(57)【要約】【課題】構成要素による制限が少なく、自由度の高いトランジスタの製造方法を提供すること。【解決手段】第１の基板１１上に、少なくともゲート電極６８を含むトランジスタ４０の構成要素の一部を形成する工程と、第２の基板１２上に、少なくとも半導体層５２を含むトランジスタ４０の構成要素の一部を形成する工程と、半導体層５２の表面を酸化してゲート絶縁膜５４を形成する工程と、第１の基板１１と第２の基板１２とを、ゲート電極６８とゲート絶縁膜５４とが対面するように貼り合わせる工程と、第１の基板１１および第２の基板１２の少なくとも一方を、当該基板上に形成されるトランジスタ４０の構成要素から分離する工程と、を含むことを特徴とするトランジスタ４０の製造方法。【選択図】図３
2008192872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の第１の窪みに電子装置の構成要素の第１部分を、第２の基板の第２の窪みに電子装置の構成要素の第２部分を、それぞれ形成する工程と、
前記第１の基板の前記構成要素の前記第１部分の形成された面と、前記第２の基板の前記構成要素の前記第２部分の形成された面とを貼り合わせる工程と、を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項２】
第１の基板上に、少なくともゲート電極を含むトランジスタの構成要素の一部を形成する工程と、
第２の基板上に、少なくとも半導体層を含むトランジスタの構成要素の一部を形成する工程と、
前記半導体層の一部を酸化してゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜とが対面するように貼り合わせる工程と、
前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方を、当該基板上に形成されているトランジスタの構成要素から分離する工程と、
を含むことを特徴とするトランジスタの製造方法。
【請求項３】
第１の基板に第１の窪みを形成する工程と、
前記第１の窪み内に、少なくともゲート電極を含むトランジスタの構成要素の一部を、前記第１の窪み内に収まるように形成する工程と、
第２の基板に第２の窪みを形成する工程と、
前記第２の窪み内に、少なくとも半導体層を含むトランジスタの構成要素の一部を、前記第２の窪み内に収まるように形成する工程と、
前記半導体層の一部を酸化してゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の基板の一部および前記第２の基板の一部の少なくとも一方に接着層を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜とが対面するように、前記接着層を介して貼り合わせる工程と、
前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方を、当該基板上に形成されているトランジスタの構成要素から分離する工程と、
を含むことを特徴とするトランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記第１の基板、および前記第２の基板の少なくともどちらか一方は透光性材料からなる基板を用い、当該透光性材料からなる基板の表面に所定のエネルギ付与により剥離する性質を有する剥離層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項５】
透光性材料からなる第１の基板に第１の窪みを形成する工程と、
前記第１の窪み内を含む前記第１の基板の一部に所定のエネルギ付与により剥離する性質を有する第１の剥離層を形成する工程と、
前記第１の窪み内に位置する前記第１の剥離層に、少なくともゲート電極を含むトランジスタの構成要素の一部を、前記第１の窪み内に収まるように形成する工程と、
透光性材料からなる第２の基板に第２の窪みを形成する工程と、
前記第２の窪み内を含む前記第２の基板の一部に所定のエネルギ付与により剥離する性質を有する第２の剥離層を形成する工程と、
前記第２の窪み内に位置する前記第２の剥離層に、少なくとも半導体層を含むトランジスタの構成要素の一部を、前記第２の窪み内に収まるように形成する工程と、
前記半導体層の表面を酸化してゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の基板の一部および前記第２の基板の一部の少なくとも一方に第１の接着層を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜とが対面するように、前記第１の接着層を介して貼り合わせる工程と、
