(57)【要約】  基板と電極又は配線との密着性、及び得られた基板の表面の平坦性のよい薄膜トランジスタを提供することを目的とする。  薄膜トランジスタのゲート電極或いはゲート配線を、下地密着層、触媒層、配線金属層、配線金属拡散抑止層の順に積層して４層構造にすることによって、密着性及び平坦性を改善した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上にゲート電極を有し、該絶縁基板とは反対側に該ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して配置された半導体層と、該半導体層に接続されたソース電極とドレイン電極とを少なくとも有し、該ゲート電極に印加される電流制御信号により、該ソース電極と該ドレイン電極との間に通じる電流量を可変することのできる薄膜トランジスタであって、該ゲート電極は、該絶縁基板側から該ゲート絶縁膜側に向かって、下地密着層、触媒層、配線金属層、配線金属拡散抑止層の順に積層されてなることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記ゲート電極は、前記ゲート電極表面と略同一平面を形成する平坦化層に形成された溝に埋設されてなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記絶縁基板は透明ガラス基板もしくは透明樹脂基板であって、前記平坦化層は透明樹脂層であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記下地密着層は金属に配位可能な構造を有するシランカップリング剤で絶縁基板を処理して形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記触媒層はゲート電極部にのみ形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記透明樹脂層が、アルカリ可溶性脂環式オレフィン系樹脂と感放射線成分とを含有する感光性樹脂組成物で形成されたものである請求項３〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記透明樹脂層がアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた一種以上の樹脂を含む請求項３〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
絶縁基板上に配線を有する配線板の断面構造において、絶縁基板側から配線が形成されている側に向かって、下地密着層、触媒層、配線金属層、配線金属拡散抑止層の順に積層されてなる部分構造を有することを特徴とする配線板。
【請求項９】
前記配線は、前記配線と略同一平面を形成する平坦化層に形成された溝に埋設されてなることを特徴とする請求項８に記載の配線板。
【請求項１０】
前記絶縁基板は透明ガラス基板もしくは透明樹脂基板であって、前記平坦化層は透明樹脂層であることを特徴とする請求項９に記載の配線板。
【請求項１１】
前記下地密着層は金属に配位可能な構造を有するシランカップリング剤で絶縁基板を処理して形成されたものであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の配線板。
【請求項１２】
前記触媒層は前記部分構造にのみ形成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の配線板。
【請求項１３】
前記透明樹脂層が、アルカリ可溶性脂環式オレフィン系樹脂と感放射線成分とを含有する感光性樹脂組成物で形成されたものである請求項１０〜１２のいずれかに記載の配線板。
【請求項１４】
前記透明樹脂層がアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた一種以上の樹脂を含む請求項１０〜１２のいずれかに記載の配線板。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜トランジスタを用いて製造された表示装置。
【請求項１６】
請求項８〜１４のいずれかに記載の配線板を用いて製造された表示装置。
【請求項１７】
前記表示装置は液晶表示装置またはＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
絶縁基板上を密着性を高めるように表面修飾する工程と、該絶縁基板上に樹脂膜を形成する工程と、該樹脂膜をパターニングすることで、電極もしくは配線を収容するための凹部を形成する工程と、該凹部に触媒付与する工程と、該樹脂膜を加熱硬化する工程と、該凹部にめっき法により導電性材料層を形成する工程と、を少なくとも含む電子装置の製造方法。
【請求項１９】
絶縁基板上を密着性を高めるように表面修飾する工程と、該絶縁基板上に樹脂膜を形成する工程と、該樹脂膜をパターニングすることで、電極もしくは配線を収容するための凹部を形成する工程と、該樹脂膜を加熱硬化する工程と、該凹部に触媒付与する工程と、該凹部にめっき法により導電性材料層を形成する工程と、該導電性材料層上に選択的に該導電性材料拡散抑止膜を形成する工程と、を少なくとも含む電子装置の製造方法。
【請求項２０】
絶縁基板上に樹脂膜を形成する工程と、該樹脂膜をパターニングすることで、電極もしくは配線を収容するための凹部を形成する工程と、該樹脂膜を加熱硬化する工程と、該樹脂膜を乾燥した後、フッ素ガス雰囲気に曝す工程もしくはフッ素化合物を含んだガスのプラズマを照射する工程と、該凹部をシランカップリング剤で表面修飾する工程と、該凹部に触媒付与する工程と、該凹部にめっき法により導電性材料層を形成する工程と、該導電性材料層上に選択的に該導電性材料拡散抑止膜を形成する工程と、を少なくとも含む電子装置の製造方法。
【請求項２１】
前記表面修飾する工程をシランカップリング剤を用いて行う請求項１８または１９に記載の電子装置の製造方法。
【請求項２２】
前記表面修飾する工程が、金属に配位可能な構造を有するシランカップリング剤を浸漬法、液盛り法、蒸着法、スプレー法、塗布法、および印刷法のいずれかで付着させる工程を含む請求項１８または１９に記載の電子装置の製造方法。
【請求項２３】
前記シランカップリング剤で表面修飾する工程の前に前記絶縁基板の表面を親水化する工程を含むことを特徴とする請求項２１または２２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項２４】
前記絶縁基板の表面を親水化する工程により、該絶縁基板表面に水酸基を生成することを特徴とする請求項２３に記載の電子装置の製造方法。
【請求項２５】
前記絶縁基板の表面を親水化する工程が、該絶縁基板の表面にアルカリ溶液を接触させる工程を含むことを特徴とする請求項２３または２４に記載の電子装置の製造方法。
【請求項２６】
前記シランカップリング剤で表面修飾した後、次いで加熱処理する工程をさらに含む請求項２１〜２５のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項２７】
前記触媒付与工程に用いる触媒が銅、銀、パラジウム、白金、ニッケル、亜鉛、またはコバルトを含有する請求項１８〜２６のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項２８】
前記凹部にめっき法により形成された導電性材料層を加熱処理する工程をさらに含む請求項１８〜２７のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項２９】
前記樹脂膜の加熱硬化を不活性ガス雰囲気中または還元ガス雰囲気中で行う請求項１８〜２８のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項３０】
前記触媒付与工程を、浸漬法、液盛り法、蒸着法、スプレー法、塗布法、および印刷法のいずれかで行う請求項１８〜２９のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項３１】
前記拡散抑止膜の形成を、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴｉのいずれかから選択される金属のフッ化物ガスとＳｉＨ４ガスを少なくとも含む混合ガスにより化学気相成長させて行うことを特徴とする請求項１９〜３０のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項３２】
形成された拡散抑止膜の表面を窒素プラズマにより窒化する工程をさらに有する請求項３１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３３】
