JP4223218B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）と、陽極と、陰極と、を有する発光素子を用いた発光装置とその作製方法に関する。本発明では特に、従来よりも駆動電圧が低く、なおかつ素子の寿命が長い発光素子を用いた発光装置に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム((FPC: Flexible Printed Circuit)もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、電気器具の表示画面に用いる素子として有効と考えられており、盛んに開発されてきている。
【０００３】
電界を加えることにより発光する発光素子の発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であるが、本明細書中ではどちらの励起状態が発光に寄与する場合も含むこととする。
【０００４】
このような発光素子は、駆動方法の違いによりパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス型とに分類される。しかし、ＱＶＧＡ以上の画素数を有する高精細な表示が可能であることから、特にアクティブマトリクス型のものが注目されている。
【０００５】
発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置は、図２に示すような素子構造を有しており、基板２０１上にＴＦＴ２０２が形成され、ＴＦＴ２０２上には、層間絶縁膜２０３が形成される。
【０００６】
そして、層間絶縁膜２０３上には、配線２０４によりＴＦＴ２０２と電気的に接続された陽極（画素電極）２０５が形成される。陽極２０５を形成する材料としては、仕事関数の大きい透明性導電材料が適しており、ＩＴＯ（indium tin oxides）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化インジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる合金、金の半透過膜、ポリアニリンなどが提案されている。このうちでＩＴＯは、バンドギャップが約３．７５ｅＶであり、可視光の領域で高い透明性を持つことから最も多く用いられている。
【０００７】
陽極２０５上には、有機化合物層２０６が形成される。なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する。有機化合物層２０６には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【０００８】
有機化合物層２０６を形成した後で、陰極２０７を形成することにより、発光素子２０９が形成される。陰極としては仕事関数の小さい金属（代表的には周期表の１族もしくは２族に属する金属）を用いることが多い。なお、本明細書においては、このような金属（アルカリ金属とアルカリ土類金属を含めて）を「アルカリ金属」と呼ぶ。
【０００９】
また、陽極の端部を覆うように形成され、この部分で陰極と陽極とがショートすることを防ぐために有機樹脂材料からなるバンク２０８が形成されている。
【００１０】
なお、図２では、一画素に形成される発光素子しか示していないが、実際には、これらが画素部に複数形成されることによりアクティブマトリクス型の発光装置が形成される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の発光装置の構造において、層間絶縁膜上に形成された陽極（透明導電膜）とは熱膨張率が異なる。このように熱膨張率の異なる材料が接した構造で加熱処理を行うと、熱膨張が小さい材料（この場合、陽極）の界面において、亀裂が生じてしまう。陽極は、有機化合物層に発光に関与する正孔を注入する電極であり、その陽極にクラックが発生すると正孔の発生に悪影響を及ぼしたり、注入される正孔が減少したり、さらにこのクラックが発光素子自身の劣化の原因となると考えられる。また、陽極表面の凹凸が、正孔の発生や注入に悪影響を及ぼしたり、注入される正孔が減少したり、さらにこのクラックが発光素子自身の劣化の原因とも考えられる。
【００１２】
さらに、有機化合物層は酸素や水分により劣化しやすいという性質を有しているが、層間絶縁膜として用いられる材料はポリイミド、ポリアミド、アクリルと言った有機樹脂材料が多く、これらの材料を用いて形成された層間絶縁膜から発生した酸素等の気体により発光素子が劣化してしまうという問題があった。
【００１３】
さらに、発光素子の陰極材料には、ＴＦＴの特性に致命的な打撃を与えかねないＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料が用いられている。ＴＦＴの活性層にアルカリ金属が混入すると、ＴＦＴの電気的な特性が変動してしまい、経時的な信頼性の確保ができなくなってしまう。
【００１４】
ＴＦＴの特性を損なわないようにするためには、ＴＦＴの作製工程処理室（クリーンルーム）と発光素子の作製工程処理室（クリーンルーム）とを離すことで、ＴＦＴの活性層がアルカリ金属によって汚染されないようにすることが好ましい。しかし、アルカリ金属による汚染を防ぐために、処理室（クリーンルーム）の移動等が工程に含まれると、今度は、ＴＦＴ基板を空中のゴミ等で汚染してしまったり、帯電によりＴＦＴ素子を破壊してしまったりという問題が生じてしまう。
【００１５】
そこで、従来より劣化しにくい構造の発光素子により上記した課題を解決した寿命の長い発光素子を作製し、高品質な発光装置とその作製方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決する手段】
本発明は、絶縁体上に形成されたＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、配線を介して前記ＴＦＴに電気的に接続された陽極を形成し、前記陽極および前記配線を覆う樹脂絶縁膜を形成し、エッチングしてバンクを形成し、加熱処理した後、前記陽極を拭浄し、前記陽極および前記バンクを覆って絶縁膜を形成することを特徴としている。
【００１７】
このように層間絶縁膜と陽極との間に、絶縁膜を形成することによって、熱膨張率のことなる材料が接した状態で加熱処理する場合に生じるクラックの発生を低減することができ、発光素子の長寿命化につながる。また、層間絶縁膜から発生するガスや水分が発光素子に到達するのを防ぐことができる。この絶縁膜は、無機絶縁膜の他に、プラズマ処理によって表面改質を行い形成された硬化膜、もしくはＤＬＣ膜でもよい。
【００１８】
さらに、陽極を拭浄することにより、陽極表面の凹凸を平坦化したり、陽極表面のゴミを除去したりすることができる。
【００１９】
また、陽極および前記バンクを覆って絶縁膜を形成することにより、有機化合物層に注入される正孔と電子の量のバランスを整える効果も期待できる。
【００２０】
また、他の発明の構成は、バンクを形成するための樹脂絶縁膜を形成した後、アルカリ金属等の汚染を回避できる処理室に移動させた後に、前記樹脂絶縁膜をエッチングすることで、バンクを形成することを特徴としている。
【００２１】
このようにＴＦＴの半導体膜を保護する絶縁膜を形成した後、さらに帯電防止処理を行って、ＴＦＴ基板を形成する第１の処理室（第１のクリーンルーム）と発光素子を形成する第２の処理室（第２のクリーンルーム）とをわけることにより、発光素子の陰極材料に用いられるＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料からＴＦＴの活性層にアルカリ金属が混入してしまう危険性を低減することができ、ＴＦＴの電気的な特性、経時的な信頼性を向上させることができる。
【００２２】
帯電防止膜には、バンクを形成するための樹脂絶縁膜、陽極や配線に影響を及ぼさず簡単に除去できる材料を用いる。そのような材料としては、帯電防止に必要な程度の導電性(１０−８[Ｓ／ｍ])を持つ材料が適している。一般的には有機導体が用いられており、導電性高分子をスピン塗布法、導電性低分子を蒸着法等により形成する。具体的には、ポリエチレンジオキシチオフェン（略称；ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（略称；ＰＡｎｉ）、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アルキルアミン[アルキルジエタノールアミン]、N-2-ヒドロキシエチル-N-2ヒドロキシアルキルアミン[ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン]、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル、アルキルジエタノールアマイド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルホスフェート、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン等が挙げられる。これらの材料は水や有機溶剤で簡単に除去することができる。さらに、絶縁性の材料、例えばポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ(ベンゾシクロブテン)などの有機絶縁体も帯電防止膜として用いることができる。これら帯電防止膜は全ての実施例に応用可能である。
【００２３】
また、他の発明の構成は、バンクを形成し、陽極の加熱処理を行って結晶化した後、前記バンク表面をプラズマ処理する工程を含むことを特徴としている。
【００２４】
このようにバンク表面をプラズマ処理して表面改質を行い硬化膜を形成することにより、バンクから水分が放出され発光素子を劣化させるのを防ぐことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
基板１００上にＴＦＴ１０１を形成する。ここで示したＴＦＴは、発光素子に流れる電流を制御するためのＴＦＴであり、本明細書中においては電流制御用ＴＦＴ１０１と称する（図１（Ａ））。
【００２６】
次いで、電流制御用ＴＦＴ１０１上に、層間絶縁膜１０２を形成し平坦化を行う。層間絶縁膜１０２としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ系樹脂膜、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂材料を用いることができ、平均膜厚を１．０〜２．０μｍ程度で形成する。層間絶縁膜１０２を形成することにより、良好に平坦化を行うことができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率が低いため、寄生容量を低減できる。
【００２７】
次いで、層間絶縁膜１０２からの脱ガスが発光素子に悪影響を及ぼさないように層間絶縁膜１０２上に第１の絶縁膜１０３を形成する。第１の絶縁膜１０３は、無機絶縁膜、代表的には、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すればよく、プラズマＣＶＤ法で反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）で電力密度０．１〜１．０Ｗ/cm2で放電させて形成する。もしくは、層間絶縁膜表面にプラズマ処理をして、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜を形成してもよい。
【００２８】
その後、所望のパターンのレジストマスクを形成し、電流制御用ＴＦＴ１０１のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成して、配線１０４を形成する。配線材料としては、導電性の金属膜としてＡｌやＴｉの他、これらの合金材料を用い、スパッタ法や真空蒸着法で成膜した後、所望の形状にパターニングすればよい。
【００２９】
次いで、発光素子の陽極となる透明導電膜１０５を形成する。透明導電膜１０５としては、代表的には酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）または酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いて形成する。
【００３０】
続いて、透明導電膜１０５をエッチングして陽極を形成する。その後にバンク１０７を形成し、２３０〜３５０℃で加熱処理を行う。なお、本明細書中では、陽極上に開口部を有し、かつ陽極端部を覆って設けられた絶縁膜のことをバンクと称する（図１（Ｂ）、（Ｃ））。
【００３１】
次いで、陽極１０６の表面を洗浄液とともにＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて拭い、陽極１０６表面の平坦化およびゴミ等の除去を行う。なお、本明細書において、陽極表面をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体などを用いて拭い、平坦化およびゴミの除去を行う処理のことを拭浄と称することとする。
【００３２】
陽極の表面を拭浄処理した後、第２の絶縁膜１１０を形成し、第２の絶縁膜１１０上に有機化合物層１１１、陰極１１２を形成する。第２の絶縁膜１１０は、ポリイミド、ポリアミド、アクリル等の有機樹脂絶縁膜をスピンコート法を用いて、１〜５ｎｍの膜厚で形成する。
【００３３】
有機化合物層１１１は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層およびバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層し形成される。有機化合物層１１１としての膜厚は、１０〜４００ｎｍ程度が好ましい。
【００３４】
陰極１１２は、有機化合物層１１１成膜後に、蒸着法により形成する。陰極１１２となる材料としては、ＭｇＡｇやＡｌ−Ｌｉ合金（アルミニウムとリチウムの合金）の他に、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を用いても良い。なお、陰極１１２の膜厚は、８０〜２００ｎｍ程度が好ましい。
【００３５】
ここで、拭浄処理を行うことによる透明性導電膜の表面の状態について、原子間力顕微鏡(ＡＦＭ:Atomic Force Microscope)を用いて表面観察を行った結果を図１４〜１６に示す。
【００３６】
なお、本実施例における表面観察には、ガラス基板上に１１０ｎｍの膜厚で成膜されたＩＴＯ膜を２５０℃で熱処理することにより結晶化したものを測定表面として用いる。
【００３７】
図１４、１５においてＡＦＭにより観察された基板表面の凹凸形状を示す。なお、図１４には、拭浄処理前の測定表面を観察した結果を示し、図１５には、拭浄処理後の測定表面を観察した結果を示す。
【００３８】
図１６には、拭浄用のＰＶＡ系の多孔質材料としてベルクリン（小津産業製）を用いた拭浄処理の前後における平均面粗さ（Ｒａ）を示している。なお、ここでいう平均面粗さとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを面に対して適用できるよう三次元に拡張したものである。この結果から、拭浄処理後は、測定表面における平均面粗さは小さくなり、平坦性が増していることが分かる。また、図１６の結果より、透明性導電膜の表面の平均面粗さは、０．９ｎｍ以下（好ましくは０．８５ｎｍ以下）であることが分かる。
【００３９】
【実施例】
（実施例１）
本実施例においては、本発明を用いて作製される発光素子について説明する。なお、ここでは、同一基板上に本発明の発光素子を有する画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する方法の一例について図３〜図６を用いて説明する。
【００４０】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板９００を用いる。なお、基板９００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００４１】
次いで、図３（Ａ）に示すように、基板９００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地絶縁膜９０１を形成する。本実施例では下地絶縁膜９０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地絶縁膜９０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地絶縁膜９０１の２層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００４２】
次いで、下地絶縁膜９０１上に半導体層９０２〜９０５を形成する。半導体層９０２〜９０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層９０２〜９０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理によって、半導体層９０２〜９０５を形成した。
【００４３】
また、半導体層９０２〜９０５を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層９０２〜９０５に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）をドーピングしてもよい。
【００４４】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には３５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【００４５】
次いで、半導体層９０２〜９０５を覆うゲート絶縁膜９０６を形成する。ゲート絶縁膜９０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００４６】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００４７】
そして、ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層９０７を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層９０７は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これらの耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。本実施例ではＷ膜を３００ｎｍの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパッタ法で形成しても良いし、６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９〜９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【００４８】
一方、耐熱性導電層９０７にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、スパッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩｃｍ程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、Ｔａ膜の下地にＴａＮ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性導電層９０７の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層９０７、９０８中に微量に存在しているアルカリ金属元素が第１の形状のゲート絶縁膜９０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、耐熱性導電層９０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【００４９】
本実施例においては、第１層目の導電層（第１導電膜９０７）にＴａＮ膜、第２層目の導電層（第２導電膜９０８）にＷ膜を形成した（図３（Ａ））。
【００５０】
次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク９０９を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。第１のエッチング処理は、第１のエッチング条件および第２のエッチング条件で行われる。
【００５１】
本実施例ではＩＣＰエッチング装置を用い、エッチング用ガスにＣｌ2とＣＦ4Ｏ2を用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０とし、１Ｐａの圧力で３．２Ｗ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２２４ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングする。続いて、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング条件に変えてエッチング用ガスにＣＦ4およびＣｌ2を用いて、それぞれのガス流量比を３０／３０ｓｃｃｍとし、１Ｐａの圧力でＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
【００５２】
第１のエッチング処理により第１のテーパ形状を有する導電層９１０〜９１３が形成される。導電層９１０〜９１３のテーパー部の角度は１５〜３０°となるように形成される。残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させるオーバーエッチングを施すものとする。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜９０６）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる（図３（Ｂ））。
【００５３】
そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、レジストからなるマスク９０９を除去せずにｎ型を付与する不純物元素添加の工程を行う。半導体層９０２〜９０５の一部に第１のテーパ形状を有する導電膜９１０〜９１３をマスクとして自己整合的に不純物を添加し、第１のｎ型不純物領域９１４〜９１７を形成する。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用い、イオンドープ法により第１のｎ型不純物領域９１４〜９１７には１×１０20〜１×１０21atoｍs／ｃｍ3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加される（図３（Ｂ））。
【００５４】
次にレジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。第２のエッチング処理は、第３のエッチング条件および第４のエッチング条件で行う。第２のエッチング処理も第１のエッチング処理と同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチングガスにＣＦ4およびＣｌ2を用い、それぞれのガス流量比を３０／３０ｓｃｃｍとし、１Ｐａの圧力でＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第３のエッチング条件により、Ｗ膜およびＴａＮ膜とも同程度にエッチングされた導電膜９１８〜９２１が形成される（図３（Ｃ））。
【００５５】
この後、レジストからなるマスクをそのままに第４のエッチング条件に変えて、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2およびＯ2の混合ガスを用い、１Ｐａの圧力でＲＦ電力（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第４のエッチング条件でＷ膜をエッチングして、第２の形状の導電膜９２２〜９２５を形成する（図３（Ｄ））。
【００５６】
次いで、第２のドーピング工程（第２の形状の第１の導電膜９２２ａ〜９２５ａを介して半導体層にｎ型不純物元素の添加）を行い、第１のｎ型不純物領域９１４〜９１７と接するチャネル形成領域側に第２のｎ型不純物領域９２６〜９２９とを形成する。第２のｎ型不純物領域における不純物濃度は、１×１０16〜１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。この第２のドーピング工程においては、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜９２５ａのテーパ部を介しても半導体層にｎ型不純物元素が添加されるような条件になっており、本明細書において、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜９２５ａと重なる第２のｎ型不純物領域をＬov（ovはoverlappedの意味で付す）領域、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜９２５ａとは重ならない第２のｎ型不純物領域をＬoff（offはoffsetの意味で付す）ということとする（図４（Ａ））。
【００５７】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、後のｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層９０２、９０５に一導電型とは逆の導電型の不純物領域９３２（９３２ａ、９３２ｂ）及び９３３（９３３ａ、９３３ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層９２２、９２５をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、後のｎチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層９０３、９０４は、レジストからなるマスク９３０、９３１を形成し全面を被覆しておく。ここで形成されるｐ型不純物領域９３２、９３３はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成し、ｐ型不純物領域９３２、９３３のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、２×１０20〜２×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。
【００５８】
ｐ型不純物領域９３２、９３３には詳細にはｎ型を付与する不純物元素が含有されているが、これらの不純物領域９３２、９３３のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、ｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．５から３倍となるように添加されることによりｐ型不純物領域でｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【００５９】
その後、図４（Ｃ）に示すように、第２の形状を有する導電層９２２〜９２５およびゲート絶縁膜９０６上に第１の層間絶縁膜９３４を形成する。第１の層間絶縁膜９３４は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜９３４は無機絶縁材料から形成する。第１の層間絶縁膜９３４の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。第１の層間絶縁膜９３４として酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３４として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2で形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３４としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【００６０】
そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板９００に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。
【００６１】
この加熱処理工程において、半導体層を結晶化させる工程で用いた触媒元素（ニッケル）が、ゲッタリング作用を有する周期表の１５族に属する元素（本実施例ではリン）が高濃度に添加された第１のｎ型不純物領域に移動（ゲッタリング）させ、チャネル形成領域における触媒元素の濃度を低減することができる。
【００６２】
活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層にある１０16〜１０18／ｃｍ3のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。いずれにしても、半導体層９０２〜９０５中の欠陥密度を１０16／ｃｍ3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１ａｔｏｍｉｃ％程度付与すれば良い。
【００６３】
そして、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜９３５を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【００６４】
このように、第２の層間絶縁膜９３５を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施例のように、第１の層間絶縁膜９３４として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【００６５】
ところで、有機絶縁材料を用いて形成される第２の層間絶縁膜９３５は、水分やガスを発生してしまう可能性がある。発光素子は水分やガス（酸素）で劣化しやすいことが知られている。実際に層間絶縁膜に有機樹脂絶縁膜を用いて形成された発光装置が使用する際に発生する熱で、有機樹脂絶縁膜から水分やガスが発生し、発光素子の劣化が起こりやすくなってしまうことが考えられる。そこで、有機絶縁材料で形成された第２の層間絶縁膜９３５上に第１の絶縁膜９３６を形成する。
なお、第１の絶縁膜９３６は、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などを用いて形成される。なおここで形成される第１の絶縁膜９３６はスパッタ法またはプラズマＣＶＤ法を用いて形成すればよい。また、第１の絶縁膜９３６は、コンタクトホールを形成した後から形成してもよい。
【００６６】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い第１の絶縁膜９３６をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜９３５をエッチングし、その後、再びエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜９３４をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜９０６をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【００６７】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線９３７〜９４３を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成した。
【００６８】
次いで、その上に透明性導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、エッチングすることによって陽極９４４を形成する（図５（Ａ））。なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【００６９】
また、陽極９４４は、ドレイン配線９４３と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される（図５（Ａ））。ここで、陽極９４４に対して１８０〜３５０℃で加熱処理を行ってもよい。
【００７０】
次に、図５（Ｂ）に示すように、陽極９４４上に第３の層間絶縁膜９４５を形成する。ここで、発光素子を形成するために処理室（クリーンルーム）を移動することがある。ＴＦＴ基板が空気中のゴミに汚染されたり、破壊したりしないように第３層間絶縁膜９４５上に、帯電防止作用を有する極薄い膜（以下、帯電防止膜という）９４６を形成する。帯電防止膜９４６は、水洗で除去可能な材料から形成する（図５（Ｃ））。また、帯電防止膜を形成する以外にも、帯電防止可能な移動用のケースに保管してもよい。さらに、処理室の移動をする前に、ここまでの工程で形成されたＴＦＴ基板の動作検査を行ってもよい。
【００７１】
ＴＦＴ基板を発光素子を形成する処理室（クリーンルーム）に運びこんだら、帯電防止膜９４６を水洗により除去し、第３の層間絶縁膜９４５をエッチングして、画素（発光素子）に対応する位置に開口部を有するバンク９４７を形成する。本実施例ではレジストを用いてバンク９４７を形成する。本実施例では、バンク９４７の厚さを１μｍ程度とし、配線と陽極とが接する部分を覆う領域がテーパ状になるように形成する（図６（Ａ））。なお、発光素子を形成する処理室に運び込まれたら、再度、移動されたＴＦＴ基板の動作確認の検査を行ってもよい。
【００７２】
なお、本実施例においては、バンク９４７としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、酸化珪素膜等を用いることもできる。バンク９４７は絶縁性を有する物質であれば、有機物と無機物のどちらでも良いが、感光性アクリルを用いてバンク９４７を形成する場合は、感光性アクリル膜をエッチングしてから１８０〜３５０℃で加熱処理を行うのが好ましい。また、非感光性アクリル膜を用いて形成する場合には、１８０〜３５０℃で加熱処理を行った後、エッチングしてバンクを形成するのが好ましい。
【００７３】
次に、陽極表面に拭浄処理を行う。なお、本実施例においては、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極９４４表面を拭うことにより、陽極９４４表面の平坦化および表面に付着したゴミの除去を行う。拭浄の際の洗浄液としては、純水を用い、ベルクリンを巻き付けている軸の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする（図６（Ａ））。
【００７４】
次にＴＦＴ基板を真空ベークする。バンクを形成するための樹脂絶縁膜から水分やガスを放出させるために、一定の真空度で(例えば０．０１Ｔｏｒｒ以下)真空排気する。なお、真空ベークは、帯電防止膜を水洗した後、陽極を拭浄した後、あるいは発光素子を形成する前に行えばよい。
【００７５】
次いで、バンク９４７および陽極９４４を覆って第２の絶縁膜９４８を形成する。第２の絶縁膜９４８は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドなどの有機樹脂膜をスピンコート法、蒸着法またはスパッタ法などを用いて膜厚１〜５ｎｍで形成する。この絶縁膜を形成することで、陽極９４４表面のクラック等を掩蔽することができ、発光素子の劣化を防ぐことができる。
【００７６】
次に、第２の絶縁膜９４８上に有機化合物層９４９、陰極９５０を蒸着法により形成する。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。なお、有機化合物層９４９は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成されている。本実施例において用いた有機化合物層の構造について以下に詳細に説明する。
【００７７】
本実施例では、正孔注入層として、銅フタロシアニンを用い、正孔輸送層としては、α−ＮＰＤを用いてそれぞれ蒸着法により形成する。
【００７８】
次に、発光層が形成されるが、本実施例では発光層に異なる材料を用いることで異なる発光を示す有機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物層を形成する。また、成膜法としては、いずれも蒸着法を用いているので、成膜時にメタルマスクを用いることにより画素毎に異なる材料を用いて発光層を形成することは可能である。
【００７９】
赤色に発色する発光層は、Ａｌｑ3にＤＣＭをドーピングしたものを用いて形成する。その他にもＮ,Ｎ'−ジサリチリデン−１,６−ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））にＥｕ錯体である(１,１０−フェナントロリン)トリス(１,３−ジフェニル−プロパン−１,３−ジオナト)ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ）をドーピングしたもの等を用いることができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８０】
また、緑色に発色する発光層は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3を共蒸着法により形成させることができる。なお、この時には、ＢＣＰを用いて正孔阻止層を積層しておくことが好ましい。また、この他にもアルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、キノリラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）にクマリン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８１】
さらに、青色に発色する発光層は、ジスチリル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾメチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体であるＮ,Ｎ'−ジサリチリデン−１,６−ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））及び４,４'−ビス(２,２−ジフェニル−ビニル)−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）にペリレンをドーピングしたものを用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【００８２】
次に電子輸送層を形成する。なお、電子輸送層としては、１,３,４−オキサジアゾール誘導体や１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）といった材料を用いることができるが、本実施例では、１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）を用いて蒸着法により３０〜６０ｎｍの膜厚で形成する。
【００８３】
以上により、積層構造からなる有機化合物層が形成される。なお、本実施例における有機化合物層９４９の膜厚は１０〜４００ｎｍ（典型的には６０〜１５０ｎｍ）、陰極９５０の厚さは８０〜２００ｎｍ（典型的には１００〜１５０ｎｍ）とすれば良い。
【００８４】
有機化合物層を形成した後で、蒸着法により発光素子の陰極９５０が形成される。本実施例では発光素子の陰極となる導電膜としてＭｇＡｇを用いているが、Ａｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）や、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成された膜を用いることも可能である。
【００８５】
こうして図６（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極９４４、有機化合物層９４９、陰極９５０と積層された部分９５１を発光素子と称する。
【００８６】
ｐチャネル型ＴＦＴ１０００及びｎチャネル型ＴＦＴ１００１は駆動回路のＴＦＴであり、ＣＭＯＳを形成している。スイッチング用ＴＦＴ１００２及び電流制御用ＴＦＴ１００３は画素部のＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【００８７】
なお、発光素子を用いた発光装置の場合、駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロンによる劣化があまり問題にならない。
【００８８】
（実施例２）
発光装置を作製する工程について、実施例１とは異なる他の例を図１９〜２２を用いて説明する。
【００８９】
実施例１に従い、図３（Ａ）に示すようにゲート絶縁膜９０６上に２層の導電膜９０７、９０８を形成する工程まで行う。
【００９０】
続いて、マスク９０９ａ〜ｄを用いて導電膜９０７、９０８をエッチングして、第１のテーパ形状を有する導電層３９０１〜３９０４を形成する工程について、図２０（Ａ）を用いて説明する。エッチングにはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いる。エッチング用ガスに限定はないがＷ膜や窒化タンタル膜のエッチングにはＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用いる。それぞれのガス流量を２５／２５／１０とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してエッチングを行う。この場合、基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条件により主にＷ膜を所定の形状にエッチングする。
【００９１】
この後、エッチング用ガスをＣＦ4とＣｌ2に変更し、それぞれのガス流量比を３０／３０とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2との混合ガスは窒化タンタル膜とＷ膜とを同程度の速度でエッチングする。こうして、第１のテーパ形状を有する導電層３９０１〜３９０４を形成する。テーパーは４５〜７５°で形成する。尚、第２の絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。なお、ゲート絶縁膜９０６の第１のテーパ形状の導電層３９０１〜３９０４で覆われない領域表面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される（図２０（Ａ））。
【００９２】
続いて、マスク９０９ａ〜ｄを除去せずに図２０（Ｂ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板側（試料ステージ）には２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、第１のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このエッチング条件により第２の導電膜として用いたＷ膜をエッチングする。こうして第２のテーパ形状の導電層３９０５〜３９０８が形成される。ゲート絶縁膜９０６の第２のテーパ形状の導電層３９０５〜３９０８で覆われない領域表面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなる。
【００９３】
レジストマスクを除去した後、半導体層にｎ型を付与する不純物元素（ｎ型不純物元素）を添加する第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理は、質量分離をしないでイオンを注入するイオンドープ法により行う。ドーピングは第２のテーパ形状の導電膜３９０５〜３９０８をマスクとして用い、水素希釈のフォスフィン（ＰＨ3）ガスまたは希ガスで希釈したフォスフィンガスを用い、半導体層９０２〜９０５に第１の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９０９〜３９１２を形成する。このドーピングにより形成する第１の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９０９〜３９１２のリン濃度は１×１０16〜１×１０17／ｃｍ3となるようにする（図２０（Ｃ））。
【００９４】
その後、半導体層９０２、９０５の全体を覆う第１のマスク３９１３、３９１５と半導体層９０４上の第２のテーパ形状の導電層３９０７と半導体層９０４の一部の領域を覆う第２のマスク３９１４を形成し、第２のドーピング処理を行う。第２のドーピング処理では、第２のテーパ形状の導電層３９０６ａを通して半導体層９０３に第２の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１７、第３の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１６、３９１８を形成する。このドーピングにより形成する第２の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１７のリン濃度は１×１０17〜１×１０19／ｃｍ3、第３の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１６、３９１８のリン濃度は１×１０20〜１×１０21／ｃｍ3となるようにする（図２０（Ｄ））。
【００９５】
なお、本実施例では、以上のように１回のドーピング工程で、第２の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域および第３の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域を形成しているが、ドーピング工程を２回にわけて不純物元素を添加してもよい。
【００９６】
