JP2007201056A - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸面を有する基板上に、凹凸面の隣接する凸部の一方にソース電極を、他方にドレイン電極を形成して、前記凸部間の凹部及びその上方にゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層を順次形成する薄膜トランジスタの製造方法において、低コストの印刷法を用い、高い精度の薄膜トランジスタの電極を作製する製造方法であり、安定し且つ容易にソース電極とドレイン電極を形成できる薄膜トランジスタの製造方法を提供することを。
【解決手段】予め、ガラス基板上にインキ剥離層を形成したインキ剥離性のガラス基板上へ導電性インキ液膜を形成し、該導電性インキ液膜に前記凹凸面を有する基板の凸部を押し当てた後、該凹凸面を有する基板を導電性インキ液膜から引き離し、前記凹凸面を有する基板の凸部に導電性インキ液膜を転写することにより凹凸面を有する基板の凸部にソース電極とドレイン電極を形成する薄膜トランジスタの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。

近年、電子ペーパーやＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ等が注目されており、低コスト化、フレキシブル化、軽量化などが必要とされている。これらの観点から、半導体としてシリコンなどの無機半導体に代わる有機半導体の研究が盛んに行われている。一般に有機半導体を用いる場合、液体でのプロセスが可能となるため大面積化、印刷法の適用、プラスチック基板の利用などといった利点が挙げられる（非特許文献１参照）。

このため印刷法を用いたトランジスタ、特には有機薄膜トランジスタが注目されている。この方法が注目されているのは、以下の理由による。

低温での加工が可能であるので基材に樹脂フィルムを用いることが可能である。また、半導体が有機物であるので、これを溶媒に溶解した溶液を用いて半導体層のパターンを形成することが可能であるため、高温、高真空プロセスが不要となり、低コストで薄膜トランジスタを作製することが可能となる。

低コストな薄膜トランジスタを製造するには、半導体層のみではなく電極や絶縁膜も乾式法ではなく湿式法により形成されることが望ましい。電極を印刷法により形成している例として、例えば、特許文献１では電極をスクリーン印刷により形成し、特許文献２ではフレキソ印刷により形成している。

以下に公知文献を記す。
特開２００５−７２１８８号公報 特表２００５−５１４７２９号公報 Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ．２６５、１６８４（１９９４）

しかしながら、スクリーン印刷では２０ミクロン以下のチャネルを形成するのは非常に困難であり、形成できたとしてもペーストの流動によりチャネルが潰れてしまうことや素子内でのチャネル長のばらつきが問題となる。また、一般的にスクリーン印刷により形成された電極は膜厚が厚く、そのためゲート絶縁膜も必然的に厚膜となり、駆動電圧が高くなるといった問題があった。

また、フレキソ印刷ではスクリーン印刷よりも膜厚を薄くすることが可能であるが、フレキソ印刷はインキがインキパンからアニロックスロール、版、基板と転写を繰り返して印刷を行うため、各転写工程での転写率により電極膜厚が大きく変化するという問題があった。

本発明はそのような課題に鑑みてなされたものであり、低コストの印刷法を用い、高い精度の薄膜トランジスタの電極を安定して作製する製造方法であり、安定し且つ容易にソ
ース電極とドレイン電極を形成できる薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、凹凸面を有する基板上に、凹凸面の隣接する凸部の一方にソース電極を形成し、他方にドレイン電極を形成して、前記凸部間の凹部及びその上方にゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層を順次形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、インキ剥離性のガラス基板上へ導電性インキ液膜を形成して予備乾燥後、該導電性インキ液膜に、前記凹凸面を有する基板の凸部の上面側を押し当てた後、該凹凸面を有する基板を導電性インキ液膜から引き離し、前記凹凸面を有する基板の凸部の上面側に導電性インキ液膜を転写することにより凹凸面を有する基板の凸部にソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記インキ剥離性のガラス基板が、ガラス基板上にインキ剥離層を積層し、形成することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記インキ剥離層が、シリコーン樹脂からなる薄膜を積層し、形成することを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項４に係る発明は、前記インキ剥離層が、シランカップリング剤からなる薄膜を介してアルキル基、シロキサン基、フッ素原子が化学結合して積層し、形成することを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項５に係る発明は、前記導電性インキ液膜が、金属粒子を溶媒に分散させたインキを塗布し、形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項６に係る発明は、前記導電性インキ液膜が、導電性高分子を溶媒に分散若しくは溶解させたインキを塗布し、形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項７に係る発明は、前記導電性高分子が、ポリアニリンを塗布し、形成することを特徴とする請求項６記載の薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項８に係る発明は、前記半導体層が、有機半導体材料を塗布し、形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の薄膜トランジスタの製造方法である。

