JP2009021297A - 有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子及び有機半導体装置 - Google Patents

有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子及び有機半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 活性層の電気的特性の低下を防止でき、しかも良好なパターン形状を有するようにパターニングされた活性層を形成することができる有機半導体素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明の有機半導体素子の製造方法は、支持フィルム及び活性層が積層された積層体と、活性層を形成させる素子基板とを、積層体の活性層と素子基板とが接するように貼り合わせる工程と、支持フィルムにおける活性層に対して反対側の面上に、所定のパターン形状を有するマスクを形成する工程と、マスクが形成されていない領域の積層体を除去することにより、活性層をパターニングする工程とを有する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、有機半導体素子の製造方法及びこれにより得られる有機半導体素子、並びに、この有機半導体素子を備える及び有機半導体装置に関する。
有機半導体素子は、有機半導体化合物を含む半導体膜からなる活性層を有する素子である。このような有機半導体素子としては、例えば、トランジスタや回路素子等が例示でき、これらは、例えばディスプレイ等の半導体装置に適用される。有機半導体素子を半導体装置に適用する場合、その半導体装置に形成する回路パターンに合う形状となるように活性層がパターニングされている必要がある。
有機半導体素子におけるパターニングされた活性層の形成方法としては、従来の無機半導体素子の場合と同様に、フォトレジスト溶液を塗布することによるフォトレジスト層の形成、及び、フォトリソグラフィとエッチングを用いたパターニング技術による方法等が一般に用いられている（特許文献１、非特許文献１参照）。これらの方法によれば、微細で良好なパターン形状が得られるパターニングが可能となる。
特開２００６−４１３１７号公報 H.E.Huitema et al., Adv.Mater., Vol 14, p.1201, 2002.
しかしながら、上述した従来の方法の場合、有機半導体化合物を含む活性層は、フォトレジスト溶液の溶媒等に曝されることによって劣化し、その電気的特性が低下してしまうという問題があった。
特に、近年では、活性層による高いキャリア移動度を得るため、活性層に所定の配向を付与することが行なわれている。ところが、配向性が付与された活性層に対し、フォトリソグラフィやエッチングを行うこと等によりパターニングを行うと、配向に影響が生じてしまうことがある。そのため、使用するフォトレジスト溶液が配向に影響を与えないように考慮する必要がある。活性層を保護するために保護層を設ける方法も考えられるが、その場合も、保護層の形成による活性層の劣化だけでなく配向への影響をも考慮しなければならない。このように、配向を有する活性層を形成する場合は、微細で良好なパターン形状を形成することが一層困難となる傾向にある。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、活性層の電気的特性の低下を防止でき、しかも良好なパターン形状を有するようにパターニングされた活性層を形成することができる有機半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。本発明はまた、このような製造方法により得られる有機半導体素子、及び、かかる有機半導体素子を備える半導体装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の有機半導体素子の製造方法は、有機半導体化合物を含む半導体膜からなる活性層を有する有機半導体素子の製造方法であって、支持フィルム及び活性層が積層された積層体と、活性層を形成させるための素子基板とを、積層体における活性層と素子基板とが接するように貼り合わせる工程と、支持フィルムにおける活性層に対する反対側の面上に、所定のパターン形状を有するマスクを形成する工程と、マスクが形成されていない領域の上記積層体を除去することにより、活性層をパターニングする工程とを有することを特徴とする。
このような本発明の製造方法においては、予め支持フィルム上に形成された活性層を素子基板と貼り合わせた後、支持フィルム上にマスクを形成してパターニングを行なっている。そのため、支持フィルムがそのまま活性層の保護層として機能することができ、マスク形成等による活性層へのダメージを低減することができる。また、配向を有する活性層を形成する場合であっても、活性層上の支持フィルムによって、マスク形成等による配向への影響も極めて小さくできる。したがって、本発明の製造方法によれば、仮に配向を有する場合であっても、パターニングによる電気的特性等の低下が極めて小さく、しかも微細で良好なパターン形状を有する活性層を形成することが可能となる。
上記本発明の有機半導体素子の製造方法は、積層体と素子基板とを貼り合わせる前に、この積層体における活性層を配向させる工程を有することが好ましい。こうすれば、比較的形状の自由度が高い積層体の状態で活性層に配向を付与することができ、配向の程度を調整することが容易である。そして、本発明においては、上述の如く、先に活性層に配向を生じさせておいもパターニングによる配向の乱れが生じ難いことから、貼り合わせ前に活性層を配向させることで、所望の配向度を有する活性層を備える有機半導体素子を一層形成し易くなる。
また、本発明において、マスクは、このマスクの形成材料を含む溶液を塗布することによって支持フィルムにおける活性層に対して反対側の面上に直接形成されたものであると好ましい。こうすれば、マスクを形成するため、マスク材料からなる前駆層を形成し、この上に更にマスクを形成して前駆層のパターニングを行なうといった従来の煩雑なプロセスを経る必要が無く、所定のパターン形状を有するマスクを直接形成することができるため、マスクの形成工程を簡便化することが可能となる。
なお、従来、半導体化合物を含む活性層は、有機溶媒への溶解性が高いものが多く、溶液塗布によってマスクを形成すると、活性層が溶解されてしまうといった不都合が生じる場合もあったが、本発明では上記のように支持フィルムを介してマスクを形成することから活性層の溶解等の心配も少ない。このように、本発明は、比較的工程が簡便な溶液塗布によるマスク形成を行なうのに極めて有利であり、また、種々のマスク層の形成材料を用いることが可能となるという利点も有している。
なお、本発明において製造する半導体素子としては、ソース電極及びドレイン電極、これらの電極間の電流経路となる活性層、及び、電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を備えるトランジスタが好適である。このようなトランジスタ（有機薄膜トランジスタ）は、活性層によるキャリア移動度によって特性が大きく左右されるため、ダメージを極力小さくしつつパターニングされた活性層を形成することが特に重要である。したがって、本発明の有機半導体素子の製造方法は、上述した構成を有するトランジスタの製造に極めて有効である。
本発明はまた、上記本発明の有機半導体素子の製造方法により得ることのできる有機半導体素子を提供する。本発明の有機半導体素子は、上記本発明の製造方法によって得られたものであることから、ダメージが小さく、且つ、良好なパターン形状を有する活性層を備えており、優れたキャリア移動度を有するものとなり得る。
さらに、本発明は、本発明の有機半導体素子を備える半導体装置を提供する。かかる半導体装置は、本発明の有機半導体素子を有することから、優れた機能を有するものとなり易い。
本発明によれば、仮に配向を有する場合であっても、パターニングによる電気的特性等の低下が極めて小さく、しかも微細で良好なパターン形状を有する活性層を形成することが可能な有機半導体素子の製造方法を提供することができる。また、このような製造方法により得られ、高いキャリア移動度を有する有機半導体素子、及び、この有機半導体素子を備える半導体装置を提供することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
ここでは、有機半導体素子として、トランジスタ（有機薄膜トランジスタ）を例に挙げて、その構成及び製造方法の好適な実施形態について説明する。このトランジスタとしては、電流を増幅またはスイッチ動作させる半導体素子であり、有機半導体化合物を含有する活性層を備えるものであれば特に制限なく適用できる。このようなトランジスタとしては、バイポーラトランジスタ、静電誘導型トランジスタ、電界効果型トランジスタ等が挙げられる。
そして、以下の説明では、特に、ソース電極及びドレイン電極、これらの電極間の電流経路となり有機半導体化合物を含有する活性層、及び、電流経路を通る電流を制御するゲート電極を備えるトランジスタ及びその製造方法について説明する。このような構成を有するトランジスタとしては、例えば、電界効果トランジスタの場合、プレーナ型、逆スタガ型、スタガ型等の種々の構造のものが挙げられる。
まず、図１〜図６を参照して、好適な実施形態のトランジスタの構成について説明する。
図１は、第１実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。図１に示すトランジスタ１００は、基板１０と、基板１０上に形成されたゲート電極１２と、ゲート電極１２を覆うようにして基板１０上に形成された絶縁層１４と、絶縁層１４上に形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８と、ソース電極１６及びドレイン電極１８の一部を覆うように絶縁層１４上に形成された活性層２０と、活性層２０を覆うように形成された支持フィルム５２と、支持フィルム５２を覆うように形成されたマスク層５６を備えるものである。
