(57)【要約】【課題】半導体層が効率良く平坦化されたＳＯＩ基板を提供することを課題の一とする。また、当該ＳＯＩ基板を用いた半導体装置を提供することを課題の一とする。【解決手段】ボンド基板に加速されたイオンを照射して該ボンド基板に脆化領域を形成し、ボンド基板またはベース基板の表面に絶縁層を形成し、絶縁層を介してボンド基板とベース基板を貼り合わせ、熱処理により、脆化領域においてボンド基板を分離して、ベース基板上に半導体層を形成し、半導体層の表面と、該半導体層と同じ半導体材料でなる半導体ターゲットとが対向するように配置し、半導体層の表面と半導体ターゲットとに、交互に希ガスイオンを照射することで、半導体層の表面の平坦化を図るＳＯＩ基板の作製方法である。【選択図】図１
2011228680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンド基板に加速されたイオンを照射して該ボンド基板に脆化領域を形成し、
前記ボンド基板またはベース基板の表面に絶縁層を形成し、
前記絶縁層を介して前記ボンド基板と前記ベース基板を貼り合わせ、
熱処理により、前記脆化領域において前記ボンド基板を分離して、前記ベース基板上に半導体層を形成し、
前記ベース基板上の前記半導体層の表面と、該半導体層と同じ半導体材料でなる半導体ターゲットとが対向するように配置し、
前記半導体層の表面と前記半導体ターゲットとに、交互に希ガスイオンを照射することで、前記半導体層の表面の平坦化を図るＳＯＩ基板の作製方法。
【請求項２】
前記半導体ターゲットは、分離後のボンド基板を用いる、請求項１に記載のＳＯＩ基板の作製方法。
【請求項３】
ボンド基板に加速されたイオンを照射して該ボンド基板に脆化領域を形成し、
前記ボンド基板またはベース基板の表面に絶縁層を形成し、
前記絶縁層を介して前記ボンド基板と前記ベース基板を貼り合わせ、
熱処理により、前記脆化領域において前記ボンド基板を分離して、前記ベース基板上に半導体層を形成し、
前記ベース基板上の前記半導体層の表面と、同じ構造を有する他のベース基板の半導体層の表面とが対向するように配置し、
前記半導体層の表面と前記他のベース基板の半導体層の表面とに、交互に希ガスイオンを照射することで、前記半導体層の表面の平坦化を図るＳＯＩ基板の作製方法。
【請求項４】
ボンド基板に加速されたイオンを照射して該ボンド基板に脆化領域を形成し、
前記ボンド基板またはベース基板の表面に絶縁層を形成し、
前記絶縁層を介して前記ボンド基板と前記ベース基板を貼り合わせ、
熱処理により、前記脆化領域において前記ボンド基板を分離して、前記ベース基板上に半導体層を形成し、
前記分離後のボンド基板の表面と、該ボンド基板と同じ半導体材料でなる半導体ターゲットとが対向するように配置し、
前記ボンド基板の表面と前記半導体ターゲットとに、交互に希ガスイオンを照射することで、前記ボンド基板の表面の平坦化を図るボンド基板の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層を介して半導体層が設けられた基板の作製方法に関し、特にＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｉｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板の作製方法に関する。また、ＳＯＩ基板の作製方法におけるボンド基板のリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁表面を有するベース基板上に半導体層を有するＳＯＩ基板は、低消費電力かつ高速動作可能な半導体装置の作製に適した基板として注目されている。
【０００３】
ＳＯＩ基板の作製方法の１つに、水素イオン注入剥離法が知られている（特許文献１参照）。水素イオン注入剥離法とは、二枚のシリコンウエハの内、ボンド基板となる一方のシリコンウエハに酸化膜を形成すると共に、該ボンド基板に水素イオンを注入してその内部に微小気泡層を形成し、酸化膜を介してベース基板となる他方のシリコンウエハと密着させ、その後、熱処理を加えることで微小気泡層を分離面としてボンド基板を分離し、ベース基板側にさらに熱処理を加えて、ボンド基板から分離された半導体層とベース基板とを強固に結合させてＳＯＩ基板とする技術である。
【０００４】
また、シリコンウエハの効率的、経済的な活用のために、できるだけ少ない枚数のシリコンウエハを用いて、多数のＳＯＩ基板を製造する方法が研究されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２１１１２８号公報
【特許文献２】特開２０００−３４９２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水素イオン注入剥離法を利用する場合、熱処理を行うことによりシリコンウエハに形成された微小気泡層を体積変化させ、該微小気泡層において分離することでＳＯＩ基板が得られる。しかしながら、分離後のＳＯＩ基板の半導体層の表面は、微小気泡層に起因する凹凸が存在するため平坦化する処理が必要となる。半導体層（または分離後のシリコンウエハ）の表面を平坦化するためにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理が用いられている。しかし、ＣＭＰ処理では半導体層（またはシリコンウエハ）の研磨量が大きくなる傾向があるため、生産性と製造コストの低下を阻害する要因が内在していた。
【０００７】
本発明の一態様は、上述した問題を鑑み、半導体層が効率よく平坦化されたＳＯＩ基板を製造することを課題の一とする。また、当該ＳＯＩ基板を用いた半導体装置を提供することを課題の一とする。また、効率よくボンド基板を再生することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、ボンド基板に加速されたイオンを照射して該ボンド基板に脆化領域を形成し、ボンド基板またはベース基板の表面に絶縁層を形成し、絶縁層を介してボンド基板とベース基板を貼り合わせ、熱処理により、脆化領域においてボンド基板を分離して、ベース基板上に半導体層を形成し、ベース基板上の半導体層の表面と、該半導体層と同じ半導体材料でなる半導体ターゲットとが対向するように配置し、半導体層の表面と半導体ターゲットとに、交互に希ガスイオンを照射することで、半導体層の表面の平坦化を図るＳＯＩ基板の作製方法である。
【０００９】
上記において、半導体ターゲットは、分離後のボンド基板を用いてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様は、ボンド基板に加速されたイオンを照射して該ボンド基板に脆化領域を形成し、ボンド基板またはベース基板の表面に絶縁層を形成し、絶縁層を介してボンド基板とベース基板を貼り合わせ、熱処理により、脆化領域においてボンド基板を分離して、ベース基板上に半導体層を形成し、ベース基板上の半導体層の表面と、同じ構造を有する他のベース基板の半導体層の表面とが対向するように配置し、半導体層の表面と他のベース基板の半導体層の表面とに、交互に希ガスイオンを照射することで、半導体層の表面の平坦化を図るＳＯＩ基板の作製方法である。
【００１１】
また、ボンド基板に加速されたイオンを照射して該ボンド基板に脆化領域を形成し、ボンド基板またはベース基板の表面に絶縁層を形成し、絶縁層を介してボンド基板とベース基板を貼り合わせ、熱処理により、脆化領域においてボンド基板を分離して、ベース基板上に半導体層を形成し、分離後のボンド基板の表面と、該ボンド基板と同じ半導体材料でなる半導体ターゲットとが対向するように配置し、ボンド基板の表面と半導体ターゲットとに、交互に希ガスイオンを照射することで、ボンド基板の表面の平坦化を図るボンド基板の再生方法である。
【００１２】
なお、本明細書等において、「ＳＯＩ基板」の語は、絶縁層を介してシリコン以外の半導体層が設けられた基板をも含む概念として用いる。つまり、本明細書等において、ＳＯＩ基板の作製に用いられるボンド基板にはシリコン材料からなる基板以外の基板が含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によって、半導体層の表面が効率よく平坦化されたＳＯＩ基板を提供することができる。また、当該ＳＯＩ基板を用いた半導体装置を提供することができる。また、ボンド基板の再生を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＳＯＩ基板の作製方法の一例を示す断面図。
【図２】スパッタリング装置の断面図。
【図３】ＳＯＩ基板の作製方法の一例を示す断面図。
【図４】半導体装置の作製工程の一例を示す断面図。
【図５】半導体装置の作製工程の一例を示す断面図。
【図６】ＳＯＩ基板を用いた表示装置の一例を示す図。
【図７】ＳＯＩ基板を用いた表示装置の一例を示す図。
【図８】電子機器の構成の一例を示す図。
【図９】電子機器の構成の一例を示す図。
【図１０】電子機器の構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、本明細書等において開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００１７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ＳＯＩ基板の作製方法の一例について、図１及び図２を参照して説明する。
【００１８】
まず、ベース基板１００を用意する（図１（Ａ）参照）。ベース基板１００としては、液晶表示装置などに使用されている透光性を有するガラス基板を用いることができる。ガラス基板としては、歪み点が５８０℃以上（好ましくは、６００℃以上）であるものを用いると良い。また、ガラス基板は無アルカリガラス基板であることが好ましい。無アルカリガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。
