コンタクトの形成方法、共振器構造、及びＥＬ装置
【課題】 共振器にエッチングを用いて形成されたコンタクトホールの凹凸部による、導電部の断線を防止し、歩留まりを向上した、コンタクトの形成方法、共振器構造及びこの共振器構造を備えたＥＬ装置を提供する。
【解決手段】 下部導電部２３６と上部導電部１４１との間に設けられた、異なる誘電体層１０ａ、１０ｂが複数積層されてなる共振器１０に、エッチングによって内壁面に凹凸部１５のあるコンタクトホール２０を設けて、コンタクトホール２０の内壁面を覆う、下部導電部２３６と上部導電部１４１とを導通させるための、導電材料からなるコンタクト２５の形成方法である。下部導電部２３６上に共振器２０を形成し、共振器１０にエッチングによってコンタクトホール２０を形成する。そして、コンタクトホール２０の内壁面を、凹凸部１５の凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクト２５を形成する。
【解決手段】 下部導電部２３６と上部導電部１４１との間に設けられた、異なる誘電体層１０ａ、１０ｂが複数積層されてなる共振器１０に、エッチングによって内壁面に凹凸部１５のあるコンタクトホール２０を設けて、コンタクトホール２０の内壁面を覆う、下部導電部２３６と上部導電部１４１とを導通させるための、導電材料からなるコンタクト２５の形成方法である。下部導電部２３６上に共振器２０を形成し、共振器１０にエッチングによってコンタクトホール２０を形成する。そして、コンタクトホール２０の内壁面を、凹凸部１５の凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクト２５を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトの形成方法、共振器構造、及び共振器構造を備えたＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に形成された下部電極と、この下部配線上に層間膜を介して形成された上部電極とを電気的に接続させるために、前記層間膜にコンタクトホールを形成して下部電極と上部電極とを電気的に導通させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。一般的に、このようなコンタクトホールは、ドライエッチングによる異方性エッチングもしくはウエットエッチングによって形成されている。
【０００３】
ところで、異なる誘電体積層膜からなる共振器をＥＬ素子に設けることで、発光層が出射した光を共振させて強める技術がある。このような共振器を、例えば有機ＥＬ装置におけるドレイン電極と画素電極との間に設けた場合に、前記共振器を介してドレイン電極（下部導電部）と画素電極（上部導電部）とを接続させる必要がある。そこで、前述したようなエッチングを用いることで共振器にコンタクトホールを形成して、これら電極間を導通させる方法が考えられる。
【特許文献１】特開平９−２１３７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、共振器は、例えば異なる誘電体層であるＳｉＮ層とＳｉＯ２層とが交互に積層された構造となっているため、ドライエッチングもしくはウエットエッチングによってコンタクトホールの形成を行う場合に、ＳｉＮ層とＳｉＯ２層との間でエッチング速度が異なってしまう。また、エッチング条件としてドレイン電極との間で十分な選択比を取る場合には、例えばカーボン系のガス（Ｃ４Ｆ８やＣＨ２Ｆ２）によって保護しながらエッチングを行うため、ＳｉＮ層とＳｉＯ２層との間でのエッチング速度の差がより大きくなってしまう。
このように積層構造の間でエッチング速度が異なる場合、エッチング速度が高い誘電体層ではエッチング量が多くなり、エッチング速度が低い誘電体層では前記エッチング速度の高い誘電体層に比べてエッチング量が少なくなってしまう。すると、共振器にコンタクトホールを形成する際に、積層構造の間でエッチング量による差から凹凸が発生し、コンタクトホールの内壁面には凹凸部が生じてしまう。
【０００５】
このように、コンタクトホール内壁面に凹凸部が生じてしまうと、例えばコンタクトホール内に導電性材料を埋め込んで形成したドレイン電極と画素電極とを接続するための導通部（コンタクト）は、前述した凹凸部によってコンタクトホールの内壁面との密着性が低下してしまう。
また、前記導通部が凹凸部の凹部と凸部との段差によって導通部の断線が起こる可能性があり、導通部の接続信頼性が得られなかった。したがって、前記導通部で断線が生じると、ドレイン電極と画素電極とを前記導通部を介して良好に導通させることができず、歩留まりを低下させていた。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、共振器にエッチングを用いて形成されたコンタクトホールの凹凸部による、導電部の断線を防止し、歩留まりを向上した、コンタクトの形成方法、共振器構造及びこの共振器構造を備えたＥＬ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のコンタクトの形成方法は、下部導電部と上部導電部との間に設けられた、異なる誘電体層が複数積層されてなる共振器に、エッチングによって内壁面に凹凸部のあるコンタクトホールが設けられていて、該コンタクトホール内に埋め込まれて前記下部導電部と上部導電部とを導通させるための、導電材料からなるコンタクトの形成方法であって、前記下部導電部上に前記共振器を形成する工程と、前記共振器にエッチングによってコンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホールの内壁面を、前記凹凸部の凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクトを形成する工程と、を備えた特徴とする。
【０００８】
本発明のコンタクトの形成方法によれば、異なる誘電体層からなる共振器にエッチングによってコンタクトホールを形成するので、このコンタクトホールの内壁面には凹凸部が形成されるようになる。また、コンタクトホールの内壁面を前記凹凸部における凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクトを形成しているので、このコンタクトを形成する導電材料は前記凹凸部の段差に対して十分な膜厚となる。すると、前記凹凸部の段差によって導電材料からなるコンタクトが断線することが防止される。
よって、断線が防止されたコンタクトを介して、前記下部導電部と上部導電部とを良好に導通させるので、これら下部導電部と上部導電部との間における接続信頼性を向上できる。
【０００９】
本発明の共振器構造は、下部導電部と上部導電部との間に設けられた共振器とを備えた共振器構造であって、前記コンタクトの形成方法により形成されたコンタクトを有したことを特徴とする。
本発明の共振器構造によれば、前述したように共振器に形成されたコンタクトホールの内壁面に形成された凹凸部の段差による断線を防止したコンタクトを備えているので、このコンタクトを備えた共振器構造は下部導電部と上部導電部との間で接続信頼性が高く、歩留まりが高いものとなる。
【００１０】
本発明のＥＬ装置は、前記共振器構造を備えたことを特徴とする。
本発明のＥＬ装置によれば、前述した共振器構造を備えているので、例えば、下部導電部としてドレイン電極、上部導電部として画素電極を用いた場合に、前記ドレイン電極と画素電極とを共振器に形成されたコンタクトを介して良好に導通させるようになる。よって、ＥＬ装置を良好に動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のコンタクトの形成方法、共振器構造、及び有機ＥＬ装置について説明する。
図１は、本発明のコンタクトの形成方法によって得られた共振器構造を備えた有機ＥＬ装置（ＥＬ装置）を模式的に示した側断面図である。
図１中符号１は、本発明のコンタクト形成方法によって得られた共振器構造、符号１００は有機ＥＬ装置である。
また、図２は前記共振器構造１の要部拡大図である。図２に示すように、共振器構造１は、後述する有機ＥＬ装置のドレイン電極（下部導電部）２３６と、画素電極（上部導電部）１４１との間に共振器１０を備えている。また、前記共振器１０には、後述するエッチングによって前記ドレイン電極２３６に向かって、その内径を狭めるようなテーパ状のコンタクトホール２０が形成されている。また、本実施形態では、このコンタクトホール２０の内壁面を前記画素電極１４１の一部（導電材料）で覆うことで、本発明のコンタクト２５を形成している。
