(57)【要約】【課題】  本発明は、液滴を吐出して配線などのパターンを形成するに際し、微細な配線を形成できる技術を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、液滴吐出法（インクジェット法ともよばれる）によりパターンを形成するに際し、その下地として、多孔質（微孔質も含む）物質の被膜を形成する。本発明の配線基板の一は、多孔質膜と、多孔質膜上に接する導電層とを有することを特徴とする。本発明の半導体装置は、上記構造の導電層をゲート電極とした薄膜トランジスタを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質膜と、前記多孔質膜上に接する導電層とを有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
絶縁層と、前記絶縁層上に多孔質膜と、前記多孔質膜上に接する導電層とを有する配線基板。
【請求項３】
第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に多孔質膜と、前記多孔質膜上に接する導電層と、前記多孔質膜及び前記導電層を覆う第２の絶縁層とを有することを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記多孔質膜と前記導電層とは同じ領域に積層されることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記多孔質膜は細孔を有し、
前記導電層は、導電性材料から形成され、
前記細孔の一部には、前記導電性材料が充填されていることを特徴とする配線基板。
【請求項６】
第１の導電層と、前記第１の導電層に達する開口部を有する多孔質膜と、
前記開口部において第１の導電層と接続する第２の導電層とを有することを特徴とする配線基板。
【請求項７】
第１の導電層と、前記第１の導電層上に絶縁層と、前記絶縁層上に多孔質膜とを有し、
前記絶縁層及び前記多孔質膜は、前記第１の導電層に達する開口部を有し、
前記開口部において第１の導電層と接続する第２の導電層を有することを特徴とする配線基板。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記多孔質膜は細孔を有し、
前記第２の導電層は、導電性材料から形成され、
前記細孔の一部には、前記導電性材料が充填されていることを特徴とする配線基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、
前記多孔質膜は、有機材料又は珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された多孔質材料、多孔性有機樹脂材料または多孔質シリカ材料からなることを特徴とする配線基板。
【請求項１０】
請求項３において、前記第１の絶縁層または前記第２の絶縁層は、珪素の酸化物材料又は窒化物材料からなることを特徴とする配線基板。
【請求項１１】
請求項１乃至５のいずれか一項において、前記導電層は、銀、金、銅又はインジウム錫酸化物からなることを特徴とする配線基板。
【請求項１２】
請求項６乃至１０のいずれか一項において、前記第１の導電層または第２の導電層は、銀、金、銅又はインジウム錫酸化物からなることを特徴とする配線基板。
【請求項１３】
多孔質膜を形成し、導電性材料を含む組成物を吐出して、前記多孔質膜上に接して導電層を形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１４】
絶縁層を形成し、前記絶縁層上に多孔質膜を形成し、導電性材料を含む組成物を吐出して、前記多孔質膜上に接して導電層を形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１５】
第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に多孔質膜を形成し、導電性材料を含む組成物を吐出して、前記多孔質膜上に接して導電層を形成し、前記多孔質膜及び前記導電層を覆う第２の絶縁層を形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５のいずれか一項において、前記多孔質膜を前記導電層と接しない部分をエッチングすることを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のいずれか一項において、前記多孔質膜は細孔を有して形成し、
前記細孔の一部に、前記導電性材料を含む組成物を充填することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１８】
第１の導電層を形成し、第１の導電層上に多孔質膜を形成し、
前記多孔質膜に前記第１の導電層に達する開口部を形成し、
前記開口部に、導電性材料を含む組成物を吐出して、第１の導電層と接して第２の導電層を形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１９】
第１の導電層を形成し、第１の導電層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層上に多孔質膜を形成し、
前記絶縁層及び前記多孔質膜に前記第１の導電層に達する開口部を形成し、
前記開口部に、導電性材料を含む組成物を吐出して、第１の導電層と接して第２の導電層を形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９において、
前記多孔質膜は細孔を有して形成し、
前記細孔の一部に、導電性材料を含む組成物を充填することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項２１】
請求項１３乃至２０のいずれか一項において、
前記多孔質膜は、有機材料又は珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された多孔質材料、多孔性有機樹脂材料または多孔質シリカ材料より形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項２２】
請求項１５において、
前記絶縁層は、珪素の酸化物材料又は窒化物材料で形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項２３】
請求項１３乃至請求項２２のいずれか一項において、
前記組成物は、銀、金、銅又はインジウム錫酸化物を含むことを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項２４】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の導電層をゲート電極とした薄膜トランジスタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２５】
請求項６乃至１２のいずれか一項に記載の第１の導電層をゲート電極、第２の導電層をソース電極またはドレイン電極とした薄膜トランジスタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２６】