【００１９】
なお、ベース基板１００として、ガラス基板の他、セラミック基板、石英基板やサファイア基板などの絶縁体でなる基板、シリコンなどの半導体でなる基板、金属やステンレスなどの導電体でなる基板などを用いることもできる。
【００２０】
次に、ボンド基板１１０を用意する（図１（Ｂ−１）参照）。ボンド基板１１０としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコンなどの第１４族元素でなる単結晶半導体基板を用いることができる。
【００２１】
ボンド基板１１０のサイズに制限は無いが、例えば、直径が８インチ（２００ｍｍ）、１２インチ（３００ｍｍ）、１８インチ（４５０ｍｍ）といったサイズの半導体基板を用いることができる。また、円形の半導体基板を、矩形に加工して用いても良い。
【００２２】
次に、ボンド基板１１０に絶縁層１１４を形成する（図１（Ｂ−２）参照）。
【００２３】
絶縁層１１４は、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等を用いることができる。これらの膜は、熱酸化法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて形成することができる。また、ＣＶＤ法を用いて絶縁層１１４を形成する場合には、テトラエトキシシラン（略称；ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）等の有機シランを用いて作製される酸化シリコン膜を絶縁層１１４に用いることが生産性の点から好ましい。
【００２４】
本実施の形態では、ボンド基板１１０に熱酸化処理を行うことにより絶縁層１１４（ここでは、酸化シリコン膜）を形成する。熱酸化処理は、酸化性雰囲気中にハロゲンを添加して行うことが好ましい。例えば、塩素（Ｃｌ）が添加された酸化性雰囲気中でボンド基板１１０に熱酸化処理を行うことによりＨＣｌ酸化された絶縁層１１４を形成する。従って、絶縁層１１４は、塩素原子を含有した膜となる。
【００２５】
なお、本実施の形態においては絶縁層１１４を単層構造としているが、積層構造としても良い。また、貼り合わせに際して特に問題がない場合など、絶縁層１１４を設ける必要がない場合には、絶縁層１１４を設けない構成としても良い。
【００２６】
次に、ボンド基板１１０にイオンを照射することにより、脆化領域１１２を形成する（図１（Ｂ−３）参照）。より具体的には、例えば、電界で加速されたイオンでなるイオンビームを照射して、ボンド基板１１０の表面から所定の深さの領域に脆化領域１１２を形成する。脆化領域１１２が形成される深さは、イオンビームの加速エネルギーやイオンビームの入射角によって制御される。つまり、脆化領域１１２は、イオンの平均侵入深さと同程度の深さの領域に形成されることになる。ここで、脆化領域１１２が形成される深さは、ボンド基板１１０の全面において均一であることが望ましい。
【００２７】
また、上述の脆化領域１１２が形成される深さにより、ボンド基板１１０から分離される半導体層の厚さが決定される。脆化領域１１２が形成される深さは、ボンド基板１１０の表面から５０ｎｍ以上１μｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
【００２８】
イオンをボンド基板１１０に添加する際には、イオン注入装置またはイオンドーピング装置を用いることができる。イオン注入装置は、ソースガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離して、所定の質量を有するイオン種を被処理物に照射する。イオンドーピング装置は、プロセスガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離せずに被処理物に照射する。なお、質量分離装置を備えているイオンドーピング装置では、イオン注入装置と同様に、質量分離を伴うイオンの照射を行うこともできる。
【００２９】
イオンドーピング装置を用いる場合の脆化領域１１２の形成工程は、例えば、以下の条件で行うことができる。
・加速電圧  １０ｋＶ以上１００ｋＶ以下（好ましくは３０ｋＶ以上８０ｋＶ以下）
・ドーズ量  １×１０１６／ｃｍ２以上４×１０１６／ｃｍ２以下
・ビーム電流密度  ２μＡ／ｃｍ２以上（好ましくは５μＡ／ｃｍ２以上、より好ましくは１０μＡ／ｃｍ２以上）
【００３０】
イオンドーピング装置を用いる場合、ソースガスとして水素を含むガスを用いることができる。該ガスを用いることによりイオン種としてＨ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋を生成することができる。水素ガスをソースガスとして用いる場合には、Ｈ３＋を多く照射することが好ましい。具体的には、イオンビームに、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋の総量に対してＨ３＋イオンが７０％以上含まれるようにすることが好ましい。また、Ｈ３＋イオンの割合を８０％以上とすることがより好ましい。このようにＨ３＋の割合を高めておくことで、脆化領域１１２に１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の濃度で水素を含ませることが可能である。これにより、脆化領域１１２における分離が容易になる。また、Ｈ３＋イオンを多く照射することで、Ｈ＋、Ｈ２＋を照射する場合より短時間で脆化領域１１２を形成することができる。また、Ｈ３＋を用いることで、イオンの平均侵入深さを浅くすることができるため、脆化領域１１２を浅い領域に形成することが可能になる。
【００３１】
イオン注入装置を用いる場合には、質量分離により、Ｈ３＋イオンが照射されるようにすることが好ましい。もちろん、Ｈ＋やＨ２＋を照射してもよい。ただし、イオン注入装置を用いる場合には、イオン種を選択して照射するため、イオンドーピング装置を用いる場合と比較して、イオン照射の効率が低下する場合がある。
【００３２】
イオン照射工程のソースガスには水素を含むガスの他に、ヘリウムやアルゴンなどの希ガス、フッ素ガスや塩素ガスに代表されるハロゲンガス、フッ素化合物ガス（例えば、ＢＦ３）などのハロゲン化合物ガスから選ばれた一種または複数種類のガスを用いることができる。ソースガスにヘリウムを用いる場合は、質量分離を行わないことで、Ｈｅ＋イオンの割合が高いイオンビームを作り出すことができる。このようなイオンビームを用いることで、脆化領域１１２を効率よく形成することができる。
【００３３】
また、イオンの照射を複数回に分けて行うことで、脆化領域１１２を形成することもできる。この場合、ソースガスを異ならせてイオン照射を行っても良いし、同じソースガスを用いてもよい。例えば、ソースガスとして希ガスを用いてイオン照射を行った後、水素を含むガスをソースガスとして用いてイオン照射を行うことができる。また、はじめにハロゲンガスまたはハロゲン化合物ガスを用いてイオン照射を行い、次に、水素を含むガスを用いてイオン照射を行うこともできる。
【００３４】
次に、ベース基板１００とボンド基板１１０を貼り合わせる（図１（Ｃ）参照）。具体的には、絶縁層１１４を介してベース基板１００とボンド基板１１０を貼り合わせる。ベース基板１００の表面と絶縁層１１４の表面とを接触させた後、加圧処理を施すことで、ベース基板１００とボンド基板１１０の貼り合わせが実現される。なお、貼り合わせのメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関与するメカニズムや、水素結合が関与するメカニズムなどが考えられている。
【００３５】
なお、ボンド基板１１０とベース基板１００とを貼り合わせる前に、単結晶半導体基板上に形成された絶縁層１１４及びベース基板１００上の少なくとも一方にプラズマ処理を行うことが好ましい。絶縁層１１４及びベース基板１００の少なくとも一方にプラズマ処理を行うことにより、親水基の増加、平坦性の向上などが実現される。その結果、ボンド基板１１０とベース基板１００との接合強度を高めることができる。
【００３６】
ここで、プラズマ処理は、容量結合プラズマを用いる場合、真空状態のチャンバーに不活性ガス（例えば、Ａｒガス）を導入し、被処理基板（例えば、ベース基板１００またはボンド基板１１０）が設けられた電極と、それに対向する電極間に高周波電圧を印加して生成したプラズマを用いて行う。プラズマ中には電子とＡｒの陽イオンが存在し、被処理基板の表面には自己バイアスが発生しているため、被処理基板側にＡｒの陽イオンが加速される。加速されたＡｒの陽イオンがベース基板１００表面に衝突することによって、ベース基板１００表面がスパッタエッチングされる。このとき、ベース基板１００表面の凸部から優先的にスパッタエッチングされ、当該ベース基板１００表面の平坦性を向上することができる。また、加速されたＡｒの陽イオンによって、ベース基板１００の有機物等の不純物を除去し、ベース基板１００を活性化することができる。例として不活性ガスにＡｒガスを用いたが、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガスなどの希ガスを用いることもできる。
【００３７】
本実施の形態では、Ａｒガスを用いて、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式のプラズマ処理で行う。Ａｒプラズマの具体的な条件としては、ＩＣＰ電力１００Ｗ以上３０００Ｗ以下、圧力０．１Ｐａ以上５．０Ｐａ以下、ガス流量５ｓｃｃｍ以上２０００ｓｃｃｍ以下、ＲＦバイアス電圧７５Ｗ以上３００Ｗ以下で行えばよい。より具体的には、ＩＣＰ電力５００Ｗ（０．１１Ｗ／ｃｍ２）、圧力１．３５Ｐａ、ガス流量１００ｓｃｃｍ、ＲＦバイアス電圧１００Ｗ（０．６１Ｗ／ｃｍ２）で行えばよい。
