(57)【要約】【課題】高信頼性の半導体素子を簡易に製造することができる半導体素子の製造方法および半導体素子を提供する。【解決手段】ゲート電極２ａ，２ｂを形成し、ソース電極５ａ，５ｃおよびドレイン電極５ｂ，５ｄを形成し、有機半導体材料を用いて半導体膜６ａ，６ｂを形成し、半導体膜６ａ，６ｂの表面上に保護膜７ａ，７ｂを形成する。保護膜７ａ，７ｂは、保護膜材料とフッ素系溶媒とを含む塗布液を半導体膜６ａ，６ｂ表面にそれぞれ塗布することによって形成される。【選択図】        図３
2010034342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
ソース電極およびドレイン電極を形成するソース／ドレイン電極形成工程と、
有機半導体材料を用いて有機半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記有機半導体膜の表面上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
を含み、
前記保護膜形成工程では、保護膜材料とフッ素系溶媒とを含む塗布液を前記有機半導体膜表面に塗布することによって前記保護膜を形成することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記保護膜材料は、フッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体膜と、該有機半導体膜の表面に設けられる保護膜とを備え、
前記保護膜は、フッ素系樹脂によって構成されることを特徴とする半導体素子。
【請求項４】
前記保護膜は、前記保護膜材料とフッ素系溶媒とを含む塗布液を前記有機半導体膜の表面に塗布することによって形成されて成ることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子。
【請求項５】
請求項３または４に記載の半導体素子と、
前記半導体素子によって駆動される発光素子と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
基板と、
該基板上に設けられる請求項３または４記載の複数の半導体素子と、
を備えることを特徴とする駆動用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機半導体材料を用いてチャネル層を形成する半導体素子の製造方法および半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体を用いた有機半導体素子は、製造工程が複雑なシリコン半導体素子と比べると簡易な工程で製造することができ、低コストで製造することができる可能性がある。また有機半導体素子は、大面積で機械的にフレキシブルな素子を実現できる可能性があり、用途によってはシリコン半導体素子の代替品として使用される可能性があるので、有用な半導体素子の１つとして注目されている。有機半導体素子は、特に有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いた表示装置および液晶表示装置などの大型化が期待される表示装置や、折り曲げ可能なＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグなどへの適用が期待されている。
【０００３】
有機半導体素子は、ソース／ドレイン電極間に形成されるチャネル層が有機半導体によって構成されている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。例えば有機半導体素子および有機ＥＬ素子を用いる表示装置は、駆動素子またはスイッチング素子として機能する有機半導体素子を備え、この有機半導体素子に駆動される有機ＥＬ素子が有機半導体素子上に積層形成されている。一般的に、有機半導体素子は、チャネル層を保護するための保護膜が有機半導体膜の表面上に形成されている。このような保護膜の形成方法として、パリレン膜などの有機膜を化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって成膜する方法や、ＰＶＡ等の水溶性の有機材料を水系溶媒に溶解させて塗布する方法などが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２８６２３号公報
【特許文献２】特開２００７−３６２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＶＤのような高度な真空プロセスを必要とする成膜方法にて保護膜を形成する場合には製造方法が複雑になるという問題があった。