JP2008135717A - 半導体装置の作製方法およびレーザ加工装置 - Google Patents

半導体装置の作製方法およびレーザ加工装置 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体装置の製造工程において、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を簡略化する半導体装置の製造技術を提供して、製造コストを低減し、スループットを向上させる。
【解決手段】基板上に第１材料層、第２材料層を順次積層して被照射体を形成する。当該被照射体に、第１材料層に吸収される第１のレーザビームと、第２材料層に吸収される第２のレーザビームを重畳するように照射し、該重畳するようにレーザビームが照射された領域の一部或いは全部をアブレーションさせ、開口を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の作製方法に関する。特に、導電層、絶縁層等の薄膜に開口を形成する方法に関する。
従来、ＭＯＳトランジスタや薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴともいう）及びそれらを有する半導体装置は、基板上に絶縁層、導電層などの薄膜を形成し、適宜リソグラフィー技術により所望のパターンを形成して製造されている。リソグラフィー技術とは、フォトマスクと呼ばれる透明な平板面上に遮光性の材料で形成された回路等のパターンを、光を利用して目的とする対象物に転写する技術であり、半導体集積回路等の製造工程において、広く用いられている。
しかし、リソグラフィー技術を用いた製造工程では、フォトレジストと呼ばれる感光性樹脂を用いたレジスト塗布、パターン露光、現像、レジストをマスクとしたエッチング、レジスト剥離といった多段階の工程が必要になる。従って、リソグラフィー工程の回数が増える程、コストが増加し、スループットが低下してしまう。
例えば、特許文献１には、絶縁膜に開口を形成する際のエッチング工程を不要にして、リソグラフィー工程を簡略化する半導体装置の製造方法が記載されている。具体的には、開口を形成したい領域に予めレジスト膜を形成し、当該レジスト膜以外の領域に絶縁膜を形成し、レジスト膜を除去することで、絶縁膜に開口を形成している。
特開２００１−７７１９４号公報
本発明は、リソグラフィー工程を簡略化する半導体装置の製造技術、又はリソグラフィー工程の回数を削減する半導体装置の製造技術を提供することを課題とする。
本発明は、フォトレジストを用いることなく、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して、導電層同士を電気的に接続するための開口、又は導電層と半導体層とを電気的に接続するための開口を形成することを特徴とする。本発明のように、レーザアブレーションを利用してパターンを形成するプロセスを、本明細書ではレーザ・アブレーション・パターニング・プロセス（ＬＡＰＰ；Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ぶ。本発明は、レーザアブレーションを利用して開口パターンを形成することを特徴とする。
なお、本明細書において、アブレーション（又はレーザアブレーションともいう）とは、レーザビームを照射して被照射体の照射領域の一部或いは全部が除去される現象のことをいう。ここで、アブレーションは、レーザビームの照射により被照射体の照射領域の一部或いは全部が固体状態から気体状態に変化する昇華と、当該照射領域の一部或いは全部が固体状態から液体状態を経て気体状態に変化する蒸発との両方を含む。
被照射体は、基板上に、第１材料層、第２材料層が、順次積層形成された積層体である。また、第１材料層の下層には、他の材料層（例えば、導電層、絶縁層、半導体層等）が形成されていてもよい。
被照射体に対し、第１材料層に吸収される第１のレーザビームと、第２材料層に吸収される第２のレーザビームを重畳するように照射し、当該重畳するように照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせ、開口を形成する。
本発明は、レーザアブレーションを利用することにより、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、開口を形成することができる。
第１のレーザビームは、少なくとも第１材料層に吸収される波長をもつ。つまり、第１のレーザビームの発振波長は、第１材料層の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第１のレーザビームは、発振波長が４００ｎｍ以上であることが望ましい。
第２のレーザビームは、少なくとも第２材料層に吸収される波長をもつ。つまり、第２のレーザビームの発振波長は、第２材料層の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第２のレーザビームは、発振波長が４００ｎｍ以下であることが望ましい。
本発明は、第１材料層を形成し、第１材料層上に第２材料層を形成し、第１材料層及び第２材料層に、第１材料層に吸収される第１のレーザビームと、第２材料層に吸収される第２のレーザビームと、を重畳するように照射することにより、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームが重畳して照射された領域の第２材料層を除去して、第２材料層に開口を形成する。
本発明の他の構成は、第１材料層を形成し、第１材料層上に第２材料層を形成し、第１材料層及び前記第２材料層に、発振波長が第１材料層の吸収波長領域内である第１のレーザビームと、発振波長が第２材料層の吸収波長領域内である第２のレーザビームと、を重畳するように照射することにより、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームが重畳して照射された領域の第２材料層を除去して、第２材料層に開口を形成する。
本発明の他の構成は、第１材料層を形成し、第１材料層上に第２材料層を形成し、第１材料層及び第２材料層に、発振波長が４００ｎｍ以上である第１のレーザビームと、発振波長が４００ｎｍ以下である第２のレーザビームと、を重畳するように照射することにより、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームが重畳して照射された領域の第２材料層を除去して、第２材料層に開口を形成する。
第１のレーザビームは、第２のレーザビームよりも長波長のものを用いることが好ましい。
また、第１のレーザビームとしてはＹＡＧレーザから射出される第２高調波を用い、第２のレーザビームとしてはＹＡＧレーザから射出される第３高調波を用いることができる。
また、本発明の他の構成は、被照射体に形成される第１のレーザビームのビームスポット面積をＳ１、第２のレーザビームのビームスポット面積をＳ２とすると、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームは、Ｓ１＜Ｓ２を満たすように照射されることが好ましい。
また、本発明の他の構成は、第１のレーザビームのビーム径をＷ１、第２のレーザビームのビーム径をＷ２とすると、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームは、Ｗ１＜Ｗ２を満たすように照射されることが好ましい。
また、本発明は、被照射体を直接加工することができるレーザ加工装置を提供する。
本発明のレーザ加工装置は、発振波長が４００ｎｍ以上の第１レーザと、発振波長が４００ｎｍ以下の第２レーザと、第１レーザから射出されるレーザビーム及び第２レーザから射出されるレーザビームを、被照射体において重畳して照射されるように制御する光学系と、被照射体を保持して移動可能なステージと、を具備し、被照射体に対して、第１レーザから射出されるレーザビーム及び第２レーザから射出されるレーザビームを重畳して照射することにより、被照射体の一部を除去することを特徴とする。
また、本発明の他の構成のレーザ加工装置は、発振波長が４００ｎｍ以上の第１レーザと、発振波長が４００ｎｍ以下の第２レーザと、第１レーザから射出されるレーザビームを被照射体に照射されるように制御する第１の光学系と、被照射体において、第１レーザから射出されるレーザビームと重畳して照射されるように、第２レーザから射出されるレーザビームを制御する第２の光学系と、被照射体を保持して移動可能なステージと、を具備し、被照射体に対して、第１レーザから射出されるレーザビーム及び第２レーザから射出されるレーザビームを重畳して照射することにより、被照射体の一部を除去することを特徴とする。このとき、第１レーザから射出されるレーザビーム及び第２レーザから射出されるレーザビームは、相対する方向から照射される構成とすることもできる。
第１レーザは可視光レーザであることが好ましい。また、第２レーザは紫外レーザであることが好ましい。
また、本発明の他の構成のレーザ加工装置は、固体レーザと、固体レーザから射出されるレーザビームの波長を分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタにより分離される固体レーザの第２高調波のレーザビーム及びビームスプリッタにより分離される固体レーザの第３高調波のレーザビームを、被照射体において重畳して照射されるように制御する光学系と、被照射体を保持して移動可能なステージと、を具備し、被照射体に対して、固体レーザの第２高調波のレーザビーム及び固体レーザの第３高調波のレーザビームを重畳して照射することにより、被照射体の一部を除去することを特徴とする。
固体レーザは、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＡｌＯ３レーザ又はＧｄＶＯ４レーザであることが好ましい。
また、光学系はミラー又は集光レンズが組み合わされた構成とすることができる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いることなく、絶縁層等の薄膜に開口を形成することができる。よって、本発明は、半導体装置の製造工程において、開口を形成する工程を簡略化することができるため、製造コストの低減、スループットを向上させることが可能になる。
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の主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さまざまに変更しうることは当業者であれば容易に理解される。したがって、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場合がある。
（実施の形態１）
本発明は、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を用いることなく、所望の領域に開口を形成することを特徴とする。本実施の形態では、導電層同士を電気的に接続するための開口を被照射体に形成する。以下、本発明を適用して被照射体に開口を形成する方法の一形態について、図１乃至図３を用いて説明する。
図１（Ａ）に、本発明を適用して開口を形成する被照射体の構造の一例を示す。被照射体は、基板１０上に導電層１２、第１材料層１４、第２材料層１６が順次積層された構造である。被照射体に対し、第２材料層１６側から、第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０を重畳するように照射する。被照射体において、第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０が重畳して照射された領域を重畳照射領域２２とする（図１（Ａ）参照）。
基板１０は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いる。基板１０上に下地絶縁層を形成してもよい。その場合、下地絶縁層は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の絶縁材料を用いて形成する。
導電層１２は、導電材料を用いて形成する。例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。化合物材料としては、窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物などを用いることができ、具体的には窒化アルミニウム、窒化タングステン、窒化タンタル等が挙げられる。導電層１２は、これらの導電材料のうち１つ又は複数の材料を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
第１材料層１４は、照射される第１のレーザビーム１８を吸収することができる材料を用いて形成する。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。化合物材料としては、窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物などを用いることができる。その他、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。第１材料層１４は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成する。また、第１材料層１４に、水素や不活性気体（ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス）を添加することもできる。第１材料層１４に水素や不活性気体を添加することで、後にレーザビームを照射する際、第１材料層１４内での気体の放出や蒸発を起こしやすくすることができる。なお、第１材料層１４は、下層に設けられた導電層１２の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成するのが好ましい。このような材料を用いて第１材料層１４を形成することで、レーザアブレーションの際に下層の導電層１２に与えるダメージを防止できる。
第２材料層１６は、照射される第２のレーザビーム２０を吸収することができる材料を用いて形成する。また、第２材料層１６は、第１のレーザビーム１８を透過することができる材料を用いて形成する。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機絶縁材料等を用いることができる。第２材料層１６は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成する。
第１のレーザビーム１８は、第１材料層１４に吸収される波長を有し、第２のレーザビーム２０と重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有することを特徴とする。第１のレーザビーム１８の発振波長は、第１材料層１４の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第１のレーザビーム１８の発振波長が可視光線よりも長く（ここでは可視光線を含む）、具体的には４００ｎｍ以上であることが望ましい。
上述するように、第１のレーザビーム１８の波長は第１材料層１４を構成する材料によって決定される。例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ、ピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ等を用い、これらのレーザの発振波長を適宜設定することで、所望の波長を有する第１のレーザビーム１８を得ることができる。ここで、ピコ秒レーザはパルス幅がピコ秒（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台のレーザビームを射出するレーザである。フェムト秒レーザは、パルス幅がフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームを射出するレーザである。第１のレーザビーム１８を４００ｎｍ以上の波長を有するレーザビームとする場合は、４００ｎｍ以上の領域に強い発振波長を有するＨｅ−Ｃｄレーザ（４４０ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（６３２．８ｎｍ）、Ａｒレーザ（４８８ｎｍ、５１４．５ｎｍ）、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ等の固体レーザの基本波（１０５４ｎｍ乃至１０６４ｎｍ）、当該固体レーザの第２高調波（５２７ｎｍ乃至５３２ｎｍ）、ＧａＡｌＡｓレーザ（７８０ｎｍ）等を用いるのが好ましい。なお、第１のレーザビーム１８は、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
第２のレーザビーム２０は、第２材料層１６に吸収される波長を有し、被照射体に不可逆的な変化を与えないエネルギーを有することを特徴とする。第２のレーザビーム２０の発振波長は、第２材料層１６の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第２のレーザビーム２０の発振波長が可視光線よりも短い（ここでは可視光線を含まない）紫外線の波長程度であり、具体的には４００ｎｍ以下であることが望ましい。
第２のレーザビーム２０の波長は、第２材料層１６を構成する材料によって決定される。例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ、ピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ等を用い、これらのレーザの発振波長を適宜設定することで、所望の波長を有する第２のレーザビーム２０を得ることができる。なお、ピコ秒レーザはパルス幅がピコ秒（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台のレーザビームを射出するレーザである。フェムト秒レーザは、パルス幅がフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームを射出するレーザである。第２のレーザビーム２０を４００ｎｍ以下の波長を有するレーザビームとする場合は、４００ｎｍ以下の領域に強い発振波長を有する紫外レーザを用いるのが好ましく、ＸｅＦエキシマレーザ（３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマレーザ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、ＹＡＧレーザの第３高調波（３５５ｎｍ）等を用いるのが好ましい。なお、第２のレーザビーム２０は、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
被照射体に照射された第１のレーザビーム１８は第１材料層１４で吸収され、第２のレーザビーム２０は第２材料層１６で吸収される。第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０は重畳するように照射されている。なお、重畳照射領域２２は、第２材料層１６において第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０が重畳して照射された領域と、上層の第２材料層１６において第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０が重畳して照射された領域に対応する第１材料層１４の領域を含む（図１（Ａ）参照）。第１材料層１４は、重畳照射領域２２でアブレーションされ、上層の第２材料層１６の重畳照射領域２２とともに除去される。その結果、開口２４が形成される。開口２４の底面では、導電層１２が露出する（図１（Ｂ）参照）。
被照射体に第２のレーザビーム２０を照射することで、第２材料層１６が加熱される。そして、第２のレーザビーム２０と重畳するように第１のレーザビーム１８を照射し、被照射体の一部（重畳照射領域２２）をアブレーションさせ、開口を形成している。このとき、第２のレーザビーム２０が照射された領域の第２材料層１６は予め加熱されているため、第２材料層１６の加熱されている領域を構成する材料の結合（化学結合も含む）が弱まっており、アブレーションされやすくなっている。よって、第２のレーザビーム２０と重畳するように第１のレーザビーム１８を照射することで、被照射体の一部を容易にアブレーションさせることが可能になる。
また、第２のレーザビーム２０を照射した領域の第２材料層１６を構成する材料の結合を弱めることができるため、第１のレーザビーム１８のエネルギーを小さくすることが可能になる。よって、第１材料層１４よりも下方にある層や基板へのレーザビームの照射によるダメージを防止することができる。
なお、第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０の照射は、（１）第２のレーザビーム２０を照射している間に第１のレーザビーム１８を照射する方式、（２）第２のレーザビーム２０と同時に第１のレーザビーム１８を照射する方式、のいずれを用いてもよい。
ここで、図１（Ａ）を斜めから見た模式図を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）において、第１のレーザビーム１８による第１ビームスポット１９、第２のレーザビーム２０による第２ビームスポット２１が被照射体に形成されている。ここでは、第１ビームスポット１９の面積Ｓ１は、第２ビームスポット２１の面積Ｓ２よりも小さくなっている。つまり、Ｓ１＜Ｓ２となるように、第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０を適宜調整して照射している。被照射体は、第１のレーザビーム１８及び第２のレーザビーム２０が重畳して照射された領域（重畳照射領域２２）でアブレーションされる。図３（Ａ）において、第１のレーザビーム１８のビーム径Ｗ１を、第２のレーザビーム２０のビーム径Ｗ２よりも小さくすると、容易にＳ１＜Ｓ２とすることができる。なお、本明細書におけるビーム径は、レーザビームの進行方向（光軸）に対して垂直方向の断面のエネルギー強度分布を見た場合、ピーク値の１／ｅ２レベルのビーム強度の幅で定義されるものとする。
また、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームは一部が重畳するように照射すればよく、図１（Ａ）に限定されるものではない。例えば、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すようにレーザビームを照射してもよい。
まず、図２（Ａ）について説明する。被照射体は、図１（Ａ）に示す被照射体と同じであり、基板１０上に導電層１２、第１材料層１４、第２材料層１６が順次積層された構造を有する。被照射体に対し、第２材料層１６側から第１のレーザビーム３０及び第２のレーザビーム３２を重畳するように照射している。被照射体において、第１のレーザビーム３０及び第２のレーザビーム３２が重畳して照射された領域を重畳照射領域３４とする。
第１のレーザビーム３０は、図１（Ａ）の第１のレーザビーム１８と同様の条件を満たすものである。つまり、第１材料層１４に吸収される波長を有し、第２のレーザビーム３２と重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有することを特徴とする。また、第２のレーザビーム３２も図１（Ａ）の第２のレーザビーム２０と同様の条件を満たすものであり、第２材料層１６に吸収される波長を有し、被照射体に不可逆的な変化を与えないエネルギーを有することを特徴とする。被照射体に照射された第１のレーザビーム３０は第１材料層１４で吸収され、第２のレーザビーム３２は第２材料層１６で吸収される。
図３（Ｂ）は図２（Ａ）を斜めから見た模式図に相当する。図３（Ｂ）において、第１のレーザビーム３０による第１ビームスポット３１、第２のレーザビーム３２による第２ビームスポット３３が被照射体に形成されている。ここでは、第１ビームスポット３１の面積Ｓ１及び第２ビームスポット３３の面積Ｓ２がほぼ同じになっている。つまり、Ｓ１≒Ｓ２となるように、第１のレーザビーム３０及び第２のレーザビーム３２を適宜調整して照射している。被照射体は、第１のレーザビーム３０及び第２のレーザビーム３２が重畳して照射された領域（重畳照射領域３４）でアブレーションされる。図３（Ｂ）において、第１のレーザビーム３０のビーム径Ｗ１及び第２のレーザビーム３２のビーム径Ｗ２を同じにすると、容易にＳ１≒Ｓ２とすることができる。
図２（Ｂ）についても、被照射体は図１（Ａ）に示す被照射体と同じであり、基板１０上に導電層１２、第１材料層１４、第２材料層１６が順次積層された構造を有する。被照射体に対し、第２材料層１６側から第１のレーザビーム４０及び第２のレーザビーム４２を重畳するように照射している。被照射体において、第１のレーザビーム４０及び第２のレーザビーム４２が重畳して照射された領域を重畳照射領域４４とする。
第１のレーザビーム４０は、図１（Ａ）の第１のレーザビーム１８と同様の条件を満たすものである。つまり、第１材料層１４に吸収される波長を有し、第２のレーザビーム４２と重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有することを特徴とする。また、第２のレーザビーム４２も図１（Ａ）の第２のレーザビーム２０と同様の条件を満たすものであり、第２材料層１６に吸収される波長を有し、被照射体に不可逆的な変化を与えないエネルギーを有することを特徴とする。被照射体に照射された第１のレーザビーム４０は第１材料層１４で吸収され、第２のレーザビーム４２は第２材料層１６で吸収される。
図３（Ｃ）は図２（Ｂ）を斜めから見た模式図に相当する。図３（Ｃ）において、第１のレーザビーム４０による第１ビームスポット４１、第２のレーザビーム４２による第２ビームスポット４３が被照射体に形成されている。ここでは、第１ビームスポット４１の面積Ｓ１は、第２ビームスポット４３の面積Ｓ２よりも大きくなっている。つまり、Ｓ１＞Ｓ２となるように、第１のレーザビーム４０及び第２のレーザビーム４２を適宜調整して照射している。被照射体は、第１のレーザビーム４０及び第２のレーザビーム４２が重畳して照射された領域（重畳照射領域４４）でアブレーションされる。図３（Ｃ）において、第１のレーザビーム４０のビーム径Ｗ１を、第２のレーザビーム４２のビーム径Ｗ２よりも大きくすると、容易にＳ１＞Ｓ２とすることができる。
