(57)【要約】【課題】安定して良好なトランジスタ特性を備えた薄膜トランジスタの製造方法及びその製造方法により製造された薄膜トランジスタを提供すること。【解決手段】薄膜トランジスタの製造工程では、基板の上面には、ゲート電極が形成され（Ｓ１１）、当該ゲート電極を覆うようにしてゲート絶縁層が設けられる（Ｓ１２）。ゲート絶縁層の上面には、ソース電極及びドレイン電極が各々設けられ（Ｓ１３）、ソース電極とドレイン電極との間には、互いに離間して形成された溝を埋めるように、シングルウォールのカーボンナノチューブから成る半導体層が設けられる（Ｓ１４）。この半導体層を乾燥後、純水又はエタノールにより洗浄して、界面活性剤及び乾燥防止剤を除去する（Ｓ１５）。その後、ブレイクダウン工程（Ｓ１６）により通電によって導電性のナノチューブを焼き切って、半導体性のナノチューブだけを残す。【選択図】図３
2009064925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極を覆うように前記基板上にゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、
前記ゲート絶縁層上に、ソース電極及びドレイン電極を互いに離間して形成するソース・ドレイン電極形成工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の前記ゲート絶縁層上に、少なくともカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を塗布し、その後、乾燥することでカーボンナノチューブを定着させて半導体層を形成する半導体層形成工程と、
洗浄により前記半導体層から前記界面活性剤と前記乾燥防止剤とを除去する洗浄工程と
を備えた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】
基板上にソース電極及びドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の前記基板上に、少なくともカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を塗布し、その後、乾燥することでカーボンナノチューブを定着させて半導体層を形成する半導体層形成工程と、
洗浄により前記半導体層から前記界面活性剤と前記乾燥防止剤とを除去する洗浄工程と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記半導体層の表面にゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、
前記ゲート絶縁層形成工程で形成された前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と
を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記半導体層形成工程では、前記分散液をインクジェット法により塗布することを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記乾燥防止剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記洗浄工程では、洗浄剤として、純水またはエタノールを用いることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記洗浄工程では、超音波洗浄を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
上記請求項１乃至６の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法により製造された薄膜トランジスタ。
【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その製造方法により製造された薄膜トランジスタに関し、詳細には、カーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を使用して半導体層を形成する薄膜トランジスタの製造方法及びその製造方法により製造された薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高い周波数のデジタル信号やアナログ電気信号を制御あるいは増幅するためには、高周波特性に優れる電界効果トランジスタが使用されている。また、有機ＥＬやフィルム液晶、電子ペーパ等の明るくて見やすいフレキシブルディスプレイを実現するために、フレキシブルディスプレイの各画素には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）として電界効果トランジスタを備えたアクティブ駆動回路が埋め込まれて使用されている。
【０００３】
このような電界効果トランジスタでは、近年の情報処理量の増大や通信の高速化に伴い、ガリウム砒素を材料とする電界効果トランジスタで処理できる周波数よりもさらに高い周波数のデジタル信号やアナログ電気信号を制御あるいは増幅する電子デバイスが必要となって来た。このために、荷電粒子が走行するチャネルと、それぞれチャネルの一部に接続されるソース電極及びドレイン電極と、チャネルと電磁的に結合するゲート電極からなる電界効果トランジスタにおいて、チャネルがカーボンナノチューブで構成される電界効果トランジスタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、カーボンナノチューブ用水溶性分散剤としては、重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有してなるカーボンナノチューブ用水性分散剤が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１７５０８号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２に記載のカーボンナノチューブ用水性分散剤では、カーボンナノチューブ用水性分散剤に界面活性剤を含ませているので、電界効果トランジスタの製造に用いると、残留した界面活性剤により電界効果トランジスタの特性に悪影響を与えるという問題点があった。