JP5734177B2

JP5734177B2 - 電界効果型の電子又は光電子デバイス

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Publication number: JP5734177B2
Application number: JP2011500308A
Authority: JP
Inventors: フェラオ・デ・パイーバ・マルティンス，ロドリーゴ; コレイア・フォルトゥナート，エルヴィラ・マリア
Original assignee: Faculdade de Ciencias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa
Current assignee: Faculdade de Ciencias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: WO2009130551A1; KR101553089B1; AU2009239685A1; US20110024842A1; EP2272114A1; WO2009130551A8; RU2495516C2; CA2718919A1; PT103998B; AU2009239685B2; JP2011517503A; CA2718919C; BRPI0908989A2; KR20110013355A; RU2010142240A; MX2010010225A; PT103998A; CN102047461A

Description

本発明は、概略的には、水素架橋によって物理的かつ化学的に結合した、通常多様な形態や構造で、通常ペーパー（paper）と呼ばれるセルロース系の天然、合成又は混合繊維で構成される材料の使用に関する。例えば、感熱紙、中性紙、クラフト紙、聖書用紙、段ボール紙、コート紙、ペーパータオル、トイレットペーパー、新聞紙、写真紙、コピー用紙、オフセット印刷用紙、製図用紙、ベジタブル紙、セロハン紙等のように、電子デバイスあるいは光電子デバイスの物理的支持体として、かつこれらのデバイスの構成要素の誘電体として同時に機能するものを、今後は単にペーパーと呼ぶ。

本発明は、異なる厚さ（１μｍから４０００μｍの間）で、誘電材料としての表面仕上げで、電界効果型トランジスタのような能動電子デバイスにおける物理的支持体のペーパーの使用に基づく。この電界効果型トランジスタにおいては、ペーパーの一方の面には電荷注入用の金属電極が配置され、ペーパーの他方の面には、ダイオード型構造のデバイスのチャネル（１）として機能し、イオン結合性又は共有結合性の有機又は無機半導体材料が配置される。能動半導体に加えて、この半導体の表面は、ドレインとソース領域（５）である電界効果型トランジスタの製造と創造のための他の２つの典型的な領域を含むことができる。

本発明において、ペーパーの２つの面は、これを通じて、構成要素の一体化を実現する電子デバイスあるいは光電子デバイスの製造のための付加的な構成要素用の支持体として使用される。すなわち、半導体に注入される電荷の制御方法は、電子的に活性化された動的なエレメントへのペーパーの変化を認める一貫したシステムを形成するために一体化されたデバイスの物理的支持体として同時に機能する。ペーパーは誘電体であると同時に支持体（以下、Ｃ−ＭＯＳインターストレート構造（C-MOS Interstrate structure）と呼ぶ）として使用され得るように、ペーパー上に蒸着される材料すべての処理に対して、これらのフィルムの製造技術が低い温度、特に１５０℃を下回る温度で生じること、又は、アニーリングされたときにこの温度を超えないことが必要である。

誘電体が基板であると同時に誘電体でもあるということ意味するＣ−ＭＯＳインターストレート構造は、物理的支持体のための基板を必要とすることなく、電子デバイスと光電子デバイス、特に電界効果型の相補的デバイス、論理ゲート、リング発信器の製造や、薄膜トランジスタに用いられる。そして、例えばフッ化マグネシウム等の保護層又は封止層を使用し、ひいては、エレクトロニクス産業、半導体産業、薄型（flat screen）ディスプレイ及び類似の産業、論理回路産業、計装センサ（instrumentation and sensors）産業、医学及びバイオ技術産業、光電子及び太陽電池産業、マイクロ及びナノエレクトロニクス産業に適用することができる。

本発明においては、ペーパーが誘電体であると同時に特異な統合デバイスの支持体であり、能動半導体は、有機構造（例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−メチルフェニル］−１，１’ジフェニル−４，４’ジアミン；トリス−８−ヒドロキノリノレート）、シリコン等の共有結合性の無機構造、又は、半導体酸化物等のイオン結合性の構造であり、例えば室温に近い温度で行われる、原子スケールレベルでの薄膜の物理蒸着、化学蒸着、物理化学蒸着等の異なる反応及び非反応の蒸着技術を含む以下の技術によって処理可能なものである。
・直流又は無線周波数の陰極スパッタリング
・真空における熱抵抗又は電子銃蒸着
・無線周波数プラズマ又は超高周波による蒸気の支援又は非支援化学的分解
・真空加熱
・エピタキシャル原子成長
・インクジェットを介する蒸着
・化学的エマルジョン

上記の技術は、ペーパー又は蒸着された材料の電気的性能を損なうことなく、１ｎｍ〜５０μｍの間の厚さの有機材料及び無機材料の薄膜の制御された成長を可能にする。

本発明の最新技術は、本発明以前の関連する特許文献と同様、明細書に記載される。

統合方法、生産物及びシステムにおいて、工業デザイン又は出願に関して、本発明の手段に関連又は対応する動作は公知ではない。

セルロース支持体の使用を考慮していないけれども、行った調査により、次の特許及び先行参照文献を得た。

１．２００８年に発行された特許文献１（ポルトガル特許出願第１０３９５１号）は、電子デバイス及びシステムの処理に対する支持体としての、セルロース系又はバイオ有機系ペーパーの使用に言及し、電子デバイス及びシステムの支持体と処理の統合には言及していない。従って、特許文献１において、ペーパーは、共有結合性の半導体、又は有機及び無機のイオン結合性の半導体を利用する従来技術によって製造され、電子デバイスの単なる物理的支持体であり、個別の金属接続を含む。本特許と上述した技術との間の唯一の類似点は、デバイスを形成する材料の処理技術が同じであるということである。特許文献１において、デバイスは、機能性において、完全に新規なトランジスタデバイスの創造と、従来デバイスと比較して革新的な動作原理とを導くアイデアに対応して特有のインターストレート（interstrate）を設計する機能をペーパーに組み入れていない。本特許は、連続する誘電体膜に基づく従来の電界効果型デバイスとして知られているものとは対照的に、離れた（discrete）誘電体という概念のペーパーを形成する繊維を伴う可能性を精査する。そして、比誘電率である１．５及び１２の間の相対的に低い値を変更することなく、ペーパーの単位面積当たりの数桁大きい大きさの容量を促進する。このため、能動半導体の製造品は、ペーパーを構成する繊維の厚さよりも、少なくとも１桁から２桁小さい厚さとすべきである。この状態は、常に１００ｎｍよりも小さかった能動半導体の厚さの原因となる。この状態は、単純なデバイス又は集積電子部品が蒸着される物理的支持体として、ペーパーが単純に機能するので、可能な限り平滑かつ均一な表面を得ることを意味する特許文献１に見られない。

