半導体装置及びその製造方法、画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板
【課題】絶縁層上の有機半導体層をレーザ光を用いてパターニングしたときであっても、有機半導体層に損傷が生じ難い半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、（Ａ）基体１０上にゲート電極１２を形成した後、（Ｂ）基体１０及びゲート電極１２上にゲート絶縁層１３を形成し、次いで、（Ｃ）基体１０に到達する分離溝１６をゲート絶縁層１３に形成した後、（Ｄ）ゲート絶縁層１３上及び分離溝１６の底部に露出した基体１０上に有機半導体層１４を形成し、次に、（Ｅ）少なくとも分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して分離溝１６の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層１４の上に一対のソース／ドレイン電極１５を形成する各工程から成る。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、（Ａ）基体１０上にゲート電極１２を形成した後、（Ｂ）基体１０及びゲート電極１２上にゲート絶縁層１３を形成し、次いで、（Ｃ）基体１０に到達する分離溝１６をゲート絶縁層１３に形成した後、（Ｄ）ゲート絶縁層１３上及び分離溝１６の底部に露出した基体１０上に有機半導体層１４を形成し、次に、（Ｅ）少なくとも分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して分離溝１６の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層１４の上に一対のソース／ドレイン電極１５を形成する各工程から成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置及びその製造方法、画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの電子機器に用いられている薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor，ＴＦＴ）を含む電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、例えば、支持体上に形成されたゲート電極、ゲート電極上を含む支持体上に形成されたＳｉＯ2から成るゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域及びソース／ドレイン電極から構成されている。そして、このような構造を有する電界効果トランジスタの作製には、通常、非常に高価な半導体製造装置が使用されており、製造コストの低減が強く要望されている。
【０００３】
そうした中、最近、有機半導体材料から成る薄膜を用いた電子デバイスの開発が精力的に行われており、その中でも、有機トランジスタといった有機エレクトロニクスデバイス（以下、単に、有機デバイスと略称する場合がある）が注目を浴びている。この有機デバイスの最終的な目標として、低コスト、軽量、可撓性、高性能を挙げることができる。有機半導体材料は、シリコンを中心とする無機材料と比較して、
（１）低温で、簡易なプロセスにて、大面積の有機デバイスを低コストで製造することができる。
（２）可撓性を有する有機デバイスを製造することが可能である。
（３）有機材料を構成する分子を所望の形態に修飾することで、有機デバイスの性能や物性を制御することができる。
といった種々の利点を有している。
【０００４】
そして、特に、低温で、簡易なプロセスとして、印刷法等の塗布成膜法の検討が進められている（例えば、ＷＯ２００３／０１６５９９参照）。然るに、塗布成膜法にて有機半導体層から成るチャネル形成領域を形成した場合、あるいは又、成膜方法に依っては、有機半導体層をパターニングしないと漏れ電流が増加するといった問題が生じ得る。
【０００５】
有機半導体層をパターニングするためにレーザアブレーション技術を用いることが、例えば、特開２００６−１４０４３３から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００３／０１６５９９
【特許文献２】特開２００６−１４０４３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、この特許公開公報に開示された技術にあっては、ソース／ドレイン電極上に形成された有機半導体層に対してレーザ光を照射する。一方、有機トランジスタの製造にあっては、屡々、絶縁層の上に直接形成された有機半導体層をパターニングしなければならない。然るに、絶縁層上の有機半導体層をレーザ光を用いてパターニングすると、レーザ光が絶縁層に吸収され、絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じ得る。
【０００８】
従って、本開示の目的は、絶縁層上の有機半導体層をレーザ光を用いてパターニングしたときであっても、有機半導体層に損傷が生じ難い半導体装置の製造方法、係る半導体装置の製造方法によって得られる半導体装置、係る半導体装置を備えた画像表示装置及び画像表示装置を構成する基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂ボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成する、
各工程から成る。尚、工程（Ｅ）においては、少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよいし、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させてもよい。
【００１０】
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂ボトムゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる、
各工程から成る。尚、工程（Ｃ）において、ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成してもよいし、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよい。
【００１１】
上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂トップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る。尚、工程（Ｂ）においては、絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成してもよいし、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよい。
【００１２】
上記の目的を達成するための本開示の第４の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂トップゲート・トップコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る。尚、工程（Ｄ）においては、少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよいし、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させてもよい。
【００１３】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る半導体装置は、所謂ボトムゲート・トップコンタクト型あるいはボトムゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置であって、
基体上に形成されたゲート電極、
基体及びゲート電極上に形成されゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
を備えた半導体装置であって、
ゲート絶縁層には、基体に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基体の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない。
【００１４】
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る半導体装置は、所謂トップゲート・ボトムコンタクト型あるいはトップゲート・トップコンタクト型の半導体装置であって、
基材上に設けられた絶縁層の上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
少なくともチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた半導体装置であって、
絶縁層には、基材に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基材の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない。
【００１５】
上記の目的を達成するための本開示の画像表示装置を構成する基板（所謂バックプレーン）は、本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されている。
【００１６】
また、上記の目的を達成するための本開示の画像表示装置は、上記の本開示の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法にあっては、チャネル形成領域を構成する有機半導体層をパターニングするので、半導体装置における漏れ電流の増加といった問題が生じることが無い。そして、有機半導体層のパターニングをレーザ光を用いて行うのでパターニング工程の簡素化を図ることができ、しかも、パターニングの際、有機半導体層の直下にはゲート絶縁層あるいは絶縁層が存在しないが故に、レーザ光がゲート絶縁層あるいは絶縁層によって吸収され、ゲート絶縁層あるいは絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。また、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とパターニングされる有機半導体層の部分との間の距離は、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とゲート絶縁層あるいは絶縁層との間の距離よりも長いが故に、熱によってチャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例１の半導体装置の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図であり、図２の（Ｃ）は、実施例１の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図３】図３の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例２の半導体装置の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図４】図４の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図であり、図４の（Ｄ）は、実施例２の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図５】図５の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例３の半導体装置の製造方法を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例３の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図であり、図６の（Ｃ）は、実施例３の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【図７】図７の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例４の半導体装置の製造方法を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例４の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図であり、図８の（Ｃ）は、実施例４の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）
３．実施例２（本開示の第２の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）
４．実施例３（本開示の第３の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）
５．実施例４（本開示の第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）、その他
【００２０】
本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置の製造方法、あるいは又、本示の第１の態様に係る半導体装置において、ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料か構成されている形態とすることができる。ここで、『レーザ光を吸収する材料』とは、加工に用いるレーザの波長を吸収する材料を示す。以下の説明においても同様である。例えば、加工に波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いた場合、例えばポリビニルフェノール、ポリイミド、ＰＭＭＡ等に代表される有機絶縁膜やポリマー材料がこれに該当する。
【００２１】
また、本開示の第３の態様あるいは第４の態様に係る半導体装置の製造方法、あるいは又、本開示の第２の態様に係る半導体装置において、絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている形態とすることができる。
【００２２】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置、本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置を総称して、以下、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある。
【００２３】
本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）にあっては、
第１の方向に沿って配列された複数の半導体装置におけるゲート電極は、第１の方向に沿って延びるゲート配線に接続されており、
第２の方向に沿って配列された複数の半導体装置における一方のソース／ドレイン電極は、第２の方向に沿って延びる信号配線に接続されている。
【００２４】
本開示において、ゲート電極やソース／ドレイン電極（以下、これらを総称して、『ゲート電極等』と呼ぶ場合がある）を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ルテニウム（Ｒｈ）、ルビジウム（Ｒｂ）等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、ＩＴＯ、不純物を含有したポリシリコン等の導電性物質を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造（例えば、ＭｏＯx／Ａｕ、ＣｕＯ／Ａｕ）とすることもできる。更には、ゲート電極等を構成する材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］やＴＴＦ−ＴＣＮＱ、ポリアニリンといった有機材料（導電性高分子）を挙げることもできる。ゲート電極、ソース／ドレイン電極を構成する材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００２５】
