JP5902796B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被剥離層の剥離方法、特に様々な素子を含む被剥離層の剥離方法に関する。
加えて、本発明は、剥離した被剥離層を基材に貼りつけて転写させた薄膜トランジスタ（
以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する
。例えば、液晶モジュールに代表される電気光学装置やＥＬモジュールに代表される発光
装置、およびその様な装置を部品として搭載した電子機器に関する。
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指し、電気光学装置、発光装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置で
ある。
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用
いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは
ＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチ
ング素子として開発が急がれている。
このような画像表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが
、特に携帯機器への利用が注目されている。現在、ガラス基板や石英基板が多く使用され
ているが、割れやすく、重いという欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガラス基板
や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性を有する基板、代表
的にはフレキシブルなプラスチックフィルムの上にＴＦＴ素子を形成することが試みられ
ている。
しかしながら、プラスチックフィルムの耐熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせ
ざるを得ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な電気特性のＴＦＴを形成でき
ないのが現状である。そのため、プラスチックフィルムを用いた高性能な液晶表示装置や
発光素子は実現されていない。
また、基板上に分離層を介して存在する被剥離層を前記基板から剥離する剥離方法が既
に提案されている。例えば、特開平１０−１２５９２９号公報、特開平１０−１２５９３
１号公報に記載された技術は、非晶質シリコン（またはポリシリコン）からなる分離層を
設け、基板を通過させてレーザー光を照射して非晶質シリコンに含まれる水素を放出させ
ることにより、空隙を生じさせて基板を分離させるというものである。加えて、この技術
を用いて特開平１０−１２５９３０号公報には被剥離層（公報では被転写層と呼んでいる
）をプラスチックフィルムに貼りつけて液晶表示装置を完成させるという記載もある。
しかしながら、上記方法では、透光性の高い基板を使用することが必須であり、基板を
通過させ、さらに非晶質シリコンに含まれる水素を放出させるに十分なエネルギーを与え
るため、比較的大きなレーザー光の照射が必要とされ、被剥離層に損傷を与えてしまうと
いう問題がある。また、上記方法では、分離層上に素子を作製した場合、素子作製プロセ
スで高温の熱処理等を行えば、分離層に含まれる水素が拡散して低減してしまい、レーザ
ー光を分離層に照射しても剥離が十分に行われない恐れがある。従って、分離層に含まれ
る水素量を維持するため、分離層形成後のプロセスが制限されてしまう問題がある。また
、上記公報には、被剥離層への損傷を防ぐため、遮光層または反射層を設ける記載もある
が、その場合、透過型液晶表示装置を作製することが困難である。加えて、上記方法では
、大きな面積を有する被剥離層を剥離するのは困難である。
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明は、被剥離層に損傷を与え
ない剥離方法を提供し、小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな面積を有
する被剥離層を全面に渡って剥離することを可能とすることを課題としている。
また、本発明は、被剥離層の形成において、熱処理温度、基板の種類等の限定を受けな
い剥離方法を提供することを課題としている。
また、本発明は、様々な基材に被剥離層を貼りつけ、軽量された半導体装置およびその
作製方法を提供することを課題とする。特に、フレキシブルなフィルムにＴＦＴを代表と
する様々な素子（薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子やシリコ
ン抵抗素子）を貼りつけ、軽量化された半導体装置およびその作製方法を提供することを
課題とする。
本発明者らは、数多くの実験、検討を重ねているうちに、基板上に設けた窒化物層、好
ましくは窒化金属層を設け、前記窒化金属層に接して酸化層を設け、さらに酸化層上に成
膜または５００℃以上の熱処理を行ったところ、膜剥がれ（ピーリング）などのプロセス
上の異常は生じない一方、物理的手段、代表的には機械的な力を加えること（例えば人間
の手で引き剥がすこと）で容易に酸化層の層内または界面において、きれいに分離できる
剥離方法を見出した。
即ち、窒化物層と酸化物層との結合力は、熱エネルギーには耐え得る強さを有している
一方、窒化物層と酸化物層で互いの膜応力は異なり、窒化物層と酸化物層との間には応力
歪みを有しているため、力学的エネルギーに弱く、剥離するには最適である。本発明者ら
は、このように膜応力を利用して剥離を行う剥離工程をストレスピールオフプロセスと呼
ぶ。
なお、本明細書中において、膜の内部応力（膜応力と呼ぶ）とは、基板上に形成された
膜の内部に任意の断面を考えたとき、断面の一方の側が他方の側に及ぼしている単位断面
積当りの力のことである。内部応力は、真空蒸着やスパッタリングや気相成長などで成膜
された薄膜には多かれ少なかれ必ず存在するといってよい。その値は最大で１０9Ｎ／ｍ2
に達する。薄膜の材料、基板の物質、薄膜の形成条件などによって内部応力値は変化する
。また、熱処理を施すことによっても内部応力値は変化する。
また、基板面に垂直な単位断面積を通して相手に及ぼす力が引っ張る方向である状態を
引っ張り状態といい、そのときの内部応力を引張応力、押す方向である状態を圧縮状態と
いい、そのときの内部応力を圧縮応力と呼ぶ。なお、本明細書では、グラフや表に示すと
き引張応力を正（＋）、圧縮応力を負（−）にとる。
本明細書で開示する剥離方法に関する発明の構成１は、被剥離層を基板から剥離する剥離
方法であって、前記基板上に窒化物層が設けられており、前記窒化物層が設けられた基板
上に少なくとも前記窒化物層と接する酸化物層を含む積層からなる被剥離層を形成した後
、該被剥離層を前記窒化物層が設けられた基板から物理的手段により前記酸化物層の層内
または界面において剥離することを特徴とする剥離方法である。
また、支持体を接着剤で接着した後に剥離してもよく、本明細書で開示する剥離方法に
関する発明の構成２は、 被剥離層を基板から剥離する剥離方法であって、前記基板上に
窒化物層が設けられており、前記窒化物層が設けられた基板上に少なくとも前記窒化物層
と接する酸化物層を含む積層からなる被剥離層を形成し、該被剥離層に支持体を接着した
後、前記支持体に接着された被剥離層を前記窒化物層が設けられた基板から物理的手段に
より前記酸化物層の層内または界面において剥離することを特徴とする剥離方法である。
また、上記構成２において、さらに剥離を助長させるため、前記支持体を接着する前に
、加熱処理またはレーザー光を照射してもよい。この場合、窒化物層にはレーザー光を吸
収する材料を選択し、窒化物層と酸化物層の界面を加熱させることによって、剥がれやす
くしてもよい。ただし、レーザー光を用いる場合は、基板として透光性のものを用いる。
また、上記各構成において、窒化物層は、基板と窒化物層の間に他の層、例えば絶縁層
や金属層等を設けてもよいが、プロセスを簡略化するためには、基板上に接して窒化物層
を形成することが好ましい。
また、窒化物層に代えて、金属層、好ましくは窒化金属層でもよく、基板上に設けた金
属層、好ましくは窒化金属層を設け、さらに前記窒化金属層に接して酸化層を設け、さら
に成膜処理または５００℃以上の熱処理を行っても、膜剥がれ（ピーリング）が生じずに
、物理的手段で容易に酸化層の層内または界面において、きれいに分離できる。
本明細書で開示する剥離方法に関する発明の構成３は、被剥離層を基板から剥離する剥離
方法であって、前記基板上に金属層が設けられており、前記金属層が設けられた基板上に
少なくとも前記金属層と接する酸化物層を含む積層からなる被剥離層を形成した後、該被
剥離層を前記金属層が設けられた基板から物理的手段により前記酸化物層の層内または界
面において剥離することを特徴とする剥離方法である。
また、支持体を接着剤で接着した後に剥離してもよく、本明細書で開示する剥離方法に
関する発明の構成４は、被剥離層を基板から剥離する剥離方法であって、前記基板上に金
属層が設けられており、前記金属層が設けられた基板上に少なくとも前記金属層と接する
酸化物層を含む積層からなる被剥離層を形成し、該被剥離層に支持体を接着した後、前記
支持体に接着された被剥離層を前記金属層が設けられた基板から物理的手段により前記酸
化物層の層内または界面において剥離することを特徴とする剥離方法である。
また、上記構成４においても、さらに剥離を助長させるため、前記支持体を接着する前
に、加熱処理またはレーザー光を照射してもよい。この場合、金属層にはレーザー光を吸
収する材料を選択し、金属層と酸化物層の界面を加熱させることによって、剥がれやすく
してもよい。ただし、レーザー光を用いる場合は、基板として透光性のものを用いる。
なお、本明細書中、物理的手段とは、化学ではなく、物理学により認識される手段であり
、具体的には、力学の法則に還元できる過程を有する力学的手段または機械的手段を指し
、何らかの力学的エネルギー（機械的エネルギー）を変化させる手段を指している。
ただし、上記構成２及び上記構成４のいずれにおいても、物理的手段により剥離する際、
支持体との結合力より、酸化物層と金属層との結合力が小さくなるようにすることが必要
である。
また、上記構成３または上記構成４において、前記金属層は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、
Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料
からなる単層、またはこれらの金属または混合物の積層であることを特徴としている。
また、上記構成３または上記構成４において、金属層は、基板と金属層の間に他の層、
例えば絶縁層等を設けてもよいが、プロセスを簡略化するためには、基板上に接して金属
層を形成することが好ましい。
また、上記本発明において、透光性を有する基板に限らず、あらゆる基板、例えば、ガ
ラス基板、石英基板、半導体基板、セラミックス基板、金属基板を用いることができ、基
板上に設けた被剥離層を剥離することができる。
また、上記各構成において、前記酸化物層は、酸化シリコン材料または酸化金属材料か
らなる単層、またはこれらの積層であることを特徴としている。
また、上記各構成において、さらに剥離を助長させるため、前記物理的手段により剥離
する前に、加熱処理またはレーザー光の照射を行う処理を行ってもよい。
また、上記本発明の剥離方法を用いて、基板上に設けた被剥離層を転写体に貼りつけて
（転写して）半導体装置を作製することも可能であり、半導体装置の作製方法に関する発
明の構成は、基板上に窒化物層を形成する工程と、前記窒化物層上に酸化物層を形成する
工程と、前記酸化物層上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に素子を形成する工程
と、前記素子に支持体を接着した後、該支持体を基板から物理的手段により前記酸化物層
の層内または界面において剥離する工程と、前記絶縁層または前記酸化物層に転写体を接
着し、前記支持体と前記転写体との間に前記素子を挟む工程とを有することを特徴とする
半導体装置の作製方法である。
また、上記構成において、さらに剥離を助長させるため、前記支持体を接着する前に、
加熱処理またはレーザー光を照射してもよい。この場合、窒化物層にはレーザー光を吸収
する材料を選択し、窒化物と酸化物層の界面を加熱させることによって、剥がれやすくし
てもよい。ただし、レーザー光を用いる場合は、基板として透光性のものを用いる。
また、剥離を助長させるため、窒化物層上に粒状の酸化物を設け、該粒状の酸化物を覆
う酸化層を設けることによって、剥がれやすくしてもよく、半導体装置の作製方法に関す
る発明の構成は、基板上に窒化物層を形成する工程と、前記窒化物層上に粒状の酸化物を
形成する工程と、前記酸化物を覆う酸化物層を形成する工程と、前記酸化物層上に絶縁層
を形成する工程と、前記絶縁層上に素子を形成する工程と、前記素子に支持体を接着した
後、該支持体を基板から物理的手段により前記酸化物層の層内または界面において剥離す
る工程と、前記絶縁層または前記酸化物層に転写体を接着し、前記支持体と前記転写体と
の間に前記素子を挟む工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
また、他の半導体装置の作製方法に関する発明の構成は、基板上に金属材料を含有する
層を形成する工程と、前記金属材料を含有する層上に酸化物層を形成する工程と、前記酸
化物層上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に素子を形成する工程と、前記素子に
支持体を接着した後、該支持体を基板から物理的手段により前記酸化物層の層内または界
面において剥離する工程と、前記絶縁層または前記酸化物層に転写体を接着し、前記支持
体と前記転写体との間に前記素子を挟む工程とを有することを特徴とする半導体装置の作
製方法である。
また、上記構成において、さらに剥離を助長させるため、前記支持体を接着する前に、
加熱処理またはレーザー光を照射してもよい。この場合、金属層にはレーザー光を吸収す
る材料を選択し、金属層と酸化物層の界面を加熱させることによって、剥がれやすくして
もよい。ただし、レーザー光を用いる場合は、基板として透光性のものを用いる。
また、剥離を助長させるため、金属材料を含有する層上に粒状の酸化物を設け、該粒状
の酸化物を覆う酸化層を設けることによって、剥がれやすくしてもよく、半導体装置の作
製方法に関する発明の構成は、基板上に金属材料を含有する層を形成する工程と、前記金
属材料を含有する層上に粒状の酸化物を形成する工程と、前記酸化物を覆う酸化物層を形
成する工程と、前記酸化物層上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に素子を形成す
る工程と、前記素子に支持体を接着した後、該支持体を基板から物理的手段により前記酸
化物層の層内または界面において剥離する工程と、前記絶縁層または前記酸化物層に転写
体を接着し、前記支持体と前記転写体との間に前記素子を挟む工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法である。
上記構成において、前記金属材料を含有する層は、窒化物であることが好ましく、前記
金属材料は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ
、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選ばれた元素、または前記元素を主成
分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの金属または混合物の
積層であることを特徴としている。
また、上記本発明の剥離方法を用いて、基板上に設けた被剥離層を剥離した後、第１の
転写体や第２の転写体に貼りつけて半導体装置を作製することも可能であり、半導体装置
の作製方法に関する発明の構成は、基板上に金属材料を含有する層を形成する工程と、前
記金属材料を含有する層上に酸化物層を形成する工程と、前記酸化物層上に絶縁層を形成