本発明の請求項９に係る発明は、凹凸面を有する基板上に、少なくともゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を有する薄膜トランジスタにおいて、前記請求項１乃至８のいずれか１項記載の薄膜トランジスタの製造方法を用いたことを特徴とする薄膜トランジスタである。

以上説明したように、本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、凹凸面を有する基材を印刷版のようにして用い、凹凸面を有する基材の凸部にインキ剥離性のガラス基板上で予備乾燥された導電性インキを転写することにより、ソース電極とドレイン電極を作製することで、凹凸面を有する基材の凸部に安定し且つ容易にソース電極とドレイン電極を形成することができる。

本発明の薄膜トランジスタの製造方法を一実施形態に基づいて以下説明する。

図１（ａ）〜（ｇ）は、本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一実施例を説明する製造工程の側断面図である。図１では、凹凸面を有する基板上にインキ剥離性のガラス基板から導電性インキを転写することによりボトムゲート・ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタを製造する製造工程の一例を示す工程図である。

本発明の薄膜トランジスタの製造方法では、凹凸面の隣接する凸部の一方にソース電極を形成し、他方にドレイン電極を形成して、前記凸部間の凹部およびその上方にゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層が順次形成する方法である。

図１（ａ）では、ガラス基材１１の片面にインキ剥離層１２を塗布しインキ剥離性のガラス基板１０を形成する。

図１（ｂ）では、予め、基板１３の片面に感光性の熱硬化樹脂１４を塗布し、所定の凹凸パターンを形成したフォトマスク３０を介して露光し、現像処理した後、加熱処理して、所定の凹凸面を有する基板１５を形成する。

次いで、図１（ｃ）では、インキ剥離性のガラス基板１０上へ導電性インキ液膜２１を形成して、予備乾燥する。

次いで、図１（ｄ）では、前記導電性インキ液膜２１に、前記凹凸面を有する基板１５の凸部の上面側を押し当てた後、該凹凸面を有する基板１５を導電性インキ液膜２１から引き離し、前記凹凸面を有する基板の凸部の上面側に導電性インキ液膜を転写することにより凹凸面を有する基板の凸部にソース電極とドレイン電極１６を形成する。

次いで、図１（ｅ）では、凹凸面を有する基板１５のソース電極とドレイン電極１６を形成した凸部の間の、すなわち、凹部の内側にインキジェット装置３２により導電性インキ液２１ａを塗布し、ゲート電極１７を形成する。

次いで、図１（ｆ）では、前記ゲート電極１７上にインキジェット装置によりゲート絶縁材料２２を塗布し、ゲート絶縁膜１８を形成する。

次いで、図１（ｇ）では、前記ゲート絶縁膜１８の上及びソース電極とドレイン電極１６の一部分上にインキジェット装置により半導体材料２３を塗布し、半導体層１９を形成する。

