JP2010212328A - 薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜トランジスタにおけるリーク電流の低減を図る。
【解決手段】ＥＬパネル１において、駆動素子として用いるスイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６などの薄膜トランジスタにおける半導体膜５ｂ（６ｂ）の端部が、スパッタリングによって成膜される金属膜９ｈと接触した際に、導電性を有するように変質してしまった変質導電部５ｊ（６ｊ）の一部が取り除くことで、半導体膜５ｂ（６ｂ）の端面に沿ったソース−ドレイン間のリーク電流経路を遮断して、より一層のリーク電流の低減を図ることとした。
【選択図】図１８

Description

本発明は、薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法に関する。

アモルファスシリコン等の半導体薄膜をチャネル層とする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を表示デバイスの画素回路などに利用する際に必要となる特性として、リーク電流の低さが挙げられる。ＴＦＴのリーク電流が高いとＴＦＴのオン／オフ比が低下してしまうことによるコントラスト低下などのために、表示画質が悪化してしまうことがある。
そこで、リーク電流が回りこむ経路となるチャネル保護膜の端面に切欠部を形成することにより、リーク経路を長くするようにして、リーク電流を軽減する手法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２１４４８５号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、リーク電流を軽減することによる画質の改善を図ってはいるが、リーク電流の経路を遮断しているわけではないので、根本的な解決には至っていない。
また、チャネル保護膜の下層のチャネル層において半導体薄膜が露出した部分が、トランジスタ製造工程で導電性化合物（例えば、シリサイド）に変質してしまうこともあり、その部分を流れるリーク電流は無視できないほどの悪影響を及ぼすことがある。

そこで、本発明の課題は、より一層のリーク電流の低減を図ることである。

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様は、薄膜トランジスタの製造方法であって、
基板の上面側にシリコンを含む半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層をパターニングして島状の形状を有する半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記基板上における前記半導体膜の側面に接して該半導体膜を覆う金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、
前記金属膜をパターニングして、前記半導体膜上に電極層を形成し、該電極層より前記半導体膜の端部を突出させる電極層形成工程と、
前記電極層及び前記半導体膜を覆う第一絶縁膜を成膜するオーバーコート工程と、
前記第一絶縁膜の、前記電極層から突出した前記半導体膜の端部の側面と前記第一絶縁膜との境界部分の一部に対応する箇所に開口部を形成して、前記半導体膜の端部の一部を露出させる露出工程と、
露出された前記半導体膜の端部の一部を、前記開口部を介してエッチングして取り除く端部除去工程と、
を備えることを特徴としている。
好ましくは、前記露出工程は、前記半導体膜の端部における、前記金属膜成膜工程において前記半導体膜が前記金属膜の成膜時に該金属膜と接触して、前記半導体膜の側面に沿って形成された導電性化合物に変質した領域の一部を露出させ、
前記端部除去工程は、前記半導体膜の前記導電性化合物に変質した領域の一部を取り除く。
また、好ましくは、前記半導体層形成工程は、前記半導体層上に保護絶縁膜を形成する工程を含み、
前記半導体膜形成工程の後に、前記保護絶縁膜をパターニングして、前記半導体層におけるチャネルとなる領域を覆う保護膜を形成する保護膜形成工程を備え、
前記半導体膜形成工程は、前記保護膜が形成された前記半導体層上に、不純物半導体層を成膜し、前記不純物半導体層をパターニングして、前記保護膜を挟んで対向する一対の不純物半導体膜を形成する不純物半導体膜形成工程を含み、
前記金属膜成膜工程は、前記金属膜を前記不純物半導体膜と前記保護膜と前記半導体膜の側面に接して該半導体膜を覆うように成膜する工程を含み、
前記電極層形成工程は、前記金属膜をパターニングして、前記一対の不純物半導体膜上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程を含む。
また、好ましくは、前記半導体層形成工程の前に、前記基板の上面にゲート電極及び下層電極を形成するゲート電極形成工程を備え、
前記半導体層形成工程は、前記基板の上面に、前記ゲート電極形成工程により形成された前記ゲート電極及び前記下層電極を覆って第二絶縁膜を成膜する工程と、該第二絶縁膜上に前記半導体層を形成する工程と、を含み、
前記半導体膜形成工程の後に、端子パッド部において、前記第二絶縁膜をエッチングして、前記下層電極を露出させる電極露出工程を備え、
前記金属膜成膜工程は、前記金属膜を前記第二絶縁膜上及び前記露出された下層電極上に成膜する工程を含み、
前記電極層形成工程は、前記端子パッド部において、前記電極層の形成と同時に、前記露出された下層電極上の前記金属膜をパターニングして、前記露出された下層電極上に上層電極を形成する工程を含み、
前記オーバーコート工程は、前記第一絶縁膜を前記上層電極も覆うように成膜し、
前記露出工程は、前記端子パッド部において、前記開口部の形成と同時に、前記上層電極上の前記第一絶縁膜をエッチングして、該上層電極の少なくとも一部を露出させる工程を含む。
そして、この薄膜トランジスタの製造方法によって薄膜トランジスタ製造される。

