JP3895667B2 - 有機ｅｌディスプレイ装置 - Google Patents
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Landscapes
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
近年において、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ装置が開発されている。有機ＥＬ素子を多数使用した有機ＥＬディスプレイをアクティブマトリックス回路により駆動する場合、各有機ＥＬのピクセル（画素）には、このピクセルに対して供給する電流を制御するための薄膜トランジスタが一組ずつ接続される。
【０００３】
従来のアクティブマトリックス型の有機ＥＬディスプレイ装置の回路図の一例を図６に示す（特開平８−２３４６８３号公報）。この有機ＥＬディスプレイ装置は、Ｘ方向信号線３０１−１、３０１−２・・・、Ｙ方向信号線３０２−１、３０２−２・・・、電源（Ｖｄｄ）線３０３−１、３０３−２・・・、スイッチ用薄膜トランジスタ３０４−１、３０４−２・・・、電流制御用薄膜トランジスタ３０５−１、３０５−２・・・、有機ＥＬ素子３０６−１、３０６−２・・・、コンデンサ３０７−１、３０７−２・・・、Ｘ方向周辺駆動回路３０８、Ｙ方向周辺駆動回路３０９等により構成される。
【０００４】
Ｘ方向信号線３０１、Ｙ方向信号線３０２により画素が特定され、その画素においてスイッチ用薄膜トランジスタ３０４がオンにされる。これにより電流制御用薄膜トランジスタ３０５がオンにされ、電源線３０３より供給される電流により有機ＥＬ素子３０６に電流が流れ、これが発光される。
【０００５】
例えばＸ方向信号線３０１−１に画像データに応じた信号が出力され、Ｙ方向信号線３０２−１にＹ方向走査信号が出力されると、これにより特定された画素のスイッチ用薄膜トランジスタ３０４−１がオンになり、画像データに応じた信号により電流制御用薄膜トランジスタ３０５−１が導通されて有機ＥＬ素子３０６−１にこの画像データに応じた電流が流れ、発光される。
【０００６】
図６から明らかなように、アクティブマトリックス回路を構成する場合、Ｘ方向周辺駆動回路３０８からの配線及びＹ方向周辺駆動回路３０９からの配線、電源（Ｖｄｄ）からの配線が必ず交差するため、これらの配線が短絡しないように配線は層間絶縁膜を介した２層以上の積層構造とする必要がある。
【０００７】
この際、下層の配線の下面は、薄膜トランジスタのシリコン活性層あるいはゲート電極シリコン層と接続される。また下層配線の上面は上層の電極配線あるいはＥＬ画素の透明電極と接続される。
【０００８】
従って下層配線の材料には配線として低抵抗であること以外に、シリコンのアルミニウム配線中への拡散を防ぐためのバリアメタルとしての機能、層間絶縁膜のコンタクトホール開口エッチング時におけるダメージ即ちウエットエッチング時においてはフッ化アンモニウムにエッチングされない対薬品性、ドライエッチング時においては層間絶縁膜との十分な選択比（エッチング速度の比）が必要であること等の条件に耐えるとともに、かつその後の上層配線と電気的に接続が可能な安定性が求められる。
【０００９】
また層間膜成膜時に係る熱ストレスに対してもヒロックの発生、つまり材料が結晶化して突出部分が形成されないことが要求される。そして他の材料と反応を起こし易いＩＴＯ（酸化インジューム・スズ）等の透明電極とも安定に電気的接続ができる必要もある。
【００１０】
従来の有機ＥＬディスプレイ用の薄膜トランジスタ回路では、これらの機能を有する材料として、５０ａｔｍ％以下の窒素を含有させた窒化チタンを使用していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような有機ＥＬディスプレイにおいて、下層配線の材料に窒化チタンを使用した場合、抵抗が少し大きく、比抵抗で９０μΩ・ｃｍ、シート抵抗で５Ω／口以上であり、下層配線として使用した場合、抵抗値を下げるため、膜厚を例えば２５００Å以上に厚くする必要がある。
【００１２】
一方窒化チタンは、加工が非常に難しく、ドライエッチングで膜厚の厚い窒化チタンを加工した場合、処理時間が長くなって窒化チタン以外の部分に対するダメージが大きい上に、段差側壁に窒化チタン膜が残ってショートが発生し易くなって電気不良を多発した。
【００１３】
またウエットエッチングで加工した場合にはエッチングダメージや段差側壁部の膜残りの問題はなくなるが、現在使用されている仕様以上の微細化・高解像度化は不可能であった。
【００１４】
このように、窒化チタンでは、現在使用されている仕様以上の有機ＥＬディスプレイの微細化、高解像度化をはかることは不可能であった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、有機ＥＬディスプレイの一層の微細化、高解像度化をはかることが可能であるのみならず、高信頼性を可能にした配線材料を用いたものを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような本発明の目的は、下記の如き構成により達成することができる。
【００１７】
（１）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、ＥＬ画素領域を画定するため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と配線を介して電気的に接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００１８】
（２）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタのシリコン活性層と重ならないように前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と配線を介して電気的に接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００１９】
（３）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と接続した下層配線と、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタのソース領域と電気的に接続し、かつ前記第１の層間絶縁膜上に形成された上層配線と、前記下層配線の一部を露出させるため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記下層配線と接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記下層配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２０】
