JP2003318119A

JP2003318119A - シリコン膜およびその形成方法、ならびに、液晶表示装置、有機ｅｌ表示装置、電子機器および機器

Info

Publication number: JP2003318119A
Application number: JP2002119100A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Furusawa; 昌宏古沢; Takashi Aoki; 敬青木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2003-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、シラン化合物からなる原
料を用いて、工程数を増加させることなく、良好なシリ
コン膜を形成することにある。【解決手段】本発明のシリコン膜２０の形成方法
は、（ａ）基板１０上に、光重合性を有するシラン化合
物からなる原料を塗布し、（ｂ）所定のマスク３０を用
いて光を照射することにより、選択的に高次シラン化合
物２０ｂを形成すること、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、液晶表示装
置、有機ＥＬ表示装置などの各種電子機器が有する薄膜
トランジスタ、太陽電池に用いられる各種シリコン膜の
形成方法に関する。

【０００２】

【背景技術】集積回路や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等
に用いられるシリコン膜の形成は、たとえば、以下のよ
うな方法により行なわれる。

【０００３】まず、基板全面に所望のシリコン膜を形成
する。ついで、シリコン膜の上に、公知のリソグラフィ
技術により、所望のレジストパターンを形成する。そし
て、レジスト層をマスクとしてシリコン膜をエッチング
し、レジストを除去することにより、所望のパターンを
有するシリコン膜が形成される。

【０００４】上述の方法では、基板の全面に形成したシ
リコン膜の不要部分は、レジスト層をマスクとして除去
されるため、工程数が増加してしまう。また、他には、
原料が気体であるため扱いにくい、廃棄物が発生すると
いった問題を有し、効率のよいシリコン膜の形成方法の
研究がされている。

【０００５】上述のような問題を解消する方法の一つ
に、特開２００１−１７９１６７号公報には、液体状の
シリコン材料を用いてインクジェット法により、選択的
に塗布することで、パターニングを行なう技術が開示さ
れている。この技術では、リソグラフィ工程とエッチン
グ工程が省略されており、工程数の減少することがで
き、原料材料の使用効率を向上させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のインク
ジェット法によるパターニングでは着弾精度が悪く、着
弾後の液滴の粒径は、５０μｍほどになるため、微細な
配線の形成には適していない。そのため、基体上にバン
ク（隔壁）を設けてインクジェット法により吐出される
液滴の位置を制御する方法が提案されている。この方法
では、正確にパターニングを行うことができるが、工程
数の削減、廃棄物の減少などの面から、より効率のよい
シリコン膜の形成方法が望まれている。

【０００７】本発明の目的は、シラン化合物からなる原
料を用いて、効率のよい微細なシリコン膜の形成を行な
うことを可能にする形成方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のシリコン膜の形
成方法は、（ａ）基板上に、光重合性を有するシラン化
合物からなる原料を塗布し、（ｂ）光をパターン照射す
ることにより、選択的に高次シランを形成すること、を
含む。

【０００９】本発明によれば、光重合性を有するシラン
化合物からなる原料を基板に塗布した後、所定のパター
ンで光が照射される。光重合性を有するシラン化合物
は、光が照射されることにより、高次シランに変化す
る。すなわち、基板上に、選択的に高次シランからなる
膜を形成することができる。

【００１０】本発明は、下記の態様をとることができ
る。

【００１１】（Ａ）本発明のシリコン膜の形成方法にお
いて、さらに、（ｃ）第１の熱処理を行ない、前記
（ｂ）において光が照射されていない領域の膜を除去す
ること、を含むことができる。この第１の熱処理は、前
記シラン化合物の沸点より高く、前記高次シランが分解
する温度より低い温度で行なわれることができる。

【００１２】この態様によれば、原料であるシラン化合
物の沸点は、高次シランの沸点と比して低いため、第１
の熱処理を行なうことにより、光が照射されていない領
域のシラン化合物を選択的に除去することができる。こ
の時、系を減圧することにより、該熱処理をより低温で
行うこともできる。

