JP3804349B2 - 薄膜デバイス装置の製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法、および電気光学装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜デバイス装置の製造方法、この薄膜デバイス装置の製造方法を利用したアクティブマトリクス基板の製造方法、およびこのアクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置に関するものである。さらに詳しくは、薄膜デバイスを基板上に形成した後、この基板から他の基板に薄膜デバイスを転写する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の電気光学装置のうち、電気光学物質として液晶を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、アクティブマトリクス基板上にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという。）を製造する際に、半導体プロセスを利用する。このプロセス中は高温処理を伴う工程を含むため、基板としては耐熱性に優れる材質のもの、すなわち、軟化点および融点が高いものを使用する必要がある。従って、現在は、１０００℃程度の温度に耐える基板として石英ガラスが使用され、５００℃前後の温度に耐える基板として耐熱ガラスが使用されている。
【０００３】
このように、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭載する基板は、それらの薄膜デバイスを製造する際の温度条件等に耐え得るものでなければならない。
【０００４】
しかしながら、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭載した基板が完成した後において、前記の石英ガラスや耐熱ガラスでは好ましくないことがある。例えば、高温処理を伴う製造プロセスに耐え得るように石英基板や耐熱ガラス基板等を用いた場合には、これらの基板が非常に高価であるため、表示装置等の製品価格の上昇を招く。また、パームトップコンピュータや携帯電話機等の携帯用電子機器に使用される液晶表示装置は、可能な限り安価であることに加えて、軽くて多少の変形にも耐え得ること、落としても割れにくいことも求められるが、石英基板やガラス基板は、重いとともに、変形に弱く、かつ、落下等によって割れやすい。従って、従来の薄膜デバイス装置に用いられる基板は、製造条件からくる制約、および製品に要求される特性の双方に対応することができないという問題点がある。
【０００５】
そこで、本願出願人は、従来のプロセスと略同様な条件で薄膜デバイスを第１の基材上に形成した後に、この薄膜デバイスを第１の基材から剥離して、第２の基材に転写する技術を提案している（特願平８−２２５６４３号）。ここに提案した技術では、第１の基材と薄膜デバイスとの間に分離層を形成し、この分離層に対して例えばエネルギー光を照射することにより、第１の基材から薄膜デバイスを剥離して、この薄膜デバイスを第２の基材の側に転写する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の剥離方法および転写方法では、第１基板から薄膜デバイスを剥離させる際に、エネルギー光を分離層に照射しただけでは、分離層での剥離現象が適正に起こらないという問題点がある。例えば、第１の基材に対して、分離層として、水素ガスを含有するアモルファスシリコン膜を形成した後、このアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して剥離現象を生じさせることにより薄膜デバイスの側から第１の基材を剥がす際に、アモルファスシリコン膜から水素ガスが急激に発生して薄膜デバイスが損傷するという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、分離層として用いた水素含有のアモルファスシリコン膜に対するエネルギー光の照射条件を適正化することにより、薄膜デバイスを損傷することなく基板から剥離して、他の基板に転写することのできる薄膜デバイス装置の製造方法、この製造方法により得た薄膜デバイス装置、この薄膜デバイス装置の製造方法を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法、この製造方法により製造したアクティブマトリクス基板、およびこのアクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、第１の基材上にアモルファスシリコン膜を形成する第１の工程と、前記アモルファスシリコン膜に水素を導入することにより第１の分離層を形成する第２の工程と、前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第３の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着する第４の工程と、前記第１の分離層の層内または前記第１の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせて、前記薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第５の工程と、を具備し、前記第５の工程では、前記第１の分離層にエネルギー光を照射させることによってガスを発生させるとともに、前記エネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させることを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第５の工程では、前記エネルギー光としてレーザ光を照射することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第５の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密度を連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第４の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接着し、前記第５の工程で前記第２の基材に前記薄膜デバイスを転写した後、前記薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を接着する第６の工程と、前記第２の分離層の層内または前記第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして前記薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第７の工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第３の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、少なくとも薄膜トランジスタを形成することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明を利用したアクティブマトリクス基板の製造方法であって、前記第３の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして画素スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、前記薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第３の工程では、前記第１の基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、前記薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、前記薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および前記薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジスタを形成して、前記薄膜トランジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリクス基板を製造することを特徴とする。
また上記アクティブマトリクス基板を用いて電気光学装置であることを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明では、第１の基材上に第１の分離層を形成する第１の工程と、前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着する第３の工程と、前記第１の分離層の層内または前記第１の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス側と分離して前記薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第４の工程とを有する薄膜デバイス装置の製造方法であって、前記第１の工程では、前記第１の分離層として、前記第１の分離層へのエネルギー光の照射によってガス発生可能な元素、例えば水素を含有するアモルファスシリコン膜を形成し、前記第４の工程では、前記第１の分離層にエネルギー光を照射して前記剥離現象を起こさせるとともに、前記第１の分離層に照射するエネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、第１の分離層は、水素等を含有するアモルファスシリコン膜からなるため、第４の工程で、第１の分離層（アモルファスシリコン膜）にレーザ光等のエネルギー光を照射すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、第１の分離層から水素ガス等が発生する。このため、第１の分離層の層内または界面で剥離現象が起こるので、第１の基材を薄膜デバイス側から剥がして薄膜デバイスを第２の基材側に転写することができる。但し、あまりにエネルギー密度の高い光を照射すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に転移した後、さらに損傷して荒れた状態にまでなってしまい、薄膜デバイスを損傷させてしまう。一方、エネルギー密度の低いエネルギー光の照射では、アモルファスシリコン膜からポリシリコン膜への転移や水素ガス等の発生がスムーズに起こらず、第１の分離層での剥離が適正に進まない。ここに、本願発明者は、第１の分離層を構成するシリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルがシリコン膜の水素含有量によって変化するという新たな知見を得た。すなわち、水素含有量が高いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが低く、水素含有量が低いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが高いという新たな知見を得た。そこで、本願発明者は、このような新たな知見に基づいて、エネルギー光の照射条件を最適化することを提案する。すなわち、第１の分離層に対するエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１の分離層を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜が損傷しないようにエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、エネルギー密度の高い光を照射する。このように、本発明では、第１の分離層にエネルギー光を照射するうちに、第１の分離層を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせて、シリコン膜に照射するエネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させる。それ故、第１の分離層を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いエネルギー光を照射することができるので、第１の分離層の層内あるいは界面での剥離をスムーズに、かつ、確実に進行させることができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造できる。
【００１０】
本発明において、前記第４の工程では、前記エネルギー光として、例えばレーザ光を照射する。
【００１１】
本発明において、前記第４の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密度を連続的、あるいは段階的に変化させてもよい。
【００１２】
本発明において、前記第１の分離層は、たとえば、成膜後に水素が導入されたアモルファスシリコン膜を用いることができる。すなわち、水素の含まないアモルファスシリコン膜、あるいは水素の含有量が少ないアモルファスシリコン膜をＬＰＣＶＤ法などにより形成した後、このアモルファスシリコン膜に水素をイオン注入あるいはイオンドーピングしたものを第１の分離層として用いてもよい。
【００１３】
また、前記第１の分離層は、成膜時に水素が導入されたアモルファスシリコン膜であってもよい。たとえば、水素を含む原料ガスを用いてのプラズマＣＶＤ法により形成したアモルファスシリコン膜を第１の分離層として用いてもよい。
【００１４】
本発明において、前記第３の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接着し、前記第４の工程で前記第２の基材に前記薄膜デバイスを転写した後、当該薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を接着する第５の工程と、前記第２の分離層の層内または該第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当該薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第６の工程とを行ってもよい。このように構成すると、薄膜デバイスを２回、転写することになるので、第３の基材に転写した状態において、薄膜デバイスは、第１の基材に薄膜デバイスを形成したときの積層構造のままとなる。
【００１５】
本発明において、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、例えば薄膜トランジスタを形成する。
【００１６】
本発明に係る薄膜デバイス装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板の製造方法として利用できる。この場合には、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、当該薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造する。
【００１７】
本発明では、最終的に製品に搭載される第２の基材あるいは第３の基材に対して薄膜デバイスを転写した後、この基板上で、高温での処理が不要な配線等を形成してもよいが、前記第２の工程において、前記第１の基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、当該薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、当該薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および当該薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成し、これらの配線や電極も薄膜デバイスと同様、最終的に製品に搭載される基板に転写することが好ましい。
【００１８】
また、本発明では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジスタを形成して、当該薄膜トランジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリクス基板を製造してもよい。
【００１９】
本発明に係るアクティブマトリクス基板については、対向基板との間に液晶等の電気光学物質を挟持させることによって、液晶表示装置等の電気光学装置を構成するのに適している。すなわち、本発明によれば、最終的に製品に搭載される基板として、大型の基板、安価な基板、軽い基板、変形に耐え得る基板、割れない基板を用いることができるので、安価、軽量、耐衝撃性等に優れた液晶表示装置等といった電気光学装置を構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１ないし図６はいずれも、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法のうち、基板上に薄膜デバイスを形成した後、薄膜デバイスを別の基板に転写するまでの工程を説明するための工程断面図である。図７は、本形態の薄膜デバイス装置の製造方法に用いた第１の基材におけるレーザ光の波長とその透過率との関係を示すグラフである。図８は、水素含有のアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射したときの水素含有量と、エネルギー密度と、レーザ光を照射したときのシリコン膜の状態との関係を示すグラフである。図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度がガウシアン分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、およびこのラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図である。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度が矩形状の分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、このラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図、およびこのラインビームを繰り返し照射するときにエネルギー強度を段階的に変化させる様子を示す説明図である。
【００２２】
（第１の工程）
本形態の薄膜デバイス装置の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、第１の基材１００上に第１の分離層１２０を形成する。本形態では、第１の基材１００としては、光が透過し得る透光性を有するものを使用する。この場合、光の透過率は１０％以上であるのが好ましく、５０％以上であるのがより好ましい。この透過率が低過ぎると、後述する第４工程において第１の基材１００の裏側からレーザ光等のエネルギー光を照射することによって第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせる際に光の減衰（ロス）が大きくなるので、第１の基材１００を第１の分離層１２０で剥離する際に大きな光量を必要とする。また、第１の基材１００は、信頼性の高い材料で構成されているのが好ましく、特に、耐熱性に優れた材料で構成されているのが好ましい。その理由は、後述する第２工程において第１の基材１００の上に薄膜デバイス層１４０や中間層１４２を形成する際に、その種類や形成方法によっては、基板温度が例えば３５０〜１０００℃程度の温度になることがあるので、このような場合でも、第１の基材１００が耐熱性に優れていれば、第１の基材１００上に薄膜デバイス層１４０等を形成する際の温度条件等に対する制約を減らすことができるからである。従って、第１の基材１００は、薄膜デバイス層１４０を形成する際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、歪点がＴｍａｘ以上の材料で構成されているものが好ましい。具体的には、第１の基材１００の構成材料は、歪点が３５０℃以上のものが好ましく、さらには５００℃以上のものがより好ましい。このようなものとしては、例えば、石英ガラス、コーニング７０５９、日本電気ガラス製のＯＡ−２等の耐熱性ガラスが挙げられる。
【００２３】
第１の基材１００の厚さは、特に限定されないが、通常は、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であるのがより好ましい。第１の基材１００の厚さが薄すぎると、強度が低すぎて製造工程中に第１の基材１００が割れるおそれがある。これに対して、第１の基材１００として透過率が低いものを用いたにもかかわらず、第１の基材１００が厚すぎると、後述する第４工程において第１の基材１００の裏側からレーザ光を照射する際に、光の減衰が大きくなる。なお、第１の基材１００の透過率が高い場合には、その厚さは、前記上限値（５．０ｍｍ）を超えるものであってもよい。また、光を均一に照射できるように、第１の基材１００の厚さは、均一であるのが好ましい。
【００２４】
本形態において、第１の分離層１２０は、光や熱等といった物理的作用を受けることで第１の基材１００と薄膜デバイス層１４０とを分離するものである。この第１の分離層１２０としては、例えば、照射されたエネルギー光を吸収し、その層内および／または界面において剥離（以下、「層内剥離」、「界面剥離」という。）を生じるような性質を有するものを用いることができる。
【００２５】
本発明では、第１の分離層１２０として、レーザ光等のエネルギー光の照射を行ったときにガスを発生させる元素、例えば水素や窒素を含有するアモルファスシリコン膜を形成する。本形態では、水素含有のアモルファスシリコン膜を用いる。このアモルファスシリコン膜は、水素含有量が２原子％以上程度であるのが好ましく、２〜２０原子％程度であることがより好ましい。このように、水素含有のアモルファスシリコン膜を用いると、後述する第４工程においてレーザ光等のエネルギー光を照射したときにアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移を起こすとともに、アモルファスシリコン膜は、水素を放出して第１の分離層１２０に内圧を発生させ、それが剥離を起こす力となる。
【００２６】
水素含有のアモルファスシリコン膜は、例えば、水素を含むガス中でのプラズマＣＶＤ法によって形成できる。この場合に、アモルファスシリコン中の水素の含有量は、成膜条件、例えばガス組成、ガス圧、ガス雰囲気、ガス流量、温度、基板温度、投入パワー等の条件を適宜設定することにより調整することができる。このように、プラズマＣＶＤ法によってアモルファスシリコン膜を形成すると、成膜速度が高いので、生産性を向上することができる。また、プラズマＣＶＤ法によってアモルファスシリコン膜を形成すると、成膜中に水素がアモルファスシリコン膜に含有されることになるので、別の工程でアモルファスシリコン膜に水素を導入する必要がないという利点がある。
【００２７】
この場合には、後に薄膜デバイスなどを形成する第２の工程を経る際に、プロセス温度が分離層中の水素が脱離する温度（３５０℃〜４００℃）を越えないように注意する必要がある。
【００２８】
また、水素含有のアモルファスシリコン膜は、ＬＰＣＶＤ法などによって水素を含有していないアモルファスシリコン膜、あるいは水素をごく微量だけ含有するアモルファスシリコン膜を形成した後、水素イオンをイオン注入あるいはイオンドーピングしてもよい。この方法によれば、アモルファスシリコンのプロセス条件に左右されずに、一定量以上の水素をアモルファスシリコン膜内に含有させることができる。また、この方法によれば、後で述べる第２の工程の中で分離層中の水素が脱離する温度を越えるような工程があったとしても、その後に水素イオンを注入あるいはイオンドーピングすることにより分離層中に一定量以上の水素を含有させることができる。
【００２９】
第１の分離層１２０の厚さは、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、５ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、５ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。第１の分離層１２０の膜厚が薄すぎると、第１の分離層１２０の均一性が損なわれるため、剥離にムラが生じることがある。また、第１の分離層１２０の膜厚が厚すぎると、第１の分離層１２０に照射するレーザ光等のエネルギー光のパワー（光量／エネルギー密度）を大きくする必要がある。また、第１の分離層１２０の膜厚が厚すぎると、薄膜デバイス層１４０の側などに残った第１の分離層１２０を除去する作業に時間がかかる。なお、第１の分離層１２０の膜厚は、できるだけ均一であるのが望ましい。
【００３０】
また、第１の分離層１２０は、図１（ｂ）に示すように、下地層１２２を介して分離層１２４が形成されるような構造を有していてもかまわない。この場合、下地層１２２は、基材１００からの不純物の混入を防ぐバリア層などの役割を果たす。
