JP4785447B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、液滴吐出法を用いた多層配線の作製方法、並びに半導体装置の作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer wiring using a droplet discharge method and a method for manufacturing a semiconductor device.
トランジスタ及びそれを用いた電子回路は、半導体、絶縁体及び導電層等の各種薄膜を基板上に積層し、適宜フォトリソグラフィ技術により所定のパターンを形成して製造されている。フォトリソグラフィ技術とは、フォトマスクと呼ばれる透明な平板面上に光を通さない材料で形成した回路等のパターンを、光を利用して目的とする基板上に転写する技術であり、半導体集積回路等の製造工程において広く用いられている。 A transistor and an electronic circuit using the transistor are manufactured by laminating various thin films such as a semiconductor, an insulator, and a conductive layer on a substrate and appropriately forming a predetermined pattern by a photolithography technique. Photolithographic technology is a technology that uses a light to transfer a circuit pattern or other pattern formed on a transparent flat plate called a photomask onto a target substrate. It is widely used in the manufacturing process.
従来のフォトリソグラフィ技術を用いた製造工程では、フォトレジストと呼ばれる感光性の有機樹脂材料を用いて形成されるマスクパターンの取り扱いだけでも、露光、現像、焼成、剥離といった多段階の工程が必要になる。従って、フォトリソグラフィ工程の回数が増える程、製造コストは必然的に上がってしまうことになる。 In the manufacturing process using the conventional photolithography technology, a multi-step process such as exposure, development, baking, and peeling is required only for handling a mask pattern formed using a photosensitive organic resin material called a photoresist. Become. Therefore, the manufacturing cost inevitably increases as the number of photolithography processes increases.
このような問題を解決するために、近年液滴吐出法が、非接触型のＩＣカードのように、ＩＣ等の半導体装置の分野に応用され、活発に開発が進められている。液滴吐出法は、電極配線等を直接描画するためにマスクが不要、大型基板に適用しやすい、材料の利用効率が高い等の多くの利点を有し、電極配線等の作製に応用されている。 In order to solve such problems, in recent years, the droplet discharge method has been applied to the field of semiconductor devices such as ICs, such as non-contact type IC cards, and has been actively developed. The droplet discharge method has many advantages such as no need for a mask for direct drawing of electrode wiring, etc., easy application to large substrates, and high material utilization efficiency, and is applied to the production of electrode wiring and the like. Yes.
液滴吐出法で電子機器における配線等のパターンを形成するときに、細線化するために、液滴の吐出量の制御と、下地面に対してプラズマ処理等が行われていた（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、電子機器の分野ではフォトリソ工程を減らすことによって、マスク数を減らすこと、及びパターン形成の精度を高めることが望まれていた。 However, in the field of electronic equipment, it has been desired to reduce the number of masks and increase the accuracy of pattern formation by reducing the photolithography process.
本発明は、トランジスタ（代表的には薄膜トランジスタ）を用いる表示装置及びデータを無線で送受信する機能を持った半導体装置の製造工程においてフォトリソグラフィ工程の回数を削減することを目的とする。また、より簡略化された製造工程で、電気的特性の高いトランジスタ、表示装置及びデータを無線で送受信する機能を持った半導体装置等に代表される電子機器を作製する。低いコストで歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to reduce the number of photolithography processes in a manufacturing process of a display device using a transistor (typically a thin film transistor) and a semiconductor device having a function of transmitting and receiving data wirelessly. In addition, an electronic device typified by a transistor, a display device, and a semiconductor device having a function of transmitting and receiving data wirelessly is manufactured by a simplified manufacturing process. An object of the present invention is to provide a technique that can be manufactured at a low cost and with a high yield.
また本発明は、表示装置を構成する配線等のパターンを、所望の形状で制御性よく形成できる技術を提供することも目的とする。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of forming a pattern such as a wiring constituting a display device in a desired shape with good controllability.
本発明は、基板表面に有機シラン等の組成物からなる表面処理層を形成した後、一部を除去する方法、あるいは基板表面の一部分に前記表面処理層を形成する方法によって、導電性粒子を有する組成物に対して相対的に塗れ性が異なる領域を形成し、この塗れ性が異なる領域を用いて導電層を形成することを要旨とする。 In the present invention, conductive particles are formed by forming a surface treatment layer made of a composition such as organosilane on the substrate surface and then removing a part thereof or forming the surface treatment layer on a part of the substrate surface. The gist is to form regions having different wettability relative to the composition, and to form a conductive layer using the regions having different wettability.
より具体的には、本発明で基板表面に有機シラン等の組成物からなる表面処理層を形成した箇所は、表面処理層を形成されていない箇所に比べて、導電性粒子導電性粒子を有する組成物に対して相対的に塗れ性が低い性質を示す。一方、基板表面に表面処理層が形成されていない箇所は、表面処理層を形成した箇所に比べて、導電性粒子導電性粒子を有する組成物に対して相対的に塗れ性が高い性質を示す。この塗れ性が高い領域に導電性粒子を有する組成物を塗布した後焼成し、導電層を形成する。なお、本明細書において表面処理層が形成されている箇所を塗れ性が低い層、あるいは塗れ性が低い領域ともよぶ。また、表面処理層が形成されていない箇所を塗れ性が高い領域とも呼ぶ。 More specifically, the portion where the surface treatment layer made of a composition such as organosilane is formed on the substrate surface in the present invention has conductive particles conductive particles as compared with the portion where the surface treatment layer is not formed. It exhibits a property of relatively low wettability with respect to the composition. On the other hand, the part where the surface treatment layer is not formed on the surface of the substrate shows the property that the wettability is relatively high with respect to the composition having conductive particles as compared with the part where the surface treatment layer is formed. . A composition having conductive particles is applied to the highly wettable region and then baked to form a conductive layer. Note that in this specification, a portion where the surface treatment layer is formed is also referred to as a layer having low wettability or a region having low wettability. Further, a portion where the surface treatment layer is not formed is also referred to as a highly paintable region.
基板上に表面処理層と、表面処理層に比べて塗れ性が高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 A surface treatment layer and a region having higher wettability than the surface treatment layer are formed on the substrate, and a composition having conductive particles is applied and fired repeatedly on the region having high wettability to form a convex conductive layer. It is characterized by forming.
基板上に表面処理層を形成し、表面処理層の一部に光を照射することによって表面処理層と比較して塗れ性が高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 A surface-treated layer is formed on the substrate, and light is applied to a part of the surface-treated layer to form a highly wettable region compared to the surface-treated layer, and conductive particles are formed on the highly wettable region. A convex conductive layer is formed by repeatedly applying and baking the composition having the above.
基板上に無機層を形成し、無機層上に表面処理層を形成し、表面処理層の一部に光を照射することによって表面処理層と比較して塗れ性が高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 An inorganic layer is formed on the substrate, a surface treatment layer is formed on the inorganic layer, and light is applied to a part of the surface treatment layer to form a region having higher wettability than the surface treatment layer. A convex conductive layer is formed by repeatedly applying and baking a composition having conductive particles over a highly conductive region.
基板上に無機層を形成し、無機層上に所望の形状を有する有機樹脂からなるマスクを形成し、無機層及びマスク上に表面処理層を形成し、マスクを除去することによって、表面処理層と比べて塗れ性の高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 A surface treatment layer is formed by forming an inorganic layer on a substrate, forming a mask made of an organic resin having a desired shape on the inorganic layer, forming a surface treatment layer on the inorganic layer and the mask, and removing the mask. A region having a high wettability compared to the above is formed, and a convex conductive layer is formed by repeatedly applying and baking a composition having conductive particles on the high wettability region.
基板上に無機層を形成し、無機層上に所望の形状を有する光触媒層を形成し、所望の形状を有する光触媒層上に表面処理層を形成し、表面処理層の一部に光を照射して、表面処理層と比べて塗れ性が高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 An inorganic layer is formed on a substrate, a photocatalyst layer having a desired shape is formed on the inorganic layer, a surface treatment layer is formed on the photocatalyst layer having a desired shape, and a part of the surface treatment layer is irradiated with light And forming a convex conductive layer by repeatedly applying and baking a composition having conductive particles on the high wettability region. And
基板上に有機物層を形成し、有機物層上に所望の形状を有する無機層を形成し、無機層上に表面処理層を形成し、有機物層上の無機層が形成されていない領域に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 An organic layer is formed on a substrate, an inorganic layer having a desired shape is formed on the organic layer, a surface treatment layer is formed on the inorganic layer, and the conductive layer is formed on the organic layer where the inorganic layer is not formed. A convex conductive layer is formed by repeatedly applying and baking a composition having particles.
基板上に導電層を形成し、導電層上に塗れ性の低い領域と、塗れ性の低い領域と比較して塗れ性が高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 A conductive layer is formed on the substrate, a region with low wettability on the conductive layer and a region with high wettability compared to a region with low wettability are formed, and the conductive particles are provided on the region with high wettability. A convex conductive layer is formed by repeatedly applying and baking the composition.
基板上に導電層を形成し、導電層上に表面処理層を形成し、表面処理層の一部に光を照射することによって表面処理層と比較して塗れ性が高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 A conductive layer is formed on the substrate, a surface treatment layer is formed on the conductive layer, and light is applied to a part of the surface treatment layer to form a region having higher wettability than the surface treatment layer. A convex conductive layer is formed by repeatedly applying and baking a composition having conductive particles over a highly conductive region.
基板上に導電層を形成し、導電層上に所望の形状を有する有機樹脂からなるマスクを形成し、導電層及びマスク上に塗れ性の低い層を形成し、マスクを除去することによって、表面処理層と比べて塗れ性の高い領域を形成し、塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布と焼成を繰り返して凸状の導電層を形成することを特徴とする。 By forming a conductive layer on the substrate, forming a mask made of an organic resin having a desired shape on the conductive layer, forming a low-paintability layer on the conductive layer and the mask, and removing the mask, the surface A region having higher wettability than the treatment layer is formed, and a convex conductive layer is formed by repeatedly applying and baking a composition having conductive particles on the high wettability region.
導電性粒子を有する組成物を液滴吐出法により塗布することを特徴とする。 A composition having conductive particles is applied by a droplet discharge method.
導電性粒子を有する組成物を印刷法により塗布することを特徴とする。 A composition having conductive particles is applied by a printing method.
凸状の導電層は多層配線であることを特徴とする。 The convex conductive layer is a multilayer wiring.
本発明により、工程の簡略化、及び材料のロスを少なくできるためコストダウンを達成できる。また、配線を制御性よく形成できる。さらに電気的特性が高いトランジスタを作製することができる。従って、高性能、高信頼性の半導体装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, since the process can be simplified and the loss of materials can be reduced, cost reduction can be achieved. Further, the wiring can be formed with good controllability. Further, a transistor with high electrical characteristics can be manufactured. Therefore, a high-performance and highly reliable semiconductor device can be manufactured with high yield.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本実施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、実施形態を説明するための全図において、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付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiment. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.
（実施形態１）
本実施形態では、基板上にフォトマスクを用いて塗れ性の異なる領域を形成し、塗れ性が高い領域に凸状の導電層を形成する工程について、図１及び図２を用いて説明する。なお、図２は作製工程における上面図であり、図１は図２におけるＡ、Ｂの断面図に相当する。基板１００上に、第１の導電層（導体又は半導体）１０１を形成する（ここでは、半導体を例示する。）。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a process of forming regions with different wettability using a photomask on a substrate and forming a convex conductive layer in a region with high wettability will be described with reference to FIGS. 2 is a top view in the manufacturing process, and FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along lines A and B in FIG. A first conductive layer (conductor or semiconductor) 101 is formed over the substrate 100 (here, a semiconductor is illustrated).
基板１００としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、アルミナ等のセラミック等絶縁物質で形成される基板、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。
As the
プラスチック基板の代表例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン）、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはポリフタールアミド、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミドからなるプラスチック基板、直径数ｎｍの無機粒子が分散された有機材料で形成される基板等が挙げられる。また、基板１００は可とう性を有するものでもよい。ここでは、基板１００としてポリカーボネートを用いる。
Typical examples of plastic substrates include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), polypropylene, polypropylene sulfide, polycarbonate (PC), polyetherimide, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate. (PET) or a plastic substrate made of polyphthalamide, nylon, polyetheretherketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyetherimide (PEI), polyarylate (PAR), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide, Examples thereof include a substrate formed of an organic material in which inorganic particles having a diameter of several nm are dispersed. Further, the
続いて、塗れ性が低い層１０２を形成する（図１（Ａ）、図２（Ａ）参照。）。塗れ性が低い層１０２としては、後に塗布される導電性粒子を含む組成物に対して塗れ性が低い層を形成する。塗れ性が低い層１０２は、アルキル基やフッ化炭素鎖を有する化合物を含む組成物用いて形成する。
Subsequently, a
また、塗れ性が低い層１０２の組成物の一例としては、Ｒｎ−Ｓｉ−Ｘ(4-n)（ｎ＝１、２、３）の化学式で表される有機シランが挙げられる。なお、Ｒはフルオロアルキル基やアルキル基等の比較的不活性な基を含む物質である。またＸは下地表面の水酸基又は吸着水と結合可能な加水分解基からなる。Ｘの代表例としてはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基等が挙げられる。
Further, an example of a composition of the
また、有機シランの一例として、Ｒにフルオロアルキル基を有するフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）を用いることにより、塗れ性を低下させることができる。ＦＡＳのＲは、（ＣＦ3）（ＣＦ2）x（ＣＨ2）y（ｘ：０以上１０以下の整数、ｙ：０以上４以下の整数）で表される構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでもよいし、異なっていてもよい。代表的なＦＡＳとしては、ヘプタデフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下、ＦＡＳという。）が挙げられる。 In addition, as an example of an organic silane, wettability can be reduced by using fluoroalkylsilane (FAS) having a fluoroalkyl group as R. R of FAS has a structure represented by (CF 3 ) (CF 2 ) x (CH 2 ) y (x: an integer of 0 or more and 10 or less, y: an integer of 0 or more and 4 or less), and a plurality of R Alternatively, when X is bonded to Si, R and X may all be the same or different. As typical FAS, fluoroalkylsilanes (hereinafter referred to as FAS) such as heptadefluorotetrahydrodecyltriethoxysilane, heptadecafluorotetrahydrodecyltrichlorosilane, tridecafluorotetrahydrooctyltrichlorosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, and the like. Is mentioned.
また、有機シランの一例として、Ｒにアルキル基を有するアルコキシシランを用いることにより、塗れ性を低下させることができる。アルコキシシランとしては、炭素数２〜３０のアルコキシシランが好ましい。代表的には、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン（ＯＤＳ）、エイコシルトリエトキシシラン、トリアコンチルトリエトキシシランがあげられる。なお、長鎖アルキル基を有するシラン化合物は、特に塗れ性を低下させることが可能であり好ましい。 In addition, as an example of the organic silane, the use of alkoxysilane having an alkyl group as R can reduce the wettability. As alkoxysilane, C2-C30 alkoxysilane is preferable. Typical examples include ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, octadecyltriethoxysilane (ODS), eicosyltriethoxysilane, and triaconyltriethoxysilane. Note that a silane compound having a long-chain alkyl group is particularly preferable because it can reduce paintability.
また、塗れ性が低い層の組成物の一例として、フッ化炭素鎖を有する有機樹脂（フッ素系樹脂）を用いることができる。フッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；四フッ化エチレン樹脂）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ；四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、パーフルオロエチレンプロペンコーポリマー（ＰＦＥＰ；四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂）、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ；四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ；フッ化ビニリデン樹脂）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン樹脂）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ；フッ化ビニル樹脂）等を用いることができる。 In addition, as an example of a composition of a layer having low wettability, an organic resin having a fluorocarbon chain (fluorine resin) can be used. Examples of fluorine resins include polytetrafluoroethylene (PTFE; tetrafluoroethylene resin), perfluoroalkoxyalkane (PFA; tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin), and perfluoroethylene propene copolymer (PFEP; four fluoropolymer). Ethylene-hexafluoropropylene copolymer resin), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE; tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin), polyvinylidene fluoride (PVDF; vinylidene fluoride resin), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE; trifluoroethylene chloride resin), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE; trifluoroethylene chloride-ethylene copolymer resin), polytetrafluoroethylene-perfluorodioxide Rukoporima (TFE / PDD), polyvinyl fluoride (PVF; a vinyl fluoride resin), or the like can be used.
塗れ性が低い層１０２の組成物の溶媒としては、ｎーペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワラン等の炭化水素系溶媒又はテトラヒドロフラン等を用いる。
As a solvent for the composition of the
上記材料を用いて塗れ性が低い層１０２を形成する場合、上記材料を、液滴吐出法、塗布法等を用いて形成する。また、上記材料を第１の導電層１０１表面に化学吸着させて形成してもよい。化学吸着させることで、単分子層を形成することができる。
In the case where the
単分子層で塗れ性が低い層１０２を形成すると、後に塗れ性が低い層の一部を分解するとき、短時間で分解することが可能である。また、厚さが均一であるため、バラツキなく塗れ性が低い層を分解することが可能である。単分子層の形成方法としては、有機シランを有する密閉容器内に基板を設置することで絶縁層表面に有機シランを化学吸着させた後、アルコールで洗浄することで単分子膜となり、塗れ性が低い層を形成することが可能である。また、有機シランを有する溶液中に、基板を浸漬することで、絶縁層表面に有機シランが化学吸着して単分子膜となり、塗れ性が低い層を形成することが可能である。
When the
ここでは、塗れ性が低い層１０２は、ＦＡＳ試薬を含む密閉容器に基板を封入し、１１０℃で５分以上加熱して、ＦＡＳを絶縁層表面に吸着させて形成する。
Here, the
また、絶縁層を形成し、該表面にフッ素プラズマを照射して形成することができる。また、フッ素樹脂で形成される誘電体が設けられた電極を用意し、空気、酸素又は窒素を用いてプラズマを発生させて、絶縁層表面をプラズマ処理して塗れ性が低い層を形成することができる。フッ素系樹脂を誘電体として用いると、絶縁層表面にＣＦ2結合が形成され、表面改質が行われ、塗れ性が低下する。 In addition, an insulating layer can be formed and the surface can be irradiated with fluorine plasma. Also, an electrode provided with a dielectric formed of a fluororesin is prepared, and plasma is generated using air, oxygen, or nitrogen, and the surface of the insulating layer is subjected to plasma treatment to form a layer with low wettability. Can do. When a fluororesin is used as a dielectric, CF 2 bonds are formed on the surface of the insulating layer, surface modification is performed, and paintability is reduced.
上記絶縁層の材料として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のような水溶性樹脂を、Ｈ2Ｏ等の溶媒に混合した材料を用いることができる。また、ＰＶＡと他の水溶性樹脂を組み合わせて使用してもよい。また、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド（ナイロン）、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の有機樹脂等を用いることができる。 As the material for the insulating layer, a material in which a water-soluble resin such as polyvinyl alcohol (PVA) is mixed with a solvent such as H 2 O can be used. Moreover, you may use combining PVA and another water-soluble resin. In addition, organic resins such as acrylic resin, polyimide resin, melamine resin, polyester resin, polycarbonate resin, phenol resin, epoxy resin, polyacetal, polyether, polyurethane, polyamide (nylon), furan resin, diallyl phthalate resin, etc. may be used. it can.