する工程と、前記絶縁層上に素子を形成する工程と、基板から物理的手段により前記酸化
物層の層内または界面において剥離する工程と、前記絶縁層または酸化物層に第１の転写
体を接着する工程と、前記素子に第２の転写体を接着し、前記第１の転写体と前記第２の
転写体の間に前記素子を挟む工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法であ
る。
上記構成において、前記金属材料を含有する層は、窒化物であることが好ましく、前記
金属材料は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ
、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選ばれた元素、または前記元素を主成
分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの金属または混合物の
積層であることを特徴としている。
また、他の半導体装置の作製方法に関する発明の構成は、基板上に窒化物層を形成する
工程と、前記窒化物層上に酸化物層を形成する工程と、前記酸化物層上に絶縁層を形成す
る工程と、前記絶縁層上に素子を形成する工程と、基板から物理的手段により前記酸化物
層の層内または界面において剥離する工程と、前記絶縁層または酸化物層に第１の転写体
を接着する工程と、前記素子に第２の転写体を接着し、前記第１の転写体と前記第２の転
写体の間に前記素子を挟む工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である
。
また、上記半導体装置の作製方法に関する上記各構成において、前記酸化物層は、酸化
シリコン材料または酸化金属材料からなる単層、またはこれらの積層であることを特徴と
している。
また、上記半導体装置の作製方法に関する上記各構成において、さらに剥離を助長させ
るため、前記物理的手段により剥離する前に、加熱処理またはレーザー光の照射を行う処
理を行ってもよい。
また、上記半導体装置の作製方法に関する上記各構成において、前記素子は、半導体層
を活性層とする薄膜トランジスタであり、前記半導体層を形成する工程は、非晶質構造を
有する半導体層を加熱処理またはレーザー光の照射を行う処理によって結晶化させ、結晶
構造を有する半導体層とすることを特徴としている。
なお、本明細書中において、転写体とは、剥離された後、被剥離層と接着させるもので
あり、特に限定されず、プラスチック、ガラス、金属、セラミックス等、いかなる組成の
基材でもよい。また、本明細書中において、支持体とは、物理的手段により剥離する際に
被剥離層と接着するためのものであり、特に限定されず、プラスチック、ガラス、金属、
セラミックス等、いかなる組成の基材でもよい。また、転写体の形状および支持体の形状
も特に限定されず、平面を有するもの、曲面を有するもの、可曲性を有するもの、フィル
ム状のものであってもよい。また、軽量化を最優先するのであれば、フィルム状のプラス
チック基板、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（
ＰＥＳ）
、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（Ｐ
ＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミ
ドなどのプラスチック基板が好ましい。
上記半導体装置の作製方法に関する上記各構成において、液晶表示装置を作製する場合
は、支持体を対向基板とし、シール材を接着材として用いて支持体を被剥離層に接着すれ
ばよい。この場合、前記剥離層に設けられた素子は画素電極を有しており、該画素電極と
、前記対向基板との間には液晶材料が充填されるようにする。
また、上記半導体装置の作製方法に関する上記各構成において、ＥＬ素子を有する発光
装置として代表される発光装置を作製する場合は、支持体を封止材として、外部から水分
や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐように発光素子を外
部から完全に遮断することが好ましい。また、軽量化を最優先するのであれば、フィルム
状のプラスチック基板が好ましいが、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を
促す物質が侵入することを防ぐ効果は弱いため、例えば、支持体上に第１の絶縁膜と第２
の絶縁膜と第３の絶縁膜とを設けて、十分に外部から水分や酸素といった有機化合物層の
劣化を促す物質が侵入することを防ぐ構成とすればよい。ただし、前記第１の絶縁膜（バ
リア膜）
と前記第３の絶縁膜（バリア膜）との間に挟まれる前記第２の絶縁膜（応力緩和膜）は、
前記第１の絶縁膜および前記第３の絶縁膜より膜応力が小さくなるようにする。
また、ＥＬ素子を有する発光装置として代表される発光装置を作製する場合は、支持体だ
けでなく、転写体も同様に第１の絶縁膜と第２の絶縁膜と第３の絶縁膜とを設け、十分に
外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことが
好ましい。
（実験１）
ここで、窒化物層または金属層に接して酸化物層を設け、該酸化層上に設けた被剥離層
を基板から剥離できるかどうかを確認するため、以下の実験を行った。
まず、基板上に図３（Ａ）示すような積層を形成する。
基板３０としては、ガラス基板（＃１７３７）を用いた。また、基板３０上には、スパ
ッタ法によりアルミニウム−シリコン合金層３１を３００ｎｍの膜厚で成膜した。次いで
、アルミニウム−シリコン合金層３１上にスパッタ法により窒化チタン層３２を１００ｎ
ｍの膜厚で成膜した。
次いで、スパッタ法により酸化シリコン層３３を２００ｎｍの膜厚で成膜した。酸化シ
リコン層３３の成膜条件は、ＲＦ方式のスパッタ装置を用い、酸化シリコンターゲット（
直径３０．５ｃｍ）を用い、基板温度１５０℃、成膜圧力０．４Ｐａ、成膜電力３ｋＷ、
アルゴン流量／酸素流量＝３５sccm／１５sccmとした。
次いで、酸化シリコン層３３上にプラズマＣＶＤ法により下地絶縁層を形成する。下地
絶縁層としては、プラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、原料ガスＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2
Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜３４ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２
４％、Ｈ＝１７％）を５０nm形成した。次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸
化膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。次いでプラズマＣＶＤ法で成膜温度３０
０℃、原料ガスＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜３４ｂ（組成比Ｓｉ＝
３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍの厚さに積層形成し、さらに大
気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ4で非晶質構造を有
する半導体層（ここでは非晶質シリコン層３５）を５４ｎｍの厚さで形成した。（図３（
Ａ）
次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布す
る。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。次い
で、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜（ここではポリシリコン層３
６）を形成する。（図３（Ｂ））ここでは脱水素化のための熱処理（５００℃、１時間）
の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って結晶構造を有するシリコン膜
を得る。なお、ここではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた結
晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば固相成長法やレーザー結晶化法を用
いてもよい。
次いで、接着層３７としてエポキシ樹脂を用い、フィルム基板３８（ここではポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ））をポリシリコン層３６に貼り付けた。
（図３（Ｃ））
図３（Ｃ）の状態を得た後、人間の手によってフィルム基板３８と基板３０とが分離す
るように引っ張った。引き剥がした基板３０には、少なくとも窒化チタン及びアルミニウ
ム−シリコン合金層が残っていることが確認できた。この実験により、酸化シリコン３３
の層内または界面において剥離していると予想される。
このように、窒化物層または金属層に接して酸化物層を設け、該酸化層上に設けた被剥離
層を引き剥がすことで、基板３０から被剥離層を全面に渡って剥離することができる。
（実験２）
剥離がどこで行われているかを特定するため、部分的に本発明の剥離方法により剥離し
、その境界付近の断面を調べる実験を行った。
基板としては、ガラス基板（＃１７３７）を用いた。また、基板上にスパッタ法により
窒化チタン層を１００ｎｍの膜厚で成膜した。
次いで、スパッタ法により酸化シリコン層を２００ｎｍの膜厚で成膜した。酸化シリコ
ン層の成膜条件は、ＲＦ方式のスパッタ装置を用い、酸化シリコンターゲット（直径３０
．５ｃｍ）を用い、基板温度１５０℃、成膜圧力０．４Ｐａ、成膜電力３ｋＷ、アルゴン
流量／酸素流量＝３５sccm／１５sccmとした。
次いで、酸化シリコン層上にプラズマＣＶＤ法により下地絶縁層を形成する。
下地絶縁層としては、プラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、原料ガスＳｉＨ4、ＮＨ3、
Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４
％、Ｈ＝１７％）を５０nm形成した。次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化
膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。次いでプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００
℃、原料ガスＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、
Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）
を１００ｎｍの厚さに積層形成し、さらに大気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３
００℃、成膜ガスＳｉＨ4で非晶質構造を有する半導体層（ここでは非晶質シリコン層）
を５４ｎｍの厚さで形成した。
次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布す
る。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。次い
で、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜（ここではポリシリコン層）
を形成する。ここでは脱水素化のための熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のため
の熱処理（５５０℃、４時間）を行って結晶構造を有するシリコン膜を得た。
次いで、粘着テープをポリシリコン層の一部に貼り付け、人間の手によって粘着テープ
と基板とが分離するように引っ張った。すると、粘着テープを貼った所のみが剥離し、テ
ープに転写された。基板側の剥離境界におけるＴＥＭ写真を図２０（Ａ）に示し、その摸
式図を図２０（Ｂ）に示した。
図２０に示したように、窒化チタン層は、ガラス基板上に全面残っており、テープを貼
って転写された部分はきれいに転写され、積層（スハ゜ッタ法によるＳｉＯ2膜、PCVD法
による絶縁膜（１）及び（２）、ホ゜リシリコン膜）がなくなっている。これらのことか
ら、窒化チタン層とスハ゜ッタ法によるＳｉＯ2膜との界面で剥離が生じていることがわ
かる。
（実験３）
ここで、窒化物層または金属層の材料をＴｉＮ、Ｗ、ＷＮとした場合、窒化物層または金
属層に接して酸化物層（酸化シリコン：膜厚２００ｎｍ）を設け、酸化物層上に設けた被
剥離層を基板から剥離できるかどうかを確認するため、以下の実験を行った。
サンプル１として、ガラス基板上にスパッタ法を用い、１００ｎｍの膜厚でＴｉＮを形
成した後、スパッタ法を用い、２００ｎｍの膜厚の酸化シリコン膜を形成した。酸化シリ
コン膜の形成以降は、実験１と同様に積層および結晶化を行った。
サンプル２として、ガラス基板上にスパッタ法を用い、５０ｎｍの膜厚でＷを形成した
後、スパッタ法を用い、２００ｎｍの膜厚の酸化シリコン膜を形成した。酸化シリコン膜
の形成以降は、実験１と同様に積層および結晶化を行った。
サンプル３として、ガラス基板上にスパッタ法を用い、５０ｎｍの膜厚でＷＮを形成し
た後、スパッタ法を用い、２００ｎｍの膜厚の酸化シリコン膜を形成した。酸化シリコン
膜の形成以降は、実験１と同様に積層および結晶化を行った。
このようにサンプル１〜３を形成し、被剥離層に粘着テープを接着して剥離するかどう
か実験した。その結果を表１に示す。
Figure 0005902796
また、酸化シリコン膜、ＴｉＮ膜、Ｗ膜のそれぞれについて、熱処理（５５０℃、４時
間）前後での内部応力を測定した。その結果を表２に示す。
Figure 0005902796
なお、酸化シリコン膜は、シリコン基板上にスパッタ法で４００ｎｍの膜厚で成膜した
ものを測定しており、ＴｉＮ膜、Ｗ膜においては、ガラス基板上にスパッタ法で４００ｎ
ｍの膜厚で成膜した後、内部応力を測定し、その後、キャップ膜として酸化シリコン膜を
積層し、熱処理を行った後でキャップ膜をエッチングで除去して再度、内部応力を測定し
た。また、それぞれサンプルは２つ作製し、測定を行った。
Ｗ膜においては、成膜直後では圧縮応力（約−７×１０9（Dyne/cm2））を有しているが
、熱処理によって引張応力（約８×１０9〜９×１０9（Dyne/cm2））を有する膜になって
おり、剥離状態は良好であった。ＴｉＮ膜に関しては熱処理前後で応力はほとんど変わら
ず、引張応力（約３．９×１０9〜４．５×１０9（Dyne/cm2））を有したままであった。
また、酸化シリコン膜に関しては熱処理前後で応力はほとんど変わらず、圧縮応力（約−
９．４×１０8〜−１．３×１０9（Dyne/cm2））を有したままであった。
これらの結果から、剥離現象は、様々な要因による密着性と関係するが、特に内部応力
と深い関係があり、窒化物層または金属層の上に酸化物層を形成した場合、窒化物層また
は金属層と酸化物層との界面から被剥離層を全面に渡って剥離することができることが読
み取れる。
（実験４）
加熱温度の依存性を調べるため、以下の実験を行った。
サンプルとして、ガラス基板上にスパッタ法を用い、５０ｎｍの膜厚でＷ膜（タングス
テン膜）を形成した後、スパッタ法（シリコンターゲットを用い、アルゴンガス流量１０
ｓｃｃｍ、酸素カ゛ス流量３０ｓｃｃｍ、成膜圧力０．４Ｐａ、スパッタ電力３ｋＷ、基
板温度３００℃）を用い、２００ｎｍの膜厚の酸化シリコン膜を形成した。次いで、実験
１と同様にプラズマＣＶＤ法により下地絶縁層（酸化窒化シリコン膜５０ｎｍと酸化窒化
シリコン膜１００ｎｍ）、非晶質シリコン膜を５４ｎｍの厚さで形成する。
次いで、加熱温度の条件を振って熱処理を行った後、接着剤を用いて石英基板を非晶質
シリコン膜（或いはポリシリコン膜）表面に貼り付け、人間の手によって石英基板とガラ
ス基板とが分離するように引っ張り、剥離可能かどうかを調べた。加熱温度の条件１とし
