JP5171003B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Landscapes
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Description
、絶縁体及び導電体など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。
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。このような問題点を改善す
るために、フォトリソグラフィ工程を削減してTFTを製造することが試みられている(
例えば、特許文献1参照。)。
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し、製造工程を簡略
化し、一辺が1メートルを越えるような大面積の基板にも、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。
細な形状で形成できる技術を提供することも目的とする。
ぬれ性を制御された被形成領域に、数回にわけて付着させた後、焼成、乾燥等によって固
化させて導電層や絶縁層を形成する。組成物を数回にわけて吐出すると、液滴の凝集など
が生じず断線のない安定したパターン形状となる。このように形成する導電層、絶縁層の
形状は、後から吐出された液滴が形成領域のぬれ性の違いにより着弾位置に留まらず、ぬ
れ性の高い領域に移動し、連続する導電層、又は絶縁層となって安定する。
の吐出工程によって、導電性材料を含む組成物の液滴は被形成領域に付着し、島状の第1
の導電層を線上に一定間隔で形成する。第1の導電層は液滴の形状を反映したほぼ円状で
あり、それらの中心は直線の第1の中心線上に存在する。次に、第1の導電層間を埋め、
第1の導電層間を接続するように第2の吐出工程を行う。第2の吐出工程においても組成
物の液滴を第2の導電層を形成するために線上に一定間隔で吐出する。この時、第2の吐
出工程によって吐出する液滴の中心が、先ほどの第1の中心線上と重ならないように(一
致しないように)、ずらして吐出する。よって、第2の吐出工程における液滴の中心を結
ぶ線である第2の中心線は、第1の中心線と一定間隔を有して平行である。
の中心線とが一定間隔を有して平行にずれているので、形成される導電層は、側端部に連
続的して繰り返される波状パターンを有し、左右に蛇行する導電層となる。よって上面よ
り見ると、ジグザグとした配線(導電層)のようであり、少なくとも一部が曲がっており
側端部に左右にうねうねとしたうねり形状を有するように見える。
膜厚が異なる部分を有し、表面には液滴の形状を反映した凹凸形状を有する。これは導電
性材料又は絶縁性材料を含む液状の組成物を吐出した後、乾燥や焼成によって固化して導
電層を形成するためである。これは本発明を用いて形成するマスク層であっても同様であ
り、膜厚が異なる部分を有し表面に凹凸形状を有するマスク層となる。よってそのような
マスク層を用いて加工される導電層又は絶縁層もマスク層の形状を反映する。またその表
面の凹凸形状の形状や大きさは、液状の組成物の粘度や溶媒を除去し固化する際の乾燥工
程などによって異なる。
置を指す。本発明を用いて多層配線層や、プロセッサ回路を有するチップ(以下、プロセ
ッサチップともいう)などの半導体装置を作製することができる。
表示装置には、エレクトロルミネセンス(以下「EL」ともいう。)と呼ばれる発光を発
現する有機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む層を、電極間に介在させた発光素
子とTFTとが接続された発光表示装置や、液晶材料を有する液晶素子を表示素子として
用いる液晶表示装置などがある。
機材料を含む。
有機材料を含む。
極層と、ドレイン電極層とを有し、ゲート電極層は連続した波状形状の側端部を有する。
極層と、ドレイン電極層とを有し、ゲート電極層は左右に蛇行している。
極層と、ドレイン電極層とを有し、ゲート電極層は周期的なうねり形状の側端部を有する
。
極層と、ドレイン電極層とを有し、ソース電極層及びドレイン電極層は連続した波状形状
の側端部を有する。
極層と、ドレイン電極層とを有し、ソース電極層及びドレイン電極層は左右に蛇行してい
る。
極層と、ドレイン電極層とを有し、ソース電極層及びドレイン電極層は周期的なうねり形
状の側端部を有する。
第1の吐出工程により吐出された基板面内の第1の線上に中心を有する第1の液滴と、複
数の液滴の第2の吐出工程により第1の液滴の間に吐出された第1の線と一定の間隔を有
する第2の線上に中心を有する第2の液滴とにより形成された配線を有し、配線は有機材
料を含む。
数の液滴の第1の吐出工程により、基板面内の第1の線上に中心を有するように第1の液
滴を吐出し、複数の液滴の第2の吐出工程により、第1の液滴の間に、第1の線と一定の
間隔を有する第2の線上に中心を有するように第2の液滴を吐出することにより形成する
。
層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第1の吐出工程により、基板面内の第1の線上
に中心を有するように第1の液滴を吐出し、複数の液滴の第2の吐出工程により、第1の
液滴の間に、第1の線と一定の間隔を有する第2の線上に中心を有するように第2の液滴
を吐出することによりマスク層を形成し、マスク層を用いて、導電膜を加工し、配線を形
成する。
波状形状、または周期的なうねり形状の側端部を有していたり、もしくは蛇行していたり
する。
して形成できる。また。材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能
、高信頼性の半導体装置及び表示装置を歩留まりよく作製することができる。
明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様
々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実
施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の
構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共
通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の実施の形態について、図1を用いて説明する。
のマスク層など半導体装置、表示装置などを作製するために必要な構成物のうち、少なく
とも一つ若しくはそれ以上を、選択的に所望な形状に形成可能な方法により形成して、半
導体装置、表示装置を作製することを特徴とするものである。本発明において、構成物(
パターンともいう)とは、薄膜トランジスタや表示装置を構成する、配線層、ゲート電極
層、ソース電極層、ドレイン電極層などの導電層、半導体層、マスク層、絶縁層などをい
い、所定の形状を有して形成される全ての構成要素を含む。選択的に所望なパターンで形
成物を形成可能な方法として、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出(噴
出)して所定のパターンに導電層や絶縁層などを形成することが可能な、液滴吐出(噴出
)法(その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。)を用いる。また、構成物
が所望のパターンに転写、または描写できる方法、例えば各種印刷法(スクリーン(孔版
)印刷、オフセット(平版)印刷、凸版印刷やグラビア(凹版)印刷など所望なパターン
で形成される方法)、ディスペンサ法、選択的な塗布法なども用いることができる。
出)し、所望なパターンに形成する方法を用いている。構成物の被形成領域に、構成物形
成材料を含む液滴を吐出し、焼成、乾燥等を行って固定化し所望なパターンの構成物を形
成する。
個々のヘッド1405、ヘッド1412は制御手段1407に接続され、それがコンピュ
ータ1410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に描画することが
できる。描画するタイミングは、例えば、基板1400上に形成されたマーカー1411
を基準に行えば良い。或いは、基板1400の縁を基準にして基準点を確定させても良い
。これを撮像手段1404で検出し、画像処理手段1409にてデジタル信号に変換した
ものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発生させて制御手段1407に送る。
撮像手段1404としては、電荷結合素子(CCD)や相補型金属酸化物半導体を利用し
たイメージセンサなどを用いることができる。勿論、基板1400上に形成されるべきパ
ターンの情報は記憶媒体1408に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段
1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘッド14
12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1413、材料供給源
1414より配管を通してヘッド1405、ヘッド1412にそれぞれ供給される。
口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド1412もヘッド14
05と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘッド1412のノズルを異なるサイ
ズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、
導電性材料や有機、無機材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、層間膜のよう
な広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同
時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド1405、ヘッド1
412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。
物を吐出し、焼成によって融合や融着接合させ固化することで導電層を形成する。このよ
うに導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成することによって形成された導電層(または
絶縁層)においては、スパッタ法などで形成した導電層(または絶縁層)が、多くは柱状
構造を示すのに対し、多くの粒界を有する多結晶状態を示すことが多い。
、導電層の上面図である。
域である基板50表面は、導電層を形成する導電性材料を含む液状の組成物に対するぬれ
性を制御しておく必要がある。ぬれ性の程度は、形成する導電層の線幅やパターン形状に
よって適宜設定すればよく、以下に示す処理によってぬれ性を制御することができる。本
実施の形態において、導電層を形成する際、導電性材料を含む組成物に対する被形成領域
の接触角は、好ましくは20度以上、より好ましくは20度以上40度以下である。
低い物質を形成するとその表面は液状の組成物に対してぬれ性の低い領域(以下、低ぬれ
性領域ともいう)となり、液状の組成物に対して、ぬれ性の高い物質を形成するとその表
面は、液状の組成物に対してぬれ性の高い領域(以下、高ぬれ性領域ともいう)となる。
本発明において表面のぬれ性を制御するという処理は、液状の組成物の付着領域を、液状
の組成物に対して所望の形状の形成物を形成するのに適した状態とすることである。
ぬれ性が低い領域(以下、低ぬれ性領域ともいう)となり、接触角が小さい領域はぬれ性
の高い領域(以下、高ぬれ性領域ともいう)となる。接触角が大きいと、流動性を有する
液状の組成物は、領域表面上で広がらず、はじかれるので、表面をぬらさないが、接触角
が小さいと、表面上で流動性を有する組成物は広がり、よく表面をぬらすからである。よ
って、ぬれ性が異なる領域は、表面エネルギーも異なる。ぬれ性が低い領域における表面
の、表面エネルギーは小さく、ぬれ性の高い領域表面における表面エネルギーは大きい。
方法を示す。このようなぬれ性が低い物質として、フッ化炭素基(フッ化炭素鎖)を含む
物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。シランカップリ
ング剤は、Rn−Si−X(4−n)(n=1、2、3)の化学式で表される。ここで、
Rは、アルキル基などの比較的不活性な基を含む物である。また、Xはハロゲン、メトキ
シ基、エトキシ基又はアセトキシ基など、基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合によ
