(57)【要約】【課題】材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層の上に機能性の高い絶縁層を形成することが可能な半導体装置の製造方法、半導体装置、およびこの半導体装置を備えた電子機器を提供する。【解決手段】有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布する工程と、相分離を利用して、有機半導体層と、前記有機半導体層の上面に接する絶縁層とを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。【選択図】図１
2014053555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布する工程と、
相分離を利用して、有機半導体層と、前記有機半導体層の上面に接する絶縁層とを形成する工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記溶液を基材に塗布し、
相分離により前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む二層構造を形成する
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記溶液を基材に塗布し、
相分離により下の有機半導体層、前記絶縁層および上の有機半導体層を前記基材の側からこの順に含む三層構造を形成したのち、前記上の有機半導体層を除去する
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記溶液をブランケットに塗布し、
相分離により前記絶縁層および前記有機半導体層を前記ブランケットの側からこの順に含む逆二層構造を形成する工程と、
前記逆二層構造を前記ブランケットから基材に転写することにより、前記基材に、前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む順二層構造を形成する
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁層をチャネル保護膜として有するボトムゲート型薄膜トランジスタを形成する
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁層をゲート絶縁膜またはゲート絶縁膜の一部として有するトップゲート薄膜トランジスタを形成する
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁層をマスクとして前記有機半導体層にドーピングを行い、トップコンタクト型薄膜トランジスタを形成する
請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁層材料として、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（α−エチルスチレン）、ポリ（α−プロピルスチレン）、ポリ（α−ブチルスチレン）、ポリ（４−メチルスチレン）、ポリアクリルニトリル、ポリビニルカルバゾール、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリビニルトルエン、ポリ（４−ビニルビフェニル）、前記ポリマーのハロゲン化物、およびこれらの共重合体を用いる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
有機半導体層と、
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成された
半導体装置。
【請求項１０】
前記絶縁層をチャネル保護膜として有するボトムゲート型薄膜トランジスタである
請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記絶縁層をゲート絶縁膜またはゲート絶縁膜の一部として有するトップゲート型薄膜トランジスタである
請求項９記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記有機半導体層のうち前記絶縁層から露出した領域にドーピングされたトップコンタクト型薄膜トランジスタである
請求項１０記載の半導体装置。
【請求項１３】
半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
有機半導体層と、
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成されたものである
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor））などの半導体装置の製造方法、半導体装置、およびこの半導体装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体材料は、溶剤に溶解するためインク化して塗布・印刷による薄膜形成が可能であり、真空装置を利用せず、材料使用効率の高い低環境負荷の製造技術が適用であるという観点で注目を集めている（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｃ．Ｄ．ディミトラコプーロス（C. D. Dimitrakopoulos）、外１名、「大面積エレクトロニクスのための有機薄膜トランジスタ（Organic Thin Film Transistors for Large Area Electronics）」、アドバンストマテリアルズ（Advanded Materials）、２００２年１月１６日、第１４巻、第２号、ｐ．９９−１１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、このような有機半導体の特徴により、半導体プロセスに用いる溶剤等でダメージを受けてしまうため、特に有機半導体層の直上でプロセスを行うことは困難であり、有機半導体層上に形成できる塗布材料は一般的に水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られていた。このような材料は材料物性やプロセス性に乏しい場合が多く、必ずしも所望の特性を得ることができない場合があった。
【０００５】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層の上に機能性の高い絶縁層を形成することが可能な半導体装置の製造方法、半導体装置、およびこの半導体装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示による半導体装置の製造方法は、有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布する工程と、相分離を利用して、有機半導体層と、有機半導体層の上面に接する絶縁層とを形成する工程とを含むものである。
【０００７】
本開示の半導体装置の製造方法では、有機半導体層およびその上面に接する絶縁層を、相分離を利用して形成するようにしたので、有機半導体層を形成したのち有機半導体層の上面に絶縁層材料の溶液を塗布する必要はなくなる。よって、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、良好な材料物性やプロセス性を持つ絶縁層材料を広範囲に選択可能となる。
【０００８】
本開示による半導体装置は、有機半導体層と、有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層とを備え、有機半導体層および絶縁層は相分離を利用して形成されたものである。
【０００９】
本開示の半導体装置では、有機半導体層およびその上面に接する絶縁層が、相分離を利用して形成されているので、絶縁層は、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、良好な材料物性やプロセス性を持つ材料により構成されており、高い機能性を有している。
【００１０】
本開示による電子機器は、上記本開示による半導体装置を備えたものである。
【００１１】
本開示の電子機器では、上記本開示の半導体装置により所期の動作がなされる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の半導体装置の製造方法、本開示の半導体装置、または本開示の電子機器によれば、有機半導体層およびその上面に接する絶縁層を、相分離を利用して形成するようにしたので、絶縁層材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層の上に機能性の高い絶縁層を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る薄膜トランジスタの構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した薄膜トランジスタの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図３】図２に続く工程を表す断面図である。
【図４】図３に続く工程を表す断面図である。
【図５】図４に続く工程を表す断面図である。
【図６】図５に続く工程を表す断面図である。
【図７】本開示の実施例１に係る薄膜トランジスタの構成を表す断面図である。
【図８】図７に示した薄膜トランジスタの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図９】図８に続く工程を表す断面図である。
【図１０】図９に続く工程を表す断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を表す断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を表す断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を表す断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を表す断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を表す断面図である。
