JP5192686B2 - 固有の符号化機能を備える電子デバイス - Google Patents

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Description

半導体装置とその製造方法に関し、より詳しくは、電子暗号化機能を備える薄膜トランジスタ(TFT)のマトリックスパネルを持つ半導体装置とその製造方法に関する。
薄膜トランジスタ(TFT)は、金属コンタクト、半導体能動層および誘電層とするための薄膜を蒸着することによって作製される特殊な電界効果トランジスタ(FET)である。ほとんどのTFTの場合、それ自体は透明ではないが、その電極と相互接続部は透明とすることができる。
TFT技術は現在、主にLCDに応用されているが、この技術の恩恵を受けられるマイクロエレクトロニクス製品は他にも数多くある。たとえば、大面積X線撮像器は、X線コンバータ材料で被覆されたガラス基板の上に、アモルファスシリコン(a−Si:H)TFTをp−i−n光ダイオードと集積することによって成功裏に製造されている。さらに、pチャネルTFTは、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)デバイスにおける高抵抗負荷に代わるものとして使用されてきた。別の例では、TFTを用いて作製される高密度、高応答速度のプリンタやファックス機もまた紹介されている。ゲート金属材料と動作条件を変えることにより、TFTは、例えば、気相水素濃度もしくは液相カリウム濃度の変化を検出するための化学センサとして使用できる。
米国特許第6,972,261号
そして、以下に詳述するように、TFTアレイは電子デバイスとしても使用でき、このデバイスは、シリコンICもしくはプリント回路基板の上に直接構築し、各デバイスがその物理構造の中に組み込まれた固有の暗号化機能を持つように製造できる。
本願において、薄膜トランジスタ(TFT)アレイ等の半導体デバイスからなる電子デバイスと、各種の実施例によるその製造方法が開示される。一般に、選択された数のTFTが回路に接続され、残りのTFTは接続されない。アレイの電子読み出し装置は、接続されたTFTを接続されていないTFTと区別することにより、特定のアレイを識別する。n個の素子を有するTFTアレイの場合、2n通りの構成がある。したがって、比較的少ないTFTで膨大な個数のデバイスを個々に識別することができる。このような個別に符号化されるデバイスは、電子システムの暗号化、識別、個人化に応用できる。
TFTアレイの構成におけるひとつのステップは、特定のTFTの上に選択的に材料を印刷するステップである。フォトリソグラフィを利用した通常の半導体加工には、デバイスごとに異なるマスクが必要となり、各デバイスについてマスクを交換することは現実的でない。ジェット印刷方式により、プリンタは物理的なマスクを必要としないため、デバイスごとに異なるパターンを印刷できるドロップ・オン・デマンド印刷システムが実現する。印刷パターンの選択は、ソフトウェアで行われる。
本発明に係る電子デバイスは、複数の部分的に形成された薄膜トランジスタを備え、各薄膜トランジスタは、ゲートコンタクト、ソースコンタクト、ドレインコンタクト、半導体のうちのいくつかを有し、部分的に形成された薄膜トランジスタのうちの選択されたものの上にジェット印刷により材料が蒸着されて、完全なトランジスタが構成され、また、トランジスタからの信号を検出し、符号化されたビットストリームを作る読み出し用電子装置を備え、完全なトランジスタと、部分的に形成されたトランジスタとが符号化されたビットストリームを定義する。
本発明に係る電子デバイスにおいて、部分的に形成されたトランジスタと完全なトランジスタは、マトリックス状に配置されていることが好ましい。
本発明に係る電子デバイスにおいて、さらに、マトリックスの各行または各列のための、第一の方向に延びるゲートラインと、各行または各列のもう一方のための、第一の方向に垂直な第二の方向に延びるデータラインと、第一または第二の方向に延びる共通バイアスラインとを備え、ゲートラインはソースまたはドレインコンタクトの一方に電気的に接続され、共通バイアスラインは、ソースまたはドレインコンタクトのもう一方に電気的に接続され、データラインは、ゲートコンタクトに電気的に接続されていることが好ましい。
本発明に係る電子デバイスは、複数の外部リード線を有するプリント回路基板、選択されたリード線を電圧源に接続するジェット印刷された金属層、外部リード線上の電圧を測定し、プリント回路基板を特定する電子回路からなる。
