(57)【要約】【課題】性能ばらつきが少なく、ローコストな薄膜トランジスタの製造方法、および薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】基板上にゲート電極を形成する工程と、ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、ゲート絶縁層上に半導体材料を塗布して半導体層を成膜する工程と、半導体材料の塗布面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、基板のゲート電極が形成されていない面から光を照射し、昇華によってゲート電極により遮光された部分以外の半導体層と反発層を除去する工程と、基板上に残った反発層に流動性電極材料を滴下し、該流動性電極材料が反発層で分断されることにより、ソース電極及びドレイン電極の各々が形成される工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。【選択図】図１
2007243133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
前記基板の前記ゲート電極が形成された面の裏面から光を照射することにより、前記ゲート電極により遮光された部分以外の半導体層と反発層を除去する工程と、
前記基板上に残った前記反発層に流動性電極材料を滴下し、該流動性電極材料を前記反発層で分断することにより、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記半導体層を、インクジェット法により形成することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記反発層を、インクジェット法により形成することを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記反発層は、
自己組織化単分子膜であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記半導体層と反発層を除去する工程において、
前記基板の前記反発層の形成された面の表面からも、前記反発層を除去可能であり前記半導体層を除去不能な光量の光を照射し、前記反発層の一部を除去することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記半導体層と反発層を除去する工程は、
前記基板の前記ソース電極を形成する側に前記光を照射する第１の照射工程と、
前記基板の前記ドレイン電極を形成する側に前記光を照射する第２の照射工程とを含み、
前記第１の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ソース電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射し、
前記第２の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ドレイン電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記半導体層と反発層を除去する工程は、
前記基板の前記ソース電極を形成する側に前記光を照射する第１の照射工程と、
前記基板の前記ドレイン電極を形成する側に前記光を照射する第２の照射工程とを含み、
前記第１の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ドレイン電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射し、
前記第２の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ソース電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記基板上にゲート絶縁層を形成した後、前記半導体層を形成する前に、前記ゲート絶縁層上に配向膜を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
光を照射することにより、前記反発層の一部を除去し前記ゲート電極と同じ形状の反発層を形成し、且つ前記半導体層の一部を除去し、該形成された反発層の形状よりも大きい形状の半導体層にする工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
前記半導体層を除去可能な光量を有する光を照射したときに、前記ゲート電極より広い部分の前記反発層を除去可能であり前記半導体層を除去不能な光量を透過するフォトマスクを用いて、前記半導体層を除去可能な光量を有する光を前記ゲート電極を覆うように照射して、半導体層と反発層を除去する工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
前記反発層を除去可能であり前記半導体層を除去不能な光量の光を、前記基板の前記ゲート電極が形成された面の裏面から照射することにより、前記ゲート電極により遮光された部分以外の反発層を除去する工程と、
前記基板の前記半導体層の形成された面の表面側に配置された前記ゲート電極より広い部分が遮光されるフォトマスクを用いて光を照射することにより、半導体層を除去する工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
基板上に少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を有する薄膜トランジスタにおいて、
前記ゲート電極上には、ゲート絶縁層と、自己組織化単分子膜から成る配向膜と、半導体層と、ソース電極およびドレイン電極を形成する電極材料に反発性を有する自己組織化単分子膜から成る反発層とが、この順に積層されている、
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法、及び、薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。またさらに情報化の進展に伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては液晶、有機ＥＬ、電気泳動などを利用した素子を用いて表示媒体を形成している。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、画像駆動素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成されたアクティブ駆動素子を用いる技術が主流になっている。
【０００４】
ここでＴＦＴ素子は、通常、ガラス基板上に、主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体薄膜や、ソース、ドレイン、ゲート電極などの金属薄膜を基板上に順次形成していくことで製造される。このＴＦＴを用いるフラットパネルディスプレイの製造には通常、ＣＶＤ、スパッタリングなどの真空系設備や高温処理工程を要する薄膜形成工程に加え、精度の高いフォトリソグラフィ法工程が必要とされ、設備コスト、ランニングコストの負荷が非常に大きい。さらに、近年のディスプレイの大画面化のニーズに伴い、それらのコストは非常に膨大なものとなっている。
【０００５】
近年、従来のＴＦＴ素子のデメリットを補う技術として、有機半導体材料を用いた有機ＴＦＴ素子の研究開発が盛んに進められている（特許文献１、非特許文献１等参照）。この有機ＴＦＴ素子は低温プロセスで製造可能であるため、軽く、割れにくい樹脂基板を用いることができ、さらに、樹脂フィルムを支持体として用いたフレキシブルなディスプレイが実現できると言われている（非特許文献２参照）。また、大気圧下で、印刷や塗布などのウェットプロセスで製造できる有機半導体材料を用いることで、生産性に優れ、非常に低コストのディスプレイが実現できる可能性がある。
【０００６】
また、電極形成にインクジェットを用いた有機ＴＦＴの製造技術が開示されており（例えば、特許文献２参照。）、この場合は真空系を用いないプロセスが可能となるが、ソース、ドレイン電極との間のチャネル領域には、依然としてフォトリソグラフィ法で形成したポリイミド皮膜が用いられたままである。
