JP2016029716A - 電子回路装置、及び表示素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材1及び第1の配線2Aを有し基材上に形成された電子回路2を有する電子回路含有基材と、電子回路含有基材上に形成され、かつ、貫通孔を有する多層層間絶縁膜と、多層層間絶縁膜上に形成された第2の配線5と、多層層間絶縁膜の貫通孔内に形成され、第1の配線と第2の配線とを接続する接続部材6と、を有する電子回路装置である。多層層間絶縁膜が、電子回路含有基材上に形成された第1の層間絶縁膜3上に形成された第2の層間絶縁膜4とを有し、第1の層間絶縁膜と電子回路含有基材とが接する接触部において、電子回路含有基材が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位と、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位とを有する。
【選択図】図4D
Description
一般的に「ボトムエミッション」型の有機EL表示素子は、基板上に形成されたTFT(Thin film transistor)等の駆動回路と同じ面内に透明画素電極(陽極)、発光層、及び上部電極(陰極)によって構成される有機EL素子が形成された構造となっている。このような「ボトムエミッション」型の有機EL表示素子は、作製が比較的容易である一方、原理的に開口率が小さくなってしまう問題を有していた。
そのため、近年ではTFT上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に、画素電極、発光層、及び上部電極によって構成される有機EL素子を形成した多層構造の「トップエミッション」型の有機EL表示素子が鋭意研究されている。
しかし、この提案の技術において、前記コーティング用組成物は、全ての下地の段差に対しても平坦性を有するわけではなく、塗布される段差の最表面の材質によっては、平坦化が困難になるという問題がある。
本発明の電子回路装置は、
基材、及び第1の配線を有し前記基材上に形成された電子回路を有する電子回路含有基材と、
前記電子回路含有基材上に形成され、かつ貫通孔を有する多層層間絶縁膜と、
前記多層層間絶縁膜上に形成された第2の配線と、
前記多層層間絶縁膜の前記貫通孔内に形成され、前記第1の配線と前記第2の配線とを接続する接続部材と、
を有する電子回路装置であって、
前記多層層間絶縁膜が、前記電子回路含有基材上に形成された第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜上に形成された第2の層間絶縁膜とを有し、
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接する接触部において、前記電子回路含有基材が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位と、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位とを有する、
ことを特徴とする。
本発明の電子回路装置は、電子回路含有基材と、多層層間絶縁膜と、第2の配線と、接続部材とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記多層層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材上に形成されている。即ち、前記多層層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材と接している。
前記多層層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材上に形成された第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜上に形成された第2の層間絶縁膜とを有する。即ち、前記多層層間絶縁膜において、前記電子回路含有基材と接しているのは、前記第1の層間絶縁膜である。
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接する接触部において、前記電子回路含有基材は、遷移金属を含有する遷移金属含有部位と、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位とを有する。即ち、前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接する接触部において、前記第1の層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材が有する前記遷移金属含有部位、及び前記金属酸化物含有部位と接する。
本発明者らは、その原因が、前記層間絶縁膜と、下地の材質との親和性が、各材質により異なるためであると考えた。更に、本発明者らは、上記の場合で高平坦性が得られないのは、前記層間絶縁膜と親和性の高い材質の領域に前記層間絶縁膜が流動するためと考えた。中でも、遷移金属と、金属酸化物とは、性質が大きく異なることから、高平坦性が得られない傾向は顕著になることを、本発明者らは確認した。
そこで、鋭意検討した結果、下地における層間絶縁膜に接する接触部位の材質が、遷移金属及び金属酸化物である場合に、前記層間絶縁膜を、第1の層間絶縁膜と第2の層間絶縁膜との多層構造とし、前記第1の層間絶縁膜を前記下地と接触させ、その上に前記第2の層間絶縁膜を積層することで、前記第2の層間絶縁膜の表面が平坦になることを見出し、本発明の完成に至った。
前記電子回路含有基材は、基材、及び第1の配線を有し前記基材上に形成された電子回路を有する。
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接する接触部において、前記電子回路含有基材は、遷移金属を含有する遷移金属含有部位と、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位とを有する。
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接触する前記接触部は、前記第1の層間絶縁膜が前記電子回路と接する第1の接触部を有する。
前記第1の接触部における前記電子回路は、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位を有する。
前記第1の接触部における前記第1の層間絶縁膜は、前記電子回路の前記遷移金属含有部位及び前記金属酸化物含有部位と接する。
前記電子回路含有基材における前記電子回路上及び前記電子回路の隙間に露出した前記基材上に、前記多層層間絶縁膜が形成されている。
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接触する前記接触部は、前記第1の層間絶縁膜が前記電子回路と接する第1の接触部と、前記第1の層間絶縁膜が前記基材と接する第2の接触部とを有する。