【００１３】（Ｂ）本発明のシリコン膜の形成方法にお
いて、前記（ｃ）の後に、第２の熱処理を行なうことを
含むことができる。第２の熱処理として、前記高次シラ
ンの分解温度より高い温度での熱処理、および／または
光処理を行なうことができる。

【００１４】この態様によれば、パターニングされた膜
に第２の熱処理を行なうことにより、良質なアモルファ
スシリコン膜もしくは、ポリシリコン膜を形成すること
ができる。

【００１５】（Ｃ）本発明のシリコン膜の形成方法にお
いて、前記（ｂ）は、光を照射する前に、第３の熱処理
を行なうことを含むことができる。

【００１６】この態様では、たとえば、シラン化合物か
らなる原料を塗布する際に、原料を有機溶媒に溶解して
行なった場合、第３の熱処理により、溶媒を蒸発させる
ことができる。光を照射する前に、溶媒を除去すること
により、光重合の際に、溶媒を構成する元素が高次シラ
ンに混入することを防ぐことができ、良好な状態の高次
シランを得ることができる。この時、系を減圧すること
により、該熱処理をより低温で行うこともできる。

【００１７】（Ｄ）本発明のシリコン膜の形成方法にお
いて、前記シラン化合物は、その分子内に少なくとも１
つの環状構造を有することができる。

【００１８】この態様によれば、環状構造を有するシラ
ン化合物を用いているため、光を照射した時の反応性が
上昇する。その結果、良好な高次シラン化合物を形成す
ることができる。

【００１９】（Ｅ）本発明のシリコン膜の形成方法にお
いて、前記シラン化合物からなる原料には、周期表の第
３Ｂ族元素を含む物質又は周期表の第５Ｂ族元素を含む
物質が添加されている。

【００２０】この態様によれば、シラン化合物からなる
原料の中に、ドーパント源が含まれており、ドーパント
がドープされたシリコン膜（以下「ドープシリコン膜」
という）を形成することができる。

【００２１】（Ｆ）本発明のシリコン膜の形成方法にお
いて、前記光の波長は、シラン化合物からなる原料にお
ける溶媒を分解しない波長であることが好ましい。

【００２２】本発明において、「溶媒を分解しない波
長」とは、光の照射によって溶媒分子中の化学結合が切
断されない程度の波長を意味する。たとえば、溶媒とし
て良く用いられる炭化水素系溶媒における炭素−炭素間
結合を切断する波長である３００ｎｍ以上であることが
好ましい。上記の波長域の光を用いることにより、溶媒
に起因する炭素原子などの不純物原子が熱および／又は
光処理後のシリコン膜に混入する事を防ぐことができ、
より特性の良いシリコン膜を得ることができるようにな
る。

【００２３】本発明により形成されたシリコン膜を有す
る薄膜トランジスタは、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装
置、その他の電子機器に用いられる。また、本発明によ
り形成されたシリコン膜は、太陽電池などの機器に用い
られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形
態による任意のパターンを有するシリコン膜の形成方法
の工程を示す断面図である。

【００２５】（１）まず、図１（Ａ）に示すように、基
板１０の上に、液体状のシラン化合物を含む原料を塗布
し、塗布膜２０ａを形成する。ここで基板１０として
は、通常の石英、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラスの他、
ＩＴＯなどの透明電極を表面に有するガラス、プラスチ
ック基板などを使用することができる。塗布方法として
は、公知の方法を用いることができ、たとえば、スピン
コート法、ロールコート法、カーテンコート法、ディッ
プコート法、スプレー法、インクジェット法などを挙げ
ることができる。原料を塗布する際には、窒素、ヘリウ
ム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行なうことが
好ましい。インクジェット法により膜を形成する場合
は、パターンを形成しようとしている領域に原料の塗布
を行なえばよく、基板の全面に行なう必要がないため、
原料の使用効率を上げることができる。

【００２６】本発明の原料を構成するシラン化合物とし
ては、光の照射により重合するという光重合性を有する
限り特に制限されず、例えば、一般式Ｓｉ_ｎＸ_ｍ（ここ
で、ｎ及びｍはそれぞれ独立に整数を示し、Ｘは水素原
子及び／又はハロゲン原子等の置換基を示す。）で表さ
れるシラン化合物等が挙げられる。

