(57)【要約】【課題】酸化物半導体を活性層とするトランジスタの特性および信頼性の劣化を抑制すること。【解決手段】少なくともインジウム及びガリウムを含む酸化物半導体からなる活性層と、アルミニウム層を有し、前記活性層上に部分的に形成された電極層と、前記活性層上に形成された層間絶縁層と、を有し、前記層間絶縁層と前記活性層との界面における塩素濃度のピーク値が2.0×1019[atms/cm3]以下であり、アルミニウム濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下である、薄膜トランジスタ。【選択図】図５
2020053638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともインジウム及びガリウムを含む酸化物半導体からなる活性層と、
アルミニウム層を有し、前記活性層上に部分的に形成された電極層と、
前記活性層上に形成された層間絶縁層と、を有し、
前記層間絶縁層と前記活性層との界面における塩素濃度のピーク値が2.0×1019[atms/cm3]以下であり、アルミニウム濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下である、
薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記層間絶縁層と前記活性層との界面における炭素濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下である、
請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記電極層は、非アルミニウム金属からなる第１導電層と、非アルミニウム金属からなる第２導電層と、前記第１導電層及び前記第２導電層に挟まれたアルミニウム層を有する
請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタを備えた表示装置。
【請求項５】
基板上に、少なくともインジウム及びガリウムを含む酸化物半導体からなる活性層を形成し、
前記活性層上にアルミニウム層を有する電極層を形成し、
前記電極層上にレジスト層を形成し、
前記電極層をエッチングによりパターニングし、
前記レジスト層を剥離し、
前記活性層及び前記電極層上に層間絶縁層を形成し、
前記層間絶縁層と前記活性層との界面における塩素濃度のピーク値が2.0×1019[atms/cm3]以下であり、アルミニウム濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下とする、
薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記層間絶縁層と前記活性層との界面における炭素濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下とする、
請求項５に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ、表示装置及び薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、酸化物半導体膜上にチャネル保護膜として機能する絶縁層が設けられたボトムゲート構造のトランジスタを有する半導体装置において、酸化物半導体膜上に接して設けられる絶縁層、及び／または、ソース電極層及びドレイン電極層の形成後に不純物除去処理を行うことで、エッチングガスに含まれる元素が、酸化物半導体膜表面に不純物として残存することを防止することが開示されている。同文献において、酸化物半導体膜の表面における不純物濃度として、塩素濃度を５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが開示されている。
【０００３】
非特許文献1には、ＢＣｌとＣｌ２によるアルミニウム配線のドライエッチング時にＮ２ガスを添加することによりアンモニウム塩を生成し、これをアルミニウム配線側壁の保護層として堆積させることにより、サイドエッチングを抑止しうることが示されている。同文献中のＴａｂｌｅＩＩには、エッチングガスにＮ２を添加することにより、シリコン片表面上の堆積物中の炭素濃度が有意に増加することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−４６００２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Saito, S., Sugita, K., Tonotani, J., & Yamage, M. (2002). Formation of ammonium salts and their effects on controlling pattern geometry in the reactive ion etching process for fabricating aluminum wiring and polysilicon gate. Japanese Journal of Applied Physics, 41, 2220-2224.