(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎチャネル型の画素ＴＦＴを有する画素が複数配置された画素部と、
ｎチャネル型の駆動回路用ＴＦＴ及びｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴを有する駆動回路と、を有する液晶表示装置であって、
前記ｎチャネル型の画素ＴＦＴ及び前記ｎチャネル型の駆動回路用ＴＦＴは、
絶縁表面上の第１の活性層と、
前記第１の活性層上の第１のゲート絶縁膜と、
前記第１のゲート絶縁膜上の第１のゲート配線と、
前記第１のゲート配線の側面及び上面に形成された第１の金属膜と、を有し、
前記第１の活性層は、第１のチャネル形成領域と、前記第１のチャネル形成領域を挟むｎ型の第１の不純物領域と、前記第１のチャネル形成領域及び前記第１の不純物領域を挟むｎ型の第２の不純物領域と、前記第１のチャネル形成領域、前記第１の不純物領域及び前記第２の不純物領域を挟むｎ型の第３の不純物領域と、を有し、
前記第１の不純物領域に添加された不純物は前記第２の不純物領域に添加された不純物よりも低濃度であり、前記第２の不純物領域に添加された不純物は前記第３の不純物領域に添加された不純物よりも低濃度であり、
前記第１のチャネル形成領域は、前記第１のゲート絶縁膜を介して前記第１のゲート配線と重なり、
前記第１の不純物領域は、前記第１のゲート絶縁膜を介して前記第１のゲート配線の側面に形成された第１の金属膜と重なり、
前記第２の不純物領域は前記第１のゲート絶縁膜を介して前記第１のゲート配線の側面に形成された第１の金属膜と重ならず、
前記ｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴは、
前記絶縁表面上の第２の活性層と、
前記第２の活性層上の第２のゲート絶縁膜と、
前記第２のゲート絶縁膜上の第２のゲート配線と、
前記第２のゲート配線の側面及び上面に形成された第２の金属膜と、を有し、
前記第２の活性層は、第２のチャネル形成領域と、前記第２のチャネル形成領域を挟むｐ型の第４の不純物領域と、を有し、
前記第２のチャネル形成領域は、前記第２のゲート絶縁膜を介して前記第２のゲート配線及び前記第２のゲート配線の側面に形成された第２の金属膜と重なり、
前記第１のゲート配線及び前記第２のゲート配線は、Ｃｕを主成分とする材料からなり、
前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜は、高融点金属材料からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、前記高融点金属材料はＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＺｎであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
ｎチャネル型のスイッチング用ＴＦＴ及びｎチャネル型の電流制御用ＴＦＴを有する画素が複数配置された画素部と、
ｎチャネル型の駆動回路用ＴＦＴ及びｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴを有する駆動回路と、を有するＥＬ表示装置であって、
前記ｎチャネル型のスイッチング用ＴＦＴ、前記ｎチャネル型の電流制御用ＴＦＴ及び前記ｎチャネル型の駆動回路用ＴＦＴは、
絶縁表面上の第１の活性層と、
前記第１の活性層上の第１のゲート絶縁膜と、
前記第１のゲート絶縁膜上の第１のゲート配線と、
前記第１のゲート配線の側面及び上面に形成された第１の金属膜と、を有し、
前記第１の活性層は、第１のチャネル形成領域と、前記第１のチャネル形成領域を挟むｎ型の第１の不純物領域と、前記第１のチャネル形成領域及び前記第１の不純物領域を挟むｎ型の第２の不純物領域と、前記第１のチャネル形成領域、前記第１の不純物領域及び前記第２の不純物領域を挟むｎ型の第３の不純物領域と、を有し、
前記第１の不純物領域に添加された不純物は前記第２の不純物領域に添加された不純物よりも低濃度であり、前記第２の不純物領域に添加された不純物は前記第３の不純物領域に添加された不純物よりも低濃度であり、
前記第１のチャネル形成領域は、前記第１のゲート絶縁膜を介して前記第１のゲート配線と重なり、
前記第１の不純物領域は、前記第１のゲート絶縁膜を介して前記第１のゲート配線の側面に形成された第１の金属膜と重なり、
前記第２の不純物領域は前記第１のゲート絶縁膜を介して前記第１のゲート配線の側面に形成された第１の金属膜と重ならず、
前記ｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴは、
前記絶縁表面上の第２の活性層と、
前記第２の活性層上の第２のゲート絶縁膜と、
前記第２のゲート絶縁膜上の第２のゲート配線と、
前記第２のゲート配線の側面及び上面に形成された第２の金属膜と、を有し、
前記第２の活性層は、第２のチャネル形成領域と、前記第２のチャネル形成領域を挟むｐ型の第４の不純物領域と、を有し、
前記第２のチャネル形成領域は、前記第２のゲート絶縁膜を介して前記第２のゲート配線及び前記第２のゲート配線の側面に形成された第２の金属膜と重なり、
前記第１のゲート配線及び前記第２のゲート配線は、Ｃｕを主成分とする材料からなり、
前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜は、高融点金属材料からなることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項４】
請求項３において、前記高融点金属材料はＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＺｎであることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記ｎチャネル型の電流制御用ＴＦＴは、マルチゲート構造であることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項６】
請求項１若しくは２の液晶表示装置、又は請求項２乃至５のいずれか一項のＥＬ表示装置を表示部として有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は絶縁表面を有する基板上に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:以下、ＴＦＴとする）で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示装置に代表される電気光学装置および電気光学装置を搭載した電気器具（電子機器ともいう）およびその作製方法に関する。なお、本明細書において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能する装置全般を指し、上記電気光学装置およびその電気光学装置を搭載した電気器具を範疇に含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポリシリコン膜を利用したＴＦＴ（以下、結晶質ＴＦＴと記す）で回路を構成したアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目されている。これは、マトリクス状に配置された複数の画素によって液晶にかかる電界をマトリクス状に制御し、高精細な画像表示装置を実現するものである。
【０００３】
アクティブマトリクス型液晶表示装置の画素部はｎチャネル型ＴＦＴが形成されている場合が多い（以下、画素部に形成されているＴＦＴを画素ＴＦＴと記す）。画素ＴＦＴは、振幅１５〜２０Ｖ程度のゲート電圧が印加されるので、オン領域とオフ領域の両方の特性を満足する必要があった。一方、画素部を駆動するために設けられる周辺回路はＣＭＯＳ回路を基本として構成され、主にオン領域の特性が重要であった。しかし、結晶質ＴＦＴはオフ電流が上がりやすいという問題点があった。また、結晶質ＴＦＴを長期間駆動させると移動度やオン電流の低下、オフ電流の増加といった劣化現象がしばしば観測された。この原因の一つは、ドレイン近傍の高電界が原因で発生するホットキャリア注入現象にあると考えられた。
【０００４】
ＬＳＩの技術分野ではＭＯＳトランジスタのオフ電流を下げ、さらにドレイン近傍の高電界を緩和する方法として、低濃度ドレイン（ＬＤＤ：Lightly Doped Drain）構造が知られている。この構造は、ドレイン領域とチャネル形成領域の間に低濃度の不純物領域を設けたものであり、この低濃度不純物領域をＬＤＤ領域と呼んでいる。
【０００５】
同様に結晶質ＴＦＴでもＬＤＤ構造を形成することは知られていた。従来の技術では、ゲート電極をマスクとして、第１の不純物元素の添加工程によりＬＤＤ領域となる低濃度不純物領域を形成しておき、その後異方性エッチングの技術を利用してゲート電極の両側にサイドウオールを形成し、ゲート電極とサイドウオールをマスクとして第２の不純物元素の添加工程によりソース領域とドレイン領域となる高濃度不純物領域を形成する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＬＤＤ構造は通常の構造のＴＦＴと比べて、オフ電流を下げることができても、構造的に直列抵抗成分が増えてしまうため、結果としてＴＦＴのオン電流も低下させてしまう欠点があった。また、オン電流の劣化を完全に防ぐことはできなかった。
