JP2006229212A

JP2006229212A - 半導体装置およびその作製方法

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Publication number: JP2006229212A
Application number: JP2006012162A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kuwabara; 秀明桑原; Hiroko Yamamoto; 裕子山本
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: JP5094019B2

Abstract

【課題】多層配線を形成する際における配線の加工に要する工程を簡便にすることを課題とする。また、開口径の比較的大きいコンタクトホールに液滴吐出技術やナノインプリント技術を用いた場合、開口の形状に沿った配線となり、開口の部分は他の箇所より凹む形状となりやすかった。
【解決手段】高強度、且つ、繰り返し周波数の高いパルスのレーザ光を透光性を有する絶縁膜に照射して貫通した開口を形成する。大きな接触面積を有する１つの開口を形成するのではなく、微小な接触面積を有する開口を複数設け、部分的な凹みを低減して配線の太さを均一にし、且つ、接触抵抗も確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は薄膜トランジスタ（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。具体的には、本発明は電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）で構成された回路を有する半導体装置に関する。例えば、大規模集積回路（ＬＳＩ）や、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や、有機発光素子を有する発光表示装置や、ラインセンサなどのセンサ装置や、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどのメモリ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、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、半導体素子に多層配線を形成する場合、配線を積層することにより、上層になるほど段差が増大し、配線の加工が困難となっている。そこで、一般的に絶縁膜に形成された配線溝や孔等のような配線開口部内にダマシン法と称する配線形成技術によって、配線材料を埋め込んでいる。

ダマシン法とは、金属配線を形成するために、まず、絶縁膜に溝を形成し、全面に金属材料を塗布し、次にＣＭＰ（化学的機械研磨）法などで、全面研磨をすることである。この際、金属配線の下方に、さらに下層の金属配線や半導体領域とのコンタクトを取るための孔を形成しておくことを含めたものをデュアルダマシン法と呼んでいる。デュアルダマシン法は、下層配線との接続孔と配線溝とを形成した後、配線材料を堆積し、ＣＭＰ法により配線部分以外の配線材料を除去する工程などを含んでいる。

デュアルダマシン法を用いた金属配線は、電解めっき法による銅（Ｃｕ）が多く用いられている。電解めっき法では接続孔に銅（Ｃｕ）を完全に埋め込むため、めっき液や、印加する電界を複雑に調整する必要がある。また、銅（Ｃｕ）はエッチャントやエッチングガスを用いたエッチングプロセスで加工することが困難であり、銅（Ｃｕ）の加工には研磨を行うための特殊なＣＭＰ法が必要とされている。

電解めっき法やＣＭＰ法は、配線形成にかかる工程数の増加、及び製造コストの増加を招くという問題があった。

また、半導体基板を用いた半導体デバイス製造工程だけでなく、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス基板製造工程においても、多層配線を形成する際における配線の加工が困難となっている。近年、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。なお、画像表示装置として、液晶表示装置が一般によく知られている。

パッシブ型の液晶表示装置に比べ高精細な画像が得られることからアクティブマトリクス型の液晶表示装置が多く用いられるようになっている。アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、マトリクス状に配置された画素電極を駆動することによって、画面上に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素電極と該画素電極に対応する対向電極との間に電圧が印加されることによって、画素電極と対向電極との間に配置された液晶層の光学変調が行われ、この光学変調が表示パターンとして観察者に認識される。

このようなアクティブマトリクス型の電気光学装置の用途は広がっており、画面サイズの大面積化とともに、生産性の向上や低コスト化の要求も高まっている。

また、従来では、多層配線を形成する際、上層配線と下層配線を接続するためには、これらの配線の間に設けられる層間絶縁膜にフォトリソグラフィ法を用いてコンタクトホールを形成している。フォトリソグラフィ法を用いてコンタクトホールを形成する場合、レジストマスクの形成（レジスト塗布、露光、現像）、選択的なエッチング、レジストマスク除去などの多くの工程が必要とされる。即ち、複数の配線を立体交差させるべく多層構造とするため、コンタクトホールをあける必要があり、これが製造工程数の増加の原因の一つとなっている。

また、フォトリソグラフィ法を用いる場合、露光パターン毎にフォトマスクも必要であるため、そのフォトマスクを製造する費用がかかり、製造コストの増大の原因の一つとなっている。

また、フォトリソグラフィ法を用いる場合、均一性の向上のため、大量のレジスト材料や、大量の現像液が使用され、余分な材料の消費量が多い。

また、層間絶縁膜を選択的にエッチングする方法としては、ドライエッチングとウェットエッチングとが知られている。一般的にはガスプラズマによるドライエッチングがテーパー加工などのパターン形成に有利とされているが、ドライエッチング装置は高価で大がかりな装置を必要とし、製造コストが高くなるという欠点がある。また、ガスプラズマによるダメージが半導体素子に与えられる恐れがある。従って、ドライエッチングはできる限り少なく行うことが望ましい。

また、ドライエッチングに比べて安価で量産性に優れるウェットエッチングは、１回の使用でエッチャントを大量に使用するため、廃液処理が大変であり、製造コストの増大の原因の一つとなっている。また、ウェットエッチングは、等方性エッチングであるため、比較的径の小さいコンタクトホールを形成することは困難であり、回路の高集積化に不向きであった。

また、薄膜のパターニング加工の際にフォトレジストを用いることのない方法として、レーザ加工技術が知られており、中でもＹＡＧレーザ光（波長１．０６μｍ）を用いたレーザ加工法が知られている。ＹＡＧレーザ光を用いたレーザ加工法はスポット状のビームを被加工物に照射するとともに、ビームを加工方向に走査し、点の連続の鎖状に開溝を形成するものである。

また、本出願人は、４００μｍ以下の波長を有するレーザ光を用いて、線状のビームを透光性導電膜に照射し、開溝を形成する薄膜加工方法を特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載している。
米国特許第４８６１９６４号米国特許第５７０８２５２号米国特許第６１４９９８８号

本発明は、多層配線を形成する際における配線の加工に要する工程を簡便にすることを課題とする。さらに、回路の高集積化をも実現する技術を提供することも課題とする。

また、深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する場合、プロセスが複雑になりやすい。そこで、本発明は、簡便なプロセスで深さの異なる複数のコンタクトホールを実現することができる技術を提供する。

また、半導体回路を有する電子機器の製造においては、大量生産を効率良く行うため、ウェハー基板ではなくマザーガラス基板を用い、一枚のマザーガラス基板から複数のデバイスを切り出す多面取りがよく行われている。マザーガラス基板のサイズは、１９９０年初頭における第１世代の３００×４００ｍｍから、２０００年には第４世代となり６８０×８８０ｍｍ、若しくは７３０×９２０ｍｍへと大型化して、一枚の基板から多数のデバイス、代表的には多数の表示パネルが生産できるように生産技術が進歩してきた。

今後、さらに基板が大型化すると、配線となる金属膜を形成する際、スパッタ法を用いた成膜方法では、ターゲットが大きなサイズとなるにつれて高価となってくるため、大量生産上、不利と考えられる。

また、本発明は、大量生産上、大型の基板に適している配線の形成技術を提供することも課題とする。

本発明は、導電層を覆って形成された透光性を有する絶縁膜に対してレーザ光を選択的に照射し、導電層に達する貫通した開口を形成することを特徴としている。レーザ光により透光性を有する絶縁膜に貫通した開口を形成することによって、コンタクトホール形成工程を簡便とすることができる。

また、レーザ光の焦点位置を実施者が適宜設定することによって、貫通した開口の深さや貫通した開口のサイズを適宜、決定することができる。従って、本発明により簡便なプロセスで深さの異なる複数のコンタクトホールを実現できる。また、透光性を有する絶縁膜は単層に限らず、２層以上の積層であってもコンタクトホール形成工程を簡便とすることができる。

本発明で用いるレーザ光は、非線形光学素子に通すことなく基本波のままとし、高強度、且つ、繰り返し周波数の高いパルスのレーザ光を透光性を有する絶縁膜に照射して貫通した開口を形成する。なお、本発明で用いるレーザの繰り返し周波数は１０ＭＨｚ以上とすることも特徴の一つである。

なお、高強度とは、単位時間あたり単位面積あたりに高い尖頭出力を持つことを指しており、本発明におけるレーザ光の尖頭出力の範囲は、１ＧＷ／ｃｍ^２〜１ＴＷ／ｃｍ^２とする。

波長が１μｍ程度の基本波は、透光性を有する絶縁膜に照射してもあまり吸収されず、吸収効率が低いが、パルス幅をピコ秒台、或いはフェムト秒（１０^−１５秒）台のパルスレーザから射出される基本波であれば、高強度のレーザ光が得られ、非線形光学効果（多光子吸収）が生じ、透光性を有する絶縁膜に吸収させて貫通した開口を形成することができる。

加えて、レーザ光の焦点位置を実施者が適宜設定することによって、基板に垂直な面における開口形状も適宜、決定することができる。例えば、透光性を有する絶縁膜表面における開口面積が導電層の露出面積よりも小さい開口を形成することができる。

従来のＹＡＧレーザ光による加工方法では、ビーム形状が円状で且つ、光強度がガウス分布を示すため、被加工物の表面に垂直な面における開口形状はガウス分布に従った形になる。従って、従来のＹＡＧレーザ光による加工方法では、表面における開口径が広がりやすく、微小な開口径を有し、且つ、深さの深いコンタクトホール形成が困難である。また、従来のＹＡＧレーザ光による加工方法で使用されるパルス幅は、１０^−４秒〜１０^−２秒である。

また、４００μｍ以下の波長を有するレーザ光を用いて、線状のビームを透光性導電膜に照射し、開溝を形成する従来の加工方法は、４００μｍ以下の波長を有するレーザ光を吸収する透光性導電膜を用いているため、透光性導電膜表面から開溝が形成される。この加工方法においても表面にエネルギーが吸収されやすく、表面における開口径が広がりやすい。

従来の加工方法に比べ、本発明の加工方法は、表面から貫通した開口を形成することに限定されず、様々な形成方法が可能である。例えば、レーザ光の焦点位置を導電層側から表面に向けて移動させながらレーザ光を透光性を有する絶縁膜に照射した場合、透光性を有する絶縁膜は、導電層側から表面に向けて貫通した開口が形成される。また、裏面、即ち透光性を有する基板側から基板を通過させてレーザ光を照射して絶縁膜に開口を形成することもできる。

また、本発明は、レーザ光の焦点位置を自在に移動させることによって、例えばＺ方向（深さ方向）に縦方向の貫通した開口を形成した後、Ｘ方向またはＹ方向に横方向の穴を形成して複雑な形状の開口を形成することも可能である。