上記構成における電子デバイスによれば、各々トランジスタに固有の符号化機能を備えることができる。
以下に、薄膜トランジスタ(TFT)アレイからなり、固有の符号化機能を備える印刷されたデバイスと、各種の実施の形態によるその製造方法を、添付の図面を参照しながら説明する。
図において、層、薄膜、領域の厚さは、分かりやすくするために誇張されている。全体を通じて、類似の番号は同様の素子を指す。層、薄膜、領域または基板等の素子が別の素子の「上に」あると記されている場合、別の素子の上に直接設けられているかもしれないし、介在する素子があるかもしれないと理解する。これに対し、ある素子が別の素子の「上に直接」あると記されている場合、介在する素子はない。
印刷された暗号化デバイスについて、図1,2を参照しながら詳細に説明する。図1は、ひとつの実施の形態によるTFTアレイパネル10の等価回路略図であり、図2は、TFTアレイパネル10の中の薄膜トランジスタ12の断面図である。TFTアレイ10は、電界効果薄膜トランジスタ12a−12iのn×mのアレイで構成され、TFTのサブセット(例えば、12b,12d,12e,12i)に、インクジェット印刷によって選択的にポリマ半導体層が設けられている。ゲート電圧が印加されると、印刷された完全なTFT(例えば、12b,12d,12e,12i)だけがオンとなり、印刷されていない部分的に形成されたデバイス(つまり、12a,12c,12f,12g,12h)は永久にオフである。印刷されたパターンは符号化機能を実現し、このパターンが電子的に読み出され、マトリックスアドレス指定を起動することによって、デバイスを認証する。セキュリティ保護されるべきデバイスは個々に異なる印刷パターンで作製される。
用途の必要性に応じて、符号化に使用するTFTは何個でもよく、一般的な個数は10個ないし1000個の範囲である。TFTは、マトリックス状に組織すると、コンタクトの数を減らすことができるため、好都合である。n×mのアレイに必要なコンタクトは約n+m個で済む。
ゲート信号を伝達するためのゲートライン14,16,18は各々、ほぼ横方向に延びる。ゲートラインは、好ましくは、AlやAl合金等のAl含有金属、CuやCu合金等のCu含有金属、Cr,Mo,Mo合金、TaまたはTiで構成される。ゲートラインは、異なる物性を有する2枚の薄膜を含む多層構造とすることができる。2枚の薄膜の一方は、好ましくは、信号遅延やゲートラインの電圧降下を削減するために、Al含有金属等の低抵抗金属で構成する。もう一方の薄膜は、好ましくは、物理的、化学的、電気的接触特性に優れたCr,MoおよびMo合金、TaまたはTi等の材料で構成する。2枚の薄膜の組み合わせのよい例としては、下層のCr薄膜と上層のAl−Nd合金薄膜、下層のAl薄膜と上層のMo薄膜が挙げられる。ゲートラインは、下層のMo薄膜、中間層のAl薄膜、上層のMo薄膜の3層構造としてもよい。
複数のデータライン20,22,24がゲート絶縁層の上に形成され、TFTコンタクト26または28の一方に接続される。データ電圧を伝達するデータライン20,22,24は、ほぼ縦方向に延び、ゲートラインと交差する。データライン20,22,24は、好ましくは、低抵抗金属で構成する。TFTコンタクト26,28は、TFTに適当なオーム抵抗を形成する金属でなければならない。ポリマTFTの場合、良好なコンタクト材料はAu,Ag,ITOおよび有機導電体である。TFTコンタクト26,28とデータライン20,22,24は、同じ材料で構成しても、コンタクト部分で異なる金属を含んでもよい。
図1に示すように、3本のバイアスライン30,32,34と共通バイアス36がある。このように、図1のように、もう一方のTFTコンタクトに共通バイアス接続が行われ、金属に関する要件は、データライン20,22,24と同じである。ゲート、データ、バイアスラインの具体的な構成のひとつが図1に示されているが、別の配置でもよい。例えば、バイアスライン30,32,34は、ゲートライン14,16,18よりもむしろ、データライン20,22,24と平行にすることもできる。
