(57)【要約】【課題】  オーバーエッチングされた第１電極と良好に導通し、接続信頼性及び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】  導電層２３７とこの上部にキャップメタル層２３６ａとを備えた第１電極２３６と第２電極との間の異なる誘電体層が複数積層された共振器１０に、エッチングでキャップメタル層２３６ａまで到達するコンタクトホール２０を設け、この内壁面を覆う、第１電極２３６と第２電極とを導通させる導電材料からなるコンタクト２５の形成方法である。導電層２３７に導電材料とのコンタクト抵抗が低く、密着性が高く、共振器１０の１０％以上の厚みとなるキャップメタル層２３６ａを積層して第１電極２３６とし、第１電極２３６上に共振器１０を形成する。共振器１０にコンタクトホール２０を形成しコンタクトホール２０の内壁面にコンタクト２５を形成する。【選択図】        図６
2006173227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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コンタクトホールを形成し、前記共振器の下層に設けられた第１電極と、前記共振器の上層に設けられた第２電極とを、前記コンタクトホールを介して導通させるコンタクトの形成方法であって、
基板上に導電層を形成し、該導電層上にキャップメタル層を積層することにより、前記第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上層に、異なる誘電体層を複数積層することにより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、
前記第２電極を形成することにより、前記第１電極と前記第２電極とを導通させるコンタクトを形成する工程とを含み、
前記キャップメタル層と前記第２電極とのコンタクト抵抗は、前記導電層と前記第２電極とのコンタクト抵抗よりも低く、
前記キャップメタル層を、前記共振器の厚さの１０％以上の厚さとなるように形成することを特徴とするコンタクトの形成方法。
【請求項２】
基板上に、第１電極と、前記第１電極の上層に形成され、異なる誘電体層が複数積層されてなる共振器と、前記共振器の上層に設けられた第２電極と、少なくとも前記第２電極上に発光層を含む有機層と、前記有機層の上層に設けられた第３電極とを備えた有機ＥＬ装置であって、
前記第１電極は、導電層と、該導電層上に設けられたキャップメタル層とから成り、
前記共振器に設けられたコンタクトホールと、該コンタクトホール内に設けられ、前記第１電極と前記第２電極とを接続するコンタクトと、を備えてなり、
前記キャップメタル層と前記第２電極とのコンタクト抵抗は、前記導電層と前記第２電極とのコンタクト抵抗よりも低く、
前記キャップメタル層は、前記共振器の厚さの１０％以上の厚さを有することを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３】
前記第１電極は、基板上に形成された薄膜トランジスタの、ソース電極またはドレイン電極であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【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、及び有機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）。また、前記下部電極は、例えば導電層上にキャップメタル層を積層した積層構造とすることで前記導電層上に形成したキャップメタル層によって、前記コンタクトホール内に形成するコンタクトとの接続性を向上させる技術もある。
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（第１電極）と画素電極（第２電極）とを接続させる必要がある。そこで、前述したような異方性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、異方性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。
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。このように、コンタクトホールの内壁面に凹凸部が形成されてしまうと、コンタクトホール内に形成するコンタクトが前記凹凸部によって断線するおそれがある。
