(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上の第１領域Ｄ１および第２領域Ｄ２に、無電解めっき処理の触媒材料を含む第１下地層１３Ａを形成したのち、この第１下地層１３Ａ上の第１領域Ｄ１に対応する領域に第２下地層１３Ｂを形成する。第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも、無電解めっき処理の触媒材料の濃度分布が高くなる。よって、これら第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂ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領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも成膜レートが高くなる。【選択図】図１
2009102720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の第１領域と、この第１領域の近傍の第２領域とに、無電解めっき処理の触媒材料を含む下地層を形成する工程と、
前記下地層を形成した基板に対して、前記下地層を触媒として、無電解めっき処理を施すことによりめっき層を形成する工程とを含み、
前記下地層を、前記触媒材料の濃度分布が前記第１領域において前記第２領域よりも高くなるように形成する
ことを特徴とする金属薄膜の形成方法。
【請求項２】
前記下地層を形成する工程は、
前記基板上の前記第１領域と前記第２領域との全面に、第１の下地層を形成したのち、
前記第１の下地層上の前記第２領域に対向する領域に、第２の下地層を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の金属薄膜の形成方法。
【請求項３】
前記第１の下地層と前記第２の下地層とは、前記触媒材料の濃度が同一である
ことを特徴とする請求項２記載の金属薄膜の形成方法。
【請求項４】
前記下地層を形成する工程は、
前記基板上の前記第１領域に、第１の下地層を形成したのち、
前記基板上の前記第２領域に、前記第１の下地層よりも触媒材料の濃度が低い第２の下地層を形成する
ことを特徴とする請求項２記載の金属薄膜の形成方法。
【請求項５】
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、
基板上の第１領域と、この第１領域の近傍の第２領域とに、無電解めっき処理の触媒材料を含む下地層を形成する工程と、
前記下地層を形成した基板に対して、前記下地層を触媒として、無電解めっき処理を施すことによりめっき層を形成する工程とを含み、
前記下地層を、前記触媒材料の濃度分布が前記第１領域において前記第２領域よりも高くなるように形成する
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
基板上の一の領域に設けられ、無電解めっき処理の触媒材料を含む第１の下地層と、
前記第１の下地層上の中央領域に設けられ、無電解めっき材料の触媒材料を含む第２の下地層と、
前記第１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、配線などの金属層を、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層上に塗布後、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層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には金属層を２層に形成してウェットエッチングにより金属層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、金属層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テーパ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、金属層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、金属層を無電解めっき処理によって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、所望の傾斜面を形成す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、基板上の第１領域と、この第１領域の近傍の第２領域とに、無電解めっき処理の触媒材料を含む下地層を形成する工程と、下地層を形成した基板に対して、下地層を触媒として無電解めっき処理を施すことによりめっき層を形成する工程とを含み、下地層を触媒材料の濃度分布が第１領域において第２領域よりも高くなるように形成するものである。
【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、無電解めっき処理の触媒材料を含む第１の下地層と、第１の下地層上の中央領域に設けられ、無電解めっき材料の触媒材料を含む第２の下地層と、第１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、基板上の第１領域と、この近傍の第２領域とに、下地層を、触媒材料の濃度分布が第１領域において第２領域よりも高くなるように形成したのち、無電解めっき処理を施すことにより、基板上の第１領域において第２領域よりも成膜レートが高くなる。よって、成膜されるめっき層の端部領域に傾斜面が形成される。
【発明の効果】
【００１３】
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によれば、基板上の第１領域と、この近傍の第２領域とに、無電解めっき処理の触媒材料を含む下地層を、触媒材料の濃度分布が第１領域において第２領域よりも高くなるように形成したのち、無電解めっき処理を施すようにしたので、基板上の第１領域において第２領域よりも成膜レートが高くなり、めっき層の端部領域に傾斜面を形成することができる。これにより、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できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る金属薄膜１０の断面構成を表すものである。
【００１６】
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を介して設けられている。金属薄膜１０は、第１下地層１３Ａ、第２下地層１３Ｂ、めっき層１４により構成され、端部領域にはテーパ（傾斜面）１４−１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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
第１下地層１３Ａは、基板１１上の第１領域Ｄ１（金属薄膜１０の中央領域）に、例えば厚みが数ｎｍ〜数十ｎｍで設けられている。第２下地層１３Ｂは、第１下地層１３Ａ上の第１領域Ｄ１に対応する領域に、例えば厚みが数ｎｍ〜数十ｎｍで形成されている。これら第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。
【００２０】
また、本実施の形態では、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂは、同一の触媒材料を同一の濃度で含んでいる。このように、第１領域Ｄ１では、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂの２層構造となっており、第２領域Ｄ２では、第１下地層１３Ａの単層構造となっている。これにより、基板１１上の第１領域Ｄ１において、第２領域Ｄ２よりも、無電解めっき処理の触媒材料の濃度分布が高くなるようになっている。
【００２１】