ゲート電極等の形成方法として、これらを構成する材料にも依るが、後述する各種の塗布法、物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、パルスレーザ堆積法（ＰＬＤ）、アーク放電法、ＭＯＣＶＤ法を含む各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、リフト・オフ法、シャドウマスク法、及び、電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、ＰＶＤ法として、（ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着、ルツボを加熱する方法等の各種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、（ｄ）ＤＣ（direct current）法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。レジストパターンを形成する場合、例えば、レジスト材料を塗布してレジスト層を形成した後、フォトリソグラフィ技術、レーザ描画技術、電子線描画技術あるいはＸ線描画技術等を用いてレジスト層をパターニングする。レジスト転写法等を用いてレジストパターンを形成してもよい。ゲート電極等をエッチング方法に基づき形成する場合、ドライエッチング法やウェットエッチング法を採用すればよく、ドライエッチング法として、例えば、イオンミリングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を挙げることができる。また、ゲート電極等を、レーザアブレーション法、マスク蒸着法、レーザ転写法等に基づき形成することもできる。
【００２６】
本開示において、ゲート絶縁層は、単層であってもよいし、多層であってもよい。ゲート絶縁層を構成する材料として、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素（ＳｉＮY）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）やＨｆＯ2等の金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＥＡＰＴＭＳ）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）等のシラノール誘導体（シランカップリング剤）、オクタデカンチオール、ドデシルイソシアネイト等の一端にゲート電極と結合可能な官能基を有する直鎖炭化水素類にて例示される有機系絶縁材料（有機ポリマー）にて例示される有機系絶縁材料を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。ここで、酸化ケイ素系材料として、酸化シリコン（ＳｉＯX）、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低誘電率ＳｉＯ2系材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機ＳＯＧ）を例示することができる。また、ゲート絶縁層の形成方法として、以下に述べる塗布法以外にも、上述した各種のＰＶＤ法やＣＶＤ法、ゾル−ゲル法、及び、電着法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができるし、レーザアブレーション法に基づきパターニングを行ってもよいし、感光性材料を用いて、露光・現像を行うことでパターニングを行ってもよい。
【００２７】
ここで、塗布法として、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、凸版印刷、フレキソ印刷、マイクロコンタクト法といった各種印刷法；スピンコート法；エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットコーター法、スリットオリフィスコーター法、キャップコート法、カレンダーコーター法、キャスティング法、キャピラリーコーター法、バーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法；スプレー法；ディスペンサーを用いる方法：スタンプ法といった、液状材料を塗布する方法を挙げることができる。
【００２８】
本開示において、有機半導体層あるいはチャネル形成領域を構成する有機半導体材料として、ポリチオフェン、ポリチオフェンにヘキシル基を導入したポリ−３−ヘキシルチオフェン［Ｐ３ＨＴ］、ペンタセン［２，３，６，７−ジベンゾアントラセン］、ペンタセンの誘導体［ＴＩＰＳ（triisopropylsilylethynyl）−ペンタセン等］、ペリキサンテノキサンテン等を含むジオキサアンタントレン系化合物、ポリアントラセン、ナフタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセン、ベンゾピレン、ジベンゾピレン、トリフェニレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリインドール、ポリビニルカルバゾール、ポリセレノフェン、ポリテルロフェン、ポリイソチアナフテン、ポリカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィド、ポリチエニレンビニレン、ポリナフタレン、ポリピレン、ポリアズレン、銅フタロシアニンで代表されるフタロシアニン、メロシアニン、ヘミシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ピリダジン、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］、キナクリドンを例示することができる。あるいは又、有機半導体材料として、縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系誘導体、フェニルビニリデン系の共役系オリゴマー、及び、チオフェン系の共役系オリゴマーから成る群から選択された化合物を挙げることができる。具体的には、例えば、アセン系分子（ペンタセン、テトラセン等）といった縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系分子、共役系オリゴマー（フェニルビニリデン系やチオフェン系）を挙げることができる。
【００２９】
あるいは又、有機半導体材料として、例えば、ポルフィリン、４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）、４，４’−ジイソシアノビフェニル、４，４’−ジイソシアノ−ｐ−テルフェニル、２，５−ビス（５’−チオアセチル−２’−チオフェニル）チオフェン、２，５−ビス（５’−チオアセトキシル−２’−チオフェニル）チオフェン、４，４’−ジイソシアノフェニル、ベンジジン（ビフェニル−４，４’−ジアミン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−ＴＣＮＱ錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体に代表される電荷移動錯体、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−ジ（４−チオフェニルアセチリニル）−２−エチルベンゼン、１，４−ジ（４−イソシアノフェニルアセチリニル）−２−エチルベンゼン、デンドリマー、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等のフラーレン、１，４−ジ（４−チオフェニルエチニル）−２−エチルベンゼン、２，２”−ジヒドロキシ−１，１’：４’，１”−テルフェニル、４，４’−ビフェニルジエタナール、４，４’−ビフェニルジオール、４，４’−ビフェニルジイソシアネート、１，４−ジアセチニルベンゼン、ジエチルビフェニル−４，４’−ジカルボキシレート、ベンゾ［１，２−ｃ；３，４−ｃ’；５，６−ｃ”］トリス［１，２］ジチオール−１，４，７−トリチオン、アルファ−セキシチオフェン、テトラチオテトラセン、テトラセレノテトラセン、テトラテルルテトラセン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−チオフェン−β−エタンスルホン酸）、ポリ（Ｎ−アルキルピロール）ポリ（３−アルキルピロール）、ポリ（３，４−ジアルキルピロール）、ポリ（２，２’−チエニルピロール）、ポリ（ジベンゾチオフェンスルフィド）を例示することができる。
【００３０】
有機半導体層あるいはチャネル形成領域には、必要に応じてポリマーが含まれていてもよい。ポリマーは有機溶剤に溶解すればよい。具体的には、ポリマー（有機結合剤、バインダー）として、ポリスチレン、ポリアルファメチルスチレン、ポリオレフィンを例示することができる。更には、場合によっては、添加物（例えば、ｎ型不純物やｐ型不純物といった、所謂ドーピング材料）を加えることもできる。
【００３１】
有機半導体材料溶液を調製するための溶媒として、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等の芳香族類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、デカリン等の炭化水素類等を例示することができる。なかでも、メシチレン、テトラリン、デカリン等の沸点が比較的高い溶媒を用いることが、トランジスタ特性の観点から、また、有機半導体層あるいはチャネル形成領域の形成時に有機半導体材料が急激に乾燥することを防止するといった観点から、好ましい。
【００３２】
有機半導体層あるいはチャネル形成領域の形成方法として、塗布法を挙げることができる。ここで、塗布法は、一般的な塗布法をいずれも問題なく使用することができ、具体的には、例えば、上述した各種の塗布法を挙げることができる。場合によっては、上述した各種のＰＶＤ法やＣＶＤ法等を用いることもできる。
【００３３】
本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置における基体として、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）に例示される有機ポリマーから構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、あるいは又、雲母を挙げることができる。このような可撓性を有する有機ポリマー、高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への電子デバイスや半導体装置の組込みあるいは一体化が可能となる。あるいは又、基体として、各種ガラス基板や、石英基板、シリコン基板、サファイヤ基板を挙げることができる。これらの基体の中には加工に用いるレーザ光を吸収するものもあり、レーザ光の吸収による発熱が問題となる場合、基体上にレーザ光を吸収しない層（レーザ光非吸収層）あるいは吸収し難い層（レーザ光難吸収層）を設けることで、このような問題の発生を回避することができる。尚、レーザ光非吸収層やレーザ光難吸収層を構成する材料として、例えば、シリコンの酸化物ＳｉＯx、窒化物ＳｉＮY、酸窒化物ＳｉＯXＮY、酸化アルミニウムＡｌＯx、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＭＭＡやフッ素系樹脂等を挙げることができる。
【００３４】
一方、本開示の第３の態様あるいは第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置における基材として、上記の基体を挙げることができるし、導電性基板（金やアルミニウム等の金属から成る基板、高配向性グラファイトから成る基板、ステンレス鋼基板等といった各種合金や各種金属から成る基板）を挙げることができる。また、基材上に設けられた絶縁層を構成する材料として、ゲート絶縁層を構成する材料を挙げることもできるし、公知の絶縁膜を広く用いることができる。
【００３５】
本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法にあっては、分離溝の形成方法として、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング法やウェットエッチング法との組合せを採用すればよい。あるいは又、上述したゲート絶縁層の形成方法を、適宜、採用することで、分離溝を形成することもできる。どのような平面形状の分離溝を設けるかは、半導体装置のデザイン、半導体装置に要求される特性等を鑑みて決定すればよい。有機半導体層に照射するレーザ光として、例えば、ＫｒＦエキシマレーザから出射された波長２４８ｎｍのレーザ光や、ＹＡＧレーザから出射された波長１０６４ｎｍのレーザ光の第４高調波（２６６ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマレーザから出射された波長３０８ｎｍのレーザ光を挙げることができる。レーザ光を有機半導体層に照射すると、有機半導体層は昇華する。即ち、有機半導体層はレーザアブレーション法によってパターニングされる。尚、場合によっては、レーザ光を有機半導体層に照射すると、有機半導体層が分解する場合もあるし、蒸発する場合もある。有機半導体層に照射すべきレーザ光の照射エネルギーや照射時間は、各種の試験を行い、適宜、決定すればよい。
【００３６】
レーザ光の照射方法として、有機半導体層の上方に配設されたレーザ光遮蔽マスクを介してレーザ光を一括して有機半導体層に照射する方法、あるいは又、例えば分離溝のパターンに合わせてレーザ光を、順次、有機半導体層に照射する方法を例示することができる。これらの方法を採用することで、レーザ光に照射される有機半導体層の領域を、適切に選択することができる。尚、前者の方法におけるレーザ光遮蔽マスクとして、例えば、ガラス板や石英板、プラスチック・フィルム、プラスチック板、金属板等にレーザ光を透過する領域とレーザ光を遮蔽する領域が形成されたマスクを用いればよい。レーザ光を遮蔽する領域には、例えばクロム（Ｃｒ）等の金属膜を形成すればよい。また、後者の方法として、具体的には、レーザ光ビームを、順次、ステップ移動させながら有機半導体層に照射する方法（より具体的には、基体や基材を載置したステージが所定の距離の移動と停止を繰り返し、所謂ラスタ走査方式あるいは所謂ベクタ走査方式と組み合わせて２次元的走査によってレーザ光ビームを有機半導体層に照射する方法）を挙げることができる。
【００３７】
本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法にあっては、少なくとも分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して、分離溝の底部の少なくとも一部を露出させるが、ここで、
［Ａ］分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層の一部分にレーザ光を照射して、分離溝の底部の一部を露出させてもよいし、
［Ｂ］分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層にレーザ光を照射して、分離溝の底部を露出させてもよいし、
［Ｃ］分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層だけでなく、分離溝の側壁上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して、分離溝の底部を露出させてもよいし、これらの［Ａ］〜［Ｃ］が、適宜、組み合わされた状態を得てもよい。
【００３８】
本開示の画像表示装置として、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた画像表示装置、電気泳動ディスプレイ素子を備えた画像表示装置、プラズマ表示装置を例示することができる。また、画像表示装置は、例えば、所謂デスクトップ型のパーソナルコンピュータ、ノートブック型のパーソナルコンピュータ、モバイル型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスト）、携帯電話、ゲーム機、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、コピー機、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、電卓、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰ等の各種画像表示装置に適用することができる。
【００３９】
本開示の半導体装置を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、場合によっては、多数の半導体装置を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各半導体装置を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、半導体装置を樹脂にて封止してもよい。
【実施例１】
【００４０】
実施例１は、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の第１の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例１の半導体装置の模式的な一部端面図を図１の（Ｅ）に示す。
【００４１】
実施例１あるいは後述する実施例２の半導体装置は、
