(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、前記複数の単結晶半導体基板それぞれに脆
化層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板それぞれを第１の基板上に並べて、前記複数の単結晶半導
体基板それぞれと前記第１の基板とを接合させ、
加熱処理することにより、前記脆化層から、前記複数の単結晶半導体基板それぞれの一
部を分離させて、前記第１の基板上に複数の単結晶半導体層を形成し、
前記複数の単結晶半導体層それぞれごとに、前記第１の基板を分断して複数の単結晶半
導体片を形成し、前記複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片を有し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれに支持基板を接着し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれから、前記第１の基板片を分離し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、前記
複数の単結晶半導体片それぞれと前記第２の基板とを接合させ、
前記複数の単結晶半導体片それぞれから、前記支持基板を除去することを特徴とする半
導体基板の作製方法。
【請求項２】
複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、前記複数の単結晶半導体基板それぞれに脆
化層を形成し、
第１の基板に分離層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板それぞれを前記第１の基板上に並べて、前記複数の単結晶
半導体基板それぞれと前記第１の基板とを前記分離層を介して接合させ、
加熱処理することにより、前記脆化層から、前記複数の単結晶半導体基板それぞれの一
部を分離させて、前記第１の基板上に前記分離層を介して複数の単結晶半導体層を形成し
、
前記複数の単結晶半導体層上に絶縁層を形成し、
前記複数の単結晶半導体層それぞれごとに、前記第１の基板、前記分離層および前記絶
縁層を分断して複数の単結晶半導体片を形成し、前記複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片、分離層片および絶縁層片を有し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれに支持基板を接着し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれから、前記第１の基板片を、前記分離層片により分
離し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、前記
複数の単結晶半導体片それぞれと前記第２の基板とを接合させ、
前記複数の単結晶半導体片それぞれから、前記支持基板を除去することを特徴とする半
導体基板の作製方法。
【請求項３】
複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、前記複数の単結晶半導体基板それぞれに脆
化層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板それぞれを第１の基板上に並べて、前記複数の単結晶半導
体基板それぞれと前記第１の基板とを接合させ、
加熱処理することにより、前記脆化層から、前記複数の単結晶半導体基板それぞれの一
部を分離させて、前記第１の基板上に複数の単結晶半導体層を形成し、
前記複数の単結晶半導体層それぞれごとに、前記第１の基板を分断して複数の単結晶半
導体片を形成し、前記複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片を有し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、前記
複数の単結晶半導体片それぞれと前記第２の基板とを接合させ、
前記複数の単結晶半導体片それぞれから、前記第１の基板片を分離することを特徴とす
る半導体基板の作製方法。
【請求項４】
複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、前記複数の単結晶半導体基板それぞれに脆
化層を形成し、
第１の基板に分離層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板それぞれを前記第１の基板上に並べて、前記複数の単結晶
半導体基板それぞれと前記第１の基板とを前記分離層を介して接合させ、
加熱処理することにより、前記脆化層から、前記複数の単結晶半導体基板それぞれの一
部を分離させて、前記第１の基板上に前記分離層を介して複数の単結晶半導体層を形成し
、
前記複数の単結晶半導体層上に絶縁層を形成し、
前記複数の単結晶半導体層それぞれごとに、前記第１の基板、前記分離層および前記絶
縁層を分断して複数の単結晶半導体片を形成し、前記複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片、分離層片および絶縁層片を有し、
前記複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、前記
複数の単結晶半導体片それぞれと前記第２の基板とを接合させ、
前記複数の単結晶半導体片それぞれから、前記第１の基板片を前記分離層片により分離
することを特徴とする半導体基板の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第２の基板上の前記複数の単結晶半導体片それぞれは、互いに接していることを特
徴とする半導体基板の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第２の基板は、ガラス基板である半導体基板の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の作製方法に関する。特に、ガラス等の絶縁表面を有する基板に単結晶の半導体層を接合させた半導体基板の作製方法に関する。さらには、その半導体基板を用い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に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や有機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
【０００２】
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、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
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。
【０００４】
また、単結晶半導体のインゴットを薄く切断して作製されるシリコンウエハに代わり、絶縁層の上に薄い単結晶半導体層を設けたシリコン・オン・インシュレータと呼ばれる半導体基板（ＳＯＩ基板）が開発されており、マイクロプロセッサなどを製造する際の基板として普及しつつある。これは、ＳＯＩ基板を使った集積回路はトランジスタのドレインと基板間における寄生容量を低減し、半導体集積回路の性能を向上させ、低消費電力化を図るものとして注目されているからである。
【０００５】
ＳＯＩ基板を製造する方法としては、水素イオン注入剥離法が知られている（例えば、特許文献１参照）。水素イオン注入剥離法とは、表面を熱酸化したシリコンウエハに水素イオンを注入することによって表面から所定の深さに微小気泡層を形成した後、熱酸化膜を介して別のシリコンウエハに表面を密着させて、その微小気泡層を劈開面として劈開することで、別のシリコンウエハに薄いシリコン層（ＳＯＩ層）を接合する方法である。さらにＳＯＩ層を分離する熱処理を行うことに加え、酸化性雰囲気下での熱処理によりＳＯＩ層に酸化膜を形成した後にその酸化膜を除去し、次に１０００〜１３００℃の還元性雰囲気下で熱処理を行って接合強度を高める必要があるとされている。
【０００６】
一方、ガラスなどの絶縁基板にＳＯＩ層を形成しようとする試みもなされている。ガラス基板上にＳＯＩ層を形成したＳＯＩ基板の一例として、水素イオン注入剥離法を用いて、コーティング膜を有するガラス基板上に薄い単結晶シリコン層を形成したものが知られている（特許文献２参照）。この場合にも、単結晶シリコン片に水素イオンを注入することによって表面から所定の深さに微小気泡層を形成し、ガラス基板と単結晶シリコン片を貼り合わせ後に、微小気泡層を劈開面として単結晶シリコン片を分離することで、ガラス基板上に薄い単結晶シリコン層（ＳＯＩ層）を形成している。
【特許文献１】米国特許第６３７２６０９号
【特許文献２】米国特許第７１１９３６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガラス基板は矩形形状であり、１９９０年初頭における第１世代の３００×４００ｍｍから、２０００年には第４世代となり６８０×８８０ｍｍ若しくは７３０×９２０ｍｍへと大型化している。
【０００８】
一方、半導体基板は、ＣＺ法（チョクラルスキ法）を用いて直径２０ｃｍ〜３０ｃｍのインゴットを形成し、ダイヤモンドブレードなどで０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度にスライスし、１枚の円形のウエハとする工程で作製され、ウエハサイズは限られていると言える。
【０００９】
したがって、半導体基板よりも大きいガラス基板を用いてアクティブマトリクス型の表示装置を作製する場合、１枚のガラス基板に対して複数枚の半導体基板を用いることになるが、その際、水素イオン注入剥離法では、複数の単結晶半導体層を隙間無くガラス基板上に形成するのが困難であるという課題があった。半導体基板の端面には、欠けやひび割れを防ぐために面取り部分があり、この面取り部分では半導体基板がガラス基板に密着しないので、ガラス基板上に単結晶半導体層はできない。また、イオンドーピング時や薄膜形成時には半導体基板の端部を治具で固定するため、半導体基板表面の端部にはイオンドーピングや薄膜形成できない部分がある。そのため、その部分は単結晶半導体層を分離できず、ガラス基板上に単結晶半導体層はできない。
【００１０】
面取り部分や治具で固定する部分は通常数ミリ程あるので、複数の単結晶半導体層の間には少なくとも数ミリの間隔があいてしまうことになる。一般に、４０インチのハイビジョンテレビの場合、２００〜３００μｍ程度まで間隔を狭める必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑み、複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、複数の単結晶半導体基板それぞれに脆化層を形成し、複数の単結晶半導体基板それぞれを第１の基板上に並べて、複数の単結晶半導体基板それぞれと第１の基板とを接合させ、加熱処理することにより、脆化層から、複数の単結晶半導体基板それぞれの一部を分離させて、第１の基板上に複数の単結晶半導体層を形成し、複数の単結晶半導体層それぞれごとに、第１の基板を分断して複数の単結晶半導体片を形成し、複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片を有し、複数の単結晶半導体片それぞれに支持基板を接着し、複数の単結晶半導体片それぞれから、第１の基板片を分離し、複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、複数の単結晶半導体片それぞれと第２の基板とを接合させ、複数の単結晶半導体片それぞれから、支持基板を除去することを特徴としている。
【００１２】
また、複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、複数の単結晶半導体基板それぞれに脆化層を形成し、第１の基板に分離層を形成し、複数の単結晶半導体基板それぞれを第１の基板上に並べて、複数の単結晶半導体基板それぞれと第１の基板とを分離層を介して接合させ、加熱処理することにより、脆化層から、複数の単結晶半導体基板それぞれの一部を分離させて、第１の基板上に分離層を介して複数の単結晶半導体層を形成し、複数の単結晶半導体層上に絶縁層を形成し、複数の単結晶半導体層それぞれごとに、第１の基板、分離層および絶縁層を分断して複数の単結晶半導体片を形成し、複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片、分離層片および絶縁層片を有し、複数の単結晶半導体片それぞれに支持基板を接着し、複数の単結晶半導体片それぞれから、第１の基板片を、分離層片により分離し、複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、複数の単結晶半導体片それぞれと第２の基板とを接合させ、複数の単結晶半導体片それぞれから、支持基板を除去することを特徴としている。