また、カーボンナノチューブ用水性分散剤に乾燥防止剤を含ませた場合にも、乾燥防止剤が残留して、電界効果トランジスタの特性に悪影響を与えるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、界面活性剤や乾燥防止剤をカーボンナノチューブの分散液に含ませて薄膜トランジスタを製造しても、安定して良好な特性を発揮する薄膜トランジスタを製造できる薄膜トランジスタの製造方法及びその製造方法により製造された薄膜トランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、前記ゲート電極を覆うように前記基板上にゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、前記ゲート絶縁層上に、ソース電極及びドレイン電極を互いに離間して形成するソース・ドレイン電極形成工程と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の前記ゲート絶縁層上に、少なくともカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を塗布し、その後、乾燥することでカーボンナノチューブを定着させて半導体層を形成する半導体層形成工程と、洗浄により前記半導体層から前記界面活性剤と前記乾燥防止剤とを除去する洗浄工程とを備えている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上にソース電極及びドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の前記基板上に、少なくともカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を塗布し、その後、乾燥することでカーボンナノチューブを定着させて半導体層を形成する半導体層形成工程と、洗浄により前記半導体層から前記界面活性剤と前記乾燥防止剤とを除去する洗浄工程と、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記半導体層の表面にゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、前記ゲート絶縁層形成工程で形成された前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程とを備えている。
【０００９】
また、請求項３に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記半導体層形成工程では、前記分散液をインクジェット法により塗布することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の構成に加え、前記乾燥防止剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールの少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記洗浄工程では、洗浄剤として、純水またはエタノールを用いることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加え、前記洗浄工程では、超音波洗浄を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に係る発明の薄膜トランジスタは、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の薄膜トランジスタの製造方法により製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法では、ボトムゲートタイプの薄膜トランジスタの製造方法において、半導体層形成工程でソース電極及びドレイン電極間のゲート絶縁層上に、少なくともカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を塗布し、その後、乾燥することでカーボンナノチューブを定着させて半導体層を形成している。また、洗浄工程での洗浄により半導体層から界面活性剤と乾燥防止剤とを除去している。この薄膜トランジスタの製造方法では、半導体層形成工程において分散液の乾燥が遅くなるので、安定して分散液の塗布を行うことができる。また、洗浄工程で不純物となる界面活性剤と乾燥防止剤とを除去するので、特性が安定した良好な薄膜トランジスタを製造できる。
【００１５】
請求項２に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法では、トップゲートタイプの薄膜トランジスタの製造方法において、半導体層形成工程でソース電極及びドレイン電極間のゲート絶縁層上に、少なくともカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を塗布し、その後、乾燥することでカーボンナノチューブを定着させて半導体層を形成している。また、洗浄工程での洗浄により半導体層から界面活性剤と乾燥防止剤とを除去している。この薄膜トランジスタの製造方法では、半導体層形成工程において、分散液の乾燥が遅くなるので、安定して分散液の塗布を行うことができる。また、洗浄工程で不純物となる界面活性剤と乾燥防止剤とを除去するので、特性が安定した良好な薄膜トランジスタを製造できる。
【００１６】
請求項３に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、半導体層形成工程で分散液をインクジェット法により塗布することにより、任意のパターンを非接触で容易に形成できる。また、分散液には乾燥防止剤を含んでいるで、インクジェットヘッドのノズル近傍における分散液の乾燥を低減することが出来る。従って、長期間放置しても常に安定にインクジェットヘッドのノズルから分散液の液滴を吐出することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法では、請求項１乃至３の何れかに記載の効果に加えて、乾燥防止剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールの少なくとも一つを含むので、入手し易い材料で分散液の乾燥を防止できる。
【００１８】
請求項５に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、洗浄工程では、洗浄剤として、純水またはエタノールを用いるので、乾燥防止剤を安価に除去することができる。特に、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールは、純水またはエタノールの何れにも良く溶解するので、容易に除去することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明の薄膜トランジスタの製造方法では、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加え、洗浄工程では超音波洗浄を行うので、界面活性剤及び乾燥防止剤の除去を効率良く行うことができる。
【００２０】
請求項７に係る発明の薄膜トランジスタでは、前記請求項１乃至６の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法により製造されるので、上記請求項１乃至６の何れかに記載の発明の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した薄膜トランジスタ及びその製造方法の一例として、第１及び第２の実施形態を、図面を参照して順に説明する。まず、第１の実施形態に係る薄膜トランジスタ１の構造について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、薄膜トランジスタ１の平面図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ線における矢視方向断面図のうち、半導体層９が形成されている部分を拡大した部分断面図である。