り結合可能な加水分解基からなる。
素系シランカップリング剤(フルオロアルキルシラン(FAS))を用いることにより、
よりぬれ性を低めることができる。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良いし、
異なっていてもよい。代表的なFASとしては、ヘプタデカ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ともいう。)が挙げられる。
キル基を有す物質も用いることができ、例えば有機シランとしてオクタデシルトリメトキ
シシラン等を用いることができる。
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、スクワランなどの
炭化水素系溶媒又はテトラヒドロフランなどを用いる。
化炭素(フルオロカーボン)鎖を有する材料(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(PCT
FE;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。
ができる。例えば、有機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。有機材料(有機樹脂材料)(ポリイミド、アクリル)
やシロキサン材料を用いてもよい。なお、シロキサン材料とは、Si−O−Si結合を含
む樹脂に相当する。シロキサンは、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。
表面のぬれ性を調整する。このぬれ性は後工程で形成する導電層を構成する液状の導電性
材料を含む組成物に対してである。
る液だまりが生じ、導電層が断線してしまうことがある。本発明では、導電層を複数回の
吐出によって形成する。つまり、第1の吐出工程でお互いの液滴が接しないように被形成
領域に点在して導電性材料を含む液状の組成物を付着させる。次に、2回目の吐出による
導電性材料を含む組成物によって、第1の吐出工程で吐出した導電性材料の液滴との間を
埋め、連続した導電層を形成するのである。第1の吐出工程で吐出した導電性材料を含む
組成物は時間が経過しているので、乾燥により固化しているため、第2の吐出工程による
導電性材料と凝集することがない。このように導電層を作製すると、細線であろうと安定
した導電層を形成することができる。
電性材料を含む組成物の液滴を、線上に吐出し、島状の導電層51a、導電層51b、導
電層51c、導電層51d、導電層51eを形成する(図1(A)参照。)。島状の導電
層51a、導電層51b、導電層51c、導電層51d、導電層51eは液滴の形状を反
映しており、それらの中心を結ぶ線は、第1の中心線Q1−R1である。
1の中心線Q1−R1より間隔dずらした位置にくるように、導電層51a、導電層51
b、導電層51c、導電層51d、導電層51eの間に吐出する(図1(B)参照。)。
第2の吐出工程で吐出された液滴は、基板50に着弾(付着)直後、導電層52a、導電
層52b、導電層52c、導電層52dを形成し、導電層51a、導電層51b、導電層
51c、導電層51d、導電層51e間を埋め、連続した導電層53を形成する(図1(
C)参照。)。第2の吐出工程により吐出された液滴の中心を結ぶ線は、第2の中心線Q
2−R2であり、第1の中心線Q1−R1と一定の間隔dを有し、平行に位置している。
層53は、側端部54a及び側端部54bに連続する波状形状を有する左右に蛇行した形
状となる。側端部は振幅を有するような波状形状である。蛇行の範囲(導電層の線幅方向
の範囲)は、液滴の直径の4倍以下が好ましい。第1の吐出工程により吐出した導電層5
1a〜51e、及び第2の吐出工程により吐出した導電層52a〜52dの中心を結ぶと
、直線ではなく、周期的に左右に折れ曲がる線となる。このように形成された配線である
導電層53は、少なくとも一部屈曲した部分を有し、側端部に凹凸を有する。よって上面
より見ると、ジグザグとした配線(導電層)のようであり、少なくとも一部が曲がってお
り側端部に左右にうねうねとしたうねり形状を有するように見える。本実施の形態では、
導電層53の側端部54aの凸部と側端部54bの凹部、側端部54aの凹部と側端部5
4bの凸部とが、中心線を挟んで対応しているので、導電層53の線幅はほぼ一定となっ
ている。
た導電性材料を含む組成物が固化した導電層表面と、先ほどのぬれ性を制御した基板50
表面とでは、液状の導電性材料を含む組成物に対してぬれ性が異なる。2回目に吐出され
る液状の導電性材料を含む組成物は、第1の吐出工程による導電層と、基板50表面との
両方に跨るように両方へ吐出される。表面のぬれ性に大きく影響を受ける液状の導電性材
料を含む組成物の一部は、よりぬれ性の高い第1の吐出工程の吐出によって形成された導
電層上に流れ込むように移動する。結果、第1の吐出工程によって形成された領域の導電
層の線幅は太くなり、第2の吐出工程によって形成された領域の導電層の線幅は細くなっ
てしまうことがあり得る。このような場合、線幅の不均一な、周期的に線幅が変化してい
る導電層が形成されることもある。
合、凸部同士が隣接すると、凸部におけるその導電層間の間隔は狭くなり、凹部同士が隣
接すると、凹部におけるその導電層間の間隔は狭くなるというように、導電層間の間隔に
ばらつきが生じ、不均一となってしまう可能性がある。また、導電層同士が接触してしま
うという形状不良の問題も起こりうる、微細な設計の導電層、絶縁層を、安定した間隔で
形成することが困難となる場合もある。
ようにまず、第1の吐出工程によって導電層61a〜導電層61e、導電層61f〜導電
層61jを形成する。このとき、第1の導電層の一部である導電層61a〜導電層61e
の液滴の中心と、隣接する第2の導電層の一部である導電層61f〜導電層61jの中心
が線幅方向に重ならないようにする。導電層61aの中心と導電層61bの中心との間、
好ましくは、導電層61aの中心と導電層61bの中心とを3分割した中央の領域の線幅
方向に、導電層61fの中心が位置するようにする。
1eの間を埋めるように導電性材料を含む組成物の第2の吐出工程により導電層62a〜
導電層62dを形成し、第1の導電層63aを形成する。同様に、導電層61f〜導電層
61jの間を埋めるように、導電性材料を含む組成物の第2の吐出工程により導電層62
e〜導電層62hを形成し、第2の導電層63bを形成する。図2(B)のように、第1
の吐出工程で形成した導電層61a〜導電層61eの中心線、及び導電層61f〜導電層
61iの中心線のそれぞれ外側に中心線を有する第2の吐出工程で形成される導電層62
a〜導電層62d、及び導電層62e〜導電層62hが形成される。
を有する第1の導電層63aと、第2の導電層63bが形成される。第1の導電層63a
と第2の導電層63bとは、本発明の吐出方法により、凸部同士が隣り合わず、ずれて形
成される。第1の導電層63aと第2の導電層63bとの間隔は、第1の導電層と、第2
の導電層とがそれぞれ有する第1の吐出工程と第2の吐出工程における中心線間の距離の
和より狭くすることができる。よって、第1の導電層63aと第2の導電層63bとは狭
い間隔であっても安定して形成することができる。また、絶縁性材料を同様に吐出して絶
縁層を形成することもできる。均一な間隔で形成することができるので、このように形成
されたマスク層を用いると、微細かつ、正確な加工を行うことができる。微細な加工によ
る所望な形状を得られるので、この導電層をソース電極層、ドレイン電極層として用いれ
ばチャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことができる高性能、か
つ高信頼性の半導体装置を作製することができる。作製時に形状不良による不良が減少す
るため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。
液滴吐出手段を用いて行う。液滴吐出手段とは、組成物の吐出口を有するノズルや、1つ
又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。
液滴吐出手段が具備するノズルの径は、0.02〜100μm(好適には0.02μm以
上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0.1pl以上40pl以下、より好ましくは0.1pl以上10
pl以下)に設定する。吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、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0.1mm以上1mm以下)程度
に設定する。
。導電性材料として、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al等の
一種又は複数種の金属の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また前記導電性材料には
、Cd、Znの金属硫化物、Fe、Ti、Ge、Si、Zr、Baなどの酸化物、ハロゲ
ン化銀の一種又は複数種の微粒子又は分散性ナノ粒子を混合してもよい。また、導電性材
料として、透明導電膜として用いられる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(ITSO)、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等
を用いてもよい。導電性材料は、単一元素、又は複数種の元素の粒子を混合して用いるこ
とができる。但し、吐出口から吐出する組成物は、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、不純物対策のため、
合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン(N
iB)を用いるとことができる。
剤や、バインダーと呼ばれる熱硬化性樹脂が含まれてもよい。特にバインダーに関しては
、焼成時にクラックや融着状態のムラが発生するのを防止する働きを持つ。よって、形成
される導電層には、有機材料が含まれることがある。含まれる有機材料は、加熱温度、雰
囲気、時間により異なる。この有機材料は、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などであり、代表的には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂
、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹
脂、ジアリルフタレート樹脂等の有機樹脂が挙げられる。
る粒子でも良い。例えば、銅の周りにニッケルボロン(NiB)がコーティングされ、そ
の周囲に銀がコーティングされている3層構造の粒子などを用いても良い。溶媒は、酢酸
ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のア
ルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等、又は水を用いる。組成物の
粘度は20mPa・s以下が好適であり、これは、吐出時に乾燥が起こることを防止した
り、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の
表面張力は、40mN/m以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組
成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ITOや、有機インジウム、有機スズ
を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は5〜20mPa・s、銀を溶媒に溶解又は分
散させた組成物の粘度は5〜20mPa・s、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘
度は5〜20mPa・sに設定するとよい。
材料として銀を用いて、液滴吐出法で導電層を形成した後、銅などでめっきを行ってもよ
い。めっきは電気めっきや化学(無電界)めっき法で行えばよい。めっきは、めっきの材
料を有する溶液を満たした容器に基板表面を浸して行ってもよいが、基板を斜め(または
垂直)に立てて設置し、めっきする材料を有する溶液を、基板表面に流すように塗布して
もよい。基板を立てて溶液を塗布するようにめっきを行うと、大面積の基板であっても工
程に用いる装置が小型化できる利点がある。