【００３８】
ボンド基板１１０とベース基板１００とを貼り合わせた後に、貼り合わせられたベース基板１００およびボンド基板１１０に対して熱処理を施して、貼り合わせを強固なものとすると良い。この際の加熱温度は、脆化領域１１２における分離が進行しない温度とする必要がある。例えば、４００℃未満、好ましくは３００℃以下とする。熱処理時間については特に限定されず、処理時間と貼り合わせ強度との関係から適切な条件を設定すればよい。例えば、２００℃、２時間の熱処理を施すことができる。なお、貼り合わせに係る領域にマイクロ波などを照射して、該領域のみを局所的に加熱することも可能である。貼り合わせ強度に問題がない場合には、上記熱処理は省略すれば良い。
【００３９】
次に、ボンド基板１１０を、脆化領域１１２において、半導体層１１６とボンド基板２００とに分離する（図１（Ｄ）参照）。ボンド基板１１０の分離は、熱処理により行うと良い。該熱処理の温度は、ベース基板１００の耐熱温度を目安にすることができる。例えば、ベース基板１００としてガラス基板を用いる場合には、熱処理の温度は４００℃以上７５０℃以下とすることが好ましい。ただし、ガラス基板の耐熱性が許すのであればこの限りではない。なお、本実施の形態においては、６００℃、２時間の熱処理を施すこととする。
【００４０】
上述のような熱処理を行うことにより、脆化領域１１２に形成された微小な空孔の体積変化が生じ、脆化領域１１２に亀裂が生ずる。その結果、脆化領域１１２に沿ってボンド基板１１０が分離する。これにより、ベース基板１００上にはボンド基板１１０から分離された半導体層１１６が残存することになる。また、この熱処理で、貼り合わせに係る界面が加熱されるため、当該界面に共有結合が形成され、貼り合わせを一層強固なものとすることができる。
【００４１】
上述のようにして形成された半導体層１１６は、分離工程を経ることにより平坦性が低下している。そのため、半導体層１１６の表面の平坦性を向上させる処理を行う。
【００４２】
また、分離後のボンド基板２００は、再生工程によって再生ボンド基板となり、再度用いることができる。分離後のボンド基板２００の表面には、脆化領域１１２などに起因する欠陥が存在しているため、平坦性を向上させる処理を行うことが望ましい。
【００４３】
本実施の形態において、半導体層１１６の平坦性の向上は、半導体層１１６にプラズマ処理を行うことによって実現される。半導体層１１６にプラズマ処理を行うことにより、半導体層１１６の表面にイオンやプラズマが衝突し、その表面を改質することができるのである。具体的には、半導体層１１６表面の凸部が優先的に除去されて、平坦性が向上することになる。
【００４４】
ここで、上記のプラズマ処理は、半導体層１１６の表面と、該半導体層１１６と同じ半導体材料でなる半導体ターゲットとを対向させて行う。プラズマ処理は、例えば、同様の工程で作製された少なくとも２以上のベース基板１００上に設けられた半導体層１１６を対向させて行うことができる。図２には、二つの半導体層（半導体層２０４ａと半導体層２０４ｂ）を対向させて表面処理を行う場合の様子を示す。このような構成を採用することで、一度に複数の半導体層の表面処理を行うことができることになるため、処理効率が高まる。なお、半導体ターゲットとして、分離後のボンド基板２００を用いることもできる。
【００４５】
上述のプラズマ処理は、例えば、スパッタリング装置を用いて行うことができる。図２に、スパッタリング装置を示す。図２に示すスパッタリング装置には、真空容器２０２内に、半導体層２０４ａ及び半導体層２０４ｂを有している。半導体層２０４ａおよび半導体層２０４ｂはそれぞれ、ボンド基板１１０から分離され、ベース基板１００上に設けられた半導体層１１６である。図２において、半導体層２０４ａおよび半導体層２０４ｂは、電源２１０と接続された電極（図示せず）にそれぞれ固定されている。
【００４６】
まず、排気管２１２と連結された排気手段（図示せず）を用いて真空容器２０２内を減圧または真空状態とし、ガス供給手段（図示せず）と連結された供給管２１４よりスパッタリングガスとしてＡｒガスを導入する。その後、半導体層２０４ａ及び半導体層２０４ｂに電圧を印加することによりスパッタリングガスを励起し、励起されたイオンやプラズマにより半導体層２０４ａ及び半導体層２０４ｂにプラズマ処理（スパッタリング処理とも記す）を行う。プラズマ処理に用いる電源は、ＤＣ（直流）電源またはＲＦ（交流）電源のいずれを用いることもできる。例えば、ベース基板１００としてガラス基板を用いる場合は、ＲＦ電源を用いることが好ましい。また、ベース基板１００として導電性を有する基板を用いる場合は、ＤＣ電源を用いることが好ましい。
【００４７】
また、半導体層２０４ａ、半導体層２０４ｂを加熱しながらプラズマ処理を行ってもよい。減圧状態に保持された真空容器２０２内に半導体層２０４ａ、２０４ｂを保持し、半導体層２０４ａ、２０４ｂの温度が１００℃以上９００℃未満、好ましくは２００℃以上４００℃以下となるように熱することもできる。そして、真空容器２０２内の水分を除去しつつ、スパッタリングガス（Ａｒ）を導入し、上記半導体層２０４ａ、２０４ｂを用いてプラズマ処理を行う。ヒータを用いて、半導体層２０４ａ、２０４ｂを熱しながら半導体材料を堆積することにより、プラズマ処理による損傷をより軽減することもできる。なお、ベース基板としてガラス基板を用いる場合には、ガラスの歪み点未満の温度とすることが好ましい。
【００４８】
このような構成を採用することで、一方の半導体層にプラズマ処理を行い、他方の半導体層の表面に半導体材料を堆積させることができる。一方の半導体層にプラズマ処理を行うと、一方の半導体層の表面はスパッタリングされるため、その表面は平坦化する。また、一方の半導体層がスパッタリングされることによって、対向して設けられた他方の半導体層に半導体材料が堆積する。このように、半導体材料を堆積させることによって、他方の半導体層の表面凹凸は緩和されるため、他方の半導体層の表面の平坦性も向上することになる。
【００４９】
上述のように、一方の半導体層にプラズマ処理を行うと、他方の半導体層の膜厚は増大し、一方の半導体層の膜厚が減少することになる。このため、一方の半導体層にプラズマ処理を適用した後には、他方の半導体層にプラズマ処理を適用するのが望ましい。そして、このような処理を繰り返すことで、双方の半導体層の表面の平坦性を十分に高めることができる。なお、一方の半導体層に着目すれば、上述の処理は、プラズマ処理と半導体材料の堆積処理とを交互に繰り返す処理に相当する。
【００５０】
もちろん、半導体層表面の平坦性を向上しつつ、膜減りを抑制することができるのであれば、プラズマ処理と半導体材料の堆積処理とを交互に繰り返す処理に限る必要はない。一方の半導体層にプラズマ処理を行うことにより半導体層表面を平坦化させ、かつ、他方の半導体層表面に半導体材料を堆積させることと、他方の半導体層にプラズマ処理を行うことにより他方の半導体層表面を平坦化させ、かつ、一方の半導体層表面に半導体材料を堆積させることとを同時に行うことも可能である。
【００５１】
図２では、ベース基板上に設けられた半導体層２０４ａと、ベース基板上に設けられた半導体層２０４ｂとを対向させてプラズマ処理を行う場合について示しているが、本発明の一態様はこれに限定されない。一方を、ベース基板上に設けられた半導体層とし、他方を、半導体層が分離されたボンド基板としてプラズマ処理を行うこともできる。この場合には、半導体層の平坦性向上の処理と、分離後のボンド基板の再生処理が同時に行われることになる。
【００５２】
また、当該思想を応用して、２以上のボンド基板２００を対向させて上述の処理を行ってもよい。この場合には、分離後のボンド基板２００の再生処理を効率よく行うことが可能である。再生処理として、上述のプラズマ処理に加えて、熱処理またはエッチング処理、または双方を組み合わせて行うこともできる。このような再生処理を行ったボンド基板２００は、ボンド基板１１０として再度利用することができる。
【００５３】
このような構成を採用することで、一度に複数の半導体層、およびボンド基板の表面処理を行うことができることになるため、処理効率が高まる。
【００５４】
なお、上述の処理の後には、半導体層１１６等に対して、レーザー光を照射しても良い。レーザー光を半導体層１１６に照射することで、半導体層１１６が溶融し、その後の冷却、固化によって、欠陥が低減され、表面の平坦性がさらに向上した半導体層が得られるのである。
【００５５】
また、上記処理の後に、半導体層の膜厚を小さくする薄膜化工程を行っても良い。半導体層の薄膜化には、ドライエッチング処理またはウェットエッチング処理の一方、または双方を組み合わせたエッチング処理を適用することができる。例えば、半導体層がシリコンからなる場合、ＳＦ６とＯ２をプロセスガスに用いたドライエッチング処理で、半導体層を薄くすることができる。また、薄膜化工程において、エッチング処理に代えてＣＭＰ等の研磨処理を行ってもよく、またはエッチング処理とＣＭＰ処理を組み合わせて行ってもよい。
【００５６】
以上により、ベース基板１００上に、半導体層１１８を形成することができる（図１（Ｅ）参照）。半導体層１１８の膜厚は、例えば１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。
【００５７】
以上に示すように、開示する発明の一態様によって、半導体層の表面を効率よく平坦化することが可能である。このため、作製されるＳＯＩ基板の製造コストを抑制することが可能である。また、開示する発明の一態様によって、ボンド基板の再生を効率よく行うことができるため、これを用いて作製されるＳＯＩ基板の製造コストを抑制することが可能である。