図２は、第２実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。図２に示すトランジスタ１０５は、ゲート電極１２と、ゲート電極１２上に形成された絶縁層１４と、絶縁層１４上に形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８と、ソース電極１６及びドレイン電極１８の一部を覆うように絶縁層１４上に形成された活性層２０と、活性層２０を覆うように形成された支持フィルム５２と、支持フィルム５２を覆うように形成されたマスク層５６を備えるものである。なお、このトランジスタ１０５におけるゲート電極１２は、上記第１実施形態のトランジスタ１００における基板１０の機能も兼ねるものである。
図３は、第３実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。図３に示すトランジスタ１１０は、ゲート電極１２と、ゲート電極１２の両面に形成された絶縁層１４と、一方の絶縁層１４上に形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８と、ソース電極１６及びドレイン電極１８の一部を覆うように絶縁層１４上に形成された活性層２０と、活性層２０上に形成された支持フィルム５２と、支持フィルム５２を覆うように形成されたマスク層５６を備えるものである。このトランジスタ１１０におけるゲート電極１２は、上記第１実施形態のトランジスタ１００における基板１０の機能も兼ねるものである。
図４は、第４実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。図４に示すトランジスタ１１５は、ゲート電極１２と、ゲート電極１２上に形成された絶縁層１４と、絶縁層１４上に形成された活性層２０と、活性層２０の一部を覆うように形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８と、を備えるものである。
図５は、第５実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。このトランジスタ１２０は、静電誘導型有機薄膜トランジスタである。図５に示すトランジスタ１２０は、基板１０と、基板１０上に形成されたソース電極１６と、ソース電極１６上に形成された活性層２０と、活性層２０上に複数（ここでは４つ）形成されたゲート電極１２と、これらのゲート電極１２を覆うように活性層２０上に形成された活性層２４と、この活性層２４上に形成されたドレイン電極１８と、を備えるものである。このトランジスタ１２０において、２つの活性層２０及び２４は、同一の材料により構成される層であってもよく、異なる材料によって構成された層であってもよい。
図６は、第６実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。このトランジスタ１２５は、基板１０と、基板１０上に形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８と、これらのソース電極１６及びドレイン電極１８の一部を覆うように基板１０上に形成された活性層２０と、活性層２０上に形成された絶縁層１４と、絶縁層１４上に形成されたゲート電極１２と、を備えるものである。
上述した第１〜第４及び第６実施形態に係るトランジスタにおいては、いずれも、活性層２０は、有機半導体化合物を含有する半導体膜からなる層であり、ソース電極１６とドレイン電極１８の間の電流通路（チャネル）となる。また、ゲート電極１２は、電圧を印加することにより活性層２０における電流通路（チャネル）を通る電流を制御する。
また、第５実施形態に係るトランジスタにおいては、活性層２０及び２４が、有機半導体化合物を含有しており、ソース電極１６とドレイン電極１８との間の電流通路となる。ゲート電極１２は、上記と同様に電流通路を通る電流を制御する。
以下、上記各実施形態のトランジスタの製造方法を、トランジスタの更に詳細な構成とともに説明する。
（第１実施形態のトランジスタの製造方法）
まず、第１実施形態のトランジスタの製造方法について説明する。図７及び８は、第１実施形態に係るトランジスタの製造方法を示す工程図である。この製造方法では、まず、基板１０と、基板１０上に形成されたゲート電極１２と、ゲート電極１２を覆うようにして基板１０上に形成された絶縁層１４と、絶縁層１４上に形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８とを備える素子基板３０を準備する（図７（ａ））。本実施形態では、この素子基板３０が、「活性層を形成させる素子基板」に該当する。また、これとは別に、支持フィルム５２と、活性層２０となるべき半導体膜２２とが積層された積層体５０を準備する（図７（ｂ））。
基板１０としては、電界効果トランジスタとしての特性を阻害しないものが用いられ、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板やステンレスホイル基板が挙げられる。絶縁層１４は、電気の絶縁性が高い材料からなるものであり、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、絶縁性ポリマー等を用いることができる。ここで、絶縁性ポリマーとしては、ポリイミド、ポリ（ビニルフェノール）、ポリエステル、メタクリル樹脂、ポリカーボネイト、ポリスチレン、バリレン等が挙げられる。
絶縁層１４は、その表面が種々の方法により物理的・化学的に修飾されていてもよい。物理的な修飾方法としては、例えば、オゾンＵＶやＯ２プラズマによる処理が挙げられる。また、化学的な修飾方法としては、例えば、シランカップリング剤等の表面処理剤による処理が挙げられる。表面処理剤としては、アルキルクロロシラン類、アルキルアルコキシシラン類、フッ素化アルキルクロロシラン類、フッ素化アルキルアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン等のシリルアミン化合物等が挙げられる。この表面処理は、例えば、上記表面処理剤の溶液や気体に絶縁層１４を接触させ、表面処理剤を絶縁層１４の表面に吸着させることで行うことができる。表面処理前には、絶縁層１４の表面処理を行う面を、オゾンＵＶやＯ２プラズマで処理しておくこともできる。
基板１０上への絶縁層１４の形成方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ法、熱蒸着法、熱酸化法、陽極酸化法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の方法が挙げられる。例えば、基板１０がシリコン基板である場合、その表面を酸化して酸化シリコンからなる絶縁層１４を形成してもよい。
ゲート電極１２、ソース電極１６及びドレイン電極１８は、導電性材料から構成される。導電性材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、ニッケル、チタン等の金属、ＩＴＯ等の導電性酸化物、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸の混合高分子等の導電性高分子が例示される。また、金属微粒子、カーボンブラック、グラファイト微粉がバインダー中に分散した導電性材料でもよい。
ソース電極１６やドレイン電極１８の厚さは特に制限されない。ただし、本実施形態や、後述する第２、第３及び第５実施形態のように、ソース電極１６やドレイン電極１８上に活性層を形成する場合は、活性層との密着性を更に良好とするため、ソース電極１６やドレイン電極１８は、これらの電極としての機能が損なわれない範囲でできるだけ薄いことが好ましい。
上記構成を有する素子基板３０は、公知のトランジスタの製造方法により製造することができ、例えば、米国特許６１０７１１７号明細書に記載された方法が適用できる。
一方、積層体５０は、支持フィルム５２上に活性層２０となるべき半導体膜２２を積層することで形成される。支持フィルム５２は、無機材料、有機材料いずれからなるものであってもよい。例えば、ポリシロキサン、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテン樹脂、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等が例示できる。また、支持フィルム５２は、フォトレジストとしての機能を有するものであってもよい。例えば、感光剤を含むポリビニルアルコールからなるものや、感光剤を含むポリビニルアルコールの層が、半導体膜２２と逆側の最外面に積層されたものが挙げられる。
一方、半導体膜２２は、有機半導体化合物のみから構成されるものでもよく、有機半導体化合物以外の添加成分を更に含有するものでもよい。有機半導体化合物としては、低分子有機半導体化合物や高分子有機半導体化合物が挙げられる。
半導体膜２２の添加成分としては、ドーパント、活性層２０内のキャリアを調整する調整材料、半導体膜の機械的特性を高めるための高分子材料等が挙げられる。なお、半導体膜２２は、複数種の有機半導体化合物や、複数種の添加成分を含むものであってもよい。有機半導体化合物としては、良好な成膜性を得る観点からは、低分子有機半導体化合物よりも高分子有機半導体化合物の方が好ましい。また、活性層２０を形成するための半導体膜２２は、これらの化合物の単結晶から構成されてもよい。
ここで、低分子有機半導体化合物や高分子有機半導体化合物としては、例えば、下記に例示される化合物がそれぞれ挙げられる。なお、本発明の有機半導体素子における活性層２０に含まれる有機半導体化合物は、必ずしも以下に例示したものには限定されない。
