JPH09199732A - トランジスタからなる製品 - Google Patents
トランジスタからなる製品Info
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- JPH09199732A JPH09199732A JP9003505A JP350597A JPH09199732A JP H09199732 A JPH09199732 A JP H09199732A JP 9003505 A JP9003505 A JP 9003505A JP 350597 A JP350597 A JP 350597A JP H09199732 A JPH09199732 A JP H09199732A
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の有機n−チャネルTFFETが有する
技術的問題を解決した相補型有機薄膜トランジスタを提
供する。 【解決手段】 無機n−チャネル薄膜TFTと有機p−
チャネルTFTを有する相補型回路は、従来の相補型無
機TFT又は相補型有機TFTの欠点を被ることなく、
優れた特性を示す。n−チャネル無機TFTはアモルフ
ァスSi活性層を有し、p−チャネル有機TFTはα−
ヘキサチエニレン(α−6T)活性層を有する。
技術的問題を解決した相補型有機薄膜トランジスタを提
供する。 【解決手段】 無機n−チャネル薄膜TFTと有機p−
チャネルTFTを有する相補型回路は、従来の相補型無
機TFT又は相補型有機TFTの欠点を被ることなく、
優れた特性を示す。n−チャネル無機TFTはアモルフ
ァスSi活性層を有し、p−チャネル有機TFTはα−
ヘキサチエニレン(α−6T)活性層を有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は相補型薄膜トランジ
スタからなる製品に関する。更に詳細には、本発明は有
機薄膜トランジスタ(有機TFT)からなる製品に関す
る。
スタからなる製品に関する。更に詳細には、本発明は有
機薄膜トランジスタ(有機TFT)からなる製品に関す
る。
【0002】
【従来の技術】米国特許第5347144号明細書に開
示されているように、有機TFTは公知である。しか
し、最近まで、達成可能なデバイス性能(例えば、ON
/OFF比)は、最も期待された用途(例えば、アクテ
ィブ・マトリックス型液晶ディスプレイ)では不十分で
あった。A.R.Brown(Science, Vol.270, p.972, Nobembe
r1995)はポリマートランジスタから製造された論理ゲー
トを開示している。
示されているように、有機TFTは公知である。しか
し、最近まで、達成可能なデバイス性能(例えば、ON
/OFF比)は、最も期待された用途(例えば、アクテ
ィブ・マトリックス型液晶ディスプレイ)では不十分で
あった。A.R.Brown(Science, Vol.270, p.972, Nobembe
r1995)はポリマートランジスタから製造された論理ゲー
トを開示している。
【0003】最近、ON/OFF電流比が>106であ
り、かつ、スイッチング速度が約10μsである有機T
FT(更に特定的には、有機TFフィールド効果トラン
ジスタ又はTF−FET)を製造できることが実証され
た。この事実は、A.Dodabalapur et al., Science, Vo
l.268, p.270 (1995), H.E.Katz et al., Proceedingso
f the PMSE Division of the American Chemical Socie
ty, Vol. 72, p.467 (1995)及び米国特許出願第08/
353024号明細書、同第08/353032号明細
書などに開示されている。
り、かつ、スイッチング速度が約10μsである有機T
FT(更に特定的には、有機TFフィールド効果トラン
ジスタ又はTF−FET)を製造できることが実証され
た。この事実は、A.Dodabalapur et al., Science, Vo
l.268, p.270 (1995), H.E.Katz et al., Proceedingso
f the PMSE Division of the American Chemical Socie
ty, Vol. 72, p.467 (1995)及び米国特許出願第08/
353024号明細書、同第08/353032号明細
書などに開示されている。
【0004】更に最近になって、所定のデバイスがバイ
アス条件に応じて、n−チャネル又はp−チャネルデバ
イスとして機能できるように、有機TFFETをデザイ
ンできることが発見された。この事実は、米国特許出願
第08/441142号明細書及びA.Dodabalapur et a
