(57)【要約】【課題】高性能な薄膜トランジスタを大型基板上に均一に作製することが可能な薄膜トランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、ガラス基板１０上に多結晶半導体膜１２とゲート絶縁膜１３とを有する薄膜トランジスタ１の製造方法であって、前記基板１０上に非晶質半導体膜１２ａを形成する工程と、前記基板１０を該基板１０よりも高い歪点を有する支持基板２０上に固定し、前記非晶質半導体膜１２ａを固相状態のまま結晶化して前記多結晶半導体膜１２に転換する工程と、前記基板１０を前記支持基板２０に固定したまま熱処理し、前記多結晶半導体膜１２の表面に前記多結晶半導体膜１２の酸化膜からなる前記ゲート絶縁膜１３を形成する工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスからなる被処理基板上に多結晶半導体膜とゲート絶縁膜とを有する薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記被処理基板上に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記被処理基板を該被処理基板よりも高い歪点を有する支持基板上に固定し、前記非晶質半導体膜を固相状態のまま結晶化して前記多結晶半導体膜に転換する工程と、
前記被処理基板を前記支持基板に固定したまま熱処理し、前記多結晶半導体膜の表面に前記多結晶半導体膜の酸化膜からなる前記ゲート絶縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記ゲート絶縁膜を形成する工程が、水蒸気を含む雰囲気において前記多結晶半導体膜を前記非晶質半導体膜を結晶化する温度よりも低い温度で熱処理することにより行なわれることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記支持基板が石英基板であることを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
被処理基板上に薄膜トランジスタを備えた電気光学装置の製造方法であって、
前記被処理基板上に前記薄膜トランジスタを製造する工程が、請求項１〜３のいずれかの項に記載の薄膜トランジスタの製造方法により行なわれることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の薄膜トランジスタの製造方法により製造されてなる薄膜トランジスタ又は請求項４記載の電気光学装置の製造方法により製造されてなる電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置の製造方法及び電子機器に関し、特に低融点ガラス基板を用いた多結晶シリコンＴＦＴの製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等の電気光学装置では、被処理基板として安価なガラス基板が用いられている。ガラス基板は耐熱温度が低いため、基板に集積される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの半導体素子や各種のデバイスについては、６００℃以下の低温プロセスによって製造するのが一般的である。
【０００３】
低温で多結晶半導体膜を作成する方法としては、非晶質半導体膜を厚さ５０ｎｍ程度成膜した後、この非晶質半導体膜にキセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー光を照射し、非晶質半導体膜を溶融・結晶化させて多結晶半導体膜を得るという方法（レーザ結晶化法）が一般的である。
【０００４】
しかしながら、従来の多結晶半導体膜の製造方法では、エキシマレーザー光のエネルギー密度制御が困難であるため、レーザ熱処理時にエネルギー密度の変動があり、これによって半導体膜の膜質に大きなばらつきが生じるという問題があった。特に、有機ＥＬ表示装置のように電流駆動で発光を制御するものでは、得られる多結晶半導体膜の結晶不均一性と、ＭＯＳ界面が不連続形成されることでの欠陥形成に伴うＴＦＴ特性のばらつきが大きな問題となっている。
【０００５】
これに対して、特許文献１及び２では、酸化膜を高圧酸化雰囲気において熱酸化により形成するという方法が提唱されているが、レーザ結晶化という本質的な問題が解決されない以上、根本的なばらつき対策とはなり得ない。
【０００６】
