(57)【要約】【課題】絶縁破壊を起さない半導体特性に優れた半導体装置、かかる半導体装置を確実に製造する方法、当該半導体装置を備える高性能な半導体回路、電気光学装置および信頼性の高い電子機器を提供すること。【解決手段】半導体装置１の製造方法は、基板２上にソース電極４およびドレイン電極５を形成する工程と、少なくともソース電極４およびドレイン電極５との間に、π共役系の有機化合物を含む有機半導体層７を形成する工程と、有機半導体層７上に、芳香族性をもたない炭素環式化合物である脂環式化合物の高分子がパラフィン炭化水素溶媒に溶解した塗布液を塗布した後、当該塗布液を脱溶媒処理することにより、前記脂環式化合物の高分子含むゲート絶縁層６を形成する工程と、ゲート絶縁層６上にゲート電極３を形成する工程とを有する。【選択図】図１
2008244362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
少なくとも前記ソース電極および前記ドレイン電極との間に、π共役系の有機化合物を含む有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層上に、芳香族性をもたない炭素環式化合物である脂環式化合物の高分子がパラフィン炭化水素溶媒に溶解した塗布液を塗布した後、当該塗布液を脱溶媒処理することにより、前記脂環式化合物の高分子を含むゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極を覆うように前記基板上に、芳香族性をもたない炭素環式化合物である脂環式化合物の高分子がパラフィン炭化水素溶媒に溶解した塗布液を塗布した後、当該塗布液を脱溶媒処理することにより、前記脂環式化合物の高分子を含むゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に、π共役系の有機化合物を含む有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記脂環式化合物の高分子は、その側鎖に環状の原子配列を有するものである請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記脂環式化合物の高分子は、その主鎖に環状の原子配列を有するものである請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記環状の原子配列は、ノルボルネン構造を有するものである請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記環状の原子配列は、シクロヘキサン構造を有するものである請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記脂環式化合物の高分子は、前記環状の原子配列を有する構造体とエチレンとの共重合体である請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記パラフィン炭化水素溶媒は、常温、常圧で液体のものである請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記パラフィン炭化水素溶媒は、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカンおよびヘプタデカンの少なくとも１種で構成されるものである請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記脱溶媒処理は、前記パラフィン炭化水素溶媒が、前記脂環式化合物の高分子に対して０．１重量％以下残存するように行われる請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ゲート電極は、銀で構成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
ゲート電極と、
チャネル領域を有する有機半導体層と、
前記ゲート電極と前記有機半導体層との間に位置するゲート絶縁層と、
前記チャネル領域を介してキャリアの移動を行うソース電極及びドレイン電極と、を備え、
前記有機半導体層がπ共役系の有機化合物を含み、前記ゲート絶縁層が、パラフィン炭化水素溶媒に可溶な脂環式化合物の高分子と前記溶媒とを含み、前記溶媒が前記脂環式化合物の高分子に対して０．１重量％以下である、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
前記ゲート絶縁層の吸水率は、０．５％以下である請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の半導体装置を備えることを特徴とする半導体回路。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体回路を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、半導体装置、半導体回路、電気光学装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量、柔軟性、低コスト化が期待される有機デバイスの研究活動はますます活性化している。特に、有機薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、「ＴＦＴ」と略す。）は、電子ペーパー、無線タグ、プラスチックＩＣカード、さらにはバイオセンサなどの医療応用分野に実用化への期待が高まっている。
有機ＴＦＴの製造プロセスには、蒸着のような真空プロセスを用いるものと、スピンコートやインクジェット法のような塗布プロセスを用いるものがある。
【０００３】
塗布プロセスは大気中で簡便に作製でき、大面積化やコストの面で真空プロセスよりも有利であるといわれている。
このような塗布プロセスにおいて形成されるゲート絶縁膜は、ＴＦＴの高い特性（ＯＮ／ＯＦＦ比、Ｓ値、ＯＮ電流値）、低吸湿性、耐熱性、高分子量、溶媒選択性、良好な製膜性等の条件が求められている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
例えば、ポリスチレンをゲート絶縁膜の構成材料に用いた場合、ゲート絶縁膜は大気中ですぐに絶縁破壊を起こしてしまう。
また、ポリメチルメタクリレート（以下、「ＰＭＭＡ」と略す。）をゲート絶縁膜の構成材料に用いた場合、ＰＭＭＡは吸湿性が高いため、大気中でＴＦＴ特性の劣化を起こす。
さらに、耐熱性の高い高分子などをゲート絶縁層の構成材料に用いた場合、当該高分子は剛直性を有するため、溶媒に溶解しにくくなる。その結果、ゲート絶縁膜を形成することができないこととなる。
【０００５】
このように、ゲート絶縁膜の前記条件を満足する塗布可能な材料は、未だ見つかっていないのが現状である。
一方で、ＴＦＴ特性の向上のために、ゲート絶縁膜を薄膜化する方法が知られている。
しかし、ゲート絶縁膜の薄膜化は、絶縁破壊の発生率が高く、デバイスの信頼性を欠くという問題を有している。そのため、薄くても絶縁破壊し難い（耐圧性のある）絶縁材料を用いた有機ＴＦＴが望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９７６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、絶縁破壊を起さない半導体特性に優れた半導体装置、かかる半導体装置を確実に製造する方法、当該半導体装置を備える高性能な半導体回路、電気光学装置および信頼性の高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