前述のように、複数のTFT12のいくつかは、ジェット印刷された半導体層38を有する。一般に、ポリマや溶性有機小分子は、溶液ベースの半導体層にとって最良の選択肢であり、ジェット印刷方式で効率的に印刷できる。図1の構造におけるポリマTFTのジェット印刷は、例えば、A.アリアス(A.Arias)、S.E.レディ(S.E.Ready)、R.ルヤン(R.Lujan)、W.S.ウォン(W.S.Wong)、K.E.ポール(K.E.Paul)、A.サレオ(A.Salleo)、R.アプト(R.Apte)、Y.ウー(Y.Wu)、P.リウ(P.Liu)、B.オン(B.Ong)、R.A.ストリート(R.A.Street)の「ジェットープリンテッド ポリマ シン フィルム トランジスタ ディスプレイ バックプレーン」(Jet-printed polymer thin film transistor display backplanes)、アプライド フィジックス レター( Applied Physics Letters), 85,3304(2004)に掲載されている。ポリマのカプセル封入を利用することで、TFTの寿命を延ばすことができる。必要なパターンを迅速かつ高い信頼性で印刷するマルチイジェクタ印字ヘッドの使用が可能である。ポリマの最終蒸着だけは、各デバイスが固有の符号化パターンで作製できように、ジェット印刷方式で行わなければならない。TFTのその他の層(ゲート金属、誘電金属およびソース−ドレイン金属)は、同じデザインのすべてのデバイスに共通である。これらの層は、印刷によってパターン付けできるが、印刷に限らず、従来のフォトリソグラフィ等、その他の方法も使用できる。
大面積アレイの製造は、アレイのパターン付けに使われるフォトリソグラフィ工程がもとになっていることはよく知られている。このようなフォトリソグラフィ工程を不要とするために、フォトリソグラフィに代わるものとして、ダイレクトマーキング方式が開発された。フォトリソグラフィの代用となるダイレクトマーキング方式の例には、電子写真工程により、エッチマスクの役割を果たすトナーを蒸着する方法や、インクジェット印字ヘッドを使い、液相マスクを蒸着する方法がある。どちらの方法にも、それぞれの問題がある。トナーベースの材料は、管理が難しく、蒸着後の除去が困難である。インクジェットで噴射される液体を使って直接エッチマスクを書き込む方法は、印刷されたトナーの代用として現実的であるが、ジェット印刷にも固有の問題がある。
特別な圧電インクジェット印字ヘッドにより、インク小滴を少量にすることが可能となる。小さな印刷形体は、たとえば、ウォン他(Wong et al.)に発行された「メソッド フォー ファブリケーション ファイン フィーチャー バイ ジェットープリンティング アンド サーフェイス トリートメント」(METHOD FOR FABRICATING FINE FEATURES BY JET-PRINTING AND SURFACE TREATMENT)と題する米国特許第6,972,261号(引用をもって本願に援用する)等に記載されているように、インクジェット印字ヘッドを使って実現されている。上記の参考資料では、インクジェット印刷によりパターン付けされたワックスエッチマスクを使い、基板上に微細形体のデバイスが作製されている。このシステムは、一般的にはプリンタを使い、個々のインク小滴を制御可能に排出させ、パターン付けされた保護層またはコーティングを基板の領域上に形成し、ある形体の輪郭を画定する方法でパターンを作る。ある時点で保護層により被覆されていなかった領域には、後に、各種の形態を形成するのに用いられる材料が蒸着(または除去)される。
図2に示されるTFTは、TFTに一般的に使用される代表的な構造を持つボトムゲート型デバイスである。しかしながら、トップゲート型デバイスも使用できる。TFTは、絶縁基板40、金属ゲートコンタクト42、絶縁ゲート誘電体44、半導体層38、金属ソースコンタクトとドレインコンタクト26,28(TFTコンタクトという)を備える。図2のボトムゲート型のデザインでは、絶縁基板40の上には、何本のゲートラインでも形成できる。好ましくは、窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコンで構成されるゲート絶縁層を、ゲートライン上に形成してもよい。金属ソースコンタクトとドレインコンタクト26,28は、半導体38の前に形成され、いわゆるコプレーナ型となっている。スタガード型と呼ばれる別の構成では、ソースとドレインが半導体の後で蒸着される。上述のTFT構成のいずれによっても十分な性能が得られるが、ポリマ半導体38のジェット印刷には、ボトムゲートコプレーナ型形状が好ましい。
