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特許7116962有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法および電極形成装置ならびに有機薄膜トランジスタの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-03
(45)【発行日】2022-08-12
(54)【発明の名称】有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法および電極形成装置ならびに有機薄膜トランジスタの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/336 20060101AFI20220804BHJP
H01L 29/786 20060101ALI20220804BHJP
H01L 51/05 20060101ALI20220804BHJP
H01L 51/40 20060101ALI20220804BHJP
H01L 21/28 20060101ALI20220804BHJP
H01L 29/417 20060101ALI20220804BHJP
【ＦＩ】
H01L29/78 616K
H01L29/78 618B
H01L29/78 626C
H01L29/28 100A
H01L29/28 370
H01L21/28 301B
H01L21/28 Z
H01L29/50 M
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020516215
(86)(22)【出願日】2019-04-11
(86)【国際出願番号】 JP2019015802
(87)【国際公開番号】W WO2019208241
(87)【国際公開日】2019-10-31
【審査請求日】2020-10-22
(31)【優先権主張番号】P 2018083277
(32)【優先日】2018-04-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(73)【特許権者】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(74)【代理人】
【識別番号】100105935
【弁理士】
【氏名又は名称】振角 正一
(74)【代理人】
【識別番号】100136836
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 一正
(72)【発明者】
【氏名】陶山 武史
(72)【発明者】
【氏名】芝藤 弥生
(72)【発明者】
【氏名】木村 知玄
(72)【発明者】
【氏名】関谷 毅
(72)【発明者】
【氏名】植村 隆文
【審査官】岩本 勉
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－１６３４１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／００３００６７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１３－５３４７２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２１８２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８８１３２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３３６
Ｈ０１Ｌ ２９／７８６
Ｈ０１Ｌ ５１／０５
Ｈ０１Ｌ ５１／４０
Ｈ０１Ｌ ２１／２８
Ｈ０１Ｌ ２９／４１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気絶縁性の樹脂材料により形成されたベース層の表面に電極を形成する、有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法であって、前記ベース層を準備する工程と、
前記ベース層を構成する前記樹脂材料を軟化させる溶剤と電極材料とを含む塗布液を、前記ベース層の表面に電極形状に応じたパターンで塗布する工程と、
未固化の前記塗布液を前記ベース層に対し押圧する工程と、
前記溶剤を揮発させ前記塗布液を固化させて、前記電極を形成する工程と
を備える有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法。
【請求項2】
前記溶剤は、前記樹脂材料を膨潤させまたは溶解する有機溶媒である請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法。
【請求項3】
前記ベース層は、基板に前記樹脂材料またはその原料物質を含む液体を塗布し固化させることにより形成される請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法。
【請求項4】
前記樹脂材料がポリウレタンであり、前記溶剤が高沸点溶剤である請求項１ないし３のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法。
【請求項5】
前記電極形状に応じてパターニングされた前記塗布液のパターンを担持体に担持させ、前記担持体を前記ベース層に押し当てることで、前記ベース層へ前記塗布液を転写しつつ押圧を行う、請求項１ないし４のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法。
【請求項6】
前記担持体のパターン担持面が平坦であり、前記パターン担持面を前記ベース層の被塗布面に近接対向させまたは密着させて、前記担持体の前記パターン担持面とは反対側の面を、または前記ベース層の前記被塗布面とは反対側の面を、ローラで押圧する請求項５に記載の有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法。
【請求項7】
前記ベース層の厚さが前記電極の厚さよりも大きい請求項１ないし６のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法。
【請求項8】
請求項１ないし７のいずれかに記載の電極形成方法により、前記ベース層に前記電極を形成する工程と、前記ベース層の表面に、前記電極を覆う有機半導体層を形成する工程と
を備える有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項9】
前記電極の形成後、前記電極の表面を改質するためのウェット処理を実行する工程を備える請求項８に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項10】
