JP2009111000A

JP2009111000A - 有機半導体素子の製造方法、及び有機半導体素子

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Publication number: JP2009111000A
Application number: JP2007278716A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hisamitsu; 聡史久光; Mitsuyoshi Miyai; 三嘉宮井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性を得ることができる有機半導体素子の製造方法および有機半導体素子を提供する。
【解決手段】電極と該電極の上に成膜される有機半導体層を有する有機半導体素子の製造方法であって、電極は、所定の部材の上にパターン化された下地層を形成する工程と、下地層の上に触媒型無電解めっきによって触媒型無電解めっき層を形成する工程と、の少なくとも２つの工程によって形成され、有機半導体層は、触媒型無電解めっき層の上に成膜する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機半導体素子の製造方法、及び有機半導体素子に関し、特に電極と該電極に成膜される有機半導体膜を有する有機ＴＦＴの製造方法、及び有機ＴＦＴに関する。

近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも記す）を形成する技術が大幅に進歩し、特にアクティブマトリクス型の大画面表示装置の駆動素子への応用開発が進められている。現在実用化されているＴＦＴは、ａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−ＳｉといったＳｉ系の無機材料で製造されているが、このような無機材料を用いたＴＦＴの製造においては、真空プロセスや高温プロセスを必要とし、製造コストに大きく影響を及ぼしている。

そこで、このような問題に対応する為、近年、有機材料を用いたＴＦＴ（有機ＴＦＴ）が種々検討されている。有機材料は無機材料に比べ、材料の選択肢が広く、また、有機ＴＦＴの製造工程においては、前述の真空プロセス、高温プロセスに代わり、印刷、塗布といった生産性に優れたプロセスが用いられるた為、製造コストを抑えることができる。さらに耐熱性の乏しい、例えば、プラスチックフィルム基板等にも形成することができる可能性があり、多方面への応用が期待されている。

ところで、このような有機ＴＦＴにおいて、優れた電気特性を得る為には、有機半導体とソース・ドレイン電極との電気的接触を高めることが肝要である。この為、ソース・ドレイン電極の材料として、有機半導体の仕事関数に近い値の仕事関数を有するＡｕやＰｔ等の金属材料を用いる方法が提案されている。

そして、これらの材料を用いてソース・ドレイン電極を形成する方法としては、以下の方法等が知られている。

１．蒸着やスパッタによって形成した金属膜をエッチングまたはリフトオフによってパターンニングする方法。

２．金属微粒子インクを印刷によってパターンニングする方法。

３．触媒を印刷しめっきによりパターンニングする方法（特許文献１参照）。

４．パターン化された導電性ベース層上に無電解めっきによってＮｉ層を形成し、形成したＮｉ層上に置換めっきによってＡｕ層を形成する方法（特許文献２参照）。
特開２００４−１５８８０５号公報特開２００１−２０３３６４号公報

しかしながら、前記１に記載の方法は、真空プロセスとフォトリソプロセスを必要とし、工程の複雑化と高価格化を招くという問題がある。また、前記２に記載の方法は、良好な導電性を確保する為には、高温処理を行う必要があり、特にプラスチックフィルム基板等を用いる場合には適さない。また、前記３に記載の方法は、良好な導電性を有する金属電極を容易に形成することができるが、有機半導体との接触抵抗が大きくなり電気特性を損なうという問題がある。また、前記４に記載の方法においては、置換Ａｕめっきは、下地Ｎｉ層の溶解に起因するピンホールが多数発生するという問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性を得ることができる有機半導体素子の製造方法および有機半導体素子を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の１乃至１２いずれか１項に記載の発明によって達成される。

１．電極と該電極の上に成膜される有機半導体層を有する有機半導体素子の製造方法であって、
前記電極は、
所定の部材の上にパターン化された下地層を形成する工程と、
前記下地層の上に触媒型無電解めっきによって触媒型無電解めっき層を形成する工程と、の少なくとも２つの工程によって形成され、
前記有機半導体層は、前記触媒型無電解めっき層の上に成膜することを特徴とする有機半導体素子の製造方法。