また、本発明の他の態様は、薄膜トランジスタであって、
基板の上面側に島状に形成されたシリコンを含む半導体膜と、
金属膜からなり、前記半導体膜の上部に、該半導体膜の端部を突出させた形状に形成された電極層と、
を備え、
前記半導体膜は、前記端部において、該半導体膜の一部が取り除かれた切り欠き部を有し、該切り欠き部において、前記電極層をなす前記金属膜の形成時に前記半導体膜が前記金属膜と接触して、前記半導体膜の側面に沿って形成された導電性化合物に変質した領域が分断されていることを特徴としている。
好ましくは、前記電極層及び前記半導体膜を覆う第一絶縁膜と、
前記第一絶縁膜上に形成された隔壁と、
前記第一絶縁膜の前記切り欠き部に対応する位置に形成された開口部と、
を備え、
前記開口部に、前記隔壁を形成する材料が充填されている。
また、好ましくは、前記半導体膜のチャネルとなる領域の上に形成された、保護絶縁膜からなる保護膜と、
前記半導体膜上に、前記保護膜を挟んで対向する位置に形成された一対の不純物半導体膜と、
を備え、
前記電極層は、前記一対の不純物半導体膜上に形成されて、ソース電極及びドレイン電極をなし、
前記第一絶縁膜は、前記ソース電極及びドレイン電極と前記不純物半導体膜と前記保護膜と前記半導体膜を覆っている。

本発明によれば、薄膜トランジスタにおけるリーク電流の低減を、より一層図ることができる。

ＥＬパネルの画素の配置構成を示す平面図である。 ＥＬパネルの概略構成を示す平面図である。 ＥＬパネルの１画素に相当する回路を示した回路図である。 ＥＬパネルの１画素を示した平面図である。 図４のV−V線に沿った面の矢視断面図である。 図４のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。 図４のVII−VII線に沿った面の矢視断面図である。 薄膜トランジスタの製造過程におけるゲート形成工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における三層成膜工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における保護膜形成工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における不純物半導体層成膜工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における半導体膜形成工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における電極露出工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における金属膜成膜工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程におけるソース・ドレイン形成工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程におけるオーバーコート工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における露出工程を示す説明図である。 薄膜トランジスタの製造過程における端部除去工程を示す説明図である。

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、発光装置であるＥＬパネル１における複数の画素Ｐの配置構成を示す平面図であり、図２は、ＥＬパネル１の概略構成を示す平面図である。

図１、図２に示すように、ＥＬパネル１には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）をそれぞれ発光する複数の画素Ｐが所定のパターンでマトリクス状に配置されている。
このＥＬパネル１には、複数の走査線２が行方向に沿って互いに略平行となるよう配列され、複数の信号線３が平面視して走査線２と略直交するよう列方向に沿って互いに略平行となる配列されている。また、隣り合う走査線２の間において電圧供給線４が走査線２に沿って設けられている。そして、これら各走査線２と隣接する二本の信号線３と各電圧供給線４とによって囲われる範囲が、画素Ｐに相当する。
また、ＥＬパネル１には、走査線２、信号線３、電圧供給線４の上方に覆うように、格子状の隔壁であるバンク１３が設けられている。このバンク１３によって囲われてなる略長方形状の複数の開口部１３ａが画素Ｐごとに形成されており、この開口部１３ａ内に所定のキャリア輸送層（後述する正孔注入層８ｂ、発光層８ｃ）が設けられて、画素Ｐの発光領域となる。キャリア輸送層とは、電圧が印加されることによって正孔又は電子を輸送する層である。
なお、複数の走査線２の一端部には、それぞれ端子パッドＴ（図１８等参照）が設けられている。また、複数の電圧供給線４はバンク１３の外側において、１本乃至複数本の共通配線によって互いに接続されて、その共通配線は１つ乃至複数の端子パッドＴと接続されている。

図３は、アクティブマトリクス駆動方式で動作するＥＬパネル１の１画素に相当する回路を示した回路図である。

図３に示すように、ＥＬパネル１には、走査線２と、走査線２と交差する信号線３と、走査線２に沿う電圧供給線４とが設けられており、このＥＬパネル１の１画素Ｐにつき、薄膜トランジスタであるスイッチトランジスタ５と、薄膜トランジスタである駆動トランジスタ６と、キャパシタ７と、ＥＬ素子８とが設けられている。

各画素Ｐにおいては、スイッチトランジスタ５のゲートが走査線２に接続され、スイッチトランジスタ５のドレインとソースのうちの一方が信号線３に接続され、スイッチトランジスタ５のドレインとソースのうちの他方がキャパシタ７の一方の電極及び駆動トランジスタ６のゲートに接続されている。駆動トランジスタ６のソースとドレインのうちの一方が電圧供給線４に接続され、駆動トランジスタ６のソースとドレインのうち他方がキャパシタ７の他方の電極及びＥＬ素子８のアノードに接続されている。なお、全ての画素ＰのＥＬ素子８のカソードは、一定電圧Ｖcomに保たれている（例えば、接地されている）。

また、このＥＬパネル１の周囲において各走査線２が走査ドライバに接続され、各電圧供給線４が一定電圧源又は適宜電圧信号を出力するドライバに接続され、各信号線３がデータドライバに接続され、これらドライバによってＥＬパネル１がアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。電圧供給線４には、一定電圧源又はドライバによって所定の電力が供給される。

次に、ＥＬパネル１と、その画素Ｐの回路構造について、図４〜図６を用いて説明する。ここで、図４は、ＥＬパネル１の１画素Ｐに相当する平面図であり、図５は、図４のV−V線に沿った面の矢視断面図、図６は、図４のVI−VI線に沿った面の矢視断面図であり、図７は図４のVII-VII線に沿った面の矢視断面図である。なお、図４においては、電極及び配線を主に示す。