（４）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と接続した下層配線と、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタのソース領域と電気的に接続し、かつ前記第１の層間絶縁膜上に形成された上層配線と、前記下層配線の一部を露出させるため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記下層配線と接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記下層配線は、前記ドレイン領域と接続して設けられたタングステン又はモリブデン、及び前記透明電極と接続し前記タングステン又はモリブデン上に設けられた窒化チタンからなり、前記下層配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２１】
（５）前記第１の層間絶縁膜と前記有機ＥＬ層との間に、前記開口部においてテーパー形状にエッチング処理された第２の層間絶縁膜を有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２２】
（６）前記透明電極はＩＴＯからなることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２３】
（７）有機ＥＬ素子と、これに接続された電流制御用薄膜トランジスタを具備するアクティブマトリックス駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置において、前記電流制御用薄膜トランジスタと前記有機ＥＬ素子を構成する透明電極との間を、上に窒化チタン薄膜を積層したモリブデンよりなる配線により接続することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２４】
（８）ソース・ドレイン及びゲートを具備する薄膜トランジスタと、これに接続された、上に窒化チタン薄膜を積層したモリブデンよりなる配線を形成し、下層配線と層間絶縁膜を介して交差する上層アルミニウム配線を設けるとともに、前記下層配線を、上に窒化チタン薄膜を積層したモリブデンにより構成し、この下層配線をアルミニウム配線と接続したことを特徴とする半導体装置。
【００２５】
このように薄膜トランジスタの活性層と上層アルミニウム配線との間に窒化チタンとタングステンを積層した膜、あるいは窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、耐熱、耐薬品性の安定した特性の、しかも窒化チタン単層に比較して比抵抗を大幅に減少したものとすることができるので配線を微細化することができる。
【００２６】
また有機ＥＬ素子の透明電極との接続に窒化チタンとタングステンを積層した膜、あるいは窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、エッチング時に電食を起こし易く、酸化作用により接触不良を起こし易い透明電極との接続を安定して行うことができる。
【００２７】
さらに配線交差部の下層に、窒化チタンとタングステンを積層した膜、あるいは窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、その後の層間絶縁膜形成に伴う熱ストレスを受けても、また電流を流しても、アルミニウムのようにヒロックやエレクトロマイグレーションを発生せず、上部のアルミニウム配線との短絡や断線の生じることがない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１に基づき説明する。第１の実施の形態では、薄膜トランジスタのバリアメタル部分、配線部分あるいは有機ＥＬ部分の透明電極との配線部分にタングステンと窒化チタンを積層した材料を使用した例を示し、図６における電流制御用薄膜トランジスタ３０５と、有機ＥＬ素子３０６に対する部分を示す。
【００２９】
図１（Ａ）に示す如く、まず基板１０１上に通常の固相成長法により多結晶シリコン薄膜を形成し、この多結晶シリコン薄膜を島状に加工してシリコン活性層１０２を得る。この基板１０１としては、例えば石英基板を使用することができる。
【００３０】
次に、このシリコン活性層１０２の上にＳｉＯ2 よりなるゲート酸化膜１０３、Ｐをドープしたポリシリコンよりなるゲート電極１０４を形成する。その後シリコン活性層１０２に不純物を選択的にドープしてソース領域１０５、チャネル形成領域１０６及びドレイン領域１０７が形成される。
【００３１】
それから図１（Ｂ）に示す如く、ゲート絶縁膜１０３にエッチング処理を施し、ソース領域、ドレイン領域、ゲート領域に開口を設ける。そしてタングステンを１００〜２０００Å例えば１０００Åの厚さで基板全面にスパッタリングにより成膜形成し、それに連続して窒化チタンをスパッタリングにより成膜する。この場合、窒素を５０ａｔｍ％以下含有する、例えば４０ａｔｍ％含有する窒化チタンを膜厚５０〜１０００Å、例えば３００Åの厚さで、基板全面に成膜した。
【００３２】
その後、このタングステンと窒化チタンの積層膜を例えばドライエッチング処理して、ソース領域１０５とドレイン領域１０７とゲート領域１０６、基板１０１上で、バリアメタル１０８あるいは下層配線１０９として、所望の形状にエッチングした。そしてこの上に層間絶縁膜１１０として、例えばＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜を例えば４０００Åの厚さで全面に成膜した。
【００３３】
そしてこの層間絶縁膜１１０を、エッチング処理して、先の下層配線１０９上の部分の層間絶縁膜１１０を除去すると共に、バリアメタル１０８上の部分等の層間絶縁膜１１０を除去し、上層配線用のアルミニウムを５０００Åスパッタリングにより成膜する。そしてこのアルミニウム膜をエッチング処理して、必要な上層配線１１１が形成される。
【００３４】
それから図１（Ｃ）に示す如く、第２の層間絶縁膜１１２として、例えばＮＳＧ（ノンシリケートガラス）を厚さ３０００Åの厚さで全面にＣＶＤ（ケミカルベーパーディポシット）により成膜する。そして必要に応じて先の下層配線上、上層配線アルミニウム上及びＥＬ画素形成領域の、この第２の層間絶縁膜１１２をエッチング処理により除去し、電気配線を可能にする。
【００３５】
その後に、図１（Ｄ）に示す如く、透明電極１１３用の電極材料、例えばＩＴＯを全面に成膜し、ＥＬ画素領域に、該電流制御用薄膜トランジスタのドレイン電極からの下層配線１０９と接続されるようにウエットエッチングして透明電極１１３を形成する。そして有機ＥＬ層１１４と有機ＥＬ素子の上部共通電極１１５を、画素領域全面にメタルマスクが設けられた状態で真空蒸着法により形成する。この上部共通電極１１５は、例えば銀を含むマグネシウム膜により構成される。
【００３６】
その後必要に応じ、信頼性向上のための例えばアルミニウムの保護膜の形成を行い、有機ＥＬディスプレイ装置が構成される。
【００３７】
このようにして、バリアメタル、下層配線等を、窒化チタンに比較して、抵抗値の小さなタングステンを含む材料で積層構成して、しかも有機ＥＬ素子と共用してもバリアメタルとしてクロムを使用した場合のようなバリアメタルの溶出が生じないような材料で構成することができるので、有機ＥＬ装置の微細化、高解像度化をはかることができる。
【００３８】
