(57)【要約】【課題】  高性能な有機薄膜トランジスタを簡便な工程で製造するための有機薄膜トランジスタの製造方法、およびそれを用いて製造した有機薄膜トランジスタを提供することを目的とする。【解決手段】      表面処理工程（Ｓ４）において、絶縁層の表面をシランカップリング剤で処理する。半導体層形成工程（Ｓ５）において、表面処理後の絶縁層表面に、シランカップリング剤と有機半導体と高分子樹脂とを少なくとも含有している半導体層形成用溶液を滴下する。これにより、絶縁層表面の有機半導体に対する親和性を向上させることができ、絶縁層表面に有機半導体を良好に配列させることができる。したがって、有機薄膜トランジスタの性能を向上させることができる。【選択図】  図２
2009238968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成されるソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成される半導体層と、ゲート電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記絶縁層の表面をシランカップリング剤で処理する表面処理工程と、
前記シランカップリング剤で処理された前記絶縁層の表面に、シランカップリング剤と有機半導体と高分子樹脂とを少なくとも含有している半導体層形成用溶液を用いて半導体層を形成する半導体層形成工程と
を有してい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２】
絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成されるソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成される半導体層と、ゲート電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、それぞれ金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン、タングステンの単体、又は少なくともいずれかを含む複合体で形成され、
前記絶縁層の表面をシランカップリング剤で処理する表面処理工程と、
前記シランカップリング剤で表面処理された前記絶縁層の表面に、チオール化合物と有機半導体と高分子樹脂とを少なくとも含有している半導体層形成用溶液を用いて半導体層を形成する半導体層形成工程と
を有してい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３】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、それぞれ金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン、タングステンの単体、又は少なくともいずれかを含む複合体で形成され、
前記半導体層形成用溶液は、チオール化合物を含有していることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記有機半導体は、前記半導体層形成用溶液中の前記シランカップリング剤、もしくは、前記絶縁層表面の処理に用いられる前記シランカップリング剤の少なくとも一方と、共通の官能基を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁層は、表面にヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法によって製造される有機薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタの製造方法、およびそれを用いた有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機ＥＬ、フィルム液晶、電子ペーパ等のフレキシブルディスプレイの各画素には、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）を備えたアクティブ駆動回路が埋め込まれている。薄膜トランジスタの中でも、半導体層として有機半導体を用いた有機薄膜トランジスタは、常温で製造することができ、かつ、プラスチック基板上にも形成できるものとして期待されている。
【０００３】
有機半導体の中でも、低分子有機半導体の中には大きなキャリア移動度を持つものがある。しかしながら、低分子有機半導体は溶媒への溶解性に乏しいものが多いため、低分子有機半導体を半導体材料として採用した場合、一般には、塗布法などの簡便な方法を用いて、有機薄膜トランジスタを製造するのが困難である。そこで、真空蒸着法などにより有機薄膜トランジスタを製造するのが一般的であるが、真空蒸着法などを用いた場合、処理が煩雑であり、コストもかかるという問題点があった。
【０００４】
また、有機ＴＦＴの有機半導体層は、耐薬品性、耐熱性のみならず、対候性、耐水性も劣っており、非常に劣化しやすい。そのため、有機半導体層の表面に、有機半導体層を保護するための保護膜を形成する必要がある。保護膜の形成方法としては、蒸着法のようなドライプロセスと、塗布法のようなウエットプロセスとがある。これらのプロセスは、いずれか１つのプロセスのみが用いられる場合と、２つ以上のプロセスが組み合わされて用いられる場合とがある。しかしながら、ドライプロセスを採用した場合、処理の途中で有機半導体層がダメージを受けてしまうという問題点に加えて、プロセスが煩雑であり処理にコストもかかるという問題点があった。また、ウエットプロセスを採用した場合、ドライプロセスに比べて処理は簡単であるものの、用いる溶剤によっては、処理の途中で溶剤が有機半導体層に大きなダメージを与えてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、有機半導体層および保護膜を単一の工程で形成する有機薄膜トランジスタの調製プロセスが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の相分離複合膜（本願における有機半導体層と保護膜）の調整方法は、基板を形成する工程と、基板の表面エネルギーをパターニングする工程と、少なくとも１つの半導体材料と少なくとも１つの絶縁材料とを少なくとも１つの溶媒中に含む溶液を、パターン表面エネルギーを有する表面上に堆積させる工程と、溶媒の蒸発速度を制御し半導体材料と絶縁材料とを相分離させる工程とを有する。特許文献１に記載の方法によれば、有機半導体層および保護膜を塗布法により形成することができる。また、有機半導体層および保護膜を単一の工程で形成するので、有機半導体層にダメージをあたえることなく、保護膜を形成することができる。
【特許文献１】特開２００６−１７９９０５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、特許文献１に記載の方法で製造した有機薄膜トランジスタでも、性能は十分とは言えなかった。
【０００７】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、高性能な有機薄膜トランジスタを簡便な工程で製造するための有機薄膜トランジスタの製造方法、およびそれを用いて製造した有機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に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成されるソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成される半導体層と、ゲート電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、前記絶縁層の表面をシランカップリング剤で処理する表面処理工程と、前記シランカップリング剤で処理された前記絶縁層の表面に、シランカップリング剤と有機半導体と高分子樹脂とを少なくとも含有している半導体層形成用溶液を用いて半導体層を形成する半導体層形成工程とを有している。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成されるソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成される半導体層と、ゲート電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、それぞれ金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン、タングステンの単体、又は少なくともいずれかを含む複合体で形成され、前記絶縁層の表面をシランカップリング剤で処理する表面処理工程と、前記シランカップリング剤で表面処理された前記絶縁層の表面に、チオール化合物と有機半導体と高分子樹脂とを少なくとも含有している半導体層形成用溶液を用いて半導体層を形成する半導体層形成工程とを有している。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、それぞれ金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン、タングステンの単体、又は少なくともいずれかを含む複合体で形成され、前記半導体層形成用溶液は、チオール化合物を含有していることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記有機半導体は、前記半導体層形成用溶液中の前記シランカップリング剤、もしくは、前記絶縁層表面の処理に用いられる前記シランカップリング剤の少なくとも一方と、共通の官能基を少なくとも１つ有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記絶縁層は、表面にヒドロキシル基を有していることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る発明の有機薄膜トランジスタは、請求項１乃至５のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法によって製造されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法では、絶縁層表面をシランカップリング剤で処理することにより、絶縁層表面の有機半導体に対する親和性を向上させることができる。