さらに、本発明は、ピエゾ方式やサーマルジェット方式に代表される液滴吐出技術、またはナノインプリント技術などの印刷技術を用いて、絶縁膜の開口と重なる位置に配線または電極を形成し、絶縁膜の開口を通じて導電層と電気的に接続させることも特徴の一つとしている。

例えば、液滴吐出技術を用いる場合、材料液を調節して滴下された導電材料に流動性を持たせることができるため、曲がりくねった複雑な形状を有する開口であっても導電材料を充填することができる。例えば、側壁が逆テーパ形状となっている穴にも導電材料を充填することができる。また、液滴吐出技術を用いて滴下する導電材料の速度を利用して深い開口や形状の複雑な開口に導電材料を充填することもできる。また、流動性を有する導電材料を充填しやすい形状の開口を提供することも本発明の一つである。

また、ナノインプリント技術などの印刷技術を用いる場合、焼成のための熱処理の際、導電材料に流動性を持たせて複雑な形状を有する開口に導電材料を充填することもできる。

また、径の比較的大きい、例えば直径２μｍより大きいコンタクトホールに液滴吐出技術やナノインプリント技術を用いた配線の形成を行った場合、コンタクトホールの形状に沿った配線となり、コンタクトホールの配線部分は他の箇所より凹む形状となりやすかった。図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に従来のコンタクトホール形成の様子を示す。基板３０１０上に下地絶縁膜３０１１が設けられ、その上に導電層３０１２が設けられている。図１９（Ａ）には導電層３０１２上に絶縁膜３０１３が形成され、フォトリソグラフィ技術によりレジストからなるマスク３０１４を形成し、エッチングして開口３０１６が形成されている。そして、レジストマスク３０１４を除去して液滴吐出技術やナノインプリント技術を用いた配線の形成を行うと図１９（Ｂ）に示すような配線３０１７ａが形成される。図１９（Ｂ）に示すように配線３０１７ａは、コンタクトホールの形状に沿った配線となり、コンタクトホールの配線部分は他の箇所より凹んでしまう。さらに、焼成を行うと、配線材料が流動性を持つため、図１９（Ｃ）に示すように形状が変形し、配線３０１７ｂになってしまう。従って、図１９（Ｃ）中の矢印に示す材料の移動方向３０１８に移動し、コンタクトホール付近の配線の太さが他の箇所に比べて細くなってしまう恐れがあった。また、液滴吐出技術において、粘度の低く流動性を有する材料を用いた場合、焼成前、即ち配線形成直後でも配線材料は低い所に移動しやすい。

そこで、本発明は、大きな接触面積を有する１つの貫通した開口を形成するのではなく、直径２μｍ以下、好ましくは直径３〜２００ｎｍ程度の微小な接触面積を有する開口を複数設け、部分的な凹みを低減して配線の太さを均一にし、且つ、接触抵抗も確保することも特徴の一つとしている。

本明細書で開示する発明の構成は、図１（Ｃ）にその一例を示したように、第１の導電層と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う絶縁膜と、前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層とを有し、前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、前記複数の貫通した開口と重なる第２の導電層の表面と、前記複数の貫通した開口と重ならない第２の導電層の表面とが同一面に形成されていることを特徴とする半導体装置である。なお、第２の導電層の幅Ｗと、１つの貫通した開口の径Ｄは、２Ｄ＜Ｗを満たす。第２の導電層の幅Ｗに対して１つの貫通した開口の径を小さくすることができるため、第２の導電層の幅を一定にすることができ、配線レイアウトを単純化することができる。従来では、コンタクトホールを形成する領域の導電層の幅を部分的に広くしてパターニングのズレが生じてもよいようにマージンを取っていることが多い。また、１つの貫通した開口の径Ｄは、２Ｄ＜Ｗを満たすように、配線幅に対して開口の径を小さくすることで、開口位置の形成位置の多少のズレが生じても確実に電気的な接続を行うことができる。

また、上記構成において、前記第２の導電層は、導電性粒子が集合した結晶を複数有し、該結晶が重なりあっていることを特徴の一つとしている。３〜７ｎｍの金属粒子を含む導電材料を液滴吐出法または印刷法で配線を形成し、焼成を行うと金属粒子が溶融して集合して１００ｎｍ程度の結晶となり、その結晶が三次元に不規則に重なりあって形成される。

本発明において、貫通した開口の径は、導電性粒子の一つより大きいことを特徴の一つとしている。少なくとも使用する金属粒子が表面における開口に入るように、金属粒子の径（３〜７ｎｍ）より大きい開口とする。具体的には、本発明の貫通した開口の径は、３〜２０００ｎｍであることを特徴としている。

また、本発明は、下方の導電層とコンタクトさせる開口に限定されず、他の発明の構成は、半導体層と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記半導体層を覆う絶縁膜と、前記複数の貫通した開口を介して前記半導体層と接触する導電層とを有し、前記導電層は、導電性粒子を含み、前記複数の貫通した開口と重なる導電層の表面と、前記複数の貫通した開口と重ならない導電層の表面とが同一面に形成されていることを特徴とする半導体装置である。

また、本発明において、貫通した開口の形状は、同一径を有する柱状に限定されず、水平面で切断した断面の径が部分毎に異なっていてもよい。例えば、絶縁膜上面における開口径よりも絶縁膜下面における開口径が１０倍以上であってもよく、絶縁膜上面における開口径が金属粒子よりも大きければよい。また、貫通した開口の水平面で切断した断面は円に限定されず、楕円形や矩形であってもよい。貫通した開口の水平面で切断した断面形状が楕円である場合には短軸の長さが、３〜２０００ｎｍの範囲であればよい。また、貫通した開口の水平面で切断した断面形状が矩形である場合には短辺の長さが、３〜２０００ｎｍの範囲であればよい。

また、電気抵抗を下げるために、開口内でも金属粒子の集合からなる結晶が形成されるように絶縁膜下面における開口径を一つの結晶と同じ、もしくは少し大きな径にしてもよい。

本発明の開口形状は、レーザ光により形成するため、複雑な形状とすることができ、他の発明の構成は、第１の導電層と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う絶縁膜と、前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層とを有し、前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、前記複数の貫通した開口のうち、少なくとも２つの貫通した開口は絶縁膜中で互いに繋がっていることを特徴とする半導体装置である。

また、本発明の開口形状は、膜厚方向（即ちＺ方向）に延びる柱状に限定されず、他の発明の構成は、第１の導電層と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う絶縁膜と、前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層とを有し、前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、前記複数の貫通した開口の断面形状は、Ｌ字形、Ｕ字状、または弧を描いた形状であることを特徴とする半導体装置である。

また、本発明において、貫通した開口は、絶縁膜を挟む上下の層に続く通路、及び絶縁膜中を水平方向に延びる通路を指している。例えば、本発明の貫通した開口の断面形状は、Ｌ字形、Ｕ字状（図７（Ｄ）に一例を示す）、または弧を描いた形状（図５（Ｂ）に一例を示す）なども含まれる。このような複雑な断面形状を有する開口であっても液滴吐出法であれば、吐出する材料の粘度を調節することで導電材料を複雑な形状の開口内に充填することができる。

例えば、本発明は、微小な複数の開口を導電層との接触面で連結させることができる。こうすることで絶縁膜上面には微小な複数の開口が設けられ、絶縁膜の下面付近に設けられた横方向の穴（Ｘ方向またはＹ方向に延びる穴）によって複数の開口を連結させることによって接触面積の増大が図れる。また、複数の縦穴（Ｚ方向に延びる穴）を絶縁膜の下面に沿った横穴（Ｘ方向またはＹ方向に延びる穴）で連結することによって、液滴吐出の際、空気の逃げ道を設けることができ、気泡が開口内に残存することを防ぐことができる。

また、上記各構成において、前記半導体装置は、アンテナ、ＣＰＵ、またはメモリのうち少なくとも一つを含むことを特徴の一つとしている。例えば、本発明により、貫通した開口を介して形成された多層配線を有する集積回路の高集積化を実現できる。具体的には、本発明により、物品、商品、或いは人物の識別や管理を行うためのアンテナ及びメモリーを有する集積回路、代表的には無線チップ（ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグ、無線タグ、電子タグ、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）ともよばれる））を完成させることができる。

また、上記各構成において、前記半導体装置は、表示装置（ＬＣＤパネルやＥＬパネル）、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、または携帯情報端末であることを特徴の一つとしている。例えば、本発明により、貫通した開口を介して形成された多層配線を有する集積回路を簡便なプロセスで作製でき、その集積回路を備えた電子機器を完成させることができる。

また、上記各構造を実現するための作製方法に関する本発明の構成は、第１の導電層を形成する工程と、前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に複数の貫通した開口を形成する工程と、液滴吐出法または印刷法により前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。

また、上記作製方法に関する構成において、前記第２の導電層を形成する工程は、前記複数の貫通した開口と重なる第２の導電層の表面と、前記複数の貫通した開口と重ならない第２の導電層の表面とを同一面にする加熱処理を含むことを特徴の一つとしている。

また、作製方法に関する本発明の他の構成は、第１の導電層を形成する工程と、前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に深さの異なる複数の貫通した開口を形成する工程と、液滴吐出法または印刷法により前記複数の貫通した開口を充填する第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。

また、作製方法に関する本発明の他の構成は、第１の導電層を形成する工程と、前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に深さの異なる複数の貫通した開口を形成する工程と、導電性粒子を有する液状物質を液滴吐出法により前記複数の貫通した開口に対して吐出し、前記複数の貫通した開口を導電性粒子で充填して第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。

また、上記作製方法に関する各構成において、前記複数の貫通した開口は、Ｘ方向、Ｙ方向、またはＺ方向にレーザ光の焦点を移動させて形成することを特徴の一つとしている。

レーザ光の焦点を移動させて形成するため、様々な開口を形成することができ、上記作製方法に関する各構成において、前記複数の貫通した開口の断面形状は、柱状、Ｌ字形、Ｕ字状、または弧を描いた形状であることを特徴の一つとしている。

また、予め、レーザ光により透光性を有する絶縁膜に閉じられた孔（Ｚ方向に延びる孔）を形成しておき、後で表層をエッチングや研磨により除去することによって、貫通した開口を形成してもよい。

作製方法に関する本発明の他の構成は、第１の導電層を形成する工程と、前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に前記第１の導電層に接し、且つ、閉じられた孔を形成する工程と、前記絶縁膜を薄膜化処理を行うと同時に、前記閉じられた孔を貫通した開口とする工程と、液滴吐出法または印刷法により前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。