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インジウム、ガリウム等の第１３族元素等を含んだＩＧＯ、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体を活性層とするＴＡＯＳ−ＴＦＴ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）において、金属電極のパターニングの際に、レジスト膜の剥離に塩基性の剥離剤が用いられている。このとき、金属電極の材質として、アルミニウム又はアルミニウムを含む積層金属膜を選択すると、剥離剤によりアルミニウムの腐食が生じる。そのため、例えば金属電極の材質としてチタン−アルミニウム−チタンの積層膜を選択した場合には、パターン端部に露出したアルミニウム面から腐食が進行し、パターン形状不良等の不具合を生じる場合がある。
【０００７】
そこで上記非特許文献１のようにＮ２ガスをエッチングガスに導入すると、アンモニウム塩やレジスト膜由来と考えられる炭素を含む反応生成物が、活性層である酸化物半導体層の表面にも堆積・残留する。出願人は、この反応生成物の残留の程度が、製造されるトランジスタの特性及び信頼性の劣化原因となることを見出した。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、酸化物半導体を活性層とするトランジスタの特性および信頼性の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それ
ら側面の代表的なものの概要は以下の通りである。
【００１０】
（１）少なくともインジウム及びガリウムを含む酸化物半導体からなる活性層と、アルミニウム層を有し、前記活性層上に部分的に形成された電極層と、前記活性層上に形成された層間絶縁層と、を有し、前記層間絶縁層と前記活性層との界面における塩素濃度のピーク値が2.0×1019[atms/cm3]以下であり、アルミニウム濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下である、薄膜トランジスタ。
【００１１】
（２）（１）において、前記層間絶縁層と前記活性層との界面における炭素濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下である薄膜トランジスタ。
【００１２】
（３）（１）又は（２）において、前記電極層は、非アルミニウム金属からなる第１導電層と、非アルミニウム金属からなる第２導電層と、前記第１導電層及び前記第２導電層に挟まれたアルミニウム層を有する薄膜トランジスタ。
【００１３】
（４）（１）〜（３）のいずれかの薄膜トランジスタを備えた表示装置。
【００１４】
（５）基板上に、少なくともインジウム及びガリウムを含む酸化物半導体からなる活性層を形成し、前記活性層上にアルミニウム層を有する電極層を形成し、前記電極層上にレジスト層を形成し、前記電極層をエッチングによりパターニングし、前記レジスト層を剥離し、前記活性層及び前記電極層上に層間絶縁層を形成し、前記層間絶縁層と前記活性層との界面における塩素濃度のピーク値が2.0×1019[atms/cm3]以下であり、アルミニウム濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下とする、薄膜トランジスタの製造方法。
【００１５】
（６）（５）において、前記層間絶縁層と前記活性層との界面における炭素濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下とする、薄膜トランジスタの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るトランジスタの断面を説明する図である。
【図２】トランジスタの酸化物半導体層近辺の拡大断面図である。
【図３】レジスト膜の剥離剤として、剥離剤Ａを使用して製造したトランジスタのゲート電圧に対するドレイン電流値を測定したグラフである。
【図４】レジスト膜の剥離剤として、剥離剤Ｂを使用して製造したトランジスタのゲート電圧に対するドレイン電流値を測定したグラフである。
【図５】剥離剤Ａを用いて製造したサンプルと、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルの深さ方向におけるインジウム強度及び塩素濃度を二次イオン質量分析計で測定した結果を示すグラフである。
【図６】剥離剤Ａを用いて製造したサンプルと、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルの深さ方向におけるインジウム強度及びアルミニウム濃度を二次イオン質量分析計で測定した結果を示すグラフである。