低分子有機半導体化合物としては、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾペンタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ナフトペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ナノアセン等のポリアセン化合物；フェナントレン、ピセン、フルミネン、ピレン、アンタンスレン、ペロピレン、コロネン、ベンゾコロネン、ジベンゾコロネン、ヘキサブンゾコロネン、ベンゾジコロネン、ビニルコロネン等のコロネン化合物；ペリレン、テリレン、ジペリレン、クオテリレン等のペリレン化合物；トリナフチン、ヘプタフェン、オバレン、ルビセン、ビオラントロン、イソビオラントロン、クリセン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、ビフェニル、トリフェニレン、ターフェニル、クォターフェニル、サーコビフェニル、ケクレン、フタロシアニン、ポルフィリン、フラーレン（Ｃ６０、Ｃ７０）、テトラチオフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタン化合物、ポリチオフェンのオリゴマー、ポリピロールのオリゴマー、ポリフェニレンのオリゴマー、ポリフェニレンビニレンのオリゴマー、ポリチエニレンビニレンのオリゴマー、チオフェンとフェニレンとの共重合体オリゴマー、チオフェンとフルオレンとの共重合体オリゴマー等が挙げられる。また、これらの低分子有機半導体化合物の誘導体を用いることもできる。このようなものとしては、例えば、テトラセンのベンゼン環付加誘導体のルブレンなどがある。また、フラーレン類の共役系を拡張したカーボンナノチューブ等も例示できる。
また、高分子有機半導体化合物としては、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリトリフェニルアミン、トリフェニルアミンとフェニレンビニレンとの共重合体、チオフェンとフェニレンとの共重合体、チオフェンとフルオレンとの共重合体等が挙げられる。また、これらの高分子有機半導体化合物の誘導体を用いることもできる。このようなものとしては、例えば、ポリチオフェンのアルキル置換体のポリ（３−ヘキシルチオフェン）等が例示できる。
特に、高分子有機半導体化合物としては、具体的には、下記のような構造を有するものが例示できる。
Figure 2009021297
上記式（１ａ）〜（１ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、１価の複素環基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。ｎは１以上の整数である。
有機半導体化合物以外の添加成分であるドーパントとしては、アクセプター性のドーパントとドナー性のドーパントが挙げられる。
まず、アクセプター性のドーパントとしては、ヨウ素、臭素、塩素、塩化ヨウ素、臭素化ヨウ素等のハロゲン；硫酸、無水硫酸、二酸化硫黄、硫酸塩等の酸化硫黄化合物；硝酸、二酸化窒素、硝酸塩等の酸化窒素化合物；過塩素酸、次亜塩素酸等のハロゲン化化合物；テトラフルオロホウ酸、テトラフルオロホウ酸塩、リン酸、リン酸塩、トリフルオロ酢酸等の酸又はその塩；テトラシアノキノジメタン、テトラクロロテトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、ジクロロシアノエチレン、ジクロロジシアノキノン、テトラクロロキノン、炭酸ガス、酸素等が例示できる。
また、ドナー性のドーパントとしては、テトラチアフルバレン、テトラメチルテトラチアフルバレン、テトラセレナチアフルバレン；ジフェニルフェニレンジアミン、テトラフェニルフェニレンジアミン、テトラフェニルジアミノジフェニル、ポリビニルカルバゾール等のアミン化合物；アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属やこれらの金属と有機化合物との錯体等が例示できる。
その他、活性層２０内のキャリアを調整する調整材料としては、導電性を有する材料、例えば、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、銀、白金、金等の遷移金属やこれらの微粒子が挙げられる。
さらに、半導体膜２２の機械的特性を高めるための高分子材料としては、ポリカーボネイト、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等が挙げられる。
積層体５０は、例えば、支持フィルム５２への有機半導体化合物の直接的付与、支持フィルム５２への有機半導体化合物の溶液の直接的塗布による方法や、支持フィルム５２とあらかじめ形成した半導体膜２２との貼り合わせによる方法によって形成することができる。
支持フィルム５２への有機半導体化合物の直接的付与は、例えば、固体の有機半導体化合物の場合、支持フィルム５２上への有機半導体化合物の蒸着、溶融物のスプレーコート、昇華付与等により行うことができる。また、単結晶の有機半導体化合物の場合は、支持フィルム５２上への自然密着や、接着剤を用いた貼り合わせといった手法を適用できる。
支持フィルム５２への有機半導体化合物の溶液の直接的塗布は、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等により行うことができる。なお、このとき、支持フィルム５２に対する有機半導体化合物の濡れ性を調整するため、支持フィルム５２の表面は、物理的・化学的に修飾されていてもよい。例えば、物理的な修飾方法としては、酸素プラズマ処理が挙げられる。
一方、支持フィルム５２と半導体膜２２とを貼り合わせる場合は、まず、半導体膜２２を製造する。半導体膜２２の製造においては、有機半導体化合物、又は、有機半導体化合物及びこれ以外の添加成分を、有機溶媒に溶解・分散させて溶液とする。次いで、この溶液を、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂板上に塗布した後、有機溶媒を揮発させる。これにより形成された層をポリテトラフルオロエチレン樹脂板から剥離することで、半導体膜２２が得られる。
半導体膜２２を製造するための溶液に用いる有機溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロベンゼン等の塩素系溶媒；テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒；トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ｎ−ブチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒；アニソール等のアルコキシ基を有する芳香族系溶媒等が挙げられる。
また、溶液の塗布方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等が例示できる。
なお、有機半導体化合物が熱可塑性の材料である場合は、加熱し軟化したところで圧延することにより半導体膜２２を得る方法も挙げられる。
そして、これにより得られた半導体膜２２と支持フィルム５０とを必要に応じて加熱しながら加圧等して貼り合わせることにより、積層体５０が得られる。
上述のようにして積層体５０が得られるが、有機半導体化合物を含有する活性層２０を有するトランジスタでは、この活性層２０が配向性を有していると、有機半導体化合物の分子が一方向に並ぶこととなるため、トランジスタの特性（キャリア移動度）が向上する傾向にある。したがって、活性層２０は、配向処理されていることが好ましい。
このように配向された活性層２０を得るためには、素子基板３０と貼り合わせる前、すなわち半導体膜２２（積層体５０）の段階で配向させておくことが好ましい。配向させるための方法としては、まず、半導体膜２２を延伸する方法が挙げられる。この場合、例えば、積層体５０の状態で支持フィルム５２とともに半導体膜２２を延伸する。延伸方法としては、１軸延伸、２軸延伸、液中膨潤延伸、ロールによる延伸などの方法が例示される。
１軸延伸は、四角形にした半導体膜２２（積層体５０）の１対の対辺をそれぞれチャックにはさみ、反対方向に引張り伸ばす方法である。このとき、室温で引っ張ってもよく、適度に加熱しながら引っ張ってもよい。また、引張りは、窒素ガスなどの特定のガス雰囲気下で行うこともできる。
また、２軸延伸は、四角形にした半導体膜２２（積層体５０）の２対の対辺をそれぞれチャックにはさみ、同時に、または、逐次に、２つの対辺方向にフィルムを引張り伸ばす方法である。このとき、室温で引っ張ってもよく、適度に加熱しながら引っ張ってもよい。また、引張りは、窒素ガスなどの特定のガス雰囲気下で行うこともできる。
さらに、液中膨潤延伸とは、半導体膜２２が溶解せずに膨潤する適当な溶液に、半導体膜２２（積層体５０）を浸し、その中で上記１軸延伸や２軸延伸によってフィルムを引っ張り伸ばす方法である。この場合、引っ張りは、室温で行ってもよく、適度に加熱しながら行ってもよい。
なお、このような延伸を行なう場合、支持フィルム５２としては、かかる延伸が可能なものが好ましく、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテン樹脂、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、メタクリル樹脂、ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等が好適である。
以上のようにして、素子基板３０（図７（ａ））及び積層体５０（図７（ｂ））が得られる。
本実施形態では、次いで、積層体５０と素子基板３０とを、積層体５０における半導体膜２２が素子基板３０における絶縁層１４と対向するように貼り合わせる（貼付工程；図７（ｃ））。貼り合わせは、加熱及び／又は加圧を行いながら行うことが好ましい。かかる貼り合わせの具体的な方法としては、特に制限されないが、例えば、まず、積層体５０における半導体膜２２を、ソース電極１６及びドレイン電極１８が形成されている絶縁層１４上にのせる。次いで、絶縁層１４上にのせられた半導体膜２２を、加熱及び／又は加圧して、絶縁層１４に密着させる。これにより、半導体膜２２から活性層２０が形成される。
この貼付工程では、加熱及び加圧のいずれか一方のみを行ってもよく、両方を行ってもよい。また、両方を行う場合、加熱及び加圧を同時に行ってもよく、いずれか一方を先に行い、他方を後に行うようにしてもよい。さらに、貼付工程では、密着性の更なる向上のため、減圧下で貼り合わせを行ってもよい。また、大気下で加熱等を行った場合は、有機半導体化合物の種類によっては酸化される等の好ましくない特性変化を生じる場合がある。そこで、貼付工程は、必要に応じて、減圧下のほか、窒素雰囲気下、遮光下等の光、水分、酸素等がコントロールされた環境下で行うこともできる。