そこで、共振器にコンタクトホールを形成する際に、ドレイン電極との間で大きな選択比が取れないような強いエッチングを行うことで、ＳｉＮ層とＳｉＯ２層とのエッチング速度を略同じにし、コンタクトホールの内壁面にエッチング速度の差による凹凸部が形成されるのを防止することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、前述したようなドレイン電極との間で大きな選択比が取れないような強いエッチングを行った場合、共振器の下に設けられたドレイン電極のキャップメタル層までエッチングしてしまう（オーバーエッチング）。このように、ドレイン電極のキャップメタル層をエッチングをして、導電層が露出してしまうと、例えばコンタクトホールの内壁面を導電材料で覆ってコンタクトを形成する場合に、露出した導電層と導電材料が接触することでコンタクト抵抗が増加し、前記コンタクトとキャップメタル層との境界面において十分な接続性を得る事が出来ず、コンタクト抵抗が高く接続信頼性を得る事が出来なかった。
このように前記導通部での接続信頼性が得られないと、この導通部を介してドレイン電極と画素電極とを良好に導通させることができなくなってしまい、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、オーバーエッチングされたドレイン電極と良好に導通し、接続信頼性及び歩留まりを向上した、コンタクトの形成方法、及び有機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、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コンタクトホールを形成し、前記共振器の下層に設けられた第１電極と、前記共振器の上層に設けられた第２電極とを、前記コンタクトホールを介して導通させるコンタクトの形成方法であって、基板上に導電層を形成し、該導電層上にキャップメタル層を積層することにより、前記第１電極を形成する工程と、前記第１電極の上層に、異なる誘電体層を複数積層することにより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、前記第２電極を形成することにより、前記第１電極と前記第２電極とを導通させるコンタクトを形成する工程とを含み、前記キャップメタル層と前記第２電極とのコンタクト抵抗は、前記導電層と前記第２電極とのコンタクト抵抗よりも低く、前記キャップメタル層を、前記共振器の厚さの１０％以上の厚さとなるように形成することを特徴とする。
【０００８】
本発明のコンタクトの形成方法によれば、例えば第１電極との間で大きい選択比が取れないような強いエッチングによって共振器にコンタクトホールを形成する場合、この共振器を構成する誘電体積層膜間でのエッチング速度は略等しくなる。よって、コンタクトホールの内壁面にエッチング量の違いによる凹凸部が形成されることはない。
しかしながら、このような第１電極との間で大きい選択比が取れないような強いエッチングを行うと、コンタクトホールがキャップメタル層を貫通し導電層まで到達してしまう。すると、前記導電層とコンタクトを形成する導電材料とのコンタクト抵抗が増加することで、コンタクトと第１電極との接続信頼性を低下させてしまう。
そこで、本発明を採用すれば、前記第１電極上に共振器の１０％以上の厚みとなるキャップメタル層を備えているので、前記コンタクトホールは前記キャップメタル層を貫通することがなく、前記導電層が露出することを防止するようになる。
よって、コンタクトは、前記キャップメタル層を介して導電層と導通するようになる。したがって、このコンタクトは、第２電極とキャップメタル層を備えた第１電極とを良好に導通させることができ、接続信頼性を向上し、歩留まりを向上できる。また、コンタクトホールの内壁面にはエッチング速度の差による凹凸部が形成されていないので、この凹凸部の段差によってコンタクトが断線することを防止できる。
【０００９】
本発明の共振器構造は、基板上に、第１電極と、前記第１電極の上層に形成され、異なる誘電体層が複数積層されてなる共振器と、前記共振器の上層に設けられた第２電極と、少なくとも前記第２電極上に発光層を含む有機層と、前記有機層の上層に設けられた第３電極とを備えた有機ＥＬ装置であって、前記第１電極は、導電層と、該導電層上に設けられたキャップメタル層とから成り、前記共振器に設けられたコンタクトホールと、該コンタクトホール内に設けられ、前記第１電極と前記第２電極とを接続するコンタクトと、を備えてなり、前記キャップメタル層と前記第２電極とのコンタクト抵抗は、前記導電層と前記第２電極とのコンタクト抵抗よりも低く、前記キャップメタル層は、前記共振器の厚さの１０％以上の厚さを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の有機ＥＬ装置によれば、例えば第１電極との間で大きい選択比が取れないような強いエッチングによって共振器にコンタクトホールを形成する場合にも、前記第１電極上に共振器の１０％以上の厚みとなるキャップメタル層を備えているので、コンタクトホールがキャップメタル層を貫通し導電層まで到達することがない。すなわち、共振器を構成する誘電体積層膜間でのエッチング速度を略等しくなるような強いエッチングによって形成されたコンタクトホールを備えているので、コンタクトホールの内壁面にエッチング量の違いによる凹凸部が形成されない。よって、このコンタクトホール内に形成されたコンタクトは、この凹凸部の段差による断線が防止されている。
