JP2008177553A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】フォトレジストを用いることなく薄膜を加工することができる加工方法及び半導体装置の作製方法を提供する。特に、容易に薄膜を加工できる方法及び加工後の薄膜の不良を防止する方法及び半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
【解決手段】基板上に光吸収層を形成し、光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームが照射された領域の光吸収層を除去する。残存する光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、光吸収層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくする。
【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、絶縁層等の薄膜をレーザ加工する方法に関する。
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、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状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、レジスト剥離といった多段階の工程が必要になる。よ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するという問題がある。
例えば、本出願人は、フォトレジストを用いることなく線状のパターンを形成する技術を提案している。具体的には、透明導電膜（ＩＴＯ）にエキシマレーザを線状に照射して線状開口を形成し、パターンを形成する技術を提案している（例えば、特許文献１参照）。
また、特許文献２には、一度エッチングマスクとして用いたレジストマスクを体積膨張させて異なる形状のエッチングマスクを形成し、１回のフォトリソグラフィー工程で２種類のパターンを形成する方法が記載されている。
特開昭６３−８４７８９号公報 特開２０００−１３３６３６号公報
本発明は、フォトレジストを用いることなく薄膜を加工することができる加工方法及び当該加工方法を用いた半導体装置を作製する方法を提供することを課題とする。また、容易に薄膜を加工できる方法及び加工後の薄膜の不良を防止する方法及び当該加工方法を用いた半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
本発明は薄膜加工前後で、加工する薄膜の応力を制御することを特徴としている。また、本発明は、フォトレジストを用いることなく、レーザビームを利用して半導体層、導電層、絶縁層等の薄膜を加工することを特徴とする。本発明に係る薄膜加工は、レーザビームの照射によるアブレーションを利用する薄膜加工と、レーザビームの照射により付着力が低下する層（剥離層）を利用する薄膜加工を含む。
基板上にレーザビームを吸収する層を少なくとも形成し、当該レーザビームを吸収する層又はレーザビームを吸収する層に接する層を所望の形状に加工する。薄膜加工は、レーザビームの照射を利用する。加工する薄膜は、加工前は引っ張り応力を有する層とすることが好ましい。加工前の薄膜を引っ張り応力を有する層とすることで、所望の領域を容易に除去することが可能になる。また、加工後の薄膜は、引っ張り応力を小さくすることが好ましい。より好ましくは圧縮応力とするのが望ましい。加工後の薄膜の引っ張り応力を小さくすることで、膜剥がれ等の不良を防止することができる。加工後の薄膜は、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加することで、引っ張り応力を小さくすることが可能である。
本発明に係る薄膜加工において、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は、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）とする。また、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）とは、レーザビームを照射することにより薄膜の照射領域の一部が固体状態から気体状態に変化して昇華され除去される現象、或いは固体状態から液体状態を経て気体状態に変化して蒸発され除去される現象のことをいう。
本発明は、基板上に光吸収層を形成し、光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームが照射された領域の光吸収層を除去し、残存する光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、光吸収層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする。
本発明の他の構成は、基板上に光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、透光性を有する層及び光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームが照射された領域の透光性を有する層を少なくとも除去し、残存する透光性を有する層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記透光性を有する層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする。
本発明の他の構成は、基板上に第１材料層、光吸収層を順に積層して形成し、光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームが照射された領域の光吸収層を除去し、残存する光吸収層をマスクとして第１材料層を選択的にエッチングし、残存する光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、光吸収層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする。
本発明の他の構成は、基板上に第１材料層、光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、透光性を有する層及び光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームが照射された領域の透光性を有する層及び光吸収層を除去し、残存する透光性を有する層及び光吸収層をマスクとして第１材料層を選択的にエッチングし、残存する透光性を有する層及び光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記透光性を有する層及び光吸収層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする。
本発明の他の構成は、基板上に光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、前記透光性を有する層及び光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームが照射された領域の透光性を有する層を少なくとも除去して開口を形成し、残存する透光性を有する層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、透光性を有する層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくし、開口に導電層を形成して光吸収層と電気的に接続させることを特徴とする。
本発明の他の構成は、基板上に第１材料層、光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、透光性を有する層及び光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームが照射された領域の透光性を有する層及び光吸収層を除去して開口を形成し、残存する透光性を有する層及び光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、透光性を有する層及び光吸収層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくし、開口に導電層を形成して第１材料層と電気的に接続させることを特徴とする。
光吸収層は、レーザビームを吸収する層を形成することが好ましい。具体的には、光吸収層は導電材料又は半導体材料を用いて形成することができる。
また、本発明の他の構成は、基板上に第１材料層、剥離層を順に積層して形成し、剥離層にレーザビームを選択的に照射して剥離層の付着力を低下させ、レーザビームが照射された領域の剥離層を除去し、残存する剥離層をマスクとして第１材料層を選択的にエッチングし、残存する剥離層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、剥離層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする。
また、本発明の他の構成は、基板上に第１材料層、剥離層、透光性を有する層を順に積層して形成し、透光性を有する層及び剥離層にレーザビームを選択的に照射して剥離層の付着力を低下させ、レーザビームが照射された領域の剥離層及び剥離層に接する透光性を有する層を除去し、残存する透光性を有する層及び剥離層をマスクとして第１材料層を選択的にエッチングし、残存する透光性を有する層及び剥離層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、透光性を有する層及び剥離層の引っ張り応力をレーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする。
剥離層としては、レーザビームを吸収する層を形成することが好ましい。具体的には、金属酸化物層を形成することが好ましい。
また、透光性を有する層としては、レーザビームを透過する層を形成することが好ましい。第１材料層は、導電材料又は半導体材料を用いて形成することが好ましい。
また、一導電型を付与する不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）又はヒ素（Ａｓ）、ｐ型を付与する不純物元素であるボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、又はガリウム（Ｇａ）を添加することができる。また、不活性元素としては、窒素（Ｎ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）又はキセノン（Ｘｅ）を添加することができる。
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容易に薄膜を加工することができる。また、薄膜加工後、加工した薄膜の膜剥がれ等の不良を防止することができる。よって、本発明は薄膜等で構成される半導体装置の製造工程を容易にし、歩留まり良く、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。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を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工程を行うことなく、所望の領域を加工することを特徴とする。本実施の形態では、レーザビームの照射により、所望の形状の薄膜パターンを形成する。以下、本発明を適用し、薄膜を加工して所望の形状の薄膜パターンを形成する方法の例について、図１を用いて具体的に説明する。また、図２に、図１の斜視図の一例を示す。
基板１００上に絶縁層１０２、光吸収層１０４を順に積層して形成する。光吸収層１０４に対して、レーザビーム１０６を選択的に照射する（図１（Ａ）、図２（Ａ）参照）。図２（Ａ）では、光吸収層１０４にレーザビーム１０６が照射される領域を照射領域１０７として示し、レーザビーム１０６が照射されない領域を非照射領域１０５として示す。なお、図２（Ａ）に示すのはあくまで一例であり、非照射領域１０５の形状等は適宜選択すればよい。
基板１００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。絶縁層１０２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、単層構造又は積層構造で形成する。絶縁層１０２は下地絶縁層として機能する。基板１００上に絶縁層１０２を設けることで、レーザビーム１０６を照射した際の基板１００へのダメージを防止することができる。なお、絶縁層１０２は設けなくともよい。ここでは、基板１００としてガラス基板を用い、基板１００上に絶縁層１０２として窒化酸化シリコンと酸化窒化シリコンの積層構造を形成する。
光吸収層１０４は、レーザビーム１０６を吸収する層を形成する。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）、タングステン（Ｗ）等の金属元素、又は当該金属元素を含む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。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。また、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、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。その他、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。
光吸収層１０４は、上述した材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により、単層構造又は積層構造で形成する。ここでは、光吸収層１０４としてタングステン層を、スパッタリング法を用いて形成する。
また、光吸収層１０４は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。光吸収層１０４として引っ張り応力を有する層を形成すると、レーザビーム１０６を照射して光吸収層１０４の一部をアブレーションさせて除去し、所望の形状の薄膜（光吸収層）パターンを形成する際に、薄膜パターンの側端面でのバリ等の発生を低減することができる。また、光吸収層１０４を引っ張り応力を有する層とすることで、光吸収層１０４のアブレーションを起こりやすくすることができる。その結果、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。なお、選択する材料によっては光吸収層１０４として引っ張り応力を有する層を形成することができない場合もある。その場合は、光吸収層１０４が引っ張り応力に近い応力となるように形成する、或いは光吸収層１０４の圧縮応力が小さくなるように形成するのが好ましい。
なお、スパッタリング法を用いて光吸収層１０４を形成する場合、光吸収層１０４の有する応力は、成膜時の電力が一定の場合、成膜時の圧力によって制御することが可能である。光吸収層１０４として引っ張り応力を有する層を形成したい場合は、成膜時の圧力を高くするのが好ましい。例えば、光吸収層１０４としてタングステン層を形成する場合は、タングステンターゲットを用い、成膜電力４ｋＷとし、成膜圧力２．０Ｐａ程度にすることで、引っ張り応力を有するタングステン層を、膜厚２００ｎｍで形成することができる。
その他、光吸収層１０４を引っ張り応力とする条件として、スパッタリング法を用いて成膜する場合は、成膜時の電力を高くする、成膜時の基板温度を高くすることが好ましい。また、光吸収層１０４の成膜後でも加熱することで光吸収層１０４を引っ張り応力に近づけることが可能である。
レーザビーム１０６は、光吸収層１０４に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。例えば、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択して照射する。レーザビーム１０６は、具体的には、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等の半導体レーザ等を用いて得ることができる。固体レーザを用いる場合は、基本波から第５高調波まで適宜選択して用いればよい。また、レーザビーム１０６は、連続発振（ＣＷ）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。なお、パルス発振のレーザビーム１０６を用いる場合、パルス幅がピコ秒台（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームが得られるパルス発振のレーザを用いてもよい。このようなレーザビームは、ピコ秒レーザ、又はフェムト秒レーザ等の超短パルスレーザを用いて得ることができる。
レーザビーム１０６のエネルギーは、光吸収層１０４内における気体の放出や光吸収層１０４の蒸発を起こさせる程度が好ましい。なお、アブレーションはある閾値以上のエネルギーが与えられた場合に起きることが知られている。本明細書ではアブレーションが起きるエネルギーの閾値をアブレーション閾値ともいう。本実施の形態において、レーザビーム１０６のエネルギーはアブレーション閾値以上であることが好ましい。また、アブレーションは任意の層で起こるわけではなく、レーザビームを吸収することができる層、又はレーザビームを吸収することができる層に接する層で起きる。
ここで、本発明に適用することが可能なレーザ照射装置の例について、図９、図１０を用いて説明する。
図９に示すレーザ照射装置は、フォトマスクを用いて被照射体にレーザビームを照射する装置の模式図である。
図９において、レーザ照射装置１７２０は、レーザ発振装置１７０２と、レーザビームを成形する第１の光学系１７０４と、レーザビームを均一化する第２の光学系１７０６と、マスクホルダ１７０９と、第３の光学系１７１０と、ステージ１７１２とを具備している。マスクホルダ１７０９には、フォトマスク１７０８が配置される。ステージ１７１２には、被照射体１７００が配置される。
レーザ発振装置１７０２から射出されたレーザビーム１７０５は、第１の光学系１７０４を通り成形される。成形されたレーザビーム１７０５は、第２の光学系１７０６を通り、均一化される。そして、成形され、均一化されたレーザビーム１７０５がフォトマスク１７０８を通過し、第３の光学系１７１０内で所望の倍率に縮小され、ステージ１７１２上に保持された被照射体１７００上にパターンを結像する。
レーザ発振装置１７０２は、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等の半導体レーザ等を備えることができる。固体レーザを備える場合は、基本波から第５高調波のレーザビームを射出することができる。また、固体レーザを備えると、メンテナンスフリーの状態を長く保てるという利点や、出力が比較的安定している利点を有する。レーザ発振装置１７０２から得られるレーザビーム１７０５は、図１（Ａ）に示すレーザビーム１０６に相当する。
なお、レーザ発振装置１７０２は、連続発振のレーザ又はパルス発振のレーザのどちらを備えてもよい。また、パルス発振のレーザとして、パルス幅がピコ秒台（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームが得られるピコ秒レーザ、又はフェムト秒レーザ等の超短パルスレーザを備えることもできる。
第１の光学系１７０４は、レーザ発振装置１７０２から射出されたレーザビームを所望の形状に成形するための光学系である。具体的には、レーザビームの断面形状を、円形、楕円形、或いは矩形等の面状、または線状（厳密には、細長い長方形状）等に成形する。例えば、第１の光学系１７０４にエキスパンダ等を用いて、レーザビームのビーム径を調整すればよい。その他、レーザビームの偏光方向を揃えるポーラライザーや、レーザビームのエネルギーを調整するアテニュエーター、スペクトロメーター等を設けてもよい。
第２の光学系１７０６は、第１の光学系１７０４により成形されたレーザビームのエネルギー分布を均一化するための光学系である。具体的には、フォトマスク１７０８を通過するレーザビームのエネルギー分布を均一化する。例えば、ホモジナイザ等を用いて、レーザビームのエネルギー分布を均一化すればよい。また、レーザビームが効率良くフォトマスク１７０８に導入されるように、ホモジナイザとフォトマスク１７０８との間にフィールドレンズ等を設けて集光させてもよい。
ミラー１７０７は、第２の光学系１７０６でエネルギー分布が均一化されたレーザビームの光路を制御するために設けている。ここでは、ミラー１７０７に照射されたレーザビームが鉛直方向に曲げられる。
フォトマスク１７０８としては、バイナリーマスクを用いることができる。バイナリーマスクは、石英等の透光性を有する基板上に、クロムや酸化クロム等の光を吸収する遮光層が選択的に形成されている。遮光層が形成されない領域において、光を透過することができる。
また、被照射体１７００に照射されるレーザビームのエネルギーが高いとき、透光性を有する基板及び遮光層の間に反射層を形成することが好ましい。反射層を設けることにより、遮光層におけるレーザビームの吸収量を低減することができる。このため、レーザビームの光吸収によるエネルギーの熱転化及び当該熱による遮光層のパターンが変形することを回避することができる。
反射層としては、誘電体ミラーや反射性を有する層を用いることができる。誘電体ミラーとは、屈折率の異なる２種類の透明な層を交互に積層したものである。このとき２種類の透明な層の屈折率が大きいほど、また層数が多いほど反射効率は高くなる。なお、誘電体ミラーは照射されるレーザビームの波長により適宜積層する材料を選択する。例えば可視光を反射する誘電体ミラーの積層構造としては、二酸化チタン及び二酸化シリコンの積層構造、硫化亜鉛及びフッ化マグネシウムの積層構造、アモルファスシリコン及び窒化シリコンの積層構造などがある。
また、反射性を有する層として、アルミニウム、金、銀、ニッケル等で形成される層を用いてもよい。さらには、誘電体ミラー及び反射性を有する層を積層させてもよい。
また、フォトマスク１７０８として、位相シフトマスクを用いることができる。位相シフトマスクを用いることにより、微細な形状、具体的には幅が小さい層、または幅及び長さが小さい層を形成することができる。