【００２７】これらの内、少なくとも１つの環状構造を
有するシラン化合物は光に対する反応性が極度に高く、
光重合が効率よく行えるという点から、これを原料とし
て用いることが好ましい。その中でもシクロテトラシラ
ン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロ
ヘプタシラン等のＳｉ_ｎＸ_２ｎ（式中、ｎは３以上の整
数を示し、Ｘは水素原子及び／又はフッ素原子、塩素原
子、臭素原子、沃素原子等のハロゲン原子を示す。）で
表されるシラン化合物は、以上の理由に加えて合成、精
製が容易であるという観点から特に好ましい。

【００２８】そのようなシラン化合物としては、具体的
には、１個の環状構造を有するものとして、シクロペン
タシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン等
が挙げられ、２個の環状構造を有するものとして、１、
１’−ビシクロブタシラン、１、１’−ビシクロペンタ
シラン、１、１’−ビシクロヘキサシラン、１、１’−
ビシクロヘプタシラン、１、１’−シクロブタシリルシ
クロペンタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロ
ヘキサシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘプ
タシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘキ
サシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘプタ
シラン、１、１’−シクロヘキサシリルシクロヘプタシ
ラン、スピロ［２、２］ペンタシラン、スピロ［３、
３］ヘプタタシラン、スピロ［４、４］ノナシラン、ス
ピロ［４、５］デカシラン、スピロ［４、６］ウンデカ
シラン、スピロ［５、５］ウンデカシラン、スピロ
［５、６］ウンデカシラン、スピロ［６、６］トリデカ
シラン等が挙げられ、その他にこれらの骨格の水素原子
を部分的ににＳｉＨ_３基やハロゲン原子に置換したケイ
素化合物を挙げることができる。これらは２種以上を混
合して使用することもできる。

【００２９】シラン化合物としては、前述の環状構造を
有するシラン化合物が好ましいが、本発明に係る光の照
射による光重合プロセスを阻害しない限りにおいては、
必要に応じて、ｎ−ペンタシラン、ｎ−ヘキサシラン、
ｎ−ヘプタシラン等のシラン化合物や、ホウ素原子およ
び／又はリン原子等により変性された変性シラン化合物
等を併用しても構わない。

【００３０】原料であるシラン化合物は、単体で用いる
こともできるが、有機溶媒に溶解させて用いることが好
ましい。この場合、シラン化合物を単体で用いる場合に
比して、基板への塗布性を向上させることができる。有
機溶媒としては、シラン化合物を溶解し、かつシラン化
合物と反応しないものであれば特に限定されない。後述
する工程（３）の第１の熱処理時に蒸発させることがで
きるように、５０℃〜１５０℃程度の沸点の有機溶媒を
用いるのが好ましい。

【００３１】シラン化合物の溶液に使用する溶媒の具体
例としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタ
ン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフ
タレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化
水素系溶媒の他、ジプロピルエーテル、エチレングリコ
ールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエ
ーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリ
コールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチル
エチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシ
エチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系
溶、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミ
ド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、クロロホ
ルムなどの極性溶媒を挙げることができる。これらのう
ち、シラン化合物の溶解性と該溶液の安定性の点で炭化
水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、さらに好まし
い溶媒としては炭化水素系溶媒を挙げることができる。
これらの溶媒は、単独でも、或いは２種以上の混合物と
しても使用できる。

