JP5147330B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

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Description

本発明は半導体装置の作製方法に関する。特に、導電層、半導体層等のパターンを形成する方法に関する。
従来、ＭＯＳトランジスタや薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴともいう）及びそれらを有する半導体装置は、基板上に絶縁層及び導電層などの多数の薄膜を形成し、適宜リソグラフィー技術を用いて製造されている。リソグラフィー技術とは、フォトマスクと呼ばれる透明な平板面上に遮光性の材料で形成された回路等のパターンを、光を利用して目的とする対象物に転写する技術であり、半導体集積回路等の製造工程において、広く用いられている。
しかし、リソグラフィー技術を用いた製造工程では、フォトレジストと呼ばれる感光性樹脂を用いたレジスト塗布、パターン露光、現像、レジストをマスクとしたエッチング、レジスト除去といった多段階の工程が必要になる。従って、リソグラフィー工程の回数が増える程、スループットが低下してしまう。
例えば、本出願人は、特許文献１に記載のフォトレジストを用いることなく線状のパターンを加工する技術を提案している。特許文献１には、透明導電膜（ＩＴＯ）にエキシマレーザを線状に照射して、線状開溝を形成して、パターンを形成する技術が記載されている。
また、特許文献２には、脂肪族ポリエステルを含有するレジストを用い、選択的に紫外線を露光して紫外線照射領域のレジストを除去することで現像液による現像工程を不要にして、リソグラフィー工程を簡略化する技術が記載されている。
特開昭６３−８４７８９号公報 特開２００５−０９９５００号公報
本発明は、半導体装置の製造工程において、リソグラフィー工程の回数を削減し、スループットを向上することを課題とする。
また、本発明は、半導体装置の製造工程において、大面積基板にも適用できるパターン形成技術を提供することを課題とする。
本発明は、半導体層、配線層、電極層等の層をパターン形成するためのマスクを、フォトレジストを用いることなく、レーザアブレーションを利用して形成することを特徴とする。本発明のように、レーザアブレーションを利用して、パターンを形成するプロセスをレーザ・アブレーション・パターニング・プロセス（ＬＡＰＰ；Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）ともいう。
まず、被加工層上に光吸収層、絶縁層を積層形成し、フォトマスクを介したレーザビームの照射によって、絶縁層（又は絶縁層及び光吸収層）からなるマスクを形成する。フォトマスクを介してレーザビームを照射することで、大面積でも一度に選択的に照射することができる。したがって、大面積を一度に加工するためのマスクを形成することが可能である。
また、光吸収層上に絶縁層を積層形成することで、被加工層上に厚膜な層を容易に形成することができる。このように、被加工層上に厚膜な層を形成することで、レーザビームの照射による被加工層へのダメージを防ぐこともできる。
次に、絶縁層（又は絶縁層及び光吸収層）からなるマスクをエッチングマスクとして用い、被加工層をエッチングして、所望のパターン形状を有する層を形成する。
光吸収層は、レーザビームを吸収する材料を用いて形成する。絶縁層は、レーザビームを透過する材料を用いて形成する。被加工層上に積層形成された光吸収層、絶縁層において、絶縁層側からレーザビームを照射することによって、当該レーザビームは絶縁層を透過して光吸収層で吸収される。光吸収層は、吸収したレーザビームのエネルギーによって加熱され、少なくとも上層に積層されている絶縁層を破壊し、除去する。このように、レーザビームのエネルギーにより、照射領域の一部又は全部が除去される現象をレーザアブレーションという。このとき、光吸収層も一緒にレーザビームによって除去されてもよい。
レーザビームは、フォトマスクを介して照射される。フォトマスクは、レーザビームを透過する領域と、遮光する領域とで、所望のパターンが形成されている。本発明は、フォトマスクを介してレーザビームを照射するため、フォトマスクの透過領域を通過したレーザビームが、絶縁層を透過して光吸収層で吸収される。したがって、フォトマスクに形成されたパターンに対応して、絶縁層がレーザアブレーションされ、除去される。このとき、光吸収層も一緒にレーザアブレーションされ、除去されても良い。
次に、残存した絶縁層（又は絶縁層及び光吸収層）をマスクとして、被加工層をエッチングする。被加工層は、マスクとして用いた絶縁層（又は絶縁層及び光吸収層）に対応して残存する。したがって、被加工層は、フォトマスクに対応したパターンが形成される。被加工層を所望の形状に加工した後は、マスクとして用いた絶縁層（又は絶縁層及び光吸収層）は必要に応じて除去すればよい。
被加工層は、導電材料又は半導体材料を用いて形成する。レーザアブレーションを利用することにより、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、導電層又は半導体層を形成することができる。
本発明の一は、被加工層を形成し、被加工層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、フォトマスクを介して光吸収層及び絶縁層にレーザビームを照射して、少なくとも絶縁層の照射領域を除去し、残存した絶縁層をマスクとして被加工層をエッチングする。
本発明の一は、被加工層を形成し、被加工層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、フォトマスクを介して光吸収層及び絶縁層にレーザビームを照射して、少なくとも絶縁層の照射領域を除去し、残存した絶縁層をマスクとして被加工層をエッチングし、テーパ形状を有する層を形成する。
また、テーパ形状を有する層は、ウェットエッチング法、又はドライエッチング法及びウェットエッチング法を組み合わせたエッチングにより形成する。
本発明の一は、被加工層を形成し、被加工層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、フォトマスクを介して光吸収層及び絶縁層にレーザビームを照射して、少なくとも絶縁層の照射領域を除去し、残存した絶縁層をマスクとして被加工層をエッチングし、垂直形状を有する層を形成する。
また、垂直形状を有する層は、ドライエッチング法を用いてエッチングすることにより形成する。
また、本発明の一は、導電材料又は半導体材料を用いて被加工層を形成する。
また、本発明の一は、レーザビームを吸収する材料を用いて光吸収層を形成する。
また、本発明の一は、導電材料、半導体材料、又は絶縁材料を用いて光吸収層を形成する。
また、本発明の一は、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）のうち、少なくとも１つの元素を用いて光吸収層を形成する。
また、本発明の一は、レーザビームを透過する材料を用いて絶縁層を形成する。
また、本発明の一は、レーザビームを透過する領域と、レーザビームを遮光する領域とでパターンが形成されたフォトマスクを用いる。
本発明は、フォトマスクを介してレーザビームを照射することにより、絶縁層、又は絶縁層及び光吸収層の積層構造からなるマスクを作製することができる。当該マスクを用いることにより、半導体層、導電層等を所望の形状に加工することが可能になる。
本発明を適用することで、半導体装置を製造する際のリソグラフィー工程を削減することができ、スループットを向上することができる。
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細をさまざまに変更しうることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
（実施の形態１）
本発明は、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を用いることなく、所望の形状を有する導電層、半導体層などの層を形成することを特徴とする。本発明を適用して加工する層を被加工層ともいう。本実施の形態においては、例えばトランジスタ等を構成する配線層、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層等の導電層、半導体層などを加工する。
本発明を適用した被加工層の作製方法の一形態について、図１、図２を用いて説明する。
まず、被加工層１０２、光吸収層１０４、絶縁層１０６が順次積層形成された基板１００を用意する。そして、フォトマスク１０８を介し、絶縁層１０６側からレーザビーム１１４を照射する（図１（Ａ）参照）。
基板１００は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は半導体基板等を用いる。なお、基板１００上に下地絶縁層を形成することもできる。その場合、下地絶縁層は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の絶縁材料を用いて形成すればよい。
被加工層１０２は、目的に応じた材料を用いて形成する。例えば、被加工層１０２として、電極や配線として機能する導電層を形成したい場合は、導電材料を用いて形成する。導電材料としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。被加工層１０２は、これらの導電材料を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
また、被加工層１０２として、チャネル等を形成する半導体層を形成したい場合は、半導体材料を用いて形成する。半導体材料としては、シリコン、シリコンゲルマニウム等を用いることができる。また、被加工層１０２は、非晶質半導体層を形成してもよいし、結晶性半導体層を形成してもよい。被加工層１０２は、これらの半導体材料を用い、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
光吸収層１０４は、レーザビームを吸収することができる材料を用いて形成する。また、光吸収層１０４は、下層の被加工層１０２の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いることが好ましい。例えば、光吸収層１０４は、導電材料、半導体材料、又は絶縁材料を用いて形成することができる。具体的には、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）のうちいずれかの元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物等の導電材料を用いることができる。当該元素を主成分とする化合物としては、窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物などを用いることができ、例えば窒化アルミニウム、窒化タングステン、窒化タンタル等を用いることができる。その他、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン等の有機樹脂材料や、シロキサン、ポリシラザン等の絶縁材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。光吸収層１０４は、上述したような材料を用いて、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。また、絶縁材料を用いて光吸収層１０４を形成する場合、塗布法により形成することができる。また、光吸収層１０４に、水素や不活性気体（ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス）を添加することもできる。光吸収層１０４に水素や不活性気体を添加することで、後にレーザビームを照射する際、光吸収層１０４内での気体の放出や光吸収層１０４の蒸発を起こしやすくすることができる。
絶縁層１０６は、レーザビームを透過することができる材料を用いて形成する。例えば、透光性の無機絶縁材料、有機絶縁材料等を用いる。無機絶縁材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を用いることができる。有機絶縁材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機樹脂等を用いることができる。絶縁層１０６は、これらの材料を用い、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
フォトマスク１０８は、レーザビームを透過する領域（以下、透過領域ともいう）１１０と、レーザビームを遮光する領域（以下、遮光領域ともいう）１１２と、を有し、透過領域１１０と遮光領域１１２とで所望のパターンが形成されている。例えば、フォトマスク１０８は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料を用いて所望のパターンが形成されている。なお、遮光領域１１２を構成する材料は、遮光性が優れ、且つレーザビーム１１４のエネルギーに耐性のある材料を用いる必要がある。例えば、レーザビーム１１４にエキシマレーザを用いる場合、タングステン、モリブデン、アルミニウムを用いることができる。
レーザビーム１１４としては、光吸収層１０４に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択する。代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択して照射することができる。
このようなレーザビームを発振することが可能なレーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波から第５高調波を適宜選択して用いることが好ましい。
また、レーザビーム１１４は、連続発振のレーザビームやパルス発振のレーザビームを適宜用いることができる。パルス発振のレーザビームにおいては、通常、数十Ｈｚ〜数ＫＨｚの発振周波数を用いるが、それよりも著しく高い１０ＭＨｚ以上の発振周波数、パルス幅がピコ秒台、或いはフェムト秒（１０−１５秒）台のレーザビームが得られるパルス発振レーザを用いてもよい。
レーザビーム１１４の断面形状は、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）を適宜用いればよい。また、レーザビーム１１４は、このような断面形状となるように光学系で加工することが好ましい。
また、レーザビーム１１４のエネルギーは、光吸収層１０４内における気体の放出や光吸収層１０４の蒸発を起こさせる程度が好ましい。
図１（Ａ）において、レーザビーム１１４は、フォトマスク１０８の透過領域１１０を透過し、絶縁層１０６の表面に到達する。
さらに、レーザビーム１１４は絶縁層１０６を透過し、光吸収層１０４で吸収される。光吸収層１０４は、レーザビーム１１４の到達した領域（以下、照射領域ともいう）でレーザアブレーションされ、光吸収層１０４及びその上層に積層されている絶縁層１０６はともに部分的に除去される（図１（Ｂ）参照）。残存した光吸収層１０４は、光吸収層１１６ａ、光吸収層１１６ｂ、光吸収層１１６ｃ、光吸収層１１６ｄに分離されている。同様に、絶縁層１０６は、絶縁層１１８ａ、絶縁層１１８ｂ、絶縁層１１８ｃ、絶縁層１１８ｄに分離されている。残存する光吸収層１１６ａ〜１１６ｄ及び絶縁層１１８ａ〜１１８ｄは、被加工層１０２をエッチング加工する際のエッチングマスクとして機能する。また、残存する光吸収層１１６ａ〜１１６ｄ及び絶縁層１１８ａ〜１１８ｄのパターンは、フォトマスク１０８に形成されたパターン、具体的には遮光領域１１２が形成するパターンに対応している。
ここで起こるレーザアブレーションとは、光吸収層１０４で吸収されたレーザビーム１１４のエネルギーにより、光吸収層１０４の照射領域が蒸発し、光吸収層１０４の照射領域及び当該照射領域上の絶縁層１０６が除去（あるいは飛散）されることを示す。
このように、レーザアブレーションを利用してエッチングマスクを形成するため、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程におけるレジスト塗布工程及び現像液による現像工程を省略することができる。したがって、フォトレジスト材料及び現像液等の材料のロスを防ぐことができる。また、基板を回転させる必要がなくなり、大面積基板にも適用しやすくなる。さらに、フォトマスクを介してレーザビームを照射するため、大面積でも一度に選択的に照射することができる。その結果、大面積に一度にマスクパターンを形成することもできる。
また、本発明は、マスクとして機能するための層を、光吸収層と絶縁層の積層構造としている。このように光吸収層上に絶縁層を形成することで、容易に厚膜化することができる。したがって、レーザビームを照射する際に、下層に形成されている被加工層へダメージが入ることを防ぐことができる。
また、通常のリソグラフィー工程では、被加工層をエッチングするためのマスクパターンは、ステッパー等の複雑な光学系を有する露光装置を用い、レジスト塗布、パターン露光、現像、エッチング、レジスト剥離等の工程を経て形成する。一方、本発明は、レーザアブレーションを利用してマスクパターンを形成するため、レジスト塗布、現像、レジスト剥離等に係る装置は不要となる。本発明を適用することで、パターンを形成するための装置のメンテナンスを容易にすることができる。
また、レーザビーム１１４の照射後、基板１００のレーザビーム１１４の照射側に、Ｎ２、空気等の気体を噴射してもよい。また、基板１００は、水等の無反応物質である液体を用いて洗浄してもよい。このように気体を噴射、又は液体で洗浄することで、アブレーションに起因するゴミや残渣等を低減することができる。
次に、残存した光吸収層１１６ａ〜１１６ｄ、及び絶縁層１１８ａ〜１１８ｄをマスクとして、被加工層１０２をエッチングし、被加工層１２０ａ、被加工層１２０ｂ、被加工層１２０ｃ、被加工層１２０ｄを形成する（図１（Ｃ）参照）。被加工層１２０ａ〜１２０ｄは、所望のパターン形状を構成しており、配線、電極等として機能する導電層や、半導体層を形成する。被加工層１２０ａ〜１２０ｄが構成するパターン形状は、フォトマスク１０８に形成されたパターンに対応している。具体的には、フォトマスク１０８に形成された遮光領域１１２のパターンに対応している。残存する光吸収層１１６ａ〜１１６ｄ、及び絶縁層１１８ａ〜１１８ｄは、エッチングマスクとして機能する。
被加工層１０２は、異方性エッチング又は等方性エッチングが行われ、被加工層１２０ａ〜１２０ｄが形成される。エッチングは、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、又はドライエッチング法とウェットエッチング法を組み合わせて行えばよい。
一般に、ウェットエッチング法を用いるとエッチング加工物（本実施の形態では、被加工層１２０ａ〜１２０ｄ）は等方的形状となる。そのため、ウェットエッチング法は等方性エッチングに適用される。一方、ドライエッチング法は、化学反応によりエッチングが進行する化学的エッチング要素と、スパッタ効果等により物理的にエッチングが進行する物理的エッチング要素を備えている。化学的エッチングは等方性を、物理的エッチングは異方性を示し、両者の比率は装置の構成等により変化する。ドライエッチング法は、化学的エッチング要素と物理的エッチング要素の比率により、異方性エッチング又は等方性エッチングを行うことが可能であるため、両者のエッチングに適用できる。
ドライエッチング法を用いる場合、エッチングガスは、被加工層１０２と、絶縁層１１８ａ〜１１８ｄ及び光吸収層１１６ａ〜１１６ｄとの選択比が高く取れるガスを用いる。例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＢＣｌ３等のフッ素系又は塩素系のガスを用いることができる。また、エッチングガスにＨｅやアルゴンなどの不活性ガスやＯ２ガス等を適宜加えても良い。例えば、被加工層１０２をタングステン、光吸収層１１６ａ〜１１６ｄをクロム、絶縁層１１８ａ〜１１８ｄを酸化窒化シリコンを用いて形成する場合、エッチングガスとしてＣＦ４とＣｌ２とＯ２との混合ガスを用いることができる。
なお、ドライエッチング法を用いる場合は、最上層部、すなわちここでは絶縁層１１８ａ〜１１８ｄの上層部もエッチングされ、絶縁層１１８ａ〜１１８ｄの膜厚が減少する（膜減りといわれる）ことがある。
ウェットエッチング法を用いる場合、エッチング液は、被加工層１０２と、絶縁層１１８ａ〜１１８ｄ及び光吸収層１１６ａ〜１１６ｄとの選択比が取れる溶液を用いる。例えば、フッ酸、リン酸、硝酸、酢酸、硫酸等の酸性の溶液、水酸化カリウム、ヒドラジン、エチレンジアミン等のアルカリ性の溶液を用いることができる。また、エッチング溶液に純水や緩衝剤を適宜加えてもよい。例えば、被加工層１０２をモリブデン、光吸収層１０４をクロム、絶縁層１０６を酸化窒化シリコンを用いて形成する場合、エッチング液として、リン酸、酢酸、硝酸、純水を体積％で、８５：５：５：５の比率で混合した酸（本明細書では、以下混酸アルミ液ともいう）を用いることができる。また、被加工層１０２をタングステンを用いて形成する場合は、２８ｗｔ％のアンモニア、３１ｗｔ％の過酸化水素水、純水を体積％で３：５：２の比率で混合した溶液（本明細書では、以下、過水アンモニウムともいう）を用いることができる。例えば、タングステン（Ｗ）は、過水アンモニウムに対するエッチング速度が２４ｎｍ／ｍｉｎ程度である。また、窒化タングステンは、過水アンモニウムに対するエッチング速度が２５０ｎｍ／ｍｉｎ程度である。
図１（Ｃ）には、異方性エッチングにより被加工層１０２の一部を除去して、被加工層１２０ａ〜１２０ｄを形成した例を示している。異方性エッチングでエッチング加工された被加工層１２０ａ〜１２０ｄの側面（側壁）は垂直形状を有している。
また、図２（Ａ）に、等方性エッチングにより被加工層１０２の一部を除去して、被加工層２２０ａ、被加工層２２０ｂ、被加工層２２０ｃ、被加工層２２０ｄを形成した例を示す。エッチングマスクとなる光吸収層１１６ａ〜１１６ｂ、及び絶縁層１１８ａ〜１１８ｄを形成する工程までは、図１（Ｂ）と同じである。等方性エッチングによりエッチング加工された被加工層２２０ａ〜２２０ｄの側面（側壁）は、テーパ形状を有している。
本発明は、エッチングマスクとして機能する層が、光吸収層と絶縁層との積層構造となっているため、選択比を高く取りやすくなっている。また、光吸収層上に絶縁層を形成することで厚膜化できるため、ドライエッチングの際の膜減りにも十分耐えることができる。
なお、レーザアブレーションにより絶縁層及び光吸収層からなるマスクを形成する際、下層にある被加工層への影響が懸念される。しかしながら、レーザビームの照射領域下方に位置する被加工層は、エッチングの際に除去されるため、特に問題はない。
次に、光吸収層１１６ａ〜１１６ｄ、及び絶縁層１１８ａ〜１１８ｄを除去する（図１（Ｄ）、図２（Ｂ）参照）。光吸収層１１６ａ〜１１６ｄ、及び絶縁層１１８ａ〜１１８ｄは、ドライエッチング法又はウェットエッチング法を利用してエッチング除去する方法や、レーザビームを照射し、レーザアブレーションして除去する方法を、適宜選択すればよい。また、レーザアブレーションして除去する場合は、レーザビーム照射側から、Ｎ２、空気等の気体の噴射や、液体を用いた洗浄などを行ってもよい。以上で、所望のパターン形状を構成する被加工層１２０ａ〜１２０ｄを得ることができる。
また、本発明を適用して、配線基板上に形成される導電層や、ＲＦタグ等に用いられるアンテナとして機能する導電層を形成することもできる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望のパターン形状を有する層を形成することができる。したがって、リソグラフィー工程が簡略化するため、スループットを向上させることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、量産性を向上させることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明を適用してゲート電極層、配線層として機能する複数の導電層を作製する方法について、図４を用いて説明する。
まず、導電層４０２、光吸収層４０４、絶縁層４０６が順次積層形成された基板４００を用意する。そして、フォトマスク４０８を介し、絶縁層４０６側からレーザビーム４１４を照射する（図４（Ａ１）参照）。
基板４００は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いればよい。なお、基板４００上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて下地絶縁層を形成してもよい。
導電層４０２は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料等の導電材料を用いて形成する。また、導電層４０２は、単層構造でも積層構造でもよい。例えば、タングステン層の単層構造、窒化タンタル層、タングステン層若しくは窒化タングステン層、モリブデン層が積層された２層構造、モリブデン層、アルミニウム層、モリブデン層が積層された３層構造等を形成することができる。
導電層４０２は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成する。
光吸収層４０４は、レーザビーム４１４を吸収することができる材料を用いて形成する。また、光吸収層４０４は、下層の導電層４０２の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いることが好ましい。例えば、光吸収層４０４は、導電材料、半導体材料、又は絶縁材料を用いて形成することができる。光吸収層４０４は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、又はＡｌ等の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物等の導電性材料を用いることができる。当該化合物としては、窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物などを用いることができ、例えば、窒化アルミニウム、窒化タングステン、窒化タンタル等を用いることができる。その他、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン等の有機樹脂材料や、シロキサン、ポリシラザン等の絶縁材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。光吸収層４０４は、単層構造でも積層構造でもよい。
光吸収層４０４は、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により形成する。また、絶縁材料を用いて光吸収層４０４を形成する場合、塗布法により形成することができる。また、光吸収層４０４に、水素や不活性気体（ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス）を添加してもよい。光吸収層４０４に水素や不活性気体を添加することで、後にレーザビームを照射する際、光吸収層１０４内での気体の放出や蒸発を起こしやすくすることができる。
絶縁層４０６は、レーザビームを透過することができる材料を用いて形成する。例えば、透光性の無機絶縁材料、有機絶縁材料等を用いる。無機絶縁材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を用いることができる。有機絶縁材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機樹脂等を用いることができる。絶縁層４０６は、これらの材料を用い、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
フォトマスク４０８は、レーザビーム４１４の透過領域４１０と、遮光領域４１２と、を有し、透過領域４１０と遮光領域４１２とで所望のパターンが形成されている。例えば、フォトマスク４０８は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料を用いて所望のパターンを形成したものを用いる。なお、遮光領域４１２を構成する材料は、遮光性が優れ、且つレーザビーム４１４のエネルギーに耐性のある材料を用いる必要がある。例えば、エキシマレーザを用いる場合、タングステン、モリブデン、アルミニウムを用いることができる。
レーザビーム４１４としては、光吸収層４０４に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択すればよく、代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択すればよい。
このようなレーザビームを発振することが可能なレーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波から第５高調波を適宜選択して用いることが好ましい。
また、レーザビーム４１４は、連続発振のレーザビームやパルス発振のレーザビームを適宜用いることができる。パルス発振のレーザビームにおいては、通常、数十Ｈｚ〜数ＫＨｚの周波数帯を用いるが、それよりも著しく高い１０ＭＨｚ以上の発振周波数、パルス幅がピコ秒台、或いはフェムト秒（１０−１５秒）台のレーザビームが得られるパルス発振レーザを用いてもよい。
レーザビーム４１４の断面形状は、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）を適宜用いればよく、このような断面形状となるように光学系で加工すると好ましい。また、レーザビーム４１４のエネルギーは、光吸収層４０４内における気体の放出や光吸収層４０４の蒸発を起こさせる程度が好ましい。
図４（Ａ１）において、レーザビーム４１４は、フォトマスク４０８の透過領域４１０を透過し、絶縁層４０６の表面に到達する。
図４（Ａ２）には、図４（Ａ１）の上面の模式図を示す。図４（Ａ１）は、図４（Ａ２）の線分ＯＰにおける断面図に相当する。なお、上面図では、フォトマスク４０８及びレーザビーム４１４は省略している。
絶縁層４０６の表面に到達したレーザビーム４１４は、当該絶縁層４０６を透過し、下層に形成されている光吸収層４０４で吸収される。光吸収層４０４は、レーザビーム４１４の照射領域でレーザアブレーションされ、上層に積層されている絶縁層４０６とともに除去される。そして、光吸収層４１６ａ、光吸収層４１６ｂ、光吸収層４１６ｃ、光吸収層４１６ｄ、及び絶縁層４１８ａ、絶縁層４１８ｂ、絶縁層４１８ｃ、絶縁層４１８ｄが残存する（図４（Ｂ１）、図４（Ｂ２）参照）。残存する光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ、及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄのパターンは、フォトマスク４０８に形成されたパターン、具体的には遮光領域４１２が形成するパターンに対応している。
