(57)【要約】  二度の背面露光を用いることで、ゲート、ドレイン及びソース電極の位置を順次決定し、櫛形ゲート電極を用いた縦形構造でマルチ・短チャネル化を図ることができる二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタとその製造方法を提供する。  二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、基板（１０）上に櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）と、その上に積層された絶縁膜（２１）と、前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）との間に、前記基板（１０）側からの１回目の背面露光によって形成される透明ドレイン電極（１２）と、その上に積層される絶縁膜（２１ａ）と前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）の上方に前記基板（１０）側からの２回目の背面露光によって形成される透明ソース電極（１３）と、その上に積層される半導体（３１）を有する。
2009031377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板（１０）上に櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）と、
（ｂ）その上に積層された絶縁膜（２１）と、
（ｃ）前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）との間に前記基板（１０）側からの１回目の背面露光によって形成される透明ドレイン電極（１２）と、
（ｄ）その上に積層される絶縁膜（２１ａ，２２）と前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）の上方に前記基板（１０）側からの２回目の背面露光によって形成される透明ソース電極（１３）と、
（ｅ）その上に積層される半導体（３１）を有することを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項２】
請求項１記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）がＴａであることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項３】
請求項１記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記透明ドレイン電極（１２）及び前記透明ソース電極（１３）がインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）であることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項４】
請求項１記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記絶縁膜（２１，２１ａ，２２）がＴａ2 Ｏ5 であることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項５】
請求項１記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記絶縁膜（２１ａ，２２）がポリイミドであることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項６】
請求項１記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記半導体（３１）が有機半導体であることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項７】
請求項６記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記有機半導体がペンタセンであることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項８】
請求項１記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記半導体（３１）が酸化物半導体であることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項９】
請求項８記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記酸化物半導体がインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）であることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ。
【請求項１０】
（ａ）基板（１０）上に不透明ゲート電極（１１）を形成し、該不透明ゲート電極（１１）を櫛形に加工し、その上に絶縁膜（２１）を形成する工程と、
（ｂ）フォトレジストを全面にコーティング後、前記基板（１０）側から紫外光による１回目の背面露光を行い、現像後、フォトレジストパターン（４１）を形成する工程と、
（ｃ）透明ドレイン電極（１２）を形成する工程と、
（ｄ）不要部の電極をフォトレジストパターン（４１）ごとリフトオフを行う工程と、
（ｅ）絶縁膜（２１ａ，２２）を積層し、次いで透明ソース電極（１３）を積層形成し、更には、フォトレジストをコーティング後、前記基板（１０）側から紫外光による２回目の背面露光を実施し、フォトレジストパターン（４２）を形成する工程と、
（ｆ）前記フォトレジストパターン（４２）を用い、前記ソース電極（１３）及び前記絶縁膜（２１ａ，２２）を加工する工程と、
（ｇ）フォトレジストパターン（４２）を除去する工程と、
（ｈ）半導体（３１）を形成する工程とを施すことを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）にＴａを用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記透明ドレイン電極（１２）及び前記透明ソース電極（１３）にインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記絶縁膜（２１，２１ａ，２２）にＴａ2 Ｏ5 を用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記絶縁膜（２１ａ，２２）にポリイミドを用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