本発明の第２の実施の形態を図２にもとづき説明する。第２の実施の形態ではソース領域１０５、ゲート領域１０６、ドレイン領域１０７、ゲート酸化膜１０３、ゲート電極１０４により構成される薄膜トランジスタのソース電極、ドレイン電極に、前記第１の実施の形態と同様にタングステンと窒化チタンの積層膜によりバリアメタル１０８あるいは下層配線１０９−１を形成する。そして上層アルミニウム配線となるアルミニウム配線１１１−０、１１１−１、１１１−２を形成し、ＮＳＧで構成される第２層間絶縁膜１１２をその上に形成する。なお１１０はＰＳＧで構成される第１層間絶縁膜である。
【００３９】
このようにして抵抗値の小さいタングステンと窒化チタンの積層膜により下層配線を、バリアメタルと同時に形成することができるので下層配線をアルミニウムで作る必要がなく、特別に下層配線をアルミニウムで構成する場合に比較して製造コストを抑制することができる。
【００４０】
本発明の第３の実施の形態を図３にもとづき説明する。第３の実施の形態ではソース領域１２１、ゲート領域１２２、ドレイン領域１２３、ゲート酸化膜１２４、ゲート電極１２５を具備する第１薄膜トランジスタのドレイン出力信号を、ソース領域又はドレイン領域１３１、ゲート酸化膜１３２、ゲート電極１３３を具備する第２薄膜トランジスタのゲート電極に伝達するとき、前記第１の実施の形態と同様にタングステンと窒化チタンの積層膜により形成された下層配線１０９−１によりこの伝達用の配線を構成したものである。
【００４１】
図３は、図６に示すスイッチ用薄膜トランジスタ３０４と電流制御用薄膜トランジスタ３０５の接続状態を示すものである。
【００４２】
このように薄膜トランジスタ間の配線回路を、抵抗値の小さいタングステンと窒化チタンの積層膜により、バリアメタルと同時に形成することができるので、このような薄膜トランジスタ間の配線回路をアルミニウム配線により構成する場合に比較して製造コストを低下することができる。
【００４３】
本発明の第４の実施の形態を図４にもとづき説明する。第４の実施の形態では、前記の如きそのバリアメタルをタングステンと窒化チタンの積層膜により形成された薄膜トランジスタ（図示省略）を有する半導体装置において、下層配線１４１を、このタングステンと窒化チタンの積層膜により構成するものである。図４において、１０１は基板、１１０はＰＳＧにより構成される第１層間絶縁膜、１１２はＮＳＧで構成される第２層間絶縁膜、１４２、１４３、１４４はそれぞれ上層アルミニウム配線である。
【００４４】
このように上層配線部分と交差する下層配線を、バリアメタルと同時にタングステンと窒化チタンの積層膜により構成することができるので、この交差する下層部分を特別にアルミニウムで構成する場合に比較して製造コストを安くすることができる。
【００４５】
本発明の第５の実施の形態を図５にもとづき説明する。第５の実施の形態では、前記第１の実施の形態におけるタングステンと窒化チタンの積層膜の代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜を使用したものであり、この構成を除き同一のため簡単に説明する。
【００４６】
図５（Ａ）に示す如く、基板１０１上に多結晶シリコン薄膜を形成し、島状に加工してシリコン活性層１０２を得る。この上にゲート酸化膜１０３、ゲート電極１０４を形成し、シリコン活性層１０２に不純物を選択的にドープしてソース領域１０５、チャネル形成領域１０６及びドレイン領域１０７を形成する。
【００４７】
次に図５（Ｂ）に示す如く、ゲート酸化膜１０３にエッチング処理を施し、ソース領域、ドレイン領域、ゲート領域に開口を設ける。そしてモリブデンを１００〜２０００Å例えば１０００Åの厚さで基板全面にスパッタリングにより成膜し、それに連続して窒化チタンをスパッタリングにより成膜する。この場合、窒素を５０ａｔｍ％以下含有する、例えば４０ａｔｍ％含有する窒化チタンを膜厚５０〜１０００Å、例えば３００Åの厚さで、基板全面に成膜した。
【００４８】
その後、モリブデンと窒化チタンの積層膜を例えばドライエッチング処理して、ソース領域１０５とドレイン領域１０７とゲート領域１０６、基板１０１上で、バリアメタル１０８′あるいは下層配線１０９′として所望の形状にエッチングし、この上に層間絶縁膜１１０としてＰＳＧ膜を例えば４０００Åの厚さで全面に成膜した。
【００４９】
そしてこの層間絶縁膜１１０をエッチング処理し、先の下層配線１０９′上の部分、バリアメタル１０８′上の部分等の層間絶縁膜１１０を除去し、上部配線用のアルミニウムを５０００Åスパッタリングで成膜する。そしてこのアルミニウム膜をエッチング処理して、必要な上層配線１１１を形成する。
【００５０】
それから、図５（Ｃ）に示す如く、第２の層間絶縁膜１１２として、ＮＳＧを厚さ３０００Åで全面にＣＶＤにより成膜し、必要に応じて先の下層配線上、上層配線アルミニウム上及びＥＬ画素形成領域の、この第２の層間絶縁膜１１２をエッチング処理により除去し、電気配線を可能にする。
【００５１】
その後に図５（Ｄ）に示す如く、透明電極１１３用のＩＴＯを全面に成膜し、ＥＬ画素領域にウエットエッチングして透明電極１１３を形成する。そして有機ＥＬ層１１４と有機ＥＬ素子の上部共通電極１１５を、画素領域全面にメタルマスクが設けられた状態で真空蒸着法により形成する。この上部共通電極１１５は、例えば銀を含むマグネシウム膜により構成される。
【００５２】
その後必要に応じ、信頼性向上のための例えばアルミニウムの保護膜の形成を行い、有機ＥＬディスプレイ装置が構成される。
【００５３】
このようにして、バリアメタル、下層配線等を、窒化チタンに比較して抵抗値の小さなモリブデンを含む材料で構成して、しかも有機ＥＬ素子と共用してもバリアメタルとしてクロムを使用した場合のようなバリアメタルの溶出が生じないような材料で構成することができるので、有機ＥＬ装置の微細化、高解像度化をはかることができる。
【００５４】
本発明の第６の実施の形態を図２にもとづき説明する。第６の実施の形態では、前記第２の実施の形態におけるバリアメタル１０８、下層配線１０９−１をタングステンと窒化チタンの積層膜により構成する代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜によりバリアメタル１０８′、下層配線１０９−１′を構成したものである。これにより前記第２の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００５５】
本発明の第７の実施の形態を図３にもとづき説明する。第７の実施の形態では、前記第３の実施の形態における下層配線１０９−１をタングステンと窒化チタンの積層膜により構成する代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜により下層配線１０９−１′を構成したものである。これにより前記第３の実施の形態と同様の作用効果が得れる。
【００５６】
本発明の第８の実施の形態を図４にもとづき説明する。第８の実施の形態では、前記第４の実施の形態における下層配線１４１をタングステンと窒化チタンの積層膜により構成する代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜により下層配線１４１′を構成したものである。これにより前記第４の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００５７】