電子装置が薄膜トランジスタもしくは配線板である請求項１８〜３２のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項３４】
前記拡散抑止膜の形成を、前記導電性材料部に触媒を付与する工程と、該導電性材料上に選択的に無電解めっきまたは電解めっきする工程と、を少なくとも含む請求項１９〜３２のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項３５】
前記導電性材料部位に触媒を付与する工程の前に、該導電性材料表面の酸化物を除去する工程を含むことを特徴とする請求項３４に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３６】
前記導電性材料部位に付与する触媒が銅、銀、パラジウム、白金、ニッケル、亜鉛またはコバルトを含有する請求項３４または３５に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３７】
前記拡散抑止膜の形成を、前記導電性上に電解めっきする工程を少なくとも含む請求項１９〜３６のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項３８】
前記導電性材料上に電解めっきする工程の前に、該導電性材料表面の酸化物を除去する工程を含むことを特徴とする請求項３７に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３９】
前記拡散抑止膜の形成を、前記導電性材料部上に無電解めっきまたは電解めっきによって、ニッケル、パラジウム、コバルト・タングステン・リンの合金、ニッケル・リンの合金、およびコバルト・ニッケル・リンの合金のうち少なくとも一つを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１９〜３２のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【請求項４０】
請求項１８〜３２のいずれかに記載の方法を用いて形成する液晶表示装置またはＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４１】
前記ゲート電極の下地密着層、触媒層、配線金属層、及び配線金属拡散抑止層はそれぞれ、シランカップリング剤；パラジウム；銅、またはニッケルと銅との積層体；及びタングステンによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４２】
前記配線金属拡散抑止層は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、及びＴｉのいずれかから選択される金属を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【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（ＴＦＴ）及び配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、無機ＥＬ装置等の表示装置は、平坦な一主面を有する透明基板等上に、配線パターン、電極パターン等の導電パターンを順次、成膜、パターニングすることによって形成されている。具体的に言えば、配線パターン、電極パターン等は、透明基板の一主面上に、表示装置に必要な配線を形成する導電膜を被着するとともに、フォトリソグラフィー技術等を使用して、当該導電膜を選択的にエッチングすることによって形成される。以下同様にして電極膜、表示装置を構成する素子に必要な各種の膜等を順次成膜、パターニングすることによって、表示装置が製作されている。【０００３】
近年、この種の表示装置に対しては大型化の要望が強くなっている。大型の表示装置を形成するには、より多くの表示素子を高精度で透明基板上に形成し、これらの素子を配線パターンと電気的に接続する必要がある。この場合、透明基板上には配線パターンの他に、絶縁膜、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子、発光素子等が多層化された状態で形成されている。その結果、透明基板上には、階段状に段差ができるのが普通であり、配線パターンはこれらの段差を越えて配線されている。以下では、薄膜トランジスタ、表示装置、及び配線板等を電子装置と総称する。【０００４】
更に、表示装置を大型化する際、配線パターン自体が長くなるため、当該配線パターンの抵抗を低くすることが必要になってくる。配線パターンを低抵抗化する手法として、特許文献１では液晶ディスプレイのような平面ディスプレイ用配線を形成するために、透明な基板表面に配線と、これと同等の高さの透明な絶縁材料を配線パターンに接するように形成することが開示されている。【０００５】
具体的には、ガラス基板上の透明樹脂膜をパターン化して形成された溝に配線材料としてＣｕを含有するインク剤を充填して得られた、配線部が該膜の表面と実質的に同一平面をなす、単層の配線部を有する配線埋設型基板が記載されている。【０００６】
【特許文献１】ＷＯ  ２００４／１１０１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１においては、樹脂パターンにより形成された溝の中に配線を埋設し厚膜配線化することにより表示装置の特性の向上が可能であることが開示されている。しかしながら、表示装置がより大型化するに従って、基板と配線との密着性、及び得られた基板の表面の平坦性が不十分な場合が認められた。【０００８】
本発明の目的は、上記の問題が解決された、優れた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、配線板及びその製造方法を提供することにある。【０００９】
詳しくは本発明の目的は、密着性が良く、且つ、平坦性の優れた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びその製造方法を提供することである。【００１０】
本発明の他の目的は、密着性の良い配線パターンを備え、大型の表示装置を構成できる配線板及びその製造方法を提供することである。【００１１】
本発明の更に他の目的は、密着性が良く、且つ、平坦性の優れた薄膜トランジスタを含む表示装置及びその製造方法を提供することである。【００１２】
本発明の他の目的は、微細なパターンを迅速にかつ所望通りに形成でき、さらに高速動作可能な薄膜トランジスタ等の電子装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下、本発明の態様を列挙する。【００１４】
本発明の第１の態様によれば、絶縁基板上にゲート電極を有し、該絶縁基板とは反対側に該ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して配置された半導体層と、該半導体層に接続されたソース電極とドレイン電極とを少なくとも有し、該ゲート電極に印加される電流制御信号により、該ソース電極と該ドレイン電極との間に通じる電流量を可変することのできる薄膜トランジスタであって、該ゲート電極は、該絶縁基板側から該ゲート絶縁膜側に向かって、下地密着層、触媒層、配線金属層、配線金属拡散抑止層の順に積層されてなることを特徴とする薄膜トランジスタが得られる。【００１５】
本発明の第２の態様によれば、前記ゲート電極は、前記ゲート電極表面と略同一平面を形成する平坦化層に形成された溝に埋設されてなることを特徴とする第１の態様に係る薄膜トランジスタが得られる。【００１６】
本発明の第３の態様によれば、前記絶縁基板は透明ガラス基板もしくは透明樹脂基板であって、前記平坦化層は透明樹脂層であることを特徴とする第２の態様に係る薄膜トランジスタが得られる。【００１７】
本発明の第４の態様によれば、前記下地密着層は金属に配位可能な構造を有するシランカップリング剤で絶縁基板を処理して形成されたものであることを特徴とする第１〜３の態様のいずれかに係る薄膜トランジスタが得られる。【００１８】
本発明の第５の態様によれば、前記触媒層はゲート電極部にのみ形成されていることを特徴とする第１〜４の態様のいずれかに係る薄膜トランジスタが得られる。【００１９】
本発明の第６の態様によれば、前記樹脂膜がアルカリ可溶性脂環式オレフィン系樹脂と感放射線成分とを含有する感光性樹脂組成物で形成されたものである第３〜５の態様のいずれかに係る薄膜トランジスタが得られる。【００２０】