めっき層１４は、第１領域Ｄ１および第２領域Ｄ２の全面にわたって、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂを覆うように形成されている。めっき層１４は、例えば厚みが数十ｎｍ〜数百ｎｍであり、後述の無電解めっき処理により析出されることにより形成される。
【００２２】
このようなめっき層１４を構成する材料としては、無電解めっき処理によって析出が可能な材料、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、めっき層１４の構成材料は、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂに含まれる触媒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。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、例えばガラス基板が用いられる。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、公知の凸版印刷法などと同様の手法で、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を形成することができる（図５（Ａ））。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．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下地層１３Ａ上の第１領域Ｄ１に対応する領域に、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コンタクト印刷法により、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。
【００３８】
（４．無電解めっき処理）
最後に、第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂ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、めっき層１４を形成する。この際、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。以上により、図１に示した金属薄膜１０を形成することができる。
【００３９】
このように、本実施の形態の金属薄膜１０の形成方法では、基板１１上の第１領域Ｄ１および第２領域Ｄ２にわたって、第１下地層１３Ａを形成したのち、この第１下地層１３Ａ上の第１領域Ｄ１に対応する領域に第２下地層１３Ｂを形成することにより、第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも、無電解めっき処理の触媒材料の濃度分布が高くなる。よって、これら第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂ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領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも成膜レートが高くなる。
【００４０】
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１１上の第１領域Ｄ１および第２領域Ｄ２にわたって、第１下地層１３Ａを形成したのち、この第１下地層１３Ａ上の第１領域Ｄ１に対応する領域に第２下地層１３Ｂを形成するようにしたので、第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも、無電解めっき処理の触媒材料の濃度分布が高くなる。よって、これら第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂ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領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも成膜レートが高くなり、金属薄膜１０の端部領域にはテーパ１４−１を形成することができる。
【００４１】
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、金属層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。
【００４２】
また、図１２（Ａ）には、クロム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にならず、特に金属薄膜の上面の端が垂直に近い角度となる。この場合、金属薄膜上に他の層を積層すると、他の層の厚みの均一性が悪くなるため、段切れなどが発生し易くなる。なお、図１２（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たテーパ形成では、レジストなどのマスクの後退を利用するため、テーパ形状は直線状となるが、上述したように工程数が多くなってしまう。
【００４３】
そこで、工程数を削減するために、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、所望のテーパ形状を得ることは困難である。
【００４４】
これに対し、本実施の形態では、無電解めっき処理の触媒材料を含む下地層の濃度分布を調整することで、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。
【００４５】
また、金属薄膜１０全体の幅Ｗに対する第１領域Ｄ１の幅ｘの比率、第１下地層１３Ａ、第２下地層１３Ｂの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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、電極となる金属層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。これにより、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。
【００５１】
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。
【００５２】
［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施形態に係る金属薄膜２１の断面構成を表すものである。なお、以下の説明では、上記第１実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５３】
金属薄膜２１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を介して設けられている。金属薄膜２１は、第１下地層２３Ａ、第２下地層２３Ｂ、めっき層２４により構成され、端部領域にはテーパ（傾斜面）２４−１が形成されている。なお、この金属薄膜２１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２１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。
【００５４】
第１下地層２３Ａは、基板１１上の第１領域Ｄ１（金属薄膜２１の中央領域）に、例えば厚みが数ｎｍ〜数十ｎｍで設けられている。第２下地層２３Ｂは、基板１１上の第２領域Ｄ２に、例えば厚みが数ｎｍ〜数十ｎｍで形成されている。これら第１下地層２３Ａおよび第２下地層２３Ｂの構成材料としては、上記第１の実施の形態の第１下地層１３Ａおよび第２下地層１３Ｂと同様のものを用いることができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、第１下地層２３Ａにおいて、第２下地層２３Ｂよりも無電解めっき処理の触媒材料の濃度が高くなっている。これにより、基板１１上の第１領域Ｄ１において、第２領域Ｄ２よりも、無電解めっき処理の触媒材料の濃度分布が高くなるようになっている。
【００５６】
