(57)【要約】【課題】フォトマスクを使用することなく、微細な加工パターンを高い位置精度で形成する方法、代表的には半導体装置を製造する工程の中でのコンタクト開口に関する方法を提示する。【解決手段】基板上に薄膜を形成し、薄膜上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜及び薄膜に開口部を形成する位置と重なる領域に液滴吐出法によりレンズ材料となる液状物質を着弾させマイクロレンズを形成し、レーザ光をマイクロレンズに照射し薄膜に集光することにより、薄膜及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成する。【選択図】図１
2008047780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薄膜を形成し、
前記薄膜上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜及び前記薄膜に開口部を形成する位置と重なる領域に液滴吐出法によりレンズ材料となる液状物質を着弾させマイクロレンズを形成し、
レーザ光を前記マイクロレンズに照射し前記薄膜に集光することにより、前記薄膜及び前記層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
基板上に薄膜を形成し、
前記薄膜上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜及び前記薄膜に開口部を形成する位置と重なる領域に液滴吐出法によりレンズ材料となる液状物質を着弾させ、
着弾した前記液状物質を硬化させマイクロレンズを形成し、
レーザ光を前記マイクロレンズに照射し前記薄膜に集光することにより、前記薄膜及び前記層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項２において、前記硬化させる手段は、熱硬化または光硬化もしくは紫外線硬化であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至３において、前記マイクロレンズは凸レンズであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４において、前記液状物質を着弾させる膜表面に予め撥液処理を施すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５において、前記液状物質を着弾させる位置はレーザ光によって除去する前記層間絶縁膜と接する領域であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至５において、前記液状物質を着弾させる位置はレーザ光によって除去する前記薄膜び前記層間絶縁膜が形成された基板の裏面側であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至７において、前記薄膜は複数の膜による積層構造であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８において、前記レーザ光の波長は酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜に吸収される波長であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
少なくとも開口部を形成する位置に光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜上であって、且つ前記光吸収層と重なる領域に液滴吐出法によりレンズ材料となる液状物質を着弾させマイクロレンズを形成し、
レーザ光を前記マイクロレンズに照射し前記光吸収層に集光することにより、前記光吸収層及び前記層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
少なくとも開口部を形成する位置に光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜上であって、且つ前記光吸収層と重なる領域に液滴吐出法によりレンズ材料となる液状物質を着弾させ、
着弾した前記液状物質を硬化させマイクロレンズを形成し、
レーザ光を該マイクロレンズに照射し集光することにより前記光吸収層及び前記層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記硬化させる手段は、熱硬化または光硬化もしくは紫外線硬化であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２において、前記マイクロレンズは凸レンズであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３において、前記液状物質を着弾させる膜表面に予め撥液処理を施すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４において、前記マイクロレンズの焦点位置を前記光吸収層と一致させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１０乃至１５において、前記レーザ光の波長は前記光吸収層に吸収されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜トランジスタを用いた半導体装置は、携帯電話を始めとする携帯端末からテレビを始めとする大型の液晶表示装置にまで用途が拡大し、活発に研究が行われている。また、インクジェット法に代表される液滴吐出法は、フラットパネルディスプレイの分野に応用され、活発に研究が進められている。液滴吐出法は、直接描画するためにマスクが不要、基板の大面積化が容易、材料の利用効率が高い、または少ない設備投資と製造装置の小型化が可能である等の多くの利点を有する。そのため、カラーフィルターやプラズマディスプレイの電極等の作製に応用されている。
【０００３】
下層の配線と上層の配線が絶縁膜を介して接続された半導体装置の作製工程について、以下に簡単に説明する。まず、絶縁表面上に導電膜を形成し、導電膜上にスピンコート法を用いてレジストを形成する。続いて、導電膜に形成する所望の加工パターンを有するフォトマスクをステッパー等の露光機に設置し、露光機によってレジストを露光、さらに現像する。その後、レジストをマスクとして、導電膜をエッチングして、配線を形成する。
【０００４】
次に、配線上にＣＶＤ法やスパッタ法またはスピンコート法等で絶縁膜を形成し、絶縁膜上にレジストを形成する。続いて、先に配線を形成する際に用いたフォトマスクとは異なる加工パターンを有するフォトマスクを使用し、露光・現像処理を行い、レジストをマスクとして、下層の配線の一部が露出するように絶縁膜をエッチングして、絶縁膜に開口部を形成する。
【０００５】
次に、開口部を充填するように、導電膜を形成し、導電膜上にレジストを形成する。続いて、先に配線及び開口部を形成する際に用いたフォトマスクとは異なる加工パターンを有するフォトマスクを使用し、露光・現像処理を行い、レジストをマスクとして、導電膜をエッチングして、下層の配線と接続された上層の配線を形成する。
【特許文献１】特開平１０−１５１７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現状、半導体装置作製のプロセスにおいては、薄膜を所望の形状に加工する方法として、背景技術で説明したようにフォトマスクとレジストを用いて所望の形状にエッチングするフォトリソグラフィー技術が用いられている。しかしながら、フォトマスクは微細な形状を有し、かつ形状の精度を高く要求されるために非常に高価である。さらに、半導体装置を作製するには高価なフォトマスクを複数枚用意する必要があり、コストの面で産業上、非常に大きな負担となる。
【０００７】
また、半導体装置の設計が変更になる際には、当然、変更になる加工パターンに合わせて新たにフォトマスクを用意する必要性が生じる。前述したように、フォトマスクは微細な形状を高精度で形成された造形物であるため、作製には相当の時間を要することになる。つまり、設計変更や設計不備に伴うフォトマスクの交換には、金銭的な負担だけでなく時間的な遅延リスクを背負うことにもなる。
【０００８】
また、レーザ発振器から射出されるレーザ光を光学系により一箇所もしくは複数箇所に集光し、レーザ光を照射することで開口部を形成する場合、レーザ発振器がもつポインティングスタビリティー等のばらつきの影響により、レーザ光が集光される位置が変動する問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、フォトマスクを使用することなく、微細な加工パターンを高い位置精度で形成する方法、代表的には半導体装置を製造する工程の中でのコンタクト開口に関する方法を提示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明が開示する半導体装置の作製方法は、基板上に薄膜を形成し、薄膜上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜及び薄膜に開口部を形成する位置と重なる領域に液滴吐出法（いわゆるインクジェット法）によりレンズ材料となる液状物質を着弾させマイクロレンズを形成し、レーザ光をマイクロレンズに照射し薄膜に集光することにより、薄膜及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することを特徴とする。
【００１１】
液適吐出法によって形成されたマイクロレンズは、基板に着弾後そのままレンズとして使用してもよいし、レンズ材料に用いた物質の特性に合わせて、熱硬化や光硬化、紫外線硬化により硬化した後に使用してもよい。また、マイクロレンズは凸レンズとし、半球状や球状レンズ（ボールレンズ）であってもよい。
【００１２】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、上記構成において、液状物質を着弾させる膜表面に予め撥液処理を施すことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、上記構成において、液状物質を着弾させる位置はレーザ光によって除去される薄膜及び層間絶縁膜の一部と重なる領域であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、上記構成において、液状物質を着弾させる位置はレーザ光によって除去される薄膜及び層間絶縁膜の一部が形成された基板の裏面側であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、薄膜は複数の膜による積層構造であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、上記構成において、レーザ光の波長は半導体装置において絶縁膜として使用される酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜に吸収されることを特徴とする。
