JP2005033219A

JP2005033219A - 半導体装置の作製方法

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Publication number: JP2005033219A
Application number: JP2004265322A
Authority: JP
Inventors: Toru Takayama; 徹高山; Junya Maruyama; 純矢丸山; Yuugo Gotou; 裕吾後藤; Yumiko Ono; 由美子大野; Takuya Tsurume; 卓也鶴目; Hideaki Kuwabara; 秀明桑原
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: JP4602035B2

Abstract

【課題】本発明は、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としている。また、本発明は、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。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を貼りつけ、軽量された半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
【解決手段】基板上に金属層または窒化物層を設け、さらに金属層または窒化物層に接して酸化物層を設け、さらに下地絶縁膜や水素を含む層とからなる被剥離層を形成し、加熱処理を行って、金属層又は窒化物層と、酸化物層との界面へ水素を拡散させることにより、力によって基板を剥離することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被剥離層の剥離方法、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薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶モジュールに代表される電気光学装置やＥＬモジュールに代表される発光装置、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。

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。

近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは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、特に画像表示装置の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を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが、特に携帯機器への利用が注目されている。現在、ガラス基板や石英基板が多く使用されているが、割れやすく、重いという欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガラス基板や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性を有する基板、代表的にはフレキシブルなプラスチックフィルムの上にＴＦＴ素子を形成することが試みられている。

しかしながら、プラスチックフィルムの耐熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせざるを得ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な電気特性のＴＦＴを形成できないのが現状である。そのため、プラスチックフィルムを用いた高性能な液晶表示装置や発光素子は実現されていない。

また、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、特許文献１、特許文献２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を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、この技術を用いて特許文献３には被剥離層（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。

しかしながら、上記方法では、透光性の高い基板を使用することが必須であり、基板を通過させ、さらに非晶質シリコンに含まれる水素を放出させるに十分なエネルギーを与えるため、比較的大きなレーザー光の照射が必要とされ、被剥離層に損傷を与えてしまうという問題がある。また、上記方法では、分離層上に素子を作製した場合、素子作製プロセスで高温の熱処理等を行えば、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。また、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。加えて、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。
特開平１０−１２５９２９号公報特開平１０−１２５９３１号公報特開平１０−１２５９３０号公報

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明は、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剥離することを可能とすることを課題としている。

また、本発明は、被剥離層の形成において、熱処理温度、基板の種類等の限定を受けない剥離方法を提供することを課題としている。

また、本発明は、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。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、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子やシリコン抵抗素子）を貼りつけ、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。

本発明者らは、数多くの実験、検討を重ねているうちに、基板上に設けた金属層、前記金属層に接して酸化物層を設け、さらに酸化物層上に絶縁膜を設け、その絶縁膜上に水素を含む層、代表的には水素を含むアモルファスシリコン膜を成膜した後、４１０℃以上の熱処理を行ったところ、膜剥がれ（ピーリング）などのプロセス上の異常は生じない一方、物理的手段、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）で容易に酸化物層の界面（酸化物層と金属層との界面）において、きれいに分離できる剥離方法を見出した。

即ち、金属層と酸化物層との結合力は、熱エネルギーには耐え得る強さである一方、加熱処理によって金属層と酸化物層との間に水素が拡散して反応するとともに、金属層、酸化物層、またはアモルファスシリコン膜の膜応力が変化して、金属層と酸化物層との間が力学的エネルギーに弱くなる。その結果、機械的な力を加えると剥離が生じやすくなる。なお、アモルファスシリコン膜に限定されず、ＰＣＶＤ法で形成可能な半導体膜、例えばゲルマニウム膜、またはシリコンとゲルマニウムとの合金膜、リンやボロンを含むアモルファスシリコン膜であってもよい。