ここで起こるレーザアブレーションとは、光吸収層４０４で吸収されたレーザビーム４１４のエネルギーにより、光吸収層４０４の照射領域が蒸発し、光吸収層４０４の照射領域及び当該照射領域上の絶縁層４０６が除去（あるいは飛散）されることを示す。
また、レーザビーム４１４の照射後、基板４００のレーザビーム４１４の照射側に、Ｎ２、空気等の気体を噴射してもよい。また、基板４００は、水等の無反応物質である液体を用いて洗浄してもよい。このように気体を噴射、又は液体で洗浄することで、アブレーションに起因するゴミや残渣等を低減することができる。
次に、光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ、及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄをマスクとして導電層４０２をエッチングし、導電層４２０ａ、導電層４２０ｂ、導電層４２０ｃ、導電層４２０ｄを形成する（図４（Ｃ１）、図４（Ｃ２）参照）。導電層４２０ａ〜４２０ｄが形成するパターンは、フォトマスク４０８に形成されたパターンに対応している。
導電層４２０ａ〜４２０ｄは、光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ、及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄをエッチングマスクとして、導電層４０２を異方性エッチング又は等方性エッチングして形成することができる。エッチングは、導電層４０２とエッチングマスク（光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄ）との選択比が高く取れる条件で、適宜エッチング方法やエッチングガス、エッチング液等を選択して行えばよい。
本実施の形態では、異方性エッチングを行い、側面が垂直形状を有する導電層４２０ａ〜４２０ｄを形成する（図４（Ｃ１）参照）。異方性エッチングには、ドライエッチング法を用いることができる。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＢＣｌ３などのフッ素系又は塩素系のガスを用いることができる。また、エッチングガスに、ＨｅやＡｒなどの不活性ガス、Ｏ２ガス等を適宜加えても良い。
異方性エッチングの後に、続けて等方性エッチングを行い、側面（側壁）にテーパ形状を有する導電層を形成してもよい（図３８参照）。例えば、ドライエッチング法により側面が垂直形状の導電層４２０ａ〜４２０ｂを形成し（図３８（Ａ）参照）、続けてウェットエッチング法により側面がテーパ形状の導電層４２２ａ、導電層４２２ｂ、導電層４２２ｃ、導電層４２２ｄを形成する（図３８（Ｂ）参照）。ウェットエッチング法によりマスク（光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄ）の下にエッチング液が回り込むことで、導電層４２０ａ〜４２０ｄの側面にテーパ形状が形成される。その結果、図３８（Ｃ）に示すような導電層４２２ａ〜４２２ｄを形成することができる。ウェットエッチングに用いるエッチング液としては、ＨＦ、Ｈ３ＰＯ４、ＨＮＯ３、ＣＨ３ＣＯＯＨ、Ｈ２ＳＯ４等の酸性の溶液、ＫＯＨ、Ｎ２Ｈ２、ＮＨ２（ＣＨ２）２ＮＨ２等のアルカリ性の溶液を用いることができる。また、エッチング溶液に純水や緩衝剤を適宜加えてもよい。
また、ウェットエッチングのみを行って、側面がテーパ形状を有する導電層を形成してもよい。
例えば、導電層４０２をタングステン、光吸収層４０４（４１６ａ〜４１６ｄ）をクロム、絶縁層４０６（４１８ａ〜４１８ｄ）を酸化窒化シリコンを用いて形成する場合、ＣＦ４、Ｃｌ２、Ｏ２との混合ガスを用いてドライエッチングを行うことができる。
また、導電層４０２をモリブデン、光吸収層４０４（４１６ａ〜４１６ｄ）をクロム、絶縁層４０６（４１８ａ〜４１８ｄ）を酸化窒化シリコンを用いて形成した場合は、混酸アルミ液を用いてウェットエッチングを行うことができる。導電層をタングステンを用いて形成する場合は、過水アンモニウムを用いてエッチングすることができる。
なお、エッチングにドライエッチング法を用いる場合は、マスクとなる絶縁層の上層部がエッチングされて、当該絶縁層の膜厚が減少する（膜減りといわれる）ことがある。
次に、マスクとして用いた光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ、及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄを除去する（図４（Ｄ１）、図４（Ｄ２）参照）。光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ、及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄの除去は、ドライエッチング法やウェットエッチング法を利用して除去する方法や、レーザビームを照射し、レーザアブレーションして除去する方法を用いればよい。レーザアブレーションを利用して、光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ、及び絶縁層４１８ａ〜４１８ｄを除去する場合は、レーザビームの照射側から、Ｎ２、空気等の気体の噴射又は水等の無反応物質である液体を用いた洗浄により、ゴミや残渣等を除去することが好ましい。以上で、所望のパターン形状を構成する導電層４２０ａ〜４２０ｄを得ることができる。
なお、光吸収層４１６ａ〜４１６ｄ（光吸収層４０４）を導電材料を用いて形成し（図１０（Ａ）参照）、絶縁層４１８ａ〜４１８ｄのみを除去して、光吸収層４１６ａ〜４１６ｄと導電層４２０ａ〜４２０ｄとの積層構造でなる導電層４２４ａ〜４２４ｄを形成することもできる（図１０（Ｂ）参照）。絶縁層４１８ａ〜４１８ｄのみを除去するには、絶縁層４１８ａ〜４１８ｄと光吸収層４１６ａ〜４１６ｄとの選択比が高く取れる条件でエッチングを行えばよい。
また、本発明を適用して、配線基板上に形成される導電層や、ＲＦタグ等に用いられるアンテナとして機能する導電層を形成することもできる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望のパターン形状を有する層を形成することができる。したがって、リソグラフィー工程を簡略化することが可能になり、スループットを向上させることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、量産性を向上させることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１と異なる被加工層の作製方法の一形態について、図３を用いて説明する。
まず、被加工層３０２、光吸収層３０４、絶縁層３０６が順次積層形成された基板３００を用意する。そして、フォトマスク３０８を介し、絶縁層３０６側からレーザビーム３１４を照射する（図３（Ａ）参照）。
基板３００は、前述した基板１００と同様のものを用いればよい。また、被加工層３０２、光吸収層３０４、絶縁層３０６も、それぞれ前述した被加工層１０２、光吸収層１０４、絶縁層１０６と同様のものを用いて形成すればよい。
フォトマスク３０８は、レーザビーム３１４の透過領域３３０と、レーザビーム３１４の遮光領域３１２と、を有し、透過領域３３０と遮光領域３１２とで所望のパターンが形成されている。例えば、フォトマスク３０８は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料を用いて所望のパターンを形成したものを用いる。なお、遮光領域３１２を構成する材料は、遮光性が優れ、且つレーザビーム３１４のエネルギーに耐性のある材料を用いる必要がある。例えば、エキシマレーザを用いる場合、タングステン、モリブデン、アルミニウムを用いることができる。
レーザビーム３１４としては、光吸収層３０４に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択する。代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択して照射する。具体的なレーザビームやレーザ発振器については、実施の形態１に準ずるので詳しい説明は省略する。
図３（Ａ）において、レーザビーム３１４は、フォトマスク３０８の透過領域３３０を透過し、絶縁層３０６の表面に到達する。
さらに、レーザビーム３１４は、絶縁層３０６を透過して光吸収層３０４で吸収される。光吸収層３０４に吸収されたレーザビーム３１４のエネルギーによるレーザアブレーションによって、照射領域の絶縁層３０６のみが除去される。そして、絶縁層３１８ａ、絶縁層３１８ｂ、絶縁層３１８ｃ、絶縁層３１８ｄが形成される。（図３（Ｂ）参照）。
ここで、実施の形態１との違いは、レーザアブレーションによって、照射領域の絶縁層３０６のみが除去され、光吸収層３０４は残存することである。光吸収層３０４は、照射するレーザビーム３１４のエネルギーや、光吸収層３０４を構成する材料を適宜選択することによって、残存させることもできる。したがって、光吸収層３０４に吸収されたレーザビーム３１４のエネルギーによるレーザアブレーションによって、絶縁層３０６のみを除去することも可能になる。
また、レーザアブレーションによって、レーザビーム３１４の照射領域の絶縁層３０６の一部及び光吸収層３０４の上層部が除去される場合もある。例えば、図３（Ａ）に示すようにフォトマスク３０８を介してレーザビーム３１４を照射する。当該レーザビーム３１４は、絶縁層３０６を透過して光吸収層３０４で吸収される。レーザビーム３１４の照射領域における光吸収層３０４は、当該レーザビーム３１４のエネルギーによりレーザアブレーションされ、上層部が除去される。また、光吸収層３０４の上層部とともに、照射領域の絶縁層３０６の一部も除去される。その結果、絶縁層３１８ａ、絶縁層３１８ｂ、絶縁層３１８ｃ、絶縁層３１８ｄが形成される。また、絶縁層３１８ａ〜３１８ｄに覆われていない部分の光吸収層３０４の膜厚が、他の部分と比較して薄くなる（図１６参照）。
なお、レーザビーム３１４の照射後、レーザビーム３１４の照射側から、Ｎ２、空気等の気体を噴射してもよい。また、基板３００は、水等の無反応物質である液体を用いて洗浄してもよい。このように気体を噴射、又は液体で洗浄することで、アブレーションに起因するゴミや残渣等を除去することができる。
次に、絶縁層３１８ａ〜絶縁層３１８ｄをマスクとして、光吸収層３０４及び被加工層３０２をエッチング除去し、光吸収層３１６ａ、光吸収層３１６ｂ、光吸収層３１６ｃ、光吸収層３１６ｄ、及び被加工層３２０ａ、被加工層３２０ｂ、被加工層３２０ｃ、被加工層３２０ｄを形成する（図３（Ｃ）参照）。被加工層３２０ａ〜３２０ｄは、所望のパターン形状を構成しており、配線、電極等として機能する導電層や、半導体層を形成する。
光吸収層３０４及び被加工層３０２のエッチングは、異方性エッチング又は等方性エッチングを適宜選択することができる。具体的には、ドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて、適宜条件を選択して行えばよい。通常、異方性エッチングにはドライエッチング法が適用され、等方性エッチングにはウェットエッチング法を適用するが、両者を組み合わせて行うことも可能である。本実施の形態では、ドライエッチング法を用いて異方性エッチングを行い、側面が垂直形状である光吸収層及び被加工層を形成する。なお、ドライエッチング法を用いる場合は、絶縁層の上層部もエッチングされ、膜厚が減少する（膜減り）場合もある。
もちろん、光吸収層３０４及び被加工層３０２を等方性エッチングして、側面がテーパ形状の光吸収層及び被加工層を形成することもできる。この場合、ウェットエッチング法を用いてもよいし、ドライエッチング法とウェットエッチング法を続けて行ってもよい。
また、光吸収層３０４と被加工層３０２を、２段階に分けてエッチング加工してもよい。すなわち、絶縁層３１８ａ〜絶縁層３１８ｄをマスクとして光吸収層３０４をエッチングした後、絶縁層３１８ａ〜絶縁層３１８ｄ及び残存した光吸収層３１６ａ〜３１６ｄをマスクとして、被加工層３０２をエッチングしてもよい。この場合、ドライエッチング法を用いて光吸収層３０４をエッチングした後、ウェットエッチング法を用いて被加工層３０２をエッチングしてもよい。
次に、光吸収層３１６ａ〜３１６ｄ、及び絶縁層３１８ａ〜３１８ｄを除去する。光吸収層３１６ａ〜３１６ｄ、及び絶縁層３１８ａ〜３１８ｄは、ドライエッチング法又はウェットエッチング法を利用してエッチング除去する方法や、レーザビームの照射によるレーザアブレーションにより除去する方法を、適宜選択すればよい。光吸収層３１６ａ〜３１６ｄは、レーザビームのエネルギー条件等を選択することで除去することも可能である。また、レーザアブレーションを利用して光吸収層３１６ａ〜３１６ｄ、及び絶縁層３１８ａ〜３１８ｄを除去する場合は、レーザビームの照射後に、Ｎ２等の気体の噴射又は水等の無反応物質である液体を用いて、ゴミや残渣等を除去してもよい。以上で、所望のパターン形状を構成する被加工層３２４ａ、被加工層３２４ｂ、被加工層３２４ｃ、被加工層３２４ｄを得ることができる（図３（Ｄ）参照）。
また、絶縁層３１８ａ〜３１８ｄのみを除去して、光吸収層３１６ａ〜３１６ｄと被加工層３２０ａ〜３２０ｄとの積層構造でなる加工層３２２ａ、加工層３２２ｂ、加工層３２２ｃ、加工層３２２ｄを形成することもできる（図３（Ｅ）参照）。例えば、光吸収層３１６ａ〜３１６ｄ（光吸収層３０４）及び被加工層３２０ａ〜３２０ｄ（被加工層３０２）を導電材料を用いて形成し、積層構造の導電層（加工層）を形成することができる。絶縁層３１８ａ〜３１８ｄのみを除去するには、光吸収層３１６ａ〜３１６ｄに対して絶縁層３１８ａ〜３１８ｄの選択比が高い条件でエッチングすればよい。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望のパターン形状を有する層を形成することができる。したがって、リソグラフィー工程が簡略化するため、スループットを向上させることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、量産性を向上させることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１と異なる導電層、半導体層などの層の作製方法の一形態について、図２０を用いて説明する。
光吸収層２００２、絶縁層２００４が積層形成された基板２０００を用意する。そして、フォトマスク２００８を介し、絶縁層２００４側からレーザビーム２００６を照射する（図２０（Ａ）参照）。
基板２０００は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いる。なお、基板２０００上に下地絶縁層を形成することもできる。その場合、下地絶縁層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて形成すればよい。
光吸収層２００２は、レーザビーム２００６を吸収することができる導電材料を用いて形成する。例えば、光吸収層２００２は、導電材料、半導体材料、又は絶縁材料を用いて形成する。具体的には、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、又はアルミニウム（Ａｌ）の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物（窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物など）等の導電材料を用いて、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により形成する。なお、光吸収層２００２としては、その他、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン等の有機樹脂材料や、シロキサン、ポリシラザン等の絶縁材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。絶縁材料を用いて光吸収層２００２を形成する場合、塗布法により形成すればよい。また、光吸収層２００２は、単層構造でも積層構造でもよい。
絶縁層２００４は、レーザビームを透過することができる材料を用いて形成する。例えば、透光性の無機絶縁材料、有機絶縁材料等を用いる。無機絶縁材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を用いることができる。有機絶縁材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機樹脂等を用いることができる。絶縁層２００４は、これらの材料を用い、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
フォトマスク２００８は、透過領域２０１０と遮光領域２０１２とで所望のパターンが形成されている。レーザビーム２００６は、透過領域２０１０を透過し、遮光領域２０１２では遮光される。例えば、フォトマスク２００８は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料を用いて所望のパターンを形成したものを用いる。なお、遮光領域２０１２を構成する材料は、遮光性が優れ、且つレーザビーム２００６のエネルギーに耐性のある材料を用いる必要がある。例えば、エキシマレーザを用いる場合、タングステン、モリブデン、アルミニウムを用いることができる。
レーザビーム２００６としては、光吸収層２００２に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択すればよく、代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択すればよい。
レーザビーム２００６の断面形状は、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）を適宜用いればよく、レーザビーム２００６は、このような断面形状となるように光学系で加工するのが好ましい。また、レーザビーム２００６のエネルギーは、光吸収層２００２内における気体の放出や光吸収層２００２の蒸発を起こさせる程度が好ましい。
絶縁層２００４の表面に到達したレーザビーム２００６は、当該絶縁層２００４を透過し、光吸収層２００２で吸収される。光吸収層２００２は、レーザビーム２００６の照射領域でレーザアブレーションされ、照射領域の絶縁層２００４の一部が除去され、絶縁層２０１６ａ、絶縁層２０１６ｂ、絶縁層２０１６ｃ、絶縁層２０１６ｄが残存する（図２０（Ｂ）参照）。残存する絶縁層２０１６ａ〜２０１６ｄで形成されるパターンは、フォトマスク２００８に形成されたパターン、具体的には遮光領域２０１２で形成されているパターンに対応している。
ここで起こるレーザアブレーションとは、光吸収層２００２で吸収されたレーザビーム２００６のエネルギーにより、光吸収層２００２の照射領域が蒸発し、照射領域の絶縁層２００４の一部が除去（あるいは飛散）されることを示す。
次に、絶縁層２０１６ａ〜２０１６ｄをマスクとして、光吸収層２００２をエッチングし、光吸収層２０１８ａ、光吸収層２０１８ｂ、光吸収層２０１８ｃ、光吸収層２０１８ｄを形成する（図２０（Ｃ）参照）。光吸収層２０１８ａ〜２０１８ｄは、フォトマスク２００８に形成されたパターンに対応している。
光吸収層２００２のエッチングは、ウェットエッチング法やドライエッチング法を用いて、異方性エッチング又は等方性エッチングを行えばよい。
本実施の形態では、レーザアブレーションにより絶縁層２００４のみが除去され、残存した光吸収層２００２をエッチングする場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、レーザビーム２００６のエネルギー、光吸収層２００２を構成する材料等の条件を適宜選択することで、光吸収層２００２の照射領域も除去することもできる。
なお、レーザアブレーションにより、光吸収層２００２の照射領域への影響が懸念されるが、当該照射領域はエッチング除去されるため、特に問題はない。
次に、絶縁層２０１６ａ〜２０１６ｄを除去して、光吸収層２０１８ａ〜２０１８ｄを得ることができる。光吸収層２０１８ａ〜２０１８ｄは、フォトマスク２００８に対応するパターンを形成する。
絶縁層２０１６ａ〜２０１６ｄの除去は、ドライエッチング法やウェットエッチング法を利用してエッチング除去する方法や、レーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用すればよい。
光吸収層２０１８ａ〜２０１８ｄは、導電材料を用いて形成した場合、配線、電極等として機能する導電層を形成することができる。また、光吸収層２０１８ａ〜２０１８ｄは、半導体材料を用いて形成した場合、チャネルを形成する半導体層を形成することができる。その他、配線基板上に形成される導電層や、ＲＦタグ等に用いられるアンテナとして機能する導電層を形成することもできる。
本実施の形態は、光吸収層をそのまま導電層又は半導体層として用いることができるので、より工程を簡略化することができる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望のパターン形状を有する層を形成することができる。したがって、リソグラフィー工程が簡略化するため、スループットを向上させることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、量産性を向上させることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明を適用する際に用いるレーザ照射装置の一構成例について説明する。
図３６に、レーザ照射装置の模式図を示す。図３６において、レーザ照射装置７００は、レーザ発振装置７０２と、レーザビームを整形する第１の光学系７０４と、レーザビームを均一化する第２の光学系７０６と、マスクホルダ７２０と、第３の光学系７１０と、ステージ７１２とを具備している。マスクホルダ７２０には、フォトマスク７０８が配置される。ステージ７１２には、基板７１４が配置される。
レーザ発振装置７０２の発振器で発振して得られたレーザビームは、第１の光学系７０４を通り整形される。整形されたレーザビームは、第２の光学系７０６を通り、均一化される。そして、整形され、均一化されたレーザビームがフォトマスク７０８を通過し、第３の光学系７１０内で所望の倍率に縮小され、ステージ７１２上に保持された基板７１４上にパターンを結像する。
レーザ発振装置７０２は、大出力を得られるレーザ発振器を備える。例えば、エキシマレーザ発振器、気体レーザ発振器、固体レーザ発振器、半導体レーザ発振器等を備える。連続発振のレーザビームやパルス発振のレーザビームが得られるものを、適宜用いることができる。具体的には、上記実施の形態１で挙げたレーザ発振器等を用いることができる。
第１の光学系７０４は、レーザ発振装置７０２から得られたレーザビームを所望の形状に整形するための光学系である。具体的には、レーザビームの断面形状を、円形、楕円形、矩形等の面状、または線状（厳密には、細長い長方形状）等に整形する。例えば、第１の光学系７０４にエキスパンダ等を用いて、レーザビームのビーム径を調整すればよい。その他、レーザビームの偏光方向を揃えるポーラライザーや、レーザビームのエネルギーを調整するアテニュエーター、スペクトロメーター等を設けてもよい。
第２の光学系７０６は、第１の光学系７０４により整形されたレーザビームのエネルギー分布を均一化するための光学系である。具体的には、フォトマスク７０８に照射されるレーザビームのエネルギー分布を均一化する。例えば、ホモジナイザ等を用いて、レーザビームのエネルギー分布を均一化すればよい。また、レーザビームが効率良くフォトマスク７０８に照射されるように、ホモジナイザとフォトマスク７０８との間にフィールドレンズ等を設けて集光させてもよい。
フォトマスク７０８は、本発明を適用する際に用いるマスクであり、上記実施の形態１〜４で用いるフォトマスクに相当する。つまり、フォトマスク７０８は、透過領域と遮光領域とで、所望のパターンが形成されているマスクである。遮光領域は、遮光性が優れ、且つ照射されるレーザビームのエネルギーに耐性のある材料を用いる。また、透過領域は、透光性を有する材料を用いてもよいし、スリットとしてもよい。
第３の光学系７１０は、フォトマスク７０８を通過してパターン化されたレーザビームを縮小するための光学系である。レーザビームはフォトマスク７０８の透過領域のみ透過するため、フォトマスク７０８を通過したレーザビームは、透過領域で形成されるパターンに対応したものとなる。第３の光学系７１０は、フォトマスク７０８によるレーザビームのパターン形状を維持したまま、縮小して基板７１４に結像する光学系である。例えば、５分の１、１０分の１等に縮小される縮小レンズを用いればよい。
基板７１４は、上記実施の形態１〜４で示したように、少なくとも光吸収層、絶縁層が積層形成されているものを用いる。光吸収層及び絶縁層の材料等は、上記実施の形態１〜４に準じる。光吸収層は、レーザビームのエネルギーを吸収する材料を用いる。絶縁層は、レーザビームを透過する材料を用いる。光吸収層と基板との間に、種々の層（例えば、半導体層、導電層等の被加工層）が設けられていてもよい。基板７１４は、ステージ７１２で保持され、ＸＹＺθ方向に移動することができる。
レーザ照射装置７００には、フォトマスク７０８にレーザビームが均一に照射されているかを監視、制御するための受光素子７１６を設けてもよい。その他、基板にレーザビームの焦点を合わせるためのオートフォーカス機構として、受光素子７１８を設けてもよい。受光素子７１６、７１８としては、ＣＣＤカメラ等を用いればよい。
また、レーザ照射装置７００にミラー等を適宜設けて、レーザビームの進行方向を制御してもよい。
本発明は、レーザアブレーションを利用して半導体層、配線層、電極層等の層をパターン形成するためのマスクを形成することを特徴の１つとしている。本実施の形態で示すレーザ照射装置を用いることで、より微細なパターン形状を有するマスクも作製することができる。
また、光学系を用いて、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームに加工することで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、大面積基板に、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、量産性を向上させることができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至４と、適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明を適用して逆スタガ型トランジスタを作製する方法について、図５〜図８を用いて説明する。
まず、図５に、本発明を適用して作製した逆スタガ型トランジスタの一形態を示す。図５に示すトランジスタは、基板５００上に下地絶縁層５０２を介してゲート電極として機能する導電層５０４が設けられている。当該導電層５０４上には、ゲート絶縁層５０６を介して、半導体層５０８と一導電性を有する半導体層５１０ａ、５１０ｂと、が設けられている。一導電性を有する半導体層５１０ａ、５１０ｂは、分離されている。さらに、半導体層５１０ａ、５１０ｂ上に、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層５１２ａ、導電層５１２ｂが設けられている。導電層５１２ａ、５１２ｂは分離されている。また、導電層５１２ａは半導体層５１０ａに接して設けられ、導電層５１２ｂは半導体層５１０ｂに接して設けられている。以下に、具体的な作製方法について説明する。
基板５００上に下地絶縁層５０２を形成し、当該下地絶縁層５０２上に導電層５０３を形成する（図６（Ａ）参照）。基板５００は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を含むガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。また、基板５００の表面が平坦化されるようにＣＭＰ法などによって、研磨しても良い。
下地絶縁層５０２は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の種々の方法により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。下地絶縁層５０２は形成しなくとも良いが、基板５００からの汚染物質などを遮断する効果がある。
導電層５０３は、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は当該元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコンに代表される半導体材料や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、単層構造でも積層構造でもよく、例えば、窒化タングステン膜とモリブデン（Ｍｏ）膜との２層構造としてもよいし、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電層のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電層のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電層の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
導電層５０３は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成する。
導電層５０３上に光吸収層５５０を形成し、当該光吸収層５５０上に絶縁層５５２を形成する。そして、レーザアブレーション用のフォトマスク５５４を介して、絶縁層５５２側からレーザビーム５６０を照射する。レーザビーム５６０は、フォトマスク５５４の透過領域５５６を透過し、遮光領域５５８では遮光される（図６（Ａ）参照）。
光吸収層５５０は、レーザビームを吸収することができる材料を用いて形成する。例えば、光吸収層５５０は、導電材料、半導体材料、又は絶縁材料を用いて形成することができる。具体的には、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、又はアルミニウム（Ａｌ）の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物（窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物など）等の導電材料を用いて形成すればよい。その他、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いて形成してもよい。また、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン等の有機樹脂材料や、シロキサン、ポリシラザン等の絶縁材料を用いることができる。その他にも、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。また、光吸収層５５０は、単層構造でも積層構造でもよく、例えば、膜厚２０ｎｍのクロム（Ｃｒ）膜や酸化亜鉛膜、窒化アルミニウム膜を用いることができる。
