JP2021136444A - 素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高誘電率で、かつリーク電流を低減した絶縁層を含むキャパシタ、電界効果型トランジスタ等素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１は、絶縁基材１００上に、少なくとも、パターニングされた下部電極（ゲート電極１１）、絶縁層（ゲート絶縁層１２）およびパターニングされた上部電極（ソース電極１３およびドレイン電極１５）が積層された素子であって、絶縁層が、無機粒子と結合したポリマーを含有し、下部電極上に形成された絶縁層の、上部電極に被覆されていない部分における膜厚の変動係数が１０％以内である。【選択図】図１

Description

本発明は、素子およびその製造方法に関する。より詳細には、キャパシタ、電界効果型トランジスタ等の素子およびその製造方法に関する。

近年、電子ペーパー、フレキシブルセンサー、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグなどの電子デバイスを、塗布法を用いて製造する技術が検討されている。塗布法を用いると真空プロセスや高温プロセスを回避できるため、電子デバイスを低コストで製造することができる。

電子デバイスには電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）やキャパシタなどの素子が含まれている。これらの素子には上部電極と下部電極を絶縁する絶縁層が必要である。

ＦＥＴにおける絶縁層は、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極とゲート電極とを隔てるゲート絶縁層である。ゲート絶縁層の電気特性、表面平滑性、膜厚は、リーク電流値やＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦ電流値などのＦＥＴ特性に大きな影響を与える。

キャパシタにおける絶縁層は、上部電極と下部電極とを隔て、かつ上部下部電極間に印加された電界によって生じる電荷を蓄積する誘電膜である。誘電膜の電気特性、表面平滑性、膜厚は、リーク電流値、蓄積電荷量などのキャパシタ特性に大きな影響を与える。

絶縁層用の材料として、有機ポリマーなど有機溶媒に可溶な有機材料が精力的に検討されている。これらは、スリットコートなどの塗布法による低コストの薄膜形成が可能であり、かつ低温プロセスでポリエチレンテレフタレートなどのフィルム基材上に薄膜形成ができる。特に、絶縁層の誘電率を高くするため、無機化合物を絶縁層中に添加する検討が盛んに為されている。

有機ポリマーに無機化合物を添加した絶縁層としては、無機粒子と化学的に結合したポリシロキサンを含有するゲート絶縁層（例えば、特許文献１参照）、ポリマーおよび無機酸化物粒子を含有するゲート絶縁層（例えば、特許文献２参照）、が知られている。

国際公開第２０１９／０６５５６１号 特開２０１３−１１５１６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、下部電極近傍での絶縁層の膜厚ムラが大きくなり、素子のリーク電流が大きくなる問題があることが明らかになった。また、特許文献１では、キャパシタについての言及はなく、上記問題は、下部電極面積が大きなキャパシタにおいて、特に顕著であることが見出された。

さらに、本発明者は特許文献２の技術を検討したところ、絶縁層の膜厚ムラは小さいが、一部の凝集した無機粒子による導電パスの形成により、キャパシタのリーク電流が大きくなる問題が明らかになった。

本発明は上記課題に着目し、高誘電率で、かつリーク電流を低減した絶縁層を有する電子デバイス用素子を提供することを目的とする。

本発明は、基材上に、少なくとも、（１）パターニングされた下部電極、（２）絶縁層、および（３）パターニングされた上部電極が積層された素子であって、前記絶縁層が、無機粒子と結合したポリマー（Ａ）を含有し、前記下部電極上に形成された前記絶縁層の、前記上部電極に被覆されていない部分における膜厚の変動係数が１０％以内であることを特徴とする素子である。

本発明の素子によれば、電極近傍、および電極上での膜厚均一性の高い絶縁層を有することにより、絶縁層の高誘電率と低リーク電流を両立した素子を得ることが可能である。

本発明の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図 本発明の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図 本発明の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図 本発明の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図 本発明の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図 本発明の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図 本発明の実施の形態に係るキャパシタの一例を示す模式断面図 本発明の電子デバイス用素子を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図 本発明の電子デバイス用素子を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図 本発明の電子デバイス用素子を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図 本発明の電界効果型トランジスタを用いた無線通信装置の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るキャパシタの一例を示す模式断面図 本発明の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図 本発明の電子デバイス用素子を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図

以下、本発明に係る素子の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。

＜素子＞
本発明の実施の形態に係る素子は、基材上に、少なくとも、（１）パターニングされた下部電極、（２）絶縁層、および（３）パターニングされた上部電極が積層された素子であって、前記絶縁層が、無機粒子と結合したポリマー（Ａ）を含有し、絶縁層の、下部電極上であって上部電極に被覆されていない部分における膜厚の変動係数が１０％以内であることを特徴とする素子である。

素子としては、例えば、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）やキャパシタが挙げられる。

ＦＥＴとしては、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ソース電極及びドレイン電極に接する半導体層とを有する素子が挙げられる。

キャパシタとしては、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間の誘電膜とを有する素子が挙げられる。

本発明における絶縁層は、上記ＦＥＴではゲート絶縁層として、キャパシタでは誘電膜として機能するものである。

本発明において、絶縁層の、下部電極上であって上部電極に被覆されていない部分における膜厚とは、絶縁層内の上記部分に該当する箇所のうち、無作為に抽出した１５箇所における膜厚の算術平均（平均膜厚）をいう。また、このときの測定は、第一の測定手法としては、光干渉式分光膜厚測定機により測定されるものをいう。第二の測定手法としては、絶縁層の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察し、その断面の高さを測長して算出されるものをいう。第一の測定手法により測定できない場合、第二測定手法により測定する。第一の測定手法および第二の測定手法のどちらでも測定可能な場合、第一の測定手法により測定された値を採用する。また、当該１５箇所における膜厚の標準偏差を上記平均膜厚で除した値を、絶縁層の膜厚の変動係数とする。

［実施の形態１：ＦＥＴ］
図１は、本発明の実施の形態１に係る素子であるＦＥＴを示す模式断面図である。このＦＥＴ１は、絶縁基材１００と、ゲート電極１１と、ゲート絶縁層１２と、ソース電極１３と、ドレイン電極１５と、ソース電極及びドレイン電極に接する半導体層１４とを有する。半導体層とゲート電極とは、ゲート絶縁層によって電気的に隔てられている。図１に示すＦＥＴ１では、ゲート電極１１とソース電極１３・ドレイン電極１５との重なりがなく、半導体層１４の幅とゲート電極の幅が一致する。

本実施の形態１においては、ゲート電極１１が「パターニングされた下部電極」であり、ゲート絶縁層１２が「絶縁層」であり、ソース電極１３およびドレイン電極１５が「パターニングされた上部電極」である。

図２〜６は、上記実施の形態１に係るＦＥＴの変形例を示す模式断面図である。

図２に示す変形例１に係るＦＥＴ２では、ゲート電極１１とソース電極１３・ドレイン電極１５との重なりがある。

図３に示す変形例２に係るＦＥＴ３では、ゲート電極１１とソース電極１３・ドレイン電極１５との重なりがなく、半導体層１４の幅がゲート電極の幅よりも大きい。

図４に示す変形例３に係るＦＥＴ４では、ゲート電極１１とソース電極１３とが重なり、図５に示す変形例４に係るＦＥＴ５では、ゲート電極１１とドレイン電極１５とが重なる。

図１〜図５はボトムゲート構造の例であるが、図６に示す変形例５に係るＦＥＴ６は、トップゲート構造であり、ゲート電極１１とソース電極１３、ドレイン電極１５とが重ならない例である。この変形例５では、ソース電極１３およびドレイン電極１５が「パターニングされた下部電極」であり、ゲート電極１１が「パターニングされた上部電極」である。

（ゲート絶縁層）
本発明の実施の形態に係るＦＥＴは、ゲート絶縁層に後述の無機粒子と結合したポリマー（Ａ）を含む。このような場合、一般に、下部電極の周囲や下部電極上において、ゲート絶縁層の膜厚ムラが大きくなる。ゲート絶縁層の膜厚が薄い箇所では、リーク電流の発生により素子が動作しないことがある。一方、ゲート絶縁層の膜厚が厚い箇所ではオン電流が小さくなりやすい。このように、ゲート絶縁層の膜厚ムラが大きいときにはＦＥＴ特性の低下が見られる。さらに、ゲート絶縁層の膜厚ムラにより、複数のＦＥＴを備えた基板において、基板内の各ＦＥＴ間でのＦＥＴ特性のバラツキが大きくなる。

本発明の実施の形態に係るＦＥＴは、ゲート絶縁層の膜厚の変動係数が１０％以下である。これは、ゲート絶縁層の膜厚ムラが小さいことを示す。これにより、リーク電流が低減し、素子形成の歩留まりが向上する。ゲート絶縁層の膜厚の変動係数は、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。

ゲート絶縁層の膜厚の変動係数を１０％以下とする方法としては、ゲート絶縁層に特定の表面調整剤を含ませる方法や、特定のポリマー（Ｂ）を含ませる方法などが挙げられる。これらの詳細については後述する。

ゲート絶縁層の、下部電極上における厚さは、１０ｎｍ以上が好ましく、２５ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上が特に好ましい。また、１０００ｎｍ以下が好ましく、７５０ｎｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以下が特に好ましい。

ゲート絶縁層は、単層、もしくは複数層から構成される。複数層の場合には、後述の好ましいゲート絶縁層を複数積層してもよいし、該好ましいゲート絶縁層と公知のゲート絶縁層とを積層してもよい。

