JP2021132050A - 有機半導体装置及び有機半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機半導体膜上への導電体膜の形成に伴う有機半導体膜の変質を抑制することができる有機半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１の基板に有機半導体膜を形成する。第１の基板とは異なる第２の基板に、導電体膜及び導電体膜の周囲に延在する粘着性を有する絶縁体からなる粘着膜を形成する。第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、粘着膜によって有機半導体膜と導電体膜とが接触した状態を維持する。【選択図】図１Ｊ
Description
開示の技術は、有機半導体装置及び有機半導体装置の製造方法に関する。
有機半導体膜を有する有機半導体装置の製造方法に関する技術として、以下の技術が知られている。
例えば、特許文献１には、基材と、上記基材上に形成された第２電極層とを少なくとも有する転写体、及び基板と、上記基板上に形成された第１電極層とを少なくとも有する太陽電池側基板を調製する調製工程と、上記転写体及び太陽電池側基板を、第２電極層と第１電極層とが対向するように配置し、第２電極層を第１電極層上へ光電変換層を介して転写させる転写工程と、を含む有機薄膜太陽電池の製造方法が記載されている。
特許文献２には、基板と第１電極とを提供する工程と、ポリエチレングリコール分子を含有する半導体層を基板上に形成する工程と、導電高分子層を第１電極上に形成する工程と、導電高分子層に半導体層を貼り付けるように、基板と前記半導体層を導電高分子層上に置く工程と、基板を取り除く工程と、有機光電薄膜素子が形成されるように、第２電極を前記半導体層上に形成する工程と、を含む有機光電薄膜素子の製造方法が記載されている。
有機半導体膜を有する有機薄膜トランジスタ等の有機半導体装置は、有機半導体膜と接する導電体膜からなる電極を有する。電極は、例えば、スパッタまたは蒸着により金属膜を有機半導体膜上に成膜し、パターニングすることで形成される。しかしながら、スパッタ及び蒸着による金属膜の成膜においては、金属原子が、比較的高いエネルギーを持って有機半導体膜に到達することから、有機半導体膜が変質するおそれがある。また、金属粒子を溶媒中に分散させた導電性インクを用いて電極を形成する手法も存在するが、導電性インクに含まれる溶媒によって有機半導体膜が変質するおそれがある。また、電極を構成する導電体膜のパターニングがエッチング処理を伴う場合、このエッチング処理によって有機半導体膜が変質するおそれがある。このように、従来の有機半導体装置の製造方法によれば、有機半導体膜上への導電体膜の成膜時及び導電体膜のパターニング時に有機半導体膜を変質させるおそれがあった。
開示の技術は、有機半導体膜上への導電体膜の形成に伴う有機半導体膜の変質を抑制することを目的とする。
開示の技術に係る有機半導体装置の製造方法は、第１の基板に有機半導体膜を形成する工程と、第１の基板とは異なる第２の基板に、導電体膜及び導電体膜の周囲に延在する粘着性を有する絶縁体からなる粘着膜を形成する工程と、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、粘着膜によって有機半導体膜と導電体膜とが接触した状態を維持する工程と、を含む。
開示の技術に係る製造方法は、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる前に、第２の基板上で導電体膜をパターニングする工程を含んでいてもよい。導電体膜のパターニングは、導電体膜の表面に開口部を有するマスクを形成する工程と、導電体膜の、開口部から露出した部分をエッチングする工程と、含んでいてもよい。また、導電体膜のパターニングは、粘着膜の表面に開口部を有するマスクを形成する工程と、粘着膜の表面の、開口部から露出した部分に導電体膜を形成する工程と、を含んでいてもよい。
開示の技術に係る製造方法は、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる前に、第１の電極、絶縁膜及び有機半導体膜が積層された積層体を第１の基板上に形成する工程を更に含んでいてもよく、導電体膜のパターニングによって導電体膜からなる互いに分離した第２の電極及び第３の電極を形成してもよい。
第１の基板と第２の基板との貼り合わせを、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方を加熱した状態で行ってもよい。
