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Abstract
【課題】 シュウ酸などの弱酸性溶液を用いたエッチングにおいても、透明導電膜の残渣
を生じず、特に発光素子の電極として適した電極構造を有する表示装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の表示装置は、透明導電膜が積層した積層構造の電極を有する表示
装置であり、前記電極は、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいて残渣を生じない第１の
透明導電膜を最下層とし、仕事関数が５．０ｅＶ以上の第２の透明導電膜を最上層として
いることを特徴としている。
【選択図】 図１
を生じず、特に発光素子の電極として適した電極構造を有する表示装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の表示装置は、透明導電膜が積層した積層構造の電極を有する表示
装置であり、前記電極は、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいて残渣を生じない第１の
透明導電膜を最下層とし、仕事関数が５．０ｅＶ以上の第２の透明導電膜を最上層として
いることを特徴としている。
【選択図】 図１
Description
本発明は、表示装置に関し、特に発光素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置の電極構造に関する。
ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置や液晶表示装置等では、画素部の電極としてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide)等の透明導電膜が用いられている。
ＩＴＯ膜を所望の電極形状に加工する方法としては、レジスト膜をマスクとしてウェットエッチングを行う方法が主として用いられている。
一般に、ＩＴＯ膜のウェットエッチングは、結晶質ＩＴＯ膜よりも非晶質ＩＴＯ膜に対して行う方が容易であることが知られており、このような特性を考慮した液晶表示装置の電極構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
上記液晶表示装置の電極構造は、上層が結晶質ＩＴＯ膜、下層が非晶質ＩＴＯ膜とすることにより、エッチング性の向上を図ったものである。
ところが、例えばスパッタ法を用いて成膜した非晶質ＩＴＯ膜中には、成膜時に僅かに結晶成分が混在し、この結晶成分がウェットエッチング後の残渣として残ってしまうという問題がある。この傾向は、エッチング液として、シュウ酸などの弱酸性溶液を用いた場合に特に顕著である。
しかしながら、ＥＬ表示装置や液晶表示装置に於いては、アルミニウムなどの耐酸性の低い導電膜を用いて配線を形成する。従って、ＩＴＯ膜エッチング時に当該導電膜が腐食されてしまうのを防ぐために、ＩＴＯ膜のエッチングには、弱酸性の溶液を用いることが好ましい。さらに、溶液の取り扱い易さといった点からも、強酸性の溶液よりも弱酸性の溶液を用いる方が好ましい。以上のことから、弱酸性溶液を用いてエッチングしても、残渣が残らないような電極構造又はエッチング方法の開発が求められる。
上記のような問題に鑑み、本発明では、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいても、透明導電膜の残渣を生じず、特に発光素子の電極として適した電極構造を有する表示装置を提供することを課題とする。
本発明の表示装置は、透明導電膜が積層した積層構造の電極を有する表示装置であり、前記電極は、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいて残渣を生じない第１の透明導電膜を最下層とし、仕事関数が５．０ｅＶ以上の第２の透明導電膜を最上層としていることを特徴としている。
上記ような電極構造とすることにより、前記第２の透明導電膜のエッチング時に発生した残渣を前記第１の透明導電膜のエッチング時にリフトオフし、除去することができる。
従って、弱酸性溶液を用いても残渣を生じることなくエッチングできる。
従って、弱酸性溶液を用いても残渣を生じることなくエッチングできる。
前記第１の透明導電膜としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ2）または珪素（Ｓｉ）のいずれか一若しくは両方を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はガリウム（Ｇａ）を含有した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）等を用いることができる。
特に、酸化珪素（ＳｉＯ2）または珪素（Ｓｉ）のいずれか一若しくは両方を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）は、成膜時に結晶成分を混在することがなく、完全に非晶質であり、シュウ酸などの弱酸性溶液を用いてエッチングしても残渣を生じることがなく、容易にエッチングできる。また少なくとも２５０℃以下の熱処理では結晶化されず、非晶質のままである。さらに、突起の発生が少なく平滑性が高いため、第２の透明導電膜成膜後の研磨工程を容易にする効果も有する。なお、酸化珪素（ＳｉＯ2）または珪素（Ｓｉ）
のいずれか一若しくは両方を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）は、酸化珪素（ＳｉＯ2）を１〜１０ｗｔ％含有するインジウム錫酸化物をターゲットとしてスパッタ法により形成することができる。