本発明の第７の態様によれば、前記透明樹脂層がアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた一種以上の樹脂を含む第３〜５の態様のいずれかに係る薄膜トランジスタが得られる。【００２１】
本発明の第８の態様によれば、絶縁基板上に配線を有する配線板の断面構造において、絶縁基板側から配線が形成されている側に向かって、下地密着層、触媒層、配線金属層、配線金属拡散抑止層の順に積層されてなる部分構造を有することを特徴とする配線板が得られる。【００２２】
本発明の第９の態様によれば、前記配線は、前記配線と略同一平面を形成する平坦化層に形成された溝に埋設されてなることを特徴とする第８の態様に係る配線板が得られる。【００２３】
本発明の第１０の態様によれば、前記絶縁基板は透明ガラス基板もしくは透明樹脂基板であって、前記平坦化層は透明樹脂であることを特徴とする第９の態様に係る配線板が得られる。【００２４】
本発明の第１１の態様によれば、前記下地密着層は金属に配位可能な構造を有するシランカップリング剤で絶縁基板を処理して形成されたものであることを特徴とする第８〜１０の態様のいずれかに係る配線板が得られる。【００２５】
本発明の第１２の態様によれば、前記触媒層は前記部分構造にのみ形成されていることを特徴とする第８〜１１の態様のいずれかに係る配線板が得られる。【００２６】
本発明の第１３の態様によれば、前記透明樹脂層がアルカリ可溶性脂環式オレフィン系樹脂と感放射線成分とを含有する感光性樹脂組成物で形成されたものである第１０〜１２の態様のいずれかに係る配線板が得られる。【００２７】
本発明の第１４の態様によれば、前記透明樹脂層がアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた一種以上の樹脂を含む第１０〜１２の態様のいずれかに係る配線板が得られる。【００２８】
本発明の第１５の態様によれば、第１〜７の態様のいずれかに係る薄膜トランジスタを用いて製造された表示装置が得られる。【００２９】
本発明の第１６の態様によれば、第８〜１４の態様のいずれかに係る配線板を用いて製造された表示装置が得られる。【００３０】
本発明の第１７の態様によれば、前記表示装置は液晶表示装置またはＥＬ表示装置であることを特徴とする第１５または１６の態様に係る表示装置が得られる。【００３１】
本発明の第１８の態様によれば、絶縁基板上を密着性を高めるように表面修飾する工程と、該絶縁基板上に樹脂膜を形成する工程と、該樹脂膜をパターニングすることで電極もしくは配線を収容するための凹部を形成する工程と、該凹部に触媒付与する工程と、該樹脂膜を加熱硬化する工程と、該凹部にめっき法により導電性材料層を形成する工程と、を少なくとも含む電子装置の製造方法が得られる。【００３２】
本発明の第１９の態様によれば、絶縁基板上を密着性を高めるように表面修飾する工程と、該絶縁基板上に樹脂膜を形成する工程と、該樹脂膜をパターニングすることで電極もしくは配線を収容するための凹部を形成する工程と、該樹脂膜を加熱硬化する工程と、該凹部に触媒付与する工程と、該凹部にめっき法により導電性材料層を形成する工程と、該導電性材料層上に選択的に該導電性材料拡散抑止膜を形成する工程と、を少なくとも含む電子装置の製造方法が得られる。【００３３】
本発明の第２０の態様によれば、絶縁基板上に樹脂膜を形成する工程と、該樹脂膜をパターニングすることで電極もしくは配線を収容するための凹部を形成する工程と、該樹脂膜を加熱硬化する工程と、該樹脂膜を乾燥した後、フッ素ガス雰囲気に曝す工程もしくはフッ素化合物を含んだガスのプラズマを照射する工程と、該凹部をシランカップリング剤で表面修飾する工程と、該凹部に触媒付与する工程と、該凹部にめっき法により導電性材料層を形成する工程と、該導電性材料層上に選択的に該導電性材料拡散抑止膜を形成する工程と、を少なくとも含む電子装置の製造方法が得られる。【００３４】
本発明の第２１の態様によれば、前記表面修飾する工程をシランカップリング剤を用いて行なう第１８または１９の態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００３５】
本発明の第２２の態様によれば、前記表面修飾する工程が、金属に配位可能な構造を有するシランカップリング剤を浸漬法、液盛り法、蒸着法、スプレー法、塗布法、及び印刷法のいずれかで付着させる工程を含む第１８または１９の態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００３６】
本発明の第２３の態様によれば、前記シランカップリング剤で表面修飾する工程の前に前記絶縁基板の表面を親水化する工程を含むことを特徴とする第２１または２２の態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００３７】
本発明の第２４の態様によれば、前記絶縁基板の表面を親水化する工程により、該絶縁基板表面に水酸基を生成することを特徴とする第２３の態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００３８】
本発明の第２５の態様によれば、前記絶縁基板の表面を親水化する工程が、該絶縁基板の表面にアルカリ溶液を接触させる工程を含むことを特徴とする第２３または２４の態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００３９】
本発明の第２６の態様によれば、前記シランカップリング剤で表面修飾した後、次いで加熱処理する工程をさらに含む第２１〜２５の態様のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００４０】
本発明の第２７の態様によれば、前記触媒付与工程に用いる触媒が銅、銀、パラジウム、白金、ニッケル、亜鉛、またはコバルトを含有する第１８〜２６の態様のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００４１】
本発明の第２８の態様によれば、前記凹部にめっき法により形成された導電性材料層を加熱処理する工程をさらに含む第１８〜２７の態様のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００４２】
本発明の第２９の態様によれば、前記樹脂膜の加熱硬化を不活性ガス雰囲気中または還元ガス雰囲気中で行う第１８〜２８の態様のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００４３】
本発明の第３０の態様によれば、前記触媒付与工程を、浸漬法、液盛り法、蒸着法、スプレー法、塗布法、および印刷法のいずれかで行う第１８〜２９の態様のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００４４】
本発明の第３１の態様によれば、前記導電性材料拡散抑止膜の形成を、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴｉのいずれかから選択される金属のフッ化物ガスとＳｉＨ４ガスを少なくとも含む混合ガスにより化学気相成長させて行うことを特徴とする第１９〜３０の態様のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００４５】
本発明の第３２の態様によれば、形成された導電性材料拡散抑止膜の表面を窒素プラズマにより窒化する工程をさらに有する第３１の態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００４６】
本発明の第３３の態様によれば、電子装置が薄膜トランジスタもしくは配線板である第１８〜３２の態様のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００４７】
本発明の第３４の態様によれば、前記拡散抑止膜の形成を、前記導電性材料部に触媒を付与する工程と、該導電性材料上に選択的に無電解めっきする工程と、を少なくとも含む第１９〜３２の態様のいずれかに記載の電子装置の製造方法が得られる。【００４８】
本発明の第３５の態様によれば、前記導電性材料部位に触媒を付与する工程の前に、該導電性材料表面の酸化物を除去する工程を含むことを特徴とする第３４の態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００４９】
本発明の第３６の態様によれば、前記導電性材料部位に付与する触媒が銅、銀、パラジウム、白金、ニッケル、亜鉛またはコバルトを含有する第３４〜３５のいずれかの態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００５０】