また、前記コンタクト２５を構成するための導電性材料として、本実施形態では前記画素電極１４１の材料であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用いたが、前記画素電極１４１とドレイン電極２３６との間で導通性が高い導電材料を適宜用いることで、コンタクトを形成して、画素電極１４１と導通させるようにしてもよい。
このような構成の基に、前記共振器構造１は、前記コンタクト２５を介して前記ドレイン電極２３６と前記画素電極１４１とを導通させるようになっている。
【００１２】
（共振器）
図３は、前記共振器１０を模式的に示した図である。なお、図３中においては、コンタクトホール及びコンタクトの図示は省略している。図３に示すように、共振器１０は、誘電体積層膜が積層された構造である。本実施形態では、誘電体積層膜の構成として、例えばドレイン電極２３６側（図２参照）から１２０ｎｍの膜厚のＳｉＯ２層１０ａと、７５ｎｍの膜厚のＳｉＮからなるＳｉＮ層１０ｂとを１ペアとする膜厚１９５ｎｍの誘電体積層膜を３ペア積層した上に、再度１２０ｎｍの膜厚のＳｉＯ２層１０ａを形成し、層厚７０５ｎｍの共振器１０を構成している。
また、後述するようにこの共振器１０は、ＳｉＮ層１０ｂとＳｉＯ２層１０ａとの屈折率差によって、有機ＥＬ装置１００が出射した光の発光スペクトルを強めることができるようになっている。
【００１３】
（コンタクト）
図４（ａ）は、前記共振器１０に設けられたコンタクトホール２０内に形成されたコンタクト２５を模式的に示した図である。図４（ｂ）は、コンタクトホール２０の内壁面に形成された凹凸部１５の拡大図である。
図４（ａ）に示すように、コンタクト２５は、前述したようにコンタクトホール２０の内壁面を、画素電極１４１を構成するための導電材料が覆うことで形成されている。また、コンタクトホール２０の内壁面には、本実施形態におけるエッチング条件では、後述するように共振器１０を構成する誘電体積層膜間でのエッチング速度の違いから凹凸部１５が形成されている。具体的には、ＳｉＯ２層１０ａにおけるエッチング速度は、この上に積層されたＳｉＮ層１０ｂにおけるエッチング速度に比べて低いので、ＳｉＯ２層１０ａのエッチング量は、ＳｉＮ層１０ｂのエッチング量より少なくなる。また、本実施形態では、前述したようにドレイン電極２３６に向かって内径を狭めるテーパ形状のコンタクトホール２０となっており、ドレイン電極２３６上にはエッチング量が少ないＳｉＯ２層１０ａが形成されているので、コンタクトホール２０のＳｉＯ２層１０ａによる内壁面は、図４（ａ）に示すように前記ドレイン電極２３６に対して順テーパ形状になっている。よって、前記ドレイン電極２３６と前記コンタクト２５を形成する画素電極１４１との接触部が、前記ＳｉＯ２層１０ａによる順テーパ形状に沿ってなめらかに接続されるようになっている。
ここで、図４（ｂ）に示すように、前記コンタクトホール２０の内壁面に形成された凹凸部１５のＳｉＮ層１０ｂからなる凹部に対する、ＳｉＯ２層１０ａからなる凸部の高さをｈとし、以下、凹凸部高さｈとする。また、図４（ｂ）に示すように、前記コンタクトホール２０の内壁面を覆うようにして形成する本実施形態の導電材料となる画素電極２３６の一部の厚みをＡとし、以下、導電材料厚さＡとする。なお、本実施形態においては、前記凹凸部高さｈは、同一条件のエッチングを用いていることから各誘電体層の間で同じものとした。このとき、本発明においては、前記凹凸部高さｈの１５０％以上の導電材料厚さＡの画素電極１４１がコンタクトホール２０の内壁面に形成されるようにしている。
【００１４】
図１に戻り、前記共振器構造１を備えた有機ＥＬ装置１００について説明する。
図１に示したように、駆動用ＴＦＴ１４３は、半導体膜２１０に形成されたソース領域１４３ａ、ドレイン領域１４３ｂ、及びチャネル領域１４３ｃと、半導体層表面に形成されたゲート絶縁膜２２０を介してチャネル領域１４３ｃに対向するゲート電極１４３Ａとを主体として構成されている。半導体膜２１０及びゲート絶縁膜２２０を覆う層間絶縁膜２３０が形成されており、この層間絶縁膜２３０を貫通して半導体膜２１０に達するコンタクトホール２３２，２３４内に、それぞれドレイン電極２３６、ソース電極２３８が埋設され、各々の電極はドレイン領域１４３ｂ、ソース領域１４３ａに導電接続されている。層間絶縁膜２３０上には、ソース電極２３８及びドレイン電極２３６を覆うようにして前述した共振器１０が形成されており、この共振器１０に形成されたコンタクトホール２０の内壁面に前述したコンタクト２５が形成されている。つまり、本発明の有機ＥＬ装置１００は、一般的な有機ＥＬ装置の層間絶縁膜２３０上に設けられる平坦化絶縁膜の代わりとして、前記共振器１０を備えた構造となっている。
【００１５】
前述したような共振器構造１を備えることで、画素電極１４１とドレイン電極２３６とが共振器１０に形成されたコンタクトホール２０を介して導通接続されることで、駆動用ＴＦＴ１４３と画素電極１４１（有機ＥＬ素子２００）とが電気的に接続されている。画素電極１４１の周縁部に一部乗り上げるようにして無機絶縁材料からなる無機バンク１４９が形成されている。無機バンク１４９上には、有機材料からなるバンク１５０が積層され、この有機ＥＬ装置１００における隔壁部材を成している。
【００１６】
上記有機ＥＬ素子２００は、画素電極１４１上に、正孔注入層（電荷輸送層）１４０Ａと発光層１４０Ｂとを積層し、この発光層１４０Ｂとバンク１５０とを覆う共通電極１５４を形成することにより構成されている。
【００１７】
基板Ｐとしては、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、有機ＥＬ素子２００が配設された側から光を取り出す構成であるので、ガラス等の透明基板のほか、不透明基板も用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。
画素電極１４１は、基板Ｐを介して光を取り出すボトムエミッション型の場合には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料により形成されるが、トップエミッション型の場合には透光性である必要はなく、金属材料等の適宜な導電材料によって形成できる。
【００１８】
陰極１５４は、発光層１４０Ｂとバンク１５０の上面、さらにはバンク１５０の側面部を形成する壁面を覆った状態で基板Ｐ上に形成される。この陰極１５４を形成するための材料としては、トップエミッション型の場合、透明導電材料が用いられる。透明導電材料としてはＩＴＯが好適であるが、他の透光性導電材料であっても構わない。また、前記陰極１５４上には、保護膜等からなる封止部（図示せず）を形成し、この封止部の上にカバーとなる基板（図示せず）が形成されている。
【００１９】
（コンタクトの形成方法）
次に、前記共振器構造１を備えた有機ＥＬ装置１００の製造方法に基づいて、前記コンタクト２５の形成方法について説明する。なお、以下に示す手順や材料構成は一例であってこれに限定されるものではない。
本発明に係る有機ＥＬ装置１００では、有機ＥＬ素子２００の光を基板側から取り出す構成（ボトムエミッション）、及び基板Ｐと反対側から取り出す構成（トップエミッション）のいずれも採用できるが、本実施形態ではボトムミッション型の有機ＥＬ装置１００として説明する。
【００２０】
まず、図５に示すように、基板Ｐ上に駆動用ＴＦＴ１４３を形成する。トップエミッション型では、基板は不透明であってもよいため、アルミナ等のセラミックス、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂なども用いることができるが、従来から液晶装置等に用いられているガラス基板であってもよい。
【００２１】
上記駆動用ＴＦＴ１４３の作製手順は、例えば以下のような工程による。
