(57)【要約】【課題】  基板上の有機材料層に対する影響を抑制または防止しつつ、当該基板上に別の材料層の微細パターンを形成することができる有機材料装置の製造方法を提供すること【解決手段】  この有機半導体装置は、ゲート電極２と、ゲート絶縁膜３と、有機材料層４と、電極５，６とを備えている。作製にあたり、有機材料層４上に犠牲層８が形成され、その犠牲層８の上にフォトレジスト９が形成される。その後、所定のパターンで露光され、露光された部分のフォトレジスト９がアルカリ現像液によって溶解させられる。次いで、全面が露光され、電極５，６が形成された後、アルカリ現像液によって、フォトレジスト９と共に電極５，６の不要部分がリフトオフされることにより、電極５，６がパターン化される。【選択図】図２
2008085200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された有機材料からなる第１材料層上に無機材料からなる犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層上を含む前記基板上の領域にレジストを形成する工程と、
このレジストを所定パターンに選択露光する選択露光工程と、
前記犠牲層を溶解させることができる水溶液からなる現像液で、前記選択露光工程において露光されたレジスト部分およびその直下の犠牲層を溶解させる現像工程と、
この現像工程の後の前記基板上に、第２材料層を形成する工程と、
前記犠牲層を溶解させることができる水溶液からなる現像液で、前記レジストおよびその直下の犠牲層を溶解させることによって、当該レジスト上の第２材料層をリフトオフし、前記第２材料層をパターニングするリフトオフ工程とを含む、有機材料装置の製造方法。
【請求項２】
前記現像工程後に前記基板上に残っている未露光部分のレジストを露光して、このレジストを前記リフトオフ工程で用いる現像液に可溶な性質に化学変化させる全レジスト露光工程をさらに含み、
この全レジスト露光工程の後に、前記第２材料層を形成する工程を行う、請求項１記載の有機材料装置の製造方法。
【請求項３】
前記現像工程およびリフトオフ工程において用いられる前記現像液は、いずれもアルカリ性水溶液である、請求項１または２記載の有機材料装置の製造方法。
【請求項４】
前記犠牲層が金属層である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１材料層が有機半導体材料層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２材料層が金属層を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２材料層が、前記第１材料層を構成する有機材料層とは別の種類の有機材料層を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１材料層が、複数の有機材料層の積層構造を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２材料層が、複数の有機材料層の積層構造を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機材料層上に、別の材料層のパターンを有する有機材料装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体活性層に有機半導体材料を用いた有機トランジスタが提案されている。有機トランジスタの一つの構造は、いわゆるトップコンタクト型である。トップコンタクト型の有機トランジスタは、有機半導体層上にソース・ドレイン電極を形成して作製される。より具体的には、たとえば、ガラス基板、プラスチック基板、シリコン基板などの基板上に、ゲート電極が形成され、これを覆うようにゲート絶縁膜が形成される。さらに、このゲート絶縁膜上に有機半導体層が蒸着され、この有機半導体層上にソース・ドレイン電極としての金属層が形成される。
【０００３】
この金属層の形成には、一般に真空蒸着法が適用される。より具体的には、真空チャンバ内に蒸着源が配置され、これに対向するように前記ゲート絶縁膜および有機半導体層が形成された基板が配置される。さらに、この基板と蒸着源との間にシャドウマスクが配置される。シャドウマスクには、有機半導体層上に形成すべき金属層のパターン（ソース・ドレイン電極のパターン）に対応した微細な開口が形成されている。蒸着源において蒸発し、有機半導体層に向かって飛来する金属材料分子は、シャドウマスクの開口を通って、有機半導体層の表面に達して付着し、金属層のパターンを形成する。
【特許文献１】特開２００５−０３８６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シャドウマスクを用いた前述の方法では、極微細な金属層のパターンを形成することができず、数μｍオーダーのパターンが微細化の限界である。したがって、素子の微細化および高集積化には、必ずしも適した方法であるとは言えない。
そこで、素子を微細化するための方法として、インクジェットパターニングを適用することが提案されているが、インクジェットパターニングのインクとなりうる金属材料としては、たとえば、ナノ微粒子である必要がある。それ以外の材料であれば、ラインエッジの凹凸が大きく、パターン精度が悪くなる。
【０００５】
一方、金属膜のパターニングにフォトリソグラフィ工程を適用して、パターンの微細化を図ることが考えられるかもしれない。しかし、フォトリソグラフィ工程において用いられるフォトレジストは、一般に、有機溶剤で希釈して基板上に塗布される。ところが、有機溶剤で希釈したフォトレジストを有機半導体層上に塗布すれば、その有機溶剤が有機半導体層を浸食し、その電気的特性を損なわせるおそれがある。
【０００６】
前述した問題は、金属層を形成する場合に限らず、基板上に有機材料層を形成した後に、他の材料層（たとえば、有機材料層、絶縁膜など）をパターン形成する場合に共通の問題である。
そこで、この発明の目的は、基板上の有機材料層に対する影響を抑制または防止しつつ、当該基板上に別の材料層の微細パターンを形成することができる有機材料装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板上に形成された有機材料からなる第１材料層上に無機材料からなる犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層上を含む前記基板上の領域にレジストを形成する工程と、このレジストを所定パターンに選択露光する選択露光工程と、前記犠牲層を溶解させることができる水溶液からなる現像液で、前記選択露光工程において露光されたレジスト部分およびその直下の犠牲層を溶解させる現像工程と、この現像工程の後の前記基板上に、第２材料層を形成する工程と、前記犠牲層を溶解させることができる水溶液からなる現像液で、前記レジストおよびその直下の犠牲層を溶解させることによって、当該レジスト上の第２材料層をリフトオフし、前記第２材料層をパターニングするリフトオフ工程とを含む、有機材料装置の製造方法である。
【０００８】
この方法によれば、第１材料層を無機材料からなる犠牲層で保護した状態でレジストが形成（塗布）されるので、第１材料層をレジスト中の有機溶媒から保護できる。すなわち、犠牲層によって、第１材料層とレジストとの接触を回避できる。その結果、第１材料層に対する影響を抑制または防止しつつ、基板上に第２材料層を形成（パターニング）することができる。しかも、フォトリソグラフィ技術によって第２材料層をパターニングできるので、シャドウマスクを用いる従来技術に比較して格段に微細化されたパターンの第２材料層を、第１材料層が形成された基板上に形成することができる。むろん、インクジェットパターニングの場合とは異なり、第２材料層の使用材料に対する厳しい制限もない。
【０００９】
前記現像工程と前記リフトオフ工程との現像液は、同種のものでも異種のものでもよい。また、前記第２材料層は、たとえば、蒸着法により形成されてもよい。第２材料層の形成パターンは、前記第１材料層に対する接触部を有するパターンでもよいし、前記第１材料層とは接触部を有しないパターンでもよい。
請求項２記載の発明は、前記現像工程後に前記基板上に残っている未露光部分のレジストを露光して、このレジストを前記リフトオフ工程で用いる現像液に可溶な性質に化学変化させる全レジスト露光工程をさらに含み、この全レジスト露光工程の後に、前記第２材料層を形成する工程を行う、請求項１記載の有機材料装置の製造方法である。
【００１０】