【０００７】
特許文献２に開示された方法は、フォトリソグラフィ法を用いるため、煩雑な工程が必要になり製造コストも高くなりやすい。また、チャネル形成の精度が、フォトリソグラフィ法の精度やインクジェット描画の位置精度に依存するため、素子の性能ばらつきも大きくなりやすいという問題点があり、更に、ソース電極、ドレイン電極を形成する際に液体材料を吐出しているため、それらがショートしやすく、ショートした場合は正常に動作する素子が形成されないという問題がある。
【０００８】
チャネル形成の精度を改善する方法として、紫外線を照射して半導体層の不要部分を昇華させることにより除去し、チャネルを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
しかしながら、特許文献３に開示された方法は、半導体形成のためにマスクの位置あわせが必要であり、チャネル形状の精度は向上するが、相対的な位置あわせの点で十分とは言えない。
【００１０】
また、自己組織化単分子膜を絶縁膜表面のゲート電極投影領域に選択的に且つ高精細に配置させ、有機半導体膜の配向秩序を、ゲート電極投影領域外の光照射部分では向上せず、ゲート電極投影領域内のみ選択的に向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１１】
しかしながら、特許文献４に開示された方法によれば、フォトリソグラフィ法を用いないチャネル形成が可能となるが、自己組織化単分子膜の配向制御力をパターニングしているだけであり、半導体の活性部が厳密にパターニングされているとは言い難い。
【特許文献１】特開平１０−１９０００１号公報
【特許文献２】国際公開第０１／４７０４３号パンフレット
【非特許文献１】Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ誌  ２００２年  第２号  ９９頁（レビュー）
【非特許文献２】ＳＩＤ‘０  Ｄｉｇｅｓｔ  ｐ５７
【特許文献３】特開２００５−１７５１５７号公報
【特許文献４】特開２００５−７９５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献４で開示されている方法では、前述したように自己組織化単分子膜の配向制御力をパターニングしているだけであり、半導体層自体をパターニングしている訳ではないので、各薄膜トランジスタの性能ばらつきが大きくなりやすいという課題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、個々の半導体の大きさと相対的な位置のばらつきを抑えることで、性能ばらつきが少なく、ローコストな薄膜トランジスタの製造方法、および薄膜トランジスタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
１．
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
前記基板の前記ゲート電極が形成された面の裏面から光を照射することにより、前記ゲート電極により遮光された部分以外の半導体層と反発層を除去する工程と、
前記基板上に残った前記反発層に流動性電極材料を滴下し、該流動性電極材料を前記反発層で分断することにより、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【００１５】
２．
前記半導体層を、インクジェット法により形成することを特徴とする１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００１６】
３．
前記反発層を、インクジェット法により形成することを特徴とする１または２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００１７】
４．
前記反発層は、
自己組織化単分子膜であることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００１８】
５．
前記半導体層と反発層を除去する工程において、
前記基板の前記反発層の形成された面の表面からも、前記反発層を除去可能であり前記半導体層を除去不能な光量の光を照射し、前記反発層の一部を除去することを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００１９】
６．
前記半導体層と反発層を除去する工程は、
前記基板の前記ソース電極を形成する側に前記光を照射する第１の照射工程と、
前記基板の前記ドレイン電極を形成する側に前記光を照射する第２の照射工程とを含み、
前記第１の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ソース電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射し、
前記第２の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ドレイン電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射する、
ことを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２０】
７．
前記半導体層と反発層を除去する工程は、
前記基板の前記ソース電極を形成する側に前記光を照射する第１の照射工程と、
前記基板の前記ドレイン電極を形成する側に前記光を照射する第２の照射工程とを含み、
前記第１の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ドレイン電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射し、
前記第２の照射工程において、
前記基板の鉛直方向に対し、前記ソース電極を形成する側に傾いた角度で前記光を照射する、
ことを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２１】
８．
前記基板上にゲート絶縁層を形成した後、前記半導体層を形成する前に、前記ゲート絶縁層上に配向膜を形成する工程をさらに含むことを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【００２２】
９．
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
光を照射することにより、前記反発層の一部を除去し前記ゲート電極と同じ形状の反発層を形成し、且つ前記半導体層の一部を除去し、該形成された反発層の形状よりも大きい形状の半導体層にする工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【００２３】
１０．
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
前記半導体層を除去可能な光量を有する光を照射したときに、前記ゲート電極より広い部分の前記反発層を除去可能であり前記半導体層を除去不能な光量を透過するフォトマスクを用いて、前記半導体層を除去可能な光量を有する光を前記ゲート電極を覆うように照射して、半導体層と反発層を除去する工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【００２４】
１１．
光透過性を有する基板上に、少なくともゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面に電極材料反発性を有する反発層を形成する工程と、
前記反発層を除去可能であり前記半導体層を除去不能な光量の光を、前記基板の前記ゲート電極が形成された面の裏面から照射することにより、前記ゲート電極により遮光された部分以外の反発層を除去する工程と、
前記基板の前記半導体層の形成された面の表面側に配置された前記ゲート電極より広い部分が遮光されるフォトマスクを用いて光を照射することにより、半導体層を除去する工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【００２５】