【図１６】本開示の実施例２に係る薄膜トランジスタの構成を表す断面図である。
【図１７】図１６に示した薄膜トランジスタの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図１８】図１７に続く工程を表す断面図である。
【図１９】図１８に続く工程を表す断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を表す断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を表す断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を表す断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を表す断面図である。
【図２４】本開示の変形例１に係る薄膜トランジスタの構成を表す断面図である。
【図２５】図２４に示した薄膜トランジスタの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図２６】図２５に続く工程を表す断面図である。
【図２７】図２６に続く工程を表す断面図である。
【図２８】図２７に続く工程を表す断面図である。
【図２９】図２８に続く工程を表す断面図である。
【図３０】図２４に示した薄膜トランジスタの他の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図３１】図３０に続く工程を表す断面図である。
【図３２】図３１に続く工程を表す断面図である。
【図３３】図３２に続く工程を表す断面図である。
【図３４】図３３に続く工程を表す断面図である。
【図３５】本開示の変形例２に係る薄膜トランジスタの構成を表す断面図である。
【図３６】図３５に示した薄膜トランジスタの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図３７】図３６に続く工程を表す断面図である。
【図３８】図３７に続く工程を表す断面図である。
【図３９】図３８に続く工程を表す断面図である。
【図４０】図３９に続く工程を表す断面図である。
【図４１】図４０に続く工程を表す断面図である。
【図４２】図４１に続く工程を表す断面図である。
【図４３】図４２に続く工程を表す断面図である。
【図４４】図３５に示した薄膜トランジスタの他の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図４５】図４４に続く工程を表す断面図である。
【図４６】図４５に続く工程を表す断面図である。
【図４７】図４６に続く工程を表す断面図である。
【図４８】本開示の変形例３に係る薄膜トランジスタの構成を表す断面図である。
【図４９】図４８に示した薄膜トランジスタの製造方法の一工程を表す断面図である。
【図５０】本開示の変形例４に係る薄膜トランジスタの構成を表す断面図である。
【図５１】本開示の第２の実施の形態に係る電子ペーパー表示装置の構成を表す断面図である。
【図５２】本開示の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を表す断面図である。
【図５３】本開示の第４の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を表す断面図である。
【図５４】上記実施の形態の表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。
【図５５】上記実施の形態の表示装置の適用例１の表側から見た外観を表す斜視図である。
【図５６】適用例１の裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図５７】適用例２の表側から見た外観を表す斜視図である。
【図５８】適用例２の裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図５９】適用例３の外観を表す斜視図である。
【図６０】適用例４の表側から見た外観を表す斜視図である。
【図６１】適用例４の裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図６２】適用例５の外観を表す斜視図である。
【図６３】適用例６の外観を表す斜視図である。
【図６４】適用例７の閉じた状態の外観を表す正面図である。
【図６５】適用例７の開いた状態の外観を表す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（薄膜トランジスタ；相分離により有機半導体層および絶縁層を順に含む二層構造を形成する例）
２．実施例１（薄膜トランジスタ；相分離により下の有機半導体層、絶縁層および上の有機半導体層を順に含む三層構造を形成する例）
３．実施例２（薄膜トランジスタ；相分離によりブランケットに絶縁層および有機半導体層を順に有する逆二層構造を形成し、この逆二層構造を基材に転写する例）
４．変形例１−４
５．第２の実施の形態（電子ペーパー表示装置）
６．第３の実施の形態（有機ＥＬ表示装置）
７．第４の実施の形態（液晶表示装置）
８．適用例
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）１００の断面構成および平面構成をそれぞれ表したものである。この有機ＴＦＴ１００は、例えば表示装置のアクティブマトリクス回路、センサアレイなどに用いられるボトムゲート・トップコンタクト構造の有機電界効果トランジスタである。有機ＴＦＴ１００は、例えば、基板１１上に、ゲート電極２０，ゲート絶縁膜３０，有機半導体層４０をこの順に有している。有機半導体層４０の中央部のチャネル層４１の上には、チャネル保護膜５０が、有機半導体層４０の上面に接して設けられている。有機半導体層４０の両端部はチャネル保護膜５０から露出したコンタクト部４２となっており、このコンタクト部４２にソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄが接続されている。
【００１６】
基板１１は、ガラスの他，ポリエーテルサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド類，ポリアミド類，ポリアセタール類，ポリエチレンテレフタラート，ポリエチレンナフタレート，ポリエチルエーテルケトン，ポリオレフィン類等のプラスチック基板，アルミニウム（Ａｌ），ニッケル（Ｎｉ），ステンレス等の金属箔基板，紙などにより構成されている。また、これらの基板１１上には、密着性や平坦性を改善するためのバッファー層，ガスバリア性を向上するためのバリア膜等の機能性膜が設けられていてもよい。
【００１７】
ゲート電極２０は、金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），銀（Ａｇ）, タングステン（Ｗ）, タンタル（Ｔａ）, モリブデン（Ｍｏ）, アルミニウム（Ａｌ）, クロム（Ｃｒ）, チタン（Ｔｉ）, 銅（Ｃｕ）, ニッケル（Ｎｉ）,  インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ）, マンガン（Ｍｎ）, ルテニウム（Ｒｈ）, ルビジウム（Ｒｂ）およびそれらの化合物、またはＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸）、ＴＴＦ−ＴＣＮＱ（tetrathiafulvalene-tetracyano-quinodimethane）等の有機金属材料により構成されている。なお、ゲート電極２０は、上記した各種材料の層が２層以上積層されたものでもよい。
【００１８】
ゲート絶縁膜３０は、無機または有機の絶縁膜により構成されている。無機絶縁膜としては、例えば、酸化ケイ素，チッ化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化チタン，酸化ハフニウム等の無機材料が挙げられる。有機絶縁膜としては、例えば、ポリビニルフェノール，ポリイミド樹脂，ノボラック樹脂，シンナメート樹脂，アクリル樹脂，エポキシ樹脂，スチレン樹脂，ポリパラキシリレン等の高分子材料が挙げられる。なお、ゲート絶縁膜３０は、上記した無機または有機の絶縁膜が２層以上積層されたものでもよい。
【００１９】
有機半導体層４０としては、次の材料が例示される。
【００２０】
ポリピロールおよびポリピロール置換体、ポリチオフェンおよびポリチオフェン置換体、ポリイソチアナフテンなどのイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリンおよびポリアニリン置換体、ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類、ポリアズレン類、ポリピレン類、ポリカルバゾール類、ポリセレノフェン類、ポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）類、  ポリインドール類、ポリピリダジン類、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーおよび多環縮合体、上述した材料中のポリマーと同じ繰返し単位を有するオリゴマー類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのアセン類およびアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノン、ペリキサンテノキサンテンなど）およびこれらの水素を他の官能基で置換した誘導体。金属フタロシアニン類、テトラチアフルバレンおよびテトラチアフルバレン誘導体、テトラチアペンタレンおよびテトラチアペンタレン誘導体、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ' −ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ' −ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ' −ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ' −ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、アントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類およびこれらの誘導体、ＳＷＮＴ（single-walled nanotube）などのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素とこれらの誘導体。