図４に示すように、スイッチトランジスタ５及び駆動トランジスタ６は、信号線３に沿うように配列され、スイッチトランジスタ５の近傍にキャパシタ７が配置され、駆動トランジスタ６の近傍にＥＬ素子８が配置されている。また、走査線２と電圧供給線４の間に、スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６、キャパシタ７及びＥＬ素子８が配置されている。

図４〜図６に示すように、基板１０上の一面にゲート絶縁膜となる第二絶縁膜１１が成膜されており、その第二絶縁膜１１の上に第一絶縁膜１２が成膜されている。信号線３は第二絶縁膜１１と基板１０との間に形成され、走査線２及び電圧供給線４は第二絶縁膜１１と第一絶縁膜１２との間に形成されている。

また、図４、図６に示すように、スイッチトランジスタ５は、逆スタガ構造の薄膜トランジスタである。このスイッチトランジスタ５は、ゲート電極５ａ、半導体膜５ｂ、チャネル保護膜５ｄ、不純物半導体膜５ｆ，５ｇ、ドレイン電極５ｈ、ソース電極５ｉ等を有するものである。

ゲート電極５ａは、基板１０と第二絶縁膜１１の間に形成されている。このゲート電極５ａは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなる。また、ゲート電極５ａの上に絶縁性の第二絶縁膜１１が成膜されており、その第二絶縁膜１１によってゲート電極５ａが被覆されている。
第二絶縁膜１１は、例えば、光透過性を有し、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。この第二絶縁膜１１上であってゲート電極５ａに対応する位置に真性な半導体膜５ｂが形成されており、半導体膜５ｂが第二絶縁膜１１を挟んでゲート電極５ａと相対している。
半導体膜５ｂは、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなり、この半導体膜５ｂにチャネルが形成される。また、半導体膜５ｂの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜５ｄが形成されている。このチャネル保護膜５ｄは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜５ｂの一端部の上には、不純物半導体膜５ｆが一部チャネル保護膜５ｄに重なるようにして形成されており、半導体膜５ｂの他端部の上には、不純物半導体膜５ｇが一部チャネル保護膜５ｄに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜５ｆ，５ｇはそれぞれ半導体膜５ｂの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜５ｆ，５ｇはｎ型半導体であるが、これに限らず、ｐ型半導体であってもよい。
不純物半導体膜５ｆの上には、ドレイン電極５ｈが形成されている。不純物半導体膜５ｇの上には、ソース電極５ｉが形成されている。ドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなる。
チャネル保護膜５ｄ、ドレイン電極５ｈ及びソース電極５ｉの上には、保護膜となる絶縁性の第一絶縁膜１２が成膜され、チャネル保護膜５ｄ、ドレイン電極５ｈ及びソース電極５ｉが第一絶縁膜１２によって被覆されている。そして、スイッチトランジスタ５は、第一絶縁膜１２によって覆われるようになっている。第一絶縁膜１２は、例えば、厚さが１００ｎｍ〜２００ｎｍ窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。

また、図４、図５に示すように、駆動トランジスタ６は、逆スタガ構造の薄膜トランジスタである。この駆動トランジスタ６は、ゲート電極６ａ、半導体膜６ｂ、チャネル保護膜６ｄ、不純物半導体膜６ｆ，６ｇ、ドレイン電極６ｈ、ソース電極６ｉ等を有するものである。

ゲート電極６ａは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなり、ゲート電極５ａと同様に基板１０と第二絶縁膜１１の間に形成されている。そして、ゲート電極６ａは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる第二絶縁膜１１によって被覆されている。
この第二絶縁膜１１の上であって、ゲート電極６ａに対応する位置に、チャネルが形成される半導体膜６ｂが、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンにより形成されている。この半導体膜６ｂは第二絶縁膜１１を挟んでゲート電極６ａと相対している。
半導体膜６ｂの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜６ｄが形成されている。このチャネル保護膜６ｄは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜６ｂの一端部の上には、不純物半導体膜６ｆが一部チャネル保護膜６ｄに重なるようにして形成されており、半導体膜６ｂの他端部の上には、不純物半導体膜６ｇが一部チャネル保護膜６ｄに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜６ｆ，６ｇはそれぞれ半導体膜６ｂの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜６ｆ，６ｇはｎ型半導体であるが、これに限らず、ｐ型半導体であってもよい。
不純物半導体膜６ｆの上には、ドレイン電極６ｈが形成されている。不純物半導体膜６ｇの上には、ソース電極６ｉが形成されている。ドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなる。
チャネル保護膜６ｄ、ドレイン電極６ｈ及びソース電極６ｉの上には、絶縁性の第一絶縁膜１２が成膜され、チャネル保護膜６ｄ、ドレイン電極６ｈ及びソース電極６ｉが第二絶縁膜１２によって被覆されている。

キャパシタ７は、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉとの間に接続されており、図４、図６に示すように、基板１０と第二絶縁膜１１との間に一方の電極７ａが形成され、第二絶縁膜１１と第一絶縁膜１２との間に他方の電極７ｂが形成され、電極７ａと電極７ｂが誘電体である第二絶縁膜１１を挟んで相対している。