【００３１】
（第２の工程）
次に、図２に示すように、第１の分離層１２０上に、各種薄膜デバイスを含む薄膜デバイス層１４０を形成する。この図に示す例では、一点鎖線Ｋで示す部分を一点鎖線で囲んだ枠内に拡大して示すように、薄膜デバイス層１４０は、例えば、ＳｉＯ２膜からなる中間層１４２上に形成されたＴＦＴを含んでいる。このＴＦＴは、ポリシリコン膜にｎ型不純物を導入してなるソース・ドレイン領域１４６、チャネル領域１４４、ゲート絶縁膜１４８、ゲート電極１５０、層間絶縁膜１５４、およびアルミニウムなどからなるソース・ドレイン電極１５２を備えている。中間層１４２としてはＳｉＯ２膜を使用しているが、Ｓｉ３Ｎ４等のその他の絶縁膜を形成することもできる。ここで用いる中間層１４２の厚みは、その形成目的や発揮し得る機能の程度に応じて適宜決定されるが、通常は、１０ｎｍ〜５μｍ程度であるのが好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがより好ましい。中間層１４２は、例えば、薄膜デバイス層１４０を物理的または化学的に保護する保護層、絶縁層、導電層、レーザー光の遮光層、マイグレーション防止のバリア層、または反射層として形成される。なお、場合によっては、ＳｉＯ２膜等の中間層１４２を形成せず、第１の分離層１２０上に直接、薄膜デバイス層１４０を形成してもよい。
【００３２】
図２に示す例では、薄膜デバイス層１４０は、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層であるが、この薄膜デバイス層１４０に形成される薄膜デバイスは、ＴＦＴ以外にも、製造する機器の種類に応じて、例えば、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子（光センサ、太陽電池）、シリコン抵抗素子、その他の薄膜半導体デバイス、各種電極（例：ＩＴＯ、メサ膜のような透明電極）、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー等であってもよい。これらいずれの薄膜デバイスも、一般的には比較的高いプロセス温度を経て形成される。従って、このような薄膜デバイスを形成する場合にも、前記したように、第１の基材１００としては、そのプロセス温度に耐え得る信頼性の高いものを用いる必要がある。
【００３３】
（第３の工程）
次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０の上（第１の基材１００とは反対側）に接着層１６０を介して第２の基材１８０を接着する。
【００３４】
接着層１６０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の接着剤が挙げられる。この接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等、いかなるものでもよい。このような接着層１６０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００３５】
接着層１６０に硬化型接着剤を用いる場合には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布し、その上に第２の基材１８０を接合した後、接着剤の特性に応じた硬化方法により接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１４０と第２の基材１８０とを接着固定する。
【００３６】
接着層１６０に光硬化型接着剤を用いた場合には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布し、その上に第２の基材１８０を接合した後、光透過性の第１の基材１００の側または光透過性の第２の基材１８０の側のうちの一方の側から接着剤に光を照射することにより接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１４０と第２の基材１８０とを接着固定する。なお、光透過性の第１の基材１００の側、および光透過性の第２の基材１８０の側の双方から接着剤に光を照射してもよい。ここで用いる接着剤としては、薄膜デバイス層１４０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤が望ましい。
【００３７】
接着層１６０としては水溶性接着剤を用いることもできる。この種の水溶性接着剤として、例えばケミテック株式会社製のケミシール Ｕ−４５１Ｄ（商品名）、株式会社スリーボンド製のスリーボンド３０４６（商品名）等を挙げることができる。
【００３８】
薄膜デバイス層１４０の側に接着層１６０を形成する代わりに、第２の基材１８０の側に接着層１６０を形成し、この接着層１６０を介して、薄膜デバイス層１４０に第２の基材１８０を接着してもよい。第２の基材１８０自体が接着機能を有する場合等には、接着層１６０の形成を省略してもよい。
【００３９】
第２の基材１８０は、第１の基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本発明では、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０を形成した後、この薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写するため、第２の基材１８０には、薄膜デバイス層１４０を形成する際の温度条件に耐え得ること等といった特性が要求されない。従って、薄膜デバイス層１４０の形成の際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、転写体１４０を構成する材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴｍａｘ以下のものを用いることができる。例えば、第２の基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用いることができ、さらには３２０℃以下のものであってもよい。
【００４０】
第２の基材１８０の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
【００４１】
第２の基材１８０としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄いプラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第２の基材１８０は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００４２】
第２の基材１８０としてプラスチック基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００４３】
第２の基材１８０としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第２の基材１８０を一体的に成形することができる。また、第２の基材１８０がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第２の基材１８０がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第２の基材１８０がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を製造する際に有利である。
【００４４】
第２の基材１８０としてガラス基板を用いる場合には、それを構成するガラス材としては、例えば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。
【００４５】
本形態において、第２の基材１８０は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板を薄膜デバイス装置として構成した場合のように、それ自体が独立してデバイスの基体を構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
【００４６】
さらに、第２の基材１８０は、金属、セラミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、ある品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上等であってもよい。
【００４７】
（第４の工程）
次に、図４に示すように、基板１００の裏面側からエネルギー光を照射する。この工程では、エネルギー光として、例えばレーザ光を用いる。基板１００の裏面側から照射されたレーザ光は、第１の基材１００を透過した後に第１の分離層１２０に届く。これにより、第１の分離層１２０に層内剥離または界面剥離の一方、あるいは双方が生じる。
【００４８】
従って、図５に示すように、第１の基材１００を剥がすように力を加えると、第１の基材１００を第１の分離層１２０で容易に剥がすことができる。その結果、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０の方に転写することができる。この工程において、レーザ光の照射によって第１の分離層１２０において層内剥離や界面剥離が生じる原理は、レーザ光の照射によって第１の分離層１２０を構成する水素含有のアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、アモルファスシリコン膜から水素ガスが放出されることによるものである。
【００４９】
第１の基材１００を剥がした後には、薄膜デバイス層１４０の側に第１の分離層１２０が残ることがある。このような場合には、図６に示すように、残存している分離層１２０を、例えば洗浄、エッチング、アッシング、研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法により除去する。また、剥がした第１の基材１００に第１の分離層１２０の一部が付着している場合にも同様に除去すれば、第１の基材１００が石英ガラスのような高価な材料、希少な材料で構成されている場合に第１の基材１００を再利用（リサイクル）することにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００５０】
この工程にて照射されるエネルギー光としては、第１の分離層１２０で層内剥離または界面剥離を起こさせるものであればいかなるものでもよく、例えば、紫外線、可視光、赤外線（熱線）等が挙げられる。その中でも、第１の分離層１２０に相転移や水素ガスの放出を生じさせ易いという点ではレーザ光が好ましい。
【００５１】
レーザ光としては、各種気体レーザ、固体レーザ（半導体レーザ）等が挙げられるが、エキシマレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ２レーザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等が好適に用いられ、その中でもエキシマレーザが特に好ましい。このエキシマレーザは、短波長域で高エネルギーを出力するため、極めて短時間で第１の分離層１２０に相転移や水素ガスの放出を生じさせることができる。従って、レーザ光を照射したとき、第１の基材１００や第２の基材１８０等に温度上昇をほとんど生じさせることがないので、第１の基材１００や第２の基材１８０等を劣化あるいは破損させることなく、第１の分離層１２０で剥離することができる。
【００５２】
図７に示すように、本形態で用いた第１の基材１００は、３００ｎｍ以上の波長に対して透過率が急峻に増大する特性を有する。従って、このような場合には、３００ｎｍ以上の波長の光、例えば、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザー光（波長３０８ｎｍ）等を照射する。
【００５３】
このようにして、第１の基材１００の裏面側からレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜（第１の分離層１２０）をアニールすると、図８に示すように、アモルファスシリコン膜（α−Ｓｉ）は、ポリシリコン膜（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）に転移する。但し、あまりにエネルギー密度の高い光を照射すると、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷して荒れた状態（アブレーション）にまでなってしまい、薄膜デバイス層１４０を損傷させてしまう。一方、エネルギー密度の低いレーザ光の照射では、アモルファスシリコン膜からポリシリコン膜への転移や水素ガスの発生がスムーズに起こらず、第１の分離層１２０での剥離が適正に進まない。また、図８において、レーザ光を照射したときシリコン膜が損傷しない領域と、シリコン膜にアブレーションが発生して損傷してしまう領域との境界を実線Ｌで示すように、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルは、シリコン膜中の水素量によって変化する。すなわち、水素含有量が高いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが低く、水素含有量が低いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが高い。そこで、本形態では、第１の分離層１２０に対するエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜が損傷しないように、例えば１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高い光を照射する。
【００５４】
このような条件でレーザ光を照射する方法としては、エネルギー光のエネルギー密度を連続的、あるいは段階的に変化させてもよい。
【００５５】
例えば、図９（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、第１の基材１００の面内方向で直交するＸ方向およびＹ方向のうち、Ｘ方向に延びるラインビーム（レーザ光）のＹ方向におけるエネルギー強度のプロファイルをガウシアン分布を有するように設定し、かつ、このラインビームをＹ方向に少しずつずらしていく。このような方法を採用すると、第１の分離層１２０からみれば、いずれの箇所も所定の時間、レーザ光の照射を連続して受けるが、その間、エネルギー強度は、図９（ｂ）に矢印ＬＡで示すエネルギー強度のプロファイルに沿って変化する。従って、第１の分離層１２０のいずれの箇所も、最初はエネルギー強度がかなり低いレーザ光の照射を受け、そのうちに、１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低いレーザ光を受けた後、３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高いレーザ光を受けることになる。
【００５６】
また、図１０（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、第１の基材１００の面内方向で直交するＸ方向およびＹ方向のうち、Ｘ方向に延びるラインビーム（レーザ光）のＹ方向におけるエネルギー強度のプロファイルを矩形形状あるいは台形形状の分布を有するように設定し、かつ、このラインビームをＹ方向にずらしていく。そして、基板全面へのレーザ光の照射が終われば、同一の基板に対して同様なレーザ照射を繰り返す。その際には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、エネルギー強度を段階的に高めていく。その結果、１回目の照射時には、１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低いレーザ光を受け、最後には３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高いレーザ光を受けることになる。
【００５７】
第１の基材１００の裏面側からレーザ光を照射したとき、第１の分離層１２０を透過した照射光が薄膜デバイス層１４０にまで達して悪影響を及ぼす場合の対策としては、例えば、図１１に示すように、レーザ光を吸収する第１の分離層１２０上にタンタル（Ｔａ）等の金属膜１２４を形成する方法がある。この方法によれば、第１の分離層１２０を透過したレーザー光は、金属膜１２４の界面で完全に反射されるので、それより上層に形成された薄膜デバイス層１４０に悪影響を与えない。
【００５８】
以上の各工程を経て、薄膜デバイス層１４０の第２の基材１８０への転写が完了し、第２の基材１８０上に薄膜デバイス層１４０が転写された薄膜デバイス装置１を製造することができる。また、薄膜デバイス層１４０が形成された第２の基材１８０を所望の材料上に搭載したものを薄膜デバイス装置としてもよい。
【００５９】
なお、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ２膜などを除去する。また、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、この第２の基板１８０上で薄膜デバイス層１４０に対する配線用の導電層や保護膜の形成を行ってもよい。
【００６０】
このように、本形態の薄膜デバイス装置１の製造方法では、被剥離物である薄膜デバイス層１４０自体を直接に剥離するのではなく、薄膜デバイス層１４０と第１の基材１００とを第１の分離層１２０で剥がす。このため、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基材１００を容易、かつ、確実に剥がすことができる。従って、剥離操作に伴う薄膜デバイス層１４０へのダメージがなく、信頼性の高い薄膜デバイス装置１を製造することができる。
【００６１】
また、本形態では、第４の工程において、レーザ光を照射していくうちに第１の分離層１２０を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせてエネルギー密度を低密度から高密度に変化させるので、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いレーザ光を照射することができる。それ故、第１の分離層１２０の層内あるいは界面での剥離をスムーズに、かつ、確実に進行させることができる。よって、本形態によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置１を効率よく製造できる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
図１２ないし図１４を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００６３】
図１２ないし図１４はいずれも、本形態の薄膜デバイス装置の製造方法のうち、第１の実施の形態と略同様、第４の工程で薄膜デバイス層１４０を第２の基材に転写した後に行う各工程の様子を示す工程断面図である。
【００６４】
本形態は、実施の形態１で説明した第４の工程の後、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０から第３の基材に再度、転写することに特徴を有し、第１の実施の形態と略同様な方法で第２の基材１８０への薄膜デバイス層１４０の転写を行う。従って、本形態でも、第１の実施の形態に関して説明した第１ないし第４の工程を略同様に行うので、これらの工程については、詳細な説明を省略する。
【００６５】
本形態でも、図１（ａ）に示すように、第１の基材１００上に、水素を含有するアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成した後（第１の工程）、図２に示すように、この第１の分離層１２０上に薄膜デバイス層１４０を形成する（第２の工程）。次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０の第１の基材１００と反対側に第２の基材１８０を接着する（第３の工程）。本形態では、後述するように、第２の基材１８０も薄膜デバイス層１４０の側から剥がすので、接着層１６０に代えて、図１２を参照して後述するように、第２の基材１８０を第２の分離層１６０′を介して薄膜デバイス層１４０に接着する。この第２の分離層１６０′としては、熱溶融性接着剤や水溶性接着剤などの接着剤を用いることができる。以下の説明では、第２の分離層１６０′を熱溶融性接着剤によって形成した例を説明する。次に、図４ないし図６に示すように、第１の分離層１２０にレーザ光などのエネルギー光を照射して第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせ、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写する（第４の工程）。この第４の工程では、第１０の分離層に照射するレーザ光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させる。
【００６６】
（第５の工程）
このようにして、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写した後は、図１２に示すように、薄膜デバイス層１４０の下面（第２の基材１８０と反対側）に接着層１９０を介して第３の基材２００を接着する。この接着層１９０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着材、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種の硬化型の接着剤が挙げられる。接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系。シリコーン系等、いかなるものでもよい。このような接着層１９０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００６７】
接着層１９０として硬化型接着剤を用いる場合、例えば薄膜デバイス層１４０の下面に硬化型接着剤を塗布した後、第３の基材２００を接合し、しかる後に、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により硬化型接着剤を硬化させて、薄膜デバイス層１４０と第３の基材２００とを接着固定する。
【００６８】
接着層１９０として光硬化型接着剤を用いる場合、好ましくは光透過性の第３の基材２００の裏面側から光を照射する。接着剤としては、薄膜デバイス層１４０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤を用いれば、光透過性の第２の基材１８０側から光を照射してもよいし、第２の基材１８０の側および第３の基材２００の側の双方から光を照射してもよい。なお、第３の基材２００に接着層１９０を形成し、その上に薄膜デバイス層１４０を接着しても良い。また、第３の基材２００自体が接着機能を有する場合等には、接着層１９０の形成を省略しても良い。
【００６９】
第２の基材１８０および第３の基材２００は、第１の基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本形態では、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０を形成した後、この薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写し、しかる後に第３の基材２００に転写するため、第２の基材１８０および第３の基材２００には、薄膜デバイス層１４０を形成する際の温度条件に耐え得ること等といった特性が要求されない。従って、薄膜デバイス層１４０の形成の際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、第２の基材１８０および第３の基材２００を構成する材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴｍａｘ以下のものを用いることができる。例えば、第２の基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用いることができ、さらには３２０℃以下のものであってもよい。
【００７０】
第３の基材２００の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
【００７１】
第３の基材２００としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄いプラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第３の基材２００は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００７２】
第３の基材２００としてプラスチック基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００７３】
