TWI801716B - 場效電晶體、其製造方法以及使用其的無線通信裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種能夠使用簡便的製程以低成本製造、且於檢查時容易區分配線與源極-汲極電極的場效電晶體，所述場效電晶體於基板上包括：源極電極、汲極電極及閘極電極；半導體層，與所述源極電極及汲極電極接觸；配線，與所述源極電極及汲極電極分別電性連接；以及閘極絕緣層，使所述半導體層與所述閘極電極絕緣，其主旨在於：所述源極電極與所述配線的連接部形成連續相，且所述汲極電極與所述配線的連接部形成連續相，構成所述連續相的部分至少包含導電性成分與有機成分，所述配線於波長600 nm以上且900 nm以下的區域的光反射率的累計值較所述源極電極及汲極電極於波長600 nm以上且900 nm以下的區域的光反射率的累計值而言更高。

Description

場效電晶體、其製造方法以及使用其的無線通信裝置
本發明是有關於一種場效電晶體、其製造方法以及使用其的無線通信裝置。
近年來，使用無線射頻辨識(Radio Frequency IDentification，RFID)技術的無線通信系統受到關注。RFID標籤包括具有由場效電晶體(以下，稱為FET(field effect transistor))構成的電路的積體電路(integrated circuit，IC)晶片、以及用以進行與讀寫器的無線通信的天線。設置於標籤內的天線接收由讀寫器發送的載波，而使IC晶片內的驅動電路運作。
RFID標籤被期待於物流管理、商品管理、防止扒竊等多種用途中的利用，於交通卡等IC卡、商品標籤等一部分中開始導入。
今後，為了於所有的商品中使用RFID標籤，需要降低製造成本。因此，提出如下方法：拋棄使用真空或高溫的製造製程，而使用塗佈、印刷技術於可撓性基板上製造電路或天線(例如，參照專利文獻1)。
於構成RFID內的電路的FET中，配線的形成不良若為 可獲得充分的導電性的範圍內則可容許，但源極-汲極電極的形成不良會導致運作速度的降低或FET性能的劣化及偏差。特別是，於可撓性基板中因基板變形的影響，容易產生源極-汲極電極的形成不良。因此，提出如下方法：於源極-汲極電極的圖案化時，藉由將閘極電極作為遮光遮罩自基板背面側進行曝光來進行高精度的對位(例如，參照專利文獻2)。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2017/030070號
[專利文獻2]國際公開第2018/051860號
是否於源極-汲極電極或配線產生形成不良可於形成該些之後的檢查步驟中確認。然而，於專利文獻2所記載的方法中，如以下般存在於檢查步驟中無法區分源極-汲極電極的形成不良與配線的形成不良的問題。
專利文獻2中記載的電晶體的製造方法中，對於閘極絕緣層上的導電膜，將閘極電極作為遮光遮罩自基板背面側進行曝光，進而進行顯影，藉此形成源極-汲極電極。該方法於不需要遮罩的對位而可位置精度良好地形成源極-汲極電極的方面優異。然而，若欲不僅僅形成源極-汲極電極，亦一併形成與其連接的配線，則需要如下方法。預先以覆蓋形成電極及配線的區域整體的 方式設置導電膜，於此基礎上另外使用覆蓋配線形成部分的遮罩來進行背面曝光。於所述情況下，需要遮罩的對位。不僅如此，由於製成的配線及電極均是在相同的條件下進行曝光及顯影而成者，故於檢查步驟中觀察到的外觀相互類似，無法區分兩者。
本發明著眼於所述課題，其目的在於提供一種於圖像檢查中容易良好地區分電極與配線的FET。
為了解決所述課題，本發明的場效電晶體於基板上包括：源極電極、汲極電極及閘極電極；半導體層，與所述源極電極及汲極電極接觸；配線，與所述源極電極及汲極電極分別電性連接；以及閘極絕緣層，使所述半導體層與所述閘極電極絕緣，所述場效電晶體中，所述源極電極及汲極電極與所述配線為連續相，所述連續相至少包含導電性成分與有機成分，所述配線於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值較所述源極電極及汲極電極於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值而言更高。
根據本發明，可提供一種能夠使用簡便的製程以低成本製造、且於檢查時容易區分配線與源極-汲極電極的場效電晶體。
1:基板(基材)
2:閘極電極
3:閘極絕緣層
4:半導體層
5:源極電極
6:汲極電極
7:配線
8:導電膜
10:FET
11:光罩
12:光罩
20:FET
100:基板
101:天線圖案
102:電路
103:連接配線
X:長度
圖1是表示本發明的實施形態1的場效電晶體的示意剖面圖。
圖2是表示本發明的實施形態2的場效電晶體的示意剖面圖。
圖3A的(a)~圖3A的(d)是表示本發明的實施形態2的場效電晶體的製造方法的步驟剖面圖。
圖3B的(e)~圖3B的(g)是表示本發明的實施形態2的場效電晶體的製造方法的步驟剖面圖。
圖3C的(e')~圖3C的(g')是表示本發明的實施形態2的場效電晶體的製造方法的一部分變形例的步驟剖面圖。
圖4是表示本發明的實施形態的無線通信裝置的一例的示意圖。
圖5是表示本發明的實施形態的無線通信裝置的一例的示意圖。
圖6是說明閘極電極與源極-汲極電極的位置偏移評價方法的剖面圖。
以下，適宜參照圖式來對本發明的場效電晶體(FET)及其製造方法的較佳實施形態進行詳細說明。再者，本發明並不受該些實施形態限定，當然可於能夠達成發明目的且不脫離發明主旨的範圍內進行各種變更。
<場效電晶體>
本發明的場效電晶體(FET)為如下的場效電晶體：於基板上包括：源極電極、汲極電極及閘極電極；半導體層，與所述源極電極及汲極電極接觸；配線，與所述源極電極及汲極電極分別電性連接；以及閘極絕緣層，使所述半導體層與所述閘極電極絕緣，所述場效電晶體中，所述源極電極與所述配線的連接部形成連續相，且汲極電極與所述配線的連接部形成連續相，構成所述連續相的部分至少包含導電性成分與有機成分，所述配線於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值較所述源極電極及汲極電極於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值而言更高。
圖1是表示本發明的實施形態1的FET的構成的示意剖面圖。該實施形態1的FET 10具有：形成於基材1上的閘極電極2、覆蓋閘極電極2的閘極絕緣層3、設置於閘極絕緣層3上的源極電極5及汲極電極6、與該些電極電性連接的配線7、以及設置於該些電極之間的半導體層4。
圖2是表示本發明的實施形態2的FET的構成的示意剖面圖。該實施形態2的FET 20具有：形成於基材1上的閘極電極2、覆蓋閘極電極2的閘極絕緣層3、設置於閘極絕緣層3上的源極電極5及汲極電極6、與該些電極電性連接的配線7、以及設置於該些電極之間的半導體層4。再者，於該實施形態中，源極電極5及汲極電極6設置成覆蓋半導體層4的一部分。
實施形態1及實施形態2的構成均為所謂的底部閘極- 頂部接觸結構，即，閘極電極配置於半導體層的下側、且於半導體層的上表面配置有源極電極及汲極電極。
本發明的FET的實施形態並不限定於該些。另外，只要無特別說明，則以下的說明不論實施形態如何均共通。
(基板)
基板中所使用的材料並無特別限制，較佳為至少配置有電極的面為絕緣性者。另外，較佳為包含使曝光中所使用的光的50%以上透過的材料，進而佳為使80%以上透過的材料。
例如，可較佳地使用包含玻璃、藍寶石、氧化鋁燒結體、矽晶圓等，以及以氧化膜包覆該些的表面而成者等無機材料；聚醯亞胺(polyimide，PI)樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚酮樹脂、聚碸樹脂、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)樹脂、環烯烴樹脂等樹脂；的基材，但並不限定於該些。
