JPH1174533A - 薄膜デバイスの転写方法，薄膜デバイス，薄膜集積回路装置，アクティブマトリクス基板および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜デバイスの製造時に使用する基板と、製
品の実使用時に使用する基板とを、独立に自由に選択す
ることができ、しかも、薄膜デバイスの特性を劣化させ
ない新規な技術を提供することである。 【解決手段】 信頼性が高く、かつレーザー光が透過可
能な基板（１００）上に分離層となるアモルファスシリ
コン層（１２０）を設けておき、その基板上にＴＦＴ等
の薄膜デバイス（１４０）を形成する。基板側からレー
ザー光を照射し、これによって分離層において剥離を生
じせしめる。その薄膜デバイスを接着層（１６０）を介
して転写体（１８０）に接合し、基板（１００）を離脱
させる。これにより、どのような基板にでも所望の薄膜
デバイスを転写できる。分離層の膜厚は、光照射時にア
ブレーションを生ずる膜厚例えば１０ｎｍ程度としてお
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜デバイスの転
写方法，薄膜デバイス，薄膜集積回路装置，アクティブ
マトリクス基板および液晶表示装置に関する。

【０００２】

【背景技術】例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用
いた液晶ディスプレイを製造するに際しては、基板上に
薄膜トランジスタをＣＶＤ等により形成する工程を経
る。薄膜トランジスタを基板上に形成する工程は高温処
理を伴うため、基板は耐熱性に優れる材質のもの、すな
わち、軟化点および融点が高いものを使用する必要があ
る。そのため、現在では、１０００℃程度の温度に耐え
る基板としては石英ガラスが使用され、５００℃前後の
温度に耐える基板としては耐熱ガラスが使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、薄膜デ
バイスを搭載する基板は、それらの薄膜デバイスを製造
するための条件を満足するものでなければならない。つ
まり、使用する基板は、搭載されるデバイスの製造条件
を必ず満たすように決定される。

【０００４】しかし、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭載し
た基板が完成した後の段階のみに着目すると、上述の
「基板」が必ずしも好ましくないこともある。

【０００５】例えば、上述のように、高温処理を伴う製
造プロセスを経る場合には、石英基板や耐熱ガラス基板
等が用いられるが、これらは非常に高価であり、したが
って製品価格の上昇を招く。

【０００６】また、ガラス基板は重く、割れやすいとい
う性質をもつ。パームトップコンピュータや携帯電話機
等の携帯用電子機器に使用される液晶ディスプレイで
は、可能な限り安価で、軽くて、多少の変形にも耐え、
かつ落としても壊れにくいのが望ましいが、現実には、
ガラス基板は重く、変形に弱く、かつ落下による破壊の
恐れがあるのが普通である。

【０００７】つまり、製造条件からくる制約と製品に要
求される好ましい特性との間に溝があり、これら双方の
条件や特性を満足させることは極めて困難であった。

【０００８】そこで本発明者等は、薄膜デバイスを含む
被転写層を従来のプロセスにて第１の基板上に形成した
後に、この薄膜デバイスを含む被転写層を第１の基板か
ら離脱させて、第２の基板に転写させる技術を提案して
いる（特願平８−２２５６４３号）。このために、第１
の基板と被転写層である薄膜デバイスとの間に、分離層
を形成している。この分離層に光を照射することで、分
離層の層内および／または界面を剥離させて、第１の基
板と被転写層との結合力を弱めることで、被転写層を第
１の基板から離脱させることを可能としている。

【０００９】ここで、本発明者のさらなる解析による
と、分離層に光を照射する際に、その光エネルギーを過
度に高めると、分離層に剥離を生じさせるに足るエネル
ギー以上の光が、分離層から漏れて、被転写層の薄膜デ
バイスに入射することが判明した。この光漏れにより、
第２の基板に転写された薄膜デバイスの特性例えば電気
的特性が、第１の基板に形成された薄膜デバイスと比較
して劣化する場合が生ずることが判明した。

【００１０】この劣化する特性としては、例えば薄膜デ
バイスとしてＴＦＴを形成した場合、分離層に光を照射
する工程において、照射した光がチャネル層にダメージ
を与え、オン電流の減少、オフ電流の増大を引き起こ
し、最悪の場合には、ＴＦＴを破壊してしまうことを突
き止めた。

【００１１】さらには、本発明者等の実験によれば、分
離層の層内および／または界面に剥離を生じさせる工程
にて、薄膜デバイスを含む被転写層が変形または破壊さ
れることがあった。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的の一つは、薄膜デバイスの製造時に使
用する第１の基板と、例えば製品の実使用時に使用する
第２の基板（製品の用途からみて好ましい性質をもった
基板）とを、独立に自由に選択することを可能とし、か
つ、分離層に照射される光エネルギーを低減させて、第
２の基板に転写された薄膜デバイスの特性を劣化させる
ことがない新規な技術を提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、たとえ分離層から光
漏れがあったとしても、薄膜デバイスにその漏れた光が
到達せず、しかも、確立された薄膜形成技術を利用して
品質の高い薄膜デバイスを形成することができる新規な
技術を提供することにある。

【００１４】本発明のさらに他の目的は、分離層の層内
および／または界面に剥離を生じさせる工程にて、薄膜
デバイスを含む被転写層が変形または破壊されることを
確実に防止して、第２の基板に薄膜デバイスを転写する
ことができる新規な技術を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明は、以下のような構成をしている。

【００１６】請求項１に記載の発明は、基板上の薄膜デ
バイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であっ
て、前記基板上にアモルファスシリコン層を形成する第
１工程と、前記アモルファスシリコン層上に前記薄膜デ
バイスを含む前記被転写層を形成する第２工程と、前記
薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して前記
転写体に接合する第３工程と、前記基板を介して前記ア
モルファスシリコン層に光を照射し、前記アモルファス
シリコン層の層内および／または界面において剥離を生
じさせて、前記基板と前記被転写層との結合力を低下さ
せる第４工程と、前記基板を前記アモルファスシリコン
層から離脱させる第５工程と、を有し、前記第２工程に
て形成される前記被転写層は薄膜トランジスタを含み、
前記第１工程にて形成される前記アモルファスシリコン
層の膜厚は、前記第２工程にて形成される前記薄膜トラ
ンジスタのチャネル層の膜厚よりも薄く形成されること
を特徴とする。

【００１７】デバイス製造における信頼性が高い例えば
石英基板などの基板上に、例えば、光を吸収する特性を
もつ分離層を設けておき、その基板上にＴＦＴ等の薄膜
デバイスを形成する。次に、特に限定されないが、例え
ば接着層を介して薄膜デバイスを所望の転写体に接合
し、その後に分離層に光を照射し、これによって、その
分離層において剥離現象を生じせしめて、その分離層と
前記基板との間の密着性を低下させる。そして、基板に
力を加えてその基板を薄膜デバイスから離脱させる。こ
れにより、どのような転写体にでも、所望の、信頼性の
高いデバイスを転写（形成）できることになる。

【００１８】ここで、請求項１の発明では第１工程にて
基板上に形成され、第４工程にて光照射により剥離を生
ずる層として、アモルファスシリコン層を用いている。
このアモルファスシリコン層は、図３１に示すように、
膜厚が薄くなるほど、該アモルファスシリコン層に光照
射されて剥離（図３１ではアブレーションと称してい
る）を生じさせるに必要な光エネルギーを小さくでき
る。

【００１９】ここで、第２工程にて形成される被転写層
は、薄膜デバイスとして薄膜トランジスタを含んでお
り、そのチャネル層はポリシリコンあるいはアモルファ
スシリコンなどのシリコン層にて形成され、一般に２５
ｎｍを越える例えば５０ｎｍ程度の膜厚にて形成され
る。請求項１の発明では、第１工程にて形成される分離
層（アブレーション層）としてのアモルファスシリコン
の膜厚を、被転写層中の薄膜トランジスタのチャネル層
よりも薄く形成している。従って、光照射工程での消費
エネルギーが低減すると共に、それに用いる光源装置の
小型化が図れる。さらには、照射される光エネルギーが
少ないために、万一アモルファスシリコン層から光漏れ
して、その漏れた光が薄膜デバイスに入射しても、光エ
ネルギーが少ない分だけ薄膜デバイスの特性の劣化が低
減する。

【００２０】請求項２の発明は、請求項１の発明でのア
モルファスシリコン層の膜厚の定義に代えて、該層の膜
厚を２５ｎｍ以下と定義したものである。

【００２１】上述した通り、アモルファスシリコン層
は、図３１に示すように、膜厚が薄くなるほど、該アモ
ルファスシリコン層に光照射されて剥離を生じさせるに
必要な光エネルギーを小さくでき、請求項２にて定義し
た膜厚であれば、光エネルギーを十分小さくできる。な
お、アモルファスシリコン層の膜厚範囲は、５〜２５ｎ
ｍとすることが好ましく、さらに好ましくは１５ｎｍ以
下、あるいは請求項３に示すように１１ｎｍ以下とする
と、アモルファスシリコン層に光照射されて剥離を生じ
させるに必要な光エネルギーをさらに小さくできる。

【００２２】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかにおいて、前記第２工程では、低圧気相成長法（Ｌ
ＰＣＶＤ）にて前記アモルファスシリコン層を形成する
ことを特徴とする。

【００２３】ＬＰＣＶＤにてアモルファスシリコン層を
形成すると、プラズマＣＶＤ、大気圧（ＡＰ）ＣＶＤ、
ＥＣＲなどと比較して、密着性が高く、前記薄膜デバイ
スを含む被転写層を形成する際に、水素が発生し、膜剥
がれ等の不良が発生する危険が少ない。

【００２４】請求項５の発明は、基板上の薄膜デバイス
を含む被転写層を転写体に転写する方法であって、前記
基板上に、分離層を形成する工程と、前記分離層上にシ
リコン系光吸収層を形成する工程と、前記シリコン系光
吸収層上に前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を形成
する工程と、前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接
着層を介して前記転写体に接合する工程と、前記基板を
介して前記分離層に光を照射し、前記分離層の層内およ
び／または界面にて剥離を生じさせる工程と、前記基板
を前記分離層から離脱させる工程と、を有することを特
徴とする。

【００２５】請求項５の発明によれば、万一分離層から
光漏れしても、その漏れた光は、薄膜デバイスに入射す
る前に、シリコン系光吸収層に吸収される。従って、薄
膜デバイスに光が入射することを確実に防止でき、光入
射に起因した薄膜デバイスの特性の劣化を防止できる。
しかも、薄膜デバイスを含む被転写層は、シリコン系光
吸収層上に形成できる。このため、光反射効果を有する
金属層上に被転写層を形成する場合のように、金属汚染
の虞がなく、従来より確立されているシリコン上への薄
膜形成技術を利用して、薄膜デバイスを形成することが
できる。

【００２６】請求項６の発明は、請求項５において、前
記分離層及び前記光吸収層はアモルファスシリコンにて
形成され、前記分離層及び前記光吸収層間に、シリコン
系の介在層を形成する工程をさらに設けたことを特徴と
する。

【００２７】請求項６の発明によれば、図３１で示した
ように、照射された光を吸収して、その光エネルギーが
所定値以上となったときに剥離するアモルファスシリコ
ン層を、分離層及びシリコン系光吸収層として用いてい
る。この２層のアモルファスシリコン層を分離するため
の介在層としてシリコン系例えばシリコン酸化物を用い
ている。