のいずれか一若しくは両方を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）は、酸化珪素（ＳｉＯ2）を１〜１０ｗｔ％含有するインジウム錫酸化物をターゲットとしてスパッタ法により形成することができる。
また、前記第２の透明導電膜としては、例えば、結晶質のインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化錫（ＳｎＯ2）等の仕事関数が５．０ｅＶ以上の膜を用いることができる。
なお、結晶質のインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）は、非晶質のインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜後、弱酸性溶液を用いてエッチングして所望の形状に加工したのち、さらに熱処理して結晶化し形成する。また結晶化後、酸素プラズマやアルカリ系溶液などを用いた表面処理により、仕事関数をより高くし、特に発光素子の陽極として適した電極とすることができる。
また、本発明は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）
の端子接続部が、低抵抗な導電膜と、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいて残渣を生じないで第１の透明導電膜と、仕事関数が５．０ｅＶ以上の第２の透明導電膜との積層構造であることも特徴としている。
の端子接続部が、低抵抗な導電膜と、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいて残渣を生じないで第１の透明導電膜と、仕事関数が５．０ｅＶ以上の第２の透明導電膜との積層構造であることも特徴としている。
比抵抗が３μΩ以下の低抵抗な導電膜として、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などを用いることができる。また第１の透明導電膜と、第２の透明導電膜とで導電膜が覆われていることにより、導電膜の酸化を防ぐことができ、抵抗値の増大を防止できる。
また、本発明は、透明導電膜が積層した積層構造の電極を有する表示装置であり、スパッタ法により成膜した窒化珪素膜の上に前記電極が設けられており、前記電極は、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいて残渣を生じない第１の透明導電膜を最下層とし、仕事関数が５．０ｅＶ以上の第２の透明導電膜を最上層としていることを特徴としている。
非晶質インジウム錫酸化物の膜のエッチングによる残渣は、特にスパッタ法により成膜した窒化珪素膜上において生じやすい。しかしながら、発光素子を有する表示装置においては、発光素子からＴＦＴへの不純物混入を防止するため、発光素子の下部にスパッタ法により成膜した窒化珪素膜を設けることが好ましい。さらに、アクリルやポリイミドなどの軟質な有機樹脂膜を層間絶縁膜として用いた場合、第２の透明導電膜成膜後の研磨工程に於いて、第１の透明導電膜の下部に窒化珪素膜のような硬質の無機膜を有する構造とする方が、研磨が容易になる。従って、本発明は、スパッタ法により成膜した窒化珪素膜上に透明導電膜からなる電極を形成する場合にも有効である。
本発明において、第２の透明導電膜として結晶質のインジウム錫酸化物を用いた場合、第２の透明導電膜表面の突起を除去するための研磨工程を化学的機械的研磨法（ＣＭＰ法）を用いて行ったとき、研磨に用いる薬液中に含有される鉄（Ｆｅ）やカリウム（Ｋ）などの金属を強酸性溶液を用いて除去できるという効果を有する。この場合、耐強酸性のない導電膜は、第２の透明導電膜により全て覆われた構造とすることが好ましい。
本発明により、弱酸性溶液を用いたエッチングにおいても、透明導電膜の残渣を生じることなく、発光素子の電極を形成することができる。従って、透明導電膜のエッチング時における配線などの腐食を防止でき、線欠陥などの表示不良のない表示装置を作製できる。
以下、本発明の一態様について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から 逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
本発明の一態様について、図１を用いて説明する。
図１において、基板１９上には発光素子駆動用ＴＦＴ１０および発光素子１１が形成されている。発光素子１１は、陽極として機能する電極１７と発光層１４、陰極として機能する電極１５とが下から順に積層した構造である。また、発光素子駆動用ＴＦＴ１０と発光素子１１とは、配線１８を介して接続している。
発光素子の陽極として機能する電極１７は、第１の透明導電膜１２と、第１の透明導電膜１２よりも膜厚の薄い第２の透明導電膜１３とが積層した構造となっている。
第１の透明導電膜１２は、結晶成分を含有せず、シュウ酸（（ＣＯＯＨ）2）等の弱酸性溶液を用いたエッチングが容易である。また突起の発生確率が少なく、平滑性が高い。
また、第２の透明導電膜１３は、仕事関数の高い材料で形成されている。
また、第２の透明導電膜１３は、仕事関数の高い材料で形成されている。
第１の透明導電膜１２としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ2）または珪素（Ｓｉ）のいずれか一若しくは両方を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸化亜鉛（ＺｎＯ)、ガリウム（Ｇａ）を含有した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）等を用いることができる。また、第２の透明導電膜１３としては、仕事関数の高い材料、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化錫（ＳｎＯ2）等、仕事関数が５．０ｅＶ以上の膜を用いることができる。
