(57)【要約】  柔軟性基板または剛性基板（１０）からなり、同基板上にゲート電極（１１）、ソース電極（１２）およびドレイン電極（１３）が形成され、それらの電極の少なくとも一部の上に有機物半導体材料（１４）が形成されている半導体素子。材料の適切な選択によって、ゲート電極（１１）はショトキー接合を形成し、有機物半導体材料（１４）と、ソース電極（１２）およびドレイン電極（１３）との間はそれぞれオーム接触している。多くの実施例において、上記の要素のいずれも、接触印刷または非接触印刷によって形成される。得られた素子の大きさは、多様な用途に適したサイズにできる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
基板上に形成された第1の電極と；
同第1の電極の少なくとも一部の上に形成された有機物半導体層であって、該第１の
電極と該有機物半導体層との間には介在する誘電体がなく、該第１の電極と該有機物半導体層との境界にはショトキー接合ゲートを有する、素子。
【請求項２】
前記基板は柔軟性基板からなる請求項１に記載の素子。
【請求項３】
前記基板は剛性基板からなる請求項１に記載の素子。
【請求項４】
前記第１の電極と前記有機物半導体層とのうちの少なくとも１つが印刷される請求項１に記載の素子。
【請求項５】
前記素子がＭＥＳＦＥＴからなる請求項１に記載の素子。  
【請求項６】
第２の電極および第３の電極が前記基板上に更に形成され、前記半導体層は更に該第２の電極および第３の電極の少なくとも一部の上に形成される請求項１に記載の素子。
【請求項７】
前記第２の電極および第３の電極が前記半導体層とオーム接触を形成する請求項６に記載の素子。
【請求項８】
前記第１の電極が第１の材料からなり、前記第２の電極および第３の電極が異なる材料で形成される請求項１に記載の素子。
【請求項９】
前記第１の材料が、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、タンタル、マンガン、カルシウムおよび  亜鉛のうちの１つからなる請求項８に記載の素子。
【請求項１０】
前記異なる材料が、銅、金、銀、ニッケル、白金、導電ポリマ厚膜、導電ポリマ、炭素ベースの材料およびタングステンのうちの少なくとも１つからなる請求項８に記載の素子。
【請求項１１】
基板と；
有機物半導体層と；
該基板上に印刷されたゲートであって、同ゲートは、同ゲートと該有機物半導体層との間にショトキー接合を有するように選択された仕事関数を有する材料であることと；
基板上に印刷されたドレインであって、同ドレインは、前記有機物半導体層と少なくとも一部接続していて、同ドレインと該有機物半導体層との境界がオーム接触を有す材料からなることと、；
基板上に印刷されたソースであって、同ソースは前記有機物半導体層と少なくとも一部接続していて、同ソースと該有機物半導体層との境界がオーム接触を有す材料からなることと；
からなるＭＥＳＦＥＴ。
【請求項１２】
前記ドレインとソースが殆ど同一の材料からなる請求項１１に記載のＭＥＳＦＥＴ。
【請求項１３】
前記ゲートが、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、タンタル、マンガンおよび亜鉛のうちの１つからなる請求項１１に記載のＭＥＳＦＥＴ。  
【請求項１４】
前記第２の電極と第３の電極が、銅、金、銀、ニッケル、白金、導電ポリマ厚膜、導電ポリマ、炭素ベースの材料およびタングステンのうちの少なくとも１つからなる請求項１１に記載のＭＥＳＦＥＴ。
【請求項１５】
前記基板が柔軟性基板からなる請求項１１に記載のＭＥＳＦＥＴ．
【請求項１６】
基板を準備する工程と；
該基板上にゲート電極を形成する工程と；
該基板上にドレイン電極とソース電極を形成する工程と；
該ゲート電極、ドレイン電極およびソース電極の少なくとも一部の上に有機物半導体を形成する工程であって、それによって、有機物半導体とゲート電極とはショトキー接合を形成し、有機物半導体とドレイン電極との間、および有機物半導体とソース電極との間にはオーム接触をする、ＭＥＳＦＥＴを形成する方法。
【請求項１７】
ゲート電極の形成、ドレイン電極およびソース電極の形成、および、有機物半導体層の形成、のうちの少なくとも１つは印刷からなる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
印刷が非接触印刷からなる請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
