有机半导体元件的制造方法

专利名称：有机半导体元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种使用了有机半导体晶体管的有机半导体元件的制造 方法。
背景技术：
近年来，随着显示器装置的发展，以TFT为代表的半导体晶体管具有 扩大其用途的倾向。这样的半导体晶体管通过借助半导体材料连接电极， 可以发挥作为开关元件的功能。以往，作为上述半导体晶体管中所使用的半导体材料，有硅(Si)砷 化镓(GaAs)、砷化铟镓(InGaAs)等无机半导体材料。近年来，在普 及正在扩大的液晶显示元件的显示器用TFT阵列基板中，也采用利用了这 种无机半导体材料的半导体晶体管。另一方面，作为上述半导体材料还公知有由有机化合物构成的有机半 导体材料。与上述无机半导体材料相比，由于有机半导体材料能够实现廉 价、大面积化，具有可形成在挠性的塑料基板上，并且相对机械冲击稳定 的优点，所以，设想将其应用在以电子纸为代表的挠性显示器等下一代显 示器装置等的研究正在广泛进行。这里，随着薄型显示器装置近年来的急速普及与大型化，对于使用了 有机半导体材料的有机半导体元件而言，在工业的生产工序中被要求高生 产率和能够量产，但是，利用了有机半导体材料的有机半导体晶体管与现 有的利用了无机半导体材料的晶体管相比，其现状是还没有确立能够以高 生产率进行制造的方法。这是由大多有机半导体材料中共有的特性决定 的。艮口，由于上述有机半导体材料具有通过在加热状态下成膜而产生出色 的半导体特性这一性质，所以，在对利用了上述有机半导体材料的半导体晶体管进行制造时，需要采用在形成了由上述有机半导体材料构成的层之 后，对其进行图案形成的方法。这里，作为对由上述半导体材料构成的层进行图案形成的方法， 一般可采用利用了光致抗蚀剂的光致抗蚀剂法(例如特开2006 — 58497号公 报)，虽然这种光致抗蚀剂法在可以高精度地将由有机半导体材料构成的 层图案形成为所期望的图案方面十分出色，但由于工序繁杂，所以存在着 生产率不足的问题点。综上可知，对于使用了上述有机半导体的有机半导体元件而言，虽然 其可用性被认知，但无法在工业上以高效率进行制造。发明内容本发明是鉴于上述问题点而提出的发明，其主要目的在于，提供一种 可高精度、简单地图案形成有机半导体层，并能够以高的生产率对具有有 机半导体晶体管的有机半导体元件进行制造的有机半导体元件的制造方 法。为了决绝上述课题，本发明提供一种有机半导体元件的制造方法，其具有有机半导体晶体管形成工序，该有机半导体晶体管形成工序包括有 机半导体层形成工序，利用基板，在上述基板上形成由有机半导体材料构 成的有机半导体层；钝化层形成工序，在上述有机半导体层上以图案状形 成对真空紫外光具有遮光性的钝化层；和有机半导体层图案形成工序，通 过将真空紫外光照射到上述钝化层及上述有机半导体层上，对没有形成上 述钝化层的部位的有机半导体层进行蚀刻。根据本发明，由上述钝化层形成工序形成的钝化层具有针对真空紫外 光的遮光性，而且，上述有机半导体层图案形成工序通过将真空紫外光照 射到上述有机半导体层及上述钝化层上，对上述有机半导体层实施图案形 成，由此，在上述有机半导体层图案形成工序中，上述钝化层发挥作为对 真空紫外光进行遮光的掩模的作用，可以只除去没有形成上述钝化层的部 位的有机半导体层、来进行图案形成。因此，根据本发明，在上述有机半 导体层图案形成工序中，能够仅通过照射真空紫外光，简单、高精度地图 案形成有机半导体层。
由此，根据本发明，能够高精度、简单地图案形成有机半导体层，从 而，可以高的生产率制造具有有机半导体晶体管的有机半导体元件。在本发明中，优选上述真空紫外光的波长在10nm 200nm的范围内。 通过照射这种波长范围的真空紫外光，可以在上述有机半导体层图案形成 工序中以短时间图案形成上述有机半导体层。而且，在本发明中，优选上述钝化层由对上述真空紫外光具有遮光性 的遮光性树脂材料构成。由此，在上述钝化层形成工序中，可容易地形成 对上述真空紫外光具有出色遮光性的钝化层。另外，为了解决上述课题，本发明提供一种有机半导体元件的制造方 法，其具有有机半导体晶体管形成工序，该有机半导体晶体管形成工序包 括有机半导体层形成工序，利用基板，在上述基板上形成由有机半导体 材料构成的有机半导体层；栅极绝缘层形成工序，在上述有机半导体层上 以图案状形成对真空紫外光具有遮光性的栅极绝缘层；和有机半导体层图 案形成工序，通过将真空紫外光照射到上述栅极绝缘层及上述有机半导体 层上，对没有形成上述栅极绝缘层的部位的有机半导体层进行蚀刻。根据本发明，由上述栅极绝缘层形成工序形成的栅极绝缘层对真空紫 外光具有遮光性，而且，上述有机半导体层图案形成工序通过将真空紫外 光照射到上述有机半导体层及上述栅极绝缘层上，对上述有机半导体层实 施图案形成，由此，在上述有机半导体层图案形成工序中，上述栅极绝缘 层发挥作为对真空紫外光进行遮光的掩模的作用，可以只除去没有形成上 述栅极绝缘层的部位的有机半导体层、来进行图案形成。因此，根据本发 明，在上述有机半导体层图案形成工序中，能够仅通过照射真空紫外光， 简单、高精度地图案形成有机半导体层。由此，根据本发明，能够高精度、简单地图案形成有机半导体层，从 而，可以高的生产率制造具有有机半导体晶体管的有机半导体元件。在本发明中，优选上述真空紫外光的波长在10nm 200nm的范围内。 通过照射这种波长范围的真空紫外光，可以在上述有机半导体层图案形成 工序中以短时间图案形成上述有机半导体层。而且，在本发明中，优选上述栅极绝缘层由对上述真空紫外光具有遮 光性的遮光性树脂材料构成。由此，在上述栅极绝缘层形成工序中，可容 易地形成对上述真空紫外光具有出色遮光性的栅极绝缘层。本发明的有机半导体元件的制造方法可以高精度、简单地图案形成有 机半导体层，能够以高的生产率制造具有有机半导体晶体管的有机半导体 元件。


图1是表示本发明的第一方式的有机半导体元件制造方法的一个例子 的概略图。图2是表示本发明的第一方式的有机半导体元件制造方法的另一个例 子的概略图。图3是表示由本发明的第一方式制造的有机半导体元件所具有的有机 半导体晶体管的一个例子的概略图。图4是表示由本发明的第一方式制造的有机半导体元件所具有的有机 半导体晶体管的另一个例子的概略图。图5是表示本发明的第二方式的有机半导体元件制造方法的一个例子 的概略图。图6是表示本发明的第二方式中所使用的绝缘性树脂材料的耐电压测 定方法的一个例子的概略图。图7是表示本发明的第二方式的有机半导体元件制造方法的另一个例 子的概略图。图8是表示由本发明的第二方式制造的有机半导体元件所具有的有机 半导体晶体管的一个例子的概略图。
具体实施方式
下面，对本发明的有机半导体元件的制造方法进行详细说明。 本发明的有机半导体元件的制造方法大致可分为两个方式。下面，按 各方式对本发明的有机半导体元件的制造方法进行说明。 A.第一方式的有机半导体元件的制造方法首先，针对本发明第一方式的有机半导体元件的制造方法进行说明。 本方式的有机半导体元件的制造方法具有有机半导体晶体管形成工序，其