また、保護膜としてＰＶＡ等の水溶性の有機材料を使用した場合には、有機半導体膜と保護膜とが反応することによってチャネル層が損傷を受けるおそれがあり、半導体素子の信頼性に問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、水溶性の有機材料を用いて作製した半導体素子に比べて信頼性の高い半導体素子を簡易に製造することができる半導体素子の製造方法、半導体素子、発光装置、表示装置および駆動用基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる半導体素子の製造方法は、ゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、ソース電極およびドレイン電極を形成するソース／ドレイン電極形成工程と、有機半導体材料を用いて有機半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、前記有機半導体膜の表面上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を含み、前記保護膜形成工程では、保護膜材料とフッ素系溶媒とを含む塗布液を前記有機半導体膜表面に塗布することによって前記保護膜を形成することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明にかかる半導体素子の製造方法は、前記保護膜材料が、フッ素系樹脂であることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明にかかる半導体素子は、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体膜と、該有機半導体膜の表面に設けられる保護膜とを備え、前記保護膜がフッ素系樹脂によって構成されることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明にかかる半導体素子は、前記保護膜が、前記保護膜材料とフッ素系溶媒とを含む塗布液を前記有機半導体膜の表面に塗布することによって形成されて成ることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明にかかる表示装置は、上記した本発明にかかる半導体素子と、前記半導体素子によって駆動される発光素子と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明にかかる駆動用基板は、基板と、該基板上に設けられる複数の上記した本発明による半導体素子と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、チャネル層を形成する有機半導体膜表面に、簡易なプロセスである塗布法を用い保護膜を形成するとともに、有機半導体膜を溶解し難いフッ素系溶媒を用いることによって、保護膜を塗布法にて成膜するさいに有機半導体膜に与える損傷を抑えることができ、信頼性の高い半導体素子を簡易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各層の厚みと幅との関係、各層の比率などは、現実のものとは異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１５】
まず、本発明の実施の形態による有機ＥＬ表示装置について説明する。図１は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置のブロック図の一例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、ディスプレイパネル６０３、およびこれに接続する走査駆動部６０４、データ駆動部６０５、駆動電圧生成部６０７、並びにこれらを制御する信号制御部６０６を有する。ディスプレイパネル６０３は、走査駆動部６０４に接続し各走査信号Ｖｇを伝達する走査信号線Ｇ１〜Ｇｎ、およびデータ駆動部６０５に接続し各データ信号Ｖｄを伝達するデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍなどの複数の信号線に接続されている。各走査信号線Ｇ１〜Ｇｎは、略行方向に延伸しており、各データ信号線Ｄ１〜Ｄｍは、略列方向に延伸している。ディスプレイパネル６０３は、走査信号線Ｇ１〜Ｇｎおよび各データ信号線Ｄ１〜Ｄｍにそれぞれ接続するように行列状に配列された複数の画素を備える。
【００１６】
図２は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置の一画素に対応する回路図である。図２に示すように、ディスプレイパネル６０３は、駆動電圧生成部６０７から出力される駆動電圧信号Ｖｐを伝達する信号線Ｌ３をさらに含む。この信号線Ｌ３は、電流を供給する電源線として機能する。そして、図２に示すように、各画素は、半導体素子に相当するスイッチングトランジスタ２１、駆動トランジスタ２２、キャパシタ２３および発光素子に相当する有機ＥＬ素子２４を有する。また、図２に示す信号線Ｌ１は、この画素のデータ信号線に対応し、信号線Ｌ２は、この画素の走査信号線に対応する。
【００１７】
スイッチングトランジスタ２１の入力端子は信号線Ｌ１に接続され、制御端子は信号線Ｌ２に接続されており、出力端子は駆動トランジスタ２２の制御端子Ｎｇに接続されている。スイッチングトランジスタ２１は、走査信号線である信号線Ｌ２に印加される走査信号Ｖｇに応じて、データ線であるＬ１に印加されているデータ信号Ｖｄを駆動トランジスタ２２に出力する。
【００１８】
