(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素雰囲気において基板に第１のレーザ光を照射した状態で、前記基板上に導電性粒子を含む組成物を塗布して第１の導電層を形成し、
窒素、希ガス、水素のいずれかの雰囲気において、前記第１の導電層に第２のレーザ光を照射して第２の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
酸素雰囲気において基板に第１のレーザ光を照射した状態で、前記基板上に導電性粒子を含む組成物を塗布して、前記組成物よりも前記導電性粒子の密度が高い第１の導電層を形成し、
窒素、希ガス、水素のいずれかの雰囲気において、前記第１の導電層に第２のレーザ光を照射することによって、前記第１の導電層よりも抵抗値が低い第２の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２の導電層は、配線、アンテナ、または電極として機能することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記第２の導電層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層は、ゲート絶縁層、発光物質を含む層または液晶層であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記組成物は、遮光性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６】
請求項５において、
前記第１のレーザ光及び前記第２のレーザ光は、可視領域または赤外領域のレーザ光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４のいずれか一項において、
前記組成物は、透光性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８】
請求項７において、
前記第１のレーザ光及び前記第２のレーザ光は、紫外領域のレーザ光であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、
前記酸素雰囲気は、１０〜１００ｖｏｌ％の酸素を含む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１乃至９のいずれか一項において、
前記第２のレーザ光のエネルギーまたはパワーは、前記第１のレーザ光のエネルギーまたはパワーよりも大きいことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出法や印刷法に代表される塗布法により導電層を形成する方法、及び半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の導電層の形成方法には、インクジェット方式に代表される液滴吐出法により導電性材料を吐出して電気炉で加熱して焼成する方法がある。このような方法は、真空中での成膜工程やエッチング工程がないため、大面積基板に対しても容易に配線や電極等の機能を有する導電層を形成することが可能である。また、フォトリソグラフィー工程やエッチング工程を用いずとも選択的に導電層を形成することが可能であるため、スループットを向上させることが可能である。更には、所定の箇所に必要な材料を吐出すればよいため、導電層の材料の無駄を省くことが可能であり、コスト削減が可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２４１７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のように液滴吐出法により導電性材料をガラス基板上に吐出し、電気炉で焼成すると、導電層の表面が凹凸状になる。図１５は、銀粒子を含む組成物を基板上に吐出し、４００〜４５０℃で１２０秒加熱して形成した導電層表面の凹凸を示す図であり、図１５（Ａ）に、導電層表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真を示し、図１５（Ｂ）に導電層表面の凹凸を断面的にプロファイリングした結果を示す。導電層表面は凹凸形状を示し、凹凸差が２０ｎｍ以上であった。
【０００４】
このように導電性材料を含む組成物を塗布し、焼成することによって形成された導電層は、表面に凹凸が存在し、平滑性が悪くなる場合があるという問題がある。
【０００５】
このため、塗布法により吐出した導電性材料を含む組成物を電気炉で焼成して形成した導電層を、逆スガタ型薄膜トランジスタのゲート電極に用いると、ゲート電極上に形成されるゲート絶縁膜の膜厚が不均一となる。この結果、突起の部分で電界集中が起こり、ゲートリーク電流が増加し、ゲート絶縁膜の耐圧が低下する要因となる。さらに薄膜トランジスタの閾値電圧のばらつきの原因となる。
【０００６】
そこで本発明は、表面の平滑化が可能な導電層の形成方法を提供する。また、表面が平滑化された導電層を有する半導体装置の作製方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、導電性粒子を含む組成物を塗布し、酸素雰囲気において組成物に第１のレーザ光を照射して表面が平滑な導電層を形成し、当該導電層に、窒素、希ガス、水素のいずれかの雰囲気において第２のレーザ光を照射して導電層を緻密化して、抵抗が低減される導電層を形成することを要旨とする。
【０００８】
導電性粒子を含む組成物には、溶媒や導電性粒子の周囲にコーティングされる有機樹脂が含まれる。第１のレーザ光を酸素雰囲気で照射することにより、組成物に含まれる溶媒や有機樹脂が酸素と反応し除去され、導電性粒子の密度が高まると共に、表面が平滑化な導電層となる。次に、窒素、希ガス、水素のいずれかの雰囲気において、第２のレーザ光を表面が平滑化された導電層に照射することで、導電層を緻密化することが可能であり、導電層の抵抗を低減することが可能である。
【０００９】
第２のレーザ光のパワー密度（エネルギー）は、第１のレーザ光のパワー密度（エネルギー）より高いことが好ましい。また、第１のレーザ光のパワー密度（エネルギー）及び第２のレーザ光のパワー密度（エネルギー）は、組成物に含まれる導電性粒子、及び第１のレーザ光を照射して形成した平滑な導電層それぞれが、溶融しない程度の大きさとすることが好ましい。この結果、平滑性を保ちつつ、緻密な導電層を形成することが可能である。
【００１０】
第１のレーザ光を導電性粒子を含む組成物に照射するときの雰囲気は、酸素雰囲気が好ましく、代表的には、１０〜１００ｖｏｌ％、好ましくは２０〜６０ｖｏｌ％、更に好ましくは３０〜５０ｖｏｌ％の酸素を含む雰囲気が望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、平滑性を有し且つ抵抗値の低い導電層を形成することが可能である。当該導電層を逆スガタ型薄膜トランジスタのゲート電極に用いると、ゲート電極表面が平滑であるため、その上に膜厚が均一なゲート絶縁膜を形成することが可能である。この結果、ゲートリーク電流が低減された薄膜トランジスタを歩留まり高く作製することができる。また、薄膜トランジスタの閾値電圧のばらつきを低減することができる。さらには、電気炉において導電性粒子を含む組成物の焼成工程を必要としないため、耐熱性の低いプラスチック基板上に平滑性を有し抵抗の低い導電層を形成することが可能である。また、本発明により、抵抗値の低い導電層を形成することができるため、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、導電性粒子を含む組成物を吐出し、酸素雰囲気で第１のレーザ光を組成物に照射し、窒素、希ガス、又は水素雰囲気で第２のレーザ光を照射して平滑性が高く、且つ抵抗の低い導電層を形成する工程について、図１を用いて説明する。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、基板１０１上に組成物１０４を塗布する。組成物の塗布方法としては、液滴吐出法や、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷、又はグラビア印刷等の印刷法等を適宜用いることができる。