包括有机半导体层形成工序，利用基板，在上述基板上形成由有机半导 体材料构成的有机半导体层；钝化层形成工序，在上述有机半导体层上以 图案状形成相对真空紫外光具有遮光性的钝化层；和有机半导体层图案形 成工序，通过将真空紫外光照射到上述钝化层及上述有机半导体层上，对 没有形成上述钝化层的部位的有机半导体层进行蚀刻。参照附图，对本方式的这种有机半导体元件的制造方法进行说明。图 1是表示本方式的有机半导体元件的制造方法的一个例子的概略图。如图 1所示，本方式的有机半导体元件的制造方法具有下述的有机半导体晶体 管形成工序，该有机半导体晶体管形成工序包括有机半导体层形成工序 (图1 (b))，利用基板10 (图1 (a))，在上述基板IO上形成由有机 半导体材料构成的有机半导体层21';钝化层形成工序(图1 (c))，在 上述有机半导体层21'上以图案状形成相对真空紫外光具有遮光性的钝化 层22;和有机半导体层图案形成工序(图1 (d))，通过将真空紫外光 照射到上述钝化层22及上述有机半导体层21，上，对没有形成上述钝化层 22的部位的有机半导体层21'进行蚀刻；从而制造出在上述基板10上形成 了有机半导体晶体管20A的有机半导体元件1 (图1 (e))，所述有机半 导体晶体管20A具有在有机半导体层21上层叠了钝化层22的构成。根据本方式，由上述钝化层形成工序形成的钝化层具有针对真空紫外 光的遮光性，而且，上述有机半导体层图案形成工序通过将真空紫外光照 射到上述有机半导体层及上述钝化层上，对上述有机半导体层实施图案形 成，由此，在上述有机半导体层图案形成工序中，上述钝化层发挥作为对 真空紫外光进行遮光的掩模的作用，可以只除去没有形成上述钝化层的部 位的有机半导体层、来进行图案形成。因此，根据本方式，在上述有机半 导体层图案形成工序中，能够仅通过照射真空紫外光，简单、高精度地图 案形成有机半导体层。因此，根据本方式，能够高精度、简单地图案形成有机半导体层，从而，可以高的生产率制造具有有机半导体晶体管的有机半导体元件。以往，在制作使用了有机半导体材料的有机半导体晶体管时，作为对 由有机半导体材料构成的层进行图案形成的方法， 一般采用光刻法。但是，由于光刻法的工序繁杂，所以存在着生产率欠缺的问题点。
根据本发明，通过使在上述钝化层形成工序中形成的钝化层具有针对 真空紫外光的遮光性，在上述有机半导体层图案形成工序中可以不利用遮 光模、不使用光致抗蚀剂地仅从光源照射真空紫外光，来图案形成上述有 机半导体层。因此，根据本方式，能够以高生产率制造有机半导体元件。本方式的有机半导体元件的制造方法至少具有包括上述有机半导体 层形成工序、钝化层形成工序及有机半导体层图案形成工序的有机半导体 晶体管形成工序，根据需要，也可以具有其他的工序。下面，按顺序对本方式的有机半导体元件的制造方法所使用的各工序 进行说明。l.有机半导体晶体管形成工序首先，针对本方式所采用的有机半导体晶体管形成工序进行说明。本 工序包括有机半导体层形成工序，利用基板，在上述基板上形成由有机 半导体材料构成的有机半导体层;钝化层形成工序，在上述有机半导体层 上以图案状形成相对真空紫外光具有遮光性的钝化层；和有机半导体层图 案形成工序，通过将真空紫外光照射到上述钝化层及上述有机半导体层 上，对没有形成上述钝化层的部位的有机半导体层进行蚀刻。通过本方式 的有机半导体元件的制造方法具有这样的有机半导体晶体管形成工序，能 够以高生产率制造有机半导体元件。下面，按顺序对本工序中所采用的有机半导体层形成工序、钝化层形 成工序、有机半导体层图案形成工序及其他工序进行说明。 (1)钝化层形成工序首先，针对本工序所利用的钝化层形成工序进行说明。本工序是在由 后述的有机半导体层形成工序形成的有机半导体层上，以图案状形成钝化 层的工序，所述钝化层相对在后述的有机半导体层图案形成工序中使用的 真空紫外光具有遮光性。而且，由本工序形成的钝化层具有当在后述的 有机半导体层图案形成工序中利用真空紫外光图案形成有机半导体层时， 作为用于将有机半导体层蚀刻成图案状的掩模功能；和在由本方式制造的 有机半导体元件中，防止有机半导体晶体管的晶体管特性时效劣化的保护 功能。a.钝化层的形成方法 在本工序中，作为形成钝化层的方法没有特别限定，只要是可以形成 相对在后述的有机半导体层图案形成工序中使用的真空紫外光具有所期 望的遮光性，并且，具有有机半导体晶体管的保护功能的钝化层的方法即 可。其中，在本工序中优选采用将具备上述遮光性及保护功能的钝化层形 成材料溶解到溶剂后的钝化层形成用涂敷液，以图案状涂敷到上述有机半导体层上的方法。根据该方法，能够以简单的工序形成上述钝化层。作为上述钝化层形成用涂敷液中所使用的钝化层形成材料没有特别 的限定，只要是能够形成具备上述遮光性和上述保护功能的钝化层的材料 即可。作为这样的钝化层形成材料，可举出具有相对上述真空紫外线的 遮光性和上述保护功能的遮光性树脂材料、及具有上述保护功能的树脂材 料与具有上述遮光性的遮光剂进行混合后的材料。在本工序中，可以恰当地使用这样的钝化层形成材料的任意一种，但优选采用其中的上述遮光性 树脂材料。其原因在于，由于上述遮光性树脂材料可单独形成具备上述遮 光性及上述保护功能的钝化层，所以，在制造成本方面比较有利。而且， 通过使用上述遮光性树脂材料，可以在本工序中容易地形成对真空紫外光 的遮光性出色的钝化层。作为本工序中使用的上述遮光性树脂材料没有特别的限定，只要能够 以所期望的浓度溶解到上述钝化层形成用涂敷液所使用的溶剂中即可。作 为这样的遮光性树脂材料可举出例如PVP、 PVA、 PMMA、 PS、聚氧化 乙烯(PEO)、水系环氧树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺及咔哚 (card-typepoymer)系树月旨等。另外，在本工序中，可以使用一种上述遮光性树脂，或者还可以混合 两种以上进行使用。另一方面，作为上述钝化层形成用涂敷液所使用的溶剂没有特别的限 定，只要能够以期望的浓度溶解上述钝化层形成材料，且难以溶解构成上 述有机半导体层的有机半导体材料即可，可根据上述钝化层形成材料、构 成上述有机半导体层的有机半导体材料的种类等适当选择使用。作为这样 的溶剂，可举出例如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、异丙醇、PGMEA及水等。另外，在本工序中可以单独使用这些溶剂，或者还可以混合两种以上 进行使用。而且，作为上述钝化层形成用涂敷液的固体成分浓度没有特别的限 定，只要能够根据将上述钝化层形成用涂敷液涂敷到上述有机半导体层上 的涂敷方法，将上述钝化层形成用涂敷液的溶液粘度、表面张力等设定在 期望的范围内即可。其中，本工序中优选在5质量％ 30质量％的范围内。作为通过将上述钝化层形成用涂敷液涂敷到上述有机半导体层上来 形成钝化层的方法没有特别的限定，只要是能够将钝化层形成期望的图案 状的方法即可。作为这样的方法可举出利用印刷法，以图案状将上述钝 化层形成用涂敷液印刷到上述有机半导体层上的方法(第一方法)；和在 通过将上述钝化层形成用涂敷液涂敷到上述有机半导体层上的整个面，形 成了未被图案形成的钝化层之后，通过光刻法等图案形成该钝化层的方法 (第二方法)。