(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面にフォトリソグラフィ技術でソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記基板の前記ソース電極及びドレイン電極が形成された側の面に、少なくとも前記ソース電極及びドレイン電極を含む領域を覆うよう有機薄膜からなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の表面にゲート電極を形成する工程と、前記絶縁層の前記ゲート電極を有する面にフレキシブル基板をはりつけ、前記基板を前記ソース電極及びドレイン電極及び前記ゲート電極を有する前記絶縁層から脱離する工程と、前記基板を脱離した前記絶縁層の前記ソース電極及びドレイン電極側の面に有機半導体を積層する工程と、を有する電界効果トランジスターの製造方法。
【請求項２】
基板の一方の面にフォトリソグラフィ技術で前記ソース電極及びドレイン電極を形成する工程につづいて、前記基板の前記ソース電極及びドレイン電極が形成された側の面に、少なくとも前記ソース電極及びドレイン電極を含む領域を覆うよう接着性を有する層を形成する工程を有する請求項１に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
【請求項３】
前記絶縁層の前記ゲート電極を有する面にフレキシブル基板をはりつけ、前記基板を前記ソース電極及びドレイン電極及び前記ゲート電極を有する前記絶縁層から脱離する工程は、前記フレキシブル基板が粘着性フィルムであり、前記基板を剥離することからなる請求項１又は２に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
【請求項４】
前記絶縁層の前記ゲート電極を有する面にフレキシブル基板をはりつけ、前記基板を前記ソース電極及びドレイン電極及び前記ゲート電極を有する前記絶縁層から脱離する工程は、前記基板を溶解することからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁層を形成する工程が、真空蒸着法又はＣＶＤ法によりキシリレンダイマー及び／又はその誘導体でポリパラキシリレン及び／又はその誘導体の有機薄膜を形成することからなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電界効果トランジスターの製造方法により製造された電界効果トランジスター。
【請求項７】
基板と、前記基板の一方の面にフォトリソグラフィ技術で形成したソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成した側の面に、少なくとも前記ソース電極及び前記ドレイン電極を含む領域を覆うように形成した有機薄膜からなる絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成したゲート電極と、前記ゲート電極を有する面に貼り付けられたフレキシブル基板を具備する、電界効果トランジスター用積層体。
【請求項８】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記絶縁層との間に形成した接着性を有する層を備える、請求項７に記載の積層体。
【請求項９】
前記接着性を有する層に用いられる接着材料が、有機材料、金属材料又は酸化物半導体に親和性を有する１種又は２種以上の化合物である請求項８に記載の積層体。
【請求項１０】
前記接着性を有する層に用いられる前記接着材料が、飽和炭化水素、二重結合、三重結合を有する不飽和炭化水素、脂環式炭化水素若しくは芳香族炭化水素である有機材料に親和性を有する化合物、チオール、スルフィド、ジスルフィド、ポリスルフィド、チオアルデヒド、チオケトン若しくはチオアセタールからなるイオウ性官能基を有する金属材料に親和性を有する化合物、トリクロロシラン若しくはメトキシシランからなる含ケイ素官能基を有する酸化物半導体に親和性を有する化合物、又はリン酸、カルボン酸及びその誘導体若しくはそれらの金属塩から選ばれた１種又は２種以上である請求項９に記載の積層体。
【請求項１１】