開示の技術に係る製造方法は、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後に、有機半導体膜、導電体膜及び粘着膜を含む構造体に熱処理を行う工程を更に含んでいてもよい。
開示の技術に係る製造方法は、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後に、第２の基板を除去する工程を更に含んでいてもよい。
開示の技術に係る半導体装置は、第１の基板に形成された有機半導体膜と、有機半導体膜上に設けられた導電体膜と、有機半導体膜及び導電体膜を覆い、有機半導体膜と導電体膜とが接触した状態を維持する絶縁体からなる粘着性を有する粘着膜と、を含む。
開示の技術に係る有機半導体装置は、粘着膜の表面に設けられ、第１の基板と対向する第２の基板を更に含んでいてもよい。
開示の技術に係る有機半導体装置は、有機半導体膜との間に絶縁膜を挟んで設けられた第１の電極と、導電体膜からなる互いに分離した第２の電極及び第３の電極と、を含んでいてもよい。
開示の技術によれば、有機半導体膜上への導電体膜の形成に伴う有機半導体膜の変質を抑制することが可能となる。
以下、開示の技術の実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、各図面において、実質的に同一又は等価な構成要素又は部分には同一の参照符号を付している。
［第１の実施形態］
図１Ａ〜図１Ｋは、開示の技術の第１の実施形態に係る有機半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
図１Ａ〜図１Ｋは、開示の技術の第１の実施形態に係る有機半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
はじめに、絶縁体または半導体からなる第１の基板１１を用意する（図１Ａ）。第１の基板１１として、ガラス基板、樹脂基板及びシリコン基板等を用いることが可能である。第１の基板１１は、板状であってもよいし、可撓性を有するフィルム状であってもよい。
次に、例えば、スパッタ法を用いて、第１の基板１１の表面にゲート電極２０を構成する導電体膜を形成する。導電体膜の材料として例えば、Ｃｒ（クロム）等の金属を用いることが可能である。次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、上記導電体膜をパターニングする。これにより、第１の基板１１の表面にゲート電極２０が形成される（図１Ａ）。
次に、例えばスピンコート法、ディップコート法、スプレー塗布法などの塗布法を用いて、塗布型の絶縁性樹脂を第１の基板１１の表面に塗布し、乾燥させる。これにより、第１の基板１１の表面に、ゲート電極２０を覆うゲート絶縁膜２１が形成される（図１Ｂ）。ゲート絶縁膜２１の材料となる塗布型の絶縁性樹脂として、フッ素樹脂を用いることが可能である。
次に、例えば、エッジキャスト法を用いて、有機半導体材料の塗布液をゲート絶縁膜２１の表面に塗布する。これにより、ゲート絶縁膜２１を介してゲート電極２０を覆う有機半導体膜３０を形成する（図１Ｃ）。有機半導体材料の塗布液として、例えば、トルエンに、ＴＩＰＳペンタセン（6,13-Bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene）を溶解したものを用いることができる。エッジキャスト法では、ゲート絶縁膜２１との間に空間を形成するカバー部材（図示せず）を用いる。このカバー部材とゲート絶縁膜２１との間に形成された空間に、有機半導体材料の塗布液を充填して、充填した塗布液を乾燥させることにより有機半導体膜３０が形成される。カバー部材は、ゲート絶縁膜２１の表面に塗布された有機半導体材料の塗布液の流動を規制し、更に塗布液の乾燥を制御する。このようなカバー部材を用いるエッジキャスト法によれば、良好な結晶性を有する有機半導体膜を形成することが可能となる。なお、カバー部材を用いたエッジキャスト法による有機半導体膜の形成方法の詳細は、例えば、特開２０１４−１７９５６８号公報に記載されている。