なお、図３（Ａ）乃至（Ｃ）では、被照射体に形成されるビームスポットを強調して示しており、実際は被照射体に対してもっと微小に形成される。
なお、本実施の形態において、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームは、Ｓ１＜Ｓ２となるように照射することが好ましい。被照射体は、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームが重畳して照射された領域でアブレーションされる。また、被照射体は、第２のレーザビームが照射された領域の第２材料層１６がアブレーションされやすくなっている。第１のレーザビーム及び第２のレーザビームをＳ１＜Ｓ２となるように照射することで、Ｓ１は全てアブレーションされる。これに対し、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームをＳ１＞Ｓ２となるように照射すると、Ｓ２は全てアブレーションされるが、Ｓ１はアブレーションされない領域が生じる。第１材料層１４よりも下方にある層や基板へのダメージを考慮すると、第１のレーザビームの照射領域は小さい方が好ましい。よって、第１のレーザビームによるビームスポットＳ１を全てアブレーションさせることができるＳ１＜Ｓ２の条件が、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームを有効に活用することができるため好ましい。
次に、開口２４に導電層２６を形成する。導電層２６は、導電層１２と電気的に接続する（図１（Ｃ）参照）。また、第１材料層１４を導電材料を用いて形成する場合は、導電層２６は第１材料層１４とも電気的に接続する。以上の工程で、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を用いることなく、導電層と導電層とを電気的に接続する開口を被照射体（本実施の形態では第２材料層１６及び第１材料層１４）に形成することができる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に開口を形成することができる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、レジスト材料、現像液等の材料のロスを防ぎ、必要なフォトマスクの枚数を削減することができる。また、被照射体を構成する異なる層（アブレーションさせる層（第１材料層）及びその上層に積層された層（第２材料層））に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、他の層へのダメージを防止し、容易に開口を形成することができる。したがって、半導体装置の製造において、製造コストの低減、スループットの向上を図ることができる。また、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、導電層同士、又は導電層と半導体層とを電気的に接続するための開口を被照射体に形成する方法について説明する。実施の形態１では、導電層上に積層形成された第１材料層及び第２材料層を貫通するように開口を形成し、当該開口の底面で導電層を露出させる例を示した。本実施の形態では、導電層に達する開口を形成する他の例を示す。また、半導体層に達する開口を形成する例についても示す。
図７（Ａ）乃至（Ｃ）に、基板上に導電層、第１材料層、第２材料層が順次積層形成された被照射体において、導電層又は第１材料層に達する開口が形成された構成を示す。また、開口には導電層が形成され、当該導電層と、基板上に形成された導電層とが電気的に接続された構成を示す。
図７（Ａ）乃至（Ｃ）において、被照射体に形成される開口は、上記実施の形態１で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用する。詳しくは、被照射体に対し、導電層上に積層された第１材料層に吸収される波長を有する第１のレーザビームと、被照射体の最表面層である第２材料層に吸収される波長を有する第２のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて、開口を形成する。第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、被照射体に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。第１のレーザビームや第２のレーザビームのエネルギー、第１材料層や第２材料層を構成する材料等を適宜選択することにより、被照射体においてアブレーションさせて除去する部分を選択することが可能である。
上述したように、図７（Ａ）乃至（Ｃ）における被照射体は、基板上に導電層、第１材料層、第２材料層が順次積層形成された構造である。基板は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いればよい。基板上に積層される導電層は、導電材料を用いて形成すればよい。例えば、導電層は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いて形成することができる。なお、基板と導電層との間に保護層として機能する下地絶縁層を形成してもよい。下地絶縁層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて形成すればよい。下地絶縁層を形成すると、レーザビームの照射による基板へのダメージを防止することができる。
第１材料層は、照射される第１のレーザビームを吸収することができる材料を用いて形成する。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等を含む導電材料、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。なお、第１材料層は、下層の導電層の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成することが好ましい。第１材料層として、下層の導電層の融点よりも沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いると、レーザアブレーションの際に下層の導電層に与えるダメージを防止できる。
第２材料層は、照射される第２のレーザビームを吸収することができる材料を用いて形成する。また、第１のレーザビームを透過することができる透光性の無機絶縁材料又は有機絶縁材料を用いて形成する。以下、図面を用いて具体的に説明する。
図７（Ａ）は、導電層上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層のみが除去された例である。図７（Ａ）に示す被照射体は、基板８００上に導電層８０２、第１材料層８０４、第２材料層８０６が順次積層形成された構造であり、第２材料層８０６のみを貫通するように開口８１０が形成されている。開口８１０の底面では、第１材料層８０４が露出している。また、開口８１０には導電層８０８が形成され、第１材料層８０４と接している。なお、図７（Ａ）の場合は、第１材料層８０４は導電材料を用いて形成する。以上で、導電層８０８と第１材料層８０４は、電気的に接続される。
図７（Ｂ）は、導電層上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層及び第１材料層の上層部が除去された例である。図７（Ｂ）に示す被照射体は、基板８２０上に導電層８２２、第１材料層８２４、第２材料層８２６が順次積層形成された構造であり、第２材料層８２６を貫通するように、且つ第１材料層８２４は上層部が除去され下層部が残存するように開口８３０が形成されている。開口８３０の底面では第１材料層８２４が露出している。第１材料層８２４において、開口８３０が形成されている領域の膜厚は、他の領域と比較して薄くなっている。また、開口８３０には導電層８２８が形成され、第１材料層８２４と接している。なお、図７（Ｂ）の場合も、図７（Ａ）と同様に、第１材料層８２４は導電材料を用いて形成する。以上で、導電層８２８と第１材料層８２４は、電気的に接続される。
図７（Ｃ）は、被照射体に形成される開口の側面がテーパ形状を有する例である。図７（Ｃ）に示す被照射体は、基板８４０上に導電層８４２、第１材料層８４４、第２材料層８４６が順次積層形成された構造である。被照射体には、開口８５０が形成されている。ここでは、第２材料層８４６及び第１材料層８４４を貫通するように開口８５０を形成した例を示す。なお、開口８５０は、第２材料層８４６のみを貫通するように形成してもよいし、第２材料層８４６を貫通するように、且つ第１材料層８４４の上層部が除去され下層部が残存するように形成してもよい。
図７（Ｃ）において、被照射体に形成された開口８５０は先細りになっており、開口８５０の側面は底面に対してテーパ形状となっている。開口８５０には導電層８４８が形成され、導電層８４２と接している。また、開口８５０の側面において、第１材料層８４４とも接している。以上で、導電層８４２と導電層８４８は電気的に接続される。また、第１材料層８４４を導電材料を用いて形成する場合は、導電層８４８と第１材料層８４４も電気的に接続される。
次に、導電層に達する開口、又は半導体層に達する開口を被照射体に形成する例について説明する。図８（Ａ）乃至（Ｄ）では、基板上に第１材料層、第２材料層が順次積層形成された被照射体において、第１材料層に達する開口が形成された構成を示す。また、開口には導電層が形成され、導電層と第１材料層とが電気的に接続された構成を示す。
図８（Ａ）乃至（Ｄ）においても、被照射体に形成される開口は、上記実施の形態１で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用する。詳しくは、被照射体に対し、第１材料層に吸収される波長を有する第１のレーザビームと、被照射体の最表面層である第２材料層に吸収される波長を有する第２のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて、開口を形成する。第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、被照射体に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。第１のレーザビームや第２のレーザビームのエネルギー、第１材料層や第２材料層を構成する材料等を適宜選択することにより、被照射体においてアブレーションさせて除去する部分を選択することが可能である。
図８（Ａ）乃至（Ｄ）における被照射体は、基板上に第１材料層、第２材料層が順次積層形成された構造である。基板、第１材料層、第２材料層は、図７（Ａ）乃至（Ｃ）に示したものと同じものを用いることができる。基板は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いればよい。第１材料層は、第１のレーザビームを吸収することができる導電材料、半導体材料等を用いて形成すればよい。第１材料層は、下層の導電層の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成することが好ましい。例えば、第１材料層は、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等を含む導電材料、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。第２材料層は、第２のレーザビームを吸収することができ、第１のレーザビームを透過することができる絶縁材料を用いて形成する。例えば、第２材料層は、酸化シリコン、窒化シリコン等の透光性の無機絶縁材料、アクリル、エポキシ樹脂等の透光性の有機絶縁材料を用いることができる。
なお、図８（Ａ）乃至（Ｄ）において、基板として透光性を有する基板を用いる場合は、第１のレーザビームを基板側から第１材料層に照射することも可能である。この場合、第２材料層は、第１のレーザビームを透過する材料でなくともよい。また、基板と第１材料層との間に、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁材料を用いて、下地絶縁層を形成してもよい。下地絶縁層は保護層として機能し、レーザアブレーションによる基板へのダメージを防止することができる。以下、具体的に説明する。
図８（Ａ）は、基板上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層のみが除去された例である。図８（Ａ）に示す被照射体は、基板８６０上に第１材料層８６２、第２材料層８６４が順次積層形成された構造であり、第２材料層８６４のみを貫通するように開口８６８が形成されている。開口８６８の底面では、第１材料層８６２が露出している。また、開口８６８には導電層８６６が形成され、第１材料層８６２と接している。このとき、第１材料層８６２を導電材料を用いて形成すれば、開口８６８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８６２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８６８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
図８（Ｂ）は、基板上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層及び第１材料層の上層部が除去された例である。図８（Ｂ）に示す被照射体は、基板８７０上に第１材料層８７２、第２材料層８７４が順次積層形成された構造であり、第２材料層８７４を貫通するように、且つ第１材料層８７２の上層部が除去され下層部が残存するように開口８７８が形成されている。開口８７８の底面では第１材料層８７２が露出している。第１材料層８７２において、開口８７８が形成されている領域の膜厚は、他の領域と比較して薄くなっている。また、開口８７８には導電層８７６が形成され、開口８７８の底面及び側面で第１材料層８７２と接している。このとき、第１材料層８７２を導電材料を用いて形成すれば、開口８７８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８７２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８７８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
図８（Ｃ）は、基板上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層及び第１材料層が除去された例である。図８（Ｃ）に示す被照射体は、基板８８０上に第１材料層８８２、第２材料層８８４が順次積層形成された構造であり、第２材料層８８４及び第１材料層８８２を貫通して開口８８８が形成されている。開口８８８の側面で第１材料層８８２が露出している。また、開口８８８には導電層８８６が形成され、開口８８８の側面で第１材料層８８２と接している。このとき、第１材料層８８２を導電材料を用いて形成すれば、開口８８８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８８２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８８８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
図８（Ｄ）は、被照射体に形成される開口の側面がテーパ形状を有する例である。図８（Ｄ）に示す被照射体は、基板８９０上に第１材料層８９２、第２材料層８９４が順次積層形成された構造である。被照射体には、開口８９８が形成されている。ここでは、第２材料層８９４を貫通するように開口８９８が形成されている。なお、開口８９８は、第２材料層８９４を貫通するように、且つ第１材料層８９２の上層部が除去され下層部が残存するように形成してもよいし、第２材料層８９４及び第１材料層８９２を貫通するように形成してもよい。
図８（Ｄ）において、被照射体に形成された開口８９８は先細りになっており、開口８９８の側面は底面に対してテーパ形状となっている。開口８９８には導電層８９６が形成され、第１材料層８９２と接している。このとき、第１材料層８９２を導電材料を用いて形成すれば、開口８９８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８９２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８９８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に、所望の形態の開口を形成することが可能になる。また、積層体でなる被照射体において、異なる層に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、レーザアブレーションによる被照射体の加工を、他の層へダメージを与えることなく、容易に行うことができる。よって、半導体装置の製造において、製造コストの低減、スループットの向上を図ることができる。また、信頼性の高い半導体装置を製造することが可能になる。
また、本発明は、被照射体の構造、第１材料層及び第２材料層を構成する材料、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームのエネルギー等を適宜選択することにより、様々な形態の開口を形成することが可能になる。
本実施の形態は、上記実施の形態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、本発明に係るレーザ加工装置の構成例について説明する。
図１１に、本発明に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図を示す。本発明に係るレーザ加工装置は、第１レーザ３１２０、第２レーザ３１３０を備えている。第１レーザ３１２０からは第１のレーザビーム３１２２が射出される。第２レーザ３１３０からは第２のレーザビーム３１３２が射出される。それぞれのレーザ（第１レーザ３１２０、第２レーザ３１３０）から射出されるレーザビーム（第１のレーザビーム３１２２、第２のレーザビーム３１３２）は、ミラーや集光レンズが組み合わされた光学系によって進行方向や偏向方向等が制御され、被照射体に重畳して照射される。具体的には、第１レーザ３１２０から射出される第１のレーザビーム３１２２及び第２レーザ３１３０から射出される第２のレーザビーム３１３２は、ミラー３１４２、ミラー３１４６によって進行方向、偏向方向等が制御され、集光レンズ３１４０によって集光され、被照射体３１１０に照射される。このとき、第１のレーザビーム３１２２及び第２のレーザビーム３１３２は、ミラーや集光レンズによって、被照射体３１１０に重畳して照射されるように制御される。被照射体３１１０は、ステージ３１００によって保持され、所望の位置に移動される。
被照射体３１１０は、基板３１０２上に導電層３１０４、第１材料層３１０６、第２材料層３１０８が順次積層された構造を有する。なお、導電層３１０４は設けられていなくても良いし、基板３１０２上に接して保護層として機能する絶縁層等が設けられていてもよい。この場合、絶縁層は酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を用いて形成すればよい。
基板３１０２、導電層３１０４、第１材料層３１０６、第２材料層３１０８は、上記実施の形態１、２に示したものと同じものを用いることができる。例えば、基板３１０２は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いることができる。導電層３１０４は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等を含む導電材料を用いて形成することができる。第１材料層３１０６は、第１のレーザビーム３１２２を吸収することができる材料を用いて形成することができる。第２材料層３１０８は、第２のレーザビームを吸収することができ、第１のレーザビームを透過することができる材料を用いて形成することができる。なお、第１材料層３１０６は、下層の導電層３１０４の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料（例えば、比較的融点が低いクロム等）を用いて形成することが好ましい。本実施の形態では、基板３１０２としてガラス基板を用いる。導電層３１０４はタングステンを用いて形成し、第１材料層３１０６はクロムを用いて形成し、第２材料層３１０８は酸化シリコンを用いて形成する。
第１のレーザビーム３１２２は、第１材料層３１０６に吸収される波長を有する。また、第１のレーザビーム３１２２は、第２のレーザビーム３１３２と重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。よって、第１のレーザビーム３１２２を射出する第１レーザ３１２０は、発振波長が第１材料層３１０６の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第１レーザ３１２０の発振波長が可視光線よりも長く（可視光線を含む）、具体的には４００ｎｍ以上であることが望ましい。
第１レーザ３１２０としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ、ピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ等を用い、これらのレーザの発振波長を適宜設定することで、所望の波長を有する第１のレーザビーム３１２２を射出することができる。好ましくは、４００ｎｍ以上の領域に強い発振波長を有する可視光レーザを用いるとよく、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（４４０ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（６３２．８ｎｍ）、Ａｒレーザ（４８８ｎｍ、５１４．５ｎｍ）、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ等の固体レーザ、ＧａＡｌＡｓレーザ（７８０ｎｍ）等を用いるのが望ましい。なお、ピコ秒レーザはパルス幅がピコ秒（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台のレーザビームを射出するレーザである。フェムト秒レーザは、パルス幅がフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームを射出するレーザである。第１のレーザビーム３１２２は、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。本実施の形態では、第１レーザ３１２０として、ＹＡＧレーザを用いる。
第２のレーザビーム３１３２は、第２材料層３１０８に吸収される波長を有する。また、被照射体に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。よって、第２のレーザビーム３１３２を射出する第２レーザ３１３０は、発振波長が第２材料層３１０８の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第２レーザ３１３０の発振波長が可視光線よりも短い（可視光線は含まない）紫外線の波長程度であり、具体的には４００ｎｍ以下であることが好ましい。
第２レーザ３１３０としては、第１レーザ３１２０の具体例として挙げたレーザを用い、当該レーザの発振波長を適宜設定することで所望の波長を有する第２のレーザビーム３１３２を射出することができる。好ましくは、４００ｎｍ以下の領域に強い発振波長を有する紫外レーザを用いるとよく、ＸｅＦエキシマレーザ（３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマレーザ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、ＹＡＧレーザの第３高調波（３５５ｎｍ）等を用いるのが望ましい。本実施の形態では、第２レーザ３１３０として、ＫｒＦエキシマレーザを用いる。
第１レーザ３１２０から射出された第１のレーザビーム３１２２は、ミラー３１４２にて反射された後、集光レンズ３１４０にて集光されて被照射体３１１０に照射され、第１材料層３１０６に吸収される。第２レーザ３１３０から射出された第２のレーザビーム３１３２は、ミラー３１４６にて反射され、ミラー３１４２を透過した後、集光レンズ３１４０にて集光されて被照射体３１１０に照射され、第２材料層３１０８に吸収される。被照射体３１１０において、第１のレーザビーム３１２２及び第２のレーザビーム３１３２は、重畳するように照射される。被照射体３１１０は、第１のレーザビーム３１２２及び第２のレーザビーム３１３２が重畳して照射された領域の一部或いは全部がアブレーションされ、開口が形成される。このとき、被照射体３１１０は、ステージ３１００によって移動され、所望の領域が加工される。
本発明に係るレーザ加工装置の構成は、図３２に示す模式図のようにすることもできる。図３２に示すレーザ加工装置は、第１レーザ３２２０、第２レーザ３２３０を備えている。第１レーザ３２２０からは第１のレーザビーム３２２２が射出される。第２レーザ３２３０からは第２のレーザビーム３２３２が射出される。それぞれのレーザ（第１レーザ３２２０、第２レーザ３２３０）から射出されるレーザビーム（第１のレーザビーム３２２２、第２のレーザビーム３２３２）は、ミラーや集光レンズが組み合わされた光学系（ミラー３２４２及び集光レンズ３２４４が組み合わされた第１の光学系、ミラー３２４６及び集光レンズ３２４０が組み合わされた第２の光学系）によって、進行方向や偏向方向等が制御され、被照射体に重畳して照射される。具体的には、第１レーザ３２２０から射出される第１のレーザビーム３２２２及び第２レーザ３２３０から射出される第２のレーザビーム３２３２は、ミラー３２４２、ミラー３２４６によって進行方向、偏向方向等が制御され、集光レンズ３２４４、集光レンズ３２４０によって集光され、被照射体３２１０に照射される。このとき、第１のレーザビーム３２２２及び第２のレーザビーム３２３２は、ミラーや集光レンズによって、被照射体３２１０に重畳して照射されるように制御される。被照射体３２１０は、ステージ３２００によって保持され、所望の位置に移動される。
