JP2009283862A - Thin film transistor and production method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To densely dispose the thin-film transistors (TFT) of a thin-film transistor circuit comprising a thin and light image display apparatus or a flexible electronic apparatus, and to reduce the production cost by employing a small number of production steps. <P>SOLUTION: After patterning first layer electrodes of the thin-film transistor by a coating method, a dropping method or a printing method, second layer electrodes are formed by a coating method, a dropping method or a printing method with the second layer electrodes positioned corresponding to the first layer electrodes. The second layer electrodes are disposed so that a separated state of projection images of the first layer electrode shapes is achieved, while using a light shielding mask in an exposing step. For example, in the case the thin-film transistors are disposed parallel with each other, the projection images of the electrodes to the principal plane of a translucent substrate have an embodiment with the second layer electrodes disposed so as to be surrounded by the first layer electrodes or an embodiment with a part of the first layer electrodes projected so as to be separated from the second layer electrode arrangement. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下、TFTと称する)装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) device and a method for manufacturing the same.

従来技術として、有機半導体層を用いたTFTの例があり、例えば特開2007-088001号公報に示されている(特許文献1)。この例では、TFTの製造に塗布滴下印刷技術を用いており、それを応用したアクティブマトリクス型画像表示装置を形成することができる。   As a prior art, there is an example of a TFT using an organic semiconductor layer, which is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-088001 (Patent Document 1). In this example, a coating drop printing technique is used for manufacturing a TFT, and an active matrix image display device to which it is applied can be formed.

又、第2の例として、陽極酸化膜を用いた有機半導体層の例があり、例えば特開2004-152959号公報に示されている(特許文献2)。この例でも、フレキシブル基板上での有機TFTのアレイや、それを応用した画像表示装置を形成することができる。   As a second example, there is an example of an organic semiconductor layer using an anodic oxide film, which is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-152959 (Patent Document 2). Also in this example, an array of organic TFTs on a flexible substrate and an image display device using the same can be formed.

特開2007-088001号公報JP 2007-088001 特開2004-152959号公報JP 2004-152959 A

これからの技術として、薄型軽量性、耐衝撃性、可搬性、収納性などに優れた表示装置や認証機能付きカード、曲面に実装する画像表示装置や集積回路付電子ラベル、湾曲させて利用する装着型マトリクスセンサなど、いわゆるフレキシブルな電子機器装置の実現が期待されている。これらの機器は、数cm角から数10cm角以上の比較的大きな面積を有する機器であり、あるいは従来、印刷で製造していたカードやラベルに、付加して使用する機器であるため、単位面積当たりの製造コストを低減することが必要となる。   Future technologies include thin, lightweight, impact-resistant, portable, and storable display devices, cards with authentication functions, image display devices that are mounted on curved surfaces, and electronic labels with integrated circuits. Realization of a so-called flexible electronic device such as a type matrix sensor is expected. These devices are devices having a relatively large area of several centimeters to several tens of centimeters or more, or devices that are used by being added to cards or labels that have been conventionally produced by printing. It is necessary to reduce the manufacturing cost per hit.

これらの機器を実現するためのトランジスタ基板技術として、上記第1の例である有機TFTがあるが、これら有機TFTは塗布滴下印刷技術やマスク蒸着技術で形成されている。しかし、これらの技術は従来のホトリソグラフィ技術に比べ、加工精度や位置合わせ精度が劣る。従って、こうした技術では、フレキシブル基板上で製造コストを低減した製造方法では、微細加工や高性能化や低消費電力化や高機能化が困難である。   As a transistor substrate technology for realizing these devices, there is an organic TFT which is the first example, and these organic TFTs are formed by a coating drop printing technique or a mask vapor deposition technique. However, these technologies are inferior in processing accuracy and alignment accuracy compared to conventional photolithography technology. Therefore, with such a technique, it is difficult to achieve fine processing, high performance, low power consumption, and high functionality with a manufacturing method that reduces manufacturing costs on a flexible substrate.

又、上記第2の例である有機TFTでは、製造に真空技術やホトリソグラフィ技術が用いられているが、製造工程の簡略化や製造コストの低減が困難である。   In the organic TFT as the second example, vacuum technology or photolithography technology is used for manufacturing, but it is difficult to simplify the manufacturing process and reduce manufacturing cost.

本発明の骨子を挙げれば、次の通りである。
TFTの構造として、TFT用の透光性基板を基準として、ゲート電極が半導体層より下にあるボトムゲート構造と、ゲート電極が半導体層より上にあるトップゲート構造がある。いずれの構造でも、第1層目の電極(即ち、ゲート電極或いはソース/ドレイン電極)の形成以外の導体層は、塗布または滴下または印刷技術でパターニングを行う。この時、TFT用基板の裏面からの露光を利用して、ソース/ドレイン電極の位置合わせをゲート電極に整合させるか、ゲート電極の位置合わせをソース/ドレイン電極に整合させる、いわゆる、自己整合技術によりTFTを形成する。
The gist of the present invention is as follows.
As a structure of the TFT, there are a bottom gate structure in which the gate electrode is below the semiconductor layer and a top gate structure in which the gate electrode is above the semiconductor layer with reference to a light-transmitting substrate for TFT. In any structure, the conductor layer other than the formation of the first layer electrode (that is, the gate electrode or the source / drain electrode) is patterned by coating, dropping, or printing technique. At this time, a so-called self-alignment technique in which the alignment of the source / drain electrode is aligned with the gate electrode or the alignment of the gate electrode is aligned with the source / drain electrode by using exposure from the back surface of the TFT substrate. Thus, a TFT is formed.

そして、本願発明では、ゲート電極或いはソース/ドレイン電極の、TFT用基板面への投影像に関して次のような形状を取る。尚、以下、本願明細書において、ゲート電極或いはソース/ドレイン電極、及びこれらと同じ工程で形成される電極用導体層(いわゆるダミー電極)などの配置の関係は、特段のことわりのない限り、各電極及び各ダミー電極のTFT用基板面への投影像での関係、即ち、平面図での関係を意味している。   In the present invention, the following shape is taken with respect to the projected image of the gate electrode or the source / drain electrode onto the TFT substrate surface. In the following description of the present application, the arrangement relationship of the gate electrode or the source / drain electrode and the electrode conductor layer (so-called dummy electrode) formed in the same process is the same unless otherwise specified. It means the relationship in the projected image of the electrode and each dummy electrode on the TFT substrate surface, that is, the relationship in a plan view.

尚、本願発明は、TFTにおける、ゲート電極及びソース/ドレイン電極の基板面への投影像に関する、配置及び平面形状の相互関係に関するものであり、より詳しくは、ゲート電極及びソース/ドレイン電極、及びゲート電極及びソース/ドレイン電極と同じ工程で形成される各電極用の導体層の配置及び平面形状の相互関係に関するものである。その導体層が、具体的な電極の役割を担わない場合でも、各導体層形状をいかにし、且ついかに配置するかによって、TFTのゲート電極及びソース/ドレイン電極をいかに稠密に配置するかに資することが出来る。この意味において、ゲート電極及びソース/ドレイン電極の各用語は、特段のことわりのない限り、ダミーゲート電極及びダミーソース/ドレイン電極をも含めた各電極用の導体層の意味として使用する。ゲート電極及びソース/ドレイン電極或いは、ダミーゲート電極及びダミーソース/ドレイン電極の役割は、本発明の発明思想に基づきつつ、設計にゆだねられることは言うまでもない。   The present invention relates to the relationship between the arrangement of the gate electrode and the source / drain electrode on the substrate surface in the TFT and the relationship between the planar shape, and more specifically, the gate electrode and the source / drain electrode, and The present invention relates to the arrangement of the conductor layers for each electrode formed in the same process as the gate electrode and the source / drain electrode and the mutual relationship between the planar shapes. Even if the conductor layer does not serve as a specific electrode, it contributes to how densely the TFT gate electrode and source / drain electrode are arranged depending on how and how each conductor layer shape is arranged. I can do it. In this sense, the terms “gate electrode” and “source / drain electrode” are used to mean the conductor layer for each electrode including the dummy gate electrode and the dummy source / drain electrode unless otherwise specified. Needless to say, the roles of the gate electrode and the source / drain electrode or the dummy gate electrode and the dummy source / drain electrode are left to the design based on the inventive concept of the present invention.

又、ソース/ドレイン電極の用語は、ソース用或いはドレイン用の電極との意味である。どちらの役割を演ずるかは、TFTが動作を行う回路によってその呼称が求められるものである。物理的な構成としては、両者が相互互換の関係にあるので、本願明細書において、ソース/ドレイン電極と称することとする。   The term “source / drain electrode” means a source or drain electrode. Which role is to be played is required to be named by the circuit in which the TFT operates. As the physical configuration, since they are in a mutually interchangeable relationship, they will be referred to as source / drain electrodes in this specification.

ボトムゲート構造のTFTにこの自己整合技術を用いた場合は、ソース/ドレイン電極の配置を、ゲート電極の平面形状を露光用の遮光マスクとして用いることにより形成し、分離することによって行う。この時、(1)TFTアレイのようにTFTがマトリクス上に並ぶ場合は、ソース/ドレイン電極の配置がゲート電極に囲まれる配置を取る。(2)論理ゲートのような回路で、TFTが一方向に並ぶ場合は、ソース/ドレイン電極の配置より、分離するためのゲート電極の一部が突き出す形態となす。ボトムゲート構造のTFTに対して、ゲート電極及びソース/ドレイン電極を、このような配置となすことが、本願発明の第1の主要形態である。   When this self-alignment technique is used for a bottom-gate TFT, the source / drain electrodes are arranged by using the planar shape of the gate electrode as a light-shielding mask for exposure and then separating. At this time, (1) when the TFTs are arranged on the matrix as in the TFT array, the source / drain electrodes are arranged so as to be surrounded by the gate electrodes. (2) When the TFTs are arranged in one direction in a circuit such as a logic gate, a part of the gate electrode for separation protrudes from the arrangement of the source / drain electrodes. It is the first main form of the present invention that the gate electrode and the source / drain electrode are arranged in this manner with respect to the TFT having the bottom gate structure.

トップゲート構造のTFTに、この自己整合技術を用いた場合は、ゲート電極の配置を、ソース/ドレイン電極の平面形状を露光用の遮光マスクとして用いることにより形成し、分離することによって行う。この時、(1)TFTアレイのようにTFTがマトリクス上に並ぶ場合は、TFTのゲート電極もしくはソース/ドレイン電極の配置が、ソース/ドレイン電極に囲まれる配置となす。(2)論理ゲートのような回路で、TFTが一方向に並ぶ場合は、ゲート電極の配置により、分離するためのソース/ドレイン電極の一部が突き出す形態となす。トップゲート構造のTFTに対して、ゲート電極及びソース/ドレイン電極を、このような配置となすことが、本願発明の第2の主要形態である。   When this self-alignment technique is used for a TFT having a top gate structure, the arrangement of the gate electrode is performed by forming and separating the planar shape of the source / drain electrode as a light shielding mask for exposure. At this time, (1) when the TFTs are arranged on the matrix as in the TFT array, the arrangement of the gate electrodes or the source / drain electrodes of the TFTs is an arrangement surrounded by the source / drain electrodes. (2) In a circuit such as a logic gate, when TFTs are arranged in one direction, a part of the source / drain electrodes for separation is projected depending on the arrangement of the gate electrodes. It is the second main form of the present invention that the gate electrode and the source / drain electrode are arranged in this manner with respect to the TFT having the top gate structure.

更に、この自己整合技術とTFT電極配置技術を用いて、隣接する第1と第2のTFTの、ソース/ドレイン電極の配置間隔、もしくはゲート電極の配置間隔が、塗布法もしくは滴下法もしくは印刷法の加工精度および位置合せ精度で決定される配置間隔よりも、接近させた薄膜トランジスタ装置を提供することが出来る。   Further, by using this self-alignment technique and TFT electrode arrangement technique, the arrangement interval of the source / drain electrodes or the arrangement interval of the gate electrodes of the adjacent first and second TFTs is determined by a coating method, a dropping method or a printing method. It is possible to provide a thin film transistor device that is closer than the arrangement interval determined by the processing accuracy and the alignment accuracy.

この薄膜トランジスタ装置の製造方法の要旨は、次の通りである。
(1)ボトムゲート構造の場合は、先ず、TFT用の透光性基板上に、ゲート電極をパターニングし、この上部に、ゲート絶縁膜を形成する。その後の工程、二つの方法が考えられる。即ち、一つ目は、ゲート電極を遮光マスクに利用しながら、透明基板の裏面から露光することにより、ソース/ドレイン電極の位置を、ゲート電極に対して整合させてパターニングし、その後、半導体層を形成する方法である。又は、二つ目は、ゲート絶縁膜の形成後、半導体層を形成した後、ゲート電極を遮光マスクに利用しながら、透明基板の裏面から露光することにより、ソース/ドレイン電極の位置を、ゲート電極に対して整合させてパターニングする方法である。
The summary of the method of manufacturing the thin film transistor device is as follows.
(1) In the case of the bottom gate structure, first, a gate electrode is patterned on a light-transmitting substrate for TFT, and a gate insulating film is formed thereon. Subsequent steps, two methods are conceivable. That is, the first is to expose the back surface of the transparent substrate while using the gate electrode as a light shielding mask to pattern the source / drain electrode so that the position of the source / drain electrode is aligned with the gate electrode. It is a method of forming. Alternatively, after the gate insulating film is formed and the semiconductor layer is formed, the gate electrode is used as a light shielding mask and exposed from the back surface of the transparent substrate, so that the position of the source / drain electrode is changed to the gate. This is a method of patterning in alignment with the electrodes.

要点は、上記いずれの方法にせよ、この裏面露光をする時に、複数のTFTのソース/ドレイン電極の配置の間に、遮光マスクとなるゲート電極を配置し、このゲート電極が、ソース/ドレイン電極を囲むか、あるいはソース/ドレイン電極からゲート電極が、一部分突き出した配置とすることを、電極配置の特徴とする。更に、前記の各電極配置、即ち、ゲート電極が、ソース/ドレイン電極を囲む配置や、ソース/ドレイン電極からゲート電極が、一部分突き出した配置などを合わせ用いたパターンを構成することも、勿論可能である。
(2)トップゲート構造の場合は、先ず、TFT用の透光性基板上に、ソース/ドレイン電極をパターニングしてから半導体層を形成するか、半導体層を形成してからソース/ドレイン電極をパターニングする。この段階で、やはり、二つの方法が考えられるが、詳細は後述される。
The point is that, in any of the above methods, when performing the backside exposure, a gate electrode serving as a light shielding mask is arranged between the arrangements of the source / drain electrodes of the plurality of TFTs. The electrode arrangement is characterized in that the gate electrode is partially protruded from the source / drain electrode. Furthermore, it is of course possible to form a pattern using the above-described electrode arrangements, that is, the arrangement in which the gate electrode surrounds the source / drain electrode and the arrangement in which the gate electrode partially protrudes from the source / drain electrode. It is.
(2) In the case of the top gate structure, first, a semiconductor layer is formed after patterning a source / drain electrode on a light-transmitting substrate for TFT, or a source / drain electrode is formed after forming a semiconductor layer. Pattern. At this stage, two methods are also conceivable, details of which will be described later.

