JP2013084969A - 半導体装置、モジュール、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
る。
【解決手段】液滴吐出法で感光性の導電膜材料液を選択的に吐出し、レーザ光で選択的に
露光した後、現像またはエッチングすることによって、レーザ光で露光した領域のみを残
し、吐出後のパターンよりも微細なソース配線およびドレイン配線を実現する。TFTの
ソース配線およびドレイン配線は、島状の半導体層を横断して重ねることを特徴としてい
る。
【選択図】図1
Description
置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や有
機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは
ICや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチ
ング素子として開発が急がれている。
ており、画面サイズの大面積化とともに、高精細化や高開口率化や高信頼性の要求が高ま
っている。
配線材料とする構造が今後さらに求められる。
に連続吐出できる装置を用いて半導体ウェハ上に成膜を行う技術が特許文献1に記載され
ている。
後、さらに基板が大型化すると、スピンコート法を用いる成膜方法では、大型の基板を回
転させる機構が大規模となる点、材料液のロスおよび廃液量が多い点で大量生産上、不利
と考えられる。また、矩形の基板をスピンコートさせると回転軸を中心とする円形のムラ
が塗布膜に生じやすい。本発明は、大量生産上、大型の基板に適している液滴吐出法を用
いた製造プロセスを提供する。
ドレイン配線(ドレイン電極とも呼ぶ)を用いた大画面ディスプレイ、およびその作製方
法を提供する。
露光した後、現像またはエッチングすることによって、レーザ光で露光した領域のみを残
し、吐出後のパターンよりも微細な配線パターンを実現する。もしくは、ナノインプリン
ト技術などの印刷法を用いて感光性の導電膜材料を選択的に形成し、レーザ光で選択的に
露光した後、現像またはエッチングすることによって、レーザ光で露光した領域のみを残
し、吐出後のパターンよりも微細な配線パターンを形成する。
において、露光工程や現像工程などが短縮でき、材料の使用量の削減も図れるため大幅な
コストダウンが実現でき、大面積基板にも対応できる。
金と、有機高分子樹脂、光重合開始剤、光重合単量体、または溶剤などからなる感光性樹
脂とを含んでいる。なお、有機高分子樹脂としては、ノボラック樹脂、アクリル系コポリ
マー、メタクリル系コポリマー、セルローズ誘導体、環化ゴム系樹脂などを用いる。
剤、酸化防止剤、分散防止剤、沈殿防止剤などの添加剤成分を加えてもよい。
場合は、露光された部分で化学反応が生じ、現像液によって化学反応が生じた部分のみが
残されてパターンが形成される。また、ポジ型の場合は、露光された部分で化学反応が生
じ、現像液によって化学反応が生じた部分が溶解され、露光されなかった部分のみが残さ
れてパターンが形成される。本発明ではネガ型の感光性材料を導電膜材料液に含ませる。
ネガ型の感光性材料としては、分子内に不飽和基などの官能基を一つ以上有するモノマー
、オリゴマー、ポリマーのうち、少なくとも1種類からなる材料や、芳香族ジアゾ化合物
、芳香族アジド化合物、有機ハロゲン化合物などの感光性化合物や、ジアゾ樹脂などが挙
げられる。
や、ノズル径に関係なく、所望の配線幅を得ることができる。通常、配線幅は、ノズルか
ら吐出された材料液と基板の接触角で変化する。例えば、標準的なインクジェット装置の
一つのノズル径(50μm×50μm)から吐出される量は30pl〜200plであり
、得られる配線幅は60μm〜300μmであるが、レーザ光で露光する本発明により幅
(例えば配線幅0.5μm〜10μm)が狭い配線を得ることができる。また、標準より
細いノズル径では、一つのノズルから吐出される量は0.1pl〜40plであり、得ら
れる配線幅は5μm〜100μmである。
導電膜材料液滴がドット状に滴下される場合と、ノズルから連続的に吐出されて繋がった
まま紐状の材料が付着される場合の両方がある。本発明においては、適宜、いずれか一方
で配線パターンを形成すればよい。比較的幅の大きい配線パターンを形成する場合には、
ノズルから連続的に吐出されて繋がったまま紐状の材料を付着させるほうが生産性に優れ
ている。
る下地層の形成(または下地前処理)を全面または選択的に行ってもよい。下地層の形成
としては、スプレー法またはスパッタ法によって光触媒物質(酸化チタン(TiOX)、
チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、セレン化カドミウム(CdSe)、タンタル
酸カリウム(KTaO3)、硫化カドミウム(CdS)、酸化ジルコニウム(ZrO2)
、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化タング
ステン(WO3))を全面に滴下する処理、またはインクジェット法やゾルゲル法を用い
て有機材料(ポリイミド、アクリル、或いは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で
骨格構造が構成され、置換基に水素、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち
少なくとも1種を有する材料を用いた塗布絶縁膜)を選択的に形成する処理を行えばよい
。
、好ましくは380nm以下)を照射し、光触媒活性を生じさせるものである。光触媒物
質上に、インクジェット法で代表される液滴吐出法により、溶媒に混入された導電体を吐
出すると、微細な描画を行うことができる。
態にある。光照射を行うことにより、光触媒活性が起こり、親水性にかわり、逆に親油性
がない状態となる。なお光照射時間により、親水性と親油性を共に有する状態にもなりう
る。
W等)をドーピングすることにより、光触媒活性を向上させたり、可視光領域(波長40
0nm〜800nm)の光により光触媒活性を起こすことができる。このように光の波長
は光触媒物質によって決定することができるため、光照射とは光触媒物質の光触媒活性化
させる波長の光を照射することを指す。
度以下を超親水性という。一方、撥水性とは、水に濡れにくい状態を指し、接触角が90