少なくとも前記ソース電極および前記ドレイン電極との間に、π共役系の有機化合物を含む有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層上に、芳香族性をもたない炭素環式化合物である脂環式化合物の高分子がパラフィン炭化水素溶媒に溶解した塗布液を塗布した後、当該塗布液を脱溶媒処理することにより、前記脂環式化合物の高分子を含むゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、ゲート絶縁層が非極性物質と非極性溶媒とを含んで構成されるので、有機半導体材料およびゲート電極材料のゲート絶縁層への拡散を防止できる。その結果、絶縁破壊を起さず、かつ、半導体特性に優れる半導体装置を簡単かつ確実に得ることができる。
【０００９】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極を覆うように前記基板上に、芳香族性をもたない炭素環式化合物である脂環式化合物の高分子がパラフィン炭化水素溶媒に溶解した塗布液を塗布した後、当該塗布液を脱溶媒処理することにより、前記脂環式化合物の高分子を含むゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に、π共役系の有機化合物を含む有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、ゲート絶縁層が非極性物質と非極性溶媒とを含んで構成されるので、有機半導体材料およびゲート電極材料のゲート絶縁層への拡散を防止できる。その結果、絶縁破壊を起さず、かつ、半導体特性に優れる半導体装置を簡単かつ確実に得ることができる。
【００１０】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記脂環式化合物の高分子は、その側鎖に環状の原子配列を有するものであることが好ましい。
これにより、側鎖が剛直になるので、耐熱性が向上し、ミクロ分子運動が抑制される。その結果、ゲート電極からのイオンの拡散を抑制することができ、絶縁破壊を防止することができる。
本発明の半導体装置の製造方法では、前記脂環式化合物の高分子は、その主鎖に環状の原子配列を有するものであることが好ましい。
これにより、主鎖が剛直になるので、ガラス転移温度が高くなり、ゲート電極からのイオンの拡散を抑制することができる。
【００１１】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記環状の原子配列は、ノルボルネン構造を有するものであることが好ましい。
これにより、脂環式化合物の立体障害が大きくなり、アモルファス構造になり易く、均質で透明なゲート絶縁層を得ることができる。
本発明の半導体装置の製造方法では、前記環状の原子配列は、シクロヘキサン構造を有するものであることが好ましい。
これにより、脂環式化合物の立体障害が大きくなり、アモルファス構造になり易く、均質で透明なゲート絶縁層を得ることができる。
【００１２】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記脂環式化合物の高分子は、前記環状の原子配列を有する構造体とエチレンとの共重合体であることが好ましい。
これにより、ガラス転移温度や特性を調節することができるので、ゲート電極からのイオンの拡散を効率的に抑制することができる。
本発明の半導体装置の製造方法では、前記パラフィン炭化水素溶媒は、常温、常圧で液体のものであることが好ましい。
これにより、液相プロセスで半導体装置を製造することができるので、容易に半導体装置を得ることができる。
【００１３】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記パラフィン炭化水素溶媒は、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカンおよびヘプタデカンの少なくとも１種で構成されるものであることが好ましい。
これにより、沸点が１００〜３１０℃程度であるので、スピンコート法やインクジェット法で良好なゲート絶縁膜を得ることができる。
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記脱溶媒処理は、前記パラフィン炭化水素溶媒が、前記脂環式化合物の高分子に対して０．１重量％以下残存するように行われることが好ましい。
これにより、ゲート絶縁層の吸水性が低下するので、ゲート電極からのイオンの解離、拡散を防止することができる。
本発明の半導体装置の製造方法では、前記ゲート電極は、銀で構成されていることが好ましい。
これにより、十分な導電性を有するので、確実に駆動する半導体装置を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る半導体装置は、ゲート電極と、
チャネル領域を有する有機半導体層と、
前記ゲート電極と前記有機半導体層との間に位置するゲート絶縁層と、
前記チャネル領域を介してキャリアの移動を行うソース電極及びドレイン電極と、を備え、
前記有機半導体層がπ共役系の有機化合物を含み、前記ゲート絶縁層が、パラフィン炭化水素溶媒に可溶な脂環式化合物の高分子と前記溶媒とを含み、前記溶媒が前記脂環式化合物の高分子に対して０．１重量％以下である、ことを特徴とする。
これにより、ゲート絶縁層が非極性物質と非極性溶媒とを含んで構成されるので、ゲート電極からのイオンの解離、拡散が防止されるとともに、有機半導体層からの有機半導体材料の拡散を防止することができる。その結果、ゲート絶縁層を薄膜化することができ、半導体特性を向上させることができる。また、これによりゲート絶縁層の吸水率を低下することができるので、ゲート電極からのイオンの解離、拡散をより確実に防止することができる。
本発明の半導体装置では、前記ゲート絶縁層の吸水率は、０．５％以下であることが好ましい。
これにより、ゲート絶縁層とゲート電極由来のイオンとの親和性が低下するので、ゲート絶縁層への当該イオンの拡散を確実に防止することができる。
【００１６】
本発明に係る半導体回路は、本発明の半導体装置を備えることを特徴とする。
これにより、設計の自由度が高く、高性能かつ小型の半導体回路が得られる。
本発明に係る電気光学装置は、本発明の半導体回路を備えることを特徴とする。
これにより、高性能な電気光学装置が得られる。
本発明に係る電子機器は、本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体回路、電気光学装置および電子機器について、図示の好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の半導体装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の半導体装置の第１実施形態を示す概略縦断面図、図２は、図１に示す半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
なお、以下の説明では、図１、２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１８】
図１に示す半導体装置１は、基板２の上面にソース電極４およびドレイン電極５が互いに離間して形成され、それらを覆うように有機半導体層７が形成されている。この有機半導体層７の上面には、ゲート絶縁層６が形成されている。そして、ゲート絶縁層６の上面にゲート電極３が形成されている。すなわち、図１に示す半導体装置１は、トップゲートボトムコンタクト型の半導体装置１である。
