JP2005260216A - Semiconductor device, and preparing method of semiconductor device, liquid crystal television set, and el television set - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット法に代表される液滴吐出法を用いて形成した半導体装置の作製方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device formed using a droplet discharge method typified by an ink jet method.
半導体装置の作製において、一枚のマザーガラス基板から複数の表示パネルを切り出して、大量生産を効率良く行う生産技術の開発として、液滴吐出法を用いることが検討されている。 In manufacturing a semiconductor device, it has been studied to use a droplet discharge method as a development of a production technique for efficiently mass-producing a plurality of display panels by cutting out a plurality of display panels from a single mother glass substrate.
また、従来の半導体装置の膜パターンを形成するにあたっては、レジストを基板全面に塗布形成しプリベークを行った後、フォトマスクを介して紫外線等を照射し、現像によってレジストパターンを形成するというフォトリソグラフィー工程を経た後、該レジストパターンをマスクパターンとして膜パターンとなるべき部分に存在する膜(半導体材料、絶縁体材料、又は導電体材料で形成される膜)をエッチング除去することにより、膜パターンを形成する方法が用いられている。 Also, when forming a film pattern of a conventional semiconductor device, a resist is applied to the entire surface of the substrate, pre-baked, and then irradiated with ultraviolet light or the like through a photomask, and a resist pattern is formed by development. After the process, the film pattern is removed by etching away a film (film formed of a semiconductor material, an insulator material, or a conductor material) existing in a portion to be a film pattern using the resist pattern as a mask pattern. The method of forming is used.
一方、線形領域及び飽和領域においてTFTのドレイン電流を増大させて電流電圧特性、即ち駆動能力を向上させる手段として、電子移動度の向上、ゲート絶縁膜の容量の増大、チャネル幅とチャネル長の比(以下、W/L示す。)の増大等がある(特許文献1参照。)。
しかしながら、従来のフォトリソグラフィー工程を用いた膜パターンの形成工程において、膜パターン及びレジストの材料の大部分が無駄になると共に、マスクパターン形成するための工程数が多く、スループットが低下するという問題がある。 However, in the film pattern forming process using the conventional photolithography process, most of the film pattern and the resist material are wasted, and the number of processes for forming the mask pattern is large, resulting in a decrease in throughput. is there.
また、TFTの電流電圧特性を向上させるためにW/Lを増大させる一つの方法として、チャネル幅(W)広げる方法が挙げられるが、この構造とするとTFTの面積が大きくなるという問題がある。透過型表示装置の画素のスイッチングにTFTを用いた場合、一つ以上のTFTが表示部の画素内に存在する。このため、TFTの面積が大きくなると、画素部の表示領域が狭くなり、表示装置の開口率が低下してしまうという問題がある。 Further, as one method for increasing W / L in order to improve the current-voltage characteristics of the TFT, there is a method of widening the channel width (W). However, this structure has a problem that the area of the TFT increases. When TFTs are used for switching pixels of a transmissive display device, one or more TFTs exist in the pixels of the display portion. For this reason, when the area of the TFT becomes large, there is a problem that the display area of the pixel portion becomes narrow and the aperture ratio of the display device decreases.
また、W/Lを増大させる他の方法として、チャネル長(L)を縮小する方法が挙げられるが、液滴吐出装置を用いてチャネル長(L)を縮小するためには、径の小さな吐出口を用いて液滴径の小さな溶液を吐出し、膜パターン(ゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極)を形成する必要がある。しかしながら、径の小さな吐出口を有する液滴吐出装置においては、吐出溶液の組成物が吐出口の先端に付着、乾燥、固化して目詰まり等が生じてしまい、一定量の吐出溶液を連続且つ安定的に吐出することが困難である。この結果、半導体装置のスループットや歩留まりの低下を招くという問題がある。 As another method for increasing W / L, there is a method of reducing the channel length (L). In order to reduce the channel length (L) using a droplet discharge device, discharge with a small diameter is used. It is necessary to form a film pattern (gate electrode, source electrode, or drain electrode) by discharging a solution having a small droplet diameter using the outlet. However, in a droplet discharge device having a discharge port with a small diameter, the composition of the discharge solution adheres to the tip of the discharge port, dries, and solidifies, resulting in clogging and the like. It is difficult to discharge stably. As a result, there is a problem that the throughput and yield of the semiconductor device are reduced.
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、材料の利用効率を向上させ、スループット及び歩留まりを高めた手法で、駆動能力の高い(即ち、W/Lの大きい)半導体装置の製造方法を提供することを目標とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and manufacture of a semiconductor device having high driving capability (ie, high W / L) by a method of improving material utilization efficiency and increasing throughput and yield. The goal is to provide a method.
本発明は、配線層若しくは電極を形成する導電層や、半導体層、所定のパターンを形成するためのマスク層など半導体装置を作製するために必要なパターンのうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を、選択的にパターンを形成することが可能な方法により形成する半導体装置において、ソース電極及びドレイン電極との距離、又はソース領域及びドレイン領域の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする。 In the present invention, at least one or more of patterns necessary for producing a semiconductor device such as a conductive layer for forming a wiring layer or an electrode, a semiconductor layer, a mask layer for forming a predetermined pattern, In the semiconductor device formed by a method capable of selectively forming a pattern, the distance between the source electrode and the drain electrode or the distance between the source region and the drain region is 0.1 μm or more and 10 μm or less. To do.
選択的にパターンを形成することが可能な方法としては、導電層や半導体層、絶縁層などを形成し、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出して所定のパターンを形成することが可能な、液滴吐出法(その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。)を用いる。 As a method for selectively forming a pattern, a conductive layer, a semiconductor layer, an insulating layer, or the like is formed, and droplets of a composition prepared for a specific purpose are selectively ejected to form a predetermined pattern. A droplet discharge method (also called an inkjet method depending on the method) can be used.
なお、液滴吐出法とは、調製された組成物を、電気信号に応じてノズルから吐出して微少な液滴を作り、所定の位置に付着させる方法である。 Note that the droplet discharge method is a method in which a prepared composition is discharged from a nozzle in accordance with an electric signal to form a minute droplet and adhere to a predetermined position.
また、本発明は、半導体領域に接する第1の導電層を形成し、第1の導電層上に絶縁層を塗布法により形成し、絶縁層の一部にレーザ光を照射してマスクパターンを形成し、マスクパターンをマスクとしてエッチングして、分割された第1の導電層を形成することを特徴とする。分割された第1の導電層は、ソース領域及びドレイン領域又はソース電極及びドレイン電極となるため、チャネル長がマスクパターンの幅と概略一致する。絶縁層は、感光性樹脂層であり、レーザ光(レーザビームとも示す。)を照射することにより、レーザ光が照射された部分が反応し、改質してマスクパターンを形成することができる。このため、レーザ光のビーム幅を縮小することにより、チャネル長を微細にすることが可能である。 In the present invention, a first conductive layer in contact with the semiconductor region is formed, an insulating layer is formed over the first conductive layer by a coating method, and a mask pattern is formed by irradiating a part of the insulating layer with laser light. It is formed and etched using the mask pattern as a mask to form a divided first conductive layer. Since the divided first conductive layer becomes a source region and a drain region or a source electrode and a drain electrode, the channel length substantially matches the width of the mask pattern. The insulating layer is a photosensitive resin layer, and when irradiated with laser light (also referred to as a laser beam), a portion irradiated with the laser light reacts and is modified to form a mask pattern. Therefore, the channel length can be reduced by reducing the beam width of the laser light.
また、本発明は、半導体領域に接する第1の導電層を形成し、第1の導電層上に撥液表面を有する領域を塗布法により形成し、撥液表面を有する領域の一部にレーザ光を照射して第1のマスクパターンを形成し、第1のマスクパターンをマスクとして第2のマスクパターンを形成し、第2のマスクパターンを用いて第1の導電層をエッチングして、分割された第1の導電層を形成することを特徴とする。 In the present invention, a first conductive layer in contact with a semiconductor region is formed, a region having a liquid repellent surface is formed on the first conductive layer by a coating method, and a laser is applied to a part of the region having the liquid repellent surface. A first mask pattern is formed by irradiation with light, a second mask pattern is formed using the first mask pattern as a mask, and the first conductive layer is etched using the second mask pattern to be divided. The first conductive layer is formed.
また、本発明は、半導体領域上に撥液表面を有する領域を塗布法により形成し、撥液表面を有する領域の一部にレーザ光を照射して第1のマスクパターンを形成し、第1のマスクパターンをマスクとして第2のマスクパターンを形成し、第2のマスクパターンを用いて第1のマスクパターンを除去し親液表面を有する領域を形成した後、親液表面を有する領域に第1の導電層を形成することを特徴とする。 In the present invention, a region having a liquid repellent surface is formed on a semiconductor region by a coating method, and a part of the region having a liquid repellent surface is irradiated with laser light to form a first mask pattern. A second mask pattern is formed using the mask pattern as a mask, and the first mask pattern is removed using the second mask pattern to form a region having a lyophilic surface. One conductive layer is formed.
また、本発明は、半導体領域上に撥液表面を有する領域を塗布法により形成し、撥液表面を有する領域の一部にレーザ光を照射して第1のマスクパターンを形成し、第1のマスクパターンをマスクとして第1の導電層を形成することを特徴とする。 In the present invention, a region having a liquid repellent surface is formed on a semiconductor region by a coating method, and a part of the region having a liquid repellent surface is irradiated with laser light to form a first mask pattern. The first conductive layer is formed using the mask pattern as a mask.
撥液表面を有する領域は、レーザ光を照射することにより、レーザ光が照射された部分が反応し、親液表面を有する領域となる。又、レーザ光が照射されなかった領域は第1のマスクパターンとなる。 A region having a liquid repellent surface becomes a region having a lyophilic surface by irradiating a laser beam to react the portion irradiated with the laser beam. The region not irradiated with the laser beam becomes the first mask pattern.
また、本発明において、半導体装置としては、半導体素子で構成された集積回路、表示装置、無線タグ、ICタグ等が挙げられる。表示装置としては、代表的には液晶表示装置、発光表示装置、DMD(Digital Micromirror Device;デジタルマイクロミラーデバイス)、PDP(Plasma Display Panel;プラズマディスプレイパネル)、FED(Field Emission Display;フィールドエミッションディスプレイ)、電気泳動表示装置(電子ペーパー)等の表示装置があげられる。なお、TFTは、順スタガ型TFT、逆スタガ型TFT(チャネルエッチ型TFT又はチャネル保護型TFT)、コプレナー型TFTである。 In the present invention, examples of the semiconductor device include an integrated circuit including a semiconductor element, a display device, a wireless tag, and an IC tag. Typical examples of the display device include a liquid crystal display device, a light emitting display device, DMD (Digital Micromirror Device), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display). And display devices such as electrophoretic display devices (electronic paper). Note that the TFT is a forward stagger type TFT, an inverted stagger type TFT (channel etch type TFT or channel protection type TFT), and a coplanar type TFT.
なお、本発明において、表示装置とは、表示素子を用いたデバイス、即ち画像表示デバイスを指す。また、表示パネルにコネクター、例えばフレキシブルプリント配線(FPC:Flexible Printed Circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)やCPU(Central Processing Unit)が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。 In the present invention, the display device refers to a device using a display element, that is, an image display device. In addition, a connector, for example, a module in which a flexible printed wiring (FPC), TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the display panel, and a printed wiring board is attached to the end of the TAB tape or TCP. It is assumed that the display device includes all provided modules or modules in which an IC (Integrated Circuit) or a CPU (Central Processing Unit) is directly mounted on a display element by a COG (Chip On Glass) method.
また、本発明は以下の構成を包含する。 Moreover, this invention includes the following structures.
本発明の一は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体領域、ソース領域、ドレイン領域、ソース電極及びドレイン電極を有し、ゲート電極、半導体領域、ソース電極、又はドレイン電極は液滴吐出法で形成され、ソース領域及びドレイン領域の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする半導体装置である。 One embodiment of the present invention includes a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode, and a drain electrode, and the gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, or the drain electrode is formed by a droplet discharge method The distance between the source region and the drain region is from 0.1 μm to 10 μm.
ソース領域及びドレイン領域の対向する一端は、一定の距離を隔てて迂曲している。このときの形状は、直線状、曲線状、又は直線状及び曲線状に迂曲している。 One end of the source region and the drain region facing each other is detoured by a certain distance. The shape at this time is curved in a straight line, a curved line, or a straight line and a curved line.
また、本発明の一は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体領域、ソース領域、ドレイン領域、ソース電極及びドレイン電極を有し、ゲート電極、半導体領域、ソース電極、又はドレイン電極は液滴吐出法で形成され、ソース電極及びドレイン電極の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする半導体装置である。 Another embodiment of the present invention includes a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode, and a drain electrode, and the gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, or the drain electrode is formed by a droplet discharge method. A distance between a source electrode and a drain electrode is 0.1 μm or more and 10 μm or less.
なお、ソース電極及びドレイン電極の対向する一端は、一定の距離を隔てて迂曲している。このときの形状は、直線状、曲線状、又は直線状及び曲線状に迂曲している。 Note that the opposite ends of the source electrode and the drain electrode are detoured at a certain distance. The shape at this time is curved in a straight line, a curved line, or a straight line and a curved line.
また、本発明の一は、半導体領域に接する第1の導電層を形成し、第1の導電層上に絶縁層を塗布法により形成し、絶縁層の一部にレーザ光を照射してマスクパターンを形成し、マスクパターンをマスクとしてエッチングして、分割された第1の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。なお、絶縁層を、感光性樹脂で形成する。 According to another embodiment of the present invention, a first conductive layer in contact with a semiconductor region is formed, an insulating layer is formed over the first conductive layer by a coating method, and a part of the insulating layer is irradiated with laser light to be masked. A method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that a pattern is formed and etching is performed using a mask pattern as a mask to form a divided first conductive layer. Note that the insulating layer is formed of a photosensitive resin.
分割された第1の導電層は、ソース領域及びドレイン領域である。また、分割された第1の導電層上に、第2の導電層を液滴吐出法により形成してもよい。 The divided first conductive layers are a source region and a drain region. Alternatively, the second conductive layer may be formed over the divided first conductive layer by a droplet discharge method.
また、第1の導電層を液滴吐出法により形成する。分割された第1の導電層は、ソース電極及びドレイン電極である。 Further, the first conductive layer is formed by a droplet discharge method. The divided first conductive layers are a source electrode and a drain electrode.
また、半導体領域に接する第1の導電層を形成し、前記第1の導電層上に第2の導電層を形成し、前記第2の導電層上に絶縁層を塗布法により形成し、前記絶縁層の一部にレーザ光を照射してマスクパターンを形成し、前記マスクパターンをマスクとしてエッチングして、分割された第1の導電層及び第2の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。分割された第1の導電層は、ソース領域、及びドレイン領域であり、分割された第2の導電層は、ソース電極、ドレイン電極である。 Forming a first conductive layer in contact with the semiconductor region; forming a second conductive layer on the first conductive layer; forming an insulating layer on the second conductive layer by a coating method; A mask pattern is formed by irradiating a part of the insulating layer with laser light, and etching is performed using the mask pattern as a mask to form a divided first conductive layer and second conductive layer. A method for manufacturing a semiconductor device. The divided first conductive layer is a source region and a drain region, and the divided second conductive layer is a source electrode and a drain electrode.
また、本発明の一は、導電層上に導電性を示す半導体領域を形成し、導電性を示す半導体領域上に感光性樹脂層を塗布法により形成し、感光性樹脂層をレーザ光で露光し現像して第1のマスクパターンを形成し、第1のマスクパターンをマスクとして、導電性を示す半導体領域を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 According to another aspect of the present invention, a conductive semiconductor region is formed over a conductive layer, a photosensitive resin layer is formed over the conductive semiconductor region by a coating method, and the photosensitive resin layer is exposed with laser light. Then, development is performed to form a first mask pattern, and a semiconductor region having conductivity is separated using the first mask pattern as a mask.
また、本発明の一は、半導体領域上に導電性を示す半導体領域を形成し、導電性を示す半導体領域上に感光性樹脂層を塗布法により形成し、感光性樹脂層をレーザ光で露光し現像して第1のマスクパターンを形成し、第1のマスクパターンをマスクとして、導電性を示す半導体領域を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 According to another aspect of the present invention, a semiconductor region having conductivity is formed on a semiconductor region, a photosensitive resin layer is formed on the semiconductor region having conductivity by a coating method, and the photosensitive resin layer is exposed with laser light. Then, development is performed to form a first mask pattern, and the semiconductor region having conductivity is separated using the first mask pattern as a mask.
また、本発明の一は、半導体領域上に導電性を示す半導体領域を形成し、導電性を示す半導体領域上に導電膜を形成し、導電膜上に感光性樹脂層を塗布法により形成し、感光性樹脂層をレーザ光で露光し現像して第1のマスクパターンを形成し、第1のマスクパターンをマスクとして導電膜を分離した後、導電性を示す半導体領域を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 According to another aspect of the present invention, a conductive semiconductor region is formed over a semiconductor region, a conductive film is formed over the conductive semiconductor region, and a photosensitive resin layer is formed over the conductive film by a coating method. The photosensitive resin layer is exposed to a laser beam and developed to form a first mask pattern, the conductive film is separated using the first mask pattern as a mask, and then the semiconductor region exhibiting conductivity is separated. This is a method for manufacturing a semiconductor device.
なお、分離された導電性を示す半導体領域は、ソース領域及びドレイン領域である。 Note that the separated semiconductor regions exhibiting conductivity are a source region and a drain region.
また、本発明の一は、絶縁膜上に半導体領域を形成し、半導体領域上に撥液表面を有する領域を塗布法により形成し、撥液表面を有する領域の一部にレーザ光を照射して親液表面を有する領域を形成し、親液表面を有する領域上に導電性を示す半導体領域を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 In another embodiment of the present invention, a semiconductor region is formed over an insulating film, a region having a liquid repellent surface is formed over the semiconductor region by a coating method, and a part of the region having a liquid repellent surface is irradiated with laser light. And forming a region having a lyophilic surface, and forming a semiconductor region exhibiting conductivity on the region having a lyophilic surface.
また、本発明の一は、第1の絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、第1の半導体領域上に導電性を示す半導体膜を形成し、導電性を示す半導体膜上に第1の撥液表面を有する領域を塗布法により形成し、第1の撥液表面を有する領域の一部にレーザ光を照射して親液表面を有する領域と第2の撥液表面を有する領域とを形成し、親液性を有する領域に第2の絶縁膜を形成し、第2の絶縁膜を用いて第2の撥液表面を有する領域及び導電性を示す半導体膜をエッチングして第2の半導体領域を形成し、第2の半導体領域に接する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 According to one embodiment of the present invention, a first semiconductor region is formed over a first insulating film, a semiconductor film exhibiting conductivity is formed over the first semiconductor region, and the first semiconductor region is formed over the semiconductor film exhibiting conductivity. A region having a liquid-repellent surface is formed by a coating method, and a region having a lyophilic surface and a region having a second liquid-repellent surface are formed by irradiating a part of the region having the first liquid-repellent surface with laser light. And forming a second insulating film in the lyophilic region, etching the region having the second lyophobic surface and the semiconductor film having conductivity using the second insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that a second semiconductor region is formed and a conductive layer in contact with the second semiconductor region is formed.
また、本発明の一は、第1の絶縁膜上に半導体領域を形成し、半導体領域上に第1の撥液表面を有する領域を塗布法により形成し、第1の撥液表面を有する領域の一部にレーザ光を照射して、親液表面を有する領域及び第2の撥液表面を有する領域を形成し、親液性を有する領域に第2の絶縁膜を形成した後、第2の撥液表面を有する領域を除去して導電性を示す半導体領域を形成し、導電性を示す半導体領域に接する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 According to another aspect of the present invention, a semiconductor region is formed over a first insulating film, a region having a first liquid repellent surface is formed on the semiconductor region by a coating method, and a region having the first liquid repellent surface is formed. A region having a lyophilic surface and a region having a second lyophobic surface are formed, a second insulating film is formed in the region having lyophilicity, A method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that a region having a liquid repellent surface is removed to form a semiconductor region exhibiting conductivity, and a conductive layer in contact with the semiconductor region exhibiting conductivity is formed.
なお、塗布法は、液滴吐出法、インクジェット法、スピンコート法、ロールコート法、スロットコート法、又はディップ法である。 Note that the coating method is a droplet discharge method, an inkjet method, a spin coating method, a roll coating method, a slot coating method, or a dipping method.
また、また、本発明の一は、上記方法を用いて形成された液晶テレビジョン装置又はELテレビジョン装置であり、ソース電極及びドレイン電極の距離が、0.1μm以上10μm以下である素子を有していることを特徴とする。 Another embodiment of the present invention is a liquid crystal television device or an EL television device formed using the above method, and includes an element having a distance between a source electrode and a drain electrode of 0.1 μm to 10 μm. It is characterized by that.
本発明のように、素子の配線層若しくは電極を形成する導電層や、半導体層、所定のパターンを形成するためのマスク層などの膜パターンを形成する際に、液滴吐出法を用いることによって、それらの膜の材料を含む液滴の吐出口であるノズルと、基板との相対的な位置を変化させて任意の場所に液滴を吐出できる。また、ノズル径、液滴の吐出量、及びノズルと吐出物が形成される基板との移動速度の相対的な関係によって、形成するパターンの厚さや太さを調整できる。このため、一辺が1〜2mを越えるような大面積の基板上においても、所望の箇所に膜パターンを精度良く吐出形成することができる。 By using a droplet discharge method when forming a film pattern such as a conductive layer for forming a wiring layer or an electrode of a device, a semiconductor layer, or a mask layer for forming a predetermined pattern as in the present invention. The liquid droplets can be ejected to any location by changing the relative position between the nozzle, which is a liquid droplet ejection port containing the material of the film, and the substrate. Further, the thickness and thickness of the pattern to be formed can be adjusted by the relative relationship of the nozzle diameter, the droplet discharge amount, and the moving speed between the nozzle and the substrate on which the discharge is formed. For this reason, even on a large-area substrate having a side exceeding 1 to 2 m, the film pattern can be accurately discharged and formed at a desired location.
また、レーザビームを用いて露光し現像して形成したマスクパターンを用いて素子のソース領域及びドレイン領域、又はソース電極及びドレイン電極を形成することにより、フォトマスクを用いた露光・現像プロセス、即ちフォトリソグラフィー工程を省略しながら、微細な構造で且つW/Lを増大させた素子することができるため、駆動能力が高い半導体装置を、低コストで作製することが可能である。また、スループットや歩留まりを高く作製することができる。 Further, by forming a source region and a drain region, or a source electrode and a drain electrode of an element using a mask pattern formed by exposure and development using a laser beam, an exposure / development process using a photomask, that is, An element with a fine structure and an increased W / L can be obtained while omitting the photolithography process, and thus a semiconductor device with high driving ability can be manufactured at low cost. Further, high throughput and yield can be manufactured.
