JP2009295724A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の半導体装置の製造方法には、さらなる効率化が困難であるという課題がある。
【解決手段】第1基板41に設けられた第1半導体層51の表示面側に、平面視で第1半導体層51の一部に重なる第1導電パターン107を形成する工程と、第1導電パターンをマスクとして第1半導体層51に不純物を注入する第1注入工程と、前記第1注入工程の後に、第1導電パターン107の一部を除去して、第1導電パターン107と第1半導体層51とが平面視で重なる領域である第1重畳領域113aを縮小する縮小工程と、前記縮小工程の後に、ゲート電極部57をマスクとして第1半導体層51に前記不純物を注入する第2注入工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【選択図】図17

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
従来から、半導体装置の1つであるTFT(Thin Film Transistor)素子において、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有するものが知られている。
LDD構造を有するTFT素子では、従来、フォトリソグラフィ工程を削減することができる製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−54424号公報
上記特許文献1に記載された製造方法では、フォトリソグラフィ工程を削減することができるので、製造方法の効率化が図られる。
しかしながら、上記特許文献1に記載された製造方法において、さらなる効率化を図ることは困難である。
つまり、従来の製造方法には、さらなる効率化が困難であるという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。
[適用例1]基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、平面視で前記半導体層の一部に重なる導電パターンを形成する工程と、前記導電パターンをマスクとして前記半導体層に不純物を注入する第1注入工程と、前記第1注入工程の後に、前記導電パターンの一部を除去して、前記導電パターンと前記半導体層とが平面視で重なる領域である重畳領域を縮小する縮小工程と、前記縮小工程の後に、前記導電パターンをマスクとして前記半導体層に前記不純物を注入する第2注入工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例1の製造方法は、導電パターンを形成する工程と、第1注入工程と、縮小工程と、第2注入工程とを有している。導電パターンを形成する工程では、基板に設けられた半導体層の基板側とは反対側に、平面視で半導体層の一部に重なる導電パターンを形成する。第1注入工程では、導電パターンをマスクとして半導体層に不純物を注入する。これにより、半導体層には、ソース領域やドレイン領域が形成され得る。縮小工程では、導電パターンの一部を除去して、導電パターンと半導体層とが平面視で重なる領域である重畳領域を縮小する。第2注入工程では、導電パターンをマスクとして半導体層に不純物を注入する。これにより、縮小工程前の重畳領域から縮小工程後の重畳領域を除いた領域に、不純物が注入され得る。また、第2注入工程では、第1注入工程で不純物が注入されたソース領域やドレイン領域にも、不純物が注入され得る。つまり、ソース領域やドレイン領域には、不純物が2回にわたって注入される。
これに対し、縮小工程前の重畳領域から縮小工程後の重畳領域を除いた領域には、不純物が1回だけ注入される。このため、縮小工程前の重畳領域から縮小工程後の重畳領域を除いた領域は、不純物が2回にわたって注入される領域に比較して、不純物の濃度が低い。このため、不純物の濃度が高い領域と低い領域とを有する半導体層を有するLDD構造の半導体装置を製造することができる。
ここで、この製造方法では、縮小工程で重畳領域を縮小できればよいので、導電パターンに例えばレジスト膜などを設けていない状態で縮小工程を実施することができる。つまり、この製造方法では、導電パターンに例えばレジスト膜などを設ける工程を省略することができる。このため、半導体装置の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
[適用例2]上記の半導体装置の製造方法であって、前記不純物の注入濃度が、前記第1注入工程と前記第2注入工程とで互いに異なることを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例2では、不純物の注入濃度が第1注入工程と第2注入工程とで異なるので、不純物の濃度が高い領域と低い領域との間の濃度差をコントロールしやすくすることができる。
[適用例3]上記の半導体装置の製造方法であって、前記第2注入工程における前記注入濃度が、前記第1注入工程における前記注入濃度よりも低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例3では、第2注入工程における注入濃度が第1注入工程における注入濃度よりも低いので、注入濃度が第1注入工程と第2注入工程とで同等である場合に比較して、不純物の濃度が高い領域と低い領域との間の濃度差を大きくしやすくすることができる。
[適用例4]上記の半導体装置の製造方法であって、前記第2注入工程における前記注入濃度が、前記第1注入工程における前記注入濃度よりも高いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例4では、第2注入工程における注入濃度が第1注入工程における注入濃度よりも高いので、注入濃度が第1注入工程と第2注入工程とで同等である場合に比較して、不純物の濃度が高い領域と低い領域との間の濃度差を小さくしやすくすることができる。
[適用例5]上記の半導体装置の製造方法であって、前記導電パターンを形成する工程は、平面視で前記半導体層を覆う領域に導電膜を形成する工程と、前記導電膜の前記半導体層側とは反対側に、平面視で前記半導体層の一部に重なるレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをレジストマスクとして前記導電膜にエッチング処理を施す工程と、を有しており、前記縮小工程では、前記レジストパターンが剥離された状態で前記導電パターンにエッチング処理を施すことにより、前記導電パターンの一部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例5では、導電パターンを形成する工程が、導電膜を形成する工程と、レジストパターンを形成する工程と、導電膜にエッチング処理を施す工程とを有している。導電膜を形成する工程では、平面視で半導体層を覆う領域に導電膜を形成する。レジストパターンを形成する工程では、導電膜の半導体層側とは反対側に、平面視で半導体層の一部に重なるレジストパターンを形成する。導電膜にエッチング処理を施す工程では、レジストパターンをレジストマスクとして導電膜にエッチング処理を施す。導電膜にエッチング処理を施すことにより、導電パターンが形成される。
そして、縮小工程では、レジストパターンが剥離された状態で導電パターンに新たなエッチング処理を施すことにより、導電パターンの一部を除去する。
この製造方法では、縮小工程で導電パターンの一部を除去するときに、導電パターンに新たなレジスト膜などを設けないので、半導体装置の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
[適用例6]上記の半導体装置の製造方法であって、前記導電パターンを形成する工程と、前記第1注入工程との間に、前記レジストパターンを剥離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。
適用例6の製造方法は、導電パターンを形成する工程と、第1注入工程との間に、レジストパターンを剥離する工程を有している。
ここで、レジストパターンを構成している材料は、不純物の注入工程を経ると、注入工程の前よりも硬くなってしまうことがある。
適用例6の製造方法では、第1注入工程の前にレジストパターンを剥離する工程があるので、レジストパターンが硬くなる前に剥離することができる。このため、第1注入工程の後にレジストパターンを剥離する場合に比較して、レジストパターンを容易に剥離しやすくすることができる。
[適用例7]上記の半導体装置の製造方法であって、前記第1注入工程と、前記縮小工程との間に、前記レジストパターンを剥離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。
適用例7の製造方法は、第1注入工程と、縮小工程との間に、レジストパターンを剥離する工程を有している。この製造方法では、第1注入工程の後にレジストパターンを剥離する工程があるので、第1注入工程において、導電パターンが不純物によって損傷を受けることを避けやすくすることができる。
[適用例8]上記の半導体装置の製造方法であって、前記縮小工程における前記エッチング処理が、等方性エッチングによる処理であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例8では、縮小工程におけるエッチング処理が等方性エッチングによる処理であるので、重畳領域を縮小しやすくすることができる。
[適用例9]上記の半導体装置の製造方法であって、前記縮小工程における前記エッチング処理が、ウエットエッチングによる処理であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例9では、縮小工程におけるエッチング処理がウエットエッチングによる処理であるので、導電パターンの基板側にある構成への損傷を軽減しやすくすることができる。
また、ウエットエッチングであれば、基板に付着しているパーティクルなどが除去されやすい。このため、基板の清浄度を向上させやすくできるので、歩留まりの向上を図りやすくすることができる。
[適用例10]基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、複数の導電層を重ねた構成を有する導電パターンを、平面視で前記半導体層の一部に重ねて形成する導電パターン形成工程と、前記導電パターン形成工程の後に、前記複数の導電層のうちで前記半導体層に最も近い第1導電層を他の前記導電層よりも平面視で広く残して前記導電パターンの一部を除去することにより、前記他の導電層と前記半導体層とが平面視で重なる領域である重畳領域を縮小する縮小工程と、前記縮小工程の後に、前記導電パターンをマスクとして前記半導体層に不純物を注入する注入工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例10の製造方法は、導電パターン形成工程と、縮小工程と、注入工程とを有している。導電パターン形成工程では、基板に設けられた半導体層の基板側とは反対側に、複数の導電層を重ねた構成を有する導電パターンを、平面視で半導体層の一部に重ねて形成する。縮小工程では、複数の導電層のうちで半導体層に最も近い第1導電層を他の導電層よりも平面視で広く残して導電パターンの一部を除去することにより、他の導電層と半導体層とが平面視で重なる領域である重畳領域を縮小する。注入工程では、導電パターンをマスクとして半導体層に不純物を注入する。これにより、平面視で第1導電層の外側の領域に不純物が注入される。この結果、平面視で第1導電層の外側にソース領域やドレイン領域が形成され得る。また、注入工程では、縮小工程前の重畳領域から縮小工程後の重畳領域を除いた領域に、第1導電層を介して不純物が注入され得る。このため、縮小工程前の重畳領域から縮小工程後の重畳領域を除いた領域は、ソース領域やドレイン領域に比較して、不純物の濃度が低い。このため、不純物の濃度が高い領域と低い領域とを有する半導体層を有するLDD構造の半導体装置を製造することができる。
ここで、この製造方法では、縮小工程で重畳領域を縮小できればよいので、導電パターンに例えばレジスト膜などを設けていない状態で縮小工程を実施することができる。つまり、この製造方法では、導電パターンに例えばレジスト膜などを設ける工程を省略することができる。このため、半導体装置の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
また、平面視で導電層がLDD構造領域に重なるので、電界の緩和による特性の向上も期待され得る。
[適用例11]上記の半導体装置の製造方法であって、前記導電パターン形成工程は、平面視で前記半導体層を覆う領域に、複数の導電層を重ねて形成する工程と、前記複数の導電層の前記半導体層側とは反対側に、平面視で前記半導体層の一部に重なるレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをレジストマスクとして前記複数の導電層にエッチング処理を施す工程と、を有しており、前記縮小工程では、前記レジストパターンが剥離された状態で前記複数の導電層にエッチング処理を施すことにより、前記導電パターンの一部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例11では、導電パターン形成工程が、複数の導電層を重ねて形成する工程と、レジストパターンを形成する工程と、複数の導電層にエッチング処理を施す工程とを有している。複数の導電層を重ねて形成する工程では、平面視で半導体層を覆う領域に複数の導電層を重ねて形成する。レジストパターンを形成する工程では、複数の導電層の半導体層側とは反対側に、平面視で半導体層の一部に重なるレジストパターンを形成する。複数の導電層にエッチング処理を施す工程では、レジストパターンをレジストマスクとして複数の導電層にエッチング処理を施す。複数の導電層にエッチング処理を施すことにより、導電パターンが形成される。