在本工序中，可以恰当地采用上述第一方法及上述第二方法中的任意 一种方法，但其中优选使用上述第一方法。其原因在于，为了形成图案形 成后的钝化层，上述第二方法需要形成未被图案形成的钝化层的工序、 和对该钝化层进行图案形成的工序这两道工序，与之相对，由于上述第一 方法能够通过一道工序直接形成被图案形成后的钝化层，所以，可以简化 本工序。作为上述第一方法所使用的印刷法没有特别的限定，只要是能够将上 述钝化层形成用涂敷液印刷成期望的图案的方法即可。作为这样的印刷方 法可举出喷墨法、丝网印刷法、焊盘印刷法、多功能印刷法、微接触印 刷、凹版印刷、胶版印刷及凹版印刷/胶版印刷法等。其中，优选在本工序 中采用丝网印刷。其原因在于，通过采用丝网印刷，能够在本工序中形成 高精细图案状的钝化层。b.钝化层由本工序形成的钝化层具有上述有机半导体晶体管的保护功能、和相 对在后述的有机半导体图案形成工序中使用的真空紫外光的遮光性，这 里，作为上述遮光性的程度在本工序中没有特别的限定，只要形成有钝化 层的部位的有机半导体层在后述的有机半导体层图案形成工序中不发生 劣化的程度即可。因此，对于上述遮光性的程度而言，只要根据在后述的 有机半导体层图案形成工序中使用的真空紫外光的波长进行适当决定即 可。其中，优选对于由本工序形成的钝化层而言，在后述的有机半导体层图案形成工序中使用的真空紫外光的透过率为10%以下，更优选为3%以下，进一步优选为1°%以下。通过相对上述真空紫外光的透过率在上述范 围内，能够与在后述的有机半导体层图案形成工序中使用的真空紫外光的 波长无关地，在后述有机半导体层图案形成工序中防止有机半导体层劣 化。而且，作为在本工序中形成的钝化层的厚度没有特别的限定，只要相 对在后述的有机半导体层形成用图案形成工序中使用的真空紫外线，具有 规定的遮光性、及可以使有机半导体晶体管的保护功能成为期望程度的范围内即可。其中，优选在本工序中为100um以下，尤其优选在0.1 10 um的范围内，更优选在0.3 lum的范围内。 (2)有机半导体层图案形成工序接着，对本工序中采用的有机半导体层图案形成工序进行说明。本工 序是通过在由后述的有机半导体层形成工序形成的有机半导体层、及由上 述钝化层形成工序形成的钝化层上照射真空紫外光，对没有形成上述钝化 层的部位的有机半导体层进行蚀刻的工序。在本工序中，由于上述钝化层作为本工序中使用的真空紫外光的掩模 而发挥作用，所以，仅通过照射真空紫外光就可以容易地图案形成有机半 导体层。另外，由于在本工序中利用上述钝化层作为掩模来进行图案形成，所 以，在本工序中被图案形成的有机半导体层的图案，与形成有上述钝化层 的图案相同。如上所述，在本方式中可以采用通过将真空紫外光照射到上述钝化层 及上述有机半导体层上，来除去未形成上述钝化层的部位的有机半导体层 的方法。这里，在本方式中真空紫外光是指波长为10nm 200nm范围内 的紫外线，但本工序中使用的真空紫外光没有特别限定，只要具有能够在 期望时间内除去上述有机半导体层的波长即可，可以根据构成上述有机半 导体层的有机半导体材料的种类，使用适当波长的真空紫外光。其中，优 选本工序中所使用的真空紫外光的波长为10nm 200nm，更优选在 126nm 193nm的范围内，进一步优选为172nm。通过采用这种波长范围 的真空紫外光，可以和构成上述有机半导体层的有机半导体材料的种类无 关地，在上述有机半导体层图案形成工序中以短时间图案形成上述有机半 导体层。在本工序中，作为真空紫外光的照射所使用的光源，例如可举出准 分子灯(excimerlamp)、低压水银灯、其他各种光源。而且，本工序中的真空紫外光的照射量没有特别限定，只要能够在本 工序中除去上述有机半导体层的范围内即可，可以根据构成上述有机半导 体层的有机半导体材料的种类、上述真空紫外光的波长等进行适当调整。在本工序中，将真空紫外光照射到上述钝化层及上述有机半导体层上 的方法没有特别限定，只要是能够以均匀的照射量将真空紫外光照射到上 述钝化层及上述有机半导体层上的方法即可。作为这种照射方法，例如可 举出同时对上述钝化层及上述有机半导体层的整个面进行照射的方法； 和一边使光源或形成有上述钝化层及上述有机半导体层的基板至少一方 移动， 一边按顺序照射上述钝化层及上述有机半导体层的整个面的方法。 其中，优选在本工序中采用后者的方法。其理由如下所述。艮口，由于真空紫外光是没有指向性的分散光，所以，在同时照射上述 钝化层即上述有机半导体层的整个面的方法中，例如当对大面积的上述钝 化层及上述有机半导体层照射真空紫外光时，有可能在中央部和端部产生 真空紫外光的照射量偏差。但是，根据按顺序对上述钝化层及上述有机半 导体层的整个面进行照射的方法，即便在对大面积的上述钝化层及上述有 机半导体层照射真空紫外光时，也能够容易地对整个面照射均匀的真空紫 外光。而且，本工序中，优选在上述按顺序照射的方法之中，采用对形成有 上述钝化层及上述有机半导体层的基板进行固定， 一边移动上述光源一边 进行照射的方法。根据这种方法，能够容易地对大面积的上述钝化层及上 述有机半导体层均匀照射真空紫外光。另外，本工序中使用的真空紫外光的光源可以是一个，或者使用多个。 而且，当在使用多个光源的情况下采用一边移动光源一边进行照射的方 法，作为本工序中真空紫外光的照射方法时，可以同时移动多个光源，或
者可以单独进行移动。(3)有机半导体层形成工序 接着，对本工序中采用的有机半导体层形成工序进行说明。本工序是 利用基板，在上述基板上形成由有机半导体材料构成的有机半导体层的工 序。a. 有机半导体层的形成方法本工序中，作为在上述基板上形成有机半导体层的方法没有特别限 定，只要是可以根据本工序中采用的有机半导体材料的种类等，在上述基 板上形成期望厚度的有机半导体层的方法即可。作为这样的方法，可举出 例如在上述有机半导体材料可溶于溶剂的情况下，将该有机半导体材料溶 解于溶剂而调制成有机半导体层形成用涂敷液之后，将该有机半导体层形 成有涂敷液涂敷到上述基板上的方法。作为该情况下的涂敷方法，例如可 举出旋涂法、金属型涂(die coat)法、辊涂法、棒涂(bar coat)法、 LB法、浸渍涂敷法、喷涂法、刮刀涂法及铸涂(cast coat)法等。另一方面，在上述有机半导体材料不溶于溶剂的情况下，例如可举出 通过真空蒸镀法等干法工艺在上述基板上形成有机半导体层的方法。作为本工序中所采用的有机半导体材料没有特别的限定，只要能够根 据由本方式制造的有机半导体元件的用途等，对由本工序形成的有机半导体层赋予期望的半导体特性即可。例如可举出n电子共役系的芳香族化合物、链式化合物、有机颜料、有机硅化合物等。更具体而言，可以举出-戊省(pentacene)等低分子系有机半导体材料，及聚吡咯、聚(N—取代 吡咯)、聚(3 —取代吡咯)、聚(3， 4一二取代吡咯)等聚吡咯类，聚 噻吩、聚(3 —取代噻吩)、聚(3， 4一二取代噻吩)、聚苯并噻吩等聚 噻吩类，聚异硫茚等聚异硫茚类，聚亚噻吩等聚亚噻吩类，聚(p —亚苯 基亚乙烯基)等聚(p—亚苯基亚乙烯基)类，聚苯胺，聚(N—取代苯胺) 等聚苯胺类，聚乙炔等聚乙炔类，聚二乙炔，聚茂并芳庚(polyazulene) 等聚茂并芳庚类的高分子系有机半导体材料。