【００１９】
以下、各部の構成について、順次説明する。なお、ゲート絶縁層６は後に詳細に説明する。
基板２は、半導体装置１を構成する各層（各部）を支持するものである。
基板２には、例えば、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）ポリイミド（ＰＩ）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、石英基板、シリコン基板、金属基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。
【００２０】
半導体装置１に可撓性を付与する場合、基板２には、プラスチック基板、あるいは、薄い（比較的膜厚の小さい）金属基板が選択される。
基板の平均厚さは、特に限定されないが、０．５〜５００μｍであることが好ましく、１０〜３００μｍであることがより好ましい。
基板２上には、ソース電極４およびドレイン電極５が設けられている。
【００２１】
ソース電極４およびドレイン電極５の構成材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、Ｃｒ、Ａｌ 、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｃｏ、これらを含む合金のような金属材料、金属酸化物、導電性有機材料等を用いることができる。
ソース電極４およびドレイン電極５の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、１０〜２０００ｎｍであることが好ましく、５０〜１０００ｎｍであることがより好ましい。
ソース電極４およびドレイン電極５を含む基板２上には、ソース電極４およびドレイン電極５を覆うように、ソース電極４およびドレイン電極５と接触して有機半導体層７が設けられている。この有機半導体層７は、ゲート電極３によって付与された電界により、ソース電極４からドレイン電極５に電気を流す機能を有する。
【００２２】
有機半導体層７の構成材料としては、π共役系の有機半導体材料（半導体的な電気伝導を示す有機材料）を主材料として構成されている。
π共役系の有機半導体材料は、芳香族環を有するために凝集エネルギーがパラフィン炭化水素溶媒よりも多く、後述するゲート絶縁層６の形成に用いられるパラフィン炭化水素溶媒にほとんど溶解しない。そのため、有機半導体層７とゲート絶縁層６との界面において、有機半導体材料とゲート絶縁材料との相互拡散が生じない。その結果、均質な有機半導体層７およびゲート絶縁層６を得ることができる。
このような有機半導体材料としては、低分子の有機半導体材料と高分子の有機半導体材料とが挙げられる。
【００２３】
低分子の有機半導体材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミンまたはこれらの誘導体などが挙げられる。
高分子の有機半導体材料としては、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、フルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）もしくはこれらの誘導体、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。
【００２４】
有機半導体材料は、低分子の有機半導体材料および／または高分子の有機半導体材料のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、高分子の有機半導体材料は、有機半導体層７の薄型化・軽量化が可能であり、可撓性にも優れるため、フレキシブルディスプレイのスイッチング素子等として用いられる薄膜トランジスタに適している。
【００２５】
有機半導体層７の平均厚さは、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましく、１〜１００ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
なお、有機半導体層７は、ソース電極４およびドレイン電極５を覆うように設けられていなくてもよく、少なくともソース電極４およびドレイン電極５との間の領域（チャネル領域７１）に設けられていればよい。
【００２６】
ゲート絶縁層６のソース電極４とドレイン電極５との間の領域に対応する位置には、ゲート電極３が設けられている。
このゲート電極３の構成材料としては、前記ソース電極４およびドレイン電極５で挙げた材料と同様のものを用いることができる。
ゲート電極３の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜２０００ｎｍであるのが好ましく、１〜１０００ｎｍであるのがより好ましい。
なお、ゲート絶縁層６上には、ポリビニルフェノール、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルアルコールなどのポリオレフィン系ポリマーで構成された受容層（図示しない）が設けられていてもよい。
【００２７】
さて、ゲート絶縁層６は、有機半導体層７の上面に形成されている。このゲート絶縁層６は、ゲート電極３に対してソース電極４とドレイン電極５とを絶縁する機能を有している。
ゲート絶縁層６は、有機半導体層７とゲート電極３に接している。そのため、一般的に用いられている絶縁材料、例えば、ＰＭＭＡをエステル系の溶媒に溶解した塗布液を用いてゲート絶縁層６を形成した場合、半導体特性の低下や絶縁破壊が生じることがある。これらのことは、次に示す現象により生じると考えられる。
【００２８】
すなわち、有機半導体層７を構成する有機半導体材料もエステル系溶媒に溶解する。そのため、ゲート絶縁層６を形成する際に、有機半導体層７の上部から有機半導体材料が溶け出す。そして、ゲート絶縁層６と有機半導体層７との界面でゲート絶縁層材料と半導体材料との相互拡散が生じる。その結果、ゲート絶縁層６および有機半導体層７が不均質な層となり、半導体特性が低下している。
また、極性基を有する絶縁性材料、例えばＰＭＭＡは、カルボニル基を有するため、水分を吸収する性質がある。そのため、ゲート絶縁層６上に接触して形成されたゲート電極の材料が、ゲート絶縁層６に吸収された水分でイオン化し、ゲート電極３からゲート絶縁層６へのイオンの拡散が生じる。その結果、絶縁破壊が生じている。
【００２９】
本発明者らは、このような半導体特性の低下、絶縁破壊の問題を解決すべく鋭意研究した結果、ゲート絶縁層６の構成材料を非極性物質とし、用いる溶媒を非極性溶媒に変更することで、上記問題点を一挙に解決できることを見出した。
すなわち、本実施形態のゲート絶縁層６は、芳香族性を持たない炭素環式化合物である脂環式化合物の高分子を含む材料で構成され、かつ、脂環式化合物の高分子を溶解していた溶媒が少量残存している。
この脂環式化合物の高分子は、環状の原子配列を主鎖および／または側鎖に有している。
【００３０】
このような脂環式化合物の高分子は、極性基を有しない非極性物質であるので、ゲート電極３の形成時に用いられるアルコール系溶媒や水系溶媒に溶解しない。その結果、均質かつ均一なゲート絶縁層６を得ることができる。
また、脂環式化合物の高分子は、高耐圧性、低吸湿性、高耐熱性、高分子量と優れた特性を有している。
【００３１】
