説明

導電部形成方法、導電部及び発光装置

【課題】導電部の欠損を防止すること。
【解決手段】Al含有膜2からなるゲートラインLgやコンタクト部42などの導電部を形成する際に、下層保護導電膜/Al含有膜/上層保護導電膜の導体膜を成膜した後、その導体膜に改質処理として酸化処理を施して、上層保護導電膜3で覆われずにピンホールPから露出してしまったAl含有膜2部分に酸化保護領域4を形成することによって、Al含有膜2がレジストの剥離液などに晒されて消失してしまうことを防ぎ、導電部の欠損を防止した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電部形成方法、導電部及び発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、各種電子デバイスにおける配線や電極などの導電部を形成する方法として、所定の基体上に成膜した導体膜から不要部分を除去して、所望のパターンの導電部を形成するフォトリソグラフィ、エッチングの技術が知られている。
そして、真空蒸着法などによって容易に成膜可能であり、安価で低抵抗なアルミニウム(Al)やアルミニウム合金を用いて導電部の形成が行われるが、アルミニウムやアルミニウム合金はレジストをパターニングする際に使用するアルカリ性の現像液に対する耐性が悪いので、アルミニウムやアルミニウム合金を一時的に保護するようにバリアメタルを使用する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
例えば、バリアメタルとしてクロム(Cr)を使用する場合、例えば図25(a)〜(e)に示すように、基体50上に、下層Cr膜1、Al合金膜2、上層Cr膜3を順に成膜する(a)。次に上層Cr膜3上にレジスト5をパターニングし(b)、上層Cr膜3をエッチングして除去した後、連続してAl合金膜2をエッチングする(c)。次にレジスト5を剥離し(d)、最後に上層Cr膜3と露出している下層Cr膜1を同時にエッチングして除去し、Al合金製の導電部2を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平9−138424号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来技術の場合、例えば図26(a)に示すように、絶縁膜32に設けられたコンタクトホールhを通じて絶縁膜32下の配線51と接続する導電部となる導体膜6を成膜した際や、例えば図27(a)に示すように、絶縁膜32下の配線51を乗り越える導電部となる導体膜6を成膜した際に、その絶縁膜32に急峻な凹凸があると、バリアメタルとしての上層Cr膜3によるAl合金膜2のエッジカバー性が悪くなり、上層Cr膜3にピンホールPが発生してしまうことがある。
上層Cr膜3にピンホールPが生じたまま、その導体膜6にフォトリソグラフィを施すと、図26(b)、図27(b)に示すように、上層Cr膜3上のレジスト5を除去する際に、ピンホールPから浸み込んだレジスト剥離液の作用によって、Al合金膜2が消失してしまうことがあった。
そして、Al合金膜2が消失した範囲が大きいと、導電部が欠損してしまい、断線に至ることがあるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明の課題は、導電部の欠損を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、導電部形成方法において、
基板の上面側にAl含有膜を成膜した後、前記Al含有膜を保護する上層保護導電膜を成膜し、前記Al含有膜に前記上層保護導電膜を積層した導体膜を形成する導体膜形成工程と、
前記上層保護導電膜で覆われていない前記Al含有膜の部分を酸化して酸化保護領域を形成するための保護処理工程と、
前記導体膜における導電部となる領域を被覆するレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記導体膜にエッチング処理を施した後、前記レジストを除去して、導電部を形成する導電部形成工程と、
を備えることを特徴とする。
好ましくは、前記導電部形成工程において、前記導体膜をエッチング処理した際に露出した前記Al含有膜部分を酸化して酸化保護領域を形成する。
好ましくは、前記導体膜形成工程において、絶縁膜上及び前記絶縁膜に設けられたコンタクトホール上に前記導体膜を形成する。
好ましくは、前記導体膜形成工程において、下面に位置する他の導電部によって上面に段差が生じている絶縁膜の上に、前記導体膜を形成する。
好ましくは、前記導体膜は、前記Al含有膜の下に前記上層保護導電膜と同じ材料を有する下層保護導電膜が設けられ、前記導電部形成工程において、前記レジストを除去した後、前記上層保護導電膜と、前記Al含有膜から露出した前記下層保護導電膜とをエッチングして除去する。
本発明の導電部は、上述した導電部形成方法によって製造される。
本発明の発光装置は、上記導電部と、その導電部に接続されて発光する発光素子と、を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、導電部の欠損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】ELパネルの画素の配置構成を示す平面図である。