そして、縮小工程では、レジストパターンが剥離された状態で導電パターンに新たなエッチング処理を施すことにより、導電パターンの一部を除去する。
この製造方法では、縮小工程で導電パターンの一部を除去するときに、導電パターンに新たなレジスト膜などを設けないので、半導体装置の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
また、平面視で導電層がLDD構造領域に重なるので、電界の緩和による特性の向上も期待され得る。
[適用例12]上記の半導体装置の製造方法であって、前記縮小工程における前記エッチング処理が、等方性エッチングによる処理であり、前記第1導電層のエッチングレートが前記他の導電層のエッチングレートよりも遅く設定されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例12では、縮小工程におけるエッチング処理が等方性エッチングによる処理であり、第1導電層のエッチングレートが他の導電層のエッチングレートよりも遅く設定されているので、重畳領域を縮小しやすくすることができる。
[適用例13]上記の半導体装置の製造方法であって、前記縮小工程における前記エッチング処理が、ウエットエッチングによる処理であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例13では、縮小工程におけるエッチング処理がウエットエッチングによる処理であるので、導電パターンの基板側にある構成への損傷を軽減しやすくすることができる。
また、ウエットエッチングであれば、基板に付着しているパーティクルなどが除去されやすい。このため、基板の清浄度を向上させやすくできるので、歩留まりの向上を図りやすくすることができる。
[適用例14]基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、第1レジストパターンと、前記第1レジストパターンの厚みよりも薄い第1領域、及び前記第1領域の厚みよりも厚い第2領域を有する第2レジストパターンとを、互いに異なる領域に形成するレジストパターン形成工程と、前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをマスクとして、前記半導体層に第1不純物を注入する第1注入工程と、前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして、前記半導体層にエッチング処理を施して、平面視で前記第1レジストパターンに重なる第1半導体層と、平面視で前記第2レジストパターンに重なる第2半導体層とを形成する工程と、前記第1半導体層及び前記第2半導体層の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層及び前記第2半導体層を覆う導電膜を形成する工程と、前記導電膜の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層の一部に重なる第3レジストパターンと、平面視で前記第2半導体層の一部に重なる第4レジストパターンとを形成する工程と、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして前記導電膜にエッチング処理を施して、平面視で前記第3レジストパターンに重なる第1導電パターンと、平面視で前記第4レジストパターンに重なる第2導電パターンとを形成する導電パターン形成工程と、前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に第2不純物を注入する第2注入工程と、前記第2注入工程の後に、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去して、前記第1導電パターンと前記第1半導体層とが平面視で重なる領域である第1重畳領域と、前記第2導電パターンと前記第2半導体層とが平面視で重なる領域である第2重畳領域とを縮小する縮小工程と、前記縮小工程の後に、前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に前記第2不純物を注入する第3注入工程と、を有し、前記縮小工程では、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンが剥離された状態で前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンにエッチング処理を施すことにより、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例14の製造方法は、レジストパターン形成工程と、第1注入工程と、第1半導体層及び第2半導体層を形成する工程と、導電膜を形成する工程と、第3レジストパターン及び第4レジストパターンを形成する工程と、導電パターン形成工程と、第2注入工程と、縮小工程と、第3注入工程と、を有している。
レジストパターン形成工程では、基板に設けられた半導体層の基板側とは反対側に、第1レジストパターンと、第2レジストパターンとを、互いに異なる領域に形成する。ここで、第2レジストパターンは、第1レジストパターンの厚みよりも薄い第1領域と、第1領域の厚みよりも厚い第2領域とを有する。
第1注入工程では、第1レジストパターン及び第2レジストパターンのそれぞれをマスクとして、半導体層に第1不純物を注入する。これにより、半導体層のうちで平面視で第2レジストパターンの第1領域に重なる領域には、第1領域を介して第1不純物が注入され得る。ここで、第1レジストパターンと、第2レジストパターンの第2領域とは、それぞれ、第1領域よりも厚い。このため、半導体層のうちで平面視で第2領域に重なる領域と、第1レジストパターンに重なる領域とは、第1不純物の注入が阻害されやすい。
第1半導体層及び第2半導体層を形成する工程では、第1レジストパターン及び第2レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして半導体層にエッチング処理を施して、平面視で第1レジストパターンに重なる第1半導体層と、平面視で第2レジストパターンに重なる第2半導体層とを形成する。ここで、第2半導体層には、第1不純物が注入された領域が存在する。これにより、第1不純物が注入された領域をソース領域やドレイン領域とする第2半導体層が形成され得る。
導電膜を形成する工程では、第1半導体層及び第2半導体層の基板側とは反対側に、平面視で第1半導体層及び第2半導体層を覆う導電膜を形成する。第3レジストパターン及び第4レジストパターンを形成する工程では、導電膜の基板側とは反対側に、平面視で第1半導体層の一部に重なる第3レジストパターンと、平面視で第2半導体層の一部に重なる第4レジストパターンとを形成する。このとき、平面視で前記第2領域から前記第1領域に及ぶ領域に第4レジストパターンを形成することで、前記第2領域を第4レジストパターンで覆うことができる。
導電パターン形成工程では、第3レジストパターン及び第4レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして導電膜にエッチング処理を施して、平面視で第3レジストパターンに重なる第1導電パターンと、平面視で第4レジストパターンに重なる第2導電パターンとを形成する。第2注入工程では、第1導電パターン及び第2導電パターンのそれぞれをマスクとして第1半導体層及び第2半導体層に第2不純物を注入する。これにより、第2不純物が注入された領域をソース領域やドレイン領域とする第1半導体層が形成され得る。
縮小工程では、第1導電パターンの一部及び第2導電パターンの一部を除去して、第1導電パターンと第1半導体層とが平面視で重なる領域である第1重畳領域と、第2導電パターンと第2半導体層とが平面視で重なる領域である第2重畳領域とを縮小する。この縮小工程では、第3レジストパターン及び第4レジストパターンが剥離された状態で第1導電パターン及び第2導電パターンにエッチング処理を施す。
第3注入工程では、第1導電パターン及び第2導電パターンのそれぞれをマスクとして第1半導体層及び第2半導体層に第2不純物を注入する。これにより、縮小工程前の第1重畳領域から縮小工程後の第1重畳領域を除いた領域に、第2不純物が注入され得る。また、第3注入工程では、第2注入工程で不純物が注入された第1半導体層のソース領域やドレイン領域にも、第2不純物が注入され得る。つまり、第1半導体層のソース領域やドレイン領域には、第2不純物が2回にわたって注入される。これに対し、縮小工程前の第1重畳領域から縮小工程後の第1重畳領域を除いた領域には、第2不純物が1回だけ注入される。このため、縮小工程前の第1重畳領域から縮小工程後の第1重畳領域を除いた領域は、第2不純物が2回にわたって注入される領域に比較して、第2不純物の濃度が低い。
このため、第2不純物の濃度が高い領域と低い領域とを有する第1半導体層を有するLDD構造の半導体装置と、第1不純物が注入された領域を有する第2半導体層有する半導体装置と、を製造することができる。これにより、互いに種類が異なる複数の半導体装置を製造することができる。
この製造方法では、縮小工程で第1導電パターンの一部及び第2導電パターンの一部を除去するときに、新たなレジスト膜などを設けないので、半導体装置の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
[適用例15]基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、第1レジストパターンと、前記第1レジストパターンの厚みよりも薄い第1領域、及び前記第1領域の厚みよりも厚い第2領域を有する第2レジストパターンとを、互いに異なる領域に形成するレジストパターン形成工程と、前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして、前記半導体層にエッチング処理を施して、平面視で前記第1レジストパターンに重なる第1半導体層と、平面視で前記第2レジストパターンに重なる第2半導体層とを形成する工程と、前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをマスクとして、前記第2半導体層に前記第1領域を介して第1不純物を注入する第1注入工程と、前記第1半導体層及び前記第2半導体層の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層及び前記第2半導体層を覆う導電膜を形成する工程と、前記導電膜の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層の一部に重なる第3レジストパターンと、平面視で前記第2半導体層の一部に重なる第4レジストパターンとを形成する工程と、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして前記導電膜にエッチング処理を施して、平面視で前記第3レジストパターンに重なる第1導電パターンと、平面視で前記第4レジストパターンに重なる第2導電パターンとを形成する導電パターン形成工程と、前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に第2不純物を注入する第2注入工程と、前記第2注入工程の後に、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去して、前記第1導電パターンと前記第1半導体層とが平面視で重なる領域である第1重畳領域と、前記第2導電パターンと前記第2半導体層とが平面視で重なる領域である第2重畳領域とを縮小する縮小工程と、前記縮小工程の後に、前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に前記第2不純物を注入する第3注入工程と、を有し、前記縮小工程では、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンが剥離された状態で前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンにエッチング処理を施すことにより、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
適用例15の製造方法は、レジストパターン形成工程と、第1半導体層及び第2半導体層を形成する工程と、第1注入工程と、導電膜を形成する工程と、第3レジストパターン及び第4レジストパターンを形成する工程と、導電パターン形成工程と、第2注入工程と、縮小工程と、第3注入工程と、を有している。
レジストパターン形成工程では、基板に設けられた半導体層の基板側とは反対側に、第1レジストパターンと、第2レジストパターンとを、互いに異なる領域に形成する。ここで、第2レジストパターンは、第1レジストパターンの厚みよりも薄い第1領域と、第1領域の厚みよりも厚い第2領域とを有する。
