(57)【要約】【課題】導電路を構成する微粒子と有機半導体分子とを確実に、しかも、強固に結合させ得る構成を有する半導体装置を提供する。【解決手段】導体又は半導体であって有機材料から成る微粒子２１と、有機半導体分子２２とによって構成された導電路２０が基体１３上に形成された半導体装置であって、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合している。【選択図】  図１
2006108400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体又は半導体であって有機材料から成る微粒子と、有機半導体分子とによって構成された導電路が基体上に形成された半導体装置であって、
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、共有結合であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ジアゾカップリング反応に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（ジアゾニウム基，フェノール基）、（ジアゾニウム基，フェニルアミノ基）、（フェノール基，ジアゾニウム基）、又は、（フェニルアミノ基，ジアゾニウム基）であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、アルドール縮合に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（アルデヒド基，アルデヒド基）、（アルデヒド基，リンイリド基）、（ケトン基，リンイリド基）、（リンイリド基，アルデヒド基）、又は、（リンイリド基，ケトン基）であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、エステル結合に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（カルボキシル基，ヒドロキシル基）、（ハロゲン化アシル基，ヒドロキシル基）、（無水カルボキシル基，ヒドロキシル基）、（ヒドロキシル基，カルボキシル基）、（ヒドロキシル基，ハロゲン化アシル基）、又は、（ヒドロキシル基，無水カルボキシル基）であることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、アミド結合に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（カルボキシル基，アミノ基）、（ハロゲン化アシル基，アミノ基）、（無水カルボキシル基，アミノ基）、（アミノ基，カルボキシル基）、（アミノ基，ハロゲン化アシル基）、又は、（アミノ基，無水カルボキシル基）であることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ウレタン結合に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１２】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（イソシアネート基，ヒドロキシル基）、（ヒドロキシル基，イソシアネート基）、（イソシアネート基，チオール基）、（チオール基，イソシアネート基）、（イソチオシアネート基，ヒドロキシル基）、（ヒドロキシル基，イソチオシアネート基）、（イソチオシアネート基，チオール基）、又は、（チオール基，イソチオシアネート基）であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ジスルフィド結合に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（チオール基，チオール基）であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ハロゲン化アルキル基とアルキンとの結合に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１６】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（ハロゲン化アルキル基，アルキン）、又は、（アルキン，ハロゲン化アルキル基）であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、クライゼン縮合に基づくことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１８】
（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（エステル結合，エステル結合）であることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
有機半導体分子は、官能基を２つ以上有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項２０】
有機半導体分子は、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に、チオール基（−ＳＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、ジアゾニウム基（−Ｎ2+）、フェノール基（−Ｃ6Ｈ4ＯＨ）、フェニルアミノ基（−Ｃ6Ｈ4ＮＨ2）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）、ケトン基（−ＣＯ−）、リンイリド基（＝Ｐ（Ｃ6Ｈ5）3）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、ハロゲン化アシル基（−ＣＯＸ（Ｘ：Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ））、無水カルボキシル基（−ＣＯＯＣＯ−）、イソシアネート基（−ＮＣＯ）、イソチオシアネート基（−ＮＣＳ）、アルキン（−Ｃ≡Ｃ−Ｈ）、又は、エステル結合（−ＣＯＯ−）を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項２１】
有機材料を構成する有機分子が有する官能基は、チオール基（−ＳＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、ジアゾニウム基（−Ｎ2+）、フェノール基（−Ｃ6Ｈ4ＯＨ）、フェニルアミノ基（−Ｃ6Ｈ4ＮＨ2）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）、ケトン基（−ＣＯ−）、リンイリド基（＝Ｐ（Ｃ6Ｈ5）3）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、ハロゲン化アシル基（−ＣＯＸ（Ｘ：Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ））、無水カルボキシル基（−ＣＯＯＣＯ−）、イソシアネート基（−ＮＣＯ）、イソチオシアネート基（−ＮＣＳ）、アルキン（−Ｃ≡Ｃ−Ｈ）、又は、エステル結合（−ＣＯＯ−）であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項２２】
導電路に加えられる電界によって導電路の導電性が制御されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項２３】
ゲート電極、ゲート絶縁層、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタから成り、
導電路によってチャネル形成領域が構成されていることを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの電子機器に用いられている薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor，ＴＦＴ）を含む電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）は、例えば、シリコン半導体基板あるいはシリコン半導体層に形成されたチャネル形成領域及びソース／ドレイン領域、シリコン半導体基板表面あるいはシリコン半導体層表面に形成されたＳｉＯ2から成るゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層を介してチャネル形成領域に対向して設けられたゲート電極から構成されている。あるいは又、支持体上に形成されたゲート電極、ゲート電極及び支持体上に形成されたゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域及びソース／ドレイン電極から構成されている。そして、これらの構造を有する電界効果型トランジスタの作製には、非常に高価な半導体製造装置が使用されており、製造コストの低減が強く要望されている。
【０００３】
そこで、近年、スピンコート法、印刷法、スプレー法に例示される真空技術を用いない方法に基づき製造が可能な、有機半導体材料を用いたＦＥＴの研究、開発に注目が集まっている。
【０００４】
ところで、ディスプレイ装置をはじめとして、多くの電子機器に組み込まれることが要求されるが故に、ＦＥＴには高速動作が要求される。例えば、映像信号を随時必要なデータに変換し、更に、オン／オフのスイッチング動作を高速で行うことができるＦＥＴが必要とされる。
【０００５】
然るに、有機半導体材料から成るチャネル形成領域を備えたＴＦＴ（以下、有機ＴＦＴと呼ぶ場合がある）の特性指標である移動度は、典型的な値として１０-3〜１ｃｍ2／Ｖｓが得られているに過ぎない（例えば、C. D. Dimitrakopoulos, et al., Adv. Mater. (2002), 14, 99 参照）。この値は、アモルファスシリコンの移動度である数ｃｍ2／Ｖｓやポリシリコンの移動度であるおおよそ１００ｃｍ2／Ｖｓに比べて低く、ディスプレイ装置用ＴＦＴで要求される移動度１〜３ｃｍ2／Ｖｓに達していない。従って、有機ＦＥＴにおいては、移動度の改善が大きな課題となっている。