被照射体３２１０は、基板３２０２上に第１材料層３２０４、第２材料層３２０６が順次積層された構造を有する。基板３２０２は、第１のレーザビーム３２２２を透過することができる基板を用いる。例えば、ガラス基板、石英基板等の透光性を有する基板を用いる。なお、基板３２０２上に接して、保護層として機能する透光性を有する絶縁層が設けられていてもよい。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁材料を用いて形成すればよい。
第１材料層３２０４は、図１１に示した第１材料層３１０６と同じものを用いればよく、第１のレーザビーム３２２２を吸収することができる材料を用いて形成する。第２材料層３２０６は、図１１に示した第２材料層３１０８と同じものを用いればよく、第２のレーザビーム３２３２を吸収することができる材料を用いて形成する。なお、図３２においては、第１のレーザビーム３２２２は基板３２０２側から照射されるため、第２材料層３２０６は第１のレーザビーム３２２２を透過しない材料を用いることができる。
第１のレーザビーム３２２２及び当該第１のレーザビーム３２２２を射出する第１レーザ３２２０は、図１１に示した第１のレーザビーム３１２２、第１レーザ３１２０と同じものを用いればよく、説明は省略する。同様に、第２のレーザビーム３２３２及びに当該第２のレーザビーム３２３２を射出する第２レーザ３２３０も、図１１に示した第２のレーザビーム３１３２、第２レーザ３１３０と同じものを用いればよい。
第１レーザ３２２０から射出された第１のレーザビーム３２２２は、ミラー３２４２にて反射された後、集光レンズ３２４４にて集光されて基板３２０２側から被照射体３２１０に照射され、第１材料層３２０４に吸収される。一方、第２レーザ３２３０から射出された第２のレーザビーム３２３２は、ミラー３２４６にて反射された後、集光レンズ３２４０にて集光されて第２材料層３２０６側から被照射体３２１０に照射され、第２材料層３２０６に吸収される。被照射体３２１０において、第１のレーザビーム３２２２及び第２のレーザビーム３２３２は、重畳するように照射される。被照射体３２１０は、第１のレーザビーム３２２２及び第２のレーザビーム３２３２が重畳して照射された領域の一部或いは全部がアブレーションされ、開口が形成される。このとき、被照射体３２１０はステージ３２００に鉛直に保持され、ステージ３２００によって所望の位置に移動され、所望の領域が加工される。
図１１及び図３２は、第１のレーザビームが基板側から照射されるか、第２材料層側から照射されるかが大きく異なる。つまり、図３２に示すレーザ加工装置の構成は、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームを相対する方向から照射している。第１のレーザビームを基板側から照射する場合は、基板が第１のレーザビームを透過する必要がある。これに対し、第１のレーザビームを第２材料層側から照射する場合は、第２材料層が第１のレーザビームを透過する必要がある。
また、本発明に係るレーザ加工装置の構成は、図３３に示す模式図のようにすることもできる。図３３に示すレーザ加工装置は、固体レーザ３４３０を備えている。固体レーザ３４３０からは基本波のレーザビーム３４１２が射出される。当該レーザビーム３４１２は、ビームスプリッタ３４６０によって、第２高調波のレーザビーム３４２２と第３高調波のレーザビーム３４３２が分離される。以下、基本波のレーザビーム３４１２を基本波レーザビーム３４１２、第２高調波のレーザビーム３４２２を第１のレーザビーム３４２２、第３高調波のレーザビーム３４３２を第２のレーザビーム３４３２とする。ビームスプリッタ３４６０によって分離されたレーザビーム（第１のレーザビーム３４２２、第２のレーザビーム３４３２）は、ミラーや集光レンズが組み合わされた光学系によって進行方向や偏向方向等が制御され、被照射体に重畳して照射される。具体的には、固体レーザ３４３０から射出され、ビームスプリッタ３４６０によって分離された第１のレーザビーム３４２２及び第２のレーザビーム３４３２は、ミラー３４５２、ミラー３４５６、ミラー３４５８によって進行方向、偏向方向等が制御され、集光レンズ３４４０によって集光され、被照射体３４１０に照射される。このとき、第１のレーザビーム３４２２及び第２のレーザビーム３４３２は、ミラーや集光レンズによって、被照射体３４１０に重畳して照射されるように制御される。被照射体３４１０は、ステージ３４００によって保持され、所望の位置に移動される。
固体レーザ３４３０としては、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ等の固体レーザを用いる。これらの固体レーザの基本波（１０５４ｎｍ乃至１０６２ｎｍ）を、ビームスプリッタによって、第２高調波（５２７ｎｍ乃至５３２ｎｍ）、第３高調波（３５１ｎｍ乃至３５５ｎｍ）に分けることができる。本実施の形態では、固体レーザ３４３０としてＹＡＧレーザを用いる。
被照射体３４１０は、基板３４０２上に第１材料層３４０６、第２材料層３４０８が順次積層された構造を有する。なお、基板３４０２と第１材料層３４０６の間には、図１１に示すように導電層、又は絶縁層及び導電層が設けられていてもよい。図３３において、基板３４０２は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いることができる。第１材料層３４０６は、第１のレーザビーム３４２２を吸収することができる材料を用いて形成する。第２材料層３４０８は、第２のレーザビーム３４３２を吸収することができる材料を用いて形成する。
例えば、固体レーザ３４３０としてＹＡＧレーザを適用する場合、第１のレーザビーム３４２２はＹＡＧレーザの第２高調波（５３２ｎｍ）であり、第２のレーザビーム３４３２はＹＡＧレーザの第３高調波（３５５ｎｍ）である。この場合、第１材料層３４０６は、モリブデン（Ｍｏ）を用いて形成する。また、第２材料層３４０８は、窒化シリコンを用いて形成する。
固体レーザ３４３０から射出された基本波レーザビーム３４１２は、ビームスプリッタ３４６０にて第１のレーザビーム３４２２及び第２のレーザビーム３４３２に分けられる。第１のレーザビーム３４２２は、ミラー３４５６、ミラー３４５８、ミラー３４５２にて反射された後、集光レンズ３４４０にて集光されて被照射体３４１０に照射され、第１材料層３４０６に吸収される。第２のレーザビーム３４３２は、ミラー３４５２を透過した後、集光レンズ３４４０にて集光されて被照射体３４１０に照射され、第２材料層３４０８に吸収される。被照射体３４１０において、第１のレーザビーム３４２２及び第２のレーザビーム３４３２は、重畳するように照射される。被照射体３４１０は、第１のレーザビーム３４２２及び第２のレーザビーム３４３２が重畳して照射された領域の一部或いは全部がアブレーションされ、開口が形成される。このとき、被照射体３４１０は、ステージ３４００によって移動され、所望の領域が加工される。
図３３に示すように、レーザ加工装置にビームスプリッタを組み込むことで、１つの固体レーザから２種類の波長（第２高調波及び第３高調波）を有するレーザビームを得ることができる。よって、具備するレーザの個数を減らすことができるため、装置のコストを削減することが可能になる。また、装置の小型化を図ることも可能になる。
なお、図１１、図３２、図３３に示す本実施の形態のレーザ加工装置の構成は一例であり、レーザビームの光路に配置するミラー、集光レンズ等の個数、位置関係等は特に限定されない。また、ミラー、集光レンズ以外にも、ビームエキスパンダ、ホモジナイザ、偏光子、スリット等を用いることができ、これらを組み合わせて用いてもよい。
以上、本実施の形態で示すようなレーザ加工装置を用いることで、フォトレジストを用いることなく、被照射体の所望の領域に開口を形成することができる。また、２種類のレーザビームを重畳するように被照射体に照射し、それぞれのレーザビームを異なる層に吸収させてアブレーションさせ、開口を形成することができる。このようなレーザ加工装置を用いることで、半導体装置の製造工程において、リソグラフィー工程の回数を削減・簡略化することができ、製造コストの低減、スループットの向上が実現できる。
なお、本実施の形態は、上記実施の形態１、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、本発明を適用してトランジスタ及び表示素子を有する表示装置の作製方法について説明する。トランジスタとしては、逆スタガ型トランジスタを作製する例について示す。また、表示素子として発光素子を作製する例について示す。
図９（Ａ）に示すように、基板７０００上に下地絶縁層７００２を介してトランジスタ７２０を形成する。以下、トランジスタ７２０の具体的な作製方法について、図４乃至図６を用いて説明する。
基板７０００上に下地絶縁層７００２を形成し、当該下地絶縁層７００２上に導電層７０３を形成する（図４（Ａ）参照）。基板７０００は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を含むガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。また、基板７０００の表面が平坦化されるようにＣＭＰ法などによって、研磨しても良い。
下地絶縁層７００２は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の種々の方法により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。下地絶縁層７００２は形成しなくとも良いが、基板７０００からの汚染物質などを遮断する効果がある。また、後にレーザビームを照射する際に、基板へのダメージを防止する効果もある。
導電層７０３は導電材料を用いて形成すればよく、例えば銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料等を用いて形成すればよい。また、リン（Ｐ）等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコンに代表される半導体材料や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、単層構造でも積層構造でもよく、例えば、窒化タングステン膜とモリブデン（Ｍｏ）膜との２層構造としてもよいし、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の導電層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の導電層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の導電層の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
導電層７０３は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成する。
導電層７０３上に第１材料層７４０２、第２材料層７４０４を順次積層形成する。第２材料層７４０４側から、第１のレーザビーム７４１２及び第２のレーザビーム７４１４を選択的に照射する。このとき、第１のレーザビーム７４１２及び第２のレーザビーム７４１４は、少なくとも一部が重畳するように照射する。第１のレーザビーム７４１２及び第２のレーザビーム７４１４が重畳して照射された領域を重畳照射領域７４１６とする（図４（Ａ）参照）。
第１材料層７４０２は、第１のレーザビーム７４１２を吸収することができる材料を用いて形成する。なお、第１材料層７４０２は、下層に設けられた導電層７０３の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成するのが好ましい。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料等の導電材料、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。第１材料層７４０２は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成すればよく、例えば膜厚２０ｎｍのクロム膜や酸化亜鉛膜、窒化アルミニウム膜を用いることができる。なお、導電層７０３が第１のレーザビーム７４１２を吸収してアブレーションされる材料を用いて形成された層であれば、第１材料層７４０２は設けなくともよい。
第２材料層７４０４は、第２のレーザビーム７４１４を吸収することができる材料を用いて形成する。また、第２材料層７４０４は、第１のレーザビーム７４１２を透過することができる材料を用いて形成する。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機絶縁材料等を用いることができる。第２材料層７４０４は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成すればよく、例えば膜厚５０ｎｍの窒化酸化シリコン膜、ポリイミド膜を用いることができる。
第１のレーザビーム７４１２は、第１材料層７４０２に吸収される波長を有し、第２のレーザビーム７４１４と重畳して照射した重畳照射領域７４１６の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有するものを用いる。第１のレーザビーム７４１２の発振波長は、第１材料層７４０２の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第１のレーザビーム７４１２の発振波長が可視光線よりも長く、具体的には４００ｎｍ以上であることが望ましい。このようなレーザビームは、気体レーザ、固体レーザ、半導体レーザ、ピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ等の種々のレーザを用い、これらのレーザの発振波長を適宜設定することで得ることができる。なお、第１のレーザビーム７４１２は、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
第２のレーザビーム７４１４は、第２材料層７４０４に吸収される波長を有し、被照射体（ここでは基板７０００から導電層７０３までの積層体に相当）に不可逆的な変化を与えないエネルギーを有するものを用いる。第２のレーザビーム７４１４の発振波長は、第２材料層７４０４の吸収波長領域内であることが好ましい。より好ましくは、第２のレーザビーム７４１４の発振波長が可視光線よりも短い紫外線の波長程度であり、具体的には４００ｎｍ以下であることが望ましい。このようなレーザビームは、エキシマレーザ、気体レーザ、固体レーザ、半導体レーザ等の種々のレーザを用い、これらのレーザの発振波長を適宜設定することで得ることができる。なお、第２のレーザビーム７４１４も、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
第１のレーザビーム７４１２は第１材料層７４０２に吸収され、第２のレーザビーム７４１４は第２材料層７４０４で吸収される。第１材料層７４０２及び第２材料層７４０４は、第１のレーザビーム７４１２及び第２のレーザビーム７４１４が重畳して照射された領域（重畳照射領域７４１６）においてアブレーションされる。残存する第１材料層７４０３及び第２材料層７４０５をマスクとして導電層７０３を選択的にエッチングし、ゲート電極層７０４を形成する（図４（Ｂ）参照）。
ゲート電極層７０４は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。また、ゲート電極層７０４は、導電層７０３上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて導電層７０３を選択的にエッチングして形成してもよい。
エッチングやレーザアブレーションを利用して第１材料層７４０３及び第２材料層７４０５を除去した後、ゲート電極層７０４上にゲート絶縁層７０６を形成し、当該ゲート絶縁層７０６上に半導体層を形成する（図４（Ｃ）参照）。
ゲート絶縁層７０６は、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて形成する。ゲート絶縁層７０６は、単層構造でも積層構造でもよい。例えば、ゲート絶縁層７０６は、酸化窒化シリコン層の単層構造や、窒化シリコン層及び酸化シリコン層の２層の積層構造を用いればよい。また、これらを用いて、３層以上の積層構造としてもよい。好ましくは、緻密な膜質を有する窒化シリコンを用いるとよい。また、ゲート絶縁層７０６は、下層のゲート電極層７０４を銀や銅を用いて液滴吐出法により形成した場合は、窒化シリコンやＮｉＢを用いて形成することが好ましい。窒化シリコンやＮｉＢを用いて形成した膜は、不純物の拡散を防ぎ、表面を平坦化する効果がある。なお、ゲート絶縁層７０６の成膜中に、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませてもよい。希ガス元素を反応ガスに含ませることで、低い成膜温度で、リーク電流の少ない緻密な絶縁層を得ることができる。
半導体層は、半導体層７０５及び一導電性を有する半導体層７０９の積層構造を形成する。半導体層は、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で作製されるアモルファス半導体（以下「ＡＳ」ともいう）や、当該アモルファス半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう）半導体等の結晶性半導体などを用いて形成することができる。半導体層は各種手段（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成することができる。
ＳＡＳは、アモルファスと結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５ｎｍ乃至２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、シリコンを主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではシリコン結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、シリコンを含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。シリコンを含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＦ２、ＧｅＦ４を混合させても良い。このシリコンを含む気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２倍乃至１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ乃至１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ乃至１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ乃至６０ＭＨｚの範囲である。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００℃乃至２００℃の範囲の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
半導体層に、多結晶半導体又はセミアモルファス半導体等の結晶性半導体を用いる場合、その半導体層の作製方法は、各種の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いて形成すればよい。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。例えば、シリコンを用い、結晶化を助長する元素を導入しないで半導体層を作製する場合は、非晶質シリコン層にレーザビームを照射する前に、窒素雰囲気下で７００℃、１時間加熱することによって非晶質シリコン層の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させるのが好ましい。これは水素を多く含んだ非晶質シリコン層にレーザビームを照射すると非晶質シリコン層が破壊されてしまうからである。
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン含有水又は過酸化水素水による処理等により、非晶質半導体層の表面に酸化膜を形成することが望ましい。
非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザビーム照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザビーム照射を単独で、複数回行っても良い。
また、結晶性半導体層を、直接基板にプラズマ法により形成しても良い。また、線状プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。
また、半導体層は、有機半導体材料を用いて形成することができる。有機半導体材料としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。例えば、骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料を用いることができ、具体的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の材料を用いることができる。その他、有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
本実施の形態では、半導体層７０５及び一導電性を有する半導体層７０９として非晶質半導体層を形成する。一導電性を有する半導体層７０９としては、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を含むｎ型を有する半導体層を形成する。一導電性を有する半導体層７０９は、ソース領域及びドレイン領域として機能し、半導体層７０５と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層と、のオーミック接触を良好にする。なお、一導電性を有する半導体層７０９は必要に応じて形成すればよく、ｎ型を付与する不純物元素（Ｐ、Ａｓ）を有するｎ型を有する半導体層やｐ型を付与する不純物元素（Ｂ）を有するｐ型を有する半導体層を形成することができる。
一導電性を有する半導体層７０９上に第１材料層７４２２、第２材料層７４２４を順次積層形成する。第２材料層７４２４側から、第１のレーザビーム７４３２及び第２のレーザビーム７４３４を選択的に照射する。このとき、第１のレーザビーム７４３２及び第２のレーザビーム７４３４は、少なくとも一部が重畳するように照射する。第１のレーザビーム７４３２及び第２のレーザビーム７４３４が重畳して照射された領域を重畳照射領域７４３６とする（図４（Ｃ）参照）。
第１材料層７４２２、第２材料層７４２４は、上述した第１材料層７４０２、第２材料層７４０４と同様に形成すればよい。また、第１のレーザビーム７４３２は、前述した第１のレーザビーム７４１２と同様に第１材料層７４２２に吸収される波長を有し、重畳照射領域７４３６の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有するものを用いればよい。第２のレーザビーム７４３４も、前述した第２のレーザビーム７４１４と同様に第２材料層７４２４に吸収される波長を有し、被照射体（ここでは基板７０００から一導電性を有する半導体層７０９までの積層体）に不可逆的な変化を与えないエネルギーを有するものを用いればよい。
第１のレーザビーム７４３２は第１材料層７４２２に吸収され、第２のレーザビーム７４３４は第２材料層７４２４で吸収される。第１材料層７４２２及び第２材料層７４２４は、第１のレーザビーム７４３２及び第２のレーザビーム７４３４が重畳して照射された領域（重畳照射領域７４３６）においてアブレーションされる。残存する第１材料層７４２３及び第２材料層７４２５をマスクとして半導体層７０５及び一導電性を有する半導体層７０９を選択的にエッチングし、半導体層７０７及び一導電性を有する半導体層７１１を形成する（図４（Ｄ）参照）。
エッチングやレーザアブレーションを利用して第１材料層７４２３、第２材料層７４２５を除去した後、一導電性を有する半導体層７１１上に導電層７１３を形成する（図５（Ａ）参照）。
導電層７１３は導電材料を用いて形成すればよく、例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物等の導電材料を用いて形成すればよい。また、導電層７１３は、単層構造でも積層構造でもよい。
導電層７１３は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成すればよい。
導電層７１３上に第１材料層７４４２、第２材料層７４４４を順次積層形成する。第２材料層７４４４側から、第１のレーザビーム７４５２及び第２のレーザビーム７４５４を選択的に照射する。このとき、第１のレーザビーム７４５２及び第２のレーザビーム７４５４は、少なくとも一部が重畳するように照射する。第１のレーザビーム７４５２及び第２のレーザビーム７４５４が重畳して照射された領域を重畳照射領域７４５６とする（図５（Ａ）参照）。
