(57)【要約】  本発明のマウント方法には、（Ｉ）基板（１）の一主面上に設けられた第１の領域（１１）に第１の液体（３）を配置する工程と、（II）転写基板（２１）の一主面上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材である柱形状部材（２）を、第１の領域（１１）に配置された第１の液体（３）に接触させることによって、柱形状部材（２）を第１の液体（３）の領域に移動させる工程と、（III）基板（１）上から第１の液体（３）を除去する工程と、が含まれる。
2007105405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に異方性形状部材をマウントする方法であって、
（Ｉ）前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する工程と、
（II）転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させることによって、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる工程と、
（III）前記主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する工程と、
を含む異方性形状部材のマウント方法。
【請求項２】
前記主面（Ａ）上には、前記第１の領域を囲む第２の領域が設けられており、
前記第１の領域に対する前記第１の液体のぬれ性が、前記第２の領域に対する前記第１の液体のぬれ性よりも高い請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項３】
前記第１の領域が親水性であり、前記第２の領域が撥水性であり、かつ、前記第１の液体が水を含む請求項２に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項４】
前記異方性形状部材の表面の少なくとも一部が親水性である請求項３に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項５】
前記転写基板の前記主面（Ｂ）に、所定の方向に沿って延びる溝が形成されており、
前記工程（II）の前に、
（ｉ）前記溝が形成された前記主面（Ｂ）に、前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流すことによって、前記異方性形状部材を前記主面（Ｂ）上に前記所定の方向に配向するように配置する工程をさらに含む、請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項６】
前記転写基板がローラの表面上に設けられており、かつ、前記溝が前記ローラの周方向に沿って延びるように形成されており、
前記工程（II）において、前記ローラを回転させることによって、前記転写基板の前記主面（Ｂ）を前記基板の前記第１の領域に配置された前記第１の液体と接触させて、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる、請求項５に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項７】
前記工程（ｉ）において、前記異方性形状部材を分散させた前記第２の液体を表面に保持する部材供給ローラを前記転写基板の前記主面（Ｂ）に接触させることによって、前記主面（Ｂ）に前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流す、請求項６に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項８】
前記異方性形状部材が柱形状部材であり、かつ、前記第１の領域が長方形状であって、
前記第１の領域の短手方向の長さが、前記柱形状部材の長軸の平均長さの０．８倍以上１．５倍以下である請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項９】
前記工程（II）において、前記柱形状部材の長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように、前記主面（Ｂ）に配置された前記異方性形状部材を前記第１の液体に接触させる請求項８に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項１０】
前記異方性形状部材が板形状部材であり、かつ、前記第１の領域は前記板形状部材の所定の面の形状に対応した形状を有しており、
前記工程（II）において、前記板形状部材を前記第１の液体に接触させる際に、前記板形状部材の前記所定の面を前記主面（Ａ）に対向させる請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項１１】
異方性形状部材を基板上にマウントするためのマウント装置であって、
前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、
転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている前記異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させる転写手段と、
を含む異方性形状部材のマウント装置。
【請求項１２】
前記基板の主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する液体除去手段をさらに含む請求項１１に記載の異方性形状部材のマウント装置。
【請求項１３】
前記液体配置手段が、前記第１の液体を吐出できる吐出装置を含む請求項１１に記載の異方性形状部材のマウント装置。
【請求項１４】
基板と、前記基板上にマウントされた異方性形状部材と、前記異方性形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含む電子デバイスを製造する方法であって、
請求項１〜１０の何れか１項に記載のマウント方法によって前記異方性形状部材を前記基板上にマウントする工程を含む電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の製造方法によって製造された電子デバイスを含む表示装置。
【請求項１６】
第１の領域と、前記第１の領域を囲み、前記第１の領域よりも表面エネルギーが低い第２の領域とが一主面上に設けられている基板と、
前記第１の領域に、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材と、
前記柱形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、
を含んでおり、
前記第１の領域が長方形状であって、かつ、前記第１の領域の短手方向の長さが前記柱形状部材の長軸の平均長さの０．８倍以上１．５倍以下であり、
前記柱形状部材は、長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように配向して配置されている電子デバイス。
【請求項１７】
前記柱形状部材が半導体特性を示し、
前記電子デバイスが半導体装置として機能する請求項１６に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記半導体装置が電界効果トランジスタであり、前記柱形状部材の少なくとも一部がチャネル領域として機能する請求項１７に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置と、そのマウント方法を用いた電子デバイスの製造方法と、電子デバイスと、表示装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブ型液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や、大規模集積回路（ＬＳＩ）に用いられるトランジスタは、真空薄膜工法とフォトリソグラフィ工法とによって、薄膜材料に微細加工処理がなされて製造される。特に、表示装置においては、近年の普及につれて大型化しているため、フォトリソグラフィ工法の際に用いられる露光装置などの製造設備の大型化が必要であり、大きな設備投資が必須になってきている。さらに、フォトマスクの価格も増大してきている。【０００３】
近年のナノテクノロジー技術の進歩で、例えば柱形状で、直径が数百ｎｍより小さい部材（以下、ナノ部材ということがある。）を用いた電子デバイスの構想や研究開発が盛んになってきている。柱形状のナノ部材には、例えばカーボンナノチューブや半導体ナノワイヤ等の針形状ナノ微粒子が含まれる。電子デバイスにナノ部材が利用された例として、例えば、「D. Wang, et al., “Germanium nanowire field-effect transistors with SiO2 and high-k HfO2 gate dielectric”, Appl. Phys. Lett. Vol. 83, pp.2432, 2003.」には、半導体ナノワイヤを用いた電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと表記することがある。）の常温での動作について開示されている。このようなナノ部材を用いた電界効果トランジスタは、塗布工法により作られるため、従来の薄膜工法と比較して、大型真空設備を多数使用する工法から開放される。従って、低コスト化も含めた多くのメリットがあると考えられる。【０００４】
しかし、ナノ部材を用いてトランジスタ特性を実現するためには、ナノ部材を所定の微細な領域に配置し、さらにその領域の中で一軸方向に配向させる必要がある。一軸方向に配向するように配置した柱形状のナノ部材の両端部分にソース電極とドレイン電極とを形成することにより、電界効果トランジスタを実現できるからである。従って、ナノ部材を利用した塗布型の電界効果トランジスタを製造するためには、ナノ部材を基板にマウントする際に配向方向および配置位置を正確に制御することが、重要課題の一つとなる。例えば、ナノ部材の配向方向や配置位置を制御する方法として、基板の表面に多数の溝を持つポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）製の型を基板に接触させ、基板表面に液体流の水路を形成し、その水路にナノ部材を分散させた液体を流すことによって、基板上に柱形状のナノ部材を配向させて塗布する方法（以下、フロー法と称する。）が報告されている（米国特許第６８７２６４５号明細書およびY. Huang, et al., “Directed Assembly of One-Dimensional Nanostructures into Functional Networks,”, Science vol. 291, pp.630, 2001. 参照）。【０００５】
また、ナノ部材を基板に配向配置する別の方法として、例えば、ナノ部材を配向して配置させた転写シート（ドナーシート）を用い、あらかじめ接着層（バッファ層）が設けられた基板にナノ部材を転写する方法も開示されている（特開２００５−２４４２４０号公報参照）。この方法では、転写シートと基板の接着層とを仮接合し、レーザビーム照射によって転写すべきパターンを加熱して、転写シートのナノ部材を接着層に接着させる（ナノ部材を基板側に転写させる）。転写シートは、転写層（転写されるナノ部材の層）と下地層（転写層を保持しているフィルム）とによって形成されており、下地層には、レーザ加熱によって接着性が低下する膜が設けられている。【０００６】
一方、アクティブ型液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置はガラス基板上に形成されており、基板上にマトリックス状に配置された画素はその近傍に配置されたトランジスタによって制御される。現在の技術では、結晶半導体のトランジスタをガラス基板上に形成することができないので、アモルファスシリコンやポリシリコン薄膜を用いたＦＥＴが画素の制御に用いられている。アモルファスシリコンやポリシリコン薄膜は大面積の基板上に安価に作製できるという長所があるが、結晶シリコンに比べて移動度が小さく、高速動作ができないという課題があった。この課題を解決するために、あらかじめ結晶シリコンからなるシリコンウエハ上に多数のＦＥＴを作製し、これらのＦＥＴをウエハから切り出して、これらのＦＥＴが入る大きさの穴をあらかじめ基板にあけておき、それらの穴を用いて、上記のＦＥＴを基板に配置する方法が従来から提案されていた（例えば、米国特許第６４１７０２５号明細書、特開２００３−５２１２号公報およびインフォメーションディスプレイ（Information Display）、ｐ１２〜１６、１９９９年参照。）。【０００７】
しかし、柱形状のナノ部材を基板にマウントする際、配向方向や配置位置を制御するために従来のフロー法を用いると、安定した配向および配置が困難となるという問題があった。【０００８】
また、接着層が設けられた基板に転写によってナノ部材を配置する方法の場合、ナノ部材は、転写シートにおける配列状態がそのまま維持されて接着層に固定される。転写シートにナノ部材を配列させる際、その長手方向がほぼ平行となるようにナノ部材を配列させることは可能であるが、さらに複数のナノ部材の端部の位置を揃えてナノ部材を配列させることは非常に困難である。そのため、この方法の場合、ナノ部材を、長手方向がほぼ平行で、かつ、端部の位置がほぼ揃うように、基板上に配置することが困難であった。また、接着層を用いているので、ナノ部材が接着層に埋まってしまいトランジスタ特性を実現できない等の問題が生じる可能性もあった。【０００９】
一方、あらかじめ形成したＦＥＴやシリコンシートなどの部材を基板上に配置する際に、従来の方法を用いると、所定の位置に正確に配向するようにＦＥＴやシリコンシートを配置できないという問題があった。さらに、このように正確に配置できる確率が低いために、必要以上の部材を準備しなければならず、製造コストも高くなるという問題もあった。
【発明の開示】
【００１０】
以上のような状況において、本発明の目的の１つは、柱形状のナノ部材などの異方性形状部材を基板上にマウントする際に、正確に所定の位置にマウントするための新規なマウント方法およびマウント装置を提供することである。また、本発明の別の目的の一つは、そのマウント方法を用いた電子デバイスの製造方法を提供し、さらにその製造方法によって製造される電子デバイスと表示装置とを提供することである。
【００１１】
本発明の異方性形状部材のマウント方法は、基板上に異方性形状部材をマウントする方法であって、
（Ｉ）前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する工程と、
（II）転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させることによって、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる工程と、
（III）前記主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する工程と、
を含む。ただし、本明細書における『異方性形状部材』とは、形状的に異方性を有する部材のことであり、具体的には、柱形状部材（例えば円柱状部材）および板形状部材などが含まれる。異方性形状部材は、例えば短軸の平均長さに対する長軸の平均長さの比が１．５倍よりも大きい部材であり、好ましくは、柱形状部材（例えば円柱状部材）である場合は短軸の平均長さに対する長軸の平均長さの比が３０倍よりも大きいことが望ましく、板形状部材である場合は２倍よりも大きいことが望ましい。また、ここでいう第１の液体の領域とは、第１の液体の内部および第１の液体の表面を含む。
【００１２】
本発明の異方性形状部材のマウント装置は、異方性形状部材を基板上にマウントするためのマウント装置であって、
前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている前記異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させる転写手段と、
を含む。
【００１３】
本発明のマウント方法およびマウント装置では、あらかじめ転写基板に所定の方向に配向するように配置された異方性形状部材を、転写によって基板上の所定の領域に配置する。このため、異方性形状部材を、高い確率で、基板上の所定の領域に所定の方向に配向させてマウントできる。例えば、異方性形状部材が微小な柱形状部材である場合、フロー法のように液体の流れを利用する必要がないので、所定の領域に再現性良くマウントできる。このため、マウント時に準備する柱形状部材の量を低減することもでき、コストを低下させることもできる。また、本発明の場合、異方性形状部材の基板への転写は、基板上の所定の領域（第１の領域）に配置された液体（第１の液体）に異方性形状部材を移動させることによって行われる。したがって、転写時に転写基板と基板との位置が少しずれてしまった場合でも、転写時に転写基板上の異方性形状部材の一部が基板上の第１の液体と接触していれば、異方性形状部材は第１の液体内を移動して所定の位置に配置されることができる。すなわち、本発明のマウント方法およびマウント装置によれば、従来の方法と比較して、より安定的に異方性形状部材を所定の領域内に所定の方向に配向させてマウントできる。また、異方性形状部材が例えば柱形状部材の場合、転写基板上では柱形状部材の端部の位置が揃っていない場合でも、柱形状部材は、第１の液体の領域に移動した後で液体内部を長手方向に微小距離移動し、長手方向のみならず端部の位置もほぼ揃った状態で配置されることもできる。
【００１４】
異方性形状部材が、例えばＦＥＴなどの電子デバイスを含む素子チップやシート状半導体などの板形状部材である場合でも、本発明のマウント方法およびマウント装置を用いることにより、従来の方法とは異なり必要以上の数の部材を用意することが不要となる。さらに、所定の領域に確実に配置できるので、板形状部材が所定の位置にマウントされたか否かを検査する工程を簡略化または省略できる。
【００１５】
本発明の電子デバイスの製造方法は、基板と、前記基板上にマウントされた異方性形状部材と、前記異方性形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含む電子デバイスを製造する方法であって、本発明の異方性形状部材のマウント方法によって前記異方性形状部材を前記基板上にマウントする工程を含む。
【００１６】
本発明の表示装置は、本発明の電子デバイスの製造方法によって製造された電子デバイスを含む。
【００１７】
本発明の電子デバイスは、第１の領域と、前記第１の領域を囲み、前記第１の領域よりも表面エネルギーが低い第２の領域とが一主面上に設けられている基板と、前記第１の領域に、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材と、前記柱形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含んでおり、前記第１の領域が長方形状であって、かつ、前記第１の領域の短手方向の長さが前記柱形状部材の長軸の長さの０．８倍以上１．５倍以下であり、前記柱形状部材は、長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように配向して配置されている。