次に、塗れ性が低い層１０２に、フォトマスク１０３を用いて光１０４を照射する。光のエネルギーにより塗れ性が低い層１０２の一部が露光され、物質の結合が解離され、塗れ性が高い領域１１２が形成される（図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照）。このとき形成した塗れ性が高い領域１１２を上面からみた形状は、後に形成する凸状の導電層（ピラー）を上面からみた形状とほぼ同じ形状である。また、光１０４が照射されなかった領域は、塗れ性が低い層が残存する。残存した塗れ性が低い層を、塗れ性が低い層１１１と示す。なお、フォトマスクを用いずにレーザー直接描画装置を用いて塗れ性が高い領域１１２を形成してもよい。
Next, the
ここでは、ＦＡＳの結合の一部を分解する光１０４として、紫外線を照射する。なお、塗れ性が低い層１０２とフォトマスク１０３との間に酸素を充填することが好ましい。酸素に紫外線を照射することにより、オゾンが発生し、ＦＡＳの結合をより分解しやすくすることができる。ここで、光の照射源であるランプとフォトマスクとの間には、窒素を充填することが好ましい。窒素を充填することにより、紫外線が吸収されずフォトマスク１０３及び塗れ性の低い層１０２に照射することが可能である。
Here, ultraviolet rays are irradiated as the light 104 for decomposing part of the FAS bond. Note that oxygen is preferably filled between the
塗れ性が高い領域は、塗れ性が低い層と比較して導電性粒子を有する組成物の塗れ性が相対的に高い領域のことである。また、導電性粒子を有する組成物の接触角が相対的に異なる領域のことであり、塗れ性が高い領域とは、その表面において導電性粒子を有する組成物の接触角が小さい領域であり、塗れ性が低い層とは、その表面において導電性粒子を有する組成物の接触角が大きい領域である。 The region having high wettability is a region in which the wettability of the composition having conductive particles is relatively high compared to the layer having low wettability. In addition, the contact angle of the composition having conductive particles is a relatively different region, the region having high paintability is a region having a small contact angle of the composition having conductive particles on its surface, The layer having low wettability is a region where the contact angle of the composition having conductive particles is large on the surface thereof.
また、ぬれ性が低い領域の表面における表面エネルギーは相対的に小さい。一方、ぬれ性の高い領域の表面における表面エネルギーは、相対的に大きい。 Further, the surface energy at the surface of the low wettability region is relatively small. On the other hand, the surface energy on the surface of the highly wettable region is relatively large.
接触角が大きい領域の表面では、組成物は広がらず、はじかれる。一方、接触角が小さい領域の表面では、組成物は広がる。本発明においては、塗れ性が高い領域における導電性粒子を有する組成物の接触角（θ１と示す。）と、塗れ性が低い層における導電性粒子を有する組成物の接触角（θ２と示す。）との差は、３０度以上、好ましくは４０度以上であることが望ましい。即ち、θ２は、θ１より３０度、好ましくは４０度以上である。 On the surface of the region where the contact angle is large, the composition does not spread but is repelled. On the other hand, the composition spreads on the surface of the region having a small contact angle. In the present invention, the contact angle (shown as θ1) of the composition having conductive particles in a region with high wettability and the contact angle (θ2) of the composition having conductive particles in a layer with low wettability are shown. ) Is 30 degrees or more, preferably 40 degrees or more. That is, θ2 is 30 degrees, preferably 40 degrees or more, from θ1.
次に、塗れ性が高い領域１１２に、導電性粒子を有する組成物（以下、導電性ペーストと示す。）を吐出した後、乾燥、焼成して導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１２１を形成する。凸状の導電層（ピラー）１２１は、導電性ペーストを吐出と焼成を繰り返すことによって積み重ねる（図１（Ｃ）、図２（Ｃ）参照。）。なお、凸状の導電層（ピラー）は導電層（多層配線）として機能する。
Next, a composition having conductive particles (hereinafter referred to as a conductive paste) is discharged to the
導電性ペーストとしては、径が数ｎｍ〜数μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解又は分散させたものを用いる。導電性粒子としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＢａのいずれか一つ以上の金属粒子、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子を用いることができる。また、これらの材料を積層して凸状の導電層（ピラー）１２１を形成することができる。また有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂から選ばれた一つ又は複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂が挙げられる。 As the conductive paste, a conductive paste having a diameter of several nm to several μm dissolved or dispersed in an organic resin is used. The conductive particles include at least one of Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, Al, Ta, Mo, Cd, Zn, Fe, Ti, Zr, and Ba. Grains, silver halide grains, etc., or dispersible nanoparticles can be used. Further, a convex conductive layer (pillar) 121 can be formed by stacking these materials. As the organic resin, one or more selected from organic resins that function as a binder, a solvent, a dispersant, and a coating agent for metal particles can be used. Typically, an organic resin such as an epoxy resin or a silicon resin can be given.
導電性ペーストは、液滴吐出法等を用いて、塗れ性が高い領域１１２に塗布する。なお、凸状の導電層（ピラー）は、導電性粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。また、導電性ペーストの加熱温度及びその時間により、導電性粒子が溶融し導電性粒子の集合体となる。このときの集合体の大きさは、導電性ペーストの加熱温度及びその時間により増大するため、表面の高低差が大きい層となる。なお、導電性粒子が溶融した領域は、多結晶構造となる場合もある。
The conductive paste is applied to the highly
また、加熱温度、雰囲気、時間により導電層には、有機物で形成されるバインダーが残存する。また、導電性ペーストとして、径が数ｎｍ〜数十ｎｍの銀粒子を有する組成物を用いる。 Moreover, the binder formed with an organic substance remains in the conductive layer depending on the heating temperature, atmosphere, and time. In addition, a composition having silver particles having a diameter of several nm to several tens of nm is used as the conductive paste.
なお、導電性ペーストの吐出領域の外延には、塗れ性が低い層が形成されているため、導電性ペーストが塗れ広がらず、均一な幅にピラー径を制御できる。この結果、ばらつきの少ない導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１２１を形成することができる。 Note that since the layer having low wettability is formed in the outer extension of the discharge region of the conductive paste, the conductive paste is not spread and the pillar diameter can be controlled to a uniform width. As a result, a convex conductive layer (pillar) 121 made of a conductive material with little variation can be formed.
次に、塗れ性が低い層１１１にレーザあるいは光２２４を照射する（図１（Ｄ）参照。）。光のエネルギーにより塗れ性が低い層１１１が露光され、物質の結合が解離される（図１（Ｅ）、図２（Ｄ）参照。）。
Next, the
ここでは、ＦＡＳの結合を分解する光２２４として、紫外線を照射する。なお、塗れ性が低い層１１１とランプとの間には、酸素を充填することが好ましい。酸素に紫外線を照射することにより、オゾンが発生し、ＦＡＳの結合をより分解しやすくすることができる。
Here, ultraviolet rays are irradiated as the light 224 for decomposing FAS bonds. Note that oxygen is preferably filled between the
次いで、塗布法などにより、凸状の導電層（ピラー）１２１を埋め込み、頂部が露出するように層間絶縁膜１６０を形成する。または、凸状の導電層（ピラー）１２１を被うように層間絶縁膜１６０を形成した後、頂部を露出させてもよい。ここで形成する層間絶縁膜としては、アクリル、ポリイミド等の有機樹脂、有機溶媒中に溶かされた絶縁膜材料を塗布した後熱処理により被膜を形成する所謂、塗布珪素酸化膜（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ、以下「ＳＯＧ」ともいう。）、シロキサンポリマー等の焼成によりシロキサン結合を形成する材料等が挙げられる。また、層間絶縁膜１６０は、塗布法に限定されず、気相成長法やスパッタリング法により形成された酸化珪素膜等の無機絶縁膜も用いることができる。また、保護膜として窒化珪素膜をＰＣＶＤ法やスパッタ法で形成した後、塗布法により絶縁膜を積層してもよい。
Next, a convex conductive layer (pillar) 121 is embedded by a coating method or the like, and an
また、液滴吐出法により層間絶縁膜１６０を形成してもよい。また、凸状の導電層（ピラー）１２１を本焼成する前に層間絶縁膜１６０を液滴吐出法により形成し、同時に本焼成してもよい。また、層間絶縁膜１６０は平坦化されていてもよい。
Alternatively, the
なお、塗布法や液滴吐出法により層間絶縁膜１６０を形成する際、スキージではなく、エアナイフで表面におけるミクロの凹凸を平坦化させた後、本焼成を行うことが好ましい。
Note that when the
次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）１２１上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させることができる。 Next, the interlayer insulating film on the convex conductive layer (pillar) 121 is removed by etching back the entire surface to expose the convex conductive layer (pillar) 121. As another method, the convex insulating layer (pillar) 121 is exposed by grinding the interlayer insulating film by chemical mechanical polishing (CMP) and then etching back the entire surface of the interlayer insulating film. Can do.
次いで、層間絶縁膜１６０上に凸状の導電層（ピラー）１２１と接する第２の導電層（導体）１７０を形成する（図１（Ｆ）、図２（Ｅ）参照。）。なお、液滴吐出法または印刷法によりインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）等を含む組成物からなる所定のパターンを形成し、焼成して第２の導電層を形成してもよい。また液滴吐出法によりＡｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いて形成することもできる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜、若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチングを組み合わせて形成してもよい。 Next, a second conductive layer (conductor) 170 in contact with the convex conductive layer (pillar) 121 is formed over the interlayer insulating film 160 (see FIGS. 1F and 2E). A predetermined pattern made of a composition containing indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide, zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), or the like is formed by a droplet discharge method or a printing method. It may be formed and fired to form the second conductive layer. Further, it can also be formed by a droplet discharge method using a composition containing metal particles such as Ag (silver), Au (gold), Cu (copper), W (tungsten), Al (aluminum) as a main component. . As another method, a transparent conductive film or a light reflective conductive film may be formed by a sputtering method, a mask pattern may be formed by a droplet discharge method, and etching may be combined.
本実施形態を用いて第１の導電層と第２の導電層を接続する凸状の導電層（多層配線）を形成することによって、低コストで歩度まりのよい半導体装置を作製することが可能である。 By using this embodiment to form a convex conductive layer (multilayer wiring) that connects the first conductive layer and the second conductive layer, it is possible to manufacture a semiconductor device with low cost and good yield. It is.
（実施形態２）
本実施形態では、有機樹脂で形成されるマスクを用いて選択的に塗れ性が低い層を形成することを特徴とする。
(Embodiment 2)
This embodiment is characterized in that a layer with low paintability is selectively formed using a mask formed of an organic resin.
基板１００上に第１の導電層（導体又は半導体）１０１（ここでは半導体を例示する。）を形成し、第１の導電層１０１上に所望の形状を有する有機樹脂層２００を形成する。ここで形成した有機樹脂層２００を上面からみた形状と、後に形成する凸状の導電層（ピラー）を上面から見た形状はほぼ同じ形状である。
A first conductive layer (conductor or semiconductor) 101 (here, a semiconductor is illustrated) is formed over the
有機樹脂層２００は、液滴吐出法や印刷法により後に凸状の導電層（ピラー）を形成する領域に上記樹脂層の材料を塗布した後、焼成して形成する。また、塗布法を用いて全面に有機樹脂層の材料を塗布し焼成した後、凸状の導電層（ピラー）を形成する領域に残存するようにエッチングしてもよい。
The
次に、第１の導電層１０１上に塗れ性が低い層２２０を形成する（図３（Ａ）参照。）。塗れ性が低い層２２０をフッ素系樹脂やアルキル樹脂で形成する場合、第１の導電層１０１及び有機樹脂層２００上に塗れ性の低い層が形成される。このときの、有機樹脂層２００を形成する組成物としては、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂を用いることができる。なお、有機樹脂層２００は、感光性を有する有機樹脂で形成することが出来る。この場合、有機樹脂層は、所定の形状に露光・現像して形成することができる。
Next, a
一方、塗れ性が低い層を有機シランで形成する場合、有機樹脂層２００の表面に水酸基を有すると、有機樹脂層２００上にも塗れ性の低い層が形成される。表面に水酸基有する有機樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂等があげられる。
On the other hand, when a layer with low wettability is formed with organosilane, if the surface of the
また、表面に水酸基を有しない有機樹脂でも、大気下でプラズマ処理することで、表面に水酸基を形成することが可能である。このため、大気下でプラズマ処理を行うことで、水酸基を有しないポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂上に、塗れ性が低い層を形成することが可能である。 Further, even with an organic resin having no hydroxyl group on the surface, it is possible to form a hydroxyl group on the surface by performing plasma treatment in the atmosphere. For this reason, by performing plasma treatment in the atmosphere, polyimide, polyamide, benzocyclobutene, acrylic, polyester, polycarbonate resin, polyacetal, polyether, furan resin, diallyl phthalate resin, melamine resin, silicon resin, etc. that do not have a hydroxyl group A layer having low wettability can be formed on the organic resin.
なお、表面に水酸基を有さない有機樹脂で有機樹脂層２００を形成すると、有機樹脂層２００上には塗れ性の低い層が形成されず、第１の導電層１０１上にのみ形成される。この場合、選択的に塗れ性が低い層を形成することができる。
Note that when the
ここでは、第１の導電層１０１を酸化珪素膜で形成し、有機樹脂層２００をエポキシ樹脂で形成し、塗れ性が低い層２２０をＦＡＳで形成する。このため、塗れ性の低い層２２０は、第１の導電層１０１及び有機樹脂層２００表面に形成される。
Here, the first
次に、有機樹脂層２００を除去し、塗れ性が高い領域１１２を形成する。有機樹脂層４０２は、剥離液等を用いてウエットエッチングする。このとき、塗れ性が低い層１１１を除去せず、有機樹脂層を選択的に除去する剥離液を選択する（図３（Ｂ）参照。）。
Next, the
次に、塗れ性が高い領域１１２に、導電性ペーストを塗布又は吐出、乾燥、焼成して凸状の導電層（ピラー）１２１を形成する（図３（Ｃ）参照。）。
Next, a conductive paste is applied or discharged, dried, and fired in the
次に、塗れ性が低い層１１１にレーザあるいは光２２４を照射する（図３（Ｄ）参照。）。光のエネルギーにより塗れ性が低い層１１１が露光され、物質の結合が解離される（図３（Ｅ）参照。）。
Next, the
次に、層間絶縁膜１６０を形成する。次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）１２１上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させることができる。
Next, an
次いで、層間絶縁膜１６０上に凸状の導電層（ピラー）１２１と接する第２の導電層（導体）１７０を形成する（図３（Ｆ）参照）。 Next, a second conductive layer (conductor) 170 in contact with the convex conductive layer (pillar) 121 is formed over the interlayer insulating film 160 (see FIG. 3F).
本実施形態を用いて第１の導電層と第２の導電層を接続する凸状の導電層（多層配線）を形成することによって、低コストで歩度まりのよい半導体装置を作製することが可能である。 By using this embodiment to form a convex conductive layer (multilayer wiring) that connects the first conductive layer and the second conductive layer, it is possible to manufacture a semiconductor device with low cost and good yield. It is.
（実施形態３）
本実施形態では、基板上にフォトマスクを用いて塗れ性の異なる領域を形成し、塗れ性が高い領域に凸状の導電層を形成する工程について、図４を用いて説明する。なお、本実施形態では実施形態１とは異なり、凸状の導電層を形成した後、導電層を形成する方法について示す。まず、基板１００上に無機絶縁層２０１を形成する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a process of forming regions with different wettability using a photomask on a substrate and forming a convex conductive layer in a region with high wettability will be described with reference to FIGS. Note that in this embodiment, unlike
無機絶縁層２０１としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等を、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等の手法により形成する。ここでは、無機絶縁層２０１は、スパッタリング法により酸化珪素を有する層で形成する。
As the inorganic insulating
続いて、無機絶縁層２０１上に塗れ性が低い層２０２を形成する（図４（Ａ）参照。）。次に、塗れ性が低い層２０２に、フォトマスク１０３を用いて光１０４を照射する。光のエネルギーにより塗れ性が低い層２０２の一部が露光され、物質の結合が解離され、塗れ性が高い領域１１２が形成される（図４（Ｂ）参照）。ここで形成した塗れ性の高い領域１１２を上面からみた形状と、後に形成する凸状の導電層（ピラー）を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。また、光１０４が照射されなかった領域は、塗れ性が低い層が残存する。残存した塗れ性が低い層を、塗れ性が低い層２１１と示す。なお、フォトマスク１０３を用いずにレーザ直接描画を用いてもよい。
Subsequently, a layer 202 having low wettability is formed over the inorganic insulating layer 201 (see FIG. 4A). Next, the
次に、塗れ性が高い領域１１２に、導電性ペーストを吐出した後、乾燥、焼成して導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１２１を形成する。凸状の導電層（ピラー）１２１は、導電性ペーストを吐出と焼成を繰り返すことによって積み重ねる（図４（Ｃ）参照。）。
Next, a conductive paste is discharged to the highly
なお、導電性ペーストの吐出領域の外延には、塗れ性が低い層２１１が形成されているため、導電性ペーストが塗れ広がらず、均一な幅にピラー径を制御できる。この結果、ばらつきの少ない導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１２１を形成することができる。
In addition, since the low-
次に、塗れ性が低い層２１１にフォトマスク１０３を用いて光１０４を照射する（図４（Ｄ）参照。）。光のエネルギーにより塗れ性が低い層２１１が露光され、物質の結合が解離され、塗れ性が高い領域２１２と塗れ性が低い層２１３が形成される（図４（Ｅ）参照。）。ここで形成する塗れ性の高い領域を上面からみた形状と、後に形成する第１の導電層を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。また、フォトマスクを用いずレーザ直接描画を用いて塗れ性が高い層２１２を形成してもよい。
Next, the
続いて塗れ性が高い領域２１２に導電材料を含む組成物を吐出して第１の導電層２１４を形成した後、塗れ性が低い層２１３をレーザあるいは光２２４を照射することにより除去する（図４（Ｆ）参照。）。次に、層間絶縁膜１６０を形成する。
Subsequently, a composition containing a conductive material is discharged to the
次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）１２１上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させることができる。 Next, the interlayer insulating film on the convex conductive layer (pillar) 121 is removed by etching back the entire surface to expose the convex conductive layer (pillar) 121. As another method, the convex insulating layer (pillar) 121 is exposed by grinding the interlayer insulating film by chemical mechanical polishing (CMP) and then etching back the entire surface of the interlayer insulating film. Can do.
次いで、層間絶縁膜１６０上に凸状の導電層（ピラー）１２１と接する第２の導電層（導体）１７０を形成する（図４（Ｇ）参照）。 Next, a second conductive layer (conductor) 170 in contact with the convex conductive layer (pillar) 121 is formed over the interlayer insulating film 160 (see FIG. 4G).
本実施形態を用いて第１の導電層と第２の導電層を接続する凸状の導電層（多層配線）を形成することによって、低コストで歩度まりのよい半導体装置を作製することが可能である。 By using this embodiment to form a convex conductive layer (multilayer wiring) that connects the first conductive layer and the second conductive layer, it is possible to manufacture a semiconductor device with low cost and good yield. It is.
（実施形態４）
本実施形態では、有機樹脂で形成されるマスクを用いて選択的に塗れ性が低い層を形成することを特徴とする。なお、本実施形態では実施形態２とは異なり、凸状の導電層を形成した後、導電層を形成する方法について示す。
(Embodiment 4)
This embodiment is characterized in that a layer with low paintability is selectively formed using a mask formed of an organic resin. Note that in this embodiment, unlike Embodiment 2, a method of forming a conductive layer after forming a convex conductive layer is described.