固有の符号化機能を有する電子デバイスは、従来のアクティブマトリックスアドレス指定アレイと同様に動作する。つまり、適当な電圧(ポリマTFTの場合は一般的に−10Vないし−30Vの範囲の負電圧)のゲートパルスが印加され、TFTの各行を順番にアドレス指定し、一方、他の行は、一般的に+5ないし+20Vでオフ状態に保たれる。印刷された半導体層38を有するこれらのTFT(つまり、TFT 12b,12d,12e,12i)は、データライン(20,22または24)と共通バイアスライン36との間に導電リンクを形成することによって応答し、印刷されていないTFT(つまり、12a,12c,12f,12g,12h)は高抵抗状態のままである。TFTの最初のラインが読み出された後、ゲート電圧はオフとなり、これに続くゲートラインが次々にオンとなる。その結果、符号化されたデバイスの固有の出力ビットストリームが得られ、これは印刷されたTFTの具体的パターンとマッチする。ビットストリームの中の「1」は印刷されたTFTに対応し、ビットストリームの中の「0」は印刷されていないTFTに対応する。このように、図1の例では、符号化された出力ビットストリームは010110001となる。
TFTからの信号は、TFTアレイ10の隣に一体化されているか、あるいはTFTアレイ10に外付けされた(たとえば、シリコンICの中)、TFTアレイ10の外側の回路である読み出し用電子機器46,48,50によって検出される。読み出し用電子機器46,48,50の目的は、TFTアレイ10の符号化された出力を、その情報を使用する電子システムに供給することである。したがって、読み出し用電子機器46,48,50の詳細は、電子システムの個々のニーズに応じて異なる。読み出し用電子機器46,48,50は一般にセンスアンプを備えており、これはTFTアレイ10の出力を増幅し、電子システムによって使用される符号化されたビットストリームを生成する。信号はバイナリであるため、読み出し用電子機器46,48,50が対応するビットの状態を特定するために必要な弁別器が最低限で済む。センスアンプは、小さな信号を増幅するのに従来から用いられているように、電圧感知、電荷感知または電流感知のいずれによるものでもよい。読み出し用電子機器46,48,50はまた、ゲート電圧パルスを連続的に印加するための信号も供給する。
ゲートパルスが印加された後に、信号がどのように展開し、感知されるかを示す図が図3であり、印刷された半導体38がある場合とない場合のTFTの結果を比較している。第一の曲線51は、時間に対するゲート電圧(VG)を示し、その下の第二の曲線52は、印刷されたTFTと印刷されていないTFTの対応する電荷または電圧部54,56をそれぞれ示す。ゲートパルスがTFTの第一の行(例えば、12a,12b,12c)に印加されると、その行の中の印刷されたTFT(例えば12b)は通電状態となる。電流は、バイアスライン30からデータライン24へと、これらの2つが同じ電圧になるまで流れる。ゲートがオフになると、印刷されたTFTに対応するデータライン上に高い電圧があり、その電圧が感知される(58)。リセット(60)されると、印刷されていないTFTに対応するデータライン上の電圧は低くなる。低い電圧は、回路内の電流漏出と過渡キャパシタンス(62)のために厳密にゼロではなく、また、高電圧も同じ理由により、バイアスラインの電圧と厳密に同じではない。しかしながら、高電圧と低電圧の間に十分な差があるかぎり、読み出し用電子機器は、電圧センスアンプを含め、「1」と「0」の符号を区別することができる。コンデンサがデータラインに接続されていれば、コンデンサは、キャパシタンスとデータラインの電圧の積である電荷を蓄える。読み出し用電子機器46,48,50は、高い電荷量と低い電荷量を「1」と「0」の符号で検出する電荷感知読み出し用アンプとともに構成できる。
TFTの基本速度はL2/μVGで求められ、LはTFTの長さ、μは電荷移動性、VGはゲート電圧である。現在のジェット印刷による空間分解能では、約20μmのチャネル長さ、したがって、10μsないし20μsの最低ゲートパルスが実現される。このように、1000ビット符号化アレイは、1ms未満で読み出すことができる。TFTアレイが、ポリマをジェット印刷する最終ステップを除き、従来のフォトリソグラフィによって作製されていれば、より小さな形体サイズとより高速の動作も実現できる。