【００２１】
チャネル保護膜５０の材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（α−エチルスチレン）、ポリ（α−プロピルスチレン）、ポリ（α−ブチルスチレン）、ポリ（４−メチルスチレン）、ポリアクリルニトリル、ポリビニルカルバゾール、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリビニルトルエン、ポリ（４−ビニルビフェニル）に加え、ポリテトラフルオロエチレン等上記ポリマーのハロゲン化物、およびこれらの共重合体が挙げられる。
【００２２】
ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄの構成材料は、ゲート電極２０と同様である。
【００２３】
有機半導体層４０およびチャネル保護膜５０は、相分離を利用して形成されたものである。これにより、この有機ＴＦＴ１００では、チャネル保護膜５０の材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層４０の上に機能性の高いチャネル保護膜５０を形成することが可能となっている。
【００２４】
ここで、有機半導体層４０は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。チャネル保護膜５０は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
【００２５】
この有機ＴＦＴ１００は、例えば次のようにして製造することができる。
【００２６】
図２ないし図６は、図１に示した有機ＴＦＴ１００の製造方法を工程順に表したものである。まず、図２に示したように、上述した材料よりなる基板１１を用意し、この基板１１にゲート電極２０およびゲート絶縁膜３０を形成した基材１０を形成する。
【００２７】
すなわち、基板１１に、上述した材料よりなるゲート電極材料膜（図示せず）を形成する。ゲート電極材料膜の成膜方法は、抵抗加熱蒸着、スパッタリング等の真空蒸着法の他、インク・ペーストを用いて塗布法によっても作製できる。塗布法としては、スピンコート法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、浸漬法等が挙げられる。また、電界めっき，無電界めっき等のめっき法により成膜してもよい．
【００２８】
次いで、このゲート電極材料膜の上にレジストパターンなどのマスク（図示せず）を形成する。続いて、マスクを用いてゲート電極材料膜をエッチングしたのち、アッシング法またはエッチング法などを用いてマスクを除去する。これにより、図２に示したように、基板１１上にゲート電極２０を形成する。
【００２９】
続いて、同じく図２に示したように、ゲート電極２０を覆うようにゲート絶縁膜３０を形成する。このゲート絶縁膜３０の形成手順は、例えば、形成材料により異なる。無機絶縁膜は、スパッタ法，抵抗加熱蒸着法，物理的気相成長法（ＰＶＤ），化学的気相成長法（ＣＶＤ）等の真空プロセスで成膜する。また、無機絶縁膜は原料を溶解させた溶液のゾル・ゲル法によって形成することもできる。有機絶縁膜は、スピンコート法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、浸漬法等の塗布法の他，化学的気相成長法や蒸着重合法等の真空プロセスを用いてもよい。
【００３０】
そののち、図３に示したように、基材１０に、有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布し、塗布膜７０を形成する。
【００３１】
有機半導体材料は、上述した有機半導体層４０の材料として挙げたものと同様である。
【００３２】
絶縁層材料は、上述したチャネル保護膜５０の材料として挙げたものと同様である。これらの材料は、有機半導体層を形成したのち有機半導体層の上面に絶縁層材料の溶液を塗布するという方法では有機半導体層４０上には成膜不可能なものである。
【００３３】
塗布膜７０の成膜方法は、抵抗加熱蒸着、スパッタリング等の真空蒸着法のほか、スピンコート法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、浸漬法等の塗布法によっても成膜できる。
【００３４】
塗布膜７０を乾燥させると、図４に示したように、自発的相分離により基材１０側に有機半導体層４０、その上にチャネル保護膜５０を有する二層構造７１が生成する。有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Ｐが形成される。
【００３５】
ここでは、有機半導体層４０およびその上面に接するチャネル保護膜５０を、相分離を利用して形成するようにしたので、有機半導体層を形成したのち有機半導体層の上面に絶縁層材料の溶液を塗布する必要はなくなる。よって、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、チャネル保護膜５０の材料として良好な材料物性やプロセス性を持つ絶縁層材料を広範囲に選択可能となる。
【００３６】
続いて、図５に示したように、必要に応じて有機半導体膜４０を単個化する。また、不要部（コンタクト部４２の上部）のチャネル保護膜５０を除去する。
【００３７】
そののち、有機半導体層４０，チャネル保護膜５０および基材１０の表面に、上述した材料よりなるソース・ドレイン電極材料膜（図示せず）を形成する。ソース・ドレイン電極材料膜の成膜方法は、上述したゲート電極材料膜と同様である。
【００３８】
続いて、ソース・ドレイン電極材料膜（図示せず）をフォトリソグラフィによりパターニングし、図６に示したように、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成する。
【００３９】
これまでの工程で、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との間には、相分離により形成されたトラップの少ない清浄な界面Ｐが保持されている。よって、有機半導体層４０のチャネル層４１の上端部４１Ａは、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、不要なキャリア誘起等が起こらないので、信頼性が向上する。
【００４０】
以上により、図１に示した有機ＴＦＴ１００が完成する。
【００４１】
この有機ＴＦＴ１００では、有機半導体層４０およびチャネル保護膜５０が、相分離を利用して形成されているので、チャネル保護膜５０は、水溶性もしくはフッ素系溶剤に限られることなく、良好な材料物性やプロセス性を持つ材料により構成されており、高い機能性を有している。よって所望のＴＦＴ特性が得られる。また、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との間には、相分離により形成されたトラップの少ない清浄な界面Ｐが保持されている。よって、有機半導体層４０のチャネル層４１の上端部４１Ａは、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、不要なキャリア誘起等が起こらないので、信頼性が向上する。
【００４２】
このように本実施の形態では、有機半導体層４０およびチャネル保護膜５０を、相分離を利用して形成するようにしたので、チャネル保護膜５０の材料の選択範囲を拡大し、有機半導体層４０の上に機能性の高いチャネル保護膜５０を形成することが可能となる。
【実施例】
【００４３】
更に、本開示の具体的な実施例について説明する。
【００４４】
（実施例１）
図７に示したようなボトムゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ａを作製した。その際、基板１１上に、ゲート電極２０、ゲート絶縁膜３０、有機半導体層４０を基板１１側から順に形成した。有機半導体層４０のチャネル層４１の上には、チャネル保護膜５０を、有機半導体層４０の上面に接して設けた。チャネル保護膜５０の上には、フォトレジストよりなるエッチングマスク８０を積層した。有機半導体層４０の両端部は、チャネル保護膜５０から露出したコンタクト部４２とし、このコンタクト部４２にソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを接続した。コンタクト部４２とソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄとの間には、導電性高分子よりなる注入層６１を設けた。ゲート電極２０は、アルミニウム層とチタン層との積層構成とし、ゲート絶縁膜３０はＰＶＰを主剤とする有機絶縁膜とし、有機半導体層４０はＴＩＰＳペンタセンにより構成し、チャネル保護膜５０はポリαメチルスチレン（ＰａＭＳ）（０．５ｗｔ％）により構成し、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄは銅（Ｃｕ）により構成した。