光吸収層５５０は、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により形成する。また、絶縁材料を用いて光吸収層５５０を形成する場合、塗布法により形成すればよい。また、光吸収層５５０に、水素や不活性気体（ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス）を添加することもできる。
絶縁層５５２は、レーザビーム５６０を透過することができる材料を用いて形成する。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の透光性の無機絶縁材料や、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機絶縁材料を用いて形成すればよい。また、絶縁層５５２は、単層構造でも積層構造でもよい。絶縁層５５２は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法等の種々の方法により形成することができる。
フォトマスク５５４は、レーザビーム５６０を透過する透過領域５５６と、レーザビーム５６０を遮光する遮光領域５５８とを有し、透過領域５５６と遮光領域５５８とで所望のパターンが形成されている。具体的には、導電層５０３は、遮光領域５５８のパターンに対応して加工され、残存することになる。フォトマスク５５４は、例えば透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料でパターンを形成したものを用いればよい。なお、フォトマスク５５４を構成する遮光領域５５８は、遮光性に優れ、且つレーザビーム５６０のエネルギーに耐性のある材料を用いて形成する。
レーザビーム５６０としては、光吸収層５５０に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択する。代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択して照射する。
このようなレーザビーム５６０を発振することが可能なレーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波から第５高調波を適宜選択して用いることが好ましい。
また、レーザビーム５６０は、連続発振のレーザビームやパルス発振のレーザビームを適宜用いることができる。パルス発振のレーザビームにおいては、通常、数十Ｈｚ〜数ＫＨｚの発振周波数を用いるが、それよりも著しく高い１０ＭＨｚ以上の発振周波数、パルス幅がピコ秒台、或いはフェムト秒（１０−１５秒）台のレーザビームが得られるパルス発振レーザを用いてもよい。
レーザビーム５６０の断面形状は、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）を適宜用いればよい。また、このような断面形状となるように光学系で加工すると好ましい。
また、レーザビーム５６０のエネルギーは、光吸収層５５０内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。
フォトマスク５５４を透過したレーザビーム５６０は、絶縁層５５２を透過し、光吸収層５５０で吸収される。光吸収層５５０は、レーザビーム５６０の照射領域でレーザアブレーションされ、上層に積層された絶縁層５５２とともに部分的に除去される。つまり、光吸収層５５０で吸収されたレーザビーム５６０のエネルギーにより、光吸収層５５０の照射領域がレーザアブレーションされ、照射領域の光吸収層５５０の一部及び絶縁層５５２の一部が除去される。そして、光吸収層５５１及び絶縁層５５３が残存する（図６（Ｂ）参照）。
レーザビーム５６０の照射後、レーザビームの照射側から、Ｎ２、空気等の気体を噴射、又は水等の無反応物質である液体等を用いた洗浄を行ってもよい。このように気体を噴射、又は液体で洗浄することで、アブレーションに起因するゴミや残渣等を除去することができる。
次に、光吸収層５５１及び絶縁層５５３をエッチングマスクとして、導電層５０３の一部をエッチング除去し、導電層５０４を形成する（図６（Ｃ）参照）。導電層５０４は、適宜ドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて、異方性エッチング又は等方性エッチングを行えばよい。
本実施の形態では、等方性エッチングで導電層５０４を形成する。形成された導電層５０４の側面は、テーパ形状を有する。等方性エッチングには、ウェットエッチング法を適用すればよい。なお、エッチング液は、導電層５０３に対して光吸収層５５１及び絶縁層５５３の選択比が高いものを用いる。例えば、フッ酸、リン酸、硝酸、酢酸、硫酸等の酸性の溶液、水酸化カリウム、ヒドラジン、エチレンジアミン等のアルカリ性の溶液を用いることができる。また、エッチング溶液に純水や緩衝剤を適宜加えてもよい。
また、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、導電層の側面をテーパ形状にエッチングすることもできる。なお、エッチングガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。また、エッチングガスにＨｅやアルゴンなどの不活性ガスやＯ２ガス等を適宜加えても良い。
例えば、モリブデンを用いて導電層５０３を形成した場合、混酸アルミ液を用いたウェットエッチング法を行うことができる。また、導電層５０３をタングステンを用いて形成する場合、過水アンモニウムを用いたウェットエッチング法を行うことができる。
また、異方性エッチングを適用して、垂直形状の側面（側壁）を有する導電層５０４を形成してもよい。下地絶縁層５０２は、ドライエッチング法を用いた場合、基板５００までエッチングされてしまうのを防ぐ効果がある。
エッチングにより、所望の形状を有する導電層５０４を形成した後、マスクとして用いた光吸収層５５１及び絶縁層５５３は除去する。光吸収層５５１及び絶縁層５５３の除去は、ウェットエッチング法又はドライエッチング法を用いてエッチング除去する方法や、レーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用して除去する方法を、適宜選択すればよい。レーザアブレーションを利用する場合は、Ｎ２等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行うことにより、アブレーションに起因するゴミ、残渣等を除去することが好ましい。
また、導電層５０４は、実施の形態１等で説明したようなレーザアブレーションを利用してマスクを形成する方法を用いず、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。
また、導電層５０４は、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術により形成してもよい。
形成された導電層５０４は、完成するトランジスタのゲート電極層として機能する。
次に、導電層５０４上にゲート絶縁層５０６を形成する（図７（Ａ）参照）。
ゲート絶縁層５０６は、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて形成する。ゲート絶縁層５０６は、単層構造でも積層構造でもよい。例えば、ゲート絶縁層５０６は、酸化窒化シリコン層の単層構造や、窒化シリコン層及び酸化シリコン層の２層の積層構造を用いればよい。また、これらを用いて、３層以上の積層構造としてもよい。好ましくは、緻密な膜質を有する窒化シリコンを用いるとよい。また、ゲート絶縁層５０６は、下層の導電層５０４を銀や銅を用いて液滴吐出法により形成した場合は、窒化シリコンやＮｉＢを用いて形成することが好ましい。これらの膜は、不純物の拡散を防ぎ、表面を平坦化する効果がある。なお、ゲート絶縁層５０６の成膜中に、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませてもよい。希ガス元素を反応ガスに含ませることで、低い成膜温度で、リーク電流の少ない緻密な絶縁層を得ることができる。
次に、ゲート絶縁層５０６上に半導体層を形成する（図７（Ａ）参照）。本実施の形態では、半導体層５０７と一導電性を有する半導体層５０９との積層構造とする。なお、一導電性を有する半導体層５０９は必要に応じて形成すればよい。一導電性を有する半導体層５０９を形成すると、チャネルを形成する半導体層と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層とのオーミック接触を良好にするため好ましい。
例えば、半導体層５０７上にｎ型を有する半導体層５０９を形成してｎチャネルトランジスタのＮＭＯＳ構造、ｐ型を有する半導体層５０９を形成してｐチャネルトランジスタのＰＭＯＳ構造を作製することができる。また、半導体層５０７に導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を形成することで、ｎチャネルトランジスタ、ｐチャネルトランジスタを形成することもできる。また、ｎ型を有する半導体層５０９を形成するかわりに、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層５０７に導電性を付与してもよい。
半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体（以下「ＡＳ」ともいう）や、当該アモルファス半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう）半導体等の結晶性半導体などを用いることができる。半導体層は各種手段（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成することができる。
ＳＡＳは、アモルファスと結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、シリコンを主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではシリコン結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、シリコンを含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。シリコンを含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＦ２、ＧｅＦ４を混合させても良い。このシリコンを含む気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００℃〜２００℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
半導体層に、多結晶半導体又はセミアモルファス半導体等の結晶性半導体を用いる場合、その半導体層の作製方法は、各種の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いて形成すればよい。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。例えば、シリコンを用い、結晶化を助長する元素を導入しないで半導体層を作製する場合は、非晶質シリコン層にレーザビームを照射する前に、窒素雰囲気下で５００℃、１時間加熱することによって非晶質シリコン層の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させるのが好ましい。これは水素を多く含んだ非晶質シリコン層にレーザビームを照射すると非晶質シリコン層が破壊されてしまうからである。
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン含有水又は過酸化水素水による処理等により、非晶質半導体層の表面に酸化膜を形成することが望ましい。
非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザビーム照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザビーム照射を単独で、複数回行っても良い。
また、結晶性半導体層を、直接基板にプラズマ法により形成しても良い。また、線状プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。
また、半導体層５０７は、有機半導体材料を用いて形成することができる。有機半導体材料としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。例えば、骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料を用いることができ、具体的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体や、可溶性の高分子材料を用いることができる。その他、有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
本実施の形態では、半導体層５０７及び一導電性を有する半導体層５０９として非晶質半導体層を形成する。一導電性を有する半導体層５０９としては、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を含むｎ型を有する半導体層を形成する。一導電性を有する半導体層５０９は、ソース領域及びドレイン領域として機能し、半導体層５０７と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層と、のオーミック接触を良好にする。なお、一導電性を有する半導体層５０９は必要に応じて形成すればよく、ｎ型を付与する不純物元素（Ｐ、Ａｓ）を有するｎ型を有する半導体層やｐ型を付与する不純物元素（Ｂ）を有するｐ型を有する半導体層を形成することができる。
次に、半導体層５０９上に、光吸収層５６２、絶縁層５６４を積層形成する。そして、フォトマスク５６６を介して、基板５００の半導体層５０９等が設けられた面側にレーザビーム５７２を照射する。レーザビーム５７２は、フォトマスク５６６の透過領域５６８を透過し、遮光領域５７０では遮光される（図７（Ａ）参照）。
光吸収層５６２、絶縁層５６４は、上述した光吸収層５５０、絶縁層５５２と同様に形成すればよい。
フォトマスク５６６は、レーザビーム５７２を透過する透過領域５６８と、レーザビーム５７２を遮光する遮光領域５７０とを有し、透過領域５６８と遮光領域５７０とで所望のパターンが形成されている。フォトマスク５６６に形成されたパターン、具体的には遮光領域５７０のパターンに対応して半導体層５０７及び一導電性を有する半導体層５０９は加工され、残存することになる。フォトマスク５６６は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料でパターンを形成したものを用いればよい。もちろん、フォトマスク５５４と同様に、フォトマスク５６６を構成する遮光領域５７０は、遮光性に優れ、且つレーザビーム５７２のエネルギーに耐性のある材料を用いる。
レーザビーム５７２は、前述したレーザビーム５６０と同様に、光吸収層５６２に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択すればよい。また、レーザビーム５７２のエネルギーは、光吸収層５６２内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。
フォトマスク５６６を透過したレーザビーム５７２は、絶縁層５６４を透過し、光吸収層５６２で吸収される。光吸収層５６２は、レーザビーム５７２の照射領域でレーザアブレーションされその一部は、上層に積層された絶縁層５６４の一部とともに除去される。つまり、光吸収層５６２で吸収されたレーザビーム５７２のエネルギーにより、光吸収層５６２の照射領域がレーザアブレーションされ、照射領域の光吸収層５６２の一部及び絶縁層５６４の一部が除去される。そして、光吸収層５６３及び絶縁層５６５が残存する（図７（Ｂ）参照）。レーザビーム５７２照射後は、Ｎ２等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行ってもよい。このようにすることで、アブレーションに起因するゴミ、残渣等をより低減することができる。
次に、光吸収層５６３及び絶縁層５６５をマスクとして一導電性を有する半導体層５０９及び半導体層５０７の一部をエッチング除去し、一導電性を有する半導体層５０５及び半導体層５０８を形成する。一導電性を有する半導体層５０５及び半導体層５０８は、適宜ドライエッチング法やウェットエッチング法を適用して、異方性エッチング又は等方性エッチングを行うことで形成すればよい。
本実施の形態では、異方性エッチングで半導体層５０５及び半導体層５０８を形成する。半導体層５０５及び半導体層５０８の側面は、垂直形状を有する。異方性エッチングは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２等を用いて、ドライエッチングを行えばよい。
所望の形状の半導体層５０５及び半導体層５０８を形成した後、マスクとして用いた光吸収層５６３及び絶縁層５６５は除去する（図７（Ｃ）参照）。
光吸収層５６３及び絶縁層５６５の除去は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法を用いてエッチング除去する方法や、レーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用して除去すればよい。レーザアブレーションを利用する場合は、Ｎ２等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行うことにより、アブレーションに起因するゴミ、残渣等をより低減することができる。
なお、半導体層５０５又は半導体層５０８は、実施の形態１等で説明したような方法を用いず、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に半導体層を形成することができる。
また、半導体層５０５又は半導体層５０８は、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術により形成してもよい。
半導体層５０８は、完成するトランジスタのチャネルを形成する。また、半導体層５０５は、完成するトランジスタのソース領域又はドレイン領域を形成する。
次に、半導体層５０５上に導電層５１１を形成する（図８（Ａ）参照）。導電層５１１の一部は、完成するトランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する。
導電層５１１は、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）から選ばれた元素、又は当該元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料等を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。また、導電層５１１は、単層構造でも積層構造でもよい。
導電層５１１は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて形成することができる。
次に、導電層５１１上に光吸収層５７４、絶縁層５７６を積層形成する。そして、フォトマスク５７８を介して、絶縁層５７６側からレーザビーム５８４を照射する。レーザビーム５８４は、フォトマスク５７８の透過領域５８０を透過し、遮光領域５８２では遮光される（図８（Ａ）参照）。
光吸収層５７４、絶縁層５７６は、上述した光吸収層５５０、５６２、絶縁層５５２、５６４と同様に形成すればよい。
フォトマスク５７８は、レーザビーム５８４を透過する透過領域５８０と、レーザビーム５８４を遮光する遮光領域５８２とを有し、透過領域５８０と遮光領域５８２とで、所望のパターンが形成されている。具体的には、遮光領域５８２のパターンに対応して導電層５１１は加工され、残存することになる。フォトマスク５７８は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料でパターンを形成したものを用いればよい。もちろん、フォトマスク５７８を構成する遮光領域５８２は、フォトマスク５５４、５６６と同様に、遮光性に優れ、且つレーザビーム５８４のエネルギーに耐性のある材料を用いる。
レーザビーム５８４は、前述したレーザビーム５６０、５７２と同様に、光吸収層５７４に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択すればよい。また、レーザビーム５８４のエネルギーは、光吸収層５７４内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。
フォトマスク５７８を透過したレーザビーム５８４は、絶縁層５７６を透過し、光吸収層５７４で吸収される。光吸収層５７４は、レーザビーム５８４の照射領域でレーザアブレーションされ、その一部は上層に積層された絶縁層５７６の一部とともに除去される。つまり、光吸収層５７４で吸収されたレーザビーム５８４のエネルギーにより、光吸収層５７４の照射領域がレーザアブレーションされ、照射領域の光吸収層５７４の一部及び絶縁層５７６の一部が除去される。そして、光吸収層５７５ａ、光吸収層５７５ｂ、及び絶縁層５７７ａ、絶縁層５７７ｂが残存する（図８（Ｂ）参照）。レーザビーム５８４照射後は、Ｎ２等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行ってもよい。このようにすることで、アブレーションに起因するゴミ、残渣等をより低減することができる。
次に、光吸収層５７５ａ、５７５ｂ、及び絶縁層５７７ａ、５７７ｂをマスクとして、導電層５１１の一部をエッチング除去する（図８（Ｃ）参照）。導電層５１１は、適宜ドライエッチング法又はウェットエッチング法を適用して、異方性エッチング又は等方性エッチングを行えばよい。
本実施の形態では、異方性エッチングで、側面が垂直形状を有する導電層５１２ａ、５１２ｂを形成する。例えば、異方性エッチングは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２等のエッチングガスを用いてドライエッチングを行えばよい。
所望の形状の導電層５１２ａ、５１２ｂ等を形成した後、マスクとして用いた光吸収層５７５ａ、５７５ｂ、及び絶縁層５７７ａ、５７７ｂは除去する（図９（Ａ）参照）。
光吸収層５７５ａ、５７５ｂ、及び絶縁層５７７ａ、５７７ｂの除去は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法を用いてエッチング除去する方法や、レーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用して除去する方法を用いればよい。レーザアブレーションを利用する場合は、Ｎ２、空気等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行うことにより、アブレーションに起因するゴミ、残渣等をより低減することができる。
なお、導電層５１２ａ、５１２ｂは、実施の形態１等で説明したようなレーザビームを照射して起きるアブレーション現象を利用してマスクを形成する方法を用いず、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。
また、導電層５１２ａ、５１２ｂは、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術により形成してもよい。
導電層５１２ａ、５１２ｂは、完成するトランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する。
また、レーザビーム５８４の照射によりレーザアブレーションする際は、光吸収層５７４の材料やレーザビーム５８４のエネルギー等の条件を適宜選択することにより、光吸収層５７４上の絶縁層５７６のみを除去することも可能である。この場合、アブレーション後の絶縁層５７７ａ、５７７ｂをマスクとして光吸収層５７４及び導電層５１１のエッチングを行った後、マスクとして用いた絶縁層５７７ａ、５７７ｂを除去すればよい。同様に、前述したレーザビーム５６０、５７２の照射によりアブレーションをする際も、光吸収層５５０、５６２の材料やレーザビーム５６０、５７２のエネルギー等の条件を適宜選択することにより、光吸収層５５０、５６２上の絶縁層５５２、５６４のみを除去することが可能である。この場合、アブレーション後の絶縁層をマスクとして用い、該マスクとして機能する絶縁層下の光吸収層及び被加工層（電極層、半導体層等）をエッチングして、所望のパターンを形成すればよい。また、特に問題とならなければ、光吸収層又は絶縁層を残存させることも可能である。
次に、導電層５１２ａ、導電層５１２ｂをマスクとして、一導電性を有する半導体層５０５の一部をエッチング除去し、半導体層５０８の一部を露出させる（図９（Ｂ）参照）。一導電性を有する半導体層５０５のエッチングは、適宜ドライエッチング法又はウェットエッチング法を適用して行えばよい。ドライエッチング法を適用した場合は、半導体層５０８の露出部まで多少エッチングされて膜厚が減少し、半導体層５０８の他の部分に比べて露出部が凹むことがある。
以上の工程で、逆スタガ型トランジスタ（ボトムゲート型トランジスタともいわれる）であるトランジスタ５２０を作製することができる（図９（Ｂ）参照）。
なお、本実施の形態では、種々の工程でレーザビームの照射によるアブレーションを利用してパターンを形成したが、本発明はこれに限らず、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を用いて形成してもよい。もちろん、その他の選択的にパターンを形成できる技術を用いてもよい。本発明は、少なくとも１つの工程で、レーザビームの照射によるアブレーションを利用してマスクを形成し、当該マスクを用いてエッチング加工して所望のパターンを得ることを特徴とする。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程の回数を削減して、トランジスタを作製することができる。したがって、リソグラフィー工程が簡略化するため、スループットを向上させることができる。
また、本発明を適用することで、フォトレジストに含まれる不純物等の汚染を防ぐことができ、トランジスタの特性劣化を防止できる。その結果、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、半導体装置を量産性良く製造することができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至５と、適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６と異なる逆スタガ型トランジスタを作製する方法について、図２１、図２２を用いて説明する。なお、上記実施の形態６と重複する構成は同じ符号で示し、説明は一部省略又は簡略化する。
基板５００上に、下地絶縁層５０２、導電層５０４を実施の形態６で示したように形成する（図６（Ｃ）参照）。導電層５０４は、ゲート電極として機能する。
導電層５０４上に、ゲート絶縁層１５０６、半導体層１５０７、一導電性を有する半導体層１５０９、光吸収層１５１１、絶縁層１５５８を順次積層形成する（図２１（Ａ）参照）。
ゲート絶縁層１５０６は、上記実施の形態６で示したゲート絶縁層５０６と同様に形成すればよい。例えば、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて形成すればよく、単層構造でも積層構造でもよい。
半導体層１５０７、一導電性を有する半導体層１５０９は、上記実施の形態６で示した半導体層５０７、一導電性を有する半導体層５０９と同様に形成すればよい。例えば、シリコン、シリコンゲルマニウム等の半導体材料を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法により、単層構造又は積層構造で形成する。また、半導体層１５０７は、非晶質半導体でも結晶性半導体でもよい。結晶性半導体は、非晶質半導体をレーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等を用いて形成することができる。
一導電性を有する半導体層１５０９は、必要に応じて形成すればよい。当該半導体層１５０９を設けることで、チャネルを形成する半導体層１５０７とソース電極又はドレイン電極として機能する導電層とのオーミック接触を良好にすることができる。
光吸収層１５１１は、レーザビーム１５７２を吸収することができる導電材料を用いて形成する。例えば、光吸収層１５１１は、導電材料、半導体材料、又は絶縁材料を用いて形成する。具体的には、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、又はアルミニウム（Ａｌ）の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物（窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物など）等の導電材料を用いて、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により形成する。なお、光吸収層１５１１としては、その他、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン等の有機樹脂材料や、シロキサン、ポリシラザン等の絶縁材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。絶縁材料を用いて光吸収層１５１１を形成する場合、塗布法により形成すればよい。また、光吸収層１５１１は、単層構造でも積層構造でもよい。本実施の形態では、光吸収層１５１１の一部を、完成するトランジスタのソース電極又はドレイン電極として用いる。
絶縁層１５５８は、レーザビーム１５７２を透過することができる材料を用いて形成する。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の透光性の無機絶縁材料や、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機絶縁材料を用いて形成すればよい。また、絶縁層１５５８は、単層構造でも積層構造でもよい。絶縁層１５５８は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法等の種々の方法により形成することができる。