【００２８】請求項７の発明は、基板上の薄膜デバイス
を含む被転写層を転写体に転写する方法であって、前記
基板上に分離層を形成する第１工程と、前記分離層上に
前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を形成する第２工
程と、前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を
介して前記転写体に接合する第３工程と、前記基板を介
して前記分離層に光を照射し、前記分離層の層内および
／または界面にて剥離を生じさせる第４工程と、前記基
板を前記分離層から離脱させる第５工程と、を有し、前
記第４工程では、前記分離層の層内および／または界面
にて剥離を生じた際に前記分離層の上層に作用する応力
を、前記分離層の上層が有する耐力により受けとめて、
前記分離層の上層の変形または破壊を防止することを特
徴とする。

【００２９】この第４工程にて光照射すると、分離層を
構成する物質が光化学的または熱的に励起され、その表
面や内部の分子または原子の結合が切断されて、該分子
または原子が外部に放出される。この現象は、主に、分
離層を構成する物質の全部または一部が溶融、蒸散（気
化）などの相変化を生ずる現象として現れる。このと
き、上記の分子または原子の放出に伴い、分離層の上層
に応力が作用する。

【００３０】しかしこの応力は、分離層の上層が有する
耐力により受けとめられ、分離層の上層の変形または破
壊が防止される。

【００３１】このような耐力を考慮して、分離層の上層
を構成する構成層の材質および／または厚さを設計すれ
ばよい。例えば接着層の厚さ、被転写層の厚さ、転写体
の材質及び厚さのうちの、一つまたは複数が上記耐力を
考慮して設定される。

【００３２】請求項８の発明は、請求項７において、前
記第４工程の実施前に、前記分離層の上層となるいずれ
かの位置にて、前記耐力を確保するための補強層を形成
する工程を、さらに有することを特徴とする。

【００３３】請求項８の発明では、分離層の上層を構成
する最小限の構成層である接着層、被転写層及び転写体
のみでは、上記の耐力を確保できないときに、補強層を
追加することで、薄膜デバイスの変形、破壊を防止でき
る。

【００３４】なお、請求項１〜８の発明において、接着
層を介して薄膜デバイス（薄膜デバイスを含む被転写
層）を転写体に接合する工程と、基板を薄膜デバイスか
ら離脱させる工程とは、その順序を問わず、いずれが先
でもかまわない。但し、基板を離脱させた後の薄膜デバ
イス（薄膜デバイスを含む被転写層）のハンドリングに
問題がある場合には、まず、薄膜デバイスを転写体に接
合する工程を実施し、その後に基板を離脱させる工程を
実施するのが望ましい。

【００３５】また、薄膜デバイスの転写体への接合に用
いられる接着層として、例えば、平坦化作用をもつ物質
（例えば、熱硬化性樹脂）を用いれば、薄膜デバイスを
含む被転写層の表面に多少の段差が生じていたとして
も、その段差は平坦化されて無視できるようになり、よ
って常に良好な転写体への接合が可能となり、便利であ
る。

【００３６】前記転写体に付着している前記分離層を除
去する工程を、さらに有することが好ましい。

【００３７】不要な分離層を完全に除去するものであ
る。

【００３８】ここで、転写体の好まし材質、特性などに
ついて言及すれば、まず前記転写体は、透明基板である
ことが好ましい。

【００３９】この透明基板として、例えば、ソーダガラ
ス基板等の安価な基板や、可撓性を有する透明なプラス
チックフィルム等を挙げることができる。透明基板とす
れば、例えば薄膜デバイスがＴＦＴであれば、これが転
写された転写体を液晶パネル用の基板として利用でき
る。

【００４０】また、前記転写体は、被転写層の形成の際
の最高温度をＴ_maxとしたとき、ガラス転移点（Ｔｇ）
または軟化点が前記Ｔ_max以下の材料で構成されている
ことが好ましい。

【００４１】デバイス製造時の最高温度に耐えられず、
従来は使用できなかった安価なガラス基板等を、自由に
使用できるようになるからである。

【００４２】本発明によれば、前記転写体は、ガラス転
移点（Ｔｇ）または軟化点が、前記薄膜デバイスの形成
プロセスの最高温度以下であってもよく、なぜなら、薄
膜デバイスの形成時に転写体がその最高温度に晒される
ことがないからである。

【００４３】前記転写体は、合成樹脂またはガラス材で
構成することができる。

【００４４】例えば、プラスチックフィルム等の撓み性
（可撓性）を有する合成樹脂板に薄膜デバイスを転写す
れば、剛性の高いガラス基板では得られないような優れ
た特性が実現可能である。本発明を液晶表示装置に適用
すれば、しなやかで、軽くかつ落下にも強いディスプレ
イ装置が実現する。

【００４５】また、例えば、ソーダガラス基板等の安価
な基板も転写体として使用できる。ソーダガラス基板は
低価格であり、経済的に有利な基板である。ソーダガラ
ス基板は、ＴＦＴ製造時の熱処理によりアルカリ成分が
溶出するといった問題があり、従来は、アクティブマト
リクス型の液晶表示装置への適用が困難であった。しか
し、本発明によれば、すでに完成した薄膜デバイスを転
写するため、上述の熱処理に伴う問題は解消される。よ
ってアクティブマトリクス型の液晶表示装置の分野にお
いて、ソーダガラス基板等の従来問題があった基板も使
用可能となる。

【００４６】次に、分離層及び被転写層が形成される基
板の材質、特性などについて言及すれば、前記透光性基
板は耐熱性を有することが好ましい。

【００４７】薄膜デバイスの製造時に所望の高温処理が
可能となり、信頼性が高く高性能の薄膜デバイスを製造
することができるからである。

【００４８】また、前記基板は、３１０ｎｍの光を１０
％以上透過することが好ましい。このとき、前記光照射
工程では、３１０ｎｍの波長を含む光を照射する。

【００４９】分離層においてアブレーションを生じさせ
るに足る光エネルギーを、基板を介して効率よく行うも
のである。

【００５０】次に、分離層の好ましい材質、特性などに
ついて説明すると、前記分離層は、アモルファスシリコ
ンで構成されていることが好ましい。

【００５１】アモルファスシリコンは光を吸収し、ま
た、その製造も容易であり、実用性が高い。

【００５２】さらには、前記アモルファスシリコンは、
水素（Ｈ）を２原子％以上含有することが好ましい。

【００５３】水素を含むアモルファスシリコンを用いた
場合、光の照射に伴い水素が放出され、これによって分
離層内に内圧が生じて、分離層における剥離を促す作用
がある。

【００５４】あるいは、前記アモルファスシリコンは、
水素（Ｈ）を１０原子％以上含有することができる。

【００５５】水素の含有率が増えることにより、分離層
における剥離を促す作用がより顕著になる。

【００５６】分離層の他の材質として、窒化シリコンを
挙げることができる。

【００５７】分離層のさらに他の材質として、水素含有
合金を挙げることができる。

【００５８】分離層として水素含有合金を用いると、光
の照射に伴い水素が放出され、これによって分離層にお
ける剥離が促進される。

【００５９】分離層のさらに他の材質として、窒素含有
金属合金を挙げることができる。

【００６０】分離層として窒素含有合金を用いると、光
の照射に伴い窒素が放出され、これによって分離層にお
ける剥離が促進される。

【００６１】この分離層は、多層膜とすることもでき
る。

【００６２】単層膜に限定されないことを明らかとした
ものである。

【００６３】この多層膜は、アモルファスシリコン膜と
その上に形成された金属膜とから構成することができ
る。

【００６４】分離層のさらに他の材質として、セラミッ
クス，金属，有機高分子材料の少なくとも一種から構成
することができる。

【００６５】分離層として実際に使用可能なものをまと
めて例示したものである。金属としては、例えば、水素
含有合金や窒素含有合金も使用可能である。この場合、
アモルファスシリコンの場合と同様に、光の照射に伴う
水素ガスや窒素ガスの放出によって、分離層における剥
離が促進される。

【００６６】次に、光照射工程にて用いる光について説
明すると、レーザー光を用いることが好ましい。

【００６７】レーザー光はコヒーレント光であり、分離
層内において剥離を生じさせるのに適する。

【００６８】このレーザ光は、その波長を、１００ｎｍ
〜３５０ｎｍとすることができる。

【００６９】短波長で光エネルギーのレーザー光を用い
ることにより、分離層における剥離を効果的に行うこと
ができる。

【００７０】上述の条件を満たすレーザーとしては、例
えば、エキシマレーザーがある。エキシマレーザーは、
短波長紫外域の高エネルギーのレーザー光出力が可能な
ガスレーザーであり、レーザー媒質として希ガス（Ａ
ｒ，Ｋｒ，Ｘｅ）とハロゲンガス（Ｆ₂，ＨＣｌ）とを
組み合わせたものを用いることにより、代表的な４種類
の波長のレーザー光を出力することができる（ＸｅＦ＝
３５１ｎｍ，ＸｅＣｌ＝３０８ｎｍ，ＫｒＦ＝２４８ｎ
ｍ，ＡｒＦ＝１９３ｎｍ）。

【００７１】エキシマレーザー光の照射により、基板上
に設けられている分離層において、熱影響のない分子結
合の直接の切断やガスの蒸発等の作用を生じせしめるこ
とができる。

【００７２】レーザ光の波長としては、３５０ｎｍ〜１
２００ｎｍを採用することもできる。

【００７３】分離層において、例えばガス放出，気化，
昇華等の相変化を起こさせて分離特性を与える場合に
は、波長が３５０ｎｍ〜１２００ｎｍ程度のレーザー光
も使用可能である。

【００７４】次に、薄膜デバイスについて説明すると、
前記薄膜デバイスを薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とする
ことができる。

【００７５】高性能なＴＦＴを、所望の転写体上に自由
に転写（形成）できる。よって、種々の電子回路をその
転写体上に搭載することも可能となる。

【００７６】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８
のいずれかにおいて、請求項１乃至８のいずれかに記載
の転写方法を複数回実行して、前記透光性基板よりも大
きい前記転写体上に、複数の被転写層を転写することを
特徴とする。

【００７７】信頼性の高い基板を繰り返し使用し、ある
いは複数の基板を使用して薄膜パターンの転写を複数回
実行することにより、信頼性の高い薄膜デバイスを搭載
した大規模な回路基板を作成できる。

【００７８】請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至
８のいずれかにおいて、請求項１乃至８のいずれかに記
載の転写方法を複数回実行して、前記転写体上に、薄膜
デバイスの設計ルールのレベルが異なる複数の被転写層
を転写することを特徴とする。

【００７９】一つの基板上に、例えば、種類の異なる複
数の回路（機能ブロック等も含む）を搭載する場合、そ
れぞれの回路に要求される特性に応じて、各回路毎に使
用する素子や配線のサイズ（設計ルール、すなわちデザ
インルールと呼ばれるもの）が異なる場合がある。この
ような場合にも、本発明の転写方法を用いて、各回路毎
に転写を実行していけば、設計ルールレベルの異なる複
数の回路を一つの基板上に実現できる。

【００８０】請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至
１０のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転写体に
転写されてなる薄膜デバイスである。

【００８１】本発明の薄膜デバイスの転写技術（薄膜構
造の転写技術）を用いて、任意の基板上に形成される薄
膜デバイスであり、分離層を剥離するための光照射工程
の改善により、その薄膜デバイスの特性が劣化すること
を防止又は低減できる。