【００１７】
本発明が開示する半導体装置の作製方法の他の構成は、少なくとも開口部を形成する位置に光吸収層を形成し、光吸収層上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上であって、且つ光吸収層と重なる領域に液滴吐出法によりレンズ材料となる液状物質を着弾させマイクロレンズを形成し、レーザ光をマイクロレンズに照射し光吸収層に集光することにより光吸収層及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、少なくとも開口部を形成する位置に光吸収層を形成し、光吸収層上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上であって、且つ光吸収層と重なる領域に液滴吐出法によりレンズ材料となる液状物質を着弾させ、着弾した液状物質を硬化させマイクロレンズを形成し、レーザ光をマイクロレンズに照射し光吸収層に集光することにより光吸収層及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することを特徴とする。
【００１９】
液適吐出法によって形成されたマイクロレンズは、基板に着弾後そのままレンズとして使用してもよいし、レンズ材料に用いた物質の特性に合わせて、熱硬化や光硬化、紫外線硬化により硬化した後に使用してもよい。また、マイクロレンズは凸レンズとし、半球状や球状レンズ（ボールレンズ）であってもよい。
【００２０】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、上記構成において、液状物質を着弾させる膜表面に予め撥液処理を施すことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、上記構成において、マイクロレンズの焦点位置を光吸収層と一致させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明が開示する半導体装置の作製方法は、上記構成において、レーザ光の波長は光吸収層に吸収されることを特徴とする。
【００２３】
なお、コンタクト開口とは、例えば、不純物領域であるソース領域もしくはドレイン領域などの半導体膜に絶縁膜を介して導電膜を配線として接続するために、半導体膜上に形成された絶縁膜に開口部（コンタクトホール）を形成し半導体膜を露出させるプロセス技術である。また、絶縁膜を介して複数の配線を接続するために、第１の配線上に形成された絶縁膜に開口部を形成し、第１の配線を露出するプロセス技術である。
【００２４】
また、コンタクト開口は、上記に限定されるものではなく、ＴＦＴ等の半導体装置（ＬＣＤやＥＬディスプレイ等の表示装置に用いられるＴＦＴ等の半導体デバイスのみならず、ＬＳＩ、メモリ、論理回路等の集積回路（ＩＣ）、ＲＦＩＤに用いられるトランジスタも含む。）や、ＴＦＴ等によって駆動される液晶表示装置、ＥＬ表示装置等の作製の中で、開口部を形成する必要があるすべての場合において、適宜本発明を実施することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、開口部を形成する薄膜及び層間絶縁膜において、開口部を形成する層間絶縁膜または開口部を形成する領域と重なる基板にマイクロレンズを形成し、当該マイクロレンズにレーザビームを照射して、薄膜にレーザビームを集光させることにより、薄膜及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することができる。
【００２６】
また、光を吸収しやすい材料で開口部を形成する薄膜を形成し、当該薄膜にレーザビームを集光させることにより、薄膜でのレーザビームの吸収エネルギーを高めることができるため、開口部の形成条件の範囲を広げることができる。また、容易に開口部を形成することができる。
【００２７】
さらに、マイクロレンズやレーザビームを集光させる薄膜を液滴吐出法を用いて形成することによって、液滴の吐出口と基板との相対的な位置を変化させることが可能であり、任意の場所に液滴を滴下できようになる。このため、基板の任意の位置にマイクロレンズを形成でき、基板上の任意の位置に開口部を形成することが可能となる。したがって、従来のフォトリソグラフィー技術を用いたプロセスと比較して、工程の大幅な簡略化及びコストの低減が可能である。またフォトマスクを使用しないため、フォトマスク交換に要していた時間的損失の低減を図ることが可能となり、多品種少量生産が可能になる。
【００２８】
また、同様にマイクロレンズやレーザビームを集光させる薄膜を液滴吐出法を用いて形成することにより、任意の位置に開口部を形成できるようになり、フォトマスクの製造精度に依存することなく、高い精度での加工が可能となる。また、一辺が１〜２ｍ、さらには畳６畳分のサイズを越えるような大面積の半導体素子基板にも、容易にかつ低コストで歩留まり良く製造することができる。
【００２９】
このように、本発明を用いることによって、半導体装置におけるコンタクト開口プロセスを簡単な工程で精度良く行うことが可能である。また、低コストで、スループットや歩留まりの高い半導体装置の作製方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を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。従って、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。
【００３１】
まず、コンタクト開口に至るまでのプロセスを説明する。図１（ａ）にコンタクト開口直前のＴＦＴ基板を示す。基板１０１上に、下地膜として、ガラス基板からアルカリ金属などの不純物が半導体膜中へ拡散を防止するため絶縁膜１０２、ここでは酸化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の手段にて形成する。次に、半導体膜としてアモルファスシリコン膜１０３をプラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の手段にて形成する。
【００３２】
半導体膜は、アモルファスの状態でＴＦＴを形成してもよいし、半導体膜にレーザビームを照射し、多結晶シリコンを形成（レーザ結晶化）してもよい。なお、多結晶シリコンを形成する方法としては、ファーネスアニール炉を用いた熱アニール法や、瞬間熱アニール法（ＲＴＡ法）などのように固相成長法を用いてもよく、また、アモルファスシリコン膜に結晶成長の触媒となる金属等の元素を微量に添加し、熱処理を施すことによって形成してもよい。なお、レーザ結晶化を行う際には、半導体膜のレーザに対する耐性を高めるために熱処理を施すことが望ましい。
【００３３】
以上のように得られた半導体膜を、フォトリソグラフィー法を用いてレジストマスクを形成し、当該マスクを用いて所望の形状にエッチングして、島状に形成する。次いで、パターン成形時に発生する不要物（レジスト残りやレジスト剥離液など）を除去する洗浄を行った後、半導体膜を覆うようにしてゲート絶縁膜１０５を形成する。ゲート絶縁膜１０５はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、シリコンを含む絶縁膜で形成する。ここでは、酸化シリコン膜とする。もちろん、ゲート絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００３４】
次いで、ゲート絶縁膜１０５の表面を洗浄した後、ゲート絶縁膜１０５上に導電膜を形成し、所望の部分を残して導電膜を除去することによってゲート電極１０６を形成する。ゲート電極１０６としては、導電性を有するとともに、ヒロックの発生が少ない高融点金属を含む材料を用いることが好ましい。なお、ヒロックの発生が少ない高融点金属は、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏなどから選ばれる１種、またはこれらの合金を用いる。また、これらの高融点金属の窒化物（ＷＮ、ＭｏＮ、ＴｉＮ、ＴａＮなど）を用いて２層以上の積層物としてもよい。
【００３５】
次いで、ゲート電極１０６を形成する際に用いたレジストをマスクとして用い、半導体膜にｎ型を付与する不純物元素（Ｐ、Ａｓ等）、ここではリンを適宜添加して、ソース領域及びドレイン領域１０４を形成する。同様に、ｐ型を付与する不純物元素を導入してもよい。この工程により、ソース領域及びドレイン領域、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域などを形成する。また、同一基板上にある複数の半導体膜に、ｎ型を付与する不純物元素とｐ型を付与する不純物元素を選択的に添加してもよい。
【００３６】
次に、保護膜として第１の絶縁膜１０７を形成する。この絶縁膜１０７は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、窒化珪素膜または酸素を含む窒化珪素膜を、単層または積層構造で形成する。絶縁膜を設けることにより、酸素や空気中の水分をはじめ、各種イオン性の不純物の侵入を阻止するブロッキング作用を得ることができる。
【００３７】
次いで、第１の絶縁膜１０７上に第２の絶縁膜１０８を形成する。ここでは、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法またはスピンコート法によって塗布されたポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリル、シロキサン（珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、珪素にフッ素、脂肪族炭化水素、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種が結合した構造を持つ物質）などの有機樹脂膜、無機層間絶縁膜（窒化珪素、酸化珪素などの珪素を含む絶縁膜）、ｌｏｗ−ｋ（低誘電率）材料などを用いることができる。第２の絶縁膜１０８は、ガラス基板上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化する意味合いが強いため、平坦性に優れた膜が好ましい。
【００３８】
以上が、コンタクト開口前までのソース領域及びドレイン領域１０４を有するＴＦＴ基板を形成するまでの工程である。
【００３９】