次いで、図２１（Ａ）で示すように半導体層９０３、９０４を覆うマスク３９１９、３９２０を形成し第３のドーピング処理を行う。ドーピングは水素希釈のジボラン（Ｂ2Ｈ6）ガスまたは希ガスで希釈したジボランガスを用い、半導体層９０２、９０５に第１の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２１、３９２３及び第２の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２２、３９２４を形成する。第１の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２１、３９２３は２×１０20〜３×１０21／ｃｍ3の濃度範囲でボロンが含まれ、第２の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２２、３９２４は、第２のテーパ形状の導電層３９０５ａ、３９０８ａと重なる領域に形成されるものであり、１×１０18〜１×１０20／ｃｍ3の濃度範囲でボロンを含む。
【００９７】
次いで、図２１（Ｂ）に示すように、プラズマＣＶＤ法で窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜３９２５を５０ｎｍの厚さに形成し、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理するために、炉を用いて４１０℃で加熱処理を行う。この加熱処理で、窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜から放出される水素で半導体膜の水素化も行う。
【００９８】
なお、加熱処理は、炉を用いる方法以外に、ＲＴＡによる加熱処理方法（ガスまたは光を熱源として用いるＲＴＡ法も含む）でもよい。炉を用いた加熱処理を行う場合には、ゲート電極を形成する導電膜の酸化を防ぐために加熱処理前にゲート電極およびゲート絶縁膜を覆う絶縁膜を形成したり、加熱処理の際の雰囲気を減圧窒素雰囲気にしたりすればよい。また、ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）の光を半導体層に照射してもよい。以上のように、半導体層に添加された不純物元素の活性化する方法はいくつかあるため、その方法は実施者が適宜決定すればよい。
【００９９】
次いで、第１の層間絶縁膜３９２５上に第２の層間絶縁膜３９２６をアクリルで形成する。そして、第２の層間絶縁膜３９２６上に、スパッタ法を用いて、窒化シリコン膜を形成し、ＴＦＴを不純物から保護するための第１の絶縁膜（以下、バリア絶縁膜ともいう）３９２７とする（図２１（Ｃ））。
【０１００】
続いて、バリア絶縁膜３９２７上に透明性導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、エッチングすることによって陽極３９２８を形成する（図２２（Ａ））。なお、本実施形態では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１０１】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域となる不純物領域３９１６、３９１８、３９２１、３９２３に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成すればよい。
【０１０２】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線３９２９〜３９３５を形成する。図示していないが、本実施形態ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成した。
【０１０３】
次いで、陽極３９２８および配線３９２９〜３９３５を覆う第３の層間絶縁膜３９３６を形成する。ここで、発光素子の陰極材料に用いられるＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料からＴＦＴの活性層にアルカリ金属が混入してしまう危険性を低減するために、ＴＦＴ基板を形成するための処理室（以下、第１のクリーンルームとする）から発光素子を形成するための処理室（以下、第２のクリーンルームとする）へ基板を移動させて作製工程を進める場合を想定する。
【０１０４】
ＴＦＴ基板が移動中に空気中のゴミに汚染されたり、静電気によって静電破壊が発生したりしないように第３層間絶縁膜３９３６上に、帯電防止作用を有する極薄い膜（以下、帯電防止膜という）３９３７を形成する。なお、帯電防止膜３９３７は、水洗など簡単に除去できる材料から形成すればよい（図２２（Ａ））。または、帯電による破壊を防止できるようなケースに保管して移動させる。なお、処理室の移動の前に、ここまでの工程で形成されたＴＦＴ基板の動作の検査を行ってもよい。以上の工程は、図１９のフローチャートで示す第１の処理室（クリーンルーム）での処理である。
【０１０５】
第１の処理室から第２の処理室への移動は、例えば、同じ敷地内に設けられた建造物内での移動や、同一法人の点在する工場（処理室、例えばクリーンルーム）間での移動、または異なる法人間における工場（処理室、例えばクリーンルーム）の移動が考えられる。いずれも、ＴＦＴ基板に損傷等が発生しないようにして移動される。
【０１０６】
続いて、図１９のフローチャートで示す第２の処理室（クリーンルーム）での処理を行う。ＴＦＴ基板を第２の処理室（クリーンルーム）に運びこんだら、帯電防止膜３９３７を水洗により除去し、第３の層間絶縁膜３９３６をエッチングして、画素（発光素子）に対応する位置に開口部を有し、配線３９３４と陽極３９２８とが接する部分や陽極３９２８の端部をテーパ状に覆うバンク３９３８を形成する。本実施形態では厚さを１μｍ程度とし、レジストを用いてバンク３９３８を形成する。ここで、再度、第２の処理室に移動されたＴＦＴ基板の動作確認の検査を行ってもよい。
【０１０７】
次にＴＦＴ基板を真空ベークする。バンクを形成するための樹脂絶縁膜から水分やガスを放出させるために、一定の真空度で(例えば０．０１Ｔｏｒｒ以下)真空排気する。なお、真空ベークは、帯電防止膜を水洗した後、陽極を拭浄した後、あるいはEL素子を形成する前に行えばよい。
【０１０８】
続いて、バンク３９３８からの水分やガスの発生による発光素子の劣化を抑制するため、バンク３９３８の表面を第２の絶縁膜３９３９を例えば窒化シリコン膜等で覆う。この第２の絶縁膜３９３９は、発光素子の劣化の要因となる水分やガスから保護するための絶縁膜であるため、第２のバリア絶縁膜３９３９ともいう。
【０１０９】
続いて、第２の絶縁膜３９３９上で、陽極３９２８と接するように有機化合物層３９４０、有機化合物層３９４０上に陰極３９４１を蒸着法により形成する。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。なお、有機化合物層３９４０は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層すればよく、本実施例では実施例１に従って形成すればよい。
【０１１０】
こうして図２２（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極３９２８、有機化合物層３９４０、陰極３９４１と積層された部分３９４２を発光素子と称する。
【０１１１】
以上のように、ＴＦＴ基板を形成する第１の処理室（例えば、第１のクリーンルーム）と、発光素子を形成する第２の処理室（例えば、第２のクリーンルーム）とを異ならせることにより、発光素子の陰極材料に用いられるＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料からＴＦＴの活性層を保護することができ、良好な発光装置を提供することが可能である。
【０１１２】
（実施例３）
実施例１または実施例２に従い、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。次いで、実施例１における第１の絶縁膜９３６を形成するかわりに、第２の層間絶縁膜にプラズマ処理を行って第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）表面を改質させる方法について図７で説明する。
【０１１３】
例えば、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）を水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）から選ばれた一種または複数種の気体中でプラズマ処理することにより第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）の表面に新たな被膜を形成したり、表面に存在する官能基の種類を変更させたりして、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）の表面改質を行うことができる。第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）表面には、図７に示すように緻密化された膜９３５Ｂが形成される。本明細書において、この膜を硬化膜９３５Ｂと称する。これにより、有機樹脂膜からガスや水分が放出されるのを防ぐことができる。
【０１１４】
さらに、本実施例のように表面改質を行った後、陽極（ＩＴＯ）を形成するため、熱膨張率の異なる材料が直接接した状態で加熱処理されることがなくなる。したがって、ＩＴＯのクラック（亀裂）等の発生を防ぐことができ、発光素子の劣化を防止することもできる。なお、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）のプラズマ処理化は、コンタクトホールを形成する前、後どちらでもよい。
【０１１５】
なお、硬化膜９３５Ｂは、有機絶縁材料からなる第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）の表面を水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）から選ばれた一種または複数種の気体中でプラズマ処理することにより形成される。従って、硬化膜９３５Ｂ中には、水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）の気体元素が含まれていると考えられる。
【０１１６】
（実施例４）
実施例１または実施例２に従い、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。次いで、図１２に示すように、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に、第１の絶縁膜９３６として、ＤＬＣ膜９３６Ｂを形成してもよい。
【０１１７】
ＤＬＣ膜の特徴としては、１５５０ｃｍ-1あたりに非対称のピークを有し、１３００ｃｍ -1あたりに肩をもつラマンスペクトル分布を有する。また、微小硬度計で測定した時に１５〜２５ＧＰａの硬度を示すほか、耐薬品性に優れるという特徴をもつ。さらに、ＤＬＣ膜はＣＶＤ法もしくはスパッタ法にて成膜可能であり、室温から１００℃以下の温度範囲で成膜できる。成膜方法はスパッタリング法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法またはイオンビーム蒸着法といった方法を用いれば良く、膜厚５〜５０ｎｍ程度に形成すればよい。
【０１１８】
（実施例５）
本実施例では、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に絶縁膜９３６としてＤＬＣ膜以外の絶縁膜を適用する例について説明する。
【０１１９】
実施例１または実施例２に従って、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。続いて、第１の絶縁膜９３６として、シリコンをターゲットとして用い、スパッタリング法により窒化シリコン膜９３６を形成する。成膜条件は適宜選択すれば良いが、特に好ましくはスパッタガスには窒素（Ｎ2）又は窒素とアルゴンの混合ガスを用い、高周波電力を印加してスパッタリングを行う。基板温度は室温の状態とし、加熱手段を用いなくても良い。ただし、層間絶縁膜に有機絶縁膜を用いている場合、基板を加熱せずに成膜することが望ましい。また、吸着又は吸蔵している水分を十分除去するために、真空中で数分〜数時間、５０〜１００℃程度で加熱して脱水処理することは好ましい。なお、成膜条件の一例としては、硼素が添加された１〜２Ωsq.のシリコンターゲットを用い窒素ガスのみを供給して０．４Pa、８００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）で、ターゲットのサイズは直径１５２．４ｍｍの条件の時に２〜４ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度が得られる。
【０１２０】
このようにして得られた窒化シリコン膜は、膜中の不純物元素として挙げられる酸素および水素の濃度が１原子％以下であり、また、可視光域において８０％以上の透過率を有する。特に、波長４００ｎｍにおいても８０％以上の透過率を有しており、この膜の透明性が示されている。さらに、表面に著しいダメージを与えることなく、緻密な膜を形成することができる。
【０１２１】
以上のように、絶縁膜９３６に窒化シリコン膜を適用することができる。後の工程は、再び、実施例１または実施例２に従って行えばよい。
【０１２２】
（実施例６）
本実施例では、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に第１の絶縁膜９３６としてＤＬＣ膜以外の絶縁膜を適用する例について説明する。
【０１２３】
実施例１または実施例２に従って、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。続いて、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスを混合した雰囲気下にて、ＡｌXＮY膜を成膜する。ＡｌXＮY膜に含まれる不純物、特に酸素は０〜１０atm％未満であればよく、スパッタ条件（基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など）を適宜調節することによって酸素濃度を調節することができる。また、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用い、窒素ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。なお、スパッタ法に限定されず、蒸着法やその他の公知技術を用いてもよい。
【０１２４】
また、ＡｌXＮY膜以外にも、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを混合した雰囲気下にて成膜されるＡｌＮXＯY膜を用いてもよい。ＡｌＮXＯY膜は、窒素を数atom％以上、好ましくは２．５atom％〜４７．５atom％含む範囲であればよく、スパッタ条件（基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など）を適宜調節することによって窒素濃度を調節することができる。また、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用い、窒素ガス及び酸素ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。なお、スパッタ法に限定されず、蒸着法やその他の公知技術を用いてもよい。
【０１２５】
上記したＡｌXＮY膜またはＡｌＮXＯY膜は透光性が高く（可視光領域で透過率８０％〜９１．３％）、発光素子からの発光の妨げにならない。
【０１２６】
以上のように、絶縁膜９３６にＡｌXＮY膜またはＡｌＮXＯY膜を適用することができる。後の工程は、再び、実施例１に従って行えばよい。
【０１２７】
（実施例７）
実施例１または実施例２に従い、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。次いで、図１３に示すように、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）表面にプラズマ処理を行い表面改質をして硬化膜９３５Ｂを形成した後、硬化膜９３５Ｂ上にＤＬＣ膜９３６Ｂを形成してもよい。なお、ＤＬＣ膜９３６Ｂは、成膜方法はスパッタリング法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法またはイオンビーム蒸着法といった方法を用いて、５〜５０ｎｍ程度の膜厚で形成すればよい。
【０１２８】
（実施例８）
実施例１または実施例２の工程に従い、バンク（９４７、３９３８）を形成した後、バンク（９４７、３９３８）表面をプラズマ処理することでバンク（９４７、３９３８）の表面改質を行う例について図８を用いて説明する。
【０１２９】
バンク（９４７、３９３８）は、有機樹脂絶縁膜を用いて形成しているが、水分やガスを発生してしまい、実際に発光装置を使用した際に生じる熱により水分やガスの発生しやすくなってしまうという問題がある。
【０１３０】
そこで、加熱処理を行った後、図８に示すようにバンクの表面改質を行うためにプラズマ処理を行う。水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体中でプラズマ処理を行う。
【０１３１】
これにより、バンク表面が緻密化し、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜が形成され、内部から水分やガス（酸素）が発生するのを防ぐことができ、発光素子の劣化を防ぐことができる。
【０１３２】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例７のいずれとも組み合わせて用いることができる。
【０１３３】
（実施例９）
実施例１にしたがい、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する（図１８（Ａ））。その後、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に第１の絶縁膜９３６を形成する。第１の絶縁膜９３６としては、実施例２または実施例３に示したＤＬＣ膜、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜または窒化酸化アルミニウム膜を形成してもよい。続いて、第１の絶縁膜９３６上に、ＩＴＯ膜を形成し所望の形状にパターニングして、陽極１９３７を形成する。
【０１３４】
続いて、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域となる不純物領域に達するコンタクトホールをドライエッチング法などにより形成する。これは、実施例１にしたがえばよい。
【０１３５】
その後、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、エッチングして、配線１９３８〜１９４４を形成する。配線１９３８〜１９４４は、実施例１と同じように膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成すればよい。
【０１３６】
本実施例（図１８（Ｂ））で示すように、陽極１９３７を配線１９３８〜１９４ の前に形成することにより、もしカバレッジの悪い材料を用いて陽極を形成しなければならないとしても、配線断線１９４３が陽極１９３８上に形成されるため、断線等の問題が発生することはない。
【０１３７】
配線を形成したら、実施例１にしたがって、バンク、有機化合物層、陰極を形成すればよい。
【０１３８】
本実施例は、実施例１〜７を組み合わせて適用することができる。
【０１３９】
（実施例１０）
本実施例では、ＴＦＴの活性層となる半導体膜を触媒元素を用いて結晶化させ、その後、得られた結晶質半導体膜の触媒元素濃度を低減させる方法について説明する。
【０１４０】
図１７（ａ）において、基板１１００は、好ましくはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラス、或いは石英などを用いることができる。基板１１００の表面には、下地絶縁膜１１０１として無機絶縁膜を１０〜２００ｎｍの厚さで形成する。好適な下地絶縁膜の一例は、プラズマＣＶＤ法で作製される酸化窒化シリコン膜であり、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される第１酸化窒化シリコン膜１１０１ａを５０ｎｍの厚さに形成し、次いで、ＳｉＨ4とＮ2Ｏから作製される第２酸化窒化シリコン膜１１０１ｂを１００ｎｍの厚さに形成したものを適用する。下地絶縁膜１１０１はガラス基板に含まれるアルカリ金属がこの上層に形成する半導体膜中に拡散しないために設けるものであり、石英を基板とする場合には省略することも可能である。
【０１４１】
次いで、下地絶縁膜１１０１上に、窒化珪素膜１１０２を形成する。この窒化珪素膜１１０２は、後の半導体膜の結晶化工程において用いる触媒元素（代表的にはニッケル）が、下地絶縁膜１１０１に染みつくのを防ぐため、さらに下地絶縁膜１１０１の含まれる酸素が悪影響を及ぼすのを防ぐのを目的に形成される。なお、窒化珪素膜１１０２は、プラズマＣＶＤ法で、１〜５ｎｍの膜厚で形成すればよい。
【０１４２】
次いで、窒化珪素膜１１０２上に非晶質半導体膜１１０３を形成する。非晶質半導体膜１１０３は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。代表的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲルマニウム膜などが適用され、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法、或いはスパッタ法で１０〜１００ｎｍの厚さに形成する。良質な結晶を得るためには、非晶質半導体膜１１０３に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を５×１０18／ｃｍ3以下に低減させておくと良い。これらの不純物は非晶質半導体の結晶化を妨害する要因となり、また結晶化後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加させる要因となる。そのために、高純度の材料ガスを用いることはもとより、反応室内の鏡面処理（電界研磨処理）やオイルフリーの真空排気系を備えた超高真空対応のＣＶＤ装置を用いることが望ましい。なお、下地絶縁膜１１０１から非晶質半導体膜１１０３までは、大気解放せずに連続成膜することができる。
【０１４３】
その後、非晶質シリコン膜１１０３の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を添加する（図１７（ｂ））。半導体膜の結晶化を促進する触媒作用のある金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などであり、これらから選ばれた一種または複数種を用いることができる。代表的にはニッケルを用い、重量換算で１〜１００ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布して触媒含有層１１０４を形成する。この場合、当該溶液の馴染みをよくするために、非晶質シリコン膜１１０３の表面処理として、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理して極薄い酸化膜を形成しておく。シリコンなど半導体膜の表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布することができる。
