(57)【要約】【課題】簡易な工程で容易に傾斜面を形成することが可能な金属薄膜の形成方法および金属薄膜ならびに薄膜トランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】基板１１上に、触媒材料を含む第１下地層１３Ａを形成したのち、無電解めっき処理を施し、第１下地層１３Ａを覆うように第１めっき層１４Ａを形成する。こののち、基板１１上の第１めっき層１４Ａの近傍領域に、触媒材料を含む第２下地層１３Ｂを形成し、この第２下地層１３Ｂと第１めっき層１４Ａを触媒として、さらに２回目の無電解めっき処理を施す。第１下地層１３Ａ上に堆積した第１めっき層１４Ａと、第２下地層１３Ｂとを覆うように第２めっき層１４Ｂが成膜される。第１下地層１３Ａに対向する領域と第２下地層１３Ｂに対向する領域との間に生じる膜厚差により、金属薄膜１０の端部にテーパ１４Ａ−１が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の一の領域に、第１の触媒材料を含む第１の下地層を形成する工程と、
前記第１の下地層を触媒として、第１の無電解めっき処理を施すことにより、第１のめっき層を形成する工程と、
前記基板上の前記第１のめっき層の近傍の領域に、第２の触媒材料を含む第２の下地層を形成する工程と、
前記第２の下地層と前記第１のめっき層とを触媒として、第２の無電解めっき処理を施すことにより第２のめっき層を形成する工程と
を含むことを特徴とする金属薄膜の形成方法。
【請求項２】
基板上に、第１の電極、第２の電極および第３の電極を含む多層膜を備えた薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記第１ないし第３の電極のうち少なくとも一の電極を、無電解めっき処理を用いて形成する電極形成工程を含み、
前記電極形成工程は、
基板上の一の領域に、第１の触媒材料を含む第１の下地層を形成する工程と、
前記第１の下地層を触媒として、第１の無電解めっき処理を施すことにより、第１のめっき層を形成する工程と、
前記基板上の前記第１のめっき層の近傍の領域に、第２の触媒材料を含む第２の下地層を形成する工程と、
前記第２の下地層と前記第１のめっき層とを触媒として、第２の無電解めっき処理を施すことにより第２のめっき層を形成する工程とを含む
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
基板上の一の領域に設けられ、第１の触媒材料を含む第１の下地層と、
前記第１の下地層を覆うように形成された第１のめっき層と、
前記基板上の前記第１のめっき層の近傍の領域に設けられ、第２の触媒材料を含む第２の下地層と、
前記第１のめっき層および前記第２の下地層を覆うように形成されると共に、端部領域に傾斜面を有する第２のめっき層とを備えた
ことを特徴とする金属薄膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき法を用いた金属薄膜の形成方法およびこれにより形成された金属薄膜ならびに薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）などの半導体回路作製のプロセスでは、配線などの金属薄膜を、真空蒸着法、スパッタリング法などにより成膜したのち、微細加工技術の一つであるフォトリソグラフィ法によりパターニング形成している。フォトリソグラフィ法は、例えば、感光性材料などを用いたフォトレジスト材料を金属薄膜上に塗布後、露光、現像、洗浄、エッチングの工程を経て、フォトレジストを剥離することにより、所望のパターンを得る方法である。
【０００３】
このような金属薄膜では、例えばその断面形状の端部に段差があると、この上にさらに他の層を成膜して多層構造とする場合には、その段差によってステップカバレージが悪化する。このため、金属薄膜上に積層した膜の段切れなどが発生する虞がある。従って、金属薄膜の形成工程においては、その断面形状の端部に傾斜面を形成することが重要となる。
【０００４】
そこで、特許文献１，２には、パターニングされた金属レジストのベーキング温度の調整によりレジスト形状を制御し、その後のドライエッチング工程で金属薄膜の断面形状に傾斜面を形成する手法が提案されている。あるいは、特許文献３，４には金属薄膜を２層に形成してウェットエッチングにより金属薄膜の断面形状に傾斜面を形成する手法が記載されている。
【０００５】
