JP6175676B2 - 電子デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る電子デバイスは、基板と、第1導電層と、第2導電層と、中間層と、を備える。第1導電層は、基板上に配設され、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。第2導電層は、第1導電層に対して間隔をあけて配設されている。
中間層は、第1導電層と第2導電層との間に介挿され、第1導電層および第2導電層の双方と接しているとともに、アルミニウム(Al)およびフッ素(F)の各元素を含み構成されている。
1.表示装置の概略構成
本発明の実施の形態に係る表示装置1の概略構成について、図1および図2を用い説明する。
表示パネル10の構成について、図3および図4を用い説明する。本実施の形態に係る表示パネル10としては、トップエミッション型の有機ELパネルを一例に採用している。
表示パネル10における各構成要素については、例えば、次のような材料を用い形成されている。
基板100は、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料をベースとして形成されている。
ドレイン電極101は、アルミニウム(Al)またはアルミニウム合金(Al合金)から構成されている。Al合金として、例えば、Al−Co(アルミニウム・コバルト)系合金を採用することができる。
バリア層102は、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)や窒化シリコン(SiN)や酸化シリコン(SiOX)などから構成されている。
中間層103は、上述のように、アルミニウム(Al)とフッ素(F)、さらには酸素(O)の各元素を含み構成されている。
平坦化層104は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、アクリル系樹脂材料などの有機化合物を用い形成されている。
アノード105は、導電性材料からなる単層、あるいは複数の層が積層されてなる積層体から構成されており、例えば、アルミニウム(Al)やこれを含む合金、銀(Ag)、APC(銀、パラジウム、銅の合金)、ARA(銀、ルビジウム、金の合金)、MoCr(モリブデンとクロムの合金)、NiCr(ニッケルとクロムの合金)などを用い形成されている。なお、本実施の形態のように、トップエミッション型の場合には、高反射性の材料で形成されていることが好ましい。
ホール注入層106は、例えば、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、イリジウム(Ir)などの酸化物、あるいは、PEDOT(ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物)などの導電性ポリマー材料からなる層である。上記の内、酸化金属からなるホール注入層104は、ホールを安定的に、またはホールの生成を補助して、発光層108に対しホールを注入および輸送する機能を有し、大きな仕事関数を有する。
バンク107は、樹脂等の有機材料で形成されており絶縁性を有する。バンク107の形成に用いる有機材料の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等があげられる。そして、バンク107は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。
発光層108は、アノード105から注入されたホールと、カソード109から注入された電子とが再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。発光層108の形成に用いる材料は、湿式印刷法を用い製膜できる発光性の有機材料を用いることが必要である。
カソード109は、例えば、ITO、IZO(酸化インジウム亜鉛)などで形成される。トップエミッション型の表示パネル10の場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。光透過性については、透過率が80[%]以上とすることが好ましい。
封止層110は、発光層108などが水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、SiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)などの材料を用い形成される。トップエミッション型の表示パネル10の場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。
上述のように、本実施の形態に係る表示パネル10では、Al等からなるドレイン101に対して、アノード105が間に中間層103を挟んで接続されている。そして、中間層103は、Al、F、Oを含み構成されており、図17に示す従来技術のように、間にAlOX膜911が介挿されている構成に比べて、コンタクト抵抗の低抵抗化を図ることができる。なお、中間層103の層厚については、本実施の形態では、5nm以下としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。ただし、コンタクト抵抗の低抵抗化のためには、層厚が薄い方が望ましい。例えば、10nmよりも8nm、7nm、6nmというように薄くなるに従って、低抵抗化のために望ましい。
本実施の形態に係る表示パネル10の製造方法について、図3に加えて図5を用い説明する。
1.接続前処理とコンタクト抵抗
接続前処理とコンタクト抵抗との関係についての実験結果について、図8を用い背追銘する。
処理を行わず、図6の(d)部分に示す状態のサンプルを基準とし(図9(c))、接続前処理毎の中間層の構成について、図9(a)、(b)を用い説明する。
ドライエッチング条件および水洗の有無とコンタクト抵抗との関係について、図10(a)、(b)を用い説明する。
図10(a)、(b)に示すように、処理時間を除き、ドライエッチング条件が同じS01〜S03の各コンタクト抵抗は、処理時間が5sec.と短いS01については、S02およびS03に比べてコンタクト抵抗が2桁以上大きい。同様に、処理時間を除き、ドライエッチング条件が同じS04とS05とを比較しても、処理時間が5sec.と短いS04のコンタクト抵抗は、S05に比べて大きい。
