JP2003347400A

JP2003347400A - 半導体パターンの形成方法

Info

Publication number: JP2003347400A
Application number: JP2002157495A
Authority: JP
Inventors: Takashi Namikata; 尚南方
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の表面上の半導体薄膜に極めて簡便に半
導体パターンを形成する方法を提供する。【解決手段】ポリカーボネート樹脂製の樹脂フィルム
１上に形成した半導体薄膜２の表面のうち絶縁性に変換
させたい領域に、前記樹脂の変性物質３であるＮ−メチ
ルピロリドンを接触させ、樹脂フィルム１の表面のうち
前記領域に相対する部分を変性させた。すると、半導体
薄膜２のうち変性部分４に相対する領域は、前記変性の
影響により絶縁性領域５に変換され、半導体薄膜２に半
導体パターンが形成された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロニク
ス，フォトニクス，バイオエレクトロニクス等において
好適な半導体パターンの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機半導体を用いたデバイスは、従来の
無機半導体デバイスに比べて成膜条件がマイルドであ
り、各種基板上に半導体薄膜を形成したり、常温で成膜
したりすることが可能であるため、低コスト化や、ポリ
マーフィルム等に薄膜を形成することによるフレキシブ
ル化が期待されている。

【０００３】有機半導体材料としては、ポリフェニレン
ビニレン，ポリピロール，ポリチオフェン，オリゴチオ
フェンとともに、アントラセン，テトラセン，ペンタセ
ン等のポリアセン化合物を中心とする芳香族化合物が研
究されている。特に、ポリアセン化合物は分子間凝集力
が強いため高い結晶性を有していて、これによって高い
キャリア移動度と、それによる優れた半導体デバイス特
性とを発現することが報告されている。

【０００４】ポリアセン化合物のデバイスへの利用形態
としては蒸着膜又は単結晶があげられ、トランジスタ，
太陽電池，レーザー等への応用が検討されている（ショ
ーンら，サイエンス，２８９巻，５５９頁（２０００
年）、サイエンス，２８７巻，１０２２頁（２０００
年）、ジミトラコポウラスら，ジャーナル・オブ・アプ
ライド・フィジクス，８０巻，２５０１頁（１９９６
年）、ショーンら，ネイチャー，４０３巻，４０８頁
（２０００年）、クロークら，ＩＥＥＥ・トランザクシ
ョン・オン・エレクトロン・デバイシス，４６巻，１２
５８頁（１９９９年））。

【０００５】有機半導体薄膜のパターニング方法として
は、シャドーマスクを用いた方法（クロークら，ＩＥＥ
Ｅ・トランザクション・オン・エレクトロン・デバイシ
ス，４６巻，１２５８頁（１９９９年））や、二重構造
のフォトレジストによる方法（シェローら，４２ｎｄ
エレクトロニックマテリアルズカンファレンス，２４頁
（２０００年））が提案されている。

【０００６】また、樹脂基板の表面上に形成した半導体
薄膜のパターニング方法としては、従来のシリコン系半
導体薄膜におけるプロセスで提案されているフォトレジ
ストによるパターニングや、エッチング又はレーザー照
射で半導体薄膜を変性させる方法等があげられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
有機半導体薄膜のパターニング方法のうちシャドーマス
クを用いた方法は、パターンごとにマスクを作製しなけ
ればならないという問題点を有していた。また、二重構
造のフォトレジストによる方法は、工程数が多いだけで
なく、レジストのパターンを形成した後の半導体薄膜の
エッチング工程やレジスト層の除去工程等が必要である
など、工程が極めて煩雑であるという問題点を有してい
た。

【０００８】一方、通常の無機半導体に用いられるパタ
ーニング方法としては、フォトレジスト，マスク等で部
分的に遮蔽した後に、ウェット又はドライのエッチング
やリフトオフ等の方法で半導体薄膜をパターニングする
方法がある。このような方法は、無機半導体においては
加工技術が確立されているものの、有機半導体薄膜や樹
脂基板上に形成された半導体薄膜に適用する場合は、プ
ロセスや加工条件が限定されるという問題や、加工プロ
セスが煩雑で加工時間が長いなどの問題点を有してい
た。