l., Science, Vol.269, p.1560 (Sept. 1995)に開示さ
れている。
アス条件に応じて、n−チャネル又はp−チャネルデバ
イスとして機能できるように、有機TFFETをデザイ
ンできることが発見された。この事実は、米国特許出願
第08/441142号明細書及びA.Dodabalapur et a
l., Science, Vol.269, p.1560 (Sept. 1995)に開示さ
れている。
【0005】当業者に明確に理解されるように、米国特
許出願第08/441142号明細書に記載された有機
TFFETを併用することにより、低消費電力と簡単な
回路設計の付帯的利点を有する相補型回路を形成でき
る。
許出願第08/441142号明細書に記載された有機
TFFETを併用することにより、低消費電力と簡単な
回路設計の付帯的利点を有する相補型回路を形成でき
る。
【0006】米国特許出願第08/441142号明細
書に記載された有機TFFETは、有機p−チャネル材
料(例えば、α−ヘキサチエニレン又はα−6T)及び
有機n−チャネル材料(例えば、C60)から構成されて
いる。α−6Tは比較的安定な材料であり、多くの無機
半導体よりも容易にp−タイプの形で蒸着させることが
できるが、n−チャネル材料として機能するように製造
されたC60及びその他の有機材料は、一般的に、空気中
で使用されると、分解されてしまう。
書に記載された有機TFFETは、有機p−チャネル材
料(例えば、α−ヘキサチエニレン又はα−6T)及び
有機n−チャネル材料(例えば、C60)から構成されて
いる。α−6Tは比較的安定な材料であり、多くの無機
半導体よりも容易にp−タイプの形で蒸着させることが
できるが、n−チャネル材料として機能するように製造
されたC60及びその他の有機材料は、一般的に、空気中
で使用されると、分解されてしまう。
【0007】従って、このようなデバイスは、ほどよい
寿命を得るために、一般的に、特別な製造技術及び/又
は注意深いパッケージングを必要とする。このような製
造及びパッケージング要件はコスト高を招く主因とな
る。従って、相補型有機TFFETについて予想される
多くの低コスト用途には適さない。ハーメティック・パ
ッケージング要件は、回路の適正な柔軟性を往々にして
必要とするスマートカード又はRF識別タグのような企
図用途にさえも適さない。
寿命を得るために、一般的に、特別な製造技術及び/又
は注意深いパッケージングを必要とする。このような製
造及びパッケージング要件はコスト高を招く主因とな
る。従って、相補型有機TFFETについて予想される
多くの低コスト用途には適さない。ハーメティック・パ
ッケージング要件は、回路の適正な柔軟性を往々にして
必要とするスマートカード又はRF識別タグのような企
図用途にさえも適さない。
【0008】少なくとも、有機n−チャネルTFFET
が有する前記の技術的困難性が解決されるまで、有機n
−チャネルTFFET及び無機p−チャネルTFFET
に現に典型的に付随する問題を受けることなく、公知の
p−チャネル有機TFFET及びn−チャネル無機TF
FET(例えば、アモルファスSiTFFET)の優れ
た特性の利点を有することができる相補型回路に関する
利用可能な技術の開発が強く求められる。
が有する前記の技術的困難性が解決されるまで、有機n
−チャネルTFFET及び無機p−チャネルTFFET
に現に典型的に付随する問題を受けることなく、公知の
p−チャネル有機TFFET及びn−チャネル無機TF
FET(例えば、アモルファスSiTFFET)の優れ
た特性の利点を有することができる相補型回路に関する
利用可能な技術の開発が強く求められる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来の有機n−チャネルTFFETが有する技術的
問題を解決した相補型有機薄膜トランジスタを提供する
ことである。
は、従来の有機n−チャネルTFFETが有する技術的
問題を解決した相補型有機薄膜トランジスタを提供する
ことである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題は、少なくとも
第1及び第2のトランジスタからなり、2つのトランジ
スタは相互に接続されて動作することからなる、スマー
トカード、RF識別タグ、アクティブ・マトリックス液
晶ディスプレイ、ランダム・アクセス・メモリ、リード
・オンリー・メモリなどのような製品により解決され
る。第1のトランジスタはn−チャネルトランジスタで
あり、第2のトランジスタはp−チャネルトランジスタ
である。
第1及び第2のトランジスタからなり、2つのトランジ
スタは相互に接続されて動作することからなる、スマー
