JP2008311677A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Abstract
【課題】有機ＴＦＴの有機半導体層は、水、光または酸素等の影響で劣化しやすいことを鑑み、本発明は、作製工程を簡略化するとともに、信頼性の高い有機ＴＦＴを有する半導体装置の作製方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、マスクを用いたエッチングにより有機材料を含む半導体層を形成し、マスクを除去せず半導体層上に残した状態で有機ＴＦＴを完成させる。そして、残存するマスクを使って、水、光または酸素等による劣化から半導体層を保護することができる。
【選択図】図４
【解決手段】本発明は、マスクを用いたエッチングにより有機材料を含む半導体層を形成し、マスクを除去せず半導体層上に残した状態で有機ＴＦＴを完成させる。そして、残存するマスクを使って、水、光または酸素等による劣化から半導体層を保護することができる。
【選択図】図４
Description
本発明は有機薄膜トランジスタを有する半導体装置、及びその作製方法に関するものであ
る。
る。
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用い
て薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩ
Ｃや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に表示装置のスイッチング素
子として開発が急がれている。
て薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩ
Ｃや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に表示装置のスイッチング素
子として開発が急がれている。
ＴＦＴの中でも、有機半導体を用いた薄膜トランジスタ（以下、有機ＴＦＴ）の研究が進
められている。有機ＴＦＴは、有機材料を使用しているので柔軟性に富んでいる。また無
機半導体を用いたＴＦＴと比べると、より低温で形成することができるため、基板にプラ
スチック等の樹脂材料を使用できる。その結果、軽くて柔軟性があるデバイスを得ること
ができる。更に有機ＴＦＴは、印刷法、インクジェット法、蒸着法等によるプロセスの簡
略化が期待できるだけでなく、安価な基板材料を用いることができるため製造価格を抑え
ることができ、コスト的に有利なことが見積もれる。
められている。有機ＴＦＴは、有機材料を使用しているので柔軟性に富んでいる。また無
機半導体を用いたＴＦＴと比べると、より低温で形成することができるため、基板にプラ
スチック等の樹脂材料を使用できる。その結果、軽くて柔軟性があるデバイスを得ること
ができる。更に有機ＴＦＴは、印刷法、インクジェット法、蒸着法等によるプロセスの簡
略化が期待できるだけでなく、安価な基板材料を用いることができるため製造価格を抑え
ることができ、コスト的に有利なことが見積もれる。
有機半導体は、水又は酸素に触れることで酸化したり分解したりするので、有機ＴＦＴを
大気中に放置しておくと電気特性の劣化を引き起こすというデメリットを持つ。そこで、
特許文献１のように、有機ＴＦＴの半導体層上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜により半導
体層を保護し、水、光又は酸素に起因する劣化を抑えることが行われている。
特開２００３−３２４２０２号公報
大気中に放置しておくと電気特性の劣化を引き起こすというデメリットを持つ。そこで、
特許文献１のように、有機ＴＦＴの半導体層上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜により半導
体層を保護し、水、光又は酸素に起因する劣化を抑えることが行われている。
しかしながら、有機ＴＦＴの半導体層を覆う絶縁膜を形成すると、ＴＦＴの作製工程が一
つ増える。
つ増える。
また、同一基板上に異なる導電型の有機ＴＦＴを複数形成する場合も、先に形成された一
方の導電型の有機ＴＦＴの半導体膜が、後に形成される他方の導電型の半導体膜のエッチ
ングと一緒にエッチングされぬよう、先に形成された半導体膜を絶縁膜等で覆わなければ
ならなかった。従って、先に形成された半導体膜上に新たに絶縁膜を形成する工程が必要
であった。
方の導電型の有機ＴＦＴの半導体膜が、後に形成される他方の導電型の半導体膜のエッチ
ングと一緒にエッチングされぬよう、先に形成された半導体膜を絶縁膜等で覆わなければ
ならなかった。従って、先に形成された半導体膜上に新たに絶縁膜を形成する工程が必要
であった。
一方で、有機半導体層をエッチングによって形成する場合、エッチング時に用いるマスク
を除去する工程がある。一般的に、マスクはポリビニル等の有機絶縁膜からなっているた
め、ウェットエッチングにより除去される。マスク除去後は、有機半導体層表面に残存す
るエッチング剤を洗い流すため有機半導体層表面は水洗される。そのため、この工程で有
機半導体層に水分が侵入する可能性が高く、有機半導体層にとって好ましいものではなか
った。また、マスク材料も有機半導体層も有機材料であるため、マスクを除去するときに
有機半導体材料と大きな選択比をとるのが困難であった。選択比をとるには、選択比がと
れるようなマスク材料と有機半導体材料を使用しなければならず、材料の使用に制限があ
った。
を除去する工程がある。一般的に、マスクはポリビニル等の有機絶縁膜からなっているた
め、ウェットエッチングにより除去される。マスク除去後は、有機半導体層表面に残存す
るエッチング剤を洗い流すため有機半導体層表面は水洗される。そのため、この工程で有
機半導体層に水分が侵入する可能性が高く、有機半導体層にとって好ましいものではなか
った。また、マスク材料も有機半導体層も有機材料であるため、マスクを除去するときに
有機半導体材料と大きな選択比をとるのが困難であった。選択比をとるには、選択比がと
れるようなマスク材料と有機半導体材料を使用しなければならず、材料の使用に制限があ
った。
以上の問題を鑑み、本発明は、作製工程を簡略化することを目的とする。また、信頼性の
高い有機ＴＦＴを有する半導体装置の作製方法を提供することを目的とする。
高い有機ＴＦＴを有する半導体装置の作製方法を提供することを目的とする。
本発明の特徴の一つは、マスクを用いたエッチングにより有機材料を含む半導体層を形成
し、マスクを除去せず半導体層上に残した状態でＴＦＴを完成させる。そして、残存する
マスクを使って、水、光または酸素等による劣化から半導体層を保護することである。
し、マスクを除去せず半導体層上に残した状態でＴＦＴを完成させる。そして、残存する
マスクを使って、水、光または酸素等による劣化から半導体層を保護することである。
本発明の特徴の一つは、同一基板上にＰ型やＮ型の有機ＴＦＴを形成するときにおいて、
まず一方の導電型の半導体層をマスクを用いたエッチングにより形成する。そして、その
ままマスクを半導体層上に残存させた状態で、他方の導電型の半導体層をマスクを用いた
エッチングにより形成する。つまり、各半導体層上にマスクを残存させたまま各有機ＴＦ
Ｔを完成させることが特徴の一つである。
まず一方の導電型の半導体層をマスクを用いたエッチングにより形成する。そして、その
ままマスクを半導体層上に残存させた状態で、他方の導電型の半導体層をマスクを用いた
エッチングにより形成する。つまり、各半導体層上にマスクを残存させたまま各有機ＴＦ
Ｔを完成させることが特徴の一つである。
本発明の特徴の一つは、半導体層上に形成するマスクを液滴吐出法といった、下層の半導
体層に対し物理的ダメージが少ない方法で形成することである。また、残存するマスクと
有機材料を含む半導体層との間に、無機膜からなるバリア層を設けることである。なお、
本明細書において液滴吐出法とは、インクジェット装置またはディスペンサー装置を用い
て成膜する方法である。
体層に対し物理的ダメージが少ない方法で形成することである。また、残存するマスクと
有機材料を含む半導体層との間に、無機膜からなるバリア層を設けることである。なお、
本明細書において液滴吐出法とは、インクジェット装置またはディスペンサー装置を用い
て成膜する方法である。
本発明により、作製工程を簡略化するとともに、水、光又は酸素に起因する劣化から有機
ＴＦＴを防ぐことができ、信頼性の高い有機ＴＦＴを得ることができる。加えて、マスク
を除去しないため、マスク除去工程におけるエッチャントの選択性の問題を考慮する必要
が無く、有機半導体材料、マスク材料ともに自由に材料を選ぶことができる。
ＴＦＴを防ぐことができ、信頼性の高い有機ＴＦＴを得ることができる。加えて、マスク
を除去しないため、マスク除去工程におけるエッチャントの選択性の問題を考慮する必要
が無く、有機半導体材料、マスク材料ともに自由に材料を選ぶことができる。
さらに、マスク除去工程がないことで、マスク除去によく使われるウェットエッチングや
エッチング後の有機半導体層表面の水洗いを省略できる。そのため、有機半導体層に最も
水が侵入しやすい工程を省略することができ、有機半導体層の劣化防止には非常に効果的
である。
エッチング後の有機半導体層表面の水洗いを省略できる。そのため、有機半導体層に最も
水が侵入しやすい工程を省略することができ、有機半導体層の劣化防止には非常に効果的
である。
さらに、異なる導電型の有機ＴＦＴ形成に本発明を適用すると、一方の導電型の有機材料
を含む半導体層上にマスクがある状態で、他方の導電型の有機材料を含む半導体膜をエッ
チングすることができる。従って、当該エッチングによる一方の導電型の半導体層表面へ
のエッチングを防ぐことができ、半導体層の無用な膜べりや半導体層への物理的ダメージ
を防ぐことができる。
を含む半導体層上にマスクがある状態で、他方の導電型の有機材料を含む半導体膜をエッ
チングすることができる。従って、当該エッチングによる一方の導電型の半導体層表面へ
のエッチングを防ぐことができ、半導体層の無用な膜べりや半導体層への物理的ダメージ
を防ぐことができる。
半導体層とマスクとの間にバリア層を設けることで、より確実に外部環境からの水や光、
酸素等から半導体層を保護することができる。また、マスクが保水しているような場合で
もバリア層により半導体層への水の侵入を防ぐことができる。
酸素等から半導体層を保護することができる。また、マスクが保水しているような場合で
もバリア層により半導体層への水の侵入を防ぐことができる。
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本
発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸
脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解さ
れる。従って、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。ま
た、各図面において共通の部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸
脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解さ
れる。従って、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。ま
た、各図面において共通の部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
（実施形態１）
本形態では、本発明の有機ＴＦＴの作製方法を図１を用いて説明する。
本形態では、本発明の有機ＴＦＴの作製方法を図１を用いて説明する。
図１（Ａ）に示すように、絶縁表面を有する基板１０１を用意する。この基板１０１とし
て、ガラス基板、石英基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板を用いることができ
る。また、可撓性を有するものでも良く、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ
エチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）、ポリイミドなどから選択される基板でも良い。
て、ガラス基板、石英基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板を用いることができ
る。また、可撓性を有するものでも良く、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ
エチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）、ポリイミドなどから選択される基板でも良い。
そして基板１０１上に、ＴＦＴのゲート電極１０２を、導電性を有する材料を用い、液滴
吐出法、印刷法、電界メッキ法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、蒸
着法等の方法により形成する。ゲート電極１０２の膜厚としては１００〜５００ｎｍが好
ましい。なお、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等を用いる場合は、成膜後、所望の形状にエ
ッチングして、ゲート電極１０２を形成する。
吐出法、印刷法、電界メッキ法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、蒸
着法等の方法により形成する。ゲート電極１０２の膜厚としては１００〜５００ｎｍが好
ましい。なお、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等を用いる場合は、成膜後、所望の形状にエ
ッチングして、ゲート電極１０２を形成する。
導電性を有する材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、
Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、または
、透明導電膜として用いられる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸
化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化珪素を含む
酸化インジウムスズ、若しくは有機インジウム、有機スズ、窒化チタン（ＴｉＮ：Ｔｉｔ
ａｎｉｕｍ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等適宜用いる。また、これらの材料のいずれかからなる導
電層を積層してもよい。
Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、または
、透明導電膜として用いられる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸
化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化珪素を含む
酸化インジウムスズ、若しくは有機インジウム、有機スズ、窒化チタン（ＴｉＮ：Ｔｉｔ
ａｎｉｕｍ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等適宜用いる。また、これらの材料のいずれかからなる導
電層を積層してもよい。
また、液滴吐出法でゲート電極を形成する場合、吐出口から吐出する組成物は、導電体を
溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体としては、上記導電性を有する材料の金
属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子を用いることができる。
溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体としては、上記導電性を有する材料の金
属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子を用いることができる。
なお、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料
を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好ましい。より好ましくは、低抵抗且つ
安価な銀又は銅を用いるとよい。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソ
プロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセト
ン等の有機溶剤等を用いればよい。
を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好ましい。より好ましくは、低抵抗且つ
安価な銀又は銅を用いるとよい。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソ
プロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセト
ン等の有機溶剤等を用いればよい。
なお、液滴吐出法に用いる組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓが好適であり、これは、乾
燥することを防止し、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにするためである。また
、表面張力は４０ｍ／Ｎ以下が好ましい。なお、用いる溶媒や用途に合わせて、組成物の
粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、酸化珪素
を含む酸化インジウムスズ、有機インジウム、有機スズ等を溶媒に溶解又は分散させた組
成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２
０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は１０〜２０ｍＰａ・ｓであ
る。
燥することを防止し、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにするためである。また
、表面張力は４０ｍ／Ｎ以下が好ましい。なお、用いる溶媒や用途に合わせて、組成物の
粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、酸化珪素
を含む酸化インジウムスズ、有機インジウム、有機スズ等を溶媒に溶解又は分散させた組
成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２
０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は１０〜２０ｍＰａ・ｓであ
る。
各ノズルの径は、所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細
なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒
径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知
の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．５〜１０μｍである
。ただし、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細で
あり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく
、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。したがって、被覆剤を用いることは
好ましい。
なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒
径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知
の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．５〜１０μｍである
。ただし、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細で
あり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく
、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。したがって、被覆剤を用いることは
好ましい。
組成物を吐出する工程は、減圧下で行っても良い。これは、組成物を吐出して被処理物に
到達するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略又は短くす
ることができるためである。溶液の吐出後は、溶液の材料により、常圧下又は減圧下で、
レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉等により、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を
行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００
度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜１２０分間で行うもので、その目的や
温度、時間が異なるものである。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱し
ておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、１００〜８００度（好
ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、溶液中の溶媒を揮発させたり又は化
学的に分散剤を除去したりし、導電体粒子周囲の樹脂を硬化収縮させることで、導電体粒
子相互の融合と融着を加速する。乾燥または焼成する雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気
又は空気で行う。中でも、溶液中の溶媒が揮発されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適
であるが、加熱温度、雰囲気、時間により該導電層には、有機物で形成されるバインダー
が残存する。
到達するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略又は短くす
ることができるためである。溶液の吐出後は、溶液の材料により、常圧下又は減圧下で、
レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉等により、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を
行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００
度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜１２０分間で行うもので、その目的や
温度、時間が異なるものである。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱し
ておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、１００〜８００度（好
ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、溶液中の溶媒を揮発させたり又は化
学的に分散剤を除去したりし、導電体粒子周囲の樹脂を硬化収縮させることで、導電体粒