【０００６】
有機ＦＥＴにおける移動度は、分子内の電荷移動及び分子間の電荷移動によって決定される。分子内の電荷移動は、単結合を挟んで隣接する多重結合の間で原子軌道が重なり合い、電子が非局在化して共役系を形成することによって可能となる。分子間の電荷の移動は、分子間の結合、ファン・デル・ワールス力による分子軌道の重なりによる伝導、あるいは又、分子間のトラップ準位を介してのホッピング伝導によって行われる。
【０００７】
この場合、分子内での移動度をμintra、分子間の結合による移動度をμinter、分子間のホッピング伝導による移動度をμhopとすると、以下の関係にある。有機半導体材料では、遅い分子間の電荷移動が全体としての移動度を制限しているため、電荷の移動度が小さい。
【０００８】
μintra≫μinter＞μhop
【０００９】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／００６３３７Ａ１
【特許文献２】特開２００４−６８２７
【非特許文献１】C. D. Dimitrakopoulos, et al., Adv. Mater. (2002), 14, 99
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、有機ＦＥＴにおける移動度を改善するために、種々の検討がなされている。
【００１１】
例えば、国際公開ＷＯ２００４／００６３３７Ａ１に開示された半導体装置においては、導体又は半導体から成る微粒子と、この微粒子と結合した有機半導体分子とによって導電路が形成され、この導電路の導電性が電界によって制御される。そして、このような構造を採用することで、導電路内の電荷移動が、有機半導体分子の主鎖に沿った分子の軸方向で支配的に起こり、分子の軸方向の移動度、例えば非局在化したｐ電子による高い分子内移動度を最大限に利用することが可能となる。その結果、単分子層トランジスタに匹敵する、今までにない高い移動度を実現することができる。
【００１２】
また、特開２００４−６８２７には有機薄膜トランジスタ素子が開示されており、この有機薄膜トランジスタ素子にあっては、ソース電極及びドレイン電極を連結する有機半導体層中に、電界が付与されない時にはソース電極又はドレイン電極の少なくとも一方と絶縁状態にある導電性領域が設けられている。そして、この導電性領域は導電性微粒子から構成され、導電性微粒子として、各種の導電性ポリマーや金属微粒子が挙げられている。
【００１３】
ところで、国際公開ＷＯ２００４／００６３３７Ａ１に開示された半導体装置にあっては、微粒子は無機材料から成るので、導電路全体としては、可撓性に乏しいといった欠点がある。また、無機材料から成る微粒子は、その構造や組成を人為的に変えることが困難であるため、導電路の性能の向上を図るには、微粒子を構成する材料そのものを変えるしかない。
【００１４】
特開２００４−６８２７に開示された有機薄膜トランジスタ素子にあっては、導電性微粒子として各種の導電性ポリマーが挙げられているものの、導電性微粒子と有機半導体材料との具体的な結合形態、結合方法に関しては、何ら言及されていない。
【００１５】
従って、本発明の目的は、導電路を構成する微粒子と有機半導体分子とを確実に、しかも、強固に結合させ得る構成を有する半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための半導体装置は、導体又は半導体であって有機材料から成る微粒子と、有機半導体分子とによって構成された導電路が基体上に形成された半導体装置であって、
有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合していることを特徴とする。
【００１７】
本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合として、共有結合、水素結合、イオン結合、配位結合、ファンデルワールス結合を挙げることができるが、中でも、強固な結合を達成するといった観点から、共有結合であることが望ましい。
【００１８】
本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ジアゾカップリング反応に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（ジアゾニウム基，フェノール基）、（ジアゾニウム基，フェニルアミノ基）、（フェノール基，ジアゾニウム基）、又は、（フェニルアミノ基，ジアゾニウム基）を挙げることができる。
【００１９】
あるいは又、本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、アルドール縮合に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（アルデヒド基，アルデヒド基）、（アルデヒド基，リンイリド基）、（ケトン基，リンイリド基）、（リンイリド基，アルデヒド基）、又は、（リンイリド基，ケトン基）を挙げることができる。
【００２０】
あるいは又、本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、エステル結合に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（カルボキシル基，ヒドロキシル基）、（ハロゲン化アシル基，ヒドロキシル基）、（無水カルボキシル基，ヒドロキシル基）、（ヒドロキシル基，カルボキシル基）、（ヒドロキシル基，ハロゲン化アシル基）、又は、（ヒドロキシル基，無水カルボキシル基）を挙げることができる。
【００２１】
あるいは又、本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、アミド結合に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（カルボキシル基，アミノ基）、（ハロゲン化アシル基，アミノ基）、（無水カルボキシル基，アミノ基）、（アミノ基，カルボキシル基）、（アミノ基，ハロゲン化アシル基）、又は、（アミノ基，無水カルボキシル基）を挙げることができる。
【００２２】
あるいは又、本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ウレタン結合に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（イソシアネート基，ヒドロキシル基）、（ヒドロキシル基，イソシアネート基）、（イソシアネート基，チオール基）、（チオール基，イソシアネート基）、（イソチオシアネート基，ヒドロキシル基）、（ヒドロキシル基，イソチオシアネート基）、（イソチオシアネート基，チオール基）、又は、（チオール基，イソチオシアネート基）を挙げることができる。
【００２３】
あるいは又、本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ジスルフィド結合に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（チオール基，チオール基）を挙げることができる。
【００２４】
あるいは又、本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ハロゲン化アルキル基とアルキンとの結合に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（ハロゲン化アルキル基，アルキン）、又は、（アルキン，ハロゲン化アルキル基）を挙げることができる。
【００２５】
あるいは又、本発明の半導体装置において、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、クライゼン縮合に基づく形態とすることができ、この場合、（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せとして、（エステル結合，エステル結合）を挙げることができる。
【００２６】
以上に説明した各種の形態を含む本発明の半導体装置において、有機半導体分子は、官能基を２つ以上有していることが好ましい。あるいは又、以上に説明した各種の形態を含む本発明の半導体装置において、有機半導体分子は、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に、チオール基（−ＳＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、ジアゾニウム基（−Ｎ2+）、フェノール基（−Ｃ6Ｈ4ＯＨ）、フェニルアミノ基（−Ｃ6Ｈ4ＮＨ2）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）、ケトン基（−ＣＯ−）、リンイリド基（＝Ｐ（Ｃ6Ｈ5）3）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、ハロゲン化アシル基（−ＣＯＸ（Ｘ：Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ））、無水カルボキシル基（−ＣＯＯＣＯ−）、イソシアネート基（−ＮＣＯ）、イソチオシアネート基（−ＮＣＳ）、アルキン（−Ｃ≡Ｃ−Ｈ）、又は、エステル結合（−ＣＯＯ−）を有することが好ましい。尚、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基とが結合している状態で、有機半導体分子内のπ共役系が維持されることが好ましい。また、有機材料を構成する有機分子が有する官能基として、有機半導体分子が有する上記の官能基を挙げることができる。
【００２７】