Tape Automated Bonding(TAB)またはワイヤボード等、ゲートラインと感知ラインをシリコンICに接触させるためには、多くの方法がある。TABは、マイラーテープに装着され、金型の上の金のバンプに取り付けられた金属コンダクタを指す。マイラーテープはリール上に保持され、TABが取り付けられた金型が非常に効率よく自動的にPCボードに設置される。ワイヤボードは、細いワイヤをチップボンドパッドからリードフレームに接続する工程を指す。あるいは、シフトレジスタ(いくつかのビットを、左もしくは右にシフトさせる目的でホールドする高速回路)と出力マルチプレクサをポリマ材料で作製できる。マルチプレクサを用いると、TFTアレイ内の別のTFTを有するゲートまたはデータラインを選択することにより、相互接続の数が減る。マルチプレクサを使用すると、読み出し時間は長くなるが、相互接続は大幅に単純化される。限定的な多重化であっても、電子機器を有利に単純化することができる。
ジェット印刷は、固有の符号化デバイスを形成するのに好ましい技術であるが、これは、所望のパターンが、物理的マスクを使用せずに形成でき、プリンタへのソフトウェアの命令によって画定できるからである。ジェット印刷は、ひとつまたは複数のノズルで印刷されたパターンを蒸着するあらゆる技術を指し、例えば、印刷技術においてよく知られている圧電方式やサーマルイジェクョン方式がこれに含まれる。
固有の符号化機能を持つ電子デバイスの別の実施の形態では、従来のTFTアレイのようにTFT半導体用にアモルファスシリコンまたはポリシリコンを使用し、ジェットプリンタを使ってエッチマスクを印刷し、a−Si層またはp−Si層をパターン付けする。マスクが印刷されない部分では、エッチングプロセスによって半導体層が除去され、その結果、TFTの印刷されたサブセットだけがオンとなる。
アモルファスシリコン(a−Si)は、非結晶同素形のシリコンである。結晶シリコンと比較した場合のアモルファスシリコンの主な利点は、広い領域とさまざまな種類の基板上に容易に蒸着できる点である。したがって、アモルファスシリコンは、主として液晶表示体(LCD)用の大面積電子機器に最も広く使用されている薄膜トランジスタ(TFT)の能動層として使用される。
多結晶シリコン、ポリシリコンまたはポリSiは、複数の小さなシリコン結晶からなる材料で、ずっと以前より、MOSFETおよびCMOS加工技術において導電用ゲート材料として使用されている。これらの技術の場合、ポリSiは高温のLPCVD反応炉を使って蒸着され、通常、高濃度にn型またはp型ドープされている。
真性ポリシリコンとドープされたポリシリコンは、大面積電子機器において、薄膜トランジスタ内の能動層またはドープされた層として用いられてきた。これは、減圧化学気相成長法(LPCVD)、プラズマ化学気相成長法(PECVD)または特定の加工条件下でのアモルファスシリコンの固相晶析法(SPC)によって蒸着できるが、これらの工程を行うには、少なくとも300℃という比較的高い温度が必要となる。このような温度のために、ガラス基板へのポリシリコンの蒸着は可能であるが、プラスチック基板では不可能である。このため、代わりにレーザ結晶化法と呼ばれる比較的新しい技術を使うと、プラスチック基板上に、プラスチックを溶融させたり、あるいは損傷を与えたりすることなく、前駆体となるアモルファスシリコン(a−Si)材料を結晶化させることができる。短い、高強度の紫外線レーザパルスを使用し、蒸着されたa−Si材料を、基板全体を溶融させることなく、シリコンの融点より高い温度まで加熱する。溶融シリコンは、冷めると結晶化する。温度勾配を精密に制御することにより、研究者は非常に大きな粒子を成長させることに成功しており、極端な場合には数百マイクロメートルという大きさが実現しているが、一般的な粒子の大きさは10ナノメートルから1マイクロメートルである。しかしながら、ポリシリコン上の大きな面積の上にデバイスを作製するためには、デバイスの均質性のために、デバイス形体より小さな結晶粒子のサイズが必要となる。
a−Siと比較したポリシリコンのひとつの利点は、電荷移動性が数倍も大きく、この材料が電界や光誘発応力下でも高い安定性を示すことである。これにより、ガラス基板上に、その低漏れ電流特性から依然として必要とされるa−Siデバイスとともにより複雑で高速の回路を作製することが可能となる。同じ工程でポリシリコンとa−Siのデバイスが使用されるものをハイブリッド加工と呼ばれる。投射型ディスプレイ等、小さな画素サイズが必要な場合においては、完全なポリシリコン能動層工程が使用されることがある。
以上のように、a−Siとp−Siとは、多くのポリマより電荷移動性に優れているため、いくつか追加の加工ステップが必要となるものの、印刷されたポリマより高速な回路が得られる。
