JP2013105950A - 半導体装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストかつ簡易なプロセスで保護膜を形成することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置(TFT,バックプレーン等)は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含む保護膜とを備える。保護膜は、製造プロセスにおいて、有機溶媒に溶かされた状態(溶液の状態)で半導体層上に塗布(または印刷)されることにより形成される。有機溶媒によって半導体層の表面側の一部が溶け出すが、この溶けた部分は上記溶液と相分離する。保護膜に有機絶縁材料を用いる場合であっても、有機溶媒による半導体層の侵食の進行が抑制される。
【選択図】図1
【解決手段】半導体装置(TFT,バックプレーン等)は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含む保護膜とを備える。保護膜は、製造プロセスにおいて、有機溶媒に溶かされた状態(溶液の状態)で半導体層上に塗布(または印刷)されることにより形成される。有機溶媒によって半導体層の表面側の一部が溶け出すが、この溶けた部分は上記溶液と相分離する。保護膜に有機絶縁材料を用いる場合であっても、有機溶媒による半導体層の侵食の進行が抑制される。
【選択図】図1
Description
本開示は、例えば有機半導体を用いた薄膜トラジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を有する半導体装置およびこれを用いた電子機器に関する。
一般に、薄膜トランジスタ(以下、TFTという)には、半導体層(活性層)に無機材料を用いたもの(無機TFT)、あるいは有機材料を用いたもの(有機TFT)など、様々な種類のものがあるが、特に有機TFTは、フレキシブルな表示装置向けの駆動素子として注目されている。
このような有機TFTでは、半導体層が有機溶媒によって損傷し易い(溶け易い)ことから、半導体層上に保護膜を設けるが、この保護膜としてフッ素樹脂を用いる手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようにフッ素樹脂を用いる場合には、例えばフッ素樹脂をフッ素系溶媒に溶かし、これを半導体層上に塗布して保護膜を形成する。
しかしながら、フッ素樹脂およびフッ素系溶媒は一般に高価であり、材料のコストが高くなってしまう。また、フッ素樹脂は撥水性を有するために、その上に更に膜形成を行う場合には、表面処理が必要となり、工程数(処理数)が増大する、という問題がある。
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、低コストかつ簡易なプロセスで保護膜を形成することが可能な半導体装置および、そのような半導体装置を備えた電子機器を提供することにある。
本開示の半導体装置は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含む保護膜とを備えたものである。
本開示の半導体装置では、半導体層上に保護膜が設けられ、この保護膜が有機溶媒に可溶であると共に有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含んでいる。ここで保護膜は、製造プロセスにおいて、有機溶媒に溶かされた状態(溶液の状態)で半導体層上に塗布(または印刷)されることにより形成される。この際、上記溶液中の有機溶媒によって半導体層の表面側の一部が溶け出すが、この溶けた部分は上記溶液と相分離する。これにより、保護膜に有機絶縁材料を用いる場合であっても、保護膜形成時において有機溶媒による半導体層の侵食の進行が抑制される。
本開示の電子機器は、上記本開示の半導体装置を備えたものである。
本開示の半導体装置および電子機器によれば、半導体層上に保護膜を設け、この保護膜が有機溶媒に可溶であると共に有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含むようにしたので、保護膜として安価な有機絶縁材料を用いた場合であっても、保護膜形成時の有機溶媒による半導体層の損傷を抑制することができる。これにより、フッ素樹脂やフッ素系溶媒を用いて保護膜を形成する場合に比べ、材料コストが安価となり、また保護膜形成後の濡れ性制御のための表面処理も不要である。よって、低コストかつ簡易なプロセスで保護膜を形成することが可能となる。
以下、本開示における実施形態について図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(有機半導体と相分離する材料よりなる保護膜(兼層間絶縁膜)を有するTFT(BGTC構造)を備えたバックプレーンの例)
2.変形例1(保護膜を反転印刷により形成する例)
3.変形例2(保護膜をグラビアオフセット印刷により形成する例)
4.変形例3(保護膜上に層間絶縁膜を設けた場合の例)
5.変形例4(他のTFT(BGBC構造)の例)
6.変形例5(保護膜上に層間絶縁膜を設けた場合の他のTFT(BGBC構造)の例)
7.変形例6(保護膜をマスクに半導体層をパターニング可能なTFT(BGBC構造)の例)
8.第2の実施の形態(有機半導体と相分離する材料よりなる保護膜(兼ゲート絶縁膜)を有するTFT(TGTC構造)を備えたバックプレーンの例)
9.変形例7(保護膜上にゲート絶縁膜を設けた場合の例)
10.変形例8(他のTFT(TGBC構造)の例)
11.変形例9(保護膜上にゲート絶縁膜を設けた場合の他のTFT(TGBC構造)の例)
12.適用例(バックプレーンを備えた電子機器の例)
1.第1の実施の形態(有機半導体と相分離する材料よりなる保護膜(兼層間絶縁膜)を有するTFT(BGTC構造)を備えたバックプレーンの例)
2.変形例1(保護膜を反転印刷により形成する例)
3.変形例2(保護膜をグラビアオフセット印刷により形成する例)
4.変形例3(保護膜上に層間絶縁膜を設けた場合の例)
5.変形例4(他のTFT(BGBC構造)の例)
6.変形例5(保護膜上に層間絶縁膜を設けた場合の他のTFT(BGBC構造)の例)
7.変形例6(保護膜をマスクに半導体層をパターニング可能なTFT(BGBC構造)の例)
8.第2の実施の形態(有機半導体と相分離する材料よりなる保護膜(兼ゲート絶縁膜)を有するTFT(TGTC構造)を備えたバックプレーンの例)
9.変形例7(保護膜上にゲート絶縁膜を設けた場合の例)
10.変形例8(他のTFT(TGBC構造)の例)
11.変形例9(保護膜上にゲート絶縁膜を設けた場合の他のTFT(TGBC構造)の例)
12.適用例(バックプレーンを備えた電子機器の例)
<第1の実施の形態>
[構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る半導体装置(TFT11,バックプレーン(Backplane)1)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン1は、例えば表示駆動用に用いられる回路基板であり、例えば1または複数のTFT11を有するものである。但し、ここでは1つのTFT11のみを図示している。
[構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る半導体装置(TFT11,バックプレーン(Backplane)1)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン1は、例えば表示駆動用に用いられる回路基板であり、例えば1または複数のTFT11を有するものである。但し、ここでは1つのTFT11のみを図示している。
TFT11は、例えばいわゆるボトムゲート(BG)構造およびトップコンタクト(TC)構造を有する(BGTC構造を有する)有機TFTである。TFT11は、基板10上の選択的な領域にゲート電極12を有しており、このゲート電極12上には、ゲート絶縁膜13を挟んで半導体層14が設けられている。半導体層14は、ゲート絶縁膜13上において、ゲート電極12と対向する選択的な領域にパターン形成されている。この半導体層14上には、一対のソース・ドレイン電極15a,15bが半導体層14とその一部において電気的に接続されて配設されている。
基板10は、例えばポリイミド(PI),ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリエーテルサルフォン(PES),ポリエチレンナフタレート(PEN),ポリカーボネート(PC),液晶ポリマーなどのフレキシブルなプラスチックシートからなる。あるいは、基板10には、表面に絶縁処理が施されたステンレス(SUS),アルミニウム(Al),銅(Cu)等のフレキシブルな金属シートが用いられてもよい。但し、基板10は、このようなフレキシブル性を発揮し得るものの他にも、ガラス基板等のリジット性を有するものであってもよい。