以上の工程により本発明の薄膜トランジスタを作製する。

ガラス基板１１は、一般に表面エネルギーが大きく、各種のインキが塗布し易い特徴があり、逆に、後の工程でのインキ離れに難点がある。そこで、本発明の導電性インキ液膜２１を形成するためのガラス基板１１は、用いる導電性インキに応じてガラス基板１１上にインキ剥離層１２を塗布形成するインキ剥離性の処理を行う。前記インキ剥離層１２は、通常のオフセット印刷などで使用するブランケット材料であるシリコーン樹脂を用いることが出来る。シリコーン樹脂のインキ剥離層１２を用いる場合は、シリコーン樹脂層の厚みを１００μｍ以下、好ましくは１０ミクロン以下とする。シリコーン樹脂層が厚くなると、基板となるガラスの平坦性が損なわれて印圧のムラが生じやすく、またインキ成分の溶媒や樹脂分がシリコーン樹脂層に浸透する。このインキ成分の浸透状態の差が、印刷
条件を変化させるため、より安定な印刷を行うためには、前記のように薄くすることが好適である（図１（ａ）参照）。

また、ガラス基板１１表面のインキ剥離層１２の形成方法として、シランカップリング剤を用いることも出来る。これにより、分子レベルの膜厚のインキ剥離層を作製することができ、ガラスの平坦性を保てることと、インキ成分の浸透が実質的にない、あるいは瞬時に飽和状態に達することができ、安定した印刷を行うことが出来る（図１（ａ）参照）。

前記シランカップリング剤は、ガラスと反応できるトリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類、トリクロロシラン類などを用いることが出来る。シランカップリング剤の一部位は、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などの有機化合物との反応性基を持つものから選ぶことができ、又はアルキル基やその一部にフッ素原子が置換されたものや、シロキサンが結合して表面エネルギーの小さな表面を形成できる置換基が結合したものを用いることができる。

前者の反応性基を有するシランカップリング剤を用いる場合には、シランカップリング剤でガラス表面を処理した後、所定の表面自由エネルギーになるようなほかのモノマー成分を塗工して、結合させることが出来る。反応性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを用いることができ、モノマーとして、スチレン、 エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチルプロパントリグリシジルエーテル、 ラウリルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。すなわち、反応性基を有するシランカップリング剤を用いた場合には、次いで他のモノマー成分を同様に塗工して結合させる。

また、後者の反応性基を有さないシランカップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシランなどを用いることができる。但し、アルキル基に限定されるものではない。

シランカップリング剤をガラス基板に固定化する方法としては、シランカップリング剤を使用した公知のガラス表面処理方法を用いることができる。シランカップリング剤を水、酢酸水、水−アルコール混合液、あるいはアルコール溶液に希釈させた溶液を調製する。前記溶液を公知の塗工方法であるスピンコート、ロールコート、アプリケータなどを用いてガラス表面に塗工し、次いで乾燥させることでシランカップリング剤をガラス基板に固定化できる。

インキ剥離層１２のインキ剥離性では、ガラス処理面へインキを滴下した際の接触角が、１０゜以上９０゜以下となるのが好ましく、より好ましくは２０゜以上７０゜以下である。接触角が小さいと後工程でのインキ剥離性が低下してパターンの欠陥が発生しやすくなり、接触角が大きいとインキ液膜を形成する際にハジキが生じて、均一なインキ液膜を作製することが困難になる。

上記に示したインキ剥離性のガラス基板１０上へ導電性インキ液膜２１を作製する方法としては、インキの粘度や溶媒の乾燥性によって公知の塗工方法を用いることができる。すなわち、スピンコート、ダイコート、キャップコート、ロールコート、アプリケータ、スプレーコート、ディスペンサなどが挙げられる。中でもスピンコート、ダイコート、キ
ャップコート、ロールコート、アプリケータは、広い範囲の粘度のインキについて均一なインキ液膜を作製することができ、好適である（図１（ｃ）参照）。