ＩＴＯやＳｎＯ2等からなる膜は、非晶質状態に於いて、弱酸性溶液によるエッチングが可能である。しかしながら、非晶質のＩＴＯ膜中に僅かに形成される結晶質の部分が、エッチングの残渣として残ってしまうことがある。第１の透明導電膜１２として弱酸性溶液を用いたエッチングによっても残渣を生じない膜を用いることにより、弱酸性溶液による第２の透明導電膜１３のエッチング時に生じる残渣をリフトオフし、除去することができる。なお、ここで電極１７を、弱酸性溶液を用いてエッチングするのは、エッチング溶液に触れた配線（通常、アルミニウムなどの耐酸性の低い材料で形成される）が腐食されるのを防止するためである。
このように、第２の透明導電膜のエッチングにおける残渣の発生を抑制することができる。
また、透明導電膜を形成したとき、膜表面に最大で数百μｍの突起が形成される。通常、これらの突起は、発光素子がショートする原因となるため、膜表面を研磨して除去する。酸化珪素（ＳｉＯ2）または珪素（Ｓｉ）のいずれか一若しくは両方を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）及びＺｎＯ、Ｇａを含有したＺｎＯ等から選ばれる一の物質で形成される透明導電膜は、突起に起因した凹凸が少なく、平滑性が高い。これらの平滑性の高い膜を第１の透明導電膜１２に用いることにより、突起の発生数が減少し、研磨工程が容易になる。
第１の透明導電膜１２に用いられている酸化珪素（ＳｉＯ2）または珪素（Ｓｉ）のいずれか一若しくは両方を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）及びＺｎＯ、Ｇａを含有したＺｎＯから選ばれる一の物質は、弱酸性溶液を用いてエッチングしても残渣が生じず、容易にエッチングできる。
また、第２の透明導電膜１３をＩＴＯやＳｎＯ2等のような仕事関数の高い材料で形成することにより、発光素子の発光効率を高めることができる。なお、ＩＴＯやＳｎＯ2等の突起は成膜膜厚が厚くなる程、発生数が増加し、また凹凸が大きくなる傾向を示す。このため、約３０ｎｍ以下の膜厚で成膜し、突起の発生を抑制する。但し、単層で約３０ｎｍ以下の膜厚とした場合、配線による段差を被覆することが困難であるため、本実施の形態においては、下層に膜厚８０〜１２０ｎｍの厚さで第１の透明導電膜１２を形成している。つまり第１の透明導電膜１２は、第２の透明導電膜１３の断切れを防止する機能も有する。
本実施の形態において、第２の透明導電膜１３は、熱処理により結晶化した後、表面処理をして仕事関数を高めたものを用いる。ここで、表面処理として、酸素プラズマ中にさらす方法等を用いることができる。
以上のように、本発明を適用することにより、エッチングによる残渣の発生を抑制し、また平滑化を容易にすることが可能である。さらに、発光効率を高めることができる。
本実施例では、本発明の発光装置の作製方法を用いて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と発光素子を備えたアクティブマトリクス型の表示装置の方法について図２〜６を用いて説明する。
基板１５００上に膜厚５０〜１００ｎｍの下地絶縁膜１５０１ａおよび膜厚５０〜１００ｎｍの膜厚の下地絶縁膜１５０１ｂを積層成膜して形成する。下地絶縁膜１５０１（１５０１ａ、１５０１ｂ）は、基板１５００から半導体層への不純物拡散を防ぐために形成される。本実施例では、低アルカリガラスを用い、下地絶縁膜１５０１ａには膜厚１００ｎｍの窒化珪素膜を下地絶縁膜１５０１ｂには膜厚１００ｎｍの酸化珪素膜をそれぞれプラズマＣＶＤ法により成膜した。また本実施例では、下地絶縁膜を二層の積層成膜しているが、不純物拡散の防止効果を得られるなら、一層あるいは三層以上の積層としてもよい。なお、ＴＦＴ作製工程では、ガラスや石英等の透光性を有するものを用いるが、本実施例においては、下面発光型の発光装置を作製するため、各工程における処理温度に耐えうるものであれば、透光性を有するものに限らず他の基板を用いてもよい。
次に、下地絶縁膜１５０１の上に半導体膜１５０２ａ〜１５０２ｄを形成する。半導体膜１５０２ａ〜１５０２ｄは、公知の成膜方法（ＣＶＤ法やスパッタ法等）を用いて非晶質半導体膜を成膜後、公知の結晶化方法（固相成長法、レーザー結晶化法、ニッケルを触媒金属元素として用いた固相成長法等）により得られた結晶質珪素膜を所望の形状に加工して形成する。
本実施例では、非晶質半導体膜として膜厚５５ｎｍの非晶質珪素膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。なお、非晶質珪素膜以外に、非晶質シリコンゲルマニウム（ＳｉxＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））等の非晶質半導体膜を用いてもよい。或いは、非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を得るのではなく、結晶質半導体膜を成膜してもよい。膜厚に関しても上記の膜厚に限らず適宜変更して構わない。
また、非晶質珪素膜の結晶化は、ニッケルを触媒金属元素とした固相成長法（５５０℃、４時間の熱処理）を用いて行った。さらに結晶性を向上させるためにエキシマレーザーによる処理を行い、結晶質珪素膜を得る。
次に、オゾン水を用いて結晶質珪素膜表面に１〜２ｎｍの膜厚の薄い酸化膜を形成し、さらにその上に非晶質珪素膜をスパッタ法により１００ｎｍの膜厚で形成した。そして、５５０℃、４時間のファーネスによる熱処理を行い、結晶質珪素膜中に含有されている触媒金属元素を、非晶質珪素膜中へと移動させた（ゲッタリング処理）。ゲッタリング処理後、不要になった非晶質珪素膜（ゲッタリング後は触媒金属元素の効果により結晶質珪素膜となる場合がある）をＴＭＡＨ溶液を用いて除去し、さらにフッ酸溶液を用いて除去した。