また、上記作製方法に関する各構成において、前記貫通した開口の径は、３〜２０００ｎｍであることを特徴の一つとしている。

また、半導体基板を用いたトランジスタを有する半導体装置の作製方法も本発明の一つであり、
その構成は、トランジスタを有する半導体装置の作製方法であり、半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、選択的にレーザ光を照射して前記第２の絶縁膜に前記第１の絶縁膜に達する第１の貫通した開口と、前記半導体基板に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、液滴吐出法により前記第１の貫通した開口を介して前記第１の絶縁膜に接触するゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介して前記半導体基板に接する電極とを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。

また、絶縁表面を有する基板上に形成されたトップゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製方法も本発明の一つである。その構成は、薄膜トランジスタを有する半導体装置の作製方法であり、
絶縁表面を有する基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層を覆う第１の絶縁膜を形成する工程と、第２の絶縁膜を形成する工程と、選択的にレーザ光を照射して前記第２の絶縁膜に前記第１の絶縁膜に達する第１の貫通した開口と、前記半導体層に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、液滴吐出法により前記第１の貫通した開口を介して前記第１の絶縁膜に接触するゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介して前記半導体層に接する電極とを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。

なお、前記第１の絶縁膜はゲート絶縁膜である。また、前記第２の絶縁膜は層間絶縁膜である。

また、絶縁表面を有する基板上に形成されたボトムゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製方法も本発明の一つである。その構成は、薄膜トランジスタを有する半導体装置の作製方法であり、
絶縁表面を有する基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上方に第２の絶縁膜を形成する工程と、選択的にレーザ光を照射して前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜に第１の貫通した開口と、前記第２の絶縁膜に前記半導体層に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、液滴吐出法により前記第１の貫通した開口を介してゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介して前記半導体層に接する電極とを形成する工程とを有し、前記第１の貫通した開口の一部は、前記半導体層の下方に形成され、前記第１の貫通した開口と前記半導体層との間に位置する第１の絶縁膜は、ゲート絶縁膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法である。

上記作製方法に関する構成において、前記第１の貫通した開口は、絶縁表面を有する基板側からのレーザ光の照射、または前記第２の絶縁膜側からのレーザ光の照射により形成することを特徴の一つとしている。

また、上記作製方法に関する構成において、前記第２の絶縁膜は層間絶縁膜である。

また、上記作製方法に関する構成において、前記第１の貫通した開口は、Ｚ方向の開口と、Ｘ方向またはＹ方向の開口とが繋がっていることを特徴の一つとしている。上記本発明の作製方法は、先に第２の絶縁膜を形成した後に、レーザ光でトンネルのような開口を形成し、その開口に導電材料を充填することによってゲート電極を形成する点が特徴である。レーザ光により、深さ方向におけるゲート電極位置も自由に設定できるため、ゲート絶縁膜の薄膜化も可能である。また、ゲート絶縁膜へのダメージを与えることなくゲート電極を形成することができる。

また、上記作製方法に関する構成において、前記第１の貫通した開口の径は、３〜２０００ｎｍであることを特徴の一つとしている。

また、上記作製方法に関する各構成において、前記レーザ光のパルス幅が１フェムト秒以上１０ピコ秒以下で発振することを特徴の一つとしている。パルス幅を１フェムト秒以上１０ピコ秒以下の範囲とすることで、多光子吸収を引き起こすのに十分な高強度を得ることができる。パルス幅が１０ピコ秒より長い数十ピコ秒のレーザビームでは多光子吸収が生じない。また、前記レーザ光は、レーザの繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のレーザ発振器から射出した基本波であることを特徴の一つとしている。

また、本発明において、半導体層は、珪素を主成分とする半導体膜、有機材料を主成分とする半導体膜、或いは金属酸化物を主成分とする半導体膜を用いることができる。珪素を主成分とする半導体膜としては、非晶質半導体膜、結晶構造を含む半導体膜、非晶質構造を含む化合物半導体膜などを用いることができ、具体的にはアモルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることができる。また、有機材料を主成分とする半導体膜としては、他の元素と組み合わせて一定量の炭素または炭素の同素体（ダイヤモンドを除く）からなる物質を主成分とする半導体膜（室温（２０℃）で少なくとも１０^−３ｃｍ^２／Ｖ・ｓの電荷キャリア移動度を示す材料、例えば、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機珪素化合物など）を用いることができる。具体的には、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等が挙げられる。また、金属酸化物を主成分とする半導体膜としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や亜鉛とガリウムとインジウムの酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）等を用いることができる。

また、本発明の半導体装置において、静電破壊防止のための保護回路（保護ダイオードなど）を設けてもよい。

また、ＴＦＴ構造やトランジスタ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えば、トップゲート型ＴＦＴや、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや、順スタガ型ＴＦＴを用いることが可能である。また、シングルゲート構造のトランジスタに限定されず、複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型トランジスタ、例えばダブルゲート型トランジスタとしてもよい。

本発明により、多層配線を形成する際における配線の加工に要する工程を簡便にすることができる。さらに、回路の高集積化をも実現することができる。

また、本発明により、簡便なプロセスで深さの異なる複数のコンタクトホールを実現することができる。

また、本発明は波長が１μｍ程度の基本波を用いるため、素子や基板に吸収されにくいため、素子や基板にダメージをほとんど与えることなくコンタクトホールの形成を行うことができる。従って、熱やエッチング溶液によわい素子や、熱やエッチング溶液に弱いフィルム基板を用いて半導体装置を作製することができる。

本発明の実施形態について、以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。

（実施の形態１）
本実施の形態では、第１の導電層へのコンタクトホールの形成方法および該コンタクトホールを介して第１の導電層と電気的に接続する第２の導電層の形成方法について図１、図２、図１０、及び図１１を用いて説明する。

まず、絶縁表面を有する基板１０上に下地絶縁膜１１を形成し、その上に第１の導電層１２を形成する。次いで、第１の導電層１２を覆う絶縁膜１３を形成する。この段階の断面図を図１（Ａ）に示している。

なお、絶縁表面を有する基板１０としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板を用いればよい。

また、下地絶縁膜１１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。ここでは下地膜として２層構造を用いた例を示すが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。

また、第１の導電層１２は、スパッタ法により膜厚１００〜６００ｎｍの導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングを行う。なお、導電膜は、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉ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の単層、またはこれらの積層で形成する。ここではフォトリソグラフィ技術を用いて第１の導電層を形成した例を示すが、特に限定されず、第１の導電層１２は、液滴吐出法や印刷法や無電界メッキ法により形成してもよい。第１の導電層１２は、後の開口工程で用いるレーザ光を反射してほとんど吸収しない材料を用いることが好ましい。

また、第１の導電層１２は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＳＯなどの透明導電材料を用いてもよい。後の開口工程で用いるレーザ光を透過してほとんど吸収しない材料を用いることが好ましい。

また、絶縁膜１３は、後の開口工程で用いるレーザ光を透過してほとんど吸収しない絶縁材料、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜を用いる。また、絶縁膜１３として、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜を用いてもよい。また、絶縁膜１３として、二酸化珪素にリンを添加したＰＳＧ（リンシリケートガラス）、二酸化珪素にリン及びボロンを添加したＢＰＳＧ（ホウ素リンリシケートガラス）、二酸化珪素にフッ素を添加したＳｉＯＦ、ポリイミド、ポリアリルエーテルやフッ素が添加されたポリフルオロアリエーテルに代表される芳香族エーテル、芳香族炭化水素、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）に代表されるシクロブタン誘導体などを用いることもできる。

また、図１（Ａ）において、絶縁膜１３は、平坦な絶縁膜を示しているが、特に限定されず、ＣＶＤ法やスパッタ法で得られる無機絶縁膜であってもよい。絶縁膜１３が平坦でなくとも、本発明は、レーザ光を用いて複数の開口を形成することができる。

本実施の形態では、絶縁膜１３は、材料を塗布法や液滴吐出法を用いて塗布または吐出した後、乾燥、焼成を行って形成する。

次いで、図１（Ｂ）に示すように、絶縁膜１３中にレーザ光を照射して貫通した開口１６を複数形成する。ここでは、レーザ光として超短光パルスレーザから射出されるレーザ光を用いる。透光性を有する材料に対して、超短光パルスレーザを集光することにより、当該超短光パルスレーザが集光された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、閉じられた孔を形成し、集光点を移動させて一つの貫通した開口を形成することが出来る。レーザ光のパルス幅が１０^−４秒〜１０^−２秒では絶縁膜１３に吸収されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じさせて絶縁膜１３に吸収させることができる。超短光パルスレーザによる開口の作製方法について図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて説明する。

超短光パルスレーザ発振器１０１は、パルス幅がフェムト秒（１０^−１５秒）台で発振するレーザ発振器を用いる。該超短光パルスレーザ発振器１０１として用いることができるのは、サファイヤ、ＹＡＧ、セラミックスＹＡＧ、セラミックスＹ_２Ｏ_３、ＫＧＷ（ポタシウムガドリ二ウムタングステン）、Ｍｇ_２ＳｉＯ_４、ＹＬＦ、ＹＶＯ_４、ＧｄＶＯ_４などの結晶に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒなどのドーパントを添加したレーザなどが挙げられる。超短光パルスレーザ発振器１０１から射出されたレーザ光をミラー１０２で反射した後、高い開口数の対物レンズ１０３により試料１０４、ここでは基板上に設けられた絶縁膜１３中にレーザ光を集光する（図２（Ａ）参照。）。この結果、集光点近傍において絶縁膜中に孔を形成することができる。また、ＸＹＺステージ１０５を用いて集光点を移動させることにより、絶縁膜１３に所望の開口を作製する。図２（Ｂ）に開口形成の途中を示す断面図を示す。図２（Ｂ）において、貫通していない開口を孔１７として示している。

なお、本明細書で超短光パルスレーザとは、パルス幅が１フェムト秒以上１０ピコ秒以下で固体レーザから発振されたレーザビームを指す。なお、本発明におけるレーザ光の尖頭出力の範囲は、１ＧＷ／ｃｍ^２〜１ＴＷ／ｃｍ^２とする。

超短光パルスレーザでは、エネルギー密度の高いビーム中央部だけで加工が出来るため、通常のレーザでは、レーザ波長以下の加工は困難であるが、超短光パルスレーザを用いることで微細加工、即ちレーザ波長以下の加工が可能となる。

絶縁膜１３に用いられる材料は、超短光パルスレーザの波長の光に対して透光性を有する材料、即ち超短光パルスレーザの波長の光を吸収しない材料、更に詳しくは超短光パルスレーザの波長よりもエネルギーギャップの大きい材料を用いる必要がある。透光性を有する材料内部で超短光パルスレーザを集光することにより、当該超短光パルスレーザが集光された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、孔を形成することが出来る。なお、多光子吸収とは、複数個の光子を同時に吸収して、光子のエネルギーの和に相当する固有状態に遷移することである。該遷移により、吸収されない波長領域の光を吸収することが可能であり、光エネルギー密度が十分に大きい集光点において、孔を形成することが出来る。なお、ここで言う「同時」とは１０^−１４秒以下の時間内に発生する２つの事象を意味する。