第１材料層７４４２、第２材料層７４４４は、上述した第１材料層７４０２、第２材料層７４０４と同様に形成すればよい。また、第１のレーザビーム７４５２は、前述した第１のレーザビーム７４１２と同様に第１材料層７４４２に吸収される波長を有し、重畳照射領域７４５６の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有するものを用いればよい。第２のレーザビーム７４５４も、前述した第２のレーザビーム７４１４と同様に第２材料層７４４４に吸収される波長を有し、被照射体（ここでは基板７０００から導電層７１３までの積層体）に不可逆的な変化を与えないエネルギーを有するものを用いればよい。なお、導電層７１３が第１のレーザビーム７４５２を吸収してアブレーションされる材料を用いて形成された層であれば、第１材料層７４４２は設けなくともよい。
第１のレーザビーム７４５２は第１材料層７４４２に吸収され、第２のレーザビーム７４５４は第２材料層７４４４で吸収される。第１材料層７４４２及び第２材料層７４４４は、第１のレーザビーム７４５２及び第２のレーザビーム７４５４が重畳して照射された領域（重畳照射領域７４５６）においてアブレーションされる。残存する第１材料層７４４３ａ、第１材料層７４４３ｂ、及び第２材料層７４４５ａ、第２材料層７４４５ｂをマスクとして導電層７１３を選択的にエッチングし、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する導電層７１２ａ、導電層７１２ｂを形成する（図５（Ｂ）参照）。
導電層７１２ａ、７１２ｂは、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。また、導電層７１２ａ、７１２ｂは、導電層７１３上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて導電層７１３を選択的にエッチングして形成してもよい。
エッチングやレーザアブレーションを利用して第１材料層７４４３ａ、７４４３ｂ及び第２材料層７４４５ａ、７４４５ｂを除去する（図６（Ａ）参照）。そして、導電層７１２ａ、７１２ｂをマスクとして、一導電性を有する半導体層７１１を選択的にエッチングして、半導体層７０７を露出させる。半導体層は、分離した一導電性を有する半導体層７１０ａ、一導電性を有する半導体層７１０ｂと、半導体層７０８となる（図６（Ｂ）参照）。なお、一導電性を有する半導体層７１１を選択的にエッチングした後、下層の半導体層７０８は露出部が他の部分と比較して凹むことがある。
半導体層７０８、一導電性を有する半導体層７１０ａ、７１０ｂは、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法などにより形成した半導体層上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて選択的にエッチングして形成してもよい。
また、半導体層７０８、一導電性を有する半導体層７１０ａ、７１０ｂは、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に半導体層を形成することができる。
以上の工程で、逆スタガ型トランジスタ（ボトムゲート型トランジスタともいわれる）であるトランジスタ７２０を作製することができる。
次に、トランジスタ７２０を覆うように、絶縁層７０１０を形成する（図９（Ａ）参照）。
絶縁層７０１０は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料等を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。また、シロキサンを含む材料を用いて形成してもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いて形成することもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
絶縁層７０１０は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スピンコート法などにより形成することができる。
次に、レーザビームを照射し（図９（Ｂ）参照）、導電層７１２ｂに達する開口７０３８を絶縁層７０１０に形成する（図９（Ｃ）参照）。
図９（Ｃ）において、絶縁層７０１０に形成される開口７０３８は、上記実施の形態１乃至３で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成する。
詳しくは、図９（Ｂ）に示すように、絶縁層７０１０側から導電層７１２ｂに吸収される波長を有する第１のレーザビーム７０３２と、絶縁層７０１０に吸収される波長を有する第２のレーザビーム７０３４を重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて、開口７０３８を形成する。第１のレーザビーム７０３２は、第２のレーザビーム７０３４と重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビーム７０３４は、基板７０００から絶縁層７０１０までの積層体に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。具体的なレーザビームは上記実施の形態に準じ、説明は省略する。本実施の形態では、第１のレーザビーム７０３２及び第２のレーザビーム７０３４の照射によるアブレーションにより、絶縁層７０１０のみを除去して開口を形成する。もちろん、本発明は特に限定されず、第１のレーザビーム７０３２及び第２のレーザビーム７０３４のエネルギー等を適宜選択することにより、導電層７１２ｂの上層部が除去され下層部が残存するように又は導電層７１２ｂを貫通するように開口を形成することもできる。
なお、基板７０００、下地絶縁層７００２、ゲート絶縁層７０６を透光性を有する材料を用いて形成する場合は、第１のレーザビームを基板７０００側から照射することも可能である。絶縁層７０１０に吸収される第２のレーザビームは、絶縁層７０１０側から照射する。導電層７１２ｂに吸収される第１のレーザビームは、基板７０００側から照射する。このとき、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームは重畳するように照射する。重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて、絶縁層７０１０（又は絶縁層７０１０及び導電層７１２ｂ）に開口７０３８を形成する。この場合、絶縁層７０１０は第１のレーザビームを透過させる必要がないため、材料の選択の幅が拡がる。
また、開口７０３８は、絶縁層７０１０上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて選択的にエッチングして形成してもよい。そのほか、液滴吐出法を用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて選択的にエッチングして形成してもよい。
次に、トランジスタ７２０と電気的に接続する発光素子７０２０を形成する。発光素子７０２０としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの発光を示すものを形成すればよい。また、発光素子７０２０として白色（Ｗ）の発光を示すものを形成し、カラーフィルタと組み合わせてＲＧＢの発光を得てもよい。以下に、発光素子７０２０の形成方法について説明する。
まず、導電層７１２ｂが露出された開口７０３８に画素電極として機能する発光素子の第１の電極層７０１２を形成する。導電層７１２ｂと第１の電極層７０１２とは、電気的に接続される（図１０（Ａ）参照）。
第１の電極層７０１２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電材料で形成することができる。例えば、ＩＴＯに酸化シリコンが２ｗｔ％乃至１０ｗｔ％の範囲で含まれたターゲットを用いて、スパッタリング法で酸化シリコンを含む酸化インジウム錫を形成することができる。その他、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープした導電性材料、酸化シリコンを含み酸化インジウムに２ｗｔ％乃至２０ｗｔ％の範囲の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成された酸化物導電性材料であるインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ））を用いて形成してもよい。
第１の電極層７０１２は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成した導電層を選択的にエッチングして形成する。
また、第１の電極層７０１２は、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いて、所望の場所に選択的に形成することもできる。
第１の電極層７０１２は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層７０１２の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
次に、第１の電極層７０１２上に開口を有するように隔壁層７０１４を形成する（図１０（Ｂ）参照）。隔壁層７０１４は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム等の無機絶縁材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成されたシリコン、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、シリコンに結合する水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。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してもよい。
隔壁層７０１４は、液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法などを用いて選択的に形成することができる。また、絶縁材料を用いて隔壁層を全面に形成し、リソグラフィー工程を利用してレジストマスク等を形成し、エッチング加工して所望の形状を有する隔壁層７０１４を形成してもよい。その他、感光性の材料を用いて隔壁層を全面に形成し、感光性の材料からなる隔壁層を露光及び現像することにより、所望の形状を有する隔壁層７０１４を形成することもできる。なお、隔壁層７０１４は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましい。隔壁層をこのような形状にすることで、上方に形成される層７０１６、第２の電極層７０１８の被覆性が向上する。
また、液滴吐出法により、隔壁層７０１４を組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減してもよいし、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。この工程により平坦性が向上すると、表示装置の表示ムラなどを防止することができ、高精細な画像を表示することができる。
次に、第１の電極層７０１２及び隔壁層７０１４上に層７０１６、第２の電極層７０１８を積層して形成する。そして、第１の電極層７０１２と第２の電極層７０１８との間に層７０１６が挟持された構造の発光素子７０２０を得る（図１０（Ｃ）参照）。層７０１６は、少なくとも所望の発光波長を得ることができる発光材料を含む層（以下、発光層ともいう）で構成される。具体的には、層７０１６は、有機化合物、無機化合物、又は両者を含む層で形成される。
以上の工程で、発光素子７０２０を備えた表示装置を得ることができる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に開口を形成することができる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、レジスト材料、現像液等の材料のロスを防ぎ、必要なフォトマスクの枚数を削減することができる。また、異なる層に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、他の層へダメージを低減し、容易に開口を形成することができる。したがって、表示装置の製造工程において、製造コストの低減、スループットの向上を図ることができる。また、信頼性の高い半導体装置を製造することが可能になる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至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、本発明に係る表示パネルの構成について説明する。
図１５（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス状に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させ、ＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素２７０２のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はトランジスタであり、トランジスタのゲート電極側が走査線と、ソース電極若しくはドレイン電極側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
図１５（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示装置の構成を示しているが、図１６（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１６（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にトランジスタで回路を形成したものであっても良い。図１６において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ２７５０と接続している。
また、画素に設けるトランジスタを、結晶性が高い多結晶（微結晶）半導体で形成する場合には、図１５（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成することもできる。図１５（Ｂ）において、３７０１は画素部であり、信号線側駆動回路は、図１５（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるトランジスタを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１５（Ｃ）に示すように、画素部４７０１、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００上に一体形成することもできる。
本実施の形態において、スイッチング素子と画素電極とを接続する配線（導電層）を形成する開口、トランジスタのゲート電極を走査線と接続する配線（導電層）を形成する開口、ソース電極若しくはドレイン電極を信号線と接続する配線（導電層）を形成する開口等に、上記実施の形態１乃至４で示したような、レーザアブレーションを利用する本発明を適用することができる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を削減・簡略化することができる。また、本発明は、異なる層に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射することで起きるレーザアブレーションを利用して、開口を形成する。このようにすることで、他の層や基板へのダメージを防ぎつつ、容易にアブレーションさせることが可能になる。よって、表示パネルを作製する際の製造コストを低減し、スループットを向上させることができる。
本実施の形態は、上記実施の形態１乃至４と適宜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、本発明に係る表示装置の例について、図２７を用いて説明する。
図２７（Ａ）は、本実施の形態で示す表示装置の上面の模式図を示している。また、図２７（Ｂ）には、図２７（Ａ）中の線分ＱＲにおける断面図を示す。
図２７に示す表示装置９００は、基板９０１上に画素部９０２と、駆動回路部９０４と、を有する。また、基板９０１の上方には、シール材９１０を介して封止基板９０８が設けられている。さらに、基板９０１上には、端子部９０６が設けられている。画素部９０２を構成する複数の素子の動作を制御する信号や、電源電位は、端子部９０６を介して、外部から入力される。
画素部９０２には発光素子９３０と、駆動用トランジスタ９２４と、スイッチング用トランジスタ９２２と、容量素子９２０と、が設けられている。発光素子９３０は、一対の電極層間に、少なくとも発光層を含む層が挟持されている。発光素子９３０は、駆動用トランジスタ９２４と電気的に接続している。
発光素子９３０の下方の電極層（駆動用トランジスタ９２４と電気的に接続する電極層）の端部は、隔壁層９１８で覆われている。隔壁層９１８は、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁材料、アクリル、ポリイミド、レジスト等の有機絶縁材料、又はシロキサン材料等を用いて形成する。隔壁層９１８により、隣接して設けられる別の発光素子と分離することができる。なお、本実施の形態のように、曲率半径が連続的に変化するような丸みを帯びた形状の端部を有する隔壁層９１８とすることで、上方に積層して形成される層の被覆性が向上するので好ましい。
駆動回路部９０４には、複数のトランジスタ９２６が設けられており、画素部９０２の動作を制御する駆動回路を構成する。駆動回路部９０４には、例えばシフトレジスタ、デコーダ、バッファ、サンプリング回路、ラッチ等が設けられる。
基板９０１と封止基板９０８とは、画素部９０２及び駆動回路部９０４が封じ込められるように、シール材９１０を介して貼り合わされている。封止基板９０８には、カラーフィルタ９４２と、遮光層９４４とが設けられている。なお、本発明は特に限定されず、カラーフィルタ９４２と、遮光層９４４は設けなくともよい。
本実施の形態と、上記実施の形態４は、トランジスタのゲート電極層が半導体層よりも下方にあるか、上方にあるかが大きく異なる。その他の構成は、上記実施の形態４に準じる。
次に、具体的な作製方法の例について説明する。
基板９０１の上に下地絶縁層として、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより窒化酸化シリコンを用いて下地絶縁層９０３ａを１０ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは５０ｎｍ乃至１５０ｎｍ）形成し、酸化窒化シリコンを用いて下地絶縁層９０３ｂを５０ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは１００ｎｍ乃至１５０ｎｍ）積層する。又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリーレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、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てもよい。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて下地絶縁層９０３ａ、下地絶縁層９０３ｂを形成する。基板９０１としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板、またはステンレス基板の表面に絶縁層を形成したものを用いて良い。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。プラスチック基板としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）からなる基板、可撓性基板としてはアクリル等の合成樹脂を用いることができる。
下地絶縁層としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができる。下地絶縁層は、単層構造でも２層、３層といった積層構造でもよい。
次いで、下地絶縁層上に半導体層を形成する。半導体層は２５ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは３０ｎｍ乃至１５０ｎｍ）の膜厚で各種手段（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。本実施の形態では、非晶質半導体層を、レーザ結晶化し、結晶性半導体層とするものを用いるのが好ましい。
このようにして得られた半導体層に対して、トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。この不純物元素のドーピングは、半導体層を結晶化する工程の前の非晶質半導体層に行ってもよい。非晶質半導体層の状態で不純物元素をドーピングすると、その後の結晶化のための加熱処理によって、不純物の活性化も同時に行うことができる。また、ドーピングの際に生じる欠陥等も改善することができる。
半導体層は選択的にエッチングし、所望の形状に加工すればよい。また、半導体層は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。
なお、半導体層と同一の工程で、容量素子を構成する下部電極層も形成される。下部電極層は、トランジスタを構成する半導体層と同一層で形成される。
半導体層を覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、厚さを１０ｎｍ乃至１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁層で形成する。ゲート絶縁層としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料で形成すればよく、積層構造でも単層構造でもよい。また、絶縁層は窒化シリコン層、酸化シリコン層、窒化シリコン層の３層の積層構造、酸化窒化シリコン層の単層、２層からなる積層構造でも良い。
次いで、ゲート絶縁層上にゲート電極層を形成する。ゲート電極層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により導電層を形成し、当該導電層を選択的にエッチングして形成することができる。ゲート電極層はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）等の金属元素、又は当該金属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ればよい。また、ゲート電極層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に代表される半導体層や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、ゲート電極層は単層構造でも積層構造でもよい。このとき、後に完成する容量素子の上部電極層も形成される。上部電極層は、ゲート電極層と同一材料でなる。
また、本実施の形態では、ゲート電極層の側面をテーパ形状を有するように形成する。当該ゲート電極層のテーパ形状は、エッチング加工の際に、ウェットエッチング法を用いて形成することができる。また、ドライエッチング法を行った後、続けてウェットエッチング法を行うことで形成することもできる。なお、垂直形状の側面を有するゲート電極層を形成してもよい。また、ゲート電極層を２層の積層構造とし、各層でテーパ角度が異なるようにしてもよい。ゲート電極層の側面をテーパ形状にすることで、上層に積層する層の被覆性を向上することができる。
また、ゲート電極層は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。
なお、ゲート電極層を形成する際のエッチングによって、ゲート絶縁層は多少エッチングされ、膜厚が減る（いわゆる膜減り）ことがある。
半導体層に不純物元素を添加し、一対の不純物領域を形成する。半導体層に形成された不純物領域は、ソース領域又はドレイン領域として機能する。添加する不純物元素は、ｎ型を付与する不純物元素、又はｐ型を付与する不純物元素を適宜選択して添加すればよい。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。このとき、一対の不純物領域の間には、チャネル形成領域が形成される。
なお、半導体層において、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域とチャネル形成領域との間に、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域といわれる不純物領域を形成してもよい。ＬＤＤ領域は、ソース領域又はドレイン領域よりも、低濃度な不純物領域である。また、ＬＤＤ領域は、ゲート電極層と重なる構造としてもよいし、重ならない構造としてもよい。
また、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザビームの照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁層のプラズマダメージやゲート絶縁層と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。
次いで、ゲート電極層、ゲート絶縁層を覆う第１の層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁層９１３と絶縁層９１４との積層構造とする。絶縁層９１３及び絶縁層９１４は、スパッタリング法、またはプラズマＣＶＤを用いた窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化シリコン層などを用いることができ、他のシリコンを含む絶縁層を単層構造または３層以上の積層構造として用いても良い。