ゲート絶縁層の比誘電率は、４以上であることが好ましく、７以上であることがより好ましく、８．５以上であることがさらに好ましく、１０以上であることが特に好ましい。比誘電率が上記の範囲であることにより、ＦＥＴのオン電流を大きくすることができる。また、比誘電率は２０以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましく、１３．５以下であることがさらに好ましく、１２以下であることが特に好ましい。比誘電率が上記の範囲であることにより、ゲート絶縁層による過剰な誘電損失を防ぐことができ、特に１００ＭＨｚ以上の高周波帯域の電波により駆動するＦＥＴでは、正確な動作を行うことができる。ゲート絶縁層の比誘電率ε_ｒは、下記の（ａ）式を用いて算出することができる。

ε_ｒ＝Ｃ・Ｄ／（Ｓ・ε_０） （ａ）
ただしＣ（Ｆ）はゲート絶縁層の静電容量、Ｄ（ｍ）はゲート絶縁層の厚さ、Ｓ（ｍ^２）はゲート絶縁層を挟む電極の面積、ε_０は真空の誘電率（８．８５×１０^−１２Ｆ／ｍ）である。

（無機粒子）
本発明の実施の形態に係るＦＥＴに用いられる無機粒子としては、無機物質からなる粒子であれば特に制限はない。無機粒子は熱硬化時の収縮率が小さいため、収縮応力の発生を抑制することができる。そのため、本発明の電子デバイス用素子の耐クラック性が向上し、リーク電流を低減することができる。

無機粒子としては、金属化合物または半金属化合物からなる粒子が好ましく、ポリマーとの反応性の観点から、特に無機酸化物粒子が好ましい。

金属または半金属としては、例えば、ケイ素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ランタン、セリウム、スズ、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、ニオブ、タンタルおよびアルミニウムからなる群より選ばれる元素が挙げられる。無機粒子は、上記群より選ばれる一種以上の元素を含む化合物の粒子であることが好ましい。金属化合物または半金属化合物としては、例えば、上記金属もしくは半金属のハロゲン化物、酸化物、窒化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩またはメタケイ酸塩が挙げられる。

本発明に用いられる無機酸化物粒子としては、国際公開第２０１９／０６５５６１号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。中でも、硬化膜の高誘電化の観点から、酸化スズ−酸化チタン複合粒子、酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子、酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化ハフニウム粒子、酸化イットリウム粒子、酸化ニオブ粒子、酸化タンタル粒子、酸化スズ粒子、酸化スズ−酸化ジルコニウム複合粒子、酸化ケイ素−酸化ジルコニウム複合粒子、酸化アルミニウム粒子、チタン酸バリウム粒子、チタン酸ストロンチウム粒子およびチタン酸バリウム−チタン酸ストロンチウム複合粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛粒子、ニオブ酸ストロンチウムビスマス粒子、ニオブ酸チタン酸ストロンチウムビスマス粒子、タンタル酸ビスマスストロンチウム粒子から選ばれた無機粒子がより好ましく、入手性の観点からは、酸化スズ−酸化チタン複合粒子、酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子、酸化チタン粒子等の酸化チタン含有粒子が特に好ましい。絶縁層の誘電率を向上させることで、本発明の電子デバイス用素子の素子特性が向上する。例えば、ＦＥＴの場合、あるゲート電圧値でのＦＥＴ駆動時（オン時）において、回路上へ流れる電流が上昇する。

無機粒子の形状に特に制限はないが、絶縁層の表面を平滑に保つためには、低アスペクト比の形状が好ましく、球状であることがより好ましい。

絶縁層のパターン加工性向上、および耐クラック性向上によるリーク電流低減の観点から、無機粒子の数平均粒子径は、１ｎｍ以上が好ましく、５ｎｍ以上がより好ましく、１５ｎｍ以上がさらに好ましく、２０ｎｍ以上が特に好ましい。一方、数平均粒子径は、１００ｎｍ以下が好ましく、７０ｎｍ以下がより好ましく、６０ｎｍ以下がさらに好ましく、５０ｎｍ以下が特に好ましい。数平均粒子径が上記範囲内であると、硬化膜のパターン加工性を向上させることができる。

ここで、無機粒子の数平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、以下のように測定することで求めることができる。拡大倍率を５０，０００〜２００，０００倍として、硬化膜の断面を観測する。無機粒子が真球の場合、真球の直径を測定し、その粒子の粒子径とする。無機粒子が真球でない場合、最も長い径（以下、「長軸径」）および長軸径と直交する方向において最も長い径（以下、「短軸径」）を測定し、長軸径と短軸径を平均した、二軸平均径をその粒子の粒子径とする。この粒子径測定を無作為に選んだ２０個以上の粒子について行い、その算術平均を数平均粒子径とする。

ゲート絶縁層に占める無機粒子の含有量は、体積分率で５ｖｏｌ％以上が好ましく、８ｖｏｌ％以上がより好ましく、１０ｖｏｌ％以上が特に好ましい。また、同様に含有量は、５０ｖｏｌ％以下が好ましく、３０ｖｏｌ％以下がより好ましく、２０ｖｏｌ％以下がさらに好ましく、１８ｖｏｌ％以下が特に好ましい。

（無機粒子とポリマーの結合）
「無機粒子と結合したポリマー」における「結合」とは、共有結合、イオン結合、配位結合、金属結合、水素結合、π−π相互作用による結合、イオン−双極子相互作用による結合、双極子−双極子相互作用による結合、双極子−誘起双極子相互作用による結合、疎水性相互作用による結合、電荷移動錯体形成による結合、金属−配位子錯体形成による結合、ロンドンの分散力による結合、およびファンデルワールス力による結合から選ばれた結合である。

無機粒子は、その表面にヒドロキシ基など、ポリマーと反応可能な官能基を有しており、そこを基点として無機粒子とポリマーとが反応し、ポリマー中に無機粒子が組み込まれる。無機粒子がポリマーに結合された状態では、無機粒子とポリマーとを混合した場合と比較して、溶液状態での無機粒子の凝集が抑制される。さらに、無機粒子がポリマーに結合された状態では、無機粒子のアルカリ可溶性が向上するため、本発明の素子を構成する絶縁層をアルカリ現像によって形成する場合に、残渣発生によるパターン加工性の低下を抑制することができる。「結合」は、共有結合であることが、凝集抑制、パターン加工性の観点から好ましい。

無機粒子とポリマーとの結合の有無は、^１３Ｃ−ＮＭＲ、^２９Ｓｉ−ＮＭＲおよびＩＲなどの分析手段を組み合わせて確認することができる。例えば、^１３Ｃ−ＮＭＲまたは^２９Ｓｉ−ＮＭＲを用いて、無機粒子のスペクトル、ポリマーのスペクトルおよび無機粒子が結合したポリマーのスペクトルを比較する。無機粒子が結合したポリマー中の、無機粒子に結合しているＣまたはＳｉ原子由来のピークは、ポリマーのスペクトルには存在しない化学シフトを有するピークとなるため、無機粒子とポリマーとの結合の有無を確認することができる。

同様に、ＩＲでも無機粒子が結合したポリマー中のＣまたはＳｉ原子由来のピークは、ポリマーのスペクトルとは異なる波数を有するピークとなるため、無機粒子とポリマーとの結合の有無を確認することができる。

（無機粒子が結合したポリマー）
無機粒子が結合したポリマー（Ａ）において、ポリマーは、溶媒に可溶性のものが好ましい。ポリマーの骨格は直鎖状、環状、分岐状の何れも用いられる。また側鎖に架橋性の官能基や、極性を有する官能基や、ポリマーの種々の特性を制御する官能基が導入されていることが好ましい。これらの特性を制御したポリマーを用いることによって、電子デバイス用素子の作製工程において、例えば、塗布性、表面の平坦性、耐溶剤性、透明性、他インクの良好な濡れ性などが得られる。さらには電子デバイス用素子形成後の耐久性や安定性などに優れた、良好な素子を得ることができる。

本発明に用いられるポリマー（Ａ）としては、ＦＥＴが正常に機能する程度の絶縁性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリルアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリエステル、芳香族ポリエーテル、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等を用いることができる。また、これらのポリマーに他のポリマーを共重合もしくは混合したものを用いることもできる。これらの内、ＦＥＴのオン電流の向上およびリーク電流の低減の観点から、ポリシロキサンが好ましく用いられる。

ポリシロキサンの具体例としては、国際公開第２０１９／０６５５６１号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。

（表面調整剤）
ゲート絶縁層の膜厚の変動係数を１０％以下とするために表面調整剤を用いる手法は、ゲート絶縁層を、絶縁層形成用塗液を用いて塗布法により形成する場合に特に有効である。

本発明に用いられる表面調整剤としては、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンを挙げることができる。ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンにより、絶縁層形成用塗液の表面張力の低下および絶縁層形成用塗液の安定度向上に伴うものと推察される。

ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの例としては、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３３１、ＢＹＫ−３０７（ビックケミー・ジャパン（株）製）、Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｏｌ ＬＡ２、Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｏｌ ＬＡ５０（Ｂｏｃｈｅｒｓ（株）製）などが挙げられる。

（ポリマーＢ）
本発明に用いられるポリマー（Ｂ）としては、無機粒子と結合しておらず、かつポリマー（Ａ）とは異なる構造であってポリマー（Ａ）に含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合可能な官能基を有するポリマーが挙げられる。ポリマー（Ｂ）の具体例としては、例えば、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリルアミド、芳香族ポリエーテル、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等、種々のポリマーを用いることができる。また、これらのポリマーに他のポリマーを共重合もしくは混合したものを用いることもできる。

ポリマー（Ｂ）としては、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、メルカプト基、水酸基、エポキシ基及びそれらの誘導体からなる群より少なくとも１種類の官能基を有するポリマーが好ましい。特に、一般式（１）で表される構造単位を有するポリシロキサン、フェノール性水酸基を持つ樹脂、一般式（２）で表されるカルボン酸残基を有するポリエステル、ならびに、ポリマレイン酸及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも１つが好ましい。