【０００７】
本発明はこの様な問題点を克服するための技術を提供するものであり、ゲート電極とＬＤＤ領域とをオーバーラップさせた構造のＴＦＴを提供することを目的とする。その目的を達成するために、簡便な方法で、ゲート電極がＬＤＤ領域にオーバーラップする構造のＴＦＴを作製する技術を提供することを目的としている。そして、信頼性の高いＴＦＴで回路を形成した半導体装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する発明の構成は、ゲート絶縁膜上にゲート配線を有し、前記ゲート配線の側面および上面に膜厚の等しい金属膜を有しているＴＦＴを有することを特徴とする半導体装置である。
【０００９】
また、他の発明の構成は、ゲート絶縁膜上にゲート配線を有し、前記ゲート配線の側面および上面には電解めっき法によって析出させた金属膜を有しているＴＦＴを有することを特徴とする半導体装置である。
【００１０】
また、他の発明の構成は、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴで形成されるＣＭＯＳ回路を有する半導体装置において、前記ｎチャネル型ＴＦＴおよび前記ｐチャネル型ＴＦＴは、ゲート絶縁膜上にゲート配線を有し、前記ゲート配線は、側面および上面に金属膜を有することを特徴とする半導体装置である。
【００１１】
また、他の発明の構成は、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴで形成されるＣＭＯＳ回路を含む半導体装置において、前記ｎチャネル型ＴＦＴおよび前記ｐチャネル型ＴＦＴのそれぞれの活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート配線と、前記ゲート配線の側面および上面を覆う金属膜と、を有し、前記ｎチャネル型ＴＦＴの活性層は、チャネル形成領域、前記チャネル形成領域に接して第１不純物領域、前記第１不純物領域に接して第２不純物領域、前記第２不純物領域に接して第３不純物領域を有し、前記ゲート配線は前記チャネル形成領域と重なって形成されており、前記第１不純物領域の幅は前記ゲート配線の側面に形成された金属膜の厚さによって決定されることを特徴とする半導体装置である。
【００１２】
また、他の発明の構成は、ｎチャネル型ＴＦＴと、ｐチャネル型ＴＦＴとで形成されるＣＭＯＳ回路を含む半導体装置において、活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート配線と、前記ゲート配線の側面および上面を覆う金属膜と、を有し、
前記ｎチャネル型ＴＦＴの活性層は、チャネル形成領域、前記チャネル形成領域に接して第１不純物領域、前記第１不純物領域に接して第２不純物領域、前記第２不純物領域に接して第３不純物領域を有し、前記チャネル形成領域の長さと前記ゲート配線の幅および前記第１不純物領域の長さと前記金属膜の膜厚は前記ゲート絶縁膜を介して一致しており、
前記第３不純物領域には、前記活性層の結晶化に用いた触媒元素が１×１０17〜１×１０20atoms/cm3の濃度で存在することを特徴とする半導体装置である。
【００１３】
また、他の発明の構成は、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体層を結晶化し、活性層を形成する工程と、前記活性層上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート配線を形成する工程と、前記ゲート配線をマスクにして不純物を添加し第１不純物領域を形成する工程と、電解めっき法により前記ゲート配線の側面および上部に金属膜を形成する工程と、前記金属膜をマスクにして不純物を添加しｐチャネル型薄膜トランジスタに第４不純物領域を形成する工程と、前記金属膜をマスクにして不純物を添加し第２の不純物領域を形成する工程と、前記活性層の選択部分に不純物を添加して第３の不純物領域を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００１４】
また、他の発明の構成は、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体層に触媒元素を添加する工程と、前記半導体層を熱処理して結晶化し、活性層を形成する工程と、前記活性層上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート配線を形成する工程と、前記ゲート配線をマスクにして不純物を添加し第１不純物領域を形成する工程と、
電解めっき法により前記ゲート配線の側面および上部に金属膜を形成する工程と、前記金属膜をマスクにして不純物を添加しｐチャネル型薄膜トランジスタに第４不純物領域を形成する工程と、前記金属膜をマスクにして不純物を添加し第２の不純物領域を形成する工程と、前記活性層の選択部分に不純物を添加して第３の不純物領域を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置作製方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
[実施例１]
本実施例では、本願発明の半導体装置を作製する方法について、図２、３を用いて説明する。
【００１６】
まず基板３０１には、例えばコーニング社の１７３７ガラス基板に代表されるガラス基板を用いた。そして、基板３０１のＴＦＴが形成される側の表面に、酸化シリコン膜でなる下地膜３０２を２００ｎｍ厚に形成した。下地膜３０２は窒化シリコン膜を堆積してもよいし、酸化窒化シリコン膜のみであってもよい。下地膜の成膜方法は、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法またはスパッタ法を用いればよい。
【００１７】
次に、この下地膜３０２の上に非晶質シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ厚に形成した。非晶質シリコン膜の成膜方法は、熱ＣＶＤ法またはスパッタ法でもよい。非晶質シリコン膜を脱水素処理した後、結晶化工程を行なうことにより多結晶シリコン膜を形成した。
【００１８】
この結晶化の工程は、公知のレーザー結晶化技術または熱結晶化の技術を用いればよい。本実施例では、パルス発信型のＫｒＦエキシマレーザー光を線状に集光して非晶質シリコン膜に照射し、結晶質シリコン膜とした。
【００１９】
本実施例では、初期膜を非晶質シリコン膜として用いたが、初期膜として微結晶シリコン膜を用いても構わないし、直接結晶性シリコン膜を成膜してもよい。
【００２０】
こうして形成された結晶質シリコン膜をパターニングして、島状のシリコン層からなる活性層３０３、３０４を形成した。
【００２１】
なお、結晶質シリコン膜を形成した後、エキシマレーザー光を照射して結晶性を高めてもよい。また、活性層３０３、３０４を形成した後に行なっても構わない。
【００２２】
次に、酸化シリコン膜でなるゲート絶縁膜３０５を膜厚１００ｎｍで、活性層３０３、３０４を覆って形成した。続いて、ゲート絶縁膜３０５の上にタンタルと窒化タンタルの積層構造でなるゲート配線３０６、３０７を形成した。ゲート配線３０６は他の金属を用いることもできるが、後の工程を考慮するとシリコンとのエッチング選択比の高い材料が望ましい。（図２（Ａ））
【００２３】
後のｐチャネル型薄膜トランジスタ（以下、ＰＴＦＴという）となる領域全体を覆うようにして、ゲート絶縁膜３０５上にレジストマスク３０８を形成した。
【００２４】
この状態で１回目のリンを添加する工程を行なった。ここではゲート絶縁膜を通して不純物を添加するため、加速電圧は８０ＫｅＶと設定した。こうして形成された第１不純物領域３０９はリン濃度が、１×１０16〜５×１０18atoms/cm3（好ましくは３×１０17〜３×１０18atoms/cm3）となるようにドーズ量を調節した。この時のリン濃度を（ｎ-）で表すことにする。また、第１不純物領域はゲート配線３０６をマスクとして自己整合的に形成した。第１不純物領域３０９は、ＬＤＤ領域として機能することになる。（図２（Ｂ））
【００２５】
次に、本実施例では、ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ電解液を用いた公知の電解めっき法により、導電層の側面および上面に銅（Ｃｕ）を０．１〜１μｍ（好ましくは０．２〜０．５μｍ）析出させた。（図２（Ｃ））
【００２６】
電解めっき法は図１に示すように、電解質溶液１０３に２個の電極を浸し、外部から電流を通ずると両電極面で電気化学的変化が生じることによって行われる。したがって、液中の＋イオンが放電するカソード電極１０１（金属が析出する側の極）を前記ゲート配線とし、−イオンが放電するか、または金属が溶解して金属イオンとなるアノード電極１０２をＣｕ電極で形成し、コンタクトパッドを介して電流が流れるようにすれば、前記ゲート配線の側壁および上部にＣｕからなる金属膜を析出させることができる。