子相互の融合と融着を加速する。乾燥または焼成する雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気
又は空気で行う。中でも、溶液中の溶媒が揮発されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適
であるが、加熱温度、雰囲気、時間により該導電層には、有機物で形成されるバインダー
が残存する。
本実施形態では、ゲート電極は、数ｎｍの銀粒子が分散された溶液（以下「Ａｇペースト
」という。）を選択的に吐出し、乾燥焼成して、銀を主成分とする導電層を形成する。
」という。）を選択的に吐出し、乾燥焼成して、銀を主成分とする導電層を形成する。
次に、ゲート電極１０２上に、膜厚１００〜４００ｎｍのゲート絶縁膜１０３を形成する
。ゲート絶縁膜１０３として、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などの薄膜形成
法を用い、窒化シリコン、酸化シリコン、その他の珪素を含む絶縁膜の単層又は積層構造
で形成することができる。また、ゲート絶縁膜１０３をゲート電極に接する側から、窒化
珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の積層構造
とすることが好ましい。この構造では、ゲート電極が、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜
と接しているため、酸化によるゲート電極の劣化を防止することができる。
。ゲート絶縁膜１０３として、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などの薄膜形成
法を用い、窒化シリコン、酸化シリコン、その他の珪素を含む絶縁膜の単層又は積層構造
で形成することができる。また、ゲート絶縁膜１０３をゲート電極に接する側から、窒化
珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の積層構造
とすることが好ましい。この構造では、ゲート電極が、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜
と接しているため、酸化によるゲート電極の劣化を防止することができる。
また、ゲート絶縁膜１０３を、液滴吐出法、塗布法、ゾルゲル法等を用いて絶縁性を有す
る溶液を用いて形成することができる。絶縁性を有する溶液の代表例としては、無機酸化
物の微粒子が分散された溶液、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ＰＳ
Ｇ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）膜、シリケート系ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ
ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、アルコキシシリケート系ＳＯＧ、ポリシラザン系ＳＯＧ、ポリメチ
ルシロキサンに代表される、Ｓｉ−ＣＨ3結合を有するＳｉＯ2を適宜用いることができる
。
る溶液を用いて形成することができる。絶縁性を有する溶液の代表例としては、無機酸化
物の微粒子が分散された溶液、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ＰＳ
Ｇ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）膜、シリケート系ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ
ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、アルコキシシリケート系ＳＯＧ、ポリシラザン系ＳＯＧ、ポリメチ
ルシロキサンに代表される、Ｓｉ−ＣＨ3結合を有するＳｉＯ2を適宜用いることができる
。
次に、図１（Ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜１０３上にソース電極１０４及びドレイン
電極１０４’を導電材料を用いて形成する。ソース電極及びドレイン電極は、ゲート電極
１０２と同様の材料及び形成方法を用いて形成することができ、膜厚は３００〜８００ｎ
ｍの範囲が好ましい。ここでは、数ｎｍの銀粒子が分散された溶液Ａｇペーストを選択的
に吐出し、乾燥させて、ソース電極１０４及びドレイン電極１０４’を形成する。
電極１０４’を導電材料を用いて形成する。ソース電極及びドレイン電極は、ゲート電極
１０２と同様の材料及び形成方法を用いて形成することができ、膜厚は３００〜８００ｎ
ｍの範囲が好ましい。ここでは、数ｎｍの銀粒子が分散された溶液Ａｇペーストを選択的
に吐出し、乾燥させて、ソース電極１０４及びドレイン電極１０４’を形成する。
次に、図１（Ｃ）のように、ソース電極１０４及びドレイン電極１０４’上に、有機半導
体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法、蒸着法、ＣＶＤ法等で
半導体膜１０５を形成する。半導体膜１０５は所望の半導体層以上の大きさであればいい
ため、図１（Ｃ）に示すように全面に形成しても良いし、図１（Ｄ）のように全面ではな
く一部の領域に形成しても良い。
体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法、蒸着法、ＣＶＤ法等で
半導体膜１０５を形成する。半導体膜１０５は所望の半導体層以上の大きさであればいい
ため、図１（Ｃ）に示すように全面に形成しても良いし、図１（Ｄ）のように全面ではな
く一部の領域に形成しても良い。
有機半導体材料のうち、高分子系の材料を用いる場合は、ディッピング法、キャスト法、
バーコート法、スピンコート法、スプレー法、インクジェット法又は印刷法を適宜用いれ
ばよい。有機半導体材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよ
い。具体的な有機分子性結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、
マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電荷移動型錯体（ＣＴ錯体）、テトラチ
オフルバレン：ＴＣＮＱ錯体、遊離基、ジフェニルピクリヒドラジル、色素又はたんぱく
が挙げられる。また具体的な有機高分子化合物材料は、π共役系高分子、ポリビニルピリ
ジン、よう素又はフタロシアニン金属錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二
重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロ
ール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３ヘキシルチオフェン）［Ｐ３Ｈ
Ｔ；ポリチオフェンの３位置に柔軟なアルキル基を導入したポリチオフェン誘導体のアル
キル基がヘキシル基である高分子］、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリ（３ドコシル
チオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用い
ると好ましい。
バーコート法、スピンコート法、スプレー法、インクジェット法又は印刷法を適宜用いれ
ばよい。有機半導体材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよ
い。具体的な有機分子性結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、
マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電荷移動型錯体（ＣＴ錯体）、テトラチ
オフルバレン：ＴＣＮＱ錯体、遊離基、ジフェニルピクリヒドラジル、色素又はたんぱく
が挙げられる。また具体的な有機高分子化合物材料は、π共役系高分子、ポリビニルピリ
ジン、よう素又はフタロシアニン金属錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二
重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロ
ール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３ヘキシルチオフェン）［Ｐ３Ｈ
Ｔ；ポリチオフェンの３位置に柔軟なアルキル基を導入したポリチオフェン誘導体のアル
キル基がヘキシル基である高分子］、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリ（３ドコシル
チオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用い
ると好ましい。
また、低分子系の材料を用いる有機半導体膜は、蒸着法を用いて形成すればよい。例えば
、蒸着法により、チオフェンオリゴマ膜（重合度６）やペンタセン膜を成膜すればよい。
、蒸着法により、チオフェンオリゴマ膜（重合度６）やペンタセン膜を成膜すればよい。
また、特に基板１０１が大型基板の場合や柔軟性に富む場合などは溶液を滴下する方法に
より有機半導体膜を形成することが好ましい。そして、自然乾燥又はベークにより溶媒を
揮発させ、半導体膜１０５を形成する。半導体膜１０５として膜厚は２０〜１００ｎｍが
好ましく、ここでは５０ｎｍとする。
より有機半導体膜を形成することが好ましい。そして、自然乾燥又はベークにより溶媒を
揮発させ、半導体膜１０５を形成する。半導体膜１０５として膜厚は２０〜１００ｎｍが
好ましく、ここでは５０ｎｍとする。
そして、半導体膜１０５に接して、絶縁材料によりマスク１０６を、４００ｎｍ〜２μｍ
の膜厚で形成する。本発明は、半導体膜１０５への物理的ダメージがない方法で、つまり
液滴吐出法、印刷法、液滴吐出法で形成した後にさらにフォトマスクで露光する方法等で
マスクを形成することを特徴とする。これらマスクの形成方法は、プラズマ法やスパッタ
法に比べると半導体膜１０５への物理的なダメージが少ないため非常に好適である。
の膜厚で形成する。本発明は、半導体膜１０５への物理的ダメージがない方法で、つまり
液滴吐出法、印刷法、液滴吐出法で形成した後にさらにフォトマスクで露光する方法等で
マスクを形成することを特徴とする。これらマスクの形成方法は、プラズマ法やスパッタ
法に比べると半導体膜１０５への物理的なダメージが少ないため非常に好適である。
絶縁材料としては、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環、複素環
を主鎖にもち、脂肪族部分に少なくとも高極性のヘテロ原子基を含む高分子を用いること
ができる。このような高分子物質の代表例としてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ア
クリル、シロキサン、ポリイミドなどが挙げられる。マスク１０６としてフォトマスクを
用いる場合は、感光性樹脂の絶縁膜として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック
樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の感光性を示す樹脂材料を用いる。
また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの感光性を示す有機材料
等を用いることができる。また、代表的なポジ型感光性樹脂として、ノボラック樹脂と感
光剤であるナフトキノンジアジド化合物とを有する感光性樹脂が挙げられ、ネガ型感光性
樹脂として、ベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを有する感光性樹
脂が挙げられる。マスクに有機材料を用いると、その平坦性が優れているため、下層の半