本発明においては、窒化チタンの比抵抗が９０μΩ・ｃｍであるのに対し、タングステン、モリブデンの比抵抗が１０〜３０μΩ・ｃｍ（モリブデンの方がやや低い）と窒化チタンより抵抗値がはるかに小さなものを使用してバリアメタルや配線部分を構成したので、その電気抵抗を大幅に小さくすることができ、有機ＥＬ装置の微細化、高解像度をはかることができる。
【００５８】
また上に窒化チタンを形成したので、下のタングステンやモリブデンの表面が酸化して接続不良の生ずることを抑制し、信頼性の高いものを提供することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば下記の効果を奏する。
【００６０】
（１）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとタングステンを積層したバリアメタルを設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるのみならず、従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少しかつ加工性も向上したものを提供することができる。
【００６１】
（２）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとタングステンを積層した膜を設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるため、下層配線と共にバリアメタルとしての機能も有する。
【００６２】
また従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少されかつ加工性も向上するため、微細化と共に、薄膜化による薄膜トランジスタへの応力の低減も可能である。
【００６３】
（３）有機ＥＬ素子の透明電極との接続に窒化チタンとタングステンを積層した膜を設けたので、エッチング時に電食を起こしやすく、また酸化作用により接触不良を起こしやすい透明電極との接続を安定して行うことができるようになった。また、クロムを使用した場合のような、ＥＬの動作電流によるメタルの溶出も発生しない。
【００６４】
（４）配線交差部の下層に、窒化チタンとタングステンを積層した膜を設けたので、その後の層間絶縁膜形成に伴う熱ストレスを受けても、また電流を流しても、アルミニウムのようにヒロックやエレクトロマイグレーションを発生せず、交差部の上層アルミニウム配線との短絡や、断線を発生する恐れのない高信頼性の有機ＥＬディスプレイ装置を提供できる。
【００６５】
（５）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとモリブデンを積層したバリアメタルを設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるのみならず、従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少しかつ加工性も向上したものを提供することができる。
【００６６】
（６）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるため、下層配線と共にバリアメタルとしての機能も有する。
【００６７】
また従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少されかつ加工性も向上するため、微細化と共に、薄膜化による薄膜トランジスタへの応力の低減も可能である。
【００６８】
（７）有機ＥＬ素子の透明電極との接続に窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、エッチング時に電食を起こしやすく、また酸化作用により接触不良を起こしやすい透明電極との接続を安定して行うことができるようになった。また、クロムを使用した場合のような、ＥＬの動作電流によるメタルの溶出も発生しない。
【００６９】
（８）配線交差部の下層に、窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、その後の層間絶縁膜形成に伴う熱ストレスを受けても、また電流を流しても、アルミニウムのようにヒロックやエレクトロマイグレーションを発生せず、交差部の上層アルミニウム配線との短絡や、断線を発生する恐れのない高信頼性の有機ＥＬディスプレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態及び第６の実施の形態説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態及び第７の実施の形態説明図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態及び第８の実施の形態説明図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態説明図である。
【図６】有機ＥＬディスプレイ装置の説明図である。
【符号の説明】
１０１ 基板
１０２ シリコン活性層
１０３ ゲート酸化膜
１０４ ゲート電極
１０５ ソース領域
１０７ ドレイン領域
１０８ バリアメタル
１０９ 下層配線
１１０ 層間絶縁膜
１１１ 上層配線
１１２ 層間絶縁膜
１１３ 透明電極
１１４ 有機ＥＬ層
１１５ 上部共通電極
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
近年において、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ装置が開発されている。有機ＥＬ素子を多数使用した有機ＥＬディスプレイをアクティブマトリックス回路により駆動する場合、各有機ＥＬのピクセル（画素）には、このピクセルに対して供給する電流を制御するための薄膜トランジスタが一組ずつ接続される。
【０００３】
従来のアクティブマトリックス型の有機ＥＬディスプレイ装置の回路図の一例を図６に示す（特開平８−２３４６８３号公報）。この有機ＥＬディスプレイ装置は、Ｘ方向信号線３０１−１、３０１−２・・・、Ｙ方向信号線３０２−１、３０２−２・・・、電源（Ｖｄｄ）線３０３−１、３０３−２・・・、スイッチ用薄膜トランジスタ３０４−１、３０４−２・・・、電流制御用薄膜トランジスタ３０５−１、３０５−２・・・、有機ＥＬ素子３０６−１、３０６−２・・・、コンデンサ３０７−１、３０７−２・・・、Ｘ方向周辺駆動回路３０８、Ｙ方向周辺駆動回路３０９等により構成される。
【０００４】
Ｘ方向信号線３０１、Ｙ方向信号線３０２により画素が特定され、その画素においてスイッチ用薄膜トランジスタ３０４がオンにされる。これにより電流制御用薄膜トランジスタ３０５がオンにされ、電源線３０３より供給される電流により有機ＥＬ素子３０６に電流が流れ、これが発光される。
【０００５】
例えばＸ方向信号線３０１−１に画像データに応じた信号が出力され、Ｙ方向信号線３０２−１にＹ方向走査信号が出力されると、これにより特定された画素のスイッチ用薄膜トランジスタ３０４−１がオンになり、画像データに応じた信号により電流制御用薄膜トランジスタ３０５−１が導通されて有機ＥＬ素子３０６−１にこの画像データに応じた電流が流れ、発光される。
【０００６】
図６から明らかなように、アクティブマトリックス回路を構成する場合、Ｘ方向周辺駆動回路３０８からの配線及びＹ方向周辺駆動回路３０９からの配線、電源（Ｖｄｄ）からの配線が必ず交差するため、これらの配線が短絡しないように配線は層間絶縁膜を介した２層以上の積層構造とする必要がある。
