(57)【要約】【課題】全体の厚さが薄く、軽量、且つ、フレキシブルな（湾曲することが可能な）半導体素子（薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子やシリコン抵抗素子）を有する半導体装置およびその作製方法を提供する。【解決手段】本発明は、プラスチックフィルム上に素子を形成するのではなく、基板のような平らな板状のものを型とし、凝固材（代表的には接着材）である第２の接着材１６を基板（第３の基板１７）と素子を含む層（被剥離層１３）との間に充填し、凝固させた後、型とした基板（第３の基板１７）を剥離して、凝固した接着材（第２の接着材１６）だけで素子を含む層（被剥離層１３）を固定することによって薄膜化、軽量化を実現する。【選択図】  図１
2004153021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に半導体素子を含む被剥離層を形成する第１工程と、
前記被剥離層に第２の基板を第１の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層と前記第１の基板とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に第３の基板を第２の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、
前記被剥離層と前記第２の基板とを分離し、前記第２の接着材と前記第３の基板とを分離して、前記第２の接着材を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
請求項１に記載の前記第５工程において、前記第１の接着材は溶媒で溶かして除去し、前記被剥離層と前記第２の基板とを分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記第５工程における前記第２の接着材は、前記第３の基板との密着性よりも前記被剥離層との密着性が高いことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１において、前記第１の接着材は感光性を有する接着材であり、前記第５工程において、光を照射して前記被剥離層と前記第２の基板とを分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１または請求項４において、前記第２の接着材は感光性を有する接着材であり、前記第５工程において、光を照射して前記第２の接着材と前記第３の基板とを分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、前記第１の基板と前記第２の基板は、ガラス基板、石英基板、または金属基板であり、前記第３の基板は、プラスチック基板であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、前記第３の基板は、表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
第１の基板上に半導体素子を含む被剥離層を形成する第１工程と、
前記被剥離層に第２の基板を第１の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層と前記第１の基板とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に第３の基板を第２の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、
前記被剥離層と前記第３の基板とを分離し、前記被剥離層と前記第２の基板とを分離して、前記第１の接着材及び前記第２の接着材を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項８に記載の前記第５工程において、前記第５工程における前記第１の接着材は、前記第２の基板との密着性よりも前記被剥離層との密着性が高いことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、前記第２の接着材は感光性を有する接着材であり、前記第５工程において、光を照射して前記第２の接着材と前記第３の基板とを分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか一において、前記第１の接着材は感光性を有する接着材であり、前記第５工程において、光を照射して前記第１の接着材と前記第２の基板とを分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか一において、前記第１の基板は、ガラス基板、または石英基板であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか一において、前記第２の基板は、表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれか一において、前記第３の基板は、表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
第１の基板上に半導体素子を含む被剥離層を形成する第１工程と、
前記被剥離層に第２の基板を第１の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層と前記第１の基板とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に第３の基板を第２の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、
前記被剥離層と前記第２の基板とを分離して、前記第２の接着材及び前記第３の基板を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１５において、前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第３の基板よりも剛性が高い材料であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載の前記第５工程において、前記第１の接着材は溶媒で溶かして除去し、前記被剥離層と前記第２の基板とを分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１５または請求項１６において、前記第１の接着材は感光性を有する接着材であり、前記第５工程において、光を照射して前記被剥離層と前記第２の基板とを分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
第１の基板上に半導体素子を含む被剥離層を形成する第１工程と、
前記被剥離層に第２の基板を第１の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層と前記第１の基板とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に保護膜が形成された第３の基板を第２の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、
前記被剥離層と前記第２の基板とを分離し、前記第２の接着材と前記第３の基板とを分離して、前記第２の接着材および保護膜を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２０】
請求項１９において、前記保護膜は窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置、またはエレクトロルミネッセンス表示装置に代表される発光装置、その様な装置を部品として搭載した電子機器に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、発光装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【０００３】
【従来の技術】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。
【０００４】
このような画像表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが、特に携帯機器への利用が注目されている。現在、ガラス基板や石英基板が多く使用されているが、割れやすく、重いという欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガラス基板や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性を有する基板、代表的にはフレキシブルなプラスチックフィルムの上にＴＦＴ素子を形成することが試みられている。
【０００５】
しかしながら、プラスチックフィルムの耐熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせざるを得ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な電気特性のＴＦＴを形成できないのが現状である。そのため、プラスチックフィルムを用いた高性能な発光素子や液晶表示装置は実現されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
もし、プラスチックフィルム等の可撓性を有する基板の上に有機発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）が形成された発光装置や、液晶表示装置を作製することができれば、厚みが薄く軽量であるということに加えて、曲面を有するディスプレイや、ショーウィンドウ等などにも用いることができる。よって、その用途は携帯機器のみに限られず、応用範囲は非常に広い。
【０００７】
また、ガラス基板に比べてプラスチックフィルムの透光性が低いため、光を通過させるプラスチックフィルムの材質及び厚さによらず、透光性がわずかに低下するという問題もある。
【０００８】
本発明は、全体の厚さが薄く、軽量、且つ、フレキシブルな（湾曲することが可能な）半導体素子（薄膜トランジスタ、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子やシリコン抵抗素子）を有する半導体装置およびその作製方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラスチックフィルム上に素子を形成するのではなく、基板のような平らな板状のものを型とし、凝固材（代表的には接着材）を基板と素子を含む層との間に充填し、凝固させた後、型とした基板を剥離して、凝固した接着材だけで素子を含む層を固定することを特徴としている。なお、素子を含む層と上記接着材との密着性は高い。
【００１０】
本明細書で開示する発明の構成は、接着材を支持体とし、前記接着材に接する絶縁膜上に素子を備えたことを特徴とする半導体装置である。
【００１１】
上記構成において、前記素子は、薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子、またはシリコン抵抗素子である。
【００１２】
上記接着材の厚さは適宜設定することができ、プラスチックフィルムの厚さよりも薄くすれば、さらなる薄膜化、軽量化、またはフレキシブル化が実現できる。例えば、接着材だけで素子を含む層を固定した場合のトータルの厚さを、０．５ｍｍ以下、好ましくは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとすることが可能である。
【００１３】
また、上記接着材の材料は適宜選択することができる。例えば、上記接着材は、熱硬化性、感光性、または透光性を有する材料を用いればよい。発光表示装置において、発光素子からの光を接着材に通過させる場合、通過する光の量を多くすることができるため、輝度を上げることができる。また、有機発光素子を有する発光装置は、水分や酸素に弱いため、外部からの水分や酸素の侵入をブロック可能なバリア性を有する接着材が望ましい。
【００１４】
また、透過型の液晶表示装置においても、バックライトからの光を接着材に通過させる場合には透光性の高い接着材を選択することが好ましく、さらにプラスチックフィルムよりも接着材の膜厚を薄くすることで、通過する光の量を多くすることができる。
【００１５】
また、接着材で貼り合わせるプラスチックフィルムを用いた場合と比較すると、大気／プラスチックフィルムの界面と、プラスチック／接着材との界面の両方で屈折率の違い（だだし、材質にもよる）で光の回折が生じるが、本発明は、支持体を接着材のみとすることで大気／接着材の界面だけで光の回折が生じるため、光の利用効率が上がり、輝度の向上や通過させる光の量を多くすることができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記接着材に接して保護膜を形成してもよい。
【００１７】
また、上記構成において、前記接着材は、平面または曲面を有する基材に貼りつけることを特徴としており、薄型、且つ、軽量な半導体装置、例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、自動車や機械類の表示器（カーナビゲーション、スピードメーターなど）、パーソナルコンピュータまたは携帯情報端末を完成させることができる。なお、上記基材と前記接着材とを貼り付ける際には前記接着材と同じ材料を用いてもよいし、異なる接着材を用いてもよい。また、上記基材と前記接着材とを貼り付ける際には、前記接着材とプラスチックフィルムと貼り合わせて、さらに該プラスチックフィルムと基材とを貼り合わせることもできる。
【００１８】
また、上記構成を実現する工程も本発明の一つであり、第１の基板上に素子を含む被剥離層を形成した後、第１の接着材で被剥離層と第２の基板とを接着し、次いで、第１の基板を剥離し、第２の接着材で被剥離層と第３の基板とを接着して被剥離層を第２の基板と第３の基板とで挟み、次いで、溶媒により第１の接着材を除去、或いは光（紫外光またはレーザー光など）により第１の接着材の接着力を低下させて第２の基板を剥離し、さらに第３の基板を剥離することを特徴としている。即ち、本明細書で開示する本発明の作製方法に関する発明の構成は、第１の基板上に半導体素子を含む被剥離層を形成する第１工程と、
前記被剥離層に第２の基板を第１の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層と前記第１の基板とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に第３の基板を第２の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、