非接触印刷が、インクジェット法、静電法、レーザ・トランスファ法およびマイクロディスペンス法のうちの少なくとも１つからなる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記印刷法が接触印刷法からなる請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記接触印刷法が、スタンピング法、スクリーン印刷法、フレキソグラフ法およびマイクロ接触印刷法うちの少なくとも１つからなる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記印刷法が、接触印刷法と非接触印刷法とからなる請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極および有機物半導体層のそれぞれが印刷法によって形成される請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記基板の準備が、柔軟性基板を準備する工程からなる請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記基板の準備が、殆ど剛性の基板を準備する工程からなる請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体に関し、特には、有機物半導体材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料からなる、（金属ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）のような）化合物や回路は当業者に周知であり、高度に発達している。しかしながら幾つかの応用においては、従来の半導体工程は過大性能で、不必要な形態因子や能力を示し、それに相応してコストが上がっている。更に、従来の半導体工程では部品が小さいことが多く、アセンブリの際の扱いが難しく、パッケージングにも注意が必要である。従来の半導体工程は又、製造装置や設備が非常に高価なので、一般に、妥当なコストを達成するためにはバッチ・プロセスが必要である。又、多くの半導体素子は長い製造時間を必要とし、多くの化学物質を扱う場合が多く、そのうちの幾つかは有毒なので特別な扱いが必要である。従来の半導体製造のこれらの態様は、データ記憶が少なく、データ伝送速度が遅く、低コストを必要とする用途には適しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
有機物半導体素子および下記に詳述する方法を使用することにより、特に、図に従って理解することによって、上記の必要性の少なくとも一部は満たされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
図中の部品は、簡単に明解に説明するために描かれており、必ずしもスケール通りではない。本発明の種々の実施例の理解を高めるために、例えば、図中のある部品の寸法は、他の部品に比べて誇張されている。
【０００５】
一般に、これらの多様な実施例に従うと、ゲートは基板の上に形成され、有機物半導体材料の少なくとも一部は誘電体を介在せずにゲートの上に配置され、それによって、ショトキー接続が形成される。代表的には、ソース電極とドレイン電極は基板上に形成されて、有機物半導体材料と接続する。ソース電極とドレイン電極は、２つの電極と有機物半導体材料との間がオーム接続するような材料からなる。そのような配置によって、ＭＥＳＦＥＴができあがる。基板は柔軟でも剛性でもよい。更に、上記の種々の要素のすべてが印刷工程（接続と不接続の印刷工程の両方）で形成されてもよい。結果として、半導体工程でしばしば使用される、バッチ・プロセス、大きく複雑な製造設備、或いは多くの危険な化学物質、の必要なしに非常に安価な素子が作製され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は第１の実施例を示す。最初の基板１０は柔軟材料や剛性材料を含む多様な材料からなる。一般的に、基板１０自体は絶縁体でなければならない。ポリエステルのような薄い柔軟性シートを含む種々のプラスチックは基板に適している。しかしながら用途に応じて、布や紙等の他の材料でもよい。基板１０は、最終製品の所望のサイズに適合させて種々のサイズになり得る。
【０００７】
図２では、ゲート電極１１が基板１０の上に形成されている。ゲート電極１１は、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、マンガン、カルシウム、亜鉛等の材料で形成された導体からなり、その後の工程で形成される有機物半導体材料とショトキー接続される。図３では、ソース電極１２とドレイン電極１３とが基板１０上に接続されている。ソース電極１２とドレイン電極１３とは、銅、金、銀、ニッケル、白金、導電ポリマ厚膜、導電
ポリマ、炭素ベースの材料、タングステン等の材料で形成され、その材料と、後工程で形成される有機物半導体材料と、の間でオーム接続を形成する。
【０００８】
