JP2010166069A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

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

Description

本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装
置およびその作製方法に関する。具体的には、本発明は電界効果トランジスタ（以下、Ｆ
ＥＴという）で構成された回路を有する半導体装置に関する。例えば、大規模集積回路（
ＬＳＩ）や、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や、有機発光素子を有する発光表
示装置や、ラインセンサなどのセンサ装置や、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどのメモリ装置を部
品として搭載した電子機器に関する。
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
近年、半導体素子に多層配線を形成する場合、配線を積層することにより、上層になる
ほど段差が増大し、配線の加工が困難となっている。そこで、一般的に絶縁膜に形成され
た配線溝や孔等のような配線開口部内にダマシン法と称する配線形成技術によって、配線
材料を埋め込んでいる。
ダマシン法とは、金属配線を形成するために、まず、絶縁膜に溝を形成し、全面に金属
材料を塗布し、次にＣＭＰ（化学的機械研磨）法などで、全面研磨をすることである。こ
の際、金属配線の下方に、さらに下層の金属配線や半導体領域とのコンタクトを取るため
の孔を形成しておくことを含めたものをデュアルダマシン法と呼んでいる。デュアルダマ
シン法は、下層配線との接続孔と配線溝とを形成した後、配線材料を堆積し、ＣＭＰ法に
より配線部分以外の配線材料を除去する工程などを含んでいる。
デュアルダマシン法を用いた金属配線は、電解めっき法による銅（Ｃｕ）が多く用いられ
ている。電解めっき法では接続孔に銅（Ｃｕ）を完全に埋め込むため、めっき液や、印加
する電界を複雑に調整する必要がある。また、銅（Ｃｕ）はエッチャントやエッチングガ
スを用いたエッチングプロセスで加工することが困難であり、銅（Ｃｕ）の加工には研磨
を行うための特殊なＣＭＰ法が必要とされている。
電解めっき法やＣＭＰ法は、配線形成にかかる工程数の増加、及び製造コストの増加を招
くという問題があった。
また、半導体基板を用いた半導体デバイス製造工程だけでなく、薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）を用いたアクティブマトリクス基板製造工程においても、多層配線を形成する際に
おける配線の加工が困難となっている。近年、薄膜トランジスタはＩＣや電気光学装置の
ような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が
急がれている。なお、画像表示装置として、液晶表示装置が一般によく知られている。
パッシブ型の液晶表示装置に比べ高精細な画像が得られることからアクティブマトリクス
型の液晶表示装置が多く用いられるようになっている。アクティブマトリクス型の液晶表
示装置においては、マトリクス状に配置された画素電極を駆動することによって、画面上
に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素電極と該画素電極に対応する対向
電極との間に電圧が印加されることによって、画素電極と対向電極との間に配置された液
晶層の光学変調が行われ、この光学変調が表示パターンとして観察者に認識される。
このようなアクティブマトリクス型の電気光学装置の用途は広がっており、画面サイズ
の大面積化とともに、生産性の向上や低コスト化の要求も高まっている。
また、従来では、多層配線を形成する際、上層配線と下層配線を接続するためには、こ
れらの配線の間に設けられる層間絶縁膜にフォトリソグラフィ法を用いてコンタクトホー
ルを形成している。フォトリソグラフィ法を用いてコンタクトホールを形成する場合、レ
ジストマスクの形成（レジスト塗布、露光、現像）、選択的なエッチング、レジストマス
ク除去などの多くの工程が必要とされる。即ち、複数の配線を立体交差させるべく多層構
造とするため、コンタクトホールをあける必要があり、これが製造工程数の増加の原因の
一つとなっている。
また、フォトリソグラフィ法を用いる場合、露光パターン毎にフォトマスクも必要であ
るため、そのフォトマスクを製造する費用がかかり、製造コストの増大の原因の一つとな
っている。
また、フォトリソグラフィ法を用いる場合、均一性の向上のため、大量のレジスト材料
や、大量の現像液が使用され、余分な材料の消費量が多い。
また、層間絶縁膜を選択的にエッチングする方法としては、ドライエッチングとウェッ
トエッチングとが知られている。一般的にはガスプラズマによるドライエッチングがテー
パー加工などのパターン形成に有利とされているが、ドライエッチング装置は高価で大が
かりな装置を必要とし、製造コストが高くなるという欠点がある。また、ガスプラズマに
よるダメージが半導体素子に与えられる恐れがある。従って、ドライエッチングはできる
限り少なく行うことが望ましい。
また、ドライエッチングに比べて安価で量産性に優れるウェットエッチングは、１回の使
用でエッチャントを大量に使用するため、廃液処理が大変であり、製造コストの増大の原
因の一つとなっている。また、ウェットエッチングは、等方性エッチングであるため、比
較的径の小さいコンタクトホールを形成することは困難であり、回路の高集積化に不向き
であった。
また、薄膜のパターニング加工の際にフォトレジストを用いることのない方法として、
レーザ加工技術が知られており、中でもＹＡＧレーザ光（波長１．０６μｍ）を用いたレ
ーザ加工法が知られている。ＹＡＧレーザ光を用いたレーザ加工法はスポット状のビーム
を被加工物に照射するとともに、ビームを加工方向に走査し、点の連続の鎖状に開溝を形
成するものである。
また、本出願人は、４００μｍ以下の波長を有するレーザ光を用いて、線状のビームを透
光性導電膜に照射し、開溝を形成する薄膜加工方法を特許文献１、特許文献２、及び特許
文献３に記載している。
米国特許第４８６１９６４号 米国特許第５７０８２５２号 米国特許第６１４９９８８号
本発明は、多層配線を形成する際における配線の加工に要する工程を簡便にすることを
課題とする。さらに、回路の高集積化をも実現する技術を提供することも課題とする。
また、深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する場合、プロセスが複雑になりや
すい。そこで、本発明は、簡便なプロセスで深さの異なる複数のコンタクトホールを実現
することができる技術を提供する。
また、半導体回路を有する電子機器の製造においては、大量生産を効率良く行うため、
ウェハー基板ではなくマザーガラス基板を用い、一枚のマザーガラス基板から複数のデバ
イスを切り出す多面取りがよく行われている。マザーガラス基板のサイズは、１９９０年
初頭における第１世代の３００×４００ｍｍから、２０００年には第４世代となり６８０
×８８０ｍｍ、若しくは７３０×９２０ｍｍへと大型化して、一枚の基板から多数のデバ
イス、代表的には多数の表示パネルが生産できるように生産技術が進歩してきた。
今後、さらに基板が大型化すると、配線となる金属膜を形成する際、スパッタ法を用いた
成膜方法では、ターゲットが大きなサイズとなるにつれて高価となってくるため、大量生
産上、不利と考えられる。
また、本発明は、大量生産上、大型の基板に適している配線の形成技術を提供することも
課題とする。
本発明は、導電層を覆って形成された透光性を有する絶縁膜に対してレーザ光を選択的
に照射し、導電層に達する貫通した開口を形成することを特徴としている。レーザ光によ
り透光性を有する絶縁膜に貫通した開口を形成することによって、コンタクトホール形成
工程を簡便とすることができる。
また、レーザ光の焦点位置を実施者が適宜設定することによって、貫通した開口の深さ
や貫通した開口のサイズを適宜、決定することができる。従って、本発明により簡便なプ
ロセスで深さの異なる複数のコンタクトホールを実現できる。また、透光性を有する絶縁
膜は単層に限らず、２層以上の積層であってもコンタクトホール形成工程を簡便とするこ
とができる。
本発明で用いるレーザ光は、非線形光学素子に通すことなく基本波のままとし、高強度
、且つ、繰り返し周波数の高いパルスのレーザ光を透光性を有する絶縁膜に照射して貫通
した開口を形成する。なお、本発明で用いるレーザの繰り返し周波数は１０ＭＨｚ以上と
することも特徴の一つである。
なお、高強度とは、単位時間あたり単位面積あたりに高い尖頭出力を持つことを指して
おり、本発明におけるレーザ光の尖頭出力の範囲は、１ＧＷ／ｃｍ２〜１ＴＷ／ｃｍ２と
する。
波長が１μｍ程度の基本波は、透光性を有する絶縁膜に照射してもあまり吸収されず、吸
収効率が低いが、パルス幅をピコ秒台、或いはフェムト秒（１０−１５秒）台のパルスレ
ーザから射出される基本波であれば、高強度のレーザ光が得られ、非線形光学効果（多光
子吸収）が生じ、透光性を有する絶縁膜に吸収させて貫通した開口を形成することができ
る。
加えて、レーザ光の焦点位置を実施者が適宜設定することによって、基板に垂直な面に
おける開口形状も適宜、決定することができる。例えば、透光性を有する絶縁膜表面にお
ける開口面積が導電層の露出面積よりも小さい開口を形成することができる。
従来のＹＡＧレーザ光による加工方法では、ビーム形状が円状で且つ、光強度がガウス分
布を示すため、被加工物の表面に垂直な面における開口形状はガウス分布に従った形にな
る。従って、従来のＹＡＧレーザ光による加工方法では、表面における開口径が広がりや
すく、微小な開口径を有し、且つ、深さの深いコンタクトホール形成が困難である。また
、従来のＹＡＧレーザ光による加工方法で使用されるパルス幅は、１０−４秒〜１０−２
秒である。
また、４００μｍ以下の波長を有するレーザ光を用いて、線状のビームを透光性導電膜に
照射し、開溝を形成する従来の加工方法は、４００μｍ以下の波長を有するレーザ光を吸
収する透光性導電膜を用いているため、透光性導電膜表面から開溝が形成される。この加
工方法においても表面にエネルギーが吸収されやすく、表面における開口径が広がりやす
い。
従来の加工方法に比べ、本発明の加工方法は、表面から貫通した開口を形成することに
限定されず、様々な形成方法が可能である。例えば、レーザ光の焦点位置を導電層側から
表面に向けて移動させながらレーザ光を透光性を有する絶縁膜に照射した場合、透光性を
有する絶縁膜は、導電層側から表面に向けて貫通した開口が形成される。また、裏面、即
ち透光性を有する基板側から基板を通過させてレーザ光を照射して絶縁膜に開口を形成す
ることもできる。
また、本発明は、レーザ光の焦点位置を自在に移動させることによって、例えばＺ方向
（深さ方向）に縦方向の貫通した開口を形成した後、Ｘ方向またはＹ方向に横方向の穴を
形成して複雑な形状の開口を形成することも可能である。
さらに、本発明は、ピエゾ方式やサーマルジェット方式に代表される液滴吐出技術、また
はナノインプリント技術などの印刷技術を用いて、絶縁膜の開口と重なる位置に配線また
は電極を形成し、絶縁膜の開口を通じて導電層と電気的に接続させることも特徴の一つと
している。
例えば、液滴吐出技術を用いる場合、材料液を調節して滴下された導電材料に流動性を
持たせることができるため、曲がりくねった複雑な形状を有する開口であっても導電材料
を充填することができる。例えば、側壁が逆テーパ形状となっている穴にも導電材料を充
填することができる。また、液滴吐出技術を用いて滴下する導電材料の速度を利用して深
い開口や形状の複雑な開口に導電材料を充填することもできる。また、流動性を有する導
電材料を充填しやすい形状の開口を提供することも本発明の一つである。
また、ナノインプリント技術などの印刷技術を用いる場合、焼成のための熱処理の際、
導電材料に流動性を持たせて複雑な形状を有する開口に導電材料を充填することもできる
。
また、径の比較的大きい、例えば直径２μｍより大きいコンタクトホールに液滴吐出技
術やナノインプリント技術を用いた配線の形成を行った場合、コンタクトホールの形状に
沿った配線となり、コンタクトホールの配線部分は他の箇所より凹む形状となりやすかっ
た。図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に従来のコンタクトホール形成の様子を示す。基板３０
１０上に下地絶縁膜３０１１が設けられ、その上に導電層３０１２が設けられている。図
１９（Ａ）には導電層３０１２上に絶縁膜３０１３が形成され、フォトリソグラフィ技術
によりレジストからなるマスク３０１４を形成し、エッチングして開口３０１６が形成さ
れている。そして、レジストマスク３０１４を除去して液滴吐出技術やナノインプリント
技術を用いた配線の形成を行うと図１９（Ｂ）に示すような配線３０１７ａが形成される
。図１９（Ｂ）に示すように配線３０１７ａは、コンタクトホールの形状に沿った配線と
なり、コンタクトホールの配線部分は他の箇所より凹んでしまう。さらに、焼成を行うと
、配線材料が流動性を持つため、図１９（Ｃ）に示すように形状が変形し、配線３０１７
ｂになってしまう。従って、図１９（Ｃ）中の矢印に示す材料の移動方向３０１８に移動
し、コンタクトホール付近の配線の太さが他の箇所に比べて細くなってしまう恐れがあっ
た。また、液滴吐出技術において、粘度の低く流動性を有する材料を用いた場合、焼成前
、即ち配線形成直後でも配線材料は低い所に移動しやすい。
そこで、本発明は、大きな接触面積を有する１つの貫通した開口を形成するのではなく
、直径２μｍ以下、好ましくは直径３〜２００ｎｍ程度の微小な接触面積を有する開口を
複数設け、部分的な凹みを低減して配線の太さを均一にし、且つ、接触抵抗も確保するこ
とも特徴の一つとしている。
本明細書で開示する発明の構成は、図１（Ｃ）にその一例を示したように、第１の導電層
と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う絶縁膜と、前記複数の貫通
した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層とを有し、前記第２の導電層
は、導電性粒子を含み、前記複数の貫通した開口と重なる第２の導電層の表面と、前記複
数の貫通した開口と重ならない第２の導電層の表面とが同一面に形成されていることを特
徴とする半導体装置である。なお、第２の導電層の幅Ｗと、１つの貫通した開口の径Ｄは
、２Ｄ＜Ｗを満たす。第２の導電層の幅Ｗに対して１つの貫通した開口の径を小さくする
ことができるため、第２の導電層の幅を一定にすることができ、配線レイアウトを単純化