前記第1の接触部における前記電子回路は、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位の少なくともいずれかを有し、前記第2の接触部における前記基材は、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位の少なくともいずれかを有し、前記接触部における前記第1の層間絶縁膜は、前記電子回路の前記遷移金属含有部位及び前記基材の前記遷移金属含有部位の少なくともいずれか、並びに前記電子回路の前記金属酸化物含有部位及び前記基材の前記金属酸化物含有部位の少なくともいずれかと接する。
前記基材の形状、構造、及び大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記基材の材質としては、例えば、ガラス、プラスチックなどが挙げられる。
前記電子回路は、前記基材上に形成されている。
前記電子回路は、第1の配線を有する。
前記電子回路としては、例えば、配線、キャパシタ、コイル、電界効果型トランジスタ、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどが挙げられる。前記電界効果型トランジスタの詳細については後述する。
前記遷移金属含有部位における前記遷移金属としては、例えば、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au等の金属乃至合金などが挙げられる。これらの中でも、Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Rh、Ni、Mo、Tiが好ましい。
前記金属酸化物含有部位における前記金属酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラス、並びに、アルカリ土類金属と、Ga、Sc、Y、及びCeを除くランタノイドの少なくともいずれかとを含有するアモルファス複合金属酸化物の少なくともいずれかであることが、前記第2の層間絶縁膜の平坦性がより優れる点で、好ましい。
前記第1の配線の形状、構造、及び大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記多層層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材上に形成される。
前記多層層間絶縁膜は、貫通孔を有する。
前記多層層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材上に形成された第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜上に形成された第2の層間絶縁膜とを有する。
したがって、前記電子回路含有基材の最表面の材質が単一の材質ではなくても、前記電子回路含有基材と反対側の面が平坦な前記多層層間絶縁膜を、前記電子回路含有基材上に形成することができる。
前記貫通孔の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第1の層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材上に形成される。
前記第1の層間絶縁膜は、膜内の組成が一様である。
前記第1の層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材における前記電子回路が配された面であって、前記第1の配線が前記接続部材と接する箇所を除いた、前記電子回路含有基材の全面を覆っていることが好ましい。
例えば、図1に示すように、基材1と、電子回路2とから形成される電子回路含有基材上に形成された第1の層間絶縁膜3の表面形状が、電子回路含有基材の表面の凸形状に応じて凸形状を有する場合、「追従する」に該当する。
(X−Y)/X<0.5 ・・・式(1)
(X−Y)/X<0.3 ・・・式(2)
下記式(1)を満たすことは、前記第1の層間絶縁膜の、前記電子回路含有基材への追従性が高いことを示している。
ここで、電子回路含有基材の最大段差(X)(nm)とは、図2に示すように、電子回路2の最高部と、基材1表面との高さの差であり、電子回路の最大厚みということもできる。また、第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)(nm)とは、第1の層間絶縁膜3における表面の最高部と最低部との高さの差である。これらX及びYは、例えば、触針式段差計(例えば、Alpha−Step IQ、KLA Tencor Japan社製)により求めることができる。
前記第2の層間絶縁膜は、前記第1の層間絶縁膜上に形成される。そのため、前記第2の層間絶縁膜における前記第1の層間絶縁膜に接する面と反対側の面は、平坦である。
前記第2の層間絶縁膜は、前記電子回路含有基材上には形成されない。
前記多層層間絶縁膜においては、例えば、前記第1層間絶縁膜の面積は、前記第2の層間絶縁膜の面積以上である。
(Y−Z)/Y>0.5 ・・・式(3)
(Y−Z)/Y>0.7 ・・・式(4)
(Y−Z)/Y>0.9 ・・・式(5)
下記式(3)を満たすことは、前記第2の層間絶縁膜が、前記第1の層間絶縁膜の段差に影響されず平坦性を有していることを示している。
ここで、第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)(nm)とは、前述のとおり、図3に示すように、第1の層間絶縁膜3における表面の最高部と最低部との高さの差である。第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)(nm)とは、図3に示すように、第2の層間絶縁膜4における表面の最高部と最低部との高さの差である。これらY及びZは、例えば、触針式段差計(例えば、Alpha−Step IQ、KLA Tencor Japan社製)により求めることができる。
前記第2の配線は、前記多層層間絶縁膜上に形成される。
前記第2の配線の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Mo、Al、Ag、Cu、Au等の金属乃至合金;ITO、ATO等の透明導電性酸化物;ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン(PANI)等の有機導電体などが挙げられる。
前記接続部材としては、前記多層層間絶縁膜の前記貫通孔内に形成され、前記第1の配線と前記第2の配線とを接続する部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
平坦化率(%)=100×[〔電子回路含有基材の最大段差(X)−第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)〕]/〔電子回路含有基材の最大段差(X)(nm)〕
まず、前記基材上に、前記第1の配線を有する前記電子回路を形成し、前記電子回路含有基材を得る。
続いて、前記電子回路含有基材上に、スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング等により、貫通孔を有しない前記第1の層間絶縁膜を形成する。
続いて、フォトリソグラフィー法により、前記第1の層間絶縁膜における前記貫通孔となる領域を除去する。
続いて、前記第1の層間絶縁膜上に、スピンコーティング、スリットコーティング等により、貫通孔を有しない前記第2の層間絶縁膜を形成する。