【００１５】
組成物１０４としては、有機樹脂１０７がコーティングされた導電性粒子１０６、及び導電性粒子１０６を分散させる溶媒１０５で構成される。
【００１６】
導電性粒子１０６としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）のいずれか一つ以上の導電性粒子、または当該金属元素を有する化合物粒子を適宜用いることができる。
【００１７】
有機樹脂１０７は、導電性粒子同士が凝集するのを防ぐための分散剤、導電性粒子を覆う被覆剤として機能する。
【００１８】
溶媒１０５は、導電性粒子を分散または溶解させるためのものである。溶媒としては、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等、エポキシ樹脂、珪素樹脂（シリコーン）等の有機樹脂を適宜用いる。
【００１９】
基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなどのセラミック等絶縁物質で形成される基板、プラスチック基板、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。プラスチック基板の代表例としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはポリフタールアミド、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）、ポリイミドからなるプラスチック基板、直径数ｎｍの無機粒子が分散された有機材料で形成される基板等が挙げられる。また、基板１０１は可とう性を有するものでもよい。ここでは、基板１００としてポリカーボネートを用いる。
【００２０】
ここでは、ノズル１０２から液滴吐出法により導電性粒子を含む組成物１０３を基板上に吐出する。
【００２１】
次に、図１（Ｂ）に示すように、塗布された組成物１０４に、酸素雰囲気中で第１のレーザ光１１１を照射する。
【００２２】
第１のレーザ光１１１の波長は、組成物１０４が吸収することが可能な波長を用いることが好ましく、代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザ光を適宜選択して照射する。なお、遮光性を有する組成物には、可視領域や赤外領域などのレーザ光を照射することが好ましく、透光性を有する組成物には、紫外領域などのレーザ光を照射することが好ましい。
【００２３】
このようなレーザ光を発振することが可能なレーザ発振器としては、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶を使った固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波〜第５高調波を適宜適用するのが好ましい。
【００２４】
また、第１のレーザ光１１１は、連続発振のレーザ光やパルス発振のレーザ光を適宜適用することができる。パルス発振のレーザ光においては、通常、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯を用いるが、それよりも著しく高い１０ＭＨｚ以上の発振周波数を有するパルス発振レーザを用いてもよい。
【００２５】
第１のレーザ光１１１の断面形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）を適宜用いればよい。また、このような断面形状となるように光学系で加工すると好ましい。
【００２６】
第１のレーザ光１１１のエネルギー又はパワーは、導電性粒子１０６の表面に形成される有機樹脂１０７や溶媒の一部や全部を蒸発させる程度が好ましい。また、組成物に含まれる金導電性粒子、及び第１のレーザ光を照射して形成した平滑な導電層がそれぞれ溶融しない大きさとすることが好ましい。
【００２７】
第１のレーザ光を組成物１０４に照射するときの雰囲気は、酸素雰囲気が好ましく、代表的には、１０〜１００ｖｏｌ％、好ましくは２０〜６０ｖｏｌ％、更に好ましくは３０〜５０ｖｏｌ％の酸素を含む雰囲気が望ましい。なお、このとき、酸素と窒素の混合気体や、酸素と希ガスの混合気体雰囲気とすることができる。レーザ光の照射時における雰囲気をこのような酸素濃度とすることで、組成物に含まれる溶媒や有機樹脂が酸素と反応し除去され、導電性粒子の密度が高まると共に、表面が平滑な導電層を形成することができる。
【００２８】
酸素雰囲気中で第１のレーザ光１１１を組成物１０４に照射すると、雰囲気中の酸素と、組成物の溶媒１０５及び導電性粒子１０６の表面に形成される有機樹脂１０７の一部又は全部が反応し蒸発し、図１（Ｃ）に示すように、表面が平滑化された第１の導電層１２１が形成される。なお、図１（Ｃ）で示す破線１２２は、組成物１０４の形状である。
【００２９】
なお、第１のレーザ光１１１を照射する前に、５０〜１００度で組成物の溶媒を蒸発させてもよい。溶媒をあらかじめ蒸発（揮発）させておくことで、第１のレーザ光１１１を照射したときに起こる反応を十分行わせ、より平滑化を図ることができる。
【００３０】
次に、第１の導電層１２１に第２のレーザ光１２３を照射し、図１（Ｄ）に示すような第２の導電層１３１を形成する。このときの雰囲気を、窒素、希ガス、水素のいずれか一つ以上とする。第２のレーザ光１２３を照射するときの雰囲気を窒素や希ガスなどの不活性雰囲気とすることで、第２の導電層１３１の酸化を防ぐことができる。また、水素を含む還元雰囲気とすることで、第１の導電層の酸化物を還元することが可能であり、第２の導電層の抵抗値をさらに低減することができる。
【００３１】
第２のレーザ光１２３の波長及び形状は、第１のレーザ光１１１に列挙したいずれか一を適宜用いることができる。
【００３２】
第２のレーザ光１２３のエネルギーまたはパワーは、第１のレーザ光１１１よりも大きいことが好ましい。また、第２のレーザ光のパワー密度（エネルギー）は、第１の導電層が溶融しない大きさとすることが好ましい。この結果、平滑性を保ちつつ、第１の導電層を緻密化することが可能であり、平滑性を有すると共に、抵抗値の低い第２の導電層１３１を形成することができる。
【００３３】
なお、図１（Ｄ）において、破線１３２は図１（Ｃ）の第１の導電層１２１の形状を示す。
【００３４】
以上の工程により、平滑性を有し、且つ抵抗値の低い導電層を形成することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、導電性粒子を含む組成物の塗布及び第１のレーザ光の照射を同時に行って第１の導電層を形成した後、第２のレーザ光を照射して、平滑性を有し、且つ抵抗値の低い導電層を形成する形態について、図２を用いて説明する。
【００３６】