【００３２】（２）次に、図１（Ｂ）に示すように、基
板表面に所定のパターンで光４０の照射を行なう。この
例ではマスク３０を用いて、光４０のパターン照射を行
っているが、投影によるパターン照射や、レーザー光を
所定のパターンで走査しても良い。この工程により、塗
布膜２０ａのパターニングが行なわれる。すなわち、図
１（Ｃ）に示すように、光の照射がされた箇所では、シ
ラン化合物が光重合反応を起こし高次シランからなる膜
２０ｂが形成される。光処理に使用する光の光源として
は、低圧あるいは高圧の水銀ランプ、重水素ランプある
いはアルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスの放電
光の他、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガス
レーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、Ｋｒ
Ｃｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザー等が挙
げられる。これらの光源は、一般には、１０〜５０００
Ｗの出力のものが用いられるが、通常１００〜１０００
Ｗで十分である。これらの光源の波長は、Ｓｉ−Ｓｉ結
合を切断できるものであれば、特に限定されず、通常１
７０ｎｍ〜６００ｎｍである。この場合、溶媒を除去す
るまえに３００ｎｍ以下の波長の光を照射すると、前述
のようにそのエネルギーで溶媒分子内の原子間結合が切
断され、溶媒に用いられている原子、例えば炭化水素系
溶媒の炭素がシリコン膜に含まれる結果になるので、上
記光の照射は溶媒の除去を行った後に行うことが好まし
い。

【００３３】なお、本発明にかかる高次シランは、従来
の方法で用いられている高次シラン（例えば、Ｓｉ_６Ｈ
_１４であれば分子量は１８２）に比しても比較にならな
い程大きなものであり、本発明の高次シランでは、１８
００程度までの分子量のものが確認されている。

【００３４】（３）次に、基板１０に対して第１の熱処
理を行なう。第１の熱処理は、原料に含まれるシラン化
合物の沸点より高く、光の照射により形成された高次シ
ランが反応する温度より低い温度で行なわれ、たとえ
ば、５０〜２００℃とすることができる。この工程によ
り、光が照射されていない領域の塗布膜２０ａは、蒸発
し除去される。そして、図１（Ｄ）に示すように、高次
シランからなる膜２０ｂが基板上に残ることとなる。

【００３５】また、この工程では、系を減圧し、有機溶
媒や、原料であるシラン化合物の沸点を低くすることに
より、より低温で第１の熱処理を行なうことができる。

【００３６】（４）次に、第２の熱処理を行なう。第２
の熱処理は、高次シランからなる膜２０ｂをシリコン化
するため処理である。第２の熱処理では、到達温度が約
５５０℃以下とする場合、アモルファス状のシリコン膜
を得ることができ、到達温度が約５５０℃を超える温度
で行なう場合、多結晶状のシリコン膜（ポリシリコン
膜）を得ることができる。このようにして、基板１０の
上に、パターニングされたシリコン膜２０を形成するこ
とができる。

【００３７】また、アモルファス状のシリコン膜を形成
した後、レーザーアニールや、ラプアニールなどの手法
によりポリシリコン膜を形成することができる。

【００３８】以下に、本実施の形態のシリコン膜の形成
方法の利点について述べる。

【００３９】本実施の形態では、光重合性を有する原料
を用いて基板１０上に塗布膜２０ａを形成し、マスク３
０を用いて光を照射することにより、選択的に高次シラ
ンからなる膜２０ｂを形成している。その後、第１の熱
処理により、高次シランからなる膜２０ｂ以外の塗布膜
２０ａを除去することにより、所望のパターンを有する
膜を形成することができる。すなわち、本実施の形態に
よれば、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程
を省略することができる。さらに、インクジェット法に
よりパターンを形成する場合には、バンクを形成する必
要がないため、工程数の削減、廃棄物の減少、原料の使
用量の削減などを図ることができる。

【００４０】本実施の形態は、上述の実施の形態に限定
されず、本発明の要旨の範囲で変更が可能である。以下
に、変形例について述べる。

【００４１】（変形例１）たとえば、ドーパントがドー
プされたシリコン膜の形成に適用することができる。こ
の場合、周期表の第３Ｂ族元素を含む物質または周期表
の第５Ｂ族元素、たとえば、リンやホウ素などのドーパ
ント源が混合された液を原料を用いることにより、ドー
プシリコン膜を形成することができる。ドーパント源と
して用いるものによっては、不要部分を除去するための
熱処理をしても該ドーパント源が基板に残留することが
あるので、その場合は高温熱処理を行ってアモルファス
シリコン膜のパターンを完成した後、適当な溶媒で基板
を洗浄することによってこれを除去することができる。