その後、ゲート絶縁膜を形成し、ソース/ドレイン電極を遮光マスクに利用しながら、透明基板の裏面から露光することにより、ゲート電極の位置を、ソース/ドレイン電極に対して整合させてパターニングする。   Thereafter, a gate insulating film is formed, and patterning is performed by aligning the position of the gate electrode with the source / drain electrode by exposing from the back surface of the transparent substrate while using the source / drain electrode as a light shielding mask.

要点は、上記いずれの方法にせよ、この裏面露光をする時に、複数のTFTのゲート電極配置の間に、遮光マスクとなるソース/ドレイン電極を配置し、ソース/ドレイン電極が、ゲート電極もしくはソース/ドレイン電極を囲むか、あるいはゲート電極からソース/ドレイン電極が、一部分突き出した配置とすることを、電極配置の特徴とする。更に、前記の各電極配置、即ち、ソース/ドレイン電極が、ゲート電極もしくはソース/ドレイン電極を囲む配置や、ゲート電極からソース/ドレイン電極が、一部分突き出した配置などを合わせ用いたパターンを構成することも、勿論可能である。   The point is that, in any of the above methods, when performing this backside exposure, a source / drain electrode serving as a light shielding mask is arranged between the gate electrode arrangements of a plurality of TFTs, and the source / drain electrode is a gate electrode or a source electrode. The electrode arrangement is characterized by surrounding the / drain electrode, or by arranging the source / drain electrode partially protruding from the gate electrode. Further, a pattern using the above-described electrode arrangements, that is, the arrangement in which the source / drain electrodes surround the gate electrode or the source / drain electrodes, or the arrangement in which the source / drain electrodes partially protrude from the gate electrode is configured. Of course, it is also possible.

本願発明のよれば、塗布印刷の方法を用い且つ複数配置されたTFTにおける、ゲート電極とソース/ドレイン電極の位置関係を整合させつつ、装置全体での各電極の配置を極めて稠密となすことが出来る。   According to the present invention, the arrangement of each electrode in the entire device can be made very dense while using the coating printing method and aligning the positional relationship between the gate electrode and the source / drain electrode in a plurality of arranged TFTs. I can do it.

(実施例1)
第1の実施例は、ボトムゲート構造のTFTを、自己整合技術で形成する例である。本例では、ゲート電極を微細加工し、ソース/ドレイン電極をゲート電極のない領域にパターニングするので、塗布または滴下または印刷製法で制限される加工寸法や位置合わせ精度やTFTの配置ピッチより、高い精度で加工が可能になる。このため、アクティブマトリクス画像表示装置の画素ピッチや、NORやNANDの論理ゲートのTFTの配置ピッチを縮小することができ、又、TFTのゲート電極とソース/ドレイン電極のオーバラップ容量、およびチャネルのゲート容量を最小にし、チャネル長を、最初のゲート微細加工の最小加工寸法にすることができる。これらの手段により、簡便でコストを低減した塗布または滴下または印刷製法で、高精細画像表示装置や高性能/低消費電力/高機能な回路構成が可能になる。
Example 1
The first embodiment is an example in which a bottom gate TFT is formed by a self-alignment technique. In this example, since the gate electrode is finely processed and the source / drain electrode is patterned in a region without the gate electrode, it is higher than the processing size and alignment accuracy limited by coating, dripping or printing, and the TFT arrangement pitch. Processing with accuracy is possible. Therefore, the pixel pitch of the active matrix image display device, the arrangement pitch of the NOR and NAND logic gate TFTs can be reduced, the overlap capacity of the TFT gate electrode and the source / drain electrode, and the channel The gate capacity can be minimized and the channel length can be the minimum feature size of the initial gate microfabrication. By these means, a high-definition image display device and a high-performance / low-power-consumption / high-functional circuit configuration can be achieved by a simple and cost-effective coating or dropping or printing method.

[薄膜トランジスタ装置の例と基本的な製造工程]
図1〜図10を用いて、本発明の第1の実施例を説明する。本実施例は、アクティブマトリクス画像表示装置のTFT画素回路アレイや、NORやNANDの論理回路を構成した薄膜トランジスタ装置の例である。具体的な構成例としては、例えば薄型軽量で、曲率半径が1cm前後あるいはそれ以下に曲げても使用可能な、フレキシブル性を有するプラスチック製の基板上に、自己整合技術を用いた塗布印刷法で形成する、ボトムゲート構造の有機TFTを例に取った。こうした例で代表されるようなTFT回路は、高性能であり、低消費電力性を有するため、種々の機能やシステムを提供することができる。
[Example of thin film transistor device and basic manufacturing process]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example of a TFT pixel circuit array of an active matrix image display device and a thin film transistor device configured with a NOR or NAND logic circuit. As a specific configuration example, for example, it is a thin and light, and can be used even when bent to a radius of curvature of about 1 cm or less, and on a flexible plastic substrate by a coating printing method using a self-alignment technique. An organic TFT having a bottom gate structure to be formed was taken as an example. A TFT circuit represented by such an example has high performance and low power consumption, and thus can provide various functions and systems.

先ず、基本的な製造工程を説明する。図6〜図10は、TFTの製造工程順に装置の断面構造を示したものである。本例は、いわゆる裏面露光を用いた自己整合技術によりTFTを形成する製造方法である。この有機半導体層TFTは、例えば、塗布印刷製法を用い、全てのプロセス温度を200℃以下にすることにより、耐熱性の低いプラスチック基板上に直接TFTを形成することができる。尚、半導体層は、前記露光光に対しいて透光性である。従って、後述される一部変更された製造工程をも取ることばできる。   First, a basic manufacturing process will be described. 6 to 10 show the cross-sectional structure of the device in the order of the TFT manufacturing process. In this example, a TFT is formed by a self-alignment technique using so-called back exposure. The organic semiconductor layer TFT can be formed directly on a plastic substrate with low heat resistance by using, for example, a coating printing method and setting all process temperatures to 200 ° C. or lower. The semiconductor layer is translucent to the exposure light. Therefore, it is possible to take a partially modified manufacturing process which will be described later.

先ず、図6に示すように、透明なプラスチック基板50の上に、ゲート電極材料を設け、マスクを必要としないダイレクト露光技術により、ゲート電極51を形成する。この時、ゲート電極51の幅は最小加工寸法で形成するが、本実施例では例えば4μm〜5μm程度である。ここで他の方法として、本工程のパターニングのみに、ホトマスクを用いたリソグラフィ技術を用いることも可能である。又、例えば反転オフセット印刷のような、4μm〜5μmのパターニングが可能な印刷技術を用いることもできる。   First, as shown in FIG. 6, a gate electrode material is provided on a transparent plastic substrate 50, and a gate electrode 51 is formed by a direct exposure technique that does not require a mask. At this time, the width of the gate electrode 51 is formed with the minimum processing size, but in this embodiment, it is about 4 μm to 5 μm, for example. Here, as another method, it is also possible to use a lithography technique using a photomask only for patterning in this step. Also, for example, a printing technique capable of patterning of 4 μm to 5 μm, such as reverse offset printing, can be used.

次に、例えば塗布型SiO膜や有機高分子絶縁膜のような、塗布型のゲート絶縁膜52を塗布する。その後、撥水機能を有する感光性自己組織化単分子膜(Self-Assemble-Monolayer、以下SAM膜と称する)53を塗布する。ここで、SAM膜の代わりに、撥水性レジスト膜を用いてもよい。 Next, a coating type gate insulating film 52 such as a coating type SiO 2 film or an organic polymer insulating film is applied. Thereafter, a photosensitive self-assembled monomolecular film (Self-Assemble-Monolayer, hereinafter referred to as SAM film) 53 having a water repellent function is applied. Here, a water-repellent resist film may be used instead of the SAM film.

次に、図7に示すように、透明基板50の裏面から露光、フォトリソグラフィーに関する後処理を行う。
この時、ゲート電極51が遮光マスクとなり、ゲート電極51の上方の感光性SAM膜53に撥水基が残り、それ以外の領域の感光性SAM膜53から、撥水基が離脱し、親水領域54となる。
Next, as shown in FIG. 7, post-processing related to exposure and photolithography is performed from the back surface of the transparent substrate 50.
At this time, the gate electrode 51 serves as a light shielding mask, the water-repellent group remains in the photosensitive SAM film 53 above the gate electrode 51, and the water-repellent group is detached from the photosensitive SAM film 53 in the other region, so that the hydrophilic region 54.

図8に示すように、例えばAuやAgやCuのような金属インクの印刷パターニング技術により、ソース/ドレイン電極55を選択的に塗布する。この時、SAM膜53が撥水性を有するため、SAM膜53の上には金属インク材が塗布されない。従って、ソース/ドレイン55の位置が、ゲート電極51に自己整合され、両電極のオーバラップを抑制できる。   As shown in FIG. 8, a source / drain electrode 55 is selectively applied by a print patterning technique using a metal ink such as Au, Ag, or Cu. At this time, since the SAM film 53 has water repellency, the metal ink material is not applied on the SAM film 53. Therefore, the position of the source / drain 55 is self-aligned with the gate electrode 51, and the overlap of both electrodes can be suppressed.

図9に示すように、SAM膜53を全面露光などの方法により除去した後、塗布法や滴下法や印刷製法により、例えば塗布型ペンタセンのような有機半導体膜56を選択的に塗布する。   As shown in FIG. 9, after the SAM film 53 is removed by a method such as overall exposure, an organic semiconductor film 56 such as a coating type pentacene is selectively applied by a coating method, a dropping method, or a printing method.

最後に、図10に示すように、例えば有機高分子材料よりなる保護膜57を塗布、所望領域を選択的に開口する。印刷パターニング製法で配線層58を形成し、この開口を用いて、ゲート電極とソース/ドレイン電極の接続や、その他回路形成に必要な電極間の接続を行う。こうして、TFT回路により構成される薄膜トランジスタ装置が完成する。尚、保護膜57の形成は、例えば印刷パターニング製法により選択的に塗布することも可能である。   Finally, as shown in FIG. 10, a protective film 57 made of, for example, an organic polymer material is applied, and a desired region is selectively opened. A wiring layer 58 is formed by a printing patterning method, and this opening is used to connect a gate electrode and a source / drain electrode and other electrodes necessary for circuit formation. Thus, a thin film transistor device constituted by a TFT circuit is completed. The protective film 57 can be formed selectively by, for example, a printing patterning method.

尚、前述したように、ここで、裏面露光による自己整合法によるソース/ドレイン電極形成を、次のような方法を用いることも可能である。図11から図15が、この方法による製造工程順の装置の断面図である。図中の参照符号は図6から図10のそれと同様である。即ち、図11に示すように、透明なプラスチック基板50の上にゲート電極51を形成する。前述した通り、例えば塗布型SiO膜や有機高分子絶縁膜のような、塗布型のゲート絶縁膜52を塗布する。次いで、半導体膜56をゲート絶縁膜52上に形成する(図12)。この後、ソース/ドレイン電極用の導体層を形成し、透明基板50の裏面から露光する(図13)。この時、半導体膜が透光性であり、ゲート電極51が遮光マスクとなり、ソース/ドレイン電極の位置が、ゲート電極51に自己整合され、両電極のオーバラップを抑制できる。以下、これまでの例と同様に、例えば有機高分子材料よりなる保護膜57を塗布、所望領域を選択的に開口する。印刷パターニング製法で配線層58を選択的に形成し(図14)、こうして、いわゆるトップコンタクト構造のTFTを形成することも可能である。 As described above, here, the following method can be used for forming the source / drain electrodes by the self-alignment method by the backside exposure. FIG. 11 to FIG. 15 are sectional views of the apparatus in the order of the manufacturing process according to this method. Reference numerals in the figure are the same as those in FIGS. That is, as shown in FIG. 11, the gate electrode 51 is formed on the transparent plastic substrate 50. As described above, a coating type gate insulating film 52 such as a coating type SiO 2 film or an organic polymer insulating film is applied. Next, a semiconductor film 56 is formed on the gate insulating film 52 (FIG. 12). Thereafter, a conductor layer for the source / drain electrodes is formed and exposed from the back surface of the transparent substrate 50 (FIG. 13). At this time, the semiconductor film is translucent, the gate electrode 51 serves as a light-shielding mask, the position of the source / drain electrode is self-aligned with the gate electrode 51, and the overlap of both electrodes can be suppressed. Thereafter, as in the previous examples, a protective film 57 made of, for example, an organic polymer material is applied, and a desired region is selectively opened. It is also possible to selectively form the wiring layer 58 by a printing patterning method (FIG. 14), thus forming a so-called top contact TFT.

本実施例で使用したプラスチック製基板50は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルスルホンなどのプラスチック基板が実施可能であるが、本実施例におけるプラスチック基板に限ったものではない。電極配線材料51、55、58としては、Agインク、Auインク、Cuインクなどの金属インクや、PEDOTのような導電性有機材料、透明電極材料などが可能である。その塗布印刷製法としては、例えばインクジェット法、オフセット印刷法、電子写真法、ディスペンサ法などの通常の印刷製法や、メッキ法などが可能である。ゲート絶縁膜52としては、本実施例の材料以外にも、塗布型高誘電率金属酸化膜などが可能である。塗布型有機半導体材料56としては、ペンタセンやその誘導体や、ポルフィリンなどのような低分子有機材料、P3HT(ポリチオフェン)、F8T2(ポリフルオレンチオフェン共重合体)などのような高分子有機材料が可能である。更には、塗布形成できる、例えば塗布型Siや、塗布型アモルファス酸化物半導体などでも可能である。   The plastic substrate 50 used in this embodiment can be a plastic substrate such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyimide, polyethersulfone, but is not limited to the plastic substrate in this embodiment. Absent. As the electrode wiring materials 51, 55, 58, metal ink such as Ag ink, Au ink, Cu ink, conductive organic material such as PEDOT, transparent electrode material, and the like are possible. As the coating printing method, for example, a normal printing method such as an ink jet method, an offset printing method, an electrophotographic method, a dispenser method, or a plating method can be used. As the gate insulating film 52, a coating-type high dielectric constant metal oxide film can be used in addition to the material of the present embodiment. The coating type organic semiconductor material 56 can be pentacene or a derivative thereof, a low molecular organic material such as porphyrin, or a high molecular organic material such as P3HT (polythiophene) or F8T2 (polyfluorenethiophene copolymer). is there. Further, it can be formed by coating, for example, coating type Si, coating type amorphous oxide semiconductor, or the like.

