以下、本発明の実施の形態について詳細� ��説明する。

 図1は本発明の実施例を示す二重自己整合 プロセスによる多重チャネル自己整合トラン ジスタの断面図、図2は本発明の第1実施例を� ��す二重自己整合プロセスによる多重チャネ� ��自己整合トランジスタの製造工程図である� ��

 これらの図において、10は基板、11は櫛形 ゲート電極、12はドレイン電極、13はソース� �極、21,21aは絶縁膜、31は有機半導体又は酸化 物半導体、41,42はフォトレジストパターンで� ��る。図1に示すように、トランジスタのチャ ネル長Lは、ドレイン電極12とソース電極13の� ��さの差、すなわち絶縁膜21aの膜厚によって� ��まる。

 まず、第1実施例の二重自己整合プロセス による多重チャネル自己整合トランジスタの 製造工程を図2を参照しながら説明する。

 まず、図2(a)に示すように、基板10を洗浄� ��た後、不透明ゲート電極を形成して櫛形に� ��工し、櫛形ゲート電極11を得る。その後、� �縁膜21を形成する。続いて、ポジ形フォトレ ジストを全面にコーティング後、背面露光法 を用いて基板10側から紫外光による1回目の背 面露光を行い、現像後、図2(b)に示すように� �フォトレジストパターン41を得る。ここで、 この背面露光法により得られたフォトレジス トパターン41は、櫛形ゲート電極11の幅より1� �m前後小さくなるが、櫛形ゲート電極11の幅� �同等幅のパターン形成が可能となる。続い� �、図2(c) に示すように、透明ドレイン電極12 を形成する。その後、図2(d) に示すように、 不要部の電極をフォトレジストパターン41ご� ��リフトオフする。そして、図2(e) に示すよ� ��に、絶縁膜21a(絶縁膜21と同じ材料)、透明ソ ース電極13を順次積層形成する。更には、フ� ��トレジストをコーティング後、紫外光によ� ��2回目の背面露光を実施し、フォトレジスト パターン42を形成する。次いで、図2(f) に示� ��ように、このフォトレジストパターン42を� �い、ソース電極13及び絶縁膜21aを加工する。 その後、図2(g) に示すように、フォトレジス トパターン42を除去する。最後に、図2(h) に� ��すように、有機半導体31を形成することで� �重自己整合プロセスによる多重チャネル自� �整合トランジスタが完成する。

 この第1実施例では、櫛形ゲート電極11にTa� �透明ドレイン・ソース電極12,13にインジウム 亜鉛酸化物(IZO)、絶縁膜21,21aにTa ₂  O ₅  、有機半導体31に例えば、ペンタセンを用い� ��。また、有機半導体に代えて酸化物半導体� ��例えば、インジウム亜鉛酸化物を用いるこ� ��ができる。

