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図面 (12)

課題

被剥離層に損傷を与えない剥離方法を提供し、小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな面積を有する被剥離層を全面に渡って歩留まりよく剥離することを可能とすることを目的する。また、様々な基材に被剥離層を貼りつけ、軽量された半導体装置およびその作製方法を提供することを課題とする。

解決手段

基板上に金属層11を設け、さらに前記金属層11に接して酸化物層12を設け、さらに被剥離層13を形成し、前記金属層11をレーザー光照射することで酸化を行い、金属酸化物層16を形成させれば、物理的手段で金属酸化物層12の層内または金属酸化物層16と酸化物層12との界面において、きれいに分離することができる。

概要

背景

近年、ガラスあるいは石英基板などの絶縁性基板上に半導体薄膜を用いた半導体集積回路
やTFT等を構成する技術が注目を集めている。TFTはICや電気光学装置のような電
子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置スイッチング素子として開発が急がれて
いる。

このような画像表示装置の応用にはデジタルビデオカメラ液晶テレビなど様々なものが
あるが、特に今後は携帯電話携帯ゲーム機携帯テレビあるいは携帯端末等の携帯用
子機器への応用が期待されている。これら携帯用電子機器としてユーザーから求められる
特性として、軽いこと、例えば落としても割れない夫なことなどの点が挙げられる。

しかし、これまでの画像表示装置に使用される基板は、前述の通りガラスあるいは石英
板など無機系材料からなる基板であり、無機系材料特有の割れる、重いという欠点が存在
している。この欠点を克服するためにフレキシブルプラスチックフィルムなどに代表さ
れる可塑性を有する基材上にTFTを形成することが試みられている。

しかし、プラスチックフィルムなどは、ガラスあるいは石英基板などと比較するとその耐
熱性が低く、TFT作製時のプロセス温度に制限が生じてしまう。その結果、ガラスある
いは石英基板上に形成されるTFTと比べて良好な特性を持つTFTを、直接プラスチッ
フィルム上に作製することが困難であった。このため、プラスチックフィルムを用いた
高性能な画像表示装置や発光装置は実現されていない。

最近では、基板上に分離層を介して存在する被剥離層を前記基板から剥離する剥離方法
既に提案されている。例えば、特開平10−125929号公報、特開平10−1259
31号公報に記載された技術は、非晶質シリコン(またはポリシリコン)からなる分離層
を設け、基板を通過させてレーザー光照射して非晶質シリコンに含まれる水素を放出さ
せることにより、空隙を生じさせて基板を分離させるというものである。加えて、特開平
10−125930号公報には、この技術を用いて被剥離層(公報では被転写層と呼んで
いる)をプラスチックフィルムに貼りつけて液晶表示装置を完成させるという記載もある

しかし、上記方法では分離層として非晶質シリコンあるいはポリシリコンを使用している
ため、その膜厚および使用するレーザー光の波長によって、照射したレーザー光が分離層
を透過し被剥離層に損傷を与える問題が考えられる。また上記方法では、分離層上に素子
を作製した場合、素子作製プロセスにおいて高温熱処理等を行えば、分離層に含まれる
水素が拡散して低減してしまい、レーザー光を分離層に照射しても剥離が十分に行われな
い恐れがある。従って、分離層に含まれる水素量を維持するため、分離層形成後のプロセ
スが制限されてしまう問題がある。さらに、上記方法では大きな面積を有する被剥離層を
剥離するのは困難である。上記公報には、被剥離層への損傷を防ぐため、遮光層または反
射層を設ける記載もあるが、その場合、透過型液晶表示装置を作製することが困難である

概要

被剥離層に損傷を与えない剥離方法を提供し、小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな面積を有する被剥離層を全面に渡って歩留まりよく剥離することを可能とすることを目的する。また、様々な基材に被剥離層を貼りつけ、軽量された半導体装置およびその作製方法を提供することを課題とする。基板上に金属層11を設け、さらに前記金属層11に接して酸化物層12を設け、さらに被剥離層13を形成し、前記金属層11をレーザー光で照射することで酸化を行い、金属酸化物層16を形成させれば、物理的手段で金属酸化物層12の層内または金属酸化物層16と酸化物層12との界面において、きれいに分離することができる。

目的

本発明は様々な基材に被剥離層を貼り付け、軽量化された半導体装置およびその作
製方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

フレキシブルフィルムと、前記フレキシブルなフィルム上の接着材と、前記接着材上の金属酸化物層と、前記金属酸化物層上の酸化物層と前記酸化物層上のトランジスタと、を有する電子機器

技術分野

0001

本発明は、被剥離層剥離方法、特に様々な素子を含む被剥離層の剥離方法に関する。加
えて、本発明は、剥離した被剥離層を基材に貼りつけて転写させた半導体集積回路あるい
薄膜トランジスタ(以下、TFTという)を有する半導体装置、およびその作製方法
関する。例えば、液晶モジュールに代表される電気光学装置ELモジュールに代表され
発光装置、およびその様な装置を部品として搭載した電子機器に関する。

0002

なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、電気光学装置、発光装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置であ
る。

背景技術

0003

近年、ガラスあるいは石英基板などの絶縁性基板上に半導体薄膜を用いた半導体集積回路
やTFT等を構成する技術が注目を集めている。TFTはICや電気光学装置のような電
子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置スイッチング素子として開発が急がれて
いる。

0004

このような画像表示装置の応用にはデジタルビデオカメラ液晶テレビなど様々なものが
あるが、特に今後は携帯電話携帯ゲーム機携帯テレビあるいは携帯端末等の携帯用
子機器への応用が期待されている。これら携帯用電子機器としてユーザーから求められる
特性として、軽いこと、例えば落としても割れない夫なことなどの点が挙げられる。

0005

しかし、これまでの画像表示装置に使用される基板は、前述の通りガラスあるいは石英
板など無機系材料からなる基板であり、無機系材料特有の割れる、重いという欠点が存在
している。この欠点を克服するためにフレキシブルプラスチックフィルムなどに代表さ
れる可塑性を有する基材上にTFTを形成することが試みられている。

0006

しかし、プラスチックフィルムなどは、ガラスあるいは石英基板などと比較するとその耐
熱性が低く、TFT作製時のプロセス温度に制限が生じてしまう。その結果、ガラスある
いは石英基板上に形成されるTFTと比べて良好な特性を持つTFTを、直接プラスチッ
フィルム上に作製することが困難であった。このため、プラスチックフィルムを用いた
高性能な画像表示装置や発光装置は実現されていない。

0007

最近では、基板上に分離層を介して存在する被剥離層を前記基板から剥離する剥離方法が
既に提案されている。例えば、特開平10−125929号公報、特開平10−1259
31号公報に記載された技術は、非晶質シリコン(またはポリシリコン)からなる分離層
を設け、基板を通過させてレーザー光照射して非晶質シリコンに含まれる水素を放出さ
せることにより、空隙を生じさせて基板を分離させるというものである。加えて、特開平
10−125930号公報には、この技術を用いて被剥離層(公報では被転写層と呼んで
いる)をプラスチックフィルムに貼りつけて液晶表示装置を完成させるという記載もある