一方、金属薄膜の成膜方法としては、上記真空蒸着法や、スパッタリング法の他にも、特許文献５や非特許文献１，２に記載されている金属微粒子や金属ペーストを用いたインクジェット法やスクリーン印刷法、あるいは、無電解めっき法（例えば、特許文献６，７）を用いることができる。例えば、特許文献６の手法は、液晶表示装置などのアクティブマトリクス基板の金属配線を形成する際に、傾斜面を形成した下地層を被覆するように無電解めっき処理を施すことで、金属配線の両端部に傾斜面を形成するものである。また、特許文献７には、インクジェット法と無電解めっき法を組み合わせて用いた省資源・省エネルギー化につながる機能性薄膜の形成方法が記載されている。
【特許文献１】特許第３３２４７３０号公報
【特許文献２】特許第３５７４２７０号公報
【特許文献３】特許第２６１４４０３号
【特許文献４】特開平１−１５１２３６号公報
【特許文献５】特許第３７７４６３８号公報
【特許文献６】特許第３５６７１４２号公報
【特許文献７】特開２００１―２８８５７８号公報
【非特許文献１】「フレキシブル基板への印刷技術−Roll to Rollによる電子デバイス製造技術−」；株式会社東レリサーチセンター, pp.125-126(2006)：[元文献]畑田賢造;「金属ナノペーストによるマイクロパターンニング技術」, 日本画像学会誌, 第42巻, 3号, pp.238-244（2003）
【非特許文献２】水垣ら;「インクジェット法を用いた配線技術開発の現状」, エレクトロニクス実装学会誌, Vol.9, No.7, pp.546-549(2006)
【非特許文献３】Hidberら; Langmuir, vol.12, p.1375(1996)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、金属薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法を用いて成膜したのち、フォトリソグラフィ法などにより傾斜面をパターニング形成する場合には、工程数が増えてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、工程数を削減するために、金属薄膜を１回の無電解めっき処理でパターニング形成する手法が考えられる。ところが、無電解めっき処理では、通常、金属薄膜は触媒を核に析出されるため、所望の断面形状を得ることは難しいという問題がある。また、上記特許文献６の手法によれば、無電解めっき処理を用いて傾斜面を形成することができるものの、無電解めっきの下地層に、エッチングなどの方法を用いて傾斜面を形成する必要があるため、上記問題の解決策としては十分ではなかった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易な工程で容易に傾斜面を形成することが可能な金属薄膜の形成方法およびこれにより形成された金属薄膜ならびに薄膜トランジスタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の金属薄膜の形成方法は、基板上の一の領域に、第１の触媒材料を含む第１の下地層を形成する工程と、この第１の下地層を触媒として第１の無電解めっき処理を施すことにより、第１のめっき層を形成する工程と、基板上の第１のめっき層の近傍の領域に、第２の触媒材料を含む第２の下地層を形成する工程と、第２の下地層と第１のめっき層とを触媒として、第２の無電解めっき処理を施すことにより第２のめっき層を形成する工程とを含むものである。
【００１０】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に、第１の電極、第２の電極および第３の電極のうちの少なくとも一の電極を、無電解めっき処理を用いて形成する電極形成工程を含み、この電極形成工程が、本発明の金属薄膜の形成方法の各工程を含んでいる。
【００１１】
本発明の金属薄膜は、基板上の一の領域に設けられ、第１の触媒材料を含む第１の下地層と、第１の下地層を覆うように形成された第１のめっき層と、基板上の第１のめっき層の近傍の領域に設けられ、第２の触媒材料を含む第２の下地層と、第１のめっき層および第２の下地層を覆うように形成されると共に、端部領域に傾斜面を有する第２のめっき層とを備えたものである。
【００１２】