具体的には、有機半導体分子として、例えば、構造式（１）の４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）、構造式（２）のベンジジン（ビフェニル−４，４'−ジアミン）、構造式（３）のビフェニル−４，４'−ジカルボン酸、構造式（４）の１，４−ジ（４−チオフェニルエチニル）−２−エチルベンゼン、あるいは、Bovine Serum Albumin、Horse Radish Peroxidase、antibody-antigen を例示することができる。これらは、いずれも、π共役系分子であって、少なくとも２箇所で微粒子と化学的に結合する官能基を有していることが好ましい。また、有機半導体分子として、構造式（５）で表されるデンドリマー、２，２”−ジヒドロキシ−１，１’：４’，１”−テルフェニル、４，４’−ビフェニルジエタナール、４，４’−ビフェニルジオール、４，４’−ビフェニルジイソシアネート、１，４−ジアセチニルベンゼン、ジエチルビフェニル−４，４’−ジカルボキシレートも用いることができる。
【００２８】
構造式（１）：４，４’−ビフェニルジチオール
2006108400.tif 000003
【００２９】
構造式（２）：ベンジジン（ビフェニル−４，４'−ジアミン）
2006108400.tif 000004
【００３０】
構造式（３）：ビフェニル−４，４'−ジカルボン酸
2006108400.tif 000005
【００３１】
構造式（４）：１，４−ジ（４−チオフェニルエチニル）−２−エチルベンゼン
2006108400.tif 000006
【００３２】
構造式（５）：デンドリマー
2006108400.tif 000007
【００３３】
以上に説明した各種の形態を含む本発明の半導体装置にあっては、導電路を配線や電極として用いることができるし、導電路に加えられる電界によって導電路の導電性が制御される構成とすることもできる。そして、後者の場合、本発明の半導体装置は、ゲート電極、ゲート絶縁層、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン電極を有する電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）から成り、導電路によってチャネル形成領域が構成されている構造とすることができる。このような構造にあっては、共役系を有する有機半導体分子として可視部付近の光に対して光吸収性のある色素の使用により、光センサ等としても動作可能である。
【００３４】
尚、電界効果型トランジスタのより具体的な構成として、
（Ａ）支持体上に形成されたゲート電極、
（Ｂ）支持体及びゲート電極上に形成されたゲート絶縁層（基体に相当する）、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に形成されたソース／ドレイン電極、並びに、
（Ｄ）ソース／ドレイン電極の間であってゲート絶縁層上に形成され、導電路によって構成されたチャネル形成領域、
を備えている、所謂ボトムゲート／ボトムコンタクト型の電界効果型トランジスタを挙げることができる。
【００３５】
あるいは又、
（Ａ）支持体上に形成されたゲート電極、
（Ｂ）支持体及びゲート電極上に形成されたゲート絶縁層（基体に相当する）、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に形成され、導電路によって構成されたチャネル形成領域を含むチャネル形成領域構成層、並びに、
（Ｄ）チャネル形成領域構成層上に形成されたソース／ドレイン電極、
を備えている、所謂ボトムゲート／トップコンタクト型の電界効果型トランジスタを挙げることができる。
【００３６】
あるいは又、
（Ａ）基体上に形成されたソース／ドレイン電極、
（Ｂ）ソース／ドレイン電極の間の基体上に形成され、導電路によって構成されたチャネル形成領域、
（Ｃ）ソース／ドレイン電極及びチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている、所謂トップゲート／ボトムコンタクト型の電界効果型トランジスタを挙げることができる。
【００３７】
あるいは又、
（Ａ）基体上に形成され、導電路によって構成されたチャネル形成領域を含むチャネル形成領域構成層、
（Ｂ）チャネル形成領域構成層上に形成されたソース／ドレイン電極、
（Ｃ）ソース／ドレイン電極及びチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている、所謂トップゲート／トップコンタクト型の電界効果型トランジスタを挙げることができる。
【００３８】
本発明においては、導体としての微粒子を構成する有機材料として、構造式（２１）にて示すポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］、構造式（２２）にて示すポリアニリン、構造式（２３）にて示すポリチオフェン、構造式（２４）にて示すポリピロール、構造式（２５）にて示すポリ（ｐ−フェニレン）［ＰＰＰ］、構造式（２６）にて示すポリアセン、構造式（２７）にて示すポリアセチレン、構造式（２８）にて示すポリフェニレンビニレン［ＰＰＶ］を例示することができ、半導体としての微粒子を構成する有機材料として、構造式（２９）にて示すフラーレン、構造式（３０）にて示すフタロシアニンを例示することができる。尚、導体としての微粒子とは、体積抵抗率が１０-4Ω・ｍ（１０-6Ω・ｃｍ）のオーダー以下である材料から成る微粒子を指す。また、半導体としての微粒子とは、体積抵抗率が１０-4Ω・ｍ（１０-6Ω・ｃｍ）乃至乃至１０12Ω・ｍ（１０10Ω・ｃｍ）のオーダーを有する材料から成る微粒子を指す。尚、上記の各種有機材料への前述した各種の官能基の導入（各種有機材料それ自体が有している場合、及び、修飾される場合を含む）は、微粒子の作製前及びドーピング前に行えばよい。
【００３９】
構造式（２１）：ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］
2006108400.tif 000008
【００４０】
構造式（２２）：ポリアニリン
2006108400.tif 000009
【００４１】
構造式（２３）：ポリチオフェン
2006108400.tif 000010
【００４２】
構造式（２４）：ポリピロール
2006108400.tif 000011
【００４３】
構造式（２５）：ポリ（ｐ−フェニレン）［ＰＰＰ］
2006108400.tif 000012
【００４４】
構造式（２６）：ポリアセン
2006108400.tif 000013
【００４５】
構造式（２７）：ポリアセチレン
2006108400.tif 000014
【００４６】
構造式（２８）ポリフェニレンビニレン［ＰＰＶ］
2006108400.tif 000015
【００４７】
構造式（２９）フラーレン［Ｃ60］
2006108400.tif 000016
【００４８】
構造式（３０）：フタロシアニン
2006108400.tif 000017
【００４９】
微粒子の作製方法として、一般的に良く知られている懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法、スプレードライ法の他に、再沈法（H. Kasai et al., Jpn. J. Appl. Phys., 31, L1132 (1992)参照）を挙げることができる。有機材料を構成する有機分子は、有機半導体分子と化学結合可能な官能基を有している必要があるが、有機材料を構成する有機分子がこのような官能基をそれ自体が有していない場合には、有機材料を構成する有機分子を予め化学修飾することにより官能基を導入しておく。
【００５０】
本発明の半導体装置において、微粒子を基体上に配置（配列）させた後（即ち、基体上に微粒子層を形成した後）、有機半導体分子を接触させると（より具体的には、例えば、有機半導体分子を含む溶液に浸漬したり、有機半導体分子を含む溶液をスピンコート法等によって塗布すると）、有機材料を構成する有機分子が有する官能基（あるいは、有機材料を構成する有機分子を修飾する官能基）と、有機半導体分子が有する官能基とが反応し、結合する。尚、反応、結合には、熱や紫外光等の外部からのエネルギーや、触媒、酸、塩基等の試薬を必要とする場合もある。
【００５１】
導体としての（場合によっては半導体としての）微粒子とするために、ドーピングによって微粒子にキャリアを導入する必要がある場合がある。ドーピング方法として、ヨウ素や臭素等のハロゲン類、ルイス酸、アルカリ金属類等のドーピング材料を用いた化学的ドーピング法（微粒子を構成する有機材料とドーピング材料とを化学的に反応させる方法）、エレクトロ・ケミカル・ドーピング法（微粒子を電解質溶液に浸漬して電気化学的に電解質イオン［ドーピング材料，ドーパント］をドーピングする方法）等の方法が挙げることができる。微粒子層は微粒子が導電性を有した状態で形成されることが好ましいが、即ち、粒子作製時に微粒子にドーピングを行うことが好ましいが、微粒子層形成前、微粒子層形成後にドーピングを行ってもよい。
【００５２】
あるいは又、導体としての（場合によっては半導体としての）微粒子とするために、微粒子作製後に重合を行う必要がある場合には、熱や紫外光等に基づき重合を行えばよい。重合工程は、粒子作製時、微粒子層形成前、微粒子層形成後といった、どの段階でも行うことができる。
【００５３】
本発明の半導体装置において、微粒子の平均粒径をｒAVE、微粒子の粒径の標準偏差をσとしたとき、σ／ｒAVE≦０．５を満足することが好ましい。尚、ｒAVEの範囲として、５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-6ｍ、好ましくは５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-8ｍであることが望ましい。微粒子の形状として球形を挙げることができるが、本発明はこれに限るものではない。尚、微粒子の形状が球形以外の場合の微粒子の平均粒径は、球形以外の微粒子の測定された体積と同じ体積を有する球を想定し、係る球の直径の平均値を微粒子の平均粒径とすればよい。