前記被剥離層と前記第２の基板とを分離し、前記第２の接着材と前記第３の基板とを分離して、前記第２の接着材を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００１９】
また、上記第５工程において、同一工程で第２の基板と第３の基板の両方を被剥離層から分離しているが、別々の工程で分離してもよく、分離する順序も特に限定されないことは言うまでもない。
【００２０】
また、上記第１の接着材は溶媒または光により除去または接着力が低下する材料であり、第２の接着材は、第１の接着材とは組成が異なるものを用いればよい。
【００２１】
また、第３の基板を剥離するため、上記第２の接着材は、前記第３の基板との密着性よりも前記被剥離層との密着性が高いことを特徴としている。従って、前記第３の基板と第２の接着材との密着性を低下させるため、前記第１の基板と前記第２の基板は、ガラス基板、石英基板、または金属基板とし、前記第３の基板は、プラスチック基板としてもよい。さらに、前記第３の基板と第２の接着材との密着性を低下させるため、前記第３の基板は、表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムとしてもよい。また、第２の接着材は、第３の基板と接して固化されるため、第２の接着材の一方の面は平坦であり、第２の接着材のもう一方の面は被剥離層と密着している。
【００２２】
こうして、最終的には第２の接着材を支持体とするため、プラスチック基板を支持体とした場合よりもトータルの厚さを薄くすることができ、トータルの重量も軽くすることができる。
【００２３】
また、上記被剥離層とは、半導体素子を含む層を指しており、例えば、薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子、またはシリコン抵抗素子から選ばれた一つまたは複数を有する層を指している。
【００２４】
また、第２の接着材に光を通過させる場合、光の透光性の高い材料が好ましく、例えば、有機発光素子からの発光を通過させる場合、もしくは、バックライトからの光を通過させる場合において、第２の接着材の膜厚を調節することによって、透光率を向上させることができる。
【００２５】
加えて、上記第２の接着材の膜厚を調節することによって、装置全体をフレキシブルなものとすることもできる。従って、様々な基材に接着することができ、例えば、基材の形状は、平面を有するもの、曲面を有するもの、可曲性を有するもの、フィルム状のものであってもよく、基材の材料は、プラスチック、ガラス、金属、セラミックス等、いかなる組成の基材でもよい。曲面を有する基材に貼りつければ、曲面を有するディスプレイが実現でき、ダッシュボードの表示器、ショーウィンドウ等などを完成させることができる。
【００２６】
また、上記作製工程は、第２の接着材のみを支持体としているが、第１の接着材及び第２の接着材の材料を適宜選択、例えば、ある溶媒に不溶性の材料を第１の接着材に用い、溶媒に可溶性の材料を第２の接着材に用いて接着した後、溶媒に漬けることによって第２の基板および第３の基板を剥離して、第１の接着材のみを支持体としてもよい。第１の接着材のみを支持体とした場合、被剥離層の最上層に接着材が接する構成となる。
【００２７】
また、上記作製工程は、第２の接着材のみを支持体としているが、第１の接着材及び第２の接着材の材料を適宜選択し、第１の接着材及び第２の接着材のみを支持体としてもよく、本明細書で開示する作製方法に関する他の発明の構成は、第１の基板上に半導体素子を含む被剥離層を形成する第１工程と、
前記被剥離層に第２の基板を第１の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層と前記第１の基板とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に第３の基板を第２の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、
前記被剥離層と前記第３の基板とを分離し、前記被剥離層と前記第２の基板とを分離して、前記第１の接着材及び前記第２の接着材を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００２８】
また、上記第５工程において、同一工程で第２の基板と第３の基板の両方を被剥離層から分離しているが、別々の工程で分離してもよく、分離する順序も特に限定されないことは言うまでもない。
【００２９】
また、上記本発明の工程において、第１の接着材と第２の接着材は、溶媒または光により除去可能な材料であれば、同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。前記第１の接着材は、前記第２の基板との密着性よりも前記被剥離層との密着性が高いことが望ましく、前記第２の接着材も前記第３の基板との密着性よりも前記被剥離層との密着性が高いことが望ましい。
【００３０】
例えば、前記第２の接着材は感光性を有する接着材とすれば、前記第５工程において、光を照射して前記第２の接着材と前記第３の基板とを分離することができる。また、前記第１の接着材は感光性を有する接着材とすれば、前記第５工程において、光を照射して前記第１の接着材と前記第２の基板とを分離することができる。従って、前記第１の接着材と及び前記第２の接着材を同じ感光性を有する接着材とすれば、同一工程で第２の基板と第３の基板の両方を被剥離層から分離することができる。
【００３１】
感光性を有する接着材を用いる場合は、前記第１の基板は、透光性を有する基板であることが好ましく、例えばガラス基板、または石英基板を用いる。
【００３２】
また、感光性を有する接着材を用いなくとも、基板と接着材との密着性を低下させるため、前記第２の基板または前記第３の基板を、表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムとすれば、前記第２の基板または前記第３の基板を被剥離層から分離することができる。
【００３３】
こうして、上記本発明の工程により、第１の接着材と第２の接着材とで挟まれた被剥離層が得られる。
【００３４】
また、第２の基板としてプラスチックフィルムを用い、第１の基板上に形成した素子をプラスチックフィルムに転写する際、即ち、接着材で素子を含む層とフィルムを接着してフィルムを持ち上げる際、フィルムが折れ曲がり、素子を含む層も折れ曲がりの影響を受けて、クラックが入ってしまう恐れがあった。そこで、基板に形成した素子を剛性の高い第２の基板に接着材で貼りつけた後、基板を剥離し、その後、接着材で素子を含む層にプラスチックフィルム（第３の基板）を貼った後で第２の基板と素子を含む層とを分離する手順でプラスチックフィルム上に素子を転写すると、クラックが発生しにくいものとすることができた。
【００３５】
本明細書で開示する作製方法に関する他の発明の構成は、
第１の基板上に半導体素子を含む被剥離層を形成する第１工程と、
前記被剥離層に第２の基板を第１の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層と前記第１の基板とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に第３の基板を第２の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、
前記被剥離層と前記第２の基板とを分離して、前記第２の接着材及び前記第３の基板を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３６】
上記構成において、前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第３の基板よりも剛性が高い材料であることを特徴としている。なお、本明細書中、剛性とは、物体が曲げ・ねじれなどに対して破壊に耐える能力を指している。
【００３７】
また、上記構成において、前記第５工程は、前記第１の接着材を溶媒で溶かして除去し、前記被剥離層と前記第２の基板とを分離する工程、若しくは、前記第１の接着材を感光性を有する接着材とし、光を照射して前記被剥離層と前記第２の基板とを分離する工程とすればよい。
【００３８】
このように、プラスチックフィルム（第３の基板）を剥離させずに接着されたままの状態を維持すれば、支持体を第３の基板及び第２の接着材とする半導体装置を形成することができる。本明細書で開示する他の発明の構成は、
【００３９】
プラスチック基板及び接着材を支持体とし、前記接着材に接する絶縁膜上に素子を備えたことを特徴とする半導体装置である。
【００４０】
上記構成において、前記素子は、薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する液晶素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子、またはシリコン抵抗素子である。
【００４１】
また、上記構成において、前記プラスチック基板は、平面または曲面を有する基材に貼りつけることを特徴としており、薄型、且つ、軽量な半導体装置、例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、自動車や機械類の表示器（カーナビゲーション、スピードメーターなど）、パーソナルコンピュータまたは携帯情報端末を完成させることができる。
【００４２】
また、上記各工程において、前記第３の工程は、機械的な力を加え、２層間の膜応力を利用して剥離を行う剥離方法で前記被剥離層と前記第１の基板とを分離しているが、特に限定されず、被剥離層と第１の基板との間に分離層を設け、該分離層を薬液（エッチャント）で除去して被剥離層と基板とを分離する方法や、被剥離層と第１の基板との間に非晶質シリコン（またはポリシリコン）からなる分離層を設け、第１の基板を通過させてレーザー光を照射して非晶質シリコンに含まれる水素を放出させることにより、空隙を生じさせて被剥離層と第１の基板を分離させる方法などを用いることが可能である。なお、レーザー光を用いて剥離する場合においては、剥離前に水素が放出しないように熱処理温度を４１０℃以下として被剥離層に含まれる素子を形成することが望ましい。
【００４３】
２層間の膜応力を利用して剥離を行う剥離方法は、被剥離層に損傷を与えない工程であり、且つ、小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな面積を有する被剥離層を全面に渡って剥離不良なく剥離することができるため最も好ましい。具体的には、第１の基板上に金属層または窒化物層からなる第１の材料層を形成し、スパッタ法による酸化物層からなる第２の材料層を形成し、該第２の材料層上に素子を形成した後で機械的な力を加えて第１の材料層と第２の材料層との界面で分離させるものである。この第１の材料層と第２の材料層との積層は、膜剥がれ（ピーリング）などのプロセス上の異常は生じない一方、物理的手段、代表的には機械的な力を加えること、例えば人間の手で引き剥がすことで容易に第２の材料層の層内または界面において、きれいに分離できる。
【００４４】
即ち、第１の材料層と第２の材料層との結合力は、熱エネルギーには耐え得る強さを有している一方、剥離する直前において、引張応力を有する第１の材料層と圧縮応力を有する第２の材料層との間には応力歪みを有しているため、力学的エネルギーに弱く、剥離する。本発明者らは、剥離現象は膜の内部応力と深い関連があることを見出し、このように膜の内部応力を利用して剥離を行う剥離工程をストレスピールオフプロセスと呼ぶ。
【００４５】
上記第１の材料層と第２の材料層とを用いた剥離方法を用いた場合、上記プラスチック基板及び接着材を支持体とし、前記接着材に接する絶縁膜上に素子を備えたことを特徴とする半導体装置において、前記接着材に接する絶縁膜は、第２の材料層となり、スパッタ法で形成された酸化膜とすることが好ましく、希ガス元素を含む酸化物層となる。前記希ガス元素は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複数種である。第２の材料層に希ガス元素を含ませることによって半導体装置をフレキシブルなものとすることができる。
【００４６】
また、本明細書において、プラスチック基板とは、可撓性を有するプラスチック基板であれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、またはポリイミドからなる基板を指している。
【００４７】
また、プラスチック基板（ＰＣフィルム）と接着材との間に窒化珪素膜、ＡｌＮ膜、ＡｌＮＯ膜を形成して密着性を実験したところ、窒化珪素膜は接着材に形成されたままプラスチック基板のみと分離した。一方、ＡｌＮ膜、ＡｌＮＯ膜はプラスチック基板に形成されたまま、接着材のみと分離した。本発明の他の作製方法に関する発明は、図１６に示すように
第１の基板１０上に半導体素子を含む被剥離層１３を形成する第１工程と、
前記被剥離層１３に第２の基板１５を第１の接着材１４で接着させ、前記被剥離層を前記第１の基板と前記第２の基板とで挟む第２工程と、
前記被剥離層１３と前記第１の基板１０とを分離する第３工程と、
前記被剥離層に保護膜１８が形成された第３の基板１７を第２の接着材１６で接着させ、前記被剥離層を前記第２の基板と前記第３の基板とで挟む第４工程と、前記被剥離層と前記第２の基板とを分離し、前記第２の接着材と前記第３の基板とを分離して、前記第２の接着材１６および保護膜１８を支持体とする前記被剥離層を形成する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４８】
上記構成において、前記保護膜は窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜であることを特徴としている。保護膜を形成することによって、外部からの水分や不純物の混入を効果的にブロックすることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
以下に本発明を用いた代表的な剥離手順及び半導体装置の作製方法を簡略に図１を用いて示す。
【００５１】
図１（Ａ）中、１０は第１の基板、１１は窒化物層または金属層からなる第１の材料層、１２は酸化物層からなる第２の材料層、１３は被剥離層である。
【００５２】
図１（Ａ）において、第１の基板１０はガラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いることができる。また、シリコン基板を代表とする半導体基板、またはステンレス基板を代表とする金属基板を用いても良い。