１２．
基板上に少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を有する薄膜トランジスタにおいて、
前記ゲート電極上には、ゲート絶縁層と、自己組織化単分子膜から成る配向膜と、半導体層と、ソース電極およびドレイン電極を形成する電極材料に反発性を有する自己組織化単分子膜から成る反発層とが、この順に積層されている、
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、性能ばらつきが少なく、ローコストな薄膜トランジスタの製造方法、および薄膜トランジスタを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、実施形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
図１は本発明に係わる薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す。）の製造方法の一例を説明する説明図である。図１を用いて、基板１上にゲート電極２ｂを設け、更にゲート絶縁層７ｂ、半導体層１０を形成してソース電極８とドレイン電極９を設けたボトムゲート型のＴＦＴを形成する場合の製造方法について順を追って説明する。
【００２９】
図１（１−ａ）〜図１（９−ａ）は、基板１を上面から見た平面図であり、図１（１−ｂ）〜図１（９−ｂ）は基板１を図１（１−ａ）〜図１（９−ａ）の断面Ｘ−Ｘ’で切断した断面図である。
【００３０】
本発明に係る有機ＴＦＴの製造方法の一例として、次の工程Ｓ１〜Ｓ７を説明する。
Ｓ１・・・・・光透過性を有する基板１上にゲート電極４を形成する工程。
Ｓ２・・・・・ゲート絶縁層７を形成する工程。
Ｓ３・・・・・半導体層１０を成膜する工程。
Ｓ４・・・・・反発層２０を形成する工程。
Ｓ５・・・・・半導体層１０と反発層２０を除去する工程。
Ｓ６・・・・・ソース電極８及びドレイン電極９を形成する工程。
【００３１】
以下、各工程について順に説明する。
【００３２】
Ｓ１・・・・・光透過性を有する基板１上ゲート電極４を形成する工程
導電性薄膜が形成された基板１上に感光性レジストを塗布後、各電極パターンのフォトマスクを介して露光、現像して、各電極パターンのレジスト層を形成する。なお、ここまでの工程は、図１には図示していない。
【００３３】
本発明において、基板１は特に材料を限定されない。例えばガラスやフレキシブルな樹脂製シートを用いることができる。導電性薄膜は、例えば、蒸着やスパッタリング、ＣＶＤ法等の方法を用いて、基板１上に導電性薄膜としてＡｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｇなどの低抵抗金属材料やこれら金属の積層構造、また、金属薄膜の耐熱性向上、支持基板への密着性向上、欠陥防止のために他の材料のドーピングしたものを用いることができる。また、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明電極を用いることもできる。
【００３４】
次に、基板１をエッチングを行った後、ゲート電極４上のレジスト層を除去し、図１（１−ａ）、図１（１−ｂ）のように、ゲート電極４ｂとゲートバス４ａを形成する。
【００３５】
Ｓ２・・・・・ゲート絶縁層７を形成する工程
図１（２−ａ）、図１（２−ｂ）に示すように、ゲート絶縁層７を形成する。
【００３６】
ゲート絶縁層７は、例えば、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスで形成する。ゲート絶縁層７としては、特に材料を限定されず種々の絶縁膜を用いることができる。例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンなどの比誘電率の高い無機酸化物皮膜が用いられる。または、塗布材料としてＰＶＰ、ポリイミド、ポリシロキサン系などの有機材料や塗布可能な無機膜材料を用いることもできる。
【００３７】
Ｓ３・・・・・半導体層１０を成膜する工程
図１（３−ａ）、図１（３−ｂ）に示すように、半導体層１０を成膜する。
【００３８】
半導体材料は溶媒に溶解または分散させるものであれば、その材料については問わない。有機高分子材料はもちろんのこと、最近、低分子材料であるペンタセンも、加熱した溶媒に溶かし塗布されているが、それらについても同様であり、半導体材料は低分子材料でも高分子材料でも構わない。
【００３９】
また、有機無機ハイブリッド材料であっても、無機材料であっても、本発明を適用することができる。
【００４０】
塗布できる材料の代表例としては、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）などのポリチオフェン類、チオフェンの６量体を基本に側鎖を有するオリゴチオフェンなどの芳香族オリゴマー類、ペンタセンに置換基を持たせ溶解性を高めたペンタセン類、フルオレンとバイチオフェンとの共重合体（Ｆ８Ｔ２）、ポリチエニレンビニレンまたはフタロシアニンなどのいかなる可溶性の半導体でも使用できる。特にペンタセン類には６、１３−ビストリイソプロピルシリルエチニルペンタセン、６、１３−ビストリエチルシリルエチニルペンタセンを含むシリルエチニルペンタセンがある。これは特許文献として、米国特許６６９００２９号明細書、非特許文献として、Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．誌  ２００５年  １２７号  ４９８６頁−４９８７頁に開示されている半導体材料であり、ペンタセンに２つの置換基を設け、分子間の相互作用を制御し、高移動度を実現している材料である。
【００４１】
さらに、半導体材料としてはペンタセン等の様な蒸着法により成膜する材料でも構わない。マスク蒸着により、おおまかなパターンを形成することが可能である。
【００４２】
例えば、半導体層１０を形成する前処理として、ＯＴＳ処理と呼ばれるオクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に浸漬する処理を行った後、半導体材料として、例えばポリ（３−ヘキシルチオフェン）をジクロロベンゼンに０．３質量％の濃度で溶かした溶液を用いて、スピンコート法により半導体層１０を形成する。半導体層１０の成膜方法はスピンコート法だけでなく、インクジェット法、マイクロコンタクトプリント法を用いることも可能であり、成膜方法を問わない。
【００４３】
Ｓ４・・・・・反発層２０を形成する工程
図１（４−ａ）、図１（４−ｂ）に示すように、反発層２０を成膜する。
【００４４】
本発明に係る反発層２０について説明する。
【００４５】
反発層２０とは、電極（具体的には、ソース電極やドレイン電極である）となる電極材料と反発する性能を有している層であり、本例では有機半導体層上に形成される。
【００４６】
本例では反発層形成工程として、例えば半導体層１０成膜後の基板１の表面を自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Ｓｅｌｆ  Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）で被覆している。例えば、オクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に基板１を浸漬して被覆する。
【００４７】
また、反発層形成工程において、半導体層１０上だけにパターニングを行っても良い。その場合は、パターニングを行うことができるものであればどのようなものを用いても構わないが、半導体層１０への影響を最小限に抑制する観点から、印刷などのウェットプロセスが好ましい。例えば、スクリーン印刷法により、シリコン接着剤を印刷し、５０℃に加熱して硬化させる方法でも良い。
【００４８】
ウェットプロセスの中でも、特に好ましいのはインクジェット法である。
【００４９】
また、インクジェット法としては、ピエゾ方式など公知のインクジェットを用いることができるが、微小なパターンを描画できる観点から、静電吸引方式のインクジェットが好ましい。
【００５０】