本発明の第３７の態様によれば、前記拡散抑止膜の形成を、前記導電性上に電解めっきする工程を少なくとも含む第１９〜３２の形態のいずれかに係る電子装置の製造方法が得られる。【００５１】
本発明の第３８の態様によれば、前記導電性材料上に電解めっきする工程の前に、該導電性材料表面の酸化物を除去する工程を含むことを特徴とする第３７の形態に係る電子装置の製造方法が得られる。【００５２】
本発明の第３９の態様によれば、前記導電性材料上に無電解めっきまたは電解めっきによって製膜する金属が、ニッケル、パラジウム、コバルト・タングステン・リンの合金、ニッケル・リンの合金、コバルト・ニッケル・リンの合金のうち少なくとも一つからなることを特徴とする第１９〜３２のいずれかの態様に係る電子装置の製造方法が得られる。【００５３】
本発明の第４０の態様によれば、第１８〜３２の態様のいずれかに係る方法を用いて形成する液晶表示装置またはＥＬ表示装置の製造方法が得られる。【００５４】
本発明の第４１の態様によれば、前記ゲート電極の下地密着層、触媒層、配線金属層、及び配線金属拡散抑止層はそれぞれ、シランカップリング剤；パラジウム；銅、またはニッケルと銅との積層体、好ましくは下地ニッケル上に銅を有する積層体；及びタングステンによって形成されていることを特徴とする第１の態様に係る薄膜トランジスタが得られる。【００５５】
本発明の第４２の態様によれば、前記配線金属拡散抑止層は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、及びＴｉのいずれかから選択される金属を含んでなることを特徴とする第１の態様に係る薄膜トランジスタが得られる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、例えば、透明基板上に設けられた感光性透明樹脂膜に選択的に透明基板に達する溝を形成し、当該溝に配線部を埋設することによって、従来に比較して厚さの厚い配線部を構成することができる。配線を厚くすることで幅を細くできるので、表示装置の場合、開口部を大きくできるし、また、配線板としては、配線の寄生容量を減少させることができ、駆動時の信号の速度を挙げ、消費電力を低減させることができる。透明樹脂膜に設けられた配線溝もしくは電極溝部の底面の透明基板表面には配線の密着性を向上する下地密着層が形成されているため、大型の表示装置の場合でも、信頼性の高い配線もしくは電極構造を得ることができる。本発明によれば、優れた表面平坦性を備えた配線或いは電極を有する電子装置を製造することができる。更に、本発明では、配線金属拡散抑止層を設けているため、銅によって薄膜トランジスタのゲート電極を構成しても、銅の拡散を抑止でき、この結果、リーク電流の少ない薄膜トランジスタを構成することができる。また、本発明は、微細パターンを正確に所望通りに形成できると言う利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は本発明に係る薄膜トランジスタの構造の一例を示す断面図である。
【図２】図２は従来の薄膜トランジスタの構造の一例を示す断面図である。
【図３】図３は本発明に係る薄膜トランジスタのゲート電極部の構造の一例を拡大して示す断面図である。
【図４ａ】図４ａは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｂ】図４ｂは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｃ】図４ｃは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｄ】図４ｄは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｅ】図４ｅは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｆ】図４ｆは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｇ】図４ｇは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｈ】図４ｈは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図４ｉ】図４ｉは本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を工程順に説明する断面図である。
【図５】図５は本発明に係る薄膜トランジスタを含む液晶表示装置の一例を説明する平面図である。
【図６】図６は図５のＸ−Ｘ´線に沿う断面図である。
【図７】図７は従来の薄膜トランジスタを含む液晶表示装置の一例を説明する平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０    ガラス基板
１１    透明樹脂膜
１２    ゲート電極
１３    ゲート絶縁膜
１４    半導体層
１５    ソース電極
１６    ドレイン電極
１１０    ガラス基板
１１１    透明樹脂膜
１１２    ゲート電極
１１３    ゲート絶縁膜
１１４    半導体層
１１５    ソース電極
１１６    ドレイン電極
１２１    下地密着層
１２２    触媒層
１２３    配線金属層
１２４    配線金属拡散抑止層
１４１    アモルファスシリコン膜
１４２    ｎ＋型アモルファスシリコン膜
２０    透明基板
２１    透明樹脂膜
２５ａ，２５ｂ    ゲート配線
２５ｃ    補助容量線
４０    配線埋設型基板
５１    ゲート配線
５２    ソース配線
５３    ＴＦＴ
５４    ドレイン配線
５５    補助容量
５７    補助容量引出線
６２    半導体領域
６５    保護絶縁膜
６６    画素電極
６７    共通電極
６８    液晶層
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
本発明の実施例について図を用いて説明する。
【実施例１】
【００６０】
本発明の実施例１について図を用いて説明する。図１は本発明の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構造の一例を示す断面図であり、ガラス基板（絶縁基板）１０上に形成された透明感光性樹脂からなる透明樹脂膜１１と、該透明樹脂膜１１にガラス基板１０に達するように形成され、該透明樹脂膜１１と略同一の高さまで形成されたゲート電極１２と、該透明樹脂膜１１と該ゲート電極１２上にわたって形成されたゲート絶縁膜１３と、該ゲート電極１２上に該ゲート絶縁膜１３を介して形成されてなる半導体層１４と、該半導体層１４に接続されたソース電極１５とドレイン電極１６とを有している。比較例として公知の技術により形成した薄膜トランジスタの断面構造の一例を図２に示す。図２の薄膜トランジスタもまた、ガラス基板２１０、透明樹脂膜２１１、ゲート電極２１２、ゲート絶縁膜２１３、半導体層２１４、ソース電極２１５、及びドレイン電極２１６を有している。【００６１】
図３は本発明に係る薄膜トランジスタのゲート電極部の構造（部分構造）の一例を模式的に拡大して示した断面図である（図１の薄膜トランジスタの断面図のゲート電極１２周辺の拡大図に相当）。図示されたゲート電極１２は、ガラス基板１０側から半導体層１４側に向かって（即ち、図の下から順に）下地密着層１２１、触媒層１２２、配線金属層（導電性材料層）１２３、配線金属拡散抑止層１２４によって構成され、当該ゲート電極１２は平坦な透明樹脂膜１１（即ち、平坦化層）に形成された溝中に埋設されている。下地密着層１２１は、透明樹脂膜１１によって規定されるゲート電極部の外にも広がっているが、触媒層１２２は、ゲート電極部にのみ形成されている。図示されているように、ゲート電極１２の表面と透明樹脂膜１１の表面とは略同一平面を形成するように、ゲート電極１２は透明樹脂膜１１の溝に埋設されている。このため、ゲート電極１２上にゲート絶縁膜１３を介して形成される半導体層１４にゲート電極１２に起因する段差を生じることなく薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成できるため、オフリーク電流の低減や膜質の向上による実効的な移動度の向上が可能である。また、めっき法により埋設配線を形成できるため、表示装置の製造コストを安価にできる。【００６２】
次に、本実施例１の薄膜トランジスタの形成方法について図を用いて説明する。図４ａ〜４ｉは本実施例１に係る薄膜トランジスタの製造方法を工程順に示す模式図である。【００６３】