【０００９】なお、ペンタセン薄膜の表面に溶媒を接触
させるとペンタセン薄膜のキャリア移動度が変化するこ
とが報告されているが（グンドラッハら，アプライドフ
ィジクスレター，７４巻，３３０２頁（１９９９
年））、このような現象を用いた半導体のパターニング
方法は報告されていない。そこで、本発明は、上記のよ
うな従来技術が有する問題点を解決し、基板の表面上の
半導体薄膜に極めて簡便に半導体パターンを形成する方
法を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明の半導体パターンの形成方法は、基板の表面上に形成
された半導体薄膜の所定領域を絶縁性に変換することに
より半導体パターンを形成する方法であって、前記基板
の表面の少なくとも一部を樹脂で構成し、溶解，膨潤，
及び反応のうち少なくとも一つによって前記樹脂を変性
させる変性物質を、前記樹脂で構成された部分のうち所
定部分に接触させて、該所定部分を変性させ、前記半導
体薄膜のうち前記所定部分に相対する領域を、前記所定
部分の変性によって絶縁性領域に変換することを特徴と
する。

【００１１】このような方法によれば、基板の表面上に
形成された半導体薄膜に極めて簡便に半導体パターンを
形成することが可能である。また、前記変性によって、
絶縁性領域の表面平滑性を半導体領域に対して変化させ
ることもできるので、パターン部分の識別や素子加工に
応用することが可能である。前記樹脂を溶解により変性
した場合は、基板と半導体薄膜との界面に存在する樹脂
が変性物質に溶解するが、この溶解に伴って半導体薄膜
のうち溶解した樹脂部分に相対する領域に下記のような
現象が生じるため、半導体薄膜の前記領域の導電性が遮
断されて絶縁性領域に変換される。すなわち、前記現象
とは、半導体薄膜の変形、溶解により発生した応力によ
る半導体薄膜の変形、半導体薄膜の破壊、半導体薄膜の
表面（基板と相対する面の反対側の面）への樹脂溶液の
浸出、樹脂溶液からの樹脂の析出等である。

【００１２】また、前記樹脂を膨潤により変性した場合
は、基板と半導体薄膜との界面に存在する樹脂が変性物
質により膨潤するが、この膨潤に伴って半導体薄膜のう
ち膨潤した樹脂部分に相対する領域に下記のような現象
が生じるため、半導体薄膜の前記領域の導電性が遮断さ
れて絶縁性領域に変換される。すなわち、前記現象と
は、膨潤に伴う膨張による半導体薄膜の変形及び破壊で
ある。

【００１３】さらに、前記樹脂を反応により変性した場
合は、基板と半導体薄膜との界面に存在する樹脂が変性
物質と反応するが、この反応に伴って半導体薄膜のうち
反応した樹脂部分に相対する領域に下記のような現象が
生じるため、半導体薄膜の前記領域の導電性が遮断され
て絶縁性領域に変換される。すなわち、前記現象とは、
反応に伴う応力の発生による半導体薄膜の変形及び破壊
である。

【００１４】変性物質は、液体，気体，固体のいずれで
もよい。変性物質が液体である場合は、グラビア印刷，
スクリーン印刷，インクジェット式印刷，スタンプ式，
スプレー式，スピンコート法，ディップコート法等の慣
用の方法を用いて、前記樹脂で構成された部分のうちの
所定部分に変性物質を接触させ、該所定部分を変性させ
ることができる。ただし、前記樹脂で構成された部分の
全面に変性物質を接触させた後、所定部分に赤外線，可
視光，紫外線，マイクロ波等の輻射エネルギーを照射す
る方法によっても、該所定部分を変性させることができ
る。

【００１５】また、変性物質が気体である場合は、遮蔽
用マスクを利用する方法やノズルから噴射する方法等を
用いて、前記樹脂で構成された部分のうちの所定部分に
変性物質を接触させ、該所定部分を変性させることがで
きる。ただし、液体の場合と同様に、前記樹脂で構成さ
れた部分の全面に変性物質を接触させた後、所定部分に
前述のような輻射エネルギーを照射する方法によって
も、該所定部分を変性させることができる。

【００１６】さらに、変性物質が固体である場合は、粉
末の散布又は吹き付け，変性物質を含むスラリーの塗
布，ロール接触，積層，ラミネーション等の方法を用い
て、前記樹脂で構成された部分のうちの所定部分に変性
物質を接触させ、該所定部分を変性させることができ
る。上記のような方法によって半導体薄膜の所定領域を
絶縁性に変換した後には、変性物質の少なくとも一部を
除去してもよい。そうすれば、変性に伴う樹脂の変形が
緩和され、変性物質の二次拡散が防止される。