次に、本発明が開示するコンタクト開口に関して図１を用いて説明する。インクジェットノズル１０９にレンズ材料となる絶縁体を溶媒に溶解又は分散させたものを充填し、インクジェットノズルの吐出口からレンズ材料をＴＦＴ基板上の半導体膜のソースもしくはドレインとなる領域の直上に形成されている絶縁膜上に滴下、着弾させる。基板上に着弾したレンズ材料に、ＵＶ光硬化樹脂であれば、ＵＶ光を照射し、硬化させ凸型のマイクロレンズ１１１として成形する（図１（ｂ））。
【００４０】
ここで、レンズ材料となる絶縁体としては、後に使用するレーザ光の波長に対して十分な透過性を有するものであればよく、また基板に着弾後にレンズ形状として硬化できるもの、例えば光（ＵＶ光等）硬化樹脂、熱硬化樹脂であればより好ましい。例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メタクリレ−ト樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。なお、これらの樹脂材料を用いる場合、その粘度は、溶媒を用いて溶解又は分散することで調整するとよい。また、撥液性の材料としてフッ素原子が含まれた樹脂や炭化水素のみで構成された樹脂等を用いることができる。より詳しくは、分子内にフッ素原子を含有するモノマーを含む樹脂、或いは全て炭素と水素原子のみから構成されるモノマーを含む樹脂が挙げられる。他にも、アクリル、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等を用いることができる。
【００４１】
以上のように本発明では、液適吐出法によってレンズ材料を任意の吐出量で吐出することができるため、基板上の任意の位置に、必要な仕様のマイクロレンズを形成することが可能となる。すなわち、図１（ａ）でソース領域またはドレイン領域１０４の一方に相当する半導体膜の上方にレンズ材料を滴下した後、インクジェットノズルもしくは基板を搭載した走査ステージを移動させ、図１（ｂ）で示すようにもう一方のソース領域またはドレイン領域１０４に相当する半導体膜の上方にレンズ材料を滴下することで、ソース領域及びドレイン領域両方の位置にマイクロレンズを形成することができる。
【００４２】
なお、液適吐出法によって滴下された液状物質は、着弾後に基板との接触角に応じて濡れ広がる場合がある。そこで、液状物質が濡れ広がるのを防止し、所望の形状つまりレンズ曲率に成形するため、着弾する膜（ここでは絶縁膜１０８）表面に撥液処理を施しておくことが望ましい。撥液処理としては撥液性の膜のコーティング処理や表面のフッ素プラズマ処理等が挙げられる。
【００４３】
次に、図１（ｃ）に示すように、マイクロレンズ１１１にレーザ光１１２を照射し、レーザ光を集光させる。このとき、レーザ光の焦点位置をゲート絶縁膜１０５に合わせる。これによりレーザ光は、半導体膜上に形成されているゲート絶縁膜１０５を昇華するに十分なエネルギー密度に高められる。十分に高いエネルギー密度を持ったレーザ光がゲート絶縁膜１０５に吸収される。このとき、ゲート絶縁膜１０５は吸収したレーザ光のエネルギーによって局所的に急激に加熱され昇華する。この昇華に伴う体積膨張により、ゲート絶縁膜１０５の上に積層される第１の絶縁膜１０７及び第２の絶縁膜１０８を破壊する。以上により、図１（ｄ）に示すように、半導体膜上に開口部１１３を形成することができる。
【００４４】
なお、ゲート絶縁膜１０５にレーザ光１１２を集光させ、昇華させる。このとき、ゲート絶縁膜１０５が残存する場合は、残存するゲート絶縁膜をエッチングし、半導体膜を露出することが好ましい。このようなエッチングとしては、ウエットエッチングやドライエッチング等を用いることができる。
【００４５】
また、第１の絶縁膜１０７または第２の絶縁膜１０８にレーザ光を集光させた場合、同様に、第１の絶縁膜１０７または第２の絶縁膜１０８が急激に加熱され昇華するとともに、第２の絶縁膜１０８を破壊する。この後、残存したゲート絶縁膜１０５、第１の絶縁膜、第２の絶縁膜等をウエットエッチング、ドライエッチング等で除去して、半導体膜を露出することが好ましい。
【００４６】
ここで、開口部１１３を形成するとき、図７（ａ）に示すように、ゲート絶縁膜１０５、第１の絶縁膜１０７及び第２の絶縁膜１０８それぞれの一部と同様に、マイクロレンズ１１１のすべてがレーザ光の照射により除去される場合がある。
【００４７】
また、図７（ｂ）に示すように、開口部１１３を形成するとき、ゲート絶縁膜１０５、第１の絶縁膜１０７及び第２の絶縁膜１０８それぞれの一部と同様に、マイクロレンズ１１１の一部がレーザ光の照射により除去される場合がある。この場合は、第２の絶縁膜１０８上にマイクロレンズ１１１の残存物１１４が残存する。この残存物１１４は、ウエットエッチング等で除去してもよい。また、残存物１１４を残存したまま、後に形成される配線２０１を形成してもよい。
【００４８】
ここで、薄膜に用いるレーザとしては、液適吐出法によって形成されたマイクロレンズに十分な透過性を有し、かつマイクロレンズによって屈折されること、また、昇華の対象となる膜、つまり半導体膜上に形成される絶縁膜に吸収性を有する波長であれば、いかなるレーザを用いてもよく、以下に示すレーザから作業者が適宜決定すればよい。また、半導体膜やガラス基板等に必要以上のレーザ光が吸収され、ダメージが入ることを防止するため、パルスレーザを用いるのが望ましく、パルス幅が極めて短いピコ秒レーザやフェムト秒レーザを用いることがさらに望ましい。
【００４９】
例えば、紫外光であればＦ２レーザなどのエキシマレーザや、固体レーザであるＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＰｂＷＯ４レーザ、ＹＶＯ４レーザ等高調波等が挙げられる。可視光であれば、ＡｒレーザやＫｒレーザ、上記固体レーザの高調波等が挙げられる。赤外光であれば、上記固体レーザの基本波やＣＯ２レーザ、ガラスレーザ、Ｔｉサファイアレーザ、色素レーザ、アレキサンドライトレーザ等が挙げられる。ここでは、ＹＡＧレーザの基本波を照射する。
【００５０】
さらには、ゲート絶縁膜１０５、第１の絶縁膜１０７、第２の絶縁膜１０８の一部が飛散したものを効率よく回収するため、また開口部１１３を効率よく形成するため、レーザ光を照射する雰囲気を減圧することが好ましい。この結果、歩留まりを向上させることができる。
【００５１】
次に、開口部が形成されたＴＦＴ基板上にＣＶＤ法やスパッタ法により、導電性材料を用いて導電膜を形成し、導電膜をパターンニング加工し配線２０１を形成する。なお、ここでは、ＣＶＤ法やスパッタ法を用いて配線膜を形成したが、フォトリソグラフィー技術を用いることなく液適吐出法を用いて形成してもよい。これにより、ソース領域またはドレイン領域１０４となる半導体膜と配線となる配線２０１の電気的コンタクトをとることができる。また、なお、後の工程で層間絶縁膜等を形成することを考慮して、配線２０１は図２（ｂ）に示すように断面形状をテーパー形状（円錐状に先が細くなる形状）とすることが好ましい。
【００５２】
その後、図２（ｃ）に示すように、保護膜として第３の絶縁膜２０２を形成すると、ＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）が完成する。なお、半導体膜にｐ型の不純物元素を添加した場合にはｐチャネル型ＴＦＴが形成される。また、同一基板上にｎ型の不純物元素とｐ型の不純物元素を選択的に導入することによって、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを形成することもできる。
【００５３】
本実施形態ではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
【００５４】
本実施の形態により、開口部を形成する薄膜及び層間絶縁膜において、開口部を形成する層間絶縁膜にマイクロレンズを形成し、当該マイクロレンズにレーザビームを照射して、薄膜にレーザビームを集光させることにより、薄膜及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することができる。
【００５５】
また、マイクロレンズを液滴吐出法を用いて形成することによって、液滴の吐出口と基板との相対的な位置を変化させることが可能であり、任意の場所に液滴を滴下できようになる。このため、基板の任意の位置にマイクロレンズを形成でき、基板上の任意の位置に開口部を形成することが可能となる。したがって、従来のフォトリソグラフィー技術を用いたプロセスと比較して、工程の大幅な簡略化及びコストの低減が可能である。またフォトマスクを使用しないため、フォトマスク交換に要していた時間的損失の低減を図ることが可能となり、多品種少量生産が可能になる。
【実施例１】
【００５６】
本実施例において、大面積基板において開口部を形成するために適応可能なレーザ照射装置の例を示す。
【００５７】
エキシマレーザは一般的に可干渉距離が短く、干渉性が低いため光学系を用いて被照射面におけるビーム形状を線状などに加工して用いられることがあり、その用途の代表的な例が線状ビーム光学系からなるレーザ結晶化装置である。本実施例では、線状ビームを用いて開口部を形成する例を、図３を用いて説明する。
【００５８】
レーザ発振器３０１から射出されたレーザ光を、線状ビーム形成光学系３０２を用いて高アスペクト比を有する線状に成形する。線状に成形されたレーザ光を落射ミラー３０３により鉛直落下させ、シリンドリカルレンズ３０４によって線状ビームの短軸方向に集光する。以上により、被照射面においてアスペクト比の高い線状ビーム３０５を成形する。
【００５９】
次に、実施の形態で示したように半導体膜のソース及びドレインとなる領域の上方に液適吐出法によって形成されたマイクロレンズを有する基板を用意する。該基板を線状ビームを照射する走査ステージ上に設置し、線状ビームのビーム長軸方向に垂直な方向に走査ステージを走査させる。線状ビームをビーム長軸方向に垂直な方向に走査させることにより、ビーム長軸の線分の長さだけ一括にレーザ光を照射できるため、点状のビームを用いるよりもスループットを高めることができる。
【００６０】
マイクロレンズ１１１が形成された基板１０１に線状のビームを走査することにより、マイクロレンズが形成されている部分はレーザ光が集光されることでレーザ光のエネルギー密度が高められ集光位置で昇華され、昇華された薄膜及びその上に形成される層において開口部が形成される。一方、マイクロレンズが形成されていない部分はレーザ光をエネルギー密度が高められないため、レーザ光の照射による薄膜の昇華が生じない。
【００６１】
レーザ光の照射に用いるレーザ光の強度及び走査ステージの送り速度等は、マイクロレンズ有無によるレーザ光の照射の有無を考慮して、作業者が適宜決定すればよい。
【００６２】