この製造方法で形成されるTFTを配置した具体的な例を、図1に示す。本実施例では、ゲート電極1の最も細い領域は、マスクを用いないダイレクト露光技術を用いている。本実施例では、この領域は、例えば幅4μm〜5μmである。それ以外のパターニングは、全て塗布印刷製法を用いるので、加工寸法精度や位置合せ精度が、例えば20μm以上である。   A specific example in which TFTs formed by this manufacturing method are arranged is shown in FIG. In this embodiment, the thinnest region of the gate electrode 1 uses a direct exposure technique that does not use a mask. In this embodiment, this region has a width of 4 μm to 5 μm, for example. Since all other patterning uses a coating printing method, the processing dimension accuracy and alignment accuracy are, for example, 20 μm or more.

ここで、図面での主な参照符号を説明しておく。符号1はゲート電極、2a、2bはソース/ドレイン電極、3は半導体層、4はコンタクトホール、5a、5bは配線である。図1の例では、ソース/ドレイン電極用の導体層2bは、2aの層と同じ層で形成されるので、ソース/ドレイン電極用の導体層であるが、実際のソース/ドレイン電極の役割は果たしていない、いわゆる「ダミー電極」である。ゲート電極用の導体層も同様で、実際のゲート電極の役割を果たしていないが、同じ層で形成される層を、ダミーゲート電極と称していることは前述した通りである。尚、1a、2a−1、2a−2は、個別TFTに対応するゲート電極、及びソース/ドレイン電極を例示した。又、3a、3b、3c及び3dは、配置された4つのTFTのチャネルを示している。図1の平面図では、半導体層3とゲート電極1とが交差する領域が、ゲート絶縁型電界効果型TFTの活性領域となる。図1では4つのTFTが配置されている。具体的には、例えば、半導体層3aにゲート電極1aが交差する領域が、チャネルである。このチャネルを両側にソース/ドレイン電極2a−1、2a−2の領域が配置されている。図1では、3aのTFTのみ詳細部位を例示、説明した。   Here, main reference numerals in the drawings will be described. Reference numeral 1 is a gate electrode, 2a and 2b are source / drain electrodes, 3 is a semiconductor layer, 4 is a contact hole, and 5a and 5b are wirings. In the example of FIG. 1, the source / drain electrode conductor layer 2b is formed of the same layer as the layer 2a. Therefore, the source / drain electrode conductor layer 2b is an actual source / drain electrode role. It is a so-called “dummy electrode” that does not play. The conductive layer for the gate electrode is the same, and does not play the role of the actual gate electrode, but the layer formed of the same layer is referred to as a dummy gate electrode as described above. In addition, 1a, 2a-1, and 2a-2 illustrated the gate electrode and source / drain electrode corresponding to individual TFT. Reference numerals 3a, 3b, 3c and 3d denote channels of four arranged TFTs. In the plan view of FIG. 1, the region where the semiconductor layer 3 and the gate electrode 1 intersect is the active region of the gate insulating field effect TFT. In FIG. 1, four TFTs are arranged. Specifically, for example, a region where the gate electrode 1a intersects the semiconductor layer 3a is a channel. Source / drain electrodes 2a-1 and 2a-2 are arranged on both sides of the channel. In FIG. 1, only the TFT of 3a is illustrated and described in detail.

ゲート電極1以外の領域に、ソース/ドレイン電極及びソース/ドレイン電極用導体層(即ち、ダミー電極)が形成されるため、ゲート電極1に囲まれるように、ソース/ドレイン電極2aを配置する。ソース/ドレイン電極をパターニングする時、加工寸法精度や位置合せ精度が低い塗布印刷製法によりパターニングするため、図1に見られるように、ゲート電極1で囲まれる領域の外側にも、ソース/ドレイン電極材料2bが塗布される。しかし、前述したように、ゲート電極を遮光マスクとした裏面露光による自己整合法によりソース/ドレイン電極を形成する為、ゲート電極1の領域にはソース/ドレイン電極材料が塗布されない。こうして、ソース/ドレイン電極2aとダミーソース/ドレイン電極2bは電気的に分離される。ゲート電極1およびソース/ドレイン電極2aは、コンタクトホールを介してそれぞれ上部配線5aおよび5bに接続し、この配線を接続することにより回路を構成する。このような配置にすることによって、図1に示す通り、異なるTFTのソース/ドレイン電極の配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。   Since a source / drain electrode and a source / drain electrode conductor layer (that is, a dummy electrode) are formed in a region other than the gate electrode 1, the source / drain electrode 2 a is disposed so as to be surrounded by the gate electrode 1. When patterning the source / drain electrode, the source / drain electrode is also formed outside the region surrounded by the gate electrode 1 as shown in FIG. Material 2b is applied. However, as described above, the source / drain electrode material is not applied to the region of the gate electrode 1 because the source / drain electrode is formed by the self-alignment method by backside exposure using the gate electrode as a light shielding mask. Thus, the source / drain electrode 2a and the dummy source / drain electrode 2b are electrically separated. Gate electrode 1 and source / drain electrode 2a are connected to upper wirings 5a and 5b through contact holes, respectively, and a circuit is configured by connecting these wirings. With such an arrangement, as shown in FIG. 1, the arrangement intervals of the source / drain electrodes of different TFTs can be arranged closer than the intervals considering the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of coating printing. .

また、選択的に塗布した半導体層3と、ゲート電極1の交差する領域がチャネル領域であるが、この領域のゲート電極の幅は、最小加工寸法の4μm〜5μmであるため、加工精度が20μm以上の印刷製法でソース/ドレイン電極をパターニングしても、チャネル長が4μm〜5μmのTFTが可能となる。   A region where the selectively coated semiconductor layer 3 and the gate electrode 1 intersect is a channel region. Since the width of the gate electrode in this region is 4 μm to 5 μm, which is the minimum processing size, the processing accuracy is 20 μm. Even if the source / drain electrodes are patterned by the printing method described above, a TFT having a channel length of 4 μm to 5 μm is possible.

さらに、自己整合技術で形成するため、ゲート電極1とソース/ドレイン電極2aとのオーバラップがない。また半導体層3がソース/ドレイイン電極2aからはみ出していないため、半導体層3の幅とチャネル幅が等しい。このようにして、ソース/ドレイン電極2aと半導体層3を足し合わせた領域と、ゲート電極1の領域が交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しくすることができる。この結果、ゲート寄生容量が、チャネルの伝導キャリアを誘起するために必要なゲート容量以外にはほぼ0であり、最小のゲート寄生容量を実現し、高速性能を可能にする。   Furthermore, since the gate electrode 1 and the source / drain electrode 2a are formed by the self-alignment technique, there is no overlap. Further, since the semiconductor layer 3 does not protrude from the source / drain-in electrode 2a, the width of the semiconductor layer 3 is equal to the channel width. In this way, the area where the source / drain electrode 2a and the semiconductor layer 3 are added together with the area of the gate electrode 1 intersects with the area of the area where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. , Can be equal. As a result, the gate parasitic capacitance is almost zero except for the gate capacitance necessary for inducing channel conduction carriers, realizing the minimum gate parasitic capacitance and enabling high-speed performance.

[TFTがマトリクス形状に配置された薄膜トランジスタ装置の例]
次に、本例のTFTを、アクティブマトリクス有機EL画像表示装置の画素回路に応用した例を、図2A、図2Bに示す。図2Aは3画素分の平面図であり、図2Bは画素マトリクスの一部の回路図であり、3×3画素分の回路が示されている。スイッチングTFT16のソース/ドレイン電極が12aおよび12bであり、ゲート電極が11aであり、半導体層が13aである。ソース/ドレイン電極12aは、コンタクトホール14を介してドレイン配線15aに接続され、回路図のドレイン線15cを構成する。ゲート電極11aは隣接する画素のスイッチングTFTのゲート電極と共通であり、回路図のゲート線11cを構成する。有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode、以下OLEDと称する)18を駆動するTFT17のソース/ドレイン電極が、12cと12dであり、ゲート電極が11bであり、半導体層が13bである。TFT16のソース/ドレイン電極12bと、TFT17のゲート電極11bが、内部配線15bを介して接続され、TFT17のソース/ドレイン電極12cが、内部配線を介してOLEDに接続される。TFT17のソース/ドレイン電極12dは、隣接画素と共通電極であり、回路図の配線12eを構成する。
[Example of thin film transistor device in which TFTs are arranged in a matrix]
Next, an example in which the TFT of this example is applied to a pixel circuit of an active matrix organic EL image display device is shown in FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a plan view of three pixels, and FIG. 2B is a circuit diagram of a part of the pixel matrix, showing a circuit of 3 × 3 pixels. The source / drain electrodes of the switching TFT 16 are 12a and 12b, the gate electrode is 11a, and the semiconductor layer is 13a. The source / drain electrode 12a is connected to the drain wiring 15a through the contact hole 14, and constitutes a drain line 15c in the circuit diagram. The gate electrode 11a is common with the gate electrode of the switching TFT of the adjacent pixel, and constitutes a gate line 11c in the circuit diagram. The source / drain electrodes of a TFT 17 that drives an organic light emitting diode (hereinafter referred to as OLED) 18 are 12c and 12d, the gate electrode is 11b, and the semiconductor layer is 13b. The source / drain electrode 12b of the TFT 16 and the gate electrode 11b of the TFT 17 are connected via the internal wiring 15b, and the source / drain electrode 12c of the TFT 17 is connected to the OLED via the internal wiring. The source / drain electrode 12d of the TFT 17 is a common electrode with an adjacent pixel, and constitutes a wiring 12e in the circuit diagram.

このように自己整合技術を用いて、ゲート電極によりソース/ドレイン電極を分離し、ソース/ドレイン電極がゲート電極に囲まれるような特徴を有する電極の配置にするため、隣接する画素回路構成TFTの配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。この結果、画像表示装置の精細度を向上することができ、本実施例では、塗布印刷製法の加工寸法精度や位置合せ精度が約20μm以上であるにもかかわらず、解像度が約100ppi以上の高精細画像表示装置を実現できる。また、チャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速な表示性能も合わせて実現できる。   In this way, by using the self-alignment technique, the source / drain electrodes are separated by the gate electrode, and the electrode having the characteristics such that the source / drain electrode is surrounded by the gate electrode is used. The arrangement interval can be arranged closer than the interval considering the processing dimension accuracy and alignment accuracy of coating printing. As a result, it is possible to improve the definition of the image display device. In this embodiment, the resolution is about 100 ppi or higher despite the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of the coating printing method being about 20 μm or more. A fine image display device can be realized. In addition, since the TFT has the minimum gate parasitic capacitance as well as the minimum processing dimension of the channel length of 4 μm to 5 μm, high-speed display performance can also be realized.

[TFTがマトリクス形状に配置された薄膜トランジスタ装置の例]
次に、本例のTFTを、アクティブマトリクス画像表示装置の画素回路に応用した例を、図3A及び図3Bに示す。ここで表示装置は、例えば液晶表示装置や、メモリ性を有する電気泳動表示装置などである。図3Aは3画素分の平面図であり、図3Bは画素マトリクスの一部の回路図であり、3×3画素分の回路が示されている。
[Example of thin film transistor device in which TFTs are arranged in a matrix]
Next, an example in which the TFT of this example is applied to a pixel circuit of an active matrix image display device is shown in FIGS. 3A and 3B. Here, the display device is, for example, a liquid crystal display device or an electrophoretic display device having a memory property. 3A is a plan view of three pixels, and FIG. 3B is a circuit diagram of a part of a pixel matrix, showing a circuit for 3 × 3 pixels.

スイッチングTFT26のソース/ドレイン電極が22であり、ゲート電極が21aであり、半導体層が23である。ソース/ドレイン電極22は、コンタクトホール24を介してドレイン配線25aに接続され、回路図のドレイン線25cを構成する。ゲート電極21aは隣接する画素のスイッチングTFTのゲート電極と共通であり、回路図のゲート線21bを構成する。このTFTが表示デバイス27に、内部配線25bを介して接続される。ここで表示デバイス27は、例えば液晶表示デバイスや、メモリ性を有する電気泳動表示デバイスなどである。   The switching TFT 26 has a source / drain electrode 22, a gate electrode 21 a, and a semiconductor layer 23. The source / drain electrode 22 is connected to the drain wiring 25a through the contact hole 24 and constitutes a drain line 25c in the circuit diagram. The gate electrode 21a is in common with the gate electrode of the switching TFT of the adjacent pixel, and constitutes a gate line 21b in the circuit diagram. This TFT is connected to the display device 27 via the internal wiring 25b. Here, the display device 27 is, for example, a liquid crystal display device or an electrophoretic display device having a memory property.

このように自己整合技術を用いて、ゲート電極によりソース/ドレイン電極を分離し、ソース/ドレイン電極がゲート電極に囲まれるような特徴を有する電極の配置にするため、隣接する画素回路構成TFTの配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。この結果、画像表示装置の精細度を向上することができ、本実施例では、塗布印刷製法の加工寸法精度や位置合せ精度が約20μm以上であるにもかかわらず、解像度が約100ppi以上の高精細画像表示装置を実現できる。また、チャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速な表示性能も合わせて実現できる。   In this way, by using the self-alignment technique, the source / drain electrodes are separated by the gate electrode, and the electrode having the characteristics such that the source / drain electrode is surrounded by the gate electrode is used. The arrangement interval can be arranged closer than the interval considering the processing dimension accuracy and alignment accuracy of coating printing. As a result, it is possible to improve the definition of the image display device. In this embodiment, the resolution is about 100 ppi or higher despite the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of the coating printing method being about 20 μm or more. A fine image display device can be realized. In addition, since the TFT has the minimum gate parasitic capacitance as well as the minimum processing dimension of the channel length of 4 μm to 5 μm, high-speed display performance can also be realized.

[TFTを論理回路に用いた薄膜トランジスタ装置の例]
次にこのTFTを、2入力NOR論理回路に応用した例を、図4A及び図4Bに示す。図4Aは、NOR回路1段分の平面図であり、図4Bは2段分を示した回路図である。駆動TFT36および負荷TFT37のソース/ドレイン電極が32aであり、ゲート電極が31aであり、ゲート電極のコンタクトホール34の開口領域が31bであり、半導体層が33である。それぞれの電極は、コンタクトホール34を介して内部配線35aと電源配線35bに接続され、論理回路を構成する。出力OUTの信号は、次段の入力IN1、IN2に、内部配線35aを介して接続され、論理演算を行う。
[Example of thin film transistor device using TFT in logic circuit]
Next, an example in which this TFT is applied to a 2-input NOR logic circuit is shown in FIGS. 4A and 4B. 4A is a plan view of one stage of the NOR circuit, and FIG. 4B is a circuit diagram showing two stages. The source / drain electrodes of the driving TFT 36 and the load TFT 37 are 32a, the gate electrode is 31a, the opening region of the contact hole 34 of the gate electrode is 31b, and the semiconductor layer is 33. Each electrode is connected to the internal wiring 35a and the power supply wiring 35b via the contact hole 34, and constitutes a logic circuit. The signal of the output OUT is connected to the next-stage inputs IN1 and IN2 through the internal wiring 35a, and performs a logical operation.

