(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、ゲート電極とゲート絶縁膜とを、この順に積層して形成されるボトムゲート型の有機薄膜トランジスタの製造方法において、
前記ゲート絶縁膜は、印刷法により形成される第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上層に積層された第２の絶縁膜との少なくとも２層からなり、
前記第１の絶縁膜の表面粗さが前記第２の絶縁膜の表面粗さよりも大きく、
前記第１の絶縁膜は、印刷法により膜を形成した後に、表面処理によって表面粗さを大きくしている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１の絶縁膜は、凸版印刷法、平版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法のいずれかの印刷法により形成されることを特徴とする請求項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２の絶縁膜は、平板の全面に前記第２の絶縁膜の材料を塗布した版を用いて形成されることを特徴とする請求項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の絶縁膜の膜厚は、前記第２の絶縁膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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関し、特に、印刷法によって形成された複数の積層された層からなる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関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトリソグラフィに代わる低コストな有機薄膜トランジスタ（以下、有機ＴＦＴと言う）の作成方法として、印刷技術を利用したパターン形成方法が注目されている。印刷法を用いれば、高速で低コストなパターン形成が可能であるが、パターンやアライメントの精度が悪く、使用できるインクの種類も限られるので、高精細なＴＦＴディスプレイ用アレイ等への適用には課題が多いとされてきた。
【０００３】
しかし近年では、マイクロコンタクトプリント法等による高精度な印刷法が開発され、ディスプレイ用のＴＦＴアレイや、無線ＩＣタグのような有機ＴＦＴへの適用が期待されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一般に、有機ＴＦＴの特性向上には、チャネルに流れるキャリア移動度を上げることが必要であり、そのためには、トランジスタを構成する各層、特にゲート絶縁膜層と半導体層との界面の平坦度を高くする必要があると言われている。
【０００５】
そこで、例えば特許文献２には、有機ＴＦＴにおいて、第１の金属からなるゲート電極と、第１の金属とは異なる第２の金属を酸化して形成される陽極酸化絶縁膜をゲート絶縁膜として用い、陽極酸化絶縁膜の表面粗さＲｍａｘを５０ｎｍ以下にすることでゲート絶縁膜層の平坦度を向上させる方法が示されている。
【０００６】
また、特許文献３では、トランジスタ特性の向上にはゲート絶縁膜と接するゲート電極の平坦性が重要であるとして、その平均表面荒さＲａを０．１ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることが示されている。
【０００７】
しかしながら、印刷法によって特許文献２あるいは３に示された平坦度を確保するのは困難である。印刷法による微細パターンの形成においては、インクのレベリング性が低いほど、印刷パターンのダレやにじみが少なく、微細なパターン形状を形成することができる。特に、基板上にゲート電極や配線電極などのパターンが形成された上にゲート絶縁膜を印刷する場合、基板と電極表面の濡れ性の違いや凹凸による流動を防ぐために、レベリング性が低いインクが望ましい。
【０００８】
しかし、レベリング性が低いインクは印刷された膜の表面形状が粗くなるので、ゲート絶縁膜をレベリング性が低いインクで印刷して形成した場合、ゲート絶縁膜の表面形状が粗くなって、特許文献２や３に示された平坦性を確保することは困難である。
【０００９】
さらに、特許文献２および３とは異なる観点から、特許文献４には、高移動度な有機ＴＦＴを得るために、ゲート絶縁膜を高誘電率層と低誘電率層の２層構成とし、２層の誘電率の差を１以上とする構成が示されている。
【特許文献１】米国特許第６０６０１２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５２９５９号公報
【特許文献３】特開２００４−３２０００６号公報
