專利名稱：導電性圖案、電子器件的制造方法及電子器件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及導電性圖案及電子器件的制造方法。另外，本發(fā)明涉及具有導電性的電子器件及場效應晶體管。
背景技術(shù)：
電極或配線通過形成規(guī)定圖案的金屬膜而形成。金屬膜的圖案形成通常采用光刻法進行。
光刻法作為金屬的圖案形成法是有用的，不過有幾個問題。第一個問題是，在抗蝕劑涂敷工序中抗蝕劑液的90％以上被白白丟棄，造成材料的浪費。第二個問題是，需要在顯影工序及剝離工序中大量地使用有可能對環(huán)境帶來不良影響的有機溶劑。第三個問題是，由于每個圖案都需要高價的光掩模，因此在形成各種各樣的圖案時制造成本變高。進而，光刻法也有需要多個工序的缺陷。
為了解決光刻法的這些問題，近年來提出了采用噴墨法或微沖壓法的金屬圖案的形成方法。以下，說明這些方法。
(1)采用了噴墨法的金屬圖案形成方法該方法是在噴墨式打印機中使用的、利用了噴出流動體而繪畫的方法(噴墨法)的方法。
通過采用噴墨法將金屬糊劑配置于規(guī)定的位置，能夠形成金屬圖案。若使用該方法，則能夠不浪費地使用糊劑材料，進而不需要抗蝕劑的顯影工序及剝離工序。
另外，作為采用了噴墨法的另一方法，有利用噴墨法形成規(guī)定圖案的抗蝕劑膜的方法。在該方法中，首先，利用噴墨法，在金屬膜上涂敷抗蝕劑液，形成規(guī)定圖案的抗蝕劑膜。然后，通過進行蝕刻及抗蝕劑剝離，形成金屬圖案。在該方法中，能夠用少量的抗蝕劑材料形成抗蝕劑膜。另外，在該方法中，不需要抗蝕劑的曝光工序及顯影工序。
特開2002-299833號公報及特開2002-324966號公報公開了利用噴墨法噴出包含樹脂和金屬微粒子的糊劑，由此形成金屬的配線圖案的方法。特開平10-204350號公報公開了利用噴墨法噴出硫磺化合物包含吸附于表面的金屬微粒子的液體，由此形成金屬的配線的方法。特開2002-134878號公報公開了利用噴墨法噴出金屬微粒子的墨水，由此形成電路圖案的方法。特開2000-155429號公報公開了從噴出頭噴射液狀的樹脂在襯底上形成期望的圖案圖像，然后通過熱使該圖案圖像固化從而形成抗蝕劑圖案的方法。特開2000-340928號公報公開了將因熱而熔融的墨水在其溶解的狀態(tài)下利用噴墨法噴出，從而形成抗蝕劑圖案的方法。
(2)采用了微接觸印刷法的金屬圖案形成方法公開有采用由硅樹脂構(gòu)成的圖章，形成烷硫醇的抗蝕劑圖案的方法(Appl.Phys.Lett.，Vol.63，No.14(1993)，p2002-2004)。該方法如圖14A～圖14D所示。
首先，在由硅樹脂構(gòu)成的圖章201浸漬含有烷硫醇(在圖中，是十六烷硫醇)的乙醇溶液，并將其押緊于金或銅等的金屬膜203的表面(圖14A)。由此，在金屬膜203的表面形成烷硫醇的單分子膜205(圖14B)。烷硫醇經(jīng)由巰基(-SH)與金屬膜203結(jié)合，形成厚度1～3nm的單分子膜205。在單分子膜205中，分子緊密地并列，因此不使蝕刻液通過，作為抗蝕劑膜發(fā)揮功能。
接著，使金屬膜203暴露于蝕刻液中，形成金屬圖案206(圖14C)。接著，利用臭氧或熱等除去單分子膜205(圖14D)。公開了可以利用該方法形成亞微細粒寬度的金的圖案這一情況(Synthetic Metals，Vol.115(2000)，p5-11)。
金屬糊劑在保持其狀態(tài)的情況下導電率低，因此在由金屬糊劑形成配線或電極的情況下，為了提高導電率需要燒成金屬糊劑。因此，在利用噴墨法噴出金屬糊劑從而形成金屬圖案的方法中，需要燒成工序。為了得到與利用光刻法形成的金屬圖案相同的導電率，理想情況是需要以金屬的熔點附近的溫度燒成金屬糊劑。但是，在這樣的溫度時通常的襯底熱變性，因此需要盡可能以低溫燒成。尤其，在襯底由樹脂構(gòu)成的印制電路板情況下，優(yōu)選燒成溫度是200℃以下。因此，利用噴墨法形成的金屬圖案的導電率比利用通常的光刻法制作的圖案低。電路的配線的導電率的降低也帶來電子器件的性能的降低。
在利用噴墨法噴出抗蝕劑液的方法中，與采用金屬糊劑的方法不同，容易形成導電率高的金屬圖案。但是，若利用噴墨法對襯底涂敷抗蝕劑液，則如圖15所示，噴出的抗蝕劑液211在襯底212上擴展。被涂敷的抗蝕劑液211的面積有時也因襯底的潤濕性和抗蝕劑液的性質(zhì)的關(guān)系而達到被噴出的液滴的截面積的10000倍以上。因此，在現(xiàn)有的方法中，有時難以精度良好地形成抗蝕劑圖案。
采用了微接觸印刷法的方法由于只在打印機所接觸的部分形成單分子膜，因此幾乎沒有圖案的滲出。但是，需要按圖案制作圖章，不適合于少量地生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的狀況而作出，本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠精度良好且容易地制造各種各樣的導電性圖案的方法、及采用了該方法的電子器件的制造方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種優(yōu)越特性的電子器件及場效應晶體管。
為了達成上述目的，用于制造導電性圖案的本發(fā)明的方法包括(i)將溶解有選自由用以下的式(1)表示的分子及用以下的式(2)表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子的溶液配置于導電膜上，由此在所述導電膜的一部分形成所述至少一種分子的分子膜的工序；(ii)使所述導電膜與所述導電膜的蝕刻液接觸，由此除去未形成所述分子膜的部分的所述導電膜的工序。
CF3(CF2)n(CH2)mSH……(1)[n是處于3～7這一范圍的自然數(shù)，m是處于8～18這一范圍的自然數(shù)]CF3(CF2)p(CH2)qSS(CH2)q’(CF2)p’CF3……(2)[p及p’分別是獨立地處于3～7這一范圍的自然數(shù)，q及q’分別是獨立地處于8～18這一范圍的自然數(shù)]另外，用于制造具備導電性圖案的電子器件的本發(fā)明的方法包括(I)將選自由用上述的式(1)表示的分子及用上述的式(2)表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子溶解了的溶液配置于導電膜上，由此在所述導電膜的一部分形成所述至少一種分子的分子膜的工序；(II)使所述導電膜與所述導電膜的蝕刻液接觸，由此除去未形成所述分子膜的部分的所述導電膜，從而形成所述導電性圖案的工序。
另外，本發(fā)明的電子器件是具備導電性的電子器件，在所述導電性圖案的上表面存在選自由用上述的式(1)表示的分子及用上述的式(2)表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子的膜。