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、各図面において共通の部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。 The best mode for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiment modes. In the drawings, common portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
(実施の形態1)
本実施の形態においては、レーザビーム(以下、レーザ光とも示す。)を照射して形成するマスクパターンを用いて、チャネル長の小さいTFTを形成する工程を図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a process for forming a TFT with a small channel length using a mask pattern formed by irradiation with a laser beam (hereinafter also referred to as laser light) will be described with reference to FIGS.
本実施の形態では、半導体素子として逆スタガ型TFTの一つであるチャネルエッチ型TFTを作製する工程を示す。 In this embodiment mode, a step of manufacturing a channel-etched TFT which is one of inverted staggered TFTs as a semiconductor element is shown.
図1(A)に示すように、基板101上に第1の導電層102を形成する。第1の導電層102の形成方法としては、液滴吐出法、印刷法、電界メッキ法、PVD法、CVD法を用いる。なお、PVD法またはCVD法を用いる場合、基板全面に導電層を形成し、その上に感光性樹脂を形成し、レーザ光により感光性樹脂を露光し現像してマスクパターンを形成し、当該マスクを用いて導電層をエッチングして所望の形状の導電層102を形成する。また、第1の導電層は、後のゲート電極となるが、複数の導電層で構成して、マルチゲート電極を形成することができる。本実施の形態においては、液滴吐出法を用いて、基板101上に導電材料を含む組成物を選択的に吐出して、第1の導電層102を形成する。この場合、マスクパターンを用いたエッチング工程が不要となるので、作製工程を大幅に簡略化することができる。
As shown in FIG. 1A, a first
基板101としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなどのセラミック等の絶縁物質で形成される基板、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。また、基板101として、320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mmのような大面積基板を用いることができる。
As the
第1の導電層102の材料としては、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、カドミウム(Cd)、亜鉛(Zn)、珪素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ジルコニウム(Zr)、バリウム(Ba)から選ばれた元素、若しくは前記元素を主成分とする合金材料の単層、またはこれらの積層を用いればよい。
Materials for the first
第1の導電層を液滴吐出法で形成する場合、吐出口から吐出する組成物は、導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体としては、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba等の金属粒子、ハロゲン化金属の微粒子等、又は分散性ナノ粒子を用いることができる。または、透明導電膜として用いられる酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ、有機インジウム、有機スズ、等を用いることができる。また、これらの材料からなる導電層を積層して第1の導電層を形成することができる。 When the first conductive layer is formed by a droplet discharge method, a composition in which a conductor is dissolved or dispersed in a solvent is used as the composition discharged from the discharge port. Examples of the conductor include Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, Al, Ta, Mo, Cd, Zn, Fe, Ti, Si, Ge, Zr, Ba, and other metal particles, halogen Metal halide fine particles or the like, or dispersible nanoparticles can be used. Or indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide added with gallium (GZO), indium tin oxide containing silicon oxide, organic indium, organic Tin, etc. can be used. In addition, the first conductive layer can be formed by stacking conductive layers made of these materials.
また、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好ましい。より好ましくは、低抵抗且つ安価な銀又は銅を用いるとよい。但し、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。組成物の溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等を用いればよい。 Moreover, it is preferable to use what dissolved or disperse | distributed the material of either gold | metal | money, silver, and copper in the solvent considering the specific resistance value for the composition discharged from a discharge outlet. More preferably, low resistance and inexpensive silver or copper may be used. However, when copper is used, a barrier film may be provided as a countermeasure against impurities. As the solvent for the composition, esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone may be used.
ここで、銅を配線として用いる場合のバリア膜としては、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化タンタル(TaN:Tantalum Nitride)など窒素を含む絶縁性又は導電性の物質を用いると良く、これらを液滴吐出法で形成しても良い。 Here, as a barrier film in the case of using copper as a wiring, an insulating or conductive material containing nitrogen such as silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, titanium nitride, or tantalum nitride (TaN) is used. These may be formed by a droplet discharge method.
なお、液滴吐出法に用いる組成物の粘度は5〜20mPa・sが好適であり、これは、乾燥が起こることを防止し、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにするためである。また、表面張力は40mN/m以下が好ましい。なお、用いる溶媒や用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。 The viscosity of the composition used for the droplet discharge method is preferably 5 to 20 mPa · s, which is to prevent the drying from occurring and to smoothly discharge the composition from the discharge port. . The surface tension is preferably 40 mN / m or less. Note that the viscosity of the composition may be appropriately adjusted according to the solvent to be used and the application.
各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径0.1μm以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約0.5〜10μmである。ただし、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ分子は約7nmと微細であり、またこのナノ分子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。したがって、被覆剤を用いることが好ましい。 Although depending on the diameter of each nozzle and the desired pattern shape, the diameter of the conductor particles is preferably as small as possible for preventing nozzle clogging and producing a high-definition pattern. 1 μm or less is preferable. The composition is formed by a known method such as an electrolytic method, an atomizing method, or a wet reduction method, and its particle size is generally about 0.5 to 10 μm. However, when formed by the gas evaporation method, the nanomolecules protected with the dispersant are as fine as about 7 nm. When the surface of each particle is covered with a coating agent, the nanomolecules aggregate in the solvent. And stably disperse at room temperature and shows almost the same behavior as liquid. Therefore, it is preferable to use a coating agent.
組成物を吐出する工程は、減圧下で行っても良い。これは、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略又は短くすることができるためである。組成物の吐出後は、組成物の材料により、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉等により、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は100度で3分間、焼成は200〜350度で15分間〜120分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、100〜800度(好ましくは200〜350度)とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発又は化学的に分散剤を除去し、周囲の樹脂が硬化収縮することで、融合と融着を加速する。雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は空気で行う。但し、金属元素を分解又は分散している溶媒が除去されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適である。 The step of discharging the composition may be performed under reduced pressure. This is because the solvent of the composition volatilizes before the composition is discharged and landed on the object to be processed, and the subsequent drying and firing steps can be omitted or shortened. After discharging the composition, one or both of drying and baking processes are performed by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like under normal pressure or reduced pressure depending on the material of the composition. The drying and firing steps are both heat treatment steps. For example, the drying is performed at 100 degrees for 3 minutes, and the firing is performed at 200 to 350 degrees for 15 minutes to 120 minutes. Time is different. In order to satisfactorily perform the drying and firing steps, the substrate may be heated, and the temperature at that time depends on the material of the substrate or the like, but is 100 to 800 degrees (preferably 200 to 350 degrees). And By this step, the solvent in the composition is volatilized or the dispersant is chemically removed, and the surrounding resin is cured and shrunk to accelerate fusion and fusion. The atmosphere is an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere or air. However, it is preferable to perform in an oxygen atmosphere in which the solvent in which the metal element is decomposed or dispersed is easily removed.
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。気体レーザとしては、エキシマレーザ等が挙げられ、固体レーザとしては、Cr、Nd等がドーピングされたYAG、YVO4等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間に行うとよい。瞬間熱アニール(RTA)は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数マイクロ秒から数分の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えないという利点がある。 For the laser light irradiation, a continuous wave or pulsed gas laser or solid-state laser may be used. Examples of the gas laser include an excimer laser, and examples of the solid laser include a laser using a crystal such as YAG or YVO 4 doped with Cr, Nd, or the like. Note that it is preferable to use a continuous wave laser because of the absorption rate of the laser light. In addition, a so-called hybrid laser irradiation method combining pulse oscillation and continuous oscillation may be used. However, depending on the heat resistance of the substrate, the heat treatment by laser light irradiation may be performed instantaneously within a few microseconds to several tens of seconds. Instantaneous thermal annealing (RTA) uses an infrared lamp or a halogen lamp that irradiates ultraviolet light or infrared light in an inert gas atmosphere, and rapidly raises the temperature, from several microseconds to several minutes. This is done by applying heat instantaneously. Since this treatment is performed instantaneously, there is an advantage that only the outermost thin film can be heated substantially without affecting the lower layer film.
なお、液滴吐出法で形成した導電層は、微粒子が3次元に不規則に重なり合って形成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。また、加熱することにより微粒子が焼成され、粒子の粒径が増大するため、表面の高低差が大きい層となる。また、加熱温度、雰囲気、加熱時間により導電層には、有機物で形成されるバインダーが残存する。 Note that the conductive layer formed by the droplet discharge method is formed by irregularly overlapping fine particles in three dimensions. For this reason, the surface has fine unevenness. Further, since the fine particles are fired by heating and the particle diameter of the particles is increased, a layer having a large surface height difference is formed. Further, the binder formed of an organic substance remains in the conductive layer depending on the heating temperature, atmosphere, and heating time.
ここでは、Agを含む組成物(以下「Agペースト」という。)を選択的に吐出し、上記に示すようなレーザビーム照射又は熱処理による乾燥及び焼成を適宜行い膜厚600〜800nmの第1の導電層102を形成する。なお、この焼成をO2雰囲気中で行うと、Agペースト内に含まれているバインダ(熱硬化性樹脂)などの有機物が分解され、有機物をほとんど含まないAg膜を得ることができる。また、膜表面を平滑にすることができる。
Here, a composition containing Ag (hereinafter referred to as “Ag paste”) is selectively ejected, dried and fired by laser beam irradiation or heat treatment as described above, and appropriately subjected to a first film thickness of 600 to 800 nm. A
なお、第1の導電層102を形成する前に、基板101表面に、スパッタリング法や蒸着法などにより、Ti(チタン)、W(タングステン)、Cr(クロム)、Ta(タンタル)、Ni(ニッケル)、Mo(モリブデン)などの金属材料若しくはその酸化物で形成される下地層を形成することが好ましい。下地層は0.01〜10μmの厚さで形成すれば良いが、極薄く形成すれば良いので、必ずしも層構造を持っていなくても良い。なお、この下地層は、第1の導電層を密着性良く形成するために設けるものであり、十分な密着性が得られるのであれば、これを省略しても良い。なお下地層が導電膜の場合、第1の導電層102をマスクパターンとして、エッチングすることができる。
Before forming the first
また、第1の導電層102の形成方法として、凹部を有する絶縁膜をはじめに形成しておき、該凹部に導電材料を有する液滴を吐出し埋め込んで形成することができる。この場合、凹部に第1の導電層が埋め込まれた絶縁膜の表面と、第1の導電層の表面とで平坦性を有することが好ましい。この構造により、後に形成される第1の絶縁膜、及び半導体膜も平坦性を有し、これらの段切れを防止することができる。また、凹部の幅を制御することにより、配線の微細化を達成することができる。さらに、凹部の深さを制御することにより、配線の厚膜化を達成することができる。また、凹部を有する絶縁膜に着色層を設けることにより、カラーフィルタを用いずともフルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。
As a method for forming the first
次に、基板及びゲート電極として機能する第1の導電層102上に第1の絶縁膜103、第1の半導体膜104、第2の半導体膜105を順次成膜する。第1の絶縁膜、第1の半導体膜、第2の半導体膜はそれぞれ、後に形成されるTFTのゲート絶縁膜、チャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域として機能する。
Next, a first
第1の絶縁膜103はプラズマCVD法またはスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化シリコン、酸化シリコン、その他の珪素を含む絶縁膜の単層又は積層構造で形成する。また、第1の絶縁膜103をゲート電極に接する側から、窒化珪素膜(窒化酸化珪素膜)、酸化珪素膜、及び窒化珪素膜(窒化酸化珪素膜)の積層構造とすることが好ましい。この構造では、ゲート電極が、窒化珪素膜と接しているため、酸化による劣化を防止することができる。
The first
第1の半導体膜104としては、非晶質半導体、非晶質状態と結晶状態とが混在したセミアモルファス半導体(SASとも表記する)、非晶質半導体中に0.5nm〜20nmの結晶粒を観察することができる微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれの状態を有する膜で形成する。いずれも、シリコン、シリコン・ゲルマニウム(SiGe)等を主成分とする膜厚10〜60nmの半導体膜を用いることができる。
As the
SASは、非晶質構造と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)との中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体である。また短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。そして少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが520cm-1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。また未結合手(ダングリングボンド)の中和剤として、SASは水素或いはハロゲンを1原子%、又はそれ以上含んでいる。 The SAS is a semiconductor having an intermediate structure between an amorphous structure and a crystal structure (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy. It also contains a crystalline region with short-range order and lattice distortion. A crystal region of 0.5 to 20 nm can be observed in at least a part of the film, and when silicon is the main component, the Raman spectrum shifts to a lower wave number side than 520 cm −1. ing. In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the silicon crystal lattice are observed. Further, as a neutralizing agent for dangling bonds, SAS contains 1 atomic% or more of hydrogen or halogen.
SASは、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、SiH4であり、その他にもSi2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることができる。珪化物気体を水素又はフッ素、若しくは水素又はフッ素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種又は複数種の希ガス元素とで希釈して用いることにより、SASの形成を容易なものとすることができる。このとき希釈率が10倍〜1000倍の範囲となるように、珪化物気体を希釈すると好ましい。またSi2H6及びGeF4を用い、ヘリウムガスで希釈する方法を用いてSASを形成することができる。グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下で行うと好ましく、圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲で行えばよい。グロー放電を形成するための電力は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzの高周波電力を供給すればよい。基板加熱温度は300度以下が好ましく、100〜250度の基板加熱温度が推奨される。 SAS can be obtained by glow discharge decomposition of a silicide gas. A typical silicide gas is SiH 4 , and in addition, Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4 and the like can be used. By forming a silicide gas diluted with hydrogen or fluorine, or hydrogen or fluorine and one or more kinds of rare gas elements selected from helium, argon, krypton, and neon, the formation of SAS is facilitated. be able to. At this time, it is preferable to dilute the silicide gas so that the dilution rate is in the range of 10 to 1000 times. Further, the SAS can be formed by using Si 2 H 6 and GeF 4 and diluting with helium gas. The reaction generation of the coating by glow discharge decomposition is preferably performed under reduced pressure, and the pressure may be in the range of about 0.1 Pa to 133 Pa. The power for forming the glow discharge may be high frequency power of 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature is preferably 300 ° C. or less, and a substrate heating temperature of 100 to 250 ° C. is recommended.
また結晶性半導体膜は、非晶質半導体膜を又はSASを、加熱又はレーザ照射により結晶化して形成することができる。また、直接、結晶性半導体膜を形成してもよい。この場合、GeF4、又はF2等のフッ素系ガスと、SiH4、又はSi2H6等のシラン系ガスとを用い、熱又はプラズマを利用して直接、結晶性半導体膜を形成することができる。 The crystalline semiconductor film can be formed by crystallizing an amorphous semiconductor film or SAS by heating or laser irradiation. Alternatively, a crystalline semiconductor film may be directly formed. In this case, a crystalline semiconductor film is directly formed using heat or plasma using a fluorine-based gas such as GeF 4 or F 2 and a silane-based gas such as SiH 4 or Si 2 H 6. Can do.
第2の半導体膜105は導電性を有し、nチャネル型のTFTを形成する場合には、15属の元素、代表的にはリンまたはヒ素を添加する。また、pチャネルTFTを形成する場合には、13属の元素、代表的にはボロンを添加する。第2の半導体膜は、珪化物気体にボロン、リン、ヒ素のような13属又は15属の元素を有する気体を加えたプラズマCVD法で成膜する。また、半導体膜を成膜したのち、13属または15属の元素を有する溶液を半導体膜上に塗布しレーザビームを照射して導電性を有する第2の半導体膜を形成することができる。レーザビームとしては、公知のパルス発振のレーザ又は連続発振のレーザから照射されるレーザビームを適宜用いる。
The
次に、第2の半導体膜105上に第1のマスクパターン106を形成する。第1のマスクパターン106は、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環または複素環を主鎖にもち、脂肪族部分が少なく高極性のヘテロ原子基を含む高分子を液滴吐出により吐出して形成することが好ましい。そのような高分子物質の代表例としてはポリイミド又はポリベンゾイミダゾールなどが挙げられる。ポリイミドを用いる場合には、ポリイミドを含む組成物を吐出口から第2の半導体膜105上に吐出し、200℃で30分焼成して形成することができる。
Next, a
また、第1のマスクパターンは、撥液表面を有するマスクパターンを予め形成して、撥液表面を有するマスクパターンで覆われていない領域に高分子材料を塗布して形成することができる。 The first mask pattern can be formed by previously forming a mask pattern having a liquid repellent surface and applying a polymer material to a region not covered with the mask pattern having a liquid repellent surface.
次に、図1(B)に示すように、第1のマスクパターン106を用いて第2の半導体膜105及び第1の半導体膜104をエッチングし、第1の半導体領域111、第2の半導体領域112を形成する。この後、第1のマスクパターンを除去する。
Next, as shown in FIG. 1B, the
第1の半導体膜104及び第2の半導体膜105は、Cl2、BCl3、SiCl4もしくはCCl4などを代表とする塩素系ガス、CF4、SF6、NF3、CHF3などを代表とするフッ素系ガス、あるいはO2を用いてエッチングすることができる。
The
なお、第1の半導体領域111を、有機半導体材料を用い、印刷法、スプレー法、液滴吐出法などで形成することができる。この場合、エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。具体的には、ポリチオフェン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。
Note that the
その他にも本発明に用いることができる有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより第1の半導体領域111を形成することができる材料がある。なお、このような前駆体を経由する有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
In addition, as an organic semiconductor material that can be used in the present invention, there is a material that can form the
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、シクロヘキサノン、2−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド(DMF)または、THF(テトラヒドロフラン)などを適用することができる。 When converting the precursor into an organic semiconductor, a reaction catalyst such as hydrogen chloride gas is added as well as heat treatment. Typical solvents for dissolving these soluble organic semiconductor materials include toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, anisole, chloroform, dichloromethane, γ-butyllactone, butyl cellosolve, cyclohexane, NMP (N-methyl-2 -Pyrrolidone), cyclohexanone, 2-butanone, dioxane, dimethylformamide (DMF), THF (tetrahydrofuran), or the like can be applied.
第1の半導体領域に有機半導体を用いた場合、導電性を有する第2の半導体領域の代わりに、ポリアセチレン、ポリアニリン、PEDOT(poly−ethlyenedioxythiophen)、PSS(poly−styrenesulphonate)のような有機導電性材料で形成される導電層(コンタクト層)を形成することができる。導電層は、ソース領域とドレイン領域として機能する。 When an organic semiconductor is used for the first semiconductor region, an organic conductive material such as polyacetylene, polyaniline, PEDOT (poly-ethylene thiothiophene), or PSS (poly-styrene sulfonate) is used instead of the conductive second semiconductor region. A conductive layer (contact layer) formed by (1) can be formed. The conductive layer functions as a source region and a drain region.
また、有機半導体層と接触する導電層として、有機材料で形成される導電層の代わりに、金属元素で形成される導電層を用いることができる。この場合、多くの有機半導体材料が電荷を輸送する材料がキャリアとして正孔を輸送するp型半導体であることからその半導体層とオーミック接触を取るために仕事関数の大きい金属を用いることが望ましい。 Further, as a conductive layer in contact with the organic semiconductor layer, a conductive layer formed using a metal element can be used instead of a conductive layer formed using an organic material. In this case, since a material that transports charges in many organic semiconductor materials is a p-type semiconductor that transports holes as carriers, it is desirable to use a metal having a high work function in order to make ohmic contact with the semiconductor layer.
具体的には、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属又は合金等が望ましい。これらの金属又は合金材料を用いた導電性ペーストを用いて印刷法やロールコーター法、液滴吐出法で有機半導体層と接触する導電層を形成することができる。 Specifically, metals or alloys such as gold, platinum, chromium, palladium, aluminum, indium, molybdenum, and nickel are desirable. A conductive layer in contact with the organic semiconductor layer can be formed by a printing method, a roll coater method, or a droplet discharge method using a conductive paste using these metals or alloy materials.
さらには、有機半導体層、有機導電性材料で形成される導電層、及び金属元素で形成される導電層を積層してもよい。 Furthermore, an organic semiconductor layer, a conductive layer formed of an organic conductive material, and a conductive layer formed of a metal element may be stacked.
次に、図1(C)に示すように、基板上に、感光性樹脂113を塗布する。感光性樹脂は、紫外光から赤外光に感光する材料ネガ型感光性樹脂又はポジ型感光性樹脂を用いる。
Next, as shown in FIG. 1C, a
塗布法の代表例としては、液滴吐出法、インクジェット法、スピンコート法、ロールコート法、スロットコート法、又はディップ法が挙げられる。 Typical examples of the coating method include a droplet discharge method, an inkjet method, a spin coating method, a roll coating method, a slot coating method, and a dip method.
感光性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の感光性を示す樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの感光性を示す有機材料等を用いることができる。代表的なポジ型感光性樹脂として、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物を有する感光性樹脂が挙げられ、ネガ型感光性樹脂として、ベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを有する感光性樹脂が挙げられる。本実施の形態では、ポジ型感光性樹脂を用いる。 As the photosensitive resin, a resin material having photosensitivity such as an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a novolac resin, an acrylic resin, a melamine resin, or a urethane resin is used. In addition, organic materials exhibiting photosensitivity such as benzocyclobutene, parylene, flare, and polyimide can be used. A typical positive photosensitive resin includes a novolak resin and a photosensitive resin having a naphthoquinonediazide compound as a photosensitive agent. As a negative photosensitive resin, a photosensitive resin having a base resin, diphenylsilanediol, an acid generator, and the like. Resin. In this embodiment mode, a positive photosensitive resin is used.
