(57)【要約】電子デバイスが、電荷キャリアのないキャリア物質及び有機半導体物質を有する活性層（５）を備える薄膜トランジスタ（１０）を含んでいる。キャリア物質は、１０−６Ｓ／ｃｍよりも低い導電率を有すると共に、好ましくは電気的に絶縁する。薄膜トランジスタ（１０）は、有機半導体物質から構成される活性層を備えるトランジスタの移動度に相当する移動度を有する。好ましくは、有機半導体物質は低重合体（オリゴマー）である。活性層をもたらすために使用される混合体は、感光性コンポーネントを含んでいてもよい。当該混合体を使用すると、活性層はレリーフ構造体化され得る。それによって、電子デバイスにおいて隣接するトランジスタの間のいかなるリーク電流も防止される。
2005505142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース電極及びドレイン電極を備える第一の電極層と、
有機半導体を有する活性層と、
誘電物質を有する中間層と、
ゲート電極を有する第二の電極層と
を有する薄膜トランジスタを備える電子デバイスにおいて、
前記活性層が、前記有機半導体と混合されると共に電荷キャリアのない有機キャリア物質を有する電子デバイス。
【請求項２】
前記活性層が、レリーフ構造体を形成するように所望のパターンに従ってパターニングされる請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記有機半導体がオリゴチオフェンである請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記有機半導体がペンタセンである請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項５】
電荷キャリアのない有機キャリア物質とオリゴチオフェンとの混合体。
【請求項６】
電荷キャリアのない有機キャリア物質とペンタセンとの混合体。
【請求項７】
電荷キャリアのない有機キャリア物質と、有機半導体又はその前駆物質と、感光性コンポーネントとの混合体。
【請求項８】
有機半導体を有する活性層を形成するために、液体混合体を基板にもたらすステップを有する、電子デバイスを製造する方法において、
請求項７に記載の前記混合体がもたらされるステップと、
前記活性層が、所望のパターン又はその陰画に従って露出されるステップと、
前記活性層は溶剤と接触され、前記層の当該部分は溶解するので所望のパターンがレリーフ構造体として後に残るステップと
によって特徴付けられる方法。
【請求項９】
有機半導体を有する活性層を形成するために、液体混合体を基板にもたらすステップを有する、電子デバイスを製造する方法において、請求項５又は６に記載の前記混合体がもたらされることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記デバイスは、水素又は重水素含有雰囲気において当該デバイスが加熱される後処理下にもたらされる請求項８又は９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソース電極及びドレイン電極を備える第一の電極層と、
有機半導体を有する活性層と、
誘電物質を有する中間層と、
ゲート電極を有する第二の電極層と
を有する薄膜トランジスタを備える電子デバイスに関する。
【０００２】
本発明は、混合体にも関する。
【０００３】
本発明は、有機半導体を有する活性層を形成するために、液体混合体を基板にもたらすステップを有する、電子デバイスを製造する方法にも関する。
【背景技術】
【０００４】
当該デバイス及び当該方法は、国際特許第ＷＯ−Ａ−９９／１０９３９号から知られている。知られているデバイスの薄膜トランジスタの活性層が溶液（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）からもたらされる。当該溶液は有機半導体の前駆物質を含んでいる。有機半導体と比べて一つ又はそれより多くの更なる側基（ｓｉｄｅ  ｇｒｏｕｐ）を有する前駆物質は、加熱によって有機半導体に変態される。このことは、溶液が基板にもたらされた後に行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
知られている方法の欠点は、前駆物質の有用性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）がほんの数個の有機半導体に限定されることにある。あるいくつかの半導体において、前駆物質を使用して形成される層は、特性が劣悪である。すなわち移動度が低い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明の第一の目的は、活性層が溶液からもたらされ得ると共に良質な膜形成特性を示す冒頭の段落に記載の種類の電子デバイスを提供することにある。
【０００７】
前記第一の目的は、薄膜トライジスタの活性層が、ドープされずに有機半導体と混合される有機キャリア物質を有することにより達成される。前記キャリア物質のために、キャリア物質及び有機半導体の溶液は、活性層に容易に処理され得る。電荷キャリアが活性層を介してリーク電流をもたらし、それ故に薄膜トランジスタの変調度に非常に不利な影響を与えるため、キャリア物質に課せられる条件は、前記キャリア物質が電荷キャリアを有してはならないことにある。キャリア物質が概してドープされないという事実は、導電率（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）が１０−６Ｓ／ｃｍよりも低いことを意味している。前記キャリア物質が、例えば空気中からの酸素と反応することによって偶発的にわずかにドープされることは当然起き得る。当該キャリア物質の例は、電気的絶縁物質及び半導体物質である。驚くべくことに、活性層は、低減された有機半導体含有量（ｃｏｎｔｅｎｔ）にかかわらず良好な移動度を有することが分かっている。
【０００８】