【００４２】このようなドープシリコン膜の形成につい
て、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の形成を例として、図
２、３を参照しながら説明する。なお、図２，３におい
て、破線で示されているものは、下層に形成されている
ものである。

【００４３】まず、図２（Ａ）に示すように、基板（図
示せず）の上に、たとえば、スパッタ法により、ゲート
電極のための金属膜（図示せず）を形成する。金属膜と
しては、アルミニウム、タンタル、タングステンなどを
用いることができる。ついで、リソグラフィおよびエッ
チングにより金属膜をパターニングしゲート電極５０を
形成する。

【００４４】次に、図２（Ｂ）に示すように、ゲート絶
縁層６０を形成する。ついで、図２（Ｃ）に示すよう
に、所定のパターンを有するアモルファスシリコン層７
０を公知の方法、たとえば、ＣＶＤ法により形成する。
ついで、図３（Ａ）に示すように、シラン化合物とドー
パント源からなる原料を基板の全面に塗布して、塗布膜
８０ａを形成する。ついで、図３（Ｂ）に示すように、
所定のマスクを用いて光の照射を行ない、高次シランか
らなる膜８０ｂを形成する。そして、第１の熱処理を行
ない、光が照射されていない領域の塗布膜８０ａを除去
する。ついで、第２の熱処理により、パターニングされ
た塗布膜をシリコン化することにより、ドープシリコン
膜８０からなるソース／ドレインが形成される。さら
に、ソース／ドレイン配線（図示せず）を形成し、ＴＦ
Ｔが形成される。なお、本変形例では、本実施の形態の
シリコン膜の形成方法をドープシリコン膜８０の形成に
適用する例について説明したが、これに限定されず、ア
モルファスシリコン膜７０の形成に適用することができ
る。

【００４５】（変形例２）変形例２では、光を照射する
前に第３の熱処理を行なう工程を含むことができる。第
３の熱処理は、シラン化合物からなる原料を塗布する際
に溶媒を用いた場合に有効である。本変形例では、シラ
ン化合物を有機溶媒に溶解した状態で基板に塗布する場
合、第３の熱処理により、光を照射する前に有機溶媒を
除去することができる。その結果、光の照射時に溶媒が
シリコン原子と結合するのを防ぐことができるため、シ
リコン膜の特性をさらにに向上させることができる。

【００４６】［第２の実施の形態］第２の実施の形態と
して、本発明の液晶表示装置について説明する。図４
は、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構造の一例を
模式的に示す斜視図である。

【００４７】この液晶表示パネル１０００は、２枚の基
板、すなわちアクティブマトリクス基板１００と対向基
板２００とが対向して設けられ、これらの基板１００，
２００間に液晶が封入されている。前記アクティブマト
リクス基板１００は、基板１３０上に、絶縁膜１３２が
形成されている。この絶縁膜１３２の表面には、一方の
信号電極１１６（走査線１１２）が複数設けられてい
る。そして、対向基板２００は、基板１３４の一方の表
面に、前記走査線１１２に交差するようにデータ線１１
４が短冊状に複数形成され、他方の表面には偏光板１３
６が設けられている。さらに、画素電極１２６は、第１
の実施の形態にかかるシリコン膜を有するＴＦＴ１４０
を介して走査線１１２に接続されている。

【００４８】そして、走査線１１２とデータ線１１４と
に印加された信号に基づいて、液晶表示要素（図示せ
ず）を表示状態，非表示状態またはその中間状態に切り
替えて表示動作を制御する。表示動作の制御方法につい
ては、一般的に用いられる方法を適用できる。

【００４９】［第３の実施の形態］第３の実施の形態と
して、本発明の有機ＥＬ表示装置について説明する。図
５は、本実施の形態にかかるカラーＥＬ表示装置２１０
０の要部を示す断面図である。