続いて、フォトリソグラフィー法により、前記第2の層間絶縁膜における前記貫通孔となる領域を除去し、前記貫通孔を形成する。
続いて、前記第2の層間絶縁膜上に、前記第2の配線を形成する際に、前記貫通孔内にも前記第2の配線と同じ材質の接続部材を形成する。
まず、前記基材上に、前記第1の配線を有する前記電子回路を形成し、前記電子回路含有基材を得る。
続いて、前記電子回路含有基材上に、スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング等により、貫通孔を有しない前記第1の層間絶縁膜を形成する。
続いて、貫通孔を有しない前記第1の層間絶縁膜上に、スピンコーティング、スリットコーティング等により、貫通孔を有しない前記第2の層間絶縁膜を形成する。
続いて、フォトリソグラフィー法により、前記第1の層間絶縁膜及び前記第2の層間絶縁膜における前記貫通孔となる領域を除去し、前記貫通孔を形成する。
続いて、前記第2の層間絶縁膜上に、前述の方法により前記第2の配線を形成する際に、前記貫通孔内にも前記第2の配線と同じ材質の接続部材を形成する。
まず、前記基材上に、前記第1の配線を有する前記電子回路を形成し、前記電子回路含有基材を得る。
続いて、前記電子回路含有基材上に、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスにより、前記貫通孔となる孔を有する前記第1の層間絶縁膜、及び前記貫通孔となる孔を有する前記第2の層間絶縁膜を形成する。
続いて、前記第2の層間絶縁膜上に、前述の方法により前記第2の配線を形成する際に、前記貫通孔内にも前記第2の配線と同じ材質の接続部材を形成する。
まず、前記基材上に、前記第1の配線を有する前記電子回路を形成し、前記電子回路含有基材を得る。
続いて、前記電子回路含有基材上の前記貫通孔が形成される領域に、導電性バンプを形成する。
続いて、前記電子回路含有基材上に、インクジェット、ナノインプリント、グラビア、ノズルプリンティング等により、前記第1の層間絶縁膜を形成する。この際、前記導電性バンプは、前記第1の層間絶縁膜から突出するようにする。
続いて、前記第1の層間絶縁膜上に、インクジェット、ナノインプリント、グラビア、ノズルプリンティング等により、前記第2の層間絶縁膜を形成する。この際、前記導電性バンプは、前記第2の層間絶縁膜から突出するようにする。
続いて、前記導電性バンプを覆うように、前記第2の層間絶縁膜上に、前記第2の配線を形成する。
まず、第1の配線2Aを有する電子回路2を、基材1上に形成し、電子回路含有基材を得る(図4A)。
続いて、前記電子回路含有基材上に、スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング等により、貫通孔を有しない第1の層間絶縁膜3を形成する。
続いて、フォトリソグラフィー法により、第1の配線2A上の第1の層間絶縁膜3における貫通孔となる領域3Aを除去する(図4B)。
続いて、第1の層間絶縁膜3上に、スピンコーティング、スリットコーティング等により、貫通孔を有しない第2の層間絶縁膜4を形成する。
続いて、フォトリソグラフィー法により、第2の層間絶縁膜4における貫通孔となる領域4Aを除去し、貫通孔を形成する(図4C)。
続いて、第2の層間絶縁膜4上に、第2の配線5を形成する際に、前記貫通孔内にも第2の配線と同じ材質の接続部材6を形成する(図4D)。
以上により、電子回路装置が得られる。
まず、第1の配線2Aを有する電子回路2を、基材1上に形成し、電子回路含有基材を得る(図5A)。
続いて、貫通孔が形成される領域である第1の配線2A上に、接続部材6としての導電性バンプを形成する。
続いて、前記電子回路含有基材上に、インクジェット、ナノインプリント、グラビア、ノズルプリンティング等により、第1の層間絶縁膜3を形成する。この際、接続部材6は、第1の層間絶縁膜3から突出するようにする。
続いて、第1の層間絶縁膜3上に、インクジェット、ナノインプリント、グラビア、ノズルプリンティング等により、第2の層間絶縁膜4を形成する。この際、接続部材6は、第2の層間絶縁膜4から突出するようにする。
続いて、接続部材6を覆うように、第2の層間絶縁膜4上に、第2の配線5を形成する。
以上により、電子回路装置が得られる。
本発明の表示素子は、光制御素子と、駆動回路とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記光制御素子としては、駆動信号に応じて光出力が制御される素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)素子、エレクトロクロミック(EC)素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。
前記駆動回路としては、前記光制御素子を駆動する本発明の前記電子回路装置である。
前記電界効果型トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、活性層と、ゲート絶縁層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記ゲート電極としては、ゲート電圧を印加するための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極としては、電流を取り出すための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記活性層は、前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられた層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート絶縁層としては、前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられた絶縁層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
層が形成される。前記電子回路装置、及び前記表示素子においては、前記電子回路が電界効果型トランジスタの場合、前記多層層間絶縁膜の前記第1の層間絶縁膜が前記保護層上に形成されてもよいし、前記多層層間絶縁膜の前記第1の層間絶縁膜が前記保護層を兼ねていてもよい。
基材上に、第1の配線、第1の層間絶縁膜、第2の層間絶縁膜、第2の配線、及び接続部材を有する電子回路装置を形成した。
具体的には、スピンコーティング法によりストロンチウムランタン酸化物絶縁膜を形成した。まず、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2質量%、和光純薬工業株式会社製、195−09561)0.8mLと、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含量7質量%、和光純薬工業株式会社製、122−03371)3.0mLとを混合し、更にトルエン3.0mLを加え希釈して、酸化物絶縁膜形成用インクを作製した。得られた酸化物絶縁膜形成用インクを用いて、前記電子回路含有基材上に、スピンコーティングした。塗布後、大気中にて400℃で3時間の加熱処理をした。この後、得られたストロンチウムランタン酸化物絶縁膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、現像により、コンタクトホール領域に開口領域を有するレジストパターンを形成した。続いてRIEにより開口領域のストロンチウムランタン酸化物絶縁膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、第1の層間絶縁膜3を形成した(図11A、及び図11B)。第1の層間絶縁膜3の平均厚みは、130nmであった。第1の層間絶縁膜3を形成後の第1の層間絶縁膜3の最大段差(Y)は、88.7nmであった。