【００２２】
図１及び図２に示す薄膜トランジスタ１は、ゲート電極６がソース電極３やドレイン電極４より下側（基板２側）に位置する、所謂「ボトムゲート型」の薄膜トランジスタである。この薄膜トランジスタ１は、所定の厚みを有する板状の基板２を備えている。この基板２は、薄膜トランジスタ１を構成する各部材を支持する部材であり、基板２として、例えば、ガラス基板並びに、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）及び、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等で構成されるプラスチック基板等の絶縁性で板状の基板が用いられる。この基板２に可撓性を付与する場合には、プラスチック基板が用いられる。尚、この基板２上には、基板２とソース電極３及びドレイン電極４との密着性を向上させるための密着層等、各種下地層（膜）が設けられていてもよい。
【００２３】
この基板２の上面中央部には、導電性材料を含む材料を用いてパターニングされたゲート電極６が所定の幅（例えば、１００μｍ）で帯状に形成されている。導電性材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）等の金属の他、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性ポリマーが適用可能であり、これらの導電性材料は１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。尚、ＰＥＤＯＴは、３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）を高分子量ポリスチレンスルホン酸中で重合してなる導電性ポリマーである。
【００２４】
また、基板２の上面及びゲート電極６の上面は、ゲート絶縁層５により覆われている。このゲート絶縁層５は、ゲート電極６と後述するソース電極３及びドレイン電極４とを絶縁するためのものであり、ゲート電極６を覆うように、無機材料又は有機材料を用いて形成される。ゲート絶縁層５の材料として無機材料を採用する場合は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等が適用される。一方、ゲート絶縁層５の材料として有機材料を採用する場合は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリパラビニルフェノール（ＰＶＰ）等が適用される。
【００２５】
また、ゲート絶縁層５の上面には、ソース電極３及びドレイン電極４が、所定のチャネル長の離間幅をもって各々設けられている。このソース電極３及びドレイン電極４の材質として、Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ及びＣｒ等の金属の他、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料、ＰＥＤＯＴ等の導電性ポリマーが適用可能である。そして、ソース電極３及びドレイン電極４との間には、所定のチャネル長及びチャネル幅を有し、キャリアが移動する「チャネル」が形成されている。ここで、「チャネル長」とは、図１において矢印３０２で示すソース電極３の端面からドレイン電極４の端面までの距離と定義されており、第１の実施形態では３０μｍである。
【００２６】
このソース電極３とドレイン電極４との間には、互いに離間して形成された溝を埋めるように、かつ、ソース電極３及びドレイン電極４の表面を覆うように、半導体層９が設けられている。そして、半導体層９は、ゲート絶縁層５を介して、ゲート電極６に対向するようにして配置されている。この半導体層９は、シングルウォールカーボンナノチューブと、界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液である半導体層形成用の分散液を用いて形成される。
【００２７】
半導体層形成用の分散液に含ませる界面活性剤としては、陰イオン性、陽イオン性、両性及び非イオン性のいずれの界面活性剤を用いてもよい。陰イオン性界面活性剤としては、例えば、ｓｏｄｉｕｍ  ｐｙｒｅｎｅｂｕｔｙｒａｔｅ（ＳＰＢ）、常温で固体（粉末）のドデシル硫酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅ，ＳＤＳ）、コ−ル酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｃｈｏｌａｔｅ，ＣＡＳ）、デオキシコ−ル酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｄｅｏｘｙｃｈｏｌａｔｅ，ＤＯＣ）、タウロデオキシコ−ル酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｔａｕｒｏｄｅｏｘｙｃｈｏｌａｔｅ，ＴＤＯＣ）等を用いることができる。また、陰イオン性界面活性剤として、例えば、常温で液体のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ，ＤＤＢＳ）、ｄｉｏｃｔｙｌ  ｓｕｌｆｏｓｕｃｃｉｎａｔｅ，ｓｏｄｉｕｍ  ｓａｌｔ（ＤＩＯＣＴ）を用いることができる。また、陽イオン性界面活性剤としては、例えば、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ，ＣＴＡＢｒ）、塩化セチルピリジニウム（ｃｅｔｙｌｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ，ＣＰＣＩ）等を用いることができる。また、両性界面活性剤としては、３−［（３−Ｃｈｏｌａｍｉｄｏｐｒｏｐｙｌ）ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｏ］ｐｒｏｐａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ（ＣＨＡＰＳ）、３−［（３−Ｃｈｏｌａｍｉｄｏｐｒｏｐｙｌ）ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｏ］−２−ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ（ＣＨＡＰＳＯ）等を用いることができる。さらに非イオン性界面活性剤としては、Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（２０）Ｓｏｒｂｉｔａｎ  Ｍｏｎｏｌａｕｒａｔｅ（Ｔｗｅｅｎ（ＩＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａｓ社の登録商標）  ２０）、Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（２０）Ｓｏｒｂｉｔａｎ  Ｍｏｎｏｐａｌｍｉｔａｔｅ（Ｔｗｅｅｎ（登録商標）  ４０）、Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（２０）Ｓｏｒｂｉｔａｎ  Ｍｏｎｏｓｔｅａｒａｔｅ（Ｔｗｅｅｎ（登録商標）  ６０）、Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（２０）Ｓｏｒｂｉｔａｎ  Ｍｏｎｏｏｌｅａｔｅ（Ｔｗｅｅｎ（登録商標）  ８０）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ，ＰＶＰ）等を用いることができる。これらの界面活性剤は１種を用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
