JP2014029992A - 機能性基板の作製方法および半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶性の高い半導体薄膜を備え、当該半導体薄膜に対して各種成膜処理や微細加工を行うことができ、かつ当該処理や加工により形成された回路層を他の基板上に転載することのできる機能性基板の作製方法、当該機能性基板を用いた高性能な半導体装置の作製方法を提供することを目的とする。
【解決手段】剛性の高い支持基板上に剥離層を形成した後に、剥離層上に半導体基板の一部を分離することにより得られる半導体薄膜を設ける。なお、分離処理の際に半導体薄膜に膜剥がれ等が生じないように、剥離層上には平坦化膜を形成しておく。そして、分離処理の際に行う加熱処理により剥離層と平坦化膜の界面で膜剥がれ等が生じないように、平坦化膜に半導体基板を貼り合わせる前に平坦化膜に対して加熱処理を行い、予め平坦化膜に加熱に起因した応力変化を生じさせておく。
【選択図】図１

Description

機能性基板の作製方法および半導体装置の作製方法に関する。

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、トランジスタ、半導体回路、電気光学装置および電子機器は全て半導体装置である。

また、本明細書等において、「支持基板」とは「支持基板以外の基板から分離した半導体薄膜を転載するための基板」を表しており、例えば、スマートカット法によりガラス基板上に単結晶シリコン薄膜を転載した場合は、ガラス基板が「支持基板」となる。

また、本明細書において、「可とう性を有する」とは、「機械等を用いることなく人が加えることのできる力により、目視可能な変形が生じるだけの柔軟性を有する」と解釈することができる。例えば、人の手により曲げることができる樹脂フィルム、ガラス、金属板などは「可とう性を有する」基板であると言える。

また、本明細書等において「機能性基板」とは、「可とう性を有する高性能な半導体装置の作製に用いる基板」を表すものであり、より具体的には「半導体薄膜を備え、当該半導体薄膜に対して各種成膜処理や微細加工処理を行うことができ、かつ当該処理により形成された回路層を他の基板上に転載することのできる機能を備える」基板と解釈することができる。

スパッタリング法などの各種成膜法により基板上に絶縁膜を挟んで半導体薄膜を形成する方法に代わり、絶縁膜および単結晶半導体薄膜を転載により基板上に形成し、当該基板を用いて半導体集積回路素子等を製造する技術が知られている。

絶縁膜および単結晶半導体薄膜を転載により基板上に形成する方法としては、例えば、単結晶シリコン薄膜を合成石英などの基板上に形成する、スマートカット法（水素イオン注入剥離法などとも呼ばれる。）がある（例えば、特許文献１参照。）。

スマートカット法は、特許文献１に記載されているように、支持基板上に絶縁膜を挟んで単結晶半導体薄膜の形成されたＳＯＩ基板を作製する技術であり、単結晶半導体基板と支持基板を貼り合わせた後、単結晶半導体基板の一部を分離するための加熱処理が行われる。例えば実施の形態１では、当該加熱処理として５００℃以上の温度で熱処理を加える記載がある。

また、近年フレキシブルディスプレイなどの可とう性を有する半導体装置の研究が盛んに行われており、また、可とう性を有する半導体装置の高性能化（例えば、半導体装置の高集積化や半導体装置の備えるトランジスタの移動度や信頼性の向上など。）についての研究も精力的に進められている。

特開２０００−１２４０９２号公報

トランジスタの移動度や信頼性を向上させる観点から考えると、トランジスタの備える半導体層（少なくとも、チャネルが形成される領域。）には、単結晶状態などの結晶性の高い半導体薄膜を用いることが好ましい。

可とう性を有する支持基板上に、スマートカット法を用いて結晶性の高い半導体薄膜を転載する方法も考えられるが、スマートカット法は特許文献１に記載されているように加熱処理を行う必要があり（例えば、特許文献１では、当該加熱処理として５００℃以上の温度で熱処理を加える記載がある。）、支持基板が高温状態に曝されるため、当該方法で可とう性基板上に結晶性の高い半導体薄膜を形成することは、非常に困難である。

また、仮に結晶性の高い半導体薄膜を可とう性を有する支持基板に転載できたとしても、支持基板の可とう性が高いほど、支持基板上に備えられた結晶性の高い半導体薄膜に対して各種の処理（例えば、結晶性の高い半導体薄膜上への各種成膜処理や微細加工処理など。）を行うことが困難である。

そのため、これらの各種処理は、結晶性の高い半導体薄膜を可とう性を有する基板に転載する前に行うことが好ましいと言えるが、スマートカット法はその性質上、各種の処理を行った後に転載することは不可能である（例えば、単結晶シリコン基板を用いて半導体装置を作製した後にスマートカット法を行った場合、イオン注入処理により半導体装置自体がダメージを受けてしまう。）ため、可とう性を有する高性能な半導体装置の作製に用いることは難しいと言える。

上記内容を鑑み、本明細書では、可とう性を有する高性能な半導体装置の作製に用いる機能性基板、より具体的には、支持基板上に結晶性の高い半導体薄膜を備え、当該半導体薄膜に対して各種成膜処理や微細加工を行うことができ、かつ当該処理や加工により形成された回路層を他の基板上に転載することのできる、機能性基板の作製方法を提供することを目的の一つとする。

また、上述の機能性基板を用いた、高性能な半導体装置（特に、可とう性を有する高性能な半導体装置。）の作製方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の一態様では、支持基板として剛性の高い基板を用い、支持基板と結晶性の高い半導体薄膜の間に剥離層を形成することで、結晶性の高い半導体薄膜に対して各種の処理（例えば、単結晶半導体薄膜上への各種成膜処理や、単結晶半導体薄膜等の微細加工など。）を行った後に、結晶性の高い半導体薄膜を含む層を支持基板から分離する。

また、結晶性の高い半導体薄膜としては、結晶性の高い半導体基板の一部を分離することにより得られる膜を用い、分離処理の際に半導体薄膜に不具合（例えば、膜浮きや膜剥がれなど。）が生じないように、剥離層上には予め半導体薄膜層の密着性向上を目的とした平坦化膜を形成する。

なお、上述分離処理は加熱処理を含むため、当該加熱処理により剥離層と平坦化膜との界面で不具合（例えば、膜浮きや膜剥がれなど。）が生じないように、平坦化膜に対して半導体基板を貼り合わせる前に、支持基板の備える膜に対する加熱処理を行い、加熱に起因した応力変化を支持基板の備える膜に予め生じさせる。

すなわち、本発明の一態様は、支持基板上に剥離層を形成する工程と、剥離層上に平坦化膜を形成する工程と、剥離層および平坦化膜に対して室温以上の温度で第１の加熱処理を行うことで支持基板上に形成された膜に応力変化を生じさせる工程と、を経て作製した第１の基板と、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、半導体基板中に脆化領域を形成する工程と、を経て作製した第２の基板を、平坦化膜と絶縁膜が対向する状態に貼り合わせ、第１の基板および前記第２の基板に対して第２の加熱処理を行い、第１の基板から第２の基板を分離することで半導体基板から分離した半導体層を、絶縁膜を挟んで第１の基板上に形成することを特徴とする機能性基板の作製方法である。

上述の方法を用いることにより、支持基板の備える膜は第１の加熱処理により予め応力変化が生じているため、半導体基板を貼り合わせた後の状態（つまり、上面および下面の両側が基板により固定された状態。）で第２の加熱処理を行った場合に、膜の応力変化に起因した剥離層への物理的な力の付加を抑制できるため、機能性基板をトラブル（例えば、剥離層界面での膜剥がれなど。）無く作製することができる。

なお、上述剥離層として、タングステン、モリブデンまたはタングステンとモリブデンの混合物のいずれかの酸化物、窒化物、酸化窒化物または窒化酸化物を主成分とする膜を形成することにより、半導体基板を分離して半導体薄膜を形成する際は、剥離層を界面とした剥離現象は生じず、半導体薄膜を用いて形成した回路層を転載する際は、剥離層を界面とした剥離現象を容易に行うことができる。

また、支持基板と半導体基板に同一の材料を用いることにより、第２の加熱処理の際に、支持基板と半導体基板の線熱膨張係数の違いに起因して剥離層界面で生じる膜剥がれを抑制することができる。

また、第１の加熱処理を第２の加熱処理の温度以上で行うことにより、第２の加熱処理を行った場合における、膜の応力変化に起因した剥離層への物理的な力の付加をより小さくすることができるため、剥離層界面で生じる膜剥がれを更に抑制することができる。

なお、剥離層の形成方法は、物理気相成長法により直接剥離層を形成する、支持基板上に金属膜を形成し、金属膜の表面に対して熱酸化処理、熱窒化処理、酸素を含むガスを用いてのプラズマ処理、窒素を含むガスを用いてのプラズマ処理、又は酸化力の強い溶液による酸化処理から選ばれたいずれかの一つ以上の表面変質処理を行うことにより剥離層を形成する、支持基板上に金属膜を形成し、金属膜上に酸化物絶縁膜を形成することにより金属膜の表面を含む一部を剥離層とする、の３つの方法を用いることができる。

