JP2008060201A - 半導体装置の製造方法、薄膜トランジスタとその製造方法、電気光学装置とその製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体層と電極とのオーミック接続を容易に得られ、電気的特性に優れた薄膜トランジスタを提供する。
【解決手段】本発明の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３０は、半導体層３５と、該半導体層３５に当接する金属層６３とを備えており、前記半導体層３５と前記金属層６３との界面に、金属層６３の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層３６が形成されている。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、薄膜トランジスタとその製造方法、電気光学装置とその製造方法、及び電子機器に関するものである。

アクティブマトリクス方式の液晶装置の製造方法としては、フォトリソグラフィとドライエッチングとを繰り返し行うことで、基板上にゲート線やソース線等の所望の配線パターンを形成するのが一般的である（特許文献１参照）。この製造方法には、材料費や管理費などのコストが高く、また歩留まりが上がりにくいという問題があった。そこで近年、材料の無駄を少なくできる液滴吐出方式を配線の形成に採用することが提案されている（特許文献２，３参照）。
特許第３２６１６９９号公報 特開平１１−２７４６７１号公報 特開２０００−２１６３３０号公報

ところで、液晶装置のスイッチング素子である薄膜トランジスタは、例えばパターン形成したアモルファスシリコンの半導体層と、この半導体層に対して電気的に接続されたソース電極及びドレイン電極とを備えたものである。液相法を用いてかかる配線構造を形成する場合には、半導体層上に金属微粒子を含む液体材料を配置した後、これを焼成して金属配線に変換する。このとき、金属微粒子を含む液体材料それ自体は２５０℃程度の加熱により低抵抗の金属配線に変換することができる。しかしながら、本発明者が検討したところ、ＴｉやＭｎによりソース／ドレイン電極を形成すると、半導体層と金属配線とのコンタクトが非オーミック接続となってコンタクト抵抗が上昇することが判明した。そして、このようなスイッチング素子の抵抗上昇は、コントラスト比の低下やゴーストの発生などの不具合の原因となることがある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、半導体層と電極とのオーミック接続を容易に得られ、電気的特性に優れた半導体装置及び薄膜トランジスタを製造する方法を提供することを目的としている。

また本発明は、表示品質に優れた電気光学装置を容易に製造する方法を提供することを目的としている。

本発明の半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、前記半導体層と電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、を有することを特徴とする。

このような製造方法によれば、前記界面に形成された金属シリサイド層の作用によりコンタクト抵抗を低減することができ、液相法を用いた半導体装置における電気特性の向上を実現することができる。

本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に半導体層を形成する工程と、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する液体材料を前記基板上に塗布する工程と、前記基板上の液体材料を乾燥させて固化物とする工程とを有する工程によって前記基板上に前記半導体層と当該半導体層に当接する前記固化物とを形成する工程と、前記半導体層及び前記固化物を加熱して、前記半導体層と前記固化物との界面にＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程を有することを特徴とする。

前記金属シリサイドとしてＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを形成する方法によれば、比較的低温でシリサイド化が可能であり、また加熱による酸化が生じにくいことから、コンタクト抵抗の低減に関して他の金属シリサイドに比して大きな効果を得ることができる。

本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、を有し、前記電極の前記半導体層と当接する面に、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する金属層を形成する工程と、前記半導体層及び前記金属層を加熱して、前記半導体層と前記金属層との界面に、Ｎｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、を有することを特徴とする。このような製造方法でも上記と同様の作用効果を得ることができる。

前記半導体層の前記電極と当接する面に、不純物を拡散させてなる不純物拡散層を形成する工程を有することが好ましい。このような構成とすることで、コンタクト部のオーミック接続をより容易に形成できるようになる。

前記加熱工程における加熱温度が２５０℃以上３５０℃以下であることが好ましい。このような加熱温度とすることで、インクに含まれるＮｉやＣｏを半導体層に拡散させて金属シリサイド層を形成することができ、コンタクト抵抗を低減する効果を確実に得られる。また、前記加熱温度が２６０℃以上３２０℃以下であれば、２５０℃の加熱条件よりも１桁程度コンタクト抵抗を低減することができる。さらに、前記加熱温度が２７０℃以上３００℃以下であれば、２５０℃の加熱条件よりも２桁程度コンタクト抵抗を低減することができる。さらにまた、２８０℃以上３００℃以下であれば、２５０℃の加熱条件よりも４桁程度コンタクト抵抗を低減することができる。

前記加熱工程を、水素を０．１体積％以上含む不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。このような製造方法とすれば、半導体層に含まれる水素の脱離を防止でき、加熱による半導体装置の特性変化を防止することができる。

前記液体材料として、Ｎｉ又はＣｏの微粒子を液体に分散させた液体材料を用いることが好ましく、前記液体材料として、Ｎｉ若しくはＣｏの無機塩、又はＮｉ若しくはＣｏのイオンを含有する液体材料を用いてもよい。これらの液体材料を用いることで、半導体層との界面において酸化を生じさせることなくコンタクト部を形成することができる。

本発明の薄膜トランジスタは、半導体層と、該半導体層に当接する電極とを備えた薄膜トランジスタであって、前記半導体層と前記電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層が形成されていることを特徴とする。このように金属シリサイド層を有する薄膜トランジスタによれば、従来に比して極めて低いコンタクト抵抗が得られ、優れた電気特性を得ることができる。

本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、前記半導体層と電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、を有することを特徴とする。

このような製造方法によれば、前記界面に形成された金属シリサイド層の作用によりコンタクト抵抗を低減することができ、液相法を用いて製造した薄膜トランジスタにおける電気特性の向上を実現することができる。

本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に半導体層を形成する工程と、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する液体材料を前記基板上に塗布する工程と、前記基板上の液体材料を乾燥させて固化物とする工程とを有する工程によって前記基板上に前記半導体層と当該半導体層に当接する前記固化物とを形成する工程と、前記半導体層及び前記固化物を加熱して、前記半導体層と前記固化物との界面にＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程を有することを特徴とする。

前記金属シリサイドとしてＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを形成する方法によれば、比較的低温でシリサイド化が可能であり、また加熱による酸化が生じにくいことから、コンタクト抵抗の低減に関して他の金属シリサイドに比して大きな効果を得ることができる。

本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、を有し、前記電極の前記半導体層と当接する面に、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する金属層を形成する工程と、前記半導体層及び前記金属層を加熱して、前記半導体層と前記金属層との界面に、Ｎｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、を有することを特徴とする。このような製造方法でも上記と同様の作用効果を得ることができる。

本発明の電気光学装置は、基板上に、電気光学物質と、該電気光学物質に印加する電圧を制御する薄膜トランジスタとが設けられた電気光学装置であって、前記薄膜トランジスタは、半導体層と、該半導体層に当接する電極と、前記半導体層と前記電極との界面に形成されて前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層と、を備えることを特徴とする。

