JP2004140382A - 薄膜素子の転写方法，薄膜素子，薄膜集積回路装置，アクティブマトリクス基板および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　本発明の目的の一つは、薄膜素子の製造時に使用する基板と、例えば製品の実使用時に使用する基板（製品の用途からみて好ましい性質をもった基板）とを、独立に自由に選択することを可能とする新規な技術を提供することである。
【解決手段】　信頼性が高く、かつレーザー光が透過可能な基板（１００）上に分離層（１２０）を設けておき、その基板上にＴＦＴ等の薄膜素子（１４０）を形成する。基板側からレーザー光を照射し、これによって分離層において剥離を生じせしめる。その薄膜素子を接着層（１６０）を介して転写体（１８０）に接合し、基板（１００）を離脱させる。これにより、どのような基板にでも所望の薄膜デバイスを転写できる。
【選択図】　　　　図５

Description

　本発明は、薄膜素子の転写方法，薄膜素子，薄膜集積回路装置，アクティブマトリクス基板および液晶表示装置に関する。

　例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた液晶ディスプレイを製造するに際しては、基板上に薄膜トランジスタをＣＶＤ等により形成する工程を経る。薄膜トランジスタを基板上に形成する工程は高温処理を伴うため、基板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。そのため、現在では、１０００℃程度の温度に耐える基板としては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は耐熱ガラスが使用されている。

　上述のように、薄膜素子を搭載する基板は、それらの薄膜素子を製造するための条件を満足するものでなければならない。つまり、使用する基板は、搭載されるデバイスの製造条件を必ず満たすように決定される。

　しかし、ＴＦＴ等の薄膜素子を搭載した基板が完成した後の段階のみに着目すると、上述の「基板」が必ずしも好ましくないこともある。

　例えば、上述のように、高温処理を伴う製造プロセスを経る場合には、石英基板や耐熱ガラス基板等が用いられるが、これらは非常に高価であり、したがって製品価格の上昇を招く。

　また、ガラス基板は重く、割れやすいという性質をもつ。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ディスプレイでは、可能な限り安価で、軽くて、多少の変形にも耐え、かつ落としても壊れにくいのが望ましいが、現実には、ガラス基板は重く、変形に弱く、かつ落下による破壊の恐れがあるのが普通である。

　つまり、製造条件からくる制約と製品に要求される好ましい特性との間に溝があり、これら双方の条件や特性を満足させることは極めて困難であった。

　本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、その目的の一つは、薄膜素子の製造時に使用する基板と、例えば製品の実使用時に使用する基板（製品の用途からみて好ましい性質をもった基板）とを、独立に自由に選択することを可能とする新規な技術を提供することにある。