【０１４４】
勿論、触媒含有層１１０４はこのような方法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理などにより形成しても良い。
【０１４５】
非晶質シリコン膜１１０３と触媒元素含有層１１０４とを接触した状態を保持したまま結晶化のための加熱処理を行う。加熱処理の方法としては、電熱炉を用いるファーネスアニール法や、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどを用いた瞬間熱アニール（Rapid Thermal Annealing）法（以下、ＲＴＡ法と記す）を採用する。
【０１４６】
ＲＴＡ法で行う場合には、加熱用のランプ光源を１〜６０秒、好ましくは３０〜６０秒点灯させ、それを１〜１０回、好ましくは２〜６回繰り返す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には６００〜１０００℃、好ましくは６５０〜７５０℃程度にまで加熱されるようにする。このような高温になったとしても、半導体膜が瞬間的に加熱されるのみであり、基板１１００はそれ自身が歪んで変形することはない。こうして、非晶質半導体膜を結晶化させ、図１７（ｃ）に示す結晶質シリコン膜１１０５を得ることができるが、このような処理で結晶化できるのは触媒元素含有層を設けることによりはじめて達成できるものである。
【０１４７】
その他の方法としてファーネスアニール法を用いる場合には、加熱処理に先立ち、５００℃にて１時間程度の加熱処理を行い、非晶質シリコン膜１１０３が含有する水素を放出させておく。そして、電熱炉を用いて窒素雰囲気中にて５５０〜６００℃、好ましくは５８０℃で４時間の加熱処理を行い非晶質シリコン膜１１０３を結晶化させる。こうして、図１７（ｃ）に示す結晶質シリコン膜１１０５を形成する。
【０１４８】
さらに結晶化率（膜の全体積における結晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するためには、結晶質シリコン膜１１０５に対してレーザ光を照射することも有効である。
【０１４９】
このようにして得られる結晶質シリコン膜１１０５には、触媒元素（ここではニッケル）が平均的な濃度とすれば、１×１０19／ｃｍ3を越える濃度で残存している。触媒元素が残留していると、ＴＦＴの特性に悪影響を及ぼす可能性があるため、半導体層の触媒元素濃度を低減させる必要がある。そこで、結晶化工程に続いて、半導体層の触媒元素濃度を低減させる方法について説明する。
【０１５０】
まず、図１７（ｄ）に示すように結晶質シリコン膜１１０５の表面に薄い層１１０６を形成する。本明細書において、結晶質シリコン膜１１０５上に設けた薄い層１１０６は、後にゲッタリングサイトを除去する際に、結晶質シリコン膜１１０５がエッチングされないように設けた層で、バリア層１１０６ということにする。
【０１５１】
バリア層１１０６の厚さは１〜１０nm程度とし、簡便にはオゾン水で処理することにより形成されるケミカルオキサイドをバリア層としても良い。また、硫酸、塩酸、硝酸などと過酸化水素水を混合させた水溶液で処理しても同様にケミカルオキサイドを形成することができる。他の方法としては、酸化雰囲気中でのプラズマ処理や、酸素含有雰囲気中での紫外線照射によりオゾンを発生させて酸化処理を行っても良い。また、クリーンオーブンを用い、２００〜３５０℃程度に加熱して薄い酸化膜を形成しバリア層としても良い。或いは、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法、蒸着法などで１〜５ｎｍ程度の酸化膜を堆積してバリア層としても良い。いずれにしても、ゲッタリング工程時に、触媒元素がゲッタリングサイト側に移動できて、ゲッタリングサイトの除去工程時には、エッチング液がしみこまない（結晶性シリコン膜１１０５をエッチング液から保護する）膜、例えば、オゾン水で処理することにより形成されるケミカルオキサイド膜、酸化シリコン膜（ＳｉＯx）、または多孔質膜を用いればよい。
【０１５２】
次いで、バリア層１１０６上にスパッタ法でゲッタリングサイト１１０７として、膜中に希ガス元素を１×１０20／ｃｍ3以上の濃度で含む第２の半導体膜（代表的には、非晶質シリコン膜）を２５〜２５０ｎｍの厚さで形成する。後に除去されるゲッタリングサイト１１０７は結晶質シリコン膜１１０５とエッチングの選択比を大きくするため、密度の低い膜を形成することが好ましい。
【０１５３】
なお、希ガス元素は半導体膜中でそれ自体は不活性であるため、結晶質シリコン膜１１０５に悪影響を及ぼすことはない。また、希ガス元素としてはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種を用いる。本発明はゲッタリングサイトを形成するためにこれら希ガス元素をイオンソースとして用いること、またこれら元素が含まれた半導体膜を形成し、この膜をゲッタリングサイトとすることに特徴を有する。
【０１５４】
ゲッタリングを確実に成し遂げるにはその後加熱処理をすることが必要となる。加熱処理はファーネスアニール法やＲＴＡ法で行う。ファーネスアニール法で行う場合には、窒素雰囲気中にて４５０〜６００℃で０．５〜１２時間の加熱処理を行う。また、ＲＴＡ法を用いる場合には、加熱用のランプ光源を１〜６０秒、好ましくは３０〜６０秒点灯させ、それを１〜１０回、好ましくは２〜６回繰り返す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には６００〜１０００℃、好ましくは７００〜７５０℃程度にまで加熱されるようにする。
【０１５５】
ゲッタリングは、被ゲッタリング領域（捕獲サイト）にある触媒元素が熱エネルギーにより放出され、拡散によりゲッタリングサイトに移動する。従って、ゲッタリングは処理温度に依存し、より高温であるほど短時間でゲッタリングが進むことになる。本発明において、触媒元素がゲッタリングの際に移動する距離は、半導体膜の厚さ程度の距離であり、比較的短時間でゲッタリングを完遂することができる（図１７（ｅ））。
【０１５６】
なお、この加熱処理によっても１×１０19／ｃｍ3〜１×１０21／ｃｍ3、好ましくは１×１０20／ｃｍ3〜１×１０21/cm3、より好ましくは５×１０20／ｃｍ3の濃度で希ガス元素を含む半導体膜１１０７は結晶化することはない。これは、希ガス元素が上記処理温度の範囲においても再放出されず膜中に残存して、半導体膜の結晶化を阻害するためであると考えられる。
【０１５７】
ゲッタリング工程終了後、ゲッタリングサイト１１０７を選択的にエッチングして除去する。エッチングの方法としては、ＣｌＦ3によるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド（化学式 （ＣＨ3）4ＮＯＨ）を含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行うことができる。この時バリア層１１０６はエッチングストッパーとして機能する。また、バリア層１１０６はその後フッ酸により除去すれば良い。
【０１５８】
こうして図１７（ｆ）に示すように触媒元素の濃度が１×１０17／ｃｍ3以下にまで低減された結晶質シリコン膜１１０８を得ることができる。こうして形成された結晶質シリコン膜１１０８は、触媒元素の作用により細い棒状又は細い扁平棒状結晶として形成され、その各々の結晶は巨視的に見ればある特定の方向性をもって成長している。
【０１５９】
本実施例は、実施例１〜９に組み合わせて用いることができる。
【０１６０】
（実施例１１）
本実施例では、実施例１〜実施例１０の作製工程を組み合わせて図６（Ｂ）に示した状態まで作製した発光パネルを発光装置として完成させる方法について図９を用いて詳細に説明する。
【０１６１】
図９（Ａ）は、素子基板を封止した発光パネルの上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０２は画素部、８０３はゲート側駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５はシール剤であり、シール剤８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１６２】
なお、ソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０３に入力される信号を伝送するための配線（図示せず）により、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここでは発光パネルにＦＰＣが接続された状態を示しているが、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールを本明細書中では、発光装置とよぶ。
【０１６３】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０の上方には画素部８０２、駆動回路部が形成されており、画素部８０２は電流制御用ＴＦＴ８１１とそのドレインに電気的に接続された陽極８１２を含む複数の画素により形成される。また、駆動回路部はｎチャネル型ＴＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１６４】
また、陽極８１２の両端にバンク８１５が形成された後、陽極８１２上に絶縁膜８２１、有機化合物層８１６および陰極８１７が形成され、発光素子８１８が形成される。
【０１６５】
なお、陰極８１７は全画素に共通の配線として機能し、接続配線８０８を経由してＦＰＣ８０９に電気的に接続されている。
【０１６６】
なお、シール剤８０５によりガラスからなる封止基板８０４が貼り合わされている。なお、シール剤８０５としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また、必要に応じて封止基板８０４と発光素子８１８との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。シール剤８０５の内側の空間８０７には窒素や希ガス等の不活性ガスが充填されている。また、シール剤８０５はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１６７】
以上のような構造で発光素子を空間８０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から侵入する水分や酸素による発光素子の劣化を防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１６８】
なお、本実施例における構成は、実施例１〜実施例１０の構成を組み合わせて実施することが可能である。
【０１６９】
（実施例１２）
ここで、本発明を用いて形成される発光装置の画素部のさらに詳細な上面構造を図１０（Ａ）に、回路図を図１０（Ｂ）に示す。図１０において、基板上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ７０４は図６のスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ１００２を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ１００２の説明を参照すれば良い。また、７０３で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ７０４のゲート電極７０４a、７０４bを電気的に接続するゲート配線である。
【０１７０】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１７１】
また、スイッチング用ＴＦＴ７０４のソースはソース配線７１５に接続され、ドレインはドレイン配線７０５に接続される。また、ドレイン配線７０５は電流制御用ＴＦＴ７０６のゲート電極７０７に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ７０６は図６の電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ１００３を用いて形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ１００３の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１７２】
また、電流制御用ＴＦＴ７０６のソースは電流供給線７１６に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線７１７に電気的に接続される。また、ドレイン配線７１７は点線で示される陽極（画素電極）７１８に電気的に接続される。
【０１７３】
このとき、７１９で示される領域には保持容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ７１９は、電流供給線７１６と電気的に接続された半導体層７２０、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極７０７との間で形成される。また、ゲート電極７０７、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線７１６で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【０１７４】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例１０の構成を組み合わせて実施することが可能である。
【０１７５】
（実施例１３）
発光装置を作製する工程について、実施例２とは異なる他の一例について図２３（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。
【０１７６】
まず、実施例２に従って図２２（Ａ）の状態まで工程を進める。その後、ＴＦＴ基板を第２の処理室に搬入して帯電防止膜を水洗により除去する。そして、図２３（Ａ）に示すように、バンク３９３８を形成する。バンク３９３８は、実施例２と同様に表面を窒化シリコン膜等の絶縁膜で覆っても良いし、実施例８と同様にプラズマ処理を行って表面改質を行っても良い。
【０１７７】
陽極３９２８上には、最初スピン塗布法やスプレー法などを用いて高分子有機化合物で形成される第１有機化合物層３９５０を形成する。この層は正孔注入輸送性を有する高分子有機化合物材料又は正孔移動度の高い高分子有機化合物材料で形成する。高分子有機化合物材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を適用することができる。
【０１７８】
その上に形成する発光層や電子輸送層などの第２有機化合物層３９５１、及び陰極３９５２は実施例１と同様にして形成すれば良い。
【０１７９】
図２３（Ｂ）で詳細に示すように、この第１有機化合物層３９５０の厚さは、粘度を適宜調整することで陽極３９２８上の膜厚（ｔ１）とバンク３９３８上の膜厚（ｔ２）とで異ならせることが可能である。即ち、バンク３９３８により陽極３９２８上に形成される凹部においよって陽極３９２８上の膜厚（ｔ１）を厚くすることができる。
【０１８０】
また、陽極３９２８とバンク３９３８が接する端部３９５８の厚さ（ｔ３）が最も厚くなり、曲率を持たせて形成することができる。このような形状により、その上層に形成する第２有機化合物層３９５１と陰極３９５２の被覆性を向上させることができる。さらに、応力集中による亀裂や電界集中が抑制され、発光素子の劣化や短絡による不良を防止することができる。
【０１８１】
（実施例１４）
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部に用いることができる。
【０１８２】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１１に示す。
【０１８３】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２００３に用いることができる。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１８４】
図１１（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１８５】
図１１（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
【０１８６】
図１１（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
【０１８７】
図１１（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明により作製した発光装置はこれら表示部Ａ２４０３、Ｂ２４０４に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１８８】
図１１（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
【０１８９】
図１１（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
【０１９０】
ここで図１１（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用いることができる。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０１９１】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１９２】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０１９３】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。
【０１９４】
以上の様に、本発明を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例１２を組み合わせて作製された発光装置をその表示部に用いることができる。
【０１９５】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、陽極のクラックの発生を低減できるため、発光素子の劣化を抑えることができる。また、陽極の表面を平坦化することで、有機化合物層における電流密度を高めることができるため、駆動電圧を低減でき、発光素子の寿命を延ばすことができる。
【０１９６】
また、ＴＦＴ基板を作製する処理室と発光素子の作製する処理室とが物理的に離れており、基板を移動させなければならない場合にも、ＴＦＴ基板をＴＦＴの特性を劣化させたり、静電破壊させたりすることなく移動することができ、さらに、本発明の構造を適用すれば、ＴＦＴが発光素子の材料となるアルカリ金属により汚染されることや、発光素子が水分やガスにより劣化する問題を防ぐことができ、良好な発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発光装置の作製方法の実施形態を示す図。
【図２】 従来の発光装置の例を示す図。
【図３】 発光装置の作製工程を示す図。
【図４】 発光装置の作製工程を示す図。
【図５】 発光装置の作製工程を示す図。
【図６】 発光装置の作製工程を示す図。
【図７】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図８】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図９】 発光装置の封止構造を示す図。
【図１０】 発光装置の画素部の構造を示す図。
【図１１】 電気器具の一例を示す図。
【図１２】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図１３】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図１４】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１５】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１６】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１７】 発光装置の作製工程の実施例を示す図。
【図１８】 発光装置の作製工程を示す図。
【図１９】 本発明の生産プロセスのイメージを示す図。
【図２０】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図２１】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図２２】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図２３】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【符号の説明】
１００ 基板
１０１ 電流制御用ＴＦＴ
１０２ 層間絶縁膜
１０４ 配線
１０６ 陽極
１０７ バンク
１１１ 有機化合物層
１１２ 陰極
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）と、陽極と、陰極と、を有する発光素子を用いた発光装置とその作製方法に関する。本発明では特に、従来よりも駆動電圧が低く、なおかつ素子の寿命が長い発光素子を用いた発光装置に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム((FPC: Flexible Printed Circuit)もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、電気器具の表示画面に用いる素子として有効と考えられており、盛んに開発されてきている。
【０００３】
電界を加えることにより発光する発光素子の発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であるが、本明細書中ではどちらの励起状態が発光に寄与する場合も含むこととする。
【０００４】
このような発光素子は、駆動方法の違いによりパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス型とに分類される。しかし、ＱＶＧＡ以上の画素数を有する高精細な表示が可能であることから、特にアクティブマトリクス型のものが注目されている。
【０００５】
発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置は、図２に示すような素子構造を有しており、基板２０１上にＴＦＴ２０２が形成され、ＴＦＴ２０２上には、層間絶縁膜２０３が形成される。
【０００６】