フォトマスク１５６６を介して、絶縁層１５５８側からレーザビーム１５７２を照射する。レーザビーム１５７２は、フォトマスク１５６６の透過領域１５６８を透過し、遮光領域１５７０では遮光される（図２１（Ａ）参照）。
フォトマスク１５６６は、レーザビーム１５７２を透過する透過領域１５６８と、遮光する遮光領域１５７０とを有し、透過領域１５６８と遮光領域１５７０とで所望のパターンが形成されている。例えば、フォトマスク１５６６は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料でパターンを形成したものを用いればよい。なお、フォトマスク１５６６を構成する遮光領域１５７０は、遮光性に優れ、且つレーザビーム１５７２のエネルギーに耐性のある材料を用いて形成する。
レーザビーム１５７２としては、光吸収層１５１１に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択する。代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択して照射する。具体的に用いるレーザ発振器等は、上記実施の形態６に準じる。
レーザビーム１５７２の断面形状は、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）を適宜用いればよい。また、このような断面形状となるように光学系で加工すると好ましい。
また、レーザビーム１５７２のエネルギーは、光吸収層１５１１内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。
フォトマスク１５６６を透過したレーザビーム１５７２は、絶縁層１５５８を透過し、光吸収層１５１１で吸収される。光吸収層１５１１は、レーザビーム１５７２の照射領域でレーザアブレーションされ、照射領域における光吸収層１５１１の一部とその上層に積層されている絶縁層１５５８の一部とが除去される。つまり、光吸収層１５１１に吸収されたレーザビーム１５７２のエネルギーにより、レーザビーム１５７２の照射領域の光吸収層１５１１の一部及びその上層の絶縁層１５５８の一部がレーザアブレーションされ、除去される。そして、光吸収層１５１３及び絶縁層１５５９が残存する（図２１（Ｂ）参照）。なお、レーザビーム１５７２照射後は、Ｎ２、空気等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行ってもよい。
光吸収層１５１３及び絶縁層１５５９をマスクとして一導電性を有する半導体層１５０９及び半導体層１５０７の一部をエッチング除去し、一導電性を有する半導体層１５１０及び半導体層１５０８を形成する（図２１（Ｃ）参照）。一導電性を有する半導体層１５１０及び半導体層１５０８は、適宜ドライエッチング法やウェットエッチング法を適用して、異方性エッチング又は等方性エッチングを行えばよい。
本実施の形態では、異方性エッチングを行い、垂直形状の側面を有する半導体層１５０８、一導電性を有する半導体層１５１０を形成する。異方性エッチングは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２等を用いたドライエッチングを行えばよい。
また、レーザビーム１５７２のエネルギーや、光吸収層１５１１を形成する材料等の条件によっては、レーザアブレーション後に、レーザビーム１５７２照射領域の光吸収層１５１１の一部又は全部が残存することがある。その場合、絶縁層１５５９をマスクとして、マスクとして機能する絶縁層１５５９よりも下層にある光吸収層１５１１、半導体層１５０９及び半導体層１５０７をエッチングすればよい。または、絶縁層１５５９をマスクとして光吸収層１５１１をエッチングした後、絶縁層１５５９及び残存した光吸収層をマスクとして、下層の半導体層１５０９等をエッチングすればよい。
次に、フォトマスク１５７４を介して、絶縁層１５５９側からレーザビーム１５７６を照射する。レーザビーム１５７６は、フォトマスク１５７４の透過領域１５７８を透過し、遮光領域１５８０では遮光される（図２２（Ａ）参照）。
フォトマスク１５７４は、透過領域１５７８と遮光領域１５８０とで、所望のパターンを形成している。フォトマスク１５７４は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料でパターンを形成したものを用いればよい。フォトマスク１５７４を構成する遮光領域１５８０は、フォトマスク１５６６と同様に、遮光性に優れ、且つレーザビーム１５７６のエネルギーに耐性のある材料を用いる。
レーザビーム１５７６は、前述したレーザビーム１５７２と同様に、光吸収層１５１３（光吸収層１５１１）に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択すればよい。また、レーザビーム１５７６のエネルギーは、光吸収層１５１３内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。
フォトマスク１５７４を透過したレーザビーム１５７６は、絶縁層１５５９を透過し、光吸収層１５１３で吸収される。光吸収層１５１３は、レーザビーム１５７６の照射領域でレーザアブレーションされ、照射領域における光吸収層１５１３の一部と上層に積層されている絶縁層１５５９の一部とが除去される。つまり、光吸収層１５１３に吸収されたレーザビーム１５７６のエネルギーにより、レーザビーム１５７６の照射領域の光吸収層１５１３の一部及びその上層の絶縁層１５５９の一部がレーザアブレーションされ、除去される。そして、光吸収層１５１２ａ、光吸収層１５１２ｂ、及び絶縁層１５６０ａ、絶縁層１５６０ｂが残存する（図２２（Ｂ）参照）。光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂは分離している。同様に、絶縁層１５６０ａ、１５６０ｂは分離している。レーザビーム１５７６照射後は、Ｎ２、空気等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行ってもよい。このようにすることで、アブレーションに起因するゴミ、残渣等を低減することができる。
次に、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂ上の絶縁層１５６０ａ、１５６０ｂを除去する（図２２（Ｃ）参照）。絶縁層１５６０ａ、１５６０ｂの除去は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法を用いてエッチング除去する方法や、レーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用して除去する方法を用いればよい。レーザアブレーションを利用する場合は、Ｎ２、空気等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行うことにより、アブレーションに起因するゴミ、残渣等をより低減することができる。
次に、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂをマスクとして、半導体層１５０８の一部が露出するように一導電性を有する半導体層１５１０をエッチングし、一導電性を有する半導体層１５１４ａ、１５１４ｂを形成する（図２２（Ｄ）参照）。エッチングは、ドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて、異方性エッチング又は等方性エッチングを行えばよい。
本実施の形態では、異方性エッチングを用いて、側面が垂直形状の光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂ、及び半導体層１５１４ａ、１５１４ｂを形成する。例えば、異方性エッチングは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２等のエッチングガスを用いたドライエッチングを行えばよい。ドライエッチングを行った場合は、半導体層１５０８の露出部分が多少エッチングされ膜厚が減少して、半導体層１５０８の他の部分に比べて露出部分が凹むことがある。
次に、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂ上に層間絶縁層１５１６を形成する（図２３（Ａ）参照）。
絶縁層１５１６は、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料を用いて形成する。また、絶縁層１５１６は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン等の有機絶縁材料を用いて形成してもよい。なお、絶縁層１５６０ａ、１５６０ｂを除去せず、絶縁層１５１６を積層形成してもよい。
次に、フォトマスク１５８２を介して、絶縁層１５１６側からレーザビーム１５８４を照射する。レーザビーム１５８４は、フォトマスク１５８２の透過領域１５８６を透過し、遮光領域１５８８では遮光される（図２３（Ａ）参照）。
フォトマスク１５８２は、透過領域１５８６と遮光領域１５８８とで、所望のパターンが形成されている。フォトマスク１５８２は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料でパターンを形成したものを用いればよい。フォトマスク１５８２を構成する遮光領域１５８８は、フォトマスク１５６６と同様に、遮光性に優れ、且つレーザビーム１５８４のエネルギーに耐性のある材料を用いる。
レーザビーム１５８４は、前述したレーザビーム１５７２と同様に、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂ（光吸収層１５１３）に吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択すればよい。また、レーザビーム１５８４のエネルギーは、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂ内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。
フォトマスク１５８２を透過したレーザビーム１５８４は、絶縁層１５１６を透過し、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂで吸収される。光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂは、レーザビーム１５８４の照射領域でレーザアブレーションされ、照射領域の絶縁層１５１６の部分が除去され、開口部１５１７ａ、開口部１５１７ｂが形成される（図２３（Ｂ）参照）。このとき、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂは絶縁層１５１６とともに一部又は全部が除去されてもよい。本実施の形態では、レーザアブレーションにより、絶縁層１５１６の部分のみが除去される。
レーザビーム１５８４照射後は、Ｎ２、空気等の気体の噴射、又は液体を用いた洗浄を行ってもよい。このようにすることで、アブレーションに起因するゴミ、残渣等を低減することができる。
次に、絶縁層１５１６上及び当該絶縁層１５１６に形成された開口部１５１７ａ、１５１７ｂに導電層１５１８ａ、導電層１５１８ｂを形成する（図２３（Ｃ）参照）。導電層１５１８ａ、１５１８ｂは、光吸収層１５１２ａ、１５１２ｂと接続する。
導電層１５１８ａ、１５１８ｂは、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）等の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物などの導電材料を用いて形成すればよい。また、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。
以上の工程で、逆スタガ型トランジスタであるトランジスタを作製することができる。
なお、本実施の形態では、種々の工程でレーザビームの照射によるアブレーションを利用してパターンを形成したが、本発明はこれに限らず、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィー技術を用いて形成してもよい。もちろん、その他の選択的にパターンを形成できる技術を用いてもよい。本発明は、少なくとも１つの製造工程で、レーザビームの照射によるアブレーションを利用してマスクを形成し、当該マスクを用いてエッチング加工して所望のパターンを得る方法を用いることを特徴とする。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程の回数を削減して、トランジスタを作製することができる。したがって、リソグラフィー工程が簡略化するため、スループットを向上させることができる。
また、本発明を適用することで、フォトレジストに含まれる不純物等の汚染を防ぐことができ、トランジスタの特性劣化を防止できる。その結果、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、半導体装置を量産性良く製造することができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至５と、適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明に係る表示パネルの構成について説明する。
図１７（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス状に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させ、ＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素２７０２のそれぞれには、スイッチング素子と当該スイッチング素子に接続する画素電極が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はトランジスタであり、トランジスタのゲート電極側が走査線と、ソース電極若しくはドレイン電極側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
図１７（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示装置の構成を示しているが、図１８（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１８（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にトランジスタで回路を形成したものであっても良い。図１８において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ２７５０と接続している。
また、画素に設けるトランジスタを、結晶性が高い多結晶（微結晶）半導体で形成する場合には、図１７（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成することもできる。図１７（Ｂ）において、３７０１は画素部であり、信号線側駆動回路は、図１７（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるトランジスタを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１７（Ｃ）に示すように、画素部４７０１、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００上に一体形成することもできる。本実施の形態において、画素に設けられるトランジスタ等に、上記実施の形態１乃至７で示したような、所望のパターンを形成するためにレーザアブレーションを利用する本発明を適用することができる。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程の回数を削減して、トランジスタを作製することができる。したがって、リソグラフィー工程を簡略化することができ、表示パネルを作製する際のスループットを向上させることができる。
また、フォトレジストを用いる工程を削減できるため、フォトレジストに含まれる不純物等の汚染を防ぐことができ、信頼性の高い表示パネルを作製することができる。
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明を適用して作製した逆スタガ型トランジスタを有する表示装置の作製方法の一形態について、図１１、図１２を用いて説明する。特に、発光素子を備えた表示装置の作製方法について説明する。なお、上述した実施の形態と重複する構成は同じ符号を用いて説明し、一部省略または簡略化して説明する。
まず、基板５０００上に下地絶縁層５００２を介して、実施の形態５で示したトランジスタ５２０を形成する。次に、トランジスタ５２０を覆うように、絶縁層５０１０を形成する（図１１（Ａ）参照）。
基板５０００は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を含むガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。また、基板５０００の表面が平坦化されるようにＣＭＰ法などによって、研磨しても良い。
下地絶縁層５００２は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の種々の方法により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。下地絶縁層５００２は形成しなくとも良いが、基板５０００からの汚染物質などを遮断する効果がある。
絶縁層５０１０は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スピンコート法などにより形成することができる。
絶縁層５０１０は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
次に、絶縁層５０１０に導電層５１２ｂに達する開口部５０３８を形成する（図１１（Ｃ）参照）。以下、開口部５０３８の形成方法の一例について説明する。
図１１（Ｂ）に示すように、絶縁層５０１０側にフォトマスク５０３０を介してレーザビーム５０３６が照射される。フォトマスク５０３０は、レーザビーム５０３６の透過領域５０３２と、遮光領域５０３４とを有し、透過領域５０３２と、遮光領域５０３４とで所望の開口パターンを形成している。例えば、フォトマスク５０３０は、透光性を有する基板表面に、遮光性を有する材料を用いて所望の開口パターンを形成したものを用いる。なお、遮光領域５０３４を構成する材料は、遮光性が優れ、且つレーザビーム５０３６のエネルギーに耐性のある材料を用いる必要がある。
この場合、導電層５１２ｂ及び導電層５１２ａはレーザビーム５０３６を吸収することができる材料を用いて形成し、絶縁層５０１０は、レーザビーム５０３６を透過することができる材料を用いて形成する。導電層５１２ｂ及び導電層５１２ａを形成する具体的な材料は、上記実施の形態１乃至７に示した光吸収層で用いることができる導電材料と同じである。また、絶縁層５０１０を形成する具体的な材料についても、上記実施の形態１乃至７に示した光吸収層上に設けられる絶縁層として用いることができる材料と同じである。
レーザビーム５０３６についても、上記実施の形態１乃至７に示したレーザビームと同様であり、上記実施の形態の光吸収層に相当する導電層５１２ｂに吸収されるエネルギーを有するものを適宜選択すればよい。また、レーザビーム５０３６のエネルギーは、導電層５１２ｂ内における気体の放出や導電層５１２ｂの蒸発等を起こす程度が好ましい。
図１１（Ｂ）において、レーザビーム５０３６はフォトマスク５０３０の透過領域５０３２を透過し、絶縁層５０１０の表面に到達する。さらに、レーザビーム５０３６は、絶縁層５０１０を透過して導電層５１２ｂに吸収される。導電層５１２ｂは、レーザビーム５０３６の照射領域でレーザアブレーションされ、照射領域の絶縁層５０１０の一部が除去され、開口部５０３８が形成される（図１１（Ｃ）参照）。開口部５０３８は、フォトマスク５０３０に形成された開口パターンを反映する。このとき、導電層５１２ｂは、レーザアブレーションにより絶縁層５０１０とともにその一部又は全部が除去されてもよいし、残存してもよい。また、アブレーションにより、レーザビーム５０３６の照射領域における導電層５１２ｂの上層部が除去され、導電層５１２ｂの露出部（開口部５０３８で露出する導電層５１２ｂ）の膜厚が、他の部分と比較して薄くなっていてもよい。少なくとも、開口部５０３８が導電層５１２ｂに達する、又は開口部５０３８が導電層５１２ｂを貫通するように形成すればよい。本実施の形態では、絶縁層５０１０の一部のみを除去した構成の開口部５０３８を形成する。
また、絶縁層５０１０は、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いて形成することもできる。このような方法を用いた場合、絶縁層５０１０を形成する際に同時に開口部５０３８を形成することができる。
次に、トランジスタ５２０と電気的に接続する発光素子５０２０を形成する。発光素子５０２０としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの発光を示すものを形成すればよい。また、発光素子５０２０として白色（Ｗ）の発光を示すものを形成し、カラーフィルタと組み合わせてＲＧＢの発光を得てもよい。以下に、発光素子５０２０の形成方法について説明する。
まず、導電層５１２ｂが露出された開口部５０３８に画素電極として機能する第１の電極層５０１２を形成する。導電層５１２ｂと第１の電極層５０１２とは、電気的に接続する（図１２（Ａ）参照）。
第１の電極層５０１２は、上記実施の形態１乃至４で示したフォトマスクを介したレーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用して、作製することができる。例えば、絶縁層５０１０上に、導電層、光吸収層及び絶縁層を順次積層形成する。
第１の電極層５０１２となる導電層は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて形成することができる。導電層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電材料で形成することができる。例えば、ＩＴＯに酸化シリコンが２ｗｔ％〜１０ｗｔ％含まれたターゲットを用いて、スパッタリング法で酸化シリコンを含む酸化インジウムスズを形成することができる。その他、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープした導電性材料、ＩＴＯに２ｗｔ％〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成された酸化物導電性材料であるインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ））を用いて形成してもよい。また、導電層は、導電層５１２ｂと電気的に接続している。
そして、透過領域と遮光領域とで所望のパターンが形成されたフォトマスクを介して、絶縁層側からレーザビームを照射する。光吸収層に吸収されたレーザビームのエネルギーによるレーザアブレーションによって、照射領域の絶縁層の一部（又は絶縁層の一部及び光吸収層の一部）を除去する。次に、残存した絶縁層をマスクとして用い、導電層をエッチングすることで、第１の電極層５０１２を形成する。導電層のエッチングは、適宜ドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて行えばよい。
光吸収層は、レーザビームの照射領域において、レーザアブレーションにより絶縁層とともに除去されてもよいし、残存してもよい。また、光吸収層は、レーザビームの照射領域において、上層部のみが除去されてもよい。エッチングの際にマスクとして用いる絶縁層及び光吸収層は、第１の電極層５０１２の形成後、除去する。絶縁層及び光吸収層の除去は、ドライエッチング法やウェットエッチング法等のエッチング、又はレーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用すればよい。
第１の電極層５０１２は、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いて、所望の場所に選択的に形成することもできる。
また、第１の電極層５０１２は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層５０１２の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
次に、第１の電極層５０１２上に開口部を有するように隔壁層５０１４を形成する（図１２（Ｂ）参照）。隔壁層５０１４は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム等の無機絶縁材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾールなどの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成されたシリコン、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、シリコンに結合する水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。
隔壁層５０１４は、液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法などを用いて選択的に形成することができる。また、絶縁材料を用いて隔壁層を全面に形成し、リソグラフィー工程を利用してレジストマスク等を形成し、エッチング加工して所望の形状を有する隔壁層５０１４を形成してもよい。その他、感光性の材料を用いて隔壁層を全面に形成し、感光性の材料からなる隔壁層を露光及び現像することにより、所望の形状を有する隔壁層５０１４を形成することもできる。なお、隔壁層５０１４は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましい。隔壁層をこのような形状にすることで、上方に形成される層５０１６、第２の電極層５０１８の被覆性が向上する。
また、液滴吐出法により、隔壁層５０１４を組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減する、或いは平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面を平坦化する目的で適用することができる。この工程により平坦性が向上すると、表示装置の表示ムラなどを防止することができ、高精細な画像を表示することができる。
次に、第１の電極層５０１２及び隔壁層５０１４上に層５０１６、第２の電極層５０１８を積層して形成する。そして、第１の電極層５０１２と第２の電極層５０１８との間に層５０１６が挟持された構造の発光素子５０２０を得る（図１２（Ｃ）参照）。層５０１６は、少なくとも所望の発光波長を得ることができる発光材料を含む層（以下、発光層ともいう）で構成される。具体的には、層５０１６は、有機化合物、無機化合物、又は両者を含む層で形成される。
以上の工程で、発光素子５０２０を備えた表示装置を得ることができる。
なお、本実施の形態では、様々な工程でレーザビームの照射によるアブレーションを利用してパターンを形成したが、本発明はこれに限らず、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を利用してもよい。もちろん、その他の選択的にパターンを形成できる技術を用いてもよい。本実施の形態では、少なくとも１つの製造工程で、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して、パターンを形成する方法を用いることを特徴とする。
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程の回数を削減して、トランジスタ又はそれを具備する表示装置を作製することができる。したがって、リソグラフィー工程が簡略化するため、スループットを向上させることができる。
また、本発明を適用することで、フォトレジストに含まれる不純物等の汚染を防ぐことができ、信頼性の高い表示装置を得ることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、表示装置を量産性良く製造することができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至８と、適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１０）
本実施の形態では、本発明に係る表示装置の例について、図１９を用いて説明する。
図１９（Ａ）は、本実施の形態で示す表示装置の上面の模式図を示している。また、図１９（Ｂ）には、図１９（Ａ）中の線分ＱＲにおける断面図を示す。
図１９に示す表示装置９００は、基板９０１上に画素部９０２と、駆動回路部９０４と、を有する。また、基板９０１の上方には、シール材９１０を介して封止基板９０８が設けられている。さらに、基板９０１上には、端子部９０６が設けられている。画素部９０２を構成する複数の素子の動作を制御する信号や、電源電位は、端子部９０６を介して、外部から入力される。
画素部９０２には発光素子９３０と、駆動用トランジスタ９２４と、スイッチング用トランジスタ９２２と、容量素子９２０と、が設けられている。発光素子９３０は、一対の電極層間に、少なくとも発光層を含む層が挟持されている。発光素子９３０は、駆動用トランジスタ９２４と電気的に接続している。
発光素子９３０の下方の電極層（駆動用トランジスタ９２４と電気的に接続する電極層）の端部は、隔壁層９１８で覆われている。隔壁層９１８は、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁材料、アクリル、ポリイミド、レジスト等の有機絶縁材料、又はシロキサン材料等を用いて形成する。隔壁層９１８により、隣接して設けられる別の発光素子と分離することができる。なお、本実施の形態のように、曲率半径が連続的に変化するような丸みを帯びた形状の端部を有する隔壁層９１８とすることで、上方に積層して形成される層の被覆性が向上するので好ましい。
駆動回路部９０４には、複数のトランジスタ９２６が設けられており、画素部９０２の動作を制御する駆動回路を構成する。駆動回路部９０４には、例えばシフトレジスタ、デコーダ、バッファ、サンプリング回路、ラッチ等が設けられる。
