(57)【要約】【課題】真空プロセスにおけるマスク工程を削減することによって、低分子系の有機半導体の有機薄膜トランジスタを低コストで製造すること。【解決手段】基板１０１の表面にゲート電極１０２を有すると共に、前記ゲート電極１０２および基板１０１の表面にゲート絶縁膜１０３を有する積層体Ｓ１を用い、（ａ）所定パターン形状の開口部を有するマスク１０８を前記積層体Ｓ１から離間して配置する工程と、（ｂ）前記マスク１０８に対して傾斜方向を含む方向に有機半導体材料を出射することにより前記積層体Ｓ１の素子形成領域に有機半導体膜１０４を形成する工程と、（ｃ）前記マスク１０８を用い、マスク１０８に対して略垂直方向に電極材料を出射することにより前記積層体Ｓ１の素子形成領域にソース電極１０５およびドレイン電極１０６を形成する工程とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法およびこれにより製造された有機薄膜トランジスタを提供する。【選択図】図１
2007081043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に形成されたゲート電極と、前記基板の表面およびゲート電極の表面に形成されたゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の素子形成領域に形成された有機半導体膜、ソース電極およびドレイン電極とを備え、前記有機半導体膜は、チャネル長方向の両端が外側に向かって膜厚が薄くなるテーパー状に形成されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
有機半導体膜は、前記ソース電極とドレイン電極との間のチャネル長をＧ1、チャネル長方向におけるソース電極またはドレイン電極の端部から有機半導体膜の端部先端までの距離をｌS／２とすると、式（１）
Ｇ1≦ｌS   （１）
の関係が成り立つように構成された請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
有機半導体膜がゲート絶縁膜の表面に形成され、ソースおよびドレイン電極が有機半導体膜の表面に形成されてなる請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
有機半導体膜は、ソース電極とドレイン電極の間のチャネル領域の膜厚および両端部の膜厚が、ソースおよびドレイン電極に接する領域の膜厚よりも薄い請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ソースおよびドレイン電極間において、前記有機半導体膜の表面が略平坦である請求項３または４に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
ゲート絶縁膜上の複数の素子形成領域に有機半導体膜が分断して配置され、各素子形成領域の有機半導体膜の表面にソース電極およびドレイン電極が形成されてなる請求項３〜５のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
基板が、樹脂フィルムである請求項１〜６のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
基板の表面にゲート電極を有すると共に、前記ゲート電極および基板の表面にゲート絶縁膜を有する積層体を用い、
（ａ）少なくとも一対の開口部を有するマスクを前記積層体の上方に間隙をもって配置する工程と、
（ｂ）前記マスクに対して少なくともチャネル長方向に傾斜状に有機半導体材料を照射させることにより前記積層体の素子形成領域に有機半導体膜を形成する工程と、
（ｃ）前記マスクを用い、マスクに対して略垂直方向に電極材料を照射させることにより前記積層体の素子形成領域にソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを有す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９】
工程（ｂ）においてゲート絶縁膜の表面に有機半導体膜を形成し、その後、工程（ｃ）において有機半導体膜の表面にソース電極およびドレイン電極を形成する請求項８に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
有機半導体膜は、真空蒸着法により有機半導体蒸着源から蒸着ビームを放射状に照射させることにより形成される請求項８または９に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
チャネル長方向における有機半導体膜の両端部と一対のマスクの開口部の外側端部とを結んだ延長線上に、マスクと略平行に蒸着源を配置し、
マスクにおける一対の開口部間のギャップ長をＧ、前記蒸着源のチャネル長方向の長さをｌ0、基板表面上のゲート絶縁膜とマスクとの距離をＬS、マスクと蒸着源との距離をＬ0とすると、式（２）
Ｇ≦ｌ0(ＬS／Ｌ0)    （２）
の関係が成り立つ請求項９または１０に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
マスクにおけるソースおよびドレイン電極形成用の開口部のチャネル長方向幅をｗとすると、式（３）
Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ／２    （３）
または式（４）
Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ＜ｌ0(ＬS／Ｌ0)      （４）
または式（５）
０＜ｗ＝ｌ0(ＬS／Ｌ0)−Ｇ＜(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)    （５）
の関係が成り立つ請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）において、基板の表面に複数のゲート電極を有すると共に、各ゲート電極および基板の表面にゲート絶縁膜を有する積層体上の複数の素子形成領域に、複数対の開口部を有するマスクを用いて有機半導体膜を分断して形成し、
工程（ｃ）において、前記複数対の開口部を有するマスクを用いて、各有機半導体膜の表面にソース電極およびドレイン電極を形成する請求項９〜１２のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
複数対の開口部を有するマスクにおいて、一の有機半導体膜に対応するソース／ドレイン電極形成用の開口部と、チャネル長方向に隣接する他の有機半導体膜に対応するソース／ドレイン電極形成用の開口部との間隔をＨとすると、式（６）
Ｈ＞ｌ0(ＬS／Ｌ0)    （６）
の関係が成り立つことを特徴とする請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
工程（ａ）の前に、ゲート電極形成用のマスクを基板の上方に間隙をもって配置し、ゲート電極材料を照射させることにより前記基板の素子形成領域にゲート電極を形成し、その後、基板の表面およびゲート電極の表面にゲート絶縁膜を形成して積層体を形成する工程を含む請求項８〜１４のいずれか１つ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素子およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、製造工程を削減できる有機薄膜トランジスタ素子の製造方法およびそれによって得られる性能が向上した有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙の大量使用による環境問題が顕在化し、ペーパレス化に対応するため、電子情報技術の研究開発が盛んに行われている。例えば、紙媒体に印刷していた情報を表示する、電子ペーパーやディジタルペーパーと呼ばれる軽くて薄い電子表示媒体が注目を集めている。この表示媒体は、手軽に持ち運べるという利点があり、モバイル用表示媒体として最適である。このような表示媒体を実現するには、電子化された情報を表示するための大面積でフレキシブルな薄膜トランジスタが必要不可欠となる。