【図2】ELパネルの概略構成を示す平面図である。
【図3】ELパネルの1画素に相当する回路を示した回路図である。
【図4】ELパネルの1画素を示した平面図である。
【図5】図4のV−V線に沿った面の矢視断面図である。
【図6】図4のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。
【図7】図4のVII−VII線に沿った面の矢視断面図である。
【図8】図4のVIII−VIII線に沿った面の矢視断面図である。
【図9】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図10】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図11】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図12】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図13】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図14】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図15】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図16】導電部の形成工程を示す説明図である。
【図17】導電部形成工程の他の形態を示す説明図(a)(b)(c)である。
【図18】実施形態2のELパネルの1画素を示した平面図である。
【図19】図18のIXX−IXX線に沿った面の矢視断面図である。
【図20】図18のXX−XX線に沿った面の矢視断面図である。
【図21】図18のXXI−XXI線に沿った面の矢視断面図である。
【図22】表示パネルにELパネルが適用された携帯電話機の一例を示す正面図である。
【図23】表示パネルにELパネルが適用されたデジタルカメラの一例を示す正面側斜視図(a)と、後面側斜視図(b)である。
【図24】表示パネルにELパネルが適用されたパーソナルコンピュータの一例を示す斜視図である。
【図25】従来の導電部の形成工程(a)〜(e)を示す説明図である。
【図26】従来の導電部形成工程において、バリアメタルにピンホールが生じた状態(a)と、導電部が欠損した状態(b)を示す説明図である。
【図27】従来の導電部形成工程において、バリアメタルにピンホールが生じた状態(a)と、導電部が欠損した状態(b)を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【0011】
(実施形態1)
図1は、発光装置であるELパネル10における複数の画素30の配置構成を示す平面図であり、図2は、ELパネル10の概略構成を示す平面図である。
【0012】
図1、図2に示すように、ELパネル10には、赤(R),緑(G),青(B)をそれぞれ発光する複数の画素30が所定のパターンでマトリクス状に配置されている。
このELパネル10には、複数のゲートラインLgが行方向に沿って互いに略平行となるよう配列され、複数のデータラインLdが平面視してゲートラインLgと略直交するよう列方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。また、隣り合うゲートラインLgの間において電流供給ライン(アノードライン)LaがゲートラインLgに沿って設けられている。そして、これら互いに隣接する二本のゲートラインLgと互いに隣接する二本のデータラインLdとによって囲われる範囲が、画素30に相当する。
また、ELパネル10には、ゲートラインLg、データラインLd、電流供給ラインLaの上方を覆うように、格子状の層間絶縁膜33と絶縁層35が設けられている。この層間絶縁膜33と絶縁層35にそれぞれ略長方形状の複数の開口部33a,35aが画素30ごとに形成されており、この開口部33a,35a内に所定のキャリア輸送層(後述する正孔注入層36、インターレイヤ37、発光層38)が設けられて、画素30の発光領域となる。キャリア輸送層とは、順バイアスの電圧が印加されることによって正孔又は電子を輸送する層である。またストライプ状の隔壁39がデータラインLdに沿って絶縁層35上に設けられている。
なお、赤(R)、緑(G)、青(B)の3画素30は格子パターンに限らず、例えば列方向に同色画素が配列されるストライプパターンでもよく、またデルタ配列であってもよい。
【0013】
図3は、アクティブマトリクス駆動方式で動作するELパネル10の1画素に相当する回路の一例を示した回路図である。
【0014】
図3に示すように、ELパネル10には、ゲートラインLgと、ゲートラインLgと交差するデータラインLdと、ゲートラインLgに沿う電流供給ラインLaとが設けられており、このELパネル10の1画素30につき、第1選択トランジスタTr11、第2選択トランジスタTr12、発光駆動トランジスタTr13と、キャパシタCsと、EL素子21とが設けられている。
【0015】