次に、第１の基板１１とは別の第２の基板１２を用意する。第２の基板１２として、ガラス基板、樹脂基板、金属基板及びシリコン基板等を用いることが可能である。第２の基板１２は、板状であってもよいし、可撓性を有するフィルム状であってもよい。第２の基板１２の材料として、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ、ＴＡＣ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリスチレン、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ、アラミド、ポリオレフィン等の樹脂、及び、鉄、ステンレス、銅、ニッケル、アルミまたはアルミ合金、ジュラルミン、チタン合金等の金属を用いることが可能である。上記の材料のうち、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミドを特に好適も用いることが可能である。
次に、第２の基板１２の表面に、粘着性を有する厚さ１〜１００μｍ程度（典型的には１０μｍ程度）の絶縁体からなる粘着膜４０を形成する（図１Ｄ）。粘着膜４０の材料として、例えば、１０〜１０００［Ｐａ・ｓ］程度（典型的には１００［Ｐａ・ｓ］程度）の粘度を有する樹脂材料を用いることができる。そのような樹脂材料として、例えば非構造用接着剤として市販されているものを用いることができ、例えばスリーエム社製のスプレーのり７７を好適に用いることができる。粘着膜４０は、例えばスプレー塗布法を用いて、スプレーのり７７の塗布液を、第２の基板１２の表面に塗布した後、乾燥させることで形成することができる。
次に、例えば、蒸着法またはスパッタ法により、粘着膜４０の表面に、ドレイン電極５１及びソース電極５２を構成する導電体膜５０を形成する（図１Ｅ）。導電体膜５０の材料として、例えばＡｕ（金）等の金属を用いることが可能である。
次に、導電体膜５０の表面にレジストマスク６０を形成する（図１Ｆ）。レジストマスク６０は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて形成することが可能である。すなわち、導電体膜５０の表面に感光性を有するレジスト膜を形成し、レジスト膜に対して露光処理及び現像処理を施すことでレジストマスク６０が形成される。レジストマスク６０は、ドレイン電極５１及びソース電極５２のパターンに応じてパターニングされる。
次に、レジストマスク６０を介して導電体膜５０をエッチングすることで導電体膜５０をパターニングする。導電体膜５０のエッチングは、ドライエッチング技術またはウェットエッチング技術を用いることが可能である。導電体膜５０のエッチングにより、互いに分離したドレイン電極５１及びソース電極５２が形成される。ドレイン電極５１及びソース電極５２の周囲には粘着膜４０が延在した状態となる（図１Ｇ）。その後、レジストマスク６０を除去する（図１Ｈ）。
次に、第１の基板１１上に形成されたゲート電極２０、ゲート絶縁膜２１及び有機半導体膜３０を含む積層体と、第２の基板１２上に粘着膜４０を介して形成されたドレイン電極５１及びソース電極５２とが向かい合うように第１の基板１１及び第２の基板１２を対向させる。また、ドレイン電極５１とソース電極５２との間にゲート電極２０が位置するように、第１の基板１１と第２の基板１２との相対位置を調整する（図１Ｉ）。
次に、ドレイン電極５１及びソース電極５２と有機半導体膜３０とが接触（密着）するように第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせる。導電体膜５０の周囲に延在する粘着膜４０が、第１の基板１１上に形成されたゲート電極２０、ゲート絶縁膜２１及び有機半導体膜３０を含む積層体を、ドレイン電極５１及びソース電極５２とともに覆う。粘着膜４０の粘着性によって、ドレイン電極５１及びソース電極５２と、有機半導体膜３０とが接触（密着）した状態が維持される（図１J）。
第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせる際に、第１の基板１１及び第２の基板１２の少なくとも一方を、他方の側に押し付ける押圧力を加えることが好ましい。これにより、ドレイン電極５１及びソース電極５２と有機半導体膜３０との密着性を高めることができる。また、粘着膜４０が熱可塑性を有する場合、第１の基板１１及び第２の基板１２の少なくとも一方を加熱した状態で、第１の基板１１と第２の基板１２との貼り合わせを行ってもよい。加熱により熱可塑性を有する粘着膜４０の流動性が高まり、粘着膜４０の、ドレイン電極５１及びソース電極５２と有機半導体膜３０とが接触（密着）した状態を維持する機能が促進される。