また、前記キャップメタル層と前記第２電極とのコンタクト抵抗は、前記導電層と前記第２電極とのコンタクト抵抗よりも低いので、前記第１電極は前記導電層を介して前記第２電極と良好に導通するようになる。
したがって、共振器に形成されたコンタクトホールの内壁面の凹凸部による断線を防止し、前記第１電極と前記第２電極とを良好に導通するコンタクトを備えているので、このコンタクトを備えた有機ＥＬ装置は第１電極と第２電極との間での接続信頼性が高く、歩留まりが高いものとなる。
【００１１】
また、前記有機ＥＬ装置において、前記第１電極は、基板上に形成された薄膜トランジスタの、ソース電極またはドレイン電極であることが好ましい。
このようにすれば、例えば第１電極がＴＦＴのドレイン電極、第２電極が画素電極により構成される場合に、前記ドレイン電極と画素電極とを共振器に形成したコンタクトを介して確実に導通させることができる。さらにスイッチング素子としてＴＦＴを用いるので、より表示特性の優れた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】
【００１２】
以下、本発明のコンタクトの形成方法、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装置を模式的に示した側断面図である。ここでは、スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いた場合の有機ＥＬ装置について説明する。
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（ａ）は前記共振器構造１の要部拡大図である。図２（ａ）に示すように、共振器構造１は、後述する有機ＥＬ装置１００のドレイン電極（第１電極）２３６と、画素電極（第２電極）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、前記コンタクトホール２０内に前記画素電極１４１の一部を埋め込んで、少なくともコンタクトホール２０の内壁面を覆うことで本発明のコンタクト２５が形成されている。
なお、前記コンタクト２５を構成するための導電材料として、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。
【００１３】
（キャップメタル層）
図２（ｂ）は、前記ドレイン電極２３６の断面図を示した図である。
図２（ｂ）に示すように、本実施形態のドレイン電極２３６は、例えば３層構造からなっている。具体的には、チタン層２３６ｃを最下層とし、このチタン層２３６ｃの上にアルミニウム層２３６ｂが形成され、このアルミニウム層２３６ｂの上にキャップメタル層となるチタン層２３６ａが積層された３層構造となっている。また、キャップメタル層となるチタン層２３６ａは、後述する共振器１０の厚み（５８５ｎｍ）の１０％（５８．５ｎｍ）以上の厚みとなっている。前記アルミニウム層２３６ｂは前記画素電極１４１との導通性が高く、このアルミニウム層２３６ｂの下層に設けられたチタン層２３６ｃは、前記アルミニウム層２３６ｂと下地材料との相互拡散を防止する役目を果たすようになっている。前記アルミニウム層２３６ｂ及びチタン層２３６ｃによって、ドレイン電極２３６における導電層２３７が構成されたものとなっている。
また、前記導電層２３７の上部（ドレイン電極２３６の最上層）に形成された前記チタン層２３６ａは、アルミニウム層２３６ｂの腐食やヒロックを防止するようになっている。また、コンタクト２５を構成する導電材料（画素電極１４１）とのコンタクト抵抗は、前記導電層２３７と前記ドレイン電極２３６とのコンタクト抵抗よりも低く、ドレイン電極２３６とコンタクト２５との接続性を向上させるようになっている。なお、前記ドレイン電極２３６を構成する積層構造としては、モリブデン−アルミニウム−モリブデンであってもよい。
【００１４】
（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、７５ｎｍの膜厚のＳｉＮからなるＳｉＮ層１０ａと１２０ｎｍの膜厚のＳｉＯ２からなるＳｉＯ２層１０ｂとを１ペアとし、膜厚１９５ｎｍの誘電体積層膜を３ペア積層した層厚５８５ｎｍの共振器１０である。
また、この共振器１０はＳｉＯ２層１０ａとＳｉＮ層１０ｂ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。
【００１５】
（コンタクト）
図４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（ＩＴＯ）が覆うことで形成されている。また、前記コンタクトホール２０は、ドレイン電極２３６に向かって、その内径を狭めるテーパ形状となっている。