【００５３】
まず、図１（Ａ）に示すように基板１０上に第１の材料層１１を形成する。第１の材料層１１としては、成膜直後において圧縮応力を有していても引張応力を有していてもよいが、被剥離層形成における熱処理やレーザー光の照射によりピーリング等の異常が生じず、且つ、被剥離層形成後で１〜１×１０１０（Ｄｙｎｅ／ｃｍ２）の範囲で引張応力を有する材料を用いることが重要である。代表的な一例はＷ、ＷＮ、ＴｉＮ、ＴｉＷから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの積層が挙げられる。なお、第１の材料層１１は、スパッタ法を用いればよい。
【００５４】
次いで、第１の材料層１１上に第２の材料層１２を形成する。第２の材料層１２としては、被剥離層形成における熱処理やレーザー光の照射によりピーリング等の異常が生じず、且つ、被剥離層形成後で１〜１×１０１０（Ｄｙｎｅ／ｃｍ２）の範囲で圧縮応力を有する材料を用いることが重要である。第２の材料層１２として、代表的な一例は酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化金属材料、またはこれらの積層が挙げられる。なお、第２の材料層１２は、スパッタ法を用いて成膜すればよい。第２の材料層１２をスパッタ法で成膜する場合、アルゴンガスで代表される希ガスをチャンバー内に導入して、第２の材料層１２中に微量の希ガス元素を含ませる。
【００５５】
第１の材料層１１と第２の材料層１２において、各々の膜厚は、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で適宜設定し、第１の材料層１１における内部応力および第２の材料層１２における内部応力を調節すればよい。
【００５６】
また、図１では、プロセスの簡略化を図るため、基板１０に接して第１の材料層１１を形成した例を示したが、基板１０と第１の材料層１１との間にバッファ層となる絶縁層や金属層を設け、基板１０との密着性を向上させてもよい。
【００５７】
次いで、第２の材料層１２上に被剥離層１３を形成する。（図１（Ａ））被剥離層１３は、様々な素子（薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子、またはシリコン抵抗素子）を含む層とすればよい。ただし、液晶を有する素子において、被剥離層１３は対向基板を含むものとする。また、被剥離層１３の形成プロセスとして、第１の基板１０の耐え得る範囲の熱処理を行うことができる。なお、本発明において、第２の材料層１２における内部応力と、第１の材料層１１における内部応力が異なっていても、被剥離層１３の作製工程における熱処理によって膜剥がれなどが生じない。
【００５８】
次いで、第１の材料層１１と第２の材料層１２との密着性を部分的に低下させる処理を行う。密着性を部分的に低下させる処理は、剥離しようとする領域の周縁に沿って前記第２の材料層または前記第１の材料層にレーザー光を部分的に照射する処理、或いは、剥離しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力を加えて前記第２の材料層の層内または界面の一部分に損傷を与える処理である。具体的にはダイヤモンドペンなどで硬い針を垂直に押しつけて荷重をかけて動かせばよい。好ましくは、スクライバー装置を用い、押し込み量を０．１ｍｍ〜２ｍｍとし、圧力をかけて動かせばよい。このように、剥離を行う前に剥離現象が生じやすくなるような部分、即ち、きっかけをつくることが重要であり、密着性を選択的（部分的）に低下させる前処理を行うことで、剥離不良がなくなり、さらに歩留まりも向上する。
【００５９】
次いで、第１の接着材１４で第２の基板１５と被剥離層１３とを接着する。（図１（Ｂ））第１の接着材１４としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。加えて、これらの接着剤が溶媒に溶ける可溶性や、光が照射されると接着力が低下する感光性を有していてもよい。これらの接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等いかなるものでもよい。このような接着剤の形成は、例えば、塗布法によってなされる。なお、第１の接着材は後の工程で除去される。ここでは、第１の接着材として溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用いる。
【００６０】
第２の基板１５は、ガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることができる。また、シリコン基板を代表とする半導体基板、またはステンレス基板を代表とする金属基板を用いても良い。ただし、第１の接着材または第２の接着材として感光性の接着材を用いる場合には、第１の基板或いは第２の基板の一方は、透光性を有する基板を用いることが好ましい。
【００６１】
次いで、上記密着性を部分的に低下させた領域側から剥離させ、図１（Ｃ）中の矢印の方向に向かって、第１の材料層１１が設けられている第１の基板１０を物理的手段により引き剥がす。（図１（Ｃ））第２の材料層１２が圧縮応力を有し、第１の材料層１１が引張応力を有するため、比較的小さな力（例えば、人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等）で引き剥がすことができる。
【００６２】
こうして、第２の材料層１２上に形成された被剥離層１３を第１の基板１０から分離することができる。剥離後の状態を図１（Ｄ）に示す。
【００６３】
次いで、第１の接着材１４とは異なる材料の第２の接着材１６で第３の基板１７と第２の材料層１２（及び被剥離層１３）とを接着する。（図１（Ｅ））第２の接着材１６は、第３の基板１７との密着性よりも第２の材料層１２（及び被剥離層１３）との密着性のほうが高いことが重要である。
【００６４】
第２の接着材１６としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。加えて、これらの接着剤が溶媒に溶ける可溶性や、光が照射されると接着力が低下する感光性を有していてもよい。これらの接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等いかなるものでもよい。このような接着剤の形成は、例えば、塗布法によってなされる。なお、第２の接着材は後の工程で被剥離層の支持体となる。ここでは、第２の接着材１６として紫外線硬化型接着剤を用いる。
【００６５】
第３の基板１７は、ガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることができる。また、シリコン基板を代表とする半導体基板、またはステンレス基板を代表とする金属基板を用いても良い。ここでは、第３の基板と第２の接着材との密着性を低下させるため、第３の基板１７として表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムを用いる。
【００６６】
プラスチックフィルムに形成されるＡｌＮＸＯＹ膜は、スパッタ法を用い、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを混合した雰囲気下にて成膜する。ＡｌＮＸＯＹ膜は、窒素を数ａｔｍ％以上、好ましくは２．５ａｔｍ％〜４７．５ａｔｍ％含む範囲であればよく、スパッタ条件（基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など）を適宜調節することによって窒素濃度を調節することができる。
【００６７】
次いで、溶媒に漬けて第２の基板１５及び第３の基板１７を分離する。（図１（Ｆ））第１の接着材は、溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用いているため、簡単に除去され、第２の基板１５と被剥離層１３とが分離する。一方、溶媒が第３の基板１７と第２の接着材１６との界面に浸透し、該界面での接着力を弱めるため、第３の基板１７も第２の材料層１２と分離する。ここでは同一の工程によって第２の基板１５及び第３の基板１７を分離する例を示したが、特に限定されず、別々の工程でもよく、またその順序も限定されないことは言うまでもない。
【００６８】
また、被剥離層１３に含まれる素子の入出力端子は、被剥離層の最上層（即ち、第２の基板側に最も近い層）に露呈するように形成する。従って、上記第２の基板の分離工程後、入出力端子部が露呈するように、被剥離層表面の第１の接着材が完全に除去されることが望ましい。
【００６９】
以上の工程で第２の接着材１６を支持体とする被剥離層１３を備えた半導体装置を作製することができる。（図１（Ｇ））こうして得られる半導体装置は支持体を第２の接着材１６のみとしているため薄く、軽量、且つ、フレキシブルなものである。
【００７０】
ここでは、以上の工程で半導体装置を完成させた例を示したが、以上の工程で半導体装置の途中までを作製してもよい。例えば、上記工程に従って、ＴＦＴからなる回路を含む被剥離層を形成し、第２の接着材を支持体とする被剥離層を得た後で、さらに素子形成工程を加えて様々な半導体装置、代表的には有機発光素子を有する発光装置や液晶表示装置を完成させてもよい。
【００７１】
例えば、マトリクス状に画素電極を配置し、画素電極と接続するＴＦＴを形成した第２の接着材を上記工程により得た後、画素電極を陰極または陽極とする有機発光素子を形成すれば、アクティブマトリクス型の発光装置を作製することができる。こうして得られる発光装置は支持体を第２の接着材のみとしているため薄く、軽量なものである。
【００７２】
また、パッシブ型の有機発光素子を有する発光装置を作製することもできる。
【００７３】
また、マトリクス状に画素電極を配置し、画素電極と接続するＴＦＴを形成した第２の接着材を上記工程により得た後、対向基板貼り合わせ工程、液晶注入工程を行えばアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。具体的には、画素電極を有するＴＦＴを備えた接着材に対向基板をスペーサなどのギャップ保持材で一定の間隔を保持したままシール材などで貼りつけ、対向基板と画素電極との間に液晶材料を狭持させて液晶表示装置を完成させることができる。こうして得られる液晶表示装置は支持体を第２の接着材及び対向基板のみとしているため薄く、軽量なものである。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態１では第２の接着材のみを支持体とする例を示したが、ここでは第１の接着材及び第２の接着材を支持体とする例を示す。なお、図２（Ａ）〜図２（Ｅ）は図１（Ａ）〜図１（Ｅ）と概略同一であるのでここでは詳細な説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【００７５】
図２中、２０は第１の基板、２１は窒化物層または金属層からなる第１の材料層、２２は酸化物層からなる第２の材料層、２３は被剥離層、２４は第１の接着材、２５は第２の基板、２６は第２の接着材、２７は第３の基板である。
【００７６】
まず、実施の形態１に従って、同様の手順で図２（Ｅ）の状態を得る。
【００７７】
ここでは、第１の接着材２４として、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。加えて、これらの接着剤が溶媒に溶ける可溶性や、光が照射されると接着力が低下する感光性を有していてもよい。これらの接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等いかなるものでもよい。このような接着剤の形成は、例えば、塗布法によってなされる。なお、第１の接着材は後の工程で支持体となる。ここでは、第１の接着材として紫外線を照射すると接着力が低下する熱硬化型接着材を用いる。また、第１の接着材２４は、第２の基板２５との密着性よりも被剥離層２３との密着性のほうが高いことが重要である。
【００７８】
また、第２の基板と第１の接着材との密着性を低下させるため、第２の基板として表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムを用いてもよい。
【００７９】
また、ここでは、第２の接着材２６として、第１の接着材２４と同じ材料を用いてもよい。ここでは、第２の接着材として紫外線を照射すると接着力が低下する熱硬化型接着材を用いる。なお、第２の接着材も後の工程で被剥離層の支持体となる。また、第２の接着材２６は、第３の基板２７との密着性よりも第２の材料層２２（及び被剥離層２３）との密着性のほうが高いことが重要である。
【００８０】
また、第３の基板と第２の接着材との密着性を低下させるため、第３の基板として表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムを用いてもよい。
【００８１】
実施の形態１と同様の手順で図２（Ｅ）の状態を得たら、次いで、紫外線を照射することによって、第１の接着材２４と第２の基板２５との接着力と、第２の接着材２６と第３の基板２７との接着力とを低下させ、第２の基板及び第３の基板を分離する。（図２（Ｆ））ここでは同一の工程によって第２の基板２５及び第３の基板２７を分離する例を示したが、特に限定されず、別々の工程でもよく、またその順序も限定されないことは言うまでもない。また、実施の形態１と組み合わせることも可能である。
【００８２】
また、ここでは、紫外線を照射すると接着力が低下する熱硬化型接着材を用いた例を示したが、他の接着材料を用いることも可能である。例えば、第２の基板として表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムを用い、第１の接着材として紫外線硬化型接着剤を用いて接着し、第３の基板として表面にＡｌＮＸＯＹ膜が形成されたプラスチックフィルムを用い、第２の接着材として紫外線硬化型接着剤を用いて接着した後、溶媒に漬ければ、溶媒が第３の基板と第２の接着材との界面に浸透し、該界面での接着力を弱めるため、第３の基板が第２の材料層と分離し、同様に第２の基板と第１の接着層と分離する。
【００８３】
また、被剥離層２３に含まれる素子の入出力端子は、被剥離層の最上層（即ち、第２の基板側に最も近い層）に露呈するように形成する。従って、上記第２の基板の分離工程後、入出力端子部が露呈するように、入出力端子部を覆う第１の接着材を選択的に除去することが望ましい。
【００８４】