電気絶縁性の樹脂材料により形成されたベース層の表面に電極を形成する、有機薄膜トランジスタ用の電極形成装置であって、前記ベース層を有する基板を保持する基板保持部と、
前記ベース層を構成する前記樹脂材料を軟化させる溶剤と電極材料とを含む塗布液が電極形状に応じてパターニングされたパターンを担持する平板状の担持体を、パターン担持面を前記ベース層の被塗布面に近接対向させて保持する担持体保持部と、
前記担持体の前記パターン担持面とは反対側の面、または前記基板の前記被塗布面とは反対側の面を押圧しながら前記基板に沿って移動するローラ状の押圧部材と
を備える有機薄膜トランジスタ用の電極形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、有機薄膜トランジスタの製造に好適な電極の製造技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば表示装置やタッチパネル装置等を製造する目的で、ガラス基板や樹脂基板等の基板の表面に薄膜トランジスタなどの薄膜半導体素子を形成する技術が研究されている。特に近年では、性能や生産技術の向上が著しく、また材料によっては印刷技術を利用したデバイス作成が可能であるとの観点から、薄膜半導体素子の材料として有機半導体が注目されている。
【0003】
例えば特許文献１には、ガラス基板、半導体基板、樹脂基板等の基板の表面に有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタを形成する技術が記載されている。この技術においては、基板に形成された電極を覆うように有機半導体層を形成する場合に、電極端部における基板との段差が電気抵抗の増大を招くという問題を解決するため、次のような製造方法が用いられている。すなわち、この技術では、絶縁性ポリマー層が軟化した状態で電極材料が絶縁性ポリマー層に積層され、加圧によってポリマー層と電極層とが平坦化された後、ポリマー層が硬化される。これにより、電極はポリマー層に埋め込まれた状態となって基板との段差のない電極が実現される。
【0004】
特許文献１には、軟化したポリマー層を実現する方法として、架橋前のポリマー前駆体、硬化処理前のポリマー、または加熱による軟化等を使用可能であることが記載されている。また電極を形成する方法としては、フォトリソグラフ法、リフトオフ法、エッチング、レーザーアブレーションの他、インクジェット印刷やスクリーン印刷等の印刷技術を用いて導電性インクによるパターニングを行う方法等が列記されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００８－１４７３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記従来技術では、ポリマー層（樹脂層）が軟化した状態で電極形成を行う必要がある。しかしながら、工程間での搬送、電極材料の積層、加圧による平坦化等の処理が、ポリマー層（樹脂層）が軟化した状態を維持したまま行われることが必要となる。このことから、実際に適用可能な製造プロセスは限定されると考えられ、また軟化したポリマー層を有する基板の取り扱いにも特別な注意が必要となる。このため、上記従来技術は、実用性および製造コストの点で改良の余地が残されている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、周囲との段差のない電極を、より簡単な製造プロセスで形成することのできる技術を提供することを目的とする。
【0008】
この発明の一の態様は、電気絶縁性の樹脂材料により形成されたベース層の表面に電極を形成する、有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法であって、上記目的を達成するため、前記ベース層を準備する工程と、前記ベース層を構成する前記樹脂材料を軟化させる溶剤と電極材料とを含む塗布液を、前記ベース層の表面に電極形状に応じたパターンで塗布する工程と、未固化の前記塗布液を前記ベース層に対し押圧する工程と、前記溶剤を揮発させ前記塗布液を固化させて、前記電極を形成する工程とを備えている。
【0009】
このように構成された発明では、ベース層に塗布される塗布液が、ベース層を構成する樹脂材料を軟化させる溶剤を含んでいる。このため、事前にベース層を軟化させておく必要はない。つまり、塗布液が塗布される時点でベース層は一定の硬度を有するものであってよい。したがって、電極材料を含む塗布液の塗布については種々の塗布方法を適用することが可能である。そして、溶剤により軟化したベース層に対し、未固化の塗布液を押圧することにより塗布液がベース層の内部に浸透する。この状態で塗布液が固化することにより、ベース層との間の段差が解消された電極を形成することができる。なお、以下では、本発明に係る「有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法」を単に「電極形成方法」と、また「有機薄膜トランジスタ用の電極形成装置」を単に「電極形成装置」と、それぞれ略称することがある。
【0010】
このように、本発明の電極形成方法によれば、塗布液の溶剤としてベース層を軟化させる性質を有するものを使用したことで、塗布液を塗布するプロセス自体がベース層を軟化させるプロセスとなっている。このため、一定の硬度を有するベース層に塗布液を塗布しそれを押圧するという比較的簡素な製造プロセスによって、ベース層に埋め込まれた、つまりベース層との境界において段差のない電極を実現することが可能となっている。また、ベース層のうち軟化するのは塗布液が塗布されて溶剤に触れる部分、つまり電極が形成されるべき部分のみに限定される。このため、ベース層の他の部分に表面形状の乱れや電気絶縁性の低下などの影響を及ぼすことがなく、また形成される電極の形状の崩れも抑制される。
【0011】
また、この発明に係る有機薄膜トランジスタの製造方法の一の態様は、上記目的を達成するため、上記の電極形成方法により前記ベース層に前記電極を形成する工程と、前記ベース層の表面に、前記電極を覆う有機半導体層を形成する工程とを備えている。このように構成された発明では、ベース層と電極との間で段差のない状態でこれらを覆うように有機半導体層が形成されるので、段差に起因する有機半導体の結晶性の乱れを抑制することができる。そのため、このような結晶性の乱れに起因する半導体の電気的特性の低下を抑えて、性能の良好な有機薄膜トランジスタを製造することが可能となる。
【0012】
また、この発明の他の一の態様は、電気絶縁性の樹脂材料により形成されたベース層の表面に電極を形成する、有機薄膜トランジスタ用の電極形成装置であって、上記目的を達成するため、前記ベース層を有する基板を保持する基板保持部と、前記ベース層を構成する前記樹脂材料を軟化させる溶剤と電極材料とを含む塗布液が電極形状に応じてパターニングされたパターンを担持する平板状の担持体を、パターン担持面を前記ベース層の被塗布面に近接対向させて保持する担持体保持部と、前記担持体の前記パターン担持面とは反対側の面、または前記基板の前記被塗布面とは反対側の面を押圧しながら前記基板に沿って移動するローラ状の押圧部材とを備えている。
