(57)【要約】【課題】ソース電極及びドレイン電極と半導体層とが良好な導通特性を有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を提供すること。【解決手段】薄膜トランジスタ１の基板２の上面には、ゲート電極６が形成され、当該ゲート電極６を覆うようにしてゲート絶縁層５が設けられる。ゲート絶縁層５の上面には、ソース電極３、ドレイン電極４及び半導体層７が各々設けられ、ソース電極３及び半導体層７間のゲート絶縁層５上には、当該ソース電極３の端部と半導体層７の端部とを覆うように銀ナノインク９が塗布されて電気的に接続（コンタクト）されている。また、ドレイン電極４及び半導体層７間のゲート絶縁層５上にも、当該ドレイン電極４の端部と半導体層７の端部とを覆うように銀ナノインク１０が塗布されて電気的に接続（コンタクト）されている。【選択図】図２
2009105083.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、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と離間して、少なくともカーボンナノチューブを含む水溶液からなる分散液を塗布してカーボンナノチューブからなる半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層と前記ソース電極との間及び前記半導体層と前記ドレイン電極との間に各々導電性液体を塗布して導電部を形成する導電性液体塗布工程と
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基板上に、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と離間して、少なくともカーボンナノチューブを含む水溶液からなる分散液を塗布してカーボンナノチューブからなる半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層と前記ソース電極との間及び前記半導体層と前記ドレイン電極との間に各々導電性液体を塗布して導電部を形成する導電性液体塗布工程と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記導電部を覆うよう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、前記分散液を塗布後に乾燥することで前記カーボンナノチューブを定着させて前記半導体層を形成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】
前記半導体層を定着後に洗浄して、少なくとも界面活性剤及び乾燥防止剤の一方を含む不純物を除去する洗浄工程を行うことを特徴とする請求項３に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記半導体層形成工程で前記分散液を塗布後に、前記導電性液体塗布工程を行い、その後乾燥して前記カーボンナノチューブ及び前記導電性液体を定着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６】
前記半導体層上の一部に導電性液体の付着を防ぐレジスト層を形成して、チャネル長を制御するレジスト塗布工程を備え、
当該レジスト層を形成後に前記導電性液体塗布工程を行い、
その後、前記レジスト層を剥離する剥離工程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】
最上層に保護層を形成する保護層形成工程を備えたことを特徴とする請求項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。
【請求項８】
前記導電性液体として、銀ナノインク、金ナノインク、又は導電性高分子を含む液体の何れかを用いることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記導電性液体塗布工程では、前記導電性液体をインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法の何れかにより塗布することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
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、スクリーン印刷法、ディスペンサ法の何れかにより塗布することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
上記請求項１乃至１０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のパターンの形成方法としては、感光性有機溶剤を用いたカーボンナノチューブ分散液を用いて基板表面に所望のパターン印刷し、当該パターン層を固定させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
従来の方法で、カーボンナノチューブ分散液を用いて電界効果トランジスタを形成する場合には、図２３に示すように、基板２上にゲート電極６を形成し、その上をゲート絶縁層５で覆う。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を形成し、その後、当該ソース電極３及びドレイン電極４間にカーボンナノチューブ分散液を滴下して半導体層７を形成していた。
【特許文献１】特開２００３−１７５０８号公報
【特許文献２】特開２００６−６９８４８号公報
【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、カーボンナノチューブの直径は０．５〜５ｎｍであり、厚さ数十〜数百ｎｍのソース電極３及びドレイン電極４の上に乗るように、当該離間配置されたソース電極３及びドレイン電極４間の基板２上に塗布すると、ソース電極３及びドレイン電極４の厚みの影響で、図２３に示すように当該カーボンナノチューブからなる半導体層７とソース電極３の端面及びドレイン電極４の端面の電気的接続が十分取りにくいという問題点があった。
【０００７】
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、ソース電極及びドレイン電極間にカーボンナノチューブの分散液を塗布して半導体層を形成する場合に、ソース電極及びドレイン電極とカーボンナノチューブからなる半導体層との電気的接続が十分に取れ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】
【０００８】
