JP2001051296A - 薄膜デバイス装置の製造方法、薄膜デバイス装置、アクティブマトリクス基板の製造方法、アクティブマトリクス基板および電気光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜デバイスを損傷することなく基板から剥
離して、他の基板に転写することのできる薄膜デバイス
装置の製造方法、薄膜デバイス装置、アクティブマトリ
クス基板の製造方法、アクティブマトリクス基板、およ
び電気光学装置を提供すること。 【解決手段】 薄膜デバイス装置を製造するにあたっ
て、第１の工程で第１の基材１００上に水素含有のアモ
ルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成
した後、第２の工程で第１の分離層１２０上に薄膜デバ
イス層１４０を形成する。次に、第３の工程で薄膜デバ
イス層１４０の上に第２の基材１８０を接着した後、第
１の分離層１２０にレーザ光を照射して第１の分離層１
２０においてアモルファスシリコン膜からポリシリコン
膜への相転移と水素ガスの発生を行って第１の分離層１
２０で剥離現象を発生させ、第１の基材１００を剥が
す。この工程では、レーザ光のエネルギー密度を最初は
低く、水素が抜けていくに伴って高くしていく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜デバイス装置
の製造方法、この方法により得た薄膜デバイス装置、こ
の薄膜デバイス装置の製造方法を利用したアクティブマ
トリクス基板の製造方法、この方法により得たアクティ
ブマトリクス基板、およびこのアクティブマトリクス基
板を用いた電気光学装置に関するものである。さらに詳
しくは、薄膜デバイスを基板上に形成した後、この基板
から他の基板に薄膜デバイスを転写する技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】各種の電気光学装置のうち、電気光学物
質として液晶を用いたアクティブマトリクス型の液晶表
示装置では、アクティブマトリクス基板上にスイッチン
グ素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとい
う。）を製造する際に、半導体プロセスを利用する。こ
のプロセス中は高温処理を伴う工程を含むため、基板と
しては耐熱性に優れる材質のもの、すなわち、軟化点お
よび融点が高いものを使用する必要がある。従って、現
在は、１０００℃程度の温度に耐える基板として石英ガ
ラスが使用され、５００℃前後の温度に耐える基板とし
て耐熱ガラスが使用されている。

【０００３】このように、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭
載する基板は、それらの薄膜デバイスを製造する際の温
度条件等に耐え得るものでなければならない。

【０００４】しかしながら、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを
搭載した基板が完成した後において、前記の石英ガラス
や耐熱ガラスでは好ましくないことがある。例えば、高
温処理を伴う製造プロセスに耐え得るように石英基板や
耐熱ガラス基板等を用いた場合には、これらの基板が非
常に高価であるため、表示装置等の製品価格の上昇を招
く。また、パームトップコンピュータや携帯電話機等の
携帯用電子機器に使用される液晶表示装置は、可能な限
り安価であることに加えて、軽くて多少の変形にも耐え
得ること、落としても割れにくいことも求められるが、
石英基板やガラス基板は、重いとともに、変形に弱く、
かつ、落下等によって割れやすい。従って、従来の薄膜
デバイス装置に用いられる基板は、製造条件からくる制
約、および製品に要求される特性の双方に対応すること
ができないという問題点がある。

【０００５】そこで、本願出願人は、従来のプロセスと
略同様な条件で薄膜デバイスを第１の基材上に形成した
後に、この薄膜デバイスを第１の基材から剥離して、第
２の基材に転写する技術を提案している（特願平８−２
２５６４３号）。ここに提案した技術では、第１の基材
と薄膜デバイスとの間に分離層を形成し、この分離層に
対して例えばエネルギー光を照射することにより、第１
の基材から薄膜デバイスを剥離して、この薄膜デバイス
を第２の基材の側に転写する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
剥離方法および転写方法では、第１基板から薄膜デバイ
スを剥離させる際に、エネルギー光を分離層に照射した
だけでは、分離層での剥離現象が適正に起こらないとい
う問題点がある。例えば、第１の基材に対して、分離層
として、水素ガスを含有するアモルファスシリコン膜を
形成した後、このアモルファスシリコン膜にレーザ光を
照射して剥離現象を生じさせることにより薄膜デバイス
の側から第１の基材を剥がす際に、アモルファスシリコ
ン膜から水素ガスが急激に発生して薄膜デバイスが損傷
するという問題点がある。

【０００７】以上の問題点に鑑みて、本発明は、分離層
として用いた水素含有のアモルファスシリコン膜に対す
るエネルギー光の照射条件を適正化することにより、薄
膜デバイスを損傷することなく基板から剥離して、他の
基板に転写することのできる薄膜デバイス装置の製造方
法、この製造方法により得た薄膜デバイス装置、この薄
膜デバイス装置の製造方法を用いたアクティブマトリク
ス基板の製造方法、この製造方法により製造したアクテ
ィブマトリクス基板、およびこのアクティブマトリクス
基板を用いた電気光学装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、第１の基材上に第１の分離層を形成す
る第１の工程と、前記第１の分離層上に薄膜デバイスを
形成する第２の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の
基材と反対側に第２の基材を接着する第３の工程と、前
記第１の分離層の層内または該第１の分離層の界面のう
ちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより
前記第１の基材を前記薄膜デバイス側と分離して当該薄
膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第４の工程と
を有する薄膜デバイス装置の製造方法であって、前記第
１の工程では、前記第１の分離層として、当該当該第１
の分離層へのエネルギー光の照射によってガス発生可能
な元素、例えば水素を含有するアモルファスシリコン膜
を形成し、前記第４の工程では、前記第１の分離層にエ
ネルギー光を照射して前記剥離現象を起こさせるととも
に、当該第１の分離層に照射するエネルギー光のエネル
ギー密度を低密度から高密度に変化させることを特徴と
する。

【０００９】本発明において、第１の分離層は、水素等
を含有するアモルファスシリコン膜からなるため、第４
の工程で、第１の分離層（アモルファスシリコン膜）に
レーザ光等のエネルギー光を照射すると、第１の分離層
を構成するアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に
相転移するとともに、第１の分離層から水素ガス等が発
生する。このため、第１の分離層の層内または界面で剥
離現象が起こるので、第１の基材を薄膜デバイス側から
剥がして薄膜デバイスを第２の基材側に転写することが
できる。但し、あまりにエネルギー密度の高い光を照射
すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン
膜がポリシリコン膜に転移した後、さらに損傷して荒れ
た状態にまでなってしまい、薄膜デバイスを損傷させて
しまう。一方、エネルギー密度の低いエネルギー光の照
射では、アモルファスシリコン膜からポリシリコン膜へ
の転移や水素ガス等の発生がスムーズに起こらず、第１
の分離層での剥離が適正に進まない。ここに、本願発明
者は、第１の分離層を構成するシリコン膜を損傷させて
しまうエネルギー密度のレベルがシリコン膜の水素含有
量によって変化するという新たな知見を得た。すなわ
ち、水素含有量が高いシリコン膜であるほど、シリコン
膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが低く、
水素含有量が低いシリコン膜であるほど、シリコン膜を
損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが高いという
新たな知見を得た。そこで、本願発明者は、このような
新たな知見に基づいて、エネルギー光の照射条件を最適
化することを提案する。すなわち、第１の分離層に対す
るエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１
の分離層を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多い
ので、シリコン膜が損傷しないようにエネルギー密度の
低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリ
コン膜から水素ガスが抜けた後は、エネルギー密度の高
い光を照射する。このように、本発明では、第１の分離
層にエネルギー光を照射するうちに、第１の分離層を構
成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせて、
シリコン膜に照射するエネルギー光のエネルギー密度を
低密度から高密度に変化させる。それ故、第１の分離層
を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギ
ー密度の高いエネルギー光を照射することができるの
で、第１の分離層の層内あるいは界面での剥離をスムー
ズに、かつ、確実に進行させることができる。よって、
本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率
よく製造できる。

【００１０】本発明において、前記第４の工程では、前
記エネルギー光として、例えばレーザ光を照射する。

【００１１】本発明において、前記第４の工程では、前
記エネルギー光のエネルギー密度を連続的、あるいは段
階的に変化させてもよい。

【００１２】本発明において、前記第１の分離層は、た
とえば、成膜後に水素が導入されたアモルファスシリコ
ン膜を用いることができる。すなわち、水素の含まない
アモルファスシリコン膜、あるいは水素の含有量が少な
いアモルファスシリコン膜をＬＰＣＶＤ法などにより形
成した後、このアモルファスシリコン膜に水素をイオン
注入あるいはイオンドーピングしたものを第１の分離層
として用いてもよい。

【００１３】また、前記第１の分離層は、成膜時に水素
が導入されたアモルファスシリコン膜であってもよい。
たとえば、水素を含む原料ガスを用いてのプラズマＣＶ
Ｄ法により形成したアモルファスシリコン膜を第１の分
離層として用いてもよい。

【００１４】本発明において、前記第３の工程では、前
記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の
基材を第２の分離層を介して接着し、前記第４の工程で
前記第２の基材に前記薄膜デバイスを転写した後、当該
薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を
接着する第５の工程と、前記第２の分離層の層内または
該第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現
象を生じさせることにより前記第２の基材を前記薄膜デ
バイス側から剥がして当該薄膜デバイスを前記第３の基
材側に転写する第６の工程とを行ってもよい。このよう
に構成すると、薄膜デバイスを２回、転写することにな
るので、第３の基材に転写した状態において、薄膜デバ
イスは、第１の基材に薄膜デバイスを形成したときの積
層構造のままとなる。

【００１５】本発明において、前記第２の工程では、前
記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、例えば薄
膜トランジスタを形成する。

【００１６】本発明に係る薄膜デバイス装置の製造方法
は、アクティブマトリクス基板の製造方法として利用で
きる。この場合には、前記第２の工程では、前記第１の
基材上に、前記薄膜デバイスとして薄膜トランジスタを
マトリクス状に形成して、当該薄膜トランジスタをマト
リクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造す
る。

【００１７】本発明では、最終的に製品に搭載される第
２の基材あるいは第３の基材に対して薄膜デバイスを転
写した後、この基板上で、高温での処理が不要な配線等
を形成してもよいが、前記第２の工程において、前記第
１の基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形
成するとともに、当該薄膜トランジスタのゲートに電気
的に接続する走査線、当該薄膜トランジスタのソースに
電気的に接続するデータ線、および当該薄膜トランジス
タのドレインに電気的に接続する画素電極を形成し、こ
れらの配線や電極も薄膜デバイスと同様、最終的に製品
に搭載される基板に転写することが好ましい。