また、前記共振器１０に形成されたコンタクトホール２０は、後述するようにドレイン電極２３６との間で大きな選択比が取れないような強いエッチング（前記ドレイン電極２３６のエッチング速度と共振器１０のエッチング速度とを等しくするエッチング）を用いることで、ＳｉＯ２層１０ａとＳｉＮ層１０ｂとのエッチング速度を略同じとすることで、エッチング量の違いによってコンタクトホール２０の内壁面に凹凸部が形成されないようになっている。また、前記コンタクトホール２０は、前記ドレイン電極２３６に形成されたキャップメタル層２３６ａまで到達するようなオーバーエッチングされた状態に形成されている。
そして、前記キャップメタル層２３６ａと前記コンタクト２５を形成する画素電極１４１との境界部は、この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。前述したように、前記キャップメタル層２３６ａはコンタクト２５を形成する画素電極（ＩＴＯ）１４１との密着性が高く、前記コンタクトホール２０の内壁面に形成されたコンタクト２５は、前記キャップメタル層２３６ａを介してドレイン電極２３６と良好に導通させるようになっている。
【００１６】
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、それぞれ前記キャップメタル層２３６ａを備えたドレイン電極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。また、前記ソース電極２３８は、前記ドレイン電極２３６と同じ製造工程によって形成されるので、本実施形態ではドレイン電極２３６と同様に最上層にキャップメタル層２３６ａを備えた３層構造となっている。
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上に設けられるパッシベーション膜の代わりとして、前記共振器１０を備えた構造となっている。
【００１７】
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。
【００１８】
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とを覆う陰極１５４を形成することにより構成されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
ここで、前記ドレイン電極２３６及び前記ソース電極２３８を形成する際は、例えばスパッタリング法によりチタン層２３６ｃ、アルミニウム層２３６ｂ、キャップメタル層となるチタン層２３６ａを順次積層する。このとき、前記アルミニウム層２３６ｂの上に、共振器１０の厚み（５８５ｎｍ）の１０％（５８．５ｎｍ）以上の厚みとなるように前記チタン層２３６ａを積層している。このようにドレイン電極２３８に１０％以上の厚みの前記チタン層２３６ａを形成すれば、後述するようなコンタクトホール２０の内壁面に凹凸部を形成しないような強さのエッチングを行う場合に、ドレイン電極２３８上にはこのエッチングによる削れ量に対して十分な厚みのチタン層２３８ａが形成されているので、コンタクトホール２０がドレイン電極２３８の導電層２３７まで到達することなくエッチングを行うことができる。
前記アルミニウム層２３６ｂ及びチタン層２３６ｃによって、ドレイン電極２３６の導電層２３７を形成する。
また、前記導電層２３７の上部（ドレイン電極２３６の最上層）に形成された前記チタン層２３６ａは、アルミニウム層２３６ｂの腐食やヒロックを防止し、コンタクト２５を構成する導電材料（画素電極１４１）との密着性が高く、ドレイン電極２３６とコンタクト２５との接続性を向上させるようになっている。
そして、公知のフォトリソグラフィ法等によるパターニングによって前記ドレイン電極２３６及び前記ソース電極２３８を形成する。
【００２７】
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。なお、図中において、前記共振器１０は模式的に示している。
前記共振器１０は、層間絶縁膜２３０上に、最下層としてＣＶＤ法等により７５ｎｍの膜厚のＳｉＮからなるＳｉＮ層１０ａを形成する。そして、このＳｉＮ層１０ａ上に、同様にして１２０ｎｍの膜厚の膜厚のＳｉＯ２からなるＳｉＯ２層１０ｂを形成する。ＳｉＯ２層１０ｂとＳｉＮ層１０ａ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５８５ｎｍの共振器１０を形成する。
【００２８】
（コンタクトの形成）
次に、図６（ａ）〜（ｃ）を用いて前記共振器１０にコンタクトホール２０を形成し、コンタクト２５の形成する方法について説明する。