【００８２】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
おいて、前記薄膜デバイスは、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）であることを特徴とする。

【００８３】請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至
１０のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転写体に
転写された薄膜デバイスを含んで構成される薄膜集積回
路装置である。

【００８４】例えば、合成樹脂基板上に、薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）を用いて構成されたシングルチップマイ
クロコンピュータ等を搭載することも可能である。

【００８５】請求項１４に記載の発明は、マトリクス状
に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その薄膜
トランジスタの一端に接続された画素電極とを含んで画
素部が構成されるアクティブマトリクス基板であって、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法を用いて前記
画素部の薄膜トランジスタを転写することにより製造さ
れたアクティブマトリクス基板である。

【００８６】本発明の薄膜デバイスの転写技術（薄膜構
造の転写技術）を用いて、所望の基板上に画素部を形成
してなるアクティブマトリクス基板である。製造条件か
らくる制約を排して自由に基板を選択できるため、従来
にない新規なアクティブマトリクス基板を実現すること
も可能である。

【００８７】請求項１５に記載の発明は、マトリクス状
に配置された走査線と信号線とに接続される薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）と、その薄膜トランジスタの一端に接
続された画素電極とを含んで画素部が構成され、かつ、
前記走査線および前記信号線に信号を供給するためのド
ライバ回路を内蔵するアクティブマトリクス基板であっ
て、請求項１０に記載の方法を用いて形成された、第１
の設計ルールレベルの前記画素部の薄膜トランジスタお
よび第２の設計ルールレベルの前記ドライバ回路を構成
する薄膜トランジスタを具備するアクティブマトリクス
基板である。

【００８８】アクティブマトリクス基板上に、画素部の
みならずドライバ回路も搭載し、しかも、ドライバ回路
の設計ルールレベルと画素部の設計ルールレベルとが異
なるアクティブマトリクス基板である。例えば、ドライ
バ回路の薄膜パターンを、シリコンＴＦＴの製造装置を
利用して形成すれば、集積度を向上させることが可能で
ある。

【００８９】請求項１６に記載の発明は、請求項１４又
は１５に記載のアクティブマトリクス基板を用いて製造
された液晶表示装置である。

【００９０】例えば、プラスチック基板を用いた、しな
やかに曲がる性質をもった液晶表示装置も実現可能であ
る。

【００９１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００９２】（第１の実施の形態）図１〜図６は本発明
の第１の実施の形態（薄膜デバイスの転写方法）を説明
するための図である。

【００９３】[工程１]図１に示すように、基板１００上
に分離層（光吸収層）１２０を形成する。

【００９４】以下、基板１００および分離層１２０につ
いて説明する。

【００９５】基板１００についての説明 基板１００は、光が透過し得る透光性を有するものであ
るのが好ましい。

【００９６】この場合、光の透過率は１０％以上である
のが好ましく、５０％以上であるのがより好ましい。こ
の透過率が低過ぎると、光の減衰（ロス）が大きくな
り、分離層１２０を剥離するのにより大きな光量を必要
とする。

【００９７】また、基板１００は、信頼性の高い材料で
構成されているのが好ましく、特に、耐熱性に優れた材
料で構成されているのが好ましい。その理由は、例えば
後述する被転写層１４０や中間層１４２を形成する際
に、その種類や形成方法によってはプロセス温度が高く
なる（例えば３５０〜１０００℃程度）ことがあるが、
その場合でも、基板１００が耐熱性に優れていれば、基
板１００上への被転写層１４０等の形成に際し、その温
度条件等の成膜条件の設定の幅が広がるからである。

【００９８】従って、基板１００は、被転写層１４０の
形成の際の最高温度をＴmaxとしたとき、歪点がＴmax以
上の材料で構成されているのものが好ましい。具体的に
は、基板１００の構成材料は、歪点が３５０℃以上のも
のが好ましく、５００℃以上のものがより好ましい。こ
のようなものとしては、例えば、石英ガラス、コーニン
グ７０５９、日本電気ガラスＯＡ−２等の耐熱性ガラス
が挙げられる。

【００９９】また、基板１００の厚さは、特に限定され
ないが、通常は、０．１〜５．０mm程度であるのが好ま
しく、０．５〜１．５mm程度であるのがより好ましい。
基板１００の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、厚す
ぎると、基板１００の透過率が低い場合に、光の減衰を
生じ易くなる。なお、基板１００の光の透過率が高い場
合には、その厚さは、前記上限値を超えるものであって
もよい。なお、光を均一に照射できるように、基板１０
０の厚さは、均一であるのが好ましい。

【０１００】分離層１２０の説明 分離層１２０は、照射される光を吸収し、その層内およ
び／または界面において剥離（以下、「層内剥離」、
「界面剥離」と言う）を生じるような性質を有するもの
であり、好ましくは、光の照射により、分離層１２０を
構成する物質の原子間または分子間の結合力が消失また
は減少すること、すなわち、アブレーションが生じて層
内剥離および／または界面剥離に至るものがよい。

【０１０１】さらに、光の照射により、分離層１２０か
ら気体が放出され、分離効果が発現される場合もある。
すなわち、分離層１２０に含有されていた成分が気体と
なって放出される場合と、分離層１２０が光を吸収して
一瞬気体になり、その蒸気が放出され、分離に寄与する
場合とがある。このような分離層１２０の組成として
は、例えば、次のＡ〜Ｅに記載されるものが挙げられ
る。

【０１０２】Ａ．アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ） このアモルファスシリコン中には、水素（Ｈ）が含有さ
れていてもよい。この場合、Ｈの含有量は、２原子％以
上程度であるのが好ましく、２〜２０原子％程度である
のがより好ましい。このように、水素（Ｈ）が所定量含
有されていると、光の照射によって水素が放出され、分
離層１２０に内圧が発生し、それが上下の薄膜を剥離す
る力となる。アモルファスシリコン中の水素（Ｈ）の含
有量は、成膜条件、例えばＣＶＤにおけるガス組成、ガ
ス圧、ガス雰囲気、ガス流量、温度、基板温度、投入パ
ワー等の条件を適宜設定することにより調整することが
できる。

【０１０３】Ｂ．酸化ケイ素又はケイ酸化合物、酸化チ
タンまたはチタン酸化合物、酸化ジルコニウムまたはジ
ルコン酸化合物、酸化ランタンまたはランタン酸化化合
物等の各種酸化物セラミックス、透電体（強誘電体）あ
るいは半導体 酸化ケイ素としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｏ₂が挙
げられ、ケイ酸化合物としては、例えばＫ₂ＳｉＯ₃、Ｌ
ｉ₂ＳｉＯ₃、ＣａＳｉＯ₃、ＺｒＳｉＯ₄、Ｎａ₂ＳｉＯ₃
が挙げられる。

【０１０４】酸化チタンとしては、ＴｉＯ、Ｔｉ₂０₃、
Ｔｉ０₂が挙げられ、チタン酸化合物としては、例え
ば、ＢａＴｉ０₄、ＢａＴｉＯ₃、Ｂａ₂Ｔｉ₉Ｏ₂₀、Ｂａ
Ｔｉ₅Ｏ₁₁、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＰｂＴｉＯ₃、
ＭｇＴｉＯ₃、ＺｒＴｉＯ₂、ＳｎＴｉＯ₄、Ａｌ₂ＴｉＯ
₅、ＦｅＴｉＯ₃が挙げられる。

【０１０５】酸化ジルコニウムとしては、ＺｒＯ₂が挙
げられ、ジルコン酸化合物としては、例えばＢａＺｒＯ
₃、ＺｒＳｉＯ₄、ＰｂＺｒＯ₃、ＭｇＺｒＯ₃、Ｋ₂Ｚｒ
Ｏ₃が挙げられる。

【０１０６】Ｃ．ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ、ＰＢ
ＺＴ等のセラミックスあるいは誘電体（強誘電体） Ｄ．窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラ
ミックス Ｅ．有機高分子材料 有機高分子材料としては、−ＣＨ−、−ＣＯ−（ケト
ン）、−ＣＯＮＨ−（アミド）、−ＮＨ−（イミド）、
−ＣＯＯ−（エステル）、−Ｎ＝Ｎ−（アゾ）、ーＣＨ
＝Ｎ−（シフ）等の結合（光の照射によりこれらの結合
が切断される）を有するもの、特に、これらの結合を多
く有するものであればいかなるものでもよい。また、有
機高分子材料は、構成式中に芳香族炭化水素（１または
２以上のベンゼン環またはその縮合環）を有するもので
あってもよい。

【０１０７】このような有機高分子材料の具体例として
は、ポリエチレン，ポリプロピレンのようなポリオレフ
ィン，ポリイミド，ポリアミド，ポリエステル，ポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ），ポリエーテルスルホン（ＰＥ
Ｓ），エポキシ樹脂等があげられる。

【０１０８】Ｆ．金属 金属としては、例えば、Ａｌ，Ｌｉ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｉ
ｎ，Ｓｎ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｓｍま
たはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金が挙げら
れる。

【０１０９】また、分離層１２０の厚さは、剥離目的や
分離層１２０の組成、層構成、形成方法等の諸条件によ
り異なるが、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが
好ましく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好まし
く、４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。
分離層１２０の膜厚が小さすぎると、成膜の均一性が損
なわれ、剥離にムラが生じることがあり、また、膜厚が
厚すぎると、分離層１２０の良好な剥離性を確保するた
めに、光のパワー（光量）を大きくする必要があるとと
もに、後に分離層１２０を除去する際に、その作業に時
間がかかる。なお、分離層１２０の膜厚は、できるだけ
均一であるのが好ましい。

【０１１０】分離層１２０の形成方法は、特に限定され
ず、膜組成や膜厚等の諸条件に応じて適宜選択される。
たとえば、ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣＲ−
ＣＶＤを含む）、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパッタ
リング、イオンプレーティング、ＰＶＤ等の各種気相成
膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、無電
解メッキ等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジェッ
ト（ＬＢ）法、スピンコート、スプレーコート、ロール
コート等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェッ
ト法、粉末ジェット法等が挙げられ、これらのうちの２
以上を組み合わせて形成することもできる。

【０１１１】なお、分離層１２０をゾルーゲル法による
セラミックスで構成する場合や、有機高分子材料で構成
する場合には、塗布法、特に、スピンコートにより成膜
するのが好ましい。

【０１１２】［工程１でのアモルファスシリコン層の形
成］分離層１２０の組成がアモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ）の場合には、気相成長法（ＣＶＤ）、特に低圧
（ＬＰ）ＣＶＤが、プラズマＣＶＤ、大気圧（ＡＰ）Ｃ
ＶＤ及びＥＣＲよりも優れている。

【０１１３】例えばプラズマＣＶＤにより形成されたア
モルファスシリコン層中には、比較的多く水素が含有さ
れる。この水素の存在により、アモルファスシリコン層
をアブレーションさせ易くなるが、成膜時の基板温度が
例えば３５０℃を越えると、そのアモルファスシリコン
層より水素が放出される。この薄膜デバイスの形成工程
中に離脱する水素により、膜剥がれが生ずることがあ
る。