このように自己整合技術を用いて、ゲート電極によりソース/ドレイン電極を分離し、ソース/ドレイン電極がゲート電極に囲まれるような特徴や、ゲート電極31aの一部分が、ソース/ドレイン電極32a、32bより突き出した特徴を有する電極の配置にするため、隣接するソース/ドレイン電極の配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。   Thus, using the self-alignment technique, the source / drain electrode is separated by the gate electrode, and the source / drain electrode is surrounded by the gate electrode, or a part of the gate electrode 31a is the source / drain electrode 32a, 32b. In order to arrange the electrodes having more protruding features, the arrangement intervals of adjacent source / drain electrodes can be arranged closer than the intervals considering the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of coating printing.

ソース/ドレイン電極をパターニングする時、加工寸法精度や位置合せ精度が低い塗布印刷製法によりパターニングするため、ゲート電極31aで囲まれる領域の外側にも、ソース/ドレイン電極材料32bが塗布されるが、ゲート電極の領域にはソース/ドレイン電極材料が塗布されないため、電極32aと電極用導電体層32bは電気的に分離される。この結果、論理回路の面積を縮小できる。また、チャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速で消費電力の少ない論理演算性能も、合わせて実現できる。   When patterning the source / drain electrode, the source / drain electrode material 32b is applied to the outside of the region surrounded by the gate electrode 31a in order to perform patterning by a coating printing method with low processing dimensional accuracy and alignment accuracy. Since the source / drain electrode material is not applied to the region of the gate electrode, the electrode 32a and the electrode conductor layer 32b are electrically separated. As a result, the area of the logic circuit can be reduced. In addition, since the TFT has the minimum gate parasitic capacitance at the same time as the minimum processing dimension of the channel length of 4 μm to 5 μm, high-speed logic operation performance with low power consumption can also be realized.

[TFTを2入力の論理回路に用いた薄膜トランジスタ装置の例]
次に、本例のTFTを、2入力NAND論理回路に応用した例を、図5A及び図5Bに示す。図5Aの1点鎖線で囲まれた部分は、NAND回路1段分の平面図であり、図5Bは2段分を示した回路図である。駆動TFT46および負荷TFT47のソース/ドレイン電極が42aであり、ゲート電極が41aであり、ゲート電極のコンタクトホール44開口領域が41bであり、半導体層が43である。それぞれの電極は、コンタクトホール44を介して内部配線45aと電源配線45bに接続され、論理回路を構成する。出力OUTの信号は、次段の入力IN1、IN2に、内部配線45aを介して接続され、論理演算を行う。
[Example of thin film transistor device using TFT in 2-input logic circuit]
Next, an example in which the TFT of this example is applied to a 2-input NAND logic circuit is shown in FIGS. 5A and 5B. 5A is a plan view of one stage of the NAND circuit, and FIG. 5B is a circuit diagram showing two stages. The source / drain electrodes of the driving TFT 46 and the load TFT 47 are 42a, the gate electrode is 41a, the contact hole 44 opening region of the gate electrode is 41b, and the semiconductor layer is 43. Each electrode is connected to the internal wiring 45a and the power supply wiring 45b through the contact hole 44 to constitute a logic circuit. The signal of the output OUT is connected to the next-stage inputs IN1 and IN2 through the internal wiring 45a, and performs a logical operation.

このように自己整合技術を用いて、ゲート電極によりソース/ドレイン電極を分離し、ソース/ドレイン電極がゲート電極に囲まれるような特徴や、ゲート電極41aの一部分が、ソース/ドレイン電極42a、42bより突き出した特徴を有する電極配置にするため、隣接するソース/ドレイン電極の配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。   Thus, using the self-alignment technique, the source / drain electrode is separated by the gate electrode, and the source / drain electrode is surrounded by the gate electrode, or a part of the gate electrode 41a is the source / drain electrode 42a, 42b. In order to make the electrode arrangement with more prominent features, the arrangement intervals of adjacent source / drain electrodes can be arranged closer than the intervals considering the processing dimension accuracy and alignment accuracy of coating printing.

ソース/ドレイン電極をパターニングする時、加工寸法精度や位置合せ精度が低い塗布印刷製法によりパターニングするため、ゲート電極41aで囲まれる領域の外側にも、ソース/ドレイン電極材料42bが塗布されるが、ゲート電極の領域にはソース/ドレイン電極材料が塗布されないため、電極42aと電極用導電体層42bは電気的に分離される。この結果、論理回路の面積を縮小できる。また、チャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速で消費電力の少ない論理演算性能も、合わせて実現できる。   When patterning the source / drain electrode, the source / drain electrode material 42b is applied to the outside of the region surrounded by the gate electrode 41a in order to perform patterning by a coating printing method with low processing dimensional accuracy and alignment accuracy. Since the source / drain electrode material is not applied to the region of the gate electrode, the electrode 42a and the electrode conductor layer 42b are electrically separated. As a result, the area of the logic circuit can be reduced. In addition, since the TFT has the minimum gate parasitic capacitance at the same time as the minimum processing dimension of the channel length of 4 μm to 5 μm, high-speed logic operation performance with low power consumption can also be realized.

これらの論理回路の実施例では、TFTのチャネル長を、例として4μm〜5μm前後にパターニングし、TFTの電界効果移動度が1cm/Vs以上になる半導体材料を用い、ゲート寄生容量を最小にすることにより、例えば1入力の無負荷インバータ1段当たりの動作遅延時間に換算して5n秒前後以下にし、また例えば無負荷インバータを多段接続したリングオシレータの発振周波数を、約50WHz前後以上で動作させることが可能である。また、マスクを用いないダイレクト露光などを用いて、ゲート電極のパターニング寸法をさらに縮小してチャネル長を短縮し、本実施例以外のいろいろな回路にも応用することで、より高速で多機能な回路動作を実現することも可能である。 In the embodiments of these logic circuits, the TFT channel length is patterned to be about 4 μm to 5 μm, for example, and a semiconductor material in which the field effect mobility of the TFT is 1 cm 2 / Vs or more is used to minimize the gate parasitic capacitance. By doing so, for example, the operation delay time per stage of one input no-load inverter is reduced to about 5 ns or less, and for example, the oscillation frequency of a ring oscillator in which no-load inverters are connected in multiple stages operates at about 50 WHz or more. It is possible to make it. In addition, by using direct exposure without using a mask, the pattern length of the gate electrode is further reduced to shorten the channel length, and it can be applied to various circuits other than this embodiment, thereby achieving higher speed and multifunctionality. It is also possible to realize circuit operation.

(実施例2)
第2の実施例は、トップゲート構造のTFTを、自己整合技術で形成した例である。本例では、ソース/ドレイン電極を微細加工し、ゲート電極をソース/ドレイン電極のない領域にパターニングするので、塗布又は滴下または印刷製法で制限される加工寸法や位置合わせ精度やTFTの配置ピッチより、高い精度で加工が可能になる。このため、アクティブマトリクス画像表示装置の画素ピッチや、NORやNANDの論理ゲートのTFTの配置ピッチを縮小することができる。又、TFTのゲート電極とソース/ドレイン電極のオーバラップ容量、およびチャネルのゲート容量を最小にし、チャネル長を、最初のゲート微細加工の最小加工寸法にすることができる。これらの手段により、簡便でコストを低減した塗布または滴下または印刷製法で、高精細画像表示装置や高性能/低消費電力/高機能な回路構成が可能になる。
(Example 2)
The second embodiment is an example in which a top gate TFT is formed by a self-alignment technique. In this example, since the source / drain electrode is finely processed and the gate electrode is patterned in a region without the source / drain electrode, the processing dimensions and alignment accuracy limited by the coating, dripping or printing method, and the TFT arrangement pitch are used. Processing with high accuracy becomes possible. Therefore, the pixel pitch of the active matrix image display device and the arrangement pitch of NOR and NAND logic gate TFTs can be reduced. Further, the overlap capacity of the TFT gate electrode and the source / drain electrode and the gate capacity of the channel can be minimized, and the channel length can be set to the minimum processing dimension of the first gate microfabrication. By these means, a high-definition image display device and a high-performance / low-power-consumption / high-functional circuit configuration can be achieved by a simple and cost-effective coating or dropping or printing method.

[薄膜トランジスタ装置の例とその基本的な製造方法]
図16A〜図25を用いて、本発明の第2の実施例を説明する。本実施例は、アクティブマトリクス画像表示装置のTFT画素回路アレイや、NORやNANDの論理回路を構成した薄膜トランジスタ装置の例である。具体的な構成例としては、例えば、薄型軽量で、曲率半径が1cm前後あるいはそれ以下に曲げても使用可能な、フレキシブル性を有するプラスチック製の基板上に、自己整合技術を用いた塗布印刷法で形成する、トップゲート構造の有機TFTを例に取とった。こうした例で代表されるようなTFT回路は、高性能であり、低消費電力性を有するため、種々の機能やシステムを提供することができる。
[Example of thin film transistor device and its basic manufacturing method]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16A to 25. This embodiment is an example of a TFT pixel circuit array of an active matrix image display device and a thin film transistor device configured with a NOR or NAND logic circuit. As a specific configuration example, for example, a thin and lightweight coating printing method using a self-alignment technique on a flexible plastic substrate that can be used even when the radius of curvature is around 1 cm or less. An organic TFT with a top gate structure formed in the above was taken as an example. A TFT circuit represented by such an example has high performance and low power consumption, and thus can provide various functions and systems.

先ず、基本的な製造工程を説明する。図21〜図25は、TFTの製造工程順に装置の断面構造を示したものである。本例は、いわゆる裏面露光を用いた自己整合技術によりTFTを形成する製造方法である。この有機半導体TFTは、例えば塗布印刷製法を用い、全てのプロセス温度を200℃以下にすることにより、耐熱性の低いプラスチック基板上に直接TFTを形成することができる。尚、半導体層は、前記露光光に対しいて透光性である。   First, a basic manufacturing process will be described. 21 to 25 show the cross-sectional structure of the device in the order of the TFT manufacturing process. In this example, a TFT is formed by a self-alignment technique using so-called back exposure. This organic semiconductor TFT can be directly formed on a plastic substrate with low heat resistance by using, for example, a coating printing method and setting all process temperatures to 200 ° C. or lower. The semiconductor layer is translucent to the exposure light.

先ず、図21に示すように、透明な(透光性)プラスチック基板110の上に、ソース/ドレイン電極材料を設け、マスクを必要としないダイレクト露光技術により、ソース/ドレイン電極111をパターニングする。この時、ソース/ドレイン電極111の間隔は最小加工寸法で形成するが、本実施例では例えば4μm〜5μm程度である。ここで他の方法として、本工程のパターニングのみに、ホトマスクを用いたリソグラフィ技術を用いることも可能である。また、例えば反転オフセット印刷のような、4μm〜5μmのパターニングが可能な印刷技術を用いることもできる。   First, as shown in FIG. 21, a source / drain electrode material is provided on a transparent (translucent) plastic substrate 110, and the source / drain electrode 111 is patterned by a direct exposure technique that does not require a mask. At this time, the distance between the source / drain electrodes 111 is formed with a minimum processing size, but in this embodiment, it is about 4 μm to 5 μm, for example. Here, as another method, it is also possible to use a lithography technique using a photomask only for patterning in this step. Further, for example, a printing technique capable of patterning of 4 μm to 5 μm, such as reverse offset printing, can be used.

次に、図22に示すように、塗布法や滴下法や印刷製法等により、例えば塗布型ペンタセンのような、有機半導体膜112を選択的に塗布する。   Next, as shown in FIG. 22, an organic semiconductor film 112 such as coating-type pentacene is selectively applied by a coating method, a dropping method, a printing method, or the like.

次に、図23に示すように、例えば塗布型SiO膜や有機高分子絶縁膜のような、塗布型ゲート絶縁膜113を塗布し、続けて撥水性レジスト膜114を塗布する。その後、透明基板110の裏面から露光し、更に現像を行う。この時、ソース/ドレイン電極111が遮光マスクとなる。従って、ソース/ドレイン電極111の上方の撥水性レジスト膜114が残り、それ以外の領域の撥水性レジスト膜が除去される。ここで、撥水性レジスト膜の代わりに、実施例1と同様に感光性SAM膜を用いることもできる。 Next, as shown in FIG. 23, for example, a coating type gate insulating film 113 such as a coating type SiO 2 film or an organic polymer insulating film is applied, and subsequently a water repellent resist film 114 is applied. Then, it exposes from the back surface of the transparent substrate 110, and also develops. At this time, the source / drain electrode 111 serves as a light shielding mask. Therefore, the water-repellent resist film 114 above the source / drain electrode 111 remains, and the water-repellent resist film in other regions is removed. Here, instead of the water-repellent resist film, a photosensitive SAM film can be used as in the first embodiment.

次に、図24に示すように、例えばAuやAgやCuのような金属インクを、塗布印刷パターニング技術により、レジストで囲まれた溝に選択的に流し込み、ゲート電極115を形成する。この時、レジストで囲まれた溝は、図16のゲート電極領域63aに対応し、これにコンタクトホール64を開口するための、幅の広いゲート電極領域63bが接続する。この領域63bが金属インクを流し込む時のインク溜めとして作用するため、効率的に金属インクをゲート電極溝63aに流し込むことができる。又、レジスト膜114が撥水性を有するため、撥水性レジスト膜114の上には金属インク材が塗布されない。従って、ゲート電極115の位置が、ソース/ドレイン電極111に自己整合され、両電極のオーバラップを抑制できる。   Next, as shown in FIG. 24, a metal ink such as Au, Ag, or Cu, for example, is selectively poured into the groove surrounded by the resist by a coating printing patterning technique to form the gate electrode 115. At this time, the trench surrounded by the resist corresponds to the gate electrode region 63a of FIG. 16, and a wide gate electrode region 63b for opening the contact hole 64 is connected to the groove. Since the region 63b functions as an ink reservoir when the metal ink is poured, the metal ink can be efficiently poured into the gate electrode groove 63a. Further, since the resist film 114 has water repellency, the metal ink material is not applied on the water repellent resist film 114. Therefore, the position of the gate electrode 115 is self-aligned with the source / drain electrode 111, and the overlap of both electrodes can be suppressed.

最後に、図25に示すように、撥水性レジスト膜114を除去した後、例えば有機高分子材料よりなる保護膜116を塗布、所望領域を選択的に開口する。印刷パターニング製法で配線層117を形成し、ゲート電極とソース/ドレイン電極の接続や、その他回路形成に必要な電極間の接続を行い、TFT回路により構成される薄膜トランジスタ装置を完成する。尚、保護膜116の形成は、例えば印刷パターニング製法により選択的に塗布することも可能である。   Finally, as shown in FIG. 25, after removing the water-repellent resist film 114, a protective film 116 made of, for example, an organic polymer material is applied to selectively open a desired region. A wiring layer 117 is formed by a printing patterning method, and a gate electrode and a source / drain electrode are connected and other electrodes necessary for circuit formation are connected to complete a thin film transistor device constituted by a TFT circuit. The protective film 116 can be selectively applied by, for example, a printing patterning method.