することができる。従来では、コンタクトホールを形成する領域の導電層の幅を部分的に
広くしてパターニングのズレが生じてもよいようにマージンを取っていることが多い。ま
た、１つの貫通した開口の径Ｄは、２Ｄ＜Ｗを満たすように、配線幅に対して開口の径を
小さくすることで、開口位置の形成位置の多少のズレが生じても確実に電気的な接続を行
うことができる。
また、上記構成において、前記第２の導電層は、導電性粒子が集合した結晶を複数有し
、該結晶が重なりあっていることを特徴の一つとしている。３〜７ｎｍの金属粒子を含む
導電材料を液滴吐出法または印刷法で配線を形成し、焼成を行うと金属粒子が溶融して集
合して１００ｎｍ程度の結晶となり、その結晶が三次元に不規則に重なりあって形成され
る。
本発明において、貫通した開口の径は、導電性粒子の一つより大きいことを特徴の一つと
している。少なくとも使用する金属粒子が表面における開口に入るように、金属粒子の径
（３〜７ｎｍ）より大きい開口とする。具体的には、本発明の貫通した開口の径は、３〜
２０００ｎｍであることを特徴としている。
また、本発明は、下方の導電層とコンタクトさせる開口に限定されず、他の発明の構成は
、半導体層と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記半導体層を覆う絶縁膜と、前記複数
の貫通した開口を介して前記半導体層と接触する導電層とを有し、前記導電層は、導電性
粒子を含み、前記複数の貫通した開口と重なる導電層の表面と、前記複数の貫通した開口
と重ならない導電層の表面とが同一面に形成されていることを特徴とする半導体装置であ
る。
また、本発明において、貫通した開口の形状は、同一径を有する柱状に限定されず、水平
面で切断した断面の径が部分毎に異なっていてもよい。例えば、絶縁膜上面における開口
径よりも絶縁膜下面における開口径が１０倍以上であってもよく、絶縁膜上面における開
口径が金属粒子よりも大きければよい。また、貫通した開口の水平面で切断した断面は円
に限定されず、楕円形や矩形であってもよい。貫通した開口の水平面で切断した断面形状
が楕円である場合には短軸の長さが、３〜２０００ｎｍの範囲であればよい。また、貫通
した開口の水平面で切断した断面形状が矩形である場合には短辺の長さが、３〜２０００
ｎｍの範囲であればよい。
また、電気抵抗を下げるために、開口内でも金属粒子の集合からなる結晶が形成されるよ
うに絶縁膜下面における開口径を一つの結晶と同じ、もしくは少し大きな径にしてもよい
。
本発明の開口形状は、レーザ光により形成するため、複雑な形状とすることができ、他の
発明の構成は、第１の導電層と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆
う絶縁膜と、前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層
とを有し、前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、前記複数の貫通した開口のうち、少
なくとも２つの貫通した開口は絶縁膜中で互いに繋がっていることを特徴とする半導体装
置である。
また、本発明の開口形状は、膜厚方向（即ちＺ方向）に延びる柱状に限定されず、他の発
明の構成は、第１の導電層と、複数の貫通した開口を有し、且つ前記第１の導電層を覆う
絶縁膜と、前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導電層と
を有し、前記第２の導電層は、導電性粒子を含み、前記複数の貫通した開口の断面形状は
、Ｌ字形、Ｕ字状、または弧を描いた形状であることを特徴とする半導体装置である。
また、本発明において、貫通した開口は、絶縁膜を挟む上下の層に続く通路、及び絶縁膜
中を水平方向に延びる通路を指している。例えば、本発明の貫通した開口の断面形状は、
Ｌ字形、Ｕ字状（図７（Ｄ）に一例を示す）、または弧を描いた形状（図５（Ｂ）に一例
を示す）なども含まれる。このような複雑な断面形状を有する開口であっても液滴吐出法
であれば、吐出する材料の粘度を調節することで導電材料を複雑な形状の開口内に充填す
ることができる。
例えば、本発明は、微小な複数の開口を導電層との接触面で連結させることができる。
こうすることで絶縁膜上面には微小な複数の開口が設けられ、絶縁膜の下面付近に設けら
れた横方向の穴（Ｘ方向またはＹ方向に延びる穴）によって複数の開口を連結させること
によって接触面積の増大が図れる。また、複数の縦穴（Ｚ方向に延びる穴）を絶縁膜の下
面に沿った横穴（Ｘ方向またはＹ方向に延びる穴）で連結することによって、液滴吐出の
際、空気の逃げ道を設けることができ、気泡が開口内に残存することを防ぐことができる
。
また、上記各構成において、前記半導体装置は、アンテナ、ＣＰＵ、またはメモリのうち
少なくとも一つを含むことを特徴の一つとしている。例えば、本発明により、貫通した開
口を介して形成された多層配線を有する集積回路の高集積化を実現できる。具体的には、
本発明により、物品、商品、或いは人物の識別や管理を行うためのアンテナ及びメモリー
を有する集積回路、代表的には無線チップ（ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦ（Ｒ
ａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグ、無線タグ、電子タグ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）ともよばれる））を完成させること
ができる。
また、上記各構成において、前記半導体装置は、表示装置（ＬＣＤパネルやＥＬパネル）
、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、または携帯情報端末である
ことを特徴の一つとしている。例えば、本発明により、貫通した開口を介して形成された
多層配線を有する集積回路を簡便なプロセスで作製でき、その集積回路を備えた電子機器
を完成させることができる。
また、上記各構造を実現するための作製方法に関する本発明の構成は、第１の導電層を
形成する工程と、前記第１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選
択的にレーザ光を照射して前記絶縁膜に複数の貫通した開口を形成する工程と、液滴吐出
法または印刷法により前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２
の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
また、上記作製方法に関する構成において、前記第２の導電層を形成する工程は、前記
複数の貫通した開口と重なる第２の導電層の表面と、前記複数の貫通した開口と重ならな
い第２の導電層の表面とを同一面にする加熱処理を含むことを特徴の一つとしている。
また、作製方法に関する本発明の他の構成は、第１の導電層を形成する工程と、前記第
１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射し
て前記絶縁膜に深さの異なる複数の貫通した開口を形成する工程と、液滴吐出法または印
刷法により前記複数の貫通した開口を充填する第２の導電層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法である。
また、作製方法に関する本発明の他の構成は、第１の導電層を形成する工程と、前記第
１の導電層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射し
て前記絶縁膜に深さの異なる複数の貫通した開口を形成する工程と、導電性粒子を有する
液状物質を液滴吐出法により前記複数の貫通した開口に対して吐出し、前記複数の貫通し
た開口を導電性粒子で充填して第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とす
る半導体装置の作製方法である。
また、上記作製方法に関する各構成において、前記複数の貫通した開口は、Ｘ方向、Ｙ
方向、またはＺ方向にレーザ光の焦点を移動させて形成することを特徴の一つとしている
。
レーザ光の焦点を移動させて形成するため、様々な開口を形成することができ、上記作製
方法に関する各構成において、前記複数の貫通した開口の断面形状は、柱状、Ｌ字形、Ｕ
字状、または弧を描いた形状であることを特徴の一つとしている。
また、予め、レーザ光により透光性を有する絶縁膜に閉じられた孔（Ｚ方向に延びる孔
）を形成しておき、後で表層をエッチングや研磨により除去することによって、貫通した
開口を形成してもよい。
作製方法に関する本発明の他の構成は、第１の導電層を形成する工程と、前記第１の導電
層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に対して選択的にレーザ光を照射して前記絶
縁膜に前記第１の導電層に接し、且つ、閉じられた孔を形成する工程と、前記絶縁膜を薄
膜化処理を行うと同時に、前記閉じられた孔を貫通した開口とする工程と、液滴吐出法ま
たは印刷法により前記複数の貫通した開口を介して前記第１の導電層と接触する第２の導
電層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
また、上記作製方法に関する各構成において、前記貫通した開口の径は、３〜２０００
ｎｍであることを特徴の一つとしている。
また、半導体基板を用いたトランジスタを有する半導体装置の作製方法も本発明の一つ
であり、
その構成は、トランジスタを有する半導体装置の作製方法であり、半導体基板上に第１の
絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、選択的
にレーザ光を照射して前記第２の絶縁膜に前記第１の絶縁膜に達する第１の貫通した開口
と、前記半導体基板に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、液滴吐出法により
前記第１の貫通した開口を介して前記第１の絶縁膜に接触するゲート電極と、前記第２の
貫通した開口を介して前記半導体基板に接する電極とを形成する工程と、を有することを
特徴とする半導体装置の作製方法である。
また、絶縁表面を有する基板上に形成されたトップゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）の作製方法も本発明の一つである。その構成は、薄膜トランジスタを有する半導体装
置の作製方法であり、
絶縁表面を有する基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層を覆う第１の絶縁膜
を形成する工程と、第２の絶縁膜を形成する工程と、選択的にレーザ光を照射して前記第
２の絶縁膜に前記第１の絶縁膜に達する第１の貫通した開口と、前記半導体層に達する第
２の貫通した開口とを形成する工程と、液滴吐出法により前記第１の貫通した開口を介し
て前記第１の絶縁膜に接触するゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介して前記半導
体層に接する電極とを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法
である。
なお、前記第１の絶縁膜はゲート絶縁膜である。また、前記第２の絶縁膜は層間絶縁膜
である。
また、絶縁表面を有する基板上に形成されたボトムゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）の作製方法も本発明の一つである。その構成は、薄膜トランジスタを有する半導体装
置の作製方法であり、
絶縁表面を有する基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に半導体
層を形成する工程と、前記半導体層の上方に第２の絶縁膜を形成する工程と、選択的にレ
ーザ光を照射して前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜に第１の貫通した開口と、前記
第２の絶縁膜に前記半導体層に達する第２の貫通した開口とを形成する工程と、液滴吐出
法により前記第１の貫通した開口を介してゲート電極と、前記第２の貫通した開口を介し
て前記半導体層に接する電極とを形成する工程とを有し、前記第１の貫通した開口の一部
は、前記半導体層の下方に形成され、前記第１の貫通した開口と前記半導体層との間に位
置する第１の絶縁膜は、ゲート絶縁膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法であ
る。
上記作製方法に関する構成において、前記第１の貫通した開口は、絶縁表面を有する基板
側からのレーザ光の照射、または前記第２の絶縁膜側からのレーザ光の照射により形成す
ることを特徴の一つとしている。
また、上記作製方法に関する構成において、前記第２の絶縁膜は層間絶縁膜である。
また、上記作製方法に関する構成において、前記第１の貫通した開口は、Ｚ方向の開口と
、Ｘ方向またはＹ方向の開口とが繋がっていることを特徴の一つとしている。上記本発明
の作製方法は、先に第２の絶縁膜を形成した後に、レーザ光でトンネルのような開口を形
成し、その開口に導電材料を充填することによってゲート電極を形成する点が特徴である
。レーザ光により、深さ方向におけるゲート電極位置も自由に設定できるため、ゲート絶
縁膜の薄膜化も可能である。また、ゲート絶縁膜へのダメージを与えることなくゲート電
極を形成することができる。
また、上記作製方法に関する構成において、前記第１の貫通した開口の径は、３〜２０
００ｎｍであることを特徴の一つとしている。
また、上記作製方法に関する各構成において、前記レーザ光のパルス幅が１フェムト秒
以上１０ピコ秒以下で発振することを特徴の一つとしている。パルス幅を１フェムト秒以
上１０ピコ秒以下の範囲とすることで、多光子吸収を引き起こすのに十分な高強度を得る
ことができる。パルス幅が１０ピコ秒より長い数十ピコ秒のレーザビームでは多光子吸収
が生じない。また、前記レーザ光は、レーザの繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のレーザ
発振器から射出した基本波であることを特徴の一つとしている。
また、本発明において、半導体層は、珪素を主成分とする半導体膜、有機材料を主成分
とする半導体膜、或いは金属酸化物を主成分とする半導体膜を用いることができる。珪素
を主成分とする半導体膜としては、非晶質半導体膜、結晶構造を含む半導体膜、非晶質構
造を含む化合物半導体膜などを用いることができ、具体的にはアモルファスシリコン、微
結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることができる。また、有機