脂環式化合物の高分子が環状の原子配列を主鎖、もしくは側鎖に有している、いわゆるシクロオレフィンポリマーには、凝集エネルギーが小さいものもあるため、それらはパラフィン炭化水素溶媒に溶解することができる。
また、主鎖が剛直なので、ガラス転移温度が高くなる。炭素原子、水素原子のみからなる脂環式化合物は極性基を有しないため、吸水性が低下する。そのため、ゲート絶縁層６に積層されるゲート電極３からのイオンの拡散を防止することができる。その結果、ゲート絶縁層６を薄膜化することができる。
【００３２】
脂環式化合物の高分子は、炭素原子と水素原子のみからなる環状の原子配列を側鎖に有しているため、側鎖には極性基がなく、剛直であるので、いわゆる側鎖のアシスト効果が弱まり、ミクロ分子運動が抑制される。その結果、ゲート電極３からのイオンの拡散を抑制することができ、絶縁破壊を防止することができる。
脂環式化合物の高分子に含まれる環状の原子配列は、その炭素数が３〜２０であることが好ましく、炭素数が４〜１５であることがより好ましい。例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロデカン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどが挙げられる。これらは、２種以上組み合せて用いることができる。
このような環状の原子配列は、ノルボルネン、もしくはシクロヘキサンを含むものが好ましい。両者は、分子構造がかさ高いので、立体障害により、シクロオレフィンポリマーの膜を容易にアモルファス構造にすることができる。その結果、均質で透明なゲート絶縁層を得ることができる。
【００３３】
脂環式化合物の高分子は、環状の原子配列を有する構造体とエチレンやプロピレンなどの構造とのブロック共重合体であることが好ましい。これにより、エチレンなどの分子と、環状の原子配列を有する構造体との重合割合を調節することができるので、パラフィン炭化水素溶媒に溶解する共重合体を容易に調製することができる。
脂環式化合物の高分子のガラス転移温度（Ｔｇ）は、８０℃以上であることが好ましく、１２０℃以上であることがより好ましい。一般に高分子は、ガラス転移温度以下の温度になると運動性、流動性が低下し、物質の拡散が遅くなる。そのため、脂環式化合物の高分子が前記のようなＴｇであることにより、ゲート電極３からのイオンの拡散を効率的に抑制することができる。
【００３４】
脂環式化合物の高分子の屈折率（ｎ）は、１．２９〜１．５１であることが好ましい。屈折率がこのような範囲であることにより、脂環式化合物の高分子の凝集エネルギーが小さくなるので、当該高分子を確実に溶解することができる。
脂環式化合物の高分子の分子量は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したときに、ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）が、１×１０３〜１×１０７であることが好ましく、１×１０４〜１×１０６であることがより好ましい。
【００３５】
分子量が前記範囲の下限値よりも小さすぎると、末端基の影響により凝集エネルギーおよびガラス転移温度がともに低下するおそれがある。その結果、ゲート電極３からのイオンの拡散を抑制しにくくなる。
分子量が前記範囲の上限値よりも大きすぎると、バラフィン炭化水素溶媒に溶解し難くなるおそれがある。
このような脂環式化合物の高分子としては、例えば、以下に示す高分子化合物（１）〜（６）が挙げられる。
【００３６】
【化１】
2008244362.tif 000003
（式中、ｍ、ｎは、ｍ＋ｎが１０〜１０００００を示し、ｍは０でもよい。）
【００３７】
【化２】
2008244362.tif 000004
（式中、ｍ、ｎは、ｍ＋ｎが１０〜１０００００を示し、ｍは０でもよい。）
【００３８】
【化３】
2008244362.tif 000005
（式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、ｍ、ｎは、ｍ＋ｎが１０〜１０００００を示し、ｍは０でもよい。）
【００３９】
【化４】
2008244362.tif 000006
（式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、ｍ、ｎは、ｍ＋ｎが１０〜１０００００を示し、ｍは０でもよい。）
【００４０】
【化５】
2008244362.tif 000007
（式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、ｍ、ｎは、ｍ＋ｎが１０〜１０００００を示し、ｍは０でもよい。）
【００４１】
【化６】
2008244362.tif 000008
（式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、ｍ、ｎは、ｍ＋ｎが１０〜１０００００を示し、ｍは０でもよい。）
【００４２】
高分子化合物（１）〜（６）は、いずれも凝集エネルギー小さく、屈折率が前記範囲に含まれるので、パラフィン炭化水素溶媒に確実に溶解することができる。
ゲート絶縁層６に残存している溶媒は、パラフィン炭化水素溶媒であれば特に限定されないが、常温（２０℃）、常圧で液体のもの、すなわち、炭素数５〜１７の炭化水素であることが好ましい。これにより、容易に脂環式炭化水素含有ポリマーを溶解することができる。
【００４３】
炭素数５〜１７の炭化水素の中でも、特に、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカンであることがより好ましい。これらの炭化水素は、常温、常圧で沸点が約１００〜３１０℃であるので、スピンキャスト法やインクジェット方によって良好な膜質を得ることができる。
なお、パラフィン炭化水素溶媒は、２種以上組み合せて用いることもできる。
【００４４】
ゲート絶縁層６中におけるパラフィン炭化水素溶媒の残存量は、脂環式化合物の高分子に対して０．１重量％以下であることが好ましい。
パラフィン炭化水素溶媒がゲート絶縁層６にこのような量残存していることにより、ゲート絶縁層６の吸水性が低下する。そのため、パラフィン炭化水素溶媒とゲート電極３由来のイオンとの親和性が低下し、ゲート電極３からイオンの解離と拡散を抑制することができる。
【００４５】
パラフィン炭化水素溶媒の残存量が前記上限値よりも大きすぎると、ゲート電極３を適切に積層できないおそれがある。
ゲート絶縁層６の吸水率は、０．５％以下であることが好ましく、０．２％以下であることがより好ましい。これにより、ゲート絶縁層６は水との親和性が極めて低いので、ゲート電極３からのイオンの拡散を確実に防止することができる。
【００４６】
ゲート絶縁層６の平均厚さは、１０〜３００ｎｍであることが好ましく、５０〜２５０ｎｍであることがより好ましい。一般的な絶縁性材料のＰＭＭＡを用いた場合、前述したように絶縁性破壊が生じる。そのため、ゲート絶縁層の膜厚を５００ｎｍ以上にする必要がある。しかし、本実施形態では、前述したように絶縁破壊が生じないので、ゲート絶縁層６の平均厚さを前記範囲にすることができる。その結果、ゲート絶縁層６が薄膜化されるので、ＯＮ電流値やＳ値等、半導体特性を向上させることができる。
【００４７】
このような半導体装置１では、ソース電極４およびドレイン電極５の間に電圧を印加した状態で、ゲート電極３にゲート電圧を印加すると、有機半導体層７のゲート絶縁層６との界面付近にチャネルが形成され、チャネル領域７１をキャリア（正孔）が移動することで、ソース電極４およびドレイン電極５の間に電流が流れる。