【０１１４】また、プラズマＣＶＤ膜は密着性が比較的
弱く、デバイス製造工程の中のウェット洗浄工程にて、
基板１００と被転写層１４０とが分離される虞がある。

【０１１５】この点、ＬＰＣＶＤ膜は、水素が放出され
る虞が無く、しかも十分な密着性を確保できる点で優れ
ている。

【０１１６】次に、分離層としてのアモルファスシリコ
ン層１２０の膜厚について、図３１を参照して説明す
る。

【０１１７】図３１は、横軸にアモルファスシリコン層
の膜厚を示し、縦軸に該層にて吸収される光エネルギー
を示している。上述したように、アモルファスシリコン
層に光照射すると、アブレーションを生ずる。

【０１１８】ここで、アブレーションとは、照射光を吸
収した固定材料（分離層１２０の構成材料）が光化学的
または熱的に励起され、その表面や内部の原子または分
子の結合が切断されて放出することをいい、主に、分離
層１２０の構成材料の全部または一部が溶融、蒸散（気
化）等の相変化を生じる現象として現れる。また、前記
相変化によって微小な発砲状態となり、結合力が低下す
ることもある。

【０１１９】そして、このアブレーションに到達するの
に必要な吸収エネルギーが、膜厚が薄い程低くて済むこ
とが、図３１から分かる。

【０１２０】以上のことから、本実施の形態では、分離
層としてのアモルファスシリコン層１２０の膜厚を薄く
している。これにより、アモルファスシリコン層１２０
に照射される光のエネルギーを小さくでき、省エネルギ
ー化と共に、光源装置の小型化が図れる。

【０１２１】次に、分離層としてのアモルファスシリコ
ン層１２０の膜厚の数値について考察する。図３１の通
り、アブレーションに到達するのに必要な吸収エネルギ
ーが、アモルファスシリコンの膜厚が薄い程低くて済む
ことが分かり、本発明者の考察によると２５ｎｍ以下が
好ましく、一般の光源装置のパワーにより十分にアブレ
ーションを生じさせることができた。膜厚の下限につい
ては特に制限はないが、その下限を好ましくは５ｎｍと
すると、アモルファスシリコン層の形成を確実に行い、
かつ、所定の密着力を確保できる観点から定められる。
従って、分離層としてのアモルファスシリコン層１２０
の膜厚の好適な範囲は、５〜２５ｎｍとなる。さらに好
ましい膜厚は、１５ｎｍ以下であり、さらなる省エネル
ギー化と密着力の確保が得られる。最も好適な膜厚範囲
は、１１ｎｍ以下であり、この付近であり、アブレーシ
ョンに必要な吸収エネルギーを格段に低くできる。

【０１２２】[工程２]次に、図２に示すように、分離層
１２０上に、被転写層（薄膜デバイス層）１４０を形成
する。

【０１２３】この薄膜デバイス層１４０のＫ部分（図２
において１点線鎖線で囲んで示される部分）の拡大断面
図を、図２の右側に示す。図示されるように、薄膜デバ
イス層１４０は、例えば、ＳｉＯ₂膜（中間層）１４２
上に形成されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を含んで構
成され、このＴＦＴは、ポリシリコン層にｎ型不純物を
導入して形成されたソース，ドレイン層１４６と、チャ
ネル層１４４と、ゲート絶縁膜１４８と、ゲート電極１
５０と、層間絶縁膜１５４と、例えばアルミニュウムか
らなる電極１５２とを具備する。

【０１２４】本実施の形態では、分離層１２０に接して
設けられる中間層としてＳｉ０₂膜を使用しているが、
Ｓｉ₃Ｎ₄などのその他の絶縁膜を使用することもでき
る。Ｓｉ０₂膜（中間層）の厚みは、その形成目的や発
揮し得る機能の程度に応じて適宜決定されるが、通常
は、１０nm〜５μm程度であるのが好ましく、４０nm〜
１μm程度であるのがより好ましい。中間層は、種々の
目的で形成され、例えば、被転写層１４０を物理的また
は化学的に保護する保護層，絶縁層，導電層，レーザー
光の遮光層，マイグレーション防止用のバリア層，反射
層としての機能の内の少なくとも１つを発揮するものが
挙げられる。

【０１２５】なお、場合によっては、Ｓｉ０₂膜等の中
間層を形成せず、分離層１２０上に直接被転写層（薄膜
デバイス層）１４０を形成してもよい。

【０１２６】被転写層１４０（薄膜デバイス層）は、図
２の右側に示されるようなＴＦＴ等の薄膜デバイスを含
む層である。

【０１２７】薄膜デバイスとしては、ＴＦＴの他に、例
えば、薄膜ダイオードや、シリコンのＰＩＮ接合からな
る光電変換素子（光センサ、太陽電池）やシリコン抵抗
素子、その他の薄膜半導体デバイス、電極（例：ＩＴ
Ｏ、メサ膜のような透明電極）、スイッチング素子、メ
モリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー
（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録薄膜ヘッド、コ
イル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組
み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射
膜、ダイクロイックミラー等がある。

【０１２８】このような薄膜デバイスは、その形成方法
との関係で、通常、比較的高いプロセス温度を経て形成
される。したがって、この場合、前述したように、基板
１００としては、そのプロセス温度に耐え得る信頼性の
高いものが必要となる。

【０１２９】[工程３]次に、図３に示すように、薄膜デ
バイス層１４０を、接着層１６０を介して転写体１８０
に接合（接着）する。

【０１３０】接着層１６０を構成する接着剤の好適な例
としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線
硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等
の各種硬化型接着剤が挙げられる。接着剤の組成として
は、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン
系等、いかなるものでもよい。このような接着層１６０
の形成は、例えば、塗布法によりなされる。

【０１３１】前記硬化型接着剤を用いる場合、例えば被
転写層（薄膜デバイス層）１４０上に硬化型接着剤を塗
布し、その上に転写体１８０を接合した後、硬化型接着
剤の特性に応じた硬化方法により前記硬化型接着剤を硬
化させて、被転写層（薄膜デバイス層）１４０と転写体
１８０とを接着し、固定する。

【０１３２】接着剤が光硬化型の場合、光透過性の基板
１００または光透過性の転写体１８０の一方の外側から
（あるいは光透過性の基板及び転写体の両外側から）光
を照射する。接着剤としては、薄膜デバイス層に影響を
与えにくい紫外線硬化型などの光硬化型接着剤が好まし
い。

【０１３３】なお、図示と異なり、転写体１８０側に接
着層１６０を形成し、その上に被転写層（薄膜デバイス
層）１４０を接着してもよい。なお、例えば転写体１８
０自体が接着機能を有する場合等には、接着層１６０の
形成を省略してもよい。

【０１３４】転写体１８０としては、特に限定されない
が、基板（板材）、特に透明基板が挙げられる。なお、
このような基板は平板であっても、湾曲板であってもよ
い。また、転写体１８０は、前記基板１００に比べ、耐
熱性、耐食性等の特性が劣るものであってもよい。その
理由は、本発明では、基板１００側に被転写層（薄膜デ
バイス層）１４０を形成し、その後、被転写層（薄膜デ
バイス層）１４０を転写体１８０に転写するため、転写
体１８０に要求される特性、特に耐熱性は、被転写層
（薄膜デバイス層）１４０の形成の際の温度条件等に依
存しないからである。

【０１３５】したがって、被転写層１４０の形成の際の
最高温度をＴmaxとしたとき、転写体０の構成材料とし
て、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴmax以下の
ものを用いることができる。例えば、転写体１８０は、
ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が好ましくは８００
℃以下、より好ましくは５００℃以下、さらに好ましく
は３２０℃以下の材料で構成することができる。

【０１３６】また、転写体１８０の機械的特性として
は、ある程度の剛性（強度）を有するものが好ましい
が、可撓性、弾性を有するものであってもよい。転写体
１８０の機械的特性は、特に下記の点を考慮するとよ
い。

【０１３７】この分離層１２０に光照射すると、分離層
１２０を構成する物質が光化学的または熱的に励起さ
れ、その表面や内部の分子または原子の結合が切断され
て、該分子または原子が外部に放出される。この分子ま
たは原子の放出に伴い分離層１２０の上層に作用する応
力を、転写体１８０にて受けとめられるように、転写体
１８０の機械的強度によりその耐力を確保することが好
ましい。それにより、分離層１２０の上層の変形または
破壊が防止されるからである。

【０１３８】このような耐力を、転写体１８０の機械的
強度だけで確保するものに限らず、分離層１２０よりも
上層に位置する層、すなわち、被転写層１４０、接着層
１６０及び転写体１８０のいずれか一つまたは複数の層
の機械的強度により確保すればよい。このような耐力を
確保するために、被転写層１４０、接着層１６０及び転
写体１８０の材質及び厚さを適宜選択できる。

【０１３９】被転写層１４０、接着層１６０及び転写体
１８０のみでは上記の耐力を確保できない場合には、図
３５（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、分離層１２０よりも
上層となるいずれかの位置に、補強層１３２を形成する
こともできる。

【０１４０】図３５（Ａ）に示す補強層１３２は、分離
層１２０と被転写層１４０との間に設けられている。こ
うすると、分離層１２０にて剥離を生じさせ、その後基
板１００を離脱させた後に、残存する分離層１２０と共
に補強層１３２を、被転写層１４０から除去することも
できる。図３５（Ｂ）のように、転写体１８０の上層に
設けられた補強層１３２も、少なくとも分離層１２０に
て剥離を生じさせた後は、転写体１８０より除去するこ
とができる。

【０１４１】図３５（Ｃ）に示す補強層１３２は、被転
写層１４０を構成する複数層の中に、例えば絶縁層とし
て介在されている。図３５（Ｄ）（Ｅ）の各補強層１３
２は、接着層１４０の下層または上層に配置されてい
る。これらの場合には、後に除去することは不能とな
る。

【０１４２】転写体１８０の構成材料としては、各種合
成樹脂または各種ガラス材が挙げられ、特に、各種合成
樹脂や通常の（低融点の）安価なガラス材が好ましく、
上記の耐力を考慮して厚さを決定することもできる。

【０１４３】合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂のいずれでもよく、例えば、ポリエチレン、ポロ
プロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン
−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、
環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネー
ト、ポリ−（４−メチルベンテン−１）、アイオノマ
ー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アク
リル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−ス
チレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフ
タレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレー
ト（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエ
ーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール
（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニ
レンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル
（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
フッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、
ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン
系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可
塑性エラストマー、エボキシ樹脂、フェノール樹脂、ユ
リア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコ
ーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共
重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、こ
れらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例え
ば２層以上の積層体として）用いることができる。

【０１４４】ガラス材としては、例えば、ケイ酸ガラス
（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガ
ラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウ
ムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。このう
ち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ酸ガラスに比べて
融点が低く、また、成形、加工も比較的容易であり、し
かも安価であり、好ましい。

【０１４５】転写体１８０として合成樹脂で構成された
ものを用いる場合には、大型の転写体１８０を一体的に
成形することができるとともに、湾曲面や凹凸を有する
もの等の複雑な形状であっても容易に製造することがで
き、また、材料コスト、製造コストも安価であるという
種々の利点が享受できる。したがって、合成樹脂の使用
は、大型で安価なデバイス（例えば、液晶ディスプレ
イ）を製造する上で有利である。

【０１４６】なお、転写体１８０は、例えば、液晶セル
のように、それ自体独立したデバイスを構成するもの
や、例えばカラーフィルター、電極層、誘電体層、絶縁
層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するも
のであってもよい。