【００１３】
また、複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、複数の単結晶半導体基板それぞれに脆化層を形成し、複数の単結晶半導体基板それぞれを第１の基板上に並べて、複数の単結晶半導体基板それぞれと第１の基板とを接合させ、加熱処理することにより、脆化層から、複数の単結晶半導体基板それぞれの一部を分離させて、第１の基板上に複数の単結晶半導体層を形成し、複数の単結晶半導体層それぞれごとに、第１の基板を分断して複数の単結晶半導体片を形成し、複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片を有し、複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、複数の単結晶半導体片それぞれと第２の基板とを接合させ、複数の単結晶半導体片それぞれから、第１の基板片を分離することを特徴としている。
【００１４】
また、複数の単結晶半導体基板に水素を添加して、複数の単結晶半導体基板それぞれに脆化層を形成し、第１の基板に分離層を形成し、複数の単結晶半導体基板それぞれを第１の基板上に並べて、複数の単結晶半導体基板それぞれと第１の基板とを分離層を介して接合させ、加熱処理することにより、脆化層から、複数の単結晶半導体基板それぞれの一部を分離させて、第１の基板上に分離層を介して複数の単結晶半導体層を形成し、複数の単結晶半導体層上に絶縁層を形成し、複数の単結晶半導体層それぞれごとに、第１の基板、分離層および絶縁層を分断して複数の単結晶半導体片を形成し、複数の単結晶半導体片それぞれは第１の基板片、分離層片および絶縁層片を有し、複数の単結晶半導体片それぞれを、絶縁表面を有する第２の基板上に並べて、複数の単結晶半導体片それぞれと第２の基板とを接合させ、複数の単結晶半導体片それぞれから、第１の基板片を分離層片により分離することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、大判ガラス基板上に、複数の単結晶半導体層を転載により形成するので、複数の単結晶半導体層を接する状態で並べることができ、大面積に一様な単結晶半導体層を形成することができる。ここで、接する状態とは、接するかまたは数百μｍ以下（好ましくは３００μｍ以下）の隙間を持って並べてられている状態を意味する。
【００１６】
なお、本明細書において大判ガラス基板とは、半導体基板よりも大きいガラス基板である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における半導体基板を示す図である。図１（Ａ）は平面図であり、図１（Ｂ）はＡ−Ａ’断面における断面図である。本実施の形態における半導体基板は、図１に示すように、大判ガラス基板２５０の上に複数の矩形状の単結晶半導体層１０５が接する状態（隙間があっても数百μｍ以下、好ましくは３００μｍ以下）で並べて形成されている。
【００１９】
大判ガラス基板２５０と単結晶半導体層１０５の間には必要に応じて、ガラスからの不純物の拡散を防ぐための膜や、密着性を確保するための膜を形成してもよい。図１においては、単結晶半導体層１０５の下に、酸化窒化シリコン膜１０１、窒化酸化シリコン膜１０２、接合層１０４および酸化シリコン膜２０３が形成されており、酸化シリコン膜２０３と大判ガラス基板２５０とは、接着剤２５１で接着されている例を示す。
【００２０】
なお、図１では、１枚の大判ガラス基板２５０上に６枚の単結晶半導体層１０５が形成されているが、これに限定されるものではない。また、単結晶半導体層１０５は矩形に限らず、他の形状でもよい。
【００２１】
このように、大判ガラス基板上に、複数の単結晶半導体層を接する状態で並べて形成しているので、大面積に一様な単結晶半導体層を得ることができ、例えば、大面積の液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに適用可能である。
【００２２】
なお、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）および水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、ＲＢＳおよびＨＦＳを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。但し、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコンおよび水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。
【００２３】
次に、本実施の形態における半導体基板の作製方法を説明する。図２〜図５は、本実施の形態における半導体装置の作製工程を示す断面図である。
【００２４】
まず、図２（Ａ）に示すように、シリコンウエハ１００上に酸化窒化シリコン膜１０１を成膜する。酸化窒化シリコン膜１０１の膜厚は実施者が適宜決定すればよいが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜１５０ｎｍ）とすればよい。酸化窒化シリコン膜１０１は後にＳＯＩ基板の絶縁層の一部として機能する。なお、酸化窒化シリコン膜１０１はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ（化学気相成長）法、スパッタ法などの方法を用いて形成することができる。なお、酸素を含むガス雰囲気下でのプラズマ放電により生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）によってシリコンウエハ１００の表面を処理し、窒素を含むガス雰囲気下でのプラズマ放電により生成された窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によってシリコンウエハ１００の表面を処理することにより、シリコンウエハ１００上に酸化窒化シリコン膜１０１を形成することもできる。酸化窒化シリコン膜１０１を形成することにより、後にガラス基板と接合する際の接合強度を強めることができる。なお、接合強度に問題ない場合は、酸化窒化シリコン膜１０１は設けなくてもよい。
【００２５】
続いて、酸化窒化シリコン膜１０１の上に窒化酸化シリコン膜１０２を成膜する。これにより、ガラス基板からのナトリウム等の不純物の混入を防ぐことができる。窒化酸化シリコン膜１０２の膜厚は実施者が適宜決定すればよいが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜２００ｎｍ）とすればよい。窒化酸化シリコン膜１０２も後にＳＯＩ基板の絶縁層の一部として機能する。なお、窒化酸化シリコン膜１０２はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタ法などの方法を用いて形成することができる。不純物の混入を防ぐため、酸化窒化シリコン膜１０１と窒化酸化シリコン膜１０２は、大気に触れることなく連続的に積層させることが好ましい。窒化酸化シリコン膜１０２は、必要に応じて適宜設ければよく、形成しなくてもよい。また、酸化窒化シリコン膜１０１の上に窒化酸化シリコン膜１０２を形成する例を示したが、逆でもよい。さらに、酸化窒化シリコン膜１０１と窒化酸化シリコン膜１０２との間に窒化シリコン膜を設けてもよい。
【００２６】
上記のように、シリコンウエハ１００上に酸化窒化シリコン膜１０１および窒化酸化シリコン膜１０２を形成する際、シリコンウエハ１００の端部には面取り部分があり、さらには、治具で固定するためにシリコンウエハ１００表面の端部には、膜を形成できない部分がある。
【００２７】
続いて図２（Ｂ）に示すように、シリコンウエハ１００に水素を１．０×１０１６〜３．０×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度のドーズ量でイオンドーピング装置を用いてドーピングして、脆化層１０３を形成する。イオン注入装置ではなくイオンドーピング装置を用いることで、基板を走査することなく一度に面状に水素をドープすることができ、タクトアップすることができる。なお、シリコンウエハ１００の端部には面取り部分があり、さらには、治具で固定するため、シリコンウエハ１００表面の端部には、イオンドーピングできない部分がある。
【００２８】
次に図２（Ｃ）に示すように、接合層１０４を形成する。接合層１０４としては、酸化シリコン膜が適している。特に有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化シリコン膜が好ましい。有機シランガスとしては、珪酸エチル、テトラメチルシラン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、トリエトキシシラン、トリスジメチルアミノシラン等のシリコン含有化合物を用いることができる。また、接合層１０４としてシリコンウエハ１００を高温で加熱処理して形成した熱酸化層や、ケミカルオキサイドを適用することもできる。ケミカルオキサイドは、例えばオゾン含有水でシリコンウエハ１００表面を処理することで形成することができる。ケミカルオキサイドはシリコンウエハ１００表面の平坦性を反映して形成されるので好ましい。なおシリコンウエハ１００の端部には面取り部分があり、さらには、治具で固定するためにシリコンウエハ１００表面の端部には、膜を形成できない部分がある。
【００２９】
次に図３（Ａ）に示すように、ダミー基板となるガラス基板２００上に酸化窒化シリコン膜２０１を、プラズマＣＶＤ装置を用いて５０〜１００ｎｍの膜厚で成膜する。その上にタングステン膜２０２を、スパッタリング装置を用いて２０〜５０ｎｍの膜厚で成膜する。さらにその上に酸化シリコン膜２０３を、スパッタリング装置を用いて成膜する。このときタングステン膜２０２と酸化シリコン膜２０３の間には酸化タングステン膜２０４が形成される。
【００３０】
ここで図３（Ｂ）に示すように、ガラス基板２００上にシリコンウエハ１００を並べ、ガラス基板２００の酸化シリコン膜２０３側の面とシリコンウエハ１００の接合層１０４側の面の膜面同士の貼り合わせを行い、続いて図３（Ｃ）に示すように、６００℃で１時間から２時間の熱処理をしてシリコン層の分離を行う。この時、ガラス基板２００に残存する単結晶半導体層１０５の膜厚は、図２（Ｂ）で示した工程で形成される脆化層１０３の深さに依存する。つまり水素イオンドーピングにより添加された水素の深さを調節することにより、例えば約１００ｎｍ程度の厚さに制御することができる。
【００３１】
なお、上記のようにシリコンウエハ１００の端部には面取り部分がある等の理由により、接合層１０４等を成膜していない部分があり、少なくともその部分はガラス基板２００と密着しないので、実際にガラス基板２００上に残存する単結晶半導体層１０５の面積はシリコンウエハ１００より小さいサイズとなる。
【００３２】
次に図３（Ｄ）に示すように、同様の工程でガラス基板２００上に、複数の単結晶半導体層１０５を形成する。その際には、先に貼り合わせを行った単結晶半導体層１０５との境目は数ｍｍから数ｃｍ程度の間をあける。
【００３３】
次に、以上のようにして作製した単結晶半導体層１０５からガラス基板２００を分離する。
【００３４】
まず図４（Ａ）に示すように、ガラス基板２００上の単結晶半導体層１０５の上に保護膜３０１を形成する。保護膜３０１には、酸化窒化シリコンや酸化シリコンを用いることができる。続いて、３８０〜４１０℃、例えば４００℃で加熱処理を行うことにより、酸化タングステン膜２０４を結晶状態とする。
【００３５】
そして図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板２００を分断して矩形の単結晶半導体片１０６を形成する。分断は、ダイサーを用いる等、公知の方法で行うことができる。
【００３６】
次に、分離を簡便に行うため、支持基板３０２を用いる。例えば図４（Ｃ）に示すように、支持基板３０２をガラス基板２００上の保護膜３０１に接着剤３０３により接着する。支持基板３０２には、石英基板を用いることができる。なお、支持基板３０２は、保護膜３０１上のみならず、ガラス基板２００側にそれぞれ設けてもよい。
【００３７】
次に、分離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部分を形成するとよい。例えば、基板の端面から分離が行われる領域にカッター等で傷を付けるとよい。このような工程後、結晶化された酸化タングステン膜２０４の層内、または酸化タングステン膜２０４とタングステン膜２０２との界面あるいは酸化タングステン膜２０４と酸化シリコン膜２０３との界面から分離が生じ、図４（Ｄ）に示すようにガラス基板２００を分離することができる。