0008

しかし、上記方法では分離層として非晶質シリコンあるいはポリシリコンを使用している
ため、その膜厚および使用するレーザー光の波長によって、照射したレーザー光が分離層
を透過し被剥離層に損傷を与える問題が考えられる。また上記方法では、分離層上に素子
を作製した場合、素子作製プロセスにおいて高温熱処理等を行えば、分離層に含まれる
水素が拡散して低減してしまい、レーザー光を分離層に照射しても剥離が十分に行われな
い恐れがある。従って、分離層に含まれる水素量を維持するため、分離層形成後のプロセ
スが制限されてしまう問題がある。さらに、上記方法では大きな面積を有する被剥離層を
剥離するのは困難である。上記公報には、被剥離層への損傷を防ぐため、遮光層または反
射層を設ける記載もあるが、その場合、透過型液晶表示装置を作製することが困難である

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、被剥離層に損傷を与えることなく剥離
を可能にする方法を提供し、小さな面積の被剥離層だけでなく、大きな面積を有する被剥
離層を全面に渡って剥離することを可能にすることを課題としている。

0010

また、本発明は様々な基材に被剥離層を貼り付け、軽量化された半導体装置およびその作
製方法を提供することを課題とする。特にフレキシブルなフィルムにTFTを代表とする
様々な素子(薄膜ダイオードシリコンPIN接合からなる光電変換素子やシリコン抵
抗素子)を貼り付け、軽量化された半導体装置およびその作製方法を提供することを課題
とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明者らは、数多くの実験、検討を重ねているうちに、基板上に設けられた金属層に接
して酸化物層を設け、さらに酸化物層上にTFTを代表とする様々な素子を設けたのち、
前記金属層を酸化させることによって、形成された金属酸化物層内または界面(金属酸化
物層と酸化物層との界面)において物理的手法、代表的には機械的な力を加えること(例
えば人間の手で引き剥がすこと)で、きれいに分離し、基板上からTFTなどの素子を剥
離する方法を見いだした。

0012

ある物質性質(物性)はそれを構成する原子分子配列状態で大きく異なる。例えば
結晶状態のものと非結晶状態のものとでは、光学的な特性で言えば分光特性透過率、反
射率、吸収係数等)、屈折率などが異なり、また電気的な特性で言えば電気伝導度などが
異なり、さらにその他の特性で言えば、強度、硬度密度表面エネルギーなどが異なる
。また、同じ結晶状態の中でも結晶格子面方位(あるいは配向性)が異なれば前記各特
性はそれぞれの方位によって大きく異なることが知られている。さらに、異種の結晶の集
合体で形成された薄膜多結晶体ではそれらの各結晶の物性の要因総合によって、マクロ
で見た物性が決まる一方、ミクロで見た物性はマクロで見た物性とは異なる。また、一つ
結晶体と他の結晶体の境界部の特性もマクロで見た特性とも各結晶体との特性とも異な
ることが当然である。

0013

一例を挙げると、珪素を用いた半導体素子では、非結晶状態のものと多結晶状態のものと
、さらに単結晶状態のものとではそれぞれの光学特性電気特性等が異なることは周知の
ことである。

0014

本発明で、基板上に金属層を設け、この金属層上に酸化物層を形成し、さらに酸化物層上
に様々な素子を形成終了したのちに前記金属層を酸化させた場合、金属層と酸化物層との
界面で形成される金属酸化物が、ミクロで見た場合、部分的に異なった特性を持つ結晶の
集合体で構成され、それら各結晶間の状態が凝集力の強い部分と弱い部分とを併せもって
形成され、または結合力が強い部分と弱い部分とを併せもって形成されることが容易に予
想され、物理的な力によって剥離あるいは分離が生じる場合があり得ると予想できる。

0015

本発明では、金属層を酸化させるまでは、金属層と酸化物層との界面は一定範囲内のエネ
ルギー状態、言い換えれば結合状態で相互に存在しうるため、分離を行うまでの間に膜剥
がれ(ピーリング)が生じること無くTFTなど素子作製工程を無事終了させることが可
能である。

0016

本明細書で開示する剥離方法に関する発明の構成は、被剥離層を基板から剥離する方法で
あって、前記基板上に金属層と、該金属層に接する酸化物層と、被剥離層を形成する工程
と、前記金属層を酸化させて酸化金属層を形成する工程と、前記酸化物層と前記被剥離層
とに支持体接着した後、前記支持体に接着された被剥離層を前記金属層が設けられた基
板から物理的手法により前記酸化された金属酸化物層内または金属酸化物層と酸化物層と
の界面において剥離する工程と、を有することを特徴とする剥離方法である。

0017

上記構成において、前記金属層はTi、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Fe、Ni、Co
、Zr、Znから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物
材料からなる単層、またはこれらの積層であることを特徴としている。

0018

また、上記構成において、前記金属層に接する酸化物層はスパッタ法により形成された酸
珪素膜であることを特徴としている。

0019

また、前記被剥離層は、薄膜トランジスタ、シリコンのPIN接合からなる光電変換素子
有機発光素子液晶を有する素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、またはシリコン抵
抗素子を含むことを特徴としている。ただし、これら素子の最下層で酸化物層と接する層
に、酸化珪素膜酸化窒化珪素膜窒化珪素膜、さらにこれらの積層が含まれていても良
い。

0020

また、上記構成において前記金属膜を酸化させる工程は、レーザー光照射、熱処理、また
はレーザー光照射と熱処理との複合処理によっておこなわれることを特徴としている。ま
た、上記構成において、前記レーザー光は、連続発振固体レーザー、またはパルス発振
の固体レーザーから発振されたレーザー光である。代表的には、前記連続発振の固体レー
ザー、またはパルス発振の固体レーザーとしては、YAGレーザー、YVO4レーザー
YLFレーザー、YAlO3レーザー、ガラスレーザールビーレーザー、アレキサン
ライドレーザー、Ti:サファイアレーザーから選ばれた一種または複数種がある。また
、他の連続発振のレーザーまたはパルス発振のレーザーとしては、エキシマレーザー、A
rレーザー、Krレーザーから選ばれた一種または複数種がある。

0021

また、前記レーザー光の照射方向は基板側から金属層に照射しても、被剥離層側から金属
層に照射しても、両方から照射しても良い。

0022

また、前記レーザー光のビーム形状は真円状でも三角形状、四角形状、多角形状、楕円形
状でも直線状でも良く、そのサイズもミクロンからミリ、メートルサイズとどのようなも
のでも良い(点状でも面状でも良い)。さらに、上記酸化工程において、レーザー光の照
射領域は直前に照射された領域と重なり(オーバーラップという)を持っても良いし、オ
バーラップしなくても良い。さらに、前記レーザー光の波長は10nm〜1mm、より
好ましくは100nm〜10μmのものを用いるのが良い。

0023

レーザー光等の光を照射した際に生じる現象は、金属層が光のエネルギーを吸収すること
発熱し、その発生した熱エネルギーが酸化物層との界面にて金属酸化物層の形成に寄与
すると考えられる。従来技術で紹介した手法(例えば特開平10−125929号公報、
特開平10−125930号公報、特開平10−125931号公報)では、非晶質シリ
コン膜である分離層上に被剥離層である素子を形成した場合、素子作製プロセスで、40
0℃〜600℃程度(半導体シリコン膜の結晶化、水素化に必要とされる温度)の高温処
理を行えば、分離層に含まれる水素が拡散して低減してしまい、後の剥離を行おうとして
レーザー光を分離層に照射処理した場合、充分な剥離が行われない可能性がある。しかし
、本発明のレーザー光照射による金属層の酸化処理を行うことで剥離可能とする手法では
、それらの心配は全くないため、剥離層形成時の熱的プロセスを制限させることは無い。