【００１７】また、変性物質の一部又は全部を除去すれ
ば、半導体パターンの形成に伴う半導体薄膜及び基板の
体積変化を抑制することが可能である。前記体積変化が
ほとんどなければ、半導体領域と絶縁性領域との間の表
面段差がほとんど生じず、積層構造を形成した場合に凹
凸の発生を低減又は回避できるため好ましい。従来の半
導体薄膜のパターニング方法では、半導体領域と絶縁性
領域との間に表面段差が発生することが多く、積層構造
を形成する際の該段差の解消が課題となっていた。

【００１８】変性物質を除去する方法としては、風乾処
理，減圧処理，加熱処理，液体浸漬処理等があげられ
る。これらは単独又は２種以上組み合わせて用いること
ができる。本発明において使用される樹脂の種類は特に
限定されるものではないが、変性物質に溶解又は膨潤し
やすい樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレー
ト，アクリル樹脂，ポリスチレン，ポリカーボネート，
ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレ
ート，環状ポリオレフィン樹脂，ポリエチレンオキシ
ド，ポリプロピレンオキシド，ポリテトラメチレンオキ
シド，ポリフェニレンオキシド，ポリフェニレンスルフ
ィド，ポリウレタン，エポキシ樹脂，シロキサン樹脂，
ポリイミド，ポリアミド，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビ
ニリデン，ポリフッ化ビニリデン，フッ素樹脂，ポリビ
ニルアルコール，セルロース等があげられる。これらは
単独又は２種以上を組み合わせて（ブレンド又は積層）
用いることができる。

【００１９】また、変性物質と反応しやすい樹脂として
は、例えば、ビニル基，ジエン，水酸基，エステル基，
カルボニル基，カルボン酸基，スルホン酸基，イミド
基，酸無水物基，ハロゲン基等の反応性基を一部に有す
る樹脂があげられる。また、本発明において使用される
変性物質の種類は、使用される樹脂を変性させることが
可能であれば特に限定されるものではない。

【００２０】樹脂を溶解又は膨潤により変性させる変性
物質としては、例えば、樹脂がポリカーボネート樹脂の
場合は、トルエン，キシレン，メシチレン，メチルエチ
ルケトン，アセトン，ハロゲン系炭化水素（ジクロロメ
タン，クロロホルム，クロロベンゼン等），Ｎ−メチル
ピロリドン等があげられ、樹脂がポリメチルメタクリレ
ート樹脂の場合は、トルエン，キシレン，メチルエチル
ケトン等があげられる。つまり、使用される樹脂の材質
に応じて、適した溶解性や膨潤性を有する物質を選択す
ればよい。なお、これの変性物質は、単独又は２種以上
を組み合わせて用いることができる。

【００２１】また、樹脂を反応により変性させる変性物
質としては、例えば、樹脂に浸透可能なモノマーがあげ
られる。モノマーを樹脂の所定部分に接触させ、拡散さ
せた後に、加熱，輻射エネルギーの照射，共存させた重
合開始剤等によりモノマーを重合させれば、樹脂の所定
部分を変性させることができる。この具体例としては、
樹脂としてポリカーボネート樹脂、変性物質としてメチ
ルメタクリレートを用いた例があげられ、ポリカーボネ
ート樹脂にメチルメタクリレートを接触させ、拡散させ
た後に、加熱又は輻射エネルギー（電子線，γ線等）の
照射によりメチルメタクリレートを重合させて、ポリカ
ーボネート樹脂を変性させることができる。

【００２２】また、必要に応じてアゾ化合物や過酸化物
等の重合開始剤を変性物質に混合しておけば、重合効率
を調整することもできる。さらに、加熱又は輻射エネル
ギーの照射の程度を部分的に変化させることにより、樹
脂の変性の程度が異なる部分を生じさせたり、変性の程
度を段階的に変化させたりすることもできる。樹脂の変
性の程度が異なると、半導体薄膜の絶縁性への変換の程
度が変化するので、半導体薄膜に導電性の程度の異なる
部分を形成することが可能である。