第３の光学系１７１０は、フォトマスク１７０８を通過してパターン化されたレーザビームを縮小するための光学系である。レーザビームはフォトマスク１７０８の透過領域のみ透過するため、フォトマスク１７０８を通過したレーザビームは、透過領域で形成されるパターンに対応したものとなる。第３の光学系１７１０は、フォトマスク１７０８によるレーザビームのパターン形状を維持したまま、縮小して被照射体１７００に結像する光学系である。例えば、５分の１、１０分の１等に縮小する縮小レンズ、代表的にはプロジェクションレンズを用いればよい。
被照射体１７００は、基板上に所望の薄膜が形成された積層体である。被照射体１７００は、基板上にレーザビームを吸収する層が少なくとも形成されている。その他、導電層、半導体層、絶縁層等の薄膜が形成されていてもよい。ここでは、図１（Ａ）に示す基板１００上に絶縁層１０２、光吸収層１０４が順に積層された構造が被照射体１７００に相当する。
被照射体１７００は、ステージ１７１２で保持され、ＸＹＺθ方向に移動することができる。ここでは、光吸収層１０４が上面に向くように、被照射体１７００がステージ１７１２に保持されているものとする。
また、被照射体１７００を保持するステージ１７１２に代えて、ガスを吹きつけて被照射体１７００を浮上させる方法で被照射体１７００を移動させてもよい。大面積の基板サイズとしては、５９０ｍｍ×６７０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６５０ｍｍ×８３０ｍｍが製造ラインで使用されており、さらに６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ、またはこれら以上のサイズが使用されることになると推測される。一辺が１ｍを越えるガラス基板を用いる場合には、基板の自重による撓みを軽減できる搬送方法、例えばガスを吹きつけて基板を浮上させる方法で基板を移動させることが好ましい。
また、横に置かれた基板を保持するステージに代えて、縦に立っている基板を保持するホルダーを用いても良い。基板を立てながらレーザビームを照射することにより、飛散物を基板から除去することができる。
レーザ照射装置１７２０には、フォトマスク１７０８にレーザビームが均一に照射されているかを監視、制御するための受光素子を設けてもよい。その他、基板にレーザビームの焦点を合わせるためのオートフォーカス機構として、受光素子を設けてもよい。受光素子の代表例としては、ＣＣＤカメラがある。
また、光学系を用いて、線状レーザビーム、又は矩形状レーザビーム或いは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームに加工することで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、大面積基板に、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、量産性を向上させることができる。
図１０に示すレーザ照射装置は、レーザビームを照射する面積及び位置をＣＡＤ装置で設計されたデータを用いて制御することができる。このようなレーザ照射装置を用いることにより、フォトマスクを用いずとも選択的にレーザビームを照射することができる。
図１０はレーザ照射装置の一例を示す斜視図である。射出されるレーザビーム１０１５はレーザ発振装置１００３（ＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどを備える）から出力され、レーザビーム１０１５の断面形状を矩形状とするための第１の光学系１００４と、レーザビーム１０１５の断面形状を成形するための第２の光学系１００５と、レーザビーム１０１５のエネルギー分布を均一化するための第３の光学系１００６とを通過し、反射ミラー１００７で光路を鉛直方向に曲げられる。その後、被照射体１０１０に照射されるレーザビーム１０１５の面積及び位置を選択的に調節する電気光学素子１００８にレーザビーム１０１５を通過させてレーザビーム１０１５を被照射体１０１０に照射する。なお、ここではレーザビーム１０１５は、図１（Ａ）に示すレーザビーム１０６に相当する。また、被照射体１０１０は、基板上に所望の薄膜が形成された積層体であり、少なくとも基板上にレーザビームを吸収する層が形成された構造を有する。ここでは、被照射体１０１０は、図１（Ａ）に示す基板１００上に絶縁層１０２、光吸収層１０４が順に積層された構造が相当する。
レーザ発振装置１００３としては、図９に示すレーザ発振装置１７０２を適宜用いることができる。また、第１の光学系１００４としては、スリット等を用いることができる。また、第２の光学系１００５、第３の光学系１００６、及びステージ１００９はそれぞれ、図９の第１の光学系１７０４、第２の光学系１７０６、及びステージ１７１２を適宜適用することができる。
制御装置１０１６は、代表的にはコンピュータがあり、半導体装置の設計データを格納する記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）や、ＣＰＵ等を含むマイクロプロセッサを有する。制御装置１０１６から、電気光学素子１００８に半導体装置を設計するためのＣＡＤデータに基づく電気信号を入力することで、基板に照射するレーザビームの位置及び面積を制御する。また、被照射体１０１０を固定したステージ１００９を移動させる場合、レーザ発振装置１００３の射出タイミングと、電気光学素子１００８に入力する電気信号と、ステージ１００９の移動速度を同期させることで、レーザビーム１０１５の照射位置及び面積を制御することができる。
電気光学素子１００８は、半導体装置の設計ＣＡＤデータに基づく電気信号を入力することで、光シャッターまたは光リフレクターとして機能し、可変のマスクとして機能する。光シャッターとなる電気光学素子１００８に入力する電気信号を制御装置１０１６により変更することで、レーザビーム１０１５の面積及び位置を変更することが可能である。即ち、薄膜を加工する面積及び位置を選択的に変更することができる。このため、レーザビーム１０１５の断面形状を線状、矩形状、さらには任意の形状とすることができ、複雑な形状のレーザビームも照射することができる。
電気光学素子１００８としては、光透過する面積を選択的に調節できる素子、例えば、液晶材料、エレクトロクロミック材料を有する素子がある。また選択的に光反射が調節できる素子、例えばデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤともいう）がある。ＤＭＤとは空間光変調器の一種であり、静電界作用などによって固定軸周りに回転するマイクロミラーと呼ばれる複数の小型ミラーがＳｉ等の半導体基板にマトリクス状に配置されたデバイスである。また、他の電気光学素子としては、電気光学効果により透過光を変調する光学素子であるＰＬＺＴ素子を用いることができる。なお、ＰＬＺＴ素子とは、鉛、ランタン、ジルコニウム、チタンを含む酸化物セラミックスで、それぞれの元素記号の頭文字からＰＬＺＴと呼ばれているデバイスである。ＰＬＺＴ素子は、透明なセラミックで光を透過するが、電圧をかけると光の偏光の向きを変えることができ、偏光子と組み合わせることによって光シャッターが構成される。ただし、電気光学素子１００８は、レーザビーム１０１５を通過させても耐えうるデバイスを用いる。
電気光学素子１００８は、レーザビーム１０１５が通過できる領域を被照射体１０１０と同じとすることができる。電気光学素子１００８において、レーザビーム１０１５が通過できる領域を被照射体１０１０と同じとする場合、被照射体１０１０と電気光学素子１００８の位置合わせをしてそれぞれの位置を固定したままレーザビーム１０１５を走査する。なお、この場合、１回の薄膜の加工において、電気光学素子１００８に入力する電気信号は１回とする。
レーザ照射装置１０００の小型化を図るために、電気光学素子１００８を少なくとも矩形ビームが通過または反射できるような細長い矩形としてもよい。例えば、細長いＤＭＤを用いる場合、反射の角度を制御するマイクロミラーの個数を少なくすることができるため、変調速度を速くすることができる。また、細長い液晶を用いた電気光学素子１００８を用いる場合にも、走査線や信号線が少なくなり駆動速度を速くすることができるので、同様の効果を得ることができる。また、電気光学素子１００８を細長い矩形とした場合、１回の薄膜の加工において、電気光学素子１００８に入力する電気信号を変更する回数は複数回とする。矩形ビームの走査に同期するように、電気光学素子１００８に入力する電気信号を順次変更させることで、薄膜の加工が連続的に行われる。
また、被照射体１０１０に照射されるレーザビーム１０１５のビームスポットの形状は、矩形状または線状とすることが好ましく、具体的には、短辺が１ｍｍ乃至５ｍｍ、且つ長辺が１０ｍｍ乃至５０ｍｍの矩形状とするのが好ましい。収差の少ないビームスポットとしたい場合には、５ｍｍ×５ｍｍ乃至５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形としてもよい。また、被照射体１０１０に大面積基板を用いる場合には、処理時間を短縮するため、レーザビームのビームスポットの長辺を２０ｃｍ乃至１００ｃｍとすることが好ましい。さらには、１ショットあたりの面積を上記大きさとし、その中で複雑なビームスポット形状のレーザビームが照射されるように電気光学素子１００８を制御してもよい。例えば、配線の形状と同様のビームスポット形状を形成するレーザビームを照射することもできる。
さらには、矩形状または線状のレーザビームを重ね合わせて複雑なビームスポット形状を形成するレーザビームを用いてもよい。
また、図１０に示すレーザ照射装置１０００において、レーザ発振装置及び光学系を複数設置して大面積の基板を短時間に処理してもよい。具体的には、ステージの上方に複数の電気光学素子を設置して、それぞれに対応するレーザ発振装置からレーザビームをそれぞれ照射して基板１枚における処理面積を分担してもよい。同様に、図９に示すレーザ照射装置１７２０もレーザ発振装置及び光学系を複数設置して大面積の基板を短時間に処理してもよい。
また、図１０に示すレーザ照射装置１０００において、レーザ発振装置と、被照射体との間の光路上に複数の光学系を配置し、さらに微細な加工を行ってもよい。具体的には、被照射体より大きい電気光学素子及び縮小用の光学系を有するステッパー方式を用い縮小投影することで、レーザビームの面積及び位置を微細に加工することができる。また、ミラープロジェクジョン方式を用いた等倍投影をしてもよい。
また、制御装置１０１６に電気的に接続する位置アライメント手段を設置することが好ましい。照射位置のアライメントは、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を設置し、撮像素子から得られるデータを基にレーザ照射を行うことで高精度に行うことができる。また、図１０に示すレーザ照射装置１０００において、所望の位置にレーザビームを照射して位置マーカを形成することもできる。
また、図９に示すレーザ照射装置１７２０、又は図１０に示すレーザ照射装置１０００において、レーザビームの照射によって粉塵が生じた場合、粉塵が被照射体に付着しないようにするためのブロー手段、または粉塵のバキューム手段を設置することが好ましい。レーザビームの照射を行いながら、同時にブロー、または粉塵のバキュームを行うことで粉塵が被処理体表面に付着することを防止できる。
なお、図１０及び図９に示すレーザ照射装置は一例であり、レーザビームの光路に配置する各光学系や電気光学素子の位置関係は特に限定されない。例えば、レーザ発振装置を被照射体の上方に配置し、レーザ発振装置から射出するレーザビームが基板面に垂直な方向となるように配置すれば、反射ミラーを用いずともよい。また、各光学系は、集光レンズ、ビームエキスパンダ、ホモジナイザ、または偏光子などを用いればよく、これらを組み合わせてもよい。また、各光学系としてスリットを組み合わせてもよい。
また、図１０に示すレーザ照射装置１０００において、被照射体上でレーザビームの照射領域を２次元的に、適宜、レーザビームまたは被照射体を走査させることによって、被照射体の広い面積に照射を行うことができる。ここでは、被照射体１０１０を保持しているステージ１００９をＸＹ方向に移動させる移動手段（図示しない）で走査を行う。
また、制御装置１０１６は、基板ステージ１００９をＸＹ方向に移動させる移動手段も制御できるように連動させることが好ましい。さらに、制御装置１０１６は、レーザ発振装置１００３も制御できるように連動させることが好ましい。さらに、制御装置１０１６は、位置マーカを認識するための位置アライメント機構と連動させることが好ましい。
図９に示すレーザビーム１７０５、図１０に示すレーザビーム１０１５は、それぞれ被照射体１７００、被照射体１０１０に形成された光吸収層又は光吸収層に接する薄膜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とする。具体的には、被照射体１７００、１０１０に光吸収層が形成されている場合、レーザビーム１７０５、１０１５は光吸収層のアブレーション閾値以上のエネルギーを有することが好ましい。
なお、レーザビーム１７０５、１０１５の照射は大気圧下、または減圧下で行うことができる。減圧下で行うと、被照射体にレーザビームを照射することで発生する粉塵等の回収が容易となる。
また、被照射体１７００を加熱しながらレーザビーム１７０５を照射してもよい。同様に、被照射体１０１０を加熱しながらレーザビーム１０１５を照射してもよい。
図９又は図１０に示すようなレーザ照射装置を適用して照射されるレーザビーム１０６は、光吸収層１０４で吸収される。光吸収層１０４は、レーザビーム１０６によりアブレーションされて除去される。なお、レーザビーム１０６は選択的に照射されており、光吸収層１０４はレーザビーム１０６が照射された領域においてアブレーションされる。その結果、所望のパターン形状を有する光吸収層１０８が残存する。（図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照）。
次に、光吸収層１０８に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素１１０を添加する（図１（Ｃ）参照）。一導電型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等のｎ型を付与する元素、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等のｐ型を付与する元素等を用いることができる。不活性元素としては、窒素（Ｎ）、又はヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス元素を用いることができる。これらの元素のうち１つ又は複数を、光吸収層１０８に添加する。不純物元素又は不活性元素１１０の添加は、イオン注入法や熱拡散法等のドーピング法を用いればよい。また、不純物元素又は不活性元素１１０の濃度は、特に限定されないが、１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加するのが好ましい。ここでは、タングステンを用いて形成した光吸収層１０８に、イオン注入法を用いて、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素１１０としてボロン（Ｂ）をドーズ量１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度で添加する。
光吸収層１０８に不純物元素又は不活性元素１１０を添加することで、光吸収層１０８の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム１０６を照射する際の光吸収層１０４よりも、レーザビーム１０６の照射によるアブレーション後の光吸収層１０８の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、光吸収層１０８を圧縮応力にできるとよい。このように光吸収層１０８の引っ張り応力を小さくする、或いは光吸収層１０８を圧縮応力にすることで、後の工程で光吸収層１０８が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で光吸収層１０８を熱処理する場合、引っ張り応力により光吸収層１０８の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
以上で、所望のパターン形状を有し、アブレーション前よりも引っ張り応力が小さい光吸収層１０８を形成することができる。得られた光吸収層１０８は、半導体装置を形成する導電層や半導体層、又はＲＦタグ等に用いられるアンテナ等として用いることができる。引っ張り応力の小さい光吸収層１０８は、膜剥がれ等の不良が生じにくいため、本発明を適用することで歩留まり良く半導体装置を製造することができる。また、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
なお、ここまではレーザビームを吸収することができる層である光吸収層のみをレーザビームの照射により加工する例を説明したが、本発明は特に限定されない。
例えば、光吸収層に接して透光性を有する層を形成する場合にも、本発明を適用することができる。図１１（Ａ）に示すように、基板１００上に絶縁層１０２を介して光吸収層１０４、透光性を有する層１５６を順に積層して形成する。そして、透光性を有する層１５６側から光吸収層１０４に対して、レーザビーム１５８を選択的に照射する。
なお、基板１００上に絶縁層１０２を介して光吸収層１０４が設けられている構造は、図１と同様である。また、レーザビーム１５８についても、前述のレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム１５８は、図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いて、選択的に照射することができる。
透光性を有する層１５６は、レーザビーム１５８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を用いることができる。透光性を有する層１５６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、又は塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成する。なお、透光性を有する層１５６は、レーザビーム１５８の一部を吸収してもよい。ここでは、透光性を有する層１５６として酸化窒化シリコン層を形成する。
また、透光性を有する層１５６は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。透光性を有する層１５６に引っ張り応力を持たせると、レーザビーム１５８の照射により透光性を有する層の一部を除去して所望の形状の薄膜（透光性を有する層）パターンを形成する際に、薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を低減し、精度良く容易に加工することができる。なお、選択する材料によっては、透光性を有する層１５６に引っ張り応力を持たせることが難しい場合もある。その場合は、透光性を有する層１５６が引っ張り応力に近い応力となるように形成する、或いは透光性を有する層１５６の圧縮応力が小さくなるように形成するのが好ましい。
レーザビーム１５８は、透光性を有する層１５６を透過して光吸収層１０４で吸収される。レーザビーム１５８が照射された領域では、光吸収層１０４がレーザビーム１５８の照射により加熱される。その結果、透光性を有する層１５６、又は透光性を有する層１５６及び光吸収層１０４がアブレーションされて除去される。ここでは透光性を有する層１５６及び光吸収層１０４がアブレーションされて、所望のパターン形状を有する透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２が残存する（図１１（Ｂ）参照）。
本発明は、レーザビームを吸収せず（又は吸収しにくく）、単層ではアブレーションしない層（本実施の形態では透光性を有する層１５６）に接してレーザビームを吸収する層（本実施の形態では光吸収層１０４）を形成することで、単層ではアブレーションが起きない層をレーザ加工することを可能にしている。このとき、レーザビームを吸収する層（光吸収層）はレーザビームを吸収しない層（透光性を有する層）を加工するための補助層として機能する。もちろん、レーザビームを吸収する層（光吸収層１０４）はレーザビームを吸収しない層（透光性を有する層１５６）とともにアブレーションさせて除去してもよい。図１１（Ｂ）では、透光性を有する層１５６及び光吸収層１０４をアブレーションさせて除去する例を示している。このように、レーザビームを吸収する層と、レーザビームを吸収しない層或いは吸収しにくい層とを積層構造とすることで、単層ではレーザアブレーションが起きない層をレーザアブレーションを利用して加工することが可能になる。
次に、透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素１６４を添加する（図１１（Ｃ）参照）。不純物元素又は不活性元素１６４は、前述の不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。また、その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。また、不純物元素又は不活性元素１６４は、添加に用いるドーピング法によって適宜イオン注入の深さや拡散の深さを制御することで、光吸収層１６２に添加させることができる。
透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２に不純物元素又は不活性元素１６４を添加することで、透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム１５８を照射する際の透光性を有する層１５６及び光吸収層１０４よりも、レーザビーム１５８の照射によるアブレーション後の透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２を圧縮応力にできるとよい。透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２の引っ張り応力を小さくする或いは圧縮応力にすることで、透光性を有する層１６０又は光吸収層１６２が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２を熱処理する場合、引っ張り応力により透光性を有する層１６０及び光吸収層１６２の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