度以上のものを指す。同様に親油性とは、油に濡れやすい状態を指し、撥油性とは油に濡
れにくい状態を指す。なお接触角とは、滴下したドットのふちにおける、形成面と液滴の
接線がなす角度のことを指す。
いたり、ベーク時に流動性が増加するものであった場合、液だれによって精細なパターン
とすることが困難となる恐れがある。また、配線間隔が狭い場合、パターン同士が繋がっ
てしまう恐れもある。本発明においては、液だれによって幅広のパターンとなっても、導
電膜材料液に感光性材料を含ませて、レーザ光で精密に露光、現像を行うことで精細なパ
ターンを得ている。
ト電極を覆うゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にチャネルを含む第1の島状の半導体
層と、前記第1の島状の半導体層上にn型またはp型の導電型を付与する不純物元素を含
む第2の島状の半導体層と、前記第2の島状の半導体層上に接するドレイン配線およびソ
ース配線と、を有し、ソース配線は、第1の島状の半導体層を横断して重なっており、前
記ソース配線と前記ドレイン配線との間の領域と重なる部分に、前記第1の島状の半導体
層は前記チャネルを有することを特徴とする半導体装置である。
上にゲート電極と、前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にチャネ
ルを含む第1の島状の半導体層と、前記第1の島状の半導体層上にn型またはp型の導電
型を付与する不純物元素を含む第2の島状の半導体層と、前記第2の島状の半導体層上に
接するドレイン配線およびソース配線と、を有し、前記第1の島状の半導体層の一端から
もう一端までの長さLは、チャネル長L1と、前記ドレイン配線と重なる領域の長さと、
該領域から半導体層の一端までの長さL2と、前記ソース配線と重なる領域の長さと、該
領域から半導体層のもう一端までの長さL3との合計であることを特徴とする半導体装置
である。
層との重なる領域の長さは、前記ソース配線の線幅と同じであることを特徴の一つとして
いる。レーザ光の走査によってソース配線の線幅が決定されており、第1の半導体層を横
断するようにレーザ光が走査されるため、前記ソース配線と前記第1の半導体層との重な
る領域の長さは、前記ソース配線の線幅と同じとなる。
長さは、前記ドレイン配線の線幅と同じであることを特徴の一つとしている。
形成材料を吐出し、焼成によって融合や融着接合させ固化することでパターンを形成する
。よって、そのパターンは、スパッタ法などで形成したパターンが、多くは柱状構造を示
すのに対し、多くの粒界を有する多結晶状態を示すことが多い。
を含む材料であることを特徴の一つとしている。この樹脂は導電材料を含む液滴に含まれ
るバインダーなどの材料であり、この樹脂と、溶媒と、金属のナノ粒子とを混合させるこ
とによってインクジェット法で吐出可能なものとしている。
配線を覆う絶縁膜を有することを特徴としている。この絶縁膜で第1の半導体層を保護す
ることができる。
上方の電極との接続が行われることを特徴の一つとしている。レーザ光で走査してドレイ
ン配線を形成するため、一筆書きのパターンとすることが好ましく、コンタクトホールを
形成する箇所の導電膜パターンを部分的に蛇行させる。また、コンタクトホールを形成し
た直後、蛇行した導電膜パターンと、該導電膜と重ならない絶縁膜表面が露呈する。また
、コンタクト部分で導電膜パターンを蛇行させる(ジグザグにさせる)ことによって、凹
凸を形成し、上方に形成される電極との密着性を向上させることもできる。
絶縁表面を有する基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形
成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体層と、該第1の半導体層上にn型またはp型の
導電型を付与する不純物元素を含む第2の半導体層を形成し、液滴吐出法または印刷法で
前記第2の島状の半導体層上に接する第1パターンを形成し、レーザ光で第1パターンよ
り幅の小さい領域を照射し、第1パターンのうち、照射領域以外の部分を除去してドレイ
ン配線およびソース配線を形成し、前記ドレイン配線およびソース配線をマスクとしてエ
ッチングして第1の半導体層からなるチャネルを形成し、該チャネルを挟むように第2の
半導体層を2つに離間することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
断して照射することを特徴の一つとしている。
TFTに適用することが可能である。また、シングルゲート構造のTFTに限定されず、
複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型TFT、例えばダブルゲート型TFTと
してもよい。
体膜、有機材料を主成分とする半導体膜、或いは金属酸化物を主成分とする半導体膜を用
いることができる。珪素を主成分とする半導体膜としては、非晶質半導体膜、結晶構造を
含む半導体膜、非晶質構造を含む化合物半導体膜などを用いることができ、具体的にはア
モルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコンなどを用いることができる。また
、有機材料を主成分とする半導体膜としては、他の元素と組み合わせて一定量の炭素また
は炭素の同素体(ダイヤモンドを除く)からなる物質を主成分とする半導体膜を用いるこ
とができる。具体的には、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニ
レン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シ
アニン色素等が挙げられる。また、金属酸化物を主成分とする半導体膜としては、酸化亜
鉛(ZnO)や亜鉛とガリウムとインジウムの酸化物(In−Ga−Zn−O)等を用い
ることができる。
図ることができる。特に、レーザ光により形成されるソース配線とドレイン配線との間の
間隔は、レーザ光の条件(走査方法、スポットサイズなど)で調節することができるため
、チャネル長を微細なものとすることができる。
続を行っており、半導体層のパターンサイズを縮小することもできる。
ここではチャネルエッチ型のTFTをスイッチング素子とするアクティブマトリクス型
表示装置の作製例を図1、図2に示す。
0としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜か