このような界面活性剤のうち、好ましくは室温で固体の界面活性剤を用いる。室温で固体の界面活性剤は通常粉末のものが多いので、後述する薄膜トランジスタ１の製造方法において、半導体層９を形成するために用いる半導体層形成用の分散液を調製する場合の取り扱いが容易であるからである。尚、本発明における室温とは、摂氏２５度を意味する。さらに好ましくは、界面活性剤は、デオキシコール酸ナトリウム及びドデシル硫酸ナトリウムの少なくともいずれか一方を用いる。後述する薄膜トランジスタ１の製造方法において、シングルウォールカーボンナノチューブを界面活性剤の添加量が少量でも良好に半導体層形成用の分散液中に分散させることができるからである。
【００２９】
界面活性剤の添加量は、シングルウォールカーボンナノチューブを均一に分散させる量であればよく特に制限はないが、添加量は微量でよく分散液全重量の１wt％程度で機能的には十分である。さらに、界面活性剤は、製造過程において洗浄等の操作により除去することも可能であり、その場合、半導体層９には界面活性剤が含まれない。尚、機能的にはもっと少量でも効果を発揮することができる。例えば、０．００１〜１wt％の界面活性剤が添加されていれば、カーボンナノチューブを分散させる効果は発揮できる。
【００３０】
一方、半導体層形成用の分散液に含ませるシングルウォールカーボンナノチューブとしては、半導体性のシングルウォールカーボンナノチューブを含むものであればよい。ただし、凝集していないシングルウォールカーボンナノチューブの割合が多い方が、凝集していないシングルウォールカーボンナノチューブの割合が少ない場合に比べ、スイッチング特性が優れている点で好ましい。また、半導体性のシングルウォールカーボンナノチューブの割合が多い方が、金属性のシングルウォールカーボンナノチューブの割合が多い場合に比べ、スイッチング特性が優れている点で好ましい。さらに、半導体層９に含まれるシングルウォールカーボンナノチューブの長手方向は、ソース電極とドレイン電極とを結ぶ直線と平行となるように最短距離の方向に配列している方が、シングルウォールカーボンナノチューブがランダムに配置されている場合に比べ、スイッチング特性が優れている点で好ましい。
【００３１】
また、半導体層形成用の分散液に含ませる乾燥防止剤は、カーボンナノチューブ分散液がインクジェットノズルの表面で短時間に乾燥しないことを目的として添加される。インクジェット用インクの乾燥防止剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどが用いられる。添加量を多くすれば乾燥防止効果は大きくなるが、粘度も大きくなるため、通常インクジェットシステムの最適粘度に合わせた適当な分量が添加される。今回用いたインクジェットシステムに対して、グリセリンであれば、カーボンナノチューブ分散液とグリセリンの体積比が４：６、ジエチレングリコールであれば、同じく体積比が３：７の割合で混合した。ただし、インクジェットシステムの最適粘度はある程度の許容範囲を持っているため、この比率に限定されるものではない。
【００３２】
以上詳述した第１の実施形態の薄膜トランジスタ１は、シングルウォールカーボンナノチューブを含む半導体層９を備えている。カーボンナノチューブを含む半導体層９を備えた薄膜トランジスタ１と、有機半導体層を備えた薄膜トランジスタとでは、前者の方がキャリア移動度の点で優れている。例えば、有機半導体層がポリチオフェン（溶液法）で形成された薄膜トランジスタのキャリア移動度は、９．４×１０−３ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであり、有機半導体層がペンタセン（真空蒸着法）で形成された薄膜トランジスタのキャリア移動度は、１ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃである。これに対し、カーボンナノチューブを含む半導体層を備えた薄膜トランジスタでは、３〜１０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃである。
【００３３】
また、半導体層９に含まれるシングルウォールカーボンナノチューブは、柔軟性が高く、かつ、引張強度が高い糸状の材料であるため、フレキシブルデバイスにも適用可能であるという利点を有する。また、半導体層９には、シングルウォールカーボンナノチューブがほぼ均一に配置されているため、安定したトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを得ることができる。このため、薄膜トランジスタ１は、フレシキブルディスプレイ等の微細化したデバイスにも好適に用いることができる。
【００３４】
次に、薄膜トランジスタ１の製造方法の一例を、図３〜図９を参照して説明する。図３は、薄膜トランジスタ１の製造工程のフローチャートであり、図４は、基板２を説明するための説明図であり、図５は、図４に示す基板２の上面にゲート電極６が形成された状態を説明するための説明図である。また図６は、図５に示す基板２の上面にゲート絶縁層５が形成された状態を説明するための説明図であり、図７は、図６に示すゲート絶縁層５の表面に、ソース電極３及びドレイン電極４が形成された状態を説明するための説明図である。図８は、半導体層形成工程において用いるインクジェット装置４００の斜視図であり、図９は、半導体層形成工程において、ソース電極３及びドレイン電極４を覆うように半導体層９が形成された状態を説明するための説明図である。尚、図４〜図７に示す説明図は、各製造工程における図２に対応する部分断面図を模式的に示しており、図９に示す説明図は、半導体層９が形成されている部分を拡大した部分平面図を模式的に示している。
【００３５】
薄膜トランジスタ１の製造方法では、図３の製造工程のフローチャートに示すように、まず、基板２の上面にゲート電極６を形成するゲート電極形成工程（Ｓ１１）を行う。次いで、基板２の上面にゲート電極６を覆うようにしてゲート絶縁層５を形成するゲート絶縁層形成工程（Ｓ１２）を行う。次いで、ゲート絶縁層５上にソース電極３及びドレイン電極４を各々形成するソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ１３）を行い、次いで、ソース電極３及びドレイン電極４を覆う半導体層９を形成する半導体層形成工程（Ｓ１４）を行う。その後、半導体層９から界面活性剤と乾燥防止剤とを除去する洗浄工程（Ｓ１５）を行う。さらに、洗浄工程（Ｓ１５）の後に、導電性のシングルウォールカーボンナノチューブを焼き切るブレイクダウン工程（Ｓ１６）を行う。尚、ブレイクダウン工程（Ｓ１６）は、必ずしも行わなくても良く、必要に応じて行う。