２．１９６７年に出願された特許文献２（米国特許第３，６１７，３７２号）は、静電像を作り出す導電ペーパーに言及している。巻物（volume）のペーパーの製造領域において、動作が起き、適切なペーパーを画像取込機能（image capture functions）に委ね、非接触印刷を提供するために、ヒドロキシエチル基及びヒドロキシプロピル基からポリマー鎖を含むことができる。特許は実施されていない。画像取込及び画像記憶における巻物の構成要素のペーパーに関連し、電子部品として使用されるいかなるものにも関連しなかった。

３．特許文献３（日本国特開２００３−１２３５５９号公報、“Forming method and its device for transparent conductive film, transparent conductive film and electronic paper”）は、いわゆる電子ペーパー（e-paper）に用いるため、例えばアルゴン等のイナートガスの存在に関わらず酸素雰囲気で、気体状のヨウ化インジウム及び塩化スズ（硝酸亜鉛（zinc nitrate）（Ｚｎ（ＮＯ_３）２．６Ｈ_２Ｏ））を用いたプラズマアシストＣＶＤを利用し、ポリチオフェン（polythiophene）のポリマー膜又は他の有機系材料の上に蒸着される、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide）という名前のＩＴＯ（又はＺｎＯ）の透明な導電薄膜の低温製造を目的とする。すなわち、有機基板上に蒸着される透明導電性酸化物に基づく可撓性膜に対する英数字又は画像を書き換えることができる。この場合、例えば、透明導電性酸化物は、例えば、液晶の配向性から形成される、画像の色相を制御する電界用の電極として機能することを目的とする。本特許は、薄膜を得るための方法及びそのシステムに関する。そして、薄膜の物理的−機械的特性は、例えば接着等によって得られる。すなわち、本発明の目的は、単に電極として用いられる導電性酸化物の有機基板という製造品を製造することであり、本特許において、組み込まれる電子部品であると同時にデバイスの支持体として、セルロース系ペーパー又はバイオ有機系ペーパーを使用することを含まない。

４．特許文献４（米国特許出願第２００６／０１３２８９４号）は、主要な目標として、特許文献３で表された有用性と類似の有用性を有する電子ペーパー両面の透明導電性酸化物の蒸着を開示する。換言すれば、ディスプレイ、すなわち、有機媒体上に製造された新規な可撓性ディスプレイ用液晶を用いた適応化技術に向けられる。従って、本特許の請求の範囲は、用いられる装置と可撓性有機基板上の画像を処理して維持する方法との範囲に含まれる。そして、本特許の請求の範囲は、電界を適用することによって非導電性粒子の透過率を変更する機能を備え、ペーパー自身内又は製造された酸化物の下に置かれた非導電性粒子の制御を含む。この点は、本発明の範囲内ではない。

５．特許文献５（カナダ特許第６８２８１４号、“Electrically conductive paper, and method of making it”）は、導電性ペーパーの容積処理、特に金属によって表面が覆われているか否かに関わらず、セルロースマトリックス（cellulose matrix）中にランダムに分散する、その容積中の導電性繊維の含有物に言及する。この点は、本開示の範囲内に含まれず、ペーパー構造を扱うことを含まない。

６．特許文献６（カナダ特許第７６７０５３号、“Electrically conductive paper”）は、絶縁体の光導電性材料（photoconductor material）でコーティングされ、ゼオライト（zeolites）の組み込みと関連し、１０^１２Ωｃｍ未満の抵抗率を保証することができ、情報印刷用の帯電の改良及び維持を目的とする、導電性容積中のセルロース系ペーパーのコーティングに言及する。この点は、本開示の範囲内ではない。ペーパーは、能動デバイスの誘電体であると同時に、ペーパーの両面に成長するようにデバイスを構成する異なる構成要素の支持体として機能することを目的とする。

７．特許文献７（カナダ特許第８９８０８２号、“Polymeric quaternary derivatives of 4-vinyl pyridine in electrically conductive paper”）は、静電コピー用紙を製造できる光導電体コーティングを受けることができる第四級ポリマーの使用に言及する。この点は、本発明の範囲内ではない。

８．特許文献８（カナダ特許第９２２１４０号、“Electro-conductive paper”）は、映像再生用技術に有用であり、その構成の少なくとも７５％がポリマーである導電性ペーパーを取り扱う。本特許は、次の型のラジカル構造をコーティングする全ての構成要素を保護する。

この点は、本発明の範囲内ではない。

上記の記載から、本発明で開示される生産物及び方法に関して、関連する刊行物及び特許出願が存在しないということが判断できる。

上記特許及び参考文献は技術水準に相当するが、場合によっては室温で行われる方法と、可塑化した表面上で導電体として用いられる材料とに関して、共通のいくつかの重要でない点が存在することを、本開示で見つけられるかもしれない。しかしながら、メモリ効果を備える能動デバイスの構成要素であると共に、これらのデバイスの物理コアとして、セルロース系ペーパーの使用に注目する研究成果及び特許又は特許出願は存在するが、これらの誘導体及び構成要素は公知ではない。

本発明は、新規な電子デバイスの創造にある。ペーパーは、いわゆるインターストレート（interstrate）と呼ばれる、支持体として機能する能動構成要素であり、そして、異なる技術を用い、かつ、生産物及びシステムの最終的な機能を決定する、天然、合成又は混合されたセルロース系又はバイオ有機系のペーパー、又はそれらの混合された化合物誘導体を取り込む生産物及び電子システムを得ることを追求して製造される。このようなデバイスの製造は、実験室又は計画された実施において、公知ではない。この点は、本発明の中心的課題があり、これにより、電子構成要素の統合化に関して、本開示の利用により、現存するシステムの技術水準にはない、新規な効果を奏し、また新規な価値を付与する、モノリシックであるがハイブリッド品質をもたらす。

ポルトガル特許出願第１０３９５１号明細書米国特許第３，６１７，３７２号明細書特開２００３−１２３５５９号公報米国特許出願公開第２００６／０１３２８９４号明細書カナダ特許第６８２８１４号明細書カナダ特許第７６７０５３号明細書カナダ特許第８９８０８２号明細書カナダ特許第９２２１４０号明細書

本発明は、電子又は光電子の能動電界効果型半導体デバイスの支持体及び誘電体（２）として、天然、合成又は混合繊維に基づく薄膜（２）を組み込み、自立可能な（self-sustainable）電子又は光電子の能動電界効果型半導体デバイスの製造方法を提供する。

本発明の好ましい実施形態においては、薄膜（２）はセルロース系材料又はバイオ有機系ペーパーを含む。

他の好ましい実施形態は、能動デバイス、特に接合ダイオード、又はトランジスタ、又は特に２、３あるいは４つのハイブリッド端子（hybrid terminal）からなるデバイスを実現するために、単一構造、離散構造、又は組み込まれたタンデム（tandem）構造あるいは複数層の構造において、金属（３，５）、半導体（１）、絶縁体（６）又はアダプテーション層（adaptation layer）（４）の電気的特性を備えた有機物又は無機物の１以上の付加的な構成要素を含む。

