(57)【要約】【課題】フォトレジストを用いることなく薄膜を加工することができる加工方法及び加工装置を提供する。特に、レーザを利用する薄膜の加工方法及び加工装置を提供する。【解決手段】基板上に第１材料層、第２材料層を順次積層して被照射体を形成する。当該被照射体に、第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳して照射することにより、被照射体の一部を除去して加工する。第１レーザビームは、第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有する。また、被照射体において、第１レーザビームは第２レーザビームよりもエネルギー密度が高く、第２レーザビームは第１レーザビームよりもパルス幅が短い。【選択図】図１
2008114250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１材料層及び第２材料層を順次積層した被照射体を形成し、
前記第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有する第１レーザビーム及びパルス発振の第２レーザビームを重畳して照射することにより前記被照射体の一部を除去して加工する方法であって、
前記第１レーザビームは前記第２レーザビームよりもエネルギー密度が高く、
前記第２レーザビームは前記第１レーザビームよりもパルス幅が短いことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
基板上に第１材料層及び第２材料層を順次積層した被照射体を形成し、
前記第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有する第１レーザビーム及びパルス発振の第２レーザビームを重畳して照射することにより、少なくとも前記第２材料層を除去して加工する方法であって、
前記第１レーザビームは前記第２レーザビームよりもエネルギー密度が高く、
前記第２レーザビームは前記第１レーザビームよりもパルス幅が短いことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１レーザビームは連続発振のレーザビーム又はパルス発振のレーザビームを用いることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１レーザビームは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、又はエキシマレーザから射出されることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第２レーザビームは、フェムト秒レーザ、又はピコ秒レーザから射出されることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第１材料層としては、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを吸収する層を形成し、
前記第２材料層としては、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを透過する層を形成することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１材料層としては、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）のうち、少なくとも１つの元素を含む層を形成することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１材料層としては、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウムのうち、少なくとも１つを含む層を形成することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記第２材料層としては、無機絶縁材料又は有機絶縁材料を含む層を形成することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームは、
前記第１レーザビームのビームスポット面積Ｓ１と前記第２レーザビームのビームスポット面積Ｓ２が、
Ｓ１＞Ｓ２を満たすように照射することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１１】
第１レーザビームを射出する第１のレーザ発振装置と、
前記第１レーザビームよりもエネルギー密度が低く、パルス幅が短いパルス発振の第２レーザビームを射出する第２のレーザ発振装置と、
前記第１レーザビームを成形し、被照射体に照射する第１の光学系と、
前記第２レーザビームを成形する第２の光学系と、
前記第２の光学系を通過した前記第２レーザビームを複数に分割し、複数に分割した前記第２レーザビームを、前記被照射体において前記第１レーザビームと重畳するように照射する光学素子と、
前記被照射体を保持するステージと、
前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを所望の場所に照射させる機構と、
を具備し、
前記被照射体に対して、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを重畳して照射することにより、前記被照射体の一部を除去することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１２】
第１レーザビームを射出する第１のレーザ発振装置と、
前記第１レーザビームよりもエネルギー密度が低く、パルス幅が短いパルス発振の第２レーザビームを射出する第２のレーザ発振装置と、
前記第１レーザビームを成形し、被照射体に照射する第１の光学系と、
前記第２レーザビームを成形する第２の光学系と、
前記第２の光学系を通過した前記第２レーザビームを複数に分割し、複数に分割した前記第２レーザビームを、前記被照射体において前記第１レーザビームと重畳するように照射する偏向器と、
前記被照射体を保持するステージと、
前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを所望の場所に照射させる機構と、
を具備し、
前記被照射体に対して、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを重畳して照射することにより、前記被照射体の一部を除去することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２において、
前記第１のレーザ発振装置は、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、又はエキシマレーザを具備することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至請求項１３のいずれか一において、
前記第２のレーザ発振装置は、ピコ秒レーザ又はフェムト秒レーザを具備することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１４のいずれか一において、
前記被照射体は、基板上に第１材料層、第２材料層が順に積層された積層体であり、
前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを重畳して照射することにより、前記第２材料層の一部、又は前記第２材料層及び前記第１材料層の一部を除去することを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電層、絶縁層等の薄膜をレーザ加工する方法に関する。特に、導電層、絶縁層等の薄膜に開口を形成するレーザ加工方法に関する。また、薄膜を加工することができるレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＯＳトランジスタや薄膜トランジスタ及びそれらを有する半導体装置は、基板上に絶縁層、導電層などの薄膜を形成し、適宜リソグラフィー技術により所望のパターンを形成して製造されている。リソグラフィー技術とは、フォトマスクと呼ばれる透明な平板面上に遮光性の材料で形成された回路等のパターンを、光を利用して目的とする対象物に転写する技術であり、半導体集積回路等の製造工程において、広く用いられている。
【０００３】
しかし、リソグラフィー技術を用いた製造工程では、フォトレジストと呼ばれる感光性樹脂を用いたレジスト塗布、パターン露光、現像、レジストをマスクとしたエッチング、レジスト剥離といった多段階の工程が必要になる。従って、リソグラフィー工程の回数が増える程、コストが増加し、スループットが低下してしまう。
【０００４】
例えば、特許文献１には、絶縁膜に開口を形成する際のエッチング工程を不要にして、リソグラフィー工程を簡略化する半導体装置の製造方法が記載されている。具体的には、開口を形成したい領域に予めレジスト膜を形成し、当該レジスト膜以外の領域に絶縁膜を形成し、レジスト膜を除去することで、絶縁膜に開口を形成している。
【特許文献１】特開２００１−７７１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フォトレジストを用いることなく薄膜を加工することができる加工方法及び加工装置を提供することを課題とする。特に、レーザを利用する薄膜の加工方法及び加工装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、フォトレジストを用いることなく、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して、薄膜等で構成される被照射体を加工することを特徴とする。本発明のように、レーザアブレーションを利用してパターンを形成するプロセスを、本明細書ではレーザ・アブレーション・パターニング・プロセス（ＬＡＰＰ；Ｌａｓｅｒ  Ａｂｌａｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ぶ。本発明は、レーザアブレーションを利用して開口パターンを形成することを特徴の１つとする。
【０００７】
なお、本明細書において、アブレーション（又はレーザアブレーションともいう）とは、レーザビームを照射して被照射体の照射領域の一部が除去される現象のことをいう。また、アブレーションとは、レーザビームの照射により被照射体の照射領域の一部が固体状態から気体状態に変化する昇華と、当該照射領域の一部が固体状態から液体状態を経て気体状態に変化する蒸発との両方を含む。
【０００８】
被照射体は、基板上に少なくとも第１材料層、第２材料層が順次形成された積層体である。基板と第１材料層との間には、他の材料層（例えば、導電層、絶縁層、半導体層等）が形成されていてもよい。
【０００９】
被照射体に対して、第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳するように照射する。被照射体において、第１レーザビーム及び第２レーザビームが重畳して照射された領域の一部がアブレーションされて除去され、加工される。
【００１０】
第１レーザビームは、第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有する。また、第１レーザビームは第２レーザビームよりもエネルギー密度が高いことが好ましい。第１レーザビームは、好ましくは１Ｗ以上のエネルギーを有する。なお、第１レーザビームはパルス発振のレーザビーム又は連続発振のレーザビームのどちらでもよい。
【００１１】
第２レーザビームは、パルス発振のレーザビームである。また、第２レーザビームは第１レーザビームよりもパルス幅が短い。好ましくは、パルス幅が１ナノ秒（１０−９秒）以下である。
【００１２】
第１材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームを吸収する層を形成する。第２材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームを透過する層を形成する。なお、第２材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームを一部吸収してもよい。
【００１３】
被照射体に照射された第１レーザビーム及び第２レーザビームは、第２材料層を透過して第１材料層で吸収される。第１レーザビーム及び第２レーザビームが重畳して照射された領域では、２種類のレーザビームのエネルギーが合成される。第１材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームが重畳して照射された領域で２種類のレーザビームが合成されたエネルギーを吸収して加熱される。その結果、第１レーザビーム及び第２レーザビームが重畳して照射された領域の第２材料層、又は第２材料層及び第１材料層が破壊されて除去される。
【００１４】
本発明は、レーザアブレーションを利用することにより、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、被照射体を加工することができる。
【００１５】
本発明は、基板上に第１材料層及び第２材料層を順次積層した被照射体を形成し、第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有する第１レーザビーム及びパルス発振の第２レーザビームを重畳して照射することにより被照射体の一部を除去して加工する方法である。このとき、被照射体において、第１レーザビームは第２レーザビームよりもエネルギー密度が高く、第２レーザビームは第１レーザビームよりもパルス幅が短いことを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の構成は、基板上に第１材料層及び第２材料層を順次積層した被照射体を形成し、第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有する第１レーザビーム及びパルス発振の第２レーザビームを重畳して照射することにより、少なくとも第２材料層を除去して加工する方法である。このとき、第１レーザビームは第２レーザビームよりもエネルギー密度が高く、第２レーザビームは第１レーザビームよりもパルス幅が短いことを特徴とする。
【００１７】
第１レーザビームは、連続発振のレーザビーム又はパルス発振のレーザビームのいずれを用いてもよい。また、第１レーザビームは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、又はエキシマレーザから射出されることが好ましい。第２レーザビームは、フェムト秒レーザ、又はピコ秒レーザから射出されることが好ましい。
【００１８】
第１材料層としては、第１レーザビーム及び第２レーザビームを吸収する層を形成することが好ましい。第２材料層としては、第１レーザビーム及び第２レーザビームを透過する層を形成することが好ましい。
【００１９】
本発明の他の構成は、第１材料層は、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）のうち、少なくとも１つの元素を含む層を形成することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の他の構成は、第１材料層は、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウムのうち、少なくとも１つを含む層を形成することが好ましい。
【００２１】
第２材料層は、無機絶縁材料又は有機絶縁材料を含む層を形成することが好ましい。
【００２２】
また、本発明の他の構成は、第１レーザビームのビームスポット面積Ｓ１と第２レーザビームのビームスポット面積Ｓ２が、Ｓ１＞Ｓ２を満たすように第１レーザビーム及び第２レーザビームを照射することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、被照射体を直接加工することができるレーザ加工装置を提供する。
【００２４】
本発明のレーザ加工装置は、第１レーザビームを射出する第１のレーザ発振装置と、第１レーザビームよりもエネルギー密度が低く、パルス幅が短いパルス発振の第２レーザビームを射出する第２のレーザ発振装置と、第１レーザビームを成形し、被照射体に照射する第１の光学系と、第２レーザビームを成形する第２の光学系と、第２の光学系を通過した第２レーザビームを複数に分割し、複数に分割した第２レーザビームを、被照射体において第１レーザビームと重畳するように照射する光学素子と、被照射体を保持するステージと、第１レーザビーム及び第２レーザビームを所望の場所に照射させる機構と、を具備し、被照射体に対して、第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳して照射することにより、被照射体の一部を除去することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の他の構成のレーザ加工装置は、第１レーザビームを射出する第１のレーザ発振装置と、第１レーザビームよりもエネルギー密度が低く、パルス幅が短いパルス発振の第２レーザビームを射出する第２のレーザ発振装置と、第１レーザビームを成形し、被照射体に照射する第１の光学系と、第２レーザビームを成形する第２の光学系と、第２の光学系を通過した第２レーザビームを複数に分割し、複数に分割した第２レーザビームを、被照射体において第１レーザビームと重畳するように照射する偏向器と、被照射体を保持するステージと、第１レーザビーム及び第２レーザビームを所望の場所に照射させる機構と、を具備し、被照射体に対して、第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳して照射することにより、被照射体の一部を除去することを特徴とする。
【００２６】
第１のレーザ発振装置は、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、又はエキシマレーザを具備することが好ましい。また、第２のレーザ発振装置は、ピコ秒レーザ又はフェムト秒レーザを具備することが好ましい。
【００２７】
また、本発明の他の構成は被照射体にも特徴があり、被照射体は、基板上に第１材料層、第２材料層が順に積層された積層体であり、第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳して照射することにより、第２材料層の一部、又は第２材料層及び第１材料層の一部を除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いることなく薄膜を加工することができる。また、レーザビームを吸収しない薄膜をレーザ加工することが可能になる。よって、本発明は、薄膜等で構成される半導体装置の製造工程を容易にし、スループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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さまざまに変更しうることは以下に示す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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００３０】
（実施の形態１）
本発明はフォトレジストを用いたリソグラフィー工程を行うことなく、所望の領域を加工することを特徴とする。本実施の形態では、導電層同士を電気的に接続するための開口を被照射体に形成する。以下、本発明を適用し、被照射体を加工して開口を形成する方法の一形態について、図１、図２を用いて具体的に説明する。
【００３１】
図１（Ａ）に本発明を適用して開口を形成する被照射体の構造の一例を示す。被照射体は、基板１０上に導電層１２、第１材料層１４、第２材料層１６が順次積層された構造である。被照射体に対して、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８を重畳するように照射する。ここでは、第２材料層１６側から２種類のレーザビームを照射する。被照射体において、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８が重畳して照射された領域を重畳照射領域２２とする（図１（Ａ）参照）。
【００３２】
基板１０は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いる。また、基板１０上に下地絶縁層を形成してもよい。下地絶縁層は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の絶縁材料を用いて形成する。
【００３３】
導電層１２は、導電材料を用いて形成する。例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、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）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。化合物材料としては、窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物などを用いることができ、具体的には窒化アルミニウム、窒化タングステン、窒化タンタル等が挙げられる。導電層１２は、これらの導電材料のうち１つ又は複数の材料を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成することができる。
【００３４】
第１材料層１４は、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８を吸収することができる材料を用いて形成する。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。化合物材料としては、窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物などを用いることができる。その他、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。第１材料層１４は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成する。また、第１材料層１４に、水素や不活性気体（ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス）を添加することもできる。第１材料層１４に水素や不活性気体を添加することで、後にレーザビームを照射する際、第１材料層１４内での気体の放出や蒸発を起こしやすくすることができる。なお、第１材料層１４は、下層に設けられた導電層１２の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成するのが好ましい。このような材料を用いて第１材料層１４を形成することで、レーザアブレーションの際に下層の導電層１２に与えるダメージを防止できる。
【００３５】
第２材料層１６は、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８の２種類のレーザビームを透過することができる材料を用いて形成する。なお、第２材料層１６は２種類のレーザビームの一部を吸収してもよい。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機絶縁材料等を用いることができる。第２材料層１６は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成する。
【００３６】
第１レーザビーム２０は、第１材料層１４のアブレーション閾値未満のエネルギーを有する。また、被照射体において、第１レーザビーム２０は第２レーザビームよりもエネルギー密度が高いことが好ましい。さらに、１Ｗ以上の高いエネルギーを有することが好ましい。このようなレーザビームは、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ等を用いて得ることができる。固体レーザを用いる場合は、基本波から第５高調波まで適宜選択して用いることができる。好ましくは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、、ＹＬＦレーザ、エキシマレーザを用いると数Ｗ以上の高いエネルギーを有するレーザビームが得られやすい。また、第１レーザビーム２０をマルチモード発振とすると、より高いエネルギーを有するレーザビームを得られやすい。なお、第１レーザビーム２０は、連続発振（ＣＷ）のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
【００３７】
第２レーザビーム１８は、パルス発振のレーザビームである。また、第２レーザビームは第１レーザビーム２０よりもパルス幅が短い。例えば、パルス幅が１ナノ秒（１０−９秒）以下であることが好ましい。このようなレーザビームは、パルス幅がピコ秒（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームが得られるパルス発振のレーザを用いて得ることができる。好ましくは、ピコ秒レーザ、又はフェムト秒レーザ等の超短パルスレーザを用いればよい。
【００３８】
被照射体に照射された第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８は、第２材料層１６を透過して第１材料層１４で吸収される。第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８は、被照射体にて重畳するように照射されている。被照射体は、２種類のレーザビームの重畳照射領域２２において、当該重畳照射領域２２の一部がアブレーションされ、除去される。その結果、開口２４が形成される。開口２４の底面では導電層１２が露出する。（図１（Ｂ）参照）。本実施の形態では、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８の照射により第１材料層１４及び第２材料層１６をアブレーションさせ、開口２４を形成する例を示している。
【００３９】
アブレーションは、ある閾値以上のエネルギーが与えられた場合に起きる。以下、本明細書では、アブレーションが起きるエネルギーの閾値をアブレーション閾値ともいう。また、アブレーションは任意の材料層で起こるわけではなく、レーザビームを吸収することができる材料層、又はレーザビームを吸収することができる材料層に接する層で起きる。
【００４０】
第１材料層１４は第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８の２種類のレーザビームを吸収する層である。第２材料層１６は２種類のレーザビームを吸収しない、又は一部しか吸収しない層である。アブレーションは、第１材料層１４に吸収されるレーザビームのエネルギーがアブレーション閾値以上の場合に起きる。したがって、第１材料層１４に吸収されるレーザビーム、つまり照射されるレーザビームのエネルギーがアブレーション閾値未満の場合は、レーザビームが照射されてもアブレーションは起きず、第１材料層１４及び第２材料層１６は全く変質しない。
【００４１】
本実施の形態では、第１レーザビーム２０のエネルギーは、第１材料層１４のアブレーション閾値未満とする。第２レーザビーム１８のエネルギーは、第１レーザビーム２０のエネルギーと合成した場合に、第１材料層１４のアブレーション閾値以上となるものとする。
【００４２】
例えば、第１レーザビームのエネルギーをＡ、第２レーザビームのエネルギーをＢ、アブレーション閾値のエネルギーをＣとする。本発明は、以下の数式（１）、数式（２）を満たす。
【００４３】
【数１】
2008114250.tif 000003
【００４４】
【数２】
2008114250.tif 000004
【００４５】
被照射体において、第１レーザビーム２０のみが照射される領域では、第１レーザビーム２０は第２材料層１６を透過し、第１材料層１４で吸収される。しかし、第１材料層１４に吸収されるレーザビームのエネルギーがアブレーション閾値未満のために、被照射体はアブレーションされない。
【００４６】
第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８が重畳して照射される領域では、これら２種類のレーザビームのエネルギーが合成される。その結果、第１材料層１４に吸収されるレーザビームのエネルギーがアブレーション閾値以上となり、被照射体（第２材料層１６、又は第１材料層１４及び第２材料層１６）はアブレーションされる。アブレーションにより、被照射体に形成される開口２４の形状は、第２レーザビーム１８に依る。第２レーザビーム１８は、パルス時間幅が短いため、短時間でエネルギーが被照射体に集中する。そのため、加工部周辺への熱伝導が起きる前に加工が進行する断熱過程により、局所的にエネルギーを与えることができる。よって、被照射体に形成される開口の端面にダメージが発生することを防止できるため、精度良く開口を形成できる。また、微細な開口を形成することが可能である。
【００４７】
一般に、第１レーザビーム２０として適用するレーザビームをマルチモード発振とすると．より高いエネルギーが得られるが、集光性が悪くなり、直径数百μｍ程度までしか集光できなかった。一方、第２レーザビーム１８として適用できる１ナノ秒以下のパルス幅のレーザビームは、局所的にエネルギーを与えることができるため、直径数μｍ程度の加工ができる利点を有するが、全体のエネルギーは低く、高い出力を得ることは難しかった。
【００４８】
本発明者らは、アブレーション閾値未満のエネルギーを有するレーザビームを被照射体に照射しても、被照射体は全く変質せず、アブレーション閾値以上のエネルギーを有するレーザビームを照射した場合にのみ、初めて被照射体に変化が起こり、アブレーションされることを見出した。以下、図２を用いて詳しく説明する。
【００４９】
図２（Ａ）乃至（Ｄ）は、アブレーションとエネルギーの関係を表す模式図であり、縦軸はエネルギー（Ｗ）、横軸は時間（ｓｅｃ）とする。また、図２（Ａ）乃至（Ｄ）には、第１レーザビーム２０のエネルギー波形及び第２レーザビーム１８のエネルギー波形を示しており、該エネルギー波形の高さはレーザビームのエネルギー強度を示し、エネルギー波形の幅はパルス幅を示す。
【００５０】
図２（Ａ）は、パルス発振の第１レーザビーム２０のエネルギー波形３２４２及びパルス発振の第２レーザビーム１８のエネルギー波形３２４４を示している。また、エネルギー波形のピーク出力は一般に尖頭出力を表す。ここでは、第１レーザビーム２０は尖頭出力３２４３を有し、第２レーザビームは尖頭出力３２４５を有する。
【００５１】
図２（Ａ）において、被照射体は、アブレーション閾値３２００未満のエネルギー、すなわちエネルギー範囲３２０２内のエネルギーを有するレーザビームを照射されても全く変質しない。エネルギー波形３２４２はエネルギー範囲３２０２内、つまりアブレーション閾値３２００未満である。したがって、被照射体は、エネルギー波形３２４２を示す第１レーザビーム２０のみを照射されても、全く変質しない。同様に、エネルギー波形３２４４を示す第２レーザビーム１８のみを照射されても、全く変質しない。
【００５２】
図２（Ｂ）は、パルス発振の第１レーザビーム２０及びパルス発振の第２レーザビーム１８を重畳するように照射した例を示す。重畳して照射された領域において、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８は合成される。図２（Ｂ）は２種類のレーザビームが合成されたエネルギー波形３２４６を示している。エネルギー波形３２４６は、第１レーザビーム２０の尖頭出力３２４３（ピーク出力）及び第２レーザビーム１８の尖頭出力３２４５（ピーク出力）が合成された尖頭出力３２４７を有する。エネルギー波形３２４６は、尖頭出力３２４７を示す部分がアブレーション閾値３２００以上となる。被照射体は、２種類のレーザビームが重畳して照射され、該２種類のレーザビームが合成されたエネルギー波形３２４６がアブレーション閾値３２００以上となる場合にアブレーションされる。つまり、被照射体は、尖頭出力３２４７が与えられた場合にアブレーションされる。このとき、被照射体のアブレーションは第２レーザビームに依るため、被照射体がアブレーションされて形成される開口の形状や大きさも第２レーザビームに依る。
【００５３】
ここで、図１（Ａ）を斜めから見た模式図を図３４（Ａ）に示す。また、図３４（Ａ）において、２種類のレーザビームのビームスポットの拡大模式図を図３４（Ｂ）に示す。
【００５４】