【００３６】
半導体層形成工程（Ｓ１４）において用いられる、半導体層形成用の分散液は、シングルウォールカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む分散液を遠心分離する遠心分離工程（Ｓ１）において別途調製される。以下、各工程について具体的に説明する。
【００３７】
はじめに、ゲート電極形成工程（Ｓ１１）について説明する。このゲート電極形成工程（Ｓ１１）では、まず、図４に示す基板２をアセトンで５分間超音波をかけて十分に洗浄する。次に、基板２を脱ガスし、図５に示すように、マスク蒸着によってＡｌからなるゲート電極６を基板２上に形成する。尚、この時のマスク蒸着の条件は、真空度は３×１０−４Ｐａであり、基板２の加熱は不要である。第１の実施形態では、このゲート電極形成工程において、基板２の上面に膜厚が６０ｎｍ，幅が１００μｍの帯状のゲート電極６が形成される。
【００３８】
次に、ゲート絶縁層形成工程（Ｓ１２）を行う。ゲート絶縁層形成工程（Ｓ１２）では、図６に示すように、ゲート電極６が形成された基板２の上面に、スピンコート法によってポリイミド（ＰＩ）を含むゲート絶縁層５を形成する。このスピンコート法では、基板２の上面に、高耐熱性ポリイミド樹脂（京セラケミカル株式会社製：商品名「ＣＴ４１１２」）の５ｗｔ％溶液を塗布した後に、基板２を水平に回転させる。その後１８０℃で１時間乾燥することによって、膜厚が３５０ｎｍのゲート絶縁層５を形成できる。尚、スピンコート法のメリットとしては、ゲート絶縁層５の膜厚を精密に制御し易い点が挙げられる。
【００３９】
次に、ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ１３）を行う。このソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ１３）では、図７に示すように、マスク蒸着によって、一例として、Ａｕからなるソース電極３と、ドレイン電極４とをゲート絶縁層５の表面に各々形成する。尚、この時のマスク蒸着の条件は、真空度は３×１０−４Ｐａであり、基板２の加熱は不要である。こうして、ゲート絶縁層５の表面に厚さ１００ｎｍ，幅（図９において矢印３０１及び矢印３０３で図示）が１００μｍ，長さ（図９において矢印３０４で図示）が５００μｍの帯状のソース電極３及びドレイン電極４を各々形成することができる。尚、図９において、矢印３０２で示すソース電極３の端面からドレイン電極４の端面までの距離は、第１の実施形態では３０μｍである。また、矢印３０５は、ゲート電極６の幅を示している。
【００４０】
続いて、半導体層形成工程（Ｓ１４）を行う。半導体層形成工程（Ｓ１４）では、別途実行される遠心分離工程（Ｓ１）において作成した半導体層形成用の分散液を、インクジェット装置を用いてソース電極３及びドレイン電極４を覆うように吐出して半導体層９を形成する。その後、自然乾燥又は恒温槽で１５０℃、１０分程度の乾燥定着を行い、半導体層９の水分を飛ばして乾燥させて、カーボンナノチューブを定着させる。
【００４１】
ここで、半導体層形成用の分散液を調製する遠心分離工程（Ｓ１）について説明する。  この遠心分離工程（Ｓ１）では、半導体層９を形成するために用いる半導体層形成用の分散液を調製するための超遠心分離処理を行う。第１の実施形態では、半導体層形成用の分散液を以下のように調製する。まず、シングルウォールカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む分散液を調製する。このとき用いる界面活性剤としては、前述のように、陰イオン性、陽イオン性、両性及び非イオン性のいずれの界面活性剤を用いてもよいし、１種の界面活性剤を用いる場合の他、２種以上の界面活性剤を組み合わせて用いてもよい。第１の実施形態では、純水１００ｍｌ中に、シングルウォールカーボンナノチューブ（商品名「ＨｉＰｃｏ（登録商標）」、Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）を０．１ｗｔ％、ＳＤＳ（和光純薬社製）を１ｗｔ％の割合で混合し、撹拌装置を用いて２００ｒｐｍで１時間程度撹拌し、その後超音波洗浄装置で３時間程度加振した。この段階では、分散液に含まれるシングルウォールカーボンナノチューブは、界面活性剤の作用により、分散液中に安定して分散されているが、シングルウォールカーボンナノチューブの凝集体が多数存在する。
【００４２】
尚、さらに、超遠心分離装置（日立ハイテク社製  超遠心分離装置ＣＰ８０ＷＸ）を用い、調製した分散液を４０，０００ｒｐｍ程度の回転数で９０分超遠心分離処理しても良い。この４０，０００ｒｐｍ程度の回転数で遠心分離処理することにより、およそ１５０，０００×ｇの遠心力が分散液に加わることになる。超遠心分離処理後の分散液の上澄みを採集して半導体層形成用の分散液とした。このような超遠心処理により、凝集しているシングルウォールカーボンナノチューブは分散液中に沈降するので、分散液の上澄みである半導体層形成用の分散液は、超遠心分離処理前の分散液に比べ、凝集していないシングルウォールカーボンナノチューブの割合が多くなっている。尚、この遠心分離工程は、半導体層形成工程（Ｓ１４）よりも前に行われればよい。
【００４３】
最後に、このようにして調整した分散液１００ｍｌにグリセリン１５０ｍｌを混合し、攪拌装置を用いて２００ｒｐｍで１時間程度攪拌して、所望の粘度の分散液が完成する。
【００４４】
次に、半導体層形成工程（Ｓ１４）に用いるインクジェット装置の一例を、図８を参照して簡単に説明する。図８に示すように、インクジェット装置４００は、所謂インクジェットプリンタであり、略正方形に形成されたベースフレーム４０２の後端部から保持フレーム４４１，４４２を立設し、当該保持フレーム４４１，４４２間にＸ軸枠４０４を架設して、当該Ｘ軸枠４０４上にＸ軸を構成するリニアスケール４０５が設けられている。リニアスケール４０５上には半導体層形成用の分散液が封入された印字ヘッド４１４を保持するキャリッジ４０６がリニアスケール４０５の長手方向に摺動可能に載置されている。また、Ｘ軸枠４０４の右端部には、Ｘ軸モータ４０７が設けられ、キャリッジ４０６をリニアスケール４０５に沿って往復移動させるようになっている。また、キャリッジ４０６には、４つの印字ヘッド４１４を各々駆動する駆動回路基板４０８が４枚設けられている。
【００４５】
さらに、ベースフレーム４０２には、Ｘ軸枠４０４と直交する位置に、Ｙ軸枠４０９が設けられ、Ｙ軸枠４０９上には、略長方形の平面状のプラテン４１０がＹ軸枠４０９の長手方向に往復移動可能に設けられ、Ｙ軸枠４０９の端部にはＹ軸モータ４１１が設けられ、プラテン４１０は、Ｙ軸モータ４１１により、Ｙ軸に沿って往復移動するようになっている。尚、ベースフレーム４０２の左端部には、印字ヘッド４１４の目詰まり解消等のために半導体層形成用の分散液を吐出するフラッシング動作を行う場所であるフラッシングポジション４１２が設けられ、ベースフレーム４０２の右端部は、印字ヘッド４１４のノズル表面のふき取り動作及び印字ヘッドのノズル内の半導体層形成用の分散液の吸引動作（パージ動作）を行うメンテナンスユニット４１３が設けられている。
