フレキシブル半導体装置およびその製造方法
【課題】生産性に優れたフレキシブル半導体装置を提供する。
【解決手段】表面１２ａに第１の銅層２３が形成されたフレキシブル基板１０を用意する工程（ａ）と、第１の銅層２３をパターニングすることによって、フレキシブル基板１０の表面１２ａにゲート電極２０ｇを形成する工程（ｂ）と、フレキシブル基板１０の表面１２ａの上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層３０を転写によって形成する工程（ｃ）と、フレキシブル基板１０における表面１２ａの絶縁層３０の上に、第２の銅層２５を積層する工程（ｄ）と、フレキシブル基板１０の表面１２ａの上の第２の銅層２５をパターニングすることによってソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成する工程（ｅ）と、を含む、フレキシブル半導体装置１００の製造方法である。
【解決手段】表面１２ａに第１の銅層２３が形成されたフレキシブル基板１０を用意する工程（ａ）と、第１の銅層２３をパターニングすることによって、フレキシブル基板１０の表面１２ａにゲート電極２０ｇを形成する工程（ｂ）と、フレキシブル基板１０の表面１２ａの上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層３０を転写によって形成する工程（ｃ）と、フレキシブル基板１０における表面１２ａの絶縁層３０の上に、第２の銅層２５を積層する工程（ｄ）と、フレキシブル基板１０の表面１２ａの上の第２の銅層２５をパターニングすることによってソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成する工程（ｅ）と、を含む、フレキシブル半導体装置１００の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、さらに情報化の進展に伴い、従来、紙媒体で提供されていた情報が電子化される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある（特許文献１など）。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。
【０００４】
ここで、ＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には通常、スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００５】
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、ＴＦＴ素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、ｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされる等、設備の変更が容易ではない。
【０００６】
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを使用せざるをえず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携帯用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。
【０００７】
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機ＥＬ素子用の電荷輸送性材料のほか、有機レーザー発振素子や、有機薄膜トランジスタ素子（有機ＴＦＴ素子）への応用が期待されている。
【０００８】
これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、さらにはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。
【０００９】
これらの低温プロセスによる製造は、従来のＳｉ系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、従って前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも例えばＴＦＴ素子を形成できる可能性がある。また、透明樹脂基板上にＴＦＴ素子を形成し、そのＴＦＴ素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない（もしくは非常に割れにくい）ディスプレイとすることができる。
【特許文献１】特開２００７−６７２６３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４３００号公報
【特許文献３】特開２００６−１８６２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような有機半導体デバイスないしはフレキシブル半導体デバイスを実現する上、現在、印刷エレクトロニクスが注目されている。
【００１１】
図１は、印刷方式を利用した有機半導体１４０を含むフレキシブル半導体デバイス１０００の断面構成を模式的に示している。図１に示したフレキシブル半導体デバイス１０００は、樹脂基板（例えば、ＰＥＴ，ＰＩ）１１０の上に、印刷によって各層（１２０、１３０、１４０、１５０）が積層された構造を有している。図示した構成では、樹脂基板１１０の上に、順次、配線層１２０、有機半導体層１３０、絶縁膜１４０、配線層１５０が形成されている。具体的な構成は、適宜改変されるものの、有機半導体層１３０の周辺には、ソース電極１２０ｓ、ドレイン電極１２０ｄ、ゲート電極１５０ｇが配置され、有機トランジスタが構築される。
【００１２】
このような印刷方式を用いた印刷エレクトロニクス技術は、真空プロセスの緩和（脱真空）、低温プロセスの実施（脱高温）などの種々の利点を有しており、また、印刷方式の活用により、フォトリソグラフ工程を実施しないプロセス（脱フォトリソ）を行うこともできる。このように印刷エレクトロニクスは、種々の利点を有しているがゆえに注目されているが、本願発明者の検討によれば、以下のようなまだまだ乗り越えなければならない壁がある。
【００１３】
まず、印刷方式を用いて配線層１２０を形成する場合、インクジェット方式によってナノペースト材料による配線を形成する必要がある。ナノペースト材料は高価であるとともに、ナノペースト材料からなる配線は高抵抗であり、したがって、その点において問題が残る。
【００１４】
また、特許文献２又は３では、ゲート絶縁膜に高分子フィルムを用いた薄膜トランジスタが開示されている。しかしながら、ゲート電圧を下げるためにはゲート絶縁膜は薄い方が好ましいが、このような薄膜の高分子フィルムからなるゲート絶縁膜をどう取り扱うのか（例えば、ゲート絶縁膜の好適な搬送方法や好適な形成方法など）といった生産技術上の問題については、改善の余地が大きい。特に、大画面用のフレキシブル半導体装置では、その問題がさらに顕著となる。
【００１５】
一方、本願発明者は、上記検討した課題に対して、印刷エレクトロニクス技術の延長線上のものを追求するのではなく、新たな方向で対処し、それらの課題を解決するように試みた。本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、生産性に優れたフレキシブル半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の製造方法は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置の製造方法である。かかる製造方法は、表面に第１の銅層が形成されたフレキシブル基板を用意する工程（ａ）と、上記第１の銅層をパターニングすることによって、上記フレキシブル基板の表面にゲート電極を形成する工程（ｂ）と、上記フレキシブル基板の上記表面の上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層を転写によって形成する工程（ｃ）と、上記フレキシブル基板における上記表面の前記絶縁層の上に、第２の銅層を積層する工程（ｄ）と、上記フレキシブル基板の上記表面の上の上記第２の銅層をパターニングすることによってソース電極及びドレイン電極を形成する工程（ｅ）と、を含む。
【００１７】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｅ）の後、上記ソース電極と上記ドレイン電極とに接触し、かつ、上記絶縁層を介して上記ゲート電極の上に、有機半導体層を形成する工程（ｆ）を実行する。
【００１８】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｆ）の前に、上記ソース電極および上記ドレイン電極のうち、上記有機半導体層と接触する部分に、貴金属メッキを行う。
【００１９】
ある好適な実施形態では、上記工程（ｂ）における上記パターニングによって、上記ゲート電極とともに、配線層を形成する工程を実行する。
【００２０】
ある好適な実施形態において、さらに、上記工程（ｃ）の後、上記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続されるペーストビアを形成する。
【００２１】
ある好適な実施形態では、さらに、上記工程（ｄ）の後、上記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続され、かつ、上記工程（ｄ）にて積層された上記第２の銅層に電気的に接続されるメッキビアを形成する。
【００２２】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｅ）において、上記ソース電極及びドレイン電極は、櫛形電極構造にパターニングされる。
【００２３】
ある好適な実施形態では、上記工程（ｄ）において、上記絶縁層の上に積層される上記第２の銅層は、保護フィルム上に形成された銅膜を転写することによって形成される。
【００２４】
ある好適な実施形態において、上記保護フィルムに対する上記銅膜の接着強度は、上記フレキシブル基板に対する上記第１の銅層の接着強度よりも小さい。
【００２５】
ある好適な実施形態では、上記保護フィルムに対する上記銅膜の接着強度は、０．２ＫＮ／ｍ以下であり、上記フレキシブル基板に対する上記第１の銅層の接着強度は、０．３ＫＮ／ｍ以上である。
【００２６】
ある好適な実施形態において、上記銅膜は、上記保護フィルム上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。
【００２７】
ある好適な実施形態では、上記銅膜は、上記保護フィルム上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。
【００２８】
ある好適な実施形態において、上記第１の銅層は、上記フレキシブル基板の表面にスパッタによって形成された銅層である。
【００２９】
また、本発明は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置を提供する。フレキシブル半導体装置は、フレキシブル基板と、上記フレキシブル基板の表面に形成され、ゲート電極を含む第１の銅層と、上記フレキシブル基板の表面に形成され、上記ゲート電極を含む第１の銅層を埋設する絶縁層と、上記絶縁層の上に形成され、ソース電極及びドレイン電極を含む第２の銅層とを備え、上記絶縁層を介して上記ゲート電極の上には、有機半導体を含む有機半導体層が形成されており、上記有機半導体層は、上記ソース電極と上記ドレイン電極とに接触するように設けられている。また、上記第１の銅層はスパッタによって形成され、上記第２の銅層は蒸着によって形成されている。
【００３０】
ある好適な実施形態において、上記フレキシブル基板には、当該フレキシブル基板の上面と下面とを電気的に接続するビアが形成されている。
【００３１】
ある好適な実施形態では、上記ビアは、上記フレキシブル基板の貫通孔に充填された導電性ペーストからなる。
【００３２】
ある好適な実施形態において、上記ビアは、上記フレキシブル基板の貫通孔の壁面に形成された金属メッキからなる。
【００３３】
ある好適な実施形態では、上記第１の銅層の上記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下であり、上記第２の銅層の上記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のフレキシブル半導体装置の製造方法によれば、フレキシブル基板の表面の上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層を転写によって形成し、これをゲート絶縁膜として使用するので、ゲート絶縁膜としての絶縁層の取り扱いが容易となる。具体的には、保護フィルムの上に形成された絶縁層をフレキシブル基板に転写しているので、薄いゲート絶縁膜を保護フィルムとともに簡易に搬送することができ、フレキシブル半導体装置を良好な生産性にて製造することができる。特に、大画面の画像表示装置に搭載されるフレキシブル半導体装置においては、薄膜で、且つ、大サイズのゲート絶縁膜を用いてフレキシブル半導体装置を構築する必要があるため、ゲート絶縁膜の搬送（ひいては形成）を容易に行うことができるメリットはさらに大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３６】