また、本発明の一態様は、支持基板上に剥離層を形成する工程と、剥離層上に平坦化膜を形成する工程と、剥離層および平坦化膜に対して室温以上かつ支持基板の耐熱温度未満で第１の加熱処理を行うことで、支持基板上に形成された膜に応力変化を生じさせる工程と、を経て作製した第１の基板と、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、半導体基板中に脆化領域を形成する工程と、を経て作製した第２の基板を、平坦化膜と絶縁膜が対向する状態に貼り合わせ、第１の基板および第２の基板に対して第２の加熱処理を行い、第１の基板と第２の基板を分離することで脆化領域を界面として半導体基板から分離した半導体薄膜を、絶縁膜を挟んで第１の基板上に形成し、半導体薄膜を半導体層として用いたトランジスタを複数含む半導体回路を形成し、半導体回路上に固定基板を貼り合わせ、固定基板と支持基板を分離することで、剥離層を界面として支持基板から分離した半導体回路を固定基板上に形成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、本発明の一態様は、支持基板上に剥離層を形成する工程と、剥離層上に平坦化膜を形成する工程と、剥離層および平坦化膜に対して室温以上かつ支持基板の耐熱温度未満で第１の加熱処理を行うことで、支持基板上に形成された膜に応力変化を生じさせる工程と、を経て作製した第１の基板と、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、半導体基板中に脆化領域を形成する工程と、を経て作製した第２の基板を、平坦化膜と絶縁膜が対向する状態に貼り合わせ、第１の基板および第２の基板に対して第２の加熱処理を行い、第１の基板と第２の基板を分離することで、脆化領域を界面として半導体基板から分離した半導体薄膜を、絶縁膜を挟んで第１の基板上に形成し、半導体薄膜を半導体層として用いたトランジスタを複数含む半導体回路を形成し、半導体回路上に仮固定基板を貼り合わせ、仮固定基板と支持基板を分離することで、剥離層を界面として支持基板から分離した半導体回路を仮固定基板上に形成し、半導体回路を挟んで仮固定基板と対向する面に固定基板を貼り合わせた後に仮固定基板を剥がすことで、半導体回路を固定基板上に形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。

上述の方法を用いることにより、結晶性の高い半導体薄膜を備え、当該半導体薄膜に対して各種成膜処理や微細加工を行うことができ、かつ当該処理や加工後に当該半導体薄膜を含む回路層を他の基板上に転載することの可能な、機能性基板を作製することができる。

また、機能性基板を用い、結晶性の高い半導体薄膜を活性層（少なくともチャネルが形成される領域。）として用いたトランジスタを形成し、当該トランジスタを含む回路層を、剥離層を用いて機能性基板から剥離して他の基板に転載することにより、高性能な半導体装置（例えば、高集積化された半導体装置や、移動度や信頼性の高いトランジスタを備える半導体装置など。）を作製することができる。

また、上述転載処理は物理的な力の付加により回路層を剥離するため、可とう性を有する基板上に回路層を転載できる。故に、可とう性を有する高性能な半導体装置を作製することができる。

機能性基板の構造を説明する図。 機能性基板の作製方法を説明する図。 機能性基板の作製方法を説明する図。 機能性基板の作製方法を説明する図。 機能性基板の作製方法を説明する図。 個体識別装置の構造を説明する図。 個体識別装置の作製方法を説明する図。 表示装置の構造を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 電子機器を説明する図。

以下では、本明細書に開示する発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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、以下に説明する実施の形態において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、図１を用いて機能性基板の構成を説明すると共に、当該機能性基板の作製方法の一例を、図２乃至図５を用いて説明する。

本実施の形態に記載の方法で作製される機能性基板１００の構造は、図１に示すように、支持基板１０２、下地膜１０４、剥離層１０６、平坦化膜１０８、絶縁膜１１０および結晶性の高い半導体薄膜１１２を備えた構造となる。

以下、図２乃至図５を用いて、図１に記載の機能性基板１００の作製方法についての説明を行う。

まず、支持基板１０２上に下地膜１０４を形成する（図２（Ａ）参照。）。

支持基板１０２は、後の工程にて結晶性の高い半導体薄膜１１２が形成されるが、結晶性の高い半導体薄膜１１２に対して各種の処理（例えば、半導体薄膜上への各種成膜処理や、単結晶半導体薄膜等の微細加工など。）を行うためには、支持基板１０２として、後の様々な処理に耐えうる程度の耐熱性及び耐薬品性を有し、且つ剛性の高い基板を用いる必要がある。

当該基板としては、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板、シリコンゲルマニウム基板などの第１４族元素でなる半導体基板や、窒化ガリウム基板、ガリウム砒素基板、炭化シリコン基板、インジウムリン基板などの化合物半導体でなる基板を用いることができる。

また、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスのような電子工業用に使われる各種ガラス基板、天然石英基板、合成石英基板などの絶縁体でなる基板を用いることもできる。

また、ステンレス基板などの各種金属基板を用いることもできる。

なお、支持基板１０２は、その線熱膨張係数が、後の工程にて行う結晶性の高い半導体基板３００（結晶性の高い半導体薄膜１１２の形成に用いる基板。図３（Ａ）参照。）に劈開現象を生じさせるための加熱の温度において、結晶性の高い半導体基板３００の当該加熱温度における線熱膨張係数のプラスマイナス１０％以内であることが好ましく、より望ましくは、結晶性の高い半導体基板と同じ材料を用いることが好ましい。

これは、支持基板１０２と結晶性の高い半導体基板３００を貼り合わせた状態で加熱した際に、支持基板１０２と結晶性の高い半導体基板３００の線熱膨張係数が異なることに起因して、剥離層１０６で剥離現象が発生することを防止する目的がある。

また、後の工程にて形成する結晶性の高い半導体薄膜１１２に対して、各種の処理を微細なサイズで行う（例えば、サブミクロンレベルの細かなパターン形成など。）ためには、サブミクロンレベルの細かなパターン形成が可能な基板を支持基板１０２として用いる必要がある。支持基板１０２として用いることのできる上述の各種材料のうち、例えばシリコン基板（特に、単結晶シリコン基板。）は、絶縁体でなる基板や各種金属基板と比較して平坦性や広範囲に於けるうねりが小さく、また、既に数十ナノメートルといった微細パターン形成に対応した加工装置が市販されているため、支持基板１０２として用いるのに適していると言える。勿論、支持基板１０２をシリコン基板に限定するものではない。

下地膜１０４としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などを単層で、または積層させて形成すればよい。なお、当該膜の作製方法としては、熱酸化法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などがある。

なお、熱酸化処理により下地膜１０４を形成する場合、酸化性雰囲気中にハロゲンを添加して行うことが好ましい。例えば、塩素（Ｃｌ）が添加された酸化性雰囲気中で半導体基板３００に熱酸化処理を行うことにより、塩素酸化された下地膜１０４を形成することができる。この場合、下地膜１０４は塩素原子を含有する膜となる。このような塩素酸化膜を用いた場合、後の工程にて下地膜１０４上に剥離層１０６を形成した際に、剥離層１０６の元素が支持基板１０２に拡散することを抑制できる。なお、下地膜１０４に含有させるハロゲン原子は塩素原子に限られず、フッ素原子を含有させてもよい。

また、下地膜１０４の形成前に、塩酸過酸化水素水混合溶液（ＨＰＭ）、硫酸過酸化水素水混合溶液（ＳＰＭ）、アンモニア過酸化水素水混合溶液（ＡＰＭ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸、過酸化水素水、オゾン水および純水の混合液（ＦＰＭ）などを用いて支持基板１０２の表面を洗浄しておくことが好ましい。

次に、下地膜１０４上に剥離層１０６を形成する（図２（Ｂ）参照。）。

剥離層１０６としては、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素を用いた金属、又は当該元素を主成分とする合金材料、又は当該元素を主成分とする化合物材料のいずれかの酸化物、窒化物、酸化窒化物または窒化酸化物を主成分とする膜を用いることができる。

上述の剥離層１０６を形成する方法としては、以下に記載する３つの方法がある。

第１の方法は、図２（Ｂ）に示すように、スパッタリング法などの物理気相成長法（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、上述の剥離層１０６を下地膜１０４上に直接成膜する方法である。

第２の方法は、図５（Ａ）に示すように、下地膜１０４上に、まずスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素を用いた金属、又は当該元素を主成分とする合金材料、又は当該元素を主成分とする化合物材料のいずれかである金属膜１０５ａを形成し、当該金属膜の表面に対して、熱酸化処理、熱窒化処理、酸素を含むガスを用いてのプラズマ処理、窒素を含むガスを用いてのプラズマ処理、又はオゾン水等の酸化力の強い溶液による処理から選ばれたいずれかの一つ以上の表面変質処理１０５ｂを行って金属膜１０５ａの一部に上述の剥離層１０６を形成する方法である。

第３の方法は、図５（Ｂ）に示すように、下地膜１０４上に、まずスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素を用いた金属、又は当該元素を主成分とする合金材料、又は当該元素を主成分とする化合物材料のいずれかである金属膜１０５ａを形成し、当該金属膜上に金属酸化物または金属窒化物を主成分とする絶縁膜１０５ｃを形成することにより、金属膜１０５ａの表面を含む一部が変質（例えば、酸化や窒化など。）し、金属膜１０５ａと絶縁膜１０５ｃとの界面に上述の剥離層１０６を形成する方法である。

絶縁膜１０５ｃとしては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜のいずれかを主成分とする膜を用いることができる。例えば、タングステンを主成分とする金属膜１０５ａ上に絶縁膜１０５ｃとして酸化シリコン膜を成膜して、タングステンと酸化シリコンとの間にタングステン酸化物を形成することができる。

上述の第３の方法については、金属膜１０５ａ上に絶縁膜１０５ｃを形成した後に加熱処理を行うことにより、金属膜１０５ａと絶縁膜１０５ｃ界面の上述剥離層の形成を促進させることができる。また、金属膜１０５ａ形成し、第２の方法にて説明した表面変質処理１０５ｂを行った後に、絶縁膜１０５ｃを形成してもよい。または、金属膜１０５ａを形成し、第２の方法にて説明した表面変質処理１０５ｂを行った後に、絶縁膜１０５ｃを形成し、更に加熱処理を行うことにより、金属膜１０５ａと絶縁膜１０５ｃ界面の上述剥離層の形成を促進させてもよい。

