(57)【要約】【課題】基板の一面上に設けられた突起の上に、直描塗布法により有機半導体膜を形成するときに、突起側面における有機半導体膜の断線を適切に防止する。【解決手段】突起２０の平坦な側面２１が基板１０の一面１１に平行に延びる方向を第１の方向Ｙ１とする。基板１０の一面１１上に突起２０、ゲート電極膜３０、ゲート絶縁膜４０を順次形成する。その後、有機半導体材料を含む溶液２００を吐出するノズル１００を用い、基板１０の一面１１から突起２０の平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５に向かって、溶液２００を吐出させながらノズル１００を移動させることで溶液２００をライン状にゲート絶縁膜４０に塗布し、溶液２００を乾燥させながら塗布方向Ｙ２に結晶を成長させていくことで有機半導体膜５０を形成する。このとき第１の方向Ｙ１に対して塗布方向Ｙ２をθ＝４５°以上９０°以下とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）と、
前記基板の一面（１１）上に突出して設けられた前記基板とは異なる絶縁材料よりなる凸部であって、少なくとも１個の平坦な側面（２１〜２４）を有する突起（２０）と、
前記基板の一面上にて、前記基板の一面から前記突起の平坦な側面を通って前記突起の上面（２５）にわたって連続して設けられた膜であって、前記基板側からゲート電極膜（３０）、ゲート絶縁膜（４０）および有機半導体膜（５０）が積層されてなる積層膜（８０）と、
前記有機半導体膜上に設けられたソース電極膜（６０）およびドレイン電極膜（７０）と、を備え、
前記突起の平坦な側面が前記基板の一面に平行に延びる方向を第１の方向（Ｙ１）とする有機半導体装置の製造方法であって、
前記基板の一面上に前記突起を形成し、その上に前記ゲート電極膜および前記ゲート絶縁膜を順次形成した後、
前記有機半導体膜を構成する有機半導体材料を含む溶液（２００）を吐出するノズル（１００）を用い、前記基板の一面から前記突起の平坦な側面を通り前記突起の上面に向かって、もしくは、前記突起の上面から前記突起の平坦な側面を通り前記基板の一面に向かって、前記溶液を吐出させながら前記ノズルを移動させることで前記溶液をライン状に前記ゲート絶縁膜に塗布し、前記溶液を乾燥させながら前記溶液の塗布方向に結晶を成長させていくことで前記有機半導体膜を形成することを行うものであり、
前記第１の方向に対して、前記溶液の塗布方向を、４５°以上９０°以下とする有機半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記突起の側面における前記第１の方向の幅を突起側面の幅（Ｗ１）とし、前記有機半導体膜における前記第１の方向の幅を有機半導体膜の幅（Ｗ２）としたとき、前記有機半導体膜の幅を前記突起側面の幅よりも小さいものとするようにした請求項１に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ゲート絶縁膜を形成した後、前記有機半導体膜を形成する前に、前記基板の一面上から前記ゲート絶縁膜に拡散紫外光による第１の紫外線照射を行い、
次に、前記ゲート絶縁膜のうち前記第１の紫外線照射が行われた部位に撥液性の自己組織化単分子膜（４１）を形成することを行い、
次に、前記撥液性の自己組織化単分子膜のうち前記有機半導体膜の形成部位に対して、マスク（Ｍ１）を用いた平行紫外光により第２の紫外線照射を行って前記撥液性の自己組織化単分子膜を除去することを行い、
次に、前記ゲート絶縁膜のうち前記第２の紫外線照射が行われた部位に親液性の自己組織化単分子膜（４２）を形成することを行い、
次に、前記親液性の自己組織化単分子膜の上に、前記有機半導体膜を形成することを行う請求項１または２に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板の一面上における前記突起の高さは、２０μｍ以上１００μｍ以下である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の一面上にて当該一面上に設けられた突起の上に有機半導体膜を形成してなる有機半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の有機半導体装置としては、たとえば特許文献１に記載のものが提案されている。このものは、基板と、基板の一面上に突出して設けられた突起と、基板の一面上にて、基板の一面から突起の側面を通り突起の上面にわたって連続して設けられた積層膜とを備えるものである。
【０００３】