図２を参照しながら、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００について説明する。図２は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の断面構成を模式的に示している。
【００３７】
フレキシブル半導体装置１００は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置である。フレキシブル半導体装置１００は、図２に示すように、フレキシブル基板１０と、フレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａ）に形成され、ゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３と、フレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａおよび下面１２ｂ）の上に形成され、第１の銅層２３を埋設する絶縁層３０と、絶縁層３０の上に形成され、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを含む第２の銅層２５とを備える。絶縁層３０は、ゲート絶縁膜３５として機能する。すなわち、ゲート絶縁膜３５を介してゲート電極２０ｇの上には、有機半導体からなる有機半導体層４０が形成されている。有機半導体層４０は、ゲート絶縁膜３５の上に形成されたソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとに接触するように配置されている。
【００３８】
本実施形態においては、フレキシブル基板１０には、当該フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとを電気的に接続するビア１６が形成されている。この実施形態では、ビア１６は、所謂ペーストビアであり、フレキシブル基板１０の貫通孔１３に充填された導電性ペーストからなる。ペーストビア１６は、上側の第２の銅層２５と、下側の第２の銅層２５とを電気的に接続している。また、第１の銅層２３は、ゲート電極２０ｇに加えて配線層２４を有している。配線層２４は、ゲート電極２０ｇとともに絶縁膜３０に埋設されている。この実施形態では、配線層２４は、右側のペーストビア１６を介して第２の銅層２５に電気的に接続されている。配線層２４は、ゲート電極２０ｇと電気的に接続されてもよい。
【００３９】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００においては、ゲート電極２０ｇに電圧を加えると，ゲート電極近傍の有機半導体層４０内で加えた電圧の極性に反発する電荷のキャリアが追い払われ（空乏層が発生し）、さらに、ある一定以上の電圧を加えると、ゲート絶縁膜３５と有機半導体層４０の界面にゲート電極２０ｇに印加した電圧と同じ極性のキャリアが誘起され蓄積される。このような状態でソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとの間に電圧を加えると、上記界面に蓄積されたキャリアはソース電極―ドレイン電極間の電界によって移動してドレインに吸収され、ソース電極―ドレイン電極間を電流が流れることになる。
【００４０】
ゲート電極２０ｇに印加される電圧を制御して上記界面に蓄積されたキャリア量を変調することにより，ドレイン電極２０ｄとソース電極２０ｓの間を流れる電流量を変化させて、スイッチング動作を行うことができる。
【００４１】
次に、図３〜図５を参照しながら、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の製造方法について説明する。図３〜図５は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示すように、フレキシブル基板１０を用意(製造、購入など)する。この実施形態では、厚さ５０μｍのポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）フィルムを用いている。ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）フィルムに代えて、他の樹脂フィルム（例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂フィルムを用いてもよい。
【００４３】
フレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａ）には、第１の銅層２３が形成されている。銅層２３の形成方法としては、例えば、ターゲットに銅を用いたスパッタ法が挙げられる。第１の銅層２３の厚さは、例えば、０．５μｍ以下である。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、第１の銅層２３をパターニングすることによって、フレキシブル基板１０の表面１２にゲート電極２０ｇを形成する。銅層２３のパターニングは、例えば、所定パターンのエッチングレジストを用いて銅層２３の一部をエッチングすることにより行うことができる。第１の銅層２３をエッチングするためのエッチャントとしては、例えば、塩化第２銅溶液または塩化第２鉄溶液を用いることができる。また、上記第１の銅層２３のパターニングによって、ゲート電極２０ｇとともに、配線層２４を形成してもよい。配線層２４は、例えば、ゲート電極２０ｇに電気的に接続された配線であってもよい。
【００４５】
次に、図３（ｃ）に示すように、絶縁層３０が付着した保護フィルム３４を用意する。絶縁層３０を構成する材料は、絶縁性を有し、且つ、ゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３を埋設し得る程度の可塑性を持つ材料が好ましい。このような絶縁性の材料として、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化樹脂が挙げられる。
【００４６】
また、絶縁層３０の少なくとも表面３２は、フレキシブル基板１０に対して良好な接着性を有している。絶縁層３０の表面３２の接着性は、当該絶縁層３０を構成する材料自体が持っていてもよく、或いは、当該絶縁層３０の表面に接着剤を塗布することによって付与してもよい。絶縁層３０の表面に塗布する接着剤としては、例えば、前記と同様の液状エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化樹脂等が挙げられる。なお、保護フィルム３４としては、例えば、厚さ１２．５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）フィルムが挙げられる。また絶縁層の形成方法は、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）フィルム上に、バーコータ法、ドクターブレード法、ダイコータ法、グラビア（凹版）印刷法などによって形成することができる。当該絶縁層３０はゲート電圧を低くするため極力薄い方がいいため、グラビア（凹版）印刷法、バーコータ法などが利用される。
【００４７】
次に、図３（ｄ）に示すように、フレキシブル基板１０の表面の上に、絶縁層３０を転写によって形成する。詳細には、絶縁層３０をフレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａ及び下面１２ｂ）の上に圧接し、絶縁層３０とフレキシブル基板１０とを接着する。このとき、ゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３は、絶縁層３０の表面３２に圧接され、当該絶縁層３０の内部に埋め込まれる。その後、保護フィルム３４を絶縁層３０から剥離することにより、フレキシブル基板１０の表面１２ａ、１２ｂの上に絶縁層３０を転写することができる。かかる絶縁層３０のうち、ゲート電極２０ｇの上に配置された領域は、ゲート絶縁膜３５として機能する。
【００４８】
絶縁層３０の厚さは、ゲート電極２０ｇよりも厚いサイズであればよく、特に制限はないが、ゲート電圧を下げるためには絶縁層３０は薄い方が好ましい。例えば、ゲート電極２０ｇの厚さが０．５μｍの場合、絶縁層３０の厚さは、０．５μｍよりも大きければよい。ゲート電圧の実用上の範囲から２μｍよりも小さいことが好ましい。またゲート電圧を下げ、絶縁耐圧を高く保つためには、絶縁材料の誘電率が高い方が良く、そのために前記絶縁材料に微細な無機フィラーを添加することも有効である。誘電率の高い無機フィラーとしてはナノスケールのチタン酸バリウム粉末やチタン酸鉛粉末などが挙げられる。
【００４９】
また、第１の銅層２３の表面粗さ（特に、絶縁層３０が圧接される側の表面粗さ）は、０．２μｍ以下であればよく、さらに好ましくは、０．１μｍ以下である。ここでいう「表面粗さ」とは、算術平均粗さＲａ（粗さ曲線の中心線からの偏差の絶対値の平均値）のことである。第１の銅層２３の表面粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下とすることにより、ゲート電極２０ｇの上のゲート絶縁膜３５の膜厚を均一にすることができる。加えて、第１の銅層２３を絶縁層３０に埋め込む際に、第１の銅層２３の厚さバラツキによって厚肉となった部位が絶縁層３０を貫通する事態を回避することができ、フレキシブル半導体装置１００を安定して製造することができる。
【００５０】
次に、図４（ａ）に示すように、フレキシブル基板１０に、当該フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとを貫通する貫通孔１３を形成する。貫通孔１３の形成は、例えば、保護フィルム３４の上からレーザーを照射することによって行うことができる。貫通孔１３の直径は、例えば５０μｍである。
【００５１】
次に、図４（ｂ）に示すように、フレキシブル基板１０の貫通孔１３に導電性ペーストを充填する。導電性ペーストとしては、例えば液状エポキシ樹脂に銅粉及び硬化剤などを混練したものを使用することができる。導電性ペーストの充填は、例えば、保護フィルム３４の上から導電性ペーストを塗布し貫通孔の下面から吸引しながらスキージで押圧することによって行うことができる。その後、図４（ｃ）に示すように、保護フィルム３４を絶縁層３０から剥離することによって、ペーストビア１６の形成が完了する。なお、ペーストビア１６は、絶縁層３０に埋設したゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３と電気的に接続してもよい。この例では、右側のペーストビア１６は、第１の銅層２３の配線層２４に電気的に接続する。
【００５２】
次に、図５（ａ）に示すように、銅箔２５を用意する。銅箔２５は、例えば、銅インゴットを圧延して形成した圧延銅箔である。そして、図５（ｂ）に示すように、当該銅箔２５を絶縁層３０の上に圧接し、銅箔２５と絶縁層３０とを接着する。このようにして、フレキシブル基板１０における表面（図では上面１２ａおよび下面１２ｂ）の絶縁層３０の上に、第２の銅層２５を積層する。第２の銅層２５の厚さは、例えば、２μｍ以下であり、好ましくは、１．５μｍ以下である。
【００５３】
次に、図５（ｃ）に示すように、フレキシブル基板１０の表面１２の上の第２の銅層２５をパターニングすることによって、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成する。第２の銅層２５のパターニングは、例えば、所定パターンのエッチングレジストを用いて銅層２５の一部をエッチングすることにより行うことができる。第２の銅層２３をエッチングするためのエッチャントとしては、例えば、塩化第２銅溶液または塩化第２鉄溶液を用いることができる。
【００５４】
また、上記第２の銅層２５のパターニングによって、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成するとともに、配線層２６を形成してもよい。配線層２６は、例えば、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄに電気的に接続された配線層であってもよい。図示した例では、下側の第２の銅層２５が含む配線層２６ａは、右側のペーストビア１６を介してドレイン電極２０ｄと電気的に接続している。
【００５５】
このようにして、ゲート絶縁膜３５、ゲート電極２０ｇ、ソース電極２０ｓ、及びドレイン電極２０ｄを備えた、有機半導体が形成される前の構造を有するフレキシブル半導体装置用組立体９０が得られる。このフレキシブル半導体装置用組立体９０は、評価用ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ−Ｅｌｅｍｅｎｔ−Ｇｒｏｕｐ）としても好適に利用することができる。
【００５６】