　上述した課題を解決する本発明は、以下のような構成をしている。

　（１）請求項１に記載の本発明は、基板上の薄膜素子を転写体に転写する方法であって、
　前記基板上に分離層を形成する工程と、
　前記分離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程と、
　前記薄膜素子を含む被転写層を接着層を介して前記転写体に接合する工程と、
　前記分離層に光を照射し、前記分離層の層内および／または界面において剥離を生じせしめる工程と、
　前記基板を前記分離層から離脱させる工程と、を有することを特徴とする。
　つまり、デバイス製造における信頼性が高い基板上に、例えば、光を吸収する特性をもつ分離層を設けておき、その基板上にＴＦＴ等の薄膜素子を形成する。次に、特に限定されないが、例えば接着層を介して薄膜素子を所望の転写体に接合し、その後に分離層に光を照射し、これによって、その分離層において剥離現象を生じせしめて、その分離層と前記基板との間の密着性を低下させる。そして、基板に力を加えてその基板を薄膜素子から離脱させる。これにより、どのような転写体にでも、所望の、信頼性の高いデバイスを転写（形成）できることになる。
　なお、本発明において、接着層を介して薄膜素子（薄膜素子を含む被転写層）を転写体に接合する工程と、基板を薄膜素子から離脱させる工程とは、その順序を問わず、いずれが先でもかまわない。但し、基板を離脱させた後の薄膜素子（薄膜素子を含む被転写層）のハンドリングに問題がある場合には、まず、薄膜素子を転写体に接合し、その後に基板を離脱させるのが望ましい。
　また、薄膜素子の転写体への接合に用いられる接着層として、例えば、平坦化作用をもつ物質（例えば、熱硬化性樹脂）を用いれば、薄膜素子を含む被転写層の表面に多少の段差が生じていたとしても、その段差は平坦化されて無視できるようになり、よって常に良好な転写体への接合が可能となり、便利である。
　（２）請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
　前記基板は透光性の基板であり、
　前記分離層への前記光の照射は、前記透光性の基板を介して行われることを特徴とする。
　例えば、石英基板等の透明な基板を用いれば、信頼性の高い薄膜デバイスを製造可能であると共に、基板の裏面から光を分離層の全面に一括して照射することもでき、転写効率が向上する。
　（３）請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
　前記転写体に付着している前記分離層を除去する工程を、さらに有することを特徴とする。
　不要な分離層を完全に除去するものである。
　（４）請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
　前記転写体は、透明基板であることを特徴とする。
　例えば、ソーダガラス基板等の安価な基板や、可撓性を有する透明なプラスチックフィルム等を転写体として使用できる。
　（５）請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
　前記転写体は、被転写層の形成の際の最高温度をＴ_ｍａｘとしたとき、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が前記Ｔ_ｍａｘ以下の材料で構成されていることを特徴とする。
　デバイス製造時の最高温度に耐えられず、従来は使用できなかった安価なガラス基板等を、自由に使用できるようになる。
　（６）請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
　前記転写体は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が、前記薄膜素子の形成プロセスの最高温度以下であることを特徴とする。
　ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点の上限を規定したものである。
　（７）請求項７に記載の本発明は、請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
　前記転写体は、合成樹脂またはガラス材で構成されていることを特徴とする。
　例えば、プラスチックフィルム等の撓み性（可撓性）を有する合成樹脂板に薄膜素子を転写すれば、剛性の高いガラス基板では得られないような優れた特性が実現可能である。本発明を液晶表示装置に適用すれば、しなやかで、軽くかつ落下にも強いディスプレイ装置が実現する。
　また、例えば、ソーダガラス基板等の安価な基板も転写体として使用できる。ソーダガラス基板は低価格であり、経済的に有利な基板である。ソーダガラス基板は、ＴＦＴ製造時の熱処理によりアルカリ成分が溶出するといった問題があり、従来は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置への適用が困難であった。しかし、本発明によれば、すでに完成した薄膜デバイスを転写するため、上述の熱処理に伴う問題は解消される。よってアクティブマトリクス型の液晶表示装置の分野において、ソーダガラス基板等の従来問題があった基板も使用可能となる。
　（８）請求項８に記載の本発明は、請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
　前記基板は、耐熱性を有することを特徴とする。
　薄膜デバイスの製造時に所望の高温処理が可能となり、信頼性が高く高性能の薄膜デバイスを製造することができる。
　（９）請求項９に記載の本発明は、請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
　前記基板は、３１０ｎｍの光を１０％以上透過する基板であることを特徴とする。
　分離層においてアブレーションを生じさせるにたる光エネルギーを供給できる透光性の基板を用いるものである。
　（１０）請求項１０に記載の本発明は、請求項１〜請求項９において、
　前記基板は、被転写層の形成の際の最高温度をＴ_ｍａｘとしたとき、歪み点が前記Ｔ_ｍａｘ以上の材料で構成されていることを特徴とする。
　薄膜デバイスの製造時に所望の高温処理が可能となり、信頼性が高く高性能の薄膜デバイスを製造することができる。
　（１１）請求項１１に記載の本発明は、請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、前記分離層は、アモルファスシリコンで構成されていることを特徴とする。
　アモルファスシリコンは光を吸収し、また、その製造も容易であり、実用性が高い。
　（１２）請求項１２に記載の本発明は、請求項１１において、
　前記アモルファスシリコンは、水素（Ｈ）を２原子％以上含有することを特徴とする。
　水素を含むアモルファスシリコンを用いた場合、光の照射に伴い水素が放出され、これによって分離層内に内圧が生じて、分離層における剥離を促す作用がある。
　（１３）請求項１３に記載の本発明は、請求項１２において、
　前記アモルファスシリコンは、水素（Ｈ）を１０原子％以上含有することを特徴とする。
　水素の含有率が増えることにより、分離層における剥離を促す作用がより顕著になる。
　（１４）請求項１４に記載の本発明は、請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、前記分離層が窒化シリコンからなることを特徴とする。
　分離層として窒化シリコンを用いると、光の照射に伴い窒素が放出され、これによって分離層における剥離が促進される。
　（１５）請求項１５に記載の本発明は、請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、前記分離層が水素含有合金からなることを特徴とする。
　分離層として水素含有合金を用いると、光の照射に伴い水素が放出され、これによって分離層における剥離が促進される。
　（１６）請求項１６に記載の本発明は、請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、前記分離層が窒素含有金属合金からなることを特徴とする。
　分離層として窒素含有合金を用いると、光の照射に伴い窒素が放出され、これによって分離層における剥離が促進される。
　（１７）請求項１７に記載の本発明は、請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、前記分離層は多層膜からなることを特徴とする。
　単層膜に限定されないことを明らかとしたものである。
　（１８）請求項１８に記載の本発明は、請求項１７において、
　前記多層膜は、アモルファスシリコン膜とその上に形成された金属膜とからなることを特徴とする。
　（１９）請求項１９に記載の本発明は、請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、前記分離層は、セラミックス，金属，有機高分子材料の少なくとも一種から構成されていることを特徴とする。
　分離層として実際に使用可能なものをまとめて、例示したものである。金属としては、例えば、水素含有合金や窒素含有合金も使用可能である。この場合、アモルファスシリコンの場合と同様に、光の照射に伴う水素ガスや窒素ガスの放出によって、分離層における剥離が促進される。
　（２０）請求項２０に記載の本発明は、請求項１〜請求項１９のいずれかにおいて、前記光はレーザー光であることを特徴とする。
　レーザー光はコヒーレント光であり、分離層内において剥離を生じさせるのに適する。
　（２１）請求項２１に記載の本発明は、請求項２０において、
　前記レーザー光の波長が、１００ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする。
　短波長で光エネルギーのレーザー光を用いることにより、分離層における剥離を効果的に行うことができる。
　上述の条件を満たすレーザーとしては、例えば、エキシマレーザーがある。エキシマレーザーは、短波長紫外域の高エネルギーのレーザー光出力が可能なガスレーザーであり、レーザー媒質として希ガス（Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ）とハロゲンガス（Ｆ_２，ＨＣｌ）とを組み合わせたものを用いることにより、代表的な４種類の波長のレーザー光を出力することができる（ＸｅＦ＝３５１ｎｍ，ＸｅＣｌ＝３０８ｎｍ，ＫｒＦ＝２４８ｎｍ，ＡｒＦ＝１９３ｎｍ）。
　エキシマレーザー光の照射により、基板上に設けられている分離層において、熱影響のない分子結合の直接の切断やガスの蒸発等の作用を生じせしめることができる。
　（２２）請求項２２に記載の本発明は、請求項２０において、
　前記レーザー光の波長が３５０ｎｍ〜１２００ｎｍであることを特徴とする。
　分離層において、例えばガス放出，気化，昇華等の相変化を起こさせて分離特性を与える場合には、波長が３５０ｎｍ〜１２００ｎｍ程度のレーザー光も使用可能である。
　（２３）請求項２３に記載の本発明は、請求項１〜請求項２２のいずれかにおいて、前記薄膜素子は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であることを特徴とする。
　高性能なＴＦＴを、所望の転写体上に自由に転写（形成）できる。よって、種々の電子回路をその転写体上に搭載することも可能となる。
　（２４）請求項２４に記載の本発明は、請求項１〜請求項２３のいずれかにおいて、
　請求項１に記載の転写方法を複数回実行して、前記基板よりも大きい前記転写体上に、複数の被転写層を転写することを特徴とする。
　信頼性の高い基板を繰り返し使用し、あるいは複数の基板を使用して薄膜パターンの転写を複数回実行することにより、信頼性の高い薄膜素子を搭載した大規模な基板を作成できる。
　（２５）請求項２５に記載の本発明は、請求項１〜請求項２４のいずれかにおいて、
　請求項１に記載の転写方法を複数回実行して、前記転写体上に、薄膜素子の設計ルールのレベルが異なる複数の被転写層を転写することを特徴とする。
　一つの基板上に、例えば、種類の異なる複数の回路（機能ブロック等も含む）を搭載する場合、それぞれの回路に要求される特性に応じて、各回路毎に使用する素子や配線のサイズ（設計ルール、すなわちデザインルールと呼ばれるもの）が異なる場合がある。このような場合にも、本発明の転写方法を用いて、各回路毎に転写を実行していけば、設計ルールレベルの異なる複数の回路を一つの基板上に実現できる。
　（２６）請求項２６に記載の本発明は、請求項１〜請求項２２のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転写体に転写されてなる薄膜素子である。
　本発明の薄膜素子の転写技術（薄膜構造の転写技術）を用いて、任意の基板上に形成される薄膜素子である。
　（２７）請求項２７に記載の本発明は、請求項２６において、
　前記薄膜素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であることを特徴とする。
　（２８）請求項２８に記載の本発明は、請求項１〜請求項２５のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転写体に転写された薄膜素子を含んで構成される薄膜集積回路装置である。
　例えば、合成樹脂基板上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて構成されたシングルチップマイクロコンピュータ等を搭載することも可能である。
　（２９）請求項２９に記載の本発明は、マトリクス状に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その薄膜トランジスタの一端に接続された画素電極とを含んで画素部が構成されるアクティブマトリクス基板であって、
　請求項１〜請求項２４のいずれかに記載の方法を用いて前記画素部の薄膜トランジスタを転写することにより製造されたアクティブマトリクス基板である。
　本発明の薄膜素子の転写技術（薄膜構造の転写技術）を用いて、所望の基板上に画素部を形成してなるアクティブマトリクス基板である。製造条件からくる制約を排して自由に基板を選択できるため、従来にない新規なアクティブマトリクス基板を実現することも可能である。
　（３０）請求項３０に記載の本発明は、マトリクス状に配置された走査線と信号線とに接続される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その薄膜トランジスタの一端に接続された画素電極とを含んで画素部が構成され、かつ、前記走査線および前記信号線に信号を供給するためのドライバ回路を内蔵するアクティブマトリクス基板であって、
　請求項２５に記載の方法を用いて形成された、第１の設計ルールレベルの前記画素部の薄膜トランジスタおよび第２の設計ルールレベルの前記ドライバ回路を構成する薄膜トランジスタを具備するアクティブマトリクス基板である。
　アクティブマトリクス基板上に、画素部のみならずドライバ回路も搭載し、しかも、ドライバ回路の設計ルールレベルと画素部の設計ルールレベルとが異なるアクティブマトリクス基板である。例えば、ドライバ回路の薄膜パターンを、シリコンＴＦＴの製造装置を利用して形成すれば、集積度を向上させることが可能である。
　（３１）請求項３１に記載の本発明は、請求項２９〜請求項３０のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板を用いて製造された液晶表示装置である。
　例えば、プラスチック基板を用いた、しなやかに曲がる性質をもった液晶表示装置も実現可能である。