これにより、絶縁層表面に、有機半導体が配列しやすくなり、有機薄膜トランジスタの性能を向上させることができる。また、半導体層形成用溶液中に、シランカップリング剤を含有させることにより、半導体層形成用溶液の絶縁層表面への濡れ性を向上させることができる。これにより、絶縁層表面に有機半導体を一層良好に配列させることができる。また、一般には、半導体材料として低分子有機半導体を採用する場合、スピンコート法やインクジェット法を用いて半導体層を形成することが難しい。半導体層形成の際に、溶解性の乏しい低分子有機半導体が、局所的に結晶化してしまうため、均一な半導体層を得ることが難しいからである。本発明では、半導体層形成用溶液中に高分子樹脂を含有させることにより、半導体層形成の際の低分子有機半導体の局所的な結晶化を防止できる。即ち、半導体層形成用溶液中の高分子樹脂がつなぎののりのような役割をすることにより、半導体材料として低分子有機半導体を採用した場合にも、半導体層形成方法としてスピンコート法やインクジェット法を用いて、均質な薄膜である半導体層を得ることができる。そのため、特性の安定した有機薄膜トランジスタを、簡単な工程で得ることができる。しかも、溶解度が低い低分子有機半導体であっても、半導体材料として採用できるため、有機半導体の材質を選択する際の選択の幅を広げることができる。また、上述したように、半導体層形成用溶液中の有機半導体とシランカップリング剤で処理された絶縁層表面とは親和性が高いため、半導体層形成用溶液中では、絶縁層表面に近い下側で有機半導体が高密度に配列し、絶縁層表面から遠い上側で高分子樹脂が高密度となる。すなわち、半導体層形成用溶液中では、有機半導体が高密度となる下側の有機半導体層と、高分子樹脂が高密度となる上側の高分子樹脂層とに層分離が生じる。上側の高分子樹脂層は、半導体層形成用溶液中の溶媒が蒸発すると、下側の有機半導体層を保護する保護膜となるため、有機半導体層と、有機半導体層を保護する保護膜とを１つの工程で形成することができる。これにより、有機半導体層にダメージを与えることなく、簡単に保護膜を形成することができ、性能の高い有機薄膜トランジスタを安価に得ることができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法によれば、半導体層形成用溶液中のチオール化合物が、電極表面に自己組織化単分子膜を形成する。これにより、電極と半導体との接触抵抗を小さくさせて、トランジスタの性能を向上させることができる。絶縁層表面をシランカップリング剤で処理することにより、絶縁層表面の有機半導体に対する親和性を向上させることができる。これにより、絶縁層表面に、有機半導体が配列しやすくなり、有機薄膜トランジスタの性能を向上させることができる。また、一般には、半導体材料として低分子有機半導体を採用する場合、スピンコート法やインクジェット法を用いて半導体層を形成することが難しい。半導体層形成の際に、溶解性の乏しい低分子有機半導体が、局所的に結晶化してしまうため、均一な半導体層を得ることが難しいからである。本発明では、半導体層形成用溶液中に高分子樹脂を含有させることにより、半導体層形成の際の低分子有機半導体の局所的な結晶化を防止できる。即ち、半導体層形成用溶液中の高分子樹脂がつなぎののりのような役割をすることにより、半導体材料として低分子有機半導体を採用した場合にも、半導体層形成方法としてスピンコート法やインクジェット法を用いて、均質な薄膜である半導体層を得ることができる。そのため、特性の安定した有機薄膜トランジスタを、簡単な工程で得ることができる。しかも、溶解度が低い低分子有機半導体であっても、半導体材料として採用できるため、有機半導体の材質を選択する際の選択の幅を広げることができる。また、上述したように、半導体層形成用溶液中の有機半導体とシランカップリング剤で処理された絶縁層表面とは親和性が高いため、半導体層形成用溶液中では、絶縁層表面に近い下側で有機半導体が高密度に配列し、絶縁層表面から遠い上側で高分子樹脂が高密度となる。すなわち、半導体層形成用溶液中では、有機半導体が高密度となる下側の有機半導体層と、高分子樹脂が高密度となる上側の高分子樹脂層とに層分離が生じる。上側の高分子樹脂層は、半導体層形成用溶液中の溶媒が蒸発すると、下側の有機半導体層を保護する保護膜となるため、有機半導体層と、有機半導体層を保護する保護膜とを１つの工程で形成することができる。これにより、有機半導体層にダメージを与えることなく、簡単に保護膜を形成することができ、性能の高い有機薄膜トランジスタを安価に得ることができる。
【００１６】
また、請求項３に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、半導体層形成用溶液中のチオール化合物が、電極表面に自己組織化単分子膜を形成する。これにより、電極と半導体との接触抵抗を小さくさせて、トランジスタの性能を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項４に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加え、半導体層形成用溶液に対する絶縁層表面の濡れ性、及び、有機半導体に対する絶縁層表面の親和性をいっそう向上させることができる。そのため、有機半導体を絶縁層表面にいっそう良好に配列させて、トランジスタの性能をより向上させることができる。
【００１８】
また、請求項５に係る発明の有機薄膜トランジスタの製造方法によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、シランカップリング剤を絶縁層表面のヒドロキシル基に化学結合させることができる。したがって、シランカップリング剤による絶縁層の表面処理を確実に行うことができる。これにより、絶縁層表面に有機半導体をさらに良好に配列させて、トランジスタの性能をいっそう向上させることができる。
【００１９】
また、請求項６に係る発明の有機薄膜トランジスタは、請求項１乃至５のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法を用いて製造されるため、高性能であるとともに、安価に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態である有機薄膜トランジスタ１について、図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態である有機薄膜トランジスタ１の断面図であり、図２は、有機薄膜トランジスタ１の製造フローであり、図３は、基板２の断面図である。また、図４は、図３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り、図５は、図４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６は、図５に示すゲート絶縁層５の上面にソース電極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７は、図６に示すゲート絶縁層５の上面のうち、ソース電極３・ドレイン電極４が形成されていない領域に自己組織化膜３０が形成された状態の断面図であり、図８は、自己組織化膜３０の形成過程を示した説明図であり、図９は、実施例１の有機薄膜トランジスタ１の性能試験の結果を示すグラフである。
【００２１】
第１実施形態に係る有機薄膜トランジスタ１の構造について、図１を参照して説明する。尚、以下の説明では、図面下側（基板２側）を下側、図面上側を上側として説明する。図１に示す有機薄膜トランジスタ１は、所謂「ボトムゲート型」の有機薄膜トランジスタである。「ボトムゲート型」の有機薄膜トランジスタ１では、ゲート電極６が、ソース電極３やドレイン電極４より下側に位置する。
【００２２】
有機薄膜トランジスタ１は、各部材を支持する基板２を備える。基板２の上面には、ゲート電極６が設けられ、ゲート電極６の上面には、ゲート電極６を覆うようにゲート絶縁層５が設けられている。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。ゲート絶縁層５の上面のうち、ソース電極３・ドレイン電極４の形成されていない領域には、本実施形態の有機薄膜トランジスタ１の特徴である自己組織化膜３０が形成されている。ソース電極３とドレイン電極４との間には、ゲート絶縁層５を介して、ゲート電極６と対向するように半導体層９が設けられている。
【００２３】
基板２は、表面が平坦である板状部材であり、各種材質が適用可能である。基板２の材質として導電性の材質を採用する場合には、基板２の表面に絶縁膜を製膜する必要がある。基板２の材質として絶縁性の材質を採用する場合には、例えば、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン），ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＩ（ポリイミド），ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のプラスチックのほか、ガラス等が用いられる。基板２に可撓性を付与したい場合には、特に、基板２の材質としてプラスチックを採用する。
【００２４】