その後、図５（ｄ）に示すように、ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとに接触し、かつ、絶縁層３０を介してゲート電極２０ｇの上に、有機半導体層４０を形成する。この実施形態では、有機半導体層４０は、ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとの隙間に供給され、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄの端部（上面の一部と壁面）と、ゲート絶縁膜３５の上面とを覆うように形成されている。有機半導体層４０の形成は、例えば有機半導体層４０を構成する有機半導体の印刷によって行うことができるし、有機半導体材料によってはマスク蒸着によって形成することができる。このようにして、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００が構築される。なお、ソース電極２０ｓおよびドレイン電極２０ｄのうち、有機半導体層４０と接触する部分に、貴金属メッキを行ってもよい。貴金属メッキは、例えば金メッキである。これにより、ソース、ドレイン電極２０ｓ、２０ｄと有機半導体層４０との間の接触抵抗を下げることができる。
【００５７】
有機半導体層４０を構成する有機半導体としては、種々のものを使用することが可能である。ただし、その有機半導体としては、移動度が高い材料が好ましく、例えば、ペンタセンを挙げることができる。また、有機半導体を大別して説明すると、高分子材料（例えば、ポリチオフェン又はその誘導体）、低分子材料（例えば、ペンタセン、可溶化ペンタセン）、その他、ナノカーボン材料（例えば、カーボンナノチューブ、ＳｉＧｅナノワイヤー、フラーレン、修飾フラーレン）、無機有機混合材料（例えば、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）とＳｎＩ４との複合系）を挙げることができる。有機半導体の他の例は、後述する。
【００５８】
有機半導体の材料が高分子有機半導体（例えば、ポリチオフェン又はその誘導体）の場合、印刷プロセスによって有機半導体層４０を形成することが好ましいことが多い。また、有機半導体が低分子有機半導体（例えば、ペンタセン）の場合、蒸着プロセスによって有機半導体層４０を形成することが好ましいことが多い。
【００５９】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の製造方法によれば、フレキシブル基板１０の表面１２ａの上に、少なくとも表面３２に接着性がある絶縁層３０を転写によって形成し、これをゲート絶縁膜３５として使用するので、ゲート絶縁膜３５としての絶縁層３０の取り扱いが容易となる。具体的には、図３（ｃ）に示したように、保護フィルム３４の上に形成された絶縁層３０をフレキシブル基板１０に転写しているので、例えば、厚さ５μｍ以下の薄いゲート絶縁膜３５を保護フィルム３４とともに簡便に搬送することができ、フレキシブル半導体装置１００を良好な生産性にて提供することができる。
【００６０】
特に、大画面用（例えば、５０インチ以上の大画面用）のフレキシブル半導体装置においては、薄膜で、且つ、大サイズのゲート絶縁膜を用いてフレキシブル半導体装置を構築する必要があるため、ゲート絶縁膜の搬送（ひいては形成）を容易に行うことができるメリットはさらに大きくなる。
【００６１】
なお、図６に示すように、ソース電極２０ｓと、ドレイン電極２０ｄとは、互いに対向する部位を有しているが、その対向する部位は、フレキシブル基板１０の法線方向から見て（すなわち、フレキシブル基板１０の上方から見て）、櫛形形状で形成することができる。ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとの対向する部位を、櫛形形状に形成することにより、チャンネル幅を大きくすることができ、その結果、有機ＥＬの発光に必要な大電流を得ることができる。
【００６２】
さらに説明すると、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のソースドレイン電流は、以下の式によって表される。
【００６３】
ＦＥＴのソースドレイン電流の式
ＩＤＳ＝ＷＣｉμ｛（ＶＧ−Ｖｔｈ）ＶＤＳ−ＶＤＳ２／２｝／Ｌ
μ：電界効果移動度
Ｗ：チャンネル幅、Ｌ：チャンネル長さ
Ｃｉ：ゲート絶縁層の電気容量
ＶＤＳ：ドレインーソース間電圧、Ｖｔｈ：閾値電圧
上述したように、ダイオードである有機ＥＬの発光には大電流のドライブが必要であるが、上記式に示すように、有機ＥＬに流れるソースドレイン電流ＩＤＳは、移動度μ、チャネル幅Ｗ、及びゲート容量Ｃｉに比例し、チャネル長Ｌに反比例する。図６に示した構成によれば、ソース電極とドレイン電極との対向する部位を櫛形形状に形成することにより、所定寸法を維持しつつ、櫛形電極長さであるチャンネル幅Ｗを長くすることができる。そのため、有機ＥＬの発光に必要な大電流を効果的に取り出すことができる。なお、かかる櫛形形状は、図５（ｃ）に示した第２の銅層２５のパターニングにおいて、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを櫛形電極構造にパターニングすることによって容易に形成することができる。
【００６４】
次に、図７を参照しながら、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造方法の改変例について説明する。この改変例では、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを含む第２の銅層２５が、保護フィルム上に形成された銅膜を絶縁層３０の上に転写することによって形成される点において、上述した実施形態とは異なる。
【００６５】
すなわち、この改変例では、図７（ａ）に示すように、銅膜２５が形成された保護フィルム２８を用意する。銅膜２５は、例えば、保護フィルム２８の上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。保護フィルム２８としては、例えば、厚さ１２．５μｍのＰＥＴフィルムを好適に使用することができる。
【００６６】
また、上記保護フィルム２８とともに、フレキシブル基板１０を用意する。フレキシブル基板１０は、その表面１２ａにゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３が形成され、その内部にはペーストビア１６が形成されている。このフレキシブル基板１０は、図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４（ａ）〜図４（ｃ）の製造工程を経て作製され得る。
【００６７】
次に、図７（ｂ）に示すように、銅蒸着膜２５をフレキシブル基板１０の上の絶縁層３０に圧接し、銅蒸着膜２５と絶縁層３０とを接着する。このとき、銅蒸着膜２５を、フレキシブル基板１０に形成されたペーストビア１６と接触するように圧接し、第２の銅層２５とペーストビア１６とを接続する。そして、保護フィルム２８を第２の銅層としての銅蒸着膜２５から剥離する。このようにして、絶縁層３０の上に銅蒸着膜２５の転写により第２の銅層２５を形成することができる。
【００６８】
次いで、図７（ｃ）に示すように、銅蒸着膜からなる銅層２５をパターニングしてソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成する。この際、配線層２６ａ、２６ｂを同時に形成してもよい。その後、図７（ｄ）に示すように、ゲート電極２０ｇの上に絶縁層３０を介して有機半導体層４０を印刷、蒸着、塗布等の手段によって形成することにより、フレキシブル半導体装置１００が得られる。
【００６９】
上記製造方法によれば、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを含む第２の銅層２５を銅蒸着膜の転写によって形成することができる。蒸着によって形成された銅層（銅蒸着膜）２５は、圧延銅箔に比べて表面平滑性に優れ、その表面粗さ（Ｒａ）が小さくなる（例えば、０．２μｍ以下となる）。そのため、銅蒸着膜２５を絶縁層３０の上に転写する際、銅蒸着膜２５の厚さバラツキによって厚肉となった部位が絶縁層３０（特にゲート絶縁膜３５）を貫通する事態を回避することができ、フレキシブル半導体装置１００を安定して製造することができる。
【００７０】
なお、保護フィルム２８に対する銅膜２５の接着強度は、フレキシブル基板１０に対する第１の銅層２３の接着強度よりも小さいことが好ましい。例えば、保護フィルム２８に対する銅膜２５の接着強度を０．２ＫＮ／ｍ以下とし、フレキシブル基板１０に対する第１の銅層２３の接着強度を０．３ＫＮ／ｍ以上とすることが好ましい。かかる構成によれば、転写時に保護フィルム２８を銅膜２５から剥がす際、第１の銅層２３が保護フィルム２８に引っ張られてフレキシブル基板１０の表面から浮き上ったり、さらには剥がれたりする事態を回避することができる。その結果、フレキシブル半導体装置１００を安定して製造することができる。
【００７１】
なお、第１の銅層２３の０．３ＫＮ／ｍ以上の接着強度は、例えば、フレキシブル基板１０の表面にスパッタによって銅を堆積することにより容易に得ることができる。また、銅膜２５（第２の銅層２５）の０．２ＫＮ／ｍ以下の接着強度は、例えば、保護フィルム２８の上に蒸着によって銅を堆積することにより容易に得ることができる。
【００７２】
さらに、図８を参照しながら、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造方法の別の改変例について説明する。この改変例では、フレキシブル基板１０に設けられたビア１６が、ペーストビアではなく、メッキビアである点において、上述した実施形態とは異なる。この場合、メッキビア１６の形成は、第２の銅層２５を積層した後に実行される。以下、説明する。
【００７３】
すなわち、この改変例では、図８（ａ）に示すように、銅膜２５が形成された保護フィルム２８を用意する。銅膜２５は、例えば、保護フィルム２８の上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。また、上記保護フィルム２８とともに、フレキシブル基板１０を用意する。かかるフレキシブル基板１０は、図３（ａ）〜図３（ｄ）の製造工程を経て作製されたものであり、その表面１２ａにはゲート電極２０を含む第１の銅層２３が形成されている。このフレキシブル基板１０には、ペーストビア１６は形成されていない。
【００７４】
次に、図８（ｂ）に示すように、銅蒸着膜２５をフレキシブル基板１０の上の絶縁層３０に圧接して銅蒸着膜２５と絶縁層３０とを接着し、保護フィルム２８を第２の銅層としての銅蒸着膜２５から剥離する。このようにして、絶縁層３０の上に銅蒸着膜２５の転写により第２の銅層２５を形成することができる。
【００７５】
そして、図８（ｃ）に示すように、フレキシブル基板１０に、当該フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとを貫通する貫通孔１３を形成する。貫通孔１３の形成は、例えば、所定位置にレーザーを照射することによって行うことができる。
【００７６】
次に、図８（ｄ）に示すように、フレキシブル基板１０の貫通孔１３に金属メッキ処理を施し、メッキビア１６を形成する。この実施形態では、銅メッキ処理を施し、銅メッキを形成する。このとき、銅メッキは、上側の第２の銅層２５の上面と、貫通孔１３の壁面と、下側の第２の銅層２５の下面とを覆うように積層され、これによって、上側の銅層２５と下側の銅層とを電機的に接続するメッキビア１６を形成する。また、メッキビア１６は、絶縁層３０に埋設したゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３と電気的に接続してもよい。図示した例では、右側のメッキビア１６は、絶縁層３０内の配線層２４に電気的に接続している。
【００７７】
その後、図８（ｄ）に示すように、第２の銅層２５をエッチング等によってパターニングし、ソース及びドレイン電極２０ｓ、２０ｄを形成する。このとき、第２の銅層２５のパターニングによって、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成するとともに、配線層２６を形成してもよい。配線層２６は、例えば、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄに電気的に接続された配線層であってもよい。図示した例では、配線層２６ａは、メッキビア１６を介してドレイン電極２０ｄと電気的に接続している。このようにして、フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとが電気的に接続されたメッキビア１６を備えたフレキシブル半導体装置１００を構築することができる。
【００７８】
なお、本実施形態の有機半導体層４０を構成する有機半導体材料としては、上記説明と重複する内容もあるが、例えば、次のようなものを挙げることができる。
【００７９】
（１）ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセンおよびそれらの誘導体からなる群から選択されるアセン分子材料、（２）フタロシアニン系化合物、アゾ系化合物およびペリレン系化合物からなる群から選択される顔料およびその誘導体、（３）ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェニルメタン化合物、スチルベン化合物、アリールビニル化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニルアミン化合物およびトリアリールアミン化合物からなる群から選択される低分子化合物およびその誘導体、（４）ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ピレンホルムアルデヒド樹脂およびエチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂からなる群から選択される高分子化合物である。あるいは、有機半導体材料は、フルオレノン系、ジフェノキノン系、ベンゾキノン系、インデノン系、ポルフィリン系、ポリチオフェン系およびポリフェニレン系化合物であってもよい。