すなわち、ゲート電極３に電圧が印加されていないＯＦＦ状態では、ソース電極４およびドレイン電極５との間に電圧を印加しても、有機半導体層７中にほとんどキャリアが存在しないため、微少な電流しか流れない。
一方、ゲート電極３に電圧が印加されているＯＮ状態では、有機半導体層７のゲート絶縁層６に面した部分に電荷が誘起され、チャネル（キャリアの流路）が形成される。この状態でソース電極４およびドレイン電極５の間に電圧を印加すると、チャネル領域７１を通って電流が流れる。
【００４８】
このような半導体装置１は、例えば、次のようにして製造することができる。以下、半導体装置１の製造方法について説明する。
図１に示す半導体装置１の製造方法１は、基板２上にソース電極４およびドレイン電極５を形成する工程［Ａ１］と、ソース電極４とドレイン電極５とを覆うように、基板２上にπ共役系の有機化合物を含む材料で構成された有機半導体層７を形成する工程［Ａ２］と、有機半導体層７の基板２と反対の面側に、ゲート絶縁層６を形成する工程［Ａ３］と、ゲート絶縁層６上にゲート電極３を形成する工程［Ａ４］とを有している。
【００４９】
［Ａ１］  ソース電極およびドレイン電極形成工程
まず、図２（ａ）に示すように、基板２の上面に、ソース電極４およびドレイン電極５を形成する。
ソース電極４およびドレイン電極５は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、電子ビーム蒸着、パルスレーザー蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合、フォトリソグラフィ法等により形成することができる。
【００５０】
なお、ソース電極４およびドレイン電極５は、基板２上に、例えば、導電性粒子や、導電性有機材料を含む導電性材料を塗布（供給）して塗膜を形成した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理（例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施すことにより形成することもできる。
導電性粒子を含む導電性材料としては、金属微粒子を分散させた溶液、導電性粒子を含むポリマー混合物等が挙げられる。
また、導電性有機材料を含む導電性材料としては、導電性有機材料の溶液または分散液が挙げられる。
【００５１】
基板２上に導電性材料を塗布（供給）する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法のような塗布法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法のような印刷法等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
［Ａ２］  有機半導体層形成工程
次に、図２（ｂ）に示すように、ソース電極４とドレイン電極５とを覆うように、基板２の上面に有機半導体層７を形成する。
有機半導体層７を高分子の有機半導体材料で構成する場合、スピンコート方式やディップ方式等を用いた塗布法、インクジェット方式やスクリーン印刷方式等を用いた印刷法等を用いて形成することができる。
【００５３】
また、有機半導体層７を低分子の有機半導体材料で構成する場合、蒸着法あるいは、前駆体を用いて可溶性にすることで、スピンコート方式やディップ方式等を用いた塗布法、インクジェット方式やスクリーン印刷方式等を用いた印刷法等を用いて塗膜を形成した後、この塗膜に対してアニール処理を行うことで、所望のものに形成することが可能である。
【００５４】
なお、有機半導体層７の形成領域は、図示の構成に限定されず、ソース電極４とドレイン電極５との間の領域（チャネル領域７１）にのみ形成してもよい。これにより、同一基板上に、複数の半導体装置１を並設する場合に、各装置１の有機半導体層７を独立して形成することにより、リーク電流、各素子間のクロストークを抑えることができる。また、有機半導体材料の使用量を削減することができ、製造コストの削減を図ることもできる。
【００５５】
［Ａ３］  ゲート絶縁層形成工程
次に、図２（ｃ）に示すように、有機半導体層７上に、ゲート絶縁層６を形成する。
［Ａ３−１］  塗布液調製工程
まず、脂環式化合物の高分子をパラフィン炭化水素溶媒に溶解した塗布液を調製する。
塗布液は、脂環式化合物の高分子とパラフィン炭化水素溶媒とを混合した液を、加熱溶解することにより調製することができる。
【００５６】
このときの脂環式化合物の高分子の濃度は、塗布液に対して１〜１０ｗｔ％であることが好ましく、２〜９ｗｔ％であることがより好ましい。脂環式化合物の高分子がこのような濃度であることにより、塗布液の粘度が小さくなるので、インクジェット法を用いることができる。その結果、半導体装置１（特にゲート絶縁層６と有機半導体層７）の製造において、塗布の方法を変更する必要がなく、半導体装置１の製造をより簡単かつ迅速に行うことができる。
【００５７】
なお、この加熱溶解により塗布液を調製した後、塗布液を室温に戻すことで析出物が生じることがある。この場合、例えば、フィルターで濾過することで、前記析出物を除去することができる。ろ過した後は、前記析出物は生じない。当該析出物は、脂環式化合物の高分子のペレットの難溶性の被覆成分である。このように、塗布液をろ過することで、塗布液を安定な溶液とすることができる。
【００５８】
［Ａ３−２］  塗布液塗布工程
次に、塗布液を有機半導体層７上に塗布（供給）する。
塗布液を塗布する方法は、［Ａ１］で説明した塗布法や印刷法等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これにより、有機半導体層７上に塗布層（ゲート絶縁層６）が得られる。
【００５９】
前述したように、有機半導体層７は、π共役系の有機半導体材料を含んで構成されている。このπ共役系の有機半導体材料は、パラフィン炭化水素溶媒にほとんど溶解しない。そのため、塗布液にパラフィン炭化水素溶媒を用いてゲート絶縁層６を形成することにより、ゲート絶縁層６と有機半導体層７との界面で、それぞれの構成材料の相互拡散を防止することができる。その結果、均質なゲート絶縁層６および有機半導体層７が得られ、半導体特性を向上させることができる。
【００６０】
［Ａ３−３］  脱溶媒処理工程
次に、塗布液を有機半導体層７上に塗布した後、脱溶媒処理により、溶媒を除去する。
脱溶媒処理は、例えば、塗布層を減圧乾燥、加熱乾燥（焼成）などをすることにより、行うことができる。
加熱乾燥を行う場合、例えば、５０〜１００℃の温度で、５〜１５分間乾燥（焼成）することにより行うことができる。
減圧乾燥を行う場合、例えば、圧力１×１０−６〜１×１０４Ｐａ、温度２０〜５０℃で、５〜１５分間乾燥することにより行うことができる。
【００６１】
このような脱溶媒処理により、ゲート絶縁層６からパラフィン炭化水素溶媒の大部分が除去されるが、脂環式化合物の高分子に対して０．１重量％以下のパラフィン炭化水素溶媒はゲート絶縁層６に残存している。
これにより、脂環式化合物の高分子を含む材料で構成されたゲート絶縁層６が得られる。
【００６２】
［Ａ４］  ゲート電極形成工程
最後に、図２（ｄ）に示すように、ゲート絶縁層６上にゲート電極３を形成する。
ゲート電極３は、［Ａ１］のソース電極４およびドレイン電極５と同様の方法により、形成することができる。
以上のような工程を経て、図１に示す第１実施形態の半導体装置１が得られる。
【００６３】