基板１００上に無機絶縁層２０１を形成し、無機絶縁層２０１上に所望の形状を有する有機樹脂層４０２を形成する。ここで形成した有機樹脂層４０２を上面からみた形状と、後に形成する凸状の導電層（ピラー）を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。
An inorganic insulating
有機樹脂層４０２は、液滴吐出法や印刷法により後に凸状の導電層（ピラー）を形成する領域に上記樹脂層の材料を塗布した後、焼成して形成する。また、塗布法を用いて全面に有機樹脂層の材料を塗布し焼成した後、凸状の導電層（ピラー）を形成する領域に残存するようにエッチングしてもよい。
The
次に、無機絶縁層２０１上に塗れ性が低い層４０３を形成する（図５（Ａ）参照。）。塗れ性が低い層４０３をフッ素系樹脂やアルキル樹脂で形成する場合、無機絶縁層２０１及び有機樹脂層４０２上に塗れ性の低い層が形成される。このときの、有機樹脂層４０２を形成する組成物としては、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂を用いることができる。なお、有機樹脂層４０２は、感光性を有する有機樹脂で形成することが出来る。この場合、有機樹脂層は、所定の形状に露光・現像して形成することができる。
Next, a
一方、塗れ性が低い層を有機シランで形成する場合、有機樹脂層４０２の表面に水酸基を有すると、有機樹脂層４０２上にも塗れ性の低い層が形成される。表面に水酸基有する有機樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂等があげられる。
On the other hand, when a layer with low wettability is formed with organosilane, if the surface of the
また、表面に水酸基を有しない有機樹脂でも、大気下でプラズマ処理することで、表面に水酸基を形成することが可能である。このため、大気下でプラズマ処理を行うことで、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂等の水酸基を有しない有機樹脂上に、塗れ性が低い層を形成することが可能である。 Further, even with an organic resin having no hydroxyl group on the surface, it is possible to form a hydroxyl group on the surface by performing plasma treatment in the atmosphere. For this reason, by performing plasma treatment in the air, it has hydroxyl groups such as polyimide, polyamide, benzocyclobutene, acrylic, polyester, polycarbonate resin, polyacetal, polyether, furan resin, diallyl phthalate resin, melamine resin, and silicon resin. It is possible to form a layer with low wettability on the organic resin that is not.
なお、表面に水酸基を有さない有機樹脂で有機樹脂層４０２を形成すると、有機樹脂層４０２上には塗れ性の低い層が形成されず、無機絶縁層２０１上にのみ形成される。この場合、選択的に塗れ性が低い層を形成することができる。
Note that when the
ここでは、無機絶縁層２０１を酸化珪素膜で形成し、有機樹脂層４０２をエポキシ樹脂で形成し、塗れ性が低い層４０３をＦＡＳで形成する。このため、塗れ性の低い層４０３は、無機絶縁層２０１及び有機樹脂層４０２表面に形成される。
Here, the inorganic insulating
次に、有機樹脂層４０２を除去し、塗れ性が高い領域１１２を形成する。有機樹脂層４０２は、剥離液等を用いてウエットエッチングする。このとき、塗れ性が低い層２１１を除去せず、有機樹脂層を選択的に除去する剥離液を選択する（図５（Ｂ）参照。）。
Next, the
次に、塗れ性が高い領域１１２に、導電性ペーストを塗布又は吐出、乾燥、焼成して凸状の導電層（ピラー）１２１を形成する（図５（Ｃ）参照。）。
Next, a conductive paste is applied or discharged, dried, and fired in the
次に、塗れ性が低い層２１１にフォトマスク１０３を用いて光１０４を照射する（図５（Ｄ）参照。）。光のエネルギーにより塗れ性が低い層２１１が露光され、物質の結合が解離され、塗れ性が高い領域２１２と塗れ性が低い層２１３が形成される（図５（Ｅ）参照。）。ここで形成した塗れ性の高い領域を上面からみた形状と、後に形成する第１の導電層を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。また、フォトマスクを用いずレーザ直接描画を用いて塗れ性が高い層２１２を形成してもよい。
Next, the
続いて塗れ性が高い領域２１２に第１の導電層２１４を形成した後、塗れ性が低い層２１３をレーザあるいは光２２４を照射することにより除去する（図５（Ｆ）参照。）。次に、層間絶縁膜１６０を形成する。
Next, after the first
次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）１２１上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させることができる。 Next, the interlayer insulating film on the convex conductive layer (pillar) 121 is removed by etching back the entire surface to expose the convex conductive layer (pillar) 121. As another method, the convex insulating layer (pillar) 121 is exposed by grinding the interlayer insulating film by chemical mechanical polishing (CMP) and then etching back the entire surface of the interlayer insulating film. Can do.
次いで、層間絶縁膜１６０上に凸状の導電層（ピラー）１２１と接する第２の導電層（導体）１７０を形成する（図５（Ｇ）参照）。 Next, a second conductive layer (conductor) 170 in contact with the convex conductive layer (pillar) 121 is formed over the interlayer insulating film 160 (see FIG. 5G).
本実施形態を用いて第１の導電層と第２の導電層を接続する凸状の導電層（多層配線）を形成することによって、低コストで歩度まりのよい半導体装置を作製することが可能である。 By using this embodiment to form a convex conductive layer (multilayer wiring) that connects the first conductive layer and the second conductive layer, it is possible to manufacture a semiconductor device with low cost and good yield. It is.
（実施形態５）
本実施形態では、フォトマスクを使用せずに、塗れ性が低い層を露光することを特徴とする。
(Embodiment 5)
This embodiment is characterized in that a layer having low paintability is exposed without using a photomask.
基板１００上に無機絶縁層２０１を形成し、無機絶縁層２０１上に所望の形状を有する光触媒層４５１を形成し、光触媒層４５１及び無機絶縁層２０１上に塗れ性が低い層４５２を形成する（図６（Ａ）参照。）。なお、ここで形成した光触媒層４５１を上面からみた形状と、後に形成する凸状の導電層を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。
An inorganic insulating
光触媒層４５１としては、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）等のチタン酸塩（ＭＴｉＯ3）、タンタル酸塩（ＭＴａＯ3）、ニオブ酸塩（Ｍ4Ｎｂ6Ｏ17）（いずれもＭは金属元素）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）等を用いて形成する。
As the
光触媒層４５１は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法、ゾルゲル法、逆相ミセル法、電気泳動法、スピンコーティング法、液滴吐出法、プラズマスプレー法等を用いて形成する。
The
ここでは、光触媒層４５１として、ゾルゲル法により酸化チタン層を形成する。
Here, a titanium oxide layer is formed as the
ここでは、光触媒層４５１を活性化する光２２４を照射することで、光触媒層が活性化する。この結果、光触媒層それに接する塗れ性が低い層４５３が選択的に露光される。選択的に露光された領域では、塗れ性が低い層の物質が分解され、塗れ性が高い領域１１２が形成される。ここでは、塗れ性が高い領域１１２では、光触媒層４５１が露出しているが、この構造に限定されず、光触媒層４５１上に塗れ性が高い層が形成されていてもよい。また、光触媒層４５１に接していない塗れ性が低い層は、光触媒層の触媒作用を受けないため、塗れ性が低い層が残存する。残存した塗れ性が低い層を、塗れ性が低い層４５３と示す（図６（Ｂ）参照。）。
Here, the photocatalyst layer is activated by irradiation with light 224 that activates the
光触媒層４５１を分解する光のエネルギーは、光触媒層を構成する物質に依存するが、代表的に、光触媒層が酸化チタンの場合は、紫外光（波長４００ｎｍ以下、好ましくは３８０ｎｍ以下）で活性化し、硫化カドミウムは、可視光で活性化する。ここでは、紫外光を照射する。
The energy of light for decomposing the
次に、塗れ性が高い領域１１２に、導電性ペーストの吐出と焼成を繰り返し、導電性ペーストを積み重ねることによって、導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１２１を形成する（図６（Ｃ）参照。）。なお、導電性ペーストは実施形態１で示す導電性ペーストを適宜用いることが可能である。
Next, the conductive paste is repeatedly ejected and baked in the
次に、塗れ性が低い層４５３にフォトマスク１０３を用いて光１０４を照射する（図６（Ｄ）参照。）。光のエネルギーにより塗れ性が低い層４５３が露光され、物質の結合が解離され、塗れ性が高い領域２１２と塗れ性が低い層２１３が形成される（図６（Ｅ）参照。）。ここで形成した塗れ性の高い領域を上面からみた形状と、後に形成する第１の導電層を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。また、フォトマスクを用いずレーザ直接描画装置を用いて塗れ性が高い層２１２を形成してもよい。
Next, the
続いて塗れ性が高い領域２１２に第１の導電層２１４を形成した後、塗れ性が低い層２１３をレーザあるいは光２２４を照射することにより除去する（図６（Ｆ）参照。）。次に、層間絶縁膜１６０を形成する。
Next, after the first
次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）１２１上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させることができる。 Next, the interlayer insulating film on the convex conductive layer (pillar) 121 is removed by etching back the entire surface to expose the convex conductive layer (pillar) 121. As another method, the convex insulating layer (pillar) 121 is exposed by grinding the interlayer insulating film by chemical mechanical polishing (CMP) and then etching back the entire surface of the interlayer insulating film. Can do.
次いで、層間絶縁膜１６０上に凸状の導電層（ピラー）１２１と接する第２の導電層（導体）１７０を形成する（図６（Ｇ）参照）。 Next, a second conductive layer (conductor) 170 in contact with the convex conductive layer (pillar) 121 is formed over the interlayer insulating film 160 (see FIG. 6G).
本実施形態を用いて第１の導電層と第２の導電層を接続する凸状の導電層（多層配線）を形成することによって、低コストで歩度まりのよい半導体装置を作製することが可能である。 By using this embodiment to form a convex conductive layer (multilayer wiring) that connects the first conductive layer and the second conductive layer, it is possible to manufacture a semiconductor device with low cost and good yield. It is.
（実施形態６）
本実施形態について図７を用いて説明する。本実施形態では、無機絶縁層上に選択的に塗れ性が低い層を形成することを特徴とする。
(Embodiment 6)
This embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is characterized in that a layer having low wettability is selectively formed on the inorganic insulating layer.
基板１００上に有機樹脂層５０１を形成し、有機樹脂層５０１上に所望の形状を有する無機絶縁層５０２を形成する。ここでは、無機絶縁層５０２は後に凸状の導電層が形成されない領域に形成する
An
後の工程で無機絶縁層５０２上に選択的に塗れ性が低い層を形成するため、有機樹脂層５０１は、水酸基を有しない有機樹脂、代表的には、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂等で形成することが可能である。また、有機樹脂層５０１は、液滴吐出法や印刷法、塗布法等用いて、基板上全面に有機樹脂層の材料を塗布し、焼成して形成することができる。ここでは、有機樹脂層５０１をポリイミドを用いて形成する。
In order to form a layer with low wettability selectively on the inorganic insulating
無機絶縁層５０２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等を、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等の手法により形成したのち、エッチングして形成することができる。また、液滴吐出法や印刷法でシロキサンポリマーを吐出又は塗布し焼成して形成することができる。
As the inorganic insulating
次に、無機絶縁層５０２上に塗れ性が低い層５０３を形成する（図７（Ａ）参照。）。塗れ性が低い層は、有機シランで形成することが好ましい。有機シランの加水分解基が、無機絶縁層表面の水酸基又は吸着水と縮合し、選択的に無機絶縁層５０２の表面に塗れ性の低い層５０３を形成することができるためである。また、有機樹脂層５０１において、無機絶縁層５０２に覆われず露出している領域は、塗れ性が高い領域１１２となる。
Next, a
次に、塗れ性が高い領域１１２に、導電性ペーストの吐出と焼成を繰り返し、導電性ペーストを積み重ねることによって、導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１２１を形成する（図７（Ｂ）参照。）。なお、導電性ペーストは実施形態１で示す導電性ペーストを適宜用いることが可能である。
Next, the conductive paste (pillar) 121 made of a conductive material is formed in the highly
次に、塗れ性が低い層５０３にフォトマスク１０３を用いて光１０４を照射する（図７（Ｃ）参照。）。光のエネルギーにより塗れ性が低い層５０３が露光され、物質の結合が解離され、塗れ性が高い領域２１２と塗れ性が低い層２１３が形成される（図７（Ｄ）参照。）。ここで形成した塗れ性の高い領域を上面からみた形状と、後に形成する第１の導電層を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。また、フォトマスクを用いずレーザ直接描画を用いて塗れ性が高い層２１２を形成してもよい。
Next, the
続いて塗れ性が高い領域２１２に第１の導電層５０４を形成した後、塗れ性が低い層２１３をレーザあるいは光２２４を照射することにより除去する（図７（Ｅ）参照。）。次に、層間絶縁膜１６０を形成する。
Subsequently, after the first
次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）１２１上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）１２１を露出させることができる。 Next, the interlayer insulating film on the convex conductive layer (pillar) 121 is removed by etching back the entire surface to expose the convex conductive layer (pillar) 121. As another method, the convex insulating layer (pillar) 121 is exposed by grinding the interlayer insulating film by chemical mechanical polishing (CMP) and then etching back the entire surface of the interlayer insulating film. Can do.
次いで、層間絶縁膜１６０上に凸状の導電層（ピラー）１２１と接する第２の導電層（導体）１７０を形成する（図７（Ｆ）参照）。 Next, a second conductive layer (conductor) 170 in contact with the convex conductive layer (pillar) 121 is formed over the interlayer insulating film 160 (see FIG. 7F).
本実施形態を用いて第１の導電層と第２の導電層を接続する凸状の導電層（多層配線）を形成することによって、低コストで歩度まりのよい半導体装置を作製することが可能である。 By using this embodiment to form a convex conductive layer (multilayer wiring) that connects the first conductive layer and the second conductive layer, it is possible to manufacture a semiconductor device with low cost and good yield. It is.
（実施形態７）
本実施形態では、逆スタガ型トランジスタ（代表的には薄膜トランジスタ）をスイッチング素子とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の作製方法を示す。なお、図８は作製工程の断面を示している。
(Embodiment 7)
In this embodiment mode, a manufacturing method of an active matrix liquid crystal display device using an inverted staggered transistor (typically, a thin film transistor) as a switching element is shown. FIG. 8 shows a cross section of the manufacturing process.
まず、基板１０上に下地膜１１を形成する。なお、基板１０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等、フュージョン法やフロート法で作製される無アルカリガラス基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。また、反射型の液晶表示装置とする場合、単結晶シリコン等の半導体基板、ステンレス等の金属基板、またはセラミック基板の表面に絶縁層を設けた基板を適用してもよい。
First, the
次いで、液滴吐出法、代表的にはインクジェット法により滴下した後、酸素雰囲気で焼成を行い、ゲート電極またはゲート配線となる金属配線１２を形成する。また、同様に端子部に伸びる配線４０も形成する。なお、ここでは図示しないが、保持容量を形成するための容量電極または容量配線をも形成する。
Next, after dropping by a droplet discharge method, typically an ink jet method, baking is performed in an oxygen atmosphere to form a
これらの配線材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、若しくはアルミニウム（Ａｌ）、これらからなる合金、これらの分散性ナノ粒子、又はハロゲン化銀の微粒子を用いる。特に、ゲート配線は、低抵抗化することが好ましいので、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物拡散防止対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、酢酸ブチル等のエステル類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等の有機溶剤等に相当する。表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。 These wiring materials include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), tungsten (W), nickel (Ni), tantalum (Ta), bismuth (Bi). ), Lead (Pb), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), titanium (Ti), or aluminum (Al), alloys thereof, dispersible nanoparticles thereof, or silver halide Use fine particles. In particular, since it is preferable to reduce the resistance of the gate wiring, it is preferable to use a material in which any one of gold, silver, and copper is dissolved or dispersed in consideration of the specific resistance value. More preferably, low resistance silver or copper is used. However, when silver or copper is used, it is preferable to provide a barrier film together to prevent impurity diffusion. The solvent corresponds to esters such as butyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol, organic solvents such as acetone, and the like. The surface tension and the viscosity are appropriately adjusted by adjusting the concentration of the solvent or adding a surfactant or the like.
液滴吐出法において用いるノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には１０ｐｌ以下）に設定することが好ましい。液滴吐出法には、オンデマンド型とコンティニュアス型の２つの方式があるが、どちらの方式を用いてもよい。さらに液滴吐出法において用いるノズルには、圧電体の電圧印加により変形する性質を利用した圧電方式、ノズル内に設けられたヒータにより組成物を沸騰させ該組成物を吐出する加熱方式があるが、そのどちらの方式を用いてもよい。被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。ノズルと被処理物は、その相対的な距離を保ちながら、ノズル及び被処理物の一方が移動して、所望のパターンを描画する。また、組成物を吐出する前に、被処理物の表面にプラズマ処理を施してもよい。これは、プラズマ処理を施すと、被処理物の表面が親水性になったり、疎液性になったりすることを活用するためである。例えば、純水に対しては親水性になり、アルコールを溶媒したペーストに対しては疎液性になる。 The diameter of the nozzle used in the droplet discharge method is set to 0.02 to 100 μm (preferably 30 μm or less), and the discharge amount of the composition discharged from the nozzle is 0.001 pl to 100 pl (preferably 10 pl or less). ) Is preferable. There are two types of droplet discharge methods, an on-demand type and a continuous type, and either method may be used. Furthermore, the nozzle used in the droplet discharge method includes a piezoelectric method that utilizes the property of being deformed by voltage application of a piezoelectric body, and a heating method that discharges the composition by boiling the composition with a heater provided in the nozzle. Either of these methods may be used. The distance between the object to be processed and the nozzle outlet is preferably as close as possible in order to drop it at a desired location, and is preferably set to about 0.1 to 3 mm (preferably 1 mm or less). . While maintaining the relative distance between the nozzle and the object to be processed, one of the nozzle and the object to be processed moves to draw a desired pattern. In addition, plasma treatment may be performed on the surface of the object to be processed before the composition is discharged. This is to take advantage of the fact that the surface of the workpiece becomes hydrophilic or lyophobic when the plasma treatment is performed. For example, it becomes hydrophilic with respect to pure water and becomes lyophobic with respect to a paste using an alcohol as a solvent.
組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。これは、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略又は短くすることができるためである。組成物の吐出後は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉等により、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜１２０分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、１００〜８００度（好ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発又は化学的に分散剤を除去し、周囲の樹脂が硬化収縮することで、融合と融着を加速する。雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は空気で行う。但し、金属元素を分解又は分散している溶媒が除去されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適である。 The step of discharging the composition may be performed under reduced pressure. This is because the solvent of the composition volatilizes before the composition is discharged and landed on the object to be processed, and the subsequent drying and firing steps can be omitted or shortened. After discharge of the composition, one or both of drying and baking steps are performed under normal pressure or reduced pressure by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like. The drying and firing steps are both heat treatment steps. For example, the drying is performed at 100 degrees for 3 minutes, and the firing is performed at 200 to 350 degrees for 15 minutes to 120 minutes. Time is different. In order to satisfactorily perform the drying and firing steps, the substrate may be heated, and the temperature at that time depends on the material of the substrate or the like, but is 100 to 800 degrees (preferably 200 to 350 degrees). And By this step, the solvent in the composition is volatilized or the dispersant is chemically removed, and the surrounding resin is cured and shrunk to accelerate fusion and fusion. The atmosphere is an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere or air. However, it is preferable to perform in an oxygen atmosphere in which the solvent in which the metal element is decomposed or dispersed is easily removed.