【特許文献４】特開２００５−７２５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献４に示されたような微細な多層構造を、印刷方法によって作製するのは困難である。特許文献４には表面粗さについての記述がなされていないが、印刷法による有機薄膜の成膜では、溶媒の乾燥に起因する微細な孔や、有機材料の内部に分散した固形分等により、製膜されたゲート絶縁膜表面には微細な凹凸が発生し、キャリア移動度が低下する原因となる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、印刷法によって有機薄膜トランジスタを形成する場合のゲート絶縁膜の平坦性を向上させることで、高いトランジスタ特性を持ち、安価な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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１３】
１．基板の上に、ゲート電極とゲート絶縁膜とを、この順に積層して形成されるボトムゲート型の有機薄膜トランジスタの製造方法において、
前記ゲート絶縁膜は、印刷法により形成される第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上層に積層された第２の絶縁膜との少なくとも２層からなり、
前記第１の絶縁膜の表面粗さが前記第２の絶縁膜の表面粗さよりも大きいことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１４】
２．前記第１の絶縁膜は、凸版印刷法、平版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法のいずれかの印刷法により形成されることを特徴とする１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１５】
３．前記第１の絶縁膜は、印刷法により膜を形成した後に、表面処理によって表面粗さを大きくしていることを特徴とする１または２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１６】
４．前記第２の絶縁膜は、平板の全面に前記第２の絶縁膜の材料を塗布した版を用いて形成されることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１７】
５．前記第１の絶縁膜の膜厚は、前記第２の絶縁膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００１８】
６．基板の上に、ゲート電極とゲート絶縁膜とを、この順に積層して形成されるボトムゲート型の有機薄膜トランジスタにおいて、
前記ゲート絶縁膜は、印刷法により形成される第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上層に積層された第２の絶縁膜との少なくとも２層からなり、
前記第１の絶縁膜の表面粗さが前記第２の絶縁膜の表面粗さよりも大きいことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜を少なくとも２層の積層された絶縁膜で構成し、第１層の絶縁膜の表面粗さを第２層の絶縁膜の表面粗さよりも大きくすることによって、印刷法によって有機薄膜トランジスタを形成する場合の、２層のゲート絶縁膜間の密着性を向上させると共に、第１層の絶縁膜の平坦性を向上させることができ、高いトランジスタ特性を持ち、安価な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を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。また、図面については、概念を分かりやすくするために、横方向の寸法より高さを強調して記述してあり、実際の寸法比を示すものではない。
【００２１】
最初に、本発明における有機ＴＦＴの構成を図１を用いて説明する。本発明は、半導体より先にゲート電極とゲート絶縁膜を形成するボトムゲート型の構成において有効である。図１は、本発明における有機ＴＦＴ１００の構成を示す模式図で、図１（ａ）はボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ、図１（ｂ）はボトムゲートトップコンタクト型の有機ＴＦＴの構造を示す断面図である。
【００２２】
図１（ａ）において、有機ＴＦＴ１００はボトムゲートボトムコンタクト型の構成であり、基板１１０の上に、ゲート電極１２０、ゲート絶縁膜１３０、ソースおよびドレイン電極１４０、半導体層１５０が、下層から上層に向かってこの順に積層されている。ゲート絶縁膜１３０は、第１の絶縁膜１３１と第２の絶縁膜１３３とがこの順に積層されており、第１の絶縁膜１３１はゲート電極１２０を覆うように形成されている。半導体層１５０はソース電極１４０とドレイン電極１４０とに跨るように形成されている。