材料を主成分とする半導体膜としては、他の元素と組み合わせて一定量の炭素または炭素
の同素体（ダイヤモンドを除く）からなる物質を主成分とする半導体膜（室温（２０℃）
で少なくとも１０−３ｃｍ２／Ｖ・ｓの電荷キャリア移動度を示す材料、例えば、π電子
共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機珪素化合物など）を用いることがで
きる。具体的には、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘
導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン
色素等が挙げられる。また、金属酸化物を主成分とする半導体膜としては、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）や亜鉛とガリウムとインジウムの酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）等を用いること
ができる。
また、本発明の半導体装置において、静電破壊防止のための保護回路（保護ダイオード
など）を設けてもよい。
また、ＴＦＴ構造やトランジスタ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、
例えば、トップゲート型ＴＦＴや、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや、順スタガ型
ＴＦＴを用いることが可能である。また、シングルゲート構造のトランジスタに限定され
ず、複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型トランジスタ、例えばダブルゲート
型トランジスタとしてもよい。
本発明により、多層配線を形成する際における配線の加工に要する工程を簡便にするこ
とができる。さらに、回路の高集積化をも実現することができる。
また、本発明により、簡便なプロセスで深さの異なる複数のコンタクトホールを実現す
ることができる。
また、本発明は波長が１μｍ程度の基本波を用いるため、素子や基板に吸収されにくい
ため、素子や基板にダメージをほとんど与えることなくコンタクトホールの形成を行うこ
とができる。従って、熱やエッチング溶液によわい素子や、熱やエッチング溶液に弱いフ
ィルム基板を用いて半導体装置を作製することができる。
本発明の工程断面図および上面図。（実施の形態１） 本発明に係る開口の作製工程を説明する断面図。（実施の形態１） 本発明の開口形状の一例を示す断面図および上面図。（実施の形態２） 本発明に係る開口の作製工程を説明する断面図。（実施の形態３） 本発明の開口形状の一例を示す断面図および上面図。（実施の形態４） ボトムゲート型ＴＦＴの作製工程を示す断面図。（実施の形態５） トップゲート型ＴＦＴの作製工程を示す断面図。（実施の形態６） アクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を示す断面図。（実施の形態６） アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す断面図。（実施の形態６） 本発明に適用可能なレーザビーム描画装置を説明する図。（実施の形態１） 本発明に適用可能な液滴吐出装置を説明する図。（実施の形態１） 半導体装置の作製方法を示す断面図。（実施例１） 半導体装置の斜視図。（実施例１） モジュールを示す上面図。（実施例２） テレビジョン装置のブロック図および斜視図（実施例４） 電子機器の一例を示す図。（実施例５） 本発明の構造を示す断面図の一例。（実施例６） 半導体装置の応用例を説明する斜視図。（実施例６） 従来例を示す断面図。
本発明の実施形態について、以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず
、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得る
ことは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載
内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、
同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、第１の導電層へのコンタクトホールの形成方法および該コンタクト
ホールを介して第１の導電層と電気的に接続する第２の導電層の形成方法について図１、
図２、図１０、及び図１１を用いて説明する。
まず、絶縁表面を有する基板１０上に下地絶縁膜１１を形成し、その上に第１の導電層
１２を形成する。次いで、第１の導電層１２を覆う絶縁膜１３を形成する。この段階の断
面図を図１（Ａ）に示している。
なお、絶縁表面を有する基板１０としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板を用
いればよい。
また、下地絶縁膜１１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコ
ン膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。ここでは下地膜として２層構造を用いた例
を示すが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、特
に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
また、第１の導電層１２は、スパッタ法により膜厚１００〜６００ｎｍの導電膜を形成
した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングを行う。なお、導電膜は、Ｔａ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合
金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成する。ここではフォトリソ
グラフィ技術を用いて第１の導電層を形成した例を示すが、特に限定されず、第１の導電
層１２は、液滴吐出法や印刷法や無電界メッキ法により形成してもよい。第１の導電層１
２は、後の開口工程で用いるレーザ光を反射してほとんど吸収しない材料を用いることが
好ましい。
また、第１の導電層１２は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＳＯなどの透明導電材料を用いても
よい。後の開口工程で用いるレーザ光を透過してほとんど吸収しない材料を用いることが
好ましい。
また、絶縁膜１３は、後の開口工程で用いるレーザ光を透過してほとんど吸収しない絶
縁材料、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜
を用いる。また、絶縁膜１３として、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（
Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜を用いてもよい。また、絶縁膜１３として、
二酸化珪素にリンを添加したＰＳＧ（リンシリケートガラス）、二酸化珪素にリン及びボ
ロンを添加したＢＰＳＧ（ホウ素リンリシケートガラス）、二酸化珪素にフッ素を添加し
たＳｉＯＦ、ポリイミド、ポリアリルエーテルやフッ素が添加されたポリフルオロアリエ
ーテルに代表される芳香族エーテル、芳香族炭化水素、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂ
ｕｔｅｎｅ）に代表されるシクロブタン誘導体などを用いることもできる。
また、図１（Ａ）において、絶縁膜１３は、平坦な絶縁膜を示しているが、特に限定さ
れず、ＣＶＤ法やスパッタ法で得られる無機絶縁膜であってもよい。絶縁膜１３が平坦で
なくとも、本発明は、レーザ光を用いて複数の開口を形成することができる。
本実施の形態では、絶縁膜１３は、材料を塗布法や液滴吐出法を用いて塗布または吐出し
た後、乾燥、焼成を行って形成する。
次いで、図１（Ｂ）に示すように、絶縁膜１３中にレーザ光を照射して貫通した開口１
６を複数形成する。ここでは、レーザ光として超短光パルスレーザから射出されるレーザ
光を用いる。透光性を有する材料に対して、超短光パルスレーザを集光することにより、
当該超短光パルスレーザが集光された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、閉じ
られた孔を形成し、集光点を移動させて一つの貫通した開口を形成することが出来る。レ
ーザ光のパルス幅が１０−４秒〜１０−２秒では絶縁膜１３に吸収されないが、非常に短
いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸
収を生じさせて絶縁膜１３に吸収させることができる。超短光パルスレーザによる開口の
作製方法について図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて説明する。
超短光パルスレーザ発振器１０１は、パルス幅がフェムト秒（１０−１５秒）台で発振す
るレーザ発振器を用いる。該超短光パルスレーザ発振器１０１として用いることができる
のは、サファイヤ、ＹＡＧ、セラミックスＹＡＧ、セラミックスＹ２Ｏ３、ＫＧＷ（ポタ
シウムガドリ二ウムタングステン）、Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＹＬＦ、ＹＶＯ４、ＧｄＶＯ４な
どの結晶に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒなどのドーパントを添加したレーザな
どが挙げられる。超短光パルスレーザ発振器１０１から射出されたレーザ光をミラー１０
２で反射した後、高い開口数の対物レンズ１０３により試料１０４、ここでは基板上に設
けられた絶縁膜１３中にレーザ光を集光する（図２（Ａ）参照。）。この結果、集光点近
傍において絶縁膜中に孔を形成することができる。また、ＸＹＺステージ１０５を用いて
集光点を移動させることにより、絶縁膜１３に所望の開口を作製する。図２（Ｂ）に開口
形成の途中を示す断面図を示す。図２（Ｂ）において、貫通していない開口を孔１７とし
て示している。
なお、本明細書で超短光パルスレーザとは、パルス幅が１フェムト秒以上１０ピコ秒以
下で固体レーザから発振されたレーザビームを指す。なお、本発明におけるレーザ光の尖
頭出力の範囲は、１ＧＷ／ｃｍ２〜１ＴＷ／ｃｍ２とする。
超短光パルスレーザでは、エネルギー密度の高いビーム中央部だけで加工が出来るため、
通常のレーザでは、レーザ波長以下の加工は困難であるが、超短光パルスレーザを用いる
ことで微細加工、即ちレーザ波長以下の加工が可能となる。
絶縁膜１３に用いられる材料は、超短光パルスレーザの波長の光に対して透光性を有する
材料、即ち超短光パルスレーザの波長の光を吸収しない材料、更に詳しくは超短光パルス
レーザの波長よりもエネルギーギャップの大きい材料を用いる必要がある。透光性を有す
る材料内部で超短光パルスレーザを集光することにより、当該超短光パルスレーザが集光
された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、孔を形成することが出来る。なお、
多光子吸収とは、複数個の光子を同時に吸収して、光子のエネルギーの和に相当する固有
状態に遷移することである。該遷移により、吸収されない波長領域の光を吸収することが
可能であり、光エネルギー密度が十分に大きい集光点において、孔を形成することが出来
る。なお、ここで言う「同時」とは１０−１４秒以下の時間内に発生する２つの事象を意
味する。
ここで、レーザビーム直接描画装置について、図１０を用いて説明する。図１０に示す
ように、レーザビーム描画装置１００１は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行
するパーソナルコンピュータ１００２（以下、ＰＣと示す。）と、レーザビームを出力す
るレーザ発振器１００３と、レーザ発振器１００３の電源１００４と、レーザビームを減
衰させるための光学系１００５（ＮＤフィルタ）と、レーザビームの強度を変調するため
の音響光学変調器１００６（ＡＯＭ）と、レーザビームの断面の拡大または縮小をするた
めのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系１００７、Ｘステージ及
びＹステージを有する基板移動機構１００９と、ＰＣから出力される制御データをデジタ
ルーアナログ変換するＤ／Ａ変換部１０１０と、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログ電
圧に応じて音響光学変調器１００６を制御するドライバ１０１１と、基板移動機構１００
９を駆動するための駆動信号を出力するドライバ１０１２とを備えている。
レーザ発振器１００３としては、パルス幅がフェムト秒（１０−１５秒）台で発振するレ
ーザ発振器を用いる。
次に、レーザビーム直接描画装置を用いたレーザ光の照射方法について述べる。基板１０
０８が基板移動機構１００９に装着されると、ＰＣ１００２は図外のカメラによって、基
板に付されているマーカーの位置を検出する。次いで、ＰＣ１００２は、検出したマーカ
ーの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構
１００９を移動させるための移動データを生成する。この後、ＰＣ１００２が、ドライバ
１０１１を介して音響光学変調器１００６の出力光量を制御することにより、レーザ発振
器１００３から出力されたレーザビームは、光学系１００５によって減衰された後、音響
光学変調器１００６によって所定の光量になるように光量が制御される。
一方、音響光学変調器１００６から出力されたレーザビームは、光学系１００７で光路及
びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板上の絶縁膜に該ビームを照射して、孔
を形成する。このとき、ＰＣ１００２が生成した移動データに従い、基板移動機構１００
９をＺ方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、孔がＺ方
向に連結されて柱状の開口形成が絶縁膜に行われる。基板移動機構１００９をＸ方向及び
Ｙ方向に移動制御すれば、絶縁膜に基板面と水平な方向に孔が形成される。
また、短波長のレーザ光ほど、ビーム径を短く集光することが可能である。このため、短
波長のレーザビームを照射することで、微細な径の開口を形成することができる。
また、パターン表面でのレーザビームのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、ま