このように、半導体装置１の製造方法では、上記各工程を同じ方法で形成することが好ましい。特に、ゲート絶縁層６と有機半導体層７とが同じ方法で形成することがより好ましい。これにより、各工程において、形成方法を変えることなく、各層を形成することができるので、より簡易、迅速かつ確実に半導体装置１を得ることができる。
このような方法としては、インクジェット法またはスピンコート法が好ましい。インクジェット法であることにより、吐出する溶液の液滴数や濃度によって、膜厚や組成を自由に設定することができるので、より簡易に所望の半導体装置１を得ることができる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の半導体装置の第２実施形態について説明する。
図３は、本発明の半導体装置の第２実施形態を示す概略断面図、図４は、図３に示す半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
なお、以下の説明では、図３、４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第２実施形態の半導体装置について説明するが、前記第１実施形態の半導体装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の半導体装置１は、全体構成が異なり、それ以外は、前記第１実施形態の半導体装置１と同様である。
【００６５】
図３に示す半導体装置１は、基板２の上面にゲート電極３が形成されている。基板２上には、ゲート電極３を覆うようにさらにゲート絶縁層６が形成されている。このゲート絶縁層６の上面には、有機半導体層７が形成されている。そして、有機半導体層７の上面に、ソース電極４およびドレイン電極５が互いに離間して設けられている。すなわち、図３に示す半導体装置１は、ボトムゲートトップコンタクト型の半導体装置１である。
【００６６】
そのため、本実施形態の半導体装置１は、第１実施形態と異なり、半導体装置１の上側から電気光学装置等の電極などに接触することができる。
各層の構成材料、膜厚などは、前記第１実施形態の対応する各層と同様である。
なお、本実施形態の半導体装置１も、前記第１実施形態の半導体装置１と同様の作用・効果を有する。
【００６７】
このような半導体装置１は、例えば、次のようにして製造することができる。
以下、本実施形態の半導体装置１の製造方法について、図４を用いて説明する。
図４に示す半導体装置１の製造方法は、基板２上に、ゲート電極を形成する工程［Ｂ１］と、該ゲート電極３を覆うように基板２上にゲート絶縁層６を形成する工程［Ｂ２］と、ゲート絶縁層６の上面に有機半導体層７を形成する工程［Ｂ３］と、有機半導体層７の上面にソース電極４およびドレイン電極５を形成する工程［Ｂ４］とを有している。
【００６８】
［Ｂ１］  ゲート電極形成工程
図４（ａ）に示すように、基板２上にゲート電極３を形成する。
ゲート電極の形成は、［Ａ４］工程と同様の方法で行うことができる。
［Ｂ２］  ゲート絶縁層形成工程
図４（ｂ）に示すように、ゲート電極３を覆うように基板２上にゲート絶縁層６を形成する。
ゲート絶縁層６の形成は、［Ａ３］工程と同様の方法で行うことができる。
【００６９】
［Ｂ３］  有機半導体層形成工程
図４（ｃ）に示すように、ゲート絶縁層６上に有機半導体層７を形成する。
有機半導体層７の形成は、［Ａ２］工程と同様の方法で行うことができる。
［Ｂ４］  ソース電極およびドレイン電極形成工程
図４（ｄ）に示すように、有機半導体層７上にソース電極４およびドレイン電極５を形成する。
ソース電極およびドレイン電極の形成は、［Ａ１］工程と同様の方法で行うことができる。
以上のような工程を経て、図３に示す第２実施形態の半導体装置１が得られる。
なお、本実施形態の半導体装置１の製造方法においても、前記第１実施形態と同様に、上記各工程を同じ方法で形成することが好ましい。
【００７０】
＜半導体回路および電気光学装置＞
次に、前述したような半導体装置１を備えるアクティブマトリクス装置（本発明の半導体回路）が組み込まれた本発明の電気光学装置について、電気泳動表示装置を一例に説明する。
図５は、電気泳動表示装置の実施形態を示す縦断面図、図６は、図５に示す電気泳動表示装置が備えるアクティブマトリクス装置の構成を示すブロック図である。
図５に示す電気泳動表示装置２００は、基板５００上に設けられたアクティブマトリクス装置と、このアクティブマトリクス装置に電気的に接続された電気泳動表示部４００とで構成されている。
【００７１】
図６に示すように、アクティブマトリクス装置３００は、互いに直交する複数のデータ線３０１と、複数の走査線３０２と、これらのデータ線３０１と走査線３０２との各交点付近に設けられた半導体装置１とを有している。
そして、半導体装置１が有するゲート電極３は走査線３０２に、ソース電極４はデータ線３０１に、ドレイン電極５は後述する画素電極（個別電極）４０１に、それぞれ接続されている。
【００７２】
図５に示すように、電気泳動表示部４００は、基板５００上に、順次積層された、画素電極４０１と、マイクロカプセル４０２と、透明電極（共通電極）４０３および透明基板４０４とを有している。
そして、マイクロカプセル４０２がバインダ材４０５により、画素電極４０１と透明電極４０３との間に固定されている。
【００７３】
画素電極４０１は、マトリクス状に、すなわち、縦横に規則正しく配列するように分割されている。
各カプセル４０２内には、それぞれ、特性の異なる複数種の電気泳動粒子、本実施形態では、電荷および色（色相）の異なる２種の電気泳動粒子４２１、４２２を含む電気泳動分散液４２０が封入されている。
このような電気泳動表示装置２００では、１本あるいは複数本の走査線３０２に選択信号（選択電圧）を供給すると、この選択信号（選択電圧）が供給された走査線３０２に接続されている半導体装置１がＯＮとなる。
【００７４】
これにより、かかる半導体装置１に接続されているデータ線３０１と画素電極４０１とは、実質的に導通する。このとき、データ線３０１に所望のデータ（電圧）を供給した状態であれば、このデータ（電圧）は画素電極４０１に供給される。
これにより、画素電極４０１と透明電極４０３との間に電界が生じ、この電界の方向、強さ、電気泳動粒子４２１、４２２の特性等に応じて、電気泳動粒子４２１、４２２は、いずれかの電極に向かって電気泳動する。
一方、この状態から、走査線３０２への選択信号（選択電圧）の供給を停止すると、半導体装置１はＯＦＦとなり、かかる半導体装置１に接続されているデータ線３０１と画素電極４０１とは非導通状態となる。
【００７５】
したがって、走査線３０２への選択信号の供給および停止、あるいは、データ線３０１へのデータの供給および停止を適宜組み合わせて行うことにより、電気泳動表示装置２００の表示面側（透明基板４０４側）に、所望の画像（情報）を表示させることができる。
特に、本実施形態にかかる電気泳動表示装置２００では、電気泳動粒子４２１、４２２の色を異ならせていることにより、多階調の画像を表示することが可能となっている。
【００７６】
また、本実施形態にかかる電気泳動表示装置２００は、アクティブマトリクス装置３００を有することにより、特定の走査線３０２に接続された半導体装置１を選択的かつ確実にＯＮ／ＯＦＦすることができるので、クロストークの問題が生じにくく、また、回路動作の高速化が可能であることから、高品位の画像（情報）を得ることができる。
また、本実施形態にかかる電気泳動表示装置２００は、低い駆動電圧で作動するため、省電力化が可能である。
【００７７】