【００１８】
なお、本明細書において、『マウント』とは、電子デバイスだけでなく部材を基板上に配置することも含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１Ａ〜図１Ｅは、本発明のマウント方法の一実施形態における各工程を模式的に示す断面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｅは、本発明のマウント方法の一実施形態における各工程を模式的に示す断面図である。
【図３】図３Ａは、本発明のマウント方法を用いてマウントされた柱形状部材を示す平面図であり、図３Ｂはその断面図である。
【図４】図４は、表面処理された基板を示す斜視図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、本発明のマウント方法で用いられる基板上に第１の領域の微細パターンを形成する各工程を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明のマウント方法で用いられる転写基板の一例を示す斜視図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｅは、本発明のマウント方法で用いられる転写基板の各製造工程を示す断面図である。
【図８】図８は、転写基板に異方性形状部材を配置する様子を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明のマウント装置の一例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、板形状部材の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｇは、板形状部材の製造方法の一例について、各工程を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２Ａは、バックゲート型電界効果トランジスタの構成を概略的に示す平面図であり、図１２Ｂは、その断面図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｃは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すバックゲート型電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図および平面図である。
【図１４】図１４Ａは、トップゲート型電界効果トランジスタの構成を概略的に示す平面図であり、図１４Ｂは、その断面図である。
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｅは、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すトップゲート型電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図および平面図である。
【図１６】図１６は、ＴＦＴを駆動する回路構造を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の表示装置の一実施形態である有機ＥＬディスプレイの構造を示す斜視図である。
【図１８】図１８Ａは、転写基板に異方性形状部材を配置する方法の例を模式的に示す斜視図であり、図１８Ｂはその断面図である。
【図１９】図１９Ａは、本発明のマウント装置の別の例を示す模式図であり、図１９Ｂは、ブランケットの一部表面を示す平面図であり、図１９Ｃは、基板の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明で用いる図では、見やすいようにハッチングを省略する場合がある。また、以下の説明では、同様の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。【００２１】
＜マウント方法＞
本発明のマウント方法は、基板上に異方性形状部材をマウントする方法である。この方法は、
（Ｉ）前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する工程と、
（II）転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させることによって、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる工程と、
（III）前記主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する工程と、
を含む。【００２２】
この方法によれば、異方性形状部材をマウントする所定の領域に第１の領域を設けておき、その第１の領域に第１の液体を配置しておくことによって、転写基板に配置されている異方性形状部材を、その配向状態を保ったまま第１の液体の領域に移動させて（転写して）、第１の領域内に配置することができる。その後、第１の液体を基板の一主面（Ａ）上から除去することで、異方性形状部材を第１の領域内に所定の方向に配向させて、確実にマウントすることができる。【００２３】
次に、本発明のマウント方法の各工程について、より詳しく説明する。【００２４】
[工程（Ｉ）]
所定の領域に正確に異方性形状部材をマウントするためには、第１の領域に配置された第１の液体がその第１の領域から広がらないことが好ましい。そこで、第１の液体が第１の領域の外側に広がることを防ぐために、第１の領域を囲むように、第１の液体のぬれ性が第１の領域よりも低い第２の領域を設けることが好ましい。すなわち、基板の一主面（Ａ）上に、第１の領域と、第１の領域を囲む第２の領域とを設けて、第２の領域における第１の液体のぬれ性を第１の領域よりも低くすればよい。この方法によれば、第１の領域に配置された第１の液体が第１の領域の外側に広がりにくくなり、第１の液体を第１の領域内に安定して配置できる。このようなぬれ性を示す第１の領域および第２の領域を実現するため、第１の領域の表面エネルギーが第２の領域の表面エネルギーよりも高くなるように、両領域を形成するとよい。【００２５】
また、より安定に第１の液体を第１の領域に配置するためには、第１の領域と第２の領域との間で第１の液体のぬれ性の差が大きいことが好ましい。ぬれ性の大きさは第１の液体の表面張力とも関係するため、第１の領域および第２の領域の表面エネルギーの値は限定されないが、第１の液体を第１の領域に安定に配置するための一例は、第２の領域の表面エネルギーを５ｍＪ／ｍ2以上４０ｍＪ／ｍ2未満（好ましくは５〜２５ｍＪ／ｍ2の範囲）とし、第１の領域の表面エネルギーを４０ｍＪ／ｍ2以上（好ましくは６０〜１０００ｍＪ／ｍ2の範囲）とすることである。なお、以下、第１の液体のぬれ性が高い性質を「親液性」といい、第１の液体のぬれ性が低い性質を「撥液性」ということがある。例えば、第１の液体が水を含む場合は、第１の液体のぬれ性が高い性質を「親水性」といい、第２の液体のぬれ性が低い性質を「撥水性」という。固体表面に対する第１の液体のぬれ性は、固体の表面エネルギーだけでなく第１の液体の表面張力も関係するため、「親液性」および「撥液性」を示す固体の表面エネルギーの値は特に限定されないが、「親液性」の場合はその表面エネルギーが４０ｍＪ／ｍ2以上（好ましくは６０〜１０００ｍＪ／ｍ2）であることが好ましく、「撥液性」の場合はその表面エネルギーが５ｍＪ／ｍ2以上４０ｍＪ／ｍ2未満（好ましくは５〜２５ｍＪ／ｍ2の範囲）であることが好ましい。【００２６】
なお、第２の領域を形成する方法の一例としては、第２の領域の少なくとも一部に、第１の液体のぬれ性が第１の領域よりも低い有機膜を配置する方法が挙げられる。この方法によれば、第１の領域および第２の領域が容易に形成できる。【００２７】
第１の領域に配置される第１の液体の量は、特に限定されない。ただし、工程（II）において、異方性形状部材が転写基板での配向状態をより確実に保ったまま第１の液体の領域に存在できるように、第１の液体の量を、異方性形状部材が第１の液体内でその配向状態を変化させるほど大きく動かない程度の量とすることが好ましい。【００２８】
第１の液体としては、例えば、有機溶媒、水、またはこれらの混合液が使用できる。例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびグリセリン等のアルコール、水、または、水とアルコールとの混合液等がある。【００２９】
［工程（II）］
工程（II）では、あらかじめ準備された転写基板に配置されている異方性形状部材を、基板の主面（Ａ）の第１の液体に接触させる。このとき、転写基板に配置されている異方性形状部材の配向方向と、基板上にマウントした状態での異方性形状部材の配向方向とを考慮して、基板の主面（Ａ）に対して転写基板の方向を所定の方向とする。転写基板に配向して配置されている異方性形状部材が、第１の領域内に閉じ込められた第１の液体に接触し、第１の液体の表面張力によって第１の液体の領域へ移動する。このとき異方性形状部材は転写基板での配向状態を保ったままで第１の領域に転写されるため、異方性形状部材を所定の方向に確実に配向させて第１の領域内に配置できる。【００３０】
次に、異方性形状部材が配置された転写基板を作製する方法の一例について説明する。【００３１】
このような転写基板を用意するために、例えば、本発明のマウント方法は、主面（Ｂ）に所定の方向に沿って延びる溝が形成された転写基板を用いて、工程（II）の前に、
（ｉ）前記溝が形成された主面（Ｂ）に、異方性形状部材を分散させた第２の液体を流すことによって、前記異方性形状部材を主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置する工程、
をさらに含んでいてもよい。【００３２】
また、転写基板がローラの表面上に設けられており、かつ、溝が前記ローラの周方向に沿って延びるように主面（Ｂ）形成されていてもよく、その場合は、工程（II）において、前記ローラを回転させることによって、前記転写基板の主面（Ｂ）を基板の第１の領域に配置された第１の液体と接触させて、異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させてもよい。さらに、工程（ｉ）において、前記異方性形状部材を分散させた前記第２の液体を表面に保持する部材供給ローラを前記転写基板の前記主面（Ｂ）に接触させることによって、前記主面（Ｂ）に前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流すこともできる。【００３３】
このような方法の場合、異方性形状部材の形状に応じて溝の幅を適宜設定することによって、異方性形状部材を所定の方向に配向するように配置できる。例えば、異方性形状部材が柱形状部材の場合、溝の幅を柱形状部材の長軸の長さよりも短く形成することによって、柱形状部材を、その長軸が溝に沿うような方向で配向させることができる。また、異方性形状部材を分散させる第２の液体は、異方性形状部材を分散させることができる液体であればよいため、特に限定されないが、例えばメタノール、エタノール、プロピルアルコール、クロロホルム、ジクロロブタンなどを用いることができる。また、転写時に転写基板に第２の液体が残存していてもよく、その場合は、第２の液体が第１の液体と混ざらないことが好ましい。そのため、第２の液体には、第１の液体と混ざりにくい液体を用いることが好ましい。例えば第１の液体が水である場合、第２の液体として、水と混ざりにくいクロロホルムおよびジクロロブタンが好適に用いられる。【００３４】
［工程（III）］
工程（III）では、第１の液体を基板の主面（Ａ）上から除去する。第１の液体を除去する方法は特には限定されておらず、例えば自然乾燥によって除去してもよいし、加熱および／または減圧によって除去してもよい。【００３５】
第１の領域から第１の液体が除去される工程によって、異方性形状部材はその配向状態を保ったまま第１の領域に配置される。なお、上述したように、第１の領域に配置されている第１の液体の量を適宜設定すれば、第１の液体中での異方性形状部材の配向状態をより確実に保つことができる。【００３６】
以上の各工程により、異方性形状部材を基板の所定の領域に、かつ、所定の方向に配向させて、確実にマウントできる。【００３７】
また、本発明のマウント方法を用いれば、複数の異方性形状部材を一度にマウントすることが可能である。すなわち、基板の一主面（Ａ）上に複数個の第１の領域を作製し、各第１の領域に第１の液体を配置すれば、上述した方法を用いて、複数の異方性形状部材を所定の領域に正確に配置することが可能となる。【００３８】
なお、異方性形状部材がマウントされる基板に限定はなく、無機材料、高分子樹脂材料または無機材料と高分子樹脂材料との複合材料にて形成された基板を用いることができる。無機材料としては、アルミナ等のセラミックス、シリコンおよびガラス等が使用できる。高分子樹脂材料としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。無機材料と高分子樹脂材料との複合材料としては、例えば、ガラス、セラミックスまたは金属からなるファイバーと高分子樹脂材料とが含まれる複合材料を使用できる。また、基板材料が導電性を有するものであっても、基板表面が絶縁性であればよいため、ＳＯＩ基板や表面に絶縁膜が形成された化合物半導体基板を用いることも可能である。【００３９】
次に、マウントする異方性形状部材が柱形状部材、特にナノワイヤ等の微小な柱形状部材である場合と、素子チップやシート状半導体などの板形状部材である場合とに分けて、第１の領域の形状や部材についてそれぞれ説明する。なお、ここでいう微小な柱形状部材とは、例えば、最大の径が１μｍ以下の柱形状部材のことであり、好ましくは最大の径が５００ｎｍ以下の部材のことである。以下、このような柱形状部材のことをナノ部材ということがある。【００４０】
まず、マウントする異方性形状部材が柱形状部材である場合について説明する。【００４１】
マウントする部材が柱形状部材である場合、第１の領域の形状はマウントする柱形状部材の形状に応じて決定するとよい。例えば、第１の領域を長方形状とする場合は、第１の領域の短手方向の長さをその柱形状部材の長軸の長さよりも短くすることもできるし、第１の領域の短手方向の長さをその柱形状部材の長軸の長さ以上とすることもできる。なお、ここでいう短手方向とは、長方形状の第１の領域について長手方向と直交する方向のことである。本発明のマウント方法では、あらかじめ転写基板に配向して配置されている柱形状部材を転写によって第１の領域に配置するので、第１の領域の短手方向の長さを柱形状部材の長軸の長さ以上に形成した場合であっても、柱形状部材を所定の方向に確実に配向させて配置できる。本発明のマウント方法においては、第１の領域の短手方向の長さを、例えば、柱形状部材の長軸の長さに対して０．８倍以上１．５倍以下の範囲に設定してもよい。このような範囲に設定すれば、柱形状部材を、柱形状部材の長軸が第１の領域の短手方向に沿うような向きに配向させて、第１の領域にマウントできる。【００４２】
柱形状部材、特に最大の径が１μｍ以下のナノ部材としては、例えば、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノリボンおよびウィスカー等がある。例えば、これらのナノ部材が一軸方向に配向するように当該ナノ部材を配置し、その両端に第１の電極および第２の電極を配置してトランジスタ等の電子デバイスを製造する場合は、半導体特性を示す部材を用いるとよい。そのような部材としては、例えばシリコンナノワイヤ等が挙げられる。【００４３】
異方性形状部材が板形状部材の場合、基板に設けられている第１の領域の形状を、その第１の領域にマウントされる板形状部材の形状に応じて決定するとよい。例えば、この場合の第１の領域の形状は、三角形、四角形、五角形等の多角形、円形または楕円形等、マウントする板形状部材の所定の面（基板にマウントされた状態で基板と対向する面）の形状に対応した形状を有していることが好ましい。この場合、板形状部材の所定の面の形状と第１の領域の形状とができるだけ似ていることが好ましく、実質的に等しいことがより好ましい。【００４４】
板形状部材は、例えば、電子デバイスを含む素子チップであってもよい。素子チップに含まれる電子デバイスは、例えばトランジスタ（たとえば電界効果トランジスタ）、抵抗、コンデンサまたはインダクタ等である。素子チップに含まれる電子デバイスは、１つであってもよいし、複数であってもよい。素子チップは、複数の電子デバイスで構成された回路を含んでもよい。素子チップに含まれる電子デバイスは、単結晶シリコントランジスタであってもよいし、単結晶シリコントランジスタが集積された回路素子であってもよい。素子チップの最も長い辺は、たとえば１０００μｍ以下である。【００４５】
素子チップに含まれる電子デバイスが電界効果トランジスタである場合、素子チップをマウントする基板に、トランジスタのソース電極、ドレイン電極およびゲート電極に対応するように電極パターンを予め形成しておき、ここに、本発明のマウント方法で素子チップを配置すればよい。このようなトランジスタは、例えば、アクティブマトリックス型の表示装置の画素制御用トランジスタとして使用できる。【００４６】
また、板形状部材は、例えばシート状半導体であってもよい。この場合、例えば基板上にマウントされたシート状半導体と電気的に接続する電極をさらに形成し、このシート状半導体がチャネル領域として機能する電界効果トランジスタを製造することが可能である。【００４７】
＜マウント装置＞
本発明のマウント装置は、異方性形状部材を基板上にマウントするためのマウント装置であって、前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている前記異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させる転写手段と、を含む。【００４８】
液体配置手段は、基板に対して第１の液体を配置できる機構を含んでいればよく、例えばインクジェット法、ディスペンサを用いた方法またはスクリーンプリント法等に用いられている公知の機構を含んでいればよい。また、第１の液体を霧状して基板に吹きかける機構や、第１の液体を気化させた蒸気を基板に吹きかけて基板の第１の領域に第１の液体を結露させて配置する機構を含んでいてもよい。特に、インクジェット法に用いられる吐出装置は、その体積を正確にコントロールしながら微小な液滴を所定の位置に配置できるので、好適に用いられる。また、液体配置手段として、第１の液体を連続的に基板上に供給可能なローラとブレードとを併用する機構を含んでいてもよい。【００４９】
転写手段は、転写基板に配置されている異方性形状部材を、基板の第１の領域に配置された第１の液体に接触させることができる機構を含んでいればよい。転写手段は、例えば、基板の主面（Ａ）に転写基板の主面（Ｂ）を対向させる向きに転写基板を保持し、かつ、基板の主面（Ａ）と直交する方向に転写基板を移動させることが可能な機構を含んでいてもよい。この場合、主面（Ｂ）を主面（Ａ）に接触させるように、転写基板を基板の主面（Ａ）に対して移動させることによって、主面（Ｂ）上の異方性形状部材を第１の液体に接触させることができる。【００５０】