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、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と離間して、少なくともカーボンナノチューブを含む水溶液からなる分散液を塗布してカーボンナノチューブからなる半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層と前記ソース電極との間及び前記半導体層と前記ドレイン電極との間に各々導電性液体を塗布して導電部を形成する導電性液体塗布工程とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
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基板上に、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と離間して、少なくともカーボンナノチューブを含む水溶液からなる分散液を塗布してカーボンナノチューブからなる半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層と前記ソース電極との間及び前記半導体層と前記ドレイン電極との間に各々導電性液体を塗布して導電部を形成する導電性液体塗布工程と、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記導電部を覆うよう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。
【００１０】
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、前記分散液を塗布後に乾燥することで前記カーボンナノチューブを定着させて前記半導体層を形成することを特徴とする。
【００１１】
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３に記載の発明の構成に加え、前記半導体層を定着後に洗浄して、少なくとも界面活性剤及び乾燥防止剤の一方を含む不純物を除去する洗浄工程を行うことを特徴とする。
【００１２】
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前記分散液を塗布後に、前記導電性液体塗布工程を行い、その後乾燥して前記カーボンナノチューブ及び前記導電性液体を定着することを特徴とする。
【００１３】
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、前記半導体層上の一部に導電性液体の付着を防ぐレジスト層を形成して、チャネル長を制御するレジスト塗布工程を備え、当該レジスト層を形成後に前記導電性液体塗布工程を行い、その後、前記レジスト層を剥離する剥離工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７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６の何れかに記載の発明の構成に加え、最上層に保護層を形成する保護層形成工程を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８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７の何れかに記載の発明の構成に加え、前記導電性液体として、銀ナノインク、金ナノインク、又は導電性高分子を含む液体の何れかを用いることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９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８の何れかに記載の発明の構成に加え、前記導電性液体塗布工程では、前記導電性液体をインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法の何れかにより塗布することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０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９の何れかに記載の発明の構成に加え、前記導電性液体塗布工程では、前記分散液をインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法の何れかにより塗布することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１に係る発明の薄膜トランジスタは、請求項１乃至１０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】
【００１９】
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。さらに、導電性液体塗布工程で、半導体層とソース電極との間及び半導体層とドレイン電極との間に各々導電性液体を塗布して導電部を形成しているので、半導体層とソース電極との間の導通及び半導体層とドレイン電極との間の導通が良好に確保できる。従って、導通不良の発生率を減らすことが出来る。
【００２０】
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。さらに、導電性液体塗布工程で、半導体層とソース電極との間及び半導体層とドレイン電極との間に各々導電性液体を塗布して導電部を形成しているので、半導体層とソース電極との間の導通及び半導体層とドレイン電極との間の導通が良好に確保できる。従って、導通不良の発生率を減らすことが出来る。
【００２１】
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、前記半導体層形成工程では、前記分散液を塗布後に乾燥することで前記カーボンナノチューブを定着させてから次の工程に移行することができる。
【００２２】
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３に記載の発明の効果に加えて、前記半導体層を定着後に洗浄工程で洗浄して、少なくとも界面活性剤及び乾燥防止剤の一方を含む不純物を除去するので、薄膜トランジスタの特性を向上することができる。
【００２３】
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又は２に記載の発明の効果に加えて、前記半導体層形成工程で前記分散液を塗布後に、前記導電性液体塗布工程を行い、その後乾燥して前記カーボンナノチューブ及び前記導電性液体を定着するので、乾燥を一度で済ますことが出来、薄膜トランジスタの製造効率を改善できる。
【００２４】
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て、前記半導体層上の一部に導電性液体の付着を防ぐレジスト層を形成して、チャネル長を制御するレジスト塗布工程行い、当該レジスト層を形成後に前記導電性液体塗布工程を行い、そのレジスト層を剥離する剥離工程を行うので、レジストの長さ及び幅を細かく制御することにより、チャネル長を細かく制御して形成することができる。
【００２５】