次に、結晶質珪素膜をフォトリソグラフィーによるパターニングおよびエッチングにより所望の形状に加工し、半導体膜１５０２ａ〜１５０２ｄを形成した。
なお、半導体膜１５０２ａ〜１５０２ｄを形成する前、もしくは形成した後、ＴＦＴの閾値を制御するための不純物添加（チャネルドープ）を行ってもよい。添加する不純物としては、ボロン又は燐などを用いればよい。
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を形成する場合、レーザー媒質としてエキシマ（ＸｅＣｌ）やＹＡＧ、ＹＶＯ4を用いたパルス発振型または連続発振型のレーザーを用いることができる。エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数を約３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ2とすればよい。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合は第２高調波を用いてパルス発振周波数を３０〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ2とすればよい。発振したレーザー光を幅１００〜１０００μｍの線状に集光した線状レーザー光を、重ね合わせ率（オーバーラップ率）５０〜９０％として基板全面に渡って照射する方法を用いてもよい。
次に、半導体膜１５０２ａ〜１５０２ｄを覆うようにゲート絶縁膜１５０３を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用いて１１０ｎｍの膜厚の酸化珪素膜を成膜して形成した。なお、酸化珪素膜に限らず他の絶縁性を有する膜を用いて形成してもよい。膜厚も上記の値に限らず誘電率などを考慮し適宜変更して構わない。
次に、ゲート絶縁膜１５０３の上に導電性膜１５０４と導電性膜１５０５を積層して形成する。本実施例では、スパッタ法により３０ｎｍの膜厚で窒化タンタル（ＴａＮ）を成膜して導電性膜１５０４を形成し、同じくスパッタ法により３７０ｎｍの膜厚でタングステン（Ｗ）を成膜して導電性膜１５０５を形成した。なお導電性膜１５０４、１５０５に用いる材料としては、窒化タンタルやタングステンに限定されず、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を組み合わせた合金膜もしくは化合物材料、若しくは燐などの不純物元素を添加した多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。導電性膜１５０４としてはゲート絶縁膜との密着性がよい材料、また導電性膜１５０５については、９〜２０μΩ・ｃｍ程度の抵抗値が得られる低抵抗な材料を選択すればよい。
次に、導電性膜１５０４、１５０５をパターニングおよびエッチングにより所望の形状に加工する。まず、側壁に傾斜のついたレジストマスク１５１０〜１５１３を形成する。
次に、レジストマスク１５１０〜１５１３をマスクとして導電性膜１５０５をエッチングし、続いて導電性膜１５０４をエッチングして加工する。レジストマスク１５１０〜１５１３の側壁の傾斜角度（テーパー角度）に依存して、導電性膜１５０５は側壁に約２６°のテーパー角度をもった導電性膜１５０６ｂ、１５０７ｂ、１５０８ｂ、１５０９ｂに加工される。また、導電性膜１５０４も側壁に１５〜４５°のテーパー角度をもった導電性膜１５０６ａ、１５０７ａ、１５０８ａ、１５０９ａに加工される。
次に、レジストマスク１５１０〜１５１３をマスクとして導電性膜１５０５をエッチングし、続いて導電性膜１５０４をエッチングして加工する。レジストマスク１５１０〜１５１３の側壁の傾斜角度（テーパー角度）に依存して、導電性膜１５０５は側壁に約２６°のテーパー角度をもった導電性膜１５０６ｂ、１５０７ｂ、１５０８ｂ、１５０９ｂに加工される。また、導電性膜１５０４も側壁に１５〜４５°のテーパー角度をもった導電性膜１５０６ａ、１５０７ａ、１５０８ａ、１５０９ａに加工される。
次に、レジストマスク１５１８〜１５２１をマスクとして導電性膜１５０６ｂ、１５０７ｂ、１５０８ｂ、１５０９ｂを選択的にエッチングする。これにより、導電性膜１５０６ｂ、１５０７ｂ、１５０８ｂ、１５０９ｂは、側壁がほぼ垂直である導電性膜１５１４ｂ、１５１５ｂ、１５１６ｂ、１５１７ｂに加工される。この場合、エッチングには垂直方向を主体とした異方性エッチングを用いなければならない。またレジストマスク１５１８〜１５２１としては、前述の導電性膜１５０４、１５０５のエッチングに用いたレジストマスク１５１０〜１５１３をそのまま用いればよい。導電性膜１５０６ａ、１５０７ａ、１５０８ａ、１５０９ａは加工されずに、そのまま導電性膜１５１４ａ、１５１５ａ、１５１６ａ、１５１７ａとして残る。
以上のようにして導電性膜１５１４ａ、１５１４ｂからなるゲート電極１５１４、導電性膜１５１５ａ、１５１５ｂからなるゲート電極１５１５、導電性膜１５１６ａ、１５１６ｂからなるゲート電極１５１６、導電性膜１５１７ａ、１５１７ｂからなるゲート電極１５１７が形成される。
次に、ゲート電極１５１４〜１５１７をマスクとして低濃度のｎ型不純物の不純物添加を行う。本実施例では、低濃度の不純物として１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度の燐を半導体膜１５０２ａ〜１５０２ｄに添加し、低濃度不純物領域１５２２ａ〜１５２２ｄを形成した。ここで行った低濃度不純物添加は、ＴＦＴのオフリーク電流を抑制するためのＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を形成するためのものであり、添加した不純物濃度によってオフリーク電流は変わる。従って、規定以下のオフリーク電流となるように、不純物の添加量は適宜変更すればよい。本実施例では、ｎ型不純物として燐を用いているが、これに限らず他のものでもよい。