インキ剥離性のガラス基板１０上へ前記方法により導電性インキ液膜２１を作製した後に、前記導電性インキ液膜を予備乾燥する。予備乾燥は自然乾燥、冷風又は温風乾燥、マイクロ波、減圧乾燥などを用いることができ、また、紫外線、電子線などの放射線を用いることもできる。この予備乾燥では、前記導電性インキ液膜の粘度またはチキソ性、脆性を挙げることを目的とするもので、インキ液膜の完全乾燥はさせない。乾燥が不十分な場合は、後工程の前記凹凸面を有する基板を押し当て剥離する際に、インキ液膜が断裂し、不良が発生する。乾燥が行過ぎた場合は、前記凹凸面を有する基板にインキ液膜が転写していかないすなわち転写不良となる。そのため使用するインキの組成によって乾燥状態を調整する必要がある。

本発明の実施形態における基板１３に用いる材料は特に限定されるものではなく、一般に用いられる材料として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネートなどのフレキシブルなプラスチック材料、石英などのガラス基板やシリコンウェハーなどがある。しかしながら、フレキシブル化や各プロセス温度などを考慮すると、基板としてＰＥＮやポリイミドなどを用いることが望ましい（図１（ｂ）参照）。

また、凹凸面を上記のような基板に直接形成してもよいが、基板上に硬化性樹脂層を形成し、その層に凹凸面を形成しても良い。その場合に用いる硬化性樹脂材料は特に限定されるものではなく、一般に用いられる材料として、例えば不飽和ポリエステル、メラミン、エポキシ、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、ポリアミド、シリコーン、ポリビニルアルコールなどがある。硬化性樹脂層の形成方法は、ダイコート、マイクログラビア、スピンコート法などがあるが、これらに限定されるわけではない。

凹凸面を形成する方法は特に限定されるものではなく、一般に用いられる方法として形成したい凹部と凸部が逆転した凹凸面形成用型基板を基板に押し付ける方法、凹凸面形成用型基板に硬化性樹脂を流し込む方法、基板と凹凸面形成用型基板の隙間に硬化性樹脂を注入する方法、フォトリソグラフィーを用いる方法、機械切削を用いる方法、収束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いる方法などがある。

また、導電性インキ塗布時の表面濡れ性を向上させたり、乾燥後の密着性を改善したりする目的で、凹凸面の凸部をマット加工しても良い。マット加工は、サンドブラスト処理、コロナ処理など、公知の方法を用いることが出来る。また、凹凸面を上記のような基板に直接形成する場合には、予めフィラーを添加して表面処理を施したフィルムを用いることでも達成できる。

本発明の実施形態において、ゲート電極１７の電極材料として用いられる材料は特に限定されるものではないが、一般に用いられる材料には金、白金、ニッケル、インジウム錫酸化物などの金属あるいは酸化物の薄膜若しくはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）やポリアニリンなどの導電性高分子や金や銀、ニッケルなどの金属コロイド粒子を分散させた溶液若しくは銀などの金属粒子を導電材料として用いた厚膜ペーストなどがある。ゲート電極１７を形成する方法としては、インクジェット法、フレキソ印刷、スクリーン印刷、ディスペンサなどの公知の方法を用いることも出来るが、特にソース電極とドレイン電極１６の場合、基板の凹凸を恰も印刷版のように利用することで、前記インキ剥離性のガラス基板１０から導電性インキ液膜
２１を転写、乾燥するだけで形成できる。一方、ゲート電極１７は、所望の凹部にのみゲート電極材料を成膜することが望まれるので、インクジェット法、ディスペンサなどが好ましいが、これらに限定されるものではない（図１（ｅ）参照）。

本発明の実施形態において、ゲート絶縁膜１８として用いられるゲート絶縁材料２２は特に限定されるものではないが、一般に用いられる材料にはポリビニルフェノール、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどの高分子溶液、アルミナやシリカゲルなどの粒子を分散させた溶液などがある。ゲート絶縁膜１８の形成方法としては、所望の凹部にのみゲート絶縁材料を成膜することが望まれるので、インクジェット法、ディスペンサなどが好ましいが、これらに限定されるものではない（図１（ｆ）参照）。