0024

また、上記構成において、金属層は基板と金属層との間に他の層、例えば絶縁層等を設け
ても良いが、プロセスを簡略化するためには、基板上に接して金属層を形成することが望
ましい。

0025

本構成において前記金属層を酸化させる工程でレーザー光などの光を用いる場合、前記被
剥離層中に金属層あるいは金属パターンなど、光に対して前記金属層と同程度の吸収を示
す物質が存在する場合には、前記光の照射方向を基板側からとすることにより、前記金属
層は少なくとも紫外光可視光赤外光の波長領域の光に対して吸収は示すが透過率が低
いため、前記被剥離層には直接光が照射されること無く損傷を防ぐことが可能となる。

0026

また、本構成での前記金属層を酸化させる工程で熱処理を用いる場合は、その熱処理方法
に限定は無いが、特にRTA(ラピッドサーマルアニール)法を使用すれば、短時間
で処理が行え、量産を考えた場合の処理枚数増加にも対応がし易くなる。

0027

また、前記金属層が酸化される領域は、基板側に接して金属層を形成した場合は、金属層
と金属層上に形成された酸化物層との界面となるが、基板と金属層との間に何らかの層が
形成されている場合には、さらに基板と、基板と金属層との間に形成された何らかの層と
の界面が考えられる。後者の、金属酸化物層が金属層の上下2つの界面に形成されること
が予想される場合において、被剥離層を基板から剥離する際に、金属層と前記らかの層と
の間に形成された金属酸化物層内あるいはその界面で剥離が生じた時は、その後再度、金
属層を被剥離層から剥離を行えばよい。

0028

本発明の他の作製方法に関する構成は、基板上に絶縁物層と、該絶縁物層に接する金属層
と、該金属層に接する酸化物層と、該酸化物層の上方に半導体素子を含む被剥離層を形成
する工程と、前記金属層を酸化させることにより、前記絶縁層との間、または前記酸化物
層との間、または前記絶縁層との間および前記酸化物層との間の両方に金属酸化物層を形
成する工程と、前記被剥離層と支持体とを接着した後、前記支持体に接着された前記被剥
離層を基板から物理的手法により前記絶縁層と接した金属酸化物層内または前記絶縁層と
接した前記金属酸化物層と前記絶縁層との界面、または前記絶縁層と接した前記金属酸化
物層と前記金属層との界面、または前記酸化物層と接した前記金属酸化物層内、または前
記酸化物層と接した前記金属酸化物層と前記酸化物層との界面、または前記酸化物層と接
した前記金属酸化物層と前記金属層との界面において剥離する工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法である。

0029

上記作製方法に関する各構成において、前記基板はガラス基板または石英基板であり、前
記支持体はプラスチック基板、またはプラスチック基材であることを特徴としている。な
お、本明細書中、物理的手法とは、化学的にではなく、物理的に認識される手法であり、
具体的には力学の法則還元できる過程を有する力学的手法または機械的手法を指し、何
らかの力学的エネルギー機械的エネルギー)を変化させる手法を指している。但し、上
記構成において、物理的手法により被剥離層を剥離する際、支持体との結合力より、酸化
物層と金属層との結合力が小さくなるようにすることが必要である。

0030

また、上記本発明において、基板は透光性を有することが望ましいが、透光性が無い場合
でも、被剥離層側から光照射を行うことが可能であれば問題ない。また、基板側から光照
射を行う場合は、前記金属層が吸収を示す領域の光を透過させる基板であればどんな基板
であっても良い。

0031

なお、本明細書中において記述されている基材とは、被剥離層を例えば接着剤を用いて貼
り付け固定され、転写されるものであり、該基材の種類は特に限定されず、プラスチック
、ガラス、金属、セラミックス等、いかなる組成のものでもよい。また、本明細書中にお
いて、支持体とは、物理的手段により剥離する際に被剥離層と接着するためのものであり
、特に限定されず、プラスチック、ガラス、金属、セラミックス等、いかなる組成のもの
でもよい。

0032

また、基材の形状および支持体の形状も特に限定されず、平面を有するもの、曲面を有す
るもの、可曲性を有するもの、フィルム状のものであってもよい。また、半導体装置の軽
量化を最優先するのであれば、基材としてはフィルム状のプラスチック基板、例えば、ポ
エチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレン
ナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ナイロンポリエーテルエーテル
ケトン(PEEK)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリ
リレート(PAR)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリイミドなどのプラス
チック基板が好ましい。

0033

上記半導体装置の作製方法に関する上記構成において、液晶表示装置を作製する場合は、
支持体を対向基板とし、シール材接着材として用いて支持体を被剥離層に接着しても良
いし、あるいは液晶素子を駆動するTFTまで作製した後、基材に転写を行い、続いて液
晶素子作製工程に移っても良い。前者の場合、前記剥離層に設けられた素子は画素電極
有しており、該画素電極と、前記対向基板との間には液晶材料充填されるようにする。

0034

また、上記半導体装置の作製方法に関する上記構成において、EL素子を有する発光装置
に代表される発光装置を作製する場合は、支持体を封止材として用い、外部から水分や酸
素といった有機化合物層劣化を促す物質が侵入することを防ぐように発光素子を外部か
ら完全に遮断することが好ましい。また、軽量化を最優先するのであれば、フィルム状の
プラスチック基板が好ましいが、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す
物質が侵入することを防ぐ効果は弱いため、例えば、支持体上に第1の絶縁膜と第2の絶
縁膜と第3の絶縁膜とを設けて、十分に外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化
を促す物質が侵入することを防ぐ構成とすればよい。

0035

また、上記半導体装置の作製方法に関する上記構成において、EL素子を有する発光装置
に代表される発光装置を作製する別の場合として、発光装置を駆動するTFTまで作製し
た後、基材に転写を行い、続いて発光装置作製工程に移っても良い。

0036

また、上記半導体装置の作製方法によって得られる本発明の構成は、
絶縁表面を有する基板上の接着剤に接するように金属酸化物層を備え、該金属酸化物層の
上方に素子を備えたことを特徴とする半導体装置である。

0037

また、上記構成において、前記素子は、薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する
素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのPIN接合からなる光電変換素子、ま
たはシリコン抵抗素子であることを特徴としている。

0038

また、上記構成において、前記基板は、平面または曲面を有するプラスチック基板である
ことを特徴としている。

0039

また、上記構成において、前記金属酸化物層はレーザー光照射、熱処理、またはレーザー
光照射と熱処理との複合処理によって形成されたものであることを特徴としている。

0040

なお、この金属酸化物層は、剥離工程の際に形成されたものである。

発明の効果

0041

本発明は、金属層に対してレーザー光照射、熱処理、またはレーザー光照射と熱処理との
複合処理を行うことで酸化処理を行い、結果として金属酸化物層を形成し、被剥離層を物
理的手段によって容易に基板から剥離することが出来るようにするもので、酸化工程にお
いてレーザー照射する際に、半導体層に損傷を与えたくない場合には基板側から金属層に
レーザー照射するため直接半導体層に損傷を与えることが無い。

0042

また、本発明は、小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな面積を有する被
剥離層を全面に渡って歩留まりよく剥離することが可能である。