【００２３】本発明においては、所望の半導体パターン
を形成することが可能であれば、基板は、その表面の少
なくとも一部が樹脂で構成されていれば問題ない。すな
わち、半導体薄膜の絶縁性領域に相対する部分のみを変
性物質で変性させればよいから、基板の表面のうち絶縁
性領域に相対する部分のみが樹脂で構成されていれば十
分である。この場合には、基板の表面（半導体薄膜と相
対する面）のみが樹脂で構成されていてもよいし（すな
わち、樹脂部分は層状である）、表面から裏面（半導体
薄膜と相対する面の反対側の面）に至るまで樹脂で構成
されていてもよい。もちろん、基板の表面の全面が樹脂
で構成されていてもよいし（すなわち、樹脂部分は層状
である）、基板の全体が樹脂で構成されていてもよい。

【００２４】樹脂に変性物質を接触させて変性させる場
合には、半導体薄膜のうち絶縁性に変換させたい領域に
変性物質を接触させれば、変性物質が半導体薄膜を透過
して基板の表面の樹脂部分に至って、該樹脂部分が変性
する。ただし、基板の全体が樹脂で構成されている場合
などのように、基板が変性物質を透過させやすい場合
は、基板の裏面（半導体薄膜と相対する面の反対側の
面）に変性物質を接触させてもよい。そうすれば、変性
物質が基板を透過して表面の樹脂部分に至って、該樹脂
部分が変性する。もちろん、基板の表面及び裏面の両方
に変性物質を接触させてもよく、そうすれば樹脂部分を
変性させる効果が高くなる。

【００２５】また、半導体薄膜が極めて緻密で変性物質
が透過しにくい場合も、上記の基板の裏面に変性物質を
接触させる方法が有効である。しかし、半導体パターン
の形成の容易さを考えると、半導体薄膜に変性物質を接
触させる方法の方が好ましいので、半導体薄膜は変性物
質を透過しやすい方が好ましい。さらに、半導体薄膜上
に非半導体層（電極等としての金属や保護層等としての
絶縁体）が積層されていても、この非半導体層が変性物
質を透過可能な場合や非半導体層がパターン形成される
場合等であれば、半導体薄膜へのパターン形成は可能で
あるので差し支えない。一方、変性物質を遮蔽する非半
導体層を設けて、パターン形成用のマスクとすることも
できる。

【００２６】さらに、本発明においては、基板の表面に
半導体薄膜を形成した後に、変性物質による樹脂の変性
を行って半導体パターンを形成することが好ましいが、
変性物質による樹脂の変性を行った後に、変性された樹
脂を表面に有する基板に半導体薄膜を形成することによ
っても、半導体薄膜に半導体パターンを形成することが
できる。もちろん、その両方を行ってもよい。

【００２７】本発明においては、半導体薄膜の種類は特
に限定されるものではなく、有機半導体薄膜，無機半導
体薄膜，及び有機無機ハイブリッド半導体薄膜のいずれ
にも適用可能である。有機半導体の例としては、アント
ラセン，テトラセン，ペンタセン，ヘキサセン，へプタ
セン，ナフトペンタセン，テトラベンゾペンタセン，ジ
フェニルペンタセン，フェニルペンタセン等のポリアセ
ン化合物や、フェナントレン，クリセン，ピセン，フル
ミネン，ピレン，アンタンスレン，ペロピレン，ペリレ
ン，テリレン，クオテリレン，コロネン，ベンゾジコロ
ネン，ヘキサベンゾコロネン，ヘプタフェン，トリナフ
チレン，オバレン，サーカムアントラセン，ビスアンテ
ン，ゼトレン，ヘプタゼトレン，ビフェニル，トリフェ
ニレン，ターフェニル，クォーターフェニル，ヴィオラ
ントレン，イソヴィオラントレン，サーコビフェニル，
ケクレン，ビニルコロネン，ルビセン等の縮合又は非縮
合多環芳香族化合物があげられる。

【００２８】また、これらの化合物の水素原子の一部を
アルキル基，アルケン基，アルキン基，芳香族基等で置
換した誘導体、同じく炭素原子の一部を窒素，リン，ホ
ウ素，硫黄等のヘテロ原子で置換した誘導体があげられ
る。さらに、ポリチオフェン，ポリフェニレンビニレ
ン，ポリチエニレンビニレン，ポリアニリン等の共役系
高分子及びこれらの誘導体、テトラシアノキノジメタン
及びこの誘導体、テトラチアフルバレン，テトラセレナ
フルバレン及びこの誘導体、電荷移動錯体、フタロシア
ニン、ポルフィリン及びこの誘導体があげられる。