止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、
好適には粒径0.1μm以下が好ましい。組成物中の導電性材料の粒子は、電解法、アト
マイズ法又は湿式還元法等の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に
約0.01〜10μmである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナ
ノ粒子は約7nmと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆
うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、
被覆剤を用いることが好ましい。
電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。組成物を吐出後、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200〜550度(℃)で15分間〜60
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。乾燥の工程、焼成の工程
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、加熱炉などにより行う。な
お、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。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、一般的には100〜800度(℃)(好ましくは200〜550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すると
ともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速す
る。
ば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、YAGレーザ等が挙げられ、後者
の固体レーザとしては、Cr、Nd等がドーピングされたYAG、YVO4、GdVO4
等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振
のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせたレーザ照
射方法を用いてもよい。但し、基板の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理
は、該基板を破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。瞬
間熱アニール(RTA)は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外
ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間
で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみ
を加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、プラスチック基板等の耐
熱性が弱い基板にも影響を与えない。
坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法とし
ては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減したり、平坦な板状
の物で表面を垂直にプレスしたりしてもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い
。また溶剤等によって表面を軟化、または溶解させエアナイフで表面の凹凸部を除去して
も良い。また、CMP法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸
が生じる場合に、その表面を平坦化する場合適用することができる。
ても、所望なパターンに安定して良好な形状で形成することができ、信頼性、生産性を向
上させることができる。また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって
高性能、高信頼性の半導体装置、表示装置を歩留まりよく作製することができる。
本実施の形態では本発明を適用した、表示装置の例を説明する。
2700上に画素2702をマトリクス上に配列させた画素部2701、走査線側入力端
子2703、信号線側入力端子2704が形成されている。画素数は種々の規格に従って
設ければ良く、XGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1024×768
×3(RGB)、UXGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1600×1
200×3(RGB)、フルスペックハイビジョンに対応させ、RGBを用いたフルカラ
ー表示であれば1920×1080×3(RGB)とすれば良い。
704から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素270
2のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極が備えられている。スイ
ッチング素子の代表的な一例はTFTであり、TFTのゲート電極が走査線と、ソース電
極若しくはドレイン電極が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力す
る信号によって独立して制御可能としている。
られ、半導体層に形成されるソース及びドレイン領域に接続する配線層がそれに付随する
。構造的には基板側から半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層を配設したトップゲー
ト型と、基板側からゲート電極層、ゲート絶縁層及び半導体層を配設したボトムゲート型
などが代表的に知られているが、本発明においてはそれらの構造のどのようなものを用い
ても良い。
線及び信号線へ信号を入力するドライバIC2751を基板2700上に実装しても良い
。また他の実装形態として、図6(B)に示すようなTAB(Tape Automat
ed Bonding)方式を用いてもよい。ドライバICは単結晶半導体基板に形成さ
れたものでも良いし、ガラス基板上にTFTで回路を形成したものであっても良い。図6
において、ドライバIC2751は、FPC2750と接続している。
には、走査線側駆動回路を基板上に形成することもできる。画素に設けるTFTを移動度
の高い、多結晶(微結晶)半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、走査線駆動回路
と、信号線駆動回路を基板上に一体形成することもできる。
明を適用した、発光素子を有する発光表示装置の作製方法について説明する。図4は表示
装置画素部の上面図であり、図4の線A−Bの断面図は、図14(B)に示してある。ま
た、図14(A)は表示装置の上面図であり、図14(B)は、図14(A)における線
L−K(I−Jを含む)による断面図である。
基板、石英基板、金属基板、又は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
チック基板を用いる。また、基板100の表面が平坦化されるようにCMP法などによっ
て、研磨しても良い。なお、基板100上に、絶縁層を形成してもよい。絶縁層は、CV
D法、プラズマCVD法、スパッタリング法、スピンコート法等の方法により、珪素を含
む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層は、形成
しなくても良いが、基板100からの汚染物質などを遮断する効果がある。
極層103及びゲート電極層104は、CVD法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて
形成することができる。ゲート電極層103及びゲート電極層104は、Ag、Au、N
i、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、又
は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、リン等
の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、AgPdCu
合金を用いてもよい。また、単層構造でも複数層の構造でもよく、例えば、窒化タングス
テン(WN)膜とモリブデン(Mo)膜との2層構造としてもよいし、膜厚50nmのタ
ングステン膜、膜厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、膜厚
30nmの窒化チタン膜を順次積層した3層構造としてもよい。また、3層構造とする場
合、第1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第2の導
電膜のアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタンの
合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、第3の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜
を用いてもよい。
、ドライエッチングまたはドライエッチングにより加工すればよい。ICP(Induc
tively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用
い、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電
力量、基板側の電極温度等)を適宜調節することにより、電極層をテーパー形状にエッチ
ングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl
4もしくはCCl4などを代表とする塩素系ガス、CF4、SF6もしくはNF3などを
代表とするフッ素系ガス又はO2を適宜用いることができる。
的にマスクを形成すると加工の工程が簡略化する効果がある。マスクは、エポキシ樹脂、
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、フッ化アリレンエーテル、透過性
を有するポリイミドなどの有機材料、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などを用いても
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。
って所望の形状に加工して形成してもよい。
ゲート絶縁層114としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の材料で形成すればよ
く、積層でも単層でもよい。本実施の形態では、窒化珪素膜、酸化珪素膜の2層の積層を
用いる。またそれらや、酸化窒化珪素膜の単層、3層以上からなる積層でも良い。好適に
は、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。また、液滴吐出法で形成される導電
層に銀や銅などを用いる場合、その上にバリア膜として窒化珪素膜やNiB膜を形成する
と、不純物の拡散を防ぎ、表面を平坦化する効果がある。なお、低い成膜温度でゲートリ
ーク電流の少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに
含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。
。またn型を有する半導体層を形成し、nチャネル型TFTのNMOS構造、p型を有す
る半導体層を形成したpチャネル型TFTのPMOS構造、nチャネル型TFTとpチャ
ネル型TFTとのCMOS構造を作製することができる。また、導電性を付与するために
、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成する
ことで、nチャネル型TFT、pチャネル型TFTを形成することもできる。n型を有す
る半導体層を形成するかわりに、PH3ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半
導体層に導電性を付与してもよい。
成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体(以下「AS」ともいう。)