【０００３】
現在の表示装置の代表である液晶表示装置における薄膜トランジスタは、ガラス基板上に、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）もしくはｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）の半導体薄膜と、電極としての金属薄膜とを順次形成することにより製造される。薄膜形成には、ＣＶＤ、スパッタリングなどの真空プロセスに加えて、高温処理プロセスが必要であり、軽くてフレキシブルな樹脂基板上にトランジスタ素子を形成することは困難であった。
【０００４】
そこで、樹脂基板上に有機半導体材料の薄膜を形成する有機薄膜トランジスタの研究開発が盛んに行われている（例えば、特開２００４−７９６２３号公報（特許文献１）参照）。すなわち、有機半導体材料は、低温プロセスにより樹脂基板上に薄膜を形成することができるので、基板として薄い樹脂フィルムを用いれば、有機薄膜トランジスタを応用したフレキシブルなディスプレイが実現できる（「日経エレクトロニクス」、２００３年１０月１３日号、ｐ．３０（非特許文献１）参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７９６２３号公報
【非特許文献１】「日経エレクトロニクス」、２００３年１０月１３日号、ｐ．３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の先行技術による有機薄膜トランジスタは、製造コストがかかるという問題点がある。例えば、有機薄膜トランジスタを表示装置（ディスプレイ）や入力装置（スキャナ）に使用する場合には、動作周波数を満足する必要があり、この動作周波数を上げるためには、真空プロセスを用いた低分子系の有機半導体材料の蒸着により、キャリア移動度の高い有機半導体を形成する必要がある。しかし、真空プロセスを用いると、製造コストが増大するという問題点がある。
【０００７】
例えば、特許文献１の図３に記載のようなトップコンタクト型構造の有機薄膜トランジスタ（アレイ）を真空プロセスを用いて製造する場合、以下の工程が行なわれる。
（１）先ず、基板にレジストをスピンコート法にて形成した後、リソグラフィ技術によりフォトマスクにて開口部を形成する。スパッタ法などにより全面に金属を成膜し、レジスト剥離液でレジストを除去して、レジスト開口部に密着している金属のみを残すことによりゲート電極を形成する。
（２）ゲート電極を形成した後、プラズマＣＶＤ法により各ゲート電極表面および基板表面にゲート絶縁膜を形成する。
（３）基板を第１の真空蒸着装置に搬送する。
（４）続いて、例えば表示装置における各画素のアクティブ素子領域毎に有機半導体膜を蒸着し分ける。このとき、メタルマスクの開口部を素子領域上に配置して、ゲート絶縁膜上に真空蒸着法により有機半導体膜を素子形成領域毎に蒸着する。
（５）メタルマスクを除去した後、第２の真空蒸着装置に搬送する。
（６）有機半導体膜上に第２のメタルマスクを配置し、有機半導体膜上に真空蒸着によりソースおよびドレイン電極を形成する。
【０００８】
このように、有機薄膜トランジスタを従来の真空プロセスで製造する場合、マスク工程（２回のメタルマスク工程と１回のフォトマスク工程）が多いこと、マスクを除去または配置する工程が多いことおよび搬送工程が多いことが、製造コスト増大の大きな要因であった。詳しく説明すると、メタルマスク工程においては、有機半導体を成膜するマスク工程とソースおよびドレイン電極を成膜するマスク工程の２回必要であり、それぞれにマスクアライメント装置が必要である。また、蒸着工程が分離しているため、真空蒸着装置間で搬送する必要がある。
したがって、従来の製造方法では、これらのマスク工程と搬送工程により製造コストが増加していた。
また、上記工程（４）においては、素子領域ごとに有機半導体膜を蒸着できても、素子ごとに分離して蒸着し分けることは難しく、それにより漏れ電流が発生していた。
【０００９】
また、上記製造方法で製造された有機薄膜トランジスタは、上記工程（４）のように、有機半導体膜をマスクで蒸着すると、有機半導体膜の成膜しているところとしてないところで矩形に近い段差ができ、フレキシブルな有機薄膜トランジスタを湾曲させた際に有機半導体膜とゲート絶縁膜との界面から素子剥離が生じやすく、耐湾曲性および素子寿命を向上させるのに不利な構造であった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、耐湾曲性および素子寿命が向上した有機薄膜トランジスタを、製造工程数を低減し、低コストで得られるようにすることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かくして、本発明によれば、基板の表面に形成されたゲート電極と、前記基板の表面およびゲート電極の表面に形成されたゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の素子形成領域に形成された有機半導体膜、ソース電極およびドレイン電極とを備え、前記有機半導体膜は、チャネル長方向の両端が外側に向かって膜厚が薄くなるテーパー状に形成された有機薄膜トランジスタが提供される。
また、本発明の別の観点によれば、基板の表面にゲート電極を有すると共に、前記ゲート電極および基板の表面にゲート絶縁膜を有する積層体を用い、（ａ）少なくとも一対の開口部を有するマスクを前記積層体の上方に間隙をもって配置する工程と、（ｂ）前記マスクに対して少なくともチャネル長方向に傾斜状に有機半導体材料を照射させることにより前記積層体の素子形成領域に有機半導体膜を形成する工程と、（ｃ）前記マスクを用い、マスクに対して略垂直方向に電極材料を照射させることにより前記積層体の素子形成領域にソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の有機薄膜トランジスタによれば、有機半導体膜はチャネル長方向の両端が外側に向かって膜厚が薄くなるテーパー状に形成されたものであるため、１つの有機薄膜トランジスタは少なくともチャネル長方向の周囲の領域とは電気的に絶縁された構造となる。したがって、同一の基板上に、チャネル長方向にテーパー部を有し相互に絶縁された（分断された）複数の有機薄膜トランジスタを配置した半導体装置（トランジスタアレイ）を得ることが可能となる。
また、本発明の有機薄膜トランジスタは、有機半導体膜の端部がテーパー形状であるため、有機半導体膜の端部が垂直状に形成された段差の急な従来の有機薄膜トランジスタに比べて、湾曲させたときの素子の剥離が生じ難くなり、素子寿命が向上する。よって、本発明は、湾曲状態で使用または収納可能なフレキシブルな有機薄膜トランジスタに好適である。
【００１３】
本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法によれば、１つのマスクと１つの真空装置で有機半導体膜とソースおよびドレイン電極を形成するため、従来のマスク工程と真空蒸着装置間での搬送工程を減らすことができる。有機半導体膜を形成する際に、ソースおよびドレイン電極を形成するためのマスクを用い、かつ、成膜材料をチャネル長方向に斜めに照射させることにより、有機半導体膜がマスク開口部の外側にも回り込んで形成される。  この回り込み成膜により、ソース・ドレイン電極間で有機半導体膜が連結してチャネル領域が形成されると共に、有機半導体膜のチャネル長方向の両端部がテーパー状に形成されるため、チャネル長方向に隣接する有機薄膜トランジスタにおける有機半導体膜を互いに分断して形成することが可能となる。つまり、有機半導体膜の形成と同時に素子分離を行なうことができる。したがって、素子領域ごとの分離が主だった従来の方法に比べて素子ごとの分離が可能となる。
よって、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法によれば、製造工程が削減し簡略化され、有機薄膜トランジスタを低コストで製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（有機薄膜トランジスタの構造）