【００４６】
次に、上述のインクジェット装置４００を用いて、別途実行される遠心分離工程（Ｓ１）において作成した半導体層形成用の分散液を、ソース電極３及びドレイン電極４を覆うように吐出し、半導体層９を形成する方法を説明する。インクジェット装置４００が備える制御部により、Ｘ軸モータ４０７及びＹ軸モータ４１１が駆動され、半導体層形成用の分散液が所定の位置に吐出される。このとき、ソース電極３とドレイン電極４との間に１〜１０Ｖ程度の交流電圧を印加しつつ、遠心分離工程において調製した半導体層形成用の分散液を滴下することが好ましい。ソース電極３とドレイン電極４との間に印加される交流電圧の作用により、半導体層形成用の分散液に含まれるシングルウォールカーボンナノチューブの長手方向が、ソース電極３とドレイン電極４とを結ぶ直線と平行となるように配列しやすくなるからである。自身の長手方向が、ソース電極３とドレイン電極４とを結ぶ最短距離の方向に配列したシングルウォールカーボンナノチューブの割合を増加させることにより、薄膜トランジスタ１のスイッチング特性を向上させることができる。
【００４７】
第１の実施形態においてソース電極３及びドレイン電極４は、図１において矢印３０２で示すチャネル長が３０μｍ，図１において矢印３０４で示すチャネル幅が５００μｍに形成されており、そのギャップを覆うように、縦１０ドット×横３０ドットの半導体層形成用の分散液滴を１０μｍピッチで吐出した。１度に吐出される半導体層形成用の分散液の吐出量は数ｐｌである。半導体層形成用の分散液滴のドット径約８０μｍも含めて、およそ縦１７０μｍ×横３７０μｍの領域に半導体層形成用の分散液が吐出され、図９に示すように半導体層９が形成された。尚、図９において、半導体層９中に描かれた円は半導体層形成用の分散液滴により形成されたドットの一部を表している。その後、自然乾燥又は恒温槽で１５０℃、１０分程度の乾燥定着を行い、シングルウォールカーボンナノチューブを含む半導体層９を形成する。
【００４８】
次いで、洗浄工程（Ｓ１５）を行う。この洗浄工程（Ｓ１５）では、純水またはエタノールを用いて乾燥定着後の半導体層９から界面活性剤と乾燥防止剤とを除去する。乾燥防止剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールを用いた場合には、これらの物質は、純水またはエタノールには、良く溶解するので、十分な洗浄ができる。この洗浄方法としては、純水またはエタノールを用いて超音波洗浄を一例として３０分行っても良いし、純水またはエタノールへ数時間浸漬しても良い。
【００４９】
最後に好ましくは、ブレイクダウン工程（Ｓ１６）を行う。半導体層９に含まれるシングルウォールカーボンナノチューブは、半導体性のものと導電性のものとを両方含んでいるので、このブレイクダウン工程（Ｓ１６）において、通電によって導電性のナノチューブを焼き切って、半導体性のナノチューブだけを残すための処理を行う。具体的には、ソース電極３とドレイン電極４の間に電圧を印加することによって導電性のシングルウォールカーボンナノチューブを通電による発熱によって焼き切る。このようにして半導体性のシングルウォールカーボンナノチューブのみを残した所望の半導体層９が形成される。尚、このブレイクダウン工程は必要に応じて省略するようにしてもよい。
【００５０】
次に、洗浄の効果について、図１０乃至図１４の実験結果を参照して説明する。図１０は、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型走査電子顕微鏡）によって撮影した未洗浄の分散液の液滴痕の顕微鏡写真であり、図１１は、純水浸漬を１０秒行った分散液の液滴痕のＦＥ−ＳＥＭで撮影した顕微鏡写真であり、図１２は、純水中で超音波洗浄を３０分行った分散液の液滴痕のＦＥ−ＳＥＭで撮影した顕微鏡写真である。また、図１３は、純水中で超音波洗浄を３０分行った薄膜トランジスタ１のＶｄ−Ｉｄ特性を示すグラフであり、図１４は、同じ薄膜トランジスタ１のＶｇ−Ｉｄ特性を示すグラフである。
【００５１】
まず、この実験に使用したＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型走査電子顕微鏡）について説明する。ＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型走査電子顕微鏡）は、真空中に置いた試料を電子線でＸ−Ｙの二次元方向に走査を行い、試料表層から発生する二次電子などの信号を検出し、ブラウン管上に二次電子像を映し出して試料表面の形態・微細構造を観察する電子顕微鏡である。このＦＥ−ＳＥＭは、フィールドエミッション型で、電子線を極細く絞れることができ、電流を多く流せることから、通常のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）に比べて高輝度、高分解能な像観察が可能である。今回は、このＦＥ−ＳＥＭを用いて、洗浄の効果を確認した。
【００５２】
今回の実験では、基板２上にカーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を滴下し、その後、乾燥して試料を３つ作成した。その後、その試料を、未洗浄のものと、純水浸漬を１０秒行ったものと、純水中で超音波洗浄を３０分行ったものとをＦＥ−ＳＥＭを用いて観察し、写真撮影を行った。その結果、図１０に示すように、未洗浄では、液滴痕には不純物（界面活性剤と乾燥防止剤）が多くカーボンナノチューブは観察できない。また、図１１に示すように、純水浸漬１０秒ではカーボンナノチューブが網目状に存在している様子が観察されるが、まだ不純物が残っている。また、図１２に示すように、超音波洗浄３０分ではきれいなカーボンナノチューブのネットワークが観察された。
【００５３】
また、図１３に、洗浄工程（Ｓ１５）で、純水中で超音波洗浄を３０分行って製造した薄膜トランジスタ１のＶｄ−Ｉｄ特性（ドレイン電圧の変化に対するドレイン電流の変化の特性）のグラフを図示し、図１４に、同じ薄膜トランジスタ１のＶｇ−Ｉｄ特性（ゲート電圧の変化に対するソース電極及びドレイン電極間に流れる電流値の変化の特性）のグラフを図示する。図１３に示すように、純水中で超音波洗浄を３０分行って製造した薄膜トランジスタ１は良好なＶｄ−Ｉｄ特性を示しており、また、図１４に示すように、同じ薄膜トランジスタ１のＶｇ−Ｉｄ特性は、ヒステリシスは大きいが、良好なＯＮ／ＯＦＦ特性を示した。
【００５４】
尚、前記資料のうち、未洗浄の資料を使用した場合は、トランジスタとして動作しない場合が多い。純水浸漬１０秒では、多くの不純物が除去されるため、一応トランジスタとしては動作確認がとれた。但し、それでもトランジスタとして動作しないことがあり、歩留りは５０％程度である。これは、図１１に示した不純物の影響と考えられる。上記した超音波洗浄を行った場合には、図１２に示したように不純物がごくわずかになり、５０％以上の歩留りでトランジスタとして動作するようになる。
【００５５】