ここで、突起は、基板とは異なる絶縁材料よりなる凸部であって、少なくとも１個の平坦な側面を有するものである。また、積層膜は、基板側からゲート電極膜、ゲート絶縁膜および有機半導体膜が積層されてなるものである。そして、有機半導体膜上には、ソース電極膜およびドレイン電極膜が設けられて、有機半導体装置が構成されている。
【０００４】
このように、基板の一面上に突起がある場合、従来では、蒸着や印刷法により有機半導体膜を形成していた。しかし、上記従来の有機半導体装置の場合、突起の側面つまり突起の段差をカバーするように有機半導体膜を形成するため、突起の段差において断線等の不具合が生じやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９−１３３８９１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、本発明者は、有機半導体膜の形成手法として、直描塗布法を検討している。この直描塗布法は、有機半導体膜を構成する有機半導体材料を含む溶液を吐出するノズルを用い、基板の一面から突起の側面を通り突起の上面に向かって、溶液を吐出させながらノズルを移動させることで、溶液を直線的にライン状に塗布するものである。
【０００７】
もしくは、この直描塗布法では、突起の上面から突起の側面を通り基板の一面に向かって、溶液を吐出させながらノズルを移動させることで溶液を直線的にライン状に塗布するようにする。そして、この塗布時において、溶液を乾燥させながら溶液の塗布方向に結晶を成長させていくことで有機半導体膜を形成するものである。
【０００８】
しかしながら、この直描塗布法においても、やはり突起の段差部分すなわち側面部分における有機半導体膜の断線や結晶性の乱れが懸念される。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、直描塗布法により有機半導体膜を形成するときに、突起側面における有機半導体膜の断線を適切に抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１０）と、基板の一面（１１）上に突出して設けられた基板とは異なる絶縁材料よりなる凸部であって、少なくとも１個の平坦な側面（２１〜２４）を有する突起（２０）と、基板の一面上にて、基板の一面から突起の平坦な側面を通って突起の上面（２５）にわたって連続して設けられた膜であって、基板側からゲート電極膜（３０）、ゲート絶縁膜（４０）および有機半導体膜（５０）が積層されてなる積層膜（８０）と、有機半導体膜上に設けられたソース電極膜（６０）およびドレイン電極膜（７０）と、を備え、突起の平坦な側面が基板の一面に平行に延びる方向を第１の方向（Ｙ１）とする有機半導体装置の製造方法であって、さらに、次のような特徴を有する。
【００１１】
すなわち、本製造方法では、基板の一面上に突起を形成し、その上にゲート電極膜およびゲート絶縁膜を順次形成した後、有機半導体膜を構成する有機半導体材料を含む溶液（２００）を吐出するノズル（１００）を用い、基板の一面から突起の平坦な側面を通り突起の上面に向かって、もしくは、突起の上面から突起の平坦な側面を通り基板の一面に向かって、溶液を吐出させながらノズルを移動させることで溶液をライン状にゲート絶縁膜に塗布し、溶液を乾燥させながら溶液の塗布方向に結晶を成長させていくことで有機半導体膜を形成することを行うものであり、第１の方向に対して、溶液の塗布方向を、４５°以上９０°以下とする。
【００１２】
本発明は、実験的に見出したものであり、直描塗布法により有機半導体膜を形成するときに、上記のように塗布方向を規定してやれば、突起側面における有機半導体膜の断線を適切に防止することができる。
【００１３】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる有機半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示される有機半導体装置における突起と有機半導体膜との位置関係を示す概略平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は図１に示される有機半導体装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は図３に続く製造工程を示す概略断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は図４に続く製造工程を示す概略断面図である。
【図６】第１実施形態にかかる塗布方向と第１の方向との位置関係を示す概略平面図である。
【図７】第１実施形態にかかる塗布方向と第１の方向との位置関係を示す概略平面図である。