トカード、RF識別タグ、アクティブ・マトリックス液
晶ディスプレイ、ランダム・アクセス・メモリ、リード
・オンリー・メモリなどのような製品により解決され
る。第1のトランジスタはn−チャネルトランジスタで
あり、第2のトランジスタはp−チャネルトランジスタ
である。
【0011】従って、製品は相補型トランジスタ(例え
ば、非常に多数のn−チャネルトランジスタ及び非常に
多数のp−チャネルトランジスタ)を有する回路から構
成される。トランジスタは常用の手段により相互に接続
されて動作する。また、この製品は、トランジスタに電
力(電気信号も含む)を供給する手段も有する。
ば、非常に多数のn−チャネルトランジスタ及び非常に
多数のp−チャネルトランジスタ)を有する回路から構
成される。トランジスタは常用の手段により相互に接続
されて動作する。また、この製品は、トランジスタに電
力(電気信号も含む)を供給する手段も有する。
【0012】
【発明の実施の形態】n−チャネルトランジスタは無機
薄膜トランジスタであり、例えば、アモルファスシリコ
ン(a−Si)、多結晶シリコン、CdSe、Ti
O2、ZnO及びCu2Sからなる群から選択される材料
からなる。p−チャネルトランジスタは有機TFTであ
る。
薄膜トランジスタであり、例えば、アモルファスシリコ
ン(a−Si)、多結晶シリコン、CdSe、Ti
O2、ZnO及びCu2Sからなる群から選択される材料
からなる。p−チャネルトランジスタは有機TFTであ
る。
【0013】p−チャネル有機TFTの活性層は、例え
ば、 i) 2〜5個の炭素原子を介して結合された、オリゴ重
合度が4以上8以下の、チオフェンのオリゴマー、 ii)2〜5個の炭素原子を介して結合された、3〜6個
のチオフェン環と末端基としてチオフェンを有するビニ
レンと、チエニレンとの交互共オリゴマー、 iii)ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェン
の線状ダイマー及びトリマー、 iv)末端のチオフェンの4個又は5個の炭素原子上に置
換基(例えば、炭素原子を1〜20個有するアルキル置
換基)を有する前記オリゴマー、 v)テトラセン、ペンタセン及びこれらの末端置換誘導
体、及び vi)ポリマーマトリックス中のp,p’−ジアミノビフ
ェニル複合体、からなる群から選択される。
ば、 i) 2〜5個の炭素原子を介して結合された、オリゴ重
合度が4以上8以下の、チオフェンのオリゴマー、 ii)2〜5個の炭素原子を介して結合された、3〜6個
のチオフェン環と末端基としてチオフェンを有するビニ
レンと、チエニレンとの交互共オリゴマー、 iii)ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェン
の線状ダイマー及びトリマー、 iv)末端のチオフェンの4個又は5個の炭素原子上に置
換基(例えば、炭素原子を1〜20個有するアルキル置
換基)を有する前記オリゴマー、 v)テトラセン、ペンタセン及びこれらの末端置換誘導
体、及び vi)ポリマーマトリックス中のp,p’−ジアミノビフ
ェニル複合体、からなる群から選択される。
【0014】従って、本発明による製品は、ハイブリッ
ドタイプの相補型TFTからなる。従って、この製品
は、無機TFTと有機TFTの両方の技術の好都合な特
徴を併せ持つ。p−チャネル(有機)TFTの活性層は
α−6Tであることが好ましく、また、n−チャネル
(無機)TFTの活性層はアモルファスシリコン(a−
Si)であることが好ましい。
ドタイプの相補型TFTからなる。従って、この製品
は、無機TFTと有機TFTの両方の技術の好都合な特
徴を併せ持つ。p−チャネル(有機)TFTの活性層は
α−6Tであることが好ましく、また、n−チャネル
(無機)TFTの活性層はアモルファスシリコン(a−
Si)であることが好ましい。
【0015】p−チャネル有機TFTとn−チャネル無
機TFTからなるハイブリッド薄膜技術は有利な特徴
(例えば、比較的優れた空気中における安定性、適度に
高い担体移動度)を示し、一方、従来技術の幾つかの欠
点(例えば、有機n−チャネル材料の相対的な不安定
性、低n−チャネル移動度)を避けることができる。明
確にするため、本発明の好ましい実施例として、a−S
i(n−チャネル)TFT及びα−6T(p−チャネ
ル)TFTからなる製品を挙げて、以下詳細に説明す
る。
機TFTからなるハイブリッド薄膜技術は有利な特徴
(例えば、比較的優れた空気中における安定性、適度に
高い担体移動度)を示し、一方、従来技術の幾つかの欠
点(例えば、有機n−チャネル材料の相対的な不安定
性、低n−チャネル移動度)を避けることができる。明
確にするため、本発明の好ましい実施例として、a−S
i(n−チャネル)TFT及びα−6T(p−チャネ