そして、層間絶縁膜２０３上には、配線２０４によりＴＦＴ２０２と電気的に接続された陽極（画素電極）２０５が形成される。陽極２０５を形成する材料としては、仕事関数の大きい透明性導電材料が適しており、ＩＴＯ（indium tin oxides）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化インジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる合金、金の半透過膜、ポリアニリンなどが提案されている。このうちでＩＴＯは、バンドギャップが約３．７５ｅＶであり、可視光の領域で高い透明性を持つことから最も多く用いられている。
【０００７】
陽極２０５上には、有機化合物層２０６が形成される。なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する。有機化合物層２０６には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【０００８】
有機化合物層２０６を形成した後で、陰極２０７を形成することにより、発光素子２０９が形成される。陰極としては仕事関数の小さい金属（代表的には周期表の１族もしくは２族に属する金属）を用いることが多い。なお、本明細書においては、このような金属（アルカリ金属とアルカリ土類金属を含めて）を「アルカリ金属」と呼ぶ。
【０００９】
また、陽極の端部を覆うように形成され、この部分で陰極と陽極とがショートすることを防ぐために有機樹脂材料からなるバンク２０８が形成されている。
【００１０】
なお、図２では、一画素に形成される発光素子しか示していないが、実際には、これらが画素部に複数形成されることによりアクティブマトリクス型の発光装置が形成される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の発光装置の構造において、層間絶縁膜上に形成された陽極（透明導電膜）とは熱膨張率が異なる。このように熱膨張率の異なる材料が接した構造で加熱処理を行うと、熱膨張が小さい材料（この場合、陽極）の界面において、亀裂が生じてしまう。陽極は、有機化合物層に発光に関与する正孔を注入する電極であり、その陽極にクラックが発生すると正孔の発生に悪影響を及ぼしたり、注入される正孔が減少したり、さらにこのクラックが発光素子自身の劣化の原因となると考えられる。また、陽極表面の凹凸が、正孔の発生や注入に悪影響を及ぼしたり、注入される正孔が減少したり、さらにこのクラックが発光素子自身の劣化の原因とも考えられる。
【００１２】
さらに、有機化合物層は酸素や水分により劣化しやすいという性質を有しているが、層間絶縁膜として用いられる材料はポリイミド、ポリアミド、アクリルと言った有機樹脂材料が多く、これらの材料を用いて形成された層間絶縁膜から発生した酸素等の気体により発光素子が劣化してしまうという問題があった。
【００１３】
さらに、発光素子の陰極材料には、ＴＦＴの特性に致命的な打撃を与えかねないＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料が用いられている。ＴＦＴの活性層にアルカリ金属が混入すると、ＴＦＴの電気的な特性が変動してしまい、経時的な信頼性の確保ができなくなってしまう。
【００１４】
ＴＦＴの特性を損なわないようにするためには、ＴＦＴの作製工程処理室（クリーンルーム）と発光素子の作製工程処理室（クリーンルーム）とを離すことで、ＴＦＴの活性層がアルカリ金属によって汚染されないようにすることが好ましい。しかし、アルカリ金属による汚染を防ぐために、処理室（クリーンルーム）の移動等が工程に含まれると、今度は、ＴＦＴ基板を空中のゴミ等で汚染してしまったり、帯電によりＴＦＴ素子を破壊してしまったりという問題が生じてしまう。
【００１５】
そこで、従来より劣化しにくい構造の発光素子により上記した課題を解決した寿命の長い発光素子を作製し、高品質な発光装置とその作製方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決する手段】
本発明は、絶縁体上に形成されたＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、配線を介して前記ＴＦＴに電気的に接続された陽極を形成し、前記陽極および前記配線を覆う樹脂絶縁膜を形成し、エッチングしてバンクを形成し、加熱処理した後、前記陽極を拭浄し、前記陽極および前記バンクを覆って絶縁膜を形成することを特徴としている。
【００１７】
このように層間絶縁膜と陽極との間に、絶縁膜を形成することによって、熱膨張率のことなる材料が接した状態で加熱処理する場合に生じるクラックの発生を低減することができ、発光素子の長寿命化につながる。また、層間絶縁膜から発生するガスや水分が発光素子に到達するのを防ぐことができる。この絶縁膜は、無機絶縁膜の他に、プラズマ処理によって表面改質を行い形成された硬化膜、もしくはＤＬＣ膜でもよい。
【００１８】
さらに、陽極を拭浄することにより、陽極表面の凹凸を平坦化したり、陽極表面のゴミを除去したりすることができる。
【００１９】
また、陽極および前記バンクを覆って絶縁膜を形成することにより、有機化合物層に注入される正孔と電子の量のバランスを整える効果も期待できる。
【００２０】
また、他の発明の構成は、バンクを形成するための樹脂絶縁膜を形成した後、アルカリ金属等の汚染を回避できる処理室に移動させた後に、前記樹脂絶縁膜をエッチングすることで、バンクを形成することを特徴としている。
【００２１】
このようにＴＦＴの半導体膜を保護する絶縁膜を形成した後、さらに帯電防止処理を行って、ＴＦＴ基板を形成する第１の処理室（第１のクリーンルーム）と発光素子を形成する第２の処理室（第２のクリーンルーム）とをわけることにより、発光素子の陰極材料に用いられるＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料からＴＦＴの活性層にアルカリ金属が混入してしまう危険性を低減することができ、ＴＦＴの電気的な特性、経時的な信頼性を向上させることができる。
【００２２】
帯電防止膜には、バンクを形成するための樹脂絶縁膜、陽極や配線に影響を及ぼさず簡単に除去できる材料を用いる。そのような材料としては、帯電防止に必要な程度の導電性(１０−８[Ｓ／ｍ])を持つ材料が適している。一般的には有機導体が用いられており、導電性高分子をスピン塗布法、導電性低分子を蒸着法等により形成する。具体的には、ポリエチレンジオキシチオフェン（略称；ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（略称；ＰＡｎｉ）、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アルキルアミン[アルキルジエタノールアミン]、N-2-ヒドロキシエチル-N-2ヒドロキシアルキルアミン[ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン]、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル、アルキルジエタノールアマイド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルホスフェート、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン等が挙げられる。これらの材料は水や有機溶剤で簡単に除去することができる。さらに、絶縁性の材料、例えばポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ(ベンゾシクロブテン)などの有機絶縁体も帯電防止膜として用いることができる。これら帯電防止膜は全ての実施例に応用可能である。
【００２３】
また、他の発明の構成は、バンクを形成し、陽極の加熱処理を行って結晶化した後、前記バンク表面をプラズマ処理する工程を含むことを特徴としている。
【００２４】
このようにバンク表面をプラズマ処理して表面改質を行い硬化膜を形成することにより、バンクから水分が放出され発光素子を劣化させるのを防ぐことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
基板１００上にＴＦＴ１０１を形成する。ここで示したＴＦＴは、発光素子に流れる電流を制御するためのＴＦＴであり、本明細書中においては電流制御用ＴＦＴ１０１と称する（図１（Ａ））。
【００２６】
次いで、電流制御用ＴＦＴ１０１上に、層間絶縁膜１０２を形成し平坦化を行う。層間絶縁膜１０２としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ系樹脂膜、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂材料を用いることができ、平均膜厚を１．０〜２．０μｍ程度で形成する。層間絶縁膜１０２を形成することにより、良好に平坦化を行うことができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率が低いため、寄生容量を低減できる。
【００２７】
次いで、層間絶縁膜１０２からの脱ガスが発光素子に悪影響を及ぼさないように層間絶縁膜１０２上に第１の絶縁膜１０３を形成する。第１の絶縁膜１０３は、無機絶縁膜、代表的には、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すればよく、プラズマＣＶＤ法で反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）で電力密度０．１〜１．０Ｗ/cm2で放電させて形成する。もしくは、層間絶縁膜表面にプラズマ処理をして、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜を形成してもよい。
【００２８】
その後、所望のパターンのレジストマスクを形成し、電流制御用ＴＦＴ１０１のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成して、配線１０４を形成する。配線材料としては、導電性の金属膜としてＡｌやＴｉの他、これらの合金材料を用い、スパッタ法や真空蒸着法で成膜した後、所望の形状にパターニングすればよい。
【００２９】
次いで、発光素子の陽極となる透明導電膜１０５を形成する。透明導電膜１０５としては、代表的には酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）または酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いて形成する。
【００３０】
続いて、透明導電膜１０５をエッチングして陽極を形成する。その後にバンク１０７を形成し、２３０〜３５０℃で加熱処理を行う。なお、本明細書中では、陽極上に開口部を有し、かつ陽極端部を覆って設けられた絶縁膜のことをバンクと称する（図１（Ｂ）、（Ｃ））。
【００３１】
次いで、陽極１０６の表面を洗浄液とともにＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて拭い、陽極１０６表面の平坦化およびゴミ等の除去を行う。なお、本明細書において、陽極表面をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体などを用いて拭い、平坦化およびゴミの除去を行う処理のことを拭浄と称することとする。
【００３２】
陽極の表面を拭浄処理した後、第２の絶縁膜１１０を形成し、第２の絶縁膜１１０上に有機化合物層１１１、陰極１１２を形成する。第２の絶縁膜１１０は、ポリイミド、ポリアミド、アクリル等の有機樹脂絶縁膜をスピンコート法を用いて、１〜５ｎｍの膜厚で形成する。
【００３３】
有機化合物層１１１は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層およびバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層し形成される。有機化合物層１１１としての膜厚は、１０〜４００ｎｍ程度が好ましい。
【００３４】
陰極１１２は、有機化合物層１１１成膜後に、蒸着法により形成する。陰極１１２となる材料としては、ＭｇＡｇやＡｌ−Ｌｉ合金（アルミニウムとリチウムの合金）の他に、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を用いても良い。なお、陰極１１２の膜厚は、８０〜２００ｎｍ程度が好ましい。
【００３５】
ここで、拭浄処理を行うことによる透明性導電膜の表面の状態について、原子間力顕微鏡(ＡＦＭ:Atomic Force Microscope)を用いて表面観察を行った結果を図１４〜１６に示す。
【００３６】
なお、本実施例における表面観察には、ガラス基板上に１１０ｎｍの膜厚で成膜されたＩＴＯ膜を２５０℃で熱処理することにより結晶化したものを測定表面として用いる。
【００３７】
図１４、１５においてＡＦＭにより観察された基板表面の凹凸形状を示す。なお、図１４には、拭浄処理前の測定表面を観察した結果を示し、図１５には、拭浄処理後の測定表面を観察した結果を示す。
【００３８】
図１６には、拭浄用のＰＶＡ系の多孔質材料としてベルクリン（小津産業製）を用いた拭浄処理の前後における平均面粗さ（Ｒａ）を示している。なお、ここでいう平均面粗さとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを面に対して適用できるよう三次元に拡張したものである。この結果から、拭浄処理後は、測定表面における平均面粗さは小さくなり、平坦性が増していることが分かる。また、図１６の結果より、透明性導電膜の表面の平均面粗さは、０．９ｎｍ以下（好ましくは０．８５ｎｍ以下）であることが分かる。
【００３９】
【実施例】
（実施例１）
本実施例においては、本発明を用いて作製される発光素子について説明する。なお、ここでは、同一基板上に本発明の発光素子を有する画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する方法の一例について図３〜図６を用いて説明する。
【００４０】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板９００を用いる。なお、基板９００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００４１】
次いで、図３（Ａ）に示すように、基板９００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地絶縁膜９０１を形成する。本実施例では下地絶縁膜９０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地絶縁膜９０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地絶縁膜９０１の２層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００４２】
次いで、下地絶縁膜９０１上に半導体層９０２〜９０５を形成する。半導体層９０２〜９０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層９０２〜９０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理によって、半導体層９０２〜９０５を形成した。
【００４３】
また、半導体層９０２〜９０５を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層９０２〜９０５に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）をドーピングしてもよい。
【００４４】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には３５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【００４５】
次いで、半導体層９０２〜９０５を覆うゲート絶縁膜９０６を形成する。ゲート絶縁膜９０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００４６】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００４７】
そして、ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層９０７を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層９０７は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これらの耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。本実施例ではＷ膜を３００ｎｍの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパッタ法で形成しても良いし、６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９〜９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【００４８】
一方、耐熱性導電層９０７にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、スパッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩｃｍ程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、Ｔａ膜の下地にＴａＮ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性導電層９０７の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層９０７、９０８中に微量に存在しているアルカリ金属元素が第１の形状のゲート絶縁膜９０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、耐熱性導電層９０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【００４９】
本実施例においては、第１層目の導電層（第１導電膜９０７）にＴａＮ膜、第２層目の導電層（第２導電膜９０８）にＷ膜を形成した（図３（Ａ））。
【００５０】
次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク９０９を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。第１のエッチング処理は、第１のエッチング条件および第２のエッチング条件で行われる。
【００５１】
本実施例ではＩＣＰエッチング装置を用い、エッチング用ガスにＣｌ2とＣＦ4Ｏ2を用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０とし、１Ｐａの圧力で３．２Ｗ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２２４ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングする。続いて、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング条件に変えてエッチング用ガスにＣＦ4およびＣｌ2を用いて、それぞれのガス流量比を３０／３０ｓｃｃｍとし、１Ｐａの圧力でＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
【００５２】
第１のエッチング処理により第１のテーパ形状を有する導電層９１０〜９１３が形成される。導電層９１０〜９１３のテーパー部の角度は１５〜３０°となるように形成される。残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させるオーバーエッチングを施すものとする。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜９０６）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる（図３（Ｂ））。
【００５３】
そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、レジストからなるマスク９０９を除去せずにｎ型を付与する不純物元素添加の工程を行う。半導体層９０２〜９０５の一部に第１のテーパ形状を有する導電膜９１０〜９１３をマスクとして自己整合的に不純物を添加し、第１のｎ型不純物領域９１４〜９１７を形成する。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用い、イオンドープ法により第１のｎ型不純物領域９１４〜９１７には１×１０20〜１×１０21atoｍs／ｃｍ3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加される（図３（Ｂ））。
【００５４】
次にレジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。第２のエッチング処理は、第３のエッチング条件および第４のエッチング条件で行う。第２のエッチング処理も第１のエッチング処理と同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチングガスにＣＦ4およびＣｌ2を用い、それぞれのガス流量比を３０／３０ｓｃｃｍとし、１Ｐａの圧力でＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第３のエッチング条件により、Ｗ膜およびＴａＮ膜とも同程度にエッチングされた導電膜９１８〜９２１が形成される（図３（Ｃ））。
【００５５】
この後、レジストからなるマスクをそのままに第４のエッチング条件に変えて、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2およびＯ2の混合ガスを用い、１Ｐａの圧力でＲＦ電力（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第４のエッチング条件でＷ膜をエッチングして、第２の形状の導電膜９２２〜９２５を形成する（図３（Ｄ））。
【００５６】
次いで、第２のドーピング工程（第２の形状の第１の導電膜９２２ａ〜９２５ａを介して半導体層にｎ型不純物元素の添加）を行い、第１のｎ型不純物領域９１４〜９１７と接するチャネル形成領域側に第２のｎ型不純物領域９２６〜９２９とを形成する。第２のｎ型不純物領域における不純物濃度は、１×１０16〜１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。この第２のドーピング工程においては、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜９２５ａのテーパ部を介しても半導体層にｎ型不純物元素が添加されるような条件になっており、本明細書において、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜９２５ａと重なる第２のｎ型不純物領域をＬov（ovはoverlappedの意味で付す）領域、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜９２５ａとは重ならない第２のｎ型不純物領域をＬoff（offはoffsetの意味で付す）ということとする（図４（Ａ））。