そこで、特許文献３のように、非晶質半導体膜を６００℃〜７００℃でアニール処理し、該非晶質半導体膜を固相状態のまま多結晶半導体膜に転換する方法が提案されている。この方法は固相成長法と呼ばれており、従来より高温多結晶シリコンＴＦＴの製造方法で用いられてきた方法である。この方法で得られた多結晶半導体膜は、結晶粒内に微小欠陥が残留し、ＴＦＴの高性能化の障害となるため、特許文献３では、このような欠陥をエキシマレーザー光を照射することによって低減化している。
【特許文献１】特開２０００−２９４７８９号公報
【特許文献２】特開平１１−３３０４７６号公報
【特許文献３】特開２００２−９４０６６号公報
【非特許文献１】"High Pressure a-Si Crystallization and in-situ Thermal Gate Oxidation for poly-Si TFT of AMLCD", Sang S Kim, AM-LCDs ‘93
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、固相成長法では、非晶質半導体膜の結晶化にレーザ結晶化法を用いないため、基板全体にわたって均一な膜質を有する多結晶半導体膜を作製することができる。しかし、そもそも固相成長法は高温多結晶シリコンＴＦＴの製造プロセスで用いられるように、炉での長時間の熱処理を要するため、同様の方法を用いたのでは低温多結晶シリコンＴＦＴで用いられる安価なガラス基板は歪みを生じてしまい、使用に耐えないものとなる。特に、有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置の分野では表示画面の大面積化や低価格化が求められており、こうした要求は基板を大型化することで解決されるが、基板を大型化すると、基板自体の自重による歪みや伸縮などの変形が大きくなり、固相成長工程以降の微細化工程が甚だ困難なものとなる。そのため、非特許文献１のように、処理時間を短くする、若しくは雰囲気を水蒸気にするといった方法が試みられたが、とても十分な性能を有する多結晶半導体膜とはなり得なかった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高性能な薄膜トランジスタを大型基板上に均一に作製することが可能な薄膜トランジスタの製造方法及び電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。また、このような薄膜トランジスタ又は電気光学装置を備えた高性能な電子機器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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、ガラスからなる被処理基板上に多結晶半導体膜とゲート絶縁膜とを有する薄膜トランジスタの製造方法であって、前記被処理基板上に非晶質半導体膜を形成する工程と、前記被処理基板を該被処理基板よりも高い歪点を有する支持基板上に固定し、前記非晶質半導体膜を固相状態のまま結晶化して前記多結晶半導体膜に転換する工程と、前記被処理基板を前記支持基板に固定したまま熱処理し、前記多結晶半導体膜の表面に前記多結晶半導体膜の酸化膜からなる前記ゲート絶縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。ここで、前記支持基板としては耐熱性の高い石英基板を用いることができる。
前述のように、従来のレーザ結晶化法を用いた低温多結晶シリコンＴＦＴ又は非晶質シリコンＴＦＴでは、被処理基板に高温の熱処理が行なわれなかったため、被処理基板の反りはそれ程大きな問題とはなっていなかった。しかし、固相成長法のように６００℃〜７００℃の高温の熱処理が行なわれる場合には、一般的な搬送形態、すなわち基板端をピンによって支持する方法を用いると、ピンに支持されない被処理基板の中央部が自重によって大きく撓んでしまい、その後の微細化工程等が非常に困難なものとなる。本発明においては、このような被処理基板の反りを該支持基板の中央部を支持基板で支持することによって解消している。すなわち、本発明においては、被処理基板の中央部が該被処理基板よりも歪点の高い支持基板によって支持されているので、被処理基板に対して高温（例えば６００℃〜７００℃）の熱処理が行なわれたとしても、被処理基板に大きなストレスや歪みを生じることがない。したがって、被処理基板を大型化した場合でも、高温の熱処理によって均一且つ十分な性能の薄膜トランジスタを製造することが可能となる。