【００５０】カラーＥＬ表示装置２１００は、基体２１
０上にカラー発光体２０００Ａが配置されて構成され
る。カラー発光体２０００Ａの基板２０６上には、ＴＦ
Ｔ（薄膜トランジスタ）素子などのスイッチング素子２
３２がマトリクス状に形成される。隣接するスイッチン
グ素子２３２は、絶縁層２３６によって分離されてい
る。

【００５１】発光領域２３０は、発光層２２２と、正孔
注入層２２０と、第１および第２電極２３４，２３８か
らなる一対の電極層を含む。

【００５２】発光層２２２は、基板２０６の上に所定の
マトリクスパターンで配列され、かつバンク層２０８に
よって区画されている。また、発光層２２２は、第１電
極（陽極）２３４と第２電極（陰極）２３８との間に形
成されている。発光層２２２は、光の三原色を構成する
赤，緑および青の各色を有する複数の発光層からなる。
発光層２２２は、たとえばエレクトロルミネッセンスに
よって発光可能な有機材料から形成される。また、陽極
２３４と発光層２２２との間に正孔注入層２２０が形成
されている。

【００５３】［第４の実施の形態］第４の実施形態とし
て、本発明の電子機器の具体例について説明する。

【００５４】図５（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）は、本
発明にかかる電子機器の例を示す外観図である。図６
（Ａ）は、携帯電話機３０００であり、その前面上方に
液晶表示装置１０００を備えている。図６（Ｂ）は、腕
時計４０００であり、本体の前面中央に液晶表示装置１
０００を用いた表示部が設けられている。図６（Ｃ）
は、携帯情報機器５０００であり、液晶表示装置１００
０からなる表示部と入力部５１００とを備えている。

【００５５】これらの電子機器は、液晶表示装置１００
０の他に、図示しないが、表示情報出力源、表示情報処
理回路、クロック発生回路などの様々な回路や、それら
の回路に電力を供給する電源回路などからなる表示信号
生成部を含んで構成される。表示部には、例えば携帯情
報機器５０００の場合にあっては入力部５１００から入
力された情報等に基づき表示信号生成部によって生成さ
れた表示信号が供給されることによって表示画像が形成
される。

【００５６】本発明に係る液晶表示装置が組み込まれる
電子機器としては、ディジタルスチルカメラ、携帯電話
機、腕時計、および携帯情報機器に限らず、電子手帳、
ページャ、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレ
ーヤ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソ
ナルコンピュータ（ＰＣ）およびエンジニアリング・ワ
ークステーション（ＥＷＳ）、ノート型パーソナルコン
ピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファイン
ダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子
手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッ
チパネルを備えた装置、時計など様々な電子機器を挙げ
ることができる。なお、本実施形態の電子機器は液晶装
置を備えるものとしたが、第４の実施の形態にかかる有
機ＥＬ表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学
装置を備えた電子機器とすることもできる。

【００５７】［実施例］シラン化合物からなる原料とし
て次の２種類の原料を用意した。

【００５８】Ａ：シクロペンタシランを２０重量％含む
ヘキサン溶液Ｂ：シクロペンタシラン２０重量％とデカボラン１重量
％とを含むヘキサン溶液実験１〜３では、液体状の原料としてＡ液を用いてアモ
ルファスシリコン膜を形成し、実験４〜６では、Ｂ液を
用いて、ボロンがドープされたドープシリコン膜を形成
した。

【００５９】（実施例１）石英基板に液体状の原料とし
てＡ液５００μｌを５００ｒｐｍでスピンコート法によ
り塗布した。ついで、１μｍのライン＆スペースのパタ
ーンのマスクを用いて３０８ｎｍ、１５ｍＷ／ｃｍ^２の
紫外線（以下「ＵＶ」という）を１５分照射した。これ
により、光が照射された領域の膜は、反応を起こし、高
次シランが形成される。

【００６０】次に、基板に第１の熱処理を施した。第１
の熱処理は、５０℃の状態から５℃／ｍｉｎで次第に温
度を上昇させ２０分かけて１５０℃にしたのち、１０分
間１５０℃で維持することにより行なった。この第１の
熱処理により、ＵＶが照射されていない領域のスピンコ
ート膜、と同時にＵＶを照射した部分のヘキサンが除去
された。