本発明の金属薄膜の形成方法および薄膜トランジスタの製造方法では、第１の触媒材料を含む第１の下地層を触媒として、第１の無電解めっき処理を施すことにより、第１の下地層を覆うように第１のめっき層が形成される。こののち、基板上の第１のめっき層の近傍の領域に、第２の触媒材料を含む第２の下地層を形成し、この第２の下地層と第１のめっき層とを触媒として第２の無電解めっき処理を施すことにより、第１の下地層上に形成された第１のめっき層と、この第１のめっき層の近傍領域に形成された第２の下地層とを覆うように、第２のめっき層が形成される。また、このとき、第１の下地層上には第１のめっき層が堆積している分、第１の下地層に対向する領域と第２の下地層に対向する領域との間には膜厚差が生じる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の金属薄膜の形成方法によれば、第１の触媒材料を含む第１の下地層を触媒として、第１の無電解めっき処理を施すようにしたので、第１の下地層を覆うように第１のめっき層を形成することができる。こののち、基板上の第１のめっき層の近傍の領域に、第２の触媒材料を含む第２の下地層を形成し、この第２の下地層と第１のめっき層とを触媒として第２の無電解めっき処理を施すようにしたので、第１のめっき層と第２の下地層とを覆うように第２のめっき層を形成することができる。これにより、第１の下地層に対向する領域と第２の下地層に対向する領域との間に膜厚差が生じ、金属薄膜に傾斜面を形成することができる。よって、成膜後にフォトレジストを用いたエッチングなどの工程を経ることなく、簡易な工程で容易に傾斜面を形成することが可能となる。
【００１４】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、基板上に、第１の電極、第２の電極および第３の電極のうち少なくとも一の電極を、本発明の金属薄膜の形成方法を用いて形成するようにしたので、電極に簡易な工程で傾斜面を形成することができ、これにより漏れ電流などの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る金属薄膜１０の断面構成を表すものである。
【００１７】
金属薄膜１０は、後述の無電解めっき法を用いて形成され、例えば、基板１１上に、密着層１２を介して形成されている。金属薄膜１０は、第１下地層１３Ａ、第２下地層１３Ｂ、第１めっき層１４Ａ、第２めっき層１４Ｂにより構成され、端部領域には、テーパ（傾斜面）１４Ｂ−１が形成されている。なお、この金属薄膜１０は、例えば回路基板上における電極や配線などであり、金属薄膜１０の幅Ｗによって、これら電極や配線などの太さが決定される。
【００１８】
基板１１は、例えば、シリコン、合成石英、ガラス、金属、樹脂または樹脂フィルムなどの材料から構成されている。
【００１９】
密着層１２は、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂの基板１１に対する密着性を高めるものである。この密着層１２の構成材料としては、シラン系カップリング剤、例えば、アミノ系シラン化合物、メルカプト系シラン化合物、フェニル系シラン化合物、アルキル系シラン化合物などの化合物のうち少なくとも１つ以上を含んだものが挙げられ、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂおよび基板１１を構成する材料に応じて適切なものを選択すればよい。なお、シランカップリング剤としては、例えば、信越化学工業（株）製のＫＢＭ−６０３（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）（商品名）を用いることができる。
【００２０】
第１下地層１３Ａは、基板１１上の選択的な領域に、例えば厚みが数ｎｍ〜数十ｎｍで設けられ、金属薄膜１０全体の幅Ｗよりも小さい幅で形成されている。第２下地層１３Ｂは、基板１１上の第１めっき層１４Ａの近傍領域に、例えば厚みが数ｎｍ〜数十ｎｍ、幅ｘで形成されている。このような第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂは、それぞれ後述の無電解めっき処理の触媒材料、例えばパラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）などのうち少なくとも１種を含んで構成されている。
【００２１】
第１めっき層１４Ａは、第１下地層１３Ａを覆うように形成され、例えば厚みが数十ｎｍ〜１００ｎｍである。第２めっき層１４Ｂは、第１下地層１３Ａ上に形成された第１めっき層１４Ａと、第２下地層１３Ｂとを覆うように形成され、例えば厚みが１００ｎｍである。これらの第１めっき層１４Ａおよび第２めっき層１４Ｂは、それぞれ後述の無電解めっき処理により析出されるめっき膜であるが、第２めっき層１４Ｂは、第１めっき層１４Ａを触媒として析出される、いわゆる自己触媒型のめっき膜となっている。