基板９０１と封止基板９０８とは、画素部９０２及び駆動回路部９０４が封じ込められるように、シール材９１０を介して貼り合わされている。封止基板９０８には、カラーフィルタ９４２と、遮光層９４４とが設けられている。なお、本発明は特に限定されず、カラーフィルタ９４２と、遮光層９４４は設けなくともよい。
本実施の形態と、上記実施の形態は、トランジスタのゲート電極層が半導体層よりも下方にあるか、上方にあるかが大きく異なる。その他の構成は、上記実施の形態９に準じる。
次に、具体的な作製方法の例について説明する。
基板９０１の上に下地絶縁層として、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより窒化酸化シリコンを用いて下地絶縁層９０３ａを１０ｎｍ〜２００ｎｍ（好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍ）形成し、酸化窒化シリコンを用いて下地絶縁層９０３ｂを５０ｎｍ〜２００ｎｍ（好ましくは１００ｎｍ〜１５０ｎｍ）積層する。又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリーレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて下地絶縁層９０３ａ、下地絶縁層９０３ｂを形成する。基板９０１としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板、またはステンレス基板の表面に絶縁層を形成したものを用いて良い。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。プラスチック基板としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）からなる基板、可撓性基板としてはアクリル等の合成樹脂を用いることができる。
また、下地絶縁層としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができ、単層構造でも２層、３層といった積層構造でもよい。
次いで、下地絶縁層上に半導体層を形成する。半導体層は２５ｎｍ〜２００ｎｍ（好ましくは３０ｎｍ〜１５０ｎｍ）の膜厚で各種手段（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。本実施の形態では、非晶質半導体層を、レーザ結晶化し、結晶性半導体層とするものを用いるのが好ましい。
このようにして得られた半導体層に対して、トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。この不純物元素のドーピングは、結晶化工程の前の非晶質半導体層に行ってもよい。非晶質半導体層の状態で不純物元素をドーピングすると、その後の結晶化のための加熱処理によって、不純物の活性化も行うことができる。また、ドーピングの際に生じる欠陥等も改善することができる。
次に結晶性半導体層を、所望な形状にパターン加工し、半導体層を形成する。
本実施の形態では、半導体層の加工は、上記実施の形態で示したレーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用する。この場合、光吸収層、絶縁層からなる所望の形状を有するマスクを形成し、当該マスクを用いてエッチング加工を行えばよい。材料、方法等は、適宜選択すればよい。
また、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィー技術により形成してもよい。所望の形状を得るレジストマスクを形成し、当該レジストマスクを用いてエッチング加工を行えばよい。その他、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。
エッチング加工は、プラズマエッチング（ドライエッチング法）又はウェットエッチング法のどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＮＦ３などのフッ素系、又はＣｌ２、ＢＣｌ３などの塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。このとき、後に完成する容量素子を構成する下部電極層も形成される。下部電極層は、トランジスタを構成する半導体層と同一層で形成される。
半導体層を覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、厚さを１０ｎｍ〜１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁層で形成する。ゲート絶縁層としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料で形成すればよく、積層構造でも単層構造でもよい。また、絶縁層は窒化シリコン層、酸化シリコン層、窒化シリコン層の３層の積層構造、酸化窒化シリコン層の単層、窒化シリコン層、酸化シリコン層及び窒化シリコン層から選ばれた２層からなる積層構造でも良い。
次いで、ゲート絶縁層上にゲート電極層を形成する。ゲート電極層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により導電層を形成し、当該導電層を所望の形状に加工して形成することができる。ゲート電極層はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）から選ばれた元素、又は当該元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、ゲート電極層としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコンに代表される半導体層や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、ゲート電極層は単層構造でも積層構造でもよい。
ゲート電極層は、導電層を所望な形状にパターン加工して得ることができる。導電層の加工は、上記実施の形態で示したレーザビームの照射によるアブレーションを利用することができる。この場合、光吸収層、及び絶縁層からなる所望の形状を有するマスクを形成し、当該マスクを用いてエッチング加工を行えばよい。材料、方法等は適宜選択すればよい。このとき、後に完成する容量素子の上部電極層も形成される。上部電極層は、ゲート電極層と同一材料でなる。
また、本実施の形態では、ゲート電極層の側面はテーパ形状を有するように形成する。当該ゲート電極層のテーパ形状は、エッチング加工の際に、ウェットエッチング法を用いることで形成することができる。また、ドライエッチング法を行った後、続けてウェットエッチング法を行うことで形成することもできる。なお、本発明は特に限定されず、ドライエッチング法を用いて、垂直形状の側面を有するゲート電極層を形成してもよい。また、ゲート電極層を２層の積層構造とし、各層でテーパ角度が異なるようにしてもよい。ゲート電極層の側面をテーパ形状にすることで、上層に積層する層の被覆性を向上することができる。
また、ゲート電極層は、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィー技術によりレジストマスクを形成し、エッチング加工により形成してもよい。その他、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。
なお、ゲート電極層を形成する際のエッチングによって、ゲート絶縁層は多少エッチングされ、膜厚が減る（いわゆる膜減り）ことがある。
半導体層に不純物元素を添加し、一対の不純物領域を形成する。半導体層に形成された不純物領域は、ソース領域又はドレイン領域として機能する。添加する不純物元素は、ｎ型を付与する不純物元素、又はｐ型を付与する不純物元素を適宜選択して添加すればよい。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。このとき、一対の不純物領域の間には、チャネル形成領域が形成される。
なお、半導体層において、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域とチャネル形成領域との間に、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域といわれる不純物領域を形成してもよい。ＬＤＤ領域は、ソース領域又はドレイン領域よりも、低濃度な不純物領域である。また、ＬＤＤ領域は、ゲート電極層と重なる構造としてもよいし、重ならない構造としてもよい。
また、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザビームの照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁層のプラズマダメージやゲート絶縁層と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。
次いで、ゲート電極層、ゲート絶縁層を覆う第１の層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁層９１３と絶縁層９１４との積層構造とする。絶縁層９１３及び絶縁層９１４は、スパッタリング法、またはプラズマＣＶＤを用いた窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化シリコン層などを用いることができ、他のシリコンを含む絶縁層を単層構造または３層以上の積層構造として用いても良い。
さらに、窒素雰囲気中で、３００℃〜５５０℃で１時間〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、４００℃〜５００℃で行う。この工程は層間絶縁層である絶縁層９１３に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。本実施の形態では、４１０℃で加熱処理を行う。
絶縁層９１３、絶縁層９１４としては、他に窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
次いで、絶縁層９１３、絶縁層９１４、ゲート絶縁層に半導体層に達する開口部を形成する。
開口部は、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィー技術により形成する。所望の開口パターンを有するレジストマスクを形成し、当該マスクを用いてエッチング加工を行えばよい。
また、開口部の形成は、レーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用してもよい。例えば、フォトマスクを介して、絶縁層９１３、絶縁層９１４側よりレーザビームを半導体層のソース領域及びドレイン領域に照射し、当該ソース領域及びドレイン領域で吸収されたレーザビームのエネルギーにより、ソース領域及びドレイン領域の照射領域上の絶縁層９１４の一部、絶縁層９１３の一部、ゲート絶縁層の一部は除去され、開口部を形成することができる。
上記フォトマスクには遮光領域と透過領域とで所望の開口パターンが形成されている。遮光領域を形成する遮光材料は、遮光性が優れ、且つレーザビームのエネルギーに耐性のある材料を用いる。レーザビームは、半導体層のソース領域又はドレイン領域に吸収されるエネルギーを有し、且つソース領域又はドレイン領域内における気体の放出やソース領域又はドレイン領域の蒸発等を起こす程度が好ましい。レーザビームのエネルギーを適宜選択することで、絶縁層９１４、９１３、ゲート絶縁層のみを除去することも可能である。レーザビームがフォトマスクを透過した領域が照射領域となり、絶縁層等が除去されて開口部が形成される。
半導体層のソース領域及びドレイン領域に達する開口部にソース電極層又はドレイン電極層を形成し、半導体層のソース領域又はドレイン領域とソース電極層又はドレイン電極層とは電気的に接続することができる。
ソース電極層又はドレイン電極層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電層を形成し、当該導電層を所望の形状に加工して形成することができる。ソース電極層又はドレイン電極層の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは当該元素を主成分とする金属窒化物を用いて形成する。ソース電極層又はドレイン電極層は、単層構造でも積層構造でもよい。
ソース電極層又はドレイン電極層は、導電層を所望な形状にパターン加工して得ることができる。導電層の加工は、上記実施の形態で示したレーザビームの照射によるアブレーションを利用することができる。
例えば、導電層上に光吸収層及び絶縁層を積層形成し、フォトマスクを介してレーザビームを照射し、光吸収層で吸収されたレーザビームのエネルギーによるアブレーションを利用して、絶縁層及び光吸収層からなるマスクを形成する。そして、当該マスクを用いて導電層をエッチング加工し、ソース電極層又はドレイン電極層を形成する。
上記フォトマスクには遮光領域と透過領域とで所望のパターンが形成されている。遮光領域を形成する遮光材料は、遮光性が優れ、且つレーザビームのエネルギーに耐性のある材料を用いる。レーザビームは、光吸収層に吸収されるエネルギーを有し、且つ光吸収層内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。レーザビームがフォトマスクを透過した領域が照射領域となり、絶縁層及び光吸収層の一部が除去され、フォトマスクに形成されたパターンを反映するように、絶縁層及び光吸収層が残存する。そして、残存した絶縁層及び光吸収層をエッチングマスクとして、ドライエッチング法又はウェットエッチング法を用い、導電層をエッチング加工してソース電極層又はドレイン電極層を得る。なお、絶縁層、光吸収層、レーザビーム、フォトマスク等の詳細は、上記実施の形態に準じる。
また、ソース電極層又はドレイン電極層は、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、エッチング加工により形成してもよい。
また、ソース電極層又はドレイン電極層は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。なお、ソース電極層又はドレイン電極層の形成時に、端子部９０６の端子電極層９５０も形成される。
以上の工程で、画素部９０２にトランジスタ９２２、トランジスタ９２４、駆動回路部９０４に複数のトランジスタ９２６を有するアクティブマトリクス基板を作製することができる。
なお、本発明は特に限定されず、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
次に第２の層間絶縁層として絶縁層９１６を形成する。絶縁層９１６としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒素を含む酸化アルミニウム（酸化窒化アルミニウムともいう）、酸素を含む窒化アルミニウム（窒化酸化アルミニウムともいう）、酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザン、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ）材料を用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。平坦化のために設ける層間絶縁層としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されるので、絶縁層９１６の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。
絶縁層９１６は、その他ディップ法、スプレー塗布、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ＣＶＤ法、蒸着法等を採用して形成することができる。液滴吐出法により絶縁層９１６を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また、液滴吐出法のようにパターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディスペンサ法なども用いることができる。
画素部９０２の絶縁層９１６に、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層に達する開口部を形成する。開口部は、ソース電極層又はドレイン電極層と、半導体層のソース領域又はドレイン領域と電気的に接続するための開口部と同様に形成すればよい。レーザビームの照射によるアブレーションを利用する場合は、ソース電極層又はドレイン電極層にレーザビームを照射し、当該ソース電極層又はドレイン電極層で吸収されたレーザビームのエネルギーにより、上層の絶縁層９１６が除去され、開口部を形成することができる。レーザビームの照射には、所望の開口パターンが形成されたフォトマスクを用いる。なお、レーザビームの照射によるアブレーションを利用する場合には、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いることが好ましい。
画素部９０２の絶縁層９１６上に発光素子９３０を形成する。発光素子９３０は、トランジスタ９２４と電気的に接続するようにする。
まず、絶縁層９１６に設けられ、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層が露出した開口部に、第１の電極層９３２を形成する。
次に、第１の電極層９３２の端部を覆い、当該第１の電極層９３２上に開口部を有するように隔壁層９１８を形成する。隔壁層９１８としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができ、単層構造でも２層、３層といった積層構造でもよい。また、隔壁層９１８の他の材料として、窒化アルミニウム、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料を用いることができる。シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
隔壁層９１８は、選択的にパターンを形成できる液滴吐出法や、パターンが転写または描写できる印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディスペンサ法、その他スピンコート法などの塗布法、ディッピング法などを用いて形成することができる。また、感光性の材料を用いて隔壁層を全面に形成し、感光性の材料からなる隔壁層を露光及び現像することで、所望の形状に加工することができる。また、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて全面に形成し、リソグラフィー技術を用いてレジスト等のマスクを形成し、所望の形状にエッチング加工してもよい。
所望の形状に加工するエッチング加工は、ドライエッチング法又はウェットエッチング法のどちらを採用しても良い。大面積基板を処理するにはプラズマエッチング（ドライエッチング法の一種）が適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＮＦ３などのフッ素系のガス、又はＣｌ２、ＢＣｌ３などの塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にレジスト等のマスクを形成する必要はない。
隔壁層９１８は、曲率半径が連続的に変化する形状が好ましい。隔壁層をこのような形状にすることで、上方に積層形成される層の被覆性が向上する。
次に、第１の電極層９３２及び隔壁層９１８上に層９３４、第２の電極層９３６を積層形成する。そして、第１の電極層９３２と第２の電極層９３６との間に層９３４が挟持された構造の発光素子９３０を得る。層９３４は、少なくとも所望の発光波長を得ることができる発光材料を含む層で構成される。
第１の電極層９３２及び第２の電極層９３６のいずれか一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。第１の電極層９３２及び第２の電極層９３６は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物、ＩＴＯに２ｗｔ％〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を混合したターゲットを用いて形成されるインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いて形成することができる。また、アルミニウムの他、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等も用いることができる。
なお、層９３４で発光した光を外部に取り出すために、第１の電極層９３２と第２の電極層９３６のいずれか一方または両方は、インジウム錫酸化物等を用いるか、或いは銀、アルミニウム等を数ｎｍ〜数十ｎｍの厚さとなるように形成して、可視光が透過できるように、形成することが好ましい。
第１の電極層９３２は、前述の材料を全面に形成した後、所望な形状にパターン加工して得ることができる。第１の電極層９３２の加工は、上記実施の形態で示したレーザビームの照射によるアブレーションを利用することができる。
例えば、第１の電極層となる導電層を全面に形成し、当該導電層上に光吸収層及び絶縁層を積層形成し、フォトマスクを介してレーザビームを照射し、光吸収層で吸収されたレーザビームのエネルギーによるアブレーションを利用して、絶縁層及び光吸収層からなるマスクを形成する。そして、当該マスクを用いて導電層をエッチング加工し、第１の電極層９３２を得る。
上記フォトマスクには遮光領域と透過領域とで所望のパターンが形成されている。遮光領域を形成する遮光材料は、遮光性が優れ、且つレーザビームのエネルギーに耐性のある材料を用いる。レーザビームは、光吸収層に吸収されるエネルギーを有し、且つ光吸収層内における気体の放出や光吸収層の蒸発等を起こす程度が好ましい。レーザビームがフォトマスクを透過した領域が照射領域となり、絶縁層及び光吸収層の一部が除去され、フォトマスクに形成されたパターンを反映するように、絶縁層及び光吸収層が残存する。そして、残存した絶縁層及び光吸収層をエッチングマスクとして、ドライエッチング法又はウェットエッチング法を用い、導電層をエッチング加工して第１の電極層９３２を得る。なお、絶縁層、光吸収層、レーザビーム、フォトマスク等の詳細は、上記実施の形態に準じる。
また、第１の電極層９３２は、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、エッチング加工により形成してもよい。その他、第１の電極層９３２は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。
また、第１の電極層９３２は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層９３２の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
第１の電極層９３２を形成後、加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により、第１の電極層９３２中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極層９３２は脱ガスなどを生じないため、第１の電極層９３２上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。
第２の電極層９３６は、蒸着法、スパッタリング法等を用いて形成することができる。また、第２の電極層９３６上にパッシベーション層（保護層）として絶縁層を設けてもよい。このように第２の電極層９３６を覆うようにしてパッシベーション層を設けることは有効である。パッシベーション層としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜を含む絶縁層からなり、該絶縁層の単層構造もしくは組み合わせた積層構造を用いることができる。又はシロキサン樹脂を用いてもよい。
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション層として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、層９３４の耐熱性が低い場合でも、容易に積層形成することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタリング法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、窒素含有炭素膜は反応ガスとしてＣ２Ｈ４ガスとＮ２ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、層９３４の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に層９３４が酸化するといった問題を防止できる。
第１の電極層９３２上に形成される層９３４は、少なくとも発光材料を含む発光層で構成される。発光層は、有機化合物、無機化合物、又は有機化合物と無機化合物とを含む層で形成する。第１の電極層９３２と第２の電極層９３６との間に、層９３４が設けられて発光素子９３０を得ることができる。
このように発光素子９３０が形成された基板９０１と、封止基板９０８とをシール材９１０によって固着し、発光素子９３０を封止する。シール材９１０としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、シール材で囲まれた領域９４８には充填材を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。充填材を透過して光を取り出す構造の場合は、充填材は透光性を有する必要がある。代表的には可視光硬化、紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。以上の工程において、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。また充填材は、液状の状態で滴下し、表示装置内に充填することもできる。充填材として、乾燥剤などの吸湿性を含む物質を用いると、さらなる吸水効果が得られ、発光素子９３０の劣化を防ぐことができる。
また、素子の水分による劣化を防ぐため、画素部９０２を取り囲むように乾燥剤を設けてもよい。例えば、封止基板に形成された凹部に乾燥剤を設置すればよく、このような構造にすることで、薄型化を妨げない構成とできる。また、ゲート配線層に対応する領域にも乾燥剤を形成し、吸水面積を広く取ると、吸水効果が高い。また、直接発光に寄与しないゲート配線層上に乾燥剤を形成すると、光取り出し効率を低下させることもない。
なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を取り出す場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子からの光を妨げないような、隔壁層の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
また、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層９３２が直接接して電気的な接続を行わず、配線層を介して接続していてもよい。
本実施の形態では、端子部９０６において、端子電極層９５０に異方性導電層９５２によってＦＰＣ９５４を接続し、外部と電気的に接続する構造とする。
また、図１９（Ａ）で示すように、本実施の形態において作製される表示装置は、画素部９０２と同一基板上に駆動回路部９０４が設けられている。なお、本発明は特に限定されず、周辺駆動回路としてＩＣチップを前述したＣＯＧ方式やＴＡＢ方式によって実装したものでもよい。
また、本発明の表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
なお、本実施の形態では、様々な工程でレーザビームの照射によるアブレーションを利用してパターンを形成したが、本発明はこれに限らず、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を利用してもよい。もちろん、その他の選択的にパターンを形成できる技術を用いてもよい。本実施の形態では、少なくとも１つの製造工程で、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して、パターンを形成する方法を用いることを特徴とする。
本発明により、表示装置を構成する配線等の層を、所望の形状で形成できる。またフォトレジストを用いたリソグラフィー工程の回数を削減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができる。したがって、スループットを向上させることができる。
また、本発明を適用することで、フォトレジストに含まれる不純物等の汚染を防ぐことができ、信頼性の高い表示装置を得ることができる。
また、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。したがって、本発明を大面積基板に適用することで、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、表示装置を量産性良く製造することができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至９と、適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１１）
表示装置の表示機能を有する発光素子は、様々な素子構造を適用することができる。一般的に、発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。ここでは、図１３〜図１５を用いて、本発明に適用できる発光素子の例について説明する。
図１３は、有機ＥＬ素子について示している。図１３に示す発光素子は、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０との間に、層８６０が挟持されている。第１の電極層８７０及び第２の電極層８５０のいずれか一方は陽極となり、他方は陰極となる。なお、陽極とは、発光層に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは発光層に電子を注入する電極のことを示す。本実施の形態では、第１の電極層８７０を陽極とし、第２の電極層８５０を陰極とする。また、層８６０は、正孔注入層８６２、正孔輸送層８６４、発光層８６６、電子輸送層８６８、電子注入層８６９が順次積層された構成とする。