前記絶縁層がポリパラキシレン及び／又はその誘導体で形成されたものである請求項７から１０のいずれか１項に記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細加工された電極回路をフレキシブルな基板上に形成することにより、柔軟な有機半導体材料の特性を活かした集積回路を作製することができる電界効果トランジスターの製造方法及び電界効果トランジスター並びに該電界効果トランジスターを製造するための積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電界効果トランジスター（ＦＥＴ）は低消費電力、高速なスイッチング素子として、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）への応用により、ＣＲＴと同等の高画質性能、低消費電力、省スペース等の利点を有するアクティブマトリクス駆動の液晶ディスプレイ等として、パソコンやワークステーション等のモニタに広く利用されている。
電界効果トランジスターは、ソース電極及びドレイン電極を配線した半導体層／絶縁層／ゲート電極層のように多層構造から形成される。無機半導体を用いる場合には、フォトリソグラフィ、表面酸化及び真空蒸着を組み合わせた製造工程において作製され、この絶縁層にはシリコン酸化膜や絶縁性有機薄膜等が利用される。
【０００３】
しかしながら、無機半導体を用いた場合には、シリコン等の材料を用いるため、生産のエネルギーコストが高いだけでなく、光の透過率が低く、フレキシブルな基板を用いることが難しいという問題点がある。
一方、有機半導体を用いた場合においても、上記の無機半導体製造工程と同様の加工技術を利用して作製した電極回路上へ有機材料を蒸着又は塗布することにより製造されるが、有機半導体では作製する基板にフレキシブルなプラスチック等を用いることができる。
ところが、フォトリソグラフィを使用した配線技術は、フォトレジストの溶解等、プラスチック性基板へのダメージが大きな操作を含むため適用が困難である。従って、マスク蒸着やスパッタリング等の直接付着法で有機材料基板上へ配線を施すことが行われている。
この直接付着法では、フォトリソグラフィに比べ微細加工が難しく、特に高性能の集積回路を作製することは困難である。また、プラスチック等の有機材料基板を用いた場合、配線に用いられる金属細線と基板との接着性が低いため、電極の剥離が起こりやすいが、直接付着法においては、接着性を高める接着層を設けることが難しいという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、フォトリソグラフィ技術が適用可能な固体基板上に作製した回路配線をプラスチック等の有機材料基板上へ配線構造を損なうことなく移し取ることができ、絶縁層を含む多層構造の構築が可能で、しかも基板からの回路配線の脱落を抑制する接着層を設けた構造の素子作製にも対応できる電界効果トランジスターの製造方法、及び生産のエネルギーコストが低く、フレキシブルな素子構造を実現可能な電界効果トランジスターを製造するための積層体、並びに電界効果トランジスターを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、フォトリソグラフィの適用可能な基板上に微細加工された電極を作製し、これに有機薄膜を形成し、有機薄膜を基板から剥離すると、微小電極が有機薄膜へ移し取られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１１］に記載した事項により特定される。
【０００６】
［１］基板の一方の面にフォトリソグラフィ技術でソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記基板の前記ソース電極及びドレイン電極が形成された側の面に、少なくとも前記ソース電極及びドレイン電極を含む領域を覆うよう有機薄膜からなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の表面にゲート電極を形成する工程と、前記絶縁層の前記ゲート電極を有する面にフレキシブル基板をはりつけ、前記基板を前記ソース電極及びドレイン電極及び前記ゲート電極を有する前記絶縁層から脱離する工程と、前記基板を脱離した前記絶縁層の前記ソース電極及びドレイン電極側の面に有機半導体を積層する工程と、を有する電界効果トランジスターの製造方法。
【０００７】
［２］基板の一方の面にフォトリソグラフィ技術で前記ソース電極及びドレイン電極を形成する工程につづいて、前記基板の前記ソース電極及びドレイン電極が形成された側の面に、少なくとも前記ソース電極及びドレイン電極を含む領域を覆うよう接着性を有する層を形成する工程を有する［１］に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