基体１０，２０上に形成されたゲート電極１２，２２、
基体１０，２０及びゲート電極１２，２２上に形成されゲート絶縁層１３，２３、並びに、
ゲート絶縁層１３，２３上に形成された、有機半導体層１４，２４から成るチャネル形成領域１４Ａ，２４Ａ及び一対のソース／ドレイン電極１５、
を備えている。そして、
ゲート絶縁層１３，２３には、基体１０，２０に到達する分離溝１６，２６が形成されており、
分離溝１６，２６の底部に位置した基体１０，２０の少なくとも一部には有機半導体層１４，２４が形成されていない。
【００４２】
より具体的には、実施例１の半導体装置は、所謂ボトムゲート・トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基体１０上に形成されたゲート電極１２、
（ｂ）基体１０及びゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁層１３、
（ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成された、有機半導体層１４から成るチャネル形成領域１４Ａ、及び、有機半導体層１４から成り、チャネル形成領域１４Ａから延在したチャネル形成領域延在部１４Ｂ、並びに、
（ｄ）チャネル形成領域延在部１４Ｂ上に形成された一対のソース／ドレイン電極１５、
を備えている。
【００４３】
ここで、実施例１あるいは後述する実施例２において、基体１０，２０はＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ポリイミド等のプラスチック・フィルムや金属箔、ガラス等から成り、ゲート電極１２，２２はアルミニウム（Ａｌ）や、ＡｌとＴｉの積層構造から成り、ゲート絶縁層１３，２３は、レーザ光を吸収する材料から構成されており、具体的には、波長２４８ｎｍにおいて８０％以上のレーザ光吸収率を生じるポリビニルフェノール（ＰＶＰ）から成り、有機半導体層１４，２４はペンタセンやＴＩＰＳ−ペンタセン、ペリキサンテノキサンテンから成り、一対のソース／ドレイン電極１５，２５は金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）から成る。
【００４４】
また、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）は、実施例１〜実施例４の半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
第１の方向に沿って配列された複数の半導体装置におけるゲート電極１２，２２，３２，４２は、第１の方向に沿って延びるゲート配線に接続されており、
第２の方向に沿って配列された複数の半導体装置における一方のソース／ドレイン電極１５，２５，３５，４５は、第２の方向に沿って延びる信号配線に接続されている。
【００４５】
更には、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の画像表示装置は、実施例１〜実施例４の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）を備えている。
【００４６】
以下、基体等の模式的な一部端面図である図１の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例１の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００４７】
［工程−１００］
先ず、基体１０上にゲート電極１２を形成する。具体的には、基体１０の一部をハードマスクで覆った状態で、ゲート電極１２を真空蒸着法によって形成する。こうして、ゲート電極１２をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。但し、ゲート電極１２の形成方法はこれに限定するものではなく、ゲート電極１２を構成する導電材料層の成膜技術及びエッチング技術の組合せに基づき形成してもよいし、所謂リフト・オフ法に基づき形成してもよい。
【００４８】
［工程−１１０］
次に、基体１０及びゲート電極１２上にゲート絶縁層１３を形成する（図１の（Ａ）参照）。具体的には、スピンコート法に基づき、全面にゲート絶縁層１３を形成する。
【００４９】
［工程−１２０］
その後、基体１０に到達する分離溝１６をゲート絶縁層１３に形成する（図１の（Ｂ）参照）。具体的には、周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、ゲート絶縁層１３に、基体１０に到達する分離溝１６を形成すればよい。
【００５０】
［工程−１３０］
次に、ゲート絶縁層１３上及び分離溝１６の底部に露出した基体１０上に有機半導体層１４を、例えば、スピンコート法に基づき形成する（図１の（Ｃ）参照）。スピンコート法においては、溶剤に有機半導体材料を溶解した有機半導体材料溶液、具体的には、例えば、ペンタセンやＴＩＰＳ−ペンタセン、ペリキサンテノキサンテンをトルエンに溶かした有機半導体材料溶液を使用する。
【００５１】
その後、少なくとも分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して分離溝１６の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層１４の上に一対のソース／ドレイン電極１５を形成する。
【００５２】
［工程−１４０］
具体的には、先ず、分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分に、ＫｒＦエキシマレーザから出射された波長２４８ｎｍのレーザ光を照射して分離溝１６の底部の一部を露出させる。こうして、図１の（Ｄ）に示す構造を得ることができる。
【００５３】
［工程−１５０］
次いで、有機半導体層１４の上に、より具体的には、チャネル形成領域延在部１４Ｂの上に、一対のソース／ドレイン電極１５を形成する。具体的には、ソース／ドレイン電極１５を構成する導電材料層の成膜技術及びエッチング技術の組合せに基づき、ソース／ドレイン電極１５を形成することができる。但し、ソース／ドレイン電極１５の形成方法はこれに限定するものではなく、ソース／ドレイン電極１５を形成すべき領域以外の領域をハードマスクで覆った状態で、ソース／ドレイン電極１５を真空蒸着法によって形成してもよいし、所謂リフト・オフ法に基づき形成してもよい。こうして、図１の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例１の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００５４】
尚、画像表示装置を構成する基板の製造、画像表示装置の製造にあっては、以上の工程に引き続き、半導体装置の上あるいは上方に、画像表示部（具体的には、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子あるいは電気泳動ディスプレイ素子、半導体発光素子から成る画像表示部）を、周知の方法に基づき形成すればよい。以下の実施例２〜実施例４においても同様である。
【００５５】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の半導体装置の製造方法にあっては、チャネル形成領域を構成する有機半導体層をパターニングするので、半導体装置における漏れ電流の増加といった問題が生じることが無い。しかも、有機半導体層のパターニングをレーザ光を用いて行うが、この際、有機半導体層の直下にはゲート絶縁層あるいは絶縁層が存在しないが故に、レーザ光がゲート絶縁層あるいは絶縁層によって吸収され、ゲート絶縁層あるいは絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。しかも、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とパターニングされる有機半導体層の部分との間の距離が、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とゲート絶縁層あるいは絶縁層との間の距離よりも長い。それ故、熱によってチャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。また、有機半導体層のパターニングをレーザ光を用いて行うので、即ち、有機半導体層をレーザアブレーション法によってパターニングするので、パターニング工程の簡素化を図ることができる。
【００５６】
尚、上述した［工程−１４０］と［工程−１５０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図２の（Ａ）に示すように、有機半導体層１４の上に一対のソース／ドレイン電極１５を形成した後、図２の（Ｂ）に示すように、少なくとも分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して分離溝１６の底部の少なくとも一部を露出させてもよい。
【００５７】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝１６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４にレーザ光を照射して、分離溝１６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図２の（Ｃ）に示すように、分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４だけでなく、分離溝１６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して、分離溝１６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層１４の下地である分離溝１６の側壁におけるゲート絶縁層１３の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、ゲート絶縁層１３が発熱しても、この熱によって有機半導体層１４に損傷が生じることが無い。
【実施例２】
【００５８】
実施例２は、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の第２の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例２の半導体装置の模式的な一部端面図を図３の（Ｅ）に示す。
【００５９】
実施例２の半導体装置は、所謂ボトムゲート・ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基体２０上に形成されたゲート電極２２、
（ｂ）基体２０及びゲート電極２２上に形成されたゲート絶縁層２３、
（ｃ）ゲート絶縁層２３上に形成された一対のソース／ドレイン電極２５、
（ｄ）有機半導体層２４から成り、一対のソース／ドレイン電極２５の間に位置するゲート絶縁層２３の部分の上に形成されたチャネル形成領域２４Ａ、
を備えている。
【００６０】
以下、基体等の模式的な一部端面図である図３の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例２の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００６１】
［工程−２００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、基体２０上にゲート電極２２を形成する。
【００６２】
［工程−２１０］
次に、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、基体２０及びゲート電極２２上にゲート絶縁層２３を形成する（図３の（Ａ）参照）。
【００６３】
その後、ゲート絶縁層２３上に一対のソース／ドレイン電極２５を形成する一方、基体２０に到達する分離溝２６をゲート絶縁層２３に形成する。
【００６４】
［工程−２２０］
具体的には、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、先ず、基体２０に到達する分離溝２６をゲート絶縁層２３に形成する（図３の（Ｂ）参照）。
【００６５】
［工程−２３０］
次いで、ゲート絶縁層２３の上に、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、一対のソース／ドレイン電極２５を形成する（図３の（Ｃ）参照）。
【００６６】
［工程−２４０］
その後、ゲート絶縁層２３上、ソース／ドレイン電極２５上及び分離溝２６の底部に露出した基体２０上に有機半導体層２４を形成する（図３の（Ｄ）参照）。具体的には、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、有機半導体層２４を、例えば、スピンコート法に基づき形成する。
【００６７】
［工程−２５０］
次いで、少なくとも分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４の部分にレーザ光を照射して分離溝２６の底部の少なくとも一部を露出させる。具体的には、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４の部分にレーザ光を照射して分離溝２６の底部の一部を露出させる。こうして、図３の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例２の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００６８】
尚、上述した［工程−２２０］と［工程−２３０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図４の（Ａ）に示すように、ゲート絶縁層２３の上に一対のソース／ドレイン電極２５を形成した後、図４の（Ｂ）に示すように、基体２０に到達する分離溝２６をゲート絶縁層２３に形成してもよい。尚、このような工程を経て得られた半導体装置の模式的な一部端面図を図４の（Ｃ）に示す。
【００６９】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝２６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４にレーザ光を照射して、分離溝２６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図４の（Ｄ）に示すように、分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４だけでなく、分離溝２６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層２４の部分にレーザ光を照射して、分離溝２６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層２４の下地である分離溝２６の側壁におけるゲート絶縁層２３の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、ゲート絶縁層２３が発熱しても、この熱によって有機半導体層２４に損傷が生じることが無い。
【実施例３】
【００７０】
実施例３は、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の第３の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例３の半導体装置の模式的な一部端面図を図５の（Ｅ）に示す。
【００７１】
実施例３あるいは後述する実施例４の半導体装置は、
基材３０，４０上に設けられた絶縁層３１，４１の上に形成された、有機半導体層３４，４４から成るチャネル形成領域３４Ａ，４４Ａ及び一対のソース／ドレイン電極３５，４５、
少なくともチャネル形成領域３４Ａ，４４Ａ上に形成されたゲート絶縁層３３，４３、並びに、
ゲート絶縁層３３，４３上に形成されたゲート電極３２，４２、
を備えている。そして、
絶縁層３１，４１には、基材３０，４０に到達する分離溝３６，４６が形成されており、
分離溝３６，４６の底部に位置した基材３０，４０の少なくとも一部には有機半導体層３４，４４が形成されていない。
【００７２】
より具体的には、実施例３の半導体装置は、所謂トップゲート・ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基材３０上に設けられた絶縁層３１の上に形成された一対のソース／ドレイン電極３５、
（ｂ）一対のソース／ドレイン電極３５の間に位置する絶縁層３１の部分の上に形成された、有機半導体層３４から成るチャネル形成領域３４Ａ、及び、有機半導体層３４から成り、ソース／ドレイン電極３５上に形成され、チャネル形成領域３４Ａから延在したチャネル形成領域延在部３４Ｂ、
（ｃ）基材３０及び有機半導体層３４上に形成されたゲート絶縁層３３、並びに、