ただし、加熱や加圧は、過剰な条件で行うと、半導体膜２２の特性（例えば、配向している場合は配向性）等に変化が生じて、所望の特性を有する活性層２０が得られ難くなるおそれがある。したがって、加熱や加圧は適度な条件で行うことが好ましい。好適な加熱条件としては、室温以上であって、半導体膜２２やこれと貼り合わせる絶縁層１４、或いは素子基板３０等に変形が生じない程度の温度条件が挙げられる。例えば、半導体膜２２が高分子有機半導体化合物からなる場合は、その液晶相又は等方相転移温度以下の温度が好ましい。一方、半導体膜２２が低分子有機半導体化合物からなる場合は、その融点以下の温度が好ましい。なお、これらを超える温度であっても、上記の不都合を生じない程度の短時間の加熱であれば実施することができる。
また、加圧は、半導体膜２２と絶縁層１４との積層方向に行うが、例えば、積層体５０の支持フィルム５２側から荷重をかけるようにしてもよく、ロールを用いて全体を加圧するようにしてもよい。加圧の際の圧力は、半導体膜２２や、素子基板３０を構成している絶縁層１４、基板１０、ソース電極１６やドレイン電極１８の変形や不良が発生しない程度とすることが好ましい。
また、貼付工程においては、半導体膜２２と絶縁層１４との間に所定の施工液を介在させてもよい。施工液としては、絶縁層１４と半導体膜２２の両方を濡らすことができる性質を有する液状の物質（液体）を用いる。これにより、半導体膜２２と絶縁層１４とが良好に濡らされ、両者の密着性を更に向上させることができるようになる。
施工液としては、絶縁層１４の活性層２０を形成させる面との接触角が１２０度以下となるものが好ましく、９０度以下となるものがより好ましく、６０度以下となるものがさらに好ましい。ここで、「接触角」とは、空気中で絶縁層１４上に施工液の液滴を形成させた場合に、これら３相の接触点から施工液に引いた接線と絶縁層１４の表面とのなす角のうち、施工液を含む方の角度をいう。
好適な施工液は、絶縁層１４の種類（絶縁層１４との接触角）に応じて適宜選択することが望ましい。例えば、絶縁層１４の表面が酸化シリコン（ＳｉＯ２等）である場合や、アルキルトリクロロシラン（オクタデシルトリクロロシラン等）で修飾された酸化シリコンである場合、窒化シリコンである場合、有機系絶縁膜である場合等は、施工液としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の炭素数１〜８のアルコール系溶媒、アセトン等のケトン系溶媒、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒、クロロホルム等のハロゲン系溶媒（より好ましくはアルコールなどを混合したもの）、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒（より好ましくはアルコールなどを混合したもの）、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、水（より好ましくは界面活性剤を含有するもの）、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、アンモニア水等のアミン系化合物を含む溶媒等が好適である。
施工液は、絶縁層１４に対する濡れ性を調節するための界面活性剤等の添加物や、活性層２０によるトランジスタ特性を調節し得るドーパント、活性層２０中のキャリアの濃度を調節するための材料等を更に含んでいてもよい。なお、施工液として例示した上記の溶媒は、単独で用いてもよく、２種又はそれ以上を併用してもよい。
半導体膜２２と絶縁層１４との間に施工液を介在させて、これらを貼りあわせる方法としては、例えば、半導体膜２２及び絶縁層１４のうちの一方の表面上に施工液を塗布した後、他方をこの施工液上に積層する方法が挙げられる。また、これ以外の方法としては、半導体膜２２と絶縁層１４との間を所定のギャップ（隙間）を隔てて保持しておき、このギャップ中に施工液を注入する方法等も例示できる。これらの方法において、施工液が、上述したように絶縁層１４との接触角が１２０度以下となるものであると、絶縁層１４の表面を効率よく濡らすことが可能となり、貼りあわせを一層良好に行うことが可能となる。
なお、施工液を介した貼りあわせの際には、半導体膜２２の全てが施工液中に溶出しないようにする。半導体膜２２の全てが溶出してしまうと、均一な活性層２０を形成することが困難となるからである。なお、貼りあわせにおいて、半導体膜２２は全てが溶解していなければよく、一部溶解が生じていても問題はない。
施工液を用いた場合は、この施工液中の不要な揮発成分を除去する除去工程を実施してもよい。これにより、半導体膜２２と絶縁層１４との密着性を向上することができる。なお、この除去工程においては、施工液は全て除去してもよく、一部が残るようにしてもよい。例えば、絶縁層１４と活性層２０との接着性が良好に保たれるのであれば、施工液を全て除去してもよい。
このようにして、素子基板３０と積層体５０とを貼り合わせを行うことにより、これらが密着した構造体が得られる（図７（ｄ））。その後、貼り合わされた積層体５０における支持フィルム５２の上に、フォトレジスト溶液を塗布してフォトレジスト層５４を形成する（図８（ｅ））。
フォトレジストの材料としては、特に制限されないが、例えば、反応開始剤を含むポリビニルアルコールやポリメタクリル酸メチルやポリスチレン等、シリコンやガリウム砒素などの無機半導体材料のパターニングに用いられるフォトレジスト材料が適用できる。ここで、反応開始剤とは、紫外線や熱により先にあげたポリマーを架橋するための反応を行うことができるものである。また、このような溶液塗布以外にも、例えば、予め形成したレジストフィルムを貼りあわせることで、フォトレジスト層５４を形成することもできる。
次に、フォトレジスト層５４を、活性層２０に形成しようとしている所定のパターンに対応する形状となるようにパターニングすることにより、マスク層５６を形成する（図８（ｆ））。このパターニングにも、例えば、無機半導体材料のパターニング等に用いられるフォトリソグラフィの方法が適用できる。
なお、マスク層５６の形成方法としては、フォトリソグラフィの方法以外にも、メタルマスク等の所望の大きさの開口部を有するマスクを介してマスク材料を直接蒸着する方法や、溶媒等に溶解又は分散させたマスク材料のインク等を用い、ドロップキャスト、インクジェット、印刷等を行なう方法等、所望のパターンを有するマスク層５６を直接形成する方法であってもよい。
マスク層５６の形成に際しては、活性層２０の更なる保護を保護として、支持フィルム５０とマスク層５６との間に保護層（図示せず）を更に設けるようにしてもよい。保護層としては、パリレン、ポリビニルアルコールなどの有機材料や、窒化ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウムなどの無機材料等からなる層が挙げられる。パリレンからなる層は、蒸着（例えば、ラボ・コーター；日本パリレン（株））により形成することができ、窒化ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム等からなる層は、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成することができ、ポリビニルアルコールからなる層は、その水溶液を調製してスピンコート法などの塗布方法を行なうことにより形成することができる。なお、保護層を形成した場合は、この保護層をマスク層５６と同じパターンとなるようにエッチング等するパターニングを行う。
その後、このようにして形成されたマスク層５６を介してエッチングを行い、このマスク層５６によって覆われていない領域の積層体５０（支持フィルム５２及び活性層２０）及び必要に応じて保護層を除去することにより、活性層２０をマスク層５６と同じパターン形状を有するようにパターニングする（図８（ｇ））。
エッチングの方法としては、ドライエッチングやウエットエッチングが挙げられる。例えば、ドライエッチングとしては、酸素プラズマなどによるエッチングが挙げられる。なお、活性層２０をエッチングする際には、マスク層５６もエッチングされてその厚さが減少する場合があり、エッチング中にマスク層５６が消滅してしまうことも考えられる。したがって、マスク層５６は、エッチング完了後であっても所定の厚さが得られるような厚さを保持していることが好ましい。ただし、活性層２０上の支持フィルム５２も、エッチングに対する保護層として機能することができるため、支持フィルム５２がエッチングに対する保護に十分な厚さを保持できるのであれば、マスク層５６はエッチングによって全て除去されてもよい。
以上のような工程によって、所定のパターン形状を有する活性層２０を備える第１実施形態のトランジスタ１００が得られる。なお、トランジスタ１００において、エッチング後のマスク層５６は、活性層２０等の保護用の層として、そのまま残しておいてもよく、必要があればレジスト除去液やエッチングによって除去してもよい。また、活性層２０上に残存した支持フィルム５０も、必要に応じて除去してもよく、そのまま残しておいてもよい。
（第２実施形態のトランジスタの製造方法）
次に、第２実施形態のトランジスタの好適な製造方法について説明する。
図９、１０は、第２実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。この製造方法においては、まず、ゲート電極１２と、ゲート電極１２上に形成された絶縁層１４と、絶縁層１４上に形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８とを備える素子基板３２を準備する（図９（ａ））。ここで、ゲート電極１２は、基板としての機能も兼ねるものである。このようなゲート電極１２としては、例えば、高濃度ドープシリコンやアルミニウム等の金属基板が好適である。絶縁層１４、ソース及びドレイン電極１６，１８は、上記第１実施形態と同様にして形成することができる。
また、素子基板３２の製造とともに、第１実施形態と同様にして、支持フィルム５２と活性層２０となるべき半導体膜２２とが積層された積層体５０を準備する（図９（ｂ））。その後、積層体５０と素子基板３２とを貼り合わせる貼付工程を行い（図９（ｃ））、素子基板３２上に積層体５０が積層された構造体を得る（図９（ｄ））。