なお、前述したような半導体装置１を備えるアクティブマトリクス装置が組み込まれた電気光学装置は、このような電気泳動表示装置２００への適用に限定されるものではなく、例えば、液晶装置、有機または無機ＥＬ装置等の表示装置、あるいは発光装置に適用することもできる。
また、前記各実施形態では、それぞれ、２つのゲート電極を備えた半導体装置について説明したが、本発明の半導体装置は、３つ以上のゲート電極を備えていてもよい。
【００７８】
＜電子機器＞
このような電気泳動表示装置２００は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、電気泳動表示装置２００を備える本発明の電子機器について説明する。
＜＜電子ペーパー＞＞
まず、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態について説明する。
図７は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
この図に示す電子ペーパー６００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体６０１と、表示ユニット６０２とを備えている。
このような電子ペーパー６００では、表示ユニット６０２が、前述したような電気泳動表示装置２００で構成されている。
【００７９】
＜＜ディスプレイ＞＞
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図８は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
この図に示すディスプレイ８００は、本体部８０１と、この本体部８０１に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー６００とを備えている。なお、この電子ペーパー６００は、前述したような構成、すなわち、図８に示す構成と同様のものである。
【００８０】
本体部８０１は、その側部（図中、右側）に電子ペーパー６００を挿入可能な挿入口８０５が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂが設けられている。電子ペーパー６００を、挿入口８０５を介して本体部８０１内に挿入すると、電子ペーパー６００は、搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂにより挟持された状態で本体部８０１に設置される。
【００８１】
また、本体部８０１の表示面側（下図（ｂ）中、紙面手前側）には、矩形状の孔部８０３が形成され、この孔部８０３には、透明ガラス板８０４が嵌め込まれている。これにより、本体部８０１の外部から、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を視認することができる。すなわち、このディスプレイ８００では、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を、透明ガラス板８０４において視認させることで表示面を構成している。
【００８２】
また、電子ペーパー６００の挿入方向先端部（図中、左側）には、端子部８０６が設けられており、本体部８０１の内部には、電子ペーパー６００を本体部８０１に設置した状態で端子部８０６が接続されるソケット８０７が設けられている。このソケット８０７には、コントローラー８０８と操作部８０９とが電気的に接続されている。
このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００は、本体部８０１に着脱自在に設置されており、本体部８０１から取り外した状態で携帯して使用することもできる。
また、このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００が、前述したような電気泳動表示装置２００で構成されている。
【００８３】
なお、本発明の電子機器は、以上のようなものへの適用に限定されず、例えば、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができ、これらの各種電子機器の表示部に、電気泳動表示装置２００を適用することが可能である。
【００８４】
以上、本発明の半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体回路、電気光学装置および電子機器について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体回路、電気光学装置および電子機器の各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することもできる。
【実施例】
【００８５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．半導体装置の製造
＜半導体装置の製造＞
（実施例１）
＜１＞ソース電極およびドレイン電極形成工程
まず、プラスチック基板を用意し、エタノールを用いて洗浄することにより、表面の脱脂処理を行った。
このプラスチック基板上に、金を蒸着することによってソース電極およびドレイン電極を形成した。ソース電極およびドレイン電極形成後、ソース電極およびドレイン電極が形成されたプラスチック基板をイソプロピルアルコールに浸漬し、５分間超音波洗浄を行った。洗浄後、６０℃で１０分間乾燥した。
【００８６】
＜２＞有機半導体層形成工程
次に、フルオレン−ビチオフェンコポリマー（以下、「Ｆ８Ｔ２」と略す。Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ社製  Ｆ８Ｔ２）をトルエンに溶解して、０．５ｗｔ％のＦ８Ｔ２溶液を調製した。このＦ８Ｔ２溶液をスピンキャスト法によって、ソース電極、ドレイン電極および基板上に供給し、膜厚２０ｎｍのＦ８Ｔ２膜を積層した。
なお、スピンキャスト法は、スロープ１秒−２０００ｒｐｍ６０秒−スロープ２秒の条件で行った。
Ｆ８Ｔ２膜を積層後、Ｆ８Ｔ２膜積層基板を６０℃、１０分間乾燥した。
【００８７】
＜３＞ゲート絶縁層形成工程
シクロオレフィンポリマー（日本ゼオン（株）製、ＺＥＯＮＥＸ３３０Ｒ）（Ｔｇ１２３℃、吸水率０．０１％、屈折率１．５０９）を、４ｗｔ％の濃度になるようにオクタンに溶解させた。その際、８０℃、１時間加熱を行って溶解させた。溶解後、室温に戻した後、０．２μｍのフィルターでろ過した。これにより、シクロオレフィンポリマー含有塗布液を調製した。
【００８８】
得られた塗布液をスピンキャスト法によってＦ８Ｔ２膜上に塗布した。なお、スピンキャスト法の条件は、前述と同様にした。塗布後、シクロオレフィンポリマー膜を６０℃で１０分間乾燥した。
これにより、１７０ｎｍのシクロオレフィンポリマーを含むゲート絶縁層を形成した。
なお、ゲート絶縁層中のオクタンの濃度は、シクロオレフィンポリマーに対して０．０１ｗｔ％であった。
【００８９】
＜４＞受容層形成工程
ポリビニルフェノールを、０．５ｗｔ％の濃度になるようにイソプロピルアルコールに溶解してポリビニルフェノール溶液を調製した。このポリビニルフェノール溶液をスピンキャスト法によりゲート絶縁層上に塗布した。なお、スピンキャスト法の条件は、前述と同様にした。
塗布後、ポリビニルフェノールの受容層を６０℃で５分間乾燥し、１０ｎｍの受容層を得た。
【００９０】
＜５＞ゲート電極形成工程
最後に、銀コロイドインクをインクジェット法により、ゲート絶縁層上に塗布し、ゲート電極をパターニングした。パターニング後、８０℃で１０分間焼成した。これにより、銀を構成材料とするゲート電極を得た。