また、転写手段としてローラを用いることもできる。この場合、転写基板はローラの円筒形状の表面に設けられた状態で用いられ、ローラ表面の転写基板と基板とを接触させて異方性形状部材の転写が行われる。【００５１】
本発明のマウント装置は、基板の主面（Ａ）上から第１の液体除去する液体除去手段をさらに含んでいてもよい。液体除去手段は、例えば、加熱や減圧によって液体を除去できる公知の機構を含むことができる。【００５２】
＜電子デバイスの製造方法＞
本発明の電子デバイスの製造方法は、基板と、この基板上にマウントされた異方性形状部材と、この異方性形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含む電子デバイスを製造する方法であって、本発明のマウント方法により異方性形状部材を基板の一主面上にマウントする工程を含む。異方性形状部材には、ナノワイヤ等の柱形状部材や、シート状半導体等の板形状部材を用いることができる。第１の電極および第２の電極は、異方性形状部材を基板上にマウントした後に形成してもよいし、異方性形状部材を基板上にマウントする前にあらかじめ形成しておいてもよい。【００５３】
この製造方法で製造される電子デバイスは、特には限定されないが、トランジスタであってもよい。トランジスタとしては、たとえば、バックゲート型電界効果トランジスタおよびトップゲート型電界効果トランジスタ等が挙げられる。【００５４】
＜表示装置＞
本発明の表示装置は、本発明の電子デバイスの製造方法で製造された電子デバイスを含んでいる。本発明の表示装置の一例としては、例えば、基板と、基板上にマウントされたトランジスタ（電子デバイス）と、このトランジスタを制御するための第１の配線および第２の配線とを含む表示装置が挙げられる。この場合、トランジスタは、第１の配線および第２の配線と、電極端子を介して電気的に接続されている。【００５５】
本発明の表示装置としては、たとえば、液晶ディスプレイや、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、電気泳動現象を利用したディスプレイおよび磁性粉末を利用したディスプレイ等が挙げられる。【００５６】
＜電子デバイス＞
本発明の電子デバイスは、第１の領域と、前記第１の領域を囲み、前記第１の領域よりも表面エネルギーが低い第２の領域とが一主面上に設けられている基板と、前記第１の領域に、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材と、前記柱形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含んでおり、前記第１の領域が長方形状であって、かつ、前記第１の領域の短手方向の長さが前記柱形状部材の長軸の０．８倍以上１．５倍以下であり、前記柱形状部材は、長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように配向して配置されている。本発明の電子デバイスは、柱形状部材として半導体特性を示す部材を用いて、半導体装置として機能する電子デバイスとしてもよい。この場合、柱形状部材の少なくとも一部がチャネル領域として機能する電界効果トランジスタとすることもできる。【００５７】
（実施の形態１）
本発明の異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、異方性形状部材が柱形状部材である場合について説明する。【００５８】
図３Ａは、本実施の形態のマウント方法を用いて基板上にマウントされた柱形状部材を示す平面図であり、図３Ｂは、図３Ａの線Ｉ−Ｉを通り基板に垂直な断面を示す図である。本実施の形態では、基板１の一主面上に設けられた第１の領域１１に、柱形状部材２が配置されている。本実施の形態では、基板１上に複数の第１の領域１１が設けられており、これら複数の第１の領域１１は、互いに接しないように離して形成されている。第１の領域１１は長方形状であり、１つの第１の領域１１内に複数の柱形状部材２（図中では、１３個の部材）がマウントされている。本実施の形態では、第１の領域１１は、その短手方向の長さが柱形状部材２の長軸の長さとほぼ同じであり、柱形状部材２は、その長軸が第１の領域１１の短手方向にほぼ一致するように配向して配置されている。また、基板１の一主面上には、第１の領域を１１囲む第２の領域１２が設けられている。第２の領域１２は、本実施の形態のマウント方法で用いられる後述の第１の液体のぬれ性が第１の領域１１よりも低くなるように形成されている。なお、本実施の形態では、第１の液体として水を用いるため、第１の領域を親水性の領域とし、第２の領域を撥水性の領域とする。また、柱形状部材を第１の液体の領域に効率よく移動させるために、柱形状部材の表面の少なくとも一部は親水性となっている。【００５９】
以下に、本実施の形態のマウント方法について説明する。ここでは、便宜上、図４に示すような、一主面上に１つの第１の領域１１とそれを囲む第２の領域１２とが設けられた基板１を用意し、その基板１に柱形状部材をマウントする方法について説明する。【００６０】
図１Ａ〜図１Ｅは、本実施の形態のマウント方法を用いて部材を基板上にマウントする際の各工程について、図４の線II−IIを通り基板に垂直な断面を用いて示している。図２Ａ〜図２Ｅは、本実施の形態のマウント方法を用いて部材を基板上にマウントする際の各工程について、図４の線III−IIIを通り基板に垂直な断面を用いて示している。【００６１】
図４に示す基板１には、その一主面上に、あらかじめ表面処理が施されて第１の領域１１および第２の領域１２が形成されている。本実施の形態では、第１の領域１１は、短手方向の長さＬ１が部材の長軸の長さとほぼ同じ長さとなるように形成されている。例えば、配置する柱形状部材として、長軸の平均長さ１０μｍで平均直径０．２μｍの円柱形状部材であるナノワイヤを用いる場合、第１の領域１１は、例えば、短手方向の長さＬ１＝１０μｍ、長手方向の長さＬ２＝３０μｍの長方形とできる。この場合、１つの第１の領域１１あたりに１〜数１０本のナノワイヤが配置される。なお、本実施の形態では第１の領域１１の短手方向の長さＬ１を柱形状部材の長軸の長さとほぼ同じとしたが、これに限定されず、長軸の長さよりも長くしてもよい。【００６２】
本実施の形態において柱形状部材２として用いるナノワイヤは、金属、半導体または絶縁体など、さまざまな材料から製造できる。シリコンからなるナノワイヤは、例えば、ＶＬＳ（Ｖａｐｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ−Ｓｏｌｉｄ）成長メカニズムにより、ＣＶＤ法によって触媒金属粒子を用いて成長させることができる。この方法によれば、触媒金属粒子の粒子径の大きさや成長時間を制御することで、直径や長さが揃ったナノワイヤを製造することができる。このナノワイヤは、空気中に取り出すことにより表面がわずかに酸化されて、親水性化される。シリコンナノワイヤの成長には、上記の触媒金属粒子の材料として、金や、鉄、コバルトおよびニッケルのような遷移金属や、あるいは、それらの遷移金属の合金が好適に用いられる。【００６３】
まず、図１Ａおよび図２Ａに示すように、図４に示すような基板１の第１の領域１１上に、第１の液体３を配置する。上述したように、本実施の形態では第１の液体３として水を用いている。第１の液体３を配置する方法は特に限定されず、基板１の第１の領域１１が設けられている面に第１の液体の液滴を接触させる方法や、ローラとブレードとを併用して第１の液体を塗布する方法等が使用できる。第１の領域１１は、第１の液体（ここでは水）のぬれ性が高い親水性の領域であり、かつ、第１の液体のぬれ性が低い撥水性の第２の領域１２に囲まれている。従って、第１の領域１１に配置された第１の液体３は、第１の領域１１内に安定して存在できる。【００６４】
次に、一主面上に、柱形状部材２が一方向に配向して配置されている転写基板２１を準備する。この転写基板２１を、図１Ｂおよび図２Ｂに示すように、柱形状部材２が配置された面が基板１に配置された第１の液体３に対向するように配置する。柱形状部材２の表面の少なくとも一部は、第１の液体３のぬれ性が高い親水性となっている。【００６５】
図１Ｃおよび図２Ｃに示すように、転写基板２１の配置された柱形状部材２を、基板１の第１の領域１１内に閉じ込められた第１の液体３に接触させる。これにより、柱形状部材２が第１の液体３の領域に移動するので、基板１上の長方形状の第１の領域１１に柱形状部材２を転写させることができる。すなわち、転写基板の表面に存在する柱形状部材２が、基板１の第１の領域１１に配置された第１の液体３に接触し、その第１の液体３の表面張力によって第１の液体３側に引き込まれる。このため、柱形状部材２は、転写基板２１での配向状態を維持したままで、基板１に転写される。【００６６】
その後、転写基板２１を基板１から引き離す。図１Ｄおよび図２Ｄに示すように、転写基板２１の表面に配置されていた柱形状部材２は、基板１の第１の液体３の領域に取り込まれる。続いて、第１の液体３を乾燥させて除去することで、図１Ｅおよび図２Ｅに示すように、柱形状部材２が基板１の第１の領域１１に配向して配置される。【００６７】
次に、基板１上に第１の領域１１および第２の領域１２を形成する方法の一例について、図５Ａ〜図５Ｃを参照しながら説明する。本実施の形態では、基板１がシリコン基板であり、マウントされる柱形状部材２がナノワイヤである場合について説明する。【００６８】
シリコン基板上への第１の領域の形成は、まず、シリコン基板を酸素存在の雰囲気中でコロナ放電処理やプラズマ処理して基板表面を酸化することにより、基板の全面を親水性にする。また、プラズマＣＶＤ法によってシリコン基板上に酸化シリコン膜を堆積して、基板の表面を親水性にしてもよい。続いて、図５Ａに示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、ナノワイヤをマウントする所定の位置に、長方形状（マウントするナノワイヤのサイズが、例えば、長軸の平均長さ１０μｍ、平均直径０．２μｍである場合、例えば縦３０μｍ、幅１０μｍの長方形）のレジスト膜５１を形成する。【００６９】
次に、撥水性の領域を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法によって、シリコン窒化膜などの撥水性薄膜を堆積することで撥水性の領域を形成してもよい。また、例えば一般式ＣｘＦｙＨｚ（ｘは１〜１０までの整数、ｙは１〜１９までの整数、ｚは例えばｚ＝２ｘ−ｙ＋１を満たす整数）で表記できる疎水性官能基を有する有機単分子膜を形成することで、撥水性の領域を形成してもよい。本実施の形態では、例えば、乾燥雰囲気中で、ＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳｉＣｌ3を１ｖｏｌ％含むトルエン溶液にレジスト膜５１が形成された基板１を１時間浸漬する。その後、基板１をトルエンで洗浄した後、乾燥させてトルエンを除去する。これにより、図５Ｂに示すように、レジスト膜５１以外の領域にフッ素系単分子膜５２を形成して、撥水性の第２の領域とする。さらに、レジスト膜５１をアセトンで取り除き、図５Ｃに示すような、親水性の微細パターン（第１の領域１１）とそれを囲む第２の領域１２とが設けられた基板１を作製する。【００７０】
次に、転写基板の一主面上に、柱形状部材を所定の方向に配向するように配置する方法の一例について説明する。【００７１】
図６には、柱形状部材が配置されていない状態の転写基板２１の斜視図が示されている。転写基板２１の表面には溝２１ａが形成されている。この溝２１ａの幅の大きさや深さは特に限定されず、用いる柱形状部材のサイズ（ここではナノワイヤの径）などに応じて適宜設定される。例えば平均直径が０．２μｍで平均長さが１０μｍのナノワイヤを用いる場合、例えば、幅２μｍ、深さ３μｍの微細な溝が２μｍ間隔に配置されたパターンを形成する。このような溝２１ａのパターンが全面に形成された転写基板２１に、柱形状部材であるナノワイヤがその長軸が溝２１ａに沿うように配向して配置される。転写基板２１は、図７Ａ〜図７Ｅに示す工程によって製造される。【００７２】
ガラス基板３１（図７Ａ参照）の表面に、高周波スパッタリングによって例えば膜厚３μｍの銅薄膜３２を形成する（図７Ｂ参照）。続いて、フォトリソグラフィ法を用いて、例えば幅２μｍで間隔２μｍの溝パターン形状のポジ型レジスト膜３３を形成する（図７Ｃ参照）。次に、例えば５重量％の塩化鉄（ＦｅＣｌ3）水溶液を用いて、銅薄膜３２をエッチングし、純水で十分に洗浄して、図７Ｄに示す溝パターン形状の銅薄膜３２を作製する。さらに、レジスト膜３３を剥離した後に、銅薄膜３２の表面をオゾン雰囲気に曝して洗浄し、撥水性の官能基（ここではフルオロアルキル基）と銅に結合する性質の官能基（ここではメルカプト基）の両方を含むＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳＨのアルコール溶液にガラス基板３１ごと浸漬して、パターン形成された銅薄膜３２に撥水性単分子膜を形成する。このようにして、ナノワイヤを配向させて配置するための転写基板２１が作製できる（図７Ｅ参照）。このとき、転写基板２１に形成された溝２１ａの底部分２１ｂは、親水性のガラス基板が露出している。【００７３】
図８に、転写基板２１の表面全面に、柱形状部材としてナノワイヤを一方向に配向させて配置する方法の一例を示す。転写基板２１の溝２１ａが形成された表面に、ナノワイヤを分散させたプロピルアルコール溶液（第２の液体）４１を置き、この溶液４１を、ブレード４２を用いて転写基板２１の表面に流すことで、ナノワイヤの長軸方向が溝の長さ方向に沿うように、溝２１ａの凹部にナノワイヤが配向して配置される。このようにして、柱形状部材であるナノワイヤを、転写基板２１の全面に一方向に配向させて配置することができる。【００７４】
また、より効率良く転写基板２１に柱形状部材を配向させて配置させることができる方法の例が、図１８Ａおよび図１８Ｂに示されている。図１８Ａは、転写基板２１にナノワイヤを配置させる際のブレードの走行方向を示す斜視図であり、図１８Ｂはその断面図である。この方法では、転写基板２１の溝２１ａの延びる方向に沿ってブレード４２を移動させる、すなわち、ナノワイヤを分散させたプロピルアルコール溶液（第２の液体）４１を溝２１ａに沿った方向に流す。この方法によれば、より効率良く、ナノワイヤの長軸方向が溝２１ａの長さ方向に沿うようにナノワイヤを溝２１ａの凹部に配置できる。【００７５】
次に、本発明のマウント装置の一例について説明する。【００７６】
図９は、本実施の形態のマウント装置の構成を模式的に示す図である。図９に示すマウント装置５１は、上記で説明したような親水性の第１の領域と撥水性の第２の領域とが形成された基板１に、ナノワイヤ等の柱形状部材を配向して配置するために用いられる装置の一例である。【００７７】
マウント装置５１は、基板１の一主面上に設けられている第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、第１の領域に配置された第１の液体に、転写基板の柱形状部材が配置されている面を接触させる転写手段と、第１の液体を除去するための液体除去手段と、を含んでいる。具体的には、基板１を載置した状態で各作業位置まで基板１を搬送するための搬送トレイ５２と、搬送トレイ５２を各作業位置まで搬送する搬送機構５３と、基板１に対して霧状の第１の液体を吹き付ける噴霧器（液体配置手段）５４と、転写基板２１を保持し、転写基板２１の柱形状部材２が配置された面を基板１に対して接触させる方向に転写基板２１を移動させる転写基板可動機構（転写手段）５５と、基板１上の第１の液体を乾燥させるための乾燥機構（液体除去手段）５６と、を含む。搬送機構５３として、ここでは例えば搬送ローラが用いられている。搬送ローラ上に載置された搬送トレイ５２は、搬送ローラが回転することによって各作業位置まで移動する。転写基板可動機構５５として、例えば、プレス駆動を行うことができる装置（プレス駆動方式の装置）を用いることができ、ここでは例えば精密上下駆動機構を持つプレス機が用いられている。上下に駆動するスライド板５５ａに転写基板２１を取り付け、スライド板５５ａを下側に駆動させて転写基板２１を搬送トレイ５２上の基板１の表面に接触させることによって、柱形状部材２を基板１に転写する。また、乾燥機構５６として、ここでは例えば乾燥空気を吹き付けるブロアー方式の装置を用いている。なお、図９に示す装置は一例であり、本発明のマウント装置はこれに限定されない。【００７８】
この装置５１において、基板１は、搬送トレイ５２に載置された状態で搬送機構５３によって、各作業位置まで搬送される。まず、基板１は噴霧器５４の位置まで搬送され、第１の領域が形成された面に第１の液体である水を加熱して作られたミストが吹きかけられる。この作業によって、複数の第１の領域のそれぞれに、微細な水が均一に配置される。水が配置された基板１は、転写基板可動機構５５の位置まで搬送される。ここでは、あらかじめ水蒸気１００％の雰囲気になっている。転写基板２１は、柱形状部材２が配向して配置している面が基板１に対面するように転写基板可動機構５５にセットされており、この機構５５のスライド板５５ａが基板１の第１の液体が配置されている面に対して上下に動くことで、基板１の第１の領域に複数個の柱形状部材が配向状態を保ったまま転写される。続いて、搬送機構５３により、基板１が乾燥機構５６の位置に搬送される。ここでは、第１の液体である水を蒸発させる。このとき、水が蒸発するに従い、柱形状部材２は第１の領域に規制されて、配向状態を保ったまま基板１上にマウントされることになる。【００７９】
さらに、本発明のマウント装置の別の例を説明する。【００８０】
図１９Ａは、本発明のマウント装置の一例を模式的に示す図である。このマウント装置１９１は、基板１の一主面上に設けられている第１の領域に第１の液体（ここでは水）３を配置するための水ローラ（液体配置手段）１９２と、表面に転写基板としての円筒形状構造体であるブランケット１９３が巻き付けるように形成された転写ローラ（転写手段）１９４と、を含んでいる。マウント装置１９１には、ブランケット１９３の表面に柱形状部材２を分散させた第２の液体１９５を供給するための部材供給ローラ１９６と、部材供給ローラ１９６に柱形状部材２を分散させた第２の液体１９５を供給するためのディスペンサ１９７と、ブランケット１９３の表面上の第２の液体（柱形状部材２を含む）１９５の量を調節するためのブレード１９８と、第１の領域上の第１の液体３の量を調節するためのブレード１９９と、基板１を搬送するための搬送ローラ２００とが、さらに設けられている。なお、柱形状部材２をブランケット１９３に供給しやすくするために、例えば、柱形状部材２をブランケット１９３に供給する前にローラ等によってブランケット１９３表面に第２の液体１９５を供給してもよい。【００８１】
図１９Ｂに、ブランケット１９３の一部表面を示す平面図が示されている。ブランケット１９３の表面には、ブランケットの回転方向と略平行に延びる（転写ローラ１９４の周方向に沿って延びる）溝１９３ａがストライプ状に形成されている。なお、図を見やすくするために、便宜上、溝１９３ａにハッチングを施している。図１９Ａに示すように、部材供給ローラ１９６によって、ブランケット１９３の溝１９３ａに沿って柱形状部材２を含む第２の液体１９５がブランケット１９３の表面に供給される（流される）。したがって、長軸方向が溝１９３ａの長さ方向に沿うように、柱形状部材２が溝１９３ａの凹部に効率良く配置される。図１９Ｃには、基板１の一部を示す斜視図が示されている。なお、図を見やすくするために、便宜上、第１の領域１１にハッチングを施している。【００８２】