【０００８】
［３］前記絶縁層の前記ゲート電極を有する面にフレキシブル基板をはりつけ、前記基板を前記ソース電極及びドレイン電極及び前記ゲート電極を有する前記絶縁層から脱離する工程は、前記フレキシブル基板が粘着性フィルムであり、前記基板を剥離することからなる［１］又は［２］に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
【０００９】
［４］前記絶縁層の前記ゲート電極を有する面にフレキシブル基板をはりつけ、前記基板を前記ソース電極及びドレイン電極及び前記ゲート電極を有する前記絶縁層から脱離する工程は、前記基板を溶解することからなる［１］乃至［３］のいずれか１項に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
【００１０】
［５］前記絶縁層を形成する工程が、真空蒸着法又はＣＶＤ法によりキシリレンダイマー及び／又はその誘導体でポリパラキシリレン及び／又はその誘導体の有機薄膜を形成することからなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界効果トランジスターの製造方法。
［６］前記［１］乃至［５］のいずれか１項に記載の電界効果トランジスターの製造方法により製造された電界効果トランジスター。
【００１１】
［７］基板と、前記基板の一方の面にフォトリソグラフィ技術で形成したソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成した側の面に、少なくとも前記ソース電極及び前記ドレイン電極を含む領域を覆うように形成した有機薄膜からなる絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成したゲート電極と、前記ゲート電極を有する面に貼り付けられたフレキシブル基板を具備する、電界効果トランジスター用積層体。
【００１２】
［８］前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記絶縁層との間に形成した接着性を有する層を備える、請求項７に記載の積層体。
【００１３】
「９」前記接着性を有する層に用いられる接着材料が、有機材料、金属材料又は酸化物半導体に親和性を有する１種又は２種以上の化合物である請求項８に記載の積層体。
【００１４】
［１０］前記接着性を有する層に用いられる前記接着材料が、飽和炭化水素、二重結合、三重結合を有する不飽和炭化水素、脂環式炭化水素若しくは芳香族炭化水素である有機材料に親和性を有する化合物、チオール、スルフィド、ジスルフィド、ポリスルフィド、チオアルデヒド、チオケトン若しくはチオアセタールからなるイオウ性官能基を有する金属材料に親和性を有する化合物、トリクロロシラン若しくはメトキシシランからなる含ケイ素官能基を有する酸化物半導体に親和性を有する化合物、又はリン酸、カルボン酸及びその誘導体若しくはそれらの金属塩から選ばれた１種又は２種以上である請求項９に記載の積層体。
【００１５】
［１１］前記絶縁層がポリパラキシレン及び／又はその誘導体で形成されたものである請求項７から１０のいずれか１項に記載の積層体。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における電界効果トランジスター２０ｃ又は２０ｄは、一例として、図１に模式的に示されるような製造工程により作製される。すなわち、基板２上にレジスト３を塗布し、レジストパターン４を作製する。このレジストパターン４上に第一の電極５を作製し、その後レジスト３を除去する。この第一の電極５上に、絶縁層として働く有機薄膜６を作製し、その有機薄膜６上に第二の電極７を作製する。次に、この第二の電極７上に粘着性フィルムであるフレキシブル基板８を貼付け積層体を作製する。その後、電極５、７と有機薄膜６とフレキシブル基板８からなる多層構造体である積層体を基板２から脱離させ、その脱離面に有機半導体９を積層する。
【００１７】
本発明に係る基板の材質は、シリコンウェハ、ガラス、錫インジウム酸化物、雲母、グラファイト、硫化モリブデンの他、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀等の金属等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、フォトリソグラフィ等で電極を作製する基板としては、特にシリコンウェハやガラスが好適に用いられる。
