JP2005012012A - 薄膜トランジスタ、表示装置、及びこれらの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極を選択的に形成することができる薄膜トランジスタを提供する。
【解決手段】半導体層２２と、ゲート絶縁膜２１と、ゲート電極２０と、ソース電極２３と、ドレイン電極２４とを具備する薄膜トランジスタ１０であって、被処理基板１４が有する有機樹脂層１５の上方に設けることを前提とする。ゲート電極２０に、有機樹脂層１５の少なくとも一部に選択的に導入された金属イオンの少なくとも一部を還元させてなり、有機樹脂層１５から露出する露出部を有するように被処理基板１４に設けられたシード層３１と、シード層３１上の少なくとも一部に設けられた金属層３２とを備えさせる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トラジスタ、液晶表示装置のような表示装置、及びこれらの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置等に代表される表示装置の分野では、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）が備えるゲート電極、ソース電極、或いはドレイン電極を、アルムニウム（Ａｌ）と比較して低抵抗であってかつ耐マイグレーション性に優れた銅（Ｃｕ）や、アルミニウムと比較して低抵抗である銀（Ａｇ）等で形成することが検討されている。
【０００３】
しかしながら、従来知られているアルミニウム薄膜の形成方法、すなわち、ＰＥＰ（Ｐｈｏｔｏ Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ：写真食刻工程）いわゆるフォトリソグラフィーによるマスキング技術と反応性イオンエッチング法等のエッチング技術とを単に組み合わせただけの形成方法では、銅薄膜の実現は困難である。
【０００４】
すなわち、銅のハロゲン化物の蒸気圧は、アルムニウムの蒸気圧に比べて非常に低い。つまり、銅のハロゲン化物はアルミニウムに比べて蒸発しにくい。そのため、銅薄膜の形成方法として反応性イオンエッチング法等のエッチング技術を用いる場合、プロセス温度として２００〜３００℃の雰囲気下でのエッチング処理が必要となる。また、この場合、マスクとして、通常のフォトレジストマスクではなく、酸化シリコンや窒化シリコン等からなるマスクを使用する必要がある。このように、従来知られているアルミニウム薄膜の形成方法を銅薄膜の形成に適用する場合には課題がある。
【０００５】
そのため、銅薄膜を形成する方法としては、従来、いわゆるダマシン法と呼ばれる方法が知られている。この方法では、まず、基板上に形成された絶縁膜に対して、あらかじめ所望のパターンの溝を形成する。次に、この溝を埋め込むように、銅を前記溝内部および前記絶縁膜上に全面に渡って形成する。このとき、銅を前記溝内部および前記絶縁膜上に全面に渡って形成する方法としては、スパッタリング法等のＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｏｎ）法、めっき法、または、有機金属材料を用いたＣＶＤ法等の各種手法がある。その後、基板表面の銅を基板表面側から絶縁膜が露出するまで（埋め込まれた溝部分の開口端面まで）除去する。基板表面の銅を除去する方法としては、化学的機械研磨法（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等の研磨法やエッチバック等がある。このようにすることによって、溝に埋め込まれた銅による薄膜を形成する（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００６】
また、表示装置の多くは、現在、アモルファスシリコンを半導体膜として用いたアモルファスシリコンＴＦＴやポリシリコンを半導体膜として用いたポリシリコンＴＦＴをガラス基板に形成することで形成されている。これに対し、近年、有機半導体膜を用いた有機ＴＦＴをフレキシブルな有機樹脂基板上に形成することで、フレキシブルな表示装置を形成しようという取組みが進んできている。
【０００７】
有機ＴＦＴは、一般的に、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、及び有機半導体膜で構成されている。このような有機ＴＦＴとしては、有機半導体として可溶性ポリチオフェンを用いるとともに、ゲート絶縁膜としてポリイミド塗布膜を用いたものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
また、電極が逆スタガー構造であって、かつ、電極材料として仕事関数の大きな材料（例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、或いはパラジウム（Ｐｄ）等）を用いる場合には、有機ＴＦＴは低温で形成することが可能である。このことを利用し、ガラスよりも耐熱温度が低いプラスチック基板のようなフレキシブルな有機樹脂基板上に有機ＴＦＴを形成したものが知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
しかしながら、電極の構造が逆スタガー構造である場合、半導体膜上に電極を形成する工程に従来の加工プロセスが適用できないという問題がある。そのため、金属マスク等を用いたマスク蒸着法により電極を形成する必要があり、ＴＦＴの微細化、パターン精度の向上、ばらつきの低減等を実現するのが難しい。
【００１０】
そのため、有機樹脂基板上に仕事関数の大きな金属薄膜を形成する方法として、ポリイミド基板上に銅薄膜を形成する方法が知られている。この方法では、まず、ポリイミド基板表面を水酸化カリウム（ＫＯＨ）によりイオン交換基導入処理する。さらに、イオン交換基導入処理したポリイミド基板表面に銅イオン含有液にて銅イオンを導入する。その後、導入した銅イオンを還元させることで、ポリイミド基板上に銅薄膜を形成する（例えば、特許文献５参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−１３５５０４号公報（段落００１４〜段落００２９、図１及び図２）
【００１２】
【特許文献２】
特開平２００１−１８９２９５号公報（段落０００４〜段落０００９、図１）
【００１３】
【特許文献３】
特開平１０−１９０００１号公報（段落００１４〜段落００２１、図１〜図４）
【００１４】
【特許文献４】
特開２０００−２６９５１５号公報（段落０００８〜段落００１７、図２〜図６）
【００１５】
【特許文献５】
特開２００２−１９２６４８号公報（段落００４２〜段落００５６）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献１及び特許文献２で開示されている従来技術でＴＦＴの電極を形成する場合、以下に挙げるような課題がある。
【００１７】
上記のようなダマシン法において、銅を基板全面に成膜した後に不要部分を除去する上記ＣＭＰ等の工程は、プロセスのスループットが悪いという問題がある。しかも、直径１２インチ程度の大口径ウエハサイズに対応する大型のＣＭＰ装置は開発されているが、上記ウエハよりも大面積でかつ平坦性等の精度が劣るガラス基板に対応するＣＭＰ装置は実用化されていない。また、仮に、表示装置、例えば大型液晶表示装置を製造する大型ガラス基板に上記ＣＭＰによる全面研磨やエッチング法等の適用が可能であったとしても、電極として利用される銅部分は基板の面積と比較して非常に小さいため、成膜された銅の大部分は除去・廃棄されることなる。この結果、原料としての銅の利用効率は非常に悪くなり、高コストになる影響で製品価格も高くなる。
【００１８】