ル)TFTからなる製品を挙げて、以下詳細に説明す
る。
【0016】
【実施例】図1は相補型インバータ回路10のブロック
図である。n−チャネルa−SiTFT11はガラス基
板上に形成される。n−チャネルTFTのチャネル寸法
は例えば、幅が約8μm、長さが約9μmである。最終
のデバイスを、常用の技法を用いて、TO−8ヘッダ中
に密封した。p−チャネルα−6TTFT12は熱酸化
されたn−タイプSiウエハ上に作成される。Siはゲ
ート接点として機能し、SiO2はゲート誘電体として
機能する。
図である。n−チャネルa−SiTFT11はガラス基
板上に形成される。n−チャネルTFTのチャネル寸法
は例えば、幅が約8μm、長さが約9μmである。最終
のデバイスを、常用の技法を用いて、TO−8ヘッダ中
に密封した。p−チャネルα−6TTFT12は熱酸化
されたn−タイプSiウエハ上に作成される。Siはゲ
ート接点として機能し、SiO2はゲート誘電体として
機能する。
【0017】金ソース及びドレインパッドをSiO2の
上面に、光リソグラフィー方法により画成した。図示さ
れたp−チャネルTFTのチャネル長さ及び幅はそれぞ
れ、25μm及び250μmである。有機TFTを完成
させるために、10-6Torrの圧力で、前記の構造体上に
α−6Tを昇華させた。ソース及びドレインに対する電
気的接点を薄膜(例えば、50nm)のα−6T層によ
り形成した。
上面に、光リソグラフィー方法により画成した。図示さ
れたp−チャネルTFTのチャネル長さ及び幅はそれぞ
れ、25μm及び250μmである。有機TFTを完成
させるために、10-6Torrの圧力で、前記の構造体上に
α−6Tを昇華させた。ソース及びドレインに対する電
気的接点を薄膜(例えば、50nm)のα−6T層によ
り形成した。
【0018】図2及び図3はそれぞれ、n−チャネルT
FT及びp−チャネルTFTの電流−電圧特性を示す特
性図である。図中、IDSはドレイン−ソース電流を示
し、VDSはドレイン−ソース電圧を示し、VGSはゲート
−ソース電圧を示す。a−SiTFTの電界効果移動度
は0.1〜1cm2/V・sの範囲内である。α−6T
TFTの電界効果移動度は0.01〜0.03cm2/
V・sの範囲内である。
FT及びp−チャネルTFTの電流−電圧特性を示す特
性図である。図中、IDSはドレイン−ソース電流を示
し、VDSはドレイン−ソース電圧を示し、VGSはゲート
−ソース電圧を示す。a−SiTFTの電界効果移動度
は0.1〜1cm2/V・sの範囲内である。α−6T
TFTの電界効果移動度は0.01〜0.03cm2/
V・sの範囲内である。
【0019】a−SiTFT及びα−6TTFTのスレ
ッショルド電圧はそれぞれ〜4V及び200meVであ
る。n−チャネル及びp−チャネルトランジスタのチャ
ネル寸法は、ドレイン電流が、ドレイン−ソース電圧及
びゲート電圧の同様な絶対値に概ね等しい値となるよう
に選択される。しかし、デバイスのチャネル寸法は、使
用されるリソグラフィー法又はパターン付け方法により
限定されるレベルまでスケールダウンすることができ
る。前記の合成及び精製方法を使用し、1.5μm程度
の小さなチャネル長さを有するα−6TTFTを形成し
た。このα−6TTFTは図3に示された電流−電圧特
性と同様な特性を有する。
ッショルド電圧はそれぞれ〜4V及び200meVであ
る。n−チャネル及びp−チャネルトランジスタのチャ
ネル寸法は、ドレイン電流が、ドレイン−ソース電圧及
びゲート電圧の同様な絶対値に概ね等しい値となるよう
に選択される。しかし、デバイスのチャネル寸法は、使
用されるリソグラフィー法又はパターン付け方法により
限定されるレベルまでスケールダウンすることができ
る。前記の合成及び精製方法を使用し、1.5μm程度
の小さなチャネル長さを有するα−6TTFTを形成し
た。このα−6TTFTは図3に示された電流−電圧特
性と同様な特性を有する。
【0020】図1に示されるような前記のデバイスを相
互接続することにより相補型インバータを作成した。p
−チャネルα−6TTFTはロードトランジスタとして
機能する。得られたインバータを様々な条件下でテスト
した。電源電圧を5〜18Vの範囲内で変化させ、伝達
特性を測定した。図4は、7.2Vの電源電圧に関する
伝達特性を示す特性図である。
互接続することにより相補型インバータを作成した。p
−チャネルα−6TTFTはロードトランジスタとして
機能する。得られたインバータを様々な条件下でテスト
した。電源電圧を5〜18Vの範囲内で変化させ、伝達
特性を測定した。図4は、7.2Vの電源電圧に関する
伝達特性を示す特性図である。
【0021】入力電圧Vinが低い値の場合、(ゲート−
ソース電圧が負なので)p−チャネルα−6Tロードト