ここで、レーザビーム直接描画装置について、図１０を用いて説明する。図１０に示すように、レーザビーム描画装置１００１は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ１００２（以下、ＰＣと示す。）と、レーザビームを出力するレーザ発振器１００３と、レーザ発振器１００３の電源１００４と、レーザビームを減衰させるための光学系１００５（ＮＤフィルタ）と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器１００６（ＡＯＭ）と、レーザビームの断面の拡大または縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系１００７、Ｘステージ及びＹステージを有する基板移動機構１００９と、ＰＣから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するＤ／Ａ変換部１０１０と、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器１００６を制御するドライバ１０１１と、基板移動機構１００９を駆動するための駆動信号を出力するドライバ１０１２とを備えている。

レーザ発振器１００３としては、パルス幅がフェムト秒（１０^−１５秒）台で発振するレーザ発振器を用いる。

次に、レーザビーム直接描画装置を用いたレーザ光の照射方法について述べる。基板１００８が基板移動機構１００９に装着されると、ＰＣ１００２は図外のカメラによって、基板に付されているマーカーの位置を検出する。次いで、ＰＣ１００２は、検出したマーカーの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構１００９を移動させるための移動データを生成する。この後、ＰＣ１００２が、ドライバ１０１１を介して音響光学変調器１００６の出力光量を制御することにより、レーザ発振器１００３から出力されたレーザビームは、光学系１００５によって減衰された後、音響光学変調器１００６によって所定の光量になるように光量が制御される。

一方、音響光学変調器１００６から出力されたレーザビームは、光学系１００７で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板上の絶縁膜に該ビームを照射して、孔を形成する。このとき、ＰＣ１００２が生成した移動データに従い、基板移動機構１００９をＺ方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、孔がＺ方向に連結されて柱状の開口形成が絶縁膜に行われる。基板移動機構１００９をＸ方向及びＹ方向に移動制御すれば、絶縁膜に基板面と水平な方向に孔が形成される。

また、短波長のレーザ光ほど、ビーム径を短く集光することが可能である。このため、短波長のレーザビームを照射することで、微細な径の開口を形成することができる。

また、パターン表面でのレーザビームのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）となるように光学系で加工することが可能である。

なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、本発明はこれに限定されず、レーザビームをＺ方向、Ｘ方向、Ｙ方向に移動してレーザビームを照射することができる。この場合、光学系１００７にポリゴンミラーやガルバノミラー、音響光学偏向器（Ａｃｏｕｓｔ−ＯｐｔｉｃＤｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＡＯＤ）を用いることが好ましい。

次いで、複数の貫通した開口１６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、第２の導電層１９を形成する（図１（Ｃ）参照。）。第２の導電層１９の形成は、液滴吐出手段１８を用いて行う。液滴吐出手段１８とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つまたは複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。液滴吐出手段１８が具備するノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。

吐出口から吐出する組成物は、導電性粒子を溶媒に溶解または分散させたものを用いる。導電性粒子とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀等の微粒子、または分散性ナノ粒子に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解または分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等を用いる。組成物の粘度は５０ｃｐ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。

各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法または湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、約０．０１〜１０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。

ここで、液滴吐出装置について、図１１を用いて説明する。液滴吐出手段１１０３の個々のヘッド１１０５、１１１２は制御手段１１０７に接続され、それがコンピュータ１１１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンを描画することができる。描画するタイミングは、例えば、基板１１００上に形成されたマーカー１１１１を基準に行えば良い。或いは、基板１１００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これを電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を利用したイメージセンサなどの撮像手段１１０４で検出し、画像処理手段１１０９にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ１１１０で認識して制御信号を発生させて制御手段１１０７に送る。勿論、基板１１００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１１０８に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段１１０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１１０３の個々のヘッド１１０５、１１１２を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源１１１３、１１１４より配管を通してヘッド１１０５、１１１２に供給される。図１１では、液滴吐出手段１１０３の個々のヘッド１１０５、１１１２の並んだ距離が基板の幅と一致しているが、液滴吐出手段１１０３の個々のヘッド１１０５、１１１２の並んだ距離より大きな幅を持つ大型基板にも繰り返し走査することでパターンの形成可能な液滴吐出装置である。その場合、ヘッド１１０５、１１１２は、基板上を矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。

次いで、加熱処理またはレーザ光の照射によって配線材料の焼成を行い、除去すると共に、導電性粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つまたは複数の反応を進行させる。

また、図１（Ｄ）に第２の導電層１９を形成した後の状態を示す上面図の一例を示す。なお、図１（Ｃ）は、図１（Ｄ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図に相当する。

図１（Ｄ）に示すように、多数の貫通した開口（ここでは１０個）が設けられ、それらを介して第２の導電層１９が第１の導電層１２と電気的に接続されている。なお、開口の個数は１０個に限定されないことは言うまでもなく、また、開口の配置も特に限定されない。

また、微小な貫通した開口１６同士の間の絶縁物がスペーサとなり、第２の導電層の表面に凹みが生じることを防いでいる。また、第２の導電層１９の配線幅を均一にすることができる。なお、第２の導電層の幅Ｗと、１つの貫通した開口の径Ｄは、２Ｄ＜Ｗを満たす。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１と開口の断面形状が異なる例を図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示す。実施の形態１と異なる部分を詳細に説明し、図３において、図１と同じ部分は同一の符号を用いることとする。

なお、図１において、開口の断面形状を柱状で示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、図３に示すように複数の開口が絶縁膜中で繋がった構造の開口形状としてもよい。

まず、実施の形態１と同様に、絶縁表面を有する基板１０上に下地絶縁膜１１と、第１の導電層１２とを形成する。

次いで、１０^−４秒〜１０^−２秒のパルス幅のレーザ光に対して透光性を有する材料からなる絶縁膜を形成した後、超短光パルスレーザ光を照射して貫通した開口２６を有する絶縁膜２３を得る。絶縁膜に対して、超短光パルスレーザを集光することにより、当該超短光パルスレーザが集光された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、閉じられた孔を形成し、集光点を移動させて一つの貫通した開口を形成することが出来る。レーザ光のパルス幅が１０^−４秒〜１０^−２秒では絶縁膜２３に吸収されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じさせて絶縁膜２３に吸収させることができる。

なお、レーザ光による開口形成の詳細な説明は、実施の形態１に示したため、ここでは簡単な説明のみとする。

図３（Ａ）に示すような複雑な断面形状を有する開口２６は、レーザ光を照射しながら焦点位置をＺ方向、Ｘ方向またはＹ方向に移動することによって形成できる。

次いで、開口２６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、第２の導電層２９を形成する（図３（Ｂ）参照。）。第２の導電層２９の形成は、液滴吐出手段２８を用いて行う。

第２の導電層２９を形成する際、絶縁膜２３表面の一つ開口に対して組成物を吐出すると、開口内部の空気は、他の開口から押し出される。このように複数の開口が絶縁膜中で繋がった構造とすることで、複雑な形状の開口内部に気泡が残ることなく導電性粒子を充填することができる。

次いで、加熱処理またはレーザ光の照射によって焼成を行い、除去すると共に、導電性粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つまたは複数の反応を進行させる。

加熱処理の際、複数の開口から気泡を外気に押しだし、複雑な形状の開口内部に気泡を残すことなく導電性粒子を充填させてもよい。

また、図３（Ｃ）に第２の導電層２９を形成した後の状態を示す上面図の一例を示す。なお、図３（Ｂ）は、図３（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図に相当する。

図３（Ｃ）に示すように開口の数は６個であるが、３つの開口はそれぞれ絶縁膜中で繋がっており、合計２個の複雑な形状の開口と呼べる。また、実施の形態１と比較して、絶縁表面に設けられた開口は少ないが、第１導電層と第２の導電層との接触面積は本実施の形態のほうが大きい。なお、開口の個数は２個に限定されないことは言うまでもなく、また、開口の配置も特に限定されない。

また、微小な貫通した開口２６同士の間の絶縁物が第２の導電層の表面位置を保持するスペーサとなり、第２の導電層の表面に凹みが生じることを防いでいる。また、第２の導電層２９の配線幅を均一にすることができる。

また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、レーザ光とエッチングとを組み合わせて複数の開口を形成する例を図４に説明する。実施の形態１と異なる部分を詳細に説明し、図４において、図１と同じ部分は同一の符号を用いることとする。

次いで、１０^−４秒〜１０^−２秒のパルス幅のレーザ光に対して透光性を有する材料からなる絶縁膜を形成した後、超短光パルスレーザ光を照射して閉じている孔３７を有する絶縁膜３３を得る。絶縁膜に対して、超短光パルスレーザを集光することにより、当該超短光パルスレーザが集光された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、閉じられた孔を形成し、集光点を移動させて一つの貫通した開口を形成することが出来る。レーザ光のパルス幅が１０^−４秒〜１０^−２秒では絶縁膜３３に吸収されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じさせて絶縁膜３３に吸収させることができる。

図４（Ａ）に示すように、閉じている孔３７は、光学系１５によって焦点を形成し、レーザ光を照射しながら焦点位置を移動することによって形成される。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、絶縁膜の表面をエッチングして、薄膜化する。このエッチングによって、閉じている孔３７の上方の絶縁膜を除去し、閉じている孔３７を貫通した開口３６とすることができる。この段階で、貫通した複数の開口３６を有する絶縁膜３４を得る。なお、図４（Ｂ）に示す点線は、エッチング前の絶縁膜表面を示している。

また、エッチングに代えて、研磨（ＣＭＰなど）により絶縁膜の薄膜化を行ってもよい。

次いで、貫通した複数の開口３６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、第２の導電層３９を形成する（図４（Ｃ）参照。）。第２の導電層３９の形成は、液滴吐出手段３８を用いて行う。

本実施の形態により、比較的深さの浅い貫通口を絶縁膜に形成することができる。

また、本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１と開口の断面形状が異なる例を図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示す。実施の形態１と異なる部分を詳細に説明し、図５において、図１と同じ部分は同一の符号を用いることとする。

本実施の形態では、開口の断面形状が湾曲した形状である例を示す。

次いで、レーザ光に対して透光性を有する材料からなる絶縁膜を形成した後、超短光パルスレーザ光を照射して貫通した開口４６を有する絶縁膜４３を得る。レーザ光のパルス幅が１０^−４秒〜１０^−２秒では絶縁膜４３に吸収されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じさせて絶縁膜４３に吸収させることができる。