【００５４】
本発明の半導体装置にあっては、微粒子は基体上に配置（配列）される。ここで、微粒子は、基体の表面と略平行な面内において２次元的に規則的に、且つ、充填状態にて配列されることが好ましい。このような状態は、例えば、浸漬法、キャスティング法、スピンコート法等に基づき、微粒子を含む溶液から成る薄膜を基体上に形成した後、溶液に含まれる溶媒を蒸発させることによって達成することができる。ここで、微粒子の大きさに大きなバラツキがあると、２次元配列に空隙ができ、充填状態にて配列させることができなくなる。尚、この場合、溶液に含まれる溶媒を蒸発させる工程において、蒸発速度を制御しながら溶液に含まれる溶媒を蒸発させることが望ましい。溶媒の蒸発速度が早すぎると、自己組織化による２次元規則配列化が達成される前に、微粒子がその場に取り残されてしまい、基体上を自由に動けなくなってしまう。あるいは又、この場合、微粒子を含む溶液から成る薄膜を形成する前に、基体の表面処理を行うことが望ましい。あるいは又、この場合、微粒子を含む溶液から成る薄膜を形成する工程において、微粒子を含む溶液と基体との間の濡れ性を制御することが望ましい。あるいは又、このような状態は、微粒子を含む溶液に基づき薄膜を成膜した後、該薄膜を基体上に転写する工程、即ち、所謂ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法に類似した方法によって達成することが、２次元的に規則的に、且つ、充填状態にて配列させるといった観点から好ましい。具体的には、親水性溶媒（例えば水）上に疎水性表面を有する微粒子を単層で２次元規則配列を有するように浮かべ、あるいは、これとは逆に、疎水性溶媒上に親水性表面を有する微粒子を単層で２次元規則配列を有するように浮かべ、それをＬＢ法のように基体上に転写する方法を採用すればよい。あるいは又、リソグラフィ技術等によって基体表面に凹部を予め形成しておき、この凹部を含む基体表面に微粒子を含む溶液を滴下させ、溶媒を蒸発させる方法、あるいは、基体表面に置かれたＯリング等によって囲まれた基体表面部分に微粒子を含む溶液を滴下させ、溶媒を蒸発させる方法を採用することもでき、これらの方法を採用することで、一般的に見られる液滴の周辺部からの溶媒の蒸発とは異なり、中心部から溶媒の蒸発が始まる結果、均一な微粒子層を形成することが可能となる。
【００５５】
本発明の半導体装置にあっては、微粒子は最密充填状態にて配列されることが一層望ましい。ここで、より具体的には、「微粒子は充填状態にて配列される」とは、微粒子と結合した有機半導体分子から成る導電路が、例えば少なくともソース／ドレイン電極間に形成される程度に、微粒子が配列している状態を云う。多少の空乏、格子の欠陥等があってもよいことは云うまでもない。また、「微粒子が最密充填状態にて配列される」とは、微粒子を剛体とみなしたとき、その２次元平面、あるいは、３次元空間を物理的に占め得る最大の密度で規則的に配列している状態を云う。但し、ここでは、微粒子間には有機半導体分子が必ず存在するため、微粒子同士は接触していない。隣り合う微粒子間の表面間距離は、用いる有機半導体分子の長軸方向の長さと同じかそれ以下である。微粒子間の距離が有機半導体分子の全長よりも長く、しかも、微粒子が基体上に固定され、移動できないような状態にあっては、導電パスがそこで切れることになり、その結果、有機半導体分子と微粒子によって構成された導電路の数が減少し、半導体装置の特性の劣化につながる。優れた特性を有する半導体装置を得ようとしたとき、この半導体装置が例えば電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）から構成されている場合、一方のソース／ドレイン電極から他方のソース／ドレイン電極まで、切れ目無く導電路が繋がっている必要がある。また、導電路の数がＦＥＴの特性向上に大きく影響する。導電路の数を増加させるためには、微粒子同士が有機半導体分子の長さより近い距離で隣接しており、更には、微粒子が六方最密充填様に２次元規則配列していることが望ましい。
【００５６】
更には、本発明の半導体装置にあっては、より具体的には、２次元的に規則配列した層が、単層であっても、３次元的な最密充填状態で多層に存在していてもよい。「２次元的に規則的に配列される」とは、少なくとも概ね微粒子１層分の厚みの空間内に粒径の揃った微粒子が充填状態で、好ましくは最密充填状態で、配列していることを意味する。尚、「基体の表面と略平行な面内」とは、基体の製造方法等によって基体の表面に微小凹凸が存在する場合、係る微小凹凸に対して実質的に平行であることを意味する。
【００５７】
本発明の半導体装置にあっては、有機半導体分子が末端に有する官能基が、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と結合していることが好ましい。そして、この場合、有機半導体分子が両端に有する官能基と有機材料を構成する有機分子が有する官能基との結合によって、有機半導体分子と微粒子とが化学的に（交互に）結合することで、ネットワーク状の導電路が構築されていることが好ましく、更には、微粒子と有機半導体分子との結合体の単一層によって導電路が構成されていることが好ましい。あるいは又、この場合、有機半導体分子が両端に有する官能基と有機材料を構成する有機分子が有する官能基との結合によって、有機半導体分子と微粒子とが３次元的に化学的に（交互に）結合することで、ネットワーク状の導電路が構築されていることが好ましく、更には、微粒子と有機半導体分子との結合体の積層構造によって導電路が構成されていることが好ましい。
【００５８】
本発明の半導体装置にあっては、このようにネットワーク状の導電路を構築することで、導電路内の電荷移動が、有機半導体分子の主鎖に沿った分子の軸方向で支配的に起こる構造となる結果、分子の軸方向の移動度、例えば非局在化したπ電子による高い移動度を最大限に利用することができるので、単分子層トランジスタに匹敵する、今までにない高い移動度を実現することが可能となる。
【００５９】
本発明の半導体層において、基体は、酸化ケイ素系材料（例えば、ＳｉＯXやスピンオンガラス（ＳＯＧ））；窒化ケイ素（ＳｉＮY）；酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）；金属酸化物高誘電絶縁膜から構成することができる。基体をこれらの材料から構成する場合、基体を、以下に挙げる材料から適宜選択された支持体上に（あるいは支持体の上方に）形成すればよい。即ち、支持体として、あるいは又、上述した基体以外の基体として、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に例示される有機ポリマー（高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する）を挙げることができ、あるいは又、雲母を挙げることができる。このような可撓性を有する高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への半導体装置の組込みあるいは一体化が可能となる。あるいは又、基体（あるいは支持体）として、各種ガラス基板や、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン基板を挙げることができる。電気絶縁性の支持体としては、以上に説明した材料から適切な材料を選択すればよい。支持体として、その他、導電性基板（金等の金属、高配向性グラファイトから成る基板）を挙げることができる。また、半導体装置の構成、構造によっては、半導体装置が支持体上に設けられている場合もあるが、この支持体も上述した材料から構成することができる。
【００６０】
本発明において、半導体装置を電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）とする場合、ゲート電極やソース／ドレイン電極、各種の配線を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、不純物を含有したポリシリコンやアモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等の導電性物質を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。更には、ゲート電極やソース／ドレイン電極、各種の配線を構成する材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］といった有機材料（導電性高分子）を挙げることもできる。ゲート電極やソース／ドレイン電極、各種の配線を構成する材料は、微粒子と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００６１】
ゲート電極やソース／ドレイン電極、配線の形成方法として、これらを構成する材料にも依るが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；ＭＯＣＶＤ法を含む各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）；スピンコート法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法といった各種印刷法；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、浸漬法といった各種コーティング法；スタンプ法；リフトオフ法；シャドウマスク法；電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法；及び、スプレー法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、物理的気相成長法（ＰＶＤ法）として、（ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着等の各種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、（ｄ）ＤＣ（direct current）法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。