２．前記電極は、
前記下地層を形成する工程と、
前記下地層の上に置換めっきによって置換めっき層を形成する工程と、
前記置換めっき層の上に前記触媒型無電解めっき層を形成する工程と、の少なくとも３つの工程によって形成されることを特徴とする前記１に記載の有機半導体素子の製造方法。

３．前記触媒型無電解めっき層は、金、銀、銅、白金のいずれか１つ、またはこれらを含む合金であることを特徴とする前記２に記載の有機半導体素子の製造方法。

４．前記下地層は、ニッケル−リン合金、
前記置換めっき層は、金、
前記触媒型無電解めっき層は、金、
であることを特徴とする前記２または３に記載の有機半導体素子の製造方法。

５．前記電極を形成する際に、該電極と同じ層構成を有し該電極に接続される配線層を形成することを特徴とする前記１乃至４のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法。

６．前記下地層は、めっきによって形成されるものであって、
前記所定の部材の上に前記下地層のめっき触媒を前記電極、または前記電極及び前記配線層の形状に印刷し、
前記形状に印刷されためっき触媒を用いて前記下地層を形成することを特徴とする前記５に記載の有機半導体素子の製造方法。

７．前記下地層は、めっきによって形成されるものであって、
前記所定の部材の上に金属及び金属酸化物の微粒子またはそのいずれか一方を前記電極、または前記電極及び前記配線層の形状に印刷し、
前記形状に印刷された金属及び金属酸化物の微粒子またはそのいずれか一方の上に前記下地層のめっき触媒を吸着させ、
吸着されためっき触媒を用いて前記下地層を形成することを特徴とする前記５に記載の有機半導体素子の製造方法。

８．前記下地層の上にプライマー層を成膜した後、
前記めっき触媒、または前記金属及び金属酸化物の微粒子またはそのいずれか一方を前記電極、または前記電極及び前記配線層の形状に印刷することを特徴とする前記６または７に記載の有機半導体素子の製造方法。

９．前記触媒型無電解めっき層の上に前記有機半導体層を成膜する前に、
前記触媒型無電解めっき層の表面を、チオールまたはシランカップリング材または有機導電体からなる有機材料で覆うことを特徴とする前記１乃至８のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法。

１０．前記有機半導体層は、印刷法によって成膜することを特徴とする前記１乃至９のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法。

１１．前記有機半導体素子は、有機ＴＦＴであることを特徴とする前記１乃至１０のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法。

１２．前記１乃至１１のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法を用いて製造されることを特徴とする有機半導体素子。

本発明によれば、電極を多層構成とし、有機半導体層が成膜される電極の最上層は、触媒型無電解めっきによって形成する構成とした。

触媒型無電解めっきは、めっき液中に還元剤が添加されており、還元剤が酸化されて放出された電子によって金属イオンの還元が起こり金属が析出するものであり、析出金属が還元剤の反応に対して触媒作用を有することに最大の特徴がある。つまり、この自己触媒作用により、金属析出反応は連続的に進行し、メッキ皮膜は成長するのでめっき皮膜を厚くすることができる。

したがって、有機半導体層が成膜される電極の最上層を、このような触媒型無電解めっきによって形成することにより、製造コストを抑えながら導電性の優れた電極が得られる。また、電極の表面が緻密で滑らかになり電極と有機半導体との電気的接触を高めることができる。その結果、優れた特性の有機半導体素子を得ることができる。

以下図面に基づいて、本発明に係る有機半導体素子の代表的な実施形態の１つである有機ＴＦＴを説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

最初に本発明に係る有機ＴＦＴの構成を図１を用いて説明する。図１は、有機ＴＦＴ１の概略構成を示す断面図である。

有機ＴＦＴ１は、図１に示すように、基板Ｐ、ゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜ＩＦ、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄ、半導体膜ＳＦ、及びパッシベーション膜ＰＦなどから構成される。

基板Ｐは、ガラス基板やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ＰＣなどの樹脂基板を用いることができるが、特に限定されるものではない。