以上の工程で図２（Ｇ）に示すように、第１の接着材２４及び第２の接着材２６を支持体とする被剥離層２３を備えた半導体装置を作製することができる。なお、被剥離層２３は、第１の接着材２４と第２の接着材２６とで挟まれる。こうして得られる半導体装置は支持体を第１の接着材２４及び第２の接着材２６のみとしているため薄く、軽量、且つ、フレキシブルなものである。
【００８５】
ここでは、以上の工程で半導体装置を完成させた例を示したが、以上の工程で半導体装置の途中までを作製してもよい。例えば、上記工程に従って、ＴＦＴからなる回路を含む被剥離層を形成し、第１の接着材および第２の接着材を支持体とする被剥離層を得た後で、さらに素子形成工程を加えて様々な半導体装置、代表的には有機発光素子を有する発光装置や液晶表示装置を完成させてもよい。
【００８６】
また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【００８７】
（実施の形態３）
実施の形態１では第２の接着材のみを支持体とする例を示したが、ここでは第２の接着材及び第３の基板を支持体とする例を示す。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）は図１（Ａ）〜図１（Ｅ）と概略同一であるのでここでは詳細な説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【００８８】
図３中、３０は第１の基板、３１は窒化物層または金属層からなる第１の材料層、３２は酸化物層からなる第２の材料層、３３は被剥離層、３４は第１の接着材、３５は第２の基板、３６は第２の接着材、３７は第３の基板である。
【００８９】
まず、実施の形態１に従って、同様の手順で図３（Ｅ）の状態を得る。
【００９０】
ここでは、第１の基板３０として、ガラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いることができる。また、シリコン基板を代表とする半導体基板、またはステンレス基板を代表とする金属基板を用いても良い。ここでは厚さ０．７ｍｍのガラス基板（♯１７３７）を用いる。
【００９１】
ここでは、第２の基板３５として第１の基板３０よりも厚さの厚く剛性の高い石英基板（厚さ１．１ｍｍ）を用いる。第２の基板としてプラスチックフィルムを用いた場合、第１の基板３０上に形成した素子をプラスチックフィルムに転写する際、即ち、第１の接着材３４で被剥離層３３とフィルムを接着してフィルムを持ち上げる際、フィルムが折れ曲がり、被剥離層３３も折れ曲がりの影響を受けて、クラックが入ってしまう恐れがあった。そこで、第１の基板３０に形成した被剥離層３３を剛性の高い第２の基板３５に第１の接着材３４で貼りつけた後、第１の基板３０を剥離し、その後、第２の接着材３６で素子を含む層にプラスチックフィルム（第３の基板３７）を貼った後で第２の基板３５を分離する手順とすると、クラックが発生しにくいものとすることができる。
【００９２】
また、ここでは、第３の基板３７として、プラスチックフィルムとする。
【００９３】
また、ここでは、第１の接着材３４として溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用いる。
【００９４】
また、ここでは、第２の接着材３６として、第３の基板と第２の接着材との密着性と、第２の接着材と被剥離層の密着性とがどちらも高い材料を用いる。
【００９５】
実施の形態１と同様の手順で図３（Ｅ）の状態を得たら、次いで、溶媒に漬けて第２の基板３５のみを分離する。（図３（Ｆ））第１の接着材は、溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用いているため、簡単に除去され、第２の基板３５と被剥離層３３とが分離する。
【００９６】
また、被剥離層３３に含まれる素子の入出力端子は、被剥離層の最上層（即ち、第２の基板側に最も近い層）に露呈するように形成する。従って、上記第２の基板の分離工程後、入出力端子部が露呈するように、被剥離層表面の第１の接着材が完全に除去されることが望ましい。
【００９７】
また、ここでは、第１の接着材３４として溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用い、溶媒に漬けて第２の基板を分離した例を示したが、特に限定されず、例えば、実施の形態２に示した熱硬化型接着材（紫外線を照射すると接着力が低下する）を第１の接着材として用い、紫外線を照射することで第２の基板を分離してもよい。
【００９８】
以上の工程で図３（Ｇ）に示すように、第２の接着材３６及び第３の基板３７を支持体とする被剥離層３３を備えた半導体装置を作製することができる。なお、第２の接着材３６と被剥離層３３との間には第２の材料層である酸化物層３２がある。こうして得られる半導体装置は、第２の材料層３２がスパッタ法で成膜され、第２の材料層３２中に微量の希ガス元素を含ませているため、半導体装置全体としてフレキシブルなものとすることができる。
【００９９】
ここでは、以上の工程で半導体装置を完成させた例を示したが、以上の工程で半導体装置の途中までを作製してもよい。例えば、上記工程に従って、ＴＦＴからなる回路を含む被剥離層を形成し、第２の接着材及び第３の基板を支持体とする被剥離層を得た後で、さらに素子形成工程を加えて様々な半導体装置、代表的には有機発光素子を有する発光装置や液晶表示装置を完成させてもよい。
【０１００】
また、本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【０１０１】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【０１０２】
（実施例）
［実施例１］
ここでは、同一基板上に画素部（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製し、有機発光素子を有する発光装置を作製する作製方法について詳細に説明する。（図４）
【０１０３】
まず、厚さ０．７ｍｍの耐熱性ガラス基板（第１の基板１０１）上にプラズマＣＶＤ法により１００ｎｍの膜厚で窒化酸化シリコン膜（図示しない）を形成する。この窒化酸化シリコン膜は、後のドライエッチングの際に基板の保護のためと、エッチングチャンバーの汚染を防止するために形成するものであって、特に必須ではない。
【０１０４】
また、本実施例では第１の基板１０１としてガラス基板を用いたが、特に限定されず、石英基板、半導体基板、セラミックス基板、金属基板を用いることができる。
【０１０５】
次いで、窒化酸化シリコン膜上に第１の材料層１０２として、スパッタ法により５０ｎｍの膜厚でタングステン膜を形成する。ここでは、スパッタ法で成膜されるタングステン膜における基板の周縁部の膜厚バラツキを考慮し、レジストを形成して基板の周縁部のみにドライエッチングを行い、タングステン膜のパターニングを行った。ここではパターニングを行ったが、特に必須ではない。また、タングステン膜に限定されず、他の材料、例えば、窒化タングステンや窒化チタン膜を使用することができ、膜厚範囲は１０ｎｍ〜２００ｎｍで適宜設定すればよい。
【０１０６】
次いで、タングステン膜上に第２の材料層１０３として、スパッタ法により２００ｎｍの膜厚で酸化シリコン膜を形成する。ここではスパッタ法で成膜された酸化シリコン膜を用いたが、他の材料、例えば酸化物を使用することができ、膜厚範囲は、５０ｎｍ〜４００ｎｍで適宜設定すればよい。このように第１の基板上に第１の材料層１０２（タングステン膜）と第２の材料層１０３（酸化シリコン膜）を形成し、後の工程で該第２の材料層上に素子を形成した後、機械的な力を加えれば第１の材料層と第２の材料層との界面で分離させることができる。また、スパッタ法でアルゴン元素などの希ガスを成膜中に流し、第２の材料層１０３に微量の希ガス元素が含ませることが好ましい。
【０１０７】
次いで、酸化シリコン膜上に下地絶縁膜の下層として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ４、ＮＨ３、Ｎ２Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を５０ｎｍ（好ましくは１０〜２００ｎｍ）形成する。次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。次いで、下地絶縁膜の上層として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ４、Ｎ２Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（好ましくは５０〜２００ｎｍ）の厚さに積層形成し、さらに大気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ４で非晶質構造を有する半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍの厚さ（好ましくは２５〜８０ｎｍ）で形成した。
【０１０８】
本実施例では下地絶縁膜１０４を２層構造として示したが、珪素を主成分とする絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＸＧｅ１−Ｘ（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置でもよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。
【０１０９】
次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍの極薄い酸化膜を形成する。次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドーピング条件を加速電圧１５ｋＶ、ジボランを水素で１％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量２×１０１２／ｃｍ２で非晶質シリコン膜にボロンを添加した。
【０１１０】
次いで、重量換算で１０ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布した。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。
【０１１１】
次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。この加熱処理は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉の熱処理で行う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って結晶構造を有するシリコン膜を得た。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニール装置で結晶化を行ってもよい。なお、ここではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた結晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。
【０１１２】
次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するためのレーザー光（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ）の照射を大気中、または酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長４００ｎｍ以下のエキシマレーザ光や、ＹＡＧレーザの第２高調波、第３高調波を用いる。ここでは、繰り返し周波数１０〜１０００Ｈｚ程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光を光学系にて１００〜５００ｍＪ／ｃｍ２に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもって照射し、シリコン膜表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エネルギー密度４７０ｍＪ／ｃｍ２でレーザー光の照射を大気中で行なった。なお、大気中、または酸素雰囲気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜が形成される。なお、ここではパルスレーザーを用いた例を示したが、連続発振のレーザーを用いてもよく、非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ４結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【０１１３】
次いで、レーザー光の照射により形成された酸化膜を希フッ酸で除去した後、オゾン水で表面を１２０秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。ここではオゾン水を用いてバリア層を形成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法やプラズマＣＶＤ法やスパッタ法や蒸着法などで１〜１０ｎｍ程度の酸化膜を堆積してバリア層を形成してもよい。本明細書中、バリア層とは、ゲッタリング工程において金属元素が通過可能な膜質または膜厚を有し、且つ、ゲッタリングサイトとなる層の除去工程においてエッチングストッパーとなる層を指している。
【０１１４】
次いで、バリア層上にスパッタ法にてゲッタリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を５０ｎｍ〜４００ｎｍ、ここでは膜厚１５０ｎｍで形成する。ここでの成膜条件は、成膜圧力を０．３Ｐａとし、ガス（Ａｒ）流量を５０（ｓｃｃｍ）とし、成膜パワーを３ｋＷとし、基板温度を１５０℃とした。なお、上記条件での非晶質シリコン膜に含まれるアルゴン元素の原子濃度は、３×１０２０／ｃｍ３〜６×１０２０／ｃｍ３、酸素の原子濃度は１×１０１９／ｃｍ３〜３×１０１９／ｃｍ３である。その後、電気炉を用いて５５０℃、４時間の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構造を有する半導体膜中のニッケル濃度を低減した。電気炉に代えてランプアニール装置を用いてもよい。
【０１１５】
次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があるため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。
【０１１６】
次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジストからなるマスクを除去する。