【０１４７】さらに、転写体１８０は、金属、セラミッ
クス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、ある品
物を構成する任意の面上（時計の面上、エアコンの表面
上、プリント基板の上等）、さらには壁、柱、天井、窓
ガラス等の構造物の表面上であってもよい。

【０１４８】[工程４]次に、図４に示すように、基板１
００の裏面側から光を照射する。

【０１４９】この光は、基板１００を透過した後に分離
層１２０に照射される。これにより、分離層１２０に層
内剥離および／または界面剥離が生じ、結合力が減少ま
たは消滅する。

【０１５０】分離層１２０の層内剥離および／または界
面剥離が生じる原理は、分離層１２０の構成材料にアブ
レーションが生じること、また、分離層１２０に含まれ
ているガスの放出、さらには照射直後に生じる溶融、蒸
散等の相変化によるものであることが推定される。

【０１５１】分離層１２０が層内剥離を生じるか、界面
剥離を生じるか、またはその両方であるかは、分離層１
２０の組成や、その他種々の要因に左右され、その要因
の１つとして、照射される光の種類、波長、強度、到達
深さ等の条件が挙げられる。

【０１５２】照射する光としては、分離層１２０に層内
剥離および／または界面剥離を起こさせるものであれば
いかなるものでもよく、例えば、Ｘ線、紫外線、可視
光、赤外線（熱線）、レーザ光、ミリ波、マイクロ波、
電子線、放射線（α線、β線、γ線）等が挙げられる。
そのなかでも、分離層１２０の剥離（アブレーション）
を生じさせ易いという点で、レーザ光が好ましい。

【０１５３】このレーザ光を発生させるレーザ装置とし
ては、各種気体レーザ、固体レーザ（半導体レーザ）等
が挙げられるが、エキシマレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレー
ザ、Ａｒレーザ、ＣＯ₂レーザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ等が好適に用いられ、その中でもエキシマレー
ザが特に好ましい。

【０１５４】エキシマレーザは、短波長域で高エネルギ
ーを出力するため、極めて短時間で分離層２にアブレー
ションを生じさせることができ、よって隣接する転写体
１８０や基板１００等に温度上昇をほとんど生じさせる
ことなく、すなわち劣化、損傷を生じさせることなく、
分離層１２０を剥離することができる。

【０１５５】また、分離層１２０にアブレーションを生
じさせるに際して、光の波長依存性がある場合、照射さ
れるレーザ光の波長は、１００ｎｍ〜３５０ｎｍ程度で
あるのが好ましい。

【０１５６】図７に、基板１００の、光の波長に対する
透過率の一例を示す。図示されるように、３００ｎｍの
波長に対して透過率が急峻に増大する特性をもつ。この
ような場合には、３００ｎｍ以上の波長の光（例えば、
波長３０８ｎｍのＸｅ−Ｃｌエキシマレーザー光）を照
射する。

【０１５７】また、分離層１２０に、例えばガス放出、
気化、昇華等の相変化を起こさせて分離特性を与える場
合、照射されるレーザ光の波長は、３５０から１２００
ｎｍ程度であるのが好ましい。

【０１５８】また、照射されるレーザ光のエネルギー密
度、特に、エキシマレーザの場合のエネルギー密度は、
１０〜５０００ｍＪ／ｃｍ²程度とするのが好ましく、
１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ²程度とするのがより好ま
しい。また、照射時間は、１〜１０００ｎｓｅｃ程度と
するのが好ましく、１０〜１００ｎｓｅｃ程度とするの
がより好ましい。エネルギー密度が低いかまたは照射時
間が短いと、十分なアブレーション等が生じず、また、
エネルギー密度が高いかまたは照射時間が長いと、分離
層１２０を透過した照射光により被転写層１４０に悪影
響を及ぼすおそれがある。

【０１５９】ここで、本実施の形態では、分離層１２０
を例えば１０ｎｍの膜厚のアモルファスシリコン層にて
形成しているので、比較的小さな光エネルギーの吸収に
より、アモルファスシリコン層１２０にアブレーション
を起こすことができる。このように比較的小さな光エネ
ルギーをアモルファスシリコン層１２０に吸収させる好
適な方法を、図３２を用いて説明する。

【０１６０】図３２は、ラインビームを間欠的に走査さ
せて、基板１００を介して分離層１２０のほぼ全面に光
照射する方法を示している。各図において、ラインビー
ムをビームスキャンした回数をＮで表した時、Ｎ回目の
ラインビームの照射領域２０（Ｎ）と、Ｎ＋１回目のラ
インビームの照射領域２０（Ｎ＋１）とは重ならないよ
うにして、各回のビームスキャンが実施されている。こ
のため、隣り合う照射領域２０（Ｎ）と２０（Ｎ＋１）
との間には、各回の照射領域よりも十分に狭い低照射領
域あるいは非照射領域３０が形成される。

【０１６１】ここで、ラインビーム１０を基板１００に
対して相対的に移動させる時に、その移動時にもビーム
を出射し続けると、符号３０の領域は低照射領域とな
る。一方、移動時にはラインビーム１０を出射しないよ
うにすると、符号３０の領域は非照射領域となる。

【０１６２】図３２の方式とは異なり、もし各回のビー
ム照射領域同士を重ならせると、分離層１２０の層内お
よび／または界面において剥離を生じさせるに足る光以
上の過度の光が照射されることになる。この過度の光の
一部が漏れて分離層１２０を介して薄膜デバイスを含む
被転写層１４０に入射すると、その薄膜デバイスの特性
例えば電気的特性を劣化する原因となる。

【０１６３】図３２の方式では、そのような過度の光が
分離層１２０に照射されないため、薄膜デバイスが転写
体に転写された後も、その薄膜デバイスの本来の特性を
維持することができる。なお、低照射領域あるいは非照
射領域３０に対応する分離層１２０では剥離が生じない
が、その両側のビーム照射領域での剥離により、分離層
１２０と基板１００との密着性を十分に低減させること
ができる。

【０１６４】なお、分離層１２０を透過した照射光が被
転写層１４０にまで達して悪影響を及ぼす場合の対策と
しては、例えば、図３０に示すように、分離層（レーザ
ー吸収層）１２０上にタンタル（Ｔａ）等の金属膜１２
４を形成する方法がある。これにより、分離層１２０を
透過したレーザー光は、金属膜１２４の界面で完全に反
射され、それより上の薄膜デバイスに悪影響を与えな
い。

【０１６５】ただし、図３０のように、金属膜１２４を
形成すると、その上に薄膜デバイスを形成する必要があ
り、金属膜１２４と薄膜デバイスとの間にシリコン系の
絶縁層を介在させたとしても、薄膜デバイスが金属汚染
される虞がある。

【０１６６】そこで、図３０に代わる方法として、図３
３、図３４に示すよう方法を採用することが好ましい。

【０１６７】図３３は、分離層としてのアモルファスシ
リコン層１２０を用いた例であり、被転写層１４０の下
層に、シリコン系光吸収層として用いられるアモルファ
スシリコン層１２６をさらに設けている。この２つのア
モルファスシリコン層１２０、１２６を分離するため
に、シリコン系介在層として例えばシリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ₂）が介在されている。

【０１６８】こうすると、万一照射光が分離層であるア
モルファスシリコン層１２０を透過しても、その透過光
はシリコン系光吸収層としてのアモルファスシリコン層
１２６に吸収される。この結果、それより上の薄膜デバ
イスに悪影響を与えない。

【０１６９】しかも、追加された２つの層１２６，１２
８は共にシリコン系の層であるので、従来の薄膜形成技
術にて確立されているように、金属汚染などを引き起こ
すことがない。

【０１７０】なお、分離層としてのアモルファスシリコ
ン層１２０の膜厚よりも、光吸収層としてのアモルファ
スシリコン層１２６の膜厚を厚くしておけば、アモルフ
ァスシリコン層１２６にてアブレーションが生ずる虞を
確実に防止できる。しかし、上記の膜厚の関係に限ら
ず、アモルファスシリコン層１２６に入射する光エネル
ギーは、分離層としてのアモルファスシリコン層１２０
に直接入射する光エネルギーよりも十分に少ないため、
アモルファスシリコン層１２６にてアブレーションが生
ずることを防止できる。

【０１７１】なお、図３４に示すように、分離層１２０
と異なる材質のシリコン系光吸収層１３０を設けた例を
示し、この場合にはシリコン系介在層１２８は必ずしも
設ける必要はない。

【０１７２】図３３、図３４の通り構成して分離層１２
０での光漏れ対策を行った場合には、分離層１２０にて
剥離が生ずるための光吸収エネルギーが大きい場合であ
っても、薄膜デバイスへの悪影響を確実に防止できる利
点がある。

【０１７３】レーザ光に代表される照射光は、その強度
が均一となるように照射されるのが好ましい。照射光の
照射方向は、分離層１２０に対し垂直な方向に限らず、
分離層１２０に対し所定角度傾斜した方向であってもよ
い。

【０１７４】次に、図５に示すように、基板１００に力
を加えて、この基板１００を分離層１２０から離脱させ
る。図５では図示されないが、この離脱後、基板１００
上に分離層が付着することもある。

【０１７５】次に、図６に示すように、残存している分
離層１２０を、例えば洗浄、エッチング、アッシング、
研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法により除
去する。これにより、被転写層（薄膜デバイス層）１４
０が、転写体１８０に転写されたことになる。

【０１７６】なお、離脱した基板１００にも分離層の一
部が付着している場合には同様に除去する。なお、基板
１００が石英ガラスのような高価な材料、希少な材料で
構成されている場合等には、基板１００は、好ましくは
再利用（リサイクル）に供される。すなわち、再利用し
たい基板１００に対し、本発明を適用することができ、
有用性が高い。

【０１７７】以上のような各工程を経て、被転写層（薄
膜デバイス層）１４０の転写体１８０への転写が完了す
る。その後、被転写層（薄膜デバイス層）１４０に隣接
するＳｉＯ₂膜の除去や、被転写層１４０上への配線等
の導電層や所望の保護膜の形成等を行うこともできる。

【０１７８】本発明では、被剥離物である被転写層（薄
膜デバイス層）１４０自体を直接に剥離するのではな
く、被転写層（薄膜デバイス層）１４０に接合された分
離層において剥離するため、被剥離物（被転写層１４
０）の特性、条件等にかかわらず、容易かつ確実に、し
かも均一に剥離（転写）することができ、剥離操作に伴
う被剥離物（被転写層１４０）へのダメージもなく、被
転写層１４０の高い信頼性を維持することができる。

【０１７９】（第２の実施の形態）基板上にＣＭＯＳ構
造のＴＦＴを形成し、これを転写体に転写する場合の具
体的な製造プロセスの例を図８〜図１８を用いて説明す
る。

【０１８０】（工程１）図８に示すように、基板（例え
ば石英基板）１００上に、分離層としてＬＰＣＶＤ法に
より形成されたアモルファスシリコン層１２０を形成す
る。このアモルファスシリコン層１２０の膜厚は、例え
ば１０ｎｍである。その上に、中間層（例えば、ＳｉＯ
₂膜）１４２と、アモルファスシリコン層（例えばＬＰ
ＣＶＤ法により形成される）１４３とを順次に積層形成
し、続いて、アモルファスシリコン層１４３の全面に上
方からレーザー光を照射し、アニールを施す。これによ
り、アモルファスシリコン層１４３は再結晶化してポリ
シリコン層となる。ここで、図３３に示したように、分
離層となるアモルファスシリコン層１２０と中間層１４
２との間に、シリコン系介在層例えばシリコン酸化膜１
２８と、光吸収用の別のアモルファスシリコン層１２６
を形成することもできる。