ここで、インクジェット法により反発層を形成する場合、インク吐出による形成領域を適正な大きさに調整する観点から、インク受容層を設けることが好ましい。インク受容層に液滴が吸収され、保持された後に乾燥または硬化させることで、液滴の広がりを抑えることができる。
【００５１】
インク受容層としては、従来公知のインクジェット記録媒体に用いられている空隙型の受容層が好ましく用いられる。
【００５２】
そのほか反発層としては、電極材料と反発する性能を有する層であればどのようなものを用いても構わないが、特開平９−２９２７０３号公報、特開平９−３１９０７５号公報、特開平１０−２４４７７３号公報、特公昭５４−２６９２３号公報、特公昭５６−２３１５０号公報、特公昭６１−６１４号公報、特開平８−８２９２１号公報、特開平１０−３１９５７９号公報、特開２０００−２７５８２４号公報、特開２０００−３３０２６８号公報、特開２００１−２０１８４９号公報、特開２００１−２４９４４５号公報、特開２００１−３２４８００号公報、特開２００２−２２９１８９号公報、特開平４−３２４８６５号公報、特開平５−５３３１８号公報、特開平５−２５７２６９号公報、特開平６−８９０２３号公報、特開平７−１９９４５４号公報、特開平８−３２８２４０号公報、特開平９−６２００１号公報、特開平９−１２０１５７号公報、特開平１１−３０８５２号公報、特開２００１−１８８３３９号公報、特開２００１−３４３７４１号公報、特開２００２−１３１８９４号公報、特開２００２−２６８２１６号公報に記載されるいわゆる水なし平板のインキ反発性層等の形成材料を用いることができ、より好ましくはシリコーンゴム層等の使用が好ましい。またはシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、シリコーンポリマー系の接着剤等を用いてもよい。そのほか、水を主成分とする溶媒を用いた電極材料を使用する場合は、フェノール樹脂やエポキシ樹脂などの親油性の材料を使用してもよい。
【００５３】
また、ＳＣＩＥＮＣＥ誌、２９９巻、１３７７頁等に示される様な超撥水性の材料も用いることができる。
【００５４】
Ｓ５・・・・・半導体層と反発層を除去する工程
図１（４−ｂ）に示すように、基板１背面の矢印方向から光束を照射し、半導体層１０と反発層２０を除去する。その結果、図１（５−ａ）、図１（５−ｂ）のようになる。
【００５５】
光源としては、例えばレーザーを用い、基板１背面から光束を順次走査して露光すると、ゲート電極４の部分以外は光束が基板１上に積層された半導体層１０と反発層２０に達し、半導体層１０、反発層２０が昇華させることによってこれらの層を除去する。一方、ゲート電極４の部分は、ゲート電極４がマスクとなって遮光し、ゲート電極４上のゲート絶縁層７、半導体層１０と反発層２０はそのまま残る。なお、ゲート絶縁層７は光束を透過する。
【００５６】
また、光源として、紫外線光を用い、一括して露光しても同じ結果が得られる。
【００５７】
Ｓ６・・・・・ソース電極及びドレイン電極を形成する工程
図１（６−ａ）、（６−ｂ）に示すように、上記の反発層２０上に下記に示す流動性電極材料２１を供給すると、図１（７−ａ）、（７−ｂ）に示すように、流動性電極材料２１が反発層２０の表面からの相互作用を受けて、ソース電極８とドレイン電極９ａに分断される。次に、図１（８−ａ）、（８−ｂ）に示すように、ドレイン電極９の領域を広げるため、流動性電極材料２１を供給してドレイン電極９ｂ、ドレイン電極９ｃ、ドレイン電極９ｄを形成する。ドレイン電極９ａ〜９ｄは拡散して、図１（９−ａ）、（９−ｂ）のように広い領域を持つドレイン電極９が形成される。
《流動性電極材料：ソース電極８、ドレイン電極９等の構成材料》
本発明に係る流動性電極材料２１は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレン・スルフォン酸））である。流動性電極材料２１を上記の反発層２０上に供給して、ソース電極８、ドレイン電極９を形成する方法としては、後述する有機半導体層の作製に用いられる種々の手段が適用可能であるが、中でも特に好ましく用いられるのは、インクジェット法である。
【００５８】
ここで、インクジェット法により流動性電極材料２１を含むインクを反発層上に吐出してソース電極、ドレイン電極を形成する場合、インク吐出による電極形成領域を適正な大きさに調製する観点から、インク受容層を設けることが好ましい。インク受容層としては、従来公知のインクジェット記録媒体に用いられている空隙型の受容層が好ましく用いられる。
【００５９】
工程Ｓ６の後、絶縁性薄膜とコンタクトホールを形成し、塗布型ＩＴＯで画素電極を形成して有機ＴＦＴを完成させる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１−１］
本実施例では、基板１にはＡｌＮｄ膜を表面に１２５ｎｍ形成した１５０ｍｍ×１７０ｍｍのガラス基板を用いた。本実施例は、基板１上に１０×１０の計１００の有機ＴＦＴを形成した実施例である。
【００６１】
〔有機ＴＦＴの作製〕
図１で説明したＳ１〜Ｓ６の工程で作製したので、各工程の番号を付して順に説明し、共通する点は説明を省略する。
【００６２】
Ｓ１：光透過性を有する基板１上ゲート電極４を形成する工程
基板１にレジストを約１μｍの厚みで形成し、露光、現像、ＡｌＮｄのエッチング、レジスト剥離の各工程を経て、ゲート電極４ｂ、ゲートバス４ａを設けた。
【００６３】
Ｓ２：ゲート絶縁層７を形成する工程
ゲート絶縁層７として、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）ガスを用いてＳｉＯ2膜を基板１上に５００ｎｍ形成する。
【００６４】
Ｓ３：半導体層１０を成膜する工程
洗浄後、半導体材料としてポリ（３−ヘキシルチオフェン）をクロロホルムに０．３質量％の濃度で溶かした溶液を用いてインクジェット法により、ゲート絶縁層７上のゲート電極７ｂに対応する部分に適量を滴下した。
【００６５】
Ｓ４：反発層２０を形成する工程
次に、反発層２０を形成する工程として、前記半導体上にＰＶＡ水溶液をスピンコート法を用いて１０ｎｍ塗布した後、自己組織化単分子膜であるオクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に、工程Ｓ３後の基板１を浸漬した。
【００６６】
Ｓ５：ゲート絶縁層、半導体層と反発層を除去する工程
市販のエキシマレーザー加工機を用い、基板背面からレーザー光を露光することにより、ゲート電極４ｂの形状にゲート絶縁層７、半導体層１０と反発層２０を一括して露光した。詳細条件は以下の通りである。
【００６７】
レーザー光の波長５３２ｎｍ、出力エネルギー２ｍＪ、パルス幅６ｎｍ、１ショットの面積１５０μｍ×１５０μｍ
Ｓ６：ソース電極及びドレイン電極を形成する工程
インクジェット法によりＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレン・スルフォン酸））を反発層２０上に適量滴下した。さらに、ドレイン電極９の領域を広げる位置に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを適量滴下した。
【００６８】
最後に、フレキソ印刷によりポリイミド系の絶縁性薄膜を形成し、レーザーにてコンタクトホールを形成し、塗布型ＩＴＯで画素電極を形成することにより有機ＴＦＴアレイ基板を完成させた。
【００６９】
［実施例１−２］
以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例１−２について説明する。
【００７０】
本実施例では、実施例１−１と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ４の工程は実施例１−１と同じ工程で作製した。Ｓ５の工程では、ＵＶ露光機を用いて、基板１の背面全面を紫外線を露光し、ゲート電極４ｂの形状に半導体層１０と反発層２０を一括して露光した。詳細条件は以下の通りである。
【００７１】
紫外線の波長４０５ｎｍ、  出力エネルギー５００Ｗ、  露光時間５００００秒
この後のＳ６以降の工程は、実施例１−１と同じ条件で作製した。
【００７２】
［実施例１−３］
以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例１−３について説明する。