【０１１７】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、ゲート絶縁膜１０５となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。
【０１１８】
次いで、ゲート絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜１０５上に膜厚５０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、以下に示す手順でパターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。
【０１１９】
第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する導電性材料としてはＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記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る。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、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の導電膜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の導電膜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の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。
【０１２０】
上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッチング（第１のエッチング処理および第２のエッチング処理）にはＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することによって所望のテーパー形状に膜をエッチングすることができる。ここでは、レジストからなるマスクを形成した後、第１のエッチング条件として１Ｐａの圧力でコイル型の電極に７００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、エッチング用ガスにＣＦ４とＣｌ２とＯ２とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。なお、基板側の電極面積サイズは、１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍであり、コイル型の電極面積サイズ（ここではコイルの設けられた石英円板）は、直径２５ｃｍの円板である。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして端部をテーパー形状とする。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ４とＣｌ２とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ４とＣｌ２を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。なお、ここでは、第１のエッチング条件及び第２のエッチング条件を第１のエッチング処理と呼ぶこととする。
【０１２１】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行った。第１のドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。ここでは、イオンドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ３）を水素で５％に希釈したガスを流量４０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を２×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行う。この場合、第１の導電層がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第１の不純物領域が形成される。第１の不純物領域には１×１０２０〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第１の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ＋領域とも呼ぶ。
【０１２２】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。ここでは、第３のエッチング条件としてエッチング用ガスにＣＦ４とＣｌ２とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを６０秒行った。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第４のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ４とＣｌ２とＯ２とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約２０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。なお、ここでは、第３のエッチング条件及び第４のエッチング条件を第２のエッチング処理と呼ぶこととする。この段階で第１の導電層を下層とし、第２の導電層を上層とするゲート電極１０６〜１０９および各配線が形成される。
【０１２３】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、第２のドーピング処理を行う。第２のドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。ここでは、イオンドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ３）を水素で５％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を１．５×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とし、加速電圧を９０ｋｅＶとして行う。この場合、第１の導電層及び第２の導電層がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第２の不純物領域が形成される。第２の不純物領域には１×１０１６〜１×１０１７／ｃｍ３の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第２の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ−領域とも呼ぶ。
【０１２４】
なお、本実施例では第１のエッチング処理、第１のドーピング処理、第２のエッチング処理、第２のドーピング処理の順序で各処理を行ったが、特に限定されないことはいうまでもない。例えば、第１のエッチング処理、第２のエッチング処理、第２のドーピング処理、第１のドーピング処理の順序で行ってもよいし、第１のエッチング処理、第２のエッチング処理、第１のドーピング処理、第２のドーピング処理の順序で行ってもよい。
【０１２５】
次いで、レジストからなるマスクを形成し、第３のドーピング処理を行う。レジストからなるマスクは、ｎチャネル型ＴＦＴとなる半導体層を覆うように形成する。上記第３のドーピング処理により、画素部および駆動回路において、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層および保持容量を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与する不純物元素が添加された第３の不純物領域を形成する。また、第３の不純物領域には１×１０１８〜１×１０２０／ｃｍ３の濃度範囲でｐ型を付与する不純物元素が添加されるようにする。尚、第３の不純物領域には先の工程でリン（Ｐ）が添加された領域であるが、ｐ型を付与する不純物元素の濃度が多く添加されていて導電型はｐ型となっている。ここでは、第３の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｐ−領域とも呼ぶ。
【０１２６】
次いで、上記レジストからなるマスクを除去せずに第４のドーピング処理を行う。上記第４のドーピング処理により、画素部および駆動回路において、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層および保持容量を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与する不純物元素が添加された第４の不純物領域を形成する。また、第４の不純物領域には１×１０２０〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度範囲でｐ型を付与する不純物元素が添加されるようにする。尚、第４の不純物領域には先の工程でリン（Ｐ）が添加された領域であるが、ｐ型を付与する不純物元素の濃度がその１．５〜３倍添加されていて導電型はｐ型となっている。ここでは、第４の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｐ＋領域とも呼ぶ。
【０１２７】
以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が形成される。画素部および駆動回路において、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層には、ｐ−領域１１２とｐ＋領域１１３が形成され、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層には、ｎ−領域１１１とｎ＋領域１１０がそれぞれ形成される。
【０１２８】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）、或いはＹＡＧレーザーまたはエキシマレーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせた方法によって行う。ここでは、電気炉を用い、窒素雰囲気下で５５０℃、４時間の熱処理によって活性化処理を行った。
【０１２９】
次いで、ほぼ全面を覆う第１の層間絶縁膜１１４を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、この第１の層間絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０１３０】
本実施例では、上記活性化を行った後、第１の層間絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化の前に絶縁膜を形成する工程としてもよい。
【０１３１】
次いで、第１の層間絶縁膜上に水素を含む窒化シリコン膜からなる第２の層間絶縁膜（図示しない）を膜厚１００ｎｍ形成して熱処理（３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は第２の層間絶縁膜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。酸化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水素化することができる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。
【０１３２】
次いで、第２の層間絶縁膜上に有機絶縁物材料から成る第３の層間絶縁膜１１５を形成する。本実施例では膜厚１．０５μｍのアクリル樹脂膜を形成する。次いで、ゲート電極またはゲート配線となる導電層に達するコンタクトホールと、各不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次行う。本実施例では第２の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第３の層間絶縁膜をエッチングした後、第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の層間絶縁膜をエッチングしてから第１の層間絶縁膜をエッチングした。
【０１３３】
その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて電極１１６〜１２２、具体的にはソース配線、電源供給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここでは、これらの電極及び配線の材料は、Ｔｉ膜（膜厚１００ｎｍ）とシリコンを含むＡｌ膜（膜厚３５０ｎｍ）とＴｉ膜（膜厚５０ｎｍ）との積層膜を用い、パターニングを行った。こうして、ソース電極及びソース配線、接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成される。なお、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコンタクトを取るための引き出し電極は、ゲート配線の端部に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電源と接続するための電極が複数設けられた入出力端子部を形成する。
【０１３４】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ２０５、ｐチャネル型ＴＦＴ２０６、およびこれらを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する駆動回路２０２と、１つの画素内にｎチャネル型ＴＦＴ２０３またはｐチャネル型ＴＦＴ２０４を複数備えた画素部２０１を形成することができる。
【０１３５】
駆動回路において、ｎチャネル型ＴＦＴ（第１のｎチャネル型ＴＦＴ）２０５の半導体層はチャネル形成領域と、ゲート電極を形成する導電層の一部と絶縁膜を介して重なる第２の不純物領域（ｎ−領域）１１１と、ソース領域またはドレイン領域として機能する第１の不純物領域（ｎ＋領域）１１０とを有している。
【０１３６】
