JP2016170417A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
て薄膜トランジスタ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。
たは多結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ等が用いられている。多結晶半導体膜の形
成方法としては、パルス発振のエキシマレーザビームを光学系により線状に加工して、非
晶質珪素膜に対し線状ビームを走査させながら照射して結晶化する技術が知られている。
タが用いられている(特許文献1及び参考文献2参照。)。
に比べて移動度が2桁以上高く、表示装置の画素部とその周辺の駆動回路を同一基板上に
一体形成できるという利点を有している。しかしながら、非晶質半導体膜を用いた場合に
比べて、半導体膜の結晶化のために工程が複雑化するため、その分歩留まりが低減し、コ
ストが高まるという問題がある。
表示装置を量産高く作製する方法を提案することを課題の一とする。
スタを有する表示装置において、逆スタガ型薄膜トランジスタは、ゲート電極上にゲート
絶縁膜が形成され、ゲート絶縁膜上にチャネル形成領域として機能する微結晶半導体膜(
セミアモルファス半導体膜ともいう。)が形成され、微結晶半導体膜上にバッファー層が
形成され、バッファー層上に一対のソース領域及びドレイン領域が形成され、ソース領域
及びドレイン領域に接する一対のソース電極及びドレイン電極が形成される。本発明は上
記において、微結晶半導体膜を形成するゲート絶縁膜表面に水素プラズマを作用させる。
と、ゲート絶縁膜表面に微結晶核を生成し、結晶成長を促進することができる。
素気体(水素化珪素気体、又はハロゲン化珪素気体)を含む成膜ガスにおいて珪素気体の
流量に対する水素の流量比を大きくすることによって行うことができる。成膜が進むにつ
れ、珪素気体の流量に対する水素の流量比が小さくなるように珪素気体の流量を増加、逆
に水素の流量を減少させ微結晶半導体膜を形成する。例えば、成膜開始時には水素の流量
:珪素気体の流量を1000:1程度にしておき、成膜終了時には50:1程度になるま
で徐々に珪素気体の流量を増加させ、かつ水素の流量を減少させ微結晶半導体膜を形成す
ればよい。水素、及び珪素気体の流量の制御は一定の時間毎に変化させる段階的でもよい
し、連続的でもよい。成膜開始直後は成膜ガスとして珪素気体を供給せず、水素のみ供給
し水素プラズマ処理を行う時間を設けてもよい。
せ、珪素気体の流量に対する水素の流量比を小さくすることで微結晶半導体膜上に連続的
にバッファー層を形成することができる。微結晶半導体膜の表面を大気に触れさせること
なく、該微結晶半導体膜上にバッファー層を形成することができる。珪素気体の流量に対
する水素の流量比を1以下とし、より水素の流量を減少させ、珪素気体のみでバッファー
層を形成してもよい。
に水素プラズマ処理を行い、水素プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜上に、成膜ガスを用
いて微結晶半導体膜を形成してもよい。この場合、成膜ガス中の水素及び珪素気体の流量
の制御は行わなくてもよい。
一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜を形成する反応室は、同一の反応室を用
いて行っても良いし、膜種ごとに異なる反応室で行ってもよい。
をフラッシュ物質として用いた水素フラッシュ、シラン(シランガス)をフラッシュ物質
として用いたシランフラッシュなど)、各反応室の内壁を保護膜でコーティングする(プ
リコート処理ともいう)を行うと好ましい。プリコート処理は反応室内に成膜ガスを流し
プラズマ処理することによって、あらかじめ反応室内側を成膜する膜による保護膜によっ
て薄く覆う処理である。フラッシング処理、プリコート処理により、反応室の酸素、窒素
、フッ素などの不純物による成膜する膜への汚染を防ぐことができる。
いずれか一つ以上を含む非晶質半導体膜であることが好ましい。非晶質半導体膜に、窒素
、水素、またはハロゲンのいずれか一つを含むことで、微結晶半導体膜に含まれる結晶が
酸化されることを低減することが可能である。微結晶半導体膜のエネルギーギャップがE
g=1.1〜1.5eVであるのに比べ、バッファー層はエネルギーギャップがEg=1
.6〜1.8eVと大きく、移動度が小さい。バッファー層の移動度は代表的には微結晶
半導体膜の1/5〜1/10である。よって、チャネル形成領域は微結晶半導体膜であり
、バッファー層は高抵抗領域である。なお、バッファー層及び微結晶半導体膜に含まれる
炭素、窒素、酸素のそれぞれの濃度は、3×1019cm−3以下、好ましくは5×10
18cm−3以下とする。バッファー層の膜厚は、2〜50nm(好ましくは10〜30
nm)とすればよい。
、非晶質半導体膜を形成した後、非晶質半導体膜の表面を窒素プラズマ、水素プラズマ、
またはハロゲンプラズマで処理して非晶質半導体膜の表面を窒素化、水素化またはハロゲ
ン化することができる。
の酸化を低減することが可能であるため、薄膜トランジスタの電気特性の劣化を低減する
ことができる。
ることができる。具体的には、水素化珪素を原料ガスとし、周波数が1GHz以上のマイ
クロ波プラズマCVD装置を用いて成膜することができる。上記方法を用いて作製された
微結晶半導体膜は、0.5nm〜20nmの結晶粒を非晶質半導体中に含む微結晶半導体
膜も含んでいる。よって、多結晶半導体膜を用いる場合と異なり、半導体膜の成膜後に結
晶化の工程を設ける必要がない。薄膜トランジスタの作製における工程数を削減すること
ができ、表示装置の歩留まりを高め、コストを抑えることができる。また、周波数が1G
Hz以上のマイクロ波を用いたプラズマは電子密度が高く、原料ガスである水素化珪素の
解離が容易となる。このため、周波数が数十MHz〜数百MHzのマイクロ波プラズマC
VD法と比較して、微結晶半導体膜を容易に作製することが可能であり、成膜速度を高め
ることが可能である。このため、表示装置の量産性を高めることが可能である。
タを画素部、さらには駆動回路に用いて表示装置を作製する。微結晶半導体膜を用いた薄
膜トランジスタは、その移動度が1〜20cm2/V・secと、非晶質半導体膜を用い
た薄膜トランジスタの2〜20倍の移動度を有しているので、駆動回路の一部または全体
を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
ート型の薄膜トランジスタを有する表示装置の作製方法であって、ゲート絶縁膜の表面に
水素プラズマを作用させつつ水素化珪素気体若しくはハロゲン化珪素気体を導入し、ゲー
ト絶縁膜の表面に結晶核を生成せしめ、水素化珪素気体若しくはハロゲン化珪素気体の流
量を適時増加させながら微結晶半導体膜を形成し、微結晶半導体膜の成長表面を大気に触
れさせることなく、該微結晶半導体膜上にバッファー層として非晶質半導体膜を堆積する
。
ート型の薄膜トランジスタを有する表示装置の作製方法であって、ゲート絶縁膜の表面に
水素プラズマを作用させ、水素化珪素気体若しくはハロゲン化珪素気体を導入し、水素プ
ラズマを作用させたゲート絶縁膜の表面に結晶核を生成せしめ、微結晶半導体膜を形成し
、微結晶半導体膜の成長表面を大気に触れさせることなく、該微結晶半導体膜上にバッフ
ァー層として非晶質半導体膜を堆積する。
とができる。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含
んでおり、具体的には無機EL(Electro Luminescence)、有機E
L、またはFED(Field Emission Display)に用いられている
電子源素子(電子放出素子)等が含まれる。また、電子インクなど、電気的作用によりコ
ントラストが変化する表示媒体も適用することができる。
を含むIC等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明は、該表示装置を
作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素
子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、
具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極とな
る導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても
良いし、あらゆる形態があてはまる。
源(照明装置含む)を指す。また、コネクター、例えばFPC(Flexible pr
inted circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bon
ding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り
付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュ
ール、または表示素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回
路)が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
ることができる。
に限定されず、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、本発明は以下に示す実施
の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構
成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通
して用い、その繰り返しの説明は省略する。
本実施の形態では、表示装置に用いられる薄膜トランジスタの作製工程について、図1乃
至図4を用いて説明する。図1乃至図3は、薄膜トランジスタの作製工程を示す断面図で
あり、図4は一画素における薄膜トランジスタ及び画素電極の接続領域の平面図であり、
図1乃至図3は、図4における線A−Bの薄膜トランジスタの作製工程を示す断面図であ
る。
動回路に用いるのにより適しているが、本発明では、薄膜トランジスタはn型であっても
p型であってもどちらでも良い。いずれの極性の薄膜トランジスタを用いる場合でも、同
一の基板上に形成する薄膜トランジスタを全て同じ極性にそろえておくことが、工程数を
抑えるためにも望ましい。ここでは、nチャネル型の薄膜トランジスタを用いて説明する
。
は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、若しくはアルミノシリケー
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、セラミ
ック基板の他、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。また、ステンレス合金などの金属基板の表面に絶縁膜を設けた基板を
適用しても良い。基板50の大きさは、320mm×400mm、370mm×470m
m、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、73
0mm×920mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、11