まず、基板Ｐに対し、必要に応じてＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約２００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜からなる下地保護膜（図示せず）を形成しておく。その後、基板温度を３５０℃程度に設定して基板Ｐの表面にプラズマＣＶＤ法により厚さ約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコン膜を形成し、公知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることで半導体膜２１０を形成する。そしてこの半導体膜２１０を、レーザアニールまたは固相成長法などによる結晶化工程に供することで結晶化してポリシリコン膜とする。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザであってビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用いることができ、その出力強度は例えば２００ｍＪ／ｃｍ２である。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００２２】
次いで、半導体膜２１０及び基板Ｐの表面に対して、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜または窒化膜からなるゲート絶縁膜２２０を形成する。なお、半導体膜２１０は、駆動用ＴＦＴ１４３のチャネル領域及びソース・ドレイン領域となるものであるが、異なる断面位置においてはスイッチング用ＴＦＴのチャネル領域及びソース・ドレイン領域となる半導体膜も形成されている。
【００２３】
次に、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜、ないしこれらの積層膜からなる導電膜をスパッタ法等により形成した後、パターニングすることで、ゲート電極１４３Ａを形成する。続いて、半導体膜２１０に対して、高濃度のリンイオンを打ち込むことで、ゲート電極１４３Ａに対して自己整合的にソース・ドレイン領域１４３ａ、１４３ｂを形成する。このとき、ゲート電極１４３Ａにより遮蔽されて不純物が導入されなかった部分がチャネル領域１４３ｃとなる。
【００２４】
次に、層間絶縁膜２３０を貫通するコンタクトホール２３２及び２３４を形成し、これらコンタクトホール２３２及び２３４内にドレイン電極２３６及びソース電極２３８を埋め込むように形成し、駆動用ＴＦＴ１４３を得る。
【００２５】
次に、図５に示すように、前記ソース電極２３８及びドレイン電極２３６を覆うようにして、前記層間絶縁膜２３０上に誘電体積層膜からなる共振器１０を形成する。
このような共振器１０は、層間絶縁膜２３０上に最下層として１２０ｎｍの膜厚となるようにＳｉＯ２を、例えばＣＶＤ法等によってＳｉＯ２層１０ａを形成する。そして、このＳｉＯ２層１０ａ上に、同様にして７５ｎｍの膜厚のＳｉＮからなるＳｉＮ層１０ｂを形成する。ＳｉＯ２層１０ａとＳｉＮ層１０ｂとを１ペアとする膜厚１９５ｎｍの誘電体層を３ペア（合計６層）を順次積層し、その上に再度１２０ｎｍのＳｉＯ２層１０ａを積層することで、層厚７０５ｎｍの誘電体積層膜を形成する。
【００２６】
（コンタクトの形成方法）
次に、図６（ａ）〜（ｄ）を用いて前記コンタクト２５の形成方法について説明する。
前記ソース電極２３８及びドレイン電極２３６を覆うようにして、前記層間絶縁膜２３０上に共振器１０を形成した後、エッチングを用いて、前記共振器１０にコンタクトホール２０を形成する。
なお、本実施形態ではドライエッチングを用いて、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）により前記コンタクトホール２０を形成する。
また、炭素を多く含むガス（例えば、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２）を添加することでＳｉＮ層１０ｂ又はＳｉＯ２層１０ａとドレイン電極２３６との間で選択比を、例えば５以上取るようにした。また、側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度を調節することでドレイン電極２３６に向かってその内径を狭めるようなテーパ形状のコンタクトホール２０を形成する。
【００２７】
このようにドレイン電極２３６と共振器１０との間で選択比を取るようなエッチングによって、コンタクトホール２０を形成する場合に、前記共振器１０は、前述したように異なる誘電体層であるＳｉＮ層１０ｂとＳｉＯ２層１０ａとが積層されて構成されているので、本実施形態におけるエッチング条件では、ＳｉＮ層１０ｂとＳｉＯ２層１０ａとのエッチング速度の比がＳｉＮ／ＳｉＯ２＝１０／８となる。
【００２８】
よって、図６（ａ）に示すように、前記共振器１０にテーパ形状のコンタクトホール２０を形成していく。このとき、エッチング速度の比がＳｉＮ／ＳｉＯ２＝１０／８となっているので、ＳｉＯ２層１０ａはＳｉＮ層１０ｂに比べてエッチング速度が低いのでエッチング量が少なくなる。よって、図６（ｂ）に示すようにコンタクトホール２０の内壁面には、凹凸部１５によって、凹部と凸部の間に凹凸部高さｈの段差が生じている。同様にして、図６（ｃ）に示すように、共振器１０をドレイン電極２３６まで貫通するコンタクトホール２０を形成する。
このとき、共振器１０を構成している誘電体積層膜の最下層は、ＳｉＯ２層１０ａであるので、エッチング量は積層のペアとなるＳｉＮ層１０ｂに比べて小さくなる。したがって、前記ＳｉＯ２層１０ａは、前記ＳｉＮ層１０ｂに対して庇状（凸状）となっている。また、本実施形態では、コンタクトホール２０の最下層の側壁面がテーパ形状になる。
【００２９】
次に、導電性材料をスパッタ法や蒸着法によって堆積し、前記コンタクトホール２０の内壁面を導電性材料で覆うことにより、コンタクト２５を形成する。前述したように、本実施形態においては、前記コンタクト２５を画素電極１４１の一部によって形成するようにしている。
そこで、公知のフォトリソグラフィ技術やパターニング技術を用いることで、図６（ｄに示すようにコンタクトホール２０の内壁面を覆う画素電極１４１を形成する。
このとき、前述したように、エッチング速度の違いからＳｉＯ２層１０ａはＳｉＮ層１０ｂに対して庇状（凸状）となっているので、画素電極１４１の膜厚が薄い場合にはコンタクトホール２０の内壁面で、前記凹凸部１５の凹凸部高さｈによる段差でコンタクトホール２０の内壁面を覆う画素電極１４１に断線が生じるおそれがある。
本実施形態では、５０ｎｍの凹凸部高さｈが生じているコンタクトホール２０の内壁面に、導電材料厚みＡが７５ｎｍの画素電極２３６によってコンタクト２５を形成した。このとき、コンタクトホール２０内の凹凸部１５の段差によるコンタクト２５の断線は、発生しなかった。なお、画素電極２３６の厚みは大きいほど好ましいが、凹凸部高さｈの１５０％以上の導電材料厚みＡのコンタクト２５を形成すれば、凹凸部１５の段差による断線が防止できる。
【００３０】
したがって、本発明のコンタクト２５の形成方法では、図４（ｂ）を用いて説明したように、コンタクトホール２０の内壁面を凹凸部１５における凹部に対する凸部の高さの凹凸部高さｈの１５０％以上の導電材料厚みＡの画素電極１４１によって覆うようにしてコンタクト２５を形成している。よって、このコンタクト１５を形成する画素電極１４１は前記凹凸部高さＡによって生じる段差に対して十分な膜厚とすることができる。したがって、前記凹凸部１５による段差によって生じる画素電極１４１の断線を防止することができる。
よって、このコンタクト２５を介して、前記ドレイン電極２３６と画素電極１４１とを導通させるので、これら電極間での断線を防止することで接続信頼性を向上できる。
また、本実施形態では、コンタクトホール２０の最下層における内壁面がテーパ形状となっているので、前記コンタクト２５を構成する前記画素電極１４１の一部が前記テーパ形状によって、ドレイン電極２３６とコンタクト２５との境界で滑らかに接続されることで密着性が高まり、歩留まりを向上できる。
以上の工程により、共振器１０に形成したコンタクトホール２０内にコンタクト２５を形成することができ、本発明の共振器構造１が得られた。
本発明の共振器構造１によれば、前述したように凹凸部の段差による断線を防止したコンタクト２５を備えているので、このコンタクト２５を備えた共振器構造１はドレイン電極２３６と画素電極１４１との間で接続信頼性が高く、歩留まりが向上することができる。
【００３１】
図７（ａ）〜（ｄ）を用いて、前記共振器構造１を備えた有機ＥＬ装置１００の形成方法の続きを説明する。