ら成る下地膜を形成する。なお、必要でなければ、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい
。
アルミノシリケートガラスなど、フュージョン法やフロート法で作製される無アルカリガ
ラス基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板等を用
いることができる。
る。なお、導電膜は、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記
元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成して
もよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導
体膜を用いてもよい。
ェットエッチング法を用いてエッチングを行う。このエッチング工程によって、導電膜を
エッチングして、ゲート電極101を得る。
膜、n型の半導体膜を順次、成膜する。
化酸化珪素を主成分とする材料を用いる。また、ゲート絶縁膜111をシロキサン系ポリ
マーを用いた液滴吐出法により吐出、焼成してアルキル基を含むSiOx膜としてもよい
。
ッタリング法や熱CVD法で作製されるアモルファス半導体膜、或いはセミアモルファス
半導体膜で形成する。
れば良く、アモルファス半導体膜、或いはセミアモルファス半導体膜で形成することがで
きる。n型の半導体膜を設けると、半導体膜と電極(後の工程で形成される電極)とのコ
ンタクト抵抗が低くなり好ましいが、必要に応じて設ければよい。また、n型の半導体膜
に代えてp型の半導体膜を用いることができる。p型の半導体膜は、半導体にp型を付与
するボロンなどの不純物元素を含む半導体膜を用いればよい。
の半導体膜、n型の半導体膜106を得る。マスクの形成方法は、液滴吐出法や印刷法(
凸版、平板、凹版、スクリーンなど)を用いて形成する。直接、所望のマスクパターンを
液滴吐出法や印刷法で形成してもよいが、高精細度に形成するために液滴吐出法や印刷法
で大まかなレジストパターンを形成した後、レーザ光を用いて選択的に露光を行って精細
なレジストパターンを形成してもよい。
u(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等)を含む組成物を
選択的に吐出して、導電膜パターン103を形成する。導電膜パターン103は半導体膜
およびn型の半導体膜106を覆って形成する。
形状の輪郭102を示しており、長さL、幅Wの矩形形状としている。なお、本実施の形
態では、矩形形状としたが、特に限定されず、楕円形や、L字形状や、不規則な形状であ
ってもよい。
レーザ光が矩形形状の半導体膜を横断するように走査を行う。このレーザ光の走査によっ
て、半導体膜上に2箇所の横断箇所が形成される。吐出する導電膜材料液には、予め感光
性材料を含まれているため、照射するレーザ光によって化学反応する。ここで感光性材料
は、照射して化学反応させた部分を残すネガ型とした例を示している。レーザ光の照射に
よって、正確なパターン形状、特に細い幅の配線を得ることができる。
置401は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ(
以下、PCと示す。)402と、レーザビームを出力するレーザ発振器403と、レーザ
発振器403の電源404と、レーザビームを減衰させるための光学系(NDフィルタ)
405と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器(AOM)406と、レ
ーザビームの断面の拡大又は縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で
構成される光学系407、Xステージ及びYステージを有する基板移動機構409と、P
Cから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するD/A変換部410と、D/
A変換部410から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器406を制御するド
ライバ411と、基板移動機構409を駆動するための駆動信号を出力するドライバ41
2とを備えている。
ーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、KrF、ArF、XeCl、
Xe等のエキシマレーザ発振器、He、He−Cd、Ar、He−Ne、HF等の気体レ
ーザ発振器、YAG、GdVO4、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶にCr、N
d、Er、Ho、Ce、Co、Ti又はTmをドープした結晶を使った固体レーザ発振器
、GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等の半導体レーザ発振器を用いるこ
とができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第1高調波〜第5高調波を適
用するのが好ましい。
箇所でレーザ照射を行って焼成してもよい。
で言う感光材料とは、導電膜パターンとなる導電膜材料(感光材料含む)を指している。
、基板に付されているマーカの位置を検出する。次いで、PC402は、検出したマーカ
の位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構4
09を移動させるための移動データを生成する。この後、PC402が、ドライバ411
を介して音響光学変調器406の出力光量を制御することにより、レーザ発振器403か
ら出力されたレーザビームは、光学系405によって減衰された後、音響光学変調器40
6によって所定の光量になるように光量が制御される。一方、音響光学変調器406から
出力されたレーザビームは、光学系407で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光
した後、基板上に形成された感光材料に対して該ビームを照射して、感光材料を感光する
。このとき、PC402が生成した移動データに従い、基板移動機構409をX方向及び