具体的には、感光性シロキサンポリマー塗布液(S03シリーズ、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)をスピンコーティングし、プリベーク、露光装置による露光、現像、N2雰囲気中で250℃×1時間の加熱処理をすることで、コンタクトホール領域に開口領域を有する第2の層間絶縁膜4を得た(図12A、及び図12B)。第2の層間絶縁膜4の平均厚みは、1.5μmであった。
具体的には、コンタクトホール領域及び第2の層間絶縁膜4上にインクジェット装置を用いてAuナノ粒子インク(NPG−J、ハリマ化成株式会社製)を塗布し、250℃で焼成することで第2の配線を得るとともに、コンタクトホール内に接続部材を充填した(図13A、及び図13B)。
ここで、平坦化率は、以下の式で求められる。
平坦化率(%)=100×[〔電子回路含有基材の最大段差(X)−第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)〕]/〔電子回路含有基材の最大段差(X)(nm)〕
実施例1において、第1の層間絶縁膜を形成する工程を省略した以外は、実施例1と同様にして、電子回路装置を作製した。実施例1と同様に、図13AのB−B’における第2の層間絶縁膜4の表面形状を図15に示す。図15より、第2の層間絶縁膜4は250μmの間隔で約1,200nmの段差を有していることがわかる。すなわち、第1の配線2Aの有する118.8nmの段差が、1,200nm程度に増幅されており、実施例1よりも2桁大きい段差が発生してしまっていると考えられる。これは、無アルカリガラス、及びAuの2種類の材質が表面に露出している電子回路含有基材上に、第2の層間絶縁膜4が塗布されたことで、親和性の高いAu上の第2の層間絶縁膜4の膜厚が大きくなってしまったことに起因するためと考えられる。
実施例1において、基材を、平均厚み0.7mmの無アルカリガラス基板上にストロンチウムランタン酸化物絶縁膜を形成して得られる基材に代えた以外は、実施例1と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例2で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、83.0nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は7.6nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された(図16)。なお、図16は、触針式段差計(例えば、Alpha−Step IQ、KLA Tencor Japan社製)を用いて得た。
実施例2において、第1の層間絶縁膜を形成する工程を省略した以外は、実施例1と同様にして、電子回路装置を作製した。
また、第1の配線であるAu配線のライン幅は20μm、スペースは180μm、最大高さ〔最大段差(X)〕は109.8nmであった。
比較例2で作製した電子回路装置の第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は、20.4nmであり、平坦化率としては80%程度であり、実施例2と比較して平坦化性が劣る結果となった(図17)。なお、図17は、触針式段差計(例えば、Alpha−Step IQ、KLA Tencor Japan社製)を用いて得た。
実施例1において、第1の層間絶縁膜の材質を、SiO2に変えた以外は、実施例1と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例2において、第1の層間絶縁膜の材質を、SiO2に変えた以外は、実施例2と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例1において、第1の層間絶縁膜の材質を、Al2O3に変えた以外は、実施例1と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例2において、第1の層間絶縁膜の材質を、Al2O3に変えた以外は、実施例2と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例1において、第1の層間絶縁膜の材質を、ポリイミドに変えた以外は、実施例1と同様にして、電子回路装置を作製した。
感光性ポリイミド塗布液(DL−1000、東レ株式会社製、γ−ブチロラクトンで2倍質量希釈)をスピンコーティングし、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、コンタクトホール領域に開口領域を形成した。その後、大気中で230℃で30分間の加熱処理をすることで、第1の層間絶縁膜を形成した。平均厚みは、100nmであった。第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、92.1nmであった。
実施例2において、第1の層間絶縁膜の材質を、ポリイミドに変えた以外は、実施例2と同様にして、電子回路装置を作製した。
感光性ポリイミド塗布液(DL−1000、東レ株式会社製、γ−ブチロラクトンで2倍質量希釈)をスピンコーティングし、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、コンタクトホール領域に開口領域を形成した。その後、大気中で230℃で30分間の加熱処理をすることで、第1の層間絶縁膜を形成した。平均厚みは、100nmであった。第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、89.7nmであった。
実施例1において、第1の層間絶縁膜の材質を、フッ素樹脂に変えた以外は、実施例1と同様にして、電子回路装置を作製した。
感光性フッ素樹脂塗布液〔AL−X2003、旭硝子株式会社製、PGMEA(プロピレングリコール−1−メチルエーテルアセテート)で2倍質量希釈〕をスピンコーティングし、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、コンタクトホール領域に開口領域を形成した。その後、N2雰囲気中で230℃で1時間の加熱処理をすることにより、第1の層間絶縁膜を形成した。平均厚みは、150nmであった。第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、78.7nmであった。
実施例2において、第1の層間絶縁膜の材質を、フッ素樹脂に変えた以外は、実施例2と同様にして、電子回路装置を作製した。