さらに、他の好ましい実施形態は、前記セルロース系材料又はバイオ有機系ペーパー、すなわち、最終デバイスのその他の構成要素エレメントを蒸着する前に、パッシベーション層又はアダプテーション層（４）に適用される。

さらに、他の好ましい実施形態においては、前記パッシベーション層又はアダプテーション層（４）が高電気抵抗率の誘電材料を含み、特に２０００ｎｍ以下の厚さを有する。

さらに、他の好ましい実施形態は、室温に近い温度で、そして、場合により１５０℃以下でアニーリングされ得る前記構成要素を含む。

また、本発明の他の好ましい実施形態は、真空における電子銃による抵抗熱蒸着や、直流、マグネトロン支援あるいは非支援の無線周波数又は超高周波数の陰極スパッタリングや、無線周波数又は超高周波数で支援又は非支援の化学蒸着や、インクジェット印刷や、化学的エマルジョンの１以上の手法を用いて構成要素を蒸着することを含む。

本発明の他の好ましい実施形態は、製造工程の前又は後で保護樹脂や、マスクの使用や、ペーパー上に蒸着された材料上への直接露光により、直接印刷された特有の描画の薄膜の蒸着を含む。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、１０μｍ以下の厚さを有する、高誘電率の、有機材料、無機材料、金属酸化物又は半導体酸化物を含む誘電構成要素（３，５）を含む。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、２ｎｍ〜２０μｍの間の厚さを有する、共有結合性の無機材料、単一のイオン結合性材料、又は有機材料を含む半導体構成要素（１）の蒸着を含む。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、１０μｍ以下の厚さを有する誘電体（６）によって最終的なデバイスを封入することを含む。

本発明の他の好ましい実施形態は、前記セルロース系材料又はバイオ有機系ペーパー（２）を有する。セルロース系材料又はバイオ有機系ペーパー（２）は、永続的なイオン性度及び電気陰性度を制御することができる、再生技術、分解技術又は混合した技術によって製造される、天然、合成又は混合セルロース系繊維から得られる。

本発明はさらに、前記デバイスの支持体及び誘電体（２）として、天然の、合成の又は混合した薄膜（２）を含み、自立可能である、能動電界効果型の電子又は光電子の半導体デバイスを表す。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、薄膜（２）がセルロース系材料又はバイオ有機系ペーパーを含む。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、能動デバイス、特に接合ダイオード、又はトランジスタ、又は特に２、３あるいは４つのハイブリッド端子からなるデバイスを実現するために、単一構造、タンデムコンパウンド型構造又はマルチレイヤ構造において、金属（３，５）、半導体（１）、絶縁体（６）又はアダプテーション層（４）の電気的特性を備えた有機物又は無機物の１以上の構成要素を含む。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、前記セルロース系材料又はバイオ有機系ペーパーの真上に、パッシベーション層又はアダプテーション層（４）を含む。

さらに、他の好ましい実施形態においては、パッシベーション層又はアダプテーション層（４）が高電気抵抗率の誘電材料を含み、特に２０，０００ｎｍ以下の厚さを有する。

また、本発明の他の好ましい実施形態においては、誘電構成要素（３，５）が、厚さ１０μｍ以下で、高導電率の、有機材料、無機材料、金属酸化物又は半導体酸化物を含む。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、半導体構成要素（１）が、２ｎｍ〜２０μｍの間の厚さの、共有結合性の無機材料、単一のイオン結合性材料、イオン結合性の複合材料、又は有機材料を含む。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、最終デバイスが厚さ１０μｍ以下の誘電体（６）によって封入される。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、ペーパーの構成部品が誘電体（２）として機能し；繊維上に蒸着されて離れた（discrete）チャネルの領域が、有機又は無機の、共有結合性又はイオン結合性の能動半導体からなり；ドレイン及びソース領域（５）とゲート領域（３）とは、連続構造の導電性酸化物又は金属から構成され、又は相互接続した導電島（conductive-island）に基づく。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、例えば、金属電極（３）−ペーパー（２）−半導体（１）等の構造から構成される。セルロース系又はバイオ有機系のペーパー（２）は、誘電体として機能する。その単位面積当たりの電荷容量（electrical charge capacity）は、繊維の分配方法と、繊維が、ペーパーを形成する様々な機械的に圧縮された面で、ドレイン、ソース（５）及びゲート（３）の領域を構成するために蒸着される材料として用いられるか否かに関わらず透明な金属、及びチャネル領域（１）を構成する半導体を相互に関係付ける方法とによって決定される。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、デバイスは、ｐ型又はｎ型の電界効果型トランジスタであり、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えることができ、又はペーパーと、好ましくはペーパーの繊維と関連して分配するために用いられる方法に関連する単位面積当たりの電荷容量を決める、電気信号又は電子信号を増幅することができる。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、デバイスの半導体層の上に蒸着させた２つの材料を含む。２つの材料は、導電率に関して、完全に同等な高導電率を示し、１ｎｍ〜１０００μｍの範囲の距離で互いに離れ、それぞれドレイン領域及びソース領域に指定される。そして、２つの材料は、その構成を通してペーパーという誘電体の効果的な組み込みを可能にする。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、ドレイン領域及びソース領域（５）が、ペーパー上に蒸着された半導体材料の導電率よりも少なくとも３桁大きい高導電率の、有機半導体、共有結合性の無機半導体、又はイオン結合性の半導体によって構成される。そして、これらの半導体がペーパーの上に蒸着される。明細書では、これらの半導体が、チャネル領域（１）と呼ばれ、２ｎｍ〜２０μｍの範囲で、ペーパー（２）を形成する繊維の厚さと同じ桁数又はその厚さより小さい桁数の厚さを有し、ｐ型又はｎ型の電解効果型トランジスタのドレイン及びソース（５）として使用されるチャネル領域の周囲領域において連続又は半連続な蒸着の製造を可能にする。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、チャネル領域（１）が、２ｎｍ〜２０μｍの範囲の厚さで、離れた又は連続した形状の、有機、イオン結合性の無機又は共有結合性のｐ型又はｎ型の半導体から構成される。チャネル領域（１）の厚さは、ドレイン及びソース領域（５）を形成するために用いられる材料の導電率より少なくとも３桁小さい大きさの低導電率の、有機ペーパー（２）を形成する繊維の厚さと同じ桁数の大きさであるか、又はそれより小さい厚さである。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、ｐ型又はｎ型の、複数のトランジスタが、切替モード又は電子信号の増幅モードでON状態に接続するために、信号の利用及びゲート電圧の印加を行うことなく接続される。これは、ペーパーを形成する繊維の単位面積当たりの蓄積された電荷間の結果である。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、ペーパー上で使用される能動半導体が、ｐ型及びｎ型又はその逆の２つの相補的な電子的性質の半導体（１，７）によって置き換えられ、１００ｎｍ〜１０００μｍの間の距離で離間し並置される。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、ペーパー上に蒸着される２つの半導体が、同じ材料によって互いに接続されて各々の前記ドレイン及びソース（５）として用いられ、共通の電極として機能する。

