JP2006012856A - Light emitting device and its manufacturing method - Google Patents

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JP2006012856A
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Toru Takayama
徹 高山
Hirokazu Yamagata
裕和 山形
Akihiko Takara
昭彦 高良
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of a light emitting element caused by oxygen and moisture contained in an interlayer insulating film. <P>SOLUTION: The light emitting device is provided in which the interlayer insulating film made of an organic resin material is formed on a TFT formed on an insulating surface, and in which the light emitting element in which a light emitting layer composed of an organic compound is formed between a pair of electrodes is installed on the interlayer insulating film, and in which an inorganic insulating film in which silica and nitrogen are main components, or a carbon film which has a SP<SP>3</SP>bond, and in which hydrogen is contained is formed between the interlayer insulating film and the light emitting element. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は絶縁表面を有する基板上に、薄膜トランジスタ(以下、TFTと記す
)で構成された回路と、一対の電極間に発光層が形成された発光素子を有する発
光装置に関する。
The present invention relates to a light-emitting device including a circuit including a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) on a substrate having an insulating surface and a light-emitting element in which a light-emitting layer is formed between a pair of electrodes.

TFTは透明基板上に形成することができるので、アクティブマトリクス型画
像表示装置への応用開発が積極的に進められてきた。結晶質半導体膜(代表的に
は結晶質珪素膜)を利用したTFTは高移動度が得られるので、同一基板上に機
能回路を集積させて高精細な画像表示を実現することが可能とされている。近年
、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用
いてTFTを構成する技術が注目されている。TFTはICや電気光学装置のよ
うな電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として
開発が急がれている。
Since TFT can be formed on a transparent substrate, application development to an active matrix image display device has been actively promoted. A TFT using a crystalline semiconductor film (typically a crystalline silicon film) has high mobility, so that a high-definition image display can be realized by integrating functional circuits on the same substrate. ing. 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a technique for forming a TFT using a semiconductor thin film (thickness of about several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface. TFTs are widely applied to electronic devices such as ICs and electro-optical devices, and are particularly urgently developed as switching elements for image display devices.

このような画像表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待され
ているが、特に携帯機器への利用が注目されている。なかでも、発光素子は、従
来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。したが
って、発光素子は極めて薄型軽量に作製できる大きな利点がある。
Various applications using such an image display device are expected, but the use for portable devices is attracting attention. In particular, the light emitting element does not need a backlight as used in a conventional liquid crystal display. Therefore, the light emitting element has a great advantage that it can be manufactured to be extremely thin and light.

発光素子は、電界を加えることにより前記発光層そのものが光を放出する自発
光型の素子である。その発光機構は、電極間に発光層を挟んで電圧を印加するこ
とにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層中の
発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際
にエネルギーを放出して発光すると言われている。
The light emitting element is a self-luminous element in which the light emitting layer itself emits light when an electric field is applied. The light emission mechanism is such that when a voltage is applied across the light emitting layer between the electrodes, the electrons injected from the cathode and the holes injected from the anode recombine at the light emission center in the light emitting layer to generate molecular excitons. It is said that when it forms and its molecular excitons return to the ground state, it emits energy and emits light.

発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置は、基板上にTFTが形
成され、TFT上には、層間絶縁膜が形成される。なお、層間絶縁膜は、酸化珪
素や窒化珪素といった珪素を含む無機材料、もしくはポリイミド、ポリアミド及
びアクリルといった有機樹脂材料等の有機材料を用いて形成することができる。
In an active matrix light-emitting device having a light-emitting element, a TFT is formed over a substrate, and an interlayer insulating film is formed over the TFT. Note that the interlayer insulating film can be formed using an inorganic material containing silicon such as silicon oxide or silicon nitride, or an organic material such as an organic resin material such as polyimide, polyamide, or acrylic.

発光装置とは、陽極、陰極及びそれらの間に蛍光又は燐光などによる発光が得
られる材料から成る層を挟んだ構造を有する発光素子を設けた装置のことを指し
ていう。なお、ここでいう発光素子は、発光が得られる材料に有機化合物を用い
たものはOLED(Organic Light Emitting Device)ともよばれている。
A light-emitting device refers to a device provided with a light-emitting element having a structure in which an anode, a cathode, and a layer made of a material capable of emitting light by fluorescence or phosphorescence are sandwiched therebetween. In addition, as for the light emitting element here, what used the organic compound for the material from which light emission is obtained is also called OLED (Organic Light Emitting Device).

層間絶縁膜により基板表面を平坦化する場合、スピン塗布法による層間絶縁膜
の形成が適している。スピン塗布をする場合、無機材料としては、珪素を主成分
とする溶剤が用いられている。前記珪素を主成分とする溶剤を用いて形成された
層間絶縁膜は、酸素あるいは水を透過させないという特性を持つが、前記特性は
充分高い温度において焼成したとき現れる。また、膜厚を厚くするとクラックが
発生する等の欠点を持つ。
When the substrate surface is planarized with an interlayer insulating film, it is suitable to form the interlayer insulating film by a spin coating method. In the case of spin coating, a solvent containing silicon as a main component is used as the inorganic material. The interlayer insulating film formed using the solvent containing silicon as a main component has a characteristic of not allowing oxygen or water to permeate, but the characteristic appears when baked at a sufficiently high temperature. Further, when the film thickness is increased, there are defects such as generation of cracks.

一方、有機材料により形成された層間絶縁膜の特徴としては、酸素を透過し、
水を透過もしくは吸収するものの、1μm以上の厚さで形成でき、下地の凹凸に
影響されずに表面を平坦化できるという利点がある。また、形成時の焼成温度は
300℃程度であり、有機樹脂からなる基板表面上にも形成できる。
On the other hand, as a feature of the interlayer insulating film formed of an organic material, it transmits oxygen,
Although it transmits or absorbs water, it can be formed with a thickness of 1 μm or more, and there is an advantage that the surface can be flattened without being affected by the unevenness of the base. Moreover, the baking temperature at the time of formation is about 300 ° C., and it can be formed on the substrate surface made of an organic resin.

しかしながら、上記層間絶縁膜として適した有機材料は、水蒸気を透過し、水
分を吸収しやすいという特性を持っている。一方、発光層は、低分子系、高分子
系によらず、酸素や水分に極めて弱く、すぐ劣化してしまうという欠点を有して
いる。さらに発光素子の陽極もしくは陰極には、アルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属が用いられており、これらは酸素により酸化しやすい。すなわち水分は
発光素子の劣化の要因となり、ダークスポット等の不良の原因となる。
However, the organic material suitable for the interlayer insulating film has characteristics that it allows water vapor to pass therethrough and easily absorbs water. On the other hand, the light-emitting layer has a defect that it is very weak against oxygen and moisture and deteriorates quickly, regardless of whether it is a low molecular or high molecular system. Further, alkali metal or alkaline earth metal is used for the anode or cathode of the light emitting element, and these are easily oxidized by oxygen. That is, moisture causes deterioration of the light emitting element and causes defects such as dark spots.

プラズマCVD法で形成する酸化珪素、酸化窒化珪素等は基板温度を300℃
以上の基板加熱温度が必要であり、耐熱性のない有機樹脂膜の上に形成するには
適していない。
Silicon oxide, silicon oxynitride, etc. formed by plasma CVD method have a substrate temperature of 300 ° C.
The above substrate heating temperature is required, and it is not suitable for forming on an organic resin film having no heat resistance.

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、層間絶縁膜中に含まれる
水分や酸素により発光素子の劣化を防ぐことを目的とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to prevent deterioration of a light emitting element due to moisture or oxygen contained in an interlayer insulating film.

上記問題点を解決するために本発明は、絶縁表面上に形成されたTFT上に、
有機材料から成る層間絶縁膜が形成されており、当該層間絶縁膜上に、一対の電
極間に発光層が形成された発光素子が設けられ、前記層間絶縁膜と前記発光素子
との間に、珪素と窒素とを主成分とする無機絶縁膜が形成された発光装置を提供
する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a TFT formed on an insulating surface,
An interlayer insulating film made of an organic material is formed, and a light emitting element in which a light emitting layer is formed between a pair of electrodes is provided on the interlayer insulating film, and between the interlayer insulating film and the light emitting element, Provided is a light-emitting device in which an inorganic insulating film containing silicon and nitrogen as main components is formed.

無機絶縁膜としては、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜が適用され、珪素の含有比
率が25.0atomic%以上35.0atomic%以下であり、窒素の含有比率が35.
0atomic%以上65.0atomic%以下であることが望ましい。酸化珪素膜では水
分などのブロッキング性が十分でなく、窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜を適用し
て緻密化する必要がある。
As the inorganic insulating film, a silicon nitride oxide film or a silicon nitride film is applied, the silicon content ratio is 25.0 atomic% or more and 35.0 atomic% or less, and the nitrogen content ratio is 35.
It is desirable that it is 0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less. A silicon oxide film does not have sufficient blocking properties such as moisture, and needs to be densified by applying a silicon nitride oxide film or a silicon nitride film.

無機絶縁膜としては、窒化酸化珪素膜または窒化珪素膜が適用され、珪素の含
有比率が25.0atomic%以上40.0atomic%以下であり、窒素の含有比率が3
5.0atomic%以上60.0atomic%以下であることが望ましい。
As the inorganic insulating film, a silicon nitride oxide film or a silicon nitride film is applied, the silicon content ratio is 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less, and the nitrogen content ratio is 3
It is desirable to be 5.0 atomic% or more and 60.0 atomic% or less.

また、他の絶縁膜材料として、SP3結合を有し水素を含有する炭素膜を適用
することもできる。代表的にはダイヤモンドライクカーボン(Diamond Like Car
bon;DLC)であり、酸素、水蒸気などのガスバリア性があり、さらに有機材
料から成る層間絶縁膜と密着性良く形成することができる。
Further, as another insulating film material, a carbon film having SP 3 bonds and containing hydrogen can be used. Typically diamond-like carbon (Diamond Like Car
bon (DLC), which has a gas barrier property such as oxygen and water vapor, and can be formed with good adhesion to an interlayer insulating film made of an organic material.

さらに、本発明の構成は、薄膜トランジスタ上に有機材料から成る層間絶縁膜
を形成し、層間絶縁膜上にスパッタリング法により珪素の含有比率が25.0ato
mic%以上35.0atomic%以下であり、窒素の含有比率が35.0atomic%以上
65.0atomic%以下である無機絶縁膜を形成し、無機絶縁膜上に、一対の電極
間に発光層を有する発光素子を形成する発光装置の作製方法を提供する。
Further, according to the structure of the present invention, an interlayer insulating film made of an organic material is formed on a thin film transistor, and the silicon content ratio is 25.0 at.
An inorganic insulating film having a content ratio of mic% to 35.0 atomic% and a nitrogen content ratio of 35.0 atomic% to 65.0 atomic% is formed, and a light emitting layer is provided between the pair of electrodes on the inorganic insulating film. A method for manufacturing a light-emitting device for forming a light-emitting element is provided.

本発明の構成は、薄膜トランジスタ上に有機材料から成る層間絶縁膜を形成し
、層間絶縁膜上にスパッタリング法により珪素の含有比率が25.0atomic%以
上40.0atomic%以下であり、窒素の含有比率が35.0atomic%以上60.0a
tomic%以下である無機絶縁膜を形成し、無機絶縁膜上に、一対の電極間に発光
層を有する発光素子を形成する発光装置の作製方法を提供する。
In the structure of the present invention, an interlayer insulating film made of an organic material is formed on a thin film transistor, and the silicon content is 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less on the interlayer insulating film by a sputtering method, and the nitrogen content is Is more than 35.0 atomic% and 60.0a
Provided is a method for manufacturing a light-emitting device, in which an inorganic insulating film of tomic% or less is formed and a light-emitting element having a light-emitting layer between a pair of electrodes is formed over the inorganic insulating film.

無機絶縁膜としては、スパッタリング法により、SP3結合を有し水素を含有
する炭素膜を形成しても良い。
As the inorganic insulating film, a carbon film having SP 3 bonds and containing hydrogen may be formed by a sputtering method.

上記発明の構成において、有機材料から成る層間絶縁膜としては熱硬化型又は
光硬化型の有機樹脂材料が適用され、アクリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリ
イミドアミド、アラミドなどを適用することができる。
In the structure of the above invention, a thermosetting or photocurable organic resin material is applied as the interlayer insulating film made of an organic material, and acrylic, polyimide, polyamide, polyimideamide, aramid, or the like can be applied.