【００４５】
本実施例において、有機半導体層４０は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。チャネル保護膜５０は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
【００４６】
まず、図８に示したように、基板１１上に、ゲート電極２０およびゲート絶縁膜３０を形成した基材１０を形成した。
【００４７】
すなわち、基板１１に、スパッタリングにより、厚み５０ｎｍのアルミニウム層と厚み１０ｎｍのチタン層との積層構造を有するゲート電極材料膜（図示せず）を形成した。このゲート電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングして、ゲート電極２０を形成した。次いで、ゲート電極２０を形成した基板１１上に、スピンコート法により、ＰＶＰを主剤とする有機絶縁膜よりなるゲート絶縁膜３０を塗布成膜した。
【００４８】
続いて、図９に示したように、基材１０に、有機半導体材料としてＴＩＰＳペンタセン（０．５ｗｔ％）、および絶縁層材料としてＰａＭＳ（０．５ｗｔ％）を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜７０を形成した。
【００４９】
そののち、塗布膜７０を１４０℃にて乾燥させると、図１０に示したように、自発的相分離により、下の有機半導体層４０Ａ，チャネル保護膜５０および上の有機半導体層４０Ｂを基材１０の側からこの順に含む三層構造７２が得られた。下の有機半導体層４０Ａおよび上の有機半導体層４０ＢはＴＩＰＳペンタセンにより構成されていた。中央のチャネル保護膜はＰａＭＳにより構成されていた。下の有機半導体層４０Ａとチャネル保護膜５０との間、および上の有機半導体層４０Ｂとチャネル保護膜５０との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Ｐが形成された。
【００５０】
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択および下地との組合せにより、第１の実施の形態と同様に基材１０側に有機半導体層４０、その上に第１ゲート絶縁膜５０を有する二層構造７１を形成することも可能である。
【００５１】
三層構造７２を形成したのち、図１１に示したように、γブチルラクトン溶液を用いたエッチングにより、最表層である上の有機半導体層４０Ｂを除去した。これにより、基材１０側に有機半導体層４０、その上にチャネル保護膜５０が残存した。
【００５２】
続いて、図１２に示したように、γブチルラクトンを主成分とするフォトレジストを用いて、チャネル保護膜５０の上にエッチングマスク８０を形成した。そののち、同じく図１２に示したように、エッチングマスク８０を用いたドライエッチングにより不要部のチャネル保護膜５０を除去した。
【００５３】
そののち、図１３に示したように、導電性高分子よりなる注入層６１を塗布成膜した。
【００５４】
注入層６１を形成したのち、注入層６１の上に、スパッタリングにより、銅よりなるソース・ドレイン電極材料膜（図示せず）を１００ｎｍの厚みで成膜した。続いて、ソース・ドレイン電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングし、図１４に示したように、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成した。
【００５５】
ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成したのち、図１５に示したように、このソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄをマスクとして不要部の注入層６１をドライエッチングにより削除した。以上により、図７に示したボトムゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ａが完成した。
【００５６】
これまでの工程で、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との間には、相分離により形成されたトラップの少ない清浄な界面Ｐが保持されていた。よって、有機半導体層４０のチャネル層４１の上端部４１Ａは、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、不要なキャリア誘起が起こらないので、信頼性が向上した。
【００５７】
（実施例２）
図１６に示したようなトップゲート・ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｂを作製した。その際、基板１１上に、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄ、有機半導体層４０、第１ゲート絶縁膜５０、第２ゲート絶縁膜３０、ゲート電極２０を基板１１側からこの順に形成した。ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄは金（Ａｕ）により構成し、有機半導体層４０はＰＸＸ誘導体により構成し、第１ゲート絶縁膜５０はシクロオレフィンコポリマー（ＴＯＰＡＳ）（０．５ｗｔ％）により構成し、第２ゲート絶縁膜３０はＰＶＰを主剤とする有機絶縁膜とし、ゲート電極２０は、アルミニウム層とチタン層との積層構成とした。
【００５８】
本実施例において、有機半導体層４０は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。第１ゲート絶縁膜５０は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
【００５９】
まず、図１７に示したように、ブランケット９０を用意し、このブランケット９０に、有機半導体材料としてＰＸＸ誘導体（０．５ｗｔ％）、および絶縁層材料としてＴＯＰＡＳ（０．５ｗｔ％）を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜７０を形成した。
【００６０】
そののち、塗布膜７０を室温にて乾燥させると、図１８に示したように、自発的相分離により、第１ゲート絶縁膜５０および有機半導体層４０を基材１０の側からこの順に含む逆二層構造７３が得られた。第１ゲート絶縁膜５０はＴＯＰＡＳにより構成されていた。有機半導体層４０はＰＸＸ誘導体により構成されていた。有機半導体層４０と第１ゲート絶縁膜５０との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Ｐが形成された。
【００６１】
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択または下地との組合せによっては上記と異なる積層構造を形成することも可能である。
【００６２】
逆二層構造７３を形成したのち、図１９に示したように、除去版（図示せず）により不要部の膜をブランケット９０上から除去した。
【００６３】
一方、図２０に示したように、基板１１の上にソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを有する基材１０を形成した。
【００６４】
続いて、図２１に示したように、逆二層構造７３をブランケット９０から基材１０に転写した。この工程において、基材１０上では有機半導体層４０が下層に、第１ゲート絶縁膜５０が上層に反転された。これにより、基材１０に、有機半導体層４０および第１ゲート絶縁膜５０を基材１０の側からこの順に含む順二層構造７４が形成された。
【００６５】
順二層構造７４を形成したのち、図２２に示したように、スリットコート法により、ＰＶＰを主剤とする第２ゲート絶縁膜３０を塗布成膜した。
【００６６】
続いて、図２３に示したように、第２ゲート絶縁膜３０の上に、アルミニウム層とチタン層との積層構造（合計厚み７０ｎｍ）を有するゲート電極材料膜（図示せず）を形成した。このゲート電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングして、ゲート電極２０を形成した。以上により、図１６に示したトップゲート・ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｂが完成した。
【００６７】
これまでの工程で、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との界面Ｐは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上した。
【００６８】
以下、上記第１の実施の形態の変形例について説明する。
【００６９】
（変形例１）
上記第１の実施の形態では、図１に示したように、ボトムゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００を例として説明した。しかしながら、本開示は、図２４に示したようなボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｃにも適用可能である。この有機ＴＦＴ１００Ｃは、基板１１上に、ゲート電極２０、ゲート絶縁膜３０、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄ、有機半導体層４０、並びにチャネル保護膜５０を基板１１側からこの順に有している。ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄは、有機半導体層４０の下面に接続されている。チャネル保護膜５０は、有機半導体層４０の上面に接して設けられている。
【００７０】
本変形例において、有機半導体層４０は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。チャネル保護膜５０は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