Y方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、感光材料の露
光が行われる。
の一部を反応させる。従って、パターン幅は、レーザビームの幅より若干大きくなる。ま
た、短波長のレーザ光ほど、ビーム径を小さく集光することが可能であるため、微細な幅
のパターンを形成するためには、短波長のレーザビームを照射することが好ましい。
または線状(厳密には細長い長方形状)となるように光学系で加工されている。なお、ス
ポット形状は円形であっても構わないが、線状にした方が、幅が均一なパターンを形成す
ることができる。
されず、レーザビームをX軸方向またはY軸方向に走査してレーザビームを照射すること
ができる。この場合、光学系407にポリゴンミラーやガルバノミラーを用いることが好
ましい。
本焼成を行ってソース配線104またはドレイン配線105となる金属配線を形成する。
による露光を行ってもよい。
成を不要とすることもできる。本焼成の工程を削減することで作製工程を短縮することが
できる。現像液としては、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることができる。例えば
、アルカリ水溶液を用いて現像を行う場合、導電膜パターン103を形成する組成物とし
て、アルカリ可溶性のポリマー(メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピ
ルアクリレートなど)を含ませることが望ましい。
またはドレイン配線105と重ならないn型の半導体膜106が露呈される。また、この
段階では、半導体膜とn型の半導体膜とは同じパターンである。
重なる領域の長さと、該領域から半導体膜パターンの一端までの長さL2と、ソース配線
104と重なる領域の長さと、該領域から半導体膜パターンのもう一端までの長さL3と
の合計である。なお、ソース配線104とドレイン配線105の間隔であるL1は、後に
形成されるチャネル形成領域の長さに等しい。
部、および半導体膜の上層部をエッチングする。そして、必要があれば水素化処理を行う
。この段階で、活性層となるチャネル形成領域107と、ソース配線104とオーミック
コンタクトを取るためのソース領域108と、ドレイン配線105とオーミックコンタク
トを取るためのドレイン領域109とを備えたチャネルエッチ型のTFTが完成する。な
お、チャネル形成領域107を保護する絶縁膜を形成してもよい。保護する絶縁膜として
、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜を用いれば、不純物の汚染から
チャネル形成領域107を保護することができ、TFTの信頼性が向上する。
滴吐出法または印刷法によりインジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム
錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)などを含む組成物か
らなる所定のパターンを形成し、焼成して形成する。
を用いればよく、例えば、有機インジウムと有機スズとがキシロール中に97:3の比率
で8%配合された液状材料を用いる。
液晶表示装置を形成する場合には、電極112はAg(銀)、Al(アルミニウム)等の
反射性を有する金属膜パターンを形成する。
112の端部を覆う隔壁(土手ともいう)を形成し、電界発光層として機能する層、即ち
、有機化合物を含む層の形成を行い、最後に第2の電極を形成する。なお、第1の電極及
び第2の電極は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第1の電極及び第
2の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。
−Bで切断した断面図を図2(B)に示す。
ーザ光で露光し、現像することによって微細なパターンを実現している。また、液滴吐出
法を用いて基板上に直接的に各種のパターンを形成することにより、1辺が1000mm
を超える第5世代以降のガラス基板を用いても、表示パネルの製造を容易なものとするこ
とができる。
、まず、基板100上に剥離層(分離層とも呼ぶ)を設け、TFTなどの被剥離層を形成
した後に剥離層を除去または破壊し、基板100からTFTなどの素子を分離した後に接
着層を設けてプラスチックフィルムに接着させればよい。なお、被剥離層を基板から剥離
する工程は、特に限定されず、公知の方法を用いればよいが、中でも特開2003−17
4153号公報に記載の剥離および転写技術を用いれば、ガラス基板上で500℃以上の
加熱処理により得られる高い電界効果移動度を有するTFTを歩留まりよくプラスチック
基板に転写することができる。特開2003−174153号公報に記載の剥離および転
写技術は、基板に金属層を形成し、その上に酸化物層を積層形成する際、該金属層の酸化
金属層を金属層と酸化物層との界面に形成し、この酸化金属層を利用して後の工程で剥離
を行う剥離方法である。
シリコン膜を積層形成する。スパッタ法で酸化シリコン膜を形成する際にアモルファス状
態の酸化タングステン層が形成される。そして酸化シリコン膜上にTFTなどの素子形成
を行い、素子形成プロセスで400℃以上の熱処理を行うことで酸化タングステン層を結
晶化させる。物理的な力を加えると、酸化タングステン層の層内または界面で剥離が生じ
る。こうして剥離された被剥離層(TFTなどの素子含む)をプラスチック基板に転写す
ることができる。
まい、破壊される恐れがある。導電性材料を含む組成物を用いて液滴吐出を行った後、レ
ーザ光で選択的に焼成を行うと、導電微粒子同士の融着が短時間に行われ、下地膜との密
着性が向上するが、それでも有機樹脂を微量に含む金属配線は、剥離の際に剥離不良を起
こす恐れがある。本発明は、レーザ光を照射した部分以外を除去することによって、細線
化を図り、その上に接して絶縁膜を形成すれば、その絶縁膜と下地膜との接触面積を増大
させることで、剥離の際に生じる恐れのある剥離不良を低減している。
ここではチャネルストップ型のTFTをスイッチング素子とするアクティブマトリクス
型表示装置の作製例を図4、図5に示す。
成する。下地絶縁膜510としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シ