図３４（Ａ）、（Ｂ）において、第１レーザビーム２０による第１ビームスポット２１、第２レーザビーム１８による第２ビームスポット１９が被照射体に形成されている。ここでは、第１ビームスポット２１の面積Ｓ１は、第２ビームスポット１９の面積Ｓ２よりも大きく形成されている。被照射体は、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８が重畳して照射された領域（重畳照射領域２２）でアブレーションされる。重畳照射領域２２は、図２（Ｂ）における尖頭出力３２４７を有する領域となる。
【００５５】
また、図３４（Ａ）、（Ｂ）において、図２における尖頭出力３２４３が示すエネルギー（Ｗ）は第１ビームスポット２１のエネルギー（Ｗ）である。同様に、尖頭出力３２４５が示すエネルギー（Ｗ）は第２ビームスポット１９のエネルギー（Ｗ）である。第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８は、それぞれが有する尖頭出力を単位面積当たりに換算したエネルギー密度（Ｗ／ｃｍ２）において、第１レーザビーム２０のエネルギー密度Ｗ１は第２レーザビーム１８のエネルギー密度Ｗ２よりも高いことが好ましい。Ｗ１＞Ｗ２を満たす第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８を照射することで、被照射体のアブレーションの際に第１レーザビーム２０により高いアシスト効果を得ることができ、第２レーザビーム１８のエネルギーを小さくできる。
【００５６】
また、第１ビームスポット２１の面積Ｓ１、第２ビームスポット１９の面積Ｓ２は、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８を適宜調整して照射することで、所望の面積を選択することができる。例えば、第１レーザビーム２０のビーム径Ｄ１及び第２レーザビーム１８のビーム径Ｄ２を調整することで、所望の面積を有するビームスポットを形成することができる。本明細書におけるビーム径は、レーザビームの進行方向（光軸）に対して垂直方向の断面のエネルギー強度分布を見た場合、ピーク値の１／ｅ２レベルのビーム強度の幅で定義されるものとする。
【００５７】
なお、第１レーザビーム２０を高出力（例えば、１Ｗ以上）とする場合は集光性があまり良くない。また、第２レーザビーム１８を短パルス（例えば１ナノ秒以下）とする場合は局所的に集光できる。したがって、Ｓ１＞Ｓ２となるように２種類のレーザビームを照射すると、当該２種類のレーザビームの調整が容易になり好ましい。また、図３４（Ａ）に示すようにＳ１＞Ｓ２とする場合は、Ｄ１＞Ｄ２とすると、レーザビームの調整がより容易になり好ましい。
【００５８】
図２（Ｃ）は、連続発振の第１レーザビーム２０のエネルギー波形３２５２及びパルス発振の第２レーザビーム１８のエネルギー波形３２５４を示している。第２レーザビーム１８は尖頭出力３２５５を有する。また、第１レーザビーム２０は連続発振であり、一定の尖頭出力３２５３を有する。
【００５９】
図２（Ｃ）において、被照射体は、アブレーション閾値３２１０未満のエネルギー、すなわちエネルギー範囲３２１２内のエネルギーを有するレーザビームを照射されても全く変質しない。エネルギー波形３２５２はエネルギー範囲３２１２内、つまりアブレーション閾値未満である。したがって、被照射体は、エネルギー波形３２５２を示す第１レーザビーム２０のみを照射されても全く変質しない。同様に、エネルギー波形３２５４を示す第２レーザビーム１８のみを照射されても全く変質しない。
【００６０】
図２（Ｄ）は、連続発振の第１レーザビーム２０及びパルス発振の第２レーザビーム１８を重畳するように照射した例を示す。重畳して照射された領域において、第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８は合成される。図２（Ｄ）は２種類のレーザビームが合成されたエネルギー波形３２５６を示している。エネルギー波形３２５６は、第１レーザビーム２０の尖頭出力３２５３及び第２レーザビーム１８の尖頭出力３２５５が合成された尖頭出力３２５７を有する。エネルギー波形３２５６は、尖頭出力３２５７を示す部分がアブレーション閾値３２１０以上となる。被照射体は、２種類のレーザビームが重畳して照射され、該２種類のレーザビームが合成されたエネルギー波形３２５６がアブレーション閾値３２１０以上となる場合にアブレーションされる。つまり、被照射体は、尖頭出力３２５７が与えられた場合にアブレーションされる。このとき、被照射体のアブレーションは第２レーザビーム１８に依るため、被照射体がアブレーションされて形成される開口の形状や大きさも第２レーザビーム１８に依る。
【００６１】
本発明は、被照射体に対して第１レーザビーム２０及び第２レーザビーム１８を重畳して照射することにより、アブレーション閾値以上のエネルギーを与えている。図２（Ａ）、（Ｃ）より、第１レーザビーム２０は、アブレーション閾値未満であれば極限まで高いエネルギーにすることが可能であることがわかる。本発明は、第１レーザビームにより高いアシスト効果を得ることができるため、第２レーザビームはエネルギーを小さくできるという効果を奏する。すなわち、以下の数式（３）を可能にする。
【００６２】
【数３】
2008114250.tif 000005
【００６３】
よって、第１レーザビーム２０でエネルギーを稼ぐとともに、第２レーザビーム１８で微細な開口を精度良く形成できるという、２種類のレーザビームの長所を用いることが可能である。詳しくは、第１レーザビーム２０を照射することで、ある程度高いエネルギーを有するレーザビームを広範囲に照射することができる。一般に、第１レーザビーム２０として適用するレーザビームをマルチモード発振とするとより大きなエネルギーが得られるため、均一なエネルギーを広範囲に照射することができる。アブレーションにより開口を形成したい領域には、第２レーザビーム１８を重畳するように照射する。第２レーザビーム１８として適用できる１ナノ秒以下のパルス幅のレーザビームは、断熱過程により局所的にエネルギーを与えることができる。よって、微細な領域でアブレーションさせ、精度良く開口を形成することができる。
【００６４】
また、第２レーザビーム１８は照射エネルギーを小さくすることができるため、複数のレーザビームに分割することが可能になる。その結果、同時に複数の微細な開口を精度良く形成することも可能になる。
【００６５】
例えば、第１レーザビーム２０は、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、、ＹＬＦレーザ、又はエキシマレーザを用いると高い出力が得られやすい。よって、これらのレーザを用いると、容易に広範囲に高いエネルギーを与えることができ、アシスト効果も高くなるため好ましい。
【００６６】
第２レーザビーム１８は、フェムト秒レーザ又はピコ秒レーザを用いると、加工領域（開口２４）の端面のダメージを防止することができる。よって、これらのレーザを用いると、容易に局所的にエネルギーを与えることができ、精度良く微細加工することが可能になるため好ましい。
【００６７】
また、本発明は、レーザビームを吸収せず、単層ではアブレーションが起きない第２材料層１６に接して、レーザビームを吸収することができる第１材料層１４を形成することで、第２材料層１６をレーザ加工することを可能にしていることも特徴の１つである。第１材料層１４は、第２材料層１６を加工するための補助層として機能することができる。
【００６８】
次に、開口２４に導電層２６を形成する。導電層２６及び導電層１２は、電気的に接続される（図１（Ｃ）参照）。以上の工程で、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を用いることなく、導電層同士を電気的に接続させる開口を被照射体（本実施の形態では第２材料層１６及び第１材料層１４）に形成することができる。
【００６９】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域を加工して開口を形成することができる。また、被照射体を、レーザビームを吸収する層、及びレーザビームを吸収しない層又は吸収しにくい層の積層構造とすることで、単層ではレーザアブレーションが起きない層を、レーザアブレーションを利用して加工することが可能になる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、レジスト材料、現像液等の材料のロスを防ぎ、必要なフォトマスクの枚数を削減することができる。
【００７０】
また、被照射体に、よりエネルギー密度の高い第１レーザビーム及びパルス幅の短い第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することができる。さらに、同時に複数の微細な開口を形成することも可能である。
【００７１】
よって、半導体装置の製造において、コストの削減、スループットの向上を図ることができる。また、量産性、歩留まりを向上させることも可能になる。
【００７２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明に係るレーザ加工装置の一形態について説明する。
【００７３】
図３に、本発明のレーザ加工装置の一形態を示す模式図を示す。図３において、レーザ加工装置２００は、第１のレーザ発振装置２０２と、レーザビームを成形する第１の光学系２０６と、第２のレーザ発振装置２０８と、レーザビームを成形する第２の光学系２１０と、第２の光学系２１０を通過したレーザビームを複数に分割する回折光学素子２１４と、ステージ２１５と、を具備している。
【００７４】
第１のレーザ発振装置２０２は、高いエネルギー（例えば１Ｗ以上）を有するレーザビームを射出するレーザを備える。例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ等を備えることができる。固体レーザにおいては、基本波から第５高調波を適宜選択して用いることができる。また、第１のレーザ発振装置２０２は、第２のレーザ発振装置２０８から射出されるレーザビームよりも、被照射体においてエネルギー密度が高いレーザビームを射出することが好ましい。第１のレーザ発振装置２０２は、連続発振のレーザビーム又はパルス発振のレーザビームのどちらを得られるレーザを用いてもよい。
【００７５】
第１の光学系２０６は、第１のレーザ発振装置２０２から射出されたレーザビームを所望の形状に成形するための光学系である。具体的には、レーザビームの断面形状を、円形、楕円形、矩形等の面状又は線状（厳密には、細長い矩形状）等に成形する。第１の光学系２０６は、レーザビームの拡がり角を抑え、レーザビームを照射面に集光させるように、複数のレンズで構成すればよい。例えば、第１の光学系２０６は、回折光学素子、ホモジナイザ等を組み合わせて用いることができる。第１の光学系２０６にホモジナイザ等を組み込むことで、レーザビームのエネルギー分布を均一化することもできる。
【００７６】
第２のレーザ発振装置２０８は、パルス発振のレーザを備える。また、上述した第１のレーザ発振装置２０２から射出されるレーザビームがパルス発振のレーザビームの場合、第１のレーザ発振装置２０２よりもパルス幅が短いレーザビームを射出するレーザを備える。好ましくは、パルス幅が１ナノ秒（１０−９秒）以下のレーザビームを射出するレーザを備えるとよい。例えば、パルス幅がピコ秒（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、或いはフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台のレーザビームが得られるパルス発振のレーザを用いることができる。
【００７７】
第２の光学系２１０は、第２のレーザ発振装置２０８から射出されたレーザビームを成形するための光学系である。具体的には、レーザビームの断面形状を、円形、楕円形、矩形等の面状、又は線状（厳密には、細長い矩形状）等に成形する。例えば、第２の光学系２１０は、レーザビームのビーム径を調整するエキスパンダ等を用いることができる。
【００７８】
回折光学素子２１４は、第２の光学系２１０を通過したレーザビームを複数に分割する光学素子である。回折光学素子２１４は、回折光学素子２１４の面構造の回折現象により、レーザビームの挙動を制御することが可能である。詳しくは、回折光学素子２１４は、当該回折光学素子２１４の面構造の回折現象により、レーザビームの照射によって被照射面に形成されるビームスポットのエネルギー分布を制御することが可能である。例えば、回折光学素子２１４によって、被照射面に形成されるビームスポットのエネルギー分布を、多数のピークを有するエネルギー分布にできる。その結果、被照射面において、レーザビームを複数に分割することができる。回折光学素子２１４の面構造を適宜設計することで、レーザビームを複数に分割することができ、被照射体２３０の所望の場所にレーザビームを照射することも可能になる。
【００７９】
例えば、回折光学素子２１４は、ＯＲＡ（Ｏｐｔｉｍａｌ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ａｎｇｌｅ）法などにより、位相分布を最適化して設計し、作製することができる。また、回折光学素子２１４は、波動光学的解析を行うことのできる光学設計ソフトで自動設計して作製することもできる。
【００８０】
回折光学素子２１４の物理的形状としては、２値位相格子、多値位相格子、連続位相格子などを適用することができる。また、回折光学素子２１４としては、透過型の回折光学素子を用いてもよいし、反射型の回折光学素子を用いてもよい。本実施の形態で示す回折光学素子２１４は、透過型を用いることとする。
【００８１】
なお、レーザビームの進行方向、偏向方向等を制御するため、適宜ミラー等を設けることが好ましい。ミラーとして、ガルバノミラーやポリゴンミラーを設けてもよい。本実施の形態では、第２の光学系２１０と回折光学素子２１４との間にミラー２１２を設ける。第２の光学系２１０を通過したレーザビームは、ミラー２１２により偏向される。
【００８２】
また、第１のレーザ発振装置２０２から射出されるレーザビーム及び第２のレーザ発振装置２０８から射出されるレーザビームを、所望の場所に照射させる機構を設けてもよい。本実施の形態では、第１のレーザ発振装置２０２と第１の光学系２０６との間に光ファイバ２０４を設ける。光ファイバ２０４は、第１のレーザ発振装置２０２からのレーザビームを第１の光学系２０６に伝送することができる。また、光ファイバ２０４は柔軟性を有しており、自在に移動させることが可能である。したがって、光ファイバ２０４を移動させることにより、被照射体２３０の所望の場所に第１のレーザ発振装置２０２からのレーザビームを照射することが可能になる。なお、本発明は特に限定されず、第１のレーザ発振装置２０２と第１の光学系２０６との間は、レーザビームを伝送できるものを設ければよい。また、本実施の形態では回折光学素子２１４を設けており、当該回折光学素子２１４の面構造を適宜設計することにより、被照射体２３０の所望の場所に第２のレーザ発振装置２０８からのレーザビームを照射することが可能である。
【００８３】
ステージ２１５は被照射体２３０を保持する。また、ステージ２１５は、所望の方向に移動できる機構としてもよい。本実施の形態では、ステージ２１５は、吸着ステージ２２０と、Ｘ軸方向に動作する搬送ステージ２１６と、ｙ軸方向に動作する搬送ステージ２１８と、で構成される。被照射体２３０は、吸着ステージ２２０によって吸着され、固定されている。また、被照射体２３０は、搬送ステージ２１６、２１８によって移動される。したがって、被照射体２３０の被照射面において、ある領域にレーザビームを照射して被照射体の加工が終わったところで、搬送ステージ２１６、２１８を動作させることで被照射体２３０を移動し、新たな領域に対してレーザビームを照射して被照射体を加工することができる。
【００８４】
なお、図３に示すレーザ加工装置の構成は一例であり、レーザビームの光路に配置する光学系や回折光学素子の位置関係は特に限定されない。また、レーザビームの進行方向、偏向方向等を制御するためのミラーや、レーザビームのエネルギー分布を均一化するホモジナイザ等を適宜設けてもよい。
【００８５】
また、本実施の形態では、レーザビームを所望の場所に照射させる機構及び被照射体を所望の場所に移動させる機構を具備する構成としたが、本発明は特に限定されず、被照射体の所望の領域を加工できる手段を有していればよい。例えば、被照射体は固定し、レーザビームを所望の場所に照射させる機構を具備する構成としてもよいし、レーザビームの照射位置は固定し、被照射体を所望の場所に移動させる機構を具備する構成としてもよい。レーザビームの照射位置を制御する機構としては、光ファイバ、ガルバノミラー、回折光学素子等を用いればよい。また、光学系を物理的に移動させてもよい。
【００８６】
被照射体２３０は、基板上に、レーザビームを吸収する第１材料層、レーザビームを透過する第２材料層が積層形成されている。第１材料層の下層に導電層、絶縁層等が形成されていてもよい。また、第２材料層は、レーザビームの一部を吸収してもよい。第１材料層及び第２材料層の材料は、上記実施の形態１に準じる。被照射体２３０において、第２材料層が形成された面側が、レーザビームが照射される被照射面となる。
【００８７】
第１のレーザ発振装置２０２から射出されたレーザビームは、光ファイバ２０４を伝送され、第１の光学系２０６を通過し成形される。第１の光学系２０６を通過し、成形されたレーザビームは、ステージ２１５上に保持された被照射体２３０の被照射面に照射される。このとき、被照射体２３０の被照射面には、第１のレーザ発振装置２０２によるビームスポット２３２が照射される。
【００８８】
一方、第２のレーザ発振装置２０８から射出されたレーザビームは、第２の光学系２１０を通過し成形される。第２の光学系２１０を通過し、成形されたレーザビームは、ミラー２１２で偏向され、回折光学素子２１４を通り複数のレーザビームに分割される。回折光学素子２１４を通過した複数のレーザビームは、ステージ２１５上に保持された被照射体２３０の被照射面に照射される。回折光学素子２１４を通過して照射される複数のレーザビームは、被照射体２３０の被照射面において、第１のレーザ発振装置２０２によるビームスポット２３２の範囲内に全て照射される。すなわち、被照射体２３０の被照射面において、第２のレーザ発振装置２０８による複数のレーザビームは、第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームと重畳して照射される。
【００８９】
上記のように、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビーム及び第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームの２種類のレーザビームが重畳して照射されると、重畳して照射された領域では、２種類のレーザビームのエネルギーが合成される。本実施の形態では、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームは回折光学素子２１４により複数に分割されており、複数に分割されたレーザビームがそれぞれ第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームと重畳するように照射される。
【００９０】
本発明では、第１のレーザ発振装置２０２から射出されるレーザビームのエネルギーは、第１材料層のアブレーション閾値未満とする。第２のレーザ発振装置２０８から射出され、複数に分割されたレーザビームのエネルギーは、第１のレーザ発振装置２０２から射出されるレーザビームのエネルギーと合成した場合に、アブレーション閾値以上となるものとする。また、第１のレーザ発振装置２０２から射出されるレーザビームのエネルギー密度は、第２のレーザ発振装置２０８から射出され、複数に分割されたレーザビームよりも高いものとする。第２のレーザ発振装置２０８から射出され、複数に分割されたレーザビームは、第１のレーザ発振装置２０２から射出されるレーザビームよりもパルス幅が短いものとする。
【００９１】
被照射体２３０において、第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームのみが照射される領域では、アブレーション閾値未満のエネルギーが吸収される。そのため、被照射体２３０は全く変質しない。
【００９２】
一方、第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビーム及び第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームの２種類のレーザビームが重畳して照射された領域では、２種類のレーザビームのエネルギーが合成されたエネルギーが被照射体２３０に吸収される。その結果、被照射体２３０はアブレーションされ、開口が形成される。詳しくは、被照射体２３０において、第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームと第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームとが重畳して照射される領域の第２材料層、又は第２材料層及び第１材料層がアブレーションされ、除去される。そして、第２材料層、又は第２材料層及び第１材料層に所望の開口パターンが形成される。
【００９３】
また、本実施の形態では、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームは複数に分割され、当該複数に分割されたレーザビームがそれぞれ第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームと重畳するように照射される。つまり、被照射体２３０において、第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームと第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームとが重畳して照射される領域が、複数になる。したがって、被照射体２３０において、複数の領域をアブレーションさせ、複数の開口を同時に形成することが可能になる。
【００９４】
また、本発明は、アブレーションにより、被照射体２３０に形成される開口の形状や大きさは、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームに依る。本実施の形態において、第２のレーザ発振装置２０８からは、断熱過程により局所的な加工を行うことが可能なレーザビームが射出されている。したがって、被照射体２３０に微細な開口を、精度良く形成することが可能になる。
【００９５】
本実施の形態では、前述したように、第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームと第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームとが重畳して照射される領域の第２材料層、又は第２材料層及び第１材料層がアブレーションされるように、第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームのエネルギーと、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームのエネルギーを適宜決定すればよい。
【００９６】
第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームで、被照射体２３０にアブレーション閾値のエネルギーを上限とする高いエネルギーを与えることができるため、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームのエネルギーを小さくすることができる。その結果、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームを多数に分割することができる。
【００９７】
また、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームを多数に分割し、当該分割したレーザビームを第１のレーザ発振装置２０２によるレーザビームと重畳するように照射することで、第１のレーザ発振装置２０２、第２のレーザ発振装置２０８による一度のレーザビームの照射で、被照射体２３０に多数の開口を形成することも可能になる。したがって、半導体装置の製造工程において、量産性を容易に向上させることができる。
【００９８】
本発明のレーザ加工装置は、フォトレジストを用いることなく、被照射体の所望の領域を加工して開口を形成することができる。したがって、リソグラフィー工程の回数を削減・簡略化することができる。よって、半導体装置の製造工程において、製造コストを低減、スループットを向上させることができる。
【００９９】
また、本発明のレーザ加工装置は、一度の処理で多数の開口を被照射体に形成することができる。また、被照射体に２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することができる。したがって、半導体装置の製造工程において、開口を形成する工程時間を短縮することができ、また加工精度も良いため、量産性、歩留まりを向上させることができる。
【０１００】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態１と適宜自由に組み合わせることができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２と異なるレーザ加工装置の一形態について説明する。
【０１０２】
図１１に、レーザ加工装置の模式図を示す。図１１において、レーザ加工装置３００は、第１のレーザ発振装置３０２と、レーザビームを成形する第１の光学系３０６と、第２のレーザ発振装置３０８と、レーザビームを複数に分割する第２の光学系３１０と、レーザビームの進行方向を制御する第１の偏向器３１２と、第２の偏向器３１４と、ステージ３１５、とを具備している。
【０１０３】
第１のレーザ発振装置３０２は、高いエネルギー（例えば１Ｗ以上）を有するレーザビームを射出するレーザを備える。また、第１のレーザ発振装置３０２は、第２のレーザ発振装置３０８よりも射出されるレーザビームのエネルギー密度が高いことが好ましい。第１のレーザ発振装置３０２は、具体的には、上記実施の形態２に示した第１のレーザ発振装置２０２と同様なものを用いることができる。
【０１０４】
第１の光学系３０６は、第１のレーザ発振装置３０２から射出されたレーザビームを所望の形状に成形するための光学系である。具体的には、レーザビームの断面形状を、円形、楕円形、矩形等の面上又は線状（厳密には、細長い矩形状）等に成形する。第１の光学系３０６は、レーザビームの拡がり角を抑え、レーザビームを照射面に集光させるように、複数のレンズで構成すればよい。また、第１の光学系３０６に、レーザビームのエネルギー分布を均一化するホモジナイザ等を組み込んでもよい。
【０１０５】
第２のレーザ発振装置３０８は、パルス発振のレーザを備える。好ましくは、パルス幅が１ナノ秒（１０−９秒）以下のレーザビームを射出するレーザを備えるとよい。例えば、パルス幅がピコ秒（１０−１２秒〜１０−１０秒）台、或いはフェムト秒（１０−１５秒〜１０−１３秒）台のレーザビームが得られるパルス発振のレーザ発振器を用いることができる。
【０１０６】
第２の光学系３１０は、第２のレーザ発振装置３０８から射出されたレーザビームを複数に分割するための光学系である。第２の光学系３１０は、偏光板や偏光子を適宜組み合わせて構成すればよい。第２の光学系３１０は、偏光板や偏光子を組み合わせて構成することで、レーザビームを分岐する機能を有することができる。また、第２の光学系３１０に、レーザビームを分岐することができるハーフミラー等を組み込んでもよい。
【０１０７】
第１の偏向器３１２は、第２の光学系３１０を通過して分割されたレーザビームを偏向し、当該レーザビームの進行方向を制御する。例えば、第１の偏向器３１２として、ＡＯＤ（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ：音響光学偏向器）を用いることができる。ＡＯＤとは、光学媒体内での音響光学変化により、レーザビームの偏向を行う偏向器である。ＡＯＤに用いる光学媒体は、偏向するレーザビームの波長、偏向方向、エネルギー等に応じて適宜選択すればよい。例えば、ＡＯＤを用いて可視領域のレーザビームを偏向する場合には、ガリウムリン、二酸化テルル、インジウムリンなどを光学媒体として用いることができる。第１の偏向器３１２としてＡＯＤを用いてレーザビームを偏向し、当該レーザビームの進行方向を制御することにより、レーザビームの照射のオン、オフを切り替えることが可能になる。ここで、レーザビームの照射のオンとは、レーザビームが被照射面に照射されるように偏向されることを意味する。これに対し、レーザビームの照射のオフとは、レーザビームが被照射面には照射されない、又はレーザビームが被照射面外に照射されることを意味する。
【０１０８】
第２の偏向器３１４は、第１の偏向器３１２を通過したレーザビームを偏向し、当該レーザビームの進行方向を制御する。例えば、第２の偏向器３１４として、ガルバノミラーを用いることができる。ガルバノミラーは、ミラーの設置角度を任意に設定することが可能である。そのため、第２の偏向器３１４としてガルバノミラーを用いることで、レーザビームを被照射体３３０の所望の位置に照射させることが可能になる。
【０１０９】
また、第１のレーザ発振装置３０２から射出されるレーザビーム及び第２のレーザ発振装置３０８から射出されるレーザビームを、所望の場所に照射させる機構を設けてもよい。本実施の形態では、第１のレーザ発振装置３０２と第１の光学系３０６との間に光ファイバ３０４を設ける。光ファイバ３０４は、第１のレーザ発振装置３０２からのレーザビームを第１の光学系３０６に伝送することができる。また、光ファイバ３０４は柔軟性を有しており、自在に移動させることが可能である。したがって、光ファイバ３０４を移動させることにより、被照射体３３０の所望の場所に第１のレーザ発振装置３０２からのレーザビームを照射することが可能になる。なお、本発明は特に限定されず、第１のレーザ発振装置３０２と第１の光学系３０６との間は、レーザビームを伝送できるものを設ければよい。また、本実施の形態では、偏向器（第１の偏向器３１２、第２の偏向器３１４）を設けており、当該偏向器によりレーザビームの進行方向を制御することで、被照射体３３０の所望の場所に第２のレーザ発振装置３０８からのレーザビームを照射することが可能である。
【０１１０】
ステージ３１５は、被照射体３３０を保持する。また、ステージ３１５は、所望の場所に移動できる機構としてもよい。本実施の形態では、ステージ３１５は、吸着ステージ３２０と、Ｘ軸方向に動作する搬送ステージ３１６と、ｙ軸方向に動作する搬送ステージ３１８と、で構成される。被照射体３３０は、吸着ステージ３２０によって吸着され、固定されている。また、被照射体３３０は、搬送ステージ３１６、３１８によって移動される。したがって、被照射体３３０の被照射面において、ある領域にレーザビームを照射して加工が終わったところで、搬送ステージ３１６、３１８を動作させることで被照射体を移動させ、新たな領域に対してレーザビームを照射して加工することができる。
【０１１１】
なお、図１１に示すレーザ加工装置の構成は一例であり、レーザビームの光路に配置する光学系や偏向器等の位置関係は特に限定されない。また、レーザビームの進行方向、偏向方向等を制御するためのミラーや、レーザビームのエネルギー分布を均一化するホモジナイザ等を、適宜設けてもよい。また、本実施の形態では、第１の偏向器３１２、第２の偏向器３１４の複数の偏向器を設ける構成を説明したが、特に限定されない。したがって、偏向器を１つだけ設ける構成としてもよいし、３以上の複数の偏向器を設ける構成としてもよい。
【０１１２】
また、本実施の形態では、レーザビームを所望の場所に照射させる機構及び被照射体を所望の場所に移動させる機構を具備する構成としたが、本発明は特に限定されず、被照射体の所望の領域を加工できる手段を有していればよい。例えば、被照射体は固定し、レーザビームを所望の場所に照射させる機構を具備する構成としてもよいし、レーザビームの照射位置は固定し、被照射体を所望の場所に移動させる機構を具備する構成としてもよい。レーザビームの照射位置を制御する機構としては、光ファイバ、ガルバノミラー、回折光学素子等を用いればよい。また、光学系を物理的に移動させてもよい。
【０１１３】
被照射体３３０は、基板上にレーザビームを吸収する第１材料層、レーザビームを透過する第２材料層が積層形成されている。第１材料層の下層には、導電層、絶縁層等が形成されていてもよい。また、第２材料層は、レーザビームの一部を吸収してもよい。第１材料層及び第２材料層の材料は、上記実施の形態１に準じる。被照射体３３０において、第２材料層層が形成された面側が、レーザビームが照射される被照射面となる。