上記下地膜の形成または下地前処理を行うことによって、後に形成する液滴吐出法での金属層の密着性が大幅に向上され、希フッ酸（１／１００希釈）に浸けても１分以上耐えることができ、テープ剥がし試験でも十分な密着性が確保されている。 By performing the above-mentioned base film formation or base pretreatment, the adhesion of the metal layer in the droplet discharge method to be formed later is greatly improved. Even if immersed in dilute hydrofluoric acid (1/100 dilution), it takes 1 minute or more. It can withstand, and sufficient adhesion is secured even in a tape peeling test.
次いで、高密度プラズマ処理、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法を用いて、ゲート絶縁膜１３を単層又は積層構造で形成する。望ましくは、ゲート絶縁膜１３として、窒化珪素からなる絶縁体層、酸化珪素からなる絶縁体層、窒化珪素からなる絶縁体層の３層の積層とする。ただし、ゲート絶縁膜１３の成膜温度で金属配線１２がダメージを受けないようにする。
Next, the
なお、ここで用いる高密度プラズマ処理とは、マイクロ波で励起され、電子温度が１．５ｅＶ以下（好ましくは０．５〜１．５ｅＶ）、イオンエネルギーが５ｅＶ以下、電子密度が１．０×１０11ｃｍ-3〜１．０×１０13ｃｍ-3程度である高密度プラズマ処理である。プラズマの生成はラジアルスロットアンテナを用いたマイクロ波励起のプラズマ処理装置を用いることができる。このとき、窒素（Ｎ2）、またはアンモニア（ＮＨ3）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）等の窒化物気体と希ガスの混合ガス導入すると、シリコン基板の表面を窒化することができる。また、酸素（Ｏ2）、水素（Ｈ2）と希ガスの混合ガスを導入すると、シリコン基板表面に酸化膜を形成することができる。ここでは、希ガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を用いる。なお、アルゴンガスの代わりに、クリプトン（Ｋｒ）を用いてもよい。この高密度プラズマ処理を用いることによって、プラズマダメージが非常に少なく緻密な膜を作製することができる。また、低温処理（代表的には２５０〜５５０℃）のでプラズマ処理を行っても十分にプラズマ酸化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数はマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を用いている。また、プラズマの電位は５Ｖ以下と低電位であり、原料分子の過剰解離を抑制することができる。 Note that the high density plasma treatment used here is excited by microwaves, the electron temperature is 1.5 eV or less (preferably 0.5 to 1.5 eV), the ion energy is 5 eV or less, and the electron density is 1.0 ×. This is a high-density plasma treatment having a density of about 10 11 cm −3 to 1.0 × 10 13 cm −3 . Plasma generation can be performed using a microwave-excited plasma processing apparatus using a radial slot antenna. At this time, nitrogen (N 2), or ammonia (NH 3), mixed gas introducing nitrous oxide (N 2 O) nitride gas and a rare gas such as, can nitriding the surface of the silicon substrate. In addition, when a mixed gas of oxygen (O 2 ), hydrogen (H 2 ), and a rare gas is introduced, an oxide film can be formed on the silicon substrate surface. Here, argon gas (Ar) is used as a rare gas. Note that krypton (Kr) may be used instead of argon gas. By using this high-density plasma treatment, it is possible to produce a dense film with very little plasma damage. Further, since the low temperature treatment (typically 250 to 550 ° C.), the plasma oxidation treatment can be sufficiently performed even if the plasma treatment is performed. Note that a microwave (2.45 GHz) is used as a frequency for forming plasma. Further, the plasma potential is as low as 5 V or less, and excessive dissociation of source molecules can be suppressed.
また、この工程によって形成された絶縁体層には、高密度プラズマ処理に用いた希ガスが含まれている場合がある。 In addition, the insulator layer formed by this process may contain a rare gas used for high-density plasma treatment.
次いで、半導体膜１４ａを形成する。本実施形態では、ＳｉＨ4とＦ2を原料ガスに用いたＰＣＶＤ法により得られるセミアモルファス半導体膜を形成した後、レーザー光の照射を行う。高速の成膜速度でセミアモルファス半導体膜を低温で直接成膜することができる。実施形態１に示す成膜方法に従って、金属配線１２の耐熱温度を超えることなく、金属配線１２の上方に特性の優れた結晶構造を含む半導体膜を成膜する。この結晶構造を含む半導体膜にレーザー光を照射して結晶性を向上させる。
Next, the
次いで、絶縁体層１６を高密度プラズマ処理、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法で形成する。なお、パターニングは、液滴吐出法で形成されたマスクを用いたエッチング、またはフォトリソグラフィ技術を用いればよい。この絶縁体層１６は、ゲート電極層と相対して半導体層上に残存させて、チャネル保護層とするものである。また、絶縁体層１６としては、界面の清浄性を確保して、有機物や金属物、水蒸気等の不純物で半導体層が汚染されることを防ぐ効果を得るために、緻密な膜で形成することが好ましい。グロー放電分解法においても、珪化物気体をアルゴン等の珪化物気体で１００倍〜５００倍に希釈して形成された窒化珪素膜は、１００℃以下の成膜温度でも緻密な膜を形成可能であり好ましい。
Next, the
次いで、絶縁体層１６を覆うマスク１５を液滴吐出法で形成する（図８（Ａ）参照。）。マスク１５は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミド等の有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤等を用いてもよい。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
Next, a
次いで、マスク１５で覆われた領域以外の半導体膜１４ａをドライエッチングまたはウェットエッチングにより除去して活性層となる半導体層１４ｂを形成する。
Next, the
次いで、マスク１５を除去した後、ｎ型の半導体膜１７を全面に形成する。なおｎ型の半導体膜を設ける場合、半導体膜と電極とのコンタクト抵抗が低くなり好ましいが、必要に応じて設ければよい。ｎ型の半導体膜１７は、シランガスとフォスフィンガスを用いたＰＣＶＤ法で形成すれば良く、アモルファス半導体膜、或いはセミアモルファス半導体膜で形成することができる。
Next, after removing the
次いで、半導体膜１７上に実施形態３〜実施形態６の方法を用いて塗れ性の低い領域と塗れ性の高い領域を形成する。ここで形成した塗れ性が高い領域を上面からみた形状は、後に形成される凸状の導電層（ピラー）を上面からみた形状とほぼ同じ形状である。なお、塗れ性が高い領域とは、塗れ性が低い領域と比較して導電性粒子を有する組成物の塗れ性が相対的に高い領域のことである。また、導電性粒子を有する組成物の接触角が相対的に異なる領域のことであり、塗れ性が高い領域とは、その表面において導電性粒子を有する組成物の接触角が小さい領域であり、塗れ性が低い層とは、その表面において導電性粒子を有する組成物の接触角が大きい領域である。
Next, a region with low wettability and a region with high wettability are formed on the
次いで、半導体膜１７上の一部に導電性部材からなる凸状の導電層（ピラー）２０を形成する。凸状の導電層（ピラー）２０は、導電性材料（Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等）を含む組成物の吐出と焼成を繰り返すことによって積み重ねる。同様に、凸状の導電層（ピラー）４３を形成する（図８（Ｂ）参照）。この凸状の導電層（ピラー）の形成方法としては、実施形態３〜実施形態６で示した作製方法であればどれを用いてもよい。ただし、実施形態１、あるいは実施形態２を用いて作製する場合には、後に形成するソース配線またはドレイン配線１８ａ、１８ｂ、及び接続配線４１を形成した後に凸状の導電層（ピラー）２０、４３を形成すればよい。なお、本実施の形態で示した様な凸状の導電層（ピラー）であってもよいし、実施形態１〜実施形態６で示したような形状であってもよく、このような形状が異なる原因としては、撥液性の強さによるものである。なお、撥液性が強い場合は、実施形態１〜実施形態６で示したような形状になる。
Next, a convex conductive layer (pillar) 20 made of a conductive member is formed on a part of the
次いで、液滴吐出法により導電性材料（Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等）を含む組成物を選択的に吐出して、ソース配線またはドレイン配線１８ａ、１８ｂを形成する。なお、同様に、端子部において接続配線４１も形成する（図８（Ｃ）参照。）。
Next, a composition containing a conductive material (Ag (silver), Au (gold), Cu (copper), W (tungsten), Al (aluminum), etc.)) is selectively discharged by a droplet discharge method, and the source Wiring or
次いで、ソース配線またはドレイン配線１８ａ、１８ｂをマスクとして自己整合的にｎ型の半導体膜１７をエッチングして、ソース領域またはドレイン領域１９ａ、１９ｂを形成する。この段階でチャネルストップ型のトランジスタ３０が完成する。絶縁体層１６は、ｎ型の半導体膜のエッチングストッパーとして機能させる。
Next, the n-
次いで、シャドーマスクを用いて端子部以外をレジスト等の樹脂で覆い、端子部においては、接続配線４１をマスクとしたゲート絶縁膜１３のエッチングを行って配線４０の一部を露呈させる。また、シャドーマスクに代えてスクリーン印刷法によりレジストマスクを形成してエッチングマスクとしてもよい。なお、端子部以外をレジストで覆うことなくゲート絶縁膜１３のエッチングを行ってもよいが、画素部において、ソース配線またはドレイン配線１８ａ、１８ｂと重ならない領域のゲート絶縁膜がエッチングされてしまう点と、絶縁体層１６がエッチングされて半導体層が露呈してしまう恐れがある。
Next, a portion other than the terminal portion is covered with a resin such as a resist using a shadow mask, and in the terminal portion, the
次いで、端子部に伸びる配線４０と接続配線４１との接続を行うための導電物４２を形成する。導電物４２は印刷法または液滴吐出法により形成すればよい。液滴吐出法を用いる場合、導電性材料（Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等）を含む組成物を選択的に吐出して導電物４２を形成する。
Next, a
次いで、塗布法により層間絶縁膜２１を形成する（図８（Ｄ）参照。）。塗布法により形成される層間絶縁膜としては、アクリル、ポリイミド等の有機樹脂、有機溶媒中に溶かされた絶縁膜材料を塗布した後熱処理により被膜を形成する所謂、塗布珪素酸化膜（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ、以下「ＳＯＧ」ともいう。）、シロキサンポリマー等の焼成によりシロキサン結合を形成する材料等が挙げられる。また、層間絶縁膜２１は、塗布法に限定されず、気相成長法やスパッタリング法により形成された酸化珪素膜等の無機絶縁膜も用いることができる。また、保護膜として窒化珪素膜をＰＣＶＤ法やスパッタ法で形成した後、塗布法により絶縁膜を積層してもよい。 Next, an interlayer insulating film 21 is formed by a coating method (see FIG. 8D). As an interlayer insulating film formed by a coating method, an organic resin such as acrylic or polyimide, or an insulating film material dissolved in an organic solvent is applied, and then a so-called coated silicon oxide film (Spin on Glass) is formed by heat treatment. , Hereinafter also referred to as “SOG”), and materials that form a siloxane bond by firing a siloxane polymer or the like. The interlayer insulating film 21 is not limited to a coating method, and an inorganic insulating film such as a silicon oxide film formed by a vapor deposition method or a sputtering method can also be used. Alternatively, a silicon nitride film may be formed as a protective film by a PCVD method or a sputtering method, and then an insulating film may be stacked by a coating method.
また、液滴吐出法により層間絶縁膜２１を形成してもよい。また、凸状の導電層（ピラー）２０、４３を本焼成する前に層間絶縁膜２１を液滴吐出法により形成し、同時に本焼成してもよい。 Further, the interlayer insulating film 21 may be formed by a droplet discharge method. Further, before the convex conductive layers (pillars) 20 and 43 are subjected to main baking, the interlayer insulating film 21 may be formed by a droplet discharge method and simultaneously baking may be performed.
なお、塗布法や液滴吐出法により層間絶縁膜２１を形成する際、スキージではなく、エアナイフで表面におけるミクロの凹凸を平坦化させた後、本焼成を行うことが好ましい。 When the interlayer insulating film 21 is formed by a coating method or a droplet discharge method, it is preferable to perform the main baking after flattening the micro unevenness on the surface with an air knife instead of a squeegee.
次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）２０、４３上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）２０、４３を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）２０、４３を露出させることができる。 Next, the interlayer insulating film on the convex conductive layers (pillars) 20 and 43 is removed by etching back the entire surface to expose the convex conductive layers (pillars) 20 and 43. Another method is to expose the convex conductive layers (pillars) 20 and 43 by grinding the interlayer insulating film by chemical mechanical polishing (CMP) and then etching back the entire surface of the interlayer insulating film. Can be made.
次いで、層間絶縁膜２２上に凸状の導電層（ピラー）２０と接する画素電極２３を形成する。（図８（Ｅ）参照。）なお、同様に凸状の導電層（ピラー）４３と接する端子電極４４も形成する。透過型の液晶表示パネルを作製する場合には、液滴吐出法または印刷法によりインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）等を含む組成物からなる所定のパターンを形成し、焼成して画素電極２３および端子電極４４を形成してもよい。また、反射型の液晶表示パネルを作製する場合には、画素電極２３および端子電極４４を液滴吐出法によりＡｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いて形成することができる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜、若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチングを組み合わせて画素電極を形成してもよい。なお、エッチバックやＣＭＰにより層間絶縁膜２２の表面は平坦化されており、平坦な画素電極２３を形成することができる。
Next, a
なお、図９に画素部の一部を拡大した上面図を示す。また、図９は画素電極の形成途中を示しており、左側の画素においては画素電極が形成されているが、右側の画素においては画素電極を形成していない状態を示している。図９において、実線Ａ−Ａ’で切断した図が、図８（Ｅ）の画素部の断面と対応しており、図８（Ｅ）と対応する箇所には同じ符号を用いている。また、容量配線３１が設けてあり、保持容量は、ゲート絶縁膜を誘電体とし、画素電極２３と、該画素電極と重なる容量配線３１とで形成されている。
Note that FIG. 9 shows an enlarged top view of a part of the pixel portion. Further, FIG. 9 shows a state in which the pixel electrode is being formed, and shows a state in which the pixel electrode is formed in the left pixel, but the pixel electrode is not formed in the right pixel. In FIG. 9, a diagram cut along a solid line A-A ′ corresponds to the cross section of the pixel portion in FIG. 8E, and the same reference numerals are used for the portions corresponding to FIG. In addition, the
以上の工程により、基板１０上にボトムゲート型（逆スタガ型ともいう。）のトランジスタおよび画素電極が形成された液晶表示パネル用のトランジスタ基板が完成する。
Through the above steps, a transistor substrate for a liquid crystal display panel in which a bottom-gate (also referred to as an inverted staggered) transistor and a pixel electrode are formed over the
次いで、画素電極２３を覆うように、配向膜２４ａを形成する。なお、配向膜２４ａは、液滴吐出法やスクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いればよい。その後、配向膜２４ａの表面にラビング処理を行う。
Next, an
そして、対向基板２５には、着色層２６ａ、遮光層（ブラックマトリクス）２６ｂ、及びオーバーコート層２７からなるカラーフィルタ２８を設け、さらに透明電極からなる対向電極と、その上に配向膜２４ｂを形成する。そして、閉パターンであるシール材（図示しない）を液滴吐出法により画素部と重なる領域を囲むように形成する。ここでは液晶２９を滴下するため、閉パターンのシール材を描画する例を示すが、開口部を有するシールパターンを設け、トランジスタ基板を貼りあわせた後に毛細管現象を用いて液晶２９を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いてもよい。
The
次いで、気泡が入らないように減圧下で液晶の滴下を行い、両方の基板を貼り合わせる。閉ループのシールパターン内に液晶を１回若しくは複数回滴下する。液晶の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から出射に向かって９０°ツイスト配向したＴＮモードを用いる場合が多い。ＴＮモードの液晶表示装置を作製する場合には、基板のラビング方向が直交するように貼り合わせる。 Next, liquid crystal is dropped under reduced pressure so that bubbles do not enter, and both substrates are bonded together. The liquid crystal is dropped once or a plurality of times in the closed loop seal pattern. As the alignment mode of the liquid crystal, a TN mode in which the alignment of liquid crystal molecules is twisted by 90 ° from the incident light to the emitted light is often used. When a TN mode liquid crystal display device is manufactured, the substrates are bonded so that the rubbing directions of the substrates are orthogonal.
なお、一対の基板間隔は、球状のスペーサを散布したり、樹脂からなる柱状のスペーサを形成したり、シール材にフィラーを含ませることによって維持すればよい。上記柱状のスペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも１つを主成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種の材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴としている。 Note that the distance between the pair of substrates may be maintained by spraying spherical spacers, forming columnar spacers made of resin, or including a filler in the sealing material. The columnar spacer is made of an organic resin material mainly containing at least one of acrylic, polyimide, polyimide amide, and epoxy, or any one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, or a laminated film thereof. It is characterized by being an inorganic material.
次いで、必要でない基板の分断を行う。多面取りの場合、それぞれのパネルを分断する。また、１面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、分断工程を省略することもできる。 Next, the unnecessary substrate is divided. In case of multi-chamfering, each panel is divided. In the case of one-sided chamfering, the dividing step can be omitted by attaching a counter substrate that has been cut in advance.
そして、異方性導電体層４５を介し、ＦＰＣ４６を貼りつける。以上の工程で液晶モジュールが完成する（図８（Ｆ）参照。）。また、必要があれば光学フィルムを貼り付ける。透過型の液晶表示装置とする場合、偏光板は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
Then, the
以上示したように、本実施形態では、セミアモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜速度５ｎｍ／ｍｉｎ〜２０ｎｍ／ｍｉｎを実現し、低温、且つ、短時間で成膜することによりコストの低減、および工程時間の短縮を図ることができる。本実施形態では、このセミアモルファスシリコン膜にレーザー光を照射して得られたポリシリコン膜をトランジスタの活性層とする。また、凸状の導電層（ピラー）４３を用いてフォトマスクを利用した光露光工程を削減することにより、工程を単純化するとともに、工程時間を短縮することができる。また、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種のパターンを形成することにより、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、容易に液晶表示パネルを製造することができる。 As described above, in this embodiment, a semi-amorphous silicon film is formed by plasma CVD at a film forming temperature of 300 ° C. and a film forming speed of 5 nm / min to 20 nm / min, and at a low temperature and in a short time. As a result, the cost can be reduced and the process time can be shortened. In this embodiment, the polysilicon film obtained by irradiating the semi-amorphous silicon film with laser light is used as the active layer of the transistor. Further, by reducing the light exposure process using the photomask using the convex conductive layer (pillar) 43, the process can be simplified and the process time can be shortened. In addition, by forming various patterns directly on the substrate using the droplet discharge method, a liquid crystal display panel can be easily manufactured even if a glass substrate of the fifth generation or more with one side exceeding 1000 mm is used. be able to.