【００２２】
このような第１めっき層１４Ａおよび第２めっき層１４Ｂを構成する自己触媒型の無電解めっき材料としては、例えばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、ロジウム（Ｒｈ）などの金属単体を用いることができる。加えて、これらの金属と共析可能な金属、例えばリン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カドミウム（Ｃｄ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、チタン（Ｔｉ）、硫黄（Ｓ）、バナジウム（Ｖ）などをさらに用いるようにしてもよい。
【００２３】
但し、第１めっき層１４Ａおよび第２めっき層１４Ｂの構成材料は、無電解めっき処理の触媒として機能する第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂの構成材料との関係によって適宜選択されるものである。
【００２４】
また、このような金属薄膜１０の構成は、次に示した（１）〜（５）のいずれかの方法により、容易に特定することができる。
（１）金属薄膜１０の断面を、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）により観察し、無電解めっき処理の触媒材料（第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂ）を検出する。
（２）金属薄膜１０に共析可能な金属が含まれているかどうかを、例えばＳＩＭＳ（Secondary Ion-microprobe Mass Spectrometer）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）などにより検出する。例えば、第１めっき層１４Ａおよび第２めっき層１４Ｂがニッケルを含んで構成されている場合には、これに加えてホウ素やリンなどが含まれているかどうかを検出する。
（３）金属薄膜１０中に、無電解めっき処理で使用される有機化合物などの添加剤が含まれているかを、例えばＳＩＭＳにより検出する。
（４）金属薄膜の断面形状を、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）により観察する。
（５）表面の粗さを、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）、触針計などにより観察する。但し、無電解めっき処理の後に何らかの表面処理を行っている場合には、評価は困難である。
【００２５】
次に、上記のような金属薄膜１０の形成方法について、図２〜図５を参照して説明する。図２〜図５は、金属薄膜１０の形成方法を工程順に示した断面図である。
【００２６】
（１．基板１１の洗浄）
まず、図２（Ａ）に示したように、上述の材料よりなるよりなる基板１１をアルカリ溶液で洗浄後、純水で洗浄して乾燥させる。さらに、基板１１の表面に、ＵＶオゾン処理を施すことにより、表面における有機物の除去を行う。
【００２７】
（２．密着層１２の形成）
続いて、図２（Ｂ）に示したように、基板１１上に密着層１２を形成する。例えば、基板１１の表面に、上述の材料よりなるシランカップリング剤を用いた気相法やスピンコート法によって表面処理を施すことにより密着層１２を形成する。なお、スピンコート法を用いた場合は、シランカップリング剤を溶媒で希釈して使用し、処理後に大気中で、５分間以上、１２０℃に加熱するとよい。
【００２８】
（３．第１下地層１３Ａの形成）
次に、密着層１２を形成した基板１１に対して、第１下地層１３Ａのパターンを、例えば、μコンタクト法（非特許文献３参照）により印刷する。このμコンタクト印刷法は、例えばスタンプなどの凹凸パターンが形成された転写板を用いてパターン印刷を行うものである。なお、本実施の形態では、第１下地層１３Ａと後述の第２下地層１３Ｂのそれぞれのパターンに対応したスタンプを２種類作製する。
【００２９】
（３−１．スタンプ１１０の作製）