【００７１】
この有機ＴＦＴ１００Ｃは、例えば、次のようにして製造することができる。
【００７２】
図２５ないし図２９は、この有機ＴＦＴ１００Ｃの製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例１と同様に、塗布膜７０を形成したのち、自発的相分離により三層構造７２を形成し、最表層を除去するようにしたものである。
【００７３】
まず、図２５に示したように、基板１１上に、ゲート電極２０，ゲート絶縁膜３０，ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成した基材１０を形成する。
【００７４】
すなわち、基板１１に、実施例１または第１の実施の形態と同様にして、ゲート電極２０およびゲート絶縁膜３０を順に形成する。次いで、ゲート絶縁膜３０の上に、実施例１または第１の実施の形態と同様にして、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成する。
【００７５】
続いて、図２６に示したように、実施例１と同様にして、基材１０に、有機半導体材料としてＴＩＰＳペンタセン（０．５ｗｔ％）、および絶縁層材料としてＰａＭＳ（０．５ｗｔ％）を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜７０を形成する。
【００７６】
そののち、塗布膜７０を１４０℃にて乾燥させると、図２７に示したように、自発的相分離により、下の有機半導体層４０Ａ、チャネル保護膜５０、上の有機半導体層４０Ｂを基材１０の側からこの順に含む三層構造７２が得られる。下の有機半導体層４０Ａおよび上の有機半導体層４０ＢはＴＩＰＳペンタセンにより構成されている。中央のチャネル保護膜はＰａＭＳにより構成されている。下の有機半導体層４０Ａとチャネル保護膜５０との間、および上の有機半導体層４０Ｂとチャネル保護膜５０との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Ｐが形成される。
【００７７】
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択または下地との組合せによって第１の実施の形態と同様に基材１０側に有機半導体層４０、その上に第１ゲート絶縁膜５０を有する二層構造７１を形成することも可能である。
【００７８】
三層構造７２を形成したのち、図２８に示したように、γブチルラクトン溶液を用いたエッチングにより、最表層である上の有機半導体層４０Ｂを除去する。これにより、基材１０側に有機半導体層４０、その上にチャネル保護膜５０が残存する。
【００７９】
続いて、図２９に示したように、ドライエッチングもしくはウェットエッチングにより、不要部のチャネル保護膜５０および有機半導体層４０を除去する。以上により、図２４に示したボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｃが完成する。
【００８０】
これまでの工程で、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との界面Ｐは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
【００８１】
また、この有機ＴＦＴ１００Ｃは、次のようにして製造することもできる。
【００８２】
図３０ないし図３４は、この有機ＴＦＴ１００Ｃの他の製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例２と同様に、自発的相分離によりブランケット９０上に逆二層構造７３を形成し、この逆二層構造７３を基材１０に転写して順二層構造７４を形成するようにしたものである。
【００８３】
まず、図３０に示したように、ブランケット９０に、有機半導体材料としてＰＸＸ誘導体（０．５ｗｔ％）、および絶縁層材料としてＴＯＰＡＳ（０．５ｗｔ％）を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜７０を形成する。
【００８４】
そののち、塗布膜７０を室温にて乾燥させると、図３１に示したように、自発的相分離により、第１ゲート絶縁膜５０および有機半導体層４０をブランケット９０の側からこの順に含む逆二層構造７３が得られる。第１ゲート絶縁膜５０はＴＯＰＡＳにより構成されている。有機半導体層４０はＰＸＸ誘導体により構成されている。有機半導体層４０と第１ゲート絶縁膜５０との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Ｐが形成される。
【００８５】
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択および下地との組合せによって上記と異なる積層構造を形成することも可能である。
【００８６】
逆二層構造７３を形成したのち、図３２に示したように、除去版（図示せず）により不要部の膜をブランケット９０上から除去する。
【００８７】
一方、図３３に示したように、基板１１にゲート電極２０，ゲート絶縁膜３０，ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを有する基材１０を形成する。
【００８８】
続いて、図３４に示したように、逆二層構造７３をブランケット９０から基材１０に転写する。この工程において、基材１０上では有機半導体層４０が下層に、第１ゲート絶縁膜５０が上層に反転される。これにより、基材１０に、有機半導体層４０および第１ゲート絶縁膜５０を基材１０の側からこの順に含む順二層構造７４が形成される。以上により、図２４に示したボトムゲート・ボトムコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｃが完成する。
【００８９】
これまでの工程で、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との界面Ｐは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
【００９０】
（変形例２）
また、本開示は、図３５に示したように、トップゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｄにも適用可能である。この有機ＴＦＴ１００Ｄは、基板１１上に、有機半導体層４０，第１ゲート絶縁膜３０，ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄ、第２ゲート絶縁膜３０、並びにゲート電極２０を基板１１側からこの順に有している。
【００９１】
本変形例において、有機半導体層４０は、本開示における「有機半導体層」の一具体例に対応している。第１ゲート絶縁膜５０は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応している。
【００９２】
この有機ＴＦＴ１００Ｄは、例えば、次のようにして製造することができる。
【００９３】
図３６ないし図４３は、この有機ＴＦＴ１００Ｄの製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例１と同様に、塗布膜７０を形成したのち、自発的相分離により三層構造７２を形成し、最表層を除去するようにしたものである。
【００９４】
まず、図３６に示したように、基材１０として基板１１を用意し、図３７に示したように、実施例１と同様にして、基材１０に、有機半導体材料としてＴＩＰＳペンタセン（０．５ｗｔ％）、および絶縁層材料としてＰａＭＳ（０．５ｗｔ％）を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜７０を形成する。
【００９５】
そののち、塗布膜７０を１４０℃にて乾燥させると、図３８に示したように、自発的相分離により、下の有機半導体層４０Ａ、第１ゲート絶縁膜５０、上の有機半導体層４０Ｂを基材１０の側からこの順に含む三層構造７２が得られる。下の有機半導体層４０Ａおよび上の有機半導体層４０ＢはＴＩＰＳペンタセンにより構成されている。中央の第１ゲート絶縁膜５０はＰａＭＳにより構成されている。下の有機半導体層４０Ａと第１ゲート絶縁膜５０との間、および上の有機半導体層４０Ｂと第１ゲート絶縁膜５０との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Ｐが形成される。
【００９６】
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択または下地との組合せによって第１の実施の形態と同様に基材１０側に有機半導体層４０、その上に第１ゲート絶縁膜５０を有する二層構造７１を形成することも可能である。
【００９７】
三層構造７２を形成したのち、図３９に示したように、γブチルラクトン溶液を用いたエッチングにより、最表層である上の有機半導体層４０Ｂを除去する。これにより、基材１０側に有機半導体層４０、その上に第１ゲート絶縁膜５０が残存する。
【００９８】
続いて、γブチルラクトンを主成分とするフォトレジストを用いて、第１ゲート絶縁膜５０の上にエッチングマスク（図示せず）を形成する。そののち、このエッチングマスクを用いたドライエッチングにより、図４０に示したように、不要部の第１ゲート絶縁膜５０を除去する。
【００９９】
不要部の第１ゲート絶縁膜５０を除去したのち、有機半導体層４０および第１ゲート絶縁膜５０の表面に、スパッタリングにより、銅よりなるソース・ドレイン電極材料膜（図示せず）を１００ｎｍの厚みで成膜する。続いて、ソース・ドレイン電極材料膜をフォトリソグラフィによりパターニングし、図４１に示したように、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成する。
【０１００】
ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成したのち、図４２に示したように、実施例１または第１の実施の形態と同様にして、第２ゲート絶縁膜３０を形成する。