前記第１の基板に所定のエネルギービームを照射し、前記第１の剥離層に所定のエネルギを付与して剥離させて前記第１の基板を取り除き、前記ゲート電極を露出させる工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層に不純物イオンを打ち込み、ソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、
前記ゲート電極を覆う第２の接着層を形成し、当該第２の接着層を介して第３の基板を貼り合わせる工程と、
前記第２の基板に所定のエネルギービームを照射して、前記第２の剥離層に所定のエネルギを付与して剥離させて前記第２の基板を取り除き、前記ソース領域およびドレイン領域を露出させる工程と、
を含むことを特徴とするトランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記剥離層は、当該剥離層が形成される基板に対して選択的にエッチング可能な材質からなることを特徴とする請求項４または５に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記トランジスタの構成要素の一部を形成する工程は、液体材料を硬化させて形成する工程であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたトランジスタを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子装置の製造方法、トランジスタの製造方法、およびそれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置としてのトランジスタは、表示装置の駆動素子あるいはスイッチング素子として広く用いられている。トランジスタの形成は、一般にガラス等の基板上に薄膜の形成工程と当該薄膜のパターニング工程等を繰り返して、各々の構成要素を下層から（基板側から）順に積層することにより行われる（特許文献１）。上述の基板は、完成後のトランジスタの構成要素としてそのまま用いられる場合が多いが、完成後のトランジスタを当該基板から剥離して、他の基板に転写する手法も提案されている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−１７５２３１号公報
【特許文献２】特開平１１−３１２８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上述の手法は、各々の工程がその下層の構成要素の耐熱性等の制限を受けるため、自由度が少ないと言う課題がある。本発明はかかる課題を解決する為になされたものであり、他の構成要素による制限が少なく、自由度の高いトランジスタの製造方法、および表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の電子装置の製造方法は、第１の基板の第１の窪みに電子装置の構成要素の第１部分を、第２の基板の第２の窪みに電子装置の構成要素の第２部分を、それぞれ形成する工程と、上記第１の基板の上記構成要素の上記第１部分の形成された面と、上記第２の基板の上記構成要素の上記第２部分の形成された面とを貼り合わせる工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
かかる製造方法によれば、一方の基板に形成する構成要素の処理条件等を、当該処理が他方の基板の構成要素に与える影響を考慮せずに定められる。したがって、１枚の基板に電子装置の構成要素を順次積層していく方法に比べて、電子装置の製造工程の自由度を向上させることができる。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明のトランジスタの製造方法は、第１の基板上に、少なくともゲート電極を含むトランジスタの構成要素の一部を形成する工程と、第２の基板上に、少なくとも半導体層を含むトランジスタの構成要素の一部を形成する工程と、上記半導体層の一部を酸化してゲート絶縁膜を形成する工程と、上記第１の基板と上記第２の基板とを、上記ゲート電極と上記ゲート絶縁膜とが対面するように貼り合わせる工程と、上記第１の基板および上記第２の基板の少なくとも一方を、当該基板上に形成されているトランジスタの構成要素から分離する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