この方法によれば、現像工程後に基板上に残っている未露光部分のレジストを露光して、このレジストをリフトオフ工程で用いる現像液に可溶な性質に化学変化される全レジスト露光工程が行われる。そのため、リフトオフ工程において、基板上の全レジストを確実に溶解させることができ、レジストと共に第２材料層の不要部分を精密にリフトオフできる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記現像工程およびリフトオフ工程において用いられる前記現像液は、いずれもアルカリ性水溶液である、請求項１または２記載の有機材料装置の製造方法である。
一般に、レジストは、アルカリ性水溶液に可溶であるように設計され、露光後の現像工程では、アルカリ現像液が用いられることが多い。したがって、リフトオフ工程においてアルカリ性水溶液を用い、有機材料層としてアルカリ性水溶液に不溶な材料を用いることによって、有機材料層に対するレジストの選択比を大きくとることができ、精密なリフトオフが可能になる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記犠牲層が金属層である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法である。
この方法によれば、犠牲層として金属層、たとえば、アルミニウムの層などが形成される。一般に、アルミニウムなどの金属は、アルカリ性水溶液に可溶である。そのため、リフトオフ工程における現像液として、たとえば、アルカリ性水溶液を用いた場合、有機材料層に形成された犠牲層を、レジストと共に容易に溶解除去することができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記第１材料層が有機半導体材料層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法である。
この方法によれば、犠牲層の働きにより、レジストが有機半導体材料層に接触することを回避できるため、レジスト中の有機溶剤による有機半導体材料層に対する影響を抑制または防止できる。これにより、有機半導体材料層の電気的特性を損なうことなく、有機半導体材料層の上に微細パターンの第２材料層を形成することができる。その結果、優れた電気的特性の有機半導体装置を実現できる。
【００１４】
有機半導体装置の例としては、半導体活性層として有機半導体層を用いた有機トランジスタや、有機半導体発光層において電子および正孔の再結合を生じさせて発光を起こす有機半導体発光素子（有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子）を挙げることができる。
請求項６記載の発明は、前記第２材料層が金属層を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法である。
【００１５】
この方法によれば、第２材料層が金属層、たとえば、金属電極を含むものとして形成される。したがって、たとえば、有機半導体材料層等の有機材料層上に電極を形成したトップコンタクト型デバイスを製造することができる。この場合に、有機材料層の電気的特性を損なうことなく微細パターンの金属膜を基板上（たとえば有機材料層上）に形成できるので、デバイスの微細化および高集積化を図ることができる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、前記第２材料層が、前記第１材料層を構成する有機材料層とは別の種類の有機材料層を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法である。
この方法によれば、第２材料層が、第１材料層を構成する有機材料層とは別の種類の有機材料層を含むものとして形成される。より具体的には、たとえば、第１材料層がＰ型有機半導体材料で形成され、第２材料層がＮ型有機半導体材料で形成される。これにより、基板上にＰ型およびＮ型の有機半導体材料層をいずれも微細パターンに形成することができる。したがって、たとえば、Ｐチャンネル型動作の有機トランジスタ素子とＮチャンネル型動作の有機トランジスタとを基板上に微細パターンに形成し、これらを基板上で集積化したりすることができる。
【００１７】
請求項８記載の発明は、前記第１材料層が、複数の有機材料層の積層構造を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法である。
この方法によれば、第１材料層が複数の有機材料層の積層構造として形成されるので、たとえば、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として好適に採用することができる。
【００１８】
請求項９記載の発明は、前記第２材料層が、複数の有機材料層の積層構造を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の有機材料装置の製造方法である。
この方法によれば、第２材料層が複数の有機材料層の積層構造として形成されるので、たとえば、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として好適に採用することができる。より具体的には、たとえば、基板上に複数の微小有機ルミネッセンス素子を高密度で配置することが可能になり、高精細な表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を図解的に示す断面図である。
この有機材料装置は、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）としての基本構造を有する有機トランジスタ１である。有機トランジスタ１は、基板を兼ねるゲート電極２と、このゲート電極２上に積層されたゲート絶縁膜３と、ゲート絶縁膜３上に積層された有機材料層４と、この有機材料層４上に所定の間隔（たとえば、１０μｍ）を空けて形成された一対の電極５，６（ソース・ドレイン電極）とを備えている。すなわち、この有機トランジスタ１は、電極５，６が、有機材料層４に対してゲート電極２とは反対側に配置された、いわゆるトップコンタクト型の構造を有している。たとえば、一対の電極５，６のうちの一方は、有機材料層４にキャリヤ（電子または正孔）を注入するキャリヤ注入電極５であり、他方は有機材料層４からキャリヤを受け取るキャリヤ引き出し電極６である。
【００２０】
ゲート電極２は、シリコン基板の表層部に高濃度にＮ型不純物を導入して形成された不純物拡散層からなる電極である。むろん、たとえば、基板としてプラスチック基板を用い、この基板上にニッケル（Ni）、アルミニウム（Al）などの金属膜を形成してゲート電極２とすることもできる。ゲート電極２は、少なくとも電極５，６の間の電極間領域７において、ゲート絶縁膜３を介して有機材料層４に対向するように基板上に設けられている。
【００２１】
ゲート絶縁膜３は、たとえば、酸化シリコン（SiO2）、五酸化タンタル（Ta2O5）、酸化アルミニウム（Al2O3）ならびに、ノボラック樹脂およびポリイミドなどのポリマー、などから構成される。
有機材料層４は、キャリヤ注入電極５から注入される正孔を移動させることができるＰ型有機半導体材料（正孔輸送性有機材料）で構成されたＰ型有機半導体層であってもよいし、キャリヤ注入電極５から注入される電子を移動させることができるＮ型有機半導体材料（電子輸送性有機材料）で構成されたＮ型有機半導体層であってもよい。また、正孔および電子の両方を移動させることができるバイポーラ型有機半導体材料からなるバイポーラ型有機半導体層で有機材料層４を構成することもできる。この場合、電極５，６は、いずれもキャリヤ注入電極となり、その一方は正孔を有機材料層４に注入する正孔注入電極となり、他方は電子を有機材料層４に注入する電子注入電極となる。
【００２２】
典型的なＰ型有機半導体材料は、ペンタセンであり、層厚５０ｎｍのペンタセン層で有機材料層４を構成することができる。その他、次のようなＰ型有機半導体材料のなかから任意に選択したものを構成材料として用いることができる。
Pentacene、Tetracene、Anthracene などのアセン系材料。Copper Phthalocyanineなどのフタロシアニン系材料。α-sexithiophene、α，ω-Dihexyl-sexithiophene、dihexyl-anthradithiophene、Bis(dithienothiophene)、α，ω-Dihexyl-quinquethiopheneなどのオリゴチオフェン材料。poly(3-hexylthiophene)、poly(3-butylthiophene)などのポリチオフェン材料。その他、oligophenylene、oligophenylenevinylene、TPD、α-NPD、m-MTDATA、TPAC、TCTA などの低分子材料や、poly(phenylenevinylene)、poly(thienylenevinylene)、polyacetylene、poly(vinylcarbazole)などの高分子材料。
