JP2006339205A - 薄膜トランジスタ搭載パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザーアニールによる熱によっても、プラスチック基板上に形成された薄膜トランジスタが、そのプラスチック基板から剥離し難い構造からなる薄膜トランジスタ搭載パネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 プラスチック基板上に形成されたアモルファスシリコンをレーザーアニールしてポリシリコン薄膜を形成し、そのポリシリコン薄膜の所定領域に不純物イオンを添加した後にレーザーアニールによって熱活性化してなる薄膜トランジスタ搭載パネルであって、プラスチック基板とポリシリコン薄膜との間に、レーザーアニール時にプラスチック基板側に伝わる熱を緩衝する熱緩衝膜を形成する。その熱緩衝膜の厚さをＴ（μｍ）、熱緩衝膜の材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たす。
【選択図】 なし

Description

本発明は、薄膜トランジスタ搭載パネル及びその製造方法に関し、更に詳しくは、プラスチック基板上に形成された薄膜トランジスタが、そのプラスチック基板から剥離し難い構造からなる薄膜トランジスタ搭載パネル、及びその製造方法に関するものである。

アクティブマトリクス駆動型の表示装置において、ポリシリコン薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという。）は、個々の画素に設けられるスイッチング素子や、表示装置のディスプレイ基板上の周辺回路を構成する回路素子等として利用されている。アクティブマトリクス駆動型の表示装置の一つである液晶ディスプレイパネルは、携帯電話やＰＤＡなど、モバイルディスプレイ用途に使用されることが多く、さらなる軽量化や耐衝撃性を有するＴＦＴ搭載パネルが望まれている。近年、ガラス基板の代わりにプラスチック基板を用いたＴＦＴ搭載パネルが提案されている。

プラスチック基板を用いたＴＦＴ搭載パネルの作製方法としては、主に２種類の作製方法が知られている。一つは、ガラス基板上に従来の技術でＴＦＴを作製し、その後、ガラス基板からＴＦＴを剥離し、剥離したＴＦＴをプラスチック基板に接着する方法である。他の一つは、プラスチック基板を用い、そのプラスチック基板上に直接ＴＦＴを作製する方法である（例えば特許文献１を参照）。
特開２０００−６８５１８号公報

前者の方法は、ガラス基板上にＴＦＴを作製するという従来技術を使用できることから、高い性能を有するＴＦＴを作製できるが、剥離や接着という複雑なプロセスが加わるので、製造コストの上昇が避けられないという難点がある。

後者の方法は、プラスチック基板を用いることから、ガラス基材を用いるよりも材料コストを抑制できるが、プラスチック基板にガラス転移温度（基材によって異なるが、１００〜２５０℃程度）以上の熱が加わると、プラスチック基板上に作製したＴＦＴが剥離し易くなるという問題がある。例えば、プラスチック基板上に形成したアモルファスシリコンをレーザーアニールによってポリシリコン化する場合、アモルファスシリコンに瞬間的に１７００℃程度の熱を加える必要がある。この時、プラスチック基板にガラス転移温度以上の熱が加わると、アモルファスシリコン薄膜がプラスチック基板から剥離してしまうという問題が生じる。

また、プラスチック基板上に作製したポリシリコン薄膜に不純物イオンを添加し、レーザーアニールによって熱活性化する場合、活性化に必要な加熱（４００℃程度）を行なうとプラスチック基板にガラス転移温度以上の熱が加わることになり、プラスチック基板上に作製したポリシリコン薄膜がプラスチック基板から剥離してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＴＦＴの製造工程中に加わるレーザーアニールの熱によっても、プラスチック基板上に形成された薄膜トランジスタが、そのプラスチック基板から剥離し難い構造からなる薄膜トランジスタ搭載パネル、及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するための発明者の薄膜トランジスタ搭載パネルは、プラスチック基板上にポリシリコン薄膜が形成されてなる薄膜トランジスタ搭載パネルであって、前記プラスチック基板と前記ポリシリコン薄膜との間に熱緩衝膜を有し、当該熱緩衝膜の厚さをＴ（μｍ）、熱緩衝膜の材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たすことを特徴とする。