（ｄ）チャネル形成領域３４Ａと対向してゲート絶縁層３３上に形成されたゲート電極３２、
を備えている。
【００７３】
ここで、実施例３あるいは後述する実施例４において、基材３０，４０はＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ポリイミド等のプラスチック・フィルムや金属箔、ガラス等から成り、絶縁層３１，４１は、レーザ光を吸収する材料から構成されており、具体的には、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）から成り、ゲート電極３２，４２はアルミニウム（Ａｌ）や、ＡｌとＴｉの積層構造から成り、ゲート絶縁層３３，４３はＰＶＰやアクリル等のポリマー絶縁膜や、フッ素樹脂、及び、これらを積層したものから成り、有機半導体層３４，４４はペンタセンやＴＩＰＳ−ペンタセン、ペリキサンテノキサンテンから成り、一対のソース／ドレイン電極３５，４５は金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）から成る。
【００７４】
以下、基材等の模式的な一部端面図である図５の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例３の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００７５】
先ず、絶縁層３１が表面に形成された基材３０を準備する。そして、絶縁層３１上に一対のソース／ドレイン電極３５を形成する一方、基材３０に到達する分離溝３６を絶縁層３１に形成する。
【００７６】
［工程−３００］
具体的には、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、絶縁層３１上に一対のソース／ドレイン電極３５を形成する（図５の（Ａ）参照）。
【００７７】
［工程−３１０］
次いで、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、基材３０に到達する分離溝３６を絶縁層３１に形成する（図５の（Ｂ）参照）。
【００７８】
［工程−３２０］
その後、絶縁層３１上、ソース／ドレイン電極３５上及び分離溝３６の底部に露出した基材３０上に、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、例えば、スピンコート法に基づき、有機半導体層３４を形成する（図５の（Ｃ）参照）。
【００７９】
［工程−３３０］
次に、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、少なくとも分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４の部分にレーザ光を照射して分離溝３６の底部の少なくとも一部を露出させる（図５の（Ｄ）参照）。
【００８０】
［工程−３４０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、全面にゲート絶縁層３３を形成し、更に、実施例１の［工程−１００］と同様にして、ゲート電極３２を形成する。こうして、図５の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例３の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００８１】
尚、上述した［工程−３００］と［工程−３１０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図６の（Ａ）に示すように、基材３０に到達する分離溝３６を絶縁層３１に形成した後、図６の（Ｂ）に示すように、絶縁層３１上に一対のソース／ドレイン電極３５を形成してもよい。
【００８２】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝３６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４にレーザ光を照射して、分離溝３６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図６の（Ｃ）に示すように、分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４だけでなく、分離溝３６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層３４の部分にレーザ光を照射して、分離溝３６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層３４の下地である分離溝３６の側壁における絶縁層３１の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、絶縁層３１が発熱しても、この熱によって有機半導体層３４に損傷が生じることが無い。
【実施例４】
【００８３】
実施例４は、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例４の半導体装置の模式的な一部端面図を図７の（Ｅ）に示す。
【００８４】
実施例４の半導体装置は、所謂トップゲート・トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基材４０上に設けられた絶縁層４１の上に形成された有機半導体層４４から成るチャネル形成領域４４Ａ、及び、有機半導体層４４から成り、チャネル形成領域４４Ａから延在したチャネル形成領域延在部４４Ｂ、
（ｂ）チャネル形成領域延在部４４Ｂ上に形成された一対のソース／ドレイン電極４５、
（ｃ）基材４０、有機半導体層４４及びソース／ドレイン電極４５上に形成されたゲート絶縁層４３、並びに、
（ｄ）チャネル形成領域４４Ａと対向してゲート絶縁層４３上に形成されたゲート電極４２、
を備えている。
【００８５】
以下、基材等の模式的な一部端面図である図７の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例４の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００８６】
［工程−４００］
先ず、絶縁層４１が表面に形成された基材４０を準備する。そして、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、基材４０に到達する分離溝４６を絶縁層４１に形成する（図７の（Ａ）参照）。
【００８７】
［工程−４１０］
その後、絶縁層４１上及び分離溝４６の底部に露出した基材４０上に、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、例えば、スピンコート法に基づき、有機半導体層４４を形成する（図７の（Ｂ）参照）。
【００８８】
次に、少なくとも分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して分離溝４６の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層４４上に一対のソース／ドレイン電極４５を形成する。
【００８９】
［工程−４２０］
具体的には、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、絶縁層４１上に一対のソース／ドレイン電極４５を形成する（図７の（Ｃ）参照）。
【００９０】
［工程−４３０］
次いで、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、少なくとも分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して分離溝４６の底部の少なくとも一部を露出させる（図７の（Ｄ）参照）。
【００９１】
［工程−４４０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、全面にゲート絶縁層４３を形成し、更に、実施例１の［工程−１００］と同様にして、ゲート電極４２を形成する。こうして、図７の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例４の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００９２】
尚、上述した［工程−４２０］と［工程−４３０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図８の（Ａ）に示すように、少なくとも分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して分離溝４６の底部の少なくとも一部を露出させた後、図８の（Ｂ）に示すように、有機半導体層４４上に一対のソース／ドレイン電極４５を形成してもよい。
【００９３】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝４６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４にレーザ光を照射して、分離溝４６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図８の（Ｃ）に示すように、分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４だけでなく、分離溝４６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して、分離溝４６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層４４の下地である分離溝４６の側壁における絶縁層４１の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、絶縁層４１が発熱しても、この熱によって有機半導体層４４に損傷が生じることが無い。
【００９４】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。半導体装置の構造や構成、形成条件、製造条件は例示であり、適宜変更することができる。本開示の半導体装置を、例えば、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、基材や基体、支持体、支持部材に多数の半導体装置を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各半導体装置を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。場合によっては、レーザ光以外にも、広く、エネルギー線、具体的には、レーザを含む紫外線、レーザを含む可視光線、電子線、Ｘ線といった電磁波を挙げることができ、これらのエネルギー線を用いて有機半導体層をパターニングしたとき、エネルギー線がゲート絶縁層あるいは絶縁層に吸収され、ゲート絶縁層あるいは絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じ得る場合、本開示を適用することができる。
【００９５】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［１］《半導体装置の製造方法：第１の態様／ボトムゲート・トップコンタクト》
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［２］《半導体装置の製造方法：第２の態様／ボトムゲート・ボトムコンタクト》
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［３］ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［１］又は［２］に記載の半導体装置の製造方法。
［４］《半導体装置の製造方法：第３の態様／トップゲート・ボトムコンタクト》
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［５］《半導体装置の製造方法：第４の態様／トップゲート・トップコンタクト》
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［６］絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［４］又は［５］に記載の半導体装置の製造方法。
［７］《半導体装置：第１の態様》
基体上に形成されたゲート電極、
基体及びゲート電極上に形成されゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
を備えた半導体装置であって、
ゲート絶縁層には、基体に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基体の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
［８］ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［７］に記載の半導体装置。
［９］《半導体装置：第２の態様》
基材上に設けられた絶縁層の上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
少なくともチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた半導体装置であって、
絶縁層には、基材に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基材の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
［１０］絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［９］に記載の半導体装置。
［１１］《画像表示装置を構成する基板》
［７］乃至［１０］のいずれか１項に記載の半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列された、画像表示装置を構成する基板。
［１２］《画像表示装置》
［１１］に記載の画像表示装置を構成する基板を備えた画像表示装置。
【符号の説明】
【００９６】
１０，２０・・・基体、３０，４０・・・基材、３１，４１・・・絶縁層、１２，２２，３２，４２・・・ゲート電極、１３，２３，３３，４３・・・ゲート絶縁層、１４，２４，３４，４４・・・有機半導体層、１４Ａ，２４Ａ，３４Ａ，４４Ａ・・・チャネル形成領域、１４Ｂ，３４Ｂ，４４Ｂ・・・チャネル形成領域延在部、１５，２５，３５，４５・・・ソース／ドレイン電極、１６，２６，３６，４６・・・分離溝
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置及びその製造方法、画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの電子機器に用いられている薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor，ＴＦＴ）を含む電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、例えば、支持体上に形成されたゲート電極、ゲート電極上を含む支持体上に形成されたＳｉＯ2から成るゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域及びソース／ドレイン電極から構成されている。そして、このような構造を有する電界効果トランジスタの作製には、通常、非常に高価な半導体製造装置が使用されており、製造コストの低減が強く要望されている。
【０００３】
そうした中、最近、有機半導体材料から成る薄膜を用いた電子デバイスの開発が精力的に行われており、その中でも、有機トランジスタといった有機エレクトロニクスデバイス（以下、単に、有機デバイスと略称する場合がある）が注目を浴びている。この有機デバイスの最終的な目標として、低コスト、軽量、可撓性、高性能を挙げることができる。有機半導体材料は、シリコンを中心とする無機材料と比較して、
（１）低温で、簡易なプロセスにて、大面積の有機デバイスを低コストで製造することができる。
（２）可撓性を有する有機デバイスを製造することが可能である。
（３）有機材料を構成する分子を所望の形態に修飾することで、有機デバイスの性能や物性を制御することができる。
といった種々の利点を有している。
【０００４】
そして、特に、低温で、簡易なプロセスとして、印刷法等の塗布成膜法の検討が進められている（例えば、ＷＯ２００３／０１６５９９参照）。然るに、塗布成膜法にて有機半導体層から成るチャネル形成領域を形成した場合、あるいは又、成膜方法に依っては、有機半導体層をパターニングしないと漏れ電流が増加するといった問題が生じ得る。
【０００５】