駆動トランジスタ２２の制御端子Ｎｇは、スイッチングトランジスタ２１に接続されており、出力端子Ｎｄは、有機ＥＬ素子２４に接続されている。駆動トランジスタ２２の入力端子Ｎｓは、信号線Ｌ３に接続されている。駆動トランジスタ２２は、制御端子Ｎｇと入力端子Ｎｓとの間にかかる電圧Ｖｇｓの大きさに応じて大きさが制御される出力電流Ｉを有機ＥＬ素子２４に供給する。この出力電流Ｉは、電源線として機能する信号線Ｌ３から入力端子Ｎｓを介して供給されたものである。
【００１９】
キャパシタ２３は、駆動トランジスタ２２の制御端子Ｎｇと入力端子Ｎｓとの間に設けられており、駆動トランジスタ２２の制御端子Ｎｇに印加されるデータ信号Ｖｄを充電して一定の期間保持する。
【００２０】
有機ＥＬ素子２４のカソード電極は、共通電圧Ｖｃｏｍに接続されており、アノード電極は、駆動トランジスタ２２の出力端子Ｎｄに接続されている。有機ＥＬ素子２４は、駆動トランジスタ２２の駆動によって、出力電流Ｉに応じた輝度で発光する。
【００２１】
次いで、本実施の形態にかかる半導体素子を説明するにあたり、上記した有機ＥＬ表示装置の一画素あたりの構造について説明する。なお、本実施の形態では、半導体素子として、有機ＥＬ表示装置の発光素子である有機ＥＬ素子２４の発光動作を制御するためのスイッチングトランジスタ２１および駆動トランジスタ２２を例に説明する。
【００２２】
図３は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の一画素を構成する各素子の断面を示した図である。図３に示すように、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の画素１００は、ガラス、プラスチックなどの基板１上に、スイッチングトランジスタ２１、駆動トランジスタ２２および有機ＥＬ素子２４が形成される。なお、基板１は、本実施の形態によるスイッチングトランジスタ２１および駆動トランジスタ２２などの半導体素子が設けられる基板である。また、スイッチングトランジスタ２１および駆動トランジスタ２２などの半導体素子やこれらに接続された配線等が形成された基板１は、いわゆるアレイ基板（アクティブマトリクス基板ともいう）やＴＦＴ基板と称される基板であり、表示装置における発光素子（本実施の形態では有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子２４）を駆動するための駆動用基板である。
【００２３】
スイッチングトランジスタ２１は、走査信号に応じてデータ線に印加されたデータ信号を駆動トランジスタ２２に出力する機能を有し、駆動トランジスタ２２は、制御端子と出力端子との間にかかる電圧の大きさに応じて大きさが制御される出力電流を有機ＥＬ素子２４に供給する機能を有し、有機ＥＬ素子２４は、駆動トランジスタ２２の駆動によって、出力電流に応じた輝度で発光する。なお、画素１００は、スイッチングトランジスタ２１、駆動トランジスタ２２および有機ＥＬ素子２４以外に、駆動トランジスタ２２の制御端子に印加されるデータ信号を充電して一定の期間保持するキャパシタをさらに備える。
【００２４】
スイッチングトランジスタ２１は、制御端子として機能するゲート電極２ａと、入力端子として機能するソース電極５ａと、出力端子として機能するドレイン電極５ｂと、ソース電極５ａおよびドレイン電極５ｂとの間に形成されチャネル層として機能する半導体膜６ａとを有する。ゲート電極２ａと、ソース電極５ａ、ドレイン電極５ｂおよび半導体膜６ａとの間には、ゲート絶縁膜３が形成される。
【００２５】
駆動トランジスタ２２は、制御端子として機能するゲート電極２ｂと、入力端子として機能するソース電極５ｃと、出力端子として機能するドレイン電極５ｄと、ソース電極５ｃおよびドレイン電極５ｄとの間に形成されチャネル層として機能する半導体膜６ｂとを有する。ゲート電極２ｂは、コンタクト４を介してスイッチングトランジスタ２１のドレイン電極５ｂと接続する。ゲート電極２ｂと、ソース電極５ｃ、ドレイン電極５ｄおよび半導体膜６ｂとの間には、ゲート絶縁膜３が形成される。なお、キャパシタは、ゲート電極２ｂの一部領域、ゲート絶縁膜３の一部領域およびソース電極５ｃの一部領域によって形成される。
【００２６】
有機ＥＬ素子２４は、駆動トランジスタ２２のドレイン電極５ｄとコンタクト１１を介して接続するアノード電極１２と、アノード電極１２上に形成される有機膜１３と、有機膜１３上に形成されたカソード電極１４とを備える。さらに、有機膜１３は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層および正孔障壁層によって構成され、アノード電極１２から供給された電流量に応じた輝度で発光する。コンタクト１１は、ソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄおよび半導体膜６ａ，６ｂと、有機ＥＬ素子２４のアノード電極１２との間に形成された層間絶縁膜１０に設けられる。層間絶縁膜１０とカソード電極１４との間には、所定の層間膜１５が積層される。また、カソード電極１４の抵抗率増大を抑制するため、コンタクトを介してカソード電極１４と接続する補助電極１２ｂが設けられている。
【００２７】