なお、一般式（１）で表される構造単位を有するポリシロキサンは、一般式（５）で表される構造単位を有するポリシロキサンとして表すこともできる。

一般式（１）および（５）において、Ｒ^５は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Ｒ^６は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはシリル基を表す。ｎは０または１を表す。Ａ^２は、カルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基、エポキシ基またはそれらの誘導体を少なくとも一つ含む有機基を表す。ただし、前記誘導体が、前記カルボキシル基、スルホ基、チオール基およびフェノール性水酸基のうち、いずれか二つによる環状縮合構造である場合は、Ａ^２は当該環状縮合構造を少なくとも一つ有する有機基を表す。

一般式（２）において、Ｒ^７は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、または一般式（３）で表される有機基を表す。なお、一般式（２）において、１位および１’位にあるカルボキシル基の残基が、ポリエステル中のエルテル結合に供される部位である。

一般式（３）において、Ｒ^８は、水酸基、アルコキシ基、又は一般式（４）で表される官能基を表す。

一般式（４）において、Ｒ^９は、アルキレン基、またはオキシアルキレン基で表される官能基を表す。ただし、アルキレン基、オキシアルキレン基の中に少なくとも１つのエステル結合、アミド結合、またはウレタン結合が含まれていてもよい。Ｒ^１０は、水素原子、またはメチル基を表す。

ゲート絶縁層中に含まれる全ポリマー成分中に占めるポリマー（Ａ）の重量比率は、特に制限はないが、電極上及び周囲での絶縁層の膜厚ムラ改善の観点からは、９４重量％以下が好ましい。一方、ポリマー（Ａ）に含まれる無機粒子に由来する、高誘電性の維持の観点からは、５０重量％以上が好ましい。

これらの範囲にあることで、絶縁層の高誘電率を維持しつつフォトリソグラフィ時に露光部と未露光部のコントラストをとることができる。「露光部と未露光部のコントラストをとることができる」とは、例えば、ポジ型感光性材料の場合、露光部では残膜が無く、未露光部は現像液への溶解性が抑制され、所望膜厚の絶縁層が得られることを意味する。

また、ポリマーＡとポリマーＢの合計１００重量部に対して占める無機粒子の含有量としては特に制限はないが、絶縁層の高誘電率化の観点から、１５重量部以上が好ましく、３０重量部以上が特に好ましい。一方、溶液状態でのポリマーＡの分散性の観点からは、８０重量部以下が好ましい。

ゲート絶縁層中にポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）が含まれていることは、ＦＴ−ＩＲ、^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、^２９Ｓｉ−ＮＭＲ、熱分解ＧＣ−ＭＳ、ＬＣ−ＭＳなどの分析手法を組み合わせることで分析することができる。

（その他の成分）
ゲート絶縁層は、必要に応じて、粘度調整剤、界面活性剤、安定化剤などを含有することができる。本発明における絶縁層は、さらに感光性有機成分を含むことができる。感光性有機成分としては、エチレン性不飽和二重結合基を有するラジカル重合性化合物、ＵＶ光の照射によって結合開裂および／または反応してラジカルを発生する光重合開始剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、光により酸を発生する光酸発生剤などが挙げられる。

ＦＥＴ素子のヒステリシス低減の観点からは、ゲート絶縁層中での電荷トラップの原因となるラジカルが発生しない光酸発生剤が好ましい。ゲート絶縁層中での電荷トラップを低減することで、低ヒステリシスの実現が可能である。

光酸発生剤としては、特に限定されないが、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物などを例として挙げることができる。ジアゾケトン化合物の具体的な例としては、１，３−ジケト−２−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物などが挙げられる。中でもジアゾナフトキノン化合物が、絶縁層のパターン加工精度や耐クラック性の観点から好ましい。好ましいジアゾケトン化合物は１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸と２，２，３，４，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンとのエステル、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸と１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタンとのエステルなどを挙げることができる。

（半導体層）
本発明における半導体層は、半導体性を有するものであれば特に制限はなく、シリコン半導体や酸化物半導体等の無機半導体、ペンタセンやポリチオフェン誘導体等の有機半導体、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）やグラフェン等のカーボン半導体を用いることができる。これらの中でも、ＣＮＴは、キャリア移動度が高く、低コストで簡便な塗布プロセスが適用できる点で優れている。

さらに、ＣＮＴ表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着した、ＣＮＴ複合体は、溶液中での分散安定性に優れ、低ヒステリシスが得られるため、特に好ましい。共役系重合体がＣＮＴの表面の少なくとも一部に付着した状態とは、ＣＮＴ表面の一部、あるいは全部を共役系重合体が被覆した状態を意味する。

好ましく用いられるＣＮＴおよび有機半導体としては、国際公開第２０１９／０６５５６１号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。

本発明の実施の形態に係るＦＥＴは、ゲート絶縁層と半導体層の間に配向性層を設けることもできる。配向性層の材料としては、シラン化合物、チタン化合物、有機酸、ヘテロ有機酸など、公知の材料を用いることができ、特に有機シラン化合物が好ましい。

本発明の実施の形態に係るＦＥＴは、半導体層に対してゲート絶縁層と反対側に第２絶縁層を有してもよい。ここで、半導体層に対してゲート絶縁層と反対側とは、例えば、半導体層の上側にゲート絶縁層を有する場合は半導体層の下側を指す。これにより、しきい値電圧やヒステリシスを低減することができ、高性能なＦＥＴが得られる。好ましく用いられる第２絶縁層およびその製造方法としては、国際公開第２０１９／０６５５６１号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。

（基板）
基板に用いる材料としては、少なくとも電極（ゲート電極、またはソース・ドレイン電極）が配置される面が絶縁性であればいかなる材質のものでもよい。例えば、シリコンウェハー、ガラス、サファイア、アルミナ焼結体等の無機材料；ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルクロライド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリシロキサン、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリパラキシレン等の有機材料などが好適に用いられる。

また、例えばシリコンウェハー上にＰＶＰ膜を形成したものや、ポリエチレンテレフタレート上に下部電極の密着改良剤としてアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリシロキサンを形成したものなど、複数の材料が積層されたものであってもよい。

これらの中でも、素子の柔軟性、製造コストの観点から、基板の材料としてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましく、特に基板表面の平滑性の観点から、シリカ粒子などのフィラーが未添加のＰＥＴフィルムの表面にシリカナノ粒子を含むコート層が形成されたフィルムが好ましい。

通常のＰＥＴフィルムでは、フィルム中にシリカ粒子が含まれているため基板の表面平滑性が低く、このフィルムで素子を作製すると、凸部分でゲート絶縁層のリークが起こりやすい。一方、シリカ粒子などのフィラーが未添加のＰＥＴフィルムの表面にシリカナノ粒子を含むコート層が形成されたフィルムでは、表面平滑性が高い。このため、このフィルムで作製した素子では、ゲート絶縁層でのリークが起きにくい。

（電極）
ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に用いる材料としては、例えば、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）などの導電性金属酸化物；白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、パラジウム、モリブデン、アモルファスシリコンやポリシリコンなどの金属やこれらの合金；ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質；ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン；ポリ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錯体；ヨウ素などのドーピングなどで導電率を向上させた導電性ポリマーなど；炭素材料などの導電体が挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよいし、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。

導電体としては金属粒子を用いることが好ましい。金属粒子を用いることで、素子の折り曲げ耐性向上という効果を有する。この原因としては、導電膜表面に凹凸が形成され、その凹凸にゲート絶縁層が入り込むことで生じるアンカー効果によって、導電膜とゲート絶縁層との密着性が向上するためと考えられる。

金属粒子としては、具体的には、金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、酸化ルテニウム、クロム、チタン、カーボン若しくはインジウムの少なくとも１種を含む金属粒子が好ましい。これらの金属粒子を単独、合金、あるいは混合粒子として用いることができる。これらの中でも導電性の観点から金、銀、銅または白金の粒子が好ましい。中でも、コスト、安定性の観点から銀の粒子であることがより好ましい。また、導電膜の電気抵抗率低減の観点から、カーボンブラックを含むことがさらに好ましい。

ゲート電極、及びソース電極／ドレイン電極のうち少なくとも一方の電極が有機成分を含むことが好ましい。有機成分を含むことで電極とゲート絶縁層の密着性が向上する。また、有機成分が感光性有機成分を含むことで、レジストを用いずフォトリソグラフィによる電極のパターン加工ができ、より生産性を向上させることが可能になる。これらの効果をより高める観点から、ゲート電極、及びソース電極／ドレイン電極のいずれもが有機成分を含むことが好ましい。

有機成分としては、特に制限はないが、モノマー、オリゴマーもしくはポリマーなどが挙げられる。オリゴマーもしくはポリマーとしては特に限定されず、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド前駆体、ポリイミドなどを用いることができるが、屈曲時の耐クラック性の観点からアクリル樹脂が好ましい。これは、アクリル樹脂のガラス転移温度は１００℃以下であり、導電膜の熱硬化時に軟化し、導電体粒子間の結着が強まるためと推定される。

また、感光性有機成分は、分子内に重合性不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーおよび／またはこれらの付加反応体を含むものである。

分子内に重合性不飽和基を有するモノマーとしては、活性な炭素−炭素不飽和二重結合を有する化合物を用いることができる。官能基として、ビニル基、アリル基、アクリレート基、メタクリレート基およびアクリルアミド基から選ばれた基を有する単官能化合物および多官能化合物が応用できる。これらを１種または２種以上使用することができる。