【図７】剥離剤Ａを用いて製造したサンプルと、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルの深さ方向におけるインジウム強度及び炭素濃度を二次イオン質量分析計で測定した結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係るトランジスタと、当該トランジスタを使用したＯＬＥＤである表示装置及びその製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態に係るトランジスタと、当該トランジスタを使用したＬＣＤである表示装置及びその製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明の実施形態に係るトランジスタ１０の断面を説明する図である。
【００１８】
トランジスタ１０は、基板１上に形成されたアンダーコート層２上にフォトリソグラフィの手法を用いて形成されたいわゆる薄膜トランジスタである。基板１は、ガラス基板、石英基板、樹脂基板等の無機又は有機基板であり、剛性を持つものであっても、可撓性を持つものであってもよい。また、アンダーコート層２は、不純物に対するバリア層として機能する膜である。
【００１９】
アンダーコート層２上には、ゲート電極層１１が形成される。ゲート電極層は金属若しくは合金層、又は導電性金属酸化物やその他の導電性材料からなってよく、好ましくは低抵抗性の材料を選択する。ゲート電極層１１上に、ゲート絶縁層１２が形成され、さらに、ゲート絶縁層１２上であって、ゲート電極層１１に重畳する領域に、酸化物半導体層１３が形成される。酸化物半導体層１３は、トランジスタ１０の活性層であり、第１３族元素の内、少なくともインジウム及びガリウムを含む金属酸化物である。本実施形態では、酸化物半導体層１３は、いわゆるＩＧＺＯとして知られるインジウム、ガリウム及び亜鉛の酸化物からなる透明半導体である。
【００２０】
酸化物半導体層１３及びゲート絶縁層１２上に、酸化物半導体層１３に一部分が接するように、電極層１４が形成される。電極層１４は、パターニングにより、ソース電極及びドレイン電極としての形状を有し、酸化物半導体層１３上で互いに接することなく、所定の距離を離して配置される。そのため、酸化物半導体層１３上には、電極層１４に覆われない部分が存在する。また、電極層１４は単層であっても、複層であってもよいが、少なくともアルミニウム層を有する。本実施形態では、上層及び下層に設けられた２層のチタン層にアルミニウム層が挟まれた３層構造となっている。
【００２１】
酸化物半導体層１３、電極層１４上には、層間絶縁層１６および平坦化層１８が形成される。このようにしてトランジスタ１０が基板１上に形成される。そして、トランジスタ１０の用途に応じ、さらに、平坦化層１８及び層間絶縁層１６を貫通するスルーホールを適宜形成し、電極層１４と、平坦化層１８上に形成した適宜の電気回路とを接続することにより、トランジスタ１０を有する任意の装置が形成される。そのような装置として、ＬＣＤやＯＬＥＤのような表示装置が例示される。
【００２２】
図２は、トランジスタ１０の酸化物半導体層１３近辺の拡大断面図である。酸化物半導体層１３の上面には、電極層１４が形成され、電極層１４に挟まれるように、酸化物半導体層１３が上方に露出し、層間絶縁層１６と直接接する領域Ａが存在する。そして、電極層１４は、酸化物半導体層１３に接するように形成された、非アルミニウム金属からなる第１導電層１４１と、同じく非アルミニウム金属からなる第２導電層１４３に挟まれたアルミニウム層１４２を有する。本実施形態ではね第１導電層１４１及び第２導電層１４２はいずれもチタンである。また、アルミニウム層１４２は、アルミニウム単体であるが、これをアルミニウムを含有する合金としてもよい。さらに、第１導電層１４１、アルミニウム層１４２及び第２導電層１４３以外の導電性の層をさらに設けてもよい。いずれにせよ、電極層１４の端面において、アルミニウム層１４２は層間絶縁層１６に対して露出している。
【００２３】
そして、本実施形態は、この領域Ａにおける層間絶縁層１６と活性層である酸化物半導体層１３との界面における塩素濃度のピーク値が2.0×1019[atms/cm3]以下であり、アルミニウム濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下であり、さらに付加的に、炭素濃度のピーク値が1.0×1020[atoms/cm3]以下であることを特徴としている。この点について、以下説明する。なお、本明細書でいう「界面」の技術的意味については後述する。
【００２４】
トランジスタ１０の製造工程において、電極層１４は、酸化物半導体層１３上に形成された金属層をエッチングすることにより形成される。エッチング方法に特に限定はないが、ここでは、ドライエッチングにより、領域Ａにおける酸化物半導体層１３の表面が露出するまで金属層が除去される。電極層１４となるべき部分は、レジスト膜により保護され、金属層が除去されることなく残留する。
【００２５】
このとき、酸化物半導体層１３の領域Ａの表面には、エッチングガスその他の不純物が付着する。この時、塩素や塩化物を含むエッチングガスに窒素ガスを導入するなどした場合に、反応生成物として、ＮＨ４ＡｌＣｌ４やＮＨ４Ｃｌ等のアンモニウム塩や、レジスト膜に由来する炭素化合物が不純物として付着する。かかる不純物は同様に、電極層１４の端面にも付着し、レジスト膜の剥離洗浄の際にアルミニウム層１４２の保護層として機能する点は、非特許文献１に示された通りである。