　次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

　（第１の実施の形態）
　図１〜図６は本発明の第１の実施の形態（薄膜素子の転写方法）を説明するための図である。

（工程１）
　図１に示すように、基板１００上に分離層（光吸収層）１２０を形成する。

　以下、基板１００および分離層１２０について説明する。

　（１）基板１００についての説明
　基板１００は、光が透過し得る透光性を有するものであるのが好ましい。

　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、光の減衰（ロス）が大きくなり、分離層１２０を剥離するのにより大きな光量を必要とする。

　また、基板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、例えば後述する被転写層１４０や中間層１４２を形成する際に、その種類や形成方法によってはプロセス温度が高くなる（例えば３５０〜１０００℃程度）ことがあるが、その場合でも、基板１００が耐熱性に優れていれば、基板１００上への被転写層１４０等の形成に際し、その温度条件等の成膜条件の設定の幅が広がるからである。

　従って、基板１００は、被転写層１４０の形成の際の最高温度をＴmaxとしたとき、歪点がＴmax以上の材料で構成されているのものが好ましい。具体的には、基板１００の構成材料は、歪点が３５０℃以上のものが好ましく、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ＯＡ−２等の耐熱性ガラスが挙げられる。

　また、基板１００の厚さは、特に限定されないが、通常は、０．１〜５．０mm程度であるのが好ましく、０．５〜１．５mm程度であるのがより好ましい。基板１００の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、厚すぎると、基板１００の透過率が低い場合に、光の減衰を生じ易くなる。なお、基板１００の光の透過率が高い場合には、その厚さは、前記上限値を超えるものであってもよい。なお、光を均一に照射できるように、基板１００の厚さは、均一であるのが好ましい。

　（２）分離層１２０の説明
　分離層１２０は、照射される光を吸収し、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」と言う）を生じるような性質を有するものであり、好ましくは、光の照射により、分離層１２０を構成する物質の原子間または分子間の結合力が消失または減少すること、すなわち、アブレーションが生じて層内剥離および／または界面剥離に至るものがよい。

　さらに、光の照射により、分離層１２０から気体が放出され、分離効果が発現される場合もある。すなわち、分離層１２０に含有されていた成分が気体となって放出される場合と、分離層１２０が光を吸収して一瞬気体になり、その蒸気が放出され、分離に寄与する場合とがある。このような分離層１２０の組成としては、例えば、次のＡ〜Ｅに記載されるものが挙げられる。

　Ａ．アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
　このアモルファスシリコン中には、水素（Ｈ）が含有されていてもよい。この場合、Ｈの含有量は、２原子％以上程度であるのが好ましく、２〜２０原子％程度であるのがより好ましい。このように、水素（Ｈ）が所定量含有されていると、光の照射によって水素が放出され、分離層１２０に内圧が発生し、それが上下の薄膜を剥離する力となる。アモルファスシリコン中の水素（Ｈ）の含有量は、成膜条件、例えばＣＶＤにおけるガス組成、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。

　Ｂ．酸化ケイ素又はケイ酸化合物、酸化チタンまたはチタン酸化合物、酸化ジルコニウムまたはジルコン酸化合物、酸化ランタンまたはランタン酸化化合物等の各種酸化物セラミックス、透電体（強誘電体）あるいは半導体
　酸化ケイ素としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｏ_２が挙げられ、ケイ酸化合物としては、例えばＫ_２ＳｉＯ_３、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３、ＣａＳｉＯ_３、ＺｒＳｉＯ_４、Ｎａ_２ＳｉＯ_３が挙げられる。

　酸化チタンとしては、ＴｉＯ、Ｔｉ_２０_３、Ｔｉ０_２が挙げられ、チタン酸化合物としては、例えば、ＢａＴｉ０_４、ＢａＴｉＯ_３、Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_２０、ＢａＴｉ_５Ｏ_１１、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＰｂＴｉＯ_３、ＭｇＴｉＯ_３、ＺｒＴｉＯ_２、ＳｎＴｉＯ_４、Ａｌ_２ＴｉＯ_５、ＦｅＴｉＯ_３が挙げられる。

　酸化ジルコニウムとしては、ＺｒＯ_２が挙げられ、ジルコン酸化合物としては、例えばＢａＺｒＯ_３、ＺｒＳｉＯ_４、ＰｂＺｒＯ_３、ＭｇＺｒＯ_３、Ｋ_２ＺｒＯ_３が挙げられる。

　Ｃ．ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ、ＰＢＺＴ等のセラミックスあるいは誘電体（強誘電体）
　Ｄ．窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス
　Ｅ．有機高分子材料
　有機高分子材料としては、−ＣＨ−、−ＣＯ−（ケトン）、−ＣＯＮＨ−（アミド）、−ＮＨ−（イミド）、−ＣＯＯ−（エステル）、−Ｎ＝Ｎ−（アゾ）、−ＣＨ＝Ｎ−（シフ）等の結合（光の照射によりこれらの結合が切断される）を有するもの、特に、これらの結合を多く有するものであればいかなるものでもよい。また、有機高分子材料は、構成式中に芳香族炭化水素（１または２以上のベンゼン環またはその縮合環）を有するものであってもよい。

　このような有機高分子材料の具体例としては、ポリエチレン，ポリプロピレンのようなポリオレフィン，ポリイミド，ポリアミド，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），エポキシ樹脂等があげられる。

　Ｆ．金属
　金属としては、例えば、Ａｌ，Ｌｉ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｓｍまたはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金が挙げられる。

　また、分離層１２０の厚さは、剥離目的や分離層１２０の組成、層構成、形成方法等の諸条件により異なるが、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。分離層１２０の膜厚が小さすぎると、成膜の均一性が損なわれ、剥離にムラが生じることがあり、また、膜厚が厚すぎると、分離層１２０の良好な剥離性を確保するために、光のパワー（光量）を大きくする必要があるとともに、後に分離層１２０を除去する際に、その作業に時間がかかる。なお、分離層１２０の膜厚は、できるだけ均一であるのが好ましい。

　分離層１２０の形成方法は、特に限定されず、膜組成や膜厚等の諸条件に応じて適宜選択される。たとえば、ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤを含む）、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパッタリング、イオンプレーティング、ＰＶＤ等の各種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、無電解メッキ等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジェット（ＬＢ）法、スピンコート、スプレーコート、ロールコート等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等が挙げられ、これらのうちの２以上を組み合わせて形成することもできる。

　例えば、分離層１２０の組成がアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の場合には、ＣＶＤ、特に低圧ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより成膜するのが好ましい。