図５（Ａ）に示すような湾曲した断面形状を有する開口４６は、例えば、レーザ光を照射しながら焦点位置をＸ方向またはＹ方向に移動した後、Ｚ方向に移動させ、再びＸ方向またはＹ方向に移動させることを繰り返すことによって形成できる。

なお、湾曲した断面形状を有する開口４６は、第１の導電層１２の側面を露出させている。

次いで、貫通した複数の開口４６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、第２の導電層４９を形成する（図５（Ｂ）参照。）。第２の導電層４９の形成は、液滴吐出手段４８を用いて行う。本実施の形態において、開口の断面形状は湾曲しているため、スムーズに導電性粒子を含む組成物を開口内部に充填できる。

また、図５（Ｃ）に第２の導電層４９を形成した後の状態を示す上面図の一例を示す。なお、図５（Ｂ）は、図５（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図に相当する。また、図５（Ｃ）において、楕円形状と、円形状との２種類の開口を形成した例を示している。即ち、３つの楕円形状の開口と、１つの円形状の開口との合計４つの開口が形成されている。このように、本発明は、レーザ光の焦点位置を自在に調節することにより複数種類の開口を形成することができる。

本実施の形態により、貫通した開口４６の断面形状を湾曲させ、第１の導電層１２の側面で第２の導電層４９と電気的な導通を行うことができる。従って、第１の導電層１２と第２の導電層４９とが重ならないように配置することができる。このような配置とすることによって、第１導電層１２と第２の導電層４９との間に形成される寄生容量を低減できる。

また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明のレーザ光による開口を用いてＴＦＴを形成する例を図６に示す。

まず、絶縁表面を有する基板２００上に下地絶縁膜２０１を形成する。絶縁表面を有する基板２００としては、透光性を有する基板、例えばガラス基板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチック基板を用いることができる。プラスチック基板としては、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）などのプラスチック基板が好ましい。また、耐熱性を有するプラスチック基板、例えば直径数ｎｍの無機粒子が有機ポリマーマトリックスに分散した材料をシート状に加工したプラスチック基板を用いてもよい。

下地絶縁膜２０１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）等の絶縁膜を用いる。代表的な一例は下地絶縁膜１１として２層構造から成り、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、及びＮ_２Ｏを反応ガスとして成膜される窒化酸化珪素膜を５０〜１００ｎｍ、ＳｉＨ_４、及びＮ_２Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜を１００〜１５０ｎｍの厚さに積層形成する構造が採用される。また、下地絶縁膜２０１の一層として膜厚１０ｎｍ以下の窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）、或いは酸化窒化珪素膜（ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ膜（Ｘ＞Ｙ））を用いることが好ましい。また、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化シリコン膜とを順次積層した３層構造を用いてもよい。ここでは下地絶縁膜２０１を形成した例を示したが、特に必要でなければ設ける必要はない。

次いで、ゲート絶縁膜となる第１の絶縁膜２０２を形成する。第１の絶縁膜２０２としては、後の開口工程で用いるレーザ光の基本波を透過してほとんど吸収しない材料を用いることが好ましい。第１の絶縁膜２０２としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜を用いる。また、第１の絶縁膜２０２として、ポリシラザンやシロキサンポリマーを含む溶液を塗布焼成して得られる膜、光硬化性有機樹脂膜、熱硬化性有機樹脂膜などを用いてもよい。

次いで、半導体膜を形成する。半導体膜は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法や熱ＣＶＤ法で作製されるアモルファス半導体膜、或いは微結晶半導体膜で形成する。本実施の形態では、半導体膜として、アモルファスシリコン膜を用いた例を示す。また、半導体膜として、スパッタ法やＰＬＤ（ＰａｌｓｅＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で作製されるＺｎＯや亜鉛ガリウムインジウムの酸化物を用いてもよいが、その場合にはゲート絶縁膜をアルミニウムやチタンを含む酸化物とすることが好ましい。また、半導体膜として塗布法や液滴吐出法や蒸着法で作製されるペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等などの有機材料を用いてもよい。

次いで、導電性を有する半導体膜を形成する。導電性を有する半導体膜としてはｎ型またはｐ型の不純物が添加されてｎ型またはｐ型の導電型を示す半導体膜を用いる。ｎ型の半導体膜は、シランガスとフォスフィンガスを用いたＰＣＶＤ法で形成すれば良い。本実施の形態では、導電性を有する半導体膜として、リンを含むシリコン膜を用いた例を示す。なお、半導体膜としてペンタセンなどの有機材料を用いる場合は、導電性を有する半導体膜に代えて電荷輸送層を用い、例えば正孔輸送層として機能するトリフェニルジアミン、電子輸送層として機能するオキサジアゾールを用いればよい。

次いで、公知のフォトリソ技術を用いたパターニングを行って、島状の半導体層２０７、導電性を有する半導体層２０６を得る。なお、公知のフォトリソ技術に代えて、液滴吐出法や印刷法（凸版、平版、凹版、スクリーンなど）を用いてマスクを形成し、選択的にエッチングを行ってもよい。

次いで、液滴吐出法により導電性材料（Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等）を含む組成物を選択的に吐出して、配線２０３、２０４、２０９を形成する。図６（Ａ）にはインクジェットヘッド２０８から導電性材料を含む組成物を吐出している様子を示している。なお、配線２０３、２０４、２０９は液滴吐出法により形成することに限定されず、例えば、スパッタ法を用いて金属膜を形成し、マスクを形成し、選択的にエッチングを行って形成してもよい。

次いで、配線２０３、２０４、２０９をマスクとして導電性を有する半導体層、および半導体層の上部をエッチングして半導体層の一部を露出させる。半導体層の露出させた部分はＴＦＴのチャネル形成領域として機能する箇所である。

次いで、チャネル形成領域を不純物汚染から防ぐための保護膜を含む層間絶縁膜２１１を形成する。保護膜としては、スパッタ法、またはＰＣＶＤ法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材料を用いる。本実施の形態では保護膜を形成した後に水素化処理を行う。また、層間絶縁膜は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリレンエーテル、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いることができる。

次いで、保護膜を含む層間絶縁膜２１１に対して超短光パルスレーザ光の照射を行い、複数の第１の開口２１０を形成する。また、チャネル形成領域にレーザ光が照射されることを防ぐために、基板の裏面側からも超短光パルスレーザ光の照射を行い、複数の第２の開口２１２も形成する。図６（Ｂ）には、光学系２０５を通過した超短光パルスレーザ光が第２の開口２１２を形成している断面図を示している。

レーザ光のパルス幅が１０^−４秒〜１０^−２秒では保護膜を含む層間絶縁膜２１１に吸収されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じさせて保護膜を含む層間絶縁膜２１１に吸収させることができる。

本実施の形態においては、第２の開口２１２と半導体層２０７の間の第１の絶縁膜２０２がゲート絶縁膜となる。従って、第２の開口２１２の形成によってゲート絶縁膜の膜厚を自由に決定することができる。

次いで、複数の貫通した第１の開口及び第２の開口に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、各開口内部に導電性粒子を充填する。そして、焼成を行うと導電性粒子が溶融して集合して１００ｎｍ程度の結晶となり、ゲート電極、ゲート配線２１４、２１５、および接続配線２１３を形成する（図６（Ｃ）参照。）。本実施の形態においては、異なる層に配置されたゲート電極とゲート配線を同時、且つ、同一材料で形成することが可能である。

この段階でチャネルエッチ型のＴＦＴが完成する。本実施の形態において、層間絶縁膜を形成した後にゲート電極を形成するという工程順序が大きな特徴の一つである。

図６（Ｃ）の段階でのＴＦＴの上面図の一例を図６（Ｄ）に示す。図６（Ｄ）中において、鎖線Ａ−Ｂ断面が図６（Ｃ）の断面図と対応している。なお、対応する部位には同じ符号を用いている。

図６（Ｄ）に示すように、２つのチャネル形成領域を有するダブルゲート型のＴＦＴである。ゲート配線２１４、２１５は、Ｚ方向（基板面に垂直な方向）に形成された第３の開口２１６と、Ｙ方向に形成された第２の開口２１２を介して電気的に接続されている。なお、第３の開口２１６は、第１の開口または第２の開口の形成と同様にレーザ光を用いて形成したものである。

また、第２の開口２１２と第３の開口２１６は層間絶縁膜内部で繋がっている。また、第３の開口２１６は、第１の開口２１０と深さが異なっている。また、接続配線２１３は第１の開口２１０を介して配線２０９と電気的に接続されている。

また、本実施の形態において、第１の開口と第２の開口の形成順序は特に限定されず、第２の開口を先に形成してもよい。また、第３の開口は、第２の開口を形成する際にそのまま連続的にレーザ光の焦点位置を移動させて形成してもよい。

また、接続配線２１３を画素電極として、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。また、接続配線２１３と重なる第１の電極、第１の端部を覆う隔壁を形成し、第１の電極上に有機化合物を含む層と第２の電極を積層形成してアクティブマトリクス型の発光表示装置も作製することができる。

本実施の形態により、後からゲート電極を形成するため、平坦な絶縁表面に半導体層２０７を形成することができ、ゲート電極の形成のための開口を半導体層へダメージなく形成することができる。従って、半導体層は塗布法で形成されることが可能であるため、有機材料を半導体層に用いる場合に有効である。

また、本実施の形態により、開口の形成をレーザ光で行うため、ＴＦＴの作製工程を比較的少ないものとすることができる。

また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５とは異なるＴＦＴを形成する例を図７に示す。

まず、絶縁表面を有する基板３００上に下地絶縁膜３０１を形成する。絶縁表面を有する基板３００としては、透光性を有する基板、例えばガラス基板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチック基板を用いることができる。後の工程でレーザ光を基板を通過させずに開口を形成する場合にはセラミックス基板、半導体基板、金属基板等も用いることができる。

下地絶縁膜３０１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）等の絶縁膜を用いる。

次いで、下地絶縁膜３０１上に半導体層を形成する。半導体層は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜上にレジスト膜を形成した後、レーザ光を走査して露光を行った第１のレジストマスクを用いて所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。

次いで、第１のレジストマスクを除去した後、半導体層を覆うゲート絶縁膜３０３を形成する。ゲート絶縁膜３０３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法または熱酸化法を用い、厚さを１〜２００ｎｍとする。ゲート絶縁膜３０３としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る膜を形成する。