【００５７】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、後のｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層９０２、９０５に一導電型とは逆の導電型の不純物領域９３２（９３２ａ、９３２ｂ）及び９３３（９３３ａ、９３３ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層９２２、９２５をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、後のｎチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層９０３、９０４は、レジストからなるマスク９３０、９３１を形成し全面を被覆しておく。ここで形成されるｐ型不純物領域９３２、９３３はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成し、ｐ型不純物領域９３２、９３３のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、２×１０20〜２×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。
【００５８】
ｐ型不純物領域９３２、９３３には詳細にはｎ型を付与する不純物元素が含有されているが、これらの不純物領域９３２、９３３のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、ｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．５から３倍となるように添加されることによりｐ型不純物領域でｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【００５９】
その後、図４（Ｃ）に示すように、第２の形状を有する導電層９２２〜９２５およびゲート絶縁膜９０６上に第１の層間絶縁膜９３４を形成する。第１の層間絶縁膜９３４は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜９３４は無機絶縁材料から形成する。第１の層間絶縁膜９３４の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。第１の層間絶縁膜９３４として酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３４として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2で形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３４としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【００６０】
そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板９００に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。
【００６１】
この加熱処理工程において、半導体層を結晶化させる工程で用いた触媒元素（ニッケル）が、ゲッタリング作用を有する周期表の１５族に属する元素（本実施例ではリン）が高濃度に添加された第１のｎ型不純物領域に移動（ゲッタリング）させ、チャネル形成領域における触媒元素の濃度を低減することができる。
【００６２】
活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層にある１０16〜１０18／ｃｍ3のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。いずれにしても、半導体層９０２〜９０５中の欠陥密度を１０16／ｃｍ3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１ａｔｏｍｉｃ％程度付与すれば良い。
【００６３】
そして、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜９３５を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【００６４】
このように、第２の層間絶縁膜９３５を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施例のように、第１の層間絶縁膜９３４として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【００６５】
ところで、有機絶縁材料を用いて形成される第２の層間絶縁膜９３５は、水分やガスを発生してしまう可能性がある。発光素子は水分やガス（酸素）で劣化しやすいことが知られている。実際に層間絶縁膜に有機樹脂絶縁膜を用いて形成された発光装置が使用する際に発生する熱で、有機樹脂絶縁膜から水分やガスが発生し、発光素子の劣化が起こりやすくなってしまうことが考えられる。そこで、有機絶縁材料で形成された第２の層間絶縁膜９３５上に第１の絶縁膜９３６を形成する。
なお、第１の絶縁膜９３６は、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などを用いて形成される。なおここで形成される第１の絶縁膜９３６はスパッタ法またはプラズマＣＶＤ法を用いて形成すればよい。また、第１の絶縁膜９３６は、コンタクトホールを形成した後から形成してもよい。
【００６６】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い第１の絶縁膜９３６をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜９３５をエッチングし、その後、再びエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜９３４をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜９０６をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【００６７】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線９３７〜９４３を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成した。
【００６８】
次いで、その上に透明性導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、エッチングすることによって陽極９４４を形成する（図５（Ａ））。なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【００６９】
また、陽極９４４は、ドレイン配線９４３と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される（図５（Ａ））。ここで、陽極９４４に対して１８０〜３５０℃で加熱処理を行ってもよい。
【００７０】
次に、図５（Ｂ）に示すように、陽極９４４上に第３の層間絶縁膜９４５を形成する。ここで、発光素子を形成するために処理室（クリーンルーム）を移動することがある。ＴＦＴ基板が空気中のゴミに汚染されたり、破壊したりしないように第３層間絶縁膜９４５上に、帯電防止作用を有する極薄い膜（以下、帯電防止膜という）９４６を形成する。帯電防止膜９４６は、水洗で除去可能な材料から形成する（図５（Ｃ））。また、帯電防止膜を形成する以外にも、帯電防止可能な移動用のケースに保管してもよい。さらに、処理室の移動をする前に、ここまでの工程で形成されたＴＦＴ基板の動作検査を行ってもよい。
【００７１】
ＴＦＴ基板を発光素子を形成する処理室（クリーンルーム）に運びこんだら、帯電防止膜９４６を水洗により除去し、第３の層間絶縁膜９４５をエッチングして、画素（発光素子）に対応する位置に開口部を有するバンク９４７を形成する。本実施例ではレジストを用いてバンク９４７を形成する。本実施例では、バンク９４７の厚さを１μｍ程度とし、配線と陽極とが接する部分を覆う領域がテーパ状になるように形成する（図６（Ａ））。なお、発光素子を形成する処理室に運び込まれたら、再度、移動されたＴＦＴ基板の動作確認の検査を行ってもよい。
【００７２】
なお、本実施例においては、バンク９４７としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、酸化珪素膜等を用いることもできる。バンク９４７は絶縁性を有する物質であれば、有機物と無機物のどちらでも良いが、感光性アクリルを用いてバンク９４７を形成する場合は、感光性アクリル膜をエッチングしてから１８０〜３５０℃で加熱処理を行うのが好ましい。また、非感光性アクリル膜を用いて形成する場合には、１８０〜３５０℃で加熱処理を行った後、エッチングしてバンクを形成するのが好ましい。
【００７３】
次に、陽極表面に拭浄処理を行う。なお、本実施例においては、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極９４４表面を拭うことにより、陽極９４４表面の平坦化および表面に付着したゴミの除去を行う。拭浄の際の洗浄液としては、純水を用い、ベルクリンを巻き付けている軸の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする（図６（Ａ））。
【００７４】
次にＴＦＴ基板を真空ベークする。バンクを形成するための樹脂絶縁膜から水分やガスを放出させるために、一定の真空度で(例えば０．０１Ｔｏｒｒ以下)真空排気する。なお、真空ベークは、帯電防止膜を水洗した後、陽極を拭浄した後、あるいは発光素子を形成する前に行えばよい。
【００７５】
次いで、バンク９４７および陽極９４４を覆って第２の絶縁膜９４８を形成する。第２の絶縁膜９４８は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドなどの有機樹脂膜をスピンコート法、蒸着法またはスパッタ法などを用いて膜厚１〜５ｎｍで形成する。この絶縁膜を形成することで、陽極９４４表面のクラック等を掩蔽することができ、発光素子の劣化を防ぐことができる。
【００７６】
次に、第２の絶縁膜９４８上に有機化合物層９４９、陰極９５０を蒸着法により形成する。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。なお、有機化合物層９４９は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成されている。本実施例において用いた有機化合物層の構造について以下に詳細に説明する。
【００７７】
本実施例では、正孔注入層として、銅フタロシアニンを用い、正孔輸送層としては、α−ＮＰＤを用いてそれぞれ蒸着法により形成する。
【００７８】
次に、発光層が形成されるが、本実施例では発光層に異なる材料を用いることで異なる発光を示す有機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物層を形成する。また、成膜法としては、いずれも蒸着法を用いているので、成膜時にメタルマスクを用いることにより画素毎に異なる材料を用いて発光層を形成することは可能である。
【００７９】
赤色に発色する発光層は、Ａｌｑ3にＤＣＭをドーピングしたものを用いて形成する。その他にもＮ,Ｎ'−ジサリチリデン−１,６−ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））にＥｕ錯体である(１,１０−フェナントロリン)トリス(１,３−ジフェニル−プロパン−１,３−ジオナト)ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ）をドーピングしたもの等を用いることができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８０】
また、緑色に発色する発光層は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3を共蒸着法により形成させることができる。なお、この時には、ＢＣＰを用いて正孔阻止層を積層しておくことが好ましい。また、この他にもアルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、キノリラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）にクマリン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８１】
さらに、青色に発色する発光層は、ジスチリル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾメチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体であるＮ,Ｎ'−ジサリチリデン−１,６−ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））及び４,４'−ビス(２,２−ジフェニル−ビニル)−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）にペリレンをドーピングしたものを用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【００８２】
次に電子輸送層を形成する。なお、電子輸送層としては、１,３,４−オキサジアゾール誘導体や１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）といった材料を用いることができるが、本実施例では、１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）を用いて蒸着法により３０〜６０ｎｍの膜厚で形成する。
【００８３】
以上により、積層構造からなる有機化合物層が形成される。なお、本実施例における有機化合物層９４９の膜厚は１０〜４００ｎｍ（典型的には６０〜１５０ｎｍ）、陰極９５０の厚さは８０〜２００ｎｍ（典型的には１００〜１５０ｎｍ）とすれば良い。
【００８４】
有機化合物層を形成した後で、蒸着法により発光素子の陰極９５０が形成される。本実施例では発光素子の陰極となる導電膜としてＭｇＡｇを用いているが、Ａｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）や、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成された膜を用いることも可能である。
【００８５】
こうして図６（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極９４４、有機化合物層９４９、陰極９５０と積層された部分９５１を発光素子と称する。
【００８６】
ｐチャネル型ＴＦＴ１０００及びｎチャネル型ＴＦＴ１００１は駆動回路のＴＦＴであり、ＣＭＯＳを形成している。スイッチング用ＴＦＴ１００２及び電流制御用ＴＦＴ１００３は画素部のＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【００８７】
なお、発光素子を用いた発光装置の場合、駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロンによる劣化があまり問題にならない。
【００８８】
（実施例２）
発光装置を作製する工程について、実施例１とは異なる他の例を図１９〜２２を用いて説明する。
【００８９】
実施例１に従い、図３（Ａ）に示すようにゲート絶縁膜９０６上に２層の導電膜９０７、９０８を形成する工程まで行う。
【００９０】
続いて、マスク９０９ａ〜ｄを用いて導電膜９０７、９０８をエッチングして、第１のテーパ形状を有する導電層３９０１〜３９０４を形成する工程について、図２０（Ａ）を用いて説明する。エッチングにはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いる。エッチング用ガスに限定はないがＷ膜や窒化タンタル膜のエッチングにはＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用いる。それぞれのガス流量を２５／２５／１０とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してエッチングを行う。この場合、基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条件により主にＷ膜を所定の形状にエッチングする。
【００９１】
この後、エッチング用ガスをＣＦ4とＣｌ2に変更し、それぞれのガス流量比を３０／３０とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2との混合ガスは窒化タンタル膜とＷ膜とを同程度の速度でエッチングする。こうして、第１のテーパ形状を有する導電層３９０１〜３９０４を形成する。テーパーは４５〜７５°で形成する。尚、第２の絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。なお、ゲート絶縁膜９０６の第１のテーパ形状の導電層３９０１〜３９０４で覆われない領域表面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される（図２０（Ａ））。
【００９２】
続いて、マスク９０９ａ〜ｄを除去せずに図２０（Ｂ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板側（試料ステージ）には２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、第１のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このエッチング条件により第２の導電膜として用いたＷ膜をエッチングする。こうして第２のテーパ形状の導電層３９０５〜３９０８が形成される。ゲート絶縁膜９０６の第２のテーパ形状の導電層３９０５〜３９０８で覆われない領域表面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなる。
【００９３】
レジストマスクを除去した後、半導体層にｎ型を付与する不純物元素（ｎ型不純物元素）を添加する第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理は、質量分離をしないでイオンを注入するイオンドープ法により行う。ドーピングは第２のテーパ形状の導電膜３９０５〜３９０８をマスクとして用い、水素希釈のフォスフィン（ＰＨ3）ガスまたは希ガスで希釈したフォスフィンガスを用い、半導体層９０２〜９０５に第１の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９０９〜３９１２を形成する。このドーピングにより形成する第１の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９０９〜３９１２のリン濃度は１×１０16〜１×１０17／ｃｍ3となるようにする（図２０（Ｃ））。
【００９４】
その後、半導体層９０２、９０５の全体を覆う第１のマスク３９１３、３９１５と半導体層９０４上の第２のテーパ形状の導電層３９０７と半導体層９０４の一部の領域を覆う第２のマスク３９１４を形成し、第２のドーピング処理を行う。第２のドーピング処理では、第２のテーパ形状の導電層３９０６ａを通して半導体層９０３に第２の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１７、第３の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１６、３９１８を形成する。このドーピングにより形成する第２の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１７のリン濃度は１×１０17〜１×１０19／ｃｍ3、第３の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域３９１６、３９１８のリン濃度は１×１０20〜１×１０21／ｃｍ3となるようにする（図２０（Ｄ））。
【００９５】
なお、本実施例では、以上のように１回のドーピング工程で、第２の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域および第３の濃度のｎ型不純物元素を含むｎ型不純物領域を形成しているが、ドーピング工程を２回にわけて不純物元素を添加してもよい。
【００９６】
次いで、図２１（Ａ）で示すように半導体層９０３、９０４を覆うマスク３９１９、３９２０を形成し第３のドーピング処理を行う。ドーピングは水素希釈のジボラン（Ｂ2Ｈ6）ガスまたは希ガスで希釈したジボランガスを用い、半導体層９０２、９０５に第１の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２１、３９２３及び第２の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２２、３９２４を形成する。第１の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２１、３９２３は２×１０20〜３×１０21／ｃｍ3の濃度範囲でボロンが含まれ、第２の濃度のｐ型不純物元素を含むｐ型不純物領域３９２２、３９２４は、第２のテーパ形状の導電層３９０５ａ、３９０８ａと重なる領域に形成されるものであり、１×１０18〜１×１０20／ｃｍ3の濃度範囲でボロンを含む。
【００９７】
次いで、図２１（Ｂ）に示すように、プラズマＣＶＤ法で窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜３９２５を５０ｎｍの厚さに形成し、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理するために、炉を用いて４１０℃で加熱処理を行う。この加熱処理で、窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜から放出される水素で半導体膜の水素化も行う。
【００９８】
なお、加熱処理は、炉を用いる方法以外に、ＲＴＡによる加熱処理方法（ガスまたは光を熱源として用いるＲＴＡ法も含む）でもよい。炉を用いた加熱処理を行う場合には、ゲート電極を形成する導電膜の酸化を防ぐために加熱処理前にゲート電極およびゲート絶縁膜を覆う絶縁膜を形成したり、加熱処理の際の雰囲気を減圧窒素雰囲気にしたりすればよい。また、ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）の光を半導体層に照射してもよい。以上のように、半導体層に添加された不純物元素の活性化する方法はいくつかあるため、その方法は実施者が適宜決定すればよい。