【図８】第１実施形態にかかる塗布方向と第１の方向との位置関係を示す概略平面図である。
【図９】比較例としての塗布方向と第１の方向との位置関係を示す概略平面図である。
【図１０】比較例としての塗布方向と第１の方向との位置関係を示す概略平面図である。
【図１１】第１実施形態にかかる塗布方向と第１の方向との位置関係の他の例を示す概略平面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる有機半導体装置における突起と有機半導体膜との位置関係を示す概略平面図である。
【図１３】他の実施形態としての突起と有機半導体膜との位置関係を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明（開示）の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる有機半導体装置Ｓ１について、図１、図２を参照して述べる。なお、図２の構成は、図１の上視平面構成に相当する。この有機半導体装置Ｓ１は、たとえば荷重センサあるいはトランジスタ装置等として適用されるものであり、ここでは、荷重センサに適用されたものとして述べる。
【００１７】
この有機半導体装置Ｓ１は、基板１０の上に突起２０が設けられ、この突起２０の上に、ゲート電極膜３０、ゲート絶縁膜４０、有機半導体膜５０、ソース電極膜６０およびドレイン電極膜７０を順に形成した構造とされている。
【００１８】
基板１０は、ガラスや樹脂、セラミック等よりなる電気絶縁性のものである。突起２０は、基板１０の一面１１上に突出して設けられ基板１０とは異なる絶縁材料よりなる凸部である。この突起２０は、例えばフォトレジストとして用いられるＳＵ−８やＰＤＭＳ等の樹脂などの絶縁体よりなり、荷重が印加されたときに変形するものである。
【００１９】
そして、この荷重による突起２０の変形によって、有機半導体膜５０の電気的特性が変動し、これを電気信号として取り出すことにより、有機半導体装置Ｓ１は荷重センサとして機能するようになっている。このような突起２０は、フォトリソグラフ法等により形成される。
【００２０】
また、突起２０は、基板１０の一面１１上にて基板１０の一面１１を凹部として突起２０の上面２５を凸部とするものであるが、突起２０の段差を構成する突起２０の側面２１〜２４は、少なくとも１個が平坦な側面として構成されている。
【００２１】
ここでは、図１、図２に示されるように、突起２０は、四角形の上面２５の４辺に位置する４個の側面２１〜２４を有する直方体形状をなすものであり、４個の側面２１〜２４のすべてが平坦面となっている。つまり、図１、図２に示される突起２０は、４個の平坦な側面２１〜２４を有するものである。
【００２２】
しかし、本実施形態の突起２０としては、このような直方体に限定されるものではなく、少なくとも１個の側面が平坦な側面であればよく、その他の側面は曲面や凹凸面であるものでもよい。
【００２３】
そして、ゲート電極膜３０は、基板１０の一面１１上にて、基板１０の一面１１から突起２０における１つの平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５にわたって連続して設けられている。ゲート電極膜３０は、例えばクロム（Ｃｒ）やモリブデン（Ｍｏ）などの電極材料により構成されており、蒸着やスパッタ等により形成されている。
【００２４】
ゲート絶縁膜４０は、ゲート電極膜３０を覆うように、基板１０の一面１１から突起２０における１つの平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５にわたって連続して設けられている。ゲート絶縁膜４０は、例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料により構成されており、蒸着やスパッタ等により形成されている。
【００２５】
そして、有機半導体膜５０は、ゲート絶縁膜４０の表面上（つまりゲート絶縁膜４０の上面上）に形成され、これも、基板１０の一面１１から突起２０における１つの平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５にわたって連続して設けられている。
【００２６】
有機半導体膜５０は、有機半導体膜５０を形成するための有機半導体材料を含む溶液を、塗布して乾燥させるという直描塗布法により形成されたものである。ここで、有機半導体材料を含む溶液には、どのような種類のものを用いても構わないが、例えば有機半導体材料がインクにおける０．０１重量濃度％から１重量濃度％を占めるように調整されたものを用いる。
【００２７】