【００１８】また、本発明では、前記第１の基材上に、
前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジス
タを形成して、当該薄膜トランジスタを備える駆動回路
を有するアクティブマトリクス基板を製造してもよい。

【００１９】本発明に係るアクティブマトリクス基板に
ついては、対向基板との間に液晶等の電気光学物質を挟
持させることによって、液晶表示装置等の電気光学装置
を構成するのに適している。すなわち、本発明によれ
ば、最終的に製品に搭載される基板として、大型の基
板、安価な基板、軽い基板、変形に耐え得る基板、割れ
ない基板を用いることができるので、安価、軽量、耐衝
撃性等に優れた液晶表示装置等といった電気光学装置を
構成することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。

【００２１】［第１の実施の形態］図１ないし図６はい
ずれも、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス
装置の製造方法のうち、基板上に薄膜デバイスを形成し
た後、薄膜デバイスを別の基板に転写するまでの工程を
説明するための工程断面図である。図７は、本形態の薄
膜デバイス装置の製造方法に用いた第１の基材における
レーザ光の波長とその透過率との関係を示すグラフであ
る。図８は、水素含有のアモルファスシリコン膜にレー
ザ光を照射したときの水素含有量と、エネルギー密度
と、レーザ光を照射したときのシリコン膜の状態との関
係を示すグラフである。図９（ａ）、（ｂ）はそれぞ
れ、幅方向においてエネルギー強度がガウシアン分布を
有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式
的に示す説明図、およびこのラインビームの幅方向にお
けるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図であ
る。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、幅方向
においてエネルギー強度が矩形状の分布を有するライン
ビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明
図、このラインビームの幅方向におけるエネルギー強度
のプロファイルを示す説明図、およびこのラインビーム
を繰り返し照射するときにエネルギー強度を段階的に変
化させる様子を示す説明図である。

【００２２】（第１の工程）本形態の薄膜デバイス装置
の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、第１
の基材１００上に第１の分離層１２０を形成する。本形
態では、第１の基材１００としては、光が透過し得る透
光性を有するものを使用する。この場合、光の透過率は
１０％以上であるのが好ましく、５０％以上であるのが
より好ましい。この透過率が低過ぎると、後述する第４
工程において第１の基材１００の裏側からレーザ光等の
エネルギー光を照射することによって第１の分離層１２
０で剥離現象を起こさせる際に光の減衰（ロス）が大き
くなるので、第１の基材１００を第１の分離層１２０で
剥離する際に大きな光量を必要とする。また、第１の基
材１００は、信頼性の高い材料で構成されているのが好
ましく、特に、耐熱性に優れた材料で構成されているの
が好ましい。その理由は、後述する第２工程において第
１の基材１００の上に薄膜デバイス層１４０や中間層１
４２を形成する際に、その種類や形成方法によっては、
基板温度が例えば３５０〜１０００℃程度の温度になる
ことがあるので、このような場合でも、第１の基材１０
０が耐熱性に優れていれば、第１の基材１００上に薄膜
デバイス層１４０等を形成する際の温度条件等に対する
制約を減らすことができるからである。従って、第１の
基材１００は、薄膜デバイス層１４０を形成する際の最
高温度をＴｍａｘとしたとき、歪点がＴｍａｘ以上の材
料で構成されているものが好ましい。具体的には、第１
の基材１００の構成材料は、歪点が３５０℃以上のもの
が好ましく、さらには５００℃以上のものがより好まし
い。このようなものとしては、例えば、石英ガラス、コ
ーニング７０５９、日本電気ガラス製のＯＡ−２等の耐
熱性ガラスが挙げられる。

【００２３】第１の基材１００の厚さは、特に限定され
ないが、通常は、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度であるの
が好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であるのがよ
り好ましい。第１の基材１００の厚さが薄すぎると、強
度が低すぎて製造工程中に第１の基材１００が割れるお
それがある。これに対して、第１の基材１００として透
過率が低いものを用いたにもかかわらず、第１の基材１
００が厚すぎると、後述する第４工程において第１の基
材１００の裏側からレーザ光を照射する際に、光の減衰
が大きくなる。なお、第１の基材１００の透過率が高い
場合には、その厚さは、前記上限値（５．０ｍｍ）を超
えるものであってもよい。また、光を均一に照射できる
ように、第１の基材１００の厚さは、均一であるのが好
ましい。

【００２４】本形態において、第１の分離層１２０は、
光や熱等といった物理的作用を受けることで第１の基材
１００と薄膜デバイス層１４０とを分離するものであ
る。この第１の分離層１２０としては、例えば、照射さ
れたエネルギー光を吸収し、その層内および／または界
面において剥離（以下、「層内剥離」、「界面剥離」と
いう。）を生じるような性質を有するものを用いること
ができる。

【００２５】本発明では、第１の分離層１２０として、
レーザ光等のエネルギー光の照射を行ったときにガスを
発生させる元素、例えば水素や窒素を含有するアモルフ
ァスシリコン膜を形成する。本形態では、水素含有のア
モルファスシリコン膜を用いる。このアモルファスシリ
コン膜は、水素含有量が２原子％以上程度であるのが好
ましく、２〜２０原子％程度であることがより好まし
い。このように、水素含有のアモルファスシリコン膜を
用いると、後述する第４工程においてレーザ光等のエネ
ルギー光を照射したときにアモルファスシリコン膜がポ
リシリコン膜に相転移を起こすとともに、アモルファス
シリコン膜は、水素を放出して第１の分離層１２０に内
圧を発生させ、それが剥離を起こす力となる。

【００２６】水素含有のアモルファスシリコン膜は、例
えば、水素を含むガス中でのプラズマＣＶＤ法によって
形成できる。この場合に、アモルファスシリコン中の水
素の含有量は、成膜条件、例えばガス組成、ガス圧、ガ
ス雰囲気、ガス流量、温度、基板温度、投入パワー等の
条件を適宜設定することにより調整することができる。
このように、プラズマＣＶＤ法によってアモルファスシ
リコン膜を形成すると、成膜速度が高いので、生産性を
向上することができる。また、プラズマＣＶＤ法によっ
てアモルファスシリコン膜を形成すると、成膜中に水素
がアモルファスシリコン膜に含有されることになるの
で、別の工程でアモルファスシリコン膜に水素を導入す
る必要がないという利点がある。

【００２７】この場合には、後に薄膜デバイスなどを形
成する第２の工程を経る際に、プロセス温度が分離層中
の水素が脱離する温度（３５０℃〜４００℃）を越えな
いように注意する必要がある。

【００２８】また、水素含有のアモルファスシリコン膜
は、ＬＰＣＶＤ法などによって水素を含有していないア
モルファスシリコン膜、あるいは水素をごく微量だけ含
有するアモルファスシリコン膜を形成した後、水素イオ
ンをイオン注入あるいはイオンドーピングしてもよい。
この方法によれば、アモルファスシリコンのプロセス条
件に左右されずに、一定量以上の水素をアモルファスシ
リコン膜内に含有させることができる。また、この方法
によれば、後で述べる第２の工程の中で分離層中の水素
が脱離する温度を越えるような工程があったとしても、
その後に水素イオンを注入あるいはイオンドーピングす
ることにより分離層中に一定量以上の水素を含有させる
ことができる。

【００２９】第１の分離層１２０の厚さは、通常は、１
ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、５ｎｍ〜２μ
ｍ程度であるのがより好ましく、５ｎｍ〜１μｍ程度で
あるのがさらに好ましい。第１の分離層１２０の膜厚が
薄すぎると、第１の分離層１２０の均一性が損なわれる
ため、剥離にムラが生じることがある。また、第１の分
離層１２０の膜厚が厚すぎると、第１の分離層１２０に
照射するレーザ光等のエネルギー光のパワー（光量／エ
ネルギー密度）を大きくする必要がある。また、第１の
分離層１２０の膜厚が厚すぎると、薄膜デバイス層１４
０の側などに残った第１の分離層１２０を除去する作業
に時間がかかる。なお、第１の分離層１２０の膜厚は、
できるだけ均一であるのが望ましい。

【００３０】また、第１の分離層１２０は、図１（ｂ）
に示すように、下地層１２２を介して分離層１２４が形
成されるような構造を有していてもかまわない。この場
合、下地層１２２は、基材１００からの不純物の混入を
防ぐバリア層などの役割を果たす。

【００３１】（第２の工程）次に、図２に示すように、
第１の分離層１２０上に、各種薄膜デバイスを含む薄膜
デバイス層１４０を形成する。この図に示す例では、一
点鎖線Ｋで示す部分を一点鎖線で囲んだ枠内に拡大して
示すように、薄膜デバイス層１４０は、例えば、ＳｉＯ
_２膜からなる中間層１４２上に形成されたＴＦＴを含ん
でいる。このＴＦＴは、ポリシリコン膜にｎ型不純物を
導入してなるソース・ドレイン領域１４６、チャネル領
域１４４、ゲート絶縁膜１４８、ゲート電極１５０、層
間絶縁膜１５４、およびアルミニウムなどからなるソー
ス・ドレイン電極１５２を備えている。中間層１４２と
してはＳｉＯ_２膜を使用しているが、Ｓｉ_３Ｎ_４等のそ
の他の絶縁膜を形成することもできる。ここで用いる中
間層１４２の厚みは、その形成目的や発揮し得る機能の
程度に応じて適宜決定されるが、通常は、１０ｎｍ〜５
μｍ程度であるのが好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度で
あるのがより好ましい。中間層１４２は、例えば、薄膜
デバイス層１４０を物理的または化学的に保護する保護
層、絶縁層、導電層、レーザー光の遮光層、マイグレー
ション防止のバリア層、または反射層として形成され
る。なお、場合によっては、ＳｉＯ_２膜等の中間層１４
２を形成せず、第１の分離層１２０上に直接、薄膜デバ
イス層１４０を形成してもよい。