図10(a)、(b)に示すように、パワーを除き、ドライエッチング条件が同じS03、S05、S06の各コンタクト抵抗は、パワーが強いS03とS06のコンタクト抵抗が、パワーがソース250W、バイアス200Wと弱いS05に比べて低い。これより、ドライエッチングのパワーについては、強いほどコンタクト抵抗を低くできることが分かる。ただし、パワーが低くても、処理時間を長くすることによりコンタクト抵抗を低くすることができるものと考えられる。
図10(a)、(b)に示すように、圧力を除き、ドライエッチング条件が同じS03とS10の各コンタクト抵抗は、圧力が30mTorrと高いS10のコンタクト抵抗が、S03に比べて高くなっている。これは、圧力が高いプロセスを用いた場合には、フッ素系プラズマが基板表面近くで発生させることができないためであると考えられる。よって、反応促進のためには、ドライエッチングの圧力について、低い方が好ましい。
図10(a)、(b)に示すように、水洗を実施しなかったS07〜S09の各コンタクト抵抗は、S03、S05を含む他のサンプルと比較して、大きい結果を示す。よって、コンタクト抵抗を低く抑えるためには、水洗などにより中間層の薄膜化を行うことが非常に望ましい。
図11(a)の仕事関数データサンプルに示すように、光電子がフェルミ準位以下である“Baseline“では、表面材質に応じて数値が変動することが分かる。
次に、図13(b)に示すように、Baselineを横軸にとり、AES(O)を縦軸にとったとき、次の近似直線を引くことができる。
図13(a)、(b)に示すデータ、および上記[数1]、[数2]をもとの、未処理のAl合金(例えば、Al−Co系合金)と比較した場合の、中間層におけるフッ素(F)および酸素(O)の各元素比率を図14(a)に示す。
変形例1に係る電子デバイスの一部構成について、図15(a)を用い説明する。
変形例2に係る電子デバイスの一部構成について、図15(b)を用い説明する。
上記実施の形態では、有機ELパネルにおけるTFTドレイン電極とアノードとの接続領域に中間層を介挿し、また、変形例1,2では、他の電子デバイスにおける導電層同士の接続領域に中間層を介挿した形態を例に、構成の説明を行った。
10.表示パネル
20.駆動・制御部
21〜24.駆動回路
25.制御回路
100,200,300.基板
101,1010,1011.ドレイン電極
102,1020.バリア層
103,204,1030.中間層
104,205,1040.平坦化層
105.アノード
106.ホール注入層
107.バンク
108.発光層
109.カソード
110.封止層
111.AlOX膜
201,301.絶縁層
202,207.配線層
203,303.保護層
206.プラグ
302.パッド
305.カバー層
306.ボンディングワイヤ
Claims (9)
- 基板上に、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第1導電層を形成し、
前記第1導電層の表層に、バリア層を形成し、
前記バリア層の一部を除去し、
前記バリア層上、および前記一部が除去された領域上に対し、絶縁層を形成し、
前記絶縁層における前記一部が除去された領域上を開口し、
前記バリア層の一部を除去する工程の開始から、前記絶縁層の該当領域を開口する工程の終了までの間に、前記バリア層が除去された領域における前記第1導電層の表面に形成された酸化アルミニウムの皮膜を除去し、
前記皮膜が除去された領域に対してフッ素をドープして、当該領域に中間層を形成し、
前記中間層上に、第2導電層を形成し、
前記中間層は、アルミニウムおよびフッ素の各元素を含み構成されている
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記バリア層の一部の除去と、前記バリア層上、および前記一部が除去された領域上に対する絶縁層の形成と、前記絶縁層上における前記一部が除去された領域上の開口とは、同一の工程で実行される
請求項1記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記中間層の構成中には、さらに酸素元素を含む
請求項1記載の電子デバイスの製造方法。 - さらに、
前記中間層に対して、ウェット処理により、層厚を5nm以下まで薄膜化する
請求項1記載の電子デバイスの製造方法。 - 基板と、
前記基板上に配設され、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第1導電層と、
前記第1導電層に対して間隔をあけて配設された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に介挿され、前記第1導電層および前記第2導電層の双方と接する中間層と、
を備え、
前記中間層は、アルミニウムおよびフッ素の各元素を含み構成され、
前記中間層の構成中には、さらに酸素元素を含み、
基板上に、前記第1導電層と同じ組成を有する第3導電膜を形成する工程と、
前記第3導電膜を、フッ素を含むガスを用いてパターニングして第4導電層を形成する工程と、
前記第4導電層の表面を酸化して、フッ素を含む酸化皮膜を形成する工程と、
を経て、比較デバイスを形成すると仮定した場合に、
前記中間層における酸素の含有比率は、化学量論比において、前記比較デバイスの前記酸化皮膜に対して0.25以下であり、
前記中間層におけるフッ素の含有比率は、化学量論比において、前記比較デバイスの前記酸化皮膜に対して3.2以上である
ことを特徴とする電子デバイス。 - 前記中間層の層厚は、5nm以下である
請求項5記載の電子デバイス。 - 前記第1導電層の表面は、前記中間層が接する領域を除き、バリア層で覆われている
請求項5記載の電子デバイス。 - 前記バリア層上には、前記中間層が形成された領域を囲繞するように絶縁層が堆積されており、
前記第2導電層は、前記絶縁層の囲繞により形成された前記中間層上の開口を通して、前記中間層と接している
請求項7記載の電子デバイス。 - 前記第2導電層も、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
請求項5記載の電子デバイス。
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