【００２７】
電解めっき法は、カソード電極で金属イオンが還元されて析出する現象であり、電極反応の量は通電量に比例するので、析出する金属膜の膜厚を容易に調整することができ、ゲート電極の側面および上面に析出する金属膜の膜厚を等しくすることも容易である。
【００２８】
金属膜３１１、３１２を形成した後、ＮＴＦＴの全体を覆うようにしてレジストマスク３１３を形成した。
【００２９】
この状態で、ボロンを添加する工程を行なった。ここでは加速電圧を１０ＫｅＶとし、第４不純物領域３１４を形成した。ボロンが３×１０20〜３×１０21atoms/cm3（好ましくは５×１０20〜１×１０21atoms/cm3）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節した。この時のボロン濃度を（ｐ++）と表すことにする。また、ＰＴＦＴのチャネル形成領域３１５が画定した。（図２（Ｄ））
【００３０】
次に、ＰＴＦＴの全体を覆うようにしてレジストマスク３１６を形成した。
【００３１】
この状態で、２回目のリンを添加する工程を行なった。この場合も加圧電圧を８０ＫｅＶとした。２回目の不純物添加（リンドープ）工程では、金属層３１１をドープマスクとして、自己整合的に第２不純物領域３１７を形成し、リンが２×１０16〜５×１０19atoms/cm3（好ましくは５×１０17〜５×１０18atoms/cm3）の濃度で含まれるようにドーズ量を調整した。この時のリン濃度を（ｎ）で表すことにする。第２不純物領域３１７はＬＤＤ領域として機能することになる。（図２（Ｅ））
【００３２】
次に後のｎチャネル型ＴＦＴ（以下、ＮＴＦＴと記す。）となる領域の一部を覆うレジストマスク３１８と、ＰＴＦＴの全体を覆うレジストマスク３１９を形成した。
【００３３】
この状態で、３回目のリンを添加する工程を行ない、第３不純物領域３２０を形成した。ここでは加速電圧を１０ＫｅＶとし、第３不純物領域にはリンが１×１０20〜１×１０21atoms/cm3（好ましくは２×１０20〜５×１０21atoms/cm3）の濃度で含まれるようにドーズ量を調整した。この時のリンの濃度を（ｎ+）で表すことにする。第３不純物領域３２０はソース領域またはドレイン領域として機能する。（図３（Ａ））
【００３４】
レジストマスク３１８、３１９を除去し、後のＮＴＦＴとなる領域および後のＰＴＦＴとなる領域全部を覆う保護膜３２１を形成した。この時保護膜として設けられた窒化シリコン膜は、ゲート配線（タンタル膜）３０６、３０７および金属膜（銅膜）３１１、３１２が酸化されるのを防ぐ。保護膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜を用いることができ、その膜厚範囲は、１〜３０ｎｍ、好ましくは５〜２０ｎｍとした。（図３（Ｂ））
【００３５】
ＰＴＦＴは、もともと信頼性が高いので問題なくかえってＬＤＤ領域等を設けないほうがオン電流を稼ぐことができるので都合がよい場合もあるため、本実施例ではＰＴＦＴに対してＬＤＤ領域もオフセット領域も形成していない。
【００３６】
こうして最終的には、ＮＴＦＴの活性層にはチャネル形成領域、第１の不純物領域、第２の不純物領域および第３の不純物領域が形成され、Ｌov=０．５〜３．０μｍ（１．０〜１．５μｍ）、Ｌoff=０．５〜３．０μｍ（１．０〜２．０μｍ）の幅になった。ＰＴＦＴの活性層にはチャネル形成領域および第４の不純物領域のみが形成された。
【００３７】
電解めっき法によって、ゲート配線の側面および上面に金属膜を形成し、この金属膜をマスクにして不純物を添加することで、自己整合的にＬＤＤ領域を形成することができた。また、この金属膜の膜厚を変えれば、ＬＤＤ領域の長さ（幅）を変えることができる。
【００３８】
[実施例２]
実施例１で作製したＴＦＴ（図３（Ｂ））をドライバー回路として、また、アクティブマトリクス基板の画素ＴＦＴに実施例１で示された方法で作製されたＮＴＦＴ（ただし、マルチゲート構造である）を採用したアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素部におけるＴＦＴに接続される保持容量の構成について図４を用いて説明する。
【００３９】
第１層間絶縁膜３２２を１μｍの厚さに形成した。本実施例ではアクリル樹脂膜を採用した。第１層間絶縁膜３２２を形成した後、金属材料でなるソース配線３２３、３２４、３２５およびドレイン配線３２６、３２７を形成した。本実施例ではチタンを含むアルミニウム膜をチタンで挟み込んだ構造の三層配線を用いた。
【００４０】
こうしてソース配線およびドレイン配線を形成したら、第１層間絶縁膜として５０ｎｍ厚の窒化シリコン膜３２８を形成した。その上に第２層間絶縁膜３２９を形成した。この第２層間絶縁膜３２９としては５０ｎｍ厚の酸化シリコン膜上に有機樹脂膜を積層した構造を採用した。有機樹脂膜としては、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド等を使用することができる。有機性樹脂膜を用いることの利点は、成膜方法が簡単である点や、比誘電率が低いので、寄生容量を低減できる点、平坦性に優れる点などが上げられる。なお、上述した以外の有機性樹脂膜を用いることもできる。ここでは、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用い、３００℃で焼成して形成した。
【００４１】
次に、第２層間絶縁膜３２９上の画素領域の一部に、遮光層３３０を形成した。遮光層３３０はアルミニウム、チタン、タンタル等の金属材料、これらの金属を主成分とする膜または有機樹脂膜で形成すればよい。ここでは、チタンをスパッタ法で形成した。
【００４２】
遮光膜を形成したら、第３の層間絶縁膜３３１を形成する。この第３層間絶縁膜３３１は、第２層間絶縁膜３２９と同様に、有機樹脂膜を用いて形成するとよい。そして、第２層間絶縁膜３２９と第３層間絶縁膜３３１とにドレイン電極３２７に達するコンタクトホールを形成し、画素電極３３２を形成した。画素電極３３２は、透過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を用い、反射型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用いればよい。ここでは、透過型の液晶表示装置とするために、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１００ｎｍの厚さにスパッタ法で形成し、画素電極３３２を形成した。
【００４３】
図４（Ａ）の状態が形成されたら、配向膜３３３を形成する。通常、液晶表示素子の配向膜にはポリイミド樹脂が多く用いられている。対向側の基板３３６には、透明導電膜（画素電極）３３５と、配向膜３３４とを形成した。配向膜は形成された後、ラビング処理を施して液晶分子がある一定のプレチルト角を持って平行配向するようにした。
【００４４】
上記の工程を経て、画素マトリクス回路と、ＣＭＯＳ回路が形成された基板と対向基板とを公知のセル組み工程によってシール材やスペーサ（ともに図示せず）などを介して貼りあわせる。その後、両基板の間に液晶材料３３７を注入し、封止材（図示せず）によって完全に封止した。よって、図４（Ｂ）に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成した。
【００４５】
本実施例によって、ゲート配線の側面および上面に金属膜を形成し、完成したＣＭＯＳ回路は、ＮＴＦＴが優れた信頼性を有するため、回路全体として信頼性が大幅に向上した。また、本実施例のような構造とすると、ＮＴＦＴとＰＴＦＴとの特性バランスがよくなるため、動作不良を起こしにくくなることがわかった。
【００４６】
[実施例３]
実施例１の作製方法において、図２（Ａ）に示す工程を終了した後、ＰＴＦＴの全体および画素部の全体を覆うレジストマスク４０３、４０４を形成し、１回目のリンを添加する工程を行った。
その結果、駆動回路部のＮＴＦＴにおいて、ゲート配線３０６をマスクとして、自己整合的に第１不純物領域３０９、チャネル形成領域３１０が形成された。（図５（Ａ））
【００４７】
次に，電解めっき法により、ゲート配線３１１、３１２、４０１、４０２の側面および上部に金属膜３１１、３１２、４０６、４０７を形成した。（図５（Ｂ））
【００４８】
このあとの工程は、実施例２に従って行ない、図７（Ｂ）に示すようなアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成した。
【００４９】
[実施例４]
実施例１ではゲート配線３０６、３０７としてタンタルと窒化タンタルの積層、金属膜３１１、３１２として銅を用いたが、本実施例では、ゲート配線の材料として低抵抗金属、例えば、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｂといった金属を主成分とする材料、また、金属膜として高融点金属の材料として、例えば、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗといった金属を主成分とする材料を用いて形成した。