【００２３】
また、Ｎ型有機半導体材料としては、次のようなＮ型有機半導体材料のなかから任意に選択したものを構成材料として用いることができる。
NTCDI、C6-NTC、C8-NTC、F15-octyl-NTC、F3-MeBn-NTC等のNTCDI系材料。PTCDI、C6-PTC、C8-PTC、C12-PTC、C13-PTC、Bu-PTC、F7Bu-PTC、Ph-PTC、F5Ph-PTC等のPTCDI系材料。その他、TCNQ、C60フラーレン、F16-CuPc、F14-Pentacene等。
【００２４】
さらにまた、バイポーラ型有機半導体材料としては、α−ＮＰＤ、Ａｌｑ3（Tris(8-hydroxyquinolinato)alminum(III)）、ＣＢＰ（4,4'-Bis(carbazol-9-y1)biphenyl）、ＢＳＡ−１ｍ(9,10-Bis(3-cyanostilil)anthracene)、ＭＥＨＰＰＶ(Poly[2-Methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])、ＣＮ−ＰＰＰ(Poly[2-(6-cyano-6-methylheptyloxy)-1,4-phenylene])、Bis(2-(2-hydroxyphenyl)-benz-1,3-thiazolato)zinc complex、Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(anthracen-9,10-diyl)]を例示できる。
【００２５】
電極５，６には、有機材料層４に適用される有機材料を考慮して、この有機材料層４との間でキャリヤの授受を行いやすい材料が適用される。具体的には、たとえば、金（Au）、アルミニウム（Al）、マグネシウム−金（Mg-Au）合金、マグネシウム−銀（Mg-Ag）合金、アルミニウム−リチウム（Al-Li）合金、カルシウム（Ca）、白金（Pt）、ＩＴＯ（酸化インジウム（In2O3）と酸化錫（SnO2）との固溶体）などで電極５，６を構成することができる。
【００２６】
Ｐ型有機半導体層（たとえば、ペンタセン層）で有機材料層４を構成する場合には、有機トランジスタ１において、半導体動作時には、電極５，６間には、キャリヤ注入電極５側が正となる電圧が印加される。この状態で、ゲート電極２に負の電圧を印加すると、電極５，６間において有機材料層４内にチャネルが形成される。これにより、キャリヤ注入電極５から注入された正孔が有機材料層４を通ってキャリヤ引き出し電極６へと輸送される。こうして、電極５，６間が導通する。ゲート電極２への印加電圧を取り除くと、有機材料層４内のチャネルが消失して、電極５，６間が遮断される。電極５，６間の電流は、ゲート電極２への印加電圧に依存して変化する。このようにしてトランジスタ動作が行われる。
【００２７】
図２Ａ〜２Ｇは、図１の有機トランジスタの製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。まず、図２Ａに示すように、基板を兼ねるゲート電極２上に、ゲート絶縁膜３が形成され、このゲート絶縁膜３上に有機材料層４（第１材料層）が積層形成され、さらに、この有機材料層４の上に犠牲層８が積層形成される。
犠牲層８は、後述するフォトレジスト９に対して化学的に安定な無機材料であり、たとえば、アルミニウム（Al）、ガリウム（Ga）、インジウム（In）、タリウム（Tl）などの周期律表（ＩＵＰＡＣ、１９９０年）IIIＢ族に属する金属材料、アルミニウム−タンタル（Al-Ta）合金などが挙げられる。一般に、アルミニウムなどの金属は、アルカリ性水溶液に可溶であるため、犠牲層８がこのような金属であると、後述するリフトオフ時に、フォトレジスト９と共に犠牲層８を容易に溶解除去することができ、犠牲層８が有機材料層４に残存することを防止できる。
【００２８】
次に、この状態で、図２Ｂに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、有機材料層４は、犠牲層８に保護されているので、有機材料層４とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が有機材料層４を浸食したりすることがない。フォトレジスト９としては、紫外線露光を受けることにより、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化するものが用いられる。
【００２９】
次に、フォトレジスト９に対して適切なベーク処理を施した後、図２Ｃに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ａが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ａには、電極５および電極６にそれぞれ対応する形状の開口１０ａおよび開口１０ｂが形成されていて、この開口１０ａおよび開口１０ｂに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ａおよび開口１０ｂに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００３０】
次に、図２Ｄに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、電極５，６を形成すべき領域の有機材料層４が露出させられる（現像工程）。
次に、図２Ｅに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００３１】
次に、図２Ｆに示すように、全面に金属層である電極５，６（第２材料層）が蒸着され、さらに、図２Ｇに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、電極５，６の不要部分がフォトレジスト９とともにリフトオフされて（リフトオフ工程）、有機トランジスタ１が完成する。
このように、犠牲層８の働きにより、有機溶剤に希釈されたフォトレジスト９が有機材料層４に接触することを回避できるため、有機材料層４に対する影響を抑制または防止しながら、つまり、有機材料層４の電気的特性を損なうことなく、フォトリソグラフィによって、有機材料層４の上に電極５，６の微細パターンを形成することができる。また、リフトオフ時にもアルカリ性水溶液を用いることによって、有機材料層４に対するフォトレジスト９の選択比を大きくとることができ、精密なリフトオフが可能になる。
【００３２】
図３は、この発明の第２の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
この有機材料装置は、基板１１（たとえば、ガラス基板、シリコン基板またはプラスチック基板）上に複数（たとえば、２つ）の有機トランジスタ１２Ｐ，１２Ｎが形成された、有機トランジスタ集積回路素子２９である。
【００３３】
個々の有機トランジスタ１２Ｐ，１２Ｎは、基板１１上に形成されたゲート電極１３，１４と、ゲート電極１３，１４上に積層されたゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に所定の間隔（たとえば、１０μｍ）を空けて形成された電極１６Ｐ，１７，１６Ｎと、これらの電極１６Ｐ，１７，１６Ｎ上に形成され、ゲート電極１３，１４と対向配置された有機半導体層１８，１９とを備えている。すなわち、この有機トランジスタ集積回路素子２９は、電極１６Ｐ，１７，１６Ｎが、有機半導体層１８，１９に対してゲート電極１３，１４と同じ側に配置された、いわゆるボトムコンタクト型の構造を有している。電極１７は、一対の有機トランジスタ１２Ｐ，１２Ｎによって共有され、それらを互いに接続している。
【００３４】
一方の有機半導体層１８はＰ型有機半導体層（第１材料層）であり、他方の有機半導体層１９はＮ型有機半導体層（第２材料層）である。すなわち、この実施形態では、基板１１上に、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor)構造の回路を形成できる。Ｐ型有機半導体層１８は前述のＰ型有機半導体材料で構成することができ、同じく、Ｎ型有機半導体層１９は前述のＮ型有機半導体材料で構成することができる。