て、５００℃、１時間、条件２として４５０℃、１時間、条件３として４２５℃、１時間
、条件４として４１０℃、１時間、条件５として４００℃、１時間、条件６として３５０
℃、１時間とした。
実験の結果、条件１〜４のサンフ゜ルでは剥離することができたが、条件５、条件６の
サンプルでは剥離ができなかった。従って、本発明の剥離方法においては、少なくとも４
１０℃以上の熱処理を行うことが好ましい。この４１０℃以上の温度とは水素が膜中から
放出または膜中に拡散する温度である。
また、剥離させた際、Ｗ膜は、ガラス基板上に全面残っており、石英基板上に、積層（
スハ゜ッタ法によるＳｉＯ2膜、PCVD法による絶縁膜（１）及び（２）、非晶質シリコン
膜）が転写される。転写されたＳｉＯ2膜表面をＴＸＲＦで測定した結果が図２１であり
、またＡＦＭで測定すると表面粗さＲｚ（３０ポイント）は５．４４ｎｍであった。また
、リファレンスとして石英基板上に形成した５０ｎｍのＷ膜表面をＴＸＲＦで測定した結
果が図２２であり、ＡＦＭで測定すると表面粗さＲｚ（３０ポイント）は２２．８ｎｍで
あった。また、石英基板のみをＴＸＲＦで測定した結果が図２３である。図２１と図２２
とを比較すると同様のＷ（タングステン）のピークを有していることから、転写されたＳ
ｉＯ2膜表面には微小の金属材料（ここではＷ）が付着していることがわかる。
本明細書で開示する本発明の構成は、支持体に接着材で接着された被剥離層は、酸化シリ
コン膜を有し、酸化シリコン膜と接着材との間には微量の金属材料を有する半導体装置で
ある。
上記構成において、前記金属材料は、Ｗ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選ばれた元素
、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料であることを特徴としてい
る。
本発明は、物理的手段によって基板から剥離するため、半導体層への損傷なく、素子の
信頼性を向上できる。
また、本発明は、小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな面積を有する
被剥離層を全面に渡って歩留まりよく剥離することが可能である。
加えて、本発明は、物理的手段で容易に剥離、例えば人間の手で引き剥がすことが可能
であるため、量産に適したプロセスと言える。また、量産する際に被剥離層を引き剥がす
ための製造装置を作製した場合、大型の製造装置も安価に作製することができる。
実施の形態１を説明する図である。 実施の形態２を説明する図である。 実験を説明する図である。 実施の形態３を説明する図である。 実施の形態４を説明する図である。 アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図。 アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図。 アクティブマトリクス基板を示す図。 実施例２を説明する図である。 実施例３を説明する図である。 実施例４を説明する図である。 実施例５を説明する図である。 実施例６を説明する図である。 実施例７を説明する図である。 実施例８を説明する図である。 実施例９を説明する図である。 実施例９を説明する図である。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 部分的に剥離させた境界の断面TEM写真図及び模式図。 剥離した酸化シリコン膜表面のＴＸＲＦ測定結果を示すグラフ。 石英基板上に成膜されたＷ膜表面のＴＸＲＦ測定結果を示すグラフ。（リファレンス） 石英基板表面のＴＸＲＦ測定結果を示すグラフ。（リファレンス）
本発明の実施形態について、以下に説明する。
（実施の形態１）
以下に本発明を用いた代表的な剥離手順を簡略に図１を用いて示す。
図１（Ａ）中、１０は基板、１１は窒化物層または金属層、１２は酸化物層、１３は被
剥離層である。
図１（Ａ）において、基板１０はガラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いる
ことができる。また、シリコン基板、金属基板またはステンレス基板を用いても良い。
まず、図１（Ａ）に示すように基板１０上に窒化物層または金属層１１を形成する。窒
化物層または金属層１１として、代表的な一例はＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選
ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、
またはこれらの積層、或いは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タングステン
、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層、またはこれらの積層を用いればよい。
次いで、窒化物層または金属層１１上に酸化物層１２を形成する。酸化物層１２として
、代表的な一例は酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化金属材料を用いればよい。なお
、酸化物層１２は、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、塗布法などのいずれの成膜方法を用
いてもよい。
本発明においては、この酸化物層１２の膜応力と、窒化物層または金属層１１の膜応力
とを異ならせることが重要である。各々の膜厚は、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で適宜設
定し、各々の膜応力を調節すればよい。また、図１では、プロセスの簡略化を図るため、
基板１０に接して窒化物層または金属層１１を形成した例を示したが、基板１０と窒化物
層または金属層１１との間に絶縁層や金属層を設け、基板１０との密着性を向上させても
よい。
次いで、酸化物層１２上に被剥離層１３を形成する。（図１（Ａ））被剥離層１３は、
ＴＦＴを代表とする様々な素子（薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変
換素子やシリコン抵抗素子）を含む層とすればよい。また、基板１０の耐え得る範囲の熱
処理を行うことができる。なお、本発明において、酸化物層１２の膜応力と、窒化物層ま
たは金属層１１の膜応力が異なっていても、被剥離層１３の作製工程における熱処理によ
って膜剥がれなどが生じない。
次いで、窒化物層または金属層１１が設けられている基板１０を物理的手段により引き
剥がす。（図１（Ｂ））酸化物層１２の膜応力と、窒化物層または金属層１１の膜応力が
異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。また、ここでは、被剥離
層１３の機械的強度が十分であると仮定した例を示しているが、被剥離層１３の機械的強
度が不十分である場合には、被剥離層１３を固定する支持体（図示しない）を貼りつけた
後、剥離することが好ましい。
こうして、酸化物層１２上に形成された被剥離層１３を基板１０から分離することがで
きる。剥離後の状態を図１（Ｃ）に示す。
実験では、金属層１１としてタングステン膜１０ｎｍ、酸化物層１２としてスハ゜ッタ
法による酸化シリコン膜２００ｎｍであっても本発明の剥離法により剥離が確認でき、金
属層１１としてタングステン膜５０ｎｍと酸化物層１２としてスハ゜ッタ法による酸化シ
リコン膜１００ｎｍであっても本発明の剥離法により剥離が確認できている。また、金属
層１１としてタングステン膜５０ｎｍと酸化物層１２としてスハ゜ッタ法による酸化シリ
コン膜４００ｎｍであっても本発明の剥離法により剥離が確認できている。
また、剥離した後、引き剥がした被剥離層１３を転写体（図示しない）に貼り付けても
よい。
また、本発明は様々な半導体装置の作製方法に用いることができる。特に、転写体や支
持体をプラスチック基板とすることで、軽量化が図れる。
液晶表示装置を作製する場合は、支持体を対向基板とし、シール材を接着材として用い
て支持体を被剥離層に接着すればよい。この場合、被剥離層に設けられた素子は画素電極
を有しており、該画素電極と、前記対向基板との間には液晶材料が充填されるようにする
。また、液晶表示装置を作製する順序は、特に限定されず、支持体としての対向基板を貼
りつけ、液晶を注入した後に基板を剥離して転写体としてのプラスチック基板を貼りつけ
てもよいし、画素電極を形成した後、基板を剥離し、第１の転写体としてのプラスチック
基板を貼り付けた後、第２の転写体としての対向基板を貼りつけてもよい。
また、ＥＬ素子を有する発光装置として代表される発光装置を作製する場合は、支持体
を封止材として、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入する
ことを防ぐように発光素子を外部から完全に遮断することが好ましい。また、ＥＬ素子を
有する発光装置として代表される発光装置を作製する場合は、支持体だけでなく、転写体
も同様、十分に外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入するこ
とを防ぐことが好ましい。また、発光装置を作製する順序は、特に限定されず、発光素子
を形成した後、支持体としてのプラスチック基板を貼りつけ、基板を剥離し、転写体とし
てのプラスチック基板を貼りつけてもよいし、発光素子を形成した後、基板を剥離して、
第１の転写体としてのプラスチック基板を貼り付けた後、第２の転写体としてのプラスチ
ック基板を貼りつけてもよい。
（実施の形態２）
本実施の形態は、被剥離層に接する下地絶縁層を設けて、窒化物層または金属層や基板か
らの不純物の拡散を防ぎつつ、基板を剥離する剥離手順を簡略に図２を用いて示す。
図２（Ａ）中、２０は基板、２１は窒化物層または金属層、２２は酸化物層、２３ａ、
２３ｂは下地絶縁層、２４は被剥離層である。
図２（Ａ）において、基板２０はガラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いる
ことができる。また、シリコン基板、金属基板またはステンレス基板を用いても良い。
まず、図２（Ａ）に示すように基板２０上に窒化物層または金属層２１を形成する。窒
化物層または金属層２１として、代表的な一例はＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選
ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、
またはこれらの積層、或いは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タングステン
、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層、またはこれらの積層を用いればよい。
次いで、窒化物層または金属層２１上に酸化物層２２を形成する。酸化物層２２として
、代表的な一例は酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化金属材料を用いればよい。なお
、酸化物層２２は、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、塗布法などのいずれの成膜方法を用
いてもよい。
本発明においては、この酸化物層２２の膜応力と、窒化物層または金属層２１の膜応力
とを異ならせることが重要である。各々の膜厚は、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で適宜設
定し、各々の膜応力を調節すればよい。また、図２では、プロセスの簡略化を図るため、
基板２０に接して窒化物層または金属層２１を形成した例を示したが、基板２０と窒化物
層または金属層２１との間に絶縁層や金属層を設け、基板２０との密着性を向上させても
よい。
次いで、酸化物層２２上に下地絶縁層２３ａ、２３ｂを形成する。ここでは、プラズマ
ＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化
シリコン膜２３ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を５０
nm（好ましくは１０〜２００nm）形成し、さらにプラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、
原料ガスＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜２３ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％
、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さ
に積層したが、特に限定されず、単層もしくは３層以上の積層であってもよい。
次いで、下地絶縁層２３ｂ上に被剥離層２４を形成する。（図２（Ａ））
このような２層の下地絶縁層２３ａ、２３ｂとした場合、被剥離層２４を形成するプロ
セスにおいて、窒化物層または金属層２１や基板２０からの不純物の拡散を防ぐことがで
きる。また、下地絶縁層２３ａ、２３ｂにより酸化物層２２と被剥離層２４との密着性を
向上させることもできる。
また、窒化物層または金属層２１や酸化物層２２によって表面に凹凸が形成された場合
、下地絶縁層を形成する前後に表面を平坦化してもよい。平坦化を行った方が、被剥離層
２４においてカバレッジが良好となり、素子を含む被剥離層２４を形成する場合、素子特
性が安定しやすいため好ましい。なお、この平坦化処理として、塗布膜（レジスト膜等）
を形成した後エッチングなどを行って平坦化するエッチバック法や機械的化学的研磨法（
ＣＭＰ法）等を用いればよい。
次いで、窒化物層または金属層２１が設けられている基板２０を物理的手段により引き
剥がす。（図２（Ｂ））酸化物層２２の膜応力と、窒化物層または金属層２１の膜応力が
異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。また、ここでは、被剥離
層２４の機械的強度が十分であると仮定した例を示しているが、被剥離層２４の機械的強
度が不十分である場合には、被剥離層２４を固定する支持体（図示しない）を貼りつけた
後、剥離することが好ましい。
こうして、下地絶縁層２２上に形成された被剥離層２４を基板２０から分離することが
できる。剥離後の状態を図２（Ｃ）に示す。
また、剥離した後、引き剥がした被剥離層２４を転写体（図示しない）に貼り付けても
よい。
また、本発明は様々な半導体装置の作製方法に用いることができる。特に、転写体や支
持体をプラスチック基板とすることで、軽量化が図れる。
液晶表示装置を作製する場合は、支持体を対向基板とし、シール材を接着材として用い
て支持体を被剥離層に接着すればよい。この場合、被剥離層に設けられた素子は画素電極
を有しており、該画素電極と、前記対向基板との間には液晶材料が充填されるようにする
。また、液晶表示装置を作製する順序は、特に限定されず、支持体としての対向基板を貼
りつけ、液晶を注入した後に基板を剥離して転写体としてのプラスチック基板を貼りつけ
てもよいし、画素電極を形成した後、基板を剥離し、第１の転写体としてのプラスチック
基板を貼り付けた後、第２の転写体としての対向基板を貼りつけてもよい。
また、ＥＬ素子を有する発光装置として代表される発光装置を作製する場合は、支持体
を封止材として、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入する
ことを防ぐように発光素子を外部から完全に遮断することが好ましい。また、ＥＬ素子を
有する発光装置として代表される発光装置を作製する場合は、支持体だけでなく、転写体
も同様、十分に外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入するこ
とを防ぐことが好ましい。また、発光装置を作製する順序は、特に限定されず、発光素子
を形成した後、支持体としてのプラスチック基板を貼りつけ、基板を剥離し、転写体とし
てのプラスチック基板を貼りつけてもよいし、発光素子を形成した後、基板を剥離して、
第１の転写体としてのプラスチック基板を貼り付けた後、第２の転写体としてのプラスチ