この発明によれば、プラスチック基板とポリシリコン薄膜との間に熱緩衝膜を有し、その厚さＴが上記関係を満たすように形成されているので、その熱緩衝膜が薄膜トランジスタ作製時に加わる熱を緩衝するように作用する。その結果、プラスチック基板と熱緩衝膜との界面に過度の熱が伝わるのが抑制され、その界面での剥離を防ぐことができる。なお、薄膜トランジスタ作製時に熱が加わる場合とは、アモルファスシリコンをレーザーアニールによってポリシリコン化する場合、又は、ポリシリコン薄膜に不純物イオンを添加した後にレーザーアニールによって熱活性化する場合である。

本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルにおいては、前記熱緩衝膜が、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム及び金属酸化物のいずれかからなることが好ましい。

上記課題を解決するための本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法は、プラスチック基板上に熱緩衝膜を形成する工程と、前記熱緩衝膜上にアモルファスシリコン薄膜を形成する工程と、前記アモルファスシリコン薄膜をレーザーアニールしてポリシリコン薄膜を形成する工程と、前記ポリシリコン薄膜の所定領域に不純物イオンを添加した後にレーザーアニールによって熱活性化して不純物拡散領域を形成する工程とを有する薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法であって、前記熱緩衝膜は、前記プラスチック基板に伝わる前記レーザーアニールの熱を緩衝し、前記プラスチック基板と前記熱緩衝膜との界面剥離を抑制する厚さに設定されていることを特徴とする。

この発明によれば、プラスチック基板とポリシリコン薄膜との間に熱緩衝膜を形成するので、その熱緩衝膜がその後の工程中で加わるレーザーアニールの熱を緩衝するように作用する。その結果、プラスチック基板と熱緩衝膜との界面に過度の熱が伝わるのが抑制され、製造工程中で発生する界面剥離を防ぐことができ、製造歩留まりを向上させることができる。

本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法においては、前記熱緩衝膜の厚さをＴ（μｍ）、熱緩衝膜の材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たすことを特徴とする。

この発明によれば、熱緩衝膜の厚さＴが上記関係を満たすので、薄膜トランジスタ作製時に加わる熱を緩衝することができる膜厚を、熱緩衝膜を構成する材料の種類に応じて設定することができる。

本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法においては、前記レーザーアニールの際における前記プラスチック基板と前記熱緩衝膜との界面での温度が１５０℃を超えないことを特徴とする。

この発明によれば、プラスチック基板とポリシリコン薄膜との間に形成した熱緩衝膜は、その界面での温度が１５０℃を超えないように構成されるので、プラスチック基板と熱緩衝膜との界面に過度の熱が伝わるのが抑制され、製造工程中で発生する界面剥離を防ぐことができ、製造歩留まりを向上させることができる。

以上説明したように、本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルによれば、熱緩衝膜が薄膜トランジスタ作製時に加わる熱を緩衝するように作用するので、プラスチック基板と熱緩衝膜との界面に過度の熱が伝わるのが抑制され、その界面での剥離を防ぐことができる。

本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法によれば、形成された熱緩衝膜がその後の工程中で加わるレーザーアニールの熱を緩衝するように作用するので、プラスチック基板と熱緩衝膜との界面に過度の熱が伝わるのが抑制され、製造工程中で発生する界面剥離を防ぐことができ、製造歩留まりを向上させることができる。

上記本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルは、フレキシブルなプラスチック基板上にＴＦＴが形成されているので、例えば有機ＥＬ素子や液晶表示素子等と組み合わせることにより、フレキシブルなディスプレイを設計することが可能となる。

以下、本発明の薄膜トランジスタ搭載パネル及びその製造方法について詳細に説明する。図１は、本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルのＴＦＴ素子部の一例を示す模式断面図であり、図２及び図３は、本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造工程を示す説明図である。なお、本発明は図面の形態や以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルは、プラスチック基板上にポリシリコン薄膜が形成されてなるものであって、例えば、アクティブマトリックス駆動型の表示装置を構成するディスプレイパネルとして利用可能なものである。本発明においては、プラスチック基板とポリシリコン薄膜との間に熱緩衝膜を有し、その熱緩衝膜の厚さをＴ（μｍ）、熱緩衝膜の材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たすことを特徴とする。なお、この関係式は、熱伝導率κに比例し、比熱Ｃと比重ρの積に反比例することを示しており、左項（Ｔ）と右項（１．０２×κ／（Ｃ×ρ））は、式中の係数部で次元調整されている。