無機絶縁膜を形成する方法は、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、
イオンビームスパッタリング法、ECR(電子サイクロトロン共鳴)スパッタリ
ング法、イオン化蒸着法等の気相成膜法を用いて形成する。これらの成膜方法は
、いずれも物理的に原子又は分子を基板上に被着させる方法なので、下地の有機
材料からなる層間絶縁膜と殆ど反応せず、化学的に変質させてしまう恐れがない
。また、室温〜300℃、好ましくは150〜250℃の温度範囲であっても緻
密な膜を形成できるという特徴がある。そして、酸素や水分の透過を阻止する特
性を有している。
The method of forming the inorganic insulating film includes a sputtering method, a reactive sputtering method,
It is formed by using a vapor phase film forming method such as an ion beam sputtering method, an ECR (electron cyclotron resonance) sputtering method, or an ionized vapor deposition method. Since these film formation methods are methods in which atoms or molecules are physically deposited on the substrate, they hardly react with the interlayer insulating film made of the underlying organic material, and there is no risk of chemical alteration. . Further, there is a feature that a dense film can be formed even in a temperature range of room temperature to 300 ° C., preferably 150 to 250 ° C. And it has the characteristic which prevents permeation | transmission of oxygen and a water | moisture content.

スパッタリングを用いた成膜の場合、150℃〜250℃の基板温度において
、光透過率の良好な珪素及び窒素を主成分とする無機絶縁膜を形成できる。この
無機絶縁膜を設けることにより陽極、陰極及び発光材料は、有機材料を用いた層
間絶縁膜からの酸素や水分から遮蔽され、劣化を防止することができる。
In the case of film formation using sputtering, an inorganic insulating film mainly containing silicon and nitrogen with good light transmittance can be formed at a substrate temperature of 150 ° C. to 250 ° C. By providing this inorganic insulating film, the anode, the cathode, and the light emitting material are shielded from oxygen and moisture from the interlayer insulating film using an organic material, and deterioration can be prevented.

なお、前記珪素及び窒素を主成分とする無機絶縁膜は、スパッタリングによる
成膜において、シリコンを主成分とするターゲットを用い、スパッタガスとして
、アルゴン、窒素、酸素、窒素酸化物水素を使用して形成する。前記珪素及び窒
素を主成分のひとつとする膜は、成膜時のガス流量により、窒素と、酸素との組
成比が変わる。本明細書中では、前記組成比において、珪素以外の主成分として
窒素が殆どである膜を、窒化珪素膜と記す。また、前記組成比において、珪素以
外の主成分として酸素、窒素含まれる膜を、酸化窒化珪素膜と記す。
The inorganic insulating film mainly containing silicon and nitrogen uses a target mainly containing silicon in film formation by sputtering, and uses argon, nitrogen, oxygen, or nitrogen oxide hydrogen as a sputtering gas. Form. In the film containing silicon and nitrogen as one of the main components, the composition ratio of nitrogen and oxygen varies depending on the gas flow rate during film formation. In the present specification, a film in which nitrogen is mostly contained as a main component other than silicon in the composition ratio is referred to as a silicon nitride film. A film containing oxygen and nitrogen as main components other than silicon in the composition ratio is referred to as a silicon oxynitride film.

以上の工程では、基板を300℃以上に加熱することがないため、有機樹脂基
板上にTFTを形成する場合にも同様に適用することができる。
In the above steps, since the substrate is not heated to 300 ° C. or higher, it can be similarly applied to the case where a TFT is formed on an organic resin substrate.

こうして有機材料から成る層間絶縁膜上に、無機絶縁膜又は炭素膜を形成する
ことにより、当該層間絶縁膜側からの酸素、水分が発光素子側へ侵入することを
防ぐことができ、発光素子の劣化を防止することができる。また、発光素子から
の可動イオンがTFT側へ拡散することも防ぐことができ、TFTの閾値の変動
を抑制することが可能となる。これらにより、発光装置におけるダークスポット
の発生や輝度の低下を抑えることが可能となり、また、TFTの信頼性を高める
ことができる。有機樹脂基板に、上記ダークスポットが少なく、且つ劣化の少な
い、発光装置を作成できる。
By forming an inorganic insulating film or a carbon film on the interlayer insulating film made of an organic material in this manner, oxygen and moisture from the interlayer insulating film side can be prevented from entering the light emitting element side. Deterioration can be prevented. Further, it is possible to prevent the mobile ions from the light emitting element from diffusing to the TFT side, and it is possible to suppress fluctuations in the threshold value of the TFT. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of dark spots and a decrease in luminance in the light emitting device, and to improve the reliability of the TFT. A light emitting device with few dark spots and little deterioration can be formed on an organic resin substrate.

『実施の形態1』
本発明は、絶縁基板の表面にTFTを形成し、その上に有機材料からなる層間
絶縁膜を形成し、その膜に接してスパッタリング法により、窒化珪素膜及び酸化
窒化珪素膜などの無機絶縁膜、若しくは炭素膜を形成する工程を経て発光装置を
完成するものである。『実施の形態1』に、無機絶縁膜に酸化窒化珪素膜又は窒
化珪素膜を用いた例を示す。
Embodiment 1”
In the present invention, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film and a silicon oxynitride film is formed by forming a TFT on the surface of an insulating substrate, forming an interlayer insulating film made of an organic material thereon, and contacting the film with a sputtering method. Alternatively, the light emitting device is completed through a process of forming a carbon film. [Embodiment 1] shows an example in which a silicon oxynitride film or a silicon nitride film is used as the inorganic insulating film.

有機材料からなる層間絶縁膜は塗布法により形成する。有機材料からなる層間
絶縁膜には、熱硬化型又は光硬化型の有機樹脂材料が適用され、アクリル、ポリ
イミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アラミドなどを適用する。その他に、
誘電率が3.8よりも小さい低誘電率膜として、フッ素添加の酸化珪素膜や、有
機SOG(Spin on Glass)、HSQ(無機水素化シロキ酸)、HOSP(有機
シロキ酸系ポリマー)、多孔質SOGなどを適用することもできる。
An interlayer insulating film made of an organic material is formed by a coating method. A thermosetting or photocurable organic resin material is applied to the interlayer insulating film made of an organic material, and acrylic, polyimide, polyamide, polyimideamide, aramid, or the like is applied. Other,
As a low dielectric constant film having a dielectric constant smaller than 3.8, a fluorine-added silicon oxide film, organic SOG (Spin on Glass), HSQ (inorganic hydrogenated siloxy acid), HOSP (organic siloxy acid polymer), porous A quality SOG or the like can also be applied.

その上に形成する無機絶縁膜はスパッタリング法による形成条件として、珪素
を主成分とするターゲットとして珪素もしくは窒化珪素、若しくは酸化窒化珪素
からなるターゲットを用いる。以下は、窒化珪素膜及び酸化窒化珪素膜の形成方
法を検討した結果について以下に示す。
A target made of silicon, silicon nitride, or silicon oxynitride is used as a target mainly containing silicon as a formation condition by a sputtering method for the inorganic insulating film formed thereon. The following is a result of studying a method for forming a silicon nitride film and a silicon oxynitride film.

スパッタリング法により、前記窒化珪素膜及び酸化窒化珪素膜をそれぞれガラ
ス基板上に100nmの膜厚で成膜し、透過率を測定した。この透過率特性結果を
図1にそれぞれ番号(1)、(2)に示す。図1には、プラズマCVD法による
膜厚100nmの酸化窒化珪素膜の透過率特性(3)、及びガラスの透過率特性(
4)も示してある。図1によれば酸化窒化珪素膜の方が、可視光範囲にわたって
光の透過率が良い。透過率を向上するためには成膜時に膜中に酸素を添加するこ
とが有効である。
The silicon nitride film and the silicon oxynitride film were each formed to a thickness of 100 nm on a glass substrate by sputtering, and the transmittance was measured. The transmittance characteristics results are shown in FIG. 1 as numbers (1) and (2), respectively. FIG. 1 shows the transmittance characteristic (3) of a 100 nm-thick silicon oxynitride film by plasma CVD and the transmittance characteristic of glass (
4) is also shown. According to FIG. 1, the silicon oxynitride film has better light transmittance over the visible light range. In order to improve the transmittance, it is effective to add oxygen into the film during film formation.

但し、膜中酸素量と透過率とを相関づけることは難しかった。表1にはプラズ
マCVD法と、スパッタリング法とのそれぞれの方法で酸化窒化珪素膜及び窒化
珪素膜を成膜し、組成を比較した結果を示す。
However, it was difficult to correlate the amount of oxygen in the film and the transmittance. Table 1 shows the results of comparing the compositions of silicon oxynitride films and silicon nitride films formed by plasma CVD and sputtering.

Figure 2006012856
Figure 2006012856

表1の酸化窒化珪素膜は、ターゲットに珪素を用い、成膜ガス及び流量を、N
2:H2:N2O=31:5:4sccmとした。また、成膜ガス圧力は0.4Pa、成
膜電力はRF電源で、半径12inchの円型ターゲットを用いて3kWとした。前記成
膜ガス及び流量についてN2O=4sccmとしたが、N2Oの代わりに酸素を流す、
あるいは各成膜ガスの流量比を変えることにより膜質を変えることができる。
一方、表1の窒化珪素膜は、ターゲットに珪素を用い、成膜ガス及び流量を、
2:Ar=20:20sccmとした。また、成膜ガス圧力は0.4Pa、成膜電力
はRF電源で、半径6inchの円型ターゲットを用いて0.8kWとした。
表1より、組成比が異なっていても、同じ透過率が得られている。一方、窒化
珪素膜の酸素や水分をブロッキングする特性は、酸化珪素膜より優れることから
、前記珪素及び窒素を主成分の一つとする絶縁膜において窒化の組成比が多いこ
とが望ましい場合もある。
The silicon oxynitride film in Table 1 uses silicon as a target, and the deposition gas and flow rate are set to N.
2 : H 2 : N 2 O = 31: 5: 4 sccm. The film forming gas pressure was 0.4 Pa, the film forming power was RF power, and a circular target having a radius of 12 inches was set to 3 kW. The film forming gas and flow rate were set to N 2 O = 4 sccm, but oxygen was passed instead of N 2 O.
Alternatively, the film quality can be changed by changing the flow ratio of each film forming gas.
On the other hand, the silicon nitride film in Table 1 uses silicon as a target, and the deposition gas and flow rate are
N 2 : Ar = 20: 20 sccm. The deposition gas pressure was 0.4 Pa, the deposition power was an RF power source, and a circular target having a radius of 6 inches was set to 0.8 kW.
From Table 1, the same transmittance is obtained even if the composition ratio is different. On the other hand, since the silicon nitride film has better characteristics of blocking oxygen and moisture than the silicon oxide film, it may be desirable that the insulating film mainly containing silicon and nitrogen has a high nitriding composition ratio.

上記の珪素及び窒素を主成分のひとつとする膜中の酸素含有量が、透過率特性
と酸素や水分をブロッキングする特性とを左右すると思われる。そこで、有機樹
脂膜上に珪素及び窒素を主成分とする膜をスパッタリング法で成膜することとし
、膜中の組成比を素子の構造に合わせて決めるものである。但し、表1より珪素
の組成については、25.0atomic%〜35atomic%であり、窒素の組成につい
ては、35.0atomic%〜65.0atomic%が適していることが確認された。
The oxygen content in the film containing silicon and nitrogen as one of the main components seems to influence the transmittance characteristics and the characteristics of blocking oxygen and moisture. Therefore, a film containing silicon and nitrogen as main components is formed on the organic resin film by a sputtering method, and the composition ratio in the film is determined in accordance with the structure of the element. However, from Table 1, it was confirmed that the silicon composition is 25.0 atomic% to 35 atomic%, and the nitrogen composition is 35.0 atomic% to 65.0 atomic%.

上記酸化窒化珪素膜の成膜は、膜厚において100nm程度で形成している。タ
ーゲットは珪素を用い、成膜ガス及び流量は、N2:H2:N2O=31:5:4s
ccmとした。また、成膜ガス圧力は0.4Pa、成膜電力はRF電源で、半径12inc
hの円型ターゲットを用いて3kWとした。
The silicon oxynitride film is formed with a thickness of about 100 nm. The target is silicon, and the deposition gas and flow rate are N 2 : H 2 : N 2 O = 31: 5: 4s.
ccm. The film forming gas pressure is 0.4 Pa, the film forming power is RF power, and the radius is 12 inc.
It was set to 3kW using a circular target of h.