以上、レーザ光の照射に線状ビームを用いることにより、レーザ発振器から射出されるレーザ光を光学系により一箇所もしくは複数箇所に集光し、レーザ光を照射することで開口部を形成する場合と比較して、スループットの大幅な上昇が可能であり、かつ、液適吐出法によって形成されたマイクロレンズ部分のみレーザ光を集光できるため、高い位置精度で開口部を形成することが可能となる。
【００６３】
本実施例では、線状ビームを基板に対してビーム長軸方向に垂直な方法に走査させることで、任意の位置に形成されたマイクロレンズ部分に開口部を形成する例を示したが、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、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を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。従って、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。他の例としては、被照射面におけるビーム形状が点状のビームをガルバノミラーやポリゴンミラーとｆθレンズとを組み合わせた光学系を用いる方法がある。
【００６４】
さらには、線状ビーム形成光学系３０２の代わりに、矩形ビーム形成光学系を用い、矩形状のレーザビームを基板１０１のマイクロレンズ１１１に照射してもよい。この場合も、開口部を形成する場合、スループットの大幅な上昇が可能である。
【実施例２】
【００６５】
実施の形態においては、液適吐出法によるマイクロレンズを昇華する薄膜の上に形成する例を示したが、本実施例では、マイクロレンズを基板裏面側に形成する例を示す。
【００６６】
本実施例が示すコンタクト開口に関して図４を用いて説明する。開口部を形成するＴＦＴ基板は、実施の形態で示したのと同様のプロセスを経て作製すればよい。液適吐出法にてマイクロレンズを形成するため、図４（ａ）に示すように、基板裏面側を鉛直上向きに配置する。
【００６７】
インクジェットノズル１０９にレンズ材料となる絶縁体を溶媒に溶解又は分散させたものを充填し、インクジェットの吐出口からレンズ材料をＴＦＴ基板裏面側の半導体膜のソースもしくはドレインとなる領域の直上に滴下、着弾させる。基板上に着弾したレンズ材料に、ＵＶ光硬化樹脂であれば、ＵＶを照射し、硬化させマイクロレンズ１１１として成形する（図４（ｂ））。なお、レンズ材料としては、実施の形態で示したのと同様の材料を用いればよい。
【００６８】
以上のように本発明では、液適吐出法によってレンズ材料を任意の吐出量で吐出することができるため、基板上の任意の位置に、必要な仕様のマイクロレンズを形成することが可能となる。すなわち、図４（ａ）でソース領域またはドレイン領域１０４の一方に相当する半導体膜が位置する基板裏面側にレンズ材料を滴下した後、インクジェットノズルもしくは基板を搭載した走査ステージを移動させ、図４（ｂ）で示すようにもう一方のソース領域またはドレイン領域１０４に相当する半導体膜が位置する基板裏側にレンズ材料を滴下することで、ソース領域及びドレイン領域両方の位置にマイクロレンズを形成することができる。
【００６９】
次に、図４（ｃ）に示すように、マイクロレンズ１１１にレーザ光１１２を照射し、レーザ光を集光させる。このとき、レーザ光の焦点位置をゲート絶縁膜１０５に合わせる。これによりレーザ光は、半導体膜上に形成されているゲート絶縁膜１０５を昇華するに十分なエネルギー密度に高められる。十分に高いエネルギー密度を持ったレーザ光がゲート絶縁膜１０５に吸収される。このとき、ゲート絶縁膜１０５は吸収したレーザ光のエネルギーによって局所的に急激に加熱され昇華する。この昇華に伴う体積膨張により、ゲート絶縁膜１０５の上に積層される第１の絶縁膜１０７及び第２の絶縁膜１０８が破壊され飛散する。以上により、図４（ｄ）に示すように、半導体膜上に開口部１１３を形成することができる。
【００７０】
なお、ゲート絶縁膜１０５にレーザ光１１２を集光させ、昇華させる。このとき、ゲート絶縁膜１０５が残存する場合は、残存するゲート絶縁膜をエッチングし、半導体膜を露出することが好ましい。このようなエッチングとしては、ウエットエッチングやドライエッチング等を用いることができる。
【００７１】
また、レーザ光を第１の絶縁膜１０７または第２の絶縁膜１０８に集光させた場合、同様に、第１の絶縁膜１０７または第２の絶縁膜１０８が急激に加熱され昇華するとともに、第２の絶縁膜１０８を破壊する。この後、残存したゲート絶縁膜１０５、第１の絶縁膜、第２の絶縁膜等をウエットエッチング、ドライエッチング等で除去して、半導体膜を露出することが好ましい。
【００７２】
ここで、薄膜の昇華に用いるレーザとしては、液適吐出法によって形成されたマイクロレンズに十分な透過性を有し、かつマイクロレンズによって屈折されること、また、昇華する薄膜、つまり半導体膜上に形成されるゲート絶縁膜１０５に吸収性を有し、且つ基板１０１、ゲート絶縁膜１０５、半導体膜で吸収されない波長であれば、いかなるレーザを用いてもよく、以下に示すレーザから作業者が適宜決定すればよい。また、半導体膜やガラス基板等に必要以上のレーザ光が吸収され、ダメージが入ることを防止するため、パルスレーザを用いるのが望ましく、パルス幅が極めて短いピコ秒レーザやフェムト秒レーザを用いることがさらに望ましい。
【００７３】
さらには、ゲート絶縁膜１０５、第１の絶縁膜１０７、第２の絶縁膜１０８の一部が飛散したものを効率よく回収するため、また開口部１１３を効率よく形成するため、レーザ光を照射する雰囲気を減圧することが好ましい。この結果、歩留まりを向上させることができる。
【００７４】
以降、実施の形態で示した方法と同様に、配線膜及び保護膜形成の工程を経ることでＴＦＴの完成となる。なお、基板裏面側に形成したマイクロレンズは開口を形成した後にエッチング等により除去してもよい。
【００７５】
本実施例により、開口部を形成する薄膜及び層間絶縁膜において、開口部を形成する領域と重なる基板にマイクロレンズを形成し、当該マイクロレンズにレーザビームを照射して、薄膜にレーザビームを集光させることにより、薄膜及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することができる。
【００７６】
また、マイクロレンズを液滴吐出法を用いて形成することによって、液滴の吐出口と基板との相対的な位置を変化させることが可能であり、基板の任意の場所に液滴を滴下できようになる。このため、基板の任意の位置にマイクロレンズを形成でき、基板上の任意の位置に開口部を形成することが可能となる。したがって、従来のフォトリソグラフィー技術を用いたプロセスと比較して、工程の大幅な簡略化及びコストの低減が可能である。またフォトマスクを使用しないため、フォトマスク交換に要していた時間的損失の低減を図ることが可能となり、多品種少量生産が可能になる。
【実施例３】
【００７７】
本実施例においては、半導体膜上にレーザ光を照射するのに用いるレーザ光に対して吸収性を有する光吸収層を形成する例を図５及び図６を用いて説明する。
【００７８】
まず、実施の形態と同様の方法により半導体膜が形成された基板を作製する。次に、図５（ａ）に示すように、インクジェットノズル１０９に光吸収層の材料となる液状物質を充填し、インクジェットノズルの吐出口から液状物質５０１を、基板１０１上の半導体膜において後にソースもしくはドレインとなる領域の直上に滴下、着弾させ光吸収層５０２を形成する。
【００７９】
ここで光吸収層５０２とは、後にレーザ光を光吸収層に吸収させ、昇華させることを目的に形成するものである。したがって、光吸収層の材料としては、光吸収層の昇華に使用するレーザ光の波長に吸収性を有していれば特に限定されるものではなく、どのような物質を用いても良い。例えば、赤外光に吸収される物質としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒなどの金属が挙げられる。ここでは、光吸収層５０２をＣｒを用いて形成する。
【００８０】
なお、本実施例では、光吸収層５０２を液適吐出法にて形成する例を示したが、ＣＶＤ法やスパッタ法などの方法を用いて形成し、フォトリソグラフィー法により形成したレジストマスクを用いたエッチング加工を行って形成してもよい。なお、本実施例では光吸収層を半導体膜上に形成する例を示すが、光吸収層を形成する位置は特に限定されるものではなく、後に形成されるゲート絶縁膜１０５、第１の絶縁膜１０７上であって、且つソース領域及びドレイン領域である半導体膜と重なる領域に形成してもよい。
【００８１】
次に、図５（ｂ）に示すように、半導体膜及び光吸収層５０２上に、実施の形態と同様に、ゲート絶縁膜１０５、ゲート電極１０６、第１の絶縁膜１０７を形成する。
【００８２】
次に、第１の絶縁膜１０７上に第２の絶縁膜１０８を形成する（図５（ｃ））。ここでは、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法またはスピンコート法によって塗布されたポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリル、シロキサン（珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、珪素にフッ素、脂肪族炭化水素、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種が結合した構造を持つ物質）などの有機樹脂膜、無機層間絶縁膜（窒化珪素、酸化珪素などの珪素を含む絶縁膜）、ｌｏｗ−ｋ（低誘電率）材料などを用いることができる。第２の絶縁膜１０８は、ガラス基板上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化する意味合いが強いため、平坦性に優れた膜が好ましい。
【００８３】
以上が、コンタクト開口前までのソース領域及びドレイン領域１０４を有するＴＦＴ基板を形成するまでの工程である。
【００８４】
次に、本発明が開示するコンタクト開口に関して図６を用いて説明する。インクジェットノズル１０９にレンズ材料となる絶縁体を溶媒に溶解又は分散させたものを充填し、インクジェットノズルの吐出口からレンズ材料をＴＦＴ基板上の半導体膜のソースもしくはドレインとなる領域の直上に形成されている第２の絶縁膜１０８上に滴下、着弾させる。基板上に着弾したレンズ材料に、ＵＶ光硬化樹脂であれば、ＵＶを照射し、硬化させマイクロレンズ１１１として成形する（図６（ｂ））。
【００８５】