キャリア物質及び有機導電性物質の混合体が、基板上に層をもたらすために使用され得ることは国際特許第ＷＯ−Ａ−９１／２１１３５号から知られている。当該混合体は、好ましくはファイバ（ｆｉｂｅｒ）を製造するために使用される。前記混合体がファイバを製造するために使用される場合、混合体は、もたらされた後、より高い導電率を得るようにドープされる。しかしながら、薄膜トランジスタの活性層が当該態様においても製造され得ることは知られていない。知られている混合体と異なり、本発明による活性層はドープされない。その理由は、ソース電極とドレイン電極との間にドーピングがより高いリーク電流をもたらしうることによる。活性層を介する当該リーク電流はトランジスタの機能に不利な影響を及ぼす。
【０００９】
本発明によるデバイスの実施例において使用され得る有機半導体の例は、なかんずくポリ−３−アルキルチオフェン（ｐｏｌｙ−３−ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリチエニレンビニレン（ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌ）、ポリフラニレンビニレン（ｐｏｌｙｆｕｒａｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリアリルアミン（ｐｏｌｙａｒｙｌａｍｉｎｅ）、ペンタセン、オリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、及びポリフルオレン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）である。
【００１０】
本発明によるデバイスにおいて、有機半導体はオリゴチオフェンである。オリゴチオフェンは、概してポリチエニレンビニレン及びポリ−３−アルキルチオフェンのような高分子半導体（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）よりも高い移動度を示す。これは、少なくともほとんど溶液から製造される本発明のトランジスタがより高い速度で動作することによる。好ましい例としては、最新技術から知られているように、なかんずく４乃至１２のチオフェンユニット（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ  ｕｎｉｔ）を備えるオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）と、アルコキシル基若しくはアルキル基で置換されたオリゴチオフェン又はハロゲンで置換されたオリゴチオフェンとがある。特に好ましい例は、ジヘキシルで置換された６チオフェン（ｄｉｈｅｘｙｌ−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｓｅｘｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）である。
【００１１】
米国特許第ＵＳ−Ａ５，５８４，１３９号は、活性層がオリゴチオフェンを含む薄膜トランジスタを開示している。当該トランジスタは、真空蒸着（ｖａｃｕｕｍ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってもたらされる。知られているデバイスの欠点は、活性層が真空蒸着によってもたらされなければならないことにある。アモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ）を有する薄膜トランジスタ上に有機半導体を備える薄膜トランジスタの利点の一つは、層が、例えばスピンコーティング（ｓｐｉｎｃｏａｔｉｎｇ）によって正確に溶液からもたらされ得ることにある。
【００１２】
本発明によるデバイスの更なる実施例において、有機半導体はペンタセンである。ペンタセンはニトロベンゼンに非常に低濃度でしか溶解し得ないので、従来ペンタセンの層は気相（ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ）からもたらされているか、又は有機溶剤（ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｏｌｖｅｎｔ）における前駆物質の溶液からもたらされている。このような前駆物質は、例えばブラウン氏他の合成金属（ｓｙｎｔｈ  ｍｅｔａｌ），８８（１９９７），３７−５５から知られている。しかしながら、前記溶液がスピンコーティングによって基板にもたらされる場合、表面を完全に覆う層は得られない。このことは、特に表面が数ｃｍ２よりも広い場合にあてはまる。表面を完全に覆う層は、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）及び前駆物質の溶液を使用することによって得られることが分かっている。当該活性層は、１５０ｍｍ（６インチ）ウエハの表面上に延在し得る。このように形成される層は、特性がアモルファスである。前駆物質がペンタセンに変態されると、ペンタセンの結晶子（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅ）が形成される。ペンタセンとキャリア物質とを混合することによって、形成される層の表面粗度は低減されることが分かっている。その結果、他の層が活性層にもたらされ得る。例えば、ペンタセンを含む活性層を備えるトランジスタは、液晶物質を備えるディスプレイデバイスに集積される。
【００１３】
更なる他の実施例において、半導体はポリ−３−アルキルチオフェン（ｐｏｌｙ−３−ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）である。奇数の炭素原子を備えるアルキル鎖（ａｌｋｙｌ  ｃｈａｉｎ）を有するポリ−３−アルキルチオフェンを使用することは更に好ましい。ポリ−３−ペンチルチオフェン（ｐｏｌｙ−３−ｐｅｎｔｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）又はポリ−３−ヘプチルチオフェン（ｐｏｌｙ−３−ｈｅｐｔｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を使用することはいっそう更に好ましい。今のところそれ自体知られていないポリ−３−ペンチルチオフェンの移動度は、ともすれば同じ条件下においてポリ−３−ヘキシルチオフェン（ｐｏｌｙ−３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）の移動度の２倍となることが分かっている。