そして、ELパネル10は、図1から図4に示すように、複数の電流供給ラインLaと、複数のデータラインLdと、複数のゲートラインLgと、を備えている。ゲートラインLgは、それぞれ対応する所定行に配列された複数の画素回路に接続されている。各データラインLdは、それぞれ対応する所定列に配列された複数の画素回路に接続されている。各電流供給ラインLaは、それぞれ対応する所定行に配列された複数の画素回路に接続されている。
電流供給ラインLaは、図示しない電圧電源または電圧ドライバに接続されている。
また、後述するように、電流供給ラインLaは、各トランジスタTr11〜Tr13のソース電極、ドレイン電極となるソース−ドレイン導電層を用いて、これらソース電極とドレイン電極ともに形成される。データラインLdは、各トランジスタTr11〜Tr13のゲート電極となるゲート導電層を用いて、これらゲート電極とともに形成される。ゲートラインLgは、ソース−ドレイン導電層より上層に設けられた第3のメタル層を用いて形成される。
これらの異なる層に形成された配線と、各トランジスタの電極とは、絶縁膜32に設けられたコンタクト部41〜43等を介して接続されている。
【0016】
また、図4から図6に示すように、第1選択トランジスタTr11のゲート電極11gは、第2選択トランジスタTr12のゲート電極12gと一体に形成されており、そのゲート電極11gは、絶縁膜32に設けられたコンタクトホール中のコンタクト部42とゲート電極12gとを介してゲートラインLgに接続されている。
第1選択トランジスタTr11のドレイン電極11dは、電流供給ラインLaと一体に形成されており、電流供給ラインLaに接続されている。
第1選択トランジスタTr11のソース電極11sは、絶縁膜32に設けられたコンタクトホール中のコンタクト部43を介して発光駆動トランジスタTr13のゲート電極13gに接続されている。
【0017】
また、第2選択トランジスタTr12のゲート電極12gは、コンタクト部42を介してゲートラインLgに接続されている。
第2選択トランジスタTr12のドレイン電極12dは、発光駆動トランジスタTr13のソース電極13sに接続されている。
第2選択トランジスタTr12のソース電極12sは、絶縁膜32に設けられたコンタクトホール中のコンタクト部41を介してデータラインLdに接続されている。
【0018】
また、発光駆動トランジスタTr13のゲート電極13gは、コンタクト部43を介して第1選択トランジスタTr11のソース電極11sに接続されている。
発光駆動トランジスタTr13のドレイン電極13dは、電流供給ラインLaと一体に形成されており、電流供給ラインLaに接続されている。
発光駆動トランジスタTr13のソース電極13sは、画素電極34と一部が重なることによって画素電極34に接続されている。また、発光駆動トランジスタTr13のソース電極13sは、第2選択トランジスタTr12のドレイン電極12dと一体に接続されている。
【0019】
特に、本実施形態1では、図4〜図8に示すように、電流供給ラインLaの上面並びに発光駆動トランジスタTr13のドレイン電極13dの上面に、導電層48が設けられている。導電層48は、電流供給ラインLa上面において、電流供給ラインLaより幅広に形成されている。導電層48は、導電性材料から形成されている。この導電層48を設けることにより、電流供給ラインLaの低抵抗化を図ることができ、電圧降下を抑制することができる。なお、本実施形態1では、第3のメタル層を用いてゲートラインLgを形成する際に同時に導電層48を形成することによって、製造工程を増加させることなく、電流供給ラインLaの低抵抗化が可能となる。
【0020】
基板31上には、ゲート導電層をパターニングしてなる第1選択トランジスタTr11、第2選択トランジスタTr12、発光駆動トランジスタTr13のゲート電極11g,12g,13gが形成されている。更に、基板31上には、ゲート導電層をパターニングしてなり、列方向に沿って延びるデータラインLdが形成されている。
更に、ゲート電極11g,12g,13gやデータラインLdを覆うように、ゲート絶縁膜やキャパシタの誘電体として機能する絶縁膜32が形成されている。
【0021】
絶縁膜32は、絶縁性材料、例えばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等からなり、データラインLdと、ゲート電極11g,12g,13gとを覆うように基板31上に形成されている。絶縁膜32にはコンタクトホールが形成されており、コンタクトホール中に形成されたコンタクト部が、ゲート導電層を用いて形成された電極、配線とソースドレイン層を用いて形成された電極、配線とのコンタクトを図る。
【0022】
第1選択トランジスタTr11、第2選択トランジスタTr12、発光駆動トランジスタTr13は、逆スタガ型の薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)である。各トランジスタは図4〜6に示すように基板31上に形成されている。
図4に示すように、第2選択トランジスタTr12は、アモルファスシリコンまたは微結晶シリコンのいずれか一方を少なくとも含む半導体層121と、保護絶縁層122と、ドレイン電極12dと、ソース電極12sと、n型不純物を含むアモルファスシリコンまたはn型不純物を含む微結晶シリコンからなるオーミックコンタクト層124,125と、ゲート電極12gと、を備えている。