第1半導体層及び第2半導体層を形成する工程では、第1レジストパターン及び第2レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして半導体層にエッチング処理を施して、平面視で第1レジストパターンに重なる第1半導体層と、平面視で第2レジストパターンに重なる第2半導体層とを形成する。
第1注入工程では、第1レジストパターン及び第2レジストパターンのそれぞれをマスクとして、第1半導体層及び第2半導体層に第1不純物を注入する。これにより、第2半導体層のうちで平面視で第2レジストパターンの第1領域に重なる領域には、第1領域を介して第1不純物が注入され得る。これにより、第1不純物が注入された領域をソース領域やドレイン領域とする第2半導体層が形成され得る。ここで、第1レジストパターンと、第2レジストパターンの第2領域とは、それぞれ、第1領域よりも厚い。このため、第2半導体層のうちで平面視で第2領域に重なる領域と、第1レジストパターンに重なる第1半導体層とは、第1不純物の注入が阻害されやすい。
導電膜を形成する工程では、第1半導体層及び第2半導体層の基板側とは反対側に、平面視で第1半導体層及び第2半導体層を覆う導電膜を形成する。第3レジストパターン及び第4レジストパターンを形成する工程では、導電膜の基板側とは反対側に、平面視で第1半導体層の一部に重なる第3レジストパターンと、平面視で第2半導体層の一部に重なる第4レジストパターンとを形成する。このとき、平面視で前記第2領域から前記第1領域に及ぶ領域に第4レジストパターンを形成することで、前記第2領域を第4レジストパターンで覆うことができる。
導電パターン形成工程では、第3レジストパターン及び第4レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして導電膜にエッチング処理を施して、平面視で第3レジストパターンに重なる第1導電パターンと、平面視で第4レジストパターンに重なる第2導電パターンとを形成する。第2注入工程では、第1導電パターン及び第2導電パターンのそれぞれをマスクとして第1半導体層及び第2半導体層に第2不純物を注入する。これにより、第2不純物が注入された領域をソース領域やドレイン領域とする第1半導体層が形成され得る。
縮小工程では、第1導電パターンの一部及び第2導電パターンの一部を除去して、第1導電パターンと第1半導体層とが平面視で重なる領域である第1重畳領域と、第2導電パターンと第2半導体層とが平面視で重なる領域である第2重畳領域とを縮小する。この縮小工程では、第3レジストパターン及び第4レジストパターンが剥離された状態で第1導電パターン及び第2導電パターンにエッチング処理を施す。
第3注入工程では、第1導電パターン及び第2導電パターンのそれぞれをマスクとして第1半導体層及び第2半導体層に第2不純物を注入する。これにより、縮小工程前の第1重畳領域から縮小工程後の第1重畳領域を除いた領域に、第2不純物が注入され得る。また、第3注入工程では、第2注入工程で不純物が注入された第1半導体層のソース領域やドレイン領域にも、第2不純物が注入され得る。つまり、第1半導体層のソース領域やドレイン領域には、第2不純物が2回にわたって注入される。これに対し、縮小工程前の第1重畳領域から縮小工程後の第1重畳領域を除いた領域には、第2不純物が1回だけ注入される。このため、縮小工程前の第1重畳領域から縮小工程後の第1重畳領域を除いた領域は、第2不純物が2回にわたって注入される領域に比較して、第2不純物の濃度が低い。
このため、第2不純物の濃度が高い領域と低い領域とを有する第1半導体層を有するLDD構造の半導体装置と、第1不純物が注入された領域を有する第2半導体層を有する半導体装置と、を製造することができる。これにより、互いに種類が異なる複数の半導体装置を製造することができる。
この製造方法では、縮小工程で第1導電パターンの一部及び第2導電パターンの一部を除去するときに、新たなレジスト膜などを設けないので、半導体装置の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
[適用例16]上記の半導体装置の製造方法であって、前記導電パターン形成工程と、前記第2注入工程との間に、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンを剥離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。
適用例16の製造方法は、導電パターン形成工程と、第2注入工程との間に、第3レジストパターン及び第4レジストパターンを剥離する工程を有している。
ここで、レジストパターンを構成している材料は、不純物の注入工程を経ると、注入工程の前よりも硬くなってしまうことがある。
適用例16の製造方法では、第2注入工程の前に第3レジストパターン及び第4レジストパターンを剥離する工程があるので、第3レジストパターン及び第4レジストパターンが硬くなる前に剥離することができる。このため、第2注入工程の後に第3レジストパターン及び第4レジストパターンを剥離する場合に比較して、第3レジストパターン及び第4レジストパターンを容易に剥離しやすくすることができる。
[適用例17]上記の半導体装置の製造方法であって、前記第2注入工程と、前記縮小工程との間に、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンを剥離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。
適用例17の製造方法は、第2注入工程と、縮小工程との間に、第3レジストパターン及び第4レジストパターンを剥離する工程を有している。この製造方法では、第2注入工程の後に第3レジストパターン及び第4レジストパターンを剥離する工程があるので、第2注入工程において、第3導電パターン及び第4導電パターンが第2不純物によって損傷を受けることを避けやすくすることができる。
実施形態について、電気光学装置の1つである有機EL装置を利用した表示装置を例に、図面を参照しながら説明する。
第1実施形態における表示装置1は、図1に示すように、表示面3を有している。
ここで、表示装置1には、複数の画素5が設定されている。複数の画素5は、表示領域7内で、図中のX方向及びY方向に配列しており、X方向を行方向とし、Y方向を列方向とするマトリクスMを構成している。表示装置1は、複数の画素5から選択的に表示面3を介して表示装置1の外に光を射出することで、表示面3に画像を表示することができる。なお、表示領域7とは、画像が表示され得る領域である。図1では、構成をわかりやすく示すため、画素5が誇張され、且つ画素5の個数が減じられている。
表示装置1は、図1中のA−A線における断面図である図2に示すように、素子基板11と、封止基板13とを有している。
素子基板11には、表示面3側すなわち封止基板13側に、複数の画素5のそれぞれに対応して、後述する有機EL素子などが設けられている。なお、素子基板11の表示面3側とは反対側の面15は、表示装置1の底面として設定されている。以下において、面15は、底面15と表記される。
封止基板13は、素子基板11よりも表示面3側で素子基板11に対向した状態で設けられている。素子基板11と封止基板13とは、接着剤16を介して接合されている。表示装置1では、有機EL素子は、接着剤16によって表示面3側から覆われている。
また、素子基板11と封止基板13との間は、表示装置1の周縁よりも内側で表示領域7を囲むシール材17によって封止されている。つまり、表示装置1では、有機EL素子と接着剤16とが、素子基板11及び封止基板13並びにシール材17によって封止されている。
ここで、表示装置1における複数の画素5は、それぞれ、表示面3から射出する光の色が、図3に示すように、赤系(R)、緑系(G)及び青系(B)のうちの1つに設定されている。つまり、マトリクスMを構成する複数の画素5は、Rの光を射出する画素5rと、Gの光を射出する画素5gと、Bの光を射出する画素5bとを含んでいる。
なお、以下においては、画素5という表記と、画素5r、5g及び5bという表記とが、適宜、使いわけられる。
ここで、Rの色は、純粋な赤の色相に限定されず、橙等を含む。Gの色は、純粋な緑の色相に限定されず、青緑や黄緑を含む。Bの色は、純粋な青の色相に限定されず、青紫や青緑等を含む。他の観点から、Rの色を呈する光は、光の波長のピークが、可視光領域で570nm以上の範囲にある光であると定義され得る。また、Gの色を呈する光は、光の波長のピークが500nm〜565nmの範囲にある光であると定義され得る。Bの色を呈する光は、光の波長のピークが415nm〜495nmの範囲にある光であると定義され得る。
マトリクスMでは、Y方向に沿って並ぶ複数の画素5が、1つの画素列18を構成している。また、X方向に沿って並ぶ複数の画素5が、1つの画素行19を構成している。
1つの画素列18内の各画素5は、光の色がR、G及びBのうちの1つに設定されている。つまり、マトリクスMは、複数の画素5rがY方向に配列した画素列18rと、複数の画素5gがY方向に配列した画素列18gと、複数の画素5bがY方向に配列した画素列18bとを有している。そして、表示装置1では、画素列18r、画素列18g及び画素列18bが、この順でX方向に沿って反復して並んでいる。
なお、以下においては、画素列18という表記と、画素列18r、画素列18g及び画素列18bという表記とが、適宜、使いわけられる。
表示装置1は、回路構成を示す図である図4に示すように、画素5ごとに、選択トランジスタ21と、駆動トランジスタ23と、容量素子25と、有機EL素子27とを有している。有機EL素子27は、画素電極29と、有機層31と、共通電極33とを有している。選択トランジスタ21及び駆動トランジスタ23は、それぞれ、TFT(Thin Film Transistor)素子で構成されており、スイッチング素子としての機能を有する。
また、表示装置1は、走査線駆動回路34と、データ線駆動回路35と、複数の走査線GTと、複数のデータ線SIと、複数の電源線PWとを有している。
複数の走査線GTは、それぞれ走査線駆動回路34につながっており、Y方向に互いに間隔をあけた状態でX方向に延びている。
複数のデータ線SIは、それぞれデータ線駆動回路35につながっており、X方向に互いに間隔をあけた状態でY方向に延びている。
複数の電源線PWは、Y方向に互いに間隔をあけた状態で、且つ各電源線PWと各走査線GTとがY方向に間隔をあけた状態でX方向に延びている。
各画素5は、各走査線GTと各データ線SIとの交差に対応して設定されている。各走査線GT及び各電源線PWは、それぞれ、図3に示す各画素行19に対応している。各データ線SIは、図3に示す各画素列18に対応している。
図4に示す各選択トランジスタ21のゲート電極は、対応する各走査線GTに電気的につながっている。各選択トランジスタ21のソース電極は、対応する各データ線SIに電気的につながっている。各選択トランジスタ21のドレイン電極は、各駆動トランジスタ23のゲート電極及び各容量素子25の一方の電極に電気的につながっている。
容量素子25の他方の電極と、駆動トランジスタ23のソース電極は、それぞれ、対応する各電源線PWに電気的につながっている。
各駆動トランジスタ23のドレイン電極は、各画素電極29に電気的につながっている。各画素電極29と共通電極33とは、画素電極29を陽極とし、共通電極33を陰極とする一対の電極を構成している。
ここで、共通電極33は、マトリクスMを構成する複数の画素5間にわたって一連した状態で設けられており、複数の画素5間にわたって共通して機能する。
各画素電極29と共通電極33との間に介在する有機層31は、有機材料で構成されており、後述する発光層を含んだ構成を有している。
選択トランジスタ21は、この選択トランジスタ21につながる走査線GTに選択信号が供給されるとON状態となる。このとき、この選択トランジスタ21につながるデータ線SIからデータ信号が供給され、駆動トランジスタ23がON状態になる。駆動トランジスタ23のゲート電位は、データ信号の電位が容量素子25に一定の期間だけ保持されることによって、一定の期間だけ保持される。これにより、駆動トランジスタ23のON状態が一定の期間だけ保持される。なお、各データ信号は、階調表示に応じた電位に生成される。
駆動トランジスタ23のON状態が保持されているときに、駆動トランジスタ23のゲート電位に応じた電流が、電源線PWから画素電極29と有機層31を経て共通電極33に流れる。そして、有機層31に含まれる発光層が、有機層31を流れる電流量に応じた輝度で発光する。これにより、表示装置1では、階調表示が行われ得る。
表示装置1は、有機層31に含まれる発光層が発光し、発光層からの光が封止基板13を介して表示面3から射出されるトップエミッション型の有機EL装置の1つである。なお、表示装置1では、表示面3側という表現が上側とも表現され、底面15側という表現が下側とも表現される。
なお、本実施形態では、選択トランジスタ21としてNチャネル型のTFT素子が採用されており、駆動トランジスタ23としてPチャネル型のTFT素子が採用されている。また、走査線駆動回路34及びデータ線駆動回路35は、それぞれ、Nチャネル型のTFT素子とPチャネル型のTFT素子とを組み合わせた相補型のTFT素子を有している。
ここで、素子基板11及び封止基板13のそれぞれの構成について、詳細を説明する。
素子基板11は、図3中のC−C線における断面図である図5に示すように、第1基板41を有している。