カソード電極１４は、透明膜または半透明膜で形成される。そして、カソード電極１４上には、透明膜または半透明膜で形成された保護膜１６および透明または半透明である上部基板１７が設けられており、有機膜１３から発せられた光を透過し、外部に出力することが可能である。したがって、この画素１００は、トップエミッション型となる。
【００２８】
ここで、スイッチングトランジスタ２１のチャネル層として機能する半導体膜６ａおよび駆動トランジスタ２２のチャネル層として機能する半導体膜６ｂは、１ｃｍ２／Ｖｓ以上の高いホール移動度を実現可能である半導体膜を形成することが可能な半導体材料、例えばペンタセン、テトラベンゾポルフィリンの前駆体、13,6-N-Sulfinylacetamidopentacene、2,7-Diphenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene、6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(通称：TIPS-pentacene)等の有機半導体材料で形成される。
【００２９】
そして、半導体膜６ａ，６ｂ上部表面には、有機半導体膜６ａ，６ｂの構成材料が不溶である溶媒に溶解する材料を用いて形成された第１の保護膜７ａ，７ｂがそれぞれ形成される。このような溶媒には、例えばフロリナート（住友３Ｍ社製）および旭硝子社製CT-Solv.180のような、絶縁性に優れ且つ不活性なフッ素系溶媒を使用することができる。また、溶媒としてフッ素系溶媒を使用した場合、これに融解させる保護膜材料には、例えばテフロン（登録商標）（Dupont社製のTEFLON AF2400など）などのような、フッ素系溶媒を構成する主な分子との溶解性を得やすいフッ素系樹脂材料を使用することが好ましい。また保護膜材料とフッ素系溶媒とを含む塗布液としてCytop CTL-809M(旭硝子社製)を用いることもできる。一般的にフッ素系樹脂材料は、半導体膜の構成材料が不溶であるフッ素系溶媒に可溶である性質を有するため、上記のようにフッ素系の材料を保護膜形成用の材料として組み合わせることで、より簡易に本実施の形態による半導体装置を製造することが可能となる。さらに、フッ素系樹脂材料は、半導体膜の構成材料とほとんど反応しないため、製造工程における安定性や、製品後の半導体装置の長寿命化などというメリットを得ることができる。
【００３０】
また、上部表面に第１の保護膜７ａ，７ｂが形成された半導体膜６ａ，６ｂの全表面を覆うように、第２の保護膜９が形成される。この第２の保護膜９は、第１の保護膜７ａ，７ｂと同様に、有機半導体膜６ａ，６ｂの構成材料が不溶である溶媒に溶解する材料、たとえばテフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂材料を用いて形成される。このように、第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９は、半導体膜６ａ，６ｂ表面を全て覆うように形成されている。なお、第１の保護膜７ａ，７ｂ上には、第１の保護膜７ａ，７ｂ形成のために遮光膜８が形成される。
【００３１】
第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９は有機半導体膜６ａ，６ｂの構成材料が不溶である溶媒に溶解する材料を用いて形成されるため、半導体膜６ａ，６ｂの構成材料が第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９形成のために使用される溶媒に溶解することがないことから、第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９形成時に半導体膜６ａ，６ｂ表面に損傷が生じることがない。また、第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９は半導体膜６ａ，６ｂとほとんど反応することがないため、この第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９が半導体膜６ａ，６ｂに損傷を与えることがない。そして、第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９は、半導体膜６ａ，６ｂ表面を全て覆うように形成されているため、層間絶縁膜１０と半導体膜６ａ，６ｂとの接触を確実に防止できる。したがって、第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９は、半導体膜６ａ，６ｂに損傷を与えることなく半導体膜６ａ，６ｂを安定して保護することができる。
【００３２】
このように、図３に示す画素１００においては、有機半導体膜６ａ，６ｂの構成材料が不溶である溶媒に溶解する材料を用いて第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９を形成することによって、スイッチングトランジスタ２１および駆動トランジスタ２２のチャネル層を適切に保持することができるため、スイッチングトランジスタ２１および駆動トランジスタ２２の信頼性を十分に保持することができる。
【００３３】