【００８０】
また、フレキシブル基板１０を構成する樹脂フィルムは、例えば、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、またはアラミド樹脂から構成されており、これらの樹脂材料は、耐熱性、寸法安定性、ガスバリア性の性質に優れており、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００におけるフレシキブル基板の材料として好ましい。
【００８１】
次に、図９を参照しながら、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００を備えた画像表示装置について説明する。図９は、本実施形態のフレキシブル半導体装置（有機半導体装置）１００を備えた画像表示装置２００の全体の外観を示す外観斜視図である。図１０は、画像表示装置２００の一部を模式的に示す断面図である。
【００８２】
画像表示装置２００は、例えば、有機ＥＬディスプレイである。図９に示すように、画像表示装置２００は、ＴＦＴ部１２０と、ドライバ部（１３０，１３５）と、ＥＬ部１４０とから構成され、そして、ＴＦＴ部１２０の各画素に、フレキシブル半導体装置１００が含まれている。
【００８３】
上記画像表示装置２００の一部の断面を示すと図１０の通りである。図１０では、本実施形態のフレキシブル半導体装置（有機半導体装置）１００を２つ有しており、一つは、スイッチングトランジスタ１００Ａで、もう一つはドライバトランジスタ１００Ｂとなっている。また、フレキシブル半導体装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、補強フィルム８６（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮなどの樹脂フィルム）の上に配置されている。また、フレキシブル半導体装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、ＥＬ部が備える有機ＥＬ素子８０の下に形成されており、フレキシブル半導体装置１００（この例では「１００Ｂ」）は、有機ＥＬ素子８０に接続されている。なお、有機ＥＬ素子８０の上には、透明電極８２が形成されている。加えて、その上には、保護フィルム（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮなどの樹脂フィルム）８４が形成されている。また、フレキシブル半導体装置１００（この例では「１００Ｂ」）は、フレキシブル基板１０の内部にコンデンサ７０を備えている。このコンデンサ７０には、スイッチングトランジスタ１００Ａによって選択された期間に電荷が保持され，その電荷によって生じた電圧がドライバトランジスタ１００Ｂのゲートに印加され，その電圧に応じたドレイン電流が有機ＥＬ素子に流れて画素を発光させる。コンデンサ７０の誘電体層７２は、絶縁層３０から構成されている。コンデンサ７０の上部電極７４は第２金属層２５から構成され、コンデンサ７０の下部電極７６は第１金属層２３から構成されている。図示した例では、上部電極７４はソース電極２０ｓであり、下部電極７６はゲート電極２０ｇである。
【００８４】
また、図１０に示した構造の等価回路を図１１に表している。図１０に示した配線９２は、データラインであり、配線９４は、選択ラインである。各画像表示装置の画素毎に、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は形成されている。有機ＥＬディスプレイの構成によっては、トランジスタは各画素に２個だけでなく、それ以上設けられることもあるので、それに対応して本実施形態のフレキシブル半導体装置１００を設けることも可能である。なお、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は、有機ＥＬディスプレイに限らず、他の画像表示装置（例えば、液晶表示装置）に用いることもでき、また、電子ペーパーにも用いることができる。加えて、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は、現在、印刷エレクトロニクスで適用が検討されている各種用途（例えば、ＲＦ−ＩＤ、メモリ、ＭＰＵ、太陽電池、センサなど）に適応することができる。
【００８５】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、フレキシブル半導体装置１００を１デバイスに対応した形で作製するような例を示したが、それに限らず、複数のデバイスに対応した形で作製する手法を実行してもよい。そのような作製手法として、ロール・ツー・ロール製法を用いることができる。また、本実施形態の構成による効果は、将来開発されると予想される高移動度の有機半導体材料を用いることにより、より顕著なものとして利用することができ、より大きな技術的価値を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の製造方法によれば、生産性に優れたフレキシブル半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】フレキシブル半導体デバイス１０００の断面構成を模式的に示す図
【図２】本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の一例を模式的に示す断面図
【図３】（ａ）から（ｄ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の一例を示す断面図
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の一例を示す断面図
【図５】（ａ）から（ｄ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の一例を示す断面図
【図６】本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の一例を模式的に示す上面図
【図７】（ａ）から（ｄ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の改変例を示す断面図
【図８】（ａ）から（ｅ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の別の改変例を示す断面図
【図９】フレキシブル半導体装置１００を備えた画像表示装置２００の外観を模式的に示す図
【図１０】フレキシブル半導体装置１００を備えた画像表示装置２００の模式的に示す断面図
【図１１】図１０に示した構成の等価回路を示す図
【符号の説明】
【００８８】
１０ フレキシブル基板
１２ａ 上面
１２ｂ 下面
１３ 貫通孔
１６ ビア
２０ｇ ゲート電極
２０ｓ ソース電極
２０ｄ ドレイン電極
２３ 第１の銅層
２５ 第２の銅層
２６ 配線層
２８ 保護フィルム
３０ 絶縁層
３４ 保護フィルム
３５ ゲート絶縁膜
４０ 有機半導体層
７０ コンデンサ
７２ 誘電体層
７４ 上部電極
７６ 下部電極
１００ フレキシブル半導体装置
２００ 画像表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、さらに情報化の進展に伴い、従来、紙媒体で提供されていた情報が電子化される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある（特許文献１など）。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。
【０００４】
ここで、ＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には通常、スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００５】
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、ＴＦＴ素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、ｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされる等、設備の変更が容易ではない。
【０００６】
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを使用せざるをえず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携帯用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。
【０００７】
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機ＥＬ素子用の電荷輸送性材料のほか、有機レーザー発振素子や、有機薄膜トランジスタ素子（有機ＴＦＴ素子）への応用が期待されている。
【０００８】
これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、さらにはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。
【０００９】
これらの低温プロセスによる製造は、従来のＳｉ系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、従って前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも例えばＴＦＴ素子を形成できる可能性がある。また、透明樹脂基板上にＴＦＴ素子を形成し、そのＴＦＴ素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない（もしくは非常に割れにくい）ディスプレイとすることができる。
【特許文献１】特開２００７−６７２６３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４３００号公報
【特許文献３】特開２００６−１８６２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような有機半導体デバイスないしはフレキシブル半導体デバイスを実現する上、現在、印刷エレクトロニクスが注目されている。
【００１１】
図１は、印刷方式を利用した有機半導体１４０を含むフレキシブル半導体デバイス１０００の断面構成を模式的に示している。図１に示したフレキシブル半導体デバイス１０００は、樹脂基板（例えば、ＰＥＴ，ＰＩ）１１０の上に、印刷によって各層（１２０、１３０、１４０、１５０）が積層された構造を有している。図示した構成では、樹脂基板１１０の上に、順次、配線層１２０、有機半導体層１３０、絶縁膜１４０、配線層１５０が形成されている。具体的な構成は、適宜改変されるものの、有機半導体層１３０の周辺には、ソース電極１２０ｓ、ドレイン電極１２０ｄ、ゲート電極１５０ｇが配置され、有機トランジスタが構築される。
【００１２】
このような印刷方式を用いた印刷エレクトロニクス技術は、真空プロセスの緩和（脱真空）、低温プロセスの実施（脱高温）などの種々の利点を有しており、また、印刷方式の活用により、フォトリソグラフ工程を実施しないプロセス（脱フォトリソ）を行うこともできる。このように印刷エレクトロニクスは、種々の利点を有しているがゆえに注目されているが、本願発明者の検討によれば、以下のようなまだまだ乗り越えなければならない壁がある。
【００１３】
まず、印刷方式を用いて配線層１２０を形成する場合、インクジェット方式によってナノペースト材料による配線を形成する必要がある。ナノペースト材料は高価であるとともに、ナノペースト材料からなる配線は高抵抗であり、したがって、その点において問題が残る。
【００１４】
また、特許文献２又は３では、ゲート絶縁膜に高分子フィルムを用いた薄膜トランジスタが開示されている。しかしながら、ゲート電圧を下げるためにはゲート絶縁膜は薄い方が好ましいが、このような薄膜の高分子フィルムからなるゲート絶縁膜をどう取り扱うのか（例えば、ゲート絶縁膜の好適な搬送方法や好適な形成方法など）といった生産技術上の問題については、改善の余地が大きい。特に、大画面用のフレキシブル半導体装置では、その問題がさらに顕著となる。
【００１５】
一方、本願発明者は、上記検討した課題に対して、印刷エレクトロニクス技術の延長線上のものを追求するのではなく、新たな方向で対処し、それらの課題を解決するように試みた。本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、生産性に優れたフレキシブル半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の製造方法は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置の製造方法である。かかる製造方法は、表面に第１の銅層が形成されたフレキシブル基板を用意する工程（ａ）と、上記第１の銅層をパターニングすることによって、上記フレキシブル基板の表面にゲート電極を形成する工程（ｂ）と、上記フレキシブル基板の上記表面の上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層を転写によって形成する工程（ｃ）と、上記フレキシブル基板における上記表面の前記絶縁層の上に、第２の銅層を積層する工程（ｄ）と、上記フレキシブル基板の上記表面の上の上記第２の銅層をパターニングすることによってソース電極及びドレイン電極を形成する工程（ｅ）と、を含む。