0043

加えて、本発明は、物理的手法で容易に剥離、例えば人間の手で引き剥がすことが可能で
あるため、量産に適したプロセスと言える。また、量産する際に被剥離層を引き剥がすた
めの製造装置を作製した場合、大型の製造装置も安価に作製することができる。

図面の簡単な説明

0044

は、実施の形態を示す図である。
は、金属層の光学特性を示す図である。
は、アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図である。(実施例1)
は、アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図である。(実施例1)
は、アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図である。(実施例1)
は、アクティブマトリクスを基板から剥離する図である。(実施例1)
は、金属層の酸化処理を行う際の光照射領域を示す図である。(実施例1)
は、液晶表示装置の断面図を示す図である。(実施例2)
は、発光装置の上面図または断面図を示す図である。(実施例3)
は、電子機器の一例を示す図である。(実施例4)
は、電子機器の一例を示す図である。(実施例4)

0045

(実施の形態)
本発明の実施形態について、以下に説明する。図1(A)中、10は基板、11は金属層
、12は酸化物層、13は被剥離層である。

0046

図1(A)において、基板10は前記金属層11に吸収される波長領域の光に対して透過
性を示すものであれば何でも良い。

0047

まず、図1(A)に示すように基板10上に金属層11を形成する。金属層11として代
表的な例はW、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Znから選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの
積層を用いることが出来、その膜厚は10nm〜200nm、好ましくは50nm〜75
nmとする。

0048

また、スパッタ法では基板を固定することがあるため、基板の周縁付近の膜厚が不均一
になりやすい。そのため、ドライエッチングによって周縁部の金属層のみを除去すること
が好ましいが、その際、基板もエッチングされないように、基板10と金属層11との間
酸化窒化シリコン膜からなる絶縁膜を100nm程度形成してもよい。

0049

次いで、金属層11上に酸化物層12を形成する。酸化物層12として、スパッタ法によ
り、酸化シリコン、または窒化酸化シリコンを金属層と同等以上の膜厚を形成すればよい
。例えば10nm〜600nm、望ましくは150〜200nm程度がよい。

0050

次いで、酸化物層12上に被剥離層13を形成する。この被剥離層13はTFTを代表と
する様々な素子(薄膜ダイオード、シリコンのPIN接合からなる光電変換素子やシリコ
抵抗素子感圧式指紋センサなどのセンサ素子等の半導体装置)を含む層とすれば良い

0051

次いで、被剥離層13を固定する支持体となる第2の基板15を第1の接着材14で貼り
付ける。(図1(B))なお、第2の基板15は第1の基板10よりも剛性が高いものの
方が望ましい。また、第1の接着材としては一般的な接着材、両面テープ、またはそれら
組合せを用いればよい。

0052

次いで、金属層11の酸化処理を行う。具体的には、レーザー光等の光の照射、あるいは
熱処理、またはそれらの複合処理を行うことによって金属層11が酸化される。図1(C
)では、光照射による酸化工程を示している。前記金属層11の酸化処理によって、金属
酸化物層16が形成される。(図1(D))

0053

次いで、金属層11が設けられている基板10を物理的手段により引き剥がす。(図1
E))ここでは、被剥離層13の機械的強度が弱く、剥離時に被剥離層13が破壊されて
しまう場合を仮定して示しているが、被剥離層13の機械的強度が充分に強く、剥離時に
被剥離層13が破壊されない場合は、第1の接着材14と第2の基板15(支持体)は剥
離時に不必要となり、省略可能である。図1(F)は被剥離層13が剥離された後の状態
を示す。

0054

図1(G)は被剥離層13を転写するための基材である第3の基板18を第2の接着材1
7で貼り付けた状態を示す。第3の基板18の種類は特に限定されず、プラスチック、ガ
ラス、金属、セラミックス等、いかなる組成のものでもよい。また、形状も特に限定され
ず、平面を有するもの、曲面を有するもの、可曲性を有するもの、フィルム状のものであ
ってもよい。次いで、第1の接着材14を除去または剥離することによって第2の基板1
5を剥がす。(図1(H))

0055

次いで、EL層21を形成し、EL層21を封止材となる第4の基板19を第3の接着材
20で封止する。(図1(I))なお、第3の接着材20が有機化合物層の劣化を促す物
質(水分や酸素)を十分ブロッキングできる材料であれば特に第4の基板19は必要では
ない。ここでは、EL素子を用いた発光装置を作製する例を示したが、EL素子に限定さ
れず、様々な半導体装置を完成させることができる。

0056

液晶表示装置を作製する場合は、支持体を対向基板とし、シール材を接着材として用いて
支持体を被剥離層に接着すればよい。この場合、被剥離層に設けられた素子は画素電極を
有しており、該画素電極と、前記対向基板との間には液晶材料が充填されるようにする。
また、液晶表示装置を作製する順序は、特に限定されず、支持体としての対向基板を貼り
つけ、液晶を注入した後に基板を剥離して転写体(転写するための基材)としてのプラス
チック基板を貼りつけてもよいし、画素電極を形成した後、基板を剥離し、第1の転写体
としてのプラスチック基板を貼り付けた後、第2の転写体としての対向基板を貼りつけて
もよい。

0057

また、同様に発光装置を作製する順序も特に限定されず、発光素子を形成した後、支持体
としてのプラスチック基板を貼りつけ、基板を剥離し、基材としてのプラスチック基板を
貼りつけてもよいし、発光素子を形成した後、基板を剥離して、第1の転写体としてのプ
ラスチック基板を貼り付けた後、第2の転写体としてのプラスチック基板を貼りつけても
よい。

0058

図2に、本発明による金属層(タングステン膜50nm)および酸化物層(スパッタ法に
よる酸化珪素膜200nm)を形成した段階での光学特性の例を示す。尚、この光学特性
は、基板としてガラスを用い、このガラス基板側から入射した光の反射率、透過率を測定
したものである。また、吸収率は透過率と反射率とをたしたものの1からの差としている

0059

図2(B)から分かるように測定された範囲の波長領域での透過率は6%にも満たない一
方、吸収は少なくとも40%程度を越えている(図2(C))。このため基板側から金属
層にレーザー光を照射しても、この金属層で光エネルギーを吸収し、透過させないことか
ら、被剥離層に損傷を与えることは無い。

0060

本発明の実施例を図3図7を用いて説明する。ここでは、同一基板上に画素部と、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
時に作製する方法について詳細に説明する。なお、ここでは反射型の液晶表示装置を作製
するためのアクティブマトリクス基板を作製する例を示すが、特に限定されず、適宜、T
FTの配置や画素電極の材料を変更すれば、透過型の液晶表示装置を作製することも、有
機化合物を含む発光層を有する発光装置も作製することもできることは言うまでもないこ
とである。基板100としては、ガラス基板(AN100)を用いた。まず、基板上には
PCVD法により酸化窒化シリコン層101を100nmの膜厚で成膜した。

0061

次いで、スパッタ法により金属層としてタングステン層102を50nmの膜厚で成膜し
大気解放せず連続的にスパッタ法により酸化物層103aとして酸化シリコン層を20
0nmの膜厚で成膜した。酸化シリコン層の成膜条件は、RF方式スパッタ装置を用い
酸化シリコンターゲット(直径30.5cm)を用い、基板を加熱するために加熱した
アルゴンガスを流量30sccmとして流し、基板温度300℃、成膜圧力0.4Pa、
成膜電力3kW、アルゴン流量/酸素流量=10sccm/30sccmとした。