以上の各工程を経ることにより、有機半導体装置１が完成する。なお、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせた後に、有機半導体膜３０、ドレイン電極５１、ソース電極５２及び粘着膜４０を含む構造体に熱処理を施してもよい。これにより有機半導体膜３０と、ドレイン電極５１及びソース電極５２との接触状態が良好となり、接触抵抗を小さくすることができる。また、必要に応じて、図１Ｋに示すように、第２の基板１２を粘着膜４０から剥離してもよい。第２の基板１２を粘着膜４０から剥離する場合、剥離が容易となるように、第２の基板１２と粘着膜４０との接着力をコントロールしておくことが好ましい。第２の基板１２と粘着膜４０との接着力のコントロールは、例えば、第２の基板１２に表面処理を施すこと等によって行うことができる。
開示の技術の実施形態に係る有機半導体装置１は、図１Ｋに示すように、第１の基板１１に形成された有機半導体膜３０と、有機半導体膜３０との間にゲート絶縁膜２１を挟んで設けられたゲート電極２０と、有機半導体膜３０の表面に設けられたドレイン電極５１及びソース電極５２と、有機半導体膜３０、ドレイン電極５１及びソース電極５２を覆い、有機半導体膜３０と、ドレイン電極５１及びソース電極５２とが接触（密着）した状態を維持する粘着膜４０と、を有する。また、有機半導体装置１は、図１Ｊに示すように、粘着膜４０の表面に設けられ、第１の基板１１と対向する第２の基板１２を更に含み得る。第２の基板１２は、粘着膜４０の表面を保護する保護膜として機能する。本実施形態に係る有機半導体装置１は、所謂トップコンタクト・ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタの形態を有する。
開示の技術の第１の実施形態に係る製造方法によれば、第１の基板１１と第２の基板１２との貼り合わせによって導電体膜５０（ドレイン電極５１及びソース電極５２）と有機半導体膜３０とを接触（密着）させることで、有機半導体膜３０上への電極形成が完了する。また、粘着膜４０によって導電体膜５０（ドレイン電極５１及びソース電極５２）と有機半導体膜３０とが接触（密着）した状態が維持される。従って、電極形成において、スパッタ及び蒸着のような有機半導体膜３０の表面に比較的高いエネルギーを持った金属原子を衝突させる処理を伴うことがなく、有機半導体膜３０上への導電体膜５０の形成（電極の形成）が可能である。
また、開示の技術第１の実施形態に係る製造方法によれば、導電体膜５０のパターニングは、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせる前に、第２の基板１２上に形成された導電体膜５０に対して行われる。従って、導電体膜５０をパターニングする際のエッチング処理による影響が、有機半導体膜３０に及ぶことはない。従って、導電体膜５０（ドレイン電極５１及びソース電極５２）の形成に伴う有機半導体膜３０の変質を抑制することが可能である。
なお、上記の実施形態では、レジストマスク６０を介したエッチングにより導電体膜５０のパターニングを行う場合を例示したが（図１Ｆ、図１Ｇ）、導電体膜５０のパターニングは、例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示す方法によって行うことも可能である。すなわち、第２の基板１２上に形成した粘着膜４０の表面に、ドレイン電極５１及びソース電極５２のパターンに応じた開口部７１を有するレジストマスク７０を形成する（図２Ａ）。次に、蒸着法またはスパッタ法によって、粘着膜４０の表面に、レジストマスク７０を介して導電体膜５０を形成する。導電体膜５０は、レジストマスク７０の表面、及び粘着膜４０の、レジストマスク７０の開口部７１において露出した部分を覆う（図２Ｂ）。次に、レジストマスク７０を、その表面を覆う導電体膜５０とともに除去する（図２Ｃ）。これにより、導電体膜５０がパターニングされ、粘着膜４０の表面にドレイン電極５１及びソース電極５２が形成される。
また、上記の実施形態では、第１の基板１１上に成膜された導電体膜のパターニングによってゲート電極２０を形成し、塗布型の絶縁性樹脂を用いてゲート絶縁膜２１形成する場合を例示したが、この態様に限定されるものではない。例えば、第１の基板１１として機能する導電性が付与されたシリコン基板をゲート電極２０とし、このシリコン基板の表面に形成された熱酸化膜をゲート絶縁膜２１としてもよい。
また、有機半導体装置１は、図３に示すように、上下を反転させることで、ボトムコンタクト・トップゲート型の有機薄膜トランジスタとして使用することも可能である。
［第２の実施形態］
図４Ａ〜図４Ｇは、開示の技術の第２の実施形態に係る有機半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
図４Ａ〜図４Ｇは、開示の技術の第２の実施形態に係る有機半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