50mm×1300mm、1500mm×1800mm、1900mm×2200mm、
2160mm×2460mm、2400mm×2800mm、又は2850mm×305
0mm等を用いることができる。
ムなどの金属材料またはその合金材料を用いて形成する。ゲート電極51は、スパッタリ
ング法や真空蒸着法で基板50上に導電膜を形成し、当該導電膜上にフォトリソグラフィ
技術またはインクジェット法によりマスクを形成し、当該マスクを用いて導電膜をエッチ
ングすることで、形成することができる。また、銀、金、銅などの導電性ナノペーストを
用いてインクジェット法により吐出し焼成して、ゲート電極51を形成することができる
。なお、ゲート電極51の密着性向上と下地への拡散を防ぐバリアメタルとして、上記金
属材料の窒化物膜を、基板50及びゲート電極51の間に設けてもよい。
ーパー状になるように加工することが望ましい。また、図示しないがこの工程でゲート電
極に接続する配線も同時に形成することができる。
ァー層54、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜55を順に形成する(図1
(C)参照。)。
ート絶縁膜52b表面に形成する(図1(B)参照。)。
成長を促進することができる。水素プラズマによって、ゲート絶縁膜表面を水素で終端し
て不活性化できうるからである。従って得られる微結晶半導体膜は電気特性が高く信頼性
のよいものとすることができる。
水素及び珪素気体(水素化珪素気体、又はハロゲン化珪素気体)を含む成膜ガスにおいて
珪素気体の流量に対する水素の流量比を大きくすることによって行うことができる。成膜
が進むにつれ、珪素気体の流量に対する水素の流量比が小さくなるように珪素気体の流量
を増加、逆に水素の流量を減少させ微結晶半導体膜53を形成する。例えば、成膜開始時
には水素の流量:珪素気体の流量を1000:1程度にしておき、成膜終了時には50:
1程度になるまで徐々に珪素気体の流量を増加させ、かつ水素の流量を減少させ微結晶半
導体膜53を形成すればよい。水素、及び珪素気体の流量の制御は一定の時間毎に変化さ
せる段階的でもよいし、連続的でもよい。成膜開始直後は成膜ガスとして珪素気体を供給
せず(つまり珪素気体の流量を0とする)、水素のみ供給し水素プラズマ処理を行う時間
を設けてもよい。例えば、珪素気体としてはシランを用いることができる。
加させ、珪素気体の流量に対する水素の流量比を小さくすることで微結晶半導体膜上に連
続的にバッファー層を形成する。バッファー層を形成する工程は、より水素の流量を減少
させ、珪素気体(水素化珪素気体、又はハロゲン化珪素気体)のみで行ってもよい。微結
晶半導体膜53の成長表面を大気に触れさせることなく、該微結晶半導体膜上にバッファ
ー層として非晶質半導体膜を形成することができる。
ート絶縁膜52b表面への水素プラズマ60を用いた処理、微結晶半導体膜53の形成、
バッファー層54の形成を連続的に行うことができる。水素と珪素気体との流量の制御と
しては、例えば微結晶半導体膜成膜開始時は水素の流量:珪素気体の流量を1000:1
とし、徐々に水素の流量を減少、珪素気体の流量を増加させ、微結晶半導体膜53の成膜
終了時には50:1程度とすればよい。
なお、少なくとも、ゲート絶縁膜52a、52b、微結晶半導体膜53、及びバッファー
層54を連続的に形成してもよい。さらには、ゲート絶縁膜52a、52b、微結晶半導
体膜53、バッファー層54、及び一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜55
を連続的に形成してもよい。少なくとも、ゲート絶縁膜52a、52b、微結晶半導体膜
53、及びバッファー層54を大気に触れさせることなく連続成膜することで、大気成分
や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することがで
きるので、薄膜トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。
珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜で形成することができる。
ここでは、ゲート絶縁膜52a、52bとして、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜と、窒
化珪素膜または窒化酸化珪素膜との順に積層して形成する形態を示す。なお、ゲート絶縁
膜を2層とせず、基板側から窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜と、酸化珪素膜または酸化
窒化珪素膜と、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜との順に3層積層して形成することがで
きる。また、ゲート絶縁膜を、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、または窒化酸
化珪素膜の単層で形成することができる。更には、周波数が1GHzのマイクロ波プラズ
マCVD装置を用いてゲート絶縁膜を形成することが好ましい。マイクロ波プラズマCV
D装置で形成した酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜は、耐圧が高く、後に形成される薄膜
トランジスタの信頼性を高めることができる。
あって、濃度範囲として酸素が55〜65原子%、窒素が1〜20原子%、珪素が25〜
35原子%、水素が0.1〜10原子%の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化珪
素膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、濃度範囲とし
て酸素が15〜30原子%、窒素が20〜35原子%、珪素が25〜35原子%、水素が
15〜25原子%の範囲で含まれるものをいう。
導体を含む膜である。この半導体は、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導
体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を0.5
〜20nmとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。微結晶
半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す
521cm−1よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す521
cm−1とアモルファスシリコンを示す480cm−1の間に微結晶シリコンのラマンス
ペクトルのピークがある。また、未結合手(ダングリングボンド)を終端するため水素ま
たはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、ア
ルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させるこ
とで、安定性が増し良好な微結晶半導体膜が得られる。このような微結晶半導体膜に関す
る記述は、例えば、米国特許4,409,134号で開示されている。
たは周波数が1GHz以上のマイクロ波プラズマCVD装置により形成することができる
。代表的には、SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、S
iF4などの水素化珪素を水素で希釈して形成することができる。また、水素化珪素及び
水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の
希ガス元素で希釈して微結晶半導体膜を形成することができる。これらのときの水素化珪
素に対して水素の流量比を5倍以上200倍以下、好ましくは50倍以上150倍以下、
更に好ましくは100倍とする。
に弱いn型の電気伝導性を示すので、薄膜トランジスタのチャネル形成領域として機能す
る微結晶半導体膜に対しては、p型を付与する不純物元素を、成膜と同時に、或いは成膜
後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。p型を付与する不純物元素
としては、代表的には硼素であり、B2H6、BF3などの不純物気体を1ppm〜10
00ppm、好ましくは1〜100ppmの割合で水素化珪素に混入させると良い。そし
てボロンの濃度を、例えば1×1014〜6×1016atoms/cm3とすると良い
。
9cm−3以下、窒素及び炭素の濃度それぞれを1×1018cm−3以下とすることが
好ましい。酸素、窒素、及び炭素が微結晶半導体膜に混入する濃度を低減することで、微
結晶半導体膜がn型化になることを防止することができる。
m以下で形成する。微結晶半導体膜53は後に形成される薄膜トランジスタのチャネル形
成領域として機能する。微結晶半導体膜53の厚さを上記の範囲内とすることで、後に形
成される薄膜トランジスタは、完全空乏型となる。また、微結晶半導体膜は微結晶で構成
されているため、非晶質半導体膜と比較して抵抗が低い。このため、微結晶半導体膜を用
いた薄膜トランジスタは、電流電圧特性を示す曲線の立ち上がり部分の傾きが急峻となり
、スイッチング素子としての応答性が優れ、高速動作が可能となる。また、薄膜トランジ
スタのチャネル形成領域に微結晶半導体膜を用いることで、薄膜トランジスタの閾値の変
動を抑制することが可能である。このため、電気特性のばらつきの少ない表示装置を作製
することができる。
スイッチングとして、チャネル形成領域が微結晶半導体膜で形成される薄膜トランジスタ
を用いることで、チャネル形成領域の面積、即ち薄膜トランジスタの面積を縮小すること
が可能である。このため、一画素あたりに示す薄膜トランジスタの面積が小さくなり、画
素の開口率を高めることが可能である。この結果、解像度の高い装置を作製することがで
きる。
非晶質と結晶構造が混在しており、結晶領域と非晶質領域との間に局部応力でクラックが
発生し、隙間ができやすい。この隙間に新たなラジカルが介入して結晶成長を起こしうる
。しかし上方の結晶面が大きくなるため、針状に上方に成長しやすい。このように微結晶
半導体膜は縦方向に成長しても、非晶質半導体膜の成膜速度に比べて1/10〜1/10
0の早さである。
4、SiF4などの珪素気体(水素化珪素気体、ハロゲン化珪素気体)を用いて、プラズ
マCVD法により形成することができる。また、上記珪素気体に、ヘリウム、アルゴン、
クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して非晶質半導体
膜を形成することができる。水素化珪素の流量の1倍以上20倍以下、好ましくは1倍以
上10倍以下、更に好ましくは1倍以上5倍以下の流量の水素を用いて、水素を含む非晶
質半導体膜を形成することができる。また、上記水素化珪素と窒素またはアンモニアとを
用いることで、窒素を含む非晶質半導体膜を形成することができる。また、上記水素化珪
素と、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含む気体(F2、Cl2、Br2、I2、H
F、HCl、HBr、HI等)を用いることで、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含
む非晶質半導体膜を形成することができる。