前述したように、トップゲート構造の場合は、先ず、TFT用の透光性基板上に、ソース/ドレイン電極をパターニングしてから半導体層を形成する以外に、半導体層を形成してからソース/ドレイン電極をパターニングする方法も考えられる。二つ目の方法を、図26から図30に示す。透光性基板110上に、先ず、半導体層112を形成し(図27)、この上部にソース/ドレイン電極111を形成する(図27)。次いで、ゲート絶縁膜113を形成し、この上部に撥水性レジスト膜114を形成する。そして、背面から露光する(図28)。選択的に除去された箇所にゲート電極115を形成する(図24)。最後に、これまでと同様に、保護膜116及び配線117を形成する。   As described above, in the case of the top gate structure, first, in addition to patterning the source / drain electrodes after forming the semiconductor layer on the light-transmitting substrate for TFT, the source / drain is formed after forming the semiconductor layer. A method of patterning the drain electrode is also conceivable. The second method is shown in FIGS. First, the semiconductor layer 112 is formed on the translucent substrate 110 (FIG. 27), and the source / drain electrode 111 is formed thereon (FIG. 27). Next, a gate insulating film 113 is formed, and a water repellent resist film 114 is formed thereon. Then, exposure is performed from the back (FIG. 28). A gate electrode 115 is formed at the selectively removed portion (FIG. 24). Finally, the protective film 116 and the wiring 117 are formed as before.

尚、本実施例で使用したプラスチック製基板110は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルスルホンなどのプラスチック基板が実施可能であるが、本実施例に例示したプラスチック基板に限ったものではない。電極配線材料111、115、117としては、Agインク、Auインク、Cuインクなどの金属インクや、PEDOTのような導電性有機材料、透明電極材料などが可能である。その塗布印刷製法としては、例えばインクジェット法、オフセット印刷法、電子写真法、ディスペンサ法などの通常の印刷製法や、メッキ法などが可能である。ゲート絶縁膜113としては、本実施例の材料以外にも、塗布型高誘電率金属酸化膜などが可能である。塗布型有機半導体材料112としては、ペンタセンやその誘導体や、ポルフィリンなどのような低分子有機材料、P3HT(ポリチオフェン)、F8T2(ポリフルオレンチオフェン共重合体)などのような高分子有機材料が可能である。さらには、塗布形成できる例えば塗布型Siや、塗布型アモルファス酸化物半導体などでも可能である。   The plastic substrate 110 used in this embodiment can be a plastic substrate such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyimide, polyethersulfone, but is not limited to the plastic substrate exemplified in this embodiment. Not a thing. As the electrode wiring materials 111, 115, 117, metal ink such as Ag ink, Au ink, Cu ink, conductive organic material such as PEDOT, transparent electrode material, and the like are possible. As the coating printing method, for example, a normal printing method such as an ink jet method, an offset printing method, an electrophotographic method, a dispenser method, or a plating method can be used. As the gate insulating film 113, other than the material of this embodiment, a coating type high dielectric constant metal oxide film or the like can be used. The coated organic semiconductor material 112 can be pentacene or a derivative thereof, a low molecular organic material such as porphyrin, or a high molecular organic material such as P3HT (polythiophene) or F8T2 (polyfluorenethiophene copolymer). is there. Further, for example, a coating type Si or a coating type amorphous oxide semiconductor which can be formed by coating can be used.

この製造方法で形成されるTFTを配置した例を、図16に示す。本実施例では、ソース/ドレイン電極61aの最も狭い間隔は、マスクを用いないダイレクト露光技術を用いる場合の最小加工寸法であり、本実施例では例えば幅4〜5μmである。それ以外のパターニングは、全て塗布印刷製法を用いるので、加工寸法精度や位置合せ精度が、例えば20μm以上である。   An example in which TFTs formed by this manufacturing method are arranged is shown in FIG. In the present embodiment, the narrowest distance between the source / drain electrodes 61a is the minimum processing dimension when using a direct exposure technique that does not use a mask. In this embodiment, the width is, for example, 4 to 5 μm. Since all other patterning uses a coating printing method, the processing dimension accuracy and alignment accuracy are, for example, 20 μm or more.

ここで、図面での主な参照符号を説明する。符号61a及び61bはソース/ドレイン電極及びソース/ドレイン電極用導電体層(即ち、ダミーソース/ドレイン電極)、62は半導体層、63a、63bはゲート電極、63cはゲート電極用の導体層、64はコンタクトホール、65a、65bは配線である。半導体層がゲート電極と交差する領域がTFTチャネルとして構成されることはこれまでの例と同様である。   Here, main reference numerals in the drawings will be described. Reference numerals 61a and 61b are source / drain electrodes and source / drain electrode conductor layers (ie, dummy source / drain electrodes), 62 is a semiconductor layer, 63a and 63b are gate electrodes, 63c is a conductor layer for gate electrodes, and 64 Are contact holes, and 65a and 65b are wirings. The region where the semiconductor layer intersects with the gate electrode is configured as a TFT channel as in the previous examples.

本例においては、その製造方法からして、ソース/ドレイン電極61a、およびゲート電極分離用ダミーソース/ドレイン電極61b以外の領域に、ゲート電極が形成される。この為、ソース/ドレイン電極61aとダミーソース/ドレイン電極61bに囲まれるように、ゲート電極63a、63bとソース/ドレイン電極61aを配置する。ゲート電極をパターニングする時、加工寸法精度や位置合せ精度が低い塗布印刷製法でパターニングするため、ダミーソース/ドレイン電極61bで囲まれる領域の外側にも、ゲート電極材料63cが塗布されるが、ソース/ドレイン電極の領域にはゲート電極材料が塗布されないため、電極63bと63cは電気的に分離される。ソース/ドレイン電極61aおよびゲート電極63bは、コンタクトホールを介してそれぞれ上部配線65aおよび65bに接続し、この配線を接続することにより回路を構成する。   In this example, the gate electrode is formed in a region other than the source / drain electrode 61a and the gate electrode separation dummy source / drain electrode 61b in accordance with the manufacturing method. For this reason, the gate electrodes 63a and 63b and the source / drain electrode 61a are arranged so as to be surrounded by the source / drain electrode 61a and the dummy source / drain electrode 61b. When patterning the gate electrode, the gate electrode material 63c is applied to the outside of the region surrounded by the dummy source / drain electrode 61b because the patterning is performed by a coating printing method with low processing dimensional accuracy and alignment accuracy. Since the gate electrode material is not applied to the / drain electrode region, the electrodes 63b and 63c are electrically separated. The source / drain electrode 61a and the gate electrode 63b are connected to upper wirings 65a and 65b through contact holes, respectively, and a circuit is configured by connecting these wirings.

このような配置にすることによって、図16に示す通り、TFTのソース/ドレイン電極とゲートの、異なる配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。パターン配置の別の特徴として、幅の狭いゲート電極領域63aに、幅の広いゲート電極領域63bが接続する。図24で説明される製造工程において、これらの領域63aおよび63bには、レジストで囲まれた溝が形成され、金属インクをこの溝に流し込む時、幅の広いゲート電極溝63bがインク溜めとして作用し、狭いゲート電極溝63aに効率的に金属インクを流し込むことができる。   With such an arrangement, as shown in FIG. 16, different arrangement intervals between the source / drain electrodes and the gate of the TFT are arranged closer than the intervals considering the processing dimension accuracy and alignment accuracy of coating printing. be able to. Another feature of the pattern arrangement is that the wide gate electrode region 63b is connected to the narrow gate electrode region 63a. In the manufacturing process illustrated in FIG. 24, a groove surrounded by a resist is formed in these regions 63a and 63b. When metal ink is poured into this groove, the wide gate electrode groove 63b acts as an ink reservoir. In addition, the metal ink can be efficiently poured into the narrow gate electrode groove 63a.

又、選択的に塗布した半導体層62と、ゲート電極63aの交差する領域がチャネル領域であるが、この領域のソース/ドレイン電極の間隔は、最小加工寸法の4〜5μmであるため、チャネル長が4μm〜5μmのTFTが可能となる。更に、自己整合技術で形成するため、加工精度と位置合わせ精度が20μm以上の印刷製法でゲート電極をパターニングしても、ゲート電極63aとソース/ドレイン電極61aとのオーバラップがない。又、半導体層62がソースドレイイン電極61aからはみ出していないため、半導体層62の幅とチャネル幅が等しい。このようにして、ソース/ドレイン電極61aと半導体層62を足し合わせた領域と、ゲート電極63aの領域が交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアが、ゲート電極により誘起される領域の面積と、等しくすることができる。この結果ゲート寄生容量が、チャネルの伝導キャリアを誘起するために必要なゲート容量以外にはほぼ0であり、最小のゲート寄生容量を実現し、高速性能を可能にする。   A region where the selectively coated semiconductor layer 62 and the gate electrode 63a intersect is a channel region. Since the distance between the source / drain electrodes in this region is the minimum processing size of 4 to 5 μm, the channel length TFT of 4 μm to 5 μm becomes possible. Furthermore, since the gate electrode is patterned by a printing method with processing accuracy and alignment accuracy of 20 μm or more because it is formed by a self-alignment technique, there is no overlap between the gate electrode 63a and the source / drain electrode 61a. Further, since the semiconductor layer 62 does not protrude from the source drain electrode 61a, the width of the semiconductor layer 62 is equal to the channel width. In this way, the area where the region where the source / drain electrode 61a and the semiconductor layer 62 are combined and the region of the gate electrode 63a intersects is the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. And can be made equal. As a result, the gate parasitic capacitance is almost zero except for the gate capacitance necessary for inducing channel conduction carriers, realizing the minimum gate parasitic capacitance and enabling high-speed performance.

[アクティブマトリクス有機EL画像表示装置の画素回路への適用例]
次に、本例のTFTを、アクティブマトリクス有機EL画像表示装置の画素回路に応用した例を、図17A及び図17Bに示す。図17Aは3画素分の平面図であり、図17Bは画素マトリクスの一部の回路図であり、3×3画素分の回路が示されている。スイッチングTFT76のソース/ドレイン電極が71aおよび71bであり、ゲート電極が73aであり、半導体層が72aである。ソース/ドレイン電極71aは、コンタクトホール74を介してドレイン配線75aに接続され、回路図のドレイン線75cを構成する。ゲート電極73aは隣接する画素のスイッチングTFTのゲート電極と共通であり、回路図のゲート線73cを構成する。OLED78を駆動するTFT77のソース/ドレイン電極が、71cと71dであり、ゲート電極が73bであり、半導体層が72bである。TFT76のソース/ドレイン電極71bと、TFT77のゲート電極73bが、内部配線75bを介して接続され、TFT77のソース/ドレイン電極71cが、内部配線を介してOLEDに接続される。TFT77のソース/ドレイン電極71dは、隣接画素と共通電極であり、回路図の配線71eを構成する。
[Application Example of Active Matrix Organic EL Image Display Device to Pixel Circuit]
Next, an example in which the TFT of this example is applied to a pixel circuit of an active matrix organic EL image display device is shown in FIGS. 17A and 17B. FIG. 17A is a plan view for three pixels, and FIG. 17B is a circuit diagram of a part of a pixel matrix, showing a circuit for 3 × 3 pixels. The source / drain electrodes of the switching TFT 76 are 71a and 71b, the gate electrode is 73a, and the semiconductor layer is 72a. The source / drain electrode 71a is connected to the drain wiring 75a through the contact hole 74, and constitutes a drain line 75c in the circuit diagram. The gate electrode 73a is in common with the gate electrode of the switching TFT of the adjacent pixel, and constitutes a gate line 73c in the circuit diagram. The source / drain electrodes of the TFT 77 that drives the OLED 78 are 71c and 71d, the gate electrode is 73b, and the semiconductor layer is 72b. The source / drain electrode 71b of the TFT 76 and the gate electrode 73b of the TFT 77 are connected via the internal wiring 75b, and the source / drain electrode 71c of the TFT 77 is connected to the OLED via the internal wiring. The source / drain electrode 71d of the TFT 77 is a common electrode with an adjacent pixel, and constitutes a wiring 71e in the circuit diagram.

このように自己整合技術を用いて、ソース/ドレイン電極によりゲート電極を分離し、ゲート電極がソース/ドレイン電極に囲まれるか、ソース/ドレイン電極がゲート電極に囲まれるような特徴を有する電極の配置にするため、隣接する画素回路構成TFTの配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。この結果、画像表示装置の精細度を向上することができ、本実施例では、塗布印刷製法の加工寸法精度や位置合せ精度が約20μm以上であるにもかかわらず、解像度が約100ppi以上の高精細画像表示装置を実現できる。また、チャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速な表示性能も合わせて実現できる。パターン配置の別の特徴として、幅の狭いゲート電極領域に、幅の広いゲート電極領域が接続する。図24で説明される製造工程において、これらの領域には、レジストで囲まれた溝が形成され、金属インクをこの溝に流し込む時、幅の広いゲート電極溝がインク溜めとして作用し、狭いゲート電極溝に効率的に金属インクを流し込むことができる。   In this way, by using the self-alignment technique, the gate electrode is separated by the source / drain electrode, and the gate electrode is surrounded by the source / drain electrode or the source / drain electrode is surrounded by the gate electrode. In order to achieve the arrangement, the arrangement intervals of the adjacent pixel circuit configuration TFTs can be arranged closer than the intervals considering the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of coating printing. As a result, it is possible to improve the definition of the image display device. In this embodiment, the resolution is about 100 ppi or higher despite the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of the coating printing method being about 20 μm or more. A fine image display device can be realized. In addition, since the TFT has the minimum gate parasitic capacitance as well as the minimum processing dimension of the channel length of 4 μm to 5 μm, high-speed display performance can also be realized. Another feature of the pattern arrangement is that a wide gate electrode region is connected to a narrow gate electrode region. In the manufacturing process illustrated in FIG. 24, a groove surrounded by a resist is formed in these regions. When metal ink is poured into this groove, the wide gate electrode groove acts as an ink reservoir, and a narrow gate is formed. Metal ink can be efficiently poured into the electrode grooves.

