(57)【要約】  それぞれに異なる第一及び第二の材料が形成された、表面（１４）の隣接する第一及び第二の領域を製造する方法であって、前記方法が、第一の領域を覆い第一の材料が分散された溶媒を含む第一の液体ボリューム（２０）を堆積する段階、第二の領域を覆い第二の材料が分散された溶媒を含む第二の液体ボリューム（２２）を堆積する段階、及び溶媒を除去する段階を含む。本発明に従えば、第一及び第二のボリューム（２０，２２）の溶媒は、混合されず、第一のボリュームが第二の領域に到達する前に、第二のボリューム（２２）が、第一のボリューム（２０）の堆積と同時にまたは連続して堆積される。
2013526013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに異なる第一及び第二の材料が形成された、表面（１４）の隣接する第一及び第二の領域を製造する方法であって、前記方法が、
前記第一の領域を覆い前記第一の材料が分散された溶媒を含む第一の液体ボリューム（２０）を堆積する段階、
前記第二の領域を覆い前記第二の材料が分散された溶媒を含む第二の液体ボリューム（２２）を堆積する段階、
及び前記溶媒を除去する段階を含み、
前記第一及び第二のボリューム（２０，２２）の前記溶媒が、混合されず、
前記第一のボリュームが前記第二の領域に到達する前に、前記第二のボリューム（２２）が、前記第一のボリューム（２０）の堆積と同時にまたは連続して堆積されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第一及び第二の液体ボリューム（２０，２２）が、インクジェットによって堆積されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一及び第二の液体ボリューム（２０，２２）が、同時に堆積されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記溶媒の一方が極性溶媒であり、前記溶媒の他方が無極性溶媒であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記無極性溶媒が、フッ化物溶媒であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記極性溶媒が、アルコール、特にイソプロパノールであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記極性溶媒が水であり、前記無極性溶媒がヘキサンまたはテトラリンであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記極性溶媒がアルコール、特にメタノールであり、前記無極性溶媒がテトラリンまたはヘキサンであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記第一及び第二の材料が、ＳＡＭを形成することを目的とすることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一及び第二の領域が、その上にＳＡＭが形成される電極、特にＣＭＯＳ回路のＭＯＳトランジスタの電極を含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第一の材料が、２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンチオールであり、前記第二の材料が、４−メトキシチオフェノールであることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一及び第二の材料が、半導体材料であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一の材料が、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳ−ペンタセン）またはフッ化アントラジチオフェン型分子、有利にはフッ化５，１１−ビス（トリエチルシリルエチニル）アントラジチオフェンであり、前記第二の材料が、アセンジイミド型分子であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一及び第二の領域が、それぞれＰトランジスタの電極及びＮトランジスタの電極を形成することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第一及び第二の領域が、ダイオードの電極またはＬＥＦＥＴトランジスタの電極を形成することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一及び第二の材料が、絶縁性材料であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一及び第二の領域が、並列トランジスタのゲート酸化膜を形成することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、異なる材料からなる表面の隣接する領域の製造に関する。それは、さらに具体的には、例えばトランジスタのような、マイクロエレクトロニクス素子の製造に適用する。