フッ素樹脂塗布液〔AL−X2003、旭硝子株式会社製、PGMEA(プロピレングリコール−1−メチルエーテルアセテート)で2倍質量希釈〕をスピンコーティングし、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、コンタクトホール領域に開口領域を形成した。その後、N2雰囲気中で230℃で1時間の加熱処理をすることにより、第1の層間絶縁膜を形成した。平均厚みは、150nmであった。第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、80.3nmであった。
実施例3において、第1の配線をAu配線からCu配線に代えた以外は、実施例3と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例11で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、100.2nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は6.8nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からCu配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例12で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、98.0nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は7.9nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例3において、第1の配線をAu配線からPt配線に代えた以外は、実施例3と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例13で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、102.4nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は8.2nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からPt配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例14で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、108.0nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は9.6nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例3において、第1の配線をAu配線からPd配線に代えた以外は、実施例3と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例15で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、105.2nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は8.9nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からPd配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例16で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、101.7nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は7.3nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例3において、第1の配線をAu配線からRh配線に代えた以外は、実施例3と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例17で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、104.8nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は9.2nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からRh配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例18で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、102.4nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は5.3nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例3において、第1の配線をAu配線からAg配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例19で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、105.6nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は8.7nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からAg配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例20で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、100.5nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は9.1nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例3において、第1の配線をAu配線からNi配線に代えた以外は、実施例3と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例21で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、99.0nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は6.0nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からNi配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例22で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、98.8nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は7.9nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例3において、第1の配線をAu配線からMo配線に代えた以外は、実施例3と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