ゲート電極12は、TFT11に印加されるゲート電圧(Vg)によって半導体層14中のキャリア密度を制御すると共に、電位を供給する配線としての機能を有するものである。このゲート電極12は、例えばアルミニウム(Al),チタン(Ti),白金(Pt),金(Au),パラジウム(Pd),クロム(Cr),ニッケル(Ni),モリブデン(Mo),ニオブ(Nb),ネオジム(Nd),ルビジウム(Rb),ロジウム(Rh),銀(Ag),タンタル(Ta),タングステン(W),銅、インジウム(In)および錫(Sn)のうちの1種からなる単層膜、もしくはこれらのうちの2種以上からなる積層膜から構成されている。
ゲート絶縁膜13は、例えばポリビニルフェノール(PVP),ジアリルフタレート,ポリイミド,ポリメタクリル酸メチル,ポリビニルアルコール(PVA),ポリエステル,ポリエチレン,ポリカーボネート,ポリアミド,ポリアミドイミド,ポリエーテルイミド,ポリシロキサン,ポリメタクリルアミド,ポリウレタン,ポリブタジエン,ポリスチレン,ポリ塩化ビニル,ニトリルゴム,アクリルゴム,ブチルゴム,エポキシ樹脂,フェノール樹脂,メラミン樹脂,ウレア樹脂,ノボラック樹脂,フッ素系樹脂などのうちの1種よりなる単層膜、またはそれらのうちの2種以上よりなる積層膜である。ゲート絶縁膜13は、塗布形成後にエッチングによってパターニングされるが、材料によっては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等の印刷技術によってパターン形成してもよい。また、但し、ゲート絶縁膜12としては、このような有機絶縁膜の他にも、酸化シリコン(SiO2),窒素化シリコン(SiNx),酸化アルミニウム(Al2O3),酸化タンタル(Ta2O5)などの無機絶縁膜が用いられていてもよい。
半導体層14は、ゲート電圧の印加によりチャネルを形成するものであり、例えばTriisopropylsilylethynyl(TIPS)ペンタセン,etyil-Xanthenoxanthene(etyil-PXX)誘導体などの有機半導体よりなる。但し、有機半導体としては、この他にも、ナフタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、ルブレン、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリフェニレンビニレン、ポリピロール、ポルフィリン、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェンおよび金属フタロシアニンのうちのいずれか1種の誘導体、2種以上の混合物等が挙げられる。
一対のソース・ドレイン電極15a,15bは、ソース電極またはドレイン電極として機能するものであり、上記ゲート電極12において列挙したものと同等の導電膜材料から構成されている。これらのソース・ドレイン電極15a,15bはそれぞれ、半導体層14に電気的に接続されると共に、半導体層14上において互いに電気的に分離されて配設されている。
上記のような構成を有するTFT11では、半導体層11上に保護膜16が設けられている。本実施の形態では、この保護膜16が、半導体層11と、ソース・ドレイン電極15a,15bとを覆うように形成されており、層間絶縁膜を兼ねている。この保護膜16には、ソース・ドレイン電極15bに対向して貫通ビア(貫通孔)H1が設けられており、保護膜16上に設けられた表示用電極17がこの貫通ビアH1を通じて、ソース・ドレイン電極15bと電気的に接続されるようになっている。
保護膜16は、所定の有機溶媒に可溶であると共に、半導体層14を構成する有機半導体と相分離する塗布型の有機絶縁材料(有機溶媒に溶けた状態において有機半導体と相分離する有機絶縁材料)により構成されている。一例としては、半導体層14としてetyil-PXX誘導体を用いた場合には、保護膜16の材料としては、ポリ−α−メチルスチレン(PαMS)等の高分子材料が好適である。また、半導体層14としてTIPSペンタセンを用いた場合には、PαMS、ポリスチレンまたは環状オレフィン・コポリマー等の高分子材料が好適に用いられる。これらの有機絶縁材料を溶かす有機溶媒についても、半導体層14を構成する有機半導体と相分離する材料であることが望ましく、このような材料としては、例えばトルエン,テトラリン等が挙げられる。詳細は後述するが、上記のような有機絶縁材料を有機溶媒に溶かし、所定の粘度(乾燥状態)に保持された溶液を、半導体層14上に塗布(または印刷)することにより、保護膜16が形成される。尚、保護膜16の形成後、有機溶媒は乾燥によって除去される。また、保護膜16には、上記のような有機絶縁材料の他にも、印刷性を良くするための微粒子や界面活性剤等を含んでいてもよい。
保護膜16に用いられる有機絶縁材料としては、上記材料の他にも、例えば、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン、ナイロン、ポリイミド、環状オレフィン・コポリマー、エポキシポリマー、セルロース、ポリオキシメチレン、ポリオレフィン系ポリマー、ポリビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、生分解性プラスチック、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、及び各種ポリマーユニットを組み合わせたコポリマー等が挙げられる。このような材料の中から、半導体層14に用いられる有機半導体と相分離する材料(所定の分子量を有する材料)を適宜選択すればよい。保護膜16の構成材料は、また、水系材料(OH基を有するもの)でないことが望ましい。半導体層14へのダメージを少なくするためである。
この保護膜16は、例えば厚みが0.3μm〜10μmである。本実施の形態では、このような保護膜16により、十分な半導体層14の保護機能を発揮すると共に、層間絶縁膜を別途形成する必要がないため、TFT11の特性劣化を抑制すると共に、製造工程を簡易化することができる。
表示用電極17は、バックプレーン1が表示駆動用に用いられる場合には、例えば画素毎に設けられる画素電極である。
[製造方法]
図2〜図8は、バックプレーン1の製造方法を説明するための図である。バックプレーン1は、例えば次のようにして製造することができる。
図2〜図8は、バックプレーン1の製造方法を説明するための図である。バックプレーン1は、例えば次のようにして製造することができる。
まず、図2(A)に示したように、基板10上の選択的な領域にゲート電極12を形成する。具体的には、まず、基板10上の全面に、上述した導電膜材料、例えば銅を、例えばスパッタ法により堆積させた後、例えばフォトリソグラフィ法を用いたエッチングにより、所定の形状にパターニングする。
続いて、図2(B)に示したように、基板10上にゲート絶縁膜13を成膜する。具体的には、基板10上の全面にわたって、例えばスピンコート法により、上述したゲート絶縁膜材料、例えばPVP溶液と硬化剤(メラミン樹脂)との混合物を塗布し、焼成する。
次いで、ゲート絶縁膜13上に半導体層14をパターン形成する。具体的には、まず、図3(A)に示したように、基板10の全面にわたって、上述したような有機半導体、例えばTIPSペンタセン化合物溶液を、例えばスピンコート法、ディップコート法、キャップコート法等の塗布法により成膜し、乾燥させる。この後、図3(B)に示したように、成膜した半導体層14をエッチングによりパターニングする。但し、半導体層14は、このような塗布法の他にも、スクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷等の印刷法を用いて形成することも可能である。あるいは、いわゆるシャドウマスクを用いた真空蒸着法により、半導体層14をパターン形成してもよい。更には、予めゲート絶縁膜13の表面の所定の領域(半導体層非形成領域)に撥水処理を施しておき、その上に半導体溶液を塗布することで、不要な部分をはじかせ、選択的な領域にのみ半導体層14を塗布形成することもできる。
続いて、図4に示したように、ソース・ドレイン電極15a,15bを形成する。具体的には、まず、基板10上の全面にわたって、上述した導電膜材料を、例えばスパッタ法により堆積させた後、例えばフォトリソグラフィ法を用いたエッチングにより、所定の形状にパターニングする。あるいは、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により、ソース・ドレイン電極15a,15bをパターン形成してもよい。この他にも、グラビアオフセット印刷や反転オフセット印刷等の薄膜転写法を用いてパターン形成後、そのパターンの一部を段切れさせることにより形成することもできる。