なお、信号線３、キャパシタ７の電極７ａ、スイッチトランジスタ５のゲート電極５ａ及び駆動トランジスタ６のゲート電極６ａは、基板１０に一面に成膜された導電性の金属膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成されたものである。
また、走査線２、電圧供給線４、キャパシタ７の電極７ｂ、スイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉ及び駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉは、第二絶縁膜１１に一面に成膜された導電性の金属膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで形成されたものである。

また、第二絶縁膜１１には、ゲート電極５ａと走査線２とが重なる領域にコンタクトホール１１ａが形成され、ドレイン電極５ｈと信号線３とが重なる領域にコンタクトホール１１ｂが形成され、ゲート電極６ａとソース電極５ｉとが重なる領域にコンタクトホール１１ｃが形成されており、コンタクトホール１１ａ〜１１ｃ内にコンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃがそれぞれ埋め込まれている。コンタクトプラグ２０ａによってスイッチトランジスタ５のゲート電極５ａと走査線２が電気的に導通し、コンタクトプラグ２０ｂによってスイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈと信号線３が電気的に導通し、コンタクトプラグ２０ｃによってスイッチトランジスタ５のソース電極５ｉとキャパシタ７の電極７ａが電気的に導通するとともにスイッチトランジスタ５のソース電極５ｉと駆動トランジスタ６のゲート電極６ａが電気的に導通する。なお、コンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃを介することなく、走査線２が直接ゲート電極５ａと接触し、ドレイン電極５ｈが信号線３と接触し、ソース電極５ｉがゲート電極６ａと接触してもよい。
また、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａがキャパシタ７の電極７ａに一体に連なっており、駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈが電圧供給線４に一体に連なっており、駆動トランジスタ６のソース電極６ｉがキャパシタ７の電極７ｂに一体に連なっている。

画素電極８ａは、第二絶縁膜１１を介して基板１０上に設けられており、画素Ｐごとに独立して形成されている。この画素電極８ａは透明電極であって、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）からなる。なお、画素電極８ａは一部、駆動トランジスタ６のソース電極６ｉに重なり、画素電極８ａとソース電極６ｉが接続している。
そして、図４、図５に示すように、第一絶縁膜１２が、走査線２、信号線３、電圧供給線４、スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６、画素電極８ａの周縁部、キャパシタ７の電極７ｂ及び第二絶縁膜１１を覆うように形成されている。第一絶縁膜１２には、各画素電極８ａの中央部が露出するように開口部１２ａが形成されている。そのため、第二絶縁膜１２は平面視して格子状に形成されている。

そして、基板１０の表面に走査線２、信号線３、電圧供給線４、スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６、キャパシタ７、画素電極８ａ及び第一絶縁膜１２が形成されてなるパネルがトランジスタアレイパネルとなっている。

ＥＬ素子８は、図４、図５に示すように、アノードとなる第一電極としての画素電極８ａと、画素電極８ａの上に形成された化合物膜である正孔注入層８ｂと、正孔注入層８ｂの上に形成された化合物膜である発光層８ｃと、発光層８ｃの上に形成された第二電極としての対向電極８ｄとを備えている。対向電極８ｄは全画素Ｐに共通の単一電極であって、全画素Ｐに連続して形成されている。

正孔注入層８ｂは、例えば、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（poly(ethylenedioxy)thiophene；ポリエチレンジオキシチオフェン）及びドーパントであるＰＳＳ（polystyrene sulfonate；ポリスチレンスルホン酸）からなる機能層であって、画素電極８ａから発光層８ｃに向けて正孔を注入するキャリア注入層である。
発光層８ｃは、画素Ｐ毎にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のいずれかを発光する材料を含み、例えば、ポリフルオレン系発光材料やポリフェニレンビニレン系発光材料からなり、対向電極８ｄから供給される電子と、正孔注入層８ｂから注入される正孔との再結合に伴い発光する層である。このため、Ｒ（赤）を発光する画素Ｐ、Ｇ（緑）を発光する画素Ｐ、Ｂ（青）を発光する画素Ｐは互いに発光層８ｃの発光材料が異なる。画素ＰのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のパターンは、デルタ配列であってもよく、また縦方向に同色画素が配列されるストライプパターンであってもよい。

対向電極８ｄは、画素電極８ａよりも仕事関数の低い材料で形成されており、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金で形成されている。
この対向電極８ｄは全ての画素Ｐに共通した電極であり、発光層８ｃなどの化合物膜とともに後述するバンク１３を被覆している。

このように、第一絶縁膜１２及びバンク１３によって発光部位となる発光層８ｃが画素Ｐごとに仕切られている。
そして、開口部１３ａ内において、キャリア輸送層としての正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃが、画素電極８ａ上に積層されている。