また、発光駆動トランジスタTr13は、アモルファスシリコンまたは微結晶シリコンのいずれか一方を少なくとも含む半導体層131と、保護絶縁層132と、ドレイン電極13dと、ソース電極13sと、n型不純物を含むa−Siまたはn型不純物を含む微結晶シリコンからなるオーミックコンタクト層134,135と、ゲート電極13gと、を備えている。
なお、図示(断面図)は省略しているが、第1選択トランジスタTr11は、第2選択トランジスタTr12と同様の構成となっている。
【0023】
各トランジスタTr11,Tr12,Tr13におけるゲート電極は、例えば、Mo膜、MoNb合金膜等の何れかから選択されたゲート導電層をパターニングして形成される。
各トランジスタTr11,Tr12,Tr13におけるドレイン電極とソース電極は、例えばそれぞれ、下層保護導電膜/Al合金膜/上層保護導電膜が順次積層された積層膜または下層保護導電膜/Al膜/上層保護導電膜が順次積層された積層膜を有するソース−ドレイン導電層をパターニングして形成される。また、ゲートラインLgと導電層48は、例えばそれぞれ、下層保護導電膜/Al合金膜/上層保護導電膜または下層保護導電膜/Al膜/上層保護導電膜を有する第3のメタル層をパターニングして形成される。なお、上述した下層保護導電膜及び上層保護導電膜は、Cr、W、Moの少なくとも何れかを含む。
【0024】
また、図7に示すように、ゲートラインLgは、絶縁性材料からなる絶縁膜32と層間絶縁膜33を挟んでデータラインLdと交差しており、ゲートラインLgとデータラインLdは、互いに電気的に絶縁されている。ゲートラインLgは、データラインLdとの交差領域付近においてデータラインLdの厚さに応じた段差が生じている。
また、図8に示すように、電流供給ラインLaは、絶縁性材料からなる絶縁膜32を挟んでデータラインLdと交差しており、電流供給ラインLaとデータラインLdは、互いに電気的に絶縁されている。電流供給ラインLaは、データラインLdとの交差領域付近においてデータラインLdの厚さに応じた段差が生じている。
【0025】
キャパシタCsは、一方のキャパシタ電極として機能する発光駆動トランジスタTr13のゲート電極13gの一部と、他方のキャパシタ電極として機能する画素電極34及び発光駆動トランジスタTr13のソース電極13sと、ゲート電極13gと画素電極34との間の重なり部分及びゲート電極13gとソース電極13sとの間の重なり部分に介在した誘導体となる絶縁膜32とによって構成される。キャパシタCsは、発光駆動トランジスタTr13のゲート電極13gとソース電極13sとの間の容量となっている。
【0026】
画素電極(アノード電極)34は、透光性を有する導電材料、例えば酸化錫が添加された酸化インジウム(Indium Thin Oxide;ITO)や酸化亜鉛ドープされた酸化インジウム(Indium Zinc Oxide)等から構成される。各画素電極34は画素30毎に形成されており、隣接する他の画素30の画素電極34と離間されている。
【0027】
層間絶縁膜33は、絶縁性材料、例えばシリコン窒化膜からなり、各画素電極34の中央を開口する略方形の開口部33aを有し、開口部33aから画素電極34が露出するように配置されている。また、層間絶縁膜33はトランジスタTr11,Tr12,Tr13、電流供給ラインLa等を覆うように形成される。
層間絶縁膜33上には、図5、図6に示すように、ゲートラインLg、導電層48が形成されており、更にゲートラインLg及び導電層48を覆うように、絶縁材料、例えばシリコン窒化膜からなる絶縁層35が形成されている。絶縁層35には層間絶縁膜33の開口部33aと形状が略一致した開口部35aが形成されており、これら開口部33a、開口部35aによって画素電極34及び対向電極40との間に介在する発光層38、つまり画素30の発光領域が画されている。
【0028】
隔壁39は、絶縁材料、例えばポリイミド等の感光性樹脂を硬化してなり、層間絶縁膜33及び絶縁層35上に形成される。隔壁39は、図1、図2、図4に示すように、その開口部39bが、列方向に沿って配列された複数の画素30にわたって連続して形成されたストライプ状に形成されており、層間絶縁膜33の開口部33aと絶縁層35の開口部35aに対応する位置に設けられている。隔壁39は、製造工程中、画素電極34上に形成されるR(赤)の画素30の発光層38となる材料を含有する含有液、G(緑)の画素30の発光層38となる材料を含有する含有液、B(青)の画素30の発光層38となる材料を含有する含有液を画素電極34上に塗布する際に、行方向に隣接する互いに異なる色を発する画素30に流出しないように仕切っており、発光層38の混合を防止する。なお、隔壁39の平面形状は、これに限られず各画素30ごとに開口部を設けた格子状であってもよい。
【0029】
EL素子21は、画素電極34と、正孔注入層36と、インターレイヤ37と、発光層38と、対向電極40と、を備える。正孔注入層36と、インターレイヤ37と、発光層38とがそれぞれ、電子や正孔がキャリアとして輸送されるキャリア輸送層となる。キャリア輸送層は、層間絶縁膜33、絶縁層35及び隔壁39の開口部内に配置されている。