、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、
或いはセミアモルファス(微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「SA
S」ともいう。)半導体などを用いることができる。半導体層は様々な手段(スパッタ法
、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により成膜することができる。
エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを
有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nm
の結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが52
0cm−1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結晶格子に由来するとさ
れる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド
)を終端化するため水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませてい
る。SASは、珪素を含む気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪素
を含む気体としては、SiH4、その他にもSi2H6、SiH2Cl2、SiHCl3
、SiCl4、SiF4などを用いることが可能である。またF2、GeF4を混合させ
ても良い。この珪素を含む気体をH2、又は、H2とHe、Ar、Kr、Neから選ばれ
た一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は2〜1000倍の範囲、圧
力は概略0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz、好まし
くは13MHz〜60MHzである。基板加熱温度は300℃以下が好ましく、100〜
200℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物
元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は1×1020cm−3
以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019cm−3以下、好ましくは1
×1019cm−3以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、
クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定
性が増し良好なSASが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるSA
S層に水素系ガスより形成されるSAS層を積層してもよい。
体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン(多結晶シリコン)
には、800℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた
所謂高温ポリシリコンや、600℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材
料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化さ
せたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導
体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
GaAs、InP、SiC、ZnSe、GaN、SiGeなどのような化合物半導体も用
いることができる。また酸化亜鉛(ZnO)も用いることができ、ZnOを半導体層に用
いる場合、ゲート絶縁層をY2Ox、Al2O3、TiO2、それらの積層などを用いる
とよく、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層としては、ITO、Au、Tiな
どを用いるとよい。また、ZnOにInやGaなどを添加することもできる。
法(レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた
熱結晶化法等)を用いれば良い。また、SASである微結晶半導体をレーザ照射して結晶
化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質
半導体膜(例えば非晶質珪素膜)にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下500℃で1
時間加熱することによって非晶質半導体膜の含有水素濃度を1×1020atoms/c
m3以下にまで放出させ、低減するとよい。これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレー
ザ光を照射すると非晶質半導体膜が破壊されてしまうからである。
面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、CVD
法、プラズマ処理法(プラズマCVD法も含む)、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法
を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整
が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改
善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのUV光
の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等によ
り、酸化膜を成膜することが望ましい。
熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
ズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。
布法、液滴吐出法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が必要な
いため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、低分子材料、高分子
材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本
発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共
役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ(3
−アルキルチオフェン)、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を
用いることができる。
した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このよ
うな有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ(2,5−チエニレンビニ
レン)、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的
な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール
、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキ
サン、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、シクロヘキサノン、2−ブタノン、ジオ
キサン、ジメチルホルムアミド(DMF)または、THF(テトラヒドロフラン)などを
適用することができる。
では、半導体層105及び半導体層106として非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導
体層を形成する。結晶化工程で、非晶質半導体層に結晶化を促進する元素(触媒元素、金
属元素とも示す)を添加し、熱処理(550℃〜750℃で3分〜24時間)により結晶
化を行う。この半導体層の結晶化を助長する金属元素としては鉄(Fe)、ニッケル(N
i)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)
、オスニウム(Os)、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、銅(Cu)及び金(Au)
から選ばれた一種又は複数種類を用いることができ、本実施の形態ではニッケルを用いる
。
接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不
純物元素としては、n型を付与する不純物元素、p型を付与する不純物元素や希ガス元素
などを用いることができ、例えばリン(P)、窒素(N)、ヒ素(As)、アンチモン(
Sb)、ビスマス(Bi)、ボロン(B)、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴ
ン(Ar)、Kr(クリプトン)、Xe(キセノン)から選ばれた一種または複数種を用
いることができる。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとして機能する不純物元素を
含む半導体層として、アルゴンを含む半導体層を形成する。結晶化を促進する元素を含む
結晶性半導体層に、アルゴンを含む半導体層を形成し、熱処理(550℃〜750℃で3
分〜24時間)を行う。結晶性半導体層中に含まれる結晶化を促進する元素は、アルゴン
を含む半導体層中に移動し、結晶性半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は低減
される。その後、ゲッタリングシンクとなったアルゴンを含む半導体層を除去する。半導
体層上に、n型を付与する不純物元素であるリン(P)を含むn型を有する半導体層を形
成する。n型を有する半導体層は、ソース領域及びドレイン領域として機能する。本実施
の形態では、セミアモルファス半導体を用いてn型を有する半導体層を形成する。以上の
工程で形成する半導体層、n型を有する半導体層を所望の形状に加工し、半導体層105
、半導体層106、n型を有する半導体層を形成する。半導体層105上のn型を有する
半導体層は、後の加工によって、n型を有する半導体層115a、n型を有する半導体層
115bとなる。半導体層、n型を有する半導体層の加工に用いるマスク層も液滴吐出法
を用いると、側端部に波状形状を有する形状に半導体層の形状も反映される。
クを用いて、エッチング加工によりゲート絶縁層114の一部に貫通孔を形成して、その
下層側に配置されているゲート電極層104の一部を露出させる。エッチング加工はプラ
ズマエッチング(ドライエッチング)又はウエットエッチングのどちらを採用しても良い
が、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとして
は、CF4、NF3、Cl2、BCl3、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、He
やArなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用
すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。
できる。このように選択的にマスクを形成すると加工の工程が簡略化する効果がある。マ
スクは、エポキシ樹脂、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、フッ化ア
リレンエーテル、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、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
酸発生剤などを用いてもよい。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。
成する際、前処理として、被形成領域のぬれ性を制御することが好ましい。ぬれ性と、吐