さらに、本発明の他の好ましい実施形態においては、前記セルロース系材料又はバイオ有機系ペーパー（２）が、永続的なイオン性度及び電気陰性度を制御することができる、再生技術、分解技術又は混合技術によって製造される、天然、合成又は混合ロース系繊維を含む。

電気接点が参照符号の材料又は金属合金から形成される、ＭＩＳダイオードと呼ばれる金属、絶縁体及び半導体によって構成される非封止型ダイオードの基本構成の概略図。参照符号の金属又は半導体の構成要素を構成する材料の蒸着前に、電気金属接点が高導電率の導電性酸化物によって形成され、アダプテーション層がペーパーの片面又は両面にある、ＭＩＳダイオードと呼ばれる金属、絶縁体及び半導体によって構成される非封止型ダイオードの基本構成の概略図。蒸着された材料と誘電体として用いられるペーパーの両面との間の２つのアダプテーション層があり、かつ、ソース領域及びドレイン領域が次の参照符号の能動半導体上に蒸着される、ｎ型又はｐ型の電界効果型トランジスタの概略図。アダプテーション層が、参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する能動半導体を含み、誘電体として用いられるペーパー表面の片面に蒸着された材料間に設けられた、非封止型のｎ型又はｐ型電界効果型トランジスタの概略図。アダプテーション層が、参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する能動半導体を含み、誘電体として用いられるペーパー表面の片面に蒸着された材料間に設けられた、非封止型のｎ型又はｐ型電界効果型トランジスタの概略図。アダプテーション層が蒸着した材料と誘電体として用いられるペーパーの２つの表面との間に存在せず、かつ、能動半導体がエンハンスメント・モード又はデプレッション・モードで機能するソース領域及びドレイン領域と重複する、非封止型のｎ型又はｐ型電界効果型トランジスタの概略図。アダプテーション層が蒸着した材料と誘電体として用いられるペーパーの２つの表面との間に存在せず、かつ、ｎ型あるいはｐ型、又はその逆の能動半導体が参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する、非封止型のＣＭＯＳ電界効果型デバイスの概略図。２つのアダプテーション層が蒸着した材料と誘電体として用いられるペーパーの２つの表面との間に存在し、かつ、ｎ型あるいはｐ型、又はその逆の能動半導体が１００ｎｍと１０００μｍの間の距離で互いに離間して、参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する、非封止型のＣＭＯＳ電界効果型デバイスの概略図。

利用の観点において、トランジスタの創造のためのインターストレート機能（interstrate functions）を有するペーパーの使用は、キャパシタの支持体又は受動型誘電体（passive dielectric）として利用する他には知られていない。

本発明は、ペーパーの静的な機能に加え、ペーパーの使用概念の再定義のために、又は、電子的構成要素及び支持体としての機能を同時に備えるペーパーを提供する他の能動的かつ動的な機能のための単純な基板の使用概念の再定義のために興味深く、従って、ハイテクソリューションとしてペーパーを回復する一体化されたデバイス及びシステムのための自己支持体（auto-support）を可能にする。

本開発は、材料を得て、可撓性を有する自立可能な、費用対効果が高く、使い捨ての電子デバイスを創造することを可能にする。そして、本開発は、静的形状における描画／筆記（drawing/writing）に加えて、ペーパーに他の用途を付与する自立可能な集積回路を製造することも可能にする。これらの目的を達成するために、近年他の基板に置き換えられた同型の回路を、ペーパーで着想し、製造し、そして創造することが基本である。そして、能動デバイスの全体又は部分における機能性は、誘電体（２）としてペーパーの使用によって決定され、従って、単一モノリシック回路（single monolithic circuit）又はハイブリッド集積回路にペーパー両面の組み込みを可能にする。

これらの目的を達成するために、分散した周知技術を組合せ、かつ、それらを３つの要求レベル（製造工程；材料とデバイスの機能性；組み込み）に適合させることが必要である。

電子デバイスの製造及び創造方法において、ペーパーの表面は、蒸着工程の制御された雰囲気において作成される。従来の蒸着工程とは異なり、蒸着工程全体が室温近くで行われ、蒸着工程それ自体に由来する過熱がなく、かつ、蒸着された材料は接着パラメータと、機械的弾性と、化学的安定性と、電子的及び光学的品質とを満たすことも保証される。

上述の特徴を得るために、支持体及び誘電体として使用されるペーパーの両面に蒸着される材料は、有機又は無機金属材料、半導体材料、他の相補型誘電体及びパッシベーション材料（４，６）である。

上述した技術の一つで使用されて処理される金属（３）は、例えば、銀、アルミニウム、銅、チタン、金、クロム及び白金等、又は上述した成分に由来する金属合金、又は金属−絶縁体−半導体型の整流接合上で、金属接点（３，５）の製造に用いられるそれらの多層蒸着物である。そして、絶縁体はペーパー自体又はペーパーの類似の機能を備える自立可能な薄膜である。さらに、蒸着工程はまた、無機薄膜（一般的に１０^−３Ωｃｍ以下の抵抗率を有する透明な導電性酸化物を示す、例えば、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム等の縮退半導体の酸化物、スズでドープされたインジウム、ガリウムでドープされた酸化亜鉛、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛）、又は金属の導電特性を備える有機薄膜に対して含まれる。

使用されるｎ型又はｐ型の能動半導体（１）は、チャネル領域を示す能動電界効果型デバイスのいわゆる処理構成要素に相当する、有機半導体、共有結合性の無機半導体、又はイオン結合性の能動半導体であってもよい。誘電体は、デバイスの物理的支持体としても機能するペーパー（２）である。

有機半導体材料に関して、以下のものが強調されるべきである。テトラセン（tetracene）、ペンタセン（pentacene）、銅フタロシアニン（copper phthalocyanine）、オキシチタニウムフタロシアニン（titanium oxide phthalocyanine）及び亜鉛フタロシアニン（zinc-phthalocyanine）、特に１０^−１３Ω^−１ｃｍ^−１〜１０^５Ω^−１ｃｍ^−１の範囲の導電率を有するものである。