このマウント装置１９１を用いたマウント方法の例について、図１９Ａ〜図１９Ｃを参照しながら説明する。部材供給ローラ１９６によってブランケット１９３の表面に柱形状部材２が供給される。このとき、第２の液体１９５が柱形状部材２と一緒に供給されてもよい。ブランケット１９３の表面上では、柱形状部材２はその長軸方向が溝１９３ａに略平行となるように配向している。ブランケット１９３は、その表面に柱形状部材２を保持した状態で、転写位置（基板１上の第１の液体３との接触位置）まで転写ローラ１９４によって回転移動する。一方、第１の領域１１が設けられた基板１は、搬送ローラ２００によって、転写位置まで搬送される。基板１の搬送方向において転写位置よりも上流側に設けられた水ローラ１９２によって、転写位置まで搬送される途中で第１の領域１１上に第１の液体３が配置される。転写位置で、ブランケット１９３と第１の液体３とが接触することによって、ブランケット１９３上の柱形状部材２と第１の液体３とが接触し、柱形状部材２が第１の液体３の領域に移動する。その後、第１の液体３が自然乾燥によって除去されて、柱形状部材２が第１の領域１１に配向して配置される。このように、ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ方式を利用したマウント装置１９１を用いることによって、より効率良く柱形状部材を所定の領域に配置することができる。【００８３】
なお、ここでは自然乾燥によって第１の液体を除去しているが、これに限定されず、液体を除去するための機構（液体除去部）として乾燥機等が別に設けられていてもよい。【００８４】
以上のように、本実施の形態のマウント方法およびマウント装置によれば、柱形状部材を基板上に所定の方向に配向させて配置することができる。なお、本実施の形態では、第１の液体として水を用いたが、これに限定されず、メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびグリセリン等のアルコールや、水とアルコールとの混合液などを用いてもよい。【００８５】
（実施の形態２）
本発明の異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、異方性形状部材が板形状部材である場合について説明する。【００８６】
板形状部材としては、例えば、シート状半導体や、トランジスタなどの電子デバイスを含む素子チップなどが挙げられる。ここでは、板形状部材が、それ自体がトランジスタとして機能するような素子チップである場合を例に挙げて説明する。【００８７】
図１０に、本実施の形態における板性形状部材６１の斜視図を示す。板形状部材６１は、半導体シリコン基板６２上に、２つのニッケルからなる電極６４と絶縁膜６３とが形成されており、さらに絶縁膜６３の上にゲート電極６５が形成されている。板形状部材６１の大きさは、縦１０μｍ、横３０μｍ、全体の厚みが４μｍである。この部材６１自体が電子デバイスであり、２つの電極６４がソース電極とドレイン電極としての役目を果たすＦＥＴとなっている。【００８８】
図１１Ａ〜図１１Ｇに、板形状部材６１の製造方法を示す。まず、半導体シリコンのウエハ７１を準備し、プラズマＣＶＤにより、酸化シリコン膜からなる絶縁膜７２を形成し、パターンエッチング処理を施して絶縁膜７２をパターンニングする（図１１Ａ参照）。さらに、ニッケルからなる電極膜７４をパターン形成する（図１１Ｂ参照）。さらに、パターンニングされた絶縁膜７２の上に、白金からなる電極膜７５を形成する（図１１Ｃ参照）。続いて、電極膜７４，７５が形成されたウエハ７１を、熱可塑性ワックス７６を用いて、ガラス製の保持基板７７に貼り付ける（図１１Ｄ参照）。次に、保持基板７７で保持した状態のまま、ＣＭＰ装置（ケミカルメカニカルポリッシング装置）を用いてウエハ７１の裏面を研磨して薄くし、ウエハ７１の裏面側から精密ダイシングソー装置を用いて切断して、図１１に示すような板形状部材６１の小片に分離する（図１１Ｅ参照）。各板形状部材６１の研磨面（半導体シリコン基板６２の裏面）を十分に洗浄した後、この研磨面をトレイ７８に載せて加熱することによって熱可塑性ワックス７６を軟化させ、保持基板７７を板形状部材６１から外す（図１１Ｆ参照）。ここで、複数個の板形状部材６１が製造できる。【００８９】
さらに、この配列状態を保ったまま、アルコール系の液体を用いて、板形状部材６１を転写基板７９に転写する。これにより、複数個の板形状部材６１が所定の方向に配向して配置された転写基板７９（図１１Ｇ参照）が準備できる。【００９０】
本実施の形態のマウント装置としては、実施の形態１で説明したマウント装置（図９参照）を用いることができる。この場合、図９において、転写基板２１の代わりに転写基板７９（図１１Ｇ参照）を用いることで、同様のマウント装置を利用できる。【００９１】
板形状部材がシート状半導体である場合も、所定の形状に作製したシート状半導体を、転写基板上に所定の方向に配向するように配置しておくことによって、同様のマウント方法およびマウント装置を用いて、基板上の所定の領域に、所定の方向に配向させてマウントすることが可能である。【００９２】
（実施の形態３）
実施の形態３では、本発明の電子デバイスおよびその製造方法の一例について説明する。本実施の形態では、電子デバイスがバックゲート型のＦＥＴである場合について説明する。【００９３】
図１２Ａは、本実施の形態のバックゲート型のＦＥＴの概略平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの線IV−IVを通り基板に垂直な断面を示している。本実施の形態におけるＦＥＴ１０１は、実施の形態１で説明した方法で作製された、柱形状部材が基板上にマウントされたものを利用している。ここでは、柱形状部材として、半導体特性を示すシリコンナノワイヤを用いている。【００９４】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、本実施の形態のＦＥＴ１０１は、キャリア（電子または正孔）を走行させる複数のシリコンナノワイヤ１０２の束から構成されるチャネル領域１０３を有している。シリコンナノワイヤ１０２は第１の領域１０４内に配置されており、シリコンナノワイヤ１０２にはソース電極１０５およびドレイン電極１０６（第１の電極および第２の電極）が接続されている。ソース電極１０５およびドレイン電極１０６はゲート絶縁膜１０７上に設けられおり、ゲート絶縁膜１０７の下にゲート電極１０８が配置されている。ゲート電極１０８はシリコン基板１０９上に形成されている。このような構成を有するＦＥＴ１０１では、駆動回路（図示せず）を用いてゲート電極１０８の電位を上げ下げさせることにより、チャネル領域１０３の導電性を制御し、トランジスタ動作を実行することができる。【００９５】
次に、図１３Ａ〜図１３Ｃを参照しながら、バックゲート型のＦＥＴ１０１を製造する方法について説明する。図１３Ａ〜図１３Ｃには、本実施の形態の製造方法における各工程を説明するための平面図とそのＶ−Ｖ線断面図とが示されている。なお、図１３では一個のみのトランジスタの形成方法を示しているが、実際は、これと同じ構造のトランジスタが基板上に多数形成される。【００９６】
図１３Ａに示すように、まず、シリコン基板１０９の表面がｐ型に不純物ドープされて形成されたシリコン膜（ゲート電極１０８）の上に、シリコン酸化物からなるゲート絶縁膜１０７を堆積させる。さらに、その上に、親液性の第１の領域１０４と、第１の領域１０４を囲む第２の領域を形成する。各領域の形成方法は、実施の形態１で説明したとおりである。第１の領域１０４は長方形状であり、そのサイズはマウントされるシリコンナノワイヤの形状に応じて決定される。本実施の形態では、第１の領域１０４の短手方向の長さがシリコンナノワイヤの長軸の長さとほぼ同じになるように形成されている。【００９７】
次に、実施の形態１で説明した転写によるマウント方法によって、シリコンナノワイヤ１０２の長軸の方向が第１の領域１０４の短手方向に沿うように、シリコンナノワイヤ１０２を配向させて配置する。【００９８】
続いて、図１３Ｃに示すように、ゲート絶縁膜１０７の上に、ソース電極１０５とドレイン電極１０６とを形成する。配置されたシリコンナノワイヤ１０２が両電極１０７，１０８と電気的に接続されるように、両電極１０７，１０８を形成する。これらの電極の材料は、例えば、チタン、金、白金、コバルトまたはニッケル等の金属から形成されたシリサイドであることが好ましい。【００９９】
また、本実施の形態で製造する電子デバイスは、以下に説明するトップゲート型のＦＥＴであってもよい。図１４Ａは、トップゲート型のＦＥＴ１１１の概略平面図である。図１４Ｂは、図１４Ａの線VI−VIを通り基板に垂直な断面を示している。このトップゲート型のＦＥＴ１１１では、シリコン基板１１２の上に設けられた親液性の第１の領域１１３にシリコンナノワイヤ１１４の束が配置され、このシリコンナワイヤ１１４の束によってチャネル領域１１５が構成されている。ソース電極１１６とドレイン電極１１７は、シリコンナノワイヤ１１４と電気的に接続している。シリコンナノワイヤ１１４の上にゲート絶縁膜１１８が設けられ、ゲート絶縁膜１１８の上にゲート電極１１９が設けられている。以上の構成を有するＦＥＴ１１１では、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したＦＥＴ１０１と同様に、駆動回路（図示せず）を用いてゲート電極１１９の電位を上げ下げさせることにより、チャネル領域１１５の導電性を制御し、トランジスタ動作を実行することができる。【０１００】
次に、図１５Ａ〜図１５Ｅを参照しながら、トップゲート型のＦＥＴ１１１を製造する方法について説明する。図１５Ａ〜図１５Ｅには、本実施の形態の製造方法における各工程を説明するための平面図とそのVII−VII線断面図とが示されている。【０１０１】
図１５Ａに示すように、まず、シリコン基板１１２の表面に撥液性の第２の領域で周囲をとり囲まれた長方形状の親液性の第１の領域１１３を形成する。各領域の形成方法およびその形状は、上述したバックゲート型のＦＥＴの場合と同じである。【０１０２】
次に、図１５Ｂに示すように、シリコンナノワイヤ１１４を第１の領域１１３に配置する。シリコンナノワイヤ１１４は、バックゲート型電界効果トランジスタの場合と同じ方法を用いて配置できる。【０１０３】
次に、図１５Ｃに示すように、シリコンナノワイヤ１１４と電気的に接続するソース電極１１６およびドレイン電極１１７（第１の電極および第２の電極）を設ける。【０１０４】
次に、図１５Ｄに示すように、両電極１５６，１５７が設けられている領域以外の表面に、ゲート絶縁膜１１８を形成する。【０１０５】
次に、図１５Ｅに示すように、ゲート絶縁膜１１８の上にゲート電極１１９を形成する。【０１０６】
以上の方法により、トップゲート型のＦＥＴ１１１が製造できる。なお、ソース電極１１６、ドレイン電極１１７およびゲート電極１１９の材料は、上記したバックゲート型のＦＥＴと同様に、例えば、チタン、金、白金、コバルトまたはニッケルなどの金属から形成されたシリサイドであることが好ましい。【０１０７】
（実施の形態４）
実施の形態３で説明したトランジスタは、表示装置等に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）として利用できる。図１６には、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材を利用して形成したトランジスタを表示装置のＴＦＴとして用いた場合を示しており、このＴＦＴを駆動するための回路構造も示されている。図１６に示す回路構造では、基板１２１上に、ソース電極線１２２およびゲート電極線１２３が、ゲート絶縁膜１２４を介して垂直に交差して設けられている。そして、ソース電極線１２２およびゲート電極線１２３によって区画される領域には、ＴＦＴ１２５と画素電極１２６とが設けられている。ＴＦＴ１２５は、ソース電極線１２２に接続されるソース電極１２７と、画素電極１２６と接続されるドレイン電極１２８と、ソース電極１２７とドレイン電極１２８の間に設けられたゲート絶縁膜１２９と、ゲート絶縁膜１２９の上に設けられ、ゲート電極線１２３と接続されるゲート電極１３０とを備えている。そして、図１６には表示されないが、ゲート絶縁膜１２９の下または内部に、ソース電極１２７とドレイン電極１２８との間を接続するナノワイヤが設けられている。【０１０８】
本発明のマウント方法を用いて柱形状部材を基板上にマウントする場合、基板にはフレキシブル基板を用いることができる。このため、本発明のマウント方法を図１６に示すようなＴＦＴの作製に利用することは有用である。なお、図１６に示すようなＴＦＴは、図１７に示すようなディスプレイパネル（表示装置）に用いることができる。【０１０９】
図１７は、図１６に示したＴＦＴを用いた有機ＥＬディスプレイのパネル構造を示す斜視図である。図１７に示すパネル構造では、ＴＦＴ１３１がマトリックス状に配置されているプラスチック基板１３２と、プラスチック基板１３２の上に設けられた有機ＥＬ層１３３と、有機ＥＬ層１３３の上に設けられた透明電極１３４と、透明電極１３４の上に設けられた保護フィルム１３５とを備えている。なお、ＴＦＴ１３１は、ゲート電極線１３６およびソース電極線１３７に接続されている。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置は、異方性形状部材に属するナノワイヤなどの柱形状部材を、所定の方向に配向させて基板上に配置する際に適用できる。このマウント方法およびマウント装置を利用すれば、例えばトランジスタなどの電子デバイスを、低コストで、かつ、工業的な規模で製造できる。これにより、表示装置だけでなく、半導体特性を利用したガスセンサやバイオセンサなどの、安価な樹脂基板上に形成できる汎用の半導体装置の製造にも利用可能である。また、柱形状部材として、導電性の金属特性を示す部材を用いれば、本発明の方法および装置を用いて汎用の電気配線を製造することもできる。さらに、本発明のマウント方法およびマウント装置は、微細なＦＥＴなどの板形状の半導体装置を所定の方向に配向させて配置することもできるので、表示装置用のＴＦＴ駆動回路の製造などにも適用できる。
【図１】
2007105405.tif 000003
【図２】
2007105405.tif 000004
【図３】
2007105405.tif 000005
【図４】
2007105405.tif 000006
【図５】
2007105405.tif 000007
【図６】
2007105405.tif 000008
【図７】
2007105405.tif 000009
【図８】
2007105405.tif 000010
【図９】
2007105405.tif 000011
【図１０】
2007105405.tif 000012
【図１１】
2007105405.tif 000013
【図１２】
2007105405.tif 000014
【図１３】
2007105405.tif 000015
【図１４】
2007105405.tif 000016
【図１５】
2007105405.tif 000017
【図１６】
2007105405.tif 000018
【図１７】
2007105405.tif 000019
【図１８】
2007105405.tif 000020
【図１９】
2007105405.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月25日(2008.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に異方性形状部材をマウントする方法であって、
（Ｉ）前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する工程と、
（II）転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させることによって、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる工程と、
（III）前記主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する工程と、
を含む異方性形状部材のマウント方法。
【請求項２】
前記主面（Ａ）上には、前記第１の領域を囲む第２の領域が設けられており、
前記第１の領域に対する前記第１の液体のぬれ性が、前記第２の領域に対する前記第１の液体のぬれ性よりも高い請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項３】
前記第１の領域が親水性であり、前記第２の領域が撥水性であり、かつ、前記第１の液体が水を含む請求項２に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項４】
前記異方性形状部材の表面の少なくとも一部が親水性である請求項３に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項５】
前記転写基板の前記主面（Ｂ）に、所定の方向に沿って延びる溝が形成されており、
前記工程（II）の前に、
（ｉ）前記溝が形成された前記主面（Ｂ）に、前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流すことによって、前記異方性形状部材を前記主面（Ｂ）上に前記所定の方向に配向するように配置する工程をさらに含む、請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項６】
前記転写基板がローラの表面上に設けられており、かつ、前記溝が前記ローラの周方向に沿って延びるように形成されており、
前記工程（II）において、前記ローラを回転させることによって、前記転写基板の前記主面（Ｂ）を前記基板の前記第１の領域に配置された前記第１の液体と接触させて、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる、請求項５に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項７】
前記工程（ｉ）において、前記異方性形状部材を分散させた前記第２の液体を表面に保持する部材供給ローラを前記転写基板の前記主面（Ｂ）に接触させることによって、前記主面（Ｂ）に前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流す、請求項６に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項８】
前記異方性形状部材が柱形状部材であり、かつ、前記第１の領域が長方形状であって、
前記第１の領域の短手方向の長さが、前記柱形状部材の長軸の平均長さの０．８倍以上１．５倍以下である請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項９】