【００３８】
分離手段には、物理的手段または化学的手段を用いることができる。物理的手段としてはガラス基板２００や支持基板３０２に力を加えればよい。化学的手段としては、分離層である酸化タングステン膜２０４とは反応するが、その他の領域とは反応しないエッチング剤を用いればよい。エッチング剤には気体または液体がある。
【００３９】
ガラス基板２００を分離すると、酸化タングステン膜２０４が残留している場合がある。酸化タングステン膜２０４が残留している場合は、エッチング等により除去してもよい。このとき、さらにスパッタ装置で成膜した酸化シリコン膜２０３を除去してもよい。残留物や酸化物を除去した後に大判ガラス基板２５０へ転載することにより、より接着性が向上する。
【００４０】
次に図５（Ａ）に示すように、大判ガラス基板２５０上に単結晶半導体片１０６を並べ、大判ガラス基板２５０に接着剤２５１を用いて、単結晶半導体片１０６を転載し、接着する。その際接着剤２５１としては、紫外線硬化樹脂、具体的にはエポキシ樹脂系接着剤あるいは樹脂添加剤等の接着剤を用いることができる。なお、転載とは、ある基板へ形成された素子（形成途中の素子を含む）を別の基板へ移すことをいう。
【００４１】
続いて図５（Ｂ）に示すように、支持基板３０２を剥離する。このような剥離する必要がある支持基板３０２への接着に用いる接着剤３０３としては、簡便に剥離可能な接着剤、例えば紫外線により剥離する紫外線剥離型、熱により剥離する熱剥離型あるいは水により溶解する水溶性の接着剤等を接着剤として使用するとよい。
【００４２】
同様に図５（Ｃ）に示すように、ダミー基板であるガラス基板２００を分離した複数の単結晶半導体片１０６を大判ガラス基板２５０に転載する。このとき複数の単結晶半導体片１０６は接する状態に並べて大判ガラス基板２５０上に接着する。ここで、接する状態とは、接するかまたは数百μｍ以下（好ましくは３００μｍ以下）の隙間を持って並べることを意味する。全ての単結晶半導体片１０６の大判ガラス基板２５０への転載が終了したら、図５（Ｄ）に示すように、保護膜３０１を除去する。
【００４３】
その後は、単結晶半導体層１０５を所望のパターンに加工し、その上にゲート電極を形成する等、公知の工程で薄膜トランジスタ等の半導体素子を形成することができる。このようにして作製した薄膜トランジスタ等を用いて、公知の方法で大画面の液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等の半導体装置を作製することができる。
【００４４】
以上の作製工程により、大判ガラス基板上に、複数の単結晶半導体層を転載により形成するので、複数の単結晶半導体層を接する状態で並べることができ、大面積に一様な単結晶半導体層を形成することができる。
【００４５】
次に、以上説明した本実施の形態における半導体基板の作製方法とは異なる作製方法について説明する。上記の半導体基板の作製方法の工程のうち、図２、図３を用いて説明した部分は同様なので、説明を省略する。それ以降の工程について図６、図７および図８を用いて説明する。
【００４６】
図３（Ｄ）に示すように、ダミー基板となるガラス基板２００上に、数ｍｍから数ｃｍ程度の間を空けて複数の単結晶半導体層１０５を形成した後、図６（Ａ）に示すように、ガラス基板２００および単結晶半導体層１０５の上に窒化シリコン膜６０１を、プラズマＣＶＤ装置を用いて５０〜１００ｎｍの膜厚で成膜する。次に図６（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて島状半導体層となる部分の窒化シリコン膜６０１および単結晶半導体層１０５を残してエッチングをする。続いて図６（Ｃ）に示すように、島状半導体層の単結晶半導体層１０５上の窒化シリコン膜６０１を除去した後、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜となる酸化窒化シリコン膜６０２を、プラズマＣＶＤ装置を用いて成膜する。
【００４７】
なお、窒化シリコン膜６０１は島状半導体層となる結晶半導体層１０５をレジストによる汚染から守るために設けたものであり、窒化シリコン膜に限定しない。
【００４８】
次に、ガラス基板２００の分離を行う。まず図７（Ａ）に示すように、ガラス基板２００を分断することにより矩形の単結晶半導体片１０６を形成する。分断は、ダイサーを用いる等、公知の方法で行うことができる。
【００４９】
次に、分離を簡便に行うため、支持基板を用いる。例えば図７（Ｂ）に示すように、支持基板７０１をガラス基板２００上の酸化窒化シリコン膜６０２の上に接着剤７０２により接着する。支持基板７０１には、石英基板を用いることができる。なお、支持基板７０１は、酸化窒化シリコン膜６０２上のみならず、ガラス基板２００側にそれぞれ設けてもよい。
【００５０】
次に、分離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部分を形成するとよい。例えば、基板の端面から分離が行われる領域にカッター等で傷を付けるとよい。このような工程後、結晶化された酸化タングステン膜２０４の層内、または酸化タングステン膜２０４とタングステン膜２０２との界面あるいは酸化タングステン膜２０４と酸化シリコン膜２０３との界面から分離が生じ、図７（Ｃ）に示すようにガラス基板２００を分離することができる。
【００５１】
分離手段には、物理的手段または化学的手段を用いることができる。物理的手段としてはガラス基板２００や支持基板７０１に力を加えればよい。化学的手段としては、分離層である酸化タングステン膜２０４とは反応するが、その他の領域とは反応しないエッチング剤を用いればよい。エッチング剤には気体または液体がある。
【００５２】
ガラス基板２００を分離すると、酸化タングステン膜２０４が残留している場合がある。酸化タングステン膜２０４が残留している場合は、エッチング等により除去してもよい。このとき、さらにスパッタ装置で成膜した酸化シリコン膜２０３を除去してもよい。残留物や酸化物を除去した後に大判ガラス基板２５０へ転載することにより、より接着性が向上する。
【００５３】
次に図８（Ａ）に示すように大判ガラス基板２５０に接着剤２５１を用いて、単結晶半導体片１０６を転載し、接着する。その際接着剤としては、紫外線硬化樹脂、具体的にはエポキシ樹脂系接着剤あるいは樹脂添加剤等の接着剤を用いることができる。なお、転載とは、ある基板へ形成された素子（形成途中の素子を含む）を別の基板へ移すことをいう。
【００５４】
続いて図８（Ｂ）に示すように、支持基板７０１を剥離する。このような剥離する必要がある支持基板７０１への接着に用いる接着剤７０２としては、簡便に剥離可能な接着剤、例えば紫外線により剥離する紫外線剥離型、熱により剥離する熱剥離型あるいは水により溶解する水溶性の接着剤等を接着剤として使用するとよい。
【００５５】
同様に図８（Ｃ）に示すように、複数の単結晶半導体片１０６を大判ガラス基板２５０に転載する。このとき複数の単結晶半導体片１０６は接する状態に並べて大判ガラス基板２５０上に接着する。ここで、接する状態とは、接するかまたは数百μｍ以下（好ましくは３００μｍ以下）の隙間を持って並べて接着することを意味する。
【００５６】
その後は、公知の工程で薄膜トランジスタ等の半導体素子を形成することができる。このようにして作製した薄膜トランジスタ等を用いて、公知の方法で大画面の液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等の半導体装置を作製することができる。
【００５７】
以上の作製工程により、大判ガラス基板上に、複数の単結晶半導体層を転載により形成するので、複数の単結晶半導体層を接する状態で並べることができ、大面積に一様な単結晶半導体層を形成することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した半導体基板の作製方法とは異なり、支持基板を用いることなく大判ガラス基板上に複数の単結晶半導体膜を転載する方法について説明する。図９〜図１１は、本実施の形態における半導体装置の作製工程を示す断面図である。
【００５９】
まず、図９（Ａ）に示すように、シリコンウエハ１００に脆化層１０３と接合層１０４を形成する。
【００６０】
次に、図９（Ｂ）に示すように、ガラス基板２００上にシリコンウエハ１００を並べ、酸化窒化シリコン膜２０１、タングステン膜２０２、酸化タングステン膜２０４および酸化シリコン膜２０３を形成したダミー基板となるガラス基板２００の酸化シリコン膜２０３側の面と、シリコンウエハ１００の接合層１０４側の面の膜面同士の貼り合わせを行う。
【００６１】
続いて、図９（Ｃ）に示すように、６００℃で１時間から２時間の熱処理をしてシリコン層の分離を行う。この時、ガラス基板２００に残存する単結晶半導体層１０５の膜厚は、図９（Ａ）で示した工程で形成される脆化層１０３の深さに依存する。
【００６２】
さらに、図９（Ｄ）に示すように、同様の工程で、ガラス基板２００上に複数の単結晶半導体層１０５を形成する。その際、先に貼り合わせを行った単結晶半導体層１０５との境目は数ｍｍから数ｃｍ程度の間をあける。
【００６３】
次に、以上のようにして作製した単結晶半導体層１０５から、ガラス基板２００を分離する。
【００６４】
まず、図１０（Ａ）に示すように、ガラス基板２００上の単結晶半導体層１０５の上に保護膜３０１を形成する。保護膜３０１には、酸化窒化シリコンや酸化シリコンを用いることができる。続いて、３８０〜４１０℃、例えば４００℃で加熱処理を行うことにより、酸化タングステン膜２０４を結晶状態とする。
【００６５】
そして、図１０（Ｂ）に示すように、ガラス基板２００を分断して矩形の単結晶半導体片１０６を形成する。分断は、ダイサーを用いる等、公知の方法で行うことができる。
【００６６】
単結晶半導体片１０６を形成した後、図１１（Ａ）に示すように、大判ガラス基板２５０上に単結晶半導体片１０６を並べ、大判ガラス基板２５０をガラス基板２００上の保護膜３０１に接着剤２５１により接着する。その際、接着剤２５１としては、紫外線硬化樹脂、具体的にはエポキシ樹脂系接着剤あるいは樹脂添加剤等の接着剤を用いることができる。また、保護膜３０１の平坦性が十分であれば、接着剤２５１を用いずに、大判ガラス基板２５０をガラス基板２００上の保護膜３０１に直接貼り合わせてもよい。さらに、大判ガラス基板２５０には酸化窒化シリコン膜や窒化酸化シリコン膜等を形成しておいてもよい。
【００６７】
次に、分離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部分を形成するとよい。例えば、基板の端面から分離が行われる領域にカッター等で傷を付けるとよい。このような工程後、結晶化された酸化タングステン膜２０４の層内、または酸化タングステン膜２０４とタングステン膜２０２との界面あるいは酸化タングステン膜２０４と酸化シリコン膜２０３との界面から分離が生じ、図１１（Ｂ）に示すようにガラス基板２００を分離することができる。
【００６８】
分離手段には、物理的手段または化学的手段を用いることができる。物理的手段としてはガラス基板２００に力を加えればよい。化学的手段としては、分離層である酸化タングステン膜２０４とは反応するが、その他の領域とは反応しないエッチング剤を用いればよい。エッチング剤には気体または液体がある。
【００６９】
同様に図１１（Ｃ）に示すように、ダミー基板であるガラス基板２００を分離した複数の単結晶半導体片１０６を大判ガラス基板２５０に転載する。このとき複数の単結晶半導体片１０６は接する状態に並べて大判ガラス基板２５０上に接着する。ここで、接する状態とは、接するかまたは数百μｍ以下（好ましくは３００μｍ以下）の隙間を持って並べることを意味する。全ての単結晶半導体片１０６の大判ガラス基板２５０への転載が終了したら、図１１（Ｄ）に示すように、酸化シリコン膜２０３および接合層１０４をエッチング等により除去し、単結晶半導体層１０５の表面を露呈させる。
【００７０】
その後は、単結晶半導体層１０５を所望のパターンに加工し、その上にゲート電極を形成する等、公知の工程で薄膜トランジスタ等の半導体素子を形成することができる。このようにして作製した薄膜トランジスタ等を用いて、公知の方法で大画面の液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等の半導体装置を作製することができる。
【００７１】
以上の作製工程により、大判ガラス基板上に、複数の単結晶半導体層を転載により形成するので、複数の単結晶半導体層を接する状態で並べることができ、大面積に一様な単結晶半導体層を形成することができる。
【００７２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１または２で作製される大判ガラス基板上に形成された複数の単結晶半導体層を用いて半導体装置を作製する一例について示す。
【００７３】