上記モノマーは、電極材料の全質量に対し、１質量％〜１５質量％の範囲で含まれることが好ましく、より好ましくは、２質量％〜１０質量％の範囲内である。 分子内に重合性不飽和基を有するオリゴマーもしくはポリマーは、オリゴマーもしくはポリマーに対して、重合性不飽和基を側鎖または分子末端に付加させることによって得ることができる。

好ましい重合性不飽和基は、エチレン性不飽和基を有するものである。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。

このような側鎖をオリゴマーもしくはポリマーに付加させる方法としては、国際公開第２０１９／０６５５６１号に記載されている方法など、公知の方法が挙げられる。

電極材料は光硬化するために、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤は、光硬化に使用される光源によって選択され、光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤等が使用できる。

光重合開始剤は、電極材料の全質量部に対し、０．０５質量％〜１０質量％の範囲内で含まれることが好ましく、より好ましくは、０．１質量％〜１０質量％である。光重合開始剤の量が少なすぎると光硬化不足となり、光重合開始剤の量が多すぎる場合には相溶性が不良になる恐れがある。

光重合開始剤と共に増感剤を使用することで感度を向上させ、反応に有効な波長範囲を拡大することができる。電極材料が増感剤を含む場合、その含有量は感光性有機成分に対して０．０５質量％〜１０質量％が好ましく、より好ましくは０．１質量％〜１０質量％である。増感剤の量が少なすぎれば光硬化を向上させる効果が発揮されず、増感剤の量が多すぎれば、相溶性が不良になる恐れがある。

導電膜中の導電体の量は、導電膜の７０〜９５ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、下限としては８０ｗｔ％以上が、上限としては９０ｗｔ％以下が、それぞれより好ましい。この範囲にあることで、導電膜の比抵抗値、および断線確率を低くすることができる。

電極の形成方法としては、抵抗加熱蒸着、電子線ビーム、スパッタリング、メッキ、ＣＶＤ、イオンプレーティングコーティング、インクジェット、印刷などの公知技術を用いた方法や、前記有機成分および導電体を含むペーストをスピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコーター法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法などの公知の技術で絶縁基板上に塗布し、オーブン、ホットプレート、赤外線などを用いて乾燥を行い形成する方法などが挙げられる。導通を取ることができれば特に制限されない。

電極をペーストの塗布により形成する場合、ペースト形成のために、有機溶剤を含有しても構わない。有機溶剤を用いることで、ペーストの粘度調整を行うことができ、塗布膜の表面平滑性を向上できる。

電極の幅、厚み、間隔は任意である。電極幅は５μｍ〜１ｍｍ、厚みは０．０１μｍ〜１００μｍ、電極の間隔は１μｍ〜５００μｍが好ましいが、これらに限られない。

電極をパターン状に形成する方法としては、上記方法で作製した電極薄膜を公知のフォトリソグラフィ法などで所望の形状にパターン形成してもよいし、あるいは電極、配線および接続部物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターン形成してもよい。また、インクジェットや印刷法を用いて直接パターンを形成してもよい。

電極パターンは、それぞれ別々に加工して形成してもよいし、それらのうちの少なくとも２つを一括して加工して形成してもよい。加工工程の低減、およびパターンの接続の観点からは、電極パターンを一括して加工することが好ましい。

（ＦＥＴの製造方法）
以下に、図１の構成で示されるＦＥＴの製造方法を説明する。なお、製造方法は下記に限定されるものではない。

（工程１）基板上に下部電極となる導電性パターンを形成する工程
まず、基板１００上にゲート電極１１となる導電性パターンを形成する。形成方法は、例えば金属蒸着やスピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。なお、導電性パターンを形成するにあたっては、マスクなどを用いて直接パターン形成してもよいし、形成したゲート電極上にレジストを塗布し、レジスト膜を所望のパターンに露光および現像した後、エッチングすることによりゲート電極をパターニングすることも可能である。さらに、感光性有機成分を有する導電性ペーストを用いる場合、レジストを用いなくても、フォトリソグラフィによりゲート電極をパターニングすることが可能である。

（工程２）ゲート絶縁層を形成する工程
次に上記導電性パターンが形成された基板上にゲート絶縁層１２を形成する。ゲート絶縁層１２の形成方法としては、少なくとも、無機粒子が結合したポリマーを含む溶液を基板上に塗布し、乾燥してコーティング膜を得た後、該コーティング膜を加熱して硬化させることにより、ゲート絶縁層１２を形成することができる。また、ＦＥＴを組み合わせた回路の形成において、絶縁層下部に存在する導電性パターンから導通を取るために、コーティング膜にパターニングを施すことができる。

無機粒子が結合したポリマーを含む溶液を塗布する方法としては、スピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の塗布方法が挙げられる。

（工程３）前記ゲート絶縁層上に上部電極となる導電性パターンを形成する工程
次に、ゲート絶縁層上にソース電極１３およびドレイン電極１５となる導電性パターンを形成する。ソース電極１３およびドレイン電極１５を形成する方法としては、ゲート電極１１と同様、例えば金属蒸着、スピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。なお、導電性パターンを形成するにあたっては、マスクなどを用いて直接パターン形成してもよいし、形成した電極上にレジストを塗布し、レジスト膜を所望のパターンに露光および現像した後、エッチングすることによりソース電極およびドレイン電極をパターニングすることも可能である。さらに、感光性有機成分を有する導電性ペーストを用いる場合、レジストを用いず導電性ペーストのみから、フォトリソグラフィによりゲート電極をパターニングすることもまた可能である。

（工程３）の後、ソース電極およびドレイン電極を形成したゲート絶縁層上に半導体層１４を形成することにより、ＦＥＴが得られる。半導体層１４の形成方法としては、抵抗加熱蒸着、電子線、スパッタリング、ＣＶＤなど乾式の方法を用いることも可能であるが、製造コストや大面積への適合の観点から塗布法を用いることが好ましい。塗布法としては、スピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の塗布方法が挙げられる。塗膜厚み制御や配向制御など、得ようとする塗膜特性に応じて塗布方法を選択できる。これらの方法を用いて、半導体層と、ソース電極１３およびドレイン電極１５となる導電性パターンとが、お互いに接するように半導体層を形成する。なお、半導体層を形成した後に、ソース電極およびドレイン電極を形成してもよい。

特に、ＣＮＴを含有する半導体層を形成する場合は、ＣＮＴを含む溶液を、ゲート絶縁層上に塗布することが好ましい。この場合、塗布する方法に特に制限は無いが、インクジェット法を用いることが、溶液の使用量を削減し、生産性を高めることができる点で優れている。ＣＮＴを含む溶液は、超音波ホモジナイザーなど公知の分散装置を用いた撹拌処理によって、ＣＮＴを溶媒中で撹拌することにより作製することができる。

ゲート絶縁層１２と半導体層１４の間に配向性層を、上記ゲート絶縁層材料のコーティング膜を形成する方法と同様の方法にて形成する工程を追加してもよい。また、半導体層１４に対してゲート絶縁層１２と反対側に第２絶縁層を、前記半導体層１４と同様の方法にて形成する工程を追加してもよい。

[実施の形態２：キャパシタ]
図７は、本発明の実施の形態２に係る素子であるキャパシタを示す模式断面図である。このキャパシタ７は、絶縁基材２００と、下部電極２１と、下部電極２１の一部を覆う誘電膜２２と、誘電膜２２の一部を覆う上部電極２３とを有する。

絶縁基材、誘電膜、上部電極および下部電極の材料及び製造方法については、上記のＦＥＴにおける絶縁基材、ゲート絶縁層およびゲート電極におけるものと同様の事項が当てはまる。

本発明の実施の形態に係るキャパシタは、絶縁層に前述の無機粒子と結合したポリマー（Ａ）を含むが、このような場合、一般に、下部電極の周囲や下部電極上において、形成された絶縁層の膜厚ムラが大きくなる。特に、キャパシタにおいては下部電極の面積が大きいため、その電極上での絶縁層の膜厚ムラが大きくなると、膜厚が薄い箇所でリークしてしまい、キャパシタ形成の歩留まりが著しく低くなる。さらに、膜厚ムラにより、基板内での容量値などのキャパシタ特性のバラツキが大きくなる。

本発明の実施の形態に係るキャパシタは、絶縁層の膜厚の変動係数が１０％以下であるので、リーク電流が低減し、素子形成の歩留まりが向上する。絶縁層の膜厚の変動係数は、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。

絶縁層の膜厚の変動係数を１０％以下とする方法としては、上述した実施の形態１に係るＦＥＴのゲート絶縁層における方法と同じ方法が挙げられる。

この絶縁層を構成する材料および組成や、その製造方法については、上述した実施の形態１に係るＦＥＴのゲート絶縁層におけるものと同じ内容が該当する。

＜回路＞
上記のＦＥＴとキャパシタを組み合わせることで、回路を構成することができる。回路としては特に制限はなく、整流回路、変調回路、メモリ回路、電源回路、基準電圧・電流回路、データ・コンバータ回路、オペアンプ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を組み合わせもよい。