有機半導体層をパターニングするためにレーザアブレーション技術を用いることが、例えば、特開２００６−１４０４３３から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００３／０１６５９９
【特許文献２】特開２００６−１４０４３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、この特許公開公報に開示された技術にあっては、ソース／ドレイン電極上に形成された有機半導体層に対してレーザ光を照射する。一方、有機トランジスタの製造にあっては、屡々、絶縁層の上に直接形成された有機半導体層をパターニングしなければならない。然るに、絶縁層上の有機半導体層をレーザ光を用いてパターニングすると、レーザ光が絶縁層に吸収され、絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じ得る。
【０００８】
従って、本開示の目的は、絶縁層上の有機半導体層をレーザ光を用いてパターニングしたときであっても、有機半導体層に損傷が生じ難い半導体装置の製造方法、係る半導体装置の製造方法によって得られる半導体装置、係る半導体装置を備えた画像表示装置及び画像表示装置を構成する基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂ボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成する、
各工程から成る。尚、工程（Ｅ）においては、少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよいし、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させてもよい。
【００１０】
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂ボトムゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる、
各工程から成る。尚、工程（Ｃ）において、ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成してもよいし、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよい。
【００１１】
上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂トップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る。尚、工程（Ｂ）においては、絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成してもよいし、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよい。
【００１２】
上記の目的を達成するための本開示の第４の態様に係る半導体装置の製造方法は、所謂トップゲート・トップコンタクト型の半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る。尚、工程（Ｄ）においては、少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成してもよいし、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させてもよい。
【００１３】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る半導体装置は、所謂ボトムゲート・トップコンタクト型あるいはボトムゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置であって、
基体上に形成されたゲート電極、
基体及びゲート電極上に形成されゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
を備えた半導体装置であって、
ゲート絶縁層には、基体に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基体の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない。
【００１４】
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る半導体装置は、所謂トップゲート・ボトムコンタクト型あるいはトップゲート・トップコンタクト型の半導体装置であって、
基材上に設けられた絶縁層の上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
少なくともチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた半導体装置であって、
絶縁層には、基材に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基材の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない。
【００１５】
上記の目的を達成するための本開示の画像表示装置を構成する基板（所謂バックプレーン）は、本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されている。
【００１６】
また、上記の目的を達成するための本開示の画像表示装置は、上記の本開示の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法にあっては、チャネル形成領域を構成する有機半導体層をパターニングするので、半導体装置における漏れ電流の増加といった問題が生じることが無い。そして、有機半導体層のパターニングをレーザ光を用いて行うのでパターニング工程の簡素化を図ることができ、しかも、パターニングの際、有機半導体層の直下にはゲート絶縁層あるいは絶縁層が存在しないが故に、レーザ光がゲート絶縁層あるいは絶縁層によって吸収され、ゲート絶縁層あるいは絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。また、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とパターニングされる有機半導体層の部分との間の距離は、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とゲート絶縁層あるいは絶縁層との間の距離よりも長いが故に、熱によってチャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例１の半導体装置の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図であり、図２の（Ｃ）は、実施例１の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図３】図３の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例２の半導体装置の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図４】図４の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図であり、図４の（Ｄ）は、実施例２の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。
【図５】図５の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例３の半導体装置の製造方法を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例３の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図であり、図６の（Ｃ）は、実施例３の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【図７】図７の（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例４の半導体装置の製造方法を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例４の半導体装置の製造方法の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図であり、図８の（Ｃ）は、実施例４の半導体装置の製造方法の別の変形例を説明するための基材等の模式的な一部端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）
３．実施例２（本開示の第２の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）
４．実施例３（本開示の第３の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）
５．実施例４（本開示の第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の画像表示装置、並びに、画像表示装置を構成する基板）、その他
【００２０】
本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置の製造方法、あるいは又、本示の第１の態様に係る半導体装置において、ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料か構成されている形態とすることができる。ここで、『レーザ光を吸収する材料』とは、加工に用いるレーザの波長を吸収する材料を示す。以下の説明においても同様である。例えば、加工に波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いた場合、例えばポリビニルフェノール、ポリイミド、ＰＭＭＡ等に代表される有機絶縁膜やポリマー材料がこれに該当する。
【００２１】
また、本開示の第３の態様あるいは第４の態様に係る半導体装置の製造方法、あるいは又、本開示の第２の態様に係る半導体装置において、絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている形態とすることができる。
【００２２】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置、本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置を総称して、以下、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある。
【００２３】
本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）にあっては、
第１の方向に沿って配列された複数の半導体装置におけるゲート電極は、第１の方向に沿って延びるゲート配線に接続されており、
第２の方向に沿って配列された複数の半導体装置における一方のソース／ドレイン電極は、第２の方向に沿って延びる信号配線に接続されている。
【００２４】
本開示において、ゲート電極やソース／ドレイン電極（以下、これらを総称して、『ゲート電極等』と呼ぶ場合がある）を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ルテニウム（Ｒｈ）、ルビジウム（Ｒｂ）等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、ＩＴＯ、不純物を含有したポリシリコン等の導電性物質を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造（例えば、ＭｏＯx／Ａｕ、ＣｕＯ／Ａｕ）とすることもできる。更には、ゲート電極等を構成する材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］やＴＴＦ−ＴＣＮＱ、ポリアニリンといった有機材料（導電性高分子）を挙げることもできる。ゲート電極、ソース／ドレイン電極を構成する材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００２５】
ゲート電極等の形成方法として、これらを構成する材料にも依るが、後述する各種の塗布法、物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、パルスレーザ堆積法（ＰＬＤ）、アーク放電法、ＭＯＣＶＤ法を含む各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、リフト・オフ法、シャドウマスク法、及び、電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、ＰＶＤ法として、（ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着、ルツボを加熱する方法等の各種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、（ｄ）ＤＣ（direct current）法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。レジストパターンを形成する場合、例えば、レジスト材料を塗布してレジスト層を形成した後、フォトリソグラフィ技術、レーザ描画技術、電子線描画技術あるいはＸ線描画技術等を用いてレジスト層をパターニングする。レジスト転写法等を用いてレジストパターンを形成してもよい。ゲート電極等をエッチング方法に基づき形成する場合、ドライエッチング法やウェットエッチング法を採用すればよく、ドライエッチング法として、例えば、イオンミリングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を挙げることができる。また、ゲート電極等を、レーザアブレーション法、マスク蒸着法、レーザ転写法等に基づき形成することもできる。
【００２６】
本開示において、ゲート絶縁層は、単層であってもよいし、多層であってもよい。ゲート絶縁層を構成する材料として、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素（ＳｉＮY）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）やＨｆＯ2等の金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＥＡＰＴＭＳ）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）等のシラノール誘導体（シランカップリング剤）、オクタデカンチオール、ドデシルイソシアネイト等の一端にゲート電極と結合可能な官能基を有する直鎖炭化水素類にて例示される有機系絶縁材料（有機ポリマー）にて例示される有機系絶縁材料を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。ここで、酸化ケイ素系材料として、酸化シリコン（ＳｉＯX）、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低誘電率ＳｉＯ2系材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機ＳＯＧ）を例示することができる。また、ゲート絶縁層の形成方法として、以下に述べる塗布法以外にも、上述した各種のＰＶＤ法やＣＶＤ法、ゾル−ゲル法、及び、電着法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができるし、レーザアブレーション法に基づきパターニングを行ってもよいし、感光性材料を用いて、露光・現像を行うことでパターニングを行ってもよい。
【００２７】
ここで、塗布法として、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、凸版印刷、フレキソ印刷、マイクロコンタクト法といった各種印刷法；スピンコート法；エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットコーター法、スリットオリフィスコーター法、キャップコート法、カレンダーコーター法、キャスティング法、キャピラリーコーター法、バーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法；スプレー法；ディスペンサーを用いる方法：スタンプ法といった、液状材料を塗布する方法を挙げることができる。
【００２８】