【００２３】
図１（ｂ）において、有機ＴＦＴ１００はボトムゲートトップコンタクト型の構成であり、基板１１０の上に、ゲート電極１２０、ゲート絶縁膜１３０、半導体層１５０、ソースおよびドレイン電極１４０が、下層から上層に向かってこの順に積層されている。ゲート絶縁膜１３０は、第１の絶縁膜１３１と第２の絶縁膜１３３とがこの順に積層されており、第１の絶縁膜１３１はゲート電極１２０を覆うように形成されている。ソースおよびドレイン電極１４０は半導体層１５０上に並列に形成されている。
【００２４】
基板１１０としては、例えばガラス、ポリイミド、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）等を用いることができる。
【００２５】
基板１１０の上には、ゲート電極１２０が形成されている。電極材料としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｗ、Ｔａ、ＴＯ等の無機材料や、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリン、ポリピロールのような導電性高分子材料を用いることができる。
【００２６】
ゲート電極１２０は、各種のパターニング法を用いてパターニングされる。パターニング法としては、全面に電極材料を成膜してからフォトリソグラフィによって所望の部分のみ電極材料の膜を残す方法や、フレキソ印刷やマイクロコンタクトプリント等の凸版印刷法、グラビア印刷のような凹版印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法等の各種の印刷法を用いることができる。
【００２７】
ゲート絶縁膜１３０の第１の絶縁膜１３１の材料としては、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、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、エポキシ樹脂、シアノエチルプルラン等の有機化合物を用いることが出来る。また、その有機化合物に、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン等の無機酸化物や、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物の微粒子を分散させても良い。
【００２８】
絶縁膜１３１については、印刷後に適切なプロセスを施すことによって、意図的に表面粗さを大きくすることができる。例えば、加熱や真空引きにより溶媒を急速に乾燥させる方法、水銀ランプやエキシマランプなどの高エネルギー紫外線や、電子線を照射する方法、プラズマや反応性ガス処理による表面のドライエッチング法、溶剤による絶縁膜表面の溶解もしくはケミカルエッチング法、微細な粉末を流体と共に吹き付けるサンドブラスト法、布をこすり付けて摩擦により表面に微細な傷を付けるラビング法などを用いることができる。
【００２９】
ゲート絶縁膜１３０の第２の絶縁膜１３３の材料としては、第１の絶縁膜１３１と同じ候補から選ぶことができるが、成膜後の表面粗さが第１の絶縁膜１３１より小さくなるようにする。例えば、第２の絶縁膜１３３の方に熱可塑性が高い材料を用いることで、加熱により表面を平坦化することができる。特に、加熱により一度粘性が下がることでレベリングが起こり、表面が平坦になった後にポリマーの架橋反応が進んで硬化する架橋系ポリマー材料は、第２の絶縁膜１３３として好適に用いることができる。
【００３０】
さらに、第２の絶縁膜１３３の平坦性を向上させる方法としては、界面活性剤を添加することでレベリング性を上げる方法、高沸点溶媒を用いてゆっくり乾燥させる方法等がある。
【００３１】
第１の絶縁膜１３１は、第２の絶縁膜１３３よりもチキソ性が高い材料を選ぶことが望ましい。チキソ性の高い材料はダレやにじみが発生しにくいので、パターンの印刷後も、微細な形状を保ちやすい性質があるためである。しかし、チキソ性が高い材料は表面粗さが大きくなる傾向があるので、単体ではゲート絶縁膜１３０としては適さない。そこで、表面粗さが小さい第２の絶縁膜１３３と組み合わせることで、特性のよいゲート絶縁膜１３０を形成することができる。
【００３２】
ソースおよびドレイン電極１４０としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属ナノ微粒子、ＩＴＯナノ微粒子、導電性高分子（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリン、ポリピロール）等を用いることができる。
【００３３】
半導体層１５０としては、ペンタセン、ペンタセン誘導体、ポリチオフェン、オリゴチオフェン等の一般的に知られている有機半導体材料を用いることができる。