本発明において基板の一方の面に第一の電極を形成する方法は、特に限定されるものではない。例えば、レジスト材料を基板表面に塗布し、電極パターンを施したフォトマスクを通して露光し、次いで現像操作を施しレジストパターンを作製する。その後、電極材料を真空蒸着又はスパッタリング等を施すことにより第一の電極を形成する。レジストを剥離又は溶解することで基板上にソース電極及びドレイン電極となる電極パターンを作製する。
【００１８】
本発明におけるレジスト材料としては、ポリイソプレンとビスアジドからなる環化ゴム、ポリけい皮酸、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルイソプロペニルケトン等が挙げられるが、環化ゴムが特に好適に用いられる。
本発明において電極材料としては、金、銅、アルミニウム、白金、クロム、パラジウム、インジウム、モリブテン、ニッケル、マグネシウム、銀、鉄、ガリウム等の金属やこれらの合金、スズ・インジウム酸化物、ポリシリコン、アモルファスシリコン、スズ酸化物、酸化インジウム、酸化チタン等の酸化物半導体、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の化合物半導体等の１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
本発明に係る第一の電極は、ソース電極及びドレイン電極として作用し、電極材料が用いられる。
第一の電極の電極回路の線幅は、好ましくは０．１〜１０００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍである。ここで、線幅が１μｍより小さくなるにつれ、電気抵抗が大きくなり、また断線が起こりやすくなるという傾向が見られ、５０μｍより大きくなるにつれ、回路の集積率が低くなるという傾向が見られる。
【００２０】
本発明における有機薄膜は、少なくとも第一の電極を含む領域を覆うように形成されていれば足り、基板の全面を覆うように形成される必要はない。
本発明において有機薄膜を作製する方法としては、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップコート法、シルクスクリーン法、スプレイ法等が挙げられるが、なかでも真空蒸着法のうち化学反応蒸着法やＣＶＤ法が好適に用いられる。ここで、化学反応蒸着法とは、減圧下、加熱や放電によってラジカル等の化学活性種とした物質を基板表面に堆積すると同時に、化学反応を起こさせることにより強固な薄膜を作製する方法である。具体的には、化学反応蒸着装置内において、電極パターンが形成された基板上に有機薄膜が形成される。この時、疎水相互作用、界面での混合効果により接着性が向上する効果が得られる。第一の電極表面上に接着層がない場合においても、表面に付着した有機物や過酸化物に由来する疎水相互作用、界面での混合効果は存在するが、接着層がある場合に比べその作用・効果は弱い。このように、化学反応蒸着法又はＣＶＤ法により、キシリレンダイマー等の単量体及び／又はその誘導体を用いて有機薄膜が形成される。
本発明に係る有機薄膜は絶縁層であり、具体的には、ポリパラキシリレンやその誘導体、ポリイミドやその誘導体、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリフェノール誘導体、ポリ尿素、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリマー薄膜等が用いられるが、特に膜の均一性と電気絶縁性の点から、ポリキシリレンやその誘導体、あるいはポリイミドやその誘導体が好適に用いられる。
本発明の有機薄膜に使用されるポリマーに、本発明の目的を損なわない範囲において、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、ブルーイング剤、顔料、着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤等の添加剤等をブレンドしてもよい。
【００２１】
本発明において有機薄膜の表面に第二の電極を作製する方法としては、特に限定されるものではないが、具体的には、第二の電極となる金属あるいは無機半導体層を有機薄膜上に真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スプレイ法等により作製される。