第１の電極層８７０と第２の電極層８５０は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物、ＩＴＯに２ｗｔ％〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を混合したターゲットを用いて形成されたインジウム亜鉛酸化物の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いて形成することができる。また、アルミニウムの他、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等も第１の電極層８７０を形成するのに用いることができる。第１の電極層８７０の形成方法については、上記第１の電極層５０１２と同じである。また、第２の電極層８５０の形成方法について特に限定はなく、例えばスパッタリング法や蒸着法等を用いて形成することができる。
なお、発光した光を外部に取り出すために、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０のいずれか一方または両方は、インジウム錫酸化物等を用いるか、或いは銀、アルミニウム等を数ｎｍ〜数十ｎｍの厚さとなるように形成して、可視光が透過できるように、形成することが好ましい。
正孔注入層８６２は、第１の電極層８７０から正孔輸送層８６４へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。正孔注入層８６２を設けることによって、第１の電極層８７０と正孔輸送層８６４との間のイオン化ポテンシャルの差が緩和され、正孔が注入され易くなる。正孔注入層８６２は、正孔輸送層８６４を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが小さく、第１の電極層８７０を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが大きい物質、または正孔輸送層８６４と第１の電極層８７０との間に１ｎｍ〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。正孔注入層８６２を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等が挙げられる。つまり、正孔注入層８６２におけるイオン化ポテンシャルが正孔輸送層８６４におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に小さくなるような物質を正孔輸送性物質の中から選択することによって、正孔注入層８６２を形成することができる。正孔注入層８６２を設ける場合、第１の電極層８７０は、インジウム錫酸化物等の仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。なお、本発明は特に限定されず、正孔注入層８６２は設けなくともよい。
正孔輸送層８６４とは、第１の電極層８７０側から注入された正孔を発光層８６６へ輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層８６４を設けることによって、第１の電極層８７０と発光層８６６との距離を離すことができ、その結果、第１の電極層８７０等に含まれている金属に起因して発光が消滅することを防ぐことができる。正孔輸送層８６４は、正孔輸送性物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、正孔輸送性物質とは、電子よりも正孔の移動度が高く、電子の移動度に対する正孔の移動度の比の値（＝正孔移動度／電子移動度）が好ましくは１００よりも大きい物質をいう。正孔輸送層８６４を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＢＰＢ）等が挙げられる。なお、正孔輸送層８６４は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
発光層８６６は、発光機能を有する層であり、有機化合物でなる発光材料を含む。また、無機化合物を含んでいてもよい。発光層８６６に含まれる有機化合物は、発光性の有機化合物であれば特に限定はなく、種々の低分子系有機化合物、高分子系有機化合物を用いることができる。また、発光性の有機化合物は、蛍光発光材料、又は燐光発光材料のどちらを用いることも可能である。発光層８６６は、発光性の有機化合物のみからなる層としてもよいし、発光性の有機化合物を当該有機化合物よりも大きいエネルギーギャップを有するホスト材料に分散した構成としてもよい。なお、発光層８６６を、有機化合物でなる発光材料とホスト材料とを含む層のように複数の化合物を混合した層とする場合は、共蒸着法を用いて形成することができる。ここで、共蒸着とは、一つの処理室内に設けられた複数の蒸着源からそれぞれ原料を気化させ、気化した原料を気相状態で混合し、被処理物上に堆積させる蒸着法をいう。
電子輸送層８６８は、第２の電極層８５０から注入された電子を発光層８６６へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層８６８を設けることによって、第２の電極層８５０と発光層８６６との距離を離すことができ、その結果、第２の電極層８５０等に含まれている金属に起因して発光が消滅することを防ぐことができる。電子輸送層８６８は、電子輸送性物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、電子輸送性物質とは、正孔よりも電子の移動度が高く、正孔の移動度に対する電子の移動度の比の値（＝電子移動度／正孔移動度）が好ましくは１００よりも大きい物質をいう。電子輸送層８６８を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）等の金属錯体の他、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）等が挙げられる。また、電子輸送層８６８は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
電子注入層８６９は、第２の電極層８５０から電子輸送層８６８へ電子の注入を補助する機能を有する層である。電子注入層８６９は、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ、ＢｚＯｓ等の電子輸送層８６８を形成するのに用いることのできる物質の中から、電子輸送層８６８の形成に用いる物質よりも電子親和力が相対的に大きい物質を選択して用いることによって形成することができる。このようにして電子注入層８６９を形成することによって第２の電極層８５０と電子輸送層８６８との間の電子親和力の差が緩和され、電子が注入され易くなる。また、電子注入層８６９には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、リチウム酸化物、カリウム酸化物、ナトリウム酸化物等のアルカリ金属の酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物等のアルカリ土類金属の酸化物、フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属のフッ化物、フッ化カルシウム等のアルカリ土類金属のフッ化物、またはマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属等の無機物が含まれていてもよい。また、電子注入層８６９はＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ、ＢｚＯｓ等の有機化合物を含む構成であってもよいし、ＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物、またはＣａＦ２等のアルカリ土類金属のフッ化物等の無機化合物からなる構成であってもよい。このようにＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物、またはＣａＦ２等のアルカリ土類金属のフッ化物等の無機化合物を用いて１ｎｍ〜２ｎｍの薄膜として電子注入層８６９が設けられることによって電子注入層８６９のエネルギーバンドが曲がる、或いは電子注入層８６９にトンネル電流が流れることにより、第２の電極層８５０から電子輸送層８６８へ電子の注入が容易となる。
なお、正孔注入層８６２に換えて正孔発生層が設けられていてもよいし、または電子注入層８６９に換えて電子発生層が設けられていてもよい。
ここで、正孔発生層とは、正孔を発生する層である。正孔輸送性物質の中から選ばれた少なくとも一の物質と、正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質とを混合することによって正孔発生層を形成することができる。ここで、正孔輸送性物質としては、正孔輸送層８６４を形成するのに用いることのできる物質と同様の物質を用いることができる。また、電子受容性を示す物質としては、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いることが好ましい。
また、電子発生層とは、電子を発生する層である。電子輸送性物質の中から選ばれた少なくとも一の物質と、電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質とを混合することによって電子発生層を形成することができる。ここで、電子輸送性物質としては電子輸送層８６８を形成するのに用いることのできる物質と同様の物質を用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。
正孔注入層８６２、正孔輸送層８６４、発光層８６６、電子輸送層８６８、電子注入層８６９は、それぞれ、蒸着法、液滴吐出法、または塗布法等を用いて形成すればよい。第１の電極層８７０又は第２の電極層８５０は、スパッタリング法または蒸着法等を用いて形成すればよい。
本実施の形態において、層８６０は、少なくとも発光層８６６を含んでいればよく、その他の機能を有する層（正孔注入層８６２、正孔輸送層８６４、電子輸送層８６８、電子注入層８６９等）は適宜設ければよい。
また、第１の電極層８７０を陰極とし、第２の電極層８５０を陽極としてもよい。その場合、層８６０は、第１の電極層８７０側から、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層が順次積層された構成となる。
次に、無機ＥＬ素子について、図１４、図１５を用いて説明する。無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ＥＬではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と不純物元素とで構成される。不純物元素は、発光中心として機能する。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、７００℃〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化イットリウム等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、等の３元系の混晶であってもよい。
局在型発光の不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。ハロゲン元素は電荷補償として機能することもできる。
一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の不純物元素として、ドナー準位を形成する第１の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等を用いることができる。
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化アルミニウム等を用いることができ、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅、硫化銀等を用いることができる。焼成温度は、７００℃〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅、塩化銀等を用いることができる。
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１ａｔｏｍ％〜１０ａｔｏｍ％であればよく、好ましくは０．０５ａｔｏｍ％〜５ａｔｏｍ％の範囲である。
薄膜型無機ＥＬの場合、発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子エピタキシ層法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
図１４（Ａ）〜（Ｃ）に発光素子として用いることのできる薄膜型無機ＥＬ素子の一例を示す。図１４（Ａ）〜（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層５０、層５１、第２の電極層５３を含む。層５１は、少なくとも発光層５２を含む構成とする。
図１４（Ａ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と第２の電極層５３との間に、発光層５２のみで構成される層５１が挟持されている。図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示す発光素子は、図１４（Ａ）の発光素子において、第１の電極層５０又は第２の電極層５３と、発光層５２と、の間に絶縁層を設ける構造である。図１４（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と発光層５２との間に絶縁層５４を有し、図１４（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と発光層５２との間に絶縁層５４ａ、第２の電極層５３と発光層５２との間に絶縁層５４ｂとを有している。このように絶縁層は発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
また、図１４（Ｂ）では第１の電極層５０に接するように絶縁層５４が設けられているが、絶縁層と発光層の順番を逆にして、第２の電極層５３に接するように絶縁層５４を設けてもよい。
次に、分散型無機ＥＬ素子について説明する。分散型無機ＥＬ素子の場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の発光層を形成する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって発光層中に均一に分散し固定される。
分散型無機ＥＬ素子の場合、発光層の形成方法は、選択的に発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
図１５（Ａ）〜（Ｃ）に発光素子として用いることのできる分散型無機ＥＬ素子の一例を示す。図１５（Ａ）〜（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層６０、層６５、第２の電極層６３を含む。層６５は、少なくとも発光層を含む構成とする。
図１５（Ａ）における発光素子は、第１の電極層６０、発光層６２、第２の電極層６３の積層構造を有し、発光層６２中にバインダによって保持された発光材料６１を含む。
本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、絶縁材料を用いることができる。具体的には、有機絶縁材料や無機絶縁材料を用いることができ、有機絶縁材料及び無機絶縁材料の混合材料を用いてもよい。有機絶縁材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
バインダに含まれる無機材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸素及び窒素を含むシリコン、窒化アルミニウム、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム、酸化チタン、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛、酸化タンタル、タンタル酸バリウム、タンタル酸リチウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、その他の無機材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる（添加等によって）ことによって、発光材料及びバインダよりなる発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。バインダに無機絶縁材料と有機絶縁材料との混合層を用い、高い誘電率とすると、発光材料により大きい電荷を誘起することができる。
作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが、本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、発光層を形成する方法（種々のウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）に示す発光素子は、図１５（Ａ）の発光素子において、第１の電極層６０又は第２の電極層６３と、発光層６２と、の間に絶縁層を設ける構造である。図１５（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と発光層６２との間に絶縁層６４を有し、図１５（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と発光層６２との間に絶縁層６４ａ、第２の電極層６３と発光層６２との間に絶縁層６４ｂとを有している。このように絶縁層は発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
また、図１５（Ｂ）では第１の電極層６０に接するように絶縁層６４が設けられているが、絶縁層と発光層の順番を逆にして、第２の電極層６３に接するように絶縁層６４を設けてもよい。
図１４における絶縁層５４、図１５における絶縁層６４のような絶縁層は、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化シリコン、酸化ジルコニウム等やこれらの混合層又は２種以上の積層を用いることができる。これらの絶縁層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等により形成することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して形成してもよい。バインダ材料は、発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である。
図１４、図１５に示す無機ＥＬ素子は、発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
本実施の形態（図１３〜図１５）で示した発光素子は、上記実施の形態で示した表示装置の表示素子として具備されることができる。
例えば、図１２に示す表示装置に、図１３に示す有機ＥＬ素子を適用する場合、第１の電極層５０１２又は第２の電極層５０１８は、第１の電極層８７０又は第２の電極層８５０に相当する。層５０１６は、層８６０に相当する。同様に、図１９に示す表示装置の場合も、第１の電極層９３２又は第２の電極層９３６は、第１の電極層８７０又は第２の電極層８５０に相当する。層９３４は、層８６０に相当する。
また、図１２に示す表示装置に、図１４、図１５で示す無機ＥＬ素子を適用する場合も同様である。第１の電極層５０１２若しくは第２の電極層５０１８は、図１４の第１の電極層５０若しくは第２の電極層５３、又は図１５の第１の電極層６０若しくは第２の電極層６３に相当する。層５０１６は、層５１若しくは層６５に相当する。同様に、図１９に示す表示装置の場合も、第１の電極層９３２若しくは第２の電極層９３６は、図１４の第１の電極層５０若しくは第２の電極層５３、又は図１５の第１の電極層６０若しくは第２の電極層６３に相当する。層９３４は、層５１若しくは層６５に相当する。
本発明により、素子を構成する電極等の層を、所望の形状で形成できる。また、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程の回数を削減、簡略化でき、スループットを向上することができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至１０と適宜自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１２）
本実施の形態では、液晶表示装置について説明する。
図２６（Ａ）は、液晶表示装置の上面図であり、図２６（Ｂ）は図２６（Ａ）の線分ＧＨにおける断面図である。
図２６（Ａ）で示すように、画素領域６０６、走査線駆動回路である駆動回路領域６０８ａ、走査線駆動領域である駆動回路領域６０８ｂが、シール材６９２によって、基板６００と封止基板６９５との間に封止され、基板６００上にＩＣドライバによって形成された信号線駆動回路である駆動回路領域６０７が設けられている。画素領域６０６にはトランジスタ６２２及び容量素子６２３が設けられ、駆動回路領域６０８ｂにはトランジスタ６２０及びトランジスタ６２１を有する駆動回路が設けられている。基板６００には、上記実施の形態と同様の基板を適用することができる。また一般的に合成樹脂からなる基板は、他の基板と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた作製工程の後、転置することによって採用することが可能となる。
画素領域６０６には、下地絶縁層６０４ａ、下地絶縁層６０４ｂを介してスイッチング素子となるトランジスタ６２２が設けられている。本実施の形態では、トランジスタ６２２にマルチゲート型薄膜トランジスタを用いる。トランジスタ６２２は、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層、２層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有し、ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と画素電極層６３０に接して電気的に接続している。
ソース電極層又はドレイン電極層は積層構造となっており、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂは絶縁層６１５に形成された開口で画素電極層６３０と電気的に接続している。絶縁層６１５に形成される開口は、上記実施の形態で示したようにレーザビームを照射によるアブレーションを利用して形成することができる。本実施の形態は、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用い、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａにはソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂよりも蒸発しにくい高融点金属（本実施の形態ではタングステン）を用いる。絶縁層６１５側より、フォトマスクを介して、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂにレーザビームを照射し、照射されたエネルギーによりソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂの照射領域及び当該照射領域上の絶縁層６１５の一部は除去され、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに達する開口を形成することができる。さらに、絶縁層６１５をマスクとして、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂをエッチングにより除去し、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａに達する開口を形成する。エッチングにより開口を形成する際は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、又はその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。
ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂが露出された開口に画素電極層６３０を形成し、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂと画素電極層６３０は電気的に接続することができる。なお、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに開口を形成せず、画素電極層６３０を形成してもよい。
薄膜トランジスタは、多くの方法で作製することができる。例えば、活性層として、結晶性半導体層を適用する。結晶性半導体層上には、ゲート絶縁層を介してゲート電極層が設けられる。該ゲート電極層を用いて該活性層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極層を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスクを形成する必要はない。ゲート電極層は、単層構造、又は積層構造とすることができる。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有する薄膜トランジスタを、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを、ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ Ｏｖｅｒｌａｐｅｄ ＬＤＤ）構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、不純物領域にリン（Ｐ）等を用いることによりｎ型とする。ｐ型とする場合は、ボロン（Ｂ）等を添加すればよい。その後、ゲート電極層等を覆う絶縁層６１１及び絶縁層６１２を形成する。絶縁層６１１（及び絶縁層６１２）に混入された水素により、結晶性半導体層のダングリングボンドを終端することができる。
さらに平坦性を高めるため、層間絶縁層として絶縁層６１５を形成してもよい。絶縁層６１５は、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ポリシラザン、窒素含有炭素（ＣＮ）、リンガラス（ＰＳＧ）、リンボロンガラス（ＢＰＳＧ）、アルミナ、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
また結晶性半導体層を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素領域のトランジスタと、駆動回路領域６０８ｂのトランジスタとは同時に形成される。駆動回路領域６０８ｂに用いるトランジスタは、ＣＭＯＳ回路を構成する。ＣＭＯＳ回路を構成する薄膜トランジスタはＧＯＬＤ構造であるが、トランジスタ６２２のようなＬＤＤ構造を用いることもできる。
本実施の形態に限定されず、画素領域６０６の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（例えば順スタガ型）、ボトムゲート型（例えば、逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造も適用できる。
次に、画素電極層６３０を覆うように、印刷法や液滴吐出法により、配向膜と呼ばれる絶縁層６３１を形成する。なお、絶縁層６３１は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を行う。このラビング処理は液晶のモード、例えばＶＡモードのときには処理を行わないときがある。配向膜として機能する絶縁層６３３も絶縁層６３１と同様である。続いて、シール材６９２を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する。
その後、配向膜として機能する絶縁層６３３、対向電極として機能する導電層６３４、カラーフィルタとして機能する着色層６３５、偏光子６４１（偏光板ともいう）、及び偏光子６４２が設けられた封止基板６９５と、ＴＦＴ基板である基板６００とをスペーサ６３７を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層６３２を設ける。本実施の形態の液晶表示装置は透過型であるため、基板６００の素子を有する面と反対側にも偏光子（偏光板）６４３を設ける。偏光子は、接着層によって基板に設けることができる。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに封止基板６９５には、遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。なお、カラーフィルタ等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。
なお、バックライトにＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継続加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設けない場合がある。ブラックマトリクスは、トランジスタやＣＭＯＳ回路の配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやＣＭＯＳ回路と重なるように設けるとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量素子を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。
液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、素子を有する基板６００と封止基板６９５とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。滴下法は、注入法を適用しづらい大面積基板を扱うときに適用するとよい。
スペーサは数μｍの粒子を散布して設ける方法でも良いが、本実施の形態では基板全面に樹脂膜を形成した後これをエッチング加工して形成する方法を採用した。このようなスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらにクリーンオーブンなどで１５０℃〜２００℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができる。形状は円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層６７８ａ、６７８ｂに、異方性導電体層６９６を介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ６９４を設ける。ＦＰＣ６９４は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。