【００５８】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００５９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、ＳＯＩ基板の作製方法の他の一例について、図３を参照して説明する。実施の形態１と本実施の形態の相違は、ベース基板に絶縁層１０１を形成する点にある。よって、以下ではこの点について主に説明する。
【００６０】
まず、ベース基板１００を用意（図３（Ａ−１）参照）し、該ベース基板上に絶縁層１０１を形成する（図３（Ａ−２）参照）。ベース基板１００については、図１（Ａ）を参酌すればよい。
【００６１】
絶縁層１０１の形成方法は特に限定されないが、例えば、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などを用いることができる。絶縁層１０１は、貼り合わせに係る表面を有する層であるから、その表面が、高い平坦性を有するように形成されることが好ましい。絶縁層１０１は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどから選ばれた一または複数の材料を用いて形成することができる。例えば、酸化シリコンを用いて絶縁層１０１を形成する場合には、有機シランガスを用いて化学気相成長法により形成することで極めて平坦性に優れた絶縁層１０１を得ることができる。なお、本実施の形態においては絶縁層１０１を単層構造としているが、積層構造としても良い。
【００６２】
次に、ボンド基板１１０を用意し、ボンド基板１１０の表面に絶縁層１１４を形成し、ボンド基板１１０に対してイオンを照射することにより脆化領域１１２を形成する（図３（Ｂ−１）乃至図３（Ｂ−３）参照）。図３（Ｂ−１）乃至図３（Ｂ−３）は、図１（Ｂ−１）乃至図１（Ｂ−３）と同様に行うことができるため、詳細な説明は省略する。
【００６３】
次に、ベース基板１００とボンド基板１１０を貼り合わせる（図３（Ｃ）参照）。具体的には、絶縁層１０１及び絶縁層１１４を介してベース基板１００とボンド基板１１０を貼り合わせる。絶縁層１０１の表面と絶縁層１１４の表面とを接触させた後、加圧処理を施すことで、ベース基板１００とボンド基板１１０の貼り合わせが実現される。
【００６４】
なお、ボンド基板１１０とベース基板１００を貼り合わせる前に、単結晶半導体基板若しくはボンド基板１１０上に形成された絶縁層１１４、又はベース基板１００若しくはベース基板１００上に形成された絶縁層１０１の表面処理を行うことが好ましい。表面処理を行うことで、ボンド基板１１０とベース基板１００の接合界面での接合強度を向上させることができる。
【００６５】
表面処理としては、ウェットエッチング処理、ドライエッチング処理、またはウェットエッチング処理及びドライエッチング処理の組み合わせが挙げられる。また、異なるウェットエッチング処理を組み合わせる、または異なるドライエッチング処理を組み合わせて行うことができる。
【００６６】
ウェットエッチング処理としては、オゾン水を用いたオゾン処理（オゾン水洗浄）、メガソニック洗浄、または２流体洗浄（純水や水素添加水等の機能水を窒素等のキャリアガスとともに吹き付ける方法）などが挙げられる。ドライエッチング処理としては、紫外線処理、オゾン処理、プラズマ処理、バイアス印加プラズマ処理、またはラジカル処理などが挙げられる。被処理体（単結晶半導体基板、単結晶半導体基板上に形成された絶縁層、ベース基板またはベース基板上に形成された絶縁層）に対し、上記のような表面処理を行うことで、被処理体表面の親水性および清浄性を高める効果を奏する。その結果、基板同士の接合強度を向上させることができる。
【００６７】
ウェットエッチング処理は、被処理体表面に付着するマクロなゴミなどの除去に効果的である。ドライエッチング処理は、被処理体表面に付着する有機物などミクロなゴミの除去または分解に効果的である。ここで、被処理体に対し、紫外線処理などのドライエッチング処理を行った後、洗浄などのウェットエッチング処理を行うことで、被処理体表面を清浄化および親水化し、さらに被処理体表面のウォーターマークの発生を抑制できるため好ましい。
【００６８】
また、ドライエッチング処理として、オゾンまたは一重項酸素などの活性状態にある酸素を用いた表面処理を行うことが好ましい。オゾンまたは一重項酸素などの活性状態にある酸素により、被処理体表面に付着する有機物を効果的に除去または分解することができる。また、オゾンまたは一重項酸素などの活性状態にある酸素に、紫外線のうち２００ｎｍ未満の波長を含む光による処理を組み合わせることで、被処理体表面に付着する有機物をさらに効果的に除去することができる。以下、具体的に説明する。
【００６９】
例えば、酸素を含む雰囲気下で紫外線を照射することにより、被処理体の表面処理を行う。酸素を含む雰囲気下において、紫外線のうち２００ｎｍ未満の波長を含む光と２００ｎｍ以上の波長を含む光を照射することにより、オゾンを生成させるとともに一重項酸素を生成させることができる。また、紫外線のうち１８０ｎｍ未満の波長を含む光を照射することにより、オゾンを生成させるとともに一重項酸素を生成させることもできる。
【００７０】
酸素を含む雰囲気下で、２００ｎｍ未満の波長を含む紫外光および２００ｎｍ以上の波長を含む紫外光を照射することにより起きる反応例を示す。
Ｏ２＋ｈν（λ１ｎｍ）→Ｏ（３Ｐ）＋Ｏ（３Ｐ）            （１）
Ｏ（３Ｐ）＋Ｏ２→Ｏ３                                    （２）
Ｏ３＋ｈν（λ２ｎｍ）→Ｏ（１Ｄ）＋Ｏ２                  （３）
【００７１】
上記反応式（１）において、酸素（Ｏ２）を含む雰囲気下で２００ｎｍ未満の波長（λ１ｎｍ）を含む紫外光（ｈν）を照射することにより基底状態の酸素原子（Ｏ（３Ｐ））が生成する。次に、反応式（２）において、基底状態の酸素原子（Ｏ（３Ｐ））と酸素（Ｏ２）とが反応してオゾン（Ｏ３）が生成する。そして、反応式（３）において、生成されたオゾン（Ｏ３）を含む雰囲気下で２００ｎｍ以上の波長（λ２ｎｍ）を含む紫外光が照射されることにより、励起状態の一重項酸素Ｏ（１Ｄ）が生成される。酸素を含む雰囲気下において、紫外線のうち２００ｎｍ未満の波長を含む光を照射することによりオゾンを生成させるとともに、２００ｎｍ以上の波長を含む光を照射することによりオゾンを分解して一重項酸素を生成する。上記のような表面処理は、例えば、酸素を含む雰囲気下での低圧水銀ランプの照射（λ１＝１８５ｎｍ、λ２＝２５４ｎｍ）により行うことができる。
【００７２】
また、酸素を含む雰囲気下で、１８０ｎｍ未満の波長を含む紫外光を照射して起きる反応例を示す。
Ｏ２＋ｈν（λ３ｎｍ）→Ｏ（１Ｄ）＋Ｏ（３Ｐ）            （４）
Ｏ（３Ｐ）＋Ｏ２→Ｏ３                                    （５）
Ｏ３＋ｈν（λ３ｎｍ）→Ｏ（１Ｄ）＋Ｏ２                  （６）
【００７３】
上記反応式（４）において、酸素（Ｏ２）を含む雰囲気下で１８０ｎｍ未満の波長（λ３ｎｍ）を含む紫外光を照射することにより、励起状態の一重項酸素Ｏ（１Ｄ）と基底状態の酸素原子（Ｏ（３Ｐ））が生成する。次に、反応式（５）において、基底状態の酸素原子（Ｏ（３Ｐ））と酸素（Ｏ２）とが反応してオゾン（Ｏ３）が生成する。反応式（６）において、生成されたオゾン（Ｏ３）を含む雰囲気下で１８０ｎｍ未満の波長（λ３ｎｍ）を含む紫外光が照射されることにより、励起状態の一重項酸素と酸素が生成される。酸素を含む雰囲気下において、紫外線のうち１８０ｎｍ未満の波長を含む光を照射することによりオゾンを生成させるとともにオゾンまたは酸素を分解して一重項酸素を生成する。上記のような表面処理は、例えば、酸素を含む雰囲気下でのＸｅエキシマＵＶランプの照射により行うことができる。
【００７４】
２００ｎｍ未満の波長を含む紫外光により被処理体表面に付着する有機物などの化学結合を切断し、オゾンまたは一重項酸素により被処理体表面に付着する有機物や化学結合を切断した有機物などを酸化分解して除去することができる。上記のような表面処理を行うことで、被処理体表面の親水性および清浄性をより高めることができ、接合を良好に行うことができる。
【００７５】
本実施の形態においては、ベース基板１００とボンド基板１１０とを貼り合わせる前に、表面処理を行う場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されず、表面処理の代わりに実施の形態１で説明したプラズマ処理を行ってもよいし、表面処理とプラズマ処理とを組み合わせて行ってもよい。なお、実施の形態１において、プラズマ処理の代わりに実施の形態２で説明した表面処理を行ってもよいし、表面処理とプラズマ処理とを組み合わせて行ってもよい。
【００７６】
次に、ボンド基板１１０を、脆化領域１１２において、半導体層１１６とボンド基板２００とに分離する（図３（Ｄ）参照）。これにより、ベース基板１００上には半導体層１１６が残存することになる。
【００７７】
次に、ボンド基板１１０から分離された半導体層１１６の表面、及び分離後のボンド基板２００に対して、スパッタリング処理を行うことにより、それぞれの平坦性を向上させる。スパッタリング処理は、実施の形態１（図２）と同様に行うことができるため、詳細な説明は省略する。
【００７８】
その後、半導体層１１６に欠陥低減処理や、表面の平坦性向上処理等を施すことにより、ベース基板１００上に半導体層１１８を形成することができる（図３（Ｅ）参照）。なお、図３（Ｄ）及び図３（Ｅ）は、上記図１（Ｄ）及び図１（Ｅ）と同様に行うことができるため、詳細な説明は省略する。
【００７９】
なお、再生処理として、実施の形態１（図２）で説明したスパッタリング処理に加えて、熱処理やエッチング処理を行うことにより、ボンド基板２００を、ボンド基板１１０として再度利用することができる。
【００８０】