【００６２】
本発明において、半導体装置を電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）とする場合、ゲート絶縁層を構成する材料として酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素（ＳｉＮY）、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドにて例示される有機系絶縁材料を挙げることができるし、これらの組合せを用いることもできる。尚、酸化ケイ素系材料として、二酸化シリコン（ＳｉＯX）、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低誘電率ＳｉＯ2系材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機ＳＯＧ）を例示することができる。
【００６３】
また、ゲート絶縁層の形成方法として、上述の各種ＰＶＤ法；各種ＣＶＤ法；スピンコート法；上述した各種印刷法；上述した各種コーティング法；浸漬法；キャスティング法；及び、スプレー法の内のいずれかを挙げることができる。あるいは又、ゲート絶縁層は、ゲート電極の表面を酸化あるいは窒化することによって形成することができるし、ゲート電極の表面に酸化膜や窒化膜を成膜することで得ることもできる。ゲート電極の表面を酸化する方法として、ゲート電極を構成する材料にも依るが、Ｏ2プラズマを用いた酸化法、陽極酸化法を例示することができる。また、ゲート電極の表面を窒化する方法として、ゲート電極を構成する材料にも依るが、Ｎ2プラズマを用いた窒化法を例示することができる。あるいは又、例えば、Ａｕ電極に対しては、一端をメルカプト基で修飾された直鎖状炭化水素やアルカンチオール、シラノール誘導体（シランカップリング剤）のように、ゲート電極と化学的に結合を形成し得る官能基を有する絶縁性分子によって、浸漬法等の方法で自己組織的にゲート電極表面を被覆することで、ゲート電極の表面に絶縁膜を形成することもできる。
【００６４】
本発明の半導体装置を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持体に多数の半導体装置を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各半導体装置を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、電子装置や半導体装置を樹脂にて封止してもよい。
【発明の効果】
【００６５】
本発明にあっては、導電路は、導体又は半導体であって有機材料から成る微粒子と、有機半導体分子とによって構成されているので、有機材料を構成する有機分子に官能基を導入することで微粒子の性質、特性を変えることが可能となり、導電路の性能向上のために微粒子を構成する有機材料の最適化を図ることができるし、有機分子のパッキング構造を変化させることが可能となり、基体上の微粒子の配置（配列）状態の最適化を図ることができる。しかも、有機材料を適切に選択すれば、導電路全体として可撓性を付与することが可能となる。また、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基とが結合しているので、強固な導電路を確実に形成することができる。
【００６６】
しかも、導電路は、常圧下で２００゜Ｃ以下の低温プロセスで一層毎に形成することが可能であるが故に、所望の厚さを有する導電路を容易に形成でき、低コストで半導体装置を作製できる。また、本発明の半導体装置にあっては、チャネル形成領域を含めて全ての構成要素を有機材料、有機素材で構築することが可能となり、安価な有機材料、有機素材を用いることによる低コスト化が可能となる。
【００６７】
更には、有機材料を構成する有機分子内の分子骨格に沿った導電路と有機半導体分子内の分子骨格に沿った導電路とが連結したネットワーク状の導電路を形成することができる。従って、導電路内の電荷移動が分子の主鎖に沿った分子の軸方向で支配的に起こる構造となる。導電路には分子間の電子移動が含まれないため、従来の有機半導体材料を用いた半導体装置における低い移動度の原因であった分子間の電子移動によって移動度が制限されることがない。そのため、有機半導体分子内の軸方向の電荷移動を最大限に利用することができる。例えば、主鎖に沿って形成された共役系を有する分子を有機半導体分子として用いる場合、非局在化したπ電子による高い移動度を利用できる。
【００６８】
しかも、有機材料から成る微粒子にあっては、金属微粒子のような保護膜分子を必要としないため、導電路を、余分なものが混入していない簡素な系とすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００７０】
実施例１は、本発明の半導体装置に関する。実施例１の半導体装置を一部切断した概念図を図１の（Ａ）に示し、導電路２０の概念図を図１の（Ｂ）に示す。
【００７１】
実施例１の半導体装置においては、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に概念図を示すように、導体であって有機材料から成る微粒子２１（円形で示す）と、有機半導体分子２２（二重線によって示す）とによって構成された導電路２０が基体（具体的には、ゲート絶縁層１３）上に形成されている。そして、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合している。尚、結合状態をジグザグの図形で示す。ここで、導電路２０に加えられる電界によって導電路２０の導電性が制御される。尚、電荷移動の概念図を図１の（Ａ）に矢印で示す。尚、微粒子２１は、好適には、基体（ゲート絶縁層１３）の表面と略平行な面内において２次元的に規則的に、且つ、充填状態にて配列されている。具体的には、実施例１の半導体装置は、ボトムゲート型であり、且つ、一種のボトムコンタクト型のＦＥＴ（ＴＦＴ）である。
【００７２】
実施例１の半導体装置は、より具体的には、図２の（Ｄ）に模式的な一部断面図を示すように、
（Ａ）支持体１１上に形成されたゲート電極１２、
（Ｂ）支持体１１及びゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁層１３（基体に相当する）、
（Ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成されたソース／ドレイン電極１４、並びに、
（Ｄ）ソース／ドレイン電極１４の間であってゲート絶縁層１３上に形成され、導電路２０によって構成されたチャネル形成領域１５、
から構成されている。
【００７３】
実施例１においては、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にジアゾニウム基（−Ｎ+≡Ｎ）を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端にフェノール基を有する２，２”−ジヒドロキシ−１，１’：４’，１”−テルフェニルを用いる。尚、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ジアゾカップリング反応に基づく。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（ジアゾニウム基，フェノール基）である。基体は、ゲート絶縁層１３（具体的には、ＳｉＯ2）から成る。
【００７４】
チャネル形成領域１５は、微粒子２１と有機半導体分子２２との結合体の単一層としてもよいし、２層以上、１０層程度の結合体の積層構造としてもよい。１層の厚さは、微粒子の粒径（数ｎｍ）と概ね同じである。微粒子２１の平均粒径を約１０ｎｍと仮定し、１０層の結合体の積層構造とする場合、チャネル形成領域１５の厚さはおおよそ１００ｎｍとなる。尚、結合体の１層ずつを独立して形成することによってチャネル形成領域１５を得ることができるので、各結合体毎、又は、結合体の積層構造毎に、微粒子２１を構成する材料や微粒子２１の平均粒径、有機半導体分子２２を変えて、チャネル形成領域１５の特性を制御してもよい。
【００７５】
以下、図２の（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、実施例１の半導体装置の製造方法の概要を説明する。
【００７６】
［工程−１００］
先ず、支持体１１上にゲート電極１２を形成する。具体的には、表面にＳｉＯ2から成る絶縁膜が形成されたガラス基板から成る支持体１１上に、ゲート電極１２を形成すべき部分が除去されたレジスト層（図示せず）を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としてのチタン（Ｔｉ）層（図示せず）、及び、ゲート電極１２としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフトオフ法に基づき、ゲート電極１２を得ることができる。
【００７７】
［工程−１１０］
次に、ゲート電極１２を含む支持体１１上にゲート絶縁層１３を形成する。具体的には、ＳｉＯ2から成るゲート絶縁層１３を、スパッタリング法に基づきゲート電極１２及び支持体１１上に形成する。ゲート絶縁層１３の成膜を行う際、ゲート電極１２の一部をハードマスクで覆うことによって、ゲート電極１２の取出部（図示せず）をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
【００７８】
［工程−１２０］