【００７３】
本実施例では、実施例１−１と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ３の工程は実施例１−１と同じ工程で作製した。Ｓ４の工程では、スクリーン印刷法により、シリコン接着剤を印刷し、５０℃に加熱して硬化させた。Ｓ５の半導体層１０と反発層２０を除去する工程では、実施例１−１と同じ波長、出力エネルギー、パルス幅のレーザー光を露光した。ただし、ショット数は３倍に増やした。
【００７４】
Ｓ６以降の工程は、実施例１−１と同じ条件で作製した。
〔実験結果〕
実験結果を表１に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【００７５】
【表１】
2007243133.tif 000003
【００７６】
比較例１は比較のために、特許文献４に開示されているような、ゲート電極の背面から露光し、後に形成する半導体の活性部分となるべき領域をパターニングした後、流動性電極材料をゲート電極の上に形成した反発層上に吐出し、ソース電極、ドレイン電極を形成した後に半導体層を形成する方法で有機ＴＦＴ素子を作成した実験例である。
【００７７】
比較例１による有機ＴＦＴ素子の作製は、実施例１−１と同じＡｌＮｄ膜を表面に１２５ｎｍ形成した１５０ｍｍ×１７０ｍｍのガラス基板を用い、１０×１０の計１００の有機ＴＦＴを形成した。この基板にレジストを約１μｍの厚みで形成し、露光、現像、ＡｌＮｄ膜のエッチング、レジスト剥離の各工程を経て、ゲート電極、ゲートバスを設けた。
【００７８】
ついで、実施例１−１と同じ方法でゲート絶縁膜を形成した。
【００７９】
引き続き、反発層形成工程として、オクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に浸漬することによりＯＴＳ処理を行った。
【００８０】
次に市販のエキシマレーザー加工機を用い、基板背面から露光することで、ゲート形状に反発層をパターニングした。詳細条件は以下の通りである。
【００８１】
波長５３２ｎｍ、出力エネルギー２ｍＪ、パルス幅６ｎｍ、１ショットの面積１５０μｍ×１５０μｍ
インクジェット法によりＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレン・スルフォン酸））を反発層２０上に適量滴下した。露光により撥水性をしめさなくなった部分に自己組織的にソース電極、ドレイン電極が形成された。
【００８２】
次に、半導体層を成膜する工程を行う。
【００８３】
比較例１では、半導体層を成膜する工程を、半導体材料としてポリ（３−ヘキシルチオフェン）をクロロホルムに０．３質量％の濃度で溶かした溶液を用いてインクジェット法により、ソース電極とドレイン電極間に適量を滴下して行う。滴下した半導体材料はソース電極とドレイン電極上にも広がる。
【００８４】
実施例１−１、実施例１−２、実施例１−３では、半導体層１０上に反発層２０を形成し、レーザー光を用いてゲート絶縁層７、半導体層１０と反発層２０の不要部分を除去後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを滴下しソース電極８、ドレイン電極９を形成している。一方、比較例１ではゲート絶縁膜上に反発層を形成後、光によりゲート形状にパターンニングし、その上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを滴下しソース電極８、ドレイン電極９を形成し、その後半導体層１０を形成している。
【００８５】
実験結果より、実施例１−１、実施例１−２、実施例１−３で作製した有機ＴＦＴは、比較例１より移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比のばらつきが少ないことが確認できた。また、移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比は比較例１とほぼ同等以上の優れた性能を有することが確認できた。
【００８６】
また、反発層２０を、自己組織化単分子膜のオクタデシルトリクロロシランで被覆した実施例１−１は、シリコン接着剤を印刷した実施例１−３より移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比ともに優れ、そのばらつきも少ないことが確認できた。
【００８７】
このように、本発明の実施例では工程Ｓ５において、半導体層１０を露光することにより昇華させてパターンニングしているので、チャネル部分の寸法が精度よく形成されるため、移動度のばらつきの少ない半導体素子を作製できる。一方、比較例１、２の方法では、最後に配置する半導体のチャネルサイズは精度よく形成することはできないため、ばらつきが大きくなっていると推測される。
［実施例２］
以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例２について説明する。
【００８８】
本実施例では、実施例１−１と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ４の工程は実施例１−１と同じ条件で作製した。Ｓ５の工程では、実施例１−１と同様に市販のエキシマレーザー加工機を用い、基板背面からレーザー光を露光しているが、実施例２では、ゲート電極４ｂよりドレイン電極９側に照射している第１の照射工程と、ゲート電極４ｂよりソース電極８側に照射する第２の照射工程の２回の照射工程に分けて照射している。また、第１の照射工程と第２の照射工程では、レーザー光の照射角度を変えて露光している。具体的には図２を用いて説明する。
【００８９】
図２は、実施例２における照射工程を説明する説明図である。図１と同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。
【００９０】
図２（ａ）は第１の照射工程を説明する説明図であり、図１（４−ｂ）と同じ状態の基板１の断面を示している。図２（ａ）の第１の照射工程では、レーザー光の光束Ｌ２は、基板１の垂線Ｘに対しソース電極８を形成する側に傾いた角度θ２で照射した。
【００９１】
図２（ｂ）は第２の照射工程を説明する説明図であり、図１（４−ｂ）と同じ状態の基板１の断面を示している。図２（ｂ）の第２の照射工程では、レーザー光の光束Ｌ１は、基板１の垂線Ｘに対しドレイン電極９を形成する側に傾いた角度θ１で照射した。
【００９２】
本実施例では｜θ１｜＝｜θ２｜＝４５度に設定した。
【００９３】
次に、Ｓ６のソース電極及びドレイン電極を形成する工程を行った。Ｓ６以降の工程は実施例１−１と同じである。
【００９４】
図２（ｃ）は、工程Ｓ６でソース電極８及びドレイン電極９が形成された状態を示している。
【００９５】
ゲート電極４ｂ上に積層された半導体層１０、反発層２０は、第１の照射工程と第２の照射工程でレーザー光の照射を行った結果、図２（ｃ）のように台形状の断面形状になっている。このことにより、流動性電極材料２１を滴下時に表面張力によって傾いて形成されたソース電極８及びドレイン電極９の端面と、半導体層１０の接触面積を大きくすることができる。
〔実験結果〕
実験結果を表２に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【００９６】
【表２】
2007243133.tif 000004
【００９７】
実験結果より、実施例２で作製した有機ＴＦＴは、実施例１−１と移動度は同等程度であり、そのばらつきが少ないことが確認できた。また、ＯＮ／ＯＦＦ電流比は実用上十分な性能を有することが確認できた。
［実施例３］
本実施例では、実施例１−１と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ２の工程は実施例１−１と同じ工程で作製した。Ｓ２のゲート絶縁層７を形成する工程の後、Ｓ２Ｂの配向層２２を形成する工程を設けた。Ｓ３以降の工程は実施例１−１と同じである。
【００９８】
図３は実施例３のＴＦＴの製造方法を説明する説明図である。図３を用いて実施例３を説明する。
【００９９】
図３（１−ａ）、（１−ｂ）はＳ１の工程、図３（２−ａ）、（２−ｂ）はＳ２の工程である。Ｓ１〜Ｓ２の工程は実施例１−１と同じ工程なので説明を省略し、配向層２２を形成する工程を説明する。