【０１０１】
続いて、図４３に示したように、ゲート絶縁膜３０の上に、実施例１または第１の実施の形態と同様にして、ゲート電極２０を形成する。以上により、図３５に示したトップゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｄが完成する。
【０１０２】
これまでの工程で、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との界面Ｐは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
【０１０３】
また、この有機ＴＦＴ１００Ｄは、次のようにして製造することもできる。
【０１０４】
図４４ないし図４７は、この有機ＴＦＴ１００Ｄの他の製造方法を工程順に表したものである。この製造方法は、例えば実施例２と同様に、自発的相分離によりブランケット９０上に逆二層構造７３を形成し、この逆二層構造７３を基材１０に転写して順二層構造７４を形成するようにしたものである。
【０１０５】
まず、図４４に示したように、ブランケット９０を用意し、このブランケット９０に、有機半導体材料としてＰＸＸ誘導体（０．５ｗｔ％）、および絶縁層材料としてＴＯＰＡＳ（０．５ｗｔ％）を溶媒としてキシレンに混合させた溶液をスリットコート法により塗布し、塗布膜７０を形成する。
【０１０６】
そののち、塗布膜７０を室温にて乾燥させると、図４５に示したように、自発的相分離により、ＴＯＰＡＳよりなる第１ゲート絶縁膜５０およびＰＸＸ誘導体よりなる有機半導体層４０をブランケット９０の側からこの順に含む逆二層構造７３が得られる。有機半導体層４０と第１ゲート絶縁膜５０との間には、相分離によりトラップの少ない清浄な界面Ｐが形成される。
【０１０７】
なお、自発的相分離により形成される積層構造は、材料の比重または下地との親和性などによって異なる。従って、材料の選択および下地との組合せによって上記と異なる積層構造を形成することも可能である。
【０１０８】
一方、図４６に示したように、基材１０として基板１１を用意し、図４７に示したように、逆二層構造７３をブランケット９０から基材１０に転写する。この工程において、基材１０上では有機半導体層４０が下層に、第１ゲート絶縁膜５０が上層に反転される。これにより、基材１０に、有機半導体層４０および第１ゲート絶縁膜５０を基材１０の側からこの順に含む順二層構造７４が形成される。
【０１０９】
基材１０に順二層構造７４を転写したのち、上記の製造方法と同様にして、図４０および図４１に示した工程により、第１ゲート絶縁膜５０の不要部を除去し、ソース電極６０Ｓおよびドレイン電極６０Ｄを形成する。続いて、上記の製造方法と同様にして、図４２および図４３に示した工程により、第２ゲート絶縁膜３０およびゲート電極２０を形成する。以上により、図３５に示したトップゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｄが完成する。
【０１１０】
これまでの工程で、有機半導体層４０とチャネル保護膜５０との界面Ｐは、相分離により形成されており、プロセスに用いられる溶剤や薬液から保護され、清浄に保たれているので、信頼性が向上する。
【０１１１】
（変形例３）
図４８は、本開示の変形例３に係るボトムゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｅの断面構成を表したものである。本変形例は、有機半導体層４０のコンタクト部４２の上面から厚み方向一部にドーピング領域４２Ａが設けられていることを除いては、上記第１の形態と同様の構成、作用および効果を有している。
【０１１２】
ドーピング材料は、有機半導体層４０がｐ型である場合には、アクセプタ性材料が用いられ、ｎ型である場合には、ドナー性材料が用いられる。
【０１１３】
アクセプタ性材料の具体例は次のようである。
【０１１４】
ＭｏＯｘ、ＲｅＯ3、Ｖ2Ｏ5、ＷＯ3、ＴｉＯ2、ＡｕＯ、Ａｌ2Ｏ３、ＣｕＯ、ＳＯ3といったような金属酸化物。ＣｕＩ、ＳｂＣｌ5、ＳｂＦ5、ＦｅＣｌ3、ＬｉＦ、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＭｇＦ2などの金属ハロゲン化物。ＡｓＦ5、ＢＦ３、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、ＰＦ5といったハロゲン化物類。ＣａＣＯ3、ＢａＣＯ3、Ｌｉ2ＣＯ3をはじめとする炭酸塩類。
【０１１５】
また、以下に挙げるような有機分子・錯体も用いることができる。
【０１１６】
p-ベンゾキノン類としては、2,3,5,6-テトラシアノ-(p-シアニル)、2,3-ジブロモ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン、2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン、2,3-ジヨード-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン、2,3-ジシアノ-p-ベンゾキノン、p-ブロマニル、p-クロラニル、p-ヨーデニル、p-フロラニル、2,5-ジクロロ-p-ベンゾキノン、2,6-ジクロロ-p-ベンゾキノン、クロラニル酸、ブロマニル酸、2,5-ジヒドリキシ-p-ベンゾキノン、2,5-ジクロロ-3,6-ジメチル-p-ベンゾキノン、2,5-ジブロモ-3,6-ジメチル-p-ベンゾキノン、ＢＴＤＡＱ、p-ベンゾキノン、2,5-ジメチル-p-ベンゾキノン、2,6-ジメチル-p-ベンゾキノン、ジュロ-(テトラメチル)、o-ベンゾキノン類、o-ブロマニル、o-クロラニル、1,4-ナフトキノン類、2,3-ジシアノ-5-ニトロ-1,4-ナフトキノン、2,3-ジシアノ-1,4-ナフトキノン、2,3-ジクロロ-5-ニトロ-1,4-ナフトキノン、2,3-ジクロロ-1,4-ナフトキノン、1,4-ナフトキノンが例示される。ジフェノキノン類としては、3,3’,5,5’-テトラブロモ-ジフェノキノン、3,3’,5,5’-テトラクロロ-ジフェノキノン、ジフェノキノンが例示される。また、ＴＣＮＱ類および類縁体としては、tetracyano-quinodimethane(ＴＣＮＱ)、Tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane(Ｆ４-ＴＣＮＱ)、トリフルオロメチル-ＴＣＮＱ、2,5-ジフルオロ−ＴＣＮＱ、モノフルオロ−ＴＣＮＱ、ＴＮＡＰ、デシル−ＴＣＮＱ、メチル‐ＴＣＮＱ、ジヒドロバレレノ‐ＴＣＮＱ、テトラヒドロバレレノ-ＴＣＮＱ、ジメチル‐ＴＣＮＱ、ジエチル‐ＴＣＮＱ、ベンゾ‐ＴＣＮＱ、ジメトキシ‐ＴＣＮＱ、ＢＴＤＡ‐ＴＣＮＱ、ジエトキシ‐ＴＣＮＱ、テトラメチル‐ＴＣＮＱ、テトラシアノアントラキノジメタン、ポリニトロ化合物、テトラニトロビフェノール、ジニトロビフェニル、ピクリン酸、トリニトロベンゼン、2,6-ジニトロフェノール、2,4-ジニトロフェノールが例示される。フルオレン類としては、9-ジシアノメチレン-2,4,5,7-テトラニトロ-フルオレン、9-ジシアノメチレン-2,4,7-トリニトロ-フルオレン、2,4,5,7-テトラニトロ-フルオレノン、2,4,7-トリニトロ-フルオレノンが例示される。ベンゾシアノ類および類縁体としては、(ＴＢＡ)２ＨＣＴＭＭ、(ＴＢＡ)２ＨＣＤＡＨＤ、Ｋ・ＣＦ、ＴＢＡ・ＰＣＡ、ＴＢＡ・ＭｅＯＴＣＡ、ＴＢＡ・ＥｔＯＴＣＡ、ＴＢＡ・ＰｒＯＴＣＡ、(ＴＢＡ)２ＨＣＰ、ヘキサシアノブタジエンテトラシアノエチレン、1,2,4,5-テトラシアノベンゼンが例示される。遷移金属錯体類としては、(ＴＰＰ)２Ｐｄ(ｄｔｏ)２、(ＴＰＰ)２Ｐｔ(ｄｔｏ)２、（ＴＰＰ）２Ｎｉ（ｄｔｏ）２、（ＴＰＰ）２Ｃｕ（ｄｔｏ）２、（ＴＢＡ）２Ｃｕ（ｏｘ）２が例示される。
【０１１７】
また，ドナー性材料の具体例として以下が挙げられる。
【０１１８】
Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓのようなアルカリ金属のほか、Ｃｓ2Ｏ3、Ｒｂ2ＣＯ3等の金属炭酸塩。芳香族炭化水素および類縁体としては、テトラセン、ペリレン、アントラセン、コロネン、ペンタセン、クリセン、フェナントレン、ナフタレン、p-ジメトキシベンゼン、ルブレン、ヘキサメトキシトリフェニレン等の有機材料が例示される。更に、ＴＴＦ類および類縁体としては、ＨＭＴＴＦ、ＯＭＴＴＦ、ＴＭＴＴＦ、ＢＥＤＯ-ＴＴＦ、ＴＴｅＣｎ-ＴＴＦ、ＴＭＴＳＦ、ＥＤＯ-ＴＴＦ、ＨＭＴＳＦ、ＴＴＦ、ＥＯＥＴ-ＴＴＦ、ＥＤＴ-ＴＴＦ、(ＥＤＯ)２ＤＢＴＴＦ、ＴＳＣｎ-ＴＴＦ、ＨＭＴＴｅＦ、ＢＥＤＴ-ＴＴＦ、ＣｎＴＥＴ-ＴＴＦ、ＴＴＣｎ-ＴＴＦ、ＴＳＦ、ＤＢＴＴＦが例示される。その他ＴＴＴ類としては、テトラチオテトラセン、テトラセレノテトラセン、テトラテルロテトラセンが例示される。アジン類としては、ジベンソ[c,d]-フェチノアジン、ベンゾ[c]-フェノチアジン、フェノチアジン、N-メチル-フェノチアジン、ジベンソ[c,d]-フェノセレナジン、N,N-ジメチルフェナジン、フェナジンが例示される。モノアミン類としては、N,N-ジエチル-m-トルイジン、N,N-ジエチルアニリン、N-エチル-o-トルイジン、ジフェニルアミン、スカトール、インドール、N,N-ジメチル-o-トルイジン、o-トルイジン、m-トルイジン、アニリン、o-クロロアニリン、o-ブロモアニリン、p-ニトロアニリンが例示される。ジアミン類としては、N,N,N’,N’-テトラメチル-p-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-（ジュレンジアミン）、p-フェニルジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルベンジジン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、3,3’-ジメチルベンジジン、3,3’-ジメトキシベンジジン、ベンジジン、3,3’-ジブロモ-5,5’-ジメチルベンジジン、3,3’-ジクロロ-5,5’-ジメチルベンジジン、1,6-ジアミノピレンが例示される。その他として、4,4’,4’’-tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino)-triphenylamine(ｍ−ＭＴＤＡＴＡ)、4,4’,4’’-tris(N-(2-Naphtyl)-N-phenylamino)-triphenylamine（２ＴＮＡＴＡ）、α-ＮＤＰ、銅フタロシアニン、1,4,6,8-テトラキスジメチルアミノピレン、1,6-ジチオピレン、デカメチルフェロセン、フェロセンが例示される