第1基板41は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面3側に向けられた第1面42aと、底面15側に向けられた第2面42bとを有している。なお、トップエミッション型である表示装置1では、第1基板41としてシリコン基板なども採用され得る。
第1基板41の第1面42aには、ゲート絶縁膜43が設けられている。ゲート絶縁膜43の表示面3側には、絶縁膜45が設けられている。絶縁膜45の表示面3側には、絶縁膜47が設けられている。絶縁膜47の表示面3側には、絶縁膜49が設けられている。
また、第1基板41の第1面42aには、各画素5の選択トランジスタ21に対応する第1半導体層51と、各画素5の駆動トランジスタ23に対応する第2半導体層53とが設けられている。
第1半導体層51及び第2半導体層53は、平面図である図6に示すように、それぞれ各画素5に対応して設けられている。なお、図5に示す断面は、図6中のE−E線における断面に相当している。
各画素5において、第1半導体層51及び第2半導体層53は、Y方向に間隔をあけた状態でY方向に隣り合っている。
第1半導体層51は、図6に示すように、ソース領域51aと、チャネル領域51bと、ドレイン領域51cとを有している。ソース領域51aと、チャネル領域51bと、ドレイン領域51cとは、X方向に並んでいる。
第2半導体層53は、ソース領域53aと、チャネル領域53bと、ドレイン領域53cと、電極部53dとを有している。ソース領域53aと、チャネル領域53bと、ドレイン領域53cとは、X方向に並んでいる。電極部53dとチャネル領域53b及びドレイン領域53cとは、Y方向に間隔をあけた状態でY方向に隣り合っている。また、電極部53dとソース領域53aとは、連接した状態でX方向に隣り合っている。
第1半導体層51及び第2半導体層53は、図5に示すように、ゲート絶縁膜43によって表示面3側から覆われている。なお、ゲート絶縁膜43の材料としては、例えば酸化シリコンなどの材料が採用され得る。
ゲート絶縁膜43の表示面3側には、平面図である図7に示すように、第2半導体層53に重なる島状電極55と、走査線GTと、データ線SIとが設けられている。
島状電極55は、平面図である図8に示すように、ゲート電極部55aと、電極部55bとを有している。ゲート電極部55aと電極部55bとは、連接した状態でY方向に隣り合っている。
ゲート電極部55aは、図6に示す第2半導体層53のチャネル領域53bに重なっている。電極部55bは、第2半導体層53の電極部53dに重なっている。電極部53d及び電極部55bは、容量素子25の一部を構成している。
各走査線GTには、図8に示すように、対応する画素5ごとに、各画素5に向かってY方向に分岐するゲート電極部57が設けられている。各ゲート電極部57は、図6に示す第1半導体層51のチャネル領域51bに重なっている。
各画素5に対応する島状電極55と、この画素5に対応するデータ線SIとは、X方向に隣り合っている。
島状電極55、走査線GT及びデータ線SIの材料としては、例えば、アルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、クロムなどの金属や、これらを含む合金などが採用され得る。本実施形態では、島状電極55、走査線GT及びデータ線SIの材料として、アルミニウム合金が採用されている。ゲート電極部55a(島状電極55)、ゲート電極部57(走査線GT)及びデータ線SIは、図5に示すように、絶縁膜45によって表示面3側から覆われている。なお、絶縁膜45の材料としては、例えば酸化シリコンなどの材料が採用され得る。
絶縁膜45には、平面図である図9に示すように、各画素5に対応してコンタクトホールCH1,CH2,CH3,CH4,CH5,CH6及びCH7が設けられている。
各コンタクトホールCH1は、対応する各データ線SIに重なる部位に設けられている。各コンタクトホールCH1は、第1半導体層51のソース領域51aとはX方向に対峙する部位に設けられている。各コンタクトホールCH1は、対応する各データ線SIに及んでいる。
各コンタクトホールCH2は、各ソース領域51aに対応して、各ソース領域51aに重なる部位に設けられている。各コンタクトホールCH2は、各コンタクトホールCH1とはX方向に対峙する部位に設けられている。各コンタクトホールCH2は、第1半導体層51のソース領域51aに及んでいる。
各コンタクトホールCH3は、各ドレイン領域51cに対応して、各ドレイン領域51cに重なる部位に設けられている。各コンタクトホールCH3は、第1半導体層51のドレイン領域51cに及んでいる。
各コンタクトホールCH4は、各電極部55bに対応して、各電極部55bに重なる部位に設けられている。各コンタクトホールCH4は、各コンタクトホールCH3とはY方向に対峙する部位に設けられている。各コンタクトホールCH4は、各電極部55bに及んでいる。
コンタクトホールCH5は、各第2半導体層53の各ドレイン領域53cに対応して、各ドレイン領域53cに重なる部位に2つずつ設けられている。各コンタクトホールCH5は、第2半導体層53のドレイン領域53cに及んでいる。
各コンタクトホールCH6は、対応する各データ線SIに重なる部位に設けられている。各コンタクトホールCH6は、X方向にソース領域53aを挟んでゲート電極部55aとは対峙する部位に設けられている。各コンタクトホールCH6は、対応する各データ線SIに及んでいる。
コンタクトホールCH7は、各ソース領域53aに対応して、各ソース領域53aに重なる部位に2つずつ設けられている。各コンタクトホールCH7は、平面視で、各画素5に対応する各データ線SIと島状電極55の電極部55bとの間で、電極部55bとはX方向に対峙する部位に設けられている。各コンタクトホールCH7は、第2半導体層53のソース領域53aに及んでいる。
コンタクトホールCH1〜CH7が設けられた絶縁膜45の表示面3側には、平面図である図10に示すように、電源線PWと、ドレイン電極59と、中継電極61と、中継電極63とが設けられている。
各電源線PWは、各画素行19(図3)をX方向にまたぐ長さにわたって一連した状態で設けられている。各電源線PWは、Y方向の幅寸法が、図10に示すように、Y方向に並ぶ2つのコンタクトホールCH7をまたぐ長さに設定されている。各電源線PWは、各画素行19における複数のコンタクトホールCH7を覆っている。
各画素5において、電源線PWは、平面視で選択トランジスタ21と駆動トランジスタ23との間に位置している。換言すれば、選択トランジスタ21と駆動トランジスタ23とは、電源線PWを挟んでY方向に対峙している。また、選択トランジスタ21のソース領域51a、チャネル領域51b(図6)及びドレイン領域51cは、平面視で電源線PWの外側に位置している。駆動トランジスタ23のソース領域53aの一部と、チャネル領域53b(図6)と、ドレイン領域53cとは、平面視で電源線PWの外側に位置している。
各電源線PWは、図10中のF−F線における断面図である図11に示すように、コンタクトホールCH7を介して第2半導体層53のソース領域53aに達している。なお、表示装置1では、各電源線PWからコンタクトホールCH7を介してソース領域53aに達している部位が、ソース電極部65と呼ばれる。
前述したように、各コンタクトホールCH7は、平面視で、各画素5に対応する各データ線SIと島状電極55の電極部55bとの間に設けられている。このため、各ソース電極部65は、平面視で、各画素5に対応する各データ線SIと島状電極55の電極部55bとの間に位置している。
ここで、平面視で電源線PWと島状電極55の電極部55bと第2半導体層53の電極部53dとが重なる領域に、容量素子25が形成される。このため、容量素子25は、第1基板41及び電源線PWの間に設けられているとみなされ得る。電極部55b、電極部53d及び電源線PWは、容量素子25の一部を構成している。
ドレイン電極59は、図10に示すように、各画素5に対応して設けられており、コンタクトホールCH5を覆っている。各ドレイン電極59は、図5中のD部の拡大図である図12に示すように、コンタクトホールCH5を介して第2半導体層53のドレイン領域53cに達している。表示装置1では、ドレイン電極59からコンタクトホールCH5を介してドレイン領域53cに達している部位が、接続部67と呼ばれる。
中継電極61は、図10に示すように、各画素5に対応して設けられている。各中継電極61は、Y方向に隣り合う2つの画素5間で、一方の画素5に対応するコンタクトホールCH1と、他方の画素5に対応するコンタクトホールCH6とにまたがっている。また、各画素5において、各中継電極61は、コンタクトホールCH1とコンタクトホールCH2との間にまたがっている。
各中継電極61は、Y方向に隣り合う2つの画素5のうちの一方に対応するコンタクトホールCH1及びCH2と、2つの画素5のうちの他方に対応するコンタクトホールCH6とを覆っている。これにより、Y方向に隣り合う2つのデータ線SI同士が、中継電極61を介して電気的に接続される。
さらに、データ線SIと、これに対応する第1半導体層51のソース領域51aとが、中継電極61を介して電気的に接続される。
中継電極63は、各画素5に対応して設けられており、各画素5に対応するコンタクトホールCH3とコンタクトホールCH4との間にまたがっている。各中継電極63は、電源線PWの輪郭よりも外側で、これらのコンタクトホールCH3及びCH4を覆っている。これにより、各画素5において、第1半導体層51のドレイン領域51cと島状電極55の電極部55bとが、電源線PWの輪郭よりも外側で、中継電極63を介して電気的に接続される。
電源線PW、ドレイン電極59、中継電極61及び中継電極63の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、クロムなどの金属や、これらを含む合金などが採用され得る。ドレイン電極59、中継電極61及び中継電極63は、図5に示すように、絶縁膜47によって表示面3側から覆われている。なお、電源線PWも、絶縁膜47によって表示面3側から覆われている。
絶縁膜47は、絶縁膜49によって表示面3側から覆われている。
絶縁膜47及び絶縁膜49には、コンタクトホールCH8が設けられている。
各コンタクトホールCH8は、図10に示すように、各画素5に対応して設けられている。各コンタクトホールCH8は、ドレイン電極59に重なる領域に設けられており、ドレイン電極59に及んでいる。
なお、各ドレイン電極59は、X方向に、ゲート電極部55aとは反対側に延長されている。そして、各コンタクトホールCH8は、平面視でドレイン電極59の延長された部位に重なっている。このため、平面視でコンタクトホールCH5とコンタクトホールCH8とは重なっていない。ここで、コンタクトホールCH5とコンタクトホールCH8とは重なっていてもよい。
コンタクトホールCH8が設けられた絶縁膜49の表示面3側には、図5に示すように、画素5ごとに画素電極29が設けられている。
各画素電極29は、平面図である図13に示すように、Y方向には、各画素5に対応する走査線GTと、コンタクトホールCH8とにまたがっている。また、各画素電極29は、X方向には、コンタクトホールCH8と、各画素5に対応するデータ線SIとにまたがっている。各画素電極29は、コンタクトホールCH8を覆っている。
なお、表示装置1では、各画素電極29からコンタクトホールCH8を介してドレイン電極59に達している部位が、図12に示すように、接続部69と呼ばれる。
画素電極29の材料としては、銀、アルミニウム、銅などの光反射性を有する金属や、これらを含む合金などが採用され得る。画素電極29を陽極として機能させる場合には、銀、白金などの仕事関数が比較的高い材料を用いることが好ましい。また、画素電極29としてITO(Indium Tin Oxide)やインジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide)などを用い、光反射性を有する部材を画素電極29と第1基板41との間に設けた構成も採用され得る。
また、絶縁膜47及び49の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、アクリル系の樹脂などの材料が採用され得る。
隣り合う画素電極29同士の間には、図5に示すように、各画素5を区画する絶縁膜71が領域72にわたって設けられている。絶縁膜71は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、アクリル系の樹脂などの光透過性を有する材料で構成されている。絶縁膜71は、表示領域7(図1)にわたって格子状に設けられている。このため、表示領域7は、絶縁膜71によって複数の画素5の領域に区画されている。なお、各画素電極29は、絶縁膜71によって囲まれた各画素5の領域に平面視で重なっている。
絶縁膜71の表示面3側には、各画素5の領域を囲む遮光膜73が設けられている。遮光膜73は、例えば、カーボンブラックやクロムなどの光吸収性が高い材料を含有するアクリル系の樹脂やポリイミドなどの樹脂で構成されており、平面視で格子状に設けられている。
画素電極29の表示面3側には、遮光膜73に囲まれた領域内に、有機層31が設けられている。
有機層31は、各画素5に対応して設けられており、正孔注入層75と、正孔輸送層77と、発光層79とを有している。
正孔注入層75は、有機材料で構成されており、平面視で絶縁膜71によって囲まれた領域内で、画素電極29の表示面3側に設けられている。