基板２の上面にはゲート電極６が設けられている。このゲート電極６の材質には、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ（タングステン）等の金属単体、又は少なくともいずれかの金属を含む複合体の他、ＰＥＤＯＴ（ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン）等の導電性ポリマー、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の導電性酸化物が適用可能である。
【００２５】
基板２の上面には、基板２およびゲート電極６の上面を覆うようにして、ゲート絶縁層５が設けられている。ゲート絶縁層５は、下側の本体層５１と、上側のガラス膜５２とから形成されている。本体層５１は、厚さがおよそ１μｍであり、絶縁物質により形成されている。絶縁物質として無機絶縁物質を採用する場合は、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＳｉＮ，ＴｉＯ２等が適用可能である。また、絶縁物質として有機絶縁物質を採用する場合は、ＰＩ（ポリイミド），ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート），ＰＶＰ（ポリパラビニルフェノール）等が適用可能である。
【００２６】
ガラス膜５２は、厚さがおよそ１００ｎｍであり、ＳｉＯ２により形成されている。ガラス膜５２を本体層５１の上面に形成させることにより、後述する自己組織化膜３０の形成がスムーズに進行する。なお、本体層５１の材質として、ＳｉＯ２，ＳｉＮを採用した場合は、ガラス膜５２は不要である。
【００２７】
さらに、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の材質には、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ（タングステン）等の金属単体、又は少なくともいずれかの金属を含む複合体の他、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの導電性酸化物、ＰＩ（ポリイミド），ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート），ＰＶＰ（ポリパラビニルフェノール）、ＰＥＤＯＴ等の導電性ポリマーが適用可能である。
【００２８】
ゲート絶縁層５の上面のうち、ソース電極３・ドレイン電極４が形成されていない領域には、自己組織化膜３０が形成されている。自己組織化膜３０を形成する材料には、シランカップリング剤一般を用いることができる。自己組織化膜３０の材料としてのシランカップリング剤には、分子量が大きく、かつ、官能基にメチル基を有するものが特に望ましく、具体的には、ＯＤＳ（オクタデシルシラン）、ＯＴＳ（オクタデシルトリクロロシラン）、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）が用いられる。
【００２９】
そして、ソース電極３とドレイン電極４との間には、ソース電極３・ドレイン電極４間の隙間を埋めるようにして、半導体層９が設けられている。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。
【００３０】
半導体層９は、有機半導体９ａと高分子樹脂９ｂとを少なくとも有している。なお、半導体層９は、有機半導体９ａと高分子樹脂９ｂとのほかに、後述する実施例１ではシランカップリング剤（図示省略）を少なくとも有しており、後述する実施例２では、チオール化合物９０ｃ（図１０参照）を少なくとも有している。また、半導体層９は、有機半導体９ａと高分子樹脂９ｂとのほかに、後述する実施例３では、シランカップリング剤（図示省略）とチオール化合物９１ｃ（図１１参照）とを少なくとも有しており、後述する実施例４では、シランカップリング剤（図示省略）とシラン化合物９２ｃ（図示省略）とを少なくとも有している。
【００３１】
半導体層９の内部において、自己組織化膜３０と接触する下側の部分では、有機半導体９ａが高密度で配列しており、自己組織化膜３０から離れている上側の部分では、高分子樹脂９ｂが高密度となっている。すなわち、半導体層９の内部においては、有機半導体９ａが高密度に配列している下側の有機半導体層と、高分子樹脂９ｂが高密度となる上側の高分子樹脂層とが形成されている。
【００３２】
有機半導体９ａの材質としては、可溶性のある有機半導体一般を用いることができる。また、有機半導体９ａの材質としては、１種類の有機半導体を用いてもよいし、２種以上の有機半導体を組み合わせて用いてもよい。有機半導体９ａとして、低分子有機半導体を採用する場合、例えば、可溶化ペンタセンのような可溶化アセン類のほか、アルキルチオフェン類が適用可能である。また、有機半導体９ａとして高分子有機半導体を採用する場合は、ポリアルキルチオフェン類や、ポリフルオレン類が適用可能である。なお、有機半導体９ａとして、上述したシランカップリング剤と共通の官能基を持つものを用いた場合には、特に高いトランジスタ効果が得られる。
【００３３】
高分子樹脂９ｂとしては、選択した有機半導体９ａが溶解する溶剤に有機半導体９ａと一緒に溶ける高分子樹脂一般を用いることができる。また、高分子樹脂９ｂの材質としては、１種類の高分子樹脂を用いてもよいし、２種以上の高分子樹脂を組み合わせて用いてもよい。高分子樹脂９ｂの材質には、例えば、ＰＭＭＡ(ポリメチルメタクリレート)、ＰＳ(ポリスチレン)、ＰＶＰ(ポリビニルフェノール)等が適用可能である。
【００３４】
実施例１で半導体層形成用溶液に含有させるシランカップリング剤には、シランカップリング剤として用いられる試薬一般が適用可能であり、例えば、ＯＤＳ（オクタデシルシラン）、ＯＴＳ（オクタデシルトリクロロシラン）、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）が用いられる。また、シランカップリング剤としては、１種類のシランカップリング剤を用いてもよいし、２種以上のシランカップリング剤を組み合わせて用いてもよい。なお、半導体層形成用溶液中に含まれるシランカップリング剤は、上述の自己組織化膜３０を形成するシランカップリング剤と同一であるものを用いると特に望ましい。
【００３５】
実施例２で半導体層形成用溶液に含有させるチオール化合物９０ｃには、アルキルチオール一般を適用することができる。具体的には、メチルチオール、エチルチオール、チオフェノール、４−ニトロベンゼンチオールなどを用いることができる。チオール化合物９０ｃとしては、１種類のチオール化合物を用いてもよいし、２種以上のチオール化合物を組み合わせて用いてもよい。また、実施例３で半導体層形成用溶液に含有させるシランカップリング剤（図示省略）及びチオール化合物９１ｃは、実施例１及び実施例２と同様のものを用いることができる。
【００３６】
実施例４で半導体層形成用溶液に含有させるシラン化合物９２ｃには、分子鎖の短いシラン化合物が適している。具体的には、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、オクチルトリクロロシラン、ジエチルメチルシラン、フェニルシランなどが適用可能である。
【００３７】
次に、上述の構成からなる有機薄膜トランジスタ１の製造方法について、実施例を挙げて説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３８】
＜実施例１＞
実施例１の有機薄膜トランジスタ１の製造方法は、図２に示すように、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（Ｓ１）と、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（Ｓ２）と、ゲート絶縁層５の上面に、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（Ｓ３）と、ゲート絶縁層５の上面をシランカップリング剤で処理する表面処理工程（Ｓ４）と、ソース電極３とドレイン電極４との間に半導体層９を形成する半導体層形成工程（Ｓ５）とから構成されている。以下の説明では、シランカップリング剤としてＯＤＳを用いた有機薄膜トランジスタ１の製造方法について、具体的に説明する。
【００３９】
はじめに、Ｓ１のゲート電極形成工程を行う。本実施例のゲート電極６は、Ｃｒ／Ａｕにより形成する。ゲート電極形成工程（Ｓ１）では、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（Ｓ１）では、まず、図３に示す基板２を十分に洗浄した後、蒸着法を用いて、基板２の表面にＣｒ／Ａｕ膜を形成する。蒸着の条件は、真空度３×１０−４Ｐａ、雰囲気温度室温である。そして、形成したＣｒ／Ａｕ膜の表面に、フォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００東京応化製）をスピンコート法により塗布した後、１２０℃で２分間ベーグし、フォトレジストを固化する。その後、フォトレジストに光を照射して反応させ、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）の２．３８ｗｔ％水溶液で３０秒間現像する。そして、不要部分を除去するために超純水で数回すすいだ後、１２０℃で５分間ベークする。さらに、Ｃｒエッチャント、Ａｕエッチャントを用いて、Ｃｒ／Ａｕ膜をエッチングする。最後に、アセトン洗浄によりフォトレジストを除去した後、水で洗浄する。こうして、図４に示すように、基板２の上面に、Ｃｒ／Ａｕからなるゲート電極６を作製することができる。
【００４０】
次に、Ｓ２のゲート絶縁層形成工程を行う。本実施例のゲート絶縁層５は、ポリイミドから形成される本体層５１と、ＳｉＯ２から形成されるガラス膜５２とから形成される。本実施例のゲート絶縁層形成工程（Ｓ２）は、本体層５１を形成する本体層形成工程（Ｓ２１）と、ガラス膜５２を形成するガラス膜形成工程（Ｓ２２）とからなる。
【００４１】