其中，可在本工序中优选使 用戊省或聚噻吩类。b. 基板作为本工序中所使用的基板，可根据由本方式制造的有机半导体元件 的用途等，使用具有任意功能的基板。作为这样的基板可以是玻璃基板等 没有挠性的坚固基板，或者可以是由塑料树脂构成的薄膜等具有可挠性的 挠性基板。本工序中可适当采用这样的坚固基板及挠性基板的任意一种， 其中优选釆用挠性基板。由于使用这样的挠性基板，可以使本方式的有机半导体元件的制造方法成为Roll to Roll工艺，从而，能够通过本方式以更 高的生产率制造有机半导体元件。作为本工序中使用的上述塑料树脂，例如可举出PET、 PEN、 PES、 PI、 PEEK、 PC、 PPS及PEI等。而且，优选本工序中使用的基板的厚度通常在lmm以下，其中，优 选在50 u m 700 y m的范围内。c.有机半导体层由本工序形成的有机半导体层的厚度没有特别的限定，只要在能够根 据上述有机半导体材料的种类等，形成具备所期望的半导体特性的有机半 导体层的范围中即可。其中，优选本工序中为1000nm以下，更优选在 5nm 300nm的范围内，尤其优选在20nm 100nm的范围内。 (4)其他工序本工序中可以包括除了上述钝化层形成工序、上述有机半导体层形成 工序及有机半导体层图案形成工序之外的其他工序。这种其他工序没有特 别的限定，可以根据由本工序形成的有机半导体晶体管的构造等采用任意 的工序。其中，在本工序中通常可以使用形成栅电极的栅电极形成工序、 形成栅极绝缘层的栅极绝缘层形成工序、和形成源电极及漏电极的源/漏电 极形成工序。参照附图对本工序具有上述栅电极形成工序、上述栅极绝缘层形成工 序、上述源/漏电极形成工序的情况进行说明。图2是表示本工序中采用了 上述栅电极形成工序、上述栅极绝缘层形成工序、上述源/漏电极形成工序 时的一个例子的概略图。如图2所示，本工序通常被应用在通过利用基板 10 (图2 (a))，在上述基板10上形成栅电极23的栅电极形成工序(图 2 (b));按照覆盖上述栅电极23的方式形成栅极绝缘层24的栅极绝缘 层形成工序(图2 (c));在上述栅极绝缘层24及上述基板10上，通过 上述的方法形成有机半导体层21'的有机半导体层形成工序(图2 (d)); 按照在上述有机半导体层21'上对置的方式，形成源电极25及漏电极26 的源/漏电极形成工序(图2 (e));在上述有机半导体层21'、源电极25 及漏电极26上，通过上述的方法形成图案状钝化层22的钝化层形成工序 (图2 (f));通过上述的方法对没有形成上述钝化层22的部位的上述 有机半导体层21'进行蚀刻的有机半导体层图案形成工序(图2 (g)); 来形成有机半导体晶体管20A的方式中。另外，在上述图2中，对通过本工序形成具有底栅/顶接触(top contact) 构造的有机半导体晶体管的例子进行了说明，但本工序中，利用了上述栅 电极形成工序、上述栅极绝缘层形成工序及上述源/漏电极形成工序的方 式，不限定于这样的方式。因此，本工序中作为利用了上述栅电极形成工 序、上述栅极绝缘层形成工序及上述源/漏电极形成工序的方式，可以是按 照形成具有底栅/顶接触构造的有机半导体晶体管的方式而采用的方式，也 可以是按照形成顶栅/顶接触构造的有机半导体晶体管的方式而采用的方 式，进而，还可以是按照形成具有顶栅/底接触构造的有机半导体晶体管的 方式而采用的方式。这里，上述栅电极形成工序、上述栅极绝缘层形成工序及上述源/漏电 极形成工序可以是按照形成具有底栅/底接触构造的有机半导体晶体管的 方式而采用的方式，本工序按照栅电极形成工序、栅极绝缘层形成工序、 源/漏电极形成工序、有机半导体层形成工序、钝化层形成工序、有机半导 体层图案形成工序的顺序进行实施。而且，上述栅电极形成工序、上述栅极绝缘层形成工序及上述源/漏电 极形成工序可以是按照形成具有顶栅/顶接触构造的有机半导体晶体管的 方式而采用的方式，本工序按照有机半导体层形成工序、源/漏电极形成工 序、栅极绝缘层形成工序、栅电极形成工序、钝化层形成工序、及有机半 导体层图案形成工序的顺序进行实施。并且，上述栅电极形成工序、上述栅极绝缘层形成工序及上述源/漏电 极形成工序可以是按照形成具有顶栅/底接触构造的有机半导体晶体管的 方式而采用的方式，本工序按照源/漏电极形成工序、有机半导体层形成工 序、栅极绝缘层形成工序、栅电极形成工序、钝化层形成工序、及有机半 导体层图案形成工序的顺序进行实施。
另外，在本工序所采用的上述栅电极形成工序、上述栅极绝缘层形成 工序和上述源/漏电极形成工序中，由于分别形成栅电极、栅极绝缘层、源 电极及漏电极的方法与一般形成半导体晶体管时所采用的方法相同，所 以，这里省略详细说明。(5)有机半导体晶体管由本工序形成的有机半导体晶体管至少具有上述有机半导体层及上 述钝化层，通常，除了上述有机半导体层及上述钝化层之外，通过利用栅 电极、源电极、漏电极和栅极绝缘层来实现作为晶体管的功能。这里，作为由本工序形成的有机半导体晶体管的构造没有特别限定， 只要是采用了上述有机半导体层及上述钝化层的构造即可， 一般可采用公 知的薄膜晶体管构造。作为这样的有机半导体晶体管的构造，例如可举出 底栅型构造及顶栅型构造。参照附图，对由本工序形成的有机半导体晶体管具有底栅型构造的情 况进行说明。图3是表示由本工序形成的有机半导体晶体管具有底栅型构 造的方式的一个例子的概略图。如图3所示，由本工序形成的有机半导体 晶体管20A、 20A，具有形成在基板10上的栅电极23、按照覆盖上述栅 电极23的方式形成的栅极绝缘层24、在上述栅极绝缘层24及上述基板 10上形成的有机半导体层21、形成为与上述有机半导体层21相接的源电 极25、漏电极26、和形成为覆盖上述有机半导体层21的钝化层22，从而 构成底栅型构造。而且，作为这样的底栅型构造，可以是源电极25及漏电极26配置在 上述有机半导体层21的上面的底栅/顶接触型构造(图3 (a))，或者也 可以是源电极25及漏电极26配置在上述有机半导体层21的下面的底栅/ 底接触型构造(图3 (b))。接着，参照附图对由本工序形成的有机半导体晶体管具有顶栅型构造 的情况进行说明。图4是表示由本工序形成的有机半导体晶体管具有顶栅 型构造的方式的一个例子的概略图。如图4所示，由本工序形成的有机半 导体晶体管20A"、 20A"，具有形成在基板10上的有机半导体层21、形 成为与上述有机半导体层21相接的源电极25、漏电极26、形成在上述有 机半导体层21上的栅极绝缘层24、形成在上述栅极绝缘层24上的栅电极 23、和按照覆盖上述栅电极23及栅极绝缘层24的方式形成的钝化层22， 从而构成顶栅型构造。而且，作为这样的顶栅型构造，可以是源电极25及漏电极26配置在 上述有机半导体层21的上面的顶栅/顶接触型构造(图4 (a))，或者也 可以是源电极25及漏电极26配置在上述有机半导体层21的下面的顶栅/ 底接触型构造(图4 (b))。2. 其他工序本方式的有机半导体元件的制造方法除了上述有机半导体晶体管形 成工序之外，还可以具有其他工序。这种其他工序没有特别的限定，只要 根据由本工序制造的有机半导体元件的用途等适当选择来利用即可。