この電気光学装置によれば、金属シリサイド層をコンタクト部に有する薄膜トランジスタを備えているので、従来に比して極めて低いコンタクト抵抗が得られ、スイッチング素子の電気特性に優れ、表示品質において優れたものとなる。

本発明の電気光学装置の製造方法は、基板上に、電気光学物質と、該電気光学物質に印加する電圧を制御する薄膜トランジスタとが設けられた電気光学装置の製造方法であって、前記薄膜トランジスタを前記基板上に形成する工程は、基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、前記半導体層と電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、を有することを特徴とする。

このような製造方法によれば、前記界面に形成された金属シリサイド層の作用によりコンタクト抵抗を低減することができ、液相法を用いて製造した薄膜トランジスタにおける電気特性の向上を実現することができるので、スイッチング素子として当該薄膜トランジスタを具備した電気光学装置では、表示の高品質化を図ることができる。

本発明の電気光学装置の製造方法は、基板上に、電気光学物質と、該電気光学物質に印加する電圧を制御する薄膜トランジスタとが設けられた電気光学装置の製造方法であって、前記薄膜トランジスタを前記基板上に形成する工程は、前記基板上に半導体層を形成する工程と、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する液体材料を前記基板上に塗布する工程と、前記基板上の液体材料を乾燥させて固化物とする工程とを有する工程によって前記基板上に前記半導体層と当該半導体層に当接する固化物とを形成する工程と、前記半導体層及び前記固化物を加熱して前記半導体層と前記固化物との界面にＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、を有することを特徴とする。

前記金属シリサイドとしてＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを形成する方法によれば、比較的低温でシリサイド化が可能であり、また加熱による酸化が生じにくいことから、コンタクト抵抗の低減に関して他の金属シリサイドに比して大きな効果を得ることができる。

本発明の電気光学装置の製造方法は、基板上に、電気光学物質と、該電気光学物質に印加する電圧を制御する薄膜トランジスタとが設けられた電気光学装置の製造方法であって、前記薄膜トランジスタを前記基板上に形成する工程は、前記基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程とを有し、前記電極の前記半導体層と当接する面に、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する金属層を形成する工程と、前記半導体層及び前記金属層を加熱して、前記半導体層と前記金属層との界面に、Ｎｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、を有することを特徴とする。この製造方法でも上記と同様の作用効果を得ることができる。

本発明の電気機器は、先に記載の薄膜トランジスタを備えたことを特徴とする。また、先に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。これらの電子機器によれば、スイッチング素子である薄膜トランジスタが電気特性に優れたものであるから、消費電力や動作速度の点で優れた電子機器記となる。

（電気光学装置及び薄膜トランジスタ）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る薄膜トランジスタを具備した液晶表示装置（電気光学装置）の等価回路図である。図２は、本実施形態に係る液晶表示装置を構成するＴＦＴアレイ基板における１画素の平面図である。図３Ａは、図２のＡ−Ａ’線に沿う液晶表示装置の部分断面図である。図４は、液晶表示装置１００を対向基板側から見た平面図である。

本実施形態の液晶表示装置１００は、図３Ａに示すように、液晶層７０を挟持して対向するＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを備えている。液晶層７０は、初期配向が基板面に対して垂直方向とされた負の誘電率異方性を有する液晶からなる垂直配向モードの液晶層である。ＴＦＴアレイ基板１０の外面側（液晶層７０）と反対側には、図示略のバックライト（照明装置）が配設されている。

図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００の画像表示領域には、互いに交差して延びる複数のゲート線４０と複数のソース線４２とが形成されている。ゲート線４０とソース線４２との交差点に対応してＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３０が設けられている。ゲート線４０及びソース線４２により区画された平面視マトリクス状の領域（画素領域）には画素電極４５が形成されている。ソース線４２はＴＦＴ３０のソースと電気的に接続されている。図示略の駆動回路から出力される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎはソース線４２を介してＴＦＴ３０に供給される。画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のソース線４２同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートにはゲート線４０が電気的に接続されており、図示略の駆動回路から所定のタイミングでゲート線４０にパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極４５はＴＦＴ３０のドレインと電気的に接続されている。スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、ソース線４２から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極４５に書き込まれるようになっている。画素電極４５を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極４５と液晶を介して対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極４５と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量４８が接続されている。蓄積容量４８はＴＦＴ３０のドレインと容量線４６との間に設けられている。

図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上には、格子状に配線されたゲート線４０と、ソース線４２とが形成されている。複数のゲート線４０はＸ方向に延びて形成されている。ソース線４２はＹ方向に延びて形成されている。ゲート線４０とソース線４２との交差部の近傍にＴＦＴ３０が形成されている。画素領域の中央部をＸ方向に横断するように容量線４６が形成されている。

ソース線４２、ゲート線４０、及び容量線４６は、同一の配線層に形成された信号配線である。図示Ｙ方向に延びるソース線４２は、ゲート線４０との交差部に対応して形成された中継電極４３ａを介してゲート線４０をまたいでいる。また容量線４６との交差部に対応して形成された中継電極４９を介して容量線４６をまたいでいる。中継電極４３ａ及び中継電極４９は、ソース線４２、ゲート線４０，及び容量線４６が形成された配線層と絶縁膜を介して隔てられた配線層に形成されており、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホール４３ｃ、４９ｃを介して下層側のソース線４２を中継している。

ＴＦＴ３０は、アモルファスシリコン膜を含む半導体層３５と、ゲート電極４１と、ソース電極４３と、ドレイン電極４４とを有している。ゲート電極４１はゲート線４０の一部をＹ方向に分岐して形成されている。ソース電極４３は、＋Ｘ側の端部において半導体層３５と平面視で重なって配置されている。ソース電極４３の他端側は、ソース線４２がゲート線４０をまたぐ位置に形成された中継電極４３ａと電気的に接続されている。ドレイン電極４４は、−Ｘ側の端部で半導体層３５と電気的に接続されている。ドレイン電極４４は半導体層３５との接続位置から＋Ｙ方向に延び、容量線４６をまたいだ位置まで延出されている。ドレイン電極４４と容量線４６とが交差する位置に当該画素の蓄積容量４８が形成されている。ドレイン電極４４の先端部は、ソース線４２の一部をＸ方向に分岐してなる分岐配線部４２ａの先端部と平面視で重なって配置されている。この分岐配線部４２ａとドレイン電極４４とが平面的に重なった部位は、表示動作時に蓄積容量４８に貯まった電荷を解放する機能を奏するものである。つまり、ＴＦＴ３０のオン動作により蓄積容量４８に貯まった電荷を、ソース線４２ａへの次の入力を直接ドレイン電極４４に入力して解放するものである。

画素電極４５は、ゲート線４０とソース線４２とに囲まれた領域に対応する矩形状に形成されている。画素電極４５は、ドレイン電極４４と容量線４６とが交差する位置に形成された画素コンタクトホール４５ｃを介してドレイン電極４４と電気的に接続されている。画素電極４５には、複数のスリット状の開口部４５ｓが形成されている。これらの開口部４５ｓは、垂直配向モードの液晶層７０に電圧を印加する際に液晶の配向方向を規制する配向制御手段として機能する。