ランジスタはONし、n−チャネルはOFFする。出力
電圧Voutは電源電圧に概ね等しい。Vinが増大するの
に応じて、n−チャネルa−Siトランジスタは徐々に
ターンオンする。Vinが更に増大すると、p−チャネル
デバイスはターンオフし、n−チャネルデバイスは完全
にターンオンする。5V程度の低い電源電圧でも同様な
挙動が示された。
ソース電圧が負なので)p−チャネルα−6Tロードト
ランジスタはONし、n−チャネルはOFFする。出力
電圧Voutは電源電圧に概ね等しい。Vinが増大するの
に応じて、n−チャネルa−Siトランジスタは徐々に
ターンオンする。Vinが更に増大すると、p−チャネル
デバイスはターンオフし、n−チャネルデバイスは完全
にターンオンする。5V程度の低い電源電圧でも同様な
挙動が示された。
【0022】MICROCAP(登録商標)のソフトウ
エアツールを用いてインバータ回路をシミュレーション
した。n−チャネルトランジスタ及びp−チャネルトラ
ンジスタのデバイス特性をプログラムに入力し、伝達特
性をシミュレーションした。実験データポイントと共
に、シミュレーション結果を図4に示す。VT=3.7
Vにおける理論値と実験値との間の優れた一致が得られ
た。この電圧は、デバイスの測定されたスレッショルド
電圧に非常に近い値である。このシミュレーションは、
このスレッショルド電圧が下がるにつれて、インバータ
は低電源電圧で動作できることも示している。
エアツールを用いてインバータ回路をシミュレーション
した。n−チャネルトランジスタ及びp−チャネルトラ
ンジスタのデバイス特性をプログラムに入力し、伝達特
性をシミュレーションした。実験データポイントと共
に、シミュレーション結果を図4に示す。VT=3.7
Vにおける理論値と実験値との間の優れた一致が得られ
た。この電圧は、デバイスの測定されたスレッショルド
電圧に非常に近い値である。このシミュレーションは、
このスレッショルド電圧が下がるにつれて、インバータ
は低電源電圧で動作できることも示している。
【0023】本発明による相補型回路の重要な特徴は、
共通基板上に配列されたn−チャネルTFT及びp−チ
ャネルTFTの双方を有する集積回路の形での製造適性
である。以下、この製造方法について説明する。例え
ば、図1に示されたタイプの集積インバータ回路を製造
するために、この方法を使用することができる。インバ
ータは最も簡単な相補型回路なので、集積インバータ回
路の製造方法の有用性は、一層複雑な回路も所定の技法
により製造できることも示唆している。
共通基板上に配列されたn−チャネルTFT及びp−チ
ャネルTFTの双方を有する集積回路の形での製造適性
である。以下、この製造方法について説明する。例え
ば、図1に示されたタイプの集積インバータ回路を製造
するために、この方法を使用することができる。インバ
ータは最も簡単な相補型回路なので、集積インバータ回
路の製造方法の有用性は、一層複雑な回路も所定の技法
により製造できることも示唆している。
【0024】この製造方法は次のような重要なステップ
を有する。 1)適当な基板(例えば、ガラス又はプラスチック板)
を準備する。
を有する。 1)適当な基板(例えば、ガラス又はプラスチック板)
を準備する。
【0025】2)ゲート金属(例えば、Ta、Cr、A
l)を蒸着及びパターン付けする。このゲートはn−チ
ャネルトランジスタ及びp−チャネルトランジスタの双
方に共通である。
l)を蒸着及びパターン付けする。このゲートはn−チ
ャネルトランジスタ及びp−チャネルトランジスタの双
方に共通である。
【0026】3)ゲート誘電体(例えば、液体ベースか
らスピンコート又は噴霧コートにより塗布することがで
きるポリイミド又はその他のポリマー)を被着させる。
一般的に、このポリマーは被着後に硬化される。例え
ば、SE−1180の商品名で日産化学(株)から市販
されている、予めイミド化されたポリイミドを使用する
ことが好ましい。誘電体は4000RPMの回転速度で
スピンコートし、120℃で2時間かけて硬化させる。
単一の塗膜の膜厚は約70nmである。或る場合には、
2層塗膜も使用できる。
らスピンコート又は噴霧コートにより塗布することがで
きるポリイミド又はその他のポリマー)を被着させる。
一般的に、このポリマーは被着後に硬化される。例え
ば、SE−1180の商品名で日産化学(株)から市販
されている、予めイミド化されたポリイミドを使用する
ことが好ましい。誘電体は4000RPMの回転速度で
スピンコートし、120℃で2時間かけて硬化させる。
単一の塗膜の膜厚は約70nmである。或る場合には、
2層塗膜も使用できる。
【0027】4)ドープされていないa−Siを(例え
ば、プラズマCVD又はRFスパッタリング法により)