另外，本發(fā)明的場效應晶體管之一是具備源電極、漏電極、及配置于所述源電極和所述漏電極之間的有機半導體膜的場效應晶體管，所述有機半導體膜和所述源電極只在所述源電極的側(cè)面接觸，所述有機半導體膜和所述漏電極只在所述漏電極的側(cè)面接觸。
根據(jù)本發(fā)明，能夠精度良好地形成金屬配線或金屬電極等的導電性圖案(被圖案形成的導電膜)。另外，根據(jù)本發(fā)明的場效應晶體管的制造方法，由于能夠在源電極及漏電極間正確地配置半導體膜，因此能夠按照設計穩(wěn)定地制造場效應晶體管。
另外，在本發(fā)明的電子器件的一例中，在金屬配線或金屬電極等的導電性圖案的表面形成有氟代烷硫醇的單分子。這樣的電子器件能夠防止導電性圖案表面的污物，因此與焊料等的電連接性優(yōu)越。


圖1A～圖1D是用于制造導電性圖案的本發(fā)明的方法的一例的剖面圖；圖2A～圖2D是表示如圖1所示的制造工序中形成有機分子膜的工序的詳細過程的剖面圖；圖3A～圖3I用于制造場效應晶體管的本發(fā)明的方法的一例的工序剖面圖；圖4是表示半導體材料溶解了的溶液滴下到源電極和漏電極之間時的狀態(tài)的俯視圖；圖5A及圖5B分別是表示利用本發(fā)明的制造方法制造的場效應晶體管的例的剖面圖；圖6A～圖6G是表示用于制造場效應晶體管的本發(fā)明的方法的另一例的工程剖面圖；圖7A及圖7B分別是表示利用本發(fā)明的制造方法制造的場效應晶體管的另一例的剖面圖；圖8是示意地表示可應用于本發(fā)明中的噴墨裝置的整體的圖；圖9A是示意地表示噴墨頭的一個噴嘴孔附近的剖面圖，圖9B是圖9A的線IXB-IXB的分解立體圖，圖9C是噴嘴板的俯視圖；圖10是針對實施例五的FET，表示形成源電極及漏電極的區(qū)域的俯視圖；圖11是針對實施例五的FET，表示源電極、漏電極及柵電極的配置的俯視圖；圖12是在實施例五中形成的FET的剖面圖；圖13是針對實施例六的FET，表示源電極、漏電極及柵電極的配置的俯視圖；圖14A～圖14D是表示利用現(xiàn)有的濺射法形成金屬圖案的方法的一例的剖面圖；圖15A～圖15C是表示利用現(xiàn)有的噴墨法配置的液體在襯底上擴展的狀態(tài)的圖。
具體實施例方式
以下，說明本發(fā)明的實施方式。還有，本發(fā)明并不限定于以下說明的 在用于制造導電性圖案的本發(fā)明的方法中，將選自由用以下的式(1)表示的分子及用以下的式(2)表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子(以下，有時稱為“分子M”)溶解了的溶液(以下，有時稱為“溶液S”)配置于導電膜上，由此在所述導電膜的一部分形成所述至少一種分子的分子膜(工序(i))。
CF3(CF2)n(CH2)mSH……(1)[n是處于3～7這一范圍的自然數(shù)，m是處于8～18這一范圍的自然數(shù)]CF3(CF2)p(CH2)qSS(CH2)q’(CF2)p’CF3……(2)[p及p’分別是獨立地處于3～7這一范圍的自然數(shù)，q及q’分別是獨立地處于8～18這一范圍的自然數(shù)]在工序(i)中，采用噴墨法、網(wǎng)板印刷法、凹版印刷法、凸版印刷法等方法將溶液(S)正確地涂敷于任意的區(qū)域。尤其，在形成100μm以下的微小圖案時，噴墨法能夠更正確地配置溶液(S)。根據(jù)本發(fā)明的方法，可以利用噴墨法等噴出溶液，在規(guī)定的位置正確地形成單分子膜。
若除去在導電膜上配置的溶液(S)的溶劑，則殘留于導電膜上的分子(M)形成分子膜。該分子膜作為抗蝕劑膜發(fā)揮功能。式(1)的分子通常以巰基(-SH)的部分與導電膜結(jié)合而形成分子膜。式(2)的分子通常以硫磺原子的部分與導電膜結(jié)合而形成分子膜。因而，在p＝p’＝n且q＝q’＝m時，式(2)的分子的膜顯示與式(1)的分子的膜相同的性質(zhì)。
分子(M)可以是1種分子，也可以含有用式(1)表示的多種分子，也可以含有用式(2)表示的多種分子。分子(M)可以使用市售的分子，也可以合成。分子(M)利用公知的方法合成。式(1)的分子的優(yōu)選一例是n在3～5的范圍、m在9～14的范圍的分子。式(2)的分子的優(yōu)選一例是p及p’在3～5的范圍、q及q’在9～14的范圍的分子。分子(M)的詳細結(jié)構(gòu)將在實施方式一中說明。
溶液(S)的溶劑的除去方法并不限定。溶劑例如可以通過自然干燥除去，也可以通過加熱或減壓等除去。
在工序(i)之后，使上述導電膜與導電膜的蝕刻液接觸，由此除去未形成分子膜的部分的導電膜(工序(ii))。由于形成有分子膜的部分的導電膜未被蝕刻，因此通過工序(ii)，形成具有與分子膜的圖案相同的形狀的導電性圖案。根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠容易且精度良好地形成任意形狀的電極或配線。
被圖案形成的導電膜優(yōu)選含有選自由金、銀、銅、鉑、砷化鎵及磷化銦構(gòu)成的組中的至少一種。它們作為結(jié)合巰基(-SH)的物質(zhì)而被公知。導電膜的典型例是金屬膜(尤其是金膜)。還有，也可以未結(jié)合在巰基(-SH)的導電膜上疊層結(jié)合巰基的導電膜。
溶液(S)的溶劑是溶解分子(M)的溶劑。溶液(S)的溶劑優(yōu)選是容易蒸發(fā)的溶劑。另外，溶液(S)的溶劑優(yōu)選是潤濕性相對分子(M)的單分子膜低的溶劑。具體地，溶劑相對分子(M)的單分子膜的靜接觸角優(yōu)選是20°以上。
上述導電膜可以形成于樹脂襯底(包括塑料襯底)上。導電膜可以直接形成于樹脂襯底上，也可以夾著其它層間接地形成于樹脂襯底上。本發(fā)明的方法不需要燒成工序，因此能夠在樹脂襯底上容易地形成導電性圖案。還有，導電膜可以形成于樹脂襯底以外的襯底，例如玻璃襯底或陶瓷襯底等絕緣性襯底上。
從另一觀點考慮，本發(fā)明涉及采用了上述導電性圖案的制造方法的電子器件的制造方法。利用該制造方法制造的電子器件構(gòu)成本發(fā)明的電子器件的另一方面。
作為本發(fā)明的制造方法的一例，說明金屬圖案的制造方法的一例。在該制造方法中，在襯底上形成金屬膜。接著，將CF3(CF2)n(CH2)mSH[n是處于3～7這一范圍的自然數(shù)，m是處于8～18這一范圍的自然數(shù)]溶解了的溶液噴出到金屬膜的表面，在金屬膜的表面形成上述溶液的圖案，并使金屬膜表面的溶液中的溶劑揮發(fā)。接著，將金屬膜暴露于蝕刻液而進行蝕刻。于是，形成金屬圖案。
以下說明用于制造具備導電性的電子器件的本發(fā)明的方法。電子器件的一例是作為導電性圖案包括源電極及漏電極的場效應晶體管(以下，有時稱為“FET”)。根據(jù)該制造方法，能夠制造本發(fā)明的場效應晶體管。在該制造方法中，利用用于制造導電性圖案的本發(fā)明的方法形成導電性圖案。