第３の基材２００としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第３の基材２００を一体的に成形することができる。また、第３の基材２００がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第３の基材２００がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第３の基材２００がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を製造する際に有利である。
【００７４】
第３の基材２００としてガラス基板を用いる場合には、それを構成するガラス材としては、例えば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。
【００７５】
本形態において、第３の基材２００は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板を構成する場合のように、それ自体独立したデバイスを構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
【００７６】
さらに、第３の基材２００は、金属、セラミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、ある品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上等であってもよい。
【００７７】
（第６の工程）
次に、図１３に示すように、熱溶融性接着剤からなる第２の分離層１６０′を加熱し、熱溶融させる。この結果、第２の分離層１６０′の接着力が弱まるため、第２の基材１８０を薄膜デバイス層１４０の側から剥がすことができる、この第２の基材１８０についても、付着した熱溶融性接着剤を除去することで、繰り返し使用することができる。また、第２の分離層１６０′として水溶性接着剤を用いた場合には、少なくとも第２の分離層１６０′を含む領域を純水に浸せばよい。
【００７８】
次に、図１４に示すように、薄膜デバイス層１４０の表面に残る第２の分離層１６０′を除去する。その結果、第３の基材２００に薄膜デバイス層１４０が転写された薄膜デバイス装置１を製造することができる。
【００７９】
なお、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ２膜などを除去する。また、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、あるいは第２の基材１８０から第３の基材２００に薄膜デバイス層１４０を転写した後、第２の基材２００あるいは第３の基材２００上で薄膜デバイス層１４０に対する配線等の導電層や保護膜の形成等を行ってもよい。
【００８０】
このように、本形態の薄膜デバイス装置１の製造方法では、第４の工程において、レーザ光を照射していくうちに第１の分離層１２０を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせてエネルギー密度を低密度から高密度に変化させるので、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いレーザ光を照射することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。また、本形態では、薄膜デバイス層１４０を２回、転写するので、第３の基材２００上での薄膜デバイス層１４０の積層関係は、図２に示すように第１の基材１００上に薄膜デバイス層１４０を形成したときの積層関係と同じである。
【００８１】
［その他の実施の形態］
なお、上記の第１および第２の実施の形態のいずれにおいても、プラズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成した水素含有のアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いたが、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成した以降、図４および図５に示す剥離工程を行う前の所定の時期に水素イオンを導入したアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いてもよい。
【００８２】
［第１の実施例］
本発明の第１の実施の形態の具体例として、図１５ないし図２５を参照して、第１の基材１００の側に、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層１４０を形成し、このデバイス層１４０を第２の基材１８０に転写した薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。図１５ないし図２５は、この製造方法の工程断面図である。
【００８３】
（第１の工程）
図１５に示すように、本例では、石英基板などの透光性の基板からなる第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する。本例では、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ１．１ｍｍの石英基板（軟化点：１６３０℃、歪点：１０７０℃、エキシマレーザの透過率：ほぼ１００％）からなる第１の基材１００を用意し、この第１の基材１００の片面に対して、原料ガスとしてＳｉ２Ｈ６ガスを用いたプラズマＣＶＤ法（４２５℃）により、膜厚が１０００ｎｍの水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する。
【００８４】
（第２の工程）
次に、第１の分離層１２０の上に、プラズマＣＶＤ法（ＳｉＨ４＋Ｏ２ガス、１００℃）により、膜厚が２０００ｎｍのＳｉＯ２膜からなる中間層１４２を形成する。
【００８５】
次に、中間層１４２の上に、ＬＰＣＶＤ法（Ｓｉ２Ｈ６ガス、４２５℃）により膜厚が５０ｎｍアモルファスのシリコン膜１４３を形成する。このシリコン膜１４３はＴＦＴの能動層を形成するための半導体膜である。
【００８６】
次に、第１の基材１００においてシリコン膜１４３が形成されている側から、波長が３０８ｎｍのレーザー光を照射し、シリコン膜１４３にレーザアニールを施す。これにより、シリコン膜１４３は、再結晶化してアモルファスシリコン膜からポリシリコン膜となる。ここで行うレーザ光の照射は、第４の工程において第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせるために照射するレーザ光と比較してエネルギー密度はかなり低い。
【００８７】
次に、図１６に示すように、シリコン膜１４３をパターニングして、チャネルパターンとしてアイランド１４４ａ、１４４ｂを形成する。
【００８８】
次に、図１７に示すように、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法（ＳｉＨ４＋Ｏ２ガス）により、膜厚が１２００ｎｍのＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１４８を形成する。
【００８９】
次に、図１８に示すように、ポリシリコン膜あるいは金属等からなるゲート電極１５０ａ、１５０ｂを形成する。
【００９０】
次に、図１９に示すように、アイランド１４４ａを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７０を形成し、この状態で、例えばボロン（ｂ）のイオン注入を行う。これによって、アイランド１４４ｂには、ゲート電極１５０ｂに対してセルフアライン的にＰ＋層１７２ａ、１７２ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成される。このボロンイオン注入工程では、例えば、Ｂ２Ｈ６（５％）＋Ｈ２（９５％）の混合ガスをプラズマ化し、それにより生成されたボロンイオン及び水素イオンを加速して、質量分析器を介さずにイオン導入を行うと、同じ加速電圧であっても、質量の重いボロンイオンは上層側のポリシリコン膜（アイランド１４４ｂ）に止まる一方で、質量の軽い水素イオンはより深く打ち込まれて、第１の分離層１２０まで到達する。
【００９１】
次に、図２０に示すように、アイランド１４４ｂを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７４を形成し、この状態で、例えば、リン（Ｐ）のイオン注入を行う。これによって、アイランド１４４ａには、ゲート電極１５０ａに対してセルフアライン的にｎ＋層１４６ａ、１４６ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成される。この場合にも、例えばＰＨ３（５％）＋Ｈ２（９５％）の混合ガスをプラズマ化し、それにより生成されたリンイオン及び水素イオンを加速して、質量分析器を介ざずにイオン導入を行うと、同じ加速電圧であっても、質量の重いリンイオンは、上層側のポリシリコン膜（アイランド１４４ａ）に止まる一方で、質量の軽い水素イオンはよ深く打ち込まれて、第１の分離層１２０まで到達する。
【００９２】
次に、図２１に示すように、層間絶縁膜１５４を形成した後、この層間絶縁膜１５４を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成した後、ソース・ドレイン電極１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄを形成する。
【００９３】
このようにして、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴを備えた薄膜デバイス層１４０が形成される。なお、層間絶縁層１５４上にはさらに保護膜を形成してもよい。
【００９４】
（第３の工程）
次に、図２２に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴを備える薄膜デバイス層１４０の上に接着層としてのエポキシ樹脂からなる接着層１６０を形成した後、この接着層１６０を介して、薄膜デバイス層１４０に対して、縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのソーダガラスからなる第２の基材１８０を貼り付ける。次に、接着層１６０に熱を加えてエポキシ樹脂を硬化させ、第２の基材１８０と薄膜デバイス層１４０の側とを接着する。なお、接着層１６０は紫外線硬化型接着剤でもよい。この場合には、第２の基材１８０側から紫外線を照射してポリマーを硬化させる。
【００９５】
（第４の工程）
次に、図２３に示すように、透光性基板からなる第１の基材１００の裏面から、例えば、波長が３０８ｎｍのＸｅ−Ｃｌエキシマレーザー光を照射する。照射されたレーザ光は、第１の基材１００を透過して第１の分離層１２０に届く。この工程では、第１の分離層１２０に対するエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜が損傷しないように、例えば１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高い光を照射する。その結果、第１の分離層１２０を構成する水素含有のアモルファスシリコン膜では、ポリシリコン膜への層転移と、水素ガスの発生が起こり、第１の分離層１２０の層内および／または界面において剥離が生じる。
【００９６】
なお、エキシマレーザの照射は、スポットビーム照射とラインビーム照射のいずれをも用いることができる。スポットビーム照射の場合は、所定の単位領域（例えば８ｍｍ×８ｍｍ）にスポット照射しこのスポット照射を、各回の照射条件を変え、かつ、照射領域が重ならないようにビーム走査しながら照射していく。また、ラインビーム照射の場合は、所定の単位領域（例えば、３７８ｍｍ×０．１ｍｍや０．３ｍｍを同じく、各回の照射領域を少しずつ重ねながら、あるいは完全にずらしながらビーム走査していく。
【００９７】
このようにして第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせてから、図２４に示すように、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基材１００を剥がす。その結果、薄膜デバイス層１４０は第２の基材１８０に転写される。
【００９８】
次に、薄膜デバイス層１４０の裏面側に残る第１の分離層１２０をエッチングにより除去する。その結果、図２５に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴが第２の基材１８０に転写された薄膜デバイス装置１が完成する。
【００９９】
このようにして製造された薄膜デバイス装置１は、例えば、図２６（ａ）に示すように、プラスチック等からなるフレキシブル基板１８２上に搭載される。その結果、薄膜デバイス装置１によって回路が構成されたＣＰＵ３００、ＲＡＭ３２０、入出力回路３６０、並びにこれらの回路に電源供給するための太陽電池３４０がフレキシブル基板１８０上に搭載されたマイクロコンピュータを製造することができる。このように構成したマイクロコンピュータは、フレキシブル基板１８２上に形成されているため、図２６（ｂ）に示すように曲げに強く、また、軽量であるために落下にも強いという利点がある。
【０１００】
［第１の実施例の変形例１］
本発明の第１の実施例では、第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０をプラズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成したが、ＬＰＣＶＤ法によって成膜しても、２％程度の水素を含有するアモルファスシリコン膜を形成することができるので、このＬＰＣＶＤ法で形成したアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いてもよい。
【０１０１】
［第１の実施例の変形例２］
本発明の第１の実施例では、第１の工程において、第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０をプラズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成したが、本例では、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成した以降、このシリコン膜に別途、水素イオンを導入したアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いる。すなわち、本例でも、第１の実施例と同様、図１５ないし図２５を参照して説明した各工程を行うが、本例では、図１５に示す第１の工程において、第１の基材１００上に、たとえばＬＰＣＶＤ法により、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成する。その代わりに、第１の工程でアモルファスシリコン膜（第１の分離層１２０）を形成した以降、図２３に示す第４の工程でレーザ光を照射して分離層で剥離を起こさせる以前に、第１の分離層１２０に水素イオンを導入する。
【０１０２】
ここで、第１の分離層１２０に対する水素イオンの導入は、たとえば以下のタイミングで行う。
【０１０３】
まず、第１の例として、図１５に示す第１の工程で第１の分離層１２０を形成すべきアモルファスシリコン膜を形成した後、中間層１４２を形成する前に水素イオンをイオン注入、あるいはイオンドーピングによりアモルファスシリコン膜に導入する。
【０１０４】
また、第２の例として、図１５に示す第１の工程で第１の分離層１２０を形成した後、第２の工程で中間層１４２を形成し、しかる後に、水素イオンをイオン注入、あるいはイオンドーピングによりアモルファスシリコン膜に導入してもよい。このようなタイミングで水素イオンを導入すれば、比較的高いエネルギーで効率よく水素イオンを導入することができるので、中間層１４２を形成する前に水素イオンを導入する方法（第１の例）と比較して短時間で処理を終えることができる。
【０１０５】
さらに、第３の例として、図１５に示す第１の工程で第１の分離層１２０を形成した後、第２の工程で中間層１４２、およびＴＦＴの能動層を形成すべきシリコン膜１４３を形成した以降、レーザアニールによる結晶化工程を行う前に、水素イオンをイオン注入、あるいはイオンドーピングによりアモルファスシリコン膜に導入してもよい。このように構成すると、シリコン膜１４３をたとえば４２５℃位の温度で形成した際に、第１の分離層１２０に含まれていた水素が脱離すすることを防止することができる。また、結晶化工程前に水素イオンを導入しておけば、水素イオンの導入によって発生したダメージをこの結晶化工程で修復することができる。
【０１０６】
［第２の実施例］
本発明の第１の実施の形態の具体例として、図２７ないし図３４を参照して、第１の基材１００の側に各種のＴＦＴを含む薄膜デバイス層１４０を形成し、これを第２の基材１８０に転写して液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装置）の製造方法を説明する。図２７は液晶表示装置の全体構成を示す分解斜視図である。図２８は、この液晶表示装置に用いたアクティブマトリクス基板の構成を示すブロック図である。図２９は、本形態の液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【０１０７】
図２７において、本形態の液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクティブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４６０とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０とは、対向基板４８０の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材（図示せず。）によって所定の間隙を介して貼り合わされ、このシール材の内側領域が液晶４６０の封入領域とされる。シール材としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。ここで、シール材は部分的に途切れているので、対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０とを貼り合わせた後、シール材の内側領域を減圧状態にすれば、シール材の途切れ部分から液晶４６０を減圧注入でき、液晶４６０を封入した後は、途切れ部分を封止剤（図示せず。）で塞げばよい。
【０１０８】
本形態において、対向基板４８０はアクティブマトリクス基板４４０よりも小さく、アクティブマトリクス基板４４０の対向基板４８０の外周縁よりはみ出た領域には、図２８を参照して後述する走査線駆動回路７００やデータ線駆動回路８００等のドライバー部４４４が形成されている。
【０１０９】
また、対向基板４８０およびアクティブマトリクス基板４４０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて偏光板４２０、５００、あるいは位相差フィルムが所定の光軸方向に配置されるように貼られる。さらに、液晶表示装置１０が透過型である場合には、アクティブマトリクス基板４４０の裏側にはバックライト４００が配置される。
【０１１０】
このように構成した液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０では、図２８に示すように、中央領域が実際の表示を行う画素部４４２であり、その周辺部分が駆動回路部４４４とされる。画素部４４２では、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜、シリサイド膜、導電性半導体膜などで形成されたデータ線７２０および走査線７３０に接続した画素用スイッチングのＴＦＴ５がマトリクス状に配列された各画素毎に形成されている。データ線７２０に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチなどを備えるデータ側駆動回路８００が構成されている。走査線７３０に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタなどを備える走査側駆動回路７００が構成されている。
【０１１１】
このように構成したアクティブマトリクス基板４４０において、データ線駆動回路８００および走査線駆動回路７００のシフトレジスタ等は、Ｎ型のＴＦＴ６とＰ型のＴＦＴ７とからなるＣＭＯＳ回路が多段に接続されている。従って、アクティブマトリクス基板４４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６、駆動回路用のＰ型のＴＦＴ７、および画素スイッチング用のＮ型のＴＦＴ５からなる３種類のＴＦＴが形成されている。
【０１１２】
これらのＴＦＴのうち、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６と駆動回路用のＰ型のＴＦＴ７とは導電型が逆であるだけで、基本的な構成が同一なので、図２９には、代表して、Ｎ型のＴＦＴ６と画素スイッチング用のＴＦＴ５のみを示してある。
【０１１３】
図２９において、画素スイッチング用のＴＦＴ５では、画素電極１７０が液晶を介して対向基板４８０と対向させる必要があるが、本形態では、いずれのＴＦＴも、後述するように、薄膜デバイス層１４０として第１の基材１００に形成されたものが、第２の基材１８０に転写されたものであるため、画素電極１７０は、ＴＦＴ５の最も上層側にある。そこで、本形態では、層間絶縁膜１５５に開口１５６、１５７を形成し、開口１５７から下方に向かって画素電極１７０が露出している構造になっている。従って、薄膜デバイス層１４０の裏面側に対して液晶４６０を介して対向基板４８０が対向する構成であっても、画素電極１７０と対向基板４８０に形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動することができる。なお、図２８からわかるように、画素スイッチング用のＴＦＴ５において、ゲート電極１５０は走査線７３０の一部であり、ソース領域１９２ａに電気的に接続するソース電極１５２ｅはデータ線７２０の一部である。なお、画素電極１７０は開口１５６を介してドレイン領域１９２ｂに電気的に接続している。
【０１１４】
図３０ないし図３４を参照して、このアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図３０ないし図３４は、前記した第１の実施の形態に係る方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造する際の工程断面図である。
【０１１５】
本例の液晶表示装置の製造方法のうち、そのアクティブマトリクス基板４４０の製造方法では、まず、図１５ないし図２５を参照して説明した方法と同様、図３０に示すように、石英基板からなる第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する（第１の工程）。
【０１１６】
次に、第１の分離層１２０の上に中間層１４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する（第２の工程）。
【０１１７】
次に、図３１に示すように、画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｂに相当する部分、および画素スイチング用のＴＦＴ５が形成されている領域を除く領域のそれぞれにおいて、層間絶縁膜１５４、１５５、ゲート絶縁膜１４８および中間膜１４２を選択的にエッチングし、それぞれの領域に開口１５６、１５７を同時に形成する。
【０１１８】
次に、図３２に示すように、画素電極１７０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１５２ｄを介して画素スイッチング用のＴＦＴのドレイン領域１９２ｂに電気的に接続し、かつ、開口１５７を介して第１の分離層１２０と接するように形成される。ここで、画素電極１７０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表示装置１０を透過型で形成でき、画素電極１７０をアルミニウム等の金属から形成した場合には、液晶表示装置１０を反射型で形成できる。
【０１１９】
次に、図３３に示すように、接着層１６０を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２の基材１８０を接着する（第３の工程）。
【０１２０】
次に、第１の基材１００の裏面側からエキシマレーザー光を照射し、第１の分離層１２０で剥離現象を生じさせ、第１の基材１００を剥がす。このとき、引き剥がしにさほどの力を要しないので、ＴＦＴ５、６等には機械的ダメージが生じない。また、薄膜デバイス層１４０の裏面側に残った第１の分離層１２０を除去する。
【０１２１】