蒸着させ、そして、パターン付けする。この材料はn−
チャネルトランジスタの活性層を形成する。n−チャネ
ル領域以外の殆どの箇所から不要の材料をエッチングに
より除去する。
ば、プラズマCVD又はRFスパッタリング法により)
蒸着させ、そして、パターン付けする。この材料はn−
チャネルトランジスタの活性層を形成する。n−チャネ
ル領域以外の殆どの箇所から不要の材料をエッチングに
より除去する。
【0028】5)分離層(例えば、SiN、ポリイミド
又はその他のアイソレータ)を被着させる。この層は、
n−チャネルトランジスタのソースとドレイン領域間の
電気的短絡を防止するために使用される。例えば、RN
−812の商品名で日産化学(株)から市販されている
ポリイミドを使用することが好ましい。このポリイミド
は約1μmの膜厚の薄膜を形成し、優れた絶縁特性を示
す。
又はその他のアイソレータ)を被着させる。この層は、
n−チャネルトランジスタのソースとドレイン領域間の
電気的短絡を防止するために使用される。例えば、RN
−812の商品名で日産化学(株)から市販されている
ポリイミドを使用することが好ましい。このポリイミド
は約1μmの膜厚の薄膜を形成し、優れた絶縁特性を示
す。
【0029】6)絶縁層をパターン付けする。n−チャ
ネルデバイスのソース及びドレインとなる領域にウイン
ドウを画成し、n−チャネルデバイスの活性領域以外の
領域内の絶縁層材料を除去する。
ネルデバイスのソース及びドレインとなる領域にウイン
ドウを画成し、n−チャネルデバイスの活性領域以外の
領域内の絶縁層材料を除去する。
【0030】7)n+a−Siを(例えば、プラズマC
VD又はスパッタリング法により)蒸着する。この材料
は、ドープされていないa−Si活性層に電気的接点を
形成するために使用される。
VD又はスパッタリング法により)蒸着する。この材料
は、ドープされていないa−Si活性層に電気的接点を
形成するために使用される。
【0031】8)ソースとドレインとの間を短絡させな
いために、n+a−Si層をパターン付けする。(例え
ば、ゲート領域内の分離層にウインドウを開設すること
によりパターン付けする。)
いために、n+a−Si層をパターン付けする。(例え
ば、ゲート領域内の分離層にウインドウを開設すること
によりパターン付けする。)
【0032】9)ソース/ドレイン接点金属(例えば、
Al)を蒸着し、パターン付けする。金属は、n−チャ
ネルデバイスのソースとドレインが一緒に短絡されない
ようにパターン付けされる。また、この金属は、回路内
のn−チャネルトランジスタとp−チャネルトランジス
タを接続させるようにパターン付けされる。従って、こ
の金属は、(未だ画成されていない)p−チャネルデバ
イスに向かって或る程度まで延ばされている。そして、
その後、p−チャネルデバイスのソース接点を形成す
る。
Al)を蒸着し、パターン付けする。金属は、n−チャ
ネルデバイスのソースとドレインが一緒に短絡されない
ようにパターン付けされる。また、この金属は、回路内
のn−チャネルトランジスタとp−チャネルトランジス
タを接続させるようにパターン付けされる。従って、こ
の金属は、(未だ画成されていない)p−チャネルデバ
イスに向かって或る程度まで延ばされている。そして、
その後、p−チャネルデバイスのソース接点を形成す
る。
【0033】10)有機活性層(次のステップで蒸着さ
れる)からソース/ドレイン金属を分離するために、S
iN、ポリイミド又はその他のアイソレータを蒸着す
る。p−チャネルトランジスタの活性領域上のポリイミ
ドを除去し、パターン付けする。
れる)からソース/ドレイン金属を分離するために、S
iN、ポリイミド又はその他のアイソレータを蒸着す
る。p−チャネルトランジスタの活性領域上のポリイミ
ドを除去し、パターン付けする。
【0034】11)有機活性材料(例えば、α−6T)
を蒸着する。(例えば、真空昇華により蒸着する。)
を蒸着する。(例えば、真空昇華により蒸着する。)
【0035】12)p−チャネルトランジスタのドレイ
ン接点金属(例えば、Au、Ag)を(例えば、スパッ
タリング法又は真空蒸着法)により蒸着し、そしてパタ
ーン付けする。この材料層は正供給電源にも接続され
る。
ン接点金属(例えば、Au、Ag)を(例えば、スパッ
タリング法又は真空蒸着法)により蒸着し、そしてパタ
ーン付けする。この材料層は正供給電源にも接続され
る。
【0036】13)回路及びデバイスを保護するため
に、最終のパッシベーション層(例えば、SiN、ポリ
イミド)を被着させる。
に、最終のパッシベーション層(例えば、SiN、ポリ
イミド)を被着させる。
【0037】図5〜9は前記の製造方法を例証する模式
図である。図5において、符号50〜53は、それぞれ
基板、共通ゲート金属、ゲート誘電体及びパターン付き