また本発明では、ゲート絶縁膜の形成工程が熱酸化によって行なわれるため、この熱酸化工程によって生じる引っ張り方向の基板の反りによって、非晶質半導体膜の形成工程及び該非晶質半導体膜の結晶化工程によって生じる圧縮方向の基板の反りを相殺することができる。したがって、各工程で生じる被処理基板の反りを適切に制御すれば、より平坦な状態で被処理基板を処理することが可能となる。
【００１０】
本発明においては、前記ゲート絶縁膜を形成する工程が、水蒸気を含む雰囲気において前記多結晶半導体膜を前記非晶質半導体膜を結晶化する温度よりも低い温度で熱処理することにより行なわれることが望ましい。
前述のように、多結晶半導体膜を熱酸化すると、被処理基板に引っ張り方向の反りが生じ、その反りは処理温度が高いほど成膜時点で生じた反りを打ち消す方向へと進んでいく。これは、基板本来の撓みがゼロに近づく方向ではあるが、その反りが大きいと、次工程以降の熱処理や酸化膜及び金属膜の成膜において反りが引っ張り方向へと反転し、基板搬送上問題を生じることがある。本発明者の検討によれば、このような熱酸化処理の処理温度を固相成長の処理温度よりも低くすることで、被処理基板の反り量を適切な範囲に制御することが可能となる。通常は、このような熱酸化処理には１０００℃以上の高温プロセスが必要となるが、所定の圧力条件下で水蒸気を満たした雰囲気で熱処理を行なう場合には、このような低温でも十分な膜質を有するゲート絶縁膜を得ることができる。
また、このような高温の熱処理を水蒸気雰囲気で行なうことで、多結晶半導体膜に含まれる結晶欠陥を低減することができるという効果も得られる。一般に、固相成長法で作製された多結晶半導体膜には、結晶粒内に多数の微小欠陥が存在し、その高性能化には結晶化後の欠陥処理が必須となるが、本発明では結晶化後に水蒸気雰囲気で熱処理が行なわれるため、多結晶半導体膜の有する不完全な結合手が一度分離された後、再結合される（加水分解）ことにより、大幅な欠陥の低減が可能となり、高性能化が図られるのである。
【００１１】
本発明の電気光学装置の製造方法は、被処理基板上に薄膜トランジスタを備えた電気光学装置の製造方法であって、前記被処理基板上に前記薄膜トランジスタを製造する工程が、前述した本発明の薄膜トランジスタの製造方法により行なわれることを特徴とする。
この方法によれば、被処理基板面内で均一な特性を有する薄膜トランジスタが得られるため、例えばこの薄膜トランジスタを画素スイッチング素子として用いた場合、画像表示領域全体で均一な表示特性を有する電気光学装置を提供することが可能になる。特に、有機ＥＬ表示装置のように電流駆動で発光を制御するものにおいては、ＴＦＴ特性のばらつきが表示特性にシビアに影響するため、効果が大きい。
【００１２】
本発明の電子機器は、前述した本発明の薄膜トランジスタの製造方法により製造されてなる薄膜トランジスタ又は前述した本発明の電気光学装置の製造方法により製造されてなる電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、被処理基板面内において均一な特性を有する薄膜トランジスタ又は電気光学装置を有する電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［薄膜トランジスタの製造方法］
図１は、本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一実施の形態を示す概略工程図である。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするために、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１４】
まず、図１（ａ）に示すように、被処理基板１０を支持基板２０上に設置し、該被処理基板１０上に下地保護膜として化学気相堆積法（ＣＶＤ法）により酸化シリコン膜１１を膜厚８００ｎｍ程度堆積する。そして、この下地絶縁膜１１の表面に非晶質シリコンからなる非晶質半導体膜を堆積し、これをフォトリソグラフィー法によりパターニングして所望の形状の非晶質半導体膜１２ａを形成する。
【００１５】
被処理基板１０は、数十インチ程度の大型ディスプレイパネルに対応した大型基板、又は複数のパネルを同一基板上に一括で形成する多面取り用の大型基板である。被処理基板１０としては、厚さ０．５ｍｍ程度の薄いガラス基板が用いられる。
【００１６】