 以下、二重自己整合プロセスによる多重� ��ャネル自己整合トランジスタの各部に用い� ��れる材料について説明する。

 まず、有機材料について説明する。

 p形有機半導体材料を図3~図5に、絶縁材料 及びn形有機半導体材料を図6に示す。

 はじめに、p形有機半導体材料について説明 する。Pentaceneは最も代表的な有機材料であり 、現在では移動度1.5cm ²  /Vsを超える値が各機関より報告されており、 さらに3cm ²  /Vs程度という単結晶の移動度を超える値も報 告され、a-SiFETを超える特性が得られる点は� �違いない。低分子材料系であるという観点� �ら、蒸着法に頼っていたのでは、単なるフ� �キシブル化可能な材料である点がトランジ� �タの特徴として残るのみで将来性に乏しか� �た。しかしながら、最近、加熱1,2,4-トリク� �ロベンゼンや、ジクロロベンゼン溶液化に� �る塗布形成及びインクジェットプリント(IJP) 形成の報告もなされた。これらにより、将来 的には大面積・フレキシブル応用を目指した トランジスタとしての利用が有望であると考 えられる。以下、初期報告と移動度は、polyac etylene、有機色素(1.5×10 ^-5 cm ²  /Vs)、polythiophene(10 ^-5 cm ²  /Vs)、p,p’-biphenol(4×10 ^-4 cm ²  /Vs)、poly(3-hexylthiophene(10 ^-4 cm ²  /Vs)、Polyacetylene(10 ^-4 cm ²  /Vs)、Poly(3-alkylthiophene)(3×10 ^-3 cm ²  /Vs)、poly(1,4-naphthalene vinylene)とpoly(p-phenylene v inylene)(2×10 ^-6 cm ²  /Vs)、polypyrrole オーミック polythiophene(2×10 ^-4 cm ²  /Vs)、polythienylenevinylene(0.22cm ²  /Vs)、oligothiophene置換基(10 ^-2 cm ²  /Vs)、α-sexithienyl、regioregular poly(3-hexylthiophene) (RR-P3HT)(0.1cm ²  /Vs)、quaterthiophene、sexithiopheneとoctithiophene(0.072 cm ²  /Vs)が報告されている。材料系として、チオ� �ェン系を中心に、かつregioregular化や長鎖化� �よる高配向性の導入により、移動度0.1cm ²  /Vs程度が達成されていた。その後は、1,4-bis(5 ″-hexyl-2,2’-bithiophen-5-yl)benzene(2-dH-TTPTT)(0.02cm ²  /Vs)、BTQBT(0.2cm ²  /Vs)、アントラセンオリゴマー3A(0.13cm ²  /Vs)、oligoselenophene DH5S(0.038cm ²  /Vs)、Ovalene(Ov)(0.02cm ²  /Vs)、Hexabenzocoronene(Hbc)(5.6×10 ^-3 cm ²  /Vs)、Ddicoronylene(Dc)(0.03cm ²  /Vs)、スチルベン系π共役ポリマー(4.2×10 ^-3 cm ²  /Vs)、ポルフィリン(0.01cm ²  /Vs)、bennzo-dichalcogenophene(0.17cm ²  /Vs)、polyfluorene 誘導体(0.024cm ²  /Vs)、C60MC12(0.028cm ²  /Vs)、TET(2×10 ^-4 cm ²  /Vs)、Ov(0.07cm ²  /Vs)、6T(0.08cm ²  /Vs)、含Se材料(0.17cm ²  /Vs)、PTAPVポリマー(3.6×10 ^-3 cm ²  /Vs)、ヘキサベンゾコロネン誘導体(0.012cm ²  /Vs)、ヘテロアセン化合物(0.02cm ²  /Vs)、チオフェン-ピリジン骨格材料(10 ^-3 cm ²  /Vs)、チエニルフランオリゴマー(1.4×10 ^-2 cm ²  /Vs)、ジイミノベンゾセミキノネート配位子(0 .038cm ²  /Vs)などが報告されている。傾向として、Sな� ��しはSe導入による強い分子間相互作用の採� �、縮合多環芳香族化合物の検討やアルキル� �導入による溶解性向上など、様々な試みが� �されてきた。