0062

次いで、基板周縁部または端面のタングステン層をドライエッチングによってを除去する

0063

次いでプラズマCVD法成膜温度300℃、原料ガスSiH4、N2Oから作製される
酸化窒化シリコン膜103b(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)
を100nmの厚さに積層形成し、さらに大気解放せず連続的にプラズマCVD法で成膜
温度300℃、成膜ガスSiH4で非晶質構造を有する半導体層(ここでは非晶質シリコ
ン層)を54nmの厚さで形成した。

0064

次いで、重量換算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液スピナーで塗布す
る。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。次い
で、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜(ここではポリシリコン層
を形成する。ここでは脱水素化のための熱処理(500℃、1時間)の後、結晶化のため
の熱処理(550℃、4時間)を行って結晶構造を有するシリコン膜を得る。なお、ここ
ではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた結晶化技術を用いたが
、他の公知の結晶化技術、例えば固相成長法レーザー結晶化法を用いてもよい。

0065

次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面酸化膜を希フッ酸等で除去した後、結晶化率
を高め、結晶粒内に残される欠陥補修するためのレーザー光(XeCl:波長308n
m)の照射を大気中、または酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長400nm以下の
エキシマレーザー光や、YAGレーザーの第2高調波、第3高調波を用いる。ここでは、
繰り返し周波数10〜1000Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光を光
学系にて100〜500mJ/cm2に集光し、90〜95%のオーバーラップ率をもっ
て照射し、シリコン膜表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数30Hz、エ
ネルギー密度470mJ/cm2でレーザー光の照射を大気中で行なった。なお、大気中
、または酸素雰囲気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜が形成される。
なお、ここではパルスレーザーを用いた例を示したが、連続発振のレーザーを用いてもよ
く、非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固
体レーザーを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波を適用するのが好ましい。代表的に
は、Nd:YVO4レーザー(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3
高調波(355nm)を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力1
0Wの連続発振のYVO4レーザから射出されたレーザー光を非線形光学素子により高調
波に変換する。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射
出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状の
レーザー光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は0.01〜1
00MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そして、
10〜2000cm/s程度の速度でレーザー光に対して相対的に被剥離層を含む半導体
膜を移動させて照射すればよい。なお、このレーザー光を照射する際は、基板側ではなく
、シリコン膜面側から照射する。

0066

次いで、上記レーザー光の照射により形成された酸化膜に加え、オゾン水で表面を120
秒処理して合計1〜5nmの酸化膜からなるバリア層を形成する。本実施例ではオゾン水
を用いてバリア層を形成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体
膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸
化する方法やプラズマCVD法やスパッタ法や蒸着法などで1〜10nm程度の酸化膜を
堆積してバリア層を形成してもよい。また、バリア層を形成する前にレーザー光の照射に
より形成された酸化膜を除去してもよい。

0067

次いで、バリア層上にスパッタ法にてゲッタリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶
質シリコン膜を10nm〜400nm、ここでは膜厚100nmで成膜する。本実施例で
は、アルゴン元素を含む非晶質シリコン膜は、シリコンターゲットを用いてアルゴンを含
雰囲気下で形成する。プラズマCVD法を用いてアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜
を形成する場合、成膜条件は、モノシランとアルゴンの流量比(SiH4:Ar)を1:
99とし、成膜圧力を6.665Pa(0.05Torr)とし、RFパワー密度を0.
087W/cm2とし、成膜温度を350℃とする。その後、650℃に加熱された炉に
入れて3分の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構造を有する半導体膜中のニッケル濃
度を低減する。炉に代えてランプアニール装置を用いてもよい。

0068

次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン元
素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去す
る。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向がある
ため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。

0069

次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜(ポリシリコン膜とも呼ばれる)の表面に
オゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状にエ
チング処理して島状に分離された半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
トからなるマスクを除去する。

0070

以上の工程で基板100上に金属層102、酸化物層103a、下地絶縁膜103bを形
成し、結晶構造を有する半導体膜を得た後、所望の形状にエッチング処理して島状に分離
された半導体層104〜108を形成することができる。

0071

次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄
した後、ゲート絶縁膜109となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。本実施例では
、プラズマCVD法により115nmの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%
、O=59%、N=7%、H=2%)で形成する。

0072

次いで、図3(A)に示すように、ゲート絶縁膜109上に膜厚20〜100nmの第1
導電膜110aと、膜厚100〜400nmの第2の導電膜110bとを積層形成する
。本実施例では、ゲート絶縁膜109上に膜厚50nmの窒化タンタル膜、膜厚370n
mのタングステン膜を順次積層する。

0073

第1の導電膜及び第2の導電膜を形成する導電性材料としてはTa、W、Ti、Mo、A
l、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料
で形成する。また、第1の導電膜及び第2の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピン
グした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、AgPdCu合金を用いてもよい。ま
た、2層構造に限定されず、例えば、膜厚50nmのタングステン膜、膜厚500nmの
アルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積
層した3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、第1の導電膜のタングステン
に代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとシリコンの
合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタン合金膜(Al−Ti)を用いても
よいし、第3の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造
であってもよい。

0074

次に、図3(B)に示すように光露光工程によりレジストからなるマスク112〜117
を形成し、ゲート電極及び配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。第1のエ
ッチング処理では第1及び第2のエッチング条件で行う。エッチングにはICP(Ind
uctively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマエッチング法
を用いると良い。ICPエッチング法を用い、エッチング条件(コイル型電極印加
れる電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節するこ
とによって所望のテーパー形状に膜をエッチングすることができる。なお、エッチング用
ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4などを代表とする塩素系ガス
たはCF4、SF6、NF3などを代表とするフッ素系ガス、またはO2を適宜用いるこ
とができる。

0075

本実施例では、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。なお、基板側の電極面積サイズは、
12.5cm×12.5cmであり、コイル型の電極面積サイズ(ここではコイルの設け
られた石英円板)は、直径25cmの円板である。この第1のエッチング条件によりW膜
をエッチングして第1の導電層の端部をテーパー形状とする。第1のエッチング条件での
Wに対するエッチング速度は200.39nm/min、TaNに対するエッチング速度
は80.32nm/minであり、TaNに対するWの選択比は約2.5である。また、
この第1のエッチング条件によって、Wのテーパー角は、約26°となる。この後、レジ
ストからなるマスク112〜117を除去せずに第2のエッチング条件に変え、エッチ
グ用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30/30(sccm)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
プラズマを生成して約30秒程度のエッチングを行った。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を混合した第2のエッチング条件ではW膜及びTaN膜とも同程度
にエッチングされる。第2のエッチング条件でのWに対するエッチング速度は58.97
nm/min、TaNに対するエッチング速度は66.43nm/minである。なお、
ゲート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。

0076

上記第1のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすること
により、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の端
部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は15〜45°とすればよい。

0077

こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状
の導電層119〜124(第1の導電層119a〜124aと第2の導電層119b〜1
24b)を形成する。ゲート絶縁膜となる絶縁膜109は、10〜20nm程度エッチン
グされ、第1の形状の導電層119〜124で覆われない領域が薄くなったゲート絶縁膜
118となる。