次に、感光性樹脂113にレーザビーム直接描画装置を用いてレーザビーム(以下、レーザ光とも示す。)114を照射し露光する。
Next, the
レーザビーム直接描画装置について、図39を用いて説明する。図39に示すように、レーザビーム描画装置1001は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ(以下、PCと示す。)1002と、レーザビームを出力するレーザ発振器1003と、レーザ発振器1003の電源1004と、レーザビームを減衰させるための光学系(NDフィルタ)1005と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器(Acousto−Optic Modulator ; AOM)1006と、レーザビームの断面の拡大又は縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系1007、Xステージ及びYステージを有する基板移動機構1009と、PCから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するD/A変換部1010と、D/A変換部から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器1006を制御するドライバ1011と、基板移動機構1009を駆動するための駆動信号を出力するドライバ1012とを備えている。
A laser beam direct writing apparatus will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 39, a laser
レーザ発振器1003としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。レーザー発振器としては、KrF、ArF、KrF、XeCl、Xe等のエキシマレーザ発振器、He、He−Cd、Ar、He−Ne、HF等の気体レーザ発振器、YAG、GdVO4、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶にCr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti又はTmをドープした結晶を使った固体レーザー発振器、GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第1高調波〜第5高調波を適用するのが好ましい。
As the
次に、レーザビーム直接描画装置を用いた感光性樹脂の感光方法について述べる。基板1008が基板移動機構1009に装着されると、PC1002は図外のカメラによって、基板に付されているマーカの位置を検出する。次いで、PC1002は、検出したマーカの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構1009を移動させるための移動データを生成する。この後、PC1002が、ドライバ1011を介して音響光学変調器1006から出力される光量を制御することにより、レーザ発振器1003から出力されたレーザビームは、光学系1005によって減衰された後、音響光学変調器1006によって所定の光量になるように光量が制御される。一方、音響光学変調器1006から出力されたレーザビームを、光学系1007で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板108上に塗布された感光性樹脂に該ビームを照射して、感光性樹脂を感光する。このとき、PC1002が生成した移動データに従い、基板移動機構1009をX方向及びY方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、感光性樹脂の露光が行われる。
Next, a photosensitive resin exposure method using a laser beam direct writing apparatus will be described. When the
こののち、感光性樹脂を現像して、図1(D)に示すように、第2のマスクパターン115を形成する。ここでは、感光性樹脂としてポジ型を用いているため、レーザビームが照射された領域のレジストが除去され、第2の半導体領域が露出される。なお、レーザ光のエネルギーの一部は、レジストで熱に変換され、レジストの一部を反応させるため、露光幅は、レーザビームの幅より若干大きくなる。また、短波長のレーザ光のほど、ビーム径を短く集光することが可能であるため、微細な幅の開口部を有する第2のマスクパターンを形成するためには、短波長のレーザビームを照射することが好ましい。
After that, the photosensitive resin is developed to form a
また、感光性樹脂表面でのレーザビームのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状(厳密には細長い長方形状)となるように光学系で加工されている。なお、スポット形状は円形であっても構わないが、線状にした方が、幅が均一なレジストマスクを形成することができる。 Further, the spot shape of the laser beam on the surface of the photosensitive resin is processed by an optical system so as to be a dot shape, a circle shape, an ellipse shape, a rectangle shape, or a linear shape (strictly, an elongated rectangle shape). Note that the spot shape may be circular, but a linear resist mask having a uniform width can be formed.
また、図39に示した装置は、基板の表面側からレーザー光を照射して露光する例を示したが、光学系や基板移動機構を適宜変更し、基板の裏面側からレーザー光を照射して露光するレーザビーム描画装置としてもよい。 The apparatus shown in FIG. 39 shows an example in which exposure is performed by irradiating a laser beam from the front side of the substrate. However, the optical system and the substrate moving mechanism are appropriately changed, and the laser beam is irradiated from the back side of the substrate. Alternatively, a laser beam drawing apparatus that performs exposure may be used.
なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、これに限定されず、レーザビームをX−Y軸方向に走査してレーザビームを照射することができる。この場合、光学系1007にポリゴンミラー、ガルバノミラー、又は音響光学偏向器(Acousto−Optic Deflector;AOD)を用いることが好ましい。
Note that here, the laser beam is selectively irradiated by moving the substrate; however, the present invention is not limited to this, and the laser beam can be irradiated by scanning the laser beam in the XY direction. In this case, it is preferable to use a polygon mirror, a galvano mirror, or an acousto-optic deflector (AOD) for the
次に、第2のマスクパターンをマスクとして、第2の半導体領域112をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域(コンタクト層ともいう。)116を形成する。この後、第2のマスクパターンを剥離液を用いた処理又は酸素を用いたアッシング処理等により除去する。第2のマスクパターンは、微細な幅の開口部を有するため、第2の半導体領域のエッチングされる幅は微小であり、この結果ソース領域及びドレイン領域の間隔は狭いものとなる。即ち、フォトマスクを用いずとも、チャネル長の小さなTFTを形成することができる。
Next, the
なお、第1の半導体領域111がSASで形成されている場合、本実施の形態のように、ソース領域及びドレイン領域がゲート電極を覆っている構造のほかに、ソース領域及びドレイン領域の端部とゲート電極の端部が一致しているいわゆるセルフアライン構造、さらには、ソース領域及びドレイン領域がゲート電極を覆わず、一定の距離を隔てて形成されている構造とすることができる。
Note that in the case where the
次に、図1(E)に示すように、ソース領域及びドレイン領域上にソース電極及びドレイン電極として機能する第2の導電層117を、導電材料を吐出することにより形成する。導電材料としては、第1の導電層102に用いた材料と同様の材料を、溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。ここでは、Agペーストを選択的に吐出し、上記に示すようなレーザビーム照射、又は熱処理による乾燥及び焼成を適宜行い膜厚600〜800nmの各電極を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 1E, a second
なお、本実施の形態で形成されるTFTは、対向するソース領域及びドレイン領域の距離と、対向するソース電極及びドレイン電極の距離とは、若干異なり、対向するソース領域及びドレイン領域の距離の方が小さい。また、ソース領域及びドレイン領域の距離がチャネル長となる。 Note that in the TFT formed in this embodiment, the distance between the facing source region and the drain region is slightly different from the distance between the facing source electrode and the drain electrode, and the distance between the facing source region and the drain region is slightly different. Is small. The distance between the source region and the drain region is the channel length.
なお、導電膜を予め液滴吐出法又はスパッタリング法等によって成膜しておき、ネガ型またはポジ型の感光性樹脂を液滴吐出法によって形成した後に、レーザ光を照射し露光した後現像してマスクパターンを形成し、導電膜をエッチングしてソース電極及びドレイン電極を形成してもよい。 Note that a conductive film is formed in advance by a droplet discharge method, a sputtering method, or the like, and a negative or positive photosensitive resin is formed by a droplet discharge method, followed by exposure by laser light irradiation and development. The source electrode and the drain electrode may be formed by forming a mask pattern and etching the conductive film.
次に、ソース電極及びドレイン電極として機能する第2の導電層117上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。パッシベーション膜は、プラズマCVD法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素(CN)、その他の絶縁性材料を用いて形成することができる。
Next, a passivation film is preferably formed over the second
以上の工程により、フォトマスクを用いずとも、チャネル長の小さいチャネルエッチ型TFTを作製することができる。 Through the above steps, a channel-etched TFT with a small channel length can be manufactured without using a photomask.
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1と同様チャネルエッチ型TFTを作製を形成する工程を、図2を用いて説明する。本実施の形態では、ソース電極及びドレイン電極の作製工程が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 2)
In this embodiment mode, a process for forming a channel-etched TFT as in
図2(A)に示すように、実施の形態1と同様に、基板101上に第1の導電層102、第1の絶縁膜103、第1の半導体領域111、第2の半導体領域112を形成する。
As shown in FIG. 2A, as in
次に、第2の半導体領域112及び第1の絶縁膜103上に第2の導電膜201を形成する。第2の導電膜201は、実施の形態1の第1の導電層102と同様の材料及び作製方法を用いることができる。
Next, a second
次に、基板上に感光性樹脂113を液滴吐出法により塗布し、実施の形態1と同様に、感光性樹脂113にレーザ光114を照射して露光する。この後、現像して図2(B)に示す第1のマスクパターン115を形成する。レーザ光を照射して感光性樹脂を露光して、第1のマスクパターンを形成しているため、微細な幅の開口部を有するマスクパターンが形成できる。
Next, a
次に、第1のマスクパターン115をマスクとして、第2の導電膜201をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極211を形成する。
Next, the second
次に、図2(C)に示すように、第1のマスクパターン115をマスクとして、第2の半導体領域112をエッチングしてソース領域及びドレイン領域として機能する第3の半導体領域221を形成する。なお、ここでは、第1のマスクパターンを用いて第2の半導体領域をエッチングしたが、この代わりに、第1のマスクパターンを除去した後、ソース電極及びドレイン電極211をマスクとして第2の半導体領域112をエッチングすることもできる。この後、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 2C, the
以上の工程により、フォトマスクを用いずとも、図2(D)に示すようなチャネル長の小さいチャネルエッチ型TFTを作製することができる。なお、このTFTは、ソース電極及びドレイン電極の端部の一方と、ソース領域及びドレイン領域の端部の一方とがそれぞれ一致している。 Through the above steps, a channel-etched TFT with a small channel length as shown in FIG. 2D can be manufactured without using a photomask. Note that in this TFT, one of the end portions of the source electrode and the drain electrode is coincident with one of the end portions of the source region and the drain region.
(実施の形態3)
本実施の形態においては、撥液表面を形成する材料を用いて、チャネル長の小さいチャネルエッチ型TFTを形成する工程について図3を用いて示す。本実施の形態では、導電性を有する第2の半導体膜上にマスクパターンを形成し、該マスクパターンを用いて第2の半導体膜をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域を形成する。
(Embodiment 3)
In this embodiment mode, a process for forming a channel etch type TFT having a small channel length by using a material for forming a liquid repellent surface is described with reference to FIGS. In this embodiment mode, a mask pattern is formed over the conductive second semiconductor film, and the second semiconductor film is etched using the mask pattern to form a source region and a drain region.
図2(A)に示すように、実施の形態1と同様に、基板101上に第1の導電層102、第1の絶縁膜103、第1の半導体膜を形成した後、実施の形態1に示す第1のマスクパターン106を形成して第1の半導体膜をエッチングして、第1の半導体領域111を形成する。
As shown in FIG. 2A, after the first
次に、第1の半導体領域及び第1の絶縁膜上に第2の半導体膜301を成膜する。第2の半導体膜301としては、実施の形態1に示す第2の半導体膜105と同様の材料及び方法を用いて形成することができる。
Next, a
次に、第2の半導体膜301上に撥液表面を有する領域302を形成する。撥液表面を有する領域とは、液体に対する表面の接触角が大きい領域である。この表面上では液体は、半球状にはじかれる。一方、親液表面を有する領域は、液体に対する表面の接触角が小さい領域である。この表面上では、液体は塗れ広がる。
Next, a
このため、接触角の異なる二つの領域が接している場合、相対的に接触角の高い領域が撥液表面を有する領域となり、接触角の低い方の領域が親液表面を有する領域となる。この二つの領域に溶液を塗布した場合、溶液は、親液表面を有する領域表面に塗れ広がり、撥液表面を有する領域との界面で半球状にはじかれる。 For this reason, when two regions having different contact angles are in contact with each other, a region having a relatively high contact angle is a region having a lyophobic surface, and a region having a lower contact angle is a region having a lyophilic surface. When the solution is applied to these two regions, the solution spreads on the surface of the region having the lyophilic surface and is repelled at the interface with the region having the lyophobic surface.
なお、表面が凹凸を有する場合、撥液表面を有する領域では、さらに接触角が高まる。即ち、撥液性が高まる。一方、親液表面を有する領域では、さらに接触角が低くなる。即ち、親液性が高まる。このため、凹凸を有する各表面上に組成物を有する溶液を塗布し、焼成することにより、端部が均一な層を形成することができる。 When the surface has irregularities, the contact angle is further increased in the region having the liquid repellent surface. That is, the liquid repellency is increased. On the other hand, the contact angle is further reduced in the region having the lyophilic surface. That is, lyophilicity is increased. For this reason, the layer which has a uniform edge part can be formed by apply | coating and baking the solution which has a composition on each surface which has an unevenness | corrugation.
ここでは、撥液表面を形成する溶液を塗布して、撥液表面を有する領域を形成する。撥液表面を形成する溶液の組成物の一例としては、Rn−Si−X(4-n)(n=1、2、3)の化学式で表されるシランカップリング剤を用いる。ここで、Rは、アルキル基などの比較的不活性な基を含む物である。また、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など、下地表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。 Here, a solution having a liquid repellent surface is applied to form a region having the liquid repellent surface. As an example of the composition of the solution that forms the liquid repellent surface, a silane coupling agent represented by a chemical formula of R n —Si—X (4-n) (n = 1, 2, 3) is used. Here, R is a substance containing a relatively inert group such as an alkyl group. X consists of a hydrolyzable group that can be bonded by condensation with a hydroxyl group on the underlying surface or adsorbed water, such as halogen, methoxy group, ethoxy group, or acetoxy group.
また、シランカップリング剤の代表例として、Rにフルオロアルキル基を有するフッ素系シランカップリング剤(フルオロアルキルシラン(FAS))を用いることにより、より撥液性を高めることができる。FASのRは、(CF3)(CF2)x(CH2)y(x:0以上10以下の整数、y:0以上4以下の整数)で表される構造を持ち、複数個のR又はXがSiに結合している場合には、R又はXはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。代表的なFASとしては、ヘプタデフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Further, as a typical example of the silane coupling agent, by using a fluorine-based silane coupling agent (fluoroalkylsilane (FAS)) having a fluoroalkyl group in R, liquid repellency can be further improved. R of FAS has a structure represented by (CF 3 ) (CF 2 ) x (CH 2 ) y (x: an integer of 0 or more and 10 or less, y: an integer of 0 or more and 4 or less), and a plurality of R Alternatively, when X is bonded to Si, R and X may all be the same or different. Typical FAS includes heptadefluorotetrahydrodecyltriethoxysilane, heptadecafluorotetrahydrodecyltrichlorosilane, tridecafluorotetrahydrooctyltrichlorosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, and the like.
撥水表面を形成する溶液の溶媒としては、nーペンタン、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又はテトラヒドロフランなど、撥液表面を形成する溶媒を用いる。 Solvents for the solution forming the water repellent surface include n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-decane, dicyclopentane, benzene, toluene, xylene, durene, indene, tetrahydronaphthalene, decahydro. A solvent that forms a liquid repellent surface, such as a hydrocarbon solvent such as naphthalene or squalane, or tetrahydrofuran is used.
また、撥液表面を形成する溶液の組成物の一例として、フッ素炭素鎖を有する材料(フッ素系樹脂)を用いることができる。フッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE;四フッ化エチレン樹脂)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA;四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂)、パーフルオロエチレンプロピレンコーポリマー(PFEP;四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂)、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE;四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF;フッ化ビニリデン樹脂)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE;三フッ化塩化エチレン樹脂)、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE;三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂)、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー(TFE/PDD)、ポリビニルフルオライド(PVF;フッ化ビニル樹脂)等を用いることができる。 Further, as an example of a composition of a solution that forms a liquid repellent surface, a material having a fluorocarbon chain (fluorine resin) can be used. Examples of the fluorine resin include polytetrafluoroethylene (PTFE; tetrafluoroethylene resin), perfluoroalkoxyalkane (PFA; tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin), and perfluoroethylene propylene copolymer (PFEP; four fluorine). Ethylene-hexafluoropropylene copolymer resin), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE; tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin), polyvinylidene fluoride (PVDF; vinylidene fluoride resin), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE; trifluoroethylene chloride resin), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE; trifluoroethylene chloride-ethylene copolymer resin), polytetrafluoroethylene-perfluorodiode Sole copolymer (TFE / PDD), polyvinyl fluoride (PVF; a vinyl fluoride resin), or the like can be used.
続いて、撥液表面を形成する溶液が付着した表面をエタノール洗浄すると、極めて薄い撥液表面を形成することができる。 Subsequently, when the surface to which the solution forming the liquid repellent surface is attached is washed with ethanol, an extremely thin liquid repellent surface can be formed.
また、マスクパターンとして撥液表面を形成しない(すなわち、親液表面を形成する)有機物を用い、後にCF4プラズマ等による処理を行って、撥液表面を形成してもよい。例えば、ポリビニルアルコール(PVA)のような水溶性樹脂を、H2O等の溶媒に混合した材料を用いることができる。また、PVAと他の水溶性樹脂を組み合わせて使用してもよい。さらには、マスクパターンが撥液表面を有する場合であっても、該プラズマ処理等を行うことによって、撥液性をより向上させることができる。 Further, an organic material that does not form a liquid repellent surface (that is, forms a lyophilic surface) as a mask pattern may be used to form a liquid repellent surface by subsequent treatment with CF 4 plasma or the like. For example, a material in which a water-soluble resin such as polyvinyl alcohol (PVA) is mixed with a solvent such as H 2 O can be used. Moreover, you may use combining PVA and another water-soluble resin. Furthermore, even when the mask pattern has a liquid repellent surface, the liquid repellency can be further improved by performing the plasma treatment or the like.
また、誘電体が設けられた電極を用意し、誘電体がプラズマに曝されるように、空気、酸素又は窒素を用いてプラズマを発生させてプラズマ処理を行うことができる。この場合、誘電体は電極表面全体を覆う必要はない。誘電体として、テフロン(登録商標)等のフッ素を有する誘電体を用いることで、被形成面にCF2結合が形成され、表面改質が行われ、撥液性を示すようになる。 Alternatively, plasma treatment can be performed by preparing an electrode provided with a dielectric and generating plasma using air, oxygen, or nitrogen so that the dielectric is exposed to the plasma. In this case, the dielectric need not cover the entire electrode surface. By using a dielectric having fluorine such as Teflon (registered trademark) as the dielectric, CF 2 bonds are formed on the surface to be formed, surface modification is performed, and liquid repellency is exhibited.
次に、撥液表面を形成する材料にレーザ光114を照射する。レーザ光は、実施の形態1に示すものを適宜用いることができる。ここでは、ソース領域及びドレイン領域を形成する領域にレーザ光を照射する。撥液表面を形成する材料の撥液を示す置換基、代表的にはフルオロアルキル基又はフルオロアルキル基と結合しているアルキル基の結合エネルギーよりも高いエネルギーを有する波長の光、代表的にはレーザ光を照射することにより、撥液性を示す置換基の結合が切れる。即ち、レーザ光を照射した領域の撥液性は低下し、親液性を示す。図3(B)において、レーザ光が照射された領域が、親液表面を有する領域311となり、レーザ光が照射されない領域が、撥液表面を有する領域312となる。
Next, the
次に、図3(C)に示すように、親液表面を有する領域に第2のマスクパターン321を形成する。このとき、撥液表面を有する領域312においては、第2のマスクパターンの材料を弾くため、マスクパターンは形成されない。第2のマスクパターンとしては、実施の形態1で示す第1のマスクパターン106と同様のものを形成することができる。撥液表面を有する領域に、レーザ光を照射して、親液両面を有する領域を形成することで、フォトマスクを用いずともマスクパターンを形成することができる。レーザ光の走査方法により、照射領域を制御することが可能であるため、微細な間隔を有するマスクパターンを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3C, a
次に、図3(D)に示すように、第2のマスクパターンをマスクとして、第2の半導体膜301をエッチングして、第2の半導体領域331を形成する。第2の半導体膜301のエッチング方法は、実施の形態1に示す第2の半導体膜105のエッチング方法を適宜適用する。また、この工程により、撥液表面を有する領域312もエッチングされる。なお、第2の半導体領域331は、ソース領域及びドレイン領域として機能する。この後、第2のマスクパターン321を除去する。
Next, as illustrated in FIG. 3D, the
次に、図3(E)に示すように、ソース領域及びドレイン領域に接するように導電材料を吐出して、ソース電極及びドレイン電極341を形成する。なお、ソース電極及びドレイン電極341は、実施の形態1に示すソース電極及びドレイン電極として機能する第2の導電層117と同様の材料及び作製方法により形成することができる。
Next, as illustrated in FIG. 3E, a conductive material is discharged so as to be in contact with the source region and the drain region, so that the source electrode and the
以上の工程により、フォトマスクを用いずとも、図2(D)に示すようなチャネル長の小さいチャネルエッチ型TFTを作製することができる。 Through the above steps, a channel-etched TFT with a small channel length as shown in FIG. 2D can be manufactured without using a photomask.
(実施の形態4)
本実施の形態においては、撥液表面を形成する材料を用いてチャネル保護型TFTを形成する工程について図4を用いて示す。本実施の形態では、下地となる第1の半導体膜上にマスクパターンを形成し、該マスクパターンを用いて、ソース領域及びドレイン領域を形成する。また、非ソース領域及びドレイン領域にレーザ光を照射し、親液表面を有する領域を形成する。
(Embodiment 4)
In this embodiment mode, a process for forming a channel protection type TFT using a material for forming a liquid repellent surface is described with reference to FIGS. In this embodiment mode, a mask pattern is formed over the first semiconductor film serving as a base, and a source region and a drain region are formed using the mask pattern. In addition, the non-source region and the drain region are irradiated with laser light to form a region having a lyophilic surface.
図4(A)に示すように、実施の形態1と同様に、基板101上に第1の導電層102、第1の絶縁膜103、第1の半導体膜104を形成した後、第1のマスクパターン401を形成して第1の半導体膜104をエッチングして、図4(B)に示すような第1の半導体領域411を形成する。
As shown in FIG. 4A, after forming the first
次に、第1の半導体領域411上に撥液表面を形成する材料を塗布して、撥液表面を有する領域302を形成する。次に撥液表面を有する領域302の一部にレーザ光114を照射する。ここでは、後のソース領域及びドレイン領域が形成される領域の外縁にレーザ光を照射する。この結果、レーザ光を照射した領域において、親液表面を有する領域が形成される。図4(C)において、レーザ光が照射された領域が、親液表面を有する領域412となり、レーザ光が照射されない領域が、撥液表面を有する領域413となる。
Next, a material for forming a liquid repellent surface is applied over the
次に、図4(D)に示すように、親液表面上に第2のマスクパターン422を形成する。第2のマスクパターン422において、チャネル形成領域上に形成されるものは、チャネル保護膜として機能する。第2のマスクパターンは、第1のマスクパターン401と同様の材料及び作製方法を用いることができる。レーザ光の走査方法により、照射領域を制御することが可能であるため、微細な幅を有するマスクパターン(チャネル保護膜)を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 4D, a
次に、第2のマスクパターン422で囲まれる領域に導電性を有する材料を塗布して、第2の導電層421を形成する。第2の導電層の材料としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、PEDOT(poly−ethylenedioxythiophene)、PSS(poly−styrenesulphone)のような有機導電性材料で形成される導電層を形成することができる。第2の導電層は、ソース領域とドレイン領域として機能する。
Next, a conductive material is applied to a region surrounded by the
また、第2の導電層として、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属又は合金等を用いることができる。これらの金属又は合金材料を用いた導電性ペーストを用いて印刷法やロールコーター法、液滴吐出法で形成することができる。 As the second conductive layer, a metal or an alloy such as gold, platinum, chromium, palladium, aluminum, indium, molybdenum, or nickel can be used. It can be formed by a printing method, a roll coater method, or a droplet discharge method using a conductive paste using these metals or alloy materials.
次に、図4(E)に示すように、第2の導電層に接する領域にソース電極及びドレイン電極として機能する第3の導電層431を形成する。この場合、第3の導電層は、抵抗の低い導電材料で形成されていることが好ましい。第3の導電層431は、実施の形態1の第2の導電層117と同様の材料及び作製方法を適宜用いることができる。なお、本実施の形態では、第2のマスクパターン422を除去せず、第3の導電層を形成したがこの工程に限られず、実施の形態5に示すように第2のマスクパターンを除去した後、第3の導電層を形成することができる。
Next, as illustrated in FIG. 4E, a third
以上の工程により、フォトマスクを用いずとも、チャネル長の小さいチャネル保護型TFTを形成することができる。 Through the above steps, a channel protective TFT with a small channel length can be formed without using a photomask.