前記工程（II）において、前記柱形状部材の長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように、前記主面（Ｂ）に配置された前記異方性形状部材を前記第１の液体に接触させる請求項８に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項１０】
前記異方性形状部材が板形状部材であり、かつ、前記第１の領域は前記板形状部材の所定の面の形状に対応した形状を有しており、
前記工程（II）において、前記板形状部材を前記第１の液体に接触させる際に、前記板形状部材の前記所定の面を前記主面（Ａ）に対向させる請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項１１】
異方性形状部材を基板上にマウントするためのマウント装置であって、
前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、
転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている前記異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させる転写手段と、
を含む異方性形状部材のマウント装置。
【請求項１２】
前記基板の主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する液体除去手段をさらに含む請求項１１に記載の異方性形状部材のマウント装置。
【請求項１３】
前記液体配置手段が、前記第１の液体を吐出できる吐出装置を含む請求項１１に記載の異方性形状部材のマウント装置。
【請求項１４】
基板と、前記基板上にマウントされた異方性形状部材と、前記異方性形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含む電子デバイスを製造する方法であって、
請求項１〜１０の何れか１項に記載のマウント方法によって前記異方性形状部材を前記基板上にマウントする工程を含む電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の製造方法によって製造された電子デバイスを含む表示装置。
【請求項１６】
第１の領域と、前記第１の領域を囲み、前記第１の領域よりも表面エネルギーが低い第２の領域とが一主面上に設けられている基板と、
前記第１の領域に、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材と、
前記柱形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、
を含んでおり、
前記第１の領域が長方形状であって、かつ、前記第１の領域の短手方向の長さが前記柱形状部材の長軸の平均長さの０．８倍以上１．５倍以下であり、
前記柱形状部材は、長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように配向して配置されている電子デバイス。
【請求項１７】
前記柱形状部材が半導体特性を示し、
前記電子デバイスが半導体装置として機能する請求項１６に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記半導体装置が電界効果トランジスタであり、前記柱形状部材の少なくとも一部がチャネル領域として機能する請求項１７に記載の電子デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置と、そのマウント方法を用いた電子デバイスの製造方法と、電子デバイスと、表示装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブ型液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や、大規模集積回路（ＬＳＩ）に用いられるトランジスタは、真空薄膜工法とフォトリソグラフィ工法とによって、薄膜材料に微細加工処理がなされて製造される。特に、表示装置においては、近年の普及につれて大型化しているため、フォトリソグラフィ工法の際に用いられる露光装置などの製造設備の大型化が必要であり、大きな設備投資が必須になってきている。さらに、フォトマスクの価格も増大してきている。
【０００３】
近年のナノテクノロジー技術の進歩で、例えば柱形状で、直径が数百ｎｍより小さい部材（以下、ナノ部材ということがある。）を用いた電子デバイスの構想や研究開発が盛んになってきている。柱形状のナノ部材には、例えばカーボンナノチューブや半導体ナノワイヤ等の針形状ナノ微粒子が含まれる。電子デバイスにナノ部材が利用された例として、例えば、「D. Wang, et al., “Germanium nanowire field-effect transistors with SiO2 and high-k HfO2 gate dielectric”, Appl. Phys. Lett. Vol. 83, pp.2432, 2003.」には、半導体ナノワイヤを用いた電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと表記することがある。）の常温での動作について開示されている。このようなナノ部材を用いた電界効果トランジスタは、塗布工法により作られるため、従来の薄膜工法と比較して、大型真空設備を多数使用する工法から開放される。従って、低コスト化も含めた多くのメリットがあると考えられる。
【０００４】
しかし、ナノ部材を用いてトランジスタ特性を実現するためには、ナノ部材を所定の微細な領域に配置し、さらにその領域の中で一軸方向に配向させる必要がある。一軸方向に配向するように配置した柱形状のナノ部材の両端部分にソース電極とドレイン電極とを形成することにより、電界効果トランジスタを実現できるからである。従って、ナノ部材を利用した塗布型の電界効果トランジスタを製造するためには、ナノ部材を基板にマウントする際に配向方向および配置位置を正確に制御することが、重要課題の一つとなる。例えば、ナノ部材の配向方向や配置位置を制御する方法として、基板の表面に多数の溝を持つポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）製の型を基板に接触させ、基板表面に液体流の水路を形成し、その水路にナノ部材を分散させた液体を流すことによって、基板上に柱形状のナノ部材を配向させて塗布する方法（以下、フロー法と称する。）が報告されている（米国特許第６８７２６４５号明細書およびY. Huang, et al., “Directed Assembly of One-Dimensional Nanostructures into Functional Networks,”, Science vol. 291, pp.630, 2001. 参照）。
【０００５】
また、ナノ部材を基板に配向配置する別の方法として、例えば、ナノ部材を配向して配置させた転写シート（ドナーシート）を用い、あらかじめ接着層（バッファ層）が設けられた基板にナノ部材を転写する方法も開示されている（特開２００５−２４４２４０号公報参照）。この方法では、転写シートと基板の接着層とを仮接合し、レーザビーム照射によって転写すべきパターンを加熱して、転写シートのナノ部材を接着層に接着させる（ナノ部材を基板側に転写させる）。転写シートは、転写層（転写されるナノ部材の層）と下地層（転写層を保持しているフィルム）とによって形成されており、下地層には、レーザ加熱によって接着性が低下する膜が設けられている。
【０００６】
一方、アクティブ型液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置はガラス基板上に形成されており、基板上にマトリックス状に配置された画素はその近傍に配置されたトランジスタによって制御される。現在の技術では、結晶半導体のトランジスタをガラス基板上に形成することができないので、アモルファスシリコンやポリシリコン薄膜を用いたＦＥＴが画素の制御に用いられている。アモルファスシリコンやポリシリコン薄膜は大面積の基板上に安価に作製できるという長所があるが、結晶シリコンに比べて移動度が小さく、高速動作ができないという課題があった。この課題を解決するために、あらかじめ結晶シリコンからなるシリコンウエハ上に多数のＦＥＴを作製し、これらのＦＥＴをウエハから切り出して、これらのＦＥＴが入る大きさの穴をあらかじめ基板にあけておき、それらの穴を用いて、上記のＦＥＴを基板に配置する方法が従来から提案されていた（例えば、米国特許第６４１７０２５号明細書、特開２００３−５２１２号公報およびインフォメーションディスプレイ（Information Display）、ｐ１２〜１６、１９９９年参照。）。
【０００７】
しかし、柱形状のナノ部材を基板にマウントする際、配向方向や配置位置を制御するために従来のフロー法を用いると、安定した配向および配置が困難となるという問題があった。
【０００８】
また、接着層が設けられた基板に転写によってナノ部材を配置する方法の場合、ナノ部材は、転写シートにおける配列状態がそのまま維持されて接着層に固定される。転写シートにナノ部材を配列させる際、その長手方向がほぼ平行となるようにナノ部材を配列させることは可能であるが、さらに複数のナノ部材の端部の位置を揃えてナノ部材を配列させることは非常に困難である。そのため、この方法の場合、ナノ部材を、長手方向がほぼ平行で、かつ、端部の位置がほぼ揃うように、基板上に配置することが困難であった。また、接着層を用いているので、ナノ部材が接着層に埋まってしまいトランジスタ特性を実現できない等の問題が生じる可能性もあった。
【０００９】
一方、あらかじめ形成したＦＥＴやシリコンシートなどの部材を基板上に配置する際に、従来の方法を用いると、所定の位置に正確に配向するようにＦＥＴやシリコンシートを配置できないという問題があった。さらに、このように正確に配置できる確率が低いために、必要以上の部材を準備しなければならず、製造コストも高くなるという問題もあった。
【発明の開示】
【００１０】
以上のような状況において、本発明の目的の１つは、柱形状のナノ部材などの異方性形状部材を基板上にマウントする際に、正確に所定の位置にマウントするための新規なマウント方法およびマウント装置を提供することである。また、本発明の別の目的の一つは、そのマウント方法を用いた電子デバイスの製造方法を提供し、さらにその製造方法によって製造される電子デバイスと表示装置とを提供することである。
【００１１】
本発明の異方性形状部材のマウント方法は、基板上に異方性形状部材をマウントする方法であって、
（Ｉ）前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する工程と、
（II）転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させることによって、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる工程と、
（III）前記主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する工程と、
を含む。ただし、本明細書における『異方性形状部材』とは、形状的に異方性を有する部材のことであり、具体的には、柱形状部材（例えば円柱状部材）および板形状部材などが含まれる。異方性形状部材は、例えば短軸の平均長さに対する長軸の平均長さの比が１．５倍よりも大きい部材であり、好ましくは、柱形状部材（例えば円柱状部材）である場合は短軸の平均長さに対する長軸の平均長さの比が３０倍よりも大きいことが望ましく、板形状部材である場合は２倍よりも大きいことが望ましい。また、ここでいう第１の液体の領域とは、第１の液体の内部および第１の液体の表面を含む。
【００１２】
本発明の異方性形状部材のマウント装置は、異方性形状部材を基板上にマウントするためのマウント装置であって、
前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている前記異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させる転写手段と、
を含む。
【００１３】
本発明のマウント方法およびマウント装置では、あらかじめ転写基板に所定の方向に配向するように配置された異方性形状部材を、転写によって基板上の所定の領域に配置する。このため、異方性形状部材を、高い確率で、基板上の所定の領域に所定の方向に配向させてマウントできる。例えば、異方性形状部材が微小な柱形状部材である場合、フロー法のように液体の流れを利用する必要がないので、所定の領域に再現性良くマウントできる。このため、マウント時に準備する柱形状部材の量を低減することもでき、コストを低下させることもできる。また、本発明の場合、異方性形状部材の基板への転写は、基板上の所定の領域（第１の領域）に配置された液体（第１の液体）に異方性形状部材を移動させることによって行われる。したがって、転写時に転写基板と基板との位置が少しずれてしまった場合でも、転写時に転写基板上の異方性形状部材の一部が基板上の第１の液体と接触していれば、異方性形状部材は第１の液体内を移動して所定の位置に配置されることができる。すなわち、本発明のマウント方法およびマウント装置によれば、従来の方法と比較して、より安定的に異方性形状部材を所定の領域内に所定の方向に配向させてマウントできる。また、異方性形状部材が例えば柱形状部材の場合、転写基板上では柱形状部材の端部の位置が揃っていない場合でも、柱形状部材は、第１の液体の領域に移動した後で液体内部を長手方向に微小距離移動し、長手方向のみならず端部の位置もほぼ揃った状態で配置されることもできる。
【００１４】
異方性形状部材が、例えばＦＥＴなどの電子デバイスを含む素子チップやシート状半導体などの板形状部材である場合でも、本発明のマウント方法およびマウント装置を用いることにより、従来の方法とは異なり必要以上の数の部材を用意することが不要となる。さらに、所定の領域に確実に配置できるので、板形状部材が所定の位置にマウントされたか否かを検査する工程を簡略化または省略できる。
【００１５】
本発明の電子デバイスの製造方法は、基板と、前記基板上にマウントされた異方性形状部材と、前記異方性形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含む電子デバイスを製造する方法であって、本発明の異方性形状部材のマウント方法によって前記異方性形状部材を前記基板上にマウントする工程を含む。
【００１６】
本発明の表示装置は、本発明の電子デバイスの製造方法によって製造された電子デバイスを含む。
【００１７】
本発明の電子デバイスは、第１の領域と、前記第１の領域を囲み、前記第１の領域よりも表面エネルギーが低い第２の領域とが一主面上に設けられている基板と、前記第１の領域に、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材と、前記柱形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含んでおり、前記第１の領域が長方形状であって、かつ、前記第１の領域の短手方向の長さが前記柱形状部材の長軸の長さの０．８倍以上１．５倍以下であり、前記柱形状部材は、長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように配向して配置されている。
【００１８】
なお、本明細書において、『マウント』とは、電子デバイスだけでなく部材を基板上に配置することも含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明で用いる図では、見やすいようにハッチングを省略する場合がある。また、以下の説明では、同様の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【００２０】
＜マウント方法＞
本発明のマウント方法は、基板上に異方性形状部材をマウントする方法である。この方法は、
（Ｉ）前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する工程と、
（II）転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させることによって、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる工程と、
（III）前記主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する工程と、
を含む。
【００２１】
この方法によれば、異方性形状部材をマウントする所定の領域に第１の領域を設けておき、その第１の領域に第１の液体を配置しておくことによって、転写基板に配置されている異方性形状部材を、その配向状態を保ったまま第１の液体の領域に移動させて（転写して）、第１の領域内に配置することができる。その後、第１の液体を基板の一主面（Ａ）上から除去することで、異方性形状部材を第１の領域内に所定の方向に配向させて、確実にマウントすることができる。
【００２２】
次に、本発明のマウント方法の各工程について、より詳しく説明する。
【００２３】
[工程（Ｉ）]
所定の領域に正確に異方性形状部材をマウントするためには、第１の領域に配置された第１の液体がその第１の領域から広がらないことが好ましい。そこで、第１の液体が第１の領域の外側に広がることを防ぐために、第１の領域を囲むように、第１の液体のぬれ性が第１の領域よりも低い第２の領域を設けることが好ましい。すなわち、基板の一主面（Ａ）上に、第１の領域と、第１の領域を囲む第２の領域とを設けて、第２の領域における第１の液体のぬれ性を第１の領域よりも低くすればよい。この方法によれば、第１の領域に配置された第１の液体が第１の領域の外側に広がりにくくなり、第１の液体を第１の領域内に安定して配置できる。このようなぬれ性を示す第１の領域および第２の領域を実現するため、第１の領域の表面エネルギーが第２の領域の表面エネルギーよりも高くなるように、両領域を形成するとよい。
【００２４】
また、より安定に第１の液体を第１の領域に配置するためには、第１の領域と第２の領域との間で第１の液体のぬれ性の差が大きいことが好ましい。ぬれ性の大きさは第１の液体の表面張力とも関係するため、第１の領域および第２の領域の表面エネルギーの値は限定されないが、第１の液体を第１の領域に安定に配置するための一例は、第２の領域の表面エネルギーを５ｍＪ／ｍ2以上４０ｍＪ／ｍ2未満（好ましくは５〜２５ｍＪ／ｍ2の範囲）とし、第１の領域の表面エネルギーを４０ｍＪ／ｍ2以上（好ましくは６０〜１０００ｍＪ／ｍ2の範囲）とすることである。なお、以下、第１の液体のぬれ性が高い性質を「親液性」といい、第１の液体のぬれ性が低い性質を「撥液性」ということがある。例えば、第１の液体が水を含む場合は、第１の液体のぬれ性が高い性質を「親水性」といい、第２の液体のぬれ性が低い性質を「撥水性」という。固体表面に対する第１の液体のぬれ性は、固体の表面エネルギーだけでなく第１の液体の表面張力も関係するため、「親液性」および「撥液性」を示す固体の表面エネルギーの値は特に限定されないが、「親液性」の場合はその表面エネルギーが４０ｍＪ／ｍ2以上（好ましくは６０〜１０００ｍＪ／ｍ2）であることが好ましく、「撥液性」の場合はその表面エネルギーが５ｍＪ／ｍ2以上４０ｍＪ／ｍ2未満（好ましくは５〜２５ｍＪ／ｍ2の範囲）であることが好ましい。