光透過率の良好な珪素及び窒素を主成分とする膜(酸化窒化珪素膜又は窒化珪
素膜)を層間絶縁膜上に形成することにより、陽極、陰極及び発光材料は、有機
材料を用いた層間絶縁膜からの酸素や水分から遮蔽され、劣化を防止することが
できる。
By forming a film (silicon oxynitride film or silicon nitride film) mainly composed of silicon and nitrogen with good light transmittance over the interlayer insulating film, the anode, the cathode, and the light emitting material are interlayers using organic materials. It is shielded from oxygen and moisture from the insulating film, and deterioration can be prevented.

『実施の形態2』
実施の形態1と異なった成膜条件で成膜した窒化珪素膜を無機絶縁膜に用いた
例を示す。
“Embodiment 2”
An example in which a silicon nitride film formed under a film formation condition different from that in Embodiment Mode 1 is used for an inorganic insulating film is shown.

実施の形態1と同様の工程により、絶縁基板の表面にTFTを形成し、その上
に有機材料からなる層間絶縁膜を形成した後、窒化珪素膜を形成する。
A TFT is formed on the surface of the insulating substrate by the same process as in the first embodiment, an interlayer insulating film made of an organic material is formed thereon, and then a silicon nitride film is formed.

窒化珪素膜はスパッタリング法によって成膜し、このときの成膜条件は、 タ
ーゲットには珪素を用い、成膜ガス及び流量は、N2:Ar=20:0sccmとし
た。このとき、基板の温度を一定にする為、加熱したArを20sccm基板表
面に流している。また、成膜ガス圧力は0.8Pa、成膜電力はRF電源で、半径
12inchの円型ターゲットを用いて3kWとする。
The silicon nitride film was formed by a sputtering method. At this time, the film formation conditions were that silicon was used as a target, and the film formation gas and the flow rate were N 2 : Ar = 20: 0 sccm. At this time, in order to keep the substrate temperature constant, heated Ar is allowed to flow on the surface of the 20 sccm substrate. The film forming gas pressure is 0.8 Pa, the film forming power is RF power, and the circular target having a radius of 12 inches is set to 3 kW.

このときの、窒化珪素膜の組成比を表2に示す。表2より珪素の組成について
は、25.0atomic%〜40atomic%であり、窒素の組成については、35.0a
tomic%〜60.0atomic%が適していることが確認された。
The composition ratio of the silicon nitride film at this time is shown in Table 2. From Table 2, the composition of silicon is 25.0 atomic% to 40 atomic%, and the composition of nitrogen is 35.0a.
It was confirmed that tomic% to 60.0 atomic% is suitable.

Figure 2006012856
Figure 2006012856

以下に、窒化珪素膜の効果を説明する。
図11に示す封止サンプルを用いて、前記窒化珪素膜のガスバリア特性を測定
した。測定には、封止缶とポリカーボネート(以下、PCと示す。)フィルムと
を封止剤を用いて封止したサンプルA(図11(A))と、封止缶と窒化珪素膜
を成膜したPCフィルムとを封止剤を用いて封止したサンプルB(図11(B)
)を用いた。なお、サンプルA及びサンプルBの内部には、乾燥剤であるCaO
を設置している。これらを、大気圧、室温条件で放置したときのサンプルの重量
変化を測定した。この結果を、図12に示す。
The effect of the silicon nitride film will be described below.
Using the sealing sample shown in FIG. 11, the gas barrier characteristics of the silicon nitride film were measured. For the measurement, Sample A (FIG. 11A) in which a sealing can and a polycarbonate (hereinafter referred to as PC) film are sealed with a sealing agent, a sealing can and a silicon nitride film are formed. Sample B (FIG. 11B) in which the PC film was sealed with a sealant
) Was used. Sample A and sample B contain CaO, which is a desiccant.
Is installed. When these were left to stand at atmospheric pressure and room temperature, the change in the weight of the sample was measured. The result is shown in FIG.

PCのみを用いたサンプルA(図11(A))は、時間と共に重量が増加して
いるが、窒化珪素を成膜したPCを用いたサンプルB(図11(B))は、重量
変化が少ないことから、PCを透過した水蒸気、またはPCに吸収された水分の
拡散を窒化珪素膜がブロッキングしていることが分かる。このことから、TFT
上に形成された有機材料からなる層間膜上に本発明の窒化珪素膜を形成すること
により、有機材料を透過した水蒸気、または有機樹脂に吸収された水分が、窒化
珪素膜を介して形成された発光層へ拡散することを抑制することができる。同様
の効果は、珪素の含有比率が25.0atomic%以上35.0atomic%以下であり、
窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下の酸化窒化珪素膜に
もみられる。
Sample A using only PC (FIG. 11A) increases in weight over time, but sample B using PC on which silicon nitride is deposited (FIG. 11B) shows a change in weight. It can be seen from the fact that the silicon nitride film blocks the diffusion of water vapor that has permeated through the PC or moisture absorbed by the PC. From this, TFT
By forming the silicon nitride film of the present invention on the interlayer film made of an organic material formed thereon, water vapor that has passed through the organic material or moisture absorbed by the organic resin is formed through the silicon nitride film. Diffusion to the light emitting layer can be suppressed. A similar effect is that the silicon content ratio is 25.0 atomic% or more and 35.0 atomic% or less,
It can also be found in silicon oxynitride films having a nitrogen content of 35.0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less.

さらに、窒化珪素膜はLi等の可動イオンのブロッキング効果も有する。図1
3はTFTのMOS−CV特性を測定した結果である。図13(A)は、シリコ
ン上に熱酸化法によって酸化珪素膜を形成し、その上にスパッタ法によって窒化
珪素膜を形成したのち、この素子を酢酸リチウム溶液に浸して窒化珪素膜表面に
Liを有する膜を形成した後、Al膜を成膜した素子のMOS−CV特性を示す

一方、(図13B)は、シリコン上に熱酸化法によって酸化珪素膜を形成した
のち、酢酸リチウム溶液に浸して酸化珪素膜表面にLiを有する膜を形成した後
、Al膜を成膜した素子のMOS−CV特性を示す。
Furthermore, the silicon nitride film also has a blocking effect on mobile ions such as Li. FIG.
3 is a result of measuring the MOS-CV characteristics of the TFT. In FIG. 13A, a silicon oxide film is formed on silicon by a thermal oxidation method, and a silicon nitride film is formed thereon by a sputtering method. Then, this element is immersed in a lithium acetate solution to form a LiN film on the surface of the silicon nitride film. The MOS-CV characteristics of the element in which the Al film is formed after forming the film having the above are shown.
On the other hand, FIG. 13B shows an element in which a silicon oxide film is formed on silicon by a thermal oxidation method and then immersed in a lithium acetate solution to form a film having Li on the surface of the silicon oxide film and then an Al film is formed. The MOS-CV characteristics are shown.

MOS−CV特性の測定は、評価対象となるTFTに1.7MVの電圧印加と
150℃の加熱とを同時に1時間加える+BT試験と、−1.7MVの電圧印加
と150℃の加熱とを同時に1時間加える−BT試験を行った。図13(B)で
は、−BT試験時には初期時の電圧−容量曲線よりもプラスの電圧側に、+BT
試験時には初期時の電圧−容量曲線よりもマイナスの電圧側にシフトしているこ
とから、酸化珪素膜中のLiがBT試験によってシリコン表面とAlの間を移動
していることが分かる。一方、図13(A)では、+BT時試験の電圧−容量曲
線が、初期時の電圧−容量曲線とほぼ変化していないことから、シリコン表面と
Alの間をLiが移動していないことがわかり、窒化珪素膜がLiの酸化珪素膜
中の移動を妨げていることが分かる。このことから、TFT上の有機材料上に本
発明の窒化珪素膜を形成したEL素子は、EL素子の陰極材料に用いられるLi
等の可動イオンがTFT側へ拡散及び移動することを抑制することが可能で、T
FTの閾値が変動しTFTの特性が不安定になることを抑制することが可能とな
る。同様の効果は、珪素の含有比率が25.0atomic%以上35.0atomic%以下
であり、窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下の酸化窒化
珪素膜にもみられる。
MOS-CV characteristics are measured by applying a 1.7 MV voltage application and 150 ° C. heating to the TFT to be evaluated simultaneously for 1 hour, a + BT test, and a −1.7 MV voltage application and 150 ° C. heating simultaneously. 1-hour BT test was performed. In FIG. 13B, during the -BT test, + BT is set to the positive voltage side of the initial voltage-capacity curve.
At the time of the test, the voltage is shifted to the negative voltage side from the initial voltage-capacitance curve, so that it can be seen that Li in the silicon oxide film moves between the silicon surface and Al by the BT test. On the other hand, in FIG. 13A, since the voltage-capacity curve of the + BT test is almost the same as the initial voltage-capacity curve, Li may not move between the silicon surface and Al. It can be seen that the silicon nitride film hinders the movement of Li in the silicon oxide film. From this, the EL element in which the silicon nitride film of the present invention is formed on the organic material on the TFT is the Li element used for the cathode material of the EL element.
It is possible to suppress the diffusion and movement of mobile ions such as
It is possible to prevent the FT threshold from fluctuating and the TFT characteristics from becoming unstable. The same effect is also observed in a silicon oxynitride film having a silicon content ratio of 25.0 atomic% to 35.0 atomic% and a nitrogen content ratio of 35.0 atomic% to 65.0 atomic%.

『実施の形態3』
ここでは、絶縁基板の表面にTFTを形成し、その上に有機材料からなる層間
絶縁膜を形成し、その膜に接してスパッタリング法により、炭素膜を用いた例を
示す。
“Embodiment 3”
Here, an example is shown in which a TFT is formed on the surface of an insulating substrate, an interlayer insulating film made of an organic material is formed thereon, and a carbon film is used by sputtering in contact with the film.

ここで用いる炭素膜は、その代表例としてDLC膜が適用される。DLC膜は
短距離秩序的には炭素間の結合として、SP3結合をもっているが、マクロ的に
はアモルファス状の構造となっている。DLC膜の組成は炭素が95〜70atom
ic%、水素が5〜30atomic%であり、非常に硬く絶縁性に優れている。このよ
うなDLC膜は、水蒸気や酸素などのガス透過率が低いという特徴があるため、
酸素や水蒸気に対するブロッキング性を高めることができる。その場合のDLC
膜の厚さは5〜500nmで形成する。また、微少硬度計による測定で、15〜2
5GPaの硬度を有することが知られている。
As a typical example of the carbon film used here, a DLC film is applied. The DLC film has an SP 3 bond as a bond between carbons in a short-range order, but has a macroscopic amorphous structure. The composition of the DLC film is 95 to 70 atoms of carbon.
ic%, hydrogen is 5-30 atomic%, very hard and excellent in insulation. Such a DLC film is characterized by low gas permeability such as water vapor and oxygen.
The blocking property against oxygen and water vapor can be enhanced. DLC in that case
The thickness of the film is 5 to 500 nm. Moreover, it is 15-2 by the measurement with a micro hardness meter.
It is known to have a hardness of 5 GPa.

さらに、TFTと有機材料から成る層間絶縁膜が形成された基板を加熱しなく
ても、密着性良くDLC膜を形成することができる。スパッタリング法において
もイオン衝撃をある程度利用して緻密で硬質な膜を形成できる。
Further, the DLC film can be formed with good adhesion without heating the substrate on which the interlayer insulating film made of TFT and organic material is formed. Also in the sputtering method, a dense and hard film can be formed by using ion bombardment to some extent.

『実施の形態1』から『実施の形態3』に記載された方法により、有機材料か
ら成る層間絶縁膜上に、無機絶縁膜又は炭素膜を形成することにより、当該層間
絶縁膜側からの酸素、水分が発光素子側へ侵入することを防ぐことができ、発光
素子の劣化を防止することができる。また、発光素子からの可動イオンがTFT
側へ拡散することも防ぐことができ、TFTの閾値の変動を抑制することが可能
となる。これらにより、発光装置におけるダークスポットの発生や輝度の低下を
抑えることが可能となり、また、発光装置に用いるTFTの信頼性を高めること
ができる。
By forming an inorganic insulating film or a carbon film on an interlayer insulating film made of an organic material by the method described in “Embodiment 1” to “Embodiment 3”, oxygen from the interlayer insulating film side is formed. , Moisture can be prevented from entering the light emitting element side, and deterioration of the light emitting element can be prevented. In addition, movable ions from the light emitting element are TFT
It is also possible to prevent diffusion to the side, and it is possible to suppress fluctuations in the TFT threshold. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of dark spots and a decrease in luminance in the light emitting device, and the reliability of the TFT used in the light emitting device can be increased.