支持基板２０は、被処理基板１０よりも高い歪点を有する、例えば石英基板等からなる大型基板である。この支持基板２０は、被処理基板１０の中央部を支持することによって、被処理基板１０自体の自重による歪みや伸縮による変形を防止することを目的としている。すなわち、被処理基板１０が支持基板２０によって面で支持されることで、被処理基板１０への薄膜の形成工程及びその後の熱処理工程等における被処理基板１０の反りが防止される。
【００１７】
非晶質半導体膜１２ａは、高真空型ＬＰ−ＣＶＤ装置を用いて、原料ガスであるジシランを流しながら、４００℃程度の堆積温度で非晶質シリコン膜を堆積することにより形成することができる。なお、非晶質半導体膜１２ａの形成にあたっては、ＰＥ−ＣＶＤ法やスパッタ法を用いてもよく、これらの方法によれば、その成膜温度を上記の温度よりも低く設定することができる。
【００１８】
次に、図１（ｂ）に示すように、被処理基板１０を支持基板２０に設置した状態で高温の熱処理炉内に挿入し、急速加熱処理（Rapid Thermal Anneal, RTA）により６５０℃〜７５０℃の温度範囲において固相成長法（Solid Phase Crystallization, SPC）により非晶質半導体膜１２ａの結晶化を行なう。固相成長法とは、材料を電気炉などを用いて材料の融点以下の高温で処理することにより固相のまま結晶化させる方法をいう。この結晶化の工程によって、非晶質半導体膜１２ａは多結晶シリコンからなる多結晶半導体膜１２に転換される。
【００１９】
次に、図１（ｃ）に示すように、被処理基板１０を支持基板２０に固定したまま、水蒸気を含む雰囲気において５５０℃〜６５０℃の温度範囲、１．０ＭＰａ〜２．０ＭＰａの圧力範囲において熱酸化法（Thermal Oxidation）により多結晶半導体膜１２の表面に酸化シリコンからなるゲート絶縁膜１３を形成する。熱酸化法とは、酸素等の酸化性ガスを含む雰囲気で熱処理を行なうことにより、シリコンの表面に酸化シリコン膜を形成する方法をいう。通常は、１０００℃以上の高温プロセスが必要となるが、１．０ＭＰａ〜２．０ＭＰａという高い圧力条件下で水蒸気を含む雰囲気で熱処理を行なうと、水とシリコンとの反応性が高まり、その結果、加熱温度が５５０℃〜６５０℃という低温プロセス条件においても十分な膜質を有する酸化シリコン膜（ゲート絶縁膜１３）が得られるようになる。
【００２０】
次に、図１（ｄ）に示すように、被処理基板１０を支持基板２０に固定したまま、ゲート絶縁膜１３の表面にゲート電極１４を形成し、多結晶半導体膜１２に不純物イオンの注入を行ってソース領域１２ｓ、ドレイン領域１２ｄ、及びチャネル形成領域１２ｃを形成する。次に、層間絶縁膜１５を形成し、コンタクトホールＨを開口して、ソース電極１６及びドレイン電極１７並びにこれらに接続するソース配線及びドレイン配線を形成する。
以上により、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, TFT）１が完成する。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態の薄膜トランジスタの製造方法では、多結晶半導体膜１２の形成工程及びゲート絶縁膜１３の形成工程を含む一連の工程が、被処理基板１０を該被処理基板１０よりも歪点の高い支持基板２０上に固定した状態で行なわれるため、該被処理基板１０に対して高温（例えば６００℃〜７００℃）の熱処理が行なわれたとしても、被処理基板１０に大きなストレスや歪みを生じることがない。従来のレーザ結晶化法を用いた低温多結晶シリコンＴＦＴ又は非晶質シリコンＴＦＴでは、被処理基板に高温の熱処理が行なわれなかったため、被処理基板の反りはそれ程大きな問題とはなっていなかった。しかし、固相成長法のように６００℃〜７００℃の高温の熱処理が行なわれる場合には、一般的な搬送形態、すなわち基板端をピンによって支持する方法を用いると、ピンに支持されない被処理基板の中央部が自重によって大きく撓んでしまい、その後の微細化工程等が非常に困難なものとなる。本発明では、このような被処理基板１０の反りを該被処理基板１０の中央部を支持基板２０で支持することによって解消しており、これにより初めて実用的な固相成長プロセスの構築が可能となるのである。
【００２２】