【００９９】
次いで、第１の層間絶縁膜３９２５上に第２の層間絶縁膜３９２６をアクリルで形成する。そして、第２の層間絶縁膜３９２６上に、スパッタ法を用いて、窒化シリコン膜を形成し、ＴＦＴを不純物から保護するための第１の絶縁膜（以下、バリア絶縁膜ともいう）３９２７とする（図２１（Ｃ））。
【０１００】
続いて、バリア絶縁膜３９２７上に透明性導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、エッチングすることによって陽極３９２８を形成する（図２２（Ａ））。なお、本実施形態では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１０１】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域となる不純物領域３９１６、３９１８、３９２１、３９２３に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成すればよい。
【０１０２】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線３９２９〜３９３５を形成する。図示していないが、本実施形態ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成した。
【０１０３】
次いで、陽極３９２８および配線３９２９〜３９３５を覆う第３の層間絶縁膜３９３６を形成する。ここで、発光素子の陰極材料に用いられるＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料からＴＦＴの活性層にアルカリ金属が混入してしまう危険性を低減するために、ＴＦＴ基板を形成するための処理室（以下、第１のクリーンルームとする）から発光素子を形成するための処理室（以下、第２のクリーンルームとする）へ基板を移動させて作製工程を進める場合を想定する。
【０１０４】
ＴＦＴ基板が移動中に空気中のゴミに汚染されたり、静電気によって静電破壊が発生したりしないように第３層間絶縁膜３９３６上に、帯電防止作用を有する極薄い膜（以下、帯電防止膜という）３９３７を形成する。なお、帯電防止膜３９３７は、水洗など簡単に除去できる材料から形成すればよい（図２２（Ａ））。または、帯電による破壊を防止できるようなケースに保管して移動させる。なお、処理室の移動の前に、ここまでの工程で形成されたＴＦＴ基板の動作の検査を行ってもよい。以上の工程は、図１９のフローチャートで示す第１の処理室（クリーンルーム）での処理である。
【０１０５】
第１の処理室から第２の処理室への移動は、例えば、同じ敷地内に設けられた建造物内での移動や、同一法人の点在する工場（処理室、例えばクリーンルーム）間での移動、または異なる法人間における工場（処理室、例えばクリーンルーム）の移動が考えられる。いずれも、ＴＦＴ基板に損傷等が発生しないようにして移動される。
【０１０６】
続いて、図１９のフローチャートで示す第２の処理室（クリーンルーム）での処理を行う。ＴＦＴ基板を第２の処理室（クリーンルーム）に運びこんだら、帯電防止膜３９３７を水洗により除去し、第３の層間絶縁膜３９３６をエッチングして、画素（発光素子）に対応する位置に開口部を有し、配線３９３４と陽極３９２８とが接する部分や陽極３９２８の端部をテーパ状に覆うバンク３９３８を形成する。本実施形態では厚さを１μｍ程度とし、レジストを用いてバンク３９３８を形成する。ここで、再度、第２の処理室に移動されたＴＦＴ基板の動作確認の検査を行ってもよい。
【０１０７】
次にＴＦＴ基板を真空ベークする。バンクを形成するための樹脂絶縁膜から水分やガスを放出させるために、一定の真空度で(例えば０．０１Ｔｏｒｒ以下)真空排気する。なお、真空ベークは、帯電防止膜を水洗した後、陽極を拭浄した後、あるいはEL素子を形成する前に行えばよい。
【０１０８】
続いて、バンク３９３８からの水分やガスの発生による発光素子の劣化を抑制するため、バンク３９３８の表面を第２の絶縁膜３９３９を例えば窒化シリコン膜等で覆う。この第２の絶縁膜３９３９は、発光素子の劣化の要因となる水分やガスから保護するための絶縁膜であるため、第２のバリア絶縁膜３９３９ともいう。
【０１０９】
続いて、第２の絶縁膜３９３９上で、陽極３９２８と接するように有機化合物層３９４０、有機化合物層３９４０上に陰極３９４１を蒸着法により形成する。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。なお、有機化合物層３９４０は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層すればよく、本実施例では実施例１に従って形成すればよい。
【０１１０】
こうして図２２（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極３９２８、有機化合物層３９４０、陰極３９４１と積層された部分３９４２を発光素子と称する。
【０１１１】
以上のように、ＴＦＴ基板を形成する第１の処理室（例えば、第１のクリーンルーム）と、発光素子を形成する第２の処理室（例えば、第２のクリーンルーム）とを異ならせることにより、発光素子の陰極材料に用いられるＡｌ、Ｍｇといったアルカリ金属材料からＴＦＴの活性層を保護することができ、良好な発光装置を提供することが可能である。
【０１１２】
（実施例３）
実施例１または実施例２に従い、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。次いで、実施例１における第１の絶縁膜９３６を形成するかわりに、第２の層間絶縁膜にプラズマ処理を行って第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）表面を改質させる方法について図７で説明する。
【０１１３】
例えば、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）を水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）から選ばれた一種または複数種の気体中でプラズマ処理することにより第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）の表面に新たな被膜を形成したり、表面に存在する官能基の種類を変更させたりして、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）の表面改質を行うことができる。第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）表面には、図７に示すように緻密化された膜９３５Ｂが形成される。本明細書において、この膜を硬化膜９３５Ｂと称する。これにより、有機樹脂膜からガスや水分が放出されるのを防ぐことができる。
【０１１４】
さらに、本実施例のように表面改質を行った後、陽極（ＩＴＯ）を形成するため、熱膨張率の異なる材料が直接接した状態で加熱処理されることがなくなる。したがって、ＩＴＯのクラック（亀裂）等の発生を防ぐことができ、発光素子の劣化を防止することもできる。なお、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）のプラズマ処理化は、コンタクトホールを形成する前、後どちらでもよい。
【０１１５】
なお、硬化膜９３５Ｂは、有機絶縁材料からなる第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）の表面を水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）から選ばれた一種または複数種の気体中でプラズマ処理することにより形成される。従って、硬化膜９３５Ｂ中には、水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）の気体元素が含まれていると考えられる。
【０１１６】
（実施例４）
実施例１または実施例２に従い、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。次いで、図１２に示すように、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に、第１の絶縁膜９３６として、ＤＬＣ膜９３６Ｂを形成してもよい。
【０１１７】
ＤＬＣ膜の特徴としては、１５５０ｃｍ-1あたりに非対称のピークを有し、１３００ｃｍ -1あたりに肩をもつラマンスペクトル分布を有する。また、微小硬度計で測定した時に１５〜２５ＧＰａの硬度を示すほか、耐薬品性に優れるという特徴をもつ。さらに、ＤＬＣ膜はＣＶＤ法もしくはスパッタ法にて成膜可能であり、室温から１００℃以下の温度範囲で成膜できる。成膜方法はスパッタリング法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法またはイオンビーム蒸着法といった方法を用いれば良く、膜厚５〜５０ｎｍ程度に形成すればよい。
【０１１８】
（実施例５）
本実施例では、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に絶縁膜９３６としてＤＬＣ膜以外の絶縁膜を適用する例について説明する。
【０１１９】
実施例１または実施例２に従って、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。続いて、第１の絶縁膜９３６として、シリコンをターゲットとして用い、スパッタリング法により窒化シリコン膜９３６を形成する。成膜条件は適宜選択すれば良いが、特に好ましくはスパッタガスには窒素（Ｎ2）又は窒素とアルゴンの混合ガスを用い、高周波電力を印加してスパッタリングを行う。基板温度は室温の状態とし、加熱手段を用いなくても良い。ただし、層間絶縁膜に有機絶縁膜を用いている場合、基板を加熱せずに成膜することが望ましい。また、吸着又は吸蔵している水分を十分除去するために、真空中で数分〜数時間、５０〜１００℃程度で加熱して脱水処理することは好ましい。なお、成膜条件の一例としては、硼素が添加された１〜２Ωsq.のシリコンターゲットを用い窒素ガスのみを供給して０．４Pa、８００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）で、ターゲットのサイズは直径１５２．４ｍｍの条件の時に２〜４ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度が得られる。
【０１２０】
このようにして得られた窒化シリコン膜は、膜中の不純物元素として挙げられる酸素および水素の濃度が１原子％以下であり、また、可視光域において８０％以上の透過率を有する。特に、波長４００ｎｍにおいても８０％以上の透過率を有しており、この膜の透明性が示されている。さらに、表面に著しいダメージを与えることなく、緻密な膜を形成することができる。
【０１２１】
以上のように、絶縁膜９３６に窒化シリコン膜を適用することができる。後の工程は、再び、実施例１または実施例２に従って行えばよい。
【０１２２】
（実施例６）
本実施例では、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に第１の絶縁膜９３６としてＤＬＣ膜以外の絶縁膜を適用する例について説明する。
【０１２３】
実施例１または実施例２に従って、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。続いて、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスを混合した雰囲気下にて、ＡｌXＮY膜を成膜する。ＡｌXＮY膜に含まれる不純物、特に酸素は０〜１０atm％未満であればよく、スパッタ条件（基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など）を適宜調節することによって酸素濃度を調節することができる。また、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用い、窒素ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。なお、スパッタ法に限定されず、蒸着法やその他の公知技術を用いてもよい。
【０１２４】
また、ＡｌXＮY膜以外にも、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを混合した雰囲気下にて成膜されるＡｌＮXＯY膜を用いてもよい。ＡｌＮXＯY膜は、窒素を数atom％以上、好ましくは２．５atom％〜４７．５atom％含む範囲であればよく、スパッタ条件（基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など）を適宜調節することによって窒素濃度を調節することができる。また、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用い、窒素ガス及び酸素ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。なお、スパッタ法に限定されず、蒸着法やその他の公知技術を用いてもよい。
【０１２５】
上記したＡｌXＮY膜またはＡｌＮXＯY膜は透光性が高く（可視光領域で透過率８０％〜９１．３％）、発光素子からの発光の妨げにならない。
【０１２６】
以上のように、絶縁膜９３６にＡｌXＮY膜またはＡｌＮXＯY膜を適用することができる。後の工程は、再び、実施例１に従って行えばよい。
【０１２７】
（実施例７）
実施例１または実施例２に従い、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する。次いで、図１３に示すように、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）表面にプラズマ処理を行い表面改質をして硬化膜９３５Ｂを形成した後、硬化膜９３５Ｂ上にＤＬＣ膜９３６Ｂを形成してもよい。なお、ＤＬＣ膜９３６Ｂは、成膜方法はスパッタリング法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法またはイオンビーム蒸着法といった方法を用いて、５〜５０ｎｍ程度の膜厚で形成すればよい。
【０１２８】
（実施例８）
実施例１または実施例２の工程に従い、バンク（９４７、３９３８）を形成した後、バンク（９４７、３９３８）表面をプラズマ処理することでバンク（９４７、３９３８）の表面改質を行う例について図８を用いて説明する。
【０１２９】
バンク（９４７、３９３８）は、有機樹脂絶縁膜を用いて形成しているが、水分やガスを発生してしまい、実際に発光装置を使用した際に生じる熱により水分やガスの発生しやすくなってしまうという問題がある。
【０１３０】
そこで、加熱処理を行った後、図８に示すようにバンクの表面改質を行うためにプラズマ処理を行う。水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体中でプラズマ処理を行う。
【０１３１】
これにより、バンク表面が緻密化し、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜が形成され、内部から水分やガス（酸素）が発生するのを防ぐことができ、発光素子の劣化を防ぐことができる。
【０１３２】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例７のいずれとも組み合わせて用いることができる。
【０１３３】
（実施例９）
実施例１にしたがい、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）まで形成する（図１８（Ａ））。その後、第２の層間絶縁膜（９３５、３９２６）上に第１の絶縁膜９３６を形成する。第１の絶縁膜９３６としては、実施例２または実施例３に示したＤＬＣ膜、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜または窒化酸化アルミニウム膜を形成してもよい。続いて、第１の絶縁膜９３６上に、ＩＴＯ膜を形成し所望の形状にパターニングして、陽極１９３７を形成する。
【０１３４】
続いて、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域となる不純物領域に達するコンタクトホールをドライエッチング法などにより形成する。これは、実施例１にしたがえばよい。
【０１３５】
その後、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、エッチングして、配線１９３８〜１９４４を形成する。配線１９３８〜１９４４は、実施例１と同じように膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成すればよい。
【０１３６】
本実施例（図１８（Ｂ））で示すように、陽極１９３７を配線１９３８〜１９４ の前に形成することにより、もしカバレッジの悪い材料を用いて陽極を形成しなければならないとしても、配線断線１９４３が陽極１９３８上に形成されるため、断線等の問題が発生することはない。
【０１３７】
配線を形成したら、実施例１にしたがって、バンク、有機化合物層、陰極を形成すればよい。
【０１３８】
本実施例は、実施例１〜７を組み合わせて適用することができる。
【０１３９】
（実施例１０）
本実施例では、ＴＦＴの活性層となる半導体膜を触媒元素を用いて結晶化させ、その後、得られた結晶質半導体膜の触媒元素濃度を低減させる方法について説明する。
【０１４０】
図１７（ａ）において、基板１１００は、好ましくはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラス、或いは石英などを用いることができる。基板１１００の表面には、下地絶縁膜１１０１として無機絶縁膜を１０〜２００ｎｍの厚さで形成する。好適な下地絶縁膜の一例は、プラズマＣＶＤ法で作製される酸化窒化シリコン膜であり、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される第１酸化窒化シリコン膜１１０１ａを５０ｎｍの厚さに形成し、次いで、ＳｉＨ4とＮ2Ｏから作製される第２酸化窒化シリコン膜１１０１ｂを１００ｎｍの厚さに形成したものを適用する。下地絶縁膜１１０１はガラス基板に含まれるアルカリ金属がこの上層に形成する半導体膜中に拡散しないために設けるものであり、石英を基板とする場合には省略することも可能である。
【０１４１】
次いで、下地絶縁膜１１０１上に、窒化珪素膜１１０２を形成する。この窒化珪素膜１１０２は、後の半導体膜の結晶化工程において用いる触媒元素（代表的にはニッケル）が、下地絶縁膜１１０１に染みつくのを防ぐため、さらに下地絶縁膜１１０１の含まれる酸素が悪影響を及ぼすのを防ぐのを目的に形成される。なお、窒化珪素膜１１０２は、プラズマＣＶＤ法で、１〜５ｎｍの膜厚で形成すればよい。
【０１４２】
次いで、窒化珪素膜１１０２上に非晶質半導体膜１１０３を形成する。非晶質半導体膜１１０３は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。代表的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲルマニウム膜などが適用され、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法、或いはスパッタ法で１０〜１００ｎｍの厚さに形成する。良質な結晶を得るためには、非晶質半導体膜１１０３に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を５×１０18／ｃｍ3以下に低減させておくと良い。これらの不純物は非晶質半導体の結晶化を妨害する要因となり、また結晶化後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加させる要因となる。そのために、高純度の材料ガスを用いることはもとより、反応室内の鏡面処理（電界研磨処理）やオイルフリーの真空排気系を備えた超高真空対応のＣＶＤ装置を用いることが望ましい。なお、下地絶縁膜１１０１から非晶質半導体膜１１０３までは、大気解放せずに連続成膜することができる。
【０１４３】
その後、非晶質シリコン膜１１０３の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を添加する（図１７（ｂ））。半導体膜の結晶化を促進する触媒作用のある金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などであり、これらから選ばれた一種または複数種を用いることができる。代表的にはニッケルを用い、重量換算で１〜１００ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布して触媒含有層１１０４を形成する。この場合、当該溶液の馴染みをよくするために、非晶質シリコン膜１１０３の表面処理として、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理して極薄い酸化膜を形成しておく。シリコンなど半導体膜の表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布することができる。
【０１４４】
勿論、触媒含有層１１０４はこのような方法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理などにより形成しても良い。
【０１４５】
非晶質シリコン膜１１０３と触媒元素含有層１１０４とを接触した状態を保持したまま結晶化のための加熱処理を行う。加熱処理の方法としては、電熱炉を用いるファーネスアニール法や、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどを用いた瞬間熱アニール（Rapid Thermal Annealing）法（以下、ＲＴＡ法と記す）を採用する。
【０１４６】
ＲＴＡ法で行う場合には、加熱用のランプ光源を１〜６０秒、好ましくは３０〜６０秒点灯させ、それを１〜１０回、好ましくは２〜６回繰り返す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には６００〜１０００℃、好ましくは６５０〜７５０℃程度にまで加熱されるようにする。このような高温になったとしても、半導体膜が瞬間的に加熱されるのみであり、基板１１００はそれ自身が歪んで変形することはない。こうして、非晶質半導体膜を結晶化させ、図１７（ｃ）に示す結晶質シリコン膜１１０５を得ることができるが、このような処理で結晶化できるのは触媒元素含有層を設けることによりはじめて達成できるものである。
【０１４７】
その他の方法としてファーネスアニール法を用いる場合には、加熱処理に先立ち、５００℃にて１時間程度の加熱処理を行い、非晶質シリコン膜１１０３が含有する水素を放出させておく。そして、電熱炉を用いて窒素雰囲気中にて５５０〜６００℃、好ましくは５８０℃で４時間の加熱処理を行い非晶質シリコン膜１１０３を結晶化させる。こうして、図１７（ｃ）に示す結晶質シリコン膜１１０５を形成する。