【０００７】
この際、下層の配線の下面は、薄膜トランジスタのシリコン活性層あるいはゲート電極シリコン層と接続される。また下層配線の上面は上層の電極配線あるいはＥＬ画素の透明電極と接続される。
【０００８】
従って下層配線の材料には配線として低抵抗であること以外に、シリコンのアルミニウム配線中への拡散を防ぐためのバリアメタルとしての機能、層間絶縁膜のコンタクトホール開口エッチング時におけるダメージ即ちウエットエッチング時においてはフッ化アンモニウムにエッチングされない対薬品性、ドライエッチング時においては層間絶縁膜との十分な選択比（エッチング速度の比）が必要であること等の条件に耐えるとともに、かつその後の上層配線と電気的に接続が可能な安定性が求められる。
【０００９】
また層間膜成膜時に係る熱ストレスに対してもヒロックの発生、つまり材料が結晶化して突出部分が形成されないことが要求される。そして他の材料と反応を起こし易いＩＴＯ（酸化インジューム・スズ）等の透明電極とも安定に電気的接続ができる必要もある。
【００１０】
従来の有機ＥＬディスプレイ用の薄膜トランジスタ回路では、これらの機能を有する材料として、５０ａｔｍ％以下の窒素を含有させた窒化チタンを使用していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような有機ＥＬディスプレイにおいて、下層配線の材料に窒化チタンを使用した場合、抵抗が少し大きく、比抵抗で９０μΩ・ｃｍ、シート抵抗で５Ω／口以上であり、下層配線として使用した場合、抵抗値を下げるため、膜厚を例えば２５００Å以上に厚くする必要がある。
【００１２】
一方窒化チタンは、加工が非常に難しく、ドライエッチングで膜厚の厚い窒化チタンを加工した場合、処理時間が長くなって窒化チタン以外の部分に対するダメージが大きい上に、段差側壁に窒化チタン膜が残ってショートが発生し易くなって電気不良を多発した。
【００１３】
またウエットエッチングで加工した場合にはエッチングダメージや段差側壁部の膜残りの問題はなくなるが、現在使用されている仕様以上の微細化・高解像度化は不可能であった。
【００１４】
このように、窒化チタンでは、現在使用されている仕様以上の有機ＥＬディスプレイの微細化、高解像度化をはかることは不可能であった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、有機ＥＬディスプレイの一層の微細化、高解像度化をはかることが可能であるのみならず、高信頼性を可能にした配線材料を用いたものを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような本発明の目的は、下記の如き構成により達成することができる。
【００１７】
（１）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、ＥＬ画素領域を画定するため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と配線を介して電気的に接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００１８】
（２）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタのシリコン活性層と重ならないように前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と配線を介して電気的に接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００１９】
（３）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と接続した下層配線と、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタのソース領域と電気的に接続し、かつ前記第１の層間絶縁膜上に形成された上層配線と、前記下層配線の一部を露出させるため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記下層配線と接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記下層配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２０】
（４）基板上に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と接続した下層配線と、前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタのソース領域と電気的に接続し、かつ前記第１の層間絶縁膜上に形成された上層配線と、前記下層配線の一部を露出させるため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、前記下層配線と接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、前記下層配線は、前記ドレイン領域と接続して設けられたタングステン又はモリブデン、及び前記透明電極と接続し前記タングステン又はモリブデン上に設けられた窒化チタンからなり、前記下層配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２１】
（５）前記第１の層間絶縁膜と前記有機ＥＬ層との間に、前記開口部においてテーパー形状にエッチング処理された第２の層間絶縁膜を有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２２】
（６）前記透明電極はＩＴＯからなることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２３】
（７）有機ＥＬ素子と、これに接続された電流制御用薄膜トランジスタを具備するアクティブマトリックス駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置において、前記電流制御用薄膜トランジスタと前記有機ＥＬ素子を構成する透明電極との間を、上に窒化チタン薄膜を積層したモリブデンよりなる配線により接続することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
【００２４】
（８）ソース・ドレイン及びゲートを具備する薄膜トランジスタと、これに接続された、上に窒化チタン薄膜を積層したモリブデンよりなる配線を形成し、下層配線と層間絶縁膜を介して交差する上層アルミニウム配線を設けるとともに、前記下層配線を、上に窒化チタン薄膜を積層したモリブデンにより構成し、この下層配線をアルミニウム配線と接続したことを特徴とする半導体装置。
【００２５】
このように薄膜トランジスタの活性層と上層アルミニウム配線との間に窒化チタンとタングステンを積層した膜、あるいは窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、耐熱、耐薬品性の安定した特性の、しかも窒化チタン単層に比較して比抵抗を大幅に減少したものとすることができるので配線を微細化することができる。