図３Ａに示す断面図をみると、ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板Ｐを備えている。基板Ｐの液晶層７０側には、絶縁性の有機樹脂からなるバンク５１が形成されており、バンク５１に形成された開口部内に、ＣｕやＡｇ等からなるゲート電極４１、及びソース線４２が埋設されている。ゲート電極４１及びソース線４２の上面には、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｎから選ばれる１種以上の金属材料からなる金属保護膜４７が形成されている。金属保護膜４７の上面とバンク５１の上面とはほぼ面一である。ゲート電極４１及びバンク５１上に、シリコン酸化物やシリコン窒化物からなる絶縁膜３１が形成されている。絶縁膜３１はソース線４２上に開口部３１ａを有している。絶縁膜３１を介してゲート電極４１と対向する位置に、アモルファスシリコン膜からなる活性層３２と、ｎ＋シリコン膜からなるコンタクト層３３との積層膜からなる半導体層３５が形成されている。

半導体層３５のうち図示左側に位置するコンタクト層３３上から絶縁膜３１の開口部３１ａ内にわたって、Ｎｉ、Ｃｏの少なくとも一方を含有する金属層６３が形成されている。すなわち、金属層６３，６４は、Ｎｉ又はＣｏの単体の金属層であってもよく、Ｎｉ合金又はＣｏ合金であってもよい。あるいは、ＮｉとＣｏの双方を含有する合金であってもよい。

金属層６３上にはソース電極４３と中継電極４３ａとが形成されている。ソース電極４３及び中継電極４３ａはいずれもＣｕやＡｇ等の金属材料を用いて形成されている。本実施形態の場合、ソース線４２と中継電極４３ａとは、金属保護膜４７と金属層６３とを介して電気的に接続されている。

一方、図示右側に位置するコンタクト層３３上から近傍の絶縁膜３１上にわたって金属層６４が形成されている。金属層６４上にはドレイン電極４４が形成されている。ドレイン電極４４もＣｕやＡｇ等の金属材料を用いて形成されている。ソース電極４３、中継電極４３ａ、及びドレイン電極４４は、金属材料に限られず、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いて形成してもよい。透明導電材料を用いて形成することで画素の開口率を高めることが可能になり、表示を明るくすることができる。

ＴＦＴ３０を覆って、シリコン窒化物等からなるパッシベーション膜６０が形成されている。パッシベーション膜６０上には有機樹脂からなる平坦化膜６５が形成されている。平坦化膜６５上に、画素電極４５が形成されている。画素電極４５を覆って配向膜２６が形成されている。基板Ｐの液晶層７０と反対側には、偏光板１４が配設されている。

対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板２０Ａを備えている。基板２０Ａの液晶層７０側には、カラーフィルタ２２と、対向電極２１と、配向膜２５とが順に積層されている。基板２０Ａの液晶層７０と反対側には、ＴＦＴアレイ基板１０の偏光板１４と対を成す偏光板２４が配設されている。

図４に示す全体構成を見ると、液晶表示装置（電気光学装置）１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、両者が対向する領域の周縁に沿って形成した光硬化性封止材であるシール材１５２によって貼り合わさたものである。シール材１５２によって区画された領域内に液晶が封入、保持されている。シール材１５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されてなり、液晶注入口を備えず、封止材にて封止された痕跡がない構成となっている。

シール材１５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り１５３が形成されている。シール材１５２の外側の領域には、ソース線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に隣接する２辺に沿ってゲート線駆動回路２０４が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられたゲート線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。

ソース線駆動回路２０１及びゲート線駆動回路２０４は、ＴＦＴアレイ基板１０上に半導体プロセスを用いて形成してもよい。あるいは、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。

上記構成を具備した本実施形態の液晶表示装置１００は、画素スイッチング素子として本発明に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３０を備えている。本発明に係るＴＦＴ３０は、半導体層３５と金属層６３，６４との界面に、金属層６３，６４の構成材料であるＮｉ又はＣｏのシリサイド（ＮｉＳｉ、Ｎｉ₂Ｓｉ、ＣｏＳｉ、Ｃｏ₂Ｓｉ等）を含む金属シリサイド層を有する点に特徴を有している。図３Ｂは、かかる金属シリサイド層について説明するための図３Ａの一部拡大図であって、ＴＦＴ３０のうち、特にコンタクト層３３と金属層６３との界面部分を拡大して示す図である。

図３Ｂに示すように、金属シリサイド層３６は、ｎ＋シリコン膜であるコンタクト層３３の金属層６３側の表層部に形成されている。すなわち、金属シリサイド層３６は、金属層６３の構成元素であるＮｉ又はＣｏがコンタクト層３３に拡散し、コンタクト層３３の構成元素であるＳｉと結合して生じた層である。そして本発明に係るＴＦＴ３０は、半導体層３５と金属層６３との界面に、このような金属シリサイド層３６を備えていることで、半導体層３５と金属層６３とのコンタクト抵抗を大幅に低減することができるようになっている。

半導体層３５と金属層６３とのコンタクト部における抵抗は、金属／ｎ＋シリコン間のショットキー障壁の高さが大きく影響する。電気光学装置の分野において配線材料として用いられる金属材料と、ｎ＋シリコンとのショットキー障壁の高さは、ｎ＋シリコンへのＰドープ濃度により多少変動はあるものの、概ね以下の通りである。

（１）Ｔｉ：０．４８ｅＶ
（２）Ｍｎ：０．４９ｅＶ
（３）Ｃ ：０．５５ｅＶ
（４）Ｃｏ：０．６０ｅＶ
（５）Ｎｉ：０．６３ｅＶ
（６）Ｗ ：０．６５ｅＶ
（７）Ｔａ：０．６６ｅＶ
（８）Ｍｏ：０．６７ｅＶ
（９）Ａｌ：０．７２ｅＶ
（10）Ａｕ：０．８０ｅＶ
一般に、ショットキー障壁の高さが０．５ｅＶを超えると、金属／ｎ＋シリコン間のコンタクトは非オーミック接続となり、コンタクト抵抗は急増する。そうすると、Ｔｉ、Ｍｎ以外の金属材料を用いてコンタクト部を形成した場合には、低抵抗のコンタクトができず、Ｎｉ、Ｃｏについても、コンタクト層３３上に単に成膜しただけではコンタクト抵抗が高くなってしまう。

またショットキー障壁の問題からすれば、Ｔｉ、Ｍｎを金属層６３に用いればよいとも考えられる。確かにこれらの材料をスパッタ法等の気相成膜法を用いて形成すれば、低抵抗のコンタクト部を形成できる。しかしながら、液相法による金属層の形成を前提にすると、Ｔｉ、Ｍｎは半導体層とコンタクトする電極を形成するのには不向きである。これは、ＴｉやＭｎを液相法によって形成すると、分散媒等の液体成分を除去する際にＴｉＯやＭｎＯ等の酸化物を形成しやすく、そのためにコンタクト抵抗が上昇してしまうからである。