図２（Ａ）に示すように、基板１０１に第１のレーザ光１４１を照射した状態で、ノズル１０２から導電性粒子を含む組成物１０３を液滴吐出法により吐出する。このとき、酸素雰囲気とする。この結果、吐出された導電性粒子を含む組成物は、基板１０１上に着弾する間及び着弾した後、第１のレーザ光１４１に照射され、組成物１０３に含まれる溶媒、及び導電性粒子表面に形成される有機樹脂が雰囲気中の酸素と反応し蒸発して、図２（Ｂ）に示すような、第１の導電層１４２が形成される。
【００３７】
次に、窒素、希ガス、または水素雰囲気で第１の導電層１４２に第２のレーザ光１４３を照射して第１の導電層１４２を緻密化して、図２（Ｃ）に示すように、第２の導電層１５１を形成することができる。なお、図２（Ｃ）において、破線１５２は図２（Ｂ）の第１の導電層１４２の形状を示す。
【００３８】
本実施の形態では、第１のレーザ光１４１及び第２のレーザ光１４３はそれぞれ、実施の形態１の第１のレーザ光１１１及び第２のレーザ光１２３の条件を適宜選択することができる。
【００３９】
本実施の形態により、導電性粒子を含む組成物を吐出しながら第１のレーザ光を照射した後、第２のレーザ光を照射して平滑性を有し、且つ抵抗値の低い導電層を形成することができる。このため、実施の形態１と比較して短時間で平滑性を有し、抵抗値の低い導電層を形成することが可能である。
【実施例１】
【００４０】
本実施例では、配線を形成する工程について図３を用いて説明する。図３は、配線としてゲート配線を形成する基板の上面図である。
【００４１】
図３（Ａ）に示すように、基板２０１上に櫛型状に組成物２０２が塗布される。ここでは、基板２０１としてガラス基板を用い、組成物として銀粒子を有する組成物を用い、液滴吐出法により当該組成物を吐出する。
【００４２】
次に、酸素雰囲気中において、組成物２０２に第１のレーザ光２１１を照射し、組成物２０２の溶媒及び導電性粒子表面に形成される有機樹脂を酸素と反応させて、平滑性を有する第１の導電層２０３を形成する。
【００４３】
ここでは、第１のレーザ光２１１としては、ＹＡＧ（Ｎｄ：  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）の基本波（１０６４ｎｍ）を線状に加工したレーザ光を複数の塗布された組成物に同時に照射する。
【００４４】
次に、図３（Ｂ）に示すように、窒素雰囲気中において、第１の導電層２０３に第２のレーザ光２１２を照射して、第１の導電層２０３を緻密化して、抵抗値の低い第２の導電層２０４を形成する。
【００４５】
ここでは、第２のレーザ光２１２としては、ＹＡＧの基本波を線状に加工したレーザ光を複数の第１の導電層２０３に照射する。
【００４６】
なお、図３においては、ゲート配線の形成方法を示したが、同様の手法によりアンテナを形成することができる。図５に本実施例により形成したアンテナの上面図を示す。図５（Ａ）に示すように、アンテナは方形コイル状２７１や、円形コイル状とすることができる。また、図５（Ｂ）に示すように方形ループ状２７２や円形ループ状をアンテナとすることができる。また、図５（Ｃ）に示すように直線型ダイポール状２７３や曲線型ダイポール状のアンテナとすることができる。
【００４７】
以上の工程により、短時間でスループットを向上させながら、平滑性を有し且つ抵抗値の低い導電層を形成することができる。
【実施例２】
【００４８】
本実施例では、透光性を有する電極を形成する工程について図４を用いて説明する。図４は、透光性を有する電極としてパッシブマトリクス型の表示装置の画素電極を形成する基板の上面図である。
【００４９】
図４（Ａ）に示すように、基板２０１上に矩形状の組成物２５１を塗布する。透光性を有する導電層を形成するためには、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、および亜鉛（Ｚｎ）から選ばれる元素を一以上含む組成物を塗布し、第１のレーザ光及び第２のレーザ光を照射して、導電性酸化物を形成することが好ましい。ここでは、基板２０１としてガラス基板を用い、組成物としてスズ、及びインジウムを有する組成物を用い、印刷法により当該組成物を印刷する。
【００５０】
次に、３０ｖｏｌ％酸素雰囲気中において、組成物２５１に第１のレーザ光２６１を照射し、組成物２５１の溶媒及び導電性粒子表面に形成される有機樹脂を酸素と反応させて、平滑性を有する第１の導電層２５２を形成する。
【００５１】
ここでは、第１のレーザ光２６１として楕円形状のＮｄ：ＹＶＯ４の第３高調波（３５５ｎｍ）を用いて塗布された組成物に照射する。
【００５２】
次に、図４（Ｂ）に示すように、窒素雰囲気中において、第１の導電層２５２に第２のレーザ光２６２を照射して、第１の導電層２５２を緻密化して、抵抗値の低い第２の導電層２５３を形成する。
【００５３】
ここでは、第２のレーザ光２６２として楕円形状のＮｄ：ＹＶＯ４の第３高調波（３５５ｎｍ）を用いて、塗布された組成物に照射する。
【００５４】
以上の工程により、短時間でスループットを向上させながら、平滑性を有し且つ抵抗値の低い導電層を形成することができる。
【実施例３】
【００５５】
本実施例では、逆スタガ型薄膜トランジスタを形成する工程について図６を用いて説明する。図６は、逆スガタ型薄膜トランジスタの段面図である。
【００５６】
図６（Ａ）に示すように、基板３０１上に  導電性粒子を含む組成物３０２を塗布する。組成物３０２としては、有機樹脂３０５がコーティングされた導電性粒子３０４、及び導電性粒子３０４を分散させる溶媒３０３で構成される。ここでは、基板３０１としてガラス基板を用いる。組成物３０２として銀粒子を有する組成物を用い、液滴吐出法により当該組成物を吐出する。
【００５７】
次に、３０ｖｏｌ％酸素雰囲気中において、組成物３０２に第１のレーザ光３０６を照射し、組成物３０２の溶媒及び導電性粒子３０４表面に形成される有機樹脂３０５を酸素と反応させて、図６（Ｂ）に示すような平滑性を有する第１の導電層３１１を形成する。なお、図６（Ｂ）で示す破線３１２は、図６（Ａ）に示す組成物３０２の形状である。
【００５８】
ここでは、第１のレーザ光２１１として、ＹＡＧの基本波を線状に加工したレーザ光を用いて塗布された組成物に照射する。
【００５９】
次に、窒素雰囲気中において、第１の導電層３１１に第２のレーザ光３１３を照射し、図６（Ｃ）に示すような、緻密化された抵抗値の低い第２の導電層３２１を形成する。
【００６０】
ここでは、第２のレーザ光３１３としては、ＹＡＧの基本波を線状に加工したレーザ光を第１の導電層３１１に照射する。
【００６１】
次に、図１（Ｄ）にしめすように、第２の導電層３２１上にゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁層３３１、第１の半導体層３３２、導電性を有する第２の半導体層３３３を形成する。
【００６２】
第１の絶縁層３３１はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、その他の珪素を含む絶縁膜の単層又は積層構造で形成する。ここではプラズマＣＶＤ法により第１の絶縁層３３１として、基板３０１側から窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）を積層する。
【００６３】
第１の半導体層３３２としては、非晶質半導体、非晶質状態と結晶状態とが混在したセミアモルファス半導体（ＳＡＳとも表記する）、非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶粒を観察することができる微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜で形成した後、所定の形状にエッチングして形成する。第１の半導体層の膜厚は、１０〜６０ｎｍとすることが好ましい。