　また、分離層１２０をゾルーゲル法によるセラミックスで構成する場合や、有機高分子材料で構成する場合には、塗布法、特に、スピンコートにより成膜するのが好ましい。

（工程２）
　次に、図２に示すように、分離層１２０上に、被転写層（薄膜デバイス層）１４０を形成する。

　この薄膜デバイス層１４０のＫ部分（図２において１点線鎖線で囲んで示される部分）の拡大断面図を、図２の右側に示す。図示されるように、薄膜デバイス層１４０は、例えば、ＳｉＯ_２膜（中間層）１４２上に形成されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を含んで構成され、このＴＦＴは、ポリシリコン層にｎ型不純物を導入して形成されたソース，ドレイン層１４６と、チャネル層１４４と、ゲート絶縁膜１４８と、ゲート電極１５０と、層間絶縁膜１５４と、例えばアルミニュウムからなる電極１５２とを具備する。

　本実施の形態では、分離層１２０に接して設けられる中間層としてＳｉ０_２膜を使用しているが、Ｓｉ_３Ｎ_４などのその他の絶縁膜を使用することもできる。Ｓｉ０_２膜（中間層）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〜５μm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。中間層は、種々の目的で形成され、例えば、被転写層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用のバリア層，反射層としての機能の内の少なくとも１つを発揮するものが挙げられる。

　なお、場合によっては、Ｓｉ０_２膜等の中間層を形成せず、分離層１２０上に直接被転写層（薄膜デバイス層）１４０を形成してもよい。

　被転写層１４０（薄膜デバイス層）は、図２の右側に示されるようなＴＦＴ等の薄膜素子を含む層である。

　薄膜素子としては、ＴＦＴの他に、例えば、薄膜ダイオードや、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）やシリコン抵抗素子、その他の薄膜半導体デバイス、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がある。

　このような薄膜素子（薄膜デバイス）は、その形成方法との関係で、通常、比較的高いプロセス温度を経て形成される。したがって、この場合、前述したように、基板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が必要となる。

（工程３）
　次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０を、接着層１６０を介して転写体１８０に接合（接着）する。

　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各種硬化型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１６０の形成は、例えば、塗布法によりなされる。

　前記硬化型接着剤を用いる場合、例えば被転写層（薄膜デバイス層）１４０上に硬化型接着剤を塗布し、その上に転写体１８０を接合した後、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により前記硬化型接着剤を硬化させて、被転写層（薄膜デバイス層）１４０と転写体１８０とを接着し、固定する。

　接着剤が光硬化型の場合、光透過性の基板１００または光透過性の転写体１８０の一方の外側から（あるいは光透過性の基板及び転写体の両外側から）光を照射する。接着剤としては、薄膜デバイス層に影響を与えにくい紫外線硬化型などの光硬化型接着剤が好ましい。

　なお、図示と異なり、転写体１８０側に接着層１６０を形成し、その上に被転写層（薄膜デバイス層）１４０を接着してもよい。なお、例えば転写体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。

　転写体１８０としては、特に限定されないが、基板（板材）、特に透明基板が挙げられる。なお、このような基板は平板であっても、湾曲板であってもよい。

　また、転写体１８０は、前記基板１００に比べ、耐熱性、耐食性等の特性が劣るものであってもよい。その理由は、本発明では、基板１００側に被転写層（薄膜デバイス層）１４０を形成し、その後、被転写層（薄膜デバイス層）１４０を転写体１８０に転写するため、転写体１８０に要求される特性、特に耐熱性は、被転写層（薄膜デバイス層）１４０の形成の際の温度条件等に依存しないからである。

　したがって、被転写層１４０の形成の際の最高温度をＴmaxとしたとき、転写体０の構成材料として、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、転写体１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が好ましくは８００℃以下、より好ましくは５００℃以下、さらに好ましくは３２０℃以下の材料で構成することができる。

　また、転写体１８０の機械的特性としては、ある程度の剛性（強度）を有するものが好ましいが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。

　このような転写体１８０の構成材料としては、各種合成樹脂または各種ガラス材が挙げられ、特に、各種合成樹脂や通常の（低融点の）安価なガラス材が好ましい。

　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く、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−（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（ＰＥＴ）、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、変性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、エボキシ樹脂、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、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。

　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、ケイ酸ガラスに比べて融点が低く、また、成形、加工も比較的容易であり、しかも安価であり、好ましい。

　転写体１８０として合成樹脂で構成されたものを用いる場合には、大型の転写体１８０を一体的に成形することができるとともに、湾曲面や凹凸を有するもの等の複雑な形状であっても容易に製造することができ、また、材料コスト、製造コストも安価であるという種々の利点が享受できる。したがって、合成樹脂の使用は、大型で安価なデバイス（例えば、液晶ディスプレイ）を製造する上で有利である。

　なお、転写体１８０は、例えば、液晶セルのように、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ー、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。

　さらに、転写体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（時計の面上、エアコンの表面上、プリント基板の上等）、さらには壁、柱、天井、窓ガラス等の構造物の表面上であってもよい。

（工程４）
　次に、図４に示すように、基板１００の裏面側から光を照射する。
この光は、基板１００を透過した後に分離層１２０に照射される。これにより、分離層１２０に層内剥離および／または界面剥離が生じ、結合力が減少または消滅する。

　分離層１２０の層内剥離および／または界面剥離が生じる原理は、分離層１２０の構成材料にアブレーションが生じること、また、分離層１２０に含まれているガスの放出、さらには照射直後に生じる溶融、蒸散等の相変化によるものであることが推定される。

　ここで、アブレーションとは、照射光を吸収した固定材料（分離層１２０の構成材料）が光化学的または熱的に励起され、その表面や内部の原子または分子の結合が切断されて放出することをいい、主に、分離層１２０の構成材料の全部または一部が溶融、蒸散（気化）等の相変化を生じる現象として現れる。また、前記相変化によって微小な発砲状態となり、結合力が低下することもある。

　分離層１２０が層内剥離を生じるか、界面剥離を生じるか、またはその両方であるかは、分離層１２０の組成や、その他種々の要因に左右され、その要因の１つとして、照射される光の種類、波長、強度、到達深さ等の条件が挙げられる。

　照射する光としては、分離層１２０に層内剥離および／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、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線（熱線）、レーザ光、ミリ波、マイクロ波、電子線、放射線（α線、β線、γ線）等が挙げられる。そのなかでも、分離層１２０の剥離（アブレーション）を生じさせ易いという点で、レーザ光が好ましい。

　このレーザ光を発生させるレーザ装置としては、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。

　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、極めて短時間で分離層２にアブレーションを生じさせることができ、よって隣接する転写体１８０や基板１００等に温度上昇をほとんど生じさせることなく、すなわち劣化、損傷を生じさせることなく、分離層１２０を剥離することができる。

　また、分離層１２０にアブレーションを生じさせるに際して、光の波長依存性がある場合、照射されるレーザ光の波長は、１００ｎｍ〜３５０ｎｍ程度であるのが好ましい。

　図７に、基板１００の、光の波長に対する透過率の一例を示す。図示されるように、３００ｎｍの波長に対して透過率が急峻に増大する特性をもつ。このような場合には、３００ｎｍ以上の波長の光（例えば、波長３０８ｎｍのＸｅ−Ｃｌエキシマレーザー光）を照射する。

　また、分離層１２０に、例えばガス放出、気化、昇華等の相変化を起こさせて分離特性を与える場合、照射されるレーザ光の波長は、３５０から１２００ｎｍ程度であるのが好ましい。