本発明の有機薄膜トランジスタは、図１（ｄ）に示すように、基板１０１の表面に形成されたゲート電極１０２と、前記基板１０１の表面およびゲート電極１０２の表面に形成されたゲート絶縁膜１０３と、このゲート絶縁膜１０３の表面の素子形成領域に形成された有機半導体膜１０４、ソース電極１０５およびドレイン電極１０６を備え、前記有機半導体膜１０４は、チャネル長方向の両端が外側に向かって膜厚が薄くなるテーパー状に形成されたことを特徴とする。
【００１５】
この有機薄膜トランジスタは、電流特性をさらに向上できる観点から、図１（ｄ）に示すように有機半導体膜１０４がゲート絶縁膜１０３の表面に形成され、有機半導体膜１０４の表面にソースおよびドレイン電極１０５、１０６が形成されたトップコンタクト型構造が好ましい。なお、ゲート絶縁膜の表面にソースおよびドレイン電極が形成され、ソースおよびドレイン電極の表面およびゲート絶縁膜の非電極領域表面に有機半導体膜を形成したボトムコンタクト型構造としてもトランジスタとして機能するが、一般的に電流特性が低下する。
なお、本発明において、チャネル長方向とは、ソース電極（またはドレイン電極）からドレイン電極（またはソース電極）に向かう方向を意味する。また、後述するチャネル幅方向とは、チャネル長方向と直交する方向を意味する。
【００１６】
また、本発明の有機薄膜トランジスタは、ソース電極１０５とドレイン電極１０６との間のチャネル長をＧ1、チャネル長方向におけるソース電極またはドレイン電極の端部から有機半導体膜１０４の端部先端までの距離をｌS／２とすると、式（１）
Ｇ1≦ｌS   （１）
の関係が成り立つ。
この式（１）を満たすことにより、有機半導体膜１０４におけるソース電極１０５とドレイン電極１０６の間は連結してチャネル領域が形成される。
【００１７】
また、本発明の有機薄膜トランジスタは、有機半導体膜１０４において、ソース電極１０５とドレイン電極１０５の間のチャネル領域の膜厚および両端部の膜厚が、ソースおよびドレイン電極１０５、１０６に接する領域の膜厚よりも薄いことをもう１つの特徴としており、寄生容量が小さくなるためスイッチング時間が短くなり、高速動作が可能になる。
【００１８】
また、本発明の有機薄膜トランジスタは、図１（ｄ）に示すように、ソースおよびドレイン電極１０５、１０６間において、有機半導体膜１０４の表面は両側に傾斜面を有し、それらの間が略平坦となるように構成されてもよいが、チャネルにおける電流経路を短くして電流がより流れやすくなる観点から、ソースおよびドレイン電極１０５、１０６間のチャネル領域の有機半導体膜１０４の表面を略平坦のみで構成するのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の上記構成の有機薄膜トランジスタは、同一の基板上に複数設けられてもよい。すなわち、ゲート絶縁膜上の複数の素子形成領域に有機半導体膜が分断して配置され、各素子形成領域の有機半導体膜の表面にソース電極およびドレイン電極が形成されて、有機薄膜トランジスタアレイを構成してもよい。
【００２０】
また、本発明の有機薄膜トランジスタには、保護膜を設けてもよい。保護膜は、他の処理に曝されることおよび外部環境から有機薄膜トランジスタを保護する。
保護膜の構成材料としては、ポリイミド、パリレン、非ドープ・ポリアニリンなどからなる重合体、ポリビニルアルコールなどの感光体材料、フッ素系ポリマーなどの有機材料、ＳｉＯ2、ＳｉＮxなどの無機材料などが挙げられるが、これらの材料に限定されない。
保護膜は、用いる材料に応じ、公知の方法で形成することができる。プラズマＣＶＤをベースとする方法により保護膜を形成する場合には、基板温度が有機半導体膜に与える影響を考慮する必要があり、溶媒ベースの方法で保護層を形成する場合には、溶媒が有機半導体膜に与える影響を考慮しなければならない。
保護膜の膜厚は、０．１〜５μｍ程度とすることができる。
【００２１】
（有機薄膜トランジスタの製造方法）
この有機薄膜トランジスタの製造方法は、図１（ｂ）に示すように、基板１０１の表面にゲート電極１０２を有すると共に、前記ゲート電極１０２および基板１０１の表面にゲート絶縁膜１０３を有する積層体Ｓ１を用い、図１（ｃ）に示すように、（ａ）少なくとも一対の開口部を有するマスク１０８を積層体Ｓ１の上方に間隙をもって配置する工程と、（ｂ）マスク１０８に対して少なくともチャネル長方向に傾斜状に有機半導体材料を照射させることにより積層体Ｓ１の素子形成領域に有機半導体膜１０４を形成する工程と、図１（ｄ）に示すように、（ｃ）マスク１０８を用い、マスク１０８に対して略垂直方向に電極材料を照射させることにより積層体Ｓ１の素子形成領域にソース電極１０５およびドレイン電極１０６を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
この有機薄膜トランジスタの製造方法は、工程（ａ）が工程（ｂ）と（ｃ）より先に行なわれれば、工程（ｂ）と（ｃ）の工程順は限定されないが、上述のように電流特性の優れた有機薄膜トランジスタを形成できる観点から工程（ｂ）の次に工程（ｃ）を行なう工程順が好ましい。なお、図１（ｃ）において、矢印は有機半導体膜材料が照射されている状態を表し、図１（ｄ）において、矢印は電極材料が照射されている状態を表している。
【００２３】
また、本発明の製造方法は、上記工程（ａ）〜（ｃ）を少なくとも備えていればよく、図１（ａ）に示すように基板１０１の表面にゲート電極１０２を形成し、図１（ｂ）に示すように基板１０１の表面およびゲート電極１０２の表面にゲート絶縁膜１０３を形成して上記積層体を形成する工程を含むものであってもよい。なお、図１（ａ）において、符合１０７は素子形成領域にゲート電極１０２を形成するためのマスクであり、矢印はゲート電極材料が照射されている状態を表している。
【００２４】
以下、概ね工程順に本発明の有機薄膜トランジスタの各構成要素および製造方法について詳しく説明する。
【００２５】
（基板）
本発明において、基板としては、絶縁性であれば特に限定されず、処理工程によって寸法変化の少ないものが好ましい。具体的には、合成石英基板、ガラス基板、プラスチック基板、シリコン基板、熱酸化膜付きハイドープシリコン基板等が挙げられ、熱酸化膜付きハイドープシリコン基板を用いた場合、ゲート電極およびゲート絶縁膜の形成を省略することができる。また、基板コストを低減させ、かつフレキシビリティを有するデバイスを得ようとする場合は、湾曲性に優れたプラスチック基板（樹脂フィルム）が好ましく、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）基板、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）基板、ポリイミド基板、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基板などが挙げられる。
基板の厚さは、構成材料などにより異なるが、０．１〜３．０ｍｍ程度とすることができ、フレキシビリティを有するデバイスを得ようとする場合は０．５〜１．３ｍｍが好ましい。
【００２６】
（ゲート電極）
ゲート電極の構成材料としては、導電性材料であれば特に限定されない。具体的には、導電性有機材料、導電性インク、金属、合金、導電性金属酸化物、ドーピングなどで導電率を向上させた無機半導体および有機半導体が挙げられ、これらの材料は２種以上を併用してもよい。例えば、アルミニウムの単層膜、チタンおよび金の２層金属膜などが挙げられる。ゲート絶縁膜がシリコン窒化膜（ＳｉＮx）のとき、チタンは金とＳｉＮx膜の密着性を向上させる効果があるので好ましい。
【００２７】
ゲート電極は、用いる材料に応じて公知の方法で形成することができる。例えば、材料が金属、合金等であれば真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等が挙げられ、材料が導電性有機材料または導電性インク等（ポリアニリン、ポリチオフェン等）であれば塗布法、印刷法等が挙げられる。