図８は、ＦＥＴ３０１とキャパシタ素子３０２とを備える整流回路の一例である。図８の構造では、絶縁基材３００上に、下部電極３２、上部電極３７、および絶縁層（誘電膜）３３ｂからなるキャパシタ３０２と、ゲート電極３１、絶縁層３３ａ（ゲート絶縁層）、ソース電極３５、ドレイン電極３６および半導体層３４からなるＦＥＴ３０１と、配線３８と、ビア３９とが設けられている。図８ではキャパシタ３０２の誘電膜とＦＥＴ３０１のゲート絶縁層が共通化されており、同一の材料を使用している。図８では、ドレイン電極３６と上部電極３７が配線３８を介して電気的に接続されている構造を例示しているが、ドレイン電極３６と下部電極３２が配線３８とビア３９を介して電気的に接続されていてもよい。また、図８ではボトムゲート構造のＦＥＴを示したが、トップゲート構造のＦＥＴでも構わない。さらに、図８ではキャパシタ３０２の誘電膜とＦＥＴ３０１のゲート絶縁層が共通の材料で構成される回路を示したが、図９、１０に示すように、それぞれ異なる材料による絶縁層３３Ａ、絶縁層３３Ｂを用いてもよい。

なお、絶縁基材、誘電膜、ゲート電極、上部電極、下部電極については、第１及び第２の実施形態に用いられるのと同様の材料、及び製造方法を用いることができる。また、ビア、配線については、下部電極および上部電極と同様の材料、及び製造方法を用いることができる。

（素子の適用可能性）
本発明の素子は、各種電子機器のＩＣ、ＲＦＩＤタグなどの無線通信装置、無線給電装置、ディスプレイ用ＴＦＴアレイ、センサ、開封検知システムなどに適用可能である。

＜無線通信装置＞
本発明の素子およびそれを有する回路は、無線通信装置に適用することができる。この無線通信装置は、例えば、商品タグ、万引防止タグ、各種チケットやスマートカードなどの、非接触型タグであるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグのような、リーダ／ライタに搭載されたアンテナから送信される搬送波を受信することで電気通信を行う装置である。具体的な動作は、例えばリーダ／ライタに搭載されたアンテナから送信された無線信号を、ＲＦＩＤタグのアンテナが受信し、整流回路により直流電流に変換されＲＦＩＤタグが起電する。次に、起電されたＲＦＩＤタグは、無線信号からコマンドを受信し、コマンドに応じた動作を行う。その後、コマンドに応じた結果の回答をＲＦＩＤタグのアンテナからリーダ／ライタのアンテナへ無線信号として送信する。なお、コマンドに応じた動作は復調回路、制御回路、変調回路等によって実行される。

本発明の素子と、アンテナと、を少なくとも有する無線通信装置のより具体的な構成としては、例えば図１１に示すように、アンテナ４０で受信した外部からの変調波信号の整流を行い、各部に電源を供給する電源生成部４５、上記変調波信号を復調して制御回路へ送る復調回路４１、制御回路から送られたデータを変調してアンテナに送り出す変調回路４３、復調回路４１で復調されたデータの記憶回路４４への書込みおよび記憶回路４４からデータを読み出して変調回路４３への送信を行う制御回路４２を含み、各回路部が電気的に接続された無線通信装置が挙げられる。前記電源生成部、復調回路、制御回路、変調回路、記憶回路の少なくともいずれか１つ以上は上述の素子を含み、さらにコンデンサ、抵抗素子、ダイオード等を含んでいても良い。なお前記記憶回路は、さらに、製造時に情報が書き込まれる読み取り専用の記憶部や、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性の書換え可能な記憶部を有していてもよい。なお、前記電源生成部はコンデンサおよびダイオードから構成される。

アンテナ、コンデンサ、抵抗素子、ダイオードおよび不揮発性の書き換え可能な記憶部は一般的に使用されるものであればよく、用いられる材料および形状は特に限定はされない。またそれぞれを電気的に接続する材料も、一般的に使用されうる導電材料であればいかなるものでもよい。接続方法も電気的に導通を取ることができれば、いかなる方法でもよく、接続部の幅および厚みは任意である。

＜商品タグ＞
上記の無線通信装置を用いた商品タグについて説明する。この商品タグは、例えば基体と、この基体によって被覆された上記無線通信装置を有している。

基体は、例えば、平板状に形成された紙などの非金属材料によって形成されている。例えば、基体は２枚の平板状の紙を貼り合わせた構造をしており、この２枚の紙の間に上記無線通信装置が配置されている。上記無線記憶装置の記憶回路に、例えば商品を個体識別する個体識別情報が予め格納されている。

この商品タグとリーダ／ライタとの間で、無線通信を行う。リーダ／ライタとは、無線により商品タグに対するデータの読み取りおよび書き込みを行う装置であり、商品の流通過程や決済時に、商品タグとデータのやり取りを行うものである。リーダ／ライタは公知のものが利用でき、例えば、携帯型のものや、レジに設置される固定型のものがある。

具体的には、商品タグは個体識別情報の送信を要求する所定のリーダ／ライタからのコマンドに応じ、記憶している個体識別情報を無線により返信する識別情報返信機能を備えている。これにより、例えば商品の精算レジにおいて、非接触で多数の商品を同時に識別することが可能となり、バーコードでの識別と比較すると決済処理の容易化や迅速化を図ることができる。

例えば、商品の会計の際には、リーダ／ライタが商品タグから読み取った商品情報をＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｓａｌｅ ｓｙｓｔｅｍ、販売時点情報管理）端末に送信すると、ＰＯＳ端末においてその商品情報によって特定される商品の販売登録がなされるといったことが可能となる。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

（１）絶縁層の膜厚測定
光干渉式分光膜厚測定機（ＯＰＴＭ−Ａ２大塚電子（株）製）を用いて、下部電極上に形成されており上部電極に被覆されていない部分の絶縁層の膜厚を測定した。それぞれの部位について１５箇所で膜厚の測定を行い、その算術平均および標準偏差を求め、標準偏差を算術平均で除することで変動係数を算出し、以下の基準で評価を行った。
Ａ（非常に良好）：変動係数が５％以下
Ｂ（良好）：変動係数が５％より大きく８％以以下
Ｃ（可）：変動係数が８％より大きく１０％以下
Ｄ（不可）：変動係数が１０％より大きい。

（２）絶縁層の比誘電率の測定
表１に示す絶縁体溶液をアルミ基板上にスピンコート塗布（８００ｒｐｍ×１０秒）し、１１０℃で２分間熱処理後、乾燥オーブンを用いて１５０℃３０分加熱処理することによって、膜厚４００ｎｍの硬化膜を形成した。次に、硬化膜上に、直径５ｍｍの円形のアルミ電極を蒸着形成した。この膜を、精密インピーダンスアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ製、４２９４Ａ型）を使用し、２５℃、１ＭＨｚで静電容量を測定した。以上の条件と測定値を元に、（ａ）式に従い硬化膜の比誘電率ε_ｒを求めた。

ε_ｒ＝Ｃ・Ｄ／（Ｓ・ε_０） （ａ）
ただしＣ（Ｆ）は絶縁層の静電容量、Ｄ（ｍ）は絶縁層の厚さ、Ｓ（ｍ^２）は絶縁層を挟む電極の面積、ε_０は真空の誘電率（８．８５×１０^−１２Ｆ／ｍ）である。

（３）キャパシタの作製
図１２に示すキャパシタを作製した。膜厚５０μｍのＰＥＴフィルム（商品名「Ｕ４８」、東レ（株）製）５００上に、抵抗加熱法により、銅を膜厚１００ｎｍになるように真空蒸着し、その上にフォトレジスト（商品名「ＬＣ１４０−１０ｃＰ」、ローム・アンド・ハース（株）製）をスピンコート塗布（１０００ｒｐｍ×２０秒）し、１００℃で１０分加熱乾燥した。作製したフォトレジスト膜をパラレルライトマスクアライナー（キヤノン（株）製ＰＬＡ−５０１Ｆ）を用いて、マスクを介してパターン露光した後、自動現像装置（滝沢産業（株）製ＡＤ−２０００）を用いて２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液であるＥＬＭ−Ｄ（商品名、三菱ガス化学（株）製）で６０秒間シャワー現像し、次いで水で３０秒間洗浄した。その後、Ｃｕ−０３（商品名、関東化学（株）製）で２分間エッチング処理した後、水で３０秒間洗浄した。ＪＥＬＫ−１０１（商品名、関東化学（株）製）に２分間浸漬してレジストを剥離し、水で３０秒間洗浄後、１２０℃で２０分間加熱乾燥することで下部電極５１を形成した。次に各実施例および比較例に記載の絶縁材料溶液を下部電極５１が形成されたＰＥＴフィルム上にスピンコート塗布（８００ｒｐｍ×１０秒）し、１１０℃で２分間熱処理後、乾燥オーブンを用いて１５０℃３０分加熱処理することによって、膜厚４００ｎｍの誘電膜５２を形成した。次に、調製例２の導電ペーストをバーコーターで塗布し、乾燥オーブンで１００℃、１０分間プリベークを行った。その後、露光装置“ＰＥＭ−８Ｍ”を用いて露光した後、０．５％Ｎａ_２ＣＯ_３溶液で３０秒間浸漬現像し、超純水でリンス後、乾燥オーブンで１４０℃、３０分間キュアを行い、上部電極５３を形成した。