以上に示すように、開示する発明の一態様によって、半導体層の表面を効率よく平坦化することが可能である。このため、作製されるＳＯＩ基板の製造コストを抑制することが可能である。また、開示する発明の一態様によって、ボンド基板の再生を効率よく行うことができるため、これを用いて作製されるＳＯＩ基板の製造コストを抑制することが可能である。
【００８１】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００８２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、図４及び図５を用いて、上記実施の形態に係るＳＯＩ基板を用いた半導体装置の作製方法について説明する。本実施の形態では、半導体装置の一例として複数のトランジスタからなる半導体装置の作製方法について説明する。以下において示すトランジスタを組み合わせて用いることで、様々な半導体装置を形成することができる。
【００８３】
図４（Ａ）は、先の実施の形態に示す方法で作製したＳＯＩ基板の一部を示す断面図である。
【００８４】
半導体層１１８は図３（Ｅ）における半導体層１１８に対応しており、平坦性が向上した表面を有している。
【００８５】
半導体層１１８には、トランジスタのしきい値電圧を制御するために、硼素、アルミニウム、ガリウムなどのｐ型不純物や、リン、砒素などのｎ型不純物を添加しても良い。不純物を添加する領域、および添加する不純物の種類は、適宜変更することができる。例えば、ｎチャネル型トランジスタの形成領域にｐ型不純物を添加し、ｐチャネル型トランジスタの形成領域にｎ型不純物を添加する。
【００８６】
その後、半導体層１１８を島状に分離して、半導体層１４５および半導体層１４６を形成する（図４（Ｂ）参照）。表面荒れが抑制された半導体層１４５及び半導体層１４６を活性層とすることで、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００８７】
次に、半導体層１４５と半導体層１４６を覆うように、ゲート絶縁膜１４７を形成する（図４（Ｃ）参照）。ここでは、プラズマＣＶＤ法を用いて、酸化シリコン膜を単層で形成することとする。酸化シリコン以外にも、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル等を含む膜を、単層構造または積層構造で形成することによりゲート絶縁膜１４７としても良い。
【００８８】
プラズマＣＶＤ法以外の作製方法としては、スパッタリング法や、高密度プラズマ処理による酸化または窒化による方法が挙げられる。高密度プラズマ処理は、例えば、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガスと、酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素などのガスとの混合ガスを用いて行う。この場合、プラズマの励起をマイクロ波の導入により行うことで、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。このような高密度のプラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体層の表面を酸化または窒化することにより、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下、望ましくは２ｎｍ以上１０ｎｍ以下の絶縁膜を半導体層に接するように形成する。
【００８９】
上述した高密度プラズマ処理による半導体層の酸化または窒化は固相反応であるため、ゲート絶縁膜１４７と半導体層１４５との界面準位密度、並びに、ゲート絶縁膜１４７と半導体層１４６との界面準位密度をきわめて低くすることができる。また、高密度プラズマ処理により半導体層を直接酸化または窒化することで、形成される絶縁膜の厚さのばらつきを抑えることが出来る。また、半導体層が単結晶であるため、高密度プラズマ処理を用いて半導体層の表面を固相反応で酸化させる場合であっても、均一性が良く、界面準位密度の低いゲート絶縁膜を形成することができる。このように、高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜をトランジスタのゲート絶縁膜の一部または全部に用いることで、特性のばらつきを抑制することができる。
【００９０】
または、半導体層１４５と半導体層１４６を熱酸化させることで、ゲート絶縁膜１４７を形成するようにしてもよい。この場合には、半導体層１４５及び半導体層１４６それぞれの表面にゲート絶縁膜が形成される。このように、熱酸化を用いる場合には、ある程度の耐熱性を有するガラス基板を用いることが必要である。
【００９１】
なお、水素を含むゲート絶縁膜１４７を形成し、その後、３５０℃以上４５０℃以下の温度による加熱処理を行うことで、ゲート絶縁膜１４７中に含まれる水素を半導体層１４５および半導体層１４６中に拡散させるようにしてもよい。この場合、ゲート絶縁膜１４７として、プラズマＣＶＤ法を用いた窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを用いることができる。なお、プロセス温度は３５０℃以下とすると良い。このように、半導体層１４５および半導体層１４６に水素を供給することで、半導体層１４５中、半導体層１４６中、ゲート絶縁膜１４７と半導体層１４５の界面、およびゲート絶縁膜１４７と半導体層１４６の界面における欠陥を効果的に低減することができる。
【００９２】
次に、ゲート絶縁膜１４７上に導電膜を形成した後、該導電膜を所定の形状に加工（パターニング）することで、半導体層１４５の上方に電極１４８を、半導体層１４６の上方に電極１４９を形成する（図４（Ｄ）参照）。導電膜の形成にはＣＶＤ法、スパッタリング法等を用いることができる。導電膜は、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）、ニオブ（Ｎｂ）等の材料を用いて形成することができる。また、上記金属を主成分とする合金材料を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。または、半導体に導電性を付与する不純物元素をドーピングした多結晶シリコンなど、半導体材料を用いて形成しても良い。
【００９３】
本実施の形態では電極１４８および電極１４９を単層の導電膜で形成しているが、開示する発明の一態様に係る半導体装置は該構成に限定されない。電極１４８および電極１４９は積層された複数の導電膜で形成されていても良い。２層構造とする場合には、例えば、モリブデン膜、チタン膜、窒化チタン膜等を下層に用い、上層にはアルミニウム膜などを用いればよい。３層構造の場合には、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造や、チタン膜とアルミニウム膜とチタン膜の積層構造などを採用するとよい。
【００９４】
なお、電極１４８および電極１４９を形成する際に用いるマスクは、酸化シリコンや窒化酸化シリコン等の材料を用いて形成してもよい。この場合、酸化シリコン膜や窒化酸化シリコン膜等をパターニングしてマスクを形成する工程が加わるが、これらの材料を用いたマスクでは、レジスト材料を用いたマスクと比較してエッチング時における膜減りが少ないため、より正確な形状の電極１４８および電極１４９を形成することができる。また、マスクを用いずに、液滴吐出法を用いて選択的に電極１４８および電極１４９を形成しても良い。ここで、液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を吐出または噴出することで所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
【００９５】
また、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節し、所望のテーパー形状を有するように電極１４８および電極１４９を形成することもできる。また、テーパー形状は、マスクの形状によって制御することもできる。なお、エッチング用ガスとしては、塩素、塩化硼素、塩化珪素、四塩化炭素などの塩素系ガス、四弗化炭素、弗化硫黄、弗化窒素などのフッ素系ガス、または酸素などを適宜用いることができる。
【００９６】
次に、電極１４８および電極１４９をマスクとして、一導電型を付与する不純物元素を半導体層１４５及び半導体層１４６のそれぞれに添加する（図４（Ｅ）参照）。本実施の形態では、半導体層１４５にｎ型を付与する不純物元素（例えばリンまたはヒ素）を、半導体層１４６にｐ型を付与する不純物元素（例えばホウ素）を添加する。なお、ｎ型を付与する不純物元素を半導体層１４５に添加する際には、ｐ型の不純物が添加される半導体層１４６はマスク等で覆い、ｎ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。また、ｐ型を付与する不純物元素を半導体層１４６に添加する際には、ｎ型の不純物が添加される半導体層１４５はマスク等で覆い、ｐ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。または、半導体層１４５および半導体層１４６のそれぞれに、ｐ型を付与する不純物元素またはｎ型を付与する不純物元素の一方を添加した後、一方の半導体層のみに、ｎ型を付与する不純物元素またはｐ型を付与する不純物元素の他方をより高い濃度で添加するようにしても良い。上記不純物の添加により、半導体層１４５に不純物領域１５１、半導体層１４６に不純物領域１５２が形成される。
【００９７】