これにより、図３４に示すアクティブマトリクス基板４４０が完成する。このアクティブマトリクス基板４４０では、画素電極１７０が薄膜デバイス層１４０の裏面側で露出している。従って、アクティブマトリクス基板４４０の薄膜デバイス層１４０の裏面側に配向膜（図示せず。）を形成した後、ラビング処理等の配向処理を行い、しかる後に、図２８に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側と対向するように対向基板４８０をアクティブマトリクス基板４４０とシール材（図示せず。）によって貼り合わせ、これらの基板間に液晶４６０を封入する。その結果、アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０との間に液晶４６０を挟持した液晶表示装置１０を製造することができる。
【０１２２】
このように、本形態の液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０では、耐熱性等に優れた石英基板からなる第１の基材１００上にＴＦＴを最適な条件で形成した後、この第１の基材１００から、ソーダガラス基板からなる安価な第２の基材１８０の側に駆動回路用のＴＦＴ６や画素スイチング用のＴＦＴ４を含む薄膜デバイス層１４０を転写したものを用いている。このため、ＴＦＴ５、６の製造時には第１の基材１００の上で石英基板の耐熱性を十分に行かした温度条件でＴＦＴ５、６を形成できるので、トランジスタ特性の優れたＴＦＴ５、６を形成することができる。また、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価なソーダガラスからなる第２の基材１８０であるため、液晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。
【０１２３】
［第３の実施例］
本発明の第２の実施の形態の具体例として、図３５ないし図４２を参照して、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０として、第１の基材１００にＴＦＴを形成し、これを第２の基材１８０に転写した後、さらに第３の基材２００に転写した液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図３５は、本例の液晶表示装置１０の要部を示す断面図である。なお、本形態の液晶表示装置１０およびアクイティブマトリクス基板４４０の基本的な構成は、第２の実施例と同様、図２７および図２８を参照して説明したとおりであるので、それらの説明を省略する。
【０１２４】
図３５において、本形態の液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクティブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４６０とから概略構成されている。本例でも、アクティブマトリクス基板４４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ、駆動回路用のＰ型のＴＦＴ、および画素スイッチング用のＮ型のＴＦＴからなる３種類のＴＦＴが形成されているが、図３５には、これらのＴＦＴのうち、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６、および画素スイッチング用のＴＦＴ５のみを示してある。
【０１２５】
本例において、駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５は、いずれも、後述するように、薄膜デバイス層１４０として第１の基材１００に形成されたものが、第２の基材１８０に転写された後、第３の基材２００に転写されたものであるため、各ＴＦＴ５、６は、第１の基材１００上に形成したときの積層構造のままである。すなわち、画素電極１７０は、層間絶縁膜１５５の上層に形成され、対向基板４８０に形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動することができる。
【０１２６】
図３６ないし図４２を参照して、このアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図３６ないし図４２は、前記した第２の実施の形態に係る方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造する際の工程断面図である。
【０１２７】
本例の液晶表示装置１０の製造方法のうち、そのアクティブマトリクス基板の製造方法では、まず、図１５ないし図２５を参照して説明した方法と同様、図３６に示すように、石英基板からなる第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する（第１の工程）。
【０１２８】
次に、第１の分離層１２０の上に中間層１４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する（第２の工程）。
【０１２９】
本例でも、画素スイッチング用のＴＦＴ５では、図２８を参照して説明したように、ゲート電極１５０は走査線７３０の一部であり、ソース電極１５２ｅはデータ線７２０の一部である。
【０１３０】
次に、画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｂに相当する部分の上層に位置する層間絶縁膜１５４、１５５およびゲート絶縁膜１４８を選択的にエッチングし、開口１５６を形成する。
【０１３１】
次に、図３７に示すように、画素電極１７０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１９２ｂを介して画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｅに電気的に接続する。本例でも、画素電極１７０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表示装置１０を透過型で形成でき、画素電極１７０をアルミニウム等の金属から形成した場合には、液晶表示装置１０を反射型で形成できる。
【０１３２】
次に、図３８に示すように、熱溶融性接着剤あるいは水溶性の接着剤などからなる第２の分離層１６０′を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２の基材１８０を接着する（第３の工程）。
【０１３３】
次に、第１の基材１００の裏面側からエキシマレーザー光を照射し、第１の分離層１２０で剥離現象を生じさせ、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基材１００を剥がす。このとき、引き剥がしにさほどの力を要しないので、ＴＦＴ５、６等には機械的ダメージが生じない。また、図３９に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側に付着している第１の分離層１２０を除去する。
【０１３４】
次に、図４０に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側に対して接着層１９０を介して第３の基材２００を接着する。
【０１３５】
次に、第２の分離層１６０′として熱溶融性接着剤を用いた場合にはこの熱溶融性接着剤を加熱し、第２の分離層１６０′で第２の基材１８０を剥離する。水溶性接着剤を用いた場合にはこの水溶性接着剤を水と接触させて、第２の分離層１６０′で第２の基材１８０を剥離する。次に、図４１に示すように、薄膜デバイス層１４０の表面側に付着している第２の分離層１８０を除去する。
【０１３６】
その結果、アクティブマトリクス基板４４０が完成する。次に、図３５に示すように、画素電極１７０の表面および層間絶縁膜１５５の表面に対して配向膜（図示せず。）を形成した後、ラビング処理等の配向処理を行い、しかる後に、薄膜デバイス層１４０に対向するように対向基板４８０をアクティブマトリクス基板４４０とシール材（図示せず。）によって貼り合わせ、これらの基板間に液晶４６０を封入する。その結果、アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０との間に液晶４６０を挟持した液晶表示装置１０を製造することができる。
【０１３７】
このように、本形態に係る液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０は、耐熱性等に優れた石英基板からなる第１の基材１００上にＴＦＴを最適な条件で形成した後、この第１の基材１００から第２の基材１８０への転写を経て、ソーダガラス基板からなる安価な第３の基材２００の側に、駆動回路用のＴＦＴや画素スイチング用のＴＦＴを含む薄膜デバイス層１４０を転写したものである。このため、ＴＦＴの製造時には第１の基材１００上で石英基板の耐熱性を十分に行かした温度条件でＴＦＴを形成できるので、トランジスタ特性の優れたＴＦＴを形成することができる。また、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価なソーダガラスからなる第３の基材２００であるため、液晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。
【０１３８】
さらに、薄膜デバイス層１４０を２回、転写するため、薄膜デバイス層１４０を第３の基材２００に転写し終えた状態で、薄膜デバイス層１４０は、第１の基材１００にＴＦＴを形成したときの積層構造のままである。それ故、薄膜デバイス層１４０を形成していく際に、画素電極１７０の構造などについては、従来の構造のままでよいので、ＴＦＴの製造方法については変更する必要がない。
【０１３９】
［第４の実施例］
なお、第２の実施例および第３の実施例のいずれにおいても、アクイティブマトリクス基板を構成する要素の全てを第１の基材１００に形成し、これらの構成要素の全てを第２の基材１８０あるいは第３の基材２００に一括して転写する方法であったが、アクティブマトリクス基板４４０を構成する各要素をある程度まとまった単位でそれぞれ別々の第１の基材１００に形成し、各第１の基材１００毎に形成した要素をそれぞれ１枚の基材に転写してアクティブマトリクス基板を形成してもよい。
【０１４０】
たとえば、図２８に示すアクティブマトリクス基板４４０では、各画素の構成は同一であり、かつ、データ線駆動回路８００および走査線駆動回路７００も同一構造のシフトレジスタを多段に接続してある。そこで、アクティブマトリクス基板４４０に形成すべき画素部４４２全体のうち、その一部ずつを何枚もの第１の基材１００に分けて形成し、各第１の基材１００からアクティブマトリクス基板４４０の基材として使用される第２の基材１８０（あるいは第３の基材２００）に画素を複数ずつ転写してもよい。また、アクティブマトリクス基板４４０に形成すべき駆動回路の一部を何枚もの第１の基材１００に形成し、各第１の基材１００からアクティブマトリクス基板４４０の基材として使用される第２の基材１８０（あるいは第３の基材）に各駆動回路を転写してもよい。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明において、第１の分離層は、水素を含有するアモルファスシリコン膜からなるため、第４の工程で、第１の分離層（アモルファスシリコン膜）にレーザ光等のエネルギー光を照射すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、第１の分離層から水素ガスが発生する。このため、第１の分離層の層内または界面で剥離現象が起こるので、第１の基材は薄膜デバイス側から分離し、薄膜デバイスを第２の基材側に転写することができる。また、本発明では、第１の分離層にエネルギー光を照射するうちに、第１の分離層を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせて、シリコン膜に照射するエネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させる。それ故、第１の分離層を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いエネルギー光を照射することができるので、第１の分離層の層内あるいは界面での剥離をスムーズに、かつ、確実に進行させることができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法において、第１の工程で第１の基材上に第１の分離層を形成した様子を示す工程断面図、およびこの第１の工程の変形例を示す工程断面図である。
【図２】図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の工程で第１の基材上に第１の分離層を形成した後、第２の工程で第１の分離層の上に薄膜デバイス層を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３】図２に示す第２の工程で第１の分離層の上に薄膜デバイス層を形成した後、第３の工程で薄膜デバイス層に接着層を介して第２の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図４】図３に示す第３の工程で薄膜デバイス層に接着層を介して第２の基材を接着した後、第４の工程で第１の分離層にレーザ光を照射する様子を示す工程断面図である。
【図５】図４に示す第４の工程で第１の分離層にレーザ光を照射した後、第１の分離層で第１の基材を剥離する様子を示す工程断面図である。
【図６】図５に示す第４の工程で第１の基材を剥離した後、薄膜デバイス層に残る第１の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法に用いた第１の基材におけるレーザ光の波長とその透過率との関係を示すグラフである。
【図８】水素含有のアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射したときの水素含有量と、エネルギー密度と、レーザ光を照射したときのシリコン膜の状態との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度がガウシアン分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、およびこのラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度が矩形状の分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、このラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図、およびこのラインビームを繰り返し照射するときにエネルギー強度を段階的に変化させる様子を示す説明図である。
【図１１】図４に示す第４の工程において、レーザ光が薄膜デバイス層に及ぼす影響を防止する方法を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法において、第１の実施の形態と同様な方法で第２の基材に薄膜デバイス層を転写した後、第５の工程において、この薄膜デバイス層の裏面側に接着層を介して第３の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図１３】図１２に示す第５の工程で第２の基材を薄膜デバイス層の側から剥離して、薄膜デバイス層を第３の基材に転写した様子を示す工程断面図である。
【図１４】図１３に示す第５の工程で第２の基材を剥離した後、薄膜デバイス層に残る第２の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第１の実施例において、ＴＦＴを備える薄膜デバイス装置を製造するにあたって、第１の基材上に第１の分離層、中間層、半導体膜を形成した様子を示す工程断面図である。
【図１６】図１５に示す工程で形成した半導体膜をパターニングした様子を示す工程断面図である。
【図１７】図１６に示す工程で形成した島状の半導体膜に表面側にゲート絶縁膜を形成した様子を示す工程断面図である。
【図１８】図１７に示す工程で形成したゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図１９】図１８に示す工程でゲート電極を形成した後、半導体膜にＰ型の不純物を導入する様子を示す工程断面図である。
【図２０】図１９に示す工程で半導体膜にＰ型の不純物を導入した後、半導体膜にＮ型の不純物を導入する様子を示す工程断面図である。
【図２１】図２０に示す工程で半導体膜にＮ型の不純物を導入した後、ソース電極およびドレイン電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図２２】図２１に示す工程までで薄膜デバイス層を形成した後、この薄膜デバイス層に対して接着層を介して第２の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図２３】図２２に示す工程で薄膜デバイス層に第２の基材を接着した後、第１の分離層にレーザ光を照射して第２の分離層で剥離を起こさせる様子を示す工程断面図である。
【図２４】図２３に示す工程で第２の分離層で剥離を起こさせ、第１の基材を剥がして薄膜デバイス層を第２の基材に転写した様子を示す工程断面図である。
【図２５】図２４に示す工程で第１の基材を剥がした後、薄膜デバイス層の裏面側に残る第１の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【図２６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第１の実施例に係る薄膜デバイスをフレキシブル基板上に搭載した様子を示す説明図、およびこのフレキシブル基板を撓ませた様子を示す説明図である。
【図２７】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第２の実施例に係るアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス）を用いた液晶表示装置（電気光学装置）の構成を示す分解斜視図である。
【図２８】図２７に示す液晶表示装置に用いたアクティブマトリクス基板の構成を示すブロック図である。
【図２９】図２７に示す液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【図３０】図２９に示すアクティブマトリクス基板の製造方法において、第１の基材上にＴＦＴを形成した様子を示す工程断面図である。
【図３１】図３０に示す工程で第１の基材上にＴＦＴを形成した後、層間絶縁膜に開口を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３２】図３１に示す工程で層間絶縁膜に開口を形成した後、画素電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３３】図３２に示す工程までで第１の基材上にＴＦＴや画素電極を備える薄膜デバイス層を形成した後、接着層を介して第２の基材を接着し、しかる後に第１の分離層にレーザ光を照射して第１の基材を剥がす様子を示す工程断面図である。
【図３４】図３３に示す工程で薄膜デバイス層から第１の基材を剥がした後の様子を示す工程断面図である。
【図３５】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第３の実施例に係るアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス）を用いた液晶表示装置（電気光学装置）の要部を示す断面図である。
【図３６】図３５に示す液晶表示装置に用いたアクティブマトリクス基板の製造方法において、第１の基材上にＴＦＴを形成した様子を示す工程断面図である。
【図３７】図３６に示す工程で第１の基材上にＴＦＴを形成した後、画素電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３８】図３７に示す工程で画素電極を形成した後、ＴＦＴおよび画素電極を備える薄膜デバイス層に第２の分離層を介して第２の基材を接着し、しかる後に第１の分離層にレーザ光を照射して第１の基材を剥がす様子を示す工程断面図である。
【図３９】図３８に示す工程で薄膜デバイス層から第１の基材を剥がした後、薄膜デバイス層の裏面側に残る第１の分離層を除去した後の様子を示す工程断面図である。
【図４０】図３９に示す工程で薄膜デバイス層に残る第１の分離層を除去した後、この薄膜デバイス層の裏面側に接着層を介して第３の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図４１】図４０に示す工程で薄膜デバイス層に接着層を介して第３の基材を接着した後、第２の分離層で第２の基材を剥がし、しかる後に薄膜デバイス層に残る第２の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【符号の説明】
１ 薄膜デバイス装置
５ 画素スイッチング用のＴＦＴ（薄膜デバイス）
６ 駆動回路用のＮ型のＴＦＴ（薄膜デバイス）
７ 駆動回路用のＰ型のＴＦＴ（薄膜デバイス）
１０ 液晶表示装置
１００ 第１の基材
１２０ 第１の分離層
１２４ 金属膜
１４０ 薄膜デバイス層
１４２ 中間層
１４４ チャネル領域
１４４ａ、１４４ｂ アイランド
１４６ ソース・ドレイン領域
１４６ａ、１４６ｂ ｎ＋層（ソース・ドレイン領域）
１４８ ゲート絶縁膜
１５０、１５０ａ、１５０ｂ ゲート電極
１５２、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ ソース・ドレイン電極
１５４、１５５ 層間絶縁膜
１５６、１５７ 開口
１６０ 接着層
１６０′ 第２の分離層
１７０ 画素電極
１７２ａ、１７２ｂ Ｐ＋層（ソース・ドレイン領域）
１８０ 第２の基材
１８２ フレキシブル基板
１９０ 接着層
１９２ａ ソース領域
１９２ｂ ドレイン領域
２００ 第３の基材
３００ ＣＰＵ
３２０ ＲＡＭ
３４０ 太陽電池
３６０ 入出力回路
４００ バックライト
４２０、５００ 偏光板
４４０ アクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装置）
４４２ 画素部
４４４ 駆動回路部
４６０ 液晶
４８０ 対向基板
４８２ 共通電極
７００ 走査側駆動回路
７２０ データ線
７３０ 走査線
８００ データ線駆動回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜デバイス装置の製造方法、この薄膜デバイス装置の製造方法を利用したアクティブマトリクス基板の製造方法、およびこのアクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置に関するものである。さらに詳しくは、薄膜デバイスを基板上に形成した後、この基板から他の基板に薄膜デバイスを転写する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の電気光学装置のうち、電気光学物質として液晶を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、アクティブマトリクス基板上にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという。）を製造する際に、半導体プロセスを利用する。このプロセス中は高温処理を伴う工程を含むため、基板としては耐熱性に優れる材質のもの、すなわち、軟化点および融点が高いものを使用する必要がある。従って、現在は、１０００℃程度の温度に耐える基板として石英ガラスが使用され、５００℃前後の温度に耐える基板として耐熱ガラスが使用されている。
【０００３】
このように、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭載する基板は、それらの薄膜デバイスを製造する際の温度条件等に耐え得るものでなければならない。
【０００４】
しかしながら、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭載した基板が完成した後において、前記の石英ガラスや耐熱ガラスでは好ましくないことがある。例えば、高温処理を伴う製造プロセスに耐え得るように石英基板や耐熱ガラス基板等を用いた場合には、これらの基板が非常に高価であるため、表示装置等の製品価格の上昇を招く。また、パームトップコンピュータや携帯電話機等の携帯用電子機器に使用される液晶表示装置は、可能な限り安価であることに加えて、軽くて多少の変形にも耐え得ること、落としても割れにくいことも求められるが、石英基板やガラス基板は、重いとともに、変形に弱く、かつ、落下等によって割れやすい。従って、従来の薄膜デバイス装置に用いられる基板は、製造条件からくる制約、および製品に要求される特性の双方に対応することができないという問題点がある。
【０００５】