スでスパッタリングして非晶質半導体膜を形成することができる。このとき、アンモニア
、窒素、またはN2Oを雰囲気中に含ませることにより、窒素を含む非晶質半導体膜を形
成することができる。また、雰囲気中にフッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含む気体(
F2、Cl2、Br2、I2、HF、HCl、HBr、HI等)を含ませることにより、
フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含む非晶質半導体膜を形成することができる。
パッタリング法により非晶質半導体膜を形成した後、非晶質半導体膜の表面を水素プラズ
マ、窒素プラズマ、またはハロゲンプラズマ、希ガス(ヘリウム、アルゴン、クリプトン
、ネオン)によるプラズマで処理して、非晶質半導体膜の表面を水素化、窒素化、または
ハロゲン化してもよい。
ため、周波数が数十MHz〜数百MHzの高周波プラズマCVD法、またはマイクロ波プ
ラズマCVD法で形成する場合は、結晶粒を含まない非晶質半導体膜となるように、成膜
条件を制御することが好ましい。
ッチングされる場合があるが、そのときに、バッファー層54の一部が残存する厚さで形
成することが好ましい。代表的には、150nm以上400nm以下の厚さで形成するこ
とが好ましい。
む非晶質半導体膜を形成することで、微結晶半導体膜53に含まれる結晶粒の表面の自然
酸化を防止することが可能である。微結晶半導体膜53の表面にバッファー層を形成する
ことで、微結晶粒の酸化を防ぐことができる。
、若しくはハロゲンを含む非晶質半導体膜で形成するため、チャネル形成領域として機能
する微結晶半導体膜よりも抵抗が高い。このため、後に形成される薄膜トランジスタにお
いて、ソース領域及びドレイン領域と、微結晶半導体膜との間に形成されるバッファー層
は高抵抗領域として機能する。このため、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することが
できる。当該薄膜トランジスタを表示装置のスイッチング素子として用いた場合、表示装
置のコントラストを向上させることができる。
タを形成する場合には、代表的な不純物元素としてリンを添加すれば良く、水素化珪素に
PH3などの不純物気体を加えれば良い。また、pチャネル型の薄膜トランジスタを形成
する場合には、代表的な不純物元素としてボロンを添加すれば良く、水素化珪素にB2H
6などの不純物気体を加えれば良い。一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜5
5は、微結晶半導体、または非晶質半導体で形成することができる。一導電型を付与する
不純物が添加された半導体膜55は膜厚2〜50nm(好ましくは10〜30nm)とす
ればよい。
する不純物が添加された半導体膜55を大気に曝さずに連続的に成膜すると生産性が向上
する。
導体膜55上にマスク56を形成する(図1(D)参照。)。マスク56は、フォトリソ
グラフィ技術またはインクジェット法により形成する。
する不純物が添加された半導体膜55をエッチングし分離して、微結晶半導体膜61、バ
ッファー層62、及び一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜63を形成する(
図1(D)参照。)。この後、マスク56を除去する。なお、図1(E)は、図4(B)
のA−Bの断面図に相当する。
導体膜63の端部をテーパーを有する形状にエッチングすることで、一導電型を付与する
不純物が添加された半導体膜63と微結晶半導体膜61とが直接接することを防ぐことが
できる。端部のテーパー角は90°〜30°、好ましくは80°〜45°とする。これに
より、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜63と微結晶半導体膜61間が長
くなりリーク電流の発生を防ぐことができる。また、段差形状による配線の段切れを防ぐ
ことができる。
導電膜65a〜65cを形成する(図2(A)参照。)。導電膜65a〜65c上にマス
ク66を形成する。
などの耐熱性向上元素若しくはヒロック防止元素が添加されたアルミニウム合金の単層ま
たは積層で形成することが好ましい。また、一導電型を付与する不純物が添加された半導
体膜と接する側の膜を、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、またはこれらの
元素の窒化物で形成し、その上にアルミニウムまたはアルミニウム合金を形成した積層構
造としても良い。更には、アルミニウムまたはアルミニウム合金の上面及び下面を、チタ
ン、タンタル、モリブデン、タングステン、またはこれらの元素の窒化物で挟んだ積層構
造としてもよい。ここでは、導電膜としては、導電膜65a〜65cの3層が積層した構
造の導電膜を示し、導電膜65a、65cにモリブデン膜、導電膜65bにアルミニウム
膜を用いた積層導電膜や、導電膜65a、65cにチタン膜、導電膜65bにアルミニウ
ム膜を用いた積層導電膜を示す。
a〜65cは、銀、金、銅などの導電性ナノペーストを用いてスクリーン印刷法、インク
ジェット法等を用いて吐出し焼成して形成しても良い。
びドレイン電極71a〜71cを形成する(図2(B)参照。)。本実施の形態のように
導電膜65a〜65cをウエットエッチングすると、導電膜65a〜65cは等方的にエ
ッチングされるため、マスク66の端部と、ソース電極及びドレイン電極71a〜71c
の端部はより一致せずより後退している。次に、マスク66を用いて一導電型を付与する
不純物が添加された半導体膜63及びバッファー層62をエッチングして、ソース領域及
びドレイン領域72、バッファー層73を形成する(図2(C)参照。)。なお、バッフ
ァー層73は一部のみがエッチングされたものであり、微結晶半導体膜61の表面を覆っ
ている。
に溝部が形成されている。このバッファー層73の溝部の端部は、ソース領域及びドレイ
ン領域72の端部とほぼ一致している。この溝部はソース領域及びドレイン領域72を形
成するエッチングと同一エッチングプロセスで形成される。従って同一フォトレジストマ
スクであるマスク66の開口部と概略一致している、セルフアラインプロセスである。バ
ッファー層73に溝部を形成することでリーク電流の流れる領域が長く(広く)なり、オ
フ電流を下げる効果がある。また、溝部には水素、及び/又は、フッ素が混入しているこ
とにより、酸素が微結晶半導体膜に進入することを防止する効果がある。
ス領域とドレイン領域を分離し、ソース領域とドレイン領域間のリーク電流を下げるため
に溝状に加工された領域であり、下層の微結晶半導体膜の酸化を防ぐことのできる残存膜
厚を有する。一方、微結晶半導体膜とソース領域及びドレイン領域と重なる領域は、20
0〜300nmの膜厚を有し、耐圧向上を図ることができる高抵抗領域を形成する。
の端部は一致せずずれており、ソース電極及びドレイン電極71a〜71cの端部の外側
に、ソース領域及びドレイン領域72の端部が形成される。この後、マスク66を除去す
る。なお、図2(C)は、図4(C)のA−Bの断面図に相当する。図2(C)に示すよ
うに、ソース領域及びドレイン領域72の端部は、ソース電極及びドレイン電極71cの
端部の外側に位置することが分かる。また、ソース電極またはドレイン電極の一方は、ソ
ース配線またはドレイン配線としても機能する。
領域及びドレイン領域72の端部は一致せずずれた形状となることで、ソース電極及びド
レイン電極71a〜71cの端部の距離が離れるため、ソース電極及びドレイン電極間の
リーク電流やショートを防止することができる。このため、信頼性が高く、且つ耐圧の高
い薄膜トランジスタを作製することができる。
形成領域上のバッファー層73は同一材料であり(炭素、窒素、酸素のそれぞれの濃度は
、3×1019cm−3以下、好ましくは5×1018cm−3以下)、同時に形成され
、さらに溝部を有している。微結晶半導体膜61のチャネル形成領域上のバッファー層7
3は含まれる水素によって外部の空気、エッチング残渣を遮断し、微結晶半導体膜61を
保護する。ソース領域及びドレイン領域72下のバッファー層73は、チャネル形成領域
を形成する微結晶半導体膜61に同一材料で延在してオーバーラップしている。またバッ
ファー層を厚めにすることで、溝部があっても、溝部の下側にバッファー層が存在するた
め、微結晶半導体膜の安定化を図ることができる。
ング時のストッパーとしても機能する。バッファー層73は、エッチング時のラジカルを
止めることができる。バッファー層73がなく、微結晶半導体膜61のみなら膜厚方向に
酸化して特性が悪化する。移動度の低下、サブスレッショルド値(S値)の増大を招いて
しまう。また、酸化防止対策として、バッファー層73としては非晶質シリコン膜が有効
である。溝部があっても表面が水素で終端されているため、酸化を止めることができる。
与する不純物が添加された半導体膜の除去を完全にして、残渣のリンなどの一導電型を付
与する不純物により寄生チャネルができてしまうのを防ぐことができる。
域及びドレイン領域に含まれる一導電型を付与する不純物と微結晶半導体膜のしきい値電
圧制御用の一導電型を付与する不純物が相互に混ざらないようにすることができる。一導
電型を付与する不純物が混ざると再結合中心ができ、リーク電流が流れてしまい、オフ電
流低減の効果が得られなくなってしまう。
ランジスタを作製することができる。従って、15Vの電圧を印加する液晶表示装置に用
いる薄膜トランジスタの場合でも信頼性が高く好適に用いることができる。
微結晶半導体膜61、及びゲート絶縁膜52b上に絶縁膜76を形成する(図3(A)参
照。)。絶縁膜76は、ゲート絶縁膜52a、52bと同様に形成することができる。な
お、絶縁膜76は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を
防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。また、絶縁膜76に窒化珪素膜を用いるこ
とで、バッファー層73中の酸素濃度を5×1019atoms/cm3以下、好ましく
は1×1019atoms/cm3以下とすることができる。
極またはドレイン電極71cに接する画素電極77を形成する。なお、図3(A)は、図
4(D)のA−Bの断面図に相当する。
ンジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム
錫酸化物、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す。)、インジウム亜鉛酸化物、酸化
ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることがで
きる。
物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵
抗が10000Ω/□以下、波長550nmにおける透光率が70%以上であることが好
ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が0.1Ω・cm以下であ
ることが好ましい。
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、若しくはこれらの2種以上の共重合体などがあげられる。
る形状としてもよい。図3(B)にソース領域及びドレイン領域の端部とソース電極及び