出時の液滴径を制御することによって、所望な形状(線幅など)に安定して形成すること
ができる。この工程は、液状材料を用いる場合、あらゆる形成物(絶縁層、導電層、マス
ク層、配線層など)の前処理として適用することができる。
又はドレイン電極層108、電極層109、ソース電極層又はドレイン電極層110、ソ
ース電極層又はドレイン電極層111を形成する。
する。電源線112a、電源線112b、電源線112cを実施の形態1で示した方法を
用い液滴吐出法により作製し、左右に蛇行するような形状とする。第1の吐出工程で吐出
する液滴の中心線と、第2の吐出工程で吐出する液滴の中心線を線幅方向にずらして形成
するためである。このような蛇行した形状の電源線であると、直線形状の電源線よりも、
大きな電流を流すことができるため、より大きな電力を供給することができる。
れ性の制御を行うために形成した物質は、電源線形成後に、残存する物質を残してもよい
し、不必要な部分は除去してしまってもよい。除去は、酸素等によるアッシング、エッチ
ングなどにより除去すればいい。その電源線112a、電源線112b、電源線112c
をマスクとして用いることもできる。
層109、ソース電極層又はドレイン電極層110、ソース電極層又はドレイン電極層1
11を形成した後、半導体層、n型を有する半導体層を所望の形状に加工する。本実施の
形態では、液滴吐出法によりマスクを形成し加工を行うが、ソース電極層及びドレイン電
極層をマスクとして、半導体層、n型を有する半導体層をエッチングにより加工してもよ
い。
、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)、Mo(モリブ
デン)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有す
るインジウム錫酸化物(ITO)、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるITSO、有
機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。
とゲート電極層104とを電気的に接続させる。電極層109は容量素子を形成する。
材料のロスが防げ、コストダウンが可能になる。本発明により、配線等が、小型化、薄膜
化により密集、複雑に配置される設計であっても、安定して形成することができる。
れる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。第1の電極層113は、基
板100側から光を放射する場合には、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(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)を含むインジウム亜鉛酸化物(I
ZO(indium zinc oxide))、酸化亜鉛(ZnO)、ZnOにガリウ
ム(Ga)をドープしたもの、酸化スズ(SnO2)などを含む組成物により所定のパタ
ーンを形成し、焼成によって形成しても良い。
含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)などで形成する。より好まし
くは、ITOに酸化珪素が2〜10重量%含まれたターゲットを用いてスパッタリング法
で形成した酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いる。この他、ZnOにガリウム(G
a)をドープした導電性材料、酸化珪素を含み酸化インジウムに2〜20wt%の酸化亜
鉛(ZnO)を混合したターゲットを用いて形成されたインジウム亜鉛酸化物(IZO(
indium zinc oxide))膜を用いても良い。スパッタリング法で第1の
電極層113を形成した後は、液滴吐出法を用いてマスク層を形成しエッチングにより、
所望のパターンに形成すれば良い。本実施の形態では、第1の電極層113は、透光性を
有する導電性材料により液滴吐出法を用いて形成し、具体的には、インジウム錫酸化物、
ITOと酸化珪素から構成されるITSOを用いて形成する。
層114上に選択的に形成することもできる。この場合、本実施の形態とはソース電極層
又はドレイン電極層111と、第1の電極層113の接続構造が、第1の電極層の上にソ
ース電極層又はドレイン電極層111が積層する構造となる。第1の電極層113をソー
ス電極層又はドレイン電極層111より先に形成すると、平坦な形成領域に形成できるの
で、被覆性がよく、CMPなどの研磨処理も十分に行えるので平坦性よく形成できる。
線層によって、第1の電極層113と電気的に接続する構造を用いてもよい。この場合、
開口部(コンタクトホール)を絶縁層を除去して形成するのではなく、絶縁層に対してぬ
れ性が低い物質をソース電極層又はドレイン電極層111上に形成することもできる。そ
の後、絶縁層を含む組成物を塗布法などで塗布すると、ぬれ性が低い物質の形成されてい
る領域を除いた領域に絶縁層は形成される。
を形成する。この開口部を埋めるように配線層を形成し、この配線層に接するように第1
の電極層113を形成する。この方法を用いると、エッチングによる開口部の形成が必要
ないので工程が簡略化する効果がある。
EL表示パネルを作製する場合には、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第1の電極層1
13に用いることができる。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
グ加工を組み合わせて第1の電極層113を形成しても良い。
ル系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またCMP法を用いた研磨後に、第1の電極
層113の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
続された表示パネル用のTFT基板が完成する。また本実施の形態のTFTは逆スタガ型
である。
第1の電極層113上に開口部を有するように形成する。本実施の形態では、絶縁層12
1を全面に形成し、レジスト等のマスクによって、エッチングし所望の形状に加工する。
絶縁層121を、直接選択的に形成できる液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法などを用
いて形成する場合は、エッチングによる加工は必ずしも必要はない。また絶縁層121も
本発明の前処理によって、所望の形状に形成できる。
ウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及び
これらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベン
ゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロ
キサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−
O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素に結合する水素がメチルやフェニルのような有
機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。アクリル
、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。絶縁層121は曲率
半径が連続的に変化する形状が好ましく、上に形成される電界発光層122、第2の電極
層123の被覆性が向上する。
るために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ロー
ラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減したり、平坦な板状な物で表面
を垂直にプレスしてもよい。また溶剤等によって表面を軟化、または溶解させエアナイフ
で表面の凹凸部を除去しても良い。また、CMP法を用いて研磨しても良い。この工程は
、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面を平坦化する場合適用することがで
きる。この工程により平坦性が向上すると、表示パネルの表示ムラなどを防止することが
でき、高繊細な画像を表示することができる。
3、絶縁層121中若しくはその表面に吸着している水分を除去する。また、減圧下で2
00〜400℃、好ましくは250〜350℃に熱処理を行い、そのまま大気に晒さずに
電界発光層122を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。
れぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色(R)、緑色(G)
、青色(B)の発光を示す材料はカラーフィルタ同様、液滴吐出法により形成することも
でき(低分子または高分子材料など)、この場合マスクを用いずとも、RGBの塗り分け
を行うことができるため好ましい。電界発光層122上に第2の電極層123を積層形成
して、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。発光は、全て一重項励起
状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)であっても、全て三重項励起状態から基底状態
に戻る際の発光(リン光)でもよいし、一色が蛍光(又はリン光)あとの2色がリン光(
又は蛍光)というように組み合わせでも良い。Rのみにリン光を用いて、G、Bに蛍光を
用いてもよい。具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロシアニン(CuPc
)膜を設け、その上に発光層として70nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム
錯体(Alq3)膜を設けた積層構造としてもよい。Alq3にキナクリドン、ペリレン
もしくはDCM1といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
これに限定する必要はまったくない。電界発光層の材料としては、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などが用いることができる。発光層
、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて電界発光層(発光及びそのためのキ
ャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良い。例えば、本実施の形態では低分子
系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や高分子系有
機発光材料を用いても良い。なお、本明細書中において、昇華性を有さず、かつ、分子数
が20以下または連鎖する分子の長さが10μm以下の有機発光材料を中分子系有機発光
材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として20nm
のポリチオフェン(PEDOT)膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として1
00nm程度のパラフェニレンビニレン(PPV)膜を設けた積層構造としても良い。な
お、PPVのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。また
、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。
有効である。表示装置を構成する際に設ける保護膜は、単層構造でも多層構造でもよい。
パッシベーション膜としては、窒化珪素(SiN)、酸化珪素(SiO2)、酸化窒化珪
素(SiON)、窒化酸化珪素(SiNO)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化窒化ア
ルミニウム(AlON)、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム(A
lNO)または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭
素(CNX)を含む絶縁膜、又は該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いること
ができる。例えば窒素含有炭素膜(CNX)、窒化珪素(SiN)のような積層、また有