本開示において、有機半導体層あるいはチャネル形成領域を構成する有機半導体材料として、ポリチオフェン、ポリチオフェンにヘキシル基を導入したポリ−３−ヘキシルチオフェン［Ｐ３ＨＴ］、ペンタセン［２，３，６，７−ジベンゾアントラセン］、ペンタセンの誘導体［ＴＩＰＳ（triisopropylsilylethynyl）−ペンタセン等］、ペリキサンテノキサンテン等を含むジオキサアンタントレン系化合物、ポリアントラセン、ナフタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセン、ベンゾピレン、ジベンゾピレン、トリフェニレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリインドール、ポリビニルカルバゾール、ポリセレノフェン、ポリテルロフェン、ポリイソチアナフテン、ポリカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィド、ポリチエニレンビニレン、ポリナフタレン、ポリピレン、ポリアズレン、銅フタロシアニンで代表されるフタロシアニン、メロシアニン、ヘミシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ピリダジン、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］、キナクリドンを例示することができる。あるいは又、有機半導体材料として、縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系誘導体、フェニルビニリデン系の共役系オリゴマー、及び、チオフェン系の共役系オリゴマーから成る群から選択された化合物を挙げることができる。具体的には、例えば、アセン系分子（ペンタセン、テトラセン等）といった縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系分子、共役系オリゴマー（フェニルビニリデン系やチオフェン系）を挙げることができる。
【００２９】
あるいは又、有機半導体材料として、例えば、ポルフィリン、４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）、４，４’−ジイソシアノビフェニル、４，４’−ジイソシアノ−ｐ−テルフェニル、２，５−ビス（５’−チオアセチル−２’−チオフェニル）チオフェン、２，５−ビス（５’−チオアセトキシル−２’−チオフェニル）チオフェン、４，４’−ジイソシアノフェニル、ベンジジン（ビフェニル−４，４’−ジアミン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−ＴＣＮＱ錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体に代表される電荷移動錯体、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−ジ（４−チオフェニルアセチリニル）−２−エチルベンゼン、１，４−ジ（４−イソシアノフェニルアセチリニル）−２−エチルベンゼン、デンドリマー、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等のフラーレン、１，４−ジ（４−チオフェニルエチニル）−２−エチルベンゼン、２，２”−ジヒドロキシ−１，１’：４’，１”−テルフェニル、４，４’−ビフェニルジエタナール、４，４’−ビフェニルジオール、４，４’−ビフェニルジイソシアネート、１，４−ジアセチニルベンゼン、ジエチルビフェニル−４，４’−ジカルボキシレート、ベンゾ［１，２−ｃ；３，４−ｃ’；５，６−ｃ”］トリス［１，２］ジチオール−１，４，７−トリチオン、アルファ−セキシチオフェン、テトラチオテトラセン、テトラセレノテトラセン、テトラテルルテトラセン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−チオフェン−β−エタンスルホン酸）、ポリ（Ｎ−アルキルピロール）ポリ（３−アルキルピロール）、ポリ（３，４−ジアルキルピロール）、ポリ（２，２’−チエニルピロール）、ポリ（ジベンゾチオフェンスルフィド）を例示することができる。
【００３０】
有機半導体層あるいはチャネル形成領域には、必要に応じてポリマーが含まれていてもよい。ポリマーは有機溶剤に溶解すればよい。具体的には、ポリマー（有機結合剤、バインダー）として、ポリスチレン、ポリアルファメチルスチレン、ポリオレフィンを例示することができる。更には、場合によっては、添加物（例えば、ｎ型不純物やｐ型不純物といった、所謂ドーピング材料）を加えることもできる。
【００３１】
有機半導体材料溶液を調製するための溶媒として、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等の芳香族類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、デカリン等の炭化水素類等を例示することができる。なかでも、メシチレン、テトラリン、デカリン等の沸点が比較的高い溶媒を用いることが、トランジスタ特性の観点から、また、有機半導体層あるいはチャネル形成領域の形成時に有機半導体材料が急激に乾燥することを防止するといった観点から、好ましい。
【００３２】
有機半導体層あるいはチャネル形成領域の形成方法として、塗布法を挙げることができる。ここで、塗布法は、一般的な塗布法をいずれも問題なく使用することができ、具体的には、例えば、上述した各種の塗布法を挙げることができる。場合によっては、上述した各種のＰＶＤ法やＣＶＤ法等を用いることもできる。
【００３３】
本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置における基体として、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）に例示される有機ポリマーから構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、あるいは又、雲母を挙げることができる。このような可撓性を有する有機ポリマー、高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への電子デバイスや半導体装置の組込みあるいは一体化が可能となる。あるいは又、基体として、各種ガラス基板や、石英基板、シリコン基板、サファイヤ基板を挙げることができる。これらの基体の中には加工に用いるレーザ光を吸収するものもあり、レーザ光の吸収による発熱が問題となる場合、基体上にレーザ光を吸収しない層（レーザ光非吸収層）あるいは吸収し難い層（レーザ光難吸収層）を設けることで、このような問題の発生を回避することができる。尚、レーザ光非吸収層やレーザ光難吸収層を構成する材料として、例えば、シリコンの酸化物ＳｉＯx、窒化物ＳｉＮY、酸窒化物ＳｉＯXＮY、酸化アルミニウムＡｌＯx、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＭＭＡやフッ素系樹脂等を挙げることができる。
【００３４】
一方、本開示の第３の態様あるいは第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置における基材として、上記の基体を挙げることができるし、導電性基板（金やアルミニウム等の金属から成る基板、高配向性グラファイトから成る基板、ステンレス鋼基板等といった各種合金や各種金属から成る基板）を挙げることができる。また、基材上に設けられた絶縁層を構成する材料として、ゲート絶縁層を構成する材料を挙げることもできるし、公知の絶縁膜を広く用いることができる。
【００３５】
本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法にあっては、分離溝の形成方法として、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング法やウェットエッチング法との組合せを採用すればよい。あるいは又、上述したゲート絶縁層の形成方法を、適宜、採用することで、分離溝を形成することもできる。どのような平面形状の分離溝を設けるかは、半導体装置のデザイン、半導体装置に要求される特性等を鑑みて決定すればよい。有機半導体層に照射するレーザ光として、例えば、ＫｒＦエキシマレーザから出射された波長２４８ｎｍのレーザ光や、ＹＡＧレーザから出射された波長１０６４ｎｍのレーザ光の第４高調波（２６６ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマレーザから出射された波長３０８ｎｍのレーザ光を挙げることができる。レーザ光を有機半導体層に照射すると、有機半導体層は昇華する。即ち、有機半導体層はレーザアブレーション法によってパターニングされる。尚、場合によっては、レーザ光を有機半導体層に照射すると、有機半導体層が分解する場合もあるし、蒸発する場合もある。有機半導体層に照射すべきレーザ光の照射エネルギーや照射時間は、各種の試験を行い、適宜、決定すればよい。
【００３６】
レーザ光の照射方法として、有機半導体層の上方に配設されたレーザ光遮蔽マスクを介してレーザ光を一括して有機半導体層に照射する方法、あるいは又、例えば分離溝のパターンに合わせてレーザ光を、順次、有機半導体層に照射する方法を例示することができる。これらの方法を採用することで、レーザ光に照射される有機半導体層の領域を、適切に選択することができる。尚、前者の方法におけるレーザ光遮蔽マスクとして、例えば、ガラス板や石英板、プラスチック・フィルム、プラスチック板、金属板等にレーザ光を透過する領域とレーザ光を遮蔽する領域が形成されたマスクを用いればよい。レーザ光を遮蔽する領域には、例えばクロム（Ｃｒ）等の金属膜を形成すればよい。また、後者の方法として、具体的には、レーザ光ビームを、順次、ステップ移動させながら有機半導体層に照射する方法（より具体的には、基体や基材を載置したステージが所定の距離の移動と停止を繰り返し、所謂ラスタ走査方式あるいは所謂ベクタ走査方式と組み合わせて２次元的走査によってレーザ光ビームを有機半導体層に照射する方法）を挙げることができる。
【００３７】
本開示の第１の態様〜第４の態様に係る半導体装置の製造方法にあっては、少なくとも分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して、分離溝の底部の少なくとも一部を露出させるが、ここで、
［Ａ］分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層の一部分にレーザ光を照射して、分離溝の底部の一部を露出させてもよいし、
［Ｂ］分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層にレーザ光を照射して、分離溝の底部を露出させてもよいし、
［Ｃ］分離溝の底部に露出した基体あるいは基体上に形成された有機半導体層だけでなく、分離溝の側壁上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して、分離溝の底部を露出させてもよいし、これらの［Ａ］〜［Ｃ］が、適宜、組み合わされた状態を得てもよい。
【００３８】
本開示の画像表示装置として、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた画像表示装置、電気泳動ディスプレイ素子を備えた画像表示装置、プラズマ表示装置を例示することができる。また、画像表示装置は、例えば、所謂デスクトップ型のパーソナルコンピュータ、ノートブック型のパーソナルコンピュータ、モバイル型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスト）、携帯電話、ゲーム機、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、コピー機、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、電卓、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰ等の各種画像表示装置に適用することができる。
【００３９】
本開示の半導体装置を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、場合によっては、多数の半導体装置を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各半導体装置を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、半導体装置を樹脂にて封止してもよい。
【実施例１】
【００４０】
実施例１は、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の第１の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例１の半導体装置の模式的な一部端面図を図１の（Ｅ）に示す。
【００４１】
実施例１あるいは後述する実施例２の半導体装置は、
基体１０，２０上に形成されたゲート電極１２，２２、
基体１０，２０及びゲート電極１２，２２上に形成されゲート絶縁層１３，２３、並びに、
ゲート絶縁層１３，２３上に形成された、有機半導体層１４，２４から成るチャネル形成領域１４Ａ，２４Ａ及び一対のソース／ドレイン電極１５、
を備えている。そして、
ゲート絶縁層１３，２３には、基体１０，２０に到達する分離溝１６，２６が形成されており、
分離溝１６，２６の底部に位置した基体１０，２０の少なくとも一部には有機半導体層１４，２４が形成されていない。
【００４２】
より具体的には、実施例１の半導体装置は、所謂ボトムゲート・トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基体１０上に形成されたゲート電極１２、
（ｂ）基体１０及びゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁層１３、
（ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成された、有機半導体層１４から成るチャネル形成領域１４Ａ、及び、有機半導体層１４から成り、チャネル形成領域１４Ａから延在したチャネル形成領域延在部１４Ｂ、並びに、
（ｄ）チャネル形成領域延在部１４Ｂ上に形成された一対のソース／ドレイン電極１５、
を備えている。
【００４３】
ここで、実施例１あるいは後述する実施例２において、基体１０，２０はＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ポリイミド等のプラスチック・フィルムや金属箔、ガラス等から成り、ゲート電極１２，２２はアルミニウム（Ａｌ）や、ＡｌとＴｉの積層構造から成り、ゲート絶縁層１３，２３は、レーザ光を吸収する材料から構成されており、具体的には、波長２４８ｎｍにおいて８０％以上のレーザ光吸収率を生じるポリビニルフェノール（ＰＶＰ）から成り、有機半導体層１４，２４はペンタセンやＴＩＰＳ−ペンタセン、ペリキサンテノキサンテンから成り、一対のソース／ドレイン電極１５，２５は金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）から成る。
【００４４】
また、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）は、実施例１〜実施例４の半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
第１の方向に沿って配列された複数の半導体装置におけるゲート電極１２，２２，３２，４２は、第１の方向に沿って延びるゲート配線に接続されており、
第２の方向に沿って配列された複数の半導体装置における一方のソース／ドレイン電極１５，２５，３５，４５は、第２の方向に沿って延びる信号配線に接続されている。
【００４５】
更には、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の画像表示装置は、実施例１〜実施例４の画像表示装置を構成する基板（バックプレーン）を備えている。
【００４６】
以下、基体等の模式的な一部端面図である図１の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例１の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００４７】
［工程−１００］
先ず、基体１０上にゲート電極１２を形成する。具体的には、基体１０の一部をハードマスクで覆った状態で、ゲート電極１２を真空蒸着法によって形成する。こうして、ゲート電極１２をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。但し、ゲート電極１２の形成方法はこれに限定するものではなく、ゲート電極１２を構成する導電材料層の成膜技術及びエッチング技術の組合せに基づき形成してもよいし、所謂リフト・オフ法に基づき形成してもよい。
【００４８】
［工程−１１０］