より詳しくは、本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルのＴＦＴ素子部１０は、図１に示すように、プラスチック基板１１と、プラスチック基板１１上に形成された熱緩衝膜１２と、熱緩衝膜１２上に形成されたポリシリコン半導体薄膜１３（ソース側拡散膜１３ｓ、半導体チャネル膜１３ｃ及びドレイン側拡散膜１３ｄ）と、そのポリシリコン半導体薄膜１３上に形成されたゲート絶縁膜１４と、ゲート絶縁膜１４上に、又はゲート絶縁膜のコンタクトホールを介して形成された電極１５（ソース電極１５ｓ、ゲート電極１５ｇ及びドレイン電極１５ｄ）とを有し、熱緩衝膜の厚さをＴ（μｍ）、熱緩衝膜の材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たしている。以下においては、図１に示すＴＦＴ素子部の構造形態を例にして、図２及び図３に基づいた製造工程順に説明するが、本発明の薄膜トランジスタ搭載パネル及びその製造方法は、図示の例に限定されず、少なくともプラスチック基板とポリシリコン半導体薄膜との間に熱緩衝膜が形成された形態であれば、他の形態であってもよい。

プラスチック基板１１は、薄膜トランジスタの回路基板をなすものであり、例えば、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、又は熱可塑性ポリイミド等からなる有機基材、又はそれらの複合基材を挙げることができる。プラスチック基板１１としては、厚さが５μｍ〜３００μｍ程度の薄いフレキシブルなフィルム状のものも使用することができ、薄膜トランジスタが形成されたパネルをフレキシブルなものとすることができる。

先ず、図２（Ａ）に示すように、準備されたプラスチック基板１１上に熱緩衝膜１２を形成する。熱緩衝膜１２は、厚さをＴ（μｍ）、構成材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）、の関係を満たす厚さで形成される。なお、上記式中の１．０２は、ＴＦＴ製造工程時に一般的に照射されるレーザーの照射条件である２００〜４００ｍＪ／ｃｍ^２・２０〜５０ｎｓｅｃ（時間）の範囲内について、計算により得られた定数である。本発明においては、薄膜トランジスタ作製時に加わる熱を緩衝することができる膜厚Ｔ（μｍ）を、熱緩衝膜を構成する材料の種類（比熱、比重、熱伝導率）に応じて設定することができる。こうした関係に基づいて形成された熱緩衝膜１２は、後述するレーザーアニールが照射された際の熱がプラスチック基板１１に伝わるのを緩衝し、プラスチック基板１１と熱緩衝膜１２との界面温度が１５０℃を超えないようにすることができる。

熱緩衝膜１２を形成する材料としては、酸化シリコン（１．０、２．６５、１．３）、窒化シリコン（０．６８、３．２、２０）、酸窒化シリコン（０．９、２．８、７．０）、酸化アルミニウム（０．８、３．９、３８）及び金属酸化物の群から選択されるいずれかの材料を挙げることができる。このうち、金属酸化膜としては、酸化チタン、酸化タンタル及び酸化モリブデンから選ばれるものを挙げることができる。上記カッコ内の数値は、順に、比熱Ｃ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、比重ρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱伝導率κ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を表す。こうした熱緩衝膜１２は、後述するレーザーアニールが照射される領域には少なくとも形成されている必要があるが、それ以外の領域には形成されていてもいなくてもよい。

熱緩衝膜１２の形成にあたっては、熱緩衝膜を構成する材料の比熱、比重、熱伝導率を上記関係式に代入して膜厚が決定される。例えば、酸化シリコンは０．５μｍ以上、窒化シリコンは９．４μｍ以上、酸窒化シリコンは２．８μｍ以上、酸化アルミニウムは１２．４μｍ以上で形成される。なお、より安定した剥離防止を図る観点からは、Ｔ≧１．５×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たすことが好ましく、この場合の膜厚は、酸化シリコンは０．７５μｍ以上、窒化シリコンは１４．１μｍ以上、酸窒化シリコンは４．２μｍ以上、酸化アルミニウムは１８．６μｍ以上で形成される。なお、熱緩衝膜の厚さの上限は、生産コスト及び膜応力の観点から、通常、２０μｍである。