【００３２】図２に示す例では、薄膜デバイス層１４０
は、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層であるが、この薄
膜デバイス層１４０に形成される薄膜デバイスは、ＴＦ
Ｔ以外にも、製造する機器の種類に応じて、例えば、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（光センサ、太陽電池）、シリコン抵抗素子、その
他の薄膜半導体デバイス、各種電極（例：ＩＴＯ、メサ
膜のような透明電極）、スイッチング素子、メモリー、
圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ
薄膜セラミックス）、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、イ
ンダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせ
たマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイク
ロイックミラー等であってもよい。これらいずれの薄膜
デバイスも、一般的には比較的高いプロセス温度を経て
形成される。従って、このような薄膜デバイスを形成す
る場合にも、前記したように、第１の基材１００として
は、そのプロセス温度に耐え得る信頼性の高いものを用
いる必要がある。

【００３３】（第３の工程）次に、図３に示すように、
薄膜デバイス層１４０の上（第１の基材１００とは反対
側）に接着層１６０を介して第２の基材１８０を接着す
る。

【００３４】接着層１６０を構成する接着剤の好適な例
としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線
硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等
の接着剤が挙げられる。この接着剤の組成としては、例
えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等、
いかなるものでもよい。このような接着層１６０の形成
は、例えば塗布法によりなされる。

【００３５】接着層１６０に硬化型接着剤を用いる場合
には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布
し、その上に第２の基材１８０を接合した後、接着剤の
特性に応じた硬化方法により接着剤を硬化させて薄膜デ
バイス層１４０と第２の基材１８０とを接着固定する。

【００３６】接着層１６０に光硬化型接着剤を用いた場
合には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布
し、その上に第２の基材１８０を接合した後、光透過性
の第１の基材１００の側または光透過性の第２の基材１
８０の側のうちの一方の側から接着剤に光を照射するこ
とにより接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１４０と第
２の基材１８０とを接着固定する。なお、光透過性の第
１の基材１００の側、および光透過性の第２の基材１８
０の側の双方から接着剤に光を照射してもよい。ここで
用いる接着剤としては、薄膜デバイス層１４０に影響を
与えにくい紫外線硬化型等の接着剤が望ましい。

【００３７】接着層１６０としては水溶性接着剤を用い
ることもできる。この種の水溶性接着剤として、例えば
ケミテック株式会社製のケミシール Ｕ−４５１Ｄ（商
品名）、株式会社スリーボンド製のスリーボンド３０４
６（商品名）等を挙げることができる。

【００３８】薄膜デバイス層１４０の側に接着層１６０
を形成する代わりに、第２の基材１８０の側に接着層１
６０を形成し、この接着層１６０を介して、薄膜デバイ
ス層１４０に第２の基材１８０を接着してもよい。第２
の基材１８０自体が接着機能を有する場合等には、接着
層１６０の形成を省略してもよい。

【００３９】第２の基材１８０は、第１の基材１００と
比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るもので
あってもよい。すなわち、本発明では、第１の基材１０
０の側に薄膜デバイス層１４０を形成した後、この薄膜
デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写するため、
第２の基材１８０には、薄膜デバイス層１４０を形成す
る際の温度条件に耐え得ること等といった特性が要求さ
れない。従って、薄膜デバイス層１４０の形成の際の最
高温度をＴｍａｘとしたとき、転写体１４０を構成する
材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴ
ｍａｘ以下のものを用いることができる。例えば、第２
の基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が
８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用いること
ができ、さらには３２０℃以下のものであってもよい。

【００４０】第２の基材１８０の機械的特性としては、
製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強
度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有す
るものであってもよい。

【００４１】第２の基材１８０としては、例えば、融点
がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄い
プラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック
基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用
いられる。また、第２の基材１８０は、平板でなく、湾
曲しているものであってもよい。

【００４２】第２の基材１８０としてプラスチック基板
を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱
可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、
ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等
のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレ
フィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、
ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−
１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタ
クリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹
脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体
（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシ
クロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステ
ル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポ
リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテル
イミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオ
キシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレー
ト、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ
素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビ
ニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエ
チレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽
和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、ま
たはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマー
アロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以
上を積層した積層体を用いることができる。

【００４３】第２の基材１８０としてプラスチック基板
を用いた場合には、大型の第２の基材１８０を一体的に
成形することができる。また、第２の基材１８０がプラ
スチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、
複雑な形状であっても容易に製造することができる。さ
らに、第２の基材１８０がプラスチック基板であれば、
材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。
それ故、第２の基材１８０がプラスチック基板であれ
ば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を
製造する際に有利である。

【００４４】第２の基材１８０としてガラス基板を用い
る場合には、それを構成するガラス材としては、例え
ば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラ
ス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカ
リ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙
げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ
酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較
的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。

【００４５】本形態において、第２の基材１８０は、例
えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学
装置）のアクティブマトリクス基板を薄膜デバイス装置
として構成した場合のように、それ自体が独立してデバ
イスの基体を構成するものや、例えばカラーフィルタ、
電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバ
イスの一部を構成するものであってもよい。

【００４６】さらに、第２の基材１８０は、金属、セラ
ミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、あ
る品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上
等であってもよい。

【００４７】（第４の工程）次に、図４に示すように、
基板１００の裏面側からエネルギー光を照射する。この
工程では、エネルギー光として、例えばレーザ光を用い
る。基板１００の裏面側から照射されたレーザ光は、第
１の基材１００を透過した後に第１の分離層１２０に届
く。これにより、第１の分離層１２０に層内剥離または
界面剥離の一方、あるいは双方が生じる。

【００４８】従って、図５に示すように、第１の基材１
００を剥がすように力を加えると、第１の基材１００を
第１の分離層１２０で容易に剥がすことができる。その
結果、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０の方に
転写することができる。この工程において、レーザ光の
照射によって第１の分離層１２０において層内剥離や界
面剥離が生じる原理は、レーザ光の照射によって第１の
分離層１２０を構成する水素含有のアモルファスシリコ
ン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、アモルフ
ァスシリコン膜から水素ガスが放出されることによるも
のである。

【００４９】第１の基材１００を剥がした後には、薄膜
デバイス層１４０の側に第１の分離層１２０が残ること
がある。このような場合には、図６に示すように、残存
している分離層１２０を、例えば洗浄、エッチング、ア
ッシング、研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方
法により除去する。また、剥がした第１の基材１００に
第１の分離層１２０の一部が付着している場合にも同様
に除去すれば、第１の基材１００が石英ガラスのような
高価な材料、希少な材料で構成されている場合に第１の
基材１００を再利用（リサイクル）することにより、製
造コストの低減を図ることができる。

【００５０】この工程にて照射されるエネルギー光とし
ては、第１の分離層１２０で層内剥離または界面剥離を
起こさせるものであればいかなるものでもよく、例え
ば、紫外線、可視光、赤外線（熱線）等が挙げられる。
その中でも、第１の分離層１２０に相転移や水素ガスの
放出を生じさせ易いという点ではレーザ光が好ましい。

【００５１】レーザ光としては、各種気体レーザ、固体
レーザ（半導体レーザ）等が挙げられるが、エキシマレ
ーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ_２レー
ザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等が好適に用いら
れ、その中でもエキシマレーザが特に好ましい。このエ
キシマレーザは、短波長域で高エネルギーを出力するた
め、極めて短時間で第１の分離層１２０に相転移や水素
ガスの放出を生じさせることができる。従って、レーザ
光を照射したとき、第１の基材１００や第２の基材１８
０等に温度上昇をほとんど生じさせることがないので、
第１の基材１００や第２の基材１８０等を劣化あるいは
破損させることなく、第１の分離層１２０で剥離するこ
とができる。

【００５２】図７に示すように、本形態で用いた第１の
基材１００は、３００ｎｍ以上の波長に対して透過率が
急峻に増大する特性を有する。従って、このような場合
には、３００ｎｍ以上の波長の光、例えば、Ｘｅ−Ｃｌ
エキシマレーザー光（波長３０８ｎｍ）等を照射する。

【００５３】このようにして、第１の基材１００の裏面
側からレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜（第
１の分離層１２０）をアニールすると、図８に示すよう
に、アモルファスシリコン膜（α−Ｓｉ）は、ポリシリ
コン膜（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）に転移する。但し、あまりに
エネルギー密度の高い光を照射すると、第１の分離層１
２０を構成するシリコン膜が損傷して荒れた状態（アブ
レーション）にまでなってしまい、薄膜デバイス層１４
０を損傷させてしまう。一方、エネルギー密度の低いレ
ーザ光の照射では、アモルファスシリコン膜からポリシ
リコン膜への転移や水素ガスの発生がスムーズに起こら
ず、第１の分離層１２０での剥離が適正に進まない。ま
た、図８において、レーザ光を照射したときシリコン膜
が損傷しない領域と、シリコン膜にアブレーションが発
生して損傷してしまう領域との境界を実線Ｌで示すよう
に、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレ
ベルは、シリコン膜中の水素量によって変化する。すな
わち、水素含有量が高いシリコン膜であるほど、シリコ
ン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが低
く、水素含有量が低いシリコン膜であるほど、シリコン
膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが高い。
そこで、本形態では、第１の分離層１２０に対するエネ
ルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１の分離
層１２０を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多い
ので、シリコン膜が損傷しないように、例えば１５０ｍ
Ｊ／ｃｍ²くらいのエネルギー密度の低い光を照射し、
このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガ
スが抜けた後は、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ²くらいのエ
ネルギー密度の高い光を照射する。

【００５４】このような条件でレーザ光を照射する方法
としては、エネルギー光のエネルギー密度を連続的、あ
るいは段階的に変化させてもよい。

【００５５】例えば、図９（ａ）、（ｂ）に模式的に示
すように、第１の基材１００の面内方向で直交するＸ方
向およびＹ方向のうち、Ｘ方向に延びるラインビーム
（レーザ光）のＹ方向におけるエネルギー強度のプロフ
ァイルをガウシアン分布を有するように設定し、かつ、
このラインビームをＹ方向に少しずつずらしていく。こ
のような方法を採用すると、第１の分離層１２０からみ
れば、いずれの箇所も所定の時間、レーザ光の照射を連
続して受けるが、その間、エネルギー強度は、図９
（ｂ）に矢印ＬＡで示すエネルギー強度のプロファイル
に沿って変化する。従って、第１の分離層１２０のいず
れの箇所も、最初はエネルギー強度がかなり低いレーザ
光の照射を受け、そのうちに、１５０ｍＪ／ｃｍ²くら
いのエネルギー密度の低いレーザ光を受けた後、３５０
ｍＪ／ｃｍ²くらいのエネルギー密度の高いレーザ光を
受けることになる。