次に、レジストマスク１５２５〜１５２７および導電性膜１５１４ｂをマスクとして高濃度のｎ型不純物の不純物添加を行う。なお、レジストマスク１５２５は半導体膜１５０２ｂおよびゲート電極１５１５を覆うように、レジストマスク１５２６は半導体膜１５０２ｃの一部（ＴＦＴのＬＤＤ領域となる部分）およびゲート電極１５１６を覆うように、レジストマスク１５２７は半導体膜１５０２ｄおよびゲート電極１５０７を覆うように形成されている。本実施例では、半導体膜１５０２ａのうち上に導電性膜１５１４ａが形成されていない部分、および半導体膜１５０２ｃのうち上にレジストマスク１５２６が形成されていない部分に１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の高濃度の燐を添加した。同時に、半導体膜１５０２ａのうち、上に導電性膜１５１４ａが形成されている部分には１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の低濃度の燐が添加されるようにした。これにより、高濃度の燐を含む高濃度不純物領域１５２３ａ、１５２３ｂ、低濃度の燐を含む低濃度不純物領域１５２４が形成される。これは、導電性膜１５１４ａが形成されている部分と、形成されていない部分とで添加される不純物に対する阻止能が異なることを利用している。本実施例では、ｎ型不純物として燐を用いているが、これに限らず他のものでもよい。
次に、レジストマスク１５３０、１５３１および導電性膜１５１５ｂ、１５１７ｂをマスクとして高濃度のｐ型不純物の不純物添加を行う。レジストマスク１５３０は半導体膜１５０２ａおよびゲート電極１５１４を覆うように、レジストマスク１５３１は半導体膜１５０２ｃおよびゲート電極１５１６を覆うように形成されている。本実施例では、半導体膜１５０２ｂ、１５０２ｄのうち上に導電性膜１５１５ａ、１５１７ａが形成されていない部分に１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の高濃度のボロンを添加されるようにし、高濃度不純物領域１５２８ａ、１５２８ｂを形成した。同時に、半導体膜１５０２ｂ、１５０２ｄのうち上に導電性膜１５１５ａ、１５１７ａが形成されている部分には１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の低濃度のボロンが添加されるようにし、低濃度不純物領域１５２９ａ、１５２９ｂを形成した。本実施例では、ｐ型不純物としてボロンを用いているが、これに限らず他のものでもよい。
以上のようにして、ＴＦＴ１５５０〜１５５３を作製する。ＴＦＴ１５５０、１５５１は駆動用回路用ＴＦＴであり、ＴＦＴ１５５２はスイッチング用ＴＦＴ、ＴＦＴ１５５３は発光素子駆動用ＴＦＴである。
次に、添加した不純物を活性化するための熱処理を行う。本実施例では、酸素濃度が０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気で５５０℃、４時間のファーネスによる熱処理を行った。なお、酸素濃度が０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で熱処理を行うのは、ゲート電極１５１４〜１５１７が酸化されるのを防止するためである。なお、ＴＦＴ１５５０〜１５５３の上に酸化珪素膜などの絶縁性を有する膜を形成し、ゲート電極１５１４〜１５１７の酸化を防止する方法を用いるのであれば、酸素濃度は０．１ｐｐｍ以上１ｐｐｍ以下でもよい。またファーネス以外にレーザーによる活性化、またはＲＴＡ(Rapid Thermal Anneal）法など他の方法を用いてもよい。
次に、ＴＦＴ１５５０〜１５５３を覆うように層間絶縁膜１５３２を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用いて１００ｎｍの膜厚の窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）を成膜して形成した。なお、窒化酸化珪素膜に限らず他の絶縁性を有する膜を用いて形成してもよい。膜厚も上記の値に限らず誘電率などを考慮し適宜変更して構わない。
次に、半導体膜のダングリングボンドを終端化するための水素化を行う。本実施例では、１００％の水素雰囲気中で、４１０℃、１時間の熱処理を施し水素化を行った。熱処理による水素化以外に、プラズマを用いた水素化を行ってもよい。
次に、層間絶縁膜１５３２の上に、層間絶縁膜１５３３を形成する。本実施例では、１．０μｍのアクリルを塗布により成膜して層間絶縁膜１５３３を形成する。なお、アクリル以外にポリイミドなどの自己平坦性を有する有機膜を用いることができる。さらに、有機膜以外に、例えば酸化珪素などの無機膜を成膜した後、研磨などによりこれを平坦化した膜を用いてもよい。
次に、層間絶縁膜１５３３の上に、さらに層間絶縁膜１５３４を形成する。本実施例では、スパッタ法を用いて１００ｎｍの膜厚の窒化珪素膜を成膜し、層間絶縁膜１５３４を形成した。ここで、層間絶縁膜１５３４は、後の工程で形成する発光素子からＴＦＴへの不純物混入を阻止するためのバリア膜として機能する。
次に、高濃度不純物領域１５２３ａ、１５２３ｂ、１５２８ａ、１５２８ｂに達するコンタクトホールをパターニングおよびエッチングにより形成する。
次に、ＴＦＴ１５５０〜１５５３に電気的信号を伝達するための配線（又は電極）１５３５を形成する。コンタクトホールを形成後、層間絶縁膜１５３４の上にチタン（Ｔｉ）