有機半導体材料としては、たとえば２，７−ジオクチル［１］ベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェン等の配向性に優れるヘテロアセン系材料が挙げられる。なお、直描塗布法については、後述の製造方法にて具体的に述べる。
【００２８】
また、図１、図２では示されていないが、後述する図４に示されるように、ゲート絶縁膜４０の上面のうち有機半導体膜５０が形成される部位は、親液性の自己組織化単分子膜４２が設けられ、それ以外の有機半導体膜５０が形成されない部位は、撥液性の自己組織化単分子膜４１が設けられている。なお、図４では、識別のために、撥液性の自己組織化単分子膜４１と親液性の自己組織化単分子膜４２との厚さをデフォルメして、便宜上、斜線ハッチングの傾きを当該両膜で逆にして示してある。
【００２９】
ここで、撥液性の自己組織化単分子膜４１は、たとえばオクタデシルホスホン酸等よりなる。また、親液性の自己組織化単分子膜４２は、たとえばフェニルホスホン酸等よりなる。これらの自己組織化単分子膜４１、４２は、塗布して乾燥させることにより成膜されるものである。
【００３０】
これにより、ゲート絶縁膜４０の上面に上記の溶液を直描塗布法で塗布する場合、ゲート絶縁膜４０の上面において、撥液性の自己組織化単分子膜４１では溶液が弾かれて塗布されず、親液性の自己組織化単分子膜４２に溶液が塗布されるようにできる。そのため、親液性の自己組織化単分子膜４２と有機半導体膜５０とは、平面形状が実質同一のものとなる。
【００３１】
このように、本実施形態の有機半導体装置Ｓ１においては、基板１０の一面１１上にて、基板１０側からゲート電極膜３０、ゲート絶縁膜４０および有機半導体膜５０が順に積層されてなる積層膜８０が形成されている。そして、この積層膜８０は、基板１０の一面１１から突起２０における１つの平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５にわたって連続して設けられている。
【００３２】
また、ソース電極膜６０およびドレイン電極膜７０は、有機半導体膜５０上にて互いに離間して設けられており、有機半導体膜５０のうちのソース電極膜６０とドレイン電極膜７０との間の部分がチャネル部とされている。このソース電極膜６０およびドレイン電極膜７０は、モリブデン（Ｍｏ）と金（Ａｕ）の合金もしくは金などよりなり、蒸着やエッチング等により形成されている。
【００３３】
また、図２に示されるように、突起２０において有機半導体膜５０が通っている側面２１、つまり有機半導体膜５０が被覆している平坦な側面２１について、当該平坦な側面２１が基板１０の一面１１に平行に延びる方向を第１の方向Ｙ１とする。ここでは、第１の方向Ｙ１は、図２中の上下方向に相当する。
【００３４】
一方、図２中の左右方向として示される塗布方向Ｙ２は、直描塗布法による有機半導体膜５０の形成時における溶液の塗布方向Ｙ２である。この塗布方向Ｙ２としては、図２中の左右方向の両方向が可能である。
【００３５】
つまり、塗布方向Ｙ２は、基板１０の一面１１から突起２０の平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５に向かう方向（つまり図２の左から右へ向かう方向）でもよいし、もしくは、突起２０の上面２５から突起２０の平坦な側面２１を通り基板１０の一面１１に向かう方向（つまり図２の右から左へ向かう方向）でもよい。
【００３６】
また、図２には、第１の方向Ｙ１と塗布方向Ｙ２とのなす角度θが示されている。この角度θは、詳細に言えば、基板１０の一面１１に平行な面内において第１の方向Ｙ１と塗布方向Ｙ２とがなす角度である。そして、本実施形態においては、第１の方向Ｙ１に対して溶液の塗布方向Ｙ２が４５°以上９０°以下、つまり角度θが４５°以上９０°以下となるように、直描塗布法による溶液の塗布が行われて、有機半導体膜５０が形成されている。
【００３７】
また、本実施形態では、図２に示されるように、突起２０の平坦な側面２１における第１の方向Ｙ１の幅を突起側面の幅Ｗ１とし、有機半導体膜５０における第１の方向Ｙ１の幅を有機半導体膜の幅Ｗ２としたとき、有機半導体膜の幅Ｗ２を突起側面の幅Ｗ１よりも小さいものとしている。これにより、有機半導体膜５０は、突起２０の平坦な側面２１の幅内に位置したものとなっている。
【００３８】
次に、本実施形態にかかる有機半導体装置Ｓ１の製造方法について述べる。図３（ａ）に示されるように、まず、用意工程にて基板１０を用意したのち、フォトリソグラフ法等により、基板１０の一面１１に突起２０を形成する。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示されるように、この基板１０の一面１１上にて、突起２０に載るように、蒸着やスパッタおよびエッチング等の手法によりゲート電極膜３０を形成する。そして、図３（ｃ）に示されるように、ゲート電極膜３０および突起２０を覆うようにして、スピンコートや蒸着などの成膜法、エッチングなどによりゲート絶縁膜４０を成膜する。