【0013】
このように構成された発明では、ベース層を軟化させる溶剤を含む塗布液がパターニングされた担持体をベース層に密着させることで、塗布液をベース層に塗布することができる。そして、ローラ状の押圧部材による加圧が軟化したベース層に塗布液を浸透させることで、ベース層に埋め込まれた電極を形成することができる。すなわち、上記構成の電極形成装置は、本発明に係る電極形成方法を実行するのに好適なものとなっている。
【発明の効果】
【0016】
上記のように、本発明によれば、塗布液の溶剤としてベース層を軟化させる性質を有するものを使用する。こうすることにより、一定の硬度を有するベース層に塗布液を塗布しそれを押圧するという比較的簡素な製造プロセスによって、ベース層との境界において段差のない電極を実現することが可能である。
【0017】
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、添付図面を参照しながら次の詳細な説明を読めば、より完全に明らかとなるであろう。ただし、図面は専ら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】半導体素子の製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図2A】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図2B】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図2C】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図2D】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図3A】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図3B】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図3C】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図3D】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図3E】各製造工程における半導体素子の構造を示す図である。
【図4A】転写処理工程における電極の埋め込みを説明する模式図である。
【図4B】転写処理工程における電極の埋め込みを説明する模式図である。
【図4C】転写処理工程における電極の埋め込みを説明する模式図である。
【図5A】試作した有機薄膜トランジスタの構造を例示する図である。
【図5B】試作した有機薄膜トランジスタの構造を例示する図である。
【図6A】試作した有機薄膜トランジスタの構造を例示する図である。
【図6B】試作した有機薄膜トランジスタの構造を例示する図である。
【図7A】試作した有機薄膜トランジスタの電気的特性の例を示す図である。
【図7B】比較例のトランジスタの断面構造を模式的に示す図である。
【図8A】電極形成処理の過程を示す図である。
【図8B】電極形成処理の過程を示す図である。
【図8C】電極形成処理の過程を示す図である。
【図8D】電極形成処理の過程を示す図である。
【図9A】パターニング工程を示す模式図である。
【図9B】転写工程を示す模式図である。
【図10】電極形成処理の他の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図１は本発明に係る電極形成方法を含む半導体素子の製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。また、図２Ａないし図２Ｄおよび図３Ａないし図３Ｅは、この製造方法により製造される半導体素子の各工程における構造を示す図である。この製造方法は、例えば半導体基板、ガラス基板、樹脂基板等の種々の平板状の基板に半導体素子を形成するために用いることができる。以下、基板Ｓとしての例えばガラス板またはポリイミド製シートの表面に、半導体素子の一例としての有機薄膜トランジスタを形成する場合の処理について詳しく説明する。しかしながら、これ以外にも種々の半導体素子の形成のために下記の方法および装置を用いることができる。
【0020】
以下の説明では、基板Ｓに対し各種の機能層が積層されてなる構造体を、各工程における処理対象物たる「ワーク」と称し、符号Ｗｋを付す。このような構造体の構造は製造工程の進行に伴って順次変化するが、それらのいずれについてもワークＷｋと称するものとする。また、以下のワーク断面図においては構造上の特徴を明示するため、各層の寸法や相対的な厚さは実際のものと必ずしも一致しない。
【0021】
最初に、処理対象となる基板が適宜の洗浄剤により洗浄され（ステップＳ１０１）、基板表面が清浄化される。そして、図２Ａに示すように、基板Ｓの一方表面Ｓａにベース層Ｂとなる樹脂層が形成される（ステップＳ１０２）。ベース層Ｂについては、例えば硬化状態で電気絶縁性を示す樹脂（例えば各種のポリマー樹脂）の材料を含む溶液を、例えばスピンコート法によって基板表面Ｓａに一様に塗布することにより形成することができる。なお、これに限定されず、一様な層を形成することのできる任意の形成方法を用いてベース層Ｂを形成することが可能である。
【0022】
ベース層Ｂの材料を含む溶液を基板Ｓに塗布する方法が用いられる場合、形成された塗膜を乾燥硬化させるため、塗布後に焼成処理が行われる（ステップＳ１０３）。これにより塗膜が硬化して、基板表面Ｓａに密着したベース層Ｂが形成される。また、硬化したベース層Ｂの表面に、新たな層を形成することが可能となる。ベース層Ｂは、基板Ｓ表面を均一かつ安定した絶縁層で被覆するとともに、後工程で形成される各層の形状を安定的に維持する機能を有する。特に、ベース層Ｂがプライマー層として機能することで、基板Ｓに対する電極の密着性を向上させ、後述するウェット処理において電極の崩れや剥落を効果的に防止することが可能である。
【0023】
ベース層Ｂを構成するポリマー樹脂材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエステル、ポリエチレン等を用いることができる。この場合、ポリマーを硬化させるための焼成処理は、例えば１２０℃、３０分程度の条件で行うことができる。例えば、所定の焼成温度に温度調整されたオーブン等の加熱炉内でワークＷｋを所定時間保持することにより、焼成処理を実行可能である。このような低い焼成温度で硬化するポリマー材料を採用することで、耐熱性の高くない樹脂材料も基板として用いることが可能となる。ワークＷｋは加熱炉内に静置されてもよく、また加熱炉内で搬送されつつ加熱される態様でもよい。