初めに、Ｓ２１の本体層形成工程について説明する。本体層形成工程（Ｓ２１）では、ポリイミド溶液をスピンコート法により基板２に塗布した後、乾燥させる。具体的には、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％ポリイミド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℃で一時間乾燥する。こうして、膜厚１μｍのポリイミドからなる本体層５１を形成することができる。
【００４２】
次に、Ｓ２２のガラス膜形成工程について説明する。ガラス膜形成工程（Ｓ２２）では、ポリシラザンを主成分とするコーティング剤をスピンコート法により本体層５１の表面に塗布した後、乾燥させる。本実施例では、具体的には、ＰＣ−１（フロロテクノロジー製）をスピンコート法により本体層５１の表面に塗布した後、乾燥させた。こうして、１００ｎｍ程度のガラス膜５２を、本体層５１の表面に製膜することができる。なお、ガラス膜形成工程（Ｓ２２）で用いられるコーティング剤は、ポリシラザンを主成分とするコーティング剤であればよく、ＰＣ−１（フロロテクノロジー社製）に限定されない。ＰＣ−１以外のコーティング剤としては、例えば、アクアミカ（登録商標：ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）が適用可能である。
【００４３】
以上の本体層形成工程（Ｓ２１）とガラス膜形成工程（Ｓ２２）とからなるゲート絶縁層形成工程（Ｓ２）により、本体層５１とガラス膜５２とからなるゲート絶縁層５が形成される。
【００４４】
次に、Ｓ３のソース・ドレイン電極形成工程を行う。本実施例のソース電極３及びドレイン電極４は、それぞれ、Ｃｒ／Ａｕを用いて形成する。ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ３）では、図６に示すように、ソース電極３とドレイン電極４とをゲート絶縁層５の表面に各々作製する。ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ３）では、まず、ゲート絶縁層５の表面に、蒸着によりＣｒ／Ａｕからなる膜を形成する。この時の蒸着の条件は、真空度は３×１０−４Ｐａであり、雰囲気温度は室温である。そして、Ｃｒ／Ａｕ膜の表面に、フォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００東京応化製）をスピンコート法により塗布した後、１２０℃で２分間、プリベークする。その後、露光し、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）の２．３８ｗｔ％水溶液で３０秒間現像する。そして、超純水で数回すすぎ、不要部分を完全に除去した後、１２０℃で５分間、ポストベークする。さらに、Ｃｒエッチャント、Ａｕエッチャントを用いて、Ｃｒ／Ａｕ膜をエッチングする。最後に、アセトン洗浄によりフォトレジストを除去し、水で洗浄する。こうして、ゲート絶縁層５の表面に、Ｃｒ／Ａｕからなるソース電極３及びドレイン電極４を各々作製することができる。
【００４５】
次に、Ｓ４の表面処理工程を行う。表面処理工程（Ｓ４）では、図７に示すように、ソース電極３及びドレイン電極４が形成されたゲート絶縁層５の表面のうちの、ソース電極３及びドレイン電極４が形成されていない領域に、自己組織化膜３０を形成する。
【００４６】
ここで、自己組織化膜３０について、図８を用いて説明する。本実施例の自己組織化膜３０とは、反応性官能基を加水分解基として持つシラン化合物（シランカップリング剤）が、ガラス膜５２の表面に化学吸着することによって形成される膜をいう。なお、本実施例の自己組織化膜３０は、ＯＤＳ（オクタデシルシラン）から生成されるものである。ＯＤＳは、ガラス膜５２と結合しやすい加水分解基と、後述の有機半導体９ａと親和性の高い有機官能基とを備える。図８に示すように、ＯＤＳが加水分解されると、シラノール基が生成される。生成したシラノール基が縮合反応（自己縮合）によって高分子化するとともに、ガラス膜５２の表面のヒドロキシル基と酸塩基反応で化学結合し、自己組織化膜３０が形成される。自己組織化膜３０を形成するＯＤＳの有機官能基は、後述する半導体層形成用溶液に対するガラス膜５２（ガラス膜５２を表面に有するゲート絶縁層５）の濡れ性を向上させる。自己組織化膜３０の材料としては、本実施例のＯＤＳの他に、ＯＴＳ（オクタデシルトリクロロシラン）やＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）などがある。
【００４７】
以下、Ｓ４の表面処理工程について説明する。表面処理工程（Ｓ４）では、まず、ＯＤＳ（シグマアルドリッチ製）の０．１ｗｔ％エタノール溶液を作成する。次いで、図６に示す基板２を、ＯＤＳの０．１ｗｔ％エタノール溶液中に、室温下で１ｈ浸漬する。その後、基板２を１８０℃で１ｈ焼成する。これにより、ゲート絶縁層５の表面に、自己組織化膜３０が形成される。
【００４８】
次に、Ｓ５の半導体層形成工程を行う。半導体層形成工程（Ｓ５）では、図１に示すように、ソース電極３とドレイン電極４との間に半導体層９を形成する。半導体層形成工程（Ｓ５）では、まず、半導体層形成用溶液を作成する。半導体層形成用溶液は、溶媒にシランカップリング剤（図示省略）と有機半導体９ａと高分子樹脂９ｂとを添加し、攪拌することにより作成する。本実施例の半導体層形成用溶液は、トルエン／テトラリン混合溶媒中に、シランカップリング剤であるＯＤＳ（シグマアルドリッチ製）と、有機半導体９ａであるＤＨ４Ｔ（ｄｉｈｅｘｙｌ−ｑｕａｒｔｅｒｔｈｉｏｐｈｏｎｅ（Ｈ．Ｃ．スタルク製））と、高分子樹脂９ｂであるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート（三菱樹脂製））とを添加し、攪拌することにより作成した。各材料の混合比は、質量比で、トルエン：テトラリン：ＯＤＳ：ＤＨ４Ｔ：ＰＭＭＡ＝４５：５：０．０１：１：５である。半導体層形成用溶液の調製条件としては、雰囲気温度７０℃以下であればよく、添加の順番、攪拌速度に特に制限はない。作成した半導体層形成用溶液を用いて、インクジェット法によって半導体層９を形成する。具体的には、室温下で、ソース電極３とドレイン電極４との間に半導体層形成用溶液を滴下し、１２０℃で１０分間乾燥した。
【００４９】
半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用溶液が自己組織化膜３０の表面に塗布されると、半導体層形成用溶液中の有機半導体９ａは自己組織化膜３０の表面に高密度に配列する。これは、自己組織化膜３０を形成するＯＤＳと有機半導体９ａとの親和性が高いためである。一方、自己組織化膜３０から離れた上側では、高分子樹脂９ｂの密度が高くなっている。すなわち、半導体層形成用溶液中では、有機半導体９ａが高密度に配列する下側の有機半導体層と、高分子樹脂９ｂが高密度となる上側の高分子樹脂層とに、層分離が生じる。上側の高分子樹脂９ｂは、半導体層形成用溶液中の有機溶媒が蒸発すると、下側の有機半導体９ａを保護する保護膜となる。以上のＳ１〜Ｓ５からなる各形成工程によって、図１に示す有機薄膜トランジスタ１を作製することができる。
【００５０】
実施例１の製造方法によって形成された有機薄膜トランジスタ１の効果を確認するため、有機薄膜トランジスタ１のキャリア移動度の測定を行った。以下、この測定試験について、図９を参照して説明する。この測定試験では、比較として、ゲート絶縁層５の表面に自己組織化膜３０を有さない有機薄膜トランジスタ１ａ、及び、半導体層９にＯＤＳを含有しない有機薄膜トランジスタ１ｂについても、キャリア移動度の測定を行った。
【００５１】
有機薄膜トランジスタ１ａの構成は、自己組織化膜３０を有さないこと以外は、有機薄膜トランジスタ１と同様である。有機薄膜トランジスタ１ａは、有機薄膜トランジスタ１の製造工程の表面処理工程（Ｓ４）のみを省いて製造することにより得られる。また、有機薄膜トランジスタ１ｂは、半導体層９にＯＤＳを含有しないこと以外は、実施例１の有機薄膜トランジスタ１と同様である。また、有機薄膜トランジスタ１ｂは、実施例１の有機薄膜トランジスタ１の製造工程の半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用溶液中にＯＤＳを含有させないことにより得られる。
【００５２】
図９に示すように、キャリア移動度について比較検討すると、ゲート絶縁層５の表面に自己組織化膜３０を有さない有機薄膜トランジスタ１ａでは、キャリア移動度が０．００１８ｃｍ２／Ｖｓであった。また、半導体層９にＯＤＳを含まない有機薄膜トランジスタ１ｂでは、キャリア移動度が０．００４７ｃｍ２／Ｖｓであった。一方、実施例１の有機薄膜トランジスタ１では、キャリア移動度が０．０１２ｃｍ２／Ｖｓであった。
【００５３】
以上の結果より、ゲート絶縁層５の表面に自己組織化膜３０を有する実施例１の有機薄膜トランジスタ１では、自己組織化膜３０を有さない有機薄膜トランジスタ１ａと比較して、キャリア移動度が約７倍に向上したことが確認された。この理由は、有機薄膜トランジスタ１では、ゲート絶縁層５の表面に、有機半導体９ａと親和性を有する自己組織化膜３０を形成させることにより、ゲート絶縁層５の表面に有機半導体９ａを良好に配列させることができたためと推測される。また、半導体層９にＯＤＳを含有する実施例１の有機薄膜トランジスタ１では、半導体層９にＯＤＳを含有しない有機薄膜トランジスタ１ｂと比較して、キャリア移動度が約３倍に向上したことが確認された。これは、有機薄膜トランジスタ１では、半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用溶液にＯＤＳを添加することにより、ＯＤＳから形成されている自己組織化膜３０の半導体層形成用溶液に対する濡れ性を一層向上させることができたためと推測される。すなわち、有機薄膜トランジスタ１では、自己組織化膜３０に対する半導体層形成用溶液の濡れ性を向上させることにより、半導体層形成用溶液中に含まれる有機半導体９ａを、自己組織化膜３０の表面に一層良好に配列させることができ、キャリア移動度を向上させることができたと推測される。