[アクティブマトリクス画像表示装置の画素回路に応用した例]
次に、このTFTを、アクティブマトリクス画像表示装置の画素回路に応用した例を、図18A及び図18Bに示す。ここで表示装置は、例えば液晶表示装置や、メモリ性を有する電気泳動表示装置などである。図18Aは3画素分の平面図であり、図18Bは画素マトリクスの一部の回路図であり、3×3画素分の回路が示されている。スイッチングTFT86のソース/ドレイン電極が81であり、ゲート電極が83aであり、半導体層が82である。ソース/ドレイン電極81−1は、コンタクトホール84を介してドレイン配線85aに接続され、回路図のドレイン線85cを構成する。ゲート電極83aは隣接する画素のスイッチングTFTのゲート電極と共通であり、回路図のゲート線83bを構成する。このTFTの他方のソース/ドレイン電極81−2が、内部配線85bを介して表示デバイス87に、接続される。ここで表示デバイス87は、例えば液晶表示デバイスや、メモリ性を有する電気泳動表示デバイスなどである。このように自己整合技術を用いて、ソース/ドレイン電極によりゲート電極を分離するため、TFTのチャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速な表示性能を実現できる。パターン配置の特徴として、幅の狭いゲート電極領域に、幅の広いゲート電極領域が接続する。図19で説明される製造工程において、これらの領域には、レジストで囲まれた溝が形成され、金属インクをこの溝に流し込む時、幅の広いゲート電極溝がインク溜めとして作用し、狭いゲート電極溝に効率的に金属インクを流し込むことができる。
[Example applied to pixel circuit of active matrix image display device]
Next, an example in which this TFT is applied to a pixel circuit of an active matrix image display device is shown in FIGS. 18A and 18B. Here, the display device is, for example, a liquid crystal display device or an electrophoretic display device having a memory property. FIG. 18A is a plan view of three pixels, and FIG. 18B is a circuit diagram of a part of the pixel matrix, showing a circuit of 3 × 3 pixels. The switching TFT 86 has a source / drain electrode of 81, a gate electrode of 83a, and a semiconductor layer of 82. The source / drain electrode 81-1 is connected to the drain wiring 85 a through the contact hole 84 to constitute a drain line 85 c in the circuit diagram. The gate electrode 83a is in common with the gate electrode of the switching TFT of the adjacent pixel, and constitutes a gate line 83b in the circuit diagram. The other source / drain electrode 81 -2 of this TFT is connected to the display device 87 via the internal wiring 85b. Here, the display device 87 is, for example, a liquid crystal display device or an electrophoretic display device having a memory property. Since the gate electrode is separated by the source / drain electrode using the self-alignment technique in this way, the TFT has a minimum processing dimension of 4 μm to 5 μm and at the same time, the TFT has a minimum gate parasitic capacitance. High-speed display performance can be realized. As a feature of the pattern arrangement, a wide gate electrode region is connected to a narrow gate electrode region. In the manufacturing process illustrated in FIG. 19, a groove surrounded by a resist is formed in these regions. When metal ink is poured into this groove, the wide gate electrode groove acts as an ink reservoir, and a narrow gate is formed. Metal ink can be efficiently poured into the electrode grooves.

[2入力NOR論理回路に応用した例]
次に、本例のTFTを、2入力NOR論理回路に応用した例を、図19A及び図19Bに示す。図19Aは、NOR回路1段分の平面図であり、図19Bは2段分を示した回路図である。駆動TFT96−1、96−2および負荷TFT97の各々のソース/ドレイン電極が91a(91a−1、91a−2、91a−3)であり、ゲート電極が93a(93a−1、93a−2、93a−3)であり、半導体層が92である。それぞれの電極は、コンタクトホール94を介して内部配線95aと電源配線95bに接続され、論理回路を構成する。出力OUTの信号は、次段の入力IN1、IN2に、内部配線95aを介して接続され、論理演算を行う。このように自己整合技術を用いて、ソース/ドレイン電極によりゲート電極を分離し、ゲート電極がソース/ドレイン電極に囲まれるような特徴や、ソース/ドレイン電極の一部分91bが、ゲート電極93aより突き出した特徴を有する電極の配置にするため、隣接するゲート電極の配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。ゲート電極をパターニングする時、加工寸法精度や位置合せ精度が低い塗布印刷製法でパターニングするため、ソース/ドレイン電極が91aと細いソース/ドレイン電極91bで囲まれる領域の外側にも、ゲート電極材料93bが塗布されるが、ソース/ドレイン電極の領域にはゲート電極材料が塗布されないため、電極93aと93bは電気的に分離される。この結果、論理回路の面積を縮小できる。また、チャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速で消費電力の少ない論理演算性能も、合わせて実現できる。パターン配置の別の特徴として、幅の狭いゲート電極領域に、幅の広いゲート電極領域が接続する。図24で説明される製造工程において、これらの領域には、レジストで囲まれた溝が形成され、金属インクをこの溝に流し込む時、幅の広いゲート電極溝がインク溜めとして作用し、狭いゲート電極溝に効率的に金属インクを流し込むことができる。
[Example applied to 2-input NOR logic circuit]
Next, an example in which the TFT of this example is applied to a 2-input NOR logic circuit is shown in FIGS. 19A and 19B. FIG. 19A is a plan view of one stage of the NOR circuit, and FIG. 19B is a circuit diagram showing two stages. The source / drain electrodes of the driving TFTs 96-1, 96-2 and the load TFT 97 are 91a (91a-1, 91a-2, 91a-3), and the gate electrodes are 93a (93a-1, 93a-2, 93a). -3), and the semiconductor layer is 92. Each electrode is connected to the internal wiring 95a and the power supply wiring 95b through the contact hole 94 to form a logic circuit. The signal of the output OUT is connected to the next-stage inputs IN1 and IN2 via the internal wiring 95a, and performs a logical operation. Thus, using the self-alignment technique, the gate electrode is separated by the source / drain electrode, and the feature that the gate electrode is surrounded by the source / drain electrode, or the portion 91b of the source / drain electrode protrudes from the gate electrode 93a. In order to obtain the arrangement of the electrodes having the above characteristics, the arrangement intervals of the adjacent gate electrodes can be arranged closer than the intervals considering the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of coating printing. When patterning the gate electrode, since the patterning is performed by a coating printing method with low processing dimensional accuracy and alignment accuracy, the gate electrode material 93b is also provided outside the region surrounded by the source / drain electrode 91b and the thin source / drain electrode 91b. However, since the gate electrode material is not applied to the source / drain electrode region, the electrodes 93a and 93b are electrically separated. As a result, the area of the logic circuit can be reduced. In addition, since the TFT has the minimum gate parasitic capacitance at the same time as the minimum processing dimension of the channel length of 4 μm to 5 μm, high-speed logic operation performance with low power consumption can also be realized. Another feature of the pattern arrangement is that a wide gate electrode region is connected to a narrow gate electrode region. In the manufacturing process illustrated in FIG. 24, a groove surrounded by a resist is formed in these regions. When metal ink is poured into this groove, the wide gate electrode groove acts as an ink reservoir, and a narrow gate is formed. Metal ink can be efficiently poured into the electrode grooves.

[2入力NAND論理回路に応用した例]
次に、本例のTFTを、2入力NAND論理回路に応用した例を、図20に示す。図20Aの1点鎖線で囲まれた部分は、NAND回路1段分の平面図であり、図20Bは2段分を示した回路図である。駆動TFT106−1、106−2および負荷TFT107のソース/ドレイン電極が101aであり、ゲート電極が103aであり、半導体層が102である。それぞれの電極は、コンタクトホール104を介して内部配線105aと電源配線105bに接続され、論理回路を構成する。出力OUTの信号は、次段の入力IN1、IN2に、内部配線105aを介して接続され、論理演算を行う。このように自己整合技術を用いて、ソース/ドレイン電極によりゲート電極を分離し、ゲート電極がソース/ドレイン電極に囲まれるような特徴や、ソース/ドレイン電極の一部分101bが、ゲート電極103aより突き出した特徴を有する電極の配置にするため、隣接するゲート電極の配置間隔を、塗布印刷の加工寸法精度や位置合せ精度を考慮した間隔より、詰めて配置することができる。ゲート電極をパターニングする時、加工寸法精度や位置合せ精度が低い塗布印刷製法でパターニングするため、ソース/ドレイン電極で囲まれる領域の外側にも、ゲート電極材料103bが塗布されるが、ソース/ドレイン電極領域にはゲート電極材料が塗布されないため、電極103aと103bは電気的に分離される。この結果、論理回路の面積を縮小できる。また、チャネル長が4μm〜5μmの最小加工寸法であると同時に、TFTが最小のゲート寄生容量を有するため、高速で消費電力の少ない論理演算性能も、合わせて実現できる。パターン配置の別の特徴として、幅の狭いゲート電極領域に、幅の広いゲート電極領域が接続する。図19で説明される製造工程において、これらの領域には、レジストで囲まれた溝が形成され、金属インクをこの溝に流し込む時、幅の広いゲート電極溝がインク溜めとして作用し、狭いゲート電極溝に効率的に金属インクを流し込むことができる。
[Example applied to 2-input NAND logic circuit]
Next, an example in which the TFT of this example is applied to a 2-input NAND logic circuit is shown in FIG. 20A is a plan view of one stage of the NAND circuit, and FIG. 20B is a circuit diagram showing two stages. The source / drain electrodes of the driving TFTs 106-1 and 106-2 and the load TFT 107 are 101a, the gate electrode is 103a, and the semiconductor layer is 102. Each electrode is connected to the internal wiring 105a and the power supply wiring 105b through the contact hole 104 to form a logic circuit. The signal of the output OUT is connected to the next-stage inputs IN1 and IN2 through the internal wiring 105a, and performs a logical operation. Thus, using the self-alignment technique, the gate electrode is separated by the source / drain electrode, and the feature that the gate electrode is surrounded by the source / drain electrode, or the portion 101b of the source / drain electrode protrudes from the gate electrode 103a. In order to obtain the arrangement of the electrodes having the above characteristics, the arrangement intervals of the adjacent gate electrodes can be arranged closer than the intervals considering the processing dimensional accuracy and alignment accuracy of coating printing. When patterning the gate electrode, the gate electrode material 103b is applied to the outside of the region surrounded by the source / drain electrodes because the patterning is performed by a coating printing method with low processing dimensional accuracy and alignment accuracy. Since the gate electrode material is not applied to the electrode region, the electrodes 103a and 103b are electrically separated. As a result, the area of the logic circuit can be reduced. In addition, since the TFT has the minimum gate parasitic capacitance at the same time as the minimum processing dimension of the channel length of 4 μm to 5 μm, high-speed logic operation performance with low power consumption can also be realized. Another feature of the pattern arrangement is that a wide gate electrode region is connected to a narrow gate electrode region. In the manufacturing process illustrated in FIG. 19, a groove surrounded by a resist is formed in these regions. When metal ink is poured into this groove, the wide gate electrode groove acts as an ink reservoir, and a narrow gate is formed. Metal ink can be efficiently poured into the electrode grooves.

これらの論理回路の実施例では、TFTのチャネル長を、例として4μm〜5μm前後にパターニングし、本例の電界効果移動度が1cm/Vs以上になる半導体材料を用い、本例のゲート寄生容量を最小にすることにより、例えば1入力の無負荷インバータ1段当たりの動作遅延時間に換算して5n秒前後以下にし、又、例えば無負荷インバータを多段接続したリングオシレータの発振周波数を、約50MHz前後以上で動作させることが可能である。また、マスクを用いないダイレクト露光などを用いて、ソース/ドレイン電極のパターニング間隔をさらに縮小してチャネル長を短縮し、本実施例以外のいろいろな回路にも応用することで、より高速で多機能な回路動作を実現することも可能である。 In the embodiments of these logic circuits, the TFT channel length is patterned to be about 4 μm to 5 μm as an example, and a semiconductor material having a field effect mobility of 1 cm 2 / Vs or more in this example is used. By minimizing the capacity, for example, the operation delay time per stage of one input no-load inverter is reduced to about 5 ns or less, and for example, the oscillation frequency of a ring oscillator in which no-load inverters are connected in multiple stages is reduced to about It is possible to operate at about 50 MHz or higher. Furthermore, by using direct exposure without using a mask, the patterning interval of the source / drain electrodes is further reduced to shorten the channel length. It is also possible to realize functional circuit operation.

これらの実施例1〜2により得られる効果は、次の通りである。塗布滴下印刷技術やマスク蒸着技術を用いた製法では、従来のホトリソグラフィ技術に比べ、加工精度や位置合わせ精度が劣り、微細加工や高性能化や低消費電力化や高機能化が困難である。また、製造に真空技術やホトリソグラフィ技術を用いると、製造工程の簡略化や製造コストの低減が困難である。これらの実施例では、始めの電極パターニングにダイレクト露光等の微細加工を用い、それ以外は全て塗布印刷製法を用い、自己整合製法を採用することにより、製造工程が簡略化されて容易になると同時に、微細化、高精細化、回路面積の縮小を図れる。また、一般的に塗布印刷パターニング製法で問題となる、位置合わせ精度の低下を回避でき、ゲートとソース/ドレイン間のオーバラップ容量の少ない、高性能で低消費電力のTFT回路装置を提供することが可能となる。この装置を応用することにより、電子書籍と呼ばれるような、紙のように曲げて読書やカラー写真の閲覧に使用できる、高性能で低消費電力な表示装置、RF−ID(Radio Frequency IDentification;無線認識装置)と呼ばれるような機能を持った、高性能で低消費電力な印刷電子タグ、RF−IDや演算機能付きフレキシブルカード、RF−IDや演算機能付き電子商品ラベル、装着型フレキシブルセンサなどが可能になる。 The effects obtained by Examples 1 and 2 are as follows. The manufacturing method using the coating drop printing technique and the mask vapor deposition technique is inferior in processing accuracy and alignment accuracy compared to the conventional photolithography technology, and it is difficult to achieve fine processing, high performance, low power consumption, and high functionality. . In addition, when vacuum technology or photolithography technology is used for manufacturing, it is difficult to simplify the manufacturing process and reduce manufacturing cost. In these examples, microfabrication such as direct exposure is used for the first electrode patterning, and all others are applied printing manufacturing methods, and the self-aligned manufacturing method is adopted, so that the manufacturing process is simplified and facilitated. , Miniaturization, high definition, and circuit area reduction. Further, it is possible to provide a high performance and low power consumption TFT circuit device capable of avoiding a decrease in alignment accuracy, which is generally a problem in a coating printing patterning method, and having a small overlap capacity between a gate and a source / drain. Is possible. By application of this device, as called electronic book, can be used for reading of reading and color photographic bent like paper, high performance with low power consumption display device, RF-ID (R adio F requency ID high-performance, low-power printed electronic tags, RF-ID and flexible cards with computing functions, RF-ID and electronic product labels with computing functions, wearable flexible Sensors etc. become possible.

以上に述べたような実施例においては、本発明の主旨を損なわない範囲で、材料、パターニング寸法、仕様、製造条件、製造方法などいくつもの変更が可能である。またTFT構造も、これらの実施例に限ったものではない。例えば、ガラス基板を用いて大画面のアクティブマトリクス画像表示装置に、本発明を実施することも可能である。また、これらの実施例では有機TFTの製造方法として、ほぼ全て塗布印刷法を例にとったが、これに限ったものではなく、例えば蒸着やスパッタなどの真空成膜や、ホトリソグラフィ/エッチングなどのパターニング法を一部取り入れて組み合わせて、TFTや電極、配線を形成することでも、本発明の効果を得られることは、いうまでもない。   In the embodiments described above, various changes such as materials, patterning dimensions, specifications, manufacturing conditions, and manufacturing methods can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the TFT structure is not limited to these examples. For example, the present invention can be implemented in an active matrix image display device having a large screen using a glass substrate. Also, in these examples, almost all coating and printing methods have been taken as examples of organic TFT manufacturing methods, but are not limited thereto, for example, vacuum film formation such as vapor deposition and sputtering, photolithography / etching, etc. It goes without saying that the effects of the present invention can also be obtained by forming a TFT, an electrode, and a wiring by incorporating a part of these patterning methods.