図4は、別のTFTアレイ66を示しているが、第一の実施例と共通の素子には類似した参照番号が付されている。この別の実施の形態において、接続されたままのTFTは、選択された場所のエッチマスク(例えば、68b,68d,68e,68i)を印刷することによって選択できる。選択された場所は、ゲートコンタクトではなく、TFTへのソースまたはドレインコンタクト(26または28)のうちの一方であるが、ゲートコンタクトも同様にパターン付けできる。デバイスをパターン付けするひとつの方法は、従来のフォトリソグラフィを用いて、コンタクト領域のうちカスタム化されたパターンを有する選択エリアを除き、ソースまたはドレイン金属層全体にエッチマスクを画定する方法である。次に、図4に示されるように、この領域にエッチマスクを設置した状態でジェット印刷し、動作するTFTを選択する。さらに金属層をエッチングし、一般的な方法でレジストをはぐ。
その他すべての加工ステップは、全デバイスについて同じマスクを使い、従来のフォトリソグラフィマスクで実行できる。エッチングされるべきデバイスを選択するために、印刷が必要なステップはひとつだけである。アモルファスシリコンの場合、ゲートパルスの範囲は+10Vないし+30Vであるが、それ以外でも動作は同じである。符号化出力ビットストリーム(例えば、010110001)は、前述のように、読み出し用電子機器46,48,50によって決定される。
次に、図5を見ると、別のTFTアレイ70に印刷された金属ブリッジが取り入れられている。ここでも、第一の実施の形態と共通の素子には、類似の参照番号が付されている。この実施の形態において、金属接続(例えば、72b,72d,72e,72i)は、特定のTFT(例えば、12b,12d,12e,12i)上にジェット印刷される。金属接続は、そのTFTが、読み出し用電子回路から出力されるゲートパルスに接続されているか否かを判断する。図5は、印刷されたブリッジがTFTゲート電極との接続である場合のこの方法を示している。ブリッジをソースまたはドレインコンタクト(26または28)に印刷することも可能である。ゲート金属は、従来のリソグラフィにより、アドレスラインとゲート電極の間にギャップを残してパターン付けできる。ギャップには、ジェット印刷によって選択的にブリッジがかけられる。あるいは、ゲート金属層全体を所望のパターンでジェット印刷することもできる。ここでも、上述のようにゲートパルスが印加され、出力ビットストリーム(例えば、010110001)は、読み出し用電子機器46,48,50により決定できる。
ジェット印刷のための導電体に適した材料としては数種類のものが知られており、これには導電性ポリマ(PEDOT)、金属(たとえば、金のナノ粒子もしくはその他の金属粒子の懸濁液)またはカーボンナノチューブ懸濁液が含まれる。
TFTアレイの回路デザインは、ほかにも多数ある。たとえば、TFTアレイに、半導体のないTFTの行を追加したものである補償ラインを含めることができる。この補償ラインは、寄生容量の応答に対応するセンスアンプに信号を供給し、次にこれを直接修正して感度を改善することができる。
TFTアレイのフォーマットは、性能のいずれかの面を最適化するよう選択できる。たとえば、ゲートラインと感知ラインの数が等しいアレイでは、電気コンタクトの数が少なくて済む。あるいは、読み出し速度は、ゲートラインを少なくし、感知ラインを多くすることによって改善でき、その結果、応答が高速化する。
上述の電子暗号化装置は、シリコン集積回路上に直接構築し、各デバイスがその物理的構造の中に組み込まれた固有の符号化機能を持つように製造することができる。
上記のものと同じパターン付け技術を使い、プリント回路基板(PCB)等、他の種類の電子回路をカスタム化することができる。一般に、PCBはトランジスタ等の能動素子ではなく、金属相互接続だけを備えるが、上記のような印刷されたエッチマスクや印刷された金属を使ったパターン付け方法により、PCBをカスタム化できる。
次に、図6において、複数の外部端子またはリード線82a−82gを有するPCB80が示されている。マスクまたは金属層(例えば、84b,84c,84e,84g)がジェット印刷され、リード線82a−82gを電圧源86に接続し、PCB内に固有の識別電子回路を作る。周知の印刷技術を使って、メタルトレースの一部を接続し、一部は接続されていない状態のままにすることができる。外部リード線の電圧は、電子回路(PCB上か外付けかを問わない)によって測定され、回路基板を特定する。PCBは通常、パターン付けされた多くの層を有し、そのうちのひとつだけをこの方法で印刷すればよい。したがって、PCB層のほとんどは、従来の方法で作製できる。