しかも、金属を埋め込むための溝を形成する溝加工工程、ビア（プラグ）を形成するための成膜工程、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程、及び、研磨停止膜の成膜工程が必要であるため、製造工程が複雑である。
【００１９】
一方、前述した特許文献５で開示されている技術でＴＦＴの電極を形成する場合、以下に挙げるような問題がある。
【００２０】
特許文献５の技術では、還元されずにポリイミド基板上に残った銅イオンを除去する工程が必要である。しかも、還元されずにポリイミド基板上に残った銅イオンを除去する場合、原料としての銅イオンの利用効率が悪くなる。
【００２１】
また、ポリイミド基板表面をイオン交換基導入処理するために用いられる水酸化カリウム（ＫＯＨ）は、銅イオンで置換させても完全には除去されない。そのため、残留したカリウムイオンが電極を形成する銅薄膜内に拡散するおそれがある。
【００２２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、電極や配線といった配線構造体を選択的に形成することができる薄膜トランジスタ、表示装置、及びこれらの形成方法を提供しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
第１の観点に基づく本発明の薄膜トランジスタは、少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板の前記有機樹脂部の上方に設けられた薄膜トランジスタであって、半導体層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、を具備しているとともに、前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくとも１つは、前記有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に導入された金属イオンの少なくとも一部を還元させてなり、前記有機樹脂部から露出する露出部を有するように前記被処理基板上に設けられたシード層と、前記シード層上の少なくとも一部に設けられた金属層と、を有していることを特徴とする。
【００２４】
「少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板」とは、基体及びこの基体の少なくとも一部に積層された有機樹脂層を有する被処理基板や、有機樹脂材料からなる被処理基板等を用いることができる。被処理基板が、基体及びこの基体の少なくとも一部に積層された有機樹脂層を有する被処理基板である場合、「有機樹脂部」は有機樹脂層をさす。また、被処理基板が、有機樹脂材料からなる被処理基板である場合、「有機樹脂部」は有機樹脂材料からなる被処理基板自体をさす。
【００２５】
本発明によれば、有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に導入された金属イオンを還元させることで、シード層を被処理基板上に選択的に設けることができる。また、シード層を被処理基板上に選択的に設けることができるため、このシード層を核として金属層を被処理基板上に選択的に設けることができる。
【００２６】
したがって、本発明によれば、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極のうちの少なくとも１つを、少なくとも一部に有機樹脂部を有する被処理基板の前記有機樹脂部上に選択的に設けることができる。
【００２７】
第２の観点に基づく本発明の薄膜トランジスタの形成方法は、少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板を用意する工程と、前記ゲート電極の一側にゲート絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、前記半導体層と接触するようにソース電極を形成する工程と、前記半導体層と接触するようにドレイン電極を形成する工程と、を具備し、前記被処理基板上にゲート電極を形成する工程は、前記有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように前記被処理基板上に金属イオン導入部を形成する工程と、前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程と、前記シード層上の少なくとも一部に金属層を形成する工程と、を具備してなることを特徴とする。
【００２８】
また、第３の観点に基づく発明の薄膜トランジスタの形成方法は、少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板を用意する工程と、前記被処理基板上にソース電極を形成する工程と、前記被処理基板上にドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と接触するように半導体層を形成する工程と、前記半導体層の一側にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、を具備し、前記被処理基板上にソース電極を形成する工程及び前記被処理基板上にドレイン電極を形成する工程のうちの少なくとも一方の工程は、前記有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように前記被処理基板上に金属イオン導入部を形成する工程と、前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程と、前記シード層上の少なくとも一部に金属層を形成する工程と、を具備してなることを特徴とする。
【００２９】
これらの発明によれば、被処理基板の有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に形成された金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元することで、被処理基板上にシード層を選択的に形成することができる。また、シード層を被処理基板上に選択的に形成することができるので、このシード層を核として金属層を被処理基板上に選択的に形成することができる。
【００３０】
このように、これらの発明によれば、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極のうちの少なくとも１つを、少なくとも一部に有機樹脂部を有する被処理基板の前記有機樹脂部上に選択的に形成することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。以下、第１〜第４の実施形態では、本発明を表示装置としての液晶表示装置に適用した例で示している。
【００３２】
図１及び図２は、アクティブマトリックス型の液晶表示装置１を示している。この液晶表示装置１は、一対の基体としての一対の透明基体２，３、液晶層４、下地絶縁層５、画素電極６、走査配線７、信号配線８、対向電極９、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴという）１０、走査線駆動回路１１、信号線駆動回路１２、液晶コントローラ１３等を備えている。
【００３３】
一対の透明基体２，３としては、例えば一対のガラス板、有機樹脂基板などの絶縁基板を用いることができる。これら基体２，３は、図示しない枠状のシール材を介して接合されている。液晶層４は、一対の透明基体２，３の間の前記シール材により囲まれた領域に設けられている。
【００３４】
一対の透明基体２，３のうちの一方の透明基体、例えば後側（図２において下側）の透明基体３の内面には、下地絶縁層５、行方向および列方向にマトリックス状に設けられた複数の画素電極６、複数の画素電極６と夫々電気的に接続された複数のＴＦＴ１０、複数のＴＦＴ１０と電気的に接続された走査配線７、及び複数のＴＦＴ１０と電気的に接続された信号配線８等が設けられている。