在該方法中，將上述分子(M)溶解了的溶液配置于導電膜上，由此在導電膜的一部分形成分子(M)的分子膜(工序(I))。
接著，使導電膜與導電膜的蝕刻液接觸，由此除去未形成分子膜的部分的導電膜，從而形成導電性圖案(工序(II))。
工序(I)及工序(II)分別與工序(i)及工序(ii)相同，使用的材料也相同。例如，導電膜可以含有選自由金、銀、銅、鉑、砷化鎵及磷化銦構(gòu)成的組中的至少一種。另外，導電膜可以形成于樹脂襯底上。
在上述制造方法中，制造的電子器件是場效應晶體管，導電性圖案可以包括源電極及漏電極。該情況下，可以在工序(II)后，包括在源電極和漏電極之間配置有溶解了有機半導體材料的溶液，由此在源電極和漏電極之間形成有機半導體膜的工序(III)。還有，半導體膜可以由有機材料和無機材料的復合材料形成。
以下說明柵電極配置于有機半導體膜之上的有機FET的制造方法的一例。在該方法中，首先，在襯底上形成導電膜(例如金屬膜)，利用上述的方法圖案形成該導電膜，形成源電極及漏電極。接著，在源電極及漏電極之間配置有溶解了有機半導體材料的溶液。若除去該溶液中的溶劑，則在源電極及漏電極之間形成有機半導體膜。接著，在有機半導體膜上形成絕緣膜，在絕緣膜上形成柵電極。于是，制造有機FET。
以下說明柵電極配置于有機半導體膜之下的有機FET的制造方法的一例。在該方法中，首先，在襯底上形成柵電極，在柵電極上形成絕緣膜。接著，在絕緣膜上形成導電膜(例如金屬膜)。接著，利用上述的方法圖案形成該導電膜，形成源電極及漏電極。接著，在源電極及漏電極之間配置有溶解了有機半導體材料的溶液。若除去該溶液中的溶劑，則在源電極及漏電極之間形成有機半導體膜。于是，制造有機FET。
本發(fā)明的電子器件是具備導電性圖案(被圖案形成的導電膜)的電子器件。在導電性圖案的上表面存在上述的分子(M)的分子膜。該電子器件采用上述的導電性圖案的制造方法制造。
被圖案形成的導電膜作為電極或配線而使用?？梢栽诒粓D案形成的導電膜安裝電阻、電容器、半導體元件、CCD這些電子器件。由分子(M)的膜覆蓋的導電膜具有疏液性，因此污物不易附著于導電膜的表面，也能夠容易地除去附著的污物。若污物附著于電極或配線的表面，則在進行焊接或引線結(jié)合時有時產(chǎn)生接觸不良。在本發(fā)明的電子器件中，能夠抑制這樣的連接不良。
在本發(fā)明的電子器件中，上述導電性圖案可以是源電極及漏電極。該電子器件作為FET而發(fā)揮功能。該情況下，可以包括配置于源電極和漏電極之間的有機半導體膜。另外，該情況下，有機半導體膜和源電極可以只在源電極的側(cè)面接觸，有機半導體膜和漏電極可以只在漏電極的側(cè)面接觸。
本發(fā)明的電子器件及場效應晶體管可以形成于樹脂襯底上。
從另一觀點考慮，本發(fā)明的FET的一例是具備源電極、漏電極、及配置于源電極和漏電極之間的有機半導體膜的FET。在該FET中，有機半導體膜和源電極只在源電極的側(cè)面接觸。另外，有機半導體膜和漏電極只在漏電極的側(cè)面接觸。
在FET中，在末端具有氟代烷基鏈的硫醇的膜可以形成于源電極及漏電極的上表面。例如，可以在源電極及漏電極的上表面配置上述的分子(M)的分子膜。
另外，在該FET中，有機半導體膜和源電極可以只在源電極的側(cè)面接觸，有機半導體膜和漏電極可以只在漏電極的側(cè)面接觸。
以下，參照圖1說明導電性圖案的制造方法的一例。首先，如圖1A所示，朝向襯底14上的導電膜13從噴墨頭11噴出溶液12的液滴。在溶液12中溶解有分子(M)。襯底14由塑料、玻璃、陶瓷等絕緣性材料構(gòu)成。
如后所述，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了如下的事實，即分子(M)的溶液不在導電膜13上滲出，形成正確的圖案。如圖1B所示，配置的溶液12在導電膜13上不從配置的位置擴展。因此，若溶液12的溶劑蒸發(fā)，則如圖1C所示，溶液12形成具有與被配置的圖案相同的形狀的分子膜16。
接著，將導電膜13浸漬于蝕刻液中，進行蝕刻。此時，分子膜16作為抗蝕劑膜發(fā)揮功能，從而只除去未形成分子膜16的區(qū)域的導電膜13。其結(jié)果是，如圖1D所示，形成導電性圖案17。
采用圖2A～圖2D說明通過采用上述的分子(M)能夠正確地形成期望圖案的分子膜16的原理。還有，在圖2A～圖2D中，作為分子(M)，采用CF3(CF2)3(CH2)11SH。
圖2A表示剛配置襯底14上的導電膜13后的溶液12的狀態(tài)。溶解于溶液12中的分子20(分子(M))的巰基與導電膜13化學結(jié)合(圖2B)。其結(jié)果是，形成分子20的單分子膜21(圖2C)。由于單分子膜21具有氟代烷基鏈，因此單分子膜21的表面能量比導電膜13的表面能量低。因此，如圖2C所示，溶液21由單分子膜21的表面彈起并收縮。其結(jié)果是，被涂敷的溶液12不在導電膜13上擴展，正確地形成期望圖案的單分子膜21。
圖2D是表示溶液12中的溶劑蒸發(fā)后的狀態(tài)的示意圖。當溶液12中含有的分子20的數(shù)目比為了在涂敷了溶液12的區(qū)域形成單分子膜而所需要的分子數(shù)多時，未與導電膜13結(jié)合的分子20在單分子膜21上堆積。只存在單分子膜21的區(qū)域的表面能量、及在單分子膜21上堆積分子20的區(qū)域的表面能量均比導電膜13的表面能量低。
由于在只存在單分子膜21的區(qū)域的表面存在CF3基，因此其表面能量降低到6dyne/cm附近。另一方面，在單分子膜21上堆積分子20的區(qū)域的表面混合存在CF3基、CF2基及CH2基，因此其表面能量在6～206dyne/cm之間。表面能量不論是哪種情況，溶液12都由分子膜的表面彈起。
如上所述，為了被配置的溶液不在導電膜上擴展，需要在導電膜上形成的分子(M)的膜的表面具有使溶液彈起的性質(zhì)。研討的結(jié)果是，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了如下的事實，即當在CF3(CF2)3(CH2)mSH(n及m分別是10以上的整數(shù))的分子中n是3以上時，膜的表面能量成為206dyne/cm以下，具有使溶液彈起的性質(zhì)，雖然該理由目前仍不明確，但是可推測如下。