(実施の形態5)
本実施の形態においては、撥液表面を形成する材料を用いて、チャネル長の小さいチャネル保護型TFTを形成する工程について図5を用いて示す。本実施の形態では、下地となる第1の半導体膜上にマスクパターンを形成し、該マスクパターンを用いて、ソース領域及びドレイン領域を形成する。また、撥液表面を形成する材料で形成される層において、後にソース領域及びドレイン領域となる部分にレーザ光を照射し、親液表面を有する領域を形成する。
(Embodiment 5)
In this embodiment mode, a process for forming a channel protection type TFT with a small channel length using a material for forming a liquid repellent surface is described with reference to FIGS. In this embodiment mode, a mask pattern is formed over the first semiconductor film serving as a base, and a source region and a drain region are formed using the mask pattern. In addition, in a layer formed using a material that forms a liquid-repellent surface, a portion having a lyophilic surface is formed by irradiating portions that will later become a source region and a drain region with laser light.
図5(A)に示すように、実施の形態4と同様に、基板101上に第1の導電層102、第1の絶縁膜103、第1の半導体領域411を形成し、第1の半導体領域上に撥液表面を形成する材料302を塗布する。
As shown in FIG. 5A, as in Embodiment Mode 4, a first
次に、撥液表面を形成する材料302にレーザ光114を照射する。ここでは、ソース領域及びドレイン領域となる領域にレーザ光を照射して、親液表面を有する領域を形成する。レーザ光の走査方法により、照射領域を制御することが可能であるため、微細な幅を有するマスクパターン(チャネル保護膜)を形成することができる。
Next, the
次に、図5(B)に示すように、親液表面を有する領域に導電性を有する材料を塗布して第2の導電層(ソース領域及びドレイン領域)512を形成する。なお、レーザ光が照射されない領域は、撥液表面を有する領域511が残存する。
Next, as illustrated in FIG. 5B, a conductive material is applied to a region having a lyophilic surface to form a second conductive layer (a source region and a drain region) 512. Note that a
次に、図5(C)に示すように、撥液表面を有する領域511を酸素を用いたアッシングにより除去したのち、ソース電極及びドレイン電極として機能する第3の導電層521を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 5C, the
以上の工程により、フォトマスクを用いずとも、チャネル長の小さいTFTを形成することができる。 Through the above steps, a TFT with a small channel length can be formed without using a photomask.
(実施の形態6)
本実施の形態においては、チャネル長の小さい順スタガ型TFTの作製工程について図6を用いて説明する。本実施の形態においては、ソース領域及びドレイン領域の形成方法として実施の形態3を用いて説明するが、この工程に限らず、他の実施の形態を適宜適用することができる。
(Embodiment 6)
In this embodiment mode, a manufacturing process of a forward staggered TFT having a small channel length is described with reference to FIGS. In this embodiment, a method for forming a source region and a drain region is described using
図6(A)に示すように、基板101上に第1の絶縁膜601を成膜し、その上に第1の導電層602を形成する。第1の導電層602は、後にソース電極及びドレイン電極として機能する。この材料及び作製方法は、実施の形態1の第1の導電層102と同様のものを適宜用いることができる。
As shown in FIG. 6A, a first
次に、基板上に導電性を有する第1の半導体膜603を成膜する。第1の半導体膜としては、実施の形態1で示す第2の半導体膜105と同様のものを適宜用いて形成する。次に、第1の半導体膜603上に撥液表面を形成する材料を塗布して、撥液表面を有する領域302を形成する。この後、撥液表面を有する領域の一部にレーザ光114を照射する。本実施の形態では、後のソース領域及びドレイン領域となる部分にレーザ光を照射し、親液表面を有する領域を形成する。なお、レーザ光が照射されなかった領域は、図6(B)に示すように、撥液表面を有する領域611が残存する。次に、レーザ光が照射され親液表面を有する領域に第1のマスクパターン612を形成する。第1のマスクパターンは、実施の形態1の第1のマスクパターン106と同様の物を適宜用いることができる。レーザ光の走査方法により、照射領域を制御することが可能であるため、微細な間隔を有するマスクパターンを形成することができる。
Next, a
次に、図6(C)に示すように、第1のマスクパターンをマスクとして、第1の半導体膜603をエッチングして、第1の半導体領域621を形成する。第1の半導体領域は、ソース領域及びドレイン領域として機能する。この後、第1のマスクパターンを除去する。
Next, as illustrated in FIG. 6C, the
次に、図6(D)に示すように、第2の半導体領域631、第2の絶縁膜632、及び第2の導電層633を形成する。第2の半導体領域631は、チャネル形成領域として機能し、第2の絶縁膜632はゲート絶縁膜として機能し、第2の導電層633はゲート電極として機能する。
Next, as illustrated in FIG. 6D, a
次に、基板上にポジ型またはネガ型の感光性樹脂113を塗布したのち、レーザ光634を照射し露光した後現像する。ここでは、ポジ型感光性樹脂を用い、後のコンタクトホールを形成する領域にレーザ光を照射する。この結果図6(E)に示すように、第2のマスクパターン641を形成することができる。
Next, a positive or negative
次に、第2のマスクパターン641をマスクとして、第2の絶縁膜632をエッチングして、コンタクトホールを形成すると共に第1の導電層602の一部を露出する。この後、第2のマスクパターン641を除去する。
Next, using the
次に、図6(F)に示すよう、コンタクトホールにおいて、第1の導電層602と接続する第3の導電層651を形成する。第3の導電層は、実施の形態1の第2の導電層117と同様のものを適宜用いることができる。
Next, as illustrated in FIG. 6F, a third
以上の工程により、フォトマスクを用いずとも、チャネル長の小さい順スタガ型TFTを作製することができる。 Through the above steps, a forward staggered TFT with a small channel length can be manufactured without using a photomask.
(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態6とは異なるコンタクトホールの形成方法を図8を用いて説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a method for forming a contact hole, which is different from that in Embodiment 6, will be described with reference to FIGS.
実施の形態6に従って、図8(A)に示すような順スタガ型TFTを形成する。ここでは、基板101上に、第1の絶縁膜601、第1の導電層602、第1の半導体領域621、第1の半導体領域上であって且つソース電極とドレイン電極との間に形成される第2の半導体領域631、第2の絶縁膜632、第2の導電層633を有する。
In accordance with Embodiment Mode 6, a forward stagger type TFT as shown in FIG. 8A is formed. Here, the first insulating
次に、図8(B)に示すように、第1の導電層602と第2の絶縁膜632とが重畳する領域に、撥液表面を形成する溶液を吐出し、第1のマスクパターン661、662を液滴吐出法により形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, a solution for forming a liquid repellent surface is discharged to a region where the first
次に、親液表面を形成する溶液を塗布して第2のマスクパターン663〜665を形成する。親液性を有する溶液の代表例としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド(ナイロン)、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の有機樹脂、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。また、水、アルコール系、エーテル系、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、ヘキサメチルホスファミド、クロロホルム、塩化メチレン等の極性溶媒を用いた溶液を用いることもできる。親液表面を形成する溶液を塗布する方法としては、液滴吐出法、インクジェット法、スピンコート法、ロールコート法、スロットコート法、ディップ法等を適用することができる。
Next, a solution for forming the lyophilic surface is applied to form
第1のマスクパターン661、662は撥液表面を有するため、第2のマスクパターン663〜665は、第1のマスクパターンの外縁、即ち第1のマスクパターンが形成されていない領域に形成される。
Since the
なお、上記の工程に代えて、第1のマスクパターン661、662の溶媒を乾燥した後、親液表面を形成する溶液を塗布して、第2のマスクパターンを形成してもよい。この場合も、第1のマスクパターン661、662は、撥液表面を有するため、第2のマスクパターン663〜665は、第1のマスクパターンの外縁、即ち第1のマスクパターンが形成されていない領域に形成される。
Instead of the above process, after the solvent of the
次に、図8(C)に示すように、第2のマスクパターンをマスクとして、第1のマスクパターン661、662及び第2の絶縁膜632をエッチングし、ソース電極及びドレイン電極の一部を露出する。ここで、エッチングされた第2の絶縁膜632を671と示す。
Next, as shown in FIG. 8C, the
次に、図8(D)に示すように、第3の導電膜681、682を形成する。
Next, as shown in FIG. 8D, third
なお、図8(E)に示すように、第2のマスクパターン663〜665を除去せず、層間絶縁膜として用い、第3の導電膜691、692を形成することもできる。
Note that as shown in FIG. 8E, the third
以上の工程により、フォトマスクを用いずともコンタクトホールを形成することができる。 Through the above steps, a contact hole can be formed without using a photomask.
(実施の形態8)
本実施の形態では、W/Lの大きいTFTの構造について、図7を用いて説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment mode, a structure of a TFT having a large W / L will be described with reference to FIGS.
図7(A)は、実施の形態2で形成された逆スタガ型TFTの上面図であり、ゲート電極900上に半導体領域901、ソース領域及びドレイン領域902、ソース電極及びドレイン電極903が積層されている。
FIG. 7A is a top view of the inverted staggered TFT formed in
ソース電極及びドレイン電極の対向する端部は、直線状で迂曲している。ここでは、レーザビーム又は基板を、直角に迂曲して走査して、即ち直角のジグザグ状に走査して、形成したマスクパターンを用いて素子のソース領域及びドレイン領域、又はソース電極及びドレイン電極が形成されている。このため、直線状に迂曲した、即ち直角のジグザグ状のチャネル形成領域を形成することができる。このため、微小な半導体領域上でも、チャネル長を小さくし、チャネル幅を大きくすることが可能である。 The opposing ends of the source electrode and the drain electrode are curved in a straight line. Here, the laser beam or the substrate is detoured at a right angle, that is, scanned in a zigzag shape at a right angle, and the source region and the drain region, or the source electrode and the drain electrode of the element are formed using the formed mask pattern. Is formed. For this reason, it is possible to form a channel forming region that is curved in a straight line, that is, has a right-angled zigzag shape. Therefore, even on a small semiconductor region, the channel length can be reduced and the channel width can be increased.
図7(B)は、同様にTFTの上面図である。ここでは、ソース領域及びドレイン領域912及びソース電極及びドレイン電極913を形成するためのマスクパターンを形成する際、レーザビーム又は基板を90度以上180度未満で直線的に迂曲しながら、即ち90度以上180度未満でジグザグ状に走査する。このため、チャネル形成領域が、90度以上180度未満で直線的に迂曲した、即ち90度以上180度未満でジグザグ状の形状となっている。ここで、910はゲート電極、911は半導体領域を示す。
FIG. 7B is a top view of the TFT similarly. Here, when forming a mask pattern for forming the source and drain
図7(C)及び(D)は、同様にTFTの上面図である。ここでは、ソース領域及びドレイン領域922、932及びソース電極及びドレイン電極923、933を形成するためのマスクパターンを形成する際、レーザビーム又は基板を0度以上90度未満で直線的に迂曲しながら、即ち0度以上90度未満でジグザグ状に走査する。このため、チャネル形成領域が、0度以上90度未満で直線的に迂曲した、即ち0度以上90度未満でジグザグ状の形状となっている。ここで、920、930はゲート電極、921、931は半導体領域を示す。
7C and 7D are similarly top views of the TFTs. Here, when forming a mask pattern for forming the source and drain
なお、図7(C)に示すTFTのチャネル形成領域は点対称であり、図(D)に示すTFTのチャネル形成領域は点対称である。 Note that the channel formation region of the TFT illustrated in FIG. 7C is point-symmetric, and the channel formation region of the TFT illustrated in FIG. 7D is point-symmetric.
図7(E)は、同様にTFTの上面図である。ここでは、ソース領域及びドレイン領域942及びソース電極及びドレイン電極943をエッチングにより形成するためのマスクパターンを形成する際、レーザビームを円弧状に迂曲しながら走査する。このため、チャネル形成領域が、曲線状に迂曲した形状となっている。ここで、940はゲート電極、941は半導体領域を示す。
FIG. 7E is a top view of the TFT similarly. Here, when forming a mask pattern for forming the source and drain
図7(F)は、同様にTFTの上面図である。ここでは、ソース領域及びドレイン領域952及びソース電極及びドレイン電極953をエッチングにより形成するためのマスクパターンを形成する際、レーザビーム又は基板を直線及び円弧状に迂曲しながら走査する。このため、チャネル形成領域が、直線及び円弧状に迂曲した形状となっている。ここで、950はゲート電極、951は半導体領域を示す。
FIG. 7F is a top view of the TFT similarly. Here, when forming a mask pattern for forming the source and drain
なお、本実施の形態は、実施の形態2のほか、実施の形態1乃至実施の形態7を適宜適用することができる。その場合、ソース領域及びドレイン領域とソース電極及びドレイン電極の端部は、一致しない。
In addition to
以上の工程により、フォトマスクを用いずとも微細な構造で且つW/Lを増大させた素子を形成することができる。本実施の形態では、レーザビームを照射して形成したマスクパターンを用いて素子のソース領域及びドレイン領域、又はソース電極及びドレイン電極を形成するため、任意の形状のチャネル形成領域を形成することができる。このため、フォトリソグラフィー工程を省略しながら、微細な構造で且つW/Lを増大させた素子することができるため、駆動能力が高い半導体装置を、低コストで、かつスループットや歩留まりを高く作製することができる。 Through the above steps, an element having a fine structure and an increased W / L can be formed without using a photomask. In this embodiment mode, since a source region and a drain region, or a source electrode and a drain electrode of an element are formed using a mask pattern formed by irradiation with a laser beam, a channel formation region having an arbitrary shape can be formed. it can. Therefore, an element with a fine structure and an increased W / L can be obtained while omitting a photolithography process, and thus a semiconductor device with high driving capability is manufactured at low cost and with high throughput and yield. be able to.
(実施の形態9)
本実施の形態では、上記実施の形態におけるパターン形成に用いることができる液滴吐出装置について説明する。図24において、基板1900上において、1つのパネルが形成される領域1930を鎖線で示す。
(Embodiment 9)
In this embodiment mode, a droplet discharge apparatus that can be used for pattern formation in the above embodiment mode will be described. In FIG. 24, a
図24には、配線等のパターンの形成に用いる液滴吐出装置の一態様を示す。液滴吐出手段1905は、ヘッドを有し、ヘッドは複数のノズルを有する。本実施の形態では、十個のノズルが設けられたヘッドを三つ(1903a、1903b、1903c)有する場合で説明するが、ノズルの数や、ヘッドの数は処理面積や工程等により設定することができる。 FIG. 24 shows one mode of a droplet discharge device used for forming a pattern such as a wiring. The droplet discharge means 1905 has a head, and the head has a plurality of nozzles. In this embodiment, a case where three heads (1903a, 1903b, and 1903c) having ten nozzles are described will be described. However, the number of nozzles and the number of heads are set according to a processing area, a process, and the like. Can do.
ヘッドは、制御手段1907に接続され、制御手段がコンピュータ1910により制御することにより、予め設定されたパターンを描画することができる。描画するタイミングは、例えば、ステージ1931上に固定された基板1900等に形成されたマーカー1911を基準点として行えばよい。また、基板1900の縁を基準点として行ってもよい。これら基準点をCCDなどの撮像手段1904で検出し、画像処理手段1909にてデジタル信号に変換させる。デジタル変化された信号をコンピュータ1910で認識して、制御信号を発生させて制御手段1907に送る。このようにパターンを描画するとき、パターン形成面と、ノズルの先端との間隔は、0.1cm〜5cm、好ましくは0.1cm〜2cm、さらに好ましくは0.1cm前後とするとよい。このように間隔を短くすることにより、液滴の着弾精度が向上する。
The head is connected to the control means 1907, and the control means controls the
このとき、基板1900上に形成されるパターンの情報は記憶媒体1908に格納されており、この情報を基にして制御手段1907に制御信号を送り、各ヘッド1903a、1903b、1903cを個別に制御することができる。すなわち、ヘッド1903a、1903b、1903cが有する各ノズルから異なる材料を有する液滴を吐出することができる。例えばヘッド1903a、1903bが有するノズルは絶縁膜材料を有する液滴を吐出し、ヘッド1903cが有するノズルは導電膜材料を有する液滴を吐出することができる。
At this time, information on the pattern formed on the
さらにヘッドが有する各ノズルを個別に制御することもできる。ノズルを個別に制御することができるため、特定のノズルから異なる材料を有する液滴を吐出することができる。例えば同一ヘッド1903aに、導電膜材料を有する液滴を吐出するノズルと、絶縁膜材料を有する液滴を吐出するノズルとを設けることができる。
Furthermore, each nozzle of the head can be controlled individually. Since the nozzles can be individually controlled, droplets having different materials can be discharged from a specific nozzle. For example, the
また層間絶縁膜の形成工程のように大面積に対して液滴吐出処理を行う場合、層間絶縁膜材料を有する液滴を全ノズルから吐出させるとよい。さらに、複数のヘッドが有する全ノズルから、層間絶縁膜材料を有する液滴を吐出するとよい。その結果、スループットを向上させることができる。もちろん、層間絶縁膜形成工程において、一つのノズルから層間絶縁膜材料を有する液滴を吐出し、ノズル又は基板を複数走査することにより大面積に対して液滴吐出処理を行ってもよい。 In the case where a droplet discharge process is performed on a large area as in the step of forming an interlayer insulating film, droplets having an interlayer insulating film material may be discharged from all nozzles. Furthermore, it is preferable to discharge droplets having an interlayer insulating film material from all nozzles of a plurality of heads. As a result, throughput can be improved. Of course, in the interlayer insulating film forming step, a droplet having an interlayer insulating film material may be discharged from one nozzle, and a plurality of nozzles or a substrate may be scanned to perform a droplet discharging process on a large area.
そしてヘッドをジグザグ又は往復させ、大型マザーガラスに対するパターン形成を行うことができる。このとき、ヘッドと基板を相対的に複数回走査させればよい。ヘッドを基板に対して走査するとき、進行方向に対してヘッドを斜めに傾けるとよい。 Then, the pattern can be formed on the large mother glass by zigzaging or reciprocating the head. At this time, the head and the substrate may be relatively scanned a plurality of times. When scanning the head with respect to the substrate, the head may be inclined obliquely with respect to the traveling direction.
ヘッドの幅は、大型マザーガラスから複数のパネルを形成する場合、ヘッドの幅は1つのパネルの幅と同程度とすると好ましい。1つのパネルが形成される領域1930に対して一回の走査でパターン形成することができ、高いスループットが期待できるからである。
In the case where a plurality of panels are formed from a large mother glass, the width of the head is preferably about the same as the width of one panel. This is because a pattern can be formed in one scan of the
またヘッドの幅は、パネルの幅より小さくしてもよい。このとき、複数の幅の小さなヘッドを直列に配置し、1つのパネルの幅と同程度としてもよい。複数の幅の小さなヘッドを直列に配置することにより、ヘッドの幅が大きくなるにつれて懸念されるヘッドのたわみの発生を防止することができる。もちろん、幅の小さなヘッドを複数回走査することにより、パターン形成を行ってもよい。 The width of the head may be smaller than the width of the panel. At this time, a plurality of small heads may be arranged in series so as to be approximately the same as the width of one panel. By arranging a plurality of small heads in series, it is possible to prevent the occurrence of head deflection, which is a concern as the head width increases. Of course, the pattern may be formed by scanning a narrow head a plurality of times.
このような液滴吐出法により溶液の液滴を吐出する工程は、減圧下で行うと好ましい。溶液を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が蒸発し、組成物の乾燥と焼成の工程を省略することができるからである。また、減圧下で行うと、導電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。また組成物を滴下する工程は、窒素雰囲気中や有機ガス雰囲気中で行ってもよい。 The step of discharging the solution droplets by such a droplet discharge method is preferably performed under reduced pressure. This is because the solvent of the composition evaporates and the steps of drying and baking the composition can be omitted before the solution is discharged and landed on the object to be processed. Further, it is preferable to perform under reduced pressure because an oxide film or the like is not formed on the surface of the conductor. The step of dropping the composition may be performed in a nitrogen atmosphere or an organic gas atmosphere.
また液滴吐出法として、ピエゾ方式を用いることができる。ピエゾ方式は、液滴の制御性に優れインク選択の自由度の高いことからインクジェットプリンターでも利用されている。なお、ピエゾ方式には、MLP(Multi Layer Piezo)タイプとMLChip(MultiLayer Ceramic Hyper Integrated Piezo Segments)タイプがある。また組成物の溶媒によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す、いわゆるサーマル方式を用いた液滴吐出法でもよい。 As a droplet discharge method, a piezo method can be used. The piezo method is also used in inkjet printers because of its excellent droplet controllability and high degree of freedom in ink selection. There are two types of piezo methods: MLP (Multi Layer Piezo) type and MLChip (Multi Layer Ceramic Hyper Integrated Piezo Segments) type. Further, depending on the solvent of the composition, a droplet discharge method using a so-called thermal method in which a heating element generates heat to generate bubbles to push out the solution may be used.
(実施の形態10)
本実施の形態においては、マルチゲート構造のTFTにおいて、ゲート電極の作製工程について、図40乃至図42を用いて説明する。なお、本実施の形態では、ゲート絶縁膜の形成方法以降は、実施の形態2を参照するが、これに限らず、実施の形態1乃至実施の形態9を適宜用いることができる。
(Embodiment 10)
In this embodiment mode, a manufacturing process of a gate electrode in a multi-gate TFT will be described with reference to FIGS. Note that in this embodiment, the second embodiment is referred to after the formation method of the gate insulating film, but the present invention is not limited to this, and the first to ninth embodiments can be used as appropriate.
基板101上に第1の導電層102を形成する。次に第1の導電層102を覆うように感光性を有する材料2101を塗布する。次に、感光性を有する材料2101にレーザ光114を照射して感光性を有する材料2101を露光する。この後、現像して図40(B)に示すように、第1のマスクパターン2102を形成する。ここでは、感光性を有する材料としてポジ型感光性樹脂を用いているため、後にエッチングする領域にレーザ光114を照射する。また、マスクパターンは、レーザ光が照射された領域に開口部を有する。
A first
次に、図40(C)に示すように、第1のマスクパターン2102を用いて、第1の導電層102をエッチングしてゲート電極2103を形成する。この後、第1のマスクパターン2102を除去し、ゲート配線を形成する。このときの基板の上面図を図42(A)及び42(B)に示す。
Next, as shown in FIG. 40C, the first
図42(A)に示すように、ゲート電極2103には開口部2105が設けられている。また、ゲート電極2103にゲート配線2106が接続されている。
As shown in FIG. 42A, the
開口部を有するゲート電極は端部でつながっているため、ゲート電極の膜厚が不均一でも、膜の抵抗率がほぼ均一であり、後に形成されるTFTの特性のばらつきを低減することができる。なお、本実施の形態では、2つの開口部を設けたが、開口部は1つでもよく、また3つ以上の開口部を設けることも可能である。開口部が増えるほど、ドレイン端の電界がより緩和され、オフ電流低減の効果が高まる。 Since the gate electrode having the opening is connected at the end, even if the film thickness of the gate electrode is not uniform, the resistivity of the film is almost uniform, and variations in characteristics of TFTs to be formed later can be reduced. . Note that although two openings are provided in this embodiment mode, the number of openings may be one, or three or more openings may be provided. As the number of openings increases, the electric field at the drain end is further relaxed and the effect of reducing off-current is enhanced.