本発明に係る第二の電極は、ゲート電極として作用し、第一の電極と同様に、金、銅、アルミニウム、白金、クロム、パラジウム、インジウム、モリブテン、ニッケル、マグネシウム、銀、鉄、ガリウム等の金属やこれらの合金、スズ・インジウム酸化物、ポリシリコン、アモルファスシリコン、スズ酸化物、酸化インジウム、酸化チタン等の酸化物半導体、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の化合物半導体等の１種又は２種以上の材料が用いられる。
本発明における積層体は、電解効果トランジスターを製造するためのものであり、第一の電極／有機薄膜／第二の電極からなる多層構造体、第一の電極／有機薄膜／第二の電極／粘着性フィルムからなる多層構造体がある。
【００２２】
本発明において基板を第一の電極及び第二の電極を有する有機薄膜から脱離する方法は、第一の電極／有機薄膜／第二の電極からなる積層体の第二の電極が形成された有機薄膜の面に粘着性フィルムを貼着することにより、第一の電極及び第二の電極を有する有機薄膜から基板を剥離する方法、あるいは基板を溶解させる方法、またはその両方があるが、いずれであっても構わない。基板を脱離することにより本発明における電界効果トランジスターが得られる。
本発明に係る粘着性フィルムとしては、フレキシブル基板が好適に用いられ、例えば、アセテート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフルオロエチレン等が挙げられる。
【００２３】
本発明において基板を溶解する方法としては、直接溶解液に浸漬する他、溶解液を塗布したり、吹き付ける方法、溶解性気体や溶解液の蒸気にさらす方法等が用いられるが、これらに限定されるものではない。光分解性の基板の場合、紫外線やＸ線、電子線に晒すことで分解する事もできる。
本発明において基板を溶解する溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、塩素酸、過塩素酸等の酸水溶液やその混合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア水等のアルカリ性水溶液やその混合物、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム等の酸化剤の水溶液、トルエン、クロロホルム、塩化メチレン、酢酸エチル、ベンゼン、エーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の有機溶剤やその混合物等が用いられる。
【００２４】
基板を第一の電極及び第二の電極を有する有機薄膜から脱離した後、第一の電極が露出した脱離面に有機半導体を作製し半導体層を形成する。その後、各電極を結線しトランジスターとする。ここで、脱離面に有機半導体を積層する方法としては、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、ラングミュアブロジェット法、スプレイ法、インクジェット法、シルクスクリーン法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明に係る有機半導体としては、ペンタセン、アントラセン、ピレン等のアレーン類及びそれらの複数個つながった構造のオリゴマー、ポリマー、チオフェン、ピロール、フラン等のヘテロ環化合物及びそれらの複数個つながった構造のオリゴマー、ポリマー、トリフェニルアミン誘導体やフタロシアニン誘導体とその銅、金、白金、バナジウム、ルテニウム等の金属錯体、キノリノールやビピリジンオキサゾール等の各誘導体とアルミニウム、亜鉛、硼素、イリジウム、白金、ルテニウム等の金属元素が作る錯体及びそれらを分子内に有するポリマー、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン等のπ共役ポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に、安定性やキャリア移動度の点から、ペンタセンやフタロシアニン銅錯体、ポリチオフェンが好適に用いられる。
【００２５】
本発明における電界効果トランジスターは、レジストパターン上に第一の電極を作製し、その後レジストを除去し、つづいて、この第一の電極上に接着性を有する層を作製し、その上に絶縁層として働く有機薄膜を作製することによっても製造することができる。このように作製された電界効果トランジスターの断面図を図２に示す。
【００２６】