まず、図３（Ａ）に示したようなスタンプ型２００に、スタンプ１１０の材料を流し込み硬化させることにより、スタンプ１１０を作製する。なお、スタンプ型２００は、凹凸パターン２０１Ａが形成された基板２０１と、この凹凸パターン２０１Ａに対向するように配置された基板２０３と、これら基板２０１と基板２０３との間に設けられたスペーサ２０２によって構成されている。基板２０１としては、例えばガラス基板を用いることができる。凹凸パターン２０１Ａは、この基板２０１の表面に、例えばフォトリソグラフィ法により形成することができる。基板２０３としては、ガラスやテフロン（登録商標）などを用いることができる。また、スタンプ１１０の材料としては、２液混合による重合反応により硬化される材料、例えばポリジメチルシロキサン(ＰＤＭＳ)、具体的には、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＹＬＧＡＲＤ１８４（商品名）を用いることができる。
【００３０】
詳細には、上記のようなスタンプ型２００に、スタンプ１１０の材料を２液混合後、攪拌、脱泡処理を行い流し込む。このとき、スタンプ型２００のスペーサ２０２により、スタンプ１１０を所望の厚さに調整する。続いて、６０℃で１２時間、恒温槽にて加熱重合させたのち、スタンプ型２００の基板２０１および基板２０３を分離させることにより、図３（Ｂ）に示したような、印刷パターン１１０Ａを有するスタンプ１１０を作製することができる。なお、スタンプ型２００の凹凸パターン２０１Ａが、スタンプ１１０の印刷パターン１１０Ａを形成する。
【００３１】
（３−２．スタンプ１１０への触媒層１３Ａ−１の形成）
次いで、図４（Ａ）に示したように、作製したスタンプ１１０の印刷パターン１１０Ａが形成されている側に、第１下地層１３Ａとなる触媒層１３Ａ−１を形成する。
【００３２】
まず、スタンプ１１０の印刷パターン１１０Ａの側を、無電解めっき処理の触媒材料を含む触媒付与剤に数秒から数分の間浸すことにより、スタンプ１１０に触媒材料を付与する。触媒付与剤としては、例えば奥野製薬（株）製のパラジウム触媒付与剤（ＯＰＣ５０インデューサ：商品名）を用いることができる。これは、２製品の混合溶液であり推奨の使用方法があるが、液の寿命などを考えなければ、被めっき層のダメージなどを考慮しｐＨを調整するようにしてもよい。なお、触媒付与剤としては、上記のものに限らず、触媒材料を含む溶液、例えば塩化パラジウム溶液などを用いてもよい。
【００３３】
こののち、スタンプ１１０に付与された触媒材料を窒素ブローし、表面を乾燥させることにより、スタンプ１１０に触媒層１３Ａ−１を形成する。
【００３４】
（３−３．触媒層１３Ａ−１の転写）
次いで、密着層１２を形成した基板１１に対し、触媒層１３Ａ−１を転写する。この際、まず、図４（Ａ）に示したように、基板１１の密着層１２が形成されている面に対して、公知の凸版印刷法と同様の手法で、スタンプ１１０に形成された触媒層１３Ａ−１を接触させる。このとき、スタンプ１１０の凸面（凸部の上底面）１３０のみを密着層１２に接触させ、その他の部分（凹部）は接触しないように注意する。凹部が接触してしまうと、所望のパターンが得られないためである。続いて、密着層１２とスタンプ１１０の凸面１３０の触媒層１３Ａ−１を接触させた状態で、数秒から数分放置する。
【００３５】
続いて、図４（Ｂ）に示したように、スタンプ１１０を基板１１から取り去ると、スタンプ１１０の凸面１３０に形成されていた触媒層１３Ａ−１のみが、基板１１上の密着層１２側へ転写される。
【００３６】
こののち、触媒層１３Ａ−１をパターン転写した基板１１を、大気中で１００℃〜１５０℃の温度で加熱することで、転写された触媒層１３Ａ−１の基板１１に対する密着性を強固にする。これにより、基板１１の密着層１２上に、第１下地層１３Ａのパターンを印刷することができる。なお、図２〜図４およびこれらの説明では、複数の第１下地層１３Ａをパターン形成した構成となっているが、図４に示した領域Ｓが、図１および図５に示した構成に対応している。
【００３７】
（４．無電解めっき処理−第１めっき層１４Ａの形成）
次に、図５（Ａ）に示したように、第１下地層１３Ａを形成した基板１１に対して、１回目の無電解めっき処理を施すことにより、第１めっき層１４Ａを形成する。めっき液としては、例えばニッケルをめっき膜として析出させる場合には、上村工業社製のＮｉ−Ｂ成膜用めっき液ＢＥＬ−８０１（商品名）を用いることができる。めっき浴の温度は例えば６０℃とし、浸漬時間は所望の膜厚によって適宜設定する。また、成膜レートは、例えば２００ｎｍ／分とする。なお、この１回目の無電解めっき処理が、本発明の第１の無電解めっき処理に相当する。
【００３８】
（５．第２下地層１３Ｂの形成）