また、金属層上に酸化物層を形成する際、金属層の表面が酸化されるため、金属層と酸化物層との密着性が上がる。そして、水素を含む層に含まれる水素を４１０℃以上で拡散させ、酸化された金属層表面と反応（例えば還元反応）することによって金属層と酸化物層との密着性が低下すると考えられる。加えて、水素を含む層は加熱することによって引張応力側に変化するため、金属層と酸化物層との界面に歪みが生じ、剥離が生じやすくなる。

なお、本明細書中において、膜の内部応力（膜応力と呼ぶ）とは、基板上に形成された膜の内部に任意の断面を考えたとき、断面の一方の側が他方の側に及ぼしている単位断面積当りの力のことである。内部応力は、真空蒸着やスパッタリングや気相成長などで成膜された薄膜には多かれ少なかれ必ず存在するといってよい。その値は最大で１０⁹Ｎ／ｍ²に達する。薄膜の材料、基板の物質、薄膜の形成条件などによって内部応力値は変化する。また、熱処理を施すことによっても内部応力値は変化する。

また、基板面に垂直な単位断面積を通して相手に及ぼす力が引っ張る方向である状態を引っ張り状態といい、そのときの内部応力を引張応力、押す方向である状態を圧縮状態といい、そのときの内部応力を圧縮応力と呼ぶ。

本明細書で開示する剥離方法に関する発明の構成１は、
被剥離層を基板から剥離する剥離方法であって、
前記基板上に金属層と、該金属層に接する酸化物層と、絶縁膜と、該絶縁膜上に水素を含み非晶質構造を有する半導体膜とを順次積層形成する工程と、
水素を拡散する加熱処理を行う工程と、
前記酸化物層と前記絶縁膜と前記半導体膜とを含む被剥離層に支持体を接着した後、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段により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。

また、他の剥離方法に関する本発明の構成２は、
被剥離層を基板から剥離する剥離方法であって、
前記基板上に金属層と、該金属層に接する酸化物層と、絶縁膜と、該絶縁膜上に水素を含み非晶質構造を有する半導体膜とを順次積層形成する工程と、
水素を拡散する加熱処理を行う工程と、
前記半導体膜を活性層とするＴＦＴ及び該ＴＦＴに接続する素子を形成する工程と、
前記酸化物層と前記絶縁膜と前記ＴＦＴと前記素子とを含む被剥離層に支持体を接着した後、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段により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。

上記構成において、水素を拡散する加熱処理を行う工程と、前記半導体膜を活性層とするＴＦＴ及び該ＴＦＴに接続する素子を形成する工程との順序は特に限定されない。また、前記半導体膜を活性層とするＴＦＴ及び該ＴＦＴに接続する素子を形成する工程で４１０℃以上の加熱処理を行う場合、水素を拡散する加熱処理を別途行う必要はない。

上記各構成において、前記加熱処理は膜中の水素が放出または拡散される温度、即ち、４１０℃以上であることを特徴としている。

また、上記各構成において、前記金属層は、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ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、またはこれらの金属または混合物の積層であることを特徴としている。

なお、本明細書中、物理的手段とは、化学ではなく、物理学により認識される手段であり、具体的には、力学の法則に当てはめることが可能な過程を有する力学的手段または機械的手段を指し、何らかの力学的エネルギー（機械的エネルギー）を変化させる手段を指している。

ただし、上記各構成のいずれにおいても、物理的手段により剥離する際、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。

また、水素を含む半導体膜に代えて、水素を含む金属膜を形成してもよく、他の剥離方法に関する本発明の構成３は、
被剥離層を基板から剥離する剥離方法であって、
前記基板上に金属層と、該金属層に接する酸化物層と、絶縁膜と、該絶縁膜上に水素を含む金属層とを順次積層形成する工程と、
水素を拡散する加熱処理を行う工程と、
ＴＦＴ及び該ＴＦＴに接続する素子を形成する工程と、
前記酸化物層と前記絶縁膜と前記ＴＦＴと前記素子とを含む被剥離層に支持体を接着した後、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段により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。