かかる製造方法によれば、例えば上記第２の基板を上記半導体層から分離することにより、ゲート電極の耐熱性等を考慮せずにゲート酸化膜を形成した後、上記ゲート電極を上記半導体層の下層に位置させることができる。したがって、アルミニウム等の耐熱性の低い材料からなるゲート電極を有するボトムゲート型のトランジスタに高温の酸化工程を経たゲート絶縁膜を採用でき、トランジスタの製造工程の自由度を向上させることができる。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明のトランジスタの製造方法は、第１の基板に第１の窪みを形成する工程と、上記第１の窪み内に、少なくともゲート電極を含むトランジスタの構成要素の一部を、上記第１の窪み内に収まるように形成する工程と、第２の基板に第２の窪みを形成する工程と、上記第２の窪み内に、少なくとも半導体層を含むトランジスタの構成要素の一部を、上記第２の窪み内に収まるように形成する工程と、上記半導体層の一部を酸化してゲート絶縁膜を形成する工程と、上記第１の基板の一部および上記第２の基板の一部の少なくとも一方に接着層を形成する工程と、上記第１の基板と上記第２の基板とを、上記ゲート電極と上記ゲート絶縁膜とが対面するように、上記接着層を介して貼り合わせる工程と、上記第１の基板および上記第２の基板の少なくとも一方を、当該基板上に形成されているトランジスタの構成要素から分離する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
かかる製造方法によれば、基板表面とトランジスタの構成要素の上面とが同一の平面に位置するため、上記ゲート電極と上記ゲート絶縁膜とを貼り合わせたとき、上記第１の基板と上記第２の基板とも貼り合わされる。したがって、その後の工程を安定した状態で進めることができ、トランジスタの製造工程の自由度をより一層向上させることができる。
【００１１】
好ましくは、上記第１の基板、および上記第２の基板の少なくともどちらか一方は透光性材料からなる基板を用い、当該透光性材料からなる基板の表面に所定のエネルギ付与により剥離する性質を有する剥離層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする。
かかる製造方法によれば、上記透光性材料からなる基板の裏面からエネルギービームを照射することにより上記基板と上記トランジスタの構成要素とを容易に分離できる。したがって、上述する２枚の基板を貼り合わせる工程等の条件設定が容易になり、トランジスタの製造工程の自由度をより一層向上させることができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明のトランジスタの製造方法は、透光性材料からなる第１の基板に第１の窪みを形成する工程と、上記第１の窪み内を含む上記第１の基板の一部に所定のエネルギ付与により剥離する性質を有する第１の剥離層を形成する工程と、上記第１の窪み内に位置する上記第１の剥離層に、少なくともゲート電極を含むトランジスタの構成要素の一部を、上記第１の窪み内に収まるように形成する工程と、透光性材料からなる第２の基板に第２の窪みを形成する工程と、上記第２の窪み内を含む上記第２の基板の一部に所定のエネルギ付与により剥離する性質を有する第２の剥離層を形成する工程と、上記第２の窪み内に位置する上記第２の剥離層に、少なくとも半導体層を含むトランジスタの構成要素の一部を、上記第２の窪み内に収まるように形成する工程と、上記半導体層の表面を酸化してゲート絶縁膜を形成する工程と、上記第１の基板の一部および上記第２の基板の一部の少なくとも一方に第１の接着層を形成する工程と、上記第１の基板と上記第２の基板とを、上記ゲート電極と上記ゲート絶縁膜とが対面するように、上記第１の接着層を介して貼り合わせる工程と、上記第１の基板に所定のエネルギービームを照射し、上記第１の剥離層に所定のエネルギを付与して剥離させて上記第１の基板を取り除き、上記ゲート電極を露出させる工程と、上記ゲート電極をマスクとして上記半導体層に不純物イオンを打ち込み、ソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、上記ゲート電極を覆う第２の接着層を形成し、当該第２の接着層を介して第３の基板を貼り合わせる工程と、上記第２の基板に所定のエネルギービームを照射して、上記第２の剥離層に所定のエネルギを付与して剥離させて上記第２の基板を取り除き、上記ソース領域およびドレイン領域を露出させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
かかる製造方法によれば、ボトムゲート型のトランジスタにおいて、ＡＬゲート電極と高温の酸化工程を経たゲート絶縁膜とを組み合わせることができる。また、ボトムゲート型のトランジスタにおいて、ソース領域およびドレイン領域をセルフアライメントで形成できる。したがって、トランジスタの製造工程の自由度をより一層向上させることができる。
【００１４】
好ましくは、上記剥離層は、当該剥離層が形成される基板に対して選択的にエッチング可能な材質からなることを特徴とする。