【背景技術】
【０００２】
表面上にある材料の層を製造する通常の技術は、この材料を溶媒中に分散させ、液体の溶液を、その材料で塗布することを所望される目的の領域に得られるように一滴または数滴堆積し、次いで例えば蒸発により、溶媒を除去することを含む。
【０００３】
しかしながら、いくつかの隣接する領域が異なる材料で製造される場合には、そのような領域間の距離が減少するにつれて、そのような製造技術は限界に達する。
【０００４】
そのため、例として、例えばトランジスタのようなマイクロエレクトロニクス素子の製造は、隣接するわずか数マイクロメートルしか離れていない領域にこの同じ液体が流出することを防ぎつつ、微小な領域にこの液滴を堆積することが必要となる。実際に、そのような隣接する領域は、異なる材料によって実行される異なる機能を有する。このことは、マイクロエレクトロニクス素子が使用不可能になるというリスクがあるため、隣接する領域は、それゆえ意図されない材料を受け入れるべきではない。
【０００５】
現在、表面に堆積された液滴が広がるのを正確に制御することは非常に難しく、不可能でさえある。実際に、液滴の広がりは、その組成、材料及びそれを受け入れる表面の幾何学的形状、環境条件（温度、湿度・・・）または堆積の特性（表面に衝突する前の液滴の飛行する距離や速度、液滴を堆積するのに使用されるノズルの直径やコントローラ・・・）のような多くの因子に依存する。さらに、製造が有機材料及び／または溶媒を含む液滴を意図する場合、そのような堆積では液滴が広がる強い傾向を有するため、この困難性は全て、より大きなものとなる。
【０００６】
そのため、液体を堆積することによって領域を形成することは、従来はマスク樹脂で、特にフォトリソグラフィによって隣接領域を事前に覆い、目的領域への液体の堆積及び蒸発を実施し、次いで適切な化学槽でマスク樹脂を除去することが必要である。この作業は、製造される各領域に対して繰り返され、従って製造ステップ及びそれゆえ製造の全コストが増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、単純で精度がよく、追加的な保護段階を用いることなく隣接する領域を互いに保護する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】
【０００８】
これを達成するために、本発明の目的は、それぞれに異なる第一及び第二の材料が形成された、表面の隣接する第一及び第二の領域を製造する方法であって、前記方法が、前記第一の領域を覆い前記第一の材料が分散された溶媒を含む第一の液体ボリュームを堆積する段階、前記第二の領域を覆い前記第二の材料が分散された溶媒を含む第二の液体ボリュームを堆積する段階、及び前記溶媒を除去する段階を含む。
【０００９】
本発明に従えば、前記第一及び第二のボリュームの前記溶媒が混合されず、前記第一のボリュームが前記第二の領域に到達する前に、前記第二のボリュームが、前記第一のボリュームの堆積と同時にまたは連続して堆積される。
【００１０】
換言すれば、液体ボリュームの広がりは、混合しない他の液体の存在によって自然に遮断される。隣接した領域の製造に関して、そのため追加的なマスキング段階を提供する必要がなく、堆積それ自体が、意図される材料のみを受け入れるそれぞれの領域に必要なマスキングを提供する。このことは、単に多くの製造段階を避けるだけでなく、さらに、より短時間に隣接した領域を製造することができ、このことはさらに製造を加速する。
【００１１】
「溶媒」は、本明細書においては材料を溶解し、または粒子もしくはナノ物質を分散することができる液体を指して用いられる。
【００１２】
本発明の実施形態に従えば、前記第一及び第二のボリュームが、同時に堆積される。
【００１３】
前記溶媒の一方が極性溶媒であり、前記溶媒の他方が無極性溶媒である。
【００１４】
前記無極性溶媒がフッ化溶媒である。
【００１５】
前記極性溶媒がアルコール、特にイソプロパノールである。
【００１６】
前記極性溶媒が水であり、前記無極性溶媒がヘキサンまたはテトラリンである。
【００１７】
前記極性溶媒がアルコール、特にメタノールであり、前記無極性溶媒がテトラリンまたはヘキサンである。
【００１８】
前記第一及び第二の材料が、ＳＡＭを形成することを目的とする。
【００１９】
前記第一及び第二の領域が、その上にＳＡＭが形成される電極、特にＣＭＯＳ回路のＭＯＳトランジスタの電極を含む。
【００２０】
前記第一の材料が、２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンチオールであり、前記第二の材料が、４−メトキシチオフェノールである。