第２実施形態においては、貼付工程後、活性層２０上に設けられた支持フィルム５２の上に、活性層２０に形成するべき形状と同じパターン形状を有するマスク層５６を形成する（図１０（ｅ））。そして、このマスク層５６を介して、マスク層５６に覆われていない領域の積層体５０（支持フィルム５２及び活性層２０）を選択的に除去して、活性層２０をマスク層５６と同じ形状となるようにパターニングする（図１０（ｆ））。第２実施形態における貼付工程からパターニングまでの一連の工程も、上述した第１の実施形態と同様にして実施することができる。こうして、第２実施形態のトランジスタ１０５が得られる。
（第３実施形態のトランジスタの製造方法）
次に、第３実施形態のトランジスタの製造方法を説明する。
図１１、１２は、第３実施形態に係るトランジスタの製造方法を示す工程図である。この製造方法においては、まず、ゲート電極１２と、ゲート電極１２の両面に形成された絶縁層１４と、一方の絶縁層１４上に形成されたソース電極１６及びドレイン電極１８とを備える素子基板３４を準備する（図１１（ａ））。また、これとは別に、第１実施形態と同様の積層体５０を準備する（図１１（ｂ））。なお、素子基板３４における絶縁層１４、ソース電極１６及びドレイン電極１８は、上記第１実施形態と同様にして形成可能である。
本実施形態では、次いで、図１１（ｃ）に示すように、素子基板３４と積層体５０とを貼り合わせるが、その前に、第１実施形態と同様に積層体５０における半導体膜２２を配向させることが好ましい。なお、配向は、上述した延伸以外の方法によって行うこともできる。
例えば、半導体膜２２を構成している有機半導体化合物が液晶性を有している場合は、延伸のほか、液晶の配向手法として知られているその他の方法で半導体膜２２の配向を行ってもよい。このような方法としては、例えば、「液晶の基礎と応用」（松本正一、角田市良共著、工業調査会１９９１年）第５章、「強誘電性液晶の構造と物性」（福田敦夫、竹添秀男共著、コロナ社、１９９０年）第７章、「液晶」第３巻第１号（１９９９年）３〜１６頁等に記載の方法等が挙げられる。
具体的には、例えば、ラビング法、光配向法、シェアリング法（ずり応力印加法）や引き上げ塗布法等の配向方法が簡便かつ有用で特に利用しやすい。
ラビング法とは、支持フィルム５２を布などで軽く擦る方法である。支持フィルム５２を擦る布としては、ガーゼやポリエステル、コットン、ナイロン、レーヨンなどの布を用いることができる。ラビングに用いる布は、配向させる膜にあわせて適宜選択することができる。この場合、支持フィルム５２上に別途配向膜を形成すると、より配向性能が高くなる。この配向膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ナイロンなどが挙げられ、市販の液晶用配向膜も適用できる。配向膜はスピンコート法やフレキソ印刷などで形成することができる。
また、光配向法とは、支持フィルム５２上に配向膜を形成し、偏光ＵＶ光照射あるいはＵＶ光を斜入射照射することによって配向機能を持たせる方法である。配向膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルシンナメートなどが挙げられ、市販の液晶用配向膜も適用できる。
このようなラビング法や光配向法によって、上記の処理を施した支持フィルム５２上に積層された有機半導体化合物（半導体膜２２）を配向させることができる。この配向は、支持フィルム５２上において、有機半導体化合物が液晶相または等方相の温度となるようにすることで生じる。また、有機半導体化合物を、配向処理を施した後の支持フィルム５２上に付与することによっても、支持フィルム５２上に形成される半導体膜２２を配向させることができる。
さらに、支持フィルム５２上に有機半導体化合物を塗布する場合、塗布を、有機半導体化合物を支持フィルム５２上にのせ、そのＴｇ（ガラス転移点）以上か液晶相又は等方相を示すような温度に設定し、ロッドなどで一方向にコーティングすることにより行うことで、配向を生じさせることもできる。また、有機半導体化合物を有機溶媒に溶解した溶液を調製し、これをスピンコートやフレキソ印刷などで塗布してもよい。なお、有機半導体化合物が液晶性を持たない場合であっても、蒸着が可能なものであれば、この有機半導体化合物を、配向処理をした支持フィルム５２上にエピタキシアル的に蒸着させることで、配向された有機半導体化合物からなる層（半導体膜２２）を得ることができる。
また、シェアリング法とは、支持フィルム５２上にのせた有機半導体化合物の上に別の基板をのせ、有機半導体化合物が液晶相又は等方相になる温度下で上方の基板を一方向にずらす方法である。このとき、支持フィルム５２として、上記ラビング法や光配向法で記載したような配向処理を施した支持層を有するものを用いると、より配向度が高い半導体膜２２が得られる。上方の基板としては、ガラスや高分子フィルム等が挙げられ、金属製のロッド等でもよい。
さらに、引き上げ塗布法とは、支持フィルム５２を有機半導体化合物の溶液に浸し、引き上げることで、配向した有機半導体化合物の層（半導体膜２２）を支持フィルム５２上に形成する方法である。有機半導体化合物の溶液に用いる有機溶剤や、支持フィルム５２の引き上げ速度等の条件は特に限定されないが、所望とする有機半導体化合物の配向度にあわせて選択、調整することが好ましい。
以上、半導体膜２２の配向方法について幾つか説明したが、簡便性や有用性の観点からは、延伸による配向を行なうことが特に好ましい。
次いで、第１実施形態と同様にして、上記のようにして準備した素子基板３４と積層体５０とを、素子基板３４における絶縁層１４と積層体５０における半導体膜２２が接するように貼り合わせる貼付工程を行なう（図１１（ｃ）〜（ｄ））。
そして、上記の貼付工程を実施した後には、積層体５０が有していた支持フィルム５２の上に、フォトリソグラフィ法等により、活性層２０に形成するのに対応したパターン形状を有するマスク層５６を形成する（図１２（ｅ））。そして、このマスク層５６を介してエッチング等を行うことにより、活性層２０（及び支持フィルム５２）をマスク層５６と同じパターン形状となるようにパターニングする（図１２（ｆ））。これらの工程は、第１の実施形態と同様にして実施することができる。このようにして、第３実施形態に係るトランジスタ１１０が得られる。
（第４実施形態のトランジスタの製造方法）
次に、第４実施形態のトランジスタの製造方法を説明する。
図１３、１４は、第４実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。この製造方法においては、まず、ゲート電極１２と、この上に形成された絶縁層１４とを備える第１の素子基板３６を準備する（図１３（ａ））。このゲート電極１２は、基板としての機能を兼ね備えるものである。ゲート電極１２及び絶縁層１４の構成及び製造方法は、第２実施形態等と同様にして行うことができる。
また、第１の素子基板３６とともに、支持フィルム５２と活性層２０となるべき半導体膜２２が積層された積層体５０を準備する（図１３（ｂ））。それから、第１の素子基板３６と、積層体５０とを貼り合わせる貼付工程を行う（図１３（ｃ））。この貼付工程も、第１実施形態等と同様にして実施することができ、第１の素子基板３６における絶縁層１４と、積層体５０における半導体膜２２とが密着するように行なう。これにより、ゲート電極１２、絶縁層１４、半導体膜２２からなる活性層２０、及び、支持フィルム５２がこの順に積層された第２の素子基板６０が得られる（図１３（ｄ））。
次に、第２の素子基板６０の支持フィルム５２の上に、活性層２０に形成すべきものと対応するパターン形状を有するマスク層５６を、フォトリソグラフィ法等により形成する（図１４（ｅ））。そして、このマスク層５６を介してエッチング等を行うことにより、活性層２０をマスク層５６と同じパターン形状となるようにパターニングする（図１４（ｆ））。これらの工程は、第１の実施形態と同様にして実施することができる。
それから、エッチング等によりマスク層５６及び支持フィルム５２の除去を行った後（図１４（ｇ））、パターニングされた活性層２０の一部を覆うように、絶縁層１４上にソース電極１６及びドレイン電極１８を形成する（図１４（ｈ））。これにより、第４実施形態に係るトランジスタ１１５を得ることができる。
（第５実施形態のトランジスタの製造方法）
次に、第５実施形態のトランジスタの好適な製造方法について説明する。
図１５、１６及び１７は、第５実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。この製造方法では、まず、基板１０と、この上に形成されたソース電極１６を備える第１の素子基板３８を準備する（図１５（ａ））。また、これとは別に、活性層２０となるべき半導体膜２２を準備する（図１５（ｂ））。半導体膜２２としては、上述した第１実施形態の説明において、積層板５０の製造過程で形成したものを適用できる。それから、半導体膜２２を、第１の素子基板３８に対してゲート電極１６を覆うように貼り合わせる第１の貼付工程を行う（図１５（ｃ））。これにより、第１の素子基板３８上に活性層２０が形成される（図１５（ｄ））。
次に、第１の素子基板３８上に形成された活性層２０上に、複数（ここでは４つ）のゲート電極１２を形成し、これにより第２の素子基板６２を得る（図１５（ｅ））。これらのゲート電極１２としても、第１実施形態等と同様のものを適用できる。
また、この第２の素子基板６２（図１６（ｅ））とともに、支持フィルム５２と半導体膜２６とが積層された積層体５０を準備する（図１６（ｆ））。この半導体膜２６を構成する有機半導体化合物は、第１の素子基板３８における活性層２０と同様のものであっても、異なるものであってもよい。
それから、積層体５０と第２の素子基板６２とを、積層体５０における半導体膜２６と第２の素子基板６２における活性層２０とが対向するように貼りあわせる第２の貼付工程を行う（図１６（ｇ））。これにより、積層体５０における半導体膜２６は、第２の素子基板６２の活性層２０上にゲート電極１２を覆うようにして貼り付けられ、活性層２４を形成する（図１６（ｈ））。