【００５４】
以上説明した有機薄膜トランジスタ１の製造方法では、表面処理工程（Ｓ４）において、ゲート絶縁層５の表面に、シランカップリング剤を用いて自己組織化膜３０を形成する。そして、自己組織化膜３０の表面に、シランカップリング剤と有機半導体９ａと高分子樹脂９ｂとを含有する半導体層形成用溶液を滴下して、半導体層９を形成する。ゲート絶縁層５の表面の自己組織化膜３０は、半導体層形成用溶液中の有機半導体９ａに対して、親和性が高い。これにより、自己組織化膜３０の表面に有機半導体９ａを良好に配列させて、有機薄膜トランジスタ１の性能を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施例では、自己組織化膜３０の材料として用いるＯＤＳと、有機半導体９ａとして用いるＤＨ４Ｔとは、メチル基という共通の官能基を有する。そのために、自己組織化膜３０と有機半導体９ａとの親和性が一層高くなっている。これにより、自己組織化膜３０の表面に、有機半導体９ａを一層良好に配列させることができ、有機薄膜トランジスタ１の性能を向上させることができる。
【００５６】
さらに、本実施例では、半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用溶液中にシランカップリング剤を添加しているため、自己組織化膜３０の半導体層形成用溶液に対する濡れ性をいっそう向上させることができる。そのため、半導体層形成用溶液に含まれる有機半導体９ａの自己組織化膜３０の表面における配列性を一層向上させて、有機薄膜トランジスタ１の性能をさらに向上させることができる。
【００５７】
また、本実施例では、半導体層形成用溶液中のシランカップリング剤、及び、自己組織化膜３０を形成しているシランカップリング剤として共通の試薬（ＯＤＳ）を用いている。半導体層形成用溶液と自己組織化膜３０とに共通のシランカップリング剤を用いることにより、半導体層形成用溶液の自己組織化膜３０に対する濡れ性を一層向上させることができる。これより、自己組織化膜３０表面に有機半導体９ａをさらに良好に配列させて、有機薄膜トランジスタ１の性能をいっそう向上させることができる。
【００５８】
しかも、半導体層形成用溶液中に高分子樹脂９ｂを含有させているので、半導体層９の材料として、低溶解性の有機半導体９ａを採用した場合であっても、高分子樹脂がつなぎの役割をし、有機半導体９ａが局所的に結晶化することがない。これにより、低溶解性の有機半導体９ａを用いた場合にも、塗布法により均一に半導体層９を形成することができる。そのため、簡便かつ安価に、特性の安定した有機薄膜トランジスタ１を製造することができる。しかも、溶解度の低い低分子半導体であっても、半導体層９の材料として用いることができ、有機半導体９ａの材質を選択する際の選択の幅を広げることができる。
【００５９】
また、半導体層形成用溶液中の高分子樹脂９ｂは、半導体層形成用溶液中の溶媒が蒸発した後、有機半導体９ａを保護する保護膜として利用できる。そのため、有機半導体９ａが高密度で配列する層と、有機半導体９ａを保護する保護膜とを１つの工程で形成することができる。これにより、有機半導体９ａが配列している有機半導体層にダメージを与えることなく、簡単に、高分子樹脂９ｂからなる保護膜を形成することができる。これにより、性能の高い有機薄膜トランジスタ１を安価に得ることができる。
【００６０】
＜実施例２＞
次に、実施例２の有機薄膜トランジスタ１１について、図１０を参照して説明する。図１０は、実施例２の有機薄膜トランジスタ１１の断面図である。実施例２の有機薄膜トランジスタ１１では、図１０に示すように、半導体層９０の内部において、ソース電極３・ドレイン電極４との接触面に、チオール化合物９０ｃからなる自己組織化単分子膜が形成されている。また、実施例１の有機薄膜トランジスタ１とは異なり、半導体層９０にはシランカップリング剤は含まれない。なお、実施例２の有機薄膜トランジスタ１１は、半導体層９０の内部構成のほかは、実施例１の有機薄膜トランジスタ１と同様の構成である。したがって、半導体層９０の構成のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
【００６１】
半導体層９０は、有機半導体９０ａと高分子樹脂９０ｂとチオール化合物９０ｃとを少なくとも有している。半導体層９０の内部において自己組織化膜３０と接触する部分では、有機半導体９０ａが高密度で配列しており、自己組織化膜３０から離れた上側では、高分子樹脂９０ｂの密度が高くなっている。すなわち、半導体層９０の内部においては、有機半導体９０ａが高密度に配列している下側の有機半導体層と、高分子樹脂９０ｂが高密度となる上側の高分子樹脂層とが形成されている。また、半導体層９０のソース電極３及びドレイン電極４との接触面には、チオール化合物９０ｃからなる自己組織化単分子膜が形成されている。
【００６２】
有機半導体９０ａ、及び、高分子樹脂９０ｂの材質としては、実施例１の有機薄膜トランジスタ１と同様のものを用いた。具体的には、有機半導体９０ａとして、ＤＨ４Ｔ（Ｈ．Ｃ．スタルク社製）を用い、高分子樹脂９０ｂとして、ＰＭＭＡ（三菱樹脂製）を用いた。
【００６３】
チオール化合物９０ｃには、アルキルチオール一般を適用することができる。具体的には、メチルチオール、エチルチオール、チオフェノール、４−ニトロベンゼンチオールなどを用いることができる。本実施例では、チオール化合物９０ｃとして、ジクロロチオフェノール（和光純薬製）を用いた。
【００６４】
次に、実施例２の有機薄膜トランジスタ１１の製造方法について具体的に説明する。実施例２の有機薄膜トランジスタ１１の製造方法では、図２に示す半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用水溶液を調製する際に、シランカップリング剤であるＯＤＳの代わりにチオール化合物であるジクロロチオフェノールを添加する。なお、図２に示すＳ１〜Ｓ５の各形成工程のうち、Ｓ１のゲート電極形成工程からＳ４の表面処理工程までは、実施例１と同じであるので、Ｓ１〜Ｓ４までの各形成工程については説明を省略し、Ｓ５の半導体層形成工程についてのみ説明する。
【００６５】
Ｓ５の半導体層形成工程では、まず、半導体層形成用溶液を作成する。本実施例の半導体層形成用溶液は、トルエン／テトラリン混合溶媒中に、チオール化合物９０ｃであるジクロロチオフェノール（和光純薬製）と、有機半導体９０ａであるＤＨ４Ｔ（Ｈ．Ｃ．スタルク製）と、高分子樹脂９０ｂであるＰＭＭＡ（三菱樹脂製）とを添加し混合することにより作成する。各材料の混合比は、質量比で、トルエン：テトラリン：ジクロロチオフェノール：ＤＨ４Ｔ：ＰＭＭＡ＝４５：５：０．０１：１：５である。半導体層形成用溶液の調製条件としては、雰囲気温度は７０℃以下であればよく、混合の順番、攪拌速度に特に制限はない。作成した半導体層形成用溶液を用いて、インクジェット法によって半導体層９０を形成する。具体的には、室温下でソース電極３とドレイン電極４との間に半導体層形成用溶液を滴下し、１２０℃で１０分間乾燥した。
【００６６】
半導体層形成工程（Ｓ５）では、半導体層形成用溶液が自己組織化膜３０の表面に塗布されると、半導体層形成用溶液中の有機半導体９０ａは自己組織化膜３０の表面に高密度に配列する。これは、自己組織化膜３０を形成するＯＤＳと有機半導体９０ａとの親和性が高いためである。一方、自己組織化膜３０から離れた上側では、高分子樹脂９０ｂの密度が高くなっている。すなわち、半導体層形成用溶液中では、有機半導体９０ａが高密度に配列する下側の有機半導体層と、高分子樹脂９０ｂが高密度となる上側の高分子樹脂層との層分離が生じる。上側の高分子樹脂層は、半導体層形成用溶液中の有機溶媒が蒸発すると、下側の有機半導体層を保護する保護膜となる。
【００６７】
さらに、実施例２の半導体層形成工程（Ｓ５）では、半導体層形成用溶液が自己組織化膜３０の表面に塗布されると、半導体層形成用溶液中のチオール化合物９０ｃが、Ｃｒ／Ａｕからなるソース電極３とドレイン電極４とに吸着し、自己組織化単分子膜を形成する。チオール化合物９０ｃによる自己組織化単分子膜が、ソース電極３及びドレイン電極４に形成されることにより、半導体層９０に含まれる有機半導体９０ａとソース電極３及びドレイン電極４との接触抵抗が少なくなり、キャリア移動度の高い高性能な有機薄膜トランジスタ１１を得ることができる。
【００６８】
＜実施例３＞
次に、実施例３の有機薄膜トランジスタ１２について、図１１を参照して説明する。図１１は、実施例３の有機薄膜トランジスタ１２の断面図である。実施例３の有機薄膜トランジスタ１２では、半導体層９１の内部において、ソース電極３及びドレイン電極４との接触面に、チオール化合物９１ｃからなる自己組織化単分子膜が形成されているとともに、シランカップリング剤が分散している。なお、実施例３の有機薄膜トランジスタ１２は、シランカップリング剤が半導体層９１の内部に分散していることのほかは、実施例２の有機薄膜トランジスタ１１と同様の構成である。したがって、半導体層９１の構成のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
【００６９】
半導体層９１は、有機半導体９１ａと高分子樹脂９１ｂとチオール化合物９１ｃとシランカップリング剤(図示省略)とを有する。半導体層９１は、下側では有機半導体９１ａの密度が高く、上側に向かうにつれて、高分子樹脂９１ｂの密度が高くなる。すなわち、半導体層９１の自己組織化膜３０と接触する部分では、有機半導体９１ａが高密度で配列しており、高密度で配列している有機半導体９１ａの上面を、高分子樹脂９１ｂが覆っている。また、半導体層９１のソース電極３及びドレイン電極４との接触面には、チオール化合物９１ｃからなる自己組織化単分子膜が形成されている。