図７(ａ)に示すように、前記画素電極１４１は、コンタクト２５を介してドレイン電極２３６に接続し、このドレイン電極２３６を介して駆動用ＴＦＴ１４３のドレイン領域１４３ａと導電接続された画素電極１４１が形成されている。
【００３２】
尚、この画素電極１４１の形成に先立って、共振器１０の表面を清浄化する処理（例えば酸素プラズマ処理、ＵＶ照射処理、オゾン処理等）を施しておいてもよい。これにより、画素電極１４１と共振器１０との密着性を向上させることができる。
【００３３】
次に、図７（ｂ）に示すように、画素電極１４１の周縁部と一部平面的に重なるように、酸化シリコン等の無機絶縁材料からなる無機バンク１４９を形成する。
具体的には、画素電極１４１及び共振器１０を覆うように酸化シリコン膜を形成した後、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて酸化シリコン膜をパターニングし、画素電極１４１の表面を部分的に開口させることで形成できる。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、無機バンク１４９上に、アクリル、ポリイミド等の有機絶縁材料からなるバンク１５０を形成する。バンク１５０の高さは、例えば１〜２μｍ程度に設定され、基板Ｐ上で有機ＥＬ素子の仕切部材として機能する。このような構成のもと、有機ＥＬ素子の正孔注入層や発光層の形成場所、すなわちこれらの形成材料の塗布位置とその周囲のバンク１５０との間に十分な高さの段差からなる開口部１５１が形成される。
また、このバンク１５０を形成するに際しては、バンク１５０の開口部１５１の壁面を、無機バンク１４９の開口部１４９ｂから若干外側へ後退させて形成するのがよい。このようにバンク１５０の開口部１５１内に無機バンク１４９を一部露出させておくことで、バンク１５０内での液体材料の濡れ広がりを良好なものとすることができる。
【００３５】
バンク１５０を形成したならば、次に、バンク１５０及び画素電極１４１を含む基体上の領域に対して撥液処理を施す。バンク１５０は、有機ＥＬ素子を区画する仕切部材として機能するので、液滴吐出ヘッド２０から吐出される液体材料に対して非親和性（撥液性）を示すものであることが好ましく、前記撥液処理により、バンク１５０に選択的に非親和性を発現させることができる。
係る撥液処理として、例えばバンクの表面をフッ素系化合物などで表面処理するといった方法を採用できる。フッ素化合物としては、例えばＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、ＵＶ照射処理などが挙げられる。
【００３６】
次に、基板Ｐの上面を上に向けた状態で正孔注入層形成材料を含む液体材料を、例えば液滴吐出法によってバンク１５０に囲まれた塗布位置に選択的に塗布する。
【００３７】
正孔注入層形成材料としては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム、バイトロンＰ、ポリスチレンスルフォン酸等を例示することができる。また、溶媒としては、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−イミダゾリノン等の極性溶媒を例示することができる。
【００３８】
上述した正孔注入層形成材料を含む液体材料が液滴吐出法によって基板Ｐ上に吐出されると、流動性が高いため水平方向に広がろうとするが、塗布された位置を囲んでバンク１５０が形成されているので、液体材料はバンク１５０を越えてその外側に広がらないようになっている。
【００３９】
続いて、加熱あるいは光照射により液体材料１１４ａの溶媒を蒸発させて画素電極１４１上に固形の正孔注入層１４０Ａを形成する。または、大気環境下又は窒素ガス雰囲気下において所定温度及び時間（一例として２００℃、１０分）焼成するようにしてもよい。あるいは大気圧より低い圧力環境下（真空環境下）に配置することで溶媒を除去するようにしてもよい。
【００４０】
続いて、基板Ｐの上面を上に向けた状態で発光層形成材料と溶媒とを含む液体材料をバンク１５０内の正孔注入層１４０Ａ上に液滴吐出法によって、発光層１４０Ｂを形成する。これにより、これにより正孔注入層１４０Ａと発光層１４０Ｂとからなる有機機能層１４０が得られる。そして、この有機機能層１４０上に、例えば蒸着法を利用することで陰極１５４を形成する。また、陰極１５４を覆うようにして、保護膜等からなる封止部（図示せず）を形成し、この封止部の上にカバーとなる基板（図示せず）を形成することで有機ＥＬ装置１００が完成する。
このような工程の基に、共振器構造１と画素電極および正孔注入層や発光層のと屈折率差と最適化した膜厚から最適な構造の共振機能とを備えた有機ＥＬ装置１００を得る事ができる。
なお、本実施形態においては、有機ＥＬ素子を備えたＥＬ装置について説明したが、本発明の共振器構造１を備えた無機ＥＬ素子からなるＥＬ装置についても同様である。
また、本実施形態においては、コンタクトホール２０の形状をドレイン電極２３６に向かってその内径を狭めるようなテーパ形状としたが、コンタクトホール２０の形状がテーパ形状でない場合についても、同様に接続信頼性のあるコンタクトを得ることができる。
また、共振器２０を構成する誘電体層の最下層の側壁形状が庇状になる場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、コンタクト２５を形成する導電材料の厚みが凹凸部高さｈの１５０％以上であれば、誘電体層の最下層が凹部となることで側壁形状が庇状の逆テーパになる場合でもコンタクト２５の断線を防止することができる。
【００４１】
本発明の有機ＥＬ装置１００によれば、コンタクトホール２０の凹凸部１５による断線を防止して、画素電極１４１とドレイン電極２３６とを接続させるコンタクト２５を有した共振器構造１を備えているので、有機ＥＬ装置１００を良好に動作させることができる。また、共振器１０を備えているので、有機ＥＬ素子２００が発光する光を強めることができる。
【００４２】
なお、本発明の有機ＥＬ装置１００を、例えばラインヘッドプリンタの画像形装置の露光手段として、ラインヘッドの発光素子に用いるようにしてもよい。このようにすれば、前記有機ＥＬ装置１００は、画素電極１４１とドレイン電極２３６との断線を防止して、良好に動作させることで、正確な露光が可能となる。
また、前記有機ＥＬ装置２００は、共振器１０を備えているので、有機ＥＬ素子２００が発光した光を効率的に利用することができ、画像形成装置の感光体ドラムなどを効率的に露光することができ、高精細な印字を得ることができる。
また、本発明の有機ＥＬ装置１００を、携帯電話等の電子機器の表示部に用いるようにしてもよい。このようにすれば、これを備えた携帯電話の歩留まりを向上でき、また良好な表示を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の有機ＥＬ装置を示す側断面図。
【図２】本発明の共振器構造を示す側断面図。
【図３】本発明の共振器の構造を示す側断面図。
【図４】（ａ）はコンタクトの側断面図、（ｂ）は凹凸部高さを示す図。
【図５】本発明の有機ＥＬ装置の途中製造工程を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のコンタクトの形成方法の工程説明図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の工程説明図。
【符号の説明】
【００４４】
１…共振器構造、１０…共振器、１０ａ…ＳｉＯ２層、
１０ｂ…ＳｉＮ層（第１の誘電体層）、１５…凹凸部、２０…コンタクトホール、
２５…コンタクト、１４１…画素電極（上部導電部）、
２００…有機ＥＬ装置（ＥＬ装置）、２３６…ドレイン電極（下部導電部）、
ｈ…凹凸部高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトの形成方法、共振器構造、及び共振器構造を備えたＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に形成された下部電極と、この下部配線上に層間膜を介して形成された上部電極とを電気的に接続させるために、前記層間膜にコンタクトホールを形成して下部電極と上部電極とを電気的に導通させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。一般的に、このようなコンタクトホールは、ドライエッチングによる異方性エッチングもしくはウエットエッチングによって形成されている。