【０１８１】（工程２）続いて、図９に示すように、レ
ーザーアニールにより得られたポリシリコン層をパター
ニングして、アイランド１４４ａ，１４４ｂを形成す
る。

【０１８２】（工程３）図１０に示されるように、アイ
ランド１４４ａ，１４４ｂを覆うゲート絶縁膜１４８
ａ，１４８ｂを、例えば、ＣＶＤ法により形成する。

【０１８３】（工程４）図１１に示されるように、ポリ
シリコンあるいはメタル等からなるゲート電極１５０
ａ，１５０ｂを形成する。

【０１８４】（工程５）図１２に示すように、ポリイミ
ド等からなるマスク層１７０を形成し、ゲート電極１５
０ｂおよびマスク層１７０をマスクとして用い、セルフ
アラインで、例えばボロン（Ｂ）のイオン注入を行う。
これによって、ｐ⁺層１７２ａ，１７２ｂが形成され
る。

【０１８５】（工程６） 図１３に示すように、ポリイ
ミド等からなるマスク層１７４を形成し、ゲート電極１
５０ａおよびマスク層１７４をマスクとして用い、セル
フアラインで、例えばリン（Ｐ）のイオン注入を行う。
これによって、ｎ⁺層１４６ａ，１４６ｂが形成され
る。

【０１８６】（工程７） 図１４に示すように、層間絶
縁膜１５４を形成し、選択的にコンタクトホール形成
後、電極１５２ａ〜１５２ｄを形成する。

【０１８７】このようにして形成されたＣＭＯＳ構造の
ＴＦＴが、図２〜図６における被転写層（薄膜デバイス
層）１４０に該当する。なお、層間絶縁膜１５４上に保
護膜を形成してもよい。

【０１８８】（工程８）図１５に示すように、ＣＭＯＳ
構成のＴＦＴ上に接着層としてのエポキシ樹脂層１６０
を形成し、次に、そのエポキシ樹脂層１６０を介して、
ＴＦＴを転写体（例えば、ソーダガラス基板）１８０に
貼り付ける。続いて、熱を加えてエポキシ樹脂を硬化さ
せ、転写体１８０とＴＦＴとを接着（接合）する。

【０１８９】なお、接着層１６０は紫外線硬化型接着剤
であるフォトポリマー樹脂でもよい。この場合は、熱で
はなく転写体１８０側から紫外線を照射してポリマーを
硬化させる。

【０１９０】（工程９）図１６に示すように、基板１０
０の裏面から、例えば、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザー光
を、例えば図３２のビームスキャンにより照射する。こ
れにより、分離層１２０の層内および／または界面にお
いて剥離を生じせしめる。このとき、分離層であるアモ
ルファスシリコン層１２０の膜厚が１０ｎｍであるた
め、剥離を生じさせるための光エネルギーを十分低減で
きた。また、アモルファスシリコン層１２０の剥離の際
に、そのアモルファスシリコン層１２０よりも上層の各
層１４２、１５４、１６０、１８０に応力が作用する
が、この応力はその上層に１４２、１５４、１６０、１
８０よって受けとめられ、薄膜デバイスの変形及び破壊
が防止される。

【０１９１】（工程１０）図１７に示すように、基板１
００を引き剥がす。

【０１９２】（工程１１）最後に、分離層１２０をエッ
チングにより除去する。これにより、図１８に示すよう
に、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴが、転写体１８０に転写され
たことになる。なお、図３３に示したように、シリコン
系介在層例えばシリコン酸化膜１２８と、光吸収用の別
のアモルファスシリコン層１２６とが分離層１２０上に
形成されている場合には、分離層１２０のエッチング除
去工程の前に、次の２工程を追加することもできる。そ
の一つは、例えばドライエッチングにて光吸収層である
アモルファスシリコン層１２６を除去する工程であり、
他の一つは、例えばフッ酸などでシリコン酸化物１２８
を除去する工程である。

【０１９３】（第３の実施の形態）上述の第１の実施の
形態および第２の実施の形態で説明した技術を用いる
と、例えば、図１９（ａ）に示すような、薄膜デバイス
を用いて構成されたマイクロコンピュータを所望の基板
上に形成できるようになる。

【０１９４】図１９（ａ）では、プラスチック等からな
るフレキシブル基板１８２上に、薄膜デバイスを用いて
回路が構成されたＣＰＵ３００，ＲＡＭ３２０，入出力
回路３６０ならびに、これらの回路の電源電圧を供給す
るための、アモルファスシリコンのＰＩＮ接合を具備す
る太陽電池３４０が搭載されている。

【０１９５】図１９（ａ）のマイクロコンピュータはフ
レキシブル基板上に形成されているため、図１９（ｂ）
に示すように曲げに強く、また、軽量であるために落下
にも強いという特徴がある。

【０１９６】（第４の実施の形態）本実施の形態では、
上述の薄膜デバイスの転写技術を用いて、図２０，図２
１に示されるような、アクティブマトリクス基板を用い
たアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作成する場
合の製造プロセスの例について説明する。

【０１９７】（液晶表示装置の構成）図２０に示すよう
に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、バック
ライト等の照明光源４００，偏光板４２０，アクティブ
マトリクス基板４４０，液晶４６０，対向基板４８０，
偏光板５００を具備する。

【０１９８】なお、本発明のアクティブマトリクス基板
４４０と対向基板４８０にプラスチックフィルムのよう
なフレキシブル基板を用いる場合は、照明光源４００に
代えて反射板を採用した反射型液晶パネルとして構成す
ると、可撓性があって衝撃に強くかつ軽量なアクティブ
マトリクス型液晶パネルを実現できる。なお、画素電極
を金属で形成した場合、反射板および偏光板４２０は不
要となる。

【０１９９】本実施の形態で使用するアクティブマトリ
クス基板４４０は、画素部４４２にＴＦＴを配置し、さ
らに、ドライバ回路（走査線ドライバおよびデータ線ド
ライバ）４４４を搭載したドライバ内蔵型のアクティブ
マトリクス基板である。

【０２００】このアクティブマトリクス型液晶表示装置
の要部の断面図が図２１に示され、また、液晶表示装置
の要部の回路構成が図２２に示される。

【０２０１】図２２に示されるように、画素部４４２
は、ゲートがゲート線Ｇ１に接続され、ソース・ドレイ
ンの一方がデータ線Ｄ１に接続され、ソース・ドレイン
の他方が液晶４６０に接続されたＴＦＴ（Ｍ１）と、液
晶４６０とを含む。

【０２０２】また、ドライバー部４４４は、画素部のＴ
ＦＴ（Ｍ１）と同じプロセスにより形成されるＴＦＴ
（Ｍ２）を含んで構成される。

【０２０３】図２１の左側に示されるように、画素部４
４２におけるＴＦＴ（Ｍ１）は、ソース・ドレイン層１
１００ａ，１１００ｂと、チャンネル１１００ｅと、ゲ
ート絶縁膜１２００ａと、ゲート電極１３００ａと、絶
縁膜１５００と、ソース・ドレイン電極１４００ａ，１
４００ｂとを含んで構成される。

【０２０４】なお、参照番号１７００は画素電極であ
り、参照番号１７０２は画素電極１７００が液晶４６０
に電圧を印加する領域（液晶への電圧印加領域）を示
す。図中、配向膜は省略してある。画素電極１７００は
ＩＴＯ（光透過型の液晶パネルの場合）あるいはアルミ
ニュウム等の金属（反射型の液晶パネルの場合）により
構成される。また、図２１では、液晶への電圧印加領域
１７０２において、画素電極１７００の下の下地絶縁膜
（中間層）１０００は完全に除去されているが、必ずし
もこれに限定されるものではなく、下地絶縁膜（中間
層）１０００が薄いために液晶への電圧印加の妨げにな
らない場合には残しておいてもよい。

【０２０５】また、図２１の右側に示されるように、ド
ライバー部４４４を構成するＴＦＴ（Ｍ２）は、ソー
ス，ドレイン層１１００ｃ，１１００ｄと、チャンネル
１１００ｆと、ゲート絶縁膜１２００ｂと、ゲート電極
１３００ｂと、絶縁膜１５００と、ソース・ドレイン電
極１４００ｃ，１４００ｄとを含んで構成される。

【０２０６】なお、図２１において、参照番号４８０
は、例えば、対向基板（例えば、ソーダガラス基板）で
あり、参照番号４８２は共通電極である。また、参照番
号１０００はＳｉＯ₂膜であり、参照番号１６００は層
間絶縁膜（例えば、ＳｉＯ₂膜）であり、参照番号１８
００は接着層である。また、参照番号１９００は、例え
ばソーダガラス基板からなる基板（転写体）である。

【０２０７】（液晶表示装置の製造プロセス）以下、図
２１の液晶表示装置の製造プロセスについて、図２３〜
図２７を参照して説明する。

【０２０８】まず、図８〜図１８と同様の製造プロセス
を経て、図２３のようなＴＦＴ（Ｍ１，Ｍ２）を、信頼
性が高くかつレーザー光を透過する基板（例えば、石英
基板）３０００上に形成し、保護膜１６００を構成す
る。なお、図２３において、参照番号３１００は分離層
（レーザー吸収層）である。また、図２３では、ＴＦＴ
（Ｍ１，Ｍ２）は共にｎ型のＭＯＳＦＥＴとしている。
但し、これに限定されるものではなく、ｐ型のＭＯＳＦ
ＥＴや、ＣＭＯＳ構造としてもよい。

【０２０９】次に、図２４に示すように、保護膜１６０
０および下地絶縁膜１０００を選択的にエッチングし、
選択的に開口部４０００，４２００を形成する。これら
の２つの開口部は共通のエッチング工程を用いて同時に
形成する。なお、図２４では開口部４２００において、
下地絶縁膜（中間層）１０００を完全に除去している
が、必ずしもこれに限定されるものではなく、下地絶縁
膜（中間層）１０００が薄いために液晶への電圧印加の
妨げにならない場合には残しておいてもよい。

【０２１０】次に、図２５に示すように、ＩＴＯ膜ある
いはアルミニュウム等の金属からなる画素電極１７００
を形成する。ＩＴＯ膜を用いる場合には透過型の液晶パ
ネルとなり、アルミニュウム等の金属を用いる場合には
反射型の液晶パネルとなる。次に、図２６に示すよう
に、接着層１８００を介して基板１９００を接合（接
着）する。

【０２１１】次に、図２６に示すように、基板３０００
の裏面からエキシマレーザー光を照射し、この後、基板
３０００を引き剥がす。

【０２１２】次に、分離層（レーザー吸収層）３１００
を除去する。これにより、図２７に示すようなアクティ
ブマトリクス基板４４０が完成する。画素電極１７００
の底面（参照番号１７０２の領域）は露出しており、液
晶との電気的な接続が可能となっている。この後、アク
ティブマトリクス基板４４０の絶縁膜（ＳｉＯ₂などの
中間層）１０００の表面および画素電極１７０２表面に
配向膜を形成して配向処理が施される。図２７では、配
向膜は省略してある。