正孔注入層75の有機材料としては、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体と、ポリスチレンスルホン酸(PSS)等との混合物が採用され得る。正孔注入層75の有機材料としては、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやこれらの誘導体なども採用され得る。
正孔輸送層77は、有機材料で構成されており、平面視で遮光膜73によって囲まれた領域内で、正孔注入層75の表示面3側に設けられている。
正孔輸送層77の有機材料としては、例えば、下記化合物1として示されるTFBなどのトリフェニルアミン系ポリマーを含んだ構成が採用され得る。
Figure 2009295724
発光層79は、有機材料で構成されており、平面視で遮光膜73によって囲まれた領域内で、正孔輸送層77の表示面3側に設けられている。
Rの画素5rに対応する発光層79の有機材料としては、例えば、下記化合物2として示されるF8(ポリジオクチルフルオレン)と、ペリレン染料とを混合したものが採用され得る。
Figure 2009295724
Gの画素5gに対応する発光層79の有機材料としては、例えば、下記化合物3として示されるF8BTと、上記化合物1として示されるTFBと、上記化合物2として示されるF8とを混合したものが採用され得る。
Figure 2009295724
Bの画素5bに対応する発光層79の有機材料としては、例えば、上記化合物2として示されるF8が採用され得る。
有機層31の表示面3側には、図5に示すように、共通電極33が設けられている。共通電極33は、例えば、ITOやインジウム亜鉛酸化物等の光透過性を有する材料や、マグネシウム銀等を薄膜化して光透過性を付与したものなどで構成され、有機層31及び遮光膜73を表示面3側から複数の画素5間にわたって覆っている。
なお、表示装置1では、各画素5において発光する領域は、平面視で画素電極29と有機層31と共通電極33とが重なる領域であると定義され得る。また、画素5ごとに発光する領域を構成する要素の一群が1つの有機EL素子27であると定義され得る。表示装置1では、1つの有機EL素子27は、1つの画素電極29と、1つの有機層31と、1つの画素5に対応する共通電極33とを含んだ構成を有している。
封止基板13は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面3側に向けられた外向面13aと、底面15側に向けられた対向面13bとを有している。
上記の構成を有する素子基板11及び封止基板13は、素子基板11の共通電極33と封止基板13の対向面13bとの間が、接着剤16を介して接合されている。
表示装置1では、図2に示すシール材17は、図5に示す第1基板41の第1面42aと、封止基板13の対向面13bとによって挟持されている。つまり、表示装置1では、有機EL素子27及び接着剤16が、第1基板41及び封止基板13並びにシール材17によって封止されている。なお、シール材17は、対向面13b及び共通電極33の間に設けられていてもよい。この場合、有機EL素子27及び接着剤16は、素子基板11及び封止基板13並びにシール材17によって封止されているとみなされ得る。
上記の構成を有する表示装置1では、発光層79を画素5ごとに発光させることにより、表示が制御される。発光層79の発光状態は、各有機層31を流れる電流を各駆動トランジスタ23で制御することによって画素5ごとに変化し得る。
各走査線GTには、制御信号が、線順次に供給される。各データ線SIには、画像信号がパラレル信号として供給される。
各走査線GTに対応する各制御信号CSは、図14に示すように、1フレーム期間内に1回だけ、1フレーム期間よりも短い期間t1にわたってHiレベルの選択電位に維持される。あるタイミングで選択電位となり得るのは、1つの走査線GTに対応する制御信号CSだけである。
走査線GTが選択電位となると、この走査線GTに対応する複数の画素5の選択トランジスタ21がON状態となる。このとき、複数のデータ線SIに供給された画像信号が、選択トランジスタ21を介して、駆動トランジスタ23のゲート電極部55a及び電極部55b(図10)に供給される。つまり、各画素5において、ゲート電極部55a及び電極部55bは、画像信号の電位に応じた電位となる。
このとき、駆動トランジスタ23のゲート電極部55aの電位に応じた電流が、電源線PWからソース領域53a及びチャネル領域53bを介してドレイン領域53cに流れる。
そして、電源線PWからの電流は、ドレイン電極59及び画素電極29を経て有機層31(図5)を流れる。
他方で、電極部55b及び電源線PWの間(図11)と、電極部55b及び電極部53dの間とには、電荷が蓄積されるので、駆動トランジスタ23のゲート電極部55aの電位は、一定期間だけ保持される。この結果、ゲート電極部55aの電位が保持されている期間において、電流が有機層31を流れつづける。
このように、表示装置1では、画像信号の電位に応じた電流が有機層31を流れるので、画素5ごとに発光層79からの光を画像信号の電位に応じた輝度に制御することができる。これにより、表示装置1では、階調表示が行われ得る。
ここで、表示装置1の製造方法について説明する。
表示装置1の製造方法は、素子基板11を製造する工程と、表示装置1を組み立てる工程とに大別される。
素子基板11を製造する工程では、図15(a)に示すように、まず、第1基板41の第1面42aにシリコン膜91を形成する。シリコン膜91は、多結晶シリコンで構成されている。シリコン膜91の形成では、まず、ジシランやモノシランなどを原料ガスとして、CVD技術を活用することにより非晶質シリコンの膜を形成する。次いで、非晶質シリコンの膜に例えばレーザーアニールを施すことにより、非晶質シリコンを多結晶シリコンに変化させる。
シリコン膜91の形成に次いで、シリコン膜91の表示面3側に、第1レジストパターン93と、第2レジストパターン95とを含むレジストパターンを形成する。第1レジストパターン93及び第2レジストパターン95は、ポジ型のレジストで構成されている。本実施形態では、第1レジストパターン93は、H1の厚みを有している。第2レジストパターン95は、H2の厚みを有する第1領域95aと、H3の厚みを有する第2領域95bとを有している。厚みH2は、厚みH1よりも薄い。厚みH3は、厚みH2よりも厚い。上記の構成を有する第2レジストパターン95は、レジスト膜に、例えばグレイトーンマスクやハーフトーンマスクなどを利用した多階調露光を施すことによって形成され得る。
第1レジストパターン93及び第2レジストパターン95の形成に次いで、図15(b)に示すように、シリコン膜91にP型の不純物を注入する。P型の不純物としては、例えばボロンなどの元素が採用され得る。また、注入の条件としては、例えば、ドーズ量(注入濃度)を約1×1015〜8×1015/cm2とし、加速エネルギを約45keVとする条件が採用され得る。
P型の不純物を注入する工程では、シリコン膜91のうちで平面視で第1レジストパターン93に重なる領域は、不純物の到達が第1レジストパターン93によって阻害される。また、シリコン膜91のうちで平面視で第2レジストパターン95の第2領域95bに重なる領域も、不純物の到達が第2レジストパターン95の第2領域95bによって阻害される。他方で、シリコン膜91のうちで平面視で第2レジストパターン95の第1領域95aに重なる領域は、第2レジストパターン95の第1領域95aを介してP型の不純物が注入され得る。
このため、平面視で第2レジストパターン95の第1領域95aに重なるシリコン膜91の部位には、ソース領域53aとドレイン領域53cとが形成され得る。なお、ソース領域53aやドレイン領域53cにおける不純物の濃度は、第1レジストパターン93や第2レジストパターン95によってマスクされていない領域における不純物の濃度よりも低い。また、シリコン膜91のうちで、平面視で第1レジストパターン93に重なる領域や、平面視で第2レジストパターン95の第2領域95bに重なる領域における不純物の濃度は、ソース領域53aやドレイン領域53cにおける不純物の濃度よりも極めて低い。
P型の不純物を注入する工程に次いで、第1レジストパターン93及び第2レジストパターン95をレジストマスクとして、シリコン膜91にエッチング処理を施す。これにより、図15(c)に示すように、平面視で第1レジストパターン93に重なる領域に第1半導体層51が形成され得る。また、平面視で第2レジストパターン95に重なる領域に第2半導体層53が形成され得る。
次いで、図15(d)に示すように、第1レジストパターン93及び第2レジストパターン95を剥離する。
次いで、図16(a)に示すように、第1基板41の表示面3側に、第1半導体層51及び第2半導体層53を表示面3側から覆うゲート絶縁膜43を形成する。ゲート絶縁膜43は、例えばCVD技術を活用することによって形成され得る。
次いで、ゲート絶縁膜43の表示面3側に導電膜97を形成する。導電膜97は、例えば、アルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、クロムなどの金属や、これらを含む合金などで構成され、スパッタリング技術を活用することにより形成され得る。本実施形態では、導電膜97の材料としてアルミニウム合金が採用されている。
次いで、図16(b)に示すように、導電膜97の表示面3側に、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を含むレジストパターンを形成する。第3レジストパターン101は、平面視で第1半導体層51に重なる領域に形成される。第4レジストパターン103は、平面視で第2半導体層53に重なる領域に形成される。第5レジストパターン105は、平面視で各データ線SI(図8)に重なる領域に形成される。
次いで、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105をレジストマスクとして、導電膜97にエッチング処理を施す。これにより、図16(c)に示すように、平面視で第3レジストパターン101に重なる領域に第1導電パターン107が形成され得る。また、平面視で第4レジストパターン103に重なる領域に第2導電パターン109が形成され得る。また、平面視で第5レジストパターン105に重なる領域に第3導電パターン111が形成され得る。なお、このときのエッチング処理としては、例えば、塩素を含むガスをエッチャントとするドライエッチングによる処理が採用され得る。
次いで、図16(d)に示すように、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を剥離する。
次いで、図17(a)に示すように、第1導電パターン107をマスクとして第1半導体層51にN型の不純物を注入する。N型の不純物としては、例えばリンやヒ素などの元素が採用され得る。また、注入の条件としては、例えば、ドーズ量(注入濃度)を約2×1015/cm2とし、加速エネルギを約50keVとする条件が採用され得る。
これにより、図17(b)に示すように、第1半導体層51のうちで平面視で第1導電パターン107の外側の領域に重なる部位には、ソース領域51aとドレイン領域51cとが形成され得る。
なお、平面視で第1半導体層51と第1導電パターン107とが重なる領域は、第1重畳領域113aと呼ばれる。また、平面視で第2半導体層53と第2導電パターン109とが重なる領域は、第2重畳領域115aと呼ばれる。第2重畳領域115aは、平面視で、ソース領域53aの一部と、ドレイン領域53cの一部とに重なっている。
N型の不純物を注入する工程では、第1半導体層51のうちで平面視で第1重畳領域113a内の領域は、不純物の到達が第1導電パターン107によって阻害される。また、第2半導体層53のうちで平面視で第2重畳領域115a内の領域も、不純物の到達が第2導電パターン109によって阻害される。他方で、第2半導体層53のうちで平面視で第2重畳領域115aの外側の領域に重なる部位には、N型の不純物が注入され得る。
次いで、第1導電パターン107、第2導電パターン109及び第3導電パターン111にエッチング処理を施す。このときのエッチング処理は、等方性エッチングによる処理である。また、このときのエッチング処理は、ウエットエッチングによる処理である。ウエットエッチングにおけるエッチャントとしては、例えばTMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)や、燐酸と硝酸と酢酸との混酸などが採用され得る。
なお、このときのエッチング処理としては、前述したドライエッチングによる処理も採用され得る。しかしながら、ウエットエッチングによる処理を採用することは、パーティクルを洗浄する効果が得られる点で好ましい。
第1導電パターン107、第2導電パターン109及び第3導電パターン111にエッチング処理を施すことにより、図17(c)に示すように、ゲート電極部57(走査線GT)、ゲート電極部55a(島状電極55)及びデータ線SIが形成され得る。
このエッチング処理により、第1重畳領域113aは、第1重畳領域113bに縮小される。また、第2重畳領域115aは、第2重畳領域115bに縮小される。
ここで、このエッチング処理の後に、ゲート電極部55a(島状電極55)が、平面視でソース領域53aやドレイン領域53cの一部に重なる構成も採用され得る。これにより、後述する2回目の注入工程におけるN型の不純物に起因する特性劣化を低く抑えることができる。