公知的是，形成于金屬膜上的CH3(CH2)n-O-(CH2)16SH(n是0以上的整數(shù))的單分子膜的疏液性隨著n的增大而增加，在n≥3時成為一定(Langmuire，1990年、Vol.6，No.1，p87-96)。在n是2以下時，單分子膜的表面能量受到分子內(nèi)部的醚基(C-O-C)的影響。相對于此，在n是3以上時，表面能量不受到醚基的影響，成為反映了分子末端部的碳化氫鏈(CH3(CH2)n)的本來的性質(zhì)的值。在本發(fā)明中采用的分子(M)的氟化碳鏈(CF3(CF2)n)的n是3以上。因此，分子(M)的表面具有由氟化碳鏈產(chǎn)生的表面能量。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了如下的事實，即上述的分子(M)在金屬上形成高密度的單分子膜，該單分子膜相對金屬的蝕刻液作為抗蝕劑膜而發(fā)揮功能。在此所謂的高密度是指在襯底表面構(gòu)成單分子膜的分子的面密度高。通常，碳化氫鏈((CH2)m)彼此的凝集力比氟代烷基鏈((CF2)n)彼此的凝集力大(Intermolecular & Surface Forces、J.Israelachivili著、Academic Press，London，1991年)。因而，在采用了不具有氟代烷基鏈的分子時，形成致密的單分子膜。因此，在現(xiàn)有的微沖壓法中，使用烷硫醇。但是，在利用噴墨法配置了烷硫醇時，被配置的溶液在金屬膜上滲出，從而不能夠在期望的位置正確地形成單分子膜。
另一方面，在沒有烷基鏈時，即，在上述的式(1)及式(2)中，m＝q＝q’＝0時，利用噴墨法，能夠在期望的位置正確地形成單分子膜。但是，該情況下，形成的單分子膜的密度低，蝕刻液通過膜從而不作為抗蝕劑膜發(fā)揮作用。本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了該事實，進而進行了研究。其結(jié)果是，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了如下的事實，即通過利用上述的分子(M)，能夠在期望的位置正確地形成作為抗蝕劑膜而發(fā)揮功能的單分子膜。
通過采用m處于8～18這一范圍的式(1)的分子，能夠形成相對蝕刻液具有耐久性的致密分子膜。這是與如下事實相一致的，即，用CH3(CH2)jSH(j是0以上的整數(shù))的式表示的分子在j≥7時，在金或銅的襯底上形成致密的單分子膜，離子不易透過該膜(Journal ofAmerican Chemical Society，vol.109，p3559-3568，1987年)。
另外，采用以適當?shù)谋嚷屎蟹肿?M)和分子(M)以外的分子(分子(M)以外的氟代烷硫醇及/或烷硫醇)的溶液，由此能夠控制在金屬膜上的溶液的滲出程度。其結(jié)果是，可以形成滲出程度被控制了的金屬圖案。例如，若設只采用分子(M)的溶液形成了金屬配線時的配線寬度為L1，只采用了烷硫醇的溶液時的配線寬度為L2，則通過采用以適當?shù)谋嚷嗜芙饬诉@2種有機分子而成的混合液，能夠使配線寬度收納于L1和L2之間。
作為溶解分子(M)的溶劑，可以列舉醇(乙醇、丙醇、丁醇等)、或作為其衍生物的酯(甲氧基乙醇、乙氧基乙醇、乙二醇單乙基醚、乙二醇單甲基醚等)、二氯甲烷、硅離子、或它們的混合液等。
被圖案形成的導電膜13優(yōu)選由具有結(jié)合巰基的性質(zhì)的導電性物質(zhì)形成?，F(xiàn)在，作為結(jié)合巰基的導電性物質(zhì)，公知的是金、銀、銅、鉑、砷化鎵及磷化銦。目前，由于還不能完全理解在這些物質(zhì)和巰基之間產(chǎn)生結(jié)合的機理，因此除了上述物質(zhì)以外，也可能發(fā)現(xiàn)結(jié)合巰基的導電性物質(zhì)。另外，由于在含有金、銀、銅、鉑、砷化鎵及磷化銦的合金或化合物中也結(jié)合巰基，因此這些合金也可以作為導電性圖案的材料而使用。
在形成了導電性圖案之后，可以除去也可以不除去存在于導電性圖案的上表面的分子膜(分子(M)的膜)。分子膜的除去例如可以通過加熱到分子的沸點程度以上的溫度(例如，100℃以上)而使分子蒸發(fā)來進行。另外，若將分子膜暴露于臭氧氣氛，則分子膜的分子灰化(ashing)，因此即使在室溫時也可以除去分子膜。
參照圖3A～圖3I說明用于制造FET的本發(fā)明的方法的一例、及由此制造的FET的一例。首先，如圖3A所示，在襯底31上形成導電性膜32。襯底31由塑料、玻璃、陶瓷等絕緣性材料構(gòu)成。導電性膜32由金、銀、銅、鉑、砷化鎵、磷化銦、或含有它們的材料構(gòu)成。導電性膜32例如可以采用真空濺射法、電子束蒸鍍法、或無電鍍法形成。
接著，如圖3B所示，利用噴墨法將分子(M)溶解了的溶液33噴出到導電性膜32上，配置成源電極及漏電極的形狀。如在實施方式一中說明所述，溶液33不在導電性膜32上滲出。因此，形成正確的圖案。
若導電性膜32上的溶液33的溶劑蒸發(fā)，則如圖3C所示，在配置有溶液33的區(qū)域，形成分子(M)的有機分子膜34。有機分子膜34是單分子膜或分子(M)不規(guī)則地堆積于該單分子膜上而成的膜。有機分子膜34具有作為抗蝕劑膜的功能。
接著，將導電性膜32暴露于溶解導電性膜32的蝕刻液中。由此，只有由有機分子膜34的圖案覆蓋的區(qū)域的導電性膜32殘留，除去其它區(qū)域的導電性膜32。其結(jié)果是，如圖3D所示，形成電極35(源電極及漏電極)的圖案。該電極的上表面由于由具有氟代烷基鏈的分子(M)覆蓋，因此具有疏液性。
接著，在2個電極35之間配置有溶解了有機半導體材料的溶液36。如圖3E所示，溶液36由于不在具有疏液性的上表面的電極35上擴展，因此只配置于2個電極35之間。即，溶液36只與電極35的側(cè)面接觸，不與其上面接觸。圖4是表示剛在2個電極35之間配置了溶液36后的狀態(tài)的俯視圖。
若溶液中的溶劑蒸發(fā)，則如圖3F所示，在2個電極35之間形成有機半導體膜37?？梢愿鶕?jù)采用的半導體材料，以比室溫高的溫度加熱，由此使溶液36中的溶劑蒸發(fā)。另外，在采用利用光照射而成為半導體膜的半導體材料時，在溶劑蒸發(fā)了之后，照射光。
接著，如圖3G所示，將有機絕緣體材料溶解了的溶液38配置于2個電極35之間。與溶液36的情況相同，溶液38不在電極35的上表面擴展，在2個電極35間正確地配置。即，溶液38只與電極35的側(cè)面接觸，不與電極35的上表面接觸。
溶液36及溶液38例如可以通過噴墨法或網(wǎng)板印刷法配置。尤其，在2個電極35的間隔是100μm以下時，噴墨法能夠更正確地形成圖案。
若溶液38的溶劑蒸發(fā)，則如圖3H所示，在2個電極35間形成柵絕緣膜39。有時也通過所采用的絕緣材料，以比室溫高的溫度加熱，由此使溶液36中的溶劑蒸發(fā)。另外，在采用通過光照射而成為絕緣膜的絕緣材料時，在溶劑蒸發(fā)了之后，照射光。
最后，如圖3I所示，在柵絕緣膜39上形成柵電極40。于是，形成場效應晶體管。柵電極40可以通過采用了障板的真空蒸鍍法而形成。還有，在該例中，在源電極和漏電極之間形成了柵絕緣膜39，不過也可以在襯底31的整體形成。
圖5A及圖5B是示意地表示在該實施方式中形成的FET的剖面的圖。圖5A及圖5B的FET50a及50b分別具備襯底31、有機分子膜34、2個電極35(源電極及漏電極)、有機半導體膜37、柵絕緣膜39、及柵電極40。