　また、照射されるレーザ光のエネルギー密度、特に、エキシマレーザの場合のエネルギー密度は、１０〜５０００ｍＪ／ｃｍ^２程度とするのが好ましく、１００〜５００ｍＪ／ｃｍ^２程度とするのがより好ましい。また、照射時間は、１〜１０００ｎｓｅｃ程度とするのが好ましく、１０〜１００ｎｓｅｃ程度とするのがより好ましい。エネルギー密度が低いかまたは照射時間が短いと、十分なアブレーション等が生じず、また、エネルギー密度が高いかまたは照射時間が長いと、分離層１２０を透過した照射光により被転写層１４０に悪影響を及ぼすおそれがある。

　なお、分離層１２０を透過した照射光が被転写層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３０に示すように、分離層（レーザー吸収層）１２０上にタンタル（Ｔａ）等の金属膜１２４を形成する方法がある。これにより、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、それよりの上の薄膜素子に悪影響を与えない。

　レーザ光に代表される照射光は、その強度が均一となるように照射されるのが好ましい。照射光の照射方向は、分離層１２０に対し垂直な方向に限らず、分離層１２０に対し所定角度傾斜した方向であってもよい。

　また、分離層１２０の面積が照射光の１回の照射面積より大きい場合には、分離層１２０の全領域に対し、複数回に分けて照射光を照射することもできる。また、同一箇所に２回以上照射してもよい。また、異なる種類、異なる波長（波長域）の照射光（レーザ光）を同一領域または異なる領域に２回以上照射してもよい。

　次に、図５に示すように、基板１００に力を加えて、この基板１００を分離層１２０から離脱させる。図５では図示されないが、この離脱後、基板１００上に分離層が付着することもある。

　次に、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。これにより、被転写層（薄膜デバイス層）１４０が、転写体１８０に転写されたことになる。

　なお、離脱した基板１００にも分離層の一部が付着している場合には同様に除去する。なお、基板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等には、基板１００は、好ましくは再利用（リサイクル）に供される。すなわち、再利用したい基板１００に対し、本発明を適用することができ、有用性が高い。

　以上のような各工程を経て、被転写層（薄膜デバイス層）１４０の転写体１８０への転写が完了する。その後、被転写層（薄膜デバイス層）１４０に隣接するＳｉＯ_２膜の除去や、被転写層１４０上への配線等の導電層や所望の保護膜の形成等を行うこともできる。

　本発明では、被剥離物である被転写層（薄膜デバイス層）１４０自体を直接に剥離するのではなく、被転写層（薄膜デバイス層）１４０に接合された分離層において剥離するため、被剥離物（被転写層１４０）の特性、条件等にかかわらず、容易かつ確実に、しかも均一に剥離（転写）することができ、剥離操作に伴う被剥離物（被転写層１４０）へのダメージもなく、被転写層１４０の高い信頼性を維持することができる。

　（第２の実施の形態）
　基板上にＣＭＯＳ構造のＴＦＴを形成し、これを転写体に転写する場合の具体的な製造プロセスの例を図８〜図１８を用いて説明する。

（工程１）
　図８に示すように、基板（例えば石英基板）１００上に、分離層（例えば、ＬＰＣＶＤ法により形成されたアモルファスシリコン層））１２０と、中間層（例えば、ＳｉＯ_２膜）１４２と、アモルファスシリコン層（例えばＬＰＣＶＤ法により形成される）１４３とを順次に積層形成し、続いて、アモルファスシリコン層１４３の全面に上方からレーザー光を照射し、アニールを施す。これにより、アモルファスシリコン層１４３は再結晶化してポリシリコン層となる。
（工程２）
　続いて、図９に示すように、レーザーアニールにより得られたポリシリコン層をパターニングして、アイランド１４４ａ，１４４ｂを形成する。
（工程３）
　図１０に示されるように、アイランド１４４ａ，１４４ｂを覆うゲート絶縁膜１４８ａ，１４８ｂを、例えば、ＣＶＤ法により形成する。
（工程４）
　図１１に示されるように、ポリシリコンあるいはメタル等からなるゲート電極１５０ａ，１５０ｂを形成する。
（工程５）
　図１２に示すように、ポリイミド等からなるマスク層１７０を形成し、ゲート電極１５０ｂおよびマスク層１７０をマスクとして用い、セルフアラインで、例えばボロン（Ｂ）のイオン注入を行う。これによって、ｐ^＋層１７２ａ，１７２ｂが形成される。
（工程６）　図１３に示すように、ポリイミド等からなるマスク層１７４を形成し、ゲート電極１５０ａおよびマスク層１７４をマスクとして用い、セルフアラインで、例えばリン（Ｐ）のイオン注入を行う。これによって、ｎ^＋層１４６ａ，１４６ｂが形成される。
（工程７）　図１４に示すように、層間絶縁膜１５４を形成し、選択的にコンタクトホール形成後、電極１５２ａ〜１５２ｄを形成する。
　このようにして形成されたＣＭＯＳ構造のＴＦＴが、図２〜図６における被転写層（薄膜デバイス層）１４０に該当する。なお、層間絶縁膜１５４上に保護膜を形成してもよい。
（工程８）
　図１５に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴ上に接着層としてのエポキシ樹脂層１６０を形成し、次に、そのエポキシ樹脂層１６０を介して、ＴＦＴを転写体（例えば、ソーダガラス基板）１８０に貼り付ける。続いて、熱を加えてエポキシ樹脂を硬化させ、転写体１８０とＴＦＴとを接着（接合）する。なお、接着層１６０は紫外線硬化型接着剤であるフォトポリマー樹脂でもよい。この場合は、熱ではなく転写体１８０側から紫外線を照射してポリマーを硬化させる。
（工程９）
　図１６に示すように、基板１００の裏面から、例えば、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザー光を照射する。これにより、分離層１２０の層内および／または界面において剥離を生じせしめる。
（工程１０）
　図１７に示すように、基板１００を引き剥がす。
（工程１１）
　最後に、分離層１２０をエッチングにより除去する。これにより、図１８に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴが、転写体１８０に転写されたことになる。

　（第３の実施の形態）
　上述の第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明した技術を用いると、例えば、図１９（ａ）に示すような、薄膜素子を用いて構成されたマイクロコンピュータを所望の基板上に形成できるようになる。

　図１９（ａ）では、プラスチック等からなるフレキシブル基板１８２上に、薄膜素子を用いて回路が構成されたＣＰＵ３００，ＲＡＭ３２０，入出力回路３６０ならびに、これらの回路の電源電圧を供給するための、アモルファスシリコンのＰＩＮ接合を具備する太陽電池３４０が搭載されている。

　図１９（ａ）のマイクロコンピュータはフレキシブル基板上に形成されているため、図１９（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特徴がある。

　（第４の実施の形態）
　本実施の形態では、上述の薄膜デバイスの転写技術を用いて、図２０，図２１に示されるような、アクティブマトリクス基板を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作成する場合の製造プロセスの例について説明する。

　（液晶表示装置の構成）
　図２０に示すように、アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、バックライト等の照明光源４００，偏光板４２０，アクティブマトリクス基板４４０，液晶４６０，対向基板４８０，偏光板５００を具備する。

　なお、本発明のアクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０にプラスチックフィルムのようなフレキシブル基板を用いる場合は、照明光源４００に代えて反射板を採用した反射型液晶パネルとして構成すると、可撓性があって衝撃に強くかつ軽量なアクティブマトリクス型液晶パネルを実現できる。なお、画素電極を金属で形成した場合、反射板および偏光板４２０は不要となる。