以下に示す実施例では、上記有機材料からなる層間絶縁膜にアクリルを使用し
、前記無機絶縁膜に酸化窒化珪素膜又は窒化珪素膜を使用した積層構造をTFT
プロセスに用いた例を示す。
In the embodiments shown below, a laminated structure in which acrylic is used for an interlayer insulating film made of the organic material and a silicon oxynitride film or a silicon nitride film is used for the inorganic insulating film is a TFT.
An example used in the process is shown.

以下に示す実施例により詳細な説明を行う。ここでは、発光装置に用いるTF
T基板を形成する一例を示す。
A detailed description will be given with reference to the following examples. Here, TF used for light-emitting device
An example of forming a T substrate is shown.

図2(A)において、基板401にはガラス基板もしくは石英基板を用いる。
ガラス基板を用いる場合、基板表面に、基板からの不純物拡散を防ぐために、絶
縁膜から成る下地膜402を形成する。
In FIG. 2A, a glass substrate or a quartz substrate is used as the substrate 401.
In the case of using a glass substrate, a base film 402 made of an insulating film is formed on the substrate surface in order to prevent impurity diffusion from the substrate.

次に、25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで非晶質構造を有する
半導体層403を、プラズマCVD法やスパッタリング法などの公知の方法で形
成し、結晶化の工程を行い非晶質半導体層から結晶質半導体層を作製する。
Next, a semiconductor layer 403 having an amorphous structure with a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm) is formed by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method, and a crystallization step is performed. A crystalline semiconductor layer is formed from the crystalline semiconductor layer.

結晶化の方法としてレーザーアニール法や熱アニール法(固相成長法)、また
はラピットサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。レーザー
アニール法を用いる場合、前記半導体層の膜厚が厚ければレーザー照射時の熱容
量が増加して、基板に与えるダメージも増加するため、膜厚は薄い方が好ましい
As a crystallization method, a laser annealing method, a thermal annealing method (solid phase growth method), or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. When the laser annealing method is used, if the semiconductor layer is thick, the heat capacity at the time of laser irradiation increases and damage to the substrate also increases.

また、前記半導体層を結晶化させる方法として、触媒を利用しても良い。触媒
元素の例としてはニッケル(Ni)が有効である。
A catalyst may be used as a method for crystallizing the semiconductor layer. Nickel (Ni) is effective as an example of the catalyst element.

このとき、水溶液をスピナーで基板を回転させて塗布するスピンコート法で触
媒元素を含有する層を形成する。そして、ファーネスアニール炉を用い、窒素雰
囲気中において550〜600℃で1〜8時間の熱アニールを行う。以上の工程
により結晶質珪素膜から成る結晶質半導体層を得ることができる。
At this time, the layer containing the catalytic element is formed by a spin coating method in which the aqueous solution is applied by rotating the substrate with a spinner. Then, using a furnace annealing furnace, thermal annealing is performed at 550 to 600 ° C. for 1 to 8 hours in a nitrogen atmosphere. Through the above steps, a crystalline semiconductor layer made of a crystalline silicon film can be obtained.

また、この触媒元素を除去する手段として、リン(P)によるゲッタリング作
用を利用する手段がある。このときは、Niを偏析させる領域にPをドーピング
で添加する。Pでゲッタリングを良好に行う為には1.5×1020atomic/cm3
上が好ましい。リン(P)以外にも、アルゴン(Ar)によるゲッタリング作用
を利用する手段を用いることが出来る。例えば、触媒元素を偏析させようとする
領域へ1×1020atomic/cm3以上のアルゴン(Ar)を添加する。前記アルゴン
(Ar)を添加する手段としては、ドーピングによる加速注入のほか、前記領域
をアルゴン(Ar)をスパッタガスとして用い、シリコンをスパッタ成膜して形
成する方法が挙げられる。前記アルゴン(Ar)を添加する領域は、リン(P)
が含まれていてもよい。前記Niを偏析させる領域を形成した後、熱アニールす
ることで前記Niを偏析させる領域へ前記触媒元素をゲッタリングできる。
Further, as a means for removing the catalyst element, there is a means for utilizing a gettering action by phosphorus (P). At this time, P is added to the region where Ni is segregated by doping. In order to achieve good gettering with P, 1.5 × 10 20 atomic / cm 3 or more is preferable. In addition to phosphorus (P), means utilizing the gettering action by argon (Ar) can be used. For example, 1 × 10 20 atomic / cm 3 or more of argon (Ar) is added to the region where the catalytic element is to be segregated. As means for adding the argon (Ar), in addition to accelerated implantation by doping, there may be mentioned a method in which the region is formed by sputtering silicon using argon (Ar) as a sputtering gas. The region to which the argon (Ar) is added is phosphorus (P).
May be included. After forming the Ni segregating region, the catalytic element can be gettered to the Ni segregating region by thermal annealing.

そして、結晶質半導体層上に、フォトリソグラフィーの技術を用いてレジスト
パターンを形成し、ドライエッチングによって結晶質半導体層を島状に分割し、
図2(B)に示すように島状半導体層404を形成する。島状半導体層404に対して
は、TFTのしきい値電圧(Vth)を制御する目的でp型を付与する不純物元素
を1×1016〜5×1017atomic/cm3程度の濃度で島状半導体層の全面に添加し
ても良い。
Then, a resist pattern is formed on the crystalline semiconductor layer using a photolithography technique, the crystalline semiconductor layer is divided into islands by dry etching,
As shown in FIG. 2B, an island-shaped semiconductor layer 404 is formed. For the island-shaped semiconductor layer 404, an impurity element imparting p-type is added at a concentration of about 1 × 10 16 to 5 × 10 17 atomic / cm 3 for the purpose of controlling the threshold voltage (Vth) of the TFT. It may be added to the entire surface of the semiconductor layer.

ゲート絶縁膜405はプラズマCVD法またはスパッタリング法を用い、膜厚を
40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例としてプラズ
マCVD法やスパッタリング法を用いるとき、成膜前にH2雰囲気で半導体層表
面を処理すると、良好な特性が得られる。
The gate insulating film 405 is formed of an insulating film containing silicon with a film thickness of 40 to 150 nm by using a plasma CVD method or a sputtering method. When a plasma CVD method or a sputtering method is used as this embodiment, good characteristics can be obtained by treating the surface of the semiconductor layer in an H 2 atmosphere before film formation.

そして、図2(C)に示す様に、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成するための
窒化タンタル膜406とタングステン膜407とを形成する。本実施例では、窒
化タンタルを30nmの厚さに形成し、タングステンを300〜400nmの厚さに
形成する。窒化タンタル膜はスパッタリング法で形成し、TaのターゲットをA
r及びN2でスパッタする。タングステン膜を形成する場合は、タングステンを
ターゲットとしたスパッタリング法で形成する。
Then, as shown in FIG. 2C, a tantalum nitride film 406 and a tungsten film 407 for forming a gate electrode are formed over the gate insulating film. In this embodiment, tantalum nitride is formed to a thickness of 30 nm, and tungsten is formed to a thickness of 300 to 400 nm. The tantalum nitride film is formed by sputtering, and the Ta target is A.
Sputter with r and N 2 . In the case of forming a tungsten film, it is formed by a sputtering method using tungsten as a target.

次にレジストによるマスク501を形成し、ゲート電極を形成するための第1
のエッチング処理を行う。この処理を、図3を用いて示す。エッチング方法に限
定はないが、好適にはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズ
マ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、0.5〜
2Pa、好ましくは1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電
力を投入してプラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)にも100Wの
RF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。C
4とCl2を混合した場合にはタングステン膜及び窒化タンタル膜とも同程度に
エッチングされる。
Next, a resist mask 501 is formed and a first electrode for forming a gate electrode is formed.
Etching process is performed. This process is shown using FIG. Although there is no limitation on the etching method, preferably, an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method is used, and CF 4 and Cl 2 are mixed in the etching gas, and 0.5 to
Plasma is generated by applying 500 W of RF (13.56 MHz) power to the coil electrode at a pressure of 2 Pa, preferably 1 Pa. 100 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. C
When F 4 and Cl 2 are mixed, the tungsten film and the tantalum nitride film are etched to the same extent.

上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとするこ
とにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により窒化タンタル膜503及
びタングステン膜502の端部が15〜45°の角度となるテーパー形状となる
。ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10〜20%
程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。(図3(a))
Under the above etching conditions, by making the shape of the mask made of resist suitable, the end of the tantalum nitride film 503 and the tungsten film 502 is tapered at an angle of 15 to 45 ° by the effect of the bias voltage applied to the substrate side. It becomes a shape. 10-20% for etching without leaving residue on the gate insulating film
It is preferable to increase the etching time at a certain rate. (Fig. 3 (a))

次に第2のエッチング処理を行う。同様にICPエッチング法を用い、エッチ
ングガスにCF4とCl2とO2を混合して、1Paの圧力でコイル型の電極に50
0WのRF電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側(試料ス
テージ)には50WのRF(13.56MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理に
比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりタングステン膜を
異方性エッチングすると同時に窒化タンタル膜504で覆われない領域505は
さらに20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。この後、
それより遅いエッチング速度で第1の導電層である窒化タンタル膜を異方性エッ
チングすれば、図3(C)で示される様な導電層が形成される。
Next, a second etching process is performed. Similarly, using ICP etching, CF 4 , Cl 2 and O 2 are mixed in the etching gas, and 50 Pa is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa.
Supplying 0W RF power (13.56MHz) and generating plasma. 50 W RF (13.56 MHz) power is applied to the substrate side (sample stage), and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. Under such conditions, the tungsten film is anisotropically etched, and at the same time, the region 505 not covered with the tantalum nitride film 504 is further etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region. After this,
If the tantalum nitride film as the first conductive layer is anisotropically etched at a slower etching rate, a conductive layer as shown in FIG. 3C is formed.

本実施例では、ゲート電極材料として、窒化タンタルとタングステンを挙げた
が、図3(B)のような形状が形成されれば他の導電性材料でもよい。例えば、
Ta、Mo、WN、結晶性シリコン、Ti、Nb、あるいは4A〜6A族の中か
ら、エッチレートの異なる適当な二種類の金属又は合金を使用してもよい。
In this embodiment, tantalum nitride and tungsten are exemplified as the gate electrode material, but other conductive materials may be used as long as the shape as shown in FIG. 3B is formed. For example,
Two suitable metals or alloys having different etch rates may be used from Ta, Mo, WN, crystalline silicon, Ti, Nb, or 4A-6A group.

そして、図3(C)で示される様に第一の不純物添加方法でPを添加する。ド
ーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。本実施例
においては、ゲート絶縁膜の膜厚が90nmとし、イオンドープ法の条件は、加速
電圧を80kVとし、1.5×1015atomic/cm2のドーズ量とする。すると、第一
の不純物領域506及び第二の不純物領域507が自己整合的に形成される。第一
の不純物領域506には2.0×1018atomic/cm3程度のPが添加される。第二
の不純物領域507には1.7×1020atomic/cm3程度のPが添加される。(図4
b)。
Then, as shown in FIG. 3C, P is added by the first impurity addition method. The doping method may be an ion doping method or an ion implantation method. In this embodiment, the thickness of the gate insulating film is 90 nm, and the conditions of the ion doping method are an acceleration voltage of 80 kV and a dose of 1.5 × 10 15 atomic / cm 2 . Then, the first impurity region 506 and the second impurity region 507 are formed in a self-aligned manner. P of about 2.0 × 10 18 atomic / cm 3 is added to the first impurity region 506. P of about 1.7 × 10 20 atomic / cm 3 is added to the second impurity region 507. (Fig. 4
b).

このように形成された、第一の不純物領域506はLDD領域であり、信頼性
を向上させることができる。ゲート絶縁膜の厚さ、及び第一の不純物領域におけ
るソース-ドレイン方向の長さによって、TFTが駆動する際の電界を緩和し、
且つ半導体層のキャリアの電子温度を下げる最適値があるので、濃度はそのTF
Tに合わせて検討するべきである。
The first impurity region 506 formed in this manner is an LDD region and can improve reliability. The electric field when driving the TFT is relaxed by the thickness of the gate insulating film and the length in the source-drain direction in the first impurity region,
And since there is an optimum value that lowers the electron temperature of carriers in the semiconductor layer, the concentration is TF
It should be considered according to T.