たは線状（厳密には細長い長方形状）となるように光学系で加工することが可能である。
なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、本発明はこれ
に限定されず、レーザビームをＺ方向、Ｘ方向、Ｙ方向に移動してレーザビームを照射す
ることができる。この場合、光学系１００７にポリゴンミラーやガルバノミラー、音響光
学偏向器（Ａｃｏｕｓｔ−Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＡＯＤ）を用いることが好
ましい。
次いで、複数の貫通した開口１６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出
法を用いて吐出して、第２の導電層１９を形成する（図１（Ｃ）参照。）。第２の導電層
１９の形成は、液滴吐出手段１８を用いて行う。液滴吐出手段１８とは、組成物の吐出口
を有するノズルや、１つまたは複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を
有するものの総称とする。液滴吐出手段１８が具備するノズルの径は、０．０２〜１００
μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．
００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズルの径の
大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に
滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好
適には１ｍｍ以下）程度に設定する。
吐出口から吐出する組成物は、導電性粒子を溶媒に溶解または分散させたものを用いる。
導電性粒子とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属
、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲ
ン化銀等の微粒子、または分散性ナノ粒子に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物
は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解または分散させたも
のを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀
、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、
酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等
のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等を用いる。組成物の粘度
は５０ｃｐ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成
物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍ
Ｎ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜
調整するとよい。
各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細な
パターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径
０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法または湿式還元法等の公知
の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、約０．０１〜１０μｍである。但し
、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細であり、ま
たこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で
安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。
ここで、液滴吐出装置について、図１１を用いて説明する。液滴吐出手段１１０３の個々
のヘッド１１０５、１１１２は制御手段１１０７に接続され、それがコンピュータ１１１
０で制御することにより予めプログラミングされたパターンを描画することができる。描
画するタイミングは、例えば、基板１１００上に形成されたマーカー１１１１を基準に行
えば良い。或いは、基板１１００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これを電
荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を利用したイメージセンサ
などの撮像手段１１０４で検出し、画像処理手段１１０９にてデジタル信号に変換したも
のをコンピュータ１１１０で認識して制御信号を発生させて制御手段１１０７に送る。勿
論、基板１１００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１１０８に格納されたも
のであり、この情報を基にして制御手段１１０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１１０
３の個々のヘッド１１０５、１１１２を個別に制御することができる。吐出する材料は、
材料供給源１１１３、１１１４より配管を通してヘッド１１０５、１１１２に供給される
。図１１では、液滴吐出手段１１０３の個々のヘッド１１０５、１１１２の並んだ距離が
基板の幅と一致しているが、液滴吐出手段１１０３の個々のヘッド１１０５、１１１２の
並んだ距離より大きな幅を持つ大型基板にも繰り返し走査することでパターンの形成可能
な液滴吐出装置である。その場合、ヘッド１１０５、１１１２は、基板上を矢印の方向に
自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に
複数描画することができる。
次いで、加熱処理またはレーザ光の照射によって配線材料の焼成を行い、除去すると共
に、導電性粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つまたは複数の反応を進行させる。
また、図１（Ｄ）に第２の導電層１９を形成した後の状態を示す上面図の一例を示す。
なお、図１（Ｃ）は、図１（Ｄ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図に相当する。
図１（Ｄ）に示すように、多数の貫通した開口（ここでは１０個）が設けられ、それら
を介して第２の導電層１９が第１の導電層１２と電気的に接続されている。なお、開口の
個数は１０個に限定されないことは言うまでもなく、また、開口の配置も特に限定されな
い。
また、微小な貫通した開口１６同士の間の絶縁物がスペーサとなり、第２の導電層の表面
に凹みが生じることを防いでいる。また、第２の導電層１９の配線幅を均一にすることが
できる。なお、第２の導電層の幅Ｗと、１つの貫通した開口の径Ｄは、２Ｄ＜Ｗを満たす
。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１と開口の断面形状が異なる例を図３（Ａ）、図３（Ｂ
）、図３（Ｃ）に示す。実施の形態１と異なる部分を詳細に説明し、図３において、図１
と同じ部分は同一の符号を用いることとする。
なお、図１において、開口の断面形状を柱状で示したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、図３に示すように複数の開口が絶縁膜中で繋がった構造の開口形状としても
よい。
まず、実施の形態１と同様に、絶縁表面を有する基板１０上に下地絶縁膜１１と、第１
の導電層１２とを形成する。
次いで、１０−４秒〜１０−２秒のパルス幅のレーザ光に対して透光性を有する材料か
らなる絶縁膜を形成した後、超短光パルスレーザ光を照射して貫通した開口２６を有する
絶縁膜２３を得る。絶縁膜に対して、超短光パルスレーザを集光することにより、当該超
短光パルスレーザが集光された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、閉じられた
孔を形成し、集光点を移動させて一つの貫通した開口を形成することが出来る。レーザ光
のパルス幅が１０−４秒〜１０−２秒では絶縁膜２３に吸収されないが、非常に短いパル
ス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生
じさせて絶縁膜２３に吸収させることができる。
なお、レーザ光による開口形成の詳細な説明は、実施の形態１に示したため、ここでは
簡単な説明のみとする。
図３（Ａ）に示すような複雑な断面形状を有する開口２６は、レーザ光を照射しながら
焦点位置をＺ方向、Ｘ方向またはＹ方向に移動することによって形成できる。
次いで、開口２６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出
して、第２の導電層２９を形成する（図３（Ｂ）参照。）。第２の導電層２９の形成は、
液滴吐出手段２８を用いて行う。
第２の導電層２９を形成する際、絶縁膜２３表面の一つ開口に対して組成物を吐出すると
、開口内部の空気は、他の開口から押し出される。このように複数の開口が絶縁膜中で繋
がった構造とすることで、複雑な形状の開口内部に気泡が残ることなく導電性粒子を充填
することができる。
次いで、加熱処理またはレーザ光の照射によって焼成を行い、除去すると共に、導電性
粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つまたは複数の反応を進行させる。
加熱処理の際、複数の開口から気泡を外気に押しだし、複雑な形状の開口内部に気泡を
残すことなく導電性粒子を充填させてもよい。
また、図３（Ｃ）に第２の導電層２９を形成した後の状態を示す上面図の一例を示す。
なお、図３（Ｂ）は、図３（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図に相当する。
図３（Ｃ）に示すように開口の数は６個であるが、３つの開口はそれぞれ絶縁膜中で繋が
っており、合計２個の複雑な形状の開口と呼べる。また、実施の形態１と比較して、絶縁
表面に設けられた開口は少ないが、第１導電層と第２の導電層との接触面積は本実施の形
態のほうが大きい。なお、開口の個数は２個に限定されないことは言うまでもなく、また
、開口の配置も特に限定されない。
また、微小な貫通した開口２６同士の間の絶縁物が第２の導電層の表面位置を保持するス
ペーサとなり、第２の導電層の表面に凹みが生じることを防いでいる。また、第２の導電
層２９の配線幅を均一にすることができる。
また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、レーザ光とエッチングとを組み合わせて複数の開口を形成する例を図
４に説明する。実施の形態１と異なる部分を詳細に説明し、図４において、図１と同じ部
分は同一の符号を用いることとする。
次いで、１０−４秒〜１０−２秒のパルス幅のレーザ光に対して透光性を有する材料から
なる絶縁膜を形成した後、超短光パルスレーザ光を照射して閉じている孔３７を有する絶
縁膜３３を得る。絶縁膜に対して、超短光パルスレーザを集光することにより、当該超短
光パルスレーザが集光された位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、閉じられた孔
を形成し、集光点を移動させて一つの貫通した開口を形成することが出来る。レーザ光の
パルス幅が１０−４秒〜１０−２秒では絶縁膜３３に吸収されないが、非常に短いパルス
幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じ
させて絶縁膜３３に吸収させることができる。
なお、レーザ光による開口形成の詳細な説明は、実施の形態１に示したため、ここでは
簡単な説明のみとする。
図４（Ａ）に示すように、閉じている孔３７は、光学系１５によって焦点を形成し、レー
ザ光を照射しながら焦点位置を移動することによって形成される。
次いで、図４（Ｂ）に示すように、絶縁膜の表面をエッチングして、薄膜化する。この
エッチングによって、閉じている孔３７の上方の絶縁膜を除去し、閉じている孔３７を貫
通した開口３６とすることができる。この段階で、貫通した複数の開口３６を有する絶縁
膜３４を得る。なお、図４（Ｂ）に示す点線は、エッチング前の絶縁膜表面を示している
。
また、エッチングに代えて、研磨（ＣＭＰなど）により絶縁膜の薄膜化を行ってもよい。
次いで、貫通した複数の開口３６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出
法を用いて吐出して、第２の導電層３９を形成する（図４（Ｃ）参照。）。第２の導電層
３９の形成は、液滴吐出手段３８を用いて行う。
次いで、加熱処理またはレーザ光の照射によって焼成を行い、除去すると共に、導電性
粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つまたは複数の反応を進行させる。
本実施の形態により、比較的深さの浅い貫通口を絶縁膜に形成することができる。
また、本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができ
る。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１と開口の断面形状が異なる例を図５（Ａ）、図５（Ｂ）
、図５（Ｃ）に示す。実施の形態１と異なる部分を詳細に説明し、図５において、図１と
同じ部分は同一の符号を用いることとする。
本実施の形態では、開口の断面形状が湾曲した形状である例を示す。
まず、実施の形態１と同様に、絶縁表面を有する基板１０上に下地絶縁膜１１と、第１
の導電層１２とを形成する。
次いで、レーザ光に対して透光性を有する材料からなる絶縁膜を形成した後、超短光パ
ルスレーザ光を照射して貫通した開口４６を有する絶縁膜４３を得る。レーザ光のパルス
幅が１０−４秒〜１０−２秒では絶縁膜４３に吸収されないが、非常に短いパルス幅（ピ
コ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射することによって多光子吸収を生じさせて
絶縁膜４３に吸収させることができる。
なお、レーザ光による開口形成の詳細な説明は、実施の形態１に示したため、ここでは
簡単な説明のみとする。
図５（Ａ）に示すような湾曲した断面形状を有する開口４６は、例えば、レーザ光を照