次に、ゲート絶縁層１３の上に金（Ａｕ）層から成るソース／ドレイン電極１４を形成する。具体的には、ゲート絶縁層１３上に、ソース／ドレイン電極１４を形成すべき部分が除去されたレジスト層をリソグラフィ技術に基づき形成する。そして、［工程−１００］と同様にして、レジスト層及びゲート絶縁層１３上に、密着層としてのチタン（Ｔｉ）層（図示せず）、及び、ソース／ドレイン電極１４としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法にて成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフトオフ法に基づき、ソース／ドレイン電極１４を得ることができる（図２の（Ａ）参照）。
【００７９】
［工程−１３０］
その後、微粒子２１を含む溶液から成る薄膜を形成した後、溶液に含まれる溶媒を蒸発させる。尚、溶液に含まれる溶媒を蒸発させる工程において、蒸発速度を制御しながら溶液に含まれる溶媒を蒸発させることで、微粒子２１を、基体（ゲート絶縁層１３）の表面と略平行な面内において２次元的に規則的に、且つ、充填状態にて配列させることができる。この状態を模式的に図２の（Ｂ）に示す。
【００８０】
［工程−１４０］
次いで、有機半導体分子２２をｐＨ３の希硫酸に溶解した溶液にゲート絶縁層１３を含む全体を浸漬した後、トルエンで洗浄して溶液を置換し、その後、溶媒を蒸発させる。このとき、微粒子２１における有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子２２が有する官能基とが結合する。１個の微粒子２１の表面には、多数の有機半導体分子２２が微粒子２１を包み込むように結合する。そして、それらの内の一部が、もう一方の分子末端にある官能基によって他の微粒子２１における有機材料を構成する有機分子が有する官能基とも結合するため、有機半導体分子２２によって微粒子２１が２次元ネットワーク状に連結された１層目の結合体層２３が形成される。この状態を、模式的に図２の（Ｃ）に示す。また、２種類の一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示すが、（Ｒ1，Ｒ2）は（有機半導体分子，有機材料）又は（有機材料，有機半導体分子）を示す。
【００８１】
2006108400.tif 000018
【００８２】
2006108400.tif 000019
【００８３】
こうして、有機半導体分子２２が両端に有する官能基によって有機半導体分子２２と微粒子２１とが化学的に（交互に）結合することで、ネットワーク状の導電路２０が構築される。図２の（Ｃ）に示す状態にあっては、微粒子２１と有機半導体分子２２との結合体の単一層によって導電路２０が構築されている。
【００８４】
［工程−１５０］
次に、必要に応じて、［工程−１３０］及び［工程−１４０］を所望の回数だけ繰り返す。こうして、有機半導体分子２２が両端に有する官能基によって有機半導体分子２２と微粒子２１とが３次元的に化学的に（交互に）結合することで、ネットワーク状の導電路２０が構築され、微粒子２１と有機半導体分子２２との結合体の積層構造によって導電路２０が構成されている構造を得ることができる。尚、図２の（Ｄ）には、［工程−１４０］及び［工程−１５０］を３回、繰り返し、微粒子２１と有機半導体分子２２との結合体の３層の積層構造を得た状態を示している。
【００８５】
［工程−１６０］
最後に、全面にパッシベーション膜である絶縁層（図示せず）を形成し、ソース／ドレイン電極１４の上方の絶縁層に開口部を形成し、開口部内を含む全面に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることによって、ソース／ドレイン電極１４に接続された配線（図示せず）が絶縁層上に形成された実施例１の半導体装置（電界効果型トランジスタ）を完成させることができる。
【実施例２】
【００８６】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の半導体装置は、ボトムゲート型であり、且つ、一種のトップコンタクト型のＦＥＴ（ＴＦＴ）である。
【００８７】
実施例２の半導体装置は、より具体的には、図３の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示すように、
（Ａ）支持体１１上に形成されたゲート電極１２、
（Ｂ）支持体１１及びゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁層１３（基体に相当する）、
（Ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成され、導電路２０によって構成されたチャネル形成領域１５を含むチャネル形成領域構成層１５Ａ、並びに、
（Ｄ）チャネル形成領域構成層１５Ａ上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
を備えている。
【００８８】
実施例２においても、導電路２０は、実施例１と同様に、導体から成る微粒子２１と、有機半導体分子２２とによって構成されており、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子２２が有する官能基とが結合している。そして、ゲート電極１２に印加されるゲート電圧に基づき、導電路２０に加えられる電界によって導電路２０の導電性が制御される。
【００８９】
以下、図３の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、実施例２の半導体装置の製造方法の概要を説明する。
【００９０】
［工程−２００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、支持体１１上にゲート電極１２を形成した後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、ゲート電極１２を含む支持体１１上にゲート絶縁層１３を形成する。
【００９１】
［工程−２１０］
次に、実施例１の［工程−１３０］〜［工程−１４０］を実行することで、微粒子２１と有機半導体分子２２とを化学的に結合させる。こうして、有機半導体分子２２によって微粒子２１が２次元ネットワーク状に連結された１層目の結合体層２３から成る導電路２０を形成することができ、チャネル形成領域構成層１５Ａを得ることができる。即ち、ソース／ドレイン電極１４を形成すべきゲート絶縁層１３の部分の上にチャネル形成領域１５を形成することができる。この状態を、模式的に図３の（Ａ）に示す。更に、必要に応じて、実施例１の［工程−１５０］と同様に、実施例１の［工程−１３０］及び［工程−１４０］を所望の回数だけ繰り返す。
【００９２】
［工程−２２０］
その後、チャネル形成領域構成層１５Ａの上に、チャネル形成領域１５を挟むようにソース／ドレイン電極１４を形成する（図３の（Ｂ）参照）。具体的には、密着層としてのチタン（Ｔｉ）層（図示せず）、及び、ソース／ドレイン電極１４としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法に基づき形成する。ソース／ドレイン電極１４の成膜を行う際、チャネル形成領域構成層１５Ａの一部をハードマスクで覆うことによって、ソース／ドレイン電極１４をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
【００９３】
［工程−２３０］
最後に、全面にパッシベーション膜である絶縁層（図示せず）を形成し、ソース／ドレイン電極１４の上方の絶縁層に開口部を形成し、開口部内を含む全面に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることによって、ソース／ドレイン電極１４に接続された配線（図示せず）が絶縁層上に形成された実施例２の半導体装置（電界効果型トランジスタ）を完成させることができる。
【実施例３】
【００９４】
実施例３も、実施例１の変形である、実施例３の半導体装置は、図４の（Ｃ）に模式的な一部断面図を示すように、トップゲート型であって、一種のボトムコンタクト型のＦＥＴ（より具体的には、ＴＦＴ）であり、
（Ａ）基体に相当する支持体１１上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
（Ｂ）ソース／ドレイン電極１４の間の基体（支持体１１）上に形成され、導電路２０によって構成されたチャネル形成領域１５、
（Ｃ）ソース／ドレイン電極１４及びチャネル形成領域１５上に形成されたゲート絶縁層１３、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【００９５】
ここで、導電路２０は、実施例１と同様に、導体から成る微粒子２１と、有機半導体分子２２とによって構成されており、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と、有機半導体分子２２が有する官能基とが結合している。そして、ゲート電極１２に印加されるゲート電圧に基づき、導電路２０に加えられる電界によって導電路２０の導電性が制御される。
【００９６】
以下、図４の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、実施例３の半導体装置の製造方法を説明する。
【００９７】
［工程−３００］
先ず、劈開した雲母から成る基体に相当する支持体１１上にソース／ドレイン電極１４を形成する（図４の（Ａ）参照）。具体的には、支持体１１上に、ソース／ドレイン電極１４としての金（Ａｕ）層を真空蒸着法に基づき形成する。ソース／ドレイン電極１４の成膜を行う際、支持体１１の一部をハードマスクで覆うことによって、ソース／ドレイン電極１４をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。尚、雲母と金層との間の密着性は良好であるが故に、密着層の形成は不要である。
【００９８】
［工程−３１０］