、珪素を含有したアルミニウム（Ａｌ−Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）を順に膜厚１００ｎｍ、３５０ｎｍ、１００ｎｍの厚さで積層成膜した後、パターニング及びエッチングにより所望の形状に加工して、配線（又は電極）１５３５を形成する。
、珪素を含有したアルミニウム（Ａｌ−Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）を順に膜厚１００ｎｍ、３５０ｎｍ、１００ｎｍの厚さで積層成膜した後、パターニング及びエッチングにより所望の形状に加工して、配線（又は電極）１５３５を形成する。
次に、配線および電極１５３５を覆う第１の透明導電膜１５３６を形成する。５ｗｔ％の酸化珪素（ＳｉＯ2）と８５ｗｔ％の酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）と１０ｗｔ％の酸化錫（ＳｎＯ2）とを含有するターゲットを用い、５０ｓｃｃｍのアルゴン（Ａｒ）ガスおよび３ｓｃｃｍの酸素（Ｏ2）ガスを流してスパッタ法により、酸化珪素（ＳｉＯ2）や珪素（Ｓｉ）を含有するＩＴＯを膜厚９０ｎｍで成膜し、第１の透明導電膜１５３６とする。なお、上記のような条件で成膜した透明導電膜を、Ｘ線光電子分析装置（ＥＳＣＡ／ＸＰＳ）を用いて分析したとき、酸素（Ｏ）：珪素（Ｓｉ）：インジウム（Ｉｎ）：錫（Ｓｎ）の組成比は、６１：３：３４：２であった。
次に、第１の透明導電膜１５３６の上に、第２の透明導電膜１５３７を形成する。本実施例では、９０ｗｔ％の酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）と１０ｗｔ％の酸化錫（ＳｎＯ2）
とを含有するターゲットを用い、５０ｓｃｃｍのアルゴン（Ａｒ）ガス、０．５ｓｃｃｍの酸素（Ｏ2）ガス、及び０．５ｓｃｃｍの水（Ｈ2Ｏ）を流してスパッタ法により、ＩＴＯを膜厚２０ｎｍの厚さで成膜して、第２の透明導電膜１５３７とする。なお、上記のような条件で成膜した透明導電膜を、Ｘ線光電子分析装置（ＥＳＣＡ／ＸＰＳ）を用いて分析したとき、酸素（Ｏ）：インジウム（Ｉｎ）：錫（Ｓｎ）の組成（atomic％）は、６２：３６：２であった。
とを含有するターゲットを用い、５０ｓｃｃｍのアルゴン（Ａｒ）ガス、０．５ｓｃｃｍの酸素（Ｏ2）ガス、及び０．５ｓｃｃｍの水（Ｈ2Ｏ）を流してスパッタ法により、ＩＴＯを膜厚２０ｎｍの厚さで成膜して、第２の透明導電膜１５３７とする。なお、上記のような条件で成膜した透明導電膜を、Ｘ線光電子分析装置（ＥＳＣＡ／ＸＰＳ）を用いて分析したとき、酸素（Ｏ）：インジウム（Ｉｎ）：錫（Ｓｎ）の組成（atomic％）は、６２：３６：２であった。
次に、機械的な研磨法により、第２の透明導電膜１５３７の表面を研磨して、突起による凹凸を除去する。本実施例においては、スパッタ法により成膜した窒化珪素膜（ＳｉＮ）を第１の透明導電膜の下部に有する構造となっており、研磨工程における第１の透明導電膜の膜剥がれが生じにくい。なお、研磨条件は、研磨加圧４３ｇｆ／ｃｍ2、上定盤の回転数３０ｒｐｍ、下定盤の回転数２０ｒｐｍであり、スエードタイプの研磨布および平均径０．４μｍのアルミナ砥粒（砥粒濃度４ｗｔ％）のスラリーを用いて行う。
次に、レジストマスクをマスクとし、弱酸であるシュウ酸（（ＣＯＯＨ）2）を５．０％以下の濃度で含有した水溶液を４５℃の液温で用いて、第１の透明導電膜１５３６および第２の透明導電膜１５３７をエッチングし、所望の形状に加工する。
次に、２５０℃の熱処理をして、第２の透明導電膜１５３７を結晶化する。なお、２５０℃の熱処理をしても、第１の透明導電膜１５３６は、結晶化されず非晶質のままである。
ここで、希フッ酸溶液を用いて、第２の透明導電膜１５３７表面を処理し、先の研磨工程において第２の透明導電膜表面に付着した不純物を除去しても良い。結晶化した第２の透明導電膜１５３７は耐酸性が増しているため、希フッ酸溶液で短時間の処理であれば問題ない。但し、希フッ酸による処理を行う場合は、図８に示すように、配線（又は）電極１５３５および第１の透明導電膜１５３６を第２の透明導電膜１５３７で覆うような構造にしておくことが好ましい。
次に、結晶化した第２の透明導電膜１５３７の表面を酸素プラズマ雰囲気で処理する。
これにより、第２の透明導電膜１５３７の仕事関数は約５．３ｅＶと高くなる（なお、酸素プラズマ処理前は約４．８ｅＶであった）。
これにより、第２の透明導電膜１５３７の仕事関数は約５．３ｅＶと高くなる（なお、酸素プラズマ処理前は約４．８ｅＶであった）。
なお、本実施例では、第２の透明導電膜１５３７を所望の形状に加工する前に研磨処理を行っているが、第２の透明導電膜１５３７を加工後、若しくは加工後さらに結晶化した後、研磨処理を行ってもよい。
以上のようにして、第１の透明導電膜１５３６および第２の透明導電膜１５３７からなる発光素子の電極１５３８を形成する。これにより、シュウ酸などの弱酸性溶液を用いても透明導電膜の残渣を生じることなくエッチングすることができる。
なお、上記に示した工程により、本発明の表示装置に於いて、ＦＰＣ端子部の構造を、配線（又は電極）１５３５と同一の層で形成される接続配線と、第１の透明導電膜および第２の透明導電膜との積層構造となっている。このような構造にすることにより、配線（又は電極）１５３５と同一の層で形成される接続配線が外気と接触して酸化されるのを防止でき、表示装置の信頼性が向上する。
次に、発光素子の電極１５３８の一部が露出するように開口部を設けた絶縁膜１５４２を形成する。感光性アクリルを１．５μｍの膜厚に塗布した後、これを現像および露光して絶縁膜１５４２を形成する。ここで、絶縁膜１５４２のエッジ部は丸みを帯びた形状をしている。なお、感光性アクリル以外に、非感光性アクリル、ポリイミド（感光性又は非感光性のいずれでもよい）、レジストなどの絶縁性を有する樹脂材料を用いてもよい。また、酸化珪素膜などの絶縁性を有する無機材料を用いてもよい。