【００２１】
前記第一及び第二の材料が、半導体材料である。
【００２２】
前記第一の材料が、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳ−ペンタセン）またはフッ化アントラジチオフェン型分子、有利にはフッ化５，１１−ビス（トリエチルシリルエチニル）アントラジチオフェンであり、前記第二の材料が、アセンジイミド型分子である。
【００２３】
前記第一及び第二の領域が、それぞれＰトランジスタの電極及びＮトランジスタの電極を形成する。
【００２４】
前記第一及び第二の領域が、ダイオードの電極またはＬＥＦＥＴトランジスタの電極を形成する。
【００２５】
前記第一及び第二の材料が、絶縁性材料である。
【００２６】
前記第一及び第二の領域が、並列トランジスタのゲート酸化膜を形成する。
【００２７】
前記液体ボリュームが、インクジェットによって堆積される。
【００２８】
本発明の前述の特徴及び他の特徴並びに有利な点は、以下の、添付した図１から６に関連するＣＭＯＳベース構造の製造に関する、本発明に従う方法の非限定的な説明において、詳細に説明されるであろう。そこでは、同一の参照番号は、同一の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従うＣＭＯＳベース構造の製造の段階を示す断面図である。
【図２】本発明に従うＣＭＯＳベース構造の製造の段階を示す断面図である。
【図３】本発明に従うＣＭＯＳベース構造の製造の段階を示す断面図である。
【図４】本発明に従うＣＭＯＳベース構造の製造の段階を示す断面図である。
【図５】本発明に従うＣＭＯＳベース構造の製造の段階を示す断面図である。
【図６】本発明に従うＣＭＯＳベース構造の製造の段階を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１から６は、本発明に従うＣＭＯＳベース構造の製造の段階を、断面図で示す。この構造は、Ｐトランジスタ及びＮトランジスタを含む。
【００３１】
まず、従来のように、Ｐトランジスタの金属ソース及びドレイン電極１０並びにＮトランジスタの金属ソース及びドレイン１２が、プラスチック基板１４、例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）上に形成される。例えば、電極１０は、電極１２から、およそ１００から２００マイクロメートルの範囲の距離だけ離隔される。
【００３２】
次いで、第一の溶媒内に分散された第一のＰ型導入ＳＡＭ半導体材料、例えば、２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンチオールを含む、第一の液体の一滴または数滴の液滴１６が、インクジェット印刷デバイスノズル１８によって電極１２上に堆積される（図１）。そのようにして、第一の材料を含み、電極１２を覆う液体の溶液のボリューム２０が形成される（図２）。
【００３３】
次いで、ボリューム２０が電極１０の近傍へ広がる時間を有する前に、ノズル１８が移動して電極１０の上に位置し、次いで第二の溶媒内に分散された第二のＮ型導入ＳＡＭ半導体材料、例えば、４−メトキシチオフェノールを含む、第二の液体の一滴または数滴の液滴が電極１０上へ堆積される。そのようにして、第二の材料を含み、電極１０を覆う液体の溶液のボリューム２２が形成される（図２）。
【００３４】
それ自体公知である、ＳＡＭ（“Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ”，自己組織化単分子層）は、グラフティングによって得られる層である。知られているように、ＳＡＭの製造は、電極１０及び１２上で自己組織化を行わせるために大きな体積の有機溶媒を必要とし、そのためそれはボリューム２０及び２２の寸法が顕著に大きくなることを意味し、従って、それらが意図される電極のすぐ近傍を超えて遠くまで広がる可能性があることを意味している。一般に、堆積される材料の１０−５％から１０％の範囲の濃度を有する溶液が用いられる。
【００３５】
ＳＡＭは、電極を覆う半導体に対して電極の仕事関数を適合させることができる。それらは二つの型からなり、Ｐ電極の仕事関数を増大させ、それによって電子導入効率を向上させるＰ型ＳＡＭ及び、Ｎ電極の仕事関数を増大させ、それによってホール導入効率を向上させるＮ型ＳＡＭである。
【００３６】
変形例として、二つの異なるノズルが同時に用いられ、一方は電極１２上のボリューム２０の堆積に、他方は電極１０上のボリューム２２の堆積に用いられる。
【００３７】
有利には、ボリューム２０の溶媒及びボリューム２２の溶媒は、混合しないようにまたは「直交性である」ように選択され、それによってボリューム２０及び２２は、互いに遮断し、それゆえそれらそれぞれの堆積領域を保護する。従って、例えば、ボリューム２０はボリューム２２を、その広がる間遮断し、それによってボリューム２２が電極１２及びそれらの近傍に到達することを防ぐ。