【００５６】また、図１０（ａ）、（ｂ）に模式的に示
すように、第１の基材１００の面内方向で直交するＸ方
向およびＹ方向のうち、Ｘ方向に延びるラインビーム
（レーザ光）のＹ方向におけるエネルギー強度のプロフ
ァイルを矩形形状あるいは台形形状の分布を有するよう
に設定し、かつ、このラインビームをＹ方向にずらして
いく。そして、基板全面へのレーザ光の照射が終われ
ば、同一の基板に対して同様なレーザ照射を繰り返す。
その際には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、エネ
ルギー強度を段階的に高めていく。その結果、１回目の
照射時には、１５０ｍＪ／ｃｍ²くらいのエネルギー密
度の低いレーザ光を受け、最後には３５０ｍＪ／ｃｍ²
くらいのエネルギー密度の高いレーザ光を受けることに
なる。

【００５７】第１の基材１００の裏面側からレーザ光を
照射したとき、第１の分離層１２０を透過した照射光が
薄膜デバイス層１４０にまで達して悪影響を及ぼす場合
の対策としては、例えば、図１１に示すように、レーザ
光を吸収する第１の分離層１２０上にタンタル（Ｔａ）
等の金属膜１２４を形成する方法がある。この方法によ
れば、第１の分離層１２０を透過したレーザー光は、金
属膜１２４の界面で完全に反射されるので、それより上
層に形成された薄膜デバイス層１４０に悪影響を与えな
い。

【００５８】以上の各工程を経て、薄膜デバイス層１４
０の第２の基材１８０への転写が完了し、第２の基材１
８０上に薄膜デバイス層１４０が転写された薄膜デバイ
ス装置１を製造することができる。また、薄膜デバイス
層１４０が形成された第２の基材１８０を所望の材料上
に搭載したものを薄膜デバイス装置としてもよい。

【００５９】なお、第１の基材１００から第２の基材１
８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応
じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ_２膜などを
除去する。また、第１の基材１００から第２の基材１８
０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、この第２の基
板１８０上で薄膜デバイス層１４０に対する配線用の導
電層や保護膜の形成を行ってもよい。

【００６０】このように、本形態の薄膜デバイス装置１
の製造方法では、被剥離物である薄膜デバイス層１４０
自体を直接に剥離するのではなく、薄膜デバイス層１４
０と第１の基材１００とを第１の分離層１２０で剥が
す。このため、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基
材１００を容易、かつ、確実に剥がすことができる。従
って、剥離操作に伴う薄膜デバイス層１４０へのダメー
ジがなく、信頼性の高い薄膜デバイス装置１を製造する
ことができる。

【００６１】また、本形態では、第４の工程において、
レーザ光を照射していくうちに第１の分離層１２０を構
成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせてエ
ネルギー密度を低密度から高密度に変化させるので、第
１の分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷しない範
囲内で、エネルギー密度の高いレーザ光を照射すること
ができる。それ故、第１の分離層１２０の層内あるいは
界面での剥離をスムーズに、かつ、確実に進行させるこ
とができる。よって、本形態によれば、信頼性の高い薄
膜デバイス装置１を効率よく製造できる。

【００６２】［第２の実施の形態］図１２ないし図１４
を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。

【００６３】図１２ないし図１４はいずれも、本形態の
薄膜デバイス装置の製造方法のうち、第１の実施の形態
と略同様、第４の工程で薄膜デバイス層１４０を第２の
基材に転写した後に行う各工程の様子を示す工程断面図
である。

【００６４】本形態は、実施の形態１で説明した第４の
工程の後、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０か
ら第３の基材に再度、転写することに特徴を有し、第１
の実施の形態と略同様な方法で第２の基材１８０への薄
膜デバイス層１４０の転写を行う。従って、本形態で
も、第１の実施の形態に関して説明した第１ないし第４
の工程を略同様に行うので、これらの工程については、
詳細な説明を省略する。

【００６５】本形態でも、図１（ａ）に示すように、第
１の基材１００上に、水素を含有するアモルファスシリ
コン膜からなる第１の分離層１２０を形成した後（第１
の工程）、図２に示すように、この第１の分離層１２０
上に薄膜デバイス層１４０を形成する（第２の工程）。
次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０の第１
の基材１００と反対側に第２の基材１８０を接着する
（第３の工程）。本形態では、後述するように、第２の
基材１８０も薄膜デバイス層１４０の側から剥がすの
で、接着層１６０に代えて、図１２を参照して後述する
ように、第２の基材１８０を第２の分離層１６０′を介
して薄膜デバイス層１４０に接着する。この第２の分離
層１６０′としては、熱溶融性接着剤や水溶性接着剤な
どの接着剤を用いることができる。以下の説明では、第
２の分離層１６０′を熱溶融性接着剤によって形成した
例を説明する。次に、図４ないし図６に示すように、第
１の分離層１２０にレーザ光などのエネルギー光を照射
して第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせ、薄膜デ
バイス層１４０を第２の基材１８０に転写する（第４の
工程）。この第４の工程では、第１０の分離層に照射す
るレーザ光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化
させる。

【００６６】（第５の工程）このようにして、薄膜デバ
イス層１４０を第２の基材１８０に転写した後は、図１
２に示すように、薄膜デバイス層１４０の下面（第２の
基材１８０と反対側）に接着層１９０を介して第３の基
材２００を接着する。この接着層１９０を構成する接着
剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接
着材、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬
化型接着剤等の各種の硬化型の接着剤が挙げられる。接
着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレー
ト系。シリコーン系等、いかなるものでもよい。このよ
うな接着層１９０の形成は、例えば塗布法によりなされ
る。

【００６７】接着層１９０として硬化型接着剤を用いる
場合、例えば薄膜デバイス層１４０の下面に硬化型接着
剤を塗布した後、第３の基材２００を接合し、しかる後
に、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により硬化型
接着剤を硬化させて、薄膜デバイス層１４０と第３の基
材２００とを接着固定する。

【００６８】接着層１９０として光硬化型接着剤を用い
る場合、好ましくは光透過性の第３の基材２００の裏面
側から光を照射する。接着剤としては、薄膜デバイス層
１４０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤を用
いれば、光透過性の第２の基材１８０側から光を照射し
てもよいし、第２の基材１８０の側および第３の基材２
００の側の双方から光を照射してもよい。なお、第３の
基材２００に接着層１９０を形成し、その上に薄膜デバ
イス層１４０を接着しても良い。また、第３の基材２０
０自体が接着機能を有する場合等には、接着層１９０の
形成を省略しても良い。

【００６９】第２の基材１８０および第３の基材２００
は、第１の基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等と
いった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本形
態では、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０
を形成した後、この薄膜デバイス層１４０を第２の基材
１８０に転写し、しかる後に第３の基材２００に転写す
るため、第２の基材１８０および第３の基材２００に
は、薄膜デバイス層１４０を形成する際の温度条件に耐
え得ること等といった特性が要求されない。従って、薄
膜デバイス層１４０の形成の際の最高温度をＴｍａｘと
したとき、第２の基材１８０および第３の基材２００を
構成する材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟
化点がＴｍａｘ以下のものを用いることができる。例え
ば、第２の基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または
軟化点が８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用
いることができ、さらには３２０℃以下のものであって
もよい。

【００７０】第３の基材２００の機械的特性としては、
製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強
度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有す
るものであってもよい。

【００７１】第３の基材２００としては、例えば、融点
がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄い
プラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック
基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用
いられる。また、第３の基材２００は、平板でなく、湾
曲しているものであってもよい。

【００７２】第３の基材２００としてプラスチック基板
を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱
可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、
ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等
のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレ
フィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、
ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−
１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタ
クリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹
脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体
（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシ
クロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステ
ル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポ
リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテル
イミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオ
キシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレー
ト、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ
素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビ
ニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエ
チレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽
和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、ま
たはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマー
アロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以
上を積層した積層体を用いることができる。

【００７３】第３の基材２００としてプラスチック基板
を用いた場合には、大型の第３の基材２００を一体的に
成形することができる。また、第３の基材２００がプラ
スチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、
複雑な形状であっても容易に製造することができる。さ
らに、第３の基材２００がプラスチック基板であれば、
材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。
それ故、第３の基材２００がプラスチック基板であれ
ば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を
製造する際に有利である。

【００７４】第３の基材２００としてガラス基板を用い
る場合には、それを構成するガラス材としては、例え
ば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラ
ス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカ
リ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙
げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ
酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較
的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。

【００７５】本形態において、第３の基材２００は、例
えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学
装置）のアクティブマトリクス基板を構成する場合のよ
うに、それ自体独立したデバイスを構成するものや、例
えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導
体素子のように、デバイスの一部を構成するものであっ
てもよい。

【００７６】さらに、第３の基材２００は、金属、セラ
ミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、あ
る品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上
等であってもよい。

【００７７】（第６の工程）次に、図１３に示すよう
に、熱溶融性接着剤からなる第２の分離層１６０′を加
熱し、熱溶融させる。この結果、第２の分離層１６０′
の接着力が弱まるため、第２の基材１８０を薄膜デバイ
ス層１４０の側から剥がすことができる、この第２の基
材１８０についても、付着した熱溶融性接着剤を除去す
ることで、繰り返し使用することができる。また、第２
の分離層１６０′として水溶性接着剤を用いた場合に
は、少なくとも第２の分離層１６０′を含む領域を純水
に浸せばよい。

【００７８】次に、図１４に示すように、薄膜デバイス
層１４０の表面に残る第２の分離層１６０′を除去す
る。その結果、第３の基材２００に薄膜デバイス層１４
０が転写された薄膜デバイス装置１を製造することがで
きる。

【００７９】なお、第１の基材１００から第２の基材１
８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応
じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ_２膜などを
除去する。また、第１の基材１００から第２の基材１８
０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、あるいは第２
の基材１８０から第３の基材２００に薄膜デバイス層１
４０を転写した後、第２の基材２００あるいは第３の基
材２００上で薄膜デバイス層１４０に対する配線等の導
電層や保護膜の形成等を行ってもよい。

【００８０】このように、本形態の薄膜デバイス装置１
の製造方法では、第４の工程において、レーザ光を照射
していくうちに第１の分離層１２０を構成するシリコン
膜の性質が変化していくのに合わせてエネルギー密度を
低密度から高密度に変化させるので、第１の分離層１２
０を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネル
ギー密度の高いレーザ光を照射することができるなど、
実施の形態１と同様な効果を奏する。また、本形態で
は、薄膜デバイス層１４０を２回、転写するので、第３
の基材２００上での薄膜デバイス層１４０の積層関係
は、図２に示すように第１の基材１００上に薄膜デバイ
ス層１４０を形成したときの積層関係と同じである。