無機共有結合半導体（covalent inorganic semiconductor）が使用される場合、これらは、１０^−１４Ω^−１ｃｍ^−１〜１０^３Ω^−１ｃｍ^−１の範囲の導電率を有する、リン（phosphorus）、ヒ素（arsenic）又はホウ素（boron）をドープした／ドープされない（doped／non-doped）、アモルファス形態（amorphous form）、ナノ結晶形態（nanocrystaline form）又は多結晶形態／多結晶形態（micro／polycrystalline form）中のシリコンであってもよい。

使用される無機イオン半導体（ionic inorganic semiconductor）に関して、これらは、主にシンプル又は単一な半導体酸化物、ナノ合成物（nanocomposites）又は複合化合物（multi-compounds）に着目する。例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化銅、酸化アルミニウム、銅アルミニウム酸化物、酸化ニッケル、酸化ルテニウム、酸化カドミウム、酸化タンタル、インジウムとスズの複合酸化物、インジウムとスズとガリウムの複合酸化物、亜鉛とスズと銅とアルミニウムの複合酸化物、銀と銅の複合酸化物、チタンと銅と亜鉛とスズと銀の複合酸化物等、組成の割合が１０^−１４Ω^−１ｃｍ^−１〜１０^４Ω^−１ｃｍ^−１の範囲の導電率を備えるどのようなものでもよい。

パッシベーション材料、アダプテーション材料、又は界面（４）の成長における第２の誘電体として用いられる高抵抗率の材料に関して、これらは、厚さ２ｎｍ〜１０００ｎｍの酸化物化合物、窒化物化合物に基づくべきである。例えば、二酸化ケイ素あるいは窒化ケイ素、有機材料、又は、他の単一あるいは多層構造の材料、例えば、酸化タンタル、ハフニア（hafnia）、ジルコニア、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、又は、複合物（例えば、ハフニア／タンタル酸化物（hafnia／tantalum oxide）、酸化アルミニウム／タンタル（alumina／tantalum）、ハフニア／酸化アルミニウム（hafnia／alumina）；二酸化ケイ素／五酸化タンタル（silicon dioxide／tantalum pentoxide）、タンタル／イットリウム（tantalum／yttrium）；ジルコニア／タンタル（zirconia／tantalum）、五酸化タンタル／二酸化ケイ素（tantalum pentoxide／silicon dioxide）、酸化アルミニウム／酸化チタン（alumina／titanium oxide）又はＰＭＭＡ又はＰＯＭＡ、又はマイラ（mylar）等、−２０℃〜１５０℃の範囲の温度で処理されるすべてのもの）等である。かなりコンパクトにされ、極めて平らな表面を有することだけではなく、さらにチャネルを形成する材料のために仕事関数に要求される差異を導入し、要求される電気的絶縁性を達成するため、材料の構造が非結晶質又はナノ構造であることを目的とする。デバイス構成要素の空間形状の定義は、通常の標準的リソグラフィ技術を用いることによって、又は、マスクあるいはリフトオフ（lift-off）によって行われる。例えば、誘電体上のポジ型樹脂の蒸着の場合は、樹脂が除去されることを目的とされない材料の領域を保護し、残りは実際に保護されない誘電材料を除去する乾食法又は湿食法によって除去される。

ペーパーに直接接触し得るこれらの材料に加えて、能動デバイスを構成する既に言及した材料で加工される他の材料がある。他の材料は、例えば、電界効果型トランジスタのドレイン及びソース領域（５）を構成し、そして、チャネル領域が共有結合性の半導体、金属又は金属合金であるときに、高濃度ドープ材料であり得る材料等であり、能動半導体がイオン結合性の半導体又は有機半導体である場合、同時に厚さ１０μｍ以下の接点として機能する。

デバイスに関して、以下の点を意図する。
・絶縁体が、一方の面に金属を、そして、上述した技術（（１），（２），（３））のいずれかを用いて他方の面に蒸着された能動半導体を含む一枚のペーパーである、金属−絶縁体−半導体構造（ＭＩＳ構造）のダイオードを創造かつ製造すること；
・薄膜に基づくｎ型又はｐ型電界効果型トランジスタ（図３〜図５）を創造かつ製造すること；
誘電体は、天然、合成又は混合されたセルロース系繊維からなり、電気陰性度とイオン性度が制御された樹脂及び接着剤によって多層構造内で一塊にされ（lumped）、そして機械的に圧縮されたペーパーである。チャネル領域を形成する能動半導体は、イオン結合性の無機半導体、共有結合性の無機半導体又は有機半導体（１）である。そして、ドレイン及びソース領域はそれぞれ、切替キーとして機能し、情報のコンダクタ／レシーバ及び増幅器として機能することが可能な、高濃度導電性酸化物、金属、又は、ｎ型あるいはｐ型の高濃度ドープ共有結合半導体に基づく。
これらのデバイスは、図３〜図５に示される構成を有する。チャネル（１）は、１ｎｍ〜１０００μｍの範囲の長さを有し、ペーパー上又は接点アダプテーション層上に直接蒸着され、ソース及びドレイン領域（５）を形成する膜とともにペーパー（４）上に予め蒸着されてもよい。そして、ペーパー（２）の他方の面上に、ゲート電極（３）が直接、又は、金属又は高濃度導電性酸化物からなるアダプテーション層を介して蒸着される。
これらのデバイスは、０．５ｃｍ^２V^−１ｓ^−１を超える可動性と、１０^４を超える閉鎖状態／開放状態の比率とを有し、エンハンスメント・モード又はデプレッション・モードで動作する。すなわち、エネルギはそれらに対してオンオフするために要求され、それらはエネルギを利用することなく、既にオン状態にある。
・上述した状態に処理された電界効果型トラジスタを創造かつ製造すること。しかしながら、ゲート電極、又はドレイン及びソース領域を形成する、能動半導体又は材料は、例えば特に、テトラセン、ペンタセン、銅フタロシアニン、オキシチタニウムフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン等の有機材料である。
・ＣＭＯＳ又はＣ−ＭＥＳＦＥＴデバイスを創造かつ製造すること。誘電材料はペーパーであり、かつ、デバイスに組み込まれる相補的なｎ型及びｐ型の半導体は共有結合性の無機半導体、イオン結合性の無機半導体、有機半導体、又は、図６に示されるようなその可能なハイブリッド組合せのいずれかである。すなわち、デバイスは、出力端子（ソース及びドレイン又はその逆）の一つが共通であり、他の２つの出力端子が独立である共通ゲートを備える、２つのｐ型及びｎ型半導体に基づく。

本発明の目的は、セルロース系又はバイオ有機系ペーパーに対する新規な用途を提供することである。「インターストレート（interstrate）」と呼ばれる、電子及び光電子の構成要素及びシステムの、製造及び創造の自立可能な観念における構成要素になるため、支持体の単なる静的な手段ではなくなることである。