次に、基体１０及びゲート電極１２上にゲート絶縁層１３を形成する（図１の（Ａ）参照）。具体的には、スピンコート法に基づき、全面にゲート絶縁層１３を形成する。
【００４９】
［工程−１２０］
その後、基体１０に到達する分離溝１６をゲート絶縁層１３に形成する（図１の（Ｂ）参照）。具体的には、周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、ゲート絶縁層１３に、基体１０に到達する分離溝１６を形成すればよい。
【００５０】
［工程−１３０］
次に、ゲート絶縁層１３上及び分離溝１６の底部に露出した基体１０上に有機半導体層１４を、例えば、スピンコート法に基づき形成する（図１の（Ｃ）参照）。スピンコート法においては、溶剤に有機半導体材料を溶解した有機半導体材料溶液、具体的には、例えば、ペンタセンやＴＩＰＳ−ペンタセン、ペリキサンテノキサンテンをトルエンに溶かした有機半導体材料溶液を使用する。
【００５１】
その後、少なくとも分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して分離溝１６の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層１４の上に一対のソース／ドレイン電極１５を形成する。
【００５２】
［工程−１４０］
具体的には、先ず、分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分に、ＫｒＦエキシマレーザから出射された波長２４８ｎｍのレーザ光を照射して分離溝１６の底部の一部を露出させる。こうして、図１の（Ｄ）に示す構造を得ることができる。
【００５３】
［工程−１５０］
次いで、有機半導体層１４の上に、より具体的には、チャネル形成領域延在部１４Ｂの上に、一対のソース／ドレイン電極１５を形成する。具体的には、ソース／ドレイン電極１５を構成する導電材料層の成膜技術及びエッチング技術の組合せに基づき、ソース／ドレイン電極１５を形成することができる。但し、ソース／ドレイン電極１５の形成方法はこれに限定するものではなく、ソース／ドレイン電極１５を形成すべき領域以外の領域をハードマスクで覆った状態で、ソース／ドレイン電極１５を真空蒸着法によって形成してもよいし、所謂リフト・オフ法に基づき形成してもよい。こうして、図１の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例１の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００５４】
尚、画像表示装置を構成する基板の製造、画像表示装置の製造にあっては、以上の工程に引き続き、半導体装置の上あるいは上方に、画像表示部（具体的には、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子あるいは電気泳動ディスプレイ素子、半導体発光素子から成る画像表示部）を、周知の方法に基づき形成すればよい。以下の実施例２〜実施例４においても同様である。
【００５５】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の半導体装置の製造方法にあっては、チャネル形成領域を構成する有機半導体層をパターニングするので、半導体装置における漏れ電流の増加といった問題が生じることが無い。しかも、有機半導体層のパターニングをレーザ光を用いて行うが、この際、有機半導体層の直下にはゲート絶縁層あるいは絶縁層が存在しないが故に、レーザ光がゲート絶縁層あるいは絶縁層によって吸収され、ゲート絶縁層あるいは絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。しかも、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とパターニングされる有機半導体層の部分との間の距離が、チャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分とゲート絶縁層あるいは絶縁層との間の距離よりも長い。それ故、熱によってチャネル形成領域を構成する有機半導体層の部分に損傷が生じるといった問題の発生を確実に防止することができる。また、有機半導体層のパターニングをレーザ光を用いて行うので、即ち、有機半導体層をレーザアブレーション法によってパターニングするので、パターニング工程の簡素化を図ることができる。
【００５６】
尚、上述した［工程−１４０］と［工程−１５０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図２の（Ａ）に示すように、有機半導体層１４の上に一対のソース／ドレイン電極１５を形成した後、図２の（Ｂ）に示すように、少なくとも分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して分離溝１６の底部の少なくとも一部を露出させてもよい。
【００５７】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝１６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４にレーザ光を照射して、分離溝１６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図２の（Ｃ）に示すように、分離溝１６の底部に露出した基体１０上に形成された有機半導体層１４だけでなく、分離溝１６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層１４の部分にレーザ光を照射して、分離溝１６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層１４の下地である分離溝１６の側壁におけるゲート絶縁層１３の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、ゲート絶縁層１３が発熱しても、この熱によって有機半導体層１４に損傷が生じることが無い。
【実施例２】
【００５８】
実施例２は、本開示の第１の態様に係る半導体装置、本開示の第２の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第１の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例２の半導体装置の模式的な一部端面図を図３の（Ｅ）に示す。
【００５９】
実施例２の半導体装置は、所謂ボトムゲート・ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基体２０上に形成されたゲート電極２２、
（ｂ）基体２０及びゲート電極２２上に形成されたゲート絶縁層２３、
（ｃ）ゲート絶縁層２３上に形成された一対のソース／ドレイン電極２５、
（ｄ）有機半導体層２４から成り、一対のソース／ドレイン電極２５の間に位置するゲート絶縁層２３の部分の上に形成されたチャネル形成領域２４Ａ、
を備えている。
【００６０】
以下、基体等の模式的な一部端面図である図３の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例２の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００６１】
［工程−２００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、基体２０上にゲート電極２２を形成する。
【００６２】
［工程−２１０］
次に、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、基体２０及びゲート電極２２上にゲート絶縁層２３を形成する（図３の（Ａ）参照）。
【００６３】
その後、ゲート絶縁層２３上に一対のソース／ドレイン電極２５を形成する一方、基体２０に到達する分離溝２６をゲート絶縁層２３に形成する。
【００６４】
［工程−２２０］
具体的には、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、先ず、基体２０に到達する分離溝２６をゲート絶縁層２３に形成する（図３の（Ｂ）参照）。
【００６５】
［工程−２３０］
次いで、ゲート絶縁層２３の上に、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、一対のソース／ドレイン電極２５を形成する（図３の（Ｃ）参照）。
【００６６】
［工程−２４０］
その後、ゲート絶縁層２３上、ソース／ドレイン電極２５上及び分離溝２６の底部に露出した基体２０上に有機半導体層２４を形成する（図３の（Ｄ）参照）。具体的には、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、有機半導体層２４を、例えば、スピンコート法に基づき形成する。
【００６７】
［工程−２５０］
次いで、少なくとも分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４の部分にレーザ光を照射して分離溝２６の底部の少なくとも一部を露出させる。具体的には、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４の部分にレーザ光を照射して分離溝２６の底部の一部を露出させる。こうして、図３の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例２の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００６８】
尚、上述した［工程−２２０］と［工程−２３０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図４の（Ａ）に示すように、ゲート絶縁層２３の上に一対のソース／ドレイン電極２５を形成した後、図４の（Ｂ）に示すように、基体２０に到達する分離溝２６をゲート絶縁層２３に形成してもよい。尚、このような工程を経て得られた半導体装置の模式的な一部端面図を図４の（Ｃ）に示す。
【００６９】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝２６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４にレーザ光を照射して、分離溝２６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図４の（Ｄ）に示すように、分離溝２６の底部に露出した基体２０上に形成された有機半導体層２４だけでなく、分離溝２６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層２４の部分にレーザ光を照射して、分離溝２６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層２４の下地である分離溝２６の側壁におけるゲート絶縁層２３の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、ゲート絶縁層２３が発熱しても、この熱によって有機半導体層２４に損傷が生じることが無い。
【実施例３】
【００７０】
実施例３は、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の第３の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例３の半導体装置の模式的な一部端面図を図５の（Ｅ）に示す。
【００７１】
実施例３あるいは後述する実施例４の半導体装置は、
基材３０，４０上に設けられた絶縁層３１，４１の上に形成された、有機半導体層３４，４４から成るチャネル形成領域３４Ａ，４４Ａ及び一対のソース／ドレイン電極３５，４５、
少なくともチャネル形成領域３４Ａ，４４Ａ上に形成されたゲート絶縁層３３，４３、並びに、
ゲート絶縁層３３，４３上に形成されたゲート電極３２，４２、
を備えている。そして、
絶縁層３１，４１には、基材３０，４０に到達する分離溝３６，４６が形成されており、
分離溝３６，４６の底部に位置した基材３０，４０の少なくとも一部には有機半導体層３４，４４が形成されていない。
【００７２】
より具体的には、実施例３の半導体装置は、所謂トップゲート・ボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基材３０上に設けられた絶縁層３１の上に形成された一対のソース／ドレイン電極３５、
（ｂ）一対のソース／ドレイン電極３５の間に位置する絶縁層３１の部分の上に形成された、有機半導体層３４から成るチャネル形成領域３４Ａ、及び、有機半導体層３４から成り、ソース／ドレイン電極３５上に形成され、チャネル形成領域３４Ａから延在したチャネル形成領域延在部３４Ｂ、
（ｃ）基材３０及び有機半導体層３４上に形成されたゲート絶縁層３３、並びに、
（ｄ）チャネル形成領域３４Ａと対向してゲート絶縁層３３上に形成されたゲート電極３２、
を備えている。
【００７３】
ここで、実施例３あるいは後述する実施例４において、基材３０，４０はＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ポリイミド等のプラスチック・フィルムや金属箔、ガラス等から成り、絶縁層３１，４１は、レーザ光を吸収する材料から構成されており、具体的には、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）から成り、ゲート電極３２，４２はアルミニウム（Ａｌ）や、ＡｌとＴｉの積層構造から成り、ゲート絶縁層３３，４３はＰＶＰやアクリル等のポリマー絶縁膜や、フッ素樹脂、及び、これらを積層したものから成り、有機半導体層３４，４４はペンタセンやＴＩＰＳ−ペンタセン、ペリキサンテノキサンテンから成り、一対のソース／ドレイン電極３５，４５は金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）から成る。
【００７４】
以下、基材等の模式的な一部端面図である図５の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例３の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００７５】
先ず、絶縁層３１が表面に形成された基材３０を準備する。そして、絶縁層３１上に一対のソース／ドレイン電極３５を形成する一方、基材３０に到達する分離溝３６を絶縁層３１に形成する。
【００７６】
［工程−３００］
具体的には、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、絶縁層３１上に一対のソース／ドレイン電極３５を形成する（図５の（Ａ）参照）。
【００７７】
［工程−３１０］
次いで、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、基材３０に到達する分離溝３６を絶縁層３１に形成する（図５の（Ｂ）参照）。
【００７８】
［工程−３２０］
その後、絶縁層３１上、ソース／ドレイン電極３５上及び分離溝３６の底部に露出した基材３０上に、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、例えば、スピンコート法に基づき、有機半導体層３４を形成する（図５の（Ｃ）参照）。
【００７９】
［工程−３３０］
次に、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、少なくとも分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４の部分にレーザ光を照射して分離溝３６の底部の少なくとも一部を露出させる（図５の（Ｄ）参照）。
【００８０】
［工程−３４０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、全面にゲート絶縁層３３を形成し、更に、実施例１の［工程−１００］と同様にして、ゲート電極３２を形成する。こうして、図５の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例３の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００８１】
尚、上述した［工程−３００］と［工程−３１０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図６の（Ａ）に示すように、基材３０に到達する分離溝３６を絶縁層３１に形成した後、図６の（Ｂ）に示すように、絶縁層３１上に一対のソース／ドレイン電極３５を形成してもよい。