導体膜の凹凸を反映しにくく、マスク上に成膜した膜の膜厚を均一にすることができ、断
線も防ぐことが出来る。
を主鎖にもち、脂肪族部分に少なくとも高極性のヘテロ原子基を含む高分子を用いること
ができる。このような高分子物質の代表例としてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ア
クリル、シロキサン、ポリイミドなどが挙げられる。マスク１０６としてフォトマスクを
用いる場合は、感光性樹脂の絶縁膜として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック
樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の感光性を示す樹脂材料を用いる。
また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの感光性を示す有機材料
等を用いることができる。また、代表的なポジ型感光性樹脂として、ノボラック樹脂と感
光剤であるナフトキノンジアジド化合物とを有する感光性樹脂が挙げられ、ネガ型感光性
樹脂として、ベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを有する感光性樹
脂が挙げられる。マスクに有機材料を用いると、その平坦性が優れているため、下層の半
導体膜の凹凸を反映しにくく、マスク上に成膜した膜の膜厚を均一にすることができ、断
線も防ぐことが出来る。
液滴吐出法でマスクを形成する場合は、吐出口から吐出する組成物は、上記絶縁性材料を
溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。
溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。
次に、マスク１０６を用いて半導体膜１０５をエッチングし、図１（Ｅ）のように半導体
層１０７を形成する。エッチング方法は、Ｏ2アッシングやＯ3アッシング等がある。当該
エッチング時に、マスクが有機材料の場合は、半導体層とともに多少エッチングされる。
しかし、マスクの膜厚は半導体層に比べ非常に厚く、マスクのエッチングは問題とならな
いため、マスクと有機半導体層とのエッチング選択比はそれ程考慮する必要はない。その
後、マスク１０６は除去せず半導体層１０７上に残したまま、有機ＴＦＴを完成させる。
有機ＴＦＴ完成後、絶縁膜やパッシべーション膜等をＴＦＴ上部に形成して半導体装置を
形成する。
層１０７を形成する。エッチング方法は、Ｏ2アッシングやＯ3アッシング等がある。当該
エッチング時に、マスクが有機材料の場合は、半導体層とともに多少エッチングされる。
しかし、マスクの膜厚は半導体層に比べ非常に厚く、マスクのエッチングは問題とならな
いため、マスクと有機半導体層とのエッチング選択比はそれ程考慮する必要はない。その
後、マスク１０６は除去せず半導体層１０７上に残したまま、有機ＴＦＴを完成させる。
有機ＴＦＴ完成後、絶縁膜やパッシべーション膜等をＴＦＴ上部に形成して半導体装置を
形成する。
このように、半導体層のエッチング時に用いるマスクを除去せずに有機ＴＦＴを完成させ
ることで、マスク除去の工程が一つ減らせるとともに、マスク除去に伴う半導体層への水
分の侵入を防ぐことができる。また、半導体層上にマスクを残存させることで、光、酸素
、または水分等に起因する劣化及びエッチング等の物理的な影響を防ぐことができ、残存
するマスクを有機半導体層の保護膜として機能させることができる。
ることで、マスク除去の工程が一つ減らせるとともに、マスク除去に伴う半導体層への水
分の侵入を防ぐことができる。また、半導体層上にマスクを残存させることで、光、酸素
、または水分等に起因する劣化及びエッチング等の物理的な影響を防ぐことができ、残存
するマスクを有機半導体層の保護膜として機能させることができる。
上記工程では、ソース電極及びドレイン電極を形成した後に半導体層を形成して、有機Ｔ
ＦＴを完成させた。しかし、有機半導体材料を用いた半導体層１０７をゲート絶縁膜１０
３形成後に形成し、その後、ソース電極１０４及びドレイン電極１０４’を形成しても良
い。この工程により形成した本発明の有機ＴＦＴの断面図を図２に示す。
ＦＴを完成させた。しかし、有機半導体材料を用いた半導体層１０７をゲート絶縁膜１０
３形成後に形成し、その後、ソース電極１０４及びドレイン電極１０４’を形成しても良
い。この工程により形成した本発明の有機ＴＦＴの断面図を図２に示す。
図２の場合は、マスク１０６が残存するために半導体層１０７とソース電極１０４及びド
レイン電極１０４’とのコンタクト領域が小さくなる。従って、半導体膜のエッチング時
にテーパー状に半導体膜をエッチングすると良い。これにより、半導体層とソース電極及
びドレイン電極とのコンタクト領域が大きくなるとともに、ソース電極及びドレイン電極
の断線も予防することができる。
レイン電極１０４’とのコンタクト領域が小さくなる。従って、半導体膜のエッチング時
にテーパー状に半導体膜をエッチングすると良い。これにより、半導体層とソース電極及
びドレイン電極とのコンタクト領域が大きくなるとともに、ソース電極及びドレイン電極
の断線も予防することができる。
半導体層形成後にソース電極及びドレイン電極を形成する場合は、ソース電極及びドレイ
ン電極形成時のプラズマや蒸着、スパッタ等の影響を半導体層が受ける可能性がある。し
かし、本発明を適用することで、マスクにより、プラズマや蒸着、スパッタ等の影響より
半導体層は保護されるため、半導体層が物理的ダメージを受けるのを防ぐことができる。
ン電極形成時のプラズマや蒸着、スパッタ等の影響を半導体層が受ける可能性がある。し
かし、本発明を適用することで、マスクにより、プラズマや蒸着、スパッタ等の影響より
半導体層は保護されるため、半導体層が物理的ダメージを受けるのを防ぐことができる。
（実施形態２）
本形態ではトップゲート型有機ＴＦＴの形成方法を図３を用いて説明する。図３において
実施形態１と同様の符号については、その材料、形成方法等は実施形態１の説明箇所を参
考にする。
本形態ではトップゲート型有機ＴＦＴの形成方法を図３を用いて説明する。図３において
実施形態１と同様の符号については、その材料、形成方法等は実施形態１の説明箇所を参
考にする。
基板１０１上にソース電極１０４及びドレイン電極１０４’を形成する。次に、基板１０
１、ソース電極及びドレイン電極上に有機材料を含む半導体膜１０５を形成し、半導体膜
１０５に接してマスク１０６を形成する（図３（Ａ）、図３（Ｂ））。
１、ソース電極及びドレイン電極上に有機材料を含む半導体膜１０５を形成し、半導体膜
１０５に接してマスク１０６を形成する（図３（Ａ）、図３（Ｂ））。
次に、図３（Ｃ）に示すように、マスク１０６を用いて半導体膜１０５をエッチングし、
半導体層１０７を形成する。そして、マスク１０６を除去せずに残したまま、マスク１０
６上にゲート電極１０２を形成する（図３（Ｄ））。本形態ではマスク１０６が半導体層
１０７の保護膜として機能するのに加え、ゲート絶縁膜も兼ねている。
半導体層１０７を形成する。そして、マスク１０６を除去せずに残したまま、マスク１０
６上にゲート電極１０２を形成する（図３（Ｄ））。本形態ではマスク１０６が半導体層
１０７の保護膜として機能するのに加え、ゲート絶縁膜も兼ねている。
本形態のように、マスク１０６を半導体層１０７上に残したままトップゲート型有機ＴＦ
Ｔを完成させることで、ゲート絶縁膜を形成する工程が減り、ゲート絶縁膜形成時のプラ
ズマやスパッタ等の半導体層１０７への物理的影響をなくすことができる。また、外部か
らの水、光、酸素等による半導体層１０７の劣化も防ぐことができる。
Ｔを完成させることで、ゲート絶縁膜を形成する工程が減り、ゲート絶縁膜形成時のプラ
ズマやスパッタ等の半導体層１０７への物理的影響をなくすことができる。また、外部か
らの水、光、酸素等による半導体層１０７の劣化も防ぐことができる。
（実施形態３）
本形態では、Ｎ型有機ＴＦＴである第１の素子とＰ型有機ＴＦＴである第２の素子とを同
一基板上に形成する方法を、図４を用いて説明する。図４において、実施形態１と同様の
符号を持つ基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、マスク、半導
体膜、半導体層等については、その材料、形成方法等は実施形態１の説明箇所を参考にす
る。
本形態では、Ｎ型有機ＴＦＴである第１の素子とＰ型有機ＴＦＴである第２の素子とを同
一基板上に形成する方法を、図４を用いて説明する。図４において、実施形態１と同様の
符号を持つ基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、マスク、半導
体膜、半導体層等については、その材料、形成方法等は実施形態１の説明箇所を参考にす
る。
図４（Ａ）の基板１０１上に第１の素子のゲート電極１０２ａ、第２の素子のゲート電極
１０２ｂを形成する。次に、第１の素子のゲート電極１０２ａ、第２の素子のゲート電極
１０２ｂ上にゲート絶縁膜１０３を形成する。ゲート絶縁膜１０３上に、第１の素子のソ
ース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ａ’、第２の素子のソース電極１０４ｂ及びド
レイン電極１０４ｂ’を形成する。
１０２ｂを形成する。次に、第１の素子のゲート電極１０２ａ、第２の素子のゲート電極
１０２ｂ上にゲート絶縁膜１０３を形成する。ゲート絶縁膜１０３上に、第１の素子のソ
ース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ａ’、第２の素子のソース電極１０４ｂ及びド
レイン電極１０４ｂ’を形成する。
次に、図４（Ｂ）に示すように、第１及び第２の素子のソース電極及びドレイン電極上に
、第１の半導体膜１０５ａを形成する。第１の半導体膜１０５ａとしては、Ｎ型の有機半
導体材料でもＰ型の有機半導体材料でもどちらでも良いが、ここではＮ型の有機半導体材
料とする。具体的なＮ型の有機半導体材料としては、完成したＮ型有機ＴＦＴが動作する
範囲内で如何なる材料をも用いることができる。第１の半導体膜１０５ａは図４（Ｂ）の
ように全面に成膜しても良いし、図１（Ｄ）のようにＮ型の半導体層が形成される領域に
部分的に成膜しても良い。
、第１の半導体膜１０５ａを形成する。第１の半導体膜１０５ａとしては、Ｎ型の有機半
導体材料でもＰ型の有機半導体材料でもどちらでも良いが、ここではＮ型の有機半導体材
料とする。具体的なＮ型の有機半導体材料としては、完成したＮ型有機ＴＦＴが動作する
範囲内で如何なる材料をも用いることができる。第１の半導体膜１０５ａは図４（Ｂ）の
ように全面に成膜しても良いし、図１（Ｄ）のようにＮ型の半導体層が形成される領域に
部分的に成膜しても良い。
次に、第１の半導体膜１０５ａ上に第１のマスク１０６ａを形成し、第１のマスクを用い
て第１の半導体膜１０５ａをエッチングして、第１の素子の半導体層１０７ａを形成する
（図４（Ｃ））。
て第１の半導体膜１０５ａをエッチングして、第１の素子の半導体層１０７ａを形成する
（図４（Ｃ））。
次に、図４（Ｄ）に示すように、第１のマスクを半導体層１０７ａ上に残存させたまま、
Ｐ型の有機半導体材料からなる第２の半導体膜１０５ｂを形成する。Ｐ型の有機半導体材
料は、完成したＰ型有機ＴＦＴが動作する範囲内で如何なる材料をも用いることができる
が、ここではペンタセンを用いる。第２の半導体膜１０５ｂ上に第２のマスク１０６ｂを
形成し、第２のマスクを用いて第２の半導体膜をエッチングする。この際に、半導体層１
０７ａ上には第１のマスク１０６ａが残存するため、第２の半導体膜のエッチング時に生
じる半導体層１０７ａへの物理的ダメージを防ぐことができる。
Ｐ型の有機半導体材料からなる第２の半導体膜１０５ｂを形成する。Ｐ型の有機半導体材
料は、完成したＰ型有機ＴＦＴが動作する範囲内で如何なる材料をも用いることができる
が、ここではペンタセンを用いる。第２の半導体膜１０５ｂ上に第２のマスク１０６ｂを
形成し、第２のマスクを用いて第２の半導体膜をエッチングする。この際に、半導体層１