本実施例のように、高融点金属をゲート配線の側面および上部に形成すれば、高融点金属が、ゲート配線を保護するため、高い温度で熱活性化が行なえるという長所がある。本実施例は、実施例１〜３と組み合わせて用いることができる。
【００５０】
[実施例５]
実施例１ではゲート配線３０６、３０７としてタンタルと窒化タンタルの積層、金属膜３１１、３１２として銅を用いたが、本実施例では、ゲート配線、金属膜の材料として高融点金属、例えば、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎなどを主成分とする材料を用いて形成した。
ゲート配線および金属膜が、どちらも高融点金属であるため高い温度で熱活性化でき、さらに２つの金属を同じ物にすることで金属どうしが剥がれにくくすることができる。本実施例は、実施例１〜３と組み合わせて用いることができる。
【００５１】
［実施例６］
本実施例では、実施例１において半導体層として用いる結晶質半導体膜を、触媒元素を用いた熱結晶化法により形成する例を示す。触媒元素を用いる場合、特開平７−１３０６５２号公報、特開平８−７８３２９号公報で開示された技術を用いることが望ましい。
【００５２】
ここで、特開平７−１３０６５２号公報に開示されている技術を本発明に適用する場合の例を図８に示す。まず基板６０１に酸化シリコン膜６０２を設け、その上に非晶質シリコン膜６０３を形成した。さらに、重量換算で１０ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布してニッケル含有層６０４を形成した。（図８（Ａ））
【００５３】
次に、５００℃、１時間の脱水素工程の後、５００〜６５０℃で４〜１２時間（本実施例では５５０℃、１４時間）の熱処理を行い、結晶質シリコン膜６０５を形成した。こうして得られた結晶質シリコン膜６０５は非常に優れた結晶性を有した。（図８（Ｂ））
【００５４】
また、特開平８−７８３２９号公報で開示された技術は、触媒元素を選択的に添加することによって、非晶質半導体膜の選択的な結晶化を可能としたものである。同技術を本発明に適用した場合について、図９で説明する。
【００５５】
まず、ガラス基板７０１に酸化珪素膜７０２を設け、その上に非晶質シリコン膜７０３、酸化シリコン膜７０４を連続的に形成した。
【００５６】
次に酸化シリコン膜７０４をパターニングして、選択的に開孔部７０５を形成し、その後、重量換算で１０ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布した。これにより、ニッケル含有層７０６が形成され、ニッケル含有層７０６は開孔部７０５から露出している非晶質シリコン膜７０２のみと接触した。（図９（Ａ））
【００５７】
次に、５００〜６５０℃で４〜２４時間（本実施例では５８０℃、１４時間）の熱処理を行い、結晶質シリコン膜７０７を形成した。この結晶化の過程では、ニッケルが接した非晶質シリコン膜の部分が最初に結晶化し、そこから横方向へと結晶化が進行する。こうして形成された結晶質シリコン膜７０７は棒状または針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的にはある特定の方向性をもって成長しているため、結晶性が揃っているという利点がある。
【００５８】
尚、上記２つの技術において使用可能な触媒元素は、ニッケル（Ｎｉ）の以外にも、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、といった元素を用いても良い。
【００５９】
以上のような技術を用いて結晶質半導体膜（結晶質シリコン膜や結晶質シリコンゲルマニウム膜などを含む）を形成し、パターニングを行えば、ＴＦＴの半導体層を形成することができる。結晶質半導体膜から作製されたＴＦＴは優れた特性が得られるがそのため高い信頼性を要求されていた。しかしながら、本発明のＴＦＴ構造を採用することで、本実施例の技術を最大限に生かしたＴＦＴを作製することが可能となった。本実施例は、実施例１〜５のいずれかと組み合わせてもちいることができる。
【００６０】
［実施例７］
本実施例は、実施例１で用いられる半導体層を形成する方法として、実施例６のように非晶質半導体膜を初期膜として前記触媒元素を用いて結晶質半導体膜を形成した後で、その触媒元素を結晶質半導体膜から除去する工程を行った例を示す。本実施例ではその方法として、特開平１０−１３５４６８号公報または特開平１０−１３５４６９号公報に記載された技術を用いた。
【００６１】
同公報に記載された技術は、非晶質半導体膜の結晶化に用いた触媒元素を結晶化後にリンのゲッタリング作用を用いて除去する技術である。同技術を用いることで、結晶質半導体膜中の触媒元素の濃度を１×１０17atoms/cm3以下、好ましくは１×１０16atoms/cm3にまで低減することができる。
【００６２】
本実施例の構成について図２０を用いて説明する。ここではコーニング社の１７３７基板に代表される無アルカリガラス基板を用いた。図２０（Ａ）では、実施例６で示した結晶化の技術を用いて、下地膜８０２、結晶質シリコン膜８０３が形成された状態を示している。そして、結晶質シリコン膜８０３の表面にマスク用の酸化珪素膜８０４が１５０ｎｍの厚さに形成され、パターニングにより開孔部が設けられ、結晶質シリコン膜を露出させた領域を設けてある。そして、リンを添加する工程を実施して、結晶質シリコン膜にリンが添加された領域８０５が設けられた。
【００６３】
この状態で、窒素雰囲気中で５５０〜８００℃、５〜２４時間（本実施例では６００℃、１２時間）の熱処理を行うと、結晶質シリコン膜にリンが添加された領域８０５がゲッタリングサイトとして働き、結晶質シリコン膜８０３に残存していた触媒元素はリンが添加された領域８０５に移動させることができた。
【００６４】
そして、マスク用の酸化シリコン膜８０４と、リンが添加された領域８０５とをエッチングして除去することにより、結晶化の工程で使用した触媒元素の濃度を１×１０17atoms/cm3以下にまで低減された結晶質シリコン膜を得ることができた。この結晶質シリコン膜はそのまま実施例１で示した本発明のＴＦＴの活性層として使用することができた。本実施例は、実施例１〜５のいずれかと組み合わせて用いることができる。
【００６５】
［実施例８］
本実施例では、実施例１で示した本願発明のＴＦＴを作製する工程において、半導体層とゲート絶縁膜を形成する他の実施形態を示す。
【００６６】
ここでは、少なくとも７００〜１１００℃程度の耐熱性を有する基板が必要であり、石英基板９０１が用いられた。そして実施例６及び実施例７で示した技術を用い、結晶質半導体膜が形成され、島状にパターニングして活性層９０２、９０３を形成した。そして、活性層９０２、９０３を覆って、ゲート絶縁膜９０４を、酸化珪素を主成分とする膜で形成した。本実施例では、プラズマＣＶＤ法で窒化酸化シリコン膜を７０ｎｍの厚さで形成した。（図２１（Ａ））
【００６７】
そして、ハロゲン（代表的には塩素）と酸素を含む雰囲気中で熱処理を行った。本実施例では、９５０℃、３０分とした。尚、処理温度は７００〜１１００℃の範囲で選択すれば良く、処理時間も１０分から８時間の間で選択すれば良かった。（図２１（Ｂ））
【００６８】
その結果、本実施例の条件では、活性層９０２、９０３とゲート絶縁膜９０４との界面で熱酸化膜が形成され、ゲート絶縁膜９０７が形成された。
【００６９】
以上の工程で作製されたゲート絶縁膜９０７は、絶縁耐圧が高く活性層９０５、９０６とゲート絶縁膜９０７の界面は非常に良好なものであった。本願発明のＴＦＴの構成を得るためには、以降の工程は実施例１に従えば良い。
【００７０】
勿論、本実施例に実施例６や実施例７を組み合わせることは実施者が適宜決定すれば良い。
【００７１】
[実施例９]
上述の本発明の液晶表示装置にはネマチック液晶以外にも様々な液晶を用いることが可能である。例えば、1998, SID, "Characteristics and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue et al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida et al.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to displays" by S. Inui et al.や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いることが可能である。
【００７２】
等方相−コレステリック相−カイラルスメクティックＣ相転移系列を示す強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用い、ＤＣ電圧を印加しながらコレステリック相−カイラルスメクティックＣ相転移をさせ、かつコーンエッジをほぼラビング方向に一致させた単安定ＦＬＣの電気光学特性を図１０に示す。図１０に示すような強誘電性液晶による表示モードは「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」と呼ばれている。図１０に示すグラフの縦軸は透過率（任意単位）、横軸は印加電圧である。「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」については、寺田らの"Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモードＦＬＣＤ"、第４６回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、１９９９年３月、第１３１６頁、および吉原らの"強誘電性液晶による時分割フルカラーＬＣＤ"、液晶第３巻第３号第１９０頁に詳しい。