また、微細な幅の開口部を有する第1のマスクパターンを用いて第1の導電膜をエッチングすることができるため、TFTの面積を増大させずともマルチゲート構造のTFTを形成することができる。即ち、高集積が可能な半導体装置を作製することができる。 In addition, since the first conductive film can be etched using the first mask pattern having an opening with a fine width, a TFT having a multi-gate structure can be formed without increasing the area of the TFT. . That is, a semiconductor device capable of high integration can be manufactured.
なお、図42(B)に示すように、ゲート電極を櫛型のゲート電極2107としてもよい。
Note that the gate electrode may be a comb-shaped
この後、図40(D)に示すように、ゲート電極2103上に、ゲート絶縁膜103、第1の半導体領域111、第2の半導体領域2121、ソース電極及びドレイン電極211を形成する。なお、ゲート電極2103の開口部2105を挟むようにソース電極及びドレイン電極を形成することにより、マルチゲート構造のTFTを形成することができる。また、開口部及びその脇に配置されたゲート電極の一部を覆う導電層2108〜2111が形成されている。該導電層は、第2の半導体領域及びソース電極及びドレイン電極と同時に形成することができる。
After that, as illustrated in FIG. 40D, the
この構造を有するTFTは、ドレイン端の電界が緩和され、オフ電流低減の効果が高まる。このため、該TFTを液晶表示装置のスイッチング素子として用いた場合、コントラストが向上する。また、占有面積の小さなマルチゲート構造のTFTを形成することができるため、高集積化された半導体装置を形成することができる。 In the TFT having this structure, the electric field at the drain end is relaxed, and the effect of reducing off-current is enhanced. For this reason, when the TFT is used as a switching element of a liquid crystal display device, the contrast is improved. In addition, since a multi-gate TFT having a small occupied area can be formed, a highly integrated semiconductor device can be formed.
次に、ネガ型感光性樹脂を用いてマルチゲート構造のTFTを形成する工程を、図41を用いて説明する。 Next, a step of forming a multi-gate TFT using a negative photosensitive resin will be described with reference to FIG.
図41に示すように、第1の導電層102上に感光性を有する材料2110を塗布したのち、レーザ光114を照射し露光し、現像して図41(B)に示すように第1のマスクパターン2111を形成する。ここでは、感光性を有する材料2110として、ネガ型感光性樹脂を用いているため、のちのゲート電極となる領域にレーザ光を照射する。この結果、レーザ光が照射された領域にマスクパターンが形成される。
As shown in FIG. 41, a
次に、図41(C)に示すように、第1のマスクパターン2111を用いて第1の導電層102をエッチングしてゲート電極2112を形成する。この後、第1のマスクパターンを除去し、ゲート配線を形成する。このときの基板の上面図を図42(C)および(D)に示す。
Next, as shown in FIG. 41C, the first
図42(C)に示すように、ゲート電極2112には開口部2105が設けられている。また、ゲート電極2112にゲート配線2106が接続されている。この構造は、図42(A)に示すゲート電極と同様の効果を奏する。また、微細な幅の第1のマスクパターンを用いて第1の導電膜をエッチングすることができるため、TFTの面積を増大させずともマルチゲート構造のTFTを形成することができる。即ち、高集積が可能な半導体装置を作製することができる。
As shown in FIG. 42C, the
なお、図42(D)に示すように、ゲート電極を櫛型ゲート電極2117としてもよい。
Note that the gate electrode may be a comb-shaped
この後、図41(D)に示すように、ゲート電極2112上に、ゲート絶縁膜として機能する第1の絶縁膜103、第1の半導体領域111、第2の半導体領域2121、ソース電極及びドレイン電極211を形成する。なお、ゲート電極2112の開口部を挟むようにソース電極及びドレイン電極を形成することにより、マルチゲート構造のTFTを形成することができる。また、開口部及びその脇に配置されたゲート電極の一部を覆う導電層2114、2115が積層されている。該導電層は、第2の半導体領域及びソース電極及びドレイン電極と同時に形成することができる。
After that, as shown in FIG. 41D, over the
この構造を有するTFTは、ドレイン端の電界が緩和され、オフ電流低減の効果が高まる。このため、該TFTを液晶表示装置のスイッチング素子として用いた場合、コントラストが向上する。また、ゲート電極の幅はほぼレーザ光のビーム幅と一致するため、微細な構造の(即ち、チャネル長の小さい)ゲート電極を有するTFTを作製することができるため、さらにTFTの駆動能力を高めることができる。 In the TFT having this structure, the electric field at the drain end is relaxed, and the effect of reducing off-current is enhanced. For this reason, when the TFT is used as a switching element of a liquid crystal display device, the contrast is improved. In addition, since the width of the gate electrode substantially matches the beam width of the laser light, a TFT having a gate electrode having a fine structure (that is, having a small channel length) can be manufactured, and the driving capability of the TFT is further increased. be able to.
次に、アクティブマトリクス基板及びそれを有する表示パネルの作製方法について図17〜図23を用いて説明する。本実施例では、表示パネルとして液晶表示パネルを用いて説明する。図17〜19は、画素部及び接続端子部の縦断面構造を模式的に示したものであり、A−B及びC−Dに対応する平面構造を図20〜23に示す。 Next, a method for manufacturing an active matrix substrate and a display panel having the active matrix substrate will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a liquid crystal display panel is used as the display panel. 17 to 19 schematically show the longitudinal cross-sectional structures of the pixel portion and the connection terminal portion, and the planar structures corresponding to AB and CD are shown in FIGS.
図17(A)に示すように、基板800表面を400度で酸化して膜厚100nmの絶縁膜801を形成する。この絶縁膜は、後に形成する導電層802のエッチングストッパー膜の機能を果たす。次に、絶縁膜801上に第1の導電層802を成膜し、第1の導電層上に液滴吐出法により第1のマスクパターン803〜805を形成する。基板800には、旭硝子社製AN100ガラス基板を用い、第1の導電層802には、タングステンターゲット及びアルゴンガスを用いてスパッタリング法により膜厚100nmのタングステン膜を成膜する。第1のマスクパターンには、ポリイミドを液滴吐出法により吐出し、200度30分加熱して焼成する。第1のマスクパターンは、後に形成されるゲート配線層、ゲート電極層及び接続導電層上に吐出する。
As shown in FIG. 17A, the surface of the
次に、図17(B)に示すように、第1のマスクパターン803〜805を用いて第1の導電層の一部をエッチングして、ゲート配線層811、ゲート電極層812、及び接続導電層813を形成する。この後、第1のマスクパターン803〜805を、剥離液を用いて剥離する。なお、図17(B)は縦断面構造を模式的に示し、A−B及びC−Dに対応する平面構造を図20に示すので同時に参照する。
Next, as shown in FIG. 17B, part of the first conductive layer is etched using the
次に、図17(C)に示すように、プラズマCVD法によりゲート絶縁膜821を成膜する。ゲート絶縁膜821としては、400度で加熱したチャンバーでSiH4とN2O(流量比SiH4:N2O=1:200)を用いたプラズマCVD法により、膜厚110nmの酸化窒化珪素膜(H:1.8%, N:2.6%, O:63.9%, Si:31.7%)を成膜する。
Next, as illustrated in FIG. 17C, a
次に、第1の半導体膜822及びn型を呈する第2の半導体膜823を成膜する。第1の半導体膜822としては、プラズマCVD法により膜厚150nmのアモルファスシリコン膜を成膜する。次に、アモルファスシリコン膜の表面の酸化膜を除去した後、第2の半導体膜823として、シランガスとフォスフィンガスを用いて膜厚50nmのセミアモルファスシリコン膜を成膜する。
Next, a
次に、第2の半導体膜上に第2のマスクパターン824を形成する。第2のマスクパターンは、ポリイミドを液滴吐出法により第2の半導体膜上に吐出し、200度30分加熱して形成する。第2のマスクパターン824は、後の第1及び第2の半導体領域が形成される領域上に吐出する。
Next, a
次に、図17(D)に示すように、第2のマスクパターンを用いて第1の半導体膜822及び第2の半導体膜823をそれぞれエッチングして、第1の半導体領域831及び第2の半導体領域832を形成する。第1の半導体膜及び第2の半導体膜は、流量比がCF4:O2=10:9の混合ガスを用いてエッチングする。この後、第2のマスクパターン824を剥離液を用いて剥離する。なお、図17(D)の第2のマスクパターンを剥離後の縦断面構造A−B及びC−Dに対応する平面構造を図21に示すので同時に参照する。
Next, as illustrated in FIG. 17D, the
次に、図17(E)に示すように、第3のマスクパターン841を形成する。第3のマスクパターンは、液滴吐出法によりゲート絶縁膜821と接続導電層813とが重畳する領域に、フッ素系シランカップリング剤を溶媒に溶解した撥液表面を形成する溶液を吐出する。なお、第3のマスクパターン841は、後のドレイン電極と接続導電層813とが接続する領域にコンタクトホールを形成するための第4のマスクパターンを形成するための保護膜である。
Next, as shown in FIG. 17E, a
次に、第4のマスクパターン842を形成する。第4のマスクパターンは、第1のコンタクトホールを形成するためのマスクであり、ポリイミドを液滴吐出法により吐出し、200度で30分加熱して形成する。このとき、第3のマスクパターン841は撥液性であり、第4のマスクパターン842は親液性であるため、第3のマスクパターンが形成される領域には、第4のマスクパターン842は形成されない。
Next, a
図18(A)に示すように、酸素アッシングにより第3のマスクパターン841を除去してゲート絶縁膜の一部を露出する。次に、第4のマスクパターン842を用いて、露出されたゲート絶縁膜をエッチングする。ゲート絶縁膜は、CHF3を用いてエッチングしてコンタクトホール851を形成する。この後、酸素アッシング及び剥離液を用いたエッチングにより第4のマスクパターンを剥離する。
As shown in FIG. 18A, the
次に、図18(B)に示すように、第2の導電層861を液滴吐出法で形成する。第2の導電層は、後のソース配線層及びドレイン配線層となる。ここでは、第2の導電層861は、第2の半導体領域832及び接続導電層813に接続されるように形成する。第2の導電層861は、Ag(銀)粒子が分散された溶液を吐出し、100度30分加熱して乾燥した後、酸素濃度10%の雰囲気中で230度1時間加熱して焼成する。
Next, as shown in FIG. 18B, a second
次に、基板上に感光性樹脂862を塗布する。ここでは、ポジ型感光性樹脂をスピンコート法により塗布し、乾燥した後仮焼きする。次に、Nd;YVO4レーザから射出されるレーザ光863を感光性樹脂862に照射して露光した後、現像して、図18(C)に示すような第5のマスクパターン871を形成する。レーザ光の走査方法により、照射領域を制御することが可能であるため、微細な間隔を有するマスクパターンを形成することができる。
Next, a
次に、第5のマスクパターンを用いて、第2の導電層861及び第2の半導体領域832をエッチングして、第3の導電層(ソース配線層及びドレイン配線層)872及び第3の半導体領域(ソース及びドレイン領域)873を形成する。第2の半導体領域832は、流量比がCF4:O2=10:9の混合ガスを用いてエッチングする。第5のマスクパターンは、微細な幅の開口部を有するため、第2の半導体領域のエッチングされる幅は微小であり、この結果ソース領域及びドレイン領域の間隔は狭いものとなる。
Next, the second
この後、第5のマスクパターン871を、剥離液を用いて剥離する。なお、図18(C)の第5のマスクパターンを剥離後の縦断面構造A−B及びC−Dに対応する平面構造を、図22に示すので同時に参照する。
Thereafter, the
次に、図18(D)に示すように、保護膜874を成膜する。保護膜は、シリコンターゲット、及びスパッタリングガスとしてアルゴン並びに窒素(流量比Ar:N2=1:1)を用いたスパッタリング法により、膜厚100nmの窒化珪素膜を成膜する。
Next, as shown in FIG. 18D, a
次に、図18(D)に示すように、保護膜874と接続導電層813とが重畳する領域、及びゲート配線層並びにソース配線層が接続端子と接続する領域に第6のマスクパターン875、876を形成した後、層間絶縁膜877を形成する。第6のマスクパターンは、後に形成する層間絶縁膜を形成するためのマスクである。第6のマスクパターンとして、液滴吐出法によりフッ素系シランカップリング剤を溶媒に溶解した撥液表面を形成する溶液を吐出し、層間絶縁膜877として、液滴吐出法によりポリイミドを吐出した後、200度30分の加熱及び300℃1時間の加熱により、第6のマスクパターン875、876及び層間絶縁膜877の両方を焼成する。
Next, as shown in FIG. 18D, a
なお、第6のマスクパターンの材料として、ポリイミド、アクリル、ポリアミドや、シロキサン等の耐熱性有機樹脂の他、無機材料、低誘電率(low−k)材料、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ膜等を用いることができる。 As the material of the sixth mask pattern, in addition to heat-resistant organic resins such as polyimide, acrylic, polyamide, and siloxane, inorganic materials, low dielectric constant (low-k) materials, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride PSG (phosphorus glass), BPSG (phosphorus boron glass), an alumina film, or the like can be used.
次に、図18(E)に示すように、CF4、O2、及びHeの混合ガス(流量比CF4:O2:He=8:12:7)を用いて第6のマスクパターン875、876をエッチングした後、保護膜874及びゲート絶縁膜821の一部をエッチングして、第2のコンタクトホールを形成する。このエッチング工程において、ゲート配線層並びにソース配線層が接続端子と接続する領域の保護膜874及びゲート絶縁膜821もエッチングする。
Next, as shown in FIG. 18E, a
次に、第3の導電層を形成した後、第7のマスクパターンを形成する。第3の導電層は、スパッタリング法により膜厚110nmの酸化珪素を含む酸化インジウムスズ(ITO)を成膜し、後に画素電極を形成する領域に第7のマスクパターンであるポリイミドを液滴吐出法により滴下し、200度で30分加熱する。 Next, after forming a third conductive layer, a seventh mask pattern is formed. The third conductive layer is formed by depositing indium tin oxide (ITO) containing silicon oxide having a thickness of 110 nm by a sputtering method, and a polyimide serving as a seventh mask pattern is dropped into a region where a pixel electrode is formed later by a droplet discharge method. And then heated at 200 degrees for 30 minutes.
本実施例では、透過型の液晶表示パネルを作製するため、第3の導電層を、酸化珪素を含むITOで形成したが、これに代わって酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズなどを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって画素電極を形成しても良い。また、反射型の液晶表示パネルを作製する場合には、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅))、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。 In this embodiment, the third conductive layer is formed of ITO containing silicon oxide in order to produce a transmissive liquid crystal display panel. Instead, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), A predetermined pattern may be formed using a composition containing indium zinc oxide (IZO), zinc oxide added with gallium (GZO), indium tin oxide containing silicon oxide, and the like, and the pixel electrode may be formed by baking. Further, when a reflective liquid crystal display panel is manufactured, metal particles such as Ag (silver), Au (gold), Cu (copper)), W (tungsten), and Al (aluminum) are mainly used. Compositions can be used.
次に、第7のマスクパターンを用いて第3の導電層をエッチングして画素電極878を形成する。このエッチング工程において、ゲート配線層並びにソース配線層が接続端子と接続する領域に形成された第3の導電層もエッチングする。この後、第7のマスクパターンを、剥離液を用いて剥離する。なお、図18(E)のA−B及びC−Dに対応する平面図を図23に示す。
Next, the
画素電極878は、第2のコンタクトホールにおいて、接続導電層813と接続している。接続導電層813は、ドレイン配線層872と接続しているため、画素電極878とドレイン配線層872とは、電気的に接続している。本実施例においては、ドレイン配線層872は銀(Ag)で形成されており、画素電極878は酸化珪素を含むITOで形成されているが、これらが直接接続していないため銀が酸化されず、コンタクト抵抗を高めずとも、ドレイン配線層と画素電極とを電気的に接続することができる。
The
また、画素電極を形成する他の方法としては、選択的に導電材料を含む溶液を液滴吐出法で滴下して、エッチング工程無しに画素電極を形成することができる。さらには、撥液表面を形成する溶液をマスクパターンとして後に画素電極が形成されない領域に形成した後、導電性を有する溶液を吐出して、画素電極を形成することができる。この場合、マスクパターンは、酸素を用いたアッシングで除去することができる。また、マスクパターンを除去せず、残存させておいてもよい。 As another method for forming the pixel electrode, a pixel electrode can be formed without an etching step by selectively dropping a solution containing a conductive material by a droplet discharge method. Further, the pixel electrode can be formed by discharging a solution having conductivity after forming a solution for forming the liquid repellent surface in a region where the pixel electrode is not formed later, using the mask pattern. In this case, the mask pattern can be removed by ashing using oxygen. Further, the mask pattern may be left without being removed.
以上の工程により、アクティブマトリクス基板を形成することができる。 Through the above steps, an active matrix substrate can be formed.
次に、図19(A)に示すように、第1の画素電極878を覆うように印刷法やスピンコート法により、絶縁膜を成膜し、ラビングを行って配向膜881を形成する。なお、配向膜881は、斜方蒸着法により形成することもできる。
Next, as illustrated in FIG. 19A, an insulating film is formed by a printing method or a spin coating method so as to cover the
次に、画素を形成した周辺の領域に液滴吐出法により閉ループ状のシール剤882を形成する。ディスペンサ式(滴下式)により、シール剤882で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下する。
Next, a
ここで、図25を用いて、液晶材料を滴下する工程を示す。図25(A)は、ディスペンサ2701によって液晶材料を滴下する工程の斜視図であり、図25(B)は、図25(A)のA―Bにおける断面図である。
Here, a step of dropping the liquid crystal material is shown with reference to FIG. FIG. 25A is a perspective view of a step of dropping a liquid crystal material by a
シール材2702で囲まれた画素部2703を覆うように液晶材料2704をディスペンサ2701から滴下、または、吐出させている。ディスペンサ2701を移動させてもよいし、ディスペンサ2701を固定し、基板2700を移動させることによって液晶層を形成することができる。また、複数のディスペンサ2701を設置して一度に液晶材料を滴下してもよい。
A
図25(B)に示すように、シール材2702で囲まれた領域のみに選択的に液晶材料2704を滴下、または吐出させることができる。
As shown in FIG. 25B, the
次に、図19(B)に示すように、真空中で、配向膜885及び第2の画素電極(対向電極)886が設けられた対向基板887と基板800とを貼り合わせ、紫外線硬化を行って、液晶材料が充填された液晶層888を形成する。
Next, as shown in FIG. 19B, the
シール剤882には、フィラーが混入されていてもよく、さらに、対向基板887にはカラーフィルタや遮蔽膜(ブラックマトリクス)などが形成されていても良い。また、液晶層888を形成する方法として、ディスペンサ式(滴下式)の代わりに、対向基板を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶材料を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いることができる。
A filler may be mixed in the
さらには、対向基板887上にシール材882を形成し、シール材882で囲まれた領域に上記のような手法により、液晶材料を吐出した後、画素部を有する基板と対向基板887とを貼り合わせても良い。
Further, after a
次に、図19(C)に示すように、ゲート配線層811、ソース配線層(図示しない)それぞれの端部上に絶縁膜が形成されている場合、該絶縁膜を除去した後、異方性導電層891を介して接続端子(ゲート配線層に接続される接続端子892、ソース配線層に接続される接続端子は図示せず。)を貼り付ける。さらに、各配線層と接続端子との接続部を封止樹脂で封止することが好ましい。この構造により、断面部からの水分が画素部に侵入し、劣化することを防ぐことができる。
Next, as shown in FIG. 19C, when an insulating film is formed on each end of the
以上の工程により液晶表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線(ゲート配線)の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したTFTと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン又はソース配線層とを接続することにより、静電破壊を防止することができる。 Through the above process, a liquid crystal display panel can be manufactured. Note that a protection circuit for preventing electrostatic breakdown, typically a diode or the like, may be provided between the connection terminal and the source wiring (gate wiring) or in the pixel portion. In this case, it is possible to prevent electrostatic breakdown by manufacturing in the same process as the above TFT and connecting the gate wiring layer of the pixel portion and the drain or source wiring layer of the diode.
なお、実施の形態1乃至実施の形態10のいずれをも本実施例に適用することができる。
Note that any of
本実施例では、表示パネルとして発光表示パネルの作製方法について図27〜図34を用いて説明する。図27〜図30は、画素部及び接続端子部の縦断面構造を模式的に示したものであり、A−B、及びC−Dに対応する平面構造を図31〜図34に示す。 In this embodiment, a method for manufacturing a light-emitting display panel as a display panel will be described with reference to FIGS. 27 to 30 schematically show the longitudinal sectional structures of the pixel portion and the connection terminal portion, and FIGS. 31 to 34 show planar structures corresponding to AB and CD, respectively.