０７ａ上には第１のマスク１０６ａが残存するため、第２の半導体膜のエッチング時に生
じる半導体層１０７ａへの物理的ダメージを防ぐことができる。
以上より、第２の素子であるＰ型有機ＴＦＴの半導体層１０７ｂを形成して、第１の素子
及び第２の素子が完成し、同一基板上にＮ型の有機ＴＦＴとＰ型の有機ＴＦＴとを形成す
ることができる（図４（Ｅ））。本形態で形成したＮ型の有機ＴＦＴとＰ型の有機ＴＦＴ
とでＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ）回路を構成しても良い。
及び第２の素子が完成し、同一基板上にＮ型の有機ＴＦＴとＰ型の有機ＴＦＴとを形成す
ることができる（図４（Ｅ））。本形態で形成したＮ型の有機ＴＦＴとＰ型の有機ＴＦＴ
とでＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ）回路を構成しても良い。
Ｎ型とＰ型の有機ＴＦＴを同一基板上に形成する場合、Ｎ型の有機半導体層を形成する工
程と、Ｐ型の有機半導体層を形成する工程とを別々に設けなければならない。そのため、
先に形成される一方の導電型の有機半導体層が、物理的ダメージを受けるということがあ
った。また、どちらの有機半導体層も有機材料を含むためエッチングレートに大差がなく
、他方の有機半導体層形成時のエッチングと同時に、先に形成される一方の導電型の有機
半導体層が大きくエッチングされたりすることもあった。
程と、Ｐ型の有機半導体層を形成する工程とを別々に設けなければならない。そのため、
先に形成される一方の導電型の有機半導体層が、物理的ダメージを受けるということがあ
った。また、どちらの有機半導体層も有機材料を含むためエッチングレートに大差がなく
、他方の有機半導体層形成時のエッチングと同時に、先に形成される一方の導電型の有機
半導体層が大きくエッチングされたりすることもあった。
しかし、本発明では、先に形成された有機半導体層は、その上に残存するマスクにより保
護されるため、後に形成される有機半導体層のエッチングの物理的影響を少なくできる。
さらに、エッチング時に用いたマスクをそのまま保護膜として活用できるため、新たに工
程を増やすことなく、逆にマスク除去の工程を省略でき、作製工程を大幅に少なくするこ
とができる。また、保護膜として機能するマスクにより、有機半導体層への光、熱、酸素
等の侵入を防ぐことができ、高信頼性の有機ＴＦＴを提供できる。
護されるため、後に形成される有機半導体層のエッチングの物理的影響を少なくできる。
さらに、エッチング時に用いたマスクをそのまま保護膜として活用できるため、新たに工
程を増やすことなく、逆にマスク除去の工程を省略でき、作製工程を大幅に少なくするこ
とができる。また、保護膜として機能するマスクにより、有機半導体層への光、熱、酸素
等の侵入を防ぐことができ、高信頼性の有機ＴＦＴを提供できる。
本形態は、実施形態１の図１で示したように、ソース電極及びドレイン電極を形成した後
に有機半導体層を形成する工程を用いて説明した。しかし、図２で示すように半導体層を
形成した後にソース電極及びドレイン電極を形成しても良いし、実施形態２のトップゲー
ト型構造でＮ型、Ｐ型有機ＴＦＴを形成しても良いことは言うまでもない。
に有機半導体層を形成する工程を用いて説明した。しかし、図２で示すように半導体層を
形成した後にソース電極及びドレイン電極を形成しても良いし、実施形態２のトップゲー
ト型構造でＮ型、Ｐ型有機ＴＦＴを形成しても良いことは言うまでもない。
（実施形態４）
本形態では、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の一画素を構成するＮ型有機Ｔ
ＦＴとＰ型有機ＴＦＴについて、図５〜７を用いて説明する。図５〜７において実施形態
１〜３と同様の符号については、その材料、形成方法等は実施形態１〜３の説明箇所を参
考にする。
本形態では、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の一画素を構成するＮ型有機Ｔ
ＦＴとＰ型有機ＴＦＴについて、図５〜７を用いて説明する。図５〜７において実施形態
１〜３と同様の符号については、その材料、形成方法等は実施形態１〜３の説明箇所を参
考にする。
まず、基板１０１上に第１の素子のゲート電極１０２ａを形成する。第１の素子としては
Ｎ型有機ＴＦＴでもＰ型有機ＴＦＴでもどちらでも良いが、ここではＮ型有機ＴＦＴとす
る。次に、第１の素子のゲート電極１０２ａ上にゲート絶縁膜１０３ａ、ソース電極１０
４ａ及びドレイン電極１０４ａ’を形成する（図５（Ａ））。そして、Ｎ型の有機半導体
材料を含む第１の半導体膜１０５ａと第１のマスク１０６ａを形成する（図５（Ｂ））。
ここでは第１の半導体膜１０５ａを部分的に形成したが、全面に形成しても良い。
Ｎ型有機ＴＦＴでもＰ型有機ＴＦＴでもどちらでも良いが、ここではＮ型有機ＴＦＴとす
る。次に、第１の素子のゲート電極１０２ａ上にゲート絶縁膜１０３ａ、ソース電極１０
４ａ及びドレイン電極１０４ａ’を形成する（図５（Ａ））。そして、Ｎ型の有機半導体
材料を含む第１の半導体膜１０５ａと第１のマスク１０６ａを形成する（図５（Ｂ））。
ここでは第１の半導体膜１０５ａを部分的に形成したが、全面に形成しても良い。
第１のマスクを用いて第１の半導体膜をエッチングして、第１の素子のＮ型の有機材料を
含む半導体層１０７ａを形成する。この段階で、ゲート電極１０２ａ、ゲート絶縁膜１０
３ａ、ソース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ａ’、有機材料を含む半導体層１０７
ａを有する第１の素子が形成される（図５（Ｃ））。
含む半導体層１０７ａを形成する。この段階で、ゲート電極１０２ａ、ゲート絶縁膜１０
３ａ、ソース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ａ’、有機材料を含む半導体層１０７
ａを有する第１の素子が形成される（図５（Ｃ））。
次に、図５（Ｄ）に示すように、Ｐ型有機ＴＦＴである第２の素子を形成する。まず、第
２の素子のゲート絶縁膜１０３ｂ、ソース電極１０４ｂ及びドレイン電極１０４ｂ’、Ｐ
型の有機半導体材料を含む第２の半導体膜１０５ｂ、第２のマスク１０６ｂを順に形成す
る。ここでは第２の半導体膜１０５ｂを部分的に形成したが、全面に形成しても良い。そ
して、第２のマスクを用いて第２の半導体膜をエッチングして、第２の素子のＰ型の有機
材料を含む半導体層１０７ｂを形成する。以上の工程により、Ｎ型の有機ＴＦＴ６０１と
Ｐ型の有機ＴＦＴ６０２が形成される（図６（Ａ））。
２の素子のゲート絶縁膜１０３ｂ、ソース電極１０４ｂ及びドレイン電極１０４ｂ’、Ｐ
型の有機半導体材料を含む第２の半導体膜１０５ｂ、第２のマスク１０６ｂを順に形成す
る。ここでは第２の半導体膜１０５ｂを部分的に形成したが、全面に形成しても良い。そ
して、第２のマスクを用いて第２の半導体膜をエッチングして、第２の素子のＰ型の有機
材料を含む半導体層１０７ｂを形成する。以上の工程により、Ｎ型の有機ＴＦＴ６０１と
Ｐ型の有機ＴＦＴ６０２が形成される（図６（Ａ））。
次に、図６（Ｂ）に示すように、絶縁膜６０３を形成する。絶縁膜としては無機膜でも有
機膜でも良い。続いて、Ｐ型の有機ＴＦＴ６０２のドレイン電極１０４ｂ’と接続する配
線６０４を形成し、該配線に接続するように導電層６０５を形成する。次に、土手となる
絶縁層６０６を形成し、導電層６０５と接するように、電界発光層６０７、導電層６０８
を積層形成する。上記構成では、発光素子を駆動するＴＦＴがＰ型有機ＴＦＴであるため
、導電層６０５は陽極、導電層６０８は陰極に相当する。そして、発光素子からの光は基
板１０１側に射出し、下面射出構造である。しかし、本形態におけるＥＬ素子の構造は、
Ｎ型の有機ＴＦＴ６０１とＰ型の有機ＴＦＴ６０２を用いて発光するものであれば何でも
良く、本形態で例示したＥＬ素子の構造に限定されない。
機膜でも良い。続いて、Ｐ型の有機ＴＦＴ６０２のドレイン電極１０４ｂ’と接続する配
線６０４を形成し、該配線に接続するように導電層６０５を形成する。次に、土手となる
絶縁層６０６を形成し、導電層６０５と接するように、電界発光層６０７、導電層６０８
を積層形成する。上記構成では、発光素子を駆動するＴＦＴがＰ型有機ＴＦＴであるため
、導電層６０５は陽極、導電層６０８は陰極に相当する。そして、発光素子からの光は基
板１０１側に射出し、下面射出構造である。しかし、本形態におけるＥＬ素子の構造は、
Ｎ型の有機ＴＦＴ６０１とＰ型の有機ＴＦＴ６０２を用いて発光するものであれば何でも
良く、本形態で例示したＥＬ素子の構造に限定されない。
以上の工程により、Ｐ型及びＮ型の有機ＴＦＴでＥＬ素子を駆動する表示装置が完成する
。本形態の方法で表示装置を作製することにより、第１の素子のドレイン電極１０４ａ’
を第２の素子のゲート電極として兼ねることができる。即ち、ドレイン電極１０４ａ’は
第２の素子のゲート電極と同一層で形成され、さらに一体化している。従って、第１の素
子のドレイン電極と第２の素子のゲート電極のコンタクト工程を省くことができ、工程を
短縮することができる。
。本形態の方法で表示装置を作製することにより、第１の素子のドレイン電極１０４ａ’
を第２の素子のゲート電極として兼ねることができる。即ち、ドレイン電極１０４ａ’は
第２の素子のゲート電極と同一層で形成され、さらに一体化している。従って、第１の素
子のドレイン電極と第２の素子のゲート電極のコンタクト工程を省くことができ、工程を
短縮することができる。
また、本形態では第１の素子及び第２の素子共にボトムゲート型の構造としたが、これに
限定されず、第１の素子をトップゲート型、第２の素子をボトムゲート型にしても良い。
この場合でも第１の素子のソース電極及びドレイン電極の一方を第２の素子のゲート電極
と兼ねさせることができる。
限定されず、第１の素子をトップゲート型、第２の素子をボトムゲート型にしても良い。
この場合でも第１の素子のソース電極及びドレイン電極の一方を第２の素子のゲート電極
と兼ねさせることができる。
本形態で作製された表示装置の画素部の上面図を図７（Ａ）に、その回路図を図７（Ｂ）
に示す。図６（Ｂ）は図７（Ａ）の表示装置の画素部をＡ−Ａ’で切ったときの断面図で
ある。図７（Ｂ）に示す７０１はＥＬ素子であり、図６（Ｂ）の導電層６０５、６０８、
電界発光層６０７で構成される。
に示す。図６（Ｂ）は図７（Ａ）の表示装置の画素部をＡ−Ａ’で切ったときの断面図で
ある。図７（Ｂ）に示す７０１はＥＬ素子であり、図６（Ｂ）の導電層６０５、６０８、
電界発光層６０７で構成される。
本形態は、実施可能な範囲で実施形態１〜３と組み合わせることが可能である。
（実施形態５）
本形態では、実施形態１〜４の有機半導体層とその保護膜となるマスクの間にバリア層を
設ける構成を、図８を用いて説明する。
本形態では、実施形態１〜４の有機半導体層とその保護膜となるマスクの間にバリア層を
設ける構成を、図８を用いて説明する。
図８（Ａ）に示すように、基板上にボトムゲート型ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極
を形成するまでは、実施形態１の図１（Ａ）〜図１（Ｂ）と同様に形成する。そして、有
機材料を含む半導体膜１０５を形成した後に、半導体膜１０５に接して無機膜８０１を形
成する。無機膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、またはこれらのうち少な
くとも２層からなる積層膜で形成される。無機膜の成膜方法は、ＣＶＤ法、スパッタ法、
蒸着法、液滴吐出法、印刷法等を用いることができる。半導体膜への物理的ダメージを考
えれば、無機膜８０１の成膜方法は液滴吐出法、印刷法等が好ましい。
を形成するまでは、実施形態１の図１（Ａ）〜図１（Ｂ）と同様に形成する。そして、有
機材料を含む半導体膜１０５を形成した後に、半導体膜１０５に接して無機膜８０１を形
成する。無機膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、またはこれらのうち少な