【００３５】
下地絶縁層５としては、例えば窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等を用いることができる。透過型の液晶表示装置とする場合、画素電極６は、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等の透明電極を用いることができる。なお、反射型の液晶表示装置とする場合、画素電極６は、反射性金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等からなる電極としてもよい。走査配線７は、画素電極６の行方向（図１において左右方向）に夫々沿わせて設けられている。これら走査配線７の一端は夫々走査線駆動回路１１と電気的に接続されている。
【００３６】
走査配線７は、ＴＦＴ１０が備えるゲート電極２０と一体に設けられている。走査配線７及びゲート電極２０は、シード層３１、金属層３２、及びカバー金属層３４を有している。なお、カバー金属層３４は省略してもよい。
【００３７】
金属層３２は、例えば、銅、（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、及びパラジウム（Ｐｄ）のうちの少なくとも１つを含む導電体層のような比抵抗が低い導電体層とすることで、予め設計された配線を選択的に形成することができる。なお、銅、銀、金、白金、及びパラジウムのうちの少なくとも１つを含むとは、銅、銀、金、白金、及びパラジウムの単体、及び、銅、銀、金、白金、及びパラジウムの少なくとも２つを含む合金をさしている。
【００３８】
シード層３１は、金属層３２を形成する際にこの金属層３２の核（シード）となるような層であればよい。シード層３１は、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、インジウム（Ｉｎ）、及びスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも１つを含む導電体層とすることで、予め設計された配線を選択的に形成することができる。なお、銅、銀、金、白金、パラジウム、インジウム、及びスズのうちの少なくとも１つを含むとは、銅、銀、金、白金、パラジウム、インジウム、及びスズの単体、及び、銅、銀、金、白金、パラジウム、インジウム、及びスズの少なくとも２つを含む合金をさしている。
【００３９】
本実施形態では、シード層３１及び金属層３２として、例えば、比抵抗が低く、かつ、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレーション等に対する耐性が高い銅（Ｃｕ）を夫々用いている。
【００４０】
カバー金属層３４は、金属層３２の表面露出部（本実施形態では上面）を覆うように設けられている。このカバー金属層３４は、例えば、金属層３２をなす金属原子（本実施形態では銅原子）の金属層３２からカバー金属層３４への拡散を抑止する拡散抑止層とされている。
【００４１】
一方、信号配線８は、画素電極６の列方向（図１において上下方向）に夫々沿わせて設けられている。これら信号配線８の一端は夫々信号線駆動回路１２と電気的に接続されている。信号配線８は、例えば、アルミニウム等により形成されている。
【００４２】
走査線駆動回路１１および信号線駆動回路１２は夫々液晶コントローラ１３に接続されている。液晶コントローラ１３は、例えば外部から供給される画像信号及び同期信号を受け取り、画素映像信号Ｖｐｉｘ、垂直走査制御信号ＹＣＴ、及び水平走査制御信号ＸＣＴを発生する。
【００４３】
他方の透明基体である前側（図２において上側）の透明基体２の内面には、複数の画素電極６に対向する一枚膜状の透明な対向電極９が設けられている。対向電極９は、例えばＩＴＯ等の透明電極からなる。また、前側の透明基体２の内面には、複数の画素電極６と対向電極９とが互いに対向する複数の画素領域に対応させてカラーフィルタを設けるとともに、前記画素領域の間の領域に対応させて遮光膜を設けてもよい。
【００４４】
一対の透明基体２，３の外側には、図示しない偏光板が設けられている。また、液晶表示装置１を透過型とする場合、後側の透明基体３の後方に図示しない面光源が設けられている。なお、液晶表示装置１は、反射型或いは半透過反射型であってもよい。
【００４５】
次にＴＦＴ１０について説明する。ＴＦＴ１０は、被処理基板１４が有する有機樹脂部の上方に設けられている。本実施形態では、被処理基板として、後側の透明基体３の内面に下地絶縁層５及び有機樹脂層１５がこの順序で積層された基板を用いている。すなわち、本実施形態では、有機樹脂層１５が有機樹脂部となる。
【００４６】
また、本実施形態では、例えば、チャネルエッチ型（ボトムゲート型）のＴＦＴ１０が用いられている。すなわち、このＴＦＴ１０は、図２に示すように、半導体層２２と、この半導体層２２の一側例えば下側にゲート絶縁膜２１を介して設けられたゲート電極２０と、半導体層２２の一部と接するように設けられたソース電極２３及びドレイン電極２４とを備えている。
【００４７】
走査配線７及びゲート電極２０は、有機樹脂層１５の一部に選択的に設けられている。詳しくは、有機樹脂層１５の一部には、シード層３１が設けられている。また、被処理基板１４上（有機樹脂層１５上）には、シード層３１の全域が露出される開口３３ａを有する絶縁層３３が設けられている。金属層３２は前記開口３３ａ内に埋め込まれるようにシード層３１上に設けられている。金属層３２の表面露出部はカバー金属層３４で覆われている。
【００４８】
ゲート絶縁膜２１は、走査配線７、ゲート電極２０、及び絶縁層３３を覆うように設けられている。このゲート絶縁膜２１としては、例えば窒化シリコン等を用いることができる。また、ゲート絶縁膜２１の上には、ゲート電極２０の上方に位置して、チャネル領域２８となるノンドープａ−Ｓｉ膜２２ａが設けられている。このノンドープａ−Ｓｉ膜２２ａの上には、コンタクト層としてのｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂが設けられている。このｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂは、ノンドープａ−Ｓｉ膜２２ａを一部露出させる溝を有している。このｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂのうち、前記溝で分断された一側がソース領域２６、他側がドレイン領域２７となる。これらノンドープａ−Ｓｉ膜２２ａ及びｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂが半導体層２２を構成している。ソース電極２３及びドレイン電極２４は、ｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂのソース領域２６及びドレイン領域２７と夫々接触するように、このｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂ上に設けられている。
【００４９】
なお、画素電極６は、ソース電極２３と接触するようにゲート絶縁膜２１上に設けられている。信号配線８は、ドレイン電極２４と一体に形成されている。更に、これらの上には、画素電極６を露出させる開口を有するパシベーション層２５が設けられている。
【００５０】
図３〜図５を参照して被処理基板１４への成膜工程について説明する。
【００５１】
まず、図３（Ａ）に示すような被処理基板１４を用意する。なお、被処理基板１４は、例えば、以下のようにして形成することができる。まず、透明基体３上に、窒化シリコンからなる下地絶縁層５を層厚が約３００ｎｍとなるように形成する。下地絶縁層５上に、有機樹脂材料であるポリイミドを塗布・熱硬化させて、層厚が例えば約３００ｎｍとなるように有機樹脂層１５を形成する。