はじめに述べられた機能を備えるセルロース系又はバイオ有機系ペーパーの技術に関して、公知技術は知られていない。すなわち、可撓性を有する自立可能な、モノリシック型又はハイブリッド型の使い捨て集積デバイスの創造及び製造を可能にすることを特徴とし、同時にそれ自身の両面に成長したデバイス又はシステム構成要素であることを特徴とするＣ−ＭＯＳインターストレート構造の技術は知られていない。

いくつかの特許情報データベースの調査により、本発明の主題であるぺーパーの機能を備える方法、物、及びシステムは、特許として発行も提出も行われていないことが示された。

本発明の概念は新規である。そして、その実施例は公知技術によって維持されるけれども、その新規性は新規な目的の範囲内に存在する。

図１は、電気接点（electrical contact）が次の参照符号の材料又は金属合金から形成される、ＭＩＳダイオードと呼ばれる金属、絶縁体及び半導体によって構成される非封止型ダイオード（non-encapsulated diode）の基本構成の概略図である。
１−ｎ型又はｐ型の能動有機半導体、又は、無機共有結合又は無機イオン結合の半導体；
２−誘電体であると共に、電子構成要素の物理的支持体（基板）として、使用されるセルロース又はバイオ有機由来のペーパー；
３−金属、金属合金、２種類の金属多層形態での連続する蒸着物、非常に高導電性の半導体酸化物、又は、非常に高導電性の有機材料によって構成されるデバイスを備える電気接点を定めるために用いられるゲート電極。

図２は、次の参照符号の金属又は半導体の構成要素を構成する材料の蒸着前に、電気金属接点が高導電率の導電性酸化物によって形成され、アダプテーション層がペーパーの片面又は両面にある、ＭＩＳダイオードと呼ばれる金属、絶縁体及び半導体によって構成される非封止型ダイオードの基本構成の概略図である。
４−ペーパーの片面又は表面に存在する接点の、パッシベーション層又はアダプテーション層。

図３は、蒸着された材料と誘電体として用いられるペーパーの両面との間の２つのアダプテーション層があり、かつ、ソース領域及びドレイン領域が次の参照符号の能動半導体上に蒸着される、ｎ型又はｐ型の電界効果型トランジスタの概略図である。
１−電界効果型半導体のチャネル領域として機能するｎ型又はｐ型の能動半導体；
２−電界効果型トランジスタの誘電体として機能するペーパー。
３−ゲート電極（金属、高導電性の酸化物、又は高導電性の有機半導体）。
４−誘電チャネルアダプテーション層（Dielectric channel adaptation layer）（４）及び／又は誘電ゲート電極
５−例えば、チャネル領域が共有結合半導体に基づくときのＰ−ｄｏｔ、金属、Ｐ−ｄｏｔ、特異な半導体酸化物（singular semiconductor oxide）、チャネル領域がイオン結合性酸化物又は有機半導体であるときの高導電率の単一構成要素又は複数構成要素等の、高濃度ドープ半導体又は高導電率の有機半導体からなる電界効果型トランジスタのソース領域及びドレイン領域
６−封止層（Encapsulation layer）、表面パッシベーション

図４は、アダプテーション層が、参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する能動半導体を含み、誘電体として用いられるペーパー表面の片面に蒸着された材料間に設けられた、非封止型のｎ型又はｐ型電界効果型トランジスタの概略図である。

図５は、アダプテーション層が、参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する能動半導体を含み、誘電体として用いられるペーパー表面の片面に蒸着された材料間に設けられた、非封止型のｎ型又はｐ型電界効果型トランジスタの概略図である。

図６は、アダプテーション層が蒸着した材料と誘電体として用いられるペーパーの２つの表面との間に存在せず、かつ、能動半導体がエンハンスメント・モード又はデプレッション・モードで機能するソース領域及びドレイン領域と重複する、非封止型のｎ型又はｐ型電界効果型トランジスタの概略図である。

図７は、アダプテーション層が蒸着した材料と誘電体として用いられるペーパーの２つの表面との間に存在せず、かつ、ｎ型あるいはｐ型、又はその逆の能動半導体が参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する、非封止型のＣＭＯＳ電界効果型デバイスの概略図である。
７− 半導体のタイプが図１の参照符号に対応する半導体のチャネルに相補的であるチャネル領域。仮にｎ型である場合、ｐ型で補う。また、逆も同様である。

図８は、２つのアダプテーション層が蒸着した材料と誘電体として用いられるペーパーの２つの表面との間に存在し、かつ、ｎ型あるいはｐ型、又はその逆の能動半導体が１００ｎｍと１０００μｍの間の距離で互いに離間して、参照符号のソース領域及びドレイン領域と重複する、非封止型のＣＭＯＳ電界効果型デバイスの概略図である。

本発明は、単一又は集積した電子デバイス及び光電子デバイスの創造をもたらす誘電体であると共に物理的支持物として機能する、セルロース系ペーパー、重量と組成が異なるセルロース系化合物、又はバイオ有機系由来のセルロース系化合物の使用と、インターストレート型ペーパーにダメージを与えないために、選択かつ制御される必要があるこれら新規なデバイスの製造に適合可能な蒸着工程の適合性とに言及する。この目的を達成するために、全ての製造工程は、１５０℃以下の温度で実行され、特にペーパーの表面上で行われる。

本発明は、所望の特定利用を決定する、異なる構成にすることができる。本発明は、従来の電子デバイス、すなわち電界効果型電子デバイスの創造から、注目すべき機能を備える新規な電子デバイスの創造をもたらす、異なるタイプの電子回路において、基板であると共に誘電体としてペーパーを用いることができる。

従って、本発明は、新規な電子デバイスの革新的特徴を提供する新規なデバイスの創造に対応する。新規な電子デバイスの革新的特徴は、新規な革新的工程を用いることによって、誘電ペーパーの単位面積当たりの並外れた高性能を有する電子デバイスに基づき、かつ、ペーパーを形成する繊維による、物理的支持体と能動デバイス又は集積回路の構成要素との２種類の機能にペーパーを関与させる、新規な生産物及びシステムを可能にする。

Ａ．ダイオード接合工程
図１及び図２は、ＭＩＳ構造と呼ばれる金属−絶縁体−半導体型ダイオードの図である。図１は、ペーパーの両面に蒸着される金属接点のアダプテーション層が存在しない。第２の実施例は、そのような場合で、さらに、金属電極が縮退した半導体酸化物に基づく場合を説明する。すべての場合、能動半導体は、有機又は無機、イオン結合性又は共有結合性の公知の半導体であってもよい。デバイスを形成する構成要素のいずれも、周知の物理的、化学的、又は物理化学的蒸着技術、例えば以下に区別される技術等によって製造され得る。