なお、上述の第３の方法で剥離層１０６を形成した場合は、図５（Ｂ）に示すように剥離層１０６上に絶縁膜１０５ｃが形成される構造となる。当該絶縁膜１０５ｃは、図１に示す機能性基板１００の平坦化膜１０８の一部あるいは全部として用いることができる。

剥離層１０６は、後の工程にて剥離層１０６に対して物理的な力（例えば、支持基板１０２に貼り合わせた結晶性の高い半導体基板を、支持基板１０２から引き剥がす力。）を加えることで、剥離層１０６が劈開面となって剥離現象が生じる。このため、剥離層１０６の膜厚が薄すぎると剥離現象が生じず、剥離層１０６の膜厚が厚いと劈開面が生じる際に剥離層１０６と接する膜に悪影響が及ぶ（例えば、下地膜１０４や平坦化膜１０８にクラックや膜剥がれ等が生じるなど。）可能性が高まる。

このため、剥離層１０６の膜厚は、１ｎｍ以上１５ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上１０ｎｍ以下、更に好ましくは３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることが望ましい。

なお、上述膜厚の調整および物理的な力の付加により剥離についての容易性を鑑みると、剥離層１０６としては、タングステン、モリブデンまたはタングステンとモリブデンの混合物のいずれかの酸化物、窒化物、酸化窒化物または窒化酸化物を主成分とする膜を用いることが好ましい。剥離層１０６を上述の膜とすることにより、半導体基板を分離して半導体薄膜１１２を形成する際は、剥離層１０６を界面とした剥離現象は生じず、半導体薄膜１１２を用いて形成した回路層を転載する際は、剥離層１０６を界面とした剥離現象を容易に行うことができる。

このため、上述の第２の方法および第３の方法を用いて剥離層１０６を形成する場合、金属膜１０５ａとしては、タングステン、モリブデンまたはタングステンとモリブデンの混合物のいずれかを主成分とする膜を用いることが好ましい。

次に、剥離層１０６上に平坦化膜１０８を形成する（図２（Ｃ）参照。）。

平坦化膜１０８としては、スパッタリング法などのＰＶＤ法や化学気相蒸着法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜を単層でまたは積層させて形成すればよい。

ＣＶＤ法を用いる場合、シランガス、ジシランガス、トリシランガス又は有機シランガス等のシラン系ガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化シリコン膜が好ましい。シランガスを用いる場合、二酸化窒素又は一酸化二窒素との混合ガスを用いることが好ましい。

有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、トリメチルシラン（ＴＭＳ：（ＣＨ_３）_３ＳｉＨ）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３）又はトリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）_２）_３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。

また、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ又は光ＣＶＤを用いてもよい。

平坦化膜１０８の膜厚は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の厚さで設けるとよい。平坦化膜１０８を上記の厚さで形成することで、被成膜表面の表面荒れを平滑化すると共に、接合する基板との歪みを緩和することができる。

なお、平坦化膜１０８の形成後に、平坦化膜１０８に対して更に平坦化処理を行ってもよい。

平坦化処理としては、研磨処理（例えば、化学的機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理、ドライエッチング処理、プラズマ処理を行うことができる。

プラズマ処理としては、例えば、アルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタリングを行うことができる。

平坦化処理として、研磨処理、ドライエッチング処理、プラズマ処理のいずれかを１回あるいは複数回行ってもよいし、研磨処理、ドライエッチング処理、プラズマ処理を組み合わせて複数回行ってもよい。また、組み合わせて行う場合、工程順は特に限定されない。

上記の工程を経ることにより、支持基板１０２上に下地膜１０４、剥離層１０６および平坦化膜１０８を備える第１の基板１０９を形成することができる（図２（Ｃ）参照）。

また、上述の第１の基板１０９を形成する一方で、半導体基板３００に対しても処理を行う。半導体基板３００に対して行う処理を、以下に説明する。

まず、半導体基板３００の表面に絶縁膜１１０を形成する（図３（Ａ）参照。）。

半導体基板３００としては、結晶性の高い半導体基板を用いる。例えば、単結晶シリコン基板、単結晶ゲルマニウム基板または単結晶シリコンゲルマニウム基板などの第１４族元素でなる基板を用いることができる。また、窒化ガリウム基板、ガリウム砒素基板、炭化シリコン基板またはインジウムリン基板などの化合物半導体基板を用いることもできる。なお、市販のシリコン基板としては、直径５インチ（１２５ｍｍ）、直径６インチ（１５０ｍｍ）、直径８インチ（１００ｍｍ）、直径１２インチ（３００ｍｍ）、直径１６インチ（７００ｍｍ）サイズの円形のものが代表的である。また、半導体基板３００の形状は円形に限らず、例えば、矩形や正方形等に加工したものであっても良い。また、半導体基板３００は、ＣＺ（チョクラルスキー）法やＦＺ（フローティングゾーン）法を用いて作製することができる。

絶縁膜１１０としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化等を単層で、または積層させて形成すればよい。なお、当該膜の作製方法としては、熱酸化法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などが挙げられる。また、ＣＶＤ法を用いて絶縁膜１１０を形成する場合、良好な貼り合わせを実現するためには、テトラエトキシシラン（略称；ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）等の有機シランを用いて酸化シリコン膜を形成することが好ましい。

なお、熱酸化処理により絶縁膜１１０を形成する場合、酸化性雰囲気中にハロゲンを添加して行うことが好ましい。例えば、塩素（Ｃｌ）が添加された酸化性雰囲気中で半導体基板３００に熱酸化処理を行うことにより、塩素酸化された絶縁膜１１０を形成することができる。この場合、絶縁膜１１０は、塩素原子を含有する膜となる。このような塩素酸化により、後の工程にて半導体基板３００と接合基板を貼り合わせた後に、接合基板から混入するＮａなどの不純物を固定して、半導体基板３００の汚染を防止できる。なお、絶縁膜１１０に含有させるハロゲン原子は塩素原子に限られない。絶縁膜１１０にはフッ素原子を含有させてもよい。

また、絶縁膜１１０の形成前に、塩酸過酸化水素水混合溶液（ＨＰＭ）、硫酸過酸化水素水混合溶液（ＳＰＭ）、アンモニア過酸化水素水混合溶液（ＡＰＭ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸、過酸化水素水、オゾン水および純水の混合液（ＦＰＭ）などを用いて半導体基板３００の表面を洗浄しておくことが好ましい。

次に、半導体基板３００の一面からイオン照射処理３０２を行うことにより、半導体基板３００中の所定の深さに、脆化領域３０４を形成する（図３（Ｂ）参照。）。

照射するイオン種としては、水素イオンを用いればよい。水素イオンとはＨ^＋、Ｈ_２ ^＋およびＨ_３ ^＋のいずれか一種、或いはこれらのイオンが二種以上混合したものを指す。加速された水素イオンを照射する場合は、Ｈ_３ ^＋の比率を高くすると良い。具体的には、Ｈ^＋、Ｈ_２ ^＋、Ｈ_３ ^＋の総量に対してＨ_３ ^＋の割合が５０％以上（より好ましくは８０％以上）となるようにする。Ｈ_３ ^＋の割合を高めることで、イオン照射の効率を向上させることができる。また、水素イオン以外に、希ガスイオンを用いることもできる。具体的には、Ｈｅイオン、Ｎｅイオン、Ａｒイオン、ＫｒイオンまたはＸｅイオンを用いることができる。

脆化領域３０４が形成される深さは、照射するイオンの運動エネルギー、質量と電荷、入射角などによって調節することができる。また、脆化領域３０４は、イオンの平均侵入深さとほぼ同じ深さの領域に形成される。このため、照射するイオン種や照射条件を調整することにより、後の工程にて半導体基板３００から分離する、半導体薄膜１１２の厚さを調節することができる。

なお、半導体薄膜１１２の厚さについては特段の限定は無いが、分離された半導体薄膜１１２を高性能な半導体回路を形成する用途に用いる場合は、当該膜厚を厚くしすぎるとトランジスタのＳ値が増加する、またトランジスタがノーマリーオンになるといった恐れがあるため、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることが望ましい。

このため、半導体基板３００中における脆化領域３０４の形成深さが、半導体基板３００と絶縁膜１１０の界面から１ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度となるように、照射するイオンの平均侵入深さを調節すればよい。

当該イオン照射処理３０２は、イオンドーピング装置やイオン注入装置を用いて行うことができる。特にイオン注入装置では、プラズマ中のイオン種を質量分離し、ある特定の質量のイオン種のみを半導体基板中に照射することができるため、トランジスタの特性に影響を及ぼす不純物の混入を抑制できるため望ましい。

しかし、イオンドーピング装置を用いてイオン照射処理３０２を行う場合においても、絶縁膜１１０を介してイオン照射処理３０２を行うことにより、トランジスタの特性に影響を及ぼす物質（例えば重金属など）をトラップすることができる。

上記の工程を経ることにより、半導体基板３００の表面に絶縁膜１１０が、内部に脆化領域３０４を備える第２の基板３０６を形成することができる（図３（Ｃ）参照）。

次に、第１の基板１０９と第２の基板３０６とを貼り合わせる前に、第１の基板１０９の備える膜（本実施の形態では、下地膜１０４、剥離層１０６および平坦化膜１０８。）に対して第１の加熱処理を行う。

当該加熱処理の目的は、第１の基板１０９と第２の基板３０６を貼り合わせる前に、第１の基板１０９の備える膜の応力を、後の工程で行う加熱処理（第２の加熱処理。）の際に極力応力変動が生じないよう、予め応力を変化させておくことにある。

本明細書等に記載の機能性基板の作製方法では、第２の基板から絶縁膜１１０および半導体薄膜１１２を分離するために後の工程にて第２の加熱処理を行うが、当該加熱処理は比較的高温で加熱処理を行うため、第１の加熱処理を行わずに第１の基板１０９および第２の基板３０６を貼り合わせて第２の加熱処理を行うと、上面および下面の両側が基板により固定された状態で、第１の基板１０９の備える膜に大きな応力変化が生じる。そのため、当該応力変化は、膜の界面部分に物理的な力として加わりやすい。