次いで、ゲート絶縁膜３０３上にレジスト膜を形成した後、レーザ光を走査して露光を行った第２のレジストマスクを形成する。第２のレジストマスクをマスクとし、イオンドーピング法またはイオン注入法を用いて、半導体層にｐ型またはｎ型を付与する不純物元素を選択的に添加する。こうして、不純物元素が添加された領域は、不純物領域３０４、３０６、３０７となる。また、第２のレジストマスクに覆われ、不純物元素が添加されなかった領域３０２は、ＴＦＴのチャネル形成領域として機能する。

この後、第２のレジストマスクを除去し、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。

次いで、図７（Ａ）に示すように、平坦性を有する層間絶縁膜３１９を形成する。層間絶縁膜３１９としては、透光性を有する無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど）、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層などを用いる。また、層間絶縁膜３１９に用いる他の透光性を有する膜としては、塗布法によって得られるアルキル基を含むＳｉＯｘ膜からなる絶縁膜、例えばシリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどを用いて形成された絶縁膜を用いることができる。シロキサン系ポリマーの一例としては、東レ製塗布絶縁膜材料であるＰＳＢ−Ｋ１、ＰＳＢ−Ｋ３１や触媒化成製塗布絶縁膜材料であるＺＲＳ−５ＰＨが挙げられる。

次いで、レーザ光を用いて複数の第１の開口３０９を層間絶縁膜３１９及びゲート絶縁膜３０３に形成する。複数の第１の開口３０９は、不純物領域３０４、３０７に達するように形成される。また、レーザ光を用いて複数の第２の開口３１０、３１１を層間絶縁膜３１９に形成する。複数の第２の開口３１０、３１１は、不純物元素が添加されなかった領域３０２と重なる位置に形成する。図７（Ｂ）には、第２の開口３１０を形成した後、超短光パルスレーザ光の焦点位置を移動させて、光学系３０５を通過した超短光パルスレーザ光が第１の開口３０９を形成している断面図を示している。

レーザ光のパルス幅が１０^−４秒〜１０^−２秒では保護膜を含む層間絶縁膜３１９に吸収されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じさせて保護膜を含む層間絶縁膜３１９に吸収させることができる。

次いで、複数の貫通した第１の開口及び第２の開口に重なるように、３〜７ｎｍの導電性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、各開口内部に導電性粒子を充填する。そして、焼成を行うと導電性粒子が溶融して集合して１００ｎｍ程度の結晶となり、ゲート電極３１３、３１４、およびソース電極またはドレイン電極３１２、３１５を形成する（図７（Ｃ）参照。）。本実施の形態においては、異なる層に配置されたゲート電極とソース電極を同一材料で形成することが可能である。図７（Ｃ）にはインクジェットヘッド３０８から導電性材料を含む組成物を吐出している様子を示している。

この段階でトップゲート型のＴＦＴが完成する。図７（Ｃ）に示すように、２つのチャネル形成領域を有するダブルゲート型のＴＦＴである。本実施の形態において、層間絶縁膜を形成した後にゲート電極を形成するという工程順序が大きな特徴の一つである。

図７（Ｃ）とは異なる面でＴＦＴを切断した一例を図７（Ｄ）に示す。図７（Ｃ）中において、鎖線Ｃ−Ｄを含む面で切断した断面図が図７（Ｄ）と対応している。なお、対応する部位には同じ符号を用いている。

図７（Ｄ）に示すように、第２の開口３１０は層間絶縁膜３１９内部に伸びており、第２の開口３１０の底部はゲート絶縁膜３０３に接している。

また、ここでは図示しないが、ゲート電極３１３、３１４は、層間絶縁膜３１９上で同一配線となっている。

また、本実施の形態に示すＴＦＴをスイッチング素子として、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。

以下に、本実施の形態に示したＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法を示す。

ソース電極またはドレイン電極３１５を形成した後に、絶縁膜３１６を形成する。そして、絶縁膜３１６にコンタクトホールを形成し、ＩＴＯなどで画素電極３１７を形成する。また、絶縁膜３１６上にＩＴＯなどで端子電極を形成する。

次いで、画素電極３１７を覆うように、配向膜３２０を形成する。なお、配向膜３２０は、液滴吐出法やスクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いればよい。その後、配向膜３２０の表面にラビング処理を行う。

そして、対向基板３２３には、透明電極からなる対向電極３２４と、その上に配向膜３２２を形成する。そして、閉パターンであるシール材（図示しない）を液滴吐出法により画素部と重なる領域を囲むように形成する。ここでは液晶を滴下するため、閉パターンのシール材を描画する例を示すが、開口部を有するシールパターンを設け、ＴＦＴ基板を貼りあわせた後に毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いてもよい。

次いで、気泡が入らないように減圧下で液晶の滴下を行い、両方の基板を貼り合わせる。閉ループのシールパターン内に液晶を１回若しくは複数回滴下する。液晶３２１の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から出射に向かって９０°ツイスト配向したＴＮモードを用いる場合が多い。ＴＮモードの液晶表示装置を作製する場合には、基板のラビング方向が直交するように貼り合わせる。

なお、一対の基板間隔は、球状のスペーサを散布したり、樹脂からなる柱状のスペーサを形成したり、シール材にフィラーを含ませることによって維持すればよい。上記柱状のスペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも１つを主成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種の材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴としている。

次いで、必要でない基板の分断を行う。多面取りの場合、それぞれのパネルを分断する。また、１面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、分断工程を省略することもできる。

そして、異方性導電体膜を介し、公知の技術を用いてＦＰＣを端子電極に貼りつける。以上の工程で液晶モジュールが完成する。（図８）また、必要があればカラーフィルタなどの光学フィルムを貼り付ける。透過型の液晶表示装置とする場合、偏光板は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。

また、本実施の形態に示すＴＦＴを用いて、アクティブマトリクス型の発光表示装置を作製することができる。

以下に、本実施の形態に示したＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の発光表示装置の作製方法を示す。ここではＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴとした例を示す。

ソース電極またはドレイン電極３１５を形成した後に、絶縁膜３１６を形成する。そして、絶縁膜３１６にコンタクトホールを形成し、第１の電極３１８を形成する。

第１の電極３１８は陰極として機能させることが好ましい。発光を通過させる場合、第１の電極３１８としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）などを含む組成物からなる所定のパターンを形成する。また、発光を第１の電極３１８で反射させる場合、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物からなる所定のパターンを形成して第１の電極３１８を形成する。

次いで、第１の電極３１８の周縁部を覆う隔壁３３１を形成する。隔壁（土手ともいう）３３１は、珪素を含む材料、有機材料及び化合物材料を用いて形成する。また、多孔質膜を用いても良い。但し、アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。

次いで、電界発光層として機能する層、即ち、有機化合物を含む層３３０の形成を行う。有機化合物を含む層３３０は、積層構造であり、それぞれ蒸着法または塗布法を用いて形成する。例えば、陰極上に電子輸送層（電子注入層）、発光層、正孔輸送層、正孔注入層と順次積層する。

なお、有機化合物を含む層３３０の形成前に、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や真空雰囲気下での加熱処理を行うとよい。蒸着法を用いる場合、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着される。また、フルカラー化するためには、発光色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ごとにマスクのアライメントを行えばよい。

また、塗り分けを行わず、有機化合物を含む層３３０として単色の発光を示す材料を用い、カラーフィルターや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。

次いで、第２の電極３３２を形成する。発光素子の陽極として機能する第２の電極３３２は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯの他、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。発光素子は、有機化合物を含む層３３０を第１の電極と第２の電極で挟んだ構成になっている。なお、第１の電極及び第２の電極は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第１の電極及び第２の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。

また、第２の電極３３２を保護する保護層を形成してもよい。

次いで、封止基板３３４をシール材（図示しない）で貼り合わせて発光素子を封止する。なお、シール材で囲まれた領域には透明な充填材３３３を充填する。充填材３３３としては、透光性を有している材料であれば特に限定されず、代表的には紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。

最後にＦＰＣを異方性導電膜により公知の方法で端子電極と貼りつける。

以上の工程により、図９に示すようなアクティブマトリクス型発光装置が作製できる。

また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、または実施の形態５と自由に組み合わせることができる。

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。

本実施例では、半導体基板上に多層配線を形成する工程を図１２を用いて説明する。

まず、単結晶シリコンからなる半導体基板５００を用意する。半導体基板５００は、単結晶シリコン基板または化合物半導体基板であり、代表的には、Ｎ型またはＰ型の単結晶シリコン基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、サファイヤ基板、又はＺｎＳｅ基板である。

そして、半導体基板の主面（素子形成面または回路形成面）の第１の素子形成領域にｎ型ウェルを、第２の素子形成領域にｐ型ウェルをそれぞれ選択的に形成する。

次いで、第１の素子形成領域と第２の素子形成領域とを区画するための素子分離領域となるフィールド酸化膜５０３、５０４、５０５を形成する。フィールド酸化膜５０３、５０４、５０５は厚い熱酸化膜であり、公知のＬＯＣＯＳ法を用いて形成すればよい。なお、素子分離法は、ＬＯＣＯＳ法に限定されず、例えば素子分離領域はトレンチ分離法を用いてトレンチ構造を有していてもよいし、ＬＯＣＯＳ構造とトレンチ構造の組み合わせであってもよい。

次いで、シリコン基板の表面を、例えば熱酸化させることによってゲート絶縁膜を形成する。ゲート絶縁膜は、ＣＶＤ法を用いて形成してもよく、酸化窒化珪素膜や酸化珪素膜や窒化珪素膜やそれらの積層膜を用いることができる。例えば、熱酸化により得られる膜厚５ｎｍの酸化珪素膜とＣＶＤ法で得られる膜厚１０ｎｍ〜１５ｎｍの酸化窒化珪素膜の積層膜を形成する。

次いで、ポリシリコン層とシリサイド層との積層膜を全面に形成し、リソグラフィ技術およびドライエッチング技術に基づき積層膜をパターニングすることによってゲート絶縁膜上にポリサイド構造を有するゲート電極５０６を形成する。ポリシリコン層は低抵抗化するために予め、１０^２１／ｃｍ^３程度の濃度でリン（Ｐ）をドープしておいても良いし、ポリシリコン層を形成した後で濃いｎ型不純物を拡散させても良い。また、シリサイド層を形成する材料はモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉｘ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）、タンタルシリサイド（ＴａＳｉｘ）、チタンシリサイド（ＴｉＳｉｘ）などを適用することが可能であり、公知の方法に従い形成すれば良い。

次いで、ゲート絶縁膜を選択的に除去する。こうして、ゲート電極の幅を有するゲート絶縁膜５０８が形成される。

次いで、ゲート電極の側壁にサイドウォール５１０〜５１３を形成する。例えば酸化珪素からなる絶縁材料層を全面にＣＶＤ法にて堆積させ、かかる絶縁材料層をエッチバックすることによってサイドウォールを形成すればよい。