【００８１】［その他の実施の形態］なお、上記の第１
および第２の実施の形態のいずれにおいても、プラズマ
ＣＶＤ法（４２５℃）により形成した水素含有のアモル
ファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いた
が、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは
水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成し
た以降、図４および図５に示す剥離工程を行う前の所定
の時期に水素イオンを導入したアモルファスシリコン膜
を第１の分離層１２０として用いてもよい。

【００８２】［第１の実施例］本発明の第１の実施の形
態の具体例として、図１５ないし図２５を参照して、第
１の基材１００の側に、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴ（薄膜デ
バイス）を含む薄膜デバイス層１４０を形成し、このデ
バイス層１４０を第２の基材１８０に転写した薄膜デバ
イス装置の製造方法を説明する。図１５ないし図２５
は、この製造方法の工程断面図である。

【００８３】（第１の工程）図１５に示すように、本例
では、石英基板などの透光性の基板からなる第１の基材
１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からな
る第１の分離層１２０を形成する。本例では、縦５０ｍ
ｍ×横５０ｍｍ×厚さ１．１ｍｍの石英基板（軟化点：
１６３０℃、歪点：１０７０℃、エキシマレーザの透過
率：ほぼ１００％）からなる第１の基材１００を用意
し、この第１の基材１００の片面に対して、原料ガスと
してＳｉ_２Ｈ_６ガスを用いたプラズマＣＶＤ法（４２５
℃）により、膜厚が１０００ｎｍの水素含有のアモルフ
ァスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成す
る。

【００８４】（第２の工程）次に、第１の分離層１２０
の上に、プラズマＣＶＤ法（ＳｉＨ_４＋Ｏ_２ガス、１０
０℃）により、膜厚が２０００ｎｍのＳｉＯ_２膜からな
る中間層１４２を形成する。

【００８５】次に、中間層１４２の上に、ＬＰＣＶＤ法
（Ｓｉ_２Ｈ_６ガス、４２５℃）により膜厚が５０ｎｍア
モルファスのシリコン膜１４３を形成する。このシリコ
ン膜１４３はＴＦＴの能動層を形成するための半導体膜
である。

【００８６】次に、第１の基材１００においてシリコン
膜１４３が形成されている側から、波長が３０８ｎｍの
レーザー光を照射し、シリコン膜１４３にレーザアニー
ルを施す。これにより、シリコン膜１４３は、再結晶化
してアモルファスシリコン膜からポリシリコン膜とな
る。ここで行うレーザ光の照射は、第４の工程において
第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせるために照射
するレーザ光と比較してエネルギー密度はかなり低い。

【００８７】次に、図１６に示すように、シリコン膜１
４３をパターニングして、チャネルパターンとしてアイ
ランド１４４ａ、１４４ｂを形成する。

【００８８】次に、図１７に示すように、ＴＥＯＳ−Ｃ
ＶＤ法（ＳｉＨ_４＋Ｏ_２ガス）により、膜厚が１２００
ｎｍのＳｉＯ_２からなるゲート絶縁膜１４８を形成す
る。

【００８９】次に、図１８に示すように、ポリシリコン
膜あるいは金属等からなるゲート電極１５０ａ、１５０
ｂを形成する。

【００９０】次に、図１９に示すように、アイランド１
４４ａを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７
０を形成し、この状態で、例えばボロン（ｂ）のイオン
注入を行う。これによって、アイランド１４４ｂには、
ゲート電極１５０ｂに対してセルフアライン的にＰ^＋層
１７２ａ、１７２ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成さ
れる。このボロンイオン注入工程では、例えば、Ｂ_２Ｈ
_６（５％）＋Ｈ_２（９５％）の混合ガスをプラズマ化
し、それにより生成されたボロンイオン及び水素イオン
を加速して、質量分析器を介さずにイオン導入を行う
と、同じ加速電圧であっても、質量の重いボロンイオン
は上層側のポリシリコン膜（アイランド１４４ｂ）に止
まる一方で、質量の軽い水素イオンはより深く打ち込ま
れて、第１の分離層１２０まで到達する。

【００９１】次に、図２０に示すように、アイランド１
４４ｂを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７
４を形成し、この状態で、例えば、リン（Ｐ）のイオン
注入を行う。これによって、アイランド１４４ａには、
ゲート電極１５０ａに対してセルフアライン的にｎ^＋層
１４６ａ、１４６ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成さ
れる。この場合にも、例えばＰＨ_３（５％）＋Ｈ_２（９
５％）の混合ガスをプラズマ化し、それにより生成され
たリンイオン及び水素イオンを加速して、質量分析器を
介ざずにイオン導入を行うと、同じ加速電圧であって
も、質量の重いリンイオンは、上層側のポリシリコン膜
（アイランド１４４ａ）に止まる一方で、質量の軽い水
素イオンはよ深く打ち込まれて、第１の分離層１２０ま
で到達する。

【００９２】次に、図２１に示すように、層間絶縁膜１
５４を形成した後、この層間絶縁膜１５４を選択的にエ
ッチングしてコンタクトホールを形成した後、ソース・
ドレイン電極１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ
を形成する。

【００９３】このようにして、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴを
備えた薄膜デバイス層１４０が形成される。なお、層間
絶縁層１５４上にはさらに保護膜を形成してもよい。

【００９４】（第３の工程）次に、図２２に示すよう
に、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴを備える薄膜デバイス層１４
０の上に接着層としてのエポキシ樹脂からなる接着層１
６０を形成した後、この接着層１６０を介して、薄膜デ
バイス層１４０に対して、縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ
×厚さ１．１ｍｍのソーダガラスからなる第２の基材１
８０を貼り付ける。次に、接着層１６０に熱を加えてエ
ポキシ樹脂を硬化させ、第２の基材１８０と薄膜デバイ
ス層１４０の側とを接着する。なお、接着層１６０は紫
外線硬化型接着剤でもよい。この場合には、第２の基材
１８０側から紫外線を照射してポリマーを硬化させる。

【００９５】（第４の工程）次に、図２３に示すよう
に、透光性基板からなる第１の基材１００の裏面から、
例えば、波長が３０８ｎｍのＸｅ−Ｃｌエキシマレーザ
ー光を照射する。照射されたレーザ光は、第１の基材１
００を透過して第１の分離層１２０に届く。この工程で
は、第１の分離層１２０に対するエネルギー光の照射を
開始した初期の段階では、第１の分離層１２０を構成す
るシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜
が損傷しないように、例えば１５０ｍＪ／ｃｍ²くらい
のエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光
の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、
例えば３５０ｍＪ／ｃｍ²くらいのエネルギー密度の高
い光を照射する。その結果、第１の分離層１２０を構成
する水素含有のアモルファスシリコン膜では、ポリシリ
コン膜への層転移と、水素ガスの発生が起こり、第１の
分離層１２０の層内および／または界面において剥離が
生じる。

【００９６】なお、エキシマレーザの照射は、スポット
ビーム照射とラインビーム照射のいずれをも用いること
ができる。スポットビーム照射の場合は、所定の単位領
域（例えば８ｍｍ×８ｍｍ）にスポット照射しこのスポ
ット照射を、各回の照射条件を変え、かつ、照射領域が
重ならないようにビーム走査しながら照射していく。ま
た、ラインビーム照射の場合は、所定の単位領域（例え
ば、３７８ｍｍ×０．１ｍｍや０．３ｍｍを同じく、各
回の照射領域を少しずつ重ねながら、あるいは完全にず
らしながらビーム走査していく。

【００９７】このようにして第１の分離層１２０で剥離
現象を起こさせてから、図２４に示すように、薄膜デバ
イス層１４０の側から第１の基材１００を剥がす。その
結果、薄膜デバイス層１４０は第２の基材１８０に転写
される。

【００９８】次に、薄膜デバイス層１４０の裏面側に残
る第１の分離層１２０をエッチングにより除去する。そ
の結果、図２５に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴが
第２の基材１８０に転写された薄膜デバイス装置１が完
成する。

【００９９】このようにして製造された薄膜デバイス装
置１は、例えば、図２６（ａ）に示すように、プラスチ
ック等からなるフレキシブル基板１８２上に搭載され
る。その結果、薄膜デバイス装置１によって回路が構成
されたＣＰＵ３００、ＲＡＭ３２０、入出力回路３６
０、並びにこれらの回路に電源供給するための太陽電池
３４０がフレキシブル基板１８０上に搭載されたマイク
ロコンピュータを製造することができる。このように構
成したマイクロコンピュータは、フレキシブル基板１８
２上に形成されているため、図２６（ｂ）に示すように
曲げに強く、また、軽量であるために落下にも強いとい
う利点がある。

【０１００】［第１の実施例の変形例１］本発明の第１
の実施例では、第１の基材１００上に、水素含有のアモ
ルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０をプラ
ズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成したが、ＬＰＣＶ
Ｄ法によって成膜しても、２％程度の水素を含有するア
モルファスシリコン膜を形成することができるので、こ
のＬＰＣＶＤ法で形成したアモルファスシリコン膜を第
１の分離層１２０として用いてもよい。

【０１０１】［第１の実施例の変形例２］本発明の第１
の実施例では、第１の工程において、第１の基材１００
上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１
の分離層１２０をプラズマＣＶＤ法（４２５℃）により
形成したが、本例では、水素を含有しないアモルファス
シリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファ
スシリコンを形成した以降、このシリコン膜に別途、水
素イオンを導入したアモルファスシリコン膜を第１の分
離層１２０として用いる。すなわち、本例でも、第１の
実施例と同様、図１５ないし図２５を参照して説明した
各工程を行うが、本例では、図１５に示す第１の工程に
おいて、第１の基材１００上に、たとえばＬＰＣＶＤ法
により、水素を含有しないアモルファスシリコン、ある
いは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形
成する。その代わりに、第１の工程でアモルファスシリ
コン膜（第１の分離層１２０）を形成した以降、図２３
に示す第４の工程でレーザ光を照射して分離層で剥離を
起こさせる以前に、第１の分離層１２０に水素イオンを
導入する。