請求項１０記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記半導体（３１）に有機半導体を用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記有機半導体にペンタセンを用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
請求項１０記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記半導体（３１）に酸化物半導体を用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記酸化物半導体にインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用いることを特徴とする二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大面積化可能、超薄型、軽量、フレキシブルの特徴を有する有機エレクトロニクス技術が注目されている。そのスイッチングデバイスとしては有機トランジスタが挙げられ、ペンタセン半導体を持つ有機トランジスタ、有機ＳＩＴ、自己整合技術を用いた有機トランジスタ等、様々な提案・検討が成されてきた。
【特許文献１】特開２００５−１５８７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのなかでも、上記特許文献１は、本願発明者らによって提案されたものであり、有機電界効果トランジスタの製造方法が開示されている。そこでは背面露光法を用い、予め形成したゲート電極をマスクとして用いることで、続くソース・ ドレイン電極の位置を決定する自己整合方法が採用されている。本手法は、トランジスタの主要部となる三つの電極位置が決定でき、かつその位置を０．８μｍ以下のオーバーラップ長で小さく形成することができるため、トランジスタの高性能化を図ることができる。また、フレキシブル基板上にトランジスタを形成した際ゲート電極が湾曲した場合も、続くドレイン・ ソース電極のアライメントが可能となる興味深い手法と言える。【０００４】
しかしながら、上記特許文献１による有機電界効果トランジスタは、チャネルが基板に対して水平方向に形成されるため、加工技術の観点からチャネル長の短縮が難しく、ひいてはチャネル長短縮による高性能化が難しかった。そのため、ゲート、ドレイン及び・ソース電極を基板に積層する、縦型構造を持つ自己整合有機トランジスタの実現が望まれていた。【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みて、二度の背面露光法を用いることで、ゲート、ドレイン及びソース電極の位置を順次決定し、櫛形ゲート電極を用いた縦形構造でマルチ・短チャネル化を図ることのできるフレキシブル化対応可能な二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタとその製造方法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】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、基板（１０）上に櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）と、その上に積層された絶縁膜（２１）と、前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）との間に前記基板（１０）側からの１回目の背面露光によって形成される透明ドレイン電極（１２）と、その上に積層される絶縁膜（２１ａ，２２）と前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）の上方に前記基板（１０）側からの２回目の背面露光によって形成される透明ソース電極（１３）と、その上に積層される半導体（３１）を有することを特徴とする。【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）がＴａであることを特徴とする。【０００８】
〔３〕上記〔１〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記透明ドレイン電極（１２）及び前記透明ソース電極（１３）がインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）であることを特徴とする。【０００９】
〔４〕上記〔１〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記絶縁膜（２１，２１ａ，２２）がＴａ2 Ｏ5 であることを特徴とする。【００１０】
〔５〕上記〔１〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記絶縁膜（２１ａ，２２）がポリイミドであることを特徴とする。【００１１】
〔６〕上記〔１〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記半導体（３１）が有機半導体であることを特徴とする。【００１２】
〔７〕上記〔６〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記有機半導体がペンタセンであることを特徴とする。【００１３】
〔８〕上記〔１〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記半導体（３１）が酸化物半導体であることを特徴とする。【００１４】
〔９〕上記〔８〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタにおいて、前記酸化物半導体がインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）であることを特徴とする。【００１５】
〔１０〕二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、基板（１０）上に不透明ゲート電極（１１）を形成し、該不透明ゲート電極（１１）を櫛形に加工し、その上に絶縁膜（２１）を形成する工程と、フォトレジストを全面にコーティング後、前記基板（１０）側から紫外光による１回目の背面露光を行い、現像後、フォトレジストパターン（４１）を形成する工程と、透明ドレイン電極（１２）を形成する工程と、不要部の電極をフォトレジストパターン（４１）ごとリフトオフを行う工程と、絶縁膜（２１ａ，２２）を積層し、次いで透明ソース電極（１３）を積層形成し、更には、フォトレジストをコーティング後、前記基板（１０）側から紫外光による２回目の背面露光を実施し、フォトレジストパターン（４２）を形成する工程と、前記フォトレジストパターン（４２）を用い、前記ソース電極（１３）及び前記絶縁膜（２１ａ，２２）を加工する工程と、フォトレジストパターン（４２）を除去する工程と、半導体（３１）を形成する工程とを施すことを特徴とする。【００１６】