【００３５】
ゲート電極１３，１４の材料としては、たとえば、上記した第１の実施形態におけるゲート電極２と同様の材料が挙げられる。
ゲート絶縁膜１５についても同様に、上記した第１の実施形態におけるゲート絶縁膜３と同様の材料で構成することができる。
電極１６Ｐは、Ｐ型有機半導体層１８に正孔を注入する正孔注入電極であり、電極１６ＮはＮ型有機半導体層１９に電子を注入する電子注入電極である。電極１６Ｐ，１７，１６Ｎの材料としては、たとえば、上記した第１の実施形態における電極５，６と同様の材料が挙げられる。
【００３６】
Ｐ型有機半導体層１８とＮ型有機半導体層１９とは、互いに異なる種類の有機材料で構成されている。
そして、この有機トランジスタ集積回路素子２９において、個々の有機トランジスタ１２Ｐ，１２Ｎを電気的に分離する素子分離の目的で、隣り合うＰ型有機半導体層１８とＮ型有機半導体層１９とは、互いに間隔Ｄを開けて分離されている。この間隔Ｄは、たとえば、１マイクロメートルのオーダーであり、これにより、サブミクロンルールの有機トランジスタ集積回路素子２９が構成されている。
【００３７】
図４Ａ〜４Ｆおよび図５Ｇ〜５Ｌは、図３の有機トランジスタ集積回路素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。この図４および図５において前述の図２に示された各部に対応する部分には、図２の場合と同一の参照符号を付して示す。
まず、図４Ａに示すように、ゲート電極１３，１４、ゲート絶縁膜１５および電極１６Ｐ，１７，１６Ｎが形成された（ゲート電極１３，１４については、たとえば、フォトリソグラフィによりパターニングされて形成）基板１１の表面（正確には、ゲート絶縁膜１５および電極１６Ｐ，１７，１６Ｎの表面）の全面に、フォトレジスト２０が塗布され、適切なベーク処理が施される。この状態の基板１１の上方にフォトマスク１０Ｂが配置され、フォトレジスト２０が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｂには、Ｐ型有機半導体層１８に対応する形状の開口１０ｃが形成されていて、この開口１０ｃに対応する領域のフォトレジスト２０が選択的に紫外線露光される。
【００３８】
次に、図４Ｂに示すように、アルカリ現像液を用いてフォトレジスト２０を現像することにより、電極１６Ｐ，１７の各一部が露出させられる。このとき、フォトレジスト２０は、形成すべきＰ型有機半導体層１８のパターンを反転したパターン（反転パターン）に現像されることになる。この後、次に形成されるＰ型有機半導体層１８とゲート絶縁膜１５との密着力を強化するための表面処理として、ＨＭＤＳ処理が行われ、さらに、Ｐ型有機半導体層１８と電極１６Ｐ，１７（たとえばＡｕからなるもの）との密着力を強化するために、チオール化合物を用いた表面処理が行われる。
【００３９】
次に、図４Ｃに示すように、全面が紫外線露光され、基板１１上のすべてのフォトレジスト２０が紫外線によって露光される。
次に、図４Ｄに示すように、全面にＰ型有機半導体層１８が蒸着され、さらに、図４Ｅに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト２０が溶解させられる。これにより、Ｐ型有機半導体層１８の不要部分がリフトオフされる。フォトレジスト２０は、図４Ｃの工程において予め紫外線に露光されているため、アルカリ現像液に容易に溶解し、Ｐ型有機半導体層１８に対して高い選択比で除去される。また、Ｐ型有機半導体層１８の形成前にＨＭＤＳ処理およびチオール化合物による表面処理を行っているため、リフトオフ時にもＰ型有機半導体層１８とゲート絶縁膜１５および電極１６Ｐ，１７との結合が強固に保持される。こうして、有機トランジスタ１２Ｐの電極１６Ｐ，１７間に渡る領域に、これらの電極１６Ｐ，１７に接するＰ型有機半導体層１８を形成することができる。
【００４０】
次に、図４Ｆに示すように、Ｐ型有機半導体層１８を含む全面に、犠牲層８が形成される。
次に、この状態で、図５Ｇに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、Ｐ型有機半導体層１８は、犠牲層８に保護されているので、Ｐ型有機半導体層１８とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒がＰ型有機半導体層１８を浸食したりすることがない。
【００４１】
次に、図５Ｈに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ｃが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｃには、Ｎ型有機半導体層１９に対応する形状の開口１０ｄが形成されていて、この開口１０ｄに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ｄに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００４２】
次に、図５Ｉに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、Ｎ型有機半導体層１９を形成すべき領域の電極１６Ｎ，１７が露出させられる（現像工程）。
次に、図５Ｊに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００４３】
次に、図５Ｋに示すように、全面にＮ型有機半導体層１９が蒸着され、さらに、図５Ｌに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、Ｎ型有機半導体層１９の不要部分がフォトレジスト９とともにリフトオフされて（リフトオフ工程）、同一基板上に複数種類の有機トランジスタ１２Ｐ，１２Ｎが形成された有機トランジスタ集積回路素子２９が完成する。
【００４４】
このように、犠牲層８の働きにより、有機溶剤に希釈されたフォトレジスト９がＰ型有機半導体層１８およびＮ型有機半導体層１９に接触することを回避できるため、Ｐ型有機半導体層１８およびＮ型有機半導体層１９に対する影響を抑制または防止しながら、つまり、Ｐ型有機半導体層１８およびＮ型有機半導体層１９の電気的特性を損なうことなく、フォトリソグラフィによって、基板上にＰ型有機半導体層１８およびＮ型有機半導体層１９をいずれも微細パターンに形成することができる。
【００４５】
図６は、この発明の第３の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
この有機材料装置は、基板２１上に複数色（たとえば、３色）の赤色有機ＥＬ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ（総称するときには「有機ＥＬ２２」という。）が形成された、ＲＧＢ発光素子３０である。
【００４６】
基板２１は、光透過率の高い材料、たとえば、ガラス基板またはプラスチック基板などから構成される。これにより、有機ＥＬ２２で生じる光は、基板２１を通過して外部に取り出される。
有機ＥＬ２２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に発光する発光色素の種類が異なる。そのため、同時に形成することができず、赤色有機ＥＬ２２Ｒと、緑色有機ＥＬ２２Ｇと、青色有機ＥＬ２２Ｂとに分離して形成される。個々の有機ＥＬ２２は、基板２１上に形成された信号電極２３（陽極）と、赤色有機層２４Ｒ，緑色有機層２４Ｇ，青色有機層２４Ｂ（総称するときには「有機層２４」という。）と、電子注入層２５と、走査電極２６（陰極）とを備えている。より詳しくは、信号電極２３が、基板２１上に互いに間隔を空けて３箇所に分離形成され、各信号電極２３をそれぞれ覆うように有機層２４が形成され、各有機層２４上に電子注入層２５が形成されている。そして、走査電極２６が、電子注入層２５の上面および側面、ならびに有機層２４の側面を覆うように形成されており、走査電極２６と信号電極２３とは、有機層２４を隔てて、接触が回避されている。
【００４７】
信号電極２３は、有機層２４に正孔を注入するための電極であり、たとえば、ＩＴＯ（酸化インジウム（In2O3）と酸化錫（SnO2）との固溶体）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）または酸化亜鉛（ZnO）などの透明電極材料から構成される。
有機層２４は、有機ＥＬ２２における発光部分であり、正孔輸送層２４１と、赤色、緑色および青色の各発光層２４２Ｒ，２４２Ｇ，２４２Ｂ（総称するときには「発光層２４２」という。）と、電子輸送層２４３とを信号電極２３上に積層した積層構造を有している。