ゲート電極Ｇは、蒸着、スパッタ技術などを用いて形成し、材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、ＩＴＯなどを用いることができるが、材料、形成方法ともに特に限定されるものではない。また、パターニング方法としては、フォトリソグラフィー技術などを用いる。尚、印刷法を用いて触媒を塗布し、めっきすることによって形成することもできる。

ゲート絶縁膜ＩＦは、大気圧プラズマＣＶＤ法によってテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を原料としてＳｉＯ₂膜を形成する方法、樹脂材料をスピンコートする方法などを用いて形成することができるが、特に限定されるものではない。

ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄは、図１に示すように、後述の触媒層１０１、下地層１０２、めっき層１０３、１０４などの複数の層から構成され、少なくとも、後述の有機半導体層ＳＦが成膜されるソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄの最上層は、触媒型無電解めっきによって形成する。

触媒層１０１は、触媒金属を含むナノ粒子をゲート絶縁膜ＩＦの上に配置する方法、ゲート絶縁膜ＩＦの上に配置した金属ペーストに選択的に触媒を吸着させる方法、触媒金属イオンをゲート絶縁膜ＩＦの上に配置する方法などによって形成する。また下地層１０２は、蒸着やスパッタなどで形成することも可能であるが、製造コストを抑える為、めっきによって形成することが好ましい。尚、触媒層１０１、下地層１０２の形成方法は特に限定されない。また、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄの材料、形成方法の詳細は、後述する。

有機半導体層ＳＦの成膜方法は特に限定されるものではなく、真空蒸着やスピンコートなども用いることができるが、スクリーン印刷、インクジェット、マイクロコンタクトプリント、ディスペンサ、凸版、転写などの印刷法を用いると、塗布と同時にパターニングもできる為、製造コストを低減することができ特に好適である。

有機半導体層ＳＦの材料は、多環芳香族化合物や共役系高分子などを用いることができるが、特に限定されない。高分子材料、オリゴマー、低分子材料でもよく、塗布後に分子が分子間相互作用により規則正しく配列し結晶となるものが特に好ましい。ペンタセン、ポルフィリン、フタロシアニン、オリゴチオフェン、オリゴフェニレン、ポリチオフェン、ポリフェニレン、およびこれら誘導体などを用いることができる。具体的には、ペンタセン、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン、テトラベンゾポルフィリン、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）などを用いることができる。また、これらの前駆体を成膜したあと熱処理することなどで有機半導体材料などに変換することもできる。

パッシベーション膜ＰＦは、有機半導体層ＳＦを外部雰囲気から遮断、保護する為に必要に応じて成膜する。

このような構成の有機ＴＦＴ１において、本発明は、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄと有機半導体層ＳＦとの電気的接触を高める為に、有機半導体層ＳＦが成膜されるソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄの最上層を触媒型無電解めっきによって形成するものである。以下に実施例を用いてその詳細を説明する。

（実施例１）
実施例１による有機ＴＦＴ１の製造方法を図１を用いて説明する。

最初に、住友ベークライト社製のＰＥＳ基板ＰにＣｒをスパッタした後、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングし、ゲート電極Ｇを形成した。続いてゲート電極Ｇの上に、ＪＳＲ社製のアクリル樹脂ＰＣ４０３をスピンコートし、ゲート絶縁膜ＩＦを形成した。

次に、ＡｇＰｄナノインクをインクジェットプリンターを用いてゲート絶縁膜ＩＦの上にソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの形状に印刷し触媒層１０１を形成した。その後、１８０℃に加熱したオーブン中で溶媒を揮発させた。

次に、奥野製薬工業社製のＮｉ−Ｐめっき液ＮＮＰニコロンＬＴＣに５分間浸漬し、本発明の下地層に該当するＮｉ−Ｐめっき層１０２を形成した。続いて同社製の置換Ａｕめっき液フラッシュゴールドＮＣに１０分間浸漬して置換Ａｕめっき層１０３を形成した。さらに同社製の自己触媒型無電解Ａｕめっき液セルフゴールドＯＴＫ−ＳＤに１０分間浸漬して触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を形成し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。