【０１１４】
第１のレーザ発振装置３０２から射出されたレーザビームは、光ファイバ３０４を伝送され、第１の光学系３０６を通過し成形される。第１の光学系３０６を通過し、成形されたレーザビームは、ステージ３１５上に保持された被照射体３３０の被照射面に照射される。このとき、被照射体３３０の被照射面には、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームのビームスポット３３２が照射される。
【０１１５】
一方、第２のレーザ発振装置３０８から射出されたレーザビームは、第２の光学系３１０を通過し複数に分割される。本実施の形態では、第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームは、第２の光学系３１０を通過して４本のレーザビームに分割されるものとする。もちろん、本発明は特に限定されず、レーザビームは４本以下、又は４本以上に分割できる。
【０１１６】
第２の光学系３１０を通過して複数に分割されたレーザビームは、第１の偏向器３１２で偏向され、進行方向が制御される。第１の偏向器３１２を通過した複数のレーザビームは、さらに第２の偏向器３１４で偏向され、進行方向が制御される。第２の偏向器３１４を通過した複数のレーザビームは、ステージ３１５上に保持された被照射体３３０の被照射面に照射される。第２の偏向器３１４を通過して照射される複数のレーザビームは、被照射体３３０の被照射面において、第１のレーザ発振装置３０２によるビームスポット３３２の範囲内に全て照射される。すなわち、被照射体３３０の被照射面において、第２のレーザ発振装置３０８による複数のレーザビームは、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームとそれぞれ重畳して照射される。
【０１１７】
上記のように、第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビーム及び第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームの２種類のレーザビームが重畳して照射されると、重畳して照射された領域では、２種類のレーザビームのエネルギーが合成される。本実施の形態では、第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームは第２の光学系３１０により複数に分割されており、複数に分割されたレーザビームが、偏向器（第１の偏向器３１２、第２の偏向器３１４）を通過して、それぞれ第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームと重畳するように照射される。
【０１１８】
本発明では、第１のレーザ発振装置３０２から射出される第１レーザビームのエネルギーは、アブレーション閾値未満とする。第２のレーザ発振装置３０８から射出され、複数に分割された第２レーザビームのエネルギーは、第１のレーザ発振装置３０２から射出される第１レーザビームのエネルギーと合成した場合に、アブレーション閾値以上となるものとする。また、第１のレーザ発振装置３０２から射出されるレーザビームのエネルギー密度は、第２のレーザ発振装置３０８から射出され、複数に分割されたレーザビームよりも高いものとする。第２のレーザ発振装置３０８から射出され、複数に分割されたレーザビームは、第１のレーザ発振装置３０２から射出されるレーザビームよりもパルス幅が短いものとする。
【０１１９】
被照射体３３０において、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームのみが照射される領域では、アブレーション閾値未満のエネルギーが吸収される。そのため、被照射体３３０は全く変質しない。
【０１２０】
一方、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビーム及び第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームの２種類のレーザビームが重畳して照射された領域では、両者のレーザビームのエネルギーが合成されたエネルギーが被照射体３３０に吸収される。その結果、被照射体３３０はアブレーションされ、開口が形成される。詳しくは、被照射体３３０において、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームと第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームとが重畳して照射される領域の第２材料層、又は第２材料層及び第１材料層がアブレーションされ、除去される。そして、第２材料層、又は第２材料層及び第１材料層に所望の開口パターンが形成される。
【０１２１】
また、本実施の形態では、第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームは第２の光学系３１０により複数に分割され、当該複数に分割されたレーザビームがそれぞれ第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームと重畳するように照射される。つまり、被照射体３３０において、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームと第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームとが重畳して照射される領域が、複数になる。したがって、被照射体３３０において、複数の領域をアブレーションさせ、複数の開口を形成することが可能になる。
【０１２２】
また、本発明は、アブレーションにより、被照射体３３０に形成される開口の形状は、第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームに依る。本実施の形態において、第２のレーザ発振装置３０８からは、断熱過程により局所的な加工を行うことが可能なレーザビームが射出されている。したがって、被照射体３３０に微細な開口を、精度良く形成することができる。
【０１２３】
本実施の形態では、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームと第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームとが重畳して照射される領域の第２材料層、又は第２材料層及び第１材料層がアブレーションされるように、第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームのエネルギーと、第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームのエネルギーを適宜決定すればよい。第１のレーザ発振装置２０２は、被照射体２３０にアブレーション閾値のエネルギーを上限とする高いエネルギーを有するレーザビームを照射することができる。そのため、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームのエネルギーは、小さくすることができる。その結果、第２のレーザ発振装置２０８によるレーザビームを多数に分割することができる。
【０１２４】
また、第２のレーザ発振装置３０８によるレーザビームを多数に分割し、当該分割したレーザビームを第１のレーザ発振装置３０２によるレーザビームと重畳するように照射することで、第１のレーザ発振装置３０２、第２のレーザ発振装置３０８による一度のレーザビームの照射で、被照射体３３０に多数の微細な開口を形成することも可能になる。したがって、半導体装置の製造工程において、量産性を容易に向上させることができる。
【０１２５】
本発明のレーザ加工装置は、フォトレジストを用いることなく、被照射体の所望の領域に開口を形成することができる。したがって、半導体装置の製造工程において、リソグラフィー工程の回数を削減・簡略化することができるため、製造コストを低減、スループットを向上させることができる。
【０１２６】
また、本発明のレーザ加工装置は、一度の処理で多数の開口を被照射体に形成することができる。また、被照射体に２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することができる。したがって、半導体装置の製造工程において、開口を形成する工程時間を短縮することができ、また加工精度も良いため、量産性、歩留まりを向上させることができる。
【０１２７】
本実施の形態は、上記実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【０１２８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、導電層同士、又は導電層と半導体層とを電気的に接続するための開口を被照射体に形成する方法について説明する。実施の形態１では、導電層上に積層形成された第１材料層及び第２材料層を貫通するように開口を形成し、当該開口の底面で導電層を露出させる例を示した。本実施の形態では、導電層に達する開口を形成する他の例を示す。また、半導体層に達する開口を形成する例についても示す。
【０１２９】
図９（Ａ）乃至（Ｃ）に、基板上に導電層、第１材料層、第２材料層が順次積層形成された被照射体において、導電層又は第１材料層に達する開口が形成された構成を示す。また、開口には導電層が形成され、当該導電層と、基板上に形成された導電層とが電気的に接続された構成を示す。
【０１３０】
図９（Ａ）乃至（Ｃ）において、被照射体に形成される開口は、上記実施の形態１で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用する。詳しくは、被照射体に対し、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の被照射体の一部をアブレーションさせて、開口を形成する。第１レーザビーム及び第２レーザビームのエネルギー、第１材料層、第２材料層を構成する材料等を適宜選択することにより、被照射体においてアブレーションさせる領域を選択することが可能である。第１レーザビーム及び第２レーザビームは、それぞれ上記実施の形態１の第１レーザビーム２０、第２レーザビー８と同じレーザビームを用いることができる。第１レーザビームは第２レーザビームよりもエネルギー密度が高く、第２レーザビームは第１レーザビームよりもパルス幅が短い特徴を有する。また、第１レーザビームは、第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーとする。
【０１３１】
図９（Ａ）乃至（Ｃ）における被照射体は、基板上に導電層、第１材料層、第２材料層が順次積層形成された構造であり、それぞれを構成する材料等については上記実施の形態１に準じる。例えば、基板は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いればよい。基板上に積層される導電層は導電材料を用いればよく、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、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）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いて形成することができる。なお、基板と導電層との間に保護層として機能する下地絶縁層を形成してもよい。下地絶縁層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて形成すればよい。下地絶縁層を形成すると、レーザビームの照射による基板へのダメージを防止することができる。
【０１３２】
第１材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームを吸収することができる材料を用いて形成する。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等を含む導電材料、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。なお、第１材料層は、下層の導電層の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成することが好ましい。第１材料層として、下層の導電層の融点よりも沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いると、レーザアブレーションの際に下層の導電層に与えるダメージを防止できる。
【０１３３】
第２材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームを透過することができる材料を用いて形成する。なお、第２材料層は、２種類のレーザビームの一部を吸収してもよい。例えば、透光性の無機絶縁材料又は有機絶縁材料を用いて形成することができる。以下、図面を用いて具体的に説明する。
【０１３４】
図９（Ａ）は、導電層上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層のみが除去された例である。図９（Ａ）に示す被照射体は、基板８００上に導電層８０２、第１材料層８０４、第２材料層８０６が順次積層形成された構造であり、第２材料層８０６のみを貫通するように開口８１０が形成されている。開口８１０の底面では、第１材料層８０４が露出している。また、開口８１０には導電層８０８が形成され、第１材料層８０４と接している。なお、図９（Ａ）の場合は、第１材料層８０４は導電材料を用いて形成する。以上で、導電層８０８と第１材料層８０４は、電気的に接続される。
【０１３５】
図９（Ｂ）は、導電層上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層及び第１材料層の上層部が除去された例である。図９（Ｂ）に示す被照射体は、基板８２０上に導電層８２２、第１材料層８２４、第２材料層８２６が順次積層形成された構造であり、第２材料層８２６を貫通して第１材料層８２４の上層部に掛かる開口８３０が形成されている。開口８３０の底面では第１材料層８２４が露出している。第１材料層８２４において、開口８３０が形成されている領域の膜厚は、他の領域と比較して薄くなっている。また、開口８３０には導電層８２８が形成され、第１材料層８２４と接している。なお、図９（Ｂ）の場合も、図９（Ａ）と同様に、第１材料層８２４は導電材料を用いて形成する。以上で、導電層８２８と第１材料層８２４は、電気的に接続される。
【０１３６】
図９（Ｃ）は、被照射体に形成される開口の側面がテーパ形状を有する例である。図９（Ｃ）に示す被照射体は、基板８４０上に導電層８４２、第１材料層８４４、第２材料層８４６が順次積層形成された構造である。被照射体には、開口８５０が形成されている。ここでは、第２材料層８４６及び第１材料層８４４を貫通するように開口８５０を形成した例を示す。なお、開口８５０は、第２材料層８４６のみを貫通するように形成してもよいし、第２材料層８４６を貫通して第１材料層８４４の上層部に掛かるように形成してもよい。
【０１３７】
図９（Ｃ）において、被照射体に形成された開口８５０は先細りになっており、開口８５０の側面は底面に対してテーパ形状となっている。開口８５０には導電層８４８が形成され、導電層８４２と接している。また、開口８５０の側面において、第１材料層８４４とも接している。以上で、導電層８４２と導電層８４８は電気的に接続される。また、第１材料層８４４を導電材料を用いて形成する場合は、導電層８４８と第１材料層８４４も電気的に接続される。
【０１３８】
次に、導電層に達する開口、又は半導体層に達する開口を被照射体に形成する例について説明する。図１０（Ａ）乃至（Ｄ）では、基板上に第１材料層、第２材料層が順次積層形成された被照射体において、第１材料層に達する開口が形成された構成を示す。また、開口には導電層が形成され、導電層と第１材料層とが電気的に接続された構成を示す。
【０１３９】
図１０（Ａ）乃至（Ｄ）においても、被照射体に形成される開口は、上記実施の形態１で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用する。詳しくは、被照射体に対し、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の被照射体の一部をアブレーションさせて、開口を形成する。第１レーザビーム及び第２レーザビームのエネルギー、第１材料層、第２材料層を構成する材料等を適宜選択することにより、被照射体においてアブレーションさせる領域を選択することが可能である。第１レーザビーム及び第２レーザビームは、それぞれ上記実施の形態１の第１レーザビーム２０、第２レーザビーム１８と同じレーザビームを用いることができる。第１レーザビームは第２レーザビームよりもエネルギー密度が高く、第２レーザビームは第１レーザビームよりもパルス幅が短い特徴を有する。また、第１レーザビームは、第１材料層のアブレーション閾値未満のエネルギーとする。
【０１４０】
図１０（Ａ）乃至（Ｄ）における被照射体は、基板上に第１材料層、第２材料層が順次積層形成された構造である。基板、第１材料層、第２材料層は、図９（Ａ）乃至（Ｃ）に示したものと同じものを用いることができる。基板は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いればよい。第１材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームを吸収することができる導電材料、半導体材料等を用いて形成すればよい。第１材料層は、下層の導電層の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成することが好ましい。例えば、第１材料層は、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等を含む導電材料、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。第２材料層は、第１レーザビーム及び第２レーザビームを透過することができる材料を用いて形成する。例えば、第２材料層は、酸化シリコン、窒化シリコン等の透光性の無機絶縁材料、アクリル、エポキシ樹脂等の透光性の有機絶縁材料を用いることができる。なお、第２材料層は、２種類のレーザビームの一部を吸収しても構わない。
【０１４１】
図１０（Ａ）乃至（Ｄ）において、基板として透光性を有する基板（ガラス基板、石英基板等）を用いる場合は、第１レーザビーム又は第２レーザビームを基板側から照射することも可能である。この場合、第２材料層は、２種類のレーザビームを透過する材料でなくともよい。また、基板と第１材料層との間に、酸化シリコン、窒化シリコン等の透光性の無機絶縁材料を用いて、下地絶縁層を形成してもよい。下地絶縁層は保護層として機能し、レーザアブレーションによる基板へのダメージを防止することができる。以下、図面を用いて具体的に説明する。
【０１４２】
図１０（Ａ）は、基板上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層のみが除去された例である。図１０（Ａ）に示す被照射体は、基板８６０上に第１材料層８６２、第２材料層８６４が順次積層形成された構造であり、第２材料層８６４のみを貫通するように開口８６８が形成されている。開口８６８の底面では、第１材料層８６２露出している。また、開口８６８には導電層８６６が形成され、第１材料層８６２と接している。このとき、第１材料層８６２を導電材料を用いて形成すれば、開口８６８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８６２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８６８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
【０１４３】
図１０（Ｂ）は、基板上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層及び第１材料層の上層部が除去された例である。図１０（Ｂ）に示す被照射体は、基板８７０上に第１材料層８７２、第２材料層８７４が順次積層形成された構造であり、第２材料層８７４を貫通して第１材料層８７２の上層部に掛かる開口８７８が形成されている。開口８７８の底面では第１材料層８７２が露出している。第１材料層８７２において、開口８７８が形成されている領域の膜厚は、他の領域と比較して薄くなっている。また、開口８７８には導電層８７６が形成され、開口８７８の底面及び側面で第１材料層８７２と接している。このとき、第１材料層８７２を導電材料を用いて形成すれば、開口８７８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８７２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８７８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
【０１４４】
図１０（Ｃ）は、基板上に積層形成された第１材料層及び第２材料層において、レーザアブレーションにより第２材料層及び第１材料層が除去された例である。図１０（Ｃ）に示す被照射体は、基板８８０上に第１材料層８８２、第２材料層８８４が順次積層形成された構造であり、第２材料層８８４及び第１材料層８８２を貫通して開口８８８が形成されている。開口８８８の側面で第１材料層８８２が露出している。また、開口８８８には導電層８８６が形成され、開口８８８の側面で第１材料層８８２と接している。このとき、第１材料層８８２を導電材料を用いて形成すれば、開口８８８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８８２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８８８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
【０１４５】
図１０（Ｄ）は、被照射体に形成される開口の側面がテーパ形状を有する例である。図１０（Ｄ）に示す被照射体は、基板８９０上に第１材料層８９２、第２材料層８９４が順次積層形成された構造である。被照射体には、開口８９８が形成されている。ここでは、第２材料層８９４を貫通するように開口８９８が形成されている。なお、開口８９８は、第２材料層８９４を貫通して第１材料層８９２の上層部に掛かるように形成してもよいし、第２材料層８９４及び第１材料層８６２を貫通するように形成してもよい。
【０１４６】
図１０（Ｄ）において、被照射体に形成された開口８９８は先細りになっており、開口８９８の側面は底面に対してテーパ形状となっている。開口８９８には導電層８９６が形成され、第１材料層８９２と接している。このとき、第１材料層８９２を導電材料を用いて形成すれば、開口８９８を介して導電層同士が電気的に接続される構成となる。第１材料層８９２を半導体材料を用いて形成すれば、開口８９８を介して導電層及び半導体層が電気的に接続される構成となる。
【０１４７】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域に、所望の形態の開口を形成することが可能になる。また、被照射体を、レーザビームを吸収しない又は吸収しにくい層に接してレーザービームを吸収する層を設けた積層構造とすることで、単層ではレーザアブレーションが起きない層でも、レーザアブレーションを利用して加工することを可能にしている。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、レジスト材料、現像液等の材料のロスを防ぎ、必要なフォトマスクの枚数を削減することができる。
【０１４８】
また、被照射体に第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することが可能である。したがって、半導体装置の製造において、製造コストの低減、スループットの向上、歩留まりの向上を図ることができる。
【０１４９】
また、本発明は、被照射体の構造、第１材料層及び第２材料層を構成する材料、第１レーザビーム及び第２レーザビームのエネルギー等を適宜選択することにより、様々な形態の開口を形成することが可能になる。
【０１５０】
本実施の形態は、上記実施の形態１乃至３と自由に組み合わせることができる。
【０１５１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を用いることなく、所望の領域に複数の開口を形成する方法について説明する。以下、図３２、図３３を用いて具体的に説明する。
【０１５２】
図３２（Ａ）に本発明を適用して開口を形成する被照射体の構造の一例を示す。被照射体は、基板５００上に導電層５０２、第１材料層５０４、第２材料層５０６が順次積層された構造である。被照射体に対して、第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２の２種類のレーザビームを重畳するように照射する。第２レーザビーム５１２は複数に分割されており、分割されたそれぞれの第２レーザビーム５１２が第１レーザビーム５１０と重畳するように照射する。ここでは、第２材料層５０６側から２種類のレーザビームを照射する。被照射体において、２種類のレーザビームが重畳して照射された領域を重畳照射領域５２０、重畳照射領域５２２、重畳照射領域５２４、重畳照射領域５２６とする（図３２（Ａ）参照）。
【０１５３】
基板５００、導電層５０２、第１材料層５０４、第２材料層５０６は、上記実施の形態１に示した基板１０、導電層１２、第１材料層１４、第２材料層１６にそれぞれ準じる。例えば、基板５００は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、半導体基板等を用いることができる。導電層５０２は導電材料を用いて形成すればよく、例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、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）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いて形成することができる。また、基板５００及び導電層５０２の間に、酸化シリコン、窒化シリコン等の絶縁材料を用いて、下地絶縁層を形成してもよい。
【０１５４】
第１材料層５０４は第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２を吸収する材料を用いて形成する。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等を含む導電材料、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いて形成することができる。
【０１５５】
第２材料層５０６は、第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２を透過する材料を用いて形成する。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の透光性の無機絶縁材料、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の透光性の有機絶縁材料を用いて形成することができる。なお、第２材料層５０６は、第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２の一部を吸収しても構わない。
【０１５６】
図３３（Ａ）に、図３２（Ａ）の斜視図を示す。図３２（Ａ）は、図３３（Ａ）の線分ＯＰにおける断面図に相当する。図３３（Ａ）は、第１レーザビーム５１０は省略し、当該第１レーザビーム５１０により形成されるビームスポット５１１を示している。また、第２レーザビーム５１２も一部省略している。図３３（Ａ）において、複数に分割された第２レーザビーム５１２は、第１レーザビームによるビームスポット５１１の範囲内に全て照射される。つまり、第１レーザビームのビームスポット５１１内に、第１レーザビーム及び第２レーザビーム５１２が重畳して照射された重畳照射領域群５１８が形成される。図３３（Ａ）において、実線の丸で囲まれた重畳照射領域群５１８の一部が、図３２（Ａ）における重畳照射領域５２０、５２２、５２４、５２６に相当する。
【０１５７】
第１レーザビーム５１０は、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ等を用いて得ることができる。固体レーザを用いる場合は、基本波から第５高調波まで適宜選択して用いることができる。第１レーザビーム５１０は、第１材料層１４のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、第２レーザビーム５１２よりも高いエネルギー密度を有することが好ましく、１Ｗ以上のエネルギーを有することがより好ましい。例えば、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、、ＹＬＦレーザ、エキシマレーザを用いると、数Ｗ以上の第１レーザビームが得られやすい。なお、第１レーザビーム５１０は、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
【０１５８】
第１レーザビーム５１０のエネルギーは、第２材料層５０６、又は第２材料層５０６及び第１材料層５０４がアブレーションされない程度とする。すなわち、第１レーザビーム５１０のエネルギーは、アブレーション閾値未満のエネルギーとする。
【０１５９】
また、第１レーザビーム５１０の断面形状は、円形、楕円形、矩形等の面状、または線状（厳密には細長い矩形状）を適宜選択するものとする。第１レーザビーム５１０は、このような断面形状となるように、光学系で成形すればよい。本実施の形態では、第１レーザビーム５１０の断面形状を矩形の面状に成形して照射する。したがって、図３３（Ａ）において、第１レーザビームのビームスポット５１１が矩形状に形成される。また、ビームスポット５１１には、アブレーション閾値を上限とする高いエネルギーを有する第１レーザビームを照射することが可能である。
【０１６０】
第２レーザビーム５１２は、ピコ秒レーザ、又はフェムト秒レーザに代表される超短パルスレーザを用いて得ることができる。このようなレーザを用いると、パルス幅がピコ秒（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台の超第２レーザビームを得ることができる。
【０１６１】
第２レーザビーム５１２のエネルギーは、第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２を重畳して照射した場合に、第２材料層５０６、又は第２材料層５０６及び第１材料層５０４がアブレーションされる程度とする。すなわち、第１レーザビーム５１０のエネルギーと第２レーザビーム５１２のエネルギーを合成したエネルギーが、アブレーション閾値以上となるようにする。
【０１６２】
また、第２レーザビーム５１２の断面形状は、円形、楕円形、矩形等の面状、または線状（厳密には細長い矩形状）を適宜選択するものとする。第２レーザビーム５１２は、このような断面形状となるように、光学系で成形すればよい。本発明は、第２レーザビーム５１２として、パルス幅がピコ秒台又はフェムト秒台の超第２レーザビームを照射するため、断熱過程により局所的にエネルギーを与えることが可能である。
【０１６３】
また、アブレーション閾値を上限とする高いエネルギーを有する第１レーザビーム５１０が照射されるため、第２レーザビーム５１２のエネルギーは小さくすることができる。したがって、第２レーザビーム５１２は、より多数のレーザビームに分割することが可能となる。ゆえに、被照射体において、一度に多数の領域に、アブレーション閾値以上のエネルギーを局所的に与えることが可能となる。
【０１６４】
被照射体に照射された第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２は、第２材料層５０６を透過して第１材料層５０４で吸収される。第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２は、被照射体にて重畳するように照射されている。被照射体は、２種類のレーザビームの重畳照射領域５２０、５２２、５２４、５２６において、当該重畳照射領域２２の一部がアブレーションされ、除去される。その結果、開口５３２、開口５３４、開口５３６、開口５３８が形成される。開口５３２、５３４、５３６、５３８の底面では導電層５０２が露出する。（図３２（Ｂ）参照）。