ここで、レンズ材料となる絶縁体としては、後に使用するレーザ光の波長に対して十分な透過性を有するものであればよく、また基板に着弾後にレンズ形状として硬化できるもの、例えば光（ＵＶ光等）硬化樹脂、熱硬化樹脂であればより好ましい。例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メタクリレ−ト樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。なお、これらの樹脂材料を用いる場合、その粘度は、溶媒を用いて溶解又は分散することで調整するとよい。また、撥液性の材料としてフッ素原子が含まれた樹脂や炭化水素のみで構成された樹脂等を用いることができる。より詳しくは、分子内にフッ素原子を含有するモノマーを含む樹脂、或いは全て炭素と水素原子のみから構成されるモノマーを含む樹脂が挙げられる。他にも、アクリル、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等を用いることができる。
【００８６】
以上のように本発明では、液適吐出法によってレンズ材料を任意の吐出量で吐出することができるため、基板上の任意の位置に、必要な仕様のマイクロレンズを形成することが可能となる。すなわち、図６（ａ）でソース領域またはドレイン領域の一方に相当する半導体膜の上方にレンズ材料を滴下した後、インクジェットノズルもしくは基板を搭載した走査ステージを移動させ、図６（ｂ）で示すようにもう一方のソース領域またはドレイン領域に相当する半導体膜の上方にレンズ材料を滴下することで、ソース領域及びドレイン領域両方の位置にマイクロレンズを形成することができる。
【００８７】
次に、図６（ｃ）に示すように、マイクロレンズ１１１にレーザ光６０１を照射し、レーザ光を光吸収層５０２の位置で集光させる。このとき、レーザ光の焦点位置を光吸収層５０２に合わせる。これによりレーザ光は、半導体膜上に形成されている光吸収層５０２を昇華するに十分なエネルギー密度に高められる。十分に高いエネルギー密度を持ったレーザ光が光吸収層に吸収される。このとき、光吸収層５０２は吸収したレーザ光のエネルギーによって局所的に急激に加熱され昇華する。この昇華に伴う体積膨張により、光吸収層５０２の上に積層される第１の絶縁膜１０７及び第２の絶縁膜１０８が破壊され飛散する。以上により、図６（ｄ）に示すように、半導体膜上に開口部６０２を形成することができる。
【００８８】
なお、光吸収層５０２にレーザ光１１２を集光させ、昇華させる。このとき、光吸収層５０２が残存する場合は、残存する光吸収層をエッチングしてもよい。このようなエッチングとしては、ウエットエッチングやドライエッチング等を用いることができる。
【００８９】
ここで、光吸収層を用いたのは、以下の理由による。例えば、半導体膜上に絶縁膜のみが形成されている場合、絶縁膜の昇華に用いるレーザ光の波長やマイクロレンズの透過率や曲率等のレンズ性能次第では、レーザ光が絶縁膜を昇華するに必要なエネルギー密度にまで高められない条件があり得る。そこで、光吸収層を設けることで、吸収されるレーザ光が増大するよう助長する効果を付加することができ、様々な条件での開口部の形成が可能となる。また、本実施例のように所望の位置にのみ光吸収層を形成することで、開口部をより高い位置精度で形成することが可能となる。
【００９０】
ここで、光吸収層の昇華に用いるレーザとしては、液適吐出法によって形成されたマイクロレンズに十分な透過性を有し、かつマイクロレンズによって屈折されること、また、昇華する薄膜、つまり半導体膜上に形成される光吸収層に吸収性を有する波長であれば、いかなるレーザを用いてもよく、以下に示すレーザから作業者が適宜決定すればよい。また、半導体膜やガラス基板等に必要以上のレーザ光が吸収され、ダメージが入ることを防止するため、パルスレーザを用いるのが望ましく、パルス幅が極めて短いピコ秒レーザやフェムト秒レーザを用いることがさらに望ましい。
【００９１】
例えば、紫外光であればＦ２レーザなどのエキシマレーザや、固体レーザであるＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＰｂＷＯ４レーザ、ＹＶＯ４レーザの高調波等が挙げられる。可視光であれば、ＡｒレーザやＫｒレーザ、上記固体レーザの高調波等が挙げられる。赤外光であれば、上記固体レーザの基本波やＣＯ２レーザ、ガラスレーザ、Ｔｉサファイアレーザ、色素レーザ、アレキサンドライトレーザ等が挙げられる。
【００９２】
以降、実施の形態で示した方法と同様に、配線膜及び保護膜の形成工程を経ることでＴＦＴの完成となる。
【００９３】
本実施例ではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
【００９４】
本発明は、開口部を形成する領域に光吸収層を形成し、開口部を形成する層間絶縁膜にマイクロレンズを形成し、当該マイクロレンズにレーザビームを照射して、光吸収層にレーザビームを集光させることにより、光吸収層及び層間絶縁膜の一部を除去して開口部を形成することができる。光吸収層を用いることにより、光吸収層でのレーザビームの吸収エネルギーを高めることができるため、開口部の形成条件の範囲を広げることができる。また、容易に開口部を形成することができる。
【００９５】
さらに、マイクロレンズやレーザビームを集光させる薄膜を液滴吐出法を用いて形成することによって、液滴の吐出口と基板との相対的な位置を変化させることが可能であり、任意の場所に液滴を滴下できようになる。このため、任意の位置にマイクロレンズを形成でき、基板上の任意の位置に開口部を形成することが可能となる。したがって、従来のフォトリソグラフィー技術を用いたプロセスと比較して、工程の大幅な簡略化及びコストの低減が可能である。またフォトマスクを使用しないため、フォトマスク交換に要していた時間的損失の低減を図ることが可能となり、多品種少量生産が可能になる。
【実施例４】
【００９６】
本実施例では、半導体装置の一例である液晶表示装置について図８を用いて説明する。
【００９７】
図８（Ａ）に示すように、基板１０１上に薄膜トランジスタ２２５〜２２７を形成する。なお、薄膜トランジスタ２２５〜２２７の配線２３４〜２３９及び半導体膜を接続させる開口部の形成方法は、上記実施の形態及び実施例を適宜用いることができる。本実施例においては、薄膜トランジスタ２２５〜２２７のゲート電極を２層構造として形成する。ここでは、ゲート絶縁膜上に、膜厚３０ｎｍｍの窒化タンタル膜及び、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜をスパッタリング法により形成した後、フォトリソグラフィー工程により形成したレジストマスクを用いて窒化タンタル膜、及びタングステン膜を選択的にエッチングして、窒化タンタル膜の端部がタングステン膜の端部より外側に突き出した形状のゲート電極を形成する。薄膜トランジスタのその他の構成においては、上記実施の形態及び実施例を適宜適用する。
【００９８】
次に、図８（Ａ）に示すように、薄膜トランジスタ２２５〜２２７のゲート電極及び配線を絶縁化する第１の層間絶縁膜を形成する。ここでは、第１の層間絶縁膜として酸化珪素膜２３１、窒化珪素膜２３２、及び酸化珪素膜２３３を積層して形成する。第１の層間絶縁膜に上記実施の形態または実施例を用いて開口部を形成した後、第１の層間絶縁膜の一部である酸化珪素膜２３３上に薄膜トランジスタ２２５〜２２７のソース領域及びドレイン領域に接続する配線２３４〜２３９、及び接続端子２４０を形成する。ここでは、スパッタリング法により、Ｔｉ膜１００ｎｍ、Ａｌ膜３３３ｎｍ、Ｔｉ膜１００ｎｍを連続した後、フォトリソグラフィー工程によって形成したレジストマスクを用いて選択的にエッチングして、配線２３４〜２３９、及び接続端子２４０を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
【００９９】
次いで、第１の層間絶縁膜、配線２３４〜２３９、及び接続端子２４０上に、第２の層間絶縁膜２４１を形成する。第２の層間絶縁膜２４１としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの無機絶縁膜を用いることができ、これらの絶縁膜を単層又は２以上の複数層で形成すればよい。また、無機絶縁膜を形成する方法としてはスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いればよい。ここでは、プラズマＣＶＤ法を用い、膜厚１００ｎｍ〜１５０ｎｍの酸素を含む窒化珪素膜を形成した後、フ上記実施の形態または実施例により形成したレジストマスクを用いて酸素を含む窒化珪素膜を選択的にエッチングして、薄膜トランジスタ３０６の配線３１３、及び接続端子３１４に達するコンタクトホールを形成するとともに、第２の層間絶縁膜２４１を形成する。
【０１００】
本実施例のように、第２の層間絶縁膜２４１を形成することで、駆動回路部のＴＦＴや配線等の露出を防ぎ、汚染物質からＴＦＴを保護することができる。
【０１０１】
次に、薄膜トランジスタ３０６の配線２３９に接続する第１の画素電極２４２、及び接続端子２４０と接続する導電膜２４４を形成する。液晶表示装置が透光型液晶表示装置の場合は、第１の画素電極２４２を透光性を有する導電膜で形成する。また、液晶表示装置が反射型液晶表示装置の場合は、第１の画素電極２４２を反射性を有する導電膜で形成する。ここでは、第１の画素電極２４２及び導電膜２４４は、スパッタリング法により膜厚１２５ｎｍの酸化珪素を含むＩＴＯを成膜した後、フォトリソグラフィー工程により形成したレジストマスクを用いて選択的にエッチングして形成する。
【０１０２】
次に、配向膜として機能する絶縁膜２４３を形成する。絶縁膜２４３は、ポリイミドやポリビニルアルコール等の高分子化合物膜を印刷法、ロールコート法、印刷法等で形成した後、ラビングすることにより形成することができる。また、ＳｉＯを基板に対して斜めから蒸着して形成することができる。また、光反応型の高分子化合物に偏光したＵＶ光を照射し光反応型の高分子化合物を重合させて形成することができる。ここでは、ポリイミドやポリビニルアルコール等の高分子化合物膜を印刷法により印刷し、焼成した後、ラビングすることで形成する。
【０１０３】
次に、図８（Ｂ）に示すように、対向基板２５１に第２の画素電極２５３を形成し、第２の画素電極上に配向膜として機能する絶縁膜２５４を形成する。なお、対向基板２５１及び画素電極２５３の間に着色膜２５２を設けても良い。
【０１０４】
対向基板２５１としては、基板１０１と同様のものを適宜選択することができる。また、第２の画素電極２５３は第１の画素電極２４２と同様に形成することができる。また、配向膜として機能する絶縁膜２５４は、絶縁膜２４３と同様に形成することができる。着色膜２５２としては、カラー表示を行う場合に必要な膜であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した染料や顔料が分散された着色膜を各画素に対応して形成する。
【０１０５】
次に、基板１０１及び対向基板２５１をシール材２５７で貼り合わせる。また、基板１０１及び対向基板２５１の間に液晶層２５５を形成する。また、液晶層２５５は、毛細管現象を利用した真空注入法により、配向膜として機能する絶縁膜２４３、２５４、及びシール材２５７で囲まれた領域に液晶材料を注入することにより形成することができる。また、対向基板２５１の一方にシール材１５７を形成し、シール材に囲まれる領域に液晶材料を滴下した後、対向基板２５１及び基板１０１を減圧下においてシール材で圧着することで液晶層２５５を形成することができる。