【０２１３】そして、さらにその表面に画素電極１７０
９と対向する共通電極が形成され、その表面が配向処理
された対向基板４８０と図２１のアクティブマトリク基
板４４０とを封止材（シール材）で封止し、両基板の間
に液晶を封入して、図２１に示すような液晶表示装置が
完成する。

【０２１４】（第５の実施の形態）図２８に本発明の第
５の実施の形態を示す。

【０２１５】本実施の形態では、上述の薄膜デバイスの
転写方法を複数回実行して、転写元の基板よりも大きい
基板（転写体）上に薄膜デバイスを含む複数のパターン
を転写し、最終的に大規模なアクティブマトリクス基板
を形成する。

【０２１６】つまり、大きな基板７０００上に、複数回
の転写を実行し、画素部７１００ａ〜７１００Ｐを形成
する。図２８の上側に一点鎖線で囲んで示されるよう
に、画素部には、ＴＦＴや配線が形成されている。図２
８において、参照番号７２１０は走査線であり、参照番
号７２００は信号線であり、参照番号７２２０はゲート
電極であり、参照番号７２３０は画素電極である。

【０２１７】信頼性の高い基板を繰り返し使用し、ある
いは複数の第１の基板を使用して薄膜パターンの転写を
複数回実行することにより、信頼性の高い薄膜デバイス
を搭載した大規模なアクティブマトリクス基板を作成で
きる。

【０２１８】（第６の実施の形態）本発明の第６の実施
の形態を図２９に示す。

【０２１９】本実施の形態の特徴は、上述の薄膜デバイ
スの転写方法を複数回実行して、転写元の基板上よりも
大きな基板上に、設計ルール（つまりパターン設計する
上でのデザインルール）が異なる薄膜デバイス（つま
り、最小線幅が異なる薄膜デバイス）を含む複数のパタ
ーンを転写することである。

【０２２０】図２９では、ドライバー搭載のアクティブ
マトリクス基板において、画素部（７１００ａ〜７１０
０ｐ）よりも、より微細な製造プロセスで作成されたド
ライバ回路（８０００〜８０３２）を、複数回の転写に
よって基板６０００の周囲に作成してある。

【０２２１】ドライバ回路を構成するシフトレジスタ
は、低電圧下においてロジックレベルの動作をするので
画素ＴＦＴよりも耐圧が低くてよく、よって、画素ＴＦ
Ｔより微細なＴＦＴとなるようにして高集積化を図るこ
とができる。

【０２２２】本実施の形態によれば、設計ルールレベル
の異なる（つまり製造プロセスが異なる）複数の回路
を、一つの基板上に実現できる。なお、シフトレジスタ
の制御によりデータ信号をサンプリングするサンプリン
グ手段（図２２の薄膜トランジスタＭ２）は、画素ＴＦ
Ｔ同様に高耐圧が必要なので、画素ＴＦＴと同一プロセ
ス／同一設計ルールで形成するとよい。

【０２２３】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【０２２４】（実施例１）縦５０mm×横５０mm×厚さ
１．１mmの石英基板（軟化点：１６３０℃、歪点：１０
７０℃、エキシマレーザの透過率：ほぼ１００％）を用
意し、この石英基板の片面に、分離層（レーザ光吸収
層）として非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を低圧ＣＶＤ
法（Ｓｉ₂ Ｈ₆ ガス、４２５℃）により形成した。分離
層の膜厚としては、１０nmと１００ｎｍの２種類のもの
を形成した。

【０２２５】次に、分離層上に、中間層としてＳｉＯ₂
膜をＥＣＲ−ＣＶＤ法（ＳｉＨ₄ ＋Ｏ₂ ガス、１００
℃）により形成した。中間層の膜厚は、２００nmであっ
た。

【０２２６】次に、中間層上に、被転写層として膜厚５
０nmの非晶質シリコン膜を低圧ＣＶＤ法（Ｓｉ₂ Ｈ₆ ガ
ス、４２５℃）により形成し、この非晶質シリコン膜に
レーザ光（波長３０８nm）を照射して、結晶化させ、ポ
リシリコン膜とした。その後、このポリシリコン膜に対
し、所定のパターンニングを施し、薄膜トランジスタの
ソース・ドレイン・チャネルとなる領域を形成した。こ
の後、１０００°Ｃ以上の高温によりポリシリコン膜表
面を熱酸化してゲート絶縁膜ＳｉＯ₂ を形成した後、ゲ
ート絶縁膜上にゲート電極（ポリシリコンにＭｏ等の高
融点金属が積層形成された構造）を形成し、ゲート電極
をマスクとしてイオン注入することによって、自己整合
的（セルファライン）にソース・ドレイン領域を形成
し、薄膜トランジスタを形成した。この後、必要に応じ
て、ソース・ドレイン領域に接続される電極及び配線、
ゲート電極につながる配線が形成される。これらの電極
や配線にはＡｌが使用されるが、これに限定されるもの
ではない。また、後工程のレーザー照射によりＡｌの溶
融が心配される場合は、Ａｌよりも高融点の金属（後工
程のレーザー照射により溶融しないもの）を使用しても
よい。

【０２２７】次に、前記薄膜トランジスタの上に、紫外
線硬化型接着剤を塗布し（膜厚：１００μm ）、さらに
その塗膜に、転写体として縦２００mm×横３００mm×厚
さ１．１mmの大型の透明なガラス基板（ソーダガラス、
軟化点：７４０℃、歪点：５１１℃）を接合した後、ガ
ラス基板側から紫外線を照射して接着剤を硬化させ、こ
れらを接着固定した。

【０２２８】次に、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザ（波長：
３０８nm）を石英基板側から照射し、分離層に剥離（層
内剥離および界面剥離）を生じさせた。照射したＸｅ−
Ｃｌエキシマレーザのエネルギー密度は、３００mJ/c
m²、照射時間は、２０nsecであった。なお、エキシマレ
ーザの照射は、スポットビーム照射とラインビーム照射
とがあり、スポットビーム照射の場合は、所定の単位領
域（例えば８mm×８mm）にスポット照射し、このスポッ
ト照射を単位領域の１／１０程度ずつずらしながら照射
していく。また、ラインビーム照射の場合は、所定の単
位領域（例えば３７８mm×０．１mmや３７８mm×０．３
mm（これらはエネルギーの９０％以上が得られる領
域））を同じく１／１０程度ずつずらしながら照射して
いく。これにより、分離層の各点は少なくとも１０回の
照射を受ける。このレーザ照射は、石英基板全面に対し
て、照射領域をずらしながら実施される。以上の方法
は、分離層の膜厚を１００ｎｍとし、アブレーションの
ために光エネルギー吸収を多くする場合に有効である。
分離層の膜厚を１０ｎｍとした場合には、図３２のよう
に、ビームスキャンにより隣り合う２つのビーム照射領
域（例えば図３２の２０（Ｎ）と２０（Ｎ＋１）の２つ
のビーム照射領域）を互いに重ね合わせないようにして
も、アブレーションを生じさせることができ、しかも薄
膜デバイスへの悪影響を低減できる。なお、このとき、
分離層の上層の各層のトータルの耐力により、薄膜デバ
イスが変形することも破壊されることもなかった。

【０２２９】この後、石英基板とガラス基板（転写体）
とを分離層において引き剥がし、石英基板上に形成され
た薄膜トランジスタおよび中間層を、ガラス基板側に転
写した。

【０２３０】その後、ガラス基板側の中間層の表面に付
着した分離層を、エッチングや洗浄またはそれらの組み
合わせにより除去した。また、石英基板についても同様
の処理を行い、再使用に供した。

【０２３１】なお、転写体となるガラス基板が石英基板
より大きな基板であれば、本実施例のような石英基板か
らガラス基板への転写を、平面的に異なる領域に繰り返
して実施し、ガラス基板上に、石英基板に形成可能な薄
膜トランジスタの数より多くの薄膜トランジスタを形成
することができる。さらに、ガラス基板上に繰り返し積
層し、同様により多くの薄膜トランジスタを形成するこ
とができる。

【０２３２】（実施例２）分離層を、Ｈ（水素）を２０
at％含有する非晶質シリコン膜とした以外は実施例１と
同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

【０２３３】なお、非晶質シリコン膜中のＨ量の調整
は、低圧ＣＶＤ法による成膜時の条件を適宜設定するこ
とにより行った。

【０２３４】（実施例３）分離層を、スピンコートによ
りゾル−ゲル法で形成したセラミックス薄膜（組成：Ｐ
ｂＴｉＯ₃ 、膜厚：２００nm）とした以外は実施例１と
同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。

【０２３５】（実施例４）分離層を、スパッタリングに
より形成したセラミックス薄膜（組成：ＢａＴｉＯ₃ 、
膜厚：４００nm）とした以外は実施例１と同様にして、
薄膜トランジスタの転写を行った。

【０２３６】（実施例５）分離層を、レーザ−アブレー
ション法により形成したセラミックス薄膜（組成：Ｐｂ
（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃ （ＰＺＴ）、膜厚：５０nm）とした
以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写
を行った。

【０２３７】（実施例６）分離層を、スピンコートによ
り形成したポリイミド膜（膜厚：２００nm）とした以外
は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行
った。

【０２３８】（実施例７）分離層を、スピンコートによ
り形成したポリフェニレンサルファイド膜（膜厚：２０
０nm）とした以外は実施例１と同様にして、薄膜トラン
ジスタの転写を行った。

【０２３９】（実施例８）分離層を、スパッタリングに
より形成したＡｌ層（膜厚：３００nm）とした以外は実
施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行っ
た。

【０２４０】（実施例９）照射光として、Ｋｒ−Ｆエキ
シマレーザ（波長：２４８nm）を用いた以外は実施例２
と同様にして、薄膜トランジスタの転写を行った。な
お、照射したレーザのエネルギー密度は、２５０mJ/c
m²、照射時間は、２０nsecであった。

【０２４１】（実施例１０）照射光として、Ｎｄ−ＹＡ
ＩＧレーザ（波長：１０６８nm）を用いた以外は実施例
２と同様にして薄膜トランジスタの転写を行った。な
お、照射したレーザのエネルギー密度は、４００mJ/c
m²、照射時間は、２０nsecであった。

【０２４２】（実施例１１）被転写層として、高温プロ
セス１０００℃によるポリシリコン膜（膜厚８０nm）の
薄膜トランジスタとした以外は実施例１と同様にして、
薄膜トランジスタの転写を行った。

【０２４３】（実施例１２）転写体として、ポリカーボ
ネート（ガラス転移点：１３０℃）製の透明基板を用い
た以外は実施例１と同様にして、薄膜トランジスタの転
写を行った。

【０２４４】（実施例１３）転写体として、ＡＳ樹脂
（ガラス転移点：７０〜９０℃）製の透明基板を用いた
以外は実施例２と同様にして、薄膜トランジスタの転写
を行った。

【０２４５】（実施例１４）転写体として、ポリメチル
メタクリレート（ガラス転移点：７０〜９０℃）製の透
明基板を用いた以外は実施例３と同様にして、薄膜トラ
ンジスタの転写を行った。

【０２４６】（実施例１５）転写体として、ポリエチレ
ンテレフタレート（ガラス転移点：６７℃）製の透明基
板を用いた以外は、実施例５と同様にして、薄膜トラン
ジスタの転写を行った。