【０１６５】
第１レーザビーム５１０はアブレーション閾値未満のエネルギーである。そのため、第１レーザビーム５１０のみが照射された領域の第２材料層５０６、又は第２材料層５０６及び第１材料層５０４はアブレーションされない。
【０１６６】
一方、第１レーザビーム５１０及び第２レーザビーム５１２が重畳するように照射された領域（図３２（Ｂ）における重畳照射領域５２０、５２２、５２４、５２６）では、第１材料層５０４に吸収されるレーザビームのエネルギーがアブレーション閾値以上となる。その結果、第２材料層５０６、又は第２材料層５０６及び第１材料層５０４はアブレーションされ、開口５３２、５３４、５３６、５３８が形成される。したがって、アブレーションにより被照射体に形成される開口５３２、５３４、５３６、５３８の形状は、第２レーザビーム５１２に依る。
【０１６７】
図３３（Ｂ）に、図３２（Ｂ）の斜視図を示す。図３２（Ｂ）は、図３３（Ｂ）の線分ＯＰにおける断面図に相当する。また、図３３（Ｃ）に、図３３（Ｂ）の線分ＯＰ近傍の拡大図を示す。図３３（Ｂ）、（Ｃ）において、第２材料層５０６及び第１材料層５０４を貫通するように開口（開口５３２、５３４、５３６、５３８を含む）が形成されており、開口の底面では導電層５０２が露出している。
【０１６８】
本発明は、第２レーザビーム５１２として、パルス幅がピコ秒台又はフェムト秒台の超第２レーザビームを照射しており、局所的にエネルギーを与えることが可能である。したがって、被照射体に対して、局所的にアブレーション閾値以上のエネルギーを与えてアブレーションさせることができる。よって、端面にダメージを与えることなく開口を形成することができる。
【０１６９】
また、本発明は、第１レーザビーム５１０を重畳するように照射するため、第２レーザビーム５１２を多数に分割することができる。したがって、同時に多数の開口を精度良く形成することができ、工程時間を短縮することが可能になる。
【０１７０】
次に、開口５３２、５３４、５３６、５３８に導電層５４２、導電層５４４、導電層５４６を形成する。導電層５４２、５４４、５４６は、導電層５０２と電気的に接続される（図３２（Ｃ）参照）。なお、本実施の形態では、開口５３２、５３８にそれぞれ導電層５４２、５４６を形成する例を示す。また、開口５３４及び開口５３６には、共通する導電層５４４を形成する例を示す。なお、それぞれの開口にそれぞれ独立した導電層を形成してもよいし、全ての開口に共通する導電層を形成してもよい。また、幾つかの開口に共通する導電層を形成してもよい。
【０１７１】
以上の工程で、フォトレジストを用いたリソグラフィー技術を用いることなく、導電層同士を電気的に接続させる開口を被照射体（本実施の形態では第２材料層５０６及び第１材料層５０４）に形成することができる。なお、本発明は特に限定されず、被照射体に形成される開口の個数等は適宜選択すればよい。また、本実施の形態は、上記実施の形態１乃至４の構成を適宜組み合わせることができる。例えば、被照射体に形成される開口の形態は、第２材料層のみを貫通する構成としてもよいし、第２材料層を貫通して第１材料層の上層部に掛かる構成としてもよい。また、導電層５０２は設けなくともよい。その他、基板５００として透光性を有する基板を用い、基板５００側からレーザビームを照射する構成としてもよい。
【０１７２】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域を加工して、開口を形成することが可能になる。また、被照射体を、レーザビームを吸収する層及びレーザビームを吸収しない（或いは吸収しにくい）層の積層構造とすることで、単層ではレーザアブレーションが起きない層を、レーザアブレーションを利用して加工することができる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、レジスト材料、現像液等の材料のロスを防ぎ、必要なフォトマスクの枚数を削減することができる。
【０１７３】
また、被照射体に第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することが可能である。したがって、半導体装置の製造において、製造コストの低減、スループットの向上、歩留まりの向上を図ることができる。
【０１７４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明を適用してトランジスタ及び表示素子を有する表示装置の作製方法について説明する。トランジスタとしては、逆スタガ型トランジスタを作製する例について示す。また、表示素子として発光素子を作製する例について示す。以下、具体的な作製方法について、図４乃至図８を用いて説明する。
【０１７５】
基板７０００上に下地絶縁層７００２を形成し、当該下地絶縁層７００２上に導電層７０３を形成する（図４（Ａ）参照）。基板７０００は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を含むガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。また、基板７０００の表面が平坦化されるようにＣＭＰ法などによって、研磨しても良い。
【０１７６】
下地絶縁層７００２は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の種々の方法により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。下地絶縁層７００２は形成しなくとも良いが、基板７０００からの汚染物質などを遮断する効果がある。また、後にレーザビームを照射する際に、基板へのダメージを防止する効果もある。
【０１７７】
導電層７０３は導電材料を用いて形成すればよく、例えば銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、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）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料等を用いて形成すればよい。また、リン（Ｐ）等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコンに代表される半導体材料や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、単層構造でも積層構造でもよく、例えば、窒化タングステン（ＷＮ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜との２層構造としてもよいし、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、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の導電層のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電層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膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電層の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
【０１７８】
導電層７０３は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成する。
【０１７９】
導電層７０３上に第１材料層７４０２、第２材料層７４０４を順次積層形成する。第２材料層７４０４側から、第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２を選択的に照射する。このとき、第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２は、少なくとも一部が重畳するように照射する。第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２が重畳して照射された領域を重畳照射領域７４１６とする（図４（Ａ）参照）。
【０１８０】
第１材料層７４０２は、第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２を吸収することができる材料を用いて形成する。なお、第１材料層７４０２は、下層に設けられた導電層７０３の融点の温度よりも、沸点又は昇華点の温度が低い材料を用いて形成するのが好ましい。例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料等の導電材料、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体材料を用いることができる。また、硫化亜鉛、窒化シリコン、硫化水銀、塩化アルミニウム等を用いることができる。第１材料層７４０２は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、蒸着法、スパッタリング法、又はＣＶＤ法等により、単層構造又は積層構造で形成すればよく、例えば膜厚２０ｎｍのクロム膜や酸化亜鉛膜、窒化アルミニウム膜を用いることができる。なお、導電層７０３が、第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２を吸収して第２材料層７４０４及び導電層７０３をアブレーションさせる材料を用いて形成された層であれば、第１材料層７４０２は設けなくともよい。
【０１８１】
第２材料層７４０４は、第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２を透過することができる材料を用いて形成する。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹脂等の有機絶縁材料等を用いることができる。第２材料層７４０４は、これらの材料のうち１つ又は複数を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等により、単層構造又は積層構造で形成すればよく、例えば膜厚５０ｎｍの窒化酸化シリコン膜、ポリイミド膜を用いることができる。なお、第２材料層７４０４は、第１レーザビーム７４１４又は第２レーザビーム７４１２を一部吸収しても構わない。
【０１８２】
第１レーザビーム７４１４は、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ等から射出されるレーザビームを用いることができる。固体レーザを用いる場合は、基本波から第５高調波まで適宜選択して用いることができる。第１レーザビーム７４１４は、第１材料層７４０２のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、第２レーザビーム７４１２よりも高いエネルギー密度を有することが好ましく、１Ｗ以上のエネルギーを有することがより好ましい。例えば、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、、ＹＬＦレーザ、エキシマレーザから射出されるレーザビームを用いると、数Ｗ以上のレーザビームを得ることができる。なお、第１レーザビーム７４１４は、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
【０１８３】
第２レーザビーム７４１２は、パルス発振のレーザビームを用いる。また、第２レーザビーム７４１２は第１レーザビーム７４１４よりもパルス幅が短く、好ましくはパルス幅が１ナノ秒（１０−９秒）以下であるとよい。例えば、ピコ秒レーザ、又はフェムト秒レーザに代表される超短パルスレーザから射出されるレーザビームを用いる。このようなレーザを用いると、パルス幅がピコ秒（１０−１２秒乃至１０−１０秒）台、又はフェムト秒（１０−１５秒乃至１０−１３秒）台の超短パルスレーザビームを得ることができる。
【０１８４】
第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２は、第２材料層７４０４を透過して第１材料層７４０２で吸収される。第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２は、第１材料層７４０２及び第２材料層７４０４にて重畳するように照射される。第１材料層７４０２及び第２材料層７４０４は、第１レーザビーム７４１４及び第２レーザビーム７４１２の２種類のレーザビームが重畳して照射された領域（重畳照射領域７４１６）においてアブレーションされる。残存する第１材料層７４０３及び第２材料層７４０５をマスクとして導電層７０３を選択的にエッチングし、ゲート電極層７０４を形成する（図４（Ｂ）参照）。
【０１８５】
ゲート電極層７０４は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。また、ゲート電極層７０４は、導電層７０３上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて導電層７０３を選択的にエッチングして形成してもよい。
【０１８６】
第１材料層７４０３及び第２材料層７４０５を、エッチングやレーザアブレーションを利用して除去した後、ゲート電極層７０４上にゲート絶縁層７０６を形成し、当該ゲート絶縁層７０６上に半導体層を形成する（図４（Ｃ）参照）。
【０１８７】
ゲート絶縁層７０６は、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の絶縁材料を用いて形成する。ゲート絶縁層７０６は、単層構造でも積層構造でもよい。例えば、ゲート絶縁層７０６は、酸化窒化シリコン層の単層構造や、窒化シリコン層及び酸化シリコン層の２層の積層構造を用いればよい。また、これらを用いて、３層以上の積層構造としてもよい。好ましくは、緻密な膜質を有する窒化シリコンを用いるとよい。また、ゲート絶縁層７０６は、下層のゲート電極層７０４を銀や銅を用いて液滴吐出法により形成した場合は、窒化シリコンやＮｉＢを用いて形成することが好ましい。窒化シリコンやＮｉＢを用いて形成した膜は、不純物の拡散を防ぎ、表面を平坦化する効果がある。なお、ゲート絶縁層７０６の成膜中に、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませてもよい。希ガス元素を反応ガスに含ませることで、低い成膜温度で、リーク電流の少ない緻密な絶縁層を得ることができる。
【０１８８】
半導体層は、半導体層７０５及び一導電性を有する半導体層７０９の積層構造を形成する。半導体層は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体（以下「ＡＳ」ともいう）や、当該アモルファス半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう）半導体等の結晶性半導体などを用いて形成することができる。半導体層は各種手段（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成することができる。
【０１８９】
ＳＡＳは、アモルファスと結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５ｎｍ乃至２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、シリコンを主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではシリコン結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、シリコンを含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。シリコンを含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＦ２、ＧｅＦ４を混合させても良い。このシリコンを含む気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２倍乃至１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ乃至１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ乃至１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ乃至６０ＭＨｚの範囲である。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００℃乃至２００℃の範囲の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
【０１９０】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【０１９１】
半導体層に、多結晶半導体又はセミアモルファス半導体等の結晶性半導体を用いる場合、その半導体層の作製方法は、各種の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いて形成すればよい。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。例えば、シリコンを用い、結晶化を助長する元素を導入しないで半導体層を作製する場合は、非晶質シリコン層にレーザビームを照射する前に、窒素雰囲気下で７００℃、１時間加熱することによって非晶質シリコン層の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させるのが好ましい。これは水素を多く含んだ非晶質シリコン層にレーザビームを照射すると非晶質シリコン層が破壊されてしまうからである。
【０１９２】
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン含有水又は過酸化水素水による処理等により、非晶質半導体層の表面に酸化膜を形成することが望ましい。
【０１９３】
非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザビーム照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザビーム照射を単独で、複数回行っても良い。
【０１９４】
また、結晶性半導体層を、直接基板にプラズマ法により形成しても良い。また、線状プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。
【０１９５】
また、半導体層は、有機半導体材料を用いて形成することができる。有機半導体材料としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。例えば、骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料を用いることができ、具体的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。その他、有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
【０１９６】
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
【０１９７】
本実施の形態では、半導体層７０５及び一導電性を有する半導体層７０９として非晶質半導体層を形成する。一導電性を有する半導体層７０９としては、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を含むｎ型を有する半導体層を形成する。一導電性を有する半導体層７０９は、ソース領域及びドレイン領域として機能し、半導体層７０５と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層と、のオーミック接触を良好にする。なお、一導電性を有する半導体層７０９は必要に応じて形成すればよく、ｎ型を付与する不純物元素（Ｐ、Ａｓ）を有するｎ型を有する半導体層やｐ型を付与する不純物元素（Ｂ）を有するｐ型を有する半導体層を形成することができる。
【０１９８】
一導電性を有する半導体層７０９上に第１材料層７４２２、第２材料層７４２４を順次積層形成する。第２材料層７４２４側から、第１レーザビーム７４３４及び第２レーザビーム７４３２を選択的に照射する。このとき、第１レーザビーム７４３４及び第２レーザビーム７４３２は、少なくとも一部が重畳するように照射する。第１レーザビーム７４３４及び第２レーザビーム７４３２が重畳して照射された領域を重畳照射領域７４３６とする（図４（Ｃ）参照）。
【０１９９】
第１材料層７４２２、第２材料層７４２４は、上述した第１材料層７４０２、第２材料層７４０４と同様に形成すればよい。また、第１レーザビーム７４３４は、前述した第１レーザビーム７４１４と同様のレーザビームを用いればよい。第２レーザビーム７４３２も、前述した第２レーザビーム７４１２と同様のレーザビームを用いればよい。
【０２００】
第１レーザビーム７４３４及び第２レーザビーム７４３２は、第２材料層７４２４を透過して第１材料層７４２２で吸収される。第１材料層７４２２及び第２材料層７４２４は、第１レーザビーム７４３４及び第２レーザビーム７４３２が重畳して照射された領域（重畳照射領域７４３６）においてアブレーションされる。残存する第１材料層７４２３及び第２材料層７４２５をマスクとして半導体層７０５及び一導電性を有する半導体層７０９を選択的にエッチングし、半導体層７０７及び一導電性を有する半導体層７１１を形成する（図４（Ｄ）参照）。
【０２０１】
第１材料層７４２３、第２材料層７４２５を、エッチングやレーザアブレーションを利用して除去した後、一導電性を有する半導体層７１１上に導電層７１３を形成する（図５（Ａ）参照）。
【０２０２】
導電層７１３は導電材料を用いて形成すればよく、例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは化合物等の導電材料を用いて形成すればよい。また、導電層７１３は、単層構造でも積層構造でもよい。
【０２０３】
導電層７１３は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成すればよい。
【０２０４】
導電層７１３上に第１材料層７４４２、第２材料層７４４４を順次積層形成する。第２材料層７４４４側から、第１レーザビーム７４５４及び第２レーザビーム７４５２を選択的に照射する。このとき、第１レーザビーム７４５４及び第２レーザビーム７４５２は、少なくとも一部が重畳するように照射する。第１レーザビーム７４５４及び第２レーザビーム７４５２が重畳して照射された領域を重畳照射領域７４５６とする（図５（Ａ）参照）。
【０２０５】
第１材料層７４４２、第２材料層７４４４は、上述した第１材料層７４０２、第２材料層７４０４と同様に形成すればよい。また、第１レーザビーム７４５４は、前述した第１レーザビーム７４１４と同様のレーザビームを用いればよい。第２レーザビーム７４５２も、前述した第２レーザビーム７４５２と同様のレーザビームを用いればよい。なお、導電層７１３が第１レーザビーム７４５４及び第２レーザビーム７４５２を吸収してアブレーションさせる材料を用いて形成された層であれば、第１材料層７４４２は設けなくともよい。
【０２０６】
第１レーザビーム７４５４及び第２レーザビーム７４５２は、第２材料層７４４４を透過して第１材料層７４４２で吸収される。第１材料層７４４２及び第２材料層７４４４は、第１レーザビーム７４５４及び第２レーザビーム７４５２が重畳して照射された領域（重畳照射領域７４５６）においてアブレーションされる。残存する第１材料層７４４３ａ、第１材料層７４４３ｂ、及び第２材料層７４４５ａ、第２材料層７４４５ｂをマスクとして導電層７１３を選択的にエッチングし、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する導電層７１２ａ、導電層７１２ｂを形成する（図５（Ｂ）参照）。
【０２０７】
導電層７１２ａ、７１２ｂは、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。また、導電層７１２ａ、７１２ｂは、導電層７１３上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて導電層７１３を選択的にエッチングして形成してもよい。
【０２０８】
第１材料層７４４３ａ、７４４３ｂ及び第２材料層７４４５ａ、７４４５ｂを、エッチングやレーザアブレーションを利用して除去する（図６（Ａ）参照）。そして、導電層７１２ａ、７１２ｂをマスクとして、一導電性を有する半導体層７１１を選択的にエッチングして、半導体層７０７を露出させる。半導体層は、分離した一導電性を有する半導体層７１０ａ、一導電性を有する半導体層７１０ｂと、半導体層７０８となる（図６（Ｂ）参照）。なお、一導電性を有する半導体層７１１を選択的にエッチングした後、下層の半導体層７０８は露出部が他の部分と比較して凹む場合がある。
【０２０９】
半導体層７０８、一導電性を有する半導体層７１０ａ、７１０ｂは、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法などにより形成した半導体層上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて選択的にエッチングして形成してもよい。
【０２１０】
また、半導体層７０８、一導電性を有する半導体層７１０ａ、７１０ｂは、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に半導体層を形成することができる。
【０２１１】
以上の工程で、逆スタガ型トランジスタ（ボトムゲート型トランジスタともいわれる）であるトランジスタ７２０を作製することができる。
【０２１２】
次に、トランジスタ７２０を覆うように、絶縁層７０１０を形成する（図７（Ａ）参照）。
【０２１３】
絶縁層７０１０は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、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、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素（ＣＮ）、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料等を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。また、シロキサンを含む材料を用いて形成してもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いて形成することもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
【０２１４】
絶縁層７０１０は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スピンコート法などにより形成することができる。
【０２１５】
次に、レーザビームを照射し（図７（Ｂ）参照）、導電層７１２ｂに達する開口７０３８を絶縁層７０１０に形成する（図７（Ｃ）参照）。
【０２１６】
図７（Ｃ）において、絶縁層７０１０に形成される開口７０３８は、上記実施の形態１乃至５で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成する。
【０２１７】
詳しくは、図７（Ｂ）に示すように、絶縁層７０１０側から第１レーザビーム７０３４及び第２レーザビーム７０３２を重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて、開口７０３８を形成する。
【０２１８】
第１レーザビーム７０３４及び第２レーザビーム７０３２は上記実施の形態１に準じる。例えば、第１レーザビーム７０３４は、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ等のエキシマレーザ、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする固体レーザ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ等から射出されるレーザビームを用いればよい。好ましくは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、エキシマレーザを用いると、数Ｗ以上の第１レーザビームが得られやすい。第１レーザビーム７０３４は、連続発振のレーザビームとパルス発振のレーザビームのどちらを用いても構わない。
【０２１９】
また、第１レーザビーム７０３４のエネルギーは、絶縁層７０１０及び導電層７１２ｂがアブレーションされず、その他の層にも不可逆的な変化を与えない程度とする。
【０２２０】
第２レーザビーム７０３２は、ピコ秒レーザ、又はフェムト秒レーザに代表される超短パルスレーザから射出されるレーザビームを用いればよい。
【０２２１】
また、第２レーザビーム７０３２のエネルギーは、第１レーザビーム７４３４及び第２レーザビーム７０３２を重畳して照射した場合に、絶縁層７０１０がアブレーションされて除去される程度とする。
【０２２２】
好ましくは、第１レーザビーム７０３４は第２レーザビーム７０３２よりもエネルギー密度が高く、第２レーザビーム７０３２は第１レーザビーム７０３４よりもパルス幅が短い特徴を有する。また、第１レーザビーム７０３４は、絶縁層７０１０のアブレーション閾値未満のエネルギーとする。
【０２２３】
本実施の形態では、第１レーザビーム７０３４及び第２レーザビーム７０３２の照射によるアブレーションにより、絶縁層７０１０のみを除去して開口を形成する。もちろん、本発明は特に限定されず、第１レーザビーム７０３４及び第２レーザビーム７０３２のエネルギー等を適宜選択することにより、導電層７１２ｂの上層部に掛かる又は導電層７１２ｂを貫通するように開口を形成することもできる。
【０２２４】
なお、基板７０００、下地絶縁層７００２、ゲート絶縁層７０６を透光性を用いる材料を用いて形成する場合は、第１レーザビーム７０３４及び第２レーザビーム７０３２を基板７０００側から照射することも可能である。このとき、第１レーザビーム７０３４及び第２レーザビーム７０３２は重畳するように照射する。重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて、絶縁層７０１０（又は絶縁層７０１０及び導電層７１２ｂ）に開口７０３８を形成する。この場合、絶縁層７０１０はレーザビームを透過させる必要がないため、材料の選択の幅が拡がる。
【０２２５】
また、開口７０３８は、絶縁層７０１０上にフォトレジストを用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて選択的にエッチングして形成してもよい。そのほか、液滴吐出法を用いてマスクを形成し、当該マスクを用いて選択的にエッチングして形成してもよい。
【０２２６】
次に、トランジスタ７２０と電気的に接続する発光素子７０２０を形成する。発光素子７０２０としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの発光を示すものを形成すればよい。また、発光素子７０２０として白色（Ｗ）の発光を示すものを形成し、カラーフィルタと組み合わせてＲＧＢの発光を得てもよい。以下に、発光素子７０２０の形成方法について説明する。
【０２２７】
まず、導電層７１２ｂが露出された開口７０３８に画素電極として機能する発光素子の第１の電極層７０１２を形成する。導電層７１２ｂと第１の電極層７０１２とは、電気的に接続される（図８（Ａ）参照）。
【０２２８】
第１の電極層７０１２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電材料で形成することができる。例えば、ＩＴＯに酸化シリコンが２ｗｔ％乃至１０ｗｔ％の範囲で含まれたターゲットを用いて、スパッタリング法で酸化シリコンを含む酸化インジウム錫を形成することができる。その他、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープした導電性材料、酸化シリコンを含み酸化インジウムに２ｗｔ％乃至２０ｗｔ％の範囲の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成された酸化物導電性材料であるインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ））を用いて形成してもよい。