次に、図５（Ｂ）に示したように、形成した第１めっき層１４Ａの近傍の領域に、第２下地層１３Ｂを形成する。この際、上述した第１下地層１３Ａの場合と同様にしてμコンタクト印刷法を用いて、所望の領域に第２下地層１３Ｂを印刷するようにする。但し、第１下地層１３Ａとは印刷パターンが異なるため、第２下地層１３Ｂのパターン用のスタンプを新たに作製する。
【００３９】
（６．無電解めっき処理−第２めっき層１４Ｂの形成）
最後に、第１めっき層１４Ａおよび第２下地層１３Ｂを形成した基板１１に対して、さらに上記と同様の手順で、２回目の無電解めっき処理を施すことにより、第２めっき層１４Ｂを形成する。このとき、めっき浴と同程度の温度の温水で基板１１を暖めてからめっき浴に浸漬することが好ましい。これにより、成膜されためっき膜の応力によってめっき膜が剥離することを防ぐことができる。なお、３回以上無電解めっき処理を行う場合も同様である。以上により、図１に示した金属薄膜１０を形成する。なお、この２回目の無電解めっき処理が、本発明の第２の無電解めっき処理に相当する。
【００４０】
このように、本実施の形態の金属薄膜１０の形成方法では、無電解めっきの触媒材料を含む第１下地層１３Ａを形成した基板１１に対して、無電解めっき処理を施すことにより、第１下地層１３Ａを覆うように第１めっき層１４Ａが形成される。
【００４１】
次いで、基板１１上の第１めっき層１４Ａの近傍領域に第２下地層１３Ｂを形成したのち、この第２下地層１３Ｂと第１めっき層１４Ａとを触媒として、無電解めっき処理を施すことにより、第２下地層１３Ｂと、第１下地層１３Ａ上に堆積した第１めっき層１４Ａとを核としてめっき膜が析出される。よって、第１下地層１３Ａ上に堆積した第１めっき層１４Ａと、この第１めっき層１４Ａの近傍領域に形成された第２下地層１３Ｂとを覆うように第２めっき層１４Ｂが形成される。また、このとき、第１下地層１３Ａ上には第１めっき層１４Ａが堆積している分、第１下地層１３Ａに対向する領域と第２下地層１３Ｂに対向する領域との間には膜厚差が生じる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態の金属薄膜１０の形成方法によれば、基板上に形成した第１下地層１３Ａを触媒として無電解めっき処理を施し、第１下地層１３Ａを覆うように第１めっき層１４Ａを形成したのち、この第１めっき層１４Ａの近傍領域に第２下地層１３Ｂを形成し、第２下地層１３Ｂおよび第１めっき層１４Ａを触媒として無電解めっき処理を施すようにしたので、第１下地層１３Ａ上に堆積した第１めっき層１４Ａと第２下地層１３Ｂとを覆うように第２めっき層１４Ｂを形成することができる。よって、第１下地層１３Ａに対向する領域と第２下地層１３Ｂに対向する領域との間に膜厚差が生じ、金属薄膜１０の端部領域にテーパ１４Ａ−１を形成することができる。
【００４３】
ここで、従来のフォトリソグラフィ法を用いたテーパ形成では、金属薄膜を真空蒸着法などによって成膜した後に、さらにフォトレジストを用いたエッチングなどの工程を経る必要があり、工程数が増加してしまう。
【００４４】
また、図１０（Ａ）には、クロム（Ｃｒ）膜を真空蒸着法によって蒸着させたのち、ウェットエッチングによってテーパ形成した金属薄膜（図中、点線部分）の断面の写真を示す。このように、ウェットエッチングによってテーパ形成した場合には、等方的なエッチングになるので、テーパ部分が直線状とならず、特に金属薄膜の上面の端が基板面に対して垂直に近い角度となる。この場合、形成した金属薄膜上に他の層を積層させると、他の層の厚みの均一性が悪くなるため、段切れが発生し易くなる。なお、図１０（Ｂ）には、ドライエッチングによってテーパ形成した場合の金属薄膜の断面形状の模式図を示す。このように、ドライエッチングを用いてテーパ形成した場合には、レジストなどのマスクの後退を利用するため、テーパ部分は直線状となるが、上述したように工程数が多くなってしまう。
【００４５】
そこで、工程数を削減するために、１回の無電解めっき処理により金属薄膜を形成するとことが考えられるが、通常、めっき膜は触媒を核にして析出されるため、１回の無電解めっき処理では、所望のテーパ形状を得ることは困難である。
【００４６】
これに対し、本実施の形態では、無電解めっき処理を、複数回行うことで、金属薄膜のテーパ形状を、エッチングなどの工程を経ることなく、無電解めっき処理を用いたフルアディティブ法によってテーパ形成が可能である。このため、成膜後のパターニング工程が必要なくなる。よって、簡易な工程で容易にテーパを形成することが可能となる。
【００４７】