本発明の実施形態において、半導体層１９の半導体材料２３として用いられる材料は特に限定されるものではないが、一般に用いられる材料にはポリチオフェン、ポリアリルアミン、フルオレンビチオフェン共重合体、およびそれらの誘導体のような高分子有機半導体材料、およびペンタセン、テトラセン、銅フタロシアニン、ペリレン、およびそれらの誘導体のような低分子有機半導体材料を用いることができるが、低コスト化、フレキシブル化、大大面積化を考慮すると印刷法が適用できる有機半導体を用いることが望ましい。また、カーボンナノチューブあるいはフラーレンなどの炭素化合物や半導体ナノ粒子分散液なども半導体材料として用いることができる。有機の半導体層１９の形成方法としては、所望の凹部にのみ半導体材料を成膜することが望まれるので、インクジェット法、ディスペンサなどが好ましいが、これらに限定されるものではない（図１（ｇ）参照）。

尚、本発明の薄膜トランジスタには、必要に応じて封止層、遮光層などを公知の方法を用いて形成してもよい。

図２（ａ）〜（ｇ）は、本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一実施例を説明する製造工程の側断面図である。図２では、マット加工された凹凸面を有する基板上にインキ剥離性のガラス基板から導電性インキを転写することによりトップゲート型の薄膜トランジスタを製造する方法の一例を示す工程図である。

図２（ａ）では、ガラス基材１１の片面にインキ剥離層１２を塗布しインキ剥離性のガラス基板１０を形成する。

図２（ｂ）では、予め、基板１３の片面に熱硬化樹脂１４を塗布し、所定の凹凸面形成用型基板３３を用いて、熱硬化樹脂１４に型押し（プレス加工）し、加熱処理して、所定の凹凸面を有する基板１５を形成する。

次いで、図２（ｃ）では、インキ剥離性のガラス基板１０上へ導電性インキ液膜２１を形成して予備乾燥する。

次いで、図２（ｄ）では、前記導電性インキ液膜２１に、前記凹凸面を有する基板１５の凸部の上面側を押し当てた後、該凹凸面を有する基板１５を導電性インキ液膜２１から引き離し、前記凹凸面を有する基板の凸部の上面側に導電性インキ液膜を転写することにより凹凸面を有する基板の凸部にソース電極とドレイン電極１６を形成する。

次いで、図２（ｅ）では、凹凸面を有する基板１５のソース電極とドレイン電極１６を形成した凸部の間の、すなわち、凹部の内側にディスペンサ３４により半導体材料２３を塗布し、半導体層１９を形成する。

次いで、図２（ｆ）では、前記半導体層１９及びソース電極とドレイン電極１６の一部分上にダイコータ３１によりゲート絶縁材料２２を塗布し、ゲート絶縁膜１８を形成する。

次いで、図２（ｇ）では、前記ゲート絶縁膜１８の上の所定の位置にスクリーン印刷機３５のスキージ３６よりゲート電極材料２４を塗布し、ゲート電極１７を形成する。

以上の工程により本発明の薄膜トランジスタを作製する。

図２では、図１と同じ材料、製造方法を用いているが、凹凸面を形成する方法は、形成したい凹部と凸部が逆転した凹凸面形成用型基板を基板に押し付ける方法を用いた方法である。また、各々の電極を形成する方法としては、スクリーン印刷、ディスペンサ、ダイコータなどの公知の方法を用いて薄膜を形成する方法である（図２（ｂ）と（ｅ）〜（ｇ）参照）。