【００７３】
図１０に示されるように、このような強誘電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可能となることがわかる。本発明の液晶表示装置には、このような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いることができる。
【００７４】
また、ある温度域において反強誘電相を示す液晶を反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）という。反強誘電性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい値反強誘電性混合液晶は、いわゆるＶ字型の電気光学応答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±２．５Ｖ程度（セル厚約１μｍ〜２μｍ）のものも見出されている。
【００７５】
また、一般に、無しきい値反強誘電性混合液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。このため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。
【００７６】
なお、このような無しきい値反強誘電性混合液晶を本発明の液晶表示装置に用いることによって低電圧駆動が実現されるので、低消費電力化が実現される。
【００７７】
〔実施例１０〕
本願発明を実施して形成されたＣＭＯＳ回路や画素部は様々な電気光学装置（アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＬディスプレイ）に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電気器具全てに本発明を実施できる。
【００７８】
その様な電気器具としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター（リア型またはフロント型）、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図１１、図１２及び図１３に示す。
【００７９】
図１１（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。本発明を画像入力部２００２、表示部２００３やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００８０】
図１１（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明を表示部２１０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００８１】
図１１（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。本発明は表示部２２０５やその他の信号制御回路に適用できる。
【００８２】
図１１（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。本発明は表示部２３０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００８３】
図１１（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明は表示部２４０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００８４】
図１１（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本願発明を表示部２５０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００８５】
図１２（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置２６０１、スクリーン２６０２等を含む。本発明は投射装置２６０１の一部を構成する液晶表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００８６】
図１２（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体２７０１、投射装置２７０２、ミラー２７０３、スクリーン２７０４等を含む。本発明は投射装置２７０２の一部を構成する液晶表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００８７】
なお、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）中における投射装置２６０１、２７０２の構造の一例を示した図である。投射装置２６０１、２７０２は、光源光学系２８０１、ミラー２８０２、２８０４〜２８０６、ダイクロイックミラー２８０３、プリズム２８０７、液晶表示装置２８０８、位相差板２８０９、投射光学系２８１０で構成される。投射光学系２８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図１２（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【００８８】
また、図１２（Ｄ）は、図１２（Ｃ）中における光源光学系２８０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系２８０１は、リフレクター２８１１、光源２８１２、レンズアレイ２８１３、２８１４、偏光変換素子２８１５、集光レンズ２８１６で構成される。なお、図１２（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【００８９】
ただし、図１２に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及びＥＬ表示装置での適用例は図示していない。
【００９０】
図１３（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６等を含む。本願発明を音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４やその他の信号制御回路に適用することができる。
【００９１】
図１３（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。本発明は表示部３００２、３００３やその他の信号回路に適用することができる。
【００９２】
図１３（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。本発明は表示部３１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
【００９３】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜８のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【００９４】
〔実施例１１〕
本実施例では、本発明を用いてＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を作製した例について説明する。
【００９５】
図１４（Ａ）は本発明を用いたＥＬ表示装置の上面図である。図１４（Ａ）において、４０１０は基板、４０１１は画素部、４０１２はソース側駆動回路、４０１３はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線４０１４〜４０１６を経てＦＰＣ４０１７に至り、外部機器へと接続される。
【００９６】
このとき、少なくとも画素部、好ましくは駆動回路及び画素部を囲むようにしてカバー材６０００、シーリング材（ハウジング材ともいう）７０００、密封材（第２のシーリング材）７００１が設けられている。
【００９７】
また、図１４（Ｂ）は本実施例のＥＬ表示装置の断面構造であり、基板４０１０、下地膜４０２１の上に駆動回路用ＴＦＴ（但し、ここではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを組み合わせたＣＭＯＳ回路を図示している。）４０２２及び画素部用ＴＦＴ４０２３（但し、ここではＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴだけ図示している。）が形成されている。これらのＴＦＴは本発明により作製されたＴＦＴを用いれば良い。
【００９８】