【０１００】
Ｓ２Ｂ：配向層２２を形成する工程
配向層２２を形成する工程として、オクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に工程Ｓ２後の基板１を浸漬した。その結果、図３（３−ａ）、（３−ｂ）に示すように、工程Ｓ２後のゲート絶縁層７の表面に、配向層２２が形成された。
【０１０１】
このように、ゲート絶縁層７を自己組織化単分子膜であるオクタデシルトリクロロシランで被覆すると、半導体層１０の配向秩序が向上し、ＴＦＴのスイッチング特性が向上することが、例えば特許文献４に開示されている。本工程の目的は配向層２２を形成することにより、半導体層１０の配向特性を向上させることである。
【０１０２】
図３（４−ａ）、（４−ｂ）は工程Ｓ３で配向層２２の上に半導体層１０を成膜した状態を示している。
【０１０３】
図３（５−ａ）、（５−ｂ）は、工程Ｓ４で配向層２２の上に反発層２０を形成した状態を示している。工程Ｓ４では、半導体層１０上にＰＶＡ水溶液をスピンコート法を用いて１０ｎｍ塗布した後、工程Ｓ２Ｂと同じオクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に浸漬するＯＴＳ処理を行うので、半導体層１０の上下にオクタデシルトリクロロシランの層ができる。
【０１０４】
半導体層１０の上部に形成されたオクタデシルトリクロロシランの層は、オクタデシルトリクロロシランの撥水性を活用した反発層２０として機能し、半導体層１０の下部に形成されたオクタデシルトリクロロシランの層は、配向層２２として機能する。
【０１０５】
次に、工程Ｓ５で半導体層と反発層を除去すると、図３（６−ａ）、（６−ｂ）に示すようにゲート電極４ｂ上にゲート絶縁層７、配向層２２、半導体層１０、反発層２０が順に積層された状態になる。
【０１０６】
Ｓ６以降の工程は実施例１−１と同じであり、説明を省略する。
〔実験結果〕
実験結果を表３に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【０１０７】
【表３】
2007243133.tif 000005
【０１０８】
実験結果より、実施例３で作製した有機ＴＦＴは、実施例１−１より移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比ともに大きく優れ、そのばらつきも少ないことが確認できた。このように、本発明の実施例では反発層２０を形成する材料と同じオクタデシルトリクロロシランで形成された配向膜２２を設けることにより半導体素子の性能が向上することが確認できた。
［実施例４］
本実施例では、実施例１−１と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ２の工程は実施例１−１と同じ工程で作製した。Ｓ３の半導体層１０を成膜する工程を真空蒸着法で形成した。
【０１０９】
Ｓ３：半導体層１０を成膜する工程
洗浄後、ペンタセン分子を室温〜１００℃の基板温度で真空蒸着法を用いて形成し、マスク蒸着または酸素をエッチングガスとしたフォトグラフィー法により島状に加工し、有機半導体膜を形成した。なお、蒸着時の成膜速度は３ｎｍ／分、圧力は５×１０-4Ｐａである。
【０１１０】
Ｓ４以降の工程は実施例１−１と同じである。
【０１１１】
なお、比較例２は半導体材料を低分子有機半導体材料であるペンタセンに変更した以外は比較例１と同じ条件で有機ＴＦＴ素子を作製した実験例である。
〔実験結果〕
実験結果を表４に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【０１１２】
【表４】
2007243133.tif 000006
【０１１３】
実験結果より、実施例４で作製した有機ＴＦＴは、比較例２と比較して移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比ともに優れていることが確認できた。また、移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比の特性ばらつきも少ないことが確認できた。すなわち、本実験結果は、可溶性の高分子半導体材料だけでなく、低分子材料の場合においても、本発明の効果が高いことを示している。
［実施例５］
以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例５について説明する。
【０１１４】
本実施例では、実施例４と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ３の工程は実施例４と同じ条件で作製した。
【０１１５】
Ｓ４の反発層２０を形成する工程では、インクジェット法を用いて半導体層１０の上に反発層２０を所望の形状より大きく形成した。
【０１１６】
Ｓ５の工程では、実施例２と同様に市販のエキシマレーザー加工機を用い、基板背面から第１の照射工程と第２の照射工程に分けてレーザー光を露光しているが、実施例４では実施例２と反対方向にレーザー光の照射角度を変えて露光している。
【０１１７】
具体的には図４を用いて説明する。
【０１１８】
図４は、実施例５における照射工程を説明する説明図である。図２と同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。
【０１１９】
図４（ａ）は第１の照射工程を説明する説明図であり、図１（４−ｂ）と同じ状態の基板１の断面を示している。図４（ａ）の第１の照射工程では、レーザー光の光束Ｌ４は、基板１の垂線Ｘに対しドレイン電極９を形成する側に傾いた角度θ４で照射した。
【０１２０】
図２（ｂ）は第２の照射工程を説明する説明図であり、図１（４−ｂ）と同じ状態の基板１の断面を示している。図２（ｂ）の第２の照射工程では、レーザー光の光束Ｌ３は、基板１の垂線Ｘに対しソース電極８を形成する側に傾いた角度θ３で照射した。
【０１２１】
本実施例では｜θ１｜＝｜θ２｜＝７５度に設定した。
【０１２２】
次に、Ｓ６のソース電極及びドレイン電極を形成する工程を行った。Ｓ６以降の工程は実施例１−１と同じである。
【０１２３】
図４（ｃ）は、工程Ｓ６でソース電極８及びドレイン電極９が形成された状態を示している。
【０１２４】
ゲート電極４ｂ上に積層された半導体層１０、反発層２０は、第１の照射工程と第２の照射工程でレーザー光の照射を行った結果、図４（ｃ）のように上辺が小さい台形状の断面形状になっている。このように、照射角度を傾けることにより、ゲート電極４ｂの幅よりより半導体層１０の幅を短くできるので、大電流を流すためチャネル長を短くしたい場合には好適である。
〔実験結果〕
実験結果を表５に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【０１２５】
【表５】
2007243133.tif 000007
【０１２６】
実験結果より、実施例５で作製した有機ＴＦＴ素子は、実施例４で作製した有機ＴＦＴ素子より移動度が約９％程度多くなっており、チャネル長を短くした効果が確認できた。また、実施例５で作製した有機ＴＦＴ素子は、比較例２と比較して移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比ともに優れていることが確認できた。さらに、移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比の特性ばらつきも少ないことが確認できた。
［実施例６］
本実施例では、実施例４と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ４の工程は実施例４と同じ条件で作製した。
【０１２７】
Ｓ３の工程以降を図５を用いて説明する。図５は実施例６における作製工程を説明する説明図である。
【０１２８】
図５（ａ）は、工程Ｓ３において半導体層１０を形成した状態を示している。
【０１２９】
図５（ｂ）は、工程Ｓ４においてインクジェット法を用いて半導体層１０の上に反発層２０を所望の形状より大きく形成した状態である。
【０１３０】