次に、貼り合わされた積層体５０における支持フィルム５２の上に、活性層２０に形成すべきものに対応するパターン形状を有するマスク層５６を形成する（図１７（ｉ））。そして、このマスク層５６を介してエッチング等を行うことにより、活性層２０及び活性層２４をマスク層５６と同じパターン形状となるようにパターニングする（図１７（ｊ））。このパターニングも、第１の実施形態と同様にして実施することができる。
そして、マスク層５６及び支持フィルム５２を除去した後、活性層２４上に、第１実施形態等と同様にしてドレイン電極１８を形成する（図１７（ｋ））。これにより、第５実施形態に係るトランジスタ１２０を得ることができる。
なお、この第５実施形態のトランジスタの製造工程においては、活性層２０及び２４のうちのいずれか一方は、例えば、特開２００４−００６４７６号公報に記載の方法によって形成してもよい。また、第１の貼付工程では、半導体膜２２の代わりに上述したような積層体５０（支持フィルム５２と半導体膜２２との積層体）を用いてもよい。ただし、この場合は、活性層２０から支持フィルム５２を除去してその後の工程を実施する。
（第６実施形態のトランジスタの製造方法）
次に、第６実施形態のトランジスタの好適な製造方法について説明する。
図１８、１９及び２０は、第６実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。この製造方法においては、まず、基板１０と、この上にソース電極１６及びドレイン電極１８を備える素子基板６４を準備する（図１８（ａ））。また、活性層２０となるべき半導体膜２２と支持フィルム５２とが積層された積層体５０を準備する（図１８（ｂ））。それから、積層体５０と素子基板６４とを、半導体膜２２とソース及びドレイン電極１６，１８とが対向するように貼り合わせる貼付工程を行う（図１８（ｃ））。これにより、素子基板６４上にソース電極１６及びドレイン電極１８を覆うように活性層２０が形成される（図１８（ｄ））。
次に、貼り合わされた積層体５０における支持フィルム５２の上に、活性層２０に形成すべきものに対応するパターン形状を有するマスク層５６を形成する（図１９（ｅ））。そして、このマスク層５６を介してエッチング等を行うことにより、活性層２０をマスク層５６と同じパターン形状となるようにパターニングする（図１９（ｆ））。それから、活性層２０上に残存したマスク層５６や支持フィルム５２をエッチング等により除去する（図１９（ｇ））。
その後、パターニングされた活性層２０の上に、第１実施形態等と同様にして絶縁層１４を形成する（図２０（ｈ））。そして、絶縁層１４上にゲート電極１２を形成することにより、第６実施形態のトランジスタ１２５を得ることができる（図２０（ｉ））。
なお、第６実施形態のトランジスタの製造においては、パターニング後、マスク層５６及び支持フィルム５２の除去を行ったが、これらが絶縁層１４としての機能を兼ね備えるものである場合は、除去することなくそのまま絶縁層１４の一部としてもよく、これらをそのまま絶縁層１４として利用してもよい。
以上、第１〜第６実施形態のトランジスタ及びその製造方法は、例えば、以下のような変形が可能である。
まず、各実施形態のトランジスタにおける活性層２０（第５実施形態にあっては活性層２０及び２４）は、単一層のものである必要はなく、複数層からなるものであってもよい。活性層２０や２４が複数層のものである場合、これらは同じ材料から構成されるものであっても、異なる材料から構成されるものであってもよい。複数層からなる活性層２０，２４は、複数の半導体膜２２，２６を、適宜支持フィルム５２等を取り除きながら順次積層することによって形成することができる。
また、各実施形態のトランジスタにおける絶縁層も、それぞれ単一層のものである必要はなく、複数層からなるものであってもよい。絶縁層が複数層のものである場合、これらは同じ材料から構成されるものであっても、異なる材料から構成されるものであってもよい。同様に、トランジスタに形成する保護層も、単一層のものである必要はなく、同一又は異なる材料から形成される複数層のものであってもよい。
また、上述した実施形態では、いずれもソース電極１６やドレイン電極１８と、活性層２０や２４とが直接接した構造となっていたが、これに限定されず、ソース電極１６及び／又はドレイン電極１８と活性層２０，２４との間には、有機半導体化合物とは異なる化合物からなる層が介在していてもよい。これにより、ソース電極１６及びドレイン電極１８と、活性層２０，２４との間の接触抵抗が低減され、トランジスタのキャリア移動度をより高めることができる場合がある。かかる層を構成する化合物としては、ドナー性の化合物、アクセプター性の化合物、チオール基を有する化合物等が挙げられる。
ここで、ドナー性の化合物としては、テトラチアフルバレン、テトラメチルテトラチアフルバレン、テトラセレナチアフルバレン；ジフェニルフェニレンジアミン、テトラフェニルフェニレンジアミン、テトラフェニルジアミノジフェニル、ポリビニルカルバゾール等のアミン化合物；アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属や、これらの金属と有機化合物との錯体等が挙げられる。
また、アクセプター性の化合物としては、ヨウ素、臭素、塩素、塩化ヨウ素、臭素化ヨウ素等のハロゲン；硫酸、無水硫酸、二酸化硫黄、硫酸塩等の酸化硫黄化合物；硝酸、二酸化窒素、硝酸塩等の酸化窒素無水物；過塩素酸、次亜塩素酸等のハロゲン化化合物；テトラフルオロホウ酸、テトラフルオロホウ酸塩、リン酸、リン酸塩、トリフルオロ酢酸等の酸又はその塩；テトラシアノキノジメタン、テトラクロロテトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、ジクロロシアノエチレン、ジクロロジシアノキノン、テトラクロロキノン等が挙げられる。
さらに、チオール基を有する化合物としては、アルキルチオール類、フッ素化アルキルチオール類等のアルキルチオール化合物、芳香族チオール類、フッ素化アルキル芳香族チオール類、フッ素化芳香族チオール類、ニトロ芳香族チオール類、アミノ芳香族チオール類等の芳香族チオール化合物等が挙げられる。
これらの化合物からなる層は、例えば、上記化合物の溶液や気体を、ソース電極１６やドレイン電極１８の表面に接触させて、上記化合物をこの接触表面に吸着させることで形成することができる。
また、上述したような活性層２０，２４の形成に際しては、必要に応じて、パターニング工程後に活性層に加熱処理を施してもよい。このような加熱処理を行うことにより、マスク層の形成工程やパターニング工程によって活性層に生じた可逆的なダメージ、例えば、プラズマ工程によるプラズマダメージ等を修復できる場合がある。
なお、上述した実施形態のトランジスタの製造方法では、いずれも活性層２０又は活性層２４を、積層体５０を用いて形成させ、その後、支持フィルム５２上にマスク層５６を形成することでパターニングを行なっていたが、本発明では、必ずしも積層体５０を用いる必要はなく、半導体膜２２を単独で貼り合わせることで活性層２０，２４を形成してもよい。この場合、マスク層５６は、上記実施形態のように支持フィルム５２上ではなく、活性層２０，２４の上に直接形成されることとなる。
このような形態の本発明の有機半導体素子（トランジスタ）の製造方法は、換言すれば、半導体膜と、活性層を形成させる素子基板とを貼り合わせ、素子基板上に半導体膜からなる活性層を形成する工程と、活性層における素子基板に対して反対側の面上に、所定のパターン形状を有するマスクを形成する工程と、マスクが形成されていない領域の活性層を除去することにより、活性層をパターニングする工程とを有することを特徴とするものとなる。
上述した各実施形態のトランジスタは、上述したような素子構成を完成させた後に封止を行うことで、封止トランジスタとすることができる。これにより、トランジスタが大気から遮断されるほか、物理損傷等からも保護されることとなり、トランジスタの特性の低下を抑えることが可能となる。
封止の方法としては、素子構成を、絶縁性ポリマー、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂や無機の酸化シリコン膜や窒化シリコン膜等でカバーする方法、素子構成に対し、ガラス板やフィルムをＵＶ硬化樹脂や熱硬化樹脂等で貼りあわせる方法等が挙げられる。大気との遮断を効果的に行うためには、トランジスタを作成した後、封止するまでの工程を大気に曝すことなく（例えば、乾燥した窒素雰囲気中、真空中で保管する。）行うことが好ましい。
以上、本発明の有機半導体素子及びその製造方法の一例として、トランジスタ及びその製造方法について説明したが、本発明を適用する有機半導体素子は、有機半導体化合物を含有する活性層を有するものである限りトランジスタには限定されない。トランジスタ以外の有機半導体素子としては、例えば、ダイオード、フォトダイオード、太陽電池、発光ダイオード、メモリ、発光トランジスタ、センサ等が挙げられる。
そして、本発明により得られる有機半導体素子は、種々の半導体装置に搭載される。有機半導体素子が搭載される半導体装置としては、無線タグ、ディスプレイ、大面センサ等が挙げられる。これらの半導体装置において、例えばトランジスタは、単独で又は他のトランジスタと複数組み合わされることによって論理回路を構成することができる。具体的には、半導体装置であるディスプレイの画素のスイッチング用トランジスタ、信号ドライバー回路素子、メモリ回路素子、信号処理回路素子等として好適である。ディスプレイとしては、電子ペーパー、液晶又は有機ＬＥＤ等の幅広い応用が可能である。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［有機半導体化合物］
以下の各実施例で用いるポリ（３−ヘキシルチオフェン）及びポリ（３−ドデシルチオフェン）は、アルドリッチ社より購入したものを用いた。また、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）及びポリ（３−ドデシルチオフェン）は、レジオレギュラーなものを用いた。
［実施例１］
（トランジスタの製造）
以下、上述した第３実施形態のトランジスタの製造方法に準拠してトランジスタを製造した。図２１、２２及び２３は、実施例１のトランジスタの製造工程を示す図である。まず、図２１（ａ）に示すように、基板を兼ねるゲート電極となる高濃度にドープされたｎ−型シリコン基板１を準備し、その表面を熱酸化して、絶縁層３となるシリコン酸化膜を２００ｎｍ形成した。次いで、図２１（ｂ）に示すように、この基板１の一方の絶縁層３の表面に真空蒸着法により、金を厚さ５０ｎｍ蒸着し、引き出し線とパッドを有するソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂを形成した。このときの電極のチャネル幅は５００μｍ、チャネル長は４０μｍであった。