ドレイン電極の端部が一致する形状のチャネルエッチ型の薄膜トランジスタ79を示す。
ソース電極及びドレイン電極のエッチング及びソース領域及びドレイン領域のエッチング
をドライエッチングで行うと薄膜トランジスタ79のような形状にすることができる。ま
た、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜をソース電極及びドレイン電極をマ
スクとしてエッチングし、ソース領域及びドレイン領域を形成しても薄膜トランジスタ7
9のような形状にすることができる。
。また、微結晶半導体膜でチャネル形成領域を構成することにより1〜20cm2/V・
secの電界効果移動度を得ることができる。従って、この薄膜トランジスタを画素部の
画素のスイッチング用素子として、さらに走査線(ゲート線)側の駆動回路を形成する素
子として利用することができる。
作製することができる。
本実施の形態は、実施の形態1において、微結晶半導体膜の形成工程が異なる例である。
従って、他の工程は実施の形態1と同様に行うことができ、実施の形態1と同一部分又は
同様な機能を有する部分、及び工程の繰り返しの説明は省略する。
、52bを形成する。
成工程をわけて行う。まず、ゲート絶縁膜52b表面に水素プラズマ処理を行う。水素プ
ラズマ処理を行ったゲート絶縁膜上に、水素及び珪素気体(水素化珪素気体又は塩素化珪
素気体)を含む成膜ガスを用いて微結晶半導体膜を形成してもよい。この場合、水素プラ
ズマ処理を行えるように水素の流量を珪素気体の流量より多くしておくという成膜ガス中
の水素及び珪素気体の流量の制御は行わなくてもよい。
反応室で行ってもよいが、大気に触れさせないようにする。微結晶半導体膜53を形成し
た後、微結晶半導体膜53上にバッファー層54を形成する。
成長を促進することができる。従って得られる微結晶半導体膜は電気特性が高く信頼性の
よいものとすることができる。
本実施の形態は、実施の形態1又は実施の形態2において、表示装置の作製工程が異なる
例である。従って、他の工程は実施の形態1又は実施の形態2と同様に行うことができ、
実施の形態1と同一部分又は同様な機能を有する部分、及び工程の繰り返しの説明は省略
する。
ラッシング(洗浄)処理(水素をフラッシュ物質として用いた水素フラッシュ、シランを
フラッシュ物質として用いたシランフラッシュなど)を行ってもよい。フラッシング処理
により、反応室の酸素、窒素、フッ素などの不純物による成膜する膜への汚染を防ぐこと
ができる。
きる。例えば、プラズマCVD装置を用いて、モノシランをフラッシュ物質として用い、
ガス流量8〜10SLMをチャンバーに5〜20分間、好ましくは10分〜15分間導入
し続けることでシランフラッシュ処理を行う。なお、1SLMは1000sccm、即ち
、0.06m3/hである。
反応室の外側に設けられたプラズマ発生器に、フッ化炭素、フッ化窒素、またはフッ素を
導入し、解離し、フッ素ラジカルを反応室に導入することで、反応室内をクリーニングす
ることができる。
成膜前にも行ってもよい。なお、フラッシング処理はクリーニング後に行うと効果的であ
る。
本実施の形態は、実施の形態1又は実施の形態2において、表示装置の作製工程が異なる
例である。従って、他の工程は実施の形態1又は実施の形態2と同様に行うことができ、
実施の形態1と同一部分又は同様な機能を有する部分、及び工程の繰り返しの説明は省略
する。
ーニング、及びフラッシング(洗浄)処理(水素をフラッシュ物質として用いた水素フラ
ッシュ、シランをフラッシュ物質として用いたシランフラッシュなど)を行ってもよい。
フラッシング処理により、反応室の酸素、窒素、フッ素などの不純物による成膜する膜へ
の汚染を防ぐことができる。
成し、コーティングする(プリコート処理ともいう)を行ってよい。プリコート処理は反
応室内に成膜ガスを流しプラズマ処理することによって、あらかじめ反応室内を保護膜に
よって薄く覆う処理である。例えば、微結晶半導体膜として微結晶シリコン膜を形成する
前に、反応室内を0.2〜0.4μmの非晶質シリコン膜で覆うプリコート処理を行えば
よい。プリコート処理後にもフラッシング処理(水素フラッシュ、シランフラッシュなど
)を行ってもよい。クリーニング処理及びプリコート処理を行う場合は反応室内より基板
を搬出しておく必要があるが、フラッシング処理(水素フラッシュ、シランフラッシュな
ど)を行う場合はプラズマ処理を行わないため基板を搬入した状態でもよい。
前に水素プラズマ処理をすると、保護膜がエッチングされて極少量のシリコンが基板上に
堆積して結晶成長の核となりうる。
汚染を防ぐことができる。
膜前にも行ってもよい。
本実施の形態では、ゲート絶縁膜、微結晶半導体膜、バッファー層の形成方法の例を詳細
に説明する。
説明する。図5(A)(B)は連続成膜することが可能なマイクロ波プラズマCVD装置
である。図5(A)(B)はマイクロ波プラズマCVD装置の平面を示す模式図であり、
共通室1120の周りに、ロード室1110、アンロード室1115、反応室(1)〜反
応室(4)1111〜1114を備えた構成となっている。共通室1120と各室の間に
はゲートバルブ1122〜1127が備えられ、各室で行われる処理が、相互に干渉しな
いように構成されている。なお、反応室の数は4つに限定されず、より少なくても多くて
もよい。反応室が多いと積層する膜の種類ごとに反応室を分けられるため、反応室のクリ
ーニングの回数を減らすことができる。図5(A)は反応室を4つ有する例であり、図5
(B)は反応室を3つ有する例である。
ファー層、及び一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜の形成例を説明する。基
板はロード室1110、アンロード室1115のカセット1128、1129に装填され
、共通室1120の搬送手段1121により反応室(1)〜反応室(4)1111〜11
14へ運ばれる。この装置では、堆積膜種ごとに反応室をあてがうことが可能であり、複
数の異なる被膜を大気に触れさせることなく連続して形成することができる。
導体膜53、バッファー層54、及び一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜5
5を積層形成する。この場合は、原料ガスの切り替えにより異なる種類の膜を連続的に複
数積層することができる。この場合、ゲート絶縁膜を形成した後、反応室内にシラン等の
水素化珪素を導入し、残留酸素及び水素化珪素を反応させて、反応物を反応室外に排出す
ることで、反応室内の残留酸素濃度を低減させることができる。この結果、微結晶半導体
膜に含まれる酸素の濃度を低減することができる。また、微結晶半導体膜に含まれる結晶
粒の酸化を防止することができる。
晶半導体膜53、及びバッファー層54を形成し、反応室(2)及び反応室(4)のそれ
ぞれで一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜55を形成する。一導電型を付与
する不純物が添加された半導体膜55のみ単独で成膜することにより、チャンバーに残存
する一導電型を付与する不純物が他の膜に混入することを防ぐことができる。
形成することとしてもよい。複数の反応室で同じ膜を形成できると、複数の基板に同時に
膜を形成することができる。例えば、図5(A)において、反応室(1)及び反応室(2
)を微結晶半導体膜を形成する反応室とし、反応室(3)を非結晶半導体膜を形成する反
応室とし、反応室(4)を一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜を形成する反
応室とする。反応室(1)又は反応室(2)で微結晶半導体膜を形成した基板は、反応室
(3)でバッファー層を形成し、反応室(4)で一導電型を付与する不純物が添加された
半導体膜を形成する。反応室(3)でバッファー層と一導電型を付与する不純物が添加さ
れた半導体膜を連続して成膜してもよく、この場合、反応室は3つでよいので図5(B)
のプラズマCVD装置を用いればよい。このように、複数の基板を同時に処理する場合、
成膜速度の遅い膜の形成する反応室を複数設けることによって生産性を向上させることが
できる。
フラッシュ、シランフラッシュなど)、または各反応室の内壁に成膜する種類の膜で保護
膜を形成し、コーティングする(プリコート処理ともいう)と好ましい。プリコート処理
は反応室内に成膜ガスを流しプラズマ処理することによって、あらかじめ反応室内を保護
膜によって薄く覆う処理である。例えば、微結晶半導体膜として微結晶シリコン膜を形成
する前に、反応室内を0.2〜0.4μmの非晶質シリコン膜で覆うプリコート処理を行
えばよい。プリコート処理後にもフラッシング処理(水素フラッシュ、シランフラッシュ
など)を行ってもよい。クリーニング処理及びプリコート処理を行う場合は反応室内より
基板を搬出しておく必要があるが、フラッシング処理(水素フラッシュ、シランフラッシ
ュなど)を行う場合はプラズマ処理を行わないため基板を搬入した状態でもよい。
前に水素プラズマ処理をすると、保護膜がエッチングされて極少量のシリコンが基板上に
堆積して結晶成長の核となりうる。
ト絶縁膜52a、52b、微結晶半導体膜53、バッファー層54、及び一導電型を付与
する不純物が添加された半導体膜55を成膜することができるため、量産性を高めること
ができる。また、ある反応室がメンテナンスやクリーニングを行っていても、残りの反応
室において成膜処理が可能となり、成膜のタクトを向上させることができる。また、大気
成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成すること
ができるので、薄膜トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。
体膜53及びバッファー層54を形成し、反応室(3)で一導電型を付与する不純物が添
加された半導体膜55を形成することができる。また、ゲート絶縁膜52aを酸化珪素膜
または酸化窒化珪素膜で形成し、ゲート絶縁膜52bを窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜
で形成する場合、反応室を5つ設け、反応室(1)で、ゲート絶縁膜52aの酸化珪素膜
または酸化窒化珪素膜を形成し、反応室(2)で、ゲート絶縁膜52bの窒化珪素膜また
は窒化酸化珪素膜を形成し、反応室(3)で、微結晶半導体膜を形成し、反応室(4)で
バッファー層を形成し、反応室(5)で、一導電型を付与する不純物が添加された半導体
膜を形成してもよい。
るゲート絶縁膜表面に水素プラズマ処理を行うことによって微結晶半導体膜の微結晶成長
を促進することができる。
膜または一種類の膜を成膜することが可能であり、且つ大気に曝すことなく連続して形成
することができるため、前に成膜した膜の残留物や大気に浮遊する不純物元素に汚染され
ることなく、各積層界面を形成することができる。
、および一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜をマイクロ波プラズマCVD法
で形成し、バッファー層を高周波プラズマCVD法で形成してもよい。
に設けられているが、一つとしロード/アンロード室とでもよい。また、マイクロ波プラ
ズマCVD装置に予備室を設けてもよい。予備室で基板を予備加熱することで、各反応室
において成膜までの加熱時間を短縮することが可能であるため、スループットを向上させ
ることができる。