請求項７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６の何れかに記載の発明の効果に加えて、保護層形成工程により薄膜トランジスタの最上層に保護層を形成することができる。従って、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層を保護して、耐久性の有る薄膜トランジスタを実現することができる。
【００２６】
請求項８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７の何れかに記載の発明の効果に加えて、導電性液体として、銀ナノインク、金ナノインク、又は導電性高分子を含む液体の何れかを用いるので、導電部を簡便に形成できる。
【００２７】
請求項９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８の何れかに記載の発明の効果に加えて、導電性液体塗布工程では、導電性液体をインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法の何れかにより塗布するので、効率よく正確に導電部を形成できる。
【００２８】
請求項１０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９の何れかに記載の発明の効果に加えて、半導体層形成工程では、分散液をインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法の何れかにより塗布するので、半導体層を簡便な方法で正確に形成することができる。
【００２９】
請求項１１に係る発明の薄膜トランジスタでは、前記請求項１乃至１０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１０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】
【００３０】
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第一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７が形成されている部分を拡大した部分断面図である。
【００３１】
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とゲート電極６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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、所定の間隔を空け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との間のゲート絶縁層５の上面には、ソース電極３及びドレイン電極４と離間して、半導体層７が設けられている。そして、半導体層７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７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カーボンナノチューブ分散液を用いて形成されている。
【００３５】
また、ソース電極３及び半導体層７間のゲート絶縁層５上には、当該ソース電極３の端部と半導体層７の端部とを覆うように銀ナノインク９が塗布されて電気的に接続（コンタクト）されている。また、ドレイン電極４及び半導体層７間のゲート絶縁層５上にも、当該ドレイン電極４の端部と半導体層７の端部とを覆うように銀ナノインク１０が塗布されて電気的に接続（コンタクト）されている。また、半導体層７上では、銀ナノインク９及び銀ナノインク１０が一定の間隔（一例として、数十μｍ）空けて、滴下されている。従って、図２に示す矢印３００で示す長さの部分が半導体層７においてキャリアが移動する「チャネル」となっている。ここで、「チャネル長」とは、図２において矢印３００で示す部分の長さになる。ここで、銀ナノインク９，１０が「導電部」に相当する。
【００３６】
次に、半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液に含ませる界面活性剤について説明する。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。
【００３７】
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７を形成するために用いる半導体層形成用のカーボンナノチューブ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カーボンナノチューブ分散液中に分散させることができるからである。
【００３８】
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７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。
【００３９】
一方、半導体層形成用のカーボンナノチューブ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７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。
【００４０】
また、半導体層形成用のカーボンナノチューブ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。
【００４１】
以上詳述した第一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７を備え、半導体層７とソース電極３とは銀ナノインク９により接続（コンタクト）され、また、半導体層７とドレイン電極４とは銀ナノインク１０により接続（コンタクト）されている。カーボンナノチューブを含む半導体層７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。
【００４２】
また、半導体層７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７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。
【００４３】
次に、薄膜トランジスタ１の製造方法の一例を、図３〜図１０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の断面図であり、図５は、図４に示す基板２の上面にゲート電極６が形成された状態の断面図である。また図６は、図５に示す基板２の上面にゲート絶縁層５が形成された状態の断面図であり、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が形成された状態の断面図である。また、図８は、図７に示すゲート絶縁層５の表面に、半導体層７が形成された状態を示す断面図であり、図９は、保護層２１が形成された状態を示す断面図であり、図１０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の斜視図である。