具体的には、バンク１３は、正孔注入層８ｂや発光層８ｃを湿式法により形成するに際して、正孔注入層８ｂや発光層８ｃとなる材料が溶媒に溶解または分散された液状体が隣接する画素Ｐに滲み出ないようにする隔壁として機能する。このバンク１３は、例えば、ポリイミド等の絶縁性の材料から形成されている。
例えば、図５に示すように、第一絶縁膜１２の上に設けられたバンク１３には、第一絶縁膜１２の開口部１２ａより内側に開口部１３ａが形成されている。
そして、各開口部１３ａに囲まれた各画素電極８ａ上に、正孔注入層８ｂとなる材料が含有される液状体を塗布し、基板１０ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第１のキャリア輸送層である正孔注入層８ｂとなる。
さらに、各開口部１３ａに囲まれた各正孔注入層８ｂ上に、発光層８ｃとなる材料が含有される液状体を塗布し、基板１０ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第２のキャリア輸送層である発光層８ｃとなる。
なお、この発光層８ｃとバンク１３を被覆するように対向電極８ｄが設けられている。
図７に示すように、第一絶縁膜１２において、スイッチトランジスタ５のソース電極５ｈとドレイン電極５ｉとで覆われず、ソース電極５ｈとドレイン電極５ｉとが対向する方向と交差する方向に突出した保護膜５ｄと半導体膜５ｂの端部と第一絶縁膜１２との境界部分の一部に開口部５ｊが形成されている。そして、この開口部５ｊ内にはバンク１３の形成材料が埋め込まれている。同様に、第一絶縁膜１２において、スイッチトランジスタ６のソース電極６ｈとドレイン電極６ｉとで覆われず、ソース電極６ｈとドレイン電極６ｉとが対向する方向と交差する方向に突出した保護膜６ｄと半導体膜６ｂの端部と第一絶縁膜１２との境界部分の一部に開口部６ｊが形成され、この開口部５ｊ内にはバンク１３の形成材料が充填されている。

そして、このＥＬパネル１においては、画素電極８ａ、基板１０及び第二絶縁膜１１が透明であり、発光層８ｃから発した光が画素電極８ａ、第二絶縁膜１１及び基板１０を透過して出射する。そのため、基板１０の裏面が表示面となる。
なお、基板１０側ではなく、反対側が表示面となってもよい。この場合、対向電極８ｄを透明電極とし、画素電極８ａを反射電極として、発光層８ｃから発した光が対向電極８ｄを透過して出射する。

このＥＬパネル１は、次のように駆動されて発光する。
全ての電圧供給線４に所定レベルの電圧が印加された状態で、走査ドライバによって走査線２に順次電圧が印加されることで、これら走査線２が順次選択される。
各走査線２が選択されている時に、データドライバによって階調に応じたレベルの電圧が全ての信号線３に印加されると、その選択されている走査線２に対応するスイッチトランジスタ５がオンになっていることから、その階調に応じたレベルの電圧が駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加される。
この駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加された電圧に応じて、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉとの間の電位差が定まって、駆動トランジスタ６におけるドレイン−ソース電流の大きさが定まり、ＥＬ素子８がそのドレイン−ソース電流に応じた明るさで発光する。
その後、その走査線２の選択が解除されると、スイッチトランジスタ５がオフとなるので、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加された電圧に従った電荷がキャパシタ７に蓄えられ、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉ間の電位差は保持される。
このため、駆動トランジスタ６は選択時と同じ電流値のドレイン−ソース電流を流し続け、ＥＬ素子８の輝度を維持するようになっている。

次に、ＥＬパネル１において、駆動素子として用いられているスイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６などの薄膜トランジスタの製造方法について、図８〜図１８に示す説明図を用いて説明する。
なお、図８から図１８は、本発明における薄膜トランジスタの製造過程の一例を示す工程図である。この工程図は、図中平面図のＡ−Ａ線に沿った断面部分と、図中平面図のＢ−Ｂ線に沿った断面部分と、同時に形成される走査線２と電圧供給線４の端子パッドＴの断面部分を示す説明図であり、これらの図を参照して製造方法の概略を説明する。
また、この工程図（図８〜図１８）で示す薄膜トランジスタは、スイッチトランジスタ５と駆動トランジスタ６とは一部形状が異なるが、スイッチトランジスタ５と駆動トランジスタ６に共通する概念的な薄膜トランジスタとして説明する。

まず、基板１０上にゲートメタル層をスパッタリングで堆積させ、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等によってパターニングして、図８に示すように、ゲート電極５ａ（６ａ）を形成する。また、端子パッドＴ部分には、ゲート電極５ａ（６ａ）とともに、下層電極Ｔ１が形成される（ゲート電極形成工程）。
なお、ゲート電極５ａ（６ａ）とともに、信号線３、キャパシタ７の電極７ａが形成されている（図５、図６参照）。

次いで、図９に示すように、プラズマＣＶＤによって、窒化シリコン等の第二絶縁膜１１、半導体膜５ｂ（６ｂ）となるアモルファスシリコン等の半導体層９ｂ、チャネル保護膜と５ｄ（６ｄ）なる窒化シリコン等の保護絶縁膜９ｄを連続して堆積し、三層を成膜する（三層成膜工程）。

次いで、図１０に示すように、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって保護絶縁膜９ｄのパターニングを行い、半導体膜５ｂ（６ｂ）におけるチャネルとなる領域を覆うチャネル保護膜５ｄ（６ｄ）を形成する（保護膜形成工程）。

次いで、チャネル保護膜５ｄ（６ｄ）が形成された半導体層９ｂ上に、図１１に示すように、不純物半導体膜５ｆ，５ｇ（６ｆ，６ｇ）となる不純物半導体層９ｆを成膜する。
なお、ｐ型ＴＦＴの場合、ｐ＋Ｓｉの不純物半導体層９ｆは、ＳｉＨ_４ガス中にジボラン等のアクセプター型の不純物を混入させてプラズマ成膜させることで形成する。また、ｎ型ＴＦＴの場合、ｎ＋Ｓｉの不純物半導体層９ｆは、ＳｉＨ_４ガス中にアルシンやホスフィン等のドナー型の不純物を混入させてプラズマ成膜させることで形成する。