【0024】
こうして形成されたベース層Ｂの表面に、有機半導体薄膜トランジスタを構成するソース電極およびドレイン電極が形成される（ステップＳ１０４）。これらの電極の形成方法については種々の方法を採用可能である。ここではその一例として、予め形成された電極パターンをベース層Ｂに転写することで電極を形成する、印刷技術を応用した方法について説明する。
【0025】
図２Ｂに示すように、金属粒子（例えば銀）等の導電性材料および溶剤を含む導電性インクにより形成された電極パターンＰＴが、ガラス板、樹脂板等で形成されたブランケットＢＬの表面に予め形成される。この例では、ブランケットＢＬのパターン担持面（図における下面）に、互いに離隔した２つの電極パターンＰＴが担持されている。これら２つの電極パターンＰＴは、最終的にそれぞれソース電極およびドレイン電極となって機能する。
【0026】
ブランケットＢＬは、パターン担持面をベース層Ｂの表面に向けた状態でワークＷｋに近接対向配置される。この状態から、図２Ｃに示すように、パターン担持面とは反対側のブランケットＢＬ表面にローラ部材ＲＬが当接される。ローラ部材ＲＬがブランケットＢＬをワークＷＫ側へ押しやりながらブランケットＢＬ表面に沿って転動する。これにより、ブランケットＢＬに担持された電極パターンＰＴがベース層Ｂに押し付けられ、最終的にベース層Ｂの表面に転写される。ローラ部材ＲＬによるブランケットＢＬに対する押圧力としては、例えば０．０５Ｎ／ｍｍ2ないし０．３Ｎ／ｍｍ2とすることができる。転写時の転写後のブランケットＢＬは、ワークＷｋ近傍から搬出される。
【0027】
転写された電極パターンＰＴの導電性を得るために、転写後のワークＷｋに対し焼成処理が行われる（ステップＳ１０５）。このときの焼成条件としては、例えば１２０℃、３０分とすることができるが、ステップＳ１０３における焼成処理と同一条件とすることは必須ではない。この時点でのワークＷｋは、図２Ｄに示すように、転写された電極パターンが硬化することにより形成されるソース電極Ｅｓおよびドレイン電極Ｅｄが、ベース層Ｂの内部に埋め込まれた状態となっている。このような埋め込みが生じる原理については後述する。
【0028】
次に、形成された電極の表面を改質するための処理として、電極表面に自己組織化単分子膜（Self-Assembled Monolayer；ＳＡＭ）を形成するＳＡＭ処理が実行される（ステップＳ１０６）。ＳＡＭ処理の原理および方法は公知であるので、ここではウェット処理によりＳＡＭ膜を形成する方法の一例を簡単に説明する。イソプロプルアルコール（Isopropyl alcohol；ＩＰＡ）に濃度０．０１Ｍ程度のペンタフルオロベンゼンチオール（Pentafluorobenzenethiol；ＰＦＢＴ）を溶解させた溶液にワークＷｋを少なくとも２分浸漬する。その後にＩＰＡでリンスし乾燥させることにより、ＰＦＢＴによるＳＡＭ膜を形成することが可能である。このようなＳＡＭ膜を電極表面に形成することで、この後に積層される有機半導体層と電極との間の電気的接触を低抵抗かつ安定したものとすることができる。ＳＡＭ処理後のワークＷｋでは、図３Ａに示すように、ワークＷｋのうち電極Ｅｓ，Ｅｄの露出した表面にＰＦＢＴによる単分子膜Ｍが形成された状態となっている。
【0029】
次に、こうして電極Ｅｓ，Ｅｄが形成されたワークＷｋの表面を覆うように、有機半導体層が積層される（ステップＳ１０７）。有機半導体層は、例えば公知の真空蒸着法を用いて成膜することができる。この時点でのワークＷｋは、図３Ｂに示すように、電極Ｅｓ，Ｅｄを覆う単分子膜Ｍと露出したベース層Ｂの表面とが、有機半導体層Ｓｃにより連続的に覆われた状態となっている。
【0030】
次に、有機半導体膜Ｓｃの表面を覆うゲート絶縁層が形成される（ステップＳ１０８）。ゲート絶縁層は、例えば、電気絶縁性を有する材料を、公知の化学的気相成長法（Chemical Vapor Deposition；ＣＶＤ）を用いて有機半導体膜Ｓｃの表面に堆積させて成膜することにより、形成することができる。この時点でのワークＷｋは、図３Ｃに示すように、有機半導体層Ｓｃの表面全体が連続的なゲート絶縁層Ｉｇにより覆われた状態となっている。
【0031】
次に、ゲート絶縁層Ｉｇの表面にゲート電極が形成される（ステップＳ１０９）。例えば、ソース電極Ｅｓ、ドレイン電極Ｅｄの形成と同様の技術でゲート電極を形成することが可能である。すなわち、図３Ｄに示すように、ゲート電極となる電極パターンＰＴを担持するブランケットＢＬをワークＷｋに近接配置し、ローラ部材ＲＬ（図２Ｃ）によりブランケットＢＬを押圧することで、電極パターンＰＴをゲート絶縁層Ｉｇの表面に転写する。これを焼成処理することで（ステップＳ１１０）、図３Ｅに示すように、ゲート絶縁層Ｉｇの表面にゲート電極Ｅｇが形成される。
【0032】
この場合の転写処理および焼成処理における処理条件についても、ソース電極Ｅｓおよびドレイン電極Ｅｄ形成時の処理条件と同等とすることができる。例えば、転写処理時のローラ部材ＲＬの押圧力を０．０５Ｎ／ｍｍ2ないし０．３Ｎ／ｍｍ2、焼成処理温度を１２０℃、焼成時間を３０分とすることができる。
【0033】
図示を省略しているが、この他に、各電極を配線による接続する工程や、形成された素子の表面を覆う保護層を形成する工程等の追加工程が適宜付加されることにより、有機薄膜トランジスタＴｒを含む電子デバイスが完成する。
【0034】
以上の一連の処理により、基板Ｓ、ベース層Ｂ、ソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄ、有機半導体層Ｓｃ、単分子膜Ｍ、ゲート絶縁層Ｉｇ、ゲート電極Ｅｇがこの順番で積層された構造体を形成することができる。このうち、ソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄ、有機半導体層Ｓｃ、ゲート絶縁層Ｉｇ、ゲート電極Ｅｇが一体として有機薄膜トランジスタＴｒとして機能する。基板Ｓおよびベース層Ｂは、有機薄膜トランジスタＴｒを支持する基材として機能する。なお、実際の製造工程においては、上記した構造の有機薄膜トランジスタＴｒが、１つの基板Ｓに多数並んだ状態で同時に形成される。
【0035】
各層の厚さの一例を示すが、これらの数値に限定されるものではない。ベース層Ｂの厚さは、例えば１００ｎｍである。また、ソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄの厚さは例えば７０ｎｍである。また、有機半導体層Ｓｃの厚さは３０ｎｍである。また、ソース電極Ｅｓとドレイン電極Ｅｄとの距離、つまりチャネル長は例えば５０μｍである。また、ゲート絶縁層Ｉｇおよびゲート電極Ｅｇの厚さは、それぞれ例えば１００ｎｍ、２００ｎｍである。