なお、本実施の形態では、基板上に下地絶縁層を介して光吸収層を設ける構造を示したが、本発明は特に限定されない。例えば、下地絶縁層は設けなくともよいし、基板と光吸収層との間に、絶縁層、導電層、又は半導体層等を単層又は複数層組み合わせて設けてもよい。
また、光吸収層１０４下の絶縁層１０２及び基板１００が透光性を有する場合は、レーザビームを基板１００側から光吸収層１０４に対して照射し、アブレーションすることも可能である。
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、所望のパターン形状を有する層を形成することができる。また、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い半導体装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる薄膜加工の方法の例について、図５、図６を用いて説明する。ここでは、電極や配線として機能する導電層を加工する例について説明する。
基板５００上に絶縁層５０２、第１材料層５０４、光吸収層５０６を順に積層して形成する。光吸収層５０６に対して、レーザビーム５０８を選択的に照射する（図５（Ａ）参照）。なお、基板５００、絶縁層５０２は、上記実施の形態１で示した基板１００、絶縁層１０２と同様のものを用いることができるため、説明は省略する。
第１材料層５０４は、目的に応じた材料を用いて形成する。例えば、第１材料層５０４として導電層を形成したい場合は、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）、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）等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料等の導電材料を用いて形成する。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が挙げられる。また、リン（Ｐ）等の一導電型を付与する不純物元素を添加した多結晶シリコンを用いて形成してもよい。また、第１材料層５０４として、チャネル等を形成する半導体層を形成したい場合は、半導体材料を用いて形成する。例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化亜鉛等の半導体材料を用いることができる。第１材料層４０４は、これらの導電材料や半導体材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
光吸収層５０６は、レーザビーム５０８を吸収する層を形成する。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）、タングステン（Ｗ）等の金属元素、又は当該金属元素を含む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。光吸収層５０６は、上述の材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により、単層構造又は積層構造で形成する。
なお、光吸収層５０６は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。光吸収層５０６として引っ張り応力を有する層を形成することで、所望の形状の薄膜（光吸収層）パターンを形成する際に、薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を抑えることができる。また、光吸収層５０６のアブレーションを起こりやすくすることができる。その結果、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。なお、材料によって光吸収層５０６が引っ張り応力とならない場合もあるが、その場合は光吸収層５０６が引っ張り応力に近い応力となるように形成する、或いは光吸収層５０６の圧縮応力が小さくなるように形成するのが好ましい。
レーザビーム５０８は、光吸収層５０６に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。なお、レーザビーム５０８は、上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム５０８は、上記実施の形態１で説明した図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いることで、選択的に照射することが可能である。
レーザビーム５０８は光吸収層５０６で吸収される。光吸収層５０６は、レーザビーム５０８によりアブレーションされて除去される。なお、光吸収層５０６はレーザビーム５０８が照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有する光吸収層５１０が残存する（図５（Ｂ）参照）。
次に、光吸収層５１０をマスクとして第１材料層５０４を選択的にエッチングし、第２材料層５１２を形成する（図５（Ｃ）参照）。エッチングは、ドライエッチング法やウェットエッチング法を適宜選択して用いればよい。形成される第２材料層５１２のパターンは、レーザビーム５０８が照射されない領域に対応したパターンとなる。
次に、光吸収層５１０に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素５１４を添加する（図５（Ｄ）参照）。不純物元素又は不活性元素５１４は、上記実施の形態１で説明した不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。また、その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。また、不純物元素又は不活性元素５１４は、光吸収層５１０下層の第２材料層５１２に添加してもよい。不純物元素又は不活性元素５１４の添加に適用するドーピング法によって適宜イオン注入の深さや拡散の深さを制御することで、第２材料層５１２に添加させることができる。
光吸収層５１０に不純物元素又は不活性元素５１４を添加することで、光吸収層５１０の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム５０８を照射する際の光吸収層５０６よりも、レーザビーム５０８の照射によるアブレーション後の光吸収層５１０の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、光吸収層５１０を圧縮応力にできるとよい。光吸収層５１０の引っ張り応力を小さくする、或いは光吸収層５１０を圧縮応力にすることで、光吸収層５１０が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で光吸収層５１０に熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力により光吸収層５１０の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。このとき、光吸収層５１０下層の第２材料層５１２まで不純物元素又は不活性元素５１４を添加しておくことで、第２材料層５１２の膜剥がれ等の不良を防止することができ好ましい。
以上で形成された光吸収層５１０及び第２材料層５１２の積層構造は、半導体装置のゲート電極、配線等を形成する導電層や、ＲＦタグ等に用いられるアンテナとして機能する導電層として用いることができる。本発明を適用することで、薄膜パターンの端部にバリ等が発生するのを防止して精度良く加工を行うことができ、且つ膜剥がれ等の不良が生じにくい半導体装置を製造できるため、歩留まり良く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、光吸収層５０６の上層に透光性を有する層５５８を形成する場合にも、本発明を適用することができる。図６（Ａ）に示すように、基板５００上に絶縁層５０２を介して第１材料層５０４、光吸収層５０６、透光性を有する層５５８を順に積層して形成する。そして、透光性を有する層５５８側から光吸収層５０６に対して、レーザビーム５６０を選択的に照射する。
なお、基板５００上に絶縁層５０２を介して第１材料層５０４、光吸収層５０６が設けられている構造は、図５（Ａ）と同様である。また、レーザビーム５６０についても、前述のレーザビーム５０８と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム５６０は、図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いて、選択的に照射することができる。
透光性を有する層５５８は、レーザビーム５６０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を用いることができる。透光性を有する層５５８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、又は塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成する。なお、透光性を有する層５５８は、レーザビーム５６０の一部を吸収してもよい。
また、透光性を有する層５５８は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。透光性を有する層５５８に引っ張り応力を持たせると、レーザビーム５６０の照射により透光性を有する層５５８の一部を除去して所望の形状の薄膜（透光性を有する層）パターンを形成する際に、薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を低減し、精度良く容易に加工することができる。なお、選択する材料によっては、透光性を有する層５５８に引っ張り応力を持たせることが難しい場合もある。その場合は、透光性を有する層５５８が引っ張り応力に近い応力となるように形成する、或いは透光性を有する層５５８の圧縮応力が小さくなるように形成するのが好ましい。
レーザビーム５６０は、透光性を有する層５５８を透過して光吸収層５０６で吸収される。レーザビーム５６０が照射された領域では、光吸収層５０６がレーザビーム５６０の照射により加熱される。その結果、透光性を有する層５５８、又は透光性を有する層５５８及び光吸収層５０６がアブレーションされて除去される。ここでは透光性を有する層５５８及び光吸収層５０６がアブレーションされて、所望のパターン形状を有する透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４が残存する（図６（Ｂ）参照）。
ここでは、レーザビームを吸収する光吸収層５０６と、レーザビームを吸収しない（又は吸収しにくい）透光性を有する層５５８とを積層構造とすることで、レーザアブレーションを利用して、単層ではレーザアブレーションが起きない層を加工することを可能にしている。
次に、透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４をマスクとして第１材料層５０４を選択的にエッチングし、第２材料層５６６を形成する（図６（Ｃ）参照）。エッチングは、ドライエッチング法やウェットエッチング法を適宜選択して用いればよい。形成される第２材料層５６６のパターンは、レーザビーム５６０が照射されない領域に対応したパターンとなる。
次に、透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素５６８を添加する（図６（Ｄ）参照）。不純物元素又は不活性元素５６８は、前述の不純物元素又は不活性元素５１４と同様の元素を用いて添加すればよい。その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。また、不純物元素又は不活性元素５６８は、光吸収層５６４下層の第２材料層５６６に添加してもよい。適用するドーピング法によって適宜イオン注入の深さや拡散の深さを制御することで、光吸収層５６４、第２材料層５６６に不純物元素又は不活性元素５６８を添加することができる。
透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４に不純物元素又は不活性元素５６８を添加することで、透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム５６０を照射する際の透光性を有する層５５８及び光吸収層５０６よりも、レーザビーム５６０の照射によるアブレーション後の透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４を圧縮応力にできるとよい。透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４の引っ張り応力を小さくする、或いは圧縮応力にすることで、透光性を有する層５６２又は光吸収層５６４が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４を熱処理する場合にも、引っ張り応力により透光性を有する層５６２及び光吸収層５６４の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
なお、本実施の形態では、基板上に下地絶縁層を介して導電層を設ける構造を示したが、本発明は特に限定されない。例えば、下地絶縁層は設けなくともよいし、基板と導電層との間に、絶縁層、導電層、又は半導体層等を単層又は複数層組み合わせて設けてもよい。
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、所望のパターン形状を有する層を形成することができる。また、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い半導体装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜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、上記実施の形態と異なる薄膜加工の方法の例について、図３、図４を用いて説明する。ここでは、薄膜を加工して導電層同士、又は導電層と半導体層とを電気的に接続させるための開口を形成する例について説明する。
基板３００上に絶縁層３０２、光吸収層３０４、透光性を有する層３０６を順に積層して形成する。透光性を有する層３０６側から光吸収層３０４に対して、レーザビーム３０８を選択的に照射する（図３（Ａ）参照）。なお、基板３００、絶縁層３０２は、上記実施の形態１で示した基板１００、絶縁層１０２と同様のものを用いることができるため、説明は省略する。
光吸収層３０４は、レーザビーム３０８を吸収する層を形成する。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）、タングステン（Ｗ）等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料を用いて形成することができる。また、光吸収層３０４は、上述の金属元素又は当該金属元素を含む合金材料と、該金属元素を含む化合物材料とを用いた積層構造としてもよい。その他、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、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。光吸収層３０４は、上述の材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により、単層構造又は積層構造で形成する。
透光性を有する層３０６は、レーザビーム３０８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を用いることができる。透光性を有する層３０６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、又は塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成する。なお、透光性を有する層３０６は、レーザビーム３０８の一部を吸収してもよい。
また、透光性を有する層３０６は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。透光性を有する層３０６に引っ張り応力を持たせると、レーザビーム３０８の照射により透光性を有する層３０６の一部を除去して開口を形成する際に、開口部側面でのバリ等の発生を低減し、精度良く容易に加工することができる。なお、選択する材料によっては、透光性を有する層３０６に引っ張り応力を持たせることが難しい場合もある。その場合は、透光性を有する層３０６が引っ張り応力に近い応力となるように形成する、或いは透光性を有する層３０６の圧縮応力が小さくなるように形成するのが好ましい。
レーザビーム３０８は、光吸収層３０４に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。なお、レーザビーム３０８は上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。好ましくは、パルス幅がピコ秒台（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームを用いるとよい。このような超短パルスレーザビームを用いると、微細な領域に集光しやすく、微細加工に有利である。よって、微細な開口を精度良く形成することが可能になるため好ましい。
レーザビーム３０８は、透光性を有する層３０６を透過して光吸収層３０４で吸収される。レーザビーム３０８が照射された領域では、光吸収層３０４がレーザビーム３０８の照射により加熱される。その結果、透光性を有する層３０６、又は透光性を有する層３０６及び光吸収層３０４がアブレーションされて除去され、開口が形成される。ここでは透光性を有する層３０６がアブレーションされて、光吸収層３０４に達する開口３１０が形成される（図３（Ｂ）参照）。
本発明は、レーザビームを吸収せず（又は吸収しにくく）、単層ではアブレーションしない透光性を有する層３０６に接してレーザビームを吸収する光吸収層３０４を形成することで、透光性を有する層３０６をレーザ加工することを可能にしている。このように、レーザビームを吸収する層と、レーザビームを吸収しない層或いは吸収しにくい層とを積層構造とすることで、容易に微細な開口を形成することができる。
次に、透光性を有する層３０６に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素３１２を添加する（図３（Ｃ）参照）。不純物元素又は不活性元素３１２は、上記実施の形態１の不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。また、不純物元素又は不活性元素３１２は、添加に用いるドーピング法によって適宜イオン注入の深さや拡散の深さを制御することで、光吸収層３０４に添加させることができる。
透光性を有する層３０６に不純物元素又は不活性元素３１２を添加することで、透光性を有する層３０６の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム３０８を照射する際の透光性を有する層３０６よりも、開口３１０形成後の透光性を有する層３０６の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、開口３１０形成後透光性を有する層３０６を圧縮応力にできるとよい。透光性を有する層３０６の引っ張り応力を小さくする或いは圧縮応力にすることで、透光性を有する層３０６が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で透光性を有する層３０６を熱処理する場合、引っ張り応力により透光性を有する層３０６の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
次に、開口３１０に導電層３１４を形成し、導電層３１４と光吸収層３０４を電気的に接続させる（図３（Ｄ）参照）。なお、光吸収層３０４が導電材料を用いて形成される場合、導電層３１４と光吸収層３０４の電気的接続は、導電層同士の電気的な接続、例えばソース電極又はドレイン電極と画素電極との接続等として適用することができる。光吸収層３０４がシリコン等の半導体材料を用いて形成される場合、導電層３１４と光吸収層３０４の電気的接続は、半導体層と導電層との電気的な接続、例えばソース領域又はドレイン領域とソース電極又はドレイン電極との接続等として適用することができる。
なお、図３（Ｂ）ではレーザビーム３０８の照射により、透光性を有する層３０６がアブレーションされ除去されて開口３１０が形成される例を示したが、本発明は特に限定されない。例えば、図３（Ｅ）に示すようにレーザビームの照射により透光性を有する層３０６及び光吸収層３０４がアブレーションされて、光吸収層３０４を貫通する開口３６０を形成することもできる。開口３６０に導電層３６８を形成し、導電層３６８を光吸収層３０４の側面で電気的に接続させることができる。また、レーザビームの照射により透光性を有する層及び光吸収層の上層部をアブレーションさせて開口を形成することもできる。
また、光吸収層３０４下の絶縁層３０２及び基板３００が透光性を有する場合は、レーザビームを基板３００側から光吸収層３０４に対して照射し、アブレーションさせて開口を形成することも可能である。
また、第１材料層上に光吸収層及び透光性を有する層を積層形成し、光吸収層及び透光性を有する層に開口を形成し、当該開口に導電層を形成して第１材料層と導電層を接続させてもよい。以下、具体的に説明する。
図４（Ａ）に示すように、基板４００上に絶縁層４０２を介して第１材料層４０４、光吸収層４０５、透光性を有する層４０６を順に積層して形成する。透光性を有する層４０６側から光吸収層４０５に対して、レーザビーム４０８を選択的に照射する（図４（Ａ）参照）。なお、基板４００、絶縁層４０２は、上記実施の形態１で示した基板１００、絶縁層１０２と同様のものを用いることができるため、説明は省略する。