【００１７】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｅ）の後、上記ソース電極と上記ドレイン電極とに接触し、かつ、上記絶縁層を介して上記ゲート電極の上に、有機半導体層を形成する工程（ｆ）を実行する。
【００１８】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｆ）の前に、上記ソース電極および上記ドレイン電極のうち、上記有機半導体層と接触する部分に、貴金属メッキを行う。
【００１９】
ある好適な実施形態では、上記工程（ｂ）における上記パターニングによって、上記ゲート電極とともに、配線層を形成する工程を実行する。
【００２０】
ある好適な実施形態において、さらに、上記工程（ｃ）の後、上記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続されるペーストビアを形成する。
【００２１】
ある好適な実施形態では、さらに、上記工程（ｄ）の後、上記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続され、かつ、上記工程（ｄ）にて積層された上記第２の銅層に電気的に接続されるメッキビアを形成する。
【００２２】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｅ）において、上記ソース電極及びドレイン電極は、櫛形電極構造にパターニングされる。
【００２３】
ある好適な実施形態では、上記工程（ｄ）において、上記絶縁層の上に積層される上記第２の銅層は、保護フィルム上に形成された銅膜を転写することによって形成される。
【００２４】
ある好適な実施形態において、上記保護フィルムに対する上記銅膜の接着強度は、上記フレキシブル基板に対する上記第１の銅層の接着強度よりも小さい。
【００２５】
ある好適な実施形態では、上記保護フィルムに対する上記銅膜の接着強度は、０．２ＫＮ／ｍ以下であり、上記フレキシブル基板に対する上記第１の銅層の接着強度は、０．３ＫＮ／ｍ以上である。
【００２６】
ある好適な実施形態において、上記銅膜は、上記保護フィルム上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。
【００２７】
ある好適な実施形態では、上記銅膜は、上記保護フィルム上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。
【００２８】
ある好適な実施形態において、上記第１の銅層は、上記フレキシブル基板の表面にスパッタによって形成された銅層である。
【００２９】
また、本発明は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置を提供する。フレキシブル半導体装置は、フレキシブル基板と、上記フレキシブル基板の表面に形成され、ゲート電極を含む第１の銅層と、上記フレキシブル基板の表面に形成され、上記ゲート電極を含む第１の銅層を埋設する絶縁層と、上記絶縁層の上に形成され、ソース電極及びドレイン電極を含む第２の銅層とを備え、上記絶縁層を介して上記ゲート電極の上には、有機半導体を含む有機半導体層が形成されており、上記有機半導体層は、上記ソース電極と上記ドレイン電極とに接触するように設けられている。また、上記第１の銅層はスパッタによって形成され、上記第２の銅層は蒸着によって形成されている。
【００３０】
ある好適な実施形態において、上記フレキシブル基板には、当該フレキシブル基板の上面と下面とを電気的に接続するビアが形成されている。
【００３１】
ある好適な実施形態では、上記ビアは、上記フレキシブル基板の貫通孔に充填された導電性ペーストからなる。
【００３２】
ある好適な実施形態において、上記ビアは、上記フレキシブル基板の貫通孔の壁面に形成された金属メッキからなる。
【００３３】
ある好適な実施形態では、上記第１の銅層の上記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下であり、上記第２の銅層の上記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のフレキシブル半導体装置の製造方法によれば、フレキシブル基板の表面の上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層を転写によって形成し、これをゲート絶縁膜として使用するので、ゲート絶縁膜としての絶縁層の取り扱いが容易となる。具体的には、保護フィルムの上に形成された絶縁層をフレキシブル基板に転写しているので、薄いゲート絶縁膜を保護フィルムとともに簡易に搬送することができ、フレキシブル半導体装置を良好な生産性にて製造することができる。特に、大画面の画像表示装置に搭載されるフレキシブル半導体装置においては、薄膜で、且つ、大サイズのゲート絶縁膜を用いてフレキシブル半導体装置を構築する必要があるため、ゲート絶縁膜の搬送（ひいては形成）を容易に行うことができるメリットはさらに大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３６】
図２を参照しながら、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００について説明する。図２は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の断面構成を模式的に示している。
【００３７】
フレキシブル半導体装置１００は、有機半導体を有するフレキシブル半導体装置である。フレキシブル半導体装置１００は、図２に示すように、フレキシブル基板１０と、フレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａ）に形成され、ゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３と、フレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａおよび下面１２ｂ）の上に形成され、第１の銅層２３を埋設する絶縁層３０と、絶縁層３０の上に形成され、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを含む第２の銅層２５とを備える。絶縁層３０は、ゲート絶縁膜３５として機能する。すなわち、ゲート絶縁膜３５を介してゲート電極２０ｇの上には、有機半導体からなる有機半導体層４０が形成されている。有機半導体層４０は、ゲート絶縁膜３５の上に形成されたソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとに接触するように配置されている。
【００３８】
本実施形態においては、フレキシブル基板１０には、当該フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとを電気的に接続するビア１６が形成されている。この実施形態では、ビア１６は、所謂ペーストビアであり、フレキシブル基板１０の貫通孔１３に充填された導電性ペーストからなる。ペーストビア１６は、上側の第２の銅層２５と、下側の第２の銅層２５とを電気的に接続している。また、第１の銅層２３は、ゲート電極２０ｇに加えて配線層２４を有している。配線層２４は、ゲート電極２０ｇとともに絶縁膜３０に埋設されている。この実施形態では、配線層２４は、右側のペーストビア１６を介して第２の銅層２５に電気的に接続されている。配線層２４は、ゲート電極２０ｇと電気的に接続されてもよい。
【００３９】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００においては、ゲート電極２０ｇに電圧を加えると，ゲート電極近傍の有機半導体層４０内で加えた電圧の極性に反発する電荷のキャリアが追い払われ（空乏層が発生し）、さらに、ある一定以上の電圧を加えると、ゲート絶縁膜３５と有機半導体層４０の界面にゲート電極２０ｇに印加した電圧と同じ極性のキャリアが誘起され蓄積される。このような状態でソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとの間に電圧を加えると、上記界面に蓄積されたキャリアはソース電極―ドレイン電極間の電界によって移動してドレインに吸収され、ソース電極―ドレイン電極間を電流が流れることになる。
【００４０】
ゲート電極２０ｇに印加される電圧を制御して上記界面に蓄積されたキャリア量を変調することにより，ドレイン電極２０ｄとソース電極２０ｓの間を流れる電流量を変化させて、スイッチング動作を行うことができる。
【００４１】
次に、図３〜図５を参照しながら、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の製造方法について説明する。図３〜図５は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示すように、フレキシブル基板１０を用意(製造、購入など)する。この実施形態では、厚さ５０μｍのポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）フィルムを用いている。ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）フィルムに代えて、他の樹脂フィルム（例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂フィルムを用いてもよい。
【００４３】
フレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａ）には、第１の銅層２３が形成されている。銅層２３の形成方法としては、例えば、ターゲットに銅を用いたスパッタ法が挙げられる。第１の銅層２３の厚さは、例えば、０．５μｍ以下である。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、第１の銅層２３をパターニングすることによって、フレキシブル基板１０の表面１２にゲート電極２０ｇを形成する。銅層２３のパターニングは、例えば、所定パターンのエッチングレジストを用いて銅層２３の一部をエッチングすることにより行うことができる。第１の銅層２３をエッチングするためのエッチャントとしては、例えば、塩化第２銅溶液または塩化第２鉄溶液を用いることができる。また、上記第１の銅層２３のパターニングによって、ゲート電極２０ｇとともに、配線層２４を形成してもよい。配線層２４は、例えば、ゲート電極２０ｇに電気的に接続された配線であってもよい。
【００４５】
次に、図３（ｃ）に示すように、絶縁層３０が付着した保護フィルム３４を用意する。絶縁層３０を構成する材料は、絶縁性を有し、且つ、ゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３を埋設し得る程度の可塑性を持つ材料が好ましい。このような絶縁性の材料として、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化樹脂が挙げられる。
【００４６】
また、絶縁層３０の少なくとも表面３２は、フレキシブル基板１０に対して良好な接着性を有している。絶縁層３０の表面３２の接着性は、当該絶縁層３０を構成する材料自体が持っていてもよく、或いは、当該絶縁層３０の表面に接着剤を塗布することによって付与してもよい。絶縁層３０の表面に塗布する接着剤としては、例えば、前記と同様の液状エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化樹脂等が挙げられる。なお、保護フィルム３４としては、例えば、厚さ１２．５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）フィルムが挙げられる。また絶縁層の形成方法は、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）フィルム上に、バーコータ法、ドクターブレード法、ダイコータ法、グラビア（凹版）印刷法などによって形成することができる。当該絶縁層３０はゲート電圧を低くするため極力薄い方がいいため、グラビア（凹版）印刷法、バーコータ法などが利用される。
【００４７】
次に、図３（ｄ）に示すように、フレキシブル基板１０の表面の上に、絶縁層３０を転写によって形成する。詳細には、絶縁層３０をフレキシブル基板１０の表面（図では上面１２ａ及び下面１２ｂ）の上に圧接し、絶縁層３０とフレキシブル基板１０とを接着する。このとき、ゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３は、絶縁層３０の表面３２に圧接され、当該絶縁層３０の内部に埋め込まれる。その後、保護フィルム３４を絶縁層３０から剥離することにより、フレキシブル基板１０の表面１２ａ、１２ｂの上に絶縁層３０を転写することができる。かかる絶縁層３０のうち、ゲート電極２０ｇの上に配置された領域は、ゲート絶縁膜３５として機能する。