はじめに、絶縁体または半導体からなる第１の基板１１を用意する（図４Ａ）。次に、例えば、エッジキャスト法を用いて、有機半導体材料の塗布液を第１の基板１１の表面に塗布し、乾燥させる。これにより、第１の基板１１の表面に有機半導体膜３０が形成される（図４Ａ）。
次に、例えば、スピンコート法、ディップコート法、スプレー塗布法などの塗布法を用いて、ゲート絶縁膜２１を構成する塗布型の絶縁性樹脂２１ａを有機半導体膜３０の表面に塗布する。絶縁性樹脂２１ａとして、フッ素樹脂を用いることが可能である。続いて、例えば、スパッタ法を用いて、絶縁性樹脂２１ａの表面にゲート電極２０を構成する導電体膜２０ａを形成する。導電体膜２０ａの材料として例えば、Ｃｒ（クロム）等の金属を用いることが可能である。
次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、導電体膜２０ａ及び絶縁性樹脂２１ａをパターニングする。これにより、有機半導体膜３０の表面に、ゲート絶縁膜２１及びゲート電極２０が形成される（図４Ｃ）。
次に、第１の基板１１とは別の第２の基板１２を用意する（図４Ｄ）。第２の基板１２として、ガラス基板、樹脂基板及びシリコン基板等を用いることが可能である。第２の基板１２は、板状であってもよいし、可撓性を有するフィルム状であってもよい。第２の基板１２の材料として、例えばＰＥＴを用いることができる。次に、第２の基板１２の表面に、粘着膜４０を形成し、粘着膜４０の表面に導電体膜を形成し、上記導電体をパターニングすることで、粘着膜４０の表面にドレイン電極５１及びソース電極５２を形成する（図４Ｄ）。粘着膜４０の材料、成膜方法、並びにドレイン電極５１及びソース電極５２の材料、成膜方法及びパターニング方法は、第１の実施形態と同様である。
次に、第１の基板１１上に形成されたゲート電極２０、ゲート絶縁膜２１及び有機半導体膜３０を含む積層体と、第２の基板１２上に粘着膜４０を介して形成されたドレイン電極５１及びソース電極５２とが向かい合うように第１の基板１１及び第２の基板１２を対向させる。また、ドレイン電極５１とソース電極５２との間にゲート電極２０が位置するように、第１の基板１１と第２の基板１２との相対位置を調整する（図４Ｅ）。
次に、ドレイン電極５１及びソース電極５２と有機半導体膜３０とが接触（密着）するように第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせる。導電体膜５０の周囲に延在する粘着膜４０が、第１の基板１１上に形成されたゲート電極２０、ゲート絶縁膜２１及び有機半導体膜３０を含む積層体を、ドレイン電極５１及びソース電極５２とともに覆う。粘着膜４０の粘着性により、ドレイン電極５１及びソース電極５２と、有機半導体膜３０とが接触（密着）した状態が維持される（図４Ｆ）。
第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせる際に、第１の基板１１及び第２の基板１２の少なくとも一方を、他方の側に押し付ける押圧力を加えることが好ましい。これにより、ドレイン電極５１及びソース電極５２と有機半導体膜３０との密着性を高めることができる。また、粘着膜４０が熱可塑性を有する場合、第１の基板１１及び第２の基板１２の少なくとも一方を加熱した状態で第１の基板１１と第２の基板１２との貼り合わせを行ってもよい。加熱により熱可塑性を有する粘着膜４０の流動性が高まり、粘着膜４０の、ドレイン電極５１及びソース電極５２と有機半導体膜３０とが接触（密着）した状態を維持する機能が促進される。
以上の各工程を経ることにより、開示の技術の第２の実施形態に係る有機半導体装置１Ａが完成する。なお、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせた後に、有機半導体膜３０、ドレイン電極５１、ソース電極５２及び粘着膜４０を含む構造体に熱処理を施すことが好ましい。これにより有機半導体膜３０と、ドレイン電極５１及びソース電極５２との接触状態が良好となり、接触抵抗を小さくすることができる。また、必要に応じて、図４Ｇに示すように、第２の基板１２を粘着膜４０から剥離してもよい。