射しながら焦点位置をＸ方向またはＹ方向に移動した後、Ｚ方向に移動させ、再びＸ方向
またはＹ方向に移動させることを繰り返すことによって形成できる。
なお、湾曲した断面形状を有する開口４６は、第１の導電層１２の側面を露出させてい
る。
次いで、貫通した複数の開口４６に重なるように、導電性粒子を含む組成物を液滴吐出
法を用いて吐出して、第２の導電層４９を形成する（図５（Ｂ）参照。）。第２の導電層
４９の形成は、液滴吐出手段４８を用いて行う。本実施の形態において、開口の断面形状
は湾曲しているため、スムーズに導電性粒子を含む組成物を開口内部に充填できる。
次いで、加熱処理またはレーザ光の照射によって焼成を行い、除去すると共に、導電性
粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つまたは複数の反応を進行させる。
また、図５（Ｃ）に第２の導電層４９を形成した後の状態を示す上面図の一例を示す。
なお、図５（Ｂ）は、図５（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図に相当する。また、図
５（Ｃ）において、楕円形状と、円形状との２種類の開口を形成した例を示している。即
ち、３つの楕円形状の開口と、１つの円形状の開口との合計４つの開口が形成されている
。このように、本発明は、レーザ光の焦点位置を自在に調節することにより複数種類の開
口を形成することができる。
本実施の形態により、貫通した開口４６の断面形状を湾曲させ、第１の導電層１２の側
面で第２の導電層４９と電気的な導通を行うことができる。従って、第１の導電層１２と
第２の導電層４９とが重ならないように配置することができる。このような配置とするこ
とによって、第１導電層１２と第２の導電層４９との間に形成される寄生容量を低減でき
る。
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合
わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明のレーザ光による開口を用いてＴＦＴを形成する例を図６に
示す。
まず、絶縁表面を有する基板２００上に下地絶縁膜２０１を形成する。絶縁表面を有す
る基板２００としては、透光性を有する基板、例えばガラス基板、結晶化ガラス基板、も
しくはプラスチック基板を用いることができる。プラスチック基板としては、フィルム状
のプラスチック基板、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルス
ルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、
ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエ
ーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐ
ＢＴ）などのプラスチック基板が好ましい。また、耐熱性を有するプラスチック基板、例
えば直径数ｎｍの無機粒子が有機ポリマーマトリックスに分散した材料をシート状に加工
したプラスチック基板を用いてもよい。
下地絶縁膜２０１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン
膜（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜を用いる。代表的な一例は下地絶縁膜１１として２層構造
から成り、ＳｉＨ４、ＮＨ３、及びＮ２Ｏを反応ガスとして成膜される窒化酸化珪素膜を
５０〜１００ｎｍ、ＳｉＨ４、及びＮ２Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜を
１００〜１５０ｎｍの厚さに積層形成する構造が採用される。また、下地絶縁膜２０１の
一層として膜厚１０ｎｍ以下の窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）、或いは酸化窒化珪素膜（Ｓ
ｉＮｘＯｙ膜（Ｘ＞Ｙ））を用いることが好ましい。また、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪
素膜、窒化シリコン膜とを順次積層した３層構造を用いてもよい。ここでは下地絶縁膜２
０１を形成した例を示したが、特に必要でなければ設ける必要はない。
次いで、ゲート絶縁膜となる第１の絶縁膜２０２を形成する。第１の絶縁膜２０２とし
ては、後の開口工程で用いるレーザ光の基本波を透過してほとんど吸収しない材料を用い
ることが好ましい。第１の絶縁膜２０２としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜また
は酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜を用いる。また、第１の絶縁膜２０２として、ポリシ
ラザンやシロキサンポリマーを含む溶液を塗布焼成して得られる膜、光硬化性有機樹脂膜
、熱硬化性有機樹脂膜などを用いてもよい。
次いで、半導体膜を形成する。半導体膜は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガ
スを用いて気相成長法やスパッタリング法や熱ＣＶＤ法で作製されるアモルファス半導体
膜、或いは微結晶半導体膜で形成する。本実施の形態では、半導体膜として、アモルファ
スシリコン膜を用いた例を示す。また、半導体膜として、スパッタ法やＰＬＤ（Ｐａｌｓ
ｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で作製されるＺｎＯや亜鉛ガリウムインジウ
ムの酸化物を用いてもよいが、その場合にはゲート絶縁膜をアルミニウムやチタンを含む
酸化物とすることが好ましい。また、半導体膜として塗布法や液滴吐出法や蒸着法で作製
されるペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロ
シアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等などの
有機材料を用いてもよい。
次いで、導電性を有する半導体膜を形成する。導電性を有する半導体膜としてはｎ型また
はｐ型の不純物が添加されてｎ型またはｐ型の導電型を示す半導体膜を用いる。ｎ型の半
導体膜は、シランガスとフォスフィンガスを用いたＰＣＶＤ法で形成すれば良い。本実施
の形態では、導電性を有する半導体膜として、リンを含むシリコン膜を用いた例を示す。
なお、半導体膜としてペンタセンなどの有機材料を用いる場合は、導電性を有する半導体
膜に代えて電荷輸送層を用い、例えば正孔輸送層として機能するトリフェニルジアミン、
電子輸送層として機能するオキサジアゾールを用いればよい。
次いで、公知のフォトリソ技術を用いたパターニングを行って、島状の半導体層２０７
、導電性を有する半導体層２０６を得る。なお、公知のフォトリソ技術に代えて、液滴吐
出法や印刷法（凸版、平版、凹版、スクリーンなど）を用いてマスクを形成し、選択的に
エッチングを行ってもよい。
次いで、液滴吐出法により導電性材料（Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タ
ングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等）を含む組成物を選択的に吐出して、配線２０３
、２０４、２０９を形成する。図６（Ａ）にはインクジェットヘッド２０８から導電性材
料を含む組成物を吐出している様子を示している。なお、配線２０３、２０４、２０９は
液滴吐出法により形成することに限定されず、例えば、スパッタ法を用いて金属膜を形成
し、マスクを形成し、選択的にエッチングを行って形成してもよい。
次いで、配線２０３、２０４、２０９をマスクとして導電性を有する半導体層、および半
導体層の上部をエッチングして半導体層の一部を露出させる。半導体層の露出させた部分
はＴＦＴのチャネル形成領域として機能する箇所である。
次いで、チャネル形成領域を不純物汚染から防ぐための保護膜を含む層間絶縁膜２１１
を形成する。保護膜としては、スパッタ法、またはＰＣＶＤ法により得られる窒化珪素、
または窒化酸化珪素を主成分とする材料を用いる。本実施の形態では保護膜を形成した後
に水素化処理を行う。また、層間絶縁膜は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹
脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾ
シクロブテン、パリレン、フッ化アリレンエーテル、透過性を有するポリイミドなどの有
機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマー
と水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いることができる。
次いで、保護膜を含む層間絶縁膜２１１に対して超短光パルスレーザ光の照射を行い、
複数の第１の開口２１０を形成する。また、チャネル形成領域にレーザ光が照射されるこ
とを防ぐために、基板の裏面側からも超短光パルスレーザ光の照射を行い、複数の第２の
開口２１２も形成する。図６（Ｂ）には、光学系２０５を通過した超短光パルスレーザ光
が第２の開口２１２を形成している断面図を示している。
レーザ光のパルス幅が１０−４秒〜１０−２秒では保護膜を含む層間絶縁膜２１１に吸収
されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射する
ことによって多光子吸収を生じさせて保護膜を含む層間絶縁膜２１１に吸収させることが
できる。
なお、レーザ光による開口形成の詳細な説明は、実施の形態１に示したため、ここでは
簡単な説明のみとする。
本実施の形態においては、第２の開口２１２と半導体層２０７の間の第１の絶縁膜２０
２がゲート絶縁膜となる。従って、第２の開口２１２の形成によってゲート絶縁膜の膜厚
を自由に決定することができる。
次いで、複数の貫通した第１の開口及び第２の開口に重なるように、導電性粒子を含む
組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、各開口内部に導電性粒子を充填する。そして、焼
成を行うと導電性粒子が溶融して集合して１００ｎｍ程度の結晶となり、ゲート電極、ゲ
ート配線２１４、２１５、および接続配線２１３を形成する（図６（Ｃ）参照。）。本実
施の形態においては、異なる層に配置されたゲート電極とゲート配線を同時、且つ、同一
材料で形成することが可能である。
この段階でチャネルエッチ型のＴＦＴが完成する。本実施の形態において、層間絶縁膜
を形成した後にゲート電極を形成するという工程順序が大きな特徴の一つである。
図６（Ｃ）の段階でのＴＦＴの上面図の一例を図６（Ｄ）に示す。図６（Ｄ）中におい
て、鎖線Ａ−Ｂ断面が図６（Ｃ）の断面図と対応している。なお、対応する部位には同じ
符号を用いている。
図６（Ｄ）に示すように、２つのチャネル形成領域を有するダブルゲート型のＴＦＴで
ある。ゲート配線２１４、２１５は、Ｚ方向（基板面に垂直な方向）に形成された第３の
開口２１６と、Ｙ方向に形成された第２の開口２１２を介して電気的に接続されている。
なお、第３の開口２１６は、第１の開口または第２の開口の形成と同様にレーザ光を用い
て形成したものである。
また、第２の開口２１２と第３の開口２１６は層間絶縁膜内部で繋がっている。また、第
３の開口２１６は、第１の開口２１０と深さが異なっている。また、接続配線２１３は第
１の開口２１０を介して配線２０９と電気的に接続されている。
また、本実施の形態において、第１の開口と第２の開口の形成順序は特に限定されず、
第２の開口を先に形成してもよい。また、第３の開口は、第２の開口を形成する際にその
まま連続的にレーザ光の焦点位置を移動させて形成してもよい。
また、接続配線２１３を画素電極として、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を作
製することができる。また、接続配線２１３と重なる第１の電極、第１の端部を覆う隔壁
を形成し、第１の電極上に有機化合物を含む層と第２の電極を積層形成してアクティブマ
トリクス型の発光表示装置も作製することができる。
本実施の形態により、後からゲート電極を形成するため、平坦な絶縁表面に半導体層２
０７を形成することができ、ゲート電極の形成のための開口を半導体層へダメージなく形
成することができる。従って、半導体層は塗布法で形成されることが可能であるため、有
機材料を半導体層に用いる場合に有効である。
また、本実施の形態により、開口の形成をレーザ光で行うため、ＴＦＴの作製工程を比
較的少ないものとすることができる。
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４
と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５とは異なるＴＦＴを形成する例を図７に示す。
まず、絶縁表面を有する基板３００上に下地絶縁膜３０１を形成する。絶縁表面を有する
基板３００としては、透光性を有する基板、例えばガラス基板、結晶化ガラス基板、もし
くはプラスチック基板を用いることができる。後の工程でレーザ光を基板を通過させずに
開口を形成する場合にはセラミックス基板、半導体基板、金属基板等も用いることができ
る。
下地絶縁膜３０１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜
（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜を用いる。
次いで、下地絶縁膜３０１上に半導体層を形成する。半導体層は、非晶質構造を有する半
導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成
膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触
媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜上にレジスト膜を形成した後
、レーザ光を走査して露光を行った第１のレジストマスクを用いて所望の形状にパターニ
ングして形成する。この半導体層の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）
の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシ
リコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
次いで、第１のレジストマスクを除去した後、半導体層を覆うゲート絶縁膜３０３を形成