次に、完成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを覆うように、ＴＩＰＳペンタセン（６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン）をインクジェット法（以下、ＩＪ法とも記す）を用いて塗布し、有機半導体層ＳＦを成膜した。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎ（ＯＮ電流）の平均値は１１．７μＡと良好な特性を示し、また、そのばらつきは±２０％と小さかった。

このように本発明に係る実施例１による有機ＴＦＴ１においては、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを多層構成とし、そのうち最も有機半導体層ＳＦに近い層を触媒型無電解Ａｕめっきにより形成した。このような構成にすることにより、製造コストを抑えながら導電性の優れた電極が得られるとともに、電極の表面が緻密で滑らかになり電極と有機半導体層ＳＦとの電気的接触を高められることが確認できた。

また、Ｎｉ−Ｐめっき層１０２と触媒型無電解Ａｕめっき層１０４の間に置換Ａｕめっき層１０３を設けることにより、触媒型無電解めっきを安定して行なうことができ、表面が緻密で滑らかな電極を安定して得られることが確認できた。

また、有機半導体層ＳＦと接触するソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの最上層がＡｕであると電気的接触が特に良好であり、下地層（被置換めっき層）にニッケル−リン合金を用いることにより、Ａｕの層をあまり厚くしなくても導電性を確保することができ製造コストを低減できることが確認できた。

（比較例１）
比較例１による有機ＴＦＴ１のソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの構成は、実施例１の場合における触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を有さないものであり、その他の構成は、実施例１の場合と同様である。

最初に、実施例１の場合と同様にして、触媒層１０１〜置換Ａｕめっき層１０３を形成し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。その後、完成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを覆うように、ＴＩＰＳペンタセンをＩＪ法を用いて塗布し、有機半導体層ＳＦを成膜した。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は１．５μＡと小さかった。これは、ソース電極Ｓおよびドレイン電極ＳとＴＩＰＳペンタセンとの接触抵抗が大きい為に電流が流れ難くなったものと考えられる。また、ばらつきは±５０％と大きく、電極表面が均一でないことが想定できる。

（実施例２）
実施例２による有機ＴＦＴ１の構成を図２に示す。図２は、実施例２による有機ＴＦＴ１の概略構成を示す断面図である。

最初に、図２に示すように、アクリルラテックスをゲート絶縁膜ＩＦの上にスピンコートにより成膜しプライマー層１１１を形成した。続いてプライマー層１１１の上に、実施例１の場合と同様にして、触媒層１０１〜触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を形成し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。その後、完成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを覆うように、ＴＩＰＳペンタセンをＩＪ法を用いて塗布し、有機半導体層ＳＦを成膜した。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は１０．６μＡと良好な特性を示し、また、そのばらつきは±１０％であった。ばらつきが小さいのはプライマー層１１１を設けたことにより、ＡｇＰｄナノインクの印刷安定性が高まった為と考えられる。

（実施例３）
実施例３による有機ＴＦＴ１の構成を図３に示す。図３は、実施例３による有機ＴＦＴ１の概略構成を示す断面図である。

最初に、図３に示すように、実施例１の場合と同様にして、触媒層１０１〜触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を形成した。続いて触媒型無電解Ａｕめっき層１０４の表面をチオール１１３で修飾する為に、東京化成社製のペンタフルオロベンゼンチオールのエタノール溶液に２０時間浸漬し、エタノールおよび純水で洗浄後、８０℃で乾燥させ、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。その後、完成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを覆うように、ＴＩＰＳペンタセンをＩＪ法を用いて塗布し、有機半導体層ＳＦを成膜した。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は１３．０μＡと良好な特性を示し、また、そのばらつきは±２０％と小さかった。

（比較例２）
最初に、実施例１の場合と同様にして、ゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜ＩＦを形成した。

次に、ポジレジスト薄膜をスピンコートし、フォトリソグラフィー法を用いてソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを設けたい箇所のみレジスト薄膜を除去した。続いてＡｕをスパッタにより約５０ｎｍの厚みで全面に成膜した後、レジスト薄膜を除去してソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを形成した。その後、完成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを覆うように、ＴＩＰＳペンタセンをＩＪ法を用いて塗布し、有機半導体層ＳＦを成膜した。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は１２．０μＡ、また、そのばらつきは±１０％と良好な特性であった。これらの値は、実施例１〜３の場合と同等のレベルである。しかしながら、真空プロセスとフォトリソプロセスの回数が増える為、製造工程の複雑化と高価格化を招いた。