【００６４】
また、結晶性半導体膜は、非晶質半導体膜を又はＳＡＳを、加熱又はレーザ照射により結晶化して形成することができる。また、直接、結晶性半導体膜を形成してもよい。さらには、非晶質半導体膜を又はＳＡＳに、ニッケル等の結晶化を促進または助長する金属を添加し加熱して短時間で結晶化することができる。
【００６５】
第２の半導体層３３３は導電性を有する。ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、１５属の元素、代表的にはリンまたはヒ素を添加する。また、ｐチャネルＴＦＴを形成する場合には、１３属の元素、代表的にはボロンを添加する。第２の半導体層は、珪化物気体にボロン、リン、ヒ素のような１３属又は１５属の元素を有する気体を加えたプラズマＣＶＤ法で成膜した後、所定の形状にエッチングして形成する。
【００６６】
また、第１の半導体層として、有機半導体材料を適宜用いることができる。代表例としては、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が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、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。
【００６７】
その他にも、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより第１の半導体層を形成することができる。なお、このような前駆体を経由する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。
【００６８】
ここでは、ＣＶＤ法により非晶質珪素膜を形成し、シランガスと０．５％フォスフィンガスとを用いてリンを有する非晶質珪素膜を形成した後、選択的にエッチングして、非晶質珪素で形成される第１の半導体層３３２、及びリンを有する非晶質珪素で形成される第２の半導体層３３３を形成する。
【００６９】
次に、２の導電層３２１と同様に、第２の半導体層３３３上に導電性粒子を含む組成物を塗布し第１のレーザ光及び第２のレーザ光を照射して、ソース電極、ドレイン電極として機能する第３の導電層３４１を形成する。次に、第３の導電層３４１をマスクとして２の半導体層３３３をエッチングして、図６（Ｅ）に示すように、ソース領域及びドレイン領域３４２を形成する。
【００７０】
本実施例で形成されるゲート電極の表面は平滑性を有するため、凹凸差が小さく、リーク電流が少ない薄膜トランジスタを、ばらつき低く作製することができる。なお、本実施例を適宜用いてチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタ、順スタガ型薄膜トランジスタ、コプレナー型薄膜トランジスタ等を適宜作製することが可能である。
【実施例４】
【００７１】
本実施例では、薄膜トランジスタに接続される導電層を有する半導体装置の作製方法について、図７を用いて説明する。ここでは、導電層として画素電極を形成し、半導体装置として液晶表示パネルを形成する。また、図７においては、液晶表示パネルの一画素の断面図を示して、以下説明する。
【００７２】
図７（Ａ）に示すように、基板７００上にＴＦＴ７０１、及びＴＦＴ７０１覆う絶縁層７２２、７２３を形成する。
【００７３】
ここでは、ＴＦＴは、半導体層、ゲート絶縁膜７１６、ゲート電極７１７、ゲート電極の側壁に設けられたサイドウォール７１８で構成される。半導体層は、ソース領域及びドレイン領域７１９、低濃度不純物領域７２０、チャネル形成領域７２１で構成される。また、低濃度不純物領域７２０は、サイドウォール７１８に覆われている。また、ＴＦＴ７０１を覆う絶縁層７２２が形成されている。絶縁層７２２は、パッシベーション膜として機能し、外部からの不純物、代表的にはアルカリ金属等の汚染物質をブロックする効果があり、ＴＦＴが汚染されることがなく、信頼性が向上したＴＦＴ７０１を提供することができる。なお、パッシベーション膜としては、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜等が挙げられる。
【００７４】
なお、ＴＦＴ７０１の半導体層は、実施例３で示す第１の半導体層と同様に形成することができる。
【００７５】
また、ＴＦＴ７０１は、２００度から６００度の温度（好適には３５０度から５５０度）で結晶化した結晶質半導体層（低温ポリシリコン層）や、６００度以上の温度で結晶化した結晶質半導体層（高温ポリシリコン層）を用いることができる。なお、基板上に高温ポリシリコン層を作成する場合は、ガラス基板では熱に脆弱な場合があるので、石英基板を使用するとよい。
【００７６】
低濃度不純物領域やソース領域及びドレイン領域には、ｐ型又はｎ型の導電型を付与する元素が添加されている。ここでは、ソース領域及びドレイン領域７１９及び低濃度不純物領域７２０には、ｎ型の導電型を付与する不純物元素を、イオン注入法やイオンドープ法で自己整合的に添加して形成することができる。
【００７７】
なお、ここでは、ＴＦＴ７０１が低濃度不純物領域７２０やサイドウォール７１８を有する構成を示すが、本発明はこの構成に制約されない。必要がなければ低濃度不純物領域やサイドウォールは設けなくてもよい。
【００７８】
また、ＴＦＴ７０１と、パッシベーション膜として機能する絶縁層７２２を覆うように、絶縁層７２３を形成する。これらの絶縁層７２３は、表面を平坦化するために設けられている。ソース配線又はドレイン配線として機能する導電層７２４は、ソース領域及びドレイン領域７１９に接し、絶縁層７２２及び７２３に設けられたコンタクトホールを充填する。
【００７９】
次に、絶縁層７２２、７２３の一部をエッチングして開口部を設けた後、ソース領域及びドレイン領域７１９に接続する導電層７２４を形成する。
【００８０】
次に、スクリーン印刷法により、絶縁層７２３及び導電層７２４上に、実施の形態２と同様に導電性粒子を含む組成物７５２を印刷する。
【００８１】
ここでは、スズ、及びインジウムを有する組成物を印刷する。このような組成物を用いて画素電極を用いることで、後に透過型発光表示パネルを作製することができる。また、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅））、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属粒子を含む組成物を用いることで反射性を有する画素電極を形成することができる。このような画素電極を用いることで、後に反射型発光表示パネルを作製することができる。
【００８２】
さらには、上記透光性を有する画素電極及び反射性を有する画素電極を一画素ごとに形成することで、半透過型表示パネルを作製することができる。
【００８３】
次に、実施例２と同様に、３０ｖｏｌ％酸素雰囲気中において、印刷された組成物７５２に第１のレーザ光７５３を照射し、組成物７５２の溶媒及び導電性粒子表面に形成される有機樹脂を酸素と反応させて、図７（Ｂ）に示すように、平滑性を有する第１の導電層７５４を形成する。なお、破線７５５は図７（Ａ）の組成物７５２の形状を示す。
【００８４】
ここでは、第１のレーザ光７５３としては、楕円形状のＮｄ：ＹＶＯ４の第３高調波（３５５ｎｍ）を用いて印刷された組成物に照射する。
【００８５】
次に、窒素雰囲気中において、第１の導電層７５４に第２のレーザ光７５６を照射して、第１の導電層７５４を緻密化して、図７（Ｃ）に示すように、平坦性を有し抵抗値の低い第２の導電層７５８を形成する。