【００２５】
なお、第２の領域を形成する方法の一例としては、第２の領域の少なくとも一部に、第１の液体のぬれ性が第１の領域よりも低い有機膜を配置する方法が挙げられる。この方法によれば、第１の領域および第２の領域が容易に形成できる。
【００２６】
第１の領域に配置される第１の液体の量は、特に限定されない。ただし、工程（II）において、異方性形状部材が転写基板での配向状態をより確実に保ったまま第１の液体の領域に存在できるように、第１の液体の量を、異方性形状部材が第１の液体内でその配向状態を変化させるほど大きく動かない程度の量とすることが好ましい。
【００２７】
第１の液体としては、例えば、有機溶媒、水、またはこれらの混合液が使用できる。例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびグリセリン等のアルコール、水、または、水とアルコールとの混合液等がある。
【００２８】
［工程（II）］
工程（II）では、あらかじめ準備された転写基板に配置されている異方性形状部材を、基板の主面（Ａ）の第１の液体に接触させる。このとき、転写基板に配置されている異方性形状部材の配向方向と、基板上にマウントした状態での異方性形状部材の配向方向とを考慮して、基板の主面（Ａ）に対して転写基板の方向を所定の方向とする。転写基板に配向して配置されている異方性形状部材が、第１の領域内に閉じ込められた第１の液体に接触し、第１の液体の表面張力によって第１の液体の領域へ移動する。このとき異方性形状部材は転写基板での配向状態を保ったままで第１の領域に転写されるため、異方性形状部材を所定の方向に確実に配向させて第１の領域内に配置できる。
【００２９】
次に、異方性形状部材が配置された転写基板を作製する方法の一例について説明する。
【００３０】
このような転写基板を用意するために、例えば、本発明のマウント方法は、主面（Ｂ）に所定の方向に沿って延びる溝が形成された転写基板を用いて、工程（II）の前に、
（ｉ）前記溝が形成された主面（Ｂ）に、異方性形状部材を分散させた第２の液体を流すことによって、前記異方性形状部材を主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置する工程、
をさらに含んでいてもよい。
【００３１】
また、転写基板がローラの表面上に設けられており、かつ、溝が前記ローラの周方向に沿って延びるように主面（Ｂ）形成されていてもよく、その場合は、工程（II）において、前記ローラを回転させることによって、前記転写基板の主面（Ｂ）を基板の第１の領域に配置された第１の液体と接触させて、異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させてもよい。さらに、工程（ｉ）において、前記異方性形状部材を分散させた前記第２の液体を表面に保持する部材供給ローラを前記転写基板の前記主面（Ｂ）に接触させることによって、前記主面（Ｂ）に前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流すこともできる。
【００３２】
このような方法の場合、異方性形状部材の形状に応じて溝の幅を適宜設定することによって、異方性形状部材を所定の方向に配向するように配置できる。例えば、異方性形状部材が柱形状部材の場合、溝の幅を柱形状部材の長軸の長さよりも短く形成することによって、柱形状部材を、その長軸が溝に沿うような方向で配向させることができる。また、異方性形状部材を分散させる第２の液体は、異方性形状部材を分散させることができる液体であればよいため、特に限定されないが、例えばメタノール、エタノール、プロピルアルコール、クロロホルム、ジクロロブタンなどを用いることができる。また、転写時に転写基板に第２の液体が残存していてもよく、その場合は、第２の液体が第１の液体と混ざらないことが好ましい。そのため、第２の液体には、第１の液体と混ざりにくい液体を用いることが好ましい。例えば第１の液体が水である場合、第２の液体として、水と混ざりにくいクロロホルムおよびジクロロブタンが好適に用いられる。
【００３３】
［工程（III）］
工程（III）では、第１の液体を基板の主面（Ａ）上から除去する。第１の液体を除去する方法は特には限定されておらず、例えば自然乾燥によって除去してもよいし、加熱および／または減圧によって除去してもよい。
【００３４】
第１の領域から第１の液体が除去される工程によって、異方性形状部材はその配向状態を保ったまま第１の領域に配置される。なお、上述したように、第１の領域に配置されている第１の液体の量を適宜設定すれば、第１の液体中での異方性形状部材の配向状態をより確実に保つことができる。
【００３５】
以上の各工程により、異方性形状部材を基板の所定の領域に、かつ、所定の方向に配向させて、確実にマウントできる。
【００３６】
また、本発明のマウント方法を用いれば、複数の異方性形状部材を一度にマウントすることが可能である。すなわち、基板の一主面（Ａ）上に複数個の第１の領域を作製し、各第１の領域に第１の液体を配置すれば、上述した方法を用いて、複数の異方性形状部材を所定の領域に正確に配置することが可能となる。
【００３７】
なお、異方性形状部材がマウントされる基板に限定はなく、無機材料、高分子樹脂材料または無機材料と高分子樹脂材料との複合材料にて形成された基板を用いることができる。無機材料としては、アルミナ等のセラミックス、シリコンおよびガラス等が使用できる。高分子樹脂材料としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。無機材料と高分子樹脂材料との複合材料としては、例えば、ガラス、セラミックスまたは金属からなるファイバーと高分子樹脂材料とが含まれる複合材料を使用できる。また、基板材料が導電性を有するものであっても、基板表面が絶縁性であればよいため、ＳＯＩ基板や表面に絶縁膜が形成された化合物半導体基板を用いることも可能である。
【００３８】
次に、マウントする異方性形状部材が柱形状部材、特にナノワイヤ等の微小な柱形状部材である場合と、素子チップやシート状半導体などの板形状部材である場合とに分けて、第１の領域の形状や部材についてそれぞれ説明する。なお、ここでいう微小な柱形状部材とは、例えば、最大の径が１μｍ以下の柱形状部材のことであり、好ましくは最大の径が５００ｎｍ以下の部材のことである。以下、このような柱形状部材のことをナノ部材ということがある。
【００３９】
まず、マウントする異方性形状部材が柱形状部材である場合について説明する。
【００４０】
マウントする部材が柱形状部材である場合、第１の領域の形状はマウントする柱形状部材の形状に応じて決定するとよい。例えば、第１の領域を長方形状とする場合は、第１の領域の短手方向の長さをその柱形状部材の長軸の長さよりも短くすることもできるし、第１の領域の短手方向の長さをその柱形状部材の長軸の長さ以上とすることもできる。なお、ここでいう短手方向とは、長方形状の第１の領域について長手方向と直交する方向のことである。本発明のマウント方法では、あらかじめ転写基板に配向して配置されている柱形状部材を転写によって第１の領域に配置するので、第１の領域の短手方向の長さを柱形状部材の長軸の長さ以上に形成した場合であっても、柱形状部材を所定の方向に確実に配向させて配置できる。本発明のマウント方法においては、第１の領域の短手方向の長さを、例えば、柱形状部材の長軸の長さに対して０．８倍以上１．５倍以下の範囲に設定してもよい。このような範囲に設定すれば、柱形状部材を、柱形状部材の長軸が第１の領域の短手方向に沿うような向きに配向させて、第１の領域にマウントできる。
【００４１】
柱形状部材、特に最大の径が１μｍ以下のナノ部材としては、例えば、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノリボンおよびウィスカー等がある。例えば、これらのナノ部材が一軸方向に配向するように当該ナノ部材を配置し、その両端に第１の電極および第２の電極を配置してトランジスタ等の電子デバイスを製造する場合は、半導体特性を示す部材を用いるとよい。そのような部材としては、例えばシリコンナノワイヤ等が挙げられる。
【００４２】
異方性形状部材が板形状部材の場合、基板に設けられている第１の領域の形状を、その第１の領域にマウントされる板形状部材の形状に応じて決定するとよい。例えば、この場合の第１の領域の形状は、三角形、四角形、五角形等の多角形、円形または楕円形等、マウントする板形状部材の所定の面（基板にマウントされた状態で基板と対向する面）の形状に対応した形状を有していることが好ましい。この場合、板形状部材の所定の面の形状と第１の領域の形状とができるだけ似ていることが好ましく、実質的に等しいことがより好ましい。
【００４３】
板形状部材は、例えば、電子デバイスを含む素子チップであってもよい。素子チップに含まれる電子デバイスは、例えばトランジスタ（たとえば電界効果トランジスタ）、抵抗、コンデンサまたはインダクタ等である。素子チップに含まれる電子デバイスは、１つであってもよいし、複数であってもよい。素子チップは、複数の電子デバイスで構成された回路を含んでもよい。素子チップに含まれる電子デバイスは、単結晶シリコントランジスタであってもよいし、単結晶シリコントランジスタが集積された回路素子であってもよい。素子チップの最も長い辺は、たとえば１０００μｍ以下である。
【００４４】
素子チップに含まれる電子デバイスが電界効果トランジスタである場合、素子チップをマウントする基板に、トランジスタのソース電極、ドレイン電極およびゲート電極に対応するように電極パターンを予め形成しておき、ここに、本発明のマウント方法で素子チップを配置すればよい。このようなトランジスタは、例えば、アクティブマトリックス型の表示装置の画素制御用トランジスタとして使用できる。
【００４５】
また、板形状部材は、例えばシート状半導体であってもよい。この場合、例えば基板上にマウントされたシート状半導体と電気的に接続する電極をさらに形成し、このシート状半導体がチャネル領域として機能する電界効果トランジスタを製造することが可能である。
【００４６】
＜マウント装置＞
本発明のマウント装置は、異方性形状部材を基板上にマウントするためのマウント装置であって、前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている前記異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させる転写手段と、を含む。
【００４７】
液体配置手段は、基板に対して第１の液体を配置できる機構を含んでいればよく、例えばインクジェット法、ディスペンサを用いた方法またはスクリーンプリント法等に用いられている公知の機構を含んでいればよい。また、第１の液体を霧状して基板に吹きかける機構や、第１の液体を気化させた蒸気を基板に吹きかけて基板の第１の領域に第１の液体を結露させて配置する機構を含んでいてもよい。特に、インクジェット法に用いられる吐出装置は、その体積を正確にコントロールしながら微小な液滴を所定の位置に配置できるので、好適に用いられる。また、液体配置手段として、第１の液体を連続的に基板上に供給可能なローラとブレードとを併用する機構を含んでいてもよい。
【００４８】
転写手段は、転写基板に配置されている異方性形状部材を、基板の第１の領域に配置された第１の液体に接触させることができる機構を含んでいればよい。転写手段は、例えば、基板の主面（Ａ）に転写基板の主面（Ｂ）を対向させる向きに転写基板を保持し、かつ、基板の主面（Ａ）と直交する方向に転写基板を移動させることが可能な機構を含んでいてもよい。この場合、主面（Ｂ）を主面（Ａ）に接触させるように、転写基板を基板の主面（Ａ）に対して移動させることによって、主面（Ｂ）上の異方性形状部材を第１の液体に接触させることができる。
【００４９】
また、転写手段としてローラを用いることもできる。この場合、転写基板はローラの円筒形状の表面に設けられた状態で用いられ、ローラ表面の転写基板と基板とを接触させて異方性形状部材の転写が行われる。
【００５０】
本発明のマウント装置は、基板の主面（Ａ）上から第１の液体除去する液体除去手段をさらに含んでいてもよい。液体除去手段は、例えば、加熱や減圧によって液体を除去できる公知の機構を含むことができる。
【００５１】
＜電子デバイスの製造方法＞
本発明の電子デバイスの製造方法は、基板と、この基板上にマウントされた異方性形状部材と、この異方性形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含む電子デバイスを製造する方法であって、本発明のマウント方法により異方性形状部材を基板の一主面上にマウントする工程を含む。異方性形状部材には、ナノワイヤ等の柱形状部材や、シート状半導体等の板形状部材を用いることができる。第１の電極および第２の電極は、異方性形状部材を基板上にマウントした後に形成してもよいし、異方性形状部材を基板上にマウントする前にあらかじめ形成しておいてもよい。
【００５２】
この製造方法で製造される電子デバイスは、特には限定されないが、トランジスタであってもよい。トランジスタとしては、たとえば、バックゲート型電界効果トランジスタおよびトップゲート型電界効果トランジスタ等が挙げられる。
【００５３】
＜表示装置＞
本発明の表示装置は、本発明の電子デバイスの製造方法で製造された電子デバイスを含んでいる。本発明の表示装置の一例としては、例えば、基板と、基板上にマウントされたトランジスタ（電子デバイス）と、このトランジスタを制御するための第１の配線および第２の配線とを含む表示装置が挙げられる。この場合、トランジスタは、第１の配線および第２の配線と、電極端子を介して電気的に接続されている。
【００５４】
本発明の表示装置としては、たとえば、液晶ディスプレイや、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、電気泳動現象を利用したディスプレイおよび磁性粉末を利用したディスプレイ等が挙げられる。
【００５５】
＜電子デバイス＞
本発明の電子デバイスは、第１の領域と、前記第１の領域を囲み、前記第１の領域よりも表面エネルギーが低い第２の領域とが一主面上に設けられている基板と、前記第１の領域に、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材と、前記柱形状部材と電気的に接続された第１の電極および第２の電極と、を含んでおり、前記第１の領域が長方形状であって、かつ、前記第１の領域の短手方向の長さが前記柱形状部材の長軸の０．８倍以上１．５倍以下であり、前記柱形状部材は、長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように配向して配置されている。本発明の電子デバイスは、柱形状部材として半導体特性を示す部材を用いて、半導体装置として機能する電子デバイスとしてもよい。この場合、柱形状部材の少なくとも一部がチャネル領域として機能する電界効果トランジスタとすることもできる。
【００５６】
（実施の形態１）
本発明の異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、異方性形状部材が柱形状部材である場合について説明する。
【００５７】
図３Ａは、本実施の形態のマウント方法を用いて基板上にマウントされた柱形状部材を示す平面図であり、図３Ｂは、図３Ａの線Ｉ−Ｉを通り基板に垂直な断面を示す図である。本実施の形態では、基板１の一主面上に設けられた第１の領域１１に、柱形状部材２が配置されている。本実施の形態では、基板１上に複数の第１の領域１１が設けられており、これら複数の第１の領域１１は、互いに接しないように離して形成されている。第１の領域１１は長方形状であり、１つの第１の領域１１内に複数の柱形状部材２（図中では、１３個の部材）がマウントされている。本実施の形態では、第１の領域１１は、その短手方向の長さが柱形状部材２の長軸の長さとほぼ同じであり、柱形状部材２は、その長軸が第１の領域１１の短手方向にほぼ一致するように配向して配置されている。また、基板１の一主面上には、第１の領域を１１囲む第２の領域１２が設けられている。第２の領域１２は、本実施の形態のマウント方法で用いられる後述の第１の液体のぬれ性が第１の領域１１よりも低くなるように形成されている。なお、本実施の形態では、第１の液体として水を用いるため、第１の領域を親水性の領域とし、第２の領域を撥水性の領域とする。また、柱形状部材を第１の液体の領域に効率よく移動させるために、柱形状部材の表面の少なくとも一部は親水性となっている。
【００５８】
以下に、本実施の形態のマウント方法について説明する。ここでは、便宜上、図４に示すような、一主面上に１つの第１の領域１１とそれを囲む第２の領域１２とが設けられた基板１を用意し、その基板１に柱形状部材をマウントする方法について説明する。
【００５９】
図１Ａ〜図１Ｅは、本実施の形態のマウント方法を用いて部材を基板上にマウントする際の各工程について、図４の線II−IIを通り基板に垂直な断面を用いて示している。図２Ａ〜図２Ｅは、本実施の形態のマウント方法を用いて部材を基板上にマウントする際の各工程について、図４の線III−IIIを通り基板に垂直な断面を用いて示している。
【００６０】
図４に示す基板１には、その一主面上に、あらかじめ表面処理が施されて第１の領域１１および第２の領域１２が形成されている。本実施の形態では、第１の領域１１は、短手方向の長さＬ１が部材の長軸の長さとほぼ同じ長さとなるように形成されている。例えば、配置する柱形状部材として、長軸の平均長さ１０μｍで平均直径０．２μｍの円柱形状部材であるナノワイヤを用いる場合、第１の領域１１は、例えば、短手方向の長さＬ１＝１０μｍ、長手方向の長さＬ２＝３０μｍの長方形とできる。この場合、１つの第１の領域１１あたりに１〜数１０本のナノワイヤが配置される。なお、本実施の形態では第１の領域１１の短手方向の長さＬ１を柱形状部材の長軸の長さとほぼ同じとしたが、これに限定されず、長軸の長さよりも長くしてもよい。
【００６１】
本実施の形態において柱形状部材２として用いるナノワイヤは、金属、半導体または絶縁体など、さまざまな材料から製造できる。シリコンからなるナノワイヤは、例えば、ＶＬＳ（Ｖａｐｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ−Ｓｏｌｉｄ）成長メカニズムにより、ＣＶＤ法によって触媒金属粒子を用いて成長させることができる。この方法によれば、触媒金属粒子の粒子径の大きさや成長時間を制御することで、直径や長さが揃ったナノワイヤを製造することができる。このナノワイヤは、空気中に取り出すことにより表面がわずかに酸化されて、親水性化される。シリコンナノワイヤの成長には、上記の触媒金属粒子の材料として、金や、鉄、コバルトおよびニッケルのような遷移金属や、あるいは、それらの遷移金属の合金が好適に用いられる。
【００６２】
まず、図１Ａおよび図２Ａに示すように、図４に示すような基板１の第１の領域１１上に、第１の液体３を配置する。上述したように、本実施の形態では第１の液体３として水を用いている。第１の液体３を配置する方法は特に限定されず、基板１の第１の領域１１が設けられている面に第１の液体の液滴を接触させる方法や、ローラとブレードとを併用して第１の液体を塗布する方法等が使用できる。第１の領域１１は、第１の液体（ここでは水）のぬれ性が高い親水性の領域であり、かつ、第１の液体のぬれ性が低い撥水性の第２の領域１２に囲まれている。従って、第１の領域１１に配置された第１の液体３は、第１の領域１１内に安定して存在できる。