第１の基板１０９の備える剥離層１０６は、物理的な力により剥離層１０６上の膜が剥離されるため、上述の膜の応力変化によって膜剥がれが生じる恐れがある。

第１の加熱処理は、上述のような現象を防止するために行われるものである。したがって、平坦化膜１０８形成後から、第１の基板１０９と第２の基板３０６の貼り合わせを行う前のタイミングで行う必要がある。

なお、第１の加熱処理は、室温以上支持基板１０２の耐熱温度未満、好ましくは１５０℃以上支持基板１０２の耐熱温度未満、より好ましくは、後の工程にて行う第２の加熱処理の温度以上支持基板１０２の耐熱温度未満で行う。

第１の加熱処理を第２の加熱処理以上の温度で行うことにより、第１の基板１０９の備える膜は、第２の加熱処理の際に生じる応力変化が無くなる、或いは非常に小さくなるため好ましい。

次に、上記の工程を経ることにより完成した、第１の基板１０９および第２の基板３０６を、平坦化膜１０８と絶縁膜１１０が対向する状態で貼り合わせる（図４（Ａ）参照。）

なお、第１の基板１０９または第２の基板３０６の一方あるいは両方は、貼り合わせを行う前に予め表面を洗浄しておくことが好ましい。具体的には、基板表面に対して、塩酸過酸化水素水混合溶液（ＨＰＭ）、硫酸過酸化水素水混合溶液（ＳＰＭ）、アンモニア過酸化水素水混合溶液（ＡＰＭ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸、過酸化水素水、純水の混合液（ＦＰＭ）、オゾン水等を用いて超音波洗浄を行う。このような洗浄処理を行うことによって、基板表面の平坦性向上、パーティクルや有機物などを除去することができる。

また、第１の基板１０９と第２の基板３０６を貼り合わせる前に、貼り合わせに係る表面に対して清浄化処理を行うことが好ましい。清浄化処理としては、ウェット処理、ドライ処理、またはウェット処理とドライ処理の組み合わせを用いることができる。また、異なるウェット処理どうしを組み合わせて用いてもよいし、異なるドライ処理どうしを組み合わせて用いてもよい。

平坦化膜１０８と絶縁膜１１０を貼り合わせることによる両者の接合強度は、表面間引力（いわゆる、ファンデルワールス力。）によるところが大きいため、接合面を親水性表面として水酸基を付着させることにより接合強度を高めることができる。親水性処理としては、例えば、酸素プラズマ処理、Ｎ_２プラズマ処理、Ａｒプラズマ処理、オゾン処理、ＵＶオゾン処理およびオゾン水処理のいずれか一つ、或いはこれらの処理を二種以上組み合わせて行えばよい。

次に、第１の基板１０９および第２の基板３０６に対して第２の加熱処理を行う。当加熱処理を行うことで、脆化領域３０４内にて体積変化が生じ（例えば、イオン照射処理３０２により半導体基板３００中に添加されたイオンが脆化領域３０４内の欠陥部分に集中して体積変化が生じるなど。）、脆化領域３０４内にて劈開現象が生じる。なお、熱処理の温度は４００℃以上、耐熱温度の低い基板（支持基板１０２または半導体基板３００のいずれか。）の耐熱温度以下で行うことが好ましい。例えば、４００℃以上６００℃以下の熱処理を行えばよい。その後、半導体基板３００を第１の基板１０９から分離することにより、脆化領域３０４内の任意の位置を劈開面として、半導体基板３００より分離された半導体薄膜１１２が、第１の基板１０９上に転置される（図４（Ｂ）参照。）。

上述の半導体薄膜１１２を分離するための加熱処理と同時に、脆化領域３０４にストレスを加えて（例えば、脆化領域３０４が形成された面に対して平行な方向に、脆化領域３０４に薄い刃物を挿入するなど。）、半導体基板３００から半導体薄膜１１２を機械的に分離する方法を行ってもよい。これにより、４００℃未満の温度においても半導体基板３００から半導体薄膜１１２を分離することができる。

また、上述工程により第１の基板１０９上に設けられた半導体薄膜１１２は、図４（Ｂ）のように、その表面近傍に脆化領域３０４の一部が存在している場合がある。脆化領域３０４は半導体基板３００と比較して欠陥領域が多く存在する場合がある。また、半導体薄膜１１２は半導体基板３００から分離された膜であるため、表面平坦性が低い場合がある。

このため、半導体基板３００から分離した半導体薄膜１１２に対して脆化領域３０４の除去および表面の平坦化を目的とした処理を行うことが好ましい。当該処理方法としては、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理、ドライエッチング処理または逆スパッタ処理などを用いればよい。

また、半導体薄膜１１２の表面に対してレーザー光を照射することで半導体薄膜１１２の表面近傍を溶融させて表面を平坦化してもよい。

以上の工程により、図１に示す機能性基板１００が完成する。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に記載した方法により作製された機能性基板１００を用いた半導体装置の作製方法の一例として、機能性基板１００を用いて形成されたトランジスタを備える個体識別装置６５０（個体識別装置：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の作製方法の一例について説明する。図６は個体識別装置の全体構造を説明する図面であり、図７は図６の一点鎖線Ａ１−Ａ２部分および一点鎖線Ｂ１−Ｂ２部分の断面図に相当する。

＜半導体装置の構成例＞
本実施の形態に記載する個体識別装置６５０の全体構造は図６（Ａ）に示すように、基材６１８、半導体回路６０１およびアンテナとして機能する導電膜６１４に大別される。なお、図６（Ａ）の一点鎖線Ａ１−Ａ２およびＢ１−Ｂ２に係る部分の断面状態を図６（Ｂ）に示す。

図６（Ｂ）のＡ１−Ａ２は、半導体回路６０１の一部を表す断面図であり、トランジスタ６１０が形成されている。勿論、半導体回路６０１は当該トランジスタ以外にも様々な素子を有していることは言うまでもない。

トランジスタ６１０を含む半導体回路６０１は、機能性基板１００より分離された膜（図６（Ｂ）では、平坦化膜１０８および絶縁膜１１０。）上に設けられ、半導体層６０２、ソース電極およびドレイン電極として機能する導電膜６０４、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜６０６、ゲート電極として機能する導電膜６０８により構成されている。また、トランジスタ６１０上には絶縁膜６１２が設けられ、絶縁膜６１２上にアンテナとして機能する導電膜６１４が形成され、導電膜６１４上に固定材料６１６が形成され、固定材料６１６上に基材６１８が設けられている。なお、半導体層６０２は、機能性基板１００の備える半導体薄膜１１２を用いて形成される。

本実施の形態では、半導体回路６０１はアンテナとして機能する導電膜６１４を含んでいないが、導電膜６１４を含んで半導体回路６０１としてもよい。また、導電膜６０４や導電膜６０８の形成時に同時にアンテナとして機能する導電膜を形成してもよい。

＜半導体装置の作製方法＞
以下に、図７および図８を用い、機能性基板１００を用いて形成されたトランジスタを備える個体識別装置の作製方法について説明を行う。

まず、実施の形態１にて作製した機能性基板１００の半導体薄膜１１２を加工して、島状の半導体層６０２を形成する（図６（Ａ）参照。）。

半導体薄膜１１２の加工方法は、フォトリソグラフィ法などの公知の技術を用いればよい。

次に、絶縁膜１１０および半導体層６０２上に、ソース線（ソース電極とも表現できる。）やドレイン線（ドレイン電極とも表現できる。）として機能する導電膜６０４と、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜６０６と、ゲート電極として機能する導電膜６０８を形成し、トランジスタ６１０を構成する。なお、トランジスタ６１０上には、トランジスタ６１０を覆う絶縁膜６１２および、絶縁膜６１２の開口部を介してトランジスタ６１０と電気的に接続された、アンテナとして機能する導電膜６１４が設けられている（図６（Ｂ）参照。）。

本実施の形態では、導電膜６１４はアンテナとして機能する（つまり、アンテナ内蔵型の個体識別装置。）と記載しているが、アンテナ外付け型の個体識別装置の場合、導電膜６１４を外付けアンテナとの接続部とすればよい。

なお、半導体回路６０１を内蔵アンテナや外付けアンテナと接続する必要がない場合（例えば、導電膜６０４や導電膜６０８を用いてアンテナが形成されており、当該アンテナを用いて外部の装置とデータの供受を行う。）は、導電膜６１４は必ずしも必要な要素ではない。つまり、本実施の形態に記載の機能性基板１００を用いて作製する半導体装置は、少なくとも、半導体薄膜１１２を半導体層として用いたトランジスタ含む半導体回路６０１を備えた構造であればよい。

導電膜６０４、導電膜６０８および導電膜６１４は、真空蒸着法やスパッタリング法などの物理気相成長法（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やプラズマＣＶＤ法などの化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて金属膜を形成し、当該金属膜をフォトリソグラフィ法などの公知の技術を用いて加工すればよい。

なお、導電膜６０４、導電膜６０８および導電膜６１４を形成する金属膜としては、例えば、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）を単層膜または積層膜として形成すればよい。また、アルミニウム、銅などの金属膜の下側又は上側の一方又は双方にチタン、モリブデン、タングステンなどの高融点金属膜又はそれらの金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）を積層させた膜を用いてもよい。又は、導電性の金属酸化物膜を成膜してもよい。導電性の金属酸化物膜としては酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）又はこれらの金属酸化物膜に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。

また、半導体層６０２中に、選択的にｎ型またはｐ型を付与する不純物元素（例えば、リンやボロンなど）をイオンドープ法やイオン注入法などの公知の技術を用いて添加し、ｎ型トランジスタとｐ型トランジスタの作り分けや、低抵抗領域の形成を行ってもよい。