開示の技術の第２の実施形態に係る有機半導体装置１Ａは、図４Ｇに示すように、第１の基板１１に形成された有機半導体膜３０と、有機半導体膜３０との間にゲート絶縁膜２１を挟んで設けられたゲート電極２０と、有機半導体膜３０の表面に設けられたドレイン電極５１及びソース電極５２と、有機半導体膜３０、ドレイン電極５１及びソース電極５２を覆い、有機半導体膜３０とドレイン電極５１及びソース電極５２とが接触（密着）した状態を維持する粘着膜４０と、を有する。また、有機半導体装置１Ａは、図４Ｆに示すように、粘着膜４０の表面に設けられ、第１の基板１１と対向する第２の基板１２を更に含み得る。第２の基板１２は、粘着膜４０の表面を保護する保護膜として機能する。本実施形態に係る有機半導体装置１Ａは、所謂トップコンタクト・トップゲート型の有機薄膜トランジスタの形態を有する。
開示の技術の第２の実施形態に係る製造方法によれば、第１の実施形態に係る製造方法と同様、第１の基板１１と第２の基板１２との貼り合わせによって導電体膜５０（ドレイン電極５１及びソース電極５２）と有機半導体膜３０とを接触（密着）させることで、有機半導体膜３０上への電極形成が完了する。また、粘着膜４０によって導電体膜５０（ドレイン電極５１及びソース電極５２）と有機半導体膜３０とが接触（密着）した状態が維持される。従って、スパッタ法及び蒸着法のような、有機半導体膜３０の表面に比較的高いエネルギーを持った金属原子を衝突させる処理を伴うことがなく、有機半導体膜３０上への導電体膜５０の形成（電極の形成）が可能である。また、導電体膜５０のパターニングは、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせる前に、第２の基板１２上に形成された導電体膜５０に対して行われる。従って、導電体膜５０をパターニングする際のエッチング処理による影響が、有機半導体膜３０に及ぶことはない。従って、導電体膜５０（ドレイン電極５１及びソース電極５２）の形成に伴う有機半導体膜３０の変質を抑制することが可能である。
なお、有機半導体装置１Ａは、図５に示すように、上下を反転させることで、ボトムコンタクト・ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタとして使用することも可能である。
［実施例］
以下において、開示の技術の実施例について説明する。
以下において、開示の技術の実施例について説明する。
縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのｎ型のシリコン基板を用意した。シリコン基板は、導電性を有しており、第１の基板１１として機能すると共にゲート電極２０としても機能する。次に、熱処理によりシリコン基板の表面に、ゲート絶縁膜２１として機能する厚さ３００ｎｍ程度の熱酸化膜を形成した。
次に、トルエンにＴＩＰＳペンタセンを溶解して、有機半導体材料の塗布液を調製した。塗布液におけるＴＩＰＳペンタセンの濃度を１質量％とした。次に、エッジキャスト法を用いて、シリコン基板の表面に形成された熱酸化膜の表面に、上記の塗布液を塗布し、乾燥させることで、熱酸化膜の表面に有機半導体膜を形成した。
次に、第２の基板１２として機能するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムを用意した。次に、粘着膜４０として機能するスプレーのり７７を、スプレー塗布法によって塗布し、乾燥させ、ＰＥＴフィルムの表面に粘着膜４０を形成した。次に、ドレイン電極及びソース電極のパターンに対応した、１辺が１ｍｍの正方形の２つ開口部を有するレジストマスクを、粘着膜４０の表面に形成した。次に、上記のレジストマスクを介してＡｕ（金）のスパッタリングを行った後、上記のレジストマスクを除去することで、粘着膜４０の表面にドレイン電極及びソース電極を形成した。
次に、加熱ラミネータを用いて、第１の基板１１として機能するシリコン基板と、第２の基板１２として機能するＰＥＴフィルムを貼り合わせることで、ドレイン電極及びソース電極と有機半導体膜とを接触（密着）させた。以上の各工程を経ることにより、第１の実施例に係る有機薄膜トランジスタが完成した。
第２の実施例として、ドレイン電極及びソース電極のパターニングを、フォトリソグラフィ及びエッチングによって行った有機薄膜トランジスタを作製した。
第１の比較例として、有機半導体膜の表面に形成したマスクを介したＡｕのスパッタリングによりドレイン電極及びソース電極を形成した有機薄膜トランジスタを作製した。
第２の比較例として、蒸着法によって有機半導体膜の表面にＡｕ膜を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングによるＡｕ膜のパターニングを行ってドレイン電極及びソース電極を形成した有機薄膜トランジスタを作製した。