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による、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）でＣＦ４１００ｓｃｃｍ、処理圧力１０ｍＴ、ＲＦパワー３ｋＷの条件を用いて前記コンタクトホール２０を形成する。また、本実施形態では、前述したようにコンタクトホール２０を形成する際に、コンタクトホール２０内の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。
【００２９】
このとき、ドレイン電極２３６との間で選択比を取る場合、具体的にはＳｉＮ層１０ａ及びＳｉＯ２層１０ｂ等の絶縁層に対応したエッチングガス（例えば、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２）を用いることによって、前記共振器１０にコンタクトホール２０を形成する場合には、ＳｉＮ層１０ａとＳｉＯ２層１０ｂとの材質の違いがエッチング速度の違いとして現れるようになる。すると、ＳｉＮ層１０ａとＳｉＯ２層１０ｂとの間で、エッチング速度の速いＳｉＮ層１０aは、前記ＳｉＯ２層１０bよりもエッチング量が多くなる。よって、コンタクトホール２０の内壁面には、このようなエッチング量の違いによる凹凸部が形成されてしまう。
【００３０】
そこで、本発明ではドレイン電極２３６との間で大きい選択比が取れないような強いエッチングによって前記共振器１０にコンタクトホール２０を形成している。
このとき、例えばエッチングの強さをドレイン電極２３６に対応する強さにすることで、前記ＳｉＮ層１０ａとＳｉＯ２層１０ｂとの材料の違いによるエッチング速度の差を小さく、略同じにすることができる。よって、前述したようなドレイン電極２３８に対応したエッチング速度でコンタクトホール２０を形成することで、共振器１０を構成するＳｉＮ層１０ａ及びＳｉＯ２層１０ｂ間でのエッチング量を同じとすることができ、このコンタクトホール２０の内壁面にはＳｉＮ層１０ａ及びＳｉＯ２層１０ｂでのエッチング量の違いによる凹凸部は形成されることがない。
【００３１】
このような、ドレイン電極２３６と共振器１０との間で選択比を取れない強さのエッチングを用いて、図６（ａ）に示すよう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、前述したように絶縁層からなるＳｉＮ層１０ａ及びＳｉＯ２層１０ｂのエッチング速度が略同じとなっているので、ＳｉＮ層１０ａとＳｉＯ２層１０ｂとのエッチング量は略同じとなり、共振器１０にテーパ面上に凹凸部の無いコンタクトホールを形成していく。よって、図６（ｂ）に示すように、内壁面にエッチング量の違いによる凹凸部のないテーパ形状のコンタクトホール２０を形成できる。
【００３２】
しかしながら、このような強いエッチングの場合、ドレイン電極２３６の上部に形成されているチタン層からなるキャップメタル層２３６ａを貫通し、アルミニウム層２３６ｂまでコンタクトホール２０が到達してしまう。ここで、前述したように、前記キャップメタル層２３６ａと前記ドレイン電極２３６とのコンタクト抵抗は、前記導電層２３７を構成するアルミニウム層２３６ｂと前記ドレイン電極２３６とのコンタクト抵抗よりも低くなっている。したがって、このようにアルミニウム層２３６ｂが露出してしまうと、アルミニウム層２３６ｂとコンタクト２５を形成する画素電極１４１とのコンタクト抵抗が高くなってしまう。よって、画素電極１４１とドレイン電極２３６との接続性が低下し、これらの接続部での接続信頼性が低下してしまう。
そこで、本発明を採用すれば、前述したように前記ドレイン電極２３６上に共振器１０の１０％以上の厚みとなるキャップメタル層２３６ａが形成されているので、ドレイン電極２３６と共振器１０との間で選択比を取れないような強いエッチングでコンタクトホール２０を形成しても、十分な膜厚のキャップメタル層２３６ａによって、ドレイン電極２３６のアルミニウム層２３６ｂが露出することを防止できる。
【００３３】
そして、導電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。
よって、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の内壁面を画素電極１４１の一部で覆うことでコンタクト２５を形成する。
このとき、キャップメタル層となるチタン層２３６ａがコンタクト２５を形成する画素電極１４１と密着性が高いので、前記コンタクトホール２０の内壁面に形成されたコンタクト２５は、前記キャップメタル層２３６ａを介して導電層２３７を備えたドレイン電極２３６と良好な導通を得る事ができる。また、前記コンタクトホール２０の内壁面は、前記キャップメタル層２３６ａに対してテーパ形状となっているので、前記キャップメタル層２３６ａと前記コンタクト２５を形成する画素電極１４１は、このテーパ形状に沿ってなめらかに接続できる。