以上、詳細に説明したが、本願発明によれば、特に、トランジスタ集積回路基板とアクティブマトリクス画像表示装置、わけても薄型軽量性、耐衝撃性、フレキシブル性に優れ、製造の低コスト化が可能な薄膜トランジスタ集積回路基板、画像表示装置およびその製造方法を提供することが出来る。更には、高性能で低消費電力のTFT回路を有する電子装置、特に薄型軽量画像表示装置やRF−IDや演算機能付きフレキシブル電子装置を提供できる。更に、これらの電子装置の製造工程数を削減することにより製造コストを低減し、印刷による大量生産や大型化を容易にする。   As described above in detail, according to the present invention, in particular, a transistor integrated circuit substrate and an active matrix image display device, in particular, a thin film transistor that is excellent in thin and light weight, impact resistance and flexibility and can be manufactured at low cost. An integrated circuit substrate, an image display device, and a manufacturing method thereof can be provided. Furthermore, it is possible to provide an electronic device having a TFT circuit with high performance and low power consumption, in particular, a thin and light image display device and a flexible electronic device with an RF-ID and an arithmetic function. Furthermore, by reducing the number of manufacturing steps of these electronic devices, the manufacturing cost is reduced, and mass production and enlargement by printing are facilitated.

本願発明は多岐にわたるので、その主な形態を以下に列挙する。
(1)複数の薄膜トランジスタ(TFT)を具備してなり、
前記TFTは、半導体層、ゲート電極、及びソース/ドレイン電極の全部もしくはその一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法を組み合わせた方法で形成されて成り、
前記複数のTFTにおける第1と第2のトランジスタが、第1の方向に隣接し、
前記複数のTFTにおける第1と第3のトランジスタが、第2の方向に隣接し、且つ
前記TFTのゲート電極及びソース/ドレイン電極の当該TFT用基板面への投影パターンの関係が、
TFTのソース/ドレイン電極が、ゲート電極で囲まれている形態、
TFTのソース/ドレイン電極もしくはゲート電極が、前記ソース/ドレイン電極とは別異のソース/ドレイン電極で囲まれている形態、
TFTのゲート電極が、ソース/ドレイン電極から一部分突き出している形態、及び
TFTのソース/ドレイン電極が、ゲート電極から一部分突き出している形態、の群から選ばれた少なくとも一者の形態を有することを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(2)前項(1)において、
前記第1の方向と第2の方向が、垂直であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(3)前項(1)において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(4)前項(1)において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域とゲート電極領域とが交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(5)前項(1)において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(6)複数のTFTを具備してなり、
前記TFTは、半導体層、ゲート電極、及びソース/ドレイン電極の全部もしくはその一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法の組み合わせた方法で形成されて成り、且つ
前記TFTのゲート電極及びソース/ドレイン電極の当該TFT用基板面への投影パターンの関係が、
第1と第2のTFTの、ソース/ドレイン電極の配置間隔、もしくはゲート電極の配置間隔が、前記塗布法、滴下法、及び印刷法の加工精度および位置合せ精度で決定される配置間隔よりも、接近した領域を有することを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(7)前項(6)において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(8)前項(6)において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域と、ゲート電極領域とが交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(9)前項(6)において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
(10) 複数のTFTを具備した装置の製造方法であって、
透光性基板上に、ゲート電極がパターニングして形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成され、
前記透光性基板の裏面から、前記ゲート電極を遮光マスクに利用しながら露光することにより、ソース/ドレイン電極の位置が、ゲート電極に対して整合されて決定され、
その後、こうして準備した基体上に、半導体層が形成されるか、
或いは
透光性基板上に、ゲート電極がパターニングして形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成され、
前記ゲート絶縁膜上に、半導体層が形成され、
この後で、前記透光性基板の裏面から、前記ゲート電極を遮光マスクに利用しながら露光することにより、ソース/ドレイン電極の位置が、ゲート電極に対して整合されて決定されるか、
であって、
前記TFTの前記ゲート電極及び前記ソース/ドレイン電極の前記透光性基板の表面への投影パターンの関係が、
前記裏面露光をする時に、隣接するTFTのソース/ドレイン電極間に、遮光マスクとなるゲート電極が配置され、
このゲート電極が、前記ソース/ドレイン電極を囲む形態、及び前記ソース/ドレイン電極から前記ゲート電極が、一部分突き出した形態の群から選ばれた少なくとも一者の形態を有すること、を特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(11)前項(10)において、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜、前記ソース/ドレイン電極、前記半導体層膜の全部もしくは一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法の組み合わせによって形成することを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(12)前項(10)において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(13)前項(10)において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域と、ゲート電極領域とが交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(14)前項(10)において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする、薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(15)複数のTFTを具備した装置の製造方法であって、
透光性基板上に、ソース/ドレイン電極がパターニングして形成され、
この後、半導体層が形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成されるか、
或いは
透光性基板上に、半導体層が形成され、
この後、ソース/ドレイン電極がパターニングして形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成されるか、
が行われ、
この後で、前記透光性基板の裏面から、前記ソース/ドレイン電極を遮光マスクに利用しながら露光することにより、前記ゲート電極の位置が、前記ソース/ドレイン電極に対して整合させて決定される、ことを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(16)前項(15)において、
前記透光性基板の裏面から露光する場合、隣接するTFTのゲート電極間に、前記遮光マスクとなるソース/ドレイン電極が配置され、
前記ソース/ドレイン電極が、TFTのゲート電極もしくは前記ソース/ドレイン電極とは別異のソース/ドレイン電極を囲む形態、あるいはゲート電極からソース/ドレイン電極が、一部分突き出した配置とするかの群から選ばれた少なくとも一者の形態を有することを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(17)前項(15)において、
前記ソース/ドレイン電極、前記半導体膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極の全部もしくは一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法の組み合わせた方法によって形成すされることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(18)前項(15)において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(19)前項(15)において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域と、ゲート電極領域が交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(20)前項(15)において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
(21)前項(17)において、
前記TFTのチャネル長および前記半導体層上に位置する第1のゲート電極の幅が最小加工寸法であり、第1のゲート電極が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法の組み合わせた方法で形成され、
前記第1のゲート電極より幅の広い第2のゲート電極が前記第1のゲート電極に接続し、前記第2のゲート電極がソース/ドレイン電極に隣接する構成を有することを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
Since the present invention is diverse, its main forms are listed below.
(1) It comprises a plurality of thin film transistors (TFTs),
The TFT is a method in which the semiconductor layer, the gate electrode, and the source / drain electrode are all or part of them selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or a method selected from the above group. Formed by a combined method,
The first and second transistors in the plurality of TFTs are adjacent in the first direction;
The first and third transistors in the plurality of TFTs are adjacent to each other in the second direction, and the relationship of the projection pattern of the TFT gate electrode and the source / drain electrodes on the TFT substrate surface is
A form in which a source / drain electrode of a TFT is surrounded by a gate electrode;
A form in which a source / drain electrode or a gate electrode of a TFT is surrounded by a source / drain electrode different from the source / drain electrode;
The gate electrode of the TFT has at least one form selected from the group of a form in which the gate electrode of the TFT partially protrudes from the source / drain electrode and a form in which the source / drain electrode of the TFT partially protrudes from the gate electrode. A thin film transistor device.
(2) In the preceding paragraph (1),
The thin film transistor device according to claim 1, wherein the first direction and the second direction are perpendicular to each other.
(3) In the preceding paragraph (1),
A thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
(4) In the preceding paragraph (1),
The area where the region where the source / drain electrodes of the TFT and the semiconductor layer are combined and the gate electrode region intersects is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. Thin film transistor device.
(5) In the preceding paragraph (1),
The thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
(6) It comprises a plurality of TFTs,
In the TFT, all or part of the semiconductor layer, the gate electrode, and the source / drain electrode are selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or a method selected from the above group. It is formed by a combined method, and the relationship of the projection pattern of the TFT gate electrode and source / drain electrode onto the TFT substrate surface is as follows:
The arrangement interval of the source / drain electrodes or the arrangement interval of the gate electrodes of the first and second TFTs is larger than the arrangement interval determined by the processing accuracy and alignment accuracy of the coating method, the dropping method, and the printing method. A thin film transistor device having a close region.
(7) In the preceding paragraph (6),
A thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
(8) In the preceding paragraph (6),
The area where the region where the source / drain electrodes of the TFT and the semiconductor layer are combined and the gate electrode region intersect is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. A thin film transistor device.
(9) In the preceding paragraph (6),
The thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
(10) A method of manufacturing a device including a plurality of TFTs,
A gate electrode is formed by patterning on the translucent substrate,
A gate insulating film is formed on this,
By exposing from the back surface of the translucent substrate using the gate electrode as a light shielding mask, the position of the source / drain electrode is determined in alignment with the gate electrode,
Thereafter, a semiconductor layer is formed on the substrate thus prepared,
Alternatively, a gate electrode is formed by patterning on a translucent substrate,
A gate insulating film is formed on this,
A semiconductor layer is formed on the gate insulating film,
Thereafter, from the back surface of the translucent substrate, by exposing while using the gate electrode as a light shielding mask, the position of the source / drain electrode is determined in alignment with the gate electrode,
Because
The relationship of the projection pattern of the gate electrode and the source / drain electrode of the TFT onto the surface of the translucent substrate is as follows:
When performing the backside exposure, a gate electrode serving as a light shielding mask is disposed between the source / drain electrodes of adjacent TFTs,
The thin film transistor characterized in that the gate electrode has at least one form selected from the group of a form surrounding the source / drain electrode and a form in which the gate electrode partially protrudes from the source / drain electrode. Device manufacturing method.
(11) In the preceding paragraph (10),
All or part of the gate electrode, the gate insulating film, the source / drain electrode, and the semiconductor layer film is selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or selected from the above group. A method of manufacturing a thin film transistor device, characterized by being formed by a combination of methods.
(12) In the preceding paragraph (10),
A method of manufacturing a thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
(13) In the preceding paragraph (10),
The area where the region where the source / drain electrodes of the TFT and the semiconductor layer are combined and the gate electrode region intersect is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. A method for manufacturing a thin film transistor device.
(14) In the preceding paragraph (10),
The method for manufacturing a thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
(15) A method for manufacturing a device including a plurality of TFTs,
A source / drain electrode is formed by patterning on a translucent substrate,
After this, a semiconductor layer is formed,
On top of this, a gate insulating film is formed,
Alternatively, a semiconductor layer is formed over the light-transmitting substrate,
Thereafter, source / drain electrodes are formed by patterning,
On top of this, a gate insulating film is formed,
Is done,
Thereafter, the position of the gate electrode is determined in alignment with the source / drain electrode by exposing from the back surface of the translucent substrate while using the source / drain electrode as a light shielding mask. A method for manufacturing a thin film transistor device.
(16) In the preceding paragraph (15),
When exposing from the back surface of the translucent substrate, source / drain electrodes that serve as the light shielding mask are disposed between the gate electrodes of adjacent TFTs,
From the group in which the source / drain electrode surrounds a TFT gate electrode or a source / drain electrode different from the source / drain electrode, or a group in which the source / drain electrode partially protrudes from the gate electrode. A method of manufacturing a thin film transistor device, characterized by having at least one selected form.
(17) In the preceding paragraph (15),
All or part of the source / drain electrode, the semiconductor film, the gate insulating film, and the gate electrode are selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or selected from the above group. A method of manufacturing a thin film transistor device, characterized in that the thin film transistor device is formed by a combination of the above methods.
(18) In the preceding paragraph (15),
A method of manufacturing a thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
(19) In the preceding paragraph (15),
The area where the source / drain electrode of the TFT and the semiconductor layer are combined and the area where the gate electrode region intersects is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. A method for manufacturing a thin film transistor device.
(20) In the preceding paragraph (15),
The method for manufacturing a thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
(21) In the preceding paragraph (17),
The channel length of the TFT and the width of the first gate electrode located on the semiconductor layer are minimum processing dimensions, and the first gate electrode is selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method Or a combination of methods selected from the above group,
2. A thin film transistor device comprising: a second gate electrode having a width wider than that of the first gate electrode is connected to the first gate electrode, and the second gate electrode is adjacent to a source / drain electrode. Manufacturing method.

第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。1 is a plan view of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。1 is a plan view of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。1 is a circuit diagram of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。1 is a plan view of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。1 is a circuit diagram of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。1 is a plan view of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。1 is a circuit diagram of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。1 is a plan view of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。1 is a circuit diagram of a thin film transistor device according to a first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of the thin film transistor device according to the first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of the thin film transistor device according to the first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of the thin film transistor device according to the first embodiment. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の別な製造工程を製造工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating another manufacturing process of the thin film transistor device according to the first embodiment in the order of the manufacturing processes. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の別な製造工程を製造工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating another manufacturing process of the thin film transistor device according to the first embodiment in the order of the manufacturing processes. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程の工程順に示した断面構造図。The cross-sectional structure figure shown to the process order of the changed manufacturing process of the thin-film transistor device which is a 1st Example. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process changed of the thin-film transistor apparatus which is a 1st Example in process order. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating the thin film transistor device according to the first embodiment in the order of changed steps. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process changed of the thin-film transistor apparatus which is a 1st Example in process order. 第1の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process changed of the thin-film transistor apparatus which is a 1st Example in process order. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。The top view of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。The top view of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。The circuit diagram of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。The top view of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。The circuit diagram of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。The top view of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。The circuit diagram of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の平面図。The top view of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の回路図。The circuit diagram of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of a thin film transistor device according to a second embodiment. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of a thin film transistor device according to a second embodiment. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of a thin film transistor device according to a second embodiment. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of a thin film transistor device according to a second embodiment. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の製造工程順に示した断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram illustrating the order of manufacturing steps of a thin film transistor device according to a second embodiment. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process changed of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example in process order. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process changed of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example in process order. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process changed of the thin-film transistor apparatus which is a 2nd Example in process order. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process by which the thin-film transistor device which is a 2nd Example was changed in order of the process. 第2の実施例である薄膜トランジスタ装置の変更された製造工程を工程順に示した断面構造図。The cross-section figure which showed the manufacturing process by which the thin-film transistor device which is a 2nd Example was changed in order of the process.