第１及び第２の実施例に係る有機薄膜トランジスタ、並びに第１及び第２の比較例に係る有機薄膜トランジスタの各々について動作確認を行った。第１及び第２の実施例に係る有機薄膜トランジスタについては、それぞれトランジスタとして動作することが確認された。一方、第１及び第２の比較例に係る有機薄膜トランジスタについては、それぞれトランジスタとして動作しなかった。第１の比較例に係る有機薄膜トランジスタについては、Ａｕのスパッタリングにより有機半導体膜が変質したものと推測される。第２の比較例に係る有機薄膜トランジスタについては、Ａｕ膜をパターニングする際のフォトリソグラフィ及びエッチングにより、有機半導体膜が変質したものと推測される。
１、１Ａ 有機半導体装置
１１ 第１の基板
１２ 第２の基板
２０ ゲート電極
２０ａ 導電体膜
２１ ゲート絶縁膜
２１ａ 絶縁性樹脂
３０ 有機半導体膜
４０ 粘着膜
５０ 導電体膜
５１ ドレイン電極
５２ ソース電極
６０、７０ レジストマスク
７１ 開口部
１１ 第１の基板
１２ 第２の基板
２０ ゲート電極
２０ａ 導電体膜
２１ ゲート絶縁膜
２１ａ 絶縁性樹脂
３０ 有機半導体膜
４０ 粘着膜
５０ 導電体膜
５１ ドレイン電極
５２ ソース電極
６０、７０ レジストマスク
７１ 開口部
Claims (11)
- 第１の基板に有機半導体膜を形成する工程と、
前記第１の基板とは異なる第２の基板に、導電体膜及び前記導電体膜の周囲に延在する粘着性を有する絶縁体からなる粘着膜を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせ、前記粘着膜によって前記有機半導体膜と前記導電体膜とが接触した状態を維持する工程と、
を含む有機半導体装置の製造方法。 - 前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる前に、前記第２の基板上で前記導電体膜をパターニングする工程を含む
請求項１に記載の製造方法。 - 前記導電体膜のパターニングは、
前記導電体膜の表面に開口部を有するマスクを形成する工程と、
前記導電体膜の、前記開口部から露出した部分をエッチングする工程と、
を含む請求項２に記載の製造方法。 - 前記導電体膜のパターニングは、
前記粘着膜の表面に開口部を有するマスクを形成する工程と、
前記粘着膜の表面の、前記開口部から露出した部分に前記導電体膜を形成する工程と、
を含む請求項２に記載の製造方法。 - 前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる前に、第１の電極、絶縁膜及び前記有機半導体膜が積層された積層体を前記第１の基板上に形成する工程を更に含み、
前記導電体膜のパターニングによって前記導電体膜からなる互いに分離した第２の電極及び第３の電極を形成する
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の製造方法。 - 前記第１の基板と前記第２の基板との貼り合わせを、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方を加熱した状態で行う
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の製造方法。 - 前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせた後に、前記有機半導体膜、前記導電体膜及び前記粘着膜を含む構造体に熱処理を行う工程を更に含む
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の製造方法。 - 前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせた後に、前記第２の基板を除去する工程を更に含む
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の製造方法。 - 第１の基板に形成された有機半導体膜と、
前記有機半導体膜上に設けられた導電体膜と、
前記有機半導体膜及び前記導電体膜を覆い、前記有機半導体膜と前記導電体膜とが接触した状態を維持する絶縁体からなる粘着性を有する粘着膜と、
を含む有機半導体装置。 - 前記粘着膜の表面に設けられ、前記第１の基板と対向する第２の基板を更に含む
請求項９に記載の有機半導体装置。 - 前記有機半導体膜との間に絶縁膜を挟んで設けられた第１の電極と、
前記導電体膜からなる互いに分離した第２の電極及び第３の電極と、
を含む請求項９または請求項１０に記載の有機半導体装置。
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