【０２２９】
第１の電極層７０１２は、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより形成した導電層を選択的にエッチングして形成する。
【０２３０】
また、第１の電極層７０１２は、液滴吐出法や、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）、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いて、所望の場所に選択的に形成することもできる。
【０２３１】
第１の電極層７０１２は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層７０１２の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
【０２３２】
次に、第１の電極層７０１２上に開口を有するように隔壁層７０１４を形成する（図８（Ｂ）参照）。隔壁層７０１４は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、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等の無機絶縁材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成されたシリコン、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、シリコンに結合する水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。
【０２３３】
隔壁層７０１４は、液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法などを用いて選択的に形成することができる。また、絶縁材料を用いて隔壁層を全面に形成し、リソグラフィー工程を利用してレジストマスク等を形成し、エッチング加工して所望の形状を有する隔壁層７０１４を形成してもよい。その他、感光性の材料を用いて隔壁層を全面に形成し、感光性の材料からなる隔壁層を露光及び現像することにより、所望の形状を有する隔壁層７０１４を形成することもできる。なお、隔壁層７０１４は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましい。隔壁層をこのような形状にすることで、上方に形成される層７０１６、第２の電極層７０１８の被覆性が向上する。
【０２３４】
また、液滴吐出法により、隔壁層７０１４を組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減してもよいし、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。この工程により平坦性が向上すると、表示装置の表示ムラなどを防止することができ、高繊細な画像を表示することができる。
【０２３５】
次に、第１の電極層７０１２及び隔壁層７０１４上に層７０１６、第２の電極層７０１８を積層して形成する。そして、第１の電極層７０１２と第２の電極層７０１８との間に層７０１６が挟持された構造の発光素子７０２０を得る（図８（Ｃ）参照）。層７０１６は、少なくとも所望の発光波長を得ることができる発光材料を含む層（以下、発光層ともいう）で構成される。具体的には、層７０１６は、有機化合物、無機化合物、又は両者を含む層で形成される。
【０２３６】
以上の工程で、発光素子７０２０を備えた表示装置を得ることができる。
【０２３７】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域を加工することができる。また、レーザビームを吸収する層及びレーザビームを吸収しない（或いは吸収しにくい）層の積層構造を形成し、レーザアブレーションを利用してエッチング用マスクを形成することができる。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、レジスト材料、現像液等の材料のロスを防ぎ、必要なフォトマスクの枚数を削減することができる。
【０２３８】
また、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することも可能である。
【０２３９】
したがって、表示装置の製造工程において、製造コストの低減、スループットの向上、歩留まりの向上を図ることができる。
【０２４０】
本実施の形態は、実施の形態１乃至５と自由に組み合わせることができる。
【０２４１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明に係る表示パネルの構成について説明する。
【０２４２】
図１５（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス状に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させ、ＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
【０２４３】
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素２７０２のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はトランジスタであり、トランジスタのゲート電極側が走査線と、ソース電極若しくはドレイン電極側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
【０２４４】
図１５（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示装置の構成を示しているが、図１６（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１６（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にトランジスタで回路を形成したものであっても良い。図１６において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ２７５０と接続している。
【０２４５】
また、画素に設けるトランジスタを、結晶性が高い多結晶（微結晶）半導体で形成する場合には、図１５（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成することもできる。図１６（Ｂ）において、３７０１は画素部であり、信号線側駆動回路は、図１５（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるトランジスタを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１５（Ｃ）は、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００上に一体形成することもできる。
【０２４６】
本実施の形態において、スイッチング素子と画素電極とを接続する配線（導電層）を形成する開口、トランジスタのゲート電極を走査線と接続する配線（導電層）を形成する開口、ソース電極若しくはドレイン電極を信号線と接続する配線（導電層）を形成する開口等に、上記実施の形態１乃至５で示したような、レーザアブレーションを利用して開口を形成する本発明を適用することができる。
【０２４７】
本発明は、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射するレーザアブレーションを利用して開口を形成する。このようにすることで、局所的にエネルギーを与えることが可能になり、端面のダメージを防止しつつ加工精度良く開口を形成することができる。よって、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を削減・簡略化し、且つ精度良く開口を形成することができる。したがって、表示パネルを作製する際の製造コストを低減し、スループットを向上させることができる。
【０２４８】
本実施の形態は、上記実施の形態１乃至６と自由に組み合わせることができる。
【０２４９】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明に係る表示装置の例について、図２７を用いて説明する。
【０２５０】
図２７（Ａ）は、本実施の形態で示す表示装置の上面の模式図を示している。また、図２７（Ｂ）には、図２７（Ａ）中の線分ＱＲにおける断面図を示す。
【０２５１】
図２７に示す表示装置９００は、基板９０１上に画素部９０２と、駆動回路部９０４と、を有する。また、基板９０１の上方には、シール材９１０を介して封止基板９０８が設けられている。さらに、基板９０１上には、端子部９０６が設けられている。画素部９０２を構成する複数の素子の動作を制御する信号や、電源電位は、端子部９０６を介して、外部から入力される。
【０２５２】
画素部９０２には発光素子９３０と、駆動用トランジスタ９２４と、スイッチング用トランジスタ９２２と、容量素子９２０と、が設けられている。発光素子９３０は、一対の電極層間に、少なくとも発光層を含む層が挟持されている。発光素子９３０は、駆動用トランジスタ９２４と電気的に接続している。
【０２５３】
発光素子９３０の下方の電極層（駆動用トランジスタ９２４と電気的に接続する電極層）の端部は、隔壁層９１８で覆われている。隔壁層９１８は、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁材利用、アクリル、ポリイミド、レジスト等の有機絶縁材料、又はシロキサン材料を等を用いて形成する。隔壁層９１８により、隣接して設けられる別の発光素子と分離することができる。なお、本実施の形態のように、曲率半径が連続的に変化するような丸みを帯びた形状の端部を有する隔壁層９１８とすることで、上方に積層して形成される層の被覆性が向上するので好ましい。
【０２５４】
駆動回路部９０４には、複数のトランジスタ９２６が設けられており、画素部９０２の動作を制御する駆動回路を構成する。駆動回路部９０４には、例えばシフトレジスタ、デコーダ、バッファ、サンプリング回路、ラッチ等が設けられる。
【０２５５】
基板９０１と封止基板９０８とは、画素部９０２及び駆動回路部９０４が封じ込められるように、シール材９１０を介して貼り合わされている。封止基板９０８には、カラーフィルタ９４２と、遮光層９４４とが設けられている。なお、本発明は特に限定されず、カラーフィルタ９４２と、遮光層９４４は設けなくともよい。
【０２５６】
本実施の形態と、上記実施の形態６は、トランジスタのゲート電極層が半導体層よりも下方にあるか、上方にあるかが大きく異なる。その他の構成は、上記実施の形態４に準じる。
【０２５７】
次に、具体的な作製方法の例について説明する。
【０２５８】
基板９０１の上に下地絶縁層として、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより窒化酸化シリコンを用いて下地絶縁層９０３ａを１０ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは５０ｎｍ乃至１５０ｎｍ）形成し、酸化窒化シリコンを用いて下地絶縁層９０３ｂを５０ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは１００ｎｍ乃至１５０ｎｍ）積層する。又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、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てもよい。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
【０２５９】
また、液滴吐出法や、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）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて下地絶縁層９０３ａ、下地絶縁層９０３ｂを形成する。基板９０１としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板、またはステンレス基板の表面に絶縁層を形成したものを用いて良い。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。プラスチック基板としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）からなる基板、可撓性基板としてはアクリル等の合成樹脂を用いることができる。
【０２６０】
下地絶縁層としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができる。下地絶縁層は、単層構造でも２層、３層といった積層構造でもよい。
【０２６１】
次いで、下地絶縁層上に半導体層を形成する。半導体層は２５ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは３０ｎｍ乃至１５０ｎｍ）の膜厚で各種手段（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。本実施の形態では、非晶質半導体層を、レーザ結晶化し、結晶性半導体層とするものを用いるのが好ましい。
【０２６２】
このようにして得られた半導体層に対して、トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。この不純物元素のドーピングは、半導体層を結晶化する工程の前の非晶質半導体層に行ってもよい。非晶質半導体層の状態で不純物元素をドーピングすると、その後の結晶化のための加熱処理によって、不純物の活性化も同時に行うことができる。また、ドーピングの際に生じる欠陥等も改善することができる。
【０２６３】
半導体層は選択的にエッチングし、所望の形状に加工すればよい。また、半導体層は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。
【０２６４】
なお、半導体層と同一の工程で、容量素子を構成する下部電極層も形成される。下部電極層は、トランジスタを構成する半導体層と同一層で形成される。
【０２６５】
半導体層を覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、厚さを１０ｎｍ乃至１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁層で形成する。ゲート絶縁層としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料で形成すればよく、積層構造でも単層構造でもよい。また、絶縁層は窒化シリコン層、酸化シリコン層、窒化シリコン層の３層の積層構造、酸化窒化シリコン層の単層、２層からなる積層構造でも良い。
【０２６６】
次いで、ゲート絶縁層上にゲート電極層を形成する。ゲート電極層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により導電層を形成し、当該導電層を選択的にエッチングして形成することができる。ゲート電極層はタンタル（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）、ネオジウム（Ｎｄ）等の金属元素、又は当該金属元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、ゲート電極層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に代表される半導体層や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、ゲート電極層は単層構造でも積層構造でもよい。このとき、後に完成する容量素子の上部電極層も形成される。上部電極層は、ゲート電極層と同一材料でなる。
【０２６７】
また、本実施の形態では、ゲート電極層の側面をテーパ形状を有するように形成する。当該ゲート電極層のテーパ形状は、エッチング加工の際に、ウェットエッチング法を用いて形成することができる。また、ドライエッチング法を行った後、続けてウェットエッチング法を行うことで形成することもできる。なお、垂直形状の側面を有するゲート電極層を形成してもよい。また、ゲート電極層を２層の積層構造とし、各層でテーパ角度が異なるようにしてもよい。ゲート電極層の側面をテーパ形状にすることで、上層に積層する層の被覆性を向上することができる。
【０２６８】
また、ゲート電極層は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。
【０２６９】
なお、ゲート電極層を形成する際のエッチングによって、ゲート絶縁層は多少エッチングされ、膜厚が減る（いわゆる膜減り）ことがある。
【０２７０】
半導体層に不純物元素を添加し、一対の不純物領域を形成する。半導体層に形成された不純物元素は、ソース領域又はドレイン領域として機能する。添加する不純物元素は、ｎ型を付与する不純物元素、又はｐ型を付与する不純物元素を適宜選択して添加すればよい。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。このとき、一対の不純物領域の間には、チャネル形成領域が形成される。
【０２７１】
なお、半導体層において、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域とチャネル形成領域との間に、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域といわれる不純物領域を形成してもよい。ＬＤＤ領域は、ソース領域又はドレイン領域よりも、低濃度な不純物領域である。また、ＬＤＤ領域は、ゲート電極層と重なる構造としてもよいし、重ならない構造としてもよい。
【０２７２】
また、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザビームの照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁層のプラズマダメージやゲート絶縁層と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。
【０２７３】
次いで、ゲート電極層、ゲート絶縁層を覆う第１の層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁層９１３と絶縁層９１４との積層構造とする。絶縁層９１３及び絶縁層９１４は、スパッタリング法、またはプラズマＣＶＤを用いた窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化シリコン層などを用いることができ、他のシリコンを含む絶縁層を単層構造または３層以上の積層構造として用いても良い。
【０２７４】
さらに、窒素雰囲気中で、３００℃乃至５５０℃で１時間乃至１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、４００℃乃至５００℃で行う。この工程は層間絶縁層である絶縁層９１３に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。本実施の形態では、４１０℃で加熱処理を行う。
【０２７５】
絶縁層９１３、絶縁層９１４としては、他に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、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（ＡｌＮＯ）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）、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
【０２７６】
次いで、絶縁層９１３、絶縁層９１４、ゲート絶縁層に、半導体層に形成されたソース領域又はドレイン領域に達する開口を形成する。
【０２７７】
開口は、上記実施の形態１乃至５で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。半導体層に吸収される第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせてゲート絶縁層、絶縁層９１３及び絶縁層９１４を除去し、半導体層に達する開口を形成する。２種類のレーザビームの一方（第１のレーザビーム）は、半導体層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、他方のレーザビームよりも高いエネルギー密度を有するレーザビームとする。他方のレーザビーム（第２のレーザビーム）は、パルス発振のレーザビームとし、一方のレーザビームよりもパルス幅が短いレーザビームとする。２種類のレーザビームは、重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有するものとする。また、２種類のレーザビームは、単独で照射した領域はアブレーションされず、不可逆的な変化も与えない程度のエネルギーを有するものとする。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５の第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの説明に準じる。
【０２７８】
半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口は、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して形成してもよい。
【０２７９】
半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口にソース電極層又はドレイン電極層を形成する。以上で、半導体層のソース領域又はドレイン領域とソース電極層又はドレイン電極層とが電気的に接続される。
【０２８０】
ソース電極層又はドレイン電極層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電層を形成し、当該導電層を選択的にエッチングして形成することができる。ソース電極層又はドレイン電極層の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の元素、又は当該元素を主成分とする合金材料若しくは当該元素を主成分とする金属窒化物を用いて形成する。ソース電極層又はドレイン電極層は、単層構造でも積層構造でもよい。
【０２８１】
また、ソース電極層又はドレイン電極層は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。なお、ソース電極層又はドレイン電極層の形成時に、端子部９０６の端子電極層９５０も形成される。
【０２８２】
以上の工程で、画素部９０２にトランジスタ９２２、トランジスタ９２４、駆動回路部９０４に複数のトランジスタ９２６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。
【０２８３】
なお、本発明は特に限定されず、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、二つ形成されるマルチゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０２８４】
次に第２の層間絶縁層として絶縁層９１６を形成する。絶縁層９１６としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒素を含む酸化アルミニウム（酸化窒化アルミニウムともいう）（ＡｌＯＮ）、酸素を含む窒化酸化アルミニウム（窒化酸化アルミニウムともいう）（ＡｌＮＯ）、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた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もよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザン、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ）材料を用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。平坦化のために設ける層間絶縁層としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されるので、絶縁層９１６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。
【０２８５】
絶縁層９１６は、その他ディップ法、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。液滴吐出法により絶縁層９１６を形成してもよい。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パターンが転写、または描写できる方法、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）、ディスペンサ法なども用いることができる。
【０２８６】
画素部９０２の絶縁層９１６に、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層に達する開口を形成する。開口は、上述したソース電極層又はドレイン電極層及び半導体層のソース領域又はドレイン領域を電気的に接続するための開口と同様に形成すればよい。
【０２８７】
例えば、上記実施の形態１乃至５で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層に吸収される第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて絶縁層９１６を除去し、開口を形成する。２種類のレーザビームの一方（第１のレーザビーム）は、ソース電極層又はドレイン電極層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、他方のレーザビームよりも高いエネルギー密度を有するレーザビームとする。他方のレーザビーム（第２のレーザビーム）は、パルス発振のレーザビームとし、一方のレーザビームよりもパルス幅が短いレーザビームとする。２種類のレーザビームは、重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有するものとする。また、２種類のレーザビームは、単独で照射した領域はアブレーションされず、不可逆的な変化も与えない程度のエネルギーを有するものとする。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５の第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの説明に準じる。なお、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して開口を形成する場合には、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いることが好ましい。もちろん、レーザアブレーションを利用せず、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して開口を形成してもよい。
【０２８８】
画素部９０２の絶縁層９１６上に発光素子９３０を形成する。発光素子９３０は、トランジスタ９２４と電気的に接続するようにする。
【０２８９】
まず、絶縁層９１６に設けられ、トランジスタ９２４のソース電極層又はドレイン電極層が露出した開口に、第１の電極層９３２を形成する。
【０２９０】
次に、第１の電極層９３２の端部を覆い、当該第１の電極層９３２上に開口を有するように隔壁層９１８を形成する。隔壁層９１８としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができ、単層構造でも２層、３層といった積層構造でもよい。また、隔壁層９１８の他の材料として、窒化アルミニウム、酸素含有量が窒素含有量よりも多い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（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ポリシラザン、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料を用いることができる。シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又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。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
【０２９１】
隔壁層９１８は、選択的にパターンを形成できる液滴吐出法や、パターンが転写または描写できる印刷法（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）、ディスペンサ法、その他スピンコート法などの塗布法、ディッピング法などを用いて形成することができる。また、感光性の材料を用いて隔壁層を隔壁層を全面に形成し、感光性の材料からなる隔壁層を露光及び現像することで、所望の形状に加工することができる。また、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて全面に形成し、リソグラフィー技術を用いてレジスト等のマスクを形成し、所望の形状にエッチング加工してもよい。
【０２９２】
所望の形状に加工するエッチング加工は、ドライエッチング法又はウェットエッチング法のどちらを採用しても良い。大面積基板を処理するにはプラズマエッチング（ドライエッチング法の一種）が適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＮＦ３などのフッ素系のガス、又はＣｌ２、ＢＣｌ３などの塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。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、基板の全面にレジスト等のマスクを形成する必要はない。
【０２９３】
隔壁層９１８は、曲率半径が連続的に変化する形状が好ましい。隔壁層をこのような形状にすることで、上方に積層形成される層の被覆性が向上する。
【０２９４】
次に、第１の電極層９３２及び隔壁層９１８上に層９３４、第２の電極層９３６を積層形成する。そして、第１の電極層９３２と第２の電極層９３６との間に層９３４が挟持された構造の発光素子９３０を得る。層９３４は、少なくとも所望の発光波長を得ることができる発光材料を含む層で構成される。
【０２９５】
第１の電極層９３２及び第２の電極層９３６のいずれか一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。第１の電極層９３２及び第２の電極層９３６は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物、２ｗｔ％乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いて形成することができる。また、アルミニウムの他、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等も用いることができる。
【０２９６】
なお、層９３４で発光した光を外部に取り出すために、第１の電極層９３２と第２の電極層９３６のいずれか一方または両方は、インジウム錫酸化物等を用いるか、或いは銀、アルミニウム等を数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さとなるように形成して、可視光が透過できるように、形成することが好ましい。
【０２９７】
第１の電極層９３２は、前述の材料を全面に形成した後、選択的にエッチングして形成することができる。また、第１の電極層９３２は、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ナノインプリント法、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法などを用いて形成してもよい。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。このような方法を用いると、所望の場所に選択的に導電層を形成することができる。