ック基板を貼りつけてもよい。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態１に加えて、さらに剥離を助長させるため、レー
ザー光の照射または加熱処理を行う例を図４に示す。
図４（Ａ）中、４０は基板、４１は窒化物層または金属層、４２は酸化物層、４３は被
剥離層である。
被剥離層４３まで形成する工程は、実施の形態１と同一であるので省略する。
被剥離層４３を形成した後、レーザー光の照射を行う。（図３（Ａ））レーザー光とし
ては、エキシマレーザー等の気体レーザーや、ＹＶＯ4レーザーやＹＡＧレーザーなどの
固体レーザーや、半導体レーザーを用いればよい。また、レーザー発振の形態は、連続発
振、パルス発振のいずれでもよく、レーザービームの形状も線状、矩形状、円状、楕円状
のいずれでもよい。また、使用する波長は、基本波、第２高調波、第３高調波のいずれで
もよい。
また、窒化物層または金属層４１として用いる材料は、レーザー光を吸収しやすい材料
を用いることが望ましく、窒化チタンが好ましい。なお、レーザー光を通過させるため、
基板４０は透光性を有している基板を用いる。
次いで、窒化物層または金属層４１が設けられている基板４０を物理的手段により引き
剥がす。（図４（Ｂ））酸化物層４２の膜応力と、窒化物層または金属層４１の膜応力が
異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。
レーザー光を照射することによって、窒化物層または金属層４１と酸化物層４２との界
面を加熱することにより、互いの膜応力を変化させて、剥離を助長することができ、さら
に小さな力で剥離させることができる。また、ここでは、被剥離層４３の機械的強度が十
分であると仮定した例を示しているが、被剥離層４３の機械的強度が不十分である場合に
は、被剥離層４３を固定する支持体（図示しない）を貼りつけた後、剥離することが好ま
しい。
こうして、酸化物層４２上に形成された被剥離層４３を基板４０から分離することがで
きる。剥離後の状態を図４（Ｃ）に示す。
また、レーザー光に限定されず、ハロゲンランプ等の光源からの可視光、赤外線、紫外線
、マイクロ波などを用いてもよい。
また、レーザー光に代えて電気炉での加熱処理でもよい。
また、支持体を接着する前、或いは、前記物理的手段により剥離する前に、加熱処理ま
たはレーザー光の照射を行う処理を行ってもよい。
また、本実施の形態は、実施の形態２と組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態においては、実施の形態１に加えて、さらに剥離を助長させるため、粒状
の酸化物を窒化物層または金属層と酸化物層との界面に設ける例を図５に示す。
図５（Ａ）中、５０は基板、５１は窒化物層または金属層、５２ａは粒状の酸化物、５
２ｂは酸化物層、５３は被剥離層である。
窒化物層または金属層５１まで形成する工程は、実施の形態１と同一であるので省略す
る。
窒化物層または金属層５１を形成した後、粒状の酸化物５２ａを形成する。粒状の酸化
物５２ａとしては酸化金属材料、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化
インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いればよい。
次いで、粒状の酸化物５２ａを覆って酸化物層５２ｂを形成する。酸化物層５２ｂとし
て、代表的な一例は酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化金属材料を用いればよい。な
お、酸化物層２３ｂは、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、塗布法などのいずれの成膜方法
を用いてもよい。
次いで、酸化物層５２ｂ上に被剥離層５３を形成する。（図５（Ａ））
次いで、窒化物層または金属層５１が設けられている基板５０を物理的手段により引き
剥がす。（図５（Ｂ））酸化物層５２の膜応力と、窒化物層または金属層５１の膜応力が
異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。
粒状の酸化物５２ｂを設けることによって、窒化物層または金属層５１と酸化物層５２
との結合力を弱め、互いの密着性を変化させて、剥離を助長することができ、さらに小さ
な力で剥離させることができる。また、ここでは、被剥離層５３の機械的強度が十分であ
ると仮定した例を示しているが、被剥離層５３の機械的強度が不十分である場合には、被
剥離層５３を固定する支持体（図示しない）
を貼りつけた後、剥離することが好ましい。
こうして、酸化物層５２ｂ上に形成された被剥離層５３を基板５０から分離することが
できる。剥離後の状態を図５（Ｃ）に示す。
また、本実施の形態は、実施の形態２、または実施の形態３と組み合わせることができ
る。
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。
本発明の実施例を図６〜図８を用いて説明する。ここでは、同一基板上に画素部と、画
素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を
同時に作製する方法について詳細に説明する。
まず、基板１００上に窒化物層または金属層１０１、酸化物層１０２、下地絶縁膜１０３
を形成し、結晶構造を有する半導体膜を得た後、所望の形状にエッチング処理して島状に
分離された半導体層１０４〜１０８を形成する。
基板１００としては、ガラス基板（＃１７３７）を用いる。
また、金属層１０１としては、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ
、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの
積層を用いればよい。さらに好ましくは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タ
ングステン、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層、またはこれらの積層を用いれ
ばよい。ここではスパッタ法で膜厚１００ｎｍの窒化チタン膜を用いる。
また、酸化物層１０２としては、酸化シリコン材料または酸化金属材料からなる単層、
またはこれらの積層を用いればよい。ここではスパッタ法で膜厚２００ｎｍの酸化シリコ
ン膜を用いる。この金属層１０１と酸化物層１０２の結合力は熱処理には強く、膜剥がれ
（ピーリングとも呼ばれる）などが生じないが、物理的手段で簡単に酸化物層の層内、あ
るいは界面において剥離することができる。
また、下地絶縁膜１０３としては、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳ
ｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜１０３ａ（組成比Ｓｉ＝３２％
、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を５０nm（好ましくは１０〜２００nm）形成す
る。次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を希フッ酸（１／１００希釈）
で除去する。次いでプラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから
作製される酸化窒化シリコン膜１０３ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、
Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さに積層形成し、さらに大気
解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ4で非晶質構造を有す
る半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍの厚さ（好ましくは２５〜８
０ｎｍ）で形成する。
本実施例では下地膜１０３を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以
上積層させた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料に限定はないが、好まし
くはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２
））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法
等）により形成すればよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置でもよいし、バ
ッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶縁膜と半導体
膜とを連続成膜してもよい。
次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍ
の極薄い酸化膜を形成する。次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を質量分離
しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドーピング条件を加速電圧１５ｋＶ、
ジボランを水素で１％に希釈したガス流量３０ｓｃｃｍ、ドーズ量２×１０12／ｃｍ2で
非晶質シリコン膜にボロンを添加した。
次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布す
る。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。
次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。
この加熱処理は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉の熱処理で行
う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための
熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って
結晶構造を有するシリコン膜を得る。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を
行ったが、ランプアニール装置で結晶化を行ってもよい。なお、ここではシリコンの結晶
化を助長する金属元素としてニッケルを用いた結晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化
技術、例えば固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。
次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、結晶化
率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するための第１のレーザー光（ＸｅＣｌ：波長
３０８ｎｍ）の照射を大気中、または酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長４００nm
以下のエキシマレーザ光や、ＹＡＧレーザの第２高調波、第３高調波を用いる。いずれに
しても、繰り返し周波数１０〜１０００Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー
光を光学系にて１００〜５００mJ/cm2に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもっ
て照射し、シリコン膜表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エ
ネルギー密度３９３mJ/cm2で第１のレーザー光の照射を大気中で行なう。なお、大気中、
または酸素雰囲気中で行うため、第１のレーザー光の照射により表面に酸化膜が形成され
る。
次いで、第１のレーザー光の照射により形成された酸化膜を希フッ酸で除去した後、第
２のレーザー光の照射を窒素雰囲気、或いは真空中で行い、半導体膜表面を平坦化する。
このレーザー光（第２のレーザー光）には波長４００nm以下のエキシマレーザー光や、Ｙ
ＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波を用いる。第２のレーザー光のエネルギー密度は
、第１のレーザー光のエネルギー密度より大きくし、好ましくは３０〜６０ｍＪ／ｃｍ2
大きくする。ここでは、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エネルギー密度４５３mJ/cm2で第２の
レーザー光の照射を行ない、半導体膜表面における凹凸のＰ―Ｖ値（Peak to Valley、高
さの最大値と最小値の差分）が５０ｎｍ以下となる。このＰ−Ｖ値は、ＡＦＭ（原子間力
顕微鏡）
により得られる。
また、本実施例では第２のレーザー光の照射を全面に行ったが、オフ電流の低減は、画
素部のＴＦＴに特に効果があるため、少なくとも画素部のみに選択的に照射する工程とし
てもよい。
次いで、オゾン水で表面を１２０秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層
を形成する。
次いで、バリア層上にスパッタ法にてゲッタリングサイトとなるアルゴン元素を含む非
晶質シリコン膜を膜厚１５０ｎｍで形成する。本実施例のスパッタ法による成膜条件は、
成膜圧力を０．３Ｐａとし、ガス（Ａｒ）流量を５０（sccm）
とし、成膜パワーを３ｋＷとし、基板温度を１５０℃とする。なお、上記条件での非晶質
シリコン膜に含まれるアルゴン元素の原子濃度は、３×１０20／ｃｍ3〜６×１０20／ｃ
ｍ3、酸素の原子濃度は１×１０19／ｃｍ3〜３×１０19／ｃｍ3である。その後、ランプ
アニール装置を用いて６５０℃、３分の熱処理を行いゲッタリングする。
次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン
元素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去
する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。
次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面
にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状に
エッチング処理して島状に分離された半導体層１０４〜１０８を形成する。半導体層を形
成した後、レジストからなるマスクを除去する。
次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗
浄した後、ゲート絶縁膜１０９となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。本実施例で
は、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２
％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成する。
次いで、図６（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜１０９上に膜厚２０〜１００ｎｍの第
１の導電膜１１０ａと、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜１１０ｂとを積層形成す
る。本実施例では、ゲート絶縁膜１０９上に膜厚５０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０
ｎｍのタングステン膜を順次積層する。
第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する導電性材料としてはＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、
Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材
料で形成する。また、第１の導電膜及び第２の導電膜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膜に代表される半導体膜や、、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい
。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎ
ｍ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の導電膜のタングス
テンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜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の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層
構造であってもよい。
次に、図６（Ｂ）に示すように光露光工程によりレジストからなるマスク１１２〜１１７
を形成し、ゲート電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第１のエ
ッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行う。エッチングにはＩＣＰ（Induct
ively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いると良い。ＩＣＰ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って所望のテーパー形
状に膜をエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ2、ＢＣ
ｌ3、ＳｉＣｌ4、ＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガスまたはＣＦ4、ＳＦ6、ＮＦ3などを
代表とするフッ素系ガス、またはＯ2を適宜用いることができる。
本実施例では、基板側（試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し
、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。なお、基板側の電極面積サイズは、１２．
５ｃｍ×１２．５ｃｍであり、コイル型の電極面積サイズ（ここではコイルの設けられた
石英円板）は、直径２５ｃｍの円板である。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッ
チングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。第１のエッチング条件でのＷに対
するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０
．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。また、この第
１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。この後、レジストか
らなるマスク１１２〜１１７を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガ
スにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Pa
の圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成し
て約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56
MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合し
た第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。第２のエ
ッチング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対する
エッチング速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すこ
となくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させる
と良い。
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとするこ
とにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の
端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。
こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形
状の導電層１１９〜１２３（第１の導電層１１９ａ〜１２３ａと第２の導電層１１９ｂ〜
１２３ｂ）を形成する。ゲート絶縁膜となる絶縁膜１０９は、１０〜２０nm程度エッチン
グされ、第１の形状の導電層１１９〜１２３で覆われない領域が薄くなったゲート絶縁膜
１１８となる。
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。
ここでは、エッチング用ガスにＳＦ6とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２
４／１２／２４（ｓｃｃｍ）とし、１．３Paの圧力でコイル型の電極に７００WのＲＦ（1
3.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを２５秒行った。基板側（試料
ステージ）にも１０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧
を印加する。第２のエッチング処理でのＷに対するエッチング速度は２２７．３ｎｍ／ｍ
ｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は３２．１ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷ
の選択比は７．１であり、絶縁膜１１８であるＳｉＯＮに対するエッチング速度は３３．
７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＳｉＯＮに対するＷの選択比は６．８３である。このようにエッ
チングガス用ガスにＳＦ6を用いた場合、絶縁膜１１８との選択比が高いので膜減りを抑
えることができる。本実施例では絶縁膜１１８において約８ｎｍしか膜減りが起きない。
この第２のエッチング処理によりＷのテーパー角は７０°となった。この第２のエッチ
ング処理により第２の導電層１２６ｂ〜１３１ｂを形成する。一方、第１の導電層は、ほ
とんどエッチングされず、第１の導電層１２６ａ〜１３１ａとなる。なお、第１の導電層
１２６ａ〜１３１ａは、第１の導電層１１９ａ〜１２４ａとほぼ同一サイズである。実際
には、第１の導電層の幅は、第２のエッチング処理前に比べて約０．３μｍ程度、即ち線
幅全体で０．６μｍ程度後退する場合もあるがほとんどサイズに変化がない。
また、２層構造に代えて、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
層構造とした場合、第１のエッチング処理の第１のエッチング条件としては、ＢＣｌ3と
Ｃｌ2とＯ2とを原料ガスに用い、それぞれのガス流量比を６５／１０／５（ｓｃｃｍ）と
し、基板側（試料ステージ）に３００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、１．
２Ｐａの圧力でコイル型の電極に４５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプ
ラズマを生成して１１７秒のエッチングを行えばよく、第１のエッチング処理の第２のエ
ッチング条件としては、ＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２
５／１０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨ
ｚ）電力を投入し、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ
）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行えばよく、第２のエ
ッチング処理としてはＢＣｌ3とＣｌ2を用い、それぞれのガス流量比を２０／６０（sccm
）とし、基板側（試料ステージ）には１００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し
、１．２Ｐａの圧力でコイル型の電極に６００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入
してプラズマを生成してエッチングを行えばよい。
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、第１のドーピング処理を行って図６（
Ｄ）の状態を得る。ドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良
い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１．５×１０14atoms/cm2とし、加速電圧を６０
〜１００ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）ま
たは砒素（Ａｓ）を用いる。この場合、第１の導電層及び第２の導電層１２６〜１３０が
ｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第１の不純物領域１３２
〜１３６が形成される。第１の不純物領域１３２〜１３６には１×１０16〜１×１０17/c
m3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。ここでは、第１の不純物領域と同
じ濃度範囲の領域をｎ--領域とも呼ぶ。
なお、本実施例ではレジストからなるマスクを除去した後、第１のドーピング処理を行
ったが、レジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行ってもよい。
次いで、図７（Ａ）に示すようにレジストからなるマスク１３７〜１３９を形成し第２
のドーピング処理を行う。マスク１３７は駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導
体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するマスクであり、マスク１３８は駆
動回路のｎチャネル型ＴＦＴの一つを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺
の領域を保護するマスクであり、マスク１３９は画素部のＴＦＴを形成する半導体層のチ
ャネル形成領域及びその周辺の領域と保持容量となる領域とを保護するマスクである。
第２のドーピング処理におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１．５×１０15atom
s/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとしてリン（Ｐ）をドーピングする。ここで
は、第２の導電層１２６ｂ〜１２８ｂをマスクとして各半導体層に不純物領域が自己整合
的に形成される。勿論、マスク１３７〜１３９で覆われた領域には添加されない。こうし
て、第２の不純物領域１４０〜１４２と、第３の不純物領域１４４が形成される。第２の
不純物領域１４０〜１４２には１×１０20〜１×１０21/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する
不純物元素を添加されている。ここでは、第２の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ+
領域とも呼ぶ。
また、第３の不純物領域は第１の導電層により第２の不純物領域よりも低濃度に形成さ
れ、１×１０18〜１×１０19/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加されるこ
とになる。なお、第３の不純物領域は、テーパー形状である第１の導電層の部分を通過さ
せてドーピングを行うため、テーパ−部の端部に向かって不純物濃度が増加する濃度勾配
を有している。ここでは、第３の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ-領域とも呼ぶ。
また、マスク１３８、１３９で覆われた領域は、第２のドーピング処理で不純物元素が添
加されず、第１の不純物領域１４６、１４７となる。
次いで、レジストからなるマスク１３７〜１３９を除去した後、新たにレジストからな
るマスク１４８〜１５０を形成して図７（Ｂ）に示すように第３のドーピング処理を行う
。
駆動回路において、上記第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半
導体層および保持容量を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与する不純物元素が添加さ
れた第４の不純物領域１５１、１５２及び第５の不純物領域１５３、１５４を形成する。
また、第４の不純物領域１５１、１５２には１×１０20〜１×１０21/cm3の濃度範囲でｐ
型を付与する不純物元素が添加されるようにする。尚、第４の不純物領域１５１、１５２
には先の工程でリン（Ｐ）が添加された領域（ｎ--領域）であるが、ｐ型を付与する不純
物元素の濃度がその１．５〜３倍添加されていて導電型はｐ型となっている。ここでは、
第４の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｐ+領域とも呼ぶ。
また、第５の不純物領域１５３、１５４は第２の導電層１２７ａのテーパー部と重なる
領域に形成されるものであり、１×１０18〜１×１０20/cm3の濃度範囲でｐ型を付与する
不純物元素が添加されるようにする。ここでは、第５の不純物領域と同じ濃度範囲の領域
をｐ-領域とも呼ぶ。
以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が
形成される。導電層１２６〜１２９はＴＦＴのゲート電極となる。また、導電層１３０は
画素部において保持容量を形成する一方の電極となる。さらに、導電層１３１は画素部に
おいてソース配線を形成する。
次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜（図示しない）を形成する。本実施例では、プラズマＣ
ＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、この絶縁膜は酸化シリコ
ン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。こ
の活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）、或いは
ＹＡＧレーザーまたはエキシマレーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処
理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせた方法によって行う。
また、本実施例では、上記活性化の前に絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を
行った後、絶縁膜を形成する工程としてもよい。