（実施例４）
実施例４による有機ＴＦＴ１の構成を図４に示す。図４は、実施例４による有機ＴＦＴ１の概略構成を示す断面図である。

最初に、実施例１の場合と同様にして、ゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜ＩＦを形成した。

次に、塩化パラジウム溶液１１５を、マイクロディスペンサーを用いてゲート絶縁膜ＩＦの上にソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの形状に印刷した。

次に、実施例１の場合と同様にして、下地層１０２〜触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を形成し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。

次に、完成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを覆うように、テトラベンゾポルフィリンの前駆体をＩＪ法を用いて塗布した後、２１０℃のホットプレートで加熱して前駆体を有機半導体に変換した。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は１７．６μＡと良好な特性を示し、また、そのばらつきは±２０％と小さかった。

（比較例３）
比較例３による有機ＴＦＴ１のソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの構成は、実施例４の場合における触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を有さず、また、有機半導体層ＳＦの材料をＴＩＰＳペンタセンとするものであり、その他の構成は、実施例４の場合と同様である。

次に、実施例１の場合と同様にして、下地層１０２〜置換Ａｕめっき層１０３を形成し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。

次に、完成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを覆うように、ＴＩＰＳペンタセンをＩＪ法を用いて塗布し、有機半導体層ＳＦを成膜した。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は２．３μＡと小さかった。ソース電極Ｓおよびドレイン電Ｄ極とＴＩＰＳペンタセンの接触抵抗が大きい為に電流が流れにくくなったものと考えられる。また、ばらつきは±５０％と大きく、電極表面が均一でないことが想定できる。

（実施例５）
実施例５による有機ＴＦＴ１の構成を図５に示す。図５は、実施例５による有機ＴＦＴ１の概略構成を示す断面図である。

次に、Ａｇペースト１１７を、スクリーン印刷機を用いてゲート絶縁膜ＩＦの上にソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの形状に印刷し。その後、１８０℃に加熱したオーブン中で溶媒を揮発させた。

次に、奥野製薬工業社製のプリディップ液ＮＮＰアクセラＢに３０秒間、同社製の活性化液ＮＮＰアクセラに３分間、同社製のポストディップ液ＮＮＰポストディップ４０１に１分間、同社製のＮｉ−Ｐめっき液ＮＮＰニコロンＬＴＣに５分間浸漬してＮｉ−Ｐめっき層１０２を形成した。続いて実施例１の場合と同様にして、置換Ａｕめっき層１０３、触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を形成し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は１０．１μＡと良好な特性を示し、そのばらつきは±２０％と小さかった。

（比較例４）
比較例４による有機ＴＦＴ１のソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの構成は、実施例５の場合における触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を有さないものであり、その他の構成は、実施例５の場合と同様である。

次に、Ａｇペースト１１７を、スクリーン印刷機を用いてゲート絶縁膜ＩＦの上にソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの形状に印刷した。その後、１８０℃に加熱したオーブン中で溶媒を揮発させた。

次に、奥野製薬工業社製のプリディップ液ＮＮＰアクセラＢに３０秒間、同社製の活性化液ＮＮＰアクセラに３分間、同社製のポストディップ液ＮＮＰポストディップ４０１に１分間、同社製のＮｉ−Ｐめっき液ＮＮＰニコロンＬＴＣに５分間浸漬してＮｉ−Ｐめっき層１０２を形成した。続いて実施例１の場合と同様にして、置換Ａｕめっき層１０３を形成し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを完成させた。