【００４８】
絶縁層３０の厚さは、ゲート電極２０ｇよりも厚いサイズであればよく、特に制限はないが、ゲート電圧を下げるためには絶縁層３０は薄い方が好ましい。例えば、ゲート電極２０ｇの厚さが０．５μｍの場合、絶縁層３０の厚さは、０．５μｍよりも大きければよい。ゲート電圧の実用上の範囲から２μｍよりも小さいことが好ましい。またゲート電圧を下げ、絶縁耐圧を高く保つためには、絶縁材料の誘電率が高い方が良く、そのために前記絶縁材料に微細な無機フィラーを添加することも有効である。誘電率の高い無機フィラーとしてはナノスケールのチタン酸バリウム粉末やチタン酸鉛粉末などが挙げられる。
【００４９】
また、第１の銅層２３の表面粗さ（特に、絶縁層３０が圧接される側の表面粗さ）は、０．２μｍ以下であればよく、さらに好ましくは、０．１μｍ以下である。ここでいう「表面粗さ」とは、算術平均粗さＲａ（粗さ曲線の中心線からの偏差の絶対値の平均値）のことである。第１の銅層２３の表面粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下とすることにより、ゲート電極２０ｇの上のゲート絶縁膜３５の膜厚を均一にすることができる。加えて、第１の銅層２３を絶縁層３０に埋め込む際に、第１の銅層２３の厚さバラツキによって厚肉となった部位が絶縁層３０を貫通する事態を回避することができ、フレキシブル半導体装置１００を安定して製造することができる。
【００５０】
次に、図４（ａ）に示すように、フレキシブル基板１０に、当該フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとを貫通する貫通孔１３を形成する。貫通孔１３の形成は、例えば、保護フィルム３４の上からレーザーを照射することによって行うことができる。貫通孔１３の直径は、例えば５０μｍである。
【００５１】
次に、図４（ｂ）に示すように、フレキシブル基板１０の貫通孔１３に導電性ペーストを充填する。導電性ペーストとしては、例えば液状エポキシ樹脂に銅粉及び硬化剤などを混練したものを使用することができる。導電性ペーストの充填は、例えば、保護フィルム３４の上から導電性ペーストを塗布し貫通孔の下面から吸引しながらスキージで押圧することによって行うことができる。その後、図４（ｃ）に示すように、保護フィルム３４を絶縁層３０から剥離することによって、ペーストビア１６の形成が完了する。なお、ペーストビア１６は、絶縁層３０に埋設したゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３と電気的に接続してもよい。この例では、右側のペーストビア１６は、第１の銅層２３の配線層２４に電気的に接続する。
【００５２】
次に、図５（ａ）に示すように、銅箔２５を用意する。銅箔２５は、例えば、銅インゴットを圧延して形成した圧延銅箔である。そして、図５（ｂ）に示すように、当該銅箔２５を絶縁層３０の上に圧接し、銅箔２５と絶縁層３０とを接着する。このようにして、フレキシブル基板１０における表面（図では上面１２ａおよび下面１２ｂ）の絶縁層３０の上に、第２の銅層２５を積層する。第２の銅層２５の厚さは、例えば、２μｍ以下であり、好ましくは、１．５μｍ以下である。
【００５３】
次に、図５（ｃ）に示すように、フレキシブル基板１０の表面１２の上の第２の銅層２５をパターニングすることによって、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成する。第２の銅層２５のパターニングは、例えば、所定パターンのエッチングレジストを用いて銅層２５の一部をエッチングすることにより行うことができる。第２の銅層２３をエッチングするためのエッチャントとしては、例えば、塩化第２銅溶液または塩化第２鉄溶液を用いることができる。
【００５４】
また、上記第２の銅層２５のパターニングによって、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成するとともに、配線層２６を形成してもよい。配線層２６は、例えば、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄに電気的に接続された配線層であってもよい。図示した例では、下側の第２の銅層２５が含む配線層２６ａは、右側のペーストビア１６を介してドレイン電極２０ｄと電気的に接続している。
【００５５】
このようにして、ゲート絶縁膜３５、ゲート電極２０ｇ、ソース電極２０ｓ、及びドレイン電極２０ｄを備えた、有機半導体が形成される前の構造を有するフレキシブル半導体装置用組立体９０が得られる。このフレキシブル半導体装置用組立体９０は、評価用ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ−Ｅｌｅｍｅｎｔ−Ｇｒｏｕｐ）としても好適に利用することができる。
【００５６】
その後、図５（ｄ）に示すように、ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとに接触し、かつ、絶縁層３０を介してゲート電極２０ｇの上に、有機半導体層４０を形成する。この実施形態では、有機半導体層４０は、ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとの隙間に供給され、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄの端部（上面の一部と壁面）と、ゲート絶縁膜３５の上面とを覆うように形成されている。有機半導体層４０の形成は、例えば有機半導体層４０を構成する有機半導体の印刷によって行うことができるし、有機半導体材料によってはマスク蒸着によって形成することができる。このようにして、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００が構築される。なお、ソース電極２０ｓおよびドレイン電極２０ｄのうち、有機半導体層４０と接触する部分に、貴金属メッキを行ってもよい。貴金属メッキは、例えば金メッキである。これにより、ソース、ドレイン電極２０ｓ、２０ｄと有機半導体層４０との間の接触抵抗を下げることができる。
【００５７】
有機半導体層４０を構成する有機半導体としては、種々のものを使用することが可能である。ただし、その有機半導体としては、移動度が高い材料が好ましく、例えば、ペンタセンを挙げることができる。また、有機半導体を大別して説明すると、高分子材料（例えば、ポリチオフェン又はその誘導体）、低分子材料（例えば、ペンタセン、可溶化ペンタセン）、その他、ナノカーボン材料（例えば、カーボンナノチューブ、ＳｉＧｅナノワイヤー、フラーレン、修飾フラーレン）、無機有機混合材料（例えば、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）とＳｎＩ４との複合系）を挙げることができる。有機半導体の他の例は、後述する。
【００５８】
有機半導体の材料が高分子有機半導体（例えば、ポリチオフェン又はその誘導体）の場合、印刷プロセスによって有機半導体層４０を形成することが好ましいことが多い。また、有機半導体が低分子有機半導体（例えば、ペンタセン）の場合、蒸着プロセスによって有機半導体層４０を形成することが好ましいことが多い。
【００５９】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の製造方法によれば、フレキシブル基板１０の表面１２ａの上に、少なくとも表面３２に接着性がある絶縁層３０を転写によって形成し、これをゲート絶縁膜３５として使用するので、ゲート絶縁膜３５としての絶縁層３０の取り扱いが容易となる。具体的には、図３（ｃ）に示したように、保護フィルム３４の上に形成された絶縁層３０をフレキシブル基板１０に転写しているので、例えば、厚さ５μｍ以下の薄いゲート絶縁膜３５を保護フィルム３４とともに簡便に搬送することができ、フレキシブル半導体装置１００を良好な生産性にて提供することができる。
【００６０】
特に、大画面用（例えば、５０インチ以上の大画面用）のフレキシブル半導体装置においては、薄膜で、且つ、大サイズのゲート絶縁膜を用いてフレキシブル半導体装置を構築する必要があるため、ゲート絶縁膜の搬送（ひいては形成）を容易に行うことができるメリットはさらに大きくなる。
【００６１】
なお、図６に示すように、ソース電極２０ｓと、ドレイン電極２０ｄとは、互いに対向する部位を有しているが、その対向する部位は、フレキシブル基板１０の法線方向から見て（すなわち、フレキシブル基板１０の上方から見て）、櫛形形状で形成することができる。ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄとの対向する部位を、櫛形形状に形成することにより、チャンネル幅を大きくすることができ、その結果、有機ＥＬの発光に必要な大電流を得ることができる。
【００６２】
さらに説明すると、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のソースドレイン電流は、以下の式によって表される。
【００６３】
ＦＥＴのソースドレイン電流の式
ＩＤＳ＝ＷＣｉμ｛（ＶＧ−Ｖｔｈ）ＶＤＳ−ＶＤＳ２／２｝／Ｌ
μ：電界効果移動度
Ｗ：チャンネル幅、Ｌ：チャンネル長さ
Ｃｉ：ゲート絶縁層の電気容量
ＶＤＳ：ドレインーソース間電圧、Ｖｔｈ：閾値電圧
上述したように、ダイオードである有機ＥＬの発光には大電流のドライブが必要であるが、上記式に示すように、有機ＥＬに流れるソースドレイン電流ＩＤＳは、移動度μ、チャネル幅Ｗ、及びゲート容量Ｃｉに比例し、チャネル長Ｌに反比例する。図６に示した構成によれば、ソース電極とドレイン電極との対向する部位を櫛形形状に形成することにより、所定寸法を維持しつつ、櫛形電極長さであるチャンネル幅Ｗを長くすることができる。そのため、有機ＥＬの発光に必要な大電流を効果的に取り出すことができる。なお、かかる櫛形形状は、図５（ｃ）に示した第２の銅層２５のパターニングにおいて、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを櫛形電極構造にパターニングすることによって容易に形成することができる。
【００６４】
次に、図７を参照しながら、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造方法の改変例について説明する。この改変例では、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを含む第２の銅層２５が、保護フィルム上に形成された銅膜を絶縁層３０の上に転写することによって形成される点において、上述した実施形態とは異なる。
【００６５】
すなわち、この改変例では、図７（ａ）に示すように、銅膜２５が形成された保護フィルム２８を用意する。銅膜２５は、例えば、保護フィルム２８の上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。保護フィルム２８としては、例えば、厚さ１２．５μｍのＰＥＴフィルムを好適に使用することができる。
【００６６】
また、上記保護フィルム２８とともに、フレキシブル基板１０を用意する。フレキシブル基板１０は、その表面１２ａにゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３が形成され、その内部にはペーストビア１６が形成されている。このフレキシブル基板１０は、図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４（ａ）〜図４（ｃ）の製造工程を経て作製され得る。
【００６７】
次に、図７（ｂ）に示すように、銅蒸着膜２５をフレキシブル基板１０の上の絶縁層３０に圧接し、銅蒸着膜２５と絶縁層３０とを接着する。このとき、銅蒸着膜２５を、フレキシブル基板１０に形成されたペーストビア１６と接触するように圧接し、第２の銅層２５とペーストビア１６とを接続する。そして、保護フィルム２８を第２の銅層としての銅蒸着膜２５から剥離する。このようにして、絶縁層３０の上に銅蒸着膜２５の転写により第２の銅層２５を形成することができる。
【００６８】
次いで、図７（ｃ）に示すように、銅蒸着膜からなる銅層２５をパターニングしてソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成する。この際、配線層２６ａ、２６ｂを同時に形成してもよい。その後、図７（ｄ）に示すように、ゲート電極２０ｇの上に絶縁層３０を介して有機半導体層４０を印刷、蒸着、塗布等の手段によって形成することにより、フレキシブル半導体装置１００が得られる。
【００６９】
上記製造方法によれば、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを含む第２の銅層２５を銅蒸着膜の転写によって形成することができる。蒸着によって形成された銅層（銅蒸着膜）２５は、圧延銅箔に比べて表面平滑性に優れ、その表面粗さ（Ｒａ）が小さくなる（例えば、０．２μｍ以下となる）。そのため、銅蒸着膜２５を絶縁層３０の上に転写する際、銅蒸着膜２５の厚さバラツキによって厚肉となった部位が絶縁層３０（特にゲート絶縁膜３５）を貫通する事態を回避することができ、フレキシブル半導体装置１００を安定して製造することができる。
【００７０】