まず、基板としてガラス基板１０を用意する。このガラス基板１０としては３０インチ以上の大型画面を形成できるような大型の基板でも良い。このガラス基板１０を０．５体積％のフッ酸水溶液で１０秒間処理し、純水で水洗して表面の汚染をリフトオフ除去する（図４ａ）。【００６４】
次に基板表面に親水性基である水酸基を生成するための表面処理を行う。この表面処理の方法としてはアルカリ溶液処理、酸素存在下でのエキシマレーザー照射、Ｆ２エキシマレーザー照射、Ｘｅエキシマランプ照射を含むいずれかの方法で行う。なかでも該基板を４．０重量％ＮａＯＨ水溶液に７０℃で３０分間浸漬したとき、基板表面は光散乱が起きない程度の表面粗さＲａ０．５〜５nｍであった。次に、間接的に基板表面の水酸基の量を推察するために、得られた基板にシランカップリング剤であるアミノプロピルエトキシシランを付与し、更に塩化パラジウム水溶液に浸漬し、基板表面のパラジウム量をＴＲＥＸにて測定したところ、５×１０１３〜１×１０１４atoms／ｃｍ２のパラジウムが検出され、このとき配線の密着性が良好なめっき膜を得ることができた。基板の表面についたパラジウムが、１×１０１５atoms／ｃｍ２以上ではパラジウム層が厚すぎてめっき膜の基板からの剥離が生じ、５×１０１２未満ではめっきが析出しなかった。【００６５】
次に、シランカップリング剤を付与する工程以降を詳細に説明する。ガラス基板１０を、水酸化ナトリウムを純水に添加することによりｐＨを１０に制御した水溶液に０．１体積％の濃度でシランカップリング剤であるアミノプロピルエトキシシランを溶解したシランカップリング剤溶液で処理する。即ち、該シランカップリング剤溶液にガラス基板１０を室温で３０分間浸漬し、ガラス基板１０表面にシランカップリング剤を吸着させた。その後、ホットプレート上で、１１０℃、６０分処理し、ガラス基板表面にシランカップリング剤を化学結合させ、下地密着層１２１（厚さ１０ｎｍ）とした（図４ｂ）。このように、下地密着層１２１を形成することにより、基板１０表面に実質的にアミノ基が配置され、金属錯体が配位しやすい構造を作ることができる。このような作用を示す、金属に配位可能な構造を有するシランカップリング剤としては、アミノ基や水酸基、チオール基やジスルフィド基といった極性基をもつシランカップリング剤を好適に選択することができる。【００６６】
ここで、本発明に使用できるシランカップリング剤を具体的に挙げると、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、４−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｐ−アミノフェニルトリメトキシシラン、ｍ−アミノフェニルトリメトキシシラン、１−アミノ−２−（ジジメチルエトキシシリル）プロパン、ビス（トリメトキシシリルプロピル）アミン、ジメチルアミノメチルエトキシシラン、メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン、２−（トリメトキシシリルエチル）ピリジン、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）−４，５−ジヒドロイミダゾール、トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレートなどが例示される。【００６７】
ガラス基板処理後のシランカップリング剤は、通常、透明であるため、ガラス基板１０全面に渡って形成しても、本発明の効果を得ることが可能であり、更に、ガラス基板１０と後の工程で用いる透明感光性樹脂との密着性を得る観点から好ましい。【００６８】
下地密着層の形成は、上記のように絶縁基板表面をアルカリ薬液などで親水化し、表面にＯＨ基を生成し、その絶縁基板上を密着処理剤（シランカップリング剤）にて表面修飾（すなわち表面の処理）を行うのが好ましい。表面修飾は、表面へのカップリング剤の接触（浸漬または塗布）および熱処理で行うのが好ましい。【００６９】
下地密着層１２１形成後、下地密着層１２１の表面にポジ型フォトレジスト液を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、１００℃で１２０秒間加熱プリベーク処理することにより、２μｍの厚さを有する感光性の透明樹脂膜１１を形成した（図４ｃ）。尚、上記したポジ型フォトレジストは特開２００２−２９６７８０号公報に記載されたアルカリ可溶性脂環式オレフィン系樹脂を含有したものを使用した。【００７０】
ここで、脂環式オレフィン系樹脂とは、脂環式構造を有するオレフィン（以下、「環状オレフィン」ということがある。）を重合してなる重合体である。脂環式構造は、単環であっても、多環（縮合多環、橋架け環、これらの組み合わせ多環など）であってもよい。脂環式構造の具体例としては、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造などが挙げられる。機械的強度や耐熱性などに優れることから、シクロアルカン構造、特にノルボルナン構造が好ましい。脂環式構造の一単位を構成する炭素原子数は、格別な制限はないが、機械的強度、耐熱性、及び成形性の諸特性が高度にバランスされることから、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個である。【００７１】
脂環式オレフィン系樹脂中の環状オレフィンの重合単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常３０〜１００重量％、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは７０〜１００重量％である。【００７２】
脂環式オレフィン系樹脂は、通常、環状オレフィンを付加重合又は開環重合し、所望により不飽和結合部分を水素化することによって得られる。また、脂環式オレフィン系樹脂は、芳香族オレフィンを付加重合し、得られた重合体の芳香環部分を水素化することによっても得られる。【００７３】
脂環式オレフィン系樹脂を得るために使用される環状オレフィンとしては、例えば、以下の化合物が挙げられる：
ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）、５−メチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５，５−ジメチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−エチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ブチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ヘキシル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−オクチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−オクタデシル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−エチリデン−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−メチリデン−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ビニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、
５−プロペニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−メトキシ−カルビニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−シアノ−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−メチル−５−メトキシカルボニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−エトキシカルボニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−５−エニル−２−メチルプロピオネイト、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−５−エニル−２−メチルオクタネイト、
ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸無水物、５−ヒドロキシメチルビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５，６−ジ（ヒドロキシメチル）−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ヒドロキシ−ｉ−プロピルビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５，６−ジカルボキシ−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸イミド、５−シクロペンチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−シクロヘキシル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−シクロヘキセニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−フェニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、
トリシクロ〔４．３．０．１２，５ 〕デカ−３，７−ジエン（慣用名：ジシクロペンタジエン）、トリシクロ〔４．３．０．１２，５ 〕デカ−３−エン、トリシクロ〔４．４．０．１２，５ 〕ウンデカ−３，７−ジエン、トリシクロ〔４．４．０．１２，５ 〕ウンデカ−３，８−ジエン、トリシクロ〔４．４．０．１２，５ 〕ウンデカ−３−エン、テトラシクロ〔７．４．０．１１０，１３ ．０２，７ 〕−トリデカ−２，４，６−１１−テトラエン（別名：１，４−メタノ−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロフルオレン）、テトラシクロ〔８．４．０．１１１，１４ ．０２，８ 〕−テトラデカ−３，５，７，１２−１１−テトラエン（別名：１，４−メタノ−１，４，４ａ，５，１０，１０ａ−ヘキサヒドロアントラセン）、
テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン（慣用名：テトラシクロドデセン）、８−メチル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−エチル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−メチリデン−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−エチリデン−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−ビニル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−プロペニル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−メトキシカルボニル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−メチル−８−メトキシカルボニル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−ヒドロキシメチル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−カルボキシ−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、
８−シクロペンチル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−シクロヘキシル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−シクロヘキセニル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、８−フェニル−テトラシクロ〔４．４．０．１２，５ ．１７，１０〕−ドデカ−３−エン、ペンタシクロ〔６．５．１．１３，６ ．０２，７ ．０９，１３〕ペンタデカ−３，１０−ジエン、ペンタシクロ〔７．４．０．１３，６ ．１１０，１３ ．０２，７ 〕−ペンタデカ−４，１１−ジエン、
５−フェニルビシクロ〔２．２．1〕ヘプトー２−エン、テトラシクロ〔６．５．０．１２，５ ．０８、１３〕トリデカー３，８，１０，１２−テトラエン（１，４−メタノー１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロフルオレンともいう）、テトラシクロ〔６．６．０．１２，５ ．１８，１３〕テトラデカー３，８，１０，１２−テトラエン（１，４−メタノー１，４，４ａ，５，１０，１０ａ−ヘキサヒドロアントラセンともいう）のごときノルボルネン系単量体；
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、３，４−ジメチルシクロペンテン、３−メチルシクロヘキセン、２−（２−メチルブチル）−１−シクロヘキセン、シクロオクテン、３ａ，５，６，７ａ−テトラヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデン、シクロヘプテンのごとき単環のシクロアルケン；ビニルシクロヘキセンやビニルシクロヘキサンのごときビニル系脂環式炭化水素系単量体；シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンのごとき脂環式共役ジエン系モノマー；など。【００７４】
芳香族オレフィンとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ビニルトルエンなどが挙げられる。【００７５】
環状オレフィン及び／又は芳香族オレフィンは、それぞれ単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。脂環式オレフィン系樹脂は、前記環状オレフィン及び／又は芳香族オレフィンと、これらと共重合可能な単量体とを共重合して得られるものであってもよい。環状オレフィン又は芳香族オレフィンと共重合可能な単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、３−エチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどの炭素数２〜２０のエチレンまたはα−オレフィン；１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、１，７−オクタジエンなどの非共役ジエン；等が挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。【００７６】
環状オレフィン及び／又は芳香族オレフィンの重合方法及び所望により行われる水素添加の方法は、格別な制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。【００７７】
脂環式オレフィン系樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体及びその水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン系単量体とビニル化合物との付加重合体、単環シクロアルケン重合体、脂環式共役ジエン重合体、ビニル系脂環式炭化水素重合体及びその水素添加物、芳香族オレフィン重合体の芳香環水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系単量体の開環重合体及びその水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン系単量体とビニル化合物との付加重合体、芳香族オレフィン重合体の芳香環水素添加物が好ましく、ノルボルネン系単量体の開環重合体の水素添加物がより好ましい。前記の脂環式オレフィン系樹脂は、それぞれ単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。【００７８】
本発明で使用する脂環式オレフィン系樹脂は、アルカリ水性液に対して可溶性であっても、不溶性であってもよい。脂環式オレフィン系樹脂がアルカリ可溶性である場合は、少なくとも極性基を含有することが好ましい。かかる極性基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシル基、エポキシ基、グリシジル基、オキシカルボニル基、カルボニル基、アミド基、エステル基、酸無水物基などが挙げられる。これらの極性基のなかでも、カルボキシル基、エステル基、アミド基、酸無水物基、ヒドロキシル基などの酸性基又は酸誘導体型残基が好ましい。【００７９】