0078

次いで、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。ここでは、
エッチング用ガスにSF6とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を24/12
/24(sccm)とし、1.3Paの圧力でコイル型の電極に700W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25秒行った。基板側(試
ステージ)にも10WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己
アス電圧を印加する。第2のエッチング処理でのWに対するエッチング速度は227.
3nm/min、TaNに対するエッチング速度は32.1nm/minであり、TaN
に対するWの選択比は7.1であり、絶縁膜118であるSiONに対するエッチング速
度は33.7nm/minであり、SiONに対するWの選択比は6.83である。この
ようにエッチングガス用ガスにSF6を用いた場合、絶縁膜118との選択比が高いので
膜減りを抑えることができる。本実施例では絶縁膜118において約8nmしか膜減りが
起きない。

0079

この第2のエッチング処理によりWのテーパー角は70°となった。この第2のエッチン
グ処理により第2の導電層126b〜131bを形成する。一方、第1の導電層は、ほと
んどエッチングされず、第1の導電層126a〜131aとなる。なお、第1の導電層1
26a〜131aは、第1の導電層119a〜124aとほぼ同一サイズである。実際に
は、第1の導電層の幅は、第2のエッチング処理前に比べて約0.3μm程度、即ち線幅
全体で0.6μm程度後退する場合もあるがほとんどサイズに変化がない。

0080

また、2層構造に代えて、膜厚50nmのタングステン膜、膜厚500nmのアルミニウ
ムとシリコンの合金(Al−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層した3層
構造とした場合、第1のエッチング処理の第1のエッチング条件としては、BCl3とC
l2とO2とを原料ガスに用い、それぞれのガス流量比を65/10/5(sccm)と
し、基板側(試料ステージ)に300WのRF(13.56MHz)電力を投入し、1.
2Paの圧力でコイル型の電極に450WのRF(13.56MHz)電力を投入してプ
ラズマを生成して117秒のエッチングを行えばよく、第1のエッチング処理の第2のエ
ッチング条件としては、CF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を25/
25/10(sccm)とし、基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56M
Hz)電力を投入し、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MH
z)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えばよく、第2の
エッチング処理としてはBCl3とCl2を用い、それぞれのガス流量比を20/60(
sccm)とし、基板側(試料ステージ)には100WのRF(13.56MHz)電力
を投入し、1.2Paの圧力でコイル型の電極に600W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えばよい。

0081

次いで、レジストからなるマスクを除去した後、第1のドーピング処理を行って図3(D
)の状態を得る。ドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い
。イオンドープ法の条件はドーズ量を1.5×1014atoms/cm2とし、加速
圧を60〜100kVとして行う。n型を付与する不純物元素として、典型的にはリン(
P)または砒素(As)を用いる。この場合、第1の導電層及び第2の導電層126〜1
30がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第1の不純物領域
132〜136が形成される。第1の不純物領域132〜136には1×1016〜1×
1017/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。ここでは、第1の
不純物領域と同じ濃度範囲の領域をn−−領域とも呼ぶ。

0082

なお、本実施例ではレジストからなるマスクを除去した後、第1のドーピング処理を行っ
たが、レジストからなるマスクを除去せずに第1のドーピング処理を行ってもよい。

0083

次いで、図4(A)に示すようにレジストからなるマスク137〜139を形成し第2の
ドーピング処理を行う。マスク137は駆動回路のpチャネル型TFTを形成する半導体
層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するマスクであり、マスク138は駆動
回路のnチャネル型TFTの一つを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の
領域を保護するマスクであり、マスク139は画素部のTFTを形成する半導体層のチャ
ネル形成領域及びその周辺の領域と保持容量となる領域とを保護するマスクである。

0084

第2のドーピング処理におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を1.5×1015at
oms/cm2とし、加速電圧を60〜100kVとしてリン(P)をドーピングする。
ここでは、第2の導電層126b〜128bをマスクとして各半導体層に不純物領域が自
整合的に形成される。勿論、マスク137〜139で覆われた領域には添加されない。
こうして、第2の不純物領域140〜142と、第3の不純物領域144が形成される。
第2の不純物領域140〜142には1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲で
n型を付与する不純物元素を添加されている。ここでは、第2の不純物領域と同じ濃度範
囲の領域をn+領域とも呼ぶ。

0085

また、第3の不純物領域は第1の導電層により第2の不純物領域よりも低濃度に形成され
、1×1018〜1×1019/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加さ
れることになる。なお、第3の不純物領域は、テーパー形状である第1の導電層の部分を
通過させてドーピングを行うため、テーパ−部の端部に向かって不純物濃度が増加する濃
勾配を有している。ここでは、第3の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をn−領域とも
呼ぶ。また、マスク138、139で覆われた領域は、第2のドーピング処理で不純物元
素が添加されず、第1の不純物領域146、147となる。

0086

次いで、レジストからなるマスク137〜139を除去した後、新たにレジストからなる
マスク148〜150を形成して図4(B)に示すように第3のドーピング処理を行う。

0087

駆動回路において、上記第3のドーピング処理により、pチャネル型TFTを形成する半
導体層および保持容量を形成する半導体層にp型の導電型を付与する不純物元素が添加さ
れた第4の不純物領域151、152及び第5の不純物領域153、154を形成する。
また、第4の不純物領域151、152には1×1020〜1×1021/cm3の濃度
範囲でp型を付与する不純物元素が添加されるようにする。尚、第4の不純物領域151
、152には先の工程でリン(P)が添加された領域(n−−領域)であるが、p型を付
与する不純物元素の濃度がその1.5〜3倍添加されていて導電型はp型となっている。
ここでは、第4の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をp+領域とも呼ぶ。

0088

また、第5の不純物領域153、154は第2の導電層127aのテーパー部と重なる領
域に形成されるものであり、1×1018〜1×1020/cm3の濃度範囲でp型を付
与する不純物元素が添加されるようにする。ここでは、第5の不純物領域と同じ濃度範囲
の領域をp−領域とも呼ぶ。

0089

以上までの工程でそれぞれの半導体層にn型またはp型の導電型を有する不純物領域が形
成される。導電層126〜129はTFTのゲート電極となる。また、導電層130は画
素部において保持容量を形成する一方の電極となる。さらに、導電層131は画素部にお
いてソース配線を形成する。

0090

次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜(図示しない)を形成する。本実施例では、プラズマCV
D法により膜厚50nmの酸化シリコン膜を形成した。勿論、この絶縁膜は酸化シリコン
膜に限定されるものでなく、他のシリコン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。

0091

次いで、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工程を行う。この
活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッド・サーマル・アニール法(RTA法)、或い
はYAGレーザーまたはエキシマレーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱
処理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせた方法によって行う。

0092

また、本実施例では、上記活性化の前に絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を行
った後、絶縁膜を形成する工程としてもよい。

0093

次いで、窒化シリコン膜からなる第1の層間絶縁膜155を形成して熱処理(300〜5
50℃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。(図4(C
))この工程は第1の層間絶縁膜155に含まれる水素により半導体層のダングリング
ンドを終端する工程である。酸化シリコン膜からなる絶縁膜(図示しない)の存在に関係
なく半導体層を水素化することができる。ただし、本実施例では、第2の導電層としてア
ルミニウムを主成分とする材料を用いているので、水素化する工程において第2の導電層
が耐え得る熱処理条件とすることが重要である。水素化の他の手段として、プラズマ水
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。