ゲート電極の膜厚は、特に限定されないが、２０〜４００ｎｍ程度とすることができ、好ましくは５０〜１００ｎｍである。
【００２８】
（ゲート絶縁膜）
ゲート絶縁膜の構成材料としては、例えば、ポリイミド、ポリカーボネート等の絶縁性プラスチック、窒化珪素（ＳｉxＮ）、酸化珪素（ＳｉＯ2）等の珪素化合物などが挙げられる。
ゲート絶縁膜は、用いる材料に応じて公知の方法で形成することができる。例えば、材料が絶縁性プラスチックであれば塗布法、印刷法等による塗布後に熱硬化させる方法が挙げられ、材料が珪素化合物であれば例えばプラズマＣＶＤ法が挙げられる。
ゲート絶縁膜の膜厚は、１０〜５００ｎｍ程度であり、好ましくは１００〜３００ｎｍである。また、ソース、ドレイン電極間の膜厚を電極下の膜厚よりも薄くするほど低電  圧動作が可能となる上で好ましい。
【００２９】
（有機半導体膜）
有機半導体膜の構成材料としては、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機珪素化合物などが好適に用いられるが、これらに限定されない。具体的には、高い電界効果移動度を有するペンタセンが挙げられる。
【００３０】
有機半導体膜の形成方法としては、ソースおよびドレイン電極の形成用のマスク（メタルマスク）を用い、基板（積層体）から略平行に間隙をもって配置したマスクの平面に対して少なくともチャネル長方向に傾斜状に有機半導体材料を照射させることにより、成膜する方法であればよい。したがって、照射方向は、マスク平面に対して少なくとも９０°より小さいおよび／または大きい照射角度の方向を含んでいれば、９０°の照射方向が含まれていてもよい。また、照射方向は、少なくともチャネル長方向に向けられていればよく、それ以外のチャネル幅方向が含まれていてもよく、全周方向であってもよい。好ましくは、有機半導体材料を放射状（９０°以下で全周方向）に照射させる。なお、照射方向が一方向である場合は、成膜時に積層体をターンテーブルによって回転させることにより、材料を相対的に放射状に照射させているようにすることが好ましい。
【００３１】
具体的には、例えば、真空蒸着法により有機半導体蒸着源から蒸着ビームを放射状に照射させ、図１（ｃ）に示すように蒸着ビームをマスクのソース／ドレイン電極形成用の開口部を斜めに通過させることにより、一対の開口部の外側にも蒸着ビームが回り込み、ゲート絶縁膜表面におけるチャネル形成領域を含む素子形成領域のほぼ全面に有機半導体層が形成される。このとき、チャネル長方向における有機半導体膜の両端部と一対のマスクの開口部の外側端部とを結んだ延長線上に、マスクと略平行に蒸着源を配置し、マスクにおける一対の開口部間のギャップ長をＧ、蒸着源のチャネル長方向の長さをｌ0、基板表面上のゲート絶縁膜とマスクとの距離をＬS、マスクと蒸着源との距離をＬ0とすると、式（２）
Ｇ≦ｌ0(ＬS／Ｌ0)    （２）
の関係が成立している。
【００３２】
その他の蒸着条件としては、例えば、真空蒸着法（抵抗加熱）では、５×１０-4Ｐａ程度で、モリブデン（Ｍｏ）ボート上で０．１〜０．５ｎｍ／ｓ程度の蒸着レートで１〜２０分程度、ペンタセンなどの有機半導体を蒸着することが挙げられる。
【００３３】
（ソース電極およびドレイン電極）
ソース電極、ドレイン電極の構成材料としては、導電性材料であれば特に限定されない。具体的には、金属、合金、導電性金属酸化物、ドーピングなどで導電率を向上させた無機半導体および有機半導体が挙げられる。
ソース電極およびドレイン電極の形成方法としては、基板（積層体）から略平行に間隙をもって配置した前記マスク（メタルマスク）の平面に対して略垂直方向に電極材料を照射させることにより、成膜する方法であればよいが、有機半導体膜の成膜法と同じ蒸着法を採用することが、同一成膜装置内で有機半導体膜とソースおよびドレイン電極を成膜することができるため好ましい。
【００３４】
蒸着法により金属材料をマスクに対して略垂直方向に照射させることにより、図１（ｄ）に示すようにゲート絶縁膜表面におけるマスク開口部のほぼ直下領域にのみソースおよびドレイン電極が形成される。このときも、上述の式（２）の関係が成立している。つまり、有機半導体膜を先に形成する場合は、有機半導体膜の形成の際に使用したマスクをそのままの配置状態として、ソースおよびドレイン電極を形成する。逆に、ソースおよびドレイン電極を先に形成する場合は、式（２）が成立するようにマスクと有機蒸着用の蒸着源を配置もしくは配置の準備をしてから、ソースおよびドレイン電極を形成して、その後有機半導体膜を形成する。
【００３５】
その他の蒸着条件としては、蒸着ビームを略垂直状に照射するためには、例えばマスク開口部での回り込みがほぼなくなるように実質的な点蒸着源とする、また、真空蒸着法（抵抗加熱）では、５×１０-4Ｐａ程度で０．１〜０．５ｎｍ／ｓ程度の蒸着レートで１〜２０分程度で電極を蒸着することが挙げられる。
ソースおよびドレイン電極において、膜厚は２０〜４００ｎｍ程度、好ましくは５０〜１００ｎｍ、チャネル長方向の幅は１０〜５００μｍ程度、好ましくは５０〜３００μｍ、チャネル幅方向の長さは０．１〜５０ｍｍ、好ましくは１〜１５ｍｍとすることができる。
また、素子面積を有効にとるため、櫛型のソースおよびドレイン電極（ゲート電極および有機半導体膜も櫛型に対応）とすることは一般的に行われている。
【００３６】
（マスクについての説明）
有機半導体膜の成膜にも兼用されるソース／ドレイン形成用のマスクは、例えばステンレス等からなる厚さ２０〜１００μｍの金属シートに所定パターンの開口部を形成してなるメタルマスクである。
このマスクを成膜装置内で被成膜基板に対して平行に所定の間隙をもって保持する機構としては、例えば、厚さ５０〜３０００μｍ程度のスペーサを、マスクの開口部のない部分や周辺に設置（形成）し、マスクが動かないように押さえつける、もしくはマスクの開口部のない部分や周辺にプレスで凹凸を付けて間隙としマスクが動かないように押さえる方法などを採用することができる。
【００３７】
なお、上述のゲート電極の形成時に、この機構によりゲート電極形成用マスクを被成膜基板に対して平行に所定の間隙をもって保持し、またはマスクを被成膜基板上に隙間無く載置し、蒸着法によりマスクに対して放射状または垂直方向にゲート電極材料を照射してゲート電極を形成してもよい。このようにすれば、ゲート電極、有機半導体膜、ソースおよびドレイン電極の成膜を同一の成膜装置にて行なうことができる。また、マスクと被成膜基板との間に間隙をいれる場合は、基板と非接触となりゴミがつきにくく歩留まりを下げずに済む。さらに、放射状に照射すれば、ゲート電極端部がテーパー状となるので、素子全体を段差のない形状とすることができ、湾曲しても剥がれが少なくなり信頼性が向上する。
【００３８】
（蒸着法による成膜装置について）
蒸着法による成膜装置は、上述の式（２）の関係を成立させるために、基板、マスクおよび／または蒸着源を保持しつつその位置を調整できる機構を備え、基板表面上のゲート絶縁膜とマスクとの距離ＬSおよびマスクと蒸着源との距離Ｌ0、もしくは有機半導体蒸着源の長さｌ0の少なくともいずれかを調整するように構成されたものが好ましい。このような位置調整機構としては、スペーサでマスクの位置を調整する、ＸＹＺステージで蒸着源の位置を調整する、蒸着源に長さ調整のための遮断マスクを設置するなどの方法を採用することができる。
【００３９】
次に、実施形態を示す図面を参照しながら、本発明の有機薄膜トランジスタおよびその製造方法の特徴をさらに詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
（実施形態１）
図２は、実施形態１の有機薄膜トランジスタの製造工程を説明する断面図を示す。この有機薄膜トランジスタは、以下の製造方法により製造することができる。なお、製造工程の流れは図１を参照する。
【００４１】