パターンの形成に用いる液滴吐出装置の一態様は図１０に示す。液滴吐出手段６０３の個々のヘッド６０５、６１２は制御手段６０７に接続され、それがコンピュータ６１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンを描画することができる。描画する位置は、例えば、基板６００上に形成されたマーカー６１１を基準に行えばよい。或いは、基板６００の縁を基準にして基準点を確定させてもよい。これを電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を利用したイメージセンサ等の撮像手段６０４で検出し、画像処理手段６０９にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ６１０で認識して制御信号を発生させて制御手段６０７に送る。
One mode of a droplet discharge apparatus used for pattern formation is shown in FIG. The individual heads 605 and 612 of the droplet discharge means 603 are connected to the control means 607, which can draw a pre-programmed pattern under the control of the
なお、基板６００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体６０８に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段６０７に制御信号を送り、液滴吐出手段６０３の個々のヘッド６０５、６１２を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源６１３、６１４より配管を通してヘッド６０５、６１２に供給される。層間絶縁層等を吐出する場合、スループット向上のため、同じ材料を使って、細い線を多重に行ってもよい。
The information on the pattern to be formed on the
図１０では、液滴吐出手段６０３の個々のヘッド６０５、６１２の並んだ距離が基板の幅と一致しているが、液滴吐出手段６０３の個々のヘッド６０５、６１２の並んだ距離より大きな幅を持つ大型基板にも繰り返し走査することでパターンの形成可能な液滴吐出装置である。その場合、ヘッド６０５、６１２は、基板上を矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。
In FIG. 10, the distance in which the individual heads 605 and 612 of the droplet discharge means 603 are aligned matches the width of the substrate, but the width is larger than the distance in which the individual heads 605 and 612 of the droplet discharge means 603 are aligned. This is a droplet discharge device capable of forming a pattern by repeatedly scanning a large-sized substrate having a pattern. In that case, the
以上の工程によって得られた液晶モジュールの上面図を図１１（Ａ）に示すとともに、他の液晶モジュールの上面図の例を図１１（Ｂ）に示す。 FIG. 11A shows a top view of the liquid crystal module obtained through the above steps, and FIG. 11B shows an example of a top view of another liquid crystal module.
図１１（Ａ）中、１２０１はアクティブマトリクス基板、１２０６は対向基板、１２０４は画素部、１２０７はシール材、１２０５はＦＰＣである。なお、液晶を液滴吐出法により吐出させ、減圧下で一対の基板１２０１、１２０６をシール材１２０７で貼り合わせている。 In FIG. 11A, reference numeral 1201 denotes an active matrix substrate, 1206 denotes a counter substrate, 1204 denotes a pixel portion, 1207 denotes a sealing material, and 1205 denotes an FPC. Note that liquid crystal is discharged by a droplet discharge method, and a pair of substrates 1201 and 1206 are attached to each other with a sealant 1207 under reduced pressure.
セミアモルファスシリコン膜にレーザー光を照射して得られるポリシリコンを活性層とするトランジスタを用いた場合、駆動回路の一部を作製することもでき、図１１（Ｂ）のような液晶モジュールを作製することができる。なお、駆動回路の一部をＩＣチップ（図示せず）で実装してもよい。 In the case of using a transistor whose active layer is polysilicon obtained by irradiating a semi-amorphous silicon film with laser light, a part of a driver circuit can be manufactured, and a liquid crystal module as shown in FIG. 11B is manufactured. can do. A part of the driving circuit may be mounted with an IC chip (not shown).
図１１（Ｂ）中、１２１１はアクティブマトリクス基板、１２１６は対向基板、１２１２はソース信号線駆動回路、１２１３はゲート信号線駆動回路、１２１４は画素部、１２１７は第１シール材、１２１５はＦＰＣである。なお、液晶を液滴吐出法により吐出させ、一対の基板１２１１、１２１６を第１シール材１２１７および第２シール材で貼り合わせている。駆動回路１２１２、１２１３には液晶は不要であるため、画素部１２１４のみに液晶を保持させており、第２シール材１２１８はパネル全体の補強のために設けられている。
In FIG. 11B, reference numeral 1211 denotes an active matrix substrate, 1216 denotes a counter substrate, 1212 denotes a source signal line driver circuit, 1213 denotes a gate signal line driver circuit, 1214 denotes a pixel portion, 1217 denotes a first sealant, and 1215 denotes an FPC. is there. Note that liquid crystal is discharged by a droplet discharge method, and the pair of substrates 1211 and 1216 are bonded to each other with the first sealant 1217 and the second sealant. Since the driving
また、得られた液晶モジュールにバックライト１３０４、導光板１３０５を設け、カバー１３０６で覆えば、図１２にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置（透過型）が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて固定する。また、透過型であるので偏光板１３０３は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。 Further, if the obtained liquid crystal module is provided with a backlight 1304 and a light guide plate 1305 and covered with a cover 1306, an active matrix liquid crystal display device (transmission type) as shown in a part of the cross-sectional view in FIG. 12 is completed. To do. The cover and the liquid crystal module are fixed using an adhesive or an organic resin. Further, since it is a transmissive type, the polarizing plate 1303 is attached to both the active matrix substrate and the counter substrate.
なお、図１２中、１３００は基板、１３０１は画素電極、１３０２は柱状スペーサ、１３０７はシール材、１３２０は着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ、１３２１は対向電極、１３２２は配向膜、１３２３は配向膜、１３２４は液晶層、１３１９は保護膜である。 In FIG. 12, 1300 is a substrate, 1301 is a pixel electrode, 1302 is a columnar spacer, 1307 is a sealing material, 1320 is a colored layer, a color filter in which a light shielding layer is arranged corresponding to each pixel, 1321 is a counter electrode, Reference numeral 1322 denotes an alignment film, 1323 denotes an alignment film, 1324 denotes a liquid crystal layer, and 1319 denotes a protective film.
また、本実施形態は、実施形態１乃至６のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
Further, this embodiment can be freely combined with any one of
（実施形態８）
本実施形態では本発明のトランジスタを有する発光装置について、図１３を用いて説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment mode, a light-emitting device having the transistor of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１３（Ａ）に示すように、駆動回路部３１０及び画素部３１１に、セミアモルファスシリコン膜をレーザー照射して得られたポリシリコンを活性層とするトップゲート型のＮチャネル型トランジスタを形成する。特に、画素部３１１に形成された発光素子と接続されるＮチャネル型トランジスタは、駆動用トランジスタ３０１と表記する。駆動用トランジスタ３０１が有する電極（第１の電極と表記する）の端部を覆うように、土手や隔壁と呼ばれる絶縁膜３０２を形成する。絶縁膜３０２には、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン等）、感光性又は非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン）、シロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。）、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
As shown in FIG. 13A, a top gate type N-channel transistor using polysilicon obtained by laser irradiation of a semi-amorphous silicon film as an active layer is formed in the
第１の電極上において、絶縁膜３０２に開口部を形成する。開口部には、発光物質を含む層３０３が設けられ、発光物質を含む層及び絶縁膜３０２を覆うように発光素子の第２の電極３０４が設けられる。
An opening is formed in the insulating
なお発光物質を含む層が形成する分子励起子の種類としては一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、基底状態は通常一重項状態であるため、一重項励起状態からの発光は蛍光、三重項励起状態からの発光は燐光と呼ばれる。発光物質を含む層からの発光とは、どちらの励起状態が寄与する場合も含まれる。更には、蛍光と燐光を組み合わせて用いてもよく、各ＲＧＢの発光特性（発光輝度や寿命等）により選択することができる。 Note that the types of molecular excitons formed by a layer containing a light-emitting substance can be a singlet excited state or a triplet excited state, and the ground state is usually a singlet state, and thus light emission from the singlet excited state is fluorescence. The light emission from the triplet excited state is called phosphorescence. Light emission from a layer containing a light-emitting substance includes a case where either excited state contributes. Furthermore, fluorescence and phosphorescence may be used in combination, and can be selected according to the emission characteristics (emission luminance, lifetime, etc.) of each RGB.
発光物質を含む層３０３は、第１の電極２１５側から順に、ＨＩＬ（ホール注入層）、ＨＴＬ（ホール輸送層）、ＥＭＬ（発光層）、ＥＴＬ（電子輸送層）、ＥＩＬ（電子注入層）の順に積層されている。なお発光物質を含む層は、積層構造以外に単層構造、又は混合構造をとることができる。
The
また、発光物質を含む層３０３として、フルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法、又はインクジェット法等によって選択的に形成すればよい。
In the case where the
具体的には、ＨＩＬとしてＣｕＰｃやＰＥＤＯＴ、ＨＴＬとしてα−ＮＰＤ、ＥＴＬとしてＢＣＰやＡｌｑ3、ＥＩＬとしてＢＣＰ：ＬｉやＣａＦ2をそれぞれ用いる。また例えばＥＭＬは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光色に対応したドーパント（Ｒの場合ＤＣＭ等、Ｇの場合ＤＭＱＤ等）をドープしたＡｌｑ3を用いればよい。なお、発光物質を含む層は上記積層構造の材料に限定されない。例えば、ＣｕＰｃやＰＥＤＯＴの代わりに酸化モリブデン（ＭｏＯｘ：ｘ＝２〜３）等の酸化物とα−ＮＰＤやルブレンを共蒸着して形成し、ホール注入性を向上させることもできる。このような材料は、有機材料（低分子又は高分子を含む）、又は有機材料と無機材料の複合材料を用いることができる。 Specifically, CuPc or PEDOT is used as HIL, α-NPD is used as HTL, BCP or Alq 3 is used as ETL, and BCP: Li or CaF 2 is used as EIL. Further, for example, EML may be Alq 3 doped with a dopant corresponding to each emission color of R, G, and B (DCM in the case of R, DMQD in the case of G). Note that the layer containing a light-emitting substance is not limited to the above stacked structure material. For example, instead of CuPc or PEDOT, an oxide such as molybdenum oxide (MoOx: x = 2 to 3) and α-NPD or rubrene can be co-evaporated to improve the hole injection property. As such a material, an organic material (including a low molecule or a polymer) or a composite material of an organic material and an inorganic material can be used.
また白色の発光を示す発光物質を含む層を形成する場合、カラーフィルター、又はカラーフィルター及び色変換層等を別途設けることによってフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターや色変換層は、例えば第２の基板（封止基板）に設けた後、張り合わせればよい。カラーフィルターや色変換層はインクジェット法により形成することができる。勿論、白色以外の発光を示す発光物質を含む層を形成して単色の発光装置を形成してもよい。また単色表示が可能なエリアカラータイプの表示装置を形成してもよい。 In the case of forming a layer containing a light-emitting substance that emits white light, full color display can be performed by separately providing a color filter, a color filter, a color conversion layer, or the like. The color filter and the color conversion layer may be attached to each other after being provided on the second substrate (sealing substrate), for example. The color filter and the color conversion layer can be formed by an ink jet method. Needless to say, a monochromatic light emitting device may be formed by forming a layer containing a light emitting substance that emits light other than white light. Further, an area color type display device capable of monochromatic display may be formed.
また第１の電極及び第２の電極３０４は仕事関数を考慮して材料を選択する必要がある。但し第１の電極及び第２の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。本実施形態では、駆動用トランジスタの極性がＮチャネル型であるため、第１の電極を陰極、第２の電極を陽極とすると好ましい。また駆動用トランジスタの極性がｐチャネル型である場合、第１の電極を陽極、第２の電極を陰極とするとよい。
In addition, it is necessary to select materials for the first electrode and the
特に本実施形態では、駆動用トランジスタの極性がＮチャネル型であるため、電子の移動方向を考慮すると、第１の電極を陰極、ＥＩＬ（電子注入層）、ＥＴＬ（電子輸送層）、ＥＭＬ（発光層）、ＨＴＬ（ホール輸送層）、ＨＩＬ（ホール注入層）、第２の電極を陽極とすると好ましい。 In particular, in this embodiment, since the polarity of the driving transistor is an N-channel type, considering the electron moving direction, the first electrode is a cathode, EIL (electron injection layer), ETL (electron transport layer), EML (EML). The light emitting layer), the HTL (hole transport layer), the HIL (hole injection layer), and the second electrode are preferably used as the anode.
その後、窒素を含むパッシベーション膜又はＤＬＣ等をスパッタリング法やＣＶＤ法により形成するとよい。その結果、水分や酸素の侵入を防止することができる。また第１の電極、第２の電極、その他の電極により、表示手段の側面を覆って酸素や水分の侵入を防ぐこともできる。次いで、封止基板を張り合わせる。封止基板により形成される空間には、窒素を封入したり、乾燥剤を配置してもよい。また透光性を有し、吸水性の高い樹脂を充填してもよい。 After that, a passivation film containing nitrogen, DLC, or the like may be formed by a sputtering method or a CVD method. As a result, moisture and oxygen can be prevented from entering. In addition, the first electrode, the second electrode, and other electrodes can cover the side surface of the display means to prevent oxygen and moisture from entering. Next, the sealing substrate is attached. In the space formed by the sealing substrate, nitrogen may be sealed or a desiccant may be disposed. Further, a resin having translucency and high water absorption may be filled.
またコントラストを高めるため、偏光板又は円偏光板を設けてもよい。例えば、表示面の一面又は両面に偏光板、若しくは円偏光板を設けることができる。 In order to increase the contrast, a polarizing plate or a circular polarizing plate may be provided. For example, a polarizing plate or a circularly polarizing plate can be provided on one surface or both surfaces of the display surface.
このように形成された構造を有する発光装置において、本実施形態では第１の電極及び第２の電極に透光性を有する材料（ＩＴＯ若しくは酸化珪素を含むインジウム錫酸化物）を用いる。そのため、信号線から入力されるビデオ信号に応じた輝度で発光物質を含む層から光が両矢印方向３０５、３０６に出射する。
In the light-emitting device having the structure thus formed, in this embodiment, a light-transmitting material (ITO or indium tin oxide containing silicon oxide) is used for the first electrode and the second electrode. Therefore, light is emitted from the layer containing a luminescent material in the directions indicated by
また、図１３（Ａ）とは一部構成が異なる他の構造例を図１３（Ｂ）に示す。 FIG. 13B shows another structural example which is partly different from the structure shown in FIG.
図１３（Ｂ）に示す発光装置の構造は、駆動回路部３１０及び画素部３１１に、チャネルエッチ型のＮチャネル型トランジスタを形成する。図１３（Ａ）と同様に、画素部３１１に形成された発光素子と接続されるＮチャネル型トランジスタは、駆動用トランジスタ３０１と表記する。第１の電極は非透光性、好ましくは反射性の高い導電膜とし、第２の電極３０４は透光性を有する導電膜とする点が図１３（Ａ）と異なる。そのため、光の射出方向３０５は封止基板側のみである。
In the structure of the light-emitting device illustrated in FIG. 13B, channel-etched N-channel transistors are formed in the
また、図１３（Ａ）とは一部構成が異なる他の構造例を図１３（Ｃ）に示す。 FIG. 13C illustrates another structural example which is partly different from the structure illustrated in FIG.
図１３（Ｃ）に示す発光装置の構造は、駆動回路部３１０及び画素部３１１に、チャネル保護型のＮチャネル型トランジスタを形成する。図１３（Ａ）と同様に、画素部３１１に形成された発光素子と接続されるＮチャネル型トランジスタは、駆動用トランジスタ３０１と表記する。第１の電極は透光性を有する導電膜とし、第２の電極３０４は非透光性、好ましくは反射性の高い導電膜とする点が図１３（Ａ）と異なる。そのため、光の出射方向３０６が基板側のみである。
In the structure of the light-emitting device illustrated in FIG. 13C, a channel protection N-channel transistor is formed in the
以上、各トランジスタを用いて発光装置の構造について説明したが、トランジスタの構成と、発光装置の構造はどのように組み合わせてもよい。但し、図１３（Ａ）の構成は実施形態１又は実施形態２で示した発明の構成と組み合わせることが可能である。また、図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）の構成は実施形態１〜実施形態６と組み合わせることができる。
Although the structure of the light-emitting device is described above using each transistor, the structure of the transistor and the structure of the light-emitting device may be combined in any way. However, the structure in FIG. 13A can be combined with the structure of the invention shown in
また、発光装置の等価回路図及び上面図を図１４に説明する。トランジスタはゲート、ソース、ドレインの３端子を有するが、ソース端子（ソース電極）、ドレイン端子（ドレイン電極）に関しては、トランジスタの構造上、明確に区別が出来ない。よって、素子間の接続について説明する際は、ソース電極、ドレイン電極のうち一方を第１の電極、他方を第２の電極と表記する。 An equivalent circuit diagram and a top view of the light-emitting device are described with reference to FIG. Although a transistor has three terminals of a gate, a source, and a drain, the source terminal (source electrode) and the drain terminal (drain electrode) cannot be clearly distinguished because of the structure of the transistor. Therefore, when describing connection between elements, one of a source electrode and a drain electrode is referred to as a first electrode, and the other is referred to as a second electrode.
図１４（Ａ）には、発光装置の画素部の等価回路図を示す。一画素は、スイッチング用のトランジスタ（スイッチ用トランジスタ）１６００、駆動用トランジスタ（駆動用トランジスタ）１６０１、電流制御用のトランジスタ（電流制御用トランジスタ）１６０２を有し、これらトランジスタはＮチャネル型を有する。スイッチング用トランジスタ１６００の一方の電極及びゲート電極は、それぞれ信号線１６０３及び走査線１６０５に接続されている。電流制御用トランジスタ１６０２の一方の電極は第１の電源線１６０４に接続され、ゲート電極はスイッチング用トランジスタの他方の電極に接続されている。
FIG. 14A shows an equivalent circuit diagram of a pixel portion of a light-emitting device. One pixel includes a switching transistor (switching transistor) 1600, a driving transistor (driving transistor) 1601, and a current controlling transistor (current controlling transistor) 1602. These transistors are N-channel transistors. One electrode and gate electrode of the
容量素子１６０８は、電流制御用トランジスタのゲート・ソース間の電圧を保持するように設ければよい。本実施形態において、例えば第１の電源線の電位を低電位とし、発光素子を高電位とすると、電流制御用トランジスタはＮチャネル型を有するため、ソース電極と第１の電源線とが接続する。そのため、容量素子は電流制御用トランジスタのゲート電極と、ソース電極、つまり第１の電源線との間に設けることができる。なお、スイッチング用トランジスタ、駆動用トランジスタ、又は電流制御用トランジスタのゲート容量が大きく、各トランジスタからのリーク電流が許容範囲である場合、容量素子１６０８は設ける必要はない。
The
駆動用トランジスタ１６０１の一方の電極は、電流制御用トランジスタの他方の電極に接続され、ゲート電極は第２の電源線１６０６に接続されている。第２の電源線１６０６は、固定電位を有する。そのため、駆動用トランジスタのゲート電位を固定電位とすることができ、寄生容量や配線容量によるゲート・ソース間の電圧Ｖｇｓが変化しないように動作させることができる。
One electrode of the driving
そして駆動用トランジスタの他方の電極に発光素子１６０７が接続されている。本実施形態において、例えば第１の電源線の電位を低電位とし、発光素子を高電位とすると、駆動用トランジスタのドレイン電極に発光素子の陰極が接続される。そのため、上述したように、陰極、発光物質を含む層、陽極の順に積層すると好ましい。このように、結晶構造を有する半導体膜を活性層とするトランジスタであって、Ｎチャネル型を有する場合、トランジスタのドレイン電極と陰極とを接続し、ＥＩＬ、ＥＴＬ、ＥＭＬ、ＨＴＬ、ＨＩＬ、陽極の順に積層すると好適である。
A
以下に、このような画素回路の動作について説明する。 The operation of such a pixel circuit will be described below.