リコン膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。なお、必要でなければ、特に下地絶縁
膜を形成しなくてもよい。
る。なお、導電膜は、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記
元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成して
もよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導
体膜を用いてもよい。
ェットエッチング法を用いてエッチングを行う。このエッチング工程によって、導電膜を
エッチングして、ゲート電極501を得る。
膜を順次、成膜する。ゲート絶縁膜511としては、PCVD法により得られる酸化珪素
、窒化珪素、または窒化酸化珪素を主成分とする材料を用いる。
ッタリング法や熱CVD法で作製されるアモルファス半導体膜(SiやGeを含む半導体
膜)、或いは有機材料を主成分とする半導体膜を用いる。有機材料を主成分とする半導体
膜としては、他の元素と組み合わせて一定量の炭素または炭素の同素体(ダイヤモンドを
除く)からなる物質を主成分とする半導体膜(室温(20℃)で少なくとも10−3cm
2/V・sの電荷キャリア移動度を示す材料、例えば、π電子共役系の芳香族化合物、鎖
式化合物、有機顔料、有機珪素化合物など)を用いることができる。具体的には、ペンタ
セン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合
物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等が挙げられる。
り無機絶縁膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて所望の領域に、所望の形状とす
る。また、チャネル保護膜514、515は、インクジェット法を用いて、感光性材料を
含む材料液、例えば、感光性材料を含むポリイミド、又は感光性材料を含むポリビニルア
ルコール等を滴下し、選択的にレーザ光を照射し、未照射部分を除去してパターン形成し
てもよい。
では半導体膜のパターン形状を島状とし、図4(A)中の点線が半導体膜の輪郭を示して
おり、点線で囲まれた内部が半導体膜に相当する。
膜を形成する。
る。
u(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等)を含む組成物を
選択的に吐出して、導電膜パターン503を形成する。導電パターン503は半導体膜、
n型の半導体膜、およびチャネル保護膜を覆って形成する。
ン形状を矩形形状としたが、特に限定されず、楕円形や、L字形状、不規則な形状であっ
てもよい。
レーザ光が矩形形状の半導体膜を横断するように走査を行う。このレーザ光の走査によっ
て、半導体膜上に5箇所の横断箇所が形成される。吐出する導電膜材料液には、予め感光
性材料を含まれているため、照射するレーザ光によって化学反応する。ここで感光性材料
は、照射して化学反応させた部分を残すネガ型とした例を示している。レーザ光の照射に
よって、正確なパターン形状、特に細い幅の配線を得ることができる。
本焼成を行ってソース配線504またはドレイン配線505となる金属配線を形成する。
による露光を行ってもよい。
成を不要とすることもできる。本焼成の工程を削減することで作製工程を短縮することが
できる。
リ水溶液など)などを用いることができる。また、該有機溶媒にその溶解力が失われない
範囲で水を添加してもよい。
またはドレイン配線505と重ならないn型の半導体膜508、509、516が露呈さ
れる。このように、n型の半導体膜508、509、516が露呈されていると、n型の
半導体膜としてリンを含むアモルファスシリコン膜を用い、後の工程で珪素を含む絶縁膜
を積層形成する場合に、露呈した部分と接する珪素を含む絶縁膜との密着性を向上させる
ことができる。
ャネルを有するダブルゲート型TFTである。チャネルと重なる部分には、チャネル保護
膜514、515が設けられている。また、2つのチャネルの間には、n型の半導体膜5
16や、該n型の半導体膜の上に配線パターン517が設けられている。また、ここでは
、現像工程での汚染を防ぐために、n型の半導体膜及びチャネル保護膜が半導体膜パター
ン507を覆って保護している。
なる領域の長さと、該領域から半導体膜パターンの一端までの長さと、チャネル保護膜5
14と重なるチャネルの長さと、チャネルから配線パターン517までの長さと、配線パ
ターンと重なる(合計3箇所の)長さと、3箇所の間(合計2箇所)の長さと、配線パタ
ーン517からもう一方のチャネルまでの長さと、チャネル保護膜515と重なるチャネ
ルの長さと、ソース配線と重なる領域の長さと、該領域から半導体膜パターンのもう一端
までの長さとの合計である。
膜513としては、PCVD法により得られる酸化珪素、窒化珪素、または窒化酸化珪素
を主成分とする材料を用いる。また、層間絶縁膜513の他の材料として、塗布法を用い
て表面を平坦化させた有機樹脂(エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラ
ック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料)を用いてもよい。また、層間絶縁
膜513の他の材料として、シロキサン系ポリマーを用いてアルキル基を含むSiOx膜
としてもよい。
成し、コンタクトホールと重なる電極512を形成する。本実施の形態では、コンタクト
ホール520を形成する場所のドレイン配線505を蛇行(ジグザグ)させて、凹凸を形
成することによって密着性の向上を図っている。また、ドレイン配線と同様に配線パター
ン517も蛇行させており、一筆書きの形状となっているため、露光のためのレーザ光の
走査がしやすくなっている。配線パターンを一筆書きの形状に設計することで、レーザ光
の走査をスムーズに行うことができる。
化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)などを用い、所望のパタ
ーンとすればよい。また、電極512としては、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、
W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属を用いてもよい。また、電極512