0094

次いで、第1の層間絶縁膜155上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜156を
形成する。本実施例では膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形成する。次いで、ソース
線131に達するコンタクトホールと、導電層129、130に達するコンタクトホール
と、各不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチング
処理を順次行う。本実施例では第1の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第2の層
間絶縁膜をエッチングした後、絶縁膜(図示しない)をエッチングストッパーとして第1
の層間絶縁膜をエッチングしてから絶縁膜(図示しない)をエッチングした。

0095

その後、Al、Ti、Mo、Wなどを用いて配線及び画素電極を形成する。これらの電極
及び画素電極の材料は、AlまたはAgを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反
射性の優れた材料を用いることが望ましい。こうして、ソース電極またはドレイン電極
57〜162、ゲート配線164、接続配線163、画素電極165が形成される。

0096

以上の様にして、nチャネル型TFT201、pチャネル型TFT202、nチャネル型
TFT203を有する駆動回路206と、nチャネル型TFTからなる画素TFT204
、保持容量205とを有する画素部207を同一基板上に形成することができる。(図5
)本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。

0097

画素部207において、画素TFT204(nチャネル型TFT)にはチャネル形成領域
169、ゲート電極を形成する導電層129の外側に形成される第1の不純物領域(n−
−領域)147と、ソース領域またはドレイン領域として機能する第2の不純物領域(n
+領域)142、171を有している。また、保持容量205の一方の電極として機能す
る半導体層には第4の不純物領域152、第5の不純物領域154が形成されている。保
持容量205は、絶縁膜(ゲート絶縁膜と同一膜)118を誘電体として、第2の電極1
30と、半導体層152、154、170とで形成されている。

0098

また、駆動回路206において、nチャネル型TFT201(第1のnチャネル型TFT
)はチャネル形成領域166、ゲート電極を形成する導電層126の一部と絶縁膜を介し
て重なる第3の不純物領域(n−領域)144とソース領域またはドレイン領域として機
能する第2の不純物領域(n+領域)140を有している。

0099

また、駆動回路206において、pチャネル型TFT202にはチャネル形成領域167
、ゲート電極を形成する導電層127の一部と絶縁膜を介して重なる第5不純物領域(p
−領域)153とソース領域またはドレイン領域として機能する第4の不純物領域(p+
領域)151を有している。

0100

また、駆動回路206において、nチャネル型TFT203(第2のnチャネル型TFT
)にはチャネル形成領域168、ゲート電極を形成する導電層128の外側に第1の不純
物領域(n−−領域)146とソース領域またはドレイン領域として機能する第2の不純
物領域(n+領域)141を有している。

0101

これらのTFT201〜203を適宜組み合わせてシフトレジスタ回路バッファ回路
レベルシフタ回路ラッチ回路などを形成し、駆動回路206を形成すればよい。例えば
CMOS回路を形成する場合には、nチャネル型TFT201とpチャネル型TFT2
02を相補的に接続して形成すればよい。特に、駆動電圧が高いバッファ回路には、ホッ
キャリア効果による劣化を防ぐ目的から、nチャネル型TFT203の構造が適してい
る。

0102

また、信頼性が最優先とされる回路には、GOLD構造であるnチャネル型TFT201
の構造が適している。

0103

また、半導体膜表面平坦化を向上させることによって信頼性を向上させることができる
ので、GOLD構造のTFTにおいて、ゲート電極とゲート絶縁膜を介して重なる不純物
領域の面積を縮小しても十分な信頼性を得ることができる。具体的にはGOLD構造のT
FTにおいてゲート電極のテーパー部となる部分サイズを小さくしても十分な信頼性を得
ることができる。

0104

また、GOLD構造のTFTにおいてはゲート絶縁膜が薄くなると寄生容量が増加するが
、ゲート電極(第1導電層)のテーパー部となる部分サイズを小さくして寄生容量を低減
すれば、f特性(周波数特性)も向上してさらなる高速動作が可能となり、且つ、十分な
信頼性を有するTFTとなる。

0105

なお、画素部207の画素TFTにおいても、第2のレーザー光の照射によりオフ電流
低減、およびバラツキの低減が実現される。

0106

また、本実施例では反射型の表示装置を形成するためのアクティブマトリクス基板を作製
する例を示したが、画素電極を透明導電膜で形成すると、フォトマスクは1枚増えるもの
の、透過型の表示装置を形成することができる。

0107

これら表示装置を作成した後、基板側から連続光あるいはパルス状のレーザー光で金属層
102を照射し、発熱させることで酸化処理を行い、金属層102と酸化物層103aと
の間に金属酸化物層190が形成され(図6(A))、被剥離層が基板から剥離可能とな
る(図6(B))。この時照射したレーザー光はNd:YAGレーザー(基本波1064
nm)を出力40Wで使用したが、波長範囲については図2に示す様にどの領域のレーザ
ー光を使用しても構わない。また、レーザー光を照射するタイミングは、表示装置作成後
に限らず被剥離層を剥離したい段階で照射すれば良い。さらに、レーザー光のビーム形状
は、今回は線状の連続光を使用したが、これに限らず真円状、楕円形状、三角形状、四角
形状、多角形状とどれでも良く、点状、面状どのようなものでも良い。さらに、今回はレ
ーザー光照射によって金属層の酸化工程処理を行ったが、熱処理を用いた酸化処理でも構
わない。

0108

また、図6(A)の状態を得た後、酸化物層103a上に設けたTFTを含む層(被剥離
層)の機械的強度が十分であれば、基板100を引き剥がしてもよい。本実施例は、被剥
離層の機械的強度が不十分であるので、被剥離層を固定する支持体(図示しない)を貼り
つけた後、レーザー照射、剥離することが好ましい。

0109

光を用いた金属層の酸化処理を行う際は、図7に示す様に、基板900上の表示装置90
1(画素部902、ゲートドライバー部903、ソースドライバー部904、FPC端子
部905を含む)を含む領域906にレーザー光を照射すればよい。

0110

実施例1では画素電極が反射性を有する金属材料で形成された反射型の表示装置の例を示
したが、本実施例では画素電極を透光性を有する導電膜で形成した透過型の表示装置の例
図8に示す。

0111

層間絶縁膜を形成する工程までは実施例1と同じであるので、ここでは省略する。実施例
1に従って層間絶縁膜を形成した後、透光性を有する導電膜からなる画素電極601を形
成する。透光性を有する導電膜としては、ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化
インジウム酸化亜鉛合金(In2O3—ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)等を用いればよい
。その後、層間絶縁膜600にコンタクトホールを形成する。次いで、画素電極と重なる
接続電極602を形成する。この接続電極602は、コンタクトホールを通じてドレイン
領域と接続されている。また、この接続電極と同時に他のTFTのソース電極またはドレ
イン電極も形成する。

0112

また、ここでは全ての駆動回路を基板上に形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個
のICを用いてもよい。

0113

以上のようにしてアクティブマトリクス基板が形成される。このアクティブマトリクス基
板を用い、TFTを剥離した後、基材(プラスチック基板)を貼り合わせて液晶モジュ
ルを作製し、バックライト606、導光板605を設け、カバー606で覆えば、図8
その断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。なお
、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて貼り合わせる。また、プラスチッ
ク基板と対向基板を貼り合わせる際、枠で囲んで有機樹脂を枠と基板との間に充填して接
着してもよい。また、透過型であるので偏光板603は、プラスチック基板と対向基板の
両方に貼り付ける。