【0036】
なお、ベース層Ｂへのソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄの埋め込みを確実に行わせるために、ベース層Ｂの厚さがブランケットＢＬ上における電極パターンＰＴの厚さよりも大きくなるように、各層の厚さが設定されてもよい。
【0037】
有機薄膜トランジスタＴｒにおいて良好な電気的特性を得るための１つの条件として、有機半導体層Ｓｃの結晶性が良好であることが挙げられる。すなわち、有機半導体層Ｓｃが結晶粒界の多い多結晶性のものであるとき、有機半導体層Ｓｃ内におけるキャリア移動度が低いことで有機薄膜トランジスタＴｒの性能が制限される。高いキャリア移動度を得るために、有機半導体層Ｓｃは単結晶に近い良好な結晶性を有することが求められる。
【0038】
ソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄが形成されたワークＷｋに結晶性の良好な有機半導体層Ｓｃを形成するために、ワークＷｋ表面におけるソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄとその周囲のベース層Ｂとの間で、段差が少なく平滑な表面となっていることが望ましい。図２Ｄに示すように、ベース層Ｂにソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄが埋め込まれた構造は、このような要求に応えることのできるものである。以下、本実施形態においてこのような埋め込み構造を実現するための構成について説明する。
【0039】
図４Ａないし図４Ｃは転写処理工程における電極の埋め込みを説明する模式図である。先に説明したように、ベース層Ｂへのソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄの形成は、電極材料および溶剤を含む導電性インクにより形成されたパターンＰＴをベース層Ｂに転写することによりなされる。導電性インクに含まれる溶剤は、ベース層Ｂを構成する硬化後のポリマー樹脂を軟化させる性質を有するものが用いられる。具体的には、ポリマー樹脂を膨潤させまたは溶解させるような性質を有する溶剤が用いられる。例えばベース層Ｂを構成するポリマーがポリウレタンである場合、溶剤としてはこれを軟化させる有機溶媒、特に反転印刷用導電性インクに用いられる高沸点溶媒、具体的には例えばブチルカルビトール、ヘキシルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、２‐エチル‐１，３‐ヘキサンジオール、２，４‐ジエチル‐１，５‐ペンタンジオール、１，３‐ブチレングリコール、オクタンジオールを用いることができる。
【0040】
図４Ａに示すように、ブランケットＢＬに担持された電極パターンＰＴがベース層Ｂの表面に触れたとき、電極パターンＰＴに含まれる溶剤成分がベース層Ｂに浸透する。これにより、ベース層Ｂの上部に溶剤により膨潤または溶解し軟化した領域（軟化領域）ＳＲが生じる。この状態で、図４Ｂに示すように、ローラ部材ＲＬによる押圧力が加えられると、電極パターンＰＴが軟化領域ＳＲの内部に向けて押し込まれることになる。その結果、図４Ｃに示すように、電極パターンＰＴがベース層Ｂに埋め込まれた構造が実現される。また、電極パターンＰＴの表面がベース層Ｂに押し付けられることで、電極パターンＰＴと周囲のベース層Ｂとの界面に段差が生じることが抑制される。
【0041】
つまり、この製造方法においては、電極パターンＰＴをベース層Ｂに転写するプロセスそのものが、電極パターンＰＴをベース層Ｂに埋め込むプロセスにもなっている。このため、転写前のベース層Ｂの下処理や、転写後の後加工等によって電極パターンＰＴの埋め込みを行う必要がない。
【0042】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂは試作した有機薄膜トランジスタの構造を例示する図である。より具体的には、図５Ａは、上記製造方法によって製造された有機薄膜トランジスタの断面構造の一例を示す顕微鏡（ＴＥＭ）写真であり、図５Ｂはそのうちドレイン電極の形状を模式的に示す図である。また、図６Ａは、上記製造方法によって製造された有機薄膜トランジスタの断面構造の他の一例を示す顕微鏡写真であり、図６Ｂはそのうちドレイン電極の形状を模式的に示す図である。なおソース電極の形状も基本的に同じである。
【0043】
図５Ａおよび図５Ｂに示す事例では、ドレイン電極Ｅｄの厚みが概ね一定に保たれたまま、その端部がベース層Ｂに埋め込まれた形状となっている。一方、図６Ａおよび図６Ｂに示す事例では、ドレイン電極Ｅｄがその端部において厚みが次第に減少する態様でベース層Ｂに埋め込まれている。このように複数個体の間で電極の断面形状には幾分ばらつきが見られるが、いずれの事例においても、ドレイン電極Ｅｄはベース層Ｂの表面から緩やかに盛り上がるような表面形状となっており、有機半導体層Ｓｃとの界面は段差のない滑らかな曲面となっている。このため、顕著な段差に起因する有機半導体層Ｓｃの結晶性の乱れを抑えて、有機薄膜トランジスタＴｒの性能を良好なものとすることが可能である。
【0044】
なお、ゲート電極Ｅｇの形成に際し、電極パターンＰＴがゲート絶縁層Ｉｇに埋め込まれることは、電気的特性に影響を与えないため必要ではない。したがって、ゲート電極Ｅｇの形成工程においては電極パターンＰＴに含まれる溶剤成分とゲート絶縁層Ｉｇの材料との間に特別の関係は必要とされない。むしろ、絶縁性を担保するとの観点からは、ゲート絶縁層Ｉｇは溶剤に対し変化を示さない材料で形成されることが好ましい。
【0045】
図７Ａおよび図７Ｂは試作した有機薄膜トランジスタの電気的特性の例を示す図である。より具体的には、図７Ａは試作した有機薄膜トランジスタおよび比較例における電気的特性の実測例を示すグラフである。また、図７Ｂは比較例のトランジスタの断面構造を模式的に示す図である。なお、構造の対比を容易にするため、図７Ｂでは、図３Ｅに示すトランジスタＴｒの各構成と同一の機能を有する構成に同一の符号を付している。
【0046】
本実施形態の製造方法により製造される有機薄膜トランジスタＴｒは、図３Ｅに示すように、ソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄが層間に配置されゲート電極Ｅｇが素子表面に現れる、いわゆるトップゲート型のトランジスタである。一方、比較例として図７Ｂに示すトランジスタは、ゲート電極Ｅｇが層間に配置されソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄが素子表面に現れる、いわゆるボトムゲート型のトランジスタである。比較例においては、ガラス基板Ｓにクロム（膜厚３ｎｍ）および金（膜厚５０ｎｍ）を積層したゲート電極Ｅｇ、ＣＶＤ法による膜厚１００ｎｍのゲート絶縁層Ｉｇ、真空蒸着法による膜厚３０ｎｍの有機半導体層Ｓｃ、金の真空蒸着によるソースおよびドレイン電極Ｅｓ，Ｅｄ（膜厚５０ｎｍ、チャネル長５０μｍ）が順に積層されている。