また、駆動回路において、ｐチャネル型ＴＦＴ（第１のｐチャネル型ＴＦＴ）２０６の半導体層はチャネル形成領域と、ゲート電極を形成する導電層の一部と絶縁膜を介して重なる第３の不純物領域（ｐ−領域）１１２と、ソース領域またはドレイン領域として機能する第４の不純物領域（ｐ＋領域）１１３とを有している。
【０１３７】
これらのＴＦＴ（第１のｎチャネル型ＴＦＴ、第１のｐチャネル型ＴＦＴ）を適宜組み合わせてシフトレジスタ回路、バッファ回路、レベルシフタ回路、ラッチ回路などを形成し、駆動回路が形成されている。
【０１３８】
また、多数の画素がマトリクス状に配置された領域全体を指している画素部２０１において、１つの画素内にｎチャネル型ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴを複数備えており、これらのＴＦＴは、大きく分別すると、後の工程で形成される有機発光素子と電気的に接続されるＴＦＴと、それ以外のＴＦＴとに分けることができる。後の工程で形成される有機発光素子と電気的に接続されるＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴとも呼ぶ）は、有機発光素子に流れる電流を制御する役目を果たすものであり、ｎチャネル型ＴＦＴであっても、ｐチャネル型ＴＦＴであってもよい。本実施例では、後の工程で形成される有機発光素子と電気的に接続されるＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴ（第２のｐチャネル型ＴＦＴ）２０４とした。また、本実施例は、第２のｐチャネル型ＴＦＴ以外のＴＦＴを一つ設け、スイッチング用ＴＦＴとしてｎチャネル型ＴＦＴ（第２のｎチャネル型ＴＦＴ）２０３とし、第２のｎチャネル型ＴＦＴのドレイン領域と第２のｐチャネル型ＴＦＴのゲート電極を接続電極で接続する。また、第２のｐチャネル型ＴＦＴのドレイン領域には後に形成される有機発光素子の陰極または陽極に電気的に接続する接続電極１２２が形成されている。
【０１３９】
各電極のパターニングが終了したら、レジストを除去して１５０℃、１２分の熱処理を行い、次いで第２のｐチャネル型ＴＦＴのドレイン領域に接して形成された接続電極に接して重なるよう画素電極１２３を形成する。本実施例では、画素電極は有機発光素子の陽極として機能させ、有機発光素子の発光を画素電極に通過させるため、透明導電膜とする。陽極は、仕事関数の大きい導電膜、代表的には酸化物導電膜が用いられる。酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛もしくはそれらの化合物を用いれば良い。本実施例では、透明導電膜であるＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）をスパッタ法により膜厚１１０ｎｍを形成し、画素部においてマトリクス状にパターニングして所望の形状とする。他の透明導電膜としては、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いればよい。画素電極と同時に、入出力端子部の各電極と接して重なるように透明導電膜からなる電極パッドをパターニングしてもよい。
【０１４０】
画素電極のパターニングが終了したら、レジストを除去して、２５０℃、１時間の熱処理を行う。
【０１４１】
ここまでの工程が終了した段階が図４であり、第１の基板１０１上に形成されたＴＦＴの電気測定を行った。チャネル長Ｌ／チャネル幅Ｗ＝５０μｍ／５０μｍのｎチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを図９に示す。また、チャネル長Ｌ／チャネル幅Ｗ＝５０μｍ／５０μｍのｐチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを図１０に示す。
【０１４２】
次いで、画素電極１２３の端部を覆うように両端にバンクとよばれる絶縁物を形成する。バンクは珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。本実施例では、感光性アクリル樹脂を１μｍの膜厚で成膜し、所望の形状にパターニングし、２５０℃、１時間の熱処理を行った。
【０１４３】
次いで、剛性の高い基板（第２の基板）、ここでは厚さ１．１ｍｍの石英基板を用意し、溶媒で溶ける接着材（第１の接着材）、或いは光（紫外線を含む）を照射すると接着力が低下する感光性を有する接着材（第１の接着材）でＴＦＴが設けられている面と接着させて、石英基板（第２の基板）とガラス基板（第１の基板）とでＴＦＴを挟んだ。剛性の高い基板を用いることによって、後に行われる剥離工程でＴＦＴを含む層にクラックが生じることを防ぐ。本実施例では、第１の接着材として水に溶ける水溶性の接着材を用いた。他の接着材料としてアルコール系の有機溶媒に溶ける接着材料や、感光性を有する接着材料などを用いることができる。なお、接着する前に、後で行う剥離工程で剥離現象が生じやすくなるように、きっかけをつくることが重要であり、密着性を選択的（部分的）に低下させる前処理を行うことで、剥離不良がなくなり、さらに歩留まりも向上させることができる。このような前処理としては、例えば、レーザー光を走査させたり、針を薄膜に垂直に押しつけて荷重をかけ、剥離を行おうとする領域の周縁に沿って動かして引っ掻けばよい。本実施例では、スクライバ装置を用い、押し込み量を０．１ｍｍ〜２ｍｍとし、圧力を０．５ｋｇ／ｃｍ２として引っ掻いた。
【０１４４】
また、剥離する際には上記前処理を行った領域付近から剥離を始めることが望ましい。
【０１４５】
次いで、第１の材料層（タングステン膜）が設けられている第１の基板を物理的手段により引き剥がす。こうして、第２の基板にＴＦＴを含む層が転写され、露出された表面は、第２の材料層（スパッタ法による酸化シリコン膜）となる。第２の材料層と第１の材料層との密着性は熱処理温度には耐え得るが、機械的な力には非常に弱いため、比較的小さな力（例えば、人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等）で引き剥がすことができる。また、上記前処理によって部分的に密着性の弱い部分が形成されたため、より小さな力で引き剥がすことができる。
【０１４６】
また、第１の基板のサイズと第２の基板のサイズを同一としてしまうと作業上困難である場合には、第２の基板を少し小さなサイズとしてもよい。また、一枚の第１の基板に複数の画素部を設け、多面取りをする場合には第１の基板をそれぞれ分断してもよい。
【０１４７】
次いで、露出された第２の材料層に第２の接着材で第３の基板を接着し、石英基板（第２の基板）と第３の基板とでＴＦＴを挟んだ。なお、第３の基板としては、いかなる基板を用いてもよい。
【０１４８】
この第２の接着材は水溶性でない紫外線硬化エポキシ樹脂からなる接着材料を用い、第３の基板としてＡｌＮＸＯＹ膜が表面に形成されたポリカーボネート（ＰＣ）フィルム（厚さ０．３ｍｍ）を用いた。第２の接着材は、少なくともＡｌＮＸＯＹ膜との接着力よりも第２の材料層との接着力が強い材料を選択することが好ましい。こうすることで、後の工程で第３の基板を剥離し、第２の接着材のみを支持体とすることができる。
【０１４９】
また、ここまでの工程が終了した段階で、第２の基板（１．１ｍｍ）と、第３の基板（０．３ｍｍ）とで挟まれた層のトータルの厚さ（一対の基板を含む厚さ）をマイクロメータで測定したところ、約１．６ｍｍ〜１．９ｍｍであった。
【０１５０】
次いで、ＴＦＴを挟んだ一対の基板全体を水の入った水槽に漬けて水溶性の接着材（第１の接着材）を溶かし、第２の基板を剥離させる。加えて、超音波やレーザー光を照射することによって水溶性の接着材（第１の接着材）の溶解スピードを上げてもよい。また、同時に水に漬けて第３の基板と第２の接着材の界面で分離を生じさせて第３の基板も剥離させる。本実施例では同一工程によって第２の基板と第３の基板を剥離したが、別々の工程でそれぞれ剥離してもよい。
【０１５１】
この後、水分を蒸発させるため、熱処理を行う。加えて、第２の基板を剥離させた後に、水溶性の接着材（第１の接着材）を十分に除去する処理などを行ってもよい。
【０１５２】
こうして第２の接着材のみを支持体とするＴＦＴを含む層が得られる。ここまでの工程が終了した段階で、再度、ＴＦＴの電気測定を行った。チャネル長Ｌ／チャネル幅Ｗ＝５０μｍ／５０μｍのｎチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを図１１に示す。また、チャネル長Ｌ／チャネル幅Ｗ＝５０μｍ／５０μｍのｐチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを図１２に示す。
【０１５３】
図９〜図１２から読み取れるようにＴＦＴの特性はほとんど変化なかったことから、このような一連の手順で転写、貼り合わせなどを行っても、ＴＦＴに影響を与えない工程であるといえる。また、プラスチック基板上にＴＦＴを直接形成することも可能であるが基板の耐熱性が低いため、３００℃以上の熱処理を行うことが困難であり、図９〜図１２で得られるような高い特性を示すＴＦＴを形成することも困難である。本実施例に示したように、耐熱性を有する基板上にＴＦＴを形成した後で、耐熱性を有する基板を剥離することによって図９〜図１２で得られるような高い特性を示すＴＦＴを形成することが可能となっている。
【０１５４】
また、ここまでの工程が終了した段階で、第２の接着材のみを支持体とするＴＦＴを含む層のトータルの厚さ（第２の接着材を含む厚さ）をマイクロメータで測定したところ、約１４０μｍ〜２３０μｍであった。このようにトータルの厚さをＰＣフィルム（０．３ｍｍ）よりも薄いものとすることができる。また、このような薄さであってもＴＦＴ特性を測定することができるため、第２の接着材のみでも支持体となり、半導体装置として駆動させることができるといえる。
【０１５５】
次いで、両端がバンクで覆われている画素電極上にＥＬ層および有機発光素子の陰極を形成する。
【０１５６】
ＥＬ層としては、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、低分子系有機ＥＬ材料や高分子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、または三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１５７】
また、陰極に用いる材料としては仕事関数の小さい金属（代表的には周期表の１族もしくは２族に属する金属元素）や、これらを含む合金を用いることが好ましいとされている。仕事関数が小さければ小さいほど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用いる材料としては、アルカリ金属の一つであるＬｉ（リチウム）を含む合金材料が望ましい。なお、陰極は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線を経由して入力端子部に端子電極を有している。
【０１５８】
次いで、陰極と、有機化合物層と、陽極とを少なくとも有する有機発光素子を有機樹脂、保護膜、封止基板、或いは封止缶で封入することにより、有機発光素子を外部から完全に遮断し、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことが好ましい。ただし、後でＦＰＣと接続する必要のある入出力端子部には保護膜などは設けなくともよい。
【０１５９】
次いで、異方性導電材で入出力端子部の各電極にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を貼りつける。異方性導電材は、樹脂と、表面にＡｕなどがメッキされた数十〜数百μｍ径の導電性粒子とから成り、導電性粒子により入出力端子部の各電極とＦＰＣに形成された配線とが電気的に接続する。
【０１６０】
また、必要があれば、偏光板と位相差板とで構成される円偏光板等の光学フィルムを設けてもよいし、ＩＣチップなどを実装させてもよい。
【０１６１】
以上の工程でＦＰＣが接続されたモジュール型の発光装置が完成する。本実施例の発光装置においては、有機発光素子からの発光が第２の接着材のみを通過して観察者の目に届くことになる。従って、第２の接着材は透光性を有する材料であることが望ましい。
【０１６２】
また、画素電極を陰極とし、ＥＬ層と陽極を積層して本実施例とは逆方向に発光する構成としてもよい。その場合、陽極は透光性を有する材料とする。
【０１６３】
本実施例では、第２の接着材のみを支持体となる状態とした後で、有機発光素子を形成する例を示したが、第１の基板を剥離せずに有機発光素子を封止する工程まで行ってから、第２の基板を接着し、第１の基板を剥離し、第３の基板を接着した後で、第２の基板及び第３の基板を剥離する工程としてもよい。有機発光素子を形成した後で基板を剥離する場合には、溶媒を水とする処理および水溶性接着材を使わず、有機溶媒を溶媒として用い、有機溶媒に溶ける接着材を用いることが好ましい。
【０１６４】
また、有機発光素子を形成した後で基板を剥離する場合、第２の接着材を適宜選択すれば、第２の基板だけを剥離させ、第３の基板を剥離しないようにすることができ、その場合、プラスチック基板上に有機発光素子を有する発光装置を形成することもできる。
【０１６５】
［実施例２］
本実施例では、実施例１と一部異なる工程で有機発光素子を有する発光装置を形成する例を示す。
【０１６６】
実施例１に従って、第１のエッチング処理後までの状態を得る。実施例１では第１のエッチング処理の後、第１のドーピング処理、第２のエッチング処理、第２のドーピング処理の順に行ったが、本実施例では、第１のエッチング処理の後、第２のエッチング処理を行い、レジストからなるマスクを除去した後、新たなドーピング処理で低濃度のドーピングを行い第５の不純物領域（ｎ−−領域）を形成し、次いで、新たにレジストからなるマスクを形成し、選択的に第２のドーピング処理と同程度のドーズ量でドーピングを行い、第１のドーピング処理と同程度のドーズ量でドーピングを行う。
【０１６７】
図４を用いて本実施例の工程により形成されるＴＦＴを説明する。
【０１６８】
本実施例では新たなドーピング処理で低濃度のドーピングを行い第５の不純物領域（ｎ−−領域）するが、ゲート電極３０５〜３０８をマスクとして全面にドーピングする。ドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１．５×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。自己整合的に第５の不純物領域が形成される。第５の不純物領域には１×１０１６〜１×１０１７／ｃｍ３の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。ここでは、第５の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ−−領域とも呼ぶ。