次いで、ソース領域およびドレイン領域を形成するために、露出したシリコン基板にイオン注入を行う。ＣＭＯＳを製造する場合であるので、ｐチャネル型ＦＥＴを形成すべき第１の素子形成領域をレジスト材料で被覆し、ｎ型不純物であるヒ素（Ａｓ）やリン（Ｐ）をシリコン基板に注入してソース領域５１４及びドレイン領域５１５を形成する。同時に、サイドウォールを通過させてｎ型不純物が添加された低濃度不純物領域５１８、５１９を形成する。また、ｎチャネル型ＦＥＴを形成すべき第２の素子形成領域をレジスト材料で被覆し、ｐ型不純物であるボロン（Ｂ）をシリコン基板に注入してソース領域５１６及びドレイン領域５１７を形成する。また、同時に、サイドウォールを通過させてｐ型不純物が添加された低濃度不純物領域５２０、５２１を形成する。

次いで、イオン注入された不純物の活性化および、イオン注入によって発生したシリコン基板における結晶欠陥を回復するために、ＧＲＴＡ法やＬＲＴＡ法などを用いて活性化処理を行う（図１２（Ａ）参照）。

次いで、図１２（Ｂ）に示すように、第１の層間絶縁膜５４５を形成する。第１の層間絶縁膜５４５は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法を用いて酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜などで１００〜２０００ｎｍの厚さに形成する。さらにその上にリンガラス（ＰＳＧ）、あるいはボロンガラス（ＢＳＧ）、もしくはリンボロンガラス（ＰＢＳＧ）の層間絶縁膜を積層してもよい。

次いで、図１２（Ｂ）に示すように、実施の形態１に示した本発明の開口形成方法である超短パルスレーザから射出されるレーザ光を照射して貫通した開口５４１〜５４４を形成する。

次いで、図１２（Ｃ）に示すように、開口に対して液滴吐出法により導電性粒子を含む組成物を吐出し、焼成して導電膜５５１〜５５４を形成する。本発明により、開口と重なる箇所には凹みができず、導電膜５５１〜５５４の上面はほぼ同一面となっている。

この後、第２の層間絶縁膜５６１を形成する。そして、同様にして、開口及び導電膜５６２〜５６５の形成を行い、図１２（Ｄ）に示すように多層配線を形成することができる。導電膜５５１〜５５４の上面はほぼ同一面となっているため、第２の層間絶縁膜５６１を貫通する開口の深さを一定とすることができる。

また、半導体基板５００としてＳＯＩ基板を用い、公知の剥離方法によりシリコン基板と酸化絶縁膜の界面又は層内で剥離することが可能な処理を行うことによりＭＯＳトランジスタを有する回路を剥離することができる。また、剥離したＭＯＳトランジスタを有する回路をフレキシブル基板に接着することにより、半導体装置の薄膜化が可能である。

また、本実施例で示した半導体装置は、ＭＯＳトランジスタの他、バイポーラトランジスタ等の様々な半導体装置に適用可能である。また、メモリ、ロジック回路等の回路にも適用可能である。

本実施例で作製したＦＥＴを集積したＩＣチップを薄膜集積回路、または非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）として用いることができる。

アンテナとして機能する導電層１５１７が設けられたカード状基板１５１８に本発明のＩＣチップ１５１６を貼り付けたＩＤカードの例を図１３に示す。アンテナとして機能する導電層１５１７も液滴吐出法で形成することができる。また、アンテナとして機能する導電層１５１７と接続する接続電極とのコンタクトホールの形成を本発明のレーザ光による開口形成技術を用いて形成してもよい。このように、本発明のＩＣチップ１５１６は、小型、薄型、軽量であり、多種多様の用途が実現し、物品に貼り付けても、その物品のデザイン性を損なうことがない。

なお、本発明のＩＣチップ１５１６は、カード状基板１５１８に貼り付ける形態に制約されず、曲面や様々な形状の物品に貼り付けることもできる。例えば、ＩＣチップを紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等）、包装用容器類（包装紙やボトル等）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、衣類、生活用品類等に設けて使用することができる。

また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、または実施の形態６と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、上記実施の形態５または実施の形態６で示される表示パネルを有するモジュールについて、図１４を用いて説明する。図１４は表示パネル９５０１と、回路基板９５０２を組み合わせたモジュールを示している。回路基板９５０２には、例えば、コントロール回路９５０４や信号分割回路９５０５などが形成されている。また、表示パネル９５０１と回路基板９５０２とは、接続配線９５０３で接続されている。表示パネル９５０１に実施の形態５または実施の形態６で示すような、液晶表示パネル、発光表示パネルを適宜用いることができる。

この表示パネル９５０１は、発光素子が各画素に設けられた画素部９５０６と、走査線駆動回路９５０７、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９５０８を備えている。画素部９５０６の構成は、実施の形態５または実施の形態６と同様である。また、走査線駆動回路９５０７や信号線駆動回路９５０８は、公知の異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板上にＩＣチップで形成される走査線駆動回路９５０７、信号線駆動回路９５０８を実装する。

本実施例により、低コストで表示モジュールを形成することが可能である。

また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６、または実施例１と自由に組み合わせることができる。

上記実施例において、表示モジュールとして液晶表示モジュール及び発光表示モジュールの例を示したが、これに限られるものではなく、ＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）、エレクトロデポジション型画像表示装置等の表示モジュールの開口形成および配線形成に、本発明を適宜適用することができる。

また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６と自由に組み合わせることができる。

上記実施形態や実施例に示される半導体装置を有する電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）が挙げられる。ここでは、テレビジョン装置の具体例について、図１５を参照して説明する。

図１５（Ａ）は、テレビジョン装置のブロック図を示し、図１５（Ｂ）はテレビジョン装置の斜視図を示す。上記実施例に示される液晶モジュールやＥＬモジュールにより、液晶レジビジョン装置やＥＬテレビジョン装置を完成させることができる。

図１５（Ａ）は、テレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図である。チューナ９５１１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像検波回路９５１２と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９５１３と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路９５１４により処理される。コントロール回路９５１４は、表示パネル９５１５の走査線駆動回路９５１６と信号線駆動回路９５１７にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路９５１８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。

チューナ９５１１で受信した信号のうち、音声信号は音声検波回路９５２１に送られ、その出力は音声信号処理回路９５２２を経てスピーカー９５２３に供給される。制御回路９５２４は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９５２５から受け、チューナ９５１１や音声信号処理回路９５２２に信号を送出する。

図１５（Ｂ）に示すように、モジュールを筐体９５３１に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。液晶モジュールやＥＬモジュールに代表されるモジュールにより、表示画面９５３２が形成される。また、スピーカー９５３３、操作スイッチ９５３４などが適宜備えられている。

このテレビジョン装置は、表示パネル９５１５を含んで構成されることにより、テレビジョン装置のコストダウンを図ることが可能である。また、高精細な表示が可能なテレビジョン装置を作製することが可能である。

なお、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。

本発明の半導体装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１６に示す。

図１６（Ａ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、撮像部、操作キー２１０４、シャッター２１０６等を含む。なお、図１６（Ａ）は表示部２１０２側からの図であり、撮像部は示していない。本発明により、製造コストを低減したプロセスでデジタルカメラが実現できる。

図１６（Ｂ）はパーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により、製造コストを低減したプロセスでパーソナルコンピュータを実現することができる。

図１６（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本発明により、製造コストを低減したプロセスで画像再生装置を実現することができる。

また、図１６（Ｄ）は携帯情報端末の斜視図であり、図１６（Ｅ）は折りたたんで携帯電話として使用する状態を示す斜視図である。図１６（Ｄ）において、使用者はキーボードのように右手指で操作キー２７０６ａを操作し、左手指で操作キー２７０６ｂを操作する。本発明により、製造コストを低減したプロセスで携帯情報端末を実現することができる。

図１６（Ｅ）に示すように、折りたたんだ場合には、片手で本体２７０１、および筐体２７０２を持ち、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６ｃ、アンテナ２７０８等を使用する。

なお、図１６（Ｄ）および図１６（Ｅ）に示した携帯情報端末は、主に画像および文字を横表示する高画質な表示部２７０３ａと、縦表示する表示部２７０３ｂとを備えている。

以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６、実施例１乃至４のいずれか一の作製方法または構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。

本発明により無線チップ（無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。

実施例１では半導体基板から切り出したチップをアンテナを有するカードに搭載した例を示したが、ＴＦＴを用いて無線チップを形成することもできる。

本発明より形成することが可能な無線チップの構造について図１７を用いて説明する。無線チップは、薄膜集積回路９３０３及びそれに接続されるアンテナ９３０４とで形成される。また、薄膜集積回路９３０３及びアンテナ９３０４は、カバー材９３０１、９３０２により挟持される。薄膜集積回路９３０３は、接着剤を用いてカバー材に接着してもよい。図１７においては、薄膜集積回路９３０３の一方が、接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に接着されている。

薄膜集積回路９３０３は、実施の形態５又は実施の形態６で示されるＴＦＴを用いて形成した後、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。また、薄膜集積回路９３０３に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができる。

図１７で示すように、薄膜集積回路９３０３のＴＦＴ上には層間絶縁膜９３１１が形成され、層間絶縁膜９３１１を介してＴＦＴに接続するアンテナ９３０４が形成される。また、層間絶縁膜９３１１及びアンテナ９３０４上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜９３１２が形成されている。

アンテナ９３０４は、金、銀、銅等の導電体を有する液滴を液滴吐出法により吐出し、乾燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。

カバー材９３０１、９３０２は、ラミネートフィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と、接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどを用いることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱圧着により、被処理体とラミネート処理が行われるものであり、ラミネート処理を行う際には、ラミネートフィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。

また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済み無線チップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いた無線チップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。

なお、図１７では、接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に無線チップを設けているが、該カバー材９３０１の代わりに、物品に無線チップを貼付けて、使用しても良い。

無線チップ９２１０の用途は広範にわたる。図１８にその一例を示すが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図１８（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１８（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図１８（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図１８（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図１８（Ｅ）、図１８（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。

無線チップは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。本発明より形成することが可能な無線チップは、基板上に形成した薄膜集積回路を、公知の剥離工程により剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプなど曲面を有するものにも用いることが可能である。

また、本発明より形成することが可能な無線チップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線チップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。

本発明により、フォトリソグラフィ法によるエッチング工程数を低減することができるため、材料液のロスおよび廃液量を低減できる。また、本発明は、大量生産上、大型の基板に適している液滴吐出法を用いた製造プロセスを実現できる。