【0047】
薄膜トランジスタでは半導体層のうちソース電極とドレイン電極とを接続する部分が電流の流通するチャネルとして機能する。従来のトップゲート型トランジスタでは、ソースおよびドレイン電極の周囲での有機半導体層の結晶性の乱れに起因して、ソース電極とドレイン電極とを電気的に接続するチャネル部分における有機半導体のキャリア移動度が小さい。このため、有機半導体層を平坦な層とすることができるボトムゲート型トランジスタに比べて電気的特性が劣る傾向がある。
【0048】
しかしながら、図７Ａに示すように、本実施形態により製造されるトップゲート型トランジスタは、比較例のボトムゲート型トランジスタとほぼ同等の電気的特性を有するものとなった。より具体的には、ドレイン電圧が（－５）Ｖの測定条件において、本実施形態により製造されるトランジスタと比較例のトランジスタとの間で、飽和領域でのキャリア移動度（電界効果移動度）および最大ドレイン電流を比較した。その結果は、
・本実施形態：
電界効果移動度 ０．２８３［ｃｍ2／Ｖ・ｓ］、
最大ドレイン電流 ８．２６×１０-7［Ａ］
・比較例：
電界効果移動度 ０．２９７［ｃｍ2／Ｖ・ｓ］、
最大ドレイン電流 ７．３０×１０-7［Ａ］
であった。このことから、本実施形態の製造方法により製造される有機半導体薄膜トランジスタＴｒが、比較例のボトムゲート型トランジスタとほぼ同等の電気的特性を有することがわかる。したがって有機半導体層Ｓｃが良好な結晶性を有していると言える。
・本実施形態：
電界効果移動度 ０．２８３［ｃｍ2／Ｖ・ｓ］、
最大ドレイン電流 ８．２６×１０-7［Ａ］
・比較例：
電界効果移動度 ０．２９７［ｃｍ2／Ｖ・ｓ］、
最大ドレイン電流 ７．３０×１０-7［Ａ］
であった。このことから、本実施形態の製造方法により製造される有機半導体薄膜トランジスタＴｒが、比較例のボトムゲート型トランジスタとほぼ同等の電気的特性を有することがわかる。したがって有機半導体層Ｓｃが良好な結晶性を有していると言える。
【0049】
次に、基板Ｓにベース層Ｂが形成された図２Ａに示すワークＷｋ、あるいはゲート絶縁層Ｉｇが形成された図３Ｃに示すワークＷｋに電極パターンＰＴを転写し電極を形成する方法につき、さらに詳しく説明する。前述のように、この実施形態において電極（ソース電極Ｅｓ、ドレイン電極Ｅｄ、ゲート電極Ｅｇ）は、ブランケットＢＬ表面でパターン化された導電性インクをワークＷｋに転写することにより形成される。
【0050】
このような電極形成処理は、ブランケットＢＬ上に導電性インクによる電極パターンＰＴを形成するパターニング工程と、形成された電極パターンＰＴをワークＷｋに転写する転写工程とに細分化することができる。以下に説明するように、パターニング工程と転写工程とは同一の処理装置を用いて実行することが可能である。なお、ここに説明する処理については、例えば本願出願人が先に開示した特開２０１６－２０３５１８号公報に記載された転写装置により実行することが可能である。
【0051】
図８Ａないし図８Ｄは電極形成処理の過程を示す図である。また、図９Ａおよび図９Ｂはパターニング工程および転写工程を示す模式図である。図８Ａないし図８Ｄに示す直交座標系において、ＸＹ平面が水平面を表す。また、Ｚ方向が鉛直方向を表し、より具体的には、（＋Ｚ）方向が鉛直上向き方向を表す。図８Ａないし図８Ｄを参照しながら、まずパターニング工程について説明する。
【0052】
電極形成処理を実行する転写装置１では、下面が真空吸着面となった上ステージ１１と、中央部が大きく開口する額縁形状を有する下ステージ１２とが、それぞれ水平姿勢で互いに近接対向配置されている。下ステージ１２の開口１２１の開口サイズは、上ステージ１１の平面サイズよりも大きい。開口１２１の内部には、図示しない昇降機構により個別に昇降可能に支持された複数の昇降ハンド１３が配置されている。
【0053】
また、開口１２１の（－Ｘ）側（図において左方）端部付近には、Ｙ方向に延びる円柱状または円筒状の押圧ローラ１４が配置されている。押圧ローラ１４は、支持部材１５によりＹ方向の中心軸回りに回転自在に支持されている。支持部材１５は図示しない駆動機構によりＺ方向への昇降およびＸ方向への走行が可能となっている。押圧ローラ１４は、図２Ｃに示すローラ部材ＲＬに相当する機能を有するものである。
【0054】
パターニング工程では、図８Ａに示すように、最初に、所望の電極パターンを反転させた凸パターンを有する版ＰＰが転写装置１に搬入され、上ステージ１１にセットされる。上ステージ１１は、凸パターンが形成されたパターン形成面を下向きにして版ＰＰを吸着保持する。また、予め導電性インクＩｋが一様に塗布されたブランケットＢＬが転写装置１に搬入され、下ステージ１２にセットされる。下ステージ１２は、導電性インクＩｋが塗布された面を上向きにして版ＰＰに対向させた状態で、ブランケットＢＬの周縁部を吸着保持する。
【0055】
初期状態では、各昇降ハンド１３が、その上面が下ステージ１２の上面と同じ高さとなるような高さに位置決めされることで、開放された状態のブランケットＢＬ中央部が水平姿勢に維持される。また、押圧ローラ１４は、水平方向においては版ＰＰの（－Ｘ）側端部の下方、鉛直方向においては上端がブランケットＢＬ下面から離間した状態となる位置に位置決めされる。
【0056】
この状態から、支持部材１５が押圧ローラ１４を上昇させることで、押圧ローラ１４がブランケットＢＬの下面に当接する。押圧ローラ１４がブランケットＢＬ下面に当接した後も上昇を続けることにより、図８Ｂに示すように、ブランケットＢＬが押圧ローラ１４により押し上げられ、最終的にはブランケットＢＬ上面が版ＰＰの下面に当接する。これにより、ブランケットＢＬ上面に担持されたインクＩｋが版ＰＰに密着する。さらに押圧ローラ１４がブランケットＢＬを押し上げることで、インクＩｋが所定の押圧力で版ＰＰに押し付けられる。
【0057】
この状態で支持部材１５が押圧ローラ１４を（＋Ｘ）方向に移動させることで、押圧ローラ１４がブランケットＢＬの下面に当接して従動回転しながら（＋Ｘ）方向へ走行する。これにより、インクＩｋを介してブランケットＢＬと版ＰＰとが密着する領域がＸ方向に広がってゆく。このとき、複数の昇降ハンド１３のそれぞれは、図８Ｃに示すように、走行する押圧ローラ１４との干渉を避けるために、支持部材１５の移動に伴って順次下降する。
【0058】
図８Ｄに示すように、押圧ローラ１４が版ＰＰの（＋Ｘ）側端部直下の終了位置に到達すると、版ＰＰ全体がブランケットＢＬに当接した状態となる。この状態で版ＰＰとブランケットＢＬとが剥離されると、ブランケットＢＬに一様塗布されたインクＩｋのうち凸パターンに対応する部分が版ＰＰに移行し、他の部分がブランケットＢＬ上に残留する。こうすることで、インクＩｋが凸パターンによりパターニングされ、当該凸パターンの反転パターンが電極パターンＰＴとしてブランケットＢＬに転写される。図９ＡはブランケットＢＬに塗布されたインクＩｋが版ＰＰによりパターニングされ電極パターンＰＴが形成される過程を模式的に示した図である。