これに対して本発明のＴＦＴ３０では、液相法によって成膜しても酸化されにくいＮｉ又はＣｏを用いて金属層６３を形成するので、ＴｉやＭｎのような酸化の問題は生じない。さらに、コンタクト層３３と金属層６３との界面に、これらＮｉ又はＣｏのシリサイドを含む金属シリサイド層３６を形成することで、ショットキー障壁の問題を解決し、低抵抗のコンタクトを実現している。詳細は後述の実施例にも記載しているが、金属層６３をＮｉ又はＣｏの微粒子を分散させた液体材料を用いた液相法により形成した場合にも、スパッタ法を用いて形成したＴｉのコンタクト電極と同等のオーミック接続が得られることが確認されている。

また、本発明に係るＴＦＴ３０を具備した本実施形態の液晶表示装置１００は、コンタクト抵抗の低いＴＦＴ３０を用いているので、スイッチング素子の抵抗上昇によることラスト比の低下やゴーストの発生を効果的に防止でき、表示品質に優れた液晶表示装置となる。また、ＴＦＴ３０が液相法を用いた製造に好適なものであることから、安価に製造可能である。

なお、本実施形態では、コンタクト層３３上に、Ｎｉ、Ｃｏの少なくとも一方を含有する金属層６３を形成することとしているが、ソース電極４３及びドレイン電極４４を、Ｎｉ、Ｃｏの少なくとも一方を含有する材料により形成してもよいのは勿論である。あるいは、コンタクト層３３上に、Ｎｉシリサイド及びＣｏシリサイドの少なくとも一方を含有する材料の薄膜を形成し、これを金属シリサイド層としてもよい。

また本実施形態では、アモルファスシリコンを半導体層とするＴＦＴ３０について説明したが、薄膜トランジスタを構成する半導体層は、高温ポリシリコン膜や低温ポリシリコン膜であってもよい。また、薄膜トランジスタの構造についても、本実施形態のボトムゲート構造に限定されず、トップゲート構造も採用でき、複数のゲートを備えた構造であってもよい。

本実施形態では、垂直配向方式の液晶表示装置１００について説明しているが、ＴＮ方式、ＳＴＮ方式のほか、ＩＰＳ、ＦＦＳ等の横電界方式などの動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモード等の表示モードを変更してもよいのは勿論である。

また、本実施形態では、本発明に係る薄膜トランジスタを液晶表示装置に適用した場合について説明しているが、電気光学装置としては、例えば、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に応用が可能である。

有機ＥＬ表示装置は、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して励起させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが再結合する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。

そして、本発明の薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴアレイ基板上に、有機ＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の各発光色を呈する材料すなわち発光層形成材料及び正孔注入／電子輸送層を形成する材料をインクとし、各々をパターニングすることで、自発光フルカラー有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

さらに、本発明の薄膜トランジスタは、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や、基板上に形成された小面積の薄膜に膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用する表面伝導型電子放出素子等にも適用可能である。

（電気光学装置及び薄膜トランジスタの製造方法）
次に、液晶表示装置１００及びＴＦＴ３０の製造方法について図面を参照して説明する。

ＴＦＴアレイ基板１０は、基板Ｐ上に配線及び半導体層を形成してＴＦＴ３０を作製する工程と、ＴＦＴ３０を覆う平坦化膜６５を形成する工程と、画素電極４５等を形成する工程とにより製造することができる。

図５から図１７は、液晶表示装置１００のうちＴＦＴアレイ基板１０の製造工程を示す工程図である。各図において、（ｂ）図又は（ｃ）図に示す断面図は、対応する（ａ）図に付されたＡ−Ａ’線、又はＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

ゲート線４０やソース線４２等の格子パターンの配線が形成される基板Ｐとしては、ガラス、石英ガラス、プラスチックフィルムなど各種の材料を用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。

まず、図５に示すように、基板Ｐ上に絶縁性の有機樹脂からなるバンク（隔壁）５１を形成する。バンク５１は、ゲート線４０やソース線４２を基板Ｐの所定位置に配置するためのものである。具体的には、図５（ａ）に示すように、洗浄した基板Ｐの上面に、格子パターンの配線の形成位置に対応した複数の開口部５２，５３，５４，５５，５７を有するバンク５１をフォトリソグラフィ法に基づいて形成する。

なお、バンク５１の形成に先立って、後述するＣｕめっき工程のために基板Ｐの表面に触媒を付与しておくことが好ましい。すなわち、パラジウム等のＣｕめっき前駆体（触媒）を含有する溶液内に基板Ｐを浸漬し、触媒を基板Ｐの表面に付与（吸着）しておく。この溶液としては、例えば塩酸系の溶液にパラジウム（場合によっては錫も）溶解しているものを用いることができる。

バンク５１の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラミン樹脂などの高分子材料が用いられる。また、感光剤であるレジストを用い、塗布したレジストを露光、現像することによりパターニングすることでバンク５１を形成することもできる。バンク５１には、開口部５２，５３，５４，５５，５７内に配線形成用の材料を良好に配置するために、撥液性処理が施される。撥液性処理としては、ＣＦ₄プラズマ処理等（フッ素成分を有するガスを用いたプラズマ処理）を例示できる。なお、ＣＦ₄プラズマ処理等に代えて、バンク５１の素材自体に予め撥液成分（フッ素基等）を含有させておいてもよい。

バンク５１により形成される開口部５２，５３，５４，５５は、ゲート線４０やソース線４２等の格子パターンの配線に対応している。すなわち、バンク５１の開口部５２，５３，５４，５５に配線形成用の材料を配置することにより、ゲート線４０やソース線４２等の格子パターンの配線が形成される。

具体的には、図示Ｘ方向に延びるように形成された開口部５２，５３は、ゲート線４０、容量線４６の形成位置に対応する。ゲート線４０の形成位置に対応する開口部５２には、ゲート電極４１の形成位置に対応する開口部５４が接続されている。一方、Ｙ方向に延びるように形成された開口部５５は、ソース線４２の形成位置に対応する。開口部５５には、分岐配線部４２ａの形成位置に対応する開口部５７が接続されている。Ｙ方向に延びる開口部５５は、Ｘ方向に延びる開口部５２，５３と交差しないように、交差部５６において分断されている。

次に、所定温度に加温した無電解Ｃｕめっき浴中に基板Ｐを浸漬することで、開口部５２〜５５及び開口部５７内にＣｕ配線を形成する。具体的には、バンク５１をマスクとして、図６（ｂ）に示すように、開口部５２〜５５、５７（開口部５２、５３、５７は、図４では図示せず）から露出する基板Ｐに付与された触媒（Ｐｄ核）上にＣｕ膜を約０．５〜１μｍめっき形成する。これにより、ゲート線４０、ゲート電極４１、ソース線４２、分岐配線部４２ａ、容量線４６が、Ｃｕめっき膜にて成膜される（図６（ｂ）では、ゲート電極４１、ソース線４２のみ図示）。