本発明は、駆動回路用ＴＦＴ４０２２、画素部用ＴＦＴ４０２３に際して用いることができる。
【００９９】
本発明を用いて駆動回路用ＴＦＴ４０２２、画素部用ＴＦＴ４０２３が完成したら、樹脂材料でなる層間絶縁膜（平坦化膜）４０２６の上に画素部用ＴＦＴ４０２３のドレインと電気的に接続する透明導電膜でなる画素電極４０２７を形成する。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと呼ばれる）または酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いることができる。そして、画素電極４０２７を形成したら、絶縁膜４０２８を形成し、画素電極４０２７上に開口部を形成する。
【０１００】
次に、ＥＬ層４０２９を形成する。ＥＬ層４０２９は公知のＥＬ材料（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層）を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのような構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、ＥＬ材料には低分子系材料と高分子系（ポリマー系）材料がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いるが、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いることが可能である。
【０１０１】
本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸着法によりＥＬ層を形成する。シャドーマスクを用いて画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層（赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層）を形成することで、カラー表示が可能となる。その他にも、色変換層（ＣＣＭ）とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいずれの方法を用いても良い。勿論、単色発光のＥＬ表示装置とすることもできる。
【０１０２】
ＥＬ層４０２９を形成したら、その上に陰極４０３０を形成する。陰極４０３０とＥＬ層４０２９の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、真空中でＥＬ層４０２９と陰極４０３０を連続成膜するか、ＥＬ層４０２９を不活性雰囲気で形成し、大気解放しないで陰極４０３０を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。
【０１０３】
なお、本実施例では陰極４０３０として、ＬｉＦ（フッ化リチウム）膜とＡｌ（アルミニウム）膜の積層構造を用いる。具体的にはＥＬ層４０２９上に蒸着法で１ｎｍ厚のＬｉＦ（フッ化リチウム）膜を形成し、その上に３００ｎｍ厚のアルミニウム膜を形成する。勿論、公知の陰極材料であるＭｇＡｇ電極を用いても良い。そして陰極４０３０は４０３１で示される領域において配線４０１６に接続される。配線４０１６は陰極４０３０に所定の電圧を与えるための電源供給線であり、導電性ペースト材料４０３２を介してＦＰＣ４０１７に接続される。
【０１０４】
４０３１に示された領域において陰極４０３０と配線４０１６とを電気的に接続するために、層間絶縁膜４０２６及び絶縁膜４０２８にコンタクトホールを形成する必要がある。これらは層間絶縁膜４０２６のエッチング時（画素電極用コンタクトホールの形成時）や絶縁膜４０２８のエッチング時（ＥＬ層形成前の開口部の形成時）に形成しておけば良い。また、絶縁膜４０２８をエッチングする際に、層間絶縁膜４０２６まで一括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜４０２６と絶縁膜４０２８が同じ樹脂材料であれば、コンタクトホールの形状を良好なものとすることができる。
【０１０５】
このようにして形成されたＥＬ素子の表面を覆って、パッシベーション膜６００３、充填材６００４、カバー材６０００が形成される。
【０１０６】
さらに、ＥＬ素子部を囲むようにして、カバー材６０００と基板４０１０の内側にシーリング材が設けられ、さらにシーリング材７０００の外側には密封材（第２のシーリング材）７００１が形成される。
【０１０７】
このとき、この充填材６００４は、カバー材６０００を接着するための接着剤としても機能する。充填材６００４としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。この充填材６００４の内部に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好ましい。
【０１０８】
また、充填材６００４の中にスペーサーを含有させてもよい。このとき、スペーサーをＢａＯなどからなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもたせてもよい。
【０１０９】
スペーサーを設けた場合、パッシベーション膜６００３はスペーサー圧を緩和することができる。また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩和する樹脂膜などを設けてもよい。
【０１１０】
また、カバー材６０００としては、ガラス板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。なお、充填材６００４としてＰＶＢやＥＶＡを用いる場合、数十μｍのアルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。
【０１１１】
但し、ＥＬ素子からの発光方向（光の放射方向）によっては、カバー材６０００が透光性を有する必要がある。
【０１１２】
また、配線４０１６はシーリング材７０００および密封材７００１と基板４０１０との隙間を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。なお、ここでは配線４０１６について説明したが、他の配線４０１４、４０１５も同様にしてシーリング材７０００および密封材７００１の下を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。
【０１１３】
［実施例１２］
本実施例では、本発明を用いて実施例１１とは異なる形態のＥＬ表示装置を作製した例について、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）を用いて説明する。図１４（Ａ）、１４（Ｂ）と同じ番号のものは同じ部分を指しているので説明は省略する。
【０１１４】
図１５（Ａ）は本実施例のＥＬ表示装置の上面図であり、図１５（Ａ）をＡ-Ａ'で切断した断面図を図１５（Ｂ）に示す。
【０１１５】
実施例１０に従って、ＥＬ素子の表面を覆ってパッシベーション膜６００３までを形成する。
【０１１６】
さらに、EL素子を覆うようにして充填材６００４を設ける。この充填材６００４は、カバー材６０００を接着するための接着剤としても機能する。充填材６００４としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。この充填材６００４の内部に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好ましい。
【０１１７】
また、充填材６００４の中にスペーサーを含有させてもよい。このとき、スペーサーをＢａＯなどからなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもたせてもよい。
【０１１８】
スペーサーを設けた場合、パッシベーション膜６００３はスペーサー圧を緩和することができる。また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩和する樹脂膜などを設けてもよい。
【０１１９】
また、カバー材６０００としては、ガラス板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。なお、充填材６００４としてＰＶＢやＥＶＡを用いる場合、数十μｍのアルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。
【０１２０】
但し、ＥＬ素子からの発光方向（光の放射方向）によっては、カバー材６０００が透光性を有する必要がある。
【０１２１】
次に、充填材６００４を用いてカバー材６０００を接着した後、充填材６００４の側面（露呈面）を覆うようにフレーム材６００１を取り付ける。フレーム材６００１はシーリング材（接着剤として機能する）６００２によって接着される。このとき、シーリング材６００２としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良い。なお、シーリング材６００２はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、シーリング材６００２の内部に乾燥剤を添加してあっても良い。