在FET50a中，電極35比有機半導體膜37及柵絕緣膜39厚。另一方面，在FET50b中，電極35比有機半導體膜37及柵絕緣膜39薄。在任一的FET中，有機半導體膜37及柵絕緣膜39只與電極35的側(cè)面接觸，不與其上表面接觸。
在FET50a及50b中，有機半導體膜37及柵絕緣膜39不伸出2個電極35件以外的區(qū)域，因此可以在襯底上集成化多個晶體管。另外，在FET50a及50b中，有機半導體膜37不與源電極及漏電極的上表面接觸。因此，本發(fā)明的FET，若與有機半導體膜37與電極上表面接觸的現(xiàn)有FET相比，則具有因光照射而導致的噪聲電流變小的效果。下面對其進行詳述。
在FET中，在源-漏電極間流動的電流值由施加于柵電極上的柵電壓控制。即，通過柵電壓，在源-漏電極間存在的半導體膜內(nèi)的載流子密度變化，伴隨著該變化，在源-漏電極間流動的電流值變化。該載流子密度在具有比半導體膜的能隙大的能量的光照射到半導體膜上時也增加。因而，若光照射到FET的半導體膜，則存在不論電壓的值怎樣，電流都流動之患，這成為晶體管工作時的噪聲。為了減小這樣的噪聲，優(yōu)選光不照射到半導體膜上。在本實施方式的FET中，在源-漏電極上表面不存在半導體膜，若與半導體膜也存在于這些電極上表面的現(xiàn)有FET相比，則光照射的半導體膜的面積小。其結(jié)果是，能夠減小因光導致的噪聲電流。
有機半導體膜37的材料可以采用溶解于溶液中的有機半導體分子。作為有機半導體材料的一例，可以列舉聚噻吩衍生物，例如，可以列舉聚(3-烷基噻吩)、或聚(9，9-二烷基芴-コ-聯(lián)二噻吩)等。另外，也可以使用含有賦予向溶液的溶解性的官能基的多環(huán)式芳香族分子。這樣的官能基之一是磺乙酰胺基(R-CO-N＝S＝O、R是官能基)。另外，作為有機半導體材料的多環(huán)式芳香族分子，例如，可以列舉戊省。
公知的是，具有半導體特性的多環(huán)式芳香族分子和磺乙酰胺基通過C-N結(jié)合及C-S結(jié)合(C是芳香族的碳，N及S是磺乙酰胺基中的元素)而結(jié)合?；且阴０坊梢酝ㄟ^狄爾斯-阿爾德反應(Diels-Alder反應)與多環(huán)式芳香族分子結(jié)合。由于附加了磺胺基的多環(huán)式芳香族分子溶解于溶液中，因此能夠利用涂敷法形成該分子的薄膜。由于附加了磺胺基的多環(huán)式芳香族分子不具有半導體特性，因此該薄膜不作為半導體膜而發(fā)揮功能。但是，通過將該薄膜加熱到100℃以上，產(chǎn)生逆狄爾斯-阿爾德反應(Reverse Diels-Alder反應)，磺乙酰胺基從多環(huán)式芳香族分子脫離。其結(jié)果是，形成有機半導體膜。
作為溶解半導體材料的溶劑，可以使用三氯甲烷、甲苯、四氫呋喃等。為了使半導體膜只與電極的側(cè)面接觸，優(yōu)選潤濕性相對分子(M)的膜低的溶劑。
采用本發(fā)明的制造方法，也能夠?qū)⒊蔀榧呻娐坊蝻@示器的驅(qū)動元件的多個場效應晶體管形成于一個襯底上。根據(jù)本發(fā)明，可以將半導體膜只配置于各晶體管的源電極和漏電極之間，而不配置晶體管間。因此，能夠防止漏電流經(jīng)由半導體膜流入晶體管間。其結(jié)果是，這些集成電路或驅(qū)動元件精度良好地工作。
另外，在本發(fā)明的制造方法中，能夠形成上表面是疏液性的源電極和漏電極，利用此將半導體膜正確地配置于規(guī)定的位置。因此，能夠形成高密度地配置了FET的電路。
參照圖6A～圖6I說明FET制造方法的一例。關(guān)于各部件的材料及形成方法，有時省略與實施方式二相同的事項的重復說明。
首先，如圖6A所示，在襯底31上形成柵電極40及柵絕緣膜39。柵電極40可以通過采用了障板的真空蒸鍍法、或光刻法形成。柵絕緣膜39可以通過旋轉(zhuǎn)涂敷絕緣體材料溶解了的溶液來形成。
接著，如圖6B所示，在柵絕緣膜39上形成導電性膜32。接著，如圖6C所示，在導電性膜32上利用噴墨法噴出分子(M)溶解了的溶液33，配置成源電極和漏電極的形狀。如在實施方式一中說明所述，導電性膜32上的溶液33不滲出。因此，溶液33被正確地配置于規(guī)定的位置。
如導電性膜32上的溶液33的溶劑蒸發(fā)，則在存在溶液33的區(qū)域形成分子(M)的有機分子膜34(圖6D)。有機分子膜34是單分子膜，或分子(M)不規(guī)則地堆積于該單分子膜上而成的膜。有機分子膜34具有作為抗蝕劑膜的功能。
接著，將導電性膜32暴露于溶解導電性膜32的蝕刻液中。由此，只殘留由有機分子膜34的圖案覆蓋的區(qū)域的導電性膜32，除去其它區(qū)域的導電性膜32。其結(jié)果是，如圖6E所示，形成電極35(源電極及漏電極)的圖案。該電極35的上表面由于由具有氟代烷基鏈的分子(M)覆蓋，因此具有疏液性。
接著，在2個電極35之間配置有溶解了有機半導體材料的溶液36。如圖6F所示，溶液36由于不在具有疏液性的上表面的電極35上擴展，因此只配置于2個電極35之間。即，溶液36只與電極35的側(cè)面接觸，不與其上表面接觸。溶液36例如可以利用噴墨法或網(wǎng)板印刷法配置。在2個電極35的間隔是100μm以下時，噴墨法更能夠正確地形成圖案。
若溶液36的溶劑蒸發(fā)，則如圖6G所示，在2個電極35之間形成有機半導體膜37。于是，形成FET。
圖7A及圖7B是示意地表示在該實施方式中形成的FET的剖面的圖。圖7A及圖7B的FET70a及70b分別具備襯底31、有機分子膜34、2個電極35(源電極及漏電極)、有機半導體膜37、柵絕緣膜39、及柵電極40。
在FET70a中，電極35比有機半導體膜37厚。另一方面，在FET70b中，電極35比有機半導體膜37薄。在任一的FET中，有機半導體膜37只與電極35的側(cè)面接觸，不與其上表面接觸。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以高密度地集成化FET。另外，與現(xiàn)有的晶體管相比，因光照射而導致的噪聲變小。
接著，采用圖8及圖9說明可以應用于本發(fā)明中的噴墨式打印機的一例。在打印機中可以應用用于對紙進行印刷的普通的噴墨式打印機。
圖8是噴墨式打印機的主要部分的概略圖。圖8的打印機80具備利用壓電元件的壓電效果而噴出液體的噴墨式頭81。打印機80從噴墨頭81朝向襯底82噴出墨水滴。噴墨頭81搭載于載體83上，對應于載體83沿著載體軸84往復運動，而沿著掃描方向X往復運動。打印機80還具備使襯底82相對噴墨頭81沿著垂直方向(掃描方向Y)相對移動的多個輥85。噴墨頭81包括具備噴出墨水的噴嘴孔的噴嘴板；用于從噴嘴孔噴出墨水的驅(qū)動部分；向噴嘴孔供給墨水的部分。
圖9A及圖9B示意地表示打印機80的墨水噴出部。圖9A是噴嘴孔91和其附近的剖面圖。噴嘴孔91與壓力室92相通，在壓力室92的上部配置有振動板93和壓電元件94。壓力室92由墨水95注滿。墨水95從墨水流路96通過墨水供給孔97而供給。若向壓電元件94施加電壓，則壓電元件94和振動板93彎曲，壓力室92的壓力上升，從噴嘴孔91噴出墨水95。對形成有噴嘴孔91的噴嘴板的表面實施疏液處理，使得墨水95從噴嘴孔91沿著一定的方向噴出。