また本実施形態では、ゲート絶縁膜１３の形成工程が熱酸化によって行なわれるため、この熱酸化工程によって生じる引っ張り方向の被処理基板の反りによって、非晶質半導体膜１２ａの形成工程及び該非晶質半導体膜１２ａの結晶化工程によって生じる圧縮方向の被処理基板の反りを相殺することができる。この場合、熱酸化による被処理基板１０の反りが大きいと、次工程以降の熱処理や酸化膜及び金属膜の成膜において反りが引っ張り方向へと反転し、基板搬送上問題を生じることがあるが、本実施形態では、多結晶半導体膜１２を熱酸化する温度（酸化膜形成温度）が、非晶質半導体膜１２ａを結晶化する温度（結晶化温度）よりも低いため、このような被処理基板１０の反りが適切な範囲に抑えられる。通常は、このような熱酸化処理には１０００℃以上の高温プロセスが必要となるが、所定の圧力条件下で水蒸気を満たした雰囲気で熱処理を行なう場合には、このような低温でも十分な膜質を有するゲート絶縁膜を得ることができる。
【００２３】
また、このような高温の熱処理を水蒸気雰囲気で行なうことで、多結晶半導体膜１２に含まれる結晶欠陥を低減することができるという効果も得られる。一般に、固相成長法で作製された多結晶半導体膜には結晶粒内に多数の微小欠陥が存在し、その高性能化には結晶化後の欠陥処理が必須となるが、本実施形態では結晶化後に水蒸気雰囲気で熱処理が行なわれるため、シリコンの有する不完全な結合手が一度分離された後、再結合される（加水分解）ことにより、大幅な欠陥の低減が可能となり、高性能化が図られるのである。
【００２４】
［実施例］
次に、薄膜トランジスタの製造方法の実施例について説明する。
図２は、支持基板を使用した場合における各工程の被処理基板（ガラス基板）の反りの変化を示したグラフである。図２において、横軸は工程の流れを示しており、縦軸は被処理基板の反り量を示している。被処理基板の反りは、プラス側が引っ張り方向の反りであり、マイナス側が圧縮方向の反りである。また、横軸において最も左側は、処理前の状態、すなわち素ガラスの状態の被処理基板を示している。また、図３は、熱酸化処理における被処理基板の反りの処理温度依存性を示したグラフである。
【００２５】
なお、図２及び図３において、端面Ａ及び端面Ｂは、それぞれ矩形の被処理基板における短辺側の端面を示しており、点線及び実線は、それぞれこの被処理基板の端面Ａ及び端面Ｂの支持基板からの高さ（反りによる浮き上がりの量）を示している。また、δＢ１は、被処理基板上に非晶質半導体膜である非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成した後、これを７５０℃で固相成長処理（ＳＰＣ処理）するまでの被処理基板の反り量であり、δＢ２は、非晶質シリコン膜を固相成長処理した後、その表面を６００℃で熱酸化処理してゲート絶縁膜を形成するまでの被処理基板の反り量である。δＢ１及びδＢ２は、いずれも端面Ａ及び端面Ｂにおける反り量の平均値を示している。
【００２６】
図２に示すように、処理前の被処理基板の反りはゼロであるが、一般的な搬送形態、つまり基板端をピンにて支持する方法を用いると、被処理基板は自重により下方へ撓みを起こす。よって、搬送上は被処理基板が弱コンプレッシブ（圧縮方向）を有している方が好ましい。
【００２７】
ここで、一般的な多結晶シリコンＴＦＴの製造において、被処理基板上にその前駆体となる非晶質シリコン膜をＰＥＣＶＤ法（プラズマ化学気相堆積法）を用いて成膜すると、被処理基板には圧縮方向の反りが生じる。本実施例では、この状況において被処理基板の反りは１．６ｍｍ程度である。その後、７５０℃でＳＰＣ処理を行なうことにより、反りは更に圧縮方向へ０．２４ｍｍ拡大し、２ｍｍ弱程度にまで達する。一方、今度は６００℃で熱酸化処理を行なうと、被処理基板の反りは引っ張り方向へ１．０１ｍｍ戻り、最終的に−０．５ｍｍ〜−１．０ｍｍ程度の反りに収まる。
【００２８】
ここで、結晶化に相当するＳＰＣ処理については、処理温度をこれ以上上げると、そもそも被処理基板が軟化点を迎え、使用に値しなくなる。一方、処理温度を下げていっても、そもそも非晶質シリコン膜の成膜時点において有する反りに対し、その反り量を下回って反りが低減する方向に進むことはない。よって、結晶化において生じる反りは、本図において示された−１．５ｍｍ〜−２．０ｍｍの範囲と考えてよい。
【００２９】
これに対し、熱酸化処理による反りの引っ張り方向への反転は、図３に示すように、その処理温度に応じて大きな変化を示し、処理温度が高いほど、成膜時点で有していた反りを打ち消す方向へと進んでいく。これは基板本来の撓みがゼロに近づく方向ではあるが、前記したように、そもそも自重により生じる反りもあるため、これ以降の処理工程へ進めていく上では好ましい状態ではない。実際に６５０℃での処理品では、次工程以降のアニール処理や酸化膜及び金属膜の成膜において、反りは引っ張り方向へと反転し、装置内搬送の上で問題を生じることが多々見られる。