(保護膜16の形成)
次に、保護膜16を例えば印刷法により形成する。この際、例えば図5に示したように、凸版110上に保護膜インク層110aを有する印刷用版を用いた転写(凸版印刷)により、保護膜16をパターン形成する。ここで、上記のような印刷用版は、例えば次のようにして用意する。図6(A)に示したように、所定のパターン(保護膜16の形成パターン)に対応して凸部を有する凸版110を用意し、図6(B)に示したように、この凸版110上に、保護膜インク層110aを充填(塗布)する。尚、本実施の形態では、保護膜16が層間絶縁膜を兼ねており、層間配線接続のための貫通ビアH1を有するため、保護膜インク層110aのパターンは、ソース・ドレイン電極15a,15bに対向する領域が選択的に除去されたパターンとなっている。
次に、保護膜16を例えば印刷法により形成する。この際、例えば図5に示したように、凸版110上に保護膜インク層110aを有する印刷用版を用いた転写(凸版印刷)により、保護膜16をパターン形成する。ここで、上記のような印刷用版は、例えば次のようにして用意する。図6(A)に示したように、所定のパターン(保護膜16の形成パターン)に対応して凸部を有する凸版110を用意し、図6(B)に示したように、この凸版110上に、保護膜インク層110aを充填(塗布)する。尚、本実施の形態では、保護膜16が層間絶縁膜を兼ねており、層間配線接続のための貫通ビアH1を有するため、保護膜インク層110aのパターンは、ソース・ドレイン電極15a,15bに対向する領域が選択的に除去されたパターンとなっている。
この際、保護膜インク層110aは、上述したような有機絶縁材料を有機溶媒に溶かしたものであり、凸版110上に充填された後、自然乾燥工程または乾燥処理工程を経て、所定時間乾燥させることにより、適度な粘性を付与することが望ましい。このときの粘度については、保護膜インク層110aに用いられる有機絶縁材料の分子量や印刷法、保護膜インク層110aの膜厚等に応じて適切な値に設定すればよい。
但し、図6(B)に示した印刷用版において、保護膜インク層110aが、次のような層状態に保持されていることが望ましい。即ち、図7に模式的に示したように、保護膜インク層110aのうち、下部側(凸版110の側)の領域が分子高含有量層A、表面側(凸版110と反対側)の領域が分子低含有量層Bとなっている。換言すると、保護膜インク層110aでは、有機絶縁材料が、表面側よりも凸版110側により多く溜まった(沈んだ)状態で保たれていることが望ましく、そのような状態を保持可能な程度に保護膜インク層110aの粘度が設定されていることが望ましい。
このように、凸版110上に所定の粘度で形成された保護膜インク層110aを、半導体層14およびソース・ドレイン電極15a,15b上に転写する(図5)ことにより、図8(A),(B)に示したように、半導体層14上に、有機絶縁材料よりなる保護膜16が形成されてなる積層構造を実現することができる。具体的には、以下のような原理で保護膜16が形成される。
即ち、本実施の形態では、保護膜インク層110aが、上記のように有機絶縁材料を有機溶媒に溶かした溶液からなり、これが所定の層状態および粘度となるように保持されたものである。このような保護膜インク層110aを、半導体層14の表面に接触させると、まず保護膜インク層110aと半導体層14との界面(接触面)S付近において、保護膜インク層110a中の有機溶媒によって、半導体層14の表面側の一部が溶け出す。有機溶媒中に溶け出た有機半導体は、保護膜インク層110aに含まれる有機絶縁材料(および有機溶媒)と相分離する。このように、一度有機溶媒中に溶け出した有機半導体が、半導体層14と保護膜インク層110aとの界面S付近において、保護膜インク層110aと相分離することにより、有機溶媒による半導体層14の侵食の進行が抑制される。換言すると、半導体層14に対する有機溶媒による侵食は、表面付近にのみ留まり、他の領域までは及びにくい。
ここで、本実施の形態の比較例として、保護膜材料として有機半導体と相分離しない材料を用いた場合の例を、図9(A),(B)に示す。比較例においても、図9(A)に示したように、本実施の形態と同様、基板101上にゲート電極102、ゲート絶縁膜103、半導体層104およびソース・ドレイン電極105a,105bを形成した後、保護膜を凸版印刷により形成する。但し、比較例では、本実施の形態と異なり、凸版106上の保護膜インク層106aが、有機半導体と相分離しない有機絶縁材料および有機溶媒を含む溶液からなる。このような保護膜インク層106aを半導体層104上に接触させると、図9(B)に示したように、保護膜インク層106a中の有機溶媒が、半導体層104を侵食し、半導体層104の一部または全部の領域104aが除去されてしまい、トランジスタとして機能しなくなってしまう。
図10に、この比較例における保護膜形成後の半導体層106の観察画像を示す。この例では、半導体層104が侵食され、膜非形成の領域104a(方形状(黒色の濃い部分)の領域)が形成されている。尚、黒色の薄い領域(灰色の領域)は、半導体層104が残っている領域である。これに対し、本実施の形態では、図11に示したように、ほぼ均一に半導体層14が形成されていることがわかる。但し、各例において、半導体層14,104の有機半導体としては、etyil-PXX誘導体を用い、保護膜の印刷方法は、グラビア印刷を用いた。また、実施例では、有機絶縁材料として、etyil-PXX誘導体と相分離するPαMS(分子量10万)、有機溶媒としてトルエンを用いた。比較例では、有機絶縁材料としてポリスチレン(分子量4千)、有機溶媒としてトルエンを用いた。尚、この比較例において使用したポリスチレンは、分子量が小さいため有機半導体と相分離しない。
このように本実施の形態では、保護膜16形成の際に有機溶媒を用いた場合であっても、半導体層14の侵食が進行しにくい。尚、保護膜16の印刷法としては、上記のような凸版印刷の他にも、グラビア印刷、フレキソ印刷、グラビアオフセット印刷、平板オフセット印刷、水なしオフセット印刷、反転オフセット印刷およびスクリーン印刷等が挙げられる。これらのうち、グラビアオフセット印刷および反転オフセット印刷については後述する。
そして、保護膜16を形成した後、図12に示したように、保護膜16をリフローしてテーパを形成することにより、貫通ビアH1を形成する。但し、このリフローは必要に応じて行えばよい(図8(A)に示したような転写後の保護膜パターンをそのまま使用してもよい)。尚、貫通ビアH1の形成手法としては、上述したものの他にも、フォトリソグラフィ法を用いたエッチングや、レーザを用いてもよい。このような手法を用いる場合には、保護膜16をまず塗布法により成膜してもよく、保護膜16成膜後に貫通ビアH1を形成することができる。
最後に、保護膜16上に、貫通ビアH1内をも覆うように、表示用電極17を、例えばスパッタ法により成膜し、例えばフォトリソグラフィ法を用いたエッチングによりパターニングする。これにより、図1に示したバックプレーン1を完成する。
[作用・効果]
本実施の形態のバックプレーン1では、例えばTFT11において、ゲート電極12に所定の電位が供給されると、半導体層14に電界が生じ(チャネルが形成され)、ソース・ドレイン電極15a,15b間に電流が流れ、これにより表示用電極17へ例えば表示用の駆動電圧が供給される。
本実施の形態のバックプレーン1では、例えばTFT11において、ゲート電極12に所定の電位が供給されると、半導体層14に電界が生じ(チャネルが形成され)、ソース・ドレイン電極15a,15b間に電流が流れ、これにより表示用電極17へ例えば表示用の駆動電圧が供給される。
ここで、本実施の形態のバックプレーン1のTFT11では、半導体層14に有機半導体が用いられることから、有機溶媒によって損傷を受け易い。このため、一般的には、フッ素樹脂を用いて半導体保護膜を形成することが多い。この場合、フッ素樹脂をフッ素系溶剤に溶かして使用するが、これらのフッ素系材料は高価であり、またフッ素樹脂は撥水性を有するために、保護膜形成後に濡れ性制御のための表面処理が必要になる。本実施の形態では、保護膜16の形成時において有機溶媒を使用するものの、その保護膜16として半導体層14と相分離する有機絶縁材料を用いているため、有機溶媒による半導体層16の浸食の進行を抑制し、その損傷を抑制することができる。これにより、フッ素系材料を用いる場合に比べ、材料コストが安価で済むと共に、また保護膜形成後の濡れ性制御用の表面処理も不要となる。