その後、ソース／ドレイン電極１４の間の支持体１１上に、導電路２０によって構成されたチャネル形成領域１５を形成する。具体的には、実施例１の［工程−１３０］〜［工程−１４０］を実行することで、有機半導体分子２２によって微粒子２１が２次元ネットワーク状に連結された１層目の結合体層から成る導電路２０を形成することができる。即ち、ソース／ドレイン電極１４の間の支持体１１上にチャネル形成領域１５を形成することができる。この状態を、模式的に図４の（Ｂ）に示す。更に、必要に応じて、実施例１の［工程−１５０］と同様に、実施例１の［工程−１３０］及び［工程−１４０］を所望の回数だけ繰り返す。
【００９９】
［工程−３２０］
次いで、ソース／ドレイン電極１４及びチャネル形成領域１５上にゲート絶縁層１３を形成する。具体的には、ＰＶＡをスピンコーティング法にて全面に成膜することで、ゲート絶縁層１３を得ることができる。
【０１００】
［工程−３３０］
その後、ゲート絶縁層１３上にゲート電極１２を形成する。具体的には、密着層としてのチタン（Ｔｉ）層（図示せず）、及び、ゲート電極１２としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法にて成膜する。ゲート電極１２の成膜を行う際、ゲート絶縁層１３の一部をハードマスクで覆うことによって、ゲート電極１２をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。こうして、図４の（Ｃ）に示す構造を得ることができる。
【０１０１】
［工程−３４０］
最後に、全面にパッシベーション膜である絶縁層（図示せず）を形成し、ソース／ドレイン電極１４の上方の絶縁層に開口部を形成し、開口部内を含む全面に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることによって、ソース／ドレイン電極１４に接続された配線（図示せず）が絶縁層上に形成された実施例３の半導体装置（電界効果型トランジスタ）を完成させることができる。
【実施例４】
【０１０２】
実施例４も、実施例１の変形である。実施例４の半導体装置は、図５の（Ｃ）に模式的な一部断面図を示すように、トップゲート型であって、一種のトップコンタクト型のＦＥＴ（より具体的には、ＴＦＴ）であり、
（Ａ）基体に相当する支持体１１上に形成され、導電路２０によって構成されたチャネル形成領域１５を含むチャネル形成領域構成層１５Ａ、
（Ｂ）チャネル形成領域構成層１５Ａ上に形成されたソース／ドレイン電極１４、
（Ｃ）ソース／ドレイン電極１４及びチャネル形成領域１５上に形成されたゲート絶縁層１３、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【０１０３】
ここで、導電路２０は、実施例１と同様に、導体から成る微粒子２１と、有機半導体分子２２とによって構成されており、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と、有機半導体分子２２が有する官能基とが結合している。そして、ゲート電極１２に印加されるゲート電圧に基づき、導電路２０に加えられる電界によって導電路２０の導電性が制御される。
【０１０４】
以下、図５の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、実施例４の半導体装置の製造方法を説明する。
【０１０５】
［工程−４００］
先ず、劈開した雲母から成る基体に相当する支持体１１上にチャネル形成領域１５を構成するチャネル形成領域構成層１５Ａを形成する。具体的には、実施例１の［工程−１３０］〜［工程−１４０］を実行することで、有機半導体分子２２によって微粒子２１が２次元ネットワーク状に連結された１層目の結合体層から成る導電路２０を形成することができる。即ち、支持体１１上にチャネル形成領域１５を構成するチャネル形成領域構成層１５Ａを形成することができる。この状態を、模式的に図５の（Ａ）に示す。更に、必要に応じて、実施例１の［工程−１５０］と同様に、実施例１の［工程−１３０］及び［工程−１４０］を所望の回数だけ繰り返す。
【０１０６】
［工程−４１０］
その後、チャネル形成領域構成層１５Ａの上に、チャネル形成領域１５を挟むようにソース／ドレイン電極１４を形成する。具体的には、密着層としてのチタン（Ｔｉ）層（図示せず）、及び、ソース／ドレイン電極１４としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法に基づき形成する（図５の（Ｂ）参照）。ソース／ドレイン電極１４の成膜を行う際、チャネル形成領域構成層１５Ａの一部をハードマスクで覆うことによって、ソース／ドレイン電極１４をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
【０１０７】
［工程−４２０］
次いで、ソース／ドレイン電極１４及びチャネル形成領域１５上に、実施例３の［工程−３２０］と同様にして、ゲート絶縁層１３を形成する。
【０１０８】
［工程−４３０］
その後、ゲート絶縁層１３上にゲート電極１２を形成する。具体的には、密着層としてのチタン（Ｔｉ）層（図示せず）、及び、ゲート電極１２としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法にて成膜する。ゲート電極１２の成膜を行う際、ゲート絶縁層１３の一部をハードマスクで覆うことによって、ゲート電極１２をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。こうして、図５の（Ｃ）に示す構造を得ることができる。
【０１０９】
［工程−４４０］
最後に、全面にパッシベーション膜である絶縁層（図示せず）を形成し、ソース／ドレイン電極１４の上方の絶縁層に開口部を形成し、開口部内を含む全面に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることによって、ソース／ドレイン電極１４に接続された配線（図示せず）が絶縁層上に形成された実施例４の半導体装置（電界効果型トランジスタ）を完成させることができる。
【実施例５】
【０１１０】
実施例５も、実施例１の変形である。実施例５においては、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、アルドール縮合に基づく。具体的には、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にアルデヒド基（−ＣＨＯ）を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端にアルデヒド基を有する４，４’−ビフェニルジエタナールを用いる。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、
（アルデヒド基，アルデヒド基）である。
【０１１１】
実施例５にあっては、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合しているが、この結合は、実施例１の［工程−１４０］と同様の工程において、有機半導体分子を水酸化ナトリウム溶液に溶解し、支持体１１を浸漬する際に１００゜Ｃ程度に加熱することによって達成することができる。２種類の一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示すが、Ｒ1，Ｒ1a，Ｒ1bは有機半導体分子を示し、Ｒ2，Ｒ2a，Ｒ2bは有機材料を構成する有機分子を示す。
【０１１２】
2006108400.tif 000020
【０１１３】
2006108400.tif 000021
【０１１４】
尚、実施例５において説明した微粒子及び有機半導体分子を、実施例２〜実施例４にも適用することができる。
【実施例６】
【０１１５】
実施例６も、実施例１の変形である。実施例６においては、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、エステル結合に基づく。具体的には、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に共役結合を有する有機半導体分子であって両端にヒドロキシル基を有する４，４’−ビフェニルジオールを用いる。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（カルボキシル基，ヒドロキシル基）である。
【０１１６】
実施例６にあっては、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合しているが、この結合は、実施例１の［工程−１４０］と同様の工程において、硫酸水溶液中で溶液を加熱することによって達成することができる。３種類の一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示すが、Ｒ1，Ｒ1a，Ｒ1bは有機材料を構成する有機分子を示し、Ｒ2は有機半導体分子を示す。
【０１１７】
2006108400.tif 000022
【０１１８】
2006108400.tif 000023
【０１１９】
尚、実施例６において説明した微粒子及び有機半導体分子を、実施例２〜実施例４にも適用することができる。
【実施例７】
【０１２０】
実施例７も、実施例１の変形である。実施例７においては、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、アミド結合に基づく。具体的には、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に共役結合を有する有機半導体分子であって両端にアミノ基を有するベンジジンを用いる。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（カルボキシル基，アミノ基）である。
【０１２１】