第１工程：基板２０１を真空装置内に設置すると共に、基板２０１の上方にマスクを平行に所定間隔で離間して配置し、真空蒸着法によりゲート電極蒸着源（アルミニウム）から放射状に材料を照射させて、基板２０１上にＡｌ薄膜を蒸着してゲート電極２０２を形成する。この場合、基板２０１は厚さ０．７ｍｍのポリエチレンナフタレート基板である。ゲート電極２０２は、中央部の膜厚５０ｎｍ、チャネル長方向の幅１５０μｍ、チャネル幅方向の長さ５ｍｍであり、チャネル長方向の両端部がテーパー状に形成され、断面は略台形である。基板２０１にポリエチレンナフタレートを使用することによって、フレキシブルな有機薄膜トランジスタを作製することができる。
【００４２】
第２工程：真空装置内から基板２０１を取り出し、ゲート電極２０２の表面および基板２０１の表面に、スピンコート法によりポリイミド前駆体を塗布し、閉じたヒーター内において１８０℃、３０分間で塗布膜を硬化させることにより、膜厚３００ｎｍのポリイミドを成膜する。これにより、基板２０１上にゲート電極２０２およびゲート絶縁膜２０３が順次積層された積層体Ｓ１が形成される。
【００４３】
第３工程：積層体Ｓ１と、後工程で形成するソース電極２０５およびドレイン電極２０６の形状、サイズ、間隔等に対応するパターン形状の開口部を有するマスク２０８を、第１工程で使用した真空成膜装置内に設置する。なお、このマスク２０８は、材料がステンレスであり、厚さ５０μｍである。
この第３工程を行なうに際しては、次のことが条件とされている。
（条件Ａ）
前記積層体Ｓ１における基板表面上のゲート絶縁膜２０３から所定間隔ＬSで離間させ、かつ、基板２０２と略平行な状態で、マスク２０８を配置する。
【００４４】
第４工程：マスク２０８を挟むように積層体Ｓ１と反対側に有機半導体蒸着源（ペンタセン）２０９を配置し、マスク２０８を使用して真空蒸着法によりペンタセンをゲート絶縁膜２０３に蒸着して有機半導体膜２０４を形成する。
この有機半導体蒸着源２０９は、チャネル長方向に延びたライン状の形態あるいは複数の点蒸着源をライン状に近接配置した形態、もしくは面状の形態あるいは複数の点蒸着源を面状に近接配置した形態とすることができる。なお、面状以外の形態の場合は、チャネル幅方向に蒸着源を複数並列してもよい。
この第４工程を行なうに際しては、次のことが条件とされている。
【００４５】
（条件Ｂ）
有機半導体蒸着源２０９は、チャネル長方向における有機半導体膜２０４の両端部先端とマスク２０８の開口部の外側端部とを結んだ延長線ｊ1、ｊ2上に、マスク２０８と略平行に配置される。このとき、有機半導体蒸着源２０９は、そのチャネル長方向の長さが上記延長線ｊ1、ｊ2の間の距離となるように、両端を延長線ｊ1、ｊ2上に位置させる。なお、現実的にＬ0はＬSに比較して数千倍と大きいため、図２では、有機半導体蒸着源２０９のチャネル長方向の一部が省略して図示されると共に、有機半導体蒸着源２０９と積層体Ｓ１との間の空間の一部が省略して図示されている。
（条件Ｃ）
マスク２０８におけるソース電極２０５およびドレイン電極２０６を形成するための一対の開口部間のギャップ長をＧ、有機半導体蒸着源２０９のチャネル長方向の長さをｌ0、基板２０１の表面上の有機半導体膜２０４とマスク２０８との距離をＬS、マスク２０８と有機半導体蒸着源２０９との距離をＬ0とすると、式（２）
Ｇ≦ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・（２）
の関係が成立すること。
（条件Ｄ）
有機半導体蒸着源２０９から蒸着ビームを放射状に照射させる。このとき、蒸着源としては、例えば加熱によって蒸着ビームが蒸着源から少なくとも特定の方向のみ照射するものではなく、不特定の方向（放射状）へ発散するものが使用される。
【００４６】
第５工程：マスク２０８を挟んで積層体Ｓ１と反対側に電極蒸着源（金）２１０を配置し、第４工程で用いたマスク２０８をそのままの配置状態で使用して真空蒸着法により有機半導体膜２０４の表面に金膜を蒸着してソース電極２０５およびドレイン電極２０６を形成する。この電極蒸着源２１０は、実質的な点蒸着源もしくは特定の方向のみに蒸着ビームが発せられる蒸着源とすることができる。
この工程５を行なうに際しては、次のことが条件とされている。
（条件Ｅ）
電極蒸着源２１０から蒸着ビームがマスク２０８に対して略垂直方向に照射される。
【００４７】
［実施形態１における式の説明］
ここで、上記条件Ｃで述べた式（２）の導出とその意味について説明する。この式（２）は、上述のとおり、回り込み蒸着される有機半導体膜２０４を、ソース・ドレイン電極間で連結させるための主となる条件である。説明の便宜上、マスク２０８のチャネル長方向の開口幅の範囲を第１、２および３の場合に分けて説明する。なお、単に長さ、幅と称する場合は、チャネル長方向の長さ、幅を意味するものとする。
【００４８】
＜第１の場合＞
先ず、開口幅ｗが式（ａ）
ｗ≧ｌ0（ＬS／Ｌ0）  ・・・（ａ）
を満たす場合を図３を用いて説明する。
図３において、ｗはソース／ドレイン電極を形成するマスク３０８の開口部のチャネル長方向の開口幅である。回り込み蒸着を利用すると、有機半導体膜３０４の断面形状は台形となる。なお、図３において、符合３０９は有機半導体蒸着源を表している。
この台形の三角形部分（斜線部分）の底辺の長さｌSは、この底辺の両端部とマスク開口端とを結ぶ延長線ｊ、ｊにより形成される三角形ｇおよびｈの相似関係により式（ｂ）
ｌS＝ｌ0（ＬS／Ｌ0）  ・・・（ｂ）
と記述できる。このとき、有機半導体膜３０４におけるマスク３０８からはみ出して回り込み蒸着している部分のチャネル長方向の長さは、その半分のｌS／２である。
図２より、回り込んだ有機半導体膜（長さｌS／２）が連結する条件は、
ｌS／２≧Ｇ／２  つまり  ｌS≧Ｇ  ・・・（ｃ）
である。この式（ｃ）に式（ｂ）を代入すると式（１）
Ｇ≦ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・（２）
が得られる。
要するに、連結する条件は、Ｇ≦ｌS／２＋ｌS／２＝ｌS＝ｌ0(ＬS／Ｌ0)である。
【００４９】
＜第２の場合＞
次に、上記第１の場合よりも開口幅ｗが小さい第２の場合を図４を用いて説明する。
この場合、開口幅ｗが式（ｄ）
(ｌ0／２) (ＬS／Ｌ0)≦ｗ＜ｌ0 (ＬS／Ｌ0)  ・・・（ｄ）
を満たす。
第２の場合、有機半導体膜４０４におけるマスク４０８からはみ出して回り込んでいる三角形部分（斜線部分）の底辺の長さは、上記と同様にｌS／２となる。したがって、図２より、回り込んだ有機半導体膜（長さｌS／２）が連結する条件として、同様に式（２）が得られる。なお、図４において、符合４０９は有機半導体蒸着源である。
【００５０】
＜第３の場合＞
次に、上記第２の場合よりも開口幅ｗが小さい第３の場合を図５を用いて説明する。
この場合、開口幅ｗが式(ｅ)
０＜ｗ＜(ｌ0／２) (ＬS／Ｌ0)  ・・・（ｅ）
を満たす。
この第３の場合も、有機半導体膜５０４におけるマスク５０８からはみ出して回り込んでいる斜線部分の底辺の長さは、上記と同様にｌS／２となる。したがって、図２より、回り込んだ有機半導体膜（長さｌS／２）が連結する条件として、同様に式（２）が得られる。なお、図５において、符合５０９は有機半導体蒸着源である。
【００５１】
［実施形態１における各パラメータの一例］
実施形態１における図２の各パラメータの具体的数値例は以下のとおりである。
Ｇ＝１１８μｍ
ｌ0＝３８ｍｍ
ＬS＝１．４ｍｍ
Ｌ0＝２５０ｍｍ
この例では、以下のとおり条件Ｃの式（２）を満足している。
つまり、Ｇ＝１１８μｍであり、ｌ0(ＬS／Ｌ0)＝３８ｍｍ(１．４ｍｍ／２５０ｍｍ)＝２１３μｍであるから、式（２）：Ｇ≦ｌ0(ＬS／Ｌ0)を満足している。
上記の各パラメータＧ、ｌ0、ＬSおよびＬ0が式（２）を満足することにより、有機半導体膜２０４におけるソース電極２０５とドレイン電極２０６の間のテーパー部は連結してチャネルが形成される。このとき、チャネルの平坦な領域ｃの厚さは５０ｎｍであり、ソース電極２０５およびドレイン電極２０６の近傍領域ｂ、ｄの厚さは１１２ｎｍであり、領域ｃの方が薄く形成される。
【００５２】
［実施形態１の有機薄膜トランジスタの構造的特徴］