【００２６】
このような不純物は、電極層１４を保護するレジスト膜の剥離洗浄の際に相当部分が洗浄され、一部が残留塩素として残存する。この時、レジスト膜の剥離剤として、塩基性の剥離剤を使用した場合、剥離剤の選択により、かかる不純物の残留量が異なる。
【００２７】
出願人は、このような不純物の残留量が、製造されるトランジスタ１０の特性及び信頼性の劣化原因となることを見出した。図３及び図４は、レジスト膜の剥離剤として、異なる剥離剤Ａ及び剥離剤Ｂを使用して製造したトランジスタ１０のゲート電圧に対するドレイン電流値を測定したグラフであり、図３に示したグラフは剥離剤Ａを使用したサンプルに対する測定値を、図４に示したグラフは剥離剤Ｂを使用したサンプルに対する測定値を示している。
【００２８】
なお、剥離剤Ａ及び剥離剤Ｂはいずれも塩基性の液剤であり、その性状は次の表１のとおりである。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
また、図３及び図４において、実線で示した値は製造直後の測定値であり、破線で示した値は、ゲート電圧に正又は負の負荷を印加した後の測定値を示している。図３（Ａ）及び図４（Ａ）にはＰＢＴＳ（ポジティブバイアス温度ストレス）試験前後の測定結果が、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）にはＮＢＴＳ（ネガティブバイアス温度ストレス）試験前後の測定結果が示されている。ＰＢＴＳ及びＮＢＴＳの印加条件は、次の表２のとおりである。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
図３に示されるように、剥離剤Ａを用いて製造したサンプルでは、ＰＢＴＳ、ＮＢＴＳのいずれにおいても、負荷の印加後のゲート閾電圧（ドレイン電流が流れ始めるゲート電圧）が負方向にずれてしまっており、トランジスタ１０の特性の劣化が生じていることがわかる。これに対して、図４に示されるように、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルでは、ＰＢＴＳ、ＮＢＴＳのいずれにおいても、負荷の印加後のゲート閾電圧（ドレイン電流が流れ始めるゲート電圧）は負方向に変化することはない。ＰＢＴＳの場合に、負荷の印加後のゲート閾電圧が正方向にわずかに変位しているが、この変化は、わずかな負電圧として維持される、待機時ゲート電圧印可時にドレイン電流漏れを発生させるものではないので、製品特性としては許容範囲内である。
【００３３】
そして、図５〜図7は、剥離剤Ａを用いて製造したサンプルと、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルの深さ方向におけるインジウム強度並びに塩素、アルミニウム又は炭素の濃度を二次イオン質量分析計で測定した結果を示すグラフである。
【００３４】
図５に示したグラフは、インジウムの二次イオン強度（単位は、秒あたり検出数）と、塩素濃度（単位は、平方センチメートルあたり原子数）をそれぞれ示したものであり、実線が剥離剤Ａを用いて製造したサンプル、破線が剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルの測定結果を示している。塩素濃度は、二次イオン質量分析計により得られた塩素の二次イオン強度を換算したものである。また、横軸は測定サンプルとして用いたトランジスタ１０の深さ方向の位置を示しており、グラフ中左方向がサンプルの上方向、右方向がサンプルの下方向である。グラフ上部に示した、「ＰＡＳ−ＳｉＯ」は層間絶縁層１６に該当する範囲を、「ＩＧＺＯ」は酸化物半導体層１３に該当する範囲を、そして、「ＧＩ−ＳｉＯ」は、ゲート絶縁層１２に該当する範囲をおおむね示している。
【００３５】
グラフより明らかなように、塩素濃度は、サンプルの組成が層間絶縁層１６から酸化物半導体層１３に移り変わる範囲、すなわち、層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３との界面においてピーク値を示しており、剥離剤Ａを用いて製造したサンプルではその値はおおむね4.6×1019[atoms/cm3]、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルではその値はおおむね1.0×1019[atoms/cm3]である。この塩素は、サンプルの製造工程において、酸化物半導体層１３の表面に付着した不純物であるアンモニウム塩に主として由来するものと考えられるから、剥離剤Ｂの方が剥離剤Ａよりも不純物の洗浄能力が高く、残留する塩素濃度が低く抑えられたものと考えられる。
【００３６】
ここで、界面とは、サンプルの組成が層間絶縁層１６から酸化物半導体層１３に移り変わる範囲を合理的に示すものであれば、その範囲をどのように定めても差し支えないが、本明細書では、酸化物半導体層１３を構成する第１３族元素のうち、いずれかのものの二次イオン強度が、サンプルの深さ方向に関して単調増加する範囲を示すものとする。かかる定義に従って、図５においては、インジウムの二次イオン強度が単調増加する範囲として、層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３の界面の範囲を示した。