【００３４】
次に、本発明における有機ＴＦＴの製造方法の第１の実施の形態について、図２を用いて説明する。図２は、本発明における有機ＴＦＴの製造方法の第１の実施の形態を示す断面模式図である。実際には、有機ＴＦＴは基板１１０上に２次元マトリクス状に多数配置されるが、ここでは簡単のために２個のボトムゲートボトムコンタクト型有機ＴＦＴを形成する場合を例示する。
【００３５】
図２（ａ）において、基板１１０の上に、印刷法やフォトリソグラフィ法等を用いて、ゲート電極１２０が形成される。
【００３６】
図２（ｂ）において、凸版３１０の版面３１１には第１の絶縁膜１３１の形状が反転像として形成されており、版面３１１には第１の絶縁膜１３１の材料であるインク１３１ａが全面に塗布されている。この凸版３１０を基板１１０上の所定の位置に押し当ててインク１３１ａを転写することで、ゲート電極１２０を覆う第１の絶縁膜１３１の印刷が行われる。版面３１１上の第１の絶縁膜１３１の反転像は、個々の有機ＴＦＴ毎の形状でもよいが、ここでは、２個の有機ＴＦＴを一体に覆うベタの第１の絶縁膜１３１として例示する。印刷完了後、焼成等により第１の絶縁膜１３１が形成される。
【００３７】
図２（ｃ）において、凸版３２０の版面３２１には、第１の絶縁膜１３１と同様に、第２の絶縁膜１３３の形状が反転像として形成されており、版面３２１には第２の絶縁膜１３３の材料であるインク１３３ａが全面に塗布されている。この凸版３２０を第１の絶縁膜１３１上の所定の位置に押し当ててインク１３３ａを転写することで、第１の絶縁膜１３１の上に第２の絶縁膜１３３の印刷が行われる。ここでも、第２の絶縁膜１３３の反転像は、２個の有機ＴＦＴを一体に覆うベタの第２の絶縁膜１３３として例示する。印刷完了後、焼成等により第２の絶縁膜１３３が形成される。
【００３８】
図２（ｄ）に、第１の絶縁膜１３１および第２の絶縁膜１３３が積層されて、２個のゲート電極１２０を一体に覆うゲート絶縁膜１３０が形成された状態を示す。ここで、第１の絶縁膜１３１の表面粗さは、第２の絶縁膜１３３の表面粗さよりも大きくなるように、材料や表面処理方法を選択することが望ましい。第１の絶縁膜１３１の表面粗さを大きくすることで、粗い表面のアンカー効果により第１の絶縁膜１３１と第２の絶縁膜１３３との層間の密着性を向上させることができる。
【００３９】
また、第２の絶縁膜１３３の表面粗さが小さくなるように、上述したような材料や処理方法等を選択することが望ましい。これによって、第２の絶縁膜１３３と半導体層１５０との界面の平坦度を高くすることができ、チャネルに流れるキャリア移動度を上げることができて、トランジスタの特性向上に寄与することができる。
【００４０】
さらに、第１の絶縁膜１３１は、第２の絶縁膜１３３よりも膜厚が厚く形成されることが望ましい。これによって、第２の絶縁膜１３３のダレやにじみが発生しにくく、精度の高い印刷を行うことができるので、第２の絶縁膜１３３と半導体層１５０との界面の平坦度を高くすることができる。
【００４１】
図２（ｅ）において、蒸着法等により、第２の絶縁膜１３３の上に、ソースおよびドレイン電極１４０が形成される。続いて、蒸着法等により、半導体層１５０が、第２の絶縁膜１３３の上面に接触し、ソースおよびドレイン電極１４０に跨るように形成される。
【００４２】
上述したように、本第１の実施の形態によれば、表面粗さの大きい第１の絶縁膜１３１と、表面粗さの小さい第２の絶縁膜１３３とを積層してゲート絶縁膜１３０を形成することで、第１の絶縁膜１３１と第２の絶縁膜１３３との層間の密着性を向上させることができる。さらに、第２の絶縁膜１３３と半導体層１５０との界面の平坦度を高くすることができ、チャネルに流れるキャリア移動度を上げることができて、トランジスタの特性向上に寄与することができる。
【００４３】
これによって、印刷法によって有機ＴＦＴを形成する場合のゲート絶縁膜の平坦性を向上させることで、高いトランジスタ特性を持ち、安価な有機ＴＦＴの製造方法および有機ＴＦＴを提供することができる。
【００４４】
次に、本発明における有機ＴＦＴの製造方法の第２の実施の形態について、図３を用いて説明する。図３は、本発明における有機ＴＦＴの製造方法の第２の実施の形態を示す断面模式図である。ここでも第１の実施の形態と同様に、２個のボトムゲートボトムコンタクト型有機ＴＦＴを形成する場合を例示する。
【００４５】
図３において、第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、図３（ｃ）に図示する第２の絶縁膜１３３の形成方法のみであり、その他は第１の実施の形態と同じであるので、説明は省略する。
【００４６】