次に、ＴＦＴアレイ基板に残留している水分を除去するためのベークや紫外線照射などの前処理を行った後、発光素子の電極１５３８の上に、０．３％のＤＭＱｄを含有するＡｌｑ3を３７．５ｎｍの膜厚で成膜して発光層１５４３を形成する。なお、発光層１５４３の下方には正孔注入層としてＣｕＰｃを２０ｎｍ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを４０ｎｍで成膜し、発光層１５４３の上方には電子輸送層としてＡｌｑ３を３７．５ｎｍの膜厚で成膜する。
なお、発光層１５４３を形成するための材料や膜厚などは上記のものに限らず他の公知の材料を用いても構わない。また、多色発光とするために、積層構造、材料等の異なる発光層を複数形成しても構わない。また、上記に示したような有機材料以外に無機材料を用いて発光層を形成しても構わない。
次に、発光素子の電極１５４４を形成する。発光素子の電極１５４４は、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）と数％のＬｉを含有したアルミニウム（Ａｌ−Ｌｉ）を積層して形成する。
以上のようにして、発光素子の電極１５３８，発光層１５４３、発光素子の電極１５４４が積層した発光素子１５４５を形成する。なお、本実施例において、発光素子の電極１５４４は透光性を有しない膜で形成されており、発光素子１５４５の下方側（ＴＦＴが設けられている側）から採光する下面発光型の表示装置となっている。
しかしながら、これに限らず、発光素子の電極１５４４を透光性のある膜（例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有する薄膜と、透明導電膜との積層膜）で形成し、発光素子１５４５の上方側からも採光できるようにした両面発光型の表示装置としてもよい。或いは、発光素子の電極１５３８を、反射膜として用いるアルミニウム（Ａｌ）と、第１の透明導電膜と、第２の透明導電膜との積層膜で形成し、発光素子１５４５の上方側から採光する上面発光型の表示装置としてもよい。
次に、発光素子１５４５を保護するための保護膜１５４６を形成する。本実施例では、スパッタ法により窒化珪素膜を形成し、保護膜１５４６を形成した。なお、窒化珪素膜以外にも、ＤＬＣ（Diamond like Carbon）など、他の材料を用いて形成してもよい。
さらに、封止基板およびＦＰＣを装着し、本発明を適用した表示装置を作製する。なお、水分混入による発光素子の劣化防止用として、封止基板に乾燥剤を取り付けてもよい。
図７（Ａ）は、本発明の表示装置の上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である（断面Ａ−Ａ’には、同一構造を有するＴＦＴが複数形成されているので、その一部のみを断面図には記載している。）。点線で示された２００１はソース信号線駆動回路、２００２は画素部、２００３はゲート信号線駆動回路である。また、２００４は封止基板、２００５はシール剤であり、封止基板２００４とシール剤２００５で囲まれた内側は、空間になっている。
２００８はソース信号線駆動回路２００１及びゲート信号線駆動回路２００３に入力される信号を伝送するための接続配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）２００９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。また、接続配線２００８は、二層（第１の透明導電膜２０３１と第２の透明導電膜２０３２）から成る透明導電膜によって覆われている。そして接続配線２００８とＦＰＣ２００９とは、異方導電性接着剤２０３６と透明導電膜とを介して電気的に接続している。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
本実施例では、実施例１とは異なる構造の表示装置について図９を用いて説明する。
図９において、各々のＴＦＴに電気的信号を伝達するための配線（又は電極）１７３５は、第１の透明導電膜１７３６及び第２の透明導電膜１７３７から形成される発光素子の電極１７３８よりも上層に形成されている。このような構造の表示装置に於いては、発光素子の電極１７３８を形成した後、配線（又は電極）を形成している。なお、図９においては、発光素子の電極１７３８上に形成する絶縁膜や発光層等は図示していない。
従って、例えば塩化第二鉄などの強酸性の溶液を用いて第１の透明導電膜１７３６及び第２の透明導電膜１７３７を加工することも可能ではあるが、溶液の取り扱い易さや溶液中に含有される金属元素からの汚染等を考慮すると、弱酸性溶液を用いたエッチングを行う方が好ましい。
従って、上記のような構造の表示装置においても、本発明を適用し、弱酸性溶液を用いてエッチングすることが有効である。
また、本実施例に於いても、発光素子の電極１７３８の下部にスパッタ法により成膜した窒化珪素膜を設けることで、研磨工程を容易にすることができる。
本実施例では、実施例１および実施例２とは異なる構造の表示装置について図１０を用いて説明する。
図１０において、各々のＴＦＴに電気的信号を伝達するための配線（又は電極）１８３５は第１の層間絶縁膜（１８６０、１８６１）上に設けられており、さらに配線（又は電極）１８３５の上には第２の層間絶縁膜（１８６２、１８６３）が設けられており、第２の層間絶縁膜（１８６２、１８６３）上には、第１の透明導電膜１８３６及び第２の透明導電膜１８３７からなる発光素子の電極１８３８が設けられている。第２の層間絶縁膜（１８６２、１８６３）は、アクリル又はポリイミドなどの有機樹脂膜１８６２と、その上にスパッタ法により形成された窒化珪素膜１８６３との２層構造となっている。なお、図１０においては、発光素子の電極１８３８上に形成する絶縁膜や発光層等は図示していない。