図４では、有機物半導体材料１４が、ゲート電極１１、ソース電極１２およびドレイン電極１３の少なくとも一部と接続して形成される（この工程のすぐ前に、ゲート電極１１の表面に形成された酸化物や他の不純物を除去するために、化学プロセス又は他のプロセスで処理をすることが望ましい）。その結果、ゲート電極１１と有機物半導体材料１４とが、ショトキー接続２３を形成し、有機物半導体材料１４と、ソース電極１２およびドレイン電極１３とのそれぞれとの間にオーム接続を形成する。各電極１１，１２，１３への導電経路は、所望の機能を円滑にすべく形成される。図示の実施例においては、ソース電極１２とドレイン電極１３との一部をそれぞれ露出させたままにしておくことによって達成される。そのような配置によって、使用中、デプレション（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ）領域１６は、従来技術に従って、ゲート電極１１に近接して形成されて、ＭＥＳＦＥＴ素子が得られる。
【０００９】
上記の要素のすべて（有機物半導体材料１４と、電極１１、１２、１３及び有機物半導体材料１４）は、１回以上の印刷工程を使用して形成され得る。上記の材料を印刷するために、例えば、接触印刷工程（スタンプ法、スクリーン印刷、フレキソ印刷、マイクロ接触印刷等であるがこれらに限定されない）や不接触印刷工程（インクジェット、静電法、レーザ・トランスファ、マイクロ・ディスペンサ等であるがこれらに限定されない）が使用され得る。使用される材料形態やキャリアによって、所望の接着や機械的完全性を確保するために、空気乾燥や養生の工程も有効である。
【００１０】
代表的な素子は、（材料、成膜工程、層数に依存するが）全体の厚みが数ミクロンで、数ミクロンから１０００ミクロン以上の範囲の占有面積を有する。サイズに関係なく、柔軟性材料上に形成された場合、作製された素子は、使用中に折り曲げられても、正常な機能を有する（勿論、基板の同一場所を激しく曲げた場合は、素子の構成要素の1つ以上の
連続性が破壊される）。
【００１１】
図５の他の実施例においては、基板１０は、（例えばＦＲ４のような）印刷回路基板からなる。そのような基板１０はメタライズ表面１７を含む。通常のエッチング法を使用して、図６に示すような、ゲート電極パッド１８、ソース電極１９、及びドレイン電極２０を形成する。メタライゼーション層１７が銅の場合、ソース電極１９及びドレイン電極２０はそれで完成である。しかしながら、そのような材料は、ゲート電極１８のためのショトキー接続には効果が不十分である。そのような場合には、図７に示すように、上述のようなゲート電極のための適切な材料をゲート電極パッド上に成膜する。図８では、ＭＥＳＦＥＴ製品を再び作製するために、前述と同様に、有機物半導体材料２２を再び成膜する。更に、必要ならば、前述と同様に、追加のゲート材料２２を印刷法で形成する。
【００１２】
上記の実施例への別法として、元のメタライゼーション層１７の最初の選択性エッチングの際、ソース電極１９、ドレイン電極２０、ゲート電極パッド１８を形成する代わりに、ゲート電極１１のみを形成して、その結果、図２に示す構造になる。次に、適切な材料のソース電極１９とドレイン電極２０が、図１０に示すように、基板１０上に形成される。形成プロセスは上記の通りである。
【００１３】
上記の実施例は、特定の順序で積層されるべき種々の要素を示す。即ち、半導体材料１４は、基板１０の上に形成されている種々の電極１１，１２、１３の上に形成される。しかしながら、他の幾何学的配置も可能であり、認められる。例えば、図１１では、この積層順は逆になっている。即ち、電極１１，１２、１３は半導体材料１４の上に形成され、半導体材料１４が基板１０の上に形成されている。
【００１４】
上記のプロセスや実施例において、広範囲の材料が使用され得る。更に、素子サイズ、構成要素の寸法等の工程パラメータも、用途に応じて広範囲に変化し得る。当業者は、本発明の精神や範囲を逸脱することなく、上記の実施例に関して多くの種々の改変、改良、組合せを考え得るであろう。そのような改変、改良、組合せは本発明の概念の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施例を説明する図。
【図２】第１の実施例を説明する図。
【図３】第１の実施例を説明する図。
【図４】第１の実施例を説明する図。
【図５】第２の実施例を説明する図。
【図６】第２の実施例を説明する図。
【図７】第２の実施例を説明する図。
【図８】第２の実施例を説明する図。
【図９】追加の実施例を説明する図。
【図１０】追加の実施例を説明する図。
【図１１】追加の実施例を説明する図。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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