また、保護膜16の形成プロセス(転写時)では、上述のように、保護膜16(保護膜インク層110a)と半導体層14との界面S付近において、半導体層14の一部が一時的に溶けた状態となり、この後有機溶媒が除去される。このため、半導体層14と保護膜16との界面では、これら2層同士の接触面積が増し(例えば界面が凹凸面となり)、保護膜16の半導体層14に対する密着性が高まる。
更に、本実施の形態では、バックプレーン1において、保護膜16が半導体層14上だけでなくソース・ドレイン電極15a,15b上にわたって十分な厚みで形成され、保護膜16が層間絶縁膜を兼ねている。また、上述したような印刷法を用いることにより、保護膜16(層間絶縁膜)および層間配線接続のための貫通ビアH1を一括形成することができる。よって、保護膜16形成後の工程を削減することができる。
以上説明したように、本実施の形態では、半導体層14上に、有機絶縁材料を含む保護膜16が設けられ、有機絶縁材料としては、有機溶媒に可溶であると共に有機半導体と相分離するものが用いられる。これにより、保護膜16として有機絶縁材料を用いた場合であっても、保護膜16形成時の有機溶媒による半導体層の損傷を抑制することができる。これにより、フッ素樹脂やフッ素系溶媒を用いて保護膜を形成する場合に比べ、材料コストが安価となり、また保護膜形成後の濡れ性制御のための表面処理も不要となる。よって、低コストかつ簡易なプロセスで保護膜を形成することが可能となる。
次に、上記実施の形態の変形例(変形例1〜6)について説明する。尚、以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
<変形例1>
上記実施の形態では、保護膜16の形成手法として、凸版印刷等の様々な印刷法を挙げたが、本変形例ではその他の一例として反転印刷について説明する。反転印刷による印刷用版を作製する場合には、例えば図13(A)に示したように、例えば平板状のブランケット111上の全面にわたって保護膜インク層110aを塗布形成する。続いて、所定のパターン(保護膜16の形成パターン)に対応して凹部を有する凹版112を用意し、図13(B)に示したように、この凹版112の凹凸面に、ブランケット111上の保護膜インク層110aを押し当てる。この後、図13(C)に示したように、ブランケット111を凹版112から剥離すると、凹版112の凸面によって保護膜インク層110aの不要部分が除去され、ブランケット111上に保護膜インク層110aが所定のパターンで形成される。これを印刷用版として、半導体層14(およびソース・ドレイン電極15a,15b)上に転写することにより、上記実施の形態と同様、半導体層14上に保護膜16を形成することができる。
上記実施の形態では、保護膜16の形成手法として、凸版印刷等の様々な印刷法を挙げたが、本変形例ではその他の一例として反転印刷について説明する。反転印刷による印刷用版を作製する場合には、例えば図13(A)に示したように、例えば平板状のブランケット111上の全面にわたって保護膜インク層110aを塗布形成する。続いて、所定のパターン(保護膜16の形成パターン)に対応して凹部を有する凹版112を用意し、図13(B)に示したように、この凹版112の凹凸面に、ブランケット111上の保護膜インク層110aを押し当てる。この後、図13(C)に示したように、ブランケット111を凹版112から剥離すると、凹版112の凸面によって保護膜インク層110aの不要部分が除去され、ブランケット111上に保護膜インク層110aが所定のパターンで形成される。これを印刷用版として、半導体層14(およびソース・ドレイン電極15a,15b)上に転写することにより、上記実施の形態と同様、半導体層14上に保護膜16を形成することができる。
<変形例2>
また、本変形例では、上記保護膜16の印刷法の他の一例としてグラビアオフセット印刷について説明する。グラビアオフセット印刷による印刷用版を作製する場合には、例えばまず、図14(A)に示したように、所定のパターン(保護膜16の形成パターン)に対応して凹部を有する凹版113を用意する。続いて、図14(B)に示したように、凹版113の凹部に保護膜インク層110aを充填する。この後、図14(C)に示したように、凹版113にブランケット114を押し当てる。最後に、図14(D)に示したように、凹版113からブランケット114を剥離し、保護膜インク層110aをブランケット114側へ転写する。このようにして、ブランケット114および保護膜インク層110aからなる印刷用版を形成する。これを用いて、半導体層14(およびソース・ドレイン電極15a,15b)上に、保護膜インク層110aを転写することにより、上記実施の形態と同様、半導体層14上に保護膜16を形成することができる。
また、本変形例では、上記保護膜16の印刷法の他の一例としてグラビアオフセット印刷について説明する。グラビアオフセット印刷による印刷用版を作製する場合には、例えばまず、図14(A)に示したように、所定のパターン(保護膜16の形成パターン)に対応して凹部を有する凹版113を用意する。続いて、図14(B)に示したように、凹版113の凹部に保護膜インク層110aを充填する。この後、図14(C)に示したように、凹版113にブランケット114を押し当てる。最後に、図14(D)に示したように、凹版113からブランケット114を剥離し、保護膜インク層110aをブランケット114側へ転写する。このようにして、ブランケット114および保護膜インク層110aからなる印刷用版を形成する。これを用いて、半導体層14(およびソース・ドレイン電極15a,15b)上に、保護膜インク層110aを転写することにより、上記実施の形態と同様、半導体層14上に保護膜16を形成することができる。
<変形例3>
図15は、変形例3に係る半導体装置(TFT11a,バックプレーン1a)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン1aは、上記第1の実施の形態のバックプレーン1と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板である。また、TFT11aは、上記第1の実施の形態のTFT11と同様、いわゆるBGTC構造を有する有機TFTであり、基板10上にゲート電極12を有し、このゲート電極12にゲート絶縁膜13を挟んで対向するように半導体層14が設けられている。半導体層14上には、一対のソース・ドレイン電極15a,15bが配設されると共に、保護膜18が形成されている。
図15は、変形例3に係る半導体装置(TFT11a,バックプレーン1a)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン1aは、上記第1の実施の形態のバックプレーン1と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板である。また、TFT11aは、上記第1の実施の形態のTFT11と同様、いわゆるBGTC構造を有する有機TFTであり、基板10上にゲート電極12を有し、このゲート電極12にゲート絶縁膜13を挟んで対向するように半導体層14が設けられている。半導体層14上には、一対のソース・ドレイン電極15a,15bが配設されると共に、保護膜18が形成されている。
但し、本変形例では、保護膜18が半導体層14の直上の領域(ソース・ドレイン電極15a,15b間の領域)のみを選択的に覆うように形成されており、この保護膜18およびソース・ドレイン電極15a,15b上には、更に層間絶縁膜19が設けられている。保護膜18は、上記実施の形態の保護膜16と同様の有機絶縁材料を含むものである。但し、保護膜18の厚みは、例えば50nm〜1000nmである。層間絶縁膜19の構成材料としては、例えばポリビニルフェノールが挙げられる。この層間絶縁膜19には、ソース・ドレイン電極15a,15bおよび表示用電極17間の電気的接続を確保するための貫通ビアH1が設けられている。
このようなバックプレーン1aは、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず上記第1の実施の形態と同様にして、基板10上に、ゲート電極12、ゲート絶縁膜13、半導体層14およびソース・ドレイン電極15a,15bを形成する。この後、保護膜18の印刷を行う。
具体的には、まず、図16(A)に示したように、例えば凸版印刷により保護膜インク層115aを半導体層14上へ転写する。この際、凸版115としては、半導体層14に対向する領域にのみ選択的に凸部を有しており、この凸部上に保護膜インク層115aが形成されている。保護膜インク層115aは、上記第1の実施の形態において説明した保護膜インク層110aと同様の有機絶縁材料および有機溶媒を含んでいる。また、保護膜インク層110aと同様の層状態が保持されるような粘度に設定されていることが望ましい。これにより、図16(B)に示したように、半導体層14上の選択的な領域にのみ保護膜18が形成される。尚、保護膜インク層115aが、保護膜インク層110aと同様の有機絶縁材料および有機溶媒を含んでいることにより、上記第1の実施の形態において説明した原理と同様の原理により、本変形例においても、保護膜インク層115a中の有機溶媒によって半導体層14の侵食が進行することを抑制することができる。