くとも２層からなる積層膜で形成される。無機膜の成膜方法は、ＣＶＤ法、スパッタ法、
蒸着法、液滴吐出法、印刷法等を用いることができる。半導体膜への物理的ダメージを考
えれば、無機膜８０１の成膜方法は液滴吐出法、印刷法等が好ましい。
次に、無機膜８０１に接してマスク１０６を形成し、図８（Ｂ）に示すように、このマス
ク１０６を使って、無機膜８０１及び半導体膜１０５をエッチングする。まずマスク１０
６を用いて無機膜８０１をエッチングした後、半導体膜１０５をマスク１０６を用いてエ
ッチングする。当該エッチングにより、半導体層１０７とマスク１０６の間にバリア層８
０２を有する有機ＴＦＴが完成する。このバリア層を設けることにより、マスクに加えて
バリア層も半導体層の保護膜として機能するため、半導体層を水、光、酸素からより確実
に保護することができる。
ク１０６を使って、無機膜８０１及び半導体膜１０５をエッチングする。まずマスク１０
６を用いて無機膜８０１をエッチングした後、半導体膜１０５をマスク１０６を用いてエ
ッチングする。当該エッチングにより、半導体層１０７とマスク１０６の間にバリア層８
０２を有する有機ＴＦＴが完成する。このバリア層を設けることにより、マスクに加えて
バリア層も半導体層の保護膜として機能するため、半導体層を水、光、酸素からより確実
に保護することができる。
マスク１０６としては、有機材料を用いて形成されることが一般的なため、マスク自体が
吸水、保水してしまうことがある。しかし、バリア層をマスクと半導体層との間に設ける
ことで、マスクが保水してもバリア層によりその水分が半導体層へ浸みることを防ぐこと
ができる。よって、より信頼性の高い有機ＴＦＴを提供することができる。また、マスク
１０６を活用してバリア層をエッチングできるため、作製工程もそれ程増加しない。
吸水、保水してしまうことがある。しかし、バリア層をマスクと半導体層との間に設ける
ことで、マスクが保水してもバリア層によりその水分が半導体層へ浸みることを防ぐこと
ができる。よって、より信頼性の高い有機ＴＦＴを提供することができる。また、マスク
１０６を活用してバリア層をエッチングできるため、作製工程もそれ程増加しない。
本実施形態は、図１で示すボトムゲート型有機ＴＦＴを用いて説明したが、図２のボトム
ゲート型有機ＴＦＴや図３のトップゲート型有機ＴＦＴにも適用できることは、言うまで
もない。本実施形態は、実施可能な範囲で実施形態１〜４と組み合わせることが可能であ
る。
ゲート型有機ＴＦＴや図３のトップゲート型有機ＴＦＴにも適用できることは、言うまで
もない。本実施形態は、実施可能な範囲で実施形態１〜４と組み合わせることが可能であ
る。
（実施形態６）
本形態では基板側から侵入する水や有機ガス等に起因する有機半導体層の劣化を抑える構
成を、図９を用いて説明する。
本形態では基板側から侵入する水や有機ガス等に起因する有機半導体層の劣化を抑える構
成を、図９を用いて説明する。
本形態では、基板と有機ＴＦＴとの間にバリア層９０１を設ける。このバリア層は、高周
波スパッタリング法で形成された水素を含まない窒化シリコンやその窒化シリコンと酸化
シリコン膜との多層膜で形成するとよい。バリア層９０１の形成は、図９（Ａ）のように
基板全面に成膜しても良いし、図９（Ｂ）のように上部に有機ＴＦＴが形成される部分の
みに選択的に成膜しても良い。バリア層９０１を形成後、バリア層上に実施形態１〜５で
説明した有機ＴＦＴ９０２を形成する。
波スパッタリング法で形成された水素を含まない窒化シリコンやその窒化シリコンと酸化
シリコン膜との多層膜で形成するとよい。バリア層９０１の形成は、図９（Ａ）のように
基板全面に成膜しても良いし、図９（Ｂ）のように上部に有機ＴＦＴが形成される部分の
みに選択的に成膜しても良い。バリア層９０１を形成後、バリア層上に実施形態１〜５で
説明した有機ＴＦＴ９０２を形成する。
このバリア層は基板側から侵入する水蒸気や有機物ガスのバリア層となり、有機半導体材
料等が水蒸気や有機物ガスにより劣化するのを防ぐことができる。また、実施形態５で説
明した半導体層とマスクの間にもバリア層を設ける構成を本形態に適用すれば、有機半導
体層の上下からの水蒸気や有機物ガスを防ぐことができる。
料等が水蒸気や有機物ガスにより劣化するのを防ぐことができる。また、実施形態５で説
明した半導体層とマスクの間にもバリア層を設ける構成を本形態に適用すれば、有機半導
体層の上下からの水蒸気や有機物ガスを防ぐことができる。
本形態は、実施可能な範囲で実施形態１〜５と組み合わせ可能である。
（実施形態７）
本形態では、有機材料を用いて本発明の有機ＴＦＴを形成する例を、図１０を用いて示す
。まず、図１０（Ａ）に示すように絶縁表面を有する基板１００１を用意する。この基板
１００１は可撓性を有し、透光性を有するものであればよく、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ
）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドなどから選択される。なお、基板１００１の
実用的な厚さは１０〜２００μｍである。
本形態では、有機材料を用いて本発明の有機ＴＦＴを形成する例を、図１０を用いて示す
。まず、図１０（Ａ）に示すように絶縁表面を有する基板１００１を用意する。この基板
１００１は可撓性を有し、透光性を有するものであればよく、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ
）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドなどから選択される。なお、基板１００１の
実用的な厚さは１０〜２００μｍである。
そして、基板１００１上にＴＦＴのゲート電極１００２として機能する第１の導電膜を、
導電性ペーストを用いて形成する。導電性ペーストとしては、導電性カーボンペースト、
導電性銀ペースト、導電性銅ペースト、導電性ニッケルなどを用い、スクリーン印刷法、
ロールコーター法又は液滴吐出法で所定のパターンに形成する。導電性ペーストで所定の
パターンに形成した後は、レベリング、乾燥後、１００〜２００℃で硬化させる。
導電性ペーストを用いて形成する。導電性ペーストとしては、導電性カーボンペースト、
導電性銀ペースト、導電性銅ペースト、導電性ニッケルなどを用い、スクリーン印刷法、
ロールコーター法又は液滴吐出法で所定のパターンに形成する。導電性ペーストで所定の
パターンに形成した後は、レベリング、乾燥後、１００〜２００℃で硬化させる。
次いで、ゲート電極１００２上にゲート絶縁膜１００３として機能する絶縁膜を形成する
。なお、第１の絶縁膜は、ロールコーター法やスプレー法などを用いて、アクリル樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、
メラミン樹脂を添加したもので形成する。また、ゲート絶縁膜の膜厚は、ゲート電圧を考
慮すると１００〜２００ｎｍ程度で形成することが好ましい。
。なお、第１の絶縁膜は、ロールコーター法やスプレー法などを用いて、アクリル樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、
メラミン樹脂を添加したもので形成する。また、ゲート絶縁膜の膜厚は、ゲート電圧を考
慮すると１００〜２００ｎｍ程度で形成することが好ましい。
その後、ゲート絶縁膜１００３上にソース電極１００４及びドレイン電極１００４’とし
て機能する第２の導電膜を形成する。この第２の導電膜の材料としては、多くの有機半導
体材料が電荷を輸送する材料がキャリアとして正孔を輸送するｐ型半導体であることから
その半導体層とオーミック接触を取るために仕事関数の大きい金属を用いることが望まし
い。具体的には、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデ
ン、ニッケル等の金属又は合金材料を含む導電性ペーストを液滴吐出法、印刷法又はロー
ルコーター法を用いて形成する。
て機能する第２の導電膜を形成する。この第２の導電膜の材料としては、多くの有機半導
体材料が電荷を輸送する材料がキャリアとして正孔を輸送するｐ型半導体であることから
その半導体層とオーミック接触を取るために仕事関数の大きい金属を用いることが望まし
い。具体的には、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデ
ン、ニッケル等の金属又は合金材料を含む導電性ペーストを液滴吐出法、印刷法又はロー
ルコーター法を用いて形成する。
その後、有機半導体膜を形成する。有機半導体膜のうち、高分子系の材料を用いる場合は
、ディッピング法、キャスト法、バーコート法、スピンコート法、スプレー法、液滴吐出
法又は印刷法を適宜用いればよい。有機半導体材料としては、有機分子性結晶や有機高分
子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子性結晶は、多環芳香族化合物、共役二重
結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電荷移動型錯
体（ＣＴ錯体）、テトラチオフルバレン：ＴＣＮＱ錯体、遊離基、ジフェニルピクリヒド
ラジル、色素又はたんぱくが挙げられる。また具体的な有機高分子化合物材料は、π共役
系高分子、ポリビニルピリジン、よう素又はフタロシアニン金属錯体などの高分子が挙げ
られる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン
、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３ヘキ
シルチオフェン）［Ｐ３ＨＴ；ポリチオフェンの３位置に柔軟なアルキル基を導入したポ
リチオフェン誘導体のアルキル基がヘキシル基である高分子］、ポリ（３アルキルチオフ
ェン）、ポリ（３ドコシルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニ
レンビニレン誘導体を用いると好ましい。
、ディッピング法、キャスト法、バーコート法、スピンコート法、スプレー法、液滴吐出
法又は印刷法を適宜用いればよい。有機半導体材料としては、有機分子性結晶や有機高分
子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子性結晶は、多環芳香族化合物、共役二重
結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電荷移動型錯
体（ＣＴ錯体）、テトラチオフルバレン：ＴＣＮＱ錯体、遊離基、ジフェニルピクリヒド
ラジル、色素又はたんぱくが挙げられる。また具体的な有機高分子化合物材料は、π共役
系高分子、ポリビニルピリジン、よう素又はフタロシアニン金属錯体などの高分子が挙げ
られる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン
、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３ヘキ
シルチオフェン）［Ｐ３ＨＴ；ポリチオフェンの３位置に柔軟なアルキル基を導入したポ
リチオフェン誘導体のアルキル基がヘキシル基である高分子］、ポリ（３アルキルチオフ
ェン）、ポリ（３ドコシルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニ
レンビニレン誘導体を用いると好ましい。
また、低分子系の材料を用いる有機半導体膜は、蒸着法を用いればよい。例えば、蒸着法
により、チオフェンオリゴマ膜（重合度６）やペンタセン膜を成膜すればよい。
により、チオフェンオリゴマ膜（重合度６）やペンタセン膜を成膜すればよい。
また特に大型基板の場合や、基板が柔軟性に富む場合などは溶液を滴下する方法により有
機半導体膜を形成することが好ましい。そして、図１０（Ｂ）に示すように、自然乾燥又
はベークにより溶媒を揮発させ、有機材料を含む半導体膜１００５を形成する。
機半導体膜を形成することが好ましい。そして、図１０（Ｂ）に示すように、自然乾燥又
はベークにより溶媒を揮発させ、有機材料を含む半導体膜１００５を形成する。