ス供給部から供給するガスを選択すれば良い。
酸化珪素膜を形成する方法を一例としてあげる。なお、プラズマCVD装置としてマイク
ロ波プラズマCVD装置を例に説明する。
ングする。なお、フッ素ラジカルは、反応室の外側に設けられたプラズマ発生器に、フッ
化炭素、フッ化窒素、またはフッ素を導入し、導入したフッ化炭素、フッ化窒素、または
フッ素を解離し、フッ素ラジカルを反応室に導入することで、反応室内をクリーニングす
ることができる。
室内の残留フッ素と水素を反応させて、残留フッ素の濃度を低減することができる。この
ため、後にプリコート処理として反応室の内壁に成膜する保護膜へのフッ素の混入量を減
らすことが可能であり、保護膜の厚さを薄くすることが可能である。
力を1〜200Pa、好ましくは1〜100Paとし、プラズマ着火用ガスとして、ヘリ
ウム、アルゴン、キセノン、クリプトン等の希ガスのいずれか一種以上のガスを導入する
。さらには、希ガスのいずれか一種及び水素を導入する。特に、プラズマ着火用ガスとし
てヘリウム、更にはヘリウムと水素を用いることが好ましい。
スのいずれか一種以上及び酸素ガスを導入してもよい。希ガスと共に、酸素ガスを反応室
内に導入することで、プラズマの着火を容易とすることができる。
000〜6000Wとしてプラズマを発生させる。次に、ガス供給部から原料ガスを反応
室内に導入する。具体的には、原料ガスとして、一酸化二窒素、希ガス、及びシランを導
入することで、反応室の内壁に保護膜として酸化窒化珪素膜を形成する。このときの水素
化珪素の流量を50〜300sccm、一酸化二窒素の流量を500〜6000sccm
とし、保護膜の膜厚を500〜2000nmとする。
後、反応室内の支持台上に基板を導入する。
膜を堆積させる。
を低下し、電源装置の電源をオフにする。
用ガスとして、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトン等の希ガスのいずれか一種以
上と、原料ガスであるシラン、一酸化二窒素、及びアンモニアを導入する。なお、原料ガ
スとして、アンモニアの代わりに窒素を導入しても良い。次に、電源装置の電源をオンに
し、電源装置の出力を500〜6000W、好ましくは4000〜6000Wとしてプラ
ズマを発生させる。次に、ガス供給部から原料ガスを反応室内に導入し、基板の酸化窒化
珪素膜上にゲート絶縁膜52bとして窒化酸化珪素膜を形成する。次に、原料ガスの供給
を停止し、反応室内の圧力を低下し、電源装置の電源をオフにして、成膜プロセスを終了
する。
板上に酸化窒化珪素膜及び窒化酸化珪素膜を連続的に成膜することで、上層側の窒化酸化
珪素膜中に酸化珪素等の不純物の混入を低減することができる。当該膜は耐圧が高いため
、ゲート絶縁膜として用いると、トランジスタの閾値のばらつきを低減することができる
。また、BT特性を向上させることができる。また、静電気に対する耐性が高まり、高い
電圧が印加されても破壊されにくいトランジスタを作製することができる。また、経時破
壊の少ないトランジスタを作製することができる。また、ホットキャリアダメージの少な
いトランジスタを作製することができる。
化珪素膜の形成方法を用いる。特に、シランに対する一酸化二窒素の流量比を100倍以
上300倍以下、好ましくは150倍以上250倍以下とすると、耐圧の高い酸化窒化珪
素膜を形成することができる。
半導体膜を連続的に成膜する成膜処理方法について示す。まず、上記ゲート絶縁膜と同様
により、反応室内をクリーニングする。
フラッシュ物質として用いたシランフラッシュなど)を行ってもよい。フラッシング処理
により、反応室の酸素、窒素、フッ素などの不純物を除去することができる。例えば、プ
ラズマCVD装置を用いて、モノシランをフラッシュ物質として用い、ガス流量8〜10
SLMをチャンバーに5〜20分間、好ましくは10分〜15分間導入し続けることでシ
ランフラッシュ処理を行う。なお、1SLMは1000sccm、即ち、0.06m3/
hである。
0Pa、好ましくは1〜100Paとし、プラズマ着火用ガスとして、ヘリウム、アルゴ
ン、キセノン、クリプトン等の希ガスのいずれか一種以上を導入する。なお、希ガスと共
に水素を導入してもよい。
000〜6000Wとしてプラズマを発生させる。次に、ガス供給部から原料ガスを反応
室内に導入する。具体的には、原料ガスとして、具体的には、水素化珪素ガス又は塩素化
珪素ガス、及び水素ガスを導入することで、反応室の内壁の表面上に保護膜として微結晶
珪素膜を形成する。また、水素化珪素ガス又は塩素化珪素ガス、及び水素ガスに加え、ヘ
リウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希
釈して微結晶半導体膜を形成することができる。これらのときの水素化珪素に対して水素
の流量比を5倍以上200倍以下、好ましくは50倍以上150倍以下、更に好ましくは
100倍とする。また、このときの保護膜の膜厚を500〜2000nmとする。なお、
電源装置の電源をオンにする前に、反応室内に上記希ガスの他、水素化珪素ガス及び水素
ガスを導入してもよい。
後、反応室内の支持台上に基板を導入する。
素化珪素気体)を導入し、基板上に微結晶半導体膜を堆積させる。微結晶半導体膜の膜厚
を0nmより厚く50nm以下、好ましくは0nmより厚く20nm以下とする。ゲート
絶縁膜表面に水素プラズマを作用させることによってゲート絶縁膜表面に結晶核の生成を
促進することができ、電気特性の高い微結晶半導体膜を形成することができる。
は、水素ガスの流量を微結晶半導体膜の成膜条件より大幅に低減し、珪素気体(水素化珪
素気体又は塩素化珪素気体)の流量を増加する。さらには、水素ガスを反応室内に導入せ
ず、珪素気体(水素珪素気体又は塩素化珪素気体)を導入する。このように珪素気体(水
素化珪素気体又は塩素化珪素気体)に対する水素の流量を低減することにより、バッファ
ー層として非晶質半導体膜の成膜速度を向上させることができる。または、珪素気体(水
素化珪素気体又は塩素化珪素気体)に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンか
ら選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈する。次に、電源装置の電源をオンにし
、電源装置の出力は500〜6000W、好ましくは4000〜6000Wとしてプラズ
マを発生させて、非晶質半導体膜を形成することができる。非晶質半導体膜の成膜速度は
微結晶半導体膜に比べて高いため、反応室内の圧力を低く設定することができる。このと
きの非晶質半導体膜の膜厚を50〜200nmとする。
の圧力を低下し、電源装置の電源をオフにして、非晶質半導体膜の成膜プロセスを終了す
る。
度が高く、原料ガスから多くのラジカルが形成され、基板へ供給されるため、基板でのラ
ジカルの表面反応が促進され、微結晶シリコンの成膜速度を高めることができる。更に、
複数の電源装置、及び複数の誘電体板で構成されるマイクロ波プラズマCVD装置は、安
定した大面積のプラズマを生成することができる。このため、大面積基板上においても、
膜質の均一性を高めた膜を成膜することが可能であると共に、量産性を高めることができ
る。
少ない界面を形成することが可能である。
2000nmの保護膜が形成されている場合は、上記クリーニング処理及び保護膜形成処
理を省くことができる。
である。
次に、表示装置の作製工程について、図9及び図10を用いて説明する。表示装置の有す
る表示素子としては、ここではエレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を用いて示
す。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、
無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機EL素子、後者は無機EL
素子と呼ばれている。また、表示装置に用いられる薄膜トランジスタ85、86は、実施
の形態1乃至4で示す薄膜トランジスタ74と同様に作製でき、電気特性及び信頼性の高
い薄膜トランジスタである。
がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャ
リア(電子および正孔)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成
し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このよう
な発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
類される。分散型無機EL素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有
するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−ア
クセプター再結合型発光である。薄膜型無機EL素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、
さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利
用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機EL素子を用いて説明す
る。また、発光素子の駆動を制御する薄膜トランジスタとして、図3に示すチャネルエッ
チ型の薄膜トランジスタを用いて示す。
5、86を形成し、薄膜トランジスタ85、86上に保護膜として機能する絶縁膜87を
形成する。次に、絶縁膜87上に平坦化膜111を形成し、平坦化膜111上に薄膜トラ
ンジスタ86のソース電極またはドレイン電極に接続する画素電極112を形成する。
ンを用いて形成することが好ましい。
を用いるのが望ましいが、逆にp型の場合は陽極を用いるのが望ましい。具体的には、陰
極としては、仕事関数が小さい材料、例えば、Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi
等を用いることができる。
3を形成する。隔壁113は開口部を有しており、該開口部において画素電極112が露
出している。隔壁113は、有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて
形成する。特に感光性の材料を用い、画素電極上に開口部を形成し、その開口部の側壁が
連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
する。発光層114は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成
されていてもどちらでも良い。
15は、実施の形態1に画素電極77として列挙した透光性を有する導電性材料を用いた
透光性導電膜で形成することができる。共通電極115として上記透光性導電膜の他に、
窒化チタン膜またはチタン膜を用いても良い。図9(B)では、共通電極115としIT
Oを用いている。隔壁113の開口部において、画素電極112と発光層114と共通電
極115が重なり合うことで、発光素子117が形成されている。この後、発光素子11
7に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、共通電極115及び隔壁11
3上に保護膜116を形成することが好ましい。保護膜116としては、窒化珪素膜、窒