また、金属層として、水素を含む金属層を用いてもよく、他の剥離方法に関する本発明の構成４は、
被剥離層を基板から剥離する剥離方法であって、
前記基板上に水素を含む金属層と、該金属層に接する酸化物層と、絶縁膜と、該絶縁膜上に非晶質構造を有する半導体膜とを順次積層形成する工程と、
水素を拡散する加熱処理を行う工程と、
前記半導体膜を活性層とするＴＦＴ及び該ＴＦＴに接続する素子を形成する工程と、
前記酸化物層と前記絶縁膜と前記ＴＦＴと前記素子とを含む被剥離層に支持体を接着した後、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段により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。

また、上記各構成において、前記酸化物層は、スパッタ法による酸化珪素膜であることを特徴としている。

また、上記各構成において、前記絶縁膜は、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜またはこれらの積層であることを特徴としている。

また、上記各構成において、前記酸化物層の膜厚は、前記金属層の膜厚よりも厚いことを特徴としている。

また、上記各構成において、前記絶縁膜上に設けられる素子は、発光素子、半導体素子、或いは液晶素子であることを特徴としている。

また、前記水素を含む金属層として、ＣＶＤ法（リモートプラズマ法など）を用いたＷ膜やＮｉ膜を用いることができる。例えば、Ｗ膜の核となるシリコンをＳｉＨ₄ガスで析出
、或いは酸化シリコン膜（または窒化シリコン膜）の表面を希ガスプラズマに曝してＳｉ−Ｏ結合（またはＳｉ−Ｎ結合）を切断して析出させ、次にＷＦ₆／Ｈ₂ガスを流すと還元反応によってＷ膜を堆積することができる。還元反応によってＷ膜を堆積する成膜方法はブランケットＷ法とも呼ばれるＣＶＤ法の一種である。また、前記水素を含む金属層として、水素を含むＡＢ₂型水素吸蔵合金（ただし、ＡとしてＴｉまたはＺｒ、ＢとしてＮｉ
、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ）、或いはＡＢ₅型水素吸蔵合金（ただし、ＡとしてＭｍ
（ミッシュメタル）、ＢとしてＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｏ）を用いてもよい。

また、上記各構成において、金属層は、基板と金属層の間に他の層、例えば絶縁層等を設けてもよいが、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好ましい。

また、上記本発明において、透光性を有する基板に限らず、あらゆる基板、例えば、ガラス基板、石英基板、半導体基板、セラミックス基板、金属基板を用いることができ、基板上に設けた被剥離層を剥離することができる。

なお、本明細書中において、転写体とは、剥離された後、被剥離層と接着させるものであり、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、いかなる組成の基材でもよい。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、いかなる組成の基材でもよい。また、転写体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、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、例えば、ポリ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）、ポリアリレート（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。

上記半導体装置の作製方法に関する上記各構成において、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、前記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、上記半導体装置の作製方法に関する上記各構成において、ＥＬ素子を有する発光装置として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、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。ただし、前記第１の絶縁膜（バリア膜）と前記第３の絶縁膜（バリア膜）との間に挟まれる前記第２の絶縁膜（応力緩和膜）は、前記第１の絶縁膜および前記第３の絶縁膜より膜応力が小さくなるようにする。

また、ＥＬ素子を有する発光装置として代表される発光装置を作製する場合は、支持体だけでなく、転写体も同様に第１の絶縁膜と第２の絶縁膜と第３の絶縁膜とを設け、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ことが好ましい。

本発明は、物理的手段によって基板から剥離するため、半導体層への損傷なく、素子の信頼性を向上できる。

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。

加えて、本発明は、物理的手段で容易に剥離、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。

発明を実施するための最良の形態について、以下に説明する。

図１（Ａ）中、１０は基板、１１は窒化物層または金属層、１２は酸化物層、１３は被剥離層である。

図１（Ａ）において、基板１０はガラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いることができる。また、シリコン基板、金属基板またはステンレス基板を用いても良い。