非ドープa−Siを示す。図6において、符号54はパ
ターン付き分離層を示し、符号55はパターン付きn+
a−Si層を示す。図7において、符号56はパターン
付きソース/ドレイン金属層を示す。
図である。図5において、符号50〜53は、それぞれ
基板、共通ゲート金属、ゲート誘電体及びパターン付き
非ドープa−Siを示す。図6において、符号54はパ
ターン付き分離層を示し、符号55はパターン付きn+
a−Si層を示す。図7において、符号56はパターン
付きソース/ドレイン金属層を示す。
【0038】図8において、符号57はパターン付き分
離層を示し、符号58は有機活性層(例えば、α−6
T)を示し、符号59はp−チャネルトランジスタのド
レイン接点を示し、符号60は最終パッシベーション層
を示す。最後に、図9は本発明によるインバータの層構
造を示す概要断面図である。図9では、様々な電圧(例
えば、電源電圧Vsupply、接地、入力電圧Vin及び出力
電圧Vout)も示されている。
離層を示し、符号58は有機活性層(例えば、α−6
T)を示し、符号59はp−チャネルトランジスタのド
レイン接点を示し、符号60は最終パッシベーション層
を示す。最後に、図9は本発明によるインバータの層構
造を示す概要断面図である。図9では、様々な電圧(例
えば、電源電圧Vsupply、接地、入力電圧Vin及び出力
電圧Vout)も示されている。
【0039】好ましい実施態様では、基板50はKAP
TON(登録商標)であり、ゲート金属層51は膜厚5
0nmのTaであり、ゲート誘電体層52は膜厚が約7
0nmの前記ポリイミドであり、パターン付き活性n−
チャネル材料53は膜厚が約100nmの非ドープアモ
ルファスSi(250℃でプラズマCVD法により基板
上に蒸着され、プラズマエッチングによりパターン付け
される)である。
TON(登録商標)であり、ゲート金属層51は膜厚5
0nmのTaであり、ゲート誘電体層52は膜厚が約7
0nmの前記ポリイミドであり、パターン付き活性n−
チャネル材料53は膜厚が約100nmの非ドープアモ
ルファスSi(250℃でプラズマCVD法により基板
上に蒸着され、プラズマエッチングによりパターン付け
される)である。
【0040】膜厚1μmのポリイミド(前記のRN−8
12を使用)分離層を蒸着し、酸素プラズマ(300mT
orr、室温)中でエッチングし、パターン付き分離層5
4を得た。膜厚50nmのn+a−Si層55をプラズ
マCVD法により蒸着し、パターン付けした。ソース/
ドレイン接点(膜厚50nmのAl)56を蒸着し、パ
ターン付けした。
12を使用)分離層を蒸着し、酸素プラズマ(300mT
orr、室温)中でエッチングし、パターン付き分離層5
4を得た。膜厚50nmのn+a−Si層55をプラズ
マCVD法により蒸着し、パターン付けした。ソース/
ドレイン接点(膜厚50nmのAl)56を蒸着し、パ
ターン付けした。
【0041】この金属は、回路内のn−チャネルトラン
ジスタ及びp−チャネルトランジスタを接続するために
も使用される。このため、この金属は、p−チャネルト
ランジスタに方向に向かって若干延ばされており、そし
て、p−チャネルトランジスタのソース接点を形成す
る。
ジスタ及びp−チャネルトランジスタを接続するために
も使用される。このため、この金属は、p−チャネルト
ランジスタに方向に向かって若干延ばされており、そし
て、p−チャネルトランジスタのソース接点を形成す
る。
【0042】膜厚1μmの前記のポリイミド層57をス
ピンコートし、p−チャネルトランジスタ付近の領域か
らエッチングして取り除いた。膜厚50nmのα−6T
層58を、マスキング又はパターン付けすることなく、
昇華法により蒸着した。p−チャネルトランジスタのド
レイン接点(膜厚50nmのAl)59をスパッタリン
グ法により蒸着し、パターン付けした。最終ポリイミド
パッシベーション膜60をスピンコートした。
ピンコートし、p−チャネルトランジスタ付近の領域か
らエッチングして取り除いた。膜厚50nmのα−6T
層58を、マスキング又はパターン付けすることなく、
昇華法により蒸着した。p−チャネルトランジスタのド
レイン接点(膜厚50nmのAl)59をスパッタリン
グ法により蒸着し、パターン付けした。最終ポリイミド
パッシベーション膜60をスピンコートした。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による製品
は、ハイブリッドタイプの相補型TFTからなる。従っ
て、本発明のp−チャネル有機TFTとn−チャネル無
機TFTからなるハイブリッド相補型TFTは有利な特
徴(例えば、比較的優れた空気中における安定性、適度
に高い担体移動度)を示し、一方、従来技術の幾つかの