する。ゲート絶縁膜３０３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法または熱酸化法を用い、
厚さを１〜２００ｎｍとする。ゲート絶縁膜３０３としては、酸化シリコン膜、窒化シリ
コン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る膜を形成する。
次いで、ゲート絶縁膜３０３上にレジスト膜を形成した後、レーザ光を走査して露光を
行った第２のレジストマスクを形成する。第２のレジストマスクをマスクとし、イオンド
ーピング法またはイオン注入法を用いて、半導体層にｐ型またはｎ型を付与する不純物元
素を選択的に添加する。こうして、不純物元素が添加された領域は、不純物領域３０４、
３０６、３０７となる。また、第２のレジストマスクに覆われ、不純物元素が添加されな
かった領域３０２は、ＴＦＴのチャネル形成領域として機能する。
この後、第２のレジストマスクを除去し、半導体層に添加された不純物元素の活性化お
よび水素化を行う。
次いで、図７（Ａ）に示すように、平坦性を有する層間絶縁膜３１９を形成する。層間
絶縁膜３１９としては、透光性を有する無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒
化シリコンなど）、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミ
ド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層など
を用いる。また、層間絶縁膜３１９に用いる他の透光性を有する膜としては、塗布法によ
って得られるアルキル基を含むＳｉＯｘ膜からなる絶縁膜、例えばシリカガラス、アルキ
ルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサ
ンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどを用いて形成された絶縁膜
を用いることができる。シロキサン系ポリマーの一例としては、東レ製塗布絶縁膜材料で
あるＰＳＢ−Ｋ１、ＰＳＢ−Ｋ３１や触媒化成製塗布絶縁膜材料であるＺＲＳ−５ＰＨが
挙げられる。
次いで、レーザ光を用いて複数の第１の開口３０９を層間絶縁膜３１９及びゲート絶縁
膜３０３に形成する。複数の第１の開口３０９は、不純物領域３０４、３０７に達するよ
うに形成される。また、レーザ光を用いて複数の第２の開口３１０、３１１を層間絶縁膜
３１９に形成する。複数の第２の開口３１０、３１１は、不純物元素が添加されなかった
領域３０２と重なる位置に形成する。図７（Ｂ）には、第２の開口３１０を形成した後、
超短光パルスレーザ光の焦点位置を移動させて、光学系３０５を通過した超短光パルスレ
ーザ光が第１の開口３０９を形成している断面図を示している。
レーザ光のパルス幅が１０−４秒〜１０−２秒では保護膜を含む層間絶縁膜３１９に吸収
されないが、非常に短いパルス幅（ピコ秒台、或いはフェムト秒）のレーザ光を照射する
ことによって多光子吸収を生じさせて保護膜を含む層間絶縁膜３１９に吸収させることが
できる。
なお、レーザ光による開口形成の詳細な説明は、実施の形態１に示したため、ここでは
簡単な説明のみとする。
次いで、複数の貫通した第１の開口及び第２の開口に重なるように、３〜７ｎｍの導電
性粒子を含む組成物を液滴吐出法を用いて吐出して、各開口内部に導電性粒子を充填する
。そして、焼成を行うと導電性粒子が溶融して集合して１００ｎｍ程度の結晶となり、ゲ
ート電極３１３、３１４、およびソース電極またはドレイン電極３１２、３１５を形成す
る（図７（Ｃ）参照。）。本実施の形態においては、異なる層に配置されたゲート電極と
ソース電極を同一材料で形成することが可能である。図７（Ｃ）にはインクジェットヘッ
ド３０８から導電性材料を含む組成物を吐出している様子を示している。
この段階でトップゲート型のＴＦＴが完成する。図７（Ｃ）に示すように、２つのチャ
ネル形成領域を有するダブルゲート型のＴＦＴである。本実施の形態において、層間絶縁
膜を形成した後にゲート電極を形成するという工程順序が大きな特徴の一つである。
図７（Ｃ）とは異なる面でＴＦＴを切断した一例を図７（Ｄ）に示す。図７（Ｃ）中に
おいて、鎖線Ｃ−Ｄを含む面で切断した断面図が図７（Ｄ）と対応している。なお、対応
する部位には同じ符号を用いている。
図７（Ｄ）に示すように、第２の開口３１０は層間絶縁膜３１９内部に伸びており、第
２の開口３１０の底部はゲート絶縁膜３０３に接している。
また、ここでは図示しないが、ゲート電極３１３、３１４は、層間絶縁膜３１９上で同
一配線となっている。
また、本実施の形態に示すＴＦＴをスイッチング素子として、アクティブマトリクス型
の液晶表示装置を作製することができる。
以下に、本実施の形態に示したＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス
型の液晶表示装置の作製方法を示す。
ソース電極またはドレイン電極３１５を形成した後に、絶縁膜３１６を形成する。そし
て、絶縁膜３１６にコンタクトホールを形成し、ＩＴＯなどで画素電極３１７を形成する
。また、絶縁膜３１６上にＩＴＯなどで端子電極を形成する。
次いで、画素電極３１７を覆うように、配向膜３２０を形成する。なお、配向膜３２０は
、液滴吐出法やスクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いればよい。その後、配向膜３
２０の表面にラビング処理を行う。
そして、対向基板３２３には、透明電極からなる対向電極３２４と、その上に配向膜３
２２を形成する。そして、閉パターンであるシール材（図示しない）を液滴吐出法により
画素部と重なる領域を囲むように形成する。ここでは液晶を滴下するため、閉パターンの
シール材を描画する例を示すが、開口部を有するシールパターンを設け、ＴＦＴ基板を貼
りあわせた後に毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いても
よい。
次いで、気泡が入らないように減圧下で液晶の滴下を行い、両方の基板を貼り合わせる
。閉ループのシールパターン内に液晶を１回若しくは複数回滴下する。液晶３２１の配向
モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から出射に向かって９０°ツイスト配向した
ＴＮモードを用いる場合が多い。ＴＮモードの液晶表示装置を作製する場合には、基板の
ラビング方向が直交するように貼り合わせる。
なお、一対の基板間隔は、球状のスペーサを散布したり、樹脂からなる柱状のスペーサ
を形成したり、シール材にフィラーを含ませることによって維持すればよい。上記柱状の
スペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも１つを主
成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種の
材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴としている。
次いで、必要でない基板の分断を行う。多面取りの場合、それぞれのパネルを分断する
。また、１面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、
分断工程を省略することもできる。
そして、異方性導電体膜を介し、公知の技術を用いてＦＰＣを端子電極に貼りつける。以
上の工程で液晶モジュールが完成する。（図８）また、必要があればカラーフィルタなど
の光学フィルムを貼り付ける。透過型の液晶表示装置とする場合、偏光板は、アクティブ
マトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
また、本実施の形態に示すＴＦＴを用いて、アクティブマトリクス型の発光表示装置を
作製することができる。
以下に、本実施の形態に示したＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の発光表示装置
の作製方法を示す。ここではＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴとした例を示す。
ソース電極またはドレイン電極３１５を形成した後に、絶縁膜３１６を形成する。そし
て、絶縁膜３１６にコンタクトホールを形成し、第１の電極３１８を形成する。
第１の電極３１８は陰極として機能させることが好ましい。発光を通過させる場合、第１
の電極３１８としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸
化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などを含む組成物からな
る所定のパターンを形成する。また、発光を第１の電極３１８で反射させる場合、Ａｇ（
銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の
粒子を主成分とした組成物からなる所定のパターンを形成して第１の電極３１８を形成す
る。
次いで、第１の電極３１８の周縁部を覆う隔壁３３１を形成する。隔壁（土手ともいう
）３３１は、珪素を含む材料、有機材料及び化合物材料を用いて形成する。また、多孔質
膜を用いても良い。但し、アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形
成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせず
に形成されるため好ましい。
次いで、電界発光層として機能する層、即ち、有機化合物を含む層３３０の形成を行う
。有機化合物を含む層３３０は、積層構造であり、それぞれ蒸着法または塗布法を用いて
形成する。例えば、陰極上に電子輸送層（電子注入層）、発光層、正孔輸送層、正孔注入
層と順次積層する。
なお、有機化合物を含む層３３０の形成前に、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や真空雰囲
気下での加熱処理を行うとよい。蒸着法を用いる場合、予め、抵抗加熱により有機化合物
は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化さ
れた有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着
される。また、フルカラー化するためには、発光色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ごとにマスクのアライ
メントを行えばよい。
また、塗り分けを行わず、有機化合物を含む層３３０として単色の発光を示す材料を用
い、カラーフィルターや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことが
できる。
次いで、第２の電極３３２を形成する。発光素子の陽極として機能する第２の電極３３
２は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯの他、酸化インジ
ウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。発光素子は、有
機化合物を含む層３３０を第１の電極と第２の電極で挟んだ構成になっている。なお、第
１の電極及び第２の電極は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第１の
電極及び第２の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。
また、第２の電極３３２を保護する保護層を形成してもよい。
次いで、封止基板３３４をシール材（図示しない）で貼り合わせて発光素子を封止する
。なお、シール材で囲まれた領域には透明な充填材３３３を充填する。充填材３３３とし
ては、透光性を有している材料であれば特に限定されず、代表的には紫外線硬化または熱
硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。
最後にＦＰＣを異方性導電膜により公知の方法で端子電極と貼りつける。
以上の工程により、図９に示すようなアクティブマトリクス型発光装置が作製できる。
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、また
は実施の形態５と自由に組み合わせることができる。
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。
本実施例では、半導体基板上に多層配線を形成する工程を図１２を用いて説明する。
まず、単結晶シリコンからなる半導体基板５００を用意する。半導体基板５００は、単
結晶シリコン基板または化合物半導体基板であり、代表的には、Ｎ型またはＰ型の単結晶
シリコン基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、サファイヤ基板、
又はＺｎＳｅ基板である。
そして、半導体基板の主面（素子形成面または回路形成面）の第１の素子形成領域にｎ型
ウェルを、第２の素子形成領域にｐ型ウェルをそれぞれ選択的に形成する。
次いで、第１の素子形成領域と第２の素子形成領域とを区画するための素子分離領域と
なるフィールド酸化膜５０３、５０４、５０５を形成する。フィールド酸化膜５０３、５
０４、５０５は厚い熱酸化膜であり、公知のＬＯＣＯＳ法を用いて形成すればよい。なお
、素子分離法は、ＬＯＣＯＳ法に限定されず、例えば素子分離領域はトレンチ分離法を用
いてトレンチ構造を有していてもよいし、ＬＯＣＯＳ構造とトレンチ構造の組み合わせで
あってもよい。
次いで、シリコン基板の表面を、例えば熱酸化させることによってゲート絶縁膜を形成
する。ゲート絶縁膜は、ＣＶＤ法を用いて形成してもよく、酸化窒化珪素膜や酸化珪素膜
や窒化珪素膜やそれらの積層膜を用いることができる。例えば、熱酸化により得られる膜
厚５ｎｍの酸化珪素膜とＣＶＤ法で得られる膜厚１０ｎｍ〜１５ｎｍの酸化窒化珪素膜の
積層膜を形成する。
次いで、ポリシリコン層とシリサイド層との積層膜を全面に形成し、リソグラフィ技術
およびドライエッチング技術に基づき積層膜をパターニングすることによってゲート絶縁
膜上にポリサイド構造を有するゲート電極５０６を形成する。ポリシリコン層は低抵抗化
するために予め、１０２１／ｃｍ３程度の濃度でリン（Ｐ）をドープしておいても良いし
、ポリシリコン層を形成した後で濃いｎ型不純物を拡散させても良い。また、シリサイド
層を形成する材料はモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉｘ）、タングステンシリサイド（Ｗ
Ｓｉｘ）、タンタルシリサイド（ＴａＳｉｘ）、チタンシリサイド（ＴｉＳｉｘ）などを
適用することが可能であり、公知の方法に従い形成すれば良い。