該些中，較佳為包含選自聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二酯、PPS、聚苯碸、環烯烴聚合物、聚醯胺或PI中的至少一種樹脂，就低價格的觀點而言，較佳為PET膜。
另外，就基板與閘極電極或配線的密接性的觀點而言，亦較佳為聚碸樹脂基板、PPS樹脂基板。推測其原因在於：下部電極或配線中的金屬原子會與該些樹脂中所含的硫原子強烈地進 行相互作用。
另外，基板的厚度較佳為200μm以下。藉由處於該範圍，於藉由自基板背面的曝光進行導電膜的加工時，曝光光於基板中的散射得到抑制，導電膜的加工精度進一步提高。
於本發明中，亦可於基板上形成底塗層。藉此，可提高基板的平坦性，並且可提昇下部電極的密接性。
作為底塗層中所使用的材料，並無特別限定，具體而言可使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚醛清漆樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺前驅物樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚矽氧烷樹脂、氟系樹脂、聚乙烯縮醛樹脂等。
(閘極電極)
閘極電極只要包含可用作電極的導電材料，則可為任意者，較佳為具有遮光性。此處所謂遮光性，是指藉由光微影進行圖案加工時所使用的作為曝光光源的水銀燈於i射線(365nm)、h射線(405nm)、或g射線(436nm)下的透過率為10%以下，其中透過率較佳為1%以下，進而佳為0.1%以下。
作為導電材料，例如可列舉：鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋅、鋁、銦、鉻、鋰、鈉、鉀、銫、鈣、鎂、鈀、鉬、非晶矽(amorphous silicon)或多晶矽(polysilicon)等金屬或該些的合金；碘化銅、硫化銅等無機導電性物質；聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺；聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的錯合物；藉由碘等的摻雜等而使導電率提高的導電性聚合物等；碳材料等；以及含有有機成分與導電體 的材料等，但並不限定於該些。
該些電極材料可單獨使用，亦可將多種材料積層或混合而使用。
閘極電極的厚度較佳為30nm以上且500nm以下。藉由處於該範圍，於保持導電膜對基板的密接性的同時，容易形成閘極絕緣層的均勻的薄膜，可抑制FET的特性偏差。
另外，閘極電極的寬度任意。電極寬度較佳為5μm~1mm，但不限於該些。
(閘極絕緣層)
閘極絕緣層中所使用的材料並無特別限定，可列舉：氧化矽、氧化鋁等無機材料；聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚偏二氟乙烯、聚矽氧烷、聚乙烯基苯酚等有機高分子材料；或無機材料粉末與有機材料的混合物。其中，較佳為含有包含矽原子與碳原子的鍵結的有機化合物。另外，除此以外，進而佳為含有包含金屬原子及氧原子的鍵結的金屬化合物。
閘極絕緣層可為單層亦可為多層。另外，可由多種絕緣性材料來形成一層，亦可將多種絕緣性材料積層而形成多個絕緣層。
(源極-汲極電極及配線)
源極-汲極電極及配線含有導電性成分與有機成分，為連續相。具體而言，需要源極電極與配線的連接部形成連續相，且汲極電極與配線的連接部形成連續相。所謂源極-汲極電極與配線為 連續相，是指構成電極的材料與構成配線的材料混雜，以各材料的濃度階段性變化的形式進行一體化，或者構成電極的材料的組成與構成配線的材料的組成相同，於兩者的連接部不存在連接面。源極-汲極電極與配線的連接部為連續相的情況可藉由利用掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)或穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope，TEM)等對連接部的剖面進行觀察來確認。若為連續相，則能夠防止因溫度或濕度變化等環境變化或彎曲等外部應力引起的電極或配線剝離或缺損。
源極電極、汲極電極及配線較佳為由同一材料構成。其原因在於：所使用的材料的種類變少，且能夠降低成本。
所謂源極電極、汲極電極及配線由同一材料構成，是指源極電極、汲極電極及配線所含的元素中，含有莫耳比率最高的元素相同。電極中的元素的種類與含有比率可藉由X射線光電子分光(X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS))或二次離子質量分析法(二次離子質譜法(secondary ion mass spectrometry，SIMS))等的元素分析進行鑑定。
本發明的實施形態的FET中，配線於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值(累計值A)較源極電極及汲極電極於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值(累計值B)而言更高。更具體而言，累計值A較佳為較累計值B高5%以上，更佳為高10%以上。藉由累計值A較 累計值B高，於檢查步驟中容易識別源極電極、汲極電極與配線。藉此，可提高識別源極電極及汲極電極的形成不良的精度。光反射率可使用顯微分光測光法來測定。累計值A及B是利用本說明書的實施例中記載的方法來算出。再者，源極電極、汲極電極及配線的測定位置亦有時基於場效電晶體的設計階段所決定的源極電極、汲極電極及配線的位置進行，於難以決定所設計的位置的情況下，亦能夠決定測定的電極的位置與配線的位置來進行測定。具體而言，例如作為源極電極及汲極電極的測定位置，可列舉將各個電極於半導體層附近的位置設為測定位置。另外，作為配線的測定位置，可列舉於藉由配線而連接的不同的場效電晶體的源極電極與汲極電極中，設為源極電極的半導體層附近與汲極電極的半導體層附近的中間位置。
另外，較佳為源極電極及汲極電極的平均厚度比配線的平均厚度薄10%以上。若厚度不同，則檢查步驟中的觀察像不同，因此更容易區分檢查步驟中的配線與源極電極及汲極電極，可進一步提高識別源極電極及汲極電極的形成不良的精度。
平均厚度可藉由利用電子顯微鏡對源極電極、汲極電極及配線的斷裂面進行觀察來測定。對於源極電極、汲極電極及配線，分別於任意的五個部位進行厚度的測定，並採用該些的平均值。
另外，較佳為源極電極及汲極電極的算術表面粗糙度(Ra)較配線的算術表面粗糙度而言更大。更具體而言，較佳為 源極電極及汲極電極的Ra較配線的Ra而言大2倍以上。若算術表面粗糙度不同，則光的散射不同，因此更容易區分檢查步驟中的配線與源極電極及汲極電極，可進一步提高識別源極電極及汲極電極的形成不良的精度。
算術表面粗糙度可利用原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)來測定。對於源極電極及汲極電極以及配線，分別於任意的五個部位進行Ra的測定，並採用該些的平均值。利用AFM測定的長度根據源極電極及汲極電極以及配線的面積而變更，於能夠以10μm寬度進行測定的情況下，以10μm寬度進行測定。於源極電極及汲極電極以及配線的面積較所述小的情況下，利用能夠測定的最大尺寸進行測定。
源極電極及汲極電極的厚度較佳為閘極電極的厚度的5倍以上且50倍以下。藉由處於該範圍，於可使電極的比電阻值降低的同時，可降低於使用可撓性基板以輥對輥形成FET時由輥纏繞造成的電極的斷線概率。