【０１０６】
シール材２５７としては、熱硬化型のエポキシ樹脂、ＵＶ硬化型のアクリル樹脂、熱可塑方のナイロン、ポリエステル等を、ディスペンサ法、印刷法、熱圧着法等を用いて形成することができる。なお、シール材２５７にフィラーを散布することにより、基板１０１及び対向基板２５１の間隔を保つことができる。ここでは、シール材２５７として熱硬化型のエポキシ樹脂を用いて形成する。
【０１０７】
また、基板１０１及び対向基板２５１の間隔を保つために、配向膜として機能する絶縁膜２４３、２５４の間にスペーサ２５６を設けてもよい。スペーサとしては、有機樹脂を塗布し、該有機樹脂を所望の形状、代表的には柱状又は円柱状にエッチングして形成することができる。また、スペーサとしてビーズスペーサを用いてもよい。ここでは、スペーサ２５６としてビーズスペーサを用いる。
【０１０８】
また、図示しないが、基板１０１、対向基板２５１の一方又は両方に偏光板を設ける。
【０１０９】
次に、図８（Ｃ）に示すように、端子部２６３においては、薄膜トランジスタのゲート配線、ソース配線に接続される接続端子（図８（Ｃ）においては、ソース配線またはドレイン配線に接続される接続端子２４０を示す。）が形成されている。接続端子２４０に、導電膜２４４及び異方性導電膜２６１を介して部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリント配線）２６２を接続する。接続端子２４０は導電膜２４４及び異方性導電膜２６１を介してビデオ信号やクロック信号を受け取る。
【０１１０】
駆動回路部２６４においては、ソースドライバやゲートドライバ等の画素を駆動する回路が形成される。ここでは、ｎチャネル型の薄膜トランジスタ２２６、ｐチャネル型の薄膜トランジスタ２２５が配置されている。なお、ｎチャネル型の薄膜トランジスタ２２６及びｐチャネル型の薄膜トランジスタ２２５によりＣＭＯＳ回路が形成されている。
【０１１１】
画素部２６５には、複数の画素が形成されており、各画素には液晶素子２５８が形成されている。液晶素子２５８は、第１の画素電極２４２、第２の画素電極２５３及びその間に充填されている液晶層２５５が重なっている部分である。液晶素子２５８が有する第１の画素電極２４２は、薄膜トランジスタ２２７と電気的に接続されている。
【０１１２】
以上の工程により液晶表示装置を作製することができる。
【０１１３】
なお、図５ではＴＮ型の液晶パネルについて示しているが、本発明の開口部の形成方法は他の方式の液晶パネルに対しても同様に適用することができる。例えば、ガラス基板と平行に電界を印加して液晶を配向させる横電界方式の液晶パネルに本実施例を適用することができる。また、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶パネルに本実施例を適用することができる。
【０１１４】
図１０及び図１１は、ＶＡ型液晶パネルの画素構造を示している。図１０は平面図であり、図中に示す切断線Ｉ−Ｊに対応する断面構造を図１１に表している。以下の説明ではこの両図を参照して説明する。なお、図１０〜１２においては、薄膜トランジスタとして逆スタガ薄膜トランジスタを用いた例を用いて示す。
【０１１５】
この画素構造は、一つの画素に複数の画素電極が有り、それぞれの画素電極にＴＦＴが接続されている。各ＴＦＴは、異なるゲート信号で駆動されるように構成されている。すなわち、マルチドメイン設計された画素において、個々の画素電極に印加する信号を、独立して制御する構成を有している。
【０１１６】
画素電極１６２４は開口部１６２３により、配線１６１８でＴＦＴ１６２８と接続している。また、画素電極１６２６は開口部１６２７により、配線１６１９でＴＦＴ１６２９と接続している。ＴＦＴ１６２８のゲート配線１６０２と、ＴＦＴ１６２９のゲート電極１６０３には、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、データ線として機能する配線１６１６は、ＴＦＴ１６２８とＴＦＴ１６２９で共通に用いられている。
【０１１７】
画素電極１６２４と画素電極１６２６は、液滴吐出法を用いて形成する。画素電極１６２４と画素電極１６２６の形状は異なっており、スリット１６２５によって分離されている。Ｖ字型に広がる画素電極１６２４の外側を囲むように画素電極１６２６が形成されている。画素電極１６２４と画素電極１６２６に印加する電圧のタイミングを、ＴＦＴ１６２８及びＴＦＴ１６２９により異ならせることで、液晶の配向を制御している。対向基板１６０１には、遮光膜１６３２、着色層１６３６、対向電極１６４０が形成されている。また、着色層１６３６と対向電極１６４０の間には平坦化膜１６３７が形成され、液晶の配向乱れを防いでいる。図１２に対向基板側の構造を示す。対向電極１６４０は異なる画素間で共通化されている電極であるが、スリット１６４１が形成されている。このスリット１６４１と、画素電極１６２４及び画素電極１６２６側のスリット１６２５とを交互に咬み合うように配置することで、斜め電界が効果的に発生させて液晶の配向を制御することができる。これにより、液晶が配向する方向を場所によって異ならせることができ、視野角を広げている。
【０１１８】
なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線とダイオードのドレイン又はソース配線とを接続することにより、静電破壊を防止することができる。
【０１１９】
また、本実施例は、上記の実施例と適宜自由に組み合わせることができる。
【０１２０】
本実施例により、半導体装置におけるコンタクト開口プロセスを簡単な工程で精度良く行うことができる。また、低コストで、スループットや歩留まり高く半導体装置を作製することができる。
【実施例５】
【０１２１】
本実施例では、半導体装置の一例である発光素子を有する発光装置の作製工程について説明する。
【０１２２】
図９（Ａ）に示すように、実施例４と同様に、基板１０１上に絶縁膜１０２を介して薄膜トランジスタ２２５〜２２７を形成する。また、薄膜トランジスタ２２５〜２２７のゲート電極及び配線を絶縁化する第１の層間絶縁膜として、酸化珪素膜２３１、窒化珪素膜２３２、及び酸化珪素膜２３３を積層して形成する。また、第１の層間絶縁膜に上記実施の形態または実施例により開口部を形成した後、第１の層間絶縁膜の一部の酸化珪素膜２３３上に薄膜トランジスタ２２５〜２２７の半導体膜に接続する配線３０８〜３１３、及び接続端子３１４を形成する。
【０１２３】
次に、第１の層間絶縁膜、配線３０８〜３１３、及び接続端子３１４上に、第２の層間絶縁膜３１５を形成する。次に、薄膜トランジスタ２２７の配線３１３に接続する第１の電極３１６、及び接続端子３１４と接続する導電膜３２０を形成する。第１の電極３１６及び導電膜３２０は、スパッタリング法により膜厚１２５ｎｍの酸化珪素を含むＩＴＯを成膜した後、フォトリソグラフィー工程により形成したレジストマスクを用いて選択的にエッチングして形成する。
【０１２４】
本実施例のように、第２の層間絶縁膜３１５を形成することで、駆動回路部のＴＦＴや配線等の露出を防ぎ、汚染物質からＴＦＴを保護することができる。
【０１２５】
次に、第１の電極３１６の端部を覆う有機絶縁物膜３１７を形成する。ここでは、感光性ポリイミドを塗布し焼成した後、露光及び現像を行って駆動回路、画素領域の第１の電極３１６、及び画素領域の周辺部における第２の層間絶縁膜３１５が露出されるように有機絶縁物膜３１７を形成する。
【０１２６】
次に、第１の電極３１６及び有機絶縁物膜３１７の一部上に蒸着法により発光物質を含む層３１８を形成する。発光物質を含む層３１８は、発光性を有する有機化合物、または発光性を有する無機化合物で形成する。また、発光物質を含む層３１８を、発光性を有する有機化合物及び発光性を有する無機化合物で形成してもよい。また、発光物質を含む層３１８を赤色の発光性の発光物質、青色の発光性の発光物質、及び緑色の発光性の発光物質を用いて、それぞれ赤色の発光性の画素、青色の発光性の画素、及び緑色の発光性の画素を形成することができる。
【０１２７】
ここでは、赤色の発光性の発光物質を含む層として、ＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ＮＰＢを１０ｎｍ、ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（アセチルアセトナト）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））が添加されたＮＰＢを３０ｎｍ、Ａｌｑ３を６０ｎｍ、及びＬｉＦを１ｎｍ積層して形成する。
【０１２８】
また、緑色の発光性の発光物質を含む層として、ＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ＮＰＢを１０ｎｍ、クマリン５４５Ｔ（Ｃ５４５Ｔ）が添加されたＡｌｑ３を４０ｎｍ、Ａｌｑ３を６０ｎｍ、及びＬｉＦを１ｎｍ積層して形成する。
【０１２９】
また、青色の発光性の発光物質を含む層として、ＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ＮＰＢを１０ｎｍ、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）が添加された、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：）を３０ｎｍ、Ａｌｑ３を６０ｎｍ、及びＬｉＦを１ｎｍ積層して形成する。
【０１３０】
さらには、色の発光性の画素、青色の発光性の画素、及び緑色の発光性の画素のほかに、白色の発光性の発光物質を用いて発光物質を含む層を形成することで、白色の発光性の画素を形成してもよい。白色の発光性の画素を設けることにより、消費電力を削減することが可能である。
【０１３１】
次に、発光物質を含む層４２８、有機絶縁物膜３１７、及び有機絶縁物膜３１７上に第２の電極３１９を形成する。ここでは、膜厚２００ｎｍのＡｌ膜を蒸着法により形成する。この結果第１の電極３１６、発光物質を含む層３１８、及び第２の電極３１９により発光素子３２１を構成する。
【０１３２】
なお、ここでは有機化合物を用いて発光物質を含む層を形成するが、これに限定されるものではない。例えば、無機化合物を用いて発光物質を含む層を形成してもよい。さらには、有機化合物及び無機化合物を積層させて発光物質を含む層を形成してもよい。
【０１３３】