脂環式オレフィン系樹脂に極性基を導入するためには、例えば、該極性基を有する単量体を（共）重合成分として（共）重合することによって、又は、前記の単量体を重合して得られた脂環式オレフィン系樹脂に極性基を有する化合物を変性反応によってグラフト変性することにより行うことができる。脂環式オレフィン系樹脂と極性基を有する化合物との変性反応は、公知の方法によって行うことができる。【００８０】
極性基を有する化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、エンドシス−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸、メチル−エンドシス−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸化合物及びこれらのエステル又はアミド；無水マレイン酸、クロロ無水マレイン酸、ブテニル無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水シトラコン酸などの不飽和カルボン酸無水物などが挙げられる。なお、本発明に使用される脂環式オレフィン系樹脂が、酸無水物基を有する化合物又はエステル基を有する化合物を脂環式オレフィン系樹脂に変性させたものである場合には、変性反応で導入された酸無水物基又はエステル基を加水分解又はアミド化することが好ましい。【００８１】
本発明に使用される脂環式オレフィン系樹脂の分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常３，０００〜５００，０００、好ましくは５，０００〜１００，０００、より好ましくは７，０００〜５０，０００の範囲である。脂環式オレフィン系樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）がこの範囲にあるときに、現像性、平坦性、耐溶剤性、耐熱性及び強度特性に優れ好適である。【００８２】
透明樹脂膜を形成する有機材料としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた透明樹脂が使用可能である。しかし、以降の工程を容易にする観点で、透明樹脂膜としては、感光性樹脂組成物で形成するのが好都合であり、特に、特開２００１−１８８３４３号公報あるいは特開２００２−２９６７８０号公報に詳述されたような感光性樹脂組成物を使用するのが好ましい。【００８３】
この場合、透明樹脂膜１１を形成するのに使用される感光性樹脂組成物としては、例えば、脂環式オレフィン系樹脂に、アミド基やカルボキシル基のような酸誘導体型残基を有する化合物を変成反応させて得られるアルカリ可溶性脂環式オレフィン系樹脂、アルコキシメチル化メラミンやアルコキシメチル化グリコールウリルのような架橋剤、感放射線成分として、オニウム塩、ハロゲン化有機化合物、α，α−ビス（スルホニル）ジアゾメタン化合物、α−カルボニル−α−スルホニル−ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、有機酸エステル化合物、有機酸アミド化合物、有機酸イミド化合物などの公知の光酸発生剤、及び、この組成物に溶解制御剤を加えた組成物が挙げられる。また、本発明で使用される感光性樹脂組成物はポジ型であっても良いし、ネガ型であってもよい。【００８４】
透明樹脂膜１１の形成後、マスクアライナーにより、ｇ、ｈ、ｉ線の混合光をマスクパターンを介して、透明樹脂膜１１に選択的に照射した。その後、０．３重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で９０秒間現像した後、純水で６０秒間リンス処理を行い、ガラス基板１０上に所定のパターンを有する、該ガラス基板の表面に達する溝（ゲート電極を収容するための凹部）を形成した。その後、窒素雰囲気中で２３０℃、６０分の熱処理をし、透明樹脂膜１１を硬化した（図４ｄ）。【００８５】
上記のようにして得られた基板を、次に、塩化パラジウム−塩酸水溶液（塩化パラジウム０．００５体積％、塩酸０．０１体積％）に室温で３分間、浸漬し、還元剤（上村工業（株）製レデューサーＭＡＢ−２）で処理し水洗することで、形成された溝（凹部）内に選択的にパラジウム触媒（厚さ１０〜５０ｎｍ）を付与し触媒層１２２を形成した（図４ｅ）。触媒層１２２は連続膜である必要はなく、微粒子状のパラジウム粒子がこの後に析出されるめっき膜（配線金属層１２３）の成膜に阻害が生じない程度に密に析出されたものでも良い。【００８６】
パラジウム触媒を付与した後、得られた基板を、銅無電解めっき液（上村工業（株）製ＰＧＴ）に浸漬し、前述の溝内に選択的に銅配線（配線金属層１２３）（厚さ１．９μｍ）を形成した（図４ｆ）。銅配線は、続く配線金属拡散抑止層１２４の膜厚の分だけ、透明樹脂膜１１の表面高さより低い位置で処理を終了することが好ましい。【００８７】
次に、純水による水洗、Ｎ２ブローによる乾燥後、この基板を減圧チャンバ内に導入し、ＷＦ６、ＳｉＨ４、及びＡｒの混合ガス中で、大気圧化下２００℃で処理することで、以下の反応式：
ＷＦ６＋１．５ＳｉＨ４  →  Ｗ ＋１．５ＳｉＦ４＋３Ｈ２
による反応を生じせしめ、Ｃｕ表面にのみＷの選択堆積を行う。ＷＦ６は、分解温度が１，０００℃であるが、水素があると低温で（室温でも）分解するという特性があり、その性質を利用して、２００℃程度の低温でＣｕ上のみにＷをデポジットさせることができる。キャリアガスＨ２で運搬されたシラン・ガスＳｉＨ４はＣｕ表面のみで約１８０℃で分解し、水素ラジカルを発生させる。この水素ラジカルが同じく運搬されたＷＦ６ガスのＦと激しく反応してＷＦ６を分解させ、ＷがＣｕ表面にデポジットする。Ｆと反応した水素は、ＨＦとなって出てゆく。Ｓｉは付着されない。このようにして、堆積された膜表面の高さが、透明樹脂膜１１の高さと略同一になるまで成膜し、配線金属拡散抑止層１２４（厚さ０．１μｍ）とした（図４ｇ）。【００８８】
以上の処理によって、ガラス基板１０上に透明樹脂膜１１でパターニングされた溝内に選択的にＴＦＴのゲート電極１２を形成した。この方法によれば、透明樹脂膜１１のパターンとして、ゲート電極１２用のものとゲート配線用のものを同時に用意することで、ゲート配線の製造にも使用できる。また、配線のみを形成して配線板として利用しても、本発明の効果を得ることができる。配線板として単独で使用する場合には、配線金属拡散抑止膜１２４を形成しなくとも良い。この場合には、めっき時間の調整により、めっき金属（配線金属層１２３）表面と透明樹脂膜１１表面とを略同一の高さとすることが好ましい。【００８９】
次に、公知のＰＥＣＶＤ法により、ゲート絶縁膜１３としてのシリコン窒化膜、また、アモルファスシリコン膜１４１、ｎ＋型アモルファスシリコン膜１４２を連続堆積し（図４ｈ）、フォトリソグラフィー法および公知のＲＩＥ法によりｎ＋型アモルファスシリコン膜１４２を一部除去し、半導体層１４を形成した（図４ｉ）。【００９０】
引き続き、公知のスパッタ法などにより、ソース電極１５およびドレイン電極１６とすべく、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔｉの順で成膜を行い、フォトリソグラフィー法でパターニングを行うことによって、ソース電極１５およびドレイン電極１６を形成した。次に、形成されたソース電極１５およびドレイン電極１６をマスクとして、公知の手法によりｎ＋型アモルファスシリコン膜１４２をエッチングすることで、ソース領域１５とドレイン領域１６の分離を行った（図４ｉ）。【００９１】
次に、公知のＰＥＣＶＤ法により、保護膜としてシリコン窒化膜を形成して、本発明の薄膜トランジスタを完成した。【００９２】
上記実施例では、配線金属拡散抑止膜１２４の形成（図４ｇ）の際、ＷＦ６を用いたが、ＴａＦ４やＴｉＦ４等、バリア効果を示す金属のフッ素化物ガスを使用しても良い。なお、本明細書において、配線金属拡散抑止膜１２４は導電性材料拡散抑止膜という場合がある。【００９３】
（参考例１）
実施例１で説明した薄膜トランジスタの製造方法において、透明樹脂膜１１の硬化（図４ｄ）の後、大気圧のＦ２ガス雰囲気（５体積％）中（Ｎ２希釈）で、１３０℃、３分間の処理を行い、透明樹脂膜１１表面をフッ化した。その結果、透明樹脂膜１１の疎水性が高められ、レジスト表面の不純物などによるパラジウムの異常析出が抑制され、製造歩留まりが向上した。
【実施例２】
【００９４】
実施例１で説明した薄膜トランジスタの製造方法において、パラジウム触媒を付与した後、薄付け無電解ニッケルめっき（カニゼン社製、Ｓ−６８０）を施した後、無電解銅めっきを施し、銅配線の代わりにニッケルと銅との積層体からなる配線金属層１２３を形成した。この結果、析出性がいっそう改善され、短時間でのプロセスが可能となり、銅膜の密着性も向上した。ニッケルは、銅に必要なパラジウム量の１／１０程度の少ないパラジウム量で析出が開始されるため、まず、ニッケルにより下地膜を形成し、その上にＣｕを析出させるのが好ましい。