【００７０】
有機半導体９１ａ、高分子樹脂９１ｂ、チオール化合物９１ｃの材質としては、実施例２の有機薄膜トランジスタ１１と同様のものを用いた。また、シランカップリング剤の材質には、実施例１の有機薄膜トランジスタ１と同様のものを用いた。具体的には、有機半導体９１ａとして、ＤＨ４Ｔ（Ｈ．Ｃ．スタルク社製）を用い、高分子樹脂９１ｂとして、ＰＭＭＡ（三菱樹脂製）を用い、チオール化合物９１ｃとして、ジクロロチオフェノール（和光純薬製）を用い、シランカップリング剤としてＯＤＳ（シグマアルドリッチ製）を用いた。
【００７１】
次に、実施例３の有機薄膜トランジスタ１２の製造方法について具体的に説明する。実施例３の有機薄膜トランジスタ１２の製造方法では、半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用溶液を調製する際に、有機半導体９１ａ、高分子樹脂９１ｂ、チオール化合物９１ｃのほか、シランカップリング剤を添加する。なお、図２に示すＳ１〜Ｓ５の各形成工程のうち、Ｓ１のゲート電極形成工程から、Ｓ４の表面処理工程までは実施例２と同じであるので、Ｓ１〜Ｓ４までの各形成工程については説明を省略し、Ｓ５の半導体層形成工程についてのみ説明する。
【００７２】
Ｓ５の半導体層形成工程では、まず、半導体層形成用溶液を作成する。本実施例の半導体層形成用溶液は、トルエン／テトラリン混合溶媒中に、チオール化合物９１ｃであるジクロロチオフェノール（和光純薬製）と、シランカップリング剤であるＯＤＳ（シグマアルドリッチ製）と、有機半導体９１ａであるＤＨ４Ｔ（Ｈ．Ｃ．スタルク製）と、高分子樹脂９１ｂであるＰＭＭＡ（三菱樹脂製）とを添加し混合することにより作成する。各材料の混合比は、質量比で、トルエン：テトラリン：ジクロロチオフェノール：ＯＤＳ：ＤＨ４Ｔ：ＰＭＭＡ＝４５：５：０．０１：０．０１：１：５である。半導体層形成用溶液の調製条件としては、雰囲気温度は７０℃以下であればよく、混合の順番、攪拌速度に特に制限はない。作成した半導体層形成用溶液を用いて、インクジェット法によって半導体層９１を形成する。具体的には、室温下でソース電極３とドレイン電極４との間に半導体層形成用溶液を滴下し、１２０℃で１０分間乾燥した。
【００７３】
半導体層形成工程（Ｓ５）では、半導体層形成用溶液が自己組織化膜３０の表面に塗布されると、半導体層形成用溶液中の有機半導体９１ａは自己組織化膜３０の表面に高密度に配列する。これは、自己組織化膜３０を形成するＯＤＳと有機半導体９１ａとの親和性が高いためと考えられる。一方、自己組織化膜３０から離れた上側では、高分子樹脂９１ｂの密度が高くなっている。すなわち、半導体層形成用溶液中では、有機半導体９１ａが高密度に配列する下側の有機半導体層と、高分子樹脂９１ｂが高密度となる上側の高分子樹脂層が形成される。上側の高分子樹脂層は、半導体層形成用溶液中の有機溶媒が蒸発すると、下側の有機半導体層を保護する保護膜となる。
【００７４】
さらに、実施例３の半導体層形成工程（Ｓ５）では、ゲート絶縁層５の表面に半導体層形成用溶液が塗布されると、半導体層形成用溶液中のチオール化合物９１ｃが、Ｃｒ／Ａｕからなるソース電極３とドレイン電極４とに吸着し、自己組織化単分子膜を形成する。チオール化合物９１ｃによる自己組織化単分子膜がソース電極３とドレイン電極４とに形成されることにより、有機半導体９１ａとソース電極３及びドレイン電極４との接触抵抗が少なくなり、キャリア移動度の高い高性能な有機薄膜トランジスタ１２を得ることができる。
【００７５】
実施例２、実施例３の製造方法によって形成された有機薄膜トランジスタ１１、有機薄膜トランジスタ１２の効果を確認するため、有機薄膜トランジスタ１１、有機薄膜トランジスタ１２のキャリア移動度の測定を行った。以下、この測定試験について、図１２を参照して説明する。図１２は、実施例２の有機薄膜トランジスタ１１及び実施例３の有機薄膜トランジスタ１２の性能試験の結果を示すグラフである。この測定試験では、比較として、半導体層９１にジクロロチオフェノール、ＯＤＳのいずれも含有しない有機薄膜トランジスタ１ｃについても、キャリア移動度の測定を行った。比較例の有機薄膜トランジスタ１ｃは、実施例１の有機薄膜トランジスタ１の製造工程の半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用溶液中にジクロロチオフェノール、ＯＤＳのいずれも含有させないことにより得られる。比較例の有機薄膜トランジスタ１ｃは、半導体層９１にジクロロチオフェノール、ＯＤＳを含有しないこと以外は、実施例２，３の有機薄膜トランジスタ１と同様である。
【００７６】
図１０に示すように、キャリア移動度について比較検討すると、比較例の有機薄膜トランジスタ１ｃでは、キャリア移動度が０．００４７ｃｍ２／Ｖｓであった。一方、ジクロロチオフェノールを含む半導体層形成用溶液を用いて製造した実施例２の有機薄膜トランジスタ１１では、キャリア移動度が０．００７５ｃｍ２／Ｖｓであった。また、ジクロロチオフェノールとＯＤＳとを含む半導体層形成用溶液を用いて製造した実施例３の有機薄膜トランジスタ１２では、キャリア移動度が０．０１５ｃｍ２／Ｖｓであった。
【００７７】
以上の結果より、チオール化合物９１ｃを含む半導体層形成用溶液を用いて製造した実施例２の有機薄膜トランジスタ１１では、比較例の有機薄膜トランジスタ１ｃと比べると、キャリア移動度がおよそ１．６倍に向上することが確認された。これは、半導体層形成用溶液中のチオール化合物９１ｃが、ソース電極３・ドレイン電極４に吸着し自己組織化膜を形成することにより、有機半導体９１ａとソース電極３・ドレイン電極４との接触抵抗が少なくなるためと考えられる。
【００７８】
また、チオール化合物９１ｃとシランカップリング剤とを含む半導体層形成用溶液を用いて製造した実施例３の有機薄膜トランジスタ１２では、比較例の有機薄膜トランジスタ１ｃと比べると、キャリア移動度がおよそ３．２倍に向上することが確認された。この理由としては、まず、半導体層形成用溶液中のチオール化合物９１ｃが、ソース電極３及びドレイン電極４の表面に自己組織化膜を形成することにより、有機半導体９１ａとソース電極３及びドレイン電極４との接触抵抗が少なくできたことがあげられる。さらに、別の理由として、半導体層形成用溶液中のシランカップリング剤によって、自己組織化膜３０に対する半導体層形成用溶液の濡れ性を向上させて、有機半導体９１ａを自己組織化膜３０の表面に良好に配列できたことがあげられる。この２つの効果が複合的に作用したため、有機薄膜トランジスタ１２の性能を向上させることができたと推測される。
【００７９】
＜実施例４＞
次に、実施例４の有機薄膜トランジスタ１３について、図１３を参照して説明する。図１２は、実施例４の有機薄膜トランジスタ１３の断面図である。実施例４の有機薄膜トランジスタ１３では、ソース電極３２とドレイン電極４２とが、それぞれ導電性酸化物により形成されている。また、有機薄膜トランジスタ１３では、半導体層９２の内部において、ソース電極３２及びドレイン電極４との接触面に、シラン化合物９２ｃからなる自己組織化膜が形成されている。なお、実施例４の有機薄膜トランジスタ１３は、ソース電極３２とドレイン電極４２とがそれぞれ導電性酸化物により形成されていることと、半導体層９２の内部において、ソース電極３２・ドレイン電極４２の表面にシラン化合物９２ｃからなる自己組織化膜が形成されていることのほかは、実施例１の有機薄膜トランジスタ１と同様の構成である。したがって、ソース電極３２・ドレイン電極４２と、半導体層９２との構成のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
【００８０】
ソース電極３２とドレイン電極４２とは、それぞれ導電性酸化物により形成されている。ソース電極３２及びドレイン電極４２の材質としては、具体的には、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズなどが適用可能である。本実施例では、ソース電極３２及びドレイン電極４２の材質として、酸化インジウムスズを用いた。
【００８１】
半導体層９２は、有機半導体９２ａと高分子樹脂９２ｂとシラン化合物９２ｃとシランカップリング剤(図示省略)とを有する。なお、シランカップリング剤もシラン化合物の一種であるが、シラン化合物９２ｃとは別の化合物とする。半導体層９２は、下側では有機半導体９２ａの密度が高く、上側に向かうにつれて、高分子樹脂９２ｂの密度が高くなる。すなわち、半導体層９２の自己組織化膜３０と接触する部分では、有機半導体９２ａが高密度で配列しており、高密度で配列している有機半導体９２ａの上面を、高分子樹脂９２ｂが覆っている。また、半導体層９２のソース電極３２及びドレイン電極４２との接触面には、シラン化合物９２ｃからなる自己組織化膜が形成されている。
【００８２】
有機半導体９２ａ、高分子樹脂９２ｂ、シランカップリング剤の材質としては、実施例１の有機薄膜トランジスタ１と同様のものを用いた。具体的には、有機半導体９２ａとして、ＤＨ４Ｔ（Ｈ．Ｃ．スタルク社製）を用い、高分子樹脂９２ｂとして、ＰＭＭＡ（三菱樹脂製）を用い、シランカップリング剤としてＯＤＳ（シグマアルドリッチ製）を用いた。
【００８３】
シラン化合物９２ｃの材質には、分子鎖の短いシラン化合物が適している。具体的には、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、オクチルトリクロロシラン、ジエチルメチルシラン、フェニルシランなどが適用可能である。本実施形態では、シラン化合物９２ｃとして、テトラメチルシランを用いた。
【００８４】