そして、半導体膜１００５に接してマスク１００６となる絶縁層を形成する。マスクの形
成方法は、液滴吐出法や印刷法でも良いし、液滴吐出法で形成した後にさらにフォトマス
クで露光しマスク形状を整えても良い。これらマスクの形成方法は、プラズマ法やスパッ
タ法に比べると半導体膜への物理的なダメージが少ないため好適である。絶縁層の材料と
しては、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環、複素環を主鎖にも
ち、脂肪族部分に少なくとも高極性のヘテロ原子基を含む高分子を用いることができる。
そのような高分子物質の代表例としてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アクリル、シ
ロキサン、ポリイミドなどが挙げられる。フォトマスクとして用いる場合は、感光性樹脂
の絶縁膜として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラ
ミン樹脂、ウレタン樹脂等の感光性を示す樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン
、パリレン、フレア、ポリイミドなどの感光性を示す有機材料等を用いることができる。
また、代表的なポジ型感光性樹脂として、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジ
アジド化合物を有する感光性樹脂が挙げられ、ネガ型感光性樹脂として、ベース樹脂、ジ
フェニルシランジオール及び酸発生剤などを有する感光性樹脂が挙げられる。
成方法は、液滴吐出法や印刷法でも良いし、液滴吐出法で形成した後にさらにフォトマス
クで露光しマスク形状を整えても良い。これらマスクの形成方法は、プラズマ法やスパッ
タ法に比べると半導体膜への物理的なダメージが少ないため好適である。絶縁層の材料と
しては、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環、複素環を主鎖にも
ち、脂肪族部分に少なくとも高極性のヘテロ原子基を含む高分子を用いることができる。
そのような高分子物質の代表例としてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アクリル、シ
ロキサン、ポリイミドなどが挙げられる。フォトマスクとして用いる場合は、感光性樹脂
の絶縁膜として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラ
ミン樹脂、ウレタン樹脂等の感光性を示す樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン
、パリレン、フレア、ポリイミドなどの感光性を示す有機材料等を用いることができる。
また、代表的なポジ型感光性樹脂として、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジ
アジド化合物を有する感光性樹脂が挙げられ、ネガ型感光性樹脂として、ベース樹脂、ジ
フェニルシランジオール及び酸発生剤などを有する感光性樹脂が挙げられる。
その後、図１０（Ｃ）に示すようにマスク１００６を用いて有機材料を含む半導体膜１０
０５をエッチングし、有機材料を含む半導体層１００７を形成する。マスク１００６は除
去せず半導体層１００７上に残したまま有機ＴＦＴを完成させる。有機ＴＦＴの完成後、
絶縁膜やパッシべーション膜等をＴＦＴ上部に形成して半導体装置を作製する。
０５をエッチングし、有機材料を含む半導体層１００７を形成する。マスク１００６は除
去せず半導体層１００７上に残したまま有機ＴＦＴを完成させる。有機ＴＦＴの完成後、
絶縁膜やパッシべーション膜等をＴＦＴ上部に形成して半導体装置を作製する。
以上のように全てを有機化合物材料で形成された有機ＴＦＴは軽く、可撓性を有する半導
体装置を得ることが出来る。また、安価な有機材料を用いて形成でき、更には材料の利用
効率も高め、半導体装置のコストを削減することができる。作製工程において、真空装置
を用いる必要が無く、装置コストも抑えることもできる。
体装置を得ることが出来る。また、安価な有機材料を用いて形成でき、更には材料の利用
効率も高め、半導体装置のコストを削減することができる。作製工程において、真空装置
を用いる必要が無く、装置コストも抑えることもできる。
また、本実施形態は実施形態１〜６と実施可能な範囲で組み合わせることが可能である。
（実施形態８）
本発明の表示装置における表示パネルの作製方法について、図１１を用いて説明する。図
１１において実施形態１〜７と同様の符号については、その材料、形成方法等は実施形態
１〜７の説明箇所を参考にする。
本発明の表示装置における表示パネルの作製方法について、図１１を用いて説明する。図
１１において実施形態１〜７と同様の符号については、その材料、形成方法等は実施形態
１〜７の説明箇所を参考にする。
まず、液晶表示パネルの作製方法について、図１１（Ａ）を用いて説明する。基板１０１
上に、実施形態１〜４で形成したような有機ＴＦＴ１１０１が形成され、有機ＴＦＴ１１
０１が有するドレイン電極１０４’と接続するように、画素電極１１０２が形成され、該
画素電極１１０２上に配向膜１１０３が形成される。そして、カラーフィルタ１１０７、
対向電極１１０６及び配向膜１１０５が形成された基板１１０８を準備し、基板１０１と
基板１１０８とをシール材（図示せず）により貼り合わせる。その後、液晶１１０４を注
入すると、表示機能を具備した表示装置が完成する。基板１０１、１１０８には、偏光板
１１００、１１０９を貼り付ける。なお、さらなる作製時間の短縮及び作製費用の低減を
実現するため、配向膜１１０３、１１０５や液晶１１０４も液滴吐出法で形成するとよい
。
上に、実施形態１〜４で形成したような有機ＴＦＴ１１０１が形成され、有機ＴＦＴ１１
０１が有するドレイン電極１０４’と接続するように、画素電極１１０２が形成され、該
画素電極１１０２上に配向膜１１０３が形成される。そして、カラーフィルタ１１０７、
対向電極１１０６及び配向膜１１０５が形成された基板１１０８を準備し、基板１０１と
基板１１０８とをシール材（図示せず）により貼り合わせる。その後、液晶１１０４を注
入すると、表示機能を具備した表示装置が完成する。基板１０１、１１０８には、偏光板
１１００、１１０９を貼り付ける。なお、さらなる作製時間の短縮及び作製費用の低減を
実現するため、配向膜１１０３、１１０５や液晶１１０４も液滴吐出法で形成するとよい
。
次に、発光素子を含む表示装置における表示パネルの作製方法について、図１１（Ｂ）を
用いて説明する。基板１０１上に、実施形態の１〜４で形成したような有機ＴＦＴ１１０
１が形成され、有機ＴＦＴ１１０１上に絶縁層１１１０が形成される。次に、有機ＴＦＴ
１１０１が有するドレイン電極１０４’と接続する配線１１１１が形成され、該配線に接
続するように、導電層１１１２を形成する。続いて、土手となる絶縁層１１１３を形成し
、導電層１１１２に接するように、電界発光層１１１４、導電層１１１５を積層形成する
。上記構成では、発光素子を駆動する有機ＴＦＴ１１０１がＮ型有機ＴＦＴであれば、導
電層１１１２が陰極、導電層１１１５が陽極に相当する。そして、発光素子から発せられ
る光は、基板１０１と反対側に射出する、所謂上面射出を行う表示装置が完成する。もし
、発光素子を駆動する有機ＴＦＴ１１０１がＰ型有機ＴＦＴであれば、導電層１１１２が
陽極、導電層１１１５が陰極に相当する。そして発光素子から発せられる光は、基板１０
１側に射出し、下面射出を行う表示装置となる。
用いて説明する。基板１０１上に、実施形態の１〜４で形成したような有機ＴＦＴ１１０
１が形成され、有機ＴＦＴ１１０１上に絶縁層１１１０が形成される。次に、有機ＴＦＴ
１１０１が有するドレイン電極１０４’と接続する配線１１１１が形成され、該配線に接
続するように、導電層１１１２を形成する。続いて、土手となる絶縁層１１１３を形成し
、導電層１１１２に接するように、電界発光層１１１４、導電層１１１５を積層形成する
。上記構成では、発光素子を駆動する有機ＴＦＴ１１０１がＮ型有機ＴＦＴであれば、導
電層１１１２が陰極、導電層１１１５が陽極に相当する。そして、発光素子から発せられ
る光は、基板１０１と反対側に射出する、所謂上面射出を行う表示装置が完成する。もし
、発光素子を駆動する有機ＴＦＴ１１０１がＰ型有機ＴＦＴであれば、導電層１１１２が
陽極、導電層１１１５が陰極に相当する。そして発光素子から発せられる光は、基板１０
１側に射出し、下面射出を行う表示装置となる。
本形態で示した表示パネルは単なる一形態であり、その他様々な構成を持つ表示パネルを
作製できることは言うまでもない。本形態は実施可能な範囲で実施形態１〜７と組み合わ
せることが可能である。
作製できることは言うまでもない。本形態は実施可能な範囲で実施形態１〜７と組み合わ
せることが可能である。
（実施形態９）
本実施形態について図１２を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係る表示装置は
、電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体又は電場の印加により反射率が変
化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルで成る電子インクを各画素毎に備え、それぞ
れの画素に印加する電場を制御する有機ＴＦＴが備えられた画素部を有するものである。
本実施形態について図１２を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係る表示装置は
、電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体又は電場の印加により反射率が変
化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルで成る電子インクを各画素毎に備え、それぞ
れの画素に印加する電場を制御する有機ＴＦＴが備えられた画素部を有するものである。
図１２（Ａ）は画素部の構造を説明する縦断面図であり、図１２（Ｂ）は上面図を示して
いる。プラスチック基板１２０１、１２０２の間に、実施形態１〜７で説明したような有
機半導体層を使った有機ＴＦＴ１２０３がある。また、各有機ＴＦＴに電気的に接続する
画素電極１２０４と、それに対向する側の共通電極１２０５との間に、帯電粒子を内蔵し
たマイクロカプセル１２０６を含む電子インク層１２０９が配設されている。また、絶縁
膜１２１０〜１２１２は絶縁材料で形成され、配線１２１３は画素電極１２０４と有機Ｔ
ＦＴ１２０３を電気的に接続している。尚、図１２（Ａ）に示す縦断面図は、図１２（Ｂ
）で示すＡ−Ａ’線に対応するものである。
いる。プラスチック基板１２０１、１２０２の間に、実施形態１〜７で説明したような有
機半導体層を使った有機ＴＦＴ１２０３がある。また、各有機ＴＦＴに電気的に接続する
画素電極１２０４と、それに対向する側の共通電極１２０５との間に、帯電粒子を内蔵し
たマイクロカプセル１２０６を含む電子インク層１２０９が配設されている。また、絶縁
膜１２１０〜１２１２は絶縁材料で形成され、配線１２１３は画素電極１２０４と有機Ｔ
ＦＴ１２０３を電気的に接続している。尚、図１２（Ａ）に示す縦断面図は、図１２（Ｂ
）で示すＡ−Ａ’線に対応するものである。
プラスチック基板１２０１、１２０２は少なくとも一方は透光性を有するものであり、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエー
テルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドなどから選択される
。好ましくは可撓性を有し、その実用的な厚さは１０〜２００μｍである。勿論、これよ
り厚くしても良く本発明の構成に本質的に影響を及ぼすものではない。
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエー
テルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドなどから選択される