電極表面上に接着層が形成されると、接着層中の二重結合や三重結合が化学反応蒸着で形成されるポリマー層（有機薄膜）と強固な共有結合を形成しやすいので好ましい。二重結合や三重結合がなくてもポリマー層とラジカル反応等で共有結合を形成する場合がある。また、共有結合が形成されなくても、疎水相互作用、界面での混合効果により、接着性が向上する。
本発明において第一の電極と有機薄膜の間に形成される接着性を有する層を作製する接着材料としては、有機材料に親和性を有する飽和炭化水素、二重結合、三重結合を有する不飽和炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、金属材料に親和性を有するチオール、スルフィド、ジスルフィド、ポリスルフィド、チオアルデヒド、チオケトン、チオアセタール等のイオウ性官能基を有する化合物、酸化物半導体に親和性を有するトリクロロシラン、メトキシシラン等の含ケイ素官能基を有する化合物やリン酸、カルボン酸およびその誘導体もしくはそれらの金属塩等の1種又は２種以上が用いられるが、使用される電極材料の種類により適宜選択される。
【００２７】
本発明において接着性を有する層を形成する方法としては、電極材料と有機薄膜の両方に親和性を有する接着物質を溶解した液に、作製した電極パターン付基板を浸漬する方法、接着物質溶液を塗布または吹き付ける方法、接着物質の蒸気に電極パターン付基板を曝す方法等により電極表面に接着層を形成するが、これらの方法に限定されるものではない。
本発明に係る電界効果トランジスターは、フレキシブルなディスプレイを駆動するＴＦＴ回路や、シール状のＩＣチップ等として広く利用される。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
シリコンウェハ上にリフトオフ用レジストをスピンコート法により塗布し、チャンネル長２５μｍの櫛形電極のパターンのフォトマスクを介して露光、現像操作により櫛形電極のレジストパターンを作製した。
基板を真空蒸着機に移し、金を真空蒸着法により厚さ５０ｎｍ製膜した。レジストを剥離することでチャンネル長２５μｍの金櫛形電極を作製した。このシリコン基板を化学蒸着装置へ移した。減圧下でキシリレンダイマー（商品名：パリレン、日本パリレン（株）製）を加熱蒸発させ、６５０℃に加熱した加熱管を通して熱分解して、ジラジカルモノマーを発生させた。
室温に保持した基板上へ、発生させたジラジカルモノマーを導入し、厚さ５００ｎｍのポリパラキシリレン薄膜を作製した。基板を真空蒸着機に移し、２ｍｍのスリットマスクを通して金を蒸着した。この基板上に幅１ｃｍの粘着性フィルム（商標名；Scotchメンディングテープ、住友スリーエム社製）を貼付し、ゆっくり引き剥がすことにより、作製した櫛形電極／ポリパラキシリレン薄膜／金電極の多層構造を該テープ上に移し取った。剥離面には金櫛形電極がほぼ完全に移し取られていたが、一部欠落部が存在した。このテープを真空蒸着機に入れ、剥離面にペンタセンを５０ｎｍの厚さで蒸着した。蒸着機から取り出し、櫛形電極をソース・ドレイン電極として、金電極をゲート電極とするように結線し、その動作を確認した。その結果を図３に示す。
図３より、電極―電圧応答にゲート電位依存性がみられ、有機トランジスターとして動作することが確認された。
【００２９】
実施例２
シリコンウェハ上にリフトオフ用レジストをスピンコート法により塗布し、チャンネル長２５μｍの櫛形電極のパターンのフォトマスクを介して露光、現像操作により櫛形電極のレジストパターンを作製した。
基板を真空蒸着機に移し、金を真空蒸着法により厚さ５０ｎｍ製膜した。レジストを剥離することでチャンネル長２５μｍの金櫛形電極を作製した。このシリコン基板を１１−メルカプト−１−ウンデセンの１ｍＭエタノール溶液に３０分間浸漬し、エタノールで洗浄した。
その後、化学蒸着装置へ移し、減圧下でキシリレンダイマー（商品名：パリレン、日本パリレン（株）製）を加熱蒸発させ、６５０℃に加熱した加熱管を通して熱分解して、ジラジカルモノマーを発生させた。
室温に保持した基板上へ、発生させたジラジカルモノマーを導入し、厚さ５００ｎｍのポリパラキシリレン薄膜を作製した。基板を真空蒸着機に移し、２ｍｍのスリットマスクを通して金を蒸着した。この基板上に幅１ｃｍの粘着性フィルム（商標名；Scotchメンディングテープ、住友スリーエム社製）を貼付し、ゆっくり引き剥がすことにより、作製した櫛形電極／ポリパラキシリレン薄膜／金電極の多層構造を該テープ上に移し取った。剥離面には完全な形で金櫛形電極が転写されていた。このテープを真空蒸着機に入れ、剥離面にペンタセンを２００ｎｍの厚さで蒸着した。蒸着機から取り出し、櫛形電極をソース・ドレイン電極として、金電極をゲート電極とするように結線し、その動作を確認した。その結果を図４に示す。