【００２６】
また有機ＥＬ素子の透明電極との接続に窒化チタンとタングステンを積層した膜、あるいは窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、エッチング時に電食を起こし易く、酸化作用により接触不良を起こし易い透明電極との接続を安定して行うことができる。
【００２７】
さらに配線交差部の下層に、窒化チタンとタングステンを積層した膜、あるいは窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、その後の層間絶縁膜形成に伴う熱ストレスを受けても、また電流を流しても、アルミニウムのようにヒロックやエレクトロマイグレーションを発生せず、上部のアルミニウム配線との短絡や断線の生じることがない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１に基づき説明する。第１の実施の形態では、薄膜トランジスタのバリアメタル部分、配線部分あるいは有機ＥＬ部分の透明電極との配線部分にタングステンと窒化チタンを積層した材料を使用した例を示し、図６における電流制御用薄膜トランジスタ３０５と、有機ＥＬ素子３０６に対する部分を示す。
【００２９】
図１（Ａ）に示す如く、まず基板１０１上に通常の固相成長法により多結晶シリコン薄膜を形成し、この多結晶シリコン薄膜を島状に加工してシリコン活性層１０２を得る。この基板１０１としては、例えば石英基板を使用することができる。
【００３０】
次に、このシリコン活性層１０２の上にＳｉＯ2 よりなるゲート酸化膜１０３、Ｐをドープしたポリシリコンよりなるゲート電極１０４を形成する。その後シリコン活性層１０２に不純物を選択的にドープしてソース領域１０５、チャネル形成領域１０６及びドレイン領域１０７が形成される。
【００３１】
それから図１（Ｂ）に示す如く、ゲート絶縁膜１０３にエッチング処理を施し、ソース領域、ドレイン領域、ゲート領域に開口を設ける。そしてタングステンを１００〜２０００Å例えば１０００Åの厚さで基板全面にスパッタリングにより成膜形成し、それに連続して窒化チタンをスパッタリングにより成膜する。この場合、窒素を５０ａｔｍ％以下含有する、例えば４０ａｔｍ％含有する窒化チタンを膜厚５０〜１０００Å、例えば３００Åの厚さで、基板全面に成膜した。
【００３２】
その後、このタングステンと窒化チタンの積層膜を例えばドライエッチング処理して、ソース領域１０５とドレイン領域１０７とゲート領域１０６、基板１０１上で、バリアメタル１０８あるいは下層配線１０９として、所望の形状にエッチングした。そしてこの上に層間絶縁膜１１０として、例えばＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜を例えば４０００Åの厚さで全面に成膜した。
【００３３】
そしてこの層間絶縁膜１１０を、エッチング処理して、先の下層配線１０９上の部分の層間絶縁膜１１０を除去すると共に、バリアメタル１０８上の部分等の層間絶縁膜１１０を除去し、上層配線用のアルミニウムを５０００Åスパッタリングにより成膜する。そしてこのアルミニウム膜をエッチング処理して、必要な上層配線１１１が形成される。
【００３４】
それから図１（Ｃ）に示す如く、第２の層間絶縁膜１１２として、例えばＮＳＧ（ノンシリケートガラス）を厚さ３０００Åの厚さで全面にＣＶＤ（ケミカルベーパーディポシット）により成膜する。そして必要に応じて先の下層配線上、上層配線アルミニウム上及びＥＬ画素形成領域の、この第２の層間絶縁膜１１２をエッチング処理により除去し、電気配線を可能にする。
【００３５】
その後に、図１（Ｄ）に示す如く、透明電極１１３用の電極材料、例えばＩＴＯを全面に成膜し、ＥＬ画素領域に、該電流制御用薄膜トランジスタのドレイン電極からの下層配線１０９と接続されるようにウエットエッチングして透明電極１１３を形成する。そして有機ＥＬ層１１４と有機ＥＬ素子の上部共通電極１１５を、画素領域全面にメタルマスクが設けられた状態で真空蒸着法により形成する。この上部共通電極１１５は、例えば銀を含むマグネシウム膜により構成される。
【００３６】
その後必要に応じ、信頼性向上のための例えばアルミニウムの保護膜の形成を行い、有機ＥＬディスプレイ装置が構成される。
【００３７】
このようにして、バリアメタル、下層配線等を、窒化チタンに比較して、抵抗値の小さなタングステンを含む材料で積層構成して、しかも有機ＥＬ素子と共用してもバリアメタルとしてクロムを使用した場合のようなバリアメタルの溶出が生じないような材料で構成することができるので、有機ＥＬ装置の微細化、高解像度化をはかることができる。
【００３８】
本発明の第２の実施の形態を図２にもとづき説明する。第２の実施の形態ではソース領域１０５、ゲート領域１０６、ドレイン領域１０７、ゲート酸化膜１０３、ゲート電極１０４により構成される薄膜トランジスタのソース電極、ドレイン電極に、前記第１の実施の形態と同様にタングステンと窒化チタンの積層膜によりバリアメタル１０８あるいは下層配線１０９−１を形成する。そして上層アルミニウム配線となるアルミニウム配線１１１−０、１１１−１、１１１−２を形成し、ＮＳＧで構成される第２層間絶縁膜１１２をその上に形成する。なお１１０はＰＳＧで構成される第１層間絶縁膜である。
【００３９】
このようにして抵抗値の小さいタングステンと窒化チタンの積層膜により下層配線を、バリアメタルと同時に形成することができるので下層配線をアルミニウムで作る必要がなく、特別に下層配線をアルミニウムで構成する場合に比較して製造コストを抑制することができる。
【００４０】
本発明の第３の実施の形態を図３にもとづき説明する。第３の実施の形態ではソース領域１２１、ゲート領域１２２、ドレイン領域１２３、ゲート酸化膜１２４、ゲート電極１２５を具備する第１薄膜トランジスタのドレイン出力信号を、ソース領域又はドレイン領域１３１、ゲート酸化膜１３２、ゲート電極１３３を具備する第２薄膜トランジスタのゲート電極に伝達するとき、前記第１の実施の形態と同様にタングステンと窒化チタンの積層膜により形成された下層配線１０９−１によりこの伝達用の配線を構成したものである。
【００４１】
図３は、図６に示すスイッチ用薄膜トランジスタ３０４と電流制御用薄膜トランジスタ３０５の接続状態を示すものである。
【００４２】
このように薄膜トランジスタ間の配線回路を、抵抗値の小さいタングステンと窒化チタンの積層膜により、バリアメタルと同時に形成することができるので、このような薄膜トランジスタ間の配線回路をアルミニウム配線により構成する場合に比較して製造コストを低下することができる。
【００４３】
本発明の第４の実施の形態を図４にもとづき説明する。第４の実施の形態では、前記の如きそのバリアメタルをタングステンと窒化チタンの積層膜により形成された薄膜トランジスタ（図示省略）を有する半導体装置において、下層配線１４１を、このタングステンと窒化チタンの積層膜により構成するものである。図４において、１０１は基板、１１０はＰＳＧにより構成される第１層間絶縁膜、１１２はＮＳＧで構成される第２層間絶縁膜、１４２、１４３、１４４はそれぞれ上層アルミニウム配線である。
【００４４】