。好ましくは可撓性を有し、その実用的な厚さは１０〜２００μｍである。勿論、これよ
り厚くしても良く本発明の構成に本質的に影響を及ぼすものではない。
このプラスチック基板１２０１、１２０２の表面には無機絶縁体材料でバリア層１２０７
、１２０８が１０〜２００ｎｍの厚さで形成されている。これはＡｌＯXＮ1-X（但し、ｘ
＝０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％）膜、又は、高周波スパッタリング法でシリコンをター
ゲットとし、窒素をスパッタガスとして形成される水素を含まない窒化シリコンから成る
層、又はこれらのいずれかを含む積層構造を有する。この無機絶縁材料は緻密に形成し、
外部環境から侵入する水蒸気や有機物ガスのバリア層とする。バリア層を形成する目的は
、有機半導体材料や電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体或いは電場の印
加により反射率が変化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルが水蒸気や有機物ガスに
より劣化するのを防ぐためである。
、１２０８が１０〜２００ｎｍの厚さで形成されている。これはＡｌＯXＮ1-X（但し、ｘ
＝０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％）膜、又は、高周波スパッタリング法でシリコンをター
ゲットとし、窒素をスパッタガスとして形成される水素を含まない窒化シリコンから成る
層、又はこれらのいずれかを含む積層構造を有する。この無機絶縁材料は緻密に形成し、
外部環境から侵入する水蒸気や有機物ガスのバリア層とする。バリア層を形成する目的は
、有機半導体材料や電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体或いは電場の印
加により反射率が変化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルが水蒸気や有機物ガスに
より劣化するのを防ぐためである。
本形態は、実施可能な範囲で実施形態１〜８と組み合わせ可能である。
（実施形態１０）
本発明を適用して作製される電子機器の一例として、デジタルカメラ、カーオーディオな
どの音響再生装置、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（携帯電話、携
帯型ゲーム機等）、家庭用ゲーム機などの記録媒体を備えた画像再生装置などが挙げられ
る。それら電子機器の具体例を図１３、１４に示す。
本発明を適用して作製される電子機器の一例として、デジタルカメラ、カーオーディオな
どの音響再生装置、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（携帯電話、携
帯型ゲーム機等）、家庭用ゲーム機などの記録媒体を備えた画像再生装置などが挙げられ
る。それら電子機器の具体例を図１３、１４に示す。
図１３（Ａ）はテレビ受像機であり、筐体９５０１、表示部９５０２等を含む。図１３（
Ｂ）はパーソナルコンピュータ用のモニタであり、筐体９６０１、表示部９６０２等を含
む。図１３（Ｃ）はパーソナルコンピュータであり、筐体９８０１、表示部９８０２等を
含む。本発明は、上記電子機器の表示部の作製に適用される。本発明の有機ＴＦＴは劣化
が少なく信頼性が高いため、表示劣化が少ない表示装置を提供できる。また、安価な有機
材料を用いて形成でき、作製工程も印刷法や液滴吐出法を利用することにより高価な真空
装置を用いる必要がないため、これら電子機器を安く製造することができる。
Ｂ）はパーソナルコンピュータ用のモニタであり、筐体９６０１、表示部９６０２等を含
む。図１３（Ｃ）はパーソナルコンピュータであり、筐体９８０１、表示部９８０２等を
含む。本発明は、上記電子機器の表示部の作製に適用される。本発明の有機ＴＦＴは劣化
が少なく信頼性が高いため、表示劣化が少ない表示装置を提供できる。また、安価な有機
材料を用いて形成でき、作製工程も印刷法や液滴吐出法を利用することにより高価な真空
装置を用いる必要がないため、これら電子機器を安く製造することができる。
図１４（Ａ）は携帯端末のうちの携帯電話であり、筐体９１０１、表示部９１０２等を含
む。図１４（Ｂ）は携帯端末のうちのＰＤＡであり、筐体９２０１、表示部９２０２等を
含む。図１４（Ｃ）はビデオカメラであり、表示部９７０１、９７０２等を含む。本発明
は、上記電子機器の表示部の作製に適用される。本発明の有機ＴＦＴは劣化が少なく信頼
性が高いため、表示劣化が少ない表示装置を提供できる。上記電子機器は、携帯端末であ
るため、その画面が比較的小型である。従って、表示部と同一の基板上に、多結晶半導体
をチャネルとした薄膜トランジスタを用いた駆動回路やＣＰＵ等の機能回路、多層配線を
搭載して、小型化を図ることが好ましい。本発明の有機ＴＦＴは、安価な有機材料を用い
て形成でき、作製工程も印刷法や液滴吐出法を利用することにより高価な真空装置を用い
る必要がないため、これら電子機器を安く製造することができる。さらに、上記電子機器
は携帯端末であるため、薄型、軽量、小型の点で付加価値を図るために、発光素子を用い
た表示部とするとよい。本形態は、実施可能な範囲で上記の実施形態と自由に組み合わせ
ることができる。
む。図１４（Ｂ）は携帯端末のうちのＰＤＡであり、筐体９２０１、表示部９２０２等を
含む。図１４（Ｃ）はビデオカメラであり、表示部９７０１、９７０２等を含む。本発明
は、上記電子機器の表示部の作製に適用される。本発明の有機ＴＦＴは劣化が少なく信頼
性が高いため、表示劣化が少ない表示装置を提供できる。上記電子機器は、携帯端末であ
るため、その画面が比較的小型である。従って、表示部と同一の基板上に、多結晶半導体
をチャネルとした薄膜トランジスタを用いた駆動回路やＣＰＵ等の機能回路、多層配線を
搭載して、小型化を図ることが好ましい。本発明の有機ＴＦＴは、安価な有機材料を用い
て形成でき、作製工程も印刷法や液滴吐出法を利用することにより高価な真空装置を用い
る必要がないため、これら電子機器を安く製造することができる。さらに、上記電子機器
は携帯端末であるため、薄型、軽量、小型の点で付加価値を図るために、発光素子を用い
た表示部とするとよい。本形態は、実施可能な範囲で上記の実施形態と自由に組み合わせ
ることができる。
１０１ 基板
１０２ ゲート電極
１０３ ゲート絶縁膜
１０４ ソース電極
１０４’ ドレイン電極
１０５ 半導体膜
１０６ マスク
１０７ 半導体層
１０２ ゲート電極
１０３ ゲート絶縁膜
１０４ ソース電極
１０４’ ドレイン電極
１０５ 半導体膜
１０６ マスク
１０７ 半導体層
Claims (7)
- 第１の素子及び第２の素子を有する半導体装置の作製方法であって、
絶縁表面を有する基板上に前記第１の素子及び前記第２の素子のゲート電極をそれぞれ形成し、
前記第１の素子及び前記第２の素子のゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に前記第１の素子及び前記第２の素子のソース電極及びドレイン電極をそれぞれ形成し、
前記第１の素子の前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に第１の有機材料を含む第１の半導体膜を形成し、
前記第１の半導体膜上に第１のマスクを形成し、
前記第１のマスクを用いて前記第１の半導体膜をエッチングして前記第１の素子の半導体層を形成し、
前記第１の素子の前記半導体層上に前記第１のマスクを残したまま、前記第２の素子の前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に第２の有機材料を含む第２の半導体膜を形成し、
前記第２の半導体膜上に第２のマスクを形成し、
前記第２のマスクを用いて前記第２の半導体膜をエッチングして前記第２の素子の半導体層を形成し、
前記第１の素子の前記半導体層上には前記第１のマスク、前記第２の素子の半導体層上には前記第２のマスクを残したまま、前記第１の素子及び前記第２の素子の半導体層上に絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第１の素子及び第２の素子を有する半導体装置の作製方法であって、
絶縁表面を有する基板上に前記第１の素子のゲート電極を形成し、
前記第１の素子の前記ゲート電極上に前記第１の素子のゲート絶縁膜を形成し、
前記第１の素子の前記ゲート絶縁膜上に前記第１の素子のソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記第１の素子の前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に第１の有機材料を含む第１の半導体膜を形成し、
前記第１の半導体膜上に第１のマスクを形成し、
前記第１のマスクを用いて前記第１の半導体膜をエッチングして前記第１の素子の半導体層を形成し、
前記第１の素子の前記半導体層上に前記第１のマスクを残したまま、前記第１の素子の前記ドレイン電極上に前記第２の素子のゲート絶縁膜を形成し、
前記第２の素子の前記ゲート絶縁膜上に前記第２の素子のソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記第２の素子の前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に第２の有機材料を含む第２の半導体膜を形成し、
前記第２の半導体膜上に第２のマスクを形成し、
前記第２のマスクを用いて前記第２の半導体膜をエッチングして前記第２の素子の半導体層を形成し、
前記第２の素子の前記半導体層上に前記第２のマスクを残したまま、前記第２の素子の前記半導体層上に絶縁膜を形成し、
前記第１の素子の前記ドレイン電極は、前記第２の素子のゲート電極と同一層であり一体化していることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項１において、前記第１の素子と前記第２の素子はＣＭＯＳ回路を構成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項２において、前記第２の素子の前記ソース電極または前記ドレイン電極の一方はＥＬ素子に電気的に接続しており、前記第１の素子、前記第２の素子及び前記ＥＬ素子は同一画素内に含まれることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項１乃至４のいずれか一において、前記第１のマスク及び前記第２のマスクは液滴吐出法で形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項１乃至５のいずれか一において、
前記第１の半導体膜を形成後、前記第１の半導体膜上に第１の無機膜を形成し、
前記第１の無機膜上に前記第１のマスクを形成し、
前記第１のマスクを用いて前記第１の無機膜をエッチングすることにより、前記第１の無機膜でなる第１のバリア層を形成し、
前記第１のバリア層を形成後、前記第１のマスクを用いて前記第１の半導体膜をエッチングすることにより、前記第１の素子の前記半導体層を形成し、
前記第２の半導体膜を形成後、前記第２の半導体膜上に第２の無機膜を形成し、
前記第２の無機膜上に前記第２のマスクを形成し、
前記第２のマスクを用いて前記第２の無機膜をエッチングすることにより、前記第２の無機膜でなる第２のバリア層を形成し、
前記第２のバリア層を形成後、前記第２のマスクを用いて前記第２の半導体膜をエッチングすることにより、前記第２の素子の前記半導体層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項１乃至６のいずれか一において、前記第１の素子及び前記第２の素子は有機化合物材料により形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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