次いで、図4(c)のようにnチャネル型TFTを形成する島状半導体層は、
レジストマスクを形成し全面を被覆しておく。レジストは500nmの厚さで形成
されていれば、不純物を添加する際、素子に到達する量は第一の不純物領域に添
加する量に比べ小さい。本実施例では、1000nmの厚さで形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, the island-shaped semiconductor layer forming the n-channel TFT is
A resist mask is formed to cover the entire surface. If the resist is formed with a thickness of 500 nm, when an impurity is added, the amount reaching the element is smaller than the amount added to the first impurity region. In this embodiment, it is formed with a thickness of 1000 nm.

そして、pチャネル型TFTを形成する島状半導体層にソース領域およびドレ
イン領域とする高濃度p型不純物領域を形成する。ここでは、ゲート電極マスク
としてp型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に高濃度p型不純物領域
を形成する。ここで形成される不純物領域はジボラン(B26)を用いたイオン
ドープ法で形成する。そして、ゲート電極と重ならない高濃度p型不純物領域の
ボロン濃度は、3×1020〜3×1021atomic/cm3となるようにする。また、第
一のゲート電極と重なる不純物領域は、ゲート絶縁膜と第一のゲート電極を介し
て不純物元素が添加されるので、実質的に低濃度p型不純物領域として形成され
、少なくとも1.5×1019atomic/cm3以上の濃度とする。
Then, high-concentration p-type impurity regions serving as a source region and a drain region are formed in the island-shaped semiconductor layer forming the p-channel TFT. Here, an impurity element imparting p-type is added as a gate electrode mask, and a high-concentration p-type impurity region is formed in a self-aligning manner. The impurity region formed here is formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). The boron concentration in the high-concentration p-type impurity region that does not overlap with the gate electrode is set to 3 × 10 20 to 3 × 10 21 atomic / cm 3 . The impurity region overlapping with the first gate electrode is substantially formed as a low-concentration p-type impurity region because the impurity element is added through the gate insulating film and the first gate electrode, and at least 1.5 p. The concentration is × 10 19 atomic / cm 3 or more.

この高濃度p型不純物領域および低濃度p型不純物領域には、前工程において
Pが添加されていて、高濃度p型不純物領域には1×1020〜1×1021atomic
/cm3の濃度で、低濃度p型不純物領域には1×1016〜1×1019atomic/cm3
濃度で含有しているが、この工程で添加するボロン(B)の濃度をP濃度の1.
5〜3倍となるようにすることにより、pチャネル型TFTのソース領域および
ドレイン領域として機能するために何ら問題は生じなかった。
P is added to the high-concentration p-type impurity region and the low-concentration p-type impurity region in the previous step, and the high-concentration p-type impurity region is 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atomic.
/ a concentration of cm 3, and the low-concentration p-type impurity region containing a concentration of 1 × 10 16 ~1 × 10 19 atomic / cm 3 , but the concentration of boron (B) to be added in this step P Concentration 1.
By making it 5 to 3 times, no problem occurred because it functions as the source region and drain region of the p-channel TFT.

前記LDD領域601が形成されたTFTの断面を図5(a)に示す。図5は
簡略化の為、nチャネル型TFTと、pチャネル型TFTとを同じ図で示してい
る。その後、図5(b)に示すように、スパッタリング法もしくはプラズマCV
D法により、ゲート電極およびゲート絶縁膜上から第1の層間絶縁膜602を形
成する。第1の層間絶縁膜602は酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜、
またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。ここではプラズマCVD
で酸化窒化珪素膜を500nm形成した。
FIG. 5A shows a cross section of the TFT in which the LDD region 601 is formed. FIG. 5 shows an n-channel TFT and a p-channel TFT in the same diagram for simplification. Thereafter, as shown in FIG. 5B, sputtering or plasma CV
A first interlayer insulating film 602 is formed from above the gate electrode and the gate insulating film by the D method. The first interlayer insulating film 602 includes a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride film,
Alternatively, a stacked film formed by combining them may be formed. Here, plasma CVD
A silicon oxynitride film was formed to 500 nm.

その後、適当な濃度で添加されたn型もしくはp型を付与する不純物元素を活
性化する工程を行う。本実施例では550℃で4時間の熱処理を行ったが、基板
に耐熱性が無い場合、レーザーアニール法、またはRTA法を適用することがで
きる。
Thereafter, a step of activating the impurity element imparting n-type or p-type added at an appropriate concentration is performed. In this embodiment, the heat treatment was performed at 550 ° C. for 4 hours. However, when the substrate does not have heat resistance, a laser annealing method or an RTA method can be applied.

活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、3〜100%の水素を含む雰
囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行い、島状半導体層を水
素化する工程を行う。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマによ
り励起された水素を用いる)を行っても良い。
Subsequent to the activation step, the step of hydrogenating the island-like semiconductor layer by changing the atmospheric gas and performing heat treatment at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen. Do. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

活性化および水素化の工程が終了したら、図5(c)のように、有機材料から
なる第2の層間絶縁膜603を1.0〜2.0μmの平均厚を有して形成する。
有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、B
CB(ベンゾシクロブテン)等を使用することができる。
After the activation and hydrogenation steps are completed, a second interlayer insulating film 603 made of an organic material is formed with an average thickness of 1.0 to 2.0 μm as shown in FIG.
Organic materials include polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, B
CB (benzocyclobutene) or the like can be used.

このように、第2の層間絶縁膜603を有機材料で形成することにより、表面
を良好に平坦化させることができる。また、有機材料603は一般に誘電率が低
いので、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性があり保護膜として
は適さないので、本実施例のように、第1の層間絶縁膜602として形成した酸
化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜などと組み合わせて用いると良い。
Thus, the surface can be satisfactorily planarized by forming the second interlayer insulating film 603 from an organic material. In addition, since the organic material 603 generally has a low dielectric constant, parasitic capacitance can be reduced. However, since it is hygroscopic and not suitable as a protective film, it is preferably used in combination with a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or the like formed as the first interlayer insulating film 602 as in this embodiment. .

その後、スパッタリング法により、酸化珪素膜、窒化珪素膜もしくは酸化窒化
珪素膜を成膜し、第3の層間絶縁膜604を形成する。本実施例では、第3の層
間絶縁膜に窒化珪素膜を100nm程度、形膜している。ターゲットはシリコンを
用い、成膜ガス及び流量は、N2:H2:N2O=31:5:4sccmとした。また
、成膜ガス圧力は0.4Pa、成膜電力はRF電源で、半径12inchの円型ターゲ
ットを用いて3kWとした。
Thereafter, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed by a sputtering method, and a third interlayer insulating film 604 is formed. In this embodiment, a silicon nitride film is formed to a thickness of about 100 nm on the third interlayer insulating film. The target was silicon, and the deposition gas and flow rate were N 2 : H 2 : N 2 O = 31: 5: 4 sccm. The film forming gas pressure was 0.4 Pa, the film forming power was RF power, and a circular target having a radius of 12 inches was set to 3 kW.

前記成膜ガス及び流量についてN2O=4sccmとしたが、水分もしくは酸素で
の劣化に対して成膜条件の範囲が充分広い場合、N2O流量を大きくするなどで
膜中の酸素の組成比を大きくし、透過率を上げることが好ましい。また、本実施
例では前記第3の層間絶縁膜を酸化窒化珪素膜で形成したが、発光材料に、水分
もしくは酸素で非常に劣化しやすいものを用いる場合には、酸化窒化珪素膜の代
わりに窒化珪素膜を用いることが好ましい。このときの成膜条件は、ターゲット
にはシリコンを用い、成膜ガス及び流量は、Nの流量を20sccmとする。また
、成膜ガス圧力は0.8Pa、成膜電力はRF電源で、半径12inchの円型ターゲ
ットを用いて3kWとする。
Although the film forming gas and flow rate are set to N 2 O = 4 sccm, when the range of film forming conditions is sufficiently wide against deterioration by moisture or oxygen, the composition of oxygen in the film is increased by increasing the N 2 O flow rate. It is preferable to increase the ratio and increase the transmittance. In this embodiment, the third interlayer insulating film is formed of a silicon oxynitride film. However, when a light emitting material that is very easily deteriorated by moisture or oxygen is used, the silicon oxynitride film is used instead. It is preferable to use a silicon nitride film. The film formation conditions at this time are silicon for the target, and the film formation gas and flow rate are such that the flow rate of N 2 is 20 sccm. The film forming gas pressure is 0.8 Pa, the film forming power is an RF power source, and a circular target having a radius of 12 inches is set to 3 kW.

その後、それぞれの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域
に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチ
ング法により行う。この場合、エッチングガスをCF4、O2として第3の層間絶
縁膜604をエッチングし、次いでエッチングガスにCF4、O2、Heの混合ガ
スを用い有機材料から成る第2の層間絶縁膜603をまずエッチングする、その
後、続いてエッチングガスをCF4、O2として第1の層間絶縁膜602をエッチン
グした後、ゲイト絶縁膜をエッチングする。
Thereafter, contact holes reaching the source region or the drain region formed in each island-shaped semiconductor layer are formed. Contact holes are formed by dry etching. In this case, the third interlayer insulating film 604 is etched using CF 4 and O 2 as the etching gas, and then the second interlayer insulating film 603 made of an organic material using a mixed gas of CF 4 , O 2 and He as the etching gas. First, the first interlayer insulating film 602 is etched using CF 4 and O 2 as etching gases, and then the gate insulating film is etched.

そして、導電性の金属膜をスパッタリング法や真空蒸着法で形成し、レジスト
マスクパターンを形成しエッチングによって、ソース配線及びドレイン配線60
5を形成する。本実施例では、Ti膜を形成し、その上に窒化チタン膜を形成し
、さらにAlを形成し、さらにTi膜またはタングステン膜を形成して4層構造
とし、全体を500nmとした。
Then, a conductive metal film is formed by sputtering or vacuum deposition, a resist mask pattern is formed, and etching is performed to form source and drain wirings 60.
5 is formed. In this embodiment, a Ti film is formed, a titanium nitride film is formed thereon, Al is further formed, and a Ti film or a tungsten film is further formed to have a four-layer structure, and the entire thickness is set to 500 nm.

その後、透明導電膜606を全面に形成し、パターニング処理およびエッチン
グ処理により画素電極を形成する。画素電極は、有機材料から成る第2の層間絶
縁膜上に形成され、画素TFTのドレイン配線と重なる部分を設け電気的な接続
を形成している。
Thereafter, a transparent conductive film 606 is formed on the entire surface, and a pixel electrode is formed by a patterning process and an etching process. The pixel electrode is formed on a second interlayer insulating film made of an organic material, and a portion overlapping the drain wiring of the pixel TFT is provided to form an electrical connection.

透明導電膜606の材料は、酸化インジウム(In23)や酸化インジウム酸
化スズ合金(In23―SnO2;ITO)などをスパッタリング法や真空蒸着
法などを用いて形成して用いることができる。このような材料のエッチング処理
は塩酸系の溶液により行う。ITOを形成時、基板を室温としスパッタガスとし
て水素もしくは水を流すなどで結晶化させない場合には、エッチング処理をフッ
酸など酸系の溶液で行うことができる。この場合、後の工程で基板を160−3
00℃で一時間以上熱処理し、ITOを結晶化させ、透過率を上げることができ
る。
As the material of the transparent conductive film 606, indium oxide (In 2 O 3 ), indium oxide tin oxide alloy (In 2 O 3 —SnO 2 ; ITO), or the like is used by using a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. Can do. Etching treatment of such a material is performed with a hydrochloric acid based solution. When ITO is formed, if the substrate is at room temperature and is not crystallized by flowing hydrogen or water as a sputtering gas, the etching treatment can be performed with an acid-based solution such as hydrofluoric acid. In this case, the substrate is 160-3 in a later process.
Heat treatment can be performed at 00 ° C. for one hour or longer to crystallize the ITO and increase the transmittance.

以上の工程により、発光装置を形成するためのTFT基板が完成する。   Through the above steps, a TFT substrate for forming a light emitting device is completed.

本実施例では図10を用いてプラスチック基板上にTFTを形成する作製工程
について以下に説明する。
In this embodiment, a manufacturing process for forming a TFT over a plastic substrate will be described below with reference to FIGS.