【００４０】
こうしてゲート絶縁膜４０を形成した後、有機半導体膜５０を形成する前に、図３（ｄ）に示される第１の紫外線照射工程を行う。この工程では、基板１０の一面１１上からゲート絶縁膜４０に対して拡散紫外光による第１の紫外線照射を行う。拡散紫外光とは、通常の紫外線ランプを光源とするもので、光の進行方向がランダムなものである。
【００４１】
次に、図３（ｅ）に示されるように、ゲート絶縁膜４０のうち第１の紫外線照射が行われた部位に、塗布、乾燥等により、上述した撥液性の自己組織化単分子膜４１を形成する（撥液性ＳＡＭ形成工程）。
【００４２】
次に、図４（ａ）に示される第２の紫外線照射工程を行う。この工程では、撥液性の自己組織化単分子膜４１のうち有機半導体膜５０の形成部位に対して、マスクＭ１を用いた平行紫外光により第２の紫外線照射を行って、当該照射部分における撥液性の自己組織化単分子膜４１を除去する。ここで、平行紫外光とは、紫外線ランプを光源として光学系で調整することにより光の進行方向を一定方向としたものである。
【００４３】
次に、図４（ｂ）に示されるように、ゲート絶縁膜４０のうち第２の紫外線照射が行われた部位に、塗布、乾燥等により、上述した親液性の自己組織化単分子膜４２を形成する（親液性ＳＡＭ形成工程）。
【００４４】
ゲート絶縁膜４０の形成後且つ有機半導体膜５０の形成前に、上述のように第１の紫外線照射工程、撥液性ＳＡＭ形成工程、第２の紫外線照射工程、親液性ＳＡＭ形成工程を順次行うことについては、次のような利点がある。
【００４５】
拡散紫外光による第１の紫外線照射は、ゲート絶縁膜４０上に撥液性の自己組織化単分子膜４１を形成するにあたって、ゲート絶縁膜４０と撥液性の自己組織化単分子膜４１との密着性、濡れ性を向上させるために行われる。
【００４６】
ここで、第１の紫外線照射は、拡散紫外光により行われるため、突起２０の平坦な側面２１の部分に対しても確実に照射を行うことが可能となる。そのため、突起２０による凹凸を含むゲート絶縁膜４０の上面に対して、撥液性の自己組織化単分子膜４１を適切に形成することができる。
【００４７】
一方、平行紫外光による第２の紫外線照射は、当該照射部分に親液性の自己組織化単分子膜４２を形成し、その上に有機半導体膜５０を形成するもので、有機半導体膜５０のパターン形状を規定するものである。
【００４８】
そのため、この第２の紫外線照射は、マスクＭ１の開口部の外側に紫外線がはみ出さないようにすることが望ましい。その点、第２の紫外線照射を平行紫外光により行えば、拡散紫外光に比べて、そのようなはみ出しを抑制しやすくなる。そのため、親液性の自己組織化単分子膜４２すなわち有機半導体膜５０のパターン形状を、正確に実現しやすくなるという利点がある。
【００４９】
こうして、親液性ＳＡＭ形成工程を行った後、図４（ｃ）、図５（ａ）に示される有機半導体膜形成工程により、親液性の自己組織化単分子膜４２の上に、有機半導体膜５０を選択的に形成する。なお、図５（ａ）、（ｂ）では、上記図１と同様に、自己組織化単分子膜４１、４２は省略してある。
【００５０】
有機半導体膜５０は、上記の直描塗布法により、上記図２に示した塗布方向Ｙ２に沿って溶液２００を塗布することにより形成する。直描塗布法では、図４（ｃ）に示されるように、有機半導体膜５０を構成する有機半導体材料を含む溶液２００を吐出するノズル１００を用いる。
【００５１】
ノズル１００は、塗布装置の一部として構成されており、塗布方向Ｙ２に沿って、溶液２００を吐出させながら移動していくものである。このノズル１００は、塗布方向Ｙ２に沿った移動を行うとともに、基板１０との距離（つまり基板１０上の高さ）を調整するために基板１０と直交する方向への移動が可能となっている。
【００５２】
また、ノズル１００への溶液２００の供給は、塗布装置に設けられた図示しないタンク等から行われるようになっている。ここで、塗布装置において、ノズル１００の移動や吐出量の調整は、図示しないパソコン等よりなる制御手段により行われるようになっている。
【００５３】
そして、このノズル１００を用いた直描塗布法によれば、溶液２００はゲート絶縁膜４０に対して直線的にライン状に塗布される。ここで、塗布開始場所から溶液２００が乾燥しながら、溶液２００中の有機半導体材料が結晶化していくことで、この結晶は塗布方向Ｙ２に沿って成長していく。これによりゲート絶縁膜４０上に有機半導体膜５０が形成される。