図５（ｃ）は、工程Ｓ５において基板１の背面からフォトマスク４０を介してレーザー光Ｌ１を照射している。レーザ光はＹＡＧレーザーの第２高調波を用い、ガルバノミラーで走査した。
【０１３１】
フォトマスク４０は所定のパターン形状のマスク部４０ａと透明部４０ｂから構成されている。マスク部４０ａは完全な遮光部ではなく、本実施例では２５％の光を透過するものを用いている。一方、フォトマスク４０の透明部４０ｂはほぼ１００％光を透過する。
【０１３２】
なお、マスク部４０ａを透過する光量比は２５％に限定されるものではなく、反発層２０の材料が半導体層１０の材料より少ない光量で除去できる性質を利用し、半導体層１０は除去できないが、反発層２０は除去できる光量に設定すれば良い。また、例えば、フォトマスク４１を用いず、マスク部４０ａに相当する領域をレーザー光Ｌ１が走査するとき、レーザー光Ｌ１の光量を半導体層１０は除去できないが、反発層２０は除去できる光量で走査しても良い。
【０１３３】
図５（ｃ）の点線ａと点線ａ’の間は、マスク部４０ａを透過したレーザ光Ｌ１がゲート電極４ｂにより完全に遮光される範囲を示している。また、点線ａと点線ｂの間と、点線ａ’と点線ｂ’の間は、マスク部４０ａを透過したレーザ光Ｌ１をゲート電極４ｂが遮らないので、この間は２５％の光量のレーザ光が照射される。図５（ｃ）に示すように、マスク部４０ａを透過したレーザ光が照射された範囲は、半導体層１０は残り、半導体層１０の上に形成された反発層２０は除去されている。また、透明部４０ｂを透過したレーザ光が照射された範囲は、半導体層１０、反発層２０とも除去されている。
【０１３４】
このように、フォトマスク４０とゲート電極４ｂによる２段階のマスクを用いて露光することにより、１回の露光で図５（ｃ）に示すように半導体層１０を所望の形状に形成し、また半導体層１０の上の反発層２０を半導体層１０より小さい所望の形状に形成することができる。
【０１３５】
図５（ｄ）は、工程Ｓ６において、流動性電極材料２１を滴下した状態である。本実施例も実施例４と同様に、流動性電極材料２１としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレン・スルフォン酸））を、インクジェット法を用いて基板１上に適量滴下している。
【０１３６】
図５（ｅ）は、流動性電極材料２１が反発層２０の表面からの相互作用を受けて、ソース電極８とドレイン電極９に分断された状態を示している。このように、反発層２０の面積が半導体層１０より小さいので、ソース電極８とドレイン電極９が半導体層１０と接触する面積が大きくなっている。
〔実験結果〕
実験結果を表６に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【０１３７】
【表６】
2007243133.tif 000008
【０１３８】
実験結果より、実施例６で作製した有機ＴＦＴ素子は、実施例４で作製した有機ＴＦＴ素子より移動度が約２０％程度多くなっており、ソース電極８とドレイン電極９が半導体層１０と接触する面積を大きくする効果が確認できた。また、実施例６で作製した有機ＴＦＴは、比較例２と比較して移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比ともに優れていることが確認できた。さらに、移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比の特性ばらつきも少ないことが確認できた。
［実施例７］
本実施例では、実施例４と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ２の工程は実施例４と同じ工程で作製した。
【０１３９】
Ｓ３の工程以降を図６を用いて説明する。図６は実施例７における作製工程を説明する説明図である。
【０１４０】
図６（ａ）は、工程Ｓ３において半導体層１０を基板１の全面に形成した状態を示している。半導体材料はペンタセンであり、真空蒸着法を用いて半導体層１０を基板１の全面に形成した。
【０１４１】
図６（ｂ）は、工程Ｓ４において半導体層１０の上に反発層２０を形成した状態である。工程Ｓ４においては実施例４と同様に、半導体層１０の上にＰＶＡ水溶液をスピンコート法を用いて１０ｎｍ塗布した後、自己組織化単分子膜であるオクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に、工程Ｓ３後の基板１を浸漬した。
【０１４２】
図６（ｃ）は、工程Ｓ５において基板１の背面からレーザー光Ｌ３を、また基板１の前面からフォトマスク４１を介してレーザー光Ｌ２を同時に照射している。レーザー光Ｌ２、レーザー光Ｌ３ともＹＡＧレーザの第２高調波を用い、ガルバノミラーで走査した。
【０１４３】
フォトマスク４１は所定のパターン形状の遮光部４１ａとマスク部４１ｂから構成されている。遮光部４１ａは光を完全に遮光し、透明部４１ｂはほぼ１００％光を透過する。
【０１４４】
レーザー光Ｌ３の光量は、半導体層１０は除去できないが、反発層２０は除去できる光量に設定されている。また、透明部４１ｂを透過したレーザー光Ｌ２の光量は半導体層１０と反発層２０を除去できる光量である。
【０１４５】
なお、フォトマスク４１を用いるかわりに、レーザー光Ｌ２の走査を、遮光部４１ａに相当する部分は休止するようにしても同じ結果が得られる。
【０１４６】
図６（ｃ）の点線ｃと点線ｃ’の間は、レーザ光Ｌ２を遮光部４１ａが遮っているので、この範囲はレーザ光がＬ２照射されないが、それ以外の部分は透明部４１ｂを透過したレーザ光Ｌ２が照射され、半導体層１０と反発層２０は、図６（ｃ）に示すように除去される。
【０１４７】
点線ｄと点線ｄ’の間は、ゲート電極４ｂにより遮光される範囲を示している。点線ｄと点線ｄ’の間以外のレーザ光Ｌ３が照射された領域の反発層２０は、図６（ｃ）に示すように除去される。
【０１４８】
点線ｃと点線ｄの間と、点線ｃ’と点線ｄ’の間は、レーザ光Ｌ２が遮光部４１ａにより遮光され、レーザ光Ｌ３が基板１の背面から反発層２０に照射されているので、この領域は半導体層１０は残り、半導体層１０の上に形成された反発層２０は除去される。
【０１４９】
このように、基板１のゲート電極４ｂを形成する面の裏面方向から、反発層２０だけを除去できる光量のレーザー光Ｌ３を照射することにより、図６（ｃ）に示すように半導体層１０の上の反発層２０を半導体層１０より小さい所望の形状に形成することができる。
【０１５０】
図６（ｄ）は工程Ｓ６において、流動性電極材料２１を滴下した状態、図６（ｅ）は、流動性電極材料２１が反発層２０の表面からの相互作用を受けて、ソース電極８とドレイン電極９に分断された状態である。以下、実施例６と同じ工程なので説明を省略する。
〔実験結果〕
実験結果を表７に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【０１５１】
【表７】
2007243133.tif 000009
【０１５２】
実験結果より、実施例７で作製した有機ＴＦＴ素子は、実施例４で作製した有機ＴＦＴ素子より移動度が約３８％程度多くなっており、ソース電極８とドレイン電極９が半導体層１０と接触する面積を大きくする効果が確認できた。また、実施例７で作製した有機ＴＦＴは、比較例２と比較して移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比ともに優れていることが確認できた。さらに、移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比の特性ばらつきも少ないことが確認できた。
［実施例８］
本実施例では、実施例４と同じ基板１に、Ｓ１〜Ｓ２の工程は実施例４と同じ工程で作製した。
【０１５３】
Ｓ３の工程以降を図７を用いて説明する。図７は実施例８における作製工程を説明する説明図である。
【０１５４】
図７（ａ）は、工程Ｓ３において半導体層１０を基板１の全面に形成した状態を示している。半導体材料はペンタセンであり、真空蒸着法を用いて半導体層１０を基板１の全面に形成した。
【０１５５】
図７（ｂ）は、工程Ｓ４において半導体層１０の上に反発層２０を形成した状態である。工程Ｓ４においては実施例４と同様に、半導体層１０の上にＰＶＡ水溶液をスピンコート法を用いて１０ｎｍ塗布した後、自己組織化単分子膜であるオクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液に、工程Ｓ３後の基板１を浸漬した。