まず、有機物からなるプラスチック基板201を用意する。本実施例では、ポ
リイミドからなる基板201を用いる。このポリイミドからなる基板の耐熱温度
は約399℃であり、基板自体の色は透明ではなく、褐色である。次いで、基板
201上に下地絶縁膜202を形成する。この下地絶縁膜はプロセス温度がプラ
スチック基板が変形しない温度範囲、好ましくは300℃を超えない温度範囲で
の成膜方法であれば特に限定されず、ここではスパッタリング法を用いて形成し
た。このスパッタリング法ではスパッタガスに水素を含まない雰囲気において成
膜するため、膜中水素量は5atomic%以下である。
First, a plastic substrate 201 made of an organic material is prepared. In this embodiment, a substrate 201 made of polyimide is used. The heat resistant temperature of the polyimide substrate is about 399 ° C., and the color of the substrate itself is not transparent but brown. Next, a base insulating film 202 is formed over the substrate 201. The base insulating film is not particularly limited as long as it is a film forming method in which the process temperature is in a temperature range in which the plastic substrate is not deformed, preferably in a temperature range not exceeding 300 ° C., and here, the base insulating film is formed by using a sputtering method. In this sputtering method, since the film is formed in an atmosphere that does not contain hydrogen in the sputtering gas, the amount of hydrogen in the film is 5 atomic% or less.

次いで、非晶質半導体膜を形成し、レーザー照射により結晶化させて結晶質半
導体膜を形成する。非晶質半導体膜はプロセス温度がプラスチック基板が変形し
ない温度範囲、好ましくは300℃を超えない温度範囲での成膜方法であれば特
に限定されず、ここではスパッタリング法を用いて形成した。次いで、結晶質半
導体膜を所望の形状にパターニングして半導体層203を形成する。
Next, an amorphous semiconductor film is formed and crystallized by laser irradiation to form a crystalline semiconductor film. The amorphous semiconductor film is not particularly limited as long as it is a film formation method in which the process temperature is in a temperature range in which the plastic substrate is not deformed, preferably in a temperature range not exceeding 300 ° C., and here, the amorphous semiconductor film is formed by using a sputtering method. Next, the semiconductor layer 203 is formed by patterning the crystalline semiconductor film into a desired shape.

次いで、半導体層203を覆うゲート絶縁膜204を形成する。ゲート絶縁膜は
スパッタリング法を用いて成膜する(図10(A))。このときシリコンターゲ
ットをアルゴンと、酸素と、水素と、N2Oと、をスパッタガスとして用いてス
パッタすることにより成膜する。
Next, a gate insulating film 204 that covers the semiconductor layer 203 is formed. The gate insulating film is formed by a sputtering method (FIG. 10A). At this time, the silicon target is formed by sputtering using argon, oxygen, hydrogen, and N 2 O as sputtering gases.

次いで、ゲート電極205を形成する。(図10(B))ゲート電極205と
しては、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。ま
た、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を
用いてもよい。また、AgPdCu合金を用いてもよい。
Next, the gate electrode 205 is formed. (FIG. 10B) The gate electrode 205 is formed of an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, Cr, and Nd, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. May be. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Further, an AgPdCu alloy may be used.

次いで、ゲート電極をマスクとしてゲート絶縁膜を自己整合的にエッチングし
てゲート絶縁膜206を形成するとともに、半導体層の一部を露呈させてから半
導体層の一部にn型を付与する不純物元素、ここではリンをドーピングして不純
物領域207を形成する(図10(C))。このときpチャネル型TFTにはレ
ジストを形成しておき、前記p型を付与する不純物添加後に剥離する。
Next, the gate insulating film is etched in a self-aligning manner using the gate electrode as a mask to form the gate insulating film 206, and an impurity element which imparts n-type to a part of the semiconductor layer after exposing a part of the semiconductor layer Here, impurity regions 207 are formed by doping phosphorus (FIG. 10C). At this time, a resist is formed on the p-channel TFT, and is peeled off after the addition of the impurity imparting the p-type.

次いで、ゲート電極をマスクとしてゲート絶縁膜を自己整合的にエッチングして
ゲート絶縁膜を形成するとともに、半導体層の一部を露呈させてから半導体層の
一部にp型を付与する不純物元素、ここではボロンをドーピングして不純物領域
208を形成する(図10(D))。このときnチャネル型TFTにはレジスト
を形成しておき、前記p型を付与する不純物添加後に剥離する。
Next, the gate insulating film is etched in a self-aligning manner using the gate electrode as a mask to form the gate insulating film, and an impurity element that imparts p-type to a part of the semiconductor layer after exposing a part of the semiconductor layer, Here, an impurity region 208 is formed by doping boron (FIG. 10D). At this time, a resist is formed on the n-channel TFT, and is peeled off after the impurity imparting the p-type is added.

本実施例ではゲート絶縁膜のエッチングを行った後にドーピングを行ったが、
ゲート電極を形成した後、ゲート絶縁膜を通過させてドーピングを行ってもよい
。この場合、不純物元素はゲート絶縁膜を通過し、ゲート電極をマスクとして自
己整合的にドーピングされる。
In this example, doping was performed after etching the gate insulating film.
After forming the gate electrode, doping may be performed by passing through the gate insulating film. In this case, the impurity element passes through the gate insulating film and is doped in a self-aligned manner using the gate electrode as a mask.

次いで、実施例1と同様、アクリルからなる層間絶縁膜210a、珪素を主成
分とする層間絶縁膜210bを形成する。このとき、基板温度は300℃を超え
ることは無く、基板が変形することはない。
Next, as in Example 1, an interlayer insulating film 210a made of acrylic and an interlayer insulating film 210b containing silicon as a main component are formed. At this time, the substrate temperature does not exceed 300 ° C., and the substrate does not deform.

次いで、ソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成した
後、ソース領域に電気的に接続するソース配線211、ドレイン領域に電気的に
接続する画素電極212を形成する。
Next, after a contact hole reaching the source region or the drain region is formed, a source wiring 211 electrically connected to the source region and a pixel electrode 212 electrically connected to the drain region are formed.

次いで、TFT特性を向上させるために水素化処理を行う。この水素化として
は、水素雰囲気中での熱処理(300℃、1時間)、あるいは低温でプラズマ水
素化を行う。
Next, hydrogenation is performed to improve TFT characteristics. As this hydrogenation, heat treatment in a hydrogen atmosphere (300 ° C., 1 hour) or plasma hydrogenation is performed at a low temperature.

以上の作製工程により、有機物からなるプラスチック基板が変形しない温度範
囲、好ましくは300℃以下のプロセス温度において、発光装置に用いられる、
プラスチック基板上に形成されたトップゲート型のTFTが完成する(図10(
E))。
By the above manufacturing process, the plastic substrate made of an organic material is used in a light emitting device in a temperature range in which the plastic substrate is not deformed, preferably at a process temperature of 300 ° C. or lower.
A top-gate TFT formed on a plastic substrate is completed (FIG. 10 (
E)).

本実施例では、実施例1の半導体装置を用いてEL(エレクトロルミネセンス
)表示装置を作製した例について説明する。なお、図6(A)は本発明のEL表
示装置の上面図であり、図6(B)はその断面図である。
In this example, an example in which an EL (electroluminescence) display device is manufactured using the semiconductor device of Example 1 will be described. 6A is a top view of the EL display device of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view thereof.

図6(A)において、4001は基板、4002は画素部、4003はソース
側駆動回路、4004はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線4
005を経てFPC(フレキシブルプリントサーキット)4006に至り、外部
機器へと接続される。
In FIG. 6A, reference numeral 4001 denotes a substrate, 4002 denotes a pixel portion, 4003 denotes a source side driver circuit, and 4004 denotes a gate side driver circuit.
Through 005, an FPC (flexible printed circuit) 4006 is reached and connected to an external device.

このとき、画素部4002、ソース側駆動回路4003及びゲート側駆動回路
4004を囲むようにして第1シール材4101、カバー材4102、充填材4
103及び第2シール材4104が設けられている。
At this time, the first sealant 4101, the cover material 4102, and the filler 4 are formed so as to surround the pixel portion 4002, the source side driver circuit 4003, and the gate side driver circuit 4004.
103 and a second sealing material 4104 are provided.

また、図6(B)は図6(A)をA−A’で切断した断面図に相当し、基板4
001の上にソース側駆動回路4003に含まれる駆動TFT(但し、ここでは
nチャネル型TFTとpチャネル型TFTを図示している。)4201及び画素
部4002に含まれる電流制御用TFT(発光素子への電流を制御するTFT)
4202が形成されている。
FIG. 6B corresponds to a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
A driving TFT (here, an n-channel TFT and a p-channel TFT are illustrated) 4201 included in the source-side driver circuit 4003 and a current control TFT (light-emitting element) included in the pixel portion 4002 TFT to control current to
4202 is formed.

本実施例では、駆動TFT4201には図4のpチャネル型TFTまたはnチ
ャネル型TFTと同じ構造のTFTが用いられ、電流制御用TFT4202には
図4のpチャネル型TFTと同じ構造のTFTが用いられる。また、画素部40
02には電流制御用TFT4202のゲートに接続された保持容量(図示せず)
が設けられる。
In this embodiment, the TFT having the same structure as the p-channel TFT or the n-channel TFT in FIG. 4 is used for the driving TFT 4201, and the TFT having the same structure as the p-channel TFT in FIG. 4 is used for the current control TFT 4202. It is done. Further, the pixel unit 40
02, a storage capacitor (not shown) connected to the gate of the current control TFT 4202
Is provided.

駆動TFT4201及び画素TFT4202の上には樹脂材料からなる層間絶
縁膜(平坦化膜)4301a及び、本発明の特徴である珪素及び窒素を主成分と
する層間絶縁膜4301bが形成され、その上に画素TFT4202のドレイン
と電気的に接続する画素電極(陽極)4302が形成される。画素電極4302
としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化
インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化
亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導
電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
On the driving TFT 4201 and the pixel TFT 4202, an interlayer insulating film (planarizing film) 4301a made of a resin material and an interlayer insulating film 4301b mainly composed of silicon and nitrogen, which are features of the present invention, are formed, and a pixel is formed thereon. A pixel electrode (anode) 4302 electrically connected to the drain of the TFT 4202 is formed. Pixel electrode 4302
For example, a transparent conductive film having a large work function is used. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Moreover, you may use what added the gallium to the said transparent conductive film.

そして、画素電極4302の上には絶縁膜4303が形成され、絶縁膜430
3は画素電極4302の上に開口部が形成されている。この開口部において、画
素電極4302の上にはEL(エレクトロルミネッセンス)層4304が形成さ
れる。発光層4304は公知のEL材料を用いる。EL材料には低分子系(モノ
マー系)材料と高分子系(ポリマー系)材料があるがどちらを用いても良い。ま
た、発光層は有機物と無機物の複合材料を用いてもよい。
An insulating film 4303 is formed over the pixel electrode 4302 and the insulating film 430 is formed.
3, an opening is formed on the pixel electrode 4302. In this opening, an EL (electroluminescence) layer 4304 is formed on the pixel electrode 4302. A known EL material is used for the light emitting layer 4304. There are low molecular (monomer) materials and high molecular (polymer) materials as EL materials, either of which may be used. The light emitting layer may be a composite material of an organic material and an inorganic material.

発光層4304の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良
い。また、発光層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または
電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。
As a method for forming the light emitting layer 4304, a known vapor deposition technique or coating technique may be used. The structure of the light-emitting layer may be a stacked structure or a single-layer structure by freely combining a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer.

発光層4304の上には周期表の1族または2族に属する元素を含む導電膜(
代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀に、アルカリ金属元素もしくはアルカリ
土類金属元素を含ませた導電膜)からなる陰極4305が形成される。また、陰
極4305と発光層4304の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくこ
とが望ましい。従って、真空中で両者を連続成膜するか、発光層4304を窒素
または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極4305を形
成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式(クラス
ターツール方式)の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。
Over the light-emitting layer 4304, a conductive film containing an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table (
A cathode 4305 is typically formed of a conductive film in which an alkali metal element or an alkaline earth metal element is contained in aluminum, copper, or silver. In addition, it is desirable to remove moisture and oxygen present at the interface between the cathode 4305 and the light emitting layer 4304 as much as possible. Therefore, it is necessary to devise such that the both are continuously formed in a vacuum, or the light emitting layer 4304 is formed in a nitrogen or rare gas atmosphere, and the cathode 4305 is formed without being exposed to oxygen or moisture. In this embodiment, the above-described film formation is possible by using a multi-chamber type (cluster tool type) film formation apparatus.

そして陰極4305は4306で示される領域において配線4005に電気的
に接続される。配線4005は陰極4305に所定の電圧を与えるための配線で
あり、異方導電性フィルム4307を介してFPC4006に電気的に接続され
る。
The cathode 4305 is electrically connected to the wiring 4005 in a region indicated by 4306. A wiring 4005 is a wiring for applying a predetermined voltage to the cathode 4305 and is electrically connected to the FPC 4006 through the anisotropic conductive film 4307.