【００５４】
ここで、図４（ｃ）における直描塗布法では、ノズル１００の移動方向である塗布方向Ｙ２は、基板１０の一面１１から突起２０の平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５に向かう方向とされている。しかし、上記図２において述べたように、塗布方向Ｙ２は、これとは逆に、突起２０の上面２５から突起２０の平坦な側面２１を通り基板１０の一面１１に向かう方向であってもよい。
【００５５】
また、この直描塗布法では、上記図２にて述べたように、第１の方向Ｙ１と塗布方向Ｙ２とのなす角度θが４５°以上９０°以下となるように、ノズル１００を移動させて溶液２００の塗布を行うことにより、有機半導体膜５０を形成するようにしている。
【００５６】
こうして、有機半導体膜５０を形成した後、図５（ｂ）に示されるように、蒸着やスパッタ、エッチング等の手法により、有機半導体膜５０の表面にソース電極膜６０およびドレイン電極膜７０を形成する。このような製造方法により、図１に示した本実施形態の有機半導体装置Ｓ１を製造することができる。
【００５７】
ところで、上記の本実施形態の製造方法によれば、有機半導体膜形成工程において、第１の方向Ｙ１に対して、塗布方向Ｙ２を、４５°以上９０°以下としている。このように直描塗布法により有機半導体膜５０を形成するときに、塗布方向Ｙ２を規定してやれば、突起２０の平坦な側面２１における有機半導体膜５０の断線を適切に防止できるという効果が期待される。
【００５８】
このような本実施形態の効果の一具体例について、本実施形態の例である図６、図７、図８、および、比較例としての図９、図１０の各図の例を参照して述べるが、当該効果は、この具体例に限定されるものではない。
【００５９】
図６〜図１０においては、第１の方向Ｙ１、塗布方向Ｙ２および角度θとともに、ライン状をなす有機半導体膜５０の延びる方向すなわち膜の長手方向を、膜パターン方向Ｙ３として示してあり、これら各図において、第１の方向Ｙ１では角度θ＝０°である。なお、図６〜図１０において、各方向Ｙ１〜Ｙ３は、破線にて示してある。
【００６０】
ここで、本発明者の実験によれば、膜パターン方向Ｙ３と第１の方向Ｙ１との位置関係に依らず、塗布方向Ｙ２の角度θが４５°以上９０°以下であれば、突起２０の段差すなわち平坦な側面２１の部分における有機半導体膜５０の結晶性の乱れや断線が発生しないことが確認されている。この結晶性の乱れや断線については、偏光顕微鏡観察により確認している。
【００６１】
たとえば、図６では、膜パターン方向Ｙ３が第１の方向Ｙ１と直交するが、塗布方向Ｙ２が角度θ＝９０°の方向であり、図７、図８では、膜パターン方向Ｙ３が第１の方向Ｙ１に対して４５°で傾斜しているが、それぞれ塗布方向Ｙ２は角度θ＝９０°、角度θ＝４５°の方向である。そして、これら図６〜図８では、突起２０の段差部分における有機半導体膜５０の結晶性の乱れや断線が発生しなかった。
【００６２】
一方、たとえば図６〜図８に示される膜パターン方向Ｙ３と第１の方向Ｙ１との位置関係において、塗布方向Ｙ２が角度θ＝３０°の方向としたとき、突起２０の段差部分における有機半導体膜５０の結晶性の乱れや断線が発生した。
【００６３】
さらに、図９、図１０に示される比較例のように、塗布方向Ｙ２が角度θ＝０の方向、すなわち第１の方向Ｙ１と平行な方向とした場合、やはり、突起２０の段差部分における有機半導体膜５０の結晶性の乱れや断線が発生した。
【００６４】
このように、有機膜形成工程において、第１の方向Ｙ１に対して塗布方向Ｙ２がなす角度θを４５°以上９０°以下とすることで、突起２０の平坦な側面２１における有機半導体膜５０の断線を適切に防止できる。
【００６５】
なお、基板１０の一面１１上における突起２０の高さは、特に限定するものではないが、好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。たとえば本実施形態のように、有機半導体装置Ｓ１が荷重センサに用いられる場合には、通常、突起２０の高さは２０μｍ以上である。また、上記の塗布方向Ｙ２の角度規定による効果は、１００μｍ以下であれば、より確実に発揮される。
【００６６】
また、突起２０における平坦な側面２１〜２４と基板１０の一面１１とのなす角度は、上記図１では直角であるが、４５°から９０°程度であればよい。つまり、突起２０の平坦な側面２１〜２４は、基板１０の一面１１に対して鋭角的に傾斜した面であってもかまわない。
【００６７】