第１材料層４０４は、目的に応じた材料を用いて形成する。例えば、第１材料層４０４として導電層を形成したい場合は、導電材料を用いて形成する。例えば、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）、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）等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料等の導電材料を用いて形成する。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が挙げられる。また、リン（Ｐ）等の一導電型を付与する不純物元素を添加した多結晶シリコンを用いて形成してもよい。また、第１材料層４０４として、チャネル等を形成する半導体層を形成したい場合は、半導体材料を用いて形成する。例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化亜鉛等の半導体材料を用いることができる。第１材料層４０４は、これらの導電材料や半導体材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
光吸収層４０５は、レーザビーム４０８を吸収する層を形成する。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の金属元素を含む材料、シリコン（Ｓｉ）、酸化亜鉛等の半導体材料を用いることができる。具体的には、上記実施の形態１で示した光吸収層１０４と同様のものを用いることができる。
透光性を有する層４０６は、レーザビーム４０８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、窒化シリコン等の無機絶縁材料、ポリイミド、アクリル等の有機絶縁材料を用いることができる。具体的には、前述した透光性を有する層３０６と同様のものを用いることができる。
なお、透光性を有する層４０６は、前述の透光性を有する層３０６と同様に、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。透光性を有する層４０６に引っ張り応力を持たせると、レーザビーム４０８の照射により透光性を有する層４０６の一部を除去して開口を形成する際に、開口部側面でのバリ等の発生を低減し、精度良く容易に加工することができる。なお、選択する材料によっては、透光性を有する層４０６に引っ張り応力を持たせることが難しい場合もある。その場合は、透光性を有する層４０６が引っ張り応力に近い応力となるように形成する、或いは透光性を有する層４０６の圧縮応力が小さくなるように形成するのが好ましい。
レーザビーム４０８は、光吸収層４０５に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。なお、レーザビーム４０８は上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。好ましくは、パルス幅がピコ秒台（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームを用いるとよい。このような超短パルスレーザビームを用いると、微細な領域に集光しやすく、微細加工に有利である。よって、微細な開口を精度良く形成することが可能になるため好ましい。
レーザビーム４０８は、透光性を有する層４０６を透過して光吸収層４０５で吸収される。レーザビーム４０８が照射された領域では、光吸収層４０５がレーザビーム４０８の照射により加熱される。その結果、透光性を有する層４０６、又は透光性を有する層４０６及び光吸収層４０５がアブレーションされて除去され、開口が形成される。ここでは透光性を有する層４０６及び光吸収層４０５がアブレーションされて、第１材料層４０４に達する開口４０９が形成される（図４（Ｂ）参照）。
本発明は、レーザビームを吸収せず（又は吸収しにくく）、単層ではアブレーションしない透光性を有する層４０６に接してレーザビームを吸収する光吸収層４０５を形成することで、透光性を有する層４０６をレーザ加工することを可能にしている。このように、レーザビームを吸収する層と、レーザビームを吸収しない層或いは吸収しにくい層とを積層構造とすることで、容易に微細な開口を形成することができる。
次に、透光性を有する層４０６に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素４１２を添加する（図４（Ｃ）参照）。不純物元素又は不活性元素４１２は、上記実施の形態１の不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。また、不純物元素又は不活性元素４１２は、添加に用いるドーピング法によって適宜イオン注入の深さや拡散の深さを制御することで、光吸収層４０５や第１材料層４０４に添加させることができる。
透光性を有する層４０６に不純物元素又は不活性元素４１２を添加することで、透光性を有する層４０６の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム４０８を照射する際の透光性を有する層４０６よりも、開口４０９形成後の透光性を有する層４０６の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、開口４０９形成後の透光性を有する層４０６を圧縮応力にできるとよい。透光性を有する層４０６の引っ張り応力を小さくする或いは圧縮応力にすることで、透光性を有する層４０６が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で透光性を有する層４０６を熱処理する場合、引っ張り応力により透光性を有する層４０６の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
次に、開口４０９に導電層４１４を形成し、導電層４１４と第１材料層４０４を電気的に接続させる（図４（Ｄ）参照）。なお、光吸収層４０５及び第１材料層４０４が導電材料を用いて形成される場合、第１材料層４０４と光吸収層４０５で導電層の積層構造が形成され、導電層４１４と光吸収層４０５も電気的に接続させることができる。このような開口４０９を介した導電層同士又は導電層と半導体層との電気的な接続は、例えばソース電極又はドレイン電極と画素電極との接続、半導体層とソース電極又はドレイン電極との接続等に適用することができる。
なお、本実施の形態では、基板上に下地絶縁層を介して光吸収層、又は基板上に下地絶縁層を介して第１材料層を設ける構造を示したが、本発明は特に限定されない。例えば、下地絶縁層は設けなくともよいし、基板と光吸収層、又は基板と第１材料層との間に、絶縁層、導電層、又は半導体層等を単層又は複数層組み合わせて設けてもよい。
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、微細な開口を容易に形成することができる。また、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、開口形成後の薄膜に不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い半導体装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜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、上記実施の形態と異なる薄膜加工の方法の例について、図７、図８を用いて説明する。
基板７００上に絶縁層７０２、第１材料層７０４、剥離層７０６を順に積層して形成する。剥離層７０６に対して、レーザビーム７０８を選択的に照射する（図７（Ａ）参照）。
基板７００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。絶縁層７０２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る。絶縁層７０２は下地絶縁層として機能する。基板７００上に絶縁層７０２を設けることで、レーザビーム７０８を照射した際の基板７００へのダメージを防止することができる。なお、絶縁層７０２は設けなくともよい。ここでは、基板７００としてガラス基板を用い、基板７００上に絶縁層７０２として窒化酸化シリコン層を形成する。
第１材料層７０４は、目的に応じた材料を用いて形成する。例えば、第１材料層７０４として、電極や配線として機能する導電層を形成したい場合は、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含む合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。また、第１材料層７０４として、チャネル等を形成する半導体層を形成したい場合は、半導体材料を用いて形成する。例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化亜鉛等の半導体材料を用いることができる。第１材料層７０４は、これらの導電材料や半導体材料のうち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。ここでは、第１材料層７０４としてタングステン層を形成する。
剥離層７０６は、レーザビームを吸収して付着力が低下する層を形成する。例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化クロム、酸化テクネチウム、酸化レニウム、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化オスミウム、酸化コバルト、酸化ロジウム、酸化イリジウム、酸化ニッケル、酸化パラジウム等の金属酸化物を用いて形成することができる。なお、金属酸化物は、金属元素の価数により酸素の結合数が異なる。また、金属酸化物は、金属元素の価数により吸収する光の波長も異なる。このため、剥離層７０６に照射するレーザビームの波長は、剥離層を形成する材料にあわせて適宜選択する必要がある。
剥離層７０６は、塗布法、蒸着法、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成する。また、膜厚の薄い導電層（金属元素を含む導電層）を成膜した後、当該導電層を加熱して金属酸化物層を形成することができる。また、金属元素を含む導電材料を用いて第１材料層７０４を形成する場合、第１材料層７０４の表面を酸化することにより剥離層７０６を形成することができる。第１材料層７０４の表面の酸化方法としては、酸素を含む雰囲気下における加熱（電気炉またはランプを用いた加熱）、酸素プラズマ、一酸化二窒素プラズマ、或いはオゾンプラズマ等のプラズマ処理、酸素を用いたアッシング、又はオゾン水、或いは水等の酸化力を有する液体による酸化処理等がある。ここでは、第１材料層７０４として形成したタングステン層の表面を一酸化二窒素プラズマ処理して酸化タングステン層を形成する。このとき、酸化タングステン層が剥離層７０６に相当する。
また、剥離層７０６は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。剥離層７０６として引っ張り応力を有する層を形成することで、所望の形状の薄膜（剥離層）パターンを形成する際に、薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を抑えることができる。このように加工する層に引っ張り応力を持たせることで、容易に加工することができる要因として、以下のようなメカニズムが考えられる。例えば、剥離層７０６において、レーザビーム７０８が照射された領域と照射されない領域との界面において応力集中が高まり、該界面においてクラックが発生しやすくなる。つまり、剥離層７０６の膜厚方向に亀裂が入る。このため、剥離層７０６の付着力が低下するとともに、亀裂が入る部分の剥離層７０６が脆くなる。その結果、レーザビーム７０８が照射された領域の剥離層７０６を、容易に除去することが可能になる。
レーザビーム７０８は、剥離層７０６、又は剥離層７０６及び第１材料層７０４に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。具体的には、照射されるレーザビーム７０８は剥離層７０６で全て吸収されてもよいし、レーザビーム７０８の一部が剥離層７０６を透過して第１材料層７０４に吸収されてもよい。なお、レーザビーム７０８は、上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。例えば、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択して照射すればよい。また、上記実施の形態１で説明した図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いることで、選択的に照射することが可能である。
なお、本実施の形態で図９に示すレーザ照射装置１７２０を適用する場合、図７（Ａ）に示す基板７００上に絶縁層７０２、第１材料層７０４、剥離層７０６が順に積層された構造が図９における被照射体１７００に相当する。同様に、図１０に示すレーザ照射装置１０００を適用する場合、図７（Ａ）に示す基板７００上に絶縁層７０２、第１材料層７０４、剥離層７０６が順に積層された構造が図１０における被照射体１０１０に相当する。
また、レーザビーム７０８のエネルギーは、剥離層７０６の付着力を十分に低下させる程度が好ましい。例えば、レーザビーム７０８は、剥離層７０６の付着力を低下させるのに十分なエネルギー密度として、具体的には、５０ｍＪ／ｃｍ２乃至５００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度範囲内とすることができる。また、レーザビーム７０８としてエキシマレーザビーム（波長３０８ｎｍ）を用いる場合、剥離層７０６の付着力を低下させるのに十分なエネルギー密度としては、２００ｍＪ／ｃｍ２乃至３００ｍＪ／ｃｍ２が好ましい。なお、本実施の形態で図９に示すレーザ照射装置１７２０を適用する場合、図７（Ａ）に示すレーザビーム７０８は図９におけるレーザビーム１７０５に相当する。同様に、図１０に示すレーザ照射装置１０００を適用する場合、図７（Ａ）に示すレーザビーム７０８は、図１０におけるレーザビーム１０１５に相当する。
レーザビーム７０８が剥離層７０６に照射されると、レーザビーム７０８が照射された領域の剥離層７０６の付着力が低下する。具体的には、剥離層７０６において、レーザビーム７０８が照射された領域で剥離層７０６の付着力が低下する。そして、付着力が低下した領域の剥離層７０６を除去することで、所望のパターン形状を有する剥離層７１０が残存する（図７（Ｂ）参照）。
レーザビーム７０８が照射された領域（付着力が低下した領域）の剥離層７０６の除去方法は特に限定されないが、溶液を用いた化学的除去手段や、水洗除去、粘着部材に付着力が低下した剥離層を貼り付けることによる剥離除去、又は減圧による吸引除去等の物理的除去手段を用いることもできる。また、化学的除去手段及び物理的除去手段を組み合わせて用いてもよい。ここでは、種々の薄膜が積層形成された基板７００を水洗して付着力が低下した剥離層を除去する。
次に、剥離層７１０をマスクとして第１材料層７０４を選択的にエッチングし、第２材料層７１２を形成する（図７（Ｃ）参照）。エッチングは、ドライエッチング法やウェットエッチング法を適宜選択して用いればよい。例えば、第１材料層７０４としてタングステン層を形成する場合、ドライエッチングを利用してＣＦ４、ＣＨＦ３等のフッ素系のガスを用いて行うことができる。また、ＣＦ４とＣｌ２の混合ガスや、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いることができる。形成される第２材料層７１２のパターンは、レーザビーム７０８が照射されない領域に対応したパターンとなる。
次に、剥離層７１０に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素７１４を添加する（図７（Ｄ）参照）。不純物元素又は不活性元素７１４は、上記実施の形態１で説明した不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。例えば、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）等のｎ型を付与する不純物元素、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等のｐ型を付与する不純物元素、窒素、希ガス等の不活性元素を用いて、イオン注入法や熱拡散法等のドーピング法を利用して添加することができる。また、その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。なお、不純物元素又は不活性元素７１４は、イオン注入の深さや拡散の深さを適宜制御することによって、剥離層７１０下の第２材料層７１２まで添加することも可能である。ここでは、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素としてリン（Ｐ）を添加する。
剥離層７１０に不純物元素又は不活性元素７１４を添加することで、剥離層７１０の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム７０８を照射する際の剥離層７０６よりも、レーザビーム７０８の照射により一部除去した後の剥離層７１０の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、剥離層７１０を圧縮応力にできるとよい。剥離層７１０の引っ張り応力を小さくする、或いは剥離層７１０を圧縮応力にすることで、剥離層７１０が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で剥離層７１０に熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力により剥離層７１０の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。このとき、剥離層７１０下の第２材料層７１２まで不純物元素又は不活性元素７１４を添加しておくことで、第２材料層７１２の膜剥がれ等の不良を防止することができ好ましい。
以上で形成された第２材料層７１２は、半導体装置のチャネルを形成する半導体層や、半導体装置のゲート電極、配線等を形成する導電層として用いることができる。また、剥離層７１０は、ゲート絶縁層や層間絶縁層の一部として機能することができる。本発明を適用することで、薄膜パターンの端部にバリ等が発生するのを防止して精度良く加工を行うことができ、且つ膜剥がれ等の不良が生じにくい半導体装置を製造できるため、歩留まり良く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、剥離層７０６の上層に透光性を有する層７５８を形成する場合にも、本発明を適用することができる。図８（Ａ）に示すように、基板７００上に絶縁層７０２を介して第１材料層７０４、剥離層７０６、透光性を有する層７５８を順に積層して形成する。そして、透光性を有する層７５８側から剥離層７０６に対して、レーザビーム７６０を選択的に照射する。
なお、基板７００上に絶縁層７０２を介して第１材料層７０４、剥離層７０６が設けられている構造は、図７（Ａ）と同様である。また、レーザビーム７６０についても、前述のレーザビーム７０８と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム７６０は、図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いて選択的に照射することができる。
透光性を有する層７５８は、レーザビーム７６０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を用いることができる。透光性を有する層７５８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、又は塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成する。なお、透光性を有する層７５８は、レーザビーム７６０の一部を吸収してもよい。ここでは、透光性を有する層７５８として窒化酸化シリコン層を形成する。
また、透光性を有する層７５８は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。透光性を有する層７５８に引っ張り応力を持たせると、レーザビーム７６０の照射により透光性を有する層７５８及び剥離層７０６の一部を除去して所望の形状の薄膜（透光性を有する層及び剥離層）パターンを形成する際に、薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を低減し、精度良く容易に加工することができる。このように加工する層に引っ張り応力を持たせることで、容易に加工することができる要因として、以下のようなメカニズムが考えられる。例えば、剥離層７０６において、レーザビーム７６０が照射された領域と照射されない領域との界面において応力集中が高まり、該界面において上層に積層されている透光性を有する層７５８にクラックが発生しやすくなる。その結果、透光性を有する層７５８の膜厚方向に亀裂が入る。このため、剥離層７０６の付着力が低下するとともに、剥離層７０６におけるレーザビーム７６０が照射された領域と照射されない領域との界面上の透光性を有する層７５８が脆くなる。したがって、レーザビーム７６０が照射された領域の透光性を有する層７５８及び剥離層７０６を、容易に除去することが可能になる。なお、選択する材料によっては、透光性を有する層７５８に引っ張り応力を持たせることが難しい場合もある。その場合は、透光性を有する層７５８を引っ張り応力に近い応力となるように形成する、或いは透光性を有する層７５８の圧縮応力が小さくなるように形成するのが好ましい。
レーザビーム７６０が透光性を有する層７５８を透過して剥離層７０６に照射されると、レーザビーム７６０が照射された領域の剥離層７０６の付着力が低下する。具体的には、剥離層７０６において、レーザビーム７６０が照射された領域で剥離層７０６の付着力が低下する。また、剥離層７０６において、レーザビーム７６０が照射された領域及び照射されない領域の界面に応力が集中して、その上層に位置する透光性を有する層７５８が脆弱化される。そして、付着力が低下した領域の剥離層７０６及びその上層の透光性を有する層７５８を除去することで、所望のパターン形状を有する透光性を有する層７６２及び剥離層７６４が残存する（図８（Ｂ）参照）。