EL素子21が基板31側から表示光を出射するボトムエミッション型である場合、画素電極34は酸化錫が添加された酸化インジウム(Indium Thin Oxide;ITO)や酸化亜鉛ドープされた酸化インジウム(Indium Zinc Oxide)等の透明金属酸化物を含む透明電極となる。
また、EL素子21が対向電極40側から表示光を出射するトップエミッション型である場合、画素電極34はAl等の可視光反射性の下層電極と、この下層電極上に積層された、上述した透明金属酸化物を含む上層透明電極とを有する。
【0030】
正孔注入層36は、画素電極34上に形成され、発光層38に正孔を供給する機能を有する。正孔注入層36は正孔(ホール)の注入や輸送が可能な有機高分子系の材料や低分子系の材料、或いは無機化合物を有している。また、有機高分子系のホール注入・輸送材料を含む有機化合物含有液としては、例えば導電性ポリマーであるポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とドーパントであるポリスチレンスルホン酸(PSS)を水系溶媒に分散させた分散液であるPEDOT/PSS水溶液を塗布、乾燥して正孔注入層36を形成する。無機化合物としては、高抵抗の酸化モリブデンを画素電極34上及び隔壁39の表面に連続して成膜することによって正孔注入層36を形成する。
【0031】
インターレイヤ37は、正孔注入層36上に形成される。インターレイヤ37は、発光層38の電子注入性を抑制して発光層38内において電子と正孔とを再結合させやすくする機能を有し、発光層38の発光効率を高めるために設けられている有機化合物層である。
【0032】
発光層38は、インターレイヤ37上に形成される。発光層38は、アノード電極(画素電極34)とカソード電極(対向電極40)との間に電圧を印加することにより光を発生する機能を有する。発光層38は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料、例えばポリパラフェニレンビニレン系やポリフルオレン系等の共役二重結合ポリマーを含む赤(R)、緑(G)、青(B)色の発光材料から構成される。また、これらの発光材料は、適宜水系溶媒あるいはテトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン、キシレン等の有機溶媒に溶解(又は分散)した溶液(分散液)を、連続した液流として吐出するノズルコート法や分離した複数の液滴として吐出するインクジェット法等により塗布し、溶媒を揮発させることによって形成する。
【0033】
対向電極(カソード電極)40は、発光層38上に設けられる。対向電極(カソード電極)40は、ボトムエミッション型の場合、発光層38上に設けられ、導電材料、例えばLi,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料を有する層と、この層上に積層されたAl等の光反射性導電層を有する積層構造を成す。また、対向電極(カソード電極)40がトップエミッション型の場合、発光層38上に設けられ、約10nm以下の膜厚の極薄い例えばLi,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料を有する光透過性低仕事関数層と、100nm〜200nm程度の膜厚のITO等の光透過性導電層を有する透明積層構造を成す。本実施形態では、対向電極40は複数の画素30に跨って形成される単一の電極層から構成され、例えば接地電位である基準電圧Vssが印加されている。
【0034】
このELパネル10は、次のような駆動によって発光する。なお、トランジスタTr11〜Tr13はnチャネル型トランジスタに設定され、これに基づいて後述する信号のハイ、ローが設定されるが、トランジスタTr11〜Tr13は少なくともいずれかがpチャネル型トランジスタであってもよく、それに応じて信号のハイ、ローが設定されていればよい。
まず、選択期間にゲートラインLgの電位がハイレベルになり、第1選択トランジスタTr11と第2選択トランジスタTr12をオンにする。この選択期間において電流供給ラインLaには基準電位Vss以下のローレベルの電圧が印加されており、図示しないデータドライバからの信号に基づいてデータラインLdに画素階調に応じた電流を流すことで、電流供給ラインLaから発光駆動トランジスタTr13、第2選択トランジスタTr12、データラインLdへと電流が流れる。そして、この画素階調に対応する電流に応じた電荷がキャパシタCsにチャージされる。
次に、発光期間にゲートラインLgの電位がローレベルになり、第1選択トランジスタTr11と第2選択トランジスタTr12をオフにする。この発光期間において電流供給ラインLaには基準電位Vssよりも高いハイレベルの電圧が印加されている。
ここで、第1選択トランジスタTr11がオフであるので、発光駆動トランジスタTr13のゲート電極13gとソース電極13sとの間の電位差が、キャパシタCsにチャージされた電荷のレベルに維持される。また、第2選択トランジスタTr12もオフであるため、電流供給ラインLaから発光駆動トランジスタTr13を通じてEL素子21にゲート電極13gとソース電極13sとの間の電位差に応じた電流値の電流が流れる。