また、ゲート線４０やソース線４２等の配線上には、金属保護膜４７を成膜しておく。金属保護膜４７は、ＡｇやＣｕからなる導電膜の（エレクトロ）マイグレーション現象等を抑制するための薄膜である。金属保護膜４７を形成する材料としては、ニッケルが好ましい。なお、ニッケルからなる金属保護膜４７も上記めっき処理や、後述する液滴吐出法によって基板Ｐ上に選択的に形成することができる。また、金属保護膜４７を含むゲート線４０、ゲート電極４１、ソース線４２、分岐配線部４２ａ、容量線４６は、後工程で各種膜が成膜された際の平坦性を確保するために、バンク５１と表面が面一になるように形成しておく。

次に、図７に示すように、ゲート線４０、ソース線４２等が形成された基板Ｐ上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、絶縁膜３１、活性層３２、及びコンタクト層３３の連続成膜を行う。絶縁膜３１としてはシリコン窒化物膜、活性層３２としてアモルファスシリコン膜、コンタクト層３３としてｎ＋型シリコン膜を原料ガスやプラズマ条件を変化させることにより連続して形成する。これにより、絶縁膜３１と半導体層３５（活性層３２、コンタクト層３３）とが積層形成される。

次に、フォトリソグラフィ法を用いて、基板Ｐ上に図８（ａ）に示す平面パターンを有するレジスト５８（５８ａ、５８ｂ）を形成する。本実施形態では、レジストを露光する際のマスクにハーフトーンマスクを用いて、図８（ｂ）に示すような厚さの異なるレジスト５８ａ、５８ｂを形成する。レジスト５８ａは露光光の一部のみを透過するハーフトーンマスクを介して露光され、現像処理により部分的に除去されたものである。レジスト５８ｂはマスクにより露光光を遮断されたレジストの未露光部分であり、レジスト５８ａよりも厚く形成されている。

図８（ａ）に示す平面パターンを具体的に説明すると、基板Ｐ上には、それぞれ電極が形成されるべき領域に対応する第１の平面領域７８ａ、第２の平面領域７８ｂ、及び第３の平面領域７８ｃとが形成されている。これらの平面領域を除く基板Ｐ上の領域にはハーフ露光により形成されたレジスト５８ａが形成されている。

第１の平面領域７８ａは、図２に示したソース電極４３及び中継電極４３ａが形成される領域に対応する。第１の平面領域７８ａを取り囲む枠状にレジスト５８ｂが形成されている。レジスト５８ｂに囲まれた領域内には、レジスト５８ａが部分的に形成されている。すなわち、ソース電極４３と、半導体層３５とのコンタクト部が形成されるソースコンタクト領域６８ａと、中継電極４３ａとソース線４２とを接続するコンタクトホール４３ｃが形成される配線コンタクト領域６８ｃではレジスト５８ａが除去されて半導体層３５が露出している。

第２の平面領域７８ｂは、図２に示したドレイン電極４４が形成される領域に対応する。第２の平面領域７８ｂを取り囲む枠状にレジスト５８ｂが形成されている。レジスト５８ｂに囲まれた領域のうち、ドレイン電極４４と半導体層３５とのコンタクト部が形成されるドレインコンタクト領域６８ｂを除く領域に、レジスト５８ａが形成されている。ドレインコンタクト領域６８ｂには半導体層３５が露出している。

第３の平面領域７８ｃは、図２に示した中継電極４９が形成される領域に対応する。第３の平面領域７８ｃを取り囲む枠状にレジスト５８ｂが形成されている。レジスト５８ｂに囲まれ領域のうち、中継電極４９とソース線４２とを接続する配線コンタクト領域６８ｃを除く領域にレジスト５８ａが形成されている。配線コンタクト領域６８ｃには半導体層３５が露出している。

レジスト５８を形成したならば、次に、ソースコンタクト領域６８ａ及びドレインコンタクト領域６８ｂに、半導体層３５とのコンタクト部を構成する金属層６３，６４を形成する。これらの金属層６３，６４の形成にはかかる金属層の形成材料を含むインクを液滴として吐出する液滴吐出法が用いられる。インクとしては、Ｎｉ微粒子やＣｏ微粒子、あるいはＮｉ，Ｃｏの合金微粒子を分散媒に分散させた分散液や、Ｎｉ又はＣｏの無機塩の溶液を用いることができる。

インクに含まれる金属微粒子としては、例えば、上記金属材料の単体微粒子のほか、金属粒子の表面に分散性を向上させるためのコーティングを施して使うこともできる。ただし、通常はコーティング剤に有機物が含まれており、基板上に吐出されたインクを導電膜に変換する際に、この有機物が蒸発して半導体層３５の表面を酸化させる可能性がある。したがって、コーティング剤に含まれる有機物はできる限り少なくするのがよい。また、半導体層３５表面の酸化防止の観点から、ＮｉやＣｏの有機化合物を溶解させたインクは、金属層６３，６４の形成には不向きである。

例えばＮｉ微粒子やＣｏ微粒子を分散させたインクを用いる場合、金属微粒子の粒径は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１５ｎｍ以下とする。このような範囲に制御された金属微粒子を用いることで、半導体層３５の表層部に対するＮｉやＣｏの拡散を均一なものとすることができる。

インクに用いる分散媒としては、上記の金属微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。

金属微粒子の分散液の表面張力は、例えば０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。

分散液の粘度は、例えば１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いてインクを液滴として吐出する際、粘度が小さすぎることによってノズル周辺部がインクの流出により汚染されるのを防止することができ、また粘度が大きすぎることによるノズル孔での目詰まりを防止することができる。

図９（ａ）は、液滴吐出装置の一例を示す斜視図である。液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪは、液滴吐出ヘッドから基板Ｐに対して液滴を吐出（滴下）するものであって、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ方向駆動軸３０４と、Ｙ方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。

ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインクを設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。

液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、その長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、上述した金属微粒子等を含むインクが吐出される。

Ｘ方向駆動軸３０４には、Ｘ方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ方向の駆動信号が供給されると、Ｘ方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。Ｙ方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ方向に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。

クリーニング機構３０８には、図示しないＹ方向の駆動モータが備えられている。このＹ方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布されたインクに含まれる液体成分の蒸発及び乾燥を行う。ヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。図示Ｘ方向がヘッドの走査方向であり、Ｘ方向と直交するＹ方向は非走査方向である。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ方向に一定間隔で並んで設けられている。

なお、図９（ａ）では、液滴吐出ヘッド３０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。

図９（ｂ）は、液滴吐出ヘッド３０１の断面図である。液滴吐出ヘッド３０１にはインクを収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、インクを収容する材料タンクを含む液体材料供給系３２３を介してインクが供給される。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されている。駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させることにより、液体室３２１が変形し、ノズル３２５からインクが吐出される。この場合に、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度が制御される。

なお、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。液滴吐出法により吐出されるインクの一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。