レーザビーム７６０が照射された領域（付着力が低下した領域）の剥離層７０６及びその上層の透光性を有する層７５８の除去方法は特に限定されないが、溶液を用いた化学的除去手段や、水洗除去、粘着部材に付着力が低下した剥離層を貼り付けることによる剥離除去、又は減圧による吸引除去等の物理的除去手段を用いることもできる。また、化学的除去手段及び物理的除去手段を組み合わせて用いてもよい。ここでは、フッ酸含有水溶液を用いて、付着力の低下した剥離層及びその上層に設けられる透光性を有する層を除去する。
次に、透光性を有する層７６２及び剥離層７６４をマスクとして第１材料層７０４を選択的にエッチングし、第２材料層７６６を形成する（図８（Ｃ）参照）。エッチングは、ドライエッチング法やウェットエッチング法を適宜選択して用いればよい。形成される第２材料層７６６のパターンは、レーザビーム７６０が照射されない領域に対応したパターンとなる。
次に、透光性を有する層７６２及び剥離層７６４に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素７６８を添加する（図８（Ｄ）参照）。不純物元素又は不活性元素７６８は、前述の不純物元素又は不活性元素７１４と同様の元素を用いて添加すればよい。また、不純物元素又は不活性元素７６８は、イオン注入の深さや拡散の深さを適宜制御することによって、透光性を有する層７６２下の剥離層７６４、又は剥離層７６４下の第２材料層７６６まで添加することも可能である。
透光性を有する層７６２に不純物元素又は不活性元素７６８を添加することで、透光性を有する層７６２の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム７６０を照射する際の透光性を有する層７５８よりも、レーザビーム７６０照射後で透光性を有する層７５８を一部除去した状態である透光性を有する層７６２の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、透光性を有する層７６２を圧縮応力にできるとよい。透光性を有する層７６２の引っ張り応力を小さくする、或いは透光性を有する層７６２を圧縮応力にすることで、透光性を有する層７６２が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で透光性を有する層７６２に熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力により透光性を有する層７６２の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。このとき、透光性を有する層７６２下の剥離層７６４、又は剥離層７６４及び第２材料層７６６まで不純物元素又は不活性元素７６８を添加しておくことで、それぞれの薄膜の膜剥がれ等の不良を防止することができるため好ましい。
以上のように形成された第２材料層７１２及び第２材料層７６６は、半導体装置のチャネルを形成する半導体層や、半導体装置のゲート電極、配線等を形成する導電層として用いることができる。また、剥離層７１０及び剥離層７６４は、ゲート絶縁層や層間絶縁層の一部として機能することができる。本発明を適用することで、薄膜パターンの端部にバリ等が発生するのを防止して精度良く加工を行うことができ、且つ膜剥がれ等の不良が生じにくい半導体装置を製造できるため、歩留まり良く信頼性の高い半導体装置を製造することが可能になる。
なお、本実施の形態では、基板上に下地絶縁層を介して第１材料層を設ける構造を示したが、本発明は特に限定されない。例えば、下地絶縁層は設けなくともよいし、基板と第１材料層との間に、絶縁層、導電層、又は半導体層等を単層又は複数層組み合わせて設けてもよい。
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、所望のパターン形状を有する層を形成することができる。また、レーザビームの照射による剥離層の付着力の変化を用いて薄膜加工を行っているため、適用するレーザビームのエネルギーを低減させることも可能である。さらに、剥離層の一部の剥離前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い半導体装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜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、本発明を適用してトランジスタを作製する例について説明する。また、表示素子を有する表示装置を作製する例についても説明する。本実施の形態では、トランジスタとして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。以下、具体的な作製方法について、図１２乃至図１５を用いて説明する。
基板２００上に下地絶縁層２０２を形成し、当該下地絶縁層２０２上に導電層２０４を形成する（図１２（Ａ）参照）。基板２００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２００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２０２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２０２は形成しなくとも良いが、基板２００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。本実施の形態では、下地絶縁層２０２として窒化シリコン膜を膜厚１００ｎｍで形成する。
導電層２０４はレーザビーム２０６を吸収する導電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）、タングステン（Ｗ）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膜との２層構造としてもよい。また、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。なお、上記のように３層構造とする場合は、タングステン膜に代えて窒化タングステン膜を用いてもよいし、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、窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、導電層２０４は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。
導電層２０４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。
本実施の形態では、スパッタリング法を用いて、導電層２０４としてタングステン膜を膜厚２００ｎｍで形成する。詳しい成膜条件の一例として、タングステンターゲット（直径３０５ｍｍ）を用いる例を示す。例えば、成膜する基板（本形態の場合は、絶縁層２０２が形成された基板２００に相当する）とターゲットとの間隔６０ｍｍ、Ａｒガス流量１００ｓｃｃｍとし、基板裏面から加熱したＡｒガスを流量１０ｓｃｃｍ流し、成膜圧力２．０Ｐａ、成膜電力４ｋＷの条件とすることができる。
導電層２０４に、レーザビーム２０６を選択的に照射する（図１２（Ａ）参照）。
レーザビーム２０６は、導電層２０４に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。詳しくは、上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム２０６は、上記実施の形態１で説明した図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いることで、選択的に照射することが可能である。
レーザビーム２０６は、導電層２０４で吸収される。導電層２０４は、レーザビーム２０６の照射によりアブレーションされて除去される。なお導電層２０４はレーザビーム２０６が照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有するゲート電極層２０８が形成される（図１２（Ｂ）参照）。このとき、導電層２０４を引っ張り応力を有する層としておくことで、アブレーションにより得られるゲート電極層２０８パターン端部でのバリ等の発生を抑えることができ、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。
ゲート電極層２０８は、該ゲート電極層２０８の端部を垂直形状に近い形状としてもよいし、テーパ角９０°未満のテーパ形状としてもよい。ここでは、レーザアブレーションを利用して、垂直形状に近い端部を有するゲート電極層２０８を形成するものとする。
ゲート電極層２０８に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素２１０を添加する（図１２（Ｂ）参照）。不純物元素又は不活性元素２１０は、上記実施の形態１で説明した不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。また、その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。このように、ゲート電極層２０８に不純物元素又は不活性元素２１０を添加することで、ゲート電極層２０８の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム２０６を照射する際の導電層２０４よりも、レーザビーム２０６の照射によるアブレーション後のゲート電極層２０８の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、ゲート電極層２０８を圧縮応力にできるとよい。ゲート電極層２０８の引っ張り応力を小さくする、或いはゲート電極層２０８を圧縮応力にすることで、ゲート電極層２０８が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程でゲート電極層２０８に熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力によりゲート電極層２０８の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
本実施の形態では、ゲート電極層２０８として膜厚２００ｎｍであるタングステン層を形成し、当該タングステン層にボロン（Ｂ）をドーズ量１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度でイオン注入法により添加するものとする。
ゲート電極層２０８は、上記実施の形態４で示した剥離層を利用して形成することもできる。具体的には、導電層２０４上に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして導電層２０４を選択的にエッチングして、ゲート電極層を形成することができる。なお、ゲート電極層形成後、エッチングマスクとして機能した剥離層は除去してもよいし、そのまま残してゲート絶縁層の一部としてもよい。また、ゲート電極層形成後、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加してもよい。剥離層の材料や形成方法、レーザビーム等については、上記実施の形態４に準じるものとする。
なお、本発明は特に限定されず、ゲート電極層２０８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２０８は、導電層２０４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２０４を選択的にエッチングしてゲート電極層２０８を形成してもよい。この場合、形成するゲート電極層に、特に不純物元素や不活性元素を添加しなくともよい。
ゲート電極層２０８上にゲート絶縁層２１２を形成し、当該ゲート絶縁層２１２上に半導体層を形成する。（図１２（Ｃ）参照）。
ゲート絶縁層２１２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、窒化アルミニウム等の絶縁材料を用いて形成する。また、ゲート絶縁層２１２は、単層構造でも積層構造でもよい。例えば、ゲート絶縁層２１２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層を用いるとよい。また、ゲート絶縁層２１２は、下層のゲート電極層２０８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２１２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２１４及び半導体層２１６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でき、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とよい。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（多結晶シリコン）などがあげられる。ポリシリコンには、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用いて、非晶質シリコンを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、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、又はこれらを組み合わせた方法等）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、酸素を含む雰囲気中での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場合がある。これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる溶媒としては、例えばトルエン、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２１４及び半導体層２１６として非晶質半導体層を形成する。半導体層２１６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。半導体層２１６は、ソース領域及びドレイン領域として機能し、半導体層２１４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、半導体層２１６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。
半導体層２１６及び半導体層２１４に、レーザビーム２１８を選択的に照射する（図１２（Ｃ）参照）。
レーザビーム２１８は、半導体層２１６及び半導体層２１４に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。詳しくは、上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム２１８は、上記実施の形態１で説明した図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いることで、選択的に照射することが可能である。
レーザビーム２１８は、半導体層２１６及び半導体層２１４で吸収される。半導体層２１６及び半導体層２１４は、レーザビーム２１８の照射によりアブレーションされて除去される。なお、半導体層２１６及び半導体層２１４はレーザビーム２１８が照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターンを有する半導体層２２２及び半導体層２２０が形成される（図１２（Ｄ）参照）。
なお、半導体層２２２及び半導体層２２０は、端部を垂直形状に近い形状としてもよいし、テーパ各９０°未満のテーパ形状としてもよい。ここでは、レーザアブレーションを利用して、垂直形状に近い端部を有する半導体層２２２及び半導体層２２０を形成する。
半導体層２２２に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素２２４を添加する（図１２（Ｄ）参照）。不純物元素又は不活性元素２２４は、上記実施の形態１で説明した不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。また、その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。このように、半導体層２２２に不純物元素又は不活性元素２２４を添加することで、半導体層２２２の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム２１８を照射する際の半導体層２１６よりも、レーザビーム２１８の照射によるアブレーション後の半導体層２２２の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、半導体層２２２を圧縮応力にできるとよい。半導体層２２２の引っ張り応力を小さくする、或いは半導体層２２２を圧縮応力にすることで、半導体層２２２が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で半導体層２２２に熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力により半導体層２２２の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
半導体層２２２は、あらかじめ一導電型（ｎ型又はｐ型）を有する半導体層２１６を形成し、当該半導体層２１６をレーザアブレーションして形成してもよい。また、特に不純物元素が添加されていない半導体層２１６をレーザアブレーションして半導体層２２２を形成し、該半導体層２２２に一導電型（ｎ型又はｐ型）を付与する不純物元素を添加してもよい。このとき、不純物元素の他に不活性元素を添加してもよい。一導電型を有する半導体層２２２は、チャネルを形成する半導体層２２０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ことができる。
半導体層２２２、半導体層２２０は、上記実施の形態４で示した剥離層を利用して形成することもできる。具体的には、半導体層２１６上に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを選択的に照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして半導体層２１６及び半導体層２１４を選択的にエッチングして、半導体層２２２、半導体層２２０を形成することができる。なお、半導体層２２２、半導体層２２０形成後、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加してもよい。剥離層の材料や形成方法、レーザビーム等については、上記実施の形態４に準じるものとする。
また、半導体層２２２、半導体層２２０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目的の層を形成することができる。また、半導体層２２２、半導体層２２０は、半導体層２１６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半導体層２１６及び半導体層２１４を選択的にエッチングして形成してもよい。この場合、形成する半導体層に、特に不純物元素や不活性元素を添加しなくともよい。
半導体層２２２上に導電層２２６を形成する（図１３（Ａ）参照）。
導電層２２６はレーザビーム２２８を吸収する導電材料を用いて形成すればよく、例えばタングステン（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）、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）、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。導電層２２６は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。また、導電層２２６は、単層構造でも積層構造でもよい。
導電層２２６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２２６に、レーザビーム２２８を選択的に照射する（図１３（Ａ）参照）。
レーザビーム２２８は、導電層２２６に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。詳しくは、上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム２２８は、上記実施の形態１で説明した図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いることで、選択的に照射することが可能である。
レーザビーム２２８は、導電層２２６で吸収される。導電層２２６は、レーザビーム２２８の照射によりアブレーションされて除去される。なお導電層２２６はレーザビーム２２８が照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有する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２３０ａ、導電層２３０ｂが形成される（図１３（Ｂ）参照）。このとき、導電層２２６を引っ張り応力を有する層としておくことで、アブレーションにより得られる導電層２３０ａ、導電層２３０ｂパターン端部でのバリ等の発生を抑えることができ、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。
導電層２３０ａ、導電層２３０ｂは、端部を垂直形状に近い形状としてもよいし、テーパ角９０°未満のテーパ形状としてもよい。ここでは、レーザアブレーションを利用して、垂直形状に近い端部を有する導電層２３０ａ、導電層２３０ｂを形成するものとする。