【０１６９】
次いで、新たにレジストからなるマスクを形成するが、この際、スイッチングＴＦＴ４０３のオフ電流値を下げるため、マスクは、画素部４０１のスイッチングＴＦＴ４０３を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその一部を覆って形成する。また、マスクは駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴ４０６を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するためにも設けられる。加えて、マスクは、画素部４０１の電流制御用ＴＦＴ４０４を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を覆って形成される。
【０１７０】
次いで、上記レジストからなるマスクを用い、選択的に第２のドーピング処理と同程度のドーズ量でドーピングを行って、ゲート電極３１１の一部と重なる第２の不純物領域３１１を形成する。
【０１７１】
次いで、上記レジストからなるマスクを除去せずに、選択的に第１のドーピング処理と同程度のドーズ量でドーピングを行って、第１の不純物領域３１２、３１５を形成する。また、スイッチングＴＦＴ４０３において、レジストからなるマスクで覆われた領域は、第５の不純物領域３１６となる。
【０１７２】
以上の工程で、ｎチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層にドーピングを行う。
【０１７３】
次いで、上記レジストからなるマスクを除去した後、実施例１と同様に、レジストからなるマスクを形成し、第３のドーピング処理を行い、第４のドーピング処理を行う。
【０１７４】
以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が形成される。画素部４０１および駆動回路４０２において、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層には、ｐ−領域３１４、３１８とｐ＋領域３１３、３１７が形成され、駆動回路４０２のｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層には、ｎ−領域３１１とｎ＋領域３１２が形成され、画素部４０１のｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層には、ｎ＋領域３１５とｎ−−領域３１６がそれぞれ形成される。
【０１７５】
次いで、実施例１に従って、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。次いで、実施例１に従って、第１の層間絶縁膜３０９の形成工程、第２の層間絶縁膜（図示しない）の形成工程、半導体層を水素化する工程、第３の層間絶縁膜３１０の形成工程を行う。
【０１７６】
次いで、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流制御用ＴＦＴ４０４のドレイン領域に接して後で形成される接続電極に接して重なるよう画素電極３１９を形成する。本実施例では、画素電極は有機発光素子の陽極として機能させ、有機発光素子の発光を画素電極に通過させるため、透明導電膜とする。
【０１７７】
次いで、ゲート電極またはゲート配線となる導電層に達するコンタクトホールと、各不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次行う。本実施例では第２の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第３の層間絶縁膜をエッチングした後、第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の層間絶縁膜をエッチングしてから第１の層間絶縁膜をエッチングした。
【０１７８】
その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて電極３２０〜３２６、具体的にはソース配線、電源供給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここでは、これらの電極及び配線の材料は、Ｔｉ膜（膜厚１００ｎｍ）とシリコンを含むＡｌ膜（膜厚３５０ｎｍ）とＴｉ膜（膜厚５０ｎｍ）との積層膜を用い、パターニングを行った。こうして、ソース電極及びソース配線、接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成される。なお、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコンタクトを取るための引き出し電極は、ゲート配線の端部に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電源と接続するための電極が複数設けられた入出力端子部を形成する。また、先に形成された画素電極３１９と接して重なるよう設けられた接続電極３２６は、電流制御用ＴＦＴ４０４のドレイン領域に接している。
【０１７９】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ４０５、ｐチャネル型ＴＦＴ４０６、およびこれらを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する駆動回路４０２と、１つの画素内にｎチャネル型ＴＦＴ４０３またはｐチャネル型ＴＦＴ４０４を複数備えた画素部４０１を形成することができる。
【０１８０】
各電極のパターニングが終了したら、実施例１と同様にレジストを除去して熱処理を行い、次いで、画素電極３１９の端部を覆うように両端にバンクとよばれる絶縁物３２７を形成する。バンクは珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。
【０１８１】
次いで、実施の形態１または実施の形態２に従って、第２の材料層３０１に接する接着材３００を支持体とするＴＦＴを含む層が得られる。
【０１８２】
次いで、実施例１に従って、両端がバンクで覆われている画素電極上にＥＬ層３２８および有機発光素子の陰極３２９を形成する。
【０１８３】
ここまでの工程が終了した段階が図５である。
【０１８４】
以降の工程は、実施例１に従って、陰極と、有機化合物層と、陽極とを少なくとも有する有機発光素子を有機樹脂、保護膜、封止基板、或いは封止缶で封入することにより、有機発光素子を外部から完全に遮断し、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐ。
【０１８５】
次いで、異方性導電材で入出力端子部の各電極にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を貼りつける。
【０１８６】
以上の工程でＦＰＣが接続されたモジュール型の発光装置が完成する。本実施例の発光装置においては、有機発光素子からの発光が第２の接着材のみを通過して観察者の目に届くことになる。従って、第２の接着材は透光性を有する材料であることが望ましい。
【０１８７】
［実施例３］
実施例１または実施例２により得られるモジュール型の発光装置（ＥＬモジュールとも呼ぶ）の上面図及び断面図を示す。
【０１８８】
図６（Ａ）は、ＥＬモジュールを示す上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図６（Ａ）において、接着材５００（例えば、第２の接着材等）に、下地絶縁膜５０１が設けられ、その上に画素部５０２、ソース側駆動回路５０４、及びゲート側駆動回路５０３を形成されている。これらの画素部や駆動回路は、上記実施例１や実施例２に従えば得ることができる。
【０１８９】
また、５１８は有機樹脂、５１９は保護膜であり、画素部および駆動回路部は有機樹脂５１８で覆われ、その有機樹脂は保護膜５１９で覆われている。さらに、接着剤を用いてカバー材で封止してもよい。カバー材は、支持体として剥離前に接着してもよい。
【０１９０】
なお、５０８はソース側駆動回路５０４及びゲート側駆動回路５０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１９１】
次に、断面構造について図６（Ｂ）を用いて説明する。接着材５００上に接して下地絶縁膜５０１が設けられ、絶縁膜５０１の上方には画素部５０２、ゲート側駆動回路５０３が形成されており、画素部５０２は電流制御用ＴＦＴ５１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極５１２を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路５０３はｎチャネル型ＴＦＴ５１３とｐチャネル型ＴＦＴ５１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１９２】
これらのＴＦＴ（５１１、５１３、５１４を含む）は、上記実施例１のｎチャネル型ＴＦＴ、上記実施例１のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。
【０１９３】
なお、実施例１、実施例２に従って同一基板上に画素部５０２、ソース側駆動回路５０４、及びゲート側駆動回路５０３形成した後は、実施の形態１または実施の形態２に従って、接着材５００のみを支持体としている。
【０１９４】
画素電極５１２は発光素子（有機発光素子）の陽極として機能する。また、画素電極５１２の両端にはバンク５１５が形成され、画素電極５１２上には有機化合物層５１６および発光素子の陰極５１７が形成される。
【０１９５】
有機化合物層５１６としては、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて有機化合物層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、低分子系有機化合物材料や高分子系有機化合物材料を用いればよい。また、有機化合物層５１６として一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、または三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１９６】
陰極５１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線５０８を経由してＦＰＣ５０９に電気的に接続されている。さらに、画素部５０２及びゲート側駆動回路５０３に含まれる素子は全て陰極５１７、有機樹脂５１８、及び保護膜５１９で覆われている。
【０１９７】
なお、有機樹脂５１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるのが好ましい。また、有機樹脂５１８はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１９８】
また、有機樹脂５１８を用いて発光素子を完全に覆った後、すくなくとも図６に示すように保護膜５１９を有機樹脂５１８の表面（露呈面）に設けることが好ましい。また、接着材５００の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端子（ＦＰＣ）が設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意することが必要である。マスクを用いて保護膜が成膜されないようにしてもよいし、ＣＶＤ装置でマスキングテープとして用いるテフロン（登録商標）等のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されないようにしてもよい。保護膜５１９として、窒化珪素膜、ＤＬＣ膜、またはＡｌＮＸＯＹ膜を用いればよい。
【０１９９】
以上のような構造で発光素子を保護膜５１９で封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の有機化合物層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。加えて、熱伝導性を有する膜により発熱を発散することができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０２００】
また、画素電極を陰極とし、有機化合物層と陽極を積層して図６とは逆方向に発光する構成としてもよい。図７にその一例を示す。なお、上面図は同一であるので省略する。
【０２０１】
図７に示した断面構造について以下に説明する。接着材６００上に絶縁膜６１０が設けられ、絶縁膜６１０の上方には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成されており、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ６１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極６１２を含む複数の画素により形成される。なお、実施の形態に従って、接着材６００のみを支持体とする。また、ゲート側駆動回路６０３はｎチャネル型ＴＦＴ６１３とｐチャネル型ＴＦＴ６１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０２０２】
これらのＴＦＴ（６１１、６１３、６１４を含む）は、上記実施例１のｎチャネル型ＴＦＴ、上記実施例１のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。
【０２０３】
画素電極６１２は発光素子（有機発光素子）の陰極として機能する。また、画素電極６１２の両端にはバンク６１５が形成され、画素電極６１２上には有機化合物層６１６および発光素子の陽極６１７が形成される。
【０２０４】
陽極６１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線６０８を経由してＦＰＣ６０９に電気的に接続されている。さらに、画素部６０２及びゲート側駆動回路６０３に含まれる素子は全て陽極６１７、有機樹脂６１８、及び保護膜６１９で覆われている。さらに、カバー材６２０と接着剤で貼り合わせてもよい。また、カバー材６２０には凹部を設け、乾燥剤６２１を設置してもよい。
【０２０５】
また、図７では、画素電極を陰極とし、有機化合物層と陰極を積層したため、発光方向は図７に示す矢印の方向となっている。