【００６１】次に、第２の熱処理を行なった。第２の熱
処理は、ホットプレートを用いて、基板を４５０℃で１
０分熱することにより行なった。この第２の熱処理によ
り、パターニングされたアモルファスシリコン膜を得る
ことができた。ＥＳＣＡ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃ
ｔｒｏｓｃｏｐｙｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａ
ｌｙｓｉｓ）による組成分析を行った結果、Ｓｉ９９
％、酸素１％を含有していた。

【００６２】（実施例２）実験例１と同様にして、石英
基板に、Ａ液をスピンコート法により塗布した。つい
で、基板を９０℃で５分熱し、溶媒であるヘキサンを除
去した。

【００６３】次に、実験例１と同様の条件でＵＶ照射、
第１の熱処理および第２の熱処理を行なった。このよう
にして、アモルファスシリコン膜が得られた。得られた
膜をＥＳＣＡによる組成分析を行った結果、Ｓｉ９９
％、酸素１％を含有していた。

【００６４】（実施例３）実験例１と同様に、液体状の
原料としてはＡ液を用いて、石英基板に、スピンコート
法により塗布した。ついで、実験１と同様の条件でＵＶ
照射を行なった。これにより、光が照射された領域の膜
は、反応を起こし、高次シランが形成される。

【００６５】次に、第１の熱処理を行なった。第１の熱
処理は、真空ポンプにより系を１０ｔｏｒｒに減圧しな
がら６０℃で８分熱することにより行なった。これによ
り、ＵＶ照射されなかった領域のスピンコート膜が除去
された。

【００６６】次に、第２の熱処理を行なった。第２の熱
処理は、４５０℃で１０分熱することにより行なわれ
た。このようにして得られたアモルファスシリコン膜を
ＥＳＣＡにより組成分析を行った結果、Ｓｉ９９％、炭
素１％を含有していた。

【００６７】（実施例４）石英基板に、インクジェット
法によりＢ液を０．８μｍの厚みとなるように一様に塗
布した。ついで、フォトマスクを用いて４３６ｎｍ、２
０ｍＷ／ｃｍ^２のＵＶを１５分照射した。このようにし
て、ＵＶが照射された領域の膜は、反応を起こし高次シ
ランが形成され、線幅１０μｍの回路がパターニングさ
れた。

【００６８】次に、第１の熱処理を行なった。第１の熱
処理は、１３０℃で１０分間熱することにより行われ
た。この第１の熱処理により、ＵＶ照射されていない領
域のスピンコート膜が除去された。

【００６９】次に、第２の熱処理を行なった。第２の熱
処理は、４００℃で１０分間熱することにより行なわれ
た。このようにして、ドープシリコン膜が得られた。得
られた膜の伝導度を測定した結果、伝導度は８．９×１
０^−３Ｓ／ｃｍであった。

【００７０】（実施例５）実験４と同様に、石英基板
に、インクジェット法によりＢ液を塗布した。ついで、
基板を９０℃で５分間熱し、溶媒であるヘキサンを除去
した。

【００７１】次に、実験４と同様の条件でＵＶ照射、第
１の熱処理および第２の熱処理を行なった。このように
して、ドープシリコン膜が得られた。得られた膜の伝導
度は、７．１×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。

【００７２】（実施例６）実験５で得られた膜を、さら
に８００℃で３０分間熱した。このようにして、ドープ
ポリシリコン膜が得られた。得られたドープポリシリコ
ン膜の伝導度は、７．８×１０^−２Ｓ／ｃｍであった。

【００７３】以上の実施例により、本発明のシリコン膜
の形成方法によれば、所望のパターンを有するシリコン
膜が形成されており、本発明の効果が確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のシリコン膜の製造工程を模
式的に示す断面図である。