（４）ＦＥＴの作製
図１３に示すＦＥＴを作製した。膜厚５０μｍのＰＥＴフィルム（商品名「Ｕ４８」、東レ（株）製）６００上に、抵抗加熱法により、銅を膜厚１００ｎｍになるように真空蒸着し、その上にフォトレジスト（商品名「ＬＣ１４０−１０ｃＰ」、ローム・アンド・ハース（株）製）をスピンコート塗布（１０００ｒｐｍ×２０秒）し、１００℃で１０分加熱乾燥した。作製したフォトレジスト膜をパラレルライトマスクアライナー（キヤノン（株）製ＰＬＡ−５０１Ｆ）を用いて、マスクを介してパターン露光した後、自動現像装置（滝沢産業（株）製ＡＤ−２０００）を用いて２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液であるＥＬＭ−Ｄ（商品名、三菱ガス化学（株）製）で６０秒間シャワー現像し、次いで水で３０秒間洗浄した。その後、Ｃｕ−０３（商品名、関東化学（株）製）で２分間エッチング処理した後、水で３０秒間洗浄した。ＪＥＬＫ−１０１（商品名、関東化学（株）製）に２分間浸漬してレジストを剥離し、水で３０秒間洗浄後、１２０℃で２０分間加熱乾燥することでゲート電極６１を形成した。次に各実施例および比較例に記載の絶縁材料溶液をゲート電極６１が形成されたＰＥＴフィルム上にスピンコート塗布（８００ｒｐｍ×１０秒）し、１１０℃で２分間熱処理後、乾燥オーブンを用いて１５０℃３０分加熱処理することによって、膜厚４００ｎｍのゲート絶縁層６２を形成した。次に、調製例１の半導体溶液を、ゲート絶縁層６２上にインクジェット塗布し、大気下１５０℃で３０分間熱処理することによって半導体層６３を形成した。次に、調製例２の導電ペーストをバーコーターで塗布し、乾燥オーブンで１００℃、１０分間プリベークを行った。その後、露光装置“ＰＥＭ−８Ｍ”を用いて露光した後、０．５％Ｎａ_２ＣＯ_３溶液で３０秒間浸漬現像し、超純水でリンス後、乾燥オーブンで１４０℃、３０分間キュアを行い、ソース電極６４、ドレイン電極６５を形成した。

（５）整流回路の作製
図１４に示すＦＥＴ７０１とキャパシタ７０２からなる整流回路を作製した。膜厚５０μｍのＰＥＴフィルム（商品名「Ｕ４８」、東レ（株）製）７００上に、抵抗加熱法により、銅を膜厚１００ｎｍになるように真空蒸着し、その上にフォトレジスト（商品名「ＬＣ１４０−１０ｃＰ」、ローム・アンド・ハース（株）製）をスピンコート塗布（１０００ｒｐｍ×２０秒）し、１００℃で１０分加熱乾燥した。作製したフォトレジスト膜をパラレルライトマスクアライナー（キヤノン（株）製ＰＬＡ−５０１Ｆ）を用いて、マスクを介してパターン露光した後、自動現像装置（滝沢産業（株）製ＡＤ−２０００）を用いて２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液であるＥＬＭ−Ｄ（商品名、三菱ガス化学（株）製）で６０秒間シャワー現像し、次いで水で３０秒間洗浄した。その後、Ｃｕ−０３（商品名、関東化学（株）製）で２分間エッチング処理した後、水で３０秒間洗浄した。ＪＥＬＫ−１０１（商品名、関東化学（株）製）に２分間浸漬してレジストを剥離し、水で３０秒間洗浄後、１２０℃で２０分間加熱乾燥することでＦＥＴ素子のゲート電極７１とキャパシタ素子の下部電極７２を形成した。次に各実施例および比較例に記載の絶縁材料溶液をゲート電極７１と下部電極７２が形成されたＰＥＴフィルム上にスピンコート塗布（８００ｒｐｍ×１０秒）し、１１０℃で２分間熱処理した。その後、露光装置“ＰＥＭ−８Ｍ”を用いて露光した後、ＴＭＡＨ溶液で３０秒間浸漬現像し、超純水でリンスし、ビア７９を形成する箇所に抜きパターンを形成した。その後、乾燥オーブンを用いて１５０℃３０分加熱処理することによって、膜厚４００ｎｍのＦＥＴ素子のゲート絶縁層とキャパシタ素子の誘電層を兼ねる絶縁層７３を形成した。次に、調製例１の半導体溶液を、絶縁層７３上にインクジェット塗布し、大気下１５０℃で３０分間熱処理することによって半導体層７４を形成した。次に、調製例２の導電ペーストをバーコーターで塗布し、乾燥オーブンで１００℃、１０分間プリベークを行った。その後、露光装置“ＰＥＭ−８Ｍ”を用いて露光した後、０．５％Ｎａ_２ＣＯ_３溶液で３０秒間浸漬現像し、超純水でリンス後、乾燥オーブンで１４０℃、３０分間キュアを行い、ＦＥＴ素子のソース電極７５とドレイン電極７６、キャパシタ素子の上部電極７７、配線７８、ビア７９を形成した。

（６）キャパシタの短絡率の評価
作製したキャパシタ１００個について、印加電圧（Ｖｅ）を変えたときの電極間電流（Ｉｅ）を測定した。測定には半導体特性評価システム４２００−ＳＣＳ型（ケースレーインスツルメンツ（株）製）を用い、大気中（気温２０℃、湿度３５％）で測定した。電極面積１ｍｍ^２の素子について、Ｖｅ＝１０ＶにおけるＩｅが１０^−８Ａ以上の素子を短絡素子として、以下の基準で評価を行った。
Ａ（非常に良好）：短絡が見られた素子数が１００個中１個以下。
Ｂ（良好）：短絡が見られた素子数が１００個中２個以上５個未満。
Ｃ（可）：短絡が見られた素子数が１００個中５個以上２０個未満。
Ｄ（不可）：短絡が見られた素子数が１００個中２０個以上。

（７）ＦＥＴリーク率の評価
作製したＦＥＴ１００個について、ゲート電圧（Ｖｇ）を変えたときのソース・ドレイン間電流（Ｉｄ）−ソース・ドレイン間電圧（Ｖｓｄ）特性を測定した。測定には半導体特性評価システム４２００−ＳＣＳ型（ケースレーインスツルメンツ（株）製）を用い、大気中（気温２０℃、湿度３５％）で測定した。Ｖｇ＝−２０Ｖにおけるドレイン電流値からオン電流を求めた。さらに、Ｖｇ＝２０Ｖでの、ゲート・ソース間電流（Ｖｇｓ）が１０^−８Ａ以上の素子をリーク素子として、以下の基準で評価を行った。
Ａ（非常に良好）：リークが見られた素子数が１００個中１個以下。
Ｂ（良好）：リークが見られた素子数が１００個中２個以上５個未満。
Ｃ（可）：リークが見られた素子数が１００個中５個以上２０個未満。
Ｄ（不可）：リークが見られた素子数が１００個中２０個以上。

（８）整流回路の歩留まり評価
作製した整流回路１００個において、ソース電極７５に交流電流を入力した際、ドレイン電極７６に出力された直流電流を測定し、整流回路の歩留まりを、以下の基準で評価を行った。
Ａ（非常に良好）：駆動しない回路数が１００個中１個以下。
Ｂ（良好）：駆動しない回路数が１００個中２個以上５個未満。
Ｃ（可）：駆動しない回路数が１００個中５個以上２０個未満。
Ｄ（不可）：駆動しない回路数が１００個中２０個以上。

合成例１：無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０１）の合成
三口フラスコにメチルトリメトキシシラン（ＭｅＳｉ）を１０．９０ｇ（０．０８ｍｏｌ）、３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物（ＳｕｃＳｉ）を５．２５ｇ（０．０２ｍｏｌ）、１−ナフチルトリメトキシシラン（ＮａｐＳｉ）を２４．８４ｇ（０．１０ｍｏｌ）、２０．６質量％の酸化チタン−酸化ケイ素複合粒子メタノール分散液である“オプトレイク（登録商標）”ＴＲ−５５０（日揮触媒化成（株）製、数平均粒子径１５〜２５ｎｍ）を１３３．６８ｇ（オルガノシランが完全縮合した場合の質量（２７．５４ｇ）１００質量部に対して、粒子含有量１００質量部）、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ、沸点１６８℃）を１０２．２８ｇ仕込み、室温で撹拌しながら水１１．１６ｇにリン酸０．２０５ｇ（仕込みモノマーに対して０．５０質量％）を溶かしたリン酸水溶液を１０分間かけて添加した。その後、フラスコを４０℃のオイルバスに浸けて６０分間撹拌した後、オイルバスを３０分間かけて１１５℃まで昇温した。昇温開始１時間後に溶液の内温が１００℃に到達し、そこから２時間加熱撹拌した（内温は１００〜１１０℃）。加熱撹拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却した後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を、それぞれ樹脂溶液に対して２重量％加えて１２時間撹拌した。撹拌後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をろ過して除去し、無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０１）の溶液を得た。なお、昇温および加熱撹拌中、窒素を０．０５ｌ（リットル）／分で流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計１２１．１９ｇ留出した。得られた、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液ＰＳ−０１の固形分濃度は３３質量％であった。

合成例２：ポリシロキサンの合成（ＰＳ−０２）
メチルトリメトキシシラン（ＭｅＳｉ）を１０．９０ｇ（０．０８ｍｏｌ）、３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物（ＳｕｃＳｉ）を５．２５ｇ（０．０２ｍｏｌ）、１−ナフチルトリメトキシシラン（ＮａｐＳｉ）を２４．８４ｇ（０．１０ｍｏｌ）をプロピレングリコールモノブチルエーテル（沸点１７０℃）６４．２６ｇに溶解し、これに、水１１．１６ｇ、リン酸０．２０５ｇを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温１０５℃で２時間加熱し、内温を７０℃まで上げて、主として副生するメタノールからなる成分を留出せしめた。次いでバス温１３０℃で２．０時間加熱し、内温を１１０℃まで上げて、主として水とプロピレングリコールモノブチルエーテルからなる成分を留出せしめた。加熱撹拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却した後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を、それぞれ樹脂溶液に対して２重量％加えて１２時間撹拌した。撹拌後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をろ過して除去し、固形分濃度３６．０ｗｔ％のポリシロキサン溶液を得た。