【実施例３】
【００９５】
実施例１で説明した薄膜トランジスタの製造方法において銅配線を形成し、純水による水洗、Ｎ２ブローによる乾燥を行った後、この基板を窒素雰囲気中で、大気圧下３００℃で１時間焼成した。この結果、銅と基板の密着性が向上した。
【実施例４】
【００９６】
実施例３の後、得られた基板を撹拌している中性洗浄剤（上村工業（株）製ＭＡＥ−４７）中に５０℃、５分間浸漬した後、５ｗｔ％希硫酸に１分間浸漬し、銅表面の銅酸化膜をスライトエッチした。【００９７】
この後硫酸パラジウム水溶液（上村工業（株）製ＫＡＴ）に２３℃で１分３０秒浸漬し、銅の上に選択的に触媒層を形成した。【００９８】
パラジウム触媒を付与した後、得られた基板を無電解Ｎｉめっき液（上村工業（株）製ＮＰＲ−８）８０℃に浸漬し、成膜表面の高さが、感光性透明樹脂膜の高さと略同一になるまで成膜し、配線金属拡散抑止層とした。これにより配線形成の全工程をウェット工程で行うことができ、生産設備の簡略化が可能となった。
【実施例５】
【００９９】
実施例の１〜４において説明した薄膜トランジスタの製造方法において、配線金属拡散抑止層用のパラジウム触媒を付与した後、得られた基板をＣｏＷＰ系めっき液、８０℃に浸漬し、成膜表面の高さが、感光性透明樹脂膜の高さと略同一になるまで成膜し、配線金属拡散抑止層とした。得られた拡散抑止膜は、高融点のＷを含むため、より拡散抑止能力の高い金属拡散抑止層が形成できた。【０１００】
これらの実施例のように、金属配線拡散抑止膜を、無電解めっきまたは電解めっきによって形成するのも好ましい。具体的には、導電性配線の表面酸化膜をスライトエッチし、Ｐｄ触媒を付与し、無電解めっきをＮｉ−ＰめっきまたはＷＣｏＰめっき等で行う、あるいは（触媒を付与することなく）電解めっきをＮｉめっき等で行う。この場合、拡散抑止膜の材料として、ニッケル、パラジウム、コバルト・タングステン・リンの合金、ニッケル・リンの合金、コバルト・ニッケル・リンの合金のうち少なくとも一つとするのが好ましい。
【実施例６】
【０１０１】
図５及び図６を参照すると、前述した配線埋設型基板を３０インチＱＸＧＡ（２０４８×１５１６画素）の液晶表示装置のＴＦＴ（Thin Film Transistor）側の基板に適用した例が示されている。図５の平面図では、液晶表示装置の１画素分の表示素子が示されており、図示された表示素子は横方向に平行に配列されたゲート配線５１（ｎ）と５１（ｎ＋１）と、縦方向に形成されたソース配線５２（ｎ）と５２（ｎ＋１）とを備え、更に、ＴＦＴ５３を有している。ＴＦＴ５３はゲート配線５１（ｎ＋１）に接続されたゲート電極、ソース配線５２（ｎ）に接続されたソース電極を有している。そのドレイン電極は補助容量５５に接続されている。補助容量５５は補助容量線及び補助容量引出線５７と電気的に結合されている。【０１０２】
図５及び図６に示されたゲート配線５１（ゲート電極を含む）は、実施例１に示された手法によって作製されている。したがって、図示されたゲート配線５１は、シランカップリング剤の下地密着層、触媒層（例えば、パラジウム）、配線金属層（銅）、及び、配線金属拡散抑止層（Ｗ）からなる４層構造を有している。【０１０３】
図６には、図５のＸ−Ｘ’線に沿う断面図が示されており、当該表示素子は図４ｉに示された配線埋設型基板を使用して構成されている。図６に示されているように、透明基板２０上には透明樹脂膜２１が形成されており、当該透明樹脂膜２１には透明樹脂膜２１の表面と実質的に同一平面となるように形成された配線部２５を備えている（尚、図６では溝のテーパは説明を簡略化するために省略されている）。【０１０４】
図５及び図６からも明らかな通り、透明樹脂膜２１に埋設された配線部２５はゲート配線２５a及び２５ｂと、補助容量線２５ｃとによって構成されており、これらの埋設配線２５ａ、２５ｂ、２５ｃは先に説明した手法で形成されている。この結果、図示された配線埋設型基板４０は実質上平坦な主面を形成している。補助容量線２５ｃは図５に示された補助容量引出線５７に接続されている。【０１０５】
実質上平坦な主面を有する配線埋設型基板４０の表面には、ＴＦＴ５３の領域においてゲート絶縁膜として機能する絶縁膜６１がゲート配線２５ｂ上に形成され、更に、当該ゲート絶縁膜６１上には、アモルファスシリコン等によって形成された半導体領域６２が設けられている。この半導体領域６２には、ソース配線５２（ｎ）及びドレイン配線５４が設けられ、これによって、ＴＦＴ５３が形成されている。【０１０６】
図示された例では、ソース配線５２（ｎ）及びＴＦＴ５３を覆うように、保護絶縁膜６５が形成されており、当該保護絶縁膜６５にはＩＴＯ等によって形成された画素電極６６がドレイン配線５４と電気的に接続するように形成されている。画素電極６６及び保護絶縁膜６５上には間隔をおいて共通電極６７が配置されており、共通電極６７と画素電極６６との間には、液晶が収容され、画素電極６６、共通電極６７、及び、液晶層６８によって液晶セルを構成している。【０１０７】
ここで、図５及び図６に示された配線埋設型基板４０の配線部２５の寸法について説明する。図５のゲート配線５１（ｎ）及び５１（ｎ＋１）の幅は３μｍであり、ソース配線５２（ｎ）及び（ｎ＋１）の幅は３μｍの幅を有し、また、補助容量線２５ｃの引き出し配線である補助容量引出線５７は３μｍの幅を有している。一方、ゲート配線５１（ｎ）及び５２（ｎ＋１）を形成する各配線部２５ａ、２５ｂの厚さは２μｍである。【０１０８】
ここで、図５に示された本発明に係る表示素子の寸法を比較するために、図７を参照して従来の液晶表示装置の１画素分の表示素子を説明すると、図７に示された表示素子も図５と同様に、ゲート配線７５１（ｎ）、７５１（ｎ＋１）、ソース配線７５２（ｎ）、７５２（ｎ＋１）、ＴＦＴ７５３、ドレイン配線７５４、補助容量７５５、及び、補助容量引出線７５７とを備えている。【０１０９】
図７に示された表示素子は図５に示された表示素子と同様に縦２９７.５μｍ、横９９.３μｍの画素サイズを有しているものとすると、図７に示された表示素子では、ゲート配線７５１（ｎ）、７５１（ｎ＋１）は２０μｍの幅を必要とする。同様に、図７の表示素子のソース配線７５２（ｎ）、７５２（ｎ＋１）は１５μｍの幅、補助容量引出線７５７は３０μｍの幅を備えている必要がある。これは、ソース配線７５２がゲート配線７５１及び補助容量引出線７５７と基板上で段差を持って交差するためである。【０１１０】
上記したことからも明らかな通り、本発明に係る配線埋設型基板を用いて、従来と同一サイズの表示素子を形成した場合、ゲート配線５１及びソース配線５２の幅を従来の約１／７にすることができると共に、補助容量引出線５７の幅を１／１０にすることができる。このことは、本発明では、ゲート配線５１、ソース配線５２、及び、補助容量引出線５７の厚さを従来の表示素子に比較して厚くすることができ、表示素子の開口率を大幅に改善できることを意味している。換言すれば、本発明に係る基板を使用した場合、表示素子をより小型化でき、高精細な表示パネルを構成できる。【０１１１】
このように、本発明に係る配線埋設型基板を利用した場合、当該基板表面が平坦であるため、基板表面上に配置されるソース配線等の幅を狭くしても断線、或いは、短絡等の事故等は発生しない。この結果、本発明の配線埋設型基板を使用して液晶表示装置を構成した場合、開口率の非常に高い表示装置を得ることができる。【０１１２】
尚、上記した実施形態では、液晶表示装置についてのみ説明したが、本発明は平面ディスプレイパネルを構成する各種基板に適用できる。【０１１３】
また、配線部２５を構成する材料として、銅、アルミ、タングステン等の不透明な金属を用いるだけでなく、例えば、ＩＴＯのような透明な導電性膜を配線部２５に形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は液晶表示装置、有機ＥＬ装置、無機ＥＬ装置等の表示装置に適用して、これら表示装置を大型化することができると共に、表示装置以外の配線にも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図４ｈ】
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【図４ｉ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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