このようにして有機ＴＦＴ１を１０素子作成し、その特性を測定したところ、Ｉｏｎの平均値は１．３μＡと小さかった。これは、ソース電極およびドレイン電極ＤとＴＩＰＳペンタセンとの接触抵抗が大きい為に電流が流れ難くなったものと考えられる。また、ばらつきは±５０％と大きく、電極表面が均一でないことが想定できる。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。例えば、実施例１乃至５においては、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄは、Ｎｉ−Ｐめっき層１０２と触媒型無電解Ａｕめっき層１０４の間に置換Ａｕめっき層１０３を設ける構成としたが、置換Ａｕめっき層１０３を設けずに、Ｎｉ−Ｐめっき層１０２の上に触媒型無電解Ａｕめっき層１０４を形成する構成としてもよい。この場合、触媒型無電解めっきの安定性は、実施例１乃至５に比べて劣るが、従来のように、置換Ａｕめっき層の上に有機半導体層を成膜する場合よりも、有機半導体層との電気的接触は高められる。

また、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄを形成する際には、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄと同じ層構成を有し、ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄ電極に接続される配線層を同時に形成するようにしてもよい。これにより、配線層を形成する工程を別途設ける必要がなく工程を簡略化することができ製造コストを低減することができる。

本発明の実施例１による有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。本発明の実施例２による有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。本発明の実施例３による有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。本発明の実施例４による有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。本発明の実施例５による有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。

符号の説明

１有機ＴＦＴ
１０１触媒層（ＡｇＰｄナノインク）
１０２Ｎｉ−Ｐめっき層（下地層）
１０３置換Ａｕめっき層
１０４触媒型無電解Ａｕめっき層
１１１プライマー層
１１３チオール
１１５塩化パラジウム
１１７Ａｇペースト
Ｄドレイン電極
Ｇゲート電極
ＩＦゲート絶縁膜
Ｐ基板
ＰＦパッシベーション膜
Ｓソース電極
ＳＦ有機半導体膜（有機半導体層）

Claims

電極と該電極の上に成膜される有機半導体層を有する有機半導体素子の製造方法であって、
前記電極は、
所定の部材の上にパターン化された下地層を形成する工程と、
前記下地層の上に触媒型無電解めっきによって触媒型無電解めっき層を形成する工程と、の少なくとも２つの工程によって形成され、
前記有機半導体層は、前記触媒型無電解めっき層の上に成膜することを特徴とする有機半導体素子の製造方法。
前記電極は、
前記下地層を形成する工程と、
前記下地層の上に置換めっきによって置換めっき層を形成する工程と、
前記置換めっき層の上に前記触媒型無電解めっき層を形成する工程と、の少なくとも３つの工程によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記触媒型無電解めっき層は、金、銀、銅、白金のいずれか１つ、またはこれらを含む合金であることを特徴とする請求項２に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記下地層は、ニッケル−リン合金、
前記置換めっき層は、金、
前記触媒型無電解めっき層は、金、
であることを特徴とする請求項２または３に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記電極を形成する際に、該電極と同じ層構成を有し該電極に接続される配線層を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項に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記下地層は、めっきによって形成されるものであって、
前記所定の部材の上に前記下地層のめっき触媒を前記電極、または前記電極及び前記配線層の形状に印刷し、
前記形状に印刷されためっき触媒を用いて前記下地層を形成することを特徴とする請求項５に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記下地層は、めっきによって形成されるものであって、
前記所定の部材の上に金属及び金属酸化物の微粒子またはそのいずれか一方を前記電極、または前記電極及び前記配線層の形状に印刷し、
前記形状に印刷された金属及び金属酸化物の微粒子またはそのいずれか一方の上に前記下地層のめっき触媒を吸着させ、
吸着されためっき触媒を用いて前記下地層を形成することを特徴とする請求項５に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記下地層の上にプライマー層を成膜した後、
前記めっき触媒、または前記金属及び金属酸化物の微粒子またはそのいずれか一方を前記電極、または前記電極及び前記配線層の形状に印刷することを特徴とする請求項６または７に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記触媒型無電解めっき層の上に前記有機半導体層を成膜する前に、
前記触媒型無電解めっき層の表面を、チオールまたはシランカップリング材または有機導電体からなる有機材料で覆うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記有機半導体層は、印刷法によって成膜することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法。
前記有機半導体素子は、有機ＴＦＴであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の有機半導体素子の製造方法を用いて製造されることを特徴とする有機半導体素子。