【０００３】
ところで、異なる誘電体積層膜からなる共振器をＥＬ素子に設けることで、発光層が出射した光を共振させて強める技術がある。このような共振器を、例えば有機ＥＬ装置におけるドレイン電極と画素電極との間に設けた場合に、前記共振器を介してドレイン電極（下部導電部）と画素電極（上部導電部）とを接続させる必要がある。そこで、前述したようなエッチングを用いることで共振器にコンタクトホールを形成して、これら電極間を導通させる方法が考えられる。
【特許文献１】特開平９−２１３７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、共振器は、例えば異なる誘電体層であるＳｉＮ層とＳｉＯ２層とが交互に積層された構造となっているため、ドライエッチングもしくはウエットエッチングによってコンタクトホールの形成を行う場合に、ＳｉＮ層とＳｉＯ２層との間でエッチング速度が異なってしまう。また、エッチング条件としてドレイン電極との間で十分な選択比を取る場合には、例えばカーボン系のガス（Ｃ４Ｆ８やＣＨ２Ｆ２）によって保護しながらエッチングを行うため、ＳｉＮ層とＳｉＯ２層との間でのエッチング速度の差がより大きくなってしまう。
このように積層構造の間でエッチング速度が異なる場合、エッチング速度が高い誘電体層ではエッチング量が多くなり、エッチング速度が低い誘電体層では前記エッチング速度の高い誘電体層に比べてエッチング量が少なくなってしまう。すると、共振器にコンタクトホールを形成する際に、積層構造の間でエッチング量による差から凹凸が発生し、コンタクトホールの内壁面には凹凸部が生じてしまう。
【０００５】
このように、コンタクトホール内壁面に凹凸部が生じてしまうと、例えばコンタクトホール内に導電性材料を埋め込んで形成したドレイン電極と画素電極とを接続するための導通部（コンタクト）は、前述した凹凸部によってコンタクトホールの内壁面との密着性が低下してしまう。
また、前記導通部が凹凸部の凹部と凸部との段差によって導通部の断線が起こる可能性があり、導通部の接続信頼性が得られなかった。したがって、前記導通部で断線が生じると、ドレイン電極と画素電極とを前記導通部を介して良好に導通させることができず、歩留まりを低下させていた。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、共振器にエッチングを用いて形成されたコンタクトホールの凹凸部による、導電部の断線を防止し、歩留まりを向上した、コンタクトの形成方法、共振器構造及びこの共振器構造を備えたＥＬ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のコンタクトの形成方法は、下部導電部と上部導電部との間に設けられた、異なる誘電体層が複数積層されてなる共振器に、エッチングによって内壁面に凹凸部のあるコンタクトホールが設けられていて、該コンタクトホール内に埋め込まれて前記下部導電部と上部導電部とを導通させるための、導電材料からなるコンタクトの形成方法であって、前記下部導電部上に前記共振器を形成する工程と、前記共振器にエッチングによってコンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホールの内壁面を、前記凹凸部の凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクトを形成する工程と、を備えた特徴とする。
【０００８】
本発明のコンタクトの形成方法によれば、異なる誘電体層からなる共振器にエッチングによってコンタクトホールを形成するので、このコンタクトホールの内壁面には凹凸部が形成されるようになる。また、コンタクトホールの内壁面を前記凹凸部における凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクトを形成しているので、このコンタクトを形成する導電材料は前記凹凸部の段差に対して十分な膜厚となる。すると、前記凹凸部の段差によって導電材料からなるコンタクトが断線することが防止される。
よって、断線が防止されたコンタクトを介して、前記下部導電部と上部導電部とを良好に導通させるので、これら下部導電部と上部導電部との間における接続信頼性を向上できる。
【０００９】
本発明の共振器構造は、下部導電部と上部導電部との間に設けられた共振器とを備えた共振器構造であって、前記コンタクトの形成方法により形成されたコンタクトを有したことを特徴とする。
本発明の共振器構造によれば、前述したように共振器に形成されたコンタクトホールの内壁面に形成された凹凸部の段差による断線を防止したコンタクトを備えているので、このコンタクトを備えた共振器構造は下部導電部と上部導電部との間で接続信頼性が高く、歩留まりが高いものとなる。
【００１０】
本発明のＥＬ装置は、前記共振器構造を備えたことを特徴とする。
本発明のＥＬ装置によれば、前述した共振器構造を備えているので、例えば、下部導電部としてドレイン電極、上部導電部として画素電極を用いた場合に、前記ドレイン電極と画素電極とを共振器に形成されたコンタクトを介して良好に導通させるようになる。よって、ＥＬ装置を良好に動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のコンタクトの形成方法、共振器構造、及び有機ＥＬ装置について説明する。
図１は、本発明のコンタクトの形成方法によって得られた共振器構造を備えた有機ＥＬ装置（ＥＬ装置）を模式的に示した側断面図である。
図１中符号１は、本発明のコンタクト形成方法によって得られた共振器構造、符号１００は有機ＥＬ装置である。
また、図２は前記共振器構造１の要部拡大図である。図２に示すように、共振器構造１は、後述する有機ＥＬ装置のドレイン電極（下部導電部）２３６と、画素電極（上部導電部）１４１との間に共振器１０を備えている。また、前記共振器１０には、後述するエッチングによって前記ドレイン電極２３６に向かって、その内径を狭めるようなテーパ状のコンタクトホール２０が形成されている。また、本実施形態では、このコンタクトホール２０の内壁面を前記画素電極１４１の一部（導電材料）で覆うことで、本発明のコンタクト２５を形成している。
また、前記コンタクト２５を構成するための導電性材料として、本実施形態では前記画素電極１４１の材料であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用いたが、前記画素電極１４１とドレイン電極２３６との間で導通性が高い導電材料を適宜用いることで、コンタクトを形成して、画素電極１４１と導通させるようにしてもよい。
このような構成の基に、前記共振器構造１は、前記コンタクト２５を介して前記ドレイン電極２３６と前記画素電極１４１とを導通させるようになっている。
【００１２】
（共振器）
図３は、前記共振器１０を模式的に示した図である。なお、図３中においては、コンタクトホール及びコンタクトの図示は省略している。図３に示すように、共振器１０は、誘電体積層膜が積層された構造である。本実施形態では、誘電体積層膜の構成として、例えばドレイン電極２３６側（図２参照）から１２０ｎｍの膜厚のＳｉＯ２層１０ａと、７５ｎｍの膜厚のＳｉＮからなるＳｉＮ層１０ｂとを１ペアとする膜厚１９５ｎｍの誘電体積層膜を３ペア積層した上に、再度１２０ｎｍの膜厚のＳｉＯ２層１０ａを形成し、層厚７０５ｎｍの共振器１０を構成している。
また、後述するようにこの共振器１０は、ＳｉＮ層１０ｂとＳｉＯ２層１０ａとの屈折率差によって、有機ＥＬ装置１００が出射した光の発光スペクトルを強めることができるようになっている。
【００１３】
（コンタクト）
図４（ａ）は、前記共振器１０に設けられたコンタクトホール２０内に形成されたコンタクト２５を模式的に示した図である。図４（ｂ）は、コンタクトホール２０の内壁面に形成された凹凸部１５の拡大図である。