は、ゲート絶縁膜511と接する構造となっている。電極512とドレイン配線505の
密着性があまり高くなくとも、電極512とゲート絶縁膜511の密着性が高ければ問題
ない状態とすることができる。
図5(A)中の線C−Dで切断した断面図を図5(B)に示す。
極や、アンテナとして機能する導電パターンとしてもよい。
ーザ光で露光し、現像することによって微細なパターンを実現している。具体的には、ソ
ース配線を細線化することが可能であるため、液晶表示装置の開口率を向上させることが
できる。
、まず、基板500上に剥離層(分離層とも呼ぶ)を設け、TFTなどの被剥離層を形成
した後に剥離層を除去または破壊し、基板500からTFTなどの素子を分離した後に接
着層を設けてプラスチックフィルムに接着させればよい。
こととする。
マトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。
型の液晶表示装置の作製方法を示す。図6にアクティブマトリクス型の液晶表示装置の一
例を示す。なお、図6において、実施の形態2と共通な部分には同一の符号を用いる。
。そして、絶縁膜513にコンタクトホールを形成し、画素電極として機能する電極51
2を形成する。電極512としては透明導電膜を用いる。
液滴吐出法やスクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いればよい。その後、配向膜53
0の表面にラビング処理を行う。
32を形成する。そして、閉パターンであるシール材(図示しない)を液滴吐出法により
画素部と重なる領域を囲むように形成する。ここでは液晶を滴下するため、閉パターンの
シール材を描画する例を示すが、開口部を有するシールパターンを設け、TFT基板を貼
りあわせた後に毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いても
よい。
。一対の基板の間には液晶材料531が充填される。閉ループのシールパターン内に液晶
を1回若しくは複数回滴下する。液晶の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射
から出射に向かって90°ツイスト配向したTNモードを用いる場合が多い。TNモード
の液晶表示装置を作製する場合には、基板のラビング方向が直交するように貼り合わせる
。
を形成したり、シール材にフィラーを含ませることによって維持すればよい。上記柱状の
スペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも1つを主
成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種の
材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴としている。
。また、1面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、
分断工程を省略することもできる。
で図6に示す液晶モジュールが完成する。また、必要があればカラーフィルタなどの光学
フィルムを貼り付ける。透過型の液晶表示装置とする場合、偏光板は、アクティブマトリ
クス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
直後の導電膜パターンよりも細いソース配線やドレイン配線を形成することができる。本
発明により、工程数の削減、材料の節約が可能であり、それに伴うコスト削減が可能であ
る。
る。
光表示装置を作製することができる。
の作製方法を示す。ここではTFTをnチャネル型TFTとした例を示す。図7にアクテ
ィブマトリクス型の発光表示装置の一例を示す。なお、図7において、実施の形態2と共
通な部分には同一の符号を用いる。
。そして、絶縁膜513にコンタクトホールを形成し、接続電極として機能する電極61
5を形成する。電極615としてはスパッタ法で得られる金属導電膜を用いる。
縁膜616にコンタクトホールを形成し、第1の電極618を形成する。
せるため、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニ
ウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物からなる所定のパターンを形成して第1の電
極618を形成する。
)631は、珪素を含む材料、有機材料または化合物材料を用いて形成する。また、多孔
質膜を用いても良い。但し、アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて
形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせ
ずに形成されるため好ましい。
。有機化合物を含む層630は、積層構造であり、それぞれ蒸着法または塗布法を用いて
形成する。例えば、陰極上に電子輸送層(電子注入層)、発光層、正孔輸送層、正孔注入
層と順次積層する。
囲気下での加熱処理を行うとよい。蒸着法を用いる場合、予め、抵抗加熱により有機化合
物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化
された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸
着される。また、フルカラー化するためには、発光色(R、G、B)ごとにマスクのアラ
イメントを行えばよい。
い、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことがで
きる。
2は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばITO、ITSOの他、酸化インジ
ウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を用いる。発光素子は、有
機化合物を含む層630を第1の電極と第2の電極で挟んだ構成になっている。なお、第
1の電極及び第2の電極は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第1の
電極及び第2の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。