【００３８】
次いで、本方法は、例えば、ボリューム２０及び２２の溶媒に従って適するように選択された温度で蒸発させることにより、溶媒の除去を実施する。これにより、Ｐ型ＳＡＭ２４が電極１２上に形成され、Ｎ型ＳＡＭ２６が電極１０上に形成される（図３）。
【００３９】
次いで、本方法は、従来のように、電極１２を覆うＰ型半導体材料、特に「ＴＩＰＳ−ペンタセン」として知られる６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン、又はフッ化アントラジチオフェン型分子、有利にはフッ化５，１１−ビス（トリエチルシリルエチニル）アントラジチオフェンのボリューム２８の形成、及び電極１０を覆うＮ型半導体材料、特にアセンジイミド型分子のボリューム３０の形成を実施してもよい。
【００４０】
リソグラフィが例えば用いられる（図４）。前述した堆積技術もまた、ボリューム２８及び３０の形成に用いられうることに注意すべきである。
【００４１】
次いで、誘電体層３２がアセンブリー上に形成され（図５）、トランジスタのゲートのための金属電極が、誘電体３２上に形成される（図６）。
【００４２】
いくつかの異なる誘電体領域が存在する場合、そのような領域もまた、本明細書で上述されたのと同様に堆積されうる。
【００４３】
本発明に従えば、第一の溶媒は無極性であり、第二の溶媒は極性である。より具体的には、無極性溶媒はフッ化物溶媒であり、極性溶媒はアルコール、特にイソプロパノールである。
【００４４】
変形例として、極性溶媒は水であり、無極性溶媒はヘキサンまたはテトラリンである。
【００４５】
他の変形例に従えば、極性溶媒はアルコール、特にメタノールであり、無極性溶媒はテトラリンまたはヘキサンである。
【００４６】
無論、本発明は、堆積される任意のタイプの材料に、例えば、任意のタイプの導電性、半導体性、又は絶縁性材料にも、これらの材料をよく規定された領域に堆積することを望む場合すぐに適用される。従って、ダイオード電極またはＬＥＦＥＴトランジスタの形成と同様に、ＣＭＯＳ回路のＭＯＳトランジスタの形成が言及されてもよい。
【００４７】
同様に、前述されたＣＭＯＳ構造の製造は、本発明の有利な実施形態の具体的な応用に対応することが理解されるべきである。
【００４８】
より一般的には、本発明のこの実施形態は、これらそれぞれに意図される材料との親和性の原理を提供することにより、一つまたはいくつかのタイプの材料を、異なる隣接した領域に堆積することを含む。
【００４９】
従って、溶液のボリュームが堆積され、用いられた溶媒の直交性によって互いに遮断しあうと、溶液に含まれる堆積される材料は、優先的に対応する目的の領域に堆積する。
【００５０】
さらに、目的領域と意図される材料との間の親和性の原理によってもまた、材料は、その領域の周囲の表面よりもより強く目的の領域に「結合する」。次いで、例えば、それらのすすぎのようなアセンブリーの洗浄は、それぞれの目的の領域の周囲に堆積された材料を除去する結果となり、その一方目的の領域に堆積された材料は保持される。
【００５１】
有利には、例えば、前述の応用に関して説明されたように、親和性の原理は、含まれる材料（堆積される材料及び表面のまたは目的の領域を形成する材料）が、表面または目的の領域を形成する材料とその上に堆積される材料との間のより強い結合、最も多くは金属型の結合を形成するように選択される、ＳＡＭの親和性の原理である。
【００５２】
従って親和性の原理を有する混合しない（直交性の）溶液の組み合わせは、数十、または数百マイクロメートル程度の精度を有するインクジェット堆積によって数平方マイクロメートルの隣接する領域を、そして同時かつマスクを用いることなく形成することが可能になる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  Ｐトランジスタのソース及びドレイン電極
１２  Ｎトランジスタのソース及びドレイン電極
１４  プラスチック基板
１６  液滴
１８  ノズル
２０、２２  溶液のボリューム
２４  Ｐ型ＳＡＭ
２６  Ｎ型ＳＡＭ
２８  Ｐ型半導体材料のボリューム
３０  Ｎ型半導体材料のボリューム
３２  誘電体層
【図１】
2013526013.tif 000003
【図５】
2013526013.tif 000004
【図２】
2013526013.tif 000005
【図３】
2013526013.tif 000006
【図４】
2013526013.tif 000007
【図６】
2013526013.tif 000008
【国際調査報告】
2013526013.tif 000009
2013526013.tif 000010
2013526013.tif 000011
2013526013.tif 000012
2013526013.tif 000013
2013526013.tif 000014