以上のようにして、画素電極(陽極)4302、発光層4304及び陰極43
05からなる発光素子が形成される。この発光素子は、第1シール材4101及
び第1シール材4101によって基板4001に貼り合わされたカバー材410
2で囲まれ、充填材4103により封入されている。
In this manner, the pixel electrode (anode) 4302, the light emitting layer 4304, and the cathode 43
A light emitting element consisting of 05 is formed. This light emitting element includes a first sealing material 4101 and a cover material 410 bonded to the substrate 4001 by the first sealing material 4101.
2 and enclosed by a filler 4103.

カバー材4102としては、ガラス材、金属材(代表的にはステンレス材)、
セラミックス材、プラスチック材(プラスチックフィルムも含む)を用いること
ができる。プラスチック材としては、FRP(Fiberglass Reinforced Plastics
)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、マイラーフィルム、ポリエ
ステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用
いることもできる。
As the cover material 4102, a glass material, a metal material (typically stainless steel),
Ceramic materials and plastic materials (including plastic films) can be used. As plastic materials, FRP (Fiberglass Reinforced Plastics)
) Plate, PVF (polyvinyl fluoride) film, mylar film, polyester film or acrylic resin film. A sheet having a structure in which an aluminum foil is sandwiched between PVF films or mylar films can also be used.

但し、発光素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は
透明でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエス
テルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明物質を用いる。
However, when the light emission direction from the light emitting element is directed toward the cover material, the cover material must be transparent. In that case, a transparent material such as a glass plate, a plastic plate, a polyester film or an acrylic film is used.

また、充填材4103としては紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いること
ができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはEVA(エチレンビ
ニルアセテート)を用いることができる。この充填材4103の内部に吸湿性物
質(好ましくは酸化バリウム)もしくは酸素を吸着しうる物質を設けておくと発
光素子の劣化を抑制できる。
As the filler 4103, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used, and PVC (polyvinyl chloride), acrylic, polyimide, epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) is used. Can be used. When a hygroscopic substance (preferably barium oxide) or a substance capable of adsorbing oxygen is provided inside the filler 4103, deterioration of the light-emitting element can be suppressed.

また、充填材4103の中にスペーサを含有させてもよい。このとき、スペー
サを酸化バリウムで形成すればスペーサ自体に吸湿性をもたせることが可能であ
る。また、スペーサを設けた場合、スペーサからの圧力を緩和するバッファ層と
して陰極4305上に樹脂膜を設けることも有効である。
Further, the filler 4103 may contain a spacer. At this time, if the spacer is formed of barium oxide, the spacer itself can be hygroscopic. In the case where a spacer is provided, it is also effective to provide a resin film on the cathode 4305 as a buffer layer that relieves pressure from the spacer.

また、配線4005は異方導電性フィルム4307を介してFPC4006に
電気的に接続される。配線4005は画素部4002、ソース側駆動回路400
3及びゲート側駆動回路4004に送られる信号をFPC4006に伝え、FP
C4006により外部機器と電気的に接続される。
The wiring 4005 is electrically connected to the FPC 4006 through the anisotropic conductive film 4307. The wiring 4005 includes a pixel portion 4002 and a source side driver circuit 400.
3 and the signal sent to the gate side driving circuit 4004 are transmitted to the FPC 4006, and the FP
It is electrically connected to an external device by C4006.

また、本実施例では第1シール材4101の露呈部及びFPC4006の一部
を覆うように第2シール材4104を設け、発光素子を徹底的に外気から遮断す
る構造となっている。こうして図6(B)の断面構造を有するEL表示装置とな
る。
In this embodiment, the second seal member 4104 is provided so as to cover the exposed portion of the first seal member 4101 and a part of the FPC 4006 so that the light emitting element is thoroughly shielded from the outside air. Thus, an EL display device having the cross-sectional structure of FIG.

ここで画素部のさらに詳細な断面構造を図7に、上面構造を図8(A)に、回
路図を図8(B)に示す。図7、図8(A)及び図8(B)では共通の符号を用
いるので互いに参照すれば良い。
Here, FIG. 7 shows a more detailed cross-sectional structure of the pixel portion, FIG. 8A shows a top structure, and FIG. 8B shows a circuit diagram. 7, 8 </ b> A, and 8 </ b> B use common reference numerals and may be referred to each other.

図7において、基板4401上に設けられたスイッチング用TFT4402は
図4のnチャネル型TFTを用いて形成される。従って、構造の説明はnチャネ
ル型TFTの説明を参照すれば良い。また、4403で示される配線は、スイッ
チング用TFT4402のゲート電極4404a、4404bを電気的に接続す
るゲート配線である。
In FIG. 7, a switching TFT 4402 provided over a substrate 4401 is formed using the n-channel TFT in FIG. Therefore, the description of the n-channel TFT may be referred to for the description of the structure. A wiring indicated by 4403 is a gate wiring that electrically connects the gate electrodes 4404 a and 4404 b of the switching TFT 4402.

なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造とし
ているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ
形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
Note that although a double gate structure in which two channel formation regions are formed is used in this embodiment, a single gate structure in which one channel formation region is formed or a triple gate structure in which three channel formation regions are formed may be used.

また、スイッチング用TFT4402のドレイン配線4405は電流制御用T
FT4406のゲート電極4407に電気的に接続されている。なお、電流制御
用TFT4406は図4のpチャネル型TFT301を用いて形成される。従っ
て、構造の説明はpチャネル型TFT301の説明を参照すれば良い。なお、本
実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプ
ルゲート構造であっても良い。
Further, the drain wiring 4405 of the switching TFT 4402 has a current control T
The gate electrode 4407 of the FT 4406 is electrically connected. Note that the current control TFT 4406 is formed using the p-channel TFT 301 of FIG. Therefore, the description of the structure may be referred to the description of the p-channel TFT 301. In this embodiment, a single gate structure is used, but a double gate structure or a triple gate structure may be used.

スイッチング用TFT4402及び電流制御用TFT4406の上には第1パ
ッシベーション膜4408が設けられ、その上に樹脂からなる平坦化膜4409
aが形成される。平坦化膜4409を用いてTFTによる段差を平坦化すること
は非常に重要である。後に形成される発光層は非常に薄いため、段差が存在する
ことによって発光不良を起こす場合がある。従って、発光層をできるだけ平坦面
に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。そ
して、樹脂からなる平坦化膜4409aの上に、本発明の特徴である珪素及び窒
素を主成分とする層間絶縁膜4409bが形成されている。
A first passivation film 4408 is provided on the switching TFT 4402 and the current control TFT 4406, and a planarizing film 4409 made of resin is formed thereon.
a is formed. It is very important to flatten the step due to the TFT using the flattening film 4409. Since the light emitting layer formed later is very thin, the presence of a step may cause a light emission failure. Therefore, it is desirable to planarize the pixel electrode before forming it so that the light emitting layer can be formed as flat as possible. An interlayer insulating film 4409b containing silicon and nitrogen as main components, which is a feature of the present invention, is formed on the planarizing film 4409a made of resin.

また、4410は透明導電膜からなる画素電極(発光素子の陽極)であり、電
流制御用TFT4406のドレイン配線に電気的に接続される。透明導電膜とし
ては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化
合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、
前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
Reference numeral 4410 denotes a pixel electrode (anode of the light emitting element) made of a transparent conductive film, which is electrically connected to the drain wiring of the current control TFT 4406. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Also,
You may use what added the gallium to the said transparent conductive film.

画素電極4410の上には発光層4411が形成される。なお、図7では一画
素しか図示していないが、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に
対応した発光層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有
機EL材料を形成している。具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロ
シアニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層として70nm厚のトリス−8−
キノリノラトアルミニウム錯体(Alq3)膜を設けた積層構造としている。A
lq3にキナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といった蛍光色素を添加する
ことで発光色を制御することができる。
A light emitting layer 4411 is formed over the pixel electrode 4410. Although only one pixel is shown in FIG. 7, in this embodiment, light emitting layers corresponding to each color of R (red), G (green), and B (blue) are separately formed. In this embodiment, a low molecular organic EL material is formed by a vapor deposition method. Specifically, a copper phthalocyanine (CuPc) film having a thickness of 20 nm is provided as a hole injection layer, and a Tris-8 film having a thickness of 70 nm is formed thereon as a light emitting layer.
It is a laminated structure provided with a quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ) film. A
quinacridone lq 3, it is possible to control the luminescent color by adding a fluorescent dye such as perylene or DCM1.

但し、以上の例は発光層として用いることのできるEL材料の一例であって、
これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自
由に組み合わせて発光層(発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための
層)を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機EL材料を発光層に
用いる例を示したが、高分子系有機EL材料を用いても良い。また、電荷輸送層
や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの
有機EL材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
However, the above example is an example of an EL material that can be used as a light emitting layer.
There is no need to limit it to this. A light emitting layer (a layer for emitting light and moving carriers therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer. For example, in this embodiment, an example in which a low molecular weight organic EL material is used for the light emitting layer is shown, but a high molecular weight organic EL material may be used. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer or the charge injection layer. As these organic EL materials and inorganic materials, known materials can be used.

次に、発光層4411の上には導電膜からなる陰極4412が設けられる。本
実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論
、公知のMgAg膜(マグネシウムと銀との合金膜)を用いても良い。陰極材料
としては、周期表の1族もしくは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれ
らの元素を添加した導電膜を用いれば良い。
Next, a cathode 4412 made of a conductive film is provided over the light emitting layer 4411. In this embodiment, an alloy film of aluminum and lithium is used as the conductive film. Of course, a known MgAg film (magnesium and silver alloy film) may be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table or a conductive film added with these elements may be used.

この陰極4412まで形成された時点で発光素子4413が完成する。なお、
ここでいう発光素子4413は、画素電極(陽極)4410、発光層4411及
び陰極4412で形成されたコンデンサを指す。
When the cathode 4412 is formed, the light emitting element 4413 is completed. In addition,
Here, the light-emitting element 4413 refers to a capacitor formed with a pixel electrode (anode) 4410, a light-emitting layer 4411, and a cathode 4412.

次に、本実施例における画素の上面構造を図8(A)を用いて説明する。スイ
ッチング用TFT4402のソースはソース配線4415に接続され、ドレイン
はドレイン配線4405に接続される。また、ドレイン配線4405は電流制御
用TFT4406のゲート電極4407に電気的に接続される。また、電流制御
用TFT4406のソースは電流供給線4416に電気的に接続され、ドレイン
はドレイン配線4417に電気的に接続される。また、ドレイン配線4417は
点線で示される画素電極(陽極)4418に電気的に接続される。
Next, the top structure of the pixel in this embodiment is described with reference to FIG. The source of the switching TFT 4402 is connected to the source wiring 4415, and the drain is connected to the drain wiring 4405. The drain wiring 4405 is electrically connected to the gate electrode 4407 of the current control TFT 4406. The source of the current control TFT 4406 is electrically connected to the current supply line 4416, and the drain is electrically connected to the drain wiring 4417. The drain wiring 4417 is electrically connected to a pixel electrode (anode) 4418 indicated by a dotted line.

このとき、4419で示される領域には保持容量が形成される。保持容量44
19は、電流供給線4416と電気的に接続された半導体膜4420、ゲート絶
縁膜と同一層の絶縁膜(図示せず)及びゲート電極4407との間で形成される
。また、ゲート電極4407、第1層間絶縁膜と同一の層(図示せず)及び電流
供給線4416で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
At this time, a storage capacitor is formed in the region indicated by 4419. Retention capacity 44
19 is formed between the semiconductor film 4420 electrically connected to the current supply line 4416, the insulating film (not shown) in the same layer as the gate insulating film, and the gate electrode 4407. Further, a capacitor formed by the gate electrode 4407, the same layer (not shown) as the first interlayer insulating film, and the current supply line 4416 can also be used as the storage capacitor.

本実施例では、実施例3とは異なる画素構造を有したEL表示装置について説
明する。説明には図9を用いる。なお、図8と同一の符号が付してある部分につ
いては実施例3の説明を参照すれば良い。
In this embodiment, an EL display device having a pixel structure different from that in Embodiment 3 will be described. FIG. 9 is used for the description. In addition, what is necessary is just to refer description of Example 3 about the part to which the code | symbol same as FIG. 8 is attached | subjected.