【００５２】
次に、有機樹脂層１５が形成された被処理基板１４上にＴＦＴ１０、走査配線７、信号配線８、及び画素電極６を形成する工程を説明する。
【００５３】
詳しくは、図３（Ｂ）に示すように、被処理基板１４上（有機樹脂層１５上）に絶縁層３３を形成する。この絶縁層３３には、予め定められたゲート電極２０及び走査配線７の形成位置に対応する領域（以下、選択領域という）に開口３３ａを有している。この絶縁層３３は、例えば、有機樹脂層１５上に窒化シリコンを層厚が５００ｎｍとなるように形成し、その後、窒化シリコン層にＰＥＰ及びエッチングを施して前記開口３３ａを形成することにより得られる。なお、絶縁層３３としては、例えば窒化シリコンのように、シード層３１及び金属層３２をなす銅原子の絶縁層３３への拡散を抑制することが可能な絶縁材料を用いるのが好ましい。もちろん、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）のような有機系絶縁層を用いてもよい。
【００５４】
開口３３ａが形成された被処理基板１４は、酸素を含むプラズマ中で表面処理される。この表面処理により、図３（Ｃ）に示すように、有機樹脂層１５の開口３３ａにより露出された表面にはイオン導入処理部１５ａが形成される。有機樹脂層１５がポリイミドの場合、イオン導入処理部１５ａは、イミド環が開裂されて、アミド結合とカルボキシル基とを有するポリアミック酸が形成される。即ち、イオン導入処理部１５ａでは、イミド環の結合開裂処理が行われる。このイミド環の結合開裂処理は、絶縁層３３のエッチング後、レジスト除去に酸素を含むプラズマによるアッシング処理を行うことにより達成することが可能であるが、別工程で行ってもよい。
【００５５】
なお、イオン導入処理部１５ａは少なくとも有機樹脂層１５の表層部に設ければよい。すなわち、イオン導入処理は、図３（ｃ）に示すように、有機樹脂層１５の表層部のみに行ってもよく、また、有機樹脂層１５の厚み方向の略全域に行ってもよい。さらに、結合開裂処理はプラズマ処理だけでなく、例えば、有機樹脂層１５の選択領域に水酸化カリウム（ＫＯＨ）を接触させることによりイミド環を開裂させてもよい。
【００５６】
次に、銅イオンを含む溶液、例えば、硫酸銅を含む溶液を用意する。そして、前記イオン導入処理部１５ａを有する被処理基板１４を前記酸溶液中に浸漬して処理する。このようにすることにより、前記溶液中の銅イオンは、イオン導入処理部１５ａに形成されているカルボキシル基に吸着されて、有機樹脂層１５に固定される。これにより、図４（Ｄ）に示すように、有機樹脂層１５の開口３３ａから露出する選択領域に金属イオン導入部３１ａが形成される。
【００５７】
図４（Ｄ）の状態にまで成膜工程が進められた被処理基板１４を、還元性雰囲気、例えば水素を含む雰囲気中において所定温度、例えば２１０℃で加熱する。これにより、金属イオン導入部３１ａに導入された銅イオンが還元されて、図４（Ｅ）に示すように、有機樹脂層１５の金属イオン導入部３１ａはシード層３１に変換される。このシード層３１は、ゲート電極２０及び走査配線７を選択的に形成するための核となる。このようにして、シード層３１が選択的に形成されるため、シード層３１の材料の省資源化が可能になる。なお、シード層３１の密着性を改善するために、シード層３１形成後にアニール処理を施してもよい。
【００５８】
また、図４（Ｅ）では金属イオン導入部３１ａの厚み方向の略全域の銅イオンが還元処理されているが、還元処理は必ずしも金属イオン導入部３１ａの厚み方向の全域に行わなくてもよく、少なくとも金属イオン導入部３１ａの表層部を還元させてシード層３１とすればよい。
【００５９】
すなわち、ゲート電極２０及び走査配線７は、有機樹脂層１５の少なくとも一部に選択的に導入された金属イオンの少なくとも一部を還元させてなり、有機樹脂層１５から露出する露出部を有するように被処理基板１４上に設けられたシード層３１と、このシード層３１上の少なくとも一部に設けられた金属層３２とを有するようにしてもよい。また、有機樹脂層１５の少なくとも一部に金属イオンが選択的に導入されてなり、有機樹脂層１５から露出する露出部を有するように被処理基板１４上に設けられた金属イオン導入部３１ａと、金属イオン導入部３１ａの少なくとも露出部の一部が還元されてなるシード層３１と、シード層３１上の少なくとも一部に設けられた金属層３２とを有するようにしてもよい。
【００６０】
次に、図４（Ｆ）に示すように、銅からなる金属層３２を絶縁層３３の開口３３ａ内を埋めるようにシード層３１上に形成する。この金属層３２によりゲート電極２０及び走査配線７は所望の層厚に層厚化される。この層厚は、要求される抵抗値から定めればよい。
【００６１】
本実施形態では、絶縁層３３が５００ｎｍに対して、金属層３２が４００ｎｍとなるように形成されている。そのため、図に示すように、金属層３２は開口３３ａの端面よりも絶縁層３３の内部に凹んでいる。なお、この金属層３２は、絶縁層３３の表面（開口３３ａ）から著しく突出しない層厚であれば、絶縁層３３の表面と略面一となる層厚としても、それよりも薄い層厚としてもよい。
【００６２】
この金属層３２は、例えばシード層３１を核とする無電解めっき法によりシード層３１上のみに形成される。金属層３２がシード層３１上のみに形成されるため、金属層３２の材料の省資源化が可能になる。
【００６３】
ところで、前記無電解めっきを行うめっき浴としては、還元剤にホルムアルデヒドを用いたホルムアルデヒド浴を用いてもよい。しかし、ホルムアルデヒド浴を用いる場合、めっきｐＨ条件がｐＨ１２〜ｐＨ１３程度であるため、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム等を用いる必要がある。ＴＦＴ１０の製造プロセスへの適用を考えた場合には、その工程中にアルカリ金属を含まない方が好ましい。
【００６４】
したがって、前記無電解めっきを行うめっき浴としては、還元剤にコバルト塩を用いたコバルト塩浴や、スズ塩を用いたスズ塩浴等を用いるのが好ましい。すなわち、コバルト塩浴は、アルカリ金属を含まないだけでなく、めっきｐＨ条件がｐＨ６〜ｐＨ７程度の中性領域であるため、上記絶縁層３３へのダメージが少なく、ＴＦＴ１０の製造プロセスには好適である。
【００６５】
また、コバルト塩浴やスズ塩浴は、ホルムアルデヒド浴やグリオキシル酸浴のように、めっき反応過程で還元剤が分解して水素が発生するといったことがない。したがって、前記無電解めっきを行うめっき浴としてコバルト塩浴やスズ塩浴を用いると、表面の平坦性が良好な金属層３２を形成することができる。しかも、金属層３２にボイド（孔）が発生するのを抑制することができる。
【００６６】
次に、図５（Ｇ）に示すように、金属層３２の表面露出部である上面を覆い、かつ、開口３３ａ内を埋めるようにカバー金属層３４を形成する。カバー金属層３４は、層厚が例えば約５０ｎｍとなるように形成されている。なお、カバー金属層３４は、その表面が絶縁層３３の表面と面一となるように形成してもよい。
【００６７】
このカバー金属層３４は、例えば、コバルト（Ｃｏ）−タングステン（Ｗ）−ホウ素（Ｂ）合金、コバルト（Ｃｏ）−ホウ素（Ｂ）合金、コバルト（Ｃｏ）−リン（Ｐ）合金、ニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）合金、ニッケル（Ｎｉ）−タングステン（Ｗ）−リン（Ｐ）合金等のように、金属層３２の表面（銅の表面）に選択的に無電解めっきが可能であって、しかも、金属層３２をなす金属原子（銅原子）の金属層３２からカバー金属層３４への拡散を抑止できる金属を用いるのが好ましい。
【００６８】