次に、図９（Ｂ）に示すように、第２の電極３１９上に保護膜３２２を形成する。保護膜は、発光素子３２１や保護膜３２２に水分や酸素等が侵入することを防ぐためのものである。保護膜３２２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素（ＣＮ）、その他の絶縁性材料を用いて形成することが好ましい。
【０１３４】
さらにシール材３２３で封止基板３２４を基板１０１上に形成される第２の層間絶縁膜３１５と貼り合わせることにより、基板１０１、封止基板３２４、およびシール材３２３で囲まれた空間３２５に発光素子３２１が備えられた構造になっている。なお、空間３２５には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材３２３で充填される場合もある。
【０１３５】
なお、シール材３２３にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板３２４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１３６】
次に、図９（Ｃ）に示すように、実施例４と同様に異方性導電膜３２６を用いてＦＰＣ３２７を接続端子３１４に接する導電膜３２０と貼りつける。
【０１３７】
以上の工程により、アクティブマトリクス型発光素子を有する半導体装置を形成することが出来る。
【０１３８】
ここで、図６（Ｃ）で示す発光素子を有する発光表示パネルにおいて、基板１０１側に放射する場合、つまり下方放射を行う場合について、図１３（Ａ）を用いて説明する。この場合、薄膜トランジスタ１８８に電気的に接続するように、ソース電極又はドレイン電極１８７に接して、透光性を有する導電層４８４、発光物質を含む層４８５、遮光性または反射性を有する導電層４８６が順に積層される。光が透過する基板１０１は少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する必要がある。
【０１３９】
次に、基板１０１と反対側に放射する場合、つまり上方放射を行う場合について、図１３（Ｂ）を用いて説明する。薄膜トランジスタ１８８は、前述した薄膜トランジスタの同様に形成することができる。薄膜トランジスタ１８８に電気的に接続するソース電極又はドレイン電極１８７が遮光性または反射性を有する導電層４６３と接し、電気的に接続する。遮光性または反射性を有する導電層４６３、発光物質を含む層４６４、透光性を有する導電層４６５が順に積層される。導電層４６３は遮光性または反射性を有する金属層であり、発光素子から放射される光を矢印の上面に反射する。なお、遮光性または反射性を有する導電層４６３上に透光性を有する導電層を形成してもよい。発光素子から放出する光は第２の導電層４６５を透過して放出されるので、透光性を有する導電層４６５は、少なくとも可視領域において透光性を有する材料で形成する。
【０１４０】
次に、光が基板１０１側とその反対側の両側に放射する場合、つまり両方放射を行う場合について、図１３（Ｃ）を用いて説明する。薄膜トランジスタ１８８の半導体膜に電気的に接続するソース電極又はドレイン電極１８７に、第１の透光性を有する導電層４７２が電気的に接続している。第１の透光性を有する導電層４７２、発光物質を含む層４７３、第２の透光性を有する導電層４７４が順に積層される。このとき、第１の透光性を有する導電層４７２と第２の透光性を有する導電層４７４のどちらも少なくとも可視領域において透光性を有する材料、又は光を透過できる厚さで形成すると、両方放射が実現する。この場合、光が透過する絶縁膜や基板１０１も少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する必要がある。
【０１４１】
また、上記発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
【０１４２】
なお、図１３において、薄膜トランジスタ１８８として逆スタガ型薄膜トランジスタを用いて示したが、適宜トップゲート型薄膜トランジスタを用いることができる。
【０１４３】
さらに、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものと、定電流（ＣＣ）のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの（ＣＶ）には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される信号の電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの（ＣＣ）には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される信号の電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
【０１４４】
また、発光物質を含む層を無機化合物で形成する場合、直流駆動又は交流駆動のいずれかを用いて駆動させることができる。
【０１４５】
また、発光装置において、静電破壊防止のための保護回路（保護ダイオードなど）を設けてもよい。
【０１４６】
以上の工程によりアクティブマトリクス型発光素子を有する発光装置を作製することが出来る。本実施例で示す発光装置は、コンタクト開口プロセスを簡単な工程で精度良く行うことができる。また、低コストで、スループットや歩留まり高く半導体装置を作製することができる。
【実施例６】
【０１４７】
本実施例では、半導体装置の代表例を、図１４及び１５を用いて説明する。電気泳動素子とは、マイクロカプセルの中にプラスとマイナスに帯電した黒と白の粒子を閉じ込めた物を第１の導電層及び第２の導電層の間に配置し、第１の導電層及び第２の導電層に電位差を生じさせて黒と白の粒子を電極間で移動させて表示を行う素子である。
【０１４８】
図１４に示すように、基板１０１上に薄膜トランジスタ１８８、及び薄膜トランジスタ１８８を覆い、且つ開口部を有する絶縁膜１９１を形成する。なお、開口部は上記実施の形態または実施例を用いて形成する。
【０１４９】
次に、薄膜トランジスタのソース配線またはドレイン配線に接続する第１の導電層１１７１を形成する。なお、第１の導電層１１７１は画素電極として機能する。ここでは、アルニウムを用いて第１の導電層１１７１を形成する。
【０１５０】
また、基板１１７２上に第２の導電層１１７３を形成する。第２の導電層１１７３も平行に形成することが好ましい。ここでは、ＩＴＯを用いて第２の導電層１１７３を形成する。
【０１５１】
次に、基板１０１及び基板１１７２をシール材で貼り合わせる。このとき、第１の導電層１１７１及び第２の導電層１１７３の間にマイクロカプセル１１７０を分散させて、基板１０１及び基板１１７２の間に電気泳動素子を形成する。基板１０１及び基板１１７２は、第１の導電層１１７１１及び第２の導電層１１７３が交差するように、シール材を用いて貼りあわせる。また、電気泳動素子は、第１の導電層１１７１、マイクロカプセル１１７０、第２の導電層１１７３で構成される。また、マイクロカプセル１１７０はバインダにより第１の導電層１１７１及び第２の導電層１１７３の間に固定される。
【０１５２】
次に、マイクロカプセルの構造について、図１５を用いて示す。図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、マイクロカプセル１１７０は微細な透明容器１１７４内に透明の分散媒１１７６及び帯電した黒色粒子１１７５ａ及び白色粒子１１７５ｂが分散される。なお、黒色粒子１１７５ａの代わりに、青色粒子、赤色粒子、緑色粒子、黄色粒子、青緑粒子、赤紫粒子等を用いても良い。さらには、図１５（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、微細な透明容器１３３１内に着色した分散媒１３３３及び白色粒子１３３２が分散されるマイクロカプセル１３３０を用いてもよい。なお、着色した分散媒１３３３は、黒色、青色、赤色、緑色、黄色、青緑色、赤紫色等のいずれかに着色している。また、一画素に青色粒子、赤色粒子、緑色粒子が分散されるマイクロカプセルをそれぞれ設けることで、カラー表示することができる。また、黄色粒子、青緑粒子、赤紫粒子が分散されるマイクロカプセルをそれぞれ設けることで、カラー表示することができる。また、一画素に青色、赤色、緑色の分散媒を有するマイクロカプセルを配列して設けることで、カラー表示することができる。また、一画素に黄色、青緑色、赤紫色の分散媒を有するマイクロカプセルを配列して設けることで、カラー表示することができる。
【０１５３】
次に、電気泳動素子を用いた表示方法を示す。具体的には、図１５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、二色の粒子を有するマイクロカプセル１１７０の表示方法について示す。ここでは、二色の粒子として白色粒子及び黒色粒子を用い、また透明な分散媒を有するマイクロカプセルについて示す。なお、二色の粒子の黒色粒子の代わりに他の色の粒子を用いてもよい。
【０１５４】
マイクロカプセル１１７０において、黒色粒子１１７５ａがプラスに帯電されているものとし、白色粒子１１７５ｂがマイナスに帯電されているものとし、第１の導電層１１７１及び第２の導電層１１７３に電界を印加する。ここでは、矢印で示すように、第２の導電層から第１の導電層の方向へ電界が印加されると、図１５（Ａ）に示すように、第２の導電層１１７３側に黒色粒子１１７５ａが泳動し、第１の導電層１１７１側に白色粒子１１７５ｂが泳動する。この結果、マイクロカプセルを第１の導電層１１７１側から見た場合には、白色に観察され、第２の導電層１１７３側から見た場合には黒色に観察される。
【０１５５】
一方、矢印で示すように、第１の導電層１１７１から第２の導電層１１７３の方向へ電界が印加されると、図１５（Ｂ）に示すように、第１の導電層１１７１側に黒色粒子１１７５ａが泳動し、第２の導電層１１７３側に白色粒子１１７５ｂが泳動する。この結果、マイクロカプセルを第１の導電層１１７１側から見た場合には、白色に観察され、第２の導電層１１７３側から見た場合には黒色に観察される。
【０１５６】
次に、白色粒子を有し、且つ着色された分散媒を有するマイクロカプセル１３３０の表示方法について示す。ここでは、分散媒が黒色に着色された例を示すが、他の色に着色された分散媒を用いても同様である。
【０１５７】
マイクロカプセル１３３０において、白色粒子１３３２がマイナスに帯電されているものとし、第１の導電層１１７１及び第２の導電層１１７３に電界を印加する。ここでは、矢印で示すように、第２の導電層から第１の導電層の方向へ電界が印加されると、図１５（Ｃ）に示すように、第１の導電層１１７１側に白色粒子１１７５ｂが泳動する。この結果、マイクロカプセルを第１の導電層１１７１側から見た場合には、白色に観察され、第２の導電層１１７３側から見た場合には黒色に観察される。
【０１５８】