【０１１９】
この有機ＴＦＴ１００Ｅは、図４９に示したように、チャネル保護膜５０またはその上に設けたエッチングマスク（図示せず）を用いてコンタクト部４２にドーピングＤＰを行うことを覗いては、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。ドーピング方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着によりＭｏＯｘ膜を２ｎｍの厚みで成膜する。
【０１２０】
（変形例４）
図５０は、本開示の変形例４に係るトップゲート・トップコンタクト構造の有機ＴＦＴ１００Ｆの断面構成を表したものである。本変形例は、有機半導体層４０のコンタクト部４２の上面から厚み方向一部にドーピング領域４２Ａが設けられていることを除いては、上記変形例２と同様の構成、作用および効果を有している。
【０１２１】
この有機ＴＦＴ１００Ｆは、変形例３と同様にして、図４９に示した工程により、第１ゲート絶縁膜５０またはその上に設けたエッチングマスク（図示せず）を用いてコンタクト部４２にドーピングＤＰを行うことを覗いては、変形例２と同様にして製造することができる。ドーピング方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着によりＭｏＯｘ膜を２ｎｍの厚みで成膜する。
【０１２２】
以下、有機ＴＦＴ１００を用いた電子機器（表示装置）の実施の形態について説明する。
【０１２３】
（第２の実施の形態）
図５１は、本開示の第２の実施の形態に係る表示装置（電子ペーパー表示装置１）の断面構成を表したものである。電子ペーパー表示装置１は、基板１１上に図１に示した第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００を有し、その上層に表示素子として電気泳動型表示素子１１０が設けられている。
【０１２４】
なお、図５１では、電子ペーパー表示装置１が図１に示した第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００を有している場合を表しているが、電子ペーパー表示装置１は、第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００に代えて、実施例１，２または変形例１−４に係る有機ＴＦＴ１００Ａ〜１００Ｆを有していることも可能であることは言うまでもない。
【０１２５】
基板１１および有機ＴＦＴ１００は、例えば、上記第１実施の形態と同様に構成されている。有機ＴＦＴ１００のソース電極６０Ｓは、例えば、層間絶縁膜６２に設けられた接続孔Ｈ１を介して配線層６３に接続されている。
【０１２６】
電気泳動型表示素子１１０は、例えば、画素電極１１１と共通電極１１２との間に電気泳動型表示体よりなる表示層１１３を封止したものである。画素電極１１１は、画素毎に配設されており、例えば、平坦化膜１１４に設けられた接続孔Ｈ２を介して配線層６３に接続されている。共通電極１１２は、対向基板１１５上に複数の画素に共通の電極として設けられている。
【０１２７】
（第３の実施の形態）
図５２は、本開示の第３の実施の形態に係る表示装置（有機ＥＬ表示装置２）の断面構造を表したものである。有機ＥＬ表示装置２は、基板１１上に図１に示した第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００を有し、その上層に表示素子として有機ＥＬ素子１２０が設けられている。この有機ＥＬ表示装置２の発光方式は、いわゆるトップエミッション方式（上面発光方式）であってもよいし、ボトムエミッション方式（下面発光方式）であってもよい。
【０１２８】
なお、図５２では、有機ＥＬ表示装置２が図１に示した第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００を有している場合を表しているが、有機ＥＬ表示装置２は、第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００に代えて、実施例１，２または変形例１−４に係る有機ＴＦＴ１００Ａ〜１００Ｆを有していることも可能であることは言うまでもない。
【０１２９】
基板１１および有機ＴＦＴ１００は、上記第１の実施の形態と同様に構成されている。有機ＴＦＴ１００のソース電極６０Ｓは、例えば、層間絶縁膜６２に設けられた接続孔Ｈ１を介して配線層６３に接続されている。
【０１３０】
有機ＥＬ素子１２０は、例えば、第１電極１２１上に、画素毎に開口を有する画素分離膜１２２を有しており、この画素分離膜１２２の開口部分に、有機層１２３および第２電極１２４が積層されている。第１電極１２１は、例えば、平坦化膜１２５に設けられた接続孔Ｈ２を介して配線層６３に接続されている。有機ＥＬ素子１２０は、例えば保護絶縁膜１２６によって封止されている。保護絶縁膜１２６上には、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂などの接着層１２７を間にして、封止用基板１２８が貼り合わせられている。
【０１３１】
（第４の実施の形態）
図５３は、本開示の第４の実施の形態に係る表示装置（液晶表示装置３）の断面構成を表したものである。液晶表示装置３は、基板１１上に図１に示した第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００を有し、その上層に表示素子として液晶表示素子１３０が設けられている。
【０１３２】
なお、図５３では、液晶表示装置３が図１に示した第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００を有している場合を表しているが、液晶表示装置３は、第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ１００に代えて、実施例１，２または変形例１−４に係る有機ＴＦＴ１００Ａ〜１００Ｆを有していることも可能であることは言うまでもない。
【０１３３】
基板１１および有機ＴＦＴ１００は、上記第１実施の形態と同様に構成されている。有機ＴＦＴ１００のソース電極６０Ｓは、例えば、層間絶縁膜６２に設けられた接続孔Ｈ１を介して配線層６３に接続されている。
【０１３４】
液晶表示素子１３０は、例えば、画素電極１３１と対向電極１３２との間に液晶層１３３を封止したものであり、画素電極１３１および対向電極１３２の液晶層１３３側の各面には、配向膜１３４Ａ，１３４Ｂが形成されている。画素電極１３１は、画素毎に配設されており、例えば、平坦化膜１３５に設けられた接続孔Ｈ２を介して配線層６３に接続されている。対向電極１３２は、対向基板１３６上に複数の画素に共通の電極として設けられ、例えばコモン電位に保持されている。液晶層１３３は、例えばＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）モード，ＴＮ（Twisted Nematic）モードあるいはＩＰＳ（In Plane Switching）モード等により駆動される液晶により構成されている。
【０１３５】
また、駆動側基板１０の下方には、バックライト１３７が備えられており、基板１１のバックライト１３７側および対向基板１３６上には、偏光板１３８Ａ，１３８Ｂが貼り合わせられている。
【０１３６】
（適用例）
続いて、図５４ないし図６５を参照して、上記実施の形態に係る表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態の表示装置は、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、この表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１３７】
（モジュール）
上記実施の形態の表示装置は、例えば、図５４に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜７などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、基板１１の表示領域１１Ａの周囲の額縁領域１１Ｂに、配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）１５０が設けられていてもよい。
【０１３８】
（適用例１）
図５５および図５６はそれぞれ、上記実施の形態の表示装置が適用される電子ブック２１０の外観を表したものである。この電子ブック２１０は、例えば、表示部２１１および非表示部２１２を有しており、この表示部２１１が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
【０１３９】
（適用例２）
図５７および図５８は、上記実施の形態の表示装置が適用されるスマートフォン２２０の外観を表したものである。このスマートフォン２２０は、例えば、表側に表示部２２１および操作部２２２を有し、裏側にカメラ２２３を有しており、この表示部２２１が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
【０１４０】
（適用例３）