図４（ａ）に示すように、コンタクト２５は、前述したようにコンタクトホール２０の内壁面を、画素電極１４１を構成するための導電材料が覆うことで形成されている。また、コンタクトホール２０の内壁面には、本実施形態におけるエッチング条件では、後述するように共振器１０を構成する誘電体積層膜間でのエッチング速度の違いから凹凸部１５が形成されている。具体的には、ＳｉＯ２層１０ａにおけるエッチング速度は、この上に積層されたＳｉＮ層１０ｂにおけるエッチング速度に比べて低いので、ＳｉＯ２層１０ａのエッチング量は、ＳｉＮ層１０ｂのエッチング量より少なくなる。また、本実施形態では、前述したようにドレイン電極２３６に向かって内径を狭めるテーパ形状のコンタクトホール２０となっており、ドレイン電極２３６上にはエッチング量が少ないＳｉＯ２層１０ａが形成されているので、コンタクトホール２０のＳｉＯ２層１０ａによる内壁面は、図４（ａ）に示すように前記ドレイン電極２３６に対して順テーパ形状になっている。よって、前記ドレイン電極２３６と前記コンタクト２５を形成する画素電極１４１との接触部が、前記ＳｉＯ２層１０ａによる順テーパ形状に沿ってなめらかに接続されるようになっている。
ここで、図４（ｂ）に示すように、前記コンタクトホール２０の内壁面に形成された凹凸部１５のＳｉＮ層１０ｂからなる凹部に対する、ＳｉＯ２層１０ａからなる凸部の高さをｈとし、以下、凹凸部高さｈとする。また、図４（ｂ）に示すように、前記コンタクトホール２０の内壁面を覆うようにして形成する本実施形態の導電材料となる画素電極２３６の一部の厚みをＡとし、以下、導電材料厚さＡとする。なお、本実施形態においては、前記凹凸部高さｈは、同一条件のエッチングを用いていることから各誘電体層の間で同じものとした。このとき、本発明においては、前記凹凸部高さｈの１５０％以上の導電材料厚さＡの画素電極１４１がコンタクトホール２０の内壁面に形成されるようにしている。
【００１４】
図１に戻り、前記共振器構造１を備えた有機ＥＬ装置１００について説明する。
図１に示したように、駆動用ＴＦＴ１４３は、半導体膜２１０に形成されたソース領域１４３ａ、ドレイン領域１４３ｂ、及びチャネル領域１４３ｃと、半導体層表面に形成されたゲート絶縁膜２２０を介してチャネル領域１４３ｃに対向するゲート電極１４３Ａとを主体として構成されている。半導体膜２１０及びゲート絶縁膜２２０を覆う層間絶縁膜２３０が形成されており、この層間絶縁膜２３０を貫通して半導体膜２１０に達するコンタクトホール２３２，２３４内に、それぞれドレイン電極２３６、ソース電極２３８が埋設され、各々の電極はドレイン領域１４３ｂ、ソース領域１４３ａに導電接続されている。層間絶縁膜２３０上には、ソース電極２３８及びドレイン電極２３６を覆うようにして前述した共振器１０が形成されており、この共振器１０に形成されたコンタクトホール２０の内壁面に前述したコンタクト２５が形成されている。つまり、本発明の有機ＥＬ装置１００は、一般的な有機ＥＬ装置の層間絶縁膜２３０上に設けられる平坦化絶縁膜の代わりとして、前記共振器１０を備えた構造となっている。
【００１５】
前述したような共振器構造１を備えることで、画素電極１４１とドレイン電極２３６とが共振器１０に形成されたコンタクトホール２０を介して導通接続されることで、駆動用ＴＦＴ１４３と画素電極１４１（有機ＥＬ素子２００）とが電気的に接続されている。画素電極１４１の周縁部に一部乗り上げるようにして無機絶縁材料からなる無機バンク１４９が形成されている。無機バンク１４９上には、有機材料からなるバンク１５０が積層され、この有機ＥＬ装置１００における隔壁部材を成している。
【００１６】
上記有機ＥＬ素子２００は、画素電極１４１上に、正孔注入層（電荷輸送層）１４０Ａと発光層１４０Ｂとを積層し、この発光層１４０Ｂとバンク１５０とを覆う共通電極１５４を形成することにより構成されている。
【００１７】
基板Ｐとしては、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、有機ＥＬ素子２００が配設された側から光を取り出す構成であるので、ガラス等の透明基板のほか、不透明基板も用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。
画素電極１４１は、基板Ｐを介して光を取り出すボトムエミッション型の場合には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料により形成されるが、トップエミッション型の場合には透光性である必要はなく、金属材料等の適宜な導電材料によって形成できる。
【００１８】
陰極１５４は、発光層１４０Ｂとバンク１５０の上面、さらにはバンク１５０の側面部を形成する壁面を覆った状態で基板Ｐ上に形成される。この陰極１５４を形成するための材料としては、トップエミッション型の場合、透明導電材料が用いられる。透明導電材料としてはＩＴＯが好適であるが、他の透光性導電材料であっても構わない。また、前記陰極１５４上には、保護膜等からなる封止部（図示せず）を形成し、この封止部の上にカバーとなる基板（図示せず）が形成されている。
【００１９】
（コンタクトの形成方法）
次に、前記共振器構造１を備えた有機ＥＬ装置１００の製造方法に基づいて、前記コンタクト２５の形成方法について説明する。なお、以下に示す手順や材料構成は一例であってこれに限定されるものではない。
本発明に係る有機ＥＬ装置１００では、有機ＥＬ素子２００の光を基板側から取り出す構成（ボトムエミッション）、及び基板Ｐと反対側から取り出す構成（トップエミッション）のいずれも採用できるが、本実施形態ではボトムミッション型の有機ＥＬ装置１００として説明する。
【００２０】
まず、図５に示すように、基板Ｐ上に駆動用ＴＦＴ１４３を形成する。トップエミッション型では、基板は不透明であってもよいため、アルミナ等のセラミックス、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂なども用いることができるが、従来から液晶装置等に用いられているガラス基板であってもよい。
【００２１】
上記駆動用ＴＦＴ１４３の作製手順は、例えば以下のような工程による。
まず、基板Ｐに対し、必要に応じてＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約２００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜からなる下地保護膜（図示せず）を形成しておく。その後、基板温度を３５０℃程度に設定して基板Ｐの表面にプラズマＣＶＤ法により厚さ約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコン膜を形成し、公知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることで半導体膜２１０を形成する。そしてこの半導体膜２１０を、レーザアニールまたは固相成長法などによる結晶化工程に供することで結晶化してポリシリコン膜とする。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザであってビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用いることができ、その出力強度は例えば２００ｍＪ／ｃｍ２である。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００２２】
次いで、半導体膜２１０及び基板Ｐの表面に対して、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜または窒化膜からなるゲート絶縁膜２２０を形成する。なお、半導体膜２１０は、駆動用ＴＦＴ１４３のチャネル領域及びソース・ドレイン領域となるものであるが、異なる断面位置においてはスイッチング用ＴＦＴのチャネル領域及びソース・ドレイン領域となる半導体膜も形成されている。
【００２３】
次に、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜、ないしこれらの積層膜からなる導電膜をスパッタ法等により形成した後、パターニングすることで、ゲート電極１４３Ａを形成する。続いて、半導体膜２１０に対して、高濃度のリンイオンを打ち込むことで、ゲート電極１４３Ａに対して自己整合的にソース・ドレイン領域１４３ａ、１４３ｂを形成する。このとき、ゲート電極１４３Ａにより遮蔽されて不純物が導入されなかった部分がチャネル領域１４３ｃとなる。
【００２４】
次に、層間絶縁膜２３０を貫通するコンタクトホール２３２及び２３４を形成し、これらコンタクトホール２３２及び２３４内にドレイン電極２３６及びソース電極２３８を埋め込むように形成し、駆動用ＴＦＴ１４３を得る。