次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜１５５を形成して熱処理（３００〜
５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する工程を行う。（図７（
Ｃ））この工程は第１の層間絶縁膜１５５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。酸化シリコン膜からなる絶縁膜（図示しない）の存在に関
係なく半導体層を水素化することができる。
ただし、本実施例では、第２の導電層としてアルミニウムを主成分とする材料を用いてい
るので、水素化する工程において第２の導電層が耐え得る熱処理条件とすることが重要で
ある。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用い
る）を行っても良い。
次いで、第１の層間絶縁膜１５５上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜１５６
を形成する。本実施例では膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成する。次いで、ソース
配線１３１に達するコンタクトホールと、導電層１２９、１３０に達するコンタクトホー
ルと、各不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチン
グ処理を順次行う。本実施例では第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の
層間絶縁膜をエッチングした後、絶縁膜（図示しない）をエッチングストッパーとして第
１の層間絶縁膜をエッチングしてから絶縁膜（図示しない）をエッチングした。
その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて配線及び画素電極を形成する。これらの電極
及び画素電極の材料は、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反
射性の優れた材料を用いることが望ましい。こうして、ソース電極またはドレイン電極１
５７〜１６２、ゲート配線１６４、接続配線１６３、画素電極１６５が形成される。
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ２０１、ｐチャネル型ＴＦＴ２０２、ｎチャネル
型ＴＦＴ２０３を有する駆動回路２０６と、ｎチャネル型ＴＦＴからなる画素ＴＦＴ２０
４、保持容量２０５とを有する画素部２０７を同一基板上に形成することができる。（図
８）本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
画素部２０７において、画素ＴＦＴ２０４（ｎチャネル型ＴＦＴ）にはチャネル形成領
域１６９、ゲート電極を形成する導電層１２９の外側に形成される第１の不純物領域（ｎ
--領域）１４７と、ソース領域またはドレイン領域として機能する第２の不純物領域（ｎ
+領域）１４２、１７１を有している。また、保持容量２０５の一方の電極として機能す
る半導体層には第４の不純物領域１５２、第５の不純物領域１５４が形成されている。保
持容量２０５は、絶縁膜（ゲート絶縁膜と同一膜）１１８を誘電体として、第２の電極１
３０と、半導体層１５２、１５４、１７０とで形成されている。
また、駆動回路２０６において、ｎチャネル型ＴＦＴ２０１（第１のｎチャネル型ＴＦ
Ｔ）はチャネル形成領域１６６、ゲート電極を形成する導電層１２６の一部と絶縁膜を介
して重なる第３の不純物領域（ｎ-領域）１４４とソース領域またはドレイン領域として
機能する第２の不純物領域（ｎ+領域）１４０を有している。
また、駆動回路２０６において、ｐチャネル型ＴＦＴ２０２にはチャネル形成領域１６
７、ゲート電極を形成する導電層１２７の一部と絶縁膜を介して重なる第５不純物領域（
ｐ-領域）１５３とソース領域またはドレイン領域として機能する第４の不純物領域（ｐ+
領域）１５１を有している。
また、駆動回路２０６において、ｎチャネル型ＴＦＴ２０３（第２のｎチャネル型ＴＦ
Ｔ）にはチャネル形成領域１６８、ゲート電極を形成する導電層１２８の外側に第１の不
純物領域（ｎ--領域）１４６とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の不純
物領域（ｎ+領域）１４１を有している。
これらのＴＦＴ２０１〜２０３を適宜組み合わせてシフトレジスタ回路、バッファ回路
、レベルシフタ回路、ラッチ回路などを形成し、駆動回路２０６を形成すればよい。例え
ば、ＣＭＯＳ回路を形成する場合には、ｎチャネル型ＴＦＴ２０１とｐチャネル型ＴＦＴ
２０２を相補的に接続して形成すればよい。
特に、駆動電圧が高いバッファ回路には、ホットキャリア効果による劣化を防ぐ目的から
、ｎチャネル型ＴＦＴ２０３の構造が適している。
また、信頼性が最優先とされる回路には、ＧＯＬＤ構造であるｎチャネル型ＴＦＴ２０
１の構造が適している。
また、半導体膜表面の平坦化を向上させることによって信頼性を向上させることができ
るので、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴにおいて、ゲート電極とゲート絶縁膜を介して重なる不純
物領域の面積を縮小しても十分な信頼性を得ることができる。
具体的にはＧＯＬＤ構造のＴＦＴにおいてゲート電極のテーパー部となる部分サイズを小
さくしても十分な信頼性を得ることができる。
また、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴにおいてはゲート絶縁膜が薄くなると寄生容量が増加する
が、ゲート電極（第１導電層）のテーパー部となる部分サイズを小さくして寄生容量を低
減すれば、ｆ特性（周波数特性）も向上してさらなる高速動作が可能となり、且つ、十分
な信頼性を有するＴＦＴとなる。
なお、画素部２０７の画素ＴＦＴにおいても、第２のレーザー光の照射によりオフ電流
の低減、およびバラツキの低減が実現される。
また、本実施例では反射型の表示装置を形成するためのアクティブマトリクス基板を作製
する例を示したが、画素電極を透明導電膜で形成すると、フォトマスクは１枚増えるもの
の、透過型の表示装置を形成することができる。
また、本実施例ではガラス基板を用いたが、特に限定されず、石英基板、半導体基板、
セラミックス基板、金属基板を用いることができる。
また、図８の状態を得た後、酸化物層１０２上に設けたＴＦＴを含む層（被剥離層）の
機械的強度が十分であれば、基板１００を引き剥がしてもよい。本実施例は、被剥離層の
機械的強度が不十分であるので、被剥離層を固定する支持体（図示しない）を貼りつけた
後、剥離することが好ましい。
本実施例では、実施例１で作製したアクティブマトリクス基板から、基板１００を剥離
してプラスチック基板を貼り合わせてアクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工
程を以下に説明する。説明には図９を用いる。
図９（Ａ）において、４００は基板、４０１は窒化物層または金属層、４０２は酸化物
層、４０３は下地絶縁層、４０４ａは駆動回路４１３の素子、４０４ｂは画素部４１４の
素子４０４ｂ、４０５は画素電極である。ここで素子とは、アクティブマトリクス型の液
晶表示装置において、画素のスイッチング素子として用いる半導体素子（典型的にはＴＦ
Ｔ）もしくはＭＩＭ素子等を指す。図９（Ａ）に示したアクティブマトリクス基板は図８
に示したアクティブマトリクス基板を簡略化して示したものであり、図８中の基板１００
は図９（Ａ）中の基板４００に対応している。同様に図９（Ａ）中の４０１は、図８中の
１０１に、図９（Ａ）中の４０２は、図８中の１０２に、図９（Ａ）中の４０３は、図８
中の１０３に、図９（Ａ）中の４０４ａは、図８中の２０１及び２０２に、図９（Ａ）中
の４０４ｂは、図８中の２０４に、図９（Ａ）中の４０５は、図８中の１６５にそれぞれ
対応している。
まず、実施例１に従い、図８の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図８のアク
ティブマトリクス基板上に配向膜４０６ａを形成しラビング処理を行う。なお、本実施例
では配向膜を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによ
って基板間隔を保持するための柱状のスペーサ（図示しない）を所望の位置に形成した。
また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
次いで、支持体４０７となる対向基板を用意する。この対向基板には、着色層、遮光層
が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ（図示しない）が設けられている。また、
駆動回路の部分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜（図
示しない）を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導電膜からなる対向電極４０８を画素部
に形成し、対向基板の全面に配向膜４０６ｂを形成し、ラビング処理を施した。
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板４００と支持体４０
７とを接着層４０９となるシール材で貼り合わせる。シール材にはフィラーが混入されて
いて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせ
られる。その後、両基板の間に液晶材料４１０を注入し、封止剤（図示せず）によって完
全に封止する。（図９（Ｂ））液晶材料４１０には公知の液晶材料を用いれば良い。
次いで、窒化物層または金属層４０１が設けられている基板４００を物理的手段により
引き剥がす。（図９（Ｃ））酸化物層４０２の膜応力と、窒化物層または金属層４０１の
膜応力が異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。
次いで、エポキシ樹脂などの接着層４１１により転写体４１２に貼り付ける。
本実施例では、転写体４１２をプラスチックフィルム基板とすることで、軽量化を図る。
このようにしてフレキシブルなアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そし
て、必要があれば、フレキシブルな基板４１２または対向基板を所望の形状に分断する。
さらに、公知の技術を用いて偏光板（図示しない）等を適宜設けた。そして、公知の技術
を用いてＦＰＣ（図示しない）を貼りつけた。
実施例２では、支持体としての対向基板を貼りつけ、液晶を注入した後に基板を剥離し
て転写体としてのプラスチック基板を貼りつけた例を示したが、本実施例では、図８に示
したアクティブマトリクス基板を形成した後、基板を剥離し、第１の転写体としてのプラ
スチック基板と、第２の転写体としてのプラスチック基板を貼りつけた例である。説明に
は図１０を用いる。
図１０（Ａ）において、５００は基板、５０１は窒化物層または金属層、５０２は酸化
物層、５０３は下地絶縁層、５０４ａは駆動回路５１４の素子、５０４ｂは画素部５１５
の素子５０４ｂ、５０５は画素電極である。図１０（Ａ）に示したアクティブマトリクス
基板は図８に示したアクティブマトリクス基板を簡略化して示したものであり、図８中の
基板１００は図１０（Ａ）中の基板５００に対応している。同様に図１０（Ａ）中の５０
１は、図８中の１０１に、図１０（Ａ）中の５０２は、図８中の１０２に、図１０（Ａ）
中の５０３は、図８中の１０３に、図１０（Ａ）中の５０４ａは、図８中の２０１及び２
０２に、図１０（Ａ）中の５０４ｂは、図８中の２０４に、図１０（Ａ）中の５０５は、
図８中の１６５にそれぞれ対応している。
まず、実施例１に従い、図８の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、窒化物層ま
たは金属層５０１が設けられている基板５００を物理的手段により引き剥がす。（図１０
（Ｂ））酸化物層５０２の膜応力と、窒化物層または金属層５０１の膜応力が異なってい
るため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。
次いで、エポキシ樹脂などの接着層５０６により転写体５０７（第１の転写体）に貼り
付ける。本実施例では、転写体５０７をプラスチックフィルム基板とすることで、軽量化
を図る。（図１０（Ｃ））
次いで、配向膜５０８ａを形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜を形
成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を
保持するための柱状のスペーサ（図示しない）を所望の位置に形成した。また、柱状のス
ペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
次いで、支持体５１０（第２の転写体）となる対向基板を用意する。この対向基板には
、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ（図示しない）が設けら
れている。また、駆動回路の部分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層とを
覆う平坦化膜（図示しない）を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導電膜からなる対向電
極５０９を画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜５０８ｂを形成し、ラビング処理を
施した。
そして、画素部と駆動回路が接着されたプラスチックフィルム基板５０７と支持体５１
０とを接着層５１２となるシール材で貼り合わせる。（図１０（Ｄ））
シール材にはフィラーが混入されていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間
隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料５１３を注入
し、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。（図１０（Ｄ））液晶材料５１３には
公知の液晶材料を用いれば良い。
このようにしてフレキシブルなアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そし
て、必要があれば、フレキシブルな基板５０７または対向基板を所望の形状に分断する。
さらに、公知の技術を用いて偏光板（図示しない）等を適宜設けた。そして、公知の技術
を用いてＦＰＣ（図示しない）を貼りつけた。
実施例２または実施例３により得られた液晶モジュールの構成を図１１の上面図を用い
て説明する。実施例２における基板４１２、または実施例３における基板５０７が基板３
０１に対応する。
基板３０１の中央には、画素部３０４が配置されている。画素部３０４の上側には、ソ
ース信号線を駆動するためのソース信号線駆動回路３０２が配置されている。画素部３０
４の左右には、ゲート信号線を駆動するためのゲート信号線駆動回路３０３が配置されて
いる。本実施例に示した例では、ゲート信号線駆動回路３０３は画素部に対して左右対称
配置としているが、これは片側のみの配置でも良く、液晶モジュールの基板サイズ等を考
慮して、設計者が適宜選択すれば良い。ただし、回路の動作信頼性や駆動効率等を考える
と、図１１に示した左右対称配置が望ましい。
各駆動回路への信号の入力は、フレキシブルプリント基板（Flexible Print Circuit：
ＦＰＣ）３０５から行われる。ＦＰＣ３０５は、基板３０１の所定の場所まで配置された
配線に達するように、層間絶縁膜および樹脂膜にコンタクトホールを開口し、接続電極３
０９を形成した後、異方性導電膜等を介して圧着される。本実施例においては、接続電極
はＩＴＯを用いて形成した。
駆動回路、画素部の周辺には、基板外周に沿ってシール剤３０７が塗布され、あらかじ
めフィルム基板上に形成されたスペーサ３１０によって一定のギャップ（基板３０１と対