トランジスタ６１０のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜６０６および絶縁膜６１２としては、下地膜１０４の説明にて記載された材料および方法を参酌して形成することができる。

また、絶縁膜６１２として、スピンコート法、印刷法、ディスペンス法またはインクジェット法などを用いて塗布し、塗布した材料に応じた硬化処理（例えば、加熱処理や光照射処理など。）を行い形成してもよい。絶縁性を有する有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂を用いて形成することができる。また、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。

次に、絶縁膜６１２および導電膜６１４上に固定材料６１６を用いて基材６１８を貼り合わせた後、第１の基板１０９と基材６１８を分離する力（例えば、基材６１８を吸着装置や接着テープなどで台座に固定した状態で、第１の基板１０９を基材６１８から剥がすように加える力。）を加え、剥離層１０６を界面として第１の基板１０９から半導体回路６０１を含む個体識別装置を分離する。これにより、機能性基板１００を用いて形成されたトランジスタ６１０を半導体回路６０１中に備える個体識別装置６５０を作製される（図７（Ｃ）参照。）。

固定材料６１６としては、紫外線硬化型接着剤など光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤など各種硬化型接着剤を用いることができる。

なお、固定材料６１６は、スピンコーター、スリットコーター、グラビアコーター、ロールコーターなどの各種コーティング装置や、フレキソ印刷装置、オフセット印刷装置、グラビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インクジェット装置などの各種印刷装置を用いて薄く均一な膜厚で設けることが好ましい。

基材６１８としては、支持基板１０２と同様の基板を用いることができるが、当該基板は固定材料６１６を用いて貼り合わせるため、高い精度（例えば、高い平坦性など。）は要求されない。したがって、各種ガラス基板（電子工業用だけでなく一般用も含む。）や各種金属基板を用いることができる。

また、樹脂フィルムや金属薄膜などの可とう性を有する基板を用いてもよい。

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリスルホン樹脂（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリイソブチレン樹脂（ＰＩＢ）、塩素化ポリエーテル樹脂（ＣＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、塩化ビニリデン樹脂（ＰＶｄＣ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、フッ素樹脂、フェノール樹脂（ＰＦ）、フラン樹脂（ＦＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＦＲＰ）、酢酸セルロース樹脂（ＣＡ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、キシレン樹脂（ＸＲ）、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡＰ）、ポリ酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂のうち少なくとも１種類以上を構成成分として含む基板（薄膜）を用いることができる。

上記分離に際し、第１の基板１０９と基材６１８のうち剛性の低い基板を吸着装置や接着テープなどにより固定（好ましくは全面を固定。）した状態で、他の基板（つまり、剛性の高い基板。）に分離する力を加えることが好ましい。これにより、分離の際に回路層にクラックや膜剥がれが発生することを抑制できる。

例えば、基材６１８として樹脂フィルムや金属薄膜などの可とう性を有する基板（つまり、剛性の低い基板。）を用いる場合、基材６１８を固定（好ましくは全面を固定。）した状態で、第１の基板１０９に分離する力を加え、剥離層１０６を界面として第１の基板１０９から半導体回路６０１を含む個体識別装置を分離すればよい。

なお、分離の際に剥離層１０６の一部が個体識別装置に残っているため、当該剥離層に対して除去処理を行ってもよい。

また、当該分離処理により露出した平坦化膜１０８（剥離層１０６を除去していない場合は、剥離層１０６。）側を保護することを目的として、平坦化膜１０８に接して保護基材（図示しない。）を更に貼り合わせてもよい。

以上が、本実施の形態に記載された個体識別装置の作製方法である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２に記載した半導体装置とは異なる半導体装置の作製方法として、機能性基板１００を用いて形成されたトランジスタを備える表示装置８００の作製方法の一例について説明する。図８は表示装置８００の全体構造を説明する図であり、図９は、図８の一点鎖線Ｃ１−Ｃ２部分および一点鎖線Ｄ１−Ｄ２部分の断面図に相当する。

＜半導体装置の構成例＞
表示装置の一例として、本実施の形態では、一対の電極間に挟まれた液晶材料に対して電圧印加を行い、外部からの光を用いて画像を表示する表示装置８００（反射型表示装置とも表現できる。）の構成を、図８を用いて説明する。図８（Ａ）は表示装置の平面図である。また、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の一点鎖線Ｃ１−Ｃ２部分およびＤ１−Ｄ２部分の断面を示す図面である。なお、Ｃ１−Ｃ２断面における回路層の構造を全て記載することは難しいため、図８（Ｂ）では、駆動回路部および画像表示部ならびに、外部配線接続部についてのみ記載する。また、図８（Ａ）では、表示装置８００の平面状態の図面であるため、対向基板の下に存在する構成要素については記載していない。

表示装置８００は、平坦化膜１０８、平坦化膜１０８上の絶縁膜１１０、絶縁膜１１０上に設けられ、半導体層６０２、導電膜６０４、絶縁膜６０６、導電膜６０８を有するトランジスタ６１０を複数備える第１の回路層８１０が、固定材料８４１を介して基材８４２上に形成されている（図８（Ｂ）参照。）。

また、第１の回路層８１０上には、ゲート電極として機能する導電膜８１２、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜８１４、半導体層８１６、ソース電極およびドレイン電極として機能する導電膜８１８を有するトランジスタ８１９を複数備える第２の回路層８２０が形成されている（図８（Ｂ）参照。）。

また、第１の回路層８１０と第２の回路層８２０の間には、絶縁膜６１２、層間絶縁膜８２２、層間絶縁膜８２４、層間絶縁膜８２６が設けられており、これらの層間絶縁膜に設けられた開口部を介して、導電膜８２８および導電膜８１８により第１の回路層８１０と第２の回路層８２０（図８では、トランジスタ６１０とトランジスタ８１９。）が電気的に接続されている（図８（Ｂ）参照。）。

また、トランジスタ８１９は絶縁膜８３０および絶縁膜８３２で覆われており、絶縁膜８３２上に形成された導電膜８３４が、絶縁膜８３０および絶縁膜８３２の一部に設けられた開口部を介して導電膜８１８と電気的に接続されている（図８（Ｂ）参照。）。なお、導電膜８３４は画素電極として機能する。

また、絶縁膜８３２および導電膜８３４の上方には、表示装置８００の共通電極として機能する導電膜８４０と、カラーフィルター８６２が形成された対向基板８６４が、設けられている。対向基板８６４は、導電膜８３４と導電膜８４０とが対向するように配置され、封止材料８４６によって、第２の回路層８２０と貼り合わされている。貼り合わせにより導電膜８３４と導電膜８４０間に形成される隙間は、スペーサー８４８により調整されており、スペーサー８４８により形成された当該隙間には、液晶材料８５０が注入されている（図８（Ｂ）参照。）。

また、第１の回路層８１０の構成要素（例えばトランジスタなど。）に対して電源電圧を供給するための外部配線８５２が、導電材料８５４を介して導電膜８３４に接続されている。また、Ｄ１−Ｄ２部分に設けられた導電膜８３４は、外部配線８５２を接続するための接続電極として機能する。当該導電膜は、導電膜８２８および導電膜８１８を介して第１の回路層８１０と電気的に接続されている（図８（Ｂ）参照。）。

＜半導体装置の作製方法＞
機能性基板１００を用いて形成されたトランジスタを備える表示装置の作製方法について、図９を用いて説明を行う。

まず、実施の形態２と同様の方法で、機能性基板１００の半導体薄膜１１２を用いてトランジスタ６１０を複数備える第１の回路層８１０を形成する（図９（Ａ）参照。）。

次に、トランジスタ６１０上に絶縁膜６１２を形成し、絶縁膜６１２に開口を形成し、開口を介して、トランジスタ６１０のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜６０４に電気的に接続するように導電膜８２８を形成する。次に、絶縁膜６１２及び導電膜８２８上に、層間絶縁膜８２２、層間絶縁膜８２４、層間絶縁膜８２６を形成する（図９（Ｂ）参照）。

絶縁膜６１２、層間絶縁膜８２２、層間絶縁膜８２４および層間絶縁膜８２６は、下地膜１０４の説明にて記載された材料および方法を参酌して形成することができる。

なお、層間絶縁膜８２２は当該膜よりも下層の構造を作製することにより生じる表面凹凸を緩和する効果がある。当該効果を高めるためには、絶縁膜６１２の説明にて記載された材料（各種の樹脂）および方法を参酌して層間絶縁膜８２２を形成することが好ましい。

次に、層間絶縁膜８２６上にトランジスタ８１９を複数備える第２の回路層８２０を形成し、トランジスタ８１９上に絶縁膜８３０、絶縁膜８３２および画素電極として機能する導電膜８３４を形成する。なお、トランジスタ８１９は、ゲート電極として機能する導電膜８１２、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜８１４、半導体層８１６、ソース電極およびドレイン電極として機能する導電膜８１８を用いて構成されている。また、Ｄ１−Ｄ２部分に設けられた導電膜８３４は、後の工程にて外部配線８５２を接続するための接続電極として機能する（図９（Ｃ）参照。）。

絶縁膜８１４、絶縁膜８３０および絶縁膜８３２としては、下地膜１０４の説明にて記載された材料および方法を参酌して形成することができる。

なお、絶縁膜８３２は当該膜よりも下層の構造を作製することにより生じる表面凹凸を緩和する効果がある。当該効果を高めるためには、絶縁膜６１２の説明にて記載された材料（各種の樹脂）および方法を参酌して絶縁膜８３２を形成することが好ましい。

導電膜８１２、導電膜８１８および導電膜８３４としては、導電膜６０４の説明にて記載された材料および方法を参酌して形成することができる。なお、導電膜８１８は、層間絶縁膜８２２、層間絶縁膜８２４、層間絶縁膜８２６および絶縁膜８３０に設けた開口部を介して導電膜８２８と電気的に接続され、第１の回路層８１０と第２の回路層８２０が電気的に接続されている。