【０１２２】
また、配線４０１６はシーリング材６００２と基板４０１０との隙間を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。なお、ここでは配線４０１６について説明したが、他の配線４０１４、４０１５も同様にしてシーリング材６００２の下を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。
【０１２３】
［実施例１３］
ここでＥＬ表示パネルにおける画素部のさらに詳細な断面構造を図１６に、上面構造を図１７（Ａ）に、回路図を図１７（Ｂ）に示す。図１６、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）では共通の符号を用いるので互いに参照すれば良い。
【０１２４】
図１６において、基板３５０１上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ３５０２は本願発明のＮＴＦＴを用いて形成される（実施例１〜７参照）。本実施例ではダブルゲート構造としているが、構造及び作製プロセスに大きな違いはないので説明は省略する。但し、ダブルゲート構造とすることで実質的に二つのＴＦＴが直列された構造となり、オフ電流値を低減することができるという利点がある。なお、本実施例ではダブルゲート構造としているが、シングルゲート構造でも構わないし、トリプルゲート構造やそれ以上のゲート本数を持つマルチゲート構造でも構わない。
【０１２５】
また、電流制御用ＴＦＴ３５０３は本発明のＮＴＦＴを用いて形成される。このとき、スイッチング用ＴＦＴ３５０２のドレイン配線３５は配線３６によって電流制御用ＴＦＴのゲート電極３７に電気的に接続されている。また、３８で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ３５０２のゲート電極３９a、３９bを電気的に接続するゲート配線である。
【０１２６】
このとき、電流制御用ＴＦＴ３５０３が本発明の構造であることは非常に重要な意味を持つ。電流制御用ＴＦＴはＥＬ素子を流れる電流量を制御するための素子であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化やホットキャリアによる劣化の危険性が高い素子でもある。そのため、電流制御用ＴＦＴに、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に重なるようにＬＤＤ領域を設ける本発明の構造は極めて有効である。
【０１２７】
また、本実施例では電流制御用ＴＦＴ３５０３をシングルゲート構造で図示しているが、複数のＴＦＴを直列につなげたマルチゲート構造としても良い。さらに、複数のＴＦＴを並列につなげて実質的にチャネル形成領域を複数に分割し、熱の放射を高い効率で行えるようにした構造としても良い。このような構造は熱による劣化対策として有効である。
【０１２８】
また、図１７（Ａ）に示すように、電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲート電極３７となる配線は３５０４で示される領域で、電流制御用ＴＦＴ３５０３のドレイン配線４０と絶縁膜を介して重なる。このとき、３５０４で示される領域ではコンデンサが形成される。このコンデンサ３５０４は電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲートにかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機能する。なお、ドレイン配線４０は電流供給線（電源線）３５０６に接続され、常に一定の電圧が加えられている。
【０１２９】
スイッチング用ＴＦＴ３５０２及び電流制御用ＴＦＴ３５０３の上には第１パッシベーション膜４１が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜４２が形成される。平坦化膜４２を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【０１３０】
また、４３は反射性の高い導電膜でなる画素電極（ＥＬ素子の陰極）であり、電流制御用ＴＦＴ３５０３のドレインに電気的に接続される。画素電極４３としてはアルミニウム合金膜、銅合金膜または銀合金膜など低抵抗な導電膜またはそれらの積層膜を用いることが好ましい。勿論、他の導電膜との積層構造としても良い。
【０１３１】
また、絶縁膜（好ましくは樹脂）で形成されたバンク４４a、４４bにより形成された溝（画素に相当する）の中に発光層４５が形成される。なお、ここでは一画素しか図示していないが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けても良い。発光層とする有機ＥＬ材料としてはπ共役ポリマー系材料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などが挙げられる。
【０１３２】
なお、ＰＰＶ系有機ＥＬ材料としては様々な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Gelsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,"Polymers for Light Emitting Diodes",Euro Display,Proceedings,1999,p.33-37」や特開平１０−９２５７６号公報に記載されたような材料を用いれば良い。
【０１３３】
具体的な発光層としては、赤色に発光する発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光する発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアルキルフェニレンを用いれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。
【０１３４】
但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機ＥＬ材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。
【０１３５】
例えば、本実施例ではポリマー系材料を発光層として用いる例を示したが、低分子系有機ＥＬ材料を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１３６】
本実施例では発光層４５の上にＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン）またはＰＡｎｉ（ポリアニリン）でなる正孔注入層４６を設けた積層構造のＥＬ層としている。そして、正孔注入層４６の上には透明導電膜でなる陽極４７が設けられる。本実施例の場合、発光層４５で生成された光は上面側に向かって（ＴＦＴの上方に向かって）放射されるため、陽極は透光性でなければならない。透明導電膜としては酸化インジウムと酸化スズとの化合物や酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いることができるが、耐熱性の低い発光層や正孔注入層を形成した後で形成するため、可能な限り低温で成膜できるものが好ましい。
【０１３７】
陽極４７まで形成された時点でＥＬ素子３５０５が完成する。なお、ここでいうＥＬ素子３５０５は、画素電極（陰極）４３、発光層４５、正孔注入層４６及び陽極４７で形成されたコンデンサを指す。図１７（Ａ）に示すように画素電極４３は画素の面積にほぼ一致するため、画素全体がＥＬ素子として機能する。従って、発光の利用効率が非常に高く、明るい画像表示が可能となる。
【０１３８】
ところで、本実施例では、陽極４７の上にさらに第２パッシベーション膜４８を設けている。第２パッシベーション膜４８としては窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜が好ましい。この目的は、外部とＥＬ素子とを遮断することであり、有機ＥＬ材料の酸化による劣化を防ぐ意味と、有機ＥＬ材料からの脱ガスを抑える意味との両方を併せ持つ。これによりＥＬ表示装置の信頼性が高められる。
【０１３９】
以上のように本発明のＥＬ表示パネルは図１６のような構造の画素からなる画素部を有し、オフ電流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴと、ホットキャリア注入に強い電流制御用ＴＦＴとを有する。従って、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能なＥＬ表示パネルが得られる。
【０１４０】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜９の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、実施例１０の電子機器の表示部として本実施例のＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０１４１】
〔実施例１４〕