図9では電流制御用TFT4501として図4のnチャネル型TFT302と
同一構造のTFTを用いる。勿論、電流制御用TFT4501のゲート電極45
02はスイッチング用TFT4402のドレイン配線4405に電気的に接続さ
れている。また、電流制御用TFT4501のドレイン配線4503は画素電極
4504に電気的に接続されている。
In FIG. 9, a TFT having the same structure as the n-channel TFT 302 in FIG. 4 is used as the current control TFT 4501. Of course, the gate electrode 45 of the current control TFT 4501.
02 is electrically connected to the drain wiring 4405 of the switching TFT 4402. Further, the drain wiring 4503 of the current control TFT 4501 is electrically connected to the pixel electrode 4504.

本実施例では、導電膜からなる画素電極4504が発光素子の陰極として機能
する。具体的には、アルミニウムとリチウムとの合金膜を用いるが、周期表の1
族もしくは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導
電膜を用いれば良い。
In this embodiment, the pixel electrode 4504 made of a conductive film functions as a cathode of the light emitting element. Specifically, an alloy film of aluminum and lithium is used.
A conductive film made of an element belonging to Group 2 or Group 2 or a conductive film added with these elements may be used.

画素電極4504の上には発光層4505が形成される。なお、図9では一画
素しか図示していないが、本実施例ではG(緑)に対応した発光層を蒸着法及び
塗布法(好ましくはスピンコーティング法)により形成している。具体的には、
電子注入層として20nm厚のフッ化リチウム(LiF)膜を設け、その上に発光
層として70nm厚のPPV(ポリパラフェニレンビニレン)膜を設けた積層構造
としている。
A light emitting layer 4505 is formed over the pixel electrode 4504. Although only one pixel is shown in FIG. 9, a light emitting layer corresponding to G (green) is formed by a vapor deposition method and a coating method (preferably a spin coating method) in this embodiment. In particular,
A 20 nm thick lithium fluoride (LiF) film is provided as an electron injection layer, and a 70 nm thick PPV (polyparaphenylene vinylene) film is provided thereon as a light emitting layer.

次に、発光層4505の上には透明導電膜からなる陽極4506が設けられる
。本実施例の場合、透明導電膜として酸化インジウムと酸化スズとの化合物もし
くは酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物からなる導電膜を用いる。
Next, an anode 4506 made of a transparent conductive film is provided on the light emitting layer 4505. In this embodiment, a conductive film made of a compound of indium oxide and tin oxide or a compound of indium oxide and zinc oxide is used as the transparent conductive film.

この陽極4506まで形成された時点で発光素子4507が完成する。なお、
ここでいう発光素子4507は、画素電極(陰極)4504、発光層4505及
び陽極4506で形成されたコンデンサを指す。
When the anode 4506 is formed, a light emitting element 4507 is completed. In addition,
The light-emitting element 4507 here refers to a capacitor formed of a pixel electrode (cathode) 4504, a light-emitting layer 4505, and an anode 4506.

発光素子に加える電圧が10V以上といった高電圧の場合には、電流制御用TF
T4501においてホットキャリア効果による劣化が顕在化してくる。このよう
な場合に、電流制御用TFT4501として本発明の構造のnチャネル型TFT
を用いることは有効である。
When the voltage applied to the light emitting element is a high voltage of 10 V or more, the current control TF
At T4501, deterioration due to the hot carrier effect becomes obvious. In such a case, the n-channel TFT having the structure of the present invention is used as the current control TFT 4501.
It is effective to use

また、本実施例の電流制御用TFT4501はゲート電極4502とLDD領
域4509との間にゲート容量と呼ばれる寄生容量を形成する。このゲート容量
を調節することで図8(A)、(B)に示した保持容量4418と同等の機能を
持たせることも可能である。特に、EL表示装置をデジタル駆動方式で動作させ
る場合においては、保持容量のキャパシタンスがアナログ駆動方式で動作させる
場合よりも小さくて済むため、ゲート容量で保持容量を代用しうる。
In addition, the current control TFT 4501 of this embodiment forms a parasitic capacitance called a gate capacitance between the gate electrode 4502 and the LDD region 4509. By adjusting the gate capacitance, a function equivalent to that of the storage capacitor 4418 shown in FIGS. 8A and 8B can be provided. In particular, when the EL display device is operated by the digital drive method, the storage capacitor can be replaced with a gate capacitor because the capacitance of the storage capacitor is smaller than that when the EL display device is operated by the analog drive method.

なお、発光素子に加える電圧が10V以下、好ましくは5V以下となった場合、
上記ホットキャリア効果による劣化はさほど問題とならなくなるため、図9にお
いてLDD領域4509を省略した構造のnチャネル型TFTを用いても良い。
When the voltage applied to the light emitting element is 10 V or less, preferably 5 V or less,
Since deterioration due to the hot carrier effect is not a problem, an n-channel TFT having a structure in which the LDD region 4509 is omitted in FIG. 9 may be used.

スパッタリング法で成膜された窒化珪素膜と窒化珪素膜との透過率を示す図。The figure which shows the transmittance | permeability of the silicon nitride film and silicon nitride film which were formed into a film by sputtering method. 本発明における発光素子に用いられる半導体装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device used for a light-emitting element of the present invention. 本発明における発光素子に用いられる半導体装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device used for a light-emitting element of the present invention. 本発明における発光素子に用いられる半導体装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device used for a light-emitting element of the present invention. 本発明における発光素子に用いられる半導体装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device used for a light-emitting element of the present invention. 本発明を用いたEL表示装置を説明する図。8A and 8B illustrate an EL display device using the present invention. 画素部の構造を説明する図。FIG. 6 illustrates a structure of a pixel portion. 画素部の構造を説明する図(A)。及び回路図(B)。FIG. 6A illustrates a structure of a pixel portion. And a circuit diagram (B). 画素部の構造を説明する図。FIG. 6 illustrates a structure of a pixel portion. 本発明における発光素子に用いられる半導体装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device used for a light-emitting element of the present invention. スパッタリング法で成膜された窒化珪素膜の吸湿ブロッキング効果の測定条件を説明する図。The figure explaining the measurement conditions of the moisture absorption blocking effect of the silicon nitride film formed into a film by sputtering method. スパッタリング法で成膜された窒化珪素膜の吸湿ブロッキング効果を説明する図。The figure explaining the moisture absorption blocking effect of the silicon nitride film formed into a film by sputtering method. スパッタリング法で成膜された窒化珪素膜のLiブロッキング効果を説明する図。The figure explaining the Li blocking effect of the silicon nitride film formed into a film by sputtering method.

Claims (15)

一対の電極間に発光層を有する発光素子と、
前記発光素子の下方に設けられた珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜と、を有し、
前記無機絶縁膜は、前記珪素の含有比率が25.0atomic%以上40.0atomic%以下であり、前記窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下であることを特徴とする発光装置。
A light emitting element having a light emitting layer between a pair of electrodes;
An inorganic insulating film mainly comprising silicon and nitrogen provided below the light emitting element,
The inorganic insulating film has a silicon content ratio of 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less, and a nitrogen content ratio of 35.0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less. .
一対の電極間に発光層を有する発光素子と、
前記発光素子の下方に設けられた珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜と、を有し、
前記発光素子は可動イオンを含み、
前記無機絶縁膜は、前記珪素の含有比率が25.0atomic%以上40.0atomic%以下であり、前記窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下であることを特徴とする発光装置。
A light emitting element having a light emitting layer between a pair of electrodes;
An inorganic insulating film mainly comprising silicon and nitrogen provided below the light emitting element,
The light emitting element includes mobile ions;
The inorganic insulating film has a silicon content ratio of 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less, and a nitrogen content ratio of 35.0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less. .
一対の電極間に発光層を有する発光素子と、
前記発光素子の下方に設けられた珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜と、を有し、
前記無機絶縁膜はアルゴンを含み、前記珪素の含有比率が25.0atomic%以上40.0atomic%以下であり、前記窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下であることを特徴とする発光装置。
A light emitting element having a light emitting layer between a pair of electrodes;
An inorganic insulating film mainly comprising silicon and nitrogen provided below the light emitting element,
The inorganic insulating film contains argon, the silicon content ratio is 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less, and the nitrogen content ratio is 35.0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less. Light-emitting device.
一対の電極間に発光層を有する発光素子と、
前記発光素子の下方に設けられた珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜と、を有し、
前記発光素子は可動イオンを含み、
前記無機絶縁膜はアルゴンを含み、前記珪素の含有比率が25.0atomic%以上40.0atomic%以下であり、前記窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下であることを特徴とする発光装置。
A light emitting element having a light emitting layer between a pair of electrodes;
An inorganic insulating film mainly comprising silicon and nitrogen provided below the light emitting element,
The light emitting element includes mobile ions;
The inorganic insulating film contains argon, the silicon content ratio is 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less, and the nitrogen content ratio is 35.0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less. Light-emitting device.
一対の電極間に発光層を有する発光素子と、
前記発光素子の下方に設けられた珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜と、
前記無機絶縁膜の下方に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の下方に設けられ、前記発光素子と電気的に接続した薄膜トランジスタと、を有し、
前記無機絶縁膜は、前記珪素の含有比率が25.0atomic%以上40.0atomic%以下であり、前記窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下であることを特徴とする発光装置。
A light emitting element having a light emitting layer between a pair of electrodes;
An inorganic insulating film having silicon and nitrogen as one of the main components provided below the light emitting element;
An interlayer insulating film provided below the inorganic insulating film;
A thin film transistor provided below the interlayer insulating film and electrically connected to the light emitting element,
The inorganic insulating film has a silicon content ratio of 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less, and a nitrogen content ratio of 35.0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less. .
一対の電極間に発光層を有する発光素子と、
前記発光素子の下方に設けられた珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜と、
前記無機絶縁膜の下方に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の下方に設けられたパッシベーション膜と、
前記パッシベーション膜の下方に設けられ、前記発光素子と電気的に接続した薄膜トランジスタと、を有し、
前記無機絶縁膜は、前記珪素の含有比率が25.0atomic%以上40.0atomic%以下であり、前記窒素の含有比率が35.0atomic%以上65.0atomic%以下であることを特徴とする発光装置。
A light emitting element having a light emitting layer between a pair of electrodes;
An inorganic insulating film having silicon and nitrogen as one of the main components provided below the light emitting element;
An interlayer insulating film provided below the inorganic insulating film;
A passivation film provided below the interlayer insulating film;
A thin film transistor provided below the passivation film and electrically connected to the light emitting element;
The inorganic insulating film has a silicon content ratio of 25.0 atomic% or more and 40.0 atomic% or less, and a nitrogen content ratio of 35.0 atomic% or more and 65.0 atomic% or less. .
請求項6において、
前記パッシベーション膜は、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、又は窒化珪素膜であることを特徴とする発光装置。
In claim 6,
The light-emitting device, wherein the passivation film is a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or a silicon nitride film.
請求項5乃至請求項7のいずれか一において、
前記層間絶縁膜は有機樹脂からなる膜であることを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 5 thru | or 7,
The light-emitting device, wherein the interlayer insulating film is a film made of an organic resin.
請求項5乃至請求項7のいずれか一において、
前記層間絶縁膜はシロキサンを有する膜であることを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 5 thru | or 7,
The light-emitting device, wherein the interlayer insulating film is a film containing siloxane.
請求項5乃至請求項7のいずれか一において、
前記層間絶縁膜は誘電率が3.8よりも小さい膜であることを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 5 thru | or 7,
The light-emitting device, wherein the interlayer insulating film is a film having a dielectric constant smaller than 3.8.
請求項5乃至請求項7のいずれか一において、
前記珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜がアルゴンを含むことを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 5 thru | or 7,
The light-emitting device, wherein the inorganic insulating film containing silicon and nitrogen as main components contains argon.
請求項5乃至請求項11のいずれか一において、
前記発光素子は可動イオンを含むことを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 5 thru | or 11,
The light-emitting device, wherein the light-emitting element includes movable ions.
請求項2、請求項4乃至請求項12のいずれか一において、
前記可動イオンはリチウムであることを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 2 and 4 to 12,
The light-emitting device, wherein the movable ion is lithium.
請求項1乃至請求項13のいずれか一において、
前記発光素子は周期表の1族又は2族に属する元素を含むことを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 1 thru | or 13,
The light-emitting device includes an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table.
請求項1乃至請求項14のいずれか一において、
前記珪素及び窒素を主成分の一つとする無機絶縁膜は、窒化珪素膜、又は窒化酸化珪素膜であることを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 1 thru | or 14,
The light-emitting device, wherein the inorganic insulating film containing silicon and nitrogen as one of main components is a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film.
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