つぎに、図３に示す画素１００の製造方法について説明する。図４−１〜図４−８は、図３に示す画素１００の製造方法を示す断面図である。まず、基板１直上に、ゲート電極２ａ，２ｂ形成のために、スパッタ法、真空蒸着法などを用いて、金属膜、透明酸化物導電膜などを成膜した後、図４−１に示すように、フォトリソグラフィ法を用いてゲート電極２ａ，２ｂをパターニングする。基板１は、ガラス、プラスチックなどの絶縁基板であればよい。基板１は、柔軟性があり大きく変形させることが可能である、いわゆるフレキシブル基板であってもよい。また、画素１００は、トップエミッション型であるため、基板１は必ずしも透明である必要はない。ゲート電極２ａ，２ｂは、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、ＡＰＣ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａｕなどの金属膜や、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明酸化物導電体などの導電性の高い導電体を含む材料を用いて形成される。ＩＴＯ、ＺＴＯ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの無機酸化物半導体や金属で構成されるナノパーティクルを分散媒に分散させた塗布液を用いて、印刷法、インクジェットプリント法、スピンコート法などの塗布法によってゲート電極２ａ，２ｂを形成することも可能である。さらに、印刷法およびインクジェットプリント法を用いてゲート電極２ａ，２ｂを形成した場合には、フォトリソグラフィ工程を行なう必要がないため、マスク削減を図ることもできる。このゲート電極２ａ，２ｂは、たとえば２００ｎｍの膜厚で形成される。
【００３４】
次いで、図４−２に示すように、撥液性の有機感光性樹脂などを材料としてゲート絶縁膜３を形成する。このゲート絶縁膜３は、各トランジスタの駆動能力を確保するために、好ましくは誘電率が１．５以上であり、５００ｎｍ以下の膜厚で形成されることが望ましい。また、ゲート絶縁膜３は、十分に架橋されて１ｎｍ以下の平坦性が確保されていることが望ましい。ゲート絶縁膜３は、たとえばスピンコート法を含む塗布法など、材料に応じた方法を用いて形成される。また、ゲート絶縁膜３は、露光、現像後、２５０℃以下の熱処理によって形状保存が可能である材料が望ましい。
【００３５】
そして、図４−３に示すように、フォトリソグラフィ法などを用いて、ゲート電極２ｂ上にコンタクトホール４ａを形成する。基板洗浄および乾燥処理後、スピンコート法を用いて有機Ａｇインクを基板１全面に塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて電極形状にパターニングすることによって、図４−４のように、コンタクト４と、ソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄとを一括形成する。このように、コンタクト４と、ソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄとを一括形成することによって、製造工程の簡略化を図ることが可能である。また、インクジョットプリント法、印刷法などを用いてコンタクト４とソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄとを形成することによって、マスク枚数の削減および工程数の削減を図ることも可能である。もちろん、コンタクト４と、ソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄとの形成のために、真空蒸着法、スパッタ法などを用いて、Ａｕなどの仕事関数の高い金属膜、透明酸化物導電膜などを全面に成膜した後、フォトリソグラフィ法などを用いて、コンタクト４と、ソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄとをパターニングしてもよい。また、コンタクトホール４ａ内に導電性材料を埋め込んでコンタクト４を形成した後に、ソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄを形成してもよい。このソース電極５ａ，５ｃ、ドレイン電極５ｂ，５ｄは、たとえば５００ｎｍの膜厚で形成される。
【００３６】
次いで、図４−５に示すように、ソース電極５ａ，５ｃとドレイン電極５ｂ，５ｄとの間にチャネル層として機能する半導体膜６ａ，６ｂを形成する。半導体膜６ａ，６ｂは、例えばペンタセンやテトラベンゾポルフィリンの前駆体、13,6-N-Sulfinylacetamidopentacene、2,7-Diphenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene、6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(通称：TIPS-pentacene)等を有する有機半導体材料によって形成される。半導体膜６ａ，６ｂは、塗布法など材料に応じた方法を用いて形成された後、フォトリソ法などを用いてパターニングされる。なお、インクジョットプリント法、印刷法などを用いて半導体膜６ａ，６ｂを形成することによって、マスク枚数の削減および工程数の削減を図ることも可能である。また、チャネル形成領域以外の領域に撥液処理を行なうとともにチャネル形成領域を親液性化した場合には、スピンコート法を用いて半導体膜６ａ，６ｂを選択的に形成することも可能になるため、マスク枚数の削減を図ることも可能である。この半導体膜６ａ，６ｂは、たとえば４０〜１００ｎｍの膜厚で形成される。