本発明を適用して発光素子を有する半導体装置を形成することができるが、該発光素子から発せられる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。本実施の形態では、下面放射型、両面放射型、上面放射型の高性能および高信頼性を付与された半導体装置として表示機能を有する半導体装置（表示装置、発光装置ともいう）を歩留まり良く生産することを目的とした半導体装置の作製方法の例を、図１２および図１３を用いて説明する。
【００７４】
図１２は、本実施の形態における半導体装置の構成を示しており、図１２（Ａ）は半導体装置の平面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）における線Ｅ−Ｆの断面図である。図１２（Ａ）には、ＦＰＣ６９４の貼り付け部である外部端子接続領域６３２、支持基板６００、封止基板６９５、シール材６９２、接続領域６５５、周辺駆動回路領域６３４、画素領域６３６が示されている。図１２（Ｂ）に示すように、外部端子接続領域６３２には、外部端子と接続する端子電極層６７８が設けられている。また、ＦＰＣ６９４は異方性導電層６９６および電極層６８５を介して端子電極層６７８と接続する。ここで、電極層６８５は画素電極層６３０と同じ工程で形成される。なお、接続領域６５５とは、第２の電極層６８９が下層の配線と接続されている領域である。
【００７５】
まず、実施の形態１または２にしたがって、ガラス基板である支持基板６００上に島状の単結晶半導体層および島状の単結晶半導体層を覆うゲート絶縁膜６０７を形成する。なお、詳細な方法は、実施の形態１または２に記載してあるため、ここでは省略し、簡略に示すこととする。
【００７６】
ゲート絶縁膜６０７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１０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁膜６０７としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素に代表される珪素の酸化物または窒化物等の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。例えば、ゲート絶縁膜６０７は窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜の３層の積層、酸化窒化珪素膜の単層、２層からなる積層でもよい。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。さらに単結晶半導体層とゲート絶縁膜６０７の間に、膜厚１〜１００ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍ、さらに好ましくは２〜５ｎｍである薄い酸化珪素膜を形成してもよい。薄い酸化珪素膜は、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等を用いて半導体領域表面を酸化し、熱酸化膜を形成することで形成することができる。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流の少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させるとよい。
【００７７】
次いで、ゲート絶縁膜６０７上にゲート電極層や接続電極として用いる、膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜６０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜６０９とを積層して形成する。第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により形成することができる。第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９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）、ネオジム（Ｎｄ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金もしくは化合物で形成すればよい。また、第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９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合金で形成した膜を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、第１の導電膜６０８として膜厚５０ｎｍのタングステン膜、第２の導電膜６０９として膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、第３の導電膜として膜厚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６０８のタングステン膜に代えて窒化タングステン膜を用いてもよいし、第２の導電膜６０９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（Ａｌ−Ｔｉ）膜を用いてもよいし、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、導電膜は単層構造であってもよい。
【００７８】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９を所望の形状に加工する。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（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層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、第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９を所望のテーパ形状を有するように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、塩素、三塩化ホウ素、四塩化珪素もしくは四塩化炭素などを代表とする塩素系ガス、四フッ化炭素、六フッ化硫黄もしくは三フッ化窒素などを代表とするフッ素系ガスまたは酸素を適宜用いることができる。本実施の形態では、四フッ化炭素、塩素、酸素からなるエッチング用ガスを用いて第２の導電膜６０９のエッチングを行い、連続して四フッ化炭素、塩素からなるエッチング用ガスを用いて第１の導電膜６０８をエッチングする。
【００７９】
次いで、上述のエッチング加工で用いたレジストからなるマスクと同じマスクを用いて、第２の導電膜６０９をさらに加工して第１の導電膜６０８の側面のテーパ角度よりも大きいテーパ角度を有する第２の導電膜６０９を形成する。本実施の形態では、テーパ形状を有する導電膜を形成するためのエッチング用ガスとして塩素、六フッ化硫黄、酸素を用いる。テーパ形状を有することによって、その上に積層する膜の被覆性が向上し、欠陥が軽減されるので信頼性が向上する。こうして、図１２に示すような形状、即ち、第１の導電膜６０８上に第１の導電膜６０８より幅が狭い第２の導電膜６０９を有し、第２の導電膜６０９がテーパ形状を有する電極を形成する。この電極は、島状の単結晶半導体層上に形成されてゲート電極、または他の配線と接続するための接続電極として機能する。
【００８０】
また、ゲート電極の形状は図１２に示す形状に限定されず、単層構造でもよいし、サイドウォール構造を側壁に有する電極構造としてもよい。
【００８１】
次に、第２の導電膜６０９をマスクとして、島状の単結晶半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加し、第１のｎ型不純物領域を形成する。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ドーピングガスはホスフィンを水素で希釈しており、ガス中のホスフィンの比率は５％）を用いてドーピングを行う。また、本実施の形態では、ｎ型を付与する不純物元素としてリンを用いる。
【００８２】
本実施の形態では、不純物領域がゲート絶縁膜６０７を介して第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９と重なる領域をＬｏｖ領域と示し、不純物領域がゲート絶縁膜６０７を介して第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９と重ならない領域をＬｏｆｆ領域と示す。図１２では、不純物領域がハッチングと白地（または点々のハッチング）で示されているが、これは、白地（または点々のハッチング）部分に不純物元素が添加されていないということを示すのではなく、この領域の不純物元素の濃度分布がマスクやドーピング条件を反映していることを直感的に理解できるようにしたためである。なお、このことは本明細書の他の図面においても同様である。
【００８３】
次にｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の単結晶半導体層、および画素部のスイッチング用のＴＦＴとなる島状の単結晶半導体層を覆うレジストからなるマスクを形成する。そして、マスクを介して島状の単結晶半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加し、第２のｎ型不純物領域を形成する。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ドーピングガスはホスフィンを水素で希釈しており、ガス中のホスフィンの比率は５％）を用いてドーピングを行う。第２のｎ型不純物領域は、高濃度ｎ型不純物領域であり、ＴＦＴのソース、ドレインとして機能する。また、第１の導電膜６０８を介して島状の単結晶半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加して形成された、第３のｎ型不純物領域は低濃度不純物領域であり、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域となる。第３のｎ型不純物領域はＬｏｖ領域であり、ドレイン近傍の電界を緩和し、ホットキャリアによるオン電流の劣化を抑制することが可能である。
【００８４】
次に、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の単結晶半導体層、および画素部のスイッチング用のＴＦＴとなる島状の単結晶半導体層を覆うマスクを除去し、ｎチャネル型ＴＦＴとなる島状の単結晶半導体層を覆うレジストからなるマスクを形成する。そして、マスクを介して島状の単結晶半導体層にｐ型を付与する不純物元素を添加してｐ型不純物領域を形成する。本実施の形態では、不純物元素としてボロンを用いるため、不純物元素を含むドーピングガスとしてジボラン（ドーピングガスはジボランを水素で希釈しており、ガス中のジボランの比率は１５％）を用いてドーピングを行う。ｐ型不純物領域は高濃度ｐ型不純物領域であり、ＴＦＴのソース、ドレインとして機能する。
【００８５】
次に、ｎチャネル型ＴＦＴとなる島状の単結晶半導体層を覆うマスクをＯ２アッシングやレジスト剥離液により除去し、酸化膜も除去する。その後、第１の導電膜６０８および第２の導電膜６０９の側面を覆うように、絶縁膜、いわゆるサイドウォールを形成してもよい。サイドウォールは、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法を用いて、珪素を有する絶縁膜により形成することができる。
【００８６】
次いで、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、またはレーザ光の照射を行ってもよい。なお、活性化と同時にゲート絶縁膜６０７へのプラズマダメージや、ゲート絶縁膜６０７と島状の単結晶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。
【００８７】
次いで、第１の導電膜６０８、第２の導電膜６０９、およびゲート絶縁膜６０７を覆う第１の層間絶縁膜を形成する。本実施の形態では、第１の層間絶縁膜は絶縁膜６６７と絶縁膜６６８との積層構造とし、膜厚１００ｎｍの窒化酸化珪素膜からなる絶縁膜６６７および膜厚９００ｎｍの酸化窒化珪素膜からなる絶縁膜６６８を、プラズマＣＶＤ法を用いて連続的に形成する。絶縁膜６６７と絶縁膜６６８は上記材料に限定されるものでなく、スパッタリング法、またはプラズマＣＶＤを用いた窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、酸化珪素膜でもよく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または３層以上の積層構造として用いてもよい。
