる方法であれば特に限定されるものではない。このような印刷方法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法、パッド印刷法、フレキソ印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、および、グラビア・オフセット印刷法等を挙げることができる。なかでも本工程においてはスクリーン印刷法を用いることが好ましい。本工程に用いられるゲート絶縁層形成用塗工液は、フッ素系溶媒が用いられていることから表面張力が低いものとすることができるため、スクリーン印刷法による高精細なパターン塗工に好適に用いることができるからである。
【００７１】
（２）有機半導体層形成工程
次に、本工程に用いられる有機半導体層形成工程について説明する。本工程は、基板を用い、上記基板上に、有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する工程である。
以下、このような有機半導体層形成工程について説明する。
【００７２】
本工程において、上記基板上に有機半導体層を形成する方法としては、本工程に用いられる有機半導体材料の種類等に応じて、上記基板上に所望の厚みの有機半導体層を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、上記有機半導体材料が溶媒に可溶なものである場合は、当該有機半導体材料を溶媒に溶解して、有機半導体層形成用塗工液を調製した後、当該有機半導体層形成用塗工液を上記基板上に塗工する方法を挙げることができる。この場合の塗工方法としては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、ＬＢ法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、およびキャスト法等を挙げることができる。
一方、上記有機半導体材料が溶媒に不溶なものである場合は、例えば、真空蒸着法等のドライプロセスにより、上記基板上に有機半導体層を形成する方法を挙げることができる。
【００７３】
本工程に用いられる有機半導体材料としては、本発明により製造される有機半導体素子の用途等に応じて、本工程により形成される有機半導体層に所望の半導体特性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。このような有機半導体材料としては、上記「Ａ．有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７４】
また、本工程に用いられる基板についても、上記「Ａ．有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７５】
（３）有機半導体層パターニング工程
次に、本工程に用いられる有機半導体層パターニング工程について説明する。本工程は、上記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングすることにより、上記有機半導体層をパターン加工する工程である。
【００７６】
本工程において、上記有機半導体層をパターン加工する方法としては、上記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングできる方法であれば特に限定されるものではない。なかでも、本発明においては上記ゲート絶縁層をマスクとして用い、上記有機半導体層の全面にエッチング処理を行うことにより、上記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層のみをエッチングする方法を用いることが好ましい。このような方法によれば、簡易的に上記有機半導体層をエッチングし、パターン加工することができるからである。
【００７７】
本工程に用いられる上記エッチング処理としては、上記ゲート絶縁層が形成されていない部位の有機半導体層をエッチングすることができ、かつ、上記ゲート絶縁層の保護機能および絶縁機能が損なわれない方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、上記有機半導体層を構成する有機半導体材料を溶解し、かつ、上記ゲート絶縁層を構成する樹脂材料を溶解しない溶媒で、上記有機半導体層を溶解させる方法を挙げることができる。
また、上記ゲート絶縁層を構成する樹脂材料としてフッ素系樹脂が用いられている場合には、上記エッチング処理として真空紫外光を照射することにより上記有機半導体層をエッチングする方法を用いることも可能である。
【００７８】
（４）その他の工程
本工程には、上記ゲート絶縁層形成工程、上記有機半導体層形成工程、および、上記有機半導体層パターニング工程以外の他の工程が含まれていても良い。このような他の工程としては特に限定されるものではなく、本工程により形成される有機半導体トランジスタの構造等に応じて任意の工程を用いることができる。なかでも本工程においては、通常、ゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、ソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とが用いられる。
【００７９】
本工程が、上記ゲート電極形成工程と、上記ソース・ドレイン電極形成工程とを有する場合について図を参照しながら説明する。図５は、本工程が、上記ゲート電極形成工程と、上記ソース・ドレイン電極形成工程とを有する態様の一例を示す概略図である。図５に例示するように、本工程は、通常、基板１を用い（図５（ａ））、上記基板１上に上述した方法によって有機半導体層２ｃ’を形成する有機半導体層形成工程と（図５（ｂ））、上記有機半導体層２ｃ’上に、ソース電極２ｄおよびドレイン電極２ｅを形成する、ソース・ドレイン電極形成工程と（図５（ｃ））、上記有機半導体層２ｃ’、ソース電極２ｄ、および、ドレイン電極２ｅ上に、上述した方法によってパターン状のゲート絶縁層２ｂを形成するゲート絶縁層形成工程と（図５（ｄ））、上述した方法によって上記有機半導体層２ｃ’を、上記ゲート絶縁層２ｂと同一のパターンにパターン加工する有機半導体層パターニング工程（図５（ｅ））と、上記ゲート絶縁層２ｂ上に、ゲート電極２ａを形成するゲート電極形成工程（図５（ｆ））と、により有機半導体トランジスタ２を形成する態様で実施される。
【００８０】
ここで、上記図５においては、ソース・ドレイン電極形成工程を、上記有機半導体層形成工程後に実施する例について説明したが、本工程においては上記ソース・ドレイン電極形成工程を、上記有機半導体層形成工程前に実施する態様であっても良い。
なお、上記ソース・ドレイン電極形成工程を上記有機半導体層形成工程後に実施する場合、本工程により形成される有機半導体トランジスタは、トップゲート・トップコンタクト型構造となる。
一方、上記ソース・ドレイン電極形成工程を上記有機半導体層形成工程前に実施する場合、本工程により形成される有機半導体トランジスタはトップゲート・ボトムコンタクト型構造となる。
【００８１】
なお、上記ゲート電極形成工程、および、上記ソース・ドレイン電極形成工程において、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極をそれぞれ形成する方法としては、一般的に半導体トランジスタを形成する際に用いられている方法と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００８２】