【０１０２】ここで、第１の分離層１２０に対する水素
イオンの導入は、たとえば以下のタイミングで行う。

【０１０３】まず、第１の例として、図１５に示す第１
の工程で第１の分離層１２０を形成すべきアモルファス
シリコン膜を形成した後、中間層１４２を形成する前に
水素イオンをイオン注入、あるいはイオンドーピングに
よりアモルファスシリコン膜に導入する。

【０１０４】また、第２の例として、図１５に示す第１
の工程で第１の分離層１２０を形成した後、第２の工程
で中間層１４２を形成し、しかる後に、水素イオンをイ
オン注入、あるいはイオンドーピングによりアモルファ
スシリコン膜に導入してもよい。このようなタイミング
で水素イオンを導入すれば、比較的高いエネルギーで効
率よく水素イオンを導入することができるので、中間層
１４２を形成する前に水素イオンを導入する方法（第１
の例）と比較して短時間で処理を終えることができる。

【０１０５】さらに、第３の例として、図１５に示す第
１の工程で第１の分離層１２０を形成した後、第２の工
程で中間層１４２、およびＴＦＴの能動層を形成すべき
シリコン膜１４３を形成した以降、レーザアニールによ
る結晶化工程を行う前に、水素イオンをイオン注入、あ
るいはイオンドーピングによりアモルファスシリコン膜
に導入してもよい。このように構成すると、シリコン膜
１４３をたとえば４２５℃位の温度で形成した際に、第
１の分離層１２０に含まれていた水素が脱離すすること
を防止することができる。また、結晶化工程前に水素イ
オンを導入しておけば、水素イオンの導入によって発生
したダメージをこの結晶化工程で修復することができ
る。

【０１０６】［第２の実施例］本発明の第１の実施の形
態の具体例として、図２７ないし図３４を参照して、第
１の基材１００の側に各種のＴＦＴを含む薄膜デバイス
層１４０を形成し、これを第２の基材１８０に転写して
液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス
基板（薄膜デバイス装置）の製造方法を説明する。図２
７は液晶表示装置の全体構成を示す分解斜視図である。
図２８は、この液晶表示装置に用いたアクティブマトリ
クス基板の構成を示すブロック図である。図２９は、本
形態の液晶表示装置の要部を示す断面図である。

【０１０７】図２７において、本形態の液晶表示装置１
０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクテ
ィブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合
わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアク
ティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４
６０とから概略構成されている。アクティブマトリクス
基板４４０と対向基板４８０とは、対向基板４８０の外
周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材（図
示せず。）によって所定の間隙を介して貼り合わされ、
このシール材の内側領域が液晶４６０の封入領域とされ
る。シール材としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬
化樹脂などを用いることができる。ここで、シール材は
部分的に途切れているので、対向基板４８０とアクティ
ブマトリクス基板４４０とを貼り合わせた後、シール材
の内側領域を減圧状態にすれば、シール材の途切れ部分
から液晶４６０を減圧注入でき、液晶４６０を封入した
後は、途切れ部分を封止剤（図示せず。）で塞げばよ
い。

【０１０８】本形態において、対向基板４８０はアクテ
ィブマトリクス基板４４０よりも小さく、アクティブマ
トリクス基板４４０の対向基板４８０の外周縁よりはみ
出た領域には、図２８を参照して後述する走査線駆動回
路７００やデータ線駆動回路８００等のドライバー部４
４４が形成されている。

【０１０９】また、対向基板４８０およびアクティブマ
トリクス基板４４０の光入射側の面あるいは光出射側に
は、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッ
ドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モー
ド等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノー
マリブラックモードの別に応じて偏光板４２０、５０
０、あるいは位相差フィルムが所定の光軸方向に配置さ
れるように貼られる。さらに、液晶表示装置１０が透過
型である場合には、アクティブマトリクス基板４４０の
裏側にはバックライト４００が配置される。

【０１１０】このように構成した液晶表示装置１０に用
いたアクティブマトリクス基板４４０では、図２８に示
すように、中央領域が実際の表示を行う画素部４４２で
あり、その周辺部分が駆動回路部４４４とされる。画素
部４４２では、アルミニウム、タンタル、モリブデン、
チタン、タングステンなどの金属膜、シリサイド膜、導
電性半導体膜などで形成されたデータ線７２０および走
査線７３０に接続した画素用スイッチングのＴＦＴ５が
マトリクス状に配列された各画素毎に形成されている。
データ線７２０に対しては、シフトレジスタ、レベルシ
フタ、ビデオライン、アナログスイッチなどを備えるデ
ータ側駆動回路８００が構成されている。走査線７３０
に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタなどを
備える走査側駆動回路７００が構成されている。

【０１１１】このように構成したアクティブマトリクス
基板４４０において、データ線駆動回路８００および走
査線駆動回路７００のシフトレジスタ等は、Ｎ型のＴＦ
Ｔ６とＰ型のＴＦＴ７とからなるＣＭＯＳ回路が多段に
接続されている。従って、アクティブマトリクス基板４
４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６、駆動回路用の
Ｐ型のＴＦＴ７、および画素スイッチング用のＮ型のＴ
ＦＴ５からなる３種類のＴＦＴが形成されている。

【０１１２】これらのＴＦＴのうち、駆動回路用のＮ型
のＴＦＴ６と駆動回路用のＰ型のＴＦＴ７とは導電型が
逆であるだけで、基本的な構成が同一なので、図２９に
は、代表して、Ｎ型のＴＦＴ６と画素スイッチング用の
ＴＦＴ５のみを示してある。

【０１１３】図２９において、画素スイッチング用のＴ
ＦＴ５では、画素電極１７０が液晶を介して対向基板４
８０と対向させる必要があるが、本形態では、いずれの
ＴＦＴも、後述するように、薄膜デバイス層１４０とし
て第１の基材１００に形成されたものが、第２の基材１
８０に転写されたものであるため、画素電極１７０は、
ＴＦＴ５の最も上層側にある。そこで、本形態では、層
間絶縁膜１５５に開口１５６、１５７を形成し、開口１
５７から下方に向かって画素電極１７０が露出している
構造になっている。従って、薄膜デバイス層１４０の裏
面側に対して液晶４６０を介して対向基板４８０が対向
する構成であっても、画素電極１７０と対向基板４８０
に形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動す
ることができる。なお、図２８からわかるように、画素
スイッチング用のＴＦＴ５において、ゲート電極１５０
は走査線７３０の一部であり、ソース領域１９２ａに電
気的に接続するソース電極１５２ｅはデータ線７２０の
一部である。なお、画素電極１７０は開口１５６を介し
てドレイン領域１９２ｂに電気的に接続している。

【０１１４】図３０ないし図３４を参照して、このアク
ティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図
３０ないし図３４は、前記した第１の実施の形態に係る
方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造す
る際の工程断面図である。

【０１１５】本例の液晶表示装置の製造方法のうち、そ
のアクティブマトリクス基板４４０の製造方法では、ま
ず、図１５ないし図２５を参照して説明した方法と同
様、図３０に示すように、石英基板からなる第１の基材
１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からな
る第１の分離層１２０を形成する（第１の工程）。

【０１１６】次に、第１の分離層１２０の上に中間層１
４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６およ
び画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する（第２の工
程）。

【０１１７】次に、図３１に示すように、画素スイッチ
ング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｂに相当する部
分、および画素スイチング用のＴＦＴ５が形成されてい
る領域を除く領域のそれぞれにおいて、層間絶縁膜１５
４、１５５、ゲート絶縁膜１４８および中間膜１４２を
選択的にエッチングし、それぞれの領域に開口１５６、
１５７を同時に形成する。

【０１１８】次に、図３２に示すように、画素電極１７
０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５
６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１５２ｄ
を介して画素スイッチング用のＴＦＴのドレイン領域１
９２ｂに電気的に接続し、かつ、開口１５７を介して第
１の分離層１２０と接するように形成される。ここで、
画素電極１７０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表
示装置１０を透過型で形成でき、画素電極１７０をアル
ミニウム等の金属から形成した場合には、液晶表示装置
１０を反射型で形成できる。

【０１１９】次に、図３３に示すように、接着層１６０
を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２の基
材１８０を接着する（第３の工程）。

【０１２０】次に、第１の基材１００の裏面側からエキ
シマレーザー光を照射し、第１の分離層１２０で剥離現
象を生じさせ、第１の基材１００を剥がす。このとき、
引き剥がしにさほどの力を要しないので、ＴＦＴ５、６
等には機械的ダメージが生じない。また、薄膜デバイス
層１４０の裏面側に残った第１の分離層１２０を除去す
る。

【０１２１】これにより、図３４に示すアクティブマト
リクス基板４４０が完成する。このアクティブマトリク
ス基板４４０では、画素電極１７０が薄膜デバイス層１
４０の裏面側で露出している。従って、アクティブマト
リクス基板４４０の薄膜デバイス層１４０の裏面側に配
向膜（図示せず。）を形成した後、ラビング処理等の配
向処理を行い、しかる後に、図２８に示すように、薄膜
デバイス層１４０の裏面側と対向するように対向基板４
８０をアクティブマトリクス基板４４０とシール材（図
示せず。）によって貼り合わせ、これらの基板間に液晶
４６０を封入する。その結果、アクティブマトリクス基
板４４０と対向基板４８０との間に液晶４６０を挟持し
た液晶表示装置１０を製造することができる。

【０１２２】このように、本形態の液晶表示装置１０に
用いたアクティブマトリクス基板４４０では、耐熱性等
に優れた石英基板からなる第１の基材１００上にＴＦＴ
を最適な条件で形成した後、この第１の基材１００か
ら、ソーダガラス基板からなる安価な第２の基材１８０
の側に駆動回路用のＴＦＴ６や画素スイチング用のＴＦ
Ｔ４を含む薄膜デバイス層１４０を転写したものを用い
ている。このため、ＴＦＴ５、６の製造時には第１の基
材１００の上で石英基板の耐熱性を十分に行かした温度
条件でＴＦＴ５、６を形成できるので、トランジスタ特
性の優れたＴＦＴ５、６を形成することができる。ま
た、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価な
ソーダガラスからなる第２の基材１８０であるため、液
晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。

【０１２３】［第３の実施例］本発明の第２の実施の形
態の具体例として、図３５ないし図４２を参照して、第
１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０として、第
１の基材１００にＴＦＴを形成し、これを第２の基材１
８０に転写した後、さらに第３の基材２００に転写した
液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス
基板４４０の製造方法を説明する。図３５は、本例の液
晶表示装置１０の要部を示す断面図である。なお、本形
態の液晶表示装置１０およびアクイティブマトリクス基
板４４０の基本的な構成は、第２の実施例と同様、図２
７および図２８を参照して説明したとおりであるので、
それらの説明を省略する。