圖9B是通過圖9A的虛線在與紙面垂直的方向切斷時的立體圖。在圖9B中，只表示2個噴嘴孔附近的結(jié)構(gòu)，但是實際上一列地并列了多個與其相同的結(jié)構(gòu)的噴嘴孔。圖9B表示左側(cè)的壓電元件94和振動板93彎曲，從噴嘴孔91噴出墨水95的狀態(tài)。
圖9C是噴嘴板的一例的一部分的俯視圖。在圖9C的例的上級，100個噴嘴孔91以340μm的間隔100個并列成一列，在該例的下級，100個噴嘴孔91以340μm的間隔100個并列成一列(在圖9C中，只表示一部分)。上級的噴嘴列和下級的噴嘴列間隔170μm。在圖9C中，分別以虛線表示位于噴嘴板的對面?zhèn)鹊膲弘娫?4、及墨水流路96。從一個墨水流路96向100個并列成一列的噴嘴孔91供給墨水95。
實施例[實施例一](a)襯底的準備將玻璃襯底(大小50mm×50mm、厚度1mm)在乙醇中超聲波沖洗10分鐘，然后，以室溫干燥。接著，采用真空濺射裝置，在玻璃襯底上形成金的薄膜(厚度100nm)。
(b)利用噴墨法噴出的噴出溶液的調(diào)制調(diào)制溶解了1vol％的規(guī)定有機分子而成的乙醇溶液。有機分子采用CF3(CF2)n(CH2)mSH(n是0～7的整數(shù)、m是2～18的自然數(shù))，或CH3(CH2)15SH。CH3(CH2)15SH從和光純藥工業(yè)株式會社購入。CF3(CF2)n(CH2)mSH購入或利用公知的方法合成。合成方法例如在美國特許第6509100號、美國特許第3773826號、「Journal of Fluorine Chemistry(vol.104、2000年、p173-183)」、「Journal of Fluorine Chemistry(vol.93、1999年、p107-115)」中有述。
(c)噴墨裝置的準備準備在實施方式三中說明的噴墨裝置，向一個墨水室中填充噴出溶液。為了能夠使噴出溶液配置于襯底的規(guī)定位置，可以使襯底和噴墨頭相對移動。
還有，在實施例中采用的噴墨裝置的噴墨頭中，作為振動板采用銅板(厚度3μm)，作為壓電元件采用厚度3μm的鈦酸鋯酸鉛(PZT)。PZT利用真空蒸鍍法形成，并沿著膜的垂直方向(001)取向。另外，噴嘴孔的直徑是20μm。噴嘴孔利用放電加工法形成。合計400個噴嘴孔配置成4列。各列由以340μm間隔并列的100個噴嘴孔構(gòu)成。鄰接的列的間隔是170μm。溶液的噴出通過對壓電元件施加頻率10KHz且振幅20V的電壓而進行。
(d)金屬圖案的形成和評價利用噴墨法對金屬膜(金的膜)上的規(guī)定區(qū)域(尺寸500μm×500μm)噴出噴出溶液，并將溶液配置成規(guī)定圖案，然后以室溫干燥30分鐘。由此，在金屬膜上形成了有機分子膜。接著，將襯底暴露于金的蝕刻液中15秒鐘，然后用純水沖洗。金的蝕刻液采用以氧氣使KOH的濃度是1M且KCN的濃度是0.1mM的水溶液飽和而得到的溶液。
利用噴墨法形成的有機分子膜的圖案用以下的方法評價。將形成有有機分子膜的金屬膜配置于相對濕度100％的氣氛中，用光學顯微鏡觀察金屬膜的表面。在相對濕度100％的氣氛中水蒸氣附著于襯底上。形成有有機分子膜的區(qū)域與玻璃表面相比具有疏液性，因此附著于該區(qū)域的水蒸氣被彈起而成為微小的水滴。因此，形成有有機分子膜的區(qū)域彌散光，看起來發(fā)白。另一方面，附著于未形成有機分子膜的玻璃表面的水蒸氣成為均勻的液膜。因而，形成有有機分子膜的區(qū)域能夠用光學顯微鏡識別，從而采用光學顯微鏡來評價有機分子膜的形狀和面積。另外，算出有機分子膜的面積相對配置有溶液的區(qū)域的面積(250000μm2)的比。
用光學顯微鏡也觀察蝕刻后形成的金屬圖案，評價其形狀和面積。評價結(jié)果如表1所示。
表1

在采用溶解了CF3(CF2)n(CH2)mSH(0≤n≤2，2≤m≤7)而成的溶液時，有機分子膜成為與作為目的的正方形的圖案不同的橢圓形，其面積與作為目的的區(qū)域相比也變大。在形成的金屬圖案中的任一處都存在氣泡。除去了氣泡的部分的金屬圖案面積是有機分子膜面積的70％左右。這些結(jié)果可以解釋如下。CF3(CF2)n(CH2)mSH(0≤n≤2，2≤m≤7)的氟代烷基鏈短。因此，未形成具有使噴出溶液彈起所需要的疏液性的單分子膜，從而噴出溶液在金屬膜上滲出。進而，上述分子的碳化氫鏈短，因此未在金屬膜上形成致密的單分子膜，從而蝕刻液通過分子膜。其結(jié)果是，分子膜未作為抗蝕劑膜而充分地發(fā)揮功能。
在采用溶解了CF3(CF2)n(CH2)mSH(3≤n≤7，2≤m≤7)而成的溶液時，形成了作為目的的正方形的有機分子膜。但是，在金屬圖案的任一處都存在氣泡。這些結(jié)果可以解釋如下。CF3(CF2)n(CH2)mSH(3≤n≤7，2≤m≤7)的情況下，氟代烷基鏈充分長，形成了具有為了使溶液彈起而所需要的疏液性的單分子膜。但是，由于上述分子的碳化氫鏈短，因此未在金屬膜上形成致密的單分子膜，從而蝕刻液通過分子膜。其結(jié)果是，分子膜未作為抗蝕劑膜而充分地發(fā)揮功能。
在采用溶解了CF3(CF2)n(CH2)mSH(0≤n≤2，8≤m≤18)而成的溶液時，有機分子膜成為與作為目的的正方形的圖案不同的橢圓形，面積與作為目的的區(qū)域相比也變大。金屬圖案是與有機分子膜相同的形狀。在金屬圖案中不存在氣泡。這些結(jié)果可以解釋如下。CF3(CF2)n(CH2)mSH(0≤n≤2，8≤m≤18)的氟代烷基鏈短。因此，未形成具有使噴出溶液彈起所需要的疏液性的單分子膜，從而噴出溶液在金屬膜上滲出。另一方面，由于上述分子的碳化氫鏈充分長，因此形成了相對蝕刻液作為抗蝕劑膜而發(fā)揮功能的致密的單分子膜。
在采用溶解了CF3(CF2)n(CH2)mSH(3≤n≤7，8≤m≤18)而成的溶液時，能夠形成具有目的形狀的有機分子膜。金屬圖案是與有機分子膜相同的形狀，在金屬圖案中不存在氣泡。這推測為，由于上述分子的氟代烷基鏈和碳化氫鏈具有充分的長度，因此形成了具有使噴出溶液彈起所需要的疏液性，且作為抗蝕劑膜而發(fā)揮功能的致密的單分子膜。
在采用溶解了CH3(CH2)15SH而成的溶液時，有機分子膜成為與作為目的的正方形的圖案不同的橢圓形，其面積與作為目的的區(qū)域相比也變大。金屬圖案是與有機分子膜相同的形狀。在金屬圖案中不存在氣泡。這些結(jié)果可以解釋如下。上述分子沒有氟代烷基鏈。因此，未形成具有使噴出溶液彈起所需要的疏液性的單分子膜，從而溶液圖案滲出。另一方面，由于上述分子的碳化氫鏈充分長，因此形成了相對蝕刻液作為抗蝕劑膜而發(fā)揮功能的致密的單分子膜。
如上所述，通過采用溶解了CF3(CF2)n(CH2)mSH(3≤n≤7，8≤m≤18)而成的溶液，能夠形成正確的金屬圖案。