したがって、このコンタクト２５を構成する画素電極１４１とドレイン電極２３８とが良好に導通し、接続信頼性が向上し、歩留まりが高いものとなる。また、前述したような強いエッチングを用いたので、コンタクトホール２０の内壁面には凹凸部が形成されず、この凹凸部の段差によってコンタクト２５となる画素電極１４１の断線を防止できる。
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、これら電極間での接続信頼性を向上できる。
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、共振器構造１が得られた。
【００３４】
この共振器構造１は、前述したようにドレイン電極２３８との密着性が高く、共振器１０に形成されたコンタクトホール２０の内壁面の凹凸部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２３８と画素電極１４１との間で接続信頼性を向上できる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に、図７（ｃ）に示すように、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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上に吐出させ、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。以上説明した、共振器１０、画素電極１４１、正孔注入層１４０Ａ、発光層１４０Ｂおよび陰極１５４の構造と膜厚を共振効果が最大になるように設定する。また、陰極１５７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。
【００４５】
本発明の有機ＥＬ装置１００によれば、画素電極１４１とドレイン電極２３６とのコンタクト抵抗が低く、接続信頼性のあるコンタクト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。
【００４６】
これまでは、スイッチング素子としてＴＦＴを用いた場合について説明してきたが、ＴＦＴを用いない場合の有機ＥＬ装置にも本願発明は応用できる。図８（ａ），（ｂ）は、本発明の有機ＥＬ装置の他の実施形態を示した図である。図１に示したＴＦＴを用いた実施形態では、第１電極としては、ＴＦＴのドレイン電極２３６を用いたが、図８（ａ），（ｂ）に示す実施形態では、第１電極は後述するパッシブ駆動の有機ＥＬ装置１００Ａにおける電極または配線構造となっている。
【００４７】
このような、パッシブ駆動の有機ＥＬ装置１００Ａは、透明基板の表面にインジュウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明電極材料からなるストライプ状の複数の画素電極（陽極）１４１が互いに並行して形成されている。そして、この複数の画素電極１４１を覆って有機機能層１４０が形成されている。この有機機能層１４０の上部表面には、ストライプ状の金属薄膜からなる複数の陰極１５４が互いに並行して形成されている。したがって、前記有機機能層１４０が前記画素電極１４１と前記陰極１５４とに挟まれた構造となっている。また、前記画素電極１４１と陰極１５４とは互いに直交するように形成されており、その各交差部に位置する有機機能層１４０がそれぞれ画素を形成している。また、ストライプ状の各画素電極１４１はそれぞれデータ電極駆動部（図示せず）に接続され、ストライプ状の各陰極１５４はそれぞれ走査電極駆動部（図示せず）に接続されたものとなっている。そして、前記データ電極駆動部及び前記走査電極駆動部は、ディスプレイ制御部により制御される。このような構成の基に、パッシブ駆動による有機ＥＬ装置１００Ａを駆動することができる。
【００４８】
図８（ａ）は、前述したようなパッシブ駆動の有機ＥＬ装置１００Ａの画素電極１４１に接続する第１電極が１層構造の配線となっている場合を示す図である。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００Ａは、ガラス基板Ｐ上にＳｉＯ２層３０１が設けられている。また、このＳｉＯ２層上には、前記データ電極駆動部に接続する配線（第１電極）３００が設けられている。また、この配線３００上には、最下層をＳｉＮ層１０ａとし、このＳｉＮ層１０ａ上にＳｉＯ２層１０ｂを１ペアとする積層構造を、３ペア積層してなる共振器１０Ａを備えている。また、この共振器１０Ａには、本発明のコンタクトの形成方法によって、コンタクトホールを介して前記配線３００と画素電極１４１とを導通するコンタクトが形成されている。なお、前記配線３００上には、前記共振器１０Ａの１０％以上の厚みとなるキャップメタル層（図示せず）が形成されている。
【００４９】