すなわち２．１０−２ｃｍ２／Ｖｓに対して４．１０−２ｃｍ２／Ｖｓとなる。本発明によるデバイスの利点は、他の層が活性層にもたらされ得ることにある。当該層の特定の例は保護層（ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）である。知られている層の不均一性（ｕｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）のために、これは今まで不可能であった。当該保護層は入射放射線（ｉｎｃｉｄｅｎｔ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）に対してシールドをもたらす。酸素（ｏｘｙｇｅｎ）の存在により、放射線の入射は、半導体の導電率における比較的大きな増加をもたらすことが分かっている。このことは、トランジスタがもはや十分に動作しなくなるレベルにまでトランジスタの変調度に不利な影響を及ぼすため好ましくない。この放射線の入射を正確に阻止することによって、本発明による電子デバイスの耐用寿命（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｌｉｆｅ）は延ばされ得る。特にチャネルに位置されている活性層の部分に対してシールディングは必要であることが更に分かっている。活性層の他の部分において、放射線が入射されるときの酸素の存在は、電荷キャリアの形成ももたらすであろう。しかしながら、このことにより変調度における低減はほとんどもたらされないであろう。
【００１４】
有機キャリア物質は、電気的絶縁物質であってもよく、半導体物質であってもよい。電気的絶縁物質の例としては、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）のようなポリビニル化合物（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）と、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）と、ポリメタクリル酸メチル（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリテレフタル酸エチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｒｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）、及びジメタクリル酸ポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｄｉｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）のようなポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）とがある。キャリア物質は、好ましくは１００℃を超えるガラス転移温度（ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を有する。その結果、様々な製造及び動作条件下でキャリア物質の安定性（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）が保証される。半導体物質の例としては、ポリチエニレンビニレン、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール、及びポリフラニレンビニレンがある。
【００１５】
好ましい実施例において、活性層は、レリーフ構造体（ｒｅｌｉｅｆ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を得るように所望のパターンに従ってパターニングされる。薄膜トランジスタの間のリーク電流を防止するために活性層をパターニングすることは好ましい。特に前記デバイスが液晶アクティブマトリックス型（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ，ａｃｔｉｖｅ−ｍａｔｒｉｘ  ｔｙｐｅ）（ＡＭＬＣＤ））のディスプレイデバイスであり、薄膜トランジスタが画素を駆動するために使用される場合、このことは当てはまる。活性層は、感光性コンポーネントを活性層に付加し、その後前記活性層を露出及び現像することによって好ましい態様でパターニングされ得る。好適なキャリア物質の例としては、なかんずくアクリル酸、エポキシ化合物（ｅｐｏｘｙ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ビニルエーテル（ｖｉｎｙｌｅｔｈｅｒ）、及びチオレン系（ｔｈｉｏｌｅｎｅ  ｓｙｓｔｅｍ）がある。アクリル酸は、半導体も溶解され得る溶剤（ｓｏｌｖｅｎｔ）に容易に溶解され得るため、特に好ましいキャリア物質である。代わりに、商用入手可能なフォトレジスト物質が電気的絶縁キャリア物質として使用され得る。知られている態様で露出及び現像することによって、当該フォトレジスト物質は所望の態様でパターニングされ得る。
【００１６】
本発明によるデバイスの更なる実施例において、キャリア物質は、分子方位（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が架橋（橋かけ）（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｉｎｇ）によって固定されるネットワークとなっている。活性層は前記方位によって配置（ｏｒｄｅｒ）される。このことは、当該配置により、有機半導体の分子鎖（ｃｈａｉｎ）が直線化（ｌｉｎｅａｒｉｚｅ）されると共に、二つの鎖の間の間隔（ｓｐａｃｉｎｇ）が減少させられることを意味するとみなされている。これにより、半導体の移動度が向上させられる。
【００１７】