図３（ａ）〜（ｂ）は、本発明の薄膜トランジスタの製造方法を用いて作製した薄膜トランジスタの側断面図である。本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、印刷版のようにして用い、インキ剥離性のガラス基板上で予備乾燥された導電性インキを転写することにより、凹凸面を有する基材１５の凸部にソース電極とドレイン電極１６を形成する方法である（図１（ａ）〜（ｄ）と図２（ａ）〜（ｄ）参照）。凹凸面を有する基材の一方の凸部の上面にソース電極と、他方の凸部の上面にドレイン電極を形成では、各々電極の形状及び形成位置の精度は、凹凸面の形成精度、特に凸部の上面及び凸部と凸部の間隔（凹部）位置精度に影響され、凹凸面の形成精度は、フォトマスク３０を介してのパターン転写精度、又は凹凸面形成用型基板３３の型精度に左右される。本発明の方法では、公知の方法で、フォトマスクを用いたパターン転写、又は凹凸面形成用型の製造方法を確立し、それを用いた凹凸面を有する基材１５の量産でも安定した精度で、高い生産効率で本発明の薄膜トランジスタを作製することができる。なお、図３（ａ）は、ボトムゲート型薄膜トランジスタであり、基板側よりゲート電極１７、ゲート絶縁膜１８、半導体層１９をインクジェット装置により形成した。図３（ｂ）は、トップゲート型薄膜トランジスタであり、基板側より半導体層１９、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１７を薄膜塗布装置、例えばディスペンサ、ダイコータ、又はスクリーン印刷により形成した。

以下、本発明の実施例を説明する。

図１を用いて説明する。実施例１では、ボトムゲート・ボトムコンタクト型素子の作製方法を示す。図１（ａ）に示すように、ガラス基板１１上にｎ−ヘキシルトリメトキシシランをイソプロピルアルコールに溶解させた溶液を調製し、スピンコートを用いてガラス基板１１上に塗布後、１２０℃で乾燥してを有するインキ剥離性のガラス基板１０を作製した。図１（ｂ）に示すように、基板１３（ＰＥＴ）と硬化性樹脂１４（ポリアミド）とからならる樹脂凸版材料（東洋紡製プリンタイト）を用い、フォトマスク３０を介して露光、現像して凹凸面を有する基板１５を作製した。次いで図１（ｃ）に示すように、インキ剥離性のガラス基板１０上にダイコーターを用いて導電性インキ（真空冶金製Ａｇナノメタルインク：Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリエチレングリコール＝８：１）を塗布して導電性インキ液膜２１を作製し、６０℃で５分間予備乾燥させた。図１（ｄ）に示すように、前記凹凸面を有する基板１５をインキ剥離性のガラス基板１０に押し当てた後に剥離し、１８０℃で３０分間乾燥することによりソースとドレイン電極１６を形成した。図１（ｅ）に示すように、インクジェット装置３２を用いて導電性インキをソース電極とドレイン電極間の凹部に印刷、１８０℃で３０分間乾燥させてゲート電極１７を形成した。図１（ｆ）に示すように、インクジェット装置を用いてゲート絶縁材料２２（Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリ
ビニルフェノール）をゲート電極１７上に印刷、１８０℃で３０分間乾燥させてゲート絶縁膜１８を形成した。しかる後、図１（ｇ）に示すようにインクジェット装置を用いて半導体材料２３（Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリ（３−ヘキシルチオフェン））を印刷、１００℃で１時間乾燥させて半導体層１９を形成した。この結果、凹凸面を有する基板上にインキ剥離性のガラス基板から導電性インキを転写することにより、ボトムゲート・ボトムコンタクト型素子を作製することが出来た。