與實施例一同樣地，采用溶解了CF3(CF2)n(CH2)mSH(3≤n≤7，8≤m≤18)而成的乙醇溶液，形成金屬圖案。然后，在臭氧氣氛中對襯底照射紫外線。對照射后的金屬圖案的表面進行元素分析，只觀測到金的元素。從該結(jié)果可知，完全除去了金屬膜(金的膜)上的CF3(CF2)n(CH2)mSH。
與實施例一同樣地，采用溶解了CF3(CF2)n(CH2)mSH(3≤n≤7，8≤m≤18)而成的乙醇溶液，形成金屬圖案。然后，以300℃對襯底進行10分鐘的熱處理。對熱處理后的金屬圖案的表面進行元素分析，只觀測到金的元素。從該結(jié)果可知，完全除去了金屬膜(金的膜)上的CF3(CF2)n(CH2)mSH。
與實施例一同樣地，采用溶解了CF3(CF2)3(CH2)11SH而成的乙醇溶液，形成金屬圖案。不過，在襯底上形成100個相同形狀的金屬圖案。另外，作為參照，采用通常的光刻法，在實施例所采用的襯底上形成100個500μm×500μm的正方形的金的圖案。
接著，將形成有金屬圖案的這些襯底在通常的室內(nèi)環(huán)境中放置一周。接著，向襯底表面噴射氮氣，然后，采用引線結(jié)合裝置將金線分別與100個金屬圖案的表面粘接。當在一個金屬圖案上嘗試3次粘接但仍無法順利地粘接時，判斷為該圖案不可以粘接。以用本發(fā)明的方法制作的金屬圖案和用光刻法制作的金屬圖案，調(diào)查可粘接的圖案的數(shù)目。
其結(jié)果是，在用本發(fā)明的方法形成的金屬圖案中，90個圖案可以粘接。相對于此，在采用光刻法形成的金屬圖案中，30個圖案可以粘接。不能將金屬圖案和金線順利地粘接的原因推測為，因在室內(nèi)放置，導致污物附著于金屬表面。用本發(fā)明形成的金屬圖案在表面形成有氟代烷硫醇的單分子膜，從而表面具有疏液性。因此，附著于該表面的雜質(zhì)容易通過噴射氮氣而除去。其結(jié)果是，用本發(fā)明的制造方法形成的配線或電極等金屬圖案，與用光刻法形成的金屬圖案相比，能夠與金線粘接的數(shù)目變多。
如上所述，用本發(fā)明的制造方法形成的金屬圖案，與用光刻法形成的金屬圖案相比，不易臟污，且容易進行電連接。
(a)襯底的準備將聚碳酸酯襯底(大小50mm×50mm、厚度1mm)在乙醇中超聲波沖洗10分鐘，然后，以室溫干燥。接著，采用真空濺射裝置，在襯底上形成金的薄膜(厚度100nm)。
(b)利用噴墨法噴出的噴出溶液的調(diào)制作為用于形成作為抗蝕劑膜而發(fā)揮功能的有機分子膜的溶液，調(diào)制溶解了1vol％的CF3(CF2)3(CH2)11SH而成的乙醇溶液(溶液1)。作為用于形成有機半導體膜的溶液，調(diào)制溶解了1vol％的聚(3-烷基噻吩)而成的三氯甲烷溶液(溶液2)。作為用于形成柵絕緣膜的溶液，調(diào)制溶解了1vol％的聚乙烯苯酚而成的異丙醇溶液(溶液3)。
(c)噴墨裝置的準備準備在實施方式三中說明的噴墨裝置，分別向三個墨水室中填充溶液1～3，為了能夠使各自的液體配置于襯底的規(guī)定位置，可以使襯底和噴墨頭相對移動。
(d)場效應晶體管的制造在聚碳酸酯襯底上的金屬膜上利用噴墨裝置涂敷上述的溶液1，然后以室溫干燥30分鐘。溶液1涂敷成圖10的區(qū)域101的形狀。由此，形成了作為抗蝕劑膜而發(fā)揮功能的有機分子膜。接著，將該襯底在金的蝕刻液中暴露15秒鐘，然后，用純水沖洗。蝕刻液采用與實施例一相同的蝕刻液。于是，形成源電極和漏電極。
接著，利用噴墨裝置對圖11中附注了影線而表示的區(qū)域111涂敷上述溶液2，然后，以室溫干燥30分鐘。由此，形成有機半導體膜。
接著，利用噴墨裝置對區(qū)域111涂敷上述溶液3，并干燥。由此，形成柵絕緣膜。最后，在區(qū)域111的中央的長方形的區(qū)域(尺寸30μm×50μm)采用障板真空蒸鍍金，從而形成柵電極。實施例五形成的FET的剖面圖如圖12所示。在襯底121上形成有2個FET。各自的FET具備源電極122、漏電極123、有機半導體膜124、柵絕緣膜125、及柵電極126。
有機半導體膜124及柵絕緣膜125幾乎沒有滲出地形成于源電極122和漏電極123之間。其結(jié)果是，能夠形成具有如設計所示的形狀的場效應晶體管。
(e)FET的電連接性的評價針對制作的FET，評價源電極和漏電極的端部(圖11的區(qū)域112)的電連接性。為了評價，在距區(qū)域112離開1000μm的位置形成1000μm×1000μm的正方形的金的電極端子。然后，調(diào)查用引線結(jié)合連接了該電極端子和區(qū)域112之間時的連接容易性。具體地，將形成有電極端子及FET的襯底在室內(nèi)環(huán)境中放置24小時之后，在4個區(qū)域112和4個電極端子之間的30個部位(合計120個部位)，用金線實施引線結(jié)合，調(diào)查是否能夠順利地連接。在金膜的表面有污物時，金線不與金膜的表面粘接。
在區(qū)域112中，在110個部位連接了金線，在10個部位未連接金線。相對于此，在電極端子中，只在20個部位連接了金線。這推測為，在區(qū)域112中，由于形成有疏液性的單分子膜，因此污物不易附著，相對于此，未形成單分子膜的正方形的金表面容易附著污物。于是，在源電極和漏電極的表面由疏液性的單分子膜覆蓋時，這些電極的電連接性提高。
采用在實施例五中說明的材料及裝置，制作FET。不過，在本實施例中，制作柵電極相對半導體膜位于襯底側(cè)的底柵型的晶體管。以下，說明場效應晶體管的制造方法。
通過采用了障板的真空濺射法將金屬膜蒸鍍于襯底上，形成柵電極(尺寸200μm×1000μm)。接著，利用旋轉(zhuǎn)涂敷法在襯底上涂敷溶液3，然后，以室溫干燥。由此，形成柵絕緣膜。
接著，利用真空濺射法，形成金屬膜使得其將柵絕緣膜覆蓋。然后，利用溶液1，形成如圖13所示的形狀的有機分子膜131。此時，形成有機分子膜131使得其夾著柵絕緣膜植下的柵電極132(在圖13中用虛線及影線表示)。
接著，將形成有有機分子膜131的襯底暴露于在實施利益中說明的金的蝕刻液中15秒鐘，然后，用純水沖洗。于是，形成源電極和漏電極。
接著，利用噴墨裝置將溶液2涂敷于源電極和漏電極之間的區(qū)域，然后以室溫干燥30分鐘。由此，形成有機半導體膜。有機半導體膜幾乎沒有滲出地形成于源電極和漏電極之間。
與實施例五同樣地制作FET。不過，在本實施例中，不是由金而是由銅來形成源電極及柵電極。另外，作為蝕刻液采用5wt％的氯化亞鐵水溶液。在本實施例中也可以與實施例五同樣地制作如設計所示的FET。制作的FET，與實施例五同樣，電連接性優(yōu)越。
與實施例五同樣地制作FET。不過，在本實施例中，不是由金而是由銀或鉑來形成源電極及漏電極。這些金屬的膜利用電子束蒸鍍法制作。膜厚是300nm。在采用了銀時，蝕刻液采用K3Fe(CN)6的濃度是0.01M、K2S2O3的濃度是0.1M的水溶液。在采用了鉑時，蝕刻液采用以體積比3∶1混合了36wt％的HCl和30wt％的過氧化氫水而成的液。