【００８８】
絶縁膜６６７、絶縁膜６６８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、窒素含有炭素膜、その他の無機絶縁性材料で形成した膜を用いることができる。また、絶縁膜６６７、絶縁膜６６８として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。シロキサンの置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。有機基は、フルオロ基を含んでもよい。また、絶縁膜６６７、絶縁膜６６８として有機絶縁性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、レジストまた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。塗布法によって形成される平坦性のよい塗布膜を用いてもよい。
【００８９】
次いで、レジストからなるマスクを用いて絶縁膜６６７、絶縁膜６６８およびゲート絶縁膜６０７を選択的にエッチングして、島状の単結晶半導体層、またはゲート電極層に達するコンタクトホール（開口部）を複数形成する。エッチングは、用いる材料の選択比によって、一回のみ行っても複数回行ってもよい。
【００９０】
次いで、開口部を覆うように導電膜を形成し、導電膜をエッチングして各ソース領域またはドレイン領域の一部とそれぞれ電気的に接続する接続電極６１０を形成する。
【００９１】
接続電極６１０は、ＰＶＤ（物理気相成長）法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法、電解メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電膜を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いてもよい。接続電極６１０は、銀、金、銅、ニッケル、プラチナ、パラジウム、イリジウム、ロジウム、タングステン、アルミニウム、タンタル、モリブデン、カドミウム、亜鉛、鉄、チタン、ジルコニウム、バリウム等の金属、およびシリコン、ゲルマニウム、またはその合金、若しくはその窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としてもよい。本実施の形態では、接続電極６１０はチタン膜を膜厚６０ｎｍ形成し、窒化チタン膜を膜厚４０ｎｍ形成し、アルミニウム膜を膜厚７００ｎｍ形成し、チタン膜を膜厚２００ｎｍ形成して積層構造とし、所望な形状に加工している。
【００９２】
以上の工程で周辺駆動回路領域６３４に、Ｌｏｖ領域にｐ型不純物領域を有するｐチャネル型ＴＦＴ６７３、Ｌｏｖ領域にｎチャネル型不純物領域を有するｎチャネル型ＴＦＴ６７４を有し、画素領域６３６に、Ｌｏｆｆ領域にｎ型不純物領域を有するマルチチャネル型のｎチャネル型ＴＦＴ６７５、ｐチャネル型ＴＦＴ６７７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。そして、アクティブマトリクス基板は、発光素子６９０を有する表示装置に用いることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態で示したＴＦＴに限らず、トップゲート型（プレーナー型）、ボトムゲート型（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を有するＴＦＴにおいても、本実施の形態で示す半導体装置の作製方法を適用することができる。
【００９４】
次に第２の層間絶縁膜６８１を形成する。第２の層間絶縁膜６８１は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、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、窒素含有炭素膜、リンガラス、リンボロンガラス、アルミナ膜、ポリシラザン、その他の無機絶縁性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第２の層間絶縁膜６８１を形成してもよい。また、感光性、非感光性どちらかの有機絶縁性材料を用いて第２の層間絶縁膜６８１を形成してもよく、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテンを用いることができる。
【００９５】
本実施の形態では、層間絶縁膜として、耐熱性および絶縁性が高く、かつ、平坦化率の高いものが要求されるので、第２の層間絶縁膜６８１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。
【００９６】
第２の層間絶縁膜６８１の形成方法としては、ディップ、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、蒸着法等を採用することができる。液滴吐出法により第２の層間絶縁膜６８１を形成してもよい。第２の層間絶縁膜６８１の形成に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マスクを用いることなくパターンが形成できる方法、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）なども第２の層間絶縁膜６８１の形成に用いることができる。
【００９７】
次に、画素領域６３６における第２の層間絶縁層６８１の一部をエッチングしてｐチャネル型トランジスタ６７７の接続電極６１０に達する開口部、つまりコンタクトホールを形成する。
【００９８】
次に、接続電極６１０と電気的に接続する画素電極層６３０を形成する。画素電極層６３０は、発光素子６９０を構成する部材である２つの電極のうち、一方の第１の電極として機能する。画素電極層６３０は、インジウム錫酸化物、酸化インジウムに酸化亜鉛を混合したインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素を混合した導電性材料、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、または酸化チタンを含むインジウム錫酸化物を用いて形成することができる。
【００９９】
また、画素電極層６３０に導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることができる。導電性組成物は、画素電極層６３０として薄膜を形成する場合、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１００】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンおよびまたはその誘導体、ポリピロールおよびまたはその誘導体、ポリチオフェンおよびまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【０１０１】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロ−ル）、ポリ（３−ブチルピロ−ル）、ポリ（３−オクチルピロ−ル）、ポリ（３−デシルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジメチルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジブチルピロ−ル）、ポリ（３−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メトキシピロ−ル）、ポリ（３−エトキシピロ−ル）、ポリ（３−オクトキシピロ−ル）、ポリ（３−カルボキシルピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロ−ル）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１０２】
上記導電性高分子を、単独で導電性組成物として画素電極層６３０に使用してもよいし、導電性組成物の膜強度等の膜特性を調整するために有機樹脂を添加して使用してもよい。
【０１０３】
有機樹脂としては、導電性高分子と相溶または混合分散可能であれば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマ−、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコ−ル、ポリビニルエ−テル、ポリビニルブチラ−ル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノ−ル系樹脂、ポリエ−テル、アクリル系樹脂およびこれらの共重合体等が挙げられる。
【０１０４】
さらに、導電性組成物の電気伝導度を調整するために、導電性組成物にアクセプタ性またはドナー性ド−パントをド−ピングすることにより、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させてもよい。
【０１０５】
アクセプタ性ド−パントとしては、ハロゲン化合物、ルイス酸、プロトン酸、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用することができる。ハロゲン化合物としては、塩素、臭素、ヨウ素、塩化ヨウ素、臭化ヨウ素、フッ化ヨウ素等が挙げられる。ルイス酸としては五フッ化燐、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン、三フッ化硼素、三塩化硼素、三臭化硼素等が挙げられる。プロトン酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸と、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の有機酸を挙げることができる。有機カルボン酸および有機スルホン酸としては、前記カルボン酸化合物およびスルホン酸化合物を使用することができる。有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等を挙げられる。
【０１０６】
ドナー性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、４級アミン化合物等を挙げることができる。
【０１０７】
導電性組成物を、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、湿式法により画素電極層６３０となる薄膜を形成することができる。
【０１０８】
導電性組成物を溶解する溶媒としては、特に限定することはなく、上記した導電性高分子および有機樹脂などの高分子樹脂化合物を溶解するものを用いればよく、例えば、水、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンなどの単独もしくは混合溶剤に溶解すればよい。
【０１０９】
導電性組成物は上述のように溶媒に溶解した後、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等の湿式法を用いて成膜することができる。溶媒の乾燥は、熱処理を行ってもよいし、減圧下で乾燥してもよい。また、有機樹脂が熱硬化性の場合は、さらに加熱処理を行い、光硬化性の場合は、光照射処理を行えばよい。
【０１１０】
次いで、画素電極層６３０の端部を覆う隔壁となる絶縁層６８６を形成する。
【０１１１】
次いで、画素電極層６３０上に有機化合物を含む層６８８を蒸着法やインクジェット法などを用いて選択的に形成する。
【０１１２】
次いで、有機化合物を含む層６８８上に第２の電極層６８９を形成する。第２の電極層６８９は、発光素子６９０の第１の電極である画素電極層６３０と一対の電極を構成し、その間に配置された有機化合物を含む層６８８を発光させる電極である。
【０１１３】
図１２の半導体装置において、画素電極層６３０は、発光素子６９０より射出する光を透過できるように、透光性を有する導電性材料を用い、一方第２の電極層６８９は発光素子６９０より射出する光を反射するように、反射性を有する導電性材料を用いて形成する。第２の電極層６８９としては、反射性を有すればよいので、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、銅、タンタル、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いればよい。好ましくは、可視光領域の光に対して反射性が高い物質を用いることがよく、本実施の形態では、アルミニウム膜を用いる。
【０１１４】
こうして得られた発光素子６９０を封止基板６９５で封止する。支持基板６００と封止基板６９５は、シール材６９２を用いて接着する。
【０１１５】