以上説明したように、第１の実施形態では、インクジェット法により半導体層９を形成するため、簡便な方法でシングルウォールカーボンナノチューブを含む半導体層９を備えた薄膜トランジスタ１を製造することができる。またインクジェット法によれば、所定の位置に半導体層形成用の分散液を正確に供給することができ、その結果、所定形状の半導体層９を精度よく形成することができる。また、カーボンナノチューブと界面活性剤と乾燥防止剤とを含む水溶液からなる分散液を用いてインクジェット法で塗布するので、インクジェットヘッドのノズルでの分散液の乾燥を低減することが出来、長期間放置しても常に安定にインクジェットヘッドのノズルから分散液の液滴を吐出することができる。また、洗浄工程で不純物となる界面活性剤と乾燥防止剤とを除去するので、特性が安定した良好な薄膜トランジスタを製造できる。
【００５６】
尚、本発明は、以上詳述した第１の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、薄膜トランジスタ１を構成する基板２，ゲート電極６，ソース電極３，ドレイン電極４，ゲート絶縁層５，半導体層９の材料、大きさ、形状及び配置は第１の実施形態の場合に限定されず、適宜変更可能である。
【００５７】
また、半導体層９を形成するために用いる半導体層形成用の分散液を調製するためのシングルウォールカーボンナノチューブ及び界面活性剤の添加量、シングルウォールカーボンナノチューブ及び界面活性剤を含む分散液の攪拌条件、超遠心分離処理等の条件は、適宜変更可能であり、第１の実施形態の場合に限定されない。例えば、シングルウォールカーボンナノチューブ及び界面活性剤を含む分散液を超遠心分離処理する際の条件は１５０，０００×ｇ以上であれば、分散液中に含まれる凝集したシングルウォールカーボンナノチューブを沈降させることができる。また、超遠心処理を省略して、半導体層形成用の分散液を調製するようにしてもよい。
【００５８】
また第１の実施形態では、半導体層形成工程（Ｓ１４）において、インクジェット法を用いて半導体層９を形成していたが、スクリーン印刷法等の他の塗布法を用いて半導体層９を形成してもよい。
【００５９】
次に、第２の実施形態として、ゲート電極１６がソース電極１３やドレイン電極１４より上側に位置する所謂「トップゲート型」の薄膜トランジスタ１１である場合について図１５を参照して説明する。図１５は、第２の実施形態の薄膜トランジスタ１１の断面図である。
【００６０】
尚、薄膜トランジスタ１１は、「ボトムゲート型」の薄膜トランジスタ１と構造が異なるが、各層の材質は同じである。したがって、第２の実施形態では、薄膜トランジスタ１１の構造と、その製造方法とを中心に説明し、材質の説明については省略する。
【００６１】
はじめに、薄膜トランジスタ１１の断面構造について説明する。図１５に示す薄膜トランジスタ１１は、板状の基板１２と、基板１２上にソース電極１３及びドレイン電極１４がそれぞれ設けられている。ソース電極１３のチャネル側の側部と、ドレイン電極１４のチャネル側部との距離がチャネル長となる。
【００６２】
また、ソース電極１３及びドレイン電極１４に挟まれる基板１２の表面上には、半導体層１９が設けられている。そして、半導体層１９の表面と、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面とには、ゲート絶縁層１５が設けられている。さらに、そのゲート絶縁層１５の表面には、半導体層１９に対向する位置に、ゲート電極１６が設けられている。
【００６３】
次に、薄膜トランジスタ１１の製造方法について、図１６〜図２０を参照して説明する。図１６は、第２の実施形態のトップゲート型薄膜トランジスタ１１の製造工程のフローチャートである。また、図１７は、基板１２を説明するための説明図であり、図１８は、図１７に示す基板１２の表面にソース電極１３及びドレイン電極１４が形成された状態を説明するための説明図であり、図１９は、図１８に示すソース電極１３及びドレイン電極１４を覆うように半導体層１９が形成された状態を説明するための説明図であり、図２０は、図１９に示す半導体層１９の表面、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面にゲート絶縁層１５が形成された状態を説明するための説明図である。尚、図１７〜図２０に示す説明図は、各製造工程における図２に対応する部分断面図を模式的に示している。
【００６４】
薄膜トランジスタ１１の製造方法では、図１６に示すように、基板１２の上面に、ソース電極１３及びドレイン電極１４を各々形成するソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ２１）が行われ、次いで、ソース電極１３及びドレイン電極１４に挟まれる基板１２の表面に半導体層１９を形成する半導体層形成工程（Ｓ２２）が行われる。その後、半導体層９から界面活性剤と乾燥防止剤とを除去する洗浄工程（Ｓ２３）を行う。次いで、半導体層１９の表面、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面にゲート絶縁層１５を形成するゲート絶縁層形成工程（Ｓ２４）を行い、ゲート絶縁層１５の表面にゲート電極６を形成するゲート電極形成工程（Ｓ２５）を行う。最後に、ブレイクダウン工程（Ｓ２６）を行う。また、半導体層形成工程（Ｓ２２）において用いられる半導体層形成用の分散液は、遠心分離工程（Ｓ１）において調整される。以下、各工程について具体的に説明する。
【００６５】
第２の実施形態のトップゲート型薄膜トランジスタ１１の製造工程では、まず、ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ２１）を行う。このソース・ドレイン電極形成工程では、まず、図１７に示す基板１２を十分に洗浄する。次に、基板１２を脱ガスし、図１８に示すように、マスク蒸着によって、一例としてＡｕからなるソース電極１３とドレイン電極１４とをゲート絶縁層１５の表面に各々形成する。尚、この時のマスク蒸着の条件は、真空度は３×１０−４Ｐａであり、基板１２の加熱は不要である。こうして、基板１２の表面に厚さ１００ｎｍのソース電極１３及びドレイン電極１４を各々形成することができる。
【００６６】
次に、半導体層形成工程（Ｓ２２）を行う。半導体層形成工程では、図１９に示すように、ソース電極３及びドレイン電極４の間の基板１２を覆うように、別途実行される遠心分離工程（Ｓ１）において調製された半導体層形成用の分散液がインクジェット法により塗布される。インクジェット法及び遠心分離工程（Ｓ１）の詳細は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
次いで、洗浄工程（Ｓ２３）を行う。この洗浄工程（Ｓ２３）では、純水またはエタノールを用いて乾燥定着後の半導体層９から界面活性剤と乾燥防止剤とを除去する。乾燥防止剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールを用いた場合には、これらの物質は、純水またはエタノールには、良く溶解するので、十分な洗浄ができる。この洗浄方法としては、純水またはエタノールを用いて超音波洗浄を一例として３０分行っても良いし、純水またはエタノールへ数時間浸漬しても良い。
【００６８】