なおトランジスタが有する配線、ゲート電極層、画素電極層６３０、対向電極層である導電層６３４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属又は当該金属を主成分とする合金若しくは金属窒化物から選ぶことができる。
偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
なお、本実施の形態ではＴＮ型の液晶パネルについて示しているが、上記のプロセスは他の方式の液晶パネルに対しても同様に適用することができる。例えば、ガラス基板と平行に電界を印加して液晶を配向させる横電界方式の液晶パネルに本実施の形態を適用することができる。また、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｍｅｎｔ）方式の液晶パネルに本実施の形態を適用することができる。
図３９と図２４は、ＶＡ型液晶パネルの画素構造を示している。図３９は平面図であり、図中に示す線分ＩＪに対応する断面構造を図２４に表している。以下の説明ではこの両図を参照して説明する。
この画素構造は、一つの画素に複数の画素電極が有り、それぞれの画素電極にＴＦＴが接続されている。各ＴＦＴは、異なるゲート信号で駆動されるように構成されている。すなわち、マルチドメイン設計された画素において、個々の画素電極に印加する信号を、独立して制御する構成を有している。
画素電極層１６２４は開口（コンタクトホール）１６２３により、配線層１６１８でＴＦＴ１６２８と接続している。また、画素電極層１６２６は開口（コンタクトホール）１６２７により、配線層１６１９でＴＦＴ１６２９と接続している。ＴＦＴ１６２８のゲート配線層１６０２と、ＴＦＴ１６２９のゲート電極層１６０３は、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、データ線として機能する配線層１６１６は、ＴＦＴ１６２８とＴＦＴ１６２９で共通に用いられている。
画素電極層１６２４と画素電極層１６２６は、上記実施の形態で示すように、フォトマスクを介したレーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成してもよい。レーザアブレーションにより絶縁層（又は絶縁層及び光吸収層）からなるマスクを形成し、当該マスクを用いて下層の被加工層をエッチング加工して所望の画素電極層を得ることができる。このように、本発明を用いると、リソグラフィー工程の回数を削減することができるので、工程が簡略化し、スループットを向上することができる。また、フォトレジストによる不純物汚染等も防ぐことができる。
画素電極層１６２４と画素電極層１６２６の形状は異なっており、スリット１６２５によって分離されている。Ｖ字型に広がる画素電極層１６２４の外側を囲むように画素電極層１６２６が形成されている。画素電極層１６２４と画素電極層１６２６に印加する電圧のタイミングを、ＴＦＴ１６２８及びＴＦＴ１６２９により異ならせることで、液晶の配向を制御している。対向基板１６０１には、遮光層１６３２、着色層１６３６、対向電極層１６４０が形成されている。また、着色層１６３６と対向電極層１６４０の間には平坦化層１６３７が形成され、液晶の配向乱れを防いでいる。図２５に対向基板側の構造を示す。対向電極層１６４０は異なる画素間で共通化されている電極であるが、スリット１６４１が形成されている。このスリット１６４１と、画素電極層１６２４及び画素電極層１６２６側のスリット１６２５とを交互に咬み合うように配置することで、斜め電界を効果的に発生させて液晶の配向を制御することができる。これにより、液晶が配向する方向を場所によって異ならせることができ、視野角を広げている。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至７と適宜自由に組み合わせることができる。
本発明を適用することで、リソグラフィー工程の回数を削減でき、製造工程を簡略化できるため、スループットを向上させることができるその結果、量産性よく表示装置を製造することができる。
また、レジスト塗布、現像工程等を省略することも可能になるため、基板を回転させる必要がなくなり、大面積基板が処理しやすくなる。さらに、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。その結果、大面積基板に、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、表示装置を量産性良く製造することができる。
（実施の形態１３）
本実施の形態では、表示素子に液晶表示素子を用いる液晶表示装置について説明する。
図２７に示す表示装置は、基板２５０上に、画素領域に逆スタガ型トランジスタであるトランジスタ２２０、画素電極層２５１、絶縁層２５２、絶縁層２５３、液晶層２５４、スペーサ２８１、絶縁層２３５、対向電極層２５６、カラーフィルタ２５８、ブラックマトリクス２５７、対向基板２１０、偏光板（偏光子）２３１、偏光板（偏光子）２３３、封止領域にシール材２８２、端子電極層２８７、異方性導電層２８８、ＦＰＣ２８６が設けられている。
本実施の形態で作製される逆スタガ型トランジスタであるトランジスタ２２０のゲート電極層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層、及び画素電極層２５１は実施の形態１等で示すように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用してマスクを形成し、当該マスクを用いてエッチング加工して形成すればよい。このように本発明を用いると、フォトレジストを用いるリソグラフィー工程の回数を削減・簡略化することができ、スループットを向上させることができる。
本実施の形態では、チャネルを形成する半導体層として非晶質半導体層を用いており、ソース電極層又はドレイン電極層と半導体層との間に設けられる一導電性型を有する半導体層は、必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電型を有する半導体層として非晶質ｎ型半導体層を積層する。またチャネルを形成する半導体層としてｎ型半導体層を形成し、ｎチャネル型薄膜トランジスタのＮＭＯＳ構造、ｐ型半導体層を形成したｐチャネル型薄膜トランジスタのＰＭＯＳ構造、ｎチャネル型薄膜トランジスタとｐチャネル型薄膜トランジスタとのＣＭＯＳ構造を作製することができる。
また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、ｎチャネル型トランジスタ、Ｐチャネル型トランジスタを形成することもできる。ｎ型半導体層を形成するかわりに、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
本実施の形態では、トランジスタ２２０はｎチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタとなっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。
次いで、バックライトユニット３５２の構成について説明する。バックライトユニット３５２は、光（蛍光）を発する光源３６１として冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機ＥＬ、有機ＥＬが、光（蛍光）を効率よく導光板３６５に導くためのランプリフレクタ３６２、光（蛍光）が全反射しながら全面に光を導くための導光板３６５、明度のムラを低減するための拡散板３６６、導光板３６５の下に漏れた光を再利用するための反射板３６４を有するように構成されている。
バックライトユニット３５２には、光源３６１の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給により、光源３６１の輝度を制御することができる。
トランジスタ２２０のソース電極層又はドレイン電極層は絶縁層２５２に形成された開口で画素電極層２５１と電気的に接続している。絶縁層２５２に形成される開口は上記実施の形態で示したようにレーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成してもよいし、リソグラフィー技術を用いて形成してもよい。本実施の形態は、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いる。絶縁層２５２側より、フォトマスクを介して、ソース電極層又はドレイン電極層にレーザビームを照射し、照射されたエネルギーによりソース電極層又はドレイン電極層の照射領域及び当該照射領域上の絶縁層２５２の一部は除去され、一導電型の半導体層に達する開口を形成することができる。
ソース電極層又はドレイン電極層及び一導電型の半導体層が露出された開口に画素電極層２５１を形成し、一導電型の半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層と画素電極層２５１とを電気的に接続することができる。
本発明を適用することで、リソグラフィー工程の回数を削減でき、製造工程を簡略化できるため、スループットを向上させることができる。その結果、量産性良く表示装置を製造することができる。
また、レジスト塗布、現像工程等を省略することも可能になるため、基板を回転させる必要がなくなり、大面積基板が処理しやすくなる。さらに、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いることで、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。その結果、大面積基板に、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、表示装置を量産性良く製造することができる。
本実施の形態は実施の形態１乃至７と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる表示装置の一例について説明する。
図２９は、本発明を適用したアクティブマトリクス型の電子ペーパーを示す。図２９ではアクティブマトリクス型を示すが、本発明はパッシブマトリクス型にも適用することができる。
電子ペーパーとしてツイストボール表示方式を用いることができる。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を第１の電極層及び第２の電極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電極層に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
トランジスタ５８０１は逆コプラナ型の薄膜トランジスタであり、ゲート電極層５８０２、ゲート絶縁層５８０４、配線層５８０５ａ、配線層５８０５ｂ、半導体層５８０６を含む。配線層５８０５ａ、配線層５８０５ｂは、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する。また配線層５８０５ｂは第１の電極層５８０７と絶縁層５９０８に形成する開口で接しており電気的に接続している。第１の電極層５８０７と第２の電極層５８０８との間には黒色領域５９００ａ及び白色領域５９００ｂを有し、周りに液体で満たされているキャビティ５９０４を含む球形粒子５８０９が設けられており、球形粒子５８０９の周囲は樹脂等の充填材５９０５で充填されている。
本実施の形態において、トランジスタ５８０１を構成するゲート電極層５８０２、半導体層５８０６、配線層５８０５ａ、５８０５ｂなどは、上記実施の形態で示すように、目的の層となる被加工層上に光吸収層、絶縁層を積層形成し、フォトマスクを介したレーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用してマスクを形成し、当該マスクを用いて被加工層をエッチング加工することで形成することができる。
配線層５８０５ｂは絶縁層５９０８に形成された開口で第１の電極層５８０７と電気的に接続している。絶縁層５９０８に形成される開口は、上記実施の形態で示したようにレーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用することによって形成することができる。本実施の形態は、配線層５８０５ｂに比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いる。絶縁層５９０８側よりレーザビームを選択的に配線層５８０５ｂに照射し、照射されたエネルギーにより配線層５８０５ｂの照射領域上の絶縁層５９０８の一部は除去され、配線層５８０５ｂに達する開口を形成することができる。さらに、絶縁層５９０８をマスクとして、配線層５８０５ｂをエッチングにより除去し、ゲート絶縁層５８０４に達する開口を形成する。開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。
配線層５８０５ｂが露出された開口に第１の電極層５８０７を形成し、配線層５８０５ｂと第１の電極層５８０７は電気的に接続することができる。なお、本発明は、特に限定されず、レーザアブレーションを利用して配線層５８０５ｂに達する開口を絶縁層５９０８に形成した後、配線層５８０５ｂはエッチングせずに第１の電極層５８０７を形成してもよい。また、レーザアブレーションを利用して、絶縁層５９０８とともに配線層５８０５ｂの照射領域の上層部又は全部を除去して、開口を形成してもよい。
レーザアブレーションを利用することで、複雑なリソグラフィー工程を行うことなく、レーザビーム照射によって絶縁層に開口を形成することもできる。
また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ〜２００μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極層と第２の電極層との間に設けられるマイクロカプセルは、第１の電極層と第２の電極層によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれている。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能であるため、電波発信源から表示機能付き表示装置を遠ざけた場合であっても、表示された像を保存しておくことが可能となる。
トランジスタはスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設けてもよい。半導体層も非晶質半導体、結晶性半導体、多結晶半導体、微結晶半導体など様々な半導体を用いることができ、有機化合物を用いて有機トランジスタを形成してもよい。
本実施の形態では、具体的には、表示装置の構成がアクティブマトリクス型の場合に関して示すが、勿論本発明はパッシブマトリクス型の表示装置にも適用できる。パッシブマトリクス型の表示装置においても、フォトマスクを介したレーザビームの照射によるレーザアブレーションを利用して形成したマスクを用い、エッチング加工することで、配線層、電極層などを所望の形状に形成することができる。
本発明を適用することで、リソグラフィー工程の回数を削減でき、製造工程を簡略化できるため、スループットを向上させることができる。したがって、量産性良く表示装置を製造することができる。
また、レジスト塗布、現像工程等を省略することも可能になるため、基板を回転させる必要がなくなり、大面積基板が処理しやすくなる。さらに、線状レーザビーム、または矩形状レーザビームあるいは円形状レーザビーム等の面積の大きな面状レーザビームを用いる場合は、短時間で複数の領域にレーザビームを照射することが可能になる。その結果、大面積基板に、短時間で多くのパターンを形成することも可能となり、表示装置を量産性良く製造することができる。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至７と適宜自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１５）
次に、実施の形態８乃至１３によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する態様について説明する。
まず、ＣＯＧ方式を採用した表示装置について、図１８（Ａ）を用いて説明する。基板２７００上には、文字や画像などの情報を表示する画素部２７０１が設けられる。複数の駆動回路が設けられた基板を、矩形状に分断し、分断後の駆動回路（ドライバＩＣとも表記）２７５１は、基板２７００上に実装される。図１８（Ａ）は複数のドライバＩＣ２７５１、ドライバＩＣ２７５１の先にＦＰＣ２７５０を実装する形態を示す。また、分割する大きさを画素部の信号線側の辺の長さとほぼ同じにし、単数のドライバＩＣに、該ドライバＩＣの先にテープを実装してもよい。
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、図１８（Ｂ）で示すように複数のテープを貼り付けて、該テープにドライバＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のテープに単数のドライバＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、ドライバＩＣを固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
これらの表示パネルに実装されるドライバＩＣは、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍ〜１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。
つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して取り出せばよい。ドライバＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５ｍｍ〜８０ｍｍ、短辺が１ｍｍ〜６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
ドライバＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５ｍｍ〜８０ｍｍで形成されたドライバＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上にドライバＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
また、図１７（Ｂ）のように走査線側駆動回路３７０２は基板上に一体形成される場合、画素部３７０１の外側の領域には、信号線側の駆動回路が形成されたドライバＩＣが実装される。これらのドライバＩＣは、信号線側の駆動回路である。ＲＧＢフルカラーに対応した画素領域を形成するためには、ＸＧＡクラスで信号線の本数が３０７２本必要であり、ＵＸＧＡクラスでは４８００本が必要となる。このような本数で形成された信号線は、画素部３７０１の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ドライバＩＣの出力端子のピッチに合わせて集められる。
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶質半導体により形成されることが好適であり、該結晶質半導体は連続発振のレーザビームを照射することで形成されることが好適である。従って、当該レーザビームを発生させる発振器としては、連続発振の固体レーザ又は気体レーザを用いる。連続発振のレーザを用いると、結晶欠陥が少なく、大粒径の多結晶半導体層を用いて、トランジスタを作製することが可能となる。また移動度や応答速度が良好なために高速駆動が可能で、従来よりも素子の動作周波数を向上させることができ、特性バラツキが少ないために高い信頼性を得ることができる。なお、さらなる動作周波数の向上を目的として、トランジスタのチャネル長方向とレーザビームの走査方向と一致させるとよい。これは、連続発振レーザによるレーザ結晶化工程では、トランジスタのチャネル長方向とレーザビームの基板に対する走査方向とが概ね並行（好ましくは−３０度以上３０度以下）であるときに、最も高い移動度が得られるためである。なおチャネル長方向とは、チャネル形成領域において、電流が流れる方向、換言すると電荷が移動する方向と一致する。このように作製したトランジスタは、結晶粒がチャネル方向に延在する多結晶半導体層によって構成される活性層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル方向に沿って形成されていることを意味する。
レーザ結晶化を行うには、レーザビームの大幅な絞り込みを行うことが好ましく、そのレーザビームの形状（ビームスポット）の幅は、ドライバＩＣの短辺の同じ幅の１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度とすることがよい。また、被照射体に対して、十分に且つ効率的なエネルギー密度を確保するために、レーザビームの照射領域は、線状であることが好ましい。但し、ここでいう線状とは、厳密な意味で線を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形もしくは長楕円形を意味する。例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０以上１００００以下）のものを指す。このように、レーザビームの形状（ビームスポット）の幅をドライバＩＣの短辺と同じ長さとすることで、生産性を向上させた表示装置の作製方法を提供することができる。
図１８（Ａ）、（Ｂ）のように走査線駆動回路及び信号線駆動回路の両方として、ドライバＩＣを実装してもよい。その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにするとよい。
画素領域は、信号線と走査線が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してトランジスタが配置される。本実施の形態は、画素領域に配置されるトランジスタとして、非晶質半導体又はセミアモルファス半導体をチャネル部としたＴＦＴを用いることを特徴とする。非晶質半導体は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等の方法により形成する。セミアモルファス半導体は、プラズマＣＶＤ法で３００℃以下の温度で形成することが可能であり、例えば、外寸５５０ｍｍ×６５０ｍｍの無アルカリガラス基板であっても、トランジスタを形成するのに必要な膜厚を短時間で形成するという特徴を有する。このような製造技術の特徴は、大画面の表示装置を作製する上で有効である。また、セミアモルファスＴＦＴは、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより２ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ〜１０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度を得ることができる。このように、システムオンパネル化を実現した表示パネルを作製することができる。また、画素領域に配置されるトランジスタは、本発明を適用して作製することができる。したがって、製造工程が簡略化し、量産性良く表示パネルを作製することができる。
半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いることにより、走査線側駆動回路も基板上に一体形成することができる。半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いる場合には、走査線側駆動回路及び信号線側駆動回路の両方にドライバＩＣを実装するとよい。
その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにすることが好適である。例えば、走査線側のドライバＩＣを構成するトランジスタには３０Ｖ程度の耐圧が要求されるものの、駆動周波数は１００ｋＨｚ以下であり、比較的高速動作は要求されない。従って、走査線側のドライバを構成するトランジスタのチャネル長（Ｌ）は十分大きく設定することが好適である。一方、信号線側のドライバＩＣのトランジスタには、１２Ｖ程度の耐圧があれば十分であるが、駆動周波数は３Ｖにて６５ＭＨｚ程度であり、高速動作が要求される。そのため、ドライバを構成するトランジスタのチャネル長などはミクロンルールで設定することが好適である。
ドライバＩＣの実装方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法やワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法を用いることができる。
ドライバＩＣの厚さは、対向基板と同じ厚さとすることで、両者の間の高さはほぼ同じものとなり、表示装置全体としての薄型化に寄与する。また、それぞれの基板を同じ材質のもので作製することにより、この表示装置に温度変化が生じても熱応力が発生することなく、ＴＦＴで作製された回路の特性を損なうことはない。その他にも、本実施形態で示すようにＩＣチップよりも長尺のドライバＩＣで駆動回路を実装することにより、１つの画素領域に対して、実装されるドライバＩＣの個数を減らすことができる。
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
（実施の形態１６）
実施の形態８乃至１３によって作製される表示パネル（ＥＬ表示パネル又は液晶表示パネル）において、半導体層を非晶質半導体、又はＳＡＳで形成し、走査線側の駆動回路を基板上に形成する例を示す。
図３１は、１ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ〜１５ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度が得られるＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴで構成する走査線側駆動回路のブロック図を示している。
図３１において８５００で示すブロックが１段分のサンプリングパルスを出力するパルス出力回路に相当し、シフトレジスタはｎ個のパルス出力回路により構成される。８５０１はバッファ回路であり、その先に画素８５０２が接続される。
図３２は、パルス出力回路８５００の具体的な構成を示したものであり、ｎチャネル型のＴＦＴ８６０１〜８６１３で回路が構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を８μｍとすると、チャネル幅は１０〜８０μｍの範囲で設定することができる。
また、バッファ回路８５０１の具体的な構成を図３３に示す。バッファ回路も同様にｎチャネル型のＴＦＴ８６２０〜８６３５で構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を１０μｍとすると、チャネル幅は１０μｍ〜１８００μｍの範囲で設定することとなる。
このような回路を実現するには、ＴＦＴ相互を配線によって接続する必要がある。
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
（実施の形態１７）
本実施の形態について図３７を用いて説明する。図３７は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２８００を用いてＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。図３７において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。
図３７では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なＴＦＴ又は画素に形成されたものと同様なＴＦＴのゲート電極層とソース電極層若しくはドレイン電極層の一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体層で形成されたスティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。
ＴＦＴ基板２８００は、液滴吐出法で形成されたスペーサ２８０６ａ、スペーサ２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。ＴＦＴ２８０２、ＴＦＴ２８０３とそれぞれ接続する発光素子２８０４、発光素子２８０５上であって、ＴＦＴ基板２８００と封止基板２８２０との間にある空隙には少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。
図３７では発光素子２８０４、発光素子２８０５を上方放射型（トップエミッション型）の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃと組み合わせても良い。
外部回路である駆動回路２８０９は、外部回路基板２８１１の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、ＴＦＴ基板２８００に接して若しくは近接させて、熱を機器の外部へ伝えるために使われる、パイプ状の高効率な熱伝導デバイスであるヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成としても良い。
なお、図３７では、トップエミッショ型のＥＬ表示モジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造、又は上面及び下面両方から光が放射する両方放射構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。
また、ＥＬ表示モジュールは、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。また上方放射型の表示装置ならば、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、顔料系の黒色樹脂や、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板としてはλ／４板とλ／２板とを用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、ＴＦＴ素子基板側から順に、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、偏光板という構成になり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両方放射される両方放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。