図27(A)に示すように、実施例1と同様に基板2000表面を400度で酸化して膜厚100nmの絶縁膜2001を形成する。次に第1の導電層を絶縁膜上に成膜し、第1の導電層上に液滴吐出法により第1のマスクパターン2003〜2006を形成する。基板2000には、旭硝子社製AN100ガラス基板を用い、第1の導電層には、スパッタリング法により膜厚100nmのタングステン膜を成膜する。第1のマスクパターンには、ポリイミドを液滴吐出法により吐出し、200度30分加熱して焼成する。第1のマスクパターンは、後に形成されるゲート配線層、ゲート電極層及び接続導電層上に吐出する。
As shown in FIG. 27A, as in Example 1, the surface of the
次に、第1のマスクパターン2003〜2006用いて第1の導電層の一部をエッチングして、ゲート配線層2011、ゲート電極層2012、2013及び接続導電層2014を形成する。この後、第1のマスクパターン2003〜2006を、剥離液を用いて剥離する。なお、図27(A)は縦断面構造を模式的に示し、A−B及びC−Dに対応する平面構造を図31に示すので同時に参照する。
Next, part of the first conductive layer is etched using the
次に、図27(B)に示すように、実施例1と同様にプラズマCVD法によりゲート絶縁膜2015、第1の半導体膜2016及びn型を呈する第2の半導体膜2017を成膜する。ゲート絶縁膜2015としては、膜厚110nmの酸化窒化珪素膜(H:1.8%, N:2.6%, O:63.9%, Si:31.7%)を成膜し、第1の半導体膜2016としては、アモルファスシリコン膜を成膜し、第2の半導体膜2017として、膜厚50nmのセミアモルファスシリコン膜を成膜する。
Next, as shown in FIG. 27B, a
次に、図27(B)に示すように、第2の半導体膜上に第2のマスクパターン2018、2019を形成する。第2のマスクパターンは、ポリイミドを液滴吐出法により第2の半導体膜上に吐出し、200度30分加熱して形成する。第2のマスクパターン2018は、後の第1乃至第4の半導体領域が形成される領域上に吐出する。
Next, as shown in FIG. 27B,
次に、図27(C)に示すように、第2のマスクパターン2018、2019を用いて第1の半導体膜2016及び第2の半導体膜2017をそれぞれエッチングして、第1の半導体領域2021、2022及び第2の半導体領域2023、2024を形成する。第1の半導体膜及び第2の半導体膜のエッチング条件は、実施例1と同様のものを用いる。この後、第2のマスクパターン2018、2019を剥離液を用いて剥離する。なお、図27(C)の第2のマスクパターンを剥離後の縦断面構造A−B及びC−Dに対応する平面構造を図32に示すので同時に参照する。
Next, as illustrated in FIG. 27C, the
次に、図28(A)に示すように、第3のマスクパターン2031、2032を形成する。第3のマスクパターンは、液滴吐出法によりゲート絶縁膜2015とゲート電極層2013、接続導電層2014とゲート絶縁膜2105とが重畳する領域に、フッ素系シランカップリング剤を溶媒に溶解した撥液表面を形成する溶液を吐出する。次に、第4のマスクパターン2033を形成する。第4のマスクパターンは、第1のコンタクトホールを形成するためのマスクであり、ポリイミドを液滴吐出法により吐出し、200度で30分加熱して形成する。このとき、第3のマスクパターン2031、2032は撥液性であり、第4のマスクパターン2033は親液性であるため、第3のマスクパターンが形成される領域には、第4のマスクパターン2033は形成されない。
Next, as shown in FIG. 28A,
図28(B)に示すように、酸素アッシングにより第3のマスクパターン2031、2032を除去してゲート絶縁膜の一部を露出する。次に、第4のマスクパターン2033を用いて、露出されたゲート絶縁膜を実施例1と同様にエッチングする。この後、酸素アッシング及び剥離液を用いたエッチングにより第4のマスクパターンを剥離する。
As shown in FIG. 28B, the
次に、第2の導電層2041、2042を液滴吐出法で形成する。第2の導電層は、後のソース配線層及びドレイン配線層となる。ここでは、第2の導電層2041は、第2の半導体領域2023とゲート電極層2013とが接続されるように形成し、第2の導電層2042は第2の半導体領域2024と接続導電層2014とが接続されるように形成する。
Next, second
次に、図28(C)に示すように、基板上に感光性樹脂2051を塗布する。ここでは、ポジ型感光性樹脂をスピンコート法により塗布し、乾燥した後仮焼きする。次に、Nd;YVO4レーザから射出されるレーザ光2052、2053を感光性樹脂2051に照射して露光した後、現像して、図29(A)に示すような第5のマスクパターン2061を形成する。
Next, as shown in FIG. 28C, a
次に、第5のマスクパターンを用いて、第2の導電層2041、2042及び第2の半導体領域2023、2024をエッチングして、第3の導電層(ソース配線層及びドレイン配線層)2062〜2064及び第3の半導体領域(ソース及びドレイン領域)2065〜2067を実施例1と同様に形成する。この後、第5のマスクパターン2061を、剥離液を用いて剥離する。なお、図29(A)の第5のマスクパターンを剥離後の縦断面構造A−B及びC−Dに対応する平面構造を、図33に示すので同時に参照する。
Next, using the fifth mask pattern, the second
次に、図29(B)に示すように、保護膜2070を実施例1と同様に成膜する。保護膜2070と接続導電層2014とが重畳する領域、及びゲート配線層2011並びにソース配線層が接続端子と接続する領域に第6のマスクパターン2071、2072を形成した後、層間絶縁膜2073を形成する。第6のマスクパターンとして、液滴吐出法によりフッ素系シランカップリング剤を溶媒に溶解した撥液表面を形成する溶液を吐出し、層間絶縁膜として、液滴吐出法によりシロキサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料を吐出した後、200度30分の加熱及び300℃1時間の加熱により、第6のマスクパターン2071、2072、層間絶縁膜2073の両方を焼成する。
Next, as shown in FIG. 29B, a
次に、実施例1と同様に第6のマスクパターン2071、2072をエッチングした後、保護膜2070及びゲート絶縁膜2015の一部をエッチングして、第2のコンタクトホールを形成する。このエッチング工程において、ゲート配線層並びにソース配線層が接続端子と接続する領域の保護膜2070及びゲート絶縁膜2015もエッチングする。
Next, after etching the
次に、図29(C)に示すように、接続導電層2014と接続する第3の導電層を形成した後、第7のマスクパターンを形成する。第3の導電層は、実施例1と同様に膜厚110nmの酸化珪素を含む酸化インジウムスズ(ITO)を成膜し、所望の形状にエッチングして画素電極2081を形成する。このエッチング工程において、ゲート配線層並びにソース配線層が接続端子と接続する領域に形成された第3の導電層をエッチングしてもよい。
Next, as shown in FIG. 29C, a third conductive layer connected to the
また、画素電極を形成する他の方法としては、選択的に導電材料を含む溶液を液滴吐出法で滴下して、エッチング工程無しに画素電極を形成することができる。さらには、撥液表面を形成する溶液をマスクパターンとして後に画素電極が形成されない領域に形成した後、導電性を有する溶液を吐出して、画素電極を形成することができる。この場合、マスクパターンは、酸素を用いたアッシングで除去することができる。また、マスクパターンを除去せず、残存させておいてもよい。 As another method for forming the pixel electrode, a pixel electrode can be formed without an etching step by selectively dropping a solution containing a conductive material by a droplet discharge method. Further, the pixel electrode can be formed by discharging a solution having conductivity after forming a solution for forming the liquid repellent surface in a region where the pixel electrode is not formed later, using the mask pattern. In this case, the mask pattern can be removed by ashing using oxygen. Further, the mask pattern may be left without being removed.
また、画素電極の材料としてこれに代わって酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いてもよい。 Instead of this, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide added with gallium (GZO), and indium tin oxide containing silicon oxide are used as the material of the pixel electrode. May be.
また、本実施例では、発光した光を基板2000側に放射させる構造、即ち透過型の発
光表示パネルのため、画素電極を透光性を有する導電膜で形成したが、発光した光を基板2000とは反対側に放射させる構造、即ち反射型の発光表示パネルを作製する場合には、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。この場合、第6のマスクパターンを着色顔料を含む絶縁膜、レジスト等で形成することができる。この場合、第6のマスクパターンは、遮光膜として機能するため後に形成される表示装置のコントラストが向上する。
In this embodiment, the pixel electrode is formed of a light-transmitting conductive film for a structure in which emitted light is emitted to the
この後、第7のマスクパターンを、剥離液を用いて剥離する。なお、図29(C)のA−B及びC−Dに対応する平面図を図34に示す。 Thereafter, the seventh mask pattern is stripped using a stripping solution. Note that FIG. 34 shows a plan view corresponding to AB and CD in FIG.
画素電極2081は、第2のコンタクトホールにおいて、接続導電層2014と接続している。接続導電層2014は、ドレイン配線層2064と接続しているため、画素電極2081とドレイン配線層2064とは、電気的に接続している。本実施例においては、ドレイン配線層2064は銀(Ag)で形成されており、画素電極2081は酸化ケイ素を含むITOで形成されているが、これらが直接接続していないため銀が酸化されず、コンタクト抵抗を高めずとも、ドレイン配線層と画素電極とを電気的に接続することができる。
The
以上の工程により、スイッチング用TFT2082、駆動用TFT2083を有するアクティブマトリクス基板を形成することができる。
Through the above steps, an active matrix substrate having the switching
次に、全面に窒化珪素若しくは窒化酸化珪素の保護層と、絶縁体層2091を形成する。絶縁体層2091は、次に、スピンコート法やディップ法により全面に絶縁層を形成した後、エッチング加工によって図30(A)に示すように開孔部を形成する。このエッチングは、絶縁体層2091の下層にある保護層と同時に行うことで、第1の画素電極2081が露出するように加工する。また、液滴吐出法により絶縁体層2091を形成すれば、エッチング加工は必ずしも必要ない。
Next, a protective layer of silicon nitride or silicon nitride oxide and an
絶縁体層2091は、第1の画素電極2081に対応して画素が形成される位置に合わせて貫通孔の開口部を備えて形成される。この絶縁体層2091は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素に結合している水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて絶縁層2091を形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。
The
次に、蒸着法、またはスピンコート法、インクジェット等の塗布法により発光物質を含む層2092を形成した後、第2の画素電極2093を形成して発光素子2090が形成される。この発光素子2090は駆動用TFT2083と接続された構造となる。この後、発光素子2090を封止するために保護積層を形成する。保護積層は、第1の無機絶縁膜と、応力緩和膜と、第2の無機絶縁膜との積層からなっている。
Next, after a
なお、発光物質を含む層2092を形成する前に、大気圧中で200℃の熱処理を行い絶縁体層2091中若しくはその表面に吸着している水分を除去する。また、減圧下で200〜400℃、好ましくは250〜350℃に熱処理を行い、そのまま大気に晒さずに発光物質を含む層2092を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。
Note that before the
また、第1の画素電極2081の表面を酸素プラズマに晒したり、紫外線光を照射して、表面処理を加えても良い。
Further, the surface treatment may be performed by exposing the surface of the
発光物質を含む層2092は、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、発光物質を含む層2092を低分子系有機化合物、オリゴマー、デンドリマーに代表される中分子系有機化合物、、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせても良い。
The
電荷注入輸送物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、例えばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。 Among the charge injecting and transporting substances, substances having a particularly high electron transporting property include, for example, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), Bis (10-hydroxybenzo [h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (abbreviation: BAlq), quinoline skeleton or benzoquinoline Examples thereof include metal complexes having a skeleton.
また、正孔輸送性の高い物質としては、例えば4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略称:α−NPD)や4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略称:TPD)や4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−トリフェニルアミン(略称:MTDATA)などの芳香族アミン系(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する)の化合物が挙げられる。 As a substance having a high hole-transport property, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: α-NPD) or 4,4′-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: TPD) or 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine (abbreviation: Aromatic amine systems such as TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -triphenylamine (abbreviation: MTDATA) (ie, benzene ring— Compound having a nitrogen bond).
また、電荷注入輸送物質のうち、特に電子注入性の高い物質としては、例えばフッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。また、この他、Alq3のような電子輸送性の高い物質とマグネシウム(Mg)のようなアルカリ土類金属との混合物であってもよい。 Among the charge injecting and transporting materials, materials having a particularly high electron injecting property include alkali metals or alkaline earths such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ) and the like. A compound of a similar metal. In addition, a mixture of a substance having a high electron transport property such as Alq 3 and an alkaline earth metal such as magnesium (Mg) may be used.
電荷注入輸送物質のうち、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物(MoOx)やバナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、マンガン酸化物(MnOx)等の金属酸化物が挙げられる。また、この他、例えばフタロシアニン(略称:H2Pc)や銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。 Among the charge injection / transport materials, examples of the material having a high hole injection property include molybdenum oxide (MoO x ), vanadium oxide (VO x ), ruthenium oxide (RuO x ), and tungsten oxide (WO x ). And metal oxides such as manganese oxide (MnO x ). In addition, other examples include phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPC).
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルター(着色層)を設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化(映り込み)の防止を図ることができる。フィルター(着色層)を設けることで、従来必要であるとされていた円偏光版などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素部(表示画面)を見た場合に起こる色調の変化を低減すことができる。 The light emitting layer may be configured to perform color display by forming light emitting layers having different emission wavelength bands for each pixel. Typically, a light emitting layer corresponding to each color of R (red), G (green), and B (blue) is formed. In this case as well, by providing a filter (colored layer) that transmits light in the emission wavelength band on the light emission side of the pixel, the color purity is improved and the pixel portion is mirrored (reflected). Prevention can be achieved. By providing the filter (colored layer), it is possible to omit a circularly polarized plate that has been considered necessary in the past, and it is possible to eliminate the loss of light emitted from the light emitting layer. Furthermore, a change in color tone that occurs when the pixel portion (display screen) is viewed obliquely can be reduced.
発光層を形成する発光材料には様々な材料がある。低分子系有機発光材料では、4−(ジシアノメチレン)2−メチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJT)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)、ペリフランテン、2,5−ジシアノ−1,4−ビス[2−(10−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]ベンゼン、N,N'−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)、クマリン6、クマリン545T、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、9,9'−ビアントリル、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)や9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)等を用いることができる。また、この他の物質でもよい。 There are various materials for the light emitting material forming the light emitting layer. As a low molecular weight organic light-emitting material, 4- (dicyanomethylene) 2-methyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCJT), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPA), perifuranthene, 2,5-dicyano-1,4-bis [2- (10-methoxy-1,1,7,7-tetramethyljulolidine-9) -Yl) ethenyl] benzene, N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd), coumarin 6, coumarin 545T, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), 9,9′-bianthryl, 9,10 -Diphenylanthracene (abbreviation: DPA), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), and the like can be used. Other substances may also be used.
一方、高分子系有機発光材料は低分子系有機発光材料に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。高分子系有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、陰極/発光物質を含む層/陽極となる。しかし、高分子系有機発光材料を用いた発光物質を含む層を形成する際には、低分子系有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合2層構造となる。具体的には、陰極/発光層/正孔輸送層/陽極という構造である。 On the other hand, the high molecular organic light emitting material has higher physical strength and higher device durability than the low molecular organic light emitting material. In addition, since the film can be formed by coating, the device can be manufactured relatively easily. The structure of the light emitting element using the polymer organic light emitting material is basically the same as that when the low molecular weight organic light emitting material is used, and is a layer / anode containing a cathode / light emitting substance. However, when forming a layer containing a light emitting material using a high molecular weight organic light emitting material, it is difficult to form a layered structure as in the case of using a low molecular weight organic light emitting material, and in many cases two layers are formed. It becomes a structure. Specifically, the structure is cathode / light-emitting layer / hole transport layer / anode.
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらの材料を選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の発光材料は、例えばポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。 Since the light emission color is determined by the material for forming the light emitting layer, a light emitting element which emits desired light can be formed by selecting these materials. Examples of the polymer light emitting material that can be used for forming the light emitting layer include polyparaphenylene vinylene, polyparaphenylene, polythiophene, and polyfluorene.
ポリパラフェニレンビニレン系の発光材料には、例えばポリ(パラフェニレンビニレン) [PPV] の誘導体、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレンビニレン) [RO−PPV]、ポリ(2−(2’−エチル−ヘキソキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレンビニレン)[MEH−PPV]、ポリ(2−(ジアルコキシフェニル)−1,4−フェニレンビニレン)[ROPh−PPV]等が挙げられる。ポリパラフェニレン系の発光材料には、例えばポリパラフェニレン[PPP]の誘導体、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレン)[RO−PPP]、ポリ(2,5−ジヘキソキシ−1,4−フェニレン)等が挙げられる。ポリチオフェン系の発光材料には、例えば、ポリチオフェン[PT]の誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン)[PAT]、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)[PHT]、ポリ(3−シクロヘキシルチオフェン)[PCHT]、ポリ(3−シクロヘキシル−4−メチルチオフェン)[PCHMT]、ポリ(3,4−ジシクロヘキシルチオフェン)[PDCHT]、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−チオフェン][POPT]、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−2,2ビチオフェン][PTOPT]等が挙げられる。ポリフルオレン系の発光材料には、例えば、ポリフルオレン[PF]の誘導体、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレン)[PDAF]、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)[PDOF]等が挙げられる。 Examples of polyparaphenylene vinylene-based light-emitting materials include poly (paraphenylene vinylene) [PPV] derivatives, poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene vinylene) [RO-PPV], poly (2- (2′-ethyl-hexoxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene) [MEH-PPV], poly (2- (dialkoxyphenyl) -1,4-phenylenevinylene) [ROPh-PPV] and the like Can be mentioned. Examples of the polyparaphenylene-based light emitting material include polyparaphenylene [PPP] derivatives, poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene) [RO-PPP], and poly (2,5-dihexoxy-1). , 4-phenylene). Examples of the polythiophene-based light-emitting material include polythiophene [PT] derivatives, poly (3-alkylthiophene) [PAT], poly (3-hexylthiophene) [PHT], poly (3-cyclohexylthiophene) [PCHT], Poly (3-cyclohexyl-4-methylthiophene) [PCHMT], poly (3,4-dicyclohexylthiophene) [PDCHT], poly [3- (4-octylphenyl) -thiophene] [POP], poly [3- ( 4-octylphenyl) -2,2bithiophene] [PTOPT] and the like. Examples of the polyfluorene-based light-emitting material include polyfluorene [PF] derivatives, poly (9,9-dialkylfluorene) [PDAF], poly (9,9-dioctylfluorene) [PDOF], and the like.
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させた溶液をスピンコート法などで塗布する。また、アクセプター材料は有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子系有機発光材料としては、例えばPEDOTとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸(CSA)の混合物、ポリアニリン[PANI]とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸[PSS]の混合物等が挙げられる。 Note that when a hole-transporting polymer-based organic light-emitting material is sandwiched between an anode and a light-emitting polymer-based organic light-emitting material, hole injection properties from the anode can be improved. In general, a solution dissolved in water together with an acceptor material is applied by spin coating or the like. Further, since the acceptor material is insoluble in an organic solvent, the acceptor material can be stacked with the above-described light-emitting material. Examples of the hole-transporting polymer organic light-emitting material include a mixture of PEDOT and camphor sulfonic acid (CSA) as an acceptor material, a mixture of polyaniline [PANI] and polystyrene sulfonic acid [PSS] as an acceptor material, and the like. It is done.
また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター(着色層)を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。 The light emitting layer can be configured to emit monochromatic or white light. In the case of using a white light emitting material, color display can be made possible by providing a filter (colored layer) that transmits light of a specific wavelength on the light emission side of the pixel.
白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Alq3、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたAlq3、p−EtTAZ、TPD(芳香族ジアミン)を蒸着法により順次積層する。また、スピンコート法を用いた塗布法により発光層を形成する場合には、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として発光中心色素(1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン(TPB)、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノ−スチリル)−4H−ピラン(DCM1)、ナイルレッド、クマリン6など)ドープしたポリビニルカルバゾール(PVK)溶液を全面に塗布、焼成して発光層として作用する膜を形成すればよい。 To form a light emitting layer that emits white light, for example, Alq 3, Alq 3 partially doped with Nile red that is a red light emitting pigment, p-EtTAZ, TPD (aromatic diamine) are sequentially stacked by a vapor deposition method . Moreover, when forming a light emitting layer with the apply | coating method using a spin coat method, after apply | coating, it is preferable to bake by vacuum heating. For example, a poly (ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) aqueous solution (PEDOT / PSS) acting as a hole injection layer is applied and fired on the entire surface, and then the emission center dye (1, 1, 4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene (TPB), 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylamino-styryl) -4H-pyran (DCM1), Nile red, coumarin 6 and the like) A doped polyvinyl carbazole (PVK) solution may be applied to the entire surface and baked to form a film that functions as a light emitting layer.
発光層は単層で形成することもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール(PVK)に電子輸送性の1,3,4−オキサジアゾール誘導体(PBD)を分散させてもよい。また、30wt%のPBDを電子輸送剤として分散し、4種類の色素(TPB、クマリン6、DCM1、ナイルレッド)を適当量分散することで白色発光が得られる。ここで示した白色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を作製することができる。 The light emitting layer can also be formed as a single layer, and an electron transporting 1,3,4-oxadiazole derivative (PBD) may be dispersed in hole transporting polyvinyl carbazole (PVK). Further, white light emission can be obtained by dispersing 30 wt% PBD as an electron transporting agent and dispersing an appropriate amount of four kinds of dyes (TPB, coumarin 6, DCM1, Nile red). In addition to the light-emitting element that can emit white light as shown here, a light-emitting element that can obtain red light emission, green light emission, or blue light emission can be manufactured by appropriately selecting the material of the light-emitting layer.
さらに、発光層は、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起発光材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に三重項励起発光材料を適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。 In addition to the singlet excited light emitting material, a triplet excited light emitting material containing a metal complex or the like may be used for the light emitting layer. For example, among red light emitting pixels, green light emitting pixels, and blue light emitting pixels, a red light emitting pixel having a relatively short luminance half time is formed of a triplet excitation light emitting material, and the other A singlet excited luminescent material is used. The triplet excited luminescent material has a feature that the light emission efficiency is good, so that less power is required to obtain the same luminance. That is, when a triplet excitation light-emitting material is applied to a red pixel, the amount of current flowing through the light-emitting element can be reduced, so that reliability can be improved. As a reduction in power consumption, a red light-emitting pixel and a green light-emitting pixel may be formed using a triplet excitation light-emitting material, and a blue light-emitting pixel may be formed using a singlet excitation light-emitting material. By forming a green light-emitting element having high human visibility with a triplet excited light-emitting material, power consumption can be further reduced.
三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の8〜10属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。 Examples of triplet excited luminescent materials include those using a metal complex as a dopant, and metal complexes having a third transition series element platinum as the central metal and metal complexes having iridium as the central metal are known. Yes. The triplet excited light-emitting material is not limited to these compounds, and a compound having the above structure and having an element belonging to group 8 to 10 in the periodic table as a central metal can also be used.
以上に掲げる発光物質を含む層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。 The substances forming the layer containing the light-emitting substance listed above are examples, such as a hole injecting and transporting layer, a hole transporting layer, an electron injecting and transporting layer, an electron transporting layer, a light emitting layer, an electron blocking layer, and a hole blocking layer. A light-emitting element can be formed by appropriately stacking functional layers. Moreover, you may form the mixed layer or mixed junction which combined these each layer. The layer structure of the light-emitting layer can be changed, and instead of having a specific electron injection region or light-emitting region, it is possible to provide a modification with an electrode for this purpose or a dispersed light-emitting material. Can be permitted without departing from the spirit of the present invention.
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間画素は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードになるが、交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光装置の信頼性を向上させることができる。 A light-emitting element formed using the above materials emits light by being forward-biased. A pixel of a display device formed using a light-emitting element can be driven by a simple matrix method or an active matrix method. In any case, each pixel emits light by applying a forward bias at a specific timing, but the pixel is in a non-light emitting state for a certain period. By applying a reverse bias during this non-light emitting time, the reliability of the light emitting element can be improved. The light emitting element is in a degradation mode in which the light emission intensity decreases under a constant driving condition or in a degradation mode in which the non-light emitting area is enlarged in the pixel and the luminance is apparently lowered. The progress can be slowed and the reliability of the light emitting device can be improved.
次に、図30(B)に示すように、シール材2094を形成し、封止基板2095を用いて基板2000を封止する。その後、ゲート配線層2011、ソース配線層(図示しない)それぞれの端部に、異方性導電層2098を介して接続端子(ゲート配線層に接続される接続端子2096、ソース配線層に接続される接続端子は図示せず。)を貼り付ける。さらに、各配線層と接続端子との接続部を封止樹脂2097で封止することが好ましい。この構造により、断面部からの水分が発光素子に侵入し、劣化することを防ぐことができる。以上の工程により、発光表示パネルを形成することができる。
Next, as illustrated in FIG. 30B, a
以上の工程により発光表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線層(ゲート配線層)の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したTFTと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン配線層又はソース配線層とを接続することにより、静電破壊を防止させることができる。 Through the above process, a light-emitting display panel can be manufactured. Note that a protective circuit for preventing electrostatic breakdown, typically a diode or the like, may be provided between the connection terminal and the source wiring layer (gate wiring layer) or in the pixel portion. In this case, electrostatic breakdown can be prevented by manufacturing the same process as the above TFT and connecting the gate wiring layer of the pixel portion and the drain wiring layer or source wiring layer of the diode.