。なお、シール材で囲まれた領域には透明な充填材633を充填する。充填材633とし
ては、透光性を有している材料であれば特に限定されず、代表的には紫外線硬化または熱
硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。
液滴吐出法により導電膜パターンを形成し、選択的にレーザ光を照射することで、吐出直
後の導電膜パターンよりも細いソース配線やドレイン配線を形成することができる。本発
明により、工程数の削減、材料の節約が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である
。
る。
、無線メモリ、無線タグともよぶ)を形成することもできる。
線チップは、薄膜集積回路803及びそれに接続されるアンテナ804とで形成される。
また、薄膜集積回路及びアンテナは、カバー材801、802により挟持される。薄膜集
積回路803は、接着剤を用いてカバー材に接着してもよい。図8においては、薄膜集積
回路803の一方が、接着剤805を介してカバー材801に接着されている。
した後、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。また、薄膜集積回路803に
用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、TFTの他に、記憶素子、ダイオ
ード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができ
る。
層間絶縁膜811を介してTFTに接続するアンテナ804が形成される。また、層間絶
縁膜811及びアンテナ804上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜812が形成され
ている。
吐出法により吐出して導電膜パターンを形成し、レーザ光を走査して選択的に照射してパ
ターン形成する。レーザ光を照射しなかった導電膜パターンの部分は除去する。液滴吐出
法によりアンテナを形成することで、工程数の削減、材料の節約が可能であり、それに伴
うコスト削減が可能である。
フッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる)、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポ
リエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)と、接着性合成樹脂フィルム(ア
クリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等)との積層フィルムなどを用いることが好まし
い。フィルムは、熱圧着により、被処理体と接着処理が行われるものであり、熱圧着処理
を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層(接
着層ではない)を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。
より、使用済み無線チップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料
を用いた無線チップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。
該カバー材801の代わりに、物品に無線チップを貼付けて、使用しても良い。
価証券類、無記名債券類、証書類(運転免許証や住民票等、図9(A)参照)、包装用容
器類(包装紙やボトル等、図9(C)参照)、記録媒体(DVDソフトやビデオテープ等
、図9(B)参照)、乗物類(自転車等、図9(D)参照)、身の回り品(鞄や眼鏡等)
、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札(
図9(E)、図9(F)参照)等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、
液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(単にテレビ、テレビ受像機、テレビジ
ョン受像機とも呼ぶ)及び携帯電話等を指す。
れる。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂
に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チ
ップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体
、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより
、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。本発明より形
成することが可能な無線チップは、基板上に形成した薄膜集積回路を、公知の剥離工程に
より剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、
デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプなど曲面を
有するものにも用いることが可能である。
用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線
チップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取るこ
とで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行う
ことができる。
る。
ラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム
、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型等のパーソナルコン
ピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム
機又は電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Ve
rsatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディ
スプレイを備えた装置)などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図10および図1
1に示す。
キー2104、シャッター2106等を含む。なお、図10(A)は表示部2102側か
らの図であり、撮像部は示していない。本発明により、製造コストを低減したプロセスで
デジタルカメラが実現できる。
、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウ
ス2206等を含む。本発明により、製造コストを低減したプロセスでノート型パーソナ
ルコンピュータを実現することができる。
であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体
(DVD等)読込部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。表示
部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を表示
する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本発
明により、製造コストを低減したプロセスで画像再生装置を実現することができる。
3、スピーカー部1904、ビデオ入力端子1905などを含む。この表示装置は、他の
実施例で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部1903および駆
動回路に用いることにより作製される。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置など
があり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用
表示装置が含まれる。本発明により、製造コストを低減したプロセスで表示装置、特に2
2インチ〜50インチの大画面を有する大型の表示装置を実現することができる。
られた本体(A)901と、表示パネル(A)908、表示パネル(B)909、スピー
カー906などが備えられた本体(B)902とが、蝶番910で開閉可能に連結されて
いる。表示パネル(A)908と表示パネル(B)909は、回路基板907と共に本体
(B)902の筐体903の中に収納される。表示パネル(A)908及び表示パネル(
B)909の画素部は筐体903に形成された開口窓から視認できように配置される。
応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル(A)908
を主画面とし、表示パネル(B)909を副画面として組み合わせることができる。
備している。本発明により、製造コストを低減したプロセスで携帯情報端末を実現するこ
とができる。
例えば、蝶番910の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機としても良
い。また、操作スイッチ類904、表示パネル(A)908、表示パネル(B)909を
一つの筐体内に納め、筐体内に全て設置させた構成としても、上記した作用効果を奏する
ことができる。また、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施例の構成を適用して
も、同様な効果を得ることができる。
いずれか一の作製方法または構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
工程が短縮でき、材料の使用量の削減も図れるため、大幅なコストダウンを基板サイズに
関わらず実現できる。
101:ゲート電極
102:半導体膜のパターン形状の輪郭
103:導電膜パターン
104:ソース配線
105:ドレイン配線
106:n型の半導体膜
107:チャネル形成領域
108:ソース領域
109:ドレイン領域
110:下地絶縁膜
111:ゲート絶縁膜
112:電極
Claims (6)
- 絶縁表面を有する基板上に、ゲート電極と、前記ゲート電極とゲート絶縁膜を介して重なる半導体層と、を有するトランジスタを有し、
前記半導体層と電気的に接続された第1の配線を有し、
前記半導体層と電気的に接続された第2の配線を有し、
前記半導体層、前記第1の配線、および前記第2の配線上に絶縁膜を有し、
前記絶縁膜上に電極を有し、
前記第1の配線は、第1の方向に延びて配置される領域と、前記第1の方向に交差する第2の方向に延びて配置される領域と、前記第2の方向に交差する第3の方向に延びて配置される領域と、を少なくとも有し、
前記第2の配線は、第4の方向に延びて配置される領域と、前記第4の方向に交差する第5の方向に延びて配置される領域と、前記第5の方向に交差する第6の方向に延びて配置される領域と、を少なくとも有し、
前記電極は、前記絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して前記第2の配線と電気的に接続され、
前記コンタクトホールにおいて、前記電極は前記第2の配線の側面に接することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1において、
前記第1の配線は、銀、金、銅、タングステン、またはアルミニウムを含み、前記第2の配線は、銀、金、銅、タングステン、またはアルミニウムを含むことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1または2において、
前記電極は、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛、酸化スズ、銀、金、銅、タングステン、またはアルミニウムを含むことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一において、前記基板はプラスチック基板またはフレキシブル基板であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1乃至4のいずれか一に記載の半導体装置とFPCとを有するモジュール。
- 請求項1乃至4のいずれか一に記載の半導体装置または請求項8に記載のモジュールを
有する電子機器。
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