【０２９８】
また、第１の電極層９３２は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層９３２の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
【０２９９】
第１の電極層９３２を形成後、加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により、第１の電極層９３２中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極層９３２は脱ガスなどを生じないため、第１の電極層９３２上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。
【０３００】
第２の電極層９３６は、蒸着法、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、第２の電極層９３６上にパッシベーション層（保護層）として絶縁層を設けてもよい。このように第２の電極層９３６を覆うようにしてパッシベーション層を設けることは有効である。パッシベーション層としては、窒化シリコン、酸化シリコン、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（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜を含む絶縁層からなり、該絶縁層の単層構造もしくは組み合わせた積層構造を用いることができる。又はシロキサン樹脂を用いてもよい。
【０３０１】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション層として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、層９３４の耐熱性が低い場合でも、容易に積層形成することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタリング法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ２Ｈ４ガスとＮ２ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、層９３４の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に層９３４が酸化するといった問題を防止できる。
【０３０２】
第１の電極層９３２上に形成される層９３４は、少なくとも発光材料を含む発光層で構成される。発光層は、有機化合物、無機化合物、又は有機化合物と無機化合物とを含む層で形成する。第１の電極層９３２と第２の電極層９３６との間に、層９３４が設けられて発光素子９３０を得ることができる。
【０３０３】
このように発光素子９３０が形成された基板９０１と、封止基板９０８とをシール材９１０によって固着し、発光素子９３０を封止する。シール材９１０としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、シール材で囲まれた領域９４８には充填材を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。充填材を透過して光を取り出す構造の場合は、充填材は透光性を有する必要がある。代表的には可視光硬化、紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。以上の工程において、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。また充填材は、液状の状態で滴下し、表示装置内に充填することもできる。充填材として、乾燥剤などの吸湿性を含む物質を用いると、さらなる吸水効果が得られ、発光素子９３０の劣化を防ぐことができる。
【０３０４】
また、素子の水分による劣化を防ぐため、画素部９０２を取り囲むように乾燥剤を設けてもよい。例えば、封止基板に形成された凹部に乾燥剤を設置すればよく、このような構造にすることで、薄型化を妨げない構成とできる。また、ゲート配線層に対応する領域にも乾燥剤を形成し、吸水面積を広く取ると、吸水効果が高い。また、直接発光しないゲート配線層上に乾燥剤を形成すると、光取り出し効率を低下させることもない。
【０３０５】
なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を取り出す場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子からの光を妨げないような、隔壁層の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０３０６】
また、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層９３２が直接接して電気的な接続を行わず、配線層（導電層）を介して接続していてもよい。
【０３０７】
本実施の形態では、端子部９０６において、端子電極層９５０に異方性導電層９５２によってＦＰＣ９５４を接続し、外部と電気的に接続する構造とする。
【０３０８】
また、図２７（Ａ）で示すように、本実施の形態において作製される表示装置は、画素部９０２と同一基板上に駆動回路部９０４が設けられている。なお、本発明は特に限定されず、周辺駆動回路としてＩＣチップを前述したＣＯＧ方式やＴＡＢ方式によって実装したものでもよい。
【０３０９】
また、本発明の表示装置において、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、表示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。
【０３１０】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域を加工することができる。また、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することも可能である。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、表示装置の製造において、製造コストの低減、スループットの向上を図ることができる。
【０３１１】
本実施の形態は、実施の形態１乃至７と自由に組み合わせることができる。
【０３１２】
（実施の形態９）
【０３１３】
表示装置の表示機能を有する発光素子は、様々な素子構造を適用することができる。一般的に、発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。ここでは、図１２乃至図１４を用いて、本発明に適用できる発光素子の例について説明する。
【０３１４】
図１２は、有機ＥＬ素子について示している。図１２に示す発光素子は、第１の電極層８２７０と第２の電極層８２５０との間に、層８２６０が挟持されている。第１の電極層８２７０及び第２の電極層８２５０のいずれか一方は陽極となり、他方は陰極となる。なお、陽極とは、発光層に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは発光層に電子を注入する電極のことを示す。本実施の形態では、第１の電極層８２７０を陽極とし、第２の電極層８２５０を陰極とする。また、層８２６０は、正孔注入層８２６２、正孔輸送層８２６４、発光層８２６６、電子輸送層８２６８、電子注入層８２６９が順次積層された構成とする。
【０３１５】
第１の電極層８２７０と第２の電極層８２５０は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物、２ｗｔ％乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いて形成することができる。また、アルミニウムの他、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等も第１の電極層８２７０を形成するのに用いることができる。第１の電極層８２７０の形成方法については、上述した実施の形態４の第１の電極層７０１２や、実施の形態６の第１の電極層９３２と同じである。また、第２の電極層８２５０の形成方法について特に限定はなく、例えばスパッタリング法や蒸着法等を用いて形成することができる。
【０３１６】
なお、発光した光を外部に取り出すために、第１の電極層８２７０と第２の電極層８２５０のいずれか一方または両方は、インジウム錫酸化物等を用いるか、或いは銀、アルミニウム等を数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さとなるように形成して、可視光が透過できるように、形成することが好ましい。
【０３１７】
正孔注入層８２６２は、第１の電極層８２７０から正孔輸送層８２６４へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。正孔注入層８２６２を設けることによって、第１の電極層８２７０と正孔輸送層８２６４との間のイオン化ポテンシャルの差が緩和され、正孔が注入され易くなる。正孔注入層８２６２は、正孔輸送層８２６４を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが小さく、第１の電極層８２７０を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが大きい物質、または正孔輸送層８２６４と第１の電極層８２７０との間に１ｎｍ乃至２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。正孔注入層８２６２を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、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、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等が挙げられる。つまり、正孔注入層８２６２におけるイオン化ポテンシャルが正孔輸送層８２６４におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に小さくなるような物質を正孔輸送性物質の中から選択することによって、正孔注入層８２６２を形成することができる。正孔注入層８２６２を設ける場合、第１の電極層８２７０は、インジウム錫酸化物等の仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。なお、本発明は特に限定されず、正孔注入層８２６２は設けなくともよい。
【０３１８】
正孔輸送層８２６４とは、第１の電極層８２７０側から注入された正孔を発光層８２６６へ輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層８２６４を設けることによって、第１の電極層８２７０と発光層８２６６との距離を離すことができ、その結果、第１の電極層８２７０等に含まれている金属に起因して発光が消滅することを防ぐことができる。正孔輸送層８２６４は、正孔輸送性物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、正孔輸送性物質とは、電子よりも正孔の移動度が高く、電子の移動度に対する正孔の移動度の比の値（＝正孔移動度／電子移動度）が好ましくは１００よりも大きい物質をいう。正孔輸送層８２６４を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、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（略称：ＴＰＤ）、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（略称：ＴＤＡＴＡ）、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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）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，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＢＰＢ）等が挙げられる。なお、正孔輸送層８２６４は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
【０３１９】
発光層８２６６は、発光機能を有する層であり、有機化合物でなる発光材料を含む。また、無機化合物を含んでいてもよい。発光層８２６６に含まれる有機化合物は、発光性の有機化合物であれば特に限定はなく、種々の低分子系有機化合物、高分子系有機化合物を用いることができる。また、発光性の有機化合物は、蛍光発光材料、又は燐光発光材料のどちらを用いることも可能である。発光層８２６６は、発光性の有機化合物のみからなる層としてもよいし、発光性の有機化合物を当該有機化合物よりも大きいエネルギーギャップを有するホスト材料に分散した構成としてもよい。なお、発光層８２６６を、有機化合物でなる発光材料とホスト材料とを含む層のように複数の化合物を混合した層とする場合は、共蒸着法を用いて形成することができる。ここで、共蒸着とは、一つの処理室内に設けられた複数の蒸着源からそれぞれ原料を気化させ、気化した原料を気相状態で混合し、被処理物上に堆積させる蒸着法をいう。
【０３２０】
電子輸送層８２６８は、第２の電極層８２５０から注入された電子を発光層８２６６へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層８２６８を設けることによって、第２の電極層８２５０と発光層８２６６との距離を離すことができ、その結果、第２の電極層８２５０等に含まれている金属に起因して発光が消滅することを防ぐことができる。電子輸送層８２６８は、電子輸送性物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、電子輸送性物質とは、正孔よりも電子の移動度が高く、正孔の移動度に対する電子の移動度の比の値（＝電子移動度／正孔移動度）が好ましくは１００よりも大きい物質をいう。電子輸送層８２６８を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、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）、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）等の金属錯体の他、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）、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）等が挙げられる。また、電子輸送層８２６８は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
【０３２１】
電子注入層８２６９は、第２の電極層８２５０から電子輸送層８２６８へ電子の注入を補助する機能を有する層である。電子注入層８２６９は、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ、ＢｚＯｓ等の電子輸送層８２６８を形成するのに用いることのできる物質の中から、電子輸送層８２６８の形成に用いる物質よりも電子親和力が相対的に大きい物質を選択して用いることによって形成することができる。このようにして電子注入層８２６９を形成することによって第２の電極層８２５０と電子輸送層８２６８との間の電子親和力の差が緩和され、電子が注入され易くなる。また、電子注入層８２６９には、Ｌｉ、Ｃｓ等のアルカリ金属、リチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）等のアルカリ金属の酸化物、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）等のアルカリ土類金属の酸化物、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）等のアルカリ金属のフッ化物、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ土類金属のフッ化物、またはＭｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属等の無機物が含まれていてもよい。また、電子注入層８２６９はＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ、ＢｚＯｓ等の有機化合物を含む構成であってもよいし、ＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物、またはＣａＦ２等のアルカリ土類金属のフッ化物等の無機化合物からなる構成であってもよい。このようにＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物、またはＣａＦ２等のアルカリ土類金属のフッ化物等の無機化合物を用いて１ｎｍ乃至２ｎｍの薄膜として電子注入層８２６９が設けられることによって電子注入層８２６９のエネルギーバンドが曲がる、或いは電子注入層８２６９にトンネル電流が流れることにより、第２の電極層８２５０から電子輸送層８２６８へ電子の注入が容易となる。
【０３２２】
なお、正孔注入層８２６２に換えて正孔発生層が設けられていてもよいし、または電子注入層８２６９に換えて電子発生層が設けられていてもよい。
【０３２３】
ここで、正孔発生層とは、正孔を発生する層である。正孔輸送性物質の中から選ばれた少なくとも一の物質と、正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質とを混合することによって正孔発生層を形成することができる。ここで、正孔輸送性物質としては、正孔輸送層８２６４を形成するのに用いることのできる物質と同様の物質を用いることができる。また、電子受容性を示す物質としては、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いることが好ましい。
【０３２４】
また、電子発生層とは、電子を発生する層である。電子輸送性物質の中から選ばれた少なくとも一の物質と、電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質とを混合することによって電子発生層を形成することができる。ここで、電子輸送性物質としては電子輸送層８２６８を形成するのに用いることのできる物質と同様の物質を用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。
【０３２５】
正孔注入層８２６２、正孔輸送層８２６４、発光層８２６６、電子輸送層８２６８、電子注入層８２６９は、それぞれ、蒸着法、液滴吐出法、または塗布法等を用いて形成すればよい。第１の電極層８２７０又は第２の電極層８２５０は、スパッタリング法または蒸着法等を用いて形成すればよい。
【０３２６】
本実施の形態において、層８２６０は、少なくとも発光層８２６６を含んでいればよく、その他の機能を有する層（正孔注入層８２６２、正孔輸送層８２６４、電子輸送層８２６８、電子注入層８２６９等）は適宜設ければよい。
【０３２７】
また、第１の電極層８２７０を陰極とし、第２の電極層８２５０を陽極としてもよい。その場合、層８２６０は、第１の電極層８２７０側から、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層が順次積層された構成となる。
【０３２８】
次に、無機ＥＬ素子について、図１３、図１４を用いて説明する。無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ＥＬではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
【０３２９】
本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と不純物元素とで構成される。不純物元素は、発光中心として機能する。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。
【０３３０】
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、７００℃乃至１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
【０３３１】
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
【０３３２】
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化イットリウム（Ｙ２Ｓ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、等の３元系の混晶であってもよい。
【０３３３】
局在型発光の不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。ハロゲン元素は電荷補償として機能することもできる。
【０３３４】
一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の不純物元素として、ドナー準位を形成する第１の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等を用いることができる。
【０３３５】
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）等を用いることができ、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅（Ｃｕ２Ｓ）、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）等を用いることができる。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
【０３３６】
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅（ＣｕＣｌ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）等を用いることができる。
【０３３７】
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１ａｔｏｍ％乃至１０ａｔｏｍ％の範囲であればよく、好ましくは０．０５ａｔｏｍ％乃至５ａｔｏｍ％の範囲である。
【０３３８】
薄膜型無機ＥＬの場合、発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
【０３３９】
図１３（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる薄膜型無機ＥＬ素子の一例を示す。図１３（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層５０、層５１、第２の電極層５３を含む。層５１は、少なくとも発光層５２を含む構成とする。
【０３４０】
図１３（Ａ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と第２の電極層５３との間に、発光層５２のみで構成される層５１が挟持されている。図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）に示す発光素子は、図１３（Ａ）の発光素子において、第１の電極層５０又は第２の電極層５３と、発光層５２と、の間に絶縁層を設ける構造である。図１３（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と発光層５２との間に絶縁層５４を有し、図１３（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と発光層５２との間に絶縁層５４ａ、第２の電極層５３と発光層５２との間に絶縁層５４ｂとを有している。このように絶縁層は発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
【０３４１】
また、図１３（Ｂ）では第１の電極層５０に接するように絶縁層５４が設けられているが、絶縁層と発光層の順番を逆にして、第２の電極層５３に接するように絶縁層５４を設けてもよい。
【０３４２】
次に、分散型無機ＥＬ素子について説明する。分散型無機ＥＬ素子の場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の発光層を形成する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって発光層中に均一に分散し固定される。
【０３４３】
分散型無機ＥＬ素子の場合、発光層の形成方法は、選択的に発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０ｎｍ乃至１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
【０３４４】
図１４（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる分散型無機ＥＬ素子の一例を示す。図１４（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層６０、層６５、第２の電極層６３を含む。層６５は、少なくとも発光層を含む構成とする。
【０３４５】
図１４（Ａ）における発光素子は、第１の電極層６０、発光層６２、第２の電極層６３の積層構造を有し、発光層６２中にバインダによって保持された発光材料６１を含む。
【０３４６】
本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、絶縁材料を用いることができる。具体的には、有機絶縁材料や無機絶縁材料を用いることができ、有機絶縁材料及び無機絶縁材料の混合材料を用いてもよい。有機絶縁材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又は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。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、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
【０３４７】
バインダに含まれる無機絶縁材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含むシリコン、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機絶縁材料に、誘電率の高い無機絶縁材料を含ませる（添加等によって）ことによって、発光材料及びバインダよりなる発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。バインダに無機絶縁材料と有機絶縁材料との混合層を用い、高い誘電率とすると、発光材料により大きい電荷を誘起することができる。
【０３４８】
作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが、本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、発光層を形成する方法（種々のウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
【０３４９】
図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示す発光素子は、図１４（Ａ）の発光素子において、第１の電極層６０又は第２の電極層６３と、発光層６２と、の間に絶縁層を設ける構造である。図１４（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と発光層６２との間に絶縁層６４を有し、図１４（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と発光層６２との間に絶縁層６４ａ、第２の電極層６３と発光層６２との間に絶縁層６４ｂとを有している。このように絶縁層は発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
【０３５０】
また、図１４（Ｂ）では第１の電極層６０に接するように絶縁層６４が設けられているが、絶縁層と発光層の順番を逆にして、第２の電極層６３に接するように絶縁層６４を設けてもよい。
【０３５１】
図１３における絶縁層５４、図１４における絶縁層６４のような絶縁層は、特に限定されることはないが、絶縁耐性が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等やこれらの混合層又は２種以上の積層を用いることができる。これらの絶縁層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等により形成することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して形成してもよい。バインダ材料は、発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０ｎｍ乃至１０００ｎｍの範囲である。
【０３５２】
図１３、図１４に示す無機ＥＬ素子は、発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【０３５３】
本実施の形態（図１２乃至図１４）で示した発光素子は、上記実施の形態で示した表示装置の表示素子として具備されることができる。
【０３５４】
例えば、図８に示す表示装置に、図１２に示す有機ＥＬ素子を適用する場合、第１の電極層７０１２又は第２の電極層７０１８は、第１の電極層８２７０又は第２の電極層８２５０に相当する。層７０１６は、層８２６０に相当する。同様に、図２７に示す表示装置の場合も、第１の電極層９３２又は第２の電極層９３６は、第１の電極層８２７０又は第２の電極層８２５０に相当する。層９３４は、層８２６０に相当する。
【０３５５】
また、図８に示す表示装置に、図１３、図１４で示す無機ＥＬ素子を適用する場合も同様である。第１の電極層７０１２若しくは第２の電極層７０１８は、第１の電極層５０若しくは第２の電極層５３、又は第１の電極層６０若しくは第２の電極層６３に相当する。層７０１６は、層５１若しくは層６５に相当する。同様に、図２７に示す表示装置の場合も、第１の電極層９３２若しくは第２の電極層９３６は、第１の電極層５０若しくは第２の電極層５３、又は第１の電極層６０若しくは第２の電極層６３に相当する。層９３４は、層５１若しくは層６５に相当する。
【０３５６】
本実施の形態で示す発光素子及びトランジスタ等を接続するための開口の形成に、本発明を適用することができる。本発明を適用することで、発光素子を有する表示装置の製造工程において、スループットが向上する。
【０３５７】
本実施の形態は、実施の形態６乃至８と自由に組み合わせることができる。
【０３５８】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、液晶表示装置について説明する。
【０３５９】
図２９（Ａ）は、液晶表示装置の上面図であり、図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）の線分ＧＨにおける断面図である。
【０３６０】
図２９（Ａ）で示すように、画素領域６０６、走査線駆動回路である駆動回路領域６０８ａ、走査線駆動領域である駆動回路領域６０８ｂが、シール材６９２によって、基板６００と封止基板６９５との間に封止され、基板６００上にＩＣドライバによって形成された信号線駆動回路である駆動回路領域６０７が設けられている。画素領域６０６にはトランジスタ６２２及び容量素子６２３が設けられ、駆動回路領域６０８ｂにはトランジスタ６２０及びトランジスタ６２１を有する駆動回路が設けられている。基板６００には、上記実施の形態と同様の基板を適用することができる。基板６００として合成樹脂からなる基板を用いる場合は、他の基板と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた作製工程の後、転置することによって採用することが可能となる。