欠点(例えば、有機n−チャネル材料の相対的な不安定
性、低n−チャネル移動度)を避けることができる。
は、ハイブリッドタイプの相補型TFTからなる。従っ
て、本発明のp−チャネル有機TFTとn−チャネル無
機TFTからなるハイブリッド相補型TFTは有利な特
徴(例えば、比較的優れた空気中における安定性、適度
に高い担体移動度)を示し、一方、従来技術の幾つかの
欠点(例えば、有機n−チャネル材料の相対的な不安定
性、低n−チャネル移動度)を避けることができる。
【図1】本発明によるインバータの相補型回路の一例の
概要ブロック図である。
概要ブロック図である。
【図2】n−チャネルa−SiTFTの一例の電流−電
圧特性を示す特性図である。
圧特性を示す特性図である。
【図3】p−チャネルα−6TTFTの一例の電流−電
圧特性を示す特性図である。
圧特性を示す特性図である。
【図4】電源電圧が7.2Vにおけるインバータの一例
の伝達特性を示す特性図である。
の伝達特性を示す特性図である。
【図5】本発明による集積相補型回路の製造方法の一例
の重要なステップを示す模式図である。
の重要なステップを示す模式図である。
【図6】本発明による集積相補型回路の製造方法の一例
の重要なステップを示す模式図である。
の重要なステップを示す模式図である。
【図7】本発明による集積相補型回路の製造方法の一例
の重要なステップを示す模式図である。
の重要なステップを示す模式図である。
【図8】本発明による集積相補型回路の製造方法の一例
の重要なステップを示す模式図である。
の重要なステップを示す模式図である。
【図9】本発明による集積相補型回路の製造方法の一例
の重要なステップを示す模式図である。
の重要なステップを示す模式図である。
10 相補型インバータ回路 11 n−チャネルトランジスタ 12 p−チャネルトランジスタ 50 基板 51 ゲート金属層 52 ゲート誘電体層 53 パターン付き活性n−チャネル層 54 パターン付き分離層 55 n+a−Si層 56 ソース/ドレイン接点 57 ポリイミド層 58 α−6T層 59 ドレイン接点 60 パッシベーション膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Je rsey 07974−0636U.S.A. (72)発明者 アナンス ドダバラプール アメリカ合衆国,07946 ニュージャージ ー,ミリントン,ヒルトップ ロード 62 (72)発明者 ハワード エダン カッツ アメリカ合衆国,07901 ニュージャージ ー,サミット,バトラー パークウェイ 135
Claims (7)
- 【請求項1】 n−チャネルトランジスタとp−チャネ
ルトランジスタが接続されて構成される製品において、 前記n−チャネルトランジスタ(11)は、無機薄膜ト
ランジスタであり、 前記p−チャネルトランジスタ(12)は、有機薄膜ト
ランジスタであることを特徴とするトランジスタからな
る製品。 - 【請求項2】 無機薄膜トランジスタは、アモルファス
Si、多結晶Si、CdSe、TiO2、ZnO及びC
u2Sからなる群から選択される金属からなる活性層か
らなり、 有機薄膜トランジスタは、 i) 2〜5個の炭素原子を介して結合された、オリゴ重
合度が4以上8以下の、チオフェンのオリゴマー、 ii)2〜5個の炭素原子を介して結合された、3〜6個
のチオフェン環と末端基としてチオフェンを有するビニ
レンと、チエニレンとの交互共オリゴマー、 iii)ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェン
の線状ダイマー及びトリマー、 iv)末端のチオフェンの4個又は5個の炭素原子上に置
換基を有する前記i)、ii)及びiii)の何れかのオリゴマ
ー、 v)テトラセン、ペンタセン及びこれらの末端置換誘導
体、及び vi)ポリマーマトリックス中のp,p’−ジアミノビフ
ェニル複合体、からなる群から選択される材料からなる
活性層からなる請求項1の製品。 - 【請求項3】 末端のチオフェンの4個又は5個の炭素
原子上の置換基は炭素原子を1〜20個有するアルキル
置換基である請求項2の製品。 - 【請求項4】 前記第1及び第2のトランジスタは、相
補型インバータ回路を形成するために、一緒に接続され
て動作する請求項1の製品。 - 【請求項5】 無機薄膜トランジスタはアモルファスシ
リコンからなる活性層からなる請求項1の製品。 - 【請求項6】 有機薄膜トランジスタは、α−ヘキサチ
エニレンからなる活性層からなる請求項1の製品。 - 【請求項7】 無機薄膜トランジスタはアモルファスシ
リコンからなる活性層からなる請求項6の製品。
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