さらに、窒素雰囲気中で、３００℃乃至５５０℃で１時間乃至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。好ましくは、４００℃乃至５００℃で行う。この工程は層間絶縁層である絶縁層９１３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。本実施の形態では、４１０℃で加熱処理を行う。
絶縁層９１３、絶縁層９１４としては、他に窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
次いで、絶縁層９１３、絶縁層９１４、ゲート絶縁層に、半導体層に形成されたソース領域又はドレイン領域に達する開口を形成する。
開口は、上記実施の形態１乃至４で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、異なる層（アブレーションさせる層及びその上層に積層された層）に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて開口を形成する。本実施の形態では、半導体層に吸収される波長を有する第１のレーザビームと、ゲート絶縁層、絶縁層９１３及び絶縁層９１４に吸収される波長を有する第２のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせてゲート絶縁層、絶縁層９１３及び絶縁層９１４を除去し、半導体層に達する開口を形成する。なお、第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、照射した領域に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。
半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口は、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して形成してもよい。
半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口にソース電極層又はドレイン電極層を形成する。以上で、半導体層のソース領域又はドレイン領域とソース電極層又はドレイン電極層とが電気的に接続される。
ソース電極層又はドレイン電極層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電層を形成し、当該導電層を選択的にエッチングして形成することができる。ソース電極層又はドレイン電極層の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは当該元素を主成分とする金属窒化物を用いて形成する。ソース電極層又はドレイン電極層は、単層構造でも積層構造でもよい。
また、ソース電極層又はドレイン電極層は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。なお、ソース電極層又はドレイン電極層の形成時に、端子部９０６の端子電極層９５０も形成される。
以上の工程で、画素部９０２にトランジスタ９２２、トランジスタ９２４、駆動回路部９０４に複数のトランジスタ９２６を有するアクティブマトリクス基板を作製することができる。
なお、本発明は特に限定されず、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
次に第２の層間絶縁層として絶縁層９１６を形成する。絶縁層９１６としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒素を含む酸化アルミニウム（酸化窒化アルミニウムともいう）、酸素を含む窒化アルミニウム（窒化酸化アルミニウムともいう）、酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザン、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ）材料を用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。平坦化のために設ける層間絶縁層としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されるので、絶縁層９１６の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。
絶縁層９１６は、その他ディップ法、スプレー塗布、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ＣＶＤ法、蒸着法等を採用することができる。液滴吐出法により絶縁層９１６を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また、液滴吐出法のようにパターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディスペンサ法なども用いることができる。
画素部９０２の絶縁層９１６に、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層に達する開口を形成する。開口は、上述したソース電極層又はドレイン電極層及び半導体層のソース領域又はドレイン領域を電気的に接続するための開口と同様に形成すればよい。
例えば、上記実施の形態１乃至４で示したように、異なる層（アブレーションさせる層及びその上層に積層された層）に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて開口を形成する。詳しくは、ソース電極層又はドレイン電極層に吸収される波長を有する第１のレーザビームと、絶縁層９１６に吸収される波長を有する第２のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせ、絶縁層９１６を除去して開口を形成することができる。このとき、第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、照射した領域に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。なお、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して開口を形成する場合には、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いることが好ましい。もちろん、レーザアブレーションを利用せず、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して開口を形成してもよい。
画素部９０２の絶縁層９１６上に発光素子９３０を形成する。発光素子９３０は、トランジスタ９２４と電気的に接続するようにする。
まず、絶縁層９１６に設けられ、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層が露出した開口に、第１の電極層９３２を形成する。
次に、第１の電極層９３２の端部を覆い、当該第１の電極層９３２上に開口を有するように隔壁層９１８を形成する。隔壁層９１８としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができ、単層構造でも２層、３層といった積層構造でもよい。また、隔壁層９１８の他の材料として、窒化アルミニウム、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料を用いることができる。シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
隔壁層９１８は、選択的にパターンを形成できる液滴吐出法や、パターンが転写または描写できる印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディスペンサ法、その他スピンコート法などの塗布法、ディッピング法などを用いて形成することができる。また、感光性の材料を用いて隔壁層を全面に形成し、感光性の材料からなる隔壁層を露光及び現像することで、所望の形状に加工することができる。また、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて全面に形成し、リソグラフィー技術を用いてレジスト等のマスクを形成し、所望の形状にエッチング加工してもよい。
所望の形状に加工するエッチング加工は、ドライエッチング法又はウェットエッチング法のどちらを採用しても良い。大面積基板を処理するにはプラズマエッチング（ドライエッチング法の一種）が適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＮＦ３などのフッ素系のガス、又はＣｌ２、ＢＣｌ３などの塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にレジスト等のマスクを形成する必要はない。
隔壁層９１８は、曲率半径が連続的に変化する形状が好ましい。隔壁層をこのような形状にすることで、上方に積層形成される層の被覆性が向上する。
次に、第１の電極層９３２及び隔壁層９１８上に層９３４、第２の電極層９３６を積層形成する。そして、第１の電極層９３２と第２の電極層９３６との間に層９３４が挟持された構造の発光素子９３０を得る。層９３４は、少なくとも所望の発光波長を得ることができる発光材料を含む層で構成される。
第１の電極層９３２及び第２の電極層９３６のいずれか一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。第１の電極層９３２及び第２の電極層９３６は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物、２ｗｔ％乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いて形成することができる。また、アルミニウムの他、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等も用いることができる。
なお、層９３４で発光した光を外部に取り出すために、第１の電極層９３２と第２の電極層９３６のいずれか一方または両方は、インジウム錫酸化物等を用いるか、或いは銀、アルミニウム等を数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さとなるように形成して、可視光が透過できるように、形成することが好ましい。
第１の電極層９３２は、前述の材料を全面に形成した後、選択的にエッチングして形成することができる。また、第１の電極層９３２は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。
また、第１の電極層９３２は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層９３２の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
第１の電極層９３２を形成後、加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により、第１の電極層９３２中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極層９３２は脱ガスなどを生じないため、第１の電極層９３２上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。
第２の電極層９３６は、蒸着法、スパッタリング法等を用いて形成することができる。また、第２の電極層９３６上にパッシベーション層（保護層）として絶縁層を設けてもよい。このように第２の電極層９３６を覆うようにしてパッシベーション層を設けることは有効である。パッシベーション層としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜を含む絶縁層からなり、該絶縁層の単層構造もしくは組み合わせた積層構造を用いることができる。又はシロキサン樹脂を用いてもよい。
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション層として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、層９３４の耐熱性が低い場合でも、容易に積層形成することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタリング法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ２Ｈ４ガスとＮ２ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、層９３４の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に層９３４が酸化するといった問題を防止できる。
第１の電極層９３２上に形成される層９３４は、少なくとも発光材料を含む発光層で構成される。発光層は、有機化合物、無機化合物、又は有機化合物と無機化合物とを含む層で形成する。第１の電極層９３２と第２の電極層９３６との間に、層９３４が設けられて発光素子９３０を得ることができる。
このように発光素子９３０が形成された基板９０１と、封止基板９０８とをシール材９１０によって固着し、発光素子９３０を封止する。シール材９１０としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、シール材で囲まれた領域９４８には充填材を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。充填材を透過して光を取り出す構造の場合は、充填材は透光性を有する必要がある。代表的には可視光硬化、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。以上の工程において、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。また充填材は、液状の状態で滴下し、表示装置内に充填することもできる。充填材として、乾燥剤などの吸湿性を含む物質を用いると、さらなる吸水効果が得られ、発光素子９３０の劣化を防ぐことができる。
また、素子の水分による劣化を防ぐため、画素部９０２を取り囲むように乾燥剤を設けてもよい。例えば、封止基板に形成された凹部に乾燥剤を設置すればよく、このような構造にすることで、薄型化を妨げない構成とできる。また、ゲート配線層に対応する領域にも乾燥剤を形成し、吸水面積を広く取ると、吸水効果が高い。また、直接発光しないゲート配線層上に乾燥剤を形成すると、光取り出し効率を低下させることもない。
なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を取り出す場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子からの光を妨げないような、隔壁層の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
また、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層９３２が直接接して電気的な接続を行わず、配線層（導電層）を介して接続していてもよい。
本実施の形態では、端子部９０６において、端子電極層９５０に異方性導電層９５２によってＦＰＣ９５４を接続し、外部と電気的に接続する構造とする。
また、図２７（Ａ）で示すように、本実施の形態において作製される表示装置は、画素部９０２と同一基板上に駆動回路部９０４が設けられている。なお、本発明は特に限定されず、周辺駆動回路としてＩＣチップを前述したＣＯＧ方式やＴＡＢ方式によって実装したものでもよい。
また、本発明の表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に開口を形成することができる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になる。また、本発明は、異なる層に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射してレーザアブレーションさせ、開口を形成することができる。このようにすることで、他の層や基板へのダメージを防ぎつつ、容易にアブレーションさせ開口を形成することができる。したがって、表示装置の製造において、製造コストの低減、スループットの向上を図ることができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至５と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態７）
表示装置の表示機能を有する発光素子は、様々な素子構造を適用することができる。一般的に、発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。ここでは、図１２乃至図１４を用いて、本発明に適用できる発光素子の例について説明する。
図１２は、有機ＥＬ素子について示している。図１２に示す発光素子は、第１の電極層８２７０と第２の電極層８２５０との間に、層８２６０が挟持されている。第１の電極層８２７０及び第２の電極層８２５０のいずれか一方は陽極となり、他方は陰極となる。なお、陽極とは、発光層に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは発光層に電子を注入する電極のことを示す。本実施の形態では、第１の電極層８２７０を陽極とし、第２の電極層８２５０を陰極とする。また、層８２６０は、正孔注入層８２６２、正孔輸送層８２６４、発光層８２６６、電子輸送層８２６８、電子注入層８２６９が順次積層された構成とする。
第１の電極層８２７０と第２の電極層８２５０は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物、２ｗｔ％乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いて形成することができる。また、アルミニウムの他、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等も第１の電極層８２７０を形成するのに用いることができる。第１の電極層８２７０の形成方法については、上述した実施の形態４の第１の電極層７０１２や、実施の形態６の第１の電極層９３２と同じである。また、第２の電極層８２５０の形成方法について特に限定はなく、例えばスパッタリング法や蒸着法等を用いて形成することができる。
なお、発光した光を外部に取り出すために、第１の電極層８２７０と第２の電極層８２５０のいずれか一方または両方は、インジウム錫酸化物等を用いるか、或いは銀、アルミニウム等を数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さとなるように形成して、可視光が透過できるように、形成することが好ましい。
正孔注入層８２６２は、第１の電極層８２７０から正孔輸送層８２６４へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。正孔注入層８２６２を設けることによって、第１の電極層８２７０と正孔輸送層８２６４との間のイオン化ポテンシャルの差が緩和され、正孔が注入され易くなる。正孔注入層８２６２は、正孔輸送層８２６４を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが小さく、第１の電極層８２７０を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが大きい物質、または正孔輸送層８２６４と第１の電極層８２７０との間に１ｎｍ乃至２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。正孔注入層８２６２を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等が挙げられる。つまり、正孔注入層８２６２におけるイオン化ポテンシャルが正孔輸送層８２６４におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に小さくなるような物質を正孔輸送性物質の中から選択することによって、正孔注入層８２６２を形成することができる。正孔注入層８２６２を設ける場合、第１の電極層８２７０は、インジウム錫酸化物等の仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。なお、本発明は特に限定されず、正孔注入層８２６２は設けなくともよい。
正孔輸送層８２６４とは、第１の電極層８２７０側から注入された正孔を発光層８２６６へ輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層８２６４を設けることによって、第１の電極層８２７０と発光層８２６６との距離を離すことができ、その結果、第１の電極層８２７０等に含まれている金属に起因して発光が消滅することを防ぐことができる。正孔輸送層８２６４は、正孔輸送性物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、正孔輸送性物質とは、電子よりも正孔の移動度が高く、電子の移動度に対する正孔の移動度の比の値（＝正孔移動度／電子移動度）が好ましくは１００よりも大きい物質をいう。正孔輸送層８２６４を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＢＰＢ）等が挙げられる。なお、正孔輸送層８２６４は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
発光層８２６６は、発光機能を有する層であり、有機化合物でなる発光材料を含む。また、無機化合物を含んでいてもよい。発光層８２６６に含まれる有機化合物は、発光性の有機化合物であれば特に限定はなく、種々の低分子系有機化合物、高分子系有機化合物を用いることができる。また、発光性の有機化合物は、蛍光発光材料、又は燐光発光材料のどちらを用いることも可能である。発光層８２６６は、発光性の有機化合物のみからなる層としてもよいし、発光性の有機化合物を当該有機化合物よりも大きいエネルギーギャップを有するホスト材料に分散した構成としてもよい。なお、発光層８２６６を、有機化合物でなる発光材料とホスト材料とを含む層のように複数の化合物を混合した層とする場合は、共蒸着法を用いて形成することができる。ここで、共蒸着とは、一つの処理室内に設けられた複数の蒸着源からそれぞれ原料を気化させ、気化した原料を気相状態で混合し、被処理物上に堆積させる蒸着法をいう。
電子輸送層８２６８は、第２の電極層８２５０から注入された電子を発光層８２６６へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層８２６８を設けることによって、第２の電極層８２５０と発光層８２６６との距離を離すことができ、その結果、第２の電極層８２５０等に含まれている金属に起因して発光が消滅することを防ぐことができる。電子輸送層８２６８は、電子輸送性物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、電子輸送性物質とは、正孔よりも電子の移動度が高く、正孔の移動度に対する電子の移動度の比の値（＝電子移動度／正孔移動度）が好ましくは１００よりも大きい物質をいう。電子輸送層８２６８を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）等の金属錯体の他、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）等が挙げられる。また、電子輸送層８２６８は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
電子注入層８２６９は、第２の電極層８２５０から電子輸送層８２６８へ電子の注入を補助する機能を有する層である。電子注入層８２６９は、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ、ＢｚＯｓ等の電子輸送層８２６８を形成するのに用いることのできる物質の中から、電子輸送層８２６８の形成に用いる物質よりも電子親和力が相対的に大きい物質を選択して用いることによって形成することができる。このようにして電子注入層８２６９を形成することによって第２の電極層８２５０と電子輸送層８２６８との間の電子親和力の差が緩和され、電子が注入され易くなる。また、電子注入層８２６９には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、リチウム酸化物、カリウム酸化物、ナトリウム酸化物等のアルカリ金属の酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物等のアルカリ土類金属の酸化物、フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属のフッ化物、フッ化カルシウム等のアルカリ土類金属のフッ化物、またはマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属等の無機物が含まれていてもよい。また、電子注入層８２６９はＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ、ＢｚＯｓ等の有機化合物を含む構成であってもよいし、ＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物、またはＣａＦ２等のアルカリ土類金属のフッ化物等の無機化合物からなる構成であってもよい。このようにＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物、またはＣａＦ２等のアルカリ土類金属のフッ化物等の無機化合物を用いて１ｎｍ乃至２ｎｍの薄膜として電子注入層８２６９が設けられることによって電子注入層８２６９のエネルギーバンドが曲がる、或いは電子注入層８２６９にトンネル電流が流れることにより、第２の電極層８２５０から電子輸送層８２６８へ電子の注入が容易となる。