そこで、本願出願人は、従来のプロセスと略同様な条件で薄膜デバイスを第１の基材上に形成した後に、この薄膜デバイスを第１の基材から剥離して、第２の基材に転写する技術を提案している（特願平８−２２５６４３号）。ここに提案した技術では、第１の基材と薄膜デバイスとの間に分離層を形成し、この分離層に対して例えばエネルギー光を照射することにより、第１の基材から薄膜デバイスを剥離して、この薄膜デバイスを第２の基材の側に転写する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の剥離方法および転写方法では、第１基板から薄膜デバイスを剥離させる際に、エネルギー光を分離層に照射しただけでは、分離層での剥離現象が適正に起こらないという問題点がある。例えば、第１の基材に対して、分離層として、水素ガスを含有するアモルファスシリコン膜を形成した後、このアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して剥離現象を生じさせることにより薄膜デバイスの側から第１の基材を剥がす際に、アモルファスシリコン膜から水素ガスが急激に発生して薄膜デバイスが損傷するという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、分離層として用いた水素含有のアモルファスシリコン膜に対するエネルギー光の照射条件を適正化することにより、薄膜デバイスを損傷することなく基板から剥離して、他の基板に転写することのできる薄膜デバイス装置の製造方法、この製造方法により得た薄膜デバイス装置、この薄膜デバイス装置の製造方法を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法、この製造方法により製造したアクティブマトリクス基板、およびこのアクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、第１の基材上にアモルファスシリコン膜を形成する第１の工程と、前記アモルファスシリコン膜に水素を導入することにより第１の分離層を形成する第２の工程と、前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第３の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着する第４の工程と、前記第１の分離層の層内または前記第１の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせて、前記薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第５の工程と、を具備し、前記第５の工程では、前記第１の分離層にエネルギー光を照射させることによってガスを発生させるとともに、前記エネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させることを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第５の工程では、前記エネルギー光としてレーザ光を照射することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第５の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密度を連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第４の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接着し、前記第５の工程で前記第２の基材に前記薄膜デバイスを転写した後、前記薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を接着する第６の工程と、前記第２の分離層の層内または前記第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして前記薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第７の工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第３の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、少なくとも薄膜トランジスタを形成することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明を利用したアクティブマトリクス基板の製造方法であって、前記第３の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして画素スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、前記薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第３の工程では、前記第１の基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、前記薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、前記薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および前記薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成することを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明であって、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジスタを形成して、前記薄膜トランジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリクス基板を製造することを特徴とする。
また上記アクティブマトリクス基板を用いて電気光学装置であることを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明では、第１の基材上に第１の分離層を形成する第１の工程と、前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着する第３の工程と、前記第１の分離層の層内または前記第１の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス側と分離して前記薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第４の工程とを有する薄膜デバイス装置の製造方法であって、前記第１の工程では、前記第１の分離層として、前記第１の分離層へのエネルギー光の照射によってガス発生可能な元素、例えば水素を含有するアモルファスシリコン膜を形成し、前記第４の工程では、前記第１の分離層にエネルギー光を照射して前記剥離現象を起こさせるとともに、前記第１の分離層に照射するエネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、第１の分離層は、水素等を含有するアモルファスシリコン膜からなるため、第４の工程で、第１の分離層（アモルファスシリコン膜）にレーザ光等のエネルギー光を照射すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、第１の分離層から水素ガス等が発生する。このため、第１の分離層の層内または界面で剥離現象が起こるので、第１の基材を薄膜デバイス側から剥がして薄膜デバイスを第２の基材側に転写することができる。但し、あまりにエネルギー密度の高い光を照射すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に転移した後、さらに損傷して荒れた状態にまでなってしまい、薄膜デバイスを損傷させてしまう。一方、エネルギー密度の低いエネルギー光の照射では、アモルファスシリコン膜からポリシリコン膜への転移や水素ガス等の発生がスムーズに起こらず、第１の分離層での剥離が適正に進まない。ここに、本願発明者は、第１の分離層を構成するシリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルがシリコン膜の水素含有量によって変化するという新たな知見を得た。すなわち、水素含有量が高いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが低く、水素含有量が低いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが高いという新たな知見を得た。そこで、本願発明者は、このような新たな知見に基づいて、エネルギー光の照射条件を最適化することを提案する。すなわち、第１の分離層に対するエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１の分離層を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜が損傷しないようにエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、エネルギー密度の高い光を照射する。このように、本発明では、第１の分離層にエネルギー光を照射するうちに、第１の分離層を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせて、シリコン膜に照射するエネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させる。それ故、第１の分離層を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いエネルギー光を照射することができるので、第１の分離層の層内あるいは界面での剥離をスムーズに、かつ、確実に進行させることができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造できる。
【００１０】
本発明において、前記第４の工程では、前記エネルギー光として、例えばレーザ光を照射する。
【００１１】
本発明において、前記第４の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密度を連続的、あるいは段階的に変化させてもよい。
【００１２】
本発明において、前記第１の分離層は、たとえば、成膜後に水素が導入されたアモルファスシリコン膜を用いることができる。すなわち、水素の含まないアモルファスシリコン膜、あるいは水素の含有量が少ないアモルファスシリコン膜をＬＰＣＶＤ法などにより形成した後、このアモルファスシリコン膜に水素をイオン注入あるいはイオンドーピングしたものを第１の分離層として用いてもよい。
【００１３】
また、前記第１の分離層は、成膜時に水素が導入されたアモルファスシリコン膜であってもよい。たとえば、水素を含む原料ガスを用いてのプラズマＣＶＤ法により形成したアモルファスシリコン膜を第１の分離層として用いてもよい。
【００１４】
本発明において、前記第３の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接着し、前記第４の工程で前記第２の基材に前記薄膜デバイスを転写した後、当該薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を接着する第５の工程と、前記第２の分離層の層内または該第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当該薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第６の工程とを行ってもよい。このように構成すると、薄膜デバイスを２回、転写することになるので、第３の基材に転写した状態において、薄膜デバイスは、第１の基材に薄膜デバイスを形成したときの積層構造のままとなる。
【００１５】
本発明において、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、例えば薄膜トランジスタを形成する。
【００１６】
本発明に係る薄膜デバイス装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板の製造方法として利用できる。この場合には、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、当該薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造する。
【００１７】
本発明では、最終的に製品に搭載される第２の基材あるいは第３の基材に対して薄膜デバイスを転写した後、この基板上で、高温での処理が不要な配線等を形成してもよいが、前記第２の工程において、前記第１の基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、当該薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、当該薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および当該薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成し、これらの配線や電極も薄膜デバイスと同様、最終的に製品に搭載される基板に転写することが好ましい。
【００１８】
また、本発明では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジスタを形成して、当該薄膜トランジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリクス基板を製造してもよい。
【００１９】
本発明に係るアクティブマトリクス基板については、対向基板との間に液晶等の電気光学物質を挟持させることによって、液晶表示装置等の電気光学装置を構成するのに適している。すなわち、本発明によれば、最終的に製品に搭載される基板として、大型の基板、安価な基板、軽い基板、変形に耐え得る基板、割れない基板を用いることができるので、安価、軽量、耐衝撃性等に優れた液晶表示装置等といった電気光学装置を構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１ないし図６はいずれも、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法のうち、基板上に薄膜デバイスを形成した後、薄膜デバイスを別の基板に転写するまでの工程を説明するための工程断面図である。図７は、本形態の薄膜デバイス装置の製造方法に用いた第１の基材におけるレーザ光の波長とその透過率との関係を示すグラフである。図８は、水素含有のアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射したときの水素含有量と、エネルギー密度と、レーザ光を照射したときのシリコン膜の状態との関係を示すグラフである。図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度がガウシアン分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、およびこのラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図である。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度が矩形状の分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、このラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図、およびこのラインビームを繰り返し照射するときにエネルギー強度を段階的に変化させる様子を示す説明図である。
【００２２】
（第１の工程）
本形態の薄膜デバイス装置の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、第１の基材１００上に第１の分離層１２０を形成する。本形態では、第１の基材１００としては、光が透過し得る透光性を有するものを使用する。この場合、光の透過率は１０％以上であるのが好ましく、５０％以上であるのがより好ましい。この透過率が低過ぎると、後述する第４工程において第１の基材１００の裏側からレーザ光等のエネルギー光を照射することによって第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせる際に光の減衰（ロス）が大きくなるので、第１の基材１００を第１の分離層１２０で剥離する際に大きな光量を必要とする。また、第１の基材１００は、信頼性の高い材料で構成されているのが好ましく、特に、耐熱性に優れた材料で構成されているのが好ましい。その理由は、後述する第２工程において第１の基材１００の上に薄膜デバイス層１４０や中間層１４２を形成する際に、その種類や形成方法によっては、基板温度が例えば３５０〜１０００℃程度の温度になることがあるので、このような場合でも、第１の基材１００が耐熱性に優れていれば、第１の基材１００上に薄膜デバイス層１４０等を形成する際の温度条件等に対する制約を減らすことができるからである。従って、第１の基材１００は、薄膜デバイス層１４０を形成する際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、歪点がＴｍａｘ以上の材料で構成されているものが好ましい。具体的には、第１の基材１００の構成材料は、歪点が３５０℃以上のものが好ましく、さらには５００℃以上のものがより好ましい。このようなものとしては、例えば、石英ガラス、コーニング７０５９、日本電気ガラス製のＯＡ−２等の耐熱性ガラスが挙げられる。
【００２３】
第１の基材１００の厚さは、特に限定されないが、通常は、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であるのがより好ましい。第１の基材１００の厚さが薄すぎると、強度が低すぎて製造工程中に第１の基材１００が割れるおそれがある。これに対して、第１の基材１００として透過率が低いものを用いたにもかかわらず、第１の基材１００が厚すぎると、後述する第４工程において第１の基材１００の裏側からレーザ光を照射する際に、光の減衰が大きくなる。なお、第１の基材１００の透過率が高い場合には、その厚さは、前記上限値（５．０ｍｍ）を超えるものであってもよい。また、光を均一に照射できるように、第１の基材１００の厚さは、均一であるのが好ましい。
【００２４】
本形態において、第１の分離層１２０は、光や熱等といった物理的作用を受けることで第１の基材１００と薄膜デバイス層１４０とを分離するものである。この第１の分離層１２０としては、例えば、照射されたエネルギー光を吸収し、その層内および／または界面において剥離（以下、「層内剥離」、「界面剥離」という。）を生じるような性質を有するものを用いることができる。
【００２５】
本発明では、第１の分離層１２０として、レーザ光等のエネルギー光の照射を行ったときにガスを発生させる元素、例えば水素や窒素を含有するアモルファスシリコン膜を形成する。本形態では、水素含有のアモルファスシリコン膜を用いる。このアモルファスシリコン膜は、水素含有量が２原子％以上程度であるのが好ましく、２〜２０原子％程度であることがより好ましい。このように、水素含有のアモルファスシリコン膜を用いると、後述する第４工程においてレーザ光等のエネルギー光を照射したときにアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移を起こすとともに、アモルファスシリコン膜は、水素を放出して第１の分離層１２０に内圧を発生させ、それが剥離を起こす力となる。
【００２６】
水素含有のアモルファスシリコン膜は、例えば、水素を含むガス中でのプラズマＣＶＤ法によって形成できる。この場合に、アモルファスシリコン中の水素の含有量は、成膜条件、例えばガス組成、ガス圧、ガス雰囲気、ガス流量、温度、基板温度、投入パワー等の条件を適宜設定することにより調整することができる。このように、プラズマＣＶＤ法によってアモルファスシリコン膜を形成すると、成膜速度が高いので、生産性を向上することができる。また、プラズマＣＶＤ法によってアモルファスシリコン膜を形成すると、成膜中に水素がアモルファスシリコン膜に含有されることになるので、別の工程でアモルファスシリコン膜に水素を導入する必要がないという利点がある。
【００２７】
この場合には、後に薄膜デバイスなどを形成する第２の工程を経る際に、プロセス温度が分離層中の水素が脱離する温度（３５０℃〜４００℃）を越えないように注意する必要がある。
【００２８】
また、水素含有のアモルファスシリコン膜は、ＬＰＣＶＤ法などによって水素を含有していないアモルファスシリコン膜、あるいは水素をごく微量だけ含有するアモルファスシリコン膜を形成した後、水素イオンをイオン注入あるいはイオンドーピングしてもよい。この方法によれば、アモルファスシリコンのプロセス条件に左右されずに、一定量以上の水素をアモルファスシリコン膜内に含有させることができる。また、この方法によれば、後で述べる第２の工程の中で分離層中の水素が脱離する温度を越えるような工程があったとしても、その後に水素イオンを注入あるいはイオンドーピングすることにより分離層中に一定量以上の水素を含有させることができる。
【００２９】
第１の分離層１２０の厚さは、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、５ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、５ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。第１の分離層１２０の膜厚が薄すぎると、第１の分離層１２０の均一性が損なわれるため、剥離にムラが生じることがある。また、第１の分離層１２０の膜厚が厚すぎると、第１の分離層１２０に照射するレーザ光等のエネルギー光のパワー（光量／エネルギー密度）を大きくする必要がある。また、第１の分離層１２０の膜厚が厚すぎると、薄膜デバイス層１４０の側などに残った第１の分離層１２０を除去する作業に時間がかかる。なお、第１の分離層１２０の膜厚は、できるだけ均一であるのが望ましい。
【００３０】
また、第１の分離層１２０は、図１（ｂ）に示すように、下地層１２２を介して分離層１２４が形成されるような構造を有していてもかまわない。この場合、下地層１２２は、基材１００からの不純物の混入を防ぐバリア層などの役割を果たす。
【００３１】
（第２の工程）
次に、図２に示すように、第１の分離層１２０上に、各種薄膜デバイスを含む薄膜デバイス層１４０を形成する。この図に示す例では、一点鎖線Ｋで示す部分を一点鎖線で囲んだ枠内に拡大して示すように、薄膜デバイス層１４０は、例えば、ＳｉＯ２膜からなる中間層１４２上に形成されたＴＦＴを含んでいる。このＴＦＴは、ポリシリコン膜にｎ型不純物を導入してなるソース・ドレイン領域１４６、チャネル領域１４４、ゲート絶縁膜１４８、ゲート電極１５０、層間絶縁膜１５４、およびアルミニウムなどからなるソース・ドレイン電極１５２を備えている。中間層１４２としてはＳｉＯ２膜を使用しているが、Ｓｉ３Ｎ４等のその他の絶縁膜を形成することもできる。ここで用いる中間層１４２の厚みは、その形成目的や発揮し得る機能の程度に応じて適宜決定されるが、通常は、１０ｎｍ〜５μｍ程度であるのが好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがより好ましい。中間層１４２は、例えば、薄膜デバイス層１４０を物理的または化学的に保護する保護層、絶縁層、導電層、レーザー光の遮光層、マイグレーション防止のバリア層、または反射層として形成される。なお、場合によっては、ＳｉＯ２膜等の中間層１４２を形成せず、第１の分離層１２０上に直接、薄膜デバイス層１４０を形成してもよい。
【００３２】
図２に示す例では、薄膜デバイス層１４０は、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層であるが、この薄膜デバイス層１４０に形成される薄膜デバイスは、ＴＦＴ以外にも、製造する機器の種類に応じて、例えば、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子（光センサ、太陽電池）、シリコン抵抗素子、その他の薄膜半導体デバイス、各種電極（例：ＩＴＯ、メサ膜のような透明電極）、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー等であってもよい。これらいずれの薄膜デバイスも、一般的には比較的高いプロセス温度を経て形成される。従って、このような薄膜デバイスを形成する場合にも、前記したように、第１の基材１００としては、そのプロセス温度に耐え得る信頼性の高いものを用いる必要がある。
【００３３】
（第３の工程）
次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０の上（第１の基材１００とは反対側）に接着層１６０を介して第２の基材１８０を接着する。