このようなネットワークは、概して液晶単量体（モノマー）（ｍｏｎｏｍｅｒ）を方位付けさせ（配向させ）、その後光作用下で前記液晶単量体を重合することによって形成される。前記方位付けのために、なかんずく更なる方位層が使用され得ると共に、もたらされるべき電場又は磁場が使用され得る。代わりに単量体は、ネマチック体から等方体への転移温度（ｎｅｍａｔｉｃ−ｔｏ−ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、すなわち約１００℃よりも高い温度まで加熱され、その後再び冷却される。このことは、特に膨張率（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）が複数の所望の方向で影響され得るネットワークに当てはまる。
【００１８】
好適な単量体の例としては、なかんずくアクリル酸、エポキシ化合物、ビニルエーテル、及びチオフェン系がある。特にアクリル酸は、イオンのない（ｎｏｎ−ｉｏｎｉｃ）態様で，すなわちフォトイニシエータによって重合され得るため好ましい。当該アクリル酸の例は、欧州特許第ＥＰ−Ａ２６１７１２号において記載されている。当該アクリル酸は、有機半導体も容易に溶解され得るジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒ）のようなエーテル、及びＴＨＦのような有機溶剤に溶解され得る。
【００１９】
前記デバイスは、例えばトランジスタであってもよいし、又はトランジスタを含んでいてもよい。フレキシブルディスプレイ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｄｉｓｐｌａｙ）及び集積回路を有する識別タグ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｔａｇ）は特に好ましい。
【００２０】
冒頭の段落に記載の種類の方法は、米国特許第ＵＳ−Ａ−５，５８４，１３９号から知られている。第一の実施例において、活性層の一部は、１９５ｎｍの波長を有するレーザ光放射（ｌａｓｅｒ  ｌｉｇｈｔ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）に対する露出によって除去される。これの欠点は、紫外放射（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）が、前記デバイスにおける他の層も劣化（ａｔｔａｃｋ）させることにある。更なる欠点は、半導体自身も劣化させられ得ることにある。更に当該放射は、処理するのが極めて高価である。知られている方法の第二の実施例において、半導体は、１００Ｗ水銀灯（ｍｅｒｃｕｒｙ  ｌａｍｐ）からの放射に対する露出によって電気的絶縁高分子（ポリマー）（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ）に変態（ｃｏｎｖｅｒｔ）させられる。これの欠点は、電気的絶縁高分子は、隣接するトランジスタが影響を受けることを防止するのに十分に絶縁していないことにある。
【００２１】
そこで、本発明の第二の目的は、冒頭の段落の記載の種類の方法を提供することにある。これにより、活性層は、トランジスタの特性が不利な影響を受けるという危険性を招くことなく、レリーフ構造体（ｒｅｌｉｅｆ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）にパターニングされ得る。
【００２２】
第二の目的は、有機半導体を有する活性層を形成するために、液体混合体を基板にもたらすステップを有する、電子デバイスを製造する方法において、前記混合体は、電気的絶縁有機キャリア物質、有機半導体、及び感光性コンポーネントを有し、
【００２３】
前記活性層が所望のパターン又はその陰画に従って露出され、
【００２４】
前記活性層が溶剤と接触され、前記層の当該部分は溶解するので所望のパターンがレリーフ構造体として後に残る
方法によって達成される。
【００２５】
感光性コンポーネントがもたらされる場合に活性層はパターニングされ得ることが分かっている。溶解されるべき活性層の部分が溶剤に実際に溶解されることは、キャリア物質の存在に帰され得る。
【００２６】
好ましい実施例において、前記混合体は、有機半導体とフォトレジストとを混合することによってもたらされる。当該フォトレジストは、しばしばポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリイソプレン、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ｐ−ハイドロキシスチレン重合体（ｐ−ｈｙｄｒｏｘｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリエポキシ樹脂（ｐｏｌｙｅｐｏｘｙ  ｒｅｓｉｎ）、及びポリグルタルイミド（ｐｏｌｙｇｌｕｔａｒｉｍｉｄｅ）に基づく混合体であると共に、複数の変形体で商用入手可能である。
【００２７】
本発明による方法の更なる実施例において、デバイスは、例えば約６０℃、１時間で水素又は重水素が含有される雰囲気（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｏｒ  ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）において当該デバイスを加熱(アニール）することによって後処理下にもたらされる。前記後処理によって、良好な変調度が得られる。
【００２８】
本発明は、本発明による方法において使用され得ると共に、本発明によるデバイスを製造するために使用され得る混合体にも関する。
【００２９】
このため、本発明による第一の混合体は、電気的絶縁有機キャリア物質及びオリゴチオフェンを有する。本発明による第二の混合体は、電気的絶縁有機キャリア物質、有機半導体、及び感光性コンポーネントを有する。
【００３０】
本発明は更に、本発明による第一の混合体が基板にもたらされることを特徴とする冒頭の段落に記載の種類の方法に関する。
【００３１】