このように、カバー金属層３４を拡散抑止層とすることで、後の工程であるゲート絶縁膜２１の形成工程（例えば、ＣＶＤ工程）で生じる金属層３２表面の酸化や腐蝕を抑制できるだけでなく、シード層３１及び金属層３２をなす金属原子のゲート絶縁膜２１への拡散を抑止することができる。以上により、ゲート電極２０及び走査配線７が被処理基板１４上に選択的に形成が形成される。
【００６９】
次に、図５（Ｈ）に示すように、ゲート絶縁膜２１、半導体層２２、ソース電極２３、及びドレイン電極２４を形成する。詳しくは、ゲート電極２０を覆うように例えば窒化シリコンからなるゲート絶縁膜２１を成膜する。このゲート絶縁膜２１上にノンドープａ−Ｓｉ膜２２ａを成膜するとともに、このノンドープａ−Ｓｉ膜２２ａ上にｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂを成膜する。ノンドープａ−Ｓｉ膜２２ａ及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂをパターニングした後、さらに、ｎ^＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂ上にソース電極２３及びドレイン電極２４となるアルミニウム薄膜を成膜・パターニングする。その後、ソース電極２３及びドレイン電極２４をマスクし、これら電極間のｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２２ｂをエッチングする。以上により、ＴＦＴ１０が形成される。
【００７０】
さらに、信号配線８及び画素電極６を夫々成膜・パターニングする。続けて、パシベーション層２５を成膜するとともに、このパシベーション層２５に画素電極６を露出させる開口を形成する。以上により、被処理基板１４への成膜工程が完了する。
【００７１】
さらに、本実施形態では、有機樹脂層１５の少なくとも一部に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように被処理基板１４上に金属イオン導入部３１ａを形成する工程は、被処理基板１４上に絶縁層３３を形成する工程と、絶縁層３３に、有機樹脂層１５の少なくとも一部が露出する開口３３ａを形成する工程と、開口３３ａから露出する有機樹脂層１５の少なくとも一部の化学結合を開裂させる工程と、化学結合が開裂された部分に金属イオンを導入し、化学結合が開裂されてなる末端基に金属イオンを吸着させる工程とを含んでいる。このようにすることにより、有機樹脂層１５内の少なくとも一部に、外部に露出する露出部を有するように金属イオン導入部３１ａを選択的に形成することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、有機樹脂層１５の少なくとも一部の化学結合を開裂させる工程は、酸素を含む雰囲気下でプラズマ処理により、有機樹脂層１５の少なくとも一部の結合を開裂させる工程であるため、水酸化カリウム等を用いることなく有機樹脂層１５内に、外部に露出する露出部を有するように金属イオン導入部３１ａを形成することができる。したがって、残留したカリウムイオンが電極を形成する銅薄膜内に拡散するといったことがないため、ＴＦＴ１０の形成には好適である。
【００７３】
しかも、本実施形態では、表面性が良好で、ボイドが少なく、しかも、比抵抗が低い金属層３２を形成することができる。
【００７４】
すなわち、例えば、レジストマスクと無電解めっき法とを合わせて選択的に配線を形成する方法では、パラジウム触媒処理が必要であるが、本実施形態では、銅からなるシード層３１上に銅からなる金属層３２を形成するため、めっき浴としてコバルト塩浴やスズ塩浴を用いた無電解めっきにより金属層３２を形成することができる。コバルト塩浴やスズ塩浴は、ホルムアルデヒド浴やグリオキシル酸浴のように、めっき反応過程で還元剤が分解して水素が発生するといったことがない。したがって、本実施形態では、表面性が良好であり、しかも、ボイドの少ない成膜を行うことができる。
【００７５】
また、レジストマスクと無電解めっき法とを合わせて選択的に配線を形成する方法では、上述のようにパラジウム触媒処理が必要である。しかしながら、パラジウムは、後工程の熱処理工程において銅めっき層内に拡散し、銅めっき層の比抵抗値を高くし易い。これに対し、本実施形態は、パラジウム触媒を必要としないので、比抵抗の低い金属層３２を得ることができる。
【００７６】
しかも、従来のＴＦＴ１０、液晶表示装置１及びこれらの形成方法では、ゲート絶縁膜２１のカバレッジや前記ショート不良発生を考慮して、ゲート電極２０を順テーパ上に加工する、或いは、配線（走査配線等）のアスペクト比を小さくするように形成する等している。これに対し、本実施形態のＴＦＴ１０、液晶表示装置１、及びこれらの形成方法は、ゲート電極２０及び走査配線７を絶縁層３３の開口３３ａ内に埋め込んだ構造とすることができる。そのため、ゲート絶縁膜２１のカバレッジや前記ショート不良発生を考慮する必要がなく、したがって、ゲート電極２０を順テーパ上に加工したり、配線のアスペクト比を小さくしたりする必要がない。このように、本実施形態では、高アスペクト化による配線抵抗の低減や配線幅低減による画素部分の開口率の拡大が実現できる。また、本実施形態は、ＣＭＰを用いることが困難な大面積の被処理基板１４に対しても適用が可能である。上記実施形態では、薄膜トランジスタの半導体層にアモルファスシリコンを用いた例について説明したが、多結晶シリコン等を用いてもよい。
【００７７】
以下、図６及び図７を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。
【００７８】
本実施形態では、選択領域に対応する形状となるように有機樹脂層１５をパターニングしている。パターニング後の有機樹脂層１５の大きさは、図６に示すように絶縁層３３の開口よりも大きくてもよく、また、図７に示すように開口よりも小さくてもよい。この有機樹脂層１５の表層部に、第１の実施形態と同様にしてシード層３１を形成し、続けて、開口３３ａを埋めるように金属層３２を形成している。
【００７９】
なお、他の構成及び工程は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００８０】
本実施形態によれば、少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂で形成された有機樹脂部を有する被処理基板を用意する工程が、透明基体３上に有機樹脂層１５を形成する工程と、有機樹脂層１５を所定の形状にパターニングする工程とを含んでいる。このようにしても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、パターニングすることで、例えば透過型液晶表示装置に適用した際に配線領域のみに形成し、光の透過する画素領域部分には形成しないようにすることができる。したがって、透過率損失や光干渉等の問題を回避することができる。
【００８１】
有機樹脂層１５としては、感光性ポリイミド樹脂を用いてパターニングしてもよく、また、レジスト膜を用いて感光性を有さないポリイミド樹脂をパターニングしてもよい。感光性を有さないポリイミド樹脂を用いる場合、ポリイミド樹脂上のレジスト膜を除去する際に酸素を含むプラズマでアッシング処理することにより、レジスト膜の除去とイミド環の結合開裂処理とを連続して行うことができる。
【００８２】
以下、図８を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。
【００８３】
本実施形態では、以下のようにして、被処理基板１４上にゲート電極２０及び走査配線７を形成している。
【００８４】
まず、第１の実施形態と同様の被処理基板１４を用意する。選択領域に対応する形状となるように有機樹脂層１５をパターニングする。その後、第１の実施形態と同様にして、シード層３１及び金属層３２を形成する。そして、金属層３２の表面露出部（上面及び周面）を覆うようにカバー金属層３４を形成する。なお、他の構成及び工程は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００８５】