【００３７】
図６に示したグラフは、インジウムの二次イオン強度と、アルミニウム濃度をそれぞれ示したものであり、図５と同様に、実線が剥離剤Ａを用いて製造したサンプル、破線が剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルの測定結果である。グラフより、アルミニウム濃度もまた層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３との界面においてピーク値を示しており、剥離剤Ａを用いて製造したサンプルではその値はおおむね2.9×1020[atoms/cm3]、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルではその値はおおむね9.4×1019[atoms/cm3]である。このアルミニウムは、サンプルの製造工程において、電極層１４のアルミニウム層１４２に由来する不純物と考えられ、やはり剥離剤Ｂの方が剥離剤Ａよりも不純物の洗浄能力が高く、残留するアルミニウム濃度が低く抑えられたものと考えられる。
【００３８】
図７に示したグラフは、インジウムの二次イオン強度と、炭素濃度をそれぞれ示したものであり、図５及び６と同様に、実線が剥離剤Ａを用いて製造したサンプル、破線が剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルの測定結果である。グラフより、炭素濃度もまた層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３との界面においてピーク値を示しており、剥離剤Ａを用いて製造したサンプルではその値はおおむね1.5×1020[atoms/cm3]、剥離剤Ｂを用いて製造したサンプルではその値はおおむね5.0×1019[atoms/cm3]である。この炭素は、サンプルの製造工程において、レジスト層に由来する不純物と考えられ、やはり剥離剤Ｂの方が剥離剤Ａよりも不純物の洗浄能力が高く、残留する炭素濃度が低く抑えられたものと考えられる。
【００３９】
表３は、以上の結果をまとめたものである。
【００４０】
【表３】
2020053638.tif 000005
※それぞれ、界面におけるピーク値。単位は[atoms/cm3]
【００４１】
以上より、より酸化物半導体層１３上の不純物の洗浄能力の高い剥離剤Ｂを用いたサンプルにおいて、トランジスタの特性および信頼性の劣化を抑制することができていることがわかる。したがって、同様の結果が得られる不純物の残留濃度として、層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３との界面における塩素濃度のピーク値を2.0×1019[atms/cm3]以下、さらにアルミニウム濃度のピーク値を1.0×1020[atoms/cm3]以下とすると良いと考えられる。さらに、層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３との界面における炭素濃度のピーク値を1.0×1020[atoms/cm3]以下とするとより良いと考えられる。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係るトランジスタと、当該トランジスタを使用した表示装置の製造方法を、図８及び図９を参照して説明する。
【００４３】
[トランジスタ１１０の作製]（図８及び図９）
基板１０１を用意する。基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、樹脂基板等が用いられる。樹脂基板を用いることで、基板１０１に可撓性を付与することができる。
【００４４】
基板１０１上に、アンダーコート層１０２を形成する。アンダーコート層１０２は、基板１０１に含まれる不純物、又は基板１０１の裏面側から侵入する不純物に対するバリア膜とすることを目的の一として設けられる。この場合、バリア性に優れた窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、又はそれらを含む積層膜として形成することができる。
【００４５】
アンダーコート上にゲート電極層１１１が形成される。ゲート電極層１１１としては、例えばアルミニウム、チタン、クロム、モリブデン、タンタル、タングステン等の金属、又はそれらを含む合金を使用することができる。トランジスタのゲート電極としては、前述の金属材料のみならず、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明導電材料等を使用することもできる。当該層をトランジスタのゲート電極のみならず、周辺の配線を形成するための導電層として使用する場合は、低抵抗性が求められることから前述の金属材料を用いることがより好ましい。ゲート電極層１１１の膜厚は、５０ｎｍ乃至７００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ乃至５００ｎｍ程度で形成されると良い。