次に、液滴吐出装置ＩＪを用いて金属層６３，６４を形成するには、図１０に示すように、第１の平面領域７８ａに形成されたソースコンタクト領域６８ａと、第２の平面領域７８ｂに形成されたドレインコンタクト領域６８ｂとに選択的にインクを配置し、その後、乾燥工程、焼成工程を実施することで、インクを導電膜に変換する。乾燥・焼成処理により、インクに含まれる金属微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。乾燥・焼成処理は、液滴吐出装置ＩＪに備えられたヒータ３１５による加熱のほか、ホットプレートや恒温槽を用いた加熱により実施することができる。

本実施形態の場合、金属層６３及び金属層６４の形成に際して、焼成時の加熱温度を２５０℃以上３５０℃以下とすることが好ましい。加熱温度をこのような範囲とすることで、インクに含まれるＮｉやＣｏをコンタクト層３３の表層部に拡散させることができる。そして、かかる拡散領域においてコンタクト層３３に含まれるＳｉとＮｉ，Ｃｏとの化合物（Ｎｉシリサイド、Ｃｏシリサイド）を形成し、これが図３Ｂに示した金属シリサイド層３６となる。加熱の上限温度については、基板Ｐやバンク５１、レジスト５８の耐熱温度により規定される。また上記加熱温度を２６０℃以上３２０℃以下とすれば、２５０℃の加熱条件に比してコンタクト抵抗を１桁程度低減することができる。さらに、上記加熱温度を２７０℃以上とすれば、コンタクト抵抗を２５０℃の加熱条件に比して２桁程度以上低減することができる。また、上述した基板Ｐやバンク５１等の耐熱温度を考慮すれば、加熱温度は３００℃以下とすることが好ましい。またさらに、加熱温度を２８０℃以上３００℃以下とすれば、２５０℃の加熱条件に比してコンタクト抵抗を４桁程度低減することができ、スパッタ法により形成したＴｉ膜を半導体層にコンタクトさせた場合と同等のコンタクト抵抗を得ることができる。

また上記乾燥・焼成処理において、基板Ｐを水素ガスを０．１体積％以上含有する不活性ガス（Ｎ₂ガス、Ａｒガス等）雰囲気に保持することが好ましい。加熱によってＮｉ微粒子やＣｏ微粒子の表面や、半導体層３５の表面が酸化されてしまうのを防止し、さらに半導体層３５の結晶欠陥等に終端された水素の脱離を防止することができるからである。水素脱離が生じると半導体層３５の特性が変化して所望の電気特性を得られなくなるおそれがあるが、本実施形態のように水素ガスを含有する雰囲気下で加熱することにより、２５０℃を超える温度に加熱した場合にも良好に水素脱離を防止することができる。

以上の工程により金属層６３，６４を形成したならば、次に、図１０（ｃ）に示すように、ドライエッチング処理による異方性エッチングによって、レジスト５８の開口部に露出している半導体層３５を除去し、さらに半導体層３５の除去により露出する絶縁膜３１も除去する。図９に示した状態では、半導体層３５はソースコンタクト領域６８ａ、ドレインコンタクト領域６８ｂ、及び配線コンタクト領域６８ｃにおいて露出している。これらのうち、ソースコンタクト領域６８ａとドレインコンタクト領域６８ｂについては、図１０（ｂ）に示した工程で金属層６３，６４が形成されているため、上記異方性エッチングにより半導体層３５が除去されるのは配線コンタクト領域６８ｃのみである。

次に、図１１に示すように、基板Ｐに対して異方性のアッシング処理を施すことにより、レジスト５８を部分的に除去する。レジスト５８は、膜厚の薄い部分（レジスト５８ａ）と、厚い部分（レジスト５８ｂ）とを有している。そのため、異方性アッシング処理によって薄いレジスト５８ａが選択的に除去され、基板Ｐ上には厚さの減少したレジスト５８ｂのみが残留する。図１１（ａ）に示すように、この工程によって第１の平面領域７８ａ、第２の平面領域７８ｂ、及び第３の平面領域７８ｃを取り囲むレジスト５８ｂのみが残留し、レジスト５８ａが除去された領域には半導体層３５が露出する。

次に、レジスト５８ａの除去により半導体層３５が露出した基板Ｐの表面に対して異方性エッチング処理を施す。このとき、基板Ｐ上のレジスト５８ｂと、金属層６３，６４がエッチングマスクとして機能し、基板上に露出している半導体層３５が選択的に除去される。半導体層３５が除去されることで、図１２に示すように、基板Ｐ上に絶縁膜３１が露出する。

次に、図１３に示す工程では、ソース電極４３（中継電極４３ａ）、ドレイン電極４４、及び中継電極４９を形成する。まず、図１３（ｂ）に示すように、第１の平面領域７８ａ、及び第２の平面領域７８ｂに、液滴吐出法を用いて、Ｎｉ膜やＣｏ膜を形成することで、ソースコンタクト領域６８ａ及びドレインコンタクト領域６８ｂにのみ形成されていた金属層６３、６４を、それぞれ第１の平面領域７８ａの全体、第２の平面領域７８ｂの全体に拡大する。この工程により、図１３（ｂ）に示すように、第１の平面領域７８ａの全域に拡大された金属層６３が、半導体層３５から絶縁膜３１の開口部３１ａにわたって形成され、半導体層３５とソース線４２とが電気的に接続された状態となる。

また、この工程で、第３の平面領域７８ｃについても、Ｎｉ膜又はＣｏ膜からなる金属層７３を形成しておく。これらの金属層を形成しておくことで、ソース電極４３、ドレイン電極４４を構成するＣｕやＡｇ等が半導体層３５に拡散するのを防止することができる。

本工程で成膜される金属層は、図１０に示した金属層６３，６４と同一のインクを用いた同様の工程で形成することができる。図１０に示した工程と異なるインクを用いて異なる材質の金属層を形成してもよいが、その場合であっても、バリア層として機能させるために、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｎから選択される１種以上の金属材料を用いて形成することが好ましい。

金属層６３，６４，６７の形成が終了したならば、次に、図１３（ａ）及び図１３（ｃ）に示すように、第１の平面領域７８ａにソース電極４３及び中継電極４３ａを形成する。また同様に、第２の平面領域７８ｂにドレイン電極４４を形成し、さらに第３の平面領域７８ｃに中継電極４９を形成する。ソース電極４３、ドレイン電極４４、及び中継電極４９の形成には、例えば、ゲート線４０、ソース線４２、容量線４６等の形成工程と同様のＣｕめっき法が適用できる。無電解めっきによる場合には、めっき処理に先立って、第１の平面領域７８ａ、第２の平面領域７８ｂ、及び第３の平面領域７８ｃに対して、液滴吐出法を用いて選択的に触媒を塗布しておく。また、図１３に示す状態において、金属層６３，６４，７３は、ソース線４２とコンタクト層３３とを介して互いに電気的に接続されているため、電解めっきによりソース電極４３、ドレイン電極４４等を形成することもできる。