　本実施の形態で使用するアクティブマトリクス基板４４０は、画素部４４２にＴＦＴを配置し、さらに、ドライバ回路（走査線ドライバおよびデータ線ドライバ）４４４を搭載したドライバ内蔵型のアクティブマトリクス基板である。

　このアクティブマトリクス型液晶表示装置の要部の断面図が図２１に示され、また、液晶表示装置の要部の回路構成が図２２に示される。

　図２２に示されるように、画素部４４２は、ゲートがゲート線Ｇ１に接続され、ソース・ドレインの一方がデータ線Ｄ１に接続され、ソース・ドレインの他方が液晶４６０に接続されたＴＦＴ（Ｍ１）と、液晶４６０とを含む。

　また、ドライバー部４４４は、画素部のＴＦＴ（Ｍ１）と同じプロセスにより形成されるＴＦＴ（Ｍ２）を含んで構成される。

　図２１の左側に示されるように、画素部４４２におけるＴＦＴ（Ｍ１）は、ソース・ドレイン層１１００ａ，１１００ｂと、チャンネル１１００ｅと、ゲート絶縁膜１２００ａと、ゲート電極１３００ａと、絶縁膜１５００と、ソース・ドレイン電極１４００ａ，１４００ｂとを含んで構成される。

　なお、参照番号１７００は画素電極であり、参照番号１７０２は画素電極１７００が液晶４６０に電圧を印加する領域（液晶への電圧印加領域）を示す。図中、配向膜は省略してある。画素電極１７００はＩＴＯ（光透過型の液晶パネルの場合）あるいはアルミニュウム等の金属（反射型の液晶パネルの場合）により構成される。また、図２１では、液晶への電圧印加領域１７０２において、画素電極１７００の下の下地絶縁膜（中間層）１０００は完全に除去されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、下地絶縁膜（中間層）１０００が薄いために液晶への電圧印加の妨げにならない場合には残しておいてもよい。

　また、図２１の右側に示されるように、ドライバー部４４４を構成するＴＦＴ（Ｍ２）は、ソース，ドレイン層１１００ｃ，１１００ｄと、チャンネル１１００ｆと、ゲート絶縁膜１２００ｂと、ゲート電極１３００ｂと、絶縁膜１５００と、ソース・ドレイン電極１４００ｃ，１４００ｄとを含んで構成される。

　なお、図２１において、参照番号４８０は、例えば、対向基板（例えば、ソーダガラス基板）であり、参照番号４８２は共通電極である。また、参照番号１０００はＳｉＯ_２膜であり、参照番号１６００は層間絶縁膜（例えば、ＳｉＯ_２膜）であり、参照番号１８００は接着層である。また、参照番号１９００は、例えばソーダガラス基板からなる基板（転写体）である。

　（液晶表示装置の製造プロセス）
　以下、図２１の液晶表示装置の製造プロセスについて、図２３〜図２７を参照して説明する。

　まず、図８〜図１８と同様の製造プロセスを経て、図２３のようなＴＦＴ（Ｍ１，Ｍ２）を、信頼性が高くかつレーザー光を透過する基板（例えば、石英基板）３０００上に形成し、保護膜１６００を構成する。なお、図２３において、参照番号３１００は分離層（レーザー吸収層）である。また、図２３では、ＴＦＴ（Ｍ１，Ｍ２）は共にｎ型のＭＯＳＦＥＴとしている。但し、これに限定されるものではなく、ｐ型のＭＯＳＦＥＴや、ＣＭＯＳ構造としてもよい。

　次に、図２４に示すように、保護膜１６００および下地絶縁膜１０００を選択的にエッチングし、選択的に開口部４０００，４２００を形成する。これらの２つの開口部は共通のエッチング工程を用いて同時に形成する。なお、図２４では開口部４２００において、下地絶縁膜（中間層）１０００を完全に除去しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、下地絶縁膜（中間層）１０００が薄いために液晶への電圧印加の妨げにならない場合には残しておいてもよい。

　次に、図２５に示すように、ＩＴＯ膜あるいはアルミニュウム等の金属からなる画素電極１７００を形成する。ＩＴＯ膜を用いる場合には透過型の液晶パネルとなり、アルミニュウム等の金属を用いる場合には反射型の液晶パネルとなる。

　次に、図２６に示すように、接着層１８００を介して基板１９００を接合（接着）する。

　次に、図２６に示すように、基板３０００の裏面からエキシマレーザー光を照射し、この後、基板３０００を引き剥がす。

　次に、分離層（レーザー吸収層）３１００を除去する。これにより、図２７に示すようなアクティブマトリクス基板４４０が完成する。画素電極１７００の底面（参照番号１７０２の領域）は露出しており、液晶との電気的な接続が可能となっている。この後、アクティブマトリクス基板４４０の絶縁膜（ＳｉＯ_２などの中間層）１０００の表面および画素電極１７０２表面に配向膜を形成して配向処理が施される。図２７では、配向膜は省略してある。

　そして、さらにその表面に画素電極１７０９と対向する共通電極が形成され、その表面が配向処理された対向基板４８０と図２１のアクティブマトリク基板４４０とを封止材（シール材）で封止し、両基板の間に液晶を封入して、図２１に示すような液晶表示装置が完成する。

　（第５の実施の形態）
　図２８に本発明の第５の実施の形態を示す。

　本実施の形態では、上述の薄膜デバイスの転写方法を複数回実行して、転写元の基板よりも大きい基板（転写体）上に薄膜素子を含む複数のパターンを転写し、最終的に大規模なアクティブマトリクス基板を形成する。

　つまり、大きな基板７０００上に、複数回の転写を実行し、画素部７１００ａ〜７１００Ｐを形成する。図２８の上側に一点鎖線で囲んで示されるように、画素部には、ＴＦＴや配線が形成されている。図２８において、参照番号７２１０は走査線であり、参照番号７２００は信号線であり、参照番号７２２０はゲート電極であり、参照番号７２３０は画素電極である。

　信頼性の高い基板を繰り返し使用し、あるいは複数の第１の基板を使用して薄膜パターンの転写を複数回実行することにより、信頼性の高い薄膜素子を搭載した大規模なアクティブマトリクス基板を作成できる。

　（第６の実施の形態）
　本発明の第６の実施の形態を図２９に示す。

　本実施の形態の特徴は、上述の薄膜デバイスの転写方法を複数回実行して、転写元の基板上よりも大きな基板上に、設計ルール（つまりパターン設計する上でのデザインルール）が異なる薄膜素子（つまり、最小線幅が異なる薄膜素子）を含む複数のパターンを転写することである。

　図２９では、ドライバー搭載のアクティブマトリクス基板において、画素部（７１００ａ〜７１００ｐ）よりも、より微細な製造プロセスで作成されたドライバ回路（８０００〜８０３２）を、複数回の転写によって基板６０００の周囲に作成してある。

　ドライバ回路を構成するシフトレジスタは、低電圧下においてロジックレベルの動作をするので画素ＴＦＴよりも耐圧が低くてよく、よって、画素ＴＦＴより微細なＴＦＴとなるようにして高集積化を図ることができる。