このように上層配線部分と交差する下層配線を、バリアメタルと同時にタングステンと窒化チタンの積層膜により構成することができるので、この交差する下層部分を特別にアルミニウムで構成する場合に比較して製造コストを安くすることができる。
【００４５】
本発明の第５の実施の形態を図５にもとづき説明する。第５の実施の形態では、前記第１の実施の形態におけるタングステンと窒化チタンの積層膜の代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜を使用したものであり、この構成を除き同一のため簡単に説明する。
【００４６】
図５（Ａ）に示す如く、基板１０１上に多結晶シリコン薄膜を形成し、島状に加工してシリコン活性層１０２を得る。この上にゲート酸化膜１０３、ゲート電極１０４を形成し、シリコン活性層１０２に不純物を選択的にドープしてソース領域１０５、チャネル形成領域１０６及びドレイン領域１０７を形成する。
【００４７】
次に図５（Ｂ）に示す如く、ゲート酸化膜１０３にエッチング処理を施し、ソース領域、ドレイン領域、ゲート領域に開口を設ける。そしてモリブデンを１００〜２０００Å例えば１０００Åの厚さで基板全面にスパッタリングにより成膜し、それに連続して窒化チタンをスパッタリングにより成膜する。この場合、窒素を５０ａｔｍ％以下含有する、例えば４０ａｔｍ％含有する窒化チタンを膜厚５０〜１０００Å、例えば３００Åの厚さで、基板全面に成膜した。
【００４８】
その後、モリブデンと窒化チタンの積層膜を例えばドライエッチング処理して、ソース領域１０５とドレイン領域１０７とゲート領域１０６、基板１０１上で、バリアメタル１０８′あるいは下層配線１０９′として所望の形状にエッチングし、この上に層間絶縁膜１１０としてＰＳＧ膜を例えば４０００Åの厚さで全面に成膜した。
【００４９】
そしてこの層間絶縁膜１１０をエッチング処理し、先の下層配線１０９′上の部分、バリアメタル１０８′上の部分等の層間絶縁膜１１０を除去し、上部配線用のアルミニウムを５０００Åスパッタリングで成膜する。そしてこのアルミニウム膜をエッチング処理して、必要な上層配線１１１を形成する。
【００５０】
それから、図５（Ｃ）に示す如く、第２の層間絶縁膜１１２として、ＮＳＧを厚さ３０００Åで全面にＣＶＤにより成膜し、必要に応じて先の下層配線上、上層配線アルミニウム上及びＥＬ画素形成領域の、この第２の層間絶縁膜１１２をエッチング処理により除去し、電気配線を可能にする。
【００５１】
その後に図５（Ｄ）に示す如く、透明電極１１３用のＩＴＯを全面に成膜し、ＥＬ画素領域にウエットエッチングして透明電極１１３を形成する。そして有機ＥＬ層１１４と有機ＥＬ素子の上部共通電極１１５を、画素領域全面にメタルマスクが設けられた状態で真空蒸着法により形成する。この上部共通電極１１５は、例えば銀を含むマグネシウム膜により構成される。
【００５２】
その後必要に応じ、信頼性向上のための例えばアルミニウムの保護膜の形成を行い、有機ＥＬディスプレイ装置が構成される。
【００５３】
このようにして、バリアメタル、下層配線等を、窒化チタンに比較して抵抗値の小さなモリブデンを含む材料で構成して、しかも有機ＥＬ素子と共用してもバリアメタルとしてクロムを使用した場合のようなバリアメタルの溶出が生じないような材料で構成することができるので、有機ＥＬ装置の微細化、高解像度化をはかることができる。
【００５４】
本発明の第６の実施の形態を図２にもとづき説明する。第６の実施の形態では、前記第２の実施の形態におけるバリアメタル１０８、下層配線１０９−１をタングステンと窒化チタンの積層膜により構成する代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜によりバリアメタル１０８′、下層配線１０９−１′を構成したものである。これにより前記第２の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００５５】
本発明の第７の実施の形態を図３にもとづき説明する。第７の実施の形態では、前記第３の実施の形態における下層配線１０９−１をタングステンと窒化チタンの積層膜により構成する代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜により下層配線１０９−１′を構成したものである。これにより前記第３の実施の形態と同様の作用効果が得れる。
【００５６】
本発明の第８の実施の形態を図４にもとづき説明する。第８の実施の形態では、前記第４の実施の形態における下層配線１４１をタングステンと窒化チタンの積層膜により構成する代わりに、モリブデンと窒化チタンの積層膜により下層配線１４１′を構成したものである。これにより前記第４の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００５７】
本発明においては、窒化チタンの比抵抗が９０μΩ・ｃｍであるのに対し、タングステン、モリブデンの比抵抗が１０〜３０μΩ・ｃｍ（モリブデンの方がやや低い）と窒化チタンより抵抗値がはるかに小さなものを使用してバリアメタルや配線部分を構成したので、その電気抵抗を大幅に小さくすることができ、有機ＥＬ装置の微細化、高解像度をはかることができる。
【００５８】
また上に窒化チタンを形成したので、下のタングステンやモリブデンの表面が酸化して接続不良の生ずることを抑制し、信頼性の高いものを提供することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば下記の効果を奏する。
【００６０】
（１）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとタングステンを積層したバリアメタルを設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるのみならず、従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少しかつ加工性も向上したものを提供することができる。
【００６１】
（２）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとタングステンを積層した膜を設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるため、下層配線と共にバリアメタルとしての機能も有する。
【００６２】
また従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少されかつ加工性も向上するため、微細化と共に、薄膜化による薄膜トランジスタへの応力の低減も可能である。
【００６３】
（３）有機ＥＬ素子の透明電極との接続に窒化チタンとタングステンを積層した膜を設けたので、エッチング時に電食を起こしやすく、また酸化作用により接触不良を起こしやすい透明電極との接続を安定して行うことができるようになった。また、クロムを使用した場合のような、ＥＬの動作電流によるメタルの溶出も発生しない。
【００６４】
（４）配線交差部の下層に、窒化チタンとタングステンを積層した膜を設けたので、その後の層間絶縁膜形成に伴う熱ストレスを受けても、また電流を流しても、アルミニウムのようにヒロックやエレクトロマイグレーションを発生せず、交差部の上層アルミニウム配線との短絡や、断線を発生する恐れのない高信頼性の有機ＥＬディスプレイ装置を提供できる。