【００８６】
ここでは、第２のレーザ光７５６としては、楕円形状のＮｄ：ＹＶＯ４の第３高調波（３５５ｎｍ）を用いて第１の導電層７５４に照射する。なお、破線７５７は図７（Ｂ）の第１の導電層７５４の形状を示す。
【００８７】
以上の工程により、アクティブマトリクス基板を形成することができる。
【００８８】
次に、印刷法やスピンコート法により、絶縁膜を成膜し、ラビングを行って配向膜７６０を形成する。なお、配向膜７６０は、斜方蒸着法により形成することもできる。
【００８９】
次に、配向膜７６４、第２の画素電極（対向電極）７６３、及び着色層７６２が設けられた対向基板７６１において、画素部の周辺の領域に液滴吐出法により閉ループ状のシール材（図示しない。）を形成する。シール材には、フィラーが混入されていてもよく、さらに、対向基板７６１にはカラーフィルタや遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。
【００９０】
次に、ディスペンサ式（滴下式）により、シール材で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下したのち、真空中で、対向基板とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせ、紫外線硬化を行って、液晶材料が充填された液晶層７６５を形成する。なお、液晶層７６５を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）の代わりに、対向基板を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶材料を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いることができる。
【００９１】
この後、走査線、信号線の接続端子部に、接続導電層を介して配線基板、代表的にはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｅｒｃｕｉｔを貼り付ける。以上の工程により、液晶表示パネルを形成することができる。
【００９２】
なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン又はソース配線層とを接続することにより、静電破壊を防止することができる。
【実施例５】
【００９３】
本実施例では、薄膜トランジスタに接続される導電層を有する半導体装置の作製方法について、図８、９を用いて説明する。ここでは、導電層として画素電極を形成し、半導体装置として発光表示パネルを形成する。さらに、図８においては、発光表示パネルの一画素を示して、以下説明する。
【００９４】
図８（Ａ）に示すように、基板４０１上にスクリーン印刷法により、実施例２と同様に導電性粒子を含む組成物４０２、４０３を印刷する。ここでは、導電性粒子を含む組成物４０２は後の薄膜トランジスタのゲート電極として機能する導電層となり、導電性粒子を含む組成物４０３は後の画素電極として機能する導電層となる。ここでは、スズ、及びインジウムを有する組成物を印刷する
【００９５】
次に、実施例２と同様に、３０ｖｏｌ％酸素雰囲気において導電性粒子を含む組成物４０２、４０３に第１のレーザ光４０４を照射する。この結果、図８（Ｂ）に示すように、平滑性を有する第１の導電層４１１、４１２を形成する。なお、破線４１３、４１４は図８（Ａ）の組成物４０２、４０３の形状を示す。
【００９６】
次に、第１の導電層４１１、４１２に第２のレーザ光４１５を照射して、平滑性を有すると共に抵抗値の低い第２の導電層４２１、４２２を形成することができる。破線４２３、４２４は図８（Ｂ）の第１の導電層４１１、４１２の形状を示す。
【００９７】
次に、図８（Ｄ）に示すように、実施例３と同様に第２の導電層４２１上に第１の絶縁層４３１、第１の半導体層４３２、導電性を有する第２の半導体層４３３を形成する。
【００９８】
次に、図８（Ｅ）に示すように、画素電極として機能する第２の導電層４２２上の第１の絶縁層４３１の一部をエッチングして第２の導電層４２２の一部を露出した後、実施例２と同様に第３の導電層４４２、４４３を形成する。なお、一部がエッチングされた第１の絶縁層を第２の絶縁層４４０と示す。第３の導電層４４２、４４３は、ソース電極、及びドレイン電極として機能し、第３の導電層４４３は、第２の半導体層及び第２の導電層４２２に接続する。
【００９９】
次に、実施例３と同様に、第３の導電層４４２、４４３をマスクとして用いて第２の半導体層の一部をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域４４４、４４５を形成する。
【０１００】
以上の工程により、薄膜トランジスタ４４６及び薄膜トランジスタ４４６に接続する画素電極として機能する第２の導電層４２２を形成することができる。
【０１０１】
次に、第２の絶縁層４４０上に印刷法により第３の絶縁層４５１を形成する。第３の絶縁層４５１は、画素電極として機能する第２の導電層４２２の一部を除く領域に形成する。なお、第３の絶縁層４５１が形成されない領域は後の発光素子の発光領域となる。
【０１０２】
次に、第３の絶縁層４５１をマスクとして第２の絶縁層４４０をエッチングして、第２の導電層４２２の一部を露出する。
【０１０３】
次に、第２の導電層４２２の露出部及び第３の絶縁層４５１の一部に発光物質を有する層４５３を形成し、その上に画素電極として機能する第３の導電層４５４を形成する。以上の工程により第２の導電層４２２、発光物質を有する層４５３、及び第３の導電層４５４で構成される発光素子４５５を形成することができる。発光物質を有する層は膜厚が薄いため、第２の導電層が平滑性を有することで歩留まり高く発光素子及び発光表示パネルを形成することができる。
【０１０４】
ここでは、赤色を表示する発光素子として、第１の画素電極として機能する第２の導電層として膜厚１２５ｎｍの酸化珪素を含むＩＴＯ層を形成する。また、発光層として、ＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ＮＰＢを１０ｎｍ、ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））が添加されたＮＰＢを３０ｎｍ、Ａｌｑ３を３０ｎｍ、Ａｌｑ３を３０ｎｍ、及びＬｉＦを１ｎｍ積層して形成する。第２の画素電極として機能する第３の導電層として、膜厚２００ｎｍのＡｌ層を形成する。
【０１０５】
また、緑色を表示する発光素子として、第１の画素電極として機能する第２の導電層として膜厚１２５ｎｍの酸化珪素を含むＩＴＯ層を形成する。また、発光層として、ＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ＮＰＢを１０ｎｍ、クマリン５４５Ｔ（Ｃ５４５Ｔ）が添加されたＡｌｑ３を４０ｎｍ、Ａｌｑ３を３０ｎｍ、及びＬｉＦを１ｎｍ積層して形成する。第２の画素電極として機能する第３の導電層として、膜厚２００ｎｍのＡｌ層を形成する。
【０１０６】
また、青色を表示する発光素子として、第１の画素電極として機能する第２の導電層として膜厚１２５ｎｍの酸化珪素を含むＩＴＯ層を形成する。また、発光層として、ＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ＮＰＢを１０ｎｍ、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）が添加された、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ：）を３０ｎｍ、Ａｌｑ３を３０ｎｍ、及びＬｉＦを１ｎｍ積層して形成する。第２の画素電極として機能する第３の導電層として、膜厚２００ｎｍのＡｌ層を形成する。