めっき層２４は、第１領域Ｄ１および第２領域Ｄ２の全面にわたって、第１下地層２３Ａおよび第２下地層２３Ｂを覆うように形成されている。めっき層２４は、例えば厚みが数十ｎｍ〜数百ｎｍであり、後述の無電解めっき処理により析出される。このめっき層２４を構成する材料としては、上述の第１の実施の形態のめっき層１４と同様のものを用いることができる。
【００５７】
また、このような構成の金属薄膜２１は、次のようにして形成することができる。まず、図１０に示したように、密着層１２を形成した基板１１に対して、例えば上述したようなμコンタクト印刷法を用いて、第１領域Ｄ１に第１下地層２３Ａ、第１領域Ｄ２に第２下地層２３Ｂをそれぞれ形成する。こののち、第１下地層２３Ａおよび第２下地層２３Ｂを形成した基板１１に対して、上述したような無電解めっき処理を施してめっき層２４を成膜することにより、図９に示した金属薄膜２１を形成することができる。
【００５８】
このように、本実施の形態では、基板１１上に、第１下地層２３Ａにおいて、第２下地層２３Ｂよりも無電解めっき処理の触媒材料の濃度が高くなるようにしたので、基板１１上の第１領域Ｄ１において、第２領域Ｄ２よりも、無電解めっき処理の触媒材料の濃度分布が高くなり、金属薄膜２１の端部領域にテーパを形成することができる。
【００５９】
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
【００６０】
実施例として、上記第１の実施の形態の金属薄膜１０の形成方法により金属薄膜１０を成膜した。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１分、成膜レートを２００ｎｍ／分、所望の幅（太さ）Ｗを５０μｍとした。
【００６１】
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１１（Ａ）に示す。また、上記実施例の比較例として、下地層に触媒材料の濃度分布を付与することなく無電解めっき処理を施して形成した金属薄膜の端部の断面形状を図１１（Ｂ）に示す。なお、比較例では、上記実施例と同一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。
【００６２】
ここで、図１１（Ｂ）に示したように、下地層に濃度分布を付与せずに無電解めっき処理を行い、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。
【００６３】
これに対し、図１１（Ａ）に示したように、下地層に濃度分布を付与して無電解めっき処理を行い、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、基板１１上の第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも触媒材料の濃度分布が高くなるように下地層を形成したのち、この下地層を触媒として無電解めっき処理を施すことにで、金属薄膜１０の端部領域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。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、上記実施の形態等では、基板１１上において、第２領域Ｄ２を、第１領域Ｄ１の両端部に同じ幅ｘで形成し、第２領域Ｄ２に同一のテーパ形状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下地層１３Ａの方側の領域にのみ第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１４−１を形成するようにしてもよい。また、金属薄膜１０の両端部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。
【００６６】
また、上記実施の形態等では、触媒材料の濃度分布が異なる領域として、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２の２つの領域に分割した構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、３つ以上の領域で触媒材料の濃度分布が異なるようにしてもよい。このようにした場合であっても、例えば金属薄膜の中央領域から端部領域にかけて、段階的に濃度が低くなるようにすれば、所望のテーパ形状を形成することができる。
【００６７】
また、上記実施の形態等では、第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも触媒材料の濃度分布を高くする方法の一例として、同一の濃度の触媒層をそれぞれ、第１領域Ｄ１に２回、第２領域Ｄ２に１回、転写する場合を挙げて説明したが、これに限定されず、第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも転写回数が多くなっていれば、本発明と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
また、上記実施の形態等では、第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも触媒材料の濃度分布を高くする方法の一例として、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２とで異なる濃度の触媒層をそれぞれ１回、転写する場合を挙げて説明したが、これに限定されず、第１領域Ｄ１において第２領域Ｄ２よりも濃度分布が高くなれば、転写回数は特に制限されない。また、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２とに、それぞれ別々に第１下地層２３Ａおよび第２下地層２３Ｂを形成するようにしたが、これに限定されず、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２とで濃度が異なる下地層を一括して形成するようにしてもよい。
【００６９】
また、本発明により形成された金属薄膜は、上述した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。
【００７０】
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】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施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】本発明の第１の実施形態に係る金属薄膜を表す断面図である。
【図１０】図９に示した金属薄膜の形成方法を説明するための断面図である。
【図１１】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１２】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】
【００７２】
１…薄膜トランジスタ、１０，２１…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，２３Ａ…第１下地層、１３Ｂ，２３Ｂ…第２下地層、１４，２４…めっき層、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】
2009102720.tif 000003
【図２】
2009102720.tif 000004
【図３】
2009102720.tif 000005
【図４】
2009102720.tif 000006
【図５】
2009102720.tif 000007
【図６】
2009102720.tif 000008
【図７】
2009102720.tif 000009
【図８】
2009102720.tif 000010
【図９】
2009102720.tif 000011
【図１０】
2009102720.tif 000012
【図１１】
2009102720.tif 000013
【図１２】
2009102720.tif 000014