あるいは、Ａｇ微粒子やＣｕ微粒子を分散させた分散液をインクとして用いた液滴吐出法によりソース電極４３、ドレイン電極４４、及び中継電極４９を形成することもできる。上記いずれの場合にも、第１の平面領域７８ａ、第２の平面領域７８ｂ、及び第３の平面領域７８ｃをそれぞれ取り囲んでレジスト５８ｂが形成されているので、これをバンクとして用いることができる。

次に、図１４に示す工程では、レジスト５８ｂを除去する。この工程により、レジスト５８ｂが除去された領域には、図１４（ａ）に示すように、半導体層３５が露出し、第１の平面領域７８ａ、第２の平面領域７８ｂ、及び第３の平面領域７８ｃをそれぞれ取り囲んだ状態となる。

次に、図１５に示す工程では、異方性エッチングにより基板Ｐ上に露出しているコンタクト層（ｎ＋シリコン膜）３３を除去する。これにより、図１５（ｂ）に示すように、金属層６３と金属層６４との間の領域のコンタクト層３３が選択的に除去され、当該位置がＴＦＴ３０のチャネル領域３２ａとなる。またこの工程では、第１の平面領域７８ａ、第２の平面領域７８ｂ、及び第３の平面領域７８ｃをそれぞれ取り囲んでいる半導体層３５の上層側に位置するコンタクト層３３が除去されて、活性層３２（アモルファスシリコン膜）のみとなる。これにより、コンタクト層３３を介して導通状態とされていたソース電極４３とドレイン電極４４とが絶縁される。

上記コンタクト層３３の選択除去が終了したならば、図１５（ｃ）に示すように、基板Ｐの全面にプラズマＣＶＤ法等を用いてシリコン窒化膜を成膜し、ＴＦＴ３０を覆うパッシベーション膜６０を形成しておく。

次に、図１６に示す工程では、スピンコート法等を用いて、基板Ｐ上の全面にレジストなどの感光性樹脂からなる平坦化膜６５を形成する。また平坦化膜６５の表面にＣＦ₄プラズマ処理等の撥液処理を施して撥液面６５ｆを形成する。ここで図１６（ｃ）は、図１６（ａ）に示すＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図１６（ｃ）に示す断面では、並んで配置された中継電極４９とドレイン電極４４とが、容量線４６と絶縁膜３１を介して対向している。ドレイン電極４４と容量線４６とが対向する平面領域に、両者を電極とし、絶縁膜３１を誘電体膜とする蓄積容量４８が形成されている。

次に、図１７に示す工程では、感光性樹脂からなる平坦化膜６５を、露光、現像処理に供する。この工程により、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す画素コンタクトホール４５ｃを平坦化膜６５に形成する。また露光処理時に、画素電極４５の形成領域となる領域をハーフ露光することで平坦化膜６５を部分的に除去する。これにより、画素電極４５の形成領域に対応するハーフ露光部６５ａと、ハーフ露光部６５ａよりも膜厚の大きい未露光部６５ｂが形成される。未露光部６５ａは、ハーフ露光部６５ａを取り囲む枠状に画素の周縁に沿って形成され、液滴吐出法におけるバンクとして利用できるようになっている。また、未露光部６５ｂは、画素電極４５のスリット状の開口部４５ｓを形成するのにも用いられる。

なお、露光、現像処理に先立って平坦化膜６５の表面には撥液面６５ｆが形成されているので、未露光部６５ｂの上面は撥液面６５ｆとなっている。また平坦化膜６５の現像処理後には、画素コンタクトホール４５ｃ内に露出しているパッシベーション膜６０も選択的に除去しておく。

次に、例えばＩＴＯ微粒子を分散させた分散液をインクとする液滴吐出法により、透明導電膜である画素電極４５を形成する。図１７（ｃ）に示すように、画素コンタクトホール４５ｃ内に画素電極４５の一部が形成されることで、ドレイン電極４４と画素電極４５とが接触して電気的に接続される。また、画素領域内に形成された複数の未露光部６５ｂにより、画素電極４５に開口部４５ｓが形成される。

その後、画素電極４５を覆って配向膜を形成することで、ＴＦＴアレイ基板１０を作製することができる。

以上説明した工程により、ＴＦＴアレイ基板１０を製造することができる。そして、別途公知の製造方法により作成した対向基板２０を用意し、ＴＦＴアレイ基板１０上にシール材１５２を描画した後、シール材１５２に囲まれる領域に液晶を配置してＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせる。その後シール材１５２を硬化させれば、液晶表示装置１００を製造することができる。

本実施形態の製造方法によれば、半導体層３５上に金属層６３，６４を形成する工程において、金属層６３，６４を構成するＮｉ又はＣｏを半導体層３５の表層部に拡散させ、当該拡散領域に金属シリサイド層３６を形成するので、金属層６３，６４と半導体層３５とのコンタクト抵抗を低減し、良好な電気特性を有するＴＦＴ３０を作製することができる。

また、良好なコンタクト抵抗を得られる金属シリサイド層３６を形成するために比較的高温の加熱が必要な場合にも、本実施形態では当該加熱処理を水素を含む不活性ガス雰囲気において行うようにすることで、半導体層３５における水素脱離を効果的に防止でき、加熱によるＴＦＴ３０の特性変化を防止できるようになっている。

また、上記実施形態では、ドライプロセスとフォトリソエッチングを組み合わせた処理を減らすことができる。すなわち、ゲート線４０及びソース線４２を同時に形成するようにしたので、ドライプロセスとフォトリソエッチングを組み合わせた処理を１回減らすことができる。

さらに、部分的なハーフ露光処理によって部位により異なる膜厚のレジスト５８を形成するようにしたことで、ソース電極４３及びドレイン電極４４のパターニングと、半導体層３５のパターニングとを、共通のレジスト５８をマスクとして用いて行えるようにしたので、レジストマスクの形成プロセスをさらに減らすことができる。

またさらに、平坦化膜６５を部分的にハーフ露光して部位により異なる膜厚に形成しているので、画素電極４５を形成するためのバンクを形成する工程と、画素コンタクトホール４５ｃを開口する工程とを一括に行うことができる。したがって、画素電極４５の形成工程においても、レジストマスクの形成プロセスを減らすことができる。このように本実施形態によれば、フォトリソエッチングの回数を最小限に抑えることができるので、工数を減らして安価に製造でき、また製造歩留まりも向上させることができる。

（薄膜トランジスタの特性評価）
本発明者は、上述した製造方法を適用して実際に半導体装置のコンタクト部を作製した。また比較のために、製造条件の一部を変更して半導体装置のコンタクト部を作製した。そして、これらのこれらのコンタクト部についてコンタクト抵抗を測定して比較を行った。本例で用いた半導体装置の試料は、基板上にｎ＋シリコン膜を含む半導体層を形成し、ｎ＋シリコン膜上にコンタクト電極としての金属層を形成したものである。また、金属層の成膜条件を変えて複数種の試料を作製した。作製条件とコンタクト抵抗の測定結果を以下の表１に示す。