【００４４】
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間のゲート絶縁層５上に、当該ソース電極３及びドレイン電極４と各々一定距離離間して、半導体層７を形成する半導体層形成工程（Ｓ１４）を行う。
【００４５】
ここで、半導体層形成工程（Ｓ１４）において用いられる、半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液は、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。
【００４６】
半導体層形成工程（Ｓ１４）の後には、半導体層７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。その後、ソース電極３及び半導体層７間のゲート絶縁層５上に、当該ソース電極３の端部と半導体層７の端部とを覆うように銀ナノインクを塗布するとともに、ドレイン電極４及び半導体層７間のゲート絶縁層５上に、当該ドレイン電極４の端部と半導体層７の端部とを覆うように銀ナノインク１０を塗布する導電性液体塗布工程（Ｓ１７）を行う。最後に、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（Ｓ２０）を行う。尚、ブレイクダウン工程（Ｓ２０）は、必ずしも行わなくても良く、必要に応じて行う。また、ブレイクダウン工程（Ｓ２０）の後に、最上層に保護層を形成する保護層形成工程を行って、図９に示すように、薄膜トランジスタ１の最上層に保護層２１を設けても良い。
【００４７】
次に、上記の製造工程の詳細について説明する。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。第一の実施形態では、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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の表面に一例として、厚さ１００ｎｍ，幅が１５０μｍ，長さが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。  
【００５０】
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カーボンナノチューブ分散液を、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間のゲート絶縁層５上にソース電極３及びドレイン電極４と一定距離（一例として２５μｍ）各々離間する位置に吐出して半導体層７を形成する（図８参照）。その後、自然乾燥又は恒温槽で乾燥する。ここでは、一例として、恒温槽で１２０℃で１０分程度の乾燥定着を行い、半導体層７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た。
【００５１】
ここで、半導体層形成用のカーボンナノチューブ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７を形成するために用いる半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液を調製するための超遠心分離処理を行う。第一の実施形態では、半導体層形成用のカーボンナノチューブ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。第一の実施形態では、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。
【００５２】
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カーボンナノチューブ分散液とした。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カーボンナノチューブ分散液は、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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１０を参照して簡単に説明する。図１０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カーボンナノチューブ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。
【００５５】
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カーボンナノチューブ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カーボンナノチューブ分散液の吸引動作（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。
【００５６】
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カーボンナノチューブ分散液を、ソース電極３及びドレイン電極４間のゲート絶縁層５上にソース電極３及びドレイン電極４と一定距離各々離間する位置に吐出して、半導体層７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、半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液が所定の位置に吐出される。
【００５７】
第一の実施形態においてソース電極３及びドレイン電極４間は、１５０μｍであり、その間に、幅、１００μｍとなるように、半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液滴を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カーボンナノチューブ分散液の吐出量は数ｐｌである。尚、インクジェット装置４００を用いて半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液滴を滴下して塗布した後、自然乾燥又は恒温槽で１２０℃、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７を形成する。
【００５８】
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７から界面活性剤と乾燥防止剤等の不純物を除去する。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。
【００５９】