まず、図１（Ａ）に示すように基板１０上に窒化物層または金属層１１を形成する。窒化物層または金属層１１として、代表的な一例はＷ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ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、或いは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層、またはこれらの積層を用いればよい。窒化物層または金属層１１の膜厚は１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜７５ｎｍとする。

また、スパッタ法では基板を固定するため、基板の周縁部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と窒化物層または金属層１１との間に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。

次いで、窒化物層または金属層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、酸化窒化シリコン、酸化金属材料からなる層を形成すればよい。酸化物層１２の膜厚は、窒化物層または金属層１１の約２倍以上であることが望ましい。ここでは、酸化シリコンターゲットを用いたスパッタ法により、酸化シリコン膜を１５０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚とする。なお、スパッタ法により得られた酸化シリコン膜の応力を測定したところ、−３．９７×１０⁸（Dyne/cm²）であり、ＳＩＭＳ測定
による水素濃度は、４×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³である。ただし、これらの測定値は、
単膜での測定値であって積層での値ではない。

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の形成の際、少なくとも水素を含む材料膜（半導体膜または金属膜）を形成した後、水素を含む材料膜中に含まれる水素を拡散するための熱処理を行う。この熱処理は４１０℃以上であればよく、被剥離層１３の形成プロセスとは別途行ってもよいし、兼用させて工程を省略してもよい。例えば、水素を含む材料膜として水素を含むアモルファスシリコン膜を用い、加熱してポリシリコン膜を形成する場合、結晶化させるため５００℃以上の熱処理を行えば、ポリシリコン膜を形成すると同時に水素の拡散を行うことができる。なお、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ン抵抗素子やセンサ素子（代表的にはポリシリコンを用いた感圧式指紋センサー）を含む層とすればよい。

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で貼りつける。（図１（Ｂ））なお、第２の基板１５は第１の基板１０よりも剛性の高い基板を用いることが好ましい。第１の接着材１４としては接着材もしくは両面テープを用いればよい。

次いで、窒化物層または金属層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（Ｃ））酸化物層１２の膜応力と、窒化物層または金属層１１の膜応力が異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。また、ここでは、被剥離層１３の機械的強度が十分であると仮定した例を示しているが、被剥離層１３の機械的強度が不十分である場合には、被剥離層１３を固定する支持体（図示しない）を貼りつけた後、剥離することが好ましい。

こうして、酸化物層１２上に形成された被剥離層１３を基板１０から分離することができる。剥離後の状態を図１（Ｄ）に示す。

次いで、引き剥がした被剥離層１３を転写体となる第３の基板を第２の接着材１６で貼り付ける。（図１（Ｅ））

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１５を剥がす。（図１（Ｆ））

次いで、ＥＬ層２０を形成し、ＥＬ層２０を封止材となる第４の基板１８を第３の接着材１９で封止する。（図１（Ｇ））なお、第３の接着材１９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１８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、特に限定されず、様々な半導体装置を完成させることができる。

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。

また、発光装置を作製する順序は、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、転写体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。

本発明においては、４１０℃以上の熱処理によって、窒化物層または金属層１１と酸化物層１２との界面に水素を拡散させて反応を生じさせ、さらに酸化物層１２の膜応力と、窒化物層または金属層１１の膜応力、或いは、基板上に積層した全ての応力とを変化させることが重要である。ただし、膜応力を変化させすぎると、ピーリングが発生することになるため、成膜やその他のプロセスも注意して行うことが好ましい。

また、５００℃以上の熱処理やレーザー光の照射を行っても、膜剥がれ（ピーリング）が工程中には生じない。そして、物理的手段で容易に酸化物層の層内または界面において、きれいに分離できる。