【００８２】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝３６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４にレーザ光を照射して、分離溝３６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図６の（Ｃ）に示すように、分離溝３６の底部に露出した基材３０上に形成された有機半導体層３４だけでなく、分離溝３６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層３４の部分にレーザ光を照射して、分離溝３６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層３４の下地である分離溝３６の側壁における絶縁層３１の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、絶縁層３１が発熱しても、この熱によって有機半導体層３４に損傷が生じることが無い。
【実施例４】
【００８３】
実施例４は、本開示の第２の態様に係る半導体装置、本開示の第４の態様に係る半導体装置の製造方法、本開示の第２の態様に係る半導体装置を備えた本開示の画像表示装置を構成する基板あるいは本開示の画像表示装置に関する。実施例４の半導体装置の模式的な一部端面図を図７の（Ｅ）に示す。
【００８４】
実施例４の半導体装置は、所謂トップゲート・トップコンタクト型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、
（ａ）基材４０上に設けられた絶縁層４１の上に形成された有機半導体層４４から成るチャネル形成領域４４Ａ、及び、有機半導体層４４から成り、チャネル形成領域４４Ａから延在したチャネル形成領域延在部４４Ｂ、
（ｂ）チャネル形成領域延在部４４Ｂ上に形成された一対のソース／ドレイン電極４５、
（ｃ）基材４０、有機半導体層４４及びソース／ドレイン電極４５上に形成されたゲート絶縁層４３、並びに、
（ｄ）チャネル形成領域４４Ａと対向してゲート絶縁層４３上に形成されたゲート電極４２、
を備えている。
【００８５】
以下、基材等の模式的な一部端面図である図７の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、実施例４の半導体装置の製造方法の説明を行う。
【００８６】
［工程−４００］
先ず、絶縁層４１が表面に形成された基材４０を準備する。そして、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、基材４０に到達する分離溝４６を絶縁層４１に形成する（図７の（Ａ）参照）。
【００８７】
［工程−４１０］
その後、絶縁層４１上及び分離溝４６の底部に露出した基材４０上に、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、例えば、スピンコート法に基づき、有機半導体層４４を形成する（図７の（Ｂ）参照）。
【００８８】
次に、少なくとも分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して分離溝４６の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層４４上に一対のソース／ドレイン電極４５を形成する。
【００８９】
［工程−４２０］
具体的には、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、絶縁層４１上に一対のソース／ドレイン電極４５を形成する（図７の（Ｃ）参照）。
【００９０】
［工程−４３０］
次いで、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、少なくとも分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して分離溝４６の底部の少なくとも一部を露出させる（図７の（Ｄ）参照）。
【００９１】
［工程−４４０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、全面にゲート絶縁層４３を形成し、更に、実施例１の［工程−１００］と同様にして、ゲート電極４２を形成する。こうして、図７の（Ｅ）に示す構造を得ることができる。あるいは又、実施例４の半導体装置を備えた、画像表示装置を構成する基板、画像表示装置を得ることができる。
【００９２】
尚、上述した［工程−４２０］と［工程−４３０］の順序を逆にしてもよい。即ち、図８の（Ａ）に示すように、少なくとも分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して分離溝４６の底部の少なくとも一部を露出させた後、図８の（Ｂ）に示すように、有機半導体層４４上に一対のソース／ドレイン電極４５を形成してもよい。
【００９３】
また、以上に説明したように、
［Ａ］分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４の一部分にレーザ光を照射して、分離溝４６の底部の一部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｂ］分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４にレーザ光を照射して、分離溝４６の底部を露出させてもよいし、あるいは又、
［Ｃ］図８の（Ｃ）に示すように、分離溝４６の底部に露出した基材４０上に形成された有機半導体層４４だけでなく、分離溝４６の側壁（この側壁は、所謂順テーパー状となっている）上に形成された有機半導体層４４の部分にレーザ光を照射して、分離溝４６の底部を露出させてもよく、この場合には、有機半導体層４４の下地である分離溝４６の側壁における絶縁層４１の厚さが他の領域における厚さよりも薄いので、絶縁層４１が発熱しても、この熱によって有機半導体層４４に損傷が生じることが無い。
【００９４】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。半導体装置の構造や構成、形成条件、製造条件は例示であり、適宜変更することができる。本開示の半導体装置を、例えば、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、基材や基体、支持体、支持部材に多数の半導体装置を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各半導体装置を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。場合によっては、レーザ光以外にも、広く、エネルギー線、具体的には、レーザを含む紫外線、レーザを含む可視光線、電子線、Ｘ線といった電磁波を挙げることができ、これらのエネルギー線を用いて有機半導体層をパターニングしたとき、エネルギー線がゲート絶縁層あるいは絶縁層に吸収され、ゲート絶縁層あるいは絶縁層が発熱し、この熱によって有機半導体層に損傷が生じ得る場合、本開示を適用することができる。
【００９５】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［１］《半導体装置の製造方法：第１の態様／ボトムゲート・トップコンタクト》
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［２］《半導体装置の製造方法：第２の態様／ボトムゲート・ボトムコンタクト》
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［３］ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［１］又は［２］に記載の半導体装置の製造方法。
［４］《半導体装置の製造方法：第３の態様／トップゲート・ボトムコンタクト》
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［５］《半導体装置の製造方法：第４の態様／トップゲート・トップコンタクト》
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
［６］絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［４］又は［５］に記載の半導体装置の製造方法。
［７］《半導体装置：第１の態様》
基体上に形成されたゲート電極、
基体及びゲート電極上に形成されゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
を備えた半導体装置であって、
ゲート絶縁層には、基体に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基体の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
［８］ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［７］に記載の半導体装置。
［９］《半導体装置：第２の態様》
基材上に設けられた絶縁層の上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
少なくともチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた半導体装置であって、
絶縁層には、基材に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基材の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
［１０］絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている［９］に記載の半導体装置。
［１１］《画像表示装置を構成する基板》
［７］乃至［１０］のいずれか１項に記載の半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列された、画像表示装置を構成する基板。
［１２］《画像表示装置》
［１１］に記載の画像表示装置を構成する基板を備えた画像表示装置。
【符号の説明】
【００９６】
１０，２０・・・基体、３０，４０・・・基材、３１，４１・・・絶縁層、１２，２２，３２，４２・・・ゲート電極、１３，２３，３３，４３・・・ゲート絶縁層、１４，２４，３４，４４・・・有機半導体層、１４Ａ，２４Ａ，３４Ａ，４４Ａ・・・チャネル形成領域、１４Ｂ，３４Ｂ，４４Ｂ・・・チャネル形成領域延在部、１５，２５，３５，４５・・・ソース／ドレイン電極、１６，２６，３６，４６・・・分離溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項５】
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項６】
絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項４又は請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
基体上に形成されたゲート電極、
基体及びゲート電極上に形成されゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
を備えた半導体装置であって、
ゲート絶縁層には、基体に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基体の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
【請求項８】
ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
基材上に設けられた絶縁層の上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
少なくともチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた半導体装置であって、
絶縁層には、基材に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基材の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
【請求項１０】
絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列された、画像表示装置を構成する基板。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像表示装置を構成する基板を備えた画像表示装置。
【請求項１】
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層の上に一対のソース／ドレイン電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（Ａ）基体上にゲート電極を形成した後、
（Ｂ）基体及びゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、次いで、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基体に到達する分離溝をゲート絶縁層に形成した後、
（Ｄ）ゲート絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基体上に有機半導体層を形成し、次に、
（Ｅ）少なくとも分離溝の底部に露出した基体上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）絶縁層上に一対のソース／ドレイン電極を形成する一方、基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上、ソース／ドレイン電極上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させた後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項５】
（Ａ）絶縁層が表面に形成された基材を準備し、
（Ｂ）基材に到達する分離溝を絶縁層に形成した後、
（Ｃ）絶縁層上及び分離溝の底部に露出した基材上に有機半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）少なくとも分離溝の底部に露出した基材上に形成された有機半導体層の部分にレーザ光を照射して分離溝の底部の少なくとも一部を露出させる一方、有機半導体層上に一対のソース／ドレイン電極を形成した後、
（Ｅ）全面にゲート絶縁層を形成し、更に、ゲート電極を形成する、
各工程から成る半導体装置の製造方法。
【請求項６】
絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項４又は請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
基体上に形成されたゲート電極、
基体及びゲート電極上に形成されゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
を備えた半導体装置であって、
ゲート絶縁層には、基体に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基体の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
【請求項８】
ゲート絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
基材上に設けられた絶縁層の上に形成された、有機半導体層から成るチャネル形成領域及び一対のソース／ドレイン電極、
少なくともチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えた半導体装置であって、
絶縁層には、基材に到達する分離溝が形成されており、
分離溝の底部に位置した基材の少なくとも一部には有機半導体層が形成されていない半導体装置。
【請求項１０】
絶縁層はレーザ光を吸収する材料から構成されている請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の半導体装置の複数が、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列された、画像表示装置を構成する基板。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像表示装置を構成する基板を備えた画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４５８３６（Ｐ２０１３−４５８３６Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１５２６（Ｐ２０１１−１８１５２６）
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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