デバイスの操作原理は、いわゆる電界効果に基づく。半導体の収集電荷（collected charges）は、ゲート電極に指定される金属電極に加えられる電界の関数である。そして、半導体に流れる電流は、繊維が分布させられてつなぎあわされた結果である、ペーパーの単位面積当たりの容量の関数である。

Ｂ．ＭＩＳ接合製造工程
最初に、用いられるペーパーのタイプ及び重量に関わらず、表面構造と連続薄膜を製造するための意図とを考慮して、表面を準備して調整することが必要である。これは、次のいずれかによって達成される。
ａ）１０分間、ＵＶ処理をペーパーの両面に受けさせる；
ｂ）または、蒸着前に、表面を、１〜１０^−２Ｐａの範囲の圧力下、０．１〜３Ｗｃｍ^−２の範囲の出力密度を用いて５分間、アルゴン、窒素又はキセノン雰囲気中で直流放電（dc discharge）又は高周波放電（RF discharge）の真空処理を、ペーパーの両面に受けさせる；
ｃ）または、厚さ２〜２００ｎｍの範囲の、酸化物、窒化物又はフッ化物であるセラミックス製のパッシベーション膜を蒸着する；
ｄ）または、自由ナノ粒子を取り除き、（窒素混合物中の水素の機能である）表面活性化するために、表面を窒素／水素噴流でクリーニングする。

表面が準備されると、その表面は、次の事項を目的とする作用により、様々な製造工程が行われる環境に移動する。
i）無機金属、導電性酸化物材料、又は有機材料、例えば次の技術のいずれかによって製造されたＰ−ｄｏｔ等の蒸着物からなる、図１及び図２に参照符号３で表わされた金属電極の処理
I）１０^−３Ｐａ以下の真空圧を用いる、熱抵抗又は電子銃真空蒸発工程、及び基板温度が冷却により制御されるシステム。用いられる最小厚さは、１０ｎｍである。本工程により、実施され、連続体にすることができる（ロール・ツー・ロール方式（roll to roll））。
II）マグネトロン−１Ｐａ〜１０^−１Ｐａの間の真空圧で、（冷却して）基板温度が制御されたアルゴン雰囲気中での（ＤＣ又はＲＦ）支援陰極スパッタリング。そして、基板の目標距離は、目標及び蒸着されたペーパーの大きさによって決定される、５ｃｍ〜１５ｃｍの範囲で変化させることができる。
III）有機又は無機構成要素をコーティングする化学溶液のインクジェット印刷。そして、蒸着された材料の最小厚さは１０ｎｍである。
IV）厚さ４００ｎｍ以下で蒸着されるエレメントを含む化学溶液のエマルジョンの迅速な拡大。
ii）図１及び図２において参照符号１で表わされる有機又は無機の、イオン結合性又は共有結合性の能動半導体の処理のために、次の技術の一つが用いられる：
V）異なる構成及び純度で、反応性雰囲気で金属ターゲットを、又は反応性又は未反応性の雰囲気でセラミックターゲットを使用するマグネトロン（ＤＣ又はＲＦ）支援陰極スパッタリング。用いられる真空圧は１Ｐａ〜１０^−１Ｐａの間で変化し、酸素の分圧は１０^−４Ｐａ〜１０^−２Ｐａの間で変化させることができる。；ターゲット基板の距離は、用いられるターゲットの大きさ及び蒸着されるシート状のペーパーの大きさにより、５ｃｍ〜１５ｃｍの間で変化する。用いられる厚さは１０〜５０００ｎｍである。
VI）蒸着される金属エレメントを含むセラミック／酸化物材料から、本技術に対して上述した手順に従い、処理が１０^−３Pａ以下の真空圧で実施される、抵抗法又は電子銃法による真空熱蒸発。使用される厚さはほぼ１０〜２００００ｎｍ程度である。
VII）無線周波数プラズマ又はＵＨＦの支援化学蒸気分解。この場合、蒸着されるエレメントはガス状の形態である。例えば、シリコン蒸着の場合、シランの形態で、かつ、圧力１０〜２００Ｐａの範囲で、０．０３〜２Ｗｃｍ^−２の出力密度及び１３．５６〜６０ＭＨｚの励起周波数を用いて、ＲＦ放電により分解される。能動半導体の有用な厚さは、２０〜８０００ｎｍの範囲である。
VIII）有機又は無機構成要素をコーティングする化学溶液のインクジェット印刷。蒸着された材料の最小厚さは、２０〜５０００ｎｍである。
IX）蒸着されるエレメントをコーティングする化学溶液の迅速な拡大。蒸着された材料の厚さが２０〜２００００ｎｍである。
iii）図１及び図２において参照符号４で言及されるアダプテーション層、及び図１及び図２において参照符号６で言及される封止層（Encapsulation layer）の処理のために、用いられる製造工程は、アイテムii）で示され、同じ種類の材料で、どのようなものでよいが、能動半導体によって示された電気抵抗率より少なくとも３桁大きい電気抵抗率の材料が用いられる。

Ｃ．電界効果型トランジスタの処理
このセクションでは、図３〜図６で示される接点で、エンハンスメント・モード又はデプレッション・モードで動作するアダプテーション層を有する又は有さない、すなわち、ＯＮ状態又は増幅状態にあるためのゲート電極に電圧を印加する必要がある又はない、封止又は非封止のｎ型又はｐ型の電界効果型トランジスタの処理を説明する。この機能は、情報アドレス回路又は増幅回路に切り替え、かつ、半導体内を循環する電流が繊維の分布され方により決まるインターストレートペーパーの単位面積当たりの電気容量及びイオン電荷容量（ionic charge capacity）により決まる単一の導電回路としても機能するための、キー（key）である。図３〜図６は、異なる形式の接点パッシベーション層又はアダプテーション層を備える電界効果型トランジスタの概略図である。

図３〜図６において、数字１で参照される、チャネル領域の処理のためのｐ型又はｎ型の共有結合性の能動半導体として用いられる材料は主に、ドープされ、あるいはドープされないシリコン又はイオン結合性酸化物である。例えば、酸化亜鉛、アルミニウムとの酸化亜鉛合金、フッ化物との酸化スズ合金、酸化銅、酸化カドミウム、酸化銀、酸化銀、インジウムとモリブデンとの化合物合金、インジウムとスズとの化合物合金、インジウムと亜鉛との化合物合金、インジウムとガリウムとの化合物合金、亜鉛とガリウムとインジウムとの化合物合金、亜鉛と銀とインジウムとの化合物合金、インジウムと亜鉛とジルコニウムとの化合物合金、インジウムと亜鉛と銅との化合物合金、インジウムと亜鉛とカドミウムとの化合物合金、インジウムと亜鉛とスズとの化合物合金、ガリウムとスズと亜鉛との化合物合金、インジウムと亜鉛とモリブデンとの化合物合金等や、ハフニア、チタン、酸化アルミニウム、酸化タンタルと組成が１０^１１〜１０^０Ωｃｍの間の抵抗率を示し、製造工程中で使用される組成と酸素の分圧とによりその構成物質の０．１％〜９９．９％の間で変化する化合物合金等である。用いられる技術工程は、Aｉｉ）で説明されたものである。ドレイン及びソース領域の有用な厚さは、２〜２００００ｎｍの範囲で変化する。