【０２０６】
また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
【０２０７】
［実施例４］
本実施例では画素電極を透光性を有する導電膜と、反射性を有する金属材料との両方で形成した半透過型の表示装置の例を図８に示す。
【０２０８】
液晶表示装置においてもＴＦＴは、実施例１または実施例２に従えば、画素ＴＦＴとなるｎチャネル型ＴＦＴを形成することができる。ＴＦＴを覆う層間絶縁膜を形成する工程までは実施例１と同様であり、ここでは詳細な説明は、省略する。画素部においてＴＦＴのソース領域またはドレイン領域と接する電極の一方を反射性を有する金属材料で形成し、画素電極（反射部）７０２を形成する。次いで、画素電極（反射部）７０２と一部重なるように、透光性を有する導電膜からなる画素電極（透過部）７０１を形成する。透光性を有する導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いればよい。
【０２０９】
以上の工程で第１の基板上に画素ＴＦＴが形成される。実施の形態１または実施の形態２に従って第１の基板を剥離した後、接着材７００のみを支持体とするＴＦＴを含む層を得る。
【０２１０】
次いで、配向膜を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ（図示しない）を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
【０２１１】
次いで、支持体となる対向基板を用意する。この対向基板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ（図示しない）が設けられている。また、駆動回路の部分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜（図示しない）を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導電膜からなる対向電極を画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜を形成し、ラビング処理を施した。
【０２１２】
そして、画素部と駆動回路が形成された接着材７００と対向基板とをシール材で貼り合わせる。シール材にはフィラーが混入されていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料を注入し、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。こうして得られた液晶モジュールにバックライト７０４、導光板７０５を設け、カバー７０６で覆えば、図８にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて貼り合わせる。また、プラスチック基板と対向基板を貼り合わせる際、枠で囲んで有機樹脂を枠と基板との間に充填して接着してもよい。また、半透過型であるので偏光板７０３は、接着材７００と対向基板の両方に貼り付ける。
【０２１３】
外光が十分である場合には、反射型として駆動させるため、バックライトをオフ状態としたまま、対向基板に設けられた対向電極と画素電極（反射部）７０２との間の液晶を制御することによって表示を行い、外光が不十分である場合には、バックライトをオン状態として対向基板に設けられた対向電極と画素電極（透過部）７０１との間の液晶を制御することによって表示を行う。
【０２１４】
ただし、用いる液晶が、ＴＮ液晶やＳＴＮ液晶の場合、反射型と透過型とで液晶のねじれ角が変わるため、偏光板や位相差板を最適化する必要がある。例えば、液晶のねじれ角の量を調節する旋光補償機構（例えば、高分子液晶などを用いた偏光板）が別途必要となる。
【０２１５】
［実施例５］
本発明を実施して形成された駆動回路や画素部は様々なモジュール（アクティブマトリクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、アクティブマトリクス型ＥＣモジュール）に用いることができる。即ち、本発明を実施することによって、それらを組み込んだ全ての電子機器が完成される。
【０２１６】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、プロジェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図１３〜図１５に示す。
【０２１７】
図１３（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。
【０２１８】
図１３（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。
【０２１９】
図１３（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。
【０２２０】
図１３（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。
【０２２１】
図１３（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。
【０２２２】
図１３（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。
【０２２３】
図１４は、自動車などの運転席周辺を示す図である。ダッシュボード部には音響再生装置、具体的にはカーオーディオや、カーナビゲーションが設けられている。カーオーディオの本体２７０１は、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。表示部２７０２に本発明を実施することによって薄型、且つ、軽量なカーオーディオを完成させることができる。また、カーナビゲーションの表示部２８０１に本発明を実施することによって薄型、且つ、軽量なカーナビゲーション完成させることができる。
【０２２４】
また、操作ハンドル部２６０２付近には、ダッシュボード部２６０１にスピードメータなどの計器のデジタル表示がなされる表示部２６０３が形成される。表示部２７０２に本発明を実施することによって薄型、且つ、軽量な機械類の表示器を完成させることができる。
【０２２５】
また、曲面を有するダッシュボード部２６０１に貼りつけられた表示部２６０５を形成してもよい。表示部２６０５に本発明を実施することによって薄型、且つ、軽量な機械類の表示器や画像表示装置を完成させることができる。
【０２２６】
また、曲面を有するフロントガラス２６０４に貼りつけられた表示部２６００を形成してもよい。表示部２６００に本発明を実施する場合、透過する材料を用いればよく、本発明によって薄型、且つ、軽量な機械類の表示器や画像表示装置を完成させることができる。ここではフロントガラスとしたが他のウインドウガラスに設けることも可能である。
【０２２７】
また、本実施例では車載用カーオーディオやカーナビゲーションを示すが、その他の乗物の表示器や、据え置き型のオーディオやナビゲーション装置に用いても良い。
【０２２８】
図１５（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ、イメージセンサ等）２９０７等を含む。
【０２２９】
図１５（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。
【０２３０】
図１５（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。
【０２３１】
ちなみに図１５（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。
【０２３２】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜４のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【０２３３】
［実施例６］
本発明を用いて作製したアクティブマトリクス型の有機発光素子の写真図を図１７、図１８に示す。
【０２３４】
図１７は、実施の形態３に従って作製した薄い有機発光モジュールを曲げた状態の外観図を示す写真図である。図１７に示したモジュールは、プラスチック基板であるポリカーボネート基板で挟まれた構造となっている。また、陰極と、陽極と、これらの間に有機化合物を含む層が設けられた複数の発光素子と、該発光素子を駆動させるためのＴＦＴとが、一対のプラスチック基板間に保持されている。一方の基板は接着材でＴＦＴの下地膜（スパッタ法による酸化珪素膜）と固定され、もう一方の基板も接着材で発光素子の陰極と固定されている。
【０２３５】
また、マトリクス状に複数の発光素子を設けることによって表示領域を構成しており、これらの発光素子を駆動する駆動回路も表示領域の周縁に配置されている。本実施例では緑色の発光を示す発光素子を作製し、発光させて表示を行った。その表示状態を図１８に示す。
【０２３６】
本実施例では、一対のプラスチック基板で固定したが、特に限定されず、機械強度および発光素子の封止が十分であれば、一方の基板、もしくは両方の基板はなくてもよい。
【０２３７】
本実施例は、実施の形態１乃至３、実施例１乃至５のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【０２３８】
［実施例７］
本実施例では、実施例５に記載の表示部として電気泳動表示装置を用いる例を示す。代表的には図１５（Ｂ）に示す携帯書籍（電子書籍）の表示部３００２、３００３に適用する。
【０２３９】
電気泳動表示装置（電気泳動ディスプレイ）は、電子ペーパーとも呼ばれており、紙と同じ読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という利点を有している。
【０２４０】
電気泳動ディスプレイは、様々な形態が考えられ得るが、プラスの電荷を有する第１の粒子と、マイナスの電荷を有する第２の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に複数分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロカプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示するものである。なお、第１の粒子または第２の粒子は染料を含み、電界がない場合において移動しないものである。また、第１の粒子の色と第２の粒子の色は異なるもの（無色を含む）とする。
【０２４１】
このように、電気泳動ディスプレイは、誘電定数の高い物質が高い電界領域に移動する、いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶表示装置には必要な偏光板、対向基板も電気泳動表示装置には必要なく、厚さや重さが半減する。
【０２４２】
上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、この電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。
【０２４３】
また、アクティブマトリクス基板上に適宜、二つの電極の間に挟まれるように上記マイクロカプセルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装置が完成し、マイクロカプセルに電界を印加すれば表示を行うことができる。
【０２４４】
なお、マイクロカプセル中の第１の粒子および第２の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレクトロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を用いればよい。
【０２４５】
【発明の効果】
本発明により、全体の厚さが薄く、軽量、且つ、フレキシブルな（湾曲することが可能な）素子（薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子やシリコン抵抗素子）を有する半導体装置およびその作製方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す工程図。
【図２】実施の形態２を示す工程図。
【図３】実施の形態３を示す工程図。
【図４】素子を有する第１の基板の断面図。
【図５】有機発光素子を有する発光装置の断面図。
【図６】有機発光素子を有する発光装置の上面図および断面図。
【図７】有機発光素子を有する発光装置の断面図。
【図８】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断面構造図。
【図９】剥離前のｎチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを示す図。
【図１０】剥離前のｐチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを示す図。
【図１１】剥離後のｎチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを示す図。
【図１２】剥離後のｐチャネル型ＴＦＴのＶ−Ｉ特性グラフを示す図。
【図１３】電子機器の一例を示す図。
【図１４】電子機器の一例を示す図。
【図１５】電子機器の一例を示す図。
【図１６】本発明を示す工程図の一例。
【図１７】パネル外観を示す写真図。
【図１８】発光しているパネルの写真図。
【図１】
2004153021.tif 000003
【図２】
2004153021.tif 000004
【図３】
2004153021.tif 000005
【図４】
2004153021.tif 000006
【図５】
2004153021.tif 000007
【図６】
2004153021.tif 000008
【図７】
2004153021.tif 000009
【図８】
2004153021.tif 000010
【図９】
2004153021.tif 000011
【図１０】
2004153021.tif 000012
【図１１】
2004153021.tif 000013
【図１２】
2004153021.tif 000014
【図１３】
2004153021.tif 000015
【図１４】
2004153021.tif 000016
【図１５】
2004153021.tif 000017
【図１６】
2004153021.tif 000018
【図１７】
2004153021.tif 000019
【図１８】
2004153021.tif 000020