【図２】第１の実施の形態にかかるシリコン膜の形成方
法をＴＦＴの形成に適用した場合の製造工程を模式的に
示す平面図である。

【図３】第１の実施の形態にかかるシリコン膜の形成方
法をＴＦＴの形成に適用した場合の製造工程を模式的に
示す平面図である。

【図４】第２の実施の形態にかかる液晶表示パネルの構
造の一例を模式的に示す斜視図である。

【図５】第３の実施の形態にかかる液晶表示装置を模式
的に示す断面図である。

【図６】第４の実施の形態にかかる電子機器を示す外観
図である。

【符号の説明】

１０基板２０シリコン膜２０ａ塗布膜２０ｂ高次シランからなる膜３０マスク５０ゲート電極６０ゲート絶縁層７０アモルファスシリコン膜８０ドープシリコン膜８０ａ塗布膜８０ｂ高次シランからなる膜１４０、２３２薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０００液晶表示パネル２１００カラーＥＬ表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｆターム(参考） 2H092 JA24 JB22 JB31 JB56 MA07 MA10 MA13 MA17 MA30 PA01 PA06 3K007 DB03 GA00 4G072 AA03 BB09 FF06 GG03 HH03 HH06 HH07 HH10 HH11 MM01 NN21 RR07 RR30 UU01 5F053 AA06 BB09 DD01 GG03 HH10 LL10 PP20 RR04 5F110 AA16 BB01 CC07 DD01 DD02 DD03 EE03 EE04 EE44 GG02 GG13 GG15 GG41 GG42 GG44 GG58 HK09 HK16 HK25 HK31 HK32 HK42 PP02 PP03 QQ01 QQ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）基板上に、光重合性を有するシラ
ン化合物からなる原料を塗布し、（ｂ）光をパターン照射することにより、選択的に高次
シランを形成すること、を含む、シリコン膜の形成方法。
【請求項２】請求項１において、さらに、（ｃ）第１の熱処理を行ない、前記（ｂ）にお
いて光が照射されていない領域の膜を除去すること、を
含む、シリコン膜の形成方法。
【請求項３】請求項２において、前記第１の熱処理は、前記シラン化合物の沸点より高
く、前記高次シランが分解する温度より低い温度で行な
われる、シリコン膜の形成方法。
【請求項４】請求項２または３において、前記（ｃ）の後に、第２の熱処理を行なうこと、を含
む、シリコン膜の形成方法。
【請求項５】請求項４において、前記第２の熱処理は、前記高次シランの分解温度より高
い温度での熱処理、および／または光処理である、シリ
コン膜の形成方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、前記（ｂ）は、光を照射する前に、第３の熱処理を行な
うことを含む、シリコン膜の形成方法。
【請求項７】請求項６において、前記第３の熱処理は、前記原料に用いられている溶媒の
沸点より高く、前記シラン化合物の沸点より低い温度で
の熱処理により、該溶媒のみを選択的に除去する処理で
ある、シリコン膜の形成方法。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかにおいて、前記シラン化合物は、その分子内に少なくとも１つの環
状構造を有する、シリコン膜の形成方法。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかにおいて、前記シラン化合物は、一般式Ｓｉ_ｎＸ_２ｎ（式中、Ｘは
水素原子及び／又はハロゲン原子を示し、ｎは３以上の
整数を示す。）で表されるシリコン膜の形成方法。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかにおいて、前記シラン化合物からなる原料には、周期表の第３Ｂ族
元素を含む物質又は周期表の第５Ｂ族元素を含む物質が
添加されている、シリコン膜の形成方法。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記光の波長は、シラン化合物からなる原料に用いられ
ている溶媒を分解しない波長である、シリコン膜の形成
方法。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記光の波長は３００ｎｍ以上であるシリコン膜の形成
方法。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載の方
法で形成されたシリコン膜。
【請求項１４】請求項１３に記載のシリコン膜を有す
る薄膜トランジスタを備える、液晶表示装置。
【請求項１５】請求項１３に記載のシリコン膜を有す
る薄膜トランジスタを備える、有機ＥＬ表示装置。
【請求項１６】請求項１３に記載のシリコン膜を有す
る薄膜トランジスタを備える、電子機器。
【請求項１７】請求項１３に記載のシリコン膜を備え
る、機器。