なお、正孔注入層８２６２に換えて正孔発生層が設けられていてもよいし、または電子注入層８２６９に換えて電子発生層が設けられていてもよい。
ここで、正孔発生層とは、正孔を発生する層である。正孔輸送性物質の中から選ばれた少なくとも一の物質と、正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質とを混合することによって正孔発生層を形成することができる。ここで、正孔輸送性物質としては、正孔輸送層８２６４を形成するのに用いることのできる物質と同様の物質を用いることができる。また、電子受容性を示す物質としては、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いることが好ましい。
また、電子発生層とは、電子を発生する層である。電子輸送性物質の中から選ばれた少なくとも一の物質と、電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質とを混合することによって電子発生層を形成することができる。ここで、電子輸送性物質としては電子輸送層８２６８を形成するのに用いることのできる物質と同様の物質を用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。
正孔注入層８２６２、正孔輸送層８２６４、発光層８２６６、電子輸送層８２６８、電子注入層８２６９は、それぞれ、蒸着法、液滴吐出法、または塗布法等を用いて形成すればよい。第１の電極層８２７０又は第２の電極層８２５０は、スパッタリング法または蒸着法等を用いて形成すればよい。
本実施の形態において、層８２６０は、少なくとも発光層８２６６を含んでいればよく、その他の機能を有する層（正孔注入層８２６２、正孔輸送層８２６４、電子輸送層８２６８、電子注入層８２６９等）は適宜設ければよい。
また、第１の電極層８２７０を陰極とし、第２の電極層８２５０を陽極としてもよい。その場合、層８２６０は、第１の電極層８２７０側から、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層が順次積層された構成となる。
次に、無機ＥＬ素子について、図１３、図１４を用いて説明する。無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ＥＬではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と不純物元素とで構成される。不純物元素は、発光中心として機能する。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、７００℃乃至１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化イットリウム等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、等の３元系の混晶であってもよい。
局在型発光の不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。ハロゲン元素は電荷補償として機能することもできる。
一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の不純物元素として、ドナー準位を形成する第１の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等を用いることができる。
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化アルミニウム等を用いることができ、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅、硫化銀等を用いることができる。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅、塩化銀等を用いることができる。
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１ａｔｏｍ％乃至１０ａｔｏｍ％の範囲であればよく、好ましくは０．０５ａｔｏｍ％乃至５ａｔｏｍ％の範囲である。
薄膜型無機ＥＬ素子の場合、発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子層エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
図１３（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる薄膜型無機ＥＬ素子の一例を示す。図１３（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層５０、層５１、第２の電極層５３を含む。層５１は、少なくとも発光層５２を含む構成とする。
図１３（Ａ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と第２の電極層５３との間に、発光層５２のみで構成される層５１が挟持されている。図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）に示す発光素子は、図１３（Ａ）の発光素子において、第１の電極層５０又は第２の電極層５３と、発光層５２と、の間に絶縁層を設ける構造である。図１３（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と発光層５２との間に絶縁層５４を有し、図１３（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と発光層５２との間に絶縁層５４ａ、第２の電極層５３と発光層５２との間に絶縁層５４ｂとを有している。このように絶縁層は発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
また、図１３（Ｂ）では第１の電極層５０に接するように絶縁層５４が設けられているが、絶縁層と発光層の順番を逆にして、第２の電極層５３に接するように絶縁層５４を設けてもよい。
次に、分散型無機ＥＬ素子について説明する。分散型無機ＥＬ素子の場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の発光層を形成する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって発光層中に均一に分散し固定される。
分散型無機ＥＬ素子の場合、発光層の形成方法は、選択的に発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０ｎｍ乃至１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
図１４（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる分散型無機ＥＬ素子の一例を示す。図１４（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層６０、層６５、第２の電極層６３を含む。層６５は、少なくとも発光層を含む構成とする。
図１４（Ａ）における発光素子は、第１の電極層６０、発光層６２、第２の電極層６３の積層構造を有し、発光層６２中にバインダによって保持された発光材料６１を含む。
本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、絶縁材料を用いることができる。具体的には、有機絶縁材料や無機絶縁材料を用いることができ、有機絶縁材料及び無機絶縁材料の混合材料を用いてもよい。有機絶縁材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムなどの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
バインダに含まれる無機絶縁材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含むシリコン、窒化アルミニウム、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム、酸化チタン、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛、酸化タンタル、タンタル酸バリウム、タンタル酸リチウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機絶縁材料に、誘電率の高い無機絶縁材料を含ませる（添加等によって）ことによって、発光材料及びバインダよりなる発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。バインダに無機絶縁材料と有機絶縁材料との混合層を用い、高い誘電率とすると、発光材料により大きい電荷を誘起することができる。
作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが、本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、発光層を形成する方法（種々のウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示す発光素子は、図１４（Ａ）の発光素子において、第１の電極層６０又は第２の電極層６３と、発光層６２と、の間に絶縁層を設ける構造である。図１４（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と発光層６２との間に絶縁層６４を有し、図１４（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と発光層６２との間に絶縁層６４ａ、第２の電極層６３と発光層６２との間に絶縁層６４ｂとを有している。このように絶縁層は発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
また、図１４（Ｂ）では第１の電極層６０に接するように絶縁層６４が設けられているが、絶縁層と発光層の順番を逆にして、第２の電極層６３に接するように絶縁層６４を設けてもよい。
図１３における絶縁層５４、図１４における絶縁層６４のような絶縁層は、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化シリコン、酸化ジルコニウム等やこれらの混合層又は２種以上の積層を用いることができる。これらの絶縁層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等により形成することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して形成してもよい。バインダ材料は、発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０ｎｍ乃至１０００ｎｍの範囲である。
図１３、図１４に示す無機ＥＬ素子は、発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
本実施の形態（図１２乃至図１４）で示した発光素子は、上記実施の形態で示した表示装置の表示素子として具備されることができる。
例えば、図１０に示す表示装置に、図１２に示す有機ＥＬ素子を適用する場合、第１の電極層７０１２又は第２の電極層７０１８は、第１の電極層８２７０又は第２の電極層８２５０に相当する。層７０１６は、層８２６０に相当する。同様に、図２７に示す表示装置の場合も、第１の電極層９３２又は第２の電極層９３６は、第１の電極層８２７０又は第２の電極層８２５０に相当する。層９３４は、層８２６０に相当する。
また、図１０に示す表示装置に、図１３、図１４で示す無機ＥＬ素子を適用する場合も同様である。第１の電極層７０１２若しくは第２の電極層７０１８は、第１の電極層５０若しくは第２の電極層５３、又は第１の電極層６０若しくは第２の電極層６３に相当する。層７０１６は、層５１若しくは層６５に相当する。同様に、図２７に示す表示装置の場合も、第１の電極層９３２若しくは第２の電極層９３６は、第１の電極層５０若しくは第２の電極層５３、又は第１の電極層６０若しくは第２の電極層６３に相当する。層９３４は、層５１若しくは層６５に相当する。
本実施の形態で示す発光素子及びトランジスタ等を接続するための開口の形成に、本発明を適用することができる。本発明を適用することで、発光素子を有する表示装置の製造工程において、スループットが向上する。
本実施の形態は、実施の形態４乃至６と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、液晶表示装置について説明する。
図２９（Ａ）は、液晶表示装置の上面図であり、図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）の線分ＧＨにおける断面図である。
図２９（Ａ）で示すように、画素領域６０６、走査線駆動回路である駆動回路領域６０８ａ、走査線駆動領域である駆動回路領域６０８ｂが、シール材６９２によって、基板６００と封止基板６９５との間に封止され、基板６００上にＩＣドライバによって形成された信号線駆動回路である駆動回路領域６０７が設けられている。画素領域６０６にはトランジスタ６２２及び容量素子６２３が設けられ、駆動回路領域６０８ｂにはトランジスタ６２０及びトランジスタ６２１を有する駆動回路が設けられている。基板６００には、上記実施の形態と同様の基板を適用することができる。基板６００として合成樹脂からなる基板を用いる場合は、他の基板と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた作製工程の後、転置することによって採用することが可能となる。
画素領域６０６には、下地絶縁層６０４ａ、下地絶縁層６０４ｂを介して基板６００上にスイッチング素子となるトランジスタ６２２が設けられている。本実施の形態では、トランジスタ６２２にマルチゲート型薄膜トランジスタを用いる。トランジスタ６２２は、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層、２層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する。ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と電気的に接続される。また、ソース電極層又はドレイン電極層は画素電極層６３０と電気的に接続される。
ソース電極層又はドレイン電極層は積層構造となっている。ソース電極層又はドレイン電極層は、ゲート電極層を覆う絶縁層６１２、絶縁層６１１及びゲート絶縁層に形成された開口で、半導体層の不純物領域と接し、電気的に接続されている。
半導体層の不純物領域に達する開口は、上記実施の形態１乃至４で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、異なる層（アブレーションさせる層及びその上層に積層された層）に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて開口を形成する。本実施の形態では、半導体層に吸収される波長を有する第１のレーザビームと、ゲート絶縁層、絶縁層６１１及び絶縁層６１２に吸収される波長を有する第２のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせてゲート絶縁層、絶縁層６１１及び絶縁層６１２を除去し、半導体層に達する開口を形成する。なお、第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、照射した領域に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。
半導体層の不純物領域に達する開口は、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して形成してもよい。
また、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂは絶縁層６１５に形成された開口で画素電極層６３０と接し、電気的に接続される。絶縁層６１５に形成される開口は、上記実施の形態１乃至４で示したように、異なる層（アブレーションさせる層及びその上層に積層された層）に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて開口を形成する。詳しくは、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに吸収される波長を有する第１のレーザビームと、絶縁層６１５に吸収される波長を有する第２のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせ、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂ及び絶縁層６１５を除去して開口を形成することができる。このとき、第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、照射した領域に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。本実施の形態は、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用い、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａにはソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂよりも蒸発しにくい高融点金属（本実施の形態ではタングステン）を用いる。なお、レーザビームのエネルギーや、ソース電極層又はドレイン電極層の材料を適宜選択することにより、アブレーションにより絶縁層６１５のみを除去して開口を形成することも可能である。もちろん、レーザアブレーションを利用せず、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して開口を形成してもよい。
ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂが露出された開口に画素電極層６３０を形成して、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂと画素電極層６３０が電気的に接続される。
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、種々の方法で作製することができる。例えば、半導体層として、結晶性半導体層を適用する。結晶性半導体層上には、ゲート絶縁層を介してゲート電極層が設けられる。該ゲート電極層を用いて該結晶性半導体層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極層を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスク層を形成する必要はない。ゲート電極層は、単層構造、又は積層構造とすることができる。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有する薄膜トランジスタを、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを、ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ Ｏｖｅｒｌａｐｅｄ ＬＤＤ）構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、不純物領域にリン（Ｐ）等を用いることによりｎ型とする。ｐ型とする場合は、ボロン（Ｂ）等を添加すればよい。その後、ゲート電極層等を覆う絶縁層６１１及び絶縁層６１２を形成する。絶縁層６１１（及び絶縁層６１２）に混入された水素により、結晶性半導体層のダングリングボンドを終端することができる。
さらに平坦性を高めるため、層間絶縁層として絶縁層６１５を形成してもよい。絶縁層６１５は、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ポリシラザン、窒素含有炭素（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
また結晶性半導体層を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素部のトランジスタと、駆動回路領域６０８ｂのトランジスタとは同時に形成される。駆動回路領域６０８ｂに用いるトランジスタは、ＣＭＯＳ回路を構成する。ＣＭＯＳ回路を構成する薄膜トランジスタは、ＧＯＬＤ構造であるが、トランジスタ６２２のようなＬＤＤ構造を用いることもできる。
本実施の形態に限定されず、画素領域６０６の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（例えば順スタガ型）、ボトムゲート型（例えば、逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。
次に、画素電極層６３０を覆うように、印刷法や液滴吐出法により、配向膜と呼ばれる絶縁層６３１を形成する。なお、絶縁層６３１は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を行う。このラビング処理は液晶のモード、例えばＶＡモードのときには処理を行わないときがある。配向膜として機能する絶縁層６３３も絶縁層６３１と同様である。続いて、シール材６９２を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する。
その後、配向膜として機能する絶縁層６３３、対向電極として機能する導電層６３４、カラーフィルタとして機能する着色層６３５、偏光子６４１（偏光板ともいう）、及び偏光子６４２が設けられた封止基板６９５と、ＴＦＴ基板である基板６００とをスペーサ６３７を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層６３２を設ける。本実施の形態の液晶表示装置は透過型であるため、基板６００の素子を有する面と反対側にも偏光子（偏光板）６４３を設ける。偏光子は、接着層によって基板に設けることができる。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに封止基板６９５には、遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。なお、カラーフィルタ等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。
なお、バックライトにＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継続加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設けない場合がある。ブラックマトリクスは、トランジスタやＣＭＯＳ回路の配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやＣＭＯＳ回路と重なるように設けるとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量素子を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。
液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、素子を有する基板６００と封止基板６９５とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。滴下法は、注入法を適用しづらい大面積基板を扱うときに適用するとよい。
スペーサは数μｍの粒子を散布して設ける方法でも良いが、本実施の形態では基板全面に樹脂膜を形成した後これをエッチング加工して形成する方法を採用した。このようなスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらにクリーンオーブンなどで１５０℃乃至２００℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができる。形状は円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層６７８ａ、６７８ｂに、異方性導電体層６９６を介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ６９４を設ける。ＦＰＣ６９４は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。
なおトランジスタが有する配線層（導電層）、ゲート電極層、画素電極層６３０、対向電極層である導電層６３４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化シリコンを混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属元素又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは金属窒化物から選ぶことができる。
偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
なお、本実施の形態ではＴＮ型の液晶パネルについて示しているが、上記のプロセスは他の方式の液晶パネルに対しても同様に適用することができる。例えば、ガラス基板と平行に電界を印加して液晶を配向させる横電界方式の液晶パネルに本実施の形態を適用することができる。また、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｍｅｎｔ）方式の液晶パネルに本実施の形態を適用することができる。
図１７と図１８は、ＶＡ型液晶パネルの画素構造を示している。図１７は平面図であり、図中に示す線分ＩＪに対応する断面構造を図１８に表している。以下の説明ではこの両図を参照して説明する。