図４は、熱緩衝膜にレーザーアニールの熱を加えたときの膜中の熱分布を経時的に計算した結果である。計算には、厚さ２００μｍのポリエチレンナフタレート基板上にスパッタ法で作製した厚さ０．５μｍの酸化シリコン、及びスパッタ法で作製した厚さ５０ｎｍのアモルファスシリコンが形成されているものとして、レーザーアニールを４００ｍＪ／ｃｍ^２の条件で照射したときの熱分布を計算した。計算は、σρ（∂ｕ／∂ｔ）＝ｋ（∂^２ｕ／∂ｘ^２）、σは材料の比熱、ρは材料の密度、ｋは材料の熱伝導係数により行った。図４に示す結果より、熱緩衝膜１２を厚さ０．５μｍ以上形成すれば、４００ｍＪ／ｃｍ^２以下の条件のレーザーアニールに対しては、プラスチック基板１１と熱緩衝膜１２との界面温度が１５０℃を超えないようにすることができることがわかった。このように、熱緩衝膜１２の種類及び厚さについては、熱緩衝膜の構成材料の比熱、比重、熱伝導率とその後に加わるレーザーアニール条件を考慮して設定される。

熱緩衝膜１２の形成には、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の各種の方法で形成することができるが、実際には、層を構成する材質に応じた好ましい方法が採用される。通常は、ＤＣスパッタリング法やＲＦマグネトロンスパッタリング法等が好ましく用いられる。

次に、図２（Ｂ）に示すように、熱緩衝膜１２上にノンドープのアモルファスシリコン薄膜２１ａを形成する。このアモルファスシリコン薄膜２１ａは、ＲＦマグネトロンスパッタリング法やＣＶＤ法等の各種の方法で成膜可能である。例えばＲＦマグネトロンスパッタリング法でアモルファスシリコン薄膜を成膜する場合には、例えば、成膜温度：室温、成膜圧力：１．０Ｐａ、ガス：アルゴン、の成膜条件で例えば厚さ５０ｎｍの厚さで成膜できる。なお、ＣＶＤ法でアモルファスシリコン薄膜を成膜する場合も２５℃程度の成膜温度で成膜可能であるが、原料ガスとしてＳｉＨ_４が使用されるので、出成膜後に約４００℃の脱水素処理（真空中で１時間程度）が必要となる。上記の熱緩衝膜１２は、この脱水素処理時に生じる熱に対しても効果があり、プラスチック基板１１と熱緩衝膜１２との界面が剥離しない程度に、加わった熱を緩衝することができる。

次に、図２（Ｃ）に示すように、レーザーアニール２２を行ってアモルファスシリコン薄膜２１ａを結晶化して低抵抗のポリシリコン薄膜２１ｐに変化させる。レーザーアニール２２は、アモルファスシリコン薄膜２１ａを結晶化させてポリシリコン薄膜２１ｐ（多結晶シリコン薄膜）にする結晶化手段であり、ＸｅＣｌエキシマレーザー、ＣＷ（Continuous Wave）レーザー等の種々のレーザーで行うことができる。例えば、ＸｅＣｌエキシマレーザーを用いて結晶化を行う場合には、一例として、パルス幅：３０nsec、エネルギー密度：４００ｍＪ／ｃｍ^２、室温の条件下で行うことができる。上記の熱緩衝膜１２は、この工程で加わるレーザーアニールの熱に対して顕著に効果があり、プラスチック基板１１と熱緩衝膜１２との界面が剥離しない程度に、加わった熱を緩衝することができる。

次に、図２（Ｄ）に示すように、ポリシリコン薄膜２１ｐ上にレジスト膜２３を形成し、その後レジスト膜２３をパターニングする。レジスト膜２３は、例えばポジ型フォトレジスト等が好ましく用いられる。レジスト膜２３は、レジストをスピンナー等の手段で全面に塗布・硬化させて形成される。レジスト膜をパターニングした後、図２（Ｄ）に示すようにイオン注入２４を行う。イオン注入２４は、例えば、リン（Ｐ）を注入電圧：１０ｋｅＶ、室温下で、２×１０^１５／ｃｍ^２のドープレベルとなるように注入される。こうしたイオン注入によりポリシリコン薄膜にソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄが形成され、さらに両膜１３ｓ，１３ｄの間に、半導体チャネル膜１３ｃが形成される

次に、図２（Ｅ）に示すように、形成されたソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄにエネルギービーム２５を照射して両膜１３ｓ，１３ｄを活性化する。エネルギービーム２５としては、上記と同様のＸｅＣｌエキシマレーザーを用いることができ、一例として、パルス幅：３０nsec、エネルギー密度：２５０ｍＪ／ｃｍ^２、室温の条件下で行うことができる。上記の熱緩衝膜１２は、この工程で加わるエネルギービームの熱に対して顕著に効果があり、プラスチック基板１１と熱緩衝膜１２との界面が剥離しない程度に、加わった熱を緩衝することができる。