上記第１〜５工程を行なって製造された本発明の有機薄膜トランジスタは、図２に示すように基板２０１上にゲート電極２０２、ゲート絶縁膜２０３、有機半導体膜２０４、ソースおよびドレイン電極２０５、２０６が順次形成され、ゲート電圧により電流を制御可能な電界効果トランジスタであり、さらに以下の構造的特徴を有している。
【００５３】
（１）上記条件Ａ〜Ｄ（特に条件ＣおよびＤ）により、放射状に照射された蒸着ビームは、延長線ｊ1、ｊ2のようにマスク２０８の一対の開口部の外側に回り込むため、チャネル長方向において、有機半導体膜２０４における開口部の外側に対応する領域はテーパー状に形成され、有機半導体膜２０４の端部表面がテーパー状となる。
一方、有機半導体膜２０４における一対のマスク開口部間に対応する領域でも開口部から離れるにつれて一部はテーパー状に形成されるが、各開口部から回り込んだ蒸着ビームが重なった部分は平坦となって連結し、略平坦面とその両側の傾斜面とを有するチャネル領域が形成される。すなわち、ソース電極２０５とドレイン電極２０６との間のチャネル長をＧ1とすると、チャネル長方向におけるソース電極２０５またはドレイン電極２０６の端部から有機半導体膜２０４の端部先端までの距離はｌS／２であるから、Ｇ1≦ｌS の関係が成り立つ（図２参照）。なお、チャネル長Ｇ1は、マスク２０８の一対の開口部間のギャップ長Ｇにほぼ等しく、Ｇ1＝Ｇと表すことができる。
つまり、上記のパラメータ（Ｇ＝Ｇ1＝１１８μｍ、ｌ0＝３８ｍｍ、ＬS＝１．４ｍｍ、Ｌ0＝２５０ｍｍ）のときに式（２）を満足する有機薄膜トランジスタは、Ｇ1＝１１８μｍ＜ｌS＝２１３μｍである。
（２）また、有機半導体膜２０４の膜厚は、上述のようにソースおよびドレイン電極２０５、２０６との接触領域ｂ、ｄよりも非接触領域ａ、ｃ、ｅの方が薄くなる。
（３）条件Ａ〜Ｃに加え条件Ｅにより、マスク２０８の開口サイズとほぼ同じサイズで、かつ、端部が垂直なソースおよびドレイン電極２０５、２０６が形成される。
【００５４】
［実施形態１の有機薄膜トランジスタの製法的効果と構造的効果］
実施形態１の製造方法によれば、有機半導体膜２０４を形成する際に、ソースおよびドレイン電極２０５、２０６を形成するマスク２０８を用いて回り込み蒸着することにより、ソース・ドレイン電極間で有機半導体膜が連結してチャネル領域が形成されると共に、有機半導体膜のチャネル長方向の両端部がテーパー状に形成されるため他の領域と分離され、チャネル長方向に隣接する有機薄膜トランジスタにおける有機半導体膜を互いに分断して形成することが可能となる。つまり、有機半導体膜の形成と同時に素子分離を行なうことができる。したがって、素子領域ごとの分離が主だった従来の方法に比べて素子ごとの分離が可能となり、素子間の漏れ電流を低減できる。さらに、テーパー状であるため、素子剥がれを抑制することができる。
また、１つのマスクと１つの真空装置内で有機半導体膜２０４の蒸着工程と、ソースおよびドレイン電極２０５、２０６の蒸着工程とを行なうことができるため、２回の蒸着工程間の被蒸着基板の搬送装置（工程）およびマスクアライメント装置（工程）が不要となり、製造工程の簡略化と共に製造装置も簡素化される。
【００５５】
さらに、マスク２０８の上記開口間のギャップ長Ｇの条件によれば、ソース電極２０５とドレイン電極２０６を有機半導体膜２０４のチャネル領域によって確実に接続することができる。よって、簡略化された製造工程および装置によって、有機薄膜トランジスタを低コストで製造することが可能となる。
また、有機半導体膜２０４において、ソース電極２０５およびドレイン電極２０６付近の領域ｂ、ｄの厚みは、その周辺部のテーパー形状領域ａ、ｅおよびチャネル領域ｃに比べて厚い。この結果、本発明の有機薄膜トランジスタは、寄生容量が小さくなるためスイッチング時間が短くなり、高速動作が可能になる。
さらに、有機半導体膜２０４の端がテーパー形状であることにより、従来の段差が垂直状の有機半導体膜に比べて、素子の剥離を極力抑えることができ、有機薄膜トランジスタの寿命を向上させることができるという効果が期待される。
【００５６】
なお、上記の実施形態１の製造方法においては、図２に示すように、ソース電極２０５およびドレイン電極２０６の間のチャネルの断面形状が、略平坦部と傾斜部から構成される例を示したが、条件によっては図６のように略平坦部だけの構造になる。これについては次の実施形態２において説明する。
【００５７】
（実施の形態２）
図６は、実施形態２の有機薄膜トランジスタの製造工程を説明する断面図を示す。この実施形態２の有機薄膜トランジスタは、上記実施形態１の製造における第４工程の条件Ｃを以下の条件Ｆに変えること以外は、実施形態１と同様にして製造することができる。以下、実施形態２の実施形態１と異なる部分について説明する。
【００５８】
（条件Ｆ）
マスク６０８におけるソース電極６０５およびドレイン電極６０６を形成するための一対の開口部間のギャップ長をＧ、有機半導体蒸着源６０９のチャネル長方向の長さをｌ0、基板６０１の表面上の有機半導体膜６０４とマスク６０８との距離をＬS、マスク６０８と有機半導体蒸着源６０９との距離をＬ0、ソースおよびドレイン電極６０５、６０６の開口部のチャネル長方向の開口幅をｗとすると、式（３）
Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ／２  ・・・（３）
または、式（４）
Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ＜ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・（４）
または、式（５）
０＜ｗ＝ｌ0(ＬS／Ｌ0)−Ｇ＜(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)  ・・・（５）
の関係が成り立つこと。
なお、図６において、符合６０２はゲート電極、６０３はゲート絶縁膜、６１０は電極蒸着源を表す。
【００５９】
実施形態２は、各パラメータＧ、ｌ0、ＬS、Ｌ0およびｗが上記の式（３）、（４）または式（５）を満足することにより、製造された有機薄膜トランジスタは、ソースおよびドレイン電極７０５、７０６の間において、有機半導体膜７０４のチャネル領域ｃには傾斜がなく、略平坦形状となる。この形状が、本実施の形態２の特徴である。
これによれば、チャネルにおける電流経路が最短になり、電流がより流れ易くなる。
【００６０】
［実施形態２における式の説明］
ここで、上記式（３）、（４）および（５）の導出とその意味について説明する。この式（３）、（４）および（５）は、回り込み蒸着される有機半導体膜を、ソース・ドレイン電極間で連結させ、かつ、平坦な形状に形成するための主となる条件である。説明の便宜上、マスクのチャネル長方向の開口幅の範囲を、上記実施形態１と同様の第１、２および３の場合に分けて説明する。なお、単に長さ、幅と称する場合は、チャネル長方向の長さ、幅を意味するものとする。
【００６１】
＜第１の場合＞
第１の場合、実施形態１で述べたように、開口幅ｗが、式（ａ）
ｗ≧ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・（ａ）
を満たす。
この場合、図７に示すように、有機半導体膜７０４の連結部分における略平坦なチャネル領域ｃの長さは
２×(ｌS／２)−Ｇ＝ｌS−Ｇ
となる。この有機半導体膜７０４の上に、ソースおよびドレイン電極６０５、６０６を略平行の蒸着ビームで蒸着したときに、各電極６０５、６０６のエッジが略平坦な領域ｃの上に存在すれば、チャネル領域ｃの表面は略平坦部のみで構成される（図６参照）。
このことから、図７に示すように、マスク７０８の一対の開口部間のギャップ長Ｇは、次式（ｆ）
Ｇ≦ｌS−Ｇ  ・・・（ｆ）
で表され、式（ｆ）は式（ｇ）
２Ｇ≦ｌS    ・・・（ｇ）
で表すことができる。
この式（ｇ）に実施形態１の式（ｂ）式を代入して、以下の式（ｈ）
Ｇ≦ｌS／２＝(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)  ・・・(ｈ)
が得られる。したがって、式(ａ)および式(ｈ)より、式（３）
Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ／２  ・・・(３)
が得られる。この式（３）が、第１の場合において略平坦のみのチャネル領域ｃが形成される条件である。
【００６２】
＜第２の場合＞
第２の場合、上述したように、開口幅ｗが式（ｄ）
(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ＜ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・(ｄ)
を満たす。
この場合、図８に示すように、上述と同様に、式（ｆ）〜（ｈ）により有機半導体膜８０４の略平坦部のみがチャネル領域ｃとなる。したがって、式(ｄ)および式（ｈ）より、以下の式（４）が得られ、この式（４）が、第２の場合における略平坦のみのチャネル領域ａが形成される条件である。
Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ＜ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・（４）
なお、図８において、符合８０８はマスクを表す。
【００６３】
＜第３の場合＞
第３の場合、上述したように、開口幅ｗが式（ｅ）
０＜ｗ＜(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)  ・・・(ｅ)
を満たす。
この場合、図９に示すように、ソース・ドレイン電極間のチャネル領域ｃが略平坦となるのは、チャネル領域ｃにおける長さｌS−Ｇが、有機半導体膜９０４のテーパ部の底辺長さと等しく、かつ、マスク９０８の開口幅ｗと等しい場合である。
つまり、式（ｋ）
ｌS−Ｇ＝ｗ  ・・・（ｋ）
となる。ここで、式（ｋ）を実施形態１で説明した式（ｂ）に代入すると、式（ｍ）
ｗ＝ｌS−Ｇ＝ｌ0(ＬS／Ｌ0)−Ｇ  ・・・（ｍ）
となる。この式（ｍ）を式（ｅ）に代入すると、式（５）
０＜ｗ＝ｌ0(ＬS／Ｌ0)−Ｇ＜(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)  ・・・（５）
が得られ、この式（５）が第３の場合において略平坦のみのチャネル領域ｃが形成される条件である。
【００６４】
［実施形態２における各パラメータの一例］
実施形態２において、式（３）を満足する図６の各パラメータの具体的数値例は以下のとおりである。
Ｇ＝１１８μｍ
ｌ0＝３８ｍｍ
ＬS＝１．８ｍｍ
Ｌ0＝２５０ｍｍ
ｗ＝３００μｍ
この例では、以下のとおり条件Ｃの式（３）を満足している。
つまり、Ｇ＝１１８μｍであり、(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)＝(３８ｍｍ／２)(１．８ｍｍ／２５０ｍｍ)＝１３７μｍであり、ｗ／２＝１５０μｍであるから、式（３）：Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ／２を満たしている。
上記の各パラメータＧ、ｌ0、ＬS、Ｌ0およびｗが式（３）を満足することにより、有機半導体膜６０４におけるソース電極６０５とドレイン電極６０６の間は連結して略平坦なチャネルが形成される。またこのとき、略平坦なチャネル領域ｃの厚さは５０ｎｍであり、ソース電極２０５およびドレイン電極２０６の近傍領域ｂ、ｄの厚さは８７．９ｎｍであり、領域ｃの方が薄く形成される。
【００６５】
実施形態２において、式（４）を満足する図６の各パラメータの具体的数値例は以下のとおりである。
Ｇ＝１１８μｍ
ｌ0＝３８ｍｍ
ＬS＝１．８ｍｍ
Ｌ0＝２５０ｍｍ
ｗ＝２００μｍ
この例では、以下のとおり条件Ｃの式（４）を満足している。
つまり、Ｇ＝１１８μｍであり、(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)＝(３８ｍｍ／２)(１．８ｍｍ／２５０ｍｍ)＝１３７μｍであり、ｗ＝２００μｍであり、ｌ0(ＬS／Ｌ0)＝２７４μｍであるから、式（４）：Ｇ≦(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)≦ｗ＜ｌ0(ＬS／Ｌ0)を満たしている。
上記の各パラメータＧ、ｌ0、ＬS、Ｌ0およびｗが式（４）を満足することにより、有機半導体膜６０４におけるソース電極６０５とドレイン電極６０６の間は連結して略平坦なチャネルが形成される。またこのとき、略平坦なチャネル領域ｃの厚さは５０ｎｍであり、ソース電極２０５およびドレイン電極２０６の近傍領域ｂ、ｄの厚さは６４．３ｎｍであり、領域ａの方が薄く形成される。
【００６６】
実施形態２において、式（５）を満足する図６の各パラメータの具体的数値例は以下のとおりである。
Ｇ＝１１８μｍ
ｌ0＝３８ｍｍ
ＬS＝１．８ｍｍ
Ｌ0＝３５０ｍｍ
ｗ＝７７．４μｍ
この例では、以下のとおり条件Ｃの式（５）を満足している。
つまり、ｗ＝７７．４μｍであり、ｌ0(ＬS／Ｌ0)−Ｇ＝３８ｍｍ×(１．８ｍｍ／３５０ｍｍ)−１１８μｍ＝７７．４μｍであり、(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)＝９７．７μｍであるから、式（５）：０＜ｗ＝ｌ0(ＬS／Ｌ0)−Ｇ＜(ｌ0／２)(ＬS／Ｌ0)を満たしている。
上記の各パラメータＧ、ｌ0、ＬS、Ｌ0およびｗが式（５）を満足することにより、有機半導体膜６０４におけるソース電極６０５とドレイン電極６０６の間は連結して略平坦なチャネルが形成される。またこのとき、略平坦なチャネル領域ｃの厚さは５０ｎｍであり、ソース電極２０５およびドレイン電極２０６の近傍領域ｂ、ｄの厚さは５０ｎｍであり、領域ａの方が薄く形成される。
【００６７】
［実施形態２の有機薄膜トランジスタの構造的特徴］
（１）ソース電極６０５およびドレイン電極６０６間のチャネル長Ｇ1と、ソースおよびドレイン電極６０５、６０６からテーパー部端までの距離(ｌS／２)との間には、Ｇ1≦ｌSの関係が成り立つ。なお、チャネル長Ｇ1は、マスク６０８の一対の開口部間のギャップ長Ｇにほぼ等しいため、Ｇ1＝Ｇとする。
上記のパラメータ（Ｇ＝１１８μｍ、ｌ0＝３８ｍｍ、ＬS＝１．８ｍｍ、Ｌ0＝２５０ｍｍ、ｗ＝３００μｍ）のときに式（３）を満足する有機薄膜トランジスタの場合、Ｇ1＝１１８μｍ＜ｌS＝２７４μｍである。
上記のパラメータ（Ｇ＝１１８μｍ、ｌ0＝３８ｍｍ、ＬS＝１．８ｍｍ、Ｌ0＝２５０ｍｍ、ｗ＝２００μｍ）のときに式（４）を満足する有機薄膜トランジスタの場合、Ｇ1＝１１８μｍ＜ｌS＝２７４μｍである。
上記のパラメータ（Ｇ＝１１８μｍ、ｌ0＝３８ｍｍ、ＬS＝１．８ｍｍ、Ｌ0＝３５０ｍｍ、ｗ＝７７．４μｍ）のときに式（５）を満足する有機薄膜トランジスタの場合、Ｇ1＝１１８μｍ＜ｌS＝１９５μｍである。
（２）図６に示すように、有機半導体膜６０４のチャネル領域ｃに傾斜が形成されず、略平坦形状となる。
【００６８】
［実施形態２の有機薄膜トランジスタの製法的効果と構造的効果］
実施形態２の製造方法によれば、実施形態１の効果に加え、さらに以下の効果を奏する。
チャネルに傾斜部がなく略平坦となることにより、ソース電極６０５およびドレイン電極６０６の間の電流経路が最短となり、チャネル接合部（ゲート電圧により蓄積してチャネルが形成される界面層からソースおよびドレイン電極までの肉厚部分）の抵抗も小さくなり、電流が流れ易くなるという効果がある。
また、ソースおよびドレイン電極６０５、６０６のエッジが有機半導体膜６０４の傾斜部分に位置しないので、電極６０５、６０６の蒸着位置が多少チャネル長方向にずれても、素子電流の変化は少なく、本発明の有機薄膜トランジスタを例えば表示装置に複数用いた場合の画素ばらつきが抑えられ、歩留まりが向上し、低コスト化が図れるという効果がある。
さらに、同様に電極６０５、６０６のエッジが有機半導体膜６０４の傾斜部分に位置しないことにより、電極６０５、６０６の蒸着位置が多少チャネル長方向にずれても、チャネル部の厚さの変化が少なくなり、製造された複数の有機薄膜トランジスタの閾値電圧のばらつきが抑えられ、例えば表示装置にした場合の画素ばらつきが抑えられ、歩留まりが向上し、低コスト化が図れるという効果がある。