図２を用いて説明する。実施例２では、トップゲート型素子の作製方法を示す。図２（ａ）に示すように、ガラス１１上にｎ−ドデシルトリメトキシシランをイソプロピルアルコールに溶解させた溶液を調製し、スピンコートを用いてガラス基板上に塗布後、１２０℃で乾燥してを有するインキ剥離性のガラス基板１０を得た。図２（ｂ）に示すように、基板１３としてＰＥＮ（帝人デュポン製）を用い、予めレーザー加工で凹凸面形成用型基板３３を形成した後、サンドブラスト処理により表面をマット加工した。凹凸面形成用型基板３３を２００℃に加熱した基板１３に押し当て、徐々に冷却することにより凹凸面を有する基板１５を作製した。図２（ｃ）に示すように、インキ剥離性のガラス基板１０上にダイコータを用いて導電性インキ（真空冶金製Ａｇナノメタルインク：Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリエチレングリコール＝８：１）を塗布して導電性インキ液膜２１を作製し、６０℃で５分間予備乾燥させた。図２（ｄ）に示すように、上述の凹凸面を有する基板１５をインキ剥離性のガラス基板１０に押し当てた後に剥離、１８０℃で３０分間乾燥することによりソースとドレイン電極１６を形成した。図２（ｅ）に示すように、ディスペンサを用いて半導体材料２３（Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリ（３−ヘキシルチオフェン））を印刷、１００℃で１時間乾燥させて半導体層１９を形成した。図２（ｆ）に示すように、ダイコータを用いてゲート絶縁材料２２（Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリビニルフェノール）をＰＥＮ基板全面に塗布、１８０℃で３０分間乾燥させてゲート絶縁膜１８を形成した。しかる後、図２（ｇ）に示すように、スクリーン印刷を用いてゲート電極材料２４（アサヒ化学研究所製、ポリマー厚膜ペースト）を印刷、１５０℃で３０分間乾燥させてゲート電極１７を形成した。この結果、凹凸面を有する基板上にインキ剥離性のガラス基板から導電性インキを転写することにより、トップゲート型素子を作製することが出来た。

（ａ）〜（ｇ）は、本発明の薄膜トランジスタの一実施例の製造方法を説明する製造工程の側断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、本発明の薄膜トランジスタの一実施例の製造方法を説明する製造工程の側断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、本発明の薄膜トランジスタの一実施例の構造を説明する側断面図である。

符号の説明

１０…インキ剥離性のガラス基板
１１…ガラス基板
１２…インキ剥離層
１３…基板
１４…硬化性樹脂
１５…凹凸面を有する基板
１６…ソース電極とドレイン電極
１７…ゲート電極
１８…ゲート絶縁膜
１９…半導体層
２１…導電性インキ液膜
２１ａ…導電性インキ液
２２…ゲート絶縁材料
２３…半導体材料
２４…ゲート電極材料
３０…フォトマスク
３１…ダイコータ
３２…インクジェット装置
３３…凹凸面形成用型基板
３４…ディスペンサ
３５…スクリーン印刷機
３６…スキージ

Claims (9)

1. 凹凸面を有する基板上に、凹凸面の隣接する凸部の一方にソース電極を形成し、他方にドレイン電極を形成して、前記凸部間の凹部及びその上方にゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層を順次形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、インキ剥離性のガラス基板上へ導電性インキ液膜を形成して予備乾燥後、該導電性インキ液膜に、前記凹凸面を有する基板の凸部の上面側を押し当てた後、該凹凸面を有する基板を導電性インキ液膜から引き離し、前記凹凸面を有する基板の凸部の上面側に導電性インキ液膜を転写することにより凹凸面を有する基板の凸部にソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
2. 前記インキ剥離性のガラス基板が、ガラス基板上にインキ剥離層を積層し、形成することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
3. 前記インキ剥離層が、シリコーン樹脂からなる薄膜を積層し、形成することを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造方法。
4. 前記インキ剥離層が、シランカップリング剤からなる薄膜を介してアルキル基、シロキサン基、フッ素原子が化学結合して積層し、形成することを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造方法。
5. 前記導電性インキ液膜が、金属粒子を溶媒に分散させたインキを塗布し、形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
6. 前記導電性インキ液膜が、導電性高分子を溶媒に分散若しくは溶解させたインキを塗布し、形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
7. 前記導電性高分子が、ポリアニリンを塗布し、形成することを特徴とする請求項６記載の薄膜トランジスタの製造方法。
8. 前記半導体層が、有機半導体材料を塗布し、形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
9. 凹凸面を有する基板上に、少なくともゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を有する薄膜トランジスタにおいて、前記請求項１乃至８のいずれか１項記載の薄膜トランジスタの製造方法を用いたことを特徴とする薄膜トランジスタ。

Images