こうして、所定の階調で各EL素子21が発光することで、ELパネル10の発光表示が行われる。
【0035】
次に、各トランジスタTr11,Tr12,Tr13におけるドレイン電極およびソース電極と電流供給ラインLaとを、ソース−ドレイン導電層(導体膜)から形成する方法と、ゲートラインLgと導電層48を、第3のメタル層(導体膜)から形成する方法について説明する。
【0036】
本実施形態において、各トランジスタTr11,Tr12,Tr13におけるドレイン電極およびソース電極と、電流供給ラインLaと、ゲートラインLgと、導電層48とは、導電性の向上を図るために、Cr、W、Moの少なくとも何れかを含む下層保護導電膜と、その上のAlまたはAl合金を含むアルミ含有膜と、Cr、W、Moの少なくとも何れかを含む上層保護導電膜との積層体である導体膜を成膜して、その導体膜をフォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングして形成する点が共通している導電部である。なお、この下層保護導電膜/Al含有膜/上層保護導電膜の導体膜におけるAl含有膜2を覆う上層保護導電膜3は、レジストを形成する際にAl含有膜を一時的に保護するバリアメタルである。
本実施形態では、各トランジスタTr11,Tr12,Tr13におけるドレイン電極およびソース電極を、下層保護導電膜/Al含有膜/上層保護導電膜で形成する。また、電流供給ラインLa、ゲートラインLg、導電層48を、他の下層保護導電膜/他のAl含有膜/他の上層保護導電膜の導体膜から形成する。
【0037】
以下に、概略図を用いて導電部形成方法を説明する。
【0038】
まず、基板31にゲート導電層を成膜し、フォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングして各トランジスタTr11,Tr12,Tr13のゲート電極11g、12g、13g及びデータラインLdを形成してから基板31全面に絶縁膜32、各トランジスタTr11,Tr12,Tr13の半導体層となる半導体膜、各トランジスタTr11,Tr12,Tr13のオーミックコンタクト層となるオーミックコンタクト膜、各トランジスタTr11,Tr12,Tr13の保護絶縁層となる絶縁膜を順次堆積する。次いでこの絶縁膜をフォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングして各トランジスタTr11,Tr12,Tr13の保護絶縁層を形成する。そしてオーミックコンタクト膜、半導体膜をフォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングして各トランジスタTr11,Tr12,Tr13のオーミックコンタクト層、半導体層を形成する。
その後、ソース−ドレイン導電層を成膜する。このとき、ソース−ドレイン導電層は、下層保護導電膜1、Al含有膜2、上層保護導電膜3の積層体であり、図17(a)に示すように、下方に形成されたデータラインLdによって段差を生じている。段差部分において、上層保護導電膜3からAl含有膜2が露出しているピンホールPが生じる。なお、ピンホールPは段差が生じていない部分でも起こりうる。
この状態で、酸素を含む雰囲気(例えば大気雰囲気)下で熱処理を行い、Al含有膜2が露出している部分では、アルミニウムが酸化されてなる酸化保護領域4が形成される。酸化保護領域4の酸化アルミニウムの皮膜は、緻密なため、それ以上酸化が進行されないので、酸化保護領域4は極めて薄い領域に抑えることができる。
【0039】
そして導体膜における導電部となる領域を被覆するレジスト5を形成する。このとき、導体膜のAl含有膜2は、上層保護導電膜3と酸化保護領域4で覆われているため、レジスト5の現像液に触れることがないので、Al含有膜2が損傷してしまうことはない。
次いで、図17(b)に示すように、レジスト5で被覆した導体膜にエッチング処理を施し、上層保護導電膜3とAl含有膜2を順にエッチングして除去する。
そのエッチングによってレジスト5下で露出したAl含有膜2部分に改質処理である酸化処理を施して酸化保護領域4を形成する。なお、改質処理は上記した各種酸化処理と同様である。
【0040】
次いで、剥離液(例えば、ナガセケミカル株式会社製、ナガセレジストストリップN−303G)を用いて、レジスト5を除去する。このとき、導体膜のAl含有膜2は、上層保護導電膜3と酸化保護領域4で覆われているため、レジストの剥離液に触れることがないので、その剥離液中で保護導電膜の材料である例えばCrとAl含有膜2のAlの電食反応が起こるなどしてAl含有膜2が損傷してしまうことはない。
次いで、図17(c)に示すように、上層保護導電膜3と、表面に露出している下層保護導電膜1を同時にエッチングで除去して、残存する下層保護導電膜1及びAl含有膜2によって、データラインLdによって段差の生じる電流供給ラインLaや各トランジスタTr11,Tr12,Tr13のゲート電極によって段差の生じるソース、ドレイン電極を形成する。