次いで、ゲート絶縁膜を選択的に除去する。こうして、ゲート電極の幅を有するゲート
絶縁膜５０８が形成される。
次いで、ゲート電極の側壁にサイドウォール５１０〜５１３を形成する。例えば酸化珪
素からなる絶縁材料層を全面にＣＶＤ法にて堆積させ、かかる絶縁材料層をエッチバック
することによってサイドウォールを形成すればよい。
次いで、ソース領域およびドレイン領域を形成するために、露出したシリコン基板にイ
オン注入を行う。ＣＭＯＳを製造する場合であるので、ｐチャネル型ＦＥＴを形成すべき
第１の素子形成領域をレジスト材料で被覆し、ｎ型不純物であるヒ素（Ａｓ）やリン（Ｐ
）をシリコン基板に注入してソース領域５１４及びドレイン領域５１５を形成する。同時
に、サイドウォールを通過させてｎ型不純物が添加された低濃度不純物領域５１８、５１
９を形成する。また、ｎチャネル型ＦＥＴを形成すべき第２の素子形成領域をレジスト材
料で被覆し、ｐ型不純物であるボロン（Ｂ）をシリコン基板に注入してソース領域５１６
及びドレイン領域５１７を形成する。また、同時に、サイドウォールを通過させてｐ型不
純物が添加された低濃度不純物領域５２０、５２１を形成する。
次いで、イオン注入された不純物の活性化および、イオン注入によって発生したシリコ
ン基板における結晶欠陥を回復するために、ＧＲＴＡ法やＬＲＴＡ法などを用いて活性化
処理を行う（図１２（Ａ）参照）。
次いで、図１２（Ｂ）に示すように、第１の層間絶縁膜５４５を形成する。第１の層間絶
縁膜５４５は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法を用いて酸化シリコン膜や酸化窒化シリ
コン膜などで１００〜２０００ｎｍの厚さに形成する。さらにその上にリンガラス（ＰＳ
Ｇ）、あるいはボロンガラス（ＢＳＧ）、もしくはリンボロンガラス（ＰＢＳＧ）の層間
絶縁膜を積層してもよい。
次いで、図１２（Ｂ）に示すように、実施の形態１に示した本発明の開口形成方法であ
る超短パルスレーザから射出されるレーザ光を照射して貫通した開口５４１〜５４４を形
成する。
次いで、図１２（Ｃ）に示すように、開口に対して液滴吐出法により導電性粒子を含む
組成物を吐出し、焼成して導電膜５５１〜５５４を形成する。本発明により、開口と重な
る箇所には凹みができず、導電膜５５１〜５５４の上面はほぼ同一面となっている。
この後、第２の層間絶縁膜５６１を形成する。そして、同様にして、開口及び導電膜５６
２〜５６５の形成を行い、図１２（Ｄ）に示すように多層配線を形成することができる。
導電膜５５１〜５５４の上面はほぼ同一面となっているため、第２の層間絶縁膜５６１を
貫通する開口の深さを一定とすることができる。
また、半導体基板５００としてＳＯＩ基板を用い、公知の剥離方法によりシリコン基板と
酸化絶縁膜の界面又は層内で剥離することが可能な処理を行うことによりＭＯＳトランジ
スタを有する回路を剥離することができる。また、剥離したＭＯＳトランジスタを有する
回路をフレキシブル基板に接着することにより、半導体装置の薄膜化が可能である。
また、本実施例で示した半導体装置は、ＭＯＳトランジスタの他、バイポーラトランジス
タ等の様々な半導体装置に適用可能である。また、メモリ、ロジック回路等の回路にも適
用可能である。
本実施例で作製したＦＥＴを集積したＩＣチップを薄膜集積回路、または非接触型薄膜集
積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉ
ｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）として用いることができる。
アンテナとして機能する導電層１５１７が設けられたカード状基板１５１８に本発明のＩ
Ｃチップ１５１６を貼り付けたＩＤカードの例を図１３に示す。アンテナとして機能する
導電層１５１７も液滴吐出法で形成することができる。また、アンテナとして機能する導
電層１５１７と接続する接続電極とのコンタクトホールの形成を本発明のレーザ光による
開口形成技術を用いて形成してもよい。このように、本発明のＩＣチップ１５１６は、小
型、薄型、軽量であり、多種多様の用途が実現し、物品に貼り付けても、その物品のデザ
イン性を損なうことがない。
なお、本発明のＩＣチップ１５１６は、カード状基板１５１８に貼り付ける形態に制約さ
れず、曲面や様々な形状の物品に貼り付けることもできる。例えば、ＩＣチップを紙幣、
硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等）、包装用容器類（包
装紙やボトル等）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、
身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、衣類、生活用品類等に設けて使用することができる
。
また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形
態５、または実施の形態６と自由に組み合わせることができる。
本実施例では、上記実施の形態５または実施の形態６で示される表示パネルを有するモジ
ュールについて、図１４を用いて説明する。図１４は表示パネル９５０１と、回路基板９
５０２を組み合わせたモジュールを示している。回路基板９５０２には、例えば、コント
ロール回路９５０４や信号分割回路９５０５などが形成されている。また、表示パネル９
５０１と回路基板９５０２とは、接続配線９５０３で接続されている。表示パネル９５０
１に実施の形態５または実施の形態６で示すような、液晶表示パネル、発光表示パネルを
適宜用いることができる。
この表示パネル９５０１は、発光素子が各画素に設けられた画素部９５０６と、走査線
駆動回路９５０７、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９５０８を備
えている。画素部９５０６の構成は、実施の形態５または実施の形態６と同様である。ま
た、走査線駆動回路９５０７や信号線駆動回路９５０８は、公知の異方性導電接着剤、及
び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに
半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板上にＩＣチップで形成される走査線駆動
回路９５０７、信号線駆動回路９５０８を実装する。
本実施例により、低コストで表示モジュールを形成することが可能である。
また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形
態５、実施の形態６、または実施例１と自由に組み合わせることができる。
上記実施例において、表示モジュールとして液晶表示モジュール及び発光表示モジュール
の例を示したが、これに限られるものではなく、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍ
ｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ
Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動
表示装置（電子ペーパー）、エレクトロデポジション型画像表示装置等の表示モジュール
の開口形成および配線形成に、本発明を適宜適用することができる。
また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形
態５、実施の形態６と自由に組み合わせることができる。
上記実施形態や実施例に示される半導体装置を有する電子機器として、テレビジョン装置
（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）が挙げられる。ここでは、テレビジョ
ン装置の具体例について、図１５を参照して説明する。
図１５（Ａ）は、テレビジョン装置のブロック図を示し、図１５（Ｂ）はテレビジョン装
置の斜視図を示す。上記実施例に示される液晶モジュールやＥＬモジュールにより、液晶
レジビジョン装置やＥＬテレビジョン装置を完成させることができる。
図１５（Ａ）は、テレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図である。チューナ９５
１１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像検波回路９５１２と、そこから
出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９５１
３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９５１
４により処理される。コントロール回路９５１４は、表示パネル９５１５の走査線駆動回
路９５１６と信号線駆動回路９５１７にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合
には、信号線側に信号分割回路９５１８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給
する構成としても良い。
チューナ９５１１で受信した信号のうち、音声信号は音声検波回路９５２１に送られ、
その出力は音声信号処理回路９５２２を経てスピーカー９５２３に供給される。制御回路
９５２４は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９５２５から受け、チューナ
９５１１や音声信号処理回路９５２２に信号を送出する。
図１５（Ｂ）に示すように、モジュールを筐体９５３１に組みこんで、テレビジョン装
置を完成させることができる。液晶モジュールやＥＬモジュールに代表されるモジュール
により、表示画面９５３２が形成される。また、スピーカー９５３３、操作スイッチ９５
３４などが適宜備えられている。
このテレビジョン装置は、表示パネル９５１５を含んで構成されることにより、テレビ
ジョン装置のコストダウンを図ることが可能である。また、高精細な表示が可能なテレビ
ジョン装置を作製することが可能である。
なお、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、
鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表
示媒体として様々な用途に適用することができる。
また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形
態５、実施の形態６と自由に組み合わせることができる。
本発明の半導体装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、
ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音
響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム
機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等
）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ
Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた
装置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１６に示す。
図１６（Ａ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、撮像部、操作キ
ー２１０４、シャッター２１０６等を含む。なお、図１６（Ａ）は表示部２１０２側から
の図であり、撮像部は示していない。本発明により、製造コストを低減したプロセスでデ
ジタルカメラが実現できる。
図１６（Ｂ）はパーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２
２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６
等を含む。本発明により、製造コストを低減したプロセスでパーソナルコンピュータを実
現することができる。
図１６（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）で
あり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（
ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表
示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表
示する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本
発明により、製造コストを低減したプロセスで画像再生装置を実現することができる。
また、図１６（Ｄ）は携帯情報端末の斜視図であり、図１６（Ｅ）は折りたたんで携帯電
話として使用する状態を示す斜視図である。図１６（Ｄ）において、使用者はキーボード
のように右手指で操作キー２７０６ａを操作し、左手指で操作キー２７０６ｂを操作する
。本発明により、製造コストを低減したプロセスで携帯情報端末を実現することができる
。
図１６（Ｅ）に示すように、折りたたんだ場合には、片手で本体２７０１、および筐体２
７０２を持ち、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６ｃ、アンテ
ナ２７０８等を使用する。
なお、図１６（Ｄ）および図１６（Ｅ）に示した携帯情報端末は、主に画像および文字を
横表示する高画質な表示部２７０３ａと、縦表示する表示部２７０３ｂとを備えている。
以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実
施の形態４、実施の形態５、実施の形態６、実施例１乃至４のいずれか一の作製方法また
は構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
本発明により無線チップ（無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能
する半導体装置を形成することができる。
実施例１では半導体基板から切り出したチップをアンテナを有するカードに搭載した例
を示したが、ＴＦＴを用いて無線チップを形成することもできる。
本発明より形成することが可能な無線チップの構造について図１７を用いて説明する。
無線チップは、薄膜集積回路９３０３及びそれに接続されるアンテナ９３０４とで形成さ
れる。また、薄膜集積回路９３０３及びアンテナ９３０４は、カバー材９３０１、９３０
２により挟持される。薄膜集積回路９３０３は、接着剤を用いてカバー材に接着してもよ