【0059】
一方、こうしてブランケットＢＬに形成された電極パターンＰＴをワークＷｋに転写する転写工程は、上記処理における版ＰＰをワークＷｋに、インクＩｋを電極パターンＰＴに読み替えることで説明可能である。すなわち、電極パターンＰＴが担持されたブランケットＢＬが下ステージ１２により、該パターンを転写されるワークＷｋが上ステージ１１により、それぞれ保持される（図８Ａ）。
【0060】
そして、押圧ローラ１４がブランケットＢＬを所定の押圧力でワークＷｋに押し付けながらＸ方向に走行することで（図８Ｂないし図８Ｄ）、ブランケットＢＬとワークＷｋとが電極パターンＰＴを介して密着する。ワークＷｋとブランケットＢＬとを剥離させると、ブランケットＢＬ上の電極パターンＰＴがワークＷｋに転写される。
【0061】
図９Ｂは、基板Ｓにベース層Ｂが形成されてなるワークＷｋに電極パターンＰＴが転写される過程（図１のステップＳ１０４）を模式的に示した図である。ベース層Ｂは事前の焼成処理により既に硬化した状態となっている。このため、押圧ローラ１４からの押圧力によってベース層Ｂが塑性変形することはない。一方、電極パターンＰＴは未乾燥の状態であり溶剤成分を多く含んでいる。このため、電極パターンＰＴと接するベース層Ｂが溶解または膨潤することで軟化し、電極パターンＰＴがベース層Ｂに強く押し付けられることでベース層Ｂに埋め込まれる。
【0062】
なお、上記の電極形成処理は、いずれも平板形状を有するブランケットＢＬとワークＷｋとを密着させた後剥離することで電極パターンＰＴをブランケットＢＬからワークＷｋに転写させる、平行平板印刷技術を応用したものである。しかしながら、ワークＷｋに電極パターンＰＴを形成する方法はこれに限定されず、例えば以下に例示するように種々の方法を適用することが可能である。
【0063】
図１０は電極形成処理の他の態様を示す図である。この態様に用いられる転写装置２では、円筒状のブランケット胴２１の表面にブランケット２２が巻回されている。また、電極パターンＰＴは凹版２３上でパターニングされている。ブランケット胴２１を所定速度で回転させつつ、凹版２３がブランケット２２と当接しながら移動することにより、凹版２３でパターニングされた電極パターンＰＴがブランケット２２に転写される。続いて、ステージ２４に載置されたワークＷｋをブランケットＢＬに当接させながらステージ２４が移動することにより、ブランケットＢＬ上の電極パターンＰＴがワークＷｋに転写される。電極パターンＰＴに含まれる溶剤成分がワークＷｋのベース層Ｂを溶解または膨潤させることにより、電極パターンＰＴはベース層Ｂに埋め込まれる。この方法はオフセット凹版印刷技術に相当するものである。このような方法によっても、ワークＷｋに電極を形成することが可能である。
【0064】
また、平板または円筒状のブランケット上でのパターン形成が他の方法により実行されてもよい。例えば、スクリーン印刷法、インクジェット法等の印刷技術を用いて導電性インクをブランケット表面に部分的に着液させることによって、電極パターンが形成されてもよい。ワークＷｋに電極パターンＰＴを転写するという目的においては、これらの印刷技術によりワークＷｋ表面に直接インクを着液させることも考えられる。しかしながら、インクをワークＷｋに接触させつつ加圧することで電極パターンＰＴをベース層Ｂに埋め込むという目的に合致するものではない。
【0065】
ただし、これらの印刷技術によりワークＷｋ表面にインクを着液させた後、別途押圧のための工程を追加することにより、同様の効果を得ることは可能である。そのような方法と比較したとき、パターン転写と押圧とを同時に実行することができるという点で、上記実施形態は特に有効である。
【0066】
以上のように、この実施形態では、半導体素子（有機薄膜トランジスタ）中において有機半導体層の形成に先立つ電極の形成に際し、有機半導体層と接する界面における顕著な段差を生じさせないようにするために、次のような方法が採られている。すなわち、電極の形成に先立ち、基板Ｓに絶縁性樹脂材料によるベース層Ｂが形成される。そして、ベース層Ｂの表面に、電極材料および溶剤を含むインクが定められたパターンに応じて部分的に塗布される。ここで、溶剤はベース層を構成する樹脂材料を軟化させる性質を有するものとされる。
【0067】
ベース層Ｂ表面に形成された電極パターンＰＴが未固化の状態で押圧を受けることにより、溶剤により軟化したベース層Ｂの内部に浸透する。このため、電極パターンＰＴを固化させることにより形成される電極は、ベース層Ｂに埋め込まれた状態となる。その結果、こうして形成される半導体素子において、ベース層Ｂに積層された電極の表面とベース層の露出表面とが滑らかな曲面を構成することとなる。これにより、両表面の境界において顕著な段差が生じることが回避される。
【0068】
したがって、これらを覆うように形成される有機半導体層も平滑な表面を有することとなる。そのため、段差によって生じる結晶性の乱れに起因する有機半導体層の電気的特性の低下を抑制することができる。すなわち、本実施形態の製造方法によれば、電気的特性の良好な有機薄膜トランジスタを安定的に製造することが可能である。
【0069】
また、電極パターンＰＴの転写による電極形成時にローラ部材による押圧を行っているので、パターン転写と電極の埋め込みとを同時に実現することが可能である。このため、電極形成により生じる段差を解消するための処理工程が不要であり、製造装置の設備コストおよび製造コストを大きく低減することが可能である。
【0070】
以上説明したように、上記実施形態の有機薄膜トランジスタ用電極形成方法およびこれを含む有機薄膜トランジスタの製造方法においては、導電性インクＩｋが本発明の「塗布液」に相当している。そして、ブランケットＢＬおよびローラ部材ＲＬが、それぞれ本発明の「担持体」および「ローラ」として機能している。
【0071】
また、図８Ａに示す転写装置１および図１０に示す転写装置２が本発明の「電極形成装置」として機能している。転写装置１においては、上ステージ１１が本発明の「基板保持部」として機能しており、下ステージ１２が本発明の「担持体保持部」として機能している。また、押圧ローラ１４が本発明の「押圧部材」として機能している。一方、転写装置２においては、ステージ２４が本発明の「基板保持部」として機能しており、ブランケット２２が本発明の「担持体」として機能している。そして、ブランケット胴２１は、本発明の「担持体保持部」および「押圧部材」としての機能を兼備している。