次に、導電性液体塗布工程（Ｓ１７）を行う。導電性液体塗布工程（Ｓ１７）では、ソース電極３及び半導体層７間のゲート絶縁層５上に、当該ソース電極３の端部と半導体層７の端部とを覆うように導電性液体（一例として、銀ナノインク９）を滴下により塗布するとともに、ドレイン電極４及び半導体層７間のゲート絶縁層５上にも当該ドレイン電極４の端部と半導体層７の端部とを覆うように導電性液体（一例として、銀ナノインク１０）を滴下により塗布する。このときに、銀ナノインク９と銀ナノインク１０との間隔は、所定のチャネル長（一例として、数十μｍ）だけ離れるように銀ナノインクを滴下する。
【００６０】
この導電性液体塗布工程（Ｓ１７）で用いる導電性液体としては、一例として、銀ナノインクを用いたが、銀ナノインクとしては、アルバックマテリアル社製低温焼成型銀インクL-Agシリーズ、日本ペイント社製ファインスフェア、Ｃａｂｏｔ社製ＡＧ−ＩＪ−Ｇ−１００−Ｓ１などがある。また、導電性液体として、導電性高分子材料を用いても良い。導電性高分子材料としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（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）などがあり、一例として、スタルクヴイテック社のＢａｙｔｒｏｎ（商品名）、ＡＧＦＡ−ＧＥＶＡＥＲＴ社のＯｒｇａｃｏｎ（商品名）などがある。さらに、導電性液体として金ナノインク等を用いても良い。尚、この導電性液体塗布工程（Ｓ１７）では、導電性液体をインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法等の何れかにより塗布する。
【００６１】
尚、導電性液体塗布工程（Ｓ１７）では、銀ナノインク９，１０は滴下後１５０℃で１０分間焼成して定着させた。
【００６２】
最後に好ましくは、ブレイクダウン工程（Ｓ２０）を行う。半導体層７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（Ｓ２０）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７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。
【００６３】
上記第一の実施形態の製造方法で製造した薄膜トランジスタ１では、試作した素子１０個中、９個でソース電極３とドレイン電極４との間で導通が確認できた。これに対して、従来の方法で製造した薄膜トランジスタでは、試作した素子中導通が確認できたものは５０％程度であった。従って、第一の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法で製造された薄膜トランジスタ１では、ソース電極３と半導体層７との間の電気的接続（コンタクト）、及びドレイン電極４と半導体層７との間の電気的接続（コンタクト）が十分に確保でき、導通不良を低下させることができた。
【００６４】
次に、第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法のフローチャートである。この第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、洗浄工程（Ｓ１８）の順番が第一の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法と異なるのみであるので、その点について説明する。この第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、第一の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法のゲート電極形成工程（Ｓ１１）〜半導体層形成工程（Ｓ１４）までは、同じである。そして、半導体層形成工程（Ｓ１４）では、第一の実施形態と同様に、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カーボンナノチューブ分散液を、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間のゲート絶縁層５上にソース電極３及びドレイン電極４と一定距離（一例として２５μｍ）各々離間する位置に吐出して半導体層７を形成する。その後、恒温槽で一例として、１２０℃で１０分程度の乾燥定着を行い、半導体層７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。
【００６５】
その後、洗浄工程を行わずに、導電性液体塗布工程（Ｓ１７）を行う。導電性液体塗布工程（Ｓ１７）では、ソース電極３及び半導体層７間のゲート絶縁層５上に、当該ソース電極３の端部と半導体層７の端部とを覆うように導電性液体（一例として、銀ナノインク９）を滴下により塗布するとともに、ドレイン電極４及び半導体層７間のゲート絶縁層５上にも当該ドレイン電極４の端部と半導体層７の端部とを覆うように導電性液体（一例として、銀ナノインク１０）を滴下により塗布する。このときに、銀ナノインク９と銀ナノインク１０との間隔は、所定のチャネル長（一例として、数十μｍ）だけ離れるように銀ナノインクを滴下する。
【００６６】
導電性液体塗布工程（Ｓ１７）では、銀ナノインク９，１０の滴下後１５０℃で１０分間焼成して定着させた。
【００６７】
次いで、洗浄工程（Ｓ１８）を行った。この洗浄工程（Ｓ１８）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７から界面活性剤と乾燥防止剤等の不純物を除去する。
【００６８】
最後に、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（Ｓ２０）を行う。尚、ブレイクダウン工程（Ｓ２０）は、必ずしも行わなくても良く、必要に応じて行う。また、ブレイクダウン工程（Ｓ２０）の後に、最上層に保護層を形成する保護層形成工程を行って、図９に示すように、薄膜トランジスタ１の最上層に保護層２１を設けても良い。
【００６９】
上記第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、洗浄前にカーボンナノチューブの膜が確認できるので、銀ナノインクを滴下する位置決めが容易になるという効果がある。
【００７０】