導電層２３０ａ、導電層２３０ｂに一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素２３２を添加する（図１３（Ｂ）参照）。不純物元素又は不活性元素２３２は、上記実施の形態１で説明した不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。また、その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。このように、導電層２３０ａ、導電層２３０ｂに不純物元素又は不活性元素２３２を添加することで、導電層２３０ａ、導電層２３０ｂの引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム２２８を照射する際の導電層２２６よりも、レーザビーム２２８の照射によるアブレーション後の導電層２３０ａ、導電層２３０ｂの引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、導電層２３０ａ、導電層２３０ｂを圧縮応力にできるとよい。導電層２３０ａ、導電層２３０ｂの引っ張り応力を小さくする、或いは導電層２３０ａ、導電層２３０ｂを圧縮応力にすることで、導電層２３０ａ、導電層２３０ｂが膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で導電層２３０ａ、導電層２３０ｂに熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力により導電層２３０ａ、導電層２３０ｂの膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
導電層２３０ａ、導電層２３０ｂは、上記実施の形態４で示した剥離層を利用して形成することもできる。具体的には、導電層２２６上に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを選択的に照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして導電層２２６を選択的にエッチングして、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層を形成することができる。なお、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層形成後、エッチングマスクとして機能した剥離層は除去してもよいし、そのまま残して層間絶縁層の一部としてもよい。また、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層形成後、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加してもよい。剥離層の材料や形成方法、レーザビーム等については、上記実施の形態４に準じるものとする。
また、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層２３０ａ、導電層２３０ｂ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２３０ａ、導電層２３０ｂは、導電層２２６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２２６を選択的にエッチングして形成してもよい。
導電層２３０ａ、導電層２３０ｂをマスクとして、一導電性を有する半導体層２２２を選択的にエッチングして、チャネルを形成する半導体層２２０を露出させる。半導体層２２２は、分離した一導電性を有する半導体層２３６ａ、一導電性を有する半導体層２３６ｂとなる（図１３（Ｃ）参照）。なお、一導電性を有する半導体層２２２を選択的にエッチングする際に、下層の半導体層２２０は露出部が他の部分と比較して凹む場合がある。
なお、分離した半導体層２３６ａ、２３６ｂは、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層２３０ａ、２３０ｂを形成する前に、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、分離した半導体層２３６ａ、２３６ｂは、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層２３０ａ、２３０ｂを形成する前に、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２４０を作製することができる。
次に、トランジスタ２４０を覆うように、絶縁層２５０を形成する（図１４（Ａ）参照）。
絶縁層２５０は、レーザビーム２５２を透過することができる絶縁材料を用いて形成する。また、絶縁層２５０は、透光性を有する層を形成することが好ましい。例えば、絶縁層２５０として、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（ＣＮ）、ポリシラザン、その他の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。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。なお、絶縁層２５０は、レーザビーム２５２の一部を吸収してもよい。また、絶縁層２５０は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。
絶縁層２５０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２５２を選択的に照射し（図１４（Ａ）参照）、導電層２３０ｂに達する開口２５４を絶縁層２５０に形成する（図１４（Ｂ）参照）。
図１４（Ｂ）において、絶縁層２５０に形成される開口２５４は、上記実施の形態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、絶縁層２５０側からレーザビーム２５２を選択的に照射し、照射領域の絶縁層２５０及び導電層２３０ｂの一部をアブレーションさせて、開口２５４を形成する。このとき、絶縁層２５０を引っ張り応力を有する層としておくことで、開口２５４側面でのバリ等の発生を抑えることができ、微細な開口パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。
レーザビーム２５２は、導電層２３０ｂに吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。なお、レーザビーム２５２は上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。好ましくは、パルス幅がピコ秒台（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームを用いるとよい。このような超短パルスレーザビームを用いると、微細な領域に集光しやすく、微細加工に有利である。よって、微細な開口を精度良く形成することが可能になるため好ましい。
なお、開口２５４は絶縁層２５０のみを貫通するように形成してもよいし、絶縁層２５０及び導電層２３０ｂを貫通するように形成してもよい。また、絶縁層２５０及び導電層２３０ｂの上層部に開口を形成してもよい。開口２５４の形状等は、レーザビーム２５２のエネルギー等を適宜調整することにより制御可能である。
なお、基板２００として透光性を有する基板を用い、下地絶縁層２０２、ゲート絶縁層２１２を透光性を用いる材料を用いて形成する場合は、レーザビーム２５２を基板２００側から選択的に照射してアブレーションさせ、開口２５４を形成することも可能である。この場合、絶縁層２５０はレーザビームを透過させる必要がないため、絶縁層２５０を形成する材料の選択の幅が拡がる。
絶縁層２５０に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素２５６を添加する（図１４（Ｂ）参照）。不純物元素又は不活性元素２５６は、上記実施の形態１で説明した不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。また、その濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲の濃度で添加することができる。このように、絶縁層２５０に不純物元素又は不活性元素２５６を添加することで、絶縁層２５０の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム２５２を照射する前よりも、開口２５４形成後の絶縁層２５０の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、開口２５４形成後、絶縁層２５０を圧縮応力にできるとよい。開口２５４形成後の絶縁層２５０の引っ張り応力を小さくする、或いは圧縮応力にすることで、絶縁層２５０が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で絶縁層２５０に熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力により絶縁層２５０の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
また、開口２５４は、絶縁層２５０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２４０と電気的に接続する発光素子２７２を形成する（図１５（Ｂ）参照）。発光素子２７２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２７２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２７２の形成方法について説明する。
まず、開口２５４及び絶縁層２５０上に導電層２５８を形成する（図１４（Ｃ）参照）。
導電層２５８はレーザビーム２６０を吸収する導電材料を用いて形成すればよく、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、スパッタリング法により形成する酸化シリコンを含む酸化インジウム錫（ＩＴＳＯ）を用いることができる。その他、酸化亜鉛にガリウム（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））を用いてもよい。また、導電層２５８は、引っ張り応力を有する層を形成することが好ましい。
導電層２５８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２５８に、レーザビーム２６０を選択的に照射する（図１４（Ｃ）参照）。
レーザビーム２６０は、導電層２５８に吸収されるエネルギーや波長を有するものを適宜選択する。詳しくは、上記実施の形態１で示したレーザビーム１０６と同様のものを適用することができる。また、レーザビーム２６０は、上記実施の形態１で説明した図９、図１０に示すようなレーザ照射装置を用いることで、選択的に照射することが可能である。
レーザビーム２６０は、導電層２５８で吸収される。導電層２５８は、レーザビーム２６０の照射によりアブレーションされて除去される。なお導電層２５８はレーザビーム２６０が照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有する第１の電極層２６２が形成される。第１の電極層２６２は、絶縁層２５０に形成された開口２５４を介して、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層２３０ｂと電気的に接続される（図１４（Ｄ）参照）。第１の電極層２６２は、画素電極として機能する。また、導電層２５８を引っ張り応力を有する層としておくことで、アブレーションにより得られる第１の電極層２６２パターン端部でのバリ等の発生を抑えることができ、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。
第１の電極層２６２に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素２６４を添加する（図１４（Ｄ）参照）。不純物元素又は不活性元素２６４は、上記実施の形態１で説明した不純物元素又は不活性元素１１０と同様の元素を用いて添加すればよい。このように、第１の電極層２６２に不純物元素又は不活性元素２６４を添加することで、第１の電極層２６２の引っ張り応力を弱めることができる。詳しくは、レーザビーム２６０を照射する際の導電層２５８よりも、第１の電極層２６２の引っ張り応力を小さくすることができる。好ましくは、第１の電極層２６２を圧縮応力にできるとよい。第１の電極層２６２の引っ張り応力を小さくする、或いは第１の電極層２６２を圧縮応力にすることで、第１の電極層２６２が膜剥がれ等の不良を起こすことを防止することができる。また、後の工程で第１の電極層２６２に熱が掛かるような処理をする場合にも、引っ張り応力により第１の電極層２６２の膜剥がれ等が生じるのを防止することができる。
第１の電極層２６２は、上記実施の形態４で示した剥離層を利用して形成することもできる。具体的には、導電層２５８上に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして導電層２５８を選択的にエッチングして、画素電極として機能する第１の電極層を形成することができる。なお、第１の電極層形成後、エッチングマスクとして用いた剥離層は除去する。また、第１の電極層形成後、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加してもよい。剥離層の材料や形成方法、レーザビーム等については、上記実施の形態４に準じるものとする。
また、第１の電極層２６２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、第１の電極層２６２は、導電層２５８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２５８を選択的にエッチングして形成してもよい。
第１の電極層２６２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２６２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２６２上に開口を有するように隔壁層２６６を形成する（図１５（Ａ）参照）。隔壁層２６６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２６６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２６６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２６６を形成することもできる。なお、隔壁層２６６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２６８、第２の電極層２７０の被覆性が向上する。
また、液滴吐出法により隔壁層２６６を形成した後、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、平坦な板状の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、高繊細な画像を表示することができる。
次に、第１の電極層２６２及び隔壁層２６６上に層２６８、第２の電極層２７０を積層して形成する。以上で、第１の電極層２６２と第２の電極層２７０との間に層２６８が挟持された構造の発光素子２７２を得る（図１５（Ｂ）参照）。層２６８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２６８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２７２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、所望のパターン形状を有する層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、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い表示装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。また、スループットの向上を図ることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜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、本発明に係る表示パネルの構成について説明する。
図１６（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１６（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１７（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１７（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１７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１６（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１６（Ｂ）において、３７０１は画素部であり、信号線側駆動回路は、図１６（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１６（Ｃ）に示すように、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、スイッチング素子を形成する導電層や半導体層のパターン形成、様々な電気的接続を形成するための開口の形成等に、上記実施の形態１乃至５で示したような、本発明に係るレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法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、さらに精度良く薄膜加工することが可能になる。したがって、表示パネルを作製する際の製造コストを低減し、歩留まりを向上させることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
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５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５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１０ｎｍ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、半導体層を結晶化した後に行ってもよいし、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。その他、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、所望の場所に選択的に半導体層を形成してもよい。
また、半導体層は、上記実施の形態１、２で説明したレーザアブレーションを利用して所望のパターン形状に加工することもできる。具体的には、半導体層に対して、当該半導体層に吸収されるレーザビームを選択的に照射する。半導体層は、レーザビームが照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有する半導体層が形成される。
さらに、上記実施の形態４で説明した剥離層を利用して形成してもよい。具体的には、半導体層に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを選択的に照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして半導体層を選択的にエッチングして、所望の形状に加工することができる。所望の形状の半導体層を形成した後、剥離層は除去してもよいし、そのまま残してゲート絶縁層の一部としてもよい。なお、剥離層を用いる場合は、レーザビームの照射前は引っ張り応力を有する剥離層を形成し、剥離層の一部除去後は一導電型を有する不純物元素又は不活性元素を添加して、圧縮応力を有する剥離層とするのが好ましい。レーザビームの照射前後の応力を制御することで、レーザビームを照射した領域を容易に除去することができ、さらに後の工程で残存する剥離層の膜剥がれ等の不良を防止することができる。
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。その他、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、所望の場所に選択的にゲート電極層を形成してもよい。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、ゲート電極層は、上記実施の形態１、２で説明したレーザアブレーションを利用して所望のパターン形状に加工することもできる。具体的には、ゲート電極層を形成する導電層に対して、当該導電層に吸収されるレーザビームを選択的に照射する。導電層は、レーザビームが照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有するゲート電極層が形成される。
さらに、上記実施の形態４で説明した剥離層を利用して形成してもよい。具体的には、ゲート電極層を形成する導電層に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを選択的に照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして導電層を選択的にエッチングして、所望の形状のゲート電極層を形成することができる。なお、ゲート電極層を形成した後、剥離層は除去してもよいし、そのまま残して層間絶縁層の一部としてもよい。
なお、レーザビームによるアブレーション又は剥離層の付着力低下を利用してゲート電極層を形成する場合、レーザビームの照射前は引っ張り応力を有する導電層を形成し、ゲート電極層形成後は、一導電型を有する不純物元素又は不活性元素を添加して、圧縮応力を有する導電層とするのが好ましい。レーザビームの照射前後の応力を制御することで、レーザビームを照射した領域を容易に除去することができる。また、形成された薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を抑えることができ、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。さらにゲート電極層形成後の工程では、該ゲート電極層の膜剥がれ等の不良を防止することができる。なお、剥離層を残存させる場合には、ゲート電極層を形成する導電層と同様に剥離層の応力を制御することが好ましい。
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。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。