次に、ゲート絶縁層形成工程（Ｓ２４）を行う。ゲート絶縁層形成工程では、図２０に示すように、半導体層１９の表面、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面に対し、スピンコート法によって、ポリイミド（ＰＩ）からなるゲート絶縁層１５を形成する。このスピンコート法では、基板１２の上面に、高耐熱性ポリイミド樹脂の５ｗｔ％溶液を塗布した後に、基板１２を水平に回転させる。その後、１８０℃で約１時間乾燥することによって、膜厚が３５０ｎｍのゲート絶縁層１５を形成することができる。
【００６９】
次に、ゲート電極形成工程を行う（Ｓ２５）。ゲート電極形成工程では、マスク蒸着によってＡｌからなるゲート電極１６を、ゲート絶縁層１５の表面上における半導体層１９と対向する位置に形成する。尚、この時のマスク蒸着の条件は、真空度は３×１０−４Ｐａであり、基板１２の加熱は不要である。こうして、ゲート絶縁層１５の表面に厚さ６０ｎｍのゲート電極１６を形成することができ、図２０に示す薄膜トランジスタ１１を製造することができる。
【００７０】
最後に好ましくは、ブレイクダウン工程（Ｓ２６）を行う。この工程は、通電によって導電性のナノチューブを焼き切って、半導体性のナノチューブだけを残すための工程であり、詳細は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。尚、このブレイクダウン工程は必要に応じて省略するようにしてもよい。
【００７１】
以上詳述した、第２の実施形態の薄膜トランジスタ１１の製造方法によれば、第１の実施形態の場合と同様な効果が得られる。さらに、最も位置精度が必要なソース電極１３とドレイン電極１４を平坦な基板１２上に形成するので、ゲート絶縁膜上にソース電極とドレイン電極を形成するボトムゲート型に比べて良好な位置精度で形成できる。
【００７２】
尚、本発明は、以上詳述した第２の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、薄膜トランジスタ１１を構成する基板１２，ゲート電極１６，ソース電極１３，ドレイン電極１４，ゲート絶縁層１５，半導体層１９の材料、大きさ、形状及び配置は第１の実施形態の場合に限定されず、適宜変更可能である。
【００７３】
また第２の実施形態では、半導体層形成工程（Ｓ２２）において、インクジェット法を用いて半導体層９を形成していたが、スクリーン印刷法等の他の塗布法を用いて半導体層９を形成してもよい。
【００７４】
また、上記第１及び第２の実施形態の洗浄工程（Ｓ１５，Ｓ２３）では、純水又はエタノールを用いて界面活性剤及び乾燥防止剤を除去したが、基板２，１２を構成する基材フィルムの耐熱温度以下の加熱を行って、界面活性剤及び乾燥防止剤を焼却除去しても良い。さらに、減圧加熱を行って比較的低温で界面活性剤及び乾燥防止剤を蒸発させても良い。即ち、使用する界面活性剤及び乾燥防止剤の除去に適した方法を用いれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法は、所謂ボトムゲート型又はトップゲート型の薄膜トランジスタ及びその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】薄膜トランジスタ１の平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線における矢視方向断面図のうち、半導体層９が形成されている部分を拡大した部分断面図である。
【図３】薄膜トランジスタ１の製造工程のフローチャートである。
【図４】基板２を説明するための説明図である。
【図５】図４に示す基板２の上面にゲート電極６が形成された状態を説明するための説明図である。
【図６】図５に示す基板２の上面にゲート絶縁層５が形成された状態を説明するための説明図である。
【図７】図６に示すゲート絶縁層５の表面に、ソース電極３及びドレイン電極４が形成された状態を説明するための説明図である。
【図８】半導体層形成工程において用いるインクジェット装置４００の斜視図である。
【図９】半導体層形成工程において、ソース電極３及びドレイン電極４を覆うように半導体層９が形成された状態を説明するための説明図である。
【図１０】ＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型走査電子顕微鏡）によって撮影した未洗浄の分散液の液滴痕の顕微鏡写真である。
【図１１】純水浸漬を１０秒行った分散液の液滴痕のＦＥ−ＳＥＭで撮影した顕微鏡写真である。
【図１２】純水中で超音波洗浄を３０分行った分散液の液滴痕のＦＥ−ＳＥＭで撮影した顕微鏡写真である。
【図１３】純水中で超音波洗浄を３０分行った薄膜トランジスタ１のＶｄ−Ｉｄ特性を示すグラフである。
【図１４】純水中で超音波洗浄を３０分行った薄膜トランジスタ１のＶｇ−Ｉｄ特性を示すグラフである。
【図１５】第２の実施形態の薄膜トランジスタ１１の断面図である。
【図１６】薄膜トランジスタ１１の製造工程のフローチャートである。
【図１７】基板１２を説明するための説明図である。
【図１８】図１７に示す基板１２の表面にソース電極１３及びドレイン電極１４が形成された状態を説明するための説明図である。
【図１９】図１８に示すソース電極１３及びドレイン電極１４を覆うように半導体層１９が形成された状態を説明するための説明図である。
【図２０】図１９に示す半導体層１９の表面、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面にゲート絶縁層１５が形成された状態を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１    薄膜トランジスタ
２    基板
３    ソース電極
４    ドレイン電極
５    ゲート絶縁層
６    ゲート電極
９    半導体層
１１    薄膜トランジスタ
１２    基板
１３    ソース電極
１４    ドレイン電極
１５    ゲート絶縁層
１６    ゲート電極
１９    半導体層
【図１】
2009064925.tif 000003
【図２】
2009064925.tif 000004
【図３】
2009064925.tif 000005
【図４】
2009064925.tif 000006
【図５】
2009064925.tif 000007
【図６】
2009064925.tif 000008
【図７】
2009064925.tif 000009
【図８】
2009064925.tif 000010
【図９】
2009064925.tif 000011
【図１３】
2009064925.tif 000012
【図１４】
2009064925.tif 000013
【図１５】
2009064925.tif 000014
【図１６】
2009064925.tif 000015
【図１７】
2009064925.tif 000016
【図１８】
2009064925.tif 000017
【図１９】
2009064925.tif 000018
【図２０】
2009064925.tif 000019
【図１０】
2009064925.tif 000020
【図１１】
2009064925.tif 000021
【図１２】
2009064925.tif 000022