【００４８】
正孔輸送層２４１は、信号電極２３から注入される正孔を発光層２４２へと輸送するための層であり、たとえば、α-NPD、TPDなどのジアミン系材料、またはm-TDATAなどで構成される。
信号電極２３から正孔輸送層２４１への正孔の注入を容易にするため、正孔輸送層２４１と信号電極２３との間に正孔注入層を介装してもよい。このような正孔注入層の材料としては、たとえば、Copper Phthalocyanine、m-MTDATA（たとえば、層厚は１ｎｍ以下）などが挙げられる。
【００４９】
発光層２４２は、正孔輸送層２４１から正孔の供給を受け、また、電子輸送層２４３から電子の供給を受けて、これら正孔および電子を再結合させることによって発光を生じさせる層であり、分離形成された各有機ＥＬ２２に対応して、赤色発光層２４２Ｒ、緑色発光層２４２Ｇおよび青色発光層２４２Ｂとして構成される。
各発光層２４２は、キャリヤ（正孔または電子）輸送能力を有している必要はないが、正孔輸送層２４１および電子輸送層２４３よりも発光量子効率の高い有機半導体材料からなるものであることが好ましく、Alq3などの蛍光を示す金属錯体系材料に蛍光色素をドープして構成される。たとえば、赤色発光層２４２Ｒとしては、Alq3にDCMがドープされたもの、たとえば、緑色発光層２４２Ｇとしては、Alq3にCoumaline（クマリン）がドープされたもの、たとえば、青色発光層２４２Ｂとしては、Alq3にPerylene（ペリレン）がドープされたものなどが挙げられる。
【００５０】
電子輸送層２４３は、走査電極２６から電子注入層２５を介して注入される電子を輸送するための層であり、たとえば、Alq3などの金属錯体系材料から構成される。
電子注入層２５は、走査電極２６と電子輸送層２４３とのエネルギー障壁を緩和するように作用する層であり、走査電極２６と電子輸送層２４３との間に電子注入層２５を介在させることにより、電子輸送層２４３に対して容易に電子を注入することができる。電子注入層２５の材料としては、Alq3やBathophenanthrolineなどの電子輸送性有機半導体にリチウム(Li)、セシウム(Cs)などのアルカリ金属をドープした層、フッ化リチウム(LiF)を始めとするアルカリ金属・アルカリ土類金属フッ化物、酸化ゲルマニウム(GeO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)などが挙げられる。
【００５１】
走査電極２６は、電子注入層２５を介して電子輸送層２４３に電子を注入するための電極であり、導電率が高く、電子輸送層２４３に対して電子を注入しやすい金属、たとえば、アルミニウム（Al）、カルシウム（Ca）マグネシウム−アルミニウム（Mg-Al）合金、アルミニウム−リチウム（Al-Li）合金、などから構成される。
発光動作時には、たとえば、信号電極２３に対して正の電圧が印加され、正孔輸送層２４１に正孔が注入される。一方、走査電極２６に対して、負の電圧が印加され、電子注入層２５を介して電子輸送層２４３に電子が注入される。そして、これらの電子と正孔とが各層を輸送され、有機材料層４内で再結合することにより発光する。発光した光は、信号電極２３および基板２１を通過して外部に取り出される。
【００５２】
図６に示された構造で構成した画素を基板２１上に複数個マトリクス配列することにより、二次元カラー表示装置を構成することができる。
図７Ａ〜７Ｅ、図８Ｆ〜８Ｉ、図９Ｊ〜９Ｍ、図１０Ｎ〜図１０Ｑおよび図１１Ｒ〜図１１Ｕは、図６のＲＧＢ発光素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。この図７〜図１１において前述の図２、図４および図５に示された各部に対応する部分には、図２、図４および図５の場合と同一の参照符号を付して示す。
【００５３】
まず、図７Ａに示すように、信号電極２３が所定の間隔を空けて形成（たとえば、フォトリソグラフィによりパターニングされて形成）された基板２１の表面（正確には、基板２１および信号電極２３の表面）の全面に、フォトレジスト２０が塗布され、適切なベーク処理が施される。この状態の基板２１の上方にフォトマスク１０Ｄが配置され、フォトレジスト２０が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｄには、赤色有機ＥＬ２２Ｒに対応する形状の開口１０ｅが形成されていて、この開口１０ｅに対応する領域のフォトレジスト２０が選択的に紫外線露光される。
【００５４】
次に、図７Ｂに示すように、アルカリ現像液を用いてフォトレジスト２０を現像することにより、赤色有機ＥＬ２２Ｒに対応する信号電極２３が露出させられる。このとき、フォトレジスト２０は、形成すべき赤色有機ＥＬ２２Ｒのパターンを反転したパターン（反転パターン）に現像されることになる。
次に、図７Ｃに示すように、全面が紫外線露光され、基板２１上のすべてのフォトレジスト２０が紫外線によって露光される。
【００５５】
次に、図７Ｄに示すように、全面に正孔輸送層２４１、赤色発光層２４２Ｒおよび電子輸送層２４３が、蒸着源を切り換えながら連続的に蒸着され、信号電極２３上に赤色有機層２４Ｒ（第１材料層）が積層構造を有するように形成される。さらに、図７Ｅに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト２０が溶解させられる。これにより、赤色有機層２４Ｒの不要部分がリフトオフされる。
【００５６】
次に、図８Ｆに示すように、基板２１および赤色有機層２４Ｒの全面に、犠牲層８が形成される。
次に、この状態で、図８Ｇに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、赤色有機層２４Ｒは、犠牲層８に保護されているので、赤色有機層２４Ｒとフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が赤色有機層２４Ｒを浸食したりすることがない。
【００５７】
次に、フォトレジスト９に対して適切なベーク処理を施した後、図８Ｈに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ｅが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｅには、緑色有機層２４Ｇに対応する形状の開口１０ｆが形成されていて、この開口１０ｆに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ｆに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００５８】
次に、図８Ｉに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、緑色有機層２４Ｇを形成すべき領域の信号電極２３が露出させられる（現像工程）。
次に、図９Ｊに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００５９】
次に、図９Ｋに示すように、全面に正孔輸送層２４１、緑色発光層２４２Ｇおよび電子輸送層２４３が、蒸着源を切り換えながら連続的に蒸着され、信号電極２３上に緑色有機層２４Ｇ（第２材料層）が積層構造を有するように形成される。さらに、図９Ｌに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、緑色有機層２４Ｇの不要部分がリフトオフされる。
【００６０】
その後、図８Ｆ〜図８Ｉおよび図９Ｊ〜９Ｌと同様の工程が行なわれ、図９Ｍに示すように、青色有機層２４Ｂが形成される。
次に、図１０Ｎに示すように、有機層２４および基板２１の全面に犠牲層８が形成される。次に、この状態で、図１０Ｏに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、有機層２４は、犠牲層８に保護されているので、有機層２４とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が有機層２４を浸食したりすることがない。
【００６１】
次に、図１０Ｐに示すように、基板２１の上方にフォトマスク１０Ｆが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｆには、電子注入層２５に対応する形状の開口１０ｇ〜ｉが形成されていて、この開口１０ｇ〜ｉに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される。