走査線１６０５が選択されるとき、スイッチング用トランジスタがオンとなると、容量素子１６０８に電荷が蓄積されはじめる。容量素子１６０８の電荷は、電流制御用トランジスタのゲート・ソース間電圧と等しくなるまで蓄積される。等しくなると、電流制御用トランジスタがオンとなり、直列に接続された駆動用トランジスタがオンとなる。このとき、駆動用トランジスタのゲート電位が固定電位となっているため、発光素子へ寄生容量や配線容量によらない一定のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓを印加する、つまり一定のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ分の電流を供給することができる。
When the
このように、発光素子は電流駆動型の素子であるため、画素内のトランジスタの特性バラツキ、特にＶｔｈバラツキが少ない場合アナログ駆動を用いることが好適である。本実施形態のトランジスタは、特性バラツキが低いため、アナログ駆動を用いることができる。一方デジタル駆動でも、駆動用トランジスタを飽和領域（｜Ｖｇｓ−Ｖｔｈ｜＜｜Ｖｄｓ｜を満たす領域）で動作させることで、一定の電流値を発光素子に供給することができる。なお、ここでは電流駆動型について例示したが、電圧駆動型であってもよい。 As described above, since the light-emitting element is a current-driven element, it is preferable to use analog driving when there is little variation in characteristics of transistors in the pixel, in particular, Vth variation. Since the transistor of this embodiment has low characteristic variation, analog driving can be used. On the other hand, even in digital driving, a constant current value can be supplied to the light emitting element by operating the driving transistor in a saturation region (region satisfying | Vgs−Vth | <| Vds |). In addition, although illustrated about the current drive type here, a voltage drive type may be sufficient.
図１４（Ｂ）には、上記等価回路を有する発光装置の画素部における上面図の一例を示す。 FIG. 14B illustrates an example of a top view of a pixel portion of a light-emitting device having the above equivalent circuit.
まずインクジェット法により、各トランジスタのゲート電極、走査線、及び第２の電源線を同一層で形成する。図示しないが、その後ゲート絶縁膜を形成する。 First, the gate electrode, the scanning line, and the second power supply line of each transistor are formed in the same layer by an inkjet method. Although not shown, a gate insulating film is formed thereafter.
そしてゲート絶縁膜上に各トランジスタの半導体膜を形成する。本実施形態ではＳｉＨ4とＦ2を原料ガスに用いたプラズマＣＶＤ法により全面にセミアモルファス半導体膜を形成し、レーザー光の照射によって結晶化させた後、マスクを用いてエッチングを行い、各トランジスタの活性層とする。そして一導電型を有する半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成し、マスクを用いてエッチングを行い、各トランジスタのソース領域またはドレイン領域とする。 Then, a semiconductor film of each transistor is formed over the gate insulating film. In this embodiment, a semi-amorphous semiconductor film is formed on the entire surface by plasma CVD using SiH 4 and F 2 as source gases, crystallized by irradiation with laser light, and then etched using a mask. Active layer. Then, a semiconductor film having one conductivity type is formed by a plasma CVD method, and etching is performed using a mask to form a source region or a drain region of each transistor.
そしてソース電極、ドレイン電極、信号線及び第１の電源線を同一層で形成する。ソース電極、ドレイン電極、信号線及び第１の電源線は、液滴吐出法、又はスパッタ法等により形成することができる。 Then, the source electrode, the drain electrode, the signal line, and the first power supply line are formed in the same layer. The source electrode, the drain electrode, the signal line, and the first power supply line can be formed by a droplet discharge method, a sputtering method, or the like.
スイッチング用トランジスタの一方の配線と、電流制御用トランジスタのゲート電極を接続するために、ゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成する。 In order to connect one wiring of the switching transistor and the gate electrode of the current control transistor, a contact hole is formed in the gate insulating film.
本実施形態において、容量素子１６０８は、ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート配線、及びソース・ドレイン配線により形成されている。
In the present embodiment, the
駆動用トランジスタの一方の電極と接続するように発光素子１６０７の電極１６１０を形成する。このようにして、発光装置の画素部を形成することができる。
An
本発明により、低い成膜温度でＳｉＨ4とＦ2を原料ガスに用いたＰＣＶＤ法により得られるセミアモルファス半導体膜に対して、レーザー光を照射して得られる半導体膜をトランジスタの活性層とすることによって、比較的安価な発光装置を実現できる。 According to the present invention, a semiconductor film obtained by irradiating laser light to a semi-amorphous semiconductor film obtained by a PCVD method using SiH 4 and F 2 as source gases at a low film formation temperature is used as an active layer of a transistor. Thus, a relatively inexpensive light emitting device can be realized.
本実施形態は、実施形態１乃至実施形態６と自由に組み合わせて配線を形成することができる。
This embodiment mode can be freely combined with
（実施形態９）
本発明の液晶表示装置、発光装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）等が挙げられる。特に、大型画面を有する大型テレビ等に本発明を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１５に示す。
(Embodiment 9)
As a liquid crystal display device, a light emitting device, and an electronic device of the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, an acoustic playback device (car audio, audio component, etc.), a notebook type personal computer, Playing back a recording medium such as a game machine, a portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine or electronic book), an image playback device (specifically, Digital Versatile Disc (DVD)) provided with a recording medium, And a device provided with a display capable of displaying the image). In particular, it is desirable to use the present invention for a large TV having a large screen. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図１５（Ａ）は２２インチ〜５０インチの大画面を有する大型の表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、ビデオ入力端子２００５等を含む。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、双方向ＴＶ用等の全ての情報表示用表示装置が含まれる。本発明により、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、低い成膜温度でＳｉＨ4とＦ2を原料ガスに用いたＰＣＶＤ法により得られる半導体膜をトランジスタの活性層とすることによって、比較的安価な大型表示装置を実現できる。
FIG. 15A illustrates a large display device having a large screen of 22 inches to 50 inches, which includes a
図１５（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により、低い成膜温度でＳｉＨ4とＦ2を原料ガスに用いたＰＣＶＤ法により得られる半導体膜をトランジスタの活性層とすることによって、比較的安価なノート型パーソナルコンピュータを実現できる。
FIG. 15B shows a laptop personal computer, which includes a
図１５（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読込部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器等も含まれる。本発明により、低い成膜温度でＳｉＨ4とＦ2を原料ガスに用いたＰＣＶＤ法により得られるセミアモルファス半導体膜に対してレーザー照射した半導体膜をトランジスタの活性層とすることによって、比較的安価な画像再生装置を実現できる。
FIG. 15C illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a
図１５（Ｄ）は、ワイヤレスでディスプレイのみを持ち運び可能なＴＶである。筐体２６０２にはバッテリー及び信号受信器が内蔵されており、そのバッテリーで表示部２６０３やスピーカー部２６０７を駆動させる。バッテリーは充電器２６００で繰り返し充電が可能となっている。また、充電器２６００は映像信号を送受信することが可能で、その映像信号をディスプレイの信号受信器に送信することでができる。筐体２６０２は操作キー２６０６によって制御する。また、図１５（Ｄ）に示す装置は、操作キー２６０６を操作することによって、筐体２６０２から充電器２６００に信号を送ることも可能であるため映像音声双方向通信装置とも言える。また、操作キー２６０６を操作することによって、筐体２６０２から充電器２６００に信号を送り、さらに充電器２６００が送信できる信号を他の電子機器に受信させることによって、他の電子機器の通信制御も可能であり、汎用遠隔制御装置とも言える。本発明により、低い成膜温度でＳｉＨ4とＦ2を原料ガスに用いたＰＣＶＤ法により得られるセミアモルファス半導体膜に対してレーザー照射した半導体膜をトランジスタの活性層とすることによって、比較的大型（２２インチ〜５０インチ）の持ち運び可能なＴＶを安価な製造プロセスで提供できる。
FIG. 15D illustrates a TV that can carry only a display wirelessly. The
以上の様に、本発明を実施して得た液晶表示装置や発光装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いてもよい。 As described above, the liquid crystal display device and the light-emitting device obtained by implementing the present invention may be used as a display portion of any electronic device.
また、本実施形態は、実施形態１乃至実施形態８のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
Further, this embodiment can be freely combined with any one of
（実施形態１０）
本実施形態１０では、データを無線で送受信できるＲＦＩＤ等の半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。なおここでは、トップゲート型のトランジスタを例示するが、トランジスタの構造としては、実施形態７で示したようなボトムゲート構造であってもよい。
(Embodiment 10)
In
まず、図１６（Ａ）に示すように、基板１１００の一表面に、絶縁層１１０１、剥離層１１０２を形成する。
First, as illustrated in FIG. 16A, an insulating
基板１１００は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁層を形成したもの等を用いる。上記に挙げた基板１１００には、大きさや形状に制約がないため、例えば、基板１１００として、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。この利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。
As the
また、基板１１００上に設けられる複数のトランジスタを有する層は、後に基板１１００上から剥離される。従って、基板１１００を再利用して、当該基板１１００上に新たに複数のトランジスタを有する層を形成してもよい。この結果、コストを削減することができる。なお、再利用する基板１１００には、石英基板を用いることが好ましい。
The layer including a plurality of transistors provided over the
剥離層１１０２は、基板１１００の一表面に絶縁層１１０１を形成した後形成する。剥離層１１０２はスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素、又は前記元素を主成分とする合金材料、又は前記元素を主成分とする化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
The
剥離層１１０２が単層構造の場合、好ましくは、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。又は、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
In the case where the
剥離層１１０２が積層構造の場合、好ましくは、１層目としてタングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、２層目として、タングステン、モリブデン又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物、窒化物、酸化窒化物又は窒化酸化物を形成する。
In the case where the
剥離層１１０２として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化珪素を含む層を形成することで、タングステン層と酸化珪素層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。さらには、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。これは、タングステンの窒化物、酸化窒化物及び窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成するとよい。
In the case where a stacked structure of a layer containing tungsten and a layer containing an oxide of tungsten is formed as the
タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表される。ＷＯｘのＸは２〜３の範囲内にあり、ｘが２の場合（ＷＯ2）、ｘが２．５の場合（Ｗ2Ｏ5）、ｘが２．７５の場合（Ｗ4Ｏ11）、ｘが３の場合（ＷＯ3）等がある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸの値に特に制約はなく、そのエッチングレート等を基に決めるとよい。但し、エッチングレートの最もよいものは、酸素雰囲気下で、スパッタリング法により形成するタングステンの酸化物を含む層（ＷＯｘ、０＜Ｘ＜３）である。従って、作製時間の短縮のために、剥離層として、酸素雰囲気下でスパッタリング法によりタングステンの酸化物を含む層を形成するとよい。 The oxide of tungsten is represented by WOx. X of WOx is in the range of 2 to 3, and when x is 2 (WO 2 ), when x is 2.5 (W 2 O 5 ), when x is 2.75 (W 4 O 11 ) X is 3 (WO 3 ). In forming the tungsten oxide, the value of X mentioned above is not particularly limited, and may be determined based on the etching rate or the like. However, the layer having the best etching rate is a layer containing tungsten oxide (WOx, 0 <X <3) formed by a sputtering method in an oxygen atmosphere. Therefore, in order to shorten the manufacturing time, a layer containing a tungsten oxide is preferably formed as the separation layer by a sputtering method in an oxygen atmosphere.
また、上記の工程によると、基板１１００と剥離層１１０２との間に絶縁層１１０１を設けているが、本発明はこの工程に制約されない。基板１１００に接するように剥離層１１０２を形成してもよい。
Further, according to the above process, the insulating
ここでは、基板１１００としてガラス基板を用い、絶縁層１１０１として厚さ１００ｎｍの酸化窒化珪素層をＣＶＤ法により形成し、剥離層１１０２として、厚さ３０ｎｍのタングステン層をスパッタリング法により形成する。
Here, a glass substrate is used as the
次に、図１６（Ｂ）に示すように、剥離層１１０２を覆うように、下地となる絶縁層１１０５を形成する。絶縁層１１０５は、高密度プラズマ処理、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層で形成する。珪素の酸化物材料とは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）を含む物質であり、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。珪素の窒化物材料とは、珪素と窒素（Ｎ）を含む物質であり、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。下地となる絶縁層は、基板１１００からの不純物の侵入を防止するブロッキング膜として機能する。
Next, as illustrated in FIG. 16B, an insulating
なお、ここで用いる高密度プラズマ処理とは、マイクロ波で励起され、電子温度が１．５ｅＶ以下（好ましくは０．５〜１．５ｅＶ）、イオンエネルギーが５ｅＶ以下、電子密度が１．０×１０11ｃｍ-3〜１．０×１０13ｃｍ-3程度である高密度プラズマ処理である。プラズマの生成はラジアルスロットアンテナを用いたマイクロ波励起のプラズマ処理装置を用いることができる。このとき、窒素（Ｎ2）、またはアンモニア（ＮＨ3）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）等の窒化物気体と希ガスの混合ガス導入すると、シリコン基板の表面を窒化することができる。また、酸素（Ｏ2）、水素（Ｈ2）と希ガスの混合ガスを導入すると、シリコン基板表面に酸化膜を形成することができる。ここでは、希ガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を用いる。なお、アルゴンガスの代わりに、クリプトン（Ｋｒ）を用いてもよい。この高密度プラズマ処理を用いることによって、プラズマダメージが非常に少なく緻密な膜を作製することができる。また、低温処理（代表的には２５０〜５５０℃）のでプラズマ処理を行っても十分にプラズマ酸化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数はマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を用いている。また、プラズマの電位は５Ｖ以下と低電位であり、原料分子の過剰解離を抑制することができる。 Note that the high density plasma treatment used here is excited by microwaves, the electron temperature is 1.5 eV or less (preferably 0.5 to 1.5 eV), the ion energy is 5 eV or less, and the electron density is 1.0 ×. This is a high-density plasma treatment having a density of about 10 11 cm −3 to 1.0 × 10 13 cm −3 . Plasma generation can be performed using a microwave-excited plasma processing apparatus using a radial slot antenna. At this time, nitrogen (N 2), or ammonia (NH 3), mixed gas introducing nitrous oxide (N 2 O) nitride gas and a rare gas such as, can nitriding the surface of the silicon substrate. In addition, when a mixed gas of oxygen (O 2 ), hydrogen (H 2 ), and a rare gas is introduced, an oxide film can be formed on the silicon substrate surface. Here, argon gas (Ar) is used as a rare gas. Note that krypton (Kr) may be used instead of argon gas. By using this high-density plasma treatment, it is possible to produce a dense film with very little plasma damage. Further, since the low temperature treatment (typically 250 to 550 ° C.), the plasma oxidation treatment can be sufficiently performed even if the plasma treatment is performed. Note that a microwave (2.45 GHz) is used as a frequency for forming plasma. Further, the plasma potential is as low as 5 V or less, and excessive dissociation of source molecules can be suppressed.
また、この工程によって形成された絶縁体層には、高密度プラズマ処理に用いた希ガスが含まれる場合がある。ここでは、下地となる絶縁層１１０５として、高密度プラズマ処理により厚さ２００ｎｍの酸化珪素層を形成する。
In addition, the insulator layer formed by this process may contain a rare gas used for high-density plasma treatment. Here, as the
次に、絶縁層１１０５上に、非晶質半導体層（例えば非晶質珪素を含む層）を形成する。続いて、非晶質半導体層をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザ結晶化法を組み合わせた方法等により結晶化して、結晶質半導体層を形成する。その後、得られた結晶質半導体層を所望の形状にパターニングして結晶質半導体層１１２７〜１１３０を形成する。
Next, an amorphous semiconductor layer (eg, a layer containing amorphous silicon) is formed over the insulating
結晶質半導体層１１２７〜１１３０の作製工程の具体例を挙げると、まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚６６ｎｍの非晶質半導体層を形成する。次に、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを含む溶液を非晶質半導体層上に保持させた後、非晶質半導体層に脱水素化の処理（５００℃、１時間）と、熱結晶化の処理（５５０℃、４時間）を行って結晶質半導体層を形成する。その後、必要に応じてレーザ光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって結晶質半導体層１１２７〜１１３０を形成する。
As a specific example of a manufacturing process of the
なお、レーザ結晶化法で結晶質半導体層１１２７〜１１３０を形成する場合、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いる。
Note that when the
また、結晶質半導体層上に、ゲッタリングサイトとして機能する非晶質半導体層を形成するとよい。ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体層には、リンやアルゴンの不純物元素を含有させる必要があるため、好適には、アルゴンを高濃度に含有させることが可能なスパッタリング法で形成するとよい。その後、加熱処理（ＲＴＡ法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等）を行って、非晶質半導体層中に金属元素を拡散させ、続いて、当該金属元素を含む非晶質半導体層を除去する。そうすると、結晶質半導体層中の金属元素の含有量を低減又は除去することができる。 In addition, an amorphous semiconductor layer functioning as a gettering site may be formed over the crystalline semiconductor layer. Since the amorphous semiconductor layer serving as a gettering site needs to contain an impurity element such as phosphorus or argon, it is preferably formed by a sputtering method in which argon can be contained at a high concentration. After that, heat treatment (RTA method or thermal annealing using a furnace annealing furnace) is performed to diffuse the metal element in the amorphous semiconductor layer, and then the amorphous semiconductor layer containing the metal element is removed. To do. Then, the content of the metal element in the crystalline semiconductor layer can be reduced or removed.
次に、結晶質半導体層１１２７〜１１３０を覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層は、高密度プラズマ処理、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層して形成する。ここでは、ゲート絶縁層として、酸化窒化珪素層を高密度プラズマ処理により形成する。
Next, a gate insulating layer covering the
次に、ゲート絶縁層上に第１の導電層と第２の導電層を積層して形成する。第１の導電層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、２０〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電層は１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電層と第２の導電層は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。 Next, a first conductive layer and a second conductive layer are stacked over the gate insulating layer. The first conductive layer is formed with a thickness of 20 to 100 nm by a plasma CVD method, a sputtering method, or the like. The second conductive layer is formed with a thickness of 100 to 400 nm. The first conductive layer and the second conductive layer include tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), niobium ( Nb) or the like or an alloy material or a compound material containing these elements as a main component. Alternatively, a semiconductor material typified by polycrystalline silicon doped with an impurity element such as phosphorus is used.
第１の導電層と第２の導電層との組み合わせの例を挙げると、窒化タンタル（ＴａＮ）層とタングステン（Ｗ）層、窒化タングステン（ＷＮ）層とタングステン層、窒化モリブデン（ＭｏＮ）層とモリブデン（Ｍｏ）層等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電層と第２の導電層を形成した後、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。 Examples of combinations of the first conductive layer and the second conductive layer include a tantalum nitride (TaN) layer and a tungsten (W) layer, a tungsten nitride (WN) layer and a tungsten layer, and a molybdenum nitride (MoN) layer. A molybdenum (Mo) layer etc. are mentioned. Since tungsten and tantalum nitride have high heat resistance, after the first conductive layer and the second conductive layer are formed, heat treatment for thermal activation can be performed.
ここでは、第１の導電層として厚さ３０ｎｍのタンタル窒化物層を形成し、第２の導電層として厚さ３７０ｎｍのタングステン層を形成する。 Here, a tantalum nitride layer having a thickness of 30 nm is formed as the first conductive layer, and a tungsten layer having a thickness of 370 nm is formed as the second conductive layer.
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極を形成するためのエッチング処理を行って、ゲート電極として機能する導電層（ゲート電極とよぶことがある）１１０７〜１１１０を形成する。 Next, a mask made of a resist is formed using a photolithography method, and etching treatment for forming a gate electrode is performed, so that conductive layers (also referred to as gate electrodes) 1107 to 1110 functioning as the gate electrodes are formed. Form.