【０１０７】
次に、第３の導電層４５４上に保護膜を形成することが好ましい。
【０１０８】
この後、実施例３と同様に、走査線、信号線の接続端子部に、接続導電層を介して配線基板、代表的にはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｅｒｃｕｉｔを貼り付ける。以上の工程により、発光表示パネルを形成することができる。
【０１０９】
なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。
【実施例６】
【０１１０】
上記実施例で示す発光表示パネルの画素回路、及びその動作構成について、図９を用いて説明する。発光表示パネルの動作構成は、ビデオ信号がデジタルの表示装置において、画素に入力されるビデオ信号が電圧で規定されるのものと、電流で規定されるものとがある。ビデオ信号が電圧によって規定されるものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が電流によって規定されるものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。本実施例では、ＣＶＣＶ動作をする画素を図９（Ａ）及び（Ｂ）用いて説明する。また、ＣＶＣＣ動作をする画素を図９（Ｃ）を用いて説明する。
【０１１１】
図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す画素は、列方向に信号線３７１０及び電源線３７１１、行方向に走査線３７１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ３７０１、駆動用ＴＦＴ３７０３、容量素子３７０２及び発光素子３７０５を有する。
【０１１２】
なお、スイッチング用ＴＦＴ３７０１及び駆動用ＴＦＴ３７０３は、オンしているときは線形領域で動作する。また駆動用ＴＦＴ３７０３は発光素子３７０５に電圧を印加するか否かを制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましい。また駆動用ＴＦＴ３７０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。また、駆動用ＴＦＴ３７０３のチャネル幅Ｗとチャネルと長Ｌの比（Ｗ／Ｌ）は、ＴＦＴの移動度にもよるが１〜１０００であることが好ましい。Ｗ／Ｌが大きいほど、ＴＦＴの電気特性が向上する。
【０１１３】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示す画素において、スイッチング用ＴＦＴ３７０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用ＴＦＴ３７０１がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子３７０２にそのビデオ信号の電圧が保持される。
【０１１４】
図９（Ａ）において、電源線３７１１がＶｓｓで発光素子３７０５の対向電極がＶｄｄの場合、発光素子の対向電極は陽極であり、駆動用ＴＦＴ３７０３に接続される電極は陰極である。この場合、駆動用ＴＦＴ３７０３の特性バラツキによる輝度ムラを抑制することが可能である。
【０１１５】
図９（Ａ）において、電源線３７１１がＶｄｄで発光素子３７０５の対向電極がＶｓｓの場合、発光素子の対向電極は陰極であり、駆動用ＴＦＴ３７０３に接続される電極は陽極である。この場合、Ｖｄｄより電圧の高いビデオ信号を信号線３７１０に入力することにより、容量素子３７０２にそのビデオ信号の電圧が保持され、駆動用ＴＦＴ３７０３が線形領域で動作するので、ＴＦＴのバラツキによる輝度ムラを改善することが可能である。
【０１１６】
図９（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ３７０６と走査線３７１５を追加している以外は、図９（Ａ）に示す画素構成と同じである。
【０１１７】
ＴＦＴ３７０６は、新たに配置された走査線３７１５によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ３７０６がオンとなると、容量素子３７０２に保持された電荷は放電し、駆動用ＴＦＴ３７０３がオフとなる。つまり、ＴＦＴ３７０６の配置により、強制的に発光素子３７０５に電流が流れない状態を作ることができる。そのためＴＦＴ３７０６を消去用のＴＦＴと呼ぶことができる。従って、図９（Ｂ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、発光のデューティ比を向上することが可能となる。
【０１１８】
上記動作構成を有する画素において、発光素子３７０５の電流値は、線形領域で動作する駆動用ＴＦＴ３７０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性のバラツキを抑制することが可能であり、ＴＦＴ特性のバラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０１１９】
次に、ＣＶＣＣ動作をする画素を図９（Ｃ）を用いて説明する。図９（Ｃ）に示す画素は、図９（Ａ）に示す画素構成に、電源線３７１２、電流制御用ＴＦＴ３７０４が設けられている。なお、図９（Ｃ）に示す画素において、駆動用ＴＦＴ３７０３のゲート電極を、列方向に配置された電源線３７１２を、行方向に配置された電源線３７１２に接続してもよい。
【０１２０】
なお、スイッチング用ＴＦＴ３７０１は線形領域で動作し、駆動用ＴＦＴ３７０３は飽和領域で動作する。また駆動用ＴＦＴ３７０３は発光素子３７０５に流れる電流値を制御する役目を有し、電流制御用ＴＦＴ３７０４は飽和領域で動作し発光素子３７０５に対する電流の供給を制御する役目を有する。
【０１２１】
なお、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示される画素でも、ＣＶＣＣ動作をすることは可能である。また、図９（Ｃ）に示される動作構成を有する画素は、図９（Ａ）及び（Ｂ）と同様に、発光素子の電流の流れる方向によって、Ｖｄｄ及びＶｓｓを適宜変えることが可能である。
【０１２２】
上記構成を有する画素は、電流制御用ＴＦＴ３７０４が線形領域で動作するために、電流制御用ＴＦＴ３７０４のＶｇｓの僅かな変動は、発光素子３７０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子３７０５の電流値は、飽和領域で動作する駆動用ＴＦＴ３７０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０１２３】
特に、非晶質半導体等を有する薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用ＴＦＴの半導体膜の面積を大きくすると、ＴＦＴのバラツキの低減が可能であるため好ましい。また、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴの数が少ないため開口率を増加させることが可能である。
【０１２４】
なお、容量素子３７０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などで、まかなうことが可能な場合には、容量素子３７０２を設けなくてもよい。