なお、保護フィルム２８に対する銅膜２５の接着強度は、フレキシブル基板１０に対する第１の銅層２３の接着強度よりも小さいことが好ましい。例えば、保護フィルム２８に対する銅膜２５の接着強度を０．２ＫＮ／ｍ以下とし、フレキシブル基板１０に対する第１の銅層２３の接着強度を０．３ＫＮ／ｍ以上とすることが好ましい。かかる構成によれば、転写時に保護フィルム２８を銅膜２５から剥がす際、第１の銅層２３が保護フィルム２８に引っ張られてフレキシブル基板１０の表面から浮き上ったり、さらには剥がれたりする事態を回避することができる。その結果、フレキシブル半導体装置１００を安定して製造することができる。
【００７１】
なお、第１の銅層２３の０．３ＫＮ／ｍ以上の接着強度は、例えば、フレキシブル基板１０の表面にスパッタによって銅を堆積することにより容易に得ることができる。また、銅膜２５（第２の銅層２５）の０．２ＫＮ／ｍ以下の接着強度は、例えば、保護フィルム２８の上に蒸着によって銅を堆積することにより容易に得ることができる。
【００７２】
さらに、図８を参照しながら、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造方法の別の改変例について説明する。この改変例では、フレキシブル基板１０に設けられたビア１６が、ペーストビアではなく、メッキビアである点において、上述した実施形態とは異なる。この場合、メッキビア１６の形成は、第２の銅層２５を積層した後に実行される。以下、説明する。
【００７３】
すなわち、この改変例では、図８（ａ）に示すように、銅膜２５が形成された保護フィルム２８を用意する。銅膜２５は、例えば、保護フィルム２８の上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である。また、上記保護フィルム２８とともに、フレキシブル基板１０を用意する。かかるフレキシブル基板１０は、図３（ａ）〜図３（ｄ）の製造工程を経て作製されたものであり、その表面１２ａにはゲート電極２０を含む第１の銅層２３が形成されている。このフレキシブル基板１０には、ペーストビア１６は形成されていない。
【００７４】
次に、図８（ｂ）に示すように、銅蒸着膜２５をフレキシブル基板１０の上の絶縁層３０に圧接して銅蒸着膜２５と絶縁層３０とを接着し、保護フィルム２８を第２の銅層としての銅蒸着膜２５から剥離する。このようにして、絶縁層３０の上に銅蒸着膜２５の転写により第２の銅層２５を形成することができる。
【００７５】
そして、図８（ｃ）に示すように、フレキシブル基板１０に、当該フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとを貫通する貫通孔１３を形成する。貫通孔１３の形成は、例えば、所定位置にレーザーを照射することによって行うことができる。
【００７６】
次に、図８（ｄ）に示すように、フレキシブル基板１０の貫通孔１３に金属メッキ処理を施し、メッキビア１６を形成する。この実施形態では、銅メッキ処理を施し、銅メッキを形成する。このとき、銅メッキは、上側の第２の銅層２５の上面と、貫通孔１３の壁面と、下側の第２の銅層２５の下面とを覆うように積層され、これによって、上側の銅層２５と下側の銅層とを電機的に接続するメッキビア１６を形成する。また、メッキビア１６は、絶縁層３０に埋設したゲート電極２０ｇを含む第１の銅層２３と電気的に接続してもよい。図示した例では、右側のメッキビア１６は、絶縁層３０内の配線層２４に電気的に接続している。
【００７７】
その後、図８（ｄ）に示すように、第２の銅層２５をエッチング等によってパターニングし、ソース及びドレイン電極２０ｓ、２０ｄを形成する。このとき、第２の銅層２５のパターニングによって、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄを形成するとともに、配線層２６を形成してもよい。配線層２６は、例えば、ソース電極２０ｓ及びドレイン電極２０ｄに電気的に接続された配線層であってもよい。図示した例では、配線層２６ａは、メッキビア１６を介してドレイン電極２０ｄと電気的に接続している。このようにして、フレキシブル基板１０の上面１２ａと下面１２ｂとが電気的に接続されたメッキビア１６を備えたフレキシブル半導体装置１００を構築することができる。
【００７８】
なお、本実施形態の有機半導体層４０を構成する有機半導体材料としては、上記説明と重複する内容もあるが、例えば、次のようなものを挙げることができる。
【００７９】
（１）ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセンおよびそれらの誘導体からなる群から選択されるアセン分子材料、（２）フタロシアニン系化合物、アゾ系化合物およびペリレン系化合物からなる群から選択される顔料およびその誘導体、（３）ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェニルメタン化合物、スチルベン化合物、アリールビニル化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニルアミン化合物およびトリアリールアミン化合物からなる群から選択される低分子化合物およびその誘導体、（４）ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ピレンホルムアルデヒド樹脂およびエチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂からなる群から選択される高分子化合物である。あるいは、有機半導体材料は、フルオレノン系、ジフェノキノン系、ベンゾキノン系、インデノン系、ポルフィリン系、ポリチオフェン系およびポリフェニレン系化合物であってもよい。
【００８０】
また、フレキシブル基板１０を構成する樹脂フィルムは、例えば、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、またはアラミド樹脂から構成されており、これらの樹脂材料は、耐熱性、寸法安定性、ガスバリア性の性質に優れており、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００におけるフレシキブル基板の材料として好ましい。
【００８１】
次に、図９を参照しながら、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００を備えた画像表示装置について説明する。図９は、本実施形態のフレキシブル半導体装置（有機半導体装置）１００を備えた画像表示装置２００の全体の外観を示す外観斜視図である。図１０は、画像表示装置２００の一部を模式的に示す断面図である。
【００８２】
画像表示装置２００は、例えば、有機ＥＬディスプレイである。図９に示すように、画像表示装置２００は、ＴＦＴ部１２０と、ドライバ部（１３０，１３５）と、ＥＬ部１４０とから構成され、そして、ＴＦＴ部１２０の各画素に、フレキシブル半導体装置１００が含まれている。
【００８３】
上記画像表示装置２００の一部の断面を示すと図１０の通りである。図１０では、本実施形態のフレキシブル半導体装置（有機半導体装置）１００を２つ有しており、一つは、スイッチングトランジスタ１００Ａで、もう一つはドライバトランジスタ１００Ｂとなっている。また、フレキシブル半導体装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、補強フィルム８６（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮなどの樹脂フィルム）の上に配置されている。また、フレキシブル半導体装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、ＥＬ部が備える有機ＥＬ素子８０の下に形成されており、フレキシブル半導体装置１００（この例では「１００Ｂ」）は、有機ＥＬ素子８０に接続されている。なお、有機ＥＬ素子８０の上には、透明電極８２が形成されている。加えて、その上には、保護フィルム（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮなどの樹脂フィルム）８４が形成されている。また、フレキシブル半導体装置１００（この例では「１００Ｂ」）は、フレキシブル基板１０の内部にコンデンサ７０を備えている。このコンデンサ７０には、スイッチングトランジスタ１００Ａによって選択された期間に電荷が保持され，その電荷によって生じた電圧がドライバトランジスタ１００Ｂのゲートに印加され，その電圧に応じたドレイン電流が有機ＥＬ素子に流れて画素を発光させる。コンデンサ７０の誘電体層７２は、絶縁層３０から構成されている。コンデンサ７０の上部電極７４は第２金属層２５から構成され、コンデンサ７０の下部電極７６は第１金属層２３から構成されている。図示した例では、上部電極７４はソース電極２０ｓであり、下部電極７６はゲート電極２０ｇである。
【００８４】
また、図１０に示した構造の等価回路を図１１に表している。図１０に示した配線９２は、データラインであり、配線９４は、選択ラインである。各画像表示装置の画素毎に、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は形成されている。有機ＥＬディスプレイの構成によっては、トランジスタは各画素に２個だけでなく、それ以上設けられることもあるので、それに対応して本実施形態のフレキシブル半導体装置１００を設けることも可能である。なお、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は、有機ＥＬディスプレイに限らず、他の画像表示装置（例えば、液晶表示装置）に用いることもでき、また、電子ペーパーにも用いることができる。加えて、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は、現在、印刷エレクトロニクスで適用が検討されている各種用途（例えば、ＲＦ−ＩＤ、メモリ、ＭＰＵ、太陽電池、センサなど）に適応することができる。
【００８５】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、フレキシブル半導体装置１００を１デバイスに対応した形で作製するような例を示したが、それに限らず、複数のデバイスに対応した形で作製する手法を実行してもよい。そのような作製手法として、ロール・ツー・ロール製法を用いることができる。また、本実施形態の構成による効果は、将来開発されると予想される高移動度の有機半導体材料を用いることにより、より顕著なものとして利用することができ、より大きな技術的価値を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の製造方法によれば、生産性に優れたフレキシブル半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】フレキシブル半導体デバイス１０００の断面構成を模式的に示す図
【図２】本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の一例を模式的に示す断面図
【図３】（ａ）から（ｄ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の一例を示す断面図
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の一例を示す断面図
【図５】（ａ）から（ｄ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の一例を示す断面図
【図６】本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の一例を模式的に示す上面図
【図７】（ａ）から（ｄ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の改変例を示す断面図
【図８】（ａ）から（ｅ）は、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の製造工程の別の改変例を示す断面図
【図９】フレキシブル半導体装置１００を備えた画像表示装置２００の外観を模式的に示す図
【図１０】フレキシブル半導体装置１００を備えた画像表示装置２００の模式的に示す断面図
【図１１】図１０に示した構成の等価回路を示す図
【符号の説明】
【００８８】
１０ フレキシブル基板
１２ａ 上面
１２ｂ 下面
１３ 貫通孔
１６ ビア
２０ｇ ゲート電極
２０ｓ ソース電極
２０ｄ ドレイン電極
２３ 第１の銅層
２５ 第２の銅層
２６ 配線層
２８ 保護フィルム
３０ 絶縁層
３４ 保護フィルム
３５ ゲート絶縁膜
４０ 有機半導体層
７０ コンデンサ
７２ 誘電体層
７４ 上部電極
７６ 下部電極
１００ フレキシブル半導体装置
２００ 画像表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体を有するフレキシブル半導体装置の製造方法であって、
表面に第１の銅層が形成されたフレキシブル基板を用意する工程（ａ）と、
前記第１の銅層をパターニングすることによって、前記フレキシブル基板の表面にゲート電極を形成する工程（ｂ）と、
前記フレキシブル基板の前記表面の上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層を転写によって形成する工程（ｃ）と、
前記フレキシブル基板における前記表面の前記絶縁層の上に、第２の銅層を積層する工程（ｄ）と、
前記フレキシブル基板の前記表面の上の前記第２の銅層をパターニングすることによってソース電極及びドレイン電極を形成する工程（ｅ）と