【００２９】また、無機半導体の例としては、酸化イン
ジウム錫，酸化亜鉛，酸化チタン，チタン酸バリウム等
の酸化物、窒化ガリウム，窒化インジウム，窒化珪素，
ボロンナイトライド等の窒化物、インジウム燐，ガリウ
ム燐等の燐化物、炭化珪素等の炭化物、アモルファスシ
リコン、多結晶シリコン、ゲルマニウム、炭素（フラー
レン，カーボンナノチューブ，グラファイト，ダイヤモ
ンド，不定形炭素等）があげられる。

【００３０】また、前述の縮合多環芳香族化合物にフラ
ーレンやカーボンナノチューブが付加した付加物も、本
発明において使用することができる。さらに、有機無機
ハイブリッド半導体の例としては、ヨウ化錫有機アンモ
ニウム層状化合物があげられる。これらの半導体の薄膜
を形成する方法は、用いる材料及びその特性、さらに利
用する形態などによって適するものが用いられるが、例
えば、真空蒸着法，分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法），ケミカルビームエピタキシー法（ＣＢＥ法），化
学蒸着法（ＣＶＤ法），スパッタリング法，電子線蒸着
法，レーザーアブレージョン法，塗布法，印刷法，電解
析出法等があげられる。

【００３１】また、形成された半導体パターンの絶縁性
領域と半導体領域との抵抗値の比（［絶縁性領域の抵抗
値］／［半導体領域の抵抗値］）は、半導体の種類，構
成材料，構造によっても異なるが、素子間のリーク電流
を抑制できるため大きい方が好ましい。好ましくは１０
以上、より好ましくは１００以上である。本発明の方法
により得られた半導体パターンを有する半導体薄膜を用
いることにより、エレクトロニクス，フォトニクス，バ
イオエレクトロニクス等において有益な半導体素子を製
造することができる。

【００３２】このような半導体素子の例としては、ダイ
オード，トランジスタ，薄膜トランジスタ，メモリ，フ
ォトダイオード，発光ダイオード，発光トランジスタ，
ガスセンサー，バイオセンサー，血液センサー，免疫セ
ンサー，人工網膜，味覚センサー等があげられる。そし
て、これらの半導体素子は単独又は複合化，アレイ化し
て用いることができる。複合化又はアレイ化した場合
は、隣接する素子からの電流リークを抑制することがで
きるので好ましい。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明に係る半導体パターンの形
成方法の実施の形態を、図１の工程図を参照しながら詳
細に説明する。なお、本実施形態は本発明の一例を示し
たものであって、本発明は本実施形態に限定されるもの
ではない。〔実施例１〕まず、ポリカーボネート樹脂（アルドリッ
チ社製のビスフェノールＡタイプのポリカーボネート樹
脂）の塩化メチレン溶液をガラス板等に塗布した後乾燥
して、基板となる樹脂フィルム１（膜厚８０μｍ）を作
製した。

【００３４】次に、この樹脂フィルム１の表面に金（膜
厚０．０５μｍ）を蒸着させた。その際には、シャドー
マスクを使用することによってパターンを形成して、図
示しない電極（電極パッドのサイズは５００μｍ×２０
０μｍ、電極幅は５０μｍ）を設けた。さらに、その上
に有機半導体であるペンタセンを蒸着することにより、
樹脂フィルム１の表面の全面にペンタセン薄膜（膜厚
０．１μｍ）を形成して半導体薄膜２とした（図１の
（ａ）を参照）。

【００３５】半導体薄膜２の表面のうち絶縁性に変換さ
せたい領域に、前記樹脂の変性物質３であるＮ−メチル
ピロリドン（ＮＭＰ）を接触させると（図１の（ｂ）を
参照）、変性物質３が半導体薄膜２を透過して樹脂フィ
ルム１の表面に至り、樹脂フィルム１の表面のうち前記
領域に相対する部分が変性（溶解）した（図１の（ｃ）
を参照）。なお、図１の（ｃ）の符号４で示した部分
が、変性物質３による変性部分である。

【００３６】そして、半導体薄膜２のうち変性部分４に
相対する領域は、前記変性の影響により絶縁性領域５に
変換された（図１の（ｄ）を参照）。このような操作に
より、半導体薄膜２に半導体パターンを形成することが
できる。なお、半導体薄膜２の表面に接触させたＮＭＰ
は、接触させてしばらく時間をおいた後に乾燥させても
よい。