次に、第三の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法について、図１１のフローチャートを参照して説明する。第三の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法は、第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法と異なる点は、半導体層形成工程（Ｓ１４）で、半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液を、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間のゲート絶縁層５上にソース電極３及びドレイン電極４と一定距離（一例として２５μｍ）各々離間する位置に吐出して半導体層７を形成するが、その後、乾燥定着を行わずに、導電性液体塗布工程（Ｓ１７）を行う点である。半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液滴下後に乾燥定着をせず、銀ナノインクを滴下して、その後、恒温槽で、一例として、１５０℃で１０分程度の乾燥定着を行い、半導体層７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ことと、銀ナノインクの焼成とを同時に行う（Ｓ１７）。その後、洗浄工程（Ｓ１８）を行って、純水またはエタノールを用いて乾燥定着後の半導体層７から界面活性剤と乾燥防止剤等の不純物を除去する。他の工程については、第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法と同じである。
【００７１】
上記第三の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、カーボンナノチューブ分散液の滴下と銀ナノインクの滴下を同じ工程で行うことができ、その後の乾燥定着も同時にできるので、半導体層形成工程（Ｓ１４）と導電性液体塗布工程（Ｓ１７）をほぼ同時に行うことができ、製造効率が向上するという効果がある。
【００７２】
次に、第四の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法について、図１２のフローチャートと、図１３乃至図１５を参照して説明する。図１２は、第四の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法のフローチャートであり、図１３は、レジスト層８を塗布した状態を示す薄膜トランジスタ１の中心部の拡大平面図であり、図１４は、レジスト層８を塗布した状態を示す薄膜トランジスタ１の断面図であり、図１５は、レジスト層８を塗布した状態で銀ナノインク９及び１０を塗布した状態の薄膜トランジスタ１の製造途中の断面図である。
【００７３】
この第四の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、半導体層７上にレジスト層８を形成し（Ｓ１６）、その後、導電性液体塗布工程（Ｓ１７）を行い、レジスト層８を剥離するレジスト剥離工程（Ｓ１９）を設けた点が、上記第一乃至第三実施形態と異なる。この第四の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、第一乃至第三の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法のゲート電極形成工程（Ｓ１１）〜半導体層形成工程（Ｓ１４）までは、同じである。半導体層形成工程（Ｓ１４）では、第一の実施形態と同様に、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カーボンナノチューブ分散液を、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間のゲート絶縁層５上にソース電極３及びドレイン電極４と一定距離（一例として２５μｍ）各々離間する位置に吐出して半導体層７を形成する。その後、恒温槽で一例として、１２０℃で１０分程度の乾燥定着を行い、半導体層７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。
【００７４】
次いで、洗浄せずにカーボンナノチューブ膜からなる半導体層７上に、感光性レジスト（例えば東京応化工業株式会社製、ＯＦＰＲ８００（商品名）など）を０．５μｍ塗布する。その後、所望のチャネル長になるように露光して余分な部分を除去することによって、感光性レジストパターンからなるレジスト層８を形成する（Ｓ１６）。この状態が、図１４に示す断面図の構造となる。その後、図１３に示すように銀ナノインク３０をじゅうぶんな量滴下して、１５０℃で１０分焼成する（Ｓ１７）。この状態が、図１５に示す断面図の構造である。この状態では、ソース電極３とドレイン電極４とは銀ナノインク３０によって電気的に接続されている。
【００７５】
その後、レジスト層８を溶剤で剥離する（Ｓ１９）と、レジスト層８の上部に載っている銀ナノインク３０も同時に剥離され、図２に示す薄膜トランジスタ１の構造が形成できる。従って、ソース電極３とドレイン電極４との銀ナノインク３０による電気的接続（コンタクト）は遮断され、ソース電極３と半導体層７との間、ドレイン電極４と半導体層７との間の電気的接続（コンタクト）が保持される。
【００７６】
その後、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（Ｓ２０）を行う。尚、ブレイクダウン工程（Ｓ２０）は、必ずしも行わなくても良く、必要に応じて行う。また、ブレイクダウン工程（Ｓ２０）の後に、最上層に保護層を形成する保護層形成工程を行って、図９に示すように、薄膜トランジスタ１の最上層に保護層２１を設けても良い。
【００７７】
第四の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、感光性レジストのパターン形成によって、数μｍといった微細なチャネル形成が可能となる。また、レジストとしては、撥水レジストや撥水コート剤（旭硝子株式会社製、サイトップ（商品名）等）を用いることもできる。撥水性のレジストを用いた場合には、図１３において、銀ナノインク３０が水溶性のものであれば、レジスト層８にはじかれて上部に残りにくいため、その後のレジスト層８の剥離工程が容易になる。
【００７８】
尚、本発明は、以上詳述した第一乃至第四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７の材料、大きさ、形状及び配置は第一の実施形態の場合に限定されず、適宜変更可能である。
【００７９】
また、半導体層７を形成するために用いる半導体層形成用のカーボンナノチューブ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、第一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、半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液を調製するようにしてもよい。
【００８０】
また第一乃至第四の実施形態では、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７を形成していたが、スクリーン印刷法、ディスペンサ法等の他の塗布法を用いて半導体層７を形成してもよい。
【００８１】
次に、第五の実施形態として、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の製造方法について図１６を参照して説明する。図１６は、第五の実施形態の薄膜トランジスタ１１の断面図である。
【００８２】