【００２５】
次に、図５に示すように、前記ソース電極２３８及びドレイン電極２３６を覆うようにして、前記層間絶縁膜２３０上に誘電体積層膜からなる共振器１０を形成する。
このような共振器１０は、層間絶縁膜２３０上に最下層として１２０ｎｍの膜厚となるようにＳｉＯ２を、例えばＣＶＤ法等によってＳｉＯ２層１０ａを形成する。そして、このＳｉＯ２層１０ａ上に、同様にして７５ｎｍの膜厚のＳｉＮからなるＳｉＮ層１０ｂを形成する。ＳｉＯ２層１０ａとＳｉＮ層１０ｂとを１ペアとする膜厚１９５ｎｍの誘電体層を３ペア（合計６層）を順次積層し、その上に再度１２０ｎｍのＳｉＯ２層１０ａを積層することで、層厚７０５ｎｍの誘電体積層膜を形成する。
【００２６】
（コンタクトの形成方法）
次に、図６（ａ）〜（ｄ）を用いて前記コンタクト２５の形成方法について説明する。
前記ソース電極２３８及びドレイン電極２３６を覆うようにして、前記層間絶縁膜２３０上に共振器１０を形成した後、エッチングを用いて、前記共振器１０にコンタクトホール２０を形成する。
なお、本実施形態ではドライエッチングを用いて、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）により前記コンタクトホール２０を形成する。
また、炭素を多く含むガス（例えば、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２）を添加することでＳｉＮ層１０ｂ又はＳｉＯ２層１０ａとドレイン電極２３６との間で選択比を、例えば５以上取るようにした。また、側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度を調節することでドレイン電極２３６に向かってその内径を狭めるようなテーパ形状のコンタクトホール２０を形成する。
【００２７】
このようにドレイン電極２３６と共振器１０との間で選択比を取るようなエッチングによって、コンタクトホール２０を形成する場合に、前記共振器１０は、前述したように異なる誘電体層であるＳｉＮ層１０ｂとＳｉＯ２層１０ａとが積層されて構成されているので、本実施形態におけるエッチング条件では、ＳｉＮ層１０ｂとＳｉＯ２層１０ａとのエッチング速度の比がＳｉＮ／ＳｉＯ２＝１０／８となる。
【００２８】
よって、図６（ａ）に示すように、前記共振器１０にテーパ形状のコンタクトホール２０を形成していく。このとき、エッチング速度の比がＳｉＮ／ＳｉＯ２＝１０／８となっているので、ＳｉＯ２層１０ａはＳｉＮ層１０ｂに比べてエッチング速度が低いのでエッチング量が少なくなる。よって、図６（ｂ）に示すようにコンタクトホール２０の内壁面には、凹凸部１５によって、凹部と凸部の間に凹凸部高さｈの段差が生じている。同様にして、図６（ｃ）に示すように、共振器１０をドレイン電極２３６まで貫通するコンタクトホール２０を形成する。
このとき、共振器１０を構成している誘電体積層膜の最下層は、ＳｉＯ２層１０ａであるので、エッチング量は積層のペアとなるＳｉＮ層１０ｂに比べて小さくなる。したがって、前記ＳｉＯ２層１０ａは、前記ＳｉＮ層１０ｂに対して庇状（凸状）となっている。また、本実施形態では、コンタクトホール２０の最下層の側壁面がテーパ形状になる。
【００２９】
次に、導電性材料をスパッタ法や蒸着法によって堆積し、前記コンタクトホール２０の内壁面を導電性材料で覆うことにより、コンタクト２５を形成する。前述したように、本実施形態においては、前記コンタクト２５を画素電極１４１の一部によって形成するようにしている。
そこで、公知のフォトリソグラフィ技術やパターニング技術を用いることで、図６（ｄに示すようにコンタクトホール２０の内壁面を覆う画素電極１４１を形成する。
このとき、前述したように、エッチング速度の違いからＳｉＯ２層１０ａはＳｉＮ層１０ｂに対して庇状（凸状）となっているので、画素電極１４１の膜厚が薄い場合にはコンタクトホール２０の内壁面で、前記凹凸部１５の凹凸部高さｈによる段差でコンタクトホール２０の内壁面を覆う画素電極１４１に断線が生じるおそれがある。
本実施形態では、５０ｎｍの凹凸部高さｈが生じているコンタクトホール２０の内壁面に、導電材料厚みＡが７５ｎｍの画素電極２３６によってコンタクト２５を形成した。このとき、コンタクトホール２０内の凹凸部１５の段差によるコンタクト２５の断線は、発生しなかった。なお、画素電極２３６の厚みは大きいほど好ましいが、凹凸部高さｈの１５０％以上の導電材料厚みＡのコンタクト２５を形成すれば、凹凸部１５の段差による断線が防止できる。
【００３０】
したがって、本発明のコンタクト２５の形成方法では、図４（ｂ）を用いて説明したように、コンタクトホール２０の内壁面を凹凸部１５における凹部に対する凸部の高さの凹凸部高さｈの１５０％以上の導電材料厚みＡの画素電極１４１によって覆うようにしてコンタクト２５を形成している。よって、このコンタクト１５を形成する画素電極１４１は前記凹凸部高さＡによって生じる段差に対して十分な膜厚とすることができる。したがって、前記凹凸部１５による段差によって生じる画素電極１４１の断線を防止することができる。
よって、このコンタクト２５を介して、前記ドレイン電極２３６と画素電極１４１とを導通させるので、これら電極間での断線を防止することで接続信頼性を向上できる。
また、本実施形態では、コンタクトホール２０の最下層における内壁面がテーパ形状となっているので、前記コンタクト２５を構成する前記画素電極１４１の一部が前記テーパ形状によって、ドレイン電極２３６とコンタクト２５との境界で滑らかに接続されることで密着性が高まり、歩留まりを向上できる。
以上の工程により、共振器１０に形成したコンタクトホール２０内にコンタクト２５を形成することができ、本発明の共振器構造１が得られた。
本発明の共振器構造１によれば、前述したように凹凸部の段差による断線を防止したコンタクト２５を備えているので、このコンタクト２５を備えた共振器構造１はドレイン電極２３６と画素電極１４１との間で接続信頼性が高く、歩留まりが向上することができる。
【００３１】
図７（ａ）〜（ｄ）を用いて、前記共振器構造１を備えた有機ＥＬ装置１００の形成方法の続きを説明する。
図７(ａ)に示すように、前記画素電極１４１は、コンタクト２５を介してドレイン電極２３６に接続し、このドレイン電極２３６を介して駆動用ＴＦＴ１４３のドレイン領域１４３ａと導電接続された画素電極１４１が形成されている。
【００３２】
尚、この画素電極１４１の形成に先立って、共振器１０の表面を清浄化する処理（例えば酸素プラズマ処理、ＵＶ照射処理、オゾン処理等）を施しておいてもよい。これにより、画素電極１４１と共振器１０との密着性を向上させることができる。
【００３３】
次に、図７（ｂ）に示すように、画素電極１４１の周縁部と一部平面的に重なるように、酸化シリコン等の無機絶縁材料からなる無機バンク１４９を形成する。
具体的には、画素電極１４１及び共振器１０を覆うように酸化シリコン膜を形成した後、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて酸化シリコン膜をパターニングし、画素電極１４１の表面を部分的に開口させることで形成できる。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、無機バンク１４９上に、アクリル、ポリイミド等の有機絶縁材料からなるバンク１５０を形成する。バンク１５０の高さは、例えば１〜２μｍ程度に設定され、基板Ｐ上で有機ＥＬ素子の仕切部材として機能する。このような構成のもと、有機ＥＬ素子の正孔注入層や発光層の形成場所、すなわちこれらの形成材料の塗布位置とその周囲のバンク１５０との間に十分な高さの段差からなる開口部１５１が形成される。
また、このバンク１５０を形成するに際しては、バンク１５０の開口部１５１の壁面を、無機バンク１４９の開口部１４９ｂから若干外側へ後退させて形成するのがよい。このようにバンク１５０の開口部１５１内に無機バンク１４９を一部露出させておくことで、バンク１５０内での液体材料の濡れ広がりを良好なものとすることができる。
【００３５】
バンク１５０を形成したならば、次に、バンク１５０及び画素電極１４１を含む基体上の領域に対して撥液処理を施す。バンク１５０は、有機ＥＬ素子を区画する仕切部材として機能するので、液滴吐出ヘッド２０から吐出される液体材料に対して非親和性（撥液性）を示すものであることが好ましく、前記撥液処理により、バンク１５０に選択的に非親和性を発現させることができる。