以上より、図１に示すような本発明の半導体装置を得た。なお、半導体装置のチャネル幅は１０００μｍ、チャネル長は１０μｍであった。
【００９１】
（実施例２）
実施例１において、オクタンをデカンに代えた以外は実施例１と同様に行い、半導体装置を得た。
（実施例３）
実施例１において、オクタンをドデカンに代えた以外は実施例１と同様に行い、半導体装置を得た。
【００９２】
（実施例４）
実施例１において、＜３＞ゲート絶縁層形成工程を次のようにした以外は実施例１と同様に行い、半導体装置を得た。
＜３＞ゲート絶縁層形成工程
下記に示す高分子化合物（７）を、４ｗｔ％の濃度になるようにオクタンに溶解させた。その際８５℃で２時間加熱を行って溶解させた。溶解後、室温に戻した後、０．２μｍのフィルターでろ過した。これにより、高分子化合物（７）含有塗布液を調製した。
なお、高分子化合物（７）の重量平均分子量は、ＧＰＣで測定したところ、５００００であった。
【００９３】
【化７】
2008244362.tif 000009
【００９４】
得られた塗布液をスピンキャスト法によってＦ８Ｔ２膜上に塗布した。スピンキャスト法の条件は、実施例１と同様にした。塗布後、高分子化合物（７）膜を６０℃で１０分間乾燥した。
これにより、１７０ｎｍの高分子化合物（７）を含むゲート絶縁層を形成した。
なお、ゲート絶縁層中のオクタンの濃度は、高分子化合物（７）に対して０．０１ｗｔ％であった。
【００９５】
（実施例５）
実施例１において、基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、受容層、ソース電極およびドレイン電極の順番で積層した以外は実施例１と同様に行い、図３に示すような半導体装置を得た。
（実施例６）
実施例１において、Ｆ８Ｔ２をポリクォーターチオフェン（以下、「ＰＱＴ−１２」と略す。Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ社製  １２ＰＱＴ）に代え、ゲート絶縁膜の膜厚を２００ｎｍとした以外は、実施例１と同様に行い、半導体装置を得た。
（実施例７）
実施例１において、Ｆ８Ｔ２をＰＱＴ-１２に代え、ゲート絶縁膜の膜厚を３００ｎｍとした以外は、実施例１と同様に行い、半導体装置を得た。
【００９６】
（比較例１）
実施例１において、塗布液をＰＭＭＡ（Ｔｇ１２０℃、吸水率２％、屈折率１．４９）を酢酸ブチルに溶解した塗布液に代えた以外は、実施例１と同様に行い、半導体装置を得た。なお、ゲート絶縁層の厚さは５００ｎｍだった。
（比較例２）
実施例１において、シクロオレフィンポリマーを脂環式化合物を有さない高分子（ポリエチレン）に代えた以外は実施例１と同様に行い、半導体装置を得た。なお、ゲート絶縁層の厚さは５００ｎｍだった。
（比較例３）
実施例６において、塗布液をＰＭＭＡを酢酸ブチルに溶解した塗布液に代えた以外は、実施例６と同様に行い、半導体装置を得た。なお、ゲート絶縁層の厚さは５００ｎｍだった。
【００９７】
２．半導体特性評価
各実施例および各比較例で得られた半導体装置のトランスファー特性を、半導体パラメータアナライザー（アジレント・テクノロジー社製：４１５６Ｃ）を用いて測定した。
測定条件は、窒素中、ドレイン電圧を−５Ｖ、もしくは−４０Ｖ印加し、ゲート電圧を＋１０Ｖから−４０Ｖまでスイープした場合のドレイン電流を測定した。測定結果から、移動度、ＯＮ電流値、ＯＮ／ＯＦＦ比を、以下に示すようにして求めた。
その結果を表１および図９に示す。なお、図９は、実施例１および比較例１の結果を代表して示すが、実施例２〜６、比較例２、３も同様の図であった。
【００９８】
（１）移動度
図９のグラフの直線の切片から閾値電圧を求め、また直線の傾きから、飽和領域でのトランジスタの移動度を算出した。
（２）ＯＮ電流値
ゲート電圧を−４０Ｖとし、ソース電極とドレイン電極との電位差を４０Ｖとして、ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流の値を測定した。
（３）ＯＮ／ＯＦＦ比
ゲート電圧が０Ｖのときと、ゲート電圧が−４０Ｖのときのドレイン電流の比から求めた。
【００９９】
【表１】
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【０１００】
表１に示すように、実施例の半導体装置は比較例の半導体装置に比較して半導体特性に優れていた。
特に、実施例１〜５は、比較例１、２に比較して移動度が８倍向上した。また、実施例６、７は、比較例３に比較して移動度が約３〜４倍向上した。
また、各実施例は、比較例と比較して、ＯＮ電流値、ＯＮ／ＯＦＦ比ともに良好であった。
【０１０１】
また、図９に示すように、ゲート絶縁層を薄膜化したことによって、各実施例の半導体装置は、Ｓ値が向上した。
このように、実施例１〜５のゲート絶縁膜の厚さを比較例１、２のゲート絶縁膜の約１／３の厚さにしても、優れた半導体特性が得られた。同様に、実施例６、７のゲート絶縁膜の厚さを比較例３のゲート絶縁膜の約１／２の厚さにしても、優れた半導体特性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の半導体装置の第１実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図３】本発明の半導体装置の第２実施形態を示す概略断面図である。
【図４】図３に示す半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図５】本発明の半導体体装置を備える表示装置を適用した電気泳動表示装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す電気泳動表示装置が備えるアクティブマトリクス装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の電子機器を適用した電子ペーパーの実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明の電子機器を適用したディスプレイの実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明の半導体装置の伝達特性を示すＩＤ−ＶＧ図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１……半導体装置  ２……基板  ３……ゲート電極  ４……ソース電極  ５……ドレイン電極  ６……ゲート絶縁層  ７……有機半導体層  ７１……チャネル領域  ２００……電気泳動表示装置  ３００……アクティブマトリクス装置  ３０１……データ線  ３０２……走査線  ４００……電気泳動表示部  ４０１……画素電極  ４０２……マイクロカプセル  ４２０……電気泳動分散液  ４２１、４２２……電気泳動粒子  ４０３……透明電極  ４０４……透明基板  ４０５……バインダ材  ５００……基板  ６００……電子ペーパー  ６０１……本体  ６０２……表示ユニット  ８００……ディスプレイ  ８０１……本体部  ８０２ａ、８０２ｂ……搬送ローラ対  ８０３……孔部  ８０４……透明ガラス板  ８０５……挿入口  ８０６……端子部  ８０７……ソケット  ８０８……コントローラー  ８０９……操作部
【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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