続いて、図16(C)に示したように、保護膜18およびソース・ドレイン電極15a,15b上に層間絶縁膜19を、例えば塗布法または印刷法を用いて形成する。この際、層間配線接続用に、貫通ビアH1を形成する。この後、層間絶縁膜19をリフローすることにより、貫通ビアH1に対応する領域にテーパを形成する。
本変形例のように、保護膜18を半導体層14の直上の領域にのみ形成するようにしてもよい。この場合にも、保護膜18を、上記第1の実施の形態と同様、有機溶媒に可溶であると共に半導体層14と相分離する有機絶縁膜材料により構成することにより、半導体層14の損傷を抑制しつつ安価な有機絶縁材料を用いて保護膜18を形成することができる。よって、上記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
<変形例4>
図17は、変形例4に係る半導体装置(TFT11b,バックプレーン1b)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン1bは、上記第1の実施の形態のバックプレーン1と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板である。また、TFT11bは、上記第1の実施の形態のTFT11と同様、半導体層14に有機半導体を用いた有機TFTであり、この半導体層14上には層間絶縁膜を兼ねた保護膜16が設けられている。
図17は、変形例4に係る半導体装置(TFT11b,バックプレーン1b)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン1bは、上記第1の実施の形態のバックプレーン1と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板である。また、TFT11bは、上記第1の実施の形態のTFT11と同様、半導体層14に有機半導体を用いた有機TFTであり、この半導体層14上には層間絶縁膜を兼ねた保護膜16が設けられている。
但し、本変形例では、TFT11bが、ボトムゲート(BG)構造およびボトムコンタクト(BC)構造を有するBGBC構造のTFTとなっている。即ち、ソース・ドレイン電極15a,15bが半導体層14の下部側に電気的に接続されている点において上記第1の実施の形態と異なっている。具体的には、TFT11bは、基板10上にゲート電極12を有し、このゲート電極12にゲート絶縁膜13を挟んで対向するように半導体層14が設けられるが、この半導体層14とゲート絶縁膜13との間に、一対のソース・ドレイン電極15a,15bが互いに電気的に分離された状態で配設されている。保護膜16は、これらのソース・ドレイン電極15a,15bおよび半導体層14を覆って設けられており、ソース・ドレイン電極15bに対向する領域に貫通ビアH1を有している。このようなBGBC構造のTFT11bにおいても、上記第1の実施の形態と同様の原理により、半導体層14上に保護膜16を形成することができる。
<変形例5>
また、上記変形例4において説明したBGBC構造のTFTにおいても、上記変形例3の保護膜18および層間絶縁膜19の構成を適用することも可能である。即ち、図18に示したように、本変形例のバックプレーン(バックプレーン1c)では、BGBC構造のTFT11cを有すると共に、半導体層14の直上の領域にのみ保護膜18が設けられ、その上に層間絶縁膜19が形成されている。このようなBGBC構造を有するTFT11cにおいても、上記第1の実施の形態と同様の原理により、半導体層14上に保護膜18を形成することができる。
また、上記変形例4において説明したBGBC構造のTFTにおいても、上記変形例3の保護膜18および層間絶縁膜19の構成を適用することも可能である。即ち、図18に示したように、本変形例のバックプレーン(バックプレーン1c)では、BGBC構造のTFT11cを有すると共に、半導体層14の直上の領域にのみ保護膜18が設けられ、その上に層間絶縁膜19が形成されている。このようなBGBC構造を有するTFT11cにおいても、上記第1の実施の形態と同様の原理により、半導体層14上に保護膜18を形成することができる。
<変形例6>
更に、上記変形例4,5において説明したようなボトムコンタクト(BC)構造を有するTFTでは、半導体層14のパターニングを、保護膜(保護膜18a)を用いて行うことができる。図19に、変形例6に係る半導体装置(TFT11d,バックプレーン1d)の概略構成を示す。このように、本変形例では、BGBC構造のTFT11dにおいて、保護膜18aが半導体層14の直上にのみ選択的に形成された構造において、半導体層14と保護膜18aとが同一形状(同一パターン)により形成されている。保護膜18aは、上記第1の実施の形態の保護膜16と同様の有機絶縁材料からなる。このような半導体層14および保護膜18aは、例えば次のようにして形成可能である。
更に、上記変形例4,5において説明したようなボトムコンタクト(BC)構造を有するTFTでは、半導体層14のパターニングを、保護膜(保護膜18a)を用いて行うことができる。図19に、変形例6に係る半導体装置(TFT11d,バックプレーン1d)の概略構成を示す。このように、本変形例では、BGBC構造のTFT11dにおいて、保護膜18aが半導体層14の直上にのみ選択的に形成された構造において、半導体層14と保護膜18aとが同一形状(同一パターン)により形成されている。保護膜18aは、上記第1の実施の形態の保護膜16と同様の有機絶縁材料からなる。このような半導体層14および保護膜18aは、例えば次のようにして形成可能である。
即ち、まず、基板10上に、上記第1の実施の形態と同様にして、ゲート電極12、ゲート絶縁膜13を形成する。この後、図20(A)に示したように、ゲート絶縁膜13上に、ソース・ドレイン電極15a,15bを、例えばスパッタ法等による全面成膜後にパターニングすることにより形成する。続いて、図20(B)に示したように、半導体層14を基板全面にわたって、例えば塗布法または印刷法により成膜する。この後、図20(C)に示したように、半導体層14上の選択的な領域(ゲート電極12に対向する領域)に保護膜18aを、例えば上記第1の実施の形態等において説明したような印刷法を用いて形成する。
このようにして保護膜18aを形成した後、図20(D)に示したように、この保護膜18aをマスクとして半導体層14の不要部分を除去する。この際、半導体層14を構成する有機半導体のみを選択的に溶かし、保護膜18aの構成材料(即ち半導体層14の有機半導体と相分離する材料)については溶かさない溶液をエッチング溶液として用いる。このような溶液としては、例えば半導体層14にTIPSペンタセン、保護膜18aにPαMSを用いた場合には、アセトンまたはブタノールが挙げられる。本変形例のように、BC構造を有するTFT11dでは、上記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、半導体層14を保護膜18aを用いてパターニングすることも可能である。
<第2の実施の形態>
図21は、第2の実施の形態に係る半導体装置(TFT21,バックプレーン2)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン2は、上記第1の実施の形態のバックプレーン1と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板であり、TFT21を備えている。本実施の形態では、このTFT21が、上記第1の実施の形態と異なり、トップゲート(TG)構造を有しており、ここでは、いわゆるTGTC構造を有している。このTFT21では、基板10上の選択的な領域に半導体層14が形成されており、この半導体層14上に、一対のソース・ドレイン電極15a,15bが電気的に分離された状態で配設されている。これらの半導体層14およびソース・ドレイン電極15a,15bを覆って、保護膜20が形成されており、この保護膜20上にゲート電極12が配設されている。ゲート電極12上には、層間絶縁膜21が形成されている。保護膜20および層間絶縁膜21には、ソース・ドレイン電極15bに対向して貫通ビア(貫通孔)H2が設けられており、層間絶縁膜21上に設けられた表示用電極17がこの貫通ビアH2を通じて、ソース・ドレイン電極15bと電気的に接続されるようになっている。