次に、電極１４８の側面にサイドウォール１５３を、電極１４９の側面にサイドウォール１５４を形成する（図５（Ａ）参照）。サイドウォール１５３およびサイドウォール１５４は、例えば、ゲート絶縁膜１４７、電極１４８および電極１４９を覆うように新たに絶縁膜を形成し、異方性エッチングにより該絶縁膜を部分的にエッチングすることで形成することができる。なお、上記の異方性エッチングにより、ゲート絶縁膜１４７を部分的にエッチングしても良い。サイドウォール１５３およびサイドウォール１５４を形成するための絶縁膜としては、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、有機材料などを含む膜を、単層構造または積層構造で形成すれば良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法によって形成する。また、エッチングガスとしては、ＣＨＦ３とヘリウムの混合ガスを用いることができる。なお、サイドウォール１５３およびサイドウォール１５４を形成する工程は、これらに限定されるものではない。
【００９８】
次に、ゲート絶縁膜１４７、電極１４８、電極１４９、サイドウォール１５３およびサイドウォール１５４をマスクとして、半導体層１４５及び半導体層１４６それぞれに一導電型を付与する不純物元素を添加する（図５（Ｂ）参照）。なお、半導体層１４５と半導体層１４６には、それぞれ先の工程で添加した不純物元素と同じ導電型の不純物元素をより高い濃度で添加する。ここで、ｎ型を付与する不純物元素を半導体層１４５に添加する際には、ｐ型の不純物が添加される半導体層１４６はマスク等で覆い、ｎ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。また、ｐ型を付与する不純物元素を半導体層１４６に添加する際には、ｎ型の不純物が添加される半導体層１４５はマスク等で覆い、ｐ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。
【００９９】
上記不純物元素の添加により、半導体層１４５に、一対の高濃度不純物領域１６２と、一対の低濃度不純物領域１６３と、チャネル形成領域１６１とが形成される。また、上記不純物元素の添加により、半導体層１４６に、一対の高濃度不純物領域１７２と、一対の低濃度不純物領域１７３と、チャネル形成領域１７１とが形成される。高濃度不純物領域１６２及び高濃度不純物領域１７２はそれぞれソースまたはドレインとして機能し、低濃度不純物領域１６３及び低濃度不純物領域１７３はそれぞれＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域として機能する。
【０１００】
なお、半導体層１４５上に形成されたサイドウォール１５３と、半導体層１４６上に形成されたサイドウォール１５４は、キャリアが移動する方向（いわゆるチャネル長に平行な方向）の長さが同じになるように形成しても良いが、異なるように形成しても良い。例えば、ｐチャネル型トランジスタとなる半導体層１４６上のサイドウォール１５４は、ｎチャネル型トランジスタとなる半導体層１４５上のサイドウォール１５３よりも、キャリアが移動する方向の長さが長くなるように形成すると良い。ｐチャネル型トランジスタにおいて、サイドウォール１５４の長さをより長くすることで、ホウ素の拡散による短チャネル効果を抑制することができるため、ソースおよびドレインに高濃度のホウ素を添加することが可能となる。これにより、ソースおよびドレインを十分に低抵抗化することができる。
【０１０１】
ソースおよびドレインをさらに低抵抗化するために、半導体層１４５および半導体層１４６の一部をシリサイド化したシリサイド領域を形成しても良い。シリサイド化は、半導体層に金属を接触させ、加熱処理（例えば、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等）により、半導体層中の珪素と金属とを反応させて行う。シリサイド領域としては、コバルトシリサイドまたはニッケルシリサイドを形成すれば良い。半導体層１４５や半導体層１４６が薄い場合には、半導体層１４５や半導体層１４６の底部までシリサイド反応を進めても良い。シリサイド化に用いることができる金属材料としては、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、ネオジム（Ｎｄ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられる。また、レーザー光の照射などによってもシリサイド領域を形成することができる。
【０１０２】
上述の工程により、ｎチャネル型トランジスタ１６５およびｐチャネル型トランジスタ１７５が形成される。なお、図５（Ｂ）に示す段階では、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜は形成されていないが、これらのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜を含めてトランジスタと呼ぶこともある。
【０１０３】
次に、ｎチャネル型トランジスタ１６５及びｐチャネル型トランジスタ１７５を覆うように絶縁膜１８１を形成する（図５（Ｃ）参照）。絶縁膜１８１は必ずしも設ける必要はないが、絶縁膜１８１を形成することで、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がｎチャネル型トランジスタ１６５、ｐチャネル型トランジスタ１７５に侵入することを防止できる。具体的には、絶縁膜１８１を、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどの材料を用いて形成するのが望ましい。本実施の形態では、膜厚６００ｎｍ程度の窒化酸化シリコン膜を、絶縁膜１８１として用いる。この場合、上述の水素化の工程は、該窒化酸化シリコン膜形成後に行っても良い。なお、本実施の形態においては、絶縁膜１８１を単層構造としているが、積層構造としても良いことはいうまでもない。例えば、２層構造とする場合には、酸化窒化シリコン膜と窒化酸化シリコン膜との積層構造とすることができる。
【０１０４】
次に、ｎチャネル型トランジスタ１６５及びｐチャネル型トランジスタ１７５を覆うように、絶縁膜１８１上に絶縁膜１８２を形成する（図５（Ｃ）参照）。絶縁膜１８２は、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いて形成するとよい。また、上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ等を用いることもできる。ここで、シロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、芳香族炭化水素から選ばれる一を有していても良い。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜１８２を形成しても良い。
【０１０５】
絶縁膜１８２の形成には、その材料に応じて、ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。
【０１０６】
次に、半導体層１４５と半導体層１４６の一部が露出するように絶縁膜１８１および絶縁膜１８２にコンタクトホールを形成する。そして、該コンタクトホールを介して半導体層１４５に接する導電膜１８３および導電膜１８４と、半導体層１４６に接する導電膜１８５および導電膜１８６を形成する（図５（Ｄ）参照）。導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６は、トランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する。なお、本実施の形態においては、コンタクトホール開口時のエッチングに用いるガスとしてＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いたが、これに限定されるものではない。
【０１０７】
導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）等を用いることができる。また、上記材料を主成分とする合金を用いても良いし、上記材料を含む化合物を用いても良い。また、導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６は、単層構造としても良いし、積層構造としても良い。
【０１０８】
アルミニウムを主成分とする合金の例としては、アルミニウムを主成分として、ニッケルを含むものを挙げることができる。また、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素または珪素の一方または両方を含むものを挙げることができる。アルミニウムやアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）は抵抗値が低く、安価であるため、導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６を形成する材料として適している。特に、アルミニウムシリコンは、パターニングの際のレジストベークによるヒロックの発生を抑制することができるため好ましい。また、珪素の代わりに、アルミニウムに０．５％程度のＣｕを混入させた材料を用いても良い。
【０１０９】