本発明のこれら及び他の態様、並びに本発明による混合体及び方法は、図及び実施例を参照して説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１に示されている薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１０は、自身の上に第一の電極層２を備える電気的絶縁基板（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１を有している。当該層２において、ソース電極２１及びドレイン電極２２が規定されており、電極２１及び２２はチャネル２３によって互いに分離されている。ゲート電極２４が規定される第二の電極層３も、基板１上にもたらされている。ゲート電極２４が第一の電極層２上に垂直に突出されている場合、ゲート電極２４はチャネル２３をかなりオーバラップする。更に、中間層（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｌａｙｅｒ）４及び活性層（ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）５がもたらされている。
【００３３】
前記層２、３、４、及び５は、以下の順序、すなわち第二の電極層３、中間層４、第一の電極層２、及び活性層５の順序で基板１上にもたらされる。基板を平坦化するためにポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）の絶縁分離平坦層（図示略）がもたらされる。第二の電極層３は、金（Ａｕ）を含むと共に、露出及び現像された感光性レジスト（ｅｘｐｏｓｅｄ  ａｎｄ  ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ  ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｒｅｓｉｓｔ）によって、知られている態様で適切にパターニングされる。中間層４におけるピンホール（ｐｉｎｈｏｌｅ）を防止するために、第二の電極層３と中間層４との間にＣＨ３−（ＣＨ２）１５−ＳＨの単層（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）（図示略）が設けられる。中間層４は、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）、この場合フォトレジストＨＰＲ５０４、又はベンゾシクロブテン（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ポリイミド、ポリビニルフェノール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ）のような光により構成可能な有機誘電体（ｐｈｏｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｂｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｄｉｅｌｅｃｔｉｃ）を有している。第一の電極層２は、この場合ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））及びポリスチレンスルホン酸（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）を有している。第一の電極層２は、スピンコーティングによって設けられ、露出によって構成される。
【００３４】
活性層５は、５０ｎｍの厚さで第一の電極層２上にスピンコートされる。活性層５は、有機半導体としてジュネーブ名（ｇｅｎｅｖａ  ｎａｍｅ）４'−ブチル−[2,2'; 5',2''; 5'',2'''; 5''',2'''']クインクエチオフェン（４'−ｂｕｔｙｌ−[2,2'; 5',2''; 5'',2'''; 5''',2''''] ｑｕｉｎｑｕｅｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を有するペンタチオフェン（ｐｅｎｔａｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、有機キャリア物質（ｏｒｇａｎｉｃ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｍａｔｅｒｉａｌ）、及び電気的絶縁体としてポリメタクリル酸メチルを有している。前記キャリア物質と前記半導体との間の重量比は１である。半導体層５の少なくとも一部が、チャネル２３にもたらされる。
【００３５】
異なる半導体及び異なる半導体濃度を使用して実験が繰り返されてきた。実験は表１に示されている。このように製造されるトランジスタは、ゲート電圧Ｖｇ＝−２０Ｖにおける移動度を測定することによって特徴付けられる。その結果は表２に示されている。
【００３６】
【表１】
2005505142.tif 000003
【００３７】
【表２】
2005505142.tif 000004
【００３８】
＊は、１０秒間、２００℃における、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）への、ペンタセン前駆物質（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）の変換後の測定値を示している。ＰＶＤＦはポリビニルジフルオライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）である。Ｔ５Ｃ４は４'−ブチル−[2,2'; 5',2''; 5'',2'''; 5''',2'''']クインクエチオフェン（４'−ｂｕｔｙｌ−[2,2'; 5',2''; 5'',2'''; 5''',2''''] ｑｕｉｎｑｕｅｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）である。
【００３９】
変調度（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）は表から例えば３と求められる。変調度は、一定のドレイン電圧Ｖｄ＝−２０（Ｖ）において、Ｖｇ＝０（Ｖ）とＶｇ＝−２０（Ｖ）とにおける電流を比較することによって測定されている。後処理しない場合、変調度は２６となっている。純水素中で６０℃における１時間の後処理により、１５４の変調度がもたらされる。純水素中で、６０℃における１時間の後処理、更に続いて８０℃における１時間の後処理により、８９６の変調度がもたらされる。移動度は当該後処理によってほとんど変化されないことが分かっている。