【０３６１】
画素領域６０６には、下地絶縁層６０４ａ、下地絶縁層６０４ｂを介してスイッチング素子となるトランジスタ６２２が設けられている。本実施の形態では、トランジスタ６２２にマルチゲート型薄膜トランジスタを用いる。トランジスタ６２２は、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層、２層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する。ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と電気的に接続される。また、ソース電極層又はドレイン電極層は画素電極層６３０と電気的に接続される。
【０３６２】
ソース電極層又はドレイン電極層は積層構造となっている。ソース電極層又はドレイン電極層は、ゲート電極層を覆う絶縁層６１１、絶縁層６１１及びゲート絶縁層に形成された開口で、半導体層の不純物領域と接し、電気的に接続されている。
【０３６３】
半導体層の不純物領域に達する開口は、上記実施の形態１乃至５で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。半導体層に吸収される第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて開口を形成する。第１レーザビーム及び第２レーザビームは、半導体層に吸収されるものを用いる。２種類のレーザビームの一方（第１のレーザビーム）は、半導体層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、他方のレーザビームよりも高いエネルギー密度を有するレーザビームとする。他方のレーザビーム（第２のレーザビーム）は、パルス発振のレーザビームとし、一方のレーザビームよりもパルス幅が短いレーザビームとする。２種類のレーザビームは、重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有するものとする。なお、２種類のレーザビームは、単独で照射した領域はアブレーションされず、不可逆的な変化も与えない程度のエネルギーを有するものとする。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５の第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの説明に準じる。本実施の形態では、半導体層に吸収される第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームとを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせてゲート絶縁層、絶縁層６１１及び絶縁層６１２を除去し、半導体層に達する開口を形成する。
【０３６４】
半導体層の不純物領域に達する開口は、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して形成してもよい。
【０３６５】
また、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂは絶縁層６１５に形成された開口で画素電極層６３０と接し、電気的に接続される。絶縁層６１５に形成される開口は、上記実施の形態１乃至５で示したように、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて開口を形成する。詳しくは、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに吸収される２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせ、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂ及び絶縁層６１５を除去して開口を形成することができる。２種類のレーザビームは、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに吸収されるものを用いる。また、２種類のレーザビームの一方（第１のレーザビーム）は、ソース電極層又はドレイン電極層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、他方のレーザビームよりも高いエネルギー密度を有するレーザビームとする。他方のレーザビーム（第２のレーザビーム）は、パルス発振のレーザビームとし、一方のレーザビームよりもパルス幅が短いレーザビームとする。なお、２種類のレーザビームは、重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有するものとし、単独で照射した領域はアブレーションされず、不可逆的な変化も生じない程度のエネルギーを有するものとする。本実施の形態は、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂに比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用い、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａにはソース電極層又はドレイン電極層６４４ｂよりも蒸発しにくい高融点金属（本実施の形態ではタングステン）を用いる。なお、レーザビームのエネルギーや、ソース電極層又はドレイン電極層の材料を適宜選択することにより、アブレーションにより絶縁層６１５のみを除去して開口を形成することも可能である。もちろん、レーザアブレーションを利用せず、フォトレジストを用いてマスク層を形成し、当該マスク層を用いてエッチング加工して開口を形成してもよい。
【０３６６】
ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂが露出された開口に画素電極層６３０を形成して、ソース電極層又はドレイン電極層６４４ａ、６４４ｂと画素電極層６３０が電気的に接続される。
【０３６７】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、種々の方法で作製することができる。例えば、半導体層として、結晶性半導体層を適用する。結晶性半導体層上には、ゲート絶縁層を介してゲート電極層が設けられる。該ゲート電極層を用いて該結晶性半導体層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極層を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスク層を形成する必要はない。ゲート電極層は、単層構造、又は積層構造とすることができる。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有する薄膜トランジスタを、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ  ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを、ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ  Ｏｖｅｒｌａｐｅｄ  ＬＤＤ）構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、不純物領域にリン（Ｐ）等を用いることによりｎ型とする。ｐ型とする場合は、ボロン（Ｂ）等を添加すればよい。その後、ゲート電極層等を覆う絶縁層６１１及び絶縁層６１２を形成する。絶縁層６１１（及び絶縁層６１２）に混入された水素により、結晶性半導体層のダングリングボンドを終端することができる。
【０３６８】
さらに平坦性を高めるため、層間絶縁層として絶縁層６１５を形成してもよい。絶縁層６１５は、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。例えば酸化シリコン、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（ＤＬＣ）、ポリシラザン、窒素含有炭素（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。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。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、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【０３６９】
また結晶性半導体層を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素部のトランジスタと、駆動回路領域６０８ｂのトランジスタとは同時に形成される。駆動回路領域６０８ｂに用いるトランジスタは、ＣＭＯＳ回路を構成する。ＣＭＯＳ回路を構成する薄膜トランジスタは、ＧＯＬＤ構造であるが、トランジスタ６２２のようなＬＤＤ構造を用いることもできる。
【０３７０】
本実施の形態に限定されず、画素領域６０６の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０３７１】
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（例えば順スタガ型）、ボトムゲート型（例えば、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においても適用できる。
【０３７２】
次に、画素電極層６３０を覆うように、印刷法や液滴吐出法により、配向膜と呼ばれる絶縁層６３１を形成する。なお、絶縁層６３１は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を行う。このラビング処理は液晶のモード、例えばＶＡモードのときには処理を行わないときがある。配向膜として機能する絶縁層６３３も絶縁層６３１と同様である。続いて、シール材６９２を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する。
【０３７３】
その後、配向膜として機能する絶縁層６３３、対向電極として機能する導電層６３４、カラーフィルタとして機能する着色層６３５、偏光子６４１（偏光板ともいう）、及び偏光子６４２が設けられた封止基板６９５と、ＴＦＴ基板である基板６００とをスペーサ６３７を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層６３２を設ける。本実施の形態の液晶表示装置は透過型であるため、基板６００の素子を有する面と反対側にも偏光子（偏光板）６４３を設ける。偏光子は、接着層によって基板に設けることができる。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに封止基板６９５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良い。なお、カラーフィルタ等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。
【０３７４】
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続加法混色法（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。
【０３７５】
液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、素子を有する基板６００と封止基板６９５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面積基板を扱うときに適用するとよい。
【０３７６】
スペーサは数μｍの粒子を散布して設ける方法でも良いが、本実施の形態では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する方法を採用した。このようなスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらにクリーンオーブンなどで１５０℃乃至２００℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができる。形状は円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。
【０３７７】
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層６７８ａ、６７８ｂに、異方性導電体層６９６を介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ６９４を設ける。ＦＰＣ６９４は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。
【０３７８】
なおトランジスタが有する配線層（導電層）、ゲート電極層、画素電極層６３０、対向電極層である導電層６３４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、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、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属元素又は当該金属元素を主成分とする合金材料若しくは金属窒化物から選ぶことができる。
【０３７９】
偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
【０３８０】
なお、本実施の形態ではＴＮ型の液晶パネルについて示しているが、上記のプロセス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の形態を適用することができる。また、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｍｅｎｔ）方式の液晶パネルに本実施の形態を適用することができる。
【０３８１】
図１７と図１８は、ＶＡ型液晶パネルの画素構造を示している。図１７は平面図であり、図中に示す線分ＩＪに対応する断面構造を図１８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。
【０３８２】
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。
【０３８３】
画素電極層１６２４は開口１６２３（コンタクトホール）により、配線層１６１８でＴＦＴ１６２８と接続している。また、画素電極層１６２６は開口１６２７（コンタクトホール）により、配線層１６１９でＴＦＴ１６２９と接続している。ＴＦＴ１６２８のゲート電極層１６０２と、ＴＦＴ１６２９のゲート電極層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層１６１６は、ＴＦＴ１６２８とＴＦＴ１６２９で共通に用いられている。
【０３８４】
開口１６２３、開口１６２７は、上記実施の形態１乃至５で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて開口を形成する。２種類のレーザビームの一方（第１のレーザビーム）は、配線層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、他方のレーザビームよりも高いエネルギー密度を有するレーザビームとする。他方のレーザビーム（第２のレーザビーム）は、パルス発振のレーザビームとし、一方のレーザビームよりもパルス幅が短いレーザビームとする。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５の第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの説明に準じる。本実施の形態では、配線層１６１８、１６１９に吸収される第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせて絶縁層１６２０、１６２２を除去して開口を形成する。２種類のレーザビームは、重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有するものとする。なお、２種類のレーザビームは、単独で照射した領域はアブレーションされず、不可逆的な変化も生じない程度のエネルギーを有するものとする。ここでは、絶縁層１６２０、１６２２を除去して開口を形成したが、第１レーザビーム及び第２レーザビームのエネルギーや、配線層１６１８、１６１９を構成する材料等を適宜選択することにより、配線層１６１８、１６１９の上層部に掛かる又は貫通するように開口を形成してもよい。この場合でも、開口の側面（又は側面及び底面）で配線層１６１８、１６１９は露出するため、画素電極層１６２４、１６２６と電気的に接続されることは可能である。
【０３８５】
画素電極層１６２４と画素電極層１６２６は、導電材料を全面に形成した後、選択的にエッチングして形成することができる。画素電極層１６２４と画素電極層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層１６２４の外側を囲むように画素電極層１６２６が形成されている。画素電極層１６２４と画素電極層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、遮光層１６３２、着色層１６３６、対向電極層１６４０が形成されている。また、着色層１６３６と対向電極層１６４０の間には平坦化層１６３７が形成され、液晶の配向乱れを防いでいる。図１９に対向基板側の構造を示す。対向電極層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、画素電極層１６２４及び画素電極層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、斜め電界を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。
【０３８６】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域を加工することができる。また、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することも可能である。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、表示装置の製造工程において、製造コストを低減させ、スループットを向上させることが可能になる。
【０３８７】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至５と自由に組み合わせることができる。
【０３８８】
（実施の形態１１）
本実施の形態では、表示素子に液晶表示素子を用いる液晶表示装置について説明する。
【０３８９】
図３０に示す表示装置は、基板４５０上に、画素領域に逆スタガ型トランジスタであるトランジスタ４２０、画素電極層４５１、絶縁層４５２、絶縁層４５３、液晶層４５４、スペーサ４８１、絶縁層４３５、対向電極層４５６、カラーフィルタ４５８、ブラックマトリクス４５７、対向基板４１０、偏光板（偏光子）４３１、偏光板（偏光子）４３３、封止領域にシール材４８２、端子電極層４８７、異方性導電層４８８、ＦＰＣ４８６が設けられている。
【０３９０】
本実施の形態で作製されるトランジスタ４２０のゲート電極層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層、及び画素電極層４５１は、上記実施の形態６、８、１０等で示すように、導電材料又は半導体材料からなる材料層を形成し、当該材料層を適宜選択的にエッチングして形成することができる。
【０３９１】
本実施の形態では、チャネルを形成する半導体層として非晶質半導体層を用いている。チャネルを形成する半導体層とソース電極層又はドレイン電極層との間に設けられる一導電性を有する半導体層は、必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電性を有する半導体層として非晶質ｎ型半導体層を積層する。また一導電性を有する半導体層としてｎ型半導体層を形成し、ｎチャネル型薄膜トランジスタのＮＭＯＳ構造、ｐ型半導体層を形成したｐチャネル型薄膜トランジスタのＰＭＯＳ構造、ｎチャネル型薄膜トランジスタとｐチャネル型薄膜トランジスタとのＣＭＯＳ構造を作製することができる。
【０３９２】
導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、ｎチャネル型トランジスタ、Ｐチャネル型トランジスタを形成することもできる。また、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
【０３９３】
本実施の形態では、トランジスタ４２０はｎチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタとなっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。
【０３９４】
次いで、バックライトユニット３５２の構成について説明する。バックライトユニット３５２は、蛍光を発する光源３６１として冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機ＥＬ、有機ＥＬが、蛍光を効率よく導光板３６５に導くためのランプリフレクタ３６２、蛍光が全反射しながら全面に光を導くための導光板３６５、明度のムラを低減するための拡散板３６６、導光板３６５の下に漏れた光を再利用するための反射板３６４を有するように構成されている。
【０３９５】
バックライトユニット３５２には、光源３６１の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給により、光源３６１の輝度を制御することができる。
【０３９６】
トランジスタ４２０のソース電極層又はドレイン電極層及び画素電極層４５１は、絶縁層４５２に形成された開口で電気的に接続される。当該開口は、上記実施の形態１乃至５で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて開口を形成する。２種類のレーザビームの一方（第１のレーザビーム）は、ソース電極層又はドレイン電極層のアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、他方のレーザビームよりも高いエネルギー密度を有するレーザビームとする。他方のレーザビーム（第２のレーザビーム）は、パルス発振のレーザビームとし、一方のレーザビームよりもパルス幅が短いレーザビームとする。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５の第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの説明に準じる。２種類のレーザビームは、トランジスタ４２０のソース電極層又はドレイン電極層に吸収されるものを用いる。また、２種類のレーザビームは、重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有し、それぞれを単独で照射した領域はアブレーションされず、不可逆的な変化も生じない程度のエネルギーを有するものとする。本実施の形態では、第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせ、ソース電極層又はドレイン電極層及び絶縁層４５２を除去して開口を形成する。開口の側面及び底面では、ソース電極層又はドレイン電極層及び一導電性を有する半導体層が露出する。レーザビームの照射によるアブレーションを利用して開口を形成する場合には、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いることが好ましい。なお、本実施の形態では、絶縁層４５２及びソース電極層又はドレイン電極層を貫通するように開口を形成する例を示すが、第１レーザビーム及び第２レーザビームのエネルギーや、ソース電極層又はドレイン電極層及び絶縁層等を構成する材料を適宜選択することにより、絶縁層４５２のみを貫通する、又はソース電極層又はドレイン電極層の上層部に掛かるように開口を形成することも可能である。
【０３９７】
絶縁層４５２に形成された開口に画素電極層４５１を形成し、画素電極層４５１及びソース電極層又はドレイン電極層は電気的に接続される。
【０３９８】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域を加工することができる。また、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することも可能である。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、表示装置の製造工程において、製造コストを低減させ、スループットを向上させることが可能になる。
【０３９９】
本実施の形態は、実施の形態１乃至５、１０と自由に組み合わせることができる。
【０４００】
（実施の形態１２）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる表示装置の一例について説明する。
【０４０１】
図２０は、本発明を適用したアクティブマトリクス型の電子ペーパーを示す。なお、図２０ではアクティブマトリクス型の電子ペーパーを示すが、本発明はパッシブマトリクス型の電子ぺーパーにも適用することができる。
【０４０２】
電子ペーパーとしてツイストボール表示方式を用いることができる。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の電極層及び第２の電極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電極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。
【０４０３】
トランジスタ５８０１は逆コプラナ型の薄膜トランジスタであり、ゲート電極層５８０２、ゲート絶縁層５８０４、配線層５８０５ａ、配線層５８０５ｂ、半導体層５８０６を含む。配線層５８０５ａ、配線層５８０５ｂは、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する。また配線層５８０５ｂは第１の電極層５８０７と絶縁層５９０８に形成される開口で接して電気的に接続されている。第１の電極層５８０７と第２の電極層５８０８との間には黒色領域５９００ａ及び白色領域５９００ｂを有し、周りが液体で満たされているキャビティ５９０４を含む球形粒子５８０９が設けられており、球形粒子５８０９の周囲は樹脂等の充填材５９０５で充填されている。
【０４０４】
本実施の形態において、トランジスタ５８０１を構成するゲート電極層５８０２、半導体層５８０６、配線層５８０５ａ、５８０５ｂなどは、上記実施の形態で示すように、導電材料又は半導体材料からなる材料層を形成し、当該材料層を適宜選択的にエッチングして形成することができる。
【０４０５】
配線層５８０５ｂは絶縁層５９０８に形成された開口で第１の電極層５８０７と電気的に接続される。当該開口は、上記実施の形態１乃至５で示したように、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して形成することができる。詳しくは、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域の一部をアブレーションさせて開口を形成する。２種類のレーザビームの一方（第１のレーザビーム）は、配線層５８０５ｂのアブレーション閾値未満のエネルギーを有し、他方のレーザビームよりも高いエネルギー密度を有するレーザビームとする。他方のレーザビーム（第２のレーザビーム）は、パルス発振のレーザビームとし、一方のレーザビームよりもパルス幅が短いレーザビームとする。２種類のレーザビームは、配線層５８０５ｂに吸収されるものを用いる。適用可能なレーザの種類等の詳細については、上記実施の形態１乃至５の第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの説明に準じる。また、２種類のレーザビームは、重畳して照射した領域でアブレーションさせることができる程度のエネルギーを有するものとし、それぞれ単独で照射した領域はアブレーションされず、不可逆的な変化も生じない程度のエネルギーを有するものとする。本実施の形態では、配線層５８０５ｂに吸収される第１レーザビーム及び第２レーザビームを重畳するように照射し、重畳して照射した領域をアブレーションさせ、絶縁層５９０８及び配線層５８０５ｂを除去して開口を形成する。レーザビームの照射によるアブレーションを利用して開口を形成する場合には、配線層５８０５ｂに比較的蒸発し易い低融点金属（本実施の形態ではクロム）を用いることが好ましい。なお、本実施の形態では、絶縁層５９０８及び配線層５８０５ｂを貫通するように開口を形成する例を示すが、第１レーザビーム及び第２レーザビームのエネルギーや、配線層及び絶縁層等を構成する材料を適宜選択することにより、絶縁層５９０８のみを貫通する、又は配線層５８０５ｂの上層部に掛かるように開口を形成することも可能である。
【０４０６】
絶縁層５９０８に形成された開口に第１の電極層５８０７を形成し、配線層５８０５ｂと第１の電極層５８０７は電気的に接続される。
【０４０７】
レーザアブレーションを利用することで、複雑なリソグラフィー工程を行うことなく、絶縁層に開口を形成することができる。
【０４０８】
また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ乃至２００μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極層と第２の電極層との間に設けられるマイクロカプセルは、第１の電極層と第２の電極層によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれている。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能であるため、電波発信源から表示機能付き表示装置を遠ざけた場合であっても、表示された像を保存しておくことが可能となる。
【０４０９】
トランジスタはスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設けてもよい。半導体層も非晶質半導体、結晶性半導体、多結晶半導体、微結晶半導体など様々な半導体を用いることができ、有機化合物を用いて有機トランジスタを形成してもよい。
【０４１０】
本実施の形態では、具体的には、表示装置の構成がアクティブマトリクス型の場合に関して示すが、勿論本発明はパッシブマトリクス型の表示装置にも適用できる。
【０４１１】
本発明を適用することで、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程を用いることなく、所望の領域を加工することができる。また、第１レーザビーム及び第２レーザビームの２種類のレーザビームを重畳するように照射することで、微細な開口を精度良く形成することも可能である。よって、リソグラフィー工程を削減・簡略化することが可能になり、表示装置の製造工程において、製造コストを低減させ、スループットを向上させることが可能になる。
【０４１２】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至５と自由に組み合わせることができる。
【０４１３】
（実施の形態１３）
次に、実施の形態６乃至１１によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する態様について説明する。
【０４１４】
まず、ＣＯＧ方式を採用した表示装置について、図１６（Ａ）を用いて説明する。基板２７００上には、文字や画像などの情報を表示する画素部２７０１が設けられる。複数の駆動回路が設けられた基板を、矩形状に分断し、分断後の駆動回路（ドライバＩＣとも表記）２７５１は、基板２７００上に実装される。図１６（Ａ）は複数のドライバＩＣ２７５１、ドライバＩＣ２７５１の先にＦＰＣ２７５０を実装する形態を示す。また、分割する大きさを画素部の信号線側の辺の長さとほぼ同じにし、単数のドライバＩＣに、該ドライバＩＣの先にテープを実装してもよい。
【０４１５】