実施例７にあっては、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合しているが、この結合は、実施例１の［工程−１４０］と同様の工程において、塩基性溶液中で加熱することによって達成することができる。３種類の一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示すが、Ｒ1，Ｒ1a，Ｒ1bは有機材料を構成する有機分子を示し、Ｒ2は有機半導体分子を示す。
【０１２２】
2006108400.tif 000024
【０１２３】
2006108400.tif 000025
【０１２４】
尚、実施例７において説明した微粒子及び有機半導体分子を、実施例２〜実施例４にも適用することができる。
【実施例８】
【０１２５】
実施例８も、実施例１の変形である。実施例８においては、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ウレタン結合に基づく。具体的には、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にヒドロキシル基あるいはチオール基を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に共役結合を有する有機半導体分子であって両端にイソシアネート基を有する４，４’−ビフェニルジイソシアネートを用いる。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（ヒドロキシル基，イソシアネート基）あるいは（チオール基，イソシアネート基）である。
【０１２６】
実施例８にあっては、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合しているが、この結合は、実施例１の［工程−１４０］と同様の工程において、エタノールに溶解し、支持体１１を浸漬することによって達成することができる。４種類の一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示すが、Ｒ2は有機半導体分子を示し、Ｒ1は有機材料を構成する有機分子を示す。
【０１２７】
2006108400.tif 000026
【０１２８】
2006108400.tif 000027
【０１２９】
尚、実施例８において説明した微粒子及び有機半導体分子を、実施例２〜実施例４にも適用することができる。
【実施例９】
【０１３０】
実施例９も、実施例１の変形である。実施例９においては、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ジスルフィド結合に基づく。具体的には、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にチオール基を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に共役結合を有する有機半導体分子であって両端にチオール基を有する４，４’−ビフェニルジチオールを用いる。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（チオール基，チオール基）である。
【０１３１】
実施例９にあっては、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合しているが、この結合は、実施例１の［工程−１４０］と同様の工程において、エタノールに溶解し、支持体を浸漬した後、酸化剤としてヨウ素を加えることによって達成することができる。一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示すが、（Ｒ1，Ｒ2）は、（有機半導体分子，有機材料を構成する有機分子）あるいは（有機材料を構成する有機分子，有機半導体分子）を示す。
【０１３２】
2006108400.tif 000028
【０１３３】
2006108400.tif 000029
【０１３４】
尚、実施例９において説明した微粒子及び有機半導体分子を、実施例２〜実施例４にも適用することができる。
【実施例１０】
【０１３５】
実施例１０も、実施例１の変形である。実施例１０においては、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、ハロゲン化アルキル基とアルキンとの結合に基づく。具体的には、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にメチル基を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に共役結合を有する有機半導体分子であって両端にアセチニル基を有する１，４−ジアセチニルベンゼンを用いる。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（塩化メチル基，アセチニル基）である。
【０１３６】
実施例１０にあっては、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合しているが、この結合は、実施例１の［工程−１４０］と同様の工程において、液体アンモニウムに半導体分子を溶解し、ナトリウムアミドを加え、その後、支持体を浸漬することによって達成することができる。一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示す。
【０１３７】
2006108400.tif 000030
【０１３８】
2006108400.tif 000031
【０１３９】
尚、実施例１０において説明した微粒子及び有機半導体分子を、実施例２〜実施例４にも適用することができる。
【実施例１１】
【０１４０】
実施例１１も、実施例１の変形である。実施例１１においては、有機材料を構成する有機分子（有機高分子）が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は共有結合であり、更には、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と有機半導体分子が有する官能基との結合は、クライゼン縮合に基づく。具体的には、導体から成る微粒子２１として、ドーパントとしてヨウ素がドーピングされた構造式（２３）にて示すポリチオフェンの一部にエステル結合を導入した有機材料から作製した微粒子を使用し、有機半導体分子２２として、共役結合を有する有機半導体分子であって、分子の両端に共役結合を有する有機半導体分子であって両端にエステル結合を有するジエチルビフェニル−４，４’−ジカルボキシレートを用いる。（有機材料を構成する有機分子が有する官能基，有機半導体分子が有する官能基）の組合せは、（エステル結合，エステル結合）である。
【０１４１】
実施例１１にあっては、有機材料を構成する有機分子が有する官能基と、有機半導体分子が有する官能基とが結合しているが、この結合は、実施例１の［工程−１４０］と同様の工程において、エタノールに溶解し、支持体を浸漬した後、ナトリウムエトキシドを加えることによって達成することができる。一般的な反応式、及び、具体的な反応式を、以下に示す。
【０１４２】
2006108400.tif 000032
【０１４３】
2006108400.tif 000033
【０１４４】
尚、実施例１１において説明した微粒子及び有機半導体分子を、実施例２〜実施例４にも適用することができる。
【０１４５】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。半導体装置の構造や構成、製造条件は例示であり、適宜変更することができる。本発明によって得られた半導体装置（ＴＦＴ）を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持体や支持部材に多数のＴＦＴを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各ＴＦＴを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】図１の（Ａ）は、実施例１の半導体装置を一部切断した概念図であり、図１の（Ｂ）は、微粒子と有機半導体分子とによって構成されている導電路の概念図である。
【図２】図２の（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例１の半導体装置の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部断面図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２の半導体装置の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部断面図である。
【図４】図４の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３の半導体装置の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部断面図である。
【図５】図５の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４の半導体装置の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部断面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１１・・・支持体、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁層、１４・・・ソース／ドレイン電極、１５・・・チャネル形成領域、１５Ａ・・・チャネル形成領域構成層、２０・・・導電路、２１・・・微粒子、２２・・・有機半導体分子、２３・・・結合体層
【図１】
2006108400.tif 000034
【図２】
2006108400.tif 000035
【図３】
2006108400.tif 000036
【図４】
2006108400.tif 000037
【図５】
2006108400.tif 000038