半導体層８１６としては、公知の半導体材料（例えば、シリコン、ゲルマニウムまたは化合物半導体など。化合物半導体としては、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどを用いることができる。）を用いて成膜を行い、当該膜を半導体薄膜１１２の説明にて記載された加工方法を参酌して形成すればよい。

また、トランジスタ８１９の半導体層８１６として、酸化物半導体材料を用いてもよい。酸化物半導体材料は、比較的低温で成膜しても高い移動度を有し、また、大面積に対しての成膜法も確立されているため、例えばトランジスタ８１９を表示装置の表示部におけるスイッチング素子として用いる場合などには適した選択であるといえる。

酸化物半導体材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。

なお、ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

また、酸化物半導体材料として、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０、且つ、ｍは整数でない）で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一の金属元素又は複数の金属元素を示す。また、酸化物半導体材料として、Ｉｎ_２ＳｎＯ_５（ＺｎＯ）_ｎ（ｎ＞０、且つ、ｎは整数）で表記される材料を用いてもよい。

以下では、酸化物半導体材料を用いて製膜された半導体層８１６の構造について説明する。

酸化物半導体膜は、非単結晶酸化物半導体膜と単結晶酸化物半導体膜とに大別される。非単結晶酸化物半導体膜とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜、多結晶酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、非晶質酸化物半導体膜などをいう。

まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、ｃ軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察すると、明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略平行な方向からＴＥＭによって観察（断面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映した形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面と平行に配列する。

一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略垂直な方向からＴＥＭによって観察（平面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。

断面ＴＥＭ観察および平面ＴＥＭ観察より、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部は配向性を有していることがわかる。

なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれるほとんどの結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさである。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１０ｎｍ未満、５ｎｍ未満または３ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさの場合も含まれる。ただし、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる複数の結晶部が連結することで、一つの大きな結晶領域を形成する場合がある。例えば、平面ＴＥＭ像において、２５００ｎｍ^２以上、５μｍ^２以上または１０００μｍ^２以上となる結晶領域が観察される場合がある。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に概略垂直な方向を向いていることが確認できる。

一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、ｃ軸に概略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが５６°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＩｎＧａＺｎＯ_４の単結晶酸化物半導体膜であれば、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行うと、（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。これに対し、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の場合は、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。

以上のことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜では、異なる結晶部間ではａ軸およびｂ軸の配向は不規則であるが、ｃ軸配向性を有し、かつｃ軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面ＴＥＭ観察で確認された層状に配列した金属原子の各層は、結晶のａｂ面に平行な面である。

なお、結晶部は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜した際、または加熱処理などの結晶化処理を行った際に形成される。上述したように、結晶のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中において、ｃ軸配向した結晶部の分布が均一でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部が、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりもｃ軸配向した結晶部の割合が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域が変質し、部分的にｃ軸配向した結晶部の割合の異なる領域が形成されることもある。

なお、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、不純物濃度の低い酸化物半導体膜である。不純物は、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体膜の主成分以外の元素である。特に、シリコンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる不純物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜である。例えば、酸化物半導体膜中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによってキャリア発生源となることがある。

不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い（酸素欠損の少ない）ことを、高純度真性または実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。従って、当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。なお、酸化物半導体膜のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。

次に、微結晶酸化物半導体膜について説明する。

微結晶酸化物半導体膜は、ＴＥＭによる観察像では、明確に結晶部を確認することができない場合がある。微結晶酸化物半導体膜に含まれる結晶部は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、または１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の大きさであることが多い。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶であるナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）を有する酸化物半導体膜を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜と呼ぶ。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、例えば、ＴＥＭによる観察像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。

ｎｃ−ＯＳ膜は、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳ膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体膜と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部よりも大きい径のＸ線を用いるＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折像が観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部の大きさと近いか結晶部より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、スポットが観測される。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対しナノビーム電子線回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。

ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも規則性の高い酸化物半導体膜である。そのため、ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳ膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、ｎｃ−ＯＳ膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。

なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲットを用い、スパッタリング法によって成膜する。当該スパッタリング用ターゲットにイオンが衝突すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がａ−ｂ面を境界として劈開し、ａ−ｂ面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子としてスパッタリング用ターゲットから剥離することがある。この場合、当該平板状（またはペレット状。）のスパッタリング粒子が、結晶状態を維持したまま基板に到達することで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。

また、半導体層８１６をＣＡＡＣ−ＯＳ膜として成膜するために、以下の条件を適用することが好ましい。

成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素および窒素など。）を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度（水素、水、二酸化炭素および窒素など。）を低減すればよい。具体的には、露点が−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。

また、成膜時の基板加熱温度を高めることで、基板付着後にスパッタリング粒子のマイグレーションが起こる。具体的には、基板加熱温度を１００℃以上７４０℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下として成膜する。成膜時の基板加熱温度を高めることで、平板状のスパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。

また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１００体積％とする。成膜ガス中の酸素割合を高めることで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中に余分な原子（例えば、希ガス原子など。）が含まれないため、ＣＡＡＣ―ＯＳ膜が形成されやすくなる。

スパッタリング用ターゲットの一例として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットについて以下に示す。

ＩｎＯ_Ｘ粉末、ＧａＯ_Ｙ粉末およびＺｎＯ_Ｚ粉末を所定のｍｏｌ数比で混合し、加圧処理後、１０００℃以上１５００℃以下の温度で加熱処理をすることで多結晶であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットとする。なお、Ｘ、ＹおよびＺは任意の正数である。ここで、所定のｍｏｌ数比は、例えば、ＩｎＯ_Ｘ粉末、ＧａＯ_Ｙ粉末およびＺｎＯ_Ｚ粉末が、２：２：１、８：４：３、３：１：１、１：１：１、４：２：３または３：１：２である。なお、粉末の種類、およびその混合するｍｏｌ数比は、作製するスパッタリング用ターゲットによって適宜変更すればよい。

なお、酸化物半導体膜中の酸素欠損をできるだけ少なくことが好ましいため、成膜雰囲気中のガス種に占める酸素ガスの割合が高い状態で成膜することが好ましく、装置内に酸素を導入することが可能で、かつ、ガス流量の調整ができるスパッタリング装置を用いることが好ましいといえる。そして、スパッタリング装置の成膜チャンバー内への導入ガスは、全体の９０％以上を酸素ガスとして、酸素ガスに加えて他のガスを用いる場合は、当該ガスは希ガスを用いることが望ましい。また、より好ましくは成膜チャンバー内への導入ガスを酸素ガスのみとし、成膜雰囲気中のガス種に占める酸素ガスの割合を極力１００％に近づけることが望ましい。

また、酸化物半導体膜に水素が多量に含まれると、酸化物半導体と結合することによって、水素の一部がドナーとなり、キャリアである電子を生じてしまう。これにより、トランジスタのしきい値電圧がマイナス方向にシフトしてしまう。そのため、酸化物半導体膜６２０において、水素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、更に好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とすることが望ましい。なお、上述の酸化物半導体膜６２０中の水素濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で測定されるものである。

このため、半導体層８１６として酸化物半導体膜を成膜する際は、成膜に用いるガスとして、水、水素、水酸基又は水素化物などの不純物が含まれないことが好ましく、純度が６Ｎ以上好ましくは７Ｎ以上（即ち、ガス中の不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）のガスを用いることが好ましい。また、成膜室内の水分（水、水蒸気、水素、水酸基または水酸化物を含む）を除去するために、吸着型の真空ポンプ、例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また、排気手段は、ターボ分子ポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。クライオポンプを用いて排気した成膜室は、例えば、水素原子、水（Ｈ_２Ｏ）など水素原子を含む化合物（より好ましくは炭素原子を含む化合物も）等が排気されるため、当該成膜室で成膜した酸化物半導体膜に含まれる水素、水分などの不純物の濃度を低減できる。

加えて、半導体層８１６に接する膜（例えば、絶縁膜８１４や絶縁膜８３０など。）にも水素が極力含まれていないことが好ましい。具体的には半導体層と接する膜を加熱してＴＤＳ測定を行った場合において、当該膜からの水素分子の放出量のピークが５．０×１０^２１［分子／ｃｍ^３］以下、好ましくは４．０×１０^２１［分子／ｃｍ^３］以下、より好ましくは１．０×１０^２１［分子／ｃｍ^３］以下である膜を用いることが望ましい。

また、半導体層８１６に接する膜には窒素も極力含まれていないことが好ましい。これは、水素の場合と同様に、酸化物半導体と結合することによって、窒素の一部がドナーとなり、キャリアである電子を生じてしまうためである。そのため、半導体層と接する膜を加熱してＴＤＳ測定を行った場合において、当該膜からのアンモニア分子の放出量のピークが５．０×１０^２１［分子／ｃｍ^３］以下、好ましくは１．０×１０^２１［分子／ｃｍ^３］以下、より好ましくは８．０×１０^２１［分子／ｃｍ^３］以下である膜を用いることが望ましい。

また、半導体層８１６として酸化物半導体膜を成膜する際は、酸化物半導体膜中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度が、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下であることが望ましい。これは、上述の水素や窒素と同様に、アルカリ金属及びアルカリ土類金属が、酸化物半導体と結合するとキャリアが生成されることがあり、トランジスタのオフ電流の上昇の原因となるためである。

なお、酸化物半導体膜は、複数の酸化物半導体膜が積層された構造でもよい。

例えば、酸化物半導体膜を、第１の酸化物半導体膜、第２の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜の積層として、各々を異なる組成としてもよい。例えば、第１の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜に三元系金属の酸化物を用い、第２の酸化物半導体膜に二元系金属の酸化物を用いる、または、第１の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜に二元系金属の酸化物を用い、第２の酸化物半導体膜に三元系金属の酸化物を用い。