另外，較佳為連續相表面中的源極電極及汲極電極中的導電性成分的元素組成比率為25%以下，且與連續相表面中的配線中的導電性成分的元素組成比率相比，連續相表面中的源極電極及汲極電極中的導電性成分的元素組成比率更高。具體而言，較佳為構成連續相的部分的表面中的源極電極及汲極電極的導電性成分的元素組成比率為25%以下，且與構成連續相的部分的表面中的配線的導電性成分的元素組成比率相比，構成連續相的部 分的表面中的所述源極電極及汲極電極的導電性成分的元素組成比率更高。更具體而言，較佳為構成連續相的部分的表面中的源極電極及汲極電極中的導電性成分的元素組成比率較配線中的導電性成分的元素組成比率高3%以上。藉由導電性成分的元素組成比率為25%以下，於圖像檢查步驟中進行二值化處理時可擴大用以源極電極及汲極電極進行黑色顯示的臨限值設定值的裕度。另外，藉由使源極電極及汲極電極的元素組成中的導電性成分的元素組成比率較配線的元素組成中的導電性成分的元素組成比率高3%以上，可使配線與源極電極及汲極電極的色調不同，因此配線與源極電極及汲極電極間的亮度差變大，更容易區分圖像檢查步驟中的配線與源極電極及汲極電極，於不增加檢查時的圖像掃描次數的情況下可提高源極電極及汲極電極的尺寸或形狀等的形成不良識別精度。
再者，元素組成比率可藉由X射線光電子分光(XPS)或二次離子質量分析法(SIMS)等的元素分析進行鑑定。於利用任一方法的情況下，亦對於源極電極、汲極電極及配線，分別於任意的五個部位進行元素分析，並採用該些的平均值。於利用任一方法均可測定的情況下，採用利用XPS來測定的值。測定的尺寸根據源極電極、汲極電極及配線的面積而變更，於能夠以10μmΦ進行測定的情況下，以10μmΦ進行測定。於源極電極、汲極電極及配線的面積較所述小的情況下，利用能夠測定的最大尺寸進行測定，進行表面數nm深度的分析。
為了形成所述般的源極電極、汲極電極及配線，較佳為藉由同一步驟來製作源極電極、汲極電極及配線。再者，其製造方法的詳情將於後敘述。
(導電性成分)
作為本發明中所使用的導電性成分，是指金屬與無機導電體，例如可列舉：金、銀、銅、鎳、錫、鉍、鉛、鋅、鈀、鉑、鋁、鎢、鉬或碳(C)等。其中，作為導電性成分，較佳為含有選自由金、銀、銅、鎳、錫、鉍、鉛、鋅、鈀、鉑、鋁及碳所組成的群組中的至少一種元素的導電性成分，更佳為銀。其原因在於容易獲得導電性及穩定性優異的導電膜及導電圖案。
關於源極電極及汲極電極中的導電性成分的含量，於將源極電極及汲極電極的質量設為100質量%的情況下，較佳為70質量%以上且95質量%以下的範圍內。藉由導電性成分的含量處於該範圍，可使電極的比電阻值及斷線概率降低。
(有機成分)
作為本發明中所使用的有機成分，並無特別限制，可列舉：單體、寡聚物或聚合物、光聚合起始劑、塑化劑、調平劑、界面活性劑、矽烷偶合劑、消泡劑、顏料等，就提高耐彎折性的觀點而言，較佳為寡聚物或聚合物。
作為寡聚物或聚合物，並無特別限定，例如可列舉：丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚醛清漆樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺等。其中，就彎曲時的耐龜裂性的觀點而言，較佳為丙 烯酸樹脂。推測其原因在於：丙烯酸樹脂的玻璃轉移溫度為100℃以下，從而於導電膜的熱硬化時軟化，使導電體粒子間的結著增高。
所謂丙烯酸樹脂，是於重複單元中至少包含源自丙烯酸系單體的結構的樹脂。作為丙烯酸系單體的具體例，能夠使用具有碳-碳雙鍵的所有化合物，較佳為可列舉：丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸縮水甘油酯、N-甲氧基甲基丙烯醯胺、N-乙氧基甲基丙烯醯胺、N-正丁氧基甲基丙烯醯胺、N-異丁氧基甲基丙烯醯胺、丁氧基三乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸二環戊酯、丙烯酸二環戊烯酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯醯胺、丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸1-萘酯、丙烯酸2-萘酯、硫酚丙烯酸酯、苄基硫醇丙烯酸酯等丙烯酸系單體以及將該些丙烯酸酯代替為甲基丙烯酸酯者、或苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、羥甲基苯乙烯等苯乙烯類、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、1-乙烯基-2-吡咯啶酮等。
該些丙烯酸系單體可單獨使用或使用兩種以上。
(半導體層)
半導體層中所使用的材料只要為顯示出半導體性的材料，則並無特別限定，可較佳地使用載子遷移率高的材料。另外，較佳為可應用低成本且簡便的塗佈製程的材料，可列舉有機半導體或碳材料作為較佳例。
作為有機半導體，可利用稠五苯、聚噻吩類、於主鏈中包含噻吩單元的化合物、聚吡咯類、聚(對苯乙炔)類、聚苯胺類、聚乙炔(polyacetylene)類、聚丁二炔(polydiacetylene)類、聚咔唑類、聚呋喃類、將含氮芳香環作為構成單元的聚雜芳基類、縮合多環芳香族化合物、雜芳香族化合物、芳香族胺衍生物、雙咔唑衍生物、吡唑啉衍生物、二苯乙烯系化合物、腙系化合物、銅酞菁等金屬酞菁類、銅卟啉等金屬卟啉類、二苯乙烯基苯衍生物、胺基苯乙烯基衍生物、芳香族乙炔衍生物、縮合環四羧酸二醯亞胺類、有機色素等公知者，亦可含有該些中的兩種以上。
作為碳材料，可列舉碳奈米管(以下，稱為CNT(carbon nanotube))、石墨烯、富勒烯等，就對塗佈製程的適應性或高遷移率的方面而言，較佳為CNT。
作為CNT，可使用將一片碳膜(石墨烯片(graphene．sheet))捲繞成圓筒狀的單層CNT、將兩片石墨烯片捲繞成同心圓狀的兩層CNT、將多片石墨烯片捲繞成同心圓狀的多層CNT的任一種，亦可使用該些中的兩種以上。就顯示出半導體特性的觀點而言，較佳為使用單層CNT，其中更佳為單層CNT包含90重量%以上的半導體型單層CNT。進而佳為單層CNT包 含95重量%以上的半導體型單層CNT。
進而，於表面的至少一部分附著有共軛系聚合體的CNT(以下，稱為CNT複合體)於溶液中的分散穩定性優異，可獲得高遷移率，因此特佳。此處，所謂共軛系聚合體，是指重複單元取共軛結構且聚合度為2以上的化合物。
所謂共軛系聚合體附著於CNT表面的至少一部分的狀態，是指共軛系聚合體包覆CNT表面的一部分、或者全部的狀態。推測共軛系聚合體可包覆CNT的原因在於：藉由源自各自的共軛系結構的π電子雲重疊，而產生相互作用。CNT是否由共軛系聚合體所包覆可藉由下述情況來判別：經包覆的CNT的反射色由未經包覆的CNT的顏色變得接近共軛系聚合體的顏色。可以定量的方式，藉由X射線光電子分光法(XPS)等元素分析來鑑定附著物的存在與附著物相對於CNT的質量比。
附著於CNT的共軛系聚合體可無關於分子量、分子量分佈或結構地來使用。就對CNT的附著容易度而言，該共軛系聚合體較佳為重量平均分子量為1000以上。
使共軛系聚合體附著於CNT的方法可列舉：(I)於熔融的共軛系聚合體中添加CNT而混合的方法；(II)使共軛系聚合體溶解於溶媒中，於其中添加CNT而混合的方法；(III)預先利用超音波等，使CNT預分散於溶媒中，向其中添加共軛系聚合體而混合的方法；(IV)於溶媒中放入共軛系聚合體與CNT，對該混合體系照射超音波而混合的方法等。本發明中亦可將多種方法加以 組合。
於本發明中，CNT的長度較佳為短於源極電極與汲極電極間的距離(通道長)。CNT的平均長度依通道長而定，但較佳為2μm以下，更佳為0.5μm以下。通常，市售的CNT於長度上存在分佈，有時包括較通道長更長的CNT，因此較佳為添加使CNT短於通道長的步驟。例如，有效的是藉由利用硝酸、硫酸等的酸處理、超音波處理、或者冷凍粉碎法等而切割為短纖維狀的方法。另外，就提高純度的方面而言，進而佳為併用利用過濾器的分離。
另外，CNT的直徑並無特別限定，較佳為1nm以上且100nm以下，更佳為50nm以下。