化酸化珪素膜、DLC膜等を形成することができる。
高く、脱ガスの少ない保護フィルム(貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等)
やカバー材でパッケージング(封入)することが好ましい。
型の場合を例に挙げて、画素の断面構造について説明する。図10(A)(B)(C)の
表示装置に用いられる駆動用TFT7001、7011、7021は、実施の形態1乃至
4で示す薄膜トランジスタ74と同様に作製でき、電気特性及び信頼性の高い薄膜トラン
ジスタである。
して、基板上に薄膜トランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取
り出す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反対
側の面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、本発明の画素構成はどの射出
構造の発光素子にも適用することができる。
陽極7005側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図10(A)では、発光素子70
02の陰極7003と駆動用TFT7001が電気的に接続されており、陰極7003上
に発光層7004、陽極7005が順に積層されている。陰極7003は仕事関数が小さ
く、なおかつ光を反射する導電膜であれば公知の材料を用いることができる。例えば、C
a、Al、CaF、MgAg、AlLi等が望ましい。そして発光層7004は、単数の
層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。
複数の層で構成されている場合、陰極7003上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホ
ール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの層を全て設ける必要はない。陽
極7005は光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成し、例えば酸化タング
ステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チ
タンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化
物(以下、ITOと示す。)、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム
錫酸化物などの透光性を有する導電性導電膜を用いても良い。
相当する。図10(A)に示した画素の場合、発光素子7002から発せられる光は、白
抜きの矢印で示すように陽極7005側に射出する。
011がn型で、発光素子7012から発せられる光が陰極7013側に射出する場合の
、画素の断面図を示す。図10(B)では、駆動用TFT7011と電気的に接続された
透光性を有する導電膜7017上に、発光素子7012の陰極7013が成膜されており
、陰極7013上に発光層7014、陽極7015が順に積層されている。なお、陽極7
015が透光性を有する場合、陽極上を覆うように、光を反射または遮蔽するための遮蔽
膜7016が成膜されていてもよい。陰極7013は、図10(A)の場合と同様に、仕
事関数が小さい導電膜であれば様々な材料を用いることができる。ただしその膜厚は、光
を透過する程度(好ましくは、5nm〜30nm程度)とする。例えば20nmの膜厚を
有するAlを、陰極7013として用いることができる。そして発光層7014は、図1
0(A)と同様に、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成され
ていてもどちらでも良い。陽極7015は光を透過する必要はないが、図10(A)と同
様に、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。そして遮蔽膜7016
は、例えば光を反射する金属等を用いることができるが、金属膜に限定されない。例えば
黒の顔料添加した樹脂等を用いることもできる。
に相当する。図10(B)に示した画素の場合、発光素子7012から発せられる光は、
白抜きの矢印で示すように陰極7013側に射出する。
では、駆動用TFT7021と電気的に接続された透光性を有する導電膜7027上に、
発光素子7022の陰極7023が成膜されており、陰極7023上に発光層7024、
陽極7025が順に積層されている。陰極7023は、図10(A)の場合と同様に、仕
事関数が小さい導電膜であれば公知の材料を用いることができる。ただしその膜厚は、光
を透過する程度とする。例えば20nmの膜厚を有するAlを、陰極7023として用い
ることができる。そして発光層7024は、図10(A)と同様に、単数の層で構成され
ていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極7025
は、図10(A)と同様に、光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成するこ
とができる。
22に相当する。図10(C)に示した画素の場合、発光素子7022から発せられる光
は、白抜きの矢印で示すように陽極7025側と陰極7023側の両方に射出する。
L素子を設けることも可能である。
発光素子が電気的に接続されている例を示したが、駆動用TFTと発光素子との間に電流
制御用TFTが接続されている構成であってもよい。
発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
光装置は、電気特性及び信頼性の高い薄膜トランジスタを用いているため、コントラスト
が高く、視認性の高い発光装置である。また、レーザ結晶化工程のない微結晶半導体膜を
用いた薄膜トランジスタを用いているため、視認性の高い発光装置を量産高く作製するこ
とができる。
本実施の形態では、実施の形態1乃至4で示す薄膜トランジスタを有する表示装置につい
て、以下に示す。本実施の形態は、表示素子として液晶表示素子を用いた液晶表示装置の
例を図12乃至図25を用いて説明する。図12乃至図25の液晶表示装置に用いられる
TFT628、629は、実施の形態1乃至4で示す薄膜トランジスタと同様に作製でき
、電気特性及び信頼性の高い薄膜トランジスタである。
。VA型の液晶表示装置とは、液晶表示パネルの液晶分子の配列を制御する方式の一種で
ある。VA型の液晶表示装置は、電圧が印加されていないときにパネル面に対して液晶分
子が垂直方向を向く方式である。本実施の形態では、特に画素(ピクセル)をいくつかの
領域(サブピクセル)に分け、それぞれ別の方向に分子を倒すよう工夫されている。これ
をマルチドメイン化あるいはマルチドメイン設計という。以下の説明では、マルチドメイ
ン設計が考慮された液晶表示装置について説明する。
電極が形成される基板側の平面図であり、図中に示す切断線G−Hに対応する断面構造を
図12に表している。また、図14は対向電極が形成される基板側の平面図である。以下
の説明ではこれらの図を参照して説明する。
された基板600と、対向電極640等が形成される対向基板601とが重ね合わせられ
、液晶が注入された状態を示している。
色膜634、第2の着色膜636、第3着色膜638、対向電極640が形成されている
。この構造により、液晶の配向を制御するための突起644とスペーサ642の高さを異
ならせている。画素電極624上には配向膜648が形成され、同様に対向電極640上
にも配向膜646が形成されている。この間に液晶層650が形成されている。
い。さらには、スペーサ642を基板600上に形成される画素電極624上に形成して
もよい。
0が形成される。画素電極624は、TFT628、配線、及び保持容量部630を覆う
絶縁膜620、絶縁膜を覆う第3絶縁膜622をそれぞれ貫通するコンタクトホール62
3で、配線618と接続する。TFT628は実施の形態1で示す薄膜トランジスタを適
宜用いることができる。また、保持容量部630は、TFT628のゲート配線602と
同様に形成した第1の容量配線604と、ゲート絶縁膜606と、配線616、618と
同様に形成した第2の容量配線617で構成される。
れている。
て形成する。画素電極624にはスリット625を設ける。スリット625は液晶の配向
を制御するためのものである。
れぞれ画素電極624及び保持容量部630と同様に形成することができる。TFT62
8とTFT629は共に配線616と接続している。この液晶表示パネルの画素(ピクセ
ル)は、画素電極624と画素電極626により構成されている。画素電極624と画素
電極626はサブピクセルである。
対向電極640は、画素電極624と同様の材料を用いて形成することが好ましい。対向
電極640上には液晶の配向を制御する突起644が形成されている。また、遮光膜63
2の位置に合わせてスペーサ642が形成されている。
線602、配線616と接続している。この場合、容量配線604と容量配線605の電
位を異ならせることで、液晶素子651と液晶素子652の動作を異ならせることができ
る。すなわち、容量配線604と容量配線605の電位を個別に制御することにより液晶
の配向を精密に制御して視野角を広げている。
電界の歪み(斜め電界)が発生する。このスリット625と、対向基板601側の突起6
44とを交互に咬み合うように配置することで、斜め電界が効果的に発生させて液晶の配
向を制御することで、液晶が配向する方向を場所によって異ならせている。すなわち、マ
ルチドメイン化して液晶表示パネルの視野角を広げている。
る。
の平面図であり、図中に示す切断線Y−Zに対応する断面構造を図16に表している。以
下の説明ではこの両図を参照して説明する。
続されている。各TFTは、異なるゲート信号で駆動されるように構成されている。すな
わち、マルチドメイン設計された画素において、個々の画素電極に印加する信号を、独立
して制御する構成を有している。
ている。また、画素電極626はコンタクトホール627において、配線619でTFT
629と接続している。TFT628のゲート配線602と、TFT629のゲート配線
603には、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、デー
タ線として機能する配線616は、TFT628とTFT629で共通に用いられている
。TFT628とTFT629は実施の形態1で示す薄膜トランジスタを適宜用いること
ができる。また、容量配線690が設けられている。
れている。V字型に広がる画素電極624の外側を囲むように画素電極626が形成され
ている。画素電極624と画素電極626に印加する電圧のタイミングを、TFT628
及びTFT629により異ならせることで、液晶の配向を制御している。この画素構造の
等価回路を図19に示す。TFT628はゲート配線602と接続し、TFT629はゲ
ート配線603と接続している。ゲート配線602とゲート配線603は異なるゲート信
号を与えることで、TFT628とTFT629の動作タイミングを異ならせることがで
きる。
いる。また、第2の着色膜636と対向電極640の間には平坦化膜637が形成され、
液晶の配向乱れを防いでいる。図18に対向基板側の構造を示す。対向電極640は異な