図３〜図６において、数字５で参照されるドレイン領域の処理のために、上述した同じ半導体が、上述した同じ技術を用いて、１０^０〜１０^−６Ωｃｍの間の低抵抗率で使用される必要がある。チャネル領域の有用な厚さは、２〜２００００ｎｍの間で変化する。

使用される封止層、アダプテーション層又はパッシベーション層は、Ａで言及されたものと同じである。

Ｄ．ＣＭＯＳデバイス処理
明細書で表された実施例は、２つの電界効果型トランジスタの使用からなる。２つの電界効果型トランジスタは、上述した技術により製造された、図７及び図８において参照符号１で示される、エンハンスト・モードでのｎ型動作のものと、参照符号７で示される動的電荷としてｐ型動作の他のものである。２つのトランジスタの能動領域の分離は、その容量を決定し、かつＣ−ＭＯＳと呼ばれるデバイスの製造に対応する、繊維で構成されるシート状のペーパーの表面の両面又は片面のパッシベーション層の有無により、１００ｎｍ〜１００μｍの間で変化させることができる。この形式の回路において、２つのトランジスタは、決して同時にＯＮ状態にはならず、デジタル回路の概念及び論理ゲートの概念に用いられる。

これらのデバイスと半導体回路と上述したこれらの適用の成果は、主に発明の本質のより深い理解のために定められた、単なる可能な実施例である。変形及び修正は、発明の精神及び本質から実質的に離れることなく、上記の成果を挙げることができる。これらすべての変形及び修正は、本開示及び本発明の範囲に含まれ、かつ、発明の請求の範囲によって保護されなければならない。

利用分野
本発明の使用で得られるデバイス及び集積回路を現実に使用し得る主要な産業は、電子産業、半導体産業、フラットスクリーン産業、論理回路産業、計装及び測定装置産業（instrumentation and sensor industry）、医療及びバイオテクノロジー産業、光電子産業、及び、マイクロ及びナノ電子産業である。本発明に基づくデバイスは、情報配信のための回路（ドライバ回路）、フラットスクリーン用のアドレスマトリックス、論理回路の概念、すなわち、インバータ論理ゲート、ｅ又は（ＡＮＤ又はＯＲ）型論理ゲート、それと相補的な形態（ＮＡＮＤ及びＮＯＲ）、リング発信器、ヘテロ接合の製造、すなわち、ＭＩＳダイオード及びＣＭＯＳデバイスのための回路を含むことができる、スイッチ又は増幅器として機能する電界効果型デバイスに基づくすべての電子機器；計器産業；制御回路及び信号伝達回路を切り替えるキーエレメントとして、医療及び／又は食料産業；防衛産業（特にステルスで不可視な表示に）；の直接利用に向いている。

本発明は、シンプルかつ安価な処理技術を用い、ペーパーを、製造されるように作られたデバイス及び統合化システムの物理的支持体であると同時に誘電支持体として用いる、生産品を作り出すことを目的とする。そして、本発明は、セルロース系又はバイオ有機系のペーパーの両面上の薄膜の低温処理から外れたことは行わない処理技術の使用を含む。

一方、要求された製造技術工程は、技術の調査や適合に関して大きな投資を要求しない、電子産業、光電子産業、半導体産業、すなわち、広範囲用の陰極スパッタリング工程、又は、熱蒸発あるいはゾル−ゲルあるいはインクジェット工程において、既存のものと適合できる。

本発明によって表される技術の有利な点は、製造される電子デバイスの基板及び構成要素として機能する、静的方法だけでなく動的方法でのペーパーの能動的使用を認めることである。

本発明によって表される好ましい実施例を詳細に説明したけれども、上記で特定された有利な点すべてが表されていないにも関わらず、多くの変形、置換及び変更が本発明の範囲から逸脱することなく行うことができることは理解されるべきである。明細書に示した成果により、実施し、様々な異なる方法に組み込むことができる本発明が説明される。そして、それは発明の範囲に属する。また、除外又は切り離した、可能な実施例で表され説明された、技術、構成、要素又は工程は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の技術、構成、要素又は工程と組合せ及び統合することができる。本発明はいくつかの実施形態で表されたけれども、これらは本発明の実施の範囲に従い、まだ変更可能である。他の変形、置換及び変更の実施例は、当業者によって容易に特定することができ、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく導くことができるであろう。

Claims

ｐ型又はｎ型の電界効果型の電子又は光電子デバイスであって、
前記デバイスの物理的支持体であると共に誘電体として使用されるペーパーの薄膜（２）が、水素結合によって物理的かつ化学的に結合されて層になった天然繊維、合成繊維又は混合セルロース系繊維を備え、
前記ペーパーの薄膜（２）を形成する繊維の単位面積当たりの蓄積された電荷によって、切替モード又は増幅モードで、前記デバイスのゲート電極に電気信号電圧の印加を要求することなくＯＮ状態にすることを特徴とするデバイス。
請求項１記載のデバイスであって、
前記繊維、前記層、又は、前記繊維と前記層が接着剤で接着され、
前記接着剤は電気陰性度及びイオン性の調整剤であることを特徴とするデバイス。
請求項１又は２記載のデバイスであって、
前記ペーパーの薄膜（２）は、前記繊維の厚さの１／１００〜１／１０の能動半導体が蒸着されることを特徴とするデバイス。
請求項１又は２記載のデバイスであって、
ダイオード、又はトランジスタ、２、３あるいは４つのハイブリッド端子のデバイス、又は相補的な金属酸化物の半導体のＣＭＯＳを含む能動デバイスを実現するように、単一構造、組み立てられたタンデム構造又はマルチレイヤ構造において、少なくとも金属の電気的特性を有する有機物由来又は無機物由来の材料で形成され、電極として使用される、１又は複数の構成要素である半導体構成要素、誘電体（６）、又はアダプテーション層（４）を備えることを特徴とするデバイス。
請求項１又は２記載のデバイスであって、
前記ペーパーの薄膜（２）の真上に、パッシベーション層又はアダプテーション層（４）を備えることを特徴とするデバイス。
請求項４記載のデバイスであって、
前記半導体構成要素が、共有結合性の無機材料、単一のイオン性材料、化合したイオン性材料、又は有機材料を含み、少なくとも２ｎｍ〜２０μｍの間の厚さを有することを特徴とするデバイス。