なお、上述した熱処理以外でも、オゾン水洗浄、UVオゾン処理、酸素プラズマ処理など、任意の酸化処理でも酸化保護領域4を形成することができる。
【0041】
この後、全面に層間絶縁膜33を堆積して、図9に示すように、基板31の上面側の絶縁膜32,33に、フォトリソグラフィ及びエッチングによりコンタクトホールhを形成し、ゲート電極12gを露出させる。このようなコンタクトホールhには、例えば、図4に示すコンタクト部41〜43のコンタクトホールがある。
【0042】
次いで、図10に示すように、ゲートラインLgや導電層48となる下層保護導電膜1、Al含有膜2、上層保護導電膜3を順に成膜し、Al含有膜2に上層保護導電膜3を積層した導体膜(第3のメタル層)を形成する。
ここで、絶縁膜32,33におけるコンタクトホールhが急峻な凹部であるため、上層保護導電膜3にピンホールPが発生して、そのピンホールPからAl含有膜2が露出してしまうことがある。
【0043】
次いで、図11に示すように、Al含有膜2に改質処理として酸化処理を施し、上層保護導電膜3で覆われずにピンホールPから露出してしまったAl含有膜2のアルミニウムを酸化し、酸化保護領域4を形成する。なお、改質処理は、大気雰囲気下での熱処理、オゾン水洗浄、UVオゾン処理、酸素プラズマ処理など、任意の酸化処理であってよい。
【0044】
次いで、図12に示すように、導体膜における導電部となる領域を被覆するレジスト5を形成する。このとき、導体膜のAl含有膜2は、上層保護導電膜3と酸化保護領域4で覆われているため、レジストの現像液に触れることがないので、Al含有膜2が損傷してしまうことはない。
【0045】
次いで、図13に示すように、レジスト5で被覆した導体膜にエッチング処理を施し、上層保護導電膜3とAl含有膜2を順に除去する。
【0046】
次いで、図14に示すように、導体膜の上層保護導電膜3とAl含有膜2をエッチングした後、そのエッチングによって露出したAl含有膜2部分に改質処理である酸化処理を施して酸化保護領域4を形成する。なお、改質処理は上記した各種酸化処理と同様である。
【0047】
次いで、図15に示すように、剥離液(例えば、ナガセケミカル株式会社製、ナガセレジストストリップN−303G)を用いて、レジスト5を除去する。このとき、導体膜のAl含有膜2は、上層保護導電膜3と酸化保護領域4で覆われているため、レジストの剥離液に触れることがないので、その剥離液中で保護導電膜の材料である例えばCrとAl含有膜2のAlの電食反応が起こるなどしてAl含有膜2が損傷してしまうことはない。
【0048】
次いで、図16に示すように、上層保護導電膜3と、表面に露出している下層保護導電膜1を同時にエッチングで除去して、Al含有膜2からなる導電部であるゲートラインLg、コンタクト部41〜43、導電層48を形成する。
こうして、Al含有膜2からなる導電部を欠損することなく形成することができる。
【0049】
以上のように、Al含有膜2からなるゲートラインLgやコンタクト部41〜43などの導電部を形成する際に、下層保護導電膜/Al含有膜/上層保護導電膜の導体膜を成膜した後、その導体膜に改質処理として酸化処理を施して、上層保護導電膜3で覆われずにピンホールPから露出してしまったAl含有膜2部分に酸化保護領域4を形成することによれば、Al含有膜2がレジストの剥離液などに晒されて消失してしまうことがないので、導電部の欠損を防止することができる。
【0050】
なお、ここでは下層保護導電膜/Al含有膜/上層保護導電膜の導体膜である第3のメタル層をパターニングして、ゲート導電層で形成される部材との接続部材、具体的にはゲートラインLgおよびコンタクト部41〜43を形成する例を示したが、同時に、第3のメタル層をパターニングして、ソース−ドレイン導電層で形成される部材との接続部材を形成することができる。具体的には、ソース−ドレイン導電層をパターニングして形成される電流供給ラインLa上に層間絶縁膜33を堆積後、電流供給ラインLa上の層間絶縁膜33に電流供給ラインLaより幅の狭いコンタクトホールを形成する。図10に示す工程で、コンタクトホール内にも第3のメタル層が充填されるので、この第3のメタル層をパターニングしてコンタクトホール内外に導電層48を形成することができる。このとき、コンタクトホールの内外で第3のメタル層に段差が生じるが、図11〜図16に示す工程とともに、段差によって生じる、上層保護導電膜3から露出したAl含有膜2を酸化保護領域4とすることができる。
また、下層保護導電膜/Al含有膜/上層保護導電膜の導体膜であるソース−ドレイン導電層をパターニングして形成する各種電極や配線などの導電部も同様の工程を経る手法によって形成することができる。
【0051】
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2について説明する。なお、実施形態1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【0052】
発光装置であるELパネル60は、図18〜図19に示すように、実施形態1のELパネル10における絶縁層35と、導電層48が設けられていない構成であって、第2選択トランジスタTr12のゲート電極12gとゲートラインLgとが一体に形成されているものである。
【0053】