符号の説明Explanation of symbols

1…ゲート電極、2a、2b…ソース/ドレイン電極、3…半導体層、4…コンタクトホール、5a、5b…配線11a、11b…ゲート電極、11c…ゲート電極線、12a、12b、12c、12d…ソース/ドレイン電極、12e…ドレイン電極線、13a、13b…半導体層、14…コンタクトホール、15a、15b…配線、15c…ドレイン線、16…スイッチングTFT、17…駆動TFT、18…OLED、21a…ゲート電極、21b…ゲート電極線、22…ソース/ドレイン電極、23…半導体層、24…コンタクトホール、25a、25b…配線、25c…ドレイン線、26…スイッチングTFT、27…表示デバイス、31a、31b…ゲート電極、32a、32b…ソース/ドレイン電極、33…半導体層、34…コンタクトホール、35a、35b…配線、36…駆動TFT、37…負荷TFT、41a、41b…ゲート電極、42a、42b…ソース/ドレイン電極、43…半導体層、44…コンタクトホール、45a、45b…配線、46…駆動TFT、47…負荷TFT、50…プラスチック基板、51…ゲート電極、52…ゲート絶縁膜、53…感光性SAM膜、54…親水性領域、55…ソース/ドレイン電極、56…半導体層、57…保護膜、58…配線、61a、61b…ソース/ドレイン電極、62…半導体層、63a、63b、63c…ゲート電極、64…コンタクトホール、65a、65b…配線、71a、71b、71c、71d…ソース/ドレイン電極、71e…ドレイン電極線、72a、72b…半導体層、73a、73b…ゲート電極、73c…ゲート電極線、74…コンタクトホール、75a、75b…配線、75c…ドレイン線、76…スイッチングTFT、77…駆動TFT、78…OLED、81…ソース/ドレイン電極、82…半導体層、83a…ゲート電極、83b…ゲート電極線、84…コンタクトホール、85a、85b…配線、85c…ドレイン線、86…スイッチングTFT、87…表示デバイス、91a、91b…ソース/ドレイン電極、92…半導体層、93a、93b…ゲート電極、94…コンタクトホール、95a、95b…配線、96…駆動TFT、97…負荷TFT、101a、101b…ソース/ドレイン電極、102…半導体層、103a、103b…ゲート電極、104…コンタクトホール、105a、105b…配線、106…駆動TFT、107…負荷TFT、110…プラスチック基板、111…ソース/ドレイン電極、112…半導体層、113…ゲート絶縁膜、114…撥水性レジスト膜、115…ゲート電極、116…保護膜、117…配線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gate electrode, 2a, 2b ... Source / drain electrode, 3 ... Semiconductor layer, 4 ... Contact hole, 5a, 5b ... Wiring 11a, 11b ... Gate electrode, 11c ... Gate electrode line, 12a, 12b, 12c, 12d ... Source / drain electrode, 12e ... drain electrode line, 13a, 13b ... semiconductor layer, 14 ... contact hole, 15a, 15b ... wiring, 15c ... drain line, 16 ... switching TFT, 17 ... driving TFT, 18 ... OLED, 21a ... Gate electrode, 21b ... Gate electrode line, 22 ... Source / drain electrode, 23 ... Semiconductor layer, 24 ... Contact hole, 25a, 25b ... Wiring, 25c ... Drain line, 26 ... Switching TFT, 27 ... Display device, 31a, 31b ... Gate electrodes, 32a, 32b ... Source / drain electrodes, 33 ... Semiconductor layer, 34 Contact hole, 35a, 35b ... wiring, 36 ... driving TFT, 37 ... load TFT, 41a, 41b ... gate electrode, 42a, 42b ... source / drain electrode, 43 ... semiconductor layer, 44 ... contact hole, 45a, 45b ... wiring , 46 ... Driving TFT, 47 ... Load TFT, 50 ... Plastic substrate, 51 ... Gate electrode, 52 ... Gate insulating film, 53 ... Photosensitive SAM film, 54 ... Hydrophilic region, 55 ... Source / drain electrode, 56 ... Semiconductor Layers 57 ... Protective film 58 ... Wiring 61a, 61b Source / drain electrode 62 ... Semiconductor layer 63a 63b 63c Gate electrode 64 Contact hole 65a 65b Wiring 71a 71b 71c 71d, source / drain electrodes, 71e, drain electrode lines, 72a, 72b, semiconductor layers, 73a, 73 ... Gate electrode, 73c ... Gate electrode line, 74 ... Contact hole, 75a, 75b ... Wiring, 75c ... Drain line, 76 ... Switching TFT, 77 ... Drive TFT, 78 ... OLED, 81 ... Source / drain electrode, 82 ... Semiconductor Layer 83a ... gate electrode 83b gate electrode line 84 contact hole 85a 85b wiring 85c drain line 86 switching TFT 87 display device 91a 91b source / drain electrode 92 Semiconductor layer, 93a, 93b ... gate electrode, 94 ... contact hole, 95a, 95b ... wiring, 96 ... driving TFT, 97 ... load TFT, 101a, 101b ... source / drain electrode, 102 ... semiconductor layer, 103a, 103b ... gate Electrode 104 ... Contact hole 105a, 105b ... Wiring , 106 driving TFT, 107 load TFT, 110 plastic substrate, 111 source / drain electrode, 112 semiconductor layer, 113 gate insulating film, 114 water-repellent resist film, 115 gate electrode, 116 protective film 117: Wiring.

Claims (20)

複数の薄膜トランジスタ(TFT(Thin−Film−Transistor)と略記する)を具備してなり、
前記TFTは、半導体層、ゲート電極、及びソース/ドレイン電極の全部もしくはその一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法を組み合わせた方法で形成されて成り、
前記複数のTFTにおける第1と第2のトランジスタが、第1の方向に隣接し、
前記複数のTFTにおける第1と第3のトランジスタが、第2の方向に隣接し、且つ
前記TFTのゲート電極及びソース/ドレイン電極の当該TFT用基板面への投影パターンの関係が、
TFTのソース/ドレイン電極が、ゲート電極で囲まれている形態、
TFTのソース/ドレイン電極もしくはゲート電極が、前記ソース/ドレイン電極とは別異のソース/ドレイン電極で囲まれている形態、
TFTのゲート電極が、ソース/ドレイン電極から一部分突き出している形態、及び
TFTのソース/ドレイン電極が、ゲート電極から一部分突き出している形態、の群から選ばれた少なくとも一者の形態を有することを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
A plurality of thin film transistors (abbreviated as TFT (Thin-Film-Transistor)),
The TFT is a method in which the semiconductor layer, the gate electrode, and the source / drain electrode are all or part of them selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or a method selected from the above group. Formed by a combined method,
The first and second transistors in the plurality of TFTs are adjacent in the first direction;
The first and third transistors in the plurality of TFTs are adjacent to each other in the second direction, and the relationship of the projection pattern of the TFT gate electrode and the source / drain electrodes on the TFT substrate surface is
A form in which a source / drain electrode of a TFT is surrounded by a gate electrode;
A form in which a source / drain electrode or a gate electrode of a TFT is surrounded by a source / drain electrode different from the source / drain electrode;
The gate electrode of the TFT has at least one form selected from the group of a form in which the gate electrode of the TFT partially protrudes from the source / drain electrode and a form in which the source / drain electrode of the TFT partially protrudes from the gate electrode. A thin film transistor device.
請求項1において、
前記第1の方向と第2の方向が、垂直であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
In claim 1,
The thin film transistor device according to claim 1, wherein the first direction and the second direction are perpendicular to each other.
請求項1において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
In claim 1,
A thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
請求項1において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域とゲート電極領域とが交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
In claim 1,
The area where the region where the source / drain electrodes of the TFT and the semiconductor layer are combined and the gate electrode region intersects is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. Thin film transistor device.
請求項1において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
In claim 1,
The thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
複数のTFTを具備してなり、
前記TFTは、半導体層、ゲート電極、及びソース/ドレイン電極の全部もしくはその一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法の組み合わせた方法で形成されて成り、且つ
前記TFTのゲート電極及びソース/ドレイン電極の当該TFT用基板面への投影パターンの関係が、
第1と第2のTFTの、ソース/ドレイン電極の配置間隔、もしくはゲート電極の配置間隔が、前記塗布法、滴下法、及び印刷法の加工精度および位置合せ精度で決定される配置間隔よりも、接近した領域を有することを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
A plurality of TFTs,
In the TFT, all or part of the semiconductor layer, the gate electrode, and the source / drain electrode are selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or a method selected from the above group. It is formed by a combined method, and the relationship of the projection pattern of the TFT gate electrode and source / drain electrode onto the TFT substrate surface is as follows:
The arrangement interval of the source / drain electrodes or the arrangement interval of the gate electrodes of the first and second TFTs is larger than the arrangement interval determined by the processing accuracy and alignment accuracy of the coating method, the dropping method, and the printing method. A thin film transistor device having a close region.
請求項6において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
In claim 6,
A thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
請求項6において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域と、ゲート電極領域とが交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
In claim 6,
The area where the region where the source / drain electrodes of the TFT and the semiconductor layer are combined and the gate electrode region intersect is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. A thin film transistor device.
請求項6において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
In claim 6,
The thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
複数のTFTを具備した装置の製造方法であって、
透光性基板上に、ゲート電極がパターニングして形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成され、
前記透光性基板の裏面から、前記ゲート電極を遮光マスクに利用しながら露光することにより、ソース/ドレイン電極の位置が、ゲート電極に対して整合されて決定され、
その後、こうして準備した基体上に、半導体層が形成されるか、
或いは
透光性基板上に、ゲート電極がパターニングして形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成され、
前記ゲート絶縁膜上に、半導体層が形成され、
この後で、前記透光性基板の裏面から、前記ゲート電極を遮光マスクに利用しながら露光することにより、ソース/ドレイン電極の位置が、ゲート電極に対して整合されて決定されるか、
であって、
前記TFTの前記ゲート電極及び前記ソース/ドレイン電極の前記透光性基板の表面への投影パターンの関係が、
前記裏面露光をする時に、隣接するTFTのソース/ドレイン電極間に、遮光マスクとなるゲート電極が配置され、
このゲート電極が、前記ソース/ドレイン電極を囲む形態、及び前記ソース/ドレイン電極から前記ゲート電極が、一部分突き出した形態の群から選ばれた少なくとも一者の形態を有すること、を特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
A method for manufacturing a device having a plurality of TFTs,
A gate electrode is formed by patterning on the translucent substrate,
A gate insulating film is formed on this,
By exposing from the back surface of the translucent substrate using the gate electrode as a light shielding mask, the position of the source / drain electrode is determined in alignment with the gate electrode,
Thereafter, a semiconductor layer is formed on the substrate thus prepared,
Alternatively, a gate electrode is formed by patterning on a translucent substrate,
A gate insulating film is formed on this,
A semiconductor layer is formed on the gate insulating film,
Thereafter, from the back surface of the translucent substrate, by exposing while using the gate electrode as a light shielding mask, the position of the source / drain electrode is determined in alignment with the gate electrode,
Because
The relationship of the projection pattern of the gate electrode and the source / drain electrode of the TFT onto the surface of the translucent substrate is as follows:
When performing the backside exposure, a gate electrode serving as a light shielding mask is disposed between the source / drain electrodes of adjacent TFTs,
The thin film transistor characterized in that the gate electrode has at least one form selected from the group of a form surrounding the source / drain electrode and a form in which the gate electrode partially protrudes from the source / drain electrode. Device manufacturing method.
請求項10において、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜、前記ソース/ドレイン電極、前記半導体層膜の全部もしくは一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法の組み合わせによって形成することを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 10,
All or part of the gate electrode, the gate insulating film, the source / drain electrode, and the semiconductor layer film is selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or selected from the above group. A method of manufacturing a thin film transistor device, characterized by being formed by a combination of methods.
請求項10において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 10,
A method of manufacturing a thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
請求項10において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域と、ゲート電極領域とが交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 10,
The area where the region where the source / drain electrodes of the TFT and the semiconductor layer are combined and the gate electrode region intersect is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. A method for manufacturing a thin film transistor device.
請求項10において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする、薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 10,
The method for manufacturing a thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
複数のTFTを具備した装置の製造方法であって、
透光性基板上に、ソース/ドレイン電極がパターニングして形成され、
この後、半導体層が形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成されるか、
或いは
透光性基板上に、半導体層が形成され、
この後、ソース/ドレイン電極がパターニングして形成され、
この上部に、ゲート絶縁膜が形成されるか、
が行われ、
この後で、前記透光性基板の裏面から、前記ソース/ドレイン電極を遮光マスクに利用しながら露光することにより、前記ゲート電極の位置が、前記ソース/ドレイン電極に対して整合させて決定される、ことを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
A method for manufacturing a device having a plurality of TFTs,
A source / drain electrode is formed by patterning on a translucent substrate,
After this, a semiconductor layer is formed,
On top of this, a gate insulating film is formed,
Alternatively, a semiconductor layer is formed over the light-transmitting substrate,
Thereafter, source / drain electrodes are formed by patterning,
On top of this, a gate insulating film is formed,
Is done,
Thereafter, the position of the gate electrode is determined in alignment with the source / drain electrode by exposing from the back surface of the translucent substrate while using the source / drain electrode as a light shielding mask. A method for manufacturing a thin film transistor device.
請求項15において、
前記透光性基板の裏面から露光する場合、隣接するTFTのゲート電極間に、前記遮光マスクとなるソース/ドレイン電極が配置され、
前記ソース/ドレイン電極が、TFTのゲート電極もしくは前記ソース/ドレイン電極とは別異のソース/ドレイン電極を囲む形態、あるいはゲート電極からソース/ドレイン電極が、一部分突き出した配置とするかの群から選ばれた少なくとも一者の形態を有することを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 15,
When exposing from the back surface of the translucent substrate, source / drain electrodes that serve as the light shielding mask are disposed between the gate electrodes of adjacent TFTs,
From the group in which the source / drain electrode surrounds a TFT gate electrode or a source / drain electrode different from the source / drain electrode, or a group in which the source / drain electrode partially protrudes from the gate electrode. A method of manufacturing a thin film transistor device, characterized by having at least one selected form.
請求項15において、
前記ソース/ドレイン電極、前記半導体膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極の全部もしくは一部が、塗布法、滴下法、及び印刷法の群から選ばれた方法、あるいは前記の群から選ばれた方法の組み合わせた方法によって形成すされることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 15,
All or part of the source / drain electrode, the semiconductor film, the gate insulating film, and the gate electrode are selected from the group consisting of a coating method, a dropping method, and a printing method, or selected from the above group. A method of manufacturing a thin film transistor device, characterized in that the thin film transistor device is formed by a combination of the above methods.
請求項15において、
前記TFTのチャネル長が、最小加工寸法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 15,
A method of manufacturing a thin film transistor device, wherein a channel length of the TFT is a minimum processing dimension.
請求項15において、
前記TFTのソース/ドレイン電極と半導体層を足し合わせた領域と、ゲート電極領域が交差する面積が、チャネルの電気伝導にあずかるキャリアがゲート電極により誘起される領域の面積と、等しいことを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 15,
The area where the source / drain electrode of the TFT and the semiconductor layer are combined and the area where the gate electrode region intersects is equal to the area of the region where carriers involved in channel electrical conduction are induced by the gate electrode. A method for manufacturing a thin film transistor device.
請求項15において、
前記半導体層が、有機半導体層であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
In claim 15,
The method for manufacturing a thin film transistor device, wherein the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
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