次に、図１０Ｑに示すように、アルカリ現像液を用いてフォトレジスト９を現像することにより、有機層２４が露出させられる。その後、図１１Ｒに示すように全面が紫外線露光され、基板２１上のすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される。
【００６２】
次に、図１１Ｓに示すように、各有機層２４に電子注入層２５が形成され、図１１Ｔに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、電子注入層２５の不要部分がリフトオフされる。
そして、図１１Ｕに示すように、走査電極２６が形成されて、同一基板上に複数の有機ＥＬが形成されたＲＧＢ発光素子３０が完成する。
【００６３】
このように、犠牲層８の働きにより、有機溶剤に希釈されたフォトレジスト９が各有機層２４に接触することを回避できるため、有機層２４に対する影響を抑制または防止しながら、つまり、有機層２４の電気的特性を損なうことなく、フォトリソグラフィによって、各有機層２４をいずれも微細パターンに形成することができる。そのため、高精細でかつ表示品質の高い２次元表示デバイスを実現できる。
【００６４】
図１２は、この発明の第４の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。この図１２において前述の図１に示された各部に対応する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。
この有機材料装置は、有機トランジスタ３２が複数（図１２に表れているのは３つだが、実際にはより多数）集積された、有機トランジスタ集積回路素子３１である。
【００６５】
個々の有機トランジスタ３２は、図１に示す有機トランジスタ１とほぼ同じ構成であり、ゲート電極２が基板３３（たとえば、ガラス基板、シリコン基板またはプラスチック基板）と一体的に形成されておらず、基板３３上に分離して形成されている点において、図１の有機トランジスタ１と異なっている。また、一部の電極６は、隣り合う一対の有機トランジスタ３２によって共有されており、これらを互いに接続している。
【００６６】
図１３Ａ〜図１３Ｄ、図１４Ｅ〜１４Ｈおよび図１５Ｉ〜図１５Ｌは、図１２の有機トランジスタ集積回路素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。図１３、図１４および図１５において図２、図４および図５に示された各部に対応する部分には、図２、図４および図５の場合と同一の参照符号を付して示す。
まず、図１３Ａに示すように、ゲート電極２およびゲート絶縁膜３が形成（ゲート電極２については、たとえば、フォトリソグラフィによりパターニングして形成）された基板３３の表面（正確にはゲート絶縁膜３の表面）の全面に、フォトレジスト２０が塗布され、適切なベーク処理が施される。この状態の基板３３の上方にフォトマスク１０Ｇが配置され、フォトレジスト２０が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｇには、有機材料層４に対応する形状の開口１０ｊ〜ｌが形成されていて、この開口１０ｊ〜ｌに対応する領域のフォトレジスト２０が選択的に紫外線露光される。
【００６７】
次に、図１３Ｂに示すように、アルカリ現像液を用いてフォトレジスト２０を現像することにより、ゲート絶縁膜３の一部が露出させられる。このとき、フォトレジスト２０は、形成すべき有機材料層４のパターンを反転したパターン（反転パターン）に現像されることになる。
次に、図１３Ｃに示すように、全面が紫外線露光され、基板３３上のすべてのフォトレジスト２０が紫外線によって露光される。
【００６８】
次に、図１３Ｄに示すように、全面に有機材料層４（第１材料層）が蒸着され、図１４Ｅに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト２０が溶解させられる。これにより、有機材料層４の不要部分がリフトオフされる。
次に、図１４Ｆに示すように、有機材料層４を含む全面に、犠牲層８が形成される。
次に、この状態で、図１４Ｇに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、有機材料層４は、犠牲層８に保護されているので、有機材料層４とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が有機材料層４を浸食したりすることがない。
【００６９】
次に、フォトレジスト９に対して適切なベーク処理を施した後、図１４Ｈに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ｈが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｈには、電極５および電極６にそれぞれ対応する形状の開口１０ｍ〜ｑが形成されていて、この開口１０ｍ〜ｑに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ｍ〜ｑに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００７０】
次に、図１５Ｉに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、電極５，６を形成すべき領域の有機材料層４が露出させられる（現像工程）。
次に、１５Ｊに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００７１】
次に、図１５Ｋに示すように、全面に金属層である電極５，６（第２材料層）が蒸着され、さらに、図１５Ｌに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、電極５，６の不要部分がフォトレジスト９とともにリフトオフされて（リフトオフ工程）、有機トランジスタ３２が複数集積された、有機トランジスタ集積回路素子３１が完成する。
【００７２】
このように、犠牲層８の働きにより、有機溶剤に希釈されたフォトレジスト９が有機材料層４に接触することを回避できるため、有機材料層４に対する影響を抑制または防止しながら、つまり、有機材料層４の電気的特性を損なうことなく、フォトリソグラフィによって、有機材料層４の上に電極５，６の微細パターンを形成することができる。これにより、デバイスの微細化および高集積化を図ることができる。
【００７３】
図１６は、この発明の第５の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。この図１６において前述の図１に示された各部に対応する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。
この有機材料装置は、材料が異なる複数（たとえば、２つ）の電極が有機材料層４の上面に接触して形成されるトップコンタクト型の有機トランジスタ３５である。
【００７４】
この有機トランジスタ３５は、図１に示す有機トランジスタ１とほぼ同じ構成であり、ゲート電極２が基板３６（たとえば、ガラス基板、シリコン基板またはプラスチック基板）と一体的に形成されておらず、基板３６上に分離して形成されている点、および電極５，６が、異なる材料で形成されている点において、図１の有機トランジスタ１と異なっている。
【００７５】
図１７Ａ〜１７Ｆ、図１８Ｇ〜１８Ｍおよび図１９Ｎ〜１９Ｓは、図１６の有機トランジスタの製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。図１７、図１８および図１９において前述の図２、図４および図５に示された各部に対応する部分には、図２、図４および図５の場合と同一の参照符号を付して示す。
まず、図１７Ａに示すように、ゲート電極２およびゲート絶縁膜３が形成（ゲート電極２については、たとえば、フォトリソグラフィによりパターニングして形成）された基板３６の表面（正確にはゲート絶縁膜３の表面）の全面に、フォトレジスト２０が塗布され、適切なベーク処理が施される。この状態の基板３６の上方にフォトマスク１０Ｉが配置され、フォトレジスト２０が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｉには、有機材料層４に対応する形状の開口１０ｒが形成されていて、この開口１０ｒに対応する領域のフォトレジスト２０が選択的に紫外線露光される。
【００７６】
次に、図１７Ｂに示すように、アルカリ現像液を用いてフォトレジスト２０を現像することにより、ゲート絶縁膜３の各一部が露出させられる。このとき、フォトレジスト２０は、形成すべき有機材料層４のパターンを反転したパターン（反転パターン）に現像されることになる。