　本実施の形態によれば、設計ルールレベルの異なる（つまり製造プロセスが異なる）複数の回路を、一つの基板上に実現できる。なお、シフトレジスタの制御によりデータ信号をサンプリングするサンプリング手段（図２２の薄膜トランジスタＭ２）は、画素ＴＦＴ同様に高耐圧が必要なので、画素ＴＦＴと同一プロセス／同一設計ルールで形成するとよい。

　〔実施例〕
　次に、本発明の具体的実施例について説明する。

　（実施例１）
　縦５０mm×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％）を用意し、この石英基板の片面に、分離層（レーザ光吸収層）として非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を低圧ＣＶＤ法（Ｓｉ_２ Ｈ_６ ガス、４２５℃）により形成した。分離層の膜厚は、１００nmであった。

　次に、分離層上に、中間層としてＳｉＯ_２ 膜をＥＣＲ−ＣＶＤ法（ＳｉＨ_４ ＋Ｏ_２ ガス、１００℃）により形成した。中間層の膜厚は、２００nmであった。

　次に、中間層上に、被転写層として膜厚５０nmの非晶質シリコン膜を低圧ＣＶＤ法（Ｓｉ_２ Ｈ_６ ガス、４２５℃）により形成し、この非晶質シリコン膜にレーザ光（波長３０８nm）を照射して、結晶化させ、ポリシリコン膜とした。その後、このポリシリコン膜に対し、所定のパターンニングを施し、薄膜トランジスタのソース・ドレイン・チャネルとなる領域を形成した。この後、１０００°Ｃ以上の高温によりポリシリコン膜表面を熱酸化してゲート絶縁膜ＳｉＯ_２を形成した後、ゲート絶縁膜上にゲート電極（ポリシリコンにＭｏ等の高融点金属が積層形成された構造）を形成し、ゲート電極をマスクとしてイオン注入することによって、自己整合的（セルファライン）にソース・ドレイン領域を形成し、薄膜トランジスタを形成した。この後、必要に応じて、ソース・ドレイン領域に接続される電極及び配線、ゲート電極につながる配線が形成される。これらの電極や配線にはＡｌが使用されるが、これに限定されるものではない。また、後工程のレーザー照射によりＡｌの溶融が心配される場合は、Ａｌよりも高融点の金属（後工程のレーザー照射により溶融しないもの）を使用してもよい。

　次に、前記薄膜トランジスタの上に、紫外線硬化型接着剤を塗布し（膜厚：１００μm ）、さらにその塗膜に、転写体として縦２００mm×横３００mm×厚さ１．１mmの大型の透明なガラス基板（ソーダガラス、軟化点：７４０℃、歪点：５１１℃）を接合した後、ガラス基板側から紫外線を照射して接着剤を硬化させ、これらを接着固定した。

　次に、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザ（波長：３０８nm）を石英基板側から照射し、分離層に剥離（層内剥離および界面剥離）を生じさせた。照射したＸｅ−Ｃｌエキシマレーザのエネルギー密度は、２５０mJ/cm^２、照射時間は、２０nsecであった。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とがあり、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単位領域の１／１０程度ずつずら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３７８mm×０．３mm（これらはエネルギーの９０％以上が得られる領域））を同じく１／１０程度ずつずらしながら照射していく。これにより、分離層の各点は少なくとも１０回の照射を受ける。このレーザ照射は、石英基板全面に対して、照射領域をずらしながら実施される。

　この後、石英基板とガラス基板（転写体）とを分離層において引き剥がし、石英基板上に形成された薄膜トランジスタおよび中間層を、ガラス基板側に転写した。

　その後、ガラス基板側の中間層の表面に付着した分離層を、エッチングや洗浄またはそれらの組み合わせにより除去した。また、石英基板についても同様の処理を行い、再使用に供した。

　なお、転写体となるガラス基板が石英基板より大きな基板であれば、本実施例のような石英基板からガラス基板への転写を、平面的に異なる領域に繰り返して実施し、ガラス基板上に、石英基板に形成可能な薄膜トランジスタの数より多くの薄膜トランジスタを形成することができる。さらに、ガラス基板上に繰り返し積層し、同様により多くの薄膜トランジスタを形成することができる。

　（実施例２）
　分離層を、Ｈ（水素）を２０at％含有する非晶質シリコン膜とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　なお、非晶質シリコン膜中のＨ量の調整は、低圧ＣＶＤ法による成膜時の条件を適宜設定することにより行った。

　（実施例３）
　分離層を、スピンコートによりゾル−ゲル法で形成したセラミックス薄膜（組成：ＰｂＴｉＯ_３ 、膜厚：２００nm）とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例４）
　分離層を、スパッタリングにより形成したセラミックス薄膜（組成：ＢａＴｉＯ_３ 、膜厚：４００n m）とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例５）
　分離層を、レーザ−アブレーション法により形成したセラミックス薄膜（組成：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３ （ＰＺＴ）、膜厚：５０nm）とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例６）
　分離層を、スピンコートにより形成したポリイミド膜（膜厚：２００nm）とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例７）
　分離層を、スピンコートにより形成したポリフェニレンサルファイド膜（膜厚：２００nm）とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例８）
　分離層を、スパッタリングにより形成したＡｌ層（膜厚：３００nm）とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例９）
　照射光として、Ｋｒ−Ｆエキシマレーザ（波長：２４８nm）を用いた以外は実施例２と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。なお、照射したレーザのエネルギー密度は、２５０mJ/cm^２、照射時間は、２０nsecであった。

　（実施例１０）
　照射光として、Ｎｄ−ＹＡＩＧレーザ（波長：１０６８nm）を用いた以外は実施例２と同様にして薄膜トランジスタの転写を行った。なお、照射したレーザのエネルギー密度は、４００mJ/cm^２、照射時間は、２０nsecであった。

　（実施例１１）
　被転写層として、高温プロセス１０００℃によるポリシリコン膜（膜厚８０nm）の薄膜トランジスタとした以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１２）
　転写体として、ポリカーボネート（ガラス転移点：１３０℃）製の透明基板を用いた以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１３）
　転写体として、ＡＳ樹脂（ガラス転移点：７０〜９０℃）製の透明基板を用いた以外は実施例２と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１４）
　転写体として、ポリメチルメタクリレート（ガラス転移点：７０〜９０℃）製の透明基板を用いた以外は実施例３と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１５）
　転写体として、ポリエチレンテレフタレート（ガラス転移点：６７℃）製の透明基板を用いた以外は、実施例５と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１６）
　転写体として、高密度ポリエチレン（ガラス転移点：７７〜９０℃）製の透明基板を用いた以外は実施例６と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１７）
　転写体として、ポリアミド（ガラス転移点：１４５℃）製の透明基板を用いた以外は実施例９と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１８）
　転写体として、エポキシ樹脂（ガラス転移点：１２０℃）製の透明基板を用いた以外は実施例１０と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　（実施例１９）
　転写体として、ポリメチルメタクリレート（ガラス転移点：７０〜９０℃）製の透明基板を用いた以外は実施例１１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

　実施例１〜１９について、それぞれ、転写された薄膜トランジスタの状態を肉眼と顕微鏡とで視観察したところ、いずれも、欠陥やムラがなく、均一に転写がなされていた。

　以上述べたように、本発明の転写技術を用いれば、薄膜素子（被転写層）を種々の転写体へ転写することが可能となる。例えば、薄膜を直接形成することができないかまたは形成するのに適さない材料、成形が容易な材料、安価な材料等で構成されたものや、移動しにくい大型の物体等に対しても、転写によりそれを形成することができる。