【００３７】
そして、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂とフッ素系溶媒とを含む塗布液を塗布した後に溶媒を除去し、さらにチャネル形成領域にのみＡｌなどの遮光膜を形成し、この遮光膜をもとにフォトリソグラフィ法などを用いて、図４−６に示すように、半導体膜６ａ，６ｂ上部表面に第１の保護膜７ａ，７ｂを形成する。もちろん、インクジョットプリント法、印刷法などを用いて第１の保護膜７ａ，７ｂを形成してもよい。この場合には、遮光膜８を形成する必要もなく、さらにマスク枚数の削減および工程数の削減を図ることができる。なお、この第１の保護膜７ａ，７ｂは、たとえば５００ｎｍ〜１μｍの膜厚で形成される。
【００３８】
つぎに、図４−７に示すように、基板全面に、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂を塗布して、第２の保護膜９を形成する。これらの第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９によって、半導体膜６ａ，６ｂの上部表面および側面表面の全てが覆われることとなる。そして、この第２の保護膜９上に、層間絶縁膜１０を形成する。この層間絶縁膜１０は、たとえば２〜１０μｍの膜厚の感光性樹脂によって形成される。次いで、フォトリソグラフィ法を用いて、図４−８に示すように、層間絶縁膜１０にコンタクトホール１１ａを形成する。
【００３９】
その後、コンタクトホール１１ａ内に導電性材料を埋め込むことによって、図３に示すコンタクト１１を形成する。そして、有機ＥＬ素子２４のアノード電極１２形成のために、真空蒸着法、スパッタ法などを用いて金属材料、透明酸化物導電材料などを全面に形成した後、フォトリソグラフィ法などを用いてアノード電極１２および補助電極１２ｂをパターニングする。このアノード電極１２は、たとえばＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの積層膜によって形成される。なお、導電性材料の埋め込み処理を行なった後に、この導電性材料をそのまま電極形状にパターニングすることによって、コンタクト１１と、アノード電極１２および補助電極１２ｂとを一括して形成してもよい。
【００４０】
次いで、層間膜１５積層後、有機ＥＬ素子２４を構成する有機膜１３をアノード電極１２上に塗布し、その後、透明または半透明の金属材料または酸化物導電体材料を用いてカソード電極１４を形成する。このカソード電極１４は、たとえばＭｇとＡｇとの合金材料によって形成される。そして、有機ＥＬ素子２４保護用の透明膜または半透明膜の保護膜１６を形成した後、上部基板１７を保護膜１６上に設けることによって、図３に示す画素１００を得ることができる。なお、上部基板１７に代えて、封止用の透明樹脂で保護膜１６上を覆ってもよい。
【００４１】
このように、本実施の形態においては、塗布法を用いて第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９を形成する材料を成膜するため、必ずしも高度な真空プロセスを必要としないことから、装置構成の大きな装置を用いることなく簡易なプロセスで高信頼性の半導体素子を製造することができる。さらに、本実施の形態においては、各電極をナノパーティクル金属材料や有機Ａｇなどを用いて形成する場合には、第１の保護膜７ａ，７ｂおよび第２の保護膜９までの全ての層を簡易な塗布法で形成することができるため、さらに簡易なプロセスで半導体素子を形成することができる上に半導体膜６ａ，６ｂに対するプロセス上のダメージをより低減することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、いわゆるトップエミッション型の画素１００を例に説明したが、これに限らず、いわゆるボトムエミッション型の構造を有する画素に使用したトランジスタに適用することももちろん可能である。
【００４３】
また、本実施の形態においては、有機ＥＬ表示装置の発光素子である有機ＥＬ素子の発光動作を制御するトランジスタを例に説明したが、もちろんこれに限らず、ＲＦＩＤタグ、商品タグ、メモリ素子、リングオシレーター、マイクロコンピューターなどのデジタル回路、アナログ回路の一部、若しくは全部に使用されるトランジスタであってもよく、トランジスタ上に他の素子を形成するものであればいずれにも適用可能である。
【実施例】
【００４４】
以下の実施例および比較例では、以下の（１）（２）の２種類の有機半導体膜上に複数の種類の溶液をそれぞれ塗布し、塗布した溶液に対する各半導体膜の溶解性を観察した。さらに（２）については、有機半導体膜上に複数の種類の溶液をそれぞれ塗布する前後におけるトランジスタの特性を測定した。