合成例３：ポリシロキサンの合成（ＰＳ−０３）
メチルトリメトキシシラン６１．２９ｇ（０．０９モル）、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１２．３１ｇ（０．０１モル）、およびフェニルトリメトキシシラン９９．１５ｇ（０．１０モル）をプロピレングリコールモノブチルエーテル（沸点１７０℃）４８．８４ｇに溶解し、これに、水１０．９８ｇ、リン酸０．１７３ｇを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温１０５℃で２時間加熱し、内温を９０℃まで上げて、主として副生するメタノールからなる成分を留出せしめた。次いでバス温１３０℃で２．０時間加熱し、内温を１１８℃まで上げて、主として水とプロピレングリコールモノブチルエーテルからなる成分を留出せしめた。加熱撹拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却した後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を、それぞれ樹脂溶液に対して２重量％加えて１２時間撹拌した。撹拌後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をろ過して除去し、固形分濃度３６．０ｗｔ％のポリシロキサン溶液を得た。

合成例４：ナフトキノンジアジド化合物（ＱＤ−０１）の合成
乾燥窒素気流下、Ｐｈ−ｃｃ−ＡＰ−ＭＦ（商品名、本州化学工業（株）製）１５．３２ｇ（０．０５ｍｏｌ）と５−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド３７．６２ｇ（０．１４ｍｏｌ）を１，４−ジオキサン４５０ｇに溶解させ、室温にした。ここに、１，４−ジオキサン５０ｇと混合させたトリエチルアミン１５．５８ｇ（０．１５４ｍｏｌ）を系内が３５℃以上にならないように滴下した。滴下後３０℃で２時間撹拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物（ＱＤ−０１）を得た。

合成例５；化合物Ｐ１（重合性成分：重合性不飽和基を有するポリマー）
共重合比率（重量基準）：エチルアクリレート（以下、「ＥＡ」）／メタクリル酸２−エチルヘキシル（以下、「２−ＥＨＭＡ」）／スチレン（以下、「Ｓｔ」）／グリシジルメタクリレート（以下、「ＧＭＡ」）／アクリル酸（以下、「ＡＡ」）＝２０／４０／２０／５／１５。

窒素雰囲気の反応容器中に、１５０ｇのジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（以下、「ＤＭＥＡ」）を仕込み、オイルバスを用いて８０℃まで昇温した。これに、２０ｇのＥＡ、４０ｇの２−ＥＨＭＡ、２０ｇのＳｔ、１５ｇのＡＡ、０．８ｇの２，２’−アゾビスイソブチロニトリル及び１０ｇのＤＭＥＡからなる混合物を、１時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに６時間重合反応を行った。その後、１ｇのハイドロキノンモノメチルエーテルを添加して、重合反応を停止した。引き続き、５ｇのＧＭＡ、１ｇのトリエチルベンジルアンモニウムクロライド及び１０ｇのＤＭＥＡからなる混合物を、０．５時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに２時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに２４時間真空乾燥することで、化合物Ｐ１を得た。

合成例６；化合物Ｐ２（重合性成分：重合性不飽和基を有するポリマー）
共重合比率（重量基準）：２官能エポキシアクリレートモノマー（エポキシエステル３００２Ａ；共栄社化学（株）製）／２官能エポキシアクリレートモノマー（エポキシエステル７０ＰＡ；共栄社化学（株）製）／ＧＭＡ／Ｓｔ／ＡＡ＝２０／４０／５／２０／１５。

窒素雰囲気の反応容器中に、１５０ｇのＤＭＥＡを仕込み、オイルバスを用いて８０℃まで昇温した。これに、２０ｇのエポキシエステル３００２Ａ、４０ｇのエポキシエステル７０ＰＡ、２０ｇのＳｔ、１５ｇのＡＡ、０．８ｇの２，２’−アゾビスイソブチロニトリル及び１０ｇのＤＭＥＡからなる混合物を、１時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに６時間重合反応を行った。その後、１ｇのハイドロキノンモノメチルエーテルを添加して、重合反応を停止した。引き続き、５ｇのＧＭＡ、１ｇのトリエチルベンジルアンモニウムクロライド及び１０ｇのＤＭＥＡからなる混合物を、０．５時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに２時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに２４時間真空乾燥することで、化合物Ｐ２を得た。

合成例７；化合物Ｐ２のウレタン変性化合物である化合物Ｐ３（重合性成分：重合性不飽和基を有するポリマー）
窒素雰囲気の反応容器中に、１００ｇのジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（以下、「ＤＭＥＡ」）を仕込み、オイルバスを用いて８０℃まで昇温した。これに、感光性成分Ｐ２を１０ｇ、３．５ｇのｎ−ヘキシルイソシアネート及び１０ｇのＤＭＥＡからなる混合物を、１時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに３時間反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに２４時間真空乾燥することで、ウレタン結合を有する化合物Ｐ３を得た。

合成例８：無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０４）の合成
三口フラスコにメチルトリメトキシシランを４．３６ｇ（０．０３２ｍｏｌ）、３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物を４．２０ｇ（０．０１６ｍｏｌ）、フェニルトリメトキシシランを２２．２１ｇ（０．１１ｍｏｌ）、２０．６質量％の酸化チタン−酸化ケイ素複合粒子メタノール分散液を１４５．７２ｇ、ジアセトンアルコールを１１６．７４ｇ仕込み、室温で撹拌しながら水８．９３ｇにリン酸０．１５４ｇを溶かしたリン酸水溶液を１０分間かけて添加した。その後、フラスコを４０℃のオイルバスに浸けて６０分間撹拌した後、オイルバスを３０分間かけて１１５℃まで昇温した。昇温開始１時間後に溶液の内温が１００℃に到達し、そこから２時間加熱撹拌した（内温は１００〜１１０℃）。加熱撹拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却した後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を、それぞれ樹脂溶液に対して２重量％加えて１２時間撹拌した。撹拌後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をろ過して除去し、無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０４）の溶液を得た。なお、昇温および加熱撹拌中、窒素を０．０５ｌ（リットル）／分で流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計１２１．８５ｇ留出した。得られた、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液ＰＳ−０４の固形分濃度は３１質量％であった。

合成例９：無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０５）の合成
メチルトリメトキシシランを３．２７ｇ（０．０２４ｍｏｌ）、３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物を３．１５ｇ（０．０１２ｍｏｌ）、フェニルトリメトキシシランを１６．６６ｇ（０．０８４ｍｏｌ）、２０．６質量％の酸化チタン−酸化ケイ素複合粒子メタノール分散液を１７０．０１２ｇ、ジアセトンアルコールを１１６．７４ｇ、水６．７０ｇ、リン酸０．１１５ｇを用いたこと以外は合成例８と同様にして、無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０５）の溶液を得た。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計１３４．７８ｇ留出した。得られた、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液ＰＳ−０５の固形分濃度は３１質量％であった。

合成例１０：無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０６）の合成
メチルトリメトキシシランを２．７２ｇ（０．０２ｍｏｌ）、３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物を２．６２ｇ（０．０１ｍｏｌ）、フェニルトリメトキシシランを１３．８８ｇ（０．０７ｍｏｌ）、２０．６質量％の酸化チタン−酸化ケイ素複合粒子メタノール分散液を２４２．８７ｇ、ジアセトンアルコールを１４５．９３ｇ、水５．５８ｇ、リン酸０．０９６ｇを用いたこと以外は合成例８と同様にして、無機粒子が結合したポリシロキサン（ＰＳ−０６）の溶液を得た。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計１８４．６３ｇ留出した。得られた、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液ＰＳ−０６の固形分濃度は３１質量％であった。

調製例１：半導体溶液の調製
ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）（アルドリッチ（株）製）２．０ｍｇのクロロホルム１０ｍｌ溶液にＣＮＴ（ＣＮＩ社製、単層ＣＮＴ、純度９５％）を１．０ｍｇ加え、氷冷しながら超音波ホモジナイザー（東京理化器械（株）製ＶＣＸ−５００）を用いて出力２０％で４時間超音波撹拌し、ＣＮＴ分散液Ａ（溶媒に対するＣＮＴ複合体濃度０．９６ｇ／ｌ）を得た。

次に、半導体層を形成するための半導体溶液の作製を行った。上記ＣＮＴ分散液Ａをメンブレンフィルター（孔径１０μｍ、直径２５ｍｍ、ミリポア社製オムニポアメンブレン）を用いてろ過を行い、長さ１０μｍ以上のＣＮＴ複合体を除去した。得られた濾液にｏ−ジクロロベンゼン（和光純薬工業（株）製）５ｍｌを加えた後、ロータリーエバポレーターを用いて、低沸点溶媒であるクロロホルムを留去し、溶媒をｏ−ジクロロベンゼンで置換し、ＣＮＴ分散液Ｂを得た。ＣＮＴ分散液Ｂ１ｍｌにｏ−ジクロロベンゼン３ｍＬを加え、半導体溶液（溶媒に対するＣＮＴ複合体濃度０．０３ｇ／ｌ）とした。

調製例２：導電ペーストの調製
１００ｍｌクリーンボトルに化合物Ｐ１を１.６ｇ、化合物Ｐ３を０．４ｇ、光重合開始剤ＯＸＥ−０１（ＢＡＳＦジャパン株式会社製）０．４ｇ、酸発生剤ＳＩ−１１０（三新化学工業株式会社製）を０．０６ｇ、ジアセトンアルコール（三協化学株式会社製）３８ｇを入れ、自転−公転真空ミキサー“あわとり練太郎”（登録商標）（ＡＲＥ−３１０；（株）シンキー製）で混合し、感光性樹脂溶液４０．８６ｇ（固形分４．０重量％）を得た。得られた感光性樹脂溶液２０．０ｇと体積平均粒子径０．５μｍのＡｇ粒子５．０ｇを混ぜ合わせ、３本ローラー“ＥＸＡＫＴ Ｍ−５０”（商品名、ＥＸＡＫＴ社製）を用いて混練し、２５ｇの導電ペーストを得た。