〔１１〕上記〔１０〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）にＴａを用いることを特徴とする。【００１７】
〔１２〕上記〔１０〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記透明ドレイン電極（１２）及び前記透明ソース電極（１３）にインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用いることを特徴とする。【００１８】
〔１３〕上記〔１０〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記絶縁膜（２１，２１ａ，２２）にＴａ2 Ｏ5 を用いることを特徴とする。【００１９】
〔１４〕上記〔１０〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記絶縁膜（２１ａ，２２）にポリイミドを用いることを特徴とする。【００２０】
〔１５〕上記〔１０〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記半導体（３１）に有機半導体を用いることを特徴とする。【００２１】
〔１６〕上記〔１５〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記有機半導体にペンタセンを用いることを特徴とする。【００２２】
〔１７〕上記〔１０〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記半導体（３１）に酸化物半導体を用いることを特徴とする。【００２３】
〔１８〕上記〔１７〕記載の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法において、前記酸化物半導体にインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、短チャネル、多重チャネルかつ自己整合と高性能化された二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例を示す二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの断面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造工程図である。
【図３】本発明に係るｐ形有機半導体材料（その１）を示す図である。
【図４】本発明に係るｐ形有機半導体材料（その２）を示す図である。
【図５】本発明に係るｐ形有機半導体材料（その３）を示す図である。
【図６】本発明に係る絶縁材料及びｎ形有機半導体材料を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例を示す二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造工程図である。
【図８】本発明の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法によって得られたトランジスタの特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    基板
１１    櫛形ゲート電極
１２    ドレイン電極
１３    ソース電極
２１，２１ａ，２２    絶縁膜
３１    有機半導体又は酸化物半導体
４１，４２    フォトレジストパターン
Ｌ    トランジスタのチャネル長
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタは、基板（１０）上に櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）と、その上に積層された絶縁膜（２１）と、前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）との間に、前記基板（１０）側からの１回目の背面露光によって形成される透明ドレイン電極（１２）と、その上に積層される絶縁膜（２１ａ，２２）と前記櫛形に加工された不透明ゲート電極（１１）の上方に前記基板（１０）側からの２回目の背面露光によって形成される透明ソース電極（１３）と、その上に積層される半導体（３１）を有する。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。【００２９】
図１は本発明の実施例を示す二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの断面図、図２は本発明の第１実施例を示す二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造工程図である。【００３０】
これらの図において、１０は基板、１１は櫛形ゲート電極、１２はドレイン電極、１３はソース電極、２１，２１ａは絶縁膜、３１は有機半導体又は酸化物半導体、４１，４２はフォトレジストパターンである。図１に示すように、トランジスタのチャネル長Ｌは、ドレイン電極１２とソース電極１３の高さの差、すなわち絶縁膜２１ａの膜厚によって決まる。【００３１】
まず、第１実施例の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造工程を図２を参照しながら説明する。【００３２】
まず、図２（ａ）に示すように、基板１０を洗浄した後、不透明ゲート電極を形成して櫛形に加工し、櫛形ゲート電極１１を得る。その後、絶縁膜２１を形成する。続いて、ポジ形フォトレジストを全面にコーティング後、背面露光法を用いて基板１０側から紫外光による１回目の背面露光を行い、現像後、図２（ｂ）に示すように、フォトレジストパターン４１を得る。ここで、この背面露光法により得られたフォトレジストパターン４１は、櫛形ゲート電極１１の幅より１μｍ前後小さくなるが、櫛形ゲート電極１１の幅と同等幅のパターン形成が可能となる。続いて、図２（ｃ) に示すように、透明ドレイン電極１２を形成する。その後、図２（ｄ) に示すように、不要部の電極をフォトレジストパターン４１ごとリフトオフする。そして、図２（ｅ) に示すように、絶縁膜２１ａ（絶縁膜２１と同じ材料）、透明ソース電極１３を順次積層形成する。更には、フォトレジストをコーティング後、紫外光による２回目の背面露光を実施し、フォトレジストパターン４２を形成する。次いで、図２（ｆ) に示すように、このフォトレジストパターン４２を用い、ソース電極１３及び絶縁膜２１ａを加工する。その後、図２（ｇ) に示すように、フォトレジストパターン４２を除去する。最後に、図２（ｈ) に示すように、有機半導体３１を形成することで二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタが完成する。【００３３】