0114

本実施例では、プラスチック基板上に形成された有機化合物を含む発光層を有する発光素
子を備えた発光装置を作製する例を図9に示す。

0115

なお、図9(A)は、発光装置を示す上面図、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1101はソース信号線駆動回路、1102は画素部
、1103はゲート信号線駆動回路である。また、1104は封止基板、1105はシー
ル剤であり、第1のシール剤1105で囲まれた内側は、透明な第2のシール材1107
で充填されている。

0116

なお、1108はソース信号線駆動回路1101及びゲート信号線駆動回路1103に入
力される信号を伝送するための配線であり、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)1109からビデオ信号クロック信号を受け取る。なお、ここでは
FPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付け
られていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにF
PCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。

0117

次に、断面構造について図9(B)を用いて説明する。基板1110上には駆動回路及び
画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース信号線駆動回路1101と
画素部1102が示されている。なお、実施の形態または実施例1に説明した剥離法を用
いることによって、基板1110が接着層1100で下地膜と貼り合せてある。

0118

なお、ソース信号線駆動回路1101はnチャネル型TFT1123とpチャネル型TF
T1124とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路を形成するTF
Tは、公知のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また
、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその
必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。

0119

また、画素部1102はスイッチング用TFT1111と、電流制御用TFT1112と
そのドレインに電気的に接続された第1の電極(陽極)1113を含む複数の画素により
形成される。なお、ここでは一つの画素に2つのTFTを用いた例を示したが、3つ、ま
たはそれ以上のTFTを適宜、用いてもよい。

0120

ここでは第1の電極1113がTFTのドレインと直接接している構成となっているため
、第1の電極1113の最下層としてシリコンからなるドレインとオーミックコンタクト
のとれる材料層を用い、有機化合物を含む層と接する表面に仕事関数の大きい材料層を用
いることが望ましい。例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタ
ン膜との3層構造とすると、配線としての抵抗も低く、且つ、良好なオーミックコンタク
トがとれ、且つ、陽極として機能させることができる。また、第1の電極1113は、窒
化チタン膜の単層としてもよいし、2層以上の積層を用いてもよい。

0121

また、第1の電極(陽極)1113の両端には絶縁物バンク隔壁障壁土手などと
呼ばれる)1114が形成される。絶縁物1114は有機樹脂膜もしくは珪素を含む絶縁
膜で形成すれば良い。ここでは、絶縁物1114として、ポジ型感光性アクリル樹脂膜
を用いて図9に示す形状の絶縁物を形成する。

0122

カバレッジを良好なものとするため、絶縁物1114の上端部または下端部に曲率を有す
る曲面が形成されるようにすることが好ましい。例えば、絶縁物1114の材料としてポ
ジ型の感光アクリルを用いた場合、絶縁物1114の上端部のみに曲率半径(0.2μ
m〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物1114として、感
光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャント
溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

0123

また、絶縁物1114を窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、または窒化珪素
膜からなる保護膜で覆ってもよい。この保護膜はスパッタ法(DC方式やRF方式)によ
り得られる窒化珪素または窒化酸化珪素を主成分とする絶縁膜、または炭素を主成分とす
る薄膜でもよい。シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で形成すれば
、窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲットを用いてもよい。また、保護膜
は、リモートプラズマを用いた成膜装置を用いて形成してもよい。また、保護膜に発光
通過させるため、保護膜の膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。

0124

また、第1の電極(陽極)1113上には、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインク
ェット法によって有機化合物を含む層1115を選択的に形成する。さらに、有機化合物
を含む層1115上には第2の電極(陰極)1116が形成される。これにより、第1の
電極(陽極)1113、有機化合物を含む層1115、及び第2の電極(陰極)1116
からなる発光素子1118が形成される。ここでは発光素子1118は白色発光とする例
であるので着色層1131と遮光層(BM)1132からなるカラーフィルター(簡略化
のため、ここではオーバーコート層は図示しない)が設けている。

0125

また、R、G、Bの発光が得られる有機化合物を含む層をそれぞれ選択的に形成すれば、
カラーフィルターを用いなくともフルカラーの表示を得ることができる。

0126

また、発光素子1118を封止するために第1シール材1105、第2シール材1107
により封止基板1104を貼り合わせる。なお、第1シール材1105、第2シール材1
107としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第1シール材1105、第
2シール材1107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。

0127

また、本実施例では封止基板1104を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、
FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(
ポリビニルフロライド)、マイラーポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチッ
ク基板を用いることができる。また、第1シール材1105、第2シール材1107を用
いて封止基板1104を接着した後、さらに側面(露呈面)を覆うように第3のシール材
で封止することも可能である。

0128

以上のようにして発光素子を第1シール材1105、第2シール材1107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、外部から水分や酸素といった
有機化合物層の劣化を促す物質が侵入すること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。

0129

また、第1の電極1113として透明導電膜を用いれば両面発光型の発光装置を作製する
ことができる。

0130

また、本実施例では陽極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に透明
電極である陰極を形成するという構造(以下、上面出射構造とよぶ)とした例を示したが
、陽極上に有機化合物層が形成され、有機化合物層上に陰極が形成される発光素子を有し
、有機化合物層において生じた光を透明電極である陽極からTFTの方へ取り出す(以下
、下面出射構造とよぶ)という構造としてもよい。

0131

また、本実施例は実施の形態、または実施例1と自由に組み合わせることができる。

0132

本発明を実施して様々なモジュールアクティブマトリクス型液晶モジュール、アクティ
マトリクス型ELモジュール、アクティブマトリクス型ECモジュール)を完成させる
ことができる。即ち、本発明を実施することによって、それらを組み込んだ全ての電子機
器が完成される。

0133

その様な電子機器としては、ビデオカメラデジタルカメラヘッドマウントディスプレ
イ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーションプロジェクタカーステレオ、パ
ーソナルコピュータ携帯情報端末モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍
等)などが挙げられる。それらの一例を図10図11に示す。

0134

図10(A)はパーソナルコンピュータであり、本体2001、画像入力部2002、表
示部2003、キーボード2004等を含む。図10(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作スイッチ2104、バッテリー
105、受像部2106等を含む。図10(C)はモバイルコンピュータ(モービルコン
ピュータ)であり、本体2201、カメラ部2202、受像部2203、操作スイッチ2
204、表示部2205等を含む。図10(D)はプログラムを記録した記録媒体(以下
、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであり、本体2401、表示部2402、スピ
カ部2403、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含む。なお、このプレーヤ
ーは記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等
を用い、音楽鑑賞映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。図10(E
)はデジタルカメラであり、本体2501、表示部2502、接眼部2503、操作スイ
ッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。

0135

図11(A)は携帯電話であり、本体2901、音声出力部2902、音声入力部290
3、表示部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906、画像入力部(CCD、
イメージセンサ等)2907等を含む。図11(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本
体3001、表示部3002、3003、記憶媒体3004、操作スイッチ3005、ア
ンテナ3006等を含む。図11(C)はディスプレイであり、本体3101、支持台
102、表示部3103等を含む。ちなみに図11(C)に示すディスプレイは中小型ま
たは大型のもの、例えば5〜20インチ画面サイズのものである。また、このようなサ
イズの表示部を形成するためには、基板の一辺が1mのものを用い、多面取りを行って量
産することが好ましい。

実施例

0136

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用
することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施の形態、実施例1〜3のどのよ
うな組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。

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