本実施の形態で用いるエッチング加工は、プラズマエッチング（ドライエッチング）またはウェットエッチングのどちらを採用してもよいが、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、四フッ化炭素、三フッ化窒素などのフッ素系のガス、あるいは塩素、三塩化ホウ素などの塩素系のガスを用い、ヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスを適宜加えてもよい。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となる層を形成する必要はない。
【０１１６】
また、配線となる層若しくは電極となる層を形成する導電層や、所定のパターンを形成するためのマスクとなる層などを、液滴吐出法のような選択的にパターンを形成できる方法により形成してもよい。液滴吐出（噴出）法（その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる）は、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出（噴出）して所定のパターン（導電層や絶縁層など）を形成することができる。この際、被形成領域にぬれ性や密着性を制御する処理を行ってもよい。また、エッチング加工を行うことなくパターンが形成できる方法、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）なども用いることができる。
【０１１７】
また、フォトリソグラフィ技術で用いるマスクには、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。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、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、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ることもできる。あるいは、ポジ型レジスト、ネガ型レジストなどを用いてもよい。液滴吐出法を用いる場合、いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整する、界面活性剤等を加えるなどを行い適宜調整する。
【０１１８】
また、図１２の半導体装置は、矢印の方向に光を射出（下面射出）する構造としているが、特に限定されず、矢印とは反対の方向に光を射出（上面射出）する構造としてもよいし、上面および下面の両方に光を射出する構造としてもよい。
【０１１９】
図１３に本実施の形態における半導体装置の別の構成を示す。図１３の半導体装置は、矢印の方向に光を射出（上面射出）する構造である。なお、図１３は図１２（Ｂ）と発光素子の電極構造および絶縁層６８６の大きさなどが異なっているが、他の部分の構成は同じであるため、ここでは同じ部分の説明は省略する。
【０１２０】
発光素子６９０において、透明導電膜である第１の電極層６１７の下に、反射性を有する金属層である配線層６２４が形成されている。配線層６２４としては、反射性を有すればよいので、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、銅、タンタル、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いればよい。好ましくは、可視光領域の光に対して反射性が高い物質を用いることがよい。また、第１の電極層６１７としてこれらの導電膜を用いてもよい。その場合、第１の電極層６１７と配線層６２４を積層する必要がなければ、反射性を有する配線層６２４は設けず、第１の電極層６１７の単層としてもよい。
【０１２１】
第１の電極層６１７および第２の電極層６８９には、透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用いればよく、具体的には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などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物なども用いることができる。
【０１２２】
また、第２の電極層６８９は、透光性を有さない金属膜のような材料であっても膜厚を薄く（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度の厚さ）して光を透過可能な状態としておくことで、第２の電極層６８９を通過させて光を放射することが可能となる。具体的には、第２の電極層６８９に用いることのできる金属薄膜としては、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などがあげられる。
【０１２３】
図１３に示すような矢印の方向に光を射出（上面射出）する構造とすると、開口率、即ち発光領域の面積を広くとりやすいため、１つのパネルの中で、１つの単位セルに４個のＴＦＴを設けても、２つのＴＦＴを設けても発光領域の面積を同じにすることができる。したがって、図１２に示したような画素構造よりも発光領域の大きいパネルを作製することができる。
【０１２４】
また、本実施の形態は、実施の形態１または２と自由に組み合わせることができる。
【０１２５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の表示素子として適用できる発光素子の構成を、図１４を用いて説明する。
【０１２６】
図１４は、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０との間に、ＥＬ層８６０が挟持されている発光素子の素子構造を示している。ＥＬ層８６０は、図示した通り、第１の層８０４、第２の層８０３、第３の層８０２から構成されている。図１４において第２の層８０３は発光層であり、第１の層８０４および第３の層８０２は機能層である。
【０１２７】
第１の層８０４は、第２の層８０３に正孔（ホール）を輸送、注入する機能を担う層である。ここで、第１の層８０４に含まれる正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質として、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、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、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、あるいはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても第１の層８０４を形成することができる。
【０１２８】
また、正孔注入層として、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いることができる。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。
【０１２９】
また、正孔注入層として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いた場合、電極層とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず電極層を形成する材料を選ぶことができる。
【０１３０】
複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１３１】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【０１３２】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］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−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【０１３３】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【０１３４】
また、複合材料として４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【０１３５】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も複合材料として用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を複合材料として用いることがより好ましい。
【０１３６】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【０１３７】
また、複合材料としてポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【０１３８】
第１の層８０４に含まれる正孔輸送層を形成する物質としては、正孔輸送性の高い物質、具体的には、芳香族アミン（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物であることが好ましい。広く用いられている材料として、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、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＢと記す）、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、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などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子輸送性よりも正孔輸送性が高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層したものであってもよい。
【０１３９】
第３の層８０２は、第２の層８０３に電子を輸送、注入する機能を担う層である。ここで、第３の層８０２に含まれる電子輸送層について説明する。電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を用いることができる。例えば、電子輸送層はトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、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）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［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）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などからなる層も電子輸送層として用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、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）や、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−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などからなる層も電子輸送層として用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１４０】
次に、第３の層８０２に含まれる電子注入層について説明する。電子注入層は、電子注入性の高い物質を用いることができる。電子注入層としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、電極層からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
【０１４１】
次に、発光層である第２の層８０３について説明する。発光層は発光機能を担う層であり、発光性の有機化合物を含む。また、無機化合物を含む構成であってもよい。発光層は、種々の発光性の有機化合物、無機化合物を用いて形成することができる。ただし、発光層は、膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度が好ましい。
【０１４２】