【０１２５】
また、薄膜トランジスタの半導体領域が非晶質半導体膜で形成される場合は、しきい値がシフトしやすいため、しきい値を補正する回路を画素内又は画素周辺に設けることが好ましい。
【０１２６】
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にＴＦＴが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。一方、パッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にＴＦＴが設けられていないため、高開口率となる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。
【実施例７】
【０１２９】
本実施例では、上記実施例で示される表示パネルを有するモジュールについて、図１０を用いて説明する。図１０は表示パネル９５０１と、回路基板９５０２を組み合わせたモジュールを示している。回路基板９５０２には、例えば、コントロール回路９５０４や信号分割回路９５０５などが形成されている。また、表示パネル９５０１と回路基板９５０２とは、接続配線９５０３で接続されている。表示パネル９５０１に実施例３〜５で示すような、液晶表示パネル、発光表示パネルを適宜用いることができる。
【０１３０】
この表示パネル９５０１は、発光素子が各画素に設けられた画素部９５０６と、走査線駆動回路９５０７、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９５０８を備えている。画素部９５０６の構成は、実施例１又は実施例２と同様である。また、走査線駆動回路９５０７や信号線駆動回路９５０８は、異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等の手法により、基板上にＩＣチップで形成される走査線駆動回路９５０７、信号線駆動回路９５０８を実装する。
【０１３１】
本実施例により、歩留まり高く表示パネルを有するモジュールを形成することが可能である。
【実施例８】
【０１３２】
本実施例では、実施例１で作製した導電層を有する基板を用いて形成された無線チップ（無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグ、ＲＦＩＤタグともよぶ。）に代表される半導体装置について図１１を用いて説明する。ここでは、導電層は、アンテナとして機能する。
【０１３３】
本実施例の半導体装置は、複数の回路が集積された構成を有し、複数の電界効果トランジスタを有する層５３０が形成されている。また、実施例１により、アンテナが基板上に形成されている。ここでは、実施例１で形成されるアンテナを有する基板５３１を示す（図１１（Ａ）参照。）。複数の電界効果トランジスタを含む層５３０は様々な複数のトランジスタ５０１、５０２を有する。
【０１３４】
まず、複数の電界効果トランジスタを含む層５３０の断面構造について説明する。単結晶半導体基板５００上には、ゲート絶縁層５０８、５０９が形成される。ゲート絶縁層上には、ゲート電極５０６、５０７が形成され、ゲート電極５０６、５０７及びゲート絶縁層５０８、５０９の側壁には、サイドウォール５１０〜５１３が形成される。
【０１３５】
ここでは、単結晶半導体基板５００としては、ｐ型シリコン基板を用いる。ゲート絶縁層５０８、５０９はｐ型シリコン基板を熱酸化して形成する。ゲート電極５０６、５０７は、ＣＶＤ法により多結晶シリコン層を形成する。サイドウォール５１０〜５１３は、全面に絶縁層を形成後、異方性エッチングにより、ゲート電極５０６、５０７の側壁に絶縁層を残存させることにより形成したものである。
【０１３６】
また、ソース領域及びドレイン領域５１４〜５１７には、ｎ型の導電型を付与する不純物元素が添加されている。また、低濃度不純物領域５１８〜５２１には、ｎ型の導電型を付与する不純物元素が添加されている。これらのソース領域及びドレイン領域５１４〜５１７及び低濃度不純物領域５１８〜５２１は、イオン注入法やイオンドープ法で自己整合的に形成された領域である。また、各不純物領域は、素子分離領域５０６ａ〜５０６ｃで分離されている。
【０１３７】
単結晶半導体基板５００上に、絶縁層５２２が設けられており、これらの絶縁層５２２は、表面を平坦化するために設けられている。ソース配線及びドレイン配線として機能する導電層５４１〜５４４は、ソース領域及びドレイン領域５１４〜５１７に接し、絶縁層５２２に設けられたコンタクトホールを充填する。そして、導電層５４１〜５４４を覆うように、絶縁層５４５が設けられている。絶縁層５４５は、ＴＦＴを保護する目的で設けられている。なお、絶縁層５４５は一部開口部が設けられ、導電層５４１が露出される。
【０１３８】
なお、ここでは、ｎチャネル型ＴＦＴが低濃度不純物領域５１８〜５２１やサイドウォール５１０〜５１３を有する構成を示すが、本発明はこの構成に制約されない。必要がなければ低濃度不純物領域やサイドウォールは設けなくてもよい。また、本実施形態の回路は、ｎチャネル型トランジスタで構成されているがこれに限られず、ｎチャネル型トランジスタ及びｐチャネル型トランジスタで構成しても良い。
【０１３９】
導電層５３２を有する基板５３１には、導電層の接続端子５３２ａが形成されている。
【０１４０】
本実施例の半導体装置は、図１１（Ｂ）に示すように、導電層を有する基板５３１と、複数の電界効果トランジスタを含む層５３０とが、異方性導電接着剤５５２で接着されている。また、異方性導電接着剤５５２には、導電性粒子５５１が分散されており、当該導電性粒子を介して導電層の接続端子５３２ａと、ｎチャネル型ＴＦＴのソース電極又はドレイン電極として機能する導電層５４１とが接続されている。
【０１４１】
異方性導電接着剤の代表例としては、分散した導電性粒子５５１（粒径が、数ｎｍ〜数十μｍ、好ましくは３〜７μｍ程度）を含有する接着性樹脂であり、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、導電性粒子５５１は、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一元素、若しくは複数の元素で形成される。また、これらの元素の多層構造を有する粒子でも良い。更には、樹脂で形成された粒子の表面に、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一元素、若しくは複数の元素で形成される薄膜が形成された導電性粒子を用いてもよい。
【０１４２】
以上の工程により、無線チップに代表される半導体装置を作製することができる。
【実施例９】
【０１４３】
上記実施例の無線チップに代表される半導体装置の構成について、図１２を参照して説明する。図１２に示すように、本発明の半導体装置２０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調・変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、データバス１７、アンテナ（アンテナコイル）１８、センサ２１、センサ回路２２を有する。
【０１４４】