例23で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、101.4nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は9.0nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からMo配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例24で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、103.5nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は8.6nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例3において、第1の配線をAu配線からTi配線に代えた以外は、実施例3と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例25で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、98.2nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は9.0nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
実施例4において、第1の配線をAu配線からTi配線に代えた以外は、実施例4と同様にして、電子回路装置を作製した。
実施例26で作製した電子回路装置の第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)は、99.3nmであった。
また、第2の層間絶縁膜の最大段差(Z)は7.7nmに低減されており、平坦化率90%以上の良好な平坦化性を示すことが確認された。
基材上に、第1の配線(ドレイン電極)を有する電界効果型トランジスタ、第1の層間絶縁膜、第2の層間絶縁膜、第2の配線(画素電極)、接続部材、及びエレクトロルミネッセンス素子を有するエレクトロルミネッセンス表示素子を形成した(図18)。
具体的には以下の方法で行った。
具体的には、無アルカリガラス基板81上に、DCスパッタリングにより透明導電膜であるMo膜を平均厚みが約100nmとなるよう成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、現像により、形成される第1のゲート電極82及び第2のゲート電極83のパターンと同様のレジストパターンを形成し、更に、RIE(Reactive Ion Etching)により、レジストパターンの形成されていない領域のMo膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、第1のゲート電極82及び第2のゲート電極83を形成した。
具体的には、無アルカリガラス基板81、第1のゲート電極82、及び第2のゲート電極83上に、スピンコーティングによりストロンチウムランタン酸化物絶縁膜を形成した。まず、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2質量%、和光純薬工業株式会社製、195−09561)0.8mLと2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含量7質量%、和光純薬工業株式会社製、122−03371)3.0mLとを混合し、更にトルエン3.0mLを加え希釈して作製した酸化物絶縁膜形成用インクをスピンコーティングした。塗布後、大気中にて400℃で3時間の加熱処理をした。得られた膜の平均厚みは300nmとなった。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、現像により、形成されるゲート絶縁層84のパターンと同様のレジストパターンを形成し、更に、RIE(Reactive Ion Etching)により、レジストパターンの形成されていない領域のストロンチウムランタン酸化物絶縁膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することによりゲート絶縁層84を形成した。
具体的には、DCスパッタリングにより、Mg−In系酸化物膜を平均厚みが約100nmとなるように成膜し、この後、Mg−In系酸化物膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、現像により、形成される第1の活性層65及び第2の活性層86のパターンと同様のレジストパターンを形成し、更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のMg−In系酸化物膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、第1の活性層85及び第2の活性層86を形成した。
具体的には、ゲート絶縁層84上にDCスパッタリングによりMo(モリブデン)膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜した。この後、Mo膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成される第1のソース電極87、第2のソース電極89、第1のドレイン電極88、及び第2のドレイン電極90のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のMo膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Mo膜からなる第1のソース電極87、第2のソース電極89、第1のドレイン電極88、及び第2のドレイン電極90を形成した。
具体的には、RFスパッタリングによりSiO2膜を平均膜厚が100nmとなるように成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、コンタクトホール領域に開口領域を有するレジストパターンを形成した。続いてRIEにより開口領域のSiO2を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、第1の層間絶縁膜を形成した。
第1の層間絶縁膜91のC−C’間段差は300nmであった。
具体的には、感光性シロキサンポリマー塗布液(S03シリーズ、AZエレクトロニックマテリアルズ製)をスピンコーティングし、プリベーク、露光装置による露光、現像、N2雰囲気中で250℃×1時間の加熱処理をすることで、コンタクトホール領域に開口領域を有する第2の層間絶縁膜92を得た。第2の層間絶縁膜の平均厚みは1.5μmであった。第2の層間絶縁膜92のC−C’間段差は25nmであり、電界効果型トランジスタの段差が良好に平坦化されていることがわかった。