本発明者らの実験では、金属層１１としてタングステン膜１０ｎｍ、酸化物層１２としてスハ゜ッタ法による酸化シリコン膜２００ｎｍであっても本発明の剥離法により剥離が確認でき、金属層１１としてタングステン膜５０ｎｍと酸化物層１２としてスハ゜ッタ法による酸化シリコン膜１００ｎｍであっても本発明の剥離法により剥離が確認できている。また、金属層１１としてタングステン膜５０ｎｍと酸化物層１２としてスハ゜ッタ法による酸化シリコン膜４００ｎｍであっても本発明の剥離法により剥離が確認できている。

また、本発明者らの実験では、窒化物層１１として窒化タングステン膜や窒化チタン膜でも本発明の剥離法により剥離が確認できている。

また、以下の実験を行った。

（実験１）
ガラス基板上にＰＣＶＤ法（成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ₄）で水素を含むアモ
ルファスシリコン膜を成膜した後、それぞれ条件の異なる熱処理を行い、各応力を測定した結果が図２である。熱処理条件は、それぞれ３５０℃で１時間、４００℃で１時間、４
１０℃で１時間、４３０℃で１時間、４５０℃で１時間である。

いずれの条件であっても熱処理によって成膜直後での応力値（−８×１０⁹（Dyne/cm²
）〜−６×１０⁹（Dyne/cm²））よりも引張応力側に変化していることが図２から読み取
れる。熱処理後の応力値は、−６×１０⁹（Dyne/cm²）〜２×１０⁹（Dyne/cm²）の範囲にある。

また、ガラス基板上にタングステン膜、スパッタ法による酸化シリコン膜、下地絶縁膜、ＰＣＶＤ法による水素を含むアモルファスシリコン膜を順次積層形成し、上記条件の熱処理をそれぞれ行って、テープを用いた剥離実験を行ったところ、４１０℃以上の熱処理で剥離が確認できた。

（実験２）
ここでは、実験１と同じ条件のＰＣＶＤ法で得られた上記水素を含むアモルファスシリコン膜をＦＴ−ＩＲにより水素濃度を測定したところ、Ｓｉ−Ｈは、１．０６×１０²²（atoms／cm³）、Ｓｉ−Ｈ₂は８．３４×１０¹⁹（atoms／cm³）であり、組成比における水
素濃度を算出すると２１．５％であった。また、ＰＣＶＤ法の成膜条件を変えて同様に水素濃度を算出したところ、組成比における水素濃度は１６．４％、１７．１％、１９．０％が得られた。

また、ガラス基板上にタングステン膜、スパッタ法による酸化シリコン膜、下地絶縁膜、ＰＣＶＤ法による水素を含むアモルファスシリコン膜（組成比における水素濃度が１６．４％〜２１．５％である膜）を順次積層形成し、４１０℃、１時間の熱処理をそれぞれ行って、テープを用いた剥離実験を行ったところ、全ての条件で剥離が確認できた。一方、ＰＣＶＤ法に代えてスパッタ法で得られたアモルファスシリコン膜では、テープを用いた剥離実験で剥離できなかった。

また、ガラス基板上にタングステン膜、スパッタ法による酸化シリコン膜、下地絶縁膜、ＰＣＶＤ法による水素を含む窒化シリコン膜（応力値が−２．４×１０⁸（Dyne/cm²）
、Ｓｉ−Ｈは、８．９×１０²¹（atoms／cm³）、Ｎ−Ｈは６．６×１０²¹（atoms／cm³）である膜）を順次積層形成し、４１０℃、１時間の熱処理を行って、テープを用いた剥離実験を行ったところ、剥離が確認できている。このことから、本発明は、アモルファスシリコン膜に特に限定されず、水素を含んでいる膜であれば同様の結果が得られる。

（実験３）
ここでは、シリコンウエーハ上に形成したＷ膜（１００ｎｍ）と酸化シリコン膜（１００ｎｍ）とを積層成膜した後、熱処理（３５０℃で１時間、４００℃で１時間、４１０℃で１時間、４３０℃で１時間、４５０℃で１時間）を行い、さらに酸化シリコン膜のエッチングを行って、各処理ごとの応力変化を測定した結果が図３である。