【０２４７】（実施例１６）転写体として、高密度ポリ
エチレン（ガラス転移点：７７〜９０℃）製の透明基板
を用いた以外は実施例６と同様にして、薄膜トランジス
タの転写を行った。（実施例１７）転写体として、ポリ
アミド（ガラス転移点：１４５℃）製の透明基板を用い
た以外は実施例９と同様にして、薄膜トランジスタの転
写を行った。

【０２４８】（実施例１８）転写体として、エポキシ樹
脂（ガラス転移点：１２０℃）製の透明基板を用いた以
外は実施例１０と同様にして、薄膜トランジスタの転写
を行った。

【０２４９】（実施例１９）転写体として、ポリメチル
メタクリレート（ガラス転移点：７０〜９０℃）製の透
明基板を用いた以外は実施例１１と同様にして、薄膜ト
ランジスタの転写を行った。

【０２５０】実施例１〜１９について、それぞれ、転写
された薄膜トランジスタの状態を肉眼と顕微鏡とで視観
察したところ、いずれも、欠陥やムラがなく、均一に転
写がなされていた。

【０２５１】以上述べたように、本発明の転写技術を用
いれば、薄膜デバイス（被転写層）を種々の転写体へ転
写することが可能となる。例えば、薄膜を直接形成する
ことができないかまたは形成するのに適さない材料、成
形が容易な材料、安価な材料等で構成されたものや、移
動しにくい大型の物体等に対しても、転写によりそれを
形成することができる。

【０２５２】特に、転写体は、各種合成樹脂や融点の低
いガラス材のような、基板材料に比べ耐熱性、耐食性等
の特性が劣るものを用いることができる。そのため、例
えば、透明基板上に薄膜トランジスタ（特にポリシリコ
ンＴＦＴ）を形成した液晶ディスプレイを製造するに際
しては、基板として、耐熱性に優れる石英ガラス基板を
用い、転写体として、各種合成樹脂や融点の低いガラス
材のような安価でかつ加工のし易い材料の透明基板を用
いることにより、大型で安価な液晶ディスプレイを容易
に製造することができるようになる。このような利点
は、液晶ディスプレイに限らず、他のデバイスの製造に
ついても同様である。

【０２５３】また、以上のような利点を享受しつつも、
信頼性の高い基板、特に石英ガラス基板のような耐熱性
の高い基板に対し機能性薄膜のような被転写層を形成
し、さらにはパターニングすることができるので、転写
体の材料特性にかかわらず、転写体上に信頼性の高い機
能性薄膜を形成することができる。

【０２５４】また、このような信頼性の高い基板は、高
価であるが、それを再利用することも可能であり、よっ
て、製造コストも低減される。

【０２５５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第１の実施
の形態における第１の工程を示す断面図である。

【図２】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第１の実施
の形態における第２の工程を示す断面図である。

【図３】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第１の実施
の形態における第３の工程を示す断面図である。

【図４】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第１の実施
の形態における第４の工程を示す断面図である。

【図５】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第１の実施
の形態における第５の工程を示す断面図である。

【図６】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第１の実施
の形態における第６の工程を示す断面図である。

【図７】第１の基板（図１の基板１００）のレーザー光
の波長に対する透過率の変化を示す図である。

【図８】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実施
の形態における第１の工程を示す断面図である。

【図９】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実施
の形態における第２の工程を示す断面図である。

【図１０】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第３の工程を示す断面図である。

【図１１】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第４の工程を示す断面図である。

【図１２】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第５の工程を示す断面図である。

【図１３】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第６の工程を示す断面図である。

【図１４】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第７の工程を示す断面図である。

【図１５】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第８の工程を示す断面図である。

【図１６】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第９の工程を示す断面図である。

【図１７】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第１０の工程を示す断面図である。

【図１８】本発明の薄膜デバイスの転写方法の第２の実
施の形態における第１１の工程を示す断面図である。

【図１９】（ａ），（ｂ）は共に、本発明を用いて製造
されたマイクロコンピュータの斜視図である。

【図２０】液晶表示装置の構成を説明するための図であ
る。

【図２１】液晶表示装置の要部の断面構造を示す図であ
る。

【図２２】液晶表示装置の要部の構成を説明するための
図である。

【図２３】本発明を用いたアクティブマトリクス基板の
製造方法の第１の工程を示すデバイスの断面図である。

【図２４】本発明を用いたアクティブマトリクス基板の
製造方法の第２の工程を示すデバイスの断面図である。

【図２５】本発明を用いたアクティブマトリクス基板の
製造方法の第３の工程を示すデバイスの断面図である。

【図２６】本発明を用いたアクティブマトリクス基板の
製造方法の第４の工程を示すデバイスの断面図である。

【図２７】本発明を用いたアクティブマトリクス基板の
製造方法の第５の工程を示すデバイスの断面図である。

【図２８】本発明の薄膜デバイスの転写方法の他の例を
説明すための図である。

【図２９】本発明の薄膜デバイスの転写方法のさらに他
の例を説明すための図である。

【図３０】本発明の薄膜デバイスの転写方法の変形例を
説明すための図である。

【図３１】分離層をアモルファスシリコンにて形成した
場合の、アブレーションするに至る経緯の、分離層の光
吸収エネルギーと膜厚との相関を示す図である。

【図３２】分離層へのビームスキャンの一例を示す平面
図である。

【図３３】分離層であるアモルファスシリコン層の上
に、シリコン系介在層を介して光吸収層となるアモルフ
ァスシリコン層を配置した変形例を示す図である。

【図３４】分離層の上に、分離層とは異なる材質のシリ
コン系光吸収層を配置した変形例を示す図である。

【図３５】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、分離層の剥離時
に薄膜デバイスの変形または破壊を防止するための補強
層を配置した変形例を示す図である。

【符号の説明】

２０（Ｎ） Ｎ回目のビーム照射領域 ３０ 非照射領域（低照射領域） １００ 基板 １２０ アモルファスシリコン層（レーザー吸収層） １２６ シリコン系光吸収層 １２８ シリコン系介在層 １３０ シリコン系光吸収層 １３２ 補強層 １４０ 薄膜デバイス層 １６０ 接着層 １８０ 転写体

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を
   転写体に転写する方法であって、 前記基板上にアモルファスシリコン層を形成する第１工
   程と、 前記アモルファスシリコン層上に前記薄膜デバイスを含
   む前記被転写層を形成する第２工程と、 前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して
   前記転写体に接合する第３工程と、 前記基板を介して前記アモルファスシリコン層に光を照
   射し、前記アモルファスシリコン層の層内および／また
   は界面において剥離を生じさせて、前記基板と前記被転
   写層との結合力を低下させる第４工程と、 前記基板を前記アモルファスシリコン層から離脱させる
   第５工程と、 を有し、 前記第２工程にて形成される前記被転写層は薄膜トラン
   ジスタを含み、前記第１工程にて形成される前記アモル
   ファスシリコン層の膜厚は、前記第２工程にて形成され
   る前記薄膜トランジスタのチャネル層の膜厚よりも薄く
   形成されることを特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
2. 【請求項２】 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を
   転写体に転写する方法であって、 前記基板上に２５ｎｍ以下の膜厚にてアモルファスシリ
   コン層を形成する第１工程と、 前記アモルファスシリコン層上に前記薄膜デバイスを含
   む前記被転写層を形成する第２工程と、 前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して
   前記転写体に接合する第３工程と、 前記基板を介して前記アモルファスシリコン層に光を照
   射し、前記アモルファスシリコン層の層内および／また
   は界面において剥離を生じさせて、前記基板と前記被転
   写層との結合力を低下させる第４工程と、 前記基板を前記アモルファスシリコン層から離脱させる
   第５工程と、 を有することを特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記第２工程では、前記アモルファスシリコン層の膜厚
   を、１１ｎｍ以下の膜厚にて形成することを特徴とする
   薄膜デバイスの転写方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、 前記第２工程では、低圧気相成長法にて前記アモルファ
   スシリコン層を形成することを特徴とする薄膜デバイス
   の転写方法。
5. 【請求項５】 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を
   転写体に転写する方法であって、 前記基板上に、分離層を形成する工程と、 前記分離層上にシリコン系光吸収層を形成する工程と、 前記シリコン系光吸収層上に前記薄膜デバイスを含む前
   記被転写層を形成する工程と、 前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して
   前記転写体に接合する工程と、 前記基板を介して前記分離層に光を照射し、前記分離層
   の層内および／または界面にて剥離を生じさせる工程
   と、 前記基板を前記分離層から離脱させる工程と、 を有することを特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記分離層及び前記光吸収層はアモルファスシリコンに
   て形成され、 前記分離層及び前記光吸収層間に、シリコン系の介在層
   を形成する工程をさらに設けたことを特徴とする薄膜デ
   バイスの転写方法。
7. 【請求項７】 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を
   転写体に転写する方法であって、 前記基板上に分離層を形成する第１工程と、 前記分離層上に前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を
   形成する第２工程と、 前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して
   前記転写体に接合する第３工程と、 前記基板を介して前記分離層に光を照射し、前記分離層
   の層内および／または界面にて剥離を生じさせる第４工
   程と、 前記基板を前記分離層から離脱させる第５工程と、 を有し、 前記第４工程では、前記分離層の層内および／または界
   面にて剥離を生じた際に前記分離層の上層に作用する応
   力を、前記分離層の上層が有する耐力により受けとめ
   て、前記分離層の上層の変形または破壊を防止すること
   を特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記第４工程の実施前に、前記分離層の上層となるいず
   れかの位置にて、前記耐力を確保するための補強層を形
   成する工程を、さらに有することを特徴とする薄膜デバ
   イスの転写方法。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかにおいて、 請求項１乃至８のいずれかに記載の転写方法を複数回実
   行して、前記基板よりも大きい前記転写体上に、複数の
   被転写層を転写することを特徴とする薄膜デバイスの転
   写方法。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至８のいずれかにおいて、 請求項１乃至８のいずれかに記載の転写方法を複数回実
    行して、前記転写体上に、薄膜デバイスの設計ルールの
    レベルが異なる複数の被転写層を転写することを特徴と
    する薄膜デバイスの転写方法。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
    転写方法を用いて前記転写体に転写されてなる薄膜デバ
    イス。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、 前記薄膜デバイスは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であ
    ることを特徴とする薄膜デバイス。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
    転写方法を用いて前記転写体に転写された薄膜デバイス
    を含んで構成される薄膜集積回路装置。
14. 【請求項１４】 マトリクス状に配置された薄膜トラン
    ジスタ（ＴＦＴ）と、その薄膜トランジスタの一端に接
    続された画素電極とを含んで画素部が構成されるアクテ
    ィブマトリクス基板であって、 請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法を用いて前記
    画素部の薄膜トランジスタを転写することにより製造さ
    れたアクティブマトリクス基板。
15. 【請求項１５】 マトリクス状に配置された走査線と信
    号線とに接続される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、そ
    の薄膜トランジスタの一端に接続された画素電極とを含
    んで画素部が構成され、かつ、前記走査線および前記信
    号線に信号を供給するためのドライバ回路を内蔵するア
    クティブマトリクス基板であって、 請求項１０に記載の方法を用いて形成された、第１の設
    計ルールレベルの前記画素部の薄膜トランジスタおよび
    第２の設計ルールレベルの前記ドライバ回路を構成する
    薄膜トランジスタを具備するアクティブマトリクス基
    板。
16. 【請求項１６】 請求項１４又は１５に記載のアクティ
    ブマトリクス基板を用いて製造された液晶表示装置。