図21は、第2の実施の形態に係る半導体装置(TFT21,バックプレーン2)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン2は、上記第1の実施の形態のバックプレーン1と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板であり、TFT21を備えている。本実施の形態では、このTFT21が、上記第1の実施の形態と異なり、トップゲート(TG)構造を有しており、ここでは、いわゆるTGTC構造を有している。このTFT21では、基板10上の選択的な領域に半導体層14が形成されており、この半導体層14上に、一対のソース・ドレイン電極15a,15bが電気的に分離された状態で配設されている。これらの半導体層14およびソース・ドレイン電極15a,15bを覆って、保護膜20が形成されており、この保護膜20上にゲート電極12が配設されている。ゲート電極12上には、層間絶縁膜21が形成されている。保護膜20および層間絶縁膜21には、ソース・ドレイン電極15bに対向して貫通ビア(貫通孔)H2が設けられており、層間絶縁膜21上に設けられた表示用電極17がこの貫通ビアH2を通じて、ソース・ドレイン電極15bと電気的に接続されるようになっている。
保護膜20は、上記第1の実施の形態の保護膜16と同様の有機絶縁材料により構成されるが、本実施の形態では、この保護膜20がゲート絶縁膜を兼ねている。また、厚みは例えば300nm〜1000nmとなっている。
本実施の形態のように、TGTC構造のTFT21を備えたバックプレーン2においても、保護膜20を、上記第1の実施の形態と同様、有機溶媒に可溶であると共に半導体層14と相分離する有機絶縁膜材料により構成することにより、半導体層14の損傷を抑制しつつ安価な有機絶縁材料を用いて保護膜20を形成することができる。よって、上記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、保護膜20が、ゲート絶縁膜を兼ねていることにより、保護膜20を形成後にゲート絶縁膜を別途形成する必要がなく、保護膜16形成後の工程を削減することができる。
<変形例7>
図22は、変形例7に係る半導体装置(TFT21a,バックプレーン2a)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン2aは、上記第2の実施の形態のバックプレーン2と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板であり、上記第2の実施の形態のTFT21と同様のTGTC構造を有するTFT21aを備えている。また、TFT21aは、上記変形例3と同様、半導体層14の直上の領域にのみ保護膜22が形成されている。即ち、TFT21aでは、基板10上に半導体層14が設けられ、この半導体層14上に、ソース・ドレイン電極15a,15bが配設されている。保護膜22は、半導体層14の直上の領域(ソース・ドレイン電極15a,15b間の領域)のみを選択的に覆うように形成されており、これらの保護膜22およびソース・ドレイン電極15a,15b上に、更にゲート絶縁膜23が設けられている。ゲート電極12は、ゲート絶縁膜23上に配設されており、この上に層間絶縁膜21が形成されている。ゲート絶縁膜23および層間絶縁膜21には、貫通ビア(貫通孔)H2が設けられている。保護膜22は、上記実施の形態の保護膜16と同様の有機絶縁材料を含むものである。ゲート絶縁膜23の構成材料としては、上述したゲート絶縁膜13と同様のものが挙げられる。
図22は、変形例7に係る半導体装置(TFT21a,バックプレーン2a)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン2aは、上記第2の実施の形態のバックプレーン2と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板であり、上記第2の実施の形態のTFT21と同様のTGTC構造を有するTFT21aを備えている。また、TFT21aは、上記変形例3と同様、半導体層14の直上の領域にのみ保護膜22が形成されている。即ち、TFT21aでは、基板10上に半導体層14が設けられ、この半導体層14上に、ソース・ドレイン電極15a,15bが配設されている。保護膜22は、半導体層14の直上の領域(ソース・ドレイン電極15a,15b間の領域)のみを選択的に覆うように形成されており、これらの保護膜22およびソース・ドレイン電極15a,15b上に、更にゲート絶縁膜23が設けられている。ゲート電極12は、ゲート絶縁膜23上に配設されており、この上に層間絶縁膜21が形成されている。ゲート絶縁膜23および層間絶縁膜21には、貫通ビア(貫通孔)H2が設けられている。保護膜22は、上記実施の形態の保護膜16と同様の有機絶縁材料を含むものである。ゲート絶縁膜23の構成材料としては、上述したゲート絶縁膜13と同様のものが挙げられる。
本変形例のように、TGTC構造のTFT21aにおいて、保護膜22を半導体層14の直上の領域にのみ形成するようにしてもよい。この場合にも、保護膜22を、上記第1,2の実施の形態と同様、有機溶媒に可溶であると共に半導体層14と相分離する有機絶縁膜材料により構成することにより、半導体層14の損傷を抑制しつつ安価な有機絶縁材料を用いて保護膜22を形成することができる。よって、上記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
<変形例8>
図23は、変形例8に係る半導体装置(TFT21b,バックプレーン2b)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン2bは、上記第2の実施の形態のバックプレーン2と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板である。また、TFT21bは、上記第2の実施の形態のTFT21と同様、半導体層14に有機半導体を用いた有機TFTであり、この半導体層14上にはゲート絶縁膜を兼ねた保護膜20が設けられている。
図23は、変形例8に係る半導体装置(TFT21b,バックプレーン2b)の概略構成を表す断面図である。バックプレーン2bは、上記第2の実施の形態のバックプレーン2と同様、例えば表示駆動用に用いられる回路基板である。また、TFT21bは、上記第2の実施の形態のTFT21と同様、半導体層14に有機半導体を用いた有機TFTであり、この半導体層14上にはゲート絶縁膜を兼ねた保護膜20が設けられている。
但し、本変形例では、TFT21bが、トップゲート(TG)構造およびボトムコンタクト(BC)構造を有するTGBC構造のTFTとなっている。即ち、ソース・ドレイン電極15a,15bが半導体層14の下部側に電気的に接続されている点において上記第2の実施の形態と異なっている。具体的には、TFT21bは、基板10と保護膜20との間に、ソース・ドレイン電極15a,15bが電気的に分離された状態で設けられている。保護膜20は、これらのソース・ドレイン電極15a,15bおよび半導体層14を覆って設けられている。このようなTGBC構造のTFT21bにおいても、上記第1の実施の形態と同様の原理により、半導体層14上に保護膜20を形成することができる。
<変形例9>
また、上記変形例8において説明したTGBC構造のTFTにおいても、上記変形例7の保護膜22およびゲート絶縁膜23の構成を適用することも可能である。即ち、図24に示したように、本変形例のバックプレーン(バックプレーン2c)では、TGBC構造のTFT21cを有すると共に、半導体層14の直上の領域にのみ保護膜22が設けられ、その上にゲート絶縁膜23が形成されている。このようなTGBC構造を有するTFT21cにおいても、上記第1の実施の形態と同様の原理により、半導体層14上に保護膜22を形成することができる。
また、上記変形例8において説明したTGBC構造のTFTにおいても、上記変形例7の保護膜22およびゲート絶縁膜23の構成を適用することも可能である。即ち、図24に示したように、本変形例のバックプレーン(バックプレーン2c)では、TGBC構造のTFT21cを有すると共に、半導体層14の直上の領域にのみ保護膜22が設けられ、その上にゲート絶縁膜23が形成されている。このようなTGBC構造を有するTFT21cにおいても、上記第1の実施の形態と同様の原理により、半導体層14上に保護膜22を形成することができる。
尚、TGBC構造のTFTにおいても、上記変形例6のTFT11dと同様、保護膜をマスクにして半導体層14をパターニングすることも可能である。また、BC構造に限らず、TC構造(図1,図22)においても、保護膜をマスクにして半導体層14をパターニング可能である。但し、TC構造の場合には、ソース・ドレイン電極15a,15bの直下では半導体が除去されずに残る。
<適用例>