【００３４】
接着層１６０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の接着剤が挙げられる。この接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等、いかなるものでもよい。このような接着層１６０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００３５】
接着層１６０に硬化型接着剤を用いる場合には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布し、その上に第２の基材１８０を接合した後、接着剤の特性に応じた硬化方法により接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１４０と第２の基材１８０とを接着固定する。
【００３６】
接着層１６０に光硬化型接着剤を用いた場合には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布し、その上に第２の基材１８０を接合した後、光透過性の第１の基材１００の側または光透過性の第２の基材１８０の側のうちの一方の側から接着剤に光を照射することにより接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１４０と第２の基材１８０とを接着固定する。なお、光透過性の第１の基材１００の側、および光透過性の第２の基材１８０の側の双方から接着剤に光を照射してもよい。ここで用いる接着剤としては、薄膜デバイス層１４０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤が望ましい。
【００３７】
接着層１６０としては水溶性接着剤を用いることもできる。この種の水溶性接着剤として、例えばケミテック株式会社製のケミシール Ｕ−４５１Ｄ（商品名）、株式会社スリーボンド製のスリーボンド３０４６（商品名）等を挙げることができる。
【００３８】
薄膜デバイス層１４０の側に接着層１６０を形成する代わりに、第２の基材１８０の側に接着層１６０を形成し、この接着層１６０を介して、薄膜デバイス層１４０に第２の基材１８０を接着してもよい。第２の基材１８０自体が接着機能を有する場合等には、接着層１６０の形成を省略してもよい。
【００３９】
第２の基材１８０は、第１の基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本発明では、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０を形成した後、この薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写するため、第２の基材１８０には、薄膜デバイス層１４０を形成する際の温度条件に耐え得ること等といった特性が要求されない。従って、薄膜デバイス層１４０の形成の際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、転写体１４０を構成する材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴｍａｘ以下のものを用いることができる。例えば、第２の基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用いることができ、さらには３２０℃以下のものであってもよい。
【００４０】
第２の基材１８０の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
【００４１】
第２の基材１８０としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄いプラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第２の基材１８０は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００４２】
第２の基材１８０としてプラスチック基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００４３】
第２の基材１８０としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第２の基材１８０を一体的に成形することができる。また、第２の基材１８０がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第２の基材１８０がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第２の基材１８０がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を製造する際に有利である。
【００４４】
第２の基材１８０としてガラス基板を用いる場合には、それを構成するガラス材としては、例えば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。
【００４５】
本形態において、第２の基材１８０は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板を薄膜デバイス装置として構成した場合のように、それ自体が独立してデバイスの基体を構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
【００４６】
さらに、第２の基材１８０は、金属、セラミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、ある品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上等であってもよい。
【００４７】
（第４の工程）
次に、図４に示すように、基板１００の裏面側からエネルギー光を照射する。この工程では、エネルギー光として、例えばレーザ光を用いる。基板１００の裏面側から照射されたレーザ光は、第１の基材１００を透過した後に第１の分離層１２０に届く。これにより、第１の分離層１２０に層内剥離または界面剥離の一方、あるいは双方が生じる。
【００４８】
従って、図５に示すように、第１の基材１００を剥がすように力を加えると、第１の基材１００を第１の分離層１２０で容易に剥がすことができる。その結果、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０の方に転写することができる。この工程において、レーザ光の照射によって第１の分離層１２０において層内剥離や界面剥離が生じる原理は、レーザ光の照射によって第１の分離層１２０を構成する水素含有のアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、アモルファスシリコン膜から水素ガスが放出されることによるものである。
【００４９】
第１の基材１００を剥がした後には、薄膜デバイス層１４０の側に第１の分離層１２０が残ることがある。このような場合には、図６に示すように、残存している分離層１２０を、例えば洗浄、エッチング、アッシング、研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法により除去する。また、剥がした第１の基材１００に第１の分離層１２０の一部が付着している場合にも同様に除去すれば、第１の基材１００が石英ガラスのような高価な材料、希少な材料で構成されている場合に第１の基材１００を再利用（リサイクル）することにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００５０】
この工程にて照射されるエネルギー光としては、第１の分離層１２０で層内剥離または界面剥離を起こさせるものであればいかなるものでもよく、例えば、紫外線、可視光、赤外線（熱線）等が挙げられる。その中でも、第１の分離層１２０に相転移や水素ガスの放出を生じさせ易いという点ではレーザ光が好ましい。
【００５１】
レーザ光としては、各種気体レーザ、固体レーザ（半導体レーザ）等が挙げられるが、エキシマレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ２レーザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等が好適に用いられ、その中でもエキシマレーザが特に好ましい。このエキシマレーザは、短波長域で高エネルギーを出力するため、極めて短時間で第１の分離層１２０に相転移や水素ガスの放出を生じさせることができる。従って、レーザ光を照射したとき、第１の基材１００や第２の基材１８０等に温度上昇をほとんど生じさせることがないので、第１の基材１００や第２の基材１８０等を劣化あるいは破損させることなく、第１の分離層１２０で剥離することができる。
【００５２】
図７に示すように、本形態で用いた第１の基材１００は、３００ｎｍ以上の波長に対して透過率が急峻に増大する特性を有する。従って、このような場合には、３００ｎｍ以上の波長の光、例えば、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザー光（波長３０８ｎｍ）等を照射する。
【００５３】
このようにして、第１の基材１００の裏面側からレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜（第１の分離層１２０）をアニールすると、図８に示すように、アモルファスシリコン膜（α−Ｓｉ）は、ポリシリコン膜（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）に転移する。但し、あまりにエネルギー密度の高い光を照射すると、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷して荒れた状態（アブレーション）にまでなってしまい、薄膜デバイス層１４０を損傷させてしまう。一方、エネルギー密度の低いレーザ光の照射では、アモルファスシリコン膜からポリシリコン膜への転移や水素ガスの発生がスムーズに起こらず、第１の分離層１２０での剥離が適正に進まない。また、図８において、レーザ光を照射したときシリコン膜が損傷しない領域と、シリコン膜にアブレーションが発生して損傷してしまう領域との境界を実線Ｌで示すように、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルは、シリコン膜中の水素量によって変化する。すなわち、水素含有量が高いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが低く、水素含有量が低いシリコン膜であるほど、シリコン膜を損傷させてしまうエネルギー密度のレベルが高い。そこで、本形態では、第１の分離層１２０に対するエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜が損傷しないように、例えば１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高い光を照射する。
【００５４】
このような条件でレーザ光を照射する方法としては、エネルギー光のエネルギー密度を連続的、あるいは段階的に変化させてもよい。
【００５５】
例えば、図９（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、第１の基材１００の面内方向で直交するＸ方向およびＹ方向のうち、Ｘ方向に延びるラインビーム（レーザ光）のＹ方向におけるエネルギー強度のプロファイルをガウシアン分布を有するように設定し、かつ、このラインビームをＹ方向に少しずつずらしていく。このような方法を採用すると、第１の分離層１２０からみれば、いずれの箇所も所定の時間、レーザ光の照射を連続して受けるが、その間、エネルギー強度は、図９（ｂ）に矢印ＬＡで示すエネルギー強度のプロファイルに沿って変化する。従って、第１の分離層１２０のいずれの箇所も、最初はエネルギー強度がかなり低いレーザ光の照射を受け、そのうちに、１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低いレーザ光を受けた後、３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高いレーザ光を受けることになる。
【００５６】
また、図１０（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、第１の基材１００の面内方向で直交するＸ方向およびＹ方向のうち、Ｘ方向に延びるラインビーム（レーザ光）のＹ方向におけるエネルギー強度のプロファイルを矩形形状あるいは台形形状の分布を有するように設定し、かつ、このラインビームをＹ方向にずらしていく。そして、基板全面へのレーザ光の照射が終われば、同一の基板に対して同様なレーザ照射を繰り返す。その際には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、エネルギー強度を段階的に高めていく。その結果、１回目の照射時には、１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低いレーザ光を受け、最後には３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高いレーザ光を受けることになる。
【００５７】
第１の基材１００の裏面側からレーザ光を照射したとき、第１の分離層１２０を透過した照射光が薄膜デバイス層１４０にまで達して悪影響を及ぼす場合の対策としては、例えば、図１１に示すように、レーザ光を吸収する第１の分離層１２０上にタンタル（Ｔａ）等の金属膜１２４を形成する方法がある。この方法によれば、第１の分離層１２０を透過したレーザー光は、金属膜１２４の界面で完全に反射されるので、それより上層に形成された薄膜デバイス層１４０に悪影響を与えない。
【００５８】
以上の各工程を経て、薄膜デバイス層１４０の第２の基材１８０への転写が完了し、第２の基材１８０上に薄膜デバイス層１４０が転写された薄膜デバイス装置１を製造することができる。また、薄膜デバイス層１４０が形成された第２の基材１８０を所望の材料上に搭載したものを薄膜デバイス装置としてもよい。
【００５９】
なお、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ２膜などを除去する。また、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、この第２の基板１８０上で薄膜デバイス層１４０に対する配線用の導電層や保護膜の形成を行ってもよい。
【００６０】
このように、本形態の薄膜デバイス装置１の製造方法では、被剥離物である薄膜デバイス層１４０自体を直接に剥離するのではなく、薄膜デバイス層１４０と第１の基材１００とを第１の分離層１２０で剥がす。このため、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基材１００を容易、かつ、確実に剥がすことができる。従って、剥離操作に伴う薄膜デバイス層１４０へのダメージがなく、信頼性の高い薄膜デバイス装置１を製造することができる。
【００６１】
また、本形態では、第４の工程において、レーザ光を照射していくうちに第１の分離層１２０を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせてエネルギー密度を低密度から高密度に変化させるので、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いレーザ光を照射することができる。それ故、第１の分離層１２０の層内あるいは界面での剥離をスムーズに、かつ、確実に進行させることができる。よって、本形態によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置１を効率よく製造できる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
図１２ないし図１４を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００６３】
図１２ないし図１４はいずれも、本形態の薄膜デバイス装置の製造方法のうち、第１の実施の形態と略同様、第４の工程で薄膜デバイス層１４０を第２の基材に転写した後に行う各工程の様子を示す工程断面図である。
【００６４】
本形態は、実施の形態１で説明した第４の工程の後、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０から第３の基材に再度、転写することに特徴を有し、第１の実施の形態と略同様な方法で第２の基材１８０への薄膜デバイス層１４０の転写を行う。従って、本形態でも、第１の実施の形態に関して説明した第１ないし第４の工程を略同様に行うので、これらの工程については、詳細な説明を省略する。
【００６５】
本形態でも、図１（ａ）に示すように、第１の基材１００上に、水素を含有するアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成した後（第１の工程）、図２に示すように、この第１の分離層１２０上に薄膜デバイス層１４０を形成する（第２の工程）。次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０の第１の基材１００と反対側に第２の基材１８０を接着する（第３の工程）。本形態では、後述するように、第２の基材１８０も薄膜デバイス層１４０の側から剥がすので、接着層１６０に代えて、図１２を参照して後述するように、第２の基材１８０を第２の分離層１６０′を介して薄膜デバイス層１４０に接着する。この第２の分離層１６０′としては、熱溶融性接着剤や水溶性接着剤などの接着剤を用いることができる。以下の説明では、第２の分離層１６０′を熱溶融性接着剤によって形成した例を説明する。次に、図４ないし図６に示すように、第１の分離層１２０にレーザ光などのエネルギー光を照射して第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせ、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写する（第４の工程）。この第４の工程では、第１０の分離層に照射するレーザ光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させる。
【００６６】
（第５の工程）
このようにして、薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写した後は、図１２に示すように、薄膜デバイス層１４０の下面（第２の基材１８０と反対側）に接着層１９０を介して第３の基材２００を接着する。この接着層１９０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着材、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種の硬化型の接着剤が挙げられる。接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系。シリコーン系等、いかなるものでもよい。このような接着層１９０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００６７】
接着層１９０として硬化型接着剤を用いる場合、例えば薄膜デバイス層１４０の下面に硬化型接着剤を塗布した後、第３の基材２００を接合し、しかる後に、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により硬化型接着剤を硬化させて、薄膜デバイス層１４０と第３の基材２００とを接着固定する。
【００６８】
接着層１９０として光硬化型接着剤を用いる場合、好ましくは光透過性の第３の基材２００の裏面側から光を照射する。接着剤としては、薄膜デバイス層１４０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤を用いれば、光透過性の第２の基材１８０側から光を照射してもよいし、第２の基材１８０の側および第３の基材２００の側の双方から光を照射してもよい。なお、第３の基材２００に接着層１９０を形成し、その上に薄膜デバイス層１４０を接着しても良い。また、第３の基材２００自体が接着機能を有する場合等には、接着層１９０の形成を省略しても良い。
【００６９】
第２の基材１８０および第３の基材２００は、第１の基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本形態では、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０を形成した後、この薄膜デバイス層１４０を第２の基材１８０に転写し、しかる後に第３の基材２００に転写するため、第２の基材１８０および第３の基材２００には、薄膜デバイス層１４０を形成する際の温度条件に耐え得ること等といった特性が要求されない。従って、薄膜デバイス層１４０の形成の際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、第２の基材１８０および第３の基材２００を構成する材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴｍａｘ以下のものを用いることができる。例えば、第２の基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用いることができ、さらには３２０℃以下のものであってもよい。
【００７０】
第３の基材２００の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
【００７１】
第３の基材２００としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄いプラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第３の基材２００は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００７２】
第３の基材２００としてプラスチック基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００７３】
第３の基材２００としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第３の基材２００を一体的に成形することができる。また、第３の基材２００がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第３の基材２００がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第３の基材２００がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を製造する際に有利である。
【００７４】
第３の基材２００としてガラス基板を用いる場合には、それを構成するガラス材としては、例えば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。
【００７５】
本形態において、第３の基材２００は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板を構成する場合のように、それ自体独立したデバイスを構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
【００７６】
さらに、第３の基材２００は、金属、セラミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、ある品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上等であってもよい。
【００７７】
（第６の工程）
次に、図１３に示すように、熱溶融性接着剤からなる第２の分離層１６０′を加熱し、熱溶融させる。この結果、第２の分離層１６０′の接着力が弱まるため、第２の基材１８０を薄膜デバイス層１４０の側から剥がすことができる、この第２の基材１８０についても、付着した熱溶融性接着剤を除去することで、繰り返し使用することができる。また、第２の分離層１６０′として水溶性接着剤を用いた場合には、少なくとも第２の分離層１６０′を含む領域を純水に浸せばよい。
【００７８】
次に、図１４に示すように、薄膜デバイス層１４０の表面に残る第２の分離層１６０′を除去する。その結果、第３の基材２００に薄膜デバイス層１４０が転写された薄膜デバイス装置１を製造することができる。
【００７９】
なお、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ２膜などを除去する。また、第１の基材１００から第２の基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、あるいは第２の基材１８０から第３の基材２００に薄膜デバイス層１４０を転写した後、第２の基材２００あるいは第３の基材２００上で薄膜デバイス層１４０に対する配線等の導電層や保護膜の形成等を行ってもよい。