作為包覆所述CNT的共軛系聚合體，可列舉：聚噻吩系聚合體、聚吡咯系聚合體、聚苯胺系聚合體、聚乙炔系聚合體、聚對苯系聚合體、聚對苯乙炔系聚合體、於重複單元中具有噻吩單元與雜芳基單元的噻吩-伸雜芳基系聚合體等，可使用該些中的兩種以上。所述聚合體可使用單一的單體單元排列而成者、將不同的單體單元進行嵌段共聚而成者、進行無規共聚而成者、或進行接枝聚合而成者等。
另外，半導體層可混合使用CNT複合體與有機半導體。藉由使CNT複合體均勻地分散於有機半導體中，可在維持有機半導體自身的特性的同時實現高遷移率。
另外，半導體層可進而包含絕緣性材料。作為此處所使用的絕緣性材料，可列舉本發明中所使用的絕緣材料組成物、或 聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯等聚合物材料，但並非特別限定於該些。
半導體層可為單層亦可為多層，膜厚較佳為1nm以上且200nm以下，進而佳為100nm以下。藉由設為該範圍的膜厚，容易形成均勻的薄膜，進而抑制無法藉由閘極電壓進行控制的源極-汲極間電流，可進一步提高FET的開關比(on off ratio)。膜厚可利用原子力顯微鏡或橢圓偏振法等來測定。
另外，亦可於閘極絕緣層與半導體層之間設置配向性層。於配向性層中可使用矽烷化合物、鈦化合物、有機酸、雜有機酸等公知的材料，特佳為有機矽烷化合物。
於本發明中，亦可相對於半導體層而在與閘極絕緣層相反之側形成第2絕緣層。藉此，可保護半導體層不受氧或水分等外部環境影響。
作為第2絕緣層中所使用的材料，並無特別限定，具體而言可列舉：氧化矽、氧化鋁等無機材料、聚醯亞胺或其衍生物、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚偏二氟乙烯、聚矽氧烷或其衍生物、聚乙烯基苯酚或其衍生物等聚合物材料、或者無機材料粉末與聚合物材料的混合物或有機低分子材料與聚合物材料的混合物。
所形成的FET可藉由改變閘極電壓而控制源極電極與汲極電極之間所流經的電流。作為FET的性能的指標的遷移率可使用下述(a)式而算出。
μ=(δId/δVg)L．D/(W．εr．ε．Vsd) (a)
其中，Id為源極-汲極間的電流，Vsd為源極-汲極間的電壓，Vg為閘極電壓，D為閘極絕緣層的厚度，L為通道長，W為通道寬，εr為閘極絕緣層的相對介電常數，ε為真空的介電常數(8.85×10-12F/m)。
藉由所述方法而形成的FET為遷移率高、閘極電極與源極電極及汲極電極的相對位置被高精度地控制的FET。
<場效電晶體的製造方法>
本發明的實施形態的FET的製造方法較佳為包括：於基板的表面上形成閘極電極的步驟；於閘極電極上形成閘極絕緣層的步驟；於閘極絕緣層上藉由塗佈法而形成半導體層的步驟；於閘極電極上塗佈含有導電性粒子與感光性有機成分的導電性膏而形成導電膜的步驟；自基板的背面側，將光罩及閘極電極作為遮罩而將導電膜曝光為源極電極及汲極電極的圖案的步驟；自基板的表面側，使用光罩而將導電膜曝光為配線的圖案的步驟；以及對經曝光的導電膜進行顯影而形成源極電極、汲極電極及配線的步驟。
以下，具體說明圖2所示的本發明實施形態2的FET的製造方法的一例。
首先，如圖3A的(a)所示，於基板1上形成閘極電極2。作為閘極電極的形成方法，可列舉：使用電阻加熱蒸鍍、電子射線束、濺鍍、鍍敷、CVD、離子鍍塗佈、噴墨、印刷等公知技術的方法，或者利用旋塗法、刮塗法、縫模塗佈法、網版印刷法、 棒塗機法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法等公知的技術將包含有機成分及導電體的膏塗佈於絕緣基板上，並使用烘箱、加熱板、紅外線等進行乾燥而形成的方法等，只要可取得導通，則並無特別限制。
作為以圖案狀形成閘極電極的方法，可將藉由所述方法而製作的電極薄膜利用公知的光微影法等形成為所需形狀的圖案，或者亦可於電極及配線物質的蒸鍍或濺鍍時介隔所需形狀的遮罩來進行圖案形成。另外，亦可使用噴墨或印刷法來直接形成圖案。藉由所述方法例如通過遮罩的真空蒸鍍來形成。
其次，如圖3A的(b)所示，於閘極電極2上形成閘極絕緣層3。作為閘極絕緣層的形成方法，可列舉：電阻加熱蒸鍍、電子射線束、濺鍍、鍍敷、CVD、離子鍍塗佈、噴墨、印刷、旋塗法、刮塗法、縫模塗佈法、棒塗機法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法等公知的技術，但並不限定於該些。
作為印刷膜的熱處理的溫度，較佳為處於80℃~300℃的範圍。
其次，如圖3A的(c)所示，於閘極絕緣層3上塗佈包含CNT的溶液而形成半導體層4。作為半導體層4的形成方法，就製造成本或對於大面積的適合性的觀點而言，較佳為使用塗佈法。作為塗佈法，可列舉：旋塗法、刮塗法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法等公知的塗佈方法。其中，較佳為選自由噴墨法、分配器法及噴霧 法所組成的群組中的任一種。進而，就原料的使用效率的觀點而言，更佳為噴墨法。可根據塗膜厚度控制或配向控制等所欲獲得的塗膜特性而自該些塗佈方法中選擇適當的方法。
另外，亦可於大氣下、減壓下或惰性氣體環境下(氮氣或氬氣環境下)對所形成的塗膜進行退火處理。
其次，如圖3A的(d)所示，於閘極絕緣層3及半導體層4上，利用印刷法塗佈含有導電體與感光性有機成分的導電性膏，去除溶劑而形成導電膜8。作為去除溶劑的方法，可列舉利用烘箱、加熱板、紅外線等的加熱乾燥或真空乾燥等。加熱乾燥較佳為於50℃至180℃的範圍進行1分鐘至數小時。
其次，如圖3B的(e)所示，自基板的背面側，將光罩11及閘極電極2作為遮罩，將導電膜8曝光為源極電極及汲極電極的圖案。作為曝光中所使用的光源，較佳為使用水銀燈的i射線(365nm)、h射線(405nm)、或g射線(436nm)。藉由此種背面曝光，藉由閘極電極圖案遮擋曝光，故形成追隨閘極電極圖案的通道區域，並且同時形成由光罩規定的源極電極及汲極電極的框，因此可高精度地將閘極電極與源極電極及汲極電極對位。
其次，如圖3B的(f)所示，自基板的表面側，使用光罩12將導電膜8曝光為配線的圖案。作為曝光中所使用的光源，較佳為使用水銀燈的i射線(365nm)、h射線(405nm)、或g射線(436nm)。
其次，如圖3B的(g)所示，對經曝光的導電膜8進行 顯影而形成源極電極5、汲極電極6及配線7。顯影根據所使用的導電性膏的種類，可利用鹼顯影、有機顯影等公知的方法。
於顯影後亦可實施利用水的淋洗處理。此處，亦可於水中加入乙醇、異丙醇等醇類、乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類等而進行淋洗處理。
其次，為了使源極電極5、汲極電極6及配線7表現出導電性而將該些硬化。作為進行硬化的方法，可列舉利用烘箱、惰性氣體烘箱(inert oven)、加熱板、紅外線等的加熱硬化或真空硬化、利用氙閃光燈的硬化等。於加熱硬化的情況下，硬化溫度較佳為100℃以上且300℃以下的範圍，更佳為100℃以上且200℃以下，進而佳為120℃以上且180℃以下。藉由將加熱溫度設為120℃以上，可使樹脂的感光性有機成分的體積收縮量變大，且比電阻率降低。
再者，本發明中所使用的導電性膏較佳為於180℃以下的較低溫的固化中可獲得高導電性者。該情況下，可用於耐熱性低的基板上，或可與耐熱性低的材料併用。
圖3B的(e)、圖3B的(f)所示的步驟中是使用光罩與曝光對象表面接觸的接觸式曝光，但亦可使用與曝光對象表面不接觸的近接式曝光。
另外，圖3B的(e)、圖3B的(f)所示的步驟可按照順序亦可為相反順序，亦可同時進行該些步驟，即自背面側與表面側同時進行曝光。
另外，亦可如圖3C的(e')~圖3C的(f')般光罩11與光罩12的曝光區域一部分重疊而進行曝光。該情況下重疊曝光的區域於顯影後形成為配線7。
另外，作為製造圖1所示的本發明實施形態1的FET時的一例，可於實施圖3A的(a)~圖3A的(b)所示的步驟後，跳過圖3A的(c)所示的形成半導體層4的步驟，進行圖3A的(d)、圖3B的(e)~圖3B的(g)所示的步驟，最後將半導體層4形成於源極電極5與汲極電極6之間。