かかる構成であれば、上記基板に形成した窪みの形状を変化させることなく上記剥離層を除去できる。したがって上記基板の再使用が可能となり、トランジスタの製造に要するコストを削減できる。
【００１５】
また、好ましくは、上記トランジスタの構成要素の一部を形成する工程は、液体材料を硬化させて形成する工程であることを特徴とする。
かかる製造方法であれば、トランジスタの構成要素の一部を上記窪み内に収めて、基板表面とトランジスタの構成要素の上面とを同一の平面に位置させることが容易になる。したがって、その後の工程である接着層の形成、および第１の基板と第２の基板との貼り合わせも容易になり、トランジスタの製造に要するコストを削減できる。
【００１６】
また、本発明にかかる表示装置は、上述するいずれかの方法により製造されたトランジスタを備えることを特徴とする。
かかる発明であれば、表示装置を低コストで得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態にかかる電子装置としてのトランジスタの製造方法について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１〜図５は、第１の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図である。トランジスタのゲート電極（ゲート電極配線）の延伸方向に対して垂直な面で切断した状態を示す断面図である。本発明の実施形態は、２枚の基板の各々に電子装置の構成要素の一部を形成して第１の部材１０および第２の部材２０を得た後、当該双方の部材を貼り合わせるため、まずそれぞれの部材の形成工程を示し、次に貼り合わせの工程を述べる。
【００１９】
図１（ａ）〜図１（ｆ）は、第１の部材１０の形成工程を示すものである。まず、図１（ａ）に示すように、透光性材料としての石英からなる第１の基板１１に、第１の窪み２１を形成する。第１の窪み２１の形成は、一般的なフォトリソグラフィー法により行う。つまり、第１の窪み２１を形成すべき領域以外の領域にフォトレジスト層を形成する。そして当該レジスト層をマスクとして、第１の窪み２１を形成すべき領域の石英基板を所定の深さまでエッチングする。第１の窪み２１を形成すべき領域の大きさ（平面形状）は、トランジスタを構成する半導体層の大きさに若干の余裕を付与した大きさである。
【００２０】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１の窪み２１を含めた第１の基板１１上全面に第１の剥離層３１を形成する。第１の剥離層３１は、レーザービームの照射等により所定のエネルギを付与されると、当該剥離層を構成する物質の原子間または分子間の結合力が消失または減少することにより、その層内および／または界面において剥離する性質を有する材料からなる。具体的には、水素原子を含む窒化シリコン膜、あるいは酸化シリコン膜を１０〜１００ナノメートルほどの厚さで形成することが好ましい。レーザービームの照射等により、水素原子が気体として放出され、上述する分子間の結合力を減少させることができる。プラズマＣＶＤ法を用いると、上述する水素原子を多量に含む窒化シリコン膜を形成できる。
【００２１】
また、未結合手に水素原子を結合させて安定化されている、いわゆる水素化アモルファスシリコン膜も好ましい。上記窒化シリコン膜等と同様に、レーザービームの照射等により水素原子が放出して上述する分子間の結合が減少するため、剥離層としての機能を果たし得る。
【００２２】
次に、図１（ｃ）に示すように、インクジェット法により、第１の窪み２１内に半導体であるシリコンの粒子を含む第１の液材４６を滴下する。第１のインクヘッドノズル４２から第１の液材４６からなる第１の液滴４４を第１の窪み２１内に向けて滴下することで、当該窪み内に任意の量の第１の液材４６を供給できる。インクジェット法としては、液材を加熱して一部を気化させることによる体積の膨張により液材を押し出す手法、あるいはピエゾ素子等を用いた機械的な圧力により液材を押し出す手法、のどちらも適用できる。
【００２３】
シリコンの粒子を含む液材には、液状またはゲル状のポリシラン誘導体、あるいは、ポリシランまたはその誘導体を溶媒に溶解させた溶液が好ましい。上記液材は、加熱により溶媒が乾燥除去され、あるいは、ポリシランを構成するシリコン原子と水素原子の結合が切れて水素原子が放出されることにより固形化される。固形化する際には気体の放出により体積が減少するので、それを考慮して滴下量を定める必要がある。例えば、固形化後の高さを、第１の基板１１上の第１の剥離層３１の上面と同一にさせるためには、図示するように第１の窪み２１の縁から第１の液材４６が盛り上がるように滴下する必要がある。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示すように、第１の液材４６を加熱して固形化し、シリコンの微粒子からなる層４８を形成する。基板全体を略３００℃膜厚で加熱することで溶媒等を除去して非晶質のシリコン層を形成できる。なお、石英基板を用いる場合は６００℃以上まで加熱することで、後述するレーザ光照射工程を経ずに結晶性のシリコン層を得ることもできる。