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。
半導体層に一導電型を付与する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、ゲート電極層と重ならない構造としてもよい。
また、レーザビームの照射によるアブレーション又は剥離層の付着力低下を利用して半導体層やゲート電極層を形成する場合、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を半導体層に形成するための不純物元素の添加を利用して、半導体層やゲート電極層の応力を制御することも可能である。詳しくは、引っ張り応力を有する層で半導体層やゲート電極層を形成した後、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を半導体層に形成するための不純物元素の添加により、半導体層やゲート電極層を圧縮応力を有する層とすることも可能である。
また、半導体層に添加され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。このとき、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（ＣＮ）、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ことができる。半導体層に吸収されるレーザビームを選択的に照射して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。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５のレーザビームの説明に準じる。なお、レーザアブレーションを利用して開口を形成する場合、絶縁層９１３、９１４としては、成膜時（レーザビームの照射前）は引っ張り応力を有する層を形成し、開口形成後は圧縮応力を有する層とすることが好ましい。絶縁層９１３、９１４は、開口形成後、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加することで、圧縮応力を有する層とすることが可能である。
もちろん、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。
また、ソース電極層又はドレイン電極層は、上記実施の形態１、２で説明したレーザアブレーションを利用して所望のパターン形状に加工することもできる。具体的には、ソース電極層又はドレイン電極層を形成する導電層に対して、当該導電層に吸収されるレーザビームを選択的に照射する。導電層は、レーザビームが照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有するソース電極層又はドレイン電極層が形成される。
さらに、上記実施の形態４で説明した剥離層を利用して形成してもよい。具体的には、ソース電極層又はドレイン電極層を形成する導電層に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを選択的に照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして導電層を選択的にエッチングして、所望の形状のソース電極層又はドレイン電極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を形成した後、剥離層は除去してもよいし、そのまま残して層間絶縁層の一部としてもよい。
なお、レーザビームによるアブレーション又は剥離層の付着力低下を利用してソース電極層又はドレイン電極層を形成する場合、レーザビームの照射前は引っ張り応力を有する導電層を形成し、ソース電極層又はドレイン電極層形成後は、一導電型を有する不純物元素又は不活性元素を添加して、圧縮応力を有する導電層とするのが好ましい。レーザビームの照射前後の応力を制御することで、レーザビームを照射した領域を容易に除去することができる。また、形成された薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を抑えることができ、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。さらにソース電極層又はドレイン電極層形成後の工程では、該ソース電極層又はドレイン電極層の膜剥がれ等の不良を防止することができる。なお、剥離層を残存させる場合には、ソース電極層又はドレイン電極層を形成する導電層と同様に剥離層の応力を制御することが好ましい。
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、二つ形成されるマルチ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（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、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ことができる。詳しくは、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層に吸収されるレーザビームを選択的に照射してアブレーションさせて絶縁層９１６を除去し、開口を形成する。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５のレーザビームの説明に準じる。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。また、レーザアブレーションを利用して開口を形成する場合、絶縁層９１６としては、成膜時（レーザビームの照射前）は引っ張り応力を有する層を形成し、開口形成後は圧縮応力を有するそうとすることが好ましい。絶縁層９１６は、開口形成後、一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加することで、圧縮応力を有する層とすることが可能である。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。
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、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。その他、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、所望の場所に選択的に形成してもよい。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、上記実施の形態１、２で説明したレーザアブレーションを利用して所望のパターン形状に加工することもできる。具体的には、第１の電極層９３２を形成する材料層に対して、当該材料層に吸収されるレーザビームを選択的に照射する。材料層は、レーザビームが照射された領域においてアブレーションされ、所望のパターン形状を有する第１の電極層９３２が形成される。
さらに、上記実施の形態４で説明した剥離層を利用して形成してもよい。具体的には、第１の電極層９３２を形成する材料層に接して、レーザビームを吸収して付着力が低下する剥離層を形成する。剥離層にレーザビームを選択的に照射して、レーザビームを照射した領域の剥離層の付着力を低下させる。付着力が低下した領域の剥離層を除去した後、剥離層をマスクとして材料層を選択的にエッチングして、所望の形状の第１の電極層９３２を形成することができる。なお、第１の電極層９３２を形成した後、剥離層は除去する。
なお、レーザビームによるアブレーション又は剥離層の付着力低下を利用して第１の電極層９３２を形成する場合、レーザビームの照射前は引っ張り応力を有する材料層を形成し、第１の電極層９３２形成後は、一導電型を有する不純物元素又は不活性元素を添加して、圧縮応力を有する層とするのが好ましい。レーザビームの照射前後の応力を制御することで、レーザビームを照射した領域を容易に除去することができる。また、形成された薄膜パターンの端部でのバリ等の発生を抑えることができ、微細な薄膜パターンを精度良く容易に形成することが可能になる。さらに第１の電極層９３２形成後の工程では、該第１の電極層９３２の膜剥がれ等の不良を防止することができる。なお、剥離層を残存させる場合には、第１の電極層９３２を形成する導電層と同様に剥離層の応力を制御することが好ましい。
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、所望のパターン形状を有する層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、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い表示装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。また、スループットの向上を図ることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
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３３乃至図３５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３３は、有機ＥＬ素子について示している。図３３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５の第１の電極層２６２や、実施の形態７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、Ｌｉ、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Ｍｇ、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３４、図３５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。
固相法を用いてドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を合成する場合、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℃乃至１５００℃の範囲が好ましい。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３４（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３４（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３４（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３４（Ｂ）及び図３４（Ｃ）に示す発光素子は、図３４（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３４（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３４（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３４（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３５（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３５（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３５（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（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）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（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、その他の無機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。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる（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。バインダに無機材料と有機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３５（Ｂ）及び図３５（Ｃ）に示す発光素子は、図３５（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３５（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３５（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３５（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３４における絶縁層５４、図３５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（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、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３４、図３５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３３乃至図３５）で示した発光素子は、他の実施の形態で示す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１５（Ｂ）に示す表示装置に、図３３に示す有機ＥＬ素子を適用する場合、第１の電極層２６２又は第２の電極層２７０は、第１の電極層８２７０又は第２の電極層８２５０に相当する。層２６８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１５（Ｂ）に示す表示装置に、図３４、図３５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２６２若しくは第２の電極層２７０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２６８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。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜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、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には基板６００上に、下地絶縁層６０４ａ、下地絶縁層６０４ｂを介して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６４４ａ、６４４ｂは画素電極層６３０と電気的に接続される。
本実施の形態において、スイッチング素子となるトランジスタを形成する半導体層、ゲート電極層やソース電極層及びドレイン電極層を形成する導電層のパターン形成、様々な電気的接続を形成するための開口の形成等に、上記実施の形態１乃至５で示したような、本発明に係るレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法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、さらに精度良く薄膜加工することが可能になる。
なお、全ての薄膜の加工にレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法を適用する必要はない。リソグラフィー工程を利用して選択的にエッチングして所望の形状に薄膜を加工してもよい。また、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適用して、所望の場所に選択的に目的の層を形成してもよい。
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。該ゲート電極層をマスクとして用いて該結晶性半導体層へ不純物元素を添加し、結晶性半導体層に不純物領域を形成する。ゲート電極層を用いて不純物元素を添加することにより、不純物元素添加のためのマスク層を形成する必要がない。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（Ｌｉｇｈｔ 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回路を形成してもよい。駆動回路領域６０８ｂに形成され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、該樹脂膜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。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１８と図３２は、ＶＡ型液晶パネルの画素構造を示している。図１８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３２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。
それぞれの画素電極に接続されるＴＦＴを形成する半導体層、ゲート電極層やソース電極層及びドレイン電極層を形成する導電層のパターン形成、様々な電気的接続を形成するための開口の形成等に、上記実施の形態１乃至５で示したような、本発明に係るレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法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、さらに精度良く薄膜加工することが可能になる。
なお、全ての薄膜の加工にレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法を適用する必要はない。リソグラフィー工程を利用して選択的にエッチングして所望の形状に薄膜を加工してもよい。また、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適用して、所望の場所に選択的に目的の層を形成してもよい。
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、所望のパターン形状を有する層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、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い表示装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。また、スループットの向上を図ることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜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、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１乃至５で示したような、本発明に係るレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法を適用して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削減・簡略化することができ、さらに精度良く薄膜加工することが可能になる。
なお、レーザビームを利用せず、リソグラフィー工程を利用して選択的にエッチングして所望の形状に薄膜を加工してもよい。また、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適用して、所望の場所に選択的に目的の層を形成してもよい。
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が電気的に接続された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、又は有機ＥＬ、蛍光を全反射しながら全面に光を導くための導光板３６５、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、明度のムラを低減するための拡散板３６６、及び導光板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。
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５で示したように、本発明に係るレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法を適用して形成することができる。もちろん、リソグラフィー工程を利用して開口を形成してもよい。
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、所望のパターン形状を有する層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、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い表示装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。また、スループットの向上を図ることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１１）
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などのパターン形成、様々な電気的接続を形成するための開口の形成等に、上記実施の形態１乃至５で示したような、本発明に係るレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法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、さらに精度良く薄膜加工することが可能になる。