実施例１
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１、ポリマー（Ａ））１６．３６ｇ、アラスター７００（荒川化学工業（株）製、ポリマー（Ｂ）、スチレン・マレイン酸ハーフエステル共重合体）０．６０ｇ（ポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）との混合重量比率が９０：１０）、キノンジアジド化合物（ＱＤ−０１）０．５４ｇ、ＢＹＫ−３３３（ポリシロキサン系界面活性剤、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ビックケミー・ジャパン（株）製）を３００ｐｐｍ、ＤＡＡ３３．０４ｇを黄色灯下で混合、撹拌して均一溶液とした後、０．２０μｍのフィルターで濾過して絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た。

得られた絶縁体溶液を用いて、（２）に記載の方法で絶縁層の比誘電率を測定した。また、（３）に記載の方法でキャパシタを作製し、（１）に記載の方法で誘電膜（絶縁層）の膜厚評価を行い、（６）に記載の方法で短絡率の評価を行った。また、（４）に記載の方法でＦＥＴを作製し、（１）に記載の方法でゲート絶縁層の膜厚評価を行い、（７）に記載の方法でＦＥＴリーク率の評価を行った。

また、（５）に記載の方法で整流回路を作製し、（１）に記載の方法で絶縁層の膜厚評価を行い、（８）に記載の方法で整流回路の歩留まり評価を行った。結果を表１〜４に示す。

実施例２
アラスター７００の代わりに合成例２で合成したポリシロキサン溶液（ＰＳ−０２、ポリマー（Ｂ））１．６７ｇを用い、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）を１８．００ｇに、ＤＡＡを３０．３３ｇに、それぞれ変更した以外は実施例１と同様にして絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た（ポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）との混合重量比率が９０：１０）。

得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。なお、表２はキャパシタにおける評価結果、表３はＦＥＴにおける評価結果、表４は整流回路における評価結果をそれぞれ示すものである。

実施例３
アラスター７００の代わりに合成例３で合成したポリシロキサン溶液（ＰＳ−０３、ポリマー（Ｂ））１．６７ｇを用い、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）を１８．００ｇに、ＤＡＡを３０．３３ｇに、それぞれ変更した以外は実施例１と同様にして絶縁体溶液（固形分濃度１２質量％）を得た（ポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）との混合重量比率が９０：１０）。

得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。

実施例４
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）を１３．６４ｇに、ポリシロキサン溶液（ＰＳ−０３）を４．１７ｇに、ＤＡＡを３２．２０ｇに、それぞれ変更した以外は実施例３と同様にして絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た（ポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）との混合重量比率が７５：２５）。

得られた絶縁体溶液を用いて、（２）に記載の方法で絶縁層の比誘電率を測定した。また、（３）に記載の方法でキャパシタを作製し、（１）に記載の方法で誘電膜（絶縁層）の膜厚評価を行い、（６）に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表１、２に示す。

実施例５
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）を９．０９ｇに、ポリシロキサン溶液（ＰＳ−０３）を８．３３ｇに、ＤＡＡを３２．５８ｇに、それぞれ変更した以外は実施例３と同様にして絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た（ポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）との混合重量比率が５０：５０）。

得られた絶縁体溶液を用いて、実施例４と同様の評価を行った。結果を表１、２に示す。

実施例６
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）を１７．２７ｇに、ポリシロキサン溶液（ＰＳ−０３）を０．８３ｇに、ＤＡＡを３１．８９ｇに、それぞれ変更した以外は実施例３と同様にして絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た（ポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）との混合重量比率が９５：５）。

得られた絶縁体溶液を用いて、実施例４と同様の評価を行った。結果を表１、２に示す。

実施例７
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）１８．１８ｇ、キノンジアジド化合物（ＱＤ−０１）０．５４ｇ、ＢＹＫ−３３３（ポリシロキサン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン（株）製）を３００ｐｐｍ、ＤＡＡ３１．８２ｇを黄色灯下で混合、撹拌して均一溶液とした後、０．２０μｍのフィルターで濾過して絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た。

得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。

実施例８
ＢＹＫ−３３３の代わりにＢＹＫ−３３１（ポリシロキサン系界面活性剤、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ビックケミー・ジャパン（株）製）を用いたこと以外は、実施例７と同様の方法で、絶縁体溶液を調製した。得られた絶縁体溶液を用いて、実施例４と同様の評価を行った。結果を表１、２に示す。

実施例９
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）の代わりに無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０４）１９．２０ｇを用い、ＤＡＡを３２．５０ｇに、それぞれ変更した以外は実施例７と同様にして、絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た。得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。

実施例１０
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０４）の代わりに無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０５）を用いたこと以外は、実施例７と同様の方法で、絶縁体溶液を調製した。得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。

実施例１１
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０４）の代わりに無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０６）を用いたこと以外は、実施例７と同様の方法で、絶縁体溶液を調製した。得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。

実施例１２
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０１）の代わりに無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液（ＰＳ−０６）１７．３０ｇを用い、ＤＡＡを３２．９０ｇに、ポリシロキサン溶液（ＰＳ−０３、ポリマー（Ｂ））を１．６６ｇに、それぞれ変更した以外は実施例３と同様にして、絶縁材料溶液（固形分濃度１２質量％）を得た。得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。

比較例１
ＢＹＫ−３３３の代わりにＤＦＸ−１８（フッ素計界面活性剤、（株）ネオス製）を用いたこと以外は、実施例７と同様の方法で、絶縁体溶液を調製した。

得られた絶縁体溶液を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１〜４に示す。絶縁層の変動係数が１０％を超えることから、キャパシタの短絡率評価、ＦＥＴリーク率評価および整流回路の歩留まり評価がいずれも悪かった。

比較例２
ＤＦＸ−１８の添加量を９００ｐｐｍにしたこと以外は、実施例７と同様の方法で、絶縁体溶液を調製した。得られた絶縁体溶液を用いて、実施例４と同様の評価を行った。結果を表１、２に示す。絶縁層の変動係数が１０％を超えることから、キャパシタの短絡率評価が悪かった。

比較例３：絶縁体溶液の調製
アラスター７００の代わりにポリスチレン（ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で、絶縁体溶液を調製したが、酸化チタン粒子が析出してしまい、均一な溶液を得ることができなかった。

１、２、３、４、５、６ ＦＥＴ
１１、３１、６１、７１ ゲート電極
１２、６２ ゲート絶縁層
１３、３５、６４、７５ ソース電極
１４、３４、６３、７４ 半導体層
１５、３６、６５、７６ ドレイン電極
３８、７８ 配線
３９、７９ ビア
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 絶縁基材
３０１、７０１ ＦＥＴ素子
３０２、７０２ キャパシタ素子
２１、３２、５１、７２ 下部電極
２２、５２ 誘電膜
２３、３７、５３、７７ 上部電極
３３、３３Ａ、３３Ｂ、７３ 絶縁層
４０ アンテナ
４１ 復調回路
４２ 制御回路
４３ 変調回路
４４ 記憶回路
４５ 電源生成部

Claims (15)

1. 基材上に、少なくとも、（１）パターニングされた下部電極、（２）絶縁層、および（３）パターニングされた上部電極が積層された素子であって、
   前記絶縁層が、無機粒子と結合したポリマー（Ａ）を含有し、
   前記絶縁層の、前記下部電極上であって前記上部電極に被覆されていない部分における膜厚の変動係数が１０％以下であることを特徴とする素子。
2. 前記無機粒子が、ケイ素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ランタン、セリウム、スズ、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、ニオブ、タンタルおよびアルミニウムからなる群より選ばれる一種以上の元素を含む化合物の粒子である、請求項１に記載の素子。
3. 前記絶縁層中に、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンをさらに含む、請求項１または２に記載の素子。
4. 前記絶縁層中に、無機粒子と結合しておらず、かつポリマー（Ａ）とは異なる構造であってポリマー（Ａ）に含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合可能な官能基を有するポリマー（Ｂ）をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載の素子。
5. 前記絶縁層中に含まれる全ポリマー成分中に占めるポリマー（Ａ）の重量比率が５０重量％以上９４重量％以下である、請求項４に記載の素子。
6. 前記絶縁層に含まれる前記無機粒子の数平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内である、請求項１から５のいずれかに記載の素子。
7. 前記絶縁層に含まれる前記無機粒子の含有量が、体積分率で５ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下である、請求項１〜６のいずれかに記載の素子。
8. 前記下部電極上の絶縁層の平均膜厚が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内である、請求項１から７のいずれかに記載の素子。
9. 前記基材がフィルムである請求項１から８のいずれかに記載の素子。
10. 前記下部電極が銅である請求項１から９のいずれかに記載の素子。
11. 前記素子がキャパシタである、請求項１から１０のいずれかに記載の素子。
12. 前記素子が電界効果型トランジスタである、請求項１から１０のいずれかに記載の素子。
13. カーボンナノチューブを含む半導体膜をさらに含む、請求項１２に記載の素子。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の素子を製造する方法であって、基板上に下部電極となる導電性パターンを形成する工程と、前記導電性パターン上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に上部電極となる導電性パターンを形成する工程とを含み、前記絶縁層を形成する工程が、無機粒子と結合したポリマー（Ａ）を含有する溶液を塗布し、乾燥してコーティング膜を得た後、該コーティング膜を加熱して硬化させるものである、素子の製造方法。
15. 請求項１〜１３のいずれかに記載の素子を有する無線通信装置。

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