係る撥液処理として、例えばバンクの表面をフッ素系化合物などで表面処理するといった方法を採用できる。フッ素化合物としては、例えばＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、ＵＶ照射処理などが挙げられる。
【００３６】
次に、基板Ｐの上面を上に向けた状態で正孔注入層形成材料を含む液体材料を、例えば液滴吐出法によってバンク１５０に囲まれた塗布位置に選択的に塗布する。
【００３７】
正孔注入層形成材料としては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム、バイトロンＰ、ポリスチレンスルフォン酸等を例示することができる。また、溶媒としては、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−イミダゾリノン等の極性溶媒を例示することができる。
【００３８】
上述した正孔注入層形成材料を含む液体材料が液滴吐出法によって基板Ｐ上に吐出されると、流動性が高いため水平方向に広がろうとするが、塗布された位置を囲んでバンク１５０が形成されているので、液体材料はバンク１５０を越えてその外側に広がらないようになっている。
【００３９】
続いて、加熱あるいは光照射により液体材料１１４ａの溶媒を蒸発させて画素電極１４１上に固形の正孔注入層１４０Ａを形成する。または、大気環境下又は窒素ガス雰囲気下において所定温度及び時間（一例として２００℃、１０分）焼成するようにしてもよい。あるいは大気圧より低い圧力環境下（真空環境下）に配置することで溶媒を除去するようにしてもよい。
【００４０】
続いて、基板Ｐの上面を上に向けた状態で発光層形成材料と溶媒とを含む液体材料をバンク１５０内の正孔注入層１４０Ａ上に液滴吐出法によって、発光層１４０Ｂを形成する。これにより、これにより正孔注入層１４０Ａと発光層１４０Ｂとからなる有機機能層１４０が得られる。そして、この有機機能層１４０上に、例えば蒸着法を利用することで陰極１５４を形成する。また、陰極１５４を覆うようにして、保護膜等からなる封止部（図示せず）を形成し、この封止部の上にカバーとなる基板（図示せず）を形成することで有機ＥＬ装置１００が完成する。
このような工程の基に、共振器構造１と画素電極および正孔注入層や発光層のと屈折率差と最適化した膜厚から最適な構造の共振機能とを備えた有機ＥＬ装置１００を得る事ができる。
なお、本実施形態においては、有機ＥＬ素子を備えたＥＬ装置について説明したが、本発明の共振器構造１を備えた無機ＥＬ素子からなるＥＬ装置についても同様である。
また、本実施形態においては、コンタクトホール２０の形状をドレイン電極２３６に向かってその内径を狭めるようなテーパ形状としたが、コンタクトホール２０の形状がテーパ形状でない場合についても、同様に接続信頼性のあるコンタクトを得ることができる。
また、共振器２０を構成する誘電体層の最下層の側壁形状が庇状になる場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、コンタクト２５を形成する導電材料の厚みが凹凸部高さｈの１５０％以上であれば、誘電体層の最下層が凹部となることで側壁形状が庇状の逆テーパになる場合でもコンタクト２５の断線を防止することができる。
【００４１】
本発明の有機ＥＬ装置１００によれば、コンタクトホール２０の凹凸部１５による断線を防止して、画素電極１４１とドレイン電極２３６とを接続させるコンタクト２５を有した共振器構造１を備えているので、有機ＥＬ装置１００を良好に動作させることができる。また、共振器１０を備えているので、有機ＥＬ素子２００が発光する光を強めることができる。
【００４２】
なお、本発明の有機ＥＬ装置１００を、例えばラインヘッドプリンタの画像形装置の露光手段として、ラインヘッドの発光素子に用いるようにしてもよい。このようにすれば、前記有機ＥＬ装置１００は、画素電極１４１とドレイン電極２３６との断線を防止して、良好に動作させることで、正確な露光が可能となる。
また、前記有機ＥＬ装置２００は、共振器１０を備えているので、有機ＥＬ素子２００が発光した光を効率的に利用することができ、画像形成装置の感光体ドラムなどを効率的に露光することができ、高精細な印字を得ることができる。
また、本発明の有機ＥＬ装置１００を、携帯電話等の電子機器の表示部に用いるようにしてもよい。このようにすれば、これを備えた携帯電話の歩留まりを向上でき、また良好な表示を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の有機ＥＬ装置を示す側断面図。
【図２】本発明の共振器構造を示す側断面図。
【図３】本発明の共振器の構造を示す側断面図。
【図４】（ａ）はコンタクトの側断面図、（ｂ）は凹凸部高さを示す図。
【図５】本発明の有機ＥＬ装置の途中製造工程を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のコンタクトの形成方法の工程説明図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の工程説明図。
【符号の説明】
【００４４】
１…共振器構造、１０…共振器、１０ａ…ＳｉＯ２層、
１０ｂ…ＳｉＮ層（第１の誘電体層）、１５…凹凸部、２０…コンタクトホール、
２５…コンタクト、１４１…画素電極（上部導電部）、
２００…有機ＥＬ装置（ＥＬ装置）、２３６…ドレイン電極（下部導電部）、
ｈ…凹凸部高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部導電部と上部導電部との間に設けられた、異なる誘電体層が複数積層されてなる共振器に、エッチングによって内壁面に凹凸部のあるコンタクトホールを設けて、該コンタクトホールの内壁面を覆う、前記下部導電部と上部導電部とを導通させるための、導電材料からなるコンタクトの形成方法であって、
前記下部導電部上に前記共振器を形成する工程と、
前記共振器にエッチングによってコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールの内壁面を、前記凹凸部の凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクトを形成する工程と、
を備えたことを特徴とするコンタクトの形成方法。
【請求項２】
下部導電部と上部導電部との間に設けられた共振器を備えた共振器構造であって、請求項１に記載のコンタクトの形成方法により形成されたコンタクトを有したことを特徴とする共振器構造。
【請求項３】
請求項２に記載の共振器構造を備えたことを特徴とするＥＬ装置。
【請求項１】
下部導電部と上部導電部との間に設けられた、異なる誘電体層が複数積層されてなる共振器に、エッチングによって内壁面に凹凸部のあるコンタクトホールを設けて、該コンタクトホールの内壁面を覆う、前記下部導電部と上部導電部とを導通させるための、導電材料からなるコンタクトの形成方法であって、
前記下部導電部上に前記共振器を形成する工程と、
前記共振器にエッチングによってコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールの内壁面を、前記凹凸部の凹部に対する凸部の高さの１５０％以上の厚みの導電材料によって覆うようにしてコンタクトを形成する工程と、
を備えたことを特徴とするコンタクトの形成方法。
【請求項２】
下部導電部と上部導電部との間に設けられた共振器を備えた共振器構造であって、請求項１に記載のコンタクトの形成方法により形成されたコンタクトを有したことを特徴とする共振器構造。
【請求項３】
請求項２に記載の共振器構造を備えたことを特徴とするＥＬ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１４７２１８（Ｐ２００６−１４７２１８Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３２７４７（Ｐ２００４−３３２７４７）
【出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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