【００４０】
図２は、前記デバイスの第二の実施例を示している。前記デバイスは、第一及び第二の薄膜トランジスタ１０及び１１０を有している。ポリイミドの基板１上において、金の第二の電極層３が所望のパターンに従って設けられる。前記パターンはゲート電極２４を有している。第二の電極層３は、この例において平坦化されている中間層４で覆われる。この例において、光透過性のヘキサメトキシメチルメラミン（ｈｅｘａｍｅｔｈｏｘｙｍｅｔｈｙｌｍｅｌａｍｉｎｅ（ＨＭＭＭ））で架橋されるポリビニルフェノール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ）の中間層４が使用される。チャネル２３によって互いに分離されているドレイン電極２２及びソース電極２１を備える第一の電極層２が、中間層４上にもたらされる。ドレイン電極２２は、ピクチャ電極２６にコンタクトする。薄膜トランジスタ１０及び１１０を完成させるように活性層５が第一の電極層２上に設けられる。活性層５が半導体としてペンタセンを有すると共に、キャリア物質としてポリエチレングリコールメタクリル酸メチルエーテル（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｍｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を有する。前記メタクリル酸は（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）は、アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）によって市場投入され、３３０ｇ／ｍｏｌの分子量（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ）を有する。活性層５は、ジエチレングリコールジメチルエーテルにおけるイルガキュアフォトイニシエータ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ）、キャリア物質、及びペンタセン前駆物質の混合体をもたらすことによって形成される。前記層は、３６０ｎｍの放射線に対する露出によって所望のパターンに従って構成される。当該プロセスにおいて、所望のパターンの陰画（ネガ）が露出される。その後、パターンはトルエンにおいて現像される。次に、ペンタセン前駆物質の、ペンタセンへの変態（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）がなされる。活性層５は、絶縁層６で覆われ、トランジスタ１０及び１１０の位置において保護黒色層（ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  ｂｌａｃｋ  ｌａｙｅｒ）１３で覆われる。コンタクトと電極２１、２２、及び２６とが、例えばまずインジウム錫酸化膜（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）の二重層（ｄｏｕｂｌｅ  ｌａｙｅｒ）をもたらし、その後当該層のメタルを選択的にエッチングすることによって得られる。その結果、二重層はコンタクトと電極２１、２２、及び２６との位置において完成されている。ピクチャ電極２６と異なり、露出されたインジウム錫酸化膜は、完全にエッチング除去される。前記デバイスは第二の基板７を更に有する。第二の基板７は、対向電極（ｃｏｕｎｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２７を備えると共に、更に、一般に知られている態様でもたらされる液晶物質（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）１５及び方位（オリエンテーション）層（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）１４を備える。前記液晶物質は、必要ならば重合（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅ）される。
【００４１】
ドレイン電極及びソース電極を備える第一の電極層と、誘電物質を有する中間層と、ゲート電極を有する第二の電極層とを備える混合体が基板にもたらされる。前記混合体は、トルエンにおけるポリアクリル酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）とポリトリアリルアミン（ｐｏｌｙｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ）との１％溶液を含んでいる。４．６ｍｇの量のジアゾニウム化合物（ｄｉａｚｏｎｉｕｍ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）が、アジド４，４'−ジアジドベンザラクトン−２，２'−二硫酸二ナトリウム塩（ａｚｉｄｅ  ４，４'−ｄｉａｚｉｄｏｂｅｎｚａｌａｃｔｏｎｅ−２，２'−ｄｉｓｕｌｐｈｏｎｉｃ  ａｃｉｄ  ｄｉｓｏｄｉｕｍ  ｓａｌｔ）として３グラムの前記混合体に添加される。露出は、２５０乃至３６０ｎｍの範囲における放射線をもたらす広帯域ランプ（ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｌａｍｐ）、すなわち高圧水銀灯（Ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｅｒｃｕｒｙ  Ｌａｍｐ）によってなされる。所望のパターンの露出後、露出されていない部分がトルエンにおいて除去される。その結果、２，０．１０−５ｃｍ２／Ｖｓの移動度及び５００の変調度を有するトランジスタがもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本デバイスの第一の実施例の断面図である。
【図２】本デバイスの第二の実施例の断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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