る画素間で共通化されている電極であるが、スリット641が形成されている。このスリ
ット641と、画素電極624及び画素電極626側のスリット625とを交互に咬み合
うように配置することで、斜め電界が効果的に発生させて液晶の配向を制御することがで
きる。これにより、液晶が配向する方向を場所によって異ならせることができ、視野角を
広げている。
形成されている。また、画素電極626と液晶層650と対向電極640が重なり合うこ
とで、第2の液晶素子が形成されている。また、一画素に第1の液晶素子と第2の液晶素
子が設けられたマルチドメイン構造である。
て水平方向に電界を加えることで液晶を駆動して階調表現する方式である。この方式によ
れば、視野角を約180度にまで広げることができる。以下の説明では、横電界方式を採
用する液晶表示装置について説明する。
向基板601を重ね合わせ、液晶を注入した状態を示している。対向基板601には遮光
膜632、第2の着色膜636、平坦化膜637などが形成されている。画素電極は基板
600側に有るので、対向基板601側には設けられていない。基板600と対向基板6
01の間に液晶層650が形成されている。
604、並びに及び実施の形態1で示すTFT628が形成される。第1の画素電極60
7は、実施の形態1で示す画素電極77と同様の材料を用いることができる。また、第1
の画素電極607は略画素の形状に区画化した形状で形成する。なお、第1の画素電極6
07及び容量配線604上にはゲート絶縁膜606が形成される。
6は液晶表示パネルにおいてビデオ信号をのせるデータ線であり一方向に伸びる配線であ
ると同時に、ソース領域610と接続し、ソース及びドレインの一方の電極となる。配線
618はソース及びドレインの他方の電極となり、第2の画素電極624と接続する配線
である。
は、絶縁膜620に形成されるコンタクトホールにおいて、配線618に接続する第2の
画素電極624が形成される。画素電極624は実施の形態1で示した画素電極77と同
様の材料を用いて形成する。
形成される。なお、保持容量は第1の画素電極607と第2の画素電極624の間で形成
している。
面構造を図20に表している。画素電極624にはスリット625が設けられる。スリッ
ト625は液晶の配向を制御するためのものである。この場合、電界は第1の画素電極6
07と第2の画素電極624の間で発生する。第1の画素電極607と第2の画素電極6
24の間にはゲート絶縁膜606が形成されているが、ゲート絶縁膜606の厚さは50
〜200nmであり、2〜10μmである液晶層の厚さと比較して十分薄いので、実質的
に基板600と平行な方向(水平方向)に電界が発生する。この電界により液晶の配向が
制御される。この基板と略平行な方向の電界を利用して液晶分子を水平に回転させる。こ
の場合、液晶分子はどの状態でも水平であるため、見る角度によるコントラストなどの影
響は少なく、視野角が広がることとなる。また、第1の画素電極607と第2の画素電極
624は共に透光性の電極であるので、開口率を向上させることができる。
の画素構造を示している。図23は平面図であり、図中に示す切断線I−Jに対応する断
面構造を図22に表している。以下の説明ではこの両図を参照して説明する。
向基板601を重ね合わせ、液晶を注入した状態を示している。対向基板601には遮光
膜632、第2の着色膜636、平坦化膜637などが形成されている。画素電極は基板
600側にあるので、対向基板601側には設けられていない。基板600と対向基板6
01の間に液晶層650が形成されている。
る。共通電位線609はTFT628のゲート配線602と同時に形成することができる
。また、第1の画素電極607は略画素の形状に区画化した形状で形成する。
6は液晶表示パネルにおいてビデオ信号をのせるデータ線であり一方向に伸びる配線であ
ると同時に、ソース領域610と接続し、ソース及びドレインの一方の電極となる。配線
618はソース及びドレインの他方の電極となり、第2の画素電極624と接続する配線
である。
は、絶縁膜620に形成されるコンタクトホール623において、配線618に接続する
第2の画素電極624が形成される。画素電極624は実施の形態1で示した画素電極7
7と同様の材料を用いて形成する。なお、図23に示すように、画素電極624は、共通
電位線609と同時に形成した櫛形の電極と横電界が発生するように形成される。また、
画素電極624の櫛歯の部分が共通電位線609と同時に形成した櫛形の電極と交互に咬
み合うように形成される。
の電界により液晶の配向が制御される。この基板と略平行な方向の電界を利用して液晶分
子を水平に回転させる。この場合、液晶分子はどの状態でも水平であるため、見る角度に
よるコントラストなどの影響は少なく、視野角が広がることとなる。
れる。保持容量は共通電位線609と容量電極615の間にゲート絶縁膜606を設け、
それにより形成している。容量電極615と画素電極624はコンタクトホール633を
介して接続されている。
り、図中に示す切断線K−Lに対応する断面構造を図24に表している。以下の説明では
この両図を参照して説明する。
いる。データ線として機能する配線616は、TFT628と接続している。TFT62
8は実施の形態1に示すTFTのいずれかを適用することができる。
いる。また、第2の着色膜636と対向電極640の間には平坦化膜637が形成され、
液晶の配向乱れを防いでいる。液晶層650は画素電極624と対向電極640の間に形
成されている。
れている。
ぐための遮蔽膜(ブラックマトリクス)などが形成されていても良い。また、基板600
の薄膜トランジスタが形成されている面とは逆の面に偏光板を貼り合わせ、また対向基板
601の対向電極640が形成されている面とは逆の面に、偏光板を貼り合わせておく。
は、オフ電流が少なく、電気特性及び信頼性の高い薄膜トランジスタを用いているため、
コントラストが高く、視認性の高い液晶表示装置である。また、レーザ結晶化工程のない
微結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタを用いているため、視認性の高い液晶表示装置
を量産高く作製することができる。
次に、本発明の表示装置の一形態である表示パネルの構成について、以下に示す。本実施
の形態では、表示素子として液晶表示素子を有する液晶表示装置の一形態である液晶表示
パネル(液晶パネルともいう)、表示素子として発光素子を有する表示装置一形態である
発光表示パネル(発光パネルともいう)について説明する。
画素部6012と接続している発光表示パネルの形態を示す。画素部6012及び走査線
駆動回路6014は、微結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタを用いて形成する。微結
晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタよりも高い移動度が得られるトランジスタで信号線
駆動回路を形成することで、走査線駆動回路よりも高い駆動周波数が要求される信号線駆
動回路の動作を安定させることができる。なお、信号線駆動回路6013は、単結晶の半
導体を用いたトランジスタ、多結晶の半導体を用いた薄膜トランジスタ、またはSOIを
用いたトランジスタであっても良い。画素部6012と、信号線駆動回路6013と、走
査線駆動回路6014とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC6015を介し
て供給される。
。
成された基板上に貼り合わせる必要はなく、例えばFPC上に貼り合わせるようにしても
良い。図6(B)に、信号線駆動回路6023のみを別途形成し、基板6021上に形成
された画素部6022及び走査線駆動回路6024と接続している発光装置パネルの形態
を示す。画素部6022及び走査線駆動回路6024は、微結晶半導体膜を用いた薄膜ト
ランジスタを用いて形成する。信号線駆動回路6023は、FPC6025を介して画素
部6022と接続されている。画素部6022と、信号線駆動回路6023と、走査線駆
動回路6024とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC6025を介して供給
される。
た薄膜トランジスタを用いて画素部と同じ基板上に形成し、残りを別途形成して画素部と
電気的に接続するようにしても良い。図6(C)に、信号線駆動回路が有するアナログス
イッチ6033aを、画素部6032、走査線駆動回路6034と同じ基板6031上に
形成し、信号線駆動回路が有するシフトレジスタ6033bを別途異なる基板に形成して
貼り合わせる発光装置パネルの形態を示す。画素部6032及び走査線駆動回路6034
は、微結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタを用いて形成する。信号線駆動回路が有す
るシフトレジスタ6033bは、FPC6035を介して画素部6032と接続されてい
る。画素部6032と、信号線駆動回路と、走査線駆動回路6034とに、それぞれ電源
の電位、各種信号等が、FPC6035を介して供給される。
板上に、微結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。
、ワイヤボンディング方法、或いはTAB方法などを用いることができる。また接続する
位置は、電気的な接続が可能であるならば、図6に示した位置に限定されない。また、コ
ントローラ、CPU、メモリ等を別途形成し、接続するようにしても良い。
形態に限定されない。シフトレジスタとアナログスイッチに加え、バッファ、レベルシフ
タ、ソースフォロワ等、他の回路を有していても良い。また、シフトレジスタとアナログ
スイッチは必ずしも設ける必要はなく、例えばシフトレジスタの代わりにデコーダ回路の
ような信号線の選択ができる別の回路を用いても良いし、アナログスイッチの代わりにラ
ッチ等を用いても良い。
11を用いて説明する。図11は、第1の基板上に形成された微結晶半導体膜を用いた薄
膜トランジスタ及び発光素子を、第2の基板との間にシール材によって封止した、パネル
の上面図であり、図11(B)は、図11(A)のE−Fにおける断面図に相当する。
ようにして、シール材4505が設けられている。また画素部4502と、走査線駆動回
路4504の上に第2の基板4506が設けられている。よって画素部4502と、走査
線駆動回路4504とは、第1の基板4501とシール材4505と第2の基板4506
とによって、充填材4507と共に密封されている。また第1の基板4501上のシール
材4505によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に多結晶
半導体膜で形成された信号線駆動回路4503が実装されている。なお本実施の形態では
、多結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタを有する信号線駆動回路を、第1の基板45
01に貼り合わせる例について説明するが、単結晶半導体を用いたトランジスタで信号線
駆動回路を形成し、貼り合わせるようにしても良い。図11では、信号線駆動回路450
3に含まれる、多結晶半導体膜で形成された薄膜トランジスタ4509を例示する。
薄膜トランジスタを複数有しており、図11(B)では、画素部4502に含まれる薄膜
トランジスタ4510とを例示している。なお本実施の形態では、薄膜トランジスタ45