【００３７】半導体薄膜２のＮＭＰを接触させた領域
（絶縁性領域５）と接触させていない領域との電導度を
測定した結果、前者の電導度は検出限界（３×１０^-9Ｓ
／ｃｍ）以下であり、後者の電導度は７×１０^-7Ｓ／ｃ
ｍであった。また、ＮＭＰを接触させた領域及び接触さ
せていない領域の外観はほとんど差がなく、前者の反射
率がわずかに低かった。

【００３８】さらに、ＮＭＰを接触させた領域及び接触
させていない領域の境界部分を表面粗さ計（テンコール
社製、アルファステップ）で評価したところ、境界部分
の段差は０．０１μｍ以下であった。また、表面粗さＲ
ａについては、前者が５０ｎｍで、後者が１０ｎｍであ
った。なお、樹脂フィルム１の裏面に変性物質３を接触
させても、上記と同様に半導体薄膜２に半導体パターン
を形成することができる。すなわち、図２に示すよう
に、裏面に接触させた変性物質３が樹脂フィルム１を変
性させつつ透過して表面に至る（図２の（ｃ）を参
照）。そして、半導体薄膜２のうち変性部分４に相対す
る領域が、前記変性の影響により絶縁性領域５に変換さ
れた（図２の（ｄ）を参照）。

【００３９】また、図３に示すように、変性物質３によ
る樹脂フィルム１の変性を行った後に、変性された樹脂
フィルム１の表面に半導体薄膜２を形成することによっ
ても（図３の（ｃ）を参照）、上記と同様に半導体薄膜
２に半導体パターンを形成することができる。〔実施例２〕まず、ポリ[ オクタヒドロ−５−（メトキ
シカルボニル) −５−メチル−４，７−メタノ−１Ｈイ
ンデン−１，３−ジイル）−１，２−エタンジイル]
（アルドリッチ社製）のトルエン溶液をガラス板等に塗
布した後乾燥して、基板となる樹脂フィルム１（膜厚１
２０μｍ）を作製した。そして、実施例１と同様に金の
蒸着及びペンタセンの蒸着を行い、半導体薄膜２を形成
した。

【００４０】次に、半導体薄膜２の表面のうち絶縁性に
変換させたい領域に、前記樹脂の変性物質３であるトル
エンを接触させると、実施例１と同様に、絶縁性領域５
が生じて半導体薄膜２に半導体パターンが形成された。
半導体薄膜２のトルエンを接触させた領域（絶縁性領域
５）と接触させていない領域との電導度を測定した結
果、前者の電導度は検出限界（３×１０^-9Ｓ／ｃｍ）以
下で、後者の電導度は２×１０^-6Ｓ／ｃｍであり、トル
エンの接触によりペンタセン薄膜の電導度が低下してい
た。

【００４１】〔実施例３〕メチルメタクリレート（変性
物質３）のトルエン溶液（濃度は０．１モル／リット
ル）に重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル
（量はメチルメタクリレートの１モル％）を溶解させ、
さらに窒素バブリングを施した。そして、実施例２にお
いて作製したものと同様の半導体薄膜２を形成した樹脂
フィルム１に対して、以下のようの操作を行った。

【００４２】すなわち、半導体薄膜２の表面のうち絶縁
性に変換させたい領域に、アルゴンドライボックス中に
おいて、変性物質３を含む前記トルエン溶液を接触させ
ると（図１の（ｂ）を参照）、前記トルエン溶液が半導
体薄膜２を透過して樹脂フィルム１の表面に至る。次
に、ホットプレート上で１０分間１００℃に加熱すると
メチルメタクリレートが重合して、樹脂フィルム１の表
面のうち前記領域に相対する部分が変性した（図１の
（ｃ）を参照）。そして、半導体薄膜２のうち変性部分
４に相対する領域は、前記変性の影響により絶縁性領域
５に変換された。このような操作により、半導体薄膜２
に半導体パターンが形成された。

【００４３】半導体薄膜２の前記トルエン溶液を接触さ
せた領域（絶縁性領域５）と接触させていない領域との
電導度を測定した結果、前者の電導度は検出限界（３×
１０ ^-9Ｓ／ｃｍ）以下で、後者の電導度は２×１０^-6Ｓ
／ｃｍであり、変性物質３の接触によりペンタセン薄膜
の電導度が低下していた。〔実施例４〕実施例１において作製したものと同様の半
導体薄膜２を形成した樹脂フィルム１に対して、以下の
ようの操作を行った。