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、第五の実施形態では、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。
【００８３】
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１６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。
【００８４】
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、ソース電極１３及びドレイン電極１４と所定距離（一例として２５μｍ）離間して半導体層１７が設けられている。そして、ソース電極１３及び半導体層１７間の基板１２上と、ソース電極１３の半導体層１７の側の端部の上面及び側面と、半導体層１７のソース電極１３側の端部の上面及び側面とを銀ナノインク１９が覆っている。また、ドレイン電極１４及び半導体層１７間の基板１２上と、ドレイン電極１４の半導体層１７の側の端部の上面及び側面と、半導体層１７のドレイン電極１４側の端部の上面及び側面とを銀ナノインク２０が覆っている。また、半導体層１７の表面と、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面と、銀ナノインク１９及び銀ナノインク２０の表面とを覆うようにゲート絶縁層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１７に対向する位置に、ゲート電極１６が設けられている。
【００８５】
次に、薄膜トランジスタ１１の製造方法について、図１７〜図２２を参照して説明する。図１７は、第五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１８は、基板１２の断面図であり、図１９は、図１８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が形成された状態の断面図であり、図２０は、図１９に示すソース電極１３及びドレイン電極１４間の基板１２上に半導体層１７が形成された状態の断面図である。また、図２１は、図２０に示す半導体層１７とソース電極１３及びドレイン電極１４との間に銀ナノインク１９及び銀ナノインク２０が塗布された状態を示す断面図であり、図２２は、図２１に示す半導体層１７の表面と、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面と、銀ナノインク１９及び銀ナノインク２０の表面とを覆うようにゲート絶縁層１５が設けられた状態を示す断面図である。
【００８６】
薄膜トランジスタ１１の製造方法では、図１７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（Ｓ３１）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、ソース電極１３及びドレイン電極１４と所定距離離間して半導体層１７を形成する半導体層形成工程（Ｓ３２）が行われる。その後、半導体層１７から界面活性剤と乾燥防止剤とを除去する洗浄工程（Ｓ３３）を行う。次いで、導電性液体塗布工程（Ｓ３５）を行い、その後、半導体層１７の表面と、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面と、銀ナノインク１９，２０の各表面とを覆うようにゲート絶縁層１５を形成するゲート絶縁層形成工程（Ｓ３６）を行い、ゲート絶縁層１５の表面にゲート電極１６を形成するゲート電極形成工程（Ｓ３７）を行う。最後に、ブレイクダウン工程（Ｓ３８）を行う。また、半導体層形成工程（Ｓ３２）において用いられる半導体層形成用のカーボンナノチューブ分散液は、前記第一乃至第四の実施形態と同様に遠心分離工程（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。
【００８７】
第五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（Ｓ３１）を行う。このソース・ドレイン電極形成工程では、まず、図１８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１９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とを基板１２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。
【００８８】
次に、半導体層形成工程（Ｓ３２）を行う。半導体層形成工程では、図２０に示すように、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カーボンナノチューブ分散液を、インクジェット装置を用いてソース電極１３及びドレイン電極１４間の基板１２上にソース電極１３及びドレイン電極１４と一定距離（一例として２５μｍ）各々離間する位置に吐出して半導体層１７を形成する。その後、自然乾燥又は恒温槽で乾燥する。ここでは、一例として、恒温槽で１２０℃で１０分程度の乾燥定着を行い、半導体層１７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た。インクジェット法及び遠心分離工程（Ｓ１）の詳細は第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８９】
次いで、洗浄工程（Ｓ３３）を行う。この洗浄工程（Ｓ３３）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１７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。
【００９０】
次に、導電性液体塗布工程（Ｓ３５）を行う。導電性液体塗布工程（Ｓ３５）では、図２１に示すように、ソース電極１３及び半導体層１７間の基板１２上に、当該ソース電極１３の端部と半導体層１７の端部とを覆うように導電性液体（一例として、銀ナノインク１９）を滴下により塗布するとともに、ドレイン電極１４及び半導体層１７間の基板１２上にも当該ドレイン電極１４の端部と半導体層１７の端部とを覆うように導電性液体（一例として、銀ナノインク２０）を滴下により塗布する。このときに、銀ナノインク１９と銀ナノインク２０との間隔は、所定のチャネル長（一例として、数十μｍ）だけ離れるように銀ナノインクを滴下する。
【００９１】