機材料を用いることも出来、スチレンポリマーなど高分子の積層でもよい。また、シロキ
サン材料を用いてもよい。
、特にDLC膜を用いることは有効である。DLC膜は室温から100℃以下の温度範囲
で成膜可能であるため、耐熱性の低い電界発光層の上方にも容易に成膜することができる
。DLC膜は、プラズマCVD法(代表的には、RFプラズマCVD法、マイクロ波CV
D法、電子サイクロトロン共鳴(ECR)CVD法、熱フィラメントCVD法など)、燃
焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。
成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス(例えばCH4、C2H2、C
6H6など)とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソ
ードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、CN膜は反応ガスとしてC2H4ガスと
N2ガスとを用いて形成すればよい。DLC膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、
電界発光層の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う
間に電界発光層が酸化するといった問題を防止できる。
。その後、ゲート電極層103と電気的に接続して形成されるゲート配線層に、フレキシ
ブル配線基板を接続し、外部との電気的な接続をしても良い。これは、ソース電極層又は
ドレイン電極層107と電気的に接続して形成されるソース配線層も同様である。
。充填剤の封入には、液晶材料と同様に滴下法を用いることもできる。充填剤135の代
わりに、窒素などの不活性ガスを充填してもよい。また、乾燥剤を表示装置内に設置する
ことによって、発光素子の水分による劣化を防止することができる。乾燥剤の設置場所は
、封止基板140側でも、素子を有する基板100側でもよく、シール材136が形成さ
れる領域に基板に凹部を形成して設置してもよい。また、封止基板140の駆動回路領域
や配線領域など表示に寄与しない領域に対応する場所に設置すると、乾燥剤が不透明な物
質であっても開口率を低下させることがない。充填剤135に吸湿性の材料を含むように
形成し、乾燥剤の機能を持たせても良い。以上により、発光素子を用いた表示機能を有す
る表示装置が完成する(図14参照。)。
138によってFPC139を接着し、端子電極層137とFPC139を電気的に接続
する。
50、走査線駆動領域151a、走査線駆動領域151b、接続領域153が、シール材
136によって、基板100と封止基板140との間に封止され、基板100上にICド
ライバによって形成された信号線駆動回路152が設けられている。駆動回路領域には、
薄膜トランジスタ133、薄膜トランジスタ134、画素領域には、薄膜トランジスタ1
01、薄膜トランジスタ102がそれぞれ設けられている。
は、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、
熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力
が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミ
ックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側から光を放射さ
せる場合カバー材は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成さ
れた基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、
熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間
の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シー
ル材の上に接して設けても良いし、発光素子から放射される光を妨げないように、隔壁の
上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との間の空間
を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬
化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加してお
くことは有効である。
構造などのマルチゲート構造でもよい。また半導体をSASや結晶性半導体を用いて作製
した場合、一導電型を付与する不純物の添加によって不純物領域を形成することもできる
。この場合、半導体層は濃度の異なる不純物領域を有していてもよい。例えば、半導体層
のチャネル領域近傍、ゲート電極層と積層する領域は、低濃度不純物領域とし、その外側
の領域を高濃度不純物領域としてもよい。
うな蛇行する導電層を用いて薄膜トランジスタを作製する例を図16に示す。図16(A
)は、ゲート電極層401、半導体層402、ソース電極層又はドレイン電極層403a
、ソース電極層又はドレイン電極層403bを有する薄膜トランジスタである。図16(
A)の薄膜トランジスタにおいて、ゲート電極層401に本発明を用いており、ゲート電
極層401は側端部が連続した波状形状である導電層となっている。また。図16(B)
は、ゲート電極層411、半導体層412、ソース電極層又はドレイン電極層413a、
ソース電極層又はドレイン電極層413bを有する薄膜トランジスタである。図16(B
)の薄膜トランジスタにおいて、ソース電極層又はドレイン電極層413a、ソース電極
層又はドレイン電極層413bに本発明を用いており、ソース電極層又はドレイン電極層
413a、ソース電極層又はドレイン電極層413bは側端部が連続した波状形状である
導電層となっている。ソース電極層又はドレイン電極層413a、ソース電極層又はドレ
イン電極層413bは一定の間隔を有して安定して形成されている。そのほか、必要とす
る薄膜トランジスタの特性、形状に応じて、半導体層、又は一方のソース電極層又はドレ
イン電極層のみに本発明を適用することもできる。
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、容易に表示パネルを製造することができる。
また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示
装置を歩留まりよく作製することができる。
本発明の実施の形態について、図3、図13を用いて説明する。より詳しくは、本発明を
適用した、表示装置の作製方法について説明する。図3は表示装置画素部の上面図であり
、図13(B)は、図3における線E−Fによる断面図である。図13(A)も表示装置
の上面図であり、図13(B)は、図13(A)における線O−P(U−Wを含む)によ
る断面図である。なお本実施の形態では、表示素子として液晶材料を用いた液晶表示装置
の例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する
。
基板、石英基板、金属基板、又は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
チック基板を用いる。なお、基板200上に、絶縁層を形成してもよい。絶縁層は、CV
D法、プラズマCVD法、スパッタリング法、スピンコート法等の方法により、珪素を含
む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層は、形成
しなくても良いが、基板200からの汚染物質などを遮断する効果がある。
配線層203b、容量配線層203cを、本発明を用いた蛇行する導電層で形成する。ゲ
ート電極層202は、CVD法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて形成することがで
きる。ゲート電極層202、容量配線層203a、容量配線層203b、容量配線層20
3cの材料は、Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、A
l、Cuから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で
形成すればよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表さ
れる半導体膜や、AgPdCu合金を用いてもよい。また、単層構造でも複数層の構造で
もよく、例えば、窒化タングステン(WN)膜とモリブデン(Mo)膜との2層構造とし
てもよいし、タングステン膜、アルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、窒化チ
タン膜を順次積層した3層構造としてもよい。
の形状に加工し、容量配線層203a、容量配線層203b、容量配線層203cを形成
する。よって実施の形態1で示したように、蛇行する形状のマスク層を形成する。導電膜
表面のマスク層形成材料を含む組成物に対するぬれ性を制御する。マスク層形成材料に対
する被形成領域の接触角は、好ましくは20度以上、より好ましくは20度以上40度以
下である。本実施の形態では、フッ化炭素鎖を含む物質、あるいはシランカップリング剤
を含む物質を形成し、マスク層形成領域のぬれ性を制御する。
2段階に分けて吐出し、蛇行する形状のマスク層を形成する。マスク層を用いて導電膜を
所望の形状に加工し、容量配線層203a、容量配線層203b、容量配線層203cを
形成する。蛇行する形状の容量配線層により、より多く容量を得ることができる。また作
製時に形状不良による不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もあ
る。よって本実施の形態における容量配線層は、上面より見ると、ジグザグとした配線(
導電層)のようであり、少なくとも一部が曲がっており側端部に左右にうねうねとしたう
ねり形状を有するように見える。
を形成後、マスク層を除去した後、紫外光を照射し、フッ化炭素鎖を含む物質、あるいは
シランカップリング剤を含む物質を分解し、除去する。
有する半導体層209b、ソース電極層又はドレイン電極層205、ソース電極層又はド
レイン電極層206を形成し、薄膜トランジスタ201を作製する。
素電極層207は、実施の形態2の第1の電極層113と同様な材料を用いることができ
、透過型の液晶表示パネルを作製する場合には、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(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)
などを含む組成物により所定のパターンに形成し、焼成によって形成しても良い。
サ法、スピンコート法により、配向膜と呼ばれる絶縁層261を形成する。なお、絶縁層
261は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することがで
きる。その後、ラビングを行う。続いて、シール材282を液滴吐出法により画素を形成
した周辺の領域に形成する。
264、対向電極として機能する導電体層265、偏光板267が設けられた対向基板2
66とTFTを有する基板200とをスペーサ281を介して貼り合わせ、その空隙に液
晶層262を設けることにより液晶表示装置を作製することができる。また基板200の
TFTを有していない側にも偏光板268を形成する。シール材にはフィラーが混入され
ていても良く、さらに対向基板266には、遮蔽膜(ブラックマトリクス)などが形成さ
れていても良い。なお、液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式(滴下式)や、対
向基板266を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式(汲み上
げ式)を用いることができる。
面に樹脂膜を形成した後これを所望の形状に加工して形成する方法を採用した。このよう
なスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに
形成する。さらにクリーンオーブンなどで150〜200℃で加熱して硬化させる。この
ようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることが
できるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、
対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができ
る。形状は円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。
成する。大気圧又は大気圧近傍下で、酸素ガスを用いたアッシング処理により、接続部の
絶縁体層を除去する。この処理は、酸素ガスと、水素、CF4、NF3、CHF3から選
択された一つ又は複数とを用いて行う。本工程では、静電気による損傷や破壊を防止する
ために、対向基板を用いて封止した後に、アッシング処理を行っているが、静電気による
影響が少ない場合には、どのタイミングで行っても構わない。
5を介して、接続用の配線基板であるFPC286を設ける(図13(B)参照。)。F
PC286は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能
を有する液晶表示装置を作製することができる。
域290、走査線駆動領域291a、走査線駆動領域291bが、シール材282によっ
て、基板200と対向基板280との間に封止され、基板200上にICドライバによっ
て形成された信号線駆動回路292が設けられている。駆動領域には薄膜トランジスタ2
83及び薄膜トランジスタ284を有する駆動回路が設けられている。
トランジスタであり、薄膜トランジスタ284は、pチャネル型薄膜トランジスタであり
、薄膜トランジスタ283及び薄膜トランジスタ284で構成されるCMOSの回路が設
けられている。
て機能させている。PMOSのみ、NMOSの構成の場合においては、一部のTFTのゲ
ート電極層とソース電極層又はドレイン電極層とを接続させる。
ト構造でもよく、より複数のマルチゲート構造でもよい。また半導体をSASや結晶性半
導体を用いて作製した場合、一導電型を付与する不純物の添加によって不純物領域を形成
することもできる。この場合、半導体層は濃度の異なる不純物領域を有していてもよい。
例えば、半導体層のチャネル領域近傍、ゲート電極層と重畳する領域は、低濃度不純物領
域とし、その外側の領域を高濃度不純物領域としてもよい。
層、絶縁層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、容易に表示パネルを製造することができる。
できる。また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼
性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。
本実施の形態では、本発明を適用したIPS(In−Plane−Switching
)モードの液晶表示装置の例を示す。
In−Plane−Switching)モード、MVA(Multi−domain
Vertical Alignment)モード、ASM(Axially Symme
tric aligned Micro−cell)モード、OCBモードなどを用いる
ことができる。
発生させることにより液晶分子を基板面内で回転させるため視野角特性が優れている。本
実施の形態の液晶表示装置の上面図を図8に示す。
b、共通電極層402c、半導体層403、ソース電極層又はドレイン電極層404a、
ソース電極層又はドレイン電極層404b、薄膜トランジスタ405、画素電極層406
a、画素電極層406b、画素電極層406cを有している。
画素電極層406a、画素電極層406b、画素電極層406cも連続的に形成されてい
る。本実施の形態は、共通電極層及び画素電極層に、本発明を用いている。よって、共通
電極層402a、共通電極層402b、共通電極層402c、画素電極層406a、画素
電極層406b、画素電極層406cを実施の形態1で示したように液滴吐出法により形
成し、側端部に連続的な波状形状を有する形状となっている。
の方向が異なり、そのため液晶分子の回転する方向が異なる。よって、視野角特性が向上
する。本実施の形態の共通電極層及び画素電極層の波状形状は、微細な加工で作製するこ
とができる。よって視野角特性の向上により効果的である。また、材料のロスも少なく、
コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製する
ことができる。
本発明を用いた保護回路の一例について説明する。
きる。保護回路は、TFT、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された1つ又
は複数の素子によって構成されるものであり、保護回路を設けることで電位の急激な変動
を防いで、素子の破壊又は損傷を防ぐことができ、信頼性が向上する。
に形成する。本実施の形態で作製される保護回路の配線層の例を、図7を用いて説明する
。
した配線層となっている。図7(A)の配線層301a、配線層301b、配線層301
c、配線層301dは蛇行した形状になっており、実施の形態1で示した様に一定の間隔
を有して隣接する。
行するような形状であり、なおかつ、矩形である。配線層を矩形に設けると、配線層間で
容量を形成する。容量の大きさは、図7(B)、図7(C)で示すように、配線層間の間
隔を適宜制御することで決定することができる。
くすることができ、保護回路としての機能を果たす。静電気をブロックして静電破壊など
の半導体装置への不良を防止することができる。保護回路は、本実施の形態に限定されず
、TFTや容量、ダイオードなども適宜組み合わせて用いればよい。保護回路により、半
導体装置の信頼性はさらに向上する。
る。
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることが
できる。実施の形態3で示した、液晶を用いる液晶表示モジュール、実施の形態2で示し
たEL素子を用いるEL表示モジュールを、図9(A)、(B)に示すように、筐体に組
みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。EL表示モジュールを用いると
、ELテレビジョン装置を、液晶表示モジュールを用いると、液晶テレビジョン装置を完
成することができる。表示モジュールにより主画面2003が形成され、その他付属設備
としてスピーカー部2009、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明
によりテレビジョン装置を完成させることができる。
放送の受信をはじめ、モデム2004を介して有線又は無線による通信ネットワークに接
続することにより一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、又は受信
者間同士)の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこま
れたスイッチ又は別体のリモコン装置2006により行うことが可能であり、このリモコ
ン装置にも出力する情報を表示する表示部2007が設けられていても良い。
パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成
において、主画面2003を視野角の優れたEL表示用パネルで形成し、サブ画面を低消
費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させ
るためには、主画面2003を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をEL表示用パネル
で形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような
大型基板を用いて、多くのTFTや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とするこ
とができる。
筐体2010、表示部2011、操作部であるリモコン装置2012、スピーカー部20
13等を含む。本発明は、表示部2011の作製に適用される。図9(B)のテレビジョ
ン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
じめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面
積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を
表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
ー、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カ
ーステレオ、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、携帯電話または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigi
tal 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)などが挙げられる。それらの例を図10に示す。
部2103、キーボード2104、外部接続ポート2105、ポインティングマウス21
06等を含む。本発明は、表示部2103の作製に適用される。本発明を用いると、小型
化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。
本体2201、筐体2202、表示部A2203、表示部B2204、記録媒体(DVD
等)読み込み部2205、操作キー2206、スピーカー部2207等を含む。表示部A
2203は主として画像情報を表示し、表示部B2204は主として文字情報を表示する
が、本発明は、これら表示部A2203、表示部B2204の作製に適用される。本発明
を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示するこ
とができる。
3、表示部2304、操作スイッチ2305、アンテナ2306等を含む。本発明により
作製される表示装置を表示部2304に適用することで、小型化し、配線等が精密化する
携帯電話であっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。
外部接続ポート2404、リモコン受信部2405、受像部2406、バッテリー240
7、音声入力部2408、操作キー2409等を含む。本発明は、表示部2402に適用
することができる。本発明により作製される表示装置を表示部2402に適用することで
、小型化し、配線等が精密化するビデオカメラであっても、信頼性の高い高画質な画像を
表示できる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
本実施の形態では、無線チップ、無線タグ、無線IC、RFID、ICタグなどプロセ
ッサ回路を有するチップにおいて、無線によるデータの受信や送信、又は双方向で送受信
をするためのアンテナに本発明の導電層を用いる例を示す。
形態を、斜視図で示す。集積回路として、いろいろな信号処理機能を有する集合体である
プロセッサ、プロセッサをシステムとして有するシステムプロセッサを用いることができ
る。1101は集積回路、1105はアンテナに相当し、アンテナ1105は集積回路1
101に接続されている。1103はカバー材としても機能する支持体、1104はカバ
ー材に相当する。集積回路1101及びアンテナ1105は、支持体1103上に形成さ
れており、カバー材1104は集積回路1101及びアンテナ1105を覆うように支持
体1103と重なっている。なおカバー材1104は必ずしも用いる必要はないが、集積
回路1101及びアンテナ1105をカバー材1104で覆うことで、プロセッサ回路を
有するチップの機械的強度を高めることができる。
、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができる。
を設けることにより、集積回路1101が水分などに汚染されることなく、信頼性を向上
させたプロセッサ回路を有するチップを提供することができる。保護膜としては、窒化珪
素膜等のバリア機能をもつ膜を用いるとよい。
02には、アンテナ1105a、アンテナ1105b、アンテナ1105c、アンテナ1
105dが隣接するように設けられている。これらのアンテナ1105は、実施の形態1
で示した方法を用い液滴吐出法により作製し、左右に蛇行するような形状となっている。
一段階目に吐出する液滴の中心線と、2段階目に吐出する液滴の中心線を線幅方向にずら
して形成するためである。隣接するアンテナ1105a、アンテナ1105b、アンテナ
1105c、アンテナ1105dは、実施の形態1で示した様に、均一な間隔に、所望な
形状で安定して形成することができる。このように形成されたアンテナ1105は、形状
不良による電気的特性不良などが生じず信頼性が高い半導体装置を作製することができる