【００４６】
ゲート電極層１１１上に、ゲート絶縁層１１２が形成される。ゲート絶縁層１１２としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化シリコン、又はそれらを含む積層膜として形成することができる。ゲート絶縁層１１２の膜厚は、５０ｎｍ乃至７００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ乃至５００ｎｍ程度で形成されると良い。
【００４７】
ゲート絶縁層１１２上であって、先に形成したゲート電極層１１１に重畳する領域に、酸化物半導体層１１３が形成される。酸化物半導体層１１３としては、インジウムやガリウム等の第１３族元素等を含んだ金属酸化物、具体的にはＩＧＯ、ＩＧＺＯ等が代表的である。また、酸化物半導体層１１３として、その他の元素、例えば第１４族元素に属するスズ、第４族元素に属するチタン、ジルコニウム等を含んでいても良い。酸化物半導体層１１３の膜厚は、５ｎｍ乃至１００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ乃至６０ｎｍ程度で形成されると良い。
【００４８】
酸化物半導体層１１３は、特にその結晶性についての限定は無く、単結晶、多結晶、微結晶のいずれの態様であっても良い。または、非晶質であっても良い。酸化物半導体層１１３の特性としては、酸素欠損等の結晶欠陥が少なく、水素含有濃度は低いことが好ましい。酸化物半導体層１１３に含まれる水素がドナーとして機能し、トランジスタの電流リークを誘発するためである。
【００４９】
酸化物半導体層１１３に接するように、電極層１１４が形成される。電極層１１４は、図中示されるように、ソース電極及びドレイン電極として形成される。電極層１１４は、ゲート電極層１１１と同様、例えばアルミニウム、チタン、クロム、モリブデン、タンタル、タングステン等の金属、又はそれらを含む合金を使用することができ、少なくともアルミニウム又はアルミニウムを含有する合金が含まれる。また、電極層１１４は酸化物半導体層１１３に接して形成されるため、酸化物半導体層１１３に接する面は、両者の接合部においてオーミックな抵抗特性が取れるような材料を選択することが好ましい。本実施形態では、既述の通り、２層のチタン層にアルミニウム層が挟まれた積層体として電極層１１４が形成される。電極層１１４の膜厚は、５０ｎｍ乃至１μｍ、好ましくは３００ｎｍ乃至７００ｎｍ程度で形成されると良い。
【００５０】
電極層１１４は、エッチングによるパターニングがなされる。エッチングの具体的な手法は各種条件に応じて適当なものを選択してよいが、本実施形態では、配線層上に感光性レジスト膜を形成後、フォトリソグラフィによりマスクパターンを形成し、その後エッチングガスを用いたドライエッチングにより配線層の余分な金属膜を除去する。このとき、酸化物半導体層１１３の表面の一部がわずかにエッチングされるとともに、エッチングガスに含まれる塩素や、エッチング時の反応生成物が不純物として酸化物半導体層１１３表面及び、電極層１１４の端面に付着する。その後、剥離液を用いた剥離洗浄を行い、配線層上のレジスト膜を除去する。この時、酸化物半導体層１３上に付着した不純物も洗浄除去されるが、その際、層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３との界面における塩素濃度のピーク値を2.0×1019[atms/cm3]以下、さらにアルミニウム濃度のピーク値を1.0×1020[atoms/cm3]以下とするし、さらに、層間絶縁層１６と酸化物半導体層１３との界面における炭素濃度のピーク値を1.0×1020[atoms/cm3]以下とする。
【００５１】
かかるパターニングにより、電極層１１４は、ソース電極及びドレイン電極として形成される。以上の工程で、トランジスタ１１０、及び周囲の配線層（図示せず）が形成される。
【００５２】
[表示装置２００の作製]（図８）
トランジスタ１１０の形成後、トランジスタ１１０を覆う層間絶縁層１１６、及び平坦化層３１８が形成される。層間絶縁層１１６は、一部が酸化物半導体層１１３と接するため、アンダーコート層１０２や、ゲート絶縁層１１２と同様、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化シリコン、又はそれらを含む積層膜として形成することができる。層間絶縁層１１６の膜厚は、５０ｎｍ乃至７００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ乃至５００ｎｍ程度で形成されると良い。平坦化層３１８は、トランジスタ１１０等による凹凸の緩和を目的の一として設けられる。平坦化層３１８としては、熱硬化型あるいは光硬化型の有機樹脂を用いることができる。平坦化層３１８の膜厚は、３００ｎｍ乃至２μｍ、好ましくは５００ｎｍ乃至１μｍ程度で形成されると良い。
【００５３】