【００２５】
次に、図１（ｅ）に示すように、シリコンの微粒子からなる層４８にレーザ光５０を照射して結晶化させて、トランジスタの構成要素である半導体層としての多結晶シリコン層５２を得る。レーザ光５０は、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザまたはアルゴンレーザが好ましい。
【００２６】
次に、図１（ｆ）に示すように、多結晶シリコン層５２を熱酸化してトランジスタの構成要素としてのゲート絶縁膜５４を形成して第１の部材１０を形成する。酸化は８００℃以上のＷＥＴ酸化（酸化炉に水素ガスを燃焼させて得た水蒸気を導入して酸化する手法）が好ましい。石英基板は耐熱性が高いため高温でゲート絶縁膜を形成できる。そして、ゲート絶縁膜は高温で形成する方がプロトン（水素イオン）の混入を抑制できるため、高品質とすることができる。なお、上記工程はＷＥＴ酸化に限定されるものではなく、１１００度以上のドライ酸化を用いることもできる。
【００２７】
次に、第２の部材２０の形成工程を、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて述べる。まず、図２（ａ）に示すように、透光性材料としての石英からなる第２の基板１２に第２の窪み２２を形成する。第２の窪み２２の形成方法等は、第１の窪み２１の形成方法等と同様である。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、第２の窪み２２を含めた第２の基板１２上全面に第２の剥離層３２を形成する。第２の剥離層３２の材質および形成手法等は第１の剥離層３１と同様である。
【００２９】
次に、図２（ｃ）に示すように、インクジェット法により、第２の窪み２２内にＡｌ（アルミニウム）あるいはＡｇ（銀）等の金属の微粒子を溶媒に分散させた第２の液材６６を滴下する。第２のインクヘッドノズル６２から、第２の液材６６からなる第２の液滴６４を第２の窪み２２内に向けて滴下することで、当該窪み内に任意の量の第２の液材６６を供給できる。なお、溶媒としてはメタノール、エタノール等のアルコール類、あるいは、トルエン、キシレン等の炭化水素系化合物が好ましい。
【００３０】
次に、図２（ｄ）に示すように、第２の液材６６を加熱することにより溶媒を乾燥除去して、トランジスタの構成要素としてのゲート電極６８を形成する。
以上、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示す工程で、第２の部材２０が形成される。
【００３１】
次に、第１の部材１０と第２の部材２０を貼り合わせて、その他所定の工程を附加することで、双方の部材に形成されているトランジスタの構成要素からトランジスタを形成する工程を示す。
【００３２】
まず、図３（ａ）に示すように、第１の部材１０の表面（多結晶シリコン層５２が形成されている側の面）に第１の接着層７２を形成する。第１の接着層７２はポリシラザンをキシレン等の溶媒に分散した液材をスピンオン方式（回転塗布法）で塗布して形成する。そして、第１の部材１０と第２の部材２０とを多結晶シリコン層５２の略中央とゲート電極６８とが対向するように位置を合わせ、第１の接着層７２を介して貼り合わせる。多結晶シリコン層５２（ゲート絶縁膜５４を含む）とゲート電極６８は基板に形成された窪み内に収まっているため、上記双方の部材は全面的に貼り合わせることができる。そして、貼り合わせ後、第１の接着層７２を加熱により硬化させて、双方の部材を完全に結合する。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、第２の部材２０の裏面（第２の基板１２の裏面）側からレーザ光７０を照射して、第２の剥離層３２の結合力を消失させる。第２の基板１２は透光性材料である石英製なので、裏面からの照射によりレーザ光７０は第２の剥離層３２に到達し、当該剥離層内に含まれているシリコン原子と水素原子の結合を切断し、水素原子をガス化させる。その結果、第２の剥離層３２に含まれるシリコン原子同士の結合が弱まり、当該剥離層内で、剥離が生じるものと考えられる。その結果、第２の基板１２から第２の部材２０を引き剥がすことが可能となる。なお、レーザ光７０の波長は第２の剥離層３２に吸収され易い波長を選択することが好ましい。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１の部材１０と第２の部材２０との結合体から第２の基板１２を除去する。上述するように第２の剥離層３２の結合力は失われており、一方で第１の接着層７２は硬化により結合力が増加されているため、ゲート電極６８は第２の基板１２と分離して、第１の部材１０に第１の接着層７２を介して接合された状態となる。当該状態を、以下、第３の部材３０と称する。