这样 的其他工序例如可举出，在利用本方式的有机半导体元件作为液晶显示器 装置用的TFT阵列基板时，按照与上述有机半导体晶体管连接的方式形成 像素电极的像素电极形成工序等。3. 有机半导体元件对于由本方式制造的有机半导体元件而言，在基板上形成有多个有机 半导体晶体管，该有机半导体晶体管具备由有机半导体材料构成的有机半导体层及形成在上述有机半导体层上的钝化层。在这样的有机半导体元件中，作为在上述基板上形成上述有机半导体 晶体管的方式没有特别的限定，可以根据本方式的有机半导体元件的用途 等以所期望的方式进行配置。作为由本方式制造的有机半导体元件的用途，例如可以作为利用了 TFT方式的显示器装置的TFT阵列基板而使用。这样的显示器装置例如可 举出液晶显示器装置、电泳显示器装置及有机EL显示器装置等。B.第二方式的有机半导体元件的制造方法接着，针对本发明第二方式的有机半导体元件的制造方法进行说明。本方式的有机半导体元件的制造方法具有有机半导体晶体管形成工序，其 包括有机半导体层形成工序，利用基板，在上述基板上形成由有机半导 体材料构成的有机半导体层；栅极绝缘层形成工序，在上述有机半导体层 上，以图案状形成相对真空紫外光具有遮光性的栅极绝缘层；和有机半导 体层图案形成工序，通过将真空紫外光照射到上述栅极绝缘层及上述有机 半导体层上，对没有形成上述栅极绝缘层的部位的有机半导体层进行蚀 刻。参照附图，对本方式的这种有机半导体元件的制造方法进行说明。图 5是表示本方式的有机半导体元件的制造方法的一个例子的概略图。如图5所示，本方式的有机半导体元件的制造方法具有下述的有机半导体晶体管形成工序，该有机半导体晶体管形成工序包括有机半导体层形成工序(图5 (b))，利用基板IO (图5 (a))，在上述基板10上形成由有机 半导体材料构成的有机半导体层21';栅极绝缘层形成工序(图5 (c))， 在上述有机半导体层21'上以图案状形成相对真空紫外光具有遮光性的栅 极绝缘层24;和有机半导体层图案形成工序(图5 (d))，通过将真空 紫外光照射到上述栅极绝缘层24及上述有机半导体层21，上，对没有形成 上述栅极绝缘层24的部位的有机半导体层21'进行蚀刻；从而制造出在上 述基板10上形成了有机半导体晶体管20B的有机半导体元件l(图5(e))， 所述有机半导体晶体管20B具有在有机半导体层21上层叠了栅极绝缘层 24的构成。根据本方式，由上述栅极绝缘层形成工序形成的栅极绝缘层相对真空 紫外光具有遮光性，而且，上述有机半导体层图案形成工序通过将真空紫 外光照射到上述有机半导体层及上述栅极绝缘层上，对上述有机半导体层 实施图案形成，由此，在上述有机半导体层图案形成工序中，上述栅极绝 缘层发挥作为对真空紫外光进行遮光的掩模的作用，可以只除去没有形成 上述栅极绝缘层的部位的有机半导体层、来进行图案形成。因此，根据本 方式，在上述有机半导体层图案形成工序中，能够仅通过照射真空紫外光， 简单、高精度地图案形成有机半导体层。因此，根据本方式，能够高精度、简单地图案形成有机半导体层，从 而，可以高的生产率制造具有有机半导体晶体管的有机半导体元件。以往，在制作使用了有机半导体材料的有机半导体晶体管时，作为对 由有机半导体材料构成的层进行图案形成的方法， 一般采用光刻法。但是， 由于光刻法的工序繁杂，所以存在着生产率欠缺的问题点。根据本发明，通过使在上述栅极绝缘层形成工序中形成的栅极绝缘层 相对真空紫外光具有遮光性，在上述有机半导体层图案形成工序中可以不 利用遮光模、不使用光致抗蚀剂地仅从光源照射真空紫外光，来图案形成 上述有机半导体层。因此，根据本方式，能够以高生产率制造有机半导体 元件。本方式的有机半导体元件的制造方法至少具有包括上述有机半导体 层形成工序、栅极绝缘层形成工序及有机半导体层图案形成工序的有机半 导体晶体管形成工序，根据需要，也可以具有其他的工序。下面，按顺序对本方式的有机半导体元件的制造方法所使用的各工序 进行说明。l.有机半导体晶体管形成工序首先，针对本方式所采用的有机半导体晶体管形成工序进行说明。本 工序包括有机半导体层形成工序，利用基板，在上述基板上形成由有机 半导体材料构成的有机半导体层；栅极绝缘层形成工序，在上述有机半导 体层上以图案状形成相对真空紫外光具有遮光性的栅极绝缘层；和有机半 导体层图案形成工序，通过将真空紫外光照射到上述栅极绝缘层及上述有 机半导体层上，对没有形成上述栅极绝缘层的部位的有机半导体层进行蚀 刻。通过本方式的有机半导体元件的制造方法具有这样的有机半导体晶体 管形成工序，能够以高生产率制造有机半导体元件。下面，按顺序对本工序中所采用的有机半导体层形成工序、栅极绝缘 层形成工序、有机半导体层图案形成工序及其他工序进行说明。 (1 )栅极绝缘层形成工序首先，针对本工序所利用的栅极绝缘层形成工序进行说明。本工序是 在由后述的有机半导体层形成工序形成的有机半导体层上，以图案状形成 栅极绝缘层的工序，所述栅极绝缘层相对在后述的有机半导体层图案形成 工序中使用的真空紫外光具有遮光性。而且，由本工序形成的栅极绝缘层 具有当在后述的有机半导体层图案形成工序中利用真空紫外光图案形成 有机半导体层时，作为用于将有机半导体层蚀刻成图案状的掩模功能；和 在由本方式制造的有机半导体晶体管中，使栅电极、源电极和漏电极绝缘 的绝缘功能。a.栅极绝缘层的形成方法
在本工序中，作为形成栅极绝缘层的方法没有特别限定，只要是可以 形成相对在后述的有机半导体层图案形成工序中使用的真空紫外光具有 所期望的遮光性，并且，具有所期望的绝缘功能的栅极绝缘层的方法即可。 其中，在本工序中优选采用将具备上述遮光性及上述绝缘功能的绝缘性树 脂材料溶解到溶剂后的栅极绝缘层形成用涂敷液，以图案状涂敷到上述有 机半导体层上的方法。根据该方法，能够以简单的工序形成上述栅极绝缘 层。作为上述栅极绝缘层形成用涂敷液中所使用的绝缘性树脂材料没有 特别的限定，只要是能够形成具备上述遮光性和上述绝缘功能的栅极绝缘 层的材料即可。其中，优选本工序中釆用的绝缘性树脂材料其耐电压为300V/U m以下，尤其优选为230V/U m以下，更优选在150V/u m 200V/ Pm的范围内。通过利用这样的绝缘性树脂材料，可以使由本工序形成的 栅极绝缘层具有更出色的绝缘功能。这里，对于上述耐电压而言，例如可通过图6所示的方法来测定。1) 在大小100mmX100mmX0.7mm的玻璃基板30的表面，形成图 案形成后的ITO电极31 (lmmX lmm、厚1200A:下面有时将该ITO电 极21称为下部电极)(图6 (a))。2) 利用将成为耐电压的评价对象的绝缘性树脂材料溶解到溶剂后的 涂敷液(固体成分13质量％)，通过丝网印刷法将该涂敷液图案涂敷到 上述基板30上，形成绝缘层32。此时，按照上述绝缘层32覆盖下部电极 31的方式将丝网的图案设计成1.2mmX1.2mm，根据校准来进行印刷(图6 (b))。而且，丝网使用500目、乳剂3ym的丝网，丝网印刷机利用7 <夕口f 、;/夕公司制造的装置。并且，印刷条件设为印压0.2MPa、间 隙(clearance) 2.1mm、涂刷器速度100mm/sec。3) 利用100'C的加热板使上述绝缘层32干燥30分钟。4) 将具有lmmX lmm的开口部的金属掩模配置到上述绝缘层32上， 通过蒸镀膜厚50nm的Au膜，形成上部电极33 (图6 (c))。此时，设 蒸镀时的真空度为lX104Pa，蒸镀速度大约为lA/sec。5) 在上述上部电极31及下部电极33之间施加0 300V的电压，对 在上部电极31 —下部电极33之间流动的电流值I进行测量。然后，根据