次いで、図17(d)に示すように、ゲート電極部57をマスクとして第1半導体層51にN型の不純物を注入する。
なお、このときのN型の不純物の注入工程は、2回目の注入工程と呼ばれる。また、先のN型の不純物の注入工程は、1回目の注入工程と呼ばれる。
2回目の注入工程では、ドーズ量(注入濃度)が、1回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)とは異なるドーズ量(注入濃度)に設定されている。本実施形態では、2回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)は、1回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)よりも低く設定されている。
2回目の注入工程における注入の条件としては、例えば、ドーズ量(注入濃度)を約2×1013〜2×1014/cm2とし、加速エネルギを約60keVとする条件が採用され得る。
2回目の注入工程により、第1半導体層51には、図17(d)中のJ部の拡大図である図18に示すように、ソース領域51aと第1重畳領域113bとの間に、N型の不純物の濃度がソース領域51aよりも低い領域であるLDD領域51dが形成され得る。また、ドレイン領域51cと第1重畳領域113bとの間に、N型の不純物の濃度がドレイン領域51cよりも低い領域であるLDD領域51eが形成され得る。
そして、LDD領域51dとLDD領域51eとの間に、平面視でゲート電極部57に重なるチャネル領域51bが形成され得る。
ここで、第2半導体層53のソース領域53a及びドレイン領域53cには、それぞれ、N型の不純物を注入する2回の注入工程によってN型の不純物が注入される。これらの2回の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)は、P型の不純物を注入する工程におけるドーズ量(注入濃度)よりも低く設定されている。このため、Pチャネル型のTFT素子である駆動トランジスタ23の特性が損なわれることが極めて低く抑えられている。
2回目の注入工程に次いで、図19(a)に示すように、ゲート絶縁膜43の表示面3側に、ゲート電極部57(走査線GT)、ゲート電極部55a(島状電極55)及びデータ線SIを表示面3側から覆う絶縁膜45を形成する。絶縁膜45は、例えばCVD技術を活用することによって形成され得る。
次いで、ゲート絶縁膜43及び絶縁膜45に、コンタクトホールCH1〜CH6を形成する。なお、このとき、コンタクトホールCH7(図9)も形成する。
次いで、図19(b)に示すように、絶縁膜45の表示面3側に、中継電極61及び中継電極63を形成する。なお、このとき、図10に示す電源線PW及びドレイン電極59も形成する。
次いで、図19(b)に示すように、絶縁膜45の表示面3側に、中継電極61及び中継電極63、並びに電源線PW及びドレイン電極59を表示面3側から覆う絶縁膜47を形成する。
次いで、絶縁膜47の表示面3側に絶縁膜49を形成する。
ここで、絶縁膜47や絶縁膜49は、絶縁膜47や絶縁膜49が酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料で構成される場合には、例えばCVD技術などを活用することによって形成され得る。また、絶縁膜47や絶縁膜49がアクリル系の樹脂などの有機材料で構成される場合には、絶縁膜47や絶縁膜49は、例えばスピンコート技術などを活用することによって形成され得る。
次いで、絶縁膜47及び絶縁膜49に、コンタクトホールCH8を形成する。
次いで、図19(c)に示すように、絶縁膜49の表示面3側に、各画素電極29を形成する。
次いで、平面視で各画素電極29の周縁及び絶縁膜49に重なる領域(図5に示す領域72)に絶縁膜71を形成する。
ここで、絶縁膜71の形成では、絶縁膜71が酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料で構成される場合には、まず、例えばCVD技術などを活用することによって無機材料の膜を形成する。次いで、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術を活用することによって、無機材料の膜をパターニングする。これにより、絶縁膜71が無機材料で形成され得る。
また、絶縁膜71がアクリル系の樹脂などの有機材料で構成される場合には、例えばスピンコート技術やフォトリソグラフィ技術などを活用して、有機材料の膜をパターニングすることによって形成され得る。
次いで、平面視で絶縁膜71に重なる領域に遮光膜73を形成する。
ここで、遮光膜73の形成では、遮光膜73がアクリル系の樹脂やポリイミドなどの有機材料で構成される場合には、例えばスピンコート技術やフォトリソグラフィ技術などを活用して、有機材料の膜をパターニングすることによって形成され得る。
次いで、各画素電極29をO2プラズマ処理などで活性化させてから、遮光膜73の表面にCF4プラズマ処理などで撥液性を付与する。
次いで、図20(a)に示すように、絶縁膜71によって囲まれた各画素5の領域内に液滴吐出ヘッド121から、正孔注入層75を構成する有機材料が含まれた液状体75aを液滴75bとして吐出することで、各画素5の領域内に液状体75aを配置する。
なお、液滴吐出ヘッド121から液状体75aなどを液滴として吐出する技術は、インクジェット技術と呼ばれる。そして、インクジェット技術を活用して液状体75aなどを所定の位置に配置する方法は、インクジェット法と呼ばれる。このインクジェット法は、塗布法の1つである。
液状体75aの配置に次いで、各画素5の領域内に配置された液状体75aを減圧乾燥法で乾燥させてから焼成を行うことによって、図20(b)に示す正孔注入層75が形成され得る。なお、正孔注入層75を構成する有機材料が含まれた液状体75aは、PEDOTとPSSとの混合物を、溶媒に溶解させた構成が採用され得る。溶媒としては、例えば、ジエチレングリコール、イソプロピルアルコール、ノルマルブタノールなどが採用され得る。なお、減圧乾燥法は、減圧環境下で行う乾燥方法であり、真空乾燥法とも呼ばれる。また、液状体75aの焼成条件は、環境温度が約200℃で、保持時間が約10分間である。
次いで、図20(b)に示すように、遮光膜73によって囲まれた領域内に液滴吐出ヘッド121から、正孔輸送層77を構成する有機材料が含まれた液状体77aを液滴77bとして吐出することで、遮光膜73によって囲まれた領域内に液状体77aを配置する。このとき、正孔注入層75は、液状体77aによって覆われる。なお、液状体77aは、TFBを溶媒に溶解させた構成が採用され得る。溶媒としては、例えば、シクロヘキシルベンゼンなどが採用され得る。
次いで、液状体77aを減圧乾燥法で乾燥させてから、不活性ガス中で焼成を行うことによって、図20(c)に示す正孔輸送層77が形成され得る。なお、液状体77aの焼成条件は、環境温度が約130℃で、保持時間が約1時間である。
次いで、図20(c)に示すように、遮光膜73によって囲まれた各領域内に、発光層79を構成する有機材料が含まれた液状体79aを配置する。液状体79aは、液滴吐出ヘッド121から液状体79aを液滴79bとして吐出することによって配置される。このとき、正孔輸送層77は、液状体79aによって覆われる。なお、液状体79aは、画素5r、5g及び5bのそれぞれに対応する前述した有機材料を溶媒に溶解させた構成が採用され得る。溶媒としては、例えば、シクロヘキシルベンゼンなどが採用され得る。
次いで、液状体79aを減圧乾燥法で乾燥させてから、不活性ガス中で焼成を行うことによって、図5に示す発光層79が形成され得る。液状体79aの焼成条件は、環境温度が約130℃で、保持時間が約1時間である。
次いで、スパッタリング技術などを活用してITO等の膜を形成してから、この膜をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などを活用してパターニングすることにより、図5に示す共通電極33が形成され得る。これにより、素子基板11が製造され得る。
表示装置1を組み立てる工程では、図2に示すように、素子基板11及び封止基板13を、接着剤16及びシール材17を介して接合する。
このとき、素子基板11及び封止基板13は、図5に示すように、第1基板41の第1面42aと、封止基板13の対向面13bとが向き合った状態で接合される。これにより、表示装置1が製造され得る。
本実施形態において、選択トランジスタ21及び相補型のTFT素子のそれぞれが半導体装置に対応し、第1半導体層51が半導体層に対応し、第1導電パターン107が導電パターンに対応し、N型の不純物が第2不純物としての不純物に対応し、第1重畳領域113aが重畳領域に対応し、ドーズ量が注入濃度に対応している。また、第1導電パターン107、第2導電パターン109及び第3導電パターン111にエッチング処理を施す工程が縮小工程に対応している。また、1回目の注入工程が、半導体層に不純物を注入する第1注入工程、及び第2不純物を注入する第2注入工程のそれぞれに対応している。また、2回目の注入工程が、半導体層に不純物を注入する第2注入工程、及び第2不純物を注入する第3注入工程のそれぞれに対応している。
表示装置1の製造方法により、画素5ごとにNチャネル型のTFT素子とPチャネル型のTFT素子とを有する表示装置1が製造され得る。Nチャネル型のTFT素子である選択トランジスタ21は、ソース領域51a及びチャネル領域51b間にLDD領域51dを有し、チャネル領域51b及びドレイン領域51c間にLDD領域51eを有している。このため、表示装置1の低消費電力化が図られる。
また、表示装置1の製造方法によれば、Nチャネル型のTFT素子とPチャネル型のTFT素子とを組み合わせた相補型のTFT素子を形成することもできる。このため、選択トランジスタ21及び駆動トランジスタ23を形成するときに、相補型のTFT素子も形成することができる。これにより、相補型のTFT素子が適用された走査線駆動回路34やデータ線駆動回路35を素子基板11に有する表示装置1が製造され得る。
本実施形態では、第1重畳領域113aを縮小するときに、第3〜第5レジストパターン101,103,105が剥離された状態で、且つ新たなレジストパターンなどが設けられていない状態で、第1導電パターン107にエッチング処理が施される。このため、第1重畳領域113aを縮小するのに際して、レジスト膜を設ける工程やフォトリソグラフィ工程などを省略することができる。この結果、LDD構造を有する選択トランジスタ21の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
また、本実施形態では、第1導電パターン107にエッチング処理を施すことによってゲート電極部57を形成し、このゲート電極部57をマスクとして2回目の注入工程を実施する方法が採用されている。このため、LDD領域51dやLDD領域51eを、自己整合(セルフアライン)的に形成することができる。
また、本実施形態では、第1導電パターン107、第2導電パターン109及び第3導電パターン111を形成してから、1回目の注入工程の前に、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を剥離する工程がある。
ここで、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105のそれぞれを構成している材料は、不純物の注入工程を経ると、注入工程の前よりも硬くなってしまうことがある。
本実施形態では、1回目の注入工程の前に第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を剥離するので、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105が硬くなる前に剥離することができる。このため、1回目の注入工程の後に第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を剥離する場合に比較して、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を容易に剥離しやすくすることができる。
なお、本実施形態では、2回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)を、1回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)とは異なるドーズ量(注入濃度)に設定したが、ドーズ量(注入濃度)はこれに限定されない。2回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)としては、1回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)と同等のドーズ量(注入濃度)が採用され得る。また、2回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)としては、1回目の注入工程におけるドーズ量(注入濃度)よりも高いドーズ量(注入濃度)も採用され得る。