【０１２４】図３５において、本形態の液晶表示装置１
０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクテ
ィブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合
わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアク
ティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４
６０とから概略構成されている。本例でも、アクティブ
マトリクス基板４４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦ
Ｔ、駆動回路用のＰ型のＴＦＴ、および画素スイッチン
グ用のＮ型のＴＦＴからなる３種類のＴＦＴが形成され
ているが、図３５には、これらのＴＦＴのうち、駆動回
路用のＮ型のＴＦＴ６、および画素スイッチング用のＴ
ＦＴ５のみを示してある。

【０１２５】本例において、駆動回路用のＴＦＴ６およ
び画素スイッチング用のＴＦＴ５は、いずれも、後述す
るように、薄膜デバイス層１４０として第１の基材１０
０に形成されたものが、第２の基材１８０に転写された
後、第３の基材２００に転写されたものであるため、各
ＴＦＴ５、６は、第１の基材１００上に形成したときの
積層構造のままである。すなわち、画素電極１７０は、
層間絶縁膜１５５の上層に形成され、対向基板４８０に
形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動する
ことができる。

【０１２６】図３６ないし図４２を参照して、このアク
ティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図
３６ないし図４２は、前記した第２の実施の形態に係る
方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造す
る際の工程断面図である。

【０１２７】本例の液晶表示装置１０の製造方法のう
ち、そのアクティブマトリクス基板の製造方法では、ま
ず、図１５ないし図２５を参照して説明した方法と同
様、図３６に示すように、石英基板からなる第１の基材
１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からな
る第１の分離層１２０を形成する（第１の工程）。

【０１２８】次に、第１の分離層１２０の上に中間層１
４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６およ
び画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する（第２の工
程）。

【０１２９】本例でも、画素スイッチング用のＴＦＴ５
では、図２８を参照して説明したように、ゲート電極１
５０は走査線７３０の一部であり、ソース電極１５２ｅ
はデータ線７２０の一部である。

【０１３０】次に、画素スイッチング用のＴＦＴ５のド
レイン領域１９２ｂに相当する部分の上層に位置する層
間絶縁膜１５４、１５５およびゲート絶縁膜１４８を選
択的にエッチングし、開口１５６を形成する。

【０１３１】次に、図３７に示すように、画素電極１７
０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５
６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１９２ｂ
を介して画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域
１９２ｅに電気的に接続する。本例でも、画素電極１７
０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表示装置１０を
透過型で形成でき、画素電極１７０をアルミニウム等の
金属から形成した場合には、液晶表示装置１０を反射型
で形成できる。

【０１３２】次に、図３８に示すように、熱溶融性接着
剤あるいは水溶性の接着剤などからなる第２の分離層１
６０′を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第
２の基材１８０を接着する（第３の工程）。

【０１３３】次に、第１の基材１００の裏面側からエキ
シマレーザー光を照射し、第１の分離層１２０で剥離現
象を生じさせ、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基
材１００を剥がす。このとき、引き剥がしにさほどの力
を要しないので、ＴＦＴ５、６等には機械的ダメージが
生じない。また、図３９に示すように、薄膜デバイス層
１４０の裏面側に付着している第１の分離層１２０を除
去する。

【０１３４】次に、図４０に示すように、薄膜デバイス
層１４０の裏面側に対して接着層１９０を介して第３の
基材２００を接着する。

【０１３５】次に、第２の分離層１６０′として熱溶融
性接着剤を用いた場合にはこの熱溶融性接着剤を加熱
し、第２の分離層１６０′で第２の基材１８０を剥離す
る。水溶性接着剤を用いた場合にはこの水溶性接着剤を
水と接触させて、第２の分離層１６０′で第２の基材１
８０を剥離する。次に、図４１に示すように、薄膜デバ
イス層１４０の表面側に付着している第２の分離層１８
０を除去する。

【０１３６】その結果、アクティブマトリクス基板４４
０が完成する。次に、図３５に示すように、画素電極１
７０の表面および層間絶縁膜１５５の表面に対して配向
膜（図示せず。）を形成した後、ラビング処理等の配向
処理を行い、しかる後に、薄膜デバイス層１４０に対向
するように対向基板４８０をアクティブマトリクス基板
４４０とシール材（図示せず。）によって貼り合わせ、
これらの基板間に液晶４６０を封入する。その結果、ア
クティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０との間
に液晶４６０を挟持した液晶表示装置１０を製造するこ
とができる。

【０１３７】このように、本形態に係る液晶表示装置１
０に用いたアクティブマトリクス基板４４０は、耐熱性
等に優れた石英基板からなる第１の基材１００上にＴＦ
Ｔを最適な条件で形成した後、この第１の基材１００か
ら第２の基材１８０への転写を経て、ソーダガラス基板
からなる安価な第３の基材２００の側に、駆動回路用の
ＴＦＴや画素スイチング用のＴＦＴを含む薄膜デバイス
層１４０を転写したものである。このため、ＴＦＴの製
造時には第１の基材１００上で石英基板の耐熱性を十分
に行かした温度条件でＴＦＴを形成できるので、トラン
ジスタ特性の優れたＴＦＴを形成することができる。ま
た、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価な
ソーダガラスからなる第３の基材２００であるため、液
晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。

【０１３８】さらに、薄膜デバイス層１４０を２回、転
写するため、薄膜デバイス層１４０を第３の基材２００
に転写し終えた状態で、薄膜デバイス層１４０は、第１
の基材１００にＴＦＴを形成したときの積層構造のまま
である。それ故、薄膜デバイス層１４０を形成していく
際に、画素電極１７０の構造などについては、従来の構
造のままでよいので、ＴＦＴの製造方法については変更
する必要がない。

【０１３９】［第４の実施例］なお、第２の実施例およ
び第３の実施例のいずれにおいても、アクイティブマト
リクス基板を構成する要素の全てを第１の基材１００に
形成し、これらの構成要素の全てを第２の基材１８０あ
るいは第３の基材２００に一括して転写する方法であっ
たが、アクティブマトリクス基板４４０を構成する各要
素をある程度まとまった単位でそれぞれ別々の第１の基
材１００に形成し、各第１の基材１００毎に形成した要
素をそれぞれ１枚の基材に転写してアクティブマトリク
ス基板を形成してもよい。

【０１４０】たとえば、図２８に示すアクティブマトリ
クス基板４４０では、各画素の構成は同一であり、か
つ、データ線駆動回路８００および走査線駆動回路７０
０も同一構造のシフトレジスタを多段に接続してある。
そこで、アクティブマトリクス基板４４０に形成すべき
画素部４４２全体のうち、その一部ずつを何枚もの第１
の基材１００に分けて形成し、各第１の基材１００から
アクティブマトリクス基板４４０の基材として使用され
る第２の基材１８０（あるいは第３の基材２００）に画
素を複数ずつ転写してもよい。また、アクティブマトリ
クス基板４４０に形成すべき駆動回路の一部を何枚もの
第１の基材１００に形成し、各第１の基材１００からア
クティブマトリクス基板４４０の基材として使用される
第２の基材１８０（あるいは第３の基材）に各駆動回路
を転写してもよい。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において、
第１の分離層は、水素を含有するアモルファスシリコン
膜からなるため、第４の工程で、第１の分離層（アモル
ファスシリコン膜）にレーザ光等のエネルギー光を照射
すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン
膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、第１の分離
層から水素ガスが発生する。このため、第１の分離層の
層内または界面で剥離現象が起こるので、第１の基材は
薄膜デバイス側から分離し、薄膜デバイスを第２の基材
側に転写することができる。また、本発明では、第１の
分離層にエネルギー光を照射するうちに、第１の分離層
を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせ
て、シリコン膜に照射するエネルギー光のエネルギー密
度を低密度から高密度に変化させる。それ故、第１の分
離層を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネ
ルギー密度の高いエネルギー光を照射することができる
ので、第１の分離層の層内あるいは界面での剥離をスム
ーズに、かつ、確実に進行させることができる。よっ
て、本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を
効率よく製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の実
施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法において、
第１の工程で第１の基材上に第１の分離層を形成した様
子を示す工程断面図、およびこの第１の工程の変形例を
示す工程断面図である。

【図２】図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の工程で第１の
基材上に第１の分離層を形成した後、第２の工程で第１
の分離層の上に薄膜デバイス層を形成した様子を示す工
程断面図である。

【図３】図２に示す第２の工程で第１の分離層の上に薄
膜デバイス層を形成した後、第３の工程で薄膜デバイス
層に接着層を介して第２の基材を接着した様子を示す工
程断面図である。

【図４】図３に示す第３の工程で薄膜デバイス層に接着
層を介して第２の基材を接着した後、第４の工程で第１
の分離層にレーザ光を照射する様子を示す工程断面図で
ある。

【図５】図４に示す第４の工程で第１の分離層にレーザ
光を照射した後、第１の分離層で第１の基材を剥離する
様子を示す工程断面図である。

【図６】図５に示す第４の工程で第１の基材を剥離した
後、薄膜デバイス層に残る第１の分離層を除去した様子
を示す工程断面図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス
装置の製造方法に用いた第１の基材におけるレーザ光の
波長とその透過率との関係を示すグラフである。

【図８】水素含有のアモルファスシリコン膜にレーザ光
を照射したときの水素含有量と、エネルギー密度と、レ
ーザ光を照射したときのシリコン膜の状態との関係を示
すグラフである。

【図９】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、幅方向においてエ
ネルギー強度がガウシアン分布を有するラインビームに
よってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、およ
びこのラインビームの幅方向におけるエネルギー強度の
プロファイルを示す説明図である。

【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、幅方向
においてエネルギー強度が矩形状の分布を有するライン
ビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明
図、このラインビームの幅方向におけるエネルギー強度
のプロファイルを示す説明図、およびこのラインビーム
を繰り返し照射するときにエネルギー強度を段階的に変
化させる様子を示す説明図である。

【図１１】図４に示す第４の工程において、レーザ光が
薄膜デバイス層に及ぼす影響を防止する方法を示す説明
図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイ
ス装置の製造方法において、第１の実施の形態と同様な
方法で第２の基材に薄膜デバイス層を転写した後、第５
の工程において、この薄膜デバイス層の裏面側に接着層
を介して第３の基材を接着した様子を示す工程断面図で
ある。