本発明の工程断面図および上面図。（実施の形態１）本発明に係る開口の作製工程を説明する断面図。（実施の形態１）本発明の開口形状の一例を示す断面図および上面図。（実施の形態２）本発明に係る開口の作製工程を説明する断面図。（実施の形態３）本発明の開口形状の一例を示す断面図および上面図。（実施の形態４）ボトムゲート型ＴＦＴの作製工程を示す断面図。（実施の形態５）トップゲート型ＴＦＴの作製工程を示す断面図。（実施の形態６）アクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を示す断面図。（実施の形態６）アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す断面図。（実施の形態６）本発明に適用可能なレーザビーム描画装置を説明する図。（実施の形態１）本発明に適用可能な液滴吐出装置を説明する図。（実施の形態１）半導体装置の作製方法を示す断面図。（実施例１）半導体装置の斜視図。（実施例１）モジュールを示す上面図。（実施例２）テレビジョン装置のブロック図および斜視図（実施例４）電子機器の一例を示す図。（実施例５）本発明の構造を示す断面図の一例。（実施例６）半導体装置の応用例を説明する斜視図。（実施例６）従来例を示す断面図。

符号の説明

１０，１００８，１１００，３０１０基板
１１，２０１，３０１，３０１１下地絶縁膜
１２第１の導電層
１３，２３，３３，３４，４３絶縁膜
１５，２０５，３０５，１００５，１００７光学系
１６、４６貫通した開口
１７，３７閉じている孔
１８，２８，３８，４８液滴吐出手段
１９，２９，３９，４９第２の導電層
２６，３６，５４１，５４２，５４３，５４４開口
１０１超短光パルスレーザ発振器
１０２ミラー
１０３対物レンズ
１０４試料
１０５ＸＹＺステージ
２００，３００絶縁表面を有する基板
２０２第１の絶縁膜
２０３，２０４，２０９配線
２０６導電性を有する半導体層
２０７島状の半導体層
２０８，３０８インクジェットヘッド
２１０，３０９複数の第１の開口
２１１保護膜を含む層間絶縁膜
２１２，３１０，３１１複数の第２の開口
２１３接続配線
２１４，２１５ゲート配線
２１６第３の開口
３０２不純物元素が添加されなかった領域
３０３ゲート絶縁膜
３０４，３０６，３０７不純物領域
３１２，３１５ソース電極またはドレイン電極
３１３，３１４ゲート電極
３１６絶縁膜
３１７画素電極
３１８第１の電極
３１９平坦性を有する層間絶縁膜
３２０，３２２配向膜
３２１液晶
３２３対向基板
３２４対向電極
３３０有機化合物を含む層
３３１隔壁
３３２第２の電極
３３３透明な充填材
３３４封止基板
５００半導体基板
５０３，５０４，５０５フィールド酸化膜
５０６ゲート電極
５０８ゲート絶縁膜
５１０，５１１，５１２，５１３サイドウォール
５１４，５１６ソース領域
５１５，５１７ドレイン領域
５１８，５１９，５２０，５２１低濃度不純物領域
５４５第１の層間絶縁膜
５５１，５５２，５５３，５５４，５６２，５６３，５６４，５６５導電膜
５６１第２の層間絶縁膜
１００１レーザビーム描画装置
１００２パーソナルコンピュータ
１００３レーザ発振器
１００４電源
１００６音響光学変調器
１００９基板移動機構
１０１０Ｄ／Ａ変換部
１０１１，１０１２ドライバ
１１０３液滴吐出手段
１１０４撮像手段
１１０５ヘッド
１１０７制御手段
１１０８記憶媒体
１１０９画像処理手段
１１１０コンピュータ
１１１１マーカー
１１１２ヘッド
１１１３，１１１４材料供給源
１５１６ＩＣチップ
１５１７導電層
１５１８カード状基板
２１０１，２２０１，２４０１，２７０１本体
２１０２表示部
２１０４，２４０６，２７０６ａ，２７０６ｂ，２７０６ｃ操作キー
２１０６シャッター
２２０２，２４０２，２７０２筐体
２２０３，２７０３ａ，２７０３ｂ表示部
２２０４キーボード
２２０５外部接続ポート
２２０６ポインティングマウス
２４０３表示部Ａ
２４０４表示部Ｂ
２４０５記録媒体読込部
２４０７スピーカー部
２７０４音声入力部
２７０５音声出力部
２７０８，９３０４アンテナ
３０１２導電層
３０１３絶縁膜
３０１４マスク
３０１６開口
３０１７ａ，３０１７ｂ配線
３０１８材料の移動方向
９２１０無線チップ
９３０１，９３０２カバー材
９３０３薄膜集積回路
９３０５接着剤
９３１１層間絶縁膜
９３１２バリア膜
９５０１表示パネル
９５０２回路基板
９５０３接続配線
９５０４コントロール回路
９５０５信号分割回路
９５０６画素部
９５０７走査線駆動回路
９５０８信号線駆動回路
９５１１チューナ
９５１２映像検波増幅回路
９５１３映像信号処理回路
９５１４コントロール回路
９５１５表示パネル
９５１６走査線駆動回路
９５１７信号線駆動回路
９５１８信号分割回路
９５２１音声検波回路
９５２２音声信号処理回路
９５２３，９５３３スピーカー
９５２４制御回路
９５２５入力部
９５３１筐体
９５３２表示画面
９５３４操作スイッチ

Claims

第１の導電層と、
複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う絶縁膜と、
前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層とを有し、
前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、
前記複数の貫通した開口と重なる第２の導電層の表面と、前記複数の貫通した開口と重ならない第２の導電層の表面とが同一面に形成されていることを特徴とする半導体装置。
請求項１において、前記第２の導電層は、導電性粒子が集合した結晶を複数有し、該結晶が重なりあっていることを特徴とする半導体装置。
半導体層と、
複数の貫通した開口を有し、且つ前記半導体層を覆う絶縁膜と、
前記複数の貫通した開口を介して前記半導体層と接触する導電層とを有し、
前記導電層は、導電性粒子を含み、
前記複数の貫通した開口と重なる導電層の表面と、前記複数の貫通した開口と重ならない導電層の表面とが同一面に形成されていることを特徴とする半導体装置。
第１の導電層と、
複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う絶縁膜と、
前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層とを有し、
前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、
前記複数の貫通した開口のうち、少なくとも２つの貫通した開口は絶縁膜中で互いに繋がっていることを特徴とする半導体装置。
第１の導電層と、
複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う絶縁膜と、
前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層とを有し、
前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、
前記複数の貫通した開口の断面形状は、Ｌ字形、Ｕ字状、または弧を描いた形状であることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至５のいずれか一において、前記貫通した開口の径は、３ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至６のいずれか一において、前記貫通した開口の径は、導電性粒子の一つより大きいことを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至７のいずれか一において、前記第２の導電層の幅Ｗと、１つの貫通した開口の径Ｄは、２Ｄ＜Ｗを満たすことを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至８のいずれか一において、前記半導体装置は、アンテナ、ＣＰＵ、またはメモリのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至８のいずれか一において、前記半導体装置は、表示装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、または携帯情報端末であることを特徴とする電子機器。
第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に複数の貫通した開口を形成する工程と、
液滴吐出法または印刷法により前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１１において、前記第２の導電層を形成する工程は、前記複数の貫通した開口と重なる第２の導電層の表面と、前記複数の貫通した開口と重ならない第２の導電層の表面とを同一面にする加熱処理を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に深さの異なる複数の貫通した開口を形成する工程と、
液滴吐出法または印刷法により前記複数の貫通した開口を充填する第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に深さの異なる複数の貫通した開口を形成する工程と、
導電性粒子を有する液状物質を液滴吐出法により前記複数の貫通した開口に対して吐出し、前記複数の貫通した開口を導電性粒子で充填して第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１１乃至１４のいずれか一において、前記複数の貫通した開口の断面形状は、柱状、Ｌ字形、Ｕ字状、または弧を描いた形状であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１１乃至１５のいずれか一において、前記複数の貫通した開口は、Ｘ方向、Ｙ方向、またはＺ方向にレーザ光の焦点を移動させて形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に前記第１の導電層に接し、且つ、閉じられた孔を形成する工程と、
前記絶縁膜に薄膜化処理を行うと同時に、前記閉じられた孔を貫通した開口とする工程と、
液滴吐出法または印刷法により前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１１乃至１７のいずれか一において、前記貫通した開口の径は、３ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１１乃至１８のいずれか一において、前記第２の導電層の幅Ｗと、１つの貫通した開口の径Ｄは、２Ｄ＜Ｗを満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
トランジスタを有する半導体装置の作製方法であり、
半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
選択的にレーザ光を照射して前記第２の絶縁膜に前記第１の絶縁膜に達する第１の貫通した開口と、前記半導体基板に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、
液滴吐出法により前記第１の貫通した開口を介して前記第１の絶縁膜に接触するゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介して前記半導体基板に接する電極とを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
薄膜トランジスタを有する半導体装置の作製方法であり、
絶縁表面を有する基板上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層を覆う第１の絶縁膜を形成する工程と、
第２の絶縁膜を形成する工程と、
選択的にレーザ光を照射して前記第２の絶縁膜に前記第１の絶縁膜に達する第１の貫通した開口と、前記半導体層に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、
液滴吐出法により前記第１の貫通した開口を介して前記第１の絶縁膜に接触するゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介して前記半導体層に接する電極とを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項２０または請求項２１において、前記第１の絶縁膜はゲート絶縁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２０乃至２２のいずれか一において、前記第２の絶縁膜は層間絶縁膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
薄膜トランジスタを有する半導体装置の作製方法であり、
絶縁表面を有する基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上方に第２の絶縁膜を形成する工程と、
選択的にレーザ光を照射して前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜に第１の貫通した開口と、前記第２の絶縁膜に前記半導体層に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、
液滴吐出法により前記第１の貫通した開口を介してゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介して前記半導体層に接する電極とを形成する工程とを有し、
前記第１の貫通した開口の一部は、前記半導体層の下方に形成され、前記第１の貫通した開口と前記半導体層との間に位置する第１の絶縁膜は、ゲート絶縁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２４において、前記第１の貫通した開口は、絶縁表面を有する基板側からのレーザ光の照射、または前記第２の絶縁膜側からのレーザ光の照射により形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項２４または請求項２５において、前記第２の絶縁膜は層間絶縁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２０乃至２６のいずれか一において、前記第１の貫通した開口は、Ｚ方向の開口と、Ｘ方向またはＹ方向の開口とが繋がっていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項２０乃至２７のいずれか一において、前記第１の貫通した開口の径と前記第２の貫通した開口の径は、３ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１１乃至２８のいずれか一において、前記レーザ光のパルス幅が１フェムト秒以上１０ピコ秒以下で発振されることを特徴とする半導体装置の作製方法。