【0072】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記した実施形態は、本発明の電極形成方法を含む半導体素子（具体的には有機薄膜トランジスタ）の製造方法に関するものである。しかしながら、本発明の電極形成方法は、半導体素子の製造プロセス以外にも適用することが可能である。
【0073】
また例えば、本発明は、上記のような有機薄膜トランジスタに限定されない種々の半導体素子の製造に適用することが可能である。上記方法で製造される半導体素子はトップゲート・ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタであるが、例えばボトムゲート・トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタの製造に本発明が適用されてもよい。
【0074】
また、上記実施形態の原理説明（図２Ｃ）においては、ワークＷｋの上面に電極パターンＰＴが転写され、上方からローラ部材ＲＬによる押圧を受ける。一方、これとは逆に、具体的な転写装置１ではワークＷｋの下面に電極パターンＰＴが転写され、下方から押圧ローラ１４による押圧ローラを受ける。しかしながら、これらは技術的には等価であり、ワークＷｋに対する押圧方向は任意である。電極パターンＰＴの転写を受けるベース層Ｂは予め硬化されて流動性を有していないので、押圧方向による差異は特に生じない。
【0075】
また、上記実施形態では、基板Ｓの表面にベース層Ｂが形成されたワークＷｋに対し電極パターンＰＴが転写される。しかしながら、基板Ｓ自体が電気絶縁性を有し、かつ導電性インクの溶剤により軟化する性質のものであれば、改めてベース層を形成する必要はない。すなわちこの場合、基板Ｓ自体が本発明の「ベース層」としての機能を有することとなる。
【0076】
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る有機薄膜トランジスタ用の電極形成方法において、溶剤は、樹脂材料を膨潤させまたは溶解する有機溶媒であってよい。このような構成によれば、溶剤により膨潤または溶解したベース層に塗布液が浸透することにより、ベース層の内部に埋め込まれた電極を形成することができる。
【0077】
また例えば、ベース層は、基板に樹脂材料またはその原料物質を含む液体を塗布し固化させることにより形成されるものであってよい。このようにして既に固化した状態のベース層に塗布液が塗布されることにより、未固化のベース層への塗布とは異なり、安定した塗布が可能となる。そして、いったん固化したベース層を溶剤で軟化させることにより、電極のベース層への埋め込みを効果的に実現することができる。
【0078】
また例えば、樹脂材料がポリウレタンであり、溶剤が２，４‐ジエチル‐１，５‐ペンタンジオールであってよい。このような樹脂材料と溶剤との組み合わせにより上記した電極の埋め込みが実現可能であることが、本願発明者の実験により明らかとなっている。
【0079】
また例えば、電極形状に応じてパターニングされた塗布液のパターンを担持体に担持させ、該担持体をベース層に押し当てることで、ベース層へ塗布液を転写しつつ押圧を行う構成であってよい。このような構成によれば、ベース層に塗布液を転写するプロセス自体が塗布液を押圧するプロセスを兼ねることとなるので、これらを別工程として設ける必要がなく、製造に要する時間およびコストの短縮を図ることが可能となる。
【0080】
この場合、担持体のパターン担持面が平坦であり、パターン担持面をベース層の被塗布面に近接対向させまたは密着させて、担持体のパターン担持面とは反対側の面を、またはベース層の被塗布面とは反対側の面を、ローラで押圧する構成であってよい。このような構成によれば、担持体に担持されたパターンをベース層に押し当てることにより転写を行いつつ、同時にパターンを軟化したベース層の内部に浸透させることができる。
【0081】
また例えば、ベース層の厚さが電極の厚さよりも大きくてもよい。電極の厚さに対しベース層が薄すぎると、ベース層に対する電極の埋め込み量が限定され、結果としてベース層表面と電極表面との間の段差を解消することができない場合が生じ得る。少なくともベース層の厚さが電極の厚さよりも大きければ、この問題を回避して、確実に電極の埋め込みを実現することが可能である。
【0082】
また、本発明に係る有機薄膜トランジスタの製造方法においては、例えば、電極の形成後、電極の表面を改質するためのウェット処理を実行する工程を備えてもよい。基板に直接電極を設けた場合、このようなウェット処理工程で形成済みの電極が基板から剥がれ落ちてしまうおそれがある。予めベース層を設けておくことは、このような問題にも対応して、電極の剥落を効果的に防止することのできるものである。
【0083】
また、本発明に係る有機薄膜トランジスタでは、例えば、ソース電極およびドレイン電極それぞれの露出表面と有機半導体層との間に自己組織化単分子膜が設けられてもよい。このような構成によれば、電極と有機半導体層との間の電気的接触を低抵抗かつ安定したものとすることができる。
【0084】
以上、特定の実施例に沿って発明を説明したが、この説明は限定的な意味で解釈されることを意図したものではない。発明の説明を参照すれば、本発明のその他の実施形態と同様に、開示された実施形態の様々な変形例が、この技術に精通した者に明らかとなるであろう。故に、添付の特許請求の範囲は、発明の真の範囲を逸脱しない範囲内で、当該変形例または実施形態を含むものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0085】
この発明は、基板に電極を形成する電極形成技術全般に適用することが可能であるが、基板と電極との間の段差に起因する結晶性の乱れが電気的特性の劣化原因となる有機薄膜トランジスタの製造において特に有効なものである。
【符号の説明】
【0086】
１，２ 転写装置（電極形成装置）
１１ 上ステージ（基板保持部）
１２ 下ステージ（担持体保持部）
１４ 押圧ローラ（押圧部材）
２１ ブランケット胴（担持体保持部、押圧部材）
２２ ブランケット（担持体）
２４ ステージ（基板保持部）
Ｂ ベース層
Ｅｄ ドレイン電極
Ｅｇ ゲート電極
Ｅｓ ソース電極
Ｉｇ ゲート絶縁層
Ｉｋ 導電性インク（塗布液）
ＰＴ 電極パターン
Ｓ 基板
Ｓｃ 有機半導体層
Ｔｒ 有機半導体薄膜トランジスタ
Ｗｋ ワーク
１１ 上ステージ（基板保持部）
１２ 下ステージ（担持体保持部）
１４ 押圧ローラ（押圧部材）
２１ ブランケット胴（担持体保持部、押圧部材）
２２ ブランケット（担持体）
２４ ステージ（基板保持部）
Ｂ ベース層
Ｅｄ ドレイン電極
Ｅｇ ゲート電極
Ｅｓ ソース電極
Ｉｇ ゲート絶縁層
Ｉｋ 導電性インク（塗布液）
ＰＴ 電極パターン
Ｓ 基板
Ｓｃ 有機半導体層
Ｔｒ 有機半導体薄膜トランジスタ
Ｗｋ ワーク
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9A】
【図9B】
【図10】