なお、全ての薄膜の加工にレーザビームの照射及び加工する薄膜の応力を利用した薄膜加工の方法を適用する必要はない。リソグラフィー工程を利用して選択的にエッチングして所望の形状に薄膜を加工してもよい。また、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適用して、所望の場所に選択的に目的の層を形成してもよい。
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、所望のパターン形状を有する層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、レーザビームの照射によるアブレーションの前後で加工する層の応力を制御することにより薄膜加工を精度良くでき、加工後の薄膜パターンに不良が生じるのを防止することができる。よって、信頼性の高い表示装置を、歩留まり良く製造することが実現できる。また、スループットの向上を図ることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１２）
次に、実施の形態６乃至１１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１７（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とも表記する）２７５１は、基板２７００上に実装される。図１７（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１７（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１６（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１７（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１３）
実施の形態６乃至１２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１４）
本実施の形態について、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、基板の厚さが薄い場合、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とすることもできるし、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板とを用い、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。さらに、製造における不良を防止することができ、歩留まりが向上する。したがって、量産性良く、信頼性の高い表示モジュールを製造することが可能になる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１５）
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が設けられた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、スループットが向上する。また、製造における不良を防止することができ、歩留まりが向上する。よって、量産性良く、信頼性の高い表示モジュールを製造することが可能になる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１６）
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１６（Ａ）で示すように外付けの駆動回路としてもよいし、図１７（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１７（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１６（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１６（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１６、図１７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２４０６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、信頼性の高い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。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１７）
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、製造工程における不良を防止して歩留まりを向上させることができるため、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、製造工程における不良を防止して歩留まりを向上させることができるため、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、製造工程における不良を防止して歩留まりを向上させることができるため、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、製造工程における不良を防止して歩留まりを向上させることができるため、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、製造工程における不良を防止して歩留まりを向上させることができるため、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。また、信頼性の高い電子機器を製造することも可能になる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、光吸収層として機能することができる導電層の応力の変化を観察した結果を示す。
石英基板上に、スパッタリング法を用いて、膜種Ａ、膜種Ｂ、膜種Ｃのいずれかの導電層を膜厚１００ｎｍで形成し、イオン注入法を用いて、導電層に対してＩ、ＩＩ、ＩＩＩのいずれかのドープ条件で不純物元素又は不活性元素を添加した試料１乃至試料９を作製した。試料１乃至試料９の膜種及びドープ条件について、下記「表１」に示す。試料１は、膜種Ａの導電層を形成し、該導電層に対してドープ条件Ｉで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料２は膜種Ａの導電層を形成し、ドープ条件ＩＩで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料３は膜種Ａの導電層を形成し、ドープ条件ＩＩＩで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料４は膜種Ｂの導電層を形成し、ドープ条件Ｉで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料５は膜種Ｂの導電層を形成し、ドープ条件ＩＩで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料６は膜種Ｂの導電層を形成し、ドープ条件ＩＩＩで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料７は膜種Ｃの導電層を形成し、ドープ条件Ｉで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料８は膜種Ｃの導電層を形成し、ドープ条件ＩＩで不純物元素又は不活性元素を添加した。試料９は膜種Ｃの導電層を形成し、ドープ条件ＩＩＩで不純物元素又は不活性元素を添加した。
Figure 2008177553
膜種Ａは、タングステン（Ｗ）層を形成した。成膜条件は、タングステンターゲットを用い、成膜電力４．０ｋＷ、成膜圧力２．０Ｐａ、アルゴン（Ａｒ）ガス流量１００ｓｃｃｍ、基板裏面からの加熱Ａｒガス流量１０ｓｃｃｍとした。
膜種Ｂは、モリブデン（Ｍｏ）層を形成した。成膜条件は、モリブデンターゲットを用い、成膜電力１．５ｋＷ、成膜圧力０．４Ｐａ、Ａｒガス流量３０ｓｃｃｍ、基板裏面からの加熱Ａｒガス流量１０ｓｃｃｍとした。
膜種Ｃは、モリブデン（Ｍｏ）層を形成した。成膜条件は、モリブデンターゲットを用い、成膜電力１．５ｋＷ、成膜圧力０．８Ｐａ、Ａｒガス流量５０ｓｃｃｍ、基板裏面からの加熱Ａｒガス流量１０ｓｃｃｍとした。膜種Ａ〜Ｃの材料、成膜電力、成膜圧力を「表２」に示す。
Figure 2008177553
ドープ条件Ｉは、導電層に対して、不純物元素又は不活性元素としてアルゴン（Ａｒ）を添加した。ドープ条件は、ドーピングガスとしてＡｒガスを用い、ガス流量３０ｓｃｃｍ、ビーム電流５μＡ／ｃｍ２、加速電圧１５ｋＶ、ドーズ量５．０×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とした。
ドープ条件ＩＩは、導電層に対して、不純物元素又は不活性元素としてボロン（Ｂ）を添加した。ドープ条件は、ドーピングガスとしてジボラン（Ｂ２Ｈ６）（ドーピングガスはＢ２Ｈ６を水素（Ｈ２）で希釈しており、ドーピングガス中のＢ２Ｈ６の比率は５％）ガスを用い、ガス流量３０ｓｃｃｍ、高周波電源２０Ｗ、加速電圧１０ｋＶ、ドーズ量２．０×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とした。
ドープ条件ＩＩＩは、導電層に対して、不純物元素又は不活性元素としてリン（Ｐ）を添加した。ドープ条件は、ドーピングガスとしてフォスフィン（ＰＨ３）（ドーピングガスはＰＨ３を水素（Ｈ２）で希釈しており、ドーピングガス中のＰＨ３の比率は５％）ガスを用い、ガス流量２０ｓｃｃｍ、高周波電源２０Ｗ、加速電圧１０ｋＶ、ドーズ量１．０×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とした。ドープ条件Ｉ〜ＩＩＩの添加する元素、ドーズ量を「表３」に示す。
Figure 2008177553
試料１乃至試料９について、導電層成膜後と不純物元素又は不活性元素添加後の応力を測定した結果を図３６に示す。図３６に示すグラフは、横軸は試料番号を示し、縦軸は応力（ＧＰａ）を示す。試料１乃至試料９において、導電層成膜後に測定した応力を三角印でプロットした。また、試料１乃至９において、不純物元素又は不活性元素添加後に測定した応力を丸印でプロットした。また、図３６では、応力なしをゼロ、引っ張り応力を正（＋；プラス）、圧縮応力を負（−；マイナス）とした。
図３６から明らかであるように、試料１乃至３、試料７乃至９は、導電層成膜後と比較して、不純物元素又は不活性元素添加後は応力が正からゼロに近づいているのがわかる。よって、不純物元素又は不活性元素を添加することで、引っ張り応力が小さくなったことがわかる。
また、試料４乃至６は、導電層成膜後と比較して、不純物元素又は不活性元素添加後は応力がゼロから負に遠のいていることがわかる。よって、不純物元素又は不活性元素を添加することで、圧縮応力が大きくなったことがわかる。つまり、不純物元素又は不活性元素を添加することで、より引っ張り応力が小さい方向になっていることがわかる。
以上の結果から、導電層に不純物元素又は不活性元素を添加することで、導電層が有する引っ張り応力を小さくできることがわかった。
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。 本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 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。 本発明を説明する概念図。 本発明に係る半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明に係る半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明に係る半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明に係る半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明に係る表示装置の上面図。 本発明に係る表示装置の上面図。 本発明に係る表示装置の例を示す図。 本発明に係る表示装置の例を示す図。 本発明に係る表示装置の例を示す図。 本発明に係る電子機器の主要な構成を示すブロック図。 本発明に係る表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明に係る表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明に係る表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明に係る電子機器の例を示す図。 本発明に係る電子機器の例を示す図。 本発明に係る表示装置の例を示す上面図及び断面図。 本発明に係る表示モジュールの構成例を示す図。 本発明に係る表示装置の例を示す上面図及び断面図。 本発明に係る表示装置の例を示す図。 本発明に係る表示装置の例を示す図。 本発明に係る表示装置の例を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成例を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成例を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成例を示す図。 導電層の応力変化を示す図。
符号の説明
１００ 基板
１０２ 絶縁層
１０４ 光吸収層
１０５ 非照射領域
１０６ レーザビーム
１０７ 照射領域
１０８ 光吸収層
１１０ 不純物元素又は不活性元素
１５６ 透光性を有する層
１５８ レーザビーム
１６０ 透光性を有する層
１６２ 光吸収層
１６４ 不純物元素又は不活性元素

Claims (17)

  1. 基板上に光吸収層を形成し、
    前記光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、前記レーザビームが照射された領域の前記光吸収層を除去し、
    残存する前記光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記光吸収層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  2. 基板上に光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、
    前記透光性を有する層及び前記光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、前記レーザビームが照射された領域の前記透光性を有する層を少なくとも除去し、
    残存する前記透光性を有する層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記透光性を有する層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  3. 基板上に第１材料層、光吸収層を順に積層して形成し、
    前記光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、前記レーザビームが照射された領域の前記光吸収層を除去し、
    残存する前記光吸収層をマスクとして前記第１材料層を選択的にエッチングし、
    残存する前記光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記光吸収層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  4. 基板上に第１材料層、光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、
    前記透光性を有する層及び前記光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、前記レーザビームが照射された領域の前記透光性を有する層及び前記光吸収層を除去し、
    残存する前記透光性を有する層及び前記光吸収層をマスクとして前記第１材料層を選択的にエッチングし、
    残存する前記透光性を有する層及び前記光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記透光性を有する層及び前記光吸収層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  5. 基板上に光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、
    前記透光性を有する層及び前記光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、前記レーザビームが照射された領域の前記透光性を有する層を少なくとも除去して開口を形成し、
    残存する前記透光性を有する層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記透光性を有する層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくし、
    前記開口に導電層を形成して前記光吸収層と電気的に接続させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  6. 基板上に第１材料層、光吸収層、透光性を有する層を順に積層して形成し、
    前記透光性を有する層及び前記光吸収層にレーザビームを選択的に照射して、前記レーザビームが照射された領域の前記透光性を有する層及び前記光吸収層を除去して開口を形成し、
    残存する前記透光性を有する層及び前記光吸収層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記透光性を有する層及び前記光吸収層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくし、
    前記開口に導電層を形成して前記第１材料層と電気的に接続させる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、
    前記光吸収層は、前記レーザビームを吸収する層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
    前記光吸収層は導電材料又は半導体材料を用いて形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  9. 基板上に第１材料層、剥離層を順に積層して形成し、
    前記剥離層にレーザビームを選択的に照射して前記剥離層の付着力を低下させ、前記レーザビームが照射され領域の前記剥離層を除去し、
    残存する前記剥離層をマスクとして前記第１材料層を選択的にエッチングし、
    残存する前記剥離層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記剥離層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  10. 基板上に第１材料層、剥離層、透光性を有する層を順に積層して形成し、
    前記透光性を有する層及び前記剥離層にレーザビームを選択的に照射して前記剥離層の付着力を低下させ、前記レーザビームが照射された領域の前記剥離層及び前記剥離層に接する前記透光性を有する層を除去し、
    残存する前記透光性を有する層及び前記剥離層をマスクとして前記第１材料層を選択的にエッチングし、
    残存する前記透光性を有する層及び前記剥離層に一導電型を付与する不純物元素又は不活性元素を添加して、前記透光性を有する層及び前記剥離層の引っ張り応力を前記レーザビームの照射前よりも小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  11. 請求項９又は請求項１０において、
    前記剥離層は、前記レーザビームを吸収する層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  12. 請求項９乃至請求項１１のいずれか一において、
    前記剥離層は、金属酸化物層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  13. 請求項２、請求項４乃至請求項８、請求項１０乃至請求項１２のいずれか一において、
    前記透光性を有する層は、前記レーザビームを透過する層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  14. 請求項３、請求項４、請求項６、請求項９乃至請求項１３のいずれか一において、
    前記第１材料層は導電材料又は半導体材料を用いて形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一において、
    前記一導電型を付与する不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）又はヒ素（Ａｓ）を添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか一において、
    前記一導電型を付与する不純物元素としては、ｐ型を付与する不純物元素であるボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、又はガリウム（Ｇａ）を添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  17. 請求項１乃至請求項１６のいずれか一において、
    前記不活性元素としては、窒素（Ｎ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）又はキセノン（Ｘｅ）を添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
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