次に、図１７Ｃに示すように、全面が紫外線露光され、基板３６上のすべてのフォトレジスト２０が紫外線によって露光される。
【００７７】
次に、図１７Ｄに示すように、全面に有機材料層４（第１材料層）が蒸着され、図１７Ｅに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト２０が溶解させられる。これにより、有機材料層４の不要部分がリフトオフされる。
次に、図１７Ｆに示すように、有機材料層４を含む全面に、犠牲層８が形成される。
次に、この状態で、図１８Ｇに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、有機材料層４は、犠牲層８に保護されているので、有機材料層４とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が有機材料層４を浸食したりすることがない。
【００７８】
次に、フォトレジスト９に対して適切なベーク処理を施した後、図１８Ｈに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ｊが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｊには、電極５に対応する形状の開口１０ｓが形成されていて、この開口１０ｓに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ｓに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００７９】
次に、図１８Ｉに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、電極５を形成すべき領域の有機材料層４が露出させられる（現像工程）。
次に、図１８Ｊに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００８０】
次に、図１８Ｋに示すように、全面に金属層である電極５（第２材料層）が蒸着され、さらに、図１８Ｌに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、電極５の不要部分がフォトレジスト９とともにリフトオフされる（リフトオフ工程）。
次に、図１８Ｍに示すように、有機材料層４を含む全面に、犠牲層８が形成される。
【００８１】
次に、この状態で、図１９Ｎに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、有機材料層４は、犠牲層８に保護されているので、有機材料層４とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が有機材料層４を浸食したりすることがない。
次に、フォトレジスト９に対して適切なベーク処理を施した後、図１９Ｏに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ｋが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｋには、電極６に対応する形状の開口１０ｔが形成されていて、この開口１０ｔに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ｔに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００８２】
次に、図１９Ｐに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、電極６を形成すべき領域の有機材料層４が露出させられる（現像工程）。
次に、図１９Ｑに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００８３】
次に、図１９Ｒに示すように、全面に金属層である電極６が蒸着される。ここで、電極６の材料としては、電極５の蒸着に用いられた材料とは異なる材料が用いられる。たとえば、電極５が金（Au）で形成され、電極６がカルシウム（Ca）で形成される。また、電極６の材料としてアルカリ現像液と反応しやすい材料、たとえば、アルミニウム（Al）を用いると、最終リフトオフのとき（図１９Ｓ参照）に、電極６とアルカリ現像液が反応し、電極の厚みが薄くなる場合がある。そのため、このような材料を用いる場合には、たとえば、電極６の厚みが電極５より厚くなるように（たとえば、厚み差分ｈを設けるように）蒸着させる。
【００８４】
次に、図１９Ｓに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、電極６の不要部分がフォトレジスト９とともにリフトオフされて（リフトオフ工程）、材料が異なる複数の電極が形成された有機トランジスタ３５が完成する。
このように、犠牲層８の働きにより、有機溶剤に希釈されたフォトレジスト９が有機材料層４に接触することを回避できるため、有機材料層４に対する影響を抑制または防止しながら、つまり、有機材料層４の電気的特性を損なうことなく、フォトリソグラフィによって、有機材料層４の上に電極５，６の微細パターンを形成することができる。
【００８５】
図２０は、この発明の第６の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。この図２０において前述の図６および図１２に示された各部に対応する部分には、図６および図１２の場合と同一の参照符号を付して示す。
この有機材料装置は、有機トランジスタと有機ＥＬとを有する複合集積素子３８である。
【００８６】
この複合集積素子３８は、基板３９（たとえば、ガラス基板またはプラスチック基板）上に、図１２に示す有機トランジスタ３２と、図６に示す赤色有機ＥＬ２２Ｒとを所定の間隔を空けて備えている。なお、電極５および電極６の材料としては、赤色有機ＥＬ２２Ｒにおいて生じる光を外部に取り出す必要があるため、上記した信号電極２３と同様の材料である透明電極材料が用いられる。
【００８７】
図２１Ａ〜２１Ｆ、図２２Ｇ〜２２Ｋ、図２３Ｌ〜２３Ｐおよび図２４Ｑ〜２４Ｓは、図２０の複合集積素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。図２１、図２２、図２３および図２４において前述の図７〜図１１および図１３〜図１５に示された各部に対応する部分には、図７〜図１１および図１３〜図１５の場合と同一の参照符号を付して示す。
【００８８】
まず、図２１Ａ〜図２１Ｅの工程（図１３Ａ〜図１３Ｄおよび図１４Ｅと同様の工程）が行なわれ、基板３９上に有機材料層４が形成される。
次に、図２１Ｆに示すように、有機材料層４を含む全面に、犠牲層８が形成される。
次に、この状態で、図２２Ｇに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、有機材料層４は、犠牲層８に保護されているので、有機材料層４とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が有機材料層４を浸食したりすることがない。
【００８９】
次に、フォトレジスト９に対して適切なベーク処理を施した後、図２２Ｈに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ｍが配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｍには、電極５，６（２３）にそれぞれ対応する形状の開口１０ｖおよび開口１０ｗが形成されていて、この開口１０ｖおよび開口１０ｗに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ｖおよび開口１０ｗに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００９０】
次に、図２２Ｉに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、電極５，６（２３）を形成すべき領域の有機材料層４およびゲート絶縁膜３が露出させられる（現像工程）。
次に、図２２Ｊに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００９１】
次に、図２２Ｋに示すように、全面に電極５，６（２３）が蒸着され、さらに、図２３Ｌに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、電極５，６（２３）の不要部分がフォトレジスト９とともにリフトオフされる（リフトオフ工程）。