また、前記画素電極１４１の上には、無機バンク１４９が設けられている。さらに、この無機バンク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１００Ａにおける隔壁部材を成している。
有機ＥＬ素子２００Ａは、前記画素電極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とを覆う陰極１５４を形成することにより構成されている。
【００５０】
図８（ｂ）は、有機ＥＬ装置の画素電極１４１に接続する第１電極が２層構造の配線となっている場合を示す図である。なお、図８（ｂ）においては、前記画素電極１４１上に設けられる有機ＥＬ素子２００Ａは、図８（ａ）で説明した構造と同一であるため、図示を省略している。本実施形態の有機ＥＬ装置１００Ｂは、ガラス基板Ｐ上にＳｉＯ２層３０１が設けられている。また、共振器１０Ａに関しては、図を簡略化して示している。
【００５１】
このＳｉＯ２層３０１上には、前記データ電極駆動部に接続する配線（第１電極）３００が設けられている。なお、前記配線３００上には、前記共振器１０Ａの１０％以上の厚みとなるキャップメタル層が形成されている。そして、前記ＳｉＯ２層３０１上には、前記配線３００による段差を平坦化するための層間絶縁膜２３０が設けられている。また、この層間絶縁膜２３０上には、コンタクトホールを介して前記配線３００に接続する導電部３０２が設けられている。すなわち、本実施形態の第１電極は前記配線３００と前記導電部３０２とからなる２層構造となっている。また、この導電部３０２上には、前述共振器１０Ａが形成されている。そして、この共振器１０Ａには、前記コンタクトが形成されていて、画素電極１５４と配線３００とを導通させるようになっている。なお、前記導電部３０２上には、前記共振器１０Ａの１０％以上の厚みとなるキャップメタル層（図示せず）が形成されている。
【００５２】
また、図８（ｂ）においては図示を省略しているが、前記画素電極１４１の上には、前記実施形態と同様に無機バンクが設けられ、この無機バンク上には、有機材料からなるバンクが積層されている。そして、前記画素電極上に正孔注入層（電荷輸送層）及び発光層を備え、この発光層とバンクとを覆う陰極を形成することで有機ＥＬ素子が形成されている。このような構成の基に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００Ａを駆動することができる。
【００５３】
本実施形態においても、配線３００、及び導電部３０２上に設けられたキャップメタル層によって、前記配線３００及び導電部３０２と画素電極１４１とのコンタクト抵抗が低く、接続信頼性のあるコンタクトを有しているので、前記有機ＥＬ装置１００Ａを良好に動作することができる。
【００５４】
なお、本発明の有機ＥＬ装置１００，１００Ａ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１００，１００Ａは、画素電極１４１とドレイン電極２３６又は前記配線３００との接続信頼性が高く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、２００Ａは、共振器１０を備えているので、有機ＥＬ素子２００，２００Ａ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１００，１００Ａ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、良好な表示を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の有機ＥＬ装置を示す側断面図。
【図２】（ａ）は共振器構造の側断面図、（ｂ）はドレイン電極の側断面図。
【図３】共振器の構造を示す側断面図。
【図４】コンタクトを示す側断面図。
【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）〜（ｃ）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。
【図８】（ａ），（ｂ）は、本発明の有機ＥＬ装置の他の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１…共振器構造、１０…共振器、２０…コンタクトホール、２５…コンタクト、
１４１…画素電極（第２電極）、２００…有機ＥＬ装置、
２３６…ドレイン電極（第１電極）、２３６ａ…チタン層（キャップメタル層）、
２３７…導電層
【図１】
2006173227.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006173227.tif 000007
【図６】
2006173227.tif 000008
【図７】
2006173227.tif 000009
【図８】
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