上記Ｗ膜の成膜条件は、スパッタ法でタングステンターゲットを用い、成膜圧力０．２Ｐａ、成膜電力３ｋＷ、アルゴン流量＝２０sccmとした。

また、上記酸化シリコン膜の成膜条件は、ＲＦ方式の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。

図３から酸化シリコン膜の成膜後、酸化シリコン膜のエッチング後で大きく応力が変化していることが読み取れる。

また、比較として、シリコンウエーハ上に形成したＷ膜（１００ｎｍ）と酸化シリコン膜（２０ｎｍ）の積層での応力変化を測定したが、上記すべての処理を行ってもほとんど変化が見られなかった。このことから、酸化シリコン膜の成膜後の応力は酸化シリコン膜の膜厚依存性があることが明らかである。酸化シリコン膜の膜厚が厚いと応力が大きく変化するため、Ｗ膜と酸化シリコン膜との界面に歪みが生じやすくなり、剥離現象が発生する。従って、本発明において、酸化シリコン膜の膜厚、およびＷ膜と酸化シリコン膜の膜厚比は重要であり、少なくともＷ膜よりも酸化シリコン膜の膜厚が厚くなるようにし、さらに好ましくは２倍以上とする。

（実験４）
また、ガラス基板上にタングステン膜、スパッタ法による酸化シリコン膜、下地絶縁膜、ＰＣＶＤ法による水素を含むアモルファスシリコン膜を順次積層形成し、水素を拡散する４１０℃以上の熱処理を行った後、エッチングによりアモルファスシリコン膜を除去した後でテープ試験を行ったところ、剥離が確認できた。また、ガラス基板上にタングステン膜、スパッタ法による酸化シリコン膜、下地絶縁膜を順次積層形成し、４１０℃以上の熱処理を行った後、テープ試験を行ったところ、剥離できなかった。従って、下地膜上に形成した層であるアモルファスシリコン膜の存在が剥離現象に起因していると考えている。

これらの実験結果、即ち、４１０℃を境に剥離の可否が決定する。また、応力の変化があまり見られないことから発明者らは、積層膜の応力のみが剥離に関係しているのではなく、アモルファスシリコン膜及び該膜に含まれる水素も剥離現象に起因していることを見出している。

また、昇温脱離ガス分析（ＴＤＳ）によるガラス基板上に形成したアモルファスシリコン膜から脱離した水素の密度と基板表面温度（℃）の関係を示したグラフを図１１に示す。図１１からは、基板温度の上昇に従ってアモルファスシリコン膜から脱離する水素は増加する傾向が見られ、得られたデータからは、脱離した水素量のピークに達する温度が３８２℃〜４１１℃であることがわかった。従って、図１１は、上記実験結果（４１０℃を境に剥離の可否が決定される実験結果）と関連があるデータであり、剥離現象が生じやすくなるための十分な加熱温度は約４１０℃以上であると言える。

また、発明者らは、Ｗ膜と酸化シリコン膜の膜厚比も剥離現象に起因していることを見出している。さらに、発明者らは、金属層または窒化物層の材料と、酸化物層の材料との組み合わせや、密着性などの界面状態も剥離現象に起因していると考えている。

以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。

本発明の実施例を図４〜図６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、ＴＦＴ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。

基板としては、ガラス基板（＃１７３７）を用いた。まず、基板上には、PCVD法により酸
化窒化シリコン層を１００ｎｍの膜厚で成膜した。

次いで、スパッタ法により金属層としてタングステン層を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として酸化シリコン層を２００ｎｍの膜厚で成膜した。酸化シリコン層の成膜条件は、ＲＦ方式の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。