次に、実施例４の有機薄膜トランジスタ１３の製造方法について具体的に説明する。実施例４の有機薄膜トランジスタ１３の製造方法では、ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ３）において、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を用いてソース電極３２とドレイン電極４２とを形成する。また、半導体層形成工程（Ｓ５）において、半導体層形成用溶液を調製する際に、有機半導体９２ａ、高分子樹脂９２ｂ、シランカップリング剤のほか、シランカップリング剤とは別のシラン化合物を添加する。なお、図２に示すＳ１〜Ｓ５の各形成工程のうち、Ｓ１のゲート電極形成工程、Ｓ２のゲート絶縁層形成工程、Ｓ４の表面処理工程は実施例２と同じであるので、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４まの各形成工程については説明を省略し、Ｓ３のソース・ドレイン電極形成工程と、Ｓ５の半導体層形成工程についてのみ説明する。
【００８５】
Ｓ３のソース・ドレイン電極形成工程では、まず、ゲート絶縁層５の表面に、蒸着によりＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる膜を形成する。この時の蒸着の条件は、真空度は３×１０−４Ｐａであり、雰囲気温度は室温である。そして、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜の表面に、フォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００東京応化製）をスピンコート法により塗布した後、１２０℃で２分間、プリベークする。その後、露光し、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）の２．３８ｗｔ％水溶液で３０秒間現像する。そして、超純水で数回すすぎ、不要部分を完全に除去した後、１２０℃で５分間、ポストベークする。さらに、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）用のエッチャントを用いて、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜をエッチングする。最後に、アセトン洗浄によりフォトレジストを除去し、水で洗浄する。こうして、ゲート絶縁層５の表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる厚さ６０ｎｍのソース電極３及びドレイン電極４を各々作製することができる。
【００８６】
Ｓ５の半導体層形成工程では、まず、半導体層形成用溶液を作成する。本実施例の半導体層形成用溶液は、トルエン／テトラリン混合溶媒中に、シラン化合物９２ｃであるテトラメチルシランと、シランカップリング剤であるＯＤＳ（シグマアルドリッチ製）と、有機半導体９２ａであるＤＨ４Ｔ（Ｈ．Ｃ．スタルク製）と、高分子樹脂９２ｂであるＰＭＭＡ（三菱樹脂製）とを添加し混合することにより作成する。半導体層形成用溶液の調製条件としては、雰囲気温度は７０℃以下であればよく、混合の順番、攪拌速度に特に制限はない。作成した半導体層形成用溶液を用いて、インクジェット法によって半導体層９２を形成する。具体的には、室温下でソース電極３２とドレイン電極４２との間に半導体層形成用溶液を滴下し、１２０℃で１０分間乾燥する。
【００８７】
半導体層形成工程（Ｓ５）では、半導体層形成用溶液が自己組織化膜３０の表面に塗布されると、半導体層形成用溶液中の有機半導体９２ａは自己組織化膜３０の表面に高密度に配列する。これは、自己組織化膜３０を形成するＯＤＳと有機半導体９２ａとの親和性が高いためと考えられる。一方、自己組織化膜３０から離れた上側では、高分子樹脂９２ｂの密度が高くなっている。すなわち、半導体層形成用溶液中では、有機半導体９２ａが高密度に配列する下側の有機半導体層と、高分子樹脂９２ｂが高密度となる上側の高分子樹脂層が形成される。上側の高分子樹脂層は、半導体層形成用溶液中の有機溶媒が蒸発すると、下側の有機半導体層を保護する保護膜となる。
【００８８】
さらに、実施例４の半導体層形成工程（Ｓ５）では、ゲート絶縁層５の表面に半導体層形成用溶液が塗布されると、半導体層形成用溶液中のシラン化合物９２ｃが、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなるソース電極３２とドレイン電極４２とに吸着し、自己組織化膜を形成する。シラン化合物９２ｃによる自己組織化膜がソース電極３２とドレイン電極４２とに形成されることにより、有機半導体９２ａとソース電極３２及びドレイン電極４２との接触抵抗が少なくなり、キャリア移動度の高い高性能な有機薄膜トランジスタ１３を得ることができる。
【００８９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の有機薄膜トランジスタ１００の製造方法について、図面に基づいて説明する。図１４は、第２実施形態である有機薄膜トランジスタ１００の断面図であり、図１５は、有機薄膜トランジスタ１００の製造フローであり、図１６は、基板１０２の上面にソース電極１０３とドレイン電極１０４とが形成された状態の断面図である。また、図１７は、図１６に示す基板１０２の上面のうち、ソース電極３・ドレイン電極４が形成されていない領域に自己組織化膜３０１が形成された状態の断面図であり、図１８は、図１７に示すソース電極１０３とドレイン電極１０４との間に半導体層１０９が形成された状態の断面図である。また、図１９は、図１８に示す基板１０２の上面に、ゲート絶縁層１０５が形成された状態の断面図である。
【００９０】
第２実施形態の有機薄膜トランジスタ１００は、所謂「トップゲート型」の有機薄膜トランジスタである。「トップゲート型」の有機薄膜トランジスタ１００では、ゲート電極１０６がソース電極１０３やドレイン電極１０４より上側に位置する。第２実施形態の有機薄膜トランジスタ１００は、第１実施形態の有機薄膜トランジスタ１とは構造が異なるほか、基板１０２及びゲート絶縁層１０５の材質が異なる。第２実施形態では、構造、製造方法、及び、基板１０２とゲート絶縁層１０５との材質についてのみ重点的に説明し、第１実施形態の実施例１と同一部分の説明については省略する。
【００９１】
はじめに、有機薄膜トランジスタ１００の断面構造について説明する。図１４に示す有機薄膜トランジスタ１００は、板状の基板１０２を有し、基板１０２上にソース電極１０３及びドレイン電極１０４が、所定の離間幅でそれぞれ設けられている。また、基板１０２の表面の、ソース電極１０３・ドレイン電極１０４が形成されていない領域には、自己組織化膜３０１が形成されている。ソース電極１０３及びドレイン電極１０４に挟まれる自己組織化膜３０１の表面上には、半導体層１０９が設けられている。そして、半導体層１０９の表面と、ソース電極１０３及びドレイン電極１０４の各表面と、自己組織化膜３０１の上面とは、ゲート絶縁層１０５により覆われている。さらに、ゲート絶縁層１０５の表面には、半導体層１０９に対向する位置に、ゲート電極１０６が設けられている。
【００９２】
基板１０２は、表面が平坦である板状部材である。基板１０２の材質としては、各種材質が適用可能であるが、導電性の材質を採用する場合には、基板１０２の表面に絶縁膜を製膜する必要がある。また、ＳｉＯ２，ＳｉＮ以外の材質を採用する場合は、基板１０２の上面にガラス膜を形成する必要がある。本実施形態では、表面に熱酸化膜を有するシリコンウェハを、基板１０２として用いる。
【００９３】
ゲート絶縁層１０５の材質としては、フッ素系溶媒に可溶性のもの、もしくは水溶媒に可溶性のものを用いる。具体的には、フッ素系溶媒に溶解可能なサイトップ（登録商標：旭硝子製）や、水溶性のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）が適用可能である。その他、各層の材質については、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
次に、有機薄膜トランジスタ１００の製造方法について、図１５〜図１９を参照して説明する。尚、図１６〜図１９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。
【００９５】
有機薄膜トランジスタ１００の製造方法は、図１５に示すように、ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ１０１）と、表面処理工程（Ｓ１０２）と、半導体層形成工程（Ｓ１０３）と、ゲート絶縁層形成工程（Ｓ１０４）と、ゲート電極形成工程（Ｓ１０５）とを備えている。ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ１０１）では、基板１０２の上面に、ソース電極１０３及びドレイン電極１０４を各々形成する。表面処理工程（Ｓ１０２）では、基板１０２の上面の、ソース電極１０３・ドレイン電極１０４が形成されていない領域に自己組織化膜３０１を形成する。半導体層形成工程（Ｓ１０３）では、ソース電極１０３及びドレイン電極１０４の間に、隙間を埋めるように半導体層１０９を形成する。ゲート絶縁層形成工程（Ｓ１０４）では、半導体層１０９の上面、ソース電極１０３及びドレイン電極１０４の各上面および自己組織化膜３０１の上面を覆うようにゲート絶縁層１０５を形成する。ゲート電極形成工程（Ｓ１０５）では、ゲート絶縁層１０５の上面にゲート電極１０６を形成する。以下、各工程について具体的に説明する。
【００９６】
まず、ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ１０１）を行う。ソース・ドレイン電極形成工程（Ｓ１０１）では、まず、基板１０２の上面に、蒸着によりＣｒ／Ａｕからなる膜を形成する。この時の蒸着の条件は、真空度は３×１０−４Ｐａであり、雰囲気温度は室温である。そして、Ｃｒ／Ａｕ膜の上面に、フォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００東京応化製）をスピンコート法により塗布した後、１２０℃で２分間、プリベークする。その後、露光し、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）の２．３８ｗｔ％水溶液で３０秒間現像する。そして、超純水で数回すすぎ、不要部分を完全に除去した後、１２０℃で５分間、ポストベークする。さらに、Ｃｒエッチャント、Ａｕエッチャントを用いて、Ｃｒ／Ａｕ膜をエッチングする。最後に、アセトン洗浄によりフォトレジストを除去し、水で洗浄する。こうして、図１６に示すように、基板１０２の上面に厚さ１００ｎｍのソース電極１０３及びドレイン電極１０４を各々形成することができる。