【００６３】
次に、一主面上に、柱形状部材２が一方向に配向して配置されている転写基板２１を準備する。この転写基板２１を、図１Ｂおよび図２Ｂに示すように、柱形状部材２が配置された面が基板１に配置された第１の液体３に対向するように配置する。柱形状部材２の表面の少なくとも一部は、第１の液体３のぬれ性が高い親水性となっている。
【００６４】
図１Ｃおよび図２Ｃに示すように、転写基板２１の配置された柱形状部材２を、基板１の第１の領域１１内に閉じ込められた第１の液体３に接触させる。これにより、柱形状部材２が第１の液体３の領域に移動するので、基板１上の長方形状の第１の領域１１に柱形状部材２を転写させることができる。すなわち、転写基板の表面に存在する柱形状部材２が、基板１の第１の領域１１に配置された第１の液体３に接触し、その第１の液体３の表面張力によって第１の液体３側に引き込まれる。このため、柱形状部材２は、転写基板２１での配向状態を維持したままで、基板１に転写される。
【００６５】
その後、転写基板２１を基板１から引き離す。図１Ｄおよび図２Ｄに示すように、転写基板２１の表面に配置されていた柱形状部材２は、基板１の第１の液体３の領域に取り込まれる。続いて、第１の液体３を乾燥させて除去することで、図１Ｅおよび図２Ｅに示すように、柱形状部材２が基板１の第１の領域１１に配向して配置される。
【００６６】
次に、基板１上に第１の領域１１および第２の領域１２を形成する方法の一例について、図５Ａ〜図５Ｃを参照しながら説明する。本実施の形態では、基板１がシリコン基板であり、マウントされる柱形状部材２がナノワイヤである場合について説明する。
【００６７】
シリコン基板上への第１の領域の形成は、まず、シリコン基板を酸素存在の雰囲気中でコロナ放電処理やプラズマ処理して基板表面を酸化することにより、基板の全面を親水性にする。また、プラズマＣＶＤ法によってシリコン基板上に酸化シリコン膜を堆積して、基板の表面を親水性にしてもよい。続いて、図５Ａに示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、ナノワイヤをマウントする所定の位置に、長方形状（マウントするナノワイヤのサイズが、例えば、長軸の平均長さ１０μｍ、平均直径０．２μｍである場合、例えば縦３０μｍ、幅１０μｍの長方形）のレジスト膜５１を形成する。
【００６８】
次に、撥水性の領域を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法によって、シリコン窒化膜などの撥水性薄膜を堆積することで撥水性の領域を形成してもよい。また、例えば一般式ＣｘＦｙＨｚ（ｘは１〜１０までの整数、ｙは１〜１９までの整数、ｚは例えばｚ＝２ｘ−ｙ＋１を満たす整数）で表記できる疎水性官能基を有する有機単分子膜を形成することで、撥水性の領域を形成してもよい。本実施の形態では、例えば、乾燥雰囲気中で、ＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳｉＣｌ3を１ｖｏｌ％含むトルエン溶液にレジスト膜５１が形成された基板１を１時間浸漬する。その後、基板１をトルエンで洗浄した後、乾燥させてトルエンを除去する。これにより、図５Ｂに示すように、レジスト膜５１以外の領域にフッ素系単分子膜５２を形成して、撥水性の第２の領域とする。さらに、レジスト膜５１をアセトンで取り除き、図５Ｃに示すような、親水性の微細パターン（第１の領域１１）とそれを囲む第２の領域１２とが設けられた基板１を作製する。
【００６９】
次に、転写基板の一主面上に、柱形状部材を所定の方向に配向するように配置する方法の一例について説明する。
【００７０】
図６には、柱形状部材が配置されていない状態の転写基板２１の斜視図が示されている。転写基板２１の表面には溝２１ａが形成されている。この溝２１ａの幅の大きさや深さは特に限定されず、用いる柱形状部材のサイズ（ここではナノワイヤの径）などに応じて適宜設定される。例えば平均直径が０．２μｍで平均長さが１０μｍのナノワイヤを用いる場合、例えば、幅２μｍ、深さ３μｍの微細な溝が２μｍ間隔に配置されたパターンを形成する。このような溝２１ａのパターンが全面に形成された転写基板２１に、柱形状部材であるナノワイヤがその長軸が溝２１ａに沿うように配向して配置される。転写基板２１は、図７Ａ〜図７Ｅに示す工程によって製造される。
【００７１】
ガラス基板３１（図７Ａ参照）の表面に、高周波スパッタリングによって例えば膜厚３μｍの銅薄膜３２を形成する（図７Ｂ参照）。続いて、フォトリソグラフィ法を用いて、例えば幅２μｍで間隔２μｍの溝パターン形状のポジ型レジスト膜３３を形成する（図７Ｃ参照）。次に、例えば５重量％の塩化鉄（ＦｅＣｌ3）水溶液を用いて、銅薄膜３２をエッチングし、純水で十分に洗浄して、図７Ｄに示す溝パターン形状の銅薄膜３２を作製する。さらに、レジスト膜３３を剥離した後に、銅薄膜３２の表面をオゾン雰囲気に曝して洗浄し、撥水性の官能基（ここではフルオロアルキル基）と銅に結合する性質の官能基（ここではメルカプト基）の両方を含むＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳＨのアルコール溶液にガラス基板３１ごと浸漬して、パターン形成された銅薄膜３２に撥水性単分子膜を形成する。このようにして、ナノワイヤを配向させて配置するための転写基板２１が作製できる（図７Ｅ参照）。このとき、転写基板２１に形成された溝２１ａの底部分２１ｂは、親水性のガラス基板が露出している。
【００７２】
図８に、転写基板２１の表面全面に、柱形状部材としてナノワイヤを一方向に配向させて配置する方法の一例を示す。転写基板２１の溝２１ａが形成された表面に、ナノワイヤを分散させたプロピルアルコール溶液（第２の液体）４１を置き、この溶液４１を、ブレード４２を用いて転写基板２１の表面に流すことで、ナノワイヤの長軸方向が溝の長さ方向に沿うように、溝２１ａの凹部にナノワイヤが配向して配置される。このようにして、柱形状部材であるナノワイヤを、転写基板２１の全面に一方向に配向させて配置することができる。
【００７３】
また、より効率良く転写基板２１に柱形状部材を配向させて配置させることができる方法の例が、図１８Ａおよび図１８Ｂに示されている。図１８Ａは、転写基板２１にナノワイヤを配置させる際のブレードの走行方向を示す斜視図であり、図１８Ｂはその断面図である。この方法では、転写基板２１の溝２１ａの延びる方向に沿ってブレード４２を移動させる、すなわち、ナノワイヤを分散させたプロピルアルコール溶液（第２の液体）４１を溝２１ａに沿った方向に流す。この方法によれば、より効率良く、ナノワイヤの長軸方向が溝２１ａの長さ方向に沿うようにナノワイヤを溝２１ａの凹部に配置できる。
【００７４】
次に、本発明のマウント装置の一例について説明する。
【００７５】
図９は、本実施の形態のマウント装置の構成を模式的に示す図である。図９に示すマウント装置５１は、上記で説明したような親水性の第１の領域と撥水性の第２の領域とが形成された基板１に、ナノワイヤ等の柱形状部材を配向して配置するために用いられる装置の一例である。
【００７６】
マウント装置５１は、基板１の一主面上に設けられている第１の領域に第１の液体を配置する液体配置手段と、第１の領域に配置された第１の液体に、転写基板の柱形状部材が配置されている面を接触させる転写手段と、第１の液体を除去するための液体除去手段と、を含んでいる。具体的には、基板１を載置した状態で各作業位置まで基板１を搬送するための搬送トレイ５２と、搬送トレイ５２を各作業位置まで搬送する搬送機構５３と、基板１に対して霧状の第１の液体を吹き付ける噴霧器（液体配置手段）５４と、転写基板２１を保持し、転写基板２１の柱形状部材２が配置された面を基板１に対して接触させる方向に転写基板２１を移動させる転写基板可動機構（転写手段）５５と、基板１上の第１の液体を乾燥させるための乾燥機構（液体除去手段）５６と、を含む。搬送機構５３として、ここでは例えば搬送ローラが用いられている。搬送ローラ上に載置された搬送トレイ５２は、搬送ローラが回転することによって各作業位置まで移動する。転写基板可動機構５５として、例えば、プレス駆動を行うことができる装置（プレス駆動方式の装置）を用いることができ、ここでは例えば精密上下駆動機構を持つプレス機が用いられている。上下に駆動するスライド板５５ａに転写基板２１を取り付け、スライド板５５ａを下側に駆動させて転写基板２１を搬送トレイ５２上の基板１の表面に接触させることによって、柱形状部材２を基板１に転写する。また、乾燥機構５６として、ここでは例えば乾燥空気を吹き付けるブロアー方式の装置を用いている。なお、図９に示す装置は一例であり、本発明のマウント装置はこれに限定されない。
【００７７】
この装置５１において、基板１は、搬送トレイ５２に載置された状態で搬送機構５３によって、各作業位置まで搬送される。まず、基板１は噴霧器５４の位置まで搬送され、第１の領域が形成された面に第１の液体である水を加熱して作られたミストが吹きかけられる。この作業によって、複数の第１の領域のそれぞれに、微細な水が均一に配置される。水が配置された基板１は、転写基板可動機構５５の位置まで搬送される。ここでは、あらかじめ水蒸気１００％の雰囲気になっている。転写基板２１は、柱形状部材２が配向して配置している面が基板１に対面するように転写基板可動機構５５にセットされており、この機構５５のスライド板５５ａが基板１の第１の液体が配置されている面に対して上下に動くことで、基板１の第１の領域に複数個の柱形状部材が配向状態を保ったまま転写される。続いて、搬送機構５３により、基板１が乾燥機構５６の位置に搬送される。ここでは、第１の液体である水を蒸発させる。このとき、水が蒸発するに従い、柱形状部材２は第１の領域に規制されて、配向状態を保ったまま基板１上にマウントされることになる。
【００７８】
さらに、本発明のマウント装置の別の例を説明する。
【００７９】
図１９Ａは、本発明のマウント装置の一例を模式的に示す図である。このマウント装置１９１は、基板１の一主面上に設けられている第１の領域に第１の液体（ここでは水）３を配置するための水ローラ（液体配置手段）１９２と、表面に転写基板としての円筒形状構造体であるブランケット１９３が巻き付けるように形成された転写ローラ（転写手段）１９４と、を含んでいる。マウント装置１９１には、ブランケット１９３の表面に柱形状部材２を分散させた第２の液体１９５を供給するための部材供給ローラ１９６と、部材供給ローラ１９６に柱形状部材２を分散させた第２の液体１９５を供給するためのディスペンサ１９７と、ブランケット１９３の表面上の第２の液体（柱形状部材２を含む）１９５の量を調節するためのブレード１９８と、第１の領域上の第１の液体３の量を調節するためのブレード１９９と、基板１を搬送するための搬送ローラ２００とが、さらに設けられている。なお、柱形状部材２をブランケット１９３に供給しやすくするために、例えば、柱形状部材２をブランケット１９３に供給する前にローラ等によってブランケット１９３表面に第２の液体１９５を供給してもよい。
【００８０】
図１９Ｂに、ブランケット１９３の一部表面を示す平面図が示されている。ブランケット１９３の表面には、ブランケットの回転方向と略平行に延びる（転写ローラ１９４の周方向に沿って延びる）溝１９３ａがストライプ状に形成されている。なお、図を見やすくするために、便宜上、溝１９３ａにハッチングを施している。図１９Ａに示すように、部材供給ローラ１９６によって、ブランケット１９３の溝１９３ａに沿って柱形状部材２を含む第２の液体１９５がブランケット１９３の表面に供給される（流される）。したがって、長軸方向が溝１９３ａの長さ方向に沿うように、柱形状部材２が溝１９３ａの凹部に効率良く配置される。図１９Ｃには、基板１の一部を示す斜視図が示されている。なお、図を見やすくするために、便宜上、第１の領域１１にハッチングを施している。
【００８１】
このマウント装置１９１を用いたマウント方法の例について、図１９Ａ〜図１９Ｃを参照しながら説明する。部材供給ローラ１９６によってブランケット１９３の表面に柱形状部材２が供給される。このとき、第２の液体１９５が柱形状部材２と一緒に供給されてもよい。ブランケット１９３の表面上では、柱形状部材２はその長軸方向が溝１９３ａに略平行となるように配向している。ブランケット１９３は、その表面に柱形状部材２を保持した状態で、転写位置（基板１上の第１の液体３との接触位置）まで転写ローラ１９４によって回転移動する。一方、第１の領域１１が設けられた基板１は、搬送ローラ２００によって、転写位置まで搬送される。基板１の搬送方向において転写位置よりも上流側に設けられた水ローラ１９２によって、転写位置まで搬送される途中で第１の領域１１上に第１の液体３が配置される。転写位置で、ブランケット１９３と第１の液体３とが接触することによって、ブランケット１９３上の柱形状部材２と第１の液体３とが接触し、柱形状部材２が第１の液体３の領域に移動する。その後、第１の液体３が自然乾燥によって除去されて、柱形状部材２が第１の領域１１に配向して配置される。このように、ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ方式を利用したマウント装置１９１を用いることによって、より効率良く柱形状部材を所定の領域に配置することができる。
【００８２】
なお、ここでは自然乾燥によって第１の液体を除去しているが、これに限定されず、液体を除去するための機構（液体除去部）として乾燥機等が別に設けられていてもよい。
【００８３】
以上のように、本実施の形態のマウント方法およびマウント装置によれば、柱形状部材を基板上に所定の方向に配向させて配置することができる。なお、本実施の形態では、第１の液体として水を用いたが、これに限定されず、メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびグリセリン等のアルコールや、水とアルコールとの混合液などを用いてもよい。
【００８４】
（実施の形態２）
本発明の異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、異方性形状部材が板形状部材である場合について説明する。
【００８５】
板形状部材としては、例えば、シート状半導体や、トランジスタなどの電子デバイスを含む素子チップなどが挙げられる。ここでは、板形状部材が、それ自体がトランジスタとして機能するような素子チップである場合を例に挙げて説明する。
【００８６】
図１０に、本実施の形態における板性形状部材６１の斜視図を示す。板形状部材６１は、半導体シリコン基板６２上に、２つのニッケルからなる電極６４と絶縁膜６３とが形成されており、さらに絶縁膜６３の上にゲート電極６５が形成されている。板形状部材６１の大きさは、縦１０μｍ、横３０μｍ、全体の厚みが４μｍである。この部材６１自体が電子デバイスであり、２つの電極６４がソース電極とドレイン電極としての役目を果たすＦＥＴとなっている。
【００８７】
図１１Ａ〜図１１Ｇに、板形状部材６１の製造方法を示す。まず、半導体シリコンのウエハ７１を準備し、プラズマＣＶＤにより、酸化シリコン膜からなる絶縁膜７２を形成し、パターンエッチング処理を施して絶縁膜７２をパターンニングする（図１１Ａ参照）。さらに、ニッケルからなる電極膜７４をパターン形成する（図１１Ｂ参照）。さらに、パターンニングされた絶縁膜７２の上に、白金からなる電極膜７５を形成する（図１１Ｃ参照）。続いて、電極膜７４，７５が形成されたウエハ７１を、熱可塑性ワックス７６を用いて、ガラス製の保持基板７７に貼り付ける（図１１Ｄ参照）。次に、保持基板７７で保持した状態のまま、ＣＭＰ装置（ケミカルメカニカルポリッシング装置）を用いてウエハ７１の裏面を研磨して薄くし、ウエハ７１の裏面側から精密ダイシングソー装置を用いて切断して、図１１に示すような板形状部材６１の小片に分離する（図１１Ｅ参照）。各板形状部材６１の研磨面（半導体シリコン基板６２の裏面）を十分に洗浄した後、この研磨面をトレイ７８に載せて加熱することによって熱可塑性ワックス７６を軟化させ、保持基板７７を板形状部材６１から外す（図１１Ｆ参照）。ここで、複数個の板形状部材６１が製造できる。
【００８８】
さらに、この配列状態を保ったまま、アルコール系の液体を用いて、板形状部材６１を転写基板７９に転写する。これにより、複数個の板形状部材６１が所定の方向に配向して配置された転写基板７９（図１１Ｇ参照）が準備できる。
【００８９】
本実施の形態のマウント装置としては、実施の形態１で説明したマウント装置（図９参照）を用いることができる。この場合、図９において、転写基板２１の代わりに転写基板７９（図１１Ｇ参照）を用いることで、同様のマウント装置を利用できる。
【００９０】
板形状部材がシート状半導体である場合も、所定の形状に作製したシート状半導体を、転写基板上に所定の方向に配向するように配置しておくことによって、同様のマウント方法およびマウント装置を用いて、基板上の所定の領域に、所定の方向に配向させてマウントすることが可能である。
【００９１】
（実施の形態３）
実施の形態３では、本発明の電子デバイスおよびその製造方法の一例について説明する。本実施の形態では、電子デバイスがバックゲート型のＦＥＴである場合について説明する。
【００９２】
図１２Ａは、本実施の形態のバックゲート型のＦＥＴの概略平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの線IV−IVを通り基板に垂直な断面を示している。本実施の形態におけるＦＥＴ１０１は、実施の形態１で説明した方法で作製された、柱形状部材が基板上にマウントされたものを利用している。ここでは、柱形状部材として、半導体特性を示すシリコンナノワイヤを用いている。
【００９３】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、本実施の形態のＦＥＴ１０１は、キャリア（電子または正孔）を走行させる複数のシリコンナノワイヤ１０２の束から構成されるチャネル領域１０３を有している。シリコンナノワイヤ１０２は第１の領域１０４内に配置されており、シリコンナノワイヤ１０２にはソース電極１０５およびドレイン電極１０６（第１の電極および第２の電極）が接続されている。ソース電極１０５およびドレイン電極１０６はゲート絶縁膜１０７上に設けられおり、ゲート絶縁膜１０７の下にゲート電極１０８が配置されている。ゲート電極１０８はシリコン基板１０９上に形成されている。このような構成を有するＦＥＴ１０１では、駆動回路（図示せず）を用いてゲート電極１０８の電位を上げ下げさせることにより、チャネル領域１０３の導電性を制御し、トランジスタ動作を実行することができる。
【００９４】
次に、図１３Ａ〜図１３Ｃを参照しながら、バックゲート型のＦＥＴ１０１を製造する方法について説明する。図１３Ａ〜図１３Ｃには、本実施の形態の製造方法における各工程を説明するための平面図とそのＶ−Ｖ線断面図とが示されている。なお、図１３では一個のみのトランジスタの形成方法を示しているが、実際は、これと同じ構造のトランジスタが基板上に多数形成される。
【００９５】