【０１４８】
さらに結晶化率（膜の全体積における結晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するためには、結晶質シリコン膜１１０５に対してレーザ光を照射することも有効である。
【０１４９】
このようにして得られる結晶質シリコン膜１１０５には、触媒元素（ここではニッケル）が平均的な濃度とすれば、１×１０19／ｃｍ3を越える濃度で残存している。触媒元素が残留していると、ＴＦＴの特性に悪影響を及ぼす可能性があるため、半導体層の触媒元素濃度を低減させる必要がある。そこで、結晶化工程に続いて、半導体層の触媒元素濃度を低減させる方法について説明する。
【０１５０】
まず、図１７（ｄ）に示すように結晶質シリコン膜１１０５の表面に薄い層１１０６を形成する。本明細書において、結晶質シリコン膜１１０５上に設けた薄い層１１０６は、後にゲッタリングサイトを除去する際に、結晶質シリコン膜１１０５がエッチングされないように設けた層で、バリア層１１０６ということにする。
【０１５１】
バリア層１１０６の厚さは１〜１０nm程度とし、簡便にはオゾン水で処理することにより形成されるケミカルオキサイドをバリア層としても良い。また、硫酸、塩酸、硝酸などと過酸化水素水を混合させた水溶液で処理しても同様にケミカルオキサイドを形成することができる。他の方法としては、酸化雰囲気中でのプラズマ処理や、酸素含有雰囲気中での紫外線照射によりオゾンを発生させて酸化処理を行っても良い。また、クリーンオーブンを用い、２００〜３５０℃程度に加熱して薄い酸化膜を形成しバリア層としても良い。或いは、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法、蒸着法などで１〜５ｎｍ程度の酸化膜を堆積してバリア層としても良い。いずれにしても、ゲッタリング工程時に、触媒元素がゲッタリングサイト側に移動できて、ゲッタリングサイトの除去工程時には、エッチング液がしみこまない（結晶性シリコン膜１１０５をエッチング液から保護する）膜、例えば、オゾン水で処理することにより形成されるケミカルオキサイド膜、酸化シリコン膜（ＳｉＯx）、または多孔質膜を用いればよい。
【０１５２】
次いで、バリア層１１０６上にスパッタ法でゲッタリングサイト１１０７として、膜中に希ガス元素を１×１０20／ｃｍ3以上の濃度で含む第２の半導体膜（代表的には、非晶質シリコン膜）を２５〜２５０ｎｍの厚さで形成する。後に除去されるゲッタリングサイト１１０７は結晶質シリコン膜１１０５とエッチングの選択比を大きくするため、密度の低い膜を形成することが好ましい。
【０１５３】
なお、希ガス元素は半導体膜中でそれ自体は不活性であるため、結晶質シリコン膜１１０５に悪影響を及ぼすことはない。また、希ガス元素としてはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種を用いる。本発明はゲッタリングサイトを形成するためにこれら希ガス元素をイオンソースとして用いること、またこれら元素が含まれた半導体膜を形成し、この膜をゲッタリングサイトとすることに特徴を有する。
【０１５４】
ゲッタリングを確実に成し遂げるにはその後加熱処理をすることが必要となる。加熱処理はファーネスアニール法やＲＴＡ法で行う。ファーネスアニール法で行う場合には、窒素雰囲気中にて４５０〜６００℃で０．５〜１２時間の加熱処理を行う。また、ＲＴＡ法を用いる場合には、加熱用のランプ光源を１〜６０秒、好ましくは３０〜６０秒点灯させ、それを１〜１０回、好ましくは２〜６回繰り返す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には６００〜１０００℃、好ましくは７００〜７５０℃程度にまで加熱されるようにする。
【０１５５】
ゲッタリングは、被ゲッタリング領域（捕獲サイト）にある触媒元素が熱エネルギーにより放出され、拡散によりゲッタリングサイトに移動する。従って、ゲッタリングは処理温度に依存し、より高温であるほど短時間でゲッタリングが進むことになる。本発明において、触媒元素がゲッタリングの際に移動する距離は、半導体膜の厚さ程度の距離であり、比較的短時間でゲッタリングを完遂することができる（図１７（ｅ））。
【０１５６】
なお、この加熱処理によっても１×１０19／ｃｍ3〜１×１０21／ｃｍ3、好ましくは１×１０20／ｃｍ3〜１×１０21/cm3、より好ましくは５×１０20／ｃｍ3の濃度で希ガス元素を含む半導体膜１１０７は結晶化することはない。これは、希ガス元素が上記処理温度の範囲においても再放出されず膜中に残存して、半導体膜の結晶化を阻害するためであると考えられる。
【０１５７】
ゲッタリング工程終了後、ゲッタリングサイト１１０７を選択的にエッチングして除去する。エッチングの方法としては、ＣｌＦ3によるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド（化学式 （ＣＨ3）4ＮＯＨ）を含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行うことができる。この時バリア層１１０６はエッチングストッパーとして機能する。また、バリア層１１０６はその後フッ酸により除去すれば良い。
【０１５８】
こうして図１７（ｆ）に示すように触媒元素の濃度が１×１０17／ｃｍ3以下にまで低減された結晶質シリコン膜１１０８を得ることができる。こうして形成された結晶質シリコン膜１１０８は、触媒元素の作用により細い棒状又は細い扁平棒状結晶として形成され、その各々の結晶は巨視的に見ればある特定の方向性をもって成長している。
【０１５９】
本実施例は、実施例１〜９に組み合わせて用いることができる。
【０１６０】
（実施例１１）
本実施例では、実施例１〜実施例１０の作製工程を組み合わせて図６（Ｂ）に示した状態まで作製した発光パネルを発光装置として完成させる方法について図９を用いて詳細に説明する。
【０１６１】
図９（Ａ）は、素子基板を封止した発光パネルの上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０２は画素部、８０３はゲート側駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５はシール剤であり、シール剤８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１６２】
なお、ソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０３に入力される信号を伝送するための配線（図示せず）により、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここでは発光パネルにＦＰＣが接続された状態を示しているが、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールを本明細書中では、発光装置とよぶ。
【０１６３】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０の上方には画素部８０２、駆動回路部が形成されており、画素部８０２は電流制御用ＴＦＴ８１１とそのドレインに電気的に接続された陽極８１２を含む複数の画素により形成される。また、駆動回路部はｎチャネル型ＴＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１６４】
また、陽極８１２の両端にバンク８１５が形成された後、陽極８１２上に絶縁膜８２１、有機化合物層８１６および陰極８１７が形成され、発光素子８１８が形成される。
【０１６５】
なお、陰極８１７は全画素に共通の配線として機能し、接続配線８０８を経由してＦＰＣ８０９に電気的に接続されている。
【０１６６】
なお、シール剤８０５によりガラスからなる封止基板８０４が貼り合わされている。なお、シール剤８０５としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また、必要に応じて封止基板８０４と発光素子８１８との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。シール剤８０５の内側の空間８０７には窒素や希ガス等の不活性ガスが充填されている。また、シール剤８０５はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１６７】
以上のような構造で発光素子を空間８０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から侵入する水分や酸素による発光素子の劣化を防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１６８】
なお、本実施例における構成は、実施例１〜実施例１０の構成を組み合わせて実施することが可能である。
【０１６９】
（実施例１２）
ここで、本発明を用いて形成される発光装置の画素部のさらに詳細な上面構造を図１０（Ａ）に、回路図を図１０（Ｂ）に示す。図１０において、基板上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ７０４は図６のスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ１００２を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ１００２の説明を参照すれば良い。また、７０３で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ７０４のゲート電極７０４a、７０４bを電気的に接続するゲート配線である。
【０１７０】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１７１】
また、スイッチング用ＴＦＴ７０４のソースはソース配線７１５に接続され、ドレインはドレイン配線７０５に接続される。また、ドレイン配線７０５は電流制御用ＴＦＴ７０６のゲート電極７０７に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ７０６は図６の電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ１００３を用いて形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ１００３の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１７２】
また、電流制御用ＴＦＴ７０６のソースは電流供給線７１６に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線７１７に電気的に接続される。また、ドレイン配線７１７は点線で示される陽極（画素電極）７１８に電気的に接続される。
【０１７３】
このとき、７１９で示される領域には保持容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ７１９は、電流供給線７１６と電気的に接続された半導体層７２０、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極７０７との間で形成される。また、ゲート電極７０７、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線７１６で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【０１７４】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例１０の構成を組み合わせて実施することが可能である。
【０１７５】
（実施例１３）
発光装置を作製する工程について、実施例２とは異なる他の一例について図２３（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。
【０１７６】
まず、実施例２に従って図２２（Ａ）の状態まで工程を進める。その後、ＴＦＴ基板を第２の処理室に搬入して帯電防止膜を水洗により除去する。そして、図２３（Ａ）に示すように、バンク３９３８を形成する。バンク３９３８は、実施例２と同様に表面を窒化シリコン膜等の絶縁膜で覆っても良いし、実施例８と同様にプラズマ処理を行って表面改質を行っても良い。
【０１７７】
陽極３９２８上には、最初スピン塗布法やスプレー法などを用いて高分子有機化合物で形成される第１有機化合物層３９５０を形成する。この層は正孔注入輸送性を有する高分子有機化合物材料又は正孔移動度の高い高分子有機化合物材料で形成する。高分子有機化合物材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を適用することができる。
【０１７８】
その上に形成する発光層や電子輸送層などの第２有機化合物層３９５１、及び陰極３９５２は実施例１と同様にして形成すれば良い。
【０１７９】
図２３（Ｂ）で詳細に示すように、この第１有機化合物層３９５０の厚さは、粘度を適宜調整することで陽極３９２８上の膜厚（ｔ１）とバンク３９３８上の膜厚（ｔ２）とで異ならせることが可能である。即ち、バンク３９３８により陽極３９２８上に形成される凹部においよって陽極３９２８上の膜厚（ｔ１）を厚くすることができる。
【０１８０】
また、陽極３９２８とバンク３９３８が接する端部３９５８の厚さ（ｔ３）が最も厚くなり、曲率を持たせて形成することができる。このような形状により、その上層に形成する第２有機化合物層３９５１と陰極３９５２の被覆性を向上させることができる。さらに、応力集中による亀裂や電界集中が抑制され、発光素子の劣化や短絡による不良を防止することができる。
【０１８１】
（実施例１４）
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部に用いることができる。
【０１８２】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１１に示す。
【０１８３】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２００３に用いることができる。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１８４】
図１１（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１８５】
図１１（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
【０１８６】
図１１（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
【０１８７】
図１１（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明により作製した発光装置はこれら表示部Ａ２４０３、Ｂ２４０４に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１８８】
図１１（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
【０１８９】
図１１（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
【０１９０】
ここで図１１（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用いることができる。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０１９１】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１９２】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０１９３】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。
【０１９４】
以上の様に、本発明を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例１２を組み合わせて作製された発光装置をその表示部に用いることができる。
【０１９５】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、陽極のクラックの発生を低減できるため、発光素子の劣化を抑えることができる。また、陽極の表面を平坦化することで、有機化合物層における電流密度を高めることができるため、駆動電圧を低減でき、発光素子の寿命を延ばすことができる。
【０１９６】
また、ＴＦＴ基板を作製する処理室と発光素子の作製する処理室とが物理的に離れており、基板を移動させなければならない場合にも、ＴＦＴ基板をＴＦＴの特性を劣化させたり、静電破壊させたりすることなく移動することができ、さらに、本発明の構造を適用すれば、ＴＦＴが発光素子の材料となるアルカリ金属により汚染されることや、発光素子が水分やガスにより劣化する問題を防ぐことができ、良好な発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発光装置の作製方法の実施形態を示す図。
【図２】 従来の発光装置の例を示す図。
【図３】 発光装置の作製工程を示す図。
【図４】 発光装置の作製工程を示す図。
【図５】 発光装置の作製工程を示す図。
【図６】 発光装置の作製工程を示す図。
【図７】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図８】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図９】 発光装置の封止構造を示す図。
【図１０】 発光装置の画素部の構造を示す図。
【図１１】 電気器具の一例を示す図。
【図１２】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図１３】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図１４】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１５】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１６】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１７】 発光装置の作製工程の実施例を示す図。
【図１８】 発光装置の作製工程を示す図。
【図１９】 本発明の生産プロセスのイメージを示す図。
【図２０】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図２１】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図２２】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【図２３】 発光装置の作製工程の実施の一例を示す図。
【符号の説明】
１００ 基板
１０１ 電流制御用ＴＦＴ
１０２ 層間絶縁膜
１０４ 配線
１０６ 陽極
１０７ バンク
１１１ 有機化合物層
１１２ 陰極
Claims (11)
- 陽極と、
前記陽極の端部を覆う有機樹脂材料からなるバンクと、
前記陽極上及び前記バンクの側面と該バンクの側面に連続する上面に設けられた有機化合物層と、
前記有機化合物層上の陰極と、を有し、
前記陽極上の前記有機化合物層の膜厚は、前記バンク上の前記有機化合物層の膜厚より厚いことを特徴とする発光装置。 - ＴＦＴと、
前記ＴＦＴ上の有機樹脂材料からなる第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上の酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜又は窒化シリコン膜を含む第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上の陽極と、
前記陽極の端部を覆う有機樹脂材料からなるバンクと、
前記陽極上及び前記バンクの側面と該バンクの側面に連続する上面に設けられた有機化合物層と、
前記有機化合物層上の陰極と、を有し、
前記陽極上の前記有機化合物層の膜厚は、前記バンク上の前記有機化合物層の膜厚より厚いことを特徴とする発光装置。 - ＴＦＴと、
前記ＴＦＴ上の、水素プラズマ処理により表面改質された有機樹脂材料からなる第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上のＤＬＣ膜からなる第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上の陽極と、
前記陽極の端部を覆う有機樹脂材料からなるバンクと、
前記陽極上及び前記バンクの側面と該バンクの側面に連続する上面に設けられた有機化合物層と、
前記有機化合物層上の陰極と、を有し、
前記陽極上の前記有機化合物層の膜厚は、前記バンク上の前記有機化合物層の膜厚より厚いことを特徴とする発光装置。 - ＴＦＴと、
前記ＴＦＴ上の有機樹脂材料からなる第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上の窒化酸化アルミニウム膜を含む第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上の陽極と、
前記陽極上の端部を覆う有機樹脂材料からなるバンクと、
前記陽極上及び前記バンクの側面と該バンクの側面に連続する上面に設けられた有機化合物層と、
前記有機化合物層上の陰極と、を有し、
前記陽極上の前記有機化合物層の膜厚は、前記バンク上の前記有機化合物層の膜厚より厚いことを特徴とする発光装置。 - 請求項１乃至４のいずれか一において、前記陽極は、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛が混合された透明導電膜であることを特徴とする発光装置。
- 請求項１乃至５のいずれか一において、前記バンクの前記陽極と接する端部上の前記有機化合物層の膜厚は、前記陽極上及び前記端部を除く前記バンク上の前記有機化合物層の 膜厚より厚いことを特徴とする発光装置。
- 請求項１乃至６のいずれか一において、前記有機化合物層は、スピン塗布法又はスプレー法により形成されることを特徴とする発光装置。
- 請求項１乃至７のいずれか一に記載の発光装置を用いたことを特徴とするデジタルカメラ。
- 請求項１乃至７のいずれか一に記載の発光装置を用いたことを特徴とする携帯電話。
- 請求項１乃至７のいずれか一に記載の発光装置を用いたことを特徴とするモバイルコンピュータ。
- 請求項１乃至７のいずれか一に記載の発光装置を用いたことを特徴とするビデオカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯型ゲーム機、電子書籍、または画像再生装置。
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