。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴う
コスト削減が可能である。
に発生する起電力は、アンテナのコイルの周波数、巻数、面積等に依存し、起電力が高い
時の周波数である共振周波数は、コイルのインダクタンス、容量に依存する。そしてコイ
ルのインダクタンスは、コイルの大きさ、形状、巻き数、隣接するコイル間の距離など、
コイルの形態に依存するからである。本発明を用いると、アンテナの形状を、より微細に
加工できるため、アンテナの形状の自由度、選択性が向上する。よって、より、要求され
る機能に合わせた特性を有する半導体装置を作製することができる。
る積層体を異なるカバー材で接着した例を示したが、これに限定されず、アンテナが形成
されたカバー材と集積回路とを接着材で固定しても良い。このとき、異方性導電接着剤又
は異方性導電フィルムを用いて、UV処理又は超音波処理を行うことで集積回路とアンテ
ナとを接続するが、本発明はこの方法に制約されず、様々な方法を用いることができる。
また、アンテナはプロセッサ回路を有するチップのサイズと必ずしも同等である必要はな
く、より大きくてもよいし小さくてもよく適宜設定すればよい。また、信号の送受信は、
無線などの電磁波、光などを用いることができる。
もよく、剥離プロセスによって、集積回路を形成し、支持体とカバー材に接着する構造で
もよい。支持体、カバー材は、プラスチック、有機樹脂、紙、繊維、カーボングラファイ
ト等可とう性を有する材料を用いることができる。カバー材に生分解性樹脂を用いること
により、バクテリア等に分解され土壌に還元される。また、さらに、本実施の形態の集積
回路は、シリコン、アルミニウム、酸素、窒素等で形成されているため、無公害性のプロ
セッサ回路を有するチップを形成することが可能である。また、カバー材に紙、繊維、カ
ーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済みプロセッサ回路を
有するチップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いたプロ
セッサ回路を有するチップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。
カバー材に挟まれた集積回路の厚さは、5μm以下、好ましくは0.1μm〜3μmの厚
さを有するように形成するとよい。また、支持体、カバー材を重ねたときの厚さをdとし
たとき、支持体、カバー材の厚さは、好ましくは(d/2)±30μm、さらに好ましく
は(d/2)±10μmとする。また、支持体1103、第2のカバー材の厚さは10μ
m〜200μmであることが望ましい。さらに、集積回路1101の面積は5mm角(2
5mm2)以下であり、望ましくは0.3mm角〜4mm角(0.09mm2〜16mm
2)の面積を有するとよい。支持体1103、カバー材は、有機樹脂材料で形成すると、
折り曲げに対して強い特性を有する。また、剥離プロセスにより形成した集積回路である
と、単結晶半導体に比べて、折り曲げに対して強い特性を有する。そして、集積回路と、
支持体、カバー材とは空隙がないように、密着させることができるため、完成したプロセ
ッサ回路を有するチップ自体も折り曲げに対して強い特性を有する。このような支持体、
カバー材で囲われた集積回路は、他の個体物の表面または内部に配置しても良いし、紙の
中に埋め込んでも良い。
きる。
(実施の形態9)
プ、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。本発明の半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、
有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗
物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用する
ことができる。
の(金券)、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指し、
プロセッサ回路を有するチップ90を設けることができる(図11(A)参照)。証書類
とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサ回路を有するチップ91を設けることが
できる(図11(B)参照)。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサ
回路を有するチップ97を設けることができる(図11(C)参照)。無記名債券類とは
、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペッ
トボトル等を指し、プロセッサ回路を有するチップ93を設けることができる(図11(
D)参照)。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサ回路を有するチップ94を設け
ることができる(図11(E)参照)。記録媒体とは、DVDソフト、ビデオテープ等を
指、プロセッサ回路を有するチップ95を設けることができる(図11(F)参照)。身
の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサ回路を有するチップ96を設けることがで
きる(図11(G)参照)。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物
等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明
器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。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(テレビ受像機、薄型テレビ受像機)、携帯電話等を指す。
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、書籍類、記録
媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等にプロセッサ回路を有するチップ
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などの効率化を図ることがで
きる。乗物類、保健用品類、薬品類等にプロセッサ回路を有するチップを設けることによ
り、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。プロ
セッサ回路を有するチップの設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだ
りして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、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。
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
に設けられるプロセッサ回路を有するチップ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。
を作製した例を示す。
加工によって、2つの並列する導電層を形成することを想定し、マスク層を所望とする導
電層の形状に作製する。
膜を積層した。第2の導電膜上にFASを塗布法により形成し、マスク層の被形成領域の
ぬれ性を制御した。このぬれ性を制御された第2の導電膜表面に、液滴吐出法を用いてマ
スク層形成材料を含む液状の組成物を吐出した。基板は加熱しており、加熱温度は45度
(℃)であった。マスク層形成材料を含む組成物の主成分は、ポリイミドであり、溶媒と
してサーフロン、エチレングリコール−n−モノブチルエーテルを混合した。液滴の被形
成領域に付着直後の液滴径は70μmであり、液滴のオーバーラップ(重なり)は20μ
mであった。作製されたマスク層の光学顕微鏡写真を図15(A)に示す。図15(A)
に示すように、マスク層83とマスク層84が隣接して形成されている。
であり、形成されたマスク層と、被形成領域への液滴の付着直後の形状を模式的に図示し
てある。液滴の吐出は大きく分けて4段階で行われ、各段階の吐出によって付着した液滴
は模式図の横に示すように、1段階目は左斜めの斜線が入った円形、2段階目は右斜めの
斜線が入った円形、3段階目は一点鎖線で示された円形、4段階目は点線で示された円形
となっている。また線85は1段階目に吐出された液滴の中心結んだ線を示し、線86は
2段階目に吐出された液滴の中心結んだ線を示し、線87は3段階目に吐出された液滴の
中心結んだ線を示し、線88は4段階目に吐出された液滴の中心結んだ線を示している。
例では、同一段階で吐出する液滴の間隔は100μmである。また、3段階目、4段階目
の吐出は、1段階目、2段階目で吐出された液滴間の中央に対応する各線87、線88上
に、液滴の中心が位置するように吐出した。
ではなく、2段階の吐出工程により連続したマスク層として形成される。本実施例では、
マスク層83は、1段階目と3段階目の吐出工程によって形成され、マスク層84は2段
階目と4段階目の吐出工程によって形成される。1段階目の吐出工程によって吐出される
液滴は、線85上に中心を有し、3段階目の吐出工程によって吐出される液滴は、線87
上に中心を有して吐出される。同様に2段階目の吐出工程によって吐出される液滴は、線
86上に中心を有し、4段階目の吐出工程によって吐出される液滴は、線88上に中心を
有して吐出される。1段階目と3段階目の吐出する液滴の中心を結ぶ線85と線87とは
一定の15μmの間隔を有しており、線86と線88とも、間隔を15μm有している。
よって、液滴の中心線がずれているのでマスク層83及びマスク層84は、側端部に連続
する波状形状を有する蛇行した形状となる。
心が位置するように液滴を吐出し、次に線85及び86から線幅方向にずれた場所にそれ
ぞれ位置する線87及び線88上に液滴の中心が位置するように液滴を吐出している。よ
って、マスク層83、マスク層84が有する側端部の波状形状の凸部、凹部の位置もずれ
ているので、マスク層83とマスク層84とは接することなく間隔を有して形成される。
よって本実施例において、微細に加工された形状のマスク層を作製できることが確認でき
た。
れば、狭い間隔を有して配置された、微細な形状に加工された導電層を形成することがで
きる。導電層の間隔を狭めることが出来るので、この導電層をソース電極層、ドレイン電
極層として用いればチャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことが
できる高性能、かつ高信頼性の半導体装置を作製することができる。作製時に形状不良に
よる不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。
Claims (1)
- ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とをガラス基板上に有し、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層は、不均一な線幅を有する第1の配線、及び不均一な線幅を有する第2の配線のいずれかを有し、
前記第1の配線は、第1の吐出工程により吐出された複数の第1の液滴と、第2の吐出工程により前記複数の第1の液滴の間に吐出された複数の第2の液滴とにより形成され、
前記第2の配線は、前記第1の吐出工程により吐出された複数の第3の液滴と、前記第2の吐出工程により前記複数の第3の液滴間に吐出された複数の第4の液滴とにより形成され、
前記複数の第1の液滴のそれぞれの中心は、第1の線上にあり、且つ前記複数の第2の液滴のそれぞれの中心は、前記第1の線と一定の間隔を有する第2の線上にあるため、前記第1の配線の側端部は凸部を有し、
前記複数の第3の液滴のそれぞれの中心は、前記第1の線と平行な第3の線上にあり、且つ前記複数の第4の液滴のそれぞれの中心は、前記第3の線と一定の間隔を有する第4の線上にあるため、前記第2の配線の側端部は凸部を有し、
前記第1の配線の前記第2の配線側の側端部に設けられた前記凸部と、前記第2の配線の前記第1の配線側の側端部に設けられた前記凸部とは、ずれて配置され、
前記第1の配線の前記第2の配線側の側端部と、前記第2の配線の前記第1の配線側の側端部との距離は、前記第1の吐出工程と前記第2の吐出工程とにおける中心線間の距離の和より狭く、
前記半導体層にIn又はGaを有するZnOを用いたことを特徴とする半導体装置。
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