10が駆動用TFTであると仮定するが、薄膜トランジスタ4510は電流制御用TFT
であっても良いし、消去用TFTであっても良い。薄膜トランジスタ4510は微結晶半
導体膜を用いた薄膜トランジスタに相当し、実施の形態1乃至4に示す工程で同様に作製
することができる。
スタ4510のソース電極またはドレイン電極と、配線4517を介して電気的に接続さ
れている。そして本実施の形態では、発光素子4511の共通電極と透光性を有する導電
膜4512が電気的に接続されている。なお発光素子4511の構成は、本実施の形態に
示した構成に限定されない。発光素子4511から取り出す光の方向や、薄膜トランジス
タ4510の極性などに合わせて、発光素子4511の構成は適宜変えることができる。
4502に与えられる各種信号及び電位は、図11(B)に示す断面図では図示されてい
ないが、引き回し配線4514及び4515を介して、FPC4518から供給されてい
る。
膜から形成されている。また、引き回し配線4514、4515は、配線4517と同じ
導電膜から形成されている。
気的に接続されている。
ればならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたは
アクリルフィルムのような透光性を有する材料を用いる。
脂または熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル、
ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはEV
A(エチレンビニルアセテート)を用いることができる。本実施の形態は充填材として窒
素を用いた。
位相差板(λ/4板、λ/2板)、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよ
い。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により
反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
ている例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を別
途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを
別途形成して実装しても良い。
、図26を用いて説明する。図26(A)は、第1の基板4001上に形成された微結晶
半導体膜を有する薄膜トランジスタ4010及び液晶素子4013を、第2の基板400
6との間にシール材4005によって封止した、パネルの上面図であり、図26(B)は
、図26(A)のM−Nにおける断面図に相当する。
ようにして、シール材4005が設けられている。また画素部4002と、走査線駆動回
路4004の上に第2の基板4006が設けられている。よって画素部4002と、走査
線駆動回路4004とは、第1の基板4001とシール材4005と第2の基板4006
とによって、液晶4008と共に封止されている。また第1の基板4001上のシール材
4005によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に多結晶半
導体膜で形成された信号線駆動回路4003が実装されている。なお本実施の形態では、
多結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタを有する信号線駆動回路を、第1の基板400
1に貼り合わせる例について説明するが、単結晶半導体を用いたトランジスタで信号線駆
動回路を形成し、貼り合わせるようにしても良い。図26では、信号線駆動回路4003
に含まれる、多結晶半導体膜で形成された薄膜トランジスタ4009を例示する。
薄膜トランジスタを複数有しており、図26(B)では、画素部4002に含まれる薄膜
トランジスタ4010とを例示している。薄膜トランジスタ4010は微結晶半導体膜を
用いた薄膜トランジスタに相当し、実施の形態1乃至4に示す工程で同様に作製すること
ができる。
トランジスタ4010と配線4040、配線4041を介して電気的に接続されている。
そして液晶素子4013の対向電極4031は第2の基板4006上に形成されている。
画素電極4030と対向電極4031と液晶4008とが重なっている部分が、液晶素子
4013に相当する。
テンレス)、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては
、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)板、PV
F(ポリビニルフルオライド)フィルム、ポリエステルフィルム、またはアクリル樹脂フ
ィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをPVFフィルムやポリエステ
ルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
離(セルギャップ)を制御するために設けられている。なお絶縁膜を選択的にエッチング
することで得られるスペーサを用いていても良い。
002に与えられる各種信号及び電位は、引き回し配線4014、4015を介して、F
PC4018から供給されている。
同じ導電膜から形成されている。また、引き回し配線4014、4015は、配線404
1と同じ導電膜で形成されている。
気的に接続されている。
にカラーフィルタや遮蔽膜を有していても良い。
いる例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を別途
形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別
途形成して実装しても良い。
である。
本発明により得られる表示装置等は、表示モジュール(アクティブマトリクス型ELモジ
ュール又は液晶モジュール)に用いることができる。即ち、それらを表示部に組み込んだ
電子機器全てに本発明を実施できる。
ディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、プロジェクタ、カース
テレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話また
は電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図7に示す。
体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。FPCまで取り付けられ
た表示パネルのことを表示モジュールとも呼ぶ。表示モジュールにより主画面2003が
形成され、その他付属設備としてスピーカー部2009、操作スイッチなどが備えられて
いる。このように、テレビジョン装置を完成させることができる。
みこまれ、受信機2005により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム2004を介
して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向(送信者から受信
者)又は双方向(送信者と受信者間、又は受信者間同士)の情報通信をすることもできる
。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン操作機2
006により行うことが可能であり、このリモコン操作機2006にも出力する情報を表
示する表示部2007が設けられていても良い。
ネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成に
おいて、主画面2003を視野角の優れた発光表示パネルで形成し、サブ画面を低消費電
力で表示可能な液晶表示パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるため
には、主画面2003を液晶表示パネルで形成し、サブ画面を発光表示パネルで形成し、
サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。
画素部901が形成されている。信号線駆動回路902と走査線駆動回路903は、画素
部901が設けられた基板にCOG方式により実装されていても良い。
のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路905と、そこから出力される信号を赤、
緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路906と、その映像信号をド
ライバICの入力仕様に変換するためのコントロール回路907などを有している。コン
トロール回路907は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動す
る場合には、信号線側に信号分割回路908を設け、入力デジタル信号をm個に分割して
供給する構成としても良い。
その出力は音声信号処理回路910を経てスピーカ913に供給される。制御回路911
は受信局(受信周波数)や音量の制御情報を入力部912から受け、チューナ904や音
声信号処理回路910に信号を送出する。
め、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など大面積の表
示媒体としても様々な用途に適用することができる。
部2302、操作部2303などを含んで構成されている。表示部2302においては、
上記実施の形態で説明した表示装置を適用することで、量産性を高めることができる。
んでいる。表示部2402に、上記実施の形態に示す表示装置を適用することにより、量
産性を高めることができる。
支柱2504、台2505、電源2506を含む。本発明の製造装置を用いて形成される
表示装置を照明部2501に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定
型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。本発明の製造装置により大幅な
製造コストの低減を図ることができ、安価な卓上照明器具を提供することができる。
Claims (2)
- 第1の基板と、
前記第1の基板上方の半導体膜と、
前記半導体膜とゲート絶縁膜を介して重なる領域を有するゲート電極と、
前記半導体膜と電気的に接続された画素電極と、
前記画素電極上方の配向膜と、
前記配向膜上方の絶縁膜と、
前記絶縁膜上方の対向電極と、
前記対向電極上方の第1の着色膜と、
前記第1の着色膜上方の第2の着色膜と、
前記第2の着色膜上方の遮光膜と、
前記遮光膜上方の第2の基板と、を有することを特徴とする半導体装置。 - 第1の基板と、
前記第1の基板上方の半導体膜と、
前記半導体膜とゲート絶縁膜を介して重なる領域を有するゲート電極と、
前記半導体膜と電気的に接続された画素電極と、
前記画素電極上方の配向膜と、
前記配向膜上方の絶縁膜と、
前記絶縁膜上方の対向電極と、
前記対向電極上方の第1の着色膜と、
前記第1の着色膜上方の第2の着色膜と、
前記第2の着色膜上方の遮光膜と、
前記遮光膜上方の第2の基板と、を有し、
前記対向電極は、前記第1の着色膜の上面及び側面と、前記第2の着色膜の上面及び側面と、に接することを特徴とする半導体装置。
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