次いで、基板周縁部または端面をＯ₂アッシングによってタングステン層を除去する。

次いでプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、原料ガスＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（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５
４ｎｍの厚さで形成した。この非晶質シリコン層は水素を含んでおり、後の熱処理によって水素を拡散させ、物理的手段で酸化物層の層内、あるいは界面において剥離することができる。

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をスピナーで塗布す
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。また、この脱水素化のための熱処理（５００℃、１時間）は、非晶質シリコン層に含まれる水素をＷ膜と酸化シリコン層との界面に拡散する熱処理を兼ねている。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、例えば固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。

次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の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を補修するためのレーザー光（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ）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光や、ＹＡＧレーザの第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１０Ｗの連続発振のＹＶＯ₄レーザ
から射出されたレーザ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０．０１〜１００ＭＷ／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
レーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。

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。

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む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１：９
９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。

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。

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、所望の形状にエッ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、レジストからなるマスクを除去する。

以上の工程で基板１００上に窒化物層または金属層１０１、酸化物層１０２、下地絶縁膜１０３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。

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。

次いで、図４（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜１０９上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜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３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層する。

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、Ａｌ、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の合金膜（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。

次に、図４（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（Inductively 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（コイル型の電極に印加される電力量、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、ＢＣ
ｌ₃、ＳｉＣｌ₄、ＣＣｌ₄などを代表とする塩素系ガスまたは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。

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、エッチング用ガスに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）電力を投入してプラズマを生成し
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５８．９７ｎｍ／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。

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。

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１１９〜１２３（第１の導電層１１９ａ〜１２３ａと第２の導電層１１９ｂ〜１２３ｂ）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１１９〜１２３で覆われない領域が薄くなったゲート絶縁膜１１８となる。

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（試料ステージ）にも１０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
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。

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１２６ａ〜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。

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のエッチング処理における第１のエッチング条件としては、ＢＣｌ₃とＣｌ₂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（ｓｃｃ
ｍ）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のエッチング処理における第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（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行えばよく、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。

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４（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、加速電圧を６０
〜１００ｋｅＶ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１２６〜１３０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。

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。

次いで、図５（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。

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１．５×１０¹⁵atoms/cm²とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶ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己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。

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度勾配を有している。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。

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５（Ｂ）に示すように第３のドーピング処理を行う。

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。

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。

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。

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ＣＶＤ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。

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。

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。

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（３００〜５５０℃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５（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ボ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、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。

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、ソース配線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。

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からなる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１５７〜１６２、ゲート配線１６４、接続配線１６３、画素電極１６５が形成される。

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６）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。

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１３０と、半導体層１５２、１５４、１７０とで形成されている。

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。

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。

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。

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ＴＦＴ２０２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、ホット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。

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。

また、半導体膜表面の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ＴＦＴ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。

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。

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の低減、およびバラツキの低減が実現される。

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。

また、本実施例ではガラス基板を用いたが、特に限定されず、石英基板、半導体基板、セラミックス基板、金属基板を用いることができる。

また、図６の状態を得た後、酸化物層１０２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、剥離することが好ましい。

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を示す。

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。

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。

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、基板を剥離した後、プラスチック基板を貼り合わせて液晶モジュールを作製し、バックライト６０４、導光板６０５を設け、カバー６０６で覆えば、図７に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。

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層を発光層とする発光素子を備えた発光装置を作製する例を図８に示す。

なお、図８（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図８（Ｂ）は図８（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。

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からビデオ信号や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ＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図８（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１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。

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ＴＦＴ１１２４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ＴＦＴ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。

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。

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の下層は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とし、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とすることが望ましい。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、３層以上の積層を用いてもよい。

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、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いて図８に示す形状の絶縁物を形成する。

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性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（０．２μｍ〜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に溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

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ある。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、保護膜に発光を通過させるため、保護膜の膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。

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、またはインクジ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ＢＭ１１３２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。

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。

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１１０７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。

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。

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。

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。

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、透明導電膜からなる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。

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

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、アクティブマトリクス型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。