上記実施の形態等で説明したバックプレーン1(バックプレーン1a〜1cおよびバックプレーン2,2a〜2cも同様)は、表示駆動回路に使用される回路基板として好適である。尚、表示装置としては、例えば液晶表示装置、有機EL表示装置、電子ペーパーディスプレイ等が挙げられる。図25に、表示駆動回路の一例について模式的に示す。
上記実施の形態等で説明したバックプレーン1(バックプレーン1a〜1cおよびバックプレーン2,2a〜2cも同様)は、表示駆動回路に使用される回路基板として好適である。尚、表示装置としては、例えば液晶表示装置、有機EL表示装置、電子ペーパーディスプレイ等が挙げられる。図25に、表示駆動回路の一例について模式的に示す。
この表示駆動回路は、基板10上に設けられ、表示領域Sに画素駆動回路140を有すると共に、表示領域Sの周辺には、映像表示用のドライバである信号線駆動回路120および走査線駆動回路130を有している。
画素駆動回路140は、例えばアクティブマトリクス方式により駆動される駆動回路である。この画素駆動回路140では、列方向に沿って信号線120A、行方向に沿って走査線130Aがそれぞれ複数配置されている。各信号線120Aと各走査線130Aとの交差部が、各画素PXLに対応している。各信号線120Aは、信号線駆動回路120に接続され、この信号線駆動回路120から信号線120Aを介して各画素PXLに画像信号が供給されるようになっている。各走査線130Aは走査線駆動回路130に接続され、この走査線駆動回路130から走査線130Aを介して各画素PXLに走査信号が順次供給されるようになっている。
また、このような表示駆動回路(表示装置)は、以下の適用例1〜6に係る電子機器に搭載することができる。電子機器としては、テレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機およびスマートフォン(Smartphone)等の携帯端末機器、あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器が挙げられる。言い換えると、上記バックプレーン1は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
(適用例1)
図26は、適用例1に係るテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、映像表示画面部510が、上記表示装置に相当する。
図26は、適用例1に係るテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、映像表示画面部510が、上記表示装置に相当する。
(適用例2)
図27は、適用例2に係るデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、上記表示装置としての表示部522、メニュースイッチ523およびシャッターボタン524を有している。
図27は、適用例2に係るデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、上記表示装置としての表示部522、メニュースイッチ523およびシャッターボタン524を有している。
(適用例3)
図28は、適用例3に係るノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体531,文字等の入力操作のためのキーボード532および上記表示装置としての表示部533を有している。
図28は、適用例3に係るノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体531,文字等の入力操作のためのキーボード532および上記表示装置としての表示部533を有している。
(適用例4)
図29は、適用例4に係るビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部541,この本体部541の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ542,撮影時のスタート/ストップスイッチ543および上記表示装置としての表示部544を有している。
図29は、適用例4に係るビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部541,この本体部541の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ542,撮影時のスタート/ストップスイッチ543および上記表示装置としての表示部544を有している。
(適用例5)
図30は、適用例5に係る携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740,サブディスプレイ750,ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。ディスプレイ740またはサブディスプレイ750が、上記表示装置に相当する。
図30は、適用例5に係る携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740,サブディスプレイ750,ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。ディスプレイ740またはサブディスプレイ750が、上記表示装置に相当する。
(適用例6)
図31(A)および図31(B)は、適用例6に係るスマートフォンの外観を表したものである。このスマートフォンは、例えば、表示部810、非表示部820および操作部830を有している。操作部830は、図31(A)に示したように表示部810と同じ面(前面)に形成されていても、図31(B)に示したように表示部810とは異なる面(上面)に形成されていてもよい。
図31(A)および図31(B)は、適用例6に係るスマートフォンの外観を表したものである。このスマートフォンは、例えば、表示部810、非表示部820および操作部830を有している。操作部830は、図31(A)に示したように表示部810と同じ面(前面)に形成されていても、図31(B)に示したように表示部810とは異なる面(上面)に形成されていてもよい。
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて説明したが、本開示内容はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等において説明した各層以外にも図示しない他の層や膜を備えていてもよい。また、本開示の半導体装置の適用例としては、上述したような表示装置に限らず、光電変換素子を備えたセンサ、RFID(Radio Frequency IDentification)タグ、IC(Integrated Circuit)、メモリ等にも適用可能である。
尚、本開示は、以下のような構成であってもよい。
(1)ゲート電極と、ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、前記半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、前記半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に前記有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含む保護膜とを備えた半導体装置。
(2)ボトムゲート構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)に記載の半導体装置。
(3)前記保護膜は、前記半導体層および前記ソース・ドレイン電極を覆って設けられ、 層間絶縁膜を兼ねている上記(1)または(2)に記載の半導体装置。
(4)前記保護膜は、前記ソース・ドレイン電極に対向する選択的な領域に貫通孔を有している上記(1)〜(3)のいずれかに記載の半導体装置。
(5)前記保護膜上に、前記貫通孔を通じて前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続された電極を備えた上記(4)に記載の半導体装置。
(6)前記保護膜および前記ソース・ドレイン電極を覆う層間絶縁膜を更に備えた上記(2)〜(5)のいずれかに記載の半導体装置。
(7)トップゲート構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)に記載の半導体装置。
(8)前記保護膜は、前記半導体層および前記ソース・ドレイン電極を覆って設けられ、 前記ゲート絶縁膜を兼ねている上記(7)に記載の半導体装置。
(9)前記保護膜は、前記ソース・ドレイン電極に対向する選択的な領域に貫通孔を有し ている上記(7)または(8)に記載の半導体装置。