【００４４】すなわち、半導体薄膜２の表面のうち絶縁
性に変換させたい領域に、マイクロシリンジを用いてト
ルエンの液滴（５μリットルの液滴）を滴下した。その
際には、マイクロシリンジを移動させながら滴下し、半
導体薄膜２に線状のトルエン接触領域を形成した。この
ような操作により、実施例１と同様に、絶縁性領域５が
生じて半導体薄膜２に半導体パターンが形成された。

【００４５】半導体薄膜２のトルエンを接触させた領域
（絶縁性領域５）と接触させていない領域との電導度を
測定した結果、前者の電導度は検出限界（３×１０^-9Ｓ
／ｃｍ）以下で、後者の電導度は３×１０^-6Ｓ／ｃｍで
あり、トルエンの接触によりペンタセン薄膜の電導度が
低下していた。〔実施例５〕実施例１において作製したものと同様のポ
リカーボネート樹脂製の樹脂フィルム１の表面に、スパ
ッタリングにより酸化インジウム錫薄膜（膜厚１４０ｎ
ｍ）を形成して半導体薄膜２とした。なお、スパッタリ
ングは、圧力０．４Ｐａのアルゴン雰囲気下でのＲＦス
パッタであり、ターゲットとして酸化錫１０質量％を含
有する酸化インジウム焼結体を用いた。

【００４６】この半導体薄膜２の表面のうち絶縁性に変
換させたい領域に、前記樹脂の変性物質３であるオルト
ジクロロベンゼンを塗布した後、１００℃で乾燥処理す
ると、変性物質３が半導体薄膜２を透過して樹脂フィル
ム１の表面に至り、樹脂フィルム１の表面のうち前記領
域に相対する部分が変性（溶解）した（図１の（ｃ）を
参照）。

【００４７】そして、半導体薄膜２のうち変性部分４に
相対する領域は、前記変性の影響により絶縁性領域５に
変換された。このような操作により、半導体薄膜２に半
導体パターンが形成された。半導体薄膜２のオルトジク
ロロベンゼンを接触させた領域（絶縁性領域５）と接触
させていない領域との表面抵抗を測定した結果、前者の
表面抵抗値は１．５Ｍオーム／□であり、後者の表面抵
抗値は６０オーム／□であった。すなわち、抵抗値が４
桁以上変化していた。

【００４８】さらに、オルトジクロロベンゼンを接触さ
せた領域とオルトジクロロベンゼンを接触させていない
領域の一部とに、トルエンを塗布し１２０℃で乾燥し
た。そして表面抵抗を測定した結果、オルトジクロロベ
ンゼンとトルエンの両方を接触させた領域の表面抵抗値
は約２Ｍオーム／□で、トルエンのみを接触させた領域
の表面抵抗値は１２０オーム／□であった。また、オル
トジクロロベンゼンとトルエンのいずれも接触させてい
ない領域の表面抵抗値は、６５オーム／□であった。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体パターン
の形成方法によれば、基板の表面上の半導体薄膜に極め
て簡便に半導体パターンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体パターンの形成方法を説明する工程図で
ある。

【図２】別の半導体パターンの形成方法を説明する工程
図である。

【図３】別の半導体パターンの形成方法を説明する工程
図である。

【符号の説明】

１樹脂フィルム（基板）２有機半導体薄膜３変性物質４変性部分５絶縁性領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｌ 51/00 Ｈ０１Ｌ 29/28 Ｆターム(参考） 5F032 AA01 AA08 AA12 AA32 AA50 BA01 CA17 DA06 DA41 DA52 DA78 5F052 JA01 JA07 JA08 KA05 5F110 AA16 DD01 GG04 GG05 GG42 GG43 QQ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面上に形成された半導体薄膜の
所定領域を絶縁性に変換することにより半導体パターン
を形成する方法であって、前記基板の表面の少なくとも一部を樹脂で構成し、溶解，膨潤，及び反応のうち少なくとも一つによって前
記樹脂を変性させる変性物質を、前記樹脂で構成された
部分のうち所定部分に接触させて、該所定部分を変性さ
せ、前記半導体薄膜のうち前記所定部分に相対する領域を、
前記所定部分の変性によって絶縁性領域に変換すること
を特徴とする半導体パターンの形成方法。
【請求項２】前記半導体薄膜の所定領域を絶縁性に変
換した後に、前記変性物質の少なくとも一部を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体パターンの形
成方法。