【図１３】図１２に示す第５の工程で第２の基材を薄膜
デバイス層の側から剥離して、薄膜デバイス層を第３の
基材に転写した様子を示す工程断面図である。

【図１４】図１３に示す第５の工程で第２の基材を剥離
した後、薄膜デバイス層に残る第２の分離層を除去した
様子を示す工程断面図である。

【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイ
ス装置の製造方法の具体例として、第１の実施例におい
て、ＴＦＴを備える薄膜デバイス装置を製造するにあた
って、第１の基材上に第１の分離層、中間層、半導体膜
を形成した様子を示す工程断面図である。

【図１６】図１５に示す工程で形成した半導体膜をパタ
ーニングした様子を示す工程断面図である。

【図１７】図１６に示す工程で形成した島状の半導体膜
に表面側にゲート絶縁膜を形成した様子を示す工程断面
図である。

【図１８】図１７に示す工程で形成したゲート絶縁膜の
上にゲート電極を形成した様子を示す工程断面図であ
る。

【図１９】図１８に示す工程でゲート電極を形成した
後、半導体膜にＰ型の不純物を導入する様子を示す工程
断面図である。

【図２０】図１９に示す工程で半導体膜にＰ型の不純物
を導入した後、半導体膜にＮ型の不純物を導入する様子
を示す工程断面図である。

【図２１】図２０に示す工程で半導体膜にＮ型の不純物
を導入した後、ソース電極およびドレイン電極を形成し
た様子を示す工程断面図である。

【図２２】図２１に示す工程までで薄膜デバイス層を形
成した後、この薄膜デバイス層に対して接着層を介して
第２の基材を接着した様子を示す工程断面図である。

【図２３】図２２に示す工程で薄膜デバイス層に第２の
基材を接着した後、第１の分離層にレーザ光を照射して
第２の分離層で剥離を起こさせる様子を示す工程断面図
である。

【図２４】図２３に示す工程で第２の分離層で剥離を起
こさせ、第１の基材を剥がして薄膜デバイス層を第２の
基材に転写した様子を示す工程断面図である。

【図２５】図２４に示す工程で第１の基材を剥がした
後、薄膜デバイス層の裏面側に残る第１の分離層を除去
した様子を示す工程断面図である。

【図２６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の
実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例
として、第１の実施例に係る薄膜デバイスをフレキシブ
ル基板上に搭載した様子を示す説明図、およびこのフレ
キシブル基板を撓ませた様子を示す説明図である。

【図２７】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイ
ス装置の製造方法の具体例として、第２の実施例に係る
アクティブマトリクス基板（薄膜デバイス）を用いた液
晶表示装置（電気光学装置）の構成を示す分解斜視図で
ある。

【図２８】図２７に示す液晶表示装置に用いたアクティ
ブマトリクス基板の構成を示すブロック図である。

【図２９】図２７に示す液晶表示装置の要部を示す断面
図である。

【図３０】図２９に示すアクティブマトリクス基板の製
造方法において、第１の基材上にＴＦＴを形成した様子
を示す工程断面図である。

【図３１】図３０に示す工程で第１の基材上にＴＦＴを
形成した後、層間絶縁膜に開口を形成した様子を示す工
程断面図である。

【図３２】図３１に示す工程で層間絶縁膜に開口を形成
した後、画素電極を形成した様子を示す工程断面図であ
る。

【図３３】図３２に示す工程までで第１の基材上にＴＦ
Ｔや画素電極を備える薄膜デバイス層を形成した後、接
着層を介して第２の基材を接着し、しかる後に第１の分
離層にレーザ光を照射して第１の基材を剥がす様子を示
す工程断面図である。

【図３４】図３３に示す工程で薄膜デバイス層から第１
の基材を剥がした後の様子を示す工程断面図である。

【図３５】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイ
ス装置の製造方法の具体例として、第３の実施例に係る
アクティブマトリクス基板（薄膜デバイス）を用いた液
晶表示装置（電気光学装置）の要部を示す断面図であ
る。

【図３６】図３５に示す液晶表示装置に用いたアクティ
ブマトリクス基板の製造方法において、第１の基材上に
ＴＦＴを形成した様子を示す工程断面図である。

【図３７】図３６に示す工程で第１の基材上にＴＦＴを
形成した後、画素電極を形成した様子を示す工程断面図
である。

【図３８】図３７に示す工程で画素電極を形成した後、
ＴＦＴおよび画素電極を備える薄膜デバイス層に第２の
分離層を介して第２の基材を接着し、しかる後に第１の
分離層にレーザ光を照射して第１の基材を剥がす様子を
示す工程断面図である。

【図３９】図３８に示す工程で薄膜デバイス層から第１
の基材を剥がした後、薄膜デバイス層の裏面側に残る第
１の分離層を除去した後の様子を示す工程断面図であ
る。

【図４０】図３９に示す工程で薄膜デバイス層に残る第
１の分離層を除去した後、この薄膜デバイス層の裏面側
に接着層を介して第３の基材を接着した様子を示す工程
断面図である。

【図４１】図４０に示す工程で薄膜デバイス層に接着層
を介して第３の基材を接着した後、第２の分離層で第２
の基材を剥がし、しかる後に薄膜デバイス層に残る第２
の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。

【符号の説明】

１ 薄膜デバイス装置 ５ 画素スイッチング用のＴＦＴ（薄膜デバイス） ６ 駆動回路用のＮ型のＴＦＴ（薄膜デバイス） ７ 駆動回路用のＰ型のＴＦＴ（薄膜デバイス） １０ 液晶表示装置 １００ 第１の基材 １２０ 第１の分離層 １２４ 金属膜 １４０ 薄膜デバイス層 １４２ 中間層 １４４ チャネル領域 １４４ａ、１４４ｂ アイランド １４６ ソース・ドレイン領域 １４６ａ、１４６ｂ ｎ^＋層（ソース・ドレイン領域） １４８ ゲート絶縁膜 １５０、１５０ａ、１５０ｂ ゲート電極 １５２、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ ソ
ース・ドレイン電極 １５４、１５５ 層間絶縁膜 １５６、１５７ 開口 １６０ 接着層 １６０′ 第２の分離層 １７０ 画素電極 １７２ａ、１７２ｂ Ｐ^＋層（ソース・ドレイン領域） １８０ 第２の基材 １８２ フレキシブル基板 １９０ 接着層 １９２ａ ソース領域 １９２ｂ ドレイン領域 ２００ 第３の基材 ３００ ＣＰＵ ３２０ ＲＡＭ ３４０ 太陽電池 ３６０ 入出力回路 ４００ バックライト ４２０、５００ 偏光板 ４４０ アクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装
置） ４４２ 画素部 ４４４ 駆動回路部 ４６０ 液晶 ４８０ 対向基板 ４８２ 共通電極 ７００ 走査側駆動回路 ７２０ データ線 ７３０ 走査線 ８００ データ線駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｄ 21/336 Ｆターム(参考） 2H092 KA05 MA08 NA17 NA27 5C094 AA42 AA43 AA51 BA03 BA43 CA19 EA03 EA04 EA07 FB14 GB01 5F110 BB01 BB04 DD01 DD02 DD03 DD12 DD13 DD14 EE02 EE08 FF02 FF21 GG02 GG13 GG47 HJ01 HJ18 NN02 NN05 PP03

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基材上に第１の分離層を形成する
   第１の工程と、 前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第２の工
   程と、 前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基
   材を接着する第３の工程と、 前記第１の分離層の層内または該第１の分離層の界面の
   うちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることによ
   り前記第１の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当
   該薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第４の工
   程と、 を有する薄膜デバイス装置の製造方法であって、 前記第１の工程では、前記第１の分離層として、当該第
   １の分離層へのエネルギー光の照射によってガスを発生
   させる元素を含有するアモルファスシリコン膜を形成
   し、 前記第４の工程では、前記第１の分離層にエネルギー光
   を照射して前記剥離現象を起こさせるとともに、当該エ
   ネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化
   させることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記元素は水素であ
   ることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記第１の分離層
   は、成膜後に水素が導入されたアモルファスシリコン膜
   であることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記第１の分離層
   は、成膜時に水素が導入されたアモルファスシリコン膜
   であることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記第１の分離層
   は、水素を含有する原料ガスを用いたプラズマＣＶＤ法
   により形成されたアモルファスシリコン膜であることを
   特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記第４の工程では、前記エネルギー光としてレーザ光
   を照射することを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方
   法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
   前記第４の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密
   度を連続的に変化させることを特徴とする薄膜デバイス
   装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
   前記第４の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密
   度を段階的に変化させることを特徴とする薄膜デバイス
   装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
   前記第３の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基
   材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接
   着し、 前記第４の工程で前記第２の基材に前記薄膜デバイスを
   転写した後、当該薄膜デバイスの前記第２の基材と反対
   側に第３の基材を接着する第５の工程と、 前記第２の分離層の層内または該第２の分離層の界面の
   うちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることによ
   り前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当
   該薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第６の工
   程と、 を有することを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかにおい
    て、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄
    膜デバイスとして、少なくとも薄膜トランジスタを形成
    することを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに規定
    する薄膜デバイス装置の製造方法により形成されたこと
    を特徴とする薄膜デバイス装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１０のいずれかに規定
    する薄膜デバイス装置の製造方法を利用したアクティブ
    マトリクス基板の製造方法であって、前記第２の工程で
    は、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして画素
    スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形
    成して、当該薄膜トランジスタをマトリクス状に有する
    アクティブマトリクス基板を製造することを特徴とする
    アクティブマトリクス基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記第２の工程
    では、前記第１の基材上に前記薄膜トランジスタをマト
    リクス状に形成するとともに、当該薄膜トランジスタの
    ゲートに電気的に接続する走査線、当該薄膜トランジス
    タのソースに電気的に接続するデータ線、および当該薄
    膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極
    を形成することを特徴とするアクティブマトリクス基板
    の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれかにおい
    て、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆
    動回路用の薄膜トランジスタを形成して、当該薄膜トラ
    ンジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリク
    ス基板を製造することを特徴とするアクティブマトリク
    ス基板の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２ないし１４のいずれかに規
    定するアクティブマトリクス基板の製造方法により形成
    されたことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
16. 【請求項１６】 請求項１５に規定するアクティブマト
    リクス基板を用いたことを特徴とする電気光学装置。