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、パーソナルコンピュータ、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９、図１０に示す。

図９（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９（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２１０５、受像部２１０６等を含む。

図９（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２２０４、表示部２２０５等を含む。

図９（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、スピーカ部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（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や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９（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。

図１０（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９
０３、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１０（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１０（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。

ちなみに図１０（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インチの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。

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上記最良の形態、実施例１乃至３のいずれか一と自由に組み合わせて実現することができる。

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。従って、表示装置に適用する場合であれば、大画面、且つ、薄いディスプレイを提供することができる。

実施の形態を示す図。アモルファスシリコン膜単層における熱処理温度と応力との関係を示すグラフ。積層における応力変化を示すグラフ。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）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）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）液晶表示装置の断面図を示す図である。（実施例２）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）電子機器の一例を示す図。（実施例４）電子機器の一例を示す図。（実施例４）ＴＤＳによる結果を示すグラフ。

符号の説明

１０：第１の基板
１１：窒化物層または金属層
１２：酸化物層
１３：被剥離層
１４：第１の接着材、または両面テープ
１５：第２の基板（支持体）
１６：第２の接着材
１７：第３の基板（転写体）

Claims

基板上に金属層と、該金属層に接する酸化物層と、絶縁膜と、該絶縁膜上に水素を含み非晶質構造を有する半導体膜とを順次形成し、
加熱処理を行って、前記金属層と、前記酸化物層との界面へ前記水素を拡散させ、
前記半導体膜を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に支持体を接着し、
前記基板と、前記支持体に力を加えて、前記酸化物層の層内、前記酸化物層と前記金属膜との界面、又は前記酸化物層と前記絶縁膜との界面を分離し、前記基板を剥離する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
基板上に水素を含む金属層と、該金属層に接する酸化物層と、絶縁膜と、該絶縁膜上に非晶質構造を有する半導体膜とを順次形成し、
加熱処理を行って、前記金属層と、前記酸化物層との界面へ前記水素を拡散させ、
前記半導体膜を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に支持体を接着し、
前記基板と、前記支持体に力を加えて、前記酸化物層の層内、前記酸化物層と前記金属膜との界面、又は前記酸化物層と前記絶縁膜との界面を分離し、前記基板を剥離する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１又は２において、
前記金属層と、前記酸化物層との界面へ前記水素を拡散させることにより、前記金属層の膜応力、及び前記酸化物層の膜応力が変化し、且つ前記非晶質構造を有する半導体膜の膜応力が引っ張り応力となることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記加熱処理によって、前記非晶質構造を有する半導体膜を結晶化することを特徴とする半導体装置の作製方法。
基板上に第１の金属層と、該第１の金属層に接する酸化物層と、絶縁膜と、該絶縁膜上に水素を含む第２の金属層とを順次形成し、
加熱処理を行って、前記第１の金属層と、前記酸化物層との界面へ前記水素を拡散させ、
薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に支持体を接着し、
前記基板と、前記支持体に力を加えて、前記酸化物層の層内、前記酸化物層と前記第１の金属膜との界面、又は前記酸化物層と前記絶縁膜との界面を分離し、前記基板を剥離する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記金属層と、前記酸化物層との界面へ前記水素を拡散させることにより、前記金属層の膜応力、及び前記酸化物層の膜応力が変化し、前記金属層と前記酸化物層との間の力学的エネルギーが低下することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記加熱処理の温度は、４１０℃以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至７のいずれか一において、前記金属層は、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ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、またはこれらの金属または混合物の積層であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至８のいずれか一において、前記酸化物層は、スパッタリング法によって形成された酸化珪素膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至９のいずれか一において、前記絶縁膜は、酸化珪素膜若しくは酸化窒化珪素膜、またはこれらの積層であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至１０のいずれか一において、前記酸化物層の膜厚は、前記金属層の膜厚よりも厚いことを特徴とする半導体装置の作製方法。