なお、上記の活性化処理の後には、通常、ポリシリコン薄膜の欠陥を低減処理するための酸素プラズマ処理が施される。酸素プラズマ処理は、一例として、ＲＦ１００Ｗ、１Ｔｏｒｒ、１５０℃の条件下で行われ、その後においては、１２０℃の条件下での乾燥処理が施される。

次に、図３（Ｆ）に示すように、ドライエッチングを施してアイランドを形成する。エッチングガスとしては、ＳＦ_６等を用いることができる。

次に、図３（Ｇ）に示すように、ソース側拡散膜１３ｓ、半導体チャネル膜１３ｃ及びドレイン側拡散膜１３ｄを含む全面にゲート絶縁膜１４を形成する。ゲート絶縁膜１４の形成方法は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用い、８インチのＳｉＯ_２ターゲットに投入電力：１．０ｋＷ（＝３Ｗ／ｃｍ^２）、圧力：１．０Ｐａ、ガス：アルゴン＋Ｏ_２（５０％）の成膜条件で厚さ約１００ｎｍの酸化シリコンを形成した。

次に、図３（Ｈ）に示すように、ソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄ上のゲート絶縁膜１４をマスクを用いて選択的にエッチングすることにより、コンタクトホール２６，２６を形成する。このときのエッチングとしては、例えば２％ＨＦ溶液を用いたウエットエッチングを適用できる。

次に、図３（Ｉ）に示すように、全面に例えば厚さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を蒸着した後、ウエットエッチングによりパターニングして、ソース電極１５ｓ、ドレイン電極１５ｄ及びゲート電極１５ｇを形成する。なお、電極材料は、Ｃｕ、その他の導電性材料であってもよく、スパッタリング等の他の成膜プロセスにより形成してもよい。

最後に、酸化シリコンからなる保護層（図示しない）を形成した後、図３（Ｊ）に示すように、水素プラズマ２７による処理を行って多結晶ポリシリコン薄膜のシリコンの欠陥をターミネートする。例えば、水素プラズマ処理により、シリコン表面のタングリングボンドをなくし、ポリシリコンとゲート絶縁膜との界面のリークパスをなくす方法がとられる。こうして図３（Ｊ）に示す一態様の薄膜トランジスタが製造される。

以上のように、本発明によれば、熱緩衝膜が薄膜トランジスタ作製時の複数の工程で加わる熱を緩衝するように作用するので、プラスチック基板と熱緩衝膜との界面に過度の熱が伝わるのが抑制され、その界面での剥離を防ぐことができる。こうして製造された本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルは、フレキシブルなプラスチック基板の上にＴＦＴが形成された形態であるので、例えば有機ＥＬ素子等と組み合わせることにより、フレキシブルなディスプレイを設計することが可能となる。

以下、実施例と比較例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
プラスチック基板として厚さ０．２ｍｍで５０ｍｍ×５０ｍｍのポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）を用い、そのプラスチック基板上に、熱緩衝膜としての酸化シリコンをＲＦマグネトロンスパッタリング法（成膜圧力０．３Ｐａ（アルゴン：酸素＝３：１）、投入電力２ｋＷ、成膜時間２時間）により厚さ０．７５μｍ形成した。さらに、アモルファスシリコンをＲＦマグネトロンスパッタリング法（成膜温度：室温、成膜圧力：１．０Ｐａ（アルゴン））により厚さ５０ｎｍ形成した。

その後、上述した図２（Ｃ）〜図３（Ｊ）の工程の説明欄で例示した条件に基づいてＴＦＴ搭載パネルを作製した。特に、図２（Ｃ）の結晶化工程では、ＸｅＣｌエキシマレーザーを用いたレーザーアニールをエネルギー密度４００ｍＪ／ｃｍ^２、パルス幅３０nsec、室温、照射回数２０回の条件で照射した。図２（Ｄ）のイオン注入工程では、リンを注入電圧１０ｋｅＶ、室温下で、２×１０^１５／ｃｍ^２のドープレベルとなるようにイオン注入した。図２（Ｅ）の活性化工程では、ＸｅＣｌエキシマレーザーを用い、パルス幅３０nsec、エネルギー密度２５０ｍＪ／ｃｍ^２、室温の条件下で活性化処理を行った。その活性化処理後には、酸素プラズマ処理をＲＦ１００Ｗ、１Ｔｏｒｒ、１５０℃の条件下で行った。次いで、アイランド形成工程、コンタクトホール形成工程、ウエットエッチング工程、水素プラズマ処理工程を経てＴＦＴ搭載パネルを製造した。