自背面側進行曝光的步驟中的曝光量較佳為自表面側進行曝光的步驟中的曝光量的一半以下。藉此，可提高源極電極及汲極電極的加工精度。
根據本實施形態的FET的製造方法，於背面曝光步驟中導電膜8是自與閘極絕緣層的界面側進行硬化，相對於此於表面曝光步驟中是自其相反側(表面側)進行硬化。因此，於顯影後可使藉由背面曝光而經圖案化的源極電極及汲極電極的表面狀態、與藉由表面曝光而經圖案化的配線的表面狀態不同。
如此，於製造本發明的實施形態的FET時，可自藉由光微影法由同一材料構成的導電膜分開製作配線、源極電極及汲極電極的表面狀態。因此，能夠以簡便的製程且低成本製造容易識別配線與源極電極及汲極電極的FET。
(導電性膏)
本發明中所使用的導電性膏至少含有導電性粒子與感光性有 機成分。導電性膏是將所需的材料混合後，例如使用三根輥、球磨機或行星式球磨機等分散機或混煉機來製造。
(導電性粒子)
作為導電性粒子，例如可列舉：金、銀、銅、鎳、錫、鉍、鉛、鋅、鈀、鉑、鋁、鎢、鉬或碳等。其中，較佳為含有選自由金、銀、銅、鎳、錫、鉍、鉛、鋅、鈀、鉑、鋁及碳所組成的群組中的至少一種元素的導電性粒子，特佳為銀粒子。
(感光性有機成分)
感光性有機成分較佳為包含分子內具有聚合性不飽和基的單體、寡聚物或聚合物者。作為聚合性不飽和基，例如可列舉：乙烯基、烯丙基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基等乙烯性不飽和基或丙烯醯胺基。
(光聚合起始劑及/或增感劑)
為了藉由光反應使所述般的感光性有機成分進行光硬化，較佳為導電性膏中包含光聚合起始劑。作為光聚合起始劑，例如可列舉光自由基聚合起始劑或光陽離子聚合起始劑，只要根據曝光步驟中所使用的光適宜選擇即可。
另外，藉由在導電性膏中與光聚合起始劑一起使用增感劑，可使感度提高，且可擴大對反應有效的波長範圍。
(溶劑)
就黏度調整及塗佈膜的表面平滑性提昇的觀點而言，導電性膏較佳為包含有機溶劑。就防止由導電性粒子的沈澱引起的塗佈 不良或流掛或者提高包覆性的觀點而言，導電性膏黏度(利用布氏(Brookfield)型黏度計以3rpm進行測定而得的值)較佳為10Pa．s~100Pa．s，更佳為10Pa．s~50Pa．s。
作為有機溶劑，例如可列舉：甲基乙基酮、二噁烷、丙酮、環己酮、環戊酮、異丁醇、異丙醇、四氫呋喃、γ-丁內酯、溴苯、氯苯、二溴苯、二氯苯、溴苯甲酸、氯苯甲酸等、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚乙酸酯、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、萜品醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(texanol)、苄醇、二丙二醇單乙醚、三丙二醇單甲醚或丙二醇單甲醚乙酸酯。
(其他成分)
亦可於導電性膏中調配例如有機系或無機系的顏料、玻璃粉末、填料、塑化劑、特殊乙烯基系聚合物或特殊丙烯酸系聚合物等調平劑、界面活性劑、矽烷偶合劑、消泡劑或抗氧化劑等添加劑。
<無線通信裝置>
其次，對含有本發明實施形態的FET的無線通信裝置進行說明。無線通信裝置例如為如RFID般，藉由RFID標籤接收由外部的讀寫器中搭載的天線所發送的載波來進行電氣通信的裝置。
具體的運作例如為如下所述：RFID標籤的天線接收由讀寫器中搭載的天線所發送的無線訊號，RFID內的FET進行與無 線訊號的指令(command)相對應的運作。之後，將與指令相對應的結果的回答以無線訊號的形式自RFID標籤的天線發送至讀寫器的天線。再者，與指令相對應的運作由包含FET的公知的解調電路、運作控制邏輯電路、調變電路等來進行。
本發明的實施形態的無線通信裝置至少具有所述FET與天線。作為本發明實施形態的無線通信裝置的更具體的構成，如圖4、圖5中的一例所示，於基板100上包括天線圖案101、包含FET的電路102、以及電路與天線的連接配線103。
天線材料及連接配線材料只要為導電材料，則可為任意者。具體而言，可列舉與閘極電極材料相同的材料。其中，就柔軟性增加、於彎曲時密接性亦良好從而電性連接良好的方面而言，較佳為含有導電體與黏合劑的膏材料。就降低製造成本的觀點而言，天線材料及連接配線材料較佳為同一材料。
作為形成天線圖案及連接配線圖案的方法，有如下方法：使用沖刀對銅箔或鋁箔等金屬箔進行加工並轉印至基板的方法；將形成於金屬箔上的抗蝕劑層作為遮罩，對貼附於基板的金屬箔進行蝕刻的方法；於基板上藉由塗佈法而形成導電性膏的圖案，並藉由熱或光而使該圖案硬化的方法等。其中，就降低製造成本的觀點而言，較佳為於基板上塗佈導電膏而形成的方法。
另外，於使用包含導電體與黏合劑的膏作為材料的情況下，亦可列舉下述方法等：利用旋塗法、刮塗法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗機法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法等公 知的技術將膏塗佈於基板上，並使用烘箱、加熱板、紅外線等來進行乾燥。另外，可將藉由所述方法而製作的導電膜，利用公知的光微影法等形成為所需形狀的圖案，亦可於蒸鍍或濺鍍時介隔所需形狀的遮罩來進行圖案形成。
進而，天線圖案及連接配線圖案較佳為與FET的閘極電極及配線由同一材料構成。其原因在於：藉由材料種類變少而利用同一步驟製作所述天線圖案及連接配線圖案與FET的閘極電極及配線，可減少製造步驟數，且可降低成本。
所謂天線圖案及連接配線圖案與FET的閘極電極及配線由同一材料構成，是指天線圖案及連接配線圖案與FET的閘極電極及配線所含的元素中，含有莫耳比率最高的元素相同。天線圖案及連接配線圖案與FET的閘極電極及配線中的元素的種類與含有比率可藉由X射線光電子分光(XPS)或二次離子質量分析法(SIMS)等的元素分析進行鑑定。
若天線圖案、連接配線圖案、FET的閘極電極、及配線藉由同一步驟來製作，則天線圖案與連接配線圖案、連接配線圖案與FET的閘極電極用配線的連接部以連續相形成。就天線圖案、連接配線圖案、FET的閘極電極、及配線的密接性、降低製造成本的觀點而言，較佳為以呈連續相的方式形成。所謂天線圖案、連接配線圖案、FET的閘極電極、及配線圖案為連續相，是指該些圖案一體化且於連接部不存在連接界面的情況。連接部為連續相的情況可藉由利用掃描式電子顯微鏡(SEM)或穿透式電 子顯微鏡(TEM)等對連接部的剖面進行觀察而確認。
天線圖案與連接配線圖案、連接配線圖案與FET的閘極電極用配線的連接部的寬度及厚度任意。
[實施例]
以下，基於實施例對本發明進行更具體的說明。再者，本發明並不限定於下述實施例。藉由以下的[1]~[9]對實施例中的各評價法進行說明。
[1]源極-汲極電極及配線的光反射率測定
測定源極電極及汲極電極以及配線的光反射率。於測定中使用顯微分光膜厚計(OPTM F2大塚電子(股)製造)。將測定範圍設為波長400nm~1000nm。關於源極電極、汲極電極及配線的測定，於利用FET製作時使用的光罩設計的源極電極、汲極電極及配線的區域中，分別於任意的五個部位進行測定。將波長600nm以上且900nm以下的光反射率的累計值分別加以平均，根據該些值算出反射率的比率(源極-汲極電極/配線)。
[2]源極-汲極電極與配線的邊緣檢測
對源極電極、汲極電極與配線進行邊緣檢測。於測定中使用光學顯微鏡ECLIPSE L200N(尼康儀錶技術(nikon instech)(股)製造)，對20個元件的源極電極、汲極電極及配線的所獲得的圖像進行邊緣檢測，按照以下的基準進行評價。
A(良好)：20個元件中均可進行邊緣檢測，對源極電極及汲極電極進行圖像識別。
B(可)：15個以上且19個以下的元件中可進行邊緣檢測，但未進行邊緣檢測的元件中無法對源極電極及汲極電極進行圖像識別。
C(不可)：14個以下的元件中可進行邊緣檢測，但未進行邊緣檢測的元件中無法對源極電極及汲極電極進行圖像識別。