具体的には、DCスパッタリングによってAg−Pd−Cu薄膜、ITO薄膜を順次、それぞれの平均厚みが100nmとなるように成膜した。この後、Ag−Pd−Cu薄膜、及びITO薄膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、現像により、所望のパターンを得た後、ウェットエッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域のITO薄膜、及びAg−Pd−Cu薄膜を順次除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、画素電極93を形成した。
具体的には、MgAgを真空蒸着することにより、有機EL層95及び隔壁94上に上部電極96を形成した。
具体的には、封止層97の上に、接着層98を形成し、無アルカリガラス基板からなる対向基板99を貼り合せた。
作製したエレクトロルミネッセンス表示素子に表示ムラは見られず、良好な表示特性を示した。
実施例27において、無アルカリガラス基板81の一部の表面が、ゲート絶縁層84、及び第1のドレイン電極89に被覆されておらず、第1の層間絶縁膜91と接触部を有する設計に変えた以外は、実施例27と同様にして、エレクトロルミネッセンス表示素子を作製した(図19)。
実施例27において、第1の層間絶縁膜91に代えて、チャネル領域上のみに保護層101、102を形成した以外は、実施例27と同様にして、エレクトロルミネッセンス表示素子を作製した(図20)。なお、保護層101、102の材質は、第1の層間絶縁膜91の材質と同じとした。
具体的には、RFスパッタリングによりSiO2膜を平均膜厚が100nmとなるように成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、コンタクトホール領域に開口領域を有するレジストパターンを形成した。続いてRIEにより開口領域のSiO2を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、SiO2より成る保護層101、102を形成した。平均膜厚は約30nmであった。
実施例28において、第1の層間絶縁膜91に代えて、チャネル領域上のみに保護層101、102を形成した以外は、実施例28と同様にして、エレクトロルミネッセンス表示素子を作製した(図21)。なお、保護層101、102の材質は、第1の層間絶縁膜91の材質と同じとした。保護層101、102は、比較例3の保護層101、102と同じ方法で形成した。
基材上に、第1の配線(ドレイン電極)を有する電界効果型トランジスタ、第1の層間絶縁膜、第2の層間絶縁膜、第2の配線(画素電極)、接続部材、及びエレクトロルミネッセンス素子を有する、エレクトロルミネッセンス表示素子を作製した(図22)。
具体的には、RFスパッタリングによりSiO2膜を平均膜厚が100nmとなるように成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、コンタクトホール領域に開口領域を有するレジストパターンを形成した。続いてRIEにより開口領域のSiO2を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、SiO2より成る保護層101、102を形成した。
示した。
実施例29において、無アルカリガラス基板81の表面の一部がゲート絶縁層84、及び第1のドレイン電極89に被覆されておらず、第1の層間絶縁膜91と接触部を有する設計に変えた以外は、実施例29と同様にして、エレクトロルミネッセンス表示素子を作製した(図23)。
<1> 基材、及び第1の配線を有し前記基材上に形成された電子回路を有する電子回路含有基材と、
前記電子回路含有基材上に形成され、かつ貫通孔を有する多層層間絶縁膜と、
前記多層層間絶縁膜上に形成された第2の配線と、
前記多層層間絶縁膜の前記貫通孔内に形成され、前記第1の配線と前記第2の配線とを接続する接続部材と、
を有する電子回路装置であって、
前記多層層間絶縁膜が、前記電子回路含有基材上に形成された第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜上に形成された第2の層間絶縁膜とを有し、
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接する接触部において、前記電子回路含有基材が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位と、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位とを有する、
ことを特徴とする電子回路装置である。
<2> 前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接触する前記接触部が、前記第1の層間絶縁膜が前記電子回路と接する第1の接触部を有し、
前記第1の接触部における前記電子回路が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位を有し、
前記第1の接触部における前記第1の層間絶縁膜が、前記電子回路の前記遷移金属含有部位及び前記金属酸化物含有部位と接する、
前記<1>に記載の電子回路装置である。
<3> 前記多層層間絶縁膜が、前記電子回路上及び前記電子回路の隙間に露出した前記基材上に形成され、
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接触する前記接触部が、前記第1の層間絶縁膜が前記電子回路と接する第1の接触部と、前記第1の層間絶縁膜が前記基材と接する第2の接触部とを有し、
前記第1の接触部における前記電子回路が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位の少なくともいずれかを有し、
前記第2の接触部における前記基材が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位の少なくともいずれかを有し、
前記接触部における前記第1の層間絶縁膜が、前記電子回路の前記遷移金属含有部位及び前記基材の前記遷移金属含有部位の少なくともいずれか、並びに前記電子回路の前記金属酸化物含有部位及び前記基材の前記金属酸化物含有部位の少なくともいずれかと接する、
前記<1>に記載の電子回路装置である。
<4> 前記第1の接触部における前記電子回路が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位を有し、
前記第2の接触部における前記基材が、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位を有し、
前記接触部における前記第1の層間絶縁膜が、前記電子回路の前記遷移金属含有部位、及び前記基材の前記金属酸化物含有部位と接する、
前記<3>に記載の電子回路装置である。
<5> 前記遷移金属が、Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Rh、Ni、Mo、及びTiの少なくともいずれかである前記<1>に記載の電子回路装置である。
<6> 前記金属酸化物が、ガラス、並びに、アルカリ土類金属と、Ga、Sc、Y、及びCeを除くランタノイドの少なくともいずれかとを含有するアモルファス複合金属酸化物の少なくともいずれかである前記<1>に記載の電子回路装置である。
<7> 前記第2の層間絶縁膜が、シロキサンポリマーを含有する前記<1>から<5>のいずれかに記載の電子回路装置である。