導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６を積層構造とする場合には、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン膜と窒化チタン膜とバリア膜の積層構造などを採用するとよい。なお、バリア膜とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデンまたはモリブデンの窒化物などを用いて形成された膜である。バリア膜の間にアルミニウムシリコン膜を挟むように導電膜を形成すると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生をより一層防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンを用いてバリア膜を形成すると、半導体層１４５と半導体層１４６上に薄い酸化膜が形成されていたとしても、バリア膜に含まれるチタンが該酸化膜を還元し、導電膜１８３および導電膜１８４と半導体層１４５とのコンタクト、導電膜１８５および導電膜１８６と半導体層１４６とのコンタクトを良好なものとすることができる。また、バリア膜を複数積層するようにして用いても良い。その場合、例えば、導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６を、下層からチタン、窒化チタン、アルミニウムシリコン、チタン、窒化チタンのように、５層構造またはそれ以上の積層構造とすることもできる。
【０１１０】
また、導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６として、ＷＦ６ガスとＳｉＨ４ガスから化学気相成長法で形成したタングステンシリサイドを用いても良い。また、ＷＦ６を水素還元して形成したタングステンを、導電膜１８３、導電膜１８４、導電膜１８５、及び導電膜１８６として用いても良い。
【０１１１】
なお、導電膜１８３および導電膜１８４はｎチャネル型トランジスタ１６５の高濃度不純物領域１６２に接続されている。導電膜１８５および導電膜１８６はｐチャネル型トランジスタ１７５の高濃度不純物領域１７２に接続されている。
【０１１２】
なお、本実施の形態においては、ｎチャネル型トランジスタ１６５とｐチャネル型トランジスタ１７５が、それぞれゲート電極として機能する電極を１つずつ有する場合（電極１４８と電極１４９をそれぞれ有する場合）を例示しているが、開示する発明の一態様は該構成に限定されない。トランジスタは、ゲート電極として機能する電極を複数有し、なおかつ該複数の電極が電気的に接続されているマルチゲート構造を有していても良い。
【０１１３】
本実施の形態で示したように、半導体層の表面荒れが抑制されたＳＯＩ基板を用いるため、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【０１１４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１１５】
（実施の形態４）
次に、図６および図７を用いて、本発明の一態様に係るＳＯＩ基板を利用した表示装置について説明する。
【０１１６】
図６は、液晶表示装置の構成例を示す図面である。図６（Ａ）は液晶表示装置の画素の平面図であり、図６（Ｂ）はＪ−Ｋ切断線による図６（Ａ）の断面図である。図６（Ａ）において、半導体層５１１は、画素のトランジスタ５２５を構成する。画素は、半導体層５１１、半導体層５１１と交差している走査線５２２、走査線５２２と交差している信号線５２３、画素電極５２４、画素電極５２４と半導体層５１１を電気的に接続する電極５２８を有する。半導体層５１１は、本発明の一態様に係るＳＯＩ基板を有する半導体層から形成された層である。ベース基板１００としては、ガラス基板を用いることが好ましい。
【０１１７】
図６（Ｂ）に示すように、ベース基板１００上に、絶縁層１１４、半導体層５１１が積層されている。半導体層５１１は、図１（Ｅ）などに示す半導体層１１８をエッチングによる素子分離により形成した層である。半導体層５１１には、チャネル形成領域５１２、ｎ型の不純物領域５１４が形成されている。トランジスタ５２５のゲート電極は走査線５２２に含まれ、ソース電極またはドレイン電極の一方は信号線５２３に含まれている。
【０１１８】
層間絶縁層５２７上には、信号線５２３、画素電極５２４および電極５２８が設けられている。また、層間絶縁層５２７上には、柱状スペーサ５２９が形成され、信号線５２３、画素電極５２４、電極５２８および柱状スペーサ５２９を覆って配向膜５３０が形成されている。対向基板５３２には、対向電極５３３、対向電極５３３を覆う配向膜５３４が形成されている。柱状スペーサ５２９は、ベース基板１００と対向基板５３２の隙間を維持するために形成される。柱状スペーサ５２９によって維持される対向基板５３２側の配向膜５３４とベース基板１００側の配向膜５３０との隙間に液晶層５３５が形成されている。信号線５２３と不純物領域５１４、および電極５２８と不純物領域５１４の接続部は、層間絶縁層５２７や信号線５２３、電極５２８により段差が生じるので、接続部で液晶層５３５の液晶の配向が乱れやすい。そのため、段差部に柱状スペーサ５２９を形成して、液晶の配向の乱れを防ぐ。
【０１１９】
なお、ベース基板１００としてはガラス基板を用いることができる。そのため、本発明の一態様であるＳＯＩ基板を適用して作製する液晶表示装置は、反射型液晶表示装置に限定されず、透過型液晶表示装置または半透過型液晶表示装置とすることができる。
【０１２０】
次に、ＥＬ表示装置について、説明する。図７（Ａ）はＥＬ表示装置の画素の平面図であり、図７（Ｂ）はＪ−Ｋ切断線による図７（Ａ）の断面図である。図７（Ａ）に示すように、画素は、選択用トランジスタ４０１、表示制御用トランジスタ４０２、走査線４０５、信号線４０６、および電流供給線４０７、画素電極４０８を有する。エレクトロルミネセンス材料を含んで形成される層（少なくとも発光層を含む有機化合物層）が一対の電極間に挟まれた構造の発光素子が各画素に設けられている。発光素子の一方の電極が画素電極４０８である。
【０１２１】
選択用トランジスタ４０１が有する半導体層４０３、表示制御用トランジスタ４０２が有する半導体層４０４は、図１（Ｅ）などに示す半導体層１１８をエッチングによる素子分離により形成した層である。
【０１２２】
選択用トランジスタ４０１において、ゲート電極は走査線４０５に含まれ、ソース電極またはドレイン電極の一方は信号線４０６に含まれ、他方は電極４１１として形成されている。表示制御用トランジスタ４０２は、ゲート電極４１２が電極４１１と電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の一方は、画素電極４０８に電気的に接続される電極４１３として形成され、他方は、電流供給線４０７に含まれている。
【０１２３】
表示制御用トランジスタ４０２はｐチャネル型電界効果トランジスタである。図７（Ｂ）に示すように、半導体層４０４には、チャネル形成領域４５１、ｐ型の不純物領域４５２が形成されている。表示制御用トランジスタ４０２のゲート電極４１２を覆って、層間絶縁層４２７が形成されている。層間絶縁層４２７上に、信号線４０６、電流供給線４０７、電極４１３などが形成されている。また、層間絶縁層４２７上には、電極４１３に電気的に接続されている画素電極４０８が形成されている。画素電極４０８は周辺部が絶縁性の隔壁層４２８で囲まれている。画素電極４０８上には有機化合物層４２９が形成され、有機化合物層４２９上には対向電極４３０が形成されている。補強板として対向基板４３１が設けられており、対向基板４３１は樹脂層４３２によりベース基板１００に固定されている。
【０１２４】
ベース基板１００としてはガラス基板を用いることができる。そのため、本発明の一態様であるＳＯＩ基板を適用して作製するＥＬ表示装置は、対向基板側から光を取り出すトップエミッション構造に限定されず、ベース基板側から光を取り出すボトムエミッション構造とすることができる。
【０１２５】
図６に示す液晶表示装置や図７に示すＥＬ表示装置に、本発明の一態様に係るＳＯＩ基板の半導体層を用いたトランジスタを適用することができる。本発明の一態様に係る半導体層は、単結晶半導体を用いているため、従来の非晶質半導体層をレーザー結晶化させた多結晶半導体層よりも結晶性が優れている。結晶性の優れた半導体層でトランジスタのチャネル形成領域を形成することで、画素を駆動するなど表示装置を構成するトランジスタを高性能化することができ、さらに高画質な表示装置を提供することができる。
【０１２６】
また、上述のように、ベース基板としてはガラス基板を用いることができ、ベース基板として半導体基板を適用する場合と異なり、光を透過することが可能となる。したがって、ベース基板側から光を取り出す構成（ベース基板側に光を透過させる構成）、対向基板側から光を取り出す構成（対向基板側に光を透過させる構成）、両方の基板から光を取り出す構成（両方の基板側から光を透過させる構成）など、適宜実施者が選択することができる。
【０１２７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１２８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置を表示部に備えた電子機器について説明する。
【０１２９】
本実施の形態の電子機器の構成の一例について図８乃至図１０を用いて説明する。図８乃至図１０は、本実施の形態の電子機器の構成の一例を示す図である。
【０１３０】
本発明の一態様である表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１３１】
図８（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置９６００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。
【０１３２】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
【０１３３】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデム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、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１３４】
図８（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０１３５】