【００８０】
このように、本形態の薄膜デバイス装置１の製造方法では、第４の工程において、レーザ光を照射していくうちに第１の分離層１２０を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせてエネルギー密度を低密度から高密度に変化させるので、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いレーザ光を照射することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。また、本形態では、薄膜デバイス層１４０を２回、転写するので、第３の基材２００上での薄膜デバイス層１４０の積層関係は、図２に示すように第１の基材１００上に薄膜デバイス層１４０を形成したときの積層関係と同じである。
【００８１】
［その他の実施の形態］
なお、上記の第１および第２の実施の形態のいずれにおいても、プラズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成した水素含有のアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いたが、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成した以降、図４および図５に示す剥離工程を行う前の所定の時期に水素イオンを導入したアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いてもよい。
【００８２】
［第１の実施例］
本発明の第１の実施の形態の具体例として、図１５ないし図２５を参照して、第１の基材１００の側に、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層１４０を形成し、このデバイス層１４０を第２の基材１８０に転写した薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。図１５ないし図２５は、この製造方法の工程断面図である。
【００８３】
（第１の工程）
図１５に示すように、本例では、石英基板などの透光性の基板からなる第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する。本例では、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ１．１ｍｍの石英基板（軟化点：１６３０℃、歪点：１０７０℃、エキシマレーザの透過率：ほぼ１００％）からなる第１の基材１００を用意し、この第１の基材１００の片面に対して、原料ガスとしてＳｉ２Ｈ６ガスを用いたプラズマＣＶＤ法（４２５℃）により、膜厚が１０００ｎｍの水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する。
【００８４】
（第２の工程）
次に、第１の分離層１２０の上に、プラズマＣＶＤ法（ＳｉＨ４＋Ｏ２ガス、１００℃）により、膜厚が２０００ｎｍのＳｉＯ２膜からなる中間層１４２を形成する。
【００８５】
次に、中間層１４２の上に、ＬＰＣＶＤ法（Ｓｉ２Ｈ６ガス、４２５℃）により膜厚が５０ｎｍアモルファスのシリコン膜１４３を形成する。このシリコン膜１４３はＴＦＴの能動層を形成するための半導体膜である。
【００８６】
次に、第１の基材１００においてシリコン膜１４３が形成されている側から、波長が３０８ｎｍのレーザー光を照射し、シリコン膜１４３にレーザアニールを施す。これにより、シリコン膜１４３は、再結晶化してアモルファスシリコン膜からポリシリコン膜となる。ここで行うレーザ光の照射は、第４の工程において第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせるために照射するレーザ光と比較してエネルギー密度はかなり低い。
【００８７】
次に、図１６に示すように、シリコン膜１４３をパターニングして、チャネルパターンとしてアイランド１４４ａ、１４４ｂを形成する。
【００８８】
次に、図１７に示すように、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法（ＳｉＨ４＋Ｏ２ガス）により、膜厚が１２００ｎｍのＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１４８を形成する。
【００８９】
次に、図１８に示すように、ポリシリコン膜あるいは金属等からなるゲート電極１５０ａ、１５０ｂを形成する。
【００９０】
次に、図１９に示すように、アイランド１４４ａを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７０を形成し、この状態で、例えばボロン（ｂ）のイオン注入を行う。これによって、アイランド１４４ｂには、ゲート電極１５０ｂに対してセルフアライン的にＰ＋層１７２ａ、１７２ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成される。このボロンイオン注入工程では、例えば、Ｂ２Ｈ６（５％）＋Ｈ２（９５％）の混合ガスをプラズマ化し、それにより生成されたボロンイオン及び水素イオンを加速して、質量分析器を介さずにイオン導入を行うと、同じ加速電圧であっても、質量の重いボロンイオンは上層側のポリシリコン膜（アイランド１４４ｂ）に止まる一方で、質量の軽い水素イオンはより深く打ち込まれて、第１の分離層１２０まで到達する。
【００９１】
次に、図２０に示すように、アイランド１４４ｂを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７４を形成し、この状態で、例えば、リン（Ｐ）のイオン注入を行う。これによって、アイランド１４４ａには、ゲート電極１５０ａに対してセルフアライン的にｎ＋層１４６ａ、１４６ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成される。この場合にも、例えばＰＨ３（５％）＋Ｈ２（９５％）の混合ガスをプラズマ化し、それにより生成されたリンイオン及び水素イオンを加速して、質量分析器を介ざずにイオン導入を行うと、同じ加速電圧であっても、質量の重いリンイオンは、上層側のポリシリコン膜（アイランド１４４ａ）に止まる一方で、質量の軽い水素イオンはよ深く打ち込まれて、第１の分離層１２０まで到達する。
【００９２】
次に、図２１に示すように、層間絶縁膜１５４を形成した後、この層間絶縁膜１５４を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成した後、ソース・ドレイン電極１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄを形成する。
【００９３】
このようにして、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴを備えた薄膜デバイス層１４０が形成される。なお、層間絶縁層１５４上にはさらに保護膜を形成してもよい。
【００９４】
（第３の工程）
次に、図２２に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴを備える薄膜デバイス層１４０の上に接着層としてのエポキシ樹脂からなる接着層１６０を形成した後、この接着層１６０を介して、薄膜デバイス層１４０に対して、縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのソーダガラスからなる第２の基材１８０を貼り付ける。次に、接着層１６０に熱を加えてエポキシ樹脂を硬化させ、第２の基材１８０と薄膜デバイス層１４０の側とを接着する。なお、接着層１６０は紫外線硬化型接着剤でもよい。この場合には、第２の基材１８０側から紫外線を照射してポリマーを硬化させる。
【００９５】
（第４の工程）
次に、図２３に示すように、透光性基板からなる第１の基材１００の裏面から、例えば、波長が３０８ｎｍのＸｅ−Ｃｌエキシマレーザー光を照射する。照射されたレーザ光は、第１の基材１００を透過して第１の分離層１２０に届く。この工程では、第１の分離層１２０に対するエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１の分離層１２０を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜が損傷しないように、例えば１５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2くらいのエネルギー密度の高い光を照射する。その結果、第１の分離層１２０を構成する水素含有のアモルファスシリコン膜では、ポリシリコン膜への層転移と、水素ガスの発生が起こり、第１の分離層１２０の層内および／または界面において剥離が生じる。
【００９６】
なお、エキシマレーザの照射は、スポットビーム照射とラインビーム照射のいずれをも用いることができる。スポットビーム照射の場合は、所定の単位領域（例えば８ｍｍ×８ｍｍ）にスポット照射しこのスポット照射を、各回の照射条件を変え、かつ、照射領域が重ならないようにビーム走査しながら照射していく。また、ラインビーム照射の場合は、所定の単位領域（例えば、３７８ｍｍ×０．１ｍｍや０．３ｍｍを同じく、各回の照射領域を少しずつ重ねながら、あるいは完全にずらしながらビーム走査していく。
【００９７】
このようにして第１の分離層１２０で剥離現象を起こさせてから、図２４に示すように、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基材１００を剥がす。その結果、薄膜デバイス層１４０は第２の基材１８０に転写される。
【００９８】
次に、薄膜デバイス層１４０の裏面側に残る第１の分離層１２０をエッチングにより除去する。その結果、図２５に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴが第２の基材１８０に転写された薄膜デバイス装置１が完成する。
【００９９】
このようにして製造された薄膜デバイス装置１は、例えば、図２６（ａ）に示すように、プラスチック等からなるフレキシブル基板１８２上に搭載される。その結果、薄膜デバイス装置１によって回路が構成されたＣＰＵ３００、ＲＡＭ３２０、入出力回路３６０、並びにこれらの回路に電源供給するための太陽電池３４０がフレキシブル基板１８０上に搭載されたマイクロコンピュータを製造することができる。このように構成したマイクロコンピュータは、フレキシブル基板１８２上に形成されているため、図２６（ｂ）に示すように曲げに強く、また、軽量であるために落下にも強いという利点がある。
【０１００】
［第１の実施例の変形例１］
本発明の第１の実施例では、第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０をプラズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成したが、ＬＰＣＶＤ法によって成膜しても、２％程度の水素を含有するアモルファスシリコン膜を形成することができるので、このＬＰＣＶＤ法で形成したアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いてもよい。
【０１０１】
［第１の実施例の変形例２］
本発明の第１の実施例では、第１の工程において、第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０をプラズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成したが、本例では、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成した以降、このシリコン膜に別途、水素イオンを導入したアモルファスシリコン膜を第１の分離層１２０として用いる。すなわち、本例でも、第１の実施例と同様、図１５ないし図２５を参照して説明した各工程を行うが、本例では、図１５に示す第１の工程において、第１の基材１００上に、たとえばＬＰＣＶＤ法により、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成する。その代わりに、第１の工程でアモルファスシリコン膜（第１の分離層１２０）を形成した以降、図２３に示す第４の工程でレーザ光を照射して分離層で剥離を起こさせる以前に、第１の分離層１２０に水素イオンを導入する。
【０１０２】
ここで、第１の分離層１２０に対する水素イオンの導入は、たとえば以下のタイミングで行う。
【０１０３】
まず、第１の例として、図１５に示す第１の工程で第１の分離層１２０を形成すべきアモルファスシリコン膜を形成した後、中間層１４２を形成する前に水素イオンをイオン注入、あるいはイオンドーピングによりアモルファスシリコン膜に導入する。
【０１０４】
また、第２の例として、図１５に示す第１の工程で第１の分離層１２０を形成した後、第２の工程で中間層１４２を形成し、しかる後に、水素イオンをイオン注入、あるいはイオンドーピングによりアモルファスシリコン膜に導入してもよい。このようなタイミングで水素イオンを導入すれば、比較的高いエネルギーで効率よく水素イオンを導入することができるので、中間層１４２を形成する前に水素イオンを導入する方法（第１の例）と比較して短時間で処理を終えることができる。
【０１０５】
さらに、第３の例として、図１５に示す第１の工程で第１の分離層１２０を形成した後、第２の工程で中間層１４２、およびＴＦＴの能動層を形成すべきシリコン膜１４３を形成した以降、レーザアニールによる結晶化工程を行う前に、水素イオンをイオン注入、あるいはイオンドーピングによりアモルファスシリコン膜に導入してもよい。このように構成すると、シリコン膜１４３をたとえば４２５℃位の温度で形成した際に、第１の分離層１２０に含まれていた水素が脱離すすることを防止することができる。また、結晶化工程前に水素イオンを導入しておけば、水素イオンの導入によって発生したダメージをこの結晶化工程で修復することができる。
【０１０６】
［第２の実施例］
本発明の第１の実施の形態の具体例として、図２７ないし図３４を参照して、第１の基材１００の側に各種のＴＦＴを含む薄膜デバイス層１４０を形成し、これを第２の基材１８０に転写して液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装置）の製造方法を説明する。図２７は液晶表示装置の全体構成を示す分解斜視図である。図２８は、この液晶表示装置に用いたアクティブマトリクス基板の構成を示すブロック図である。図２９は、本形態の液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【０１０７】
図２７において、本形態の液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクティブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４６０とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０とは、対向基板４８０の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材（図示せず。）によって所定の間隙を介して貼り合わされ、このシール材の内側領域が液晶４６０の封入領域とされる。シール材としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。ここで、シール材は部分的に途切れているので、対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０とを貼り合わせた後、シール材の内側領域を減圧状態にすれば、シール材の途切れ部分から液晶４６０を減圧注入でき、液晶４６０を封入した後は、途切れ部分を封止剤（図示せず。）で塞げばよい。
【０１０８】
本形態において、対向基板４８０はアクティブマトリクス基板４４０よりも小さく、アクティブマトリクス基板４４０の対向基板４８０の外周縁よりはみ出た領域には、図２８を参照して後述する走査線駆動回路７００やデータ線駆動回路８００等のドライバー部４４４が形成されている。
【０１０９】
また、対向基板４８０およびアクティブマトリクス基板４４０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて偏光板４２０、５００、あるいは位相差フィルムが所定の光軸方向に配置されるように貼られる。さらに、液晶表示装置１０が透過型である場合には、アクティブマトリクス基板４４０の裏側にはバックライト４００が配置される。
【０１１０】
このように構成した液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０では、図２８に示すように、中央領域が実際の表示を行う画素部４４２であり、その周辺部分が駆動回路部４４４とされる。画素部４４２では、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜、シリサイド膜、導電性半導体膜などで形成されたデータ線７２０および走査線７３０に接続した画素用スイッチングのＴＦＴ５がマトリクス状に配列された各画素毎に形成されている。データ線７２０に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチなどを備えるデータ側駆動回路８００が構成されている。走査線７３０に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタなどを備える走査側駆動回路７００が構成されている。
【０１１１】
このように構成したアクティブマトリクス基板４４０において、データ線駆動回路８００および走査線駆動回路７００のシフトレジスタ等は、Ｎ型のＴＦＴ６とＰ型のＴＦＴ７とからなるＣＭＯＳ回路が多段に接続されている。従って、アクティブマトリクス基板４４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６、駆動回路用のＰ型のＴＦＴ７、および画素スイッチング用のＮ型のＴＦＴ５からなる３種類のＴＦＴが形成されている。
【０１１２】
これらのＴＦＴのうち、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６と駆動回路用のＰ型のＴＦＴ７とは導電型が逆であるだけで、基本的な構成が同一なので、図２９には、代表して、Ｎ型のＴＦＴ６と画素スイッチング用のＴＦＴ５のみを示してある。
【０１１３】
図２９において、画素スイッチング用のＴＦＴ５では、画素電極１７０が液晶を介して対向基板４８０と対向させる必要があるが、本形態では、いずれのＴＦＴも、後述するように、薄膜デバイス層１４０として第１の基材１００に形成されたものが、第２の基材１８０に転写されたものであるため、画素電極１７０は、ＴＦＴ５の最も上層側にある。そこで、本形態では、層間絶縁膜１５５に開口１５６、１５７を形成し、開口１５７から下方に向かって画素電極１７０が露出している構造になっている。従って、薄膜デバイス層１４０の裏面側に対して液晶４６０を介して対向基板４８０が対向する構成であっても、画素電極１７０と対向基板４８０に形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動することができる。なお、図２８からわかるように、画素スイッチング用のＴＦＴ５において、ゲート電極１５０は走査線７３０の一部であり、ソース領域１９２ａに電気的に接続するソース電極１５２ｅはデータ線７２０の一部である。なお、画素電極１７０は開口１５６を介してドレイン領域１９２ｂに電気的に接続している。
【０１１４】
図３０ないし図３４を参照して、このアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図３０ないし図３４は、前記した第１の実施の形態に係る方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造する際の工程断面図である。
【０１１５】
本例の液晶表示装置の製造方法のうち、そのアクティブマトリクス基板４４０の製造方法では、まず、図１５ないし図２５を参照して説明した方法と同様、図３０に示すように、石英基板からなる第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する（第１の工程）。
【０１１６】
次に、第１の分離層１２０の上に中間層１４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する（第２の工程）。
【０１１７】
次に、図３１に示すように、画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｂに相当する部分、および画素スイチング用のＴＦＴ５が形成されている領域を除く領域のそれぞれにおいて、層間絶縁膜１５４、１５５、ゲート絶縁膜１４８および中間膜１４２を選択的にエッチングし、それぞれの領域に開口１５６、１５７を同時に形成する。
【０１１８】
次に、図３２に示すように、画素電極１７０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１５２ｄを介して画素スイッチング用のＴＦＴのドレイン領域１９２ｂに電気的に接続し、かつ、開口１５７を介して第１の分離層１２０と接するように形成される。ここで、画素電極１７０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表示装置１０を透過型で形成でき、画素電極１７０をアルミニウム等の金属から形成した場合には、液晶表示装置１０を反射型で形成できる。
【０１１９】
次に、図３３に示すように、接着層１６０を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２の基材１８０を接着する（第３の工程）。
【０１２０】
次に、第１の基材１００の裏面側からエキシマレーザー光を照射し、第１の分離層１２０で剥離現象を生じさせ、第１の基材１００を剥がす。このとき、引き剥がしにさほどの力を要しないので、ＴＦＴ５、６等には機械的ダメージが生じない。また、薄膜デバイス層１４０の裏面側に残った第１の分離層１２０を除去する。
【０１２１】
これにより、図３４に示すアクティブマトリクス基板４４０が完成する。このアクティブマトリクス基板４４０では、画素電極１７０が薄膜デバイス層１４０の裏面側で露出している。従って、アクティブマトリクス基板４４０の薄膜デバイス層１４０の裏面側に配向膜（図示せず。）を形成した後、ラビング処理等の配向処理を行い、しかる後に、図２８に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側と対向するように対向基板４８０をアクティブマトリクス基板４４０とシール材（図示せず。）によって貼り合わせ、これらの基板間に液晶４６０を封入する。その結果、アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０との間に液晶４６０を挟持した液晶表示装置１０を製造することができる。
【０１２２】
このように、本形態の液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０では、耐熱性等に優れた石英基板からなる第１の基材１００上にＴＦＴを最適な条件で形成した後、この第１の基材１００から、ソーダガラス基板からなる安価な第２の基材１８０の側に駆動回路用のＴＦＴ６や画素スイチング用のＴＦＴ４を含む薄膜デバイス層１４０を転写したものを用いている。このため、ＴＦＴ５、６の製造時には第１の基材１００の上で石英基板の耐熱性を十分に行かした温度条件でＴＦＴ５、６を形成できるので、トランジスタ特性の優れたＴＦＴ５、６を形成することができる。また、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価なソーダガラスからなる第２の基材１８０であるため、液晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。
【０１２３】
［第３の実施例］
本発明の第２の実施の形態の具体例として、図３５ないし図４２を参照して、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１４０として、第１の基材１００にＴＦＴを形成し、これを第２の基材１８０に転写した後、さらに第３の基材２００に転写した液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図３５は、本例の液晶表示装置１０の要部を示す断面図である。なお、本形態の液晶表示装置１０およびアクイティブマトリクス基板４４０の基本的な構成は、第２の実施例と同様、図２７および図２８を参照して説明したとおりであるので、それらの説明を省略する。
【０１２４】