表１に示すように、本発明に係る製造方法を用いて作製した実施例１〜５の試料では、同一の焼成温度、焼成雰囲気で作製した比較例１〜３の試料に比して、コンタクト抵抗が２桁以上低くなっている。実施例１〜５の試料では、いずれもｎ＋シリコン膜と金属層との界面にＮｉシリサイドを含む金属シリサイド層が形成されていたのに対して、比較例１〜３の試料では、ｎ＋シリコン膜と金属層との界面に金属シリサイド層は形成されていなかった。このことから、コンタクト抵抗の低減には界面における金属シリサイド層の形成が極めて有効であることが確認された。

なお、有機Ｎｉ溶液をインクに用いた比較例１〜３で金属シリサイド層が形成されなかったのは、有機Ｎｉ溶液を加熱した際に生じる有機分解ガス（ＣＯ₂やＨ₂Ｏ等）によりｎ＋シリコン膜の表面が酸化され、シリコン膜へのＮｉ拡散が阻害されたためであると考えられる。

また、実施例１〜５の試料のうちでも、焼成温度を２７０℃とした実施例２の試料では、焼成温度２５０℃の実施例１比して２桁程度の低抵抗化を実現している。さらに、焼成温度を２８０℃以上とした実施例３，４では、実施例１に比して４桁程度の低抵抗化を実現している。実施例３，４では、参考例として示しているスパッタ法を用いて成膜したＴｉ膜と同程度のコンタクト抵抗が得られており、液相法を用いた半導体装置の製造に極めて有用であることが確認された。

さらに、焼成雰囲気については、実施例４，５の比較から分かるように、焼成雰囲気に水素を添加することで、コンタクト抵抗が著しく低下している。シリコン膜を３００℃程度に加熱すると、シリコン膜に含まれる水素の脱離が生じてシリコン膜が変質してしまうが、上記結果から、水素を含む雰囲気下で加熱を行うことによりこの水素脱離を効果的に防止できることが推測される。

（電子機器）
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。

図１８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。符号６００は携帯電話本体を示し、符号６０１は上記実施形態の液晶表示装置１００を備えた表示部を示している。

図１８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。符号７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記実施形態の液晶表示装置１００を備えた表示部を示している。

図１８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。符号８００は時計本体を示し、符号８０１は上記実施形態の液晶表示装置１００を備えた表示部を示している。

図１８（ａ）〜（ｃ）に示した電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置１００を備えたものであるので、低消費電力かつ高性能であり、安価に製造可能な表示部を備えたものとなる。また、テレビやモニター等の大型表示部についても上記実施形態の液晶表示装置１００は好適に用いることができる。

実施形態に係る液晶表示装置の等価回路図。 液晶表示装置の１画素の平面図。 図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図。 図３Ａの要部を拡大して示す断面図。 液晶表示装置の全体構成を示す平面図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液滴吐出装置の一例を示す図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 液晶表示装置の製造工程図。 電子機器を例示する斜視図。

符号の説明

１００ 液晶表示装置（電気光学装置）、１０ ＴＦＴアレイ基板、２０ 対向基板、３０ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、３１ 絶縁膜、３２ 活性層（シリコン膜）、３３ コンタクト層（不純物拡散層）、３５ 半導体層、３６ 金属シリサイド層、４０ ゲート線、４１ ゲート電極、４２ ソース線、４３ ソース電極、４４ ドレイン電極、４３ａ，４９ 中継電極、４５ 画素電極、４５ｓ 開口部、４６ 容量線、４８ 蓄積容量、５１ バンク、５８ レジスト、６０ パッシベーション膜、６３，６４ 金属層、６５ 平坦化膜、６８ａ ソースコンタクト領域、６８ｂ ドレインコンタクト領域、６８ｃ 配線コンタクト領域、７０ 液晶層、７８ａ 第１の平面領域、７８ｂ 第２の平面領域、７８ｃ 第３の平面領域、ＩＪ 液滴吐出装置。

Claims (15)

1. 基板上に半導体層を形成する工程と、
   前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、
   前記半導体層と電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 基板上に半導体層を形成する工程と、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する液体材料を前記基板上に塗布する工程と、前記基板上の液体材料を乾燥させて固化物とする工程とを有する工程によって前記基板上に前記半導体層と当該半導体層に当接する前記固化物とを形成する工程と、
   前記半導体層及び前記固化物を加熱して、前記半導体層と前記固化物との界面にＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記半導体層の前記電極と当接する面に、不純物を拡散させてなる不純物拡散層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記加熱工程における加熱温度が２５０℃以上３５０℃以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記加熱温度が２６０℃以上３２０℃以下であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記加熱温度が２７０℃以上３００℃以下であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記加熱工程を、水素を０．１体積％以上含む不活性ガス雰囲気で行うことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
8. 半導体層と、該半導体層に当接する電極とを備えた薄膜トランジスタであって、
   前記半導体層と前記電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層が形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
9. 基板上に半導体層を形成する工程と、
   前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、
   前記半導体層と電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、
   を有することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
10. 基板上に半導体層を形成する工程と、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する液体材料を前記基板上に塗布する工程と、前記基板上の液体材料を乾燥させて固化物とする工程とを有する工程によって前記基板上に前記半導体層と当該半導体層に当接する前記固化物とを形成する工程と、
    前記半導体層及び前記固化物を加熱して、前記半導体層と前記固化物との界面にＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程を有することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
11. 基板上に、電気光学物質と、該電気光学物質に印加する電圧を制御する薄膜トランジスタとが設けられた電気光学装置であって、
    前記薄膜トランジスタは、半導体層と、該半導体層に当接する電極と、前記半導体層と前記電極との界面に形成されて前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層と、
    を備えることを特徴とする電気光学装置。
12. 基板上に、電気光学物質と、該電気光学物質に印加する電圧を制御する薄膜トランジスタとが設けられた電気光学装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタを前記基板上に形成する工程は、
    基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触する電極を液相法を用いて形成する工程と、前記半導体層と電極との界面に、前記電極の構成材料のうち少なくとも１種類の金属材料のシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、
    を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
13. 基板上に、電気光学物質と、該電気光学物質に印加する電圧を制御する薄膜トランジスタとが設けられた電気光学装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタを前記基板上に形成する工程は、
    前記基板上に半導体層を形成する工程と、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも一方を含有する液体材料を前記基板上に塗布する工程と、前記基板上の液体材料を乾燥させて固化物とする工程とを有する工程によって前記基板上に前記半導体層と当該半導体層に当接する固化物とを形成する工程と、
    前記半導体層及び前記固化物を加熱して前記半導体層と前記固化物との界面にＮｉシリサイド又はＣｏシリサイドを含む金属シリサイド層を形成する工程と、
    を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
14. 請求項８に記載の薄膜トランジスタを備えたことを特徴とする電子機器。
15. 請求項１０に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
    

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