電源回路１１は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、半導体装置２０の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路１２は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、半導体装置２０の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調・変調回路１３は、リーダライタ１９と交信するデータを復調・変調する機能を有する。制御回路１４は、記憶回路１６を制御する機能を有する。アンテナ１８は、電磁界或いは電波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ１９は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、半導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
【０１４５】
記憶回路１６は、一対の導電層間に有機化合物層が挟まれた記憶素子を有することを特徴とする。なお、記憶回路１６は、一対の導電層間に有機化合物層が挟まれた記憶素子のみを有していてもよいし、他の構成の記憶回路を有していてもよい。他の構成の記憶回路とは、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリから選択される１つ又は複数に相当する。
【０１４６】
センサ２１は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの素子で形成される。センサ回路２２はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して制御回路１４に信号を出力する。
【実施例１０】
【０１４７】
本発明により無線チップに代表される半導体装置を作製することができる。無線チップの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図１３（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１３（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図１３（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図１３（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図１３（Ｅ）、図１３（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。また、上記半導体装置を、動物類、人体等に用いることができる。
【０１４８】
無線チップは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。
【０１４９】
また、本発明より形成することが可能な無線チップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線チップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。
【実施例１１】
【０１５０】
上記実施例に示される半導体装置を有する電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図１４を参照して説明する。
【０１５１】
図１４（Ａ）に示す携帯情報端末は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２は、実施例１〜６で示すものを適用することができる。本発明の一である表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯情報端末を安価に提供することができる。
【０１５２】
図１４（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、実施例１〜６で示すものを適用することができる。本発明の一である表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能なデジタルビデオカメラを安価に提供することができる。
【０１５３】
図１４（Ｃ）に示す携帯端末は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２は、実施例１〜６で示すものを適用することができる。本発明の一である表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯端末を安価に提供することができる。
【０１５４】
図１４（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、実施例１〜６で示すものを適用することができる。本発明の一である表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯型のテレビジョン装置を安価に提供することができる。このようなテレビジョン装置は携帯電話などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広く適用することができる。
【０１５５】
図１４（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、実施例１〜６で示すものを適用することができる。本発明の一である表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯型のコンピュータを安価に提供することができる。
【０１５６】
図１４（Ｆ）に示すテレビジョン装置は、本体９６０１、表示部９６０２等を含んでいる。表示部９６０２は、実施例１〜６で示すものを適用することができる。本発明の一である表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能なテレビジョン装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の導電層の形成方法を示した断面図である。
【図２】本発明の導電層の形成方法を示した断面図である。
【図３】本発明の導電層の形成方法を示した上面図である。
【図４】本発明の導電層の形成方法を示した上面図である。
【図５】本発明の導電層を示した上面図である。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を示した断面図である。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を示した断面図である。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法を示した断面図である。
【図９】本発明の半導体装置に適用可能な等価回路図である。
【図１０】本発明の半導体装置を示した上面図である。
【図１１】本発明の半導体装置の作製方法を示した断面図である。
【図１２】本発明の半導体装置を示した図である。
【図１３】本発明の半導体装置の応用例を示した図である。
【図１４】本発明の半導体装置の応用例を示した図である。
【図１５】従来の導電層の表面の凹凸を示した写真及び図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１０】
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【図１４】
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【図１５】
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