図１３Ａに示すように、まず、シリコン基板１０９の表面がｐ型に不純物ドープされて形成されたシリコン膜（ゲート電極１０８）の上に、シリコン酸化物からなるゲート絶縁膜１０７を堆積させる。さらに、その上に、親液性の第１の領域１０４と、第１の領域１０４を囲む第２の領域を形成する。各領域の形成方法は、実施の形態１で説明したとおりである。第１の領域１０４は長方形状であり、そのサイズはマウントされるシリコンナノワイヤの形状に応じて決定される。本実施の形態では、第１の領域１０４の短手方向の長さがシリコンナノワイヤの長軸の長さとほぼ同じになるように形成されている。
【００９６】
次に、実施の形態１で説明した転写によるマウント方法によって、シリコンナノワイヤ１０２の長軸の方向が第１の領域１０４の短手方向に沿うように、シリコンナノワイヤ１０２を配向させて配置する。
【００９７】
続いて、図１３Ｃに示すように、ゲート絶縁膜１０７の上に、ソース電極１０５とドレイン電極１０６とを形成する。配置されたシリコンナノワイヤ１０２が両電極１０７，１０８と電気的に接続されるように、両電極１０７，１０８を形成する。これらの電極の材料は、例えば、チタン、金、白金、コバルトまたはニッケル等の金属から形成されたシリサイドであることが好ましい。
【００９８】
また、本実施の形態で製造する電子デバイスは、以下に説明するトップゲート型のＦＥＴであってもよい。図１４Ａは、トップゲート型のＦＥＴ１１１の概略平面図である。図１４Ｂは、図１４Ａの線VI−VIを通り基板に垂直な断面を示している。このトップゲート型のＦＥＴ１１１では、シリコン基板１１２の上に設けられた親液性の第１の領域１１３にシリコンナノワイヤ１１４の束が配置され、このシリコンナワイヤ１１４の束によってチャネル領域１１５が構成されている。ソース電極１１６とドレイン電極１１７は、シリコンナノワイヤ１１４と電気的に接続している。シリコンナノワイヤ１１４の上にゲート絶縁膜１１８が設けられ、ゲート絶縁膜１１８の上にゲート電極１１９が設けられている。以上の構成を有するＦＥＴ１１１では、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したＦＥＴ１０１と同様に、駆動回路（図示せず）を用いてゲート電極１１９の電位を上げ下げさせることにより、チャネル領域１１５の導電性を制御し、トランジスタ動作を実行することができる。
【００９９】
次に、図１５Ａ〜図１５Ｅを参照しながら、トップゲート型のＦＥＴ１１１を製造する方法について説明する。図１５Ａ〜図１５Ｅには、本実施の形態の製造方法における各工程を説明するための平面図とそのVII−VII線断面図とが示されている。
【０１００】
図１５Ａに示すように、まず、シリコン基板１１２の表面に撥液性の第２の領域で周囲をとり囲まれた長方形状の親液性の第１の領域１１３を形成する。各領域の形成方法およびその形状は、上述したバックゲート型のＦＥＴの場合と同じである。
【０１０１】
次に、図１５Ｂに示すように、シリコンナノワイヤ１１４を第１の領域１１３に配置する。シリコンナノワイヤ１１４は、バックゲート型電界効果トランジスタの場合と同じ方法を用いて配置できる。
【０１０２】
次に、図１５Ｃに示すように、シリコンナノワイヤ１１４と電気的に接続するソース電極１１６およびドレイン電極１１７（第１の電極および第２の電極）を設ける。
【０１０３】
次に、図１５Ｄに示すように、両電極１５６，１５７が設けられている領域以外の表面に、ゲート絶縁膜１１８を形成する。
【０１０４】
次に、図１５Ｅに示すように、ゲート絶縁膜１１８の上にゲート電極１１９を形成する。
【０１０５】
以上の方法により、トップゲート型のＦＥＴ１１１が製造できる。なお、ソース電極１１６、ドレイン電極１１７およびゲート電極１１９の材料は、上記したバックゲート型のＦＥＴと同様に、例えば、チタン、金、白金、コバルトまたはニッケルなどの金属から形成されたシリサイドであることが好ましい。
【０１０６】
（実施の形態４）
実施の形態３で説明したトランジスタは、表示装置等に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）として利用できる。図１６には、所定の方向に配向するように配置された柱形状部材を利用して形成したトランジスタを表示装置のＴＦＴとして用いた場合を示しており、このＴＦＴを駆動するための回路構造も示されている。図１６に示す回路構造では、基板１２１上に、ソース電極線１２２およびゲート電極線１２３が、ゲート絶縁膜１２４を介して垂直に交差して設けられている。そして、ソース電極線１２２およびゲート電極線１２３によって区画される領域には、ＴＦＴ１２５と画素電極１２６とが設けられている。ＴＦＴ１２５は、ソース電極線１２２に接続されるソース電極１２７と、画素電極１２６と接続されるドレイン電極１２８と、ソース電極１２７とドレイン電極１２８の間に設けられたゲート絶縁膜１２９と、ゲート絶縁膜１２９の上に設けられ、ゲート電極線１２３と接続されるゲート電極１３０とを備えている。そして、図１６には表示されないが、ゲート絶縁膜１２９の下または内部に、ソース電極１２７とドレイン電極１２８との間を接続するナノワイヤが設けられている。
【０１０７】
本発明のマウント方法を用いて柱形状部材を基板上にマウントする場合、基板にはフレキシブル基板を用いることができる。このため、本発明のマウント方法を図１６に示すようなＴＦＴの作製に利用することは有用である。なお、図１６に示すようなＴＦＴは、図１７に示すようなディスプレイパネル（表示装置）に用いることができる。
【０１０８】
図１７は、図１６に示したＴＦＴを用いた有機ＥＬディスプレイのパネル構造を示す斜視図である。図１７に示すパネル構造では、ＴＦＴ１３１がマトリックス状に配置されているプラスチック基板１３２と、プラスチック基板１３２の上に設けられた有機ＥＬ層１３３と、有機ＥＬ層１３３の上に設けられた透明電極１３４と、透明電極１３４の上に設けられた保護フィルム１３５とを備えている。なお、ＴＦＴ１３１は、ゲート電極線１３６およびソース電極線１３７に接続されている。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の異方性形状部材のマウント方法およびマウント装置は、異方性形状部材に属するナノワイヤなどの柱形状部材を、所定の方向に配向させて基板上に配置する際に適用できる。このマウント方法およびマウント装置を利用すれば、例えばトランジスタなどの電子デバイスを、低コストで、かつ、工業的な規模で製造できる。これにより、表示装置だけでなく、半導体特性を利用したガスセンサやバイオセンサなどの、安価な樹脂基板上に形成できる汎用の半導体装置の製造にも利用可能である。また、柱形状部材として、導電性の金属特性を示す部材を用いれば、本発明の方法および装置を用いて汎用の電気配線を製造することもできる。さらに、本発明のマウント方法およびマウント装置は、微細なＦＥＴなどの板形状の半導体装置を所定の方向に配向させて配置することもできるので、表示装置用のＴＦＴ駆動回路の製造などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】図１Ａ〜図１Ｅは、本発明のマウント方法の一実施形態における各工程を模式的に示す断面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｅは、本発明のマウント方法の一実施形態における各工程を模式的に示す断面図である。
【図３】図３Ａは、本発明のマウント方法を用いてマウントされた柱形状部材を示す平面図であり、図３Ｂはその断面図である。
【図４】図４は、表面処理された基板を示す斜視図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、本発明のマウント方法で用いられる基板上に第１の領域の微細パターンを形成する各工程を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明のマウント方法で用いられる転写基板の一例を示す斜視図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｅは、本発明のマウント方法で用いられる転写基板の各製造工程を示す断面図である。
【図８】図８は、転写基板に異方性形状部材を配置する様子を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明のマウント装置の一例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、板形状部材の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｇは、板形状部材の製造方法の一例について、各工程を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２Ａは、バックゲート型電界効果トランジスタの構成を概略的に示す平面図であり、図１２Ｂは、その断面図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｃは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すバックゲート型電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図および平面図である。
【図１４】図１４Ａは、トップゲート型電界効果トランジスタの構成を概略的に示す平面図であり、図１４Ｂは、その断面図である。
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｅは、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すトップゲート型電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図および平面図である。
【図１６】図１６は、ＴＦＴを駆動する回路構造を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の表示装置の一実施形態である有機ＥＬディスプレイの構造を示す斜視図である。
【図１８】図１８Ａは、転写基板に異方性形状部材を配置する方法の例を模式的に示す斜視図であり、図１８Ｂはその断面図である。
【図１９】図１９Ａは、本発明のマウント装置の別の例を示す模式図であり、図１９Ｂは、ブランケットの一部表面を示す平面図であり、図１９Ｃは、基板の一部を示す斜視図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007105405.tif 000022
【図２】
2007105405.tif 000023
【図３】
2007105405.tif 000024
【図４】
2007105405.tif 000025
【図５】
2007105405.tif 000026
【図６】
2007105405.tif 000027
【図７】
2007105405.tif 000028
【図８】
2007105405.tif 000029
【図９】
2007105405.tif 000030
【図１０】
2007105405.tif 000031
【図１１】
2007105405.tif 000032
【図１２】
2007105405.tif 000033
【図１３】
2007105405.tif 000034
【図１４】
2007105405.tif 000035
【図１５】
2007105405.tif 000036
【図１６】
2007105405.tif 000037
【図１７】
2007105405.tif 000038
【図１８】
2007105405.tif 000039
【図１９】
2007105405.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に異方性形状部材をマウントする方法であって、
（Ｉ）前記基板の一主面（Ａ）上に設けられた第１の領域に第１の液体を配置する工程と、
（II）転写基板の一主面（Ｂ）上に所定の方向に配向するように配置されている異方性形状部材を、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に接触させることによって、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる工程と、
（III）前記主面（Ａ）上から前記第１の液体を除去する工程と、
を含む異方性形状部材のマウント方法。
【請求項２】
前記主面（Ａ）上には、前記第１の領域を囲む第２の領域が設けられており、
前記第１の領域に対する前記第１の液体のぬれ性が、前記第２の領域に対する前記第１の液体のぬれ性よりも高い請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項３】
前記第１の領域が親水性であり、前記第２の領域が撥水性であり、かつ、前記第１の液体が水を含む請求項２に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項４】
前記異方性形状部材の表面の少なくとも一部が親水性である請求項３に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項５】
前記転写基板の前記主面（Ｂ）に、所定の方向に沿って延びる溝が形成されており、
前記工程（II）の前に、
（ｉ）前記溝が形成された前記主面（Ｂ）に、前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流すことによって、前記異方性形状部材を前記主面（Ｂ）上に前記所定の方向に配向するように配置する工程をさらに含む、請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項６】
前記転写基板がローラの表面上に設けられており、かつ、前記溝が前記ローラの周方向に沿って延びるように形成されており、
前記工程（II）において、前記ローラを回転させることによって、前記転写基板の前記主面（Ｂ）を前記基板の前記第１の領域に配置された前記第１の液体と接触させて、前記異方性形状部材を前記第１の液体の領域に移動させる、請求項５に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項７】
前記工程（ｉ）において、前記異方性形状部材を分散させた前記第２の液体を表面に保持する部材供給ローラを前記転写基板の前記主面（Ｂ）に接触させることによって、前記主面（Ｂ）に前記異方性形状部材を分散させた第２の液体を流す、請求項６に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項８】
前記異方性形状部材が柱形状部材であり、かつ、前記第１の領域が長方形状であって、
前記第１の領域の短手方向の長さが、前記柱形状部材の長軸の平均長さの０．８倍以上１．５倍以下である請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項９】
前記工程（II）において、前記柱形状部材の長軸方向が前記第１の領域の短手方向に沿うように、前記主面（Ｂ）に配置された前記異方性形状部材を前記第１の液体に接触させる請求項８に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【請求項１０】
前記異方性形状部材が板形状部材であり、かつ、前記第１の領域は前記板形状部材の所定の面の形状に対応した形状を有しており、
前記工程（II）において、前記板形状部材を前記第１の液体に接触させる際に、前記板形状部材の前記所定の面を前記主面（Ａ）に対向させる請求項１に記載の異方性形状部材のマウント方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、異方性形状部材のマウント方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
以上のような状況において、本発明の目的の１つは、柱形状のナノ部材などの異方性形状部材を基板上にマウントする際に、正確に所定の位置にマウントするための新規なマウント方法を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のマウント方法では、あらかじめ転写基板に所定の方向に配向するように配置された異方性形状部材を、転写によって基板上の所定の領域に配置する。このため、異方性形状部材を、高い確率で、基板上の所定の領域に所定の方向に配向させてマウントできる。例えば、異方性形状部材が微小な柱形状部材である場合、フロー法のように液体の流れを利用する必要がないので、所定の領域に再現性良くマウントできる。このため、マウント時に準備する柱形状部材の量を低減することもでき、コストを低下させることもできる。また、本発明の場合、異方性形状部材の基板への転写は、基板上の所定の領域（第１の領域）に配置された液体（第１の液体）に異方性形状部材を移動させることによって行われる。したがって、転写時に転写基板と基板との位置が少しずれてしまった場合でも、転写時に転写基板上の異方性形状部材の一部が基板上の第１の液体と接触していれば、異方性形状部材は第１の液体内を移動して所定の位置に配置されることができる。すなわち、本発明のマウント方法によれば、従来の方法と比較して、より安定的に異方性形状部材を所定の領域内に所定の方向に配向させてマウントできる。また、異方性形状部材が例えば柱形状部材の場合、転写基板上では柱形状部材の端部の位置が揃っていない場合でも、柱形状部材は、第１の液体の領域に移動した後で液体内部を長手方向に微小距離移動し、長手方向のみならず端部の位置もほぼ揃った状態で配置されることもできる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
異方性形状部材が、例えばＦＥＴなどの電子デバイスを含む素子チップやシート状半導体などの板形状部材である場合でも、本発明のマウント方法を用いることにより、従来の方法とは異なり必要以上の数の部材を用意することが不要となる。さらに、所定の領域に確実に配置できるので、板形状部材が所定の位置にマウントされたか否かを検査する工程を簡略化または省略できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
本発明の異方性形状部材のマウント方法は、異方性形状部材に属するナノワイヤなどの柱形状部材を、所定の方向に配向させて基板上に配置する際に適用できる。このマウント方法を利用すれば、例えばトランジスタなどの電子デバイスを、低コストで、かつ、工業的な規模で製造できる。これにより、表示装置だけでなく、半導体特性を利用したガスセンサやバイオセンサなどの、安価な樹脂基板上に形成できる汎用の半導体装置の製造にも利用可能である。また、柱形状部材として、導電性の金属特性を示す部材を用いれば、本発明の方法を用いて汎用の電気配線を製造することもできる。さらに、本発明のマウント方法は、微細なＦＥＴなどの板形状の半導体装置を所定の方向に配向させて配置することもできるので、表示装置用のＴＦＴ駆動回路の製造などにも適用できる。
【国際調査報告】
2007105405.tif 000041
2007105405.tif 000042
2007105405.tif 000043
2007105405.tif 000044
2007105405.tif 000045
2007105405.tif 000046