この第１実施例では、櫛形ゲート電極１１にＴａ、透明ドレイン・ソース電極１２，１３にインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、絶縁膜２１，２１ａにＴａ2 Ｏ5 、有機半導体３１に例えば、ペンタセンを用いた。また、有機半導体に代えて酸化物半導体、例えば、インジウム亜鉛酸化物を用いることができる。【００３４】
以下、二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの各部に用いられる材料について説明する。【００３５】
まず、有機材料について説明する。【００３６】
ｐ形有機半導体材料を図３〜図５に、絶縁材料及びｎ形有機半導体材料を図６に示す。【００３７】
はじめに、ｐ形有機半導体材料について説明する。Ｐｅｎｔａｃｅｎｅは最も代表的な有機材料であり、現在では移動度１．５ｃｍ2 ／Ｖｓを超える値が各機関より報告されており、さらに３ｃｍ2 ／Ｖｓ程度という単結晶の移動度を超える値も報告され、ａ−ＳｉＦＥＴを超える特性が得られる点は間違いない。低分子材料系であるという観点から、蒸着法に頼っていたのでは、単なるフレキシブル化可能な材料である点がトランジスタの特徴として残るのみで将来性に乏しかった。しかしながら、最近、加熱１，２，４−トリクロロベンゼンや、ジクロロベンゼン溶液化による塗布形成及びインクジェットプリント（ＩＪＰ）形成の報告もなされた。これらにより、将来的には大面積・フレキシブル応用を目指したトランジスタとしての利用が有望であると考えられる。以下、初期報告と移動度は、ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ、有機色素（１．５×１０-5ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（１０-5ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｐ，ｐ’−ｂｉｐｈｅｎｏｌ（４×１０-4ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（１０-4ｃｍ2 ／Ｖｓ）、Ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ（１０-4ｃｍ2 ／Ｖｓ）、Ｐｏｌｙ（３−ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）（３×１０-3ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｐｏｌｙ（１，４−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌｅｎｅ）とｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌｅｎｅ）（２×１０-6ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ  オーミック  ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（２×１０-4ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ（０．２２ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ置換基（１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ）、α−ｓｅｘｉｔｈｉｅｎｙｌ、ｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ  ｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）（ＲＲ−Ｐ３ＨＴ）（０．１ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｑｕａｔｅｒｔｈｉｏｐｈｅｎｅ、ｓｅｘｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅとｏｃｔｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（０．０７２ｃｍ2 ／Ｖｓ）が報告されている。材料系として、チオフェン系を中心に、かつｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ化や長鎖化による高配向性の導入により、移動度０．１ｃｍ2 ／Ｖｓ程度が達成されていた。その後は、１，４−ｂｉｓ（５′−ｈｅｘｙｌ−２，２’−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎ−５−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ（２−ｄＨ−ＴＴＰＴＴ）（０．０２ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ＢＴＱＢＴ（０．２ｃｍ2 ／Ｖｓ）、アントラセンオリゴマー３Ａ（０．１３ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｏｌｉｇｏｓｅｌｅｎｏｐｈｅｎｅ  ＤＨ５Ｓ（０．０３８ｃｍ2 ／Ｖｓ）、Ｏｖａｌｅｎｅ（Ｏｖ）（０．０２ｃｍ2 ／Ｖｓ）、Ｈｅｘａｂｅｎｚｏｃｏｒｏｎｅｎｅ（Ｈｂｃ）（５．６×１０-3ｃｍ2 ／Ｖｓ）、Ｄｄｉｃｏｒｏｎｙｌｅｎｅ（Ｄｃ）（０．０３ｃｍ2 ／Ｖｓ）、スチルベン系π共役ポリマー（４．２×１０-3ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ポルフィリン（０．０１ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｂｅｎｎｚｏ−ｄｉｃｈａｌｃｏｇｅｎｏｐｈｅｎｅ（０．１７ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ  誘導体（０．０２４ｃｍ2 ／Ｖｓ）、Ｃ６０ＭＣ１２（０．０２８ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ＴＥＴ（２×１０-4ｃｍ2 ／Ｖｓ）、Ｏｖ（０．０７ｃｍ2 ／Ｖｓ）、６Ｔ（０．