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
【０１３６】
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０１３７】
図９（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成されており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図９（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、または赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）などを備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本発明に係る表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１３８】
図９（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図９（Ａ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１３９】
図９（Ｂ）は大型遊技機であるスロットマシンの一例を示している。スロットマシン９９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロットマシン９９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本発明に係る表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１４０】
図１０（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機９０００は、筐体９００１に組み込まれた表示部９００２の他、操作ボタン９００３、外部接続ポート９００４、スピーカ９００５、マイク９００６などを備えている。
【０１４１】
図１０（Ａ）に示す携帯電話機９０００は、表示部９００２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部９００２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１４２】
表示部９００２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字などの情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０１４３】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部９００２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部９００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１４４】
また、携帯電話機９０００内部に、ジャイロ、加速度センサなどの傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機９０００の向き（縦か横か）を判断して、表示部９００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０１４５】
また、画面モードの切り替えは、表示部９００２を触れること、または筐体９００１の操作ボタン９００３の操作により行われる。また、表示部９００２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０１４６】
また、入力モードにおいて、表示部９００２の光センサで検出される信号を検知し、表示部９００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０１４７】
表示部９００２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部９００２に掌や指を触れることで、掌紋、指紋などを撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０１４８】
図１０（Ｂ）も携帯電話機の一例である。図１０（Ｂ）の携帯電話機は、筐体９４１１に、表示部９４１２、及び操作ボタン９４１３を含む表示装置９４１０と、筐体９４０１に操作ボタン９４０２、外部入力端子９４０３、マイク９４０４、スピーカ９４０５、及び着信時に発光する発光部９４０６を含む通信装置９４００とを有しており、表示機能を有する表示装置９４１０は電話機能を有する通信装置９４００と矢印の２方向に脱着可能である。よって、表示装置９４１０と通信装置９４００の短軸同士を取り付けることも、表示装置９４１０と通信装置９４００の長軸同士を取り付けることもできる。また、表示機能のみを必要とする場合、通信装置９４００より表示装置９４１０を取り外し、表示装置９４１０を単独で用いることもできる。通信装置９４００と表示装置９４１０とは無線通信または有線通信により画像または入力情報を授受することができ、通信装置９４００と表示装置９４１０とは、それぞれ充電可能なバッテリーを有する。
【０１４９】
上記に一例として挙げたように、本発明の一態様である表示装置は、様々な電子機器に適用することができる。また、本発明の一態様である表示装置を搭載することにより電子機器の信頼性を向上させることができる。
【０１５０】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１５１】
１００    ベース基板
１０１    絶縁層
１１０    ボンド基板
１１２    脆化領域
１１４    絶縁層
１１６    半導体層
１１８    半導体層
１４５    半導体層
１４６    半導体層
１４７    ゲート絶縁膜
１４８    電極
１４９    電極
１５１    不純物領域
１５２    不純物領域
１５３    サイドウォール
１５４    サイドウォール
１６１    チャネル形成領域
１６２    高濃度不純物領域
１６３    低濃度不純物領域
１６５    ｎチャネル型トランジスタ
１７１    チャネル形成領域
１７２    高濃度不純物領域
１７３    低濃度不純物領域
１７５    ｐチャネル型トランジスタ
１８１    絶縁膜
１８２    絶縁膜
１８３    導電膜
１８４    導電膜
１８５    導電膜
１８６    導電膜
２００    ボンド基板
２０２    真空容器
２０４ａ    半導体層
２０４ｂ    半導体層
２１０    電源
２１２    排気管
２１４    供給管
４０１    選択用トランジスタ
４０２    表示制御用トランジスタ
４０３    半導体層
４０４    半導体層
４０５    走査線
４０６    信号線
４０７    電流供給線
４０８    画素電極
４１１    電極
４１２    ゲート電極
４１３    電極
４２７    層間絶縁層
４２８    隔壁層
４２９    有機化合物層
４３０    対向電極
４３１    対向基板
４３２    樹脂層
４５１    チャネル形成領域
４５２    不純物領域
５１１    半導体層
５１２    チャネル形成領域
５１４    不純物領域
５２２    走査線
５２３    信号線
５２４    画素電極
５２５    トランジスタ
５２７    層間絶縁層
５２８    電極
５２９    柱状スペーサ
５３０    配向膜
５３２    対向基板
５３３    対向電極
５３４    配向膜
５３５    液晶層
９０００    携帯電話機
９００１    筐体
９００２    表示部
９００３    操作ボタン
９００４    外部接続ポート
９００５    スピーカ
９００６    マイク
９４００    通信装置
９４０１    筐体
９４０２    操作ボタン
９４０３    外部入力端子
９４０４    マイク
９４０５    スピーカ
９４０６    発光部
９４１０    表示装置
９４１１    筐体
９４１２    表示部
９４１３    操作ボタン
９６００    テレビジョン装置
９６０１    筐体
９６０３    表示部
９６０５    スタンド
９６０７    表示部
９６０９    操作キー
９６１０    リモコン操作機
９７００    デジタルフォトフレーム
９７０１    筐体
９７０３    表示部
９８８１    筐体
９８８２    表示部
９８８３    表示部
９８８４    スピーカ部
９８８５    操作キー
９８８６    記録媒体挿入部
９８８７    接続端子
９８８８    センサ
９８８９    マイクロフォン
９８９０    ＬＥＤランプ
９８９１    筐体
９８９３    連結部
９９００    スロットマシン
９９０１    筐体
９９０３    表示部
【図１】
2011228680.tif 000003
【図２】
2011228680.tif 000004
【図３】
2011228680.tif 000005
【図４】
2011228680.tif 000006
【図５】
2011228680.tif 000007
【図６】
2011228680.tif 000008
【図７】
2011228680.tif 000009
【図８】
2011228680.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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