【００３０】
以上の結果から、熱酸化の処理温度を固相成長の処理温度よりも低くすることが基板搬送等を円滑に行なう上で有効である。通常はこのような低温で熱酸化を行なうことは不可能であるが、本発明者の検討によれば、１ＭＰａ〜２ＭＰａの高圧の水蒸気雰囲気においては、このような低温であっても十分な膜質を有する熱酸化膜（ゲート絶縁膜）が得られることがわかっており、このような工程を上記の固相成長工程と組み合わせれば、優れた特性を有する薄膜トランジスタを被処理基板全体に均一に作製することが可能になる。しかも、このような水蒸気雰囲気で熱処理を行なった場合には、多結晶シリコン膜に含まれる結晶欠陥が低減されることから、十分に使用に耐え得る薄膜トランジスタの形成が可能となる。
【００３１】
［電気光学装置］
次に、本発明の電気光学装置の一例として、上記の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ装置について説明する。この有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子を画素として基体上に配列してなる有機ＥＬ装置であり、例えば電子機器の表示手段として好適なものである。
【００３２】
図４は有機ＥＬ装置７０の回路構成図、図５は同有機ＥＬ装置７０の平面模式図である。図６は同有機ＥＬ装置７０に備えられた各画素ＰＥの平面構造を示す図であって、（ａ）は画素ＰＥのうち主にＴＦＴ等の画素駆動部分を示す図、（ｂ）は画素間を区画するバンク（隔壁）Ｂ等を示す図である。また、図７は図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面構成を示す図である。
【００３３】
図４に示すように、有機ＥＬ装置７０は、ガラスからなる基体（被処理基板）上に、複数の走査線（配線、電力導通部）１３１と、これら走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線（配線、電力導通部）１３２と、これら信号線１３２に並列に延びる複数の共通給電線（配線、電力導通部）１３３とがそれぞれ配線されたもので、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に、画素ＰＥが設けられて構成されたものである。
【００３４】
信号線１３２に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、及びアナログスイッチ等を備えるデータ側駆動回路７２が設けられている。一方、走査線１３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタ等を備える走査側駆動回路７３が設けられている。また、画素ＰＥの各々には、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１４２と、このスイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１４２を介して信号線１３２から供給される画像信号（電力）を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１４３と、この駆動用ＴＦＴ１４３を介して共通給電線１３３に電気的に接続したときに共通給電線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極１４１と、この画素電極１４１と共通電極１５４との間に挟み込まれる発光部１４０と、が設けられている。そして、前記画素電極（第１電極）１４１と共通電極（第２電極）１５４と、有機機能層からなる発光部１４０とによって構成される素子が、有機ＥＬ素子である。
【００３５】
このような構成のもとに、走査線１３１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１４２がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１４３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１４３のチャネルを介して共通給電線１３３から画素電極１４１に電流が流れ、さらに発光部１４０を通じて共通電極１５４に電流が流れることにより、発光部１４０は、これを流れる電流量に応じて発光するようになる。