本実施形態によれば、絶縁層３３を形成することなく、ゲート電極２０及び走査配線７といった配線構造体を選択的に形成することができる。また、金属層３２の周面はカバー金属層３４により覆われているので、絶縁層３３が無くても金属層３２をなす金属原子のゲート絶縁膜２１への拡散を抑止できる。
【００８６】
第１〜第３の実施形態では、被処理基板１４として透明基体３及びこの透明基体３の少なくとも一部に積層された有機樹脂層１５を有する基板を用いたが、被処理基板１４としては、有機樹脂材料例えばポリイミドからなる基板を用いてもよい。
【００８７】
以下、図９〜図１２を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。
【００８８】
本実施形態では、被処理基板１４として、有機樹脂材料、例えばポリイミドからなるフレキシブルな基板を用いている。すなわち、後側の透明基体３が被処理基板１４となる。なお、前側の透明基体２は、後側の透明基体３と同様に、例えばポリイミド等からなるプラスチック基板のような透明かつフレキシブルな基板を用いている。また、ＴＦＴ１０はトップゲート型の有機ＴＦＴとしている。
【００８９】
このＴＦＴ１０は、有機半導体層２９と、この有機半導体層２９の一側例えば上側にゲート絶縁膜２１を介して設けられたゲート電極２０と、半導体層２２の一部と接するように設けられたソース電極２３及びドレイン電極２４とを備えている。
【００９０】
詳しくは、絶縁層３３の開口３３ａ内に埋め込まれるようにソース電極２３及びドレイン電極２４が設けられている。なお、信号配線８はドレイン電極２４と一体に設けられている。ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８は、例えば銀（Ａｇ）からなる。絶縁層３３上には、ソース電極２３及びドレイン電極２４と接続するように有機半導体層２９が設けられている。有機半導体層２９としてはペンタセン等を用いることができる。
【００９１】
ゲート絶縁膜２１は、有機半導体層２９を覆うように、この有機半導体層２９の上に設けられている。ゲート絶縁膜２１上には、有機半導体層２９の上方に位置して、ゲート電極２０が設けられている。図中符号５０は層間絶縁膜であり、符号２５はパシベーション層である。層間絶縁膜５０は、ゲート電極２０及びゲート絶縁膜２１を覆うように、ゲート電極２０の上に設けられている。ゲート絶縁膜２１及び層間絶縁膜５０には、コンタクトホール５１，５２が夫々設けられており、画素電極６はコンタクトホール５１，５２を介してソース電極２３と接触するように層間絶縁膜５０上に設けられている。
【００９２】
次に、被処理基板への成膜工程について説明する。
【００９３】
まず、図１０（Ａ）に示すように、被処理基板４０を用意する。この被処理基板４０上に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる絶縁層３３を層厚が４００ｎｍとなるように形成する。その後、ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８に対応する領域（以下、選択領域という）に対応させて、絶縁層３３に有機樹脂層１５を露出させる開口３３ａを形成する。
【００９４】
酸素を含むプラズマ中で絶縁層３３を形成した被処理基板１４を表面処理する。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、被処理基板４０の表層部であって開口３３ａから露出する前記選択領域にイオン導入処理部４０ａが形成される。
【００９５】
銀イオンを含む溶液、例えば、硝酸銀を含む溶液を用意する。そして、被処理基板４０を前記酸溶液中に浸漬して処理する。このようにすることにより、前記溶液中の銀イオンは、イオン導入処理部４０ａに形成されたカルボキシル基に吸着されて、被処理基板４０の表層部に固定される。これにより、図１０（Ｃ）に示すように、被処理基板４０の開口３３ａから露出する選択領域に金属イオン導入部３１ａが形成される。
【００９６】
被処理基板１４に紫外線光（例えば３６５ｎｍの波長光）を照射する。これにより、金属イオン導入部３１ａに導入された銀イオンが還元されて、図１１（Ｄ）に示すように、被処理基板１４内にシード層３１が形成される。このシード層３１は、ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８を選択的に形成するための核となる。
【００９７】
さらに、図１１（Ｅ）に示すように、銀からなる金属層３２を絶縁層３３の開口３３ａ内を埋めるようにシード層３１上に形成する。この金属層３２によりソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８は所望の層厚に層厚化される。本実施形態では、絶縁層３３が４００ｎｍに対して、金属層３２が４００ｎｍとなるように形成されている。すなわち、金属層３２の上面は絶縁層３３の上面と面一となるように形成されている。
【００９８】
そして、図１１（Ｆ）に示すように、絶縁層３３上にソース電極２３及びドレイン電極２４と接続するように有機半導体層２９を形成する。有機半導体層２９は、例えば層厚が５０ｎｍとなるように形成されている。この有機半導体層２９は、メタルマスクを用いた蒸着により形成することができる。
【００９９】
そして、有機半導体層２９を覆うようにゲート絶縁膜２１を形成するとともに、このゲート絶縁膜２１上にゲート電極２０を形成する。ゲート電極２０を覆うように層間絶縁膜５０を形成する。さらに、ゲート絶縁膜２１及び層間絶縁膜５０にコンタクトホール５１，５２を形成し、コンタクトホール５１，５２を介してソース電極２３と接触するように層間絶縁膜５０上に画素電極６を形成する。さらに、層間絶縁膜５０上にパシベーション層２５を形成する。パシペーション層２５に、画素電極６を露出させる開口を形成する。なお、他の構成及び工程は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【０１００】
以上のように、本実施形態によれば、少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板、例えば有機樹脂材料からなる被処理基板４０を用意する工程と、被処理基板４０上にソース電極２３を形成する工程と、被処理基板４０上にドレイン電極２４を形成する工程と、ソース電極２３及びドレイン電極２４と接触するように半導体層２９を形成する工程と、半導体層２９の一側である上側にゲート絶縁膜２１を介してゲート電極２０を形成する工程と、を具備している。そして、被処理基板４０上にソース電極２３を形成する工程及びドレイン電極２４を形成する工程は、被処理基板４０の少なくとも一部に選択的に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように被処理基板４０上に金属イオン導入部３１ａを形成する工程と、金属イオン導入部３１ａの少なくとも露出部の一部を還元してシード層３１を形成する工程と、シード層３１上の少なくとも一部に金属層３２を形成する工程と、を具備している。
【０１０１】
このように、被処理基板４０の少なくとも一部に選択的に導入された金属イオンを還元させることで、シード層３１を被処理基板４０上に選択的に形成することができる。また、シード層３１を被処理基板４０上に選択的に形成することができるため、このシード層３１を核として金属層３２を被処理基板４０上に選択的に形成することができる。したがって、ソース電極２３及びドレイン電極２４といった配線構造体を被処理基板１４上に選択的に形成することができる。
【０１０２】