この画素構造は、一つの画素に複数の画素電極が有り、それぞれの画素電極にＴＦＴが接続されている。各ＴＦＴは、異なるゲート信号で駆動されるように構成されている。すなわち、マルチドメイン設計された画素において、個々の画素電極に印加する信号を、独立して制御する構成を有している。
画素電極層１６２４は開口１６２３（コンタクトホール）により、配線層１６１８でＴＦＴ１６２８と接続している。また、画素電極層１６２６は開口１６２７（コンタクトホール）により、配線層１６１９でＴＦＴ１６２９と接続している。ＴＦＴ１６２８のゲート電極層１６０２と、ＴＦＴ１６２９のゲート電極層１６０３には、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、データ線として機能する配線層１６１６は、ＴＦＴ１６２８とＴＦＴ１６２９で共通に用いられている。
開口１６２３、開口１６２７は、上記実施の形態１乃至４で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、異なる層（アブレーションさせる層及びその上層に積層された層）に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて開口を形成する。本実施の形態では、配線層１６１８、１６１９に吸収される波長を有する第１のレーザビームと、上層の絶縁層１６２０及び絶縁層１６２２に吸収される波長を有する第２のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせて絶縁層１６２０、１６２２を除去して開口を形成する。第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、照射した領域に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。なお、絶縁層１６２０、１６２２を除去して開口を形成したが、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームのエネルギーや、配線層１６１８、１６１９を構成する材料等を適宜選択することにより、配線層１６１８、１６１９の上層部が除去され下層部が残存するように又は貫通するように開口を形成してもよい。この場合でも、開口の側面（又は側面及び底面）で配線層１６１８、１６１９は露出するため、画素電極層１６２４、１６２６と電気的に接続されることは可能である。
画素電極層１６２４と画素電極層１６２６は、導電材料を全面に形成した後、選択的にエッチングして形成することができる。画素電極層１６２４と画素電極層１６２６の形状は異なっており、スリット１６２５によって分離されている。Ｖ字型に広がる画素電極層１６２４の外側を囲むように画素電極層１６２６が形成されている。画素電極層１６２４と画素電極層１６２６に印加する電圧のタイミングを、ＴＦＴ１６２８及びＴＦＴ１６２９により異ならせることで、液晶の配向を制御している。対向基板１６０１には、遮光層１６３２、着色層１６３６、対向電極層１６４０が形成されている。また、着色層１６３６と対向電極層１６４０の間には平坦化層１６３７が形成され、液晶の配向乱れを防いでいる。図１９に対向基板側の構造を示す。対向電極層１６４０は異なる画素間で共通化されている電極であるが、スリット１６４１が形成されている。このスリット１６４１と、画素電極層１６２４及び画素電極層１６２６側のスリット１６２５とを交互に咬み合うように配置することで、斜め電界を効果的に発生させて液晶の配向を制御することができる。これにより、液晶が配向する方向を場所によって異ならせることができ、視野角を広げている。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に開口を形成することができる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になる。また、本発明は、異なる層に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射してレーザアブレーションさせ、開口を形成することができる。このようにすることで、他の層や基板へのダメージを防ぎつつ、容易にアブレーションさせ開口を形成することができる。したがって、表示装置の製造工程において、コストを低減させ、スループットを向上させることが可能になる。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至４と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態９）
本実施の形態では、表示素子に液晶表示素子を用いる液晶表示装置について説明する。
図３０に示す表示装置は、基板４５０上に、画素領域に逆スタガ型トランジスタであるトランジスタ４２０、画素電極層４５１、絶縁層４５２、絶縁層４５３、液晶層４５４、スペーサ４８１、絶縁層４３５、対向電極層４５６、カラーフィルタ４５８、ブラックマトリクス４５７、対向基板４１０、偏光板（偏光子）４３１、偏光板（偏光子）４３３、封止領域にシール材４８２、端子電極層４８７、異方性導電層４８８、ＦＰＣ４８６が設けられている。
本実施の形態で作製されるトランジスタ４２０のゲート電極層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層、及び画素電極層４５１は、上記実施の形態６、８等で示すように、導電材料又は半導体材料からなる材料層を形成し、当該材料層を適宜選択的にエッチングして形成することができる。
本実施の形態では、チャネルを形成する半導体層として非晶質半導体層を用いている。チャネルを形成する半導体層とソース電極層又はドレイン電極層との間に設けられる一導電性を有する半導体層は、必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電性を有する半導体層として非晶質ｎ型半導体層を積層する。また一導電性を有する半導体層としてｎ型半導体層を形成し、ｎチャネル型薄膜トランジスタのＮＭＯＳ構造、ｐ型半導体層を形成したｐチャネル型薄膜トランジスタのＰＭＯＳ構造、ｎチャネル型薄膜トランジスタとｐチャネル型薄膜トランジスタとのＣＭＯＳ構造を作製することができる。
導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、ｎチャネル型トランジスタ、Ｐチャネル型トランジスタを形成することもできる。また、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
本実施の形態では、トランジスタ４２０はｎチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタとなっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。
次いで、バックライトユニット３５２の構成について説明する。バックライトユニット３５２は、蛍光を発する光源３６１として冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機ＥＬ、有機ＥＬ、蛍光を効率よく導光板３６５に導くためのランプリフレクタ３６２、蛍光が全反射しながら全面に光を導くための導光板３６５、明度のムラを低減するための拡散板３６６、導光板３６５の下に漏れた光を再利用するための反射板３６４を有するように構成されている。
バックライトユニット３５２には、光源３６１の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給により、光源３６１の輝度を制御することができる。
トランジスタ４２０のソース電極層又はドレイン電極層及び画素電極層４５１は、絶縁層４５２に形成された開口で電気的に接続される。当該開口は、上記実施の形態１乃至４で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、異なる層（アブレーションさせる層及びその上層に積層された層）に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて開口を形成する。本実施の形態では、ソース電極層又はドレイン電極層に吸収される波長を有する第１のレーザビームと、絶縁層４５２に吸収される波長を有する第２のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせ、ソース電極層又はドレイン電極層及び絶縁層４５２を除去して開口を形成する。開口の側面及び底面では、ソース電極層又はドレイン電極層及び一導電性を有する半導体層が露出する。第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、照射した領域に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。レーザビームの照射によるアブレーションを利用して開口を形成する場合には、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いることが好ましい。なお、本実施の形態では、絶縁層４５２及びソース電極層又はドレイン電極層を貫通するように開口を形成する例を示すが、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームのエネルギーや、ソース電極層又はドレイン電極層及び絶縁層等を構成する材料を適宜選択することにより、絶縁層４５２のみを貫通するように、又はソース電極層又はドレイン電極層の上層部が除去され下層部が残存するように開口を形成することも可能である。
絶縁層４５２に形成された開口に画素電極層４５１を形成し、画素電極層４５１及びソース電極層又はドレイン電極層は電気的に接続される。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に開口を形成することができる。よって、リソグラフィー工程を削減又は簡略化することが可能になる。また、本発明は、異なる層に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射してレーザアブレーションさせ、開口を形成することができる。このようにすることで、他の層や基板へのダメージを防ぎつつ、容易にアブレーションさせ開口を形成することができる。したがって、表示装置の製造工程において、コストを低減させ、スループットを向上させることが可能になる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至４、８と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１０）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる表示装置の一例について説明する。
図２０は、本発明を適用したアクティブマトリクス型の電子ペーパーを示す。なお、図２０ではアクティブマトリクス型の電子ペーパーを示すが、本発明はパッシブマトリクス型の電子ペーパーにも適用することができる。
電子ペーパーとしてツイストボール表示方式を用いることができる。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を第１の電極層及び第２の電極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電極層に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
トランジスタ５８０１は逆コプラナ型の薄膜トランジスタであり、ゲート電極層５８０２、ゲート絶縁層５８０４、配線層５８０５ａ、配線層５８０５ｂ、半導体層５８０６を含む。配線層５８０５ａ、配線層５８０５ｂは、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する。また配線層５８０５ｂは第１の電極層５８０７と絶縁層５９０８に形成される開口で接して電気的に接続されている。第１の電極層５８０７と第２の電極層５８０８との間には黒色領域５９００ａ及び白色領域５９００ｂを有し、周りが液体で満たされているキャビティ５９０４を含む球形粒子５８０９が設けられており、球形粒子５８０９の周囲は樹脂等の充填材５９０５で充填されている。
本実施の形態において、トランジスタ５８０１を構成するゲート電極層５８０２、半導体層５８０６、配線層５８０５ａ、５８０５ｂなどは、上記実施の形態で示すように、導電材料又は半導体材料からなる材料層を形成し、当該材料層を適宜選択的にエッチングして形成することができる。
配線層５８０５ｂは絶縁層５９０８に形成された開口で第１の電極層５８０７と電気的に接続される。当該開口は、上記実施の形態１乃至４で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、異なる層（アブレーションさせる層及びその上層に積層された層）に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部或いは全部をアブレーションさせて開口を形成する。本実施の形態では、配線層５８０５ｂに吸収される波長を有する第１のレーザビームと、絶縁層５９０８に吸収される波長を有する第２のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせ、絶縁層５９０８及び配線層５８０５ｂを除去して開口を形成する。第１のレーザビームは、第２のレーザビームと重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有する。第２のレーザビームは、照射した領域に不可逆的な変化を与えない程度のエネルギーを有する。レーザビームの照射によるアブレーションを利用して開口を形成する場合には、配線層５８０５ｂに比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いることが好ましい。なお、本実施の形態では、絶縁層５９０８及び配線層５８０５ｂを貫通するように開口を形成する例を示すが、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームのエネルギーや、配線層及び絶縁層等を構成する材料を適宜選択することにより、絶縁層５９０８のみを貫通するように、又は配線層５８０５ｂの上層部が除去され下層部が残存するように開口を形成することも可能である。
絶縁層５９０８に形成された開口に第１の電極層５８０７を形成し、配線層５８０５ｂと第１の電極層５８０７は電気的に接続される。
レーザアブレーションを利用することで、複雑なリソグラフィー工程を行うことなく、絶縁層に開口を形成することができる。
また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ乃至２００μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極層と第２の電極層との間に設けられるマイクロカプセルは、第１の電極層と第２の電極層によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれている。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能であるため、電波発信源から表示機能付き表示装置を遠ざけた場合であっても、表示された像を保存しておくことが可能となる。
トランジスタはスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設けてもよい。半導体層も非晶質半導体、結晶性半導体、多結晶半導体、微結晶半導体など様々な半導体を用いることができ、有機化合物を用いて有機トランジスタを形成してもよい。
本実施の形態では、具体的には、表示装置の構成がアクティブマトリクス型の場合に関して示すが、勿論本発明はパッシブマトリクス型の表示装置にも適用できる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に開口を形成することができる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になる。また、本発明は、異なる層に吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射してレーザアブレーションさせ、開口を形成することができる。このようにすることで、他の層や基板へのダメージを防ぎつつ、容易にアブレーションさせ開口を形成することができる。したがって、表示装置の製造コストを低減させ、スループットを向上させることができる。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至４と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１１）
次に、実施の形態４乃至１０によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する態様について説明する。
まず、ＣＯＧ方式を採用した表示装置について、図１６（Ａ）を用いて説明する。基板２７００上には、文字や画像などの情報を表示する画素部２７０１が設けられる。複数の駆動回路が設けられた基板を、矩形状に分断し、分断後の駆動回路（ドライバＩＣとも表記）２７５１は、基板２７００上に実装される。図１６（Ａ）は複数のドライバＩＣ２７５１、ドライバＩＣ２７５１の先にＦＰＣ２７５０を実装する形態を示す。また、分割する大きさを画素部の信号線側の辺の長さとほぼ同じにし、単数のドライバＩＣの先にテープを実装してもよい。
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、図１６（Ｂ）で示すように複数のテープを貼り付けて、該テープにドライバＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のテープに単数のドライバＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、ドライバＩＣを固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
これらの表示パネルに実装されるドライバＩＣは、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍ乃至１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。
つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して取り出せばよい。ドライバＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５ｍｍ乃至８０ｍｍ、短辺が１ｍｍ乃至６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
ドライバＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５ｍｍ乃至８０ｍｍで形成されたドライバＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上にドライバＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
また、図１５（Ｂ）のように走査線側駆動回路３７０２は基板上に一体形成される場合、画素部３７０１の外側の領域には、信号線側の駆動回路が形成されたドライバＩＣが実装される。これらのドライバＩＣは、信号線側の駆動回路である。ＲＧＢフルカラーに対応した画素領域を形成するためには、ＸＧＡクラスで信号線の本数が３０７２本必要であり、ＵＸＧＡクラスでは４８００本が必要となる。このような本数で形成された信号線は、画素部３７０１の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ドライバＩＣの出力端子のピッチに合わせて集められる。
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶性半導体により形成されることが好適であり、該結晶性半導体は連続発振のレーザビームを照射することで形成されることが好適である。従って、当該レーザビームを発生させる発振器としては、連続発振の固体レーザ又は気体レーザを用いることが好ましい。連続発振のレーザビームを用いると、結晶欠陥が少なく、大粒径の多結晶半導体層を得ることができる。このような半導体層を用いてトランジスタを作製すると、移動度や応答速度が良好なために高速駆動が可能で、従来よりも素子の動作周波数を向上させることができ、特性バラツキが少ないために高い信頼性を得ることができる。なお、さらなる動作周波数の向上を目的として、トランジスタのチャネル長方向とレーザビームの走査方向と一致させるとよい。これは、連続発振のレーザビームによるレーザ結晶化工程では、トランジスタのチャネル長方向とレーザビームの基板に対する走査方向とが概ね平行（好ましくは−３０度以上３０度以下）であるときに、最も高い移動度が得られるためである。なおチャネル長方向とは、チャネル形成領域において、電流が流れる方向、換言すると電荷が移動する方向と一致する。このように作製したトランジスタは、結晶粒がチャネル方向に延在する多結晶半導体層によって構成される半導体層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル方向に沿って形成されていることを意味する。
レーザ結晶化を行うには、レーザビームの大幅な絞り込みを行うことが好ましく、そのレーザビームの形状（ビームスポット）の幅は、ドライバＩＣの短辺と同じ幅の１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度とすることがよい。また、被照射体に対して、十分に且つ効率的なエネルギー密度を確保するために、レーザビームの照射領域は、線状であることが好ましい。但し、ここでいう線状とは、厳密な意味で線を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形もしくは長楕円形を意味する。例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０以上１００００以下）のものを指す。このように、レーザビームの形状（ビームスポット）の幅をドライバＩＣの短辺と同じ長さとすることで、生産性を向上させた表示装置の作製方法を提供することができる。
図１６（Ａ）、（Ｂ）のように走査線駆動回路及び信号線駆動回路の両方として、ドライバＩＣを実装してもよい。その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにするとよい。
画素領域は、信号線と走査線が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してトランジスタが配置される。本実施の形態は、画素領域に配置されるトランジスタとして、非晶質半導体又はセミアモルファス半導体をチャネル部としたＴＦＴを用いることを特徴とする。非晶質半導体は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等の方法により形成する。セミアモルファス半導体は、プラズマＣＶＤ法で３００℃以下の温度で形成することが可能であり、例えば、外寸５５０ｍｍ×６５０ｍｍの無アルカリガラス基板であっても、トランジスタを形成するのに必要な膜厚を短時間で形成できるという特徴を有する。このような製造技術の特徴は、大画面の表示装置を作製する上で有効である。また、セミアモルファスＴＦＴは、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより２ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ乃至１０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度を得ることができる。このように、システムオンパネル化を実現した表示パネルを作製することができる。
半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いることにより、走査線側駆動回路も基板上に一体形成することができる。なお、半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いる場合には、走査線側駆動回路及び信号線側駆動回路の両方にドライバＩＣを実装するとよい。
その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにすることが好適である。例えば、走査線側のドライバＩＣを構成するトランジスタには３０Ｖ程度の耐圧が要求されるものの、駆動周波数は１００ｋＨｚ以下であり、比較的高速動作は要求されない。従って、走査線側のドライバを構成するトランジスタのチャネル長（Ｌ）は十分大きく設定することが好適である。一方、信号線側のドライバＩＣのトランジスタには、１２Ｖ程度の耐圧があれば十分であるが、駆動周波数は３Ｖにて６５ＭＨｚ程度であり、高速動作が要求される。そのため、ドライバを構成するトランジスタのチャネル長などはミクロンルールで設定することが好適である。
ドライバＩＣの実装方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法やワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法を用いることができる。
ドライバＩＣの厚さは、対向基板と同じ厚さとすることで、両者の高さはほぼ同じものとなり、表示装置全体としての薄型化に寄与する。また、それぞれの基板を同じ材質のもので作製することにより、この表示装置に温度変化が生じても熱応力が発生することなく、ＴＦＴで作製された回路の特性を損なうことはない。その他にも、本実施形態で示すようにＩＣチップよりも長尺のドライバＩＣで駆動回路を実装することにより、１つの画素領域に対して、実装されるドライバＩＣの個数を減らすことができる。
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