続いて、電極形成後の基板を、文献（Ｓ．Ｒ．Ｗａｓｓｅｒｍａｎ，ｅｔ ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，Ｖｏｌ．５，ｐ１０７４，１９８９）に記載の方法にしたがい、オクチルトリクロロシランのオクタン溶液（６ｍｍｏｌ／ｌ）に浸漬することにより、絶縁層３の表面を修飾した。さらに、得られた基板を４−（トリフルオロメチル）チオフェノールのエタノール溶液（１ｍｍｏｌ／Ｌ）に浸漬することにより、ソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂの表面を修飾した。これにより素子基板６を形成した。
一方、窒素雰囲気のグローブボックス内で、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）のクロロベンゼン溶液（３ｗｔ％）を調製した。ただし、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）の秤量は大気中で行った。それから、窒素雰囲気のグローブボックス内で、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）のクロロベンゼン溶液を、支持フィルム７である、表面を酸素プラズマ処理したポリ（１−メチルペンテン）フィルム上に、スピンコート法で塗布した。これにより、図２１（ｃ）に示すように、ポリエチレンの支持フィルム７上に、半導体膜８であるポリ（３−ヘキシルチオフェン）フィルムが積層された積層体５を形成した。
次いで、この積層体５に延伸操作を施し、延伸された支持フィルム１０７と延伸された半導体膜１０８とが積層された延伸積層体５００を作製した（図２１（ｄ））。延伸操作は、積層体５の形成後、これを窒素雰囲気下、１７５℃で４倍一軸延伸することにより行った。
その後、窒素雰囲気のグローブボックス内で、図２２（ｅ）に示すように、延伸積層体５００と、素子基板６とを貼り合わせた。貼り合わせは、半導体膜１０８とソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂとが対向するようにして行い、これらの間に施工液であるアセトニトリルを介在させて行った。この際、延伸積層体５００は、その延伸方向が素子基板６におけるソース電極４ａとドレイン電極４ｂとを結ぶ方向と平行になるように配置した。そして、アセトニトリルが乾燥除去されるまで静置して、延伸積層体５００を素子基板６に自然と密着させた。それから、アセトニトリルを更に除去するため、窒素雰囲気下で８０℃、１時間の加熱処理を行った。これにより、パターニングをされていないポリ（３−ヘキシルチオフェン）からなる活性層２を備えるトランジスタを得た（図２２（ｆ））。得られたトランジスタを、「パターン化前トランジスタ」という。
次いで、上述したトランジスタにおける支持フィルム１０７上に、窒素雰囲気下で、ポリビニルアルコールの水溶液を所定のパターンになるように塗布した。それから、８０℃で１時間の加熱処理によりポリビニルアルコールの溶液を乾燥させ、所定のパターンを有するマスク層１５６を形成した（図２２（ｇ））。
それから、このマスク層１５６をマスクとして、酸素プラズマによるエッチングを行うことによって、支持フィルム１０７及び活性層２を所定のパターン形状となるようにパターニングした。そして、パターニング後、窒素雰囲気下で、８０℃×２時間の加熱処理を行うことにより、所定のパターンを有するポリ（３−ヘキシルチオフェン）からなる活性層２を備えるトランジスタを得た（図２３（ｈ））。得られたトランジスタを、「パターン化後トランジスタ」という。
（トランジスタ特性の評価）
まず、上記のトランジスタの製造過程において得られる「パターン化前トランジスタ」のトランジスタ特性を以下のようにして測定した。すなわち、「パターン化前トランジスタ」に、シリコン基板１をゲート電極として、窒素雰囲気下でゲート電圧ＶＧを４０〜−６０Ｖ、ソース−ドレイン間電圧ＶＳＤを−６０Ｖ印加して、トランジスタ特性を測定した。このＩ−Ｖ特性から得られた移動度は１．７×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであり、電流のオン・オフ比は６×１０６であった。
また、「パターン化後トランジスタ」のトランジスタ特性を評価した。すなわち、「パターン化後トランジスタ」に、シリコン基板１をゲート電極とし、窒素雰囲気下でゲート電圧ＶＧを４０〜−６０Ｖ、ソース−ドレイン間電圧ＶＳＤを−６０Ｖそれぞれ印加して、トランジスタ特性を測定した。このＩ−Ｖ特性から得られた移動度は１．１×１０−１ｃｍ２／Ｖｓ、電流のオン・オフ比は０．６×１０６であった。
［実施例２］
（トランジスタの製造）
実施例２では、以下の変更点以外は、実施例１と同様の工程を実施することにより、ポリ（３−ドデシルチオフェン）からなる活性層を備えるトランジスタを製造した。すなわち、実施例１からの変更点は、（ａ）チャネル長を４０μｍに代えて２００μｍとしたこと、（ｂ）ソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂの形成後に、これらを４−（トリフルオロメチル）チオフェノールで処理したこと、（ｃ）半導体膜８の形成材料としてポリ（３−ヘキシルチオフェン）のクロロベンゼン溶液に代えてポリ（３−ドデシルチオフェン）のクロロホルム溶液を用いたこと、（ｄ）支持フィルム７を、ポリ（１−メチルペンテン）フィルムに代えて、酸素プラズマ処理をしていないポリエチレンフィルムに代えたこと、（ｅ）積層体５の延伸操作の条件を、１７５℃で４倍一軸延伸に代えて、１００℃で５倍一軸延伸に代えたこと、（ｆ）マスク層１５６の形成に際して、ポリビニルアルコールの溶液の乾燥を、８０℃で１時間の加熱処理に代えて、７０℃で１時間の加熱処理で行なったこと、及び、（ｇ）パターニング後の加熱処理を、８０℃で２時間に代えて、７０℃で１時間で行ったこと、である。
（トランジスタ特性の評価）
まず、実施例２の製造過程で得られる「パターン化前トランジスタ」に、シリコン基板１をゲート電極として、窒素雰囲気下でゲート電圧ＶＧを４０〜−４０Ｖ、ソース−ドレイン間電圧ＶＳＤを−４０Ｖ印加して、そのトランジスタ特性を測定した。このＩ−Ｖ特性から得られた移動度は４．３×１０−２ｃｍ2／Ｖｓ、電流のオン・オフ比は１．０×１０−５であった。
また、「パターン化後トランジスタ」に、シリコン基板１をゲート電極として、窒素雰囲気下でゲート電圧ＶＧを４０〜−４０Ｖ、ソース−ドレイン間電圧ＶＳＤを−４０Ｖ印加して、そのトランジスタ特性を測定した。このＩ−Ｖ特性から得られた移動度は３．７×１０−２ｃｍ２／Ｖｓ、電流のオン・オフ比は４．８×１０−４であった。
［比較例１］
（トランジスタの製造）
図２４は、比較例１のトランジスタの製造工程を示す図である。まず、実施例２と同様にして、素子基板６までの製造を行った。また、窒素雰囲気のグローブボックス内で、ポリ（３−ドデシルチオフェン）のトルエン溶液（０．１ｗｔ％）を調整した。ただし、ポリ（３−ドデシルチオフェン）の秤量は大気中で行った。
それから、窒素雰囲気のグローブボックス内で、ポリ（３−ドデシルチオフェン）のトルエン溶液を、素子基板６のソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂを備える面上にキャストした。これにより、パターニングをされていないポリ（３−ドデシルチオフェン）からなる活性層２を備えるトランジスタを得た（図２４（ａ））。得られたトランジスタを、「パターン化前トランジスタ」とする。
次に、窒素雰囲気下で、図２４（ｂ）に示すように、ポリビニルアルコールの水溶液を、所定のパターンになるように活性層２の上に直接塗布してマスク層１５６を形成した。続いて、実施例２と同様にして、マスク層１５６をマスクとして用いたパターニングを行い、所定のパターンを有するポリ（３−ヘキシルチオフェン）からなる活性層２を備えるトランジスタを作製した（図２０（ｃ））。得られたトランジスタを、「パターン化後トランジスタ」とする。
（トランジスタ特性の評価）
まず、比較例１のトランジスタの製造過程において得られる「パターン化前トランジスタ」に、シリコン基板１をゲート電極として、窒素雰囲気下でゲート電圧ＶＧを４０〜−４０Ｖ、ソース−ドレイン間電圧ＶＳＤを−４０Ｖ印加して、そのトランジスタ特性を測定した。このＩ−Ｖ特性から得られた移動度は８．０×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ、電流のオン・オフ比は１×１０−５であった。
また、「パターン化後トランジスタ」に、シリコン基板１をゲート電極として、窒素雰囲気下でゲート電圧ＶＧを４０〜−４０Ｖ、ソース−ドレイン間電圧ＶＳＤを−４０Ｖ印加して、そのトランジスタ特性を測定した。このＩ−Ｖ特性から得られた移動度は２．０×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ、電流のオン・オフ比は９．６×１０−３であった。