次に、結晶質半導体層１１２８、１１３０に、イオンドープ法又はイオン注入法により、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加してｎ型不純物領域を形成し、結晶質半導体層１１２７、１１２９にｐ型を付与する不純物元素を低濃度に添加してｐ型不純物領域を形成する。また、ｎ型を付与する不純物元素としてリン（Ｐ）を用い、ｐ型を付与する不純物元素としてボロン（Ｂ）を用いる。
Next, an impurity element imparting n-type conductivity is added to the
次に、ゲート絶縁層と導電層１１０７〜１１１０を覆うように、絶縁層を形成する。絶縁層は高密度プラズマ処理、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む層（無機層と表記することがある）や、有機樹脂等の有機材料を含む層（有機層と表記することがある）を、単層又は積層して形成する。ここでは、絶縁層としてプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素層を形成する。
Next, an insulating layer is formed so as to cover the gate insulating layer and the
次に、絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、導電層１１０７〜１１１０の側面に接する絶縁層（以下サイドウォール絶縁層とよぶ）１１１５〜１１１８を形成する（図１６（Ｂ）参照。）。サイドウォール絶縁層１１１５〜１１１８は、後にＬＤＤ領域を形成するためのドーピング用のマスクとして用いる。
Next, the insulating layer is selectively etched by anisotropic etching mainly in the vertical direction to form insulating layers (hereinafter referred to as sidewall insulating layers) 1115 to 1118 in contact with the side surfaces of the
なお、サイドウォール絶縁層１１１５〜１１１８を形成するためのエッチング工程により、ゲート絶縁層もエッチングされ、ゲート絶縁層１１１９〜１１２２が形成される。ゲート絶縁層１１１９〜１１２２は、導電層１１０７〜１１１０及びサイドウォール絶縁層１１１５〜１１１８と重なる層である。このように、ゲート絶縁層とサイドウォール絶縁層１１１５〜１１１８の材料のエッチングレートが同じにし、図１６（Ｂ）の様にゲート絶縁膜も同時にエッチングする。
Note that the gate insulating layer is also etched by the etching process for forming the
続いて、サイドウォール絶縁層１１１５、１１１７をマスクとして、結晶質半導体層１１２７、１１２９にｎ型の導電性を付与する不純物元素を添加して、第１のｎ型不純物領域（ＬＤＤ領域ともよぶ）１１２３ａ、１１２３ｃと、第２のｎ型不純物領域１１２４ａ、１１２４ｃとを形成する。
Subsequently, an impurity element imparting n-type conductivity is added to the
また、結晶質半導体層１１２８、１１３０にｐ型の導電性を付与する不純物元素を添加して、第１のｐ型不純物領域（ＬＤＤ領域ともよぶ）１１２３ｂ、１１２３ｄと、第２のｐ型不純物領域１１２４ｂ、１１２４ｄとを形成する。
Further, an impurity element imparting p-type conductivity is added to the
第１のｎ型不純物領域１１２３ａ、１１２３ｃが含む不純物元素の濃度は、第２のｎ型不純物領域１１２４ａ、１１２４ｃの不純物元素の濃度よりも低い。また、第１のｐ型不純物領域１１２３ｂ、１１２３ｄが含む不純物元素の濃度は、第２のｐ型不純物領域１１２４ｂ、１１２４ｄの不純物元素の濃度よりも低い。
The concentration of the impurity element contained in the first n-
なお、第１のｎ型不純物領域１１２３ａ、１１２３ｃ及び第１のｐ型不純物領域１１２３ｂ、１１２３ｄを形成するためには、ゲート電極を２層以上の積層構造とし、該ゲート電極にテーパーエッチングや異方性エッチングを行って該ゲート電極を構成する下層の導電層をマスクとして用いる手法と、サイドウォール絶縁層をマスクとして用いる手法がある。前者の手法を採用して形成されたトランジスタはＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）構造と呼ばれる。本発明は、前者と後者のどちらの手法を用いてもよい。但し、後者のサイドウォール絶縁層をマスクとして用いる手法を用いると、ＬＤＤ領域を確実に形成することができ、また、ＬＤＤ領域の幅の制御が容易になるという利点がある。
Note that in order to form the first n-
上記工程を経て、ｎ型のトランジスタ１１３１、１１３３が完成する。また、ｐ型のトランジスタ１１３２、１１３４が完成する。
Through the above steps, n-
ｎ型のトランジスタ１１３１、１１３３は、ＬＤＤ構造を有し、第１のｎ型不純物領域（ＬＤＤ領域ともよぶ）と第２のｎ型不純物領域とチャネル形成領域を含む活性層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極として機能する導電層とを有する。また、ｐ型のトランジスタ１１３２、１１３４は、ＬＤＤ構造を有し、第１のｎ型不純物領域（ＬＤＤ領域ともよぶ）と第２のｎ型不純物領域とチャネル形成領域を含む活性層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極として機能する導電層とを有する。
The n-
実施形態１あるいは実施形態２で示した方法を用いて塗れ性が低い領域と塗れ性の高い領域を形成する。ここで形成した塗れ性が高い領域を上面からみた形状と、後に形成する凸状の導電層（ピラー）を上面からみた形状はほぼ同じ形状である。なお、塗れ性が高い領域とは、塗れ性が低い領域と比較して導電性粒子を有する組成物の塗れ性が相対的に高い領域のことである。また、導電性粒子を有する組成物の接触角が相対的に異なる領域のことであり、塗れ性が高い領域とは、その表面において導電性粒子を有する組成物の接触角が小さい領域であり、塗れ性が低い層とは、その表面において導電性粒子を有する組成物の接触角が大きい領域である。
A region with low wettability and a region with high wettability are formed using the method described in
なお、ここではトップゲート型のトランジスタを例として示すが、実施形態７で示したようなボトムゲート構造を有するトランジスタであってもよい。また、ボトムゲート構造を有するトランジスタを形成した場合、塗れ性の異なる領域を形成する方法は、実施形態１あるいは実施形態２で示した形成方法に限定されず、実施形態３〜実施形態６に示した方法を適宜用いることが可能である。
Note that although a top-gate transistor is described here as an example, a transistor having a bottom-gate structure as described in Embodiment 7 may be used. Further, in the case where a transistor having a bottom gate structure is formed, a method for forming a region having different wettability is not limited to the formation method described in
次に、塗れ性が高い領域に、導電性ペーストを吐出した後、乾燥、焼成して導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を形成する。凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２は、導電性ペーストを吐出と焼成を繰り返すことによって積み重ねる。なお、凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２は、トランジスタのソース配線又はドレイン配線として機能する。なお、導電性ペーストは、液滴吐出法等を用いて、塗れ性が高い領域に塗布する。 Next, a conductive paste is discharged in a region with high wettability, and then dried and baked to form convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162 made of a conductive material. The convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162 are stacked by repeating discharge and firing of the conductive paste. Note that the convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162 function as a source wiring or a drain wiring of the transistor. Note that the conductive paste is applied to a highly wettable region by a droplet discharge method or the like.
なお、導電性ペーストの吐出領域の外延には、塗れ性が低い層が形成されているため、導電性ペーストが塗れ広がらず、均一な幅にピラー径を制御できる。この結果、ばらつきの少ない導電性材料からなる凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を形成することができる。 Note that since the layer having low wettability is formed in the outer extension of the discharge region of the conductive paste, the conductive paste is not spread and the pillar diameter can be controlled to a uniform width. As a result, convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162 made of a conductive material with little variation can be formed.
次に、塗れ性が低い層にレーザあるいは光を照射し、光のエネルギーにより塗れ性が低い層を露光し、物質の結合を解離させる。ここでは、結合を分解する光として、紫外線を照射する。 Next, a layer with low wettability is irradiated with a laser or light, and the layer with low wettability is exposed by the energy of light to dissociate the bonds between substances. Here, ultraviolet rays are irradiated as light for decomposing bonds.
次に、トランジスタ１１３１〜１１３４及び凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を覆うように、単層又は積層で絶縁層を形成する。
Next, an insulating layer is formed as a single layer or a stacked layer so as to cover the
ここでは、トランジスタ１１３１〜１１３４及び凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を覆うように、絶縁層を単層で形成した場合を示し、層間絶縁膜１１４２として厚さ６００ｎｍの酸化珪素を含む層を形成する。なお、層間絶縁膜１１４２上に絶縁膜として酸化珪素を含む層をさらに形成してもよい。またここでは図示しないが、層間絶縁膜１１４２を形成する前に、トランジスタ１１３１〜１１３４及び凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を覆うように、パッシベーション膜を設けた後、半導体層の結晶性の回復や半導体層に添加された不純物元素の活性化、半導体層の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい。加熱処理には、熱アニール、レーザアニール法又はＲＴＡ法等を適用するとよい。
Here, a case where an insulating layer is formed as a single layer so as to cover the
また、凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を本焼成する前に層間絶縁膜１１４２を液滴吐出法により形成し、同時に本焼成してもよい。なお、塗布法や液滴吐出法により層間絶縁膜１１４２を形成する際、スキージではなく、エアナイフで表面におけるミクロの凹凸を平坦化させた後、本焼成を行うことが好ましい。
Further, before the firing of the convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162, the
また、半導体層の水素化をする他の方法としては、パッシベーション膜を形成せずに、高密度プラズマ処理装置を用いてもよい。この方法を用いる場合は、半導体層に不純物元素をドーピングし、不純物領域にドープされた不純物を活性化させる工程を行った後、高密度プラズマ処理装置を用いればよい。なお、活性化工程はレーザ光照射、ＲＴＡ、炉を用いた加熱処理等の方法を用いることができる。 Further, as another method for hydrogenating the semiconductor layer, a high-density plasma processing apparatus may be used without forming a passivation film. In the case of using this method, a high-density plasma treatment apparatus may be used after doping a semiconductor layer with an impurity element and activating the impurity doped in the impurity region. Note that a method such as laser light irradiation, RTA, or heat treatment using a furnace can be used for the activation step.
不純物を活性化させる工程を行った後、高密度プラズマ処理装置を用いて、水素プラズマ処理を行う。導入ガスとしては水素（Ｈ2）、あるいは水素（Ｈ2）と希ガスとの混合ガスを導入する。本実施形態では、水素（Ｈ2）とアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを導入する。 After performing the step of activating the impurities, hydrogen plasma treatment is performed using a high-density plasma treatment apparatus. As the introduction gas, hydrogen (H 2 ) or a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and a rare gas is introduced. In this embodiment, a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and argon (Ar) is introduced.
次に、不純物の活性化を行った絶縁基板１１００を３５０℃〜４５０℃に加熱しながら高密度プラズマ処理装置を用いて水素プラズマ処理を行う。この工程によって、導入された水素ラジカル（Ｈ*ラジカル）は半導体層及びゲート絶縁膜と反応し、水素化された結晶質半導体層が形成される。なお、水素プラズマ処理をした後にさらに水素を含む雰囲気下で３５０℃〜４５０℃で熱処理してもよい。
Next, hydrogen plasma treatment is performed using a high-density plasma treatment apparatus while heating the insulating
次いで、全面エッチバックにより凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２上の層間絶縁膜を除去して凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を露出させる。また、他の方法としては、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、層間絶縁膜を研削し、その後、層間絶縁膜を全面エッチバックすることにより、凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２を露出させることができる。 Next, the interlayer insulating film on the convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162 is removed by etching back the entire surface to expose the convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162. As another method, the interlayer insulating film is ground by chemical mechanical polishing (CMP), and then the entire surface of the interlayer insulating film is etched back to expose the convex conductive layers (pillars) 1155 to 1162. Can be made.
次いで、層間絶縁膜１１４２上に凸状の導電層（ピラー）１１５５〜１１６２と接する導電層１１６５〜１１７２を形成する。なお、導電層１１６５〜１１７２の形成方法としては、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ネオジウム（Ｎｄ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。ここでは、スパッタリング法により形成する。
Next,
次に、図１６（Ｅ）に示すように、導電層１１６５〜１１７２を覆うように、単層又は積層で絶縁層１１６３を形成する。導電層１１６５〜１１７２を覆う絶縁層１１６３は、ここでは、無機絶縁層で形成する。無機絶縁層として、厚さ１．５μｍのシロキサンポリマーを塗布し、乾燥及び焼成を行って絶縁層１１６３を形成する。次に、導電層１１６５〜１１７２及び層間絶縁膜１１４２を覆う絶縁層１１６３にコンタクトホールを形成し、導電層１１６４を形成する。導電層１１６４は、アンテナとして機能する。
Next, as illustrated in FIG. 16E, the insulating
なお、導電膜１１６４は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法等を用いて、導電性材料により形成する。好ましくは、導電層１１６４は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料、またはフェライト、セラミック等からなり、単層又は積層で形成する。具体的には、導電層１１６４は、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０度の加熱処理を行って形成する。又は、スパッタリング法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、ウエットエッチング加工を用いるとよく、ウエットエッチング加工後は２００〜３００度の加熱処理を行うとよい。なお、導電層１１６４の形状及び種類について特に限定されない。形状としては、例えば輪状、らせん状、直方体で平坦なもの等が挙げられる。また、種類については、例えばダイポール、ループアンテナ、パッチアンテナ等が挙げられる。また、アンテナは積層構造を有していてもよい。ただし、これらの形状以外に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
Note that the
この後、絶縁層１１６３及びアンテナとして機能する導電層１１６４上に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む層、窒化珪素を含む層、窒化酸化珪素を含む層等の保護層を形成してもよい。
After that, a protective layer such as a layer containing carbon such as DLC (Diamond Like Carbon), a layer containing silicon nitride, or a layer containing silicon nitride oxide is formed over the insulating
次に、図１７（Ａ）に示すように、絶縁層１１６３上に絶縁層１１８１を形成する。絶縁層１１６３は、後の剥離工程での保護層として設けるため、平坦化層であることが好ましい。ここでは、絶縁層１１８１として、スクリーン印刷法により厚さ２５μｍのエポキシ樹脂層を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 17A, the insulating
次に、剥離層１１０２が露出するように、開口部１１８２を形成する。開口部１１８２は、レーザアブレーションやフォトリソグラフィ法により絶縁層１１０５、１１４１、１１４２、１１６３、１１８１の一部を除去して形成する。ここでは、紫外線レーザから射出されるレーザビームを照射して、開口部１１８２を形成する。
Next, an
次に、開口部１１８２にエッチング剤を導入して、図１７（Ｂ）に示すように、剥離層１１０２の一部を除去する。一部エッチングされた剥離層を残存する剥離層１１８３と示す。エッチング剤は、ウエットエッチングであれば、フッ酸を水やフッ化アンモニウムで希釈した混液、フッ酸と硝酸の混液、フッ酸と硝酸と酢酸の混液、過酸化水素と硫酸の混液、過酸化水素とアンモニウム水と水の混液、過酸化水素と塩酸と水の混液等を用いる。また、ドライエッチングであれば、フッ素等のハロゲン系の原子や分子を含む気体、又は酸素を含む気体を用いる。好ましくは、エッチング剤として、フッ化ハロゲン又はハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。
Next, an etchant is introduced into the
ここでは、三フッ化塩素（ＣｌＦ3）を使用して、剥離層の一部をエッチングする。一部エッチングされた剥離層を１１８３と示す。 Here, a part of the peeling layer is etched using chlorine trifluoride (ClF 3 ). The partially etched release layer is designated 1183.
次に、図１７（Ｂ）に示すように、複数のトランジスタを有する層１１８０において絶縁層１１８１の表面と基体１１８６とを粘着剤１１８５を用いて接着させると共に、基板１１００及び剥離層１１８３を剥がす。
Next, as illustrated in FIG. 17B, the surface of the insulating
ここでは、粘着性の低いフィルムが設けられた転置用ローラーを基体１１８６として、粘着剤１１８５を押しつけながらローラを回転することで、絶縁層１１０５上に設けられた複数のトランジスタを有する層１１８０のみが転置される。このような転置用ローラーは、シリコン系樹脂、又はフッ素系樹脂により形成することができる。また、粘着剤１１８５無しに転置用ローラーのみで絶縁層１１０５上に設けられた複数のトランジスタを有する層１１８０のみが転置可能な場合、粘着剤１１８５は省略できる。
Here, only the
なお、開口部１１８２を形成する際に剥離層１１０２の一部も除去させた場合、上記のエッチング剤を導入する工程は省略することができる。このとき、基体１１８６と複数のトランジスタを有する層１１８０との接着強度は、基板１１００と絶縁層１１０５との密着強度より高くなるように設定する。そして、絶縁層１１０５上に設けられた複数のトランジスタを有する層のみを基板から転置する。次に、複数のトランジスタを有する層１１８０から基体１１８６を剥離する。
Note that in the case where part of the
次に、図１８（Ａ）に示すように、フィルム１１９１を絶縁層１１０５に貼り付ける。フィルム１１９１として、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル等からなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルム等を利用することができる。また、フィルムは、熱圧着により、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。
Next, a
また、フィルム１１９１の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。シート材にシリカコートを用いることが好ましく、例えば、接着層とポリエステル等のフィルムとシリカコートを積層したシート材を利用することができる。
Further, an adhesive layer may be provided on the surface of the
ここでは、接着層とＰＥＴフィルムとシリカコートを積層させたシート材をフィルム１１９１として用いると、封止後に内部への水分等の侵入を防ぐことが可能である。
Here, when a sheet material obtained by laminating an adhesive layer, a PET film, and a silica coat is used as the
次に、図１８（Ｂ）に示すように、粘着剤１１８５を絶縁層１１８１から除去する。なお、粘着剤１１８５を除去する方法としては加熱処理、あるいは紫外線の照射等がある。ここでは、紫外線を粘着剤１１８５に照射して粘着剤１１８５を除去する。
Next, as illustrated in FIG. 18B, the adhesive 1185 is removed from the insulating
次に、図１８（Ｃ）に示すように、フィルム１１９２を複数のトランジスタを有する層１１８０の表面及びフィルム１１９１に接着して、複数のトランジスタを有する層１１８０を封止する。フィルム１１９２も、フィルム１１９１と同様の物を適宜用いることができる。また、フィルム１１９１及びフィルム１１９２として帯電防止対策を施したフィルムを用いることもできる。
Next, as illustrated in FIG. 18C, the
なお、帯電防止対策を施したフィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を貼り付けられたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を貼り付けられたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が貼り付けられた面をフィルムの内側になるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に貼り付けてあればよい。ここでの帯電防止可能な材料とは、金属等である。 Note that examples of the antistatic film include a film in which an antistatic material is dispersed in a resin, a film on which an antistatic material is attached, and the like. The film with an antistatic material attached may be a film with an antistatic material attached to one side, or a film with an antistatic material attached to both sides. Good. Further, a film with an antistatic material attached on one side may be attached to the layer so that the surface with the antistatic material attached is on the inside of the film, or on the outside of the film. You may paste as follows. Note that the antistatic material may be attached to the entire surface or a part of the film. The antistatic material here is a metal or the like.
ここでは、フィルム１１９１、１１９２として、接着層とＰＥＴフィルムとシリカコートを積層させたシート材をフィルムとして用いる。その後、フィルム１１９１、１１９２の接着領域において、複数のトランジスタを有する層を個々に切断する。その結果、ＲＦＩＤを形成することが可能である。
Here, as the
（実施形態１１）
本実施形態では、ＩＣチップを完成させた後に別の基板上に形成したアンテナとＩＣチップとを電気的に接続する半導体装置の構成について説明する。
(Embodiment 11)
In this embodiment, a structure of a semiconductor device in which an IC formed on another substrate after an IC chip is completed and an IC chip are electrically connected will be described.