【００９７】
次に、表面処理工程（Ｓ１０２）を行う。表面処理工程（Ｓ１０２）では、まず、ＯＤＳの０．１ｗｔ％エタノール溶液を作成する。次いで、図１６に示す基板１０２を、ＯＤＳの０．１ｗｔ％エタノール溶液中に１ｈ浸漬する。その後、基板１０２を１８０℃で１ｈ焼成する。これにより、基板１０２の表面の、ソース電極１０３・ドレイン電極１０４が形成されていない領域に、自己組織化膜３０１が形成される。
【００９８】
次に、半導体層形成工程（Ｓ１０３）を行う。半導体層形成工程（Ｓ１０３）では、図１８に示すように、ソース電極１０３及びドレイン電極１０４の間の隙間を埋めるように、半導体層形成用の水溶液が塗布される。半導体層形成用の水溶液の塗布は、インクジェット法により行われる。半導体層形成用溶液の調製方法は、第１実施形態の実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００９９】
次に、ゲート絶縁層形成工程（Ｓ１０４）を行う。ゲート絶縁層形成工程（Ｓ１０４）では、図１９に示すように、半導体層１０９の表面、ソース電極１０３及びドレイン電極１０４の各表面を覆うように、ゲート絶縁層１０５を形成する。本実施形態のゲート絶縁層１０５は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液を、図１８に示す基板１０２の表面に滴下し、基板１０２を回転させて、１２０℃で１ｈ乾燥させることにより得られる。
【０１００】
次に、ゲート電極形成工程を行う（Ｓ１０５）。ゲート電極形成工程（Ｓ１０５）では、ゲート電極１０６を、ゲート絶縁層１０５の表面上であって、且つ、半導体層１０９と対向する位置に形成する。ゲート電極１０６は、Ｃｒ／Ａｕからなる。ゲート電極形成工程（Ｓ１０５）では、ゲート絶縁層１０５の表面に蒸着によりＣｒ／Ａｕからなる膜を形成する。蒸着の条件は、真空度３×１０−４Ｐａ、雰囲気温度室温である。そして、形成したＣｒ／Ａｕ膜の表面に、フォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００東京応化製）をスピンコート法により塗布した後、１２０℃で２分間ベーグし、フォトレジストを固化する。その後、フォトレジストに光を照射して反応させ、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）の２．３８ｗｔ％水溶液で３０秒間現像する。そして、不要部分を除去するために超純水で数回すすいだ後、１２０℃で５分間ベークする。さらに、Ｃｒエッチャント、Ａｕエッチャントを用いて、Ｃｒ／Ａｕ膜をエッチングする。最後に、アセトン洗浄によりフォトレジストを除去した後、水で洗浄する。こうして、ゲート絶縁層１０５の上面に厚さ６０ｎｍのゲート電極１０６を作製することができる。
【０１０１】
以上詳述した、第２実施形態の有機薄膜トランジスタ１００の製造方法によれば、第１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１０３とドレイン電極１０４とを平坦な基板１０２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。
【０１０２】
しかも、基板１０２の材料として、表面に熱酸化膜を有するシリコンウェハを採用したため、基板１０２の表面にガラス膜を製膜しなくてもよい。そのため、簡単な工程で有機薄膜トランジスタ１００を得ることができる。さらに、熱酸化膜を有するシリコンウェハの表面は、コーティング剤により形成したガラス膜表面に比べて非常に平坦であるため、自己組織化膜３０１を形成させるためのシランカップリング処理がスムーズに進行する。したがって、基板１０２の上面に有機半導体を一層良好に配列させて、性能の高い有機薄膜トランジスタを得ることができる。
【０１０３】
尚、本開示は、以上詳述した第２実施形態に限定されるものではなく、本開示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、有機薄膜トランジスタ１００を構成する基板１０２，ゲート電極１０６，ソース電極１０３，ドレイン電極１０４，ゲート絶縁層１０５，半導体層１０９の材料、大きさ、形状及び配置は第２実施形態の場合に限定されず、適宜変更可能である。
【０１０４】
なお、本発明の有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜トランジスタの製造方法は、上記実施例に限らず、各種変形が可能なことはいうまでもない。例えば、半導体層形成用溶液中に添加する有機半導体９ａ，９０ａ，９１ａ，９２ａ、高分子樹脂９ｂ，９０ｂ，９１ｂ，９２ｂ、シランカップリング剤、チオール化合物９０ｃの材質は、本実施例に限定されないし、それぞれ２種類以上のものを用いてもよい。また、基板２，１０２を修飾するシランカップリング剤と半導体層形成用溶液中のシランカップリング剤とは、必ずしも同一でなくてよい。さらに、自己組織化膜３０，３０１を形成しているシランカップリング剤と半導体層形成用溶液に含有させるシランカップリング剤と、有機半導体９ａ，９０ａ，９１ａ，９２ａとは、メチル基という共通の官能基を有していたが、共通の官能基はメチル基に限定されないし、共通の官能基を有さなくてもよい。
【０１０５】
また、第１実施形態では、表面処理工程（Ｓ４）の前に、上述したガラス膜５２の親水化処理を行ってもよい。親水化処理はＵＶ／オゾン法により行うことができる。親水化処理を行うことにより、シランカップリング処理がスムーズに進行し、自己組織化膜３０を確実に形成させることができる。これにより、いっそう性能の高い有機薄膜トランジスタを得ることができる。
【０１０６】
また、半導体層形成工程（Ｓ５，Ｓ１０３）では、インクジェット法により半導体層９，９０，９１，９２，１０９を形成したが、スピンコート法により半導体層を形成した後、不要な半導体層を除去してもよい。なお、不要な半導体層の除去方法は、以下のとおりである。まず、半導体層の上面に、スピンコート法によりＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂の膜を製膜し、さらに、ＰＶＡ樹脂膜の上面に、スパッタリング法によりＳｉＯ２の膜を製膜する。その後、フォトレジストにより所望のパターンを形成し、ＢＨＦ（バファードフッ酸）を用いてＳｉＯ２を加工する。その後、ドライエッチングによりＰＶＡ樹脂膜と半導体層を同時に加工し、最後に、フォトレジストを剥離する。半導体層をスピンコート法により形成した場合、半導体層を均一の厚さに形成することができる。これにより、キャリア移動度にばらつきのない、安定した品質の有機薄膜トランジスタを得ることができる。
【０１０７】
また、第１，２実施形態では、ソース電極３・ドレイン電極４の形成後に、自己組織化膜３０を形成しているが、ソース電極３・ドレイン電極４の形成時に用いる現像液を変更することを条件に、自己組織化膜３０の形成後にソース電極３・ドレイン電極４の形成を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜トランジスタの製造方法は、所謂ボトムゲート型またはトップゲート型の有機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】
【０１０９】
【図１】第１実施形態の有機薄膜トランジスタ１の断面図である。
【図２】有機薄膜トランジスタ１の製造フローである。
【図３】基板２の断面図である。
【図４】図３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５】図４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６】図５に示すゲート絶縁層５の上面にソース電極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７】図６に示すゲート絶縁層５の上面のうち、ソース電極３・ドレイン電極４が形成されていない領域に自己組織化膜３０が形成された状態の断面図であり、
【図８】図８は、ゲート絶縁層５の表面処理の過程を示した説明図である。
【図９】実施例１の有機薄膜トランジスタ１の性能試験の結果を示すグラフである。
【図１０】実施例２の有機薄膜トランジスタ１１の断面図である。
【図１１】実施例３の有機薄膜トランジスタ１２の断面図である。
【図１２】実施例２の有機薄膜トランジスタ１１及び実施例３の有機薄膜トランジスタ１２の性能試験の結果を示すグラフである。
【図１３】実施例４の有機薄膜トランジスタ１３の断面図である。
【図１４】第２実施形態である有機薄膜トランジスタ１００の断面図である。
【図１５】有機薄膜トランジスタ１００の製造フローである。
【図１６】基板１０２の上面にソース電極１０３とドレイン電極１０４とが形成された状態の断面図である。
【図１７】図１６に示す基板１０２の上面に、自己組織化膜３０１が形成された状態の断面図である。
【図１８】図１７に示すソース電極１０３とドレイン電極１０４との間に半導体層１０９が形成された状態の断面図である。
【図１９】図１８に示す基板１０２の上面に、ゲート絶縁層１０５が形成された状態の断面図である。
【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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