図３（ｃ）において、版３２０は、第１の実施の形態で示した第２の絶縁膜１３３の形状が反転像として形成された凸版ではなく、パターンが形成されていない平板の全面に第２の絶縁膜１３３の材料であるインク１３３ａが塗布されたものが用いられる。第１の絶縁膜１３１は基板１１０から凸状に盛り上がって形成されているので、平板の版３２０を用いても、第１の絶縁膜１３１の上にだけ第２の絶縁膜１３３を形成することができる。これによって、第１の絶縁膜１３１と第２の絶縁膜１３３との位置合わせを行わなくても、第１の絶縁膜１３１の上にだけ第２の絶縁膜１３３を形成することができ、工程を簡略化できる。
【００４７】
上述したように、本第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、第２の絶縁膜１３３を形成する際に平板の版を用いることで、第１の絶縁膜１３１と第２の絶縁膜１３３との位置合わせを行わなくても、第１の絶縁膜１３１の上にだけ第２の絶縁膜１３３を形成することができ、工程を簡略化できる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例および比較例により本発明の実施の形態をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）
実施例１では、上述した第１の実施の形態の方法によって、有機ＴＦＴ１００を試作した。具体的には、Ｃｒのスパッタ膜（厚み１００ｎｍ）付きの無アルカリガラス基板１１０（コーニング１７３７）を、通常のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、Ｃｒのゲート電極１２０を作製した。次に、第１の絶縁膜１３１の形状を、モールド法による成型法を用いて製版し、版深２μｍのポリジメチルシロキサン（以下、ＰＤＭＳと言う）の版３１０を作製した。作製した第１の絶縁膜のＰＤＭＳ版３１０に、第１の絶縁膜の材料１３１（京セラケミカル社製ＫＥＭＩＴＩＴＥ  ＣＴ４１１２）をスピンコータで塗布した。
【００５０】
続いて、ナノテック社製マイクロコンタクトプリンタＰＡ４００を用いて、Ｃｒのゲート電極１２０が表面に形成された無アルカリガラス基板１１０上に、第１の絶縁膜の材料１３１が塗布されたＰＤＭＳ版３１０を接触させて加圧し、第１の絶縁膜の材料１３１を無アルカリガラス基板１１０上に転写した。第１の絶縁膜１３１の形状が転写された無アルカリガラス基板１１０を１８０℃で加熱し、第１の絶縁膜１３１の焼成を行った。形成された第１の絶縁膜１３１の膜厚は１μｍであった。原子間力顕微鏡（キーエンス社製ＶＮ−８０００）を用いて、第１の絶縁膜１３１の一辺１０μｍの正方形領域での平均粗さＲａを測定したところ、Ｒａ＝１５ｎｍであった。
【００５１】
次に、第１の絶縁膜１３１と同様にして、第２の絶縁膜のＰＤＭＳ版３２０に第２の絶縁膜の材料１３３（二液性エポキシ樹脂Ｍａｓｔｅｒ  Ｂｏｎｄ社製ＥＰ２１）を塗布し、第１の絶縁膜１３１が形成された無アルカリガラス基板１１０上に、マイクロコンタクトプリント法によって、第２の絶縁膜１３３の形状を転写した。
【００５２】
第２の絶縁膜１３３の形状が転写された無アルカリガラス基板１１０を１８０℃で加熱し、第２の絶縁膜１３３の焼成を行った。第２の絶縁膜１３３の材料である二液性エポキシ樹脂は、加熱によって軟化して表面が平坦になった後に、二液の反応が進行し、硬化した。形成された第２の絶縁膜１３３の膜厚は２００ｎｍであった。第１の絶縁膜１３１と同様の方法で第２の絶縁膜１３３の表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝５ｎｍであった。
【００５３】
このようにして作製した２層構成のゲート絶縁膜１３０の上に、シャドーマスクを介して、金のソースおよびドレイン電極１４０を蒸着し、ペンタセンの半導体層１５０を蒸着した。金のソースおよびドレイン電極１４０とペンタセンの半導体層１５０の厚みは、共に５０ｎｍとなるように蒸着した。
【００５４】
以上の方法で作製した有機ＴＦＴ１００について、半導体パラメータアナライザ（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ４２００ＳＣＳ）を用いて、Ｖｄ＝−２０Ｖにおける電界効果移動度を測定したところ、０．２ｃｍ2／Ｖｓであった。
【００５５】
（実施例２）
実施例２では、上述した第２の実施の形態の方法によって、有機ＴＦＴ１００を試作した。具体的には、実施例１の第２の絶縁膜１３３の形成において、ＰＤＭＳ版３２０はパターンが形成されていない平板を用い、他の工程は実施例１と同じ方法で有機ＴＦＴ１００を作製した。第２の絶縁膜１３３の形成工程で、第１の絶縁膜１３１は無アルカリガラス基板１１０よりも凸になっているので、平坦なＰＤＭＳ版３２０を用いても、第１の絶縁膜１３１の上だけに第２の絶縁膜１３３を形成することができた。第２の絶縁膜１３３の焼成後に、実施例１と同様に表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝５ｎｍと、実施例１と同程度であった。また、この有機ＴＦＴ１００のＶｄ＝−２０Ｖにおける電界効果移動度を測定したところ、０．２５ｃｍ2／Ｖｓと、実施例１と遜色なかった。