（実施例２〜５）
熱緩衝膜の種類、その膜厚又はプラスチック基板を表１に記載のように変更した以外は、実施例１と同様にして、薄膜トランジスタ搭載パネルを製造した。

（比較例１〜４）
熱緩衝膜を形成せず、又はその膜厚等を表１に記載のように変更した以外は、実施例１と同様にして、薄膜トランジスタ搭載パネルを製造した。

（密着性評価）
熱緩衝膜の効果を、プラスチック基板と熱緩衝膜との密着性を評価することによって判断した。密着性（耐剥離性）は、スコッチメンディングテープ（住友スリーエム製、長さ３０ｍ×幅１２ｍｍ）を用い、そのテープの一部（長さ３０ｍｍ）を作製したＴＦＴ上に貼り付けた後に一気に引き剥がして剥離の有無を評価するテープ剥離試験法で評価した。密着性の結果を表１に示した。密着性の評価は、剥離も亀裂も全く生じていなかったものを◎とし、エッジ部分などに変色が僅かに生じていたが実用上全く問題がないものを○とし、数回の剥離テストを繰り返すことで剥離が生じていたが実用上使用可能なものを△とし、素子部分に剥離が生じていて使用が難しいものを×とした。表１の結果からもわかるように、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たすように形成した熱緩衝膜は、良好な密着性を示していた。

本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルのＴＦＴ素子部の一例を示す模式断面図である。 本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造工程を示す説明図である。 本発明の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造工程を示す説明図である。 熱緩衝膜にレーザーアニールの熱を加えたときの膜中の熱分布を経時的に測定した結果である。

符号の説明

１０ ＴＦＴ素子部
１１ プラスチック基板
１２ 熱緩衝膜
１３ ポリシリコン半導体薄膜
１３ｓ ソース側拡散膜
１３ｃ 半導体チャネル膜
１３ｄ ドレイン側拡散膜
１４ ゲート絶縁膜
１５ｓ ソース電極
１５ｇ ゲート電極
１５ｄ ドレイン電極
２１ａ アモルファスシリコン薄膜
２１ｐ ポリシリコン薄膜
２２ レーザーアニール
２３ レジスト膜
２４ イオン注入
２５ エネルギービーム
２６ コンタクトホール
２７ 水素プラズマ

Claims (5)

1. プラスチック基板上にポリシリコン薄膜が形成されてなる薄膜トランジスタ搭載パネルであって、前記プラスチック基板と前記ポリシリコン薄膜との間に熱緩衝膜を有し、当該熱緩衝膜の厚さをＴ（μｍ）、熱緩衝膜の材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たすことを特徴とする薄膜トランジスタ搭載パネル。
2. 前記熱緩衝膜が、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム及び金属酸化物のいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ搭載パネル。
3. プラスチック基板上に熱緩衝膜を形成する工程と、前記熱緩衝膜上にアモルファスシリコン薄膜を形成する工程と、前記アモルファスシリコン薄膜をレーザーアニールしてポリシリコン薄膜を形成する工程と、前記ポリシリコン薄膜の所定領域に不純物イオンを添加した後にレーザーアニールによって熱活性化して不純物拡散領域を形成する工程とを有する薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法であって、
   前記熱緩衝膜は、前記プラスチック基板に伝わる前記レーザーアニールの熱を緩衝し、前記プラスチック基板と前記熱緩衝膜との界面剥離を抑制する厚さに設定されていることを特徴とする薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法。
4. 前記熱緩衝膜の厚さをＴ（μｍ）、熱緩衝膜の材料の比熱をＣ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））、熱緩衝膜の材料の比重をρ（ｇ／ｃｍ^３）、熱緩衝膜の材料の熱伝導率をκ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））としたとき、Ｔ≧１．０２×κ／（Ｃ×ρ）の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法。
5. 前記レーザーアニールの際における前記プラスチック基板と前記熱緩衝膜との界面での温度が１５０℃を超えないことを特徴とする請求項３又は４に記載の薄膜トランジスタ搭載パネルの製造方法。

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