図３５において、本形態の液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクティブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４６０とから概略構成されている。本例でも、アクティブマトリクス基板４４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ、駆動回路用のＰ型のＴＦＴ、および画素スイッチング用のＮ型のＴＦＴからなる３種類のＴＦＴが形成されているが、図３５には、これらのＴＦＴのうち、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６、および画素スイッチング用のＴＦＴ５のみを示してある。
【０１２５】
本例において、駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５は、いずれも、後述するように、薄膜デバイス層１４０として第１の基材１００に形成されたものが、第２の基材１８０に転写された後、第３の基材２００に転写されたものであるため、各ＴＦＴ５、６は、第１の基材１００上に形成したときの積層構造のままである。すなわち、画素電極１７０は、層間絶縁膜１５５の上層に形成され、対向基板４８０に形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動することができる。
【０１２６】
図３６ないし図４２を参照して、このアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図３６ないし図４２は、前記した第２の実施の形態に係る方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造する際の工程断面図である。
【０１２７】
本例の液晶表示装置１０の製造方法のうち、そのアクティブマトリクス基板の製造方法では、まず、図１５ないし図２５を参照して説明した方法と同様、図３６に示すように、石英基板からなる第１の基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成する（第１の工程）。
【０１２８】
次に、第１の分離層１２０の上に中間層１４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する（第２の工程）。
【０１２９】
本例でも、画素スイッチング用のＴＦＴ５では、図２８を参照して説明したように、ゲート電極１５０は走査線７３０の一部であり、ソース電極１５２ｅはデータ線７２０の一部である。
【０１３０】
次に、画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｂに相当する部分の上層に位置する層間絶縁膜１５４、１５５およびゲート絶縁膜１４８を選択的にエッチングし、開口１５６を形成する。
【０１３１】
次に、図３７に示すように、画素電極１７０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１９２ｂを介して画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｅに電気的に接続する。本例でも、画素電極１７０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表示装置１０を透過型で形成でき、画素電極１７０をアルミニウム等の金属から形成した場合には、液晶表示装置１０を反射型で形成できる。
【０１３２】
次に、図３８に示すように、熱溶融性接着剤あるいは水溶性の接着剤などからなる第２の分離層１６０′を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２の基材１８０を接着する（第３の工程）。
【０１３３】
次に、第１の基材１００の裏面側からエキシマレーザー光を照射し、第１の分離層１２０で剥離現象を生じさせ、薄膜デバイス層１４０の側から第１の基材１００を剥がす。このとき、引き剥がしにさほどの力を要しないので、ＴＦＴ５、６等には機械的ダメージが生じない。また、図３９に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側に付着している第１の分離層１２０を除去する。
【０１３４】
次に、図４０に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側に対して接着層１９０を介して第３の基材２００を接着する。
【０１３５】
次に、第２の分離層１６０′として熱溶融性接着剤を用いた場合にはこの熱溶融性接着剤を加熱し、第２の分離層１６０′で第２の基材１８０を剥離する。水溶性接着剤を用いた場合にはこの水溶性接着剤を水と接触させて、第２の分離層１６０′で第２の基材１８０を剥離する。次に、図４１に示すように、薄膜デバイス層１４０の表面側に付着している第２の分離層１８０を除去する。
【０１３６】
その結果、アクティブマトリクス基板４４０が完成する。次に、図３５に示すように、画素電極１７０の表面および層間絶縁膜１５５の表面に対して配向膜（図示せず。）を形成した後、ラビング処理等の配向処理を行い、しかる後に、薄膜デバイス層１４０に対向するように対向基板４８０をアクティブマトリクス基板４４０とシール材（図示せず。）によって貼り合わせ、これらの基板間に液晶４６０を封入する。その結果、アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０との間に液晶４６０を挟持した液晶表示装置１０を製造することができる。
【０１３７】
このように、本形態に係る液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０は、耐熱性等に優れた石英基板からなる第１の基材１００上にＴＦＴを最適な条件で形成した後、この第１の基材１００から第２の基材１８０への転写を経て、ソーダガラス基板からなる安価な第３の基材２００の側に、駆動回路用のＴＦＴや画素スイチング用のＴＦＴを含む薄膜デバイス層１４０を転写したものである。このため、ＴＦＴの製造時には第１の基材１００上で石英基板の耐熱性を十分に行かした温度条件でＴＦＴを形成できるので、トランジスタ特性の優れたＴＦＴを形成することができる。また、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価なソーダガラスからなる第３の基材２００であるため、液晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。
【０１３８】
さらに、薄膜デバイス層１４０を２回、転写するため、薄膜デバイス層１４０を第３の基材２００に転写し終えた状態で、薄膜デバイス層１４０は、第１の基材１００にＴＦＴを形成したときの積層構造のままである。それ故、薄膜デバイス層１４０を形成していく際に、画素電極１７０の構造などについては、従来の構造のままでよいので、ＴＦＴの製造方法については変更する必要がない。
【０１３９】
［第４の実施例］
なお、第２の実施例および第３の実施例のいずれにおいても、アクイティブマトリクス基板を構成する要素の全てを第１の基材１００に形成し、これらの構成要素の全てを第２の基材１８０あるいは第３の基材２００に一括して転写する方法であったが、アクティブマトリクス基板４４０を構成する各要素をある程度まとまった単位でそれぞれ別々の第１の基材１００に形成し、各第１の基材１００毎に形成した要素をそれぞれ１枚の基材に転写してアクティブマトリクス基板を形成してもよい。
【０１４０】
たとえば、図２８に示すアクティブマトリクス基板４４０では、各画素の構成は同一であり、かつ、データ線駆動回路８００および走査線駆動回路７００も同一構造のシフトレジスタを多段に接続してある。そこで、アクティブマトリクス基板４４０に形成すべき画素部４４２全体のうち、その一部ずつを何枚もの第１の基材１００に分けて形成し、各第１の基材１００からアクティブマトリクス基板４４０の基材として使用される第２の基材１８０（あるいは第３の基材２００）に画素を複数ずつ転写してもよい。また、アクティブマトリクス基板４４０に形成すべき駆動回路の一部を何枚もの第１の基材１００に形成し、各第１の基材１００からアクティブマトリクス基板４４０の基材として使用される第２の基材１８０（あるいは第３の基材）に各駆動回路を転写してもよい。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明において、第１の分離層は、水素を含有するアモルファスシリコン膜からなるため、第４の工程で、第１の分離層（アモルファスシリコン膜）にレーザ光等のエネルギー光を照射すると、第１の分離層を構成するアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、第１の分離層から水素ガスが発生する。このため、第１の分離層の層内または界面で剥離現象が起こるので、第１の基材は薄膜デバイス側から分離し、薄膜デバイスを第２の基材側に転写することができる。また、本発明では、第１の分離層にエネルギー光を照射するうちに、第１の分離層を構成するシリコン膜の性質が変化していくのに合わせて、シリコン膜に照射するエネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させる。それ故、第１の分離層を構成するシリコン膜が損傷しない範囲内で、エネルギー密度の高いエネルギー光を照射することができるので、第１の分離層の層内あるいは界面での剥離をスムーズに、かつ、確実に進行させることができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法において、第１の工程で第１の基材上に第１の分離層を形成した様子を示す工程断面図、およびこの第１の工程の変形例を示す工程断面図である。
【図２】図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の工程で第１の基材上に第１の分離層を形成した後、第２の工程で第１の分離層の上に薄膜デバイス層を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３】図２に示す第２の工程で第１の分離層の上に薄膜デバイス層を形成した後、第３の工程で薄膜デバイス層に接着層を介して第２の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図４】図３に示す第３の工程で薄膜デバイス層に接着層を介して第２の基材を接着した後、第４の工程で第１の分離層にレーザ光を照射する様子を示す工程断面図である。
【図５】図４に示す第４の工程で第１の分離層にレーザ光を照射した後、第１の分離層で第１の基材を剥離する様子を示す工程断面図である。
【図６】図５に示す第４の工程で第１の基材を剥離した後、薄膜デバイス層に残る第１の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法に用いた第１の基材におけるレーザ光の波長とその透過率との関係を示すグラフである。
【図８】水素含有のアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射したときの水素含有量と、エネルギー密度と、レーザ光を照射したときのシリコン膜の状態との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度がガウシアン分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、およびこのラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、幅方向においてエネルギー強度が矩形状の分布を有するラインビームによってレーザ照射する様子を模式的に示す説明図、このラインビームの幅方向におけるエネルギー強度のプロファイルを示す説明図、およびこのラインビームを繰り返し照射するときにエネルギー強度を段階的に変化させる様子を示す説明図である。
【図１１】図４に示す第４の工程において、レーザ光が薄膜デバイス層に及ぼす影響を防止する方法を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法において、第１の実施の形態と同様な方法で第２の基材に薄膜デバイス層を転写した後、第５の工程において、この薄膜デバイス層の裏面側に接着層を介して第３の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図１３】図１２に示す第５の工程で第２の基材を薄膜デバイス層の側から剥離して、薄膜デバイス層を第３の基材に転写した様子を示す工程断面図である。
【図１４】図１３に示す第５の工程で第２の基材を剥離した後、薄膜デバイス層に残る第２の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第１の実施例において、ＴＦＴを備える薄膜デバイス装置を製造するにあたって、第１の基材上に第１の分離層、中間層、半導体膜を形成した様子を示す工程断面図である。
【図１６】図１５に示す工程で形成した半導体膜をパターニングした様子を示す工程断面図である。
【図１７】図１６に示す工程で形成した島状の半導体膜に表面側にゲート絶縁膜を形成した様子を示す工程断面図である。
【図１８】図１７に示す工程で形成したゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図１９】図１８に示す工程でゲート電極を形成した後、半導体膜にＰ型の不純物を導入する様子を示す工程断面図である。
【図２０】図１９に示す工程で半導体膜にＰ型の不純物を導入した後、半導体膜にＮ型の不純物を導入する様子を示す工程断面図である。
【図２１】図２０に示す工程で半導体膜にＮ型の不純物を導入した後、ソース電極およびドレイン電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図２２】図２１に示す工程までで薄膜デバイス層を形成した後、この薄膜デバイス層に対して接着層を介して第２の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図２３】図２２に示す工程で薄膜デバイス層に第２の基材を接着した後、第１の分離層にレーザ光を照射して第２の分離層で剥離を起こさせる様子を示す工程断面図である。
【図２４】図２３に示す工程で第２の分離層で剥離を起こさせ、第１の基材を剥がして薄膜デバイス層を第２の基材に転写した様子を示す工程断面図である。
【図２５】図２４に示す工程で第１の基材を剥がした後、薄膜デバイス層の裏面側に残る第１の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【図２６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第１の実施例に係る薄膜デバイスをフレキシブル基板上に搭載した様子を示す説明図、およびこのフレキシブル基板を撓ませた様子を示す説明図である。
【図２７】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第２の実施例に係るアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス）を用いた液晶表示装置（電気光学装置）の構成を示す分解斜視図である。
【図２８】図２７に示す液晶表示装置に用いたアクティブマトリクス基板の構成を示すブロック図である。
【図２９】図２７に示す液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【図３０】図２９に示すアクティブマトリクス基板の製造方法において、第１の基材上にＴＦＴを形成した様子を示す工程断面図である。
【図３１】図３０に示す工程で第１の基材上にＴＦＴを形成した後、層間絶縁膜に開口を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３２】図３１に示す工程で層間絶縁膜に開口を形成した後、画素電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３３】図３２に示す工程までで第１の基材上にＴＦＴや画素電極を備える薄膜デバイス層を形成した後、接着層を介して第２の基材を接着し、しかる後に第１の分離層にレーザ光を照射して第１の基材を剥がす様子を示す工程断面図である。
【図３４】図３３に示す工程で薄膜デバイス層から第１の基材を剥がした後の様子を示す工程断面図である。
【図３５】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法の具体例として、第３の実施例に係るアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス）を用いた液晶表示装置（電気光学装置）の要部を示す断面図である。
【図３６】図３５に示す液晶表示装置に用いたアクティブマトリクス基板の製造方法において、第１の基材上にＴＦＴを形成した様子を示す工程断面図である。
【図３７】図３６に示す工程で第１の基材上にＴＦＴを形成した後、画素電極を形成した様子を示す工程断面図である。
【図３８】図３７に示す工程で画素電極を形成した後、ＴＦＴおよび画素電極を備える薄膜デバイス層に第２の分離層を介して第２の基材を接着し、しかる後に第１の分離層にレーザ光を照射して第１の基材を剥がす様子を示す工程断面図である。
【図３９】図３８に示す工程で薄膜デバイス層から第１の基材を剥がした後、薄膜デバイス層の裏面側に残る第１の分離層を除去した後の様子を示す工程断面図である。
【図４０】図３９に示す工程で薄膜デバイス層に残る第１の分離層を除去した後、この薄膜デバイス層の裏面側に接着層を介して第３の基材を接着した様子を示す工程断面図である。
【図４１】図４０に示す工程で薄膜デバイス層に接着層を介して第３の基材を接着した後、第２の分離層で第２の基材を剥がし、しかる後に薄膜デバイス層に残る第２の分離層を除去した様子を示す工程断面図である。
【符号の説明】
１ 薄膜デバイス装置
５ 画素スイッチング用のＴＦＴ（薄膜デバイス）
６ 駆動回路用のＮ型のＴＦＴ（薄膜デバイス）
７ 駆動回路用のＰ型のＴＦＴ（薄膜デバイス）
１０ 液晶表示装置
１００ 第１の基材
１２０ 第１の分離層
１２４ 金属膜
１４０ 薄膜デバイス層
１４２ 中間層
１４４ チャネル領域
１４４ａ、１４４ｂ アイランド
１４６ ソース・ドレイン領域
１４６ａ、１４６ｂ ｎ＋層（ソース・ドレイン領域）
１４８ ゲート絶縁膜
１５０、１５０ａ、１５０ｂ ゲート電極
１５２、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ ソース・ドレイン電極
１５４、１５５ 層間絶縁膜
１５６、１５７ 開口
１６０ 接着層
１６０′ 第２の分離層
１７０ 画素電極
１７２ａ、１７２ｂ Ｐ＋層（ソース・ドレイン領域）
１８０ 第２の基材
１８２ フレキシブル基板
１９０ 接着層
１９２ａ ソース領域
１９２ｂ ドレイン領域
２００ 第３の基材
３００ ＣＰＵ
３２０ ＲＡＭ
３４０ 太陽電池
３６０ 入出力回路
４００ バックライト
４２０、５００ 偏光板
４４０ アクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装置）
４４２ 画素部
４４４ 駆動回路部
４６０ 液晶
４８０ 対向基板
４８２ 共通電極
７００ 走査側駆動回路
７２０ データ線
７３０ 走査線
８００ データ線駆動回路
Claims (11)
- 第１の基材上にアモルファスシリコン膜を形成する第１の工程と、
前記アモルファスシリコン膜に水素を導入することにより第１の分離層を形成する第２の工程と、
前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第３の工程と、
前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着する第４の工程と、
前記第１の分離層の層内または前記第１の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせて、前記薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第５の工程と、を具備し、
前記第５の工程では、前記第１の分離層にエネルギー光を照射させることによってガスを発生させるとともに、前記エネルギー光のエネルギー密度を低密度から高密度に変化させることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。 - 請求項１に記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、
前記第５の工程では、前記エネルギー光としてレーザ光を照射することを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。 - 請求項１または２に記載の薄膜デバイスの製造方法において、
前記第５の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密度を連続的に変化させることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。 - 請求項１ないし３のいずれかにに記載の薄膜デバイスの製造方法おいて、
前記第５の工程では、前記エネルギー光のエネルギー密度を段階的に変化させることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜デバイスの製造方法おいて、
前記第５の工程の後、さらに前記薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を接着する第６の工程と、
前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして前記薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第７の工程と、
を有することを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。 - 請求項５に記載の薄膜デバイスの製造方法において、
前記第４の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接着し、
前記第７の工程では、前記第２の分離層の層内または前記第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記薄膜デバイス側から剥がして前記薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写することを特徴とする薄膜デバイスの製造方法。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の薄膜デバイスの製造方法おいて、
前記第３の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、少なくとも薄膜トランジスタを形成することを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。 - 請求項１ないし７のいずれかに規定する薄膜デバイス装置の製造方法を利用したアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記第３の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして画素スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、前記薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。 - 請求項８において、前記第３の工程では、前記第１の基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、前記薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、前記薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および前記薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
- 請求項８または９に記載のアクティブマトリックス基板の製造方法において、
前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジスタを形成して、前記薄膜トランジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリクス基板を製造することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。 - 請求項１０に規定するアクティブマトリクス基板を用いたことを特徴とする電気光学装置。
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