上記のようなセキュリティのための用途に加え、電子機器上の固有の印刷された識別回路には他の用途もある。たとえば、特定のデバイスまたはデバイスの種類を特定する用途や、デバイスを個人化する用途である。前者において、カスタム回路が、すでにインストールされているディスプレイまたはその他の周辺機器の種類をPCに知らせることができる。これを使えば、特定のPBC上でどのバージョンのファームウェアが使用されたかを追跡できる。後者の場合、固有の印刷されたTFTアレイを、液晶表示体の一部とすることができる(例えば、回路を表示体の主要部分の周辺に配置できる)。これは、装飾(例えば、色、パターン)または情報(たとえば、携帯電話の状態、所有者の名前)のための固有の外観を作るようにパターン付けできる。
本発明の実施の形態において、薄膜トランジスタのサブセットに、インクジェット印刷方式によって選択的にポリマ半導体層が設けられている、薄膜トランジスタの二次元マトリックスアドレスアレイの図である。 本発明の実施の形態において、印刷されたポリマ薄膜トランジスタアレイを作製するのに用いられる薄膜トランジスタの断面図である。 本発明の実施の形態において、TFTアレイのゲートに供給されるパルス信号と、これに対応する印刷された薄膜トランジスタと印刷されていない薄膜トランジスタの応答を示す図である。 本発明の実施の形態において、印刷されたエッチマスクを使った薄膜トランジスタの別の二次元マトリックスアドレスアレイの図である。 本発明の実施の形態において、ジェット印刷された接続を使い、薄膜トランジスタがアドレス指定回路に接続されているか否かを判断する薄膜トランジスタの別の二次元マトリックスアドレスアレイの図である。 本発明の実施の形態において、プリント回路基板の固有のIDを示す図である。
符号の説明
10,66,70 TFTアレイ、12 薄膜トランジスタ、14,16,18 ゲートライン、20,22,24 データライン、26,28 TFTコンタクト、30,32,34 バイアスライン、36 共通バイアス、38 半導体層、40 絶縁基板、42 金属ゲートコンタクト、44 絶縁ゲート誘電体、46,48,50 読み出し用電子機器、51 第一の曲線、52 第二の曲線、68b,68d,68e,68i エッチマスク、72b,72d,72e,72i 金属接続、80 プリント回路基板、82a,82b,82c,82d,82e,82f,82g リード線、84b,84c,84e,84g マスク、86 電圧源。

Claims (3)

  1. 電子デバイスであって、
    ゲートコンタクト、ソースコンタクト、ドレインコンタクト、半導体のうちのいくつかを有し、複数の部分的に形成された薄膜トランジスタと、
    部分的に形成されたトランジスタのうちの選択されたものの上にソースコンタクトとドレインコンタクトを覆うように半導体層が蒸着され、完全なトランジスタを構成するジェット印刷された材料と、
    前記トランジスタからの信号を検出し、符号化されたビットストリームを生成する読み出し用電子機器と、
    を備え、
    記符号化されたビットストリームは、前記完全なトランジスタと前記部分的に形成されたトランジスタとの出力データで構成されることを特徴とする電子デバイス。
  2. 請求項1に記載の電子デバイスであって、
    前記部分的に形成されたトランジスタと、前記完全なトランジスタとは、マトリックス状に配置されていることを特徴とする電子デバイス。
  3. 請求項2に記載の電子デバイスであって、さらに、
    前記マトリックスの各行または各列のための、第一の方向に延びるゲートラインと、
    各行または各列のもう一方のための、前記第一の方向に垂直な第二の方向に延びるデータラインと、
    前記第一または第二の方向に延びる共通バイアスラインと、
    を備え、
    前記ゲートラインは、ソースまたはドレインコンタクトの一方に電気的に接続され、前記共通バイアスラインは、前記ソースまたはドレインコンタクトのもう一方に電気的に接続され、前記データラインは、前記ゲートコンタクトに電気的に接続されていることを特徴とする電子デバイス。
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