を含む、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｅ）の後、前記ソース電極と前記ドレイン電極とに接触し、かつ、前記絶縁層を介して前記ゲート電極の上に、有機半導体層を形成する工程（ｆ）を実行する、請求項１に記載のフレキシブル半導体の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｆ）の前に、前記ソース電極および前記ドレイン電極のうち、前記有機半導体層と接触する部分に、貴金属メッキを行う、請求項２に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）における前記パターニングによって、前記ゲート電極とともに、配線層を形成する工程を実行する、請求項１から３の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項５】
さらに、前記工程（ｃ）の後、前記接着性のある絶縁層を形成した前記フレキシブル基板に貫通孔を形成し、当該貫通孔に、前記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続されるペーストビアを形成する、請求項４に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項６】
さらに、前記工程（ｄ）の後、前記接着性のある絶縁層を形成した前記フレキシブル基板に貫通孔を形成し、当該貫通孔に、前記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続され、かつ、前記工程（ｄ）にて積層された前記第２の銅層に電気的に接続されるメッキビアを形成する、請求項４に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）において、前記ソース電極及びドレイン電極は、櫛形電極構造にパターニングされる、請求項１から６の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）における第１の銅層の厚さは０．５μｍ以下であり、前記工程（ｃ）における絶縁層の厚さは２μｍ以下であり、前記工程（ｄ）における第２の銅層の厚さは５μｍ以下である、請求項１から７の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）における第１の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下であり、前記工程（ｄ）における第２の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下である、請求項１または８に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｄ）において、前記絶縁層の上に積層される第２の銅層は、保護フィルム上に形成された銅膜を転写することによって形成される、請求項１から９の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記保護フィルムに対する前記銅膜の接着強度は、前記フレキシブル基板に対する前記第１の銅層の接着強度よりも小さい、請求項１０に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記銅膜は、前記保護フィルム上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である、請求項１０または１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の銅層は、前記フレキシブル基板の表面にスパッタによって形成された銅層である、請求項１０から１２の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記保護フィルムに対する前記銅膜の接着強度は、０．２ＫＮ／ｍ以下であり、前記フレキシブル基板に対する前記第１の銅層の接着強度は、０．３ＫＮ／ｍ以上である、請求項１１から１３の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
有機半導体を有するフレキシブル半導体装置であって、
フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の表面に形成され、ゲート電極を含む第１の銅層と、
前記フレキシブル基板の表面の上に形成され、前記第１の銅層を埋設する絶縁層と、
前記絶縁層の上に形成され、ソース電極及びドレイン電極を含む第２の銅層と
を備え、
前記絶縁層を介して前記ゲート電極の上には、有機半導体を含む有機半導体層が形成されており、
前記有機半導体層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極とに接触するように設けられており、
前記第１の銅層はスパッタによって形成され、前記第２の銅層は蒸着によって形成されている、フレキシブル半導体装置。
【請求項１６】
前記フレキシブル基板には、前記第１の銅層と電気的に接続するビアが形成されている、請求項１５に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１７】
前記ビアは、前記フレキシブル基板の貫通孔に充填された導電性ペーストからなる、請求項１６に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１８】
前記ビアは、前記フレキシブル基板の貫通孔の壁面に形成された金属メッキからなる、請求項１６に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１９】
前記第１の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下であり、前記第２の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下である、請求項１５から１８の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１】
有機半導体を有するフレキシブル半導体装置の製造方法であって、
表面に第１の銅層が形成されたフレキシブル基板を用意する工程（ａ）と、
前記第１の銅層をパターニングすることによって、前記フレキシブル基板の表面にゲート電極を形成する工程（ｂ）と、
前記フレキシブル基板の前記表面の上に、少なくとも表面に接着性がある絶縁層を転写によって形成する工程（ｃ）と、
前記フレキシブル基板における前記表面の前記絶縁層の上に、第２の銅層を積層する工程（ｄ）と、
前記フレキシブル基板の前記表面の上の前記第２の銅層をパターニングすることによってソース電極及びドレイン電極を形成する工程（ｅ）と
を含む、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｅ）の後、前記ソース電極と前記ドレイン電極とに接触し、かつ、前記絶縁層を介して前記ゲート電極の上に、有機半導体層を形成する工程（ｆ）を実行する、請求項１に記載のフレキシブル半導体の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｆ）の前に、前記ソース電極および前記ドレイン電極のうち、前記有機半導体層と接触する部分に、貴金属メッキを行う、請求項２に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）における前記パターニングによって、前記ゲート電極とともに、配線層を形成する工程を実行する、請求項１から３の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項５】
さらに、前記工程（ｃ）の後、前記接着性のある絶縁層を形成した前記フレキシブル基板に貫通孔を形成し、当該貫通孔に、前記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続されるペーストビアを形成する、請求項４に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項６】
さらに、前記工程（ｄ）の後、前記接着性のある絶縁層を形成した前記フレキシブル基板に貫通孔を形成し、当該貫通孔に、前記工程（ｂ）にて形成された配線層に電気的に接続され、かつ、前記工程（ｄ）にて積層された前記第２の銅層に電気的に接続されるメッキビアを形成する、請求項４に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）において、前記ソース電極及びドレイン電極は、櫛形電極構造にパターニングされる、請求項１から６の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）における第１の銅層の厚さは０．５μｍ以下であり、前記工程（ｃ）における絶縁層の厚さは２μｍ以下であり、前記工程（ｄ）における第２の銅層の厚さは５μｍ以下である、請求項１から７の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）における第１の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下であり、前記工程（ｄ）における第２の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下である、請求項１または８に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｄ）において、前記絶縁層の上に積層される第２の銅層は、保護フィルム上に形成された銅膜を転写することによって形成される、請求項１から９の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記保護フィルムに対する前記銅膜の接着強度は、前記フレキシブル基板に対する前記第１の銅層の接着強度よりも小さい、請求項１０に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記銅膜は、前記保護フィルム上に蒸着によって形成された銅蒸着膜である、請求項１０または１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の銅層は、前記フレキシブル基板の表面にスパッタによって形成された銅層である、請求項１０から１２の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記保護フィルムに対する前記銅膜の接着強度は、０．２ＫＮ／ｍ以下であり、前記フレキシブル基板に対する前記第１の銅層の接着強度は、０．３ＫＮ／ｍ以上である、請求項１１から１３の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
有機半導体を有するフレキシブル半導体装置であって、
フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の表面に形成され、ゲート電極を含む第１の銅層と、
前記フレキシブル基板の表面の上に形成され、前記第１の銅層を埋設する絶縁層と、
前記絶縁層の上に形成され、ソース電極及びドレイン電極を含む第２の銅層と
を備え、
前記絶縁層を介して前記ゲート電極の上には、有機半導体を含む有機半導体層が形成されており、
前記有機半導体層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極とに接触するように設けられており、
前記第１の銅層はスパッタによって形成され、前記第２の銅層は蒸着によって形成されている、フレキシブル半導体装置。
【請求項１６】
前記フレキシブル基板には、前記第１の銅層と電気的に接続するビアが形成されている、請求項１５に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１７】
前記ビアは、前記フレキシブル基板の貫通孔に充填された導電性ペーストからなる、請求項１６に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１８】
前記ビアは、前記フレキシブル基板の貫通孔の壁面に形成された金属メッキからなる、請求項１６に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１９】
前記第１の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下であり、前記第２の銅層の前記絶縁層に接する面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下である、請求項１５から１８の何れか一つに記載のフレキシブル半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３３７６（Ｐ２０１１−２３３７６Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９７５７１（Ｐ２００７−２９７５７１）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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