２．その他の工程
本発明の有機半導体素子の製造方法は、上記有機半導体トランジスタ形成工程以外に他の工程を有するものであっても良い。このような他の工程としては、特に限定されるものではなく、本発明により製造される有機半導体素子の用途等に応じて適宜選択して用いれば良い。このような他の工程としては、例えば、本発明の有機半導体素子を液晶ディスプレイ装置用のＴＦＴアレイ基板として用いる場合には、上記有機半導体トランジスタに接続されるように画素電極を形成する画素電極形成工程等を挙げることができる。
【００８３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００８５】
（１）実施例
（ソース・ドレイン電極形成工程）
まず、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板表面に、ソース・ドレイン電極形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚５０ｎｍのＡｕ膜を蒸着し、ソース・ドレイン電極を形成した。このとき、蒸着の際の真空度は１×１０４Ｐａとし、蒸着速度は約１Å／ｓｅｃとした。形成されたソース電極およびドレイン電極を反射型光学顕微鏡にて観察したところ、ソース電極とドレイン電極との電極間距離（チャネル長）は５０μｍであった。
【００８６】
（有機半導体層形成工程）
次に、上記ソース電極およびドレイン電極が形成された側の基板の全面に膜厚５０ｎｍのチオフェン系有機半導体からなる有機半導体層を蒸着した。
【００８７】
（ゲート絶縁層形成工程）
次に、ポリテトラフルオロエチレンをパーフルオロ系溶媒に固形分１３質量％で溶解したゲート絶縁層形成用塗工液を用い、スクリーン印刷法によりパターン状のゲート絶縁層を形成した。このときスクリーン版は、５００メッシュ、乳剤３μｍのものを使用した。スクリーン印刷機はマイクロテック社製の装置を用いた。また印刷条件は、印圧０．２ＭＰａ、クリアランス２．１ｍｍ、スキージスピード１００ｍｍ／ｓｅｃで行った。その後、１００℃のホットプレートで３０分乾燥させた。
【００８８】
（有機半導体層パターニング工程）
次に、上記ゲート絶縁層が形成された部位以外の有機半導体層を除去するために、トルエン溶液を上記ゲート絶縁層が形成された側の基板の全面にスピンコートした。このとき、スピンコートは１０００ｒｐｍで２０ｓｅｃ保持させた。
【００８９】
（ゲート電極形成工程）
次に、上記ゲート絶縁層が形成された面上に、ゲート電極形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚５０ｎｍのクロム膜を形成した。次いで、２００ｎｍのアルミニウム膜を蒸着し、ゲート電極を形成した。蒸着の際の真空度は、１×１０４Ｐａとし、蒸着速度は約１Å／ｓｅｃとした。
【００９０】
以上の工程により、有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子を作製した。
【００９１】
（評価）
作製した有機半導体素子の有機半導体トランジスタのトランジスタ特性を測定した結果、トランジスタとして駆動していることが分かった。このとき、有機半導体トランジスタのＯＮ電流は１×１０−３Ａ、ＯＦＦ電流は１×１０−１０Ａであった。また、耐電圧を測定した結果、２００Ｖを保持していることが確認された。
【００９２】
（２）比較例
（ソース・ドレイン電極形成工程）
まず、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板表面に、ソース・ドレイン電極形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚５０ｎｍのＡｕ膜を蒸着し、ソース・ドレイン電極を形成した。このとき、蒸着の際の真空度は１×１０４Ｐａとし、蒸着速度は約１Å／ｓｅｃとした。形成されたソース電極およびドレイン電極を反射型光学顕微鏡にて観察したところ、ソース電極とドレイン電極との電極間距離（チャネル長）は５０μｍであった。
【００９３】
（有機半導体層形成工程）
次に、上記ソース電極およびドレイン電極が形成された側の基板の全面に膜厚５０ｎｍのチオフェン系有機半導体からなる有機半導体層を蒸着した。
【００９４】
（ゲート絶縁層形成工程）
次に、ゲート絶縁層としてフォトレジスト（アクリル系ネガレジスト）をスピンコートした。このときのスピンコートは、８００ｒｐｍで１０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を８０℃で３分乾燥させた後、３５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。
次に、ゲート電極以外の部分を除去するために現像工程を行い、その後、２００℃のオーブンで３０分乾燥させた。
【００９５】
（ゲート電極形成工程）
次に、上記ゲート絶縁層が形成された面上に、ゲート電極形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚５０ｎｍのクロム膜を形成した。次いで、２００ｎｍのアルミニウム膜を蒸着し、ゲート電極を形成した。蒸着の際の真空度は、１×１０４Ｐａとし、蒸着速度は約１Å／ｓｅｃとした。
【００９６】
（評価）
作製した有機半導体素子の有機半導体トランジスタのトランジスタ特性を測定した結果、トランジスタとして駆動していることが分かった。このとき、有機半導体トランジスタのＯＮ電流は６×１０−４Ａ、ＯＦＦ電流は８．４×１０−９Ａであった。また、耐電圧を測定した結果、２００Ｖを保持していることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の有機半導体素子の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の有機半導体素子の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明に用いられるフッ素系樹脂の耐電圧測定方法の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の有機半導体素子の製造方法の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の有機半導体素子の製造方法の他の例を示す概略図である。
【図６】一般的な半導体トランジスタの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  …  基板
２、２’  …  有機半導体トランジスタ
２ａ  …  ゲート電極
２ｂ  …  ゲート絶縁層
２ｃ、２ｃ’  …  有機半導体層
２ｄ  …  ソース電極
２ｅ  …  ドレイン電極
２ｆ  …  ゲート絶縁層
１０、１０’  …  有機半導体素子
【図１】
0005256583.tif 000002
【図２】
0005256583.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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