[3]源極-汲極電極與配線的剖面圖像評價
參照圖6進行說明。使用掃描式電子顯微鏡(SEM)，於倍率：1,000~15,000的範圍內觀察所形成的FET的剖面，於源極電極5與配線7、及汲極電極6與配線7的剖面中評價接合面的有無。對10個元件進行測量並加以評價，將無法看到接合面的情況設為「無」。若為「無」則電極與配線形成連續相。
[4]閘極電極與源極-汲極電極的位置偏移評價
參照圖6進行說明。關於所形成的FET，使用掃描式電子顯微鏡(SEM)對任意的20個元件的剖面進行觀察，於各元件測定閘極電極2與源極電極5或汲極電極6的重疊部的長度X。求出20個元件的X的平均值。另外，於閘極電極2具有與源極電極5及汲極電極6兩者的重疊部的情況下，將更長的重疊部的長度設為X。
[5]FET的遷移率的評價
測定改變FET的閘極電壓(Vg)時的源極-汲極間電流(Id)-源極-汲極間電壓(Vsd)特性。於測定中使用半導體特性評價系統4200-SCS型(吉時利儀器(Keithley Instruments)(股)製造)， 於大氣下進行測定。根據於Vg=+20V~-20V內變化時的Vsd=-5V下的Id值的變化來求出遷移率。
[6]算術表面粗糙度的測定
測定源極電極、汲極電極及配線的算術表面粗糙度(Ra)。於測定中使用原子力顯微鏡(AFM)，獲取源極電極、汲極電極及配線表面上的任意五個部位的Ra，算出平均值。
[7]厚度的測定
測定源極電極、汲極電極及配線的膜厚。於測定中使用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察元件的剖面，測量源極電極、汲極電極及配線的任意五個部位的厚度，算出平均值。
[8]元素組成比率的測定
測定源極電極、汲極電極及配線的元素組成比率。於測定中使用X射線光電子分光(XPS)測定任意五個部位的源極電極、汲極電極及配線表面的元素組成比率，根據所得的平均值算出銀成分的比率。
[9]利用源極-汲極電極與配線的亮度差進行的邊緣檢測
對源極電極、汲極電極與配線進行邊緣檢測。透鏡是使用連接了單色線列式相機(monochromatic line camera)的遠心微透鏡(基恩士(KEYENCE)(股))，光源是使用LED照明LFV3-G-50X100SW(CCS(股))，檢查台是使用於表面進行黑鋁陽極化(alumite)加工處理的鋁製台，根據20個元件的源極電極、汲極電極及配線的所獲得的二值化處理後的圖像的亮度值的差進 行源極電極、汲極電極及配線的圖像識別。
A(良好)：20個元件中均可進行邊緣檢測，對源極電極及汲極電極進行圖像識別。
B(可)：15個以上且19個以下的元件中可進行邊緣檢測，但未進行邊緣檢測的元件中無法對源極電極及汲極電極進行圖像識別。
C(不可)：14個以下的元件中可進行邊緣檢測，但未進行邊緣檢測的元件中無法對源極電極及汲極電極進行圖像識別。
合成例1；化合物P1(感光性有機成分)
共聚比率(質量基準)：丙烯酸乙酯(以下，「EA」)/甲基丙烯酸2-乙基己酯(以下，「2-EHMA」)/苯乙烯(以下，「St」)/甲基丙烯酸縮水甘油酯(以下，「GMA」)/丙烯酸(以下，「AA」)=20/40/20/5/15。
於氮氣環境的反應容器中，投入150g的二乙二醇單乙醚乙酸酯(以下，「DMEA」)，使用油浴昇溫至80℃。於其中，歷時1小時滴加包含20g的EA、40g的2-EHMA、20g的St、15g的AA、0.8g的2,2'-偶氮雙異丁腈及10g的DMEA的混合物。於滴加結束後，進而進行6小時聚合反應。之後，添加1g的對苯二酚單甲醚而停止聚合反應。繼而，歷時0.5小時滴加包含5g的GMA、1g的三乙基苄基氯化銨及10g的DMEA的混合物。於滴加結束後，進而進行2小時加成反應。利用甲醇對所獲得的反應溶液進行純化，藉此將未反應的雜質去除，進而藉由進行24小時 真空乾燥而獲得化合物P1。
合成例2；化合物P2(感光性有機成分)
共聚比率(質量基準)：二官能環氧丙烯酸酯單體(環氧酯(epoxy ester)3002A；共榮社化學(股)製造)/二官能環氧丙烯酸酯單體(環氧酯70PA；共榮社化學(股)製造)/GMA/St/AA=20/40/5/20/15。
於氮氣環境的反應容器中，投入150g的二乙二醇單乙醚乙酸酯(以下，「DMEA」)，使用油浴昇溫至80℃。於其中，歷時1小時滴加包含20g的環氧酯3002A、40g的環氧酯70PA、20g的St、15g的AA、0.8g的2,2'-偶氮雙異丁腈及10g的DMEA的混合物。於滴加結束後，進而進行6小時聚合反應。之後，添加1g的對苯二酚單甲醚而停止聚合反應。繼而，歷時0.5小時滴加包含5g的GMA、1g的三乙基苄基氯化銨及10g的DMEA的混合物。於滴加結束後，進而進行2小時加成反應。利用甲醇對所獲得的反應溶液進行純化，藉此將未反應的雜質去除，進而藉由進行24小時真空乾燥而獲得化合物P2。
合成例3；化合物P3(感光性有機成分)
化合物P2的胺基甲酸酯改質化合物
於氮氣環境的反應容器中，投入100g的二乙二醇單乙醚乙酸酯(以下，「DMEA」)，使用油浴昇溫至80℃。於其中，歷時1小時滴加10g的感光性成分P2、包含3.5g的正己基異氰酸酯及10g的DMEA的混合物。於滴加結束後，進而進行3小時反應。 利用甲醇對所獲得的反應溶液進行純化，藉此將未反應的雜質去除，進而藉由進行24小時真空乾燥而獲得具有胺基甲酸酯鍵的化合物P3。
合成例4；化合物P4(感光性有機成分)
於氮氣環境的反應容器中，投入24.6g的DMEA、43.0g的EOCN-103S(日本化藥(股)製造；甲酚酚醛清漆型環氧樹脂；環氧當量：10.7g/當量)、14.4g的AA、0.24g的2,6-二第三丁基對甲酚及0.24g的三苯基膦，於98℃的溫度下加熱反應至反應液的酸價為0.5mg．KOH/g以下為止，從而獲得環氧羧酸酯化合物。繼而，於該反應液中投入8.5g的DMEA及10.0g的四氫鄰苯二甲酸酐，於95℃下加熱反應4小時，從而獲得羧酸改質化合物P4。
製備例1；感光性膏A
於100ml的潔淨瓶中放入16g的藉由所述而獲得的化合物P1、4g的化合物P3、2g的萊特丙烯酸酯(light acrylate)BP-4EA(共榮社化學(股)製造)、光聚合起始劑OXE-01(日本巴斯夫(BASF JAPAN)股份有限公司製造)4g、0.6g的酸產生劑SI-110(三新化學工業股份有限公司製造)、10g的γ-丁內酯(三菱瓦斯化學(Mitsubishi Gas Chemical)股份有限公司製造)，利用自轉-公轉真空混合機「去泡攪拌太郎」(註冊商標)(ARE-310；新基(Thinky)(股)製造)進行混合，獲得感光性樹脂溶液34.6g(固體成分78.5質量%)。將所獲得的感光性樹脂溶液8.0g與平均粒徑2μm的Ag粒子42.0g混合，使用三根輥「艾卡特(EXAKT) M-50」(商品名，艾卡特(EXAKT)公司製造)進行混煉而獲得50g的感光性膏A。
製備例2；感光性膏B
使用平均粒徑0.2μm的Ag粒子，除此以外，以與製備例1相同的方法獲得感光性膏B。
製備例3；感光性膏C
使用20g的化合物P1且不使用化合物P3，除此以外，以與製備例2相同的方法獲得感光性膏C。
製備例4；感光性膏D
使用40g的γ-丁內酯，除此以外，以與製備例2相同的方法獲得感光性膏D。
製備例5；感光性膏E
使用平均粒徑0.7μm的Ag粒子，除此以外，以與製備例1相同的方法獲得感光性膏E。
製備例6；感光性膏F
使用20g的化合物P4且不使用化合物P3，除此以外，以與製備例5相同的方法獲得感光性膏F。
製備例7；感光性膏G
使用平均粒徑0.5μm的Ag粒子，除此以外，以與製備例1相同的方法獲得感光性膏G。
製備例8；感光性膏H
使用20g的化合物P2且不使用化合物P3，除此以外，以與 製備例7相同的方法獲得感光性膏H。
(半導體溶液的製作)