【００３５】
次に、図３（ｄ）に示すように、第１の基板１１の表面から多結晶シリコン層５２に、リン等の不純物イオン８０をＩ／Ｉ（イオンインプランテーション）法で打ち込む。ゲート電極６８がマスクとなり、ゲート電極６８を挟むようにソース領域７４およびドレイン領域７６が形成される。これでトランジスタ４０が形成される。当該状態ではトランジスタ４０はトップゲート型である。
【００３６】
次に、トップゲート型であるトランジスタ４０を、第３の基板を用いてボトムゲート型とする工程を示す。まず、図４（ａ）に示すように、第３の部材３０上に第２の接着層８２を形成する。第１の接着層７２と同様に、ポリシラザンをキシレン等の溶媒に分散した液材をスピンオン方式（回転塗布法）で塗布して形成する。なお、第２の接着層８２の厚さは、ゲート電極６８を覆い、ゲート電極６８による段差を打ち消すために、第１の接着層７２よりも厚くすることが好ましい。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すように、第３の部材３０の表面（ゲート電極６８が結合されている側の面）に第３の基板１３を、第２の接着層８２を介して貼り合わせる。第３の基板１３にはトランジスタの構成要素等は形成されていないため、第３の部材との厳密な位置合わせは要しない。また第３の基板１３は高耐熱性を必要としないため、石英基板ではなく通常のガラス基板で充分である。さらには、透光性も必要としないため、プラスチック基板等を用いることも可能である。
【００３８】
次に、図４（ｃ）に示すように、第２の接着層８２を加熱により硬化させて、第３の部材３０と第３の基板１３とを第２の接着層８２を介して完全に結合させる。ここで、図４（ｃ）は、判り易くするために上下を反転させている。そして結合させた後、第３の部材３０の裏面（第１の基板１１の裏面）からレーザ光９０を照射して第１の剥離層３１の結合力を消失させる。
【００３９】
次に、図４（ｄ）に示すように、第３の部材３０と第３の基板１３との結合体から第１の基板１１を除去する。第１の剥離層３１の結合力は失われており、一方で第２の接着層８２は硬化により結合力が増加され第１の接着層７２と強く接着しているので、トランジスタ４０は第１の基板１１から分離して、第３の基板１３に第２の接着層８２を介して接合された状態となる。
【００４０】
以上、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す工程により、図３（ｄ）で形成された時点ではトップゲート型であったトランジスタ４０が、ボトムゲート型に転換される。
【００４１】
最後に、トランジスタ４０に導電材料からなるソース配線９４と透明導電材料からなる画素電極９８とを接続させて、画像表示を可能とした態様を図５に示す。ソース配線９４は、図示しないデータ線駆動回路からの信号をソース領域７４に伝達する。そして、当該信号は同じく図示しない走査線駆動回路と導通するゲート電極６８によりＯＮ／ＯＦＦ制御されてドレイン領域７６に伝達される。したがって、ドレイン領域７６に接続している画素電極９８に任意の信号を伝達できる。
【００４２】
トランジスタ４０をマトリクス状に配置することで画像を表示することが可能となり、さらに各々の画素電極９８上にカラーフィルタを配置することでカラー画像を表示することが可能となる。
【００４３】
ソース配線９４と画素電極９８は、双方ともインクジェット法で形成することが好ましい。ソース領域７４およびドレイン領域７６は露出しているため、コンタクトホール等の導通経路を形成することなく直接液材を滴下できる。またゲート電極６８が第２の接着層８２に埋没しているため、第３の基板１３上のトランジスタ４０による段差は抑制されており、隔壁等を形成せずにインクジェット法を用いて画素電極９８等のパターンを形成できる。
【００４４】
ソース配線９４は、ゲート電極６８の形成時と同様に、Ａｌの微粒子を溶媒に分散させた液材を、一部がソース領域７４上に重なるように第３の基板１３上に滴下後、溶媒を乾燥除去することで形成できる。また、画素電極９８は同じく透明導電材料の微粒子、具体的には、ＩＴＯ（酸化インジウム・錫）やインジウム亜鉛酸化物、またはインジウム、錫、亜鉛等の微粒子を溶媒に分散させた液材を一部がドレイン領域７６上に重なるように第３の基板１３上に滴下し、溶媒を乾燥除去して形成する。ソース配線９４と画素電極９８とは第３の基板１３上において互いに分離独立しているため、上記滴下工程および乾燥工程はそれぞれ１回にまとめて工程数を削減することが好ましい。