なお、実施の形態1乃至実施の形態10のいずれをも本実施例に適用することができる。また、表示パネルとして、液晶表示パネル及び発光表示パネルの作製方法を示したが、これに限られるものではなく、DMD(Digital Micromirror Device;デジタルマイクロミラーデバイス)、PDP(Plasma Display Panel;プラズマディスプレイパネル)、FED(Field Emission Display;フィールドエミッションディスプレイ)、電気泳動表示装置(電子ペーパー)等のアクティブ型表示パネルに適宜適用することができる。
Note that any of
上記実施例において適用可能な発光素子の形態を、図36を用いて説明する。 A mode of a light-emitting element applicable in the above embodiment will be described with reference to FIGS.
図36(A)は第1の画素電極11を透光性の酸化物導電性材料で形成した例であり、酸化珪素を1〜15原子%の濃度で含む酸化物導電性材料で形成している。その上に正孔注入層若しくは正孔輸送層41、発光層42、電子輸送層若しくは電子注入層43を積層した発光物質を含む層16を設けている。第2の画素電極17は、LiFやMgAgなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第1の電極層33とアルミニウムなどの金属材料で形成する第2の電極層34で形成している。この構造の画素は、図中に矢印で示したように第1の画素電極11側から光を放射することが可能となる。
FIG. 36A illustrates an example in which the
図36(B)は第2の画素電極17から光を放射する例を示し、第1の画素電極11はアルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する第1の電極層35と、酸化珪素を1〜15原子%の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第2の電極層32で形成している。その上に正孔注入層若しくは正孔輸送層41、発光層42、電子輸送層若しくは電子注入層43を積層した発光物質を含む層16を設けている。第2の画素電極17は、LiFやCaFなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第3の電極層33とアルミニウムなどの金属材料で形成する第4の電極層34で形成するが、いずれの層も100nm以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第2の画素電極17から光を放射することが可能となる。
FIG. 36B shows an example in which light is emitted from the
なお、図36(A)または図36(B)の構造を有する発光素子において、両方向、即ち第1の画素電極及び第2の画素電極から光を放射する場合には、第1の画素電極11に、透光性を有し且つ仕事関数の大きい導電膜を用い、第2の画素電極17に、透光性を有し且つ仕事関数の小さい導電膜を用いる。代表的には、第1の画素電極11を、酸化珪素を1〜15原子%の濃度で含む酸化物導電性材料で形成し、第2の画素電極17を、それぞれ100nm以下の厚さのLiFやCaFなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第3の電極層33とアルミニウムなどの金属材料で形成する第4の電極層34で形成すればよい。
Note that in the light-emitting element having the structure of FIG. 36A or FIG. 36B, when light is emitted from both directions, that is, from the first pixel electrode and the second pixel electrode, the
図36(C)は第1の画素電極11から光を放射する例を示し、かつ、発光物質を含む層16を電子輸送層若しくは電子注入層43、発光層42、正孔注入層若しくは正孔輸送層41の順に積層した構成を示している。第2の画素電極17は、発光物質を含む層16側から酸化珪素を1〜15原子%の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第2の電極層32、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する第1の電極層35で形成している。第1の画素電極11は、LiFやCaFなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第3の電極層33とアルミニウムなどの金属材料で形成する第4の電極層34で形成するが、いずれの層も100nm以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第1の画素電極11から光を放射することが可能となる。
FIG. 36C illustrates an example in which light is emitted from the
図36(D)は第2の画素電極17から光を放射する例を示し、かつ、発光物質を含む層を電子輸送層若しくは電子注入層43、発光層42、正孔注入層若しくは正孔輸送層41の順に積層した構成を示している。第1の画素電極11は図36(C)と同様な構成とし、膜厚は発光物質を含む層16で発光した光を反射可能な程度に厚く形成している。第2の画素電極17は、酸化珪素を1〜15原子%の濃度で含む酸化物導電性材料で構成している。この構造において、正孔注入層若しくは正孔輸送層41を無機物である金属酸化物(代表的には酸化モリブデン若しくは酸化バナジウム)で形成することにより、第2の電極層32を形成する際に導入される酸素が供給されて正孔注入性が向上し、駆動電圧を低下させることができる。
FIG. 36D shows an example in which light is emitted from the
なお、図36(C)または図36(D)の構造を有する発光素子において、両方向、即ち第1の画素電極及び第2の画素電極から光を放射する場合には、第1の画素電極11に、透光性を有し且つ仕事関数の小さい導電膜を用い、第2の画素電極17に、透光性を有し且つ仕事関数の大きい導電膜を用いる。代表的には、第1の画素電極11を、それぞれ100nm以下の厚さのLiFやCaFなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第3の電極層33とアルミニウムなどの金属材料で形成する第4の電極層34で形成し、第2の画素電極17を、酸化珪素を1〜15原子%の濃度で含む酸化物導電性材料で形成すればよい。
Note that in the light-emitting element having the structure of FIG. 36C or FIG. 36D, when light is emitted in both directions, that is, from the first pixel electrode and the second pixel electrode, the
上記実施例で示す発光表示パネルの画素回路、及びその動作構成について、図37を用いて説明する。 A pixel circuit of the light-emitting display panel described in the above embodiment and an operation configuration thereof will be described with reference to FIGS.
図37(A)に示す画素は、列方向に信号線710及び電源線711、712、行方向に走査線714が配置される。また、スイッチング用のTFT701、駆動用のTFT703、電流制御用のTFT704、容量素子702及び発光素子705を有する。
In the pixel shown in FIG. 37A, a
図37(C)に示す画素は、TFT703のゲート電極が、行方向に配置された電源線712に接続される点が異なっており、それ以外は図37(A)に示す画素と同じ構成である。つまり、図37(A)(C)に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、列方向に電源線712が配置される場合(図37(A))と、行方向に電源線712が配置される場合(図37(C))とでは、各電源線は異なるレイヤーの導電膜で形成される。ここでは、駆動用のTFT703のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図37(A)(C)として分けて記載する。
The pixel shown in FIG. 37C is different from the pixel shown in FIG. 37A except that the gate electrode of the
図37(A)(C)に示す画素の特徴として、画素内にTFT703、704が直列に接続されており、TFT703のチャネル長L(703)、チャネル幅W(703)、TFT704のチャネル長L(704)、チャネル幅W(704)は、L(703)/W(703):L(704)/W(704)=5〜6000:1を満たすように設定するとよい。
As a feature of the pixel shown in FIGS. 37A and 37C,
なお、TFT703は、飽和領域で動作し発光素子705に流れる電流値を制御する役目を有し、TFT704は線形領域で動作し発光素子705に対する電流の供給を制御する役目を有する。両TFTは同じ導電型を有していると作製工程上好ましく、本実施例ではnチャネル型TFTとして形成する。またTFT703には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のTFTを用いてもよい。上記構成を有する本発明は、TFT704が線形領域で動作するために、TFT704のVgsの僅かな変動は、発光素子705の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子705の電流値は、飽和領域で動作するTFT703により決定することができる。上記構成により、TFTの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
Note that the
図37(A)〜(D)に示す画素において、TFT701は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、TFT701がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子702にそのビデオ信号の電圧が保持される。なお図37(A)(C)には、容量素子702を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、容量素子702を設けなくてもよい。
In the pixels shown in FIGS. 37A to 37D, a
図37(B)に示す画素は、TFT706と走査線715を追加している以外は、図37(A)に示す画素構成と同じである。同様に、図37(D)に示す画素は、TFT706と走査線715を追加している以外は、図37(C)に示す画素構成と同じである。
The pixel shown in FIG. 37B has the same pixel structure as that shown in FIG. 37A except that a
TFT706は、新たに配置された走査線715によりオン又はオフが制御される。TFT706がオンとなると、容量素子702に保持された電荷は放電し、TFT704がオフとなる。つまり、TFT706の配置により、強制的に発光素子705に電流が流れない状態を作ることができる。そのためTFT706を消去用TFTと呼ぶことができる。従って、図37(B)(D)の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
The
図37(E)に示す画素は、列方向に信号線710、電源線711、行方向に走査線714が配置される。また、スイッチング用のTFT701、駆動用のTFT703、容量素子702及び発光素子705を有する。図37(F)に示す画素は、TFT706と走査線715を追加している以外は、図37(E)に示す画素構成と同じである。なお、図37(F)の構成も、TFT706の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。
In the pixel shown in FIG. 37E, a
特に、上記実施の形態のように非晶質半導体等を有する薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用TFTの半導体膜が占有する面積を大きくすると好ましい。そのため、開口率を考慮すると、TFTの数が少ない図37(E)又は図37(F)を用いるとよい。 In particular, when a thin film transistor including an amorphous semiconductor or the like is formed as in the above embodiment mode, it is preferable to increase the area occupied by the semiconductor film of the driving TFT. Therefore, in consideration of the aperture ratio, FIG. 37E or FIG. 37F with a small number of TFTs is preferably used.
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にTFTが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。一方、一列毎にTFTが設けられるパッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にTFTが設けられていないため、高開口率となる。 Such an active matrix light-emitting device is considered to be advantageous because it can be driven at a low voltage because a TFT is provided in each pixel when the pixel density is increased. On the other hand, a passive matrix light-emitting device in which a TFT is provided for each column can be formed. A passive matrix light-emitting device has a high aperture ratio because a TFT is not provided for each pixel.
また、本発明の表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。 In the display device of the present invention, the screen display driving method is not particularly limited. For example, a dot sequential driving method, a line sequential driving method, a surface sequential driving method, or the like may be used. Typically, a line sequential driving method is used, and a time-division gray scale driving method or an area gray scale driving method may be used as appropriate. The video signal input to the source line of the display device may be an analog signal or a digital signal, and a drive circuit or the like may be designed in accordance with the video signal as appropriate.
さらに、ビデオ信号がデジタルの表示装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧(CV)のものと、定電流(CC)のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの(CV)には、発光素子に印加される電圧が一定のもの(CVCV)と、発光素子に印加される電流が一定のもの(CVCC)とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの(CC)には、発光素子に印加される電圧が一定のもの(CCCV)と、発光素子に印加される電流が 一定のもの(CCCC)とがある。 Furthermore, in a display device in which a video signal is digital, there are a video signal input to a pixel having a constant voltage (CV) and a constant current (CC). A video signal having a constant voltage (CV) includes a constant voltage (CVCV) applied to the light emitting element and a constant current (CVCC) applied to the light emitting element. In addition, the video signal having a constant current (CC) includes a constant voltage (CCCV) applied to the light emitting element and a constant current (CCCC) applied to the light emitting element.
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。 As described above, various pixel circuits can be employed.
本実施例では、上記実施例に示した表示パネルへの駆動回路(信号線駆動回路1402及び走査線駆動回路1403a、1403b)の実装について、図9を用いて説明する。
In this embodiment, mounting of a driver circuit (a signal
図9(A)に示すように、画素部1401の周辺に信号線駆動回路1402、及び走査線駆動回路1403a、1403bを実装する。図9(A)では、信号線駆動回路1402、及び走査線駆動回路1403a、1403b等として、COG方式により、基板1400上にICチップ1405を実装する。そして、FPC(フレキシブルプリントサーキット)1406を介して、ICチップと外部回路とを接続する。
As shown in FIG. 9A, a signal
また、図9(B)に示すように、SASや結晶性半導体でTFTを形成する場合、画素部1401と走査線駆動回路1403a、1403b等を基板1400上に一体形成し、信号線駆動回路1402等を別途ICチップとして実装する場合がある。図9(B)において、信号線駆動回路1402として、COG方式により、基板1400上にICチップ1405を実装する。そして、FPC1406を介して、ICチップと外部回路とを接続する。
9B, in the case where a TFT is formed using a SAS or a crystalline semiconductor, the
またさらに図9(C)に示すように、COG方式に代えて、TAB方式により信号線駆動回路1402等を実装する場合がある。そして、FPC1406を介して、ICチップと外部回路とを接続する。図9(C)において、信号線駆動回路をTAB方式により実装しているが、走査線駆動回路をTAB方式により実装してもよい。
Further, as shown in FIG. 9C, the signal
ICチップをTAB方式により実装すると、基板に対して画素部を大きく設けることができ、狭額縁化を達成することができる。 When the IC chip is mounted by the TAB method, a pixel portion can be provided larger than the substrate, and a narrow frame can be achieved.
ICチップは、シリコンウェハを用いて形成するが、ICチップの代わりにガラス基板上にICを形成したIC(以下、ドライバICと表記する)を設けてもよい。ICチップは、円形のシリコンウェハからICチップを取り出すため、母体基板形状に制約がある。一方ドライバICは、母体基板がガラスであり、形状に制約がないため、生産性を高めることができる。そのため、ドライバICの形状寸法は自由に設定することができる。例えば、ドライバICの長辺の長さを15〜80mmとして形成すると、ICチップを実装する場合と比較し、必要な数を減らすことができる。その結果、接続端子数を低減することができ、製造上の歩留まりを向上させることができる。 The IC chip is formed using a silicon wafer, but an IC (hereinafter referred to as a driver IC) in which an IC is formed on a glass substrate may be provided instead of the IC chip. Since an IC chip is taken out from a circular silicon wafer, the shape of the base substrate is limited. On the other hand, the driver IC has a mother substrate made of glass and has no restriction in shape, so that productivity can be improved. Therefore, the shape of the driver IC can be set freely. For example, when the length of the long side of the driver IC is 15 to 80 mm, the required number can be reduced as compared with the case where the IC chip is mounted. As a result, the number of connection terminals can be reduced, and the manufacturing yield can be improved.
ドライバICは、基板上に形成された結晶質半導体を用いて形成することができ、結晶質半導体は連続発振型のレーザ光を照射することで形成するとよい。連続発振型のレーザ光を照射して得られる半導体膜は、結晶欠陥が少なく、大粒径の結晶粒を有する。その結果、このような半導体膜を有するトランジスタは、移動度や応答速度が良好となり、高速駆動が可能となり、ドライバICに好適である。 The driver IC can be formed using a crystalline semiconductor formed over a substrate, and the crystalline semiconductor is preferably formed by irradiation with continuous wave laser light. A semiconductor film obtained by irradiation with continuous wave laser light has few crystal defects and large crystal grains. As a result, a transistor having such a semiconductor film has favorable mobility and response speed, can be driven at high speed, and is suitable for a driver IC.
本実施例では、上記実施例に示した表示パネルへの駆動回路(信号線駆動回路1402及び走査線駆動回路1403a、1403b)の実装方法について、図10を用いて説明する。この実装方法としては、異方性導電材料を用いた接続方法やワイヤボンディング方式等を採用すればよく、その一例について図10を用いて説明する。なお、本実施例では、信号線駆動回路1402及び走査線駆動回路1403a、1403bにドライバICを用いた例を示す。ドライバICの代わりに、適宜ICチップを用いることができる。
In this embodiment, a mounting method of the driver circuit (the signal
図10(A)はアクティブマトリクス基板1701に、ドライバIC1703が異方性導電材を用いて実装された例を示す。アクティブマトリクス基板1701上には、ソース配線又はゲート配線等の各配線(図示しない。)と該配線の取り出し電極である電極パット1702a、1702bが形成されている。
FIG. 10A shows an example in which a
ドライバIC1703表面には、接続端子1704a、1704bが設けられ、その周辺部には保護絶縁膜1705が形成される。
アクティブマトリクス基板1701上には、ドライバIC1703が異方性導電接着剤1706で固定されており、接続端子1704a、1704bと電極パット1702a、1702bはそれぞれ、異方性導電接着剤1706中に含まれる導電性粒子1707で電気的に接続されている。異方性導電接着剤1706は、導電性粒子(粒径が数〜数百μm程度)を分散、含有する接着性樹脂であり、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、導電性粒子(粒径が数〜数百μm程度)は、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一元素、若しくは複数の元素の合金粒子で形成される。また、これらの元素の多層構造を有する粒子でも良い。さらには、樹脂粒子に金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一元素、若しくは複数の元素の合金がコーティングされた粒子でもよい。
On the
また、異方性導電接着剤の代わりに、ベースフィルム上にフィルム状に形成された異方性導電フィルムを転写して用いても良い。異方性導電フィルムも、異方性導電接着剤と同様の導電性粒子が分散されている。異方性導電接着剤1706中に混入された導電性粒子1707の大きさと密度を適したものとすることにより、このような形態でドライバICをアクティブマトリクス基板に実装することができる。本実装方法は、図9(A)及び図9(B)のドライバICの実装方法に適している。
Moreover, you may transfer and use the anisotropic conductive film formed in the film form on the base film instead of an anisotropic conductive adhesive. In the anisotropic conductive film, conductive particles similar to the anisotropic conductive adhesive are dispersed. By making the size and density of the
図10(B)は有機樹脂の収縮力を用いた実装方法の例であり、ドライバIC1703の接続端子1704a、1704b表面にTaやTiなどでバッファ層1711a、1711bを形成し、その上に無電解メッキ法などによりAuを約20μm形成しバンプ1712a、1712bとする。ドライバIC1703とアクティブマトリクス基板1701との間に光硬化性絶縁樹脂1713を介在させ、光硬化して実装することができる。本実装方法は、図9(A)及び図9(B)のドライバICの実装方法に適している。
FIG. 10B shows an example of a mounting method using the shrinkage force of an organic resin.
また、図10(C)で示すように、アクティブマトリクス基板1701にドライバIC1703を接着剤1721で固定して、ワイヤ1722a、1722bによりCPUの接続端子1704a、1704bとアクティブマトリクス基板上の電極パット1702a、1702bとを接続しても良い。そして有機樹脂1723で封止する。本実装方法は、図9(A)及び図9(B)のドライバICの実装方法に適している。
Further, as shown in FIG. 10C, a
また、図10(D)で示すように、FPC(Flexible printed circuit)1731上の配線1732と、導電性粒子1708を含有する異方性導電接着剤1706を介してドライバIC1703を設けてもよい。この構成は、携帯端末等の筐体の大きさが限られた電子機器に用いる場合に大変有効である。本実装方法は、図9(C)のドライバICの実装方法に適している。
In addition, as illustrated in FIG. 10D, a
なお、ドライバICの実装方法は、特に限定されるものではなく、公知のCOG方法やワイヤボンディング方法、或いはTAB方法、半田バンプを用いたリフロー処理を用いることができる。なお、リフロー処理を行う場合は、ドライバIC又はアクティブマトリクス基板に用いられる基板が耐熱性の高いプラスチック、代表的にはポリイミド基板、HT基板(新日鐵化学社製)、極性基のついたノルボルネン樹脂からなるARTON(JSR製)等を用いることが好ましい。 The method for mounting the driver IC is not particularly limited, and a known COG method, wire bonding method, TAB method, or reflow processing using solder bumps can be used. When performing reflow processing, the substrate used for the driver IC or active matrix substrate is a plastic with high heat resistance, typically a polyimide substrate, an HT substrate (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), norbornene with a polar group. It is preferable to use ARTON made of resin (manufactured by JSR) or the like.
実施例5に示される発光表示パネルにおいて、半導体層をSASで形成することによって、図9(B)及び図9(C)に示すように、走査線側の駆動回路を基板1400上に形成した場合の、駆動回路について説明する。
In the light-emitting display panel described in Example 5, the semiconductor layer is formed using SAS, so that a driver circuit on the scanning line side is formed over the
図14は、1〜15cm2/V・secの電界効果移動度が得られるSASを使ったnチャネル型のTFTで構成する走査線側駆動回路のブロック図を示している。 FIG. 14 shows a block diagram of a scanning line side driving circuit constituted by an n-channel TFT using SAS that can obtain a field effect mobility of 1 to 15 cm 2 / V · sec.
図14において1500で示すブロックが1段分のサンプリングパルスを出力するパルス出力回路に相当し、シフトレジスタはn個のパルス出力回路により構成される。バッファ回路1501、1502の先に画素が接続さる。
In FIG. 14, a block denoted by 1500 corresponds to a pulse output circuit that outputs a sampling pulse for one stage, and the shift register includes n pulse output circuits. Pixels are connected to the ends of the
図15は、パルス出力回路1500の具体的な構成を示したものであり、nチャネル型のTFT3601〜3613で回路が構成されている。このとき、SASを使ったnチャネル型のTFTの動作特性を考慮して、TFTのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を8μmとすると、チャネル幅は10〜80μmの範囲で設定することができる。
FIG. 15 shows a specific configuration of the
また、バッファ回路1501の具体的な構成を図16に示す。バッファ回路も同様にnチャネル型のTFT3620〜3635で構成されている。このとき、SASを使ったnチャネル型のTFTの動作特性を考慮して、TFTのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を10μmとすると、チャネル幅は10〜1800μmの範囲で設定することとなる。
A specific structure of the
本実施例では、表示モジュールについて説明する。ここでは、表示モジュールの一例として、液晶モジュールを、図26を用いて示す。 In this embodiment, a display module will be described. Here, a liquid crystal module is shown as an example of a display module with reference to FIG.
アクティブマトリクス基板1601と対向基板1602とが、シール剤1600により固着され、それらの間には画素部1603と液晶層1604とが設けられ表示領域を形成している。
An
着色層1605は、カラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。アクティブマトリクス基板1601と対向基板1602との外側には、偏光板1606、1607が配設されている。また、偏光板1606の表面には、保護膜1616が形成されており、外部からの衝撃を緩和している。
The
アクティブマトリクス基板1601に設けられた接続端子1608には、FPC1609を介して配線基板1610が接続されている。FPC又は接続配線には画素駆動回路(ICチップ、ドライバIC等)1611が設けられ、配線基板1610には、コントロール回路や電源回路などの外部回路1612が組み込まれている。
A
冷陰極管1613、反射板1614、及び光学フィルム1615はバックライトユニットであり、これらが光源となって液晶表示パネルへ光を投射する。液晶パネル、光源、配線基板、FPC等は、ベゼル1617で保持及び保護されている。
The
なお、実施の形態1乃至実施の形態10のいずれをも本実施例に適用することができる。
Note that any of
本実施例では、表示モジュールの一例として、発光表示モジュールの断面図を、図35を用いて示す。 In this embodiment, a cross-sectional view of a light-emitting display module is shown as an example of a display module with reference to FIG.