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、図１６（Ｂ）で示すように複数のテープを貼り付けて、該テープにドライバＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のテープに単数のドライバＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、ドライバＩＣを固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
【０４１６】
これらの表示パネルに実装されるドライバＩＣは、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍ乃至１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。
【０４１７】
つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して取り出せばよい。ドライバＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５ｍｍ乃至８０ｍｍ、短辺が１ｍｍ乃至６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
【０４１８】
ドライバＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５ｍｍ乃至８０ｍｍで形成されたドライバＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上にドライバＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
【０４１９】
また、図１５（Ｂ）のように走査線側駆動回路３７０２は基板上に一体形成される場合、画素部３７０１の外側の領域には、信号線側の駆動回路駆動回路が形成されたドライバＩＣが実装される。これらのドライバＩＣは、信号線側の駆動回路である。ＲＧＢフルカラーに対応した画素領域を形成するためには、ＸＧＡクラスで信号線の本数が３０７２本必要であり、ＵＸＧＡクラスでは４８００本が必要となる。このような本数で形成された信号線は、画素部３７０１の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ドライバＩＣの出力端子のピッチに合わせて集められる。
【０４２０】
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶性半導体により形成されることが好適であり、該結晶性半導体は連続発振のレーザビームを照射することで形成されることが好適である。従って、当該レーザビームを発生させる発振器としては、連続発振の固体レーザ又は気体レーザを用いることが好ましい。連続発振のレーザビームを用いると、結晶欠陥が少なく、大粒径の多結晶半導体層を得ることができる。このような半導体層を用いてトランジスタを作製すると、移動度や応答速度が良好なために高速駆動が可能で、従来よりも素子の動作周波数を向上させることができ、特性バラツキが少ないために高い信頼性を得ることができる。なお、さらなる動作周波数の向上を目的として、トランジスタのチャネル長方向とレーザビームの走査方向と一致させるとよい。これは、連続発振レーザビームによるレーザ結晶化工程では、トランジスタのチャネル長方向とレーザビームの基板に対する走査方向とが概ね並行（好ましくは−３０度以上３０度以下）であるときに、最も高い移動度が得られるためである。なおチャネル長方向とは、チャネル形成領域において、電流が流れる方向、換言すると電荷が移動する方向と一致する。このように作製したトランジスタは、結晶粒がチャネル方向に延在する多結晶半導体層によって構成される半導体層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル方向に沿って形成されていることを意味する。
【０４２１】
レーザ結晶化を行うには、レーザビームの大幅な絞り込みを行うことが好ましく、そのレーザビームの形状（ビームスポット）の幅は、ドライバＩＣの短辺と同じ幅の１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度とすることがよい。また、被照射体に対して、十分に且つ効率的なエネルギー密度を確保するために、レーザビームの照射領域は、線状であることが好ましい。但し、ここでいう線状とは、厳密な意味で線を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形もしくは長楕円形を意味する。例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０以上１００００以下）のものを指す。このように、レーザビームの形状（ビームスポット）の幅をドライバＩＣの短辺と同じ長さとすることで、生産性を向上させた表示装置の作製方法を提供することができる。
【０４２２】
図１６（Ａ）、（Ｂ）のように走査線駆動回路及び信号線駆動回路の両方として、ドライバＩＣを実装してもよい。その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにするとよい。
【０４２３】
画素領域は、信号線と走査線が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してトランジスタが配置される。本実施の形態は、画素領域に配置されるトランジスタとして、非晶質半導体又はセミアモルファス半導体をチャネル部としたＴＦＴを用いることを特徴とする。非晶質半導体は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等の方法により形成する。セミアモルファス半導体は、プラズマＣＶＤ法で３００℃以下の温度で形成することが可能であり、例えば、外寸５５０ｍｍ×６５０ｍｍの無アルカリガラス基板であっても、トランジスタを形成するのに必要な膜厚を短時間で形成できるという特徴を有する。このような製造技術の特徴は、大画面の表示装置を作製する上で有効である。また、セミアモルファスＴＦＴは、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより２ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ乃至１０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度を得ることができる。このように、システムオンパネル化を実現した表示パネルを作製することができる。
【０４２４】
半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いることにより、走査線側駆動回路も基板上に一体形成することができ、半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いる場合には、走査線側駆動回路及び信号線側駆動回路の両方をドライバＩＣを実装するとよい。
【０４２５】
その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにすることが好適である。例えば、走査線側のドライバＩＣを構成するトランジスタには３０Ｖ程度の耐圧が要求されるものの、駆動周波数は１００ｋＨｚ以下であり、比較的高速動作は要求されない。従って、走査線側のドライバを構成するトランジスタのチャネル長（Ｌ）は十分大きく設定することが好適である。一方、信号線側のドライバＩＣのトランジスタには、１２Ｖ程度の耐圧があれば十分であるが、駆動周波数は３Ｖにて６５ＭＨｚ程度であり、高速動作が要求される。そのため、ドライバを構成するトランジスタのチャネル長などはミクロンルールで設定することが好適である。
【０４２６】
ドライバＩＣの実装方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法やワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法を用いることができる。
【０４２７】
ドライバＩＣの厚さは、対向基板と同じ厚さとすることで、両者の間の高さはほぼ同じものとなり、表示装置全体としての薄型化に寄与する。また、それぞれの基板を同じ材質のもので作製することにより、この表示装置に温度変化が生じても熱応力が発生することなく、ＴＦＴで作製された回路の特性を損なうことはない。その他にも、本実施形態で示すようにＩＣチップよりも長尺のドライバＩＣで駆動回路を実装することにより、１つの画素領域に対して、実装されるドライバＩＣの個数を減らすことができる。
【０４２８】
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。
【０４２９】
（実施の形態１４）
実施の形態６乃至１１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）において、半導体層を非晶質半導体、又は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。
【０４３０】
図２２は、１ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ乃至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。
【０４３１】
図２２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。
【０４３２】
図２３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、ＴＦＴ８６０２、ＴＦＴ８６０３、ＴＦＴ８６０４、ＴＦＴ８６０５、ＴＦＴ８６０６、ＴＦＴ８６０７、ＴＦＴ８６０８、ＴＦＴ８６０９、ＴＦＴ８６１０、ＴＦＴ８６１１、ＴＦＴ８６１２、ＴＦＴ８６１３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１０μｍ乃至８０μｍの範囲で設定することができる。
【０４３３】
また、バッファ回路８５０１の具体的な構成を図２４に示す。バッファ回路も同様にｎチャネル型のＴＦＴ８６２０、ＴＦＴ８６２１、ＴＦＴ８６２２、ＴＦＴ８６２３、ＴＦＴ８６２４、ＴＦＴ８６２５、ＴＦＴ８６２６、ＴＦＴ８６２７、ＴＦＴ８６２８、ＴＦＴ８６２９、ＴＦＴ８６３０、ＴＦＴ８６３１、ＴＦＴ８６３２、ＴＦＴ８６３３、ＴＦＴ８６３４、ＴＦＴ８６３５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１０μｍ乃至１８００μｍの範囲で設定することとなる。
【０４３４】
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。
【０４３５】
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。
【０４３６】
（実施の形態１５）
本実施の形態を図２８を用いて説明する。図２８は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２８００を用いてＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。図２８において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。
【０４３７】
図２８では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なＴＦＴ又はそのＴＦＴのゲート電極層とソース電極層若しくはドレイン電極層の一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体層で形成されたスティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。
【０４３８】
ＴＦＴ基板２８００は、液滴吐出法で形成されたスペーサ２８０６ａ、スペーサ２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。ＴＦＴ２８０２、ＴＦＴ２８０３とそれぞれ接続する発光素子２８０４、発光素子２８０５上であって、ＴＦＴ基板２８００と封止基板２８２０との間にある空隙には少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。
【０４３９】
図２８では発光素子２８０４、発光素子２８０５を上方放射型（トップエミッション型）の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃと組み合わせても良い。
【０４４０】
外部回路である駆動回路２８０９は、外部回路基板２８１１の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、ＴＦＴ基板２８００に接して若しくは近接させて、熱を機器の外部へ伝えるために使われる、パイプ状の高効率な熱伝導デバイスであるヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成としても良い。
【０４４１】
なお、図２８では、トップエミッショ型のＥＬ表示モジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造、もちろん上面、下面両方から光が放射する両方放射構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。
【０４４２】
また、ＥＬ表示モジュールは、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。また上方放射型の表示装置ならば、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、顔料系の黒色樹脂や、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板、位相差板としてはλ／４板とλ／２板とを用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、ＴＦＴ素子基板側から順に、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板、位相差板（λ／４板、λ／２板）、偏光板という構成になり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両方放射される両方放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。
【０４４３】
ＴＦＴ基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成してもよい。本実施の形態では、ガラス基板を用いるガラス封止を示したが、樹脂による樹脂封止、プラスチックによるプラスチック封止、フィルムによるフィルム封止、など様々な封止方法を用いることができる。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。
【０４４４】
本発明を適用して作製したＴＦＴ基板等を備えた表示装置は、工程が一部簡略化し、その製造においてスループットが向上する。したがって、量産性良く表示モジュールを製造することが可能になる。
【０４４５】
本実施の形態は、実施の形態１乃至９、実施の形態１３、１４と自由に組み合わせることができる。
【０４４６】
（実施の形態１６）
本実施の形態を図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）を用いて説明する。図３１（Ａ）、図３１（Ｂ）は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２６００を用いて液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
【０４４７】
図３１（Ａ）は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間に画素部２６０３と液晶層２６０４が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
【０４４８】
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
【０４４９】
図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）の液晶表示モジュールにＯＣＢモードを適用した一例であり、ＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ  ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ−ＬＣＤ）となっている。ＦＳ−ＬＣＤは、１フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。よって、３原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも３色全ての表示を行うことができる。一方、１フレーム期間に３色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、ＦＳ方式を用いたＦＬＣモード、及びＯＣＢモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
【０４５０】
ＯＣＢモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
【０４５１】
また、ＦＳ方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いたＨＶ（Ｈａｌｆ  Ｖ）−ＦＬＣ、ＳＳ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ）−ＦＬＣなども用いることができる。ＯＣＢモードは粘度の比較的低いネマチック液晶を用い、ＨＶ−ＦＬＣ、ＳＳ−ＦＬＣには、強誘電相を有するスメクチック液晶を用いることができる。
【０４５２】
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高速化は、ＴＮモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが３０μｍ以下の場合に、より効果的である。また、印加電圧を一瞬だけ高く（または低く）するオーバードライブ法により、より高速化が可能である。
【０４５３】
図３１（Ｂ）の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃが設けられている。光源は赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃのそれぞれオンオフを制御するために、制御部２９１２が設置されている。制御部２９１２によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
【０４５４】
以上に示す液晶表示モジュールは、ＴＦＴ基板２６００の作製に本発明を適用することができる。また、本発明を適用して、ＴＦＴ基板２６００と画素部等を接続するための開口を形成することができる。したがって、一部工程を簡略化することができ、スループットも向上するため、量産性良く製造することができる。
【０４５５】
本実施の形態は、実施の形態１乃至５、実施の形態７、１０、１１、１３、１４と自由に組み合わせて用いることが可能である。
【０４５６】
（実施の形態１７）
本発明によって形成される表示装置によって、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）を完成させることができる。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を示している。
【０４５７】
本実施の形態に係るテレビジョン装置を構成する表示パネルは、画素部９０１１、信号線側駆動回路９０１２、走査線側駆動回路９０１３で構成される。該表示パネルにおいて、信号線側駆動回路９０１２及び走査線側駆動回路９０１３は、図１５（Ａ）で示すように外付けの駆動回路としてもよいし、図１６（Ａ）に示すようにＣＯＧ方式により別途ドライバＩＣとして実装してもよいし、図１６（Ｂ）に示すようにＴＡＢ方式によりドライバＩＣとして実装してもよい。また、図１５（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路をＴＦＴで形成して基板上に画素部と一体形成してもよいし、図１５（Ｃ）に示すように信号線側駆動回路及び走査線側駆動回路をＴＦＴで形成して基板上に画素部と一体形成してもよい。図１５、図１６の詳細な説明は、上記実施の形態で説明したので、ここでは省略する。
【０４５８】
図２１において、その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ９０１４で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路９０１５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９０１６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９０１７などからなっている。コントロール回路９０１７は、走査線側と信号線側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９０１８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。
【０４５９】
チューナ９０１４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路９０１９に送られ、その出力は音声信号処理回路９１１０を経てスピーカー９１１３に供給される。制御回路９１１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９１１２から受け、チューナ９０１４や音声信号処理回路９１１０に信号を送出する。
【０４６０】
これらの表示モジュールを、図２５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、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。表示モジュールとして液晶表示モジュールを用いれば液晶テレビジョン装置、ＥＬ表示モジュールを用いればＥＬテレビジョン装置、またプラズマテレビジョン、電子ぺーパーなども作製することができる。図２５（Ａ）において、表示モジュールにより主画面２４０３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２４０９、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。
【０４６１】
図２５（Ａ）において、筐体２４０１に表示用パネル２４０２が組みこまれ、受信機２４０５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２４０４を介して有線又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）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）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又は別体のリモコン装置２４０６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２４０７が設けられていても良い。
【０４６２】
また、テレビジョン装置にも、主画面２４０３の他にサブ画面２４０８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良い。この構成において、主画面２４０３及びサブ画面２４０８を本発明の液晶表示用パネル又はＥＬ表示用パネルで形成しても良いし、主画面２４０３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２４０３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大面積基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、製造コストを抑えて表示装置を製造することができる。
【０４６３】
図２５（Ｂ）は例えば２０インチ〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２４１０、表示部２４１１、操作部であるリモコン装置２４１２、スピーカー部２４１３等を含む。本発明は、表示部２４１１の作製に適用される。図２５（Ｂ）のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
【０４６４】
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、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。
【０４６５】
本発明を適用して、表示装置のＴＦＴと画素を接続する開口等を形成することができる。その結果、簡略化した工程とすることができ、表示装置の製造において、スループットを向上させることができる。
【０４６６】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至１６と自由に組み合わせることができる。
【０４６７】
（実施の形態１８）
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、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、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２６を参照して説明する。
【０４６８】
図２６（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯情報端末機器を量産性良く製造することができる。
【０４６９】
図２６（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は本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯情報端末機器を量産性良く製造することができる。
【０４７０】
図２６（Ｃ）に示す携帯電話機は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯情報端末機器を量産性良く製造することができる。
【０４７１】
図２６（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は、本発明に係る表示装置を適用することができる。その結果、その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯情報端末機器を量産性良く製造することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機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、幅広いものに、本発明に係る表示装置を適用することができる。
【０４７２】
図２６（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は、本発明に係るの表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で作製でき、スループットが向上するため、携帯情報端末機器を量産性良く製造することができる。
【０４７３】
このように、本発明に係る表示装置を適用することで、電子機器を量産性良く製造することができる。
【０４７４】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至１７と自由に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０４７５】
【図１】本発明を説明する概念図。
【図２】本発明を説明する概念図。
【図３】本発明に係るレーザ加工装置を説明する図。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法の例を示す図。
【図９】本発明を説明する概念図。
【図１０】本発明を説明する概念図。
【図１１】本発明に係るレーザ加工装置を説明する図。
【図１２】本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。
【図１３】本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。
【図１４】本発明に適用できる発光素子の構成を示す図。
【図１５】本発明の表示装置の上面図。
【図１６】本発明の表示装置の上面図。
【図１７】本発明の表示装置の例を示す図。
【図１８】本発明の表示装置の例を示す図。
【図１９】本発明の表示装置の例を示す図。
【図２０】本発明の表示装置の例を示す図。
【図２１】本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図。
【図２２】本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。
【図２３】本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。
【図２４】本発明の表示装置の回路構成の例を示す図。
【図２５】本発明が適用される電子機器の例を示す図。
【図２６】本発明が適用される電子機器の例を示す図。
【図２７】本発明の表示装置の例を示す図。
【図２８】本発明の表示モジュールの構成例を示す図。
【図２９】本発明の表示装置の例を示す図。
【図３０】本発明の表示装置の例を示す図。
【図３１】本発明の表示モジュールの構成例を示す図。
【図３２】本発明を説明する概念図。
【図３３】本発明を説明する概念図。
【図３４】本発明を説明する概念図。
【符号の説明】
【０４７６】
１０    基板
１２    導電層
１４    第１材料層
１６    第２材料層
１８    第２レーザビーム
１９    第２ビームスポット
２０    第１レーザビーム
２１    第１ビームスポット
２２    重畳照射領域
２４    開口
２６    導電層
【図１】
2008114250.tif 000006
【図２】
2008114250.tif 000007
【図３】
2008114250.tif 000008
【図４】
2008114250.tif 000009
【図５】
2008114250.tif 000010
【図６】
2008114250.tif 000011
【図７】
2008114250.tif 000012
【図８】
2008114250.tif 000013
【図９】
2008114250.tif 000014
【図１０】
2008114250.tif 000015
【図１１】
2008114250.tif 000016
【図１２】
2008114250.tif 000017
【図１３】
2008114250.tif 000018
【図１４】
2008114250.tif 000019
【図１５】
2008114250.tif 000020
【図１６】
2008114250.tif 000021
【図１７】
2008114250.tif 000022
【図１８】
2008114250.tif 000023
【図１９】
2008114250.tif 000024
【図２０】
2008114250.tif 000025
【図２１】
2008114250.tif 000026
【図２２】
2008114250.tif 000027
【図２３】
2008114250.tif 000028
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2008114250.tif 000032
【図２８】
2008114250.tif 000033
【図２９】
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【図３０】
2008114250.tif 000035
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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