 次に、絶縁膜材料について説明する。

 絶縁膜材料としては、高い絶縁性、安定性� ��高い平坦性、親水性、低固定電荷密度、低� ��ンド内準位などの性質から熱酸化SiO ₂  が代表的絶縁物として用いられてきた。しか しながら、応用上、トランジスタの独立動作 のためには、ゲート電極を分離する必要があ り、PMMA、PS、PVAなどの高分子系絶縁膜、Ta ₂  O ₅  、Al ₂  O ₃  、シアノエチルプルラン、アセチル化プルラ ン、ポリイミド、Poly-p-xylylene(PPX)、塗布型無� ��絶縁膜SiO ₂  などが報告されている。ここで、上記無機系 Ta ₂  O ₅  、Al ₂  O ₃  、SiO ₂  等の絶縁膜は、無機系TFTのpチャネル半導体� �料としても良く使用された材料系となる。� �た、シアノエチルプルランでは、RR-P3HTとの� ��合せで移動度0.61cm ²  /Vsが報告され注目を集めた。シアノエチルプ ルランでは、分散型無機EL素子用高誘電率バ� ��ンダとして使用されてきた材料系であり、� ��の誘電特性には興味深いものがあった。反� ��、プロセス低温化の課題は残るものの、ポ� ��イミド等は材料安定性の点からも注目した� ��。ポリイミドのなかには、棒状分子を垂直� ��配向させる能力を持つものもあり、ペンタ� ��ンとの組合せで良配向が期待される。PPXは� ��過去有機EL素子用被覆膜として検討されて� �たが低温CVDで形成可能であり、トランジス� �用絶縁膜のみならず、有機デバイス用被覆� �としても検討されている。塗布型SiO ₂  も同様で、従来半導体プロセスでは酸素プラ ズマとTetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane(TEOS)� ��用い400℃程度で完全なSiO ₂  が実現されてきたが、最近は建材用などを中 心に室温で形成できるSiO ₂  が実用化されており興味深い。その他、HfO ₂  、ZrO ₂  、HfAlSiO _x  、HfAlSiON、LaAlO _x  、LaSiO _x  などの、高k材料もトランジスタに高電流駆� �力を与える材料として期待される。

 次に、透明電極の材料について説明する� ��

 透明電極の材料としては、ITO、ZnO系、In ₂  O ₃  -ZnO(IZO)系、Ga添加ZnO(GZO)膜、銀添加ITO膜、CuAlO ₂  、SrCu ₂  O ₂  薄膜、SrCu ₂  O ₂  薄膜、In ₄  Sn ₃  O ₁₂ 膜、InGaZnO ₄  膜、TiN、AlZnOなどを挙げることができる。

 また、代表的な酸化物半導体としては、イ� ��ジウム亜鉛酸化物(IZO)、ITO、ZnO、InGaO ₃  (ZnO) ₅  などを挙げることができる。

 さらに、ゲート電極の材料としては、Ta、Mo 、Wなどを用いることができる。 これらの材 料は(1)テーパ加工ができること、(2)低抵抗で あること(抵抗率100μωcm ²  以下である)、(3)プロセス安定性が良いこと� �特徴として挙げられる。

 図7に本発明の第2実施例を示す二重自己� �合プロセスによる多重チャネル自己整合ト� �ンジスタの製造工程を示す。第2実施例の製� ��工程は第1実施例とほとんど同様であるが、 図7(e)に示すように、二度目に形成する絶縁� �22の材料を変えた点が異なる。この実施例で は絶縁膜22の材料としてポリイミドを用いた� ��

図8は本発明の二重自己整合プロセスによる� �重チャネル自己整合トランジスタの製造方� �によって得られたトランジスタの特性を示� �図であり、横軸はドレイン電圧V _D  (V)、縦軸はドレイン電流I _D  (μA)を示している。

 ここで、トランジスタのチャネル長Lは0.2 5μmとした。一般に、トランジスタをサブミ� �ロンオーダーに短チャネル化すると、飽和� �性が悪化する。これは、ゲート電極により� �御できないチャネル部の存在、空間電荷制� �電流、ドレイン端高電界によるピンチオフ� �性の悪化などによると考えられる。本現象� �、トランジスタ内の電界を一定とする低電� �スケーリングにより改善可能だが、完全と� �言えない。

 本発明によれば、トランジスタのチャネ� ��長が0.25μmと短いにも係わらず、飽和特性を 示すトランジスタ特性が得られた。本現象の 一因としては、ドレイン及びソース電極での ゲート電界によるチャネル形成の不均一性に より、トランジスタがピンチオフしやすい形 状となった点や、有機半導体からなるペンタ セン厚の薄層化により、良好なトランジスタ 特性となったことが考えられる。いずれにせ よ、良好な飽和特性を持つトランジスタ特性 を得ることができた。

 なお、本発明は上記実施例に限定される� ��のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の� ��形が可能であり、これらを本発明の範囲か� ��排除するものではない。