次いで、図１２に示すように、フォトリソグラフィーによって不純物半導体層９ｆ及び半導体層９ｂを連続してパターニングして、不純物半導体膜５ｆ，５ｇ（６ｆ，６ｇ）及び島状の半導体膜５ｂ（６ｂ）を形成する（半導体膜形成工程）。
なお、不純物半導体膜５ｆ，５ｇ（６ｆ，６ｇ）は、半導体膜５ｂ（６ｂ）上であってチャネル保護膜５ｄ（６ｄ）を挟んで対向する配置に形成されている。

次いで、図１３に示すように、端子パッドＴ部分における第二絶縁膜１１をエッチングしてコンタクトホール１１ｔを形成し、下層電極Ｔ１を露出させる（電極露出工程）。

次いで、図１４に示すように、基板１０上における不純物半導体膜５ｆ，５ｇ（６ｆ，６ｇ）と、チャネル保護膜５ｄ（６ｄ）と、半導体膜５ｂ（６ｂ）と、第二絶縁膜１１とを覆う金属膜９ｈをスパッタリングで成膜する（金属膜成膜工程）。また、端子パッドＴ部分において、金属膜９ｈは、コンタクトホール１１ｔ内の下層電極Ｔ１上にも成膜されている。
なお、この金属膜成膜工程において、第二絶縁膜１１とチャネル保護膜５ｄ（６ｄ）との間における半導体膜５ｂ（６ｂ）の端面が、スパッタリングによって成膜される金属膜９ｈと接触した部分が導電性を有するように変質してしまい、変質導電部５ｊ（６ｊ）が生成してしまうことがある。例えば、この変質導電部５ｊ（６ｊ）は、半導体膜５ｂ（６ｂ）中のシリコンが、導電性化合物であるシリサイドに変質した部分である。
この導電性化合物への変質について説明する。具体的に、例えば、４００℃以上でアルミニウムとシリコンを接触させるとシリコン中にアルミニウムが拡散し、共融する性質があることが知られている。そして、金属膜成膜工程において、スパッタリングによって成膜される金属膜９ｈと接触した半導体膜５ｂ（６ｂ）の端面の定常的な温度は最高でも２００℃程度であって、４００℃を越えるような高温にはならないが、ターゲットから飛び出したスパッタ粒子の運動エネルギーは真空蒸着粒子の運動エネルギーと比べて１００倍以上高くなっているため、半導体膜５ｂ（６ｂ）と衝突した瞬間のスパッタ粒子は極めて高温（例えば、４００℃以上）であると考えられる。そのため、瞬間的にスパッタ粒子（アルミニウム）がシリコンと反応し、シリサイドなどの導電性化合物を作ってしまい、変質導電部５ｊ（６ｊ）が生成してしまうことがあるものと考えられる。

次いで、図１５に示すように、フォトリソグラフィーによって金属膜９ｈをパターニングして、一対の不純物半導体膜５ｆ，５ｇ（６ｆ，６ｇ）上にソース電極５ｉ（６ｉ）及びドレイン電極５ｈ（６ｈ）を形成する（電極層形成工程）。このとき、図１５に示すように、ソース電極５ｉ（６ｉ）とドレイン電極５ｈ（６ｈ）とが対向する方向と交差する方向において、チャネル保護膜５ｄ（６ｄ）及び半導体膜５ｂ（６ｂ）の端部が突出している。また、端子パッドＴ部分における金属膜９ｈはパターニングされて、下層電極Ｔ１上に上層電極Ｔ２が形成される。この下層電極Ｔ１と上層電極Ｔ２とが端子パッドＴとなる。
なお、ソース電極５ｉ（６ｉ）及びドレイン電極５ｈ（６ｈ）とともに、走査線２、電圧供給線４、キャパシタ７の電極７ｂが形成されるようになっている。また、ソース電極５ｉ（６ｉ）及びドレイン電極５ｈ（６ｈ）の形成後に、画素電極８ａが形成されるようになっている。

次いで、図１６に示すように、ソース電極５ｉ（６ｉ）及びドレイン電極５ｈ（６ｈ）と、不純物半導体膜不純物半導体膜５ｆ，５ｇ（６ｆ，６ｇ）と、チャネル保護膜５ｄ（６ｄ）と、半導体膜５ｂ（６ｂ）、第二絶縁膜１１とを覆う第一絶縁膜１２を成膜する（オーバーコート工程）。なお、第一絶縁膜１２は、第二絶縁膜１１と同様に、プラズマＣＶＤによって窒化シリコン等を成膜したものである。
更に、第一絶縁膜１２上にフォトレジスト１５を形成する。このフォトレジスト１５における、ソース電極５ｉ（６ｉ）とドレイン電極５ｈ（６ｈ）とが対向する一の方向と交差する方向に突出したチャネル保護膜５ｄ（６ｄ）と、第一絶縁膜１２との境界部分に対応する箇所に開口部１５ｊが形成されている。また、フォトレジスト１５における端子パッドＴ部分には開口部１５ｔが形成されている。
なお、フォトレジスト１５における画素電極８ａに対応する部分にも開口部が形成されている。