また、上記の図６〜図８では、塗布方向Ｙ２を、基板１０の一面１１から突起２０の平坦な側面２１を通り突起２０の上面２５に向かう方向とした例を示した。これに対して、図１１に示されるように、塗布方向Ｙ２を、突起２０の上面２５から突起２０の平坦な側面２３を通り基板１０の一面１１に向かう方向とした場合でも、上記の角度θを４５°以上９０°以下とすることによる効果を奏することはもちろんである。
【００６８】
また、本実施形態では、直方体形状をなす突起２０における４個の平坦な側面２１〜２４のうち主として、１個の平坦な側面２１を有機半導体膜５０が被覆する例について、述べたが、他の３個の平坦な側面２１のうちの任意の１個についても同様の構成を採用できることはもちろんである。
【００６９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる有機半導体装置の要部について、図１２を参照して、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。
【００７０】
上記図１、図２等に示したように、上記第１実施形態は、突起２０における１個の平坦な側面２１について有機半導体膜５０が被覆している構成とされたものであった。これに対して、本実施形態では、図１２に示されるように、直方体形状をなす突起２０における４個の平坦な側面２１のすべてが有機半導体膜５０で被覆されている。
【００７１】
このような構成の場合、図１２に示されるように、４個の平坦な側面２１のそれぞれにおける第１の方向Ｙ１について、塗布方向Ｙ２が角度θ＝４５°の方向となるようにする。これにより、４個の平坦な側面２１を被覆するそれぞれの有機半導体膜５０を一括して形成することができる。
【００７２】
このように、突起２０が複数個の平坦な側面２１を有し、それぞれの平坦な側面２１について、有機半導体膜５０が通るように、有機半導体膜５０を形成する場合でも、上記製造方法は適用可能である。そして、この場合、突起２０の形状を考慮して、それぞれの側面２１における第１の方向Ｙ１と塗布方向Ｙ２との角度θを調整することで、複数の有機半導体膜５０を一括して形成することも可能である。
【００７３】
（他の実施形態）
なお、上記図２において述べたが、上記第１実施形態では、有機半導体膜の幅Ｗ２を突起側面の幅Ｗ１よりも小さいものとし、有機半導体膜５０を、突起２０の平坦な側面２１の幅内に位置させている。これに対して、有機半導体膜の幅Ｗ２を突起側面の幅Ｗ１よりも大きいものとしてもよい。
【００７４】
たとえば、図１３に示されるように、突起２０全体を有機半導体膜５０でカバーするような形態としてもよい。ただし、この場合、突起２０の平坦な側面２１の両端に位置する突起２０の角部では、有機半導体膜５０における部分的な結晶性の乱れや断線が発生するおそれがある。
【００７５】
これに対して、図２のように、有機半導体膜の幅Ｗ２を突起側面の幅Ｗ１よりも小さいものとすれば、有機半導体膜５０が上記の突起２０の角部に位置しないものとなる。そのため、有機半導体膜５０における部分的な結晶性の乱れや断線を防止し、膜全体で良好な結晶性を有する有機半導体膜５０を実現でき、好ましい。
【００７６】
また、有機半導体膜５０のパターニング形状やゲート絶縁膜４０との濡れ性や密着性等に問題が無い場合には、上記の自己組織化単分子膜４１、４２を省略した構成を採用してもよい。
【００７７】
この構成を採用した場合、上記第１実施形態の製造方法において、第１の紫外線照射工程、撥液性ＳＡＭ形成工程、第２の紫外線照射工程、親液性ＳＡＭ形成工程は省略してもよい。つまり、基板１０の一面１１上に突起２０を形成し、その上にゲート電極膜３０およびゲート絶縁膜４０を順次形成した後、ゲート絶縁膜４０の上面に直接、直描塗布法により有機半導体膜５０を形成してもよい。
【００７８】
また、有機半導体装置としては、基板１０の一面１１上にて突起２０の上に、有機半導体膜５０を含む上記の積層膜８０を形成し、その上にソース電極膜６０およびドレイン電極膜７０を形成してなるものであればよく、上記の荷重センサに限定されるものではない。
【００７９】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８０】
１０        基板
２０        突起
２１〜２４  突起における平坦な側面
２５        突起の上面
３０        ゲート電極膜
４０        ゲート絶縁膜
５０        有機半導体膜
６０        ソース電極膜
７０        ドレイン電極膜
８０        積層膜
１００      ノズル
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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