この導電性液体塗布工程（Ｓ３５）で用いる導電性液体としては、第一実施形態と同じように銀ナノインクを用いることができる。銀ナノインクとしては、アルバックマテリアル社製低温焼成型銀インクL-Agシリーズ、日本ペイント社製ファインスフェア、Ｃａｂｏｔ社製ＡＧ−ＩＪ−Ｇ−１００−Ｓ１などがある。また、導電性液体として、導電性高分子材料を用いても良い。導電性高分子材料としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（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）などがあり、一例としてスタルクヴイテック社のＢａｙｔｒｏｎ（商品名）、ＡＧＦＡ−ＧＥＶＡＥＲＴ社のＯｒｇａｃｏｎ（商品名）などがある。さらに、導電性液体として金ナノインク等を用いても良い。尚、この導電性液体塗布工程（Ｓ３５）では、導電性液体をインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法等の何れかにより塗布する。
【００９２】
尚、導電性液体塗布工程（Ｓ３５）では、銀ナノインク１９，２０は滴下後１５０℃で１０分間焼成して定着させた。ここで、銀ナノインク１９，２０が「導電部」に相当する。
【００９３】
次いで、ゲート絶縁層形成工程（Ｓ３６）を行う。ゲート絶縁層形成工程では、図２２に示すように、半導体層１７の表面、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面、銀ナノインク１９，２０の表面を覆うように、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、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。
【００９４】
次に、ゲート電極形成工程を行う（Ｓ３７）。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１７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１６に示す薄膜トランジスタ１１を製造することができる。
【００９５】
最後に好ましくは、ブレイクダウン工程（Ｓ３８）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、詳細は第一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。
【００９６】
以上詳述した、第五の実施形態の薄膜トランジスタ１１の製造方法によれば、第一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。また、第五の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法で製造された薄膜トランジスタ１１では、ソース電極１３と半導体層１７との間の電気的接続（コンタクト）、及びドレイン電極１４と半導体層１７との間の電気的接続（コンタクト）が十分に確保でき、導通不良を低下させることができる。
【００９７】
尚、本発明は、以上詳述した第五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１７の材料、大きさ、形状及び配置は第一の実施形態の場合に限定されず、適宜変更可能である。
【００９８】
また第五の実施形態では、半導体層形成工程（Ｓ３２）において、インクジェット法を用いて半導体層１７を形成していたが、スクリーン印刷法、ディスペンサ法等の他の塗布法を用いて半導体層１７を形成してもよい。
【００９９】
また、上記実施形態の洗浄工程（Ｓ１５，Ｓ１８，Ｓ３３）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。
【０１００】
また、上記第五の実施形態の工程の一部を上記第二乃至第四実施形態のように変更しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法及び薄膜トランジスタは、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】
【０１０２】
【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７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の断面図である。
【図５】図４に示す基板２の上面にゲート電極６が形成された状態の断面図である。
【図６】図５に示す基板２の上面にゲート絶縁層５が形成された状態の断面図である。
【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が形成された状態の断面図である。
【図８】図７に示すゲート絶縁層５の表面に、半導体層７が形成された状態を示す断面図である。
【図９】保護層２１が形成された状態を示す断面図である。
【図１０】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１１】第二の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法のフローチャートである。
【図１２】第四の実施形態の薄膜トランジスタの製造方法のフローチャートである。
【図１３】レジスト層８を塗布した状態を示す薄膜トランジスタ１の中心部の拡大平面図である。
【図１４】レジスト層８を塗布した状態を示す薄膜トランジスタ１の製造途中の断面図である。
【図１５】レジスト層８を塗布した状態で銀ナノインク９及び１０を塗布した状態の薄膜トランジスタ１の製造途中の断面図である。
【図１６】第五の実施形態の薄膜トランジスタ１１の断面図である。
【図１７】第五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。
【図１８】基板１２の断面図である。
【図１９】図１８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が形成された状態の断面図である。
【図２０】図１９に示すソース電極１３及びドレイン電極１４間の基板１２上に半導体層１７が形成された状態の断面図である。
【図２１】図１９に示す半導体層１７とソース電極１３及びドレイン電極１４との間に銀ナノインク１９及び銀ナノインク２０が塗布された状態を示す断面図である。
【図２２】図２０に示す半導体層１７の表面と、ソース電極１３及びドレイン電極１４の各表面と、銀ナノインク１９及び銀ナノインク２０の表面とを覆うようにゲート絶縁層１５が設けられた状態を示す断面図である。
【図２３】従来の製造法で製造した薄膜トランジスタ１の縦断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
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
７    半導体層
９    銀ナノインク
１０  銀ナノインク
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
１７    半導体層
１９    銀ナノインク
２０    銀ナノインク
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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