（実施の形態１２）
実施の形態４乃至１１によって作製される表示パネル（ＥＬ表示パネル、液晶表示パネル）において、半導体層を非晶質半導体、又はＳＡＳで形成し、走査線側の駆動回路を基板上に形成する例を示す。
図２２は、１ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ乃至１５ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度が得られるＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴで構成する走査線側駆動回路のブロック図を示している。
図２２において８５００で示すブロックが１段分のサンプリングパルスを出力するパルス出力回路に相当し、シフトレジスタはｎ個のパルス出力回路により構成される。８５０１はバッファ回路であり、その先に画素８５０２が接続される。
図２３は、パルス出力回路８５００の具体的な構成を示したものであり、ｎチャネル型のＴＦＴ８６０１、ＴＦＴ８６０２、ＴＦＴ８６０３、ＴＦＴ８６０４、ＴＦＴ８６０５、ＴＦＴ８６０６、ＴＦＴ８６０７、ＴＦＴ８６０８、ＴＦＴ８６０９、ＴＦＴ８６１０、ＴＦＴ８６１１、ＴＦＴ８６１２、ＴＦＴ８６１３で回路が構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を８μｍとすると、チャネル幅は１０μｍ乃至８０μｍの範囲で設定することができる。
また、バッファ回路８５０１の具体的な構成を図２４に示す。バッファ回路も同様にｎチャネル型のＴＦＴ８６２０、ＴＦＴ８６２１、ＴＦＴ８６２２、ＴＦＴ８６２３、ＴＦＴ８６２４、ＴＦＴ８６２５、ＴＦＴ８６２６、ＴＦＴ８６２７、ＴＦＴ８６２８、ＴＦＴ８６２９、ＴＦＴ８６３０、ＴＦＴ８６３１、ＴＦＴ８６３２、ＴＦＴ８６３３、ＴＦＴ８６３４、ＴＦＴ８６３５で構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を１０μｍとすると、チャネル幅は１０μｍ乃至１８００μｍの範囲で設定することとなる。
このような回路を実現するには、ＴＦＴ相互を配線によって接続する必要がある。
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
（実施の形態１３）
本実施の形態を図２８を用いて説明する。図２８は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２８００を用いてＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。図２８において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。
図２８では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なＴＦＴ又はそのＴＦＴのゲート電極層とソース電極層若しくはドレイン電極層の一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体層で形成されたスティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。
ＴＦＴ基板２８００は、液滴吐出法で形成されたスペーサ２８０６ａ、スペーサ２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。ＴＦＴ２８０２、ＴＦＴ２８０３とそれぞれ接続する発光素子２８０４、発光素子２８０５上であって、ＴＦＴ基板２８００と封止基板２８２０との間にある空隙には少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。
図２８では発光素子２８０４、発光素子２８０５を上方放射型（トップエミッション型）の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃと組み合わせても良い。
外部回路である駆動回路２８０９は、外部回路基板２８１１の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、ＴＦＴ基板２８００に接して若しくは近接させて、熱を機器の外部へ伝えるために使われる、パイプ状の高効率な熱伝導デバイスであるヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成としても良い。
なお、図２８では、トップエミッション型のＥＬ表示モジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造、もちろん上面、下面両方から光が放射する両方放射構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。
また、ＥＬ表示モジュールは、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。また上方放射型の表示装置ならば、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、顔料系の黒色樹脂や、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板としてはλ／４板又はλ／２板を用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、ＴＦＴ素子基板側から順に、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板（λ／４板、又はλ／２板）、偏光板という構成になり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両方放射される両方放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高精細で精密な画像を表示することができる。
ＴＦＴ基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成してもよい。本実施の形態では、ガラス基板を用いるガラス封止を示したが、樹脂による樹脂封止、プラスチックによるプラスチック封止、フィルムによるフィルム封止、など様々な封止方法を用いることができる。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。
本発明を適用して作製したＴＦＴ基板等を備えた表示装置は、工程が一部簡略化し、その製造においてスループットが向上する。したがって、量産性良く表示モジュールを製造することが可能になる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至７、実施の形態１１、１２と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１４）
本実施の形態を図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）を用いて説明する。図３１（Ａ）、図３１（Ｂ）は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２６００を用いて液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
図３１（Ａ）は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間に画素部２６０３と液晶層２６０４が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００の外側には偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されており、対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）の液晶表示モジュールにＯＣＢモードを適用した一例であり、ＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ−ＬＣＤ）となっている。ＦＳ−ＬＣＤは、１フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。よって、３原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも３色全ての表示を行うことができる。一方、１フレーム期間に３色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、ＦＳ方式を用いたＦＬＣモード、及びＯＣＢモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
ＯＣＢモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
また、ＦＳ方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いたＨＶ（Ｈａｌｆ Ｖ）−ＦＬＣ、ＳＳ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ）−ＦＬＣなども用いることができる。ＯＣＢモードは粘度の比較的低いネマチック液晶を用い、ＨＶ−ＦＬＣ、ＳＳ−ＦＬＣには、強誘電相を有するスメクチック液晶を用いることができる。
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高速化は、ＴＮモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが３０μｍ以下の場合に、より効果的である。また、印加電圧を一瞬だけ高く（または低く）するオーバードライブ法により、より高速化が可能である。
図３１（Ｂ）の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃが設けられている。光源は赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃのそれぞれオンオフを制御するために、制御部２９１２が設置されている。制御部２９１２によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
以上に示す液晶表示モジュールは、ＴＦＴ基板２６００の作製に本発明を適用することができる。また、本発明を適用して、ＴＦＴ基板２６００と画素部等を接続するための開口を形成することができる。したがって、一部工程を簡略化することができ、スループットも向上するため、液晶表示モジュールを量産性良く製造することができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至３、実施の形態８、９、１１、１２と適宜自由に組み合わせて用いることが可能である。
（実施の形態１５）
本発明によって形成される表示装置によって、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）を完成させることができる。図２１はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。
本実施の形態に係るテレビジョン装置を構成する表示パネルは、画素部９０１１、信号線側駆動回路９０１２、走査線側駆動回路９０１３で構成される。該表示パネルにおいて、信号線側駆動回路９０１２及び走査線側駆動回路９０１３は、図１５（Ａ）で示すように外付けの駆動回路としてもよいし、図１６（Ａ）に示すようにＣＯＧ方式により別途ドライバＩＣとして実装してもよいし、図１６（Ｂ）に示すようにＴＡＢ方式によりドライバＩＣとして実装してもよい。また、図１５（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路をＴＦＴで形成して基板上に画素部と一体形成してもよいし、図１５（Ｃ）に示すように信号線側駆動回路及び走査線側駆動回路をＴＦＴで形成して基板上に画素部と一体形成してもよい。図１５、図１６の詳細な説明は、上記実施の形態で説明したので、ここでは省略する。
図２１において、その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ９０１４で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路９０１５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９０１６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９０１７などからなっている。コントロール回路９０１７は、走査線側と信号線側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９０１８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９０１４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路９０１９に送られ、その出力は音声信号処理回路９１１０を経てスピーカー９１１３に供給される。制御回路９１１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９１１２から受け、チューナ９０１４や音声信号処理回路９１１０に信号を送出する。
これらの表示モジュールを、図２５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。表示モジュールとして液晶表示モジュールを用いれば液晶テレビジョン装置、ＥＬ表示モジュールを用いればＥＬテレビジョン装置、またプラズマテレビジョン、電子ペーパーなども作製することができる。図２５（Ａ）において、表示モジュールにより主画面２４０３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２４０９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
図２５（Ａ）において、筐体２４０１に表示用パネル２４０２が組みこまれ、受信機２４０５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２４０４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体２４０１に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２４０６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２４０７が設けられていても良い。
また、テレビジョン装置にも、主画面２４０３の他にサブ画面２４０８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２４０３及びサブ画面２４０８を本発明の液晶表示用パネル又はＥＬ表示用パネルで形成しても良いし、主画面２４０３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２４０３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大面積基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、製造コストを抑えて表示装置を製造することができる。
図２５（Ｂ）は例えば２０インチ〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２４１０、表示部２４１１、操作部であるリモコン装置２４１２、スピーカー部２４１３等を含む。本発明は、表示部２４１１の作製に適用される。図２５（Ｂ）のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、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。
本発明を適用して、表示装置のＴＦＴと画素を接続する開口等を形成することができる。その結果、簡略化した工程とすることができ、表示装置の製造において、スループットを向上させることができる。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至１４と適宜自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１６）
本発明に係る電子機器として、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）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末機器、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図２６を参照して説明する。
図２６（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯情報端末機器を量産性良く製造することができる。
図２６（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、本体９７００、表示部９７０１等を含んでいる。表示部９７０１は本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、デジタルビデオカメラを量産性良く製造することができる。
図２６（Ｃ）に示す携帯電話機は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯電話機を量産性良く製造することができる。
図２６（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる。表示部９３０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯型のテレビジョン装置を量産性良く製造することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに、本発明に係る表示装置を適用することができる。
図２６（Ｅ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯型のコンピュータを量産性良く製造することができる。
このように、本発明に係る表示装置を適用することで、電子機器を量産性良く製造することができる。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至１５と自由に組み合わせることができる。
本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明に係るレーザ加工装置を説明する図。 本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図。 本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明が適用される電子機器の例を示す図。 本発明が適用される電子機器の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示モジュールの構成例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示モジュールの構成例を示す図。 本発明に係るレーザ加工装置を説明する図。 本発明に係るレーザ加工装置を説明する図。
符号の説明
１０ 基板
１２ 導電層
１４ 第１材料層
１６ 第２材料層
１８ 第１のレーザビーム
１９ 第１ビームスポット
２０ 第２のレーザビーム
２１ 第２ビームスポット
２２ 重畳照射領域
２４ 開口
２６ 導電層
３０ 第１のレーザビーム
３１ 第１ビームスポット
３２ 第２のレーザビーム
３３ 第２ビームスポット
３４ 重畳照射領域

Claims (14)

  1. 第１材料層を形成し、
    前記第１材料層上に第２材料層を形成し、
    前記第１材料層及び前記第２材料層に、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームを照射して、少なくとも前記第２材料層の一領域を除去するものであり、
    前記第１のレーザビームは前記第１材料層に吸収され、
    前記第２のレーザビームは前記第２材料層に吸収され、
    前記第１のレーザビーム及び前記第２のレーザビームは前記領域にて重畳することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  2. 第１材料層を形成し、
    前記第１材料層上に第２材料層を形成し、
    前記第１材料層及び前記第２材料層に、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームを照射して、少なくとも前記第２材料層の一領域を除去するものであり、
    前記第１のレーザビームの発振波長は前記第１材料層の吸収波長領域内であり、
    前記第２のレーザビームの発振波長は前記第２材料層の吸収波長領域内であり、
    前記第１のレーザビーム及び前記第２のレーザビームは前記領域にて重畳することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  3. 第１材料層を形成し、
    前記第１材料層上に第２材料層を形成し、
    前記第１材料層及び前記第２材料層に、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームを照射して、少なくとも前記第２材料層の一領域を除去するものであり、
    前記第１のレーザビームは４００ｎｍ以上の発振波長を有し、
    前記第２のレーザビームは４００ｎｍ以下の発振波長を有し、
    前記第１のレーザビーム及び前記第２のレーザビームは前記領域にて重畳することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第１のレーザビームの波長は、前記第２のレーザビームの波長よりも長いことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第１のレーザビームはＹＡＧレーザから射出される第２高調波を用い、
    前記第２のレーザビームはＹＡＧレーザから射出される第３高調波を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
    前記領域における前記第１のレーザビームのビームスポット面積Ｓ１と、前記領域における前記第２のレーザビームのビームスポット面積Ｓ２とは、Ｓ１＜Ｓ２を満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
    前記領域における前記第１のレーザビームのビーム径Ｗ１と、前記領域における前記第２のレーザビームのビーム径Ｗ２とは、Ｗ１＜Ｗ２を満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  8. 発振波長が４００ｎｍ以上の第１レーザと、
    発振波長が４００ｎｍ以下の第２レーザと、
    前記第１レーザから射出されるレーザビーム及び前記第２レーザから射出されるレーザビームを、被照射体において重畳して照射されるように制御する光学系と、
    前記被照射体を保持して移動可能なステージと、
    を具備し、
    前記被照射体に対して、前記第１レーザから射出されるレーザビーム及び前記第２レーザから射出されるレーザビームを重畳して照射することにより、前記被照射体の一部を除去することを特徴とするレーザ加工装置。
  9. 発振波長が４００ｎｍ以上の第１レーザと、
    発振波長が４００ｎｍ以下の第２レーザと、
    前記第１レーザから射出されるレーザビームを被照射体に照射されるように制御する第１の光学系と、
    前記被照射体において、前記第１レーザから射出されるレーザビームと重畳して照射されるように、前記第２レーザから射出されるレーザビームを制御する第２の光学系と、
    前記被照射体を保持して移動可能なステージと、
    を具備し、
    前記被照射体に対して、前記第１レーザから射出されるレーザビーム及び前記第２レーザから射出されるレーザビームを重畳して照射することにより、前記被照射体の一部を除去することを特徴とするレーザ加工装置。
  10. 請求項９において、
    前記第１レーザから射出されるレーザビーム及び前記第２レーザから射出されるレーザビームは、相対する方向から照射されることを特徴とするレーザ加工装置。
  11. 請求項８乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記第１レーザは可視光レーザであり、
    前記第２レーザは紫外レーザであることを特徴とするレーザ加工装置。
  12. 固体レーザと、
    前記固体レーザから射出されるレーザビームの波長を分離するビームスプリッタと、
    前記ビームスプリッタにより分離される前記固体レーザの第２高調波のレーザビーム及び前記ビームスプリッタにより分離される前記固体レーザの第３高調波のレーザビームを、被照射体において重畳して照射されるように制御する光学系と、
    前記被照射体を保持して移動可能なステージと、
    を具備し、
    前記被照射体に対して、前記固体レーザの第２高調波のレーザビーム及び前記固体レーザの第３高調波のレーザビームを重畳して照射することにより、前記被照射体の一部を除去することを特徴とするレーザ加工装置。
  13. 請求項１２において、
    前記固体レーザは、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＡｌＯ３レーザ又はＧｄＶＯ４レーザであることを特徴とするレーザ加工装置。
  14. 請求項８乃至請求項１３のいずれか一において、
    前記光学系はミラー又は集光レンズが組み合わされていることを特徴とするレーザ加工装置。
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