また、第１の酸化物半導体膜、第２の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜の構成元素を同一とし、組成を異ならせてもよい。例えば、第１の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１とし、第２の酸化物半導体膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２としてもよい。また、第１の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２とし、第２の酸化物半導体膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２としてもよい。

この時、第２の酸化物半導体膜はＩｎとＧａの含有率をＩｎ＞Ｇａとするとよい。また第１の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜のＩｎとＧａの含有率をＩｎ≦Ｇａとするとよい。

酸化物半導体では主として重金属のｓ軌道がキャリア伝導に寄与しており、Ｉｎの含有率を多くすることによりｓ軌道のオーバーラップが多くなる傾向があるため、Ｉｎ＞Ｇａの組成となる酸化物はＩｎ≦Ｇａの組成となる酸化物と比較して高い移動度を備える。また、ＧａはＩｎと比較して酸素欠損の形成エネルギーが大きく酸素欠損が生じにくいため、Ｉｎ≦Ｇａの組成となる酸化物はＩｎ＞Ｇａの組成となる酸化物と比較して安定した特性を備える。

なお、酸化物半導体膜に接して酸化物半導体膜とは異なる膜（図中では、絶縁膜８１４や絶縁膜８３０など。）を形成する際に、酸化物半導体膜に接して形成される膜から酸化物半導体膜中に不純物が拡散する恐れがある。たとえば、絶縁膜８１４や絶縁膜８３０中に含まれるシリコンやカーボンなどが酸化物半導体膜中に拡散すると、トランジスタの電気特性に悪影響を及ぼす可能性がある。

しかしながら、上述のように酸化物半導体膜を積層構造とし、高い移動度を備える酸化物半導体膜（つまり、Ｉｎ＞Ｇａの組成となる酸化物半導体膜。本実施の形態では第２の酸化物半導体膜に相当する。）に接して、当該酸化物半導体膜よりも酸素欠損が少なく安定した特性を備える酸化物半導体膜（つまり、Ｉｎ≦Ｇａの組成となる酸化物半導体膜。本実施の形態では第１の酸化物半導体膜および第３の酸化物半導体膜に相当する。）を形成し、酸化物半導体膜に接する膜から高い移動度を備える酸化物半導体膜を離すことにより、不純物拡散に起因したトランジスタの電気特性（例えば、移動度の低下など。）の悪影響を抑制することができる。したがって、トランジスタの移動度および信頼性を高めることが可能となる。

なお、導電膜８１２および半導体層８１６と重なる絶縁膜８３０上に、トランジスタ８１９のバックゲートとして機能する導電膜を形成してもよい。当該導電膜を形成することにより、トランジスタ８１９のしきい値をコントロールできるため、トランジスタ８１９がノーマリーオン状態となることを抑制できる。

次に、絶縁膜８３２および導電膜８３４上に、仮固定材料８３６を用いて仮固定基板８３８を貼り合わせた後、第１の基板１０９と仮固定基板８３８を分離する力（例えば、仮固定基板８３８を吸着装置や接着テープなどで台座に固定した状態で、第１の基板１０９を仮固定基板８３８から剥がすように加える力。）を加え、剥離層１０６を界面として、剥離層１０６上に設けられた回路を、第１の基板１０９から分離する（図１０（Ａ）参照。）。これにより、裏面側（仮固定基板８３８を貼り合わせていない側。）には平坦化膜１０８（剥離層１０６を除去していない場合は、剥離層１０６。）が露出する。

仮固定材料８３６としては、水や溶媒に可溶な性質を有する接着剤（または、当該接着剤が両面に塗布されたフィルム。）、通電により可塑化する性質を有する接着剤（または、当該接着剤が両面に塗布されたフィルム。）、紫外線照射により可塑化する性質を有する接着剤（または、当該接着剤が両面に塗布されたフィルム。）、紫外線照射により接着性の低下する性質を有する接着剤（または、当該接着剤が両面に塗布されたフィルム。）などの、必要に応じて仮固定基板８３８を剥がすことのできる材料を用いる。

なお、仮固定材料８３６は、固定材料６１６と同様の方法で設けることができる。

仮固定材料８３６としては、支持基板１０２と同様の基板を用いることができるが、当該基板は第１の基板１０９から剥離した膜を一時的に固定しておくための基板であるため、高い精度（例えば、高い平坦性など。）は要求されない。したがって、各種ガラス基板（電子工業用だけでなく一般用も含む。）や各種金属基板を用いることができる。

次に、露出した平坦化膜１０８（剥離層１０６を除去していない場合は、剥離層１０６。）に固定材料８４１を用いて基材８４２を貼り合わせた後、仮固定材料８３６および仮固定基板８３８を分離する（図１０（Ｂ）参照。）。なお、図面では仮固定材料８３６は絶縁膜８３２および導電膜８３４の形状と同様の形で分離されているが、例えば水や溶媒に可溶な性質を有する接着剤などを用いた場合は仮固定材料８３６の形状は図面とは異なるものとなる。

固定材料８４１および基材８４２は、固定材料６１６および基材６１８と同様の材料を用いることができる。

なお、基材８４２として樹脂フィルムや金属薄膜などの可とう性を有する材料を用いることにより、後の工程にて行う対向基板や外部配線の貼り合わせなどの処理により回路層にダメージが入る（例えば、回路層にクラックが発生するなど。）場合は、基材８４２に仮固定材料８３６を用いて更に仮固定基板８３８を貼り合わせて剛性を高めておくことが好ましい。

次に、カラーフィルター８６２と、表示装置８００の共通電極として機能する導電膜８４０とが形成された対向基板８６４を、導電膜８３４と導電膜８４０とが対向するように配置する。その後、封止材料８４６によって、第２の回路層８２０と、対向基板８６４とを貼り合わせる。なお、貼り合わせに際し、導電膜８３４と導電膜８４０の間の隙間サイズを調整するために、スペーサー８４８を挟んだ状態で貼り合わせを行う。そして、スペーサー８４８により形成された隙間に液晶材料８５０を注入する（図１１（Ａ）参照。）。

本実施の形態に記載の表示装置８００は反射型表示装置であるため、対向基板８６４側から画像を視認する。そのため、対向基板８６４として透光性を有する基板を用いる。当該基板としては、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスのような電子工業用に使われる各種ガラス基板、天然石英基板、合成石英基板などを用いることもできる。また、樹脂フィルムを用いることもできる。

カラーフィルター８６２、スペーサー８４８および液晶材料８５０については、材料や形成方法に特段の限定はなく、公知技術を用いることができる。また、封止材料８４６の材料および形成方法、ならびに、対向基板８６４の貼り合わせ方法についても、公知の技術を用いることができる。

次に、接続電極として機能する導電膜８４０と、外部配線８５２とを導電材料８５４を用いて電気的に接続する（図１１（Ｂ）参照。）。

導電材料８５４および外部配線８５２としては、様々な公知材料を用いることができるが、例えば、導電材料８５４として異方性導電樹脂（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）や異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を用いることができ、外部配線８５２としてはフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を用いることができる。

なお、基材８４２として樹脂フィルムや金属薄膜などの可とう性を有する材料を用い、基材８４２に仮固定材料８３６を用いて更に仮固定基板８３８を貼り合わせて剛性を高めて居る場合は、上述の外部配線８５２を貼り合わせた後に、仮固定材料８３６および仮固定基板８３８を適宜分離すればよい。

以上の工程を経ることにより、図８に記載の表示装置８００を形成できる。

なお、本実施の形態における表示装置８００は、導電膜８３４と導電膜８４０間に液晶材料を挟み、電極に対して電源電圧印加を行うことにより画像を表示する、いわゆる液晶表示装置の構成を記載したが、図１２に示すように、導電膜８３４の端部を覆う状態に隔壁１２０２が形成され、導電膜８３４上に少なくとも発光性の有機化合物を含む発光層を有するＥＬ層１２０４が形成され、ＥＬ層１２０４上に、ＥＬ層１２０４を挟む状態に導電膜８３４と重なる導電膜１２０６が形成された構成の画像表示部を備える表示装置１２００としてもよい。なお、図１２に示す表示装置１２００において、対向基板８６４に、カラーフィルターが設けられた構成であってもよい。

なお、隔壁１２０２、ＥＬ層１２０４および導電膜１２０６は公知の材料を用いて適宜形成すればよい。

（実施の形態４）
実施の形態２や実施の形態３に開示する半導体装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。上記実施の形態で説明した半導体装置を具備する電子機器の例について説明する。

図１３（Ａ）はディスプレイ１６０１であり、支持台１６０２、表示部１６０３を含む。表示部１６０３は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のディスプレイを実現できる。また、表示部１６０３を湾曲させることも可能であり、支持台１６０２から取り外して湾曲した壁に沿ってディスプレイを取り付けることも可能である。実施の形態３にて記載した方法を用いて作製した半導体装置を、表示部１６０３に用いることによって、可撓性を有するディスプレイを作製することができる。このように、可とう性を有するディスプレイは、フラットな面はもちろん湾曲した部分にも設置することが可能となるため、様々な用途に用いることができる。

図１３（Ｂ）は巻き取り可能なディスプレイ１６１１であり、表示部１６１２を含む。実施の形態３にて記載した方法を用いて作製した半導体装置を、表示部１６１２に用いることによって、巻き取りが可能で薄型の大型ディスプレイを作製することができる。巻き取り可能なディスプレイ１６１１は可撓性を有する基板を用いて形成されているため、表示部１６１２と共に折り畳んだり、巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。そのため、巻き取り可能なディスプレイ１６１１が大型である場合でも折り畳んだり、巻き取ったりして鞄に入れて持ち運ぶことができる。