実施例２と同様に、本実施例に於いても、例えば塩化第二鉄などの強酸性の溶液を用いて第１の透明導電膜１８３６及び第２の透明導電膜１８３７を加工することも可能ではあるが、溶液の取り扱い易さや溶液中に含有される金属元素からの汚染等を考慮すると、弱酸性溶液を用いたエッチングを行う方が好ましい。
従って、上記のような構造の表示装置においても、本発明を適用し、弱酸性溶液を用いてエッチングすることが有効である。
また、本実施例に於いても、発光素子の電極１８３８の下部にスパッタ法により成膜した窒化珪素膜を設けることで、研磨工程を容易にすることができる。
本実施例においては、本発明を適用した電子機器について説明する。本発明を適用することにより、良好な画像を写す表示装置を搭載した電子機器を提供できる。
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体５５０１、支持台５５０２、表示部５５０３を含む。本発明は表示部５５０３を有する表示装置に適用が可能である。
図１１（Ｂ）はビデオカメラであり、本体５５１１、表示部５５１２、音声入力部５５１３、操作スイッチ５５１４、バッテリー５５１５、受像部５５１６などによって構成されている。
図１１（Ｃ）は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。
図１１（Ｄ）は、本発明を適用して作製した携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体５５３１には表示部５５３３と、外部インターフェイス５５３５と、操作ボタン５５３４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス５５３２がある。
図１１（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体５５５１、表示部（Ａ）５５５２、接眼部５５５３、操作スイッチ５５５４、表示部（Ｂ）５５５５、バッテリー５５５６などによって構成されている。
図１１（Ｆ）は、本発明を適用して作製した携帯電話である。本体５５６１には表示部５５６４と、音声出力部５５６２、音声出力部５５６３、操作スイッチ５５６５、アンテナ５５６６等が設けられている。
Claims (7)
- トランジスタと、
前記トランジスタ上の層間絶縁膜と、
前記トランジスタの一方の高濃度不純物領域と電気的に接続する前記層間絶縁膜上の第１の電極と、
前記第１の電極と電気的に接続する前記層間絶縁膜上の第２の電極と、
前記トランジスタの他方の高濃度不純物領域と電気的に接続する前記層間絶縁膜上の第３の電極と、
前記第３の電極と電気的に接続する前記層間絶縁膜上の第４の電極と、を有し、
前記第２の電極及び前記第４の電極は、
酸化珪素もしくは珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛、またはガリウムを含む酸化亜鉛で成る第１の透明導電膜と、
前記第１の透明導電膜上に形成され、インジウム錫酸化物または酸化錫で成る第２の透明導電膜と、を有し、
前記第１の電極及び前記第３の電極は、アルミニウム又は銅を用いて形成され、
前記第１の電極は、前記第２の電極に上面及び側面を完全に覆われ、
前記第３の電極は、前記第４の電極に上面及び側面を完全に覆われていることを特徴とする表示装置。 - 基板上に複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタ上の層間絶縁膜と、
前記複数のトランジスタのそれぞれと電気的に接続する前記層間絶縁膜上の複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極のそれぞれと電気的に接続する前記層間絶縁膜上の複数の第２の電極を有し、
前記複数の第２の電極は、
酸化珪素もしくは珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛、またはガリウムを含む酸化亜鉛で成る第１の透明導電膜と、
前記第１の透明導電膜上に形成され、インジウム錫酸化物または酸化錫で成る第２の透明導電膜と、を有し、
前記複数の第１の電極は、アルミニウム又は銅を用いて形成され、
前記基板上のすべての前記第１の電極は、それぞれ前記第２の電極に上面及び側面を完全に覆われていることを特徴とする表示装置。 - 請求項１または２において、前記第２の透明導電膜は、仕事関数が５．０ｅＶ以上であることを特徴とする表示装置。
- 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記第１の透明導電膜は非晶質であり、前記第２の透明導電膜は、結晶性を有することを特徴とする表示装置。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記第１の透明導電膜の膜厚は８０〜１２０ｎｍであり、前記第２の透明導電膜の膜厚は３０ｎｍ以下であることを特徴とする表示装置。
- 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、フレキシブルプリント基板と電気的に接続される端子接続部を有し、前記端子接続部は、比抵抗が３μΩ以下の導電膜と、前記第１の透明導電膜と前記第２の透明導電膜とを順に積層した積層構造であることを特徴とする表示装置。
- 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、前記層間絶縁膜は、前記第１の透明導電膜と接する窒化珪素膜を有することを特徴とする表示装置。
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