図５９は、上記実施の形態の表示装置が適用されるテレビジョン装置２３０の外観を表したものである。このテレビジョン装置２３０は、例えば、フロントパネル２３１およびフィルターガラス２３２を含む映像表示画面部２３３を有しており、この映像表示画面部２３３は、上記実施の形態の表示装置により構成されている。
【０１４１】
（適用例４）
図６０および図６１は、上記実施の形態の表示装置が適用されるデジタルカメラ２４０の外観を表したものである。このデジタルカメラ２４０は、例えば、フラッシュ用の発光部２４１、表示部２４２、メニュースイッチ２４３およびシャッターボタン２４４を有しており、この表示部２４２が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
【０１４２】
（適用例５）
図６２は、上記実施の形態の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータ２５０の外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータ２５０は、例えば、本体２５１，文字等の入力操作のためのキーボード２５２および画像を表示する表示部２５３を有しており、この表示部２５３が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
【０１４３】
（適用例６）
図６３は、上記実施の形態の表示装置が適用されるビデオカメラ２６０の外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部２６１，この本体部２６１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ２６２，撮影時のスタート／ストップスイッチ２６３および表示部２６４を有している。そして、この表示部２６４が上記実施の形態の表示装置により構成されている。
【０１４４】
（適用例７）
図６４および図６５は、上記実施の形態の表示装置が適用される携帯電話機２７０の外観を表したものである。この携帯電話機２７０は、例えば、上側筐体２７１と下側筐体２７２とを連結部（ヒンジ部）２７３で連結したものであり、ディスプレイ２７４，サブディスプレイ２７５，ピクチャーライト２７６およびカメラ２７７を有している。ディスプレイ２７４またはサブディスプレイ２７５が、上記実施の形態の表示装置により構成されている。
【０１４５】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１４６】
例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【０１４７】
また、上記実施の形態および実施例では、有機ＴＦＴ１００，１００Ａ〜１００Ｆの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。
【０１４８】
更に、本開示は、表示装置のほか、センサアレイ等の他の電子機器にも適用可能である。
【０１４９】
なお、本開示は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
有機半導体材料および絶縁層材料を混合させた溶液を塗布する工程と、
相分離を利用して、有機半導体層と、前記有機半導体層の上面に接する絶縁層とを形成する工程と
を含む半導体装置の製造方法。
（２）
前記溶液を基材に塗布し、
相分離により前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む二層構造を形成する
前記（１）記載の半導体装置の製造方法。
（３）
前記溶液を基材に塗布し、
相分離により下の有機半導体層、前記絶縁層および上の有機半導体層を前記基材の側からこの順に含む三層構造を形成したのち、前記上の有機半導体層を除去する
前記（１）記載の半導体装置の製造方法。
（４）
前記溶液をブランケットに塗布し、
相分離により前記絶縁層および前記有機半導体層を前記ブランケットの側からこの順に含む逆二層構造を形成する工程と、
前記逆二層構造を前記ブランケットから基材に転写することにより、前記基材に、前記有機半導体層および前記絶縁層を前記基材の側からこの順に含む順二層構造を形成する
前記（１）記載の半導体装置の製造方法。
（５）
前記絶縁層をチャネル保護膜として有するボトムゲート型薄膜トランジスタを形成する
前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（６）
前記絶縁層をゲート絶縁膜またはゲート絶縁膜の一部として有するトップゲート薄膜トランジスタを形成する
前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（７）
前記絶縁層をマスクとして前記有機半導体層にドーピングを行い、トップコンタクト型薄膜トランジスタを形成する
前記（５）または（６）記載の半導体装置の製造方法。
（８）
前記絶縁層材料として、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（α−エチルスチレン）、ポリ（α−プロピルスチレン）、ポリ（α−ブチルスチレン）、ポリ（４−メチルスチレン）、ポリアクリルニトリル、ポリビニルカルバゾール、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリビニルトルエン、ポリ（４−ビニルビフェニル）、前記ポリマーのハロゲン化物、およびこれらの共重合体を用いる
前記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（９）
有機半導体層と、
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成された
半導体装置。
（１０）
前記絶縁層をチャネル保護膜として有するボトムゲート型薄膜トランジスタである
前記（９）記載の半導体装置。
（１１）
前記絶縁層をゲート絶縁膜またはゲート絶縁膜の一部として有するトップゲート型薄膜トランジスタである
前記（９）記載の半導体装置。
（１２）
前記有機半導体層のうち前記絶縁層から露出した領域にドーピングされたトップコンタクト型薄膜トランジスタである
前記（１０）または（１１）記載の半導体装置。
（１３）
半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
有機半導体層と、
前記有機半導体層の上面に接して設けられた絶縁層と
を備え、
前記有機半導体層および前記絶縁層は相分離を利用して形成されたものである
電子機器。
【符号の説明】
【０１５０】
１０…基材、１１…基板、２０…ゲート電極、３０…ゲート絶縁膜（第２ゲート絶縁膜）、４０…有機半導体層、４１…チャネル層、４１Ａ…チャネル層の上端部、４２…コンタクト部、５０…チャネル保護膜（第１ゲート絶縁膜）、６０Ｓ…ソース電極、６０Ｄ…ドレイン電極、６１…注入層、６２…層間絶縁膜、６３…配線層、７０…塗布膜、７１…二層構造、７２…三層構造、７３…逆二層構造、７４…順二層構造、８０…エッチングマスク、９０…ブランケット、Ｐ…界面。
【図１】
2014053555.tif 000003
【図２】
2014053555.tif 000004
【図３】
2014053555.tif 000005
【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】
2014053555.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2014053555.tif 000012
【図１１】
2014053555.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2014053555.tif 000018
【図１７】
2014053555.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2014053555.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2014053555.tif 000028
【図２７】
2014053555.tif 000029
【図２８】
2014053555.tif 000030
【図２９】
2014053555.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
2014053555.tif 000033
【図３２】
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【図３３】
2014053555.tif 000035
【図３４】
2014053555.tif 000036
【図３５】
2014053555.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
2014053555.tif 000039
【図３８】
2014053555.tif 000040
【図３９】
2014053555.tif 000041
【図４０】
2014053555.tif 000042
【図４１】
2014053555.tif 000043
【図４２】
2014053555.tif 000044
【図４３】
2014053555.tif 000045
【図４４】
2014053555.tif 000046
【図４５】
2014053555.tif 000047
【図４６】
2014053555.tif 000048
【図４７】
2014053555.tif 000049
【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
2014053555.tif 000052
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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