また、金属薄膜１０全体の幅Ｗに対する第２下地層１３Ｂの幅ｘの比率、第１下地層１３Ａ、第２下地層１３Ｂ、第１めっき層１４Ａおよび第２めっき層１４Ｂ膜厚などを適宜設定することにより、配線や電極の仕様に合わせて所望のテーパ形状を容易に形成することができる。さらに、本実施の形態では、無電解めっき処理を２回施した場合について説明したが、同様の手順により、無電解めっき処理を３回以上施すようにすれば、よりテーパ形状を緻密に形成することが可能である。
【００４８】
次に、このような金属薄膜１０の形成方法を用いた薄膜トランジスタ１の製造方法について、図６〜図８を参照して説明する。図６〜図８は、薄膜トランジスタ１の製造方法について工程順に示した断面図である。
【００４９】
まず、図６（Ａ）に示したように、例えばガラスなどよりなる基板１５上にバッファ層１６を例えば蒸着法やスパッタリング法により形成する。こののち、図６（Ｂ）に示したように、バッファ層１６上に、本実施の形態の金属薄膜１０としてのゲート電極１０ａを、上述した形成方法により形成する。この際、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂとしては、例えばパラジウムを含む触媒材料を用いることができ、第１めっき層１４Ａおよび第２めっき層１４Ｂは、例えばニッケルを含むめっき膜とする。続いて、図６（Ｃ）に示したように、形成したゲート電極１０ａを覆うようにゲート絶縁膜１７を例えば蒸着法やスパッタリング法により形成する。
【００５０】
次いで、図７（Ａ）に示したように、形成したゲート絶縁膜１７上に、α−Ｓｉ（アモルファスシリコン）（ｎ＋）層１８と、α−Ｓｉ（ｉ）層１９とを、この順に形成する。続いて、図７（Ｂ）に示したように、形成したα−Ｓｉ（ｎ＋）層１８と、α−Ｓｉ（ｉ）層１９とを、例えばドライエッチング法によりパターニング形成する。続いて、図７（Ｃ）に示したように、パターニング形成したα−Ｓｉ（ｎ＋）層１８およびα−Ｓｉ（ｉ）層１９を覆うように、本実施の形態の金属薄膜１０としてのソース電極１０ｂおよびドレイン電極１０ｃを、上述した形成方法により形成する。なお、これらソース電極１０ｂおよびドレイン電極１０ｃについても、上記ゲート電極１０ａと同様の材料を用いることができる。
【００５１】
次いで、図８（Ａ）に示したように、α−Ｓｉ（ｎ＋）層１８およびα−Ｓｉ（ｉ）層１９の表面を、例えばドライエッチング法により除去したのち、図８（Ｂ）に示したように、ソース電極１０ｂおよびドレイン電極１０ｃを覆うようにパッシベーション膜２０を形成する。続いて、形成したパッシベーション膜２０にコンタクトホール２０ａを形成する。以上により、薄膜トランジスタ１を完成する。
【００５２】
このように、薄膜トランジスタ１の製造方法では、ゲート電極１０ａ、ソース電極１０ｂおよびドレイン電極１０ｃを、本実施の形態の金属薄膜１０の形成方法によって形成することにより、各電極の端部に容易にテーパを形成することができる。ここで、従来は、所望のテーパ形状を形成するために、電極となる金属薄膜を蒸着法などにより成膜したのち、さらにエッチングなどの工程を経る必要があった。これに対し、本実施の形態では、無電解めっき処理を用いたフルアディティブ法によって電極形成が可能であるため、成膜後のパターニング工程が必要なくなる。
【００５３】
また、各電極に所望のテーパ形状を形成することで、漏れ電流などの発生を抑制することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態におけるゲート電極１０ａ、ソース電極１０ｂおよびドレイン電極１０ｃが、本発明の第１ないし第３の電極に相当する。
【００５５】
（実施例）
次に、本実施の形態の金属薄膜１０の形成方法の実施例について説明する。
【００５６】
実施例として、図２〜図５に示した方法により金属薄膜１０を形成した。この際、ガラスからなる基板１１上に密着層１２として、信越化学工業（株）製のアミノ系シランカップリング剤（ＫＢＭ−６０３：商品名）、スタンプの材料としては、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＹＬＧＡＲＤ１８４（商品名）を用いた。また、このスタンプへの触媒付与剤として、奥野製薬（株）製のパラジウム触媒付与剤（ＯＰＣ５０インデューサ：商品名）を用いて、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂを密着層１２上にそれぞれ印刷した。また、第１めっき層１４Ａおよび第２めっき層１４Ｂの無電解めっき処理には、上村工業社製のＮｉ−Ｂ成膜用めっき液ＢＥＬ−８０１（商品名）を用いて、めっき浴の温度を６０℃、浸漬時間を３０秒、成膜レートを２００ｎｍ／分、所望の幅（太さ）Ｗを５０μｍとした。なお、１回目と２回目の無電解めっき処理は、同一の条件下で行った。