図４より、電極―電圧応答にゲート電位依存性がみられ、有機トランジスターとして動作することが確認された。
【００３０】
実施例３
塩化ナトリウム板上にリフトオフ用レジストをスピンコート法により塗布し、チャンネル長２５μｍの櫛形電極のパターンのフォトマスクを介して露光、現像操作により櫛形電極のレジストパターンを作製した。
基板を真空蒸着機に移し、金を真空蒸着法により厚さ５０ｎｍ製膜した。レジストを剥離することでチャンネル長２５μｍの金櫛形電極を作製した。このシリコン基板を１１−メルカプト−１−ウンデセンの１ｍＭジエチルエーテル溶液に１０分間浸漬し、エタノールで洗浄した。
その後、化学蒸着装置へ移し、減圧下でキシリレンダイマー（商品名：パリレン、日本パリレン（株）製）を加熱蒸発させ、６５０℃に加熱した加熱管を通して熱分解して、ジラジカルモノマーを発生させた。
室温に保持した基板上へ、発生させたジラジカルモノマーを導入し、厚さ５００ｎｍのポリパラキシリレン薄膜を作製した。基板を真空蒸着機に移し、２ｍｍのスリットマスクを通して金を蒸着した。この基板上に幅１ｃｍのセロハンテープ（商標名；Scotchメンディングテープ  住友スリーエム社製）を貼付したのち、純水の入ったビーカに浸けた。塩化ナトリウムを完全に溶解させ、作製した櫛形電極／ポリパラキシリレン薄膜／金電極の多層構造を該テープ上に移し取った。剥離面には完全な形で金櫛形電極が転写されていた。このテープを真空蒸着機に入れ、剥離面にペンタセンを２００ｎｍの厚さで蒸着した。蒸着機から取り出し、櫛形電極をソース・ドレイン電極として、金電極をゲート電極とするように結線し、その動作を確認した。その結果を図５に示す。
図５より、電極―電圧応答にゲート電位依存性がみられ、有機トランジスターとして動作することが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、フォトリソグラフィ技術が適用可能な固体基板上に作製した回路配線をプラスチック等の有機材料基板上へ配線構造を損なうことなく移し取ることができるとともに、絶縁層を含む多層構造の構築が可能である。また、基板からの回路配線の脱落を抑制する接着層を設けた構造の素子作製にも対応できる。また、接着性を有する層中の二重結合や三重結合がポリマー層と強固な共有結合を形成することができる。また、第一の電極を基板から有機材料基板へ移し取る操作を容易にすることができ、均一で欠陥の少ない絶縁層を得ることができる。また、有機薄膜表面を疎水性にすることができ、疎水性有機半導体を積層しやすくすることができるとともに、フォトリソグラフィ使用によって直接付着法で作成する配線構造より微細で、集積率の高い回路が可能である。また、該第二の電極の保護膜とする事ができ、基板との接着力が強い電極にも製造方法を適用する事ができるだけでなく、脱離工程での電極の損壊を防ぐことができる。更に、生産のエネルギーコストが低く、フレキシブルな素子構造を実現することが可能である。
【００３２】
本発明により製造された電界効果トランジスターは、低消費電力、高速なスイッチング素子として、薄膜トランジスターへの応用により、ＣＲＴと同等の高画質性能、低消費電力、省スペース等の利点を有するアクティブマトリクス駆動の液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等として、パソコンやワークステーション等のモニタに広く利用され汎用性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における電界効果トランジスターの製造工程の一例を表す図
【図２】本発明の一実施の形態における電界効果トランジスターの断面図
【図３】本発明の実施例１における電気特性を示すグラフ
【図４】本発明の実施例２における電気特性を示すグラフ
【図５】本発明の実施例３における電気特性を示すグラフ
【符号の説明】
２  基板
３  レジスト
４  レジストパターン
５  第一の電極
６  有機絶縁層
７  第二の電極
８  フレキシブル基板
９  有機半導体
１０  接着層
２０ａ、２０ｂ  積層体
２０ｃ、２０ｄ、３０ｃ  電界効果トランジスター
【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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