【００６５】
（５）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとモリブデンを積層したバリアメタルを設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるのみならず、従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少しかつ加工性も向上したものを提供することができる。
【００６６】
（６）薄膜トランジスタの活性層と、これに接続する上層アルミニウム配線の間に、窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、熱や薬品処理によっても腐食・変質せず、安定な電気的接続が得られ、かつ活性層シリコンやゲートシリコンとも安定な接続が得られるため、下層配線と共にバリアメタルとしての機能も有する。
【００６７】
また従来の窒化チタン単層と比べ、比抵抗が大幅に減少されかつ加工性も向上するため、微細化と共に、薄膜化による薄膜トランジスタへの応力の低減も可能である。
【００６８】
（７）有機ＥＬ素子の透明電極との接続に窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、エッチング時に電食を起こしやすく、また酸化作用により接触不良を起こしやすい透明電極との接続を安定して行うことができるようになった。また、クロムを使用した場合のような、ＥＬの動作電流によるメタルの溶出も発生しない。
【００６９】
（８）配線交差部の下層に、窒化チタンとモリブデンを積層した膜を設けたので、その後の層間絶縁膜形成に伴う熱ストレスを受けても、また電流を流しても、アルミニウムのようにヒロックやエレクトロマイグレーションを発生せず、交差部の上層アルミニウム配線との短絡や、断線を発生する恐れのない高信頼性の有機ＥＬディスプレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態及び第６の実施の形態説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態及び第７の実施の形態説明図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態及び第８の実施の形態説明図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態説明図である。
【図６】有機ＥＬディスプレイ装置の説明図である。
【符号の説明】
１０１ 基板
１０２ シリコン活性層
１０３ ゲート酸化膜
１０４ ゲート電極
１０５ ソース領域
１０７ ドレイン領域
１０８ バリアメタル
１０９ 下層配線
１１０ 層間絶縁膜
１１１ 上層配線
１１２ 層間絶縁膜
１１３ 透明電極
１１４ 有機ＥＬ層
１１５ 上部共通電極
Claims (6)
- 基板上に設けられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、
ＥＬ画素領域を画定するため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、
前記薄膜トランジスタのドレイン領域と配線を介して電気的に接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、
前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、
前記配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。 - 基板上に設けられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、
前記薄膜トランジスタのシリコン活性層と重ならないように前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、
前記薄膜トランジスタのドレイン領域と配線を介して電気的に接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、
前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、
前記配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。 - 基板上に設けられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタのドレイン領域と接続した下層配線と、
前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、
前記薄膜トランジスタのソース領域と電気的に接続し、かつ前記第１の層間絶縁膜上に形成された上層配線と、
前記下層配線の一部を露出させるため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、
前記下層配線と接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、
前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、
前記下層配線は窒化チタンより抵抗値の小さい材料とその上に形成された窒化チタンとを用いてなり、前記配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。 - 基板上に設けられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタのドレイン領域と接続した下層配線と、
前記薄膜トランジスタ及び前記基板上に設けられた第１の層間絶縁膜と、
前記薄膜トランジスタのソース領域と電気的に接続し、かつ前記第１の層間絶縁膜上に形成された上層配線と、
前記下層配線の一部を露出させるため前記第１の層間絶縁膜をテーパー形状にエッチング処理して設けられた開口部と、
前記下層配線と接続し、かつ前記開口部に設けられた透明電極と、
前記透明電極上に設けられ、かつ前記第１の層間絶縁膜上にわたって設けられた有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に設けられた共通電極とを有し、
前記下層配線は、前記ドレイン領域と接続して設けられたタングステン又はモリブデン、及び前記透明電極と接続し前記タングステン又はモリブデン上に設けられた窒化チタンからなり、前記下層配線上に前記透明電極が設けられたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。 - 前記第１の層間絶縁膜と前記有機ＥＬ層との間に、前記開口部においてテーパー形状にエッチング処理された第２の層間絶縁膜を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機ＥＬディスプレイ装置。
- 前記透明電極はＩＴＯからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機ＥＬディスプレイ装置。
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