一方、矢印で示すように、第１の導電層から第２の導電層の方向へ電界が印加されると、図１５（Ｄ）に示すように、第２の導電層１１７３側に白色粒子１１７５ｂが泳動する、この結果、マイクロカプセルを第１の導電層１１７１側から見た場合には、白色に観察され、第２の導電層１１７３側から見た場合には黒色に観察される。
【０１５９】
ここで、電気泳動素子を用いて説明したが、この代わりにツイストボール表示方式を用いた表示装置を用いてもよい。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を第１の導電層及び第２の導電層の間に配置し、第１の導電層及び第２の導電層に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
【０１６０】
また、薄膜トランジスタの代わりに、スイッチング素子としてＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）、ダイオード等を用いることもできる。
【０１６１】
電気泳動素子を有する表示装置やツイストボール表示方式の表示装置は、電界効果トランジスタを取り去った後も長期にわたって、電界印加時と同様の状態を保持する。よって、電源を切っても表示状態を維持することが可能である。このため低消費電力が可能で有る。
【０１６２】
以上の工程により、電気泳動素子を含む半導体装置を作製することができる。本実施例で示す半導体装置は、コンタクト開口プロセスを簡単な工程で精度良く行うことができる。また、低コストで、スループットや歩留まり高く半導体装置を作製することができる。
【実施例７】
【０１６３】
実施例４乃至６によって作製される表示パネル（ＥＬ表示パネル、液晶表示パネル、電気泳動表示パネル）において、半導体膜を非晶質半導体、又はセミアモルファスシリコン（ＳＡＳ）で形成し、走査線側の駆動回路を基板上に形成する例を示す。
【０１６４】
図１６は、１〜１５ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度が得られるＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴで構成する走査線側駆動回路のブロック図を示している。
【０１６５】
図１６において８５００で示すブロックが１段分のサンプリングパルスを出力するパルス出力回路に相当し、シフトレジスタはｎ個のパルス出力回路により構成される。８５０１はバッファ回路であり、その先に画素８５０２が接続される。
【０１６６】
図１７は、パルス出力回路８５００の具体的な構成を示したものであり、ｎチャネル型のＴＦＴ８６０１〜８６１２で回路が構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を８μｍとすると、チャネル幅は１０〜８０μｍの範囲で設定することができる。
【０１６７】
また、バッファ回路８５０１の具体的な構成を図１８に示す。バッファ回路も同様にｎチャネル型のＴＦＴ８６２０〜８６３５で構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を１０μｍとすると、チャネル幅は１０〜１８００μｍの範囲で設定することとなる。
【０１６８】
このような回路を実現するには、ＴＦＴ相互を配線によって接続する必要がある。
【０１６９】
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
【０１７０】
次に、上記実施例で示される表示パネルを有するモジュールについて、図１９を用いて説明する。図１９は表示パネル９８０１と、回路基板９８０２を組み合わせたモジュールを示している。回路基板９８０２には、例えば、コントロール回路９８０４や信号分割回路９８０５などが形成されている。また、表示パネル９８０１と回路基板９８０２とは、接続配線９８０３で接続されている。表示パネル９８０１に実施例４乃至６で示すような、液晶表示パネル、発光表示パネル、電気泳動表示パネル等を適宜用いることができる。
【０１７１】
この表示パネル９８０１は、発光素子が各画素に設けられた画素部９８０６と、走査線駆動回路９８０７、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９８０８を備えている。画素部９８０６の構成は、実施例１乃至３と同様である。また、走査線駆動回路９８０７や信号線駆動回路９８０８は、異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等の手法により、基板上にＩＣチップで形成される走査線駆動回路９８０７、信号線駆動回路９８０８を実装する。
【０１７２】
なお、信号線駆動回路９８０８の一部、例えばアナログスイッチを基板上に薄膜トランジスタで形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０１７３】
本実施例により、歩留まり高く表示パネルを有するモジュールを形成することが可能である。
【実施例８】
【０１７４】
上記実施の形態や実施例で示される半導体装置を有する電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図２０を参照して説明する。
【０１７５】
図２０（Ａ）に示す携帯情報端末は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２に、上記実施例に示すものを適用することにより、携帯情報端末を安価に提供することができる。
【０１７６】
図２０（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含んでいる。表示部９７０１に、上記実施例に示すものを適用することにより、デジタルビデオカメラを安価に提供することができる。
【０１７７】
図２０（Ｃ）に示す携帯端末は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２に、上記実施例に示すものを適用することにより、携帯端末を安価に提供することができる。
【０１７８】
図２０（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる。表示部９３０２に、上記実施例に示すものを適用することにより、携帯型のテレビジョン装置を安価に提供することができる。このようなテレビジョン装置は携帯電話などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広く適用することができる。
【０１７９】
図２０（Ｅ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２に、上記実施例に示すものを適用することにより携帯型のコンピュータを安価に提供することができる。
【０１８０】
図２０（Ｆ）に示すテレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含んでいる。表示部９５０２に、上記実施例に示すものを適用することにより、テレビジョン装置を安価に提供することができる。
【０１８１】
ここで、テレビジョン装置の構成について、図２１を用いて説明する。
【０１８２】
図２１は、テレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図である。チューナ９５１１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像検波回路９５１２と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９５１３と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路９５１４により処理される。コントロール回路９５１４は、表示パネル９５１５の走査線駆動回路９５１６と信号線駆動回路９５１７にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路９５１８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０１８３】
チューナ９５１１で受信した信号のうち、音声信号は音声検波回路９５２１に送られ、その出力は音声信号処理回路９５２２を経てスピーカー９５２３に供給される。制御回路９５２４は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９５２５から受け、チューナ９５１１や音声信号処理回路９５２２に信号を送出する。
【０１８４】
このテレビジョン装置は、表示パネル９５１５を含んで構成されることにより、テレビジョン装置の低消費電力を図ることが可能である。また、高精細な表示が可能なテレビジョン装置を作製することが可能である。
【０１８５】
なお、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニターをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図３】本発明に適用可能なレーザ照射装置の概要を示す図である。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図８】本発明の本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図９】本発明の本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法を説明する上面図である。
【図１１】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１２】本発明の半導体装置の作製方法を説明する上面図である。
【図１３】本発明に適応可能な発光素子の断面構造を説明する図である。
【図１４】本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１５】本発明に適応可能な電気泳動素子の断面構造を説明する図である。
【図１６】本発明の表示パネルにおいて走査線側駆動回路をＴＦＴで形成する場合の回路構成を説明する図。
【図１７】本発明の表示パネルにおいて走査線側駆動回路をＴＦＴで形成する場合の回路構成を説明する図（シフトレジスタ回路）。
【図１８】本発明の表示パネルにおいて走査線側駆動回路をＴＦＴで形成する場合の回路構成を説明する図（バッファ回路）。
【図１９】本発明の半導体装置を説明する上面図である。
【図２０】本発明の半導体装置を用いた電子機器を説明する図である。
【図２１】本発明の半導体装置を用いた電子機器を説明する図である。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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