０８ｃｍ2 ／Ｖｓ）、含Ｓｅ材料（０．１７ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ＰＴＡＰＶポリマー（３．６×１０-3ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ヘキサベンゾコロネン誘導体（０．０１２ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ヘテロアセン化合物（０．０２ｃｍ2 ／Ｖｓ）、チオフェン−ピリジン骨格材料（１０-3ｃｍ2 ／Ｖｓ）、チエニルフランオリゴマー（１．４×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ）、ジイミノベンゾセミキノネート配位子（０．０３８ｃｍ2 ／Ｖｓ）などが報告されている。傾向として、ＳないしはＳｅ導入による強い分子間相互作用の採用、縮合多環芳香族化合物の検討やアルキル基導入による溶解性向上など、様々な試みがなされてきた。【００３８】
次に、絶縁膜材料について説明する。【００３９】
絶縁膜材料としては、高い絶縁性、安定性、高い平坦性、親水性、低固定電荷密度、低バンド内準位などの性質から熱酸化ＳｉＯ2 が代表的絶縁物として用いられてきた。しかしながら、応用上、トランジスタの独立動作のためには、ゲート電極を分離する必要があり、ＰＭＭＡ、ＰＳ、ＰＶＡなどの高分子系絶縁膜、Ｔａ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 、シアノエチルプルラン、アセチル化プルラン、ポリイミド、Ｐｏｌｙ−ｐ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ（ＰＰＸ）、塗布型無機絶縁膜ＳｉＯ2 などが報告されている。ここで、上記無機系Ｔａ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等の絶縁膜は、無機系ＴＦＴのｐチャネル半導体材料としても良く使用された材料系となる。また、シアノエチルプルランでは、ＲＲ−Ｐ３ＨＴとの組合せで移動度０．６１ｃｍ2 ／Ｖｓが報告され注目を集めた。シアノエチルプルランでは、分散型無機ＥＬ素子用高誘電率バインダとして使用されてきた材料系であり、その誘電特性には興味深いものがあった。反面、プロセス低温化の課題は残るものの、ポリイミド等は材料安定性の点からも注目したい。ポリイミドのなかには、棒状分子を垂直に配向させる能力を持つものもあり、ペンタセンとの組合せで良配向が期待される。ＰＰＸは、過去有機ＥＬ素子用被覆膜として検討されてきたが低温ＣＶＤで形成可能であり、トランジスタ用絶縁膜のみならず、有機デバイス用被覆膜としても検討されている。塗布型ＳｉＯ2 も同様で、従来半導体プロセスでは酸素プラズマとＴｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ（ＴＥＯＳ）を用い４００℃程度で完全なＳｉＯ2 が実現されてきたが、最近は建材用などを中心に室温で形成できるＳｉＯ2 が実用化されており興味深い。その他、ＨｆＯ2 、ＺｒＯ2 、ＨｆＡｌＳｉＯx 、ＨｆＡｌＳｉＯＮ、ＬａＡｌＯx 、ＬａＳｉＯx などの、高ｋ材料もトランジスタに高電流駆動力を与える材料として期待される。【００４０】
次に、透明電極の材料について説明する。【００４１】
透明電極の材料としては、ＩＴＯ、ＺｎＯ系、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＺｎＯ（ＩＺＯ）系、Ｇａ添加ＺｎＯ（ＧＺＯ）膜、銀添加ＩＴＯ膜、ＣｕＡｌＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 薄膜、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 薄膜、Ｉｎ4 Ｓｎ3 Ｏ12膜、ＩｎＧａＺｎＯ4 膜、ＴｉＮ、ＡｌＺｎＯなどを挙げることができる。【００４２】
また、代表的な酸化物半導体としては、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｎＧａＯ3 （ＺｎＯ）5 などを挙げることができる。【００４３】
さらに、ゲート電極の材料としては、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗなどを用いることができる。  これらの材料は（１）テーパ加工ができること、（２）低抵抗であること（抵抗率１００μΩｃｍ2 以下である）、（３）プロセス安定性が良いことが特徴として挙げられる。【００４４】
図７に本発明の第２実施例を示す二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造工程を示す。第２実施例の製造工程は第１実施例とほとんど同様であるが、図７（ｅ）に示すように、二度目に形成する絶縁膜２２の材料を変えた点が異なる。この実施例では絶縁膜２２の材料としてポリイミドを用いた。【００４５】
図８は本発明の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタの製造方法によって得られたトランジスタの特性を示す図であり、横軸はドレイン電圧ＶD （Ｖ）、縦軸はドレイン電流ＩD （μＡ）を示している。【００４６】
ここで、トランジスタのチャネル長Ｌは０．２５μｍとした。一般に、トランジスタをサブミクロンオーダーに短チャネル化すると、飽和特性が悪化する。これは、ゲート電極により制御できないチャネル部の存在、空間電荷制限電流、ドレイン端高電界によるピンチオフ特性の悪化などによると考えられる。本現象は、トランジスタ内の電界を一定とする低電界スケーリングにより改善可能だが、完全とは言えない。【００４７】
本発明によれば、トランジスタのチャネル長が０．２５μｍと短いにも係わらず、飽和特性を示すトランジスタ特性が得られた。本現象の一因としては、ドレイン及びソース電極でのゲート電界によるチャネル形成の不均一性により、トランジスタがピンチオフしやすい形状となった点や、有機半導体からなるペンタセン厚の薄層化により、良好なトランジスタ特性となったことが考えられる。いずれにせよ、良好な飽和特性を持つトランジスタ特性を得ることができた。【００４８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の二重自己整合プロセスによる多重チャネル自己整合トランジスタは、トランジスタの高性能化へ向けた短チャネルトランジスタの自己整合的作製が可能となるトランジスタとして利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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