図１９（Ａ）に、本実施形態におけるの半導体装置の作製工程における断面図を示す。図１９（Ａ）では一表面に剥離層１１０２、第１の絶縁層５９が形成された基板１１００上に、Ｎチャネル型トランジスタ６２、Ｐチャネル型トランジスタ６３、第２の絶縁層６６及びＮチャネル型トランジスタ６２及びＰチャネル型トランジスタ６３と接続された導電層７１〜７３が設けられ、配線を覆うように第３の絶縁層６７が形成され、絶縁層６７に形成されたコンタクトホールを介してＮチャネル型トランジスタ６２に電気的に接続された配線９０が設けられている。ここまでの工程は、配線９０を形成する点以外は図１６に示す絶縁層６７にコンタクトホールを形成するまでの工程と同様であるため、説明を省略する。
FIG. 19A is a cross-sectional view in the manufacturing process of the semiconductor device in this embodiment. In FIG. 19A, an N-
次に、接着剤９３をＮチャネル型トランジスタ６２に電気的に接続された配線９０を覆うように絶縁層６７上に塗布し、接着剤９３によってカバー材９２を絶縁層６７に貼り合わす（図１９（Ｂ）参照。）。
Next, an adhesive 93 is applied on the insulating
カバー材９２には、アンテナ９１が予め形成されている。なお、アンテナ９１は実施形態１０と同様なものを用いればよい。そして本実施形態では、接着剤９３に異方導電性樹脂を用いることで、アンテナ９１と配線９０とが電気的に接続されている。
An
異方導電性樹脂は、樹脂中に導電材料を分散させた材料である。樹脂として、例えばエポキシ系、ウレタン系、アクリル系等の熱硬化性を有するもの、ポリエチレン系、ポリプロピレン系等の熱可塑性を有するもの、シロキサン系樹脂等を用いることができる。また導電材料として、例えばポリスチレン、エポキシ等のプラスチック製の粒子にＮｉ、Ａｕ等をめっきしたもの、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、はんだ等の金属粒子、粒子状または繊維状のカーボン、繊維状のＮｉにＡｕをめっきしたもの等を用いることができる。導電材料のサイズは、アンテナ９１と配線９０のピッチに合わせて決めることが望ましい。
An anisotropic conductive resin is a material in which a conductive material is dispersed in a resin. As the resin, for example, epoxy-based, urethane-based, acrylic-based, or other thermosetting materials, polyethylene-based, polypropylene-based, thermoplastic materials, siloxane-based resins, or the like can be used. In addition, as conductive materials, for example, plastic particles such as polystyrene and epoxy plated with Ni, Au, metal particles such as Ni, Au, Ag, and solder, particulate or fibrous carbon, and fibrous Ni Those plated with Au can be used. The size of the conductive material is desirably determined according to the pitch of the
またアンテナ９１と配線９０の間において、異方導電性樹脂に熱を加えながら圧着させてもよいし、紫外線の照射で硬化させながら圧着させてもよい。
Further, between the
なお本実施形態では、異方導電性樹脂を用いた接着剤９３でアンテナ９１と配線９０とを電気的に接続する例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。接着剤９３の代わりに異方導電性フィルムを用い、該異方導電性フィルムを圧着し、アンテナ９１と配線９０とを電気的に接続してもよい。
In the present embodiment, an example is shown in which the
カバー材９２を絶縁層６７に貼り合わせた後、異方導電性樹脂を用いた場合、及び、異方導電性フィルムを用いた場合にかかわらず、基板１１００及び剥離層１１０２を剥がすことにより、可撓性を有するＲＦＩＤを作製することができる。
After the
（実施形態１２）
本実施形態の半導体装置の構成について、図２０を参照して説明する。図２０に示すように、本発明の半導体装置８２０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路８１１、クロック発生回路８１２、データ復調／変調回路８１３、他の回路を制御する制御回路８１４、インターフェイス回路８１５、記憶回路８１６、データバス８１７、アンテナ（アンテナコイル）８１８、センサ８２１、センサ回路８２２を有する。
The configuration of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 20, the
電源回路８１１は、アンテナ８１８から入力された交流信号を基に、半導体装置８２０の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路８１２は、アンテナ８１８から入力された交流信号を基に、半導体装置８２０の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調／変調回路８１３は、リーダライタ８１９と交信するデータを復調／変調する機能を有する。制御回路８１４は、記憶回路８１６を制御する機能を有する。アンテナ８１８は、電磁界或いは電波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ８１９は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、半導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
The
記憶回路８１６は、一対の導電層間に有機化合物層又は相変化層が挟まれた記憶素子を有することを特徴とする。なお、記憶回路８１６は、一対の導電層間に有機化合物層又は相変化層が挟まれた記憶素子のみを有していてもよいし、他の構成の記憶回路を有していてもよい。他の構成の記憶回路とは、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリから選択される１つ又は複数に相当する。
The
センサ８２１は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオード等の半導体素子で形成される。センサ回路８２２はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して制御回路８１４に信号を出力する。
The
（実施形態１３）
本発明によりＲＦＩＤ（ＩＣチップ、ＩＤチップ、ＩＤタグ、ＲＦＩＤ、無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。ＲＦＩＤ９２１０の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図２１（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図２１（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図２１（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図２１（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図２１（Ｅ）、図２１（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
(Embodiment 13)
According to the present invention, a semiconductor device that functions as an RFID (an IC chip, an ID chip, an ID tag, an RFID, a wireless processor, a wireless memory, and a wireless tag) can be formed. The
ＲＦＩＤは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等にＲＦＩＤを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等にＲＦＩＤを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステム等の効率化を図ることができる。本発明より形成することが可能なＲＦＩＤは、基板上に形成した薄膜集積回路を、剥離工程により剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプ等曲面を有するものにも用いることが可能である。 The RFID is fixed to the article by being attached to the surface of the article or embedded in the article. For example, a book may be embedded in paper, and a package made of an organic resin may be embedded in the organic resin. Forgery can be prevented by providing RFID for banknotes, coins, securities, bearer bonds, certificates, etc. Further, by providing RFID in packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., it is possible to improve the efficiency of inspection systems, rental store systems, and the like. The RFID that can be formed from the present invention is small, thin, and lightweight because it is provided on the cover material after the thin film integrated circuit formed on the substrate is peeled off by a peeling process. There is no loss of design. Furthermore, since it has flexibility, it can be used for a bottle or pipe having a curved surface.
また、本発明より形成することが可能なＲＦＩＤを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられるＲＦＩＤに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。 Further, by applying the RFID that can be formed according to the present invention to an object management or distribution system, it is possible to enhance the function of the system. For example, by reading the information recorded on the RFID provided on the tag with a reader / writer provided on the side of the belt conveyor, information such as the distribution process and the delivery destination is read, and inspection of goods and distribution of goods are performed. It can be done easily.
１０ 基板
１２ 配線
１３ 絶縁膜
１４ａ 半導体膜
１４ｂ 半導体層
１７ 半導体膜
１８ａ ソース配線またはドレイン配線
１８ｂ ソース配線またはドレイン配線
１９ａ ソース領域またはドレイン領域
１９ｂ ソース領域またはドレイン領域
２０ 凸状の導電層（ピラー）
２１ 層間絶縁膜
２２ 層間絶縁膜
２３ 画素電極
２４ａ 配向膜
２４ｂ 配向膜
２５ 対向基板
２６ａ 着色層
２６ｂ 遮光層（ブラックマトリクス）
２７ オーバーコート層
２８ カラーフィルター
２９ 液晶
３０ トランジスタ
３１ 容量配線
４０ 配線
４１ 接続配線
４２ 導電物
４３ 凸状の導電層（ピラー）
４４ 端子電極
４５ 異方性胴伝送
４６ ＦＰＣ
５９ 第１の絶縁層
６２ Ｎチャネル型トランジスタ
６３ Ｐチャネル型トランジスタ
６６ 第２の絶縁層
６７ 第３の絶縁層
７１ 導電層
７２ 導電層
７３ 導電層
９０ 配線
９１ アンテナ
９２ カバー材
９３ 接着剤
１００ 基板
１０１ 第１の導電層
１０２ 塗れ性が低い層
１０３ フォトマスク
１０４ 光
１１１ 塗れ性が低い層
１１２ 塗れ性が高い領域
１２１ 凸状の導電層（ピラー）
１６０ 層間絶縁膜
１７０ 第２の導電層
２００ 有機樹脂層
２０１ 無機絶縁層
２０２ 塗れ性が低い層
２１１ 塗れ性が低い層
２１２ 塗れ性が高い領域
２１３ 塗れ性が低い層
２１４ 第１の導電層
２２０ 塗れ性が低い層
２２４ 光
３０１ 駆動用トランジスタ
３０２ 絶縁膜
３０３ 発光物質を含む層
３０４ 第２の電極
３０５ 両矢印方向
３０６ 両矢印方向
３１０ 駆動回路部
３１１ 画素部
４０２ 有機樹脂層
４０３ 塗れ性が低い層
４５１ 光触媒層
４５２ 塗れ性が低い層
４５３ 塗れ性が低い層
５０１ 有機樹脂層
５０２ 無機絶縁層
５０３ 塗れ性が低い層
５０４ 第１の導電層
６００ 基板
６０３ 液滴吐出手段
６０４ 撮像手段
６０５ ヘッド
６０７ 制御手段
６０８ 記憶媒体
６０９ 画像処理手段
６１０ コンピュータ
６１１ マーカー
６１２ ヘッド
６１３ 材料供給源
６１４ 材料供給源
８１１ 電源回路
８１２ クロック発生回路
８１３ データ復調／変調回路
８１４ 制御回路
８１５ インターフェイス回路
８１６ 記憶回路
８１７ データバス
８１８ アンテナ
８１９ リーダライタ
８２０ 半導体装置
８２１ センサ
８２２ センサ回路
１１００ 基板
１１０１ 絶縁層
１１０２ 剥離層
１１０５ 絶縁層
１１０７ 導電層
１１０８ 導電層
１１０９ 導電層
１１１０ 導電層
１１１５ 絶縁層
１１１６ 絶縁層
１１１７ 絶縁層
１１１８ 絶縁層
１１１９ ゲート絶縁層
１１２０ ゲート絶縁層
１１２１ ゲート絶縁層
１１２２ ゲート絶縁層
１１２３ａ 第１のｎ型不純物領域
１１２３ｂ 第１のｐ型不純物領域
１１２３ｃ 第１のｎ型不純物領域
１１２３ｄ 第１のｐ型不純物領域
１１２４ａ 第２のｎ型不純物領域
１１２４ｂ 第２のｐ型不純物領域
１１２４ｃ 第２のｎ型不純物領域
１１２４ｄ 第２のｐ型不純物領域
１１２７ 結晶質半導体層
１１２８ 結晶質半導体層
１１２９ 結晶質半導体層
１１３０ 結晶質半導体層
１１３１ ｎ型のトランジスタ
１１３２ ｐ型のトランジスタ
１１３３ ｎ型のトランジスタ
１１３４ ｐ型のトランジスタ
１１４２ 層間絶縁膜
１１５５ 凸状の導電層（ピラー）
１１５６ 凸状の導電層（ピラー）
１１５７ 凸状の導電層（ピラー）
１１５８ 凸状の導電層（ピラー）
１１５９ 凸状の導電層（ピラー）
１１６０ 凸状の導電層（ピラー）
１１６１ 凸状の導電層（ピラー）
１１６２ 凸状の導電層（ピラー）
１１６３ 絶縁層
１１６４ 導電層
１１６５ 導電層
１１６６ 導電層
１１６７ 導電層
１１６８ 導電層
１１６９ 導電層
１１７０ 導電層
１１７１ 導電層
１１７２ 導電層
１１８０ 複数のトランジスタを有する層
１１８１ 絶縁層
１１８２ 開口部
１１８３ 剥離層
１１８５ 粘着剤
１１８６ 基体
１１９１ フィルム
１１９２ フィルム
１２０１ 基板
１２０４ 画素部
１２０５ ＦＰＣ
１２０６ 対向基板
１２０７ シール材
１２１１ 基板
１２１２ ソース信号線駆動回路
１２１３ ゲート信号線駆動回路
１２１４ 画素部
１２１５ ＦＰＣ
１２１６ 対向基板
１２１７ 第１シール材
１２１８ 第２シール材
１３００ 基板
１３０１ 画素電極
１３０２ スペーサ
１３０３ 偏光板
１３０４ バックライト
１３０５ 導光板
１３０６ カバー
１３０７ シール材
１３１９ 保護膜
１３２１ 対向電極
１３２２ 配向膜
１３２３ 配向膜
１３２４ 液晶層
１６００ スイッチング用トランジスタ
１６０１ 駆動用トランジスタ
１６０２ 電流制御用トランジスタ
１６０３ 信号線
１６０４ 第１の電源線
１６０５ 走査線
１６０６ 第２の電源線
１６０７ 発光素子
１６０８ 容量素子
２００１ 筐体
２００２ 支持台
２００３ 表示部
２００５ ビデオ入力端子
２２０１ 本体
２２０２ 筐体
２２０３ 表示部
２２０４ キーボード
２２０５ 外部接続ポート
２２０６ ポインティングマウス
２４０１ 本体
２４０２ 筐体
２４０３ 表示部Ａ
２４０４ 表示部Ｂ
２４０５ 記録媒体読込部
２４０６ 操作キー
２４０７ スピーカー部
２６００ 充電器
２６０２ 筐体
２６０３ 表示部
２６０６ 操作キー
２６０７ スピーカー部
９２１０ ＲＦＩＤ
10
21
27
44
59 First insulating layer 62 N-channel transistor 63 P-
160 Interlayer insulating film 170 Second conductive layer 200 Organic resin layer 201 Inorganic insulating layer 202 Low wettability layer 211 Low wettability layer 212 High wettability region 213 Low wettability layer 214 First conductive layer 220 Layer 224 light 301 driving transistor 302 insulating film 303 layer containing luminescent material 304 second electrode 305 double arrow direction 306 double arrow direction 310 driver circuit portion 311 pixel portion 402 organic resin layer 403 layer 451 having low paintability Photocatalyst layer 452 Low wettability layer 453 Low wettability layer 501 Organic resin layer 502 Inorganic insulating layer 503 Low wettability layer 504 First conductive layer 600 Substrate 603 Droplet discharge means 604 Imaging means 605 Head 607 Control means 608 Storage medium 609 Image processing means 610 Computer 611 Marker 612 Head 613 Material Supply source 614 Material supply source 811 Power supply circuit 812 Clock generation circuit 813 Data demodulation / modulation circuit 814 Control circuit 815 Interface circuit 816 Storage circuit 817 Data bus 818 Antenna 819 Reader / writer 820 Semiconductor device 821 Sensor 822 Sensor circuit 1100 Substrate 1101 Insulating layer 1102 Peel layer 1105 Insulating layer 1107 Conductive layer 1108 Conductive layer 1109 Conductive layer 1110 Conductive layer 1115 Insulating layer 1116 Insulating layer 1117 Insulating layer 1118 Insulating layer 1119 Gate insulating layer 1120 Gate insulating layer 1121 Gate insulating layer 1122 Gate insulating layer 1123a First n Type impurity region 1123b first p type impurity region 1123c first n type impurity region 1123d first p type impurity region 1124a second n type impurity region 1124b second p-type impurity region 1124c second n-type impurity region 1124d second p-type impurity region 1127 crystalline semiconductor layer 1128 crystalline semiconductor layer 1129 crystalline semiconductor layer 1130 crystalline semiconductor layer 1131 n-type transistor 1132 p-type transistor 1133 n-type transistor 1134 p-type transistor 1142 interlayer insulating film 1155 convex conductive layer (pillar)
1156 Convex conductive layer (pillar)
1157 Convex conductive layer (pillar)
1158 Convex conductive layer (pillar)
1159 Convex conductive layer (pillar)
1160 Convex conductive layer (pillar)
1161 Convex conductive layer (pillar)
1162 Convex conductive layer (pillar)
1163 Insulating
1206 Counter substrate 1207 Seal material 1211 Substrate 1212 Source signal
Reference numeral 1216 Counter substrate 1217 First sealant 1218
2404 Display B
2405 Recording medium reading unit 2406 Operation key 2407 Speaker unit 2600
Claims (9)
前記導電層上に、所望の形状を有し、かつ水酸基を有さない有機樹脂からなるマスクを形成し、
前記導電層上に有機シランからなる表面処理層を形成し、
前記マスクを除去することによって、前記表面処理層と比べて塗れ性の高い領域を形成し、
前記塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布し、
前記塗布した組成物を焼成し、
前記組成物の塗布と焼成を繰り返すことによって、凸状の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a conductive layer on the substrate;
A mask made of an organic resin having a desired shape and no hydroxyl group is formed on the conductive layer,
Forming a surface treatment layer made of organosilane on the conductive layer;
By removing the mask, a region having high paintability as compared with the surface treatment layer is formed,
Applying a composition having conductive particles on the highly wettable region,
Firing the applied composition,
A convex conductive layer is formed by repeating application and baking of the composition, and a method for manufacturing a semiconductor device.
前記無機層上に、所望の形状を有し、かつ水酸基を有さない有機樹脂からなるマスクを形成し、
前記無機層上に有機シランからなる表面処理層を形成し、
前記マスクを除去することによって、前記表面処理層と比べて塗れ性の高い領域を形成し、
前記塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布し、
前記塗布した組成物を焼成し、
前記組成物の塗布と焼成を繰り返すことによって、凸状の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming an inorganic layer on the substrate;
On the inorganic layer, a mask made of an organic resin having a desired shape and not having a hydroxyl group is formed.
Forming a surface treatment layer made of organosilane on the inorganic layer;
By removing the mask, a region having high paintability as compared with the surface treatment layer is formed,
Applying a composition having conductive particles on the highly wettable region,
Firing the applied composition,
A convex conductive layer is formed by repeating application and baking of the composition, and a method for manufacturing a semiconductor device.
前記水酸基を有さない有機樹脂として、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール、ポリエーテル、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂のいずれか一を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 1 or claim 2,
As the organic resin having no hydroxyl group, any one of polyimide, polyamide, benzocyclobutene, acrylic, polyester, polycarbonate resin, polyacetal, polyether, furan resin, diallyl phthalate resin, melamine resin, and silicon resin is used. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記無機層上に所望の形状を有する光触媒層を形成し、
前記無機層及び前記所望の形状を有する光触媒層上に表面処理層を形成し、
前記表面処理層に光を照射して前記光触媒層上の前記表面処理層を除去することによって、前記表面処理層と比べて塗れ性が高い領域を形成し、
前記塗れ性が高い領域上に導電性粒子を有する組成物を塗布し、
前記塗布した組成物を焼成し、
前記組成物の塗布と焼成を繰り返すことによって、凸状の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming an inorganic layer on the substrate;
Forming a photocatalyst layer having a desired shape on the inorganic layer;
A surface treatment layer is formed on the inorganic layer and the photocatalyst layer having the desired shape,
By irradiating the surface treatment layer with light to remove the surface treatment layer on the photocatalyst layer, a region having high wettability compared to the surface treatment layer is formed,
Applying a composition having conductive particles on the highly wettable region,
Firing the applied composition,
A convex conductive layer is formed by repeating application and baking of the composition, and a method for manufacturing a semiconductor device.
前記有機物層上に所望の形状を有する無機層を形成し、
前記無機層上に、前記有機物層よりも濡れ性の低い表面処理層を形成し、
前記有機物層上の無機層が形成されていない領域に導電性粒子を有する組成物を塗布し、
前記塗布した組成物を焼成し、
前記組成物の塗布と焼成を繰り返すことによって、凸状の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming an organic layer on the substrate,
Forming an inorganic layer having a desired shape on the organic layer;
On the inorganic layer, a surface treatment layer having lower wettability than the organic material layer is formed,
Applying a composition having conductive particles in a region where the inorganic layer on the organic material layer is not formed,
Firing the applied composition,
A convex conductive layer is formed by repeating application and baking of the composition, and a method for manufacturing a semiconductor device.
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