図35(A)は、アクティブマトリクス基板1201と対向基板1202とが、シール剤1200により固着された発光表示モジュールの断面を示しており、これらの間には画素部1203とが設けられ表示領域を形成している。
FIG. 35A shows a cross section of a light-emitting display module in which an
対向基板1202と、画素部1203との間には、空間1204が形成される。空間には、不活性ガス、例えば窒素ガスを充填したり、吸水性の高い材料を有する透光性樹脂を形成して、さらに水分や酸素の侵入の防止を高めることができる。また透光性を有し、吸水性の高い樹脂を形成してもよい。透光性を有する樹脂により、発光素子からの光が第2の基板側へ出射される場合であっても、透過率を低減することなく形成することができる。
A
また、コントランスを高めるため、モジュールの少なくとも画素部に偏光板、又は円偏光板(偏光板、1/4λ板及び1/2λ板)を備えるとよい。対向基板1202側から表示を認識する場合、対向基板1202から順に、1/4λ板及び1/2λ板1205、偏光板1206を設けるとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を設けてもよい。
In order to increase the contrast, at least the pixel portion of the module may be provided with a polarizing plate or a circular polarizing plate (a polarizing plate, a 1 / 4λ plate and a 1 / 2λ plate). In the case where the display is recognized from the
また、対向基板1202及びアクティブマトリクス基板1201の両方から表示を認識する場合、アクティブマトリクス基板の表面にも同様に、1/4λ板及び1/2λ板、偏光板を設けるとよい。
In the case where the display is recognized from both the
アクティブマトリクス基板1201に設けられた接続端子1208には、FPC1209を介して配線基板1210が接続されている。FPC又は接続配線には画素駆動回路(ICチップ、ドライバIC等)1211が設けられ、配線基板1210には、コントロール回路や電源回路などの外部回路1212が組み込まれている。
A
また、図35(B)に示すように、画素部1203と偏光板の間、又は画素部と円偏光板の間に着色層1207を設けることができる。この場合、画素部に白色発光が可能な発光素子を設け、RGBを示す着色層を別途設けることでフルカラー表示することができる。また、画素部に青色発光が可能な発光素子を設け、色変換層などを別途設けることによってフルカラー表示することができる。また、各画素部において、赤色、緑色、青色の発光を示す発光素子を形成し、且つ着色層を用いることもできる。このような表示モジュールは、各RBGの色純度が高く、高精細な表示が可能となる。
As shown in FIG. 35B, a
図35(C)においては、図35(A)と異なり、対向基板を用いずフィルム又は樹脂等の保護膜1221を用いてアクティブマトリクス基板及び発光素子を封止する場合を示す。画素部1203の第2の画素電極を覆って、保護膜1221が設けられている。保護膜1221として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はシリコーン樹脂等の有機材料を用いることができる。また保護膜12221は、液滴吐出法によりポリマー材料を滴下して形成してもよい。本実施例では、ディスペンサを用いてエポキシ樹脂を吐出し、乾燥させる。さらに保護膜上に、対向基板を設けてもよい。その他の構成は、図35(A)と同様である。
FIG. 35C shows a case where the active matrix substrate and the light-emitting element are sealed using a
このように対向基板を用いず封止すると、表示装置の軽量化、小型化、薄膜化を向上させることができる。 When sealing is performed without using the counter substrate in this manner, the weight, size, and thickness of the display device can be improved.
本実施例のモジュールは、配線基板1210がFPC1209を用いて実装されているが、必ずしもこの構成に限定されない。COG(Chip on Glass)方式を用い、画素駆動回路1211、外部回路1212を直接基板上に実装させるようにしてもよい。
In the module of this embodiment, the
なお、実施の形態1乃至実施の形態10のいずれをも本実施例に適用することができる。また、表示モジュールとして液晶表示モジュール及び発光表示モジュールの例を示したが、これに限られるものではなく、DMD(Digital Micromirror Device;デジタルマイクロミラーデバイス)、PDP(Plasma Display Panel;プラズマディスプレイパネル)、FED(Field Emission Display;フィールドエミッションディスプレイ)、電気泳動表示装置(電子ペーパー)等の表示モジュールに適宜適用することができる。
Note that any of
本実施例では、上記実施例で示す表示パネルの乾燥剤について、図38を用いて説明する。 In this embodiment, the desiccant for the display panel shown in the above embodiment will be described with reference to FIGS.
図38(A)は、表示パネルの表面図であり、図38(B)は、図38(A)のA−Bにおける断面図、図38(C)は図38(A)のC−Dにおける断面図を示す。 38A is a surface view of the display panel, FIG. 38B is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. 38A, and FIG. 38C is a CD of FIG. 38A. FIG.
図38(A)に示すように、アクティブマトリクス基板1800と対向基板1801とが、シール剤1802によって封止されている。アクティブマトリクス基板1800と対向基板1812との間には、画素領域が設けられている。画素領域には、ソース配線1805及びゲート配線1806が交差する領域において、画素1807が形成されている。画素領域とシール剤1802との間には、乾燥剤1804が設けられている。また、画素領域において、ゲート配線1806又はソース配線1805上に乾燥剤1814が設けられている。なお、ここは、ゲート配線上に乾燥剤1814を設けているが、ゲート配線及びソース配線上に設けることもできる。
As shown in FIG. 38A, the
乾燥剤1804としては、酸化カルシウム(CaO)や酸化バリウム(BaO)等のようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水(H2O)を吸着する物質を用いるのが好ましい。但し、これに限らずゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水を吸着する物質を用いても構わない。
As the
また、乾燥剤を、透湿性の高い樹脂に粒状の物質として含まれた状態で基板に固定することができる。ここで、透湿性の高い樹脂としては、例えば、エステルアクリレート、エーテルアクリレート、エステルウレタンアクリレート、エーテルウレタンアクリレート、ブタジエンウレタンアクリレート、特殊ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アミノ樹脂アクリレート、アクリル樹脂アクリレート等のアクリル樹脂を用いることができる。この他、ビスフェノールA型液状樹脂、ビスフェノールA型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールF型樹脂、ビスフェノールAD型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。また、この他の物質を用いても構わない。また、例えばシロキサン等の無機物等を用いてもよい。 Further, the desiccant can be fixed to the substrate in a state where the desiccant is contained as a granular substance in a highly moisture-permeable resin. Here, examples of highly moisture-permeable resins include acrylic resins such as ester acrylate, ether acrylate, ester urethane acrylate, ether urethane acrylate, butadiene urethane acrylate, special urethane acrylate, epoxy acrylate, amino resin acrylate, and acrylic resin acrylate. Can be used. In addition, bisphenol A type liquid resin, bisphenol A type solid resin, bromine-containing epoxy resin, bisphenol F type resin, bisphenol AD type resin, phenol type resin, cresol type resin, novolac type resin, cyclic aliphatic epoxy resin, epibis type Epoxy resins such as epoxy resins, glycidyl ester resins, glycidylamine resins, heterocyclic epoxy resins, and modified epoxy resins can be used. Further, other substances may be used. Further, for example, an inorganic material such as siloxane may be used.
さらに、吸水性を有する物質としては、化学吸着によって水を吸着することのできる分子を有機溶媒中に混合した組成物を固化させたもの等を用いることができる。 Further, as the substance having water absorption, a material obtained by solidifying a composition in which molecules capable of adsorbing water by chemical adsorption are mixed in an organic solvent can be used.
なお、上記のような透湿性の高い樹脂若しくは無機物としては、前記シール材として用いる物質よりも透湿性の高い物質を選択することが好ましい。 Note that as the above-described highly moisture-permeable resin or inorganic material, it is preferable to select a material having higher moisture permeability than the material used as the sealing material.
以上のような、本発明の発光装置では、外部から発光装置内部に侵入した水を、当該水が発光素子が形成された領域に至る前に吸水することができる。その結果、水に起因した画素に設けられた素子、代表的には発光素子の劣化を抑制することができる。 In the light emitting device of the present invention as described above, water that has entered the light emitting device from the outside can be absorbed before the water reaches the region where the light emitting element is formed. As a result, deterioration of an element provided in the pixel due to water, typically a light emitting element, can be suppressed.
図38(B)に示すように、表示パネルの周辺部において、乾燥剤1804はシール剤1802と画素領域1803の間に設けられている。また、対向基板1801又はアクティブマトリクス基板1800に凹部を設け、そこに乾燥剤1804を設けることにより、表示パネルを薄型化することが可能となる。
As shown in FIG. 38B, the
また、図38(C)に示すように、画素1807においては、表示素子を駆動する半導体素子の一部である半導体領域1811、ゲート配線1806、ソース配線1805、及び画素電極1812が形成されている。表示パネルの画素部において、乾燥剤1814は、対向基板においてゲート配線1806と重畳する領域に設けられている。ソース配線と比較して、ゲート配線の幅は2〜4倍であるため、非表示領域であるゲート配線1806上に乾燥剤1814を設けることにより、開口率を低下せず、かつ表示素子への水分の侵入及びそれに起因する劣化を抑制することができる。また、対向基板に凹部を設け、そこに乾燥剤を設けることにより、表示パネルを薄型化することが可能である。
As shown in FIG. 38C, in the
本発明により、微細な構造の半導体素子を高集積した回路、代表的には、信号線駆動回路、コントローラ、CPU、音声処理回路のコンバータ、電源回路、送受信回路、メモリ、音声処理回路のアンプ等の半導体装置を形成することができる。さらには、MPU(マイクロコンピュータ)、メモリ、I/Oインターフェースなどひとつのシステム(機能回路)を構成する回路がモノリシックに搭載され、高速化、高信頼性、低消費電力化が可能なシステムオンチップを形成することができる。 According to the present invention, a circuit in which a semiconductor element with a fine structure is highly integrated, typically a signal line driver circuit, a controller, a CPU, a converter for a sound processing circuit, a power supply circuit, a transmission / reception circuit, a memory, an amplifier for a sound processing circuit, etc. The semiconductor device can be formed. In addition, a system-on-chip that is monolithically equipped with circuits that constitute a single system (functional circuit) such as an MPU (microcomputer), memory, and I / O interface, enabling high speed, high reliability, and low power consumption. Can be formed.
上記実施例に示される半導体装置を筺体に組み込むことによって様々な電子機器を作製することができる。電子機器としては、テレビジョン装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。ここでは、これらの電子機器の代表例としてテレビジョン装置を及びそのブロック図をそれぞれ図11及び図12に、デジタルカメラを図13に示す。 Various electronic devices can be manufactured by incorporating the semiconductor device described in any of the above embodiments into a housing. Electronic devices include television devices, video cameras, digital cameras, goggles-type displays (head-mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebook-type personal computers, game machines, and portable information terminals (Mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, or the like), an image playback apparatus (specifically, a digital versatile disc (DVD)) provided with a recording medium, and can display the image A device provided with a display). Here, as representative examples of these electronic devices, a television device and its block diagram are shown in FIGS. 11 and 12, respectively, and a digital camera is shown in FIG.
図11は、アナログのテレビジョン放送を受信するテレビジョン装置の一般的な構成を示す図である。図11において、アンテナ1101で受信されたテレビ放送用の電波は、チューナ1102に入力される。チューナ1102は、アンテナ1101より入力された高周波テレビ信号を希望受信周波数に応じて制御された局部発振周波数の信号と混合することにより、中間周波数(IF)信号を生成して出力する。
FIG. 11 is a diagram illustrating a general configuration of a television apparatus that receives an analog television broadcast. In FIG. 11, radio waves for television broadcasting received by the
チューナ1102により出力されたIF信号は、中間周波数増幅器(IFアンプ)1103により必要な電圧まで増幅された後、映像検波回路1104によって映像検波されると共に、音声検波回路1105によって音声検波される。映像検波回路1104により出力された映像信号は、映像系処理回路1106により、輝度信号と色信号とに分離され、さらに所定の映像信号処理が施されて映像信号となり、本発明の半導体装置である表示装置、代表的には液晶表示装置、発光表示装置、DMD(Digital Micromirror Device;デジタルマイクロミラーデバイス)、PDP(Plasma Display Panel;プラズマディスプレイパネル)、FED(Field Emission Display;フィールドエミッションディスプレイ)、電気泳動表示装置(電子ペーパー)等の映像系出力部1108に出力される。なお、表示装置に液晶表示装置を用いたものは、液晶テレビジョン装置となり、発光表示装置を用いたものはELテレビジョン装置となる。また、他の表示装置を用いた場合も同様である。
The IF signal output from the
また、音声検波回路1105により出力された信号は、音声系処理回路1107により、FM復調などの処理が施されて音声信号となり、適宜増幅されてスピーカ等の音声系出力部1109に出力される。
The signal output from the
なお、本発明を用いたテレビジョン装置は、VHF帯やUHF帯などの地上波放送、ケーブル放送、又はBS放送などのアナログ放送に対応するものに限らず、地上波デジタル放送、ケーブルデジタル放送、又はBSデジタル放送に対応するものであっても良い。 Note that the television apparatus using the present invention is not limited to a terrestrial broadcast such as a VHF band or a UHF band, a cable broadcast, or an analog broadcast such as a BS broadcast, but also a terrestrial digital broadcast, a cable digital broadcast, Or it may correspond to BS digital broadcasting.
図12はテレビジョン装置を前面方向から見た斜視図であり、筐体1151、表示部1152、スピーカ部1153、操作部1154、ビデオ入力端子1155等を含む。また、図11に示すような構成となっている。
FIG. 12 is a perspective view of the television device as viewed from the front, and includes a
表示部1152は、図11の映像系出力部1108の一例であり、ここで映像を表示する。
The
スピーカ部1153は、図11の音声系出力部1109の一例であり、ここで音声を出力する。
The
操作部1154は、電源スイッチ、ボリュームスイッチ、選局スイッチ、チューナースイッチ、選択スイッチ等が設けられており、該ボタンの押下によりテレビジョン装置の電源のON/OFF、映像の選択、音声の調整、及びチューナの選択等を行う。なお、図示していないが、リモートコントローラ型操作部によって、上記の選択を行うことも可能である。
The
ビデオ入力端子1155は、VTR、DVD、ゲーム機等の外部からの映像信号をテレビジョン装置に入力する端子である。
The
本実施例で示されるテレビジョン装置が壁掛け用テレビジョン装置の場合、本体背面に壁掛け用の部位が設けられている。 When the television apparatus shown in the present embodiment is a wall-mounted television apparatus, a wall-hanging portion is provided on the back surface of the main body.
テレビジョン装置の表示部に本発明の半導体装置の一例である表示装置を用いることにより、低コストで、スループットや歩留まり高くテレビジョン装置を作製することができる。また、テレビジョン装置の映像検波回路、映像系処理回路、音声検波回路、音声系処理回路を制御するCPUに本発明の半導体装置を用いることにより、低コストで、スループットや歩留まり高くテレビジョン装置を作製することができる。このため、壁掛けテレビジョン装置、鉄道の駅や空港などにおける情報表示板や、街頭における広告表示板など、特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。 By using the display device which is an example of the semiconductor device of the present invention for the display portion of the television device, the television device can be manufactured with low cost and high throughput and yield. Further, by using the semiconductor device of the present invention for the CPU that controls the video detection circuit, the video processing circuit, the audio detection circuit, and the audio processing circuit of the television device, the television device can be manufactured at low cost and with high throughput and yield. Can be produced. For this reason, it can be applied to various uses, particularly as a display medium with a large area, such as a wall-mounted television device, an information display board in a railway station or airport, and an advertisement display board in a street.
図13(A)及び図13(B)は、デジタルカメラの一例を示す図である。図13(A)は、デジタルカメラの前面方向から見た斜視図、図13(B)は、後面方向から見た斜視図である。図13(A)において、デジタルカメラには、リリースボタン1301、メインスイッチ1302、ファインダー窓1303、フラッシュ1304、レンズ1305、鏡胴1306、筺体1307が備えられている。
13A and 13B are diagrams illustrating an example of a digital camera. FIG. 13A is a perspective view seen from the front side of the digital camera, and FIG. 13B is a perspective view seen from the rear side. 13A, the digital camera is provided with a
また、図13(B)において、ファインダー接眼窓1311、モニター1312、操作ボタン1313が備えられている。
In FIG. 13B, a
リリースボタン1301は、半分の位置まで押下されると、焦点調整機構および露出調整機構が作動し、最下部まで押下されるとシャッターが開く。
When the
メインスイッチ1302は、押下又は回転によりデジタルカメラの電源のON/OFFを切り替える。
A
ファインダー窓1303は、デジタルカメラの前面のレンズ1305の上部に配置されており、図13(B)に示すファインダー接眼窓1311から撮影する範囲やピントの位置を確認するための装置である。
The
フラッシュ1304は、デジタルカメラの前面上部に配置され、被写体輝度が低いときに、リリースボタンが押下されてシャッターが開くと同時に補助光を照射する。
The
レンズ1305は、デジタルカメラの正面に配置されている。レンズは、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等により構成され、図示しないシャッター及び絞りと共に撮影光学系を構成する。また、レンズの後方には、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子が設けられている。
The
鏡胴1306は、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等のピントを合わせるためにレンズの位置を移動するものであり、撮影時には、鏡胴を繰り出すことにより、レンズ1305を手前に移動させる。また、携帯時は、レンズ1305を沈銅させてコンパクトにする。なお、本実施例においては、鏡胴を繰り出すことにより被写体をズーム撮影することができる構造としているが、この構造に限定されるものではなく、筺体1307内での撮影光学系の構成により鏡胴を繰り出さずともズーム撮影が可能なデジタルカメラでもよい。
The
ファインダー接眼窓1311は、デジタルカメラの後面上部に設けられており、撮影する範囲やピントの位置を確認する際に接眼するために設けられた窓である。
The
操作ボタン1313は、デジタルカメラの後面に設けられた各種機能ボタンであり、セットアップボタン、メニューボタン、ディスプレイボタン、機能ボタン、選択ボタン等により構成されている。
The
本発明の半導体装置の一実施例である表示装置をモニターに用いことにより、低コストで、スループットや歩留まり高くデジタルカメラを作製することが可能である。また、各種機能ボタン、メインスイッチ、リリースボタン等の操作入力を受けて関連した処理を行うCPU、自動焦点動作及び自動焦点調整動作を行う回路、ストロボ発光の駆動制御、CCDの駆動を制御するタイミング制御回路、CCD等の撮像素子によって光電変換された信号から画像信号を生成する撮像回路、撮像回路で生成された画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路、メモリへの画像データの書き込み及び画像データの読み出しを行うメモリインターフェース等の各回路を制御するCPU等に本発明の半導体装置を用いることにより、低コストで、スループットや歩留まり高くデジタルカメラを作製することが可能である。 By using a display device which is an embodiment of the semiconductor device of the present invention for a monitor, a digital camera can be manufactured at low cost and with high throughput and yield. In addition, a CPU that receives operation inputs from various function buttons, a main switch, a release button, and the like, a circuit that performs an automatic focus operation and an automatic focus adjustment operation, a drive control for strobe light emission, and a timing for controlling a CCD drive A control circuit, an image pickup circuit that generates an image signal from a signal photoelectrically converted by an image pickup device such as a CCD, an A / D conversion circuit that converts an image signal generated by the image pickup circuit into a digital signal, and writing image data into a memory In addition, by using the semiconductor device of the present invention for a CPU or the like that controls each circuit such as a memory interface that reads image data, a digital camera can be manufactured at low cost and with high throughput and yield.
Claims (46)
前記ゲート電極、前記半導体領域、前記ソース電極、又は前記ドレイン電極は液滴吐出法で形成され、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする半導体装置。 A gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode and a drain electrode;
The gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, or the drain electrode is formed by a droplet discharge method,
A distance between the source region and the drain region is from 0.1 μm to 10 μm.
前記ゲート電極、前記半導体領域、前記ソース電極、又は前記ドレイン電極は液滴吐出法で形成され、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする半導体装置。 A gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode and a drain electrode;
The gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, or the drain electrode is formed by a droplet discharge method,
A distance between the source electrode and the drain electrode is from 0.1 μm to 10 μm.
前記第1のマスクパターンをマスクとして、前記導電性を示す半導体領域を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A conductive semiconductor layer is formed on the conductive layer, a photosensitive resin layer is formed on the conductive semiconductor region by a coating method, the photosensitive resin layer is exposed to a laser beam and developed to form a first layer. Forming a mask pattern of
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor region exhibiting conductivity is separated using the first mask pattern as a mask.
前記第1のマスクパターンをマスクとして、前記導電性を示す半導体領域を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A semiconductor region exhibiting conductivity is formed on the semiconductor region, a photosensitive resin layer is formed on the semiconductor region exhibiting conductivity by a coating method, the photosensitive resin layer is exposed with a laser beam and developed to form a first Forming a mask pattern of
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor region exhibiting conductivity is separated using the first mask pattern as a mask.
前記第1のマスクパターンをマスクとして前記導電膜を分離した後、前記導電性を示す半導体領域を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A conductive semiconductor region is formed on the semiconductor region, a conductive film is formed on the conductive semiconductor region, a photosensitive resin layer is formed on the conductive film by a coating method, and the photosensitive resin layer is formed. Is exposed to a laser beam and developed to form a first mask pattern,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: separating the conductive film using the first mask pattern as a mask; and then isolating the semiconductor region exhibiting conductivity.
前記ゲート電極、前記半導体領域、前記ソース電極、前記ドレイン電極、又は画素電極は液滴吐出法で形成され、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする表示装置で構成される液晶テレビジョン装置。 A gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode, a drain electrode, and a pixel electrode connected to the drain electrode;
The gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, the drain electrode, or the pixel electrode is formed by a droplet discharge method,
A liquid crystal television set including a display device, wherein a distance between the source region and the drain region is 0.1 μm or more and 10 μm or less.
前記ゲート電極、前記半導体領域、前記ソース電極、前記ドレイン電極、又は画素電極は液滴吐出法で形成され、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする表示装置で構成される液晶テレビジョン装置。 A gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode, a drain electrode, and a pixel electrode connected to the drain electrode;
The gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, the drain electrode, or the pixel electrode is formed by a droplet discharge method,
A liquid crystal television set including a display device, wherein a distance between the source electrode and the drain electrode is 0.1 μm or more and 10 μm or less.
前記ゲート電極、前記半導体領域、前記ソース電極、前記ドレイン電極、又は画素電極は液滴吐出法で形成され、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする表示装置で構成されるELテレビジョン装置。 A gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode, a drain electrode, and a pixel electrode connected to the drain electrode;
The gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, the drain electrode, or the pixel electrode is formed by a droplet discharge method,
An EL television device including a display device, wherein a distance between the source region and the drain region is 0.1 μm or more and 10 μm or less.
前記ゲート電極、前記半導体領域、前記ソース電極、前記ドレイン電極、又は画素電極は液滴吐出法で形成され、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の距離が、0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする表示装置で構成されるELテレビジョン装置。 A gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor region, a source region, a drain region, a source electrode, a drain electrode, and a pixel electrode connected to the drain electrode;
The gate electrode, the semiconductor region, the source electrode, the drain electrode, or the pixel electrode is formed by a droplet discharge method,
An EL television device including a display device, wherein a distance between the source electrode and the drain electrode is 0.1 μm or more and 10 μm or less.
44. The EL television device including the display device according to claim 43, wherein one end of the source electrode and the drain electrode facing each other is curved in a straight line shape and a curved shape.
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