【００６９】
（実施形態３）
上記実施形態１および２では１つの有機薄膜トランジスタを製造する場合を説明したが、この実施形態３では複数の有機薄膜トランジスタを製造する場合を説明する。
図１０は、実施形態３の有機薄膜トランジスタの製造工程を説明する断面図を示す。この実施形態３の有機薄膜トランジスタは、上記実施形態１および２とほぼ同様に製造することができるが、以下のことが実施形態１および２と異なる。以下、実施形態３の実施形態１および２と異なる点を主として説明する。
【００７０】
第１工程においては、複数の開口部を有するマスクを用いて基板１１０１の表面に複数のゲート電極１１０２を形成する。
第２工程においては、各ゲート電極１１０２および基板１１０１の表面にゲート絶縁膜１１０３を形成することにより積層体Ｓ２を形成する。
第３工程においては、各ゲート電極１１０２に対応するソースおよびドレイン電極形成用の複数対の開口部を有するマスク１１０８を、第１工程で使用した真空成膜装置内に設置する。
【００７１】
第４工程においては、複数対の開口部を有する上記マスク１１０８を介して真空蒸着法により積層体Ｓ２における複数の素子形成領域のそれぞれに有機半導体膜１１０４を相互に分断して（離間させて）形成する。このとき、以下のことが条件として加えられる。
（条件Ｇ）
複数対の開口部を有するマスク１１０８において、一の有機半導体膜１１０４に対応するソース／ドレイン電極形成用の開口部と、チャネル長方向に隣接する他の有機半導体膜１１０４に対応するソース／ドレイン電極形成用の開口部との間隔をＨとすると、式（６）
Ｈ＞ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・（６）
の関係が成り立つ。
第５工程においては、上記マスク１１０８を用いて、真空蒸着法により各有機半導体膜１１０４の表面にソース電極およびドレイン電極１１０５、１１０６を形成する。
なお、図１０において、符合１１０９は有機半導体蒸着源、１１１０は電極蒸着源である。
【００７２】
［実施形態３における式の説明］
ここで、式（６）の導出とその意味について説明する。
実施の形態１で説明したように、有機半導体膜１１０４におけるマスク１１０８からはみ出して回り込み蒸着している部分のチャネル長方向の長さはｌS／２である。したがって、図１０に示すように、チャネル長方向の隣接する有機薄膜トランジスタ間に対応するマスク１１０８の開口部間隔Ｈが(ｌS／２)＋(ｌS／２)より大きいとき、蒸着した有機半導体膜１１０４は素子間で連結しない。
つまり、
Ｈ＞(ｌS／２)＋(ｌS／２)  ・・・（ｎ）
となる。この式（ｎ）に上記式（ｂ）を代入すると
Ｈ＞ｌ0(ＬS／Ｌ0)  ・・・（６）
が得られる。この式（６）を満たすとき、隣接する素子間は分断される。
【００７３】
［実施形態３における各パラメータの一例］
実施形態３の図１０における各パラメーターの具体的数値は、以下のとおりである。
Ｇ＝１１８μｍ
Ｈ＝３００μｍ
ｌ0＝３８ｍｍ
ＬS＝１．４ｍｍ
Ｌ0＝２５０ｍｍ
以上の数値例は以下の条件式（６）を満足する。
つまり、Ｈ＝３００μｍであり、ｌ0(ＬS／Ｌ0)＝３８ｍｍ(１．４ｍｍ／２５０ｍｍ)＝２１３μｍであるから、式（６）：Ｈ＞ｌ0(ＬS／Ｌ0)を満足する。
【００７４】
［実施形態３の有機薄膜トランジスタの構造的特徴］
実施形態３における製造方法を使用すると、有機薄膜トランジスタの構造は、図１０に示すように、一の有機薄膜トランジスタの有機半導体膜１１０４の端部テーパー領域ｅと、隣接する他の有機薄膜トランジスタの有機半導体膜１１０４の端部テーパー領域ａは接続せず分断される。
【００７５】
［実施形態３の有機薄膜トランジスタの製法的効果と構造的効果］
この実施形態３によれば、実施形態１および２の効果に加え、さらに以下の効果を奏する。
隣接する有機薄膜トランジスタ同士が繋がることなく分断され、複数の有機薄膜トランジスタを一度に形成することができる。特に、上記条件Ｇによって、図１０に示すように、同一の基板１２０１上に複数の有機薄膜トランジスタを形成する場合に、隣接する有機薄膜トランジスタにおける有機半導体膜１１０４の端部（テーパー部）同士が連結せずに分断させることができる。
【００７６】
また、複数の有機半導体膜１１０４の蒸着形成と素子間の蒸着し分けを同時に行うことができる。つまり、従来では、素子領域ごとに有機半導体膜１１０４を蒸着できても、素子ごとに分離して蒸着し分けることは難しく、それにより漏れ電流が発生していた。しかし、本発明ではソース電極１１０５およびドレイン電極１１０６を形成する１つのマスク１１０８を用いることにより、第１に、有機半導体膜１１０４を蒸着形成でき、第２に、ソース電極１１０５およびドレイン電極１１０６を蒸着形成でき、第３に、素子間の分離ができる。このように、有機半導体膜形成用のマスクとソース・ドレイン電極形成用のマスクを１つのマスクで共用しながら集積化した有機薄膜トランジスタを形成できるため、製造工程が削減および簡略化し、有機薄膜トランジスタを低コストで形成できるという効果がある。
また、有機薄膜トランジスタ間が分離されることにより、互いの有機半導体膜１１０４を共有しなくなり、漏れ電流を抑えることができるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の有機薄膜トランジスタは、有機半導体膜の素子性能が最も優れる真空蒸着法を用いている。その製造工程を見直して低コスト化したことにより、有機半導体において実現されている最高レベルの移動度を、表示装置もしくは入力装置のアクティブ素子として使用したフレキシブルデバイスを製造できる。したがって、画素のサイズを小さくできるため、電子ペーパーやフレキシブルスキャナ、有機ＥＬ、フレキシブルタグ等の電子機器に用いることができ、特に電子ペーパーやフレキシブルスキャナに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態における有機薄膜トランジスタ素子の製造工程フローを示す図である。
【図２】本発明の実施形態１の有機薄膜トランジスタ素子の製造方法を示す断面図である。
【図３】実施形態１において、マスクのチャネル長方向の開口幅が第１の場合に蒸着される有機半導体膜の形状を示す図である。
【図４】実施形態１において、マスクのチャネル長方向の開口幅が第２の場合に蒸着される有機半導体膜の形状を示す図である。
【図５】実施形態１において、マスクのチャネル長方向の開口幅が第３の場合に蒸着される有機半導体膜の形状を示す図である。
【図６】本発明の実施形態２の有機薄膜トランジスタ製造方法を示す断面図である。
【図７】実施形態２において、マスクのチャネル長方向の開口幅が第１の場合に蒸着される有機半導体膜の形状を示す図である。
【図８】実施形態２において、マスクのチャネル長方向の開口幅が第２の場合に蒸着される有機半導体膜の形状を示す図である。
【図９】実施形態２において、マスクのチャネル長方向の開口幅が第３の場合に蒸着される有機半導体膜の形状を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態３の有機薄膜トランジスタ素子の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０１、２０１、６０１、１１０１  基板
１０２、２０２、６０２、１１０２  ゲート電極
１０３、２０３、６０３、１１０３  ゲート絶縁膜
１０４、２０４、６０４、１１０４  有機半導体膜
１０５、２０５、６０５、１１０５  ソース電極
１０６、２０６、６０６、１１０６  ドレイン電極
１０７  マスク（ゲート電極形成用）
１０８、２０８、６０８、１１０８  マスク（有機半導体膜とソース／ドレイン電極の形成に共用）
２０９、６０９、１１０９  有機半導体蒸着源
２１０、６１０、１１１０  電極蒸着源
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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