ＴＦＴ基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成してもよい。本実施の形態では、ガラス基板を用いるガラス封止を示したが、樹脂による樹脂封止、プラスチックによるプラスチック封止、フィルムによるフィルム封止、など様々な封止方法を用いることができる。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。
本発明を適用して作製したＴＦＴ基板等を備えた表示装置は、工程が一部簡略化し、その製造においてスループットが向上する。したがって、量産性良く表示モジュールを製造することが可能になる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至１１、実施の形態１５、１６と適宜組み合わせて用いることが可能である。
（実施の形態１８）
本実施の形態を図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）を用いて説明する。図２８（Ａ）、図２８（Ｂ）は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２６００を用いて液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
図２８（Ａ）は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間に画素部２６０３と液晶層２６０４が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
図２８（Ｂ）は図２８（Ａ）の液晶表示モジュールにＯＣＢモードを適用した一例であり、ＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ−ＬＣＤ）となっている。ＦＳ−ＬＣＤは、１フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。よって、３原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも３色全ての表示を行うことができる。一方、１フレーム期間に３色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、ＦＳ方式を用いたＦＬＣモード、及びＯＣＢモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
ＯＣＢモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
また、ＦＳ方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いたＨＶ（Ｈａｌｆ Ｖ）−ＦＬＣ、ＳＳ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ）−ＦＬＣなども用いることができる。ＯＣＢモードは粘度の比較的低いネマチック液晶を用い、ＨＶ−ＦＬＣ、ＳＳ−ＦＬＣには、強誘電相を有するスメクチック液晶を用いることができる。
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高速化は、ＴＮモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが３０μｍ以下の場合に、より効果的である。また、印加電圧を一瞬だけ高く（または低く）するオーバードライブ法により、より高速化が可能である。
図２８（Ｂ）の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃが設けられている。光源は赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃのそれぞれオンオフを制御するために、制御部２９１２が設置されている。制御部２９１２によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
以上に示す液晶表示モジュールは、本発明を適用して作製したＴＦＴ基板等を用いている。したがって、一部工程を簡略化することができ、スループットも向上するため、量産性良く製造することができる。また、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程の回数を削減できるため、高信頼性の液晶表示モジュールを作製することができる。
本実施の形態は、実施の形態１乃至７、実施の形態１２、１３と適宜組み合わせて用いることが可能である。
（実施の形態１９）
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）を完成させることができる。図３０はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。
図１７（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス状に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させ、ＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素部２７０１の画素それぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極層が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はＴＦＴであり、ＴＦＴのゲート電極層側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
図１７（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図１８（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１８（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。図１８において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）２７５０と接続している。
また、画素に設けるＴＦＴを結晶性を有する半導体で形成する場合には、図１７（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成することもできる。図１７（Ｂ）において、画素部３７０１は、信号線側入力端子３７０４と接続した図１７（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるＴＦＴを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１７（Ｃ）に示すように、画素部４７０１、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００上に一体形成することもできる。
表示パネルには、図１７（Ａ）で示すような構成として、図３０において、画素部９０１１のみが形成されて走査線側駆動回路９０１３と信号線側駆動回路９０１２とが、図１８（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図１８（Ａ）のようなＣＯＧ方式により実装される場合と、図１７（Ｂ）に示すようにＴＦＴを形成し、画素部９０１１と走査線側駆動回路９０１３を基板上に形成し信号線側駆動回路９０１２を別途ドライバＩＣとして実装する場合、また図１７（Ｃ）で示すように画素部９０１１と信号線側駆動回路９０１２と走査線側駆動回路９０１３を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
図３０において、その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ９０１４で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路９０１５と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９０１６と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路９０１７などからなっている。コントロール回路９０１７は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路９０１８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
チューナ９０１４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路９０１９に送られ、その出力は音声信号処理回路９１１０を経てスピーカー９１１３に供給される。制御回路９１１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９１１２から受け、チューナ９０１４や音声信号処理回路９１１０に信号を送出する。
これらの表示モジュールを、図３４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。表示モジュールとして液晶表示モジュールを用いれば液晶テレビジョン装置、ＥＬモジュールを用いればＥＬテレビジョン装置、またプラズマテレビジョン、電子ぺーパーなども作製することができる。図３４（Ａ）において、表示モジュールにより主画面２４０３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２４０９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
図３４（Ａ）において、筐体２４０１に表示用パネル２４０２が組みこまれ、受信機２４０５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２４０４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２４０６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２４０７が設けられていても良い。
また、テレビジョン装置にも、主画面２４０３の他にサブ画面２４０８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２４０３及びサブ画面２４０８を本発明の液晶表示用パネルで形成することができる。また、主画面２４０３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２４０３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大面積基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。
図３４（Ｂ）は例えば２０インチ〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２４１０、表示部２４１１、操作部であるリモコン装置２４１２、スピーカー部２４１３等を含む。本発明は、表示部２４１１の作製に適用される。図３４（Ｂ）のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
本発明を適用して、表示装置のＴＦＴ等を作製することができる。その結果、簡略化した工程で作製できるため、量産性良く表示装置を製造することが可能になる。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至１８と適宜自由に組み合わせることができる。
（実施の形態２０）
本発明に係る電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図３５を参照して説明する。
図３５（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製できるため、量産性良く、携帯情報端末機器を製造することができる。
図３５（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含んでいる。表示部９７０１は本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製できるため、量産性良く、デジタルビデオカメラを製造することができる。
図３５（Ｃ）に示す携帯電話機は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製できるため、量産性良く、携帯電話機を製造することができる。
図３５（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる。表示部９３０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製できるため、量産性良く、テレビジョン装置を製造することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに、本発明に係る表示装置を適用することができる。
図３５（Ｅ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製できるため、量産性良く、携帯型のコンピュータを製造することができる。
このように、本発明に係る表示装置により、量産性良く電子機器を提供することができる。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至１９と適宜自由に組み合わせることができる。
本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明を説明する概念図。 本発明の表示装置の作製方法の例を示す図。 本発明の表示装置の作製方法の例を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。 本発明を説明する概念図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明を説明する概念図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明の表示モジュールの構成例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図。 本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。 本発明が適用される電子機器の例を示す図。 本発明が適用される電子機器の例を示す図。 本発明に適用できるレーザ照射装置の構成例を示す図。 本発明の表示装置の例を示す図。 本発明を説明する概念図。 本発明の表示装置の例を示す図。
符号の説明
５０ 第１の電極層
５１ 層
５２ 発光層
５３ 第２の電極層
５４ 絶縁層
６０ 第１の電極層
６１ 発光材料
６２ 発光層
６３ 第２の電極層
６４ 絶縁層
６５ 層
１００ 基板
１０２ 被加工層
１０４ 光吸収層
１０６ 絶縁層
１０８ フォトマスク
１１０ 透過領域
１１２ 遮光領域
１１４ レーザビーム
２１０ 対向基板
２２０ トランジスタ
２３１ 偏光板（偏光子）
２３３ 偏光板（偏光子）
２３５ 絶縁層
２５０ 基板
２５１ 画素電極層
２５２ 絶縁層
２５３ 絶縁層
２５４ 液晶層
２５６ 対向電極層
２５７ ブラックマトリクス
２５８ カラーフィルタ
２８１ スペーサ
２８２ シール材
２８６ ＦＰＣ
２８７ 端子電極層
２８８ 異方性導電層
３００ 基板
３０２ 被加工層
３０４ 光吸収層
３０６ 絶縁層
３０８ フォトマスク
３１２ 遮光領域
３１４ レーザビーム
３３０ 透過領域
３５２ バックライトユニット
３６１ 光源
３６２ ランプリフレクタ
３６４ 反射板
３６５ 導光板
３６６ 拡散板
４００ 基板
４０２ 導電層
４０４ 光吸収層
４０６ 絶縁層
４０８ フォトマスク
４１０ 透過領域
４１２ 遮光領域
４１４ レーザビーム
５００ 基板
５０２ 下地絶縁層
５０３ 導電層
５０４ 導電層
５０５ 半導体層
５０６ ゲート絶縁層
５０７ 半導体層
５０８ 半導体層
５０９ 半導体層
５１１ 導電層
５２０ トランジスタ
５４ａ 絶縁層
５４ｂ 絶縁層
５５０ 光吸収層
５５１ 光吸収層
５５２ 絶縁層
５５３ 絶縁層
５５４ フォトマスク
５５６ 透過領域
５５８ 遮光領域
５６０ レーザビーム
５６２ 光吸収層
５６３ 光吸収層
５６４ 絶縁層
５６５ 絶縁層
５６６ フォトマスク
５６８ 透過領域
５７０ 遮光領域
５７２ レーザビーム
５７４ 光吸収層
５７６ 絶縁層
５７８ フォトマスク
５８０ 透過領域
５８２ 遮光領域
５８４ レーザビーム
６００ 基板
６０６ 画素領域
６０７ 駆動回路領域
６１１ 絶縁層
６１２ 絶縁層
６１５ 絶縁層
６２０ トランジスタ
６２１ トランジスタ
６２２ トランジスタ
６２３ 容量素子
６３０ 画素電極層
６３１ 絶縁層
６３２ 液晶層
６３３ 絶縁層
６３４ 導電層
６３５ 着色層
６３７ スペーサ
６４１ 偏光子
６４２ 偏光子
６４３ 偏光子（偏光板）
６４ａ 絶縁層
６４ｂ 絶縁層
６９２ シール材
６９４ ＦＰＣ
６９５ 封止基板
６９６ 異方性導電体層
７００ レーザ照射装置
７０２ レーザ発振装置
７０４ 第１の光学系
７０６ 第２の光学系
７０８ フォトマスク
７１０ 第３の光学系
７１２ ステージ
７１４ 基板
７１６ 受光素子
７１８ 受光素子
７２０ マスクホルダ
８５０ 第２の電極層
８６０ 層
８６２ 正孔注入層
８６４ 正孔輸送層
８６６ 発光層
８６８ 電子輸送層
８６９ 電子注入層
８７０ 第１の電極層
９００ 表示装置
９０１ 基板
９０２ 画素部
９０４ 駆動回路部
９０６ 端子部
９０８ 封止基板
９１０ シール材
９１３ 絶縁層
９１４ 絶縁層
９１６ 絶縁層
９１８ 隔壁層
９２０ 容量素子
９２２ トランジスタ
９２４ トランジスタ
９２６ トランジスタ
９３０ 発光素子
９３２ 第１の電極層
９３４ 層
９３６ 第２の電極層
９４２ カラーフィルタ
９４４ 遮光層
９４８ シール材で囲まれた領域
９５０ 端子電極層
９５２ 異方性導電層
９５４ ＦＰＣ
１１６ａ 光吸収層
１１６ｂ 光吸収層
１１６ｃ 光吸収層
１１６ｄ 光吸収層
１１８ａ 絶縁層
１１８ｂ 絶縁層
１１８ｃ 絶縁層
１１８ｄ 絶縁層
１２０ａ 被加工層
１２０ｂ 被加工層
１２０ｃ 被加工層
１２０ｄ 被加工層
１５０６ ゲート絶縁層
１５０７ 半導体層
１５０８ 半導体層
１５０９ 半導体層
１５１０ 半導体層
１５１１ 光吸収層
１５１３ 光吸収層
１５１６ 絶縁層
１５５８ 絶縁層
１５５９ 絶縁層
１５６６ フォトマスク
１５６８ 透過領域
１５７０ 遮光領域
１５７２ レーザビーム
１５７４ フォトマスク
１５７６ レーザビーム
１５７８ 透過領域
１５８０ 遮光領域
１５８２ フォトマスク
１５８４ レーザビーム
１５８６ 透過領域
１５８８ 遮光領域
１６０１ 対向基板
１６０２ ゲート配線層
１６０３ ゲート電極層
１６１６ データ線として機能する配線層
１６１８ 配線層
１６１９ 配線層
１６２３ 開口（コンタクトホール）
１６２４ 画素電極層
１６２５ スリット
１６２６ 画素電極層
１６２７ 開口（コンタクトホール）
１６２８ ＴＦＴ
１６２９ ＴＦＴ
１６３２ 遮光層
１６３６ 着色層
１６３７ 平坦化層
１６４０ 対向電極層
１６４１ スリット
２０００ 基板
２００２ 光吸収層
２００４ 絶縁層
２００６ レーザビーム
２００８ フォトマスク
２０１０ 透過領域
２０１２ 遮光領域
２２０ａ 被加工層
２２０ｂ 被加工層
２２０ｃ 被加工層
２２０ｄ 被加工層
２４０１ 筐体
２４０２ 表示用パネル
２４０３ 主画面
２４０４ モデム
２４０５ 受信機
２４０６ リモコン装置
２４０７ 表示部
２４０８ サブ画面
２４０９ スピーカー部
２４１０ 筐体
２４１１ 表示部
２４１２ リモコン装置
２４１３ スピーカー部
２６００ ＴＦＴ基板
２６０１ 対向基板
２６０２ シール材
２６０３ 画素部
２６０４ 液晶層
２６０５ 着色層
２６０６ 偏光板
２６０９ フレキシブル配線基板
２６１０ 冷陰極管
２６１１ 反射板
２６１２ 回路基板
２６１３ 拡散板
２７００ 基板
２７０１ 画素部
２７０２ 画素
２７０３ 走査線側入力端子
２７０４ 信号線側入力端子
２７５０ ＦＰＣ
２７５１ ドライバＩＣ
２８００ ＴＦＴ基板
２８０１ 保護回路部
２８０２ ＴＦＴ
２８０３ ＴＦＴ
２８０４ 発光素子
２８０５ 発光素子
２８０９ 駆動回路
２８１０ 配線基板
２８１１ 外部回路基板
２８１２ 放熱板
２８１３ ヒートパイプ
２８２０ 封止基板
２９１２ 制御部
３１６ａ 光吸収層
３１６ｂ 光吸収層
３１６ｃ 光吸収層
３１６ｄ 光吸収層
３１８ａ 絶縁層
３１８ｂ 絶縁層
３１８ｃ 絶縁層
３１８ｄ 絶縁層
３２０ａ 被加工層
３２０ｂ 被加工層
３２０ｃ 被加工層
３２０ｄ 被加工層
３２２ａ 加工層
３２２ｂ 加工層
３２２ｃ 加工層
３２２ｄ 加工層
３２４ａ 被加工層
３２４ｂ 被加工層
３２４ｃ 被加工層
３２４ｄ 被加工層
３７００ 基板
３７０１ 画素部
３７０２ 走査線側駆動回路
３７０４ 信号線側入力端子
４１６ａ 光吸収層
４１６ｂ 光吸収層
４１６ｃ 光吸収層
４１６ｄ 光吸収層
４１８ａ 絶縁層
４１８ｂ 絶縁層
４１８ｃ 絶縁層
４１８ｄ 絶縁層
４２０ａ 導電層
４２０ｂ 導電層
４２０ｃ 導電層
４２０ｄ 導電層
４２２ａ 導電層
４２２ｂ 導電層
４２２ｃ 導電層
４２２ｄ 導電層
４２４ａ 導電層
４７００ 基板
４７０１ 画素部
４７０２ 走査線駆動回路
４７０４ 信号線駆動回路
５０００ 基板
５００２ 下地絶縁層
５０１０ 絶縁層
５０１２ 第１の電極層
５０１４ 隔壁層
５０１６ 層
５０１８ 第２の電極層
５０２０ 発光素子
５０３０ フォトマスク
５０３２ 透過領域
５０３４ 遮光領域
５０３６ レーザビーム
５０３８ 開口部
５１０ａ 半導体層
５１０ｂ 半導体層
５１２ａ 導電層
５１２ｂ 導電層
５７５ａ 光吸収層
５７５ｂ 光吸収層
５７７ａ 絶縁層
５７７ｂ 絶縁層
５８０１ トランジスタ
５８０２ ゲート電極層
５８０４ ゲート絶縁層
５８０６ 半導体層
５８０７ 第１の電極層
５８０８ 第２の電極層
５８０９ 球形粒子
５９０４ キャビティ
５９０５ 充填材
５９０８ 絶縁層
６０４ａ 下地絶縁層
６０４ｂ 下地絶縁層
６０８ａ 駆動回路領域
６０８ｂ 駆動回路領域
６４４ａ ドレイン電極層
６４４ｂ ドレイン電極層
６７８ａ 端子電極層
８５００ パルス出力回路
８５０１ バッファ回路
８５０２ 画素
８６０１ ＴＦＴ
８６２０ ＴＦＴ
９０１１ 画素部
９０１２ 信号線側駆動回路
９０１３ 走査線側駆動回路
９０１４ チューナ
９０１５ 映像信号増幅回路
９０１６ 映像信号処理回路
９０１７ コントロール回路
９０１８ 信号分割回路
９０１９ 音声信号増幅回路
９０３ａ 下地絶縁層
９０３ｂ 下地絶縁層
９１０１ 本体
９１０２ 表示部
９１１０ 音声信号処理回路
９１１１ 制御回路
９１１２ 入力部
９１１３ スピーカー
９２０１ 本体
９２０２ 表示部
９３０１ 本体
９３０２ 表示部
９４０１ 本体
９４０２ 表示部
９７０１ 表示部
９７０２ 表示部
１５１２ａ 光吸収層
１５１２ｂ 光吸収層
１５１４ａ 半導体層
１５１７ａ 開口部
１５１７ｂ 開口部
１５１８ａ 導電層
１５１８ｂ 導電層
１５６０ａ 絶縁層
１５６０ｂ 絶縁層
２０１６ａ 絶縁層
２０１６ｂ 絶縁層
２０１６ｃ 絶縁層
２０１６ｄ 絶縁層
２０１８ａ 光吸収層
２０１８ｂ 光吸収層
２０１８ｃ 光吸収層
２０１８ｄ 光吸収層
２８０６ａ スペーサ
２８０６ｂ スペーサ
２８０７ａ 着色層
２８０７ｂ 着色層
２８０７ｃ 着色層
２９１０ａ 赤色光源
２９１０ｂ 緑色光源
２９１０ｃ 青色光源
５８０５ａ 配線層
５８０５ｂ 配線層
５９００ａ 黒色領域
５９００ｂ 白色領域

Claims (8)

  1. ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、一導電性を有する半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有する逆スタガ型トランジスタを備えた半導体装置の作製方法であって、
    前記ゲート電極層を形成する第１の工程と、
    前記ゲート絶縁層を形成する第２の工程と、
    前記半導体層及び前記一導電性を有する半導体層を形成する第３の工程と、
    前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層を形成する第４の工程とを有し、
    前記第１の工程は、
    第１の導電層を形成する工程と、
    前記第１の導電層をエッチングすることによって前記ゲート電極層を形成する工程とを含み、
    前記第２の工程は、
    前記ゲート電極層上に前記ゲート絶縁層を形成する工程を含み、
    前記第３の工程は、
    前記ゲート絶縁層上に前記半導体層を形成する工程と、
    前記半導体層上に前記一導電性を有する半導体層を形成する工程とを含み、
    前記第４の工程は、
    前記一導電性を有する半導体層上に第２の導電層を形成する工程と、
    前記第２の導電層上に光吸収層を形成する工程と、
    前記光吸収層上に絶縁層を形成する工程と、
    フォトマスクを介し、前記絶縁層側からレーザビームを照射することによって、前記レーザビームが照射された領域の前記絶縁層及び前記光吸収層を除去する工程と、
    残存する前記絶縁層及び残存する前記光吸収層をマスクとし、前記第２の導電層をエッチングすることによって前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層を形成する工程と、
    前記マスクとして用いた残存する前記絶縁層及び残存する前記光吸収層を除去する工程とを含み、
    前記絶縁層は、前記レーザビームを透過する材料で形成し、
    前記光吸収層は、導電材料で形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  2. 請求項１において、
    前記第４の工程のエッチング材料は、前記第２の導電層と、前記絶縁層及び前記光吸収層との選択比が取れる材料を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  3. ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、一導電性を有する半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有する逆スタガ型トランジスタを備えた半導体装置の作製方法であって、
    前記ゲート電極層を形成する第１の工程と、
    前記ゲート絶縁層を形成する第２の工程と、
    前記半導体層及び前記一導電性を有する半導体層を形成する第３の工程と、
    前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層を形成する第４の工程とを有し、
    前記第１の工程は、
    第１の導電層を形成する工程と、
    前記第１の導電層をエッチングすることによって前記ゲート電極層を形成する工程とを含み、
    前記第２の工程は、
    前記ゲート電極層上に前記ゲート絶縁層を形成する工程を含み、
    前記第３の工程は、
    前記ゲート絶縁層上に第１の半導体層を形成する工程と、
    前記第１の半導体層上に一導電性を有する第２の半導体層を形成する工程と、
    前記第２の半導体層上に光吸収層を形成する工程と、
    前記光吸収層上に絶縁層を形成する工程と、
    第１のフォトマスクを介し、前記絶縁層側から第１のレーザビームを照射することによって、前記第１のレーザビームが照射された領域の前記絶縁層及び前記光吸収層を除去する工程と、
    残存する前記絶縁層及び残存する前記光吸収層を第１のマスクとし、前記第２の半導体層及び前記第１の半導体層をエッチングすることによって、それぞれ、前記一導電性を有する半導体層及び前記半導体層を形成する工程とを含み、
    前記第４の工程は、
    第２のフォトマスクを介し、前記第１のマスクとして用いた前記絶縁層側から第２のレーザビームを照射することによって、前記第２のレーザビームが照射された領域の前記絶縁層及び前記光吸収層を除去する工程と、
    残存する前記光吸収層を前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層とし、残存する前記絶縁層は除去する工程と、を含み、
    前記絶縁層は、前記第１のレーザビーム及び前記第２のレーザビームを透過する材料で形成し、
    前記光吸収層は、導電材料で形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  4. 請求項３において、
    前記第３の工程のエッチング材料は、前記第２の導電層と、前記絶縁層及び前記光吸収層との選択比が取れる材料を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一において、
    前記光吸収層は、前記第２の導電層の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  6. 請求項１乃至５のいずれか一において、
    前記光吸収層は、水素又は不活性気体を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一において、
    前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層をマスクとし、前記一導電性を有する半導体層をエッチングすることによって、前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層の間で前記半導体層の一部を露出させる工程を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  8. 請求項７において、
    前記半導体層の露出部は、前記半導体層の他の部分に比べて凹むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
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