い。図１７においては、薄膜集積回路９３０３の一方が、接着剤９３０５を介してカバー
材９３０１に接着されている。
薄膜集積回路９３０３は、実施の形態５又は実施の形態６で示されるＴＦＴを用いて形成
した後、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。また、薄膜集積回路９３０３
に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイ
オード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることがで
きる。
図１７で示すように、薄膜集積回路９３０３のＴＦＴ上には層間絶縁膜９３１１が形成さ
れ、層間絶縁膜９３１１を介してＴＦＴに接続するアンテナ９３０４が形成される。また
、層間絶縁膜９３１１及びアンテナ９３０４上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜９３
１２が形成されている。
アンテナ９３０４は、金、銀、銅等の導電体を有する液滴を液滴吐出法により吐出し、乾
燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能
であり、それに伴うコスト削減が可能である。
カバー材９３０１、９３０２は、ラミネートフィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、
ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材
フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と、接着性合成樹脂
フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどを用いる
ことが好ましい。ラミネートフィルムは、熱圧着により、被処理体とラミネート処理が行
われるものであり、ラミネート処理を行う際には、ラミネートフィルムの最表面に設けら
れた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし
、加圧により接着する。
また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることによ
り、使用済み無線チップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を
用いた無線チップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。
なお、図１７では、接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に無線チップを設けている
が、該カバー材９３０１の代わりに、物品に無線チップを貼付けて、使用しても良い。
無線チップ９２１０の用途は広範にわたる。図１８にその一例を示すが、例えば、紙幣、
硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図１８（Ａ）参照）
、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１８（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビ
デオテープ等、図１８（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図１８（Ｄ）参照）、身の回り
品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商
品や荷物の荷札（図１８（Ｅ）、図１８（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することがで
きる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テ
レビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
無線チップは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例
えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込
んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チップを設
けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回
り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより、検品シ
ステムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。本発明より形成するこ
とが可能な無線チップは、基板上に形成した薄膜集積回路を、公知の剥離工程により剥離
した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン
性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプなど曲面を有するも
のにも用いることが可能である。
また、本発明より形成することが可能な無線チップを、物の管理や流通のシステムに応用
することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線チ
ップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ること
で、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うこ
とができる。
また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形
態５、実施の形態６、または実施例１と自由に組み合わせることができる。
本発明により、フォトリソグラフィ法によるエッチング工程数を低減することができる
ため、材料液のロスおよび廃液量を低減できる。また、本発明は、大量生産上、大型の基
板に適している液滴吐出法を用いた製造プロセスを実現できる。
１０，１００８，１１００，３０１０ 基板
１１，２０１，３０１，３０１１ 下地絶縁膜
１２ 第１の導電層
１３，２３，３３，３４，４３ 絶縁膜
１５，２０５，３０５，１００５，１００７ 光学系
１６、４６ 貫通した開口
１７，３７ 閉じている孔
１８，２８，３８，４８ 液滴吐出手段
１９，２９，３９，４９ 第２の導電層
２６，３６，５４１，５４２，５４３，５４４ 開口
１０１ 超短光パルスレーザ発振器
１０２ ミラー
１０３ 対物レンズ
１０４ 試料
１０５ ＸＹＺステージ
２００，３００ 絶縁表面を有する基板
２０２ 第１の絶縁膜
２０３，２０４， ２０９ 配線
２０６ 導電性を有する半導体層
２０７ 島状の半導体層
２０８，３０８ インクジェットヘッド
２１０，３０９ 複数の第１の開口
２１１ 保護膜を含む層間絶縁膜
２１２， ３１０，３１１ 複数の第２の開口
２１３ 接続配線
２１４，２１５ ゲート配線
２１６ 第３の開口
３０２ 不純物元素が添加されなかった領域
３０３ ゲート絶縁膜
３０４，３０６，３０７ 不純物領域
３１２，３１５ ソース電極またはドレイン電極
３１３，３１４ ゲート電極
３１６ 絶縁膜
３１７ 画素電極
３１８ 第１の電極
３１９ 平坦性を有する層間絶縁膜
３２０，３２２ 配向膜
３２１ 液晶
３２３ 対向基板
３２４ 対向電極
３３０ 有機化合物を含む層
３３１ 隔壁
３３２ 第２の電極
３３３ 透明な充填材
３３４ 封止基板
５００ 半導体基板
５０３，５０４，５０５ フィールド酸化膜
５０６ ゲート電極
５０８ ゲート絶縁膜
５１０，５１１，５１２，５１３ サイドウォール
５１４，５１６ ソース領域
５１５，５１７ ドレイン領域
５１８，５１９，５２０，５２１ 低濃度不純物領域
５４５ 第１の層間絶縁膜
５５１，５５２，５５３，５５４，５６２，５６３，５６４，５６５ 導電膜
５６１ 第２の層間絶縁膜
１００１ レーザビーム描画装置
１００２ パーソナルコンピュータ
１００３ レーザ発振器
１００４ 電源
１００６ 音響光学変調器
１００９ 基板移動機構
１０１０ Ｄ／Ａ変換部
１０１１，１０１２ ドライバ
１１０３ 液滴吐出手段
１１０４ 撮像手段
１１０５ ヘッド
１１０７ 制御手段
１１０８ 記憶媒体
１１０９ 画像処理手段
１１１０ コンピュータ
１１１１ マーカー
１１１２ ヘッド
１１１３，１１１４ 材料供給源
１５１６ ＩＣチップ
１５１７ 導電層
１５１８ カード状基板
２１０１，２２０１，２４０１，２７０１ 本体
２１０２ 表示部
２１０４，２４０６，２７０６ａ，２７０６ｂ，２７０６ｃ 操作キー
２１０６ シャッター
２２０２，２４０２，２７０２ 筐体
２２０３，２７０３ａ，２７０３ｂ 表示部
２２０４ キーボード
２２０５ 外部接続ポート
２２０６ ポインティングマウス
２４０３ 表示部Ａ
２４０４ 表示部Ｂ
２４０５ 記録媒体読込部
２４０７ スピーカー部
２７０４ 音声入力部
２７０５ 音声出力部
２７０８，９３０４ アンテナ
３０１２ 導電層
３０１３ 絶縁膜
３０１４ マスク
３０１６ 開口
３０１７ａ，３０１７ｂ 配線
３０１８ 材料の移動方向
９２１０ 無線チップ
９３０１，９３０２ カバー材
９３０３ 薄膜集積回路
９３０５ 接着剤
９３１１ 層間絶縁膜
９３１２ バリア膜
９５０１ 表示パネル
９５０２ 回路基板
９５０３ 接続配線
９５０４ コントロール回路
９５０５ 信号分割回路
９５０６ 画素部
９５０７ 走査線駆動回路
９５０８ 信号線駆動回路
９５１１ チューナ
９５１２ 映像検波増幅回路
９５１３ 映像信号処理回路
９５１４ コントロール回路
９５１５ 表示パネル
９５１６ 走査線駆動回路
９５１７ 信号線駆動回路
９５１８ 信号分割回路
９５２１ 音声検波回路
９５２２ 音声信号処理回路
９５２３，９５３３ スピーカー
９５２４ 制御回路
９５２５ 入力部
９５３１ 筐体
９５３２ 表示画面
９５３４ 操作スイッチ

Claims (12)

  1. トランジスタを有する集積回路と、
    前記集積回路と電気的に接続されたアンテナと、を有し、
    前記トランジスタは、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、チャネル形成領域を有する半導体膜と、を有し、
    前記半導体膜は、金属酸化物を有し、
    前記金属酸化物は、インジウムを有することを特徴とする半導体装置。
  2. トランジスタを有する集積回路と、
    前記集積回路と電気的に接続されたアンテナと、を有し、
    前記トランジスタは、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、チャネル形成領域を有する半導体膜と、を有し、
    前記半導体膜は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏを有することを特徴とする半導体装置。
  3. トランジスタを有する集積回路と、
    前記トランジスタ上に設けられた層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜上に設けられ、前記集積回路と電気的に接続されたアンテナと、を有し、
    前記トランジスタは、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、チャネル形成領域を有する半導体膜と、を有し、
    前記半導体膜は、金属酸化物を有し、
    前記金属酸化物は、インジウムを有することを特徴とする半導体装置。
  4. トランジスタを有する集積回路と、
    前記トランジスタ上に設けられた層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜上に設けられ、前記集積回路と電気的に接続されたアンテナと、を有し、
    前記トランジスタは、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、チャネル形成領域を有する半導体膜と、を有し、
    前記半導体膜は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏを有することを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
    前記トランジスタは、トップゲート型トランジスタ、ボトムゲート型トランジスタ、又は順スタガ型トランジスタであることを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    前記集積回路は、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、又はインダクタを有することを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
    第１のカバー材と第２のカバー材とを有し、
    前記集積回路と前記アンテナは、前記第１のカバー材と前記第２のカバー材により挟持されていることを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項７において、
    接着剤を有し、
    前記集積回路の一方の面は、前記接着剤を用いて前記第１のカバー材に接着されていることを特徴とする半導体装置。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
    酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、及び酸化窒化シリコン膜の少なくとも１つを有する絶縁膜を有し、
    前記トランジスタは、前記絶縁膜と前記アンテナにより挟持されていることを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    前記ゲート絶縁膜は、アルミニウムを含む酸化物を有することを特徴とする半導体装置。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記ゲート絶縁膜は、チタンを含む酸化物を有することを特徴とする半導体装置。
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
    前記アンテナは、導電物を含む溶媒を液滴吐出法を用いて吐出することによって設けることを特徴とする半導体装置。
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