発光層に用いられる有機化合物としては、発光性の有機化合物であれば特に限定されることはなく、例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、クマリン３０、クマリン６、クマリン５４５、クマリン５４５Ｔ、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（ジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）等が挙げられる。また、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ピコリナート）（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ピコリナート）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））などの燐光を放出できる化合物を発光層に用いられる有機化合物として用いることもできる。
【０１４３】
発光層に一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起発光材料を用いてもよい。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素および青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率がよいので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に三重項励起発光材料を適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成してもよい。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。
【０１４４】
また、発光層においては、上述した発光を示す有機化合物だけでなく、さらに他の有機化合物が添加されていてもよい。添加できる有機化合物としては、例えば、先に述べたＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＴＣＴＡ、Ａｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＰＢＩ、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＰＶＢｉなどの他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）などを用いることができるが、これらに限定されることはない。なお、このように発光を示す有機化合物以外に添加する有機化合物は、発光を示す有機化合物を効率良く発光させるため、発光を示す有機化合物の励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーを有し、かつ発光を示す有機化合物よりも多く添加されていることが好ましい（それにより、発光を示す有機化合物の濃度消光を防ぐことができる）。あるいはまた、他の機能として、発光を示す有機化合物と共に発光を示してもよい（それにより、白色発光なども可能となる）。
【０１４５】
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としてもよい。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルターを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素領域の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素領域（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。
【０１４６】
発光層で用いる材料は低分子系有機発光材料でも高分子系有機発光材料でもよい。高分子系有機発光材料は低分子系有機発光材料に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。
【０１４７】
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
【０１４８】
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン）［ＰＰＶ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）［ＲＯ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（２’−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）［ＭＥＨ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニレンビニレン）［ＲＯＰｈ−ＰＰＶ］等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）［ＲＯ−ＰＰＰ］、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。
【０１４９】
発光層で用いられる無機化合物としては、有機化合物の発光を消光しにくい無機化合物であれば何であってもよく、種々の金属酸化物や金属窒化物を用いることができる。特に、周期表第１３族または第１４族の金属酸化物は、有機化合物の発光を消光しにくいため好ましく、具体的には酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムが好適である。ただし、これらに限定されることはない。
【０１５０】
なお、発光層は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、電子注入用の電極層を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。
【０１５１】
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する半導体装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子には、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向および逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光素子を有する半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、画素の駆動には、デジタル駆動、アナログ駆動どちらでも適用可能である。
【０１５２】
また、封止基板にカラーフィルタ（着色層）を形成してもよい。カラーフィルタは、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができる。カラーフィルタにより、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークを鋭いピークに補正できるため、高精細な表示を行うことができる。
【０１５３】
単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタや色変換層は、例えば封止基板に形成し、素子基板へ張り合わせればよい。
【０１５４】
もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータイプの半導体装置を形成してもよい。
【０１５５】
図１４における第１の電極層８７０および第２の電極層８５０は、仕事関数を考慮して材料を選択する必要がある。また、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０は、画素構成によりいずれも陽極（電位が高い電極層）、または陰極（電位が低い電極層）となりうる。駆動用薄膜トランジスタの極性がｐチャネル型である場合は、図１４（Ａ）のように第１の電極層８７０を陽極、第２の電極層８５０を陰極とするとよい。また、駆動用薄膜トランジスタの極性がｎチャネル型である場合は、図１４（Ｂ）のように、第１の電極層８７０を陰極、第２の電極層８５０を陽極とすると好ましい。ここで、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０に用いることのできる材料について述べる。第１の電極層８７０および第２の電極層８５０が陽極として機能する場合は、仕事関数の大きい材料（具体的には仕事関数４．５ｅＶ以上の材料）が好ましく、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０が陰極として機能する場合は、仕事関数の小さい材料（具体的には仕事関数３．５ｅＶ以下の材料）が好ましい。しかしながら、第１の層８０４の正孔注入、正孔輸送特性や、第３の層８０２の電子注入性、電子輸送特性が優れているため、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０は共に、ほとんど仕事関数の制限を受けることなく、種々の材料を用いることができる。
【０１５６】
図１４（Ａ）、（Ｂ）における発光素子は、第１の電極層８７０より光を取り出す構造のため、第２の電極層８５０は、必ずしも光透光性を有する必要はない。第２の電極層８５０としては、チタン、ニッケル、タングステン、クロム、プラチナ、亜鉛、スズ、インジウム、タンタル、アルミニウム、銅、金、銀、マグネシウム、カルシウム、リチウムまたはモリブデンから選ばれた元素、または窒化チタン、窒化チタンシリコン、タングステンシリサイド、窒化タングステン、窒化タングステンシリサイド、窒化ニオブなどの前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。
【０１５７】
また、第１の電極層８７０で用いる材料のような透光性を有する導電性材料を第２の電極層８５０として用いると、第２の電極層８５０からも光を取り出す構造となり、発光素子から放射される光は、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０の両方より放射される両面放射構造とすることができる。
【０１５８】
なお、第１の電極層８７０や第２の電極層８５０の材料の種類を変えることで、本発明の発光素子は様々なバリエーションを有する。
【０１５９】
図１４（Ｂ）は、ＥＬ層８６０が、第１の電極層８７０側から第３の層８０２、第２の層８０３、第１の層８０４の順で構成されているケースである。
【０１６０】
図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）において、第１の電極層８７０に反射性を有する電極層を用い、第２の電極層８５０に透光性を有する電極層を用いたケースである。図１４（Ｃ）において、発光層より放射された光は第１の電極層８７０で反射され、第２の電極層８５０を透過して放射される。同様に図１４（Ｄ）は、図１４（Ｂ）において、第１の電極層８７０に反射性を有する電極層を用い、第２の電極層８５０に透光性を有する電極層を用いたケースである。図１４（Ｄ）において、発光層より放射された光は第１の電極層８７０で反射され、第２の電極層８５０を透過して放射される。
【０１６１】
なお、ＥＬ層８６０に有機化合物と無機化合物とを混合させて設ける場合、その形成方法としては種々の手法を用いることができる。例えば、有機化合物と無機化合物の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム（ＥＢ）により蒸発させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法により成膜してもよい。
【０１６２】
第１の電極層８７０および第２の電極層８５０の作製方法としては、抵抗加熱による蒸着法、ＥＢ蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法、印刷法、ディスペンサ法または液滴吐出法などを用いることができる。
【０１６３】
本実施の形態は、実施の形態１乃至３のいずれか一と自由に組み合わせることができる。実施の形態１または２に示す半導体基板の作製方法を用いれば、大型の半導体装置であっても高スループットで生産性よく高性能および高信頼性の発光素子を有する半導体装置を作製することができる。
【０１６４】
（実施の形態５）
実施の形態３では、発光素子を用いた半導体装置の作製例を示したが、ここでは、液晶素子を用いた半導体装置の作製例を、図１５を用いて説明する。
【０１６５】
まず、実施の形態１または２にしたがって、ガラス基板である支持基板９００上に島状の単結晶半導体層を形成する。なお、詳細な方法は、実施の形態１または２に記載してあるため、ここでは省略し、簡略に示すこととする。
【０１６６】