所得到的数据，将横轴绘制成电场强度E (施加电压V除以绝缘层32膜厚d的值)，将纵轴绘制成绝缘层32的电阻值R (施加电压除以电流值的值)。这样，根据所制作的图表，将电阻值R急剧降低的电场强度的值Eo设为绝缘破坏强度(耐电压)。而且，对于本工序中所使用的绝缘性树脂材料而言，优选其介电常数 (60Hz lMHz室温)为3.0以下，特别优选在2.0 2.5的范围内。 这里，上述介电常数表示遵照JISK6911而测量的值。 并且，优选本工序中所采用的绝缘性树脂材料其体积固有电阻为IX10"Q.cm以上，其中优选采用1X1017Q cm以上。这里，上述体积固有电阻表示遵照JISK6911而测量的值。 作为这样的绝缘性树脂材料例如可举出PVP、 PVA、 PMMA、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、咔哚(card-type polymer)系树脂、PS、含氟树脂、酯系树脂、聚酰胺系树脂及酚醛树脂等。本工序中可以只利用一种上述绝缘性树脂材料，或者可以混合使用两种以上。另一方面，作为上述栅极绝缘层形成用涂敷液所使用的溶剂没有特别 的限定，只要能够以期望的浓度溶解上述绝缘性树脂材料，且难以溶解构 成上述有机半导体层的有机半导体材料即可，可根据上述绝缘性树脂材 料、构成上述有机半导体层的有机半导体材料的种类等适当选择使用。作 为这样的溶剂，可举出例如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、异丙醇、 PGMEA及水等。其中，在本工序中可以单独使用这些溶剂，或者还可以混合两种以上 进行使用。而且，作为上述栅极绝缘层形成用涂敷液的固体成分浓度没有特别的 限定，只要能够根据将上述栅极绝缘层形成用涂敷液涂敷到上述有机半导 体层上的涂敷方法，将上述栅极绝缘层形成用涂敷液的溶液粘度、表面张 力等设定在期望的范围内即可。其中，本工序中优选在5质量Q^ 30质量 %的范围内。作为通过将上述栅极绝缘层形成用涂敷液涂敷到上述有机半导体层 上来形成栅极绝缘层的方法没有特别的限定，只要是可以按期望的图案形 成栅极绝缘层的方法即可。由于作为这样的方法可以采用在上述"A.第一方式的有机半导体元件的制造方法"一项中，与作为形成钝化层的方法已 说明过的方法相同的方法，所以这里省略该说明。b.栅极绝缘层由本工序形成的栅极绝缘层相对在后述的有机半导体图案形成工序 中使用的真空紫外光具有遮光性，这里，作为上述遮光性的程度在本工序 中没有特别的限定，只要形成有栅极绝缘层的部位的有机半导体层在后述 的有机半导体层图案形成工序中不发生劣化的程度即可。因此，对于上述 遮光性的程度而言，只要根据在后述的有机半导体层图案形成工序中使用 的真空紫外光的波长进行适当决定即可。其中，优选对于由本工序形成的 栅极绝缘层而言，在后述的有机半导体层图案形成工序中使用的真空紫外 光的透过率为10%以下，更优选为3%以下，进一步优选为1%以下。通 过相对上述真空紫外光的透过率在上述范围内，能够与在后述的有机半导 体层图案形成工序中使用的真空紫外光的波长无关地，在后述有机半导体 层图案形成工序中防止有机半导体层劣化。而且，作为在本工序中形成的栅极绝缘层的厚度没有特别的限定，只 要相对在后述的有机半导体层形成用图案形成工序中使用的真空紫外线 的遮光性，在所期望的程度的范围内即可。其中，优选在本工序中为100 um以下，尤其优选在0.1um 10um的范围内，更优选在0.3 1ixm的 范围内。(2)有机半导体层图案形成工序接着，对本工序中采用的有机半导体层图案形成工序进行说明。本工 序是通过在由后述的有机半导体层形成工序形成的有机半导体层、及由上 述栅极绝缘层形成工序形成的栅极绝缘层上照射真空紫外光，对没有形成 上述栅极绝缘层的部位的有机半导体层进行蚀刻的工序。在本工序中，由于上述栅极绝缘层作为本工序中使用的真空紫外光的 掩模而发挥作用，所以，仅通过照射真空紫外光就可以容易地图案形成有 机半导体层。另外，由于在本工序中利用上述栅极绝缘层作为掩模来进行图案形 成，所以，在本工序中被图案形成的有机半导体层的图案，与形成有上述 栅极绝缘层的图案相同。如上所述，在本方式中可以采用通过将真空紫外光照射到上述栅极绝 缘层及上述有机半导体层上，来除去未形成上述栅极绝缘层的部位的有机 半导体层的方法，作为图案形成有机半导体层的方法。这里，对于本工序 中使用的真空紫外光及其光源而言，由于和上述"A,第一方式的有机半导 体元件的制造方法"一项中，已说明过的作为有机半导体层图案形成工序 中所使用的真空紫外光相同，所以省略此处的说明。而且，本工序中的真空紫外光的照射量没有特别限定，只要能够在本 工序中除去上述有机半导体层的范围内即可，可以根据构成上述有机半导 体层的有机半导体材料的种类、上述真空紫外光的波长等进行适当调整。在本工序中，将真空紫外光照射到上述栅极绝缘层及上述有机半导体 层上的方法没有特别限定，只要是能够以均匀的照射量将真空紫外光照射 到上述栅极绝缘层及上述有机半导体层上的方法即可。由于这种照射方法 与上述"A.第一方式的有机半导体元件的制造方法" 一项中，已说明过的作为有机半导体层图案形成工序中真空紫外光的照射方法相同，所以省略 此处的说明。(3)有机半导体层形成工序接着，对本工序中采用的有机半导体层形成工序进行说明。本工序是 利用基板，在上述基板上形成由有机半导体材料构成的有机半导体层的工 序。a. 有机半导体层的形成方法本工序中，作为在上述基板上形成有机半导体层的方法没有特别限 定，只要是可以根据本工序中采用的有机半导体材料的种类等，在上述基 板上形成期望厚度的有机半导体层的方法即可。由于这样的方法与上述"A. 第一方式的有机半导体元件的制造方法"一项中己说明过的方法相同，所 以省略此处的说明。b. 基板作为本工序中所使用的基板，可根据由本方式制造的有机半导体元件 的用途等，使用具有任意功能的基板。由于这样的基板与上述"A.第一方 式的有机半导体元件的制造方法"一项中已说明过基板相同，所以省略此 处的说明。C.有机半导体层由本工序形成的有机半导体层的厚度没有特别的限定，只要在能够根 据上述有机半导体材料的种类等，形成具备所期望的半导体特性的有机半导体层的范围中即可。其中，优选本工序中为1000nm以下，更优选在 5nm 300nm的范围内，尤其优选在20nm 1 OOnm的范围内。 (4)其他工序本工序中可以包括除了上述栅极绝缘层形成工序、上述有机半导体层 形成工序及上述有机半导体层图案形成工序之外的其他工序。这种其他工 序没有特别的限定，可以根据由本工序形成的有机半导体晶体管的构造等 采用任意的工序。其中，在本工序中通常可以使用在上述栅极绝缘层上形 成栅电极的栅电极形成工序、与上述有机半导体层相接地形成源电极及漏 电极的源/漏电极形成工序。