このように、ソース電極２３及びドレイン電極２４を選択的に形成することができるため、金属層３２の原料である銀の利用効率を向上させることができる。しかも、従来のダマシン法等と比べて工程数を低減できるため、製造コストも低減できる。したがって、原料コスト及び製造コストを低減でき、しかも、環境への負荷を抑制できるトップゲート型のＴＦＴ１０及び液晶表示装置１の形成方法が得られる。
【０１０３】
また、本実施形態では、ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８といった配線構造体が絶縁層３３の開口３３ａ内に埋め込まれた構造となっている。したがって、有機ＴＦＴ１０の平坦化が図れるとともに、ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８よりも上層に設けられる走査配線７等との間に生じるショート不良等を抑制することができる。しかも、ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８の形状は開口３３ａの形状と略一致させることができる（開口３３ａの形状で制御可能である）ため、マスク蒸着法と比べて配線幅精度の良好な有機ＴＦＴ１０が得られる。
【０１０４】
さらに、電極が逆スタガー構造であって、かつ、電極材料として仕事関数の大きな材料（例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、或いはパラジウム（Ｐｄ）等）を用いる場合には、有機ＴＦＴ１０は低温で形成することが可能である。このことを利用し、ガラスよりも耐熱温度が低いプラスチック基板のようなフレキシブルな有機樹脂基板を被処理基板として有機ＴＦＴを原料コスト及び製造コストで形成することができる。したがって、これにより、ＴＦＴ１０を備えたフレキシブルな表示装置１を得ることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、電極が逆スタガー型である場合を例にとって説明したが、本発明は、電極が正スタガー型やコプラナー型の場合にも適用することができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、被処理基板１４としては有機樹脂材料例えばポリイミドからなる基板を用いたが、被処理基板１４としては、透明基体３及びこの透明基体３の少なくとも一部に積層された有機樹脂層１５を有する基板を用いてもよい。
【０１０７】
さらに、本実施形態では、ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８を金により形成しているが、ソース電極２３、ドレイン電極２４、及び信号配線８は、例えば、低抵抗性や耐マイグレーション性等に優れている銅や、低抵抗性が優れている銅、銀、金、白金、及びパラジウムのうちの少なくとも１つを含む金属により形成してもよい。金属イオン導入部を還元してシード層を形成する方法として紫外線照射を用いることにより、銀だけでなく、金、白金、パラジウム等のシード層を形成することができる。
【０１０８】
なお、第１〜第４の実施形態では、金属イオン導入部を還元してシード層を形成する方法としては、還元性雰囲気中での加熱処理や紫外線照射だけでなく、窒素雰囲気中での加熱処理や真空紫外線照射によっても行うことができる。銅のような酸化しやすい金属では還元性雰囲気で加熱処理が望ましく、銀のような紫外線照射により還元可能な金属では光照射の方が不要な温度上昇も抑制でき、かつ、処理時間短縮も容易である。
【０１０９】
さらに、第１〜第４の実施形態では、有機樹脂材料としてポリイミドを用いたが、有機樹脂材料としてはポリイミドだけでなく、化学結合を開裂させることで末端基にカルボキシル基のような極性基が形成されるような有機樹脂であればどのような有機樹脂でもよい。
【０１１０】
本発明の表示装置及びその形成方法は、液晶表示装置１に限定されるものではなく、有機ＥＬ装置或いは無機ＥＬ装置等の表示装置にも適用することができる。また、本発明は、表示装置に限定されるものではなく、例えば、半導体装置等にも広く適用することができる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、電極や配線といった配線構造体を選択的に形成することができる薄膜トランジスタ、表示装置、及びこれらの形成方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図。
【図２】図１の液晶表示装置の一部分を示す断面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は図１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタを形成する序盤の工程を説明する断面図。
【図４】（Ｄ）〜（Ｆ）は図１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタを形成する中盤の工程を説明する断面図。
【図５】（Ｇ）及び（Ｈ）は図１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタを形成する終盤の工程を説明する断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタのゲート電極近傍を示す断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る他の薄膜トランジスタのゲート電極近傍を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る薄膜トランジスタのゲート電極近傍を示す断面図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の一部分を示す平面図。
【図１０】図９の液晶表示装置の一部分を示す断面図。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は図９の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタを形成する前半の工程を説明する断面図。
【図１２】（Ｄ）〜（Ｆ）は図９の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタを形成する後半の工程を説明する断面図。
【符号の説明】
１…液晶表示装置（表示装置）、３…透明基体（基体）、１０…薄膜トランジスタ、１４，４０…被処理基板、１５…有機樹脂層（有機樹脂部）、２０…ゲート電極、２１…ゲート絶縁膜、２２…半導体層、２３…ソース電極、２４…ドレイン電極、２９…有機半導体層（半導体層）、３１…シード層、３２…金属層、３３…絶縁層、３３ａ…開口、３４…カバー金属層

Claims (16)

1. 少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂からなる有機樹脂部を有する被処理基板の前記有機樹脂部の上方に設けられた薄膜トランジスタであって、
   半導体層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、を具備しているとともに、前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくとも１つは、
   前記有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に導入された金属イオンの少なくとも一部を還元させてなり、前記有機樹脂部から露出する露出部を有するように前記被処理基板上に設けられたシード層と、
   前記シード層上の少なくとも一部に設けられた金属層と、を有していることを特徴とする薄膜トランジスタ。