向基板３０６との間隔）を保った状態で、対向基板３０６が貼り付けられる。その後、シ
ール剤３０７が塗布されていない部分より液晶材料が注入され、封止剤３０８によって密
閉される。以上の工程により、液晶モジュールが完成する。
また、ここでは全ての駆動回路をフィルム基板上に形成した例を示したが、駆動回路の
一部に数個のＩＣを用いてもよい。
また、本実施例は、実施例１と自由に組みあわせることが可能である。
実施例１では画素電極が反射性を有する金属材料で形成された反射型の表示装置の例を示
したが、本実施例では画素電極を透光性を有する導電膜で形成した透過型の表示装置の例
を示す。
層間絶縁膜を形成する工程までは実施例１と同じであるので、ここでは省略する。実施
例１に従ってＴＦＴおよび層間絶縁膜を形成した後、透光性を有する導電膜からなる画素
電極６０１を形成する。透光性を有する導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化ス
ズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を
用いればよい。
その後、層間絶縁膜６００にコンタクトホールを形成する。次いで、画素電極と重なる接
続電極６０２を形成する。この接続電極６０２は、コンタクトホールを通じてドレイン領
域と接続されている。また、この接続電極と同時に他のＴＦＴのソース電極またはドレイ
ン電極も形成する。
また、ここでは全ての駆動回路を基板上に形成した例を示したが、駆動回路の一部に数
個のＩＣを用いてもよい。
以上のようにしてアクティブマトリクス基板が形成される。このアクティブマトリクス
基板を用い、基板を剥離した後、プラスチック基板を貼り合わせ、実施例２〜４に従って
液晶モジュールを作製し、バックライト６０４、導光板６０５を設け、カバー６０６で覆
えば、図１２にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置が
完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて貼り合わせる。ま
た、プラスチック基板と対向基板を貼り合わせる際、枠で囲んで有機樹脂を枠と基板との
間に充填して接着してもよい。また、透過型であるので偏光板６０３は、プラスチック基
板と対向基板の両方に貼り付ける。
また、本実施例は、実施例１乃至４と自由に組みあわせることが可能である。
本実施例では、プラスチック基板上に形成された有機発光素子を備えた発光装置を作製す
る例を図１３に示す。
図１３（Ａ）において、６００は基板、６０１は窒化物層または金属層、６０２は酸化
物層、６０３は下地絶縁層、６０４ａは駆動回路６１１の素子、６０４ｂ、６０４ｃは画
素部６１２の素子、６０５はＥＬ素子（Organic Light Emitting Device）である。ここ
で素子とは、アクティブマトリクス型の発光装置ならば画素のスイッチング素子として用
いる半導体素子（典型的にはＴＦＴ）もしくはＭＩＭ素子並びにＥＬ素子等を指す。そし
て、これらの素子を覆って、層間絶縁膜６０６を形成する。層間絶縁膜６０６は、成膜後
の表面がより平坦であることが好ましい。なお、層間絶縁膜６０６は必ずしも設ける必要
はない。
なお、基板６００上に設ける６０１〜６０３は実施の形態２乃至４のいずれか一に従っ
て形成すればよい。
これらの素子（６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃを含む）は、上記実施例１のｎチャネル
型ＴＦＴ２０１、上記実施例１のｐチャネル型ＴＦＴ２０２に従って作製すればよい。な
お、ここでは一つの画素に２つのＴＦＴを用いた例を示したが、３つ、またはそれ以上の
ＴＦＴを用いてもよい。
ＥＬ素子６０５は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electroluminescence
）が得られる有機化合物（有機発光材料）を含む層（以下、有機発光層と記す）と、陽極
層と、陰極層とを有している。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態
から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リ
ン光）とがあるが、本発明の発光装置は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光を
用いていても良いし、または両方の発光を用いていても良い。なお、本明細書では、ＥＬ
素子の陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。有機発光層には具
体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本
的にＥＬ素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加
えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰
極等の順に積層した構造を有していることもある。
上記方法により、図１３（Ａ）の状態を得たら、接着層６０７により支持体６０８を貼
り合わせる。（図１３（Ｂ））本実施例では支持体６０８としてプラスチック基板を用い
る。具体的には、支持体として、厚さ１０μｍ以上の樹脂基板、例えばＰＥＳ（ポリエチ
レンサルファイル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート
）もしくはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を用いることができる。なお、ＥＬ素子
から見て観測者側（発光装置の使用者側）に位置する場合、支持体６０８および接着層６
０７は、光を透過する材料であることが必要である。
次いで、窒化物層または金属層６０１が設けられている基板６００を物理的手段により引
き剥がす。（図１３（Ｃ））酸化物層６０２の膜応力と、窒化物層または金属層６０１の
膜応力が異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。
次いで、エポキシ樹脂などの接着層６０９により転写体６１０に貼り付ける。
（図１３（Ｄ））本実施例では、転写体６１０をプラスチックフィルム基板とすることで
、軽量化を図る。
こうして、可撓性を有する支持体６０８、可撓性を有する転写体６１０によって挟まれた
フレキシブルな発光装置を得ることができる。なお、支持体６０８と転写体６１０とを同
一材料にすると、熱膨張係数が等しくなるので、温度変化による応力歪みの影響を受けに
くくすることができる。
そして、必要があれば、可撓性を有する支持体６０８、可撓性を有する転写体６１０を
所望の形状に分断する。そして、公知の技術を用いてＦＰＣ（図示しない）を貼りつけた
。
実施例６では、支持体を貼りつけた後、基板を剥離して転写体としてのプラスチック基
板を貼りつけた例を示したが、本実施例では、基板を剥離した後、第１の転写体としての
プラスチック基板と、第２の転写体としてのプラスチック基板を貼りつけてＥＬ素子を備
えた発光装置を作製する例である。説明には図１４を用いる。
図１４（Ａ）において、７００は基板、７０１は窒化物層または金属層、７０２は酸化物
層、７０３は下地絶縁層、７０４ａは駆動回路７１１の素子、７０４ｂ、７０４ｃは画素
部７１２の素子、７０５はＥＬ素子（Organic Light Emitting Device）である。ここで
素子とは、アクティブマトリクス型の発光装置ならば画素のスイッチング素子として用い
る半導体素子（典型的にはＴＦＴ）もしくはＭＩＭ素子並びにＥＬ素子等を指す。そして
、これらの素子を覆って、層間絶縁膜７０６を形成する。層間絶縁膜７０６は、成膜後の
表面がより平坦であることが好ましい。なお、層間絶縁膜７０６は必ずしも設ける必要は
ない。
なお、基板７００上に設ける７０１〜７０３は実施の形態２乃至４のいずれか一に従っ
て形成すればよい。
これらの素子（７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃを含む）は、上記実施例１のｎチャネル
型ＴＦＴ２０１、上記実施例１のｐチャネル型ＴＦＴ２０２に従って作製すればよい。
上記方法により、図１４（Ａ）の状態を得たら、窒化物層または金属層７０１が設けら
れている基板７００を物理的手段により引き剥がす。（図１４（Ｂ））
酸化物層７０２の膜応力と、窒化物層または金属層７０１の膜応力が異なっているため、
比較的小さな力で引き剥がすことができる。
次いで、エポキシ樹脂などの接着層７０９により転写体（第１の転写体）７１０に貼り
付ける。本実施例では、転写体７１０をプラスチックフィルム基板とすることで、軽量化
を図る。
次いで、接着層７０７により基材（第２の転写体）７０８を貼り合わせる。（図１４（
Ｃ））本実施例では基材７０８としてプラスチック基板を用いる。具体的には、転写体７
１０及び基材７０８として、厚さ１０μｍ以上の樹脂基板、例えばＰＥＳ（ポリエチレン
サルファイル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）も
しくはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）
を用いることができる。なお、ＥＬ素子から見て観測者側（発光装置の使用者側）に位置
する場合、基材７０８および接着層７０７は、光を透過する材料であることが必要である
。
こうして、可撓性を有する基材７０８、可撓性を有する転写体７１０によって挟まれたフ
レキシブルな発光装置を得ることができる。なお、基材７０８と転写体７１０とを同一材
料にすると、熱膨張係数が等しくなるので、温度変化による応力歪みの影響を受けにくく
することができる。
そして、必要があれば、可撓性を有する基材７０８、可撓性を有する転写体７１０を所
望の形状に分断する。そして、公知の技術を用いてＦＰＣ（図示しない）を貼りつけた。
実施例６または実施例７では、可撓性を有する基板によって挟まれたフレキシブルな発
光装置を得る例を示したが、プラスチックからなる基板は、一般的に水分や酸素を透過し
やすく、有機発光層はこれらのものによって劣化が促進されるので、発光装置の寿命が短
くなりやすい。
そこで本実施例では、プラスチック基板上に、酸素や水分がＥＬ素子の有機発光層に入
り込むのを防ぐ複数の膜（以下、バリア膜）と、前記バリア膜どうしの間に前記バリア膜
よりも応力の小さい層（応力緩和膜）を設ける。本明細書では、バリア膜と応力緩和膜を
積層した膜を封止膜と呼ぶ。
具体的には、無機物からなるバリア膜（以下、バリア膜と呼ぶ）を２層以上設けて、さ
らに該２層のバリア膜の間に樹脂を有する応力緩和膜（以下、応力緩和膜と呼ぶ）を設け
る。そして、該３層以上の絶縁膜上にＥＬ素子を形成して密封することにより、発光装置
を形成する。なお、実施例６または実施例７とは基板以外の構成は同一であるのでここで
は省略する。
図１５に示すように、フィルム基板８１０上にバリア膜を２層以上設けて、さらに該２
層のバリア膜の間に応力緩和膜を設ける。その結果、フィルム基板８１０と第２接着層８
０９の間に、該バリア膜と応力緩和膜を積層した封止膜が形成される。
ここでは、フィルム基板８１０上にバリア膜８１１ａとして、窒化珪素からなる膜をス
パッタを用いて成膜し、バリア膜８１１ａ上にポリイミドを有する応力緩和膜８１１ｂを
成膜し、応力緩和膜８１１ｂ上にバリア膜８１１ｃとして、窒化珪素からなる膜をスパッ
タを用いて成膜する。バリア膜８１１ａ、応力緩和膜８１１ｂ、バリア膜８１１ｃを積層
した膜を封止膜８１１と総称する。そして、該封止膜８１１が形成されたフィルム基板８
１０を、第２接着層８０９を用いて、素子を含む被剥離層に貼り合わせればよい。
同様に、フィルム基板８１２上にバリア膜８１４ａとして、窒化珪素からなる膜をスパッ
タを用いて成膜し、バリア膜８１４ａ上にポリイミドを有する応力緩和膜８１４ｂを成膜
し、応力緩和膜８１４ｂ上にバリア膜８１４ｃとして、窒化珪素からなる膜をスパッタを
用いて成膜する。バリア膜８１４ａ、応力緩和膜８１４ｂ、バリア膜８１４ｃを積層した
膜を封止膜８１４と総称する。そして、該封止膜８１４が形成されたフィルム基板８１２
を、第２接着層８０９を用いて、素子を含む被剥離層に貼り合わせればよい。
なお、バリア膜は２層以上設けていれば良い。そしてバリア膜は、窒化珪素、窒化酸化
珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムまたは窒化酸化珪化
アルミニウム（ＡｌＳｉＯＮ）を用いることができる。
窒化酸化珪化アルミニウムは熱伝導度が比較的高いので、バリア膜に用いることで、素
子で発生した熱を効率良く放熱することができる。
また、応力緩和膜には、透光性を有する樹脂を用いることができる。代表的には、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もしくはエポキ
シ樹脂等を用いることが可能である。なお、上述した以外の樹脂を用いることもできる。
ここでは、熱重合するタイプのポリイミドを塗布後、焼成して形成する。
窒化珪素は、アルゴンを導入し、基板温度を１５０℃に保ち、スパッタ圧力０．４Pa程
度で成膜を行う。そしてターゲットとして珪素を用い、アルゴンの他に窒素及び水素を導
入して成膜を行った。窒化酸化珪素の場合、アルゴンを導入し、基板温度を１５０℃に保
ち、スパッタ圧力０．４Pa程度で成膜を行う。そしてターゲットとして珪素を用い、アル
ゴンの他に窒素、ニ酸化窒素及び水素を導入して成膜を行った。なおターゲットとして酸
化珪素を用いても良い。
バリア膜の膜厚は５０ｎｍ〜３μｍの範囲であることが望ましい。ここでは、窒化珪素
を１μｍの膜厚で成膜した。
なお、バリア膜の成膜方法はスパッタのみに限定されず、実施者が適宜設定することが
できる。例えば、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて成膜しても良い。
また、応力緩和膜の膜厚は、２００ｎｍ〜２μｍの範囲であることが望ましい。ここで
は、ポリイミドを１μｍの膜厚で成膜した。
実施例６における支持体６０８または転写体６１０、或いは実施例７における基材７０
８または転写体７１０として、本実施例の封止膜が設けられたプラスチック基板を適用す
ることによりＥＬ素子を完全に大気から遮断することができる。これにより酸化による有
機発光材料の劣化をほぼ完全に抑制することができ、ＥＬ素子の信頼性を大幅に向上させ
ることができる。
実施例６または実施例７により得られたＥＬ素子を有するモジュール、いわゆるＥＬモジ
ュールの構成を図１６の上面図を用いて説明する。実施例７における転写体６１０、また
は実施例８における転写体７１０がフィルム基板９００に対応する。
図１６（Ａ）は、ＥＬ素子を有するモジュール、いわゆるＥＬモジュールを示す上面図
、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。可撓性を有するフィ
ルム基板９００（例えば、プラスチック基板等）に、画素部９０２、ソース側駆動回路９
０１、及びゲート側駆動回路９０３を形成する。これらの画素部や駆動回路は、上記実施
例に従えば得ることができる。また、９１８はシール材、９１９はＤＬＣ膜であり、画素
部および駆動回路部はシール材９１８で覆われ、そのシール材は保護膜９１９で覆われて
いる。さらに、接着材を用いてカバー材９２０で封止されている。カバー材９２０の形状
および支持体の形状も特に限定されず、平面を有するもの、曲面を有するもの、可曲性を
有するもの、フィルム状のものであってもよい。熱や外力などによる変形に耐えるためカ
バー材９２０はフィルム基板９００と同じ材質のもの、例えばプラスチック基板を用いる
ことが望ましく、図１６に示す凹部形状（深さ３〜１０μｍ）に加工されたものを用いる
。さらに加工して乾燥剤９２１が設置できる凹部（深さ５０〜２００μｍ）を形成するこ
とが望ましい。また、多面取りでＥＬモジュールを製造する場合、基板とカバー材とを貼
り合わせた後、ＣＯ2レーザー等を用いて端面が一致するように分断してもよい。
また、ここでは図示しないが、用いる金属層（ここでは陰極など）の反射により背景が