【００４５】
以上述べたように、本実施形態にかかるトランジスタの製造方法は、２枚の基板の各々にトランジスタの構成要素の一部である多結晶シリコン層５２とゲート電極６８をそれぞれ別途形成した後、双方の基板を貼り合わせてトランジスタを形成する。そして、トップゲートの態様で多結晶シリコン層５２に不純物を注入した後、ボトムゲートの態様で画素電極９８等を形成している。その結果、多結晶シリコン層５２とゲート電極６８を他の構成要素に与える影響を考慮せずに形成できるため、トランジスタ４０の形成過程における自由度を向上させることができる。
【００４６】
具体的には、ボトムゲートの態様で、熱酸化により形成したゲート絶縁膜５４と、融点の低いＡｌからなるゲート電極６８とを組み合わせることができる。また、トップゲートの態様で不純物をＩ／Ｉにより注入した後にボトムゲートの態様に変換するため、最終的にはボトムゲートとなるトランジスタ４０において、ゲート電極６８をマスクに用いる自己整合プロセスでソース領域７４とドレイン領域７６を形成することができる。
【００４７】
また、本実施形態にかかるトランジスタの製造方法によれば、最終的にトランジスタ４０が形成される第３の基板１３は耐熱性等を必要とはせずにプラスチック等の安価な基板を用いることができるので、トランジスタ４０を配置した基板を低コストで形成できる。さらに、第１の接着層７２、および第２の接着層８２は窒化シリコン膜なので、第１の基板１１および第２の基板１２の形成材料である石英に対して選択的にエッチングできる。したがって、基板に形成された窪みの寸法を拡大することなく洗浄して除去でき、第１基板１１および第２の基板１２は繰り返し再使用できる。その結果、トランジスタの製造コストをより一層削減することができる。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
図６〜図８は第２の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図である。第１の実施形態と同様に、トランジスタのゲート電極（ゲート電極配線）の延伸方向に対して垂直の方向から見た断面図である。以下、各工程について述べる。
【００４９】
まず、図６（ａ）に示すように、透光性材料としての石英からなる第１の基板１１上全面に第１の剥離層３１を形成し、当該剥離層の上面に多結晶シリコン層１５を形成する。第１の剥離層３１の材質、形成手法等は上記第１の実施形態におけるものと同一であり、レーザービームの照射等により所定のエネルギを付与されると、当該剥離層を構成する物質の原子間または分子間の結合力が消失または減少することにより、その層内および／または界面において剥離する性質を有する。また、多結晶シリコン層１５はＣＶＤ法で形成する。
【００５０】
次に、図６（ｂ）に示すように、多結晶シリコン層１５をフォトリソグラフィー法により島状の形状にパターニングする。パターニング後の多結晶シリコン層１５は、将来的に形成するトランジスタの構成要素である半導体層として機能する。したがってパターニングは、当該機能に好適な形状となるように行う。
【００５１】
次に、図６（ｃ）に示すように、多結晶シリコン層１５を熱酸化して、当該多結晶シリコン層の表面にトランジスタの構成要素としてのゲート絶縁膜５５を形成する。酸化は、上記第１の実施形態と同様に、８００℃以上のＷＥＴ酸化あるいはそれ以上の高温のドライ酸化で行う。かかる方法により、プロトン等の不純物の混入をできる限り抑制し、品質の高いゲート絶縁膜５５を得る。ここまでの工程で第１の部材３５が形成される。
【００５２】
次に、図６（ｄ）に示すように、第１の基板１１上の全面に、第１の接着層７２を形成する。第１の接着層７２の材質および形成手法は上記第１の実施形態と同様である。ただし、当該接着層の厚さは、多結晶シリコン層１５およびゲート絶縁膜５５で生じた段差を打ち消して形成後の第１の接着層７２上面が平坦になるように、若干厚めに形成する。
【００５３】
次に、図６（ｅ）に示すように、第１の部材３５に上記第１の実施形態で用いた第２の部材２０、すなわち第２の基板１２に第２の剥離層３２を介してＡｌからなるゲート電極６８が埋め込まれている部材（図２（ｄ）参照）を貼り合わせる。多結晶シリコン層１５の略中央にゲート電極６８が対向するように位置合わせする点は、上記第１の実施形態と同様である。上述したように、第１の接着層７２は上面が平坦になるよう形成されているため、双方の部材を面接合できる。そして貼り合わせた後、第１の接着層７２を加熱して硬化させ、貼り合わせた双方の部材を完全に接合する。
【００５４】
次に、図７（ａ）に示すように、第２の部材２０の裏面側からレーザ光７０を照射して第２の剥離層３２の結合力を消失させる。