2. 前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくとも１つは、前記シード層の少なくとも一部が露出される開口を有する絶縁層をさらに具備しているとともに、前記金属層は前記開口内に埋め込まれるように設けら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。
3. 前記絶縁層は、前記金属層をなす金属原子の前記金属層から前記絶縁層への拡散を抑止する拡散抑止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。
4. 前記金属層は表面露出部を有しているとともに、前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも前記金属層の表面露出部を覆うように設けられたカバー金属層をさらに具備していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタ。
5. 前記カバー金属層は、前記金属層をなす金属原子の前記金属層から前記カバー金属層への拡散を抑止する拡散抑止層であることを特徴とする請求項４に記載の薄膜トランジスタ。
6. マトリックス状に設けられた複数の薄膜トランジスタを具備する表示装置であって、前記複数の薄膜トランジスタの各々は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタであることを特徴とする表示装置。
7. 少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板を用意する工程と、
   前記被処理基板上にゲート電極を形成する工程と、
   前記ゲート電極の一側にゲート絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
   前記半導体層と接触するようにソース電極を形成する工程と、
   前記半導体層と接触するようにドレイン電極を形成する工程と、を具備し、
   前記被処理基板上にゲート電極を形成する工程は、
   前記有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように前記被処理基板上に金属イオン導入部を形成する工程と、
   前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程と、
   前記シード層上の少なくとも一部に金属層を形成する工程と、を具備してなることを特徴とする薄膜トランジスタの形成方法。
8. 少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板を用意する工程と、
   前記被処理基板上にソース電極を形成する工程と、
   前記被処理基板上にドレイン電極を形成する工程と、
   前記ソース電極及び前記ドレイン電極と接触するように半導体層を形成する工程と、
   前記半導体層の一側にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、を具備し、
   前記被処理基板上にソース電極を形成する工程及び前記被処理基板上にドレイン電極を形成する工程のうちの少なくとも一方の工程は、
   前記有機樹脂部の少なくとも一部に選択的に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように前記被処理基板上に金属イオン導入部を形成する工程と、
   前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程と、
   前記シード層上の少なくとも一部に金属層を形成する工程と、を具備してなることを特徴とする薄膜トランジスタの形成方法。
9. 前記有機樹脂部の少なくとも一部に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように前記被処理基板上に金属イオン導入部を形成する工程は、
   前記有機樹脂部の少なくとも一部の化学結合を開裂させる工程と、
   前記化学結合が開裂された部分に金属イオンを導入し、前記化学結合が開裂されてなる末端基に前記金属イオンを吸着させる工程と、を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の薄膜トランジスタの形成方法。
10. 前記有機樹脂部の少なくとも一部に金属イオンを導入することで、外部に露出する露出部を有するように前記被処理基板上に金属イオン導入部を形成する工程は、
    前記被処理基板上に絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層に、前記有機樹脂部の少なくとも一部が露出する開口を形成する工程と、
    前記開口から露出する有機樹脂部の少なくとも一部の化学結合を開裂させる工程と、
    前記化学結合が開裂された部分に金属イオンを導入し、前記化学結合が開裂されてなる末端基に前記金属イオンを吸着させる工程と、を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の薄膜トランジスタの形成方法。
11. 前記有機樹脂部の少なくとも一部の化学結合を開裂させる工程は、酸素を含む雰囲気下でプラズマ処理により、前記有機樹脂部の少なくとも一部の結合を開裂させる工程であることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの形成方法。
12. 前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程は、窒素雰囲気中或いは還元性雰囲気中での加熱処理により、前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程であることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの形成方法。
13. 前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程は、紫外線或いは真空紫外線を照射することにより、前記金属イオン導入部の少なくとも露出部の一部を還元してシード層を形成する工程であることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの形成方法。
14. 前記シード層上の少なくとも一部に金属層を形成する工程は、
    前記シード層上の少なくとも一部に、表面露出部を有するように金属層を形成する工程と、
    前記金属層の形成後に、少なくとも前記金属層の表面露出部を覆うようにカバー金属層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの形成方法。
15. マトリックス状に形成された複数の薄膜トランジスタを具備する表示装置の形成方法であって、前記複数の薄膜トランジスタの各々は、請求項７ないし１４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの形成方法で形成されていることを特徴とする表示装置の形成方法。
16. 少なくとも外部に露出する部分のうちの一部に有機樹脂部を有する被処理基板の前記有機樹脂部の上方に設けられた薄膜トランジスタであって、
    薄膜導電体層と、絶縁層と、前記薄膜導電体層又は前記絶縁層上に設けられて電極及び配線のうちの少なくとも一方をなす導電体層と、を有しており、
    前記導電体層は、前記有機樹脂部の少なくとも一部が還元されたシード層と、このシード層上に設けられた金属層とを有してなることを特徴とする薄膜トランジスタ。

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