映り込むことを防ぐために、位相差板（λ／４板）や偏光板からなる円偏光板と呼ばれる
円偏光手段を基板９００上に設けてもよい。
なお、９０８はソース側駆動回路９０１及びゲート側駆動回路９０３に入力される信号
を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキ
ット）９０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。また、本実施例の発光装置は、
デジタル駆動であってもよく、アナログ駆動であってもよく、ビデオ信号はデジタル信号
であってもよいし、アナログ信号であってもよい。なお、ここではＦＰＣしか図示されて
いないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本
明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが
取り付けられた状態をも含むものとする。また、これらの画素部や駆動回路と同一基板上
に複雑な集積回路（メモリ、ＣＰＵ、コントローラ、Ｄ／Ａコンバータ等）を形成するこ
とも可能であるが、少ないマスク数での作製は困難である。従って、メモリ、ＣＰＵ、コ
ントローラ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えたＩＣチップを、ＣＯＧ（chip on glass）方式
やＴＡＢ（tape automated bonding）方式やワイヤボンディング方法で実装することが好
ましい。
次に、断面構造について図１６（Ｂ）を用いて説明する。フィルム基板９００上に接着
層を介して絶縁膜９１０が設けられ、絶縁膜９１０の上方には画素部９０２、ゲート側駆
動回路９０３が形成されており、画素部９０２は電流制御用ＴＦＴ９１１とそのドレイン
に電気的に接続された画素電極９１２を含む複数の画素により形成される。なお、実施の
形態１乃至４のいずれか一に従って、基板上に形成した被剥離層を剥離した後、フィルム
基板９００が接着層で貼りつけられる。また、ゲート側駆動回路９０３はｎチャネル型Ｔ
ＦＴ９１３とｐチャネル型ＴＦＴ９１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成され
る。
これらのＴＦＴ（９１１、９１３、９１４を含む）は、上記実施例１のｎチャネル型Ｔ
ＦＴ２０１、上記実施例１のｐチャネル型ＴＦＴ２０２に従って作製すればよい。
なお、ＴＦＴとＥＬ素子の間に設ける絶縁膜としては、アルカリ金属イオンやアルカリ土
金属イオン等の不純物イオンの拡散をブロックするだけでなく、積極的にアルカリ金属イ
オンやアルカリ土金属イオン等の不純物イオンを吸着する材料が好ましく、更には後のプ
ロセス温度に耐えうる材料が適している。これらの条件に合う材料は、一例としてフッ素
を多く含んだ窒化シリコン膜が挙げられる。
窒化シリコン膜の膜中に含まれるフッ素濃度は、１×１０19／ｃｍ3以上、好ましくは窒
化シリコン膜中でのフッ素の組成比を１〜５％とすればよい。窒化シリコン膜中のフッ素
がアルカリ金属イオンやアルカリ土金属イオン等と結合し、膜中に吸着される。また、他
の例としてアルカリ金属イオンやアルカリ土金属イオン等を吸着するアンチモン（Ｓｂ）
化合物、スズ（Ｓｎ）化合物、またはインジウム（Ｉｎ）化合物からなる微粒子を含む有
機樹脂膜、例えば、五酸化アンチモン微粒子（Ｓｂ2Ｏ5・ｎＨ2Ｏ）を含む有機樹脂膜も
挙げられる。なお、この有機樹脂膜は、平均粒径１０〜２０ｎｍの微粒子が含まれており
、光透過性も非常に高い。この五酸化アンチモン微粒子で代表されるアンチモン化合物は
、アルカリ金属イオン等の不純物イオンやアルカリ土金属イオンを吸着しやすい。
また、ＴＦＴの活性層とＥＬ素子との間に設ける絶縁膜の他の材料としては、ＡｌＮX
ＯYで示される層を用いてもよい。スパッタ法を用い、例えば、窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを混合した雰囲気下にて成膜
して得られるアルミニウムを含む窒化酸化物層（ＡｌＮXＯYで示される層）は、窒素を２
．５atm％〜４７．５atm％含む膜であり、水分や酸素をブロッキングすることができる効
果に加え、熱伝導性が高く放熱効果を有し、さらには透光性が非常に高いという特徴を有
している。加えて、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がＴＦＴの活性層に入
り込むのを防ぐことができる。
特にＲＦスパッタ装置を用い、シリコンターゲットを用いて形成される窒化シリコン膜
は、有機樹脂膜からなる層間絶縁膜のパッシベーション膜として適している。窒化シリコ
ン膜は、有機樹脂膜の脱ガスを抑えることができ、さらに水分や酸素のブロッキングもで
きるため、有機化合物層のシュリンクとよばれる不良発生を抑えることができる。
画素電極９１２はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極９１２の両端にはバ
ンク９１５が形成され、画素電極９１２上にはＥＬ層９１６および発光素子の陰極９１７
が形成される。バンク９１５としては無機絶縁膜または有機絶縁膜をパターニングするこ
とによって得ることができ、カバレッジを良好なものとするため、バンク９１５の上端部
または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにすることが好ましい。例えば、バン
ク９１５の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、バンク９１５の上端部のみ
に曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、バン
ク９１５として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光に
よってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
ＥＬ層９１６としては、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥ
Ｌ層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例え
ば、低分子系有機ＥＬ材料や高分子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として
一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、また
は三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を
用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用い
ることも可能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができ
る。
陰極９１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線９０８を経由してＦＰＣ９
０９に電気的に接続されている。さらに、画素部９０２及びゲート側駆動回路９０３に含
まれる素子は全て陰極９１７、シール材９１８、及び保護膜９１９で覆われている。
なお、シール材９１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を
用いるのが好ましい。また、シール材９１８はできるだけ水分や酸素を透過しない材料で
あることが望ましい。
また、シール材９１８を用いて発光素子を完全に覆った後、すくなくとも図１６に示す
ようにＤＬＣ膜等からなる保護膜９１９をシール材９１８の表面（露呈面）に設けること
が好ましい。また、基板の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端
子（ＦＰＣ）が設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意することが必要である
。マスクを用いて保護膜が成膜されないようにしてもよいし、ＣＶＤ装置で用いるマスキ
ングテープ等のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されないようにして
もよい。
以上のような構造で発光素子をシール材９１８及び保護膜で封入することにより、発光
素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による
劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。加えて、保護膜として熱伝導性を有
する膜（ＡｌＯＮ膜、ＡｌＮ膜など）を用いれば駆動させたときに生じる発熱を発散する
ことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
また、画素電極を陰極とし、ＥＬ層と陽極を積層して図１６とは逆方向に発光する構成
としてもよい。図１７にその一例を示す。なお、上面図は同一であるので省略する。
図１７に示した断面構造について以下に説明する。フィルム基板１０００としては、プ
ラスチック基板を用いる。なお、実施の形態１乃至４のいずれか一に従って、基板上に形
成した被剥離層を剥離した後、フィルム基板１０００が接着層で貼りつけられる。フィル
ム基板１０００上に絶縁膜１０１０が設けられ、絶縁膜１０１０の上方には画素部１００
２、ゲート側駆動回路１００３が形成されており、画素部１００２は電流制御用ＴＦＴ１
０１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極１０１２を含む複数の画素により形
成される。また、ゲート側駆動回路１００３はｎチャネル型ＴＦＴ１０１３とｐチャネル
型ＴＦＴ１０１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
画素電極１０１２は発光素子の陰極として機能する。また、画素電極１０１２の両端に
はバンク１０１５が形成され、画素電極１０１２上にはＥＬ層１０１６および発光素子の
陽極１０１７が形成される。
陽極１０１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１００８を経由してＦＰ
Ｃ１００９に電気的に接続されている。さらに、画素部１００２及びゲート側駆動回路１
００３に含まれる素子は全て陽極１０１７、シール材１０１８、及びＤＬＣ等からなる保
護膜１０１９で覆われている。また、カバー材１０２１と基板１０００とを接着剤で貼り
合わせた。また、カバー材には凹部を設け、乾燥剤１０２１を設置する。
なお、シール材１０１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料
を用いるのが好ましい。また、シール材１０１８はできるだけ水分や酸素を透過しない材
料であることが望ましい。
また、図１７では、画素電極を陰極とし、ＥＬ層と陽極を積層したため、発光方向は図
１７に示す矢印の方向となっている。
また、ここでは図示しないが、用いる金属層（ここでは陰極となる画素電極など）の反
射により背景が映り込むことを防ぐために、位相差板（λ／４板）や偏光板からなる円偏
光板と呼ばれる円偏光手段をカバー材１０２０上に設けてもよい。
本実施例では、実施例１で得られる電気特性、信頼性ともに高いＴＦＴを用いるため、
従来の素子に比べて信頼性の高い発光素子を形成することができる。また、そのような発
光素子を有する発光装置を表示部として用いることにより高性能な電気器具を得ることが
できる。
なお、本実施例は実施例１、実施例７、実施例８、または実施例９と自由に組み合わせる
ことが可能である。
本発明を実施して様々なモジュール（アクティブマトリクス型液晶モジュール、パッシブ
型液晶モジュール、アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、パッシブ型ＥＬモジュール
、アクティブマトリクス型ＥＣモジュール）を完成させることができる。即ち、本発明を
実施することによって、それらを組み込んだ全ての電子機器が完成される。
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプ
レイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、プロジェクタ、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書
籍等）などが挙げられる。それらの一例を図１８、図１９に示す。
図１８（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表
示部２００３、キーボード２００４等を含む。
図１８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０
３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。
図１８（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、
カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。
図１８（Ｄ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレー
ヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、
操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇ
ｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲー
ムやインターネットを行うことができる。
図１８（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０
３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。
図１９（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９
０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ
、イメージセンサ等）２９０７等を含む。
図１９（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００
３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。
図１９（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３
等を含む。
ちなみに図１９（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０
インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには
、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適
用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜９のどのような組み合
わせからなる構成を用いても実現することができる。

Claims (2)

  1. 酸化物層と、
    前記酸化物層上の、素子を含む層と、を有し、
    前記酸化物層の前記素子を含む層とは反対側の面に、金属元素、又は前記金属元素を含む化合物が付着しており、
    前記金属元素は、タングステンであり、
    前記素子は、発光素子であることを特徴とする半導体装置。
  2. 酸化物層と、
    前記酸化物層上の、素子を含む層と、を有し、
    前記酸化物層の前記素子を含む層とは反対側の面に、金属元素、又は前記金属元素を含む化合物が付着しており、
    前記金属元素は、タングステンであり、
    前記素子は、液晶素子であることを特徴とする半導体装置。
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