以降の工程、即ち単結晶半導体層を用いたＴＦＴの作製方法は、実施の形態３とほぼ同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。ただし、発光装置に用いるＴＦＴと液晶表示装置に用いるＴＦＴは使用用途が異なるため、チャネル長やチャネル幅などが適宜調節されて、発光装置と液晶表示装置ではＴＦＴの設計が異なっている。特に、発光装置においては、１つの単位セル内に２つ以上のＴＦＴを作製するが、液晶表示装置においては、１つの単位セル内に作製するＴＦＴは１つのである。また、発光装置では電源供給線を用いているが、液晶表示装置では電源供給線を用いず、容量線を用いる。また、液晶表示装置においては、同一基板上に駆動回路を形成しないのであれば、ｎチャネル型ＴＦＴのみで作製することもできる。
【０１６７】
図１５（Ａ）に画素上面図の一例を示す。図１５（Ａ）中に鎖線で示された境界線９２４は、異なる半導体基板が貼り合わせられたつなぎ目である。画素電極層９６１は一方向に並べられ、その間に境界線９２４が位置するようにする。また、境界線９２４を境に画素構成が対称となるようにしている。こうすることで境界線９２４から単結晶半導体層を遠ざけている。境界線９２４を挟んで隣合う単位セルに単結晶半導体層を配置しているが、十分な距離だけ離されている。
【０１６８】
また、絶縁膜を介して容量線９３１と単結晶半導体層とが重なり容量部９７６が形成されている。そして、マルチチャネル型のｎチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ９７５が、ゲート配線９３０とソース配線９６０の交点付近に配置されている。ここで、絶縁膜を介してゲート配線９３０と単結晶半導体層とが重なり、重なった部分がＴＦＴのチャネル形成領域となっている。また、単結晶半導体層は、ソース配線９６０とコンタクトホールを介して電気的に接続している。また、単結晶半導体層は、画素電極層９６１とコンタクトホールを介して電気的に接続している。
【０１６９】
透過型の液晶表示装置とする場合、画素電極層９６１には、インジウム錫酸化物、酸化インジウムに酸化亜鉛を混合したインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素を混合した導電性材料、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を用いることができる。また、反射型の液晶表示装置とする場合には、画素電極層９６１は、アルミニウムまたは銀またはそれらの合金を用いる。
【０１７０】
また、点線Ｃ−Ｄで切断した断面図が、図１５（Ｂ）の画素領域９３６に相当する。なお、図１５（Ａ）は画素電極まで作製した段階の上面図を示しており、図１５（Ｂ）は、シール材９９２で封止基板９９５を貼り合わせ、偏光子まで設けた断面図である。
【０１７１】
図１５（Ｂ）に示す液晶表示装置は、封止領域９３３、駆動回路領域９３４、画素領域９３６を有している。画素電極層９６１上には、印刷法や液滴吐出法により、配向膜と呼ばれる絶縁層９８１を形成し、その後、ラビング処理を行う。なお、液晶のモードによっては、ラビング処理を行わない場合がある。また、封止基板９９５に設けられる配向膜として機能する絶縁層９８３も、絶縁層９８１と同様の方法で形成する。封止基板９９５には絶縁層９８３の他に、対向電極として機能する導電層９８４、カラーフィルタとして機能する着色層９８５、偏光子９９１（偏光板ともいう）を設ける。さらに封止基板９９５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よい。
【０１７２】
また、本実施の形態の液晶表示装置は透過型とするため、支持基板９００の素子を有する面の反対側にも偏光子９９３を設ける。偏光子９９３と、液晶層９８２との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。また、外光の視認側への反射を防ぐ反射防止膜を最も使用者に近い視認側に設けてもよい。
【０１７３】
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時加法混色法（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。
【０１７４】
液晶層９８２を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、素子を有する支持基板９００と封止基板９９５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型基板を扱うときに適用するとよい。
【０１７５】
スペーサは数μｍの粒子を散布して形成してもよく、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してもよい。
【０１７６】
本実施の形態においては、酸化膜９０３にハロゲン元素を含ませている。これにより、酸化膜９０３に金属などの不純物を捕獲して単結晶半導体層への汚染を防止する保護膜としての機能を発現させることができ、信頼性を向上させることができる。
【０１７７】
本実施の形態は、実施の形態１乃至４のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【０１７８】
（実施の形態６）
本発明を適用して、様々な表示機能を有する半導体装置を作製することができる。即ち、それら表示機能を有する半導体装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。本実施の形態では、高性能で、かつ高信頼性を付与することを目的とした表示機能を有する半導体装置を有する電子機器の例を説明する。
【０１７９】
その様な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、また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等のカメラ、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（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等が挙げられる。その具体例について、図１６を参照して説明する。
【０１８０】
本発明によって形成される表示素子を有する半導体装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。高性能で、かつ高信頼性を付与することを目的としたテレビジョン装置の例を図１６（Ａ）に説明する。
【０１８１】
表示モジュールを、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。ＦＰＣまで取り付けられた図１２のような表示パネルを、一般的にはＥＬ表示モジュールともいう。よって図１２のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置を完成することができる。また、図１３のような表示パネルを、一般的には液晶表示モジュールともいう。よって、図１５のような液晶表示モジュールを用いると、液晶テレビジョン装置を完成することができる。表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、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。
【０１８２】
図１６（Ａ）に示すように、筐体２００１に表示素子を利用した表示用パネル２００２が組みこまれている。また、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線また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）または双方向（送信者と受信者間、または受信者間同士）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または別体のリモコン操作機２００６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２００７が設けられていてもよい。
【０１８３】
また、テレビジョン装置にも、第１の表示用パネルで形成した主画面２００３の他にサブ画面２００８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よい。この構成において、第１の表示用パネルを視野角の優れたＥＬ表示用パネルとし、第２の表示用パネルを低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルとしてもよい。また、低消費電力化を優先させるためには、第１の表示用パネルを液晶表示用パネルとし、第２の表示用パネルをＥＬ表示用パネルとし、第２の表示用パネルは点滅可能とする構成としてもよい。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、高性能で、かつ信頼性の高い半導体装置を生産性よく作製することができる。
【０１８４】
本発明により、表示機能を有する高性能かつ高信頼性の半導体装置を、生産性よく作製することができる。よって高性能、高信頼性のテレビジョン装置を生産性よく作製することができる。
【０１８５】
また、図１６（Ｂ）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、本発明の半導体装置を適用することができる。その結果、高性能でかつ信頼性の高い携帯型のテレビジョン装置を提供することができる。またテレビジョン装置としては、持ち運びをすることができる中型のものから、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに、本発明の半導体装置を適用することができる。
【０１８６】
また、図１６（Ｃ）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、本発明の半導体装置を適用することができる。実施の形態１または２にしたがって半導体基板を作製すれば、１５インチの表示部を有する半導体装置を作製することができる。その結果、高性能でかつ信頼性の高い携帯型のコンピュータを提供することができる。
【０１８７】
本実施の形態は、実施の形態１乃至５のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体基板を示す図。
【図２】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図６】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図７】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図８】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図９】本発明の実施の形態２における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図１０】本発明の実施の形態２における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図１１】本発明の実施の形態２における半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図１２】本発明の実施の形態３におけるアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す上面図および断面図。
【図１３】本発明の実施の形態３におけるアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す断面図。
【図１４】本発明の実施の形態４における発光素子の積層を示す図。
【図１５】本発明の実施の形態５におけるアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面構造図を示す図。
【図１６】本発明の実施の形態６における電子機器の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１８９】
１００  シリコンウエハ
１０１  酸化窒化シリコン膜
１０２  窒化酸化シリコン膜
１０３  脆化層
１０４  接合層
１０５  単結晶半導体層
１０６  単結晶半導体片
２００  ガラス基板
２０１  酸化窒化シリコン膜
２０２  タングステン膜
２０３  酸化シリコン膜
２０４  酸化タングステン膜
２５０  大判ガラス基板
２５１  接着剤
３０１  保護膜
３０２  支持基板
３０３  接着剤
６０１  窒化シリコン膜
６０２  酸化窒化シリコン膜
７０１  支持基板
７０２  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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