（１）蒸着法により得られたＰｅｎｔａｃｅｎｅからなる半導体膜
（２）スピンコート法により塗布し、ベークにより十分に乾燥させて得られた6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(通称：TIPS-pentacene)から成る半導体膜を備えるトランジスタ
【００４５】
（実施例１）
Dupont社製TEFLON AF2400(フッ素系樹脂)を住友３Ｍ社製のフロリナート（フッ素系溶媒）に溶解させた塗布液１を（１）（２）の半導体膜にそれぞれ塗布したところ、各半導体膜は溶解しなかった。また、塗布液１を塗布する前後における（２）のトランジスタの半導体特性を測定し比較したところ、Ion/Ioff（トランジスタのＯＮ電流およびＯＦＦ電流）共に多少の特性変化は見られたが、正常なトランジスタ特性が確認できた。特性変化については、塗布液を乾燥させるために再度ベーク処理を行った影響もあると考えられる。
【００４６】
（実施例２）
旭硝子社製Cytop CTL-809Mを各半導体膜にそれぞれ塗布したところ、各半導体膜は溶解しなかった。また、旭硝子社製Cytop CTL-809Mを塗布する前後における（２）のトランジスタの半導体特性を測定し比較したところ、Ion/Ioff共に多少の特性変化は見られたが、正常なトランジスタ特性が確認できた。特性変化については、塗布液を乾燥させるために再度ベーク処理を行った影響もあると考えられる。
【００４７】
（比較例）
アセトン、キシレン、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）およびフォトレジストを（１）（２）の半導体膜にそれぞれ塗布したところ、半導体膜にクラックが入るなど膜面に変化がみられた。フォトレジストとしては、ＰＥＧＭＥＡ（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート）、シクロペンタノン、ガンマブチルラクトン、エタノール/ブタノール/酢酸ブチル等を溶媒として使用した市販のものを使用した。また、これらの溶液を塗布する前後における（２）のトランジスタの半導体特性を測定し比較したところ、トランジスタ動作は確認できなかった。また、確認できたとしてもIonが数桁低いなどの大幅な特性劣化が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置のブロック図の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置の一画素に対応する回路図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置の一画素を構成する各素子の断面を示した図である。
【図４−１】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４−２】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４−３】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４−４】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４−５】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４−６】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４−７】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４−８】図３に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  基板
２ａ，２ｂ  ゲート電極
３  ゲート絶縁膜
４，１１  コンタクト
４ａ，１１ａ  コンタクトホール
５ａ，５ｃ  ソース電極
５ｂ，５ｄ  ドレイン電極
６ａ，６ｂ  半導体膜
７ａ，７ｂ  第１の保護膜
９  第２の保護膜
８  遮光膜
１０  層間絶縁膜
１２  アノード電極
１３  有機膜
１４  カソード電極
１６  保護膜
１７  上部基板
２１  スイッチングトランジスタ
２２  駆動トランジスタ
２４  有機ＥＬ素子
１００  画素
【図１】
2010034342.tif 000003
【図２】
2010034342.tif 000004
【図３】
2010034342.tif 000005
【図４−１】
2010034342.tif 000006
【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図４−６】
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【図４−７】
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【図４−８】
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