於半導體溶液的製作中，首先，於含有2.0mg的P3HT(奧德里奇(Aldrich)股份有限公司製造，聚(3-己基噻吩))的氯仿溶液(10ml)中加入1.0mg的CNT(CNI公司製造，單層CNT，純度95%)，一邊進行冰浴冷卻一邊使用超音波均質機(東京理化器械股份有限公司製造，VCX-500)以輸出20%進行4小時超音波攪拌。藉此獲得CNT分散液A11(相對於溶媒的CNT複合體濃度為0.96g/l)。
繼而，使用薄膜過濾器(孔徑10μm，直徑25mm，密理博(Millipore)公司製造的歐米泊薄膜(Omnipore Membrane))進行所述CNT分散液A11的過濾，將長度10μm以上的CNT複合體去除。於藉此所獲得的濾液中加入5ml的o-DCB(和光純藥工業股份有限公司製造)後，使用旋轉蒸發器將作為低沸點溶媒的氯仿蒸餾去除，藉此利用o-DCB對溶媒進行置換，從而獲得CNT分散液B11。向CNT分散液B11(1ml)中加入3ml的o-DCB，藉此獲得半導體溶液A1(相對於溶媒的CNT複合體濃度為0.03g/l)。
(組成物的製作例1)
於組成物的製作例1中，製作閘極絕緣層溶液A2。具體而言，首先，將甲基三甲氧基矽烷(61.29g(0.45莫耳))、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(12.31g(0.05莫耳))、及苯基三甲氧 基矽烷(99.15g(0.5莫耳))溶解於203.36g的丙二醇單丁醚(沸點170℃)中。於其中一邊攪拌一邊加入水(54.90g)及磷酸(0.864g)。將藉此所獲得的溶液於浴溫105℃下加熱2小時，使內溫上昇至90℃，使主要包含副產生的甲醇的成分餾出。繼而於浴溫130℃下加熱2小時，使內溫上昇至118℃，使主要包含水與丙二醇單丁醚的成分餾出。之後，冷卻至室溫，從而獲得固體成分濃度為26.0重量%的聚矽氧烷溶液A3。所獲得的聚矽氧烷溶液A3中的聚矽氧烷的重量平均分子量為6000。
繼而，將所獲得的聚矽氧烷溶液A3秤取10g，於其中混合54.4g的丙二醇單乙醚乙酸酯(以下，稱為PGMEA)，於室溫下攪拌2小時。如此，獲得閘極絕緣層溶液A2。
(實施例1)
於實施例1中，製作本發明的實施形態的FET(參照圖2)。具體而言，首先，於PET膜製的基板1(膜厚50μm)上，利用電阻加熱法，通過遮罩來真空蒸鍍5nm的鉻以及50nm的金，藉此形成FET的閘極電極2。繼而，藉由旋塗法將絕緣層溶液A2塗佈(1000rpm×20秒)於所述基板1上，於大氣環境下、120℃下進行3分鐘熱處理，於氮氣環境下且150℃下進行120分鐘熱處理，藉此形成膜厚500nm的閘極絕緣層3。
如所述般形成有閘極絕緣層的基板上，於位於相對於閘極電極的投影上的閘極絕緣層上，藉由噴墨法塗佈100pl的半導體溶液A1，於加熱板上在氮氣流下、150℃下進行30分鐘的熱處 理，藉此形成半導體層4。
繼而，利用網版印刷將感光性膏A塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計有源極電極及汲極電極的框的光罩，以曝光量100mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光(不使用特定波長的濾波器截止而以水銀燈進行的曝光)，進而自表面側介隔設計有配線的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對於所獲得的FET，利用[1]~[9]中記載的方法進行評價。將結果示於表1。
實施例2~實施例6
利用與實施例1相同的方法，使用表1記載的感光性膏，對各個FET進行與實施例1相同的評價。將評價結果示於表1。
比較例1
於比較例1中，至形成半導體層4為止進行與實施例1相同的操作。繼而，利用網版印刷將感光性膏A塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計有源極電極、汲極電極及配線的框的光罩，以曝光 量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對於所獲得的FET，利用[1]~[9]中記載的方法進行評價。將結果示於表1。
比較例2
於比較例2中，至形成半導體層4為止進行與實施例1相同的操作。繼而，利用網版印刷將感光性膏A塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計有源極電極、汲極電極的框的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6。其次，藉由電阻加熱法通過遮罩真空蒸鍍60nm的鋁，藉此形成配線7。
所獲得的FET中，源極電極5與配線7、及汲極電極6與配線7中未形成連續相，於處理時在源極電極5與配線7、及汲極電極6與配線7的接合面發生配線7的剝離，無法利用[1]~[9]中記載的方法進行評價。
[表1]
Figure 109104975-A0305-02-0040-1
實施例7
於實施例7中，製作本發明的實施形態的FET(參照圖2)。具體而言，首先，於PET膜製的基板1(膜厚50μm)上，利用電阻加熱法，通過遮罩來真空蒸鍍100nm的銅，藉此形成FET的閘極電極2。繼而，藉由旋塗法將絕緣層溶液A2塗佈(1000rpm×20秒)於所述基板1上，於大氣環境下、120℃下進行3分鐘熱處理，於氮氣環境下且150℃下進行120分鐘熱處理，藉此形成膜厚500nm的閘極絕緣層3。
如所述般形成有閘極絕緣層的基板上，於位於相對於閘極電極的投影上的閘極絕緣層上，藉由噴墨法塗佈100pl的半導體溶液A1，於加熱板上在氮氣流下、150℃下進行30分鐘的熱處理，藉此形成半導體層4。
繼而，利用網版印刷將感光性膏A塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計有源極電極、汲極電極的框的光罩，以曝光量20mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光，進而自表面側介隔設計有配線的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對於所獲得的FET，利用[1]~[9]中記載的方法進行評 價。將結果示於表2。
實施例8~實施例12
利用與實施例7相同的方法，使用表2記載的感光性膏，對各個FET進行與實施例2相同的評價。將評價結果示於表2。
比較例3
於比較例3中，至形成半導體層4為止進行與實施例1相同的操作。繼而，利用網版印刷將感光性膏A塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自表面側介隔設計有源極電極、汲極電極及配線的框的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對於所獲得的FET，利用[1]~[9]中記載的方法進行評價。將結果示於表2。
[表2]
Figure 109104975-A0305-02-0043-2
實施例13
於實施例13中，製作本發明的實施形態的FET(參照圖1)。具體而言，首先，於PET膜製的基板1(膜厚50μm)上，利用電阻加熱法，通過遮罩來真空蒸鍍100nm的銅，藉此形成FET的閘極電極2。繼而，藉由旋塗法將絕緣層溶液A2塗佈(1000rpm×20秒)於所述基板1上，於大氣環境下、120℃下進行3分鐘熱處理，於氮氣環境下且150℃下進行120分鐘熱處理，藉此形成膜厚500nm的閘極絕緣層3。
繼而，利用網版印刷將感光性膏A塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計有源極電極、汲極電極的框的光罩，以曝光量10mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光，進而自表面側介隔設計有配線的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