本実施例では、実施例１３に示した画素部において、ＥＬ素子３５０５の構造を反転させた構造について説明する。説明には図１８を用いる。なお、図１６の構造と異なる点はＥＬ素子の部分と電流制御用ＴＦＴだけであるので、その他の説明は省略することとする。
【０１４２】
図１８において、電流制御用ＴＦＴ３５０３はＰＴＦＴを用いて形成される。
【０１４３】
本実施例では、画素電極（陽極）５０として透明導電膜を用いる。具体的には酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物でなる導電膜を用いる。勿論、酸化インジウムと酸化スズとの化合物でなる導電膜を用いても良い。
【０１４４】
そして、絶縁膜でなるバンク５１a、５１bが形成された後、溶液塗布によりポリビニルカルバゾールでなる発光層５２が形成される。その上にはカリウムアセチルアセトネート（ａｃａｃＫと表記される）でなる電子注入層５３、アルミニウム合金でなる陰極５４が形成される。この場合、陰極５４がパッシベーション膜としても機能する。こうしてＥＬ素子３７０１が形成される。
【０１４５】
本実施例の場合、発光層５２で発生した光は、矢印で示されるようにＴＦＴが形成された基板の方に向かって放射される。
【０１４６】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜９の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、実施例１０の電子機器の表示部として本実施例のＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０１４７】
〔実施例１４〕
本実施例では、図１７（Ｂ）に示した回路図とは異なる構造の画素とした場合の例について図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、本実施例において、３８０１はスイッチング用ＴＦＴ３８０２のソース配線、３８０３はスイッチング用ＴＦＴ３８０２のゲート配線、３８０４は電流制御用ＴＦＴ、３８０５はコンデンサ、３８０６、３８０８は電流供給線、３８０７はＥＬ素子とする。
【０１４８】
図１９（Ａ）は、二つの画素間で電流供給線３８０６を共通とした場合の例である。即ち、二つの画素が電流供給線３８０６を中心に線対称となるように形成されている点に特徴がある。この場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。
【０１４９】
また、図１９（Ｂ）は、電流供給線３８０８をゲート配線３８０３と平行に設けた場合の例である。なお、図１９（Ｂ）では電流供給線３８０８とゲート配線３８０３とが重ならないように設けた構造となっているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この場合、電源供給線３８０８とゲート配線３８０３とで専有面積を共有させることができるため、画素部をさらに高精細化することができる。
【０１５０】
また、図１９（Ｃ）は、図１９（Ｂ）の構造と同様に電流供給線３８０８をゲート配線３８０３と平行に設け、さらに、二つの画素を電流供給線３８０８を中心に線対称となるように形成する点に特徴がある。また、電流供給線３８０８をゲート配線３８０３のいずれか一方と重なるように設けることも有効である。この場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。
【０１５１】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜９、１１または１２の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、実施例１０の電子機器の表示部として本実施例の画素構造を有するＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０１５２】
［実施例１６］
実施例１３に示した図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）では電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ３５０４を設ける構造としているが、コンデンサ３５０４を省略することも可能である。実施例１２の場合、電流制御用ＴＦＴ３５０３として実施例１〜８に示すような本発明のＮＴＦＴを用いているため、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に重なるように設けられたＬＤＤ領域を有している。この重なり合った領域には一般的にゲート容量と呼ばれる寄生容量が形成されるが、本実施例ではこの寄生容量をコンデンサ３５０４の代わりとして積極的に用いる点に特徴がある。
【０１５３】
この寄生容量のキャパシタンスは、上記ゲート電極とＬＤＤ領域とが重なり合った面積によって変化するため、その重なり合った領域に含まれるＬＤＤ領域の長さによって決まる。
【０１５４】
また、実施例１４に示した図１９（Ａ）〜（Ｃ）の構造においても同様に、コンデンサ３８０５を省略することは可能である。
【０１５５】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜９、１１〜１５の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、実施例１０の電子機器の表示部として本実施例の画素構造を有するＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０１５６】
【発明の効果】
本発明により、電解めっき法で析出条件を設定することにより、容易にゲート配線の側面および上部に金属膜を析出させることができる。また、この金属膜をマスクとして島状半導体層に不純物元素を添加させ、ＬＤＤ領域をゲート配線の両側に均一の幅で形成することができる。
この結果、ＧＯＬＤ構造である半導体装置が得られるため、高耐圧、高信頼性のＴＦＴを作製することができる。また、画素部の画素ＴＦＴに１５〜２０Ｖのゲート電圧を印加して駆動させても、安定した動作を得ることができる。その結果、結晶性ＴＦＴで作製されたＣＭＯＳ回路を含む半導体装置、また、具体的には液晶表示装置やＥＬ表示装置の周辺に設けられる駆動回路の信頼性を高め、長時間の使用に耐えうる液晶表示装置やＥＬ表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電解めっき法の簡略図。
【図２】  本発明によるＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図３】  本発明によるＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図４】  本発明によるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図５】  本発明によるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図６】  本発明によるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図７】  本発明によるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図８】  ＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図９】  ＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１０】 反強誘電性混合液晶の光透過率特性の一例を示す図。
【図１１】 電気器具の一例を示す図。
【図１２】 電気器具の一例を示す図。
【図１３】 電気器具の一例を示す図。
【図１４】 ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図１５】 ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図１６】 ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図１７】 ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図１８】 ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図１９】 ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図２０】 ＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２１】 ＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【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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