次に、図２３Ｍに示すように、有機材料層４を含む全面に、犠牲層８が形成される。
【００９２】
次に、この状態で、図２３Ｎに示すように、犠牲層８の上にフォトレジスト９が塗布される。この時、有機材料層４は、犠牲層８に保護されているので、有機材料層４とフォトレジスト９との接触を回避できる。すなわち、フォトレジスト９中の有機溶媒が有機材料層４を浸食したりすることがない。
次に、フォトレジスト９に対して適切なベーク処理を施した後、図２３Ｏに示すように、この状態の基板の上方にフォトマスク１０Ｎ配置され、フォトレジスト９が選択的に露光される。すなわち、フォトマスク１０Ｎ、赤色有機層２４Ｒに対応する形状の開口１０ｘが形成されていて、この開口１０ｘに対応する領域のフォトレジスト９が選択的に紫外線露光される（選択露光工程）。これにより、フォトレジスト９の開口１０ｘに対応する部分は、アルカリ現像液に対して可溶な性質に化学変化する。
【００９３】
次に、図２３Ｐに示すように、アルカリ現像液、たとえば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてフォトレジスト９を現像することにより、赤色有機層２４Ｒを形成すべき領域の電極６（２３）が露出させられる（現像工程）。
次に、図２４Ｑに示すように、全面が紫外線露光され、基板上に残存しているすべてのフォトレジスト９が紫外線によって露光される（全レジスト露光工程）。
【００９４】
次に、図２４Ｒに示すように、全面に正孔輸送層２４１、赤色発光層２４２Ｒおよび電子輸送層２４３が、蒸着源を切り換えながら連続的に蒸着され、電極６（２３）上に赤色有機層２４Ｒが積層構造を有するように形成される。そして、赤色有機層２４Ｒの上に、電子注入層２５および走査電極２６が形成される。さらに、図２４Ｓに示すように、アルカリ現像液を用いて、フォトレジスト９が溶解させられる。これにより、赤色有機層２４Ｒの不要部分がリフトオフされて（リフトオフ工程）、有機トランジスタと有機ＥＬとを有する複合集積素子３８が完成する。
【００９５】
このように、犠牲層８の働きにより、有機溶剤に希釈されたフォトレジスト９が有機材料層４および赤色有機層２４Ｒに接触することを回避できるため、有機材料層４および赤色有機層２４Ｒに対する影響を抑制または防止しながら、つまり、有機材料層４および赤色有機層２４Ｒの電気的特性を損なうことなく、フォトリソグラフィによって、有機材料層４および赤色有機層２４Ｒをいずれも微細パターンに形成することができる。そのため、高精細な複合集積素子を実現できる。
【００９６】
なお、上記した製造方法では、有機ＥＬ２２として、赤色有機ＥＬ２２Ｒを形成したが、図６に示した緑色有機ＥＬ２２Ｇや青色有機ＥＬ２２Ｂを形成することもできる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することが可能であり、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００９７】
たとえば、有機材料層の表面を平坦化して、犠牲層にピンホールが生じることを防ぐために、保護膜として、TPD／Copper Phthalocyanine（CuPc）などから構成される膜を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】この発明の第１実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を図解的に示す断面図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｇは、図１の有機トランジスタの製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｆは、図３の有機トランジスタ集積回路素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図５】図５Ｇ〜５Ｌは、図３の有機トランジスタ集積回路素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図６】この発明の第３の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図７】図７Ａ〜７Ｅは、図６のＲＧＢ発光素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図８】図８Ｆ〜８Ｉは、図６のＲＧＢ発光素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図９】図９Ｊ〜９Ｍは、図６のＲＧＢ発光素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１０】図１０Ｎ〜１０Ｑは、図６のＲＧＢ発光素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１１】図１１Ｒ〜１１Ｕは、図６のＲＧＢ発光素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１２】この発明の第４の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図１３】図１３Ａ〜１３Ｄは、図１２の有機トランジスタ集積回路素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１４】図１４Ｅ〜１４Ｈは、図１２の有機トランジスタ集積回路素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１５】図１５Ｉ〜１５Ｌは、図１２の有機トランジスタ集積回路素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１６】この発明の第５の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図１７】図１７Ａ〜１７Ｆは、図１６の有機トランジスタの製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１８】図１８Ｇ〜１８Ｍは、図１６の有機トランジスタの製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図１９】図１９Ｎ〜１９Ｓは、図１６の有機トランジスタの製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図２０】この発明の第６の実施形態に係る方法が適用される有機材料装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図２１】図２１Ａ〜２１Ｆは、図２０の複合集積素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図２２】図２２Ｇ〜２２Ｋは、図２０の複合集積素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図２３】図２３Ｌ〜２３Ｐは、図２０の複合集積素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【図２４】図２４Ｑ〜２４Ｓは、図２０の複合集積素子の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１      有機トランジスタ
４      有機材料層
５      電極
６      電極
８      犠牲層
９      フォトレジスト
１０    フォトマスク
１１    基板
１６Ｐ  電極
１６Ｎ  電極
１７    電極
１８    Ｐ型有機半導体層
１９    Ｎ型有機半導体層
２１    基板
２４    有機層
２９    有機トランジスタ集積回路素子
３０    ＲＧＢ発光素子
３１    有機トランジスタ集積回路素子
３３    基板
３５    有機トランジスタ
３６    基板
３８    複合集積素子
３９    基板
【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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【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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