　特に、転写体は、各種合成樹脂や融点の低いガラス材のような、基板材料に比べ耐熱性、耐食性等の特性が劣るものを用いることができる。そのため、例えば、透明基板上に薄膜トランジスタ（特にポリシリコンＴＦＴ）を形成した液晶ディスプレイを製造するに際しては、基板として、耐熱性に優れる石英ガラス基板を用い、転写体として、各種合成樹脂や融点の低いガラス材のような安価でかつ加工のし易い材料の透明基板を用いることにより、大型で安価な液晶ディスプレイを容易に製造することができるようになる。このような利点は、液晶ディスプレイに限らず、他のデバイスの製造についても同様である。

　また、以上のような利点を享受しつつも、信頼性の高い基板、特に石英ガラス基板のような耐熱性の高い基板に対し機能性薄膜のような被転写層を形成し、さらにはパターニングすることができるので、転写体の材料特性にかかわらず、転写体上に信頼性の高い機能性薄膜を形成することができる。

　また、このような信頼性の高い基板は、高価であるが、それを再利用することも可能であり、よって、製造コストも低減される。

本発明の薄膜素子の転写方法の第１の実施の形態における第１の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第１の実施の形態における第２の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第１の実施の形態における第３の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第１の実施の形態における第４の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第１の実施の形態における第５の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第１の実施の形態における第６の工程を示す断面図である。 第１の基板（図１の基板１００）のレーザー光の波長に対する透過率の変化を示す図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第１の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第２の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第３の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第４の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第５の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第６の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第７の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第８の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第９の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第１０の工程を示す断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の第２の実施の形態における第１１の工程を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は共に、本発明を用いて製造されたマイクロコンピュータの斜視図である。 液晶表示装置の構成を説明するための図である。 液晶表示装置の要部の断面構造を示す図である。 液晶表示装置の要部の構成を説明するための図である。 本発明を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法の第１の工程を示すデバイスの断面図である。 本発明を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法の第２の工程を示すデバイスの断面図である。 本発明を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法の第３の工程を示すデバイスの断面図である。 本発明を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法の第４の工程を示すデバイスの断面図である。 本発明を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法の第５の工程を示すデバイスの断面図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の他の例を説明すための図である。 本発明の薄膜素子の転写方法のさらに他の例を説明すための図である。 本発明の薄膜素子の転写方法の変形例を説明すための図である。

符号の説明

１００　基板、　１２０　アモルファスシリコン層（レーザー吸収層）、
１４０　薄膜デバイス層、　１６０　接着層、　１８０　転写体

Claims (31)

1. 　基板上の薄膜素子を転写体に転写する方法であって、
   　前記基板上に分離層を形成する工程と、
   　前記分離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程と、
   　前記薄膜素子を含む被転写層を接着層を介して前記転写体に接合する工程と、　前記分離層に光を照射し、前記分離層の層内および／または界面において剥離を生じせしめる工程と、
   　前記基板を前記分離層から離脱させる工程と、を有することを特徴とする薄膜素子の転写方法。
2. 　請求項１において、
   　前記基板は透光性の基板であり、
   　前記分離層への前記光の照射は、前記透光性の基板を介して行われることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
3. 　請求項１または請求項２において、
   　前記転写体に付着している前記分離層を除去する工程を、さらに有することを特徴とする薄膜素子の転写方法。
4. 　請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
   　前記転写体は、透明基板であることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
5. 　請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
   　前記転写体は、被転写層の形成の際の最高温度をＴ_ｍａｘとしたとき、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が前記Ｔ_ｍａｘ以下の材料で構成されていることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
6. 　請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
   　前記転写体は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が、前記薄膜素子の形成プロセスの最高温度以下であることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
7. 　請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
   　前記転写体は、合成樹脂またはガラス材で構成されていることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
8. 　請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
   　前記基板は、耐熱性を有することを特徴とする薄膜素子の転写方法。
9. 　請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
   　前記基板は３１０ｎｍの光を１０％以上透過する基板であることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
10. 　請求項１〜請求項９において、
    　前記基板は、被転写層の形成の際の最高温度をＴ_ｍａｘとしたとき、歪み点が前記Ｔ_ｍａｘ以上の材料で構成されていることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
11. 　請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、
    　前記分離層は、アモルファスシリコンで構成されていることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
12. 　請求項１１において、
    　前記アモルファスシリコンは、水素（Ｈ）を２原子％以上含有することを特徴とする薄膜素子の転写方法。
13. 　請求項１２において、
    　前記アモルファスシリコンは、水素（Ｈ）を１０原子％以上含有することを特徴とする薄膜素子の転写方法。
14. 　請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、
    　前記分離層が窒化シリコンからなることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
15. 　請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、
    　前記分離層が水素含有合金からなることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
16. 　請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、
    　前記分離層が窒素含有金属合金からなることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
17. 　請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、
    　前記分離層は多層膜からなることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
18. 　請求項１７において、
    　前記多層膜は、アモルファスシリコン膜とその上に形成された金属膜とからなることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
19. 　請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、
    　前記分離層は、セラミックス，金属，有機高分子材料の少なくとも一種から構成されていることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
20. 　請求項１〜請求項１９のいずれかにおいて、
    　前記光はレーザー光であることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
21. 　請求項２０において、
    　前記レーザー光の波長が、１００ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
22. 　請求項２０において、
    　前記レーザー光の波長が、３５０ｎｍ〜１２００ｎｍであることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
23. 　請求項１〜請求項２２のいずれかにおいて、
    　前記薄膜素子は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であることを特徴とする薄膜素子の転写方法。
24. 　請求項１〜請求項２３のいずれかにおいて、
    　請求項１に記載の転写方法を複数回実行して、前記基板よりも大きい前記転写体上に、複数の被転写層を転写することを特徴とする薄膜素子の転写方法。
25. 　請求項１〜請求項２４のいずれかにおいて、
    　請求項１に記載の転写方法を複数回実行して、前記転写体上に、薄膜素子の設計ルールのレベルが異なる複数の被転写層を転写することを特徴とする薄膜素子の転写方法。
26. 　請求項１〜請求項２２のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転写体に転写されてなる薄膜素子。
27. 　請求項２６において、
    　前記薄膜素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であることを特徴とする薄膜素子。
28. 　請求項１〜請求項２５のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転写体に転写された薄膜素子を含んで構成される薄膜集積回路装置。
29. 　マトリクス状に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その薄膜トランジスタの一端に接続された画素電極とを含んで画素部が構成されるアクティブマトリクス基板であって、
    　請求項１〜請求項２４のいずれかに記載の方法を用いて前記画素部の薄膜トランジスタを転写することにより製造されたアクティブマトリクス基板。
30. 　マトリクス状に配置された走査線と信号線とに接続される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その薄膜トランジスタの一端に接続された画素電極とを含んで画素部が構成され、かつ、前記走査線および前記信号線に信号を供給するためのドライバ回路を内蔵するアクティブマトリクス基板であって、
    　請求項２５に記載の方法を用いて形成された、第１の設計ルールレベルの前記画素部の薄膜トランジスタおよび第２の設計ルールレベルの前記ドライバ回路を構成する薄膜トランジスタを具備するアクティブマトリクス基板。
31. 　請求項２９〜請求項３０のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板を用いて製造された液晶表示装置。

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