【００５６】
（比較例１）
比較例１では、実施例１の第１の絶縁膜の材料１３１ａを第２の絶縁膜の材料１３３ａ（二液性エポキシ樹脂Ｍａｓｔｅｒ  Ｂｏｎｄ社製ＥＰ２１）に変更し、第２の絶縁膜１３３の形成を行わず、ゲート絶縁膜１３０を第１の絶縁膜１層のみの構成とした。比較例１の有機ＴＦＴの製造方法および構成を図４に示す。
【００５７】
図４（ｂ）において、第１の絶縁膜のＰＤＭＳ版３１０に第２の絶縁膜の材料１３３ａを塗布し、ゲート電極１２０が形成された無アルカリガラス基板１１０上に、第１の絶縁膜１３１の形状を転写した。図４（ｃ）において、焼成により膜厚１μｍの二液性エポキシ樹脂製のゲート絶縁膜１３０を形成した。ゲート絶縁膜１３０の形状を光学顕微鏡で詳細に観察すると、５０μｍ以下のライン＆スペース構造の部分において、形状不良が発生していた。ゲート絶縁膜１３０の材料として第２の絶縁膜の材料１３３ａである二液性エポキシ樹脂を用いたために、二液性エポキシ樹脂の加熱による軟化で流動性が増し、基板上で材料が流れて、微細パターンがつぶれていたことが分かった。
【００５８】
形状がつぶれていない１００μｍのライン＆スペース構造の部分で表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝４ｎｍであった。この部分を用いて、金のソースおよびドレイン電極１４０とペンタセンの半導体層１５０とを蒸着して、大きな有機ＴＦＴ１００を作製した。作製した大きな有機ＴＦＴ１００の電界効果移動度は０．３ｃｍ2／Ｖｓと良好であった。しかし、５０μｍ以下の小さなサイズの有機ＴＦＴ１００については、上述したようにゲート絶縁膜１３０の形状に欠陥があったので、ゲート電極１２０とソースおよびドレイン電極１４０の間にリークが発生し、ＴＦＴ特性を示さなかった。
【００５９】
（比較例２）
比較例２では、実施例１において、第２の絶縁膜１３３を印刷せず、第１の絶縁膜１３１の上に、金のソースおよびドレイン電極１４０とペンタセンの半導体層１５０とを形成した。その他は実施例１と同じである。比較例２の有機ＴＦＴの製造方法および構成を図５に示す。
【００６０】
比較例２では、第１の絶縁膜１３１の平均表面粗さＲａ＝１５ｎｍと大きいために、第１の絶縁膜１３１と半導体層１５０との界面の平坦度が悪い。そのため、電界効果移動度の測定値は０．１ｃｍ2／Ｖｓと、実施例１および２と比べて見劣りする結果であった。
【００６１】
上述したように、実施例１および２によれば、比較例１および２に比べて、良好な有機ＴＦＴ特性が得られ、本発明の第１および第２の実施の形態の優位性が証明された。
【００６２】
以上に述べたように、本発明によれば、ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜を少なくとも２層の積層された絶縁膜で構成し、第１層の絶縁膜の表面粗さを第２層の絶縁膜の表面粗さよりも大きくすることによって、印刷法によって有機薄膜トランジスタを形成する場合の、２層のゲート絶縁膜間の密着性を向上させると共に、第１層の絶縁膜の平坦性を向上させることができ、高いトランジスタ特性を持ち、安価な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を提供することができる。
【００６３】
尚、本発明に係る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を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明における有機ＴＦＴの構成を示す模式図である。
【図２】本発明における有機ＴＦＴの製造方法の第１の実施の形態を示す断面模式図である。
【図３】本発明における有機ＴＦＴの製造方法の第２の実施の形態を示す断面模式図である。
【図４】比較例１の有機ＴＦＴの製造方法および構成を示す模式図である。
【図５】比較例２の有機ＴＦＴの製造方法および構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１１０  基板
１２０  ゲート電極
１３０  ゲート絶縁膜
１３１  第１の絶縁膜
１３１ａ  第１の絶縁膜の材料
１３３  第２の絶縁膜
１３３ａ  第２の絶縁膜の材料
１４０  ソースおよびドレイン電極
１５０  半導体層
３１０  （第１の絶縁膜の）版
３１１  （第１の絶縁膜の版の）版面
３２０  （第２の絶縁膜の）版
３２１  （第２の絶縁膜の版の）版面
【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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