参照附图对本工序具有上述栅电极形成工序、和上述源/漏电极形成工 序的情况进行说明。图7是表示本工序具有上述栅电极形成工序、和上述 源/漏电极形成工序时的一个例子的概略图。如图7所示，本工序通常被应 用在通过利用基板IO (图7 (a))，在上述基板10上以上述的方法形成 有机半导体层21，的有机半导体层形成工序(图7 (b));在上述有机半 导体层21'上形成源电极25及漏电极26的源/漏电极形成工序(图7(c)); 在上述有机半导体层21'、源电极25及漏电极26上，以上述的方法形成 图案状的栅极绝缘层24的栅极绝缘层形成工序(图7 (d));以上述方 法将上述有机半导体层21'加工成与上述栅极绝缘层24同一图案的有机半 导体层图案形成工序(图7 (e));和在上述栅极绝缘层24上形成栅电 极23的栅电极形成工序(图7 (f));来形成有机半导体晶体管20B的 方式中。这里，在上述图7中，针对在上述有机半导体层形成工序之后实施源 /漏电极形成工序的例子进行了说明，但本工序中也可以在上述有机半导体 层形成工序之前实施上述源/漏电极形成工序。如上述图7所示，当在上述有机半导体层形成工序之后实施上述源/ 漏电极形成工序时，由本工序形成的有机半导体晶体管成为顶栅/顶接触型 构造。另外，当在上述有机半导体层形成工序之前实施上述源/漏电极形成 工序时，由本工序形成的有机半导体晶体管成为顶栅/底接触型构造。其中，在本工序所采用的上述栅电极形成工序、上述源/漏电极形成工 序中，由于分别形成栅电极、源电极及漏电极的方法与一般形成半导体晶 体管时所采用的方法相同，所以，这里省略详细说明。(5)有机半导体晶体管由本工序形成的有机半导体晶体管至少具有上述有机半导体层及上 述栅极绝缘层，通常，除了上述有机半导体层及上述钝化层之外，通过利 用栅电极、源电极、漏电极来实现作为晶体管的功能。而且，由于由本工序形成的有机半导体晶体管具有在上述有机半导体 层上形成了上述栅极绝缘层的构造，所以，其具有顶栅型构造。这里，作 为由本工序形成的有机半导体晶体管没有特别限定，只要具有顶栅构造即 可，因此，可以具有顶栅/顶接触型构造，或者具有顶栅/底接触型构造。参照附图，对由本工序形成的有机半导体晶体管的构造进行说明。图 8是表示由本工序形成的有机半导体晶体管的一个例子的概略图。如图8 (a)所示，由本工序形成的有机半导体晶体管20B、 20B'可以具有基 板10、形成在上述基板10上的有机半导体层21、形成为与上述有机半导 体层21相接的源电极25及漏电极26、形成在上述有机半导体层21上的 栅极绝缘层24、形成在上述栅极绝缘层24上的栅电极23，从而具有顶栅 /顶接触构造，或者，可以如图8 (b)所示，具有基板10、形成为与上 述基板10上相接的源电极25及漏电极26、形成在上述源电极25及漏电 极26上的有机半导体层21、形成在上述有机半导体层21上的栅极绝缘层 24、和形成在上述栅极绝缘层24上的栅电极23，从而具有顶栅/底接触构 造。由本工序形成的有机半导体晶体管除了上述栅极绝缘层、有机半导体 层、源电极、漏电极及栅电极之外，还可具有其他构成。这种其他构成可 以根据由本方式制造的有机半导体元件的用途等而采用具有任意功能的 构成。其中，作为优选使用在本方式中的上述其他构成，可举出形成在上 述栅极绝缘层及上述栅电极上的钝化层。作为这种钝化层，例如可以使用 含氟系树脂、PVA及PVP等构成。 2. 其他工序本方式的有机半导体元件的制造方法除了上述有机半导体晶体管形成工序之外，还可具有其他工序。由于这样的其他工序与上述"A.第一方 式的有机半导体元件的制造方法"一项中已说明过的工序相同，所以省略 此处的说明。3. 有机半导体元件对于由本方式制造的有机半导体元件而言，在基板上形成有多个有机 半导体晶体管，该有机半导体晶体管具备由有机半导体材料构成的有机半导体层及形成在上述有机半导体层上的栅极绝缘层。在这样的有机半导体 元件中，作为在上述基板上形成上述有机半导体晶体管的方式没有特别的 限定，可以根据本方式的有机半导体元件的用途等以所期望的方式进行配 置。作为由本方式制造的有机半导体元件的用途，由于和上述"A.第一方 式的有机半导体元件的制造方法"一项中已说明过的用途相同，所以省略 此处的说明。另外，本发明不限定于上述实施方式，上述实施方式只是用于举例说 明，实质上具有与本发明权利要求的范围所记载的技术思想相同构成、其同样作用效果的方式，都包含在本发明的技术范围中。 实施例下面，举出实施例对本发明进行具体说明。 l.与第一方式的有机半导体元件的制造方法相关的实施例(1)实施例1(栅电极形成工序) 首先，在大小为100mmX100mmX0.7mm的带Cr的玻璃基板(Cr 膜厚300nm)表面，配置了具有栅电极形状开口部的丝网掩模之后，对蚀 刻膏(etchingpaste)(关西涂料公司制造)进行丝网印刷。接着，将上述 印刷基板放置到IOO'C、 5min的加热板上，使抗蚀剂固化。接着，利用Cr 蚀刻液对图案部以外的Cr进行蚀刻，然后利用5%的NaOH溶液将抗蚀剂 剥离。接着，利用超声波清洗机通过纯水洗涤上述基板。 (栅极绝缘层形成工序) 接着，对上述基板旋涂光致抗蚀剂(丙烯酸系负型抗蚀剂)作为栅极绝缘层。此时的旋涂以800rpm保持10sec。然后，在以120'C使基板干燥 2分钟之后，以350mJ/cm2进行图案曝光。接着，为了除去栅电极以外的部分而进行显影工序，然后，以20(TC 的烤炉干燥30分钟。(源/漏电极形成工序)在上述栅极绝缘层形成后的基板表面配置具有源/漏电极性状开口部 的金属掩模之后，蒸镀膜厚50nm的Au膜，形成了源/漏电极。此时，蒸 镀时的真空度为lX104Pa，蒸镀速度大约为lA/sec。当通过反射型光学显 微镜观察所形成的源电极和漏电极时，源电极和漏电极的电极间距离(沟 道长)为50um。(有机半导体层形成工序)接着，利用旋涂法对形成了上述源电极和漏电极的基板涂敷高分子有 机半导体。高分子有机半导体采用了固体成分0.2wt%、含有溶剂二氯苯 的溶液。然后，以2(TC/min的速率将上述基板缓慢加热到2(XTC，在以 20(TC保持了 10min之后，以6°C/min的速率缓慢冷却到室温。 (钝化层形成工序)接着，利用PVP作为遮光性树脂材料，并在该PVP中混合交链剂，制 作成固体成分以30质量％溶解在己醇溶剂中的钝化层形成用涂敷液。接 着，通过丝网印刷形成图案状的钝化层。此时的网板为500目、乳剂lu m。丝网印刷机使用了7<夕口于:y夕公司制造的装置。并且，印刷条件 设为印压0.2MPa、间隙(clearance) 2.6mm、涂刷器速度100mm/sec。然 后，以20°C/min的速率缓慢加热到200°C，在以200'C保持了 10min之后， 以6°C/min的速率缓慢冷却到室温。 (有机半导体层图案形成工序)接着，对整个基板照射真空紫外光(172nm，照度11mw/cm2)。此时， 设此时Gap为0. 7mm，照射时间为60s。为了照射后使钝化层吸收真空紫 外光，对没有图案形成钝化层的部分的有机半导体层进行除去，并确认只 有图案形成了钝化层的部分残留着有机半导体层。 (评价)对所制作的有机半导体元件的有机半导体晶体管的晶体管特性进行了测定，结果知晓可作为晶体管进行驱动。此时，有机半导体晶体管的ON 电流为1X10—5A， OFF电流为3.5X10一"A。 ON/OFF比为6个数量级，阈值 电压为10V。测量条件为以一2V刻度施加栅电压100V 一80V。接着，将 源/漏极电压固定为一80V，测定在源/漏极之间流动的电流值。而且，对于晶体管评价而言，任何情况都在大气中、遮光状态下进行测定。 (2)比较例1除了利用含氟树脂作为上述遮光性树脂材料之外，通过与实施例同样 的方法，制作了具有有机半导体晶体管的有机半导体元件。 (评价)对所制作的有机半导体元件的有机半导体晶体管的晶体管特性进行 了测定，结果确认不作为晶体管进行驱动。测量条件为以一2V刻度施加栅 电压100V 一80V。接着，将源/漏极电压固定为一80V，测定在源/漏极之 间流动的电流值。而且，对于晶体管评价而言，任何情况都在大气中、遮 光状态下进行测定。另外，有机半导体晶体管不作为晶体管而驱动的原因，可认为在利用含氟树脂作为钝化层的情况下，会透过真空紫外光，将位于钝化层下部的有机半导体层除去。2.与第二方式的有机半导体元件的制造方法相关的实施例(1)实施例2(源/漏电极形成工序) 首先，在大小为100mmX100mmX0.7mm的玻璃基板表面，配置了 具有源/漏电极形状开口部的金属掩模之后，蒸镀膜厚50nm的Au膜，形 成源/漏电极。此时，蒸镀时的真空度为1X104pa，蒸镀速度大约为lA/sec。 当通过反射型光学显微镜观察所形成的源电极和漏电极时，源电极和漏电 极的电极间距离(沟道长)为50um。(有机半导体层形成工序) 接着，利用旋涂法对形成了上述源电极和漏电极的基板涂敷高分子有 机半导体。高分子有机半导体采用了固体成分0.2wt%、含有溶剂二氯苯 的溶液。然后，以2(TC/min的速率将上述基板缓慢加热到200°C，在以 200。C保持了 lOmin之后，以6°C/min的速率缓慢冷却到室温。(栅极绝缘层形成工序) 接着，利用PVP作为绝缘性树脂材料，并在该PVP中混合交链剂，制 作成固体成分以30质量％溶解在己醇溶剂中的栅极绝缘层形成用涂敷液。 接着，通过丝网印刷形成图案状的栅极绝缘层。此时的网板为500目、乳 剂lum。丝网印刷机使用了7 <夕口亍:y夕公司制造的装置。并且，印 刷条件设为印压0.2MPa、间隙(clearance)2.6mm、涂刷器速度100mm/sec。 然后，以2(TC/min的速率缓慢加热到20(TC，在以200。C保持了 10min之 后，以6XVmin的速率缓慢冷却到室温。(有机半导体层图案形成工序) 接着，对整个基板照射真空紫外光(172nm，照度11mw/cm2)。此时， 设Gap为0. 7mm，照射时间为60s。为了照射后使栅极绝缘层吸收真空紫 外光，对没有图案形成栅极绝缘层的部分的有机半导体层进行除去，并确 认只有图案形成了栅极绝缘层的部分残留着有机半导体层。(栅电极形成工序) 利用栅电极成为开口部的网板，将Ag于乂《一^卜4 >夕(藤仓化 成公司制造)丝网印刷到上述基板。以20'C/min的速率缓慢加热到200 。C，在以200'C保持了 20min之后，以6'C/min的速率缓慢冷却至室温。(评价)对所制作的有机半导体元件的有机半导体晶体管的晶体管特性进行 了测定，结果知晓可作为晶体管进行驱动。此时，有机半导体晶体管的ON 电流为2. 1X10_6A， OFF电流为3. 7X10—"A。 ON/OFF比为5个数量级，阈 值电压为30V。测量条件为以一2V刻度施加栅电压100V 一80V。接着， 将源/漏极电压固定为一80V，测定在源/漏极之间流动的电流值。而且， 对于晶体管评价而言，任何情况都在大气中、遮光状态下进行测定。 (2)比较例2除了利用含氟树脂作为上述绝缘性树脂材料之外，通过与实施例同样 的方法，制作了具有有机半导体晶体管的有机半导体元件。 (评价) 元件的有机半导体晶体管的晶体管特性进行了测定，结果确认不作为晶体管进行驱动。测量条件为以一2V刻度施加栅 电压100V 一80V。接着，将源/漏极电压固定为一80V，测定在源/漏极之 间流动的电流值。而且，对于晶体管评价而言，任何情况都在大气中、遮 光状态下进行测定。另外，有机半导体晶体管不作为晶体管而驱动的原因，可认为在利用 含氟树脂作为钝化层的情况下，会透过真空紫外光，将位于栅极绝缘层下 部的有机半导体层除去。
权利要求
1、一种有机半导体元件的制造方法，其具有有机半导体晶体管形成工序，该有机半导体晶体管形成工序包括有机半导体层形成工序，利用基板，在所述基板上形成由有机半导体材料构成的有机半导体层；钝化层形成工序，在所述有机半导体层上以图案状形成对真空紫外光具有遮光性的钝化层；和有机半导体层图案形成工序，通过将真空紫外光照射到所述钝化层及所述有机半导体层上，对没有形成所述钝化层的部位的有机半导体层进行蚀刻。
2、 根据权利要求l所述的有机半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述真空紫外光的波长在10nm 200nm的范围内。
3、 根据权利要求1所述的有机半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述钝化层由对所述真空紫外光具有遮光性的遮光性树脂材料构成。
4、 一种有机半导体元件的制造方法，其具有有^^半导体晶体管形成 工序，该有机半导体晶体管形成工序包括有机半导体层形成工序，利用基板，在所述基板上形成由有机半导体 材料构成的有机半导体层；栅极绝缘层形成工序，在所述有机半导体层上以图案状形成对真空紫 外光具有遮光性的栅极绝缘层；和有机半导体层图案形成工序，通过将真空紫外光照射到所述栅极绝缘 层及所述有机半导体层上，对没有形成所述栅极绝缘层的部位的有机半导 体层进行蚀刻。
5、 根据权利要求4所述的有机半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述真空紫外光的波长在10nm 200nm的范围内。
6、 根据权利要求4所述的有机半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述栅极绝缘层由对所述真空紫外光具有遮光性的遮光性树脂材料构成。
全文摘要
本发明提供一种有机半导体元件的制造方法，具有有机半导体晶体管形成工序，该有机半导体晶体管形成工序包括有机半导体层形成工序，利用基板，在所述基板上形成由有机半导体材料构成的有机半导体层；钝化层形成工序，在所述有机半导体层上以图案状形成相对真空紫外光具有遮光性的钝化层；和有机半导体层图案形成工序，通过将真空紫外光照射到所述钝化层及所述有机半导体层上，对没有形成所述钝化层的部位的有机半导体层进行蚀刻，从而，可以高精度、简单地图案形成有机半导体层，能够以高的生产率制造具有有机半导体晶体管的有机半导体元件。
文档编号H01L51/05GK101154715SQ20071015437
公开日2008年4月2日 申请日期2007年9月26日 优先权日2006年9月26日
发明者小林弘典, 本多浩之, 松冈雅尚, 永江充孝 申请人:大日本印刷株式会社