次いで、図１７に示すように、第一絶縁膜１２における、ソース電極５ｉ（６ｉ）とドレイン電極５ｈ（６ｈ）とで覆われず、ソース電極５ｉ（６ｉ）とドレイン電極５ｈ（６ｈ）とが対向する一の方向と交差する方向に突出したチャネル保護膜５ｄ（６ｄ）と、第一絶縁膜１２との境界部分をドライエッチングによりエッチングして、開口部１２ｊを形成し、半導体膜５ｂ（６ｂ）の端部に相当する変質導電部５ｊ（６ｊ）の一部を露出させる（露出工程）。このとき、端子パッドＴ部分においては、上層電極Ｔ２上の第一絶縁膜１２を同時にエッチングして開口部１２ｔを形成し、上層電極Ｔ２の一部を露出させる。また、このとき、第一絶縁膜１２における画素電極８ａに対応する部分も同時にエッチングされて、画素電極８ａが露出するようになっている。ここで、端子パッドＴ部分において上層電極Ｔ２上の第一絶縁膜１２をエッチングする工程、及び、第一絶縁膜１２における画素電極８ａに対応する部分をエッチングする工程は、従来の製造方法においても存在する工程であり、開口部１２ｊの形成は、これらのエッチング工程と同時に行うことができるため、ここまでの工程数が増加することはない。

次いで、図１８に示すように、ドライエッチングの条件を、半導体膜をエッチングする条件に変更して、露出された半導体膜５ｂ（６ｂ）の端部に相当する変質導電部５ｊ（６ｊ）をドライエッチングによりエッチングして取り除く（端部除去工程）。なお、上記においては、開口部１２ｊを形成する露出工程と変質導電部５ｊ（６ｊ）を取り除く（端部除去工程）とを別工程としたが、例えばドライエッチングの条件設定によって第一絶縁膜１２のエッチングと半導体膜５ｂ（６ｂ）の端部の、変質導電部５ｊ（６ｊ）のエッチングを同時に行うことができる場合には、これらを１回の工程で行うようにしてもよい。
なお、変質導電部５ｊ（６ｊ）は、その少なくとも一部が取り除かれて、ソース電極５ｉ（６ｉ）とドレイン電極５ｈ（６ｈ）とが対向する一の方向に分断されていればよい。そして、変質導電部５ｊ（６ｊ）が分断されたことにより、半導体膜５ｂ（６ｂ）の端面に沿ったソース−ドレイン間のリーク電流経路を遮断するようになっている。

こうして、半導体膜５ｂ（６ｂ）の端部が導電性を有するように変質してしまった変質導電部５ｊ（６ｊ）の一部をエッチングにより取り除き、リーク電流経路を遮断することで、一層のリーク電流の低減を図った薄膜トランジスタ（スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６）が製造される。

そして、フォトレジスト１５を除去した後の第一絶縁膜１２上にポリイミド等の感光性樹脂を成膜してバンク１３を形成し、バンク１３の開口部１３ａ内における画素電極８ａ上に正孔注入層８ｂと発光層８ｃとを成膜し、更に、対向電極８ｄを形成することによりＥＬ素子８が構成され、ＥＬパネル１が製造される（図５参照）。
なお、図７に示したように、変質導電部５ｊ（６ｊ）の少なくとも一部を取り除くべく、リーク電流経路を遮断するために形成した開口部１２ｊ内には、バンク１３を構成する部材が充填されるようになっているため、第一絶縁膜１２上にバンク１３が安定して配されている。

このように、ＥＬパネル１において、駆動素子として用いられているスイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６などの薄膜トランジスタは、その半導体膜５ｂ（６ｂ）の端部が導電性を有するように変質してしまった変質導電部５ｊ（６ｊ）の一部を取り除くことで、半導体膜５ｂ（６ｂ）の端面に沿ったソース−ドレイン間のリーク電流経路を遮断しているので、より一層のリーク電流の低減が図られている。
そして、リーク電流の低減が図られた薄膜トランジスタを駆動素子（スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６）としているＥＬパネル１は、表示画質の向上が図られるので、良好な画像表示が可能になる。

また、薄膜トランジスタにリーク電流があったときに、そのリーク電流を無くすことができた場合、ＥＬパネルでも液晶パネルでも、それによる特性改善効果は少なからずあるが、ＥＬパネルの方がリーク電流の低減による表示画質向上の効果は大きいものと考えられる。
これは、液晶パネルの場合、液晶素子そのものが容量性を有しており、階調信号電圧に応じた電荷を、駆動トランジスタを介して保持容量Ｃｓ及び液晶容量Ｃｌｃに保持することによって階調制御するため、駆動トランジスタをなす薄膜トランジスタにリーク電流があっても、顕著には影響しない。
これに対し、ＥＬパネルでは、駆動トランジスタのゲートに階調信号電圧を印加することによりソース・ドレイン間に流れる電流を制御することによって階調を制御するため、駆動トランジスタをなす薄膜トランジスタにリーク電流があると、階調制御に顕著に影響が生じる。このように、ＥＬパネルは液晶パネルより、薄膜トランジスタのリーク電流の影響を受け易いのである。
よって、本発明をＥＬパネルにおいて駆動素子として用いられる薄膜トランジスタに適用することは、表示画質向上のうえで有用であるといえる。

なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ ＥＬパネル
５ スイッチトランジスタ（薄膜トランジスタ）
６ 駆動トランジスタ（薄膜トランジスタ）
５ａ、６ａ ゲート電極
５ｂ、６ｂ 半導体膜
５ｄ、６ｄ チャネル保護膜（保護膜）
５ｆ、６ｆ 不純物半導体膜
５ｇ、６ｇ 不純物半導体膜
５ｈ、６ｈ ドレイン電極
５ｉ、６ｉ ソース電極
５ｊ、６ｊ 変質導電部
８ ＥＬ素子
９ｂ 半導体層
９ｄ 保護絶縁膜
９ｆ 不純物半導体層
９ｈ 金属膜
１０ 基板
１１ 第二絶縁膜
１２ 第一絶縁膜
１２ｊ コンタクトホール
１２ｔ コンタクトホール
１３ バンク
１５ フォトレジスト
１５ｊ 開口部
１５ｔ 開口部
Ｔ１ 下層電極
Ｔ２ 上層電極
Ｔ 端子パッド

Claims (8)

1. 基板の上面側にシリコンを含む半導体層を形成する半導体層形成工程と、
   前記半導体層をパターニングして島状の形状を有する半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
   前記基板上における前記半導体膜の側面に接して該半導体膜を覆う金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、
   前記金属膜をパターニングして、前記半導体膜上に電極層を形成し、該電極層より前記半導体膜の端部を突出させる電極層形成工程と、
   前記電極層及び前記半導体膜を覆う第一絶縁膜を成膜するオーバーコート工程と、
   前記第一絶縁膜の、前記電極層から突出した前記半導体膜の端部の側面と前記第一絶縁膜との境界部分の一部に対応する箇所に開口部を形成して、前記半導体膜の端部の一部を露出させる露出工程と、
   露出された前記半導体膜の端部の一部を、前記開口部を介してエッチングして取り除く端部除去工程と、
   を備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
2. 前記露出工程は、前記半導体膜の端部における、前記金属膜成膜工程において前記半導体膜が前記金属膜の成膜時に該金属膜と接触して、前記半導体膜の側面に沿って形成された導電性化合物に変質した領域の一部を露出させ、
   前記端部除去工程は、前記半導体膜の前記導電性化合物に変質した領域の一部を取り除くことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
3. 前記半導体層形成工程は、前記半導体層上に保護絶縁膜を形成する工程を含み、
   前記半導体膜形成工程の後に、前記保護絶縁膜をパターニングして、前記半導体層におけるチャネルとなる領域を覆う保護膜を形成する保護膜形成工程を備え、
   前記半導体膜形成工程は、前記保護膜が形成された前記半導体層上に、不純物半導体層を成膜し、前記不純物半導体層をパターニングして、前記保護膜を挟んで対向する一対の不純物半導体膜を形成する不純物半導体膜形成工程を含み、
   前記金属膜成膜工程は、前記金属膜を前記不純物半導体膜と前記保護膜と前記半導体膜の側面に接して該半導体膜を覆うように成膜する工程を含み、
   前記電極層形成工程は、前記金属膜をパターニングして、前記一対の不純物半導体膜上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
4. 前記半導体層形成工程の前に、前記基板の上面にゲート電極及び下層電極を形成するゲート電極形成工程を備え、
   前記半導体層形成工程は、前記基板の上面に、前記ゲート電極形成工程により形成された前記ゲート電極及び前記下層電極を覆って第二絶縁膜を成膜する工程と、該第二絶縁膜上に前記半導体層を形成する工程と、を含み、
   前記半導体膜形成工程の後に、端子パッド部において、前記第二絶縁膜をエッチングして、前記下層電極を露出させる電極露出工程を備え、
   前記金属膜成膜工程は、前記金属膜を前記第二絶縁膜上及び前記露出された下層電極上に成膜する工程を含み、
   前記電極層形成工程は、前記端子パッド部において、前記電極層の形成と同時に、前記露出された下層電極上の前記金属膜をパターニングして、前記露出された下層電極上に上層電極を形成する工程を含み、
   前記オーバーコート工程は、前記第一絶縁膜を前記上層電極も覆うように成膜し、
   前記露出工程は、前記端子パッド部において、前記開口部の形成と同時に、前記上層電極上の前記第一絶縁膜をエッチングして、該上層電極の少なくとも一部を露出させる工程を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法によって製造されることを特徴とする薄膜トランジスタ。
6. 基板の上面側に島状に形成されたシリコンを含む半導体膜と、
   金属膜からなり、前記半導体膜の上部に、該半導体膜の端部を突出させた形状に形成された電極層と、
   を備え、
   前記半導体膜は、前記端部において、該半導体膜の一部が取り除かれた切り欠き部を有し、該切り欠き部において、前記電極層をなす前記金属膜の形成時に前記半導体膜が前記金属膜と接触して、前記半導体膜の側面に沿って形成された導電性化合物に変質した領域が分断されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
7. 前記電極層及び前記半導体膜を覆う第一絶縁膜と、
   前記第一絶縁膜上に形成された隔壁と、
   前記第一絶縁膜の前記切り欠き部に対応する位置に形成された開口部と、
   を備え、
   前記開口部に、前記隔壁を形成する材料が充填されていることを特徴とする請求項６に記載の薄膜トランジスタ。
8. 前記半導体膜のチャネルとなる領域の上に形成された、保護絶縁膜からなる保護膜と、
   前記半導体膜上に、前記保護膜を挟んで対向する位置に形成された一対の不純物半導体膜と、
   を備え、
   前記電極層は、前記一対の不純物半導体膜上に形成されて、ソース電極及びドレイン電極をなし、
   前記第一絶縁膜は、前記ソース電極及びドレイン電極と前記不純物半導体膜と前記保護膜と前記半導体膜を覆っていることを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ。

Images