【００５７】
上記のようにして形成した金属薄膜１０の端部の断面形状を図９（Ａ）に示す。また、上記実施例の比較例として、１回の無電解めっき処理で形成された金属薄膜の端部の断面形状を図９（Ｂ）に示す。なお、比較例では、上記実施例と同様の触媒材料を含む下地層を形成したのち、上記実施例と同様のめっき材料、めっき浴、成膜レートにより、金属薄膜全体として幅Ｗとなるように無電解めっき処理を行った。
【００５８】
ここで、図９（Ｂ）に示したように、１回の無電解めっき処理で所望の幅Ｗとなるように金属薄膜を形成すると、その端部は急峻となり、大きな段差が生じる。このため、形成した金属薄膜上にさらに他の層を成膜して多層構造とする場合には、金属薄膜の端部の段差によってステップカバレージが悪化する。よって、金属薄膜上部に積層した膜の段切れなどが発生する虞がある。
【００５９】
これに対し、図９（Ａ）に示したように、２回の無電解めっき処理で所望の幅Ｗとなるように金属薄膜を形成すると、その端部は緩やかになり、上記比較例のような問題は生じなくなる。よって、無電解めっき処理により第１下地層１３Ａ上に第１めっき層１４Ａを形成したのち、第１めっき層１４Ａの近傍領域に第２下地層１３Ｂを形成し、この第２の下地層と第１めっき層１４Ａとを触媒として、さらに無電解めっき処理を施すことで、金属薄膜１０の端部に所望のテーパ形状が容易に形成されることが示された。
【００６０】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施の形態等では、１回目の無電解めっき処理で形成した第１めっき層１４Ａの両側に同じ幅（ｘ）の第２下地層１３Ｂを形成して、金属薄膜１０の両端部にテーパ１４Ａ−１を形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、テーパの個数、位置、幅、形状、傾斜角などは、必要とされるパターンにより適宜設定されるものである。例えば、第１めっき層１４Ａの方側にのみ第２下地層１３Ｂを形成して、金属薄膜１０の一方の端部にテーパ１４Ａ−１を形成するようにしてもよい。また、金属薄膜１０の両側でそれぞれテーパの幅や傾斜角が異なるように形成してもよい。
【００６２】
また、本発明により形成された金属薄膜は、上述したような薄膜トランジスタの他にも、金属電極を応用した電子デバイス、例えばキャパシタなどにも適用することが可能である。
【００６３】
さらに、上記実施の形態等において説明した各構成要素の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、また他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る金属薄膜を表す断面図である。
【図２】図１に示した金属薄膜の形成方法を工程順に表す断面図である。
【図３】図２に続く工程を表す断面図である。
【図４】図３に続く工程を表す断面図である。
【図５】図４に続く工程を表す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法工程順に表す断面図である。
【図７】図６に続く工程を表す断面図である。
【図８】図７に続く工程を表す断面図である。
【図９】金属薄膜の断面形状を解析した結果あり、（Ａ）図は実施例、（Ｂ）図は比較例を示す。
【図１０】従来の真空蒸着法およびフォトレジスト法を用いて形成したテーパ形状を表す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…薄膜トランジスタ、１０…金属薄膜、１０ａ…ゲート電極、１０ｂ…ソース電極、１０ｃ…ドレイン電極、１１，１５…基板、１２…密着層、１３Ａ…第１下地層、１３Ｂ…第２下地層、１４Ａ…第１めっき層、１４Ｂ…第２めっき層、１４Ｂ−１…テーパ、１６…バッファ層、１７ゲート絶縁膜、１８…α−Ｓｉ（ｎ＋）層、１９…α−Ｓｉ（ｉ）層、２０…パッシベーション膜。
【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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