【００３６】
次に、平面構造を見ると、図５に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置７０は、基体Ｐの中央部に、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子２００を具備している。
【００３７】
基体Ｐは、ガラスからなる透明基板であり、基体Ｐの中央に位置し、有機ＥＬ素子２００が機能する有効光学領域ＴＥと、基体Ｐの周縁に位置して有効光学領域ＴＥの外周に配置され、有機ＥＬ素子２００が機能しないダミー領域ＴＤとに区画されている。有効光学領域ＴＥは、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子２００によって形成される領域であり、有効表示領域とも言う。また、ダミー領域ＴＤは、有効光学領域ＴＥに隣接して形成され、表示に寄与しない領域として構成されている。有効光学領域ＴＥには、有効画素ＰＥを区画するバンクＢ（図６参照）が形成されており、バンクＢによって区画される領域が、機能液を配置するための液体受容部を構成し、この液体受容部に機能液を配置することにより、後述の有機ＥＬ素子の有機機能層が形成される。すなわち、バンクＢによって区画された領域が有効画素であり、有効光学領域ＴＥには、個々の有効画素に有機ＥＬ素子２００が形成されている。
【００３８】
共通電極１５４は、その一端が基体Ｐ上に形成された陰極用配線（図示略）に接続されており、図５に示すように、この配線の一端部１５４ａがフレキシブル基板７５上の配線７７に接続されている。なお、この配線７７は、フレキシブル基板７５上に備えられた駆動ＩＣ７６（駆動回路）に接続されている。
【００３９】
また、図５に示すように、基体Ｐのダミー領域ＴＤには、前述の共通給電線１３３（１３３Ｒ、１３３Ｇ、１３３Ｂ）が配線されている。さらに、図５において、有効光学領域ＴＥの図示両横側には、前述の走査側駆動回路７３、７３が配置されている。この走査側駆動回路７３、７３はダミー領域ＴＤの下側の回路素子部に設けられている。さらに回路素子部には、走査側駆動回路７３、７３に接続される駆動回路用制御信号配線７３ａと駆動回路用電源配線７３ｂとが設けられている。また、図５において、有効光学領域ＴＥの図示上側には検査回路７４が配置されている。この検査回路７４により、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができる。
【００４０】
次に、図６（ａ）に示す画素ＰＥの平面構造をみると、画素ＰＥは、平面視略矩形状の画素電極１４１の四辺が、信号線１３２、共通給電線１３３、走査線１３１及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。また図７に示す画素ＰＥの断面構造をみると、基体Ｐ上に、駆動用ＴＦＴ１４３が設けられており、駆動用ＴＦＴ１４３を覆って形成された複数の絶縁膜を介した基体Ｐ上に、有機ＥＬ素子２００が形成されている。有機ＥＬ素子２００は、基体Ｐ上に立設されたバンクＢに囲まれる領域内に設けられた有機機能層１４０を主体として構成され、この有機機能層１４０を、画素電極１４１と共通電極１５４との間に挟持した構成を備える。
【００４１】
ここで、図６（ｂ）に示す平面構造をみると、バンクＢは、画素電極１４１の形成領域に対応した平面視略矩形状の開口部１４９ｂ，１５１を有しており、この開口部１４９ｂ，１５１に先の有機機能層１４０が形成されるようになっている。
【００４２】
図７に示すように、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を覆う第１層間絶縁膜２３０が形成されており、この第１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。第１層間絶縁膜２３０には、第２層間絶縁膜２４０が形成されており、この第２層間絶縁膜２４０に貫設されたコンタクトホールに画素電極１４１の一部が埋設されている。そして画素電極１４１とドレイン電極２３６とが導電接続されることで、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（第１隔壁層）１４９が形成されている。無機バンク１４９上には、有機材料からなる有機バンク（第２隔壁層）１５０が積層され、これら無機バンク１４９及び有機バンク１５０によって、有機ＥＬ装置７１における隔壁部材が形成されている。