【０１５６】
図７（ｃ）は、工程Ｓ５において基板１の背面からレーザー光Ｌ５を、また基板１の前面からフォトマスク４２を介してレーザー光Ｌ４を同時に照射している。レーザー光Ｌ４、レーザー光Ｌ５ともＹＡＧレーザの第２高調波を用い、ガルバノミラーで走査した。
【０１５７】
フォトマスク４２は所定のパターン形状の遮光部４２ａとマスク部４２ｂから構成されている。遮光部４２ａは光を完全に遮光し、マスク部４２ｂは２５％の光量を透過する。
【０１５８】
なお、マスク部４２ｂの透過率は２５％に限定されるものではなく、反発層２０の材料が半導体層１０の材料より少ない光量で除去できる性質を利用し、半導体層１０は除去できないが、反発層２０は除去できる光量に設定すれば良い。また、例えば、レーザー光Ｌ４の光量を半導体層１０は除去できないが、反発層２０は除去できる光量に設定し、フォトマスク４２を用いず反発層２０を除去する部分だけレーザー光Ｌ２を走査しても良い。
【０１５９】
図７（ｃ）の点線ｃと点線ｃ’の間は、ゲート電極４ｂにより遮光される範囲を示している。点線ｃと点線ｃ’の間以外のレーザ光Ｌ５が照射された領域の半導体層１０と反発層２０は、図７（ｃ）に示すように除去される。
【０１６０】
また、点線ｄと点線ｄの間は、レーザ光Ｌ４を遮光部４２ａが遮っているので、この範囲はレーザ光がＬ４照射されないが、それ以外の部分はマスク部４２ｂを透過したレーザ光Ｌ２が照射される。
【０１６１】
点線ｃと点線ｄの間と、点線ｃ’と点線ｄ’の間は、レーザ光Ｌ５がゲート電極４ｂにより遮光され、マスク部４２ａを透過したレーザ光Ｌ４が反発層２０に照射されているので、この領域は半導体層１０は残り、半導体層１０の上に形成された反発層２０は除去される。
【０１６２】
このように、基板１の反発層２０が形成された方向から、反発層２０だけを除去できる光量のレーザー光Ｌ４を照射することにより、図７（ｃ）に示すように半導体層１０の上の反発層２０を半導体層１０より小さい所望の形状に形成することができる。
【０１６３】
図７（ｄ）は工程Ｓ６において、流動性電極材料２１を滴下した状態、図７（ｅ）は、流動性電極材料２１が反発層２０の表面からの相互作用を受けて、ソース電極８とドレイン電極９に分断された状態である。以下、実施例６と同じ工程なので説明を省略する。
〔実験結果〕
実験結果を表８に示す。本実験では条件を変えて作製したガラス基板上の有機ＴＦＴ素子１００個のうち、２４個の有機ＴＦＴ素子をランダムに選び、それぞれについて移動度とＯＮ／ＯＦＦ電流比（ＴＦＴがＯＮ時のソース−ドレイン間の電流値／ＴＦＴがＯＦＦ時のソース−ドレイン間の電流値）を評価した。
【０１６４】
【表８】
2007243133.tif 000010
【０１６５】
実験結果より、実施例８で作製した有機ＴＦＴ素子は、実施例４で作製した有機ＴＦＴ素子より移動度が約２５％程度多くなっており、ソース電極８とドレイン電極９が半導体層１０と接触する面積を大きくする効果が確認できた。また、実施例８で作製した有機ＴＦＴは、比較例２と比較して移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比ともに優れていることが確認できた。さらに、移動度、ＯＮ／ＯＦＦ電流比の特性ばらつきも少ないことが確認できた。
【０１６６】
以上、このように、本発明によれば性能ばらつきが少なく、ローコストな薄膜トランジスタの製造方法、および薄膜トランジスタを提供することができる。
【０１６７】
なお、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、実施例にて説明したような、有機薄膜トランジスタにおける有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域の形成への適用に限定されない。すなわち、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、例えば、
（１）有機薄膜集積回路（具体的には、ゲート電極）を構成する有機薄膜にエネルギー線を照射することで（より好ましくは、照射することのみで）、エネルギー線に照射された有機薄膜の部分を除去することによって、有機薄膜から成るゲート電極を形成する方法。
【０１６８】
（２）有機薄膜集積回路（具体的には、ソース／ドレイン電極）を構成する有機薄膜にエネルギー線を照射することで（より好ましくは、照射することのみで）、エネルギー線に照射された有機薄膜の部分を除去することによって、有機薄膜から成るソース／ドレイン電極を形成する方法。
【０１６９】
（３）有機薄膜集積回路（具体的には、各種の配線）を構成する有機薄膜にエネルギー線を照射することで（より好ましくは、照射することのみで）、エネルギー線に照射された有機薄膜の部分を除去することによって、有機薄膜から成る配線を形成する方法。
【０１７０】
（４）有機薄膜集積回路（具体的には、絶縁膜、層間絶縁層、パッシベーション膜等の各種絶縁層）を構成する有機薄膜にエネルギー線を照射することで（より好ましくは、照射することのみで）、エネルギー線に照射された有機薄膜の部分を除去することによって、有機薄膜から成り、パターニングされた絶縁層を得る方法。
【０１７１】
（５）有機薄膜集積回路（具体的には、絶縁膜、層間絶縁層、パッシベーション膜等の各種絶縁層）を構成する有機薄膜にエネルギー線を照射することで（より好ましくは、照射することのみで）、エネルギー線に照射された有機薄膜の部分を除去することによって、コンタクトホールやビヤホールといった接続孔を設けるための開口部やコネクターとの接続部を設けるための開口部を有機薄膜から成る絶縁層に形成する方法。
に適用することができる。
【０１７２】
なお、上記（１）〜（５）の場合にあっては、ゲート電極、ソース／ドレイン電極、各種の配線、絶縁膜、層間絶縁層、パッシベーション膜等の各種絶縁層（これらを総称して、有機薄膜集積回路構成要素）を構成する有機薄膜として、有機薄膜集積回路構成要素に最適な材料を選択すればよいし、係る有機薄膜に照射すべきエネルギー線も、有機薄膜集積回路構成要素を構成する材料に対して最適なエネルギー線であって下地等に損傷を発生させないエネルギー線を選択すればよい。また、エネルギー線の照射方法や照射条件、有機薄膜の除去の形態も、有機薄膜集積回路構成要素、あるいは、有機薄膜集積回路構成要素を構成する有機薄膜に基づき適宜選択、設定、決定すればよい。
【０１７３】
また、本発明において、半導体およびソース電極とドレイン電極の電極材料を全面に塗布した後、露光によるパターニングしても構わないし、インクジェット等でおおまかにパターニングした後、露光によるパターニングをしても構わない。後者の方が製造時間を短縮することが出来る。どちらかを全面塗布し、もう一方をおおまかにパターンしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明に係わる薄膜トランジスタの製造方法を説明する説明図である。
【図２】実施例２における照射工程を説明する説明図である。
【図３】実施例３のＴＦＴの製造方法を説明する説明図である。
【図４】実施例５における照射工程を説明する説明図である。
【図５】実施例６のＴＦＴの製造方法を説明する説明図である。
【図６】実施例７のＴＦＴの製造方法を説明する説明図である。
【図７】実施例８のＴＦＴの製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１  基板
４ｂ  ゲート電極
７  ゲート絶縁層
８  ソース電極
９  ドレイン電極
１０  半導体層
２０  反発層
２２  配向層
【図１】
2007243133.tif 000011
【図２】
2007243133.tif 000012
【図３】
2007243133.tif 000013
【図４】
2007243133.tif 000014
【図５】
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【図６】
2007243133.tif 000016
【図７】
2007243133.tif 000017