また、図20に示すように、ゲートラインLgは、ゲート導電層によって形成され、さらに絶縁膜32に設けられたコンタクトホール中のコンタクト部66,67と、そのコンタクト部66,67を介して迂回配線65と電気的に接続しており、その迂回配線65が絶縁膜32を挟んでデータラインLdと交差することで、ゲートラインLg及び迂回配線65と、データラインLdとが、互いに電気的に絶縁されている。このコンタクト部66,67および迂回配線65は、ソース−ドレイン導電層から形成される。
また、図21に示すように、電流供給ラインLaは、絶縁性材料からなる絶縁膜32を挟んでデータラインLdと交差しており、電流供給ラインLaとデータラインLdは、互いに電気的に絶縁されている。
【0054】
そして、下層保護導電膜/Al含有膜/上層保護導電膜の導体膜であるソース−ドレイン導電層をパターニングして形成するコンタクト部66,67および迂回配線65や電流供給ラインLaなど、各種電極や配線などの導電部は、上記した実施形態1と同様の工程を経る導電部形成方法によって形成することができる。
【0055】
以上のように形成されて製造されたELパネル10、60は、各種電子機器の表示パネルとして用いられる。
例えば、図22に示す、携帯電話機200の表示パネル10aや、図23(a)(b)に示す、デジタルカメラ300の表示パネル10bや、図24に示す、パーソナルコンピュータ400の表示パネル10cに、ELパネル10、60を適用することができる。
【0056】
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0057】
10、60 ELパネル
Tr11 第1選択トランジスタ
11s ソース電極
11d ドレイン電極
11g ゲート電極
Tr12 第2選択トランジスタ
12s ソース電極
12d ドレイン電極
12g ゲート電極
Tr13 発光駆動トランジスタ
13s ソース電極
13d ドレイン電極
13g ゲート電極
La 電流供給ライン
Ld データライン
Lg ゲートライン
21 EL素子
31 基板
32 絶縁膜
33 層間絶縁膜
34 画素電極
35 絶縁層
40 対向電極
48 導電層
65 迂回配線
66 コンタクト部
67 コンタクト部
1 下層保護導電膜
2 Al含有膜
3 上層保護導電膜
4 酸化保護領域
5 レジスト
6 導体膜
h コンタクトホール
P ピンホール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の上面側にAl含有膜を成膜した後、前記Al含有膜を保護する上層保護導電膜を成膜し、前記Al含有膜に前記上層保護導電膜を積層した導体膜を形成する導体膜形成工程と、
前記上層保護導電膜で覆われていない前記Al含有膜の部分を酸化して酸化保護領域を形成するための保護処理工程と、
前記導体膜における導電部となる領域を被覆するレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記導体膜にエッチング処理を施した後、前記レジストを除去して、導電部を形成する導電部形成工程と、
を備えることを特徴とする導電部形成方法。
【請求項2】
前記導電部形成工程において、前記導体膜をエッチング処理した際に露出した前記Al含有膜部分を酸化して酸化保護領域を形成することを特徴とする請求項1に記載の導電部形成方法。
【請求項3】
前記導体膜形成工程において、絶縁膜上及び前記絶縁膜に設けられたコンタクトホール上に前記導体膜を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の導電部形成方法。
【請求項4】
前記導体膜形成工程において、下面に位置する他の導電部によって上面に段差が生じている絶縁膜の上に、前記導体膜を形成することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の導電部形成方法。
【請求項5】
前記導体膜は、前記Al含有膜の下に前記上層保護導電膜と同じ材料を有する下層保護導電膜が設けられ、
前記導電部形成工程において、前記レジストを除去した後、前記上層保護導電膜と、前記Al含有膜から露出した前記下層保護導電膜とをエッチングして除去することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の導電部形成方法。
【請求項6】
請求項1〜5の何れかに記載の導電部形成方法によって製造されることを特徴とする導電部。
【請求項7】
請求項6に記載の導電部と、
前記導電部に接続されて発光する発光素子と、
を有することを特徴とする発光装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【公開番号】特開2012−23064(P2012−23064A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−157403(P2010−157403)
【出願日】平成22年7月12日(2010.7.12)
【出願人】(000001443)カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Fターム(参考)】