<8> 前記第1の層間絶縁膜の前記第2の層間絶縁膜側の面の形状が、前記電子回路含有基材の表面形状に追従した形状である前記<1>から<7>のいずれかに記載の電子回路装置である。
<9> 前記電子回路含有基材の最大段差(X)(nm)と、前記第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)(nm)とが、下記式(1)を満たす前記<1>から<8>のいずれかに記載の電子回路装置である。
(X−Y)/X<0.5 ・・・式(1)
<10> 前記電子回路が、電界効果型トランジスタである前記<1>から<9>のいずれかに記載の電子回路装置である。
<11> 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
前記光制御素子を駆動する駆動回路と、
を有する表示素子であって、
前記駆動回路が、前記<1>から<10>のいずれかに記載の電子回路装置であることを特徴とする表示素子である。
<12> 前記光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子を有する前記<11>に記載の表示素子である。
<13> 前記光制御素子が、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する前記<11>に記載の表示素子である。
2 電子回路
2A 第1の配線
3 第1の層間絶縁膜
4 第2の層間絶縁膜
5 第2の配線
6 接続部材
21 基材
22 ゲート電極
23 ゲート絶縁層
24 ソース電極
25 ドレイン電極
26 活性層
27 保護層
81 無アルカリガラス基板
82 第1のゲート電極
83 第2のゲート電極
84 ゲート絶縁層
85 第1の活性層
86 第2の活性層
87 第1のソース電極
88 第1のドレイン電極
89 第2のソース電極
90 第2のドレイン電極
91 第1の層間絶縁膜
91’ 保護層
91’’ 保護層
92 第2の層間絶縁膜
93 画素電極
94 隔壁
95 有機EL層
96 上部電極
97 封止層
98 接着層
99 対向基板
101 保護層
102 保護層
Claims (13)
- 基材、及び第1の配線を有し前記基材上に形成された電子回路を有する電子回路含有基材と、
前記電子回路含有基材上に形成され、かつ貫通孔を有する多層層間絶縁膜と、
前記多層層間絶縁膜上に形成された第2の配線と、
前記多層層間絶縁膜の前記貫通孔内に形成され、前記第1の配線と前記第2の配線とを接続する接続部材と、
を有する電子回路装置であって、
前記多層層間絶縁膜が、前記電子回路含有基材上に形成された第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜上に形成された第2の層間絶縁膜とを有し、
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接する接触部において、前記電子回路含有基材が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位と、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位とを有する、
ことを特徴とする電子回路装置。 - 前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接触する前記接触部が、前記第1の層間絶縁膜が前記電子回路と接する第1の接触部を有し、
前記第1の接触部における前記電子回路が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位を有し、
前記第1の接触部における前記第1の層間絶縁膜が、前記電子回路の前記遷移金属含有部位及び前記金属酸化物含有部位と接する、
請求項1に記載の電子回路装置。 - 前記多層層間絶縁膜が、前記電子回路上及び前記電子回路の隙間に露出した前記基材上に形成され、
前記第1の層間絶縁膜と前記電子回路含有基材とが接触する前記接触部が、前記第1の層間絶縁膜が前記電子回路と接する第1の接触部と、前記第1の層間絶縁膜が前記基材と接する第2の接触部とを有し、
前記第1の接触部における前記電子回路が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位の少なくともいずれかを有し、
前記第2の接触部における前記基材が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位及び金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位の少なくともいずれかを有し、
前記接触部における前記第1の層間絶縁膜が、前記電子回路の前記遷移金属含有部位及び前記基材の前記遷移金属含有部位の少なくともいずれか、並びに前記電子回路の前記金属酸化物含有部位及び前記基材の前記金属酸化物含有部位の少なくともいずれかと接する、
請求項1に記載の電子回路装置。 - 前記第1の接触部における前記電子回路が、遷移金属を含有する遷移金属含有部位を有し、
前記第2の接触部における前記基材が、金属酸化物を含有する金属酸化物含有部位を有し、
前記接触部における前記第1の層間絶縁膜が、前記電子回路の前記遷移金属含有部位、及び前記基材の前記金属酸化物含有部位と接する、
請求項3に記載の電子回路装置。 - 前記遷移金属が、Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Rh、Ni、Mo、及びTiの少なくともいずれかである請求項1に記載の電子回路装置。
- 前記金属酸化物が、ガラス、並びに、アルカリ土類金属と、Ga、Sc、Y、及びCeを除くランタノイドの少なくともいずれかとを含有するアモルファス複合金属酸化物の少なくともいずれかである請求項1に記載の電子回路装置。
- 前記第2の層間絶縁膜が、シロキサンポリマーを含有する請求項1から6のいずれかに記載の電子回路装置。
- 前記第1の層間絶縁膜の前記第2の層間絶縁膜側の面の形状が、前記電子回路含有基材の表面形状に追従した形状である請求項1から7のいずれかに記載の電子回路装置。
- 前記電子回路含有基材の最大段差(X)(nm)と、前記第1の層間絶縁膜の最大段差(Y)(nm)とが、下記式(1)を満たす請求項1から8のいずれかに記載の電子回路装置。
(X−Y)/X<0.5 ・・・式(1) - 前記電子回路が、電界効果型トランジスタである請求項1から9のいずれかに記載の電子回路装置。
- 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
前記光制御素子を駆動する駆動回路と、
を有する表示素子であって、
前記駆動回路が、請求項1から10のいずれかに記載の電子回路装置であることを特徴とする表示素子。 - 前記光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子を有する請求項11に記載の表示素子。
- 前記光制御素子が、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する請求項11に記載の表示素子。
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