第１実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。 第２実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。 第３実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。 第４実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。 第５実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。 第６実施形態に係るトランジスタの模式断面図である。 第１実施形態に係るトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態に係るトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第３実施形態に係るトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第３実施形態に係るトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第４実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第４実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第５実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第５実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第５実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第６実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第６実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 第６実施形態のトランジスタの製造方法を示す工程図である。 実施例１のトランジスタの製造工程を示す図である。 実施例１のトランジスタの製造工程を示す図である。 実施例１のトランジスタの製造工程を示す図である。 比較例１のトランジスタの製造工程を示す図である。
符号の説明
１０…基板、１２…ゲート電極、１４…絶縁層、１６…ソース電極、１８…ドレイン電極、２０，２４…活性層、２２…半導体膜、３０，３２，３４，３６，３８，６４…素子基板、５０…積層体、５２…支持フィルム、５４…フォトレジスト層、５６…マスク層、６０，６２…第２の素子基板、１００，１０５，１１０，１１５，１２０，１２５…トランジスタ。

Claims (6)

  1. 有機半導体化合物を含む半導体膜からなる活性層を有する有機半導体素子の製造方法であって、
    支持フィルム及び前記活性層が積層された積層体と、前記活性層を形成させる素子基板とを、前記積層体の前記活性層と該素子基板とが接するように貼り合わせる工程と、
    前記支持フィルムにおける前記活性層に対して反対側の面上に、所定のパターン形状を有するマスクを形成する工程と、
    前記マスクが形成されていない領域の前記積層体を除去することにより、前記活性層をパターニングする工程と、
    を有することを特徴とする有機半導体素子の製造方法。
  2. 前記積層体と前記素子基板とを貼り合わせる前に、該積層体における前記活性層を配向させる工程を有する、ことを特徴とする請求項１記載の有機半導体素子の製造方法。
  3. 前記マスクは、当該マスクの形成材料を含む溶液を塗布することにより前記支持フィルムにおける前記活性層に対して反対側の面上に直接形成されたものである、ことを特徴とする請求項１又は２記載の有機半導体素子の製造方法。
  4. 前記有機半導体素子は、ソース電極及びドレイン電極、これらの電極間の電流経路となる前記活性層、及び、前記電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を備えるトランジスタである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機半導体素子の製造方法。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法により得ることのできる、ことを特徴とする有機半導体素子。
  6. 請求項５記載の有機半導体素子を備える、ことを特徴とする半導体装置。

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011060828A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Kyushu Institute Of Technology 電界効果型有機トランジスタ及びその製造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5651961B2 (ja) * 2010-02-03 2015-01-14 ソニー株式会社 薄膜トランジスタおよびその製造方法、ならびに電子機器
CN102543723A (zh) * 2012-01-05 2012-07-04 复旦大学 一种栅控二极管半导体器件的制造方法
US8766244B2 (en) * 2012-07-27 2014-07-01 Creator Technology B.V. Pixel control structure, array, backplane, display, and method of manufacturing
US20150050816A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-19 Korea Atomic Energy Research Institute Method of electrochemically preparing silicon film
JP6269091B2 (ja) * 2014-01-17 2018-01-31 住友電気工業株式会社 半導体光素子の製造方法
CN105470313B (zh) * 2014-08-12 2018-11-02 北京纳米能源与系统研究所 基于接触起电的背栅场效应晶体管
JPWO2016042962A1 (ja) * 2014-09-18 2017-06-15 富士フイルム株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
US10991894B2 (en) 2015-03-19 2021-04-27 Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation Compound of organic semiconductor and organic semiconductor device using the same
CN109309158A (zh) * 2018-08-02 2019-02-05 京东方科技集团股份有限公司 图案化有机膜层制备方法、阵列基板的制备方法
CN110364438B (zh) * 2019-05-29 2023-05-05 北京华碳元芯电子科技有限责任公司 晶体管及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006041317A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Sony Corp 有機半導体パターン及び有機半導体層のパターニング方法、有機半導体装置及びその製造方法、並びに表示装置
JP2007096288A (ja) * 2005-08-31 2007-04-12 Sumitomo Chemical Co Ltd トランジスタ及びその製造方法、並びに、このトランジスタを有する半導体装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107117A (en) * 1996-12-20 2000-08-22 Lucent Technologies Inc. Method of making an organic thin film transistor
US6500604B1 (en) * 2000-01-03 2002-12-31 International Business Machines Corporation Method for patterning sensitive organic thin films
JP4816990B2 (ja) * 2000-08-21 2011-11-16 ソニー株式会社 発光素子および半導体素子ならびにそれらの製造方法
US6946332B2 (en) * 2002-03-15 2005-09-20 Lucent Technologies Inc. Forming nanoscale patterned thin film metal layers
JP4234952B2 (ja) 2002-05-31 2009-03-04 株式会社リコー 縦型有機トランジスタ
DE602004006620T2 (de) * 2003-05-20 2008-01-24 Polymer Vision Ltd. Eine fet anordnung und eine methode zur herstellung einer fet anordnung
GB2445487B (en) * 2005-08-31 2011-11-02 Sumitomo Chemical Co Transistor, method for manufacturing same, and semiconductor device comprising such transistor
JP5061449B2 (ja) * 2005-10-19 2012-10-31 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006041317A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Sony Corp 有機半導体パターン及び有機半導体層のパターニング方法、有機半導体装置及びその製造方法、並びに表示装置
JP2007096288A (ja) * 2005-08-31 2007-04-12 Sumitomo Chemical Co Ltd トランジスタ及びその製造方法、並びに、このトランジスタを有する半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011060828A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Kyushu Institute Of Technology 電界効果型有機トランジスタ及びその製造方法

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