【００５５】
次に、図７（ｂ）に示すように、ゲート電極６８と第１の接着層７２との接合を維持させた状態で、第２の基板１２を取り除く。ゲート電極６８は、第１の部材３５に第１の接着層７２を介して接合された状態となる。当該状態を、以下、第３の部材３６と称する。
【００５６】
次に、図７（ｃ）に示すように、第１の基板１１の表面から多結晶シリコン層１５にリン等の不純物イオン８０をＩ／Ｉ（イオンインプランテーション）法で打ち込みソース領域７４およびドレイン領域７６を形成する。これでトランジスタ４１が形成される。この段階ではトランジスタ４１はトップゲート型であるため、ゲート電極６８はマスクとしての機能を果たし、多結晶シリコン層１５を、不純物が打ち込まれる領域と打ち込まれない領域とに区分けできる。
【００５７】
次に、図７（ｄ）に示すように、第１の接着層７２、およびゲート電極６８上の全面に、第２の接着層８２を形成する。第２の接着層８２の材質および形成手法は第１の接着層７２の形成時と同様である。そして当該接着層の厚さは、ゲート電極６８で生じた段差を打ち消して、形成後の第２の接着層８２の上面が平坦になるような厚さとする。
【００５８】
次に、図８（ａ）に示すように、第２の接着層８２に第３の基板１３を貼り合わせる。貼り合わせた後は、第２の接着層８２を加熱して硬化させる。
【００５９】
次に、図８（ｂ）に示すように、第１の基板１１の裏面からレーザ光９０を照射して第１の剥離層３１の結合力を消失させる。ここで、図８（ｂ）は、判り易くするために上下を反転させてある。
【００６０】
次に、図８（ｃ）に示すように、第１の基板１１を取り除く。多結晶シリコン層１５にＩ／Ｉで形成されたソース領域７４およびドレイン領域７６が露出して、ボトムゲート型のトランジスタ４１が形成される。第１の基板１１に窪みを形成していないため、第１の実施形態とは異なり、多結晶シリコン層１５は第１の接着層７２に埋め込まれた態様となる。
【００６１】
最後に、図８（ｄ）に示すように、ソース配線９４と画素電極９８を形成し画像表示を可能とする。上記双方の要素の材質は上記第１の実施形態と同様であり、形成方法も同じくインクジェット法である。
【００６２】
本実施形態にかかるトランジスタの製造方法によれば、ソース領域７４およびドレイン領域７６を第１の接着層７２に埋め込むことにより、ソース配線９４および画素電極９８を形成する面を平坦な面とすることができる。その結果、インクジェット法によるパターン形成が一層容易となり、より一層高精細なパターンを隔壁を用いずに形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【図２】第１の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【図３】第１の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【図４】第１の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【図５】第１の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【図６】第２の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【図７】第２の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【図８】第２の実施形態にかかるトランジスタの製造方法を示す模式断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１０…第１の部材、１１…第１の基板、１２…第２の基板、１３…第３の基板、１５…多結晶シリコン層、２０…第２の部材、２１…第１の窪み、２２…第２の窪み、３０…第３の部材、３１…第１の剥離層、３２…第２の剥離層、３５…第１の部材、３６…第３の部材、４０…トランジスタ、４１…トランジスタ、４２…第１のインクヘッドノズル、４４…第１の液滴、４６…第１の液材、４８…シリコンの微粒子からなる層、５０…レーザ光、５２…多結晶シリコン層、５４…ゲート絶縁膜、５５…ゲート絶縁膜、６２…第２のインクジェットヘッド、６４…第２の液滴、６６…第２の液材、６８…ゲート電極、７０…レーザ光、７２…第１の接着層、７４…ソース領域、７６…ドレイン領域、８０…不純物イオン、８２…第２の接着層、９０…レーザ光、９４…ソース配線、９８…画素電極。
【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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