また、本実施形態では、1回目の注入工程の前に、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を剥離する場合を例に説明したが、これらの第3〜第5レジストパターン101,103,105を剥離する工程の順序はこれに限定されない。第3〜第5レジストパターン101,103,105を剥離する工程の順序としては、1回目の注入工程と、第1導電パターン107、第2導電パターン109及び第3導電パターン111にエッチング処理を施す工程との間も採用され得る。この順序では、1回目の注入工程の後に第3〜第5レジストパターン101,103,105を剥離するので、第1導電パターン107、第2導電パターン109及び第3導電パターン111が不純物によって損傷を受けることを避けやすくすることができる。
第2実施形態について説明する。
第2実施形態における表示装置1は、図3中のC−C線における断面図である図21に示すように、素子基板20を有している。第2実施形態における表示装置1は、第1実施形態における素子基板11が素子基板20に替えられていることを除いては、第1実施形態における表示装置1と同様の構成を有している。
従って、以下の第2実施形態では、重複した説明を避けるため、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第1実施形態と異なる点のみについて説明する。
素子基板20では、ゲート電極部57(走査線GT)、ゲート電極部55a(島状電極55)及びデータ線SIのそれぞれが、複数の導電層を有している。本実施形態では、ゲート電極部57(走査線GT)、ゲート電極部55a(島状電極55)及びデータ線SIのそれぞれは、第1導電層131と、第2導電層133とを有している。ゲート電極部57(走査線GT)、ゲート電極部55a(島状電極55)及びデータ線SIのそれぞれは、第1導電層131と第2導電層133とが重なった構成を有している。
また、第1導電層131の厚みは、第2導電層133の厚みよりも薄く設定されている。本実施形態では、第1導電層131の厚みが約50nmに設定されており、第2導電層133の厚みが約400nmに設定されている。
第1導電層131は、ゲート絶縁膜43の表示面3側に設けられている。第2導電層133は、第1導電層131の表示面3側に設けられている。
第1半導体層51は、図21中の選択トランジスタ21の拡大図である図22に示すように、LDD領域51dと、LDD領域51eとを有している。
ゲート電極部57において、第1導電層131は、平面視でLDD領域51dとチャネル領域51bとLDD領域51eとに重なる領域に設けられている。このため、本実施形態では、選択トランジスタ21は、所謂GOLD(Gate-DrainOverlapped LDD)構造を有している。
また、ゲート電極部57において、第2導電層133は、平面視でチャネル領域51bに重なる領域に設けられている。
ここで、素子基板20を製造する工程について説明する。
素子基板20を製造する工程では、第1実施形態と同様の工程を経て、図15(d)に示す第1半導体層51及び第2半導体層53を第1基板41に形成する。
次いで、図23(a)に示すように、第1基板41の表示面3側に、第1半導体層51及び第2半導体層53を表示面3側から覆うゲート絶縁膜43を形成する。ゲート絶縁膜43は、例えばCVD技術を活用することによって形成され得る。
次いで、ゲート絶縁膜43の表示面3側に第1導電膜131aを形成する。本実施形態では、第1導電膜131aの材料としてチタンが採用されている。第1導電膜131aは、例えばスパッタリング技術を活用することにより形成され得る。
次いで、第1導電膜131aの表示面3側に第2導電膜133aを形成する。本実施形態では、第2導電膜133aの材料として、アルミニウムとネオジウムとを含む合金が採用されている。第2導電膜133aは、例えばスパッタリング技術を活用することにより形成され得る。
次いで、図23(b)に示すように、第2導電膜133aの表示面3側に、第3レジストパターン101、第4レジストパターン103及び第5レジストパターン105を含むレジストパターンを形成する。第3レジストパターン101は、平面視で第1半導体層51に重なる領域に形成される。第4レジストパターン103は、平面視で第2半導体層53に重なる領域に形成される。第5レジストパターン105は、平面視で各データ線SI(図8)に重なる領域に形成される。
次いで、第3〜第5レジストパターン101,103,105のそれぞれをレジストマスクとして、第1導電膜131a及び第2導電膜133aにエッチング処理を施す。これにより、図23(c)に示すように、平面視で第3〜第5レジストパターン101,103,105のそれぞれに重なる領域に、第1導電パターン131b及び第2導電パターン133bが形成され得る。なお、このときのエッチング処理としては、例えば、塩素を含むガスをエッチャントとするドライエッチングによる処理が採用され得る。
次いで、図24(a)に示すように、第3〜第5レジストパターン101,103,105のそれぞれを剥離する。
なお、平面視で第1半導体層51と第2導電パターン133bとが重なる領域は、第1重畳領域135aと呼ばれる。また、平面視で第2半導体層53と第2導電パターン133bとが重なる領域は、第2重畳領域137aと呼ばれる。第2重畳領域137aは、平面視で、ソース領域53aの一部と、ドレイン領域53cの一部とに重なっている。
第3〜第5レジストパターン101,103,105の剥離に次いで、第1導電パターン131b及び第2導電パターン133bにエッチング処理を施す。このときのエッチング処理は、等方性エッチングによる処理である。このときのエッチング処理では、第1導電パターン131bに対するエッチングレートが、第2導電パターン133bに対するエッチングレートよりも遅く設定される。
また、このときのエッチング処理は、ウエットエッチングによる処理である。ウエットエッチングにおけるエッチャントとしては、例えばTMAHなどが採用され得る。
なお、このときのエッチング処理としては、前述したドライエッチングによる処理も採用され得る。しかしながら、ウエットエッチングによる処理を採用することは、パーティクルを洗浄する効果が得られる点で好ましい。アルミニウムとネオジウムとを含む合金にドライエッチングによる処理を施すと、パーティクルが発生しやすい。このため、本実施形態では、ウエットエッチングによる処理が特に有効である。
第1導電パターン131b及び第2導電パターン133bにエッチング処理を施すことにより、図24(b)に示すように、第1導電層131及び第2導電層133が形成され得る。これにより、ゲート電極部57(走査線GT)、ゲート電極部55a(島状電極55)及びデータ線SIが形成され得る。
このエッチング処理によって、第1重畳領域135aは、第1重畳領域135bに縮小される。また、第2重畳領域137aは、第2重畳領域137bに縮小される。第1重畳領域135aは、平面視で第1半導体層51と第1導電層131とが重なる領域である重畳領域135cよりも狭い。第2重畳領域137aは、平面視で第2半導体層53と第1導電層131とが重なる領域である重畳領域137cよりも狭い。つまり、このエッチング処理では、第1導電層131を第2導電層133よりも広く残して、第1導電パターン131b及び第2導電パターン133bにエッチング処理を施す。
次いで、図24(c)に示すように、ゲート電極部57をマスクとして第1半導体層51にN型の不純物を注入する。N型の不純物としては、例えばリンやヒ素などの元素が採用され得る。また、注入の条件としては、例えば、ドーズ量(注入濃度)を約2×1015/cm2とし、加速エネルギを約50keVとする条件が採用され得る。
これにより、第1半導体層51のうちで平面視で第1導電層131の外側の領域に重なる部位には、ソース領域51aとドレイン領域51cとが形成され得る。
N型の不純物を注入する工程では、第1半導体層51のうちで平面視で第1重畳領域135b及び重畳領域135cに重なる領域は、不純物の到達が第1導電層131及び第2導電層133によって阻害される。
他方で、第1半導体層51のうちで平面視で第1重畳領域135bの外側、且つ平面視で重畳領域135cの内側の領域には、N型の不純物が第1導電層131を介して注入される。このため、第1半導体層51のうちでソース領域51aと第1重畳領域135bとの間の領域は、N型の不純物の濃度がソース領域51aよりも低い。同様に、第1半導体層51のうちでドレイン領域51cと第1重畳領域135bとの間の領域は、N型の不純物の濃度がドレイン領域51cよりも低い。
これにより、図22に示すLDD領域51dやLDD領域51eが形成され得る。
第2実施形態において、第1導電パターン131b及び第2導電パターン133bが導電パターンに対応し、第2導電層133が他の導電層に対応し、第1重畳領域135aが重畳領域に対応している。
本実施形態における表示装置1の製造方法により、画素5ごとにNチャネル型のTFT素子とPチャネル型のTFT素子とを有する表示装置1が製造され得る。Nチャネル型のTFT素子である選択トランジスタ21は、ソース領域51a及びチャネル領域51b間にLDD領域51dを有し、チャネル領域51b及びドレイン領域51c間にLDD領域51eを有している。また、ゲート電極部57において、第1導電層131は、平面視でLDD領域51dとチャネル領域51bとLDD領域51eとに重なる領域に設けられている。このため、選択トランジスタ21にGOLD構造が適用されているので、ホットキャリアによるオン電流値の劣化を軽減することができる。この結果、表示装置1の信頼性を向上させやすくすることができる。
また、表示装置1の製造方法によれば、Nチャネル型のTFT素子とPチャネル型のTFT素子とを組み合わせた相補型のTFT素子を形成することもできる。このため、選択トランジスタ21及び駆動トランジスタ23を形成するときに、相補型のTFT素子も形成することができる。これにより、相補型のTFT素子が適用された走査線駆動回路34やデータ線駆動回路35を素子基板20に有する表示装置1が製造され得る。
本実施形態では、第1重畳領域135aを縮小するときに、第3〜第5レジストパターン101,103,105が剥離された状態で、且つ新たなレジストパターンなどが設けられていない状態で、第1導電パターン131b及び第2導電パターン133bにエッチング処理が施される。このため、第1重畳領域135aを縮小するのに際して、レジスト膜を設ける工程やフォトリソグラフィ工程などを省略することができる。この結果、GOLD構造を有する選択トランジスタ21の製造方法における効率化を図りやすくすることができる。
また、本実施形態では、第1導電パターン131b及び第2導電パターン133bにエッチング処理を施すことによってゲート電極部57を形成し、このゲート電極部57をマスクとして注入工程を実施する方法が採用されている。このため、LDD領域51dやLDD領域51eを、自己整合(セルフアライン)的に形成することができる。
なお、表示装置1では、有機層31からの光を封止基板13を介して表示面3から射出するトップエミッション型の有機EL装置を例に説明したが、有機EL装置はこれに限定されない。有機EL装置は、有機層31からの光を素子基板11や、素子基板20を介して底面15から射出するボトムエミッション型も採用され得る。
ボトムエミッション型の場合、有機層31からの光が底面15から射出されるので、底面15側に表示面3が設定される。つまり、ボトムエミッション型では、表示装置1の底面15と表示面3とが入れ替わる。そして、ボトムエミッション型では、底面15側が上側に対応し、表示面3側が下側に対応する。
また、本実施形態では、表示装置1として有機EL装置を例に説明したが、表示装置1はこれに限定されない。表示装置1としては、光を変調することができる液晶を有する液晶装置も適用され得る。
上述した表示装置1は、それぞれ例えば、図25に示す電子機器500の表示部510に適用され得る。この電子機器500は、携帯電話機である。この電子機器500は、操作ボタン511を有している。表示部510は、操作ボタン511で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報について表示を行うことができる。この電子機器500では、表示部510に表示装置1が適用されているので、表示装置1の低消費電力化や信頼性の向上が図られる。
なお、電子機器500としては、携帯電話機に限られず、モバイルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーションシステム用の表示機器などの車載機器、オーディオ機器等の種々の電子機器が挙げられる。
第1実施形態における表示装置を示す平面図。 図1中のA−A線における断面図。 第1実施形態における複数の画素の一部を示す平面図。 第1実施形態における表示装置の回路構成を示す図。 図3中のC−C線における断面図。 第1実施形態における第1半導体層及び第2半導体層を示す平面図。 第1実施形態における第1半導体層と第2半導体層と島状電極と走査線とデータ線とを示す平面図。 第1実施形態における島状電極と走査線とデータ線とを示す平面図。 第1実施形態におけるコンタクトホールを示す平面図。 第1実施形態における選択トランジスタと駆動トランジスタと走査線とデータ線と電源線とドレイン電極と中継電極とを示す平面図。 図10中のF−F線における断面図。 図5中のD部の拡大図。 第1実施形態における画素電極を示す平面図。 第1実施形態における各走査線に供給される制御信号のタイミングチャート。 第1実施形態における素子基板の製造工程を説明する図。 第1実施形態における素子基板の製造工程を説明する図。 第1実施形態における素子基板の製造工程を説明する図。 図17(d)中のJ部の拡大図。 第1実施形態における素子基板の製造工程を説明する図。 第1実施形態における素子基板の製造工程を説明する図。 第2実施形態における表示装置を図3中のC−C線で切断した断面図。 図21中の選択トランジスタの拡大図。 第2実施形態における素子基板の製造工程を説明する図。 第2実施形態における素子基板の製造工程を説明する図。 第1実施形態及び第2実施形態のそれぞれにおける表示装置を適用した電子機器の斜視図。