図１３（Ｃ）は、シート型のコンピュータ１６２１であり、表示部１６２２、キーボード１６２３、タッチパッド１６２４、外部接続ポート１６２５、電源プラグ１６２６等を含んでいる。実施の形態３にて記載した方法を用いて作製した半導体装置を、表示部１６２２に用いることによって、薄型またはシート型のコンピュータを作製することができる。表示部１６２２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のコンピュータを実現できる。また、シート型のコンピュータ１６２１の本体部分に収納スペースを設けることによって表示部１６２２を本体に巻き取って収納することが可能である。また、キーボード１６２３も可撓性を有するように設けることによって、表示部１６２２と同様にシート型のコンピュータ１６２１の収納スペースに巻き取って収納することができ、持ち運びが便利になる。また、使用しない場合にも折り畳むことによって場所をとらずに収納することが可能となる。

図１３（Ｄ）は、２０〜１２０インチの大型の表示部を有する表示装置１６３１であり、操作部であるキーボード１６３３、表示部１６３２、スピーカー１６３４等を含む。また、表示部１６３２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、キーボード１６３３を取り外して表示装置１６３１を折り畳んだり巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。また、キーボード１６３３と表示部１６３２との接続は無線で行うことができ、例えば、湾曲した壁に沿って表示装置１６３１を取り付けながらキーボード１６３３で無線によって操作することができる。

図１３（Ｄ）に示す例では、実施の形態３にて記載した方法を用いて作製した半導体装置を、表示部１６３２に用いている。これによって、薄型の大型表示装置を作製することができる。

図１３（Ｅ）は電子ブック１６４１であり、表示部１６４２、操作キー１６４３等を含む。またモデムが電子ブック１６４１に内蔵されていても良い。表示部１６４２は可撓性基板を用いて形成されており、折り曲げたり巻き取ったりすることができる。そのため、電子ブックの持ち運びも場所をとらずに行うことができる。さらに、表示部１６４２は文字等の静止画像はもちろん動画も表示することが可能となっている。

図１３（Ｅ）に示す例では、実施の形態３にて記載した方法を用いて作製した半導体装置を、表示部１６４２に用いている。これによって、薄型の電子ブックを作製することができる。

図１３（Ｆ）はＩＣカード１６５１であり、表示部１６５２、個体識別装置１６５３等を含む。表示部１６５２は可撓性基板を用いて軽量、薄型のシート状になっているため、カードの表面に張り付けて形成することができる。また、ＩＣカードが個体識別装置を用いて外部から取得した情報を表示部１６５２に表示することが可能となっている。

図１３（Ｆ）に示す例では、実施の形態２にて記載した方法を用いて作製した半導体装置を、個体識別装置１６５３に、実施の形態３にて記載した方法を用いて作製した半導体装置を、表示部１６５２に用いている。これによって、薄型のＩＣカードを作製することができる。

このように、本発明に係る半導体装置を電子機器に用いることにより、曲げ等の外力が加わり応力が生じた場合であっても、トランジスタ等の素子の脆化を低減することができるため、半導体装置の歩留まりや信頼性を向上させることができる。

以上のように、本発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器や情報表示手段に用いることができる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

１００ 機能性基板
１０２ 支持基板
１０４ 下地膜
１０５ａ 金属膜
１０５ｂ 表面変質処理
１０５ｃ 絶縁膜
１０６ 剥離層
１０８ 平坦化膜
１０９ 基板
１１０ 絶縁膜
１１２ 半導体薄膜
３００ 半導体基板
３０２ イオン照射処理
３０４ 脆化領域
３０６ 基板
６０１ 半導体回路
６０２ 半導体層
６０４ 導電膜
６０６ 絶縁膜
６０８ 導電膜
６１０ トランジスタ
６１２ 絶縁膜
６１４ 導電膜
６１６ 固定材料
６１８ 基材
６２０ 酸化物半導体膜
６５０ 個体識別装置
８００ 表示装置
８１０ 回路層
８１２ 導電膜
８１４ 絶縁膜
８１６ 半導体層
８１８ 導電膜
８１９ トランジスタ
８２０ 回路層
８２２ 層間絶縁膜
８２４ 層間絶縁膜
８２６ 層間絶縁膜
８２８ 導電膜
８３０ 絶縁膜
８３２ 絶縁膜
８３４ 導電膜
８３６ 仮固定材料
８３８ 仮固定基板
８４０ 導電膜
８４１ 固定材料
８４２ 基材
８４６ 封止材料
８４８ スペーサー
８５０ 液晶材料
８５２ 外部配線
８５４ 導電材料
８６２ カラーフィルター
８６４ 対向基板
１２００ 表示装置
１２０２ 隔壁
１２０４ ＥＬ層
１２０６ 導電膜
１６０１ ディスプレイ
１６０２ 支持台
１６０３ 表示部
１６１１ ディスプレイ
１６１２ 表示部
１６２１ コンピュータ
１６２２ 表示部
１６２３ キーボード
１６２４ タッチパッド
１６２５ 外部接続ポート
１６２６ 電源プラグ
１６３１ 表示装置
１６３２ 表示部
１６３３ キーボード
１６３４ スピーカー
１６４１ 電子ブック
１６４２ 表示部
１６４３ 操作キー
１６５１ ＩＣカード
１６５２ 表示部
１６５３ 個体識別装置

Claims (10)

1. 支持基板上に剥離層を形成する工程と、
   前記剥離層上に平坦化膜を形成する工程と、
   前記剥離層および前記平坦化膜に対して第１の加熱処理を行うことで、前記支持基板上に形成された膜に応力変化を生じさせる工程と、を経て作製した第１の基板と、
   半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
   前記半導体基板中に脆化領域を形成する工程と、を経て作製した第２の基板を、前記平坦化膜と前記絶縁膜が対向する状態に貼り合わせ、
   前記第１の基板および前記第２の基板に対して第２の加熱処理を行い、
   前記第１の基板と前記第２の基板を分離することで、前記脆化領域を界面として前記半導体基板から分離した半導体薄膜を、前記絶縁膜を挟んで前記第１の基板上に形成することを特徴とする、機能性基板の作製方法。
2. 前記剥離層として、タングステン、モリブデンまたはタングステンとモリブデンの混合物のいずれかの酸化物、窒化物、酸化窒化物または窒化酸化物を主成分とする膜を形成する、請求項１に記載の機能性基板の作製方法。
3. 前記支持基板として前記半導体基板と同一の材料を用いる、請求項１又は請求項２に記載の機能性基板の作製方法。
4. 前記第１の加熱処理の温度が前記第２の加熱処理の温度以上である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の機能性基板の作製方法。
5. 物理気相成長法により前記剥離層を形成する、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能性基板の作製方法。
6. 前記支持基板上に金属膜を形成し、前記金属膜の表面に対して表面改質処理を行うことにより前記剥離層を形成する、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能性基板の作製方法。
7. 前記表面改質処理として、熱酸化処理、熱窒化処理、酸素を含むガスを用いてのプラズマ処理、窒素を含むガスを用いてのプラズマ処理又は酸化力の強い溶液による酸化処理から選ばれたいずれかの一つ以上の表面変質処理を行う、請求項６に記載の機能性基板の作製方法。
8. 前記支持基板上に金属膜を形成し、
   前記金属膜上に酸化物絶縁膜を形成することにより、前記金属膜の表面を含む一部を前記剥離層とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能性基板の作製方法。
9. 支持基板上に剥離層を形成する工程と、
   前記剥離層上に平坦化膜を形成する工程と、
   前記剥離層および前記平坦化膜に対して室温以上かつ前記支持基板の耐熱温度未満で第１の加熱処理を行うことで、前記支持基板上に形成された膜に応力変化を生じさせる工程と、を経て作製した第１の基板と、
   半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
   前記半導体基板中に脆化領域を形成する工程と、を経て作製した第２の基板を、前記平坦化膜と前記絶縁膜が対向する状態に貼り合わせ、
   前記第１の基板および前記第２の基板に対して第２の加熱処理を行い、
   前記第１の基板と前記第２の基板を分離することで、前記脆化領域を界面として前記半導体基板から分離した半導体薄膜を、前記絶縁膜を挟んで前記第１の基板上に形成し、
   前記半導体薄膜を半導体層として用いたトランジスタを複数含む半導体回路を形成し、
   前記半導体回路上に固定基板を貼り合わせ、
   前記固定基板と前記支持基板を分離することで、前記剥離層を界面として前記支持基板から分離した前記半導体回路を前記固定基板上に形成することを特徴とする、半導体装置の作製方法。
10. 支持基板上に剥離層を形成する工程と、
    前記剥離層上に平坦化膜を形成する工程と、
    前記剥離層および前記平坦化膜に対して室温以上かつ前記支持基板の耐熱温度未満で第１の加熱処理を行うことで、前記支持基板上に形成された膜に応力変化を生じさせる工程と、を経て作製した第１の基板と、
    半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
    前記半導体基板中に脆化領域を形成する工程と、を経て作製した第２の基板を、前記平坦化膜と前記絶縁膜が対向する状態に貼り合わせ、
    前記第１の基板および前記第２の基板に対して第２の加熱処理を行い、
    前記第１の基板と前記第２の基板を分離することで、前記脆化領域を界面として前記半導体基板から分離した半導体薄膜を、前記絶縁膜を挟んで前記第１の基板上に形成し、
    前記半導体薄膜を半導体層として用いたトランジスタを複数含む半導体回路を形成し、
    前記半導体回路上に仮固定基板を貼り合わせ、
    前記仮固定基板と前記支持基板を分離することで、前記剥離層を界面として前記支持基板から分離した前記半導体回路を前記仮固定基板上に形成し、
    前記半導体回路を挟んで前記仮固定基板と対向する面に固定基板を貼り合わせた後に前記仮固定基板を剥がすことで、前記半導体回路を前記固定基板上に形成することを特徴とする、半導体装置の作製方法。

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