其次，於所述源極電極及汲極電極之間，藉由噴墨法塗佈100pl的半導體溶液A1，於加熱板上在氮氣流下、150℃下進行30分鐘的熱處理，藉此形成半導體層4。
對於所獲得的FET，利用[1]~[9]中記載的方法進行評價。將結果示於表3。
實施例14~實施例18
利用與實施例13相同的方法，使用表3記載的感光性膏，對各個FET進行與實施例13相同的評價。將評價結果示於表3。
[表3]
Figure 109104975-A0305-02-0046-3
實施例19
於實施例19中，製作本發明的實施形態的FET(參照圖2)。具體而言，首先，於PET膜製的基板1(膜厚50μm)上，利用電阻加熱法，通過遮罩來真空蒸鍍5nm的鉻及50nm的金，藉此形成FET的閘極電極2。繼而，藉由旋塗法將絕緣層溶液A2塗佈(1000rpm×20秒)於所述基板1上，於大氣環境下、120℃下進行3分鐘熱處理，於氮氣環境下且150℃下進行120分鐘熱處理，藉此形成膜厚500nm的閘極絕緣層3。
如所述般形成有閘極絕緣層的基板上，於位於相對於閘極電極的投影上的閘極絕緣層上，藉由噴墨法塗佈100pl的半導體溶液A1，於加熱板上在氮氣流下、150℃下進行30分鐘的熱處理，藉此形成半導體層4。
繼而，利用網版印刷將感光性膏G塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計有源極電極、汲極電極的框的光罩，以曝光量10mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光，進而自表面側介隔設計有配線的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對於所獲得的FET，利用[1]~[3]、[6]~[9]中記載的方 法進行評價。將結果示於表4。
實施例20
利用與實施例19相同的方法，使用感光性膏H，對各個FET進行與實施例19相同的評價。將評價結果示於表4。
實施例21
於實施例21中，利用網版印刷將感光性膏H塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤，至此為止進行與實施例19相同的操作。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計有源極電極、汲極電極的框的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光，進而自表面側介隔設計有配線的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對所獲得的FET進行與實施例19相同的評價。將評價結果示於表4。
實施例22
於實施例22中，利用網版印刷將感光性膏H塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤，至此為止進行與實施例19相同的操作。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自背面側介隔設計 有源極電極、汲極電極的框的光罩，以曝光量100mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光，進而自表面側介隔設計有配線的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對所獲得的FET進行與實施例19相同的評價。將評價結果示於表4。
比較例4
於比較例4中，至形成半導體層4為止進行與實施例19相同的操作。繼而，利用網版印刷將感光性膏H塗佈於所述PET膜製的基板上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。之後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名，國際光學(股)製造)，自表面側介隔設計有源極電極、汲極電極及配線的框的光罩，以曝光量70mJ/cm2(以波長365nm換算)進行全線曝光。於曝光後以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化。藉此形成源極電極5、汲極電極6、配線7。
對所獲得的FET進行與實施例19相同的評價。將評價結果示於表4。
[表4]
Figure 109104975-A0305-02-0050-4
無。

Claims (12)

  1. 一種場效電晶體，於基板上包括：源極電極、汲極電極及閘極電極；半導體層，與所述源極電極及所述汲極電極接觸；配線，與所述源極電極及所述汲極電極分別電性連接；以及閘極絕緣層，使所述半導體層與所述閘極電極絕緣，所述場效電晶體中，所述源極電極與所述配線的連接部形成連續相，且所述汲極電極與所述配線的連接部形成連續相，構成所述連續相的部分至少包含導電性成分與有機成分，所述配線於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值較所述源極電極及所述汲極電極於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值而言更高。
  2. 如請求項1所述的場效電晶體，其中所述源極電極及所述汲極電極的平均厚度比所述配線的平均厚度薄10%以上。
  3. 如請求項1或請求項2所述的場效電晶體，其中所述源極電極及所述汲極電極的算術表面粗糙度較所述配線的算術表面粗糙度更大。
  4. 如請求項1或請求項2所述的場效電晶體，其中所述配線於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值較所述源極電極及所述汲極電極於波長600nm以上且900nm以下的區域的光反射率的累計值高5%以上。
  5. 如請求項1或請求項2所述的場效電晶體，其中所述閘極電極的厚度為30nm以上且500nm以下。
  6. 如請求項1或請求項2所述的場效電晶體，其中所述源極電極及所述汲極電極的厚度為所述閘極電極的厚度的5倍以上且50倍以下的範圍。
  7. 如請求項1或請求項2所述的場效電晶體，其中所述半導體層含有碳奈米管。
  8. 如請求項1或請求項2所述的場效電晶體，其中所述半導體層包含於表面的至少一部分附著有共軛系聚合體的碳奈米管複合體。
  9. 如請求項1或請求項2所述的場效電晶體，其中構成所述連續相的部分的表面中的所述源極電極及所述汲極電極中的所述導電性成分的元素組成比率為25%以下，且與構成所述連續相的部分的表面中的所述配線中的所述導電性成分的元素組成比率相比，構成所述連續相的部分的表面中的所述源極電極及所述汲極電極中的所述導電性成分的元素組成比率更高。
  10. 一種場效電晶體的製造方法，其是如請求項1至請求項9中任一項所述的場效電晶體的製造方法，包括：於基板的表面上形成閘極電極的步驟；於所述閘極電極上形成閘極絕緣層的步驟；於所述閘極絕緣層上，藉由塗佈法而形成半導體層的步驟；於所述閘極絕緣層上，藉由塗佈法而形成含有導電性粒子與感光性有機成分的導電膜的步驟；自所述基板的背面側，將光罩 及所述閘極電極作為遮罩而將所述導電膜曝光為源極電極及汲極電極的圖案的步驟；自所述基板的表面側，使用光罩而將所述導電膜曝光為配線的圖案的步驟；以及對經曝光的導電膜進行顯影而形成所述源極電極、所述汲極電極及所述配線的步驟。
  11. 如請求項10所述的場效電晶體的製造方法，其中自所述背面側進行曝光的步驟中的曝光量為自所述表面側進行曝光的步驟中的曝光量的一半以下。
  12. 一種無線通信裝置，至少具有如請求項1至請求項9中任一項所述的場效電晶體與天線。
TW109104975A 2019-02-21 2020-02-17 場效電晶體、其製造方法以及使用其的無線通信裝置 TWI801716B (zh)

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