【００４３】
上記有機ＥＬ素子２００は、画素電極１４１上に、電荷輸送層としての正孔注入層１４０Ａと、発光層１４０Ｂとを積層し、この発光層１４０Ｂと有機バンク１５０とを覆う共通電極１５４を形成することにより構成されている。正孔注入層１４０Ａは、画素電極１４１を覆って形成されており、その周端部は、有機バンク１５０の下層側に設けられた無機バンク１４９のうち、有機バンク１５０から画素電極１４１中央側に突出して配置された部分も覆って形成されている。
【００４４】
画素電極１４１は、基体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。
【００４５】
共通電極１５４は、発光層１４０ＢとバンクＢの上面、さらにはバンクＢの側面部を形成する壁面を覆った状態で基体Ｐ上に形成される。この共通電極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。ボトムエミッション型の場合には、透明導電材料のほか、アルミニウム等の不透明若しくは光反射性を有する導電材料を用いることができる。
【００４６】
共通電極１５４の上層側には、陰極保護層を形成してもよい。係る陰極保護層を設けることで、製造プロセス時に共通電極１５４が腐食されるのを防止する効果が得られ、無機化合物、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合物により形成できる。共通電極１５４を無機化合物からなる陰極保護層で覆うことにより、無機酸化物からなる共通電極１５４への酸素等の侵入を良好に防止することができる。なお、このような陰極保護層は、共通電極１５４の平面領域の外側の基体上まで、１０ｎｍから３００ｎｍ程度の厚みに形成される。
【００４７】
この有機ＥＬ装置７０において、ＴＦＴ１４２及びＴＦＴ１４３は、上述した本発明の薄膜トランジスタの製造方法により製造されたものである。前述のように、有機ＥＬ装置７０においては電流駆動によって画素の発光が制御されるため、電圧駆動によって光量が制御される液晶装置等に比べて、ＴＦＴ特性のばらつきが表示特性にシビアに影響するが、本実施形態の有機ＥＬ装置７０では、ＴＦＴ１４２及びＴＦＴ１４３が上述の方法を用いて製造されているので、ＴＦＴの特性が画像表示領域全体で均一となり、良好な表示特性が得られるものとなっている。
【００４８】
［電子機器］
次に、上述の電気光学装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図８は、有機ＥＬディスプレイ１２００の一例を示した斜視図である。図８において、符号１２０２はディスプレイ本体、符号１２０３はスピーカーを示し、符号１２０１は上記電気光学装置（有機ＥＬ装置）を用いた表示部を示している。なお、上述した電気光学装置は、上記ディスプレイ以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。
【００４９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】薄膜トランジスタの製造方法を示す工程図である。
【図２】実施例における各工程毎の被処理基板の反りの変化を示すグラフである。
【図３】同実施例における被処理基板の反りの熱酸化温度依存性を示すグラフである。
【図４】電気光学装置の一例である有機ＥＬ装置の等価回路図である。
【図５】同有機ＥＬ装置の平面図である。
【図６】同有機ＥＬ装置の１画素の構成を示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】電子機器の一例である有機ＥＬディスプレイを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…被処理基板、１２…多結晶半導体膜、１２ａ…非晶質半導体膜、１３…ゲート絶縁膜、２０…支持基板、７０…有機ＥＬ装置（電気光学装置）、１４２，１４３…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、１２００…有機ＥＬディスプレイ（電子機器）
【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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