層間絶縁層１１６、及び平坦化層３１８に、電極層１１４に達するコンタクトホールが形成される。その後、当該コンタクトホールを介して電極層１１４のトレイン電極と電気的に接続される画素電極３２３が形成される。図に示すように、コンタクトホール形成後、コンタクトホールを覆うように導電層３１９が形成され、同時に導電層３２１が形成されても良い。導電層３１９は、電極層１１４のドレイン電極と画素電極３２３との接続を良好にすることを目的の一として設けられる。導電層３２１は、容量絶縁層３２２を介して画素電極３２３と重畳するように設けられ、当該重畳箇所で容量を形成することを目的の一として設けられる。
【００５４】
画素電極３２３は、ここでは有機ＥＬ素子３３０の陽極（アノード）として機能する。また、表示装置２００をトップエミッション型として構成する場合は、画素電極３２３は反射電極として形成される。このとき、画素電極３２３には、良好な表面反射性と、有機ＥＬ素子３３０の陽極として機能するための仕事関数が求められる。これらを満たす構成として、画素電極３２３は、最表面をＩＴＯ，ＩＺＯ等のインジウム系酸化物導電層とし、反射性の高いアルミニウムや銀との積層膜として形成されると良い。画素電極の膜厚は、アルミニウムや銀等でなる反射層を５０ｎｍ乃至３００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ乃至２００ｎｍ程度、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ等でなる表層を５ｎｍ乃至１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至５０ｎｍ程度で形成されると良い。
【００５５】
その後、画素電極３２３の端部を覆うと共に、画素電極３２３の上面を露出する開口を有する絶縁層３２４が設けられる。絶縁層３２４から露出する画素電極３２３の上面に相当する領域が、後に有機ＥＬ素子の発光領域となる。絶縁層３２４は、隣接する画素電極３２３を隔離する部材として機能することから、一般的に「隔壁」「バンク」「リブ」等と称される。絶縁層３２４としては、上面の平坦性と共に、開口部分の側壁がなだらかなテーパー形状となるように形成されることが好ましく、平坦化層３１８と同様、熱硬化性あるいは光硬化性の有機樹脂を用いることができる。絶縁層３２４の膜厚は、３００ｎｍ乃至２μｍ、好ましくは５００ｎｍ乃至１μｍ程度で形成されると良い。
【００５６】
露出した画素電極３２３を覆うように、有機層３２５が形成される。有機層３２５は、少なくとも発光層を有し、有機ＥＬ素子３３０の発光部として機能する。有機層３２５は、発光層以外に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層といった各種の電荷輸送層が含まれても良く、さらには正孔ブロック層、電子ブロック層等といった各種の電荷ブロック層が含まれても良い。有機層３２５の膜厚は、含まれる層やその光学的特性によって異なるが、５ｎｍ乃至５００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至１５０ｎｍ程度で形成されると良い。また、図では有機層３２５は、１つの画素電極３２３上に設けられているが、複数の画素電極３２５と、絶縁層３２４上に連続的に形成されても良い。
【００５７】
有機層３２５の形成後、対向電極３２６が形成される。対向電極３２６は、ここでは有機ＥＬ素子３３０の陰極（カソード）として機能する。また、表示装置２００をトップエミッション型として構成する場合は、対向電極３２６は透明電極として形成される。このとき、対向電極３２６には、有機層３２５から得られる発光を阻害しない高い透過率と、有機ＥＬ素子３３０も陰極として機能するための仕事関数が求められる。これらを満たす構成として、対向電極３２６は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等のインジウム系酸化物透明導電層、又はマグネシウム、銀、もしくはそれらの合金、化合物であって、透過率を確保できる程度の薄膜として形成されると良い。対向電極３２６の膜厚は、インジウム系酸化物透明導電層を用いる場合は５０ｎｍ乃至５００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ乃至３００ｎｍ程度、マグネシウム、銀、もしくはそれらの合金、化合物を用いる場合は５ｎｍ乃至５０ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至３０ｎｍ程度で形成されると良い。また、対向電極３２６は、複数の有機ＥＬ素子３３０に対して共通の電極であり、複数の画素電極３２５上と、絶縁層３２４上に連続的に形成される。
【００５８】
有機ＥＬ素子３３０は、水分侵入等によって容易に機能劣化を生ずるため、封止層が形成される。図では、一例として無機絶縁層３３１、有機絶縁層３３２、無機絶縁層３３３を含む封止層が形成される。無機絶縁層３３１、３３３としては、バリア性に優れた窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、又はそれらを含む積層膜として形成することができる。有機絶縁層３３２としては、熱硬化型あるいは光硬化型の有機樹脂を用いることができる。封止層を無機絶縁層３３１、３３３と有機絶縁層３３２の積層構造とすることで、工程中に混入したパーティクル等による封止不良を抑制することができる。封止層の膜厚は、無機絶縁層３３１、３３３においてはそれぞれ３００ｎｍ乃至２μｍ、好ましくは５００ｎｍ乃至１μｍ程度、有機絶縁層３３２においては１μｍ乃至２０μｍ、好ましくは２μｍ乃至１０μｍ程度で形成されると良い。