(10)前記保護膜上に前記ゲート電極を覆って層間絶縁膜が設けられ、前記層間絶縁膜 上に、前記貫通孔を通じて前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続された電極を備え た上記(9)に記載の半導体装置。
(11)前記ゲート絶縁膜は、前記保護膜および前記ソース・ドレイン電極を覆って設け られている上記(7)〜(10)のいずれかに記載の半導体装置。
(12)ボトムコンタクト構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)〜(11)のいずれ かに記載の半導体装置。
(13)トップコンタクト構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)〜(11)のいずれ かに記載の半導体装置。
(14)前記保護膜と前記半導体層とが互いに同一形状を有している上記(12)または(13) に記載の半導体装置。
(15)表示駆動用のバックプレーン(Backplane)である上記(1)〜(14)のいずれかに 記載の半導体装置。
(16)ゲート電極と、ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、前記半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、前記半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に前記有機半導体と相分離する材料を含む保護膜とを備えた半導体装置を有する電子機器。
(1)ゲート電極と、ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、前記半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、前記半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に前記有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含む保護膜とを備えた半導体装置。
(2)ボトムゲート構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)に記載の半導体装置。
(3)前記保護膜は、前記半導体層および前記ソース・ドレイン電極を覆って設けられ、 層間絶縁膜を兼ねている上記(1)または(2)に記載の半導体装置。
(4)前記保護膜は、前記ソース・ドレイン電極に対向する選択的な領域に貫通孔を有している上記(1)〜(3)のいずれかに記載の半導体装置。
(5)前記保護膜上に、前記貫通孔を通じて前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続された電極を備えた上記(4)に記載の半導体装置。
(6)前記保護膜および前記ソース・ドレイン電極を覆う層間絶縁膜を更に備えた上記(2)〜(5)のいずれかに記載の半導体装置。
(7)トップゲート構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)に記載の半導体装置。
(8)前記保護膜は、前記半導体層および前記ソース・ドレイン電極を覆って設けられ、 前記ゲート絶縁膜を兼ねている上記(7)に記載の半導体装置。
(9)前記保護膜は、前記ソース・ドレイン電極に対向する選択的な領域に貫通孔を有し ている上記(7)または(8)に記載の半導体装置。
(10)前記保護膜上に前記ゲート電極を覆って層間絶縁膜が設けられ、前記層間絶縁膜 上に、前記貫通孔を通じて前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続された電極を備え た上記(9)に記載の半導体装置。
(11)前記ゲート絶縁膜は、前記保護膜および前記ソース・ドレイン電極を覆って設け られている上記(7)〜(10)のいずれかに記載の半導体装置。
(12)ボトムコンタクト構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)〜(11)のいずれ かに記載の半導体装置。
(13)トップコンタクト構造を有する薄膜トランジスタを含む上記(1)〜(11)のいずれ かに記載の半導体装置。
(14)前記保護膜と前記半導体層とが互いに同一形状を有している上記(12)または(13) に記載の半導体装置。
(15)表示駆動用のバックプレーン(Backplane)である上記(1)〜(14)のいずれかに 記載の半導体装置。
(16)ゲート電極と、ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、前記半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、前記半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に前記有機半導体と相分離する材料を含む保護膜とを備えた半導体装置を有する電子機器。
1,1a〜1d,2,2a〜2c…バックプレーン、10…基板、11,11a〜11d,21,21a〜21c…TFT、12…ゲート電極、13…ゲート絶縁膜、14…半導体層、15a,15b…ソース・ドレイン電極層、110…凸版、110a…保護膜インク層、H1,H2…貫通ビア。
Claims (16)
- ゲート電極と、
ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、
前記半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、
前記半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に前記有機半導体と相分離する有機絶縁材料を含む保護膜と
を備えた半導体装置。 - ボトムゲート構造を有する薄膜トランジスタを含む
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記保護膜は、前記半導体層および前記ソース・ドレイン電極を覆って設けられ、層間絶縁膜を兼ねている
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記保護膜は、前記ソース・ドレイン電極に対向する選択的な領域に貫通孔を有している
請求項3に記載の半導体装置。 - 前記保護膜上に、前記貫通孔を通じて前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続された電極を備えた
請求項4に記載の半導体装置。 - 前記保護膜および前記ソース・ドレイン電極を覆う層間絶縁膜を更に備えた
請求項2に記載の半導体装置。 - トップゲート構造を有する薄膜トランジスタを含む
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記保護膜は、前記半導体層および前記ソース・ドレイン電極を覆って設けられ、前記ゲート絶縁膜を兼ねている
請求項7に記載の半導体装置。 - 前記保護膜は、前記ソース・ドレイン電極に対向する選択的な領域に貫通孔を有している
請求項8に記載の半導体装置。 - 前記保護膜上に前記ゲート電極を覆って層間絶縁膜が設けられ、
前記層間絶縁膜上に、前記貫通孔を通じて前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続された電極を備えた
請求項9に記載の半導体装置。 - 前記ゲート絶縁膜は、前記保護膜および前記ソース・ドレイン電極を覆って設けられている
請求項7に記載の半導体装置。 - ボトムコンタクト構造を有する薄膜トランジスタを含む
請求項1に記載の半導体装置。 - トップコンタクト構造を有する薄膜トランジスタを含む
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記保護膜と前記半導体層とが互いに同一形状を有している
請求項12に記載の半導体装置。 - 表示駆動用のバックプレーン(Backplane)である
請求項1に記載の半導体装置。 - ゲート電極と、
ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向配置されると共に、有機半導体を含む半導体層と、
前記半導体層の一部に電気的に接続され、ソースまたはドレインとして機能するソース・ドレイン電極と、
前記半導体層上に設けられ、有機溶媒に可溶であると共に前記有機半導体と相分離する材料を含む保護膜と
を備えた半導体装置を有する電子機器。
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