在本實施例中也可以與實施例五同樣地制作如設計所示的FET。制作的FET，與實施例五同樣，電連接性優(yōu)越。
與實施例五同樣地制作FET。不過，在本實施例中，不是由金而是由鋁和磷化銦的化合物(Al∶InP的摩爾比是8∶2)、或鋁和砷化鎵的化合物(Al∶GaAs的摩爾比是8∶1)來形成源電極及漏電極。這些合金膜利用真空濺射法制作。鋁和磷化銦的化合物的膜通過同時用RF等離子體濺射鋁的靶和磷化銦的靶而形成。化合物的組成通過改變各自的靶的濺射條件而調(diào)整。同樣，鋁和砷化鎵的化合物的膜采用鋁的靶和砷化鎵的靶而制作。
這些化合物的膜的蝕刻液采用40wt％的氯化亞鐵水溶液和4vol％的鹽酸的混合水溶液。
在本實施例中，也可以與實施例五同樣地制作如設計所示的FET。制作的FET，與實施例五同樣，電連接性優(yōu)越。
如以上說明所述，在用于制造導電性圖案及FET的本發(fā)明的方法中，不需要使用高價的光掩模，因此在多品種少量生產(chǎn)印制電路板的電路的情況下特別有用。另外，噴墨頭的移動距離從原理上來說可以任意大，因此本發(fā)明的制造方法對液晶顯示器或電致發(fā)光型的大型顯示器的驅(qū)動元件的電極(柵電極、源電極、漏電極)的制作是有用的。
另外，由于也能夠三維地移動噴墨頭并且噴出液體，因此根據(jù)本發(fā)明的制作方法，能夠在曲面上形成金屬圖案。在便攜式電話等小型電子器件中，需要不浪費地使用設備內(nèi)的空置的空間，需要在具有緊密地收納于設備內(nèi)的空置的空間中的形狀的部件的表面形成電路。因而，本發(fā)明的制造方法對便攜式電話等小型設備的制造特別有用。
另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，能夠在大面積的塑料襯底上簡單地制作場效應晶體管。利用本發(fā)明的制造方法制造的FET作為輕且薄的便攜式設備等的電路的驅(qū)動元件是優(yōu)選的。
(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明可以應用于成為金屬電極或金屬配線的導電性圖案的制造方法、具有金屬電極或金屬配線的電子器件(例如場效應晶體管)。
權(quán)利要求
1.一種導電性圖案的制造方法，包括(i)將溶解有選自由用以下的式(1)表示的分子及用以下的式(2)表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子的溶液配置于導電膜上，由此在所述導電膜的一部分形成所述至少一種分子的分子膜的工序；(ii)使所述導電膜與所述導電膜的蝕刻液接觸，由此除去未形成所述分子膜的部分的所述導電膜的工序，CF3(CF2)n(CH2)mSH……(1)[n是處于3～7這一范圍的自然數(shù)，m是處于8～18這一范圍的自然數(shù)]CF3(CF2)p(CH2)qSS(CH2)q’(CF2)p’CF3……(2)[p及p’分別是獨立地處于3～7這一范圍的自然數(shù)，q及q’分別是獨立地處于8～18這一范圍的自然數(shù)]。
2.如權(quán)利要求1所述的導電性圖案的制造方法，所述導電膜含有選自由金、銀、銅、鉑、砷化鎵及磷化銦構(gòu)成的組中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的導電性圖案的制造方法，所述導電膜形成于樹脂襯底上。
4.一種電子器件的制造方法，包括(I)將溶解有選自由用以下的式(1)表示的分子及用以下的式(2)表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子的溶液配置于導電膜上，由此在所述導電膜的一部分形成所述至少一種分子的分子膜的工序；(II)使所述導電膜與所述導電膜的蝕刻液接觸，由此除去未形成所述分子膜的部分的所述導電膜，從而形成所述導電性圖案的工序，CF3(CF2)n(CH2)mSH……(1)[n是處于3～7這一范圍的自然數(shù)，m是處于8～18這一范圍的自然數(shù)]CF3(CF2)p(CH2)qSS(CH2)q’(CF2)p’CF3……(2)[p及p’分別是獨立地處于3～7這一范圍的自然數(shù)，q及q’分別是獨立地處于8～18這一范圍的自然數(shù)]。
5.如權(quán)利要求4所述的電子器件的制造方法，所述導電膜含有選自由金、銀、銅、鉑、砷化鎵及磷化銦構(gòu)成的組中的至少一種。
6.如權(quán)利要求4所述的電子器件的制造方法，所述導電膜形成于樹脂襯底上。
7.如權(quán)利要求4所述的電子器件的制造方法，所述電子器件是場效應晶體管，所述導電性圖案包括源電極及漏電極。
8.如權(quán)利要求7所述的電子器件的制造方法，在所述(II)的工序后，包括(III)在所述源電極和所述漏電極之間配置有溶解了有機半導體材料的溶液，由此在所述源電極和所述漏電極之間形成有機半導體膜的工序。
9.一種電子器件，其具備導電性圖案，在所述導電性圖案的上表面存在選自由用以下的式(1)表示的分子及用以下的式(2)表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子的膜，CF3(CF2)n(CH2)mSH……(1)[n是處于3～7這一范圍的自然數(shù)，m是處于8～18這一范圍的自然數(shù)]CF3(CF2)p(CH2)qSS(CH2)q’(CF2)p’CF3……(2)[p及p’分別是獨立地處于3～7這一范圍的自然數(shù)，q及q’分別是獨立地處于8～18這一范圍的自然數(shù)]。
10.如權(quán)利要求9所述的電子器件，所述導電性圖案是源電極及漏電極，該電子器件作為場效應晶體管而發(fā)揮功能。
11.如權(quán)利要求10所述的電子器件，包括配置于所述源電極和所述漏電極之間的有機半導體膜。
12.如權(quán)利要求10所述的電子器件，形成于樹脂襯底上。
13.如權(quán)利要求11所述的電子器件，所述有機半導體膜和所述源電極只在所述源電極的側(cè)面接觸，所述有機半導體膜和所述漏電極只在所述漏電極的側(cè)面接觸。
全文摘要
本發(fā)明的制造方法包括將選自由用以下的[式1]表示的分子及用以下的[式2]表示的分子構(gòu)成的組中的至少一種分子溶解了的溶液(12)配置于導電膜(13)上，由此在導電膜(13)的一部分形成所述至少一種分子的分子膜(16)的工序。[式1]CF
文檔編號H01L29/786GK1957449SQ20058001654
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者中川徹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社