【００５９】
以上の工程によって、ＯＬＥＤである表示装置２００が完成する。なお、図に示すように、無機絶縁層３３３上に、粘着材３３４を介して対向基板３３５が設けられても良い。対向基板３３５は、カバーグラスやタッチセンサ等の機能を有していても良い。
【００６０】
[表示装置４００の作製]（図９）
トランジスタ１１０の形成後、トランジスタ１１０を覆う層間絶縁層１１６、及び平坦化層４１８が形成される。層間絶縁層１１６は、一部が酸化物半導体層１１３と接するため、アンダーコート層１０２や、ゲート絶縁層１１２と同様、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化シリコン、又はそれらを含む積層膜として形成することができる。層間絶縁層１１６の膜厚は、５０ｎｍ乃至７００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ乃至５００ｎｍ程度で形成されると良い。平坦化層４１８は、トランジスタ１１０等による凹凸の緩和を目的の一として設けられる。平坦化層４１８としては、熱硬化型あるいは光硬化型の有機樹脂を用いることができる。平坦化層４１８の膜厚は、３００ｎｍ乃至２μｍ、好ましくは５００ｎｍ乃至１μｍ程度で形成されると良い。
【００６１】
層間絶縁層１１６、及び平坦化層４１８に、電極層１１４に達するコンタクトホールが形成される。その後、当該コンタクトホールを介して電極層１１４のドレイン電極と電気的に接続される画素電極４２１が形成される。画素電極４２１としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ等のインジウム系酸化物透明導電層を用いることができる。画素電極４２１の膜厚は、５０ｎｍ乃至５００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ乃至３００ｎｍ程度で形成されると良い。
【００６２】
画素電極４２１上には、絶縁層４２２を介して共通電極４２３が形成される。共通電極４２３としては、画素電極４２１と同様、ＩＴＯ、ＩＺＯ等のインジウム系酸化物透明導電層を用いることができる。図では共通電極４２３は離散的に表されているが、平面視したとき、これらは互いに接続されて、櫛歯状あるいはスリットを有する板状に形成される。画素電極４２１と共通電極４２３の形状についてはこの限りではなく、板状に形成された共通電極上に、絶縁層４２２を介して櫛歯状あるいはスリットを有する板状の画素電極が形成されても良い。
【００６３】
一方、対向基板４２７上にはカラーフィルタ４２６、及びオーバーコート層４２５が形成され、基板１０１に対向するように配置されると共に、両者の間隙に液晶層４２４が設けられる。液晶層４２４は、前述した画素電極４２１および共通電極４２３とによって、矢印で示すように印加される横電界によって液晶の配向方向が制御され、光線の透過率が制御される。
【００６４】
以上の工程によって、ＬＣＤである表示装置４００が完成する。
【００６５】
以上説明した表示装置２００及び４００においては、画素電極３２３、４２１と電極層１１４のドレイン電極が接続されるトランジスタ１１０の特性および信頼性の劣化を抑制することができるため、長期にわたって良好な表現性能を維持することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  基板、２  アンダーコート層、１０  トランジスタ、１１  ゲート電極層、１２  ゲート絶縁層、１３  酸化物半導体層、１４  電極層、１６  層間絶縁層、１８  平坦化層、１０１  基板、１０２  アンダーコート層、１１０  トランジスタ、１１１  ゲート電極層、１１２  ゲート絶縁層、１１３  酸化物半導体層、１１４  電極層、１１６  層間絶縁層、１４１  第１導電層、１４２  アルミニウム層、１４３  第２導電層、２００  表示装置、３１８  平坦化層、３１９  導電層、３２１  導電層、３２２  容量絶縁層、３２３  画素電極、３２４  絶縁層、３２５  有機層、３２６  対向電極、３３０  有機ＥＬ素子、３３１  無機絶縁層、３３２  有機絶縁層、３３３  無機絶縁層、３３４  粘着剤、３３５  対向基板、４００  表示装置、４１８  平坦化層、４２１  画素電極、４２２  絶縁層、４２３  共通電極、４２４  液晶層、４２５  オーバーコート層、４２６  カラーフィルタ、４２７  対向基板。
【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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