符号の説明
1…表示装置、3…表示面、5…画素、7…表示領域、11…素子基板、13…封止基板、20…素子基板、21…選択トランジスタ、23…駆動トランジスタ、25…容量素子、27…有機EL素子、34…走査線駆動回路、35…データ線駆動回路、41…第1基板、51…第1半導体層、51a…ソース領域、51b…チャネル領域、51c…ドレイン領域、51d…LDD領域、51e…LDD領域、53…第2半導体層、53a…ソース領域、53b…チャネル領域、53c…ドレイン領域、53d…電極部、55…島状電極、55a…ゲート電極部、55b…電極部、59…ドレイン電極、61…中継電極、63…中継電極、65…ソース電極部、93…第1レジストパターン、95…第2レジストパターン、95a…第1領域、95b…第2領域、97…導電膜、101…第3レジストパターン、103…第4レジストパターン、105…第5レジストパターン、107…第1導電パターン、109…第2導電パターン、111…第3導電パターン、113a,113b…第1重畳領域、115b,115b…第2重畳領域、131…第1導電層、133…第2導電層、131a…第1導電膜、133a…第2導電膜、131b…第1導電パターン、133b…第2導電パターン、135a,135b…第1重畳領域、135c…重畳領域、137a,137b…第2重畳領域、137c…重畳領域、500…電子機器、GT…走査線、SI…データ線。

Claims (17)

  1. 基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、平面視で前記半導体層の一部に重なる導電パターンを形成する工程と、
    前記導電パターンをマスクとして前記半導体層に不純物を注入する第1注入工程と、
    前記第1注入工程の後に、前記導電パターンの一部を除去して、前記導電パターンと前記半導体層とが平面視で重なる領域である重畳領域を縮小する縮小工程と、
    前記縮小工程の後に、前記導電パターンをマスクとして前記半導体層に前記不純物を注入する第2注入工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記不純物の注入濃度が、前記第1注入工程と前記第2注入工程とで互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記第2注入工程における前記注入濃度が、前記第1注入工程における前記注入濃度よりも低いことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記第2注入工程における前記注入濃度が、前記第1注入工程における前記注入濃度よりも高いことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記導電パターンを形成する工程は、
    平面視で前記半導体層を覆う領域に導電膜を形成する工程と、
    前記導電膜の前記半導体層側とは反対側に、平面視で前記半導体層の一部に重なるレジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをレジストマスクとして前記導電膜にエッチング処理を施す工程と、を有しており、
    前記縮小工程では、前記レジストパターンが剥離された状態で前記導電パターンにエッチング処理を施すことにより、前記導電パターンの一部を除去することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記導電パターンを形成する工程と、前記第1注入工程との間に、前記レジストパターンを剥離する工程を有す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. 前記第1注入工程と、前記縮小工程との間に、前記レジストパターンを剥離する工程を有す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。
  8. 前記縮小工程における前記エッチング処理が、等方性エッチングによる処理であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記縮小工程における前記エッチング処理が、ウエットエッチングによる処理であることを特徴とする請求項5乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、複数の導電層を重ねた構成を有する導電パターンを、平面視で前記半導体層の一部に重ねて形成する導電パターン形成工程と、
    前記導電パターン形成工程の後に、前記複数の導電層のうちで前記半導体層に最も近い第1導電層を他の前記導電層よりも平面視で広く残して前記導電パターンの一部を除去することにより、前記他の導電層と前記半導体層とが平面視で重なる領域である重畳領域を縮小する縮小工程と、
    前記縮小工程の後に、前記導電パターンをマスクとして前記半導体層に不純物を注入する注入工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. 前記導電パターン形成工程は、
    平面視で前記半導体層を覆う領域に、複数の導電層を重ねて形成する工程と、
    前記複数の導電層の前記半導体層側とは反対側に、平面視で前記半導体層の一部に重なるレジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをレジストマスクとして前記複数の導電層にエッチング処理を施す工程と、を有しており、
    前記縮小工程では、前記レジストパターンが剥離された状態で前記複数の導電層にエッチング処理を施すことにより、前記導電パターンの一部を除去することを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 前記縮小工程における前記エッチング処理が、等方性エッチングによる処理であり、
    前記第1導電層のエッチングレートが前記他の導電層のエッチングレートよりも遅く設定されていることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
  13. 前記縮小工程における前記エッチング処理が、ウエットエッチングによる処理であることを特徴とする請求項11又は12に記載の半導体装置の製造方法。
  14. 基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、第1レジストパターンと、前記第1レジストパターンの厚みよりも薄い第1領域、及び前記第1領域の厚みよりも厚い第2領域を有する第2レジストパターンとを、互いに異なる領域に形成するレジストパターン形成工程と、
    前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをマスクとして、前記半導体層に第1不純物を注入する第1注入工程と、
    前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして、前記半導体層にエッチング処理を施して、平面視で前記第1レジストパターンに重なる第1半導体層と、平面視で前記第2レジストパターンに重なる第2半導体層とを形成する工程と、
    前記第1半導体層及び前記第2半導体層の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層及び前記第2半導体層を覆う導電膜を形成する工程と、
    前記導電膜の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層の一部に重なる第3レジストパターンと、平面視で前記第2半導体層の一部に重なる第4レジストパターンとを形成する工程と、
    前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして前記導電膜にエッチング処理を施して、平面視で前記第3レジストパターンに重なる第1導電パターンと、平面視で前記第4レジストパターンに重なる第2導電パターンとを形成する導電パターン形成工程と、
    前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に第2不純物を注入する第2注入工程と、
    前記第2注入工程の後に、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去して、前記第1導電パターンと前記第1半導体層とが平面視で重なる領域である第1重畳領域と、前記第2導電パターンと前記第2半導体層とが平面視で重なる領域である第2重畳領域とを縮小する縮小工程と、
    前記縮小工程の後に、前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に前記第2不純物を注入する第3注入工程と、を有し、
    前記縮小工程では、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンが剥離された状態で前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンにエッチング処理を施すことにより、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  15. 基板に設けられた半導体層の前記基板側とは反対側に、第1レジストパターンと、前記第1レジストパターンの厚みよりも薄い第1領域、及び前記第1領域の厚みよりも厚い第2領域を有する第2レジストパターンとを、互いに異なる領域に形成するレジストパターン形成工程と、
    前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして、前記半導体層にエッチング処理を施して、平面視で前記第1レジストパターンに重なる第1半導体層と、平面視で前記第2レジストパターンに重なる第2半導体層とを形成する工程と、
    前記第1レジストパターン及び前記第2レジストパターンのそれぞれをマスクとして、前記第2半導体層に前記第1領域を介して第1不純物を注入する第1注入工程と、
    前記第1半導体層及び前記第2半導体層の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層及び前記第2半導体層を覆う導電膜を形成する工程と、
    前記導電膜の前記基板側とは反対側に、平面視で前記第1半導体層の一部に重なる第3レジストパターンと、平面視で前記第2半導体層の一部に重なる第4レジストパターンとを形成する工程と、
    前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンのそれぞれをレジストマスクとして前記導電膜にエッチング処理を施して、平面視で前記第3レジストパターンに重なる第1導電パターンと、平面視で前記第4レジストパターンに重なる第2導電パターンとを形成する導電パターン形成工程と、
    前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に第2不純物を注入する第2注入工程と、
    前記第2注入工程の後に、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去して、前記第1導電パターンと前記第1半導体層とが平面視で重なる領域である第1重畳領域と、前記第2導電パターンと前記第2半導体層とが平面視で重なる領域である第2重畳領域とを縮小する縮小工程と、
    前記縮小工程の後に、前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンのそれぞれをマスクとして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に前記第2不純物を注入する第3注入工程と、を有し、
    前記縮小工程では、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンが剥離された状態で前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンにエッチング処理を施すことにより、前記第1導電パターンの一部及び前記第2導電パターンの一部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  16. 前記導電パターン形成工程と、前記第2注入工程との間に、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンを剥離する工程を有することを特徴とする請求項14又は15に記載の半導体装置の製造方法。
  17. 前記第2注入工程と、前記縮小工程との間に、前記第3レジストパターン及び前記第4レジストパターンを剥離する工程を有することを特徴とする請求項14又は15に記載の半導体装置の製造方法。
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