請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載の導電層をゲート電極とした薄膜トランジスタ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２７】
請求項１８乃至２４のいずれか一項に記載の第１の導電層をゲート電極、第２の導電層をソース電極またはドレイン電極とした薄膜トランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出法を用いた配線基板及びその作製方法、並びに半導体装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出法は、フラットパネルディスプレイの分野に応用され、活発に開発が進められている。液滴吐出法は、直接描画するためにマスクが不要、大型基板に適用しやすい、材料の利用効率が高い等の多くの利点を有し、カラーフィルタやプラズマディスプレイの電極等の作製に応用されている。
【０００３】
液滴吐出法で電子機器における配線などのパターンを形成するときに、細線化するために、液滴の吐出量の制御と、下地面に対してプラズマ処理などが行われていた（例えば、特許文献１参照。）。それにより、５０μｍ程度の配線の形成が可能となっていた。
【特許文献１】特開２００３−１３３６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子機器の分野では、さらに細い線幅の配線を形成することが望まれていた。例えば、表示パネルでは５〜１０μｍ程度の配線を形成する技術が必要とされていた。
【０００５】
しかしながら、従来の技術において行われている、下地面の表面処理を行うのみでは十分な細線化は達成できなかった。また、プラズマ処理では、一時的に表面状態が改質されるものの、時間の経過と共にその状態が変化してしまい、プロセスの再現性に問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑み、液滴を吐出して配線などのパターンを形成するに際し、微細な配線を形成できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した従来技術の課題を解決するために、本発明においては以下の手段を講じる。
【０００８】
本発明は、液滴吐出法（インクジェット法ともよばれる）によりパターンを形成するに際し、その下地として、多孔質（微孔質も含む）物質の被膜を形成することによって、上記問題点を解決する。
【０００９】
多孔質とは多数の細孔（空孔）を有する性質をいい、多数の細孔を有する物質を多孔質物質という。多孔質物質は、物質中の細孔の占める割合（多孔度）、細孔の大きさ分布、及び細孔形状によって特徴づけられる。細孔の大きさは、物質によって異なり、２ｎｍ以下のものをミクロ孔（ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ）、２〜５０ｎｍのものをメソ孔（ｍｅｓｏｐｏｒｅ）、５０ｎｍ以上のものをマクロ孔（ｍａｃｒｏｐｏｒｅ）と分類される。また、多孔質膜には、その多孔度によって、微孔質膜と呼ばれるものから多孔質膜まであるが、本発明では、膜に液滴がしみ込めればよいので、孔を有して物質（気体、液体などの分子、イオン等）をとどめる機能を有する膜ならば、その多孔度に関わらず用いることができ、本発明において、そのような膜を多孔質膜という。
【００１０】
多孔質膜は、内部に空孔を有する膜であり、下地に多孔質の被膜を形成しておくことで、吐出された液滴がその細孔（空孔）にしみ込み（吸着され）、パターンが横に広がるのを防ぐことができる。多孔質膜中に吐出物が進入する方法は、重力により多孔質膜中の細孔に進入する場合、また、多孔質膜表面の電気状態などにより、吐出物を吸着する場合などがあり、本発明はその方法に限定されない。すなわち本発明は、従来無機又は有機膜上に液滴を吐出した場合に、それが留まることなく横に広がってしまうのを防ぐことにより細線化を実現するものである。
【００１１】
多孔質膜としては、無機多孔質材料でも有機多孔質材料でもよく、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質シリコン、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。多孔質シリコンは、電気化学的処理によりシリコン表面に形成される低密度シリコン層である。無機多孔質材料としては、他に酸化アルミニウム（アルミナとも言われる）の微粒子からなる膜などを用いることができる。また、無孔質材料に、多孔質の溶射皮膜、電解酸化皮膜、化成皮膜あるいはエッチング処理等を施して、多孔質化して形成した多孔質膜を用いても良い。また多孔質膜の膜厚は、０．０５〜１μｍのものを用いることができる。
【００１２】
本発明の配線基板の一は、多孔質膜と、多孔質膜上に接する導電層とを有する。
【００１３】
本発明の配線基板の一は、絶縁層と、絶縁層上に多孔質膜と、多孔質膜上に接する導電層とを有する。
【００１４】
本発明の配線基板の一は、第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に多孔質膜と、多孔質膜上に接する導電層と、多孔質膜及び導電層を覆う第２の絶縁層とを有することを特徴とする。また第２の絶縁層は、珪素の酸化物材料又は窒化物材料で形成することができる。
【００１５】
上記構造において、多孔質膜は導電層の下地膜として形成され、導電層が接しない部分は、エッチングしても良い。よって多孔質膜と導電層とは同じ領域（パターン）に積層される。また、多孔質膜は細孔を有しているので、その上に吐出された導電性材料は、多孔質膜の細孔に進入する。よって、細孔の一部には、導電性材料が充填されている。
【００１６】
本発明の配線基板の一は、第１の導電層と、第１の導電層に達する開口部を有する多孔質膜と、開口部において第１の導電層と接続する第２の導電層とを有する。
【００１７】
本発明の配線基板の一は、第１の導電層と、第１の導電層上に絶縁層と、絶縁層上に多孔質膜とを有し、絶縁層及び多孔質膜は、第１の導電層に達する開口部を有し、開口部において第１の導電層と接続する第２の導電層を有する。
【００１８】
上記構成において、前述のように、多孔質膜は細孔を有しているので、その上に吐出された第２の導電層を形成する導電性材料は、多孔質の細孔に進入する。よって、細孔の一部には、導電性材料が充填されている。
【００１９】
多孔質膜は、有機材料又は珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された多孔質材料、多孔性有機樹脂材料または多孔質シリカ材料などを用いることができる。
【００２０】
また、絶縁層は、珪素の酸化物材料又は窒化物材料で形成することを特徴とする。これは、上記材料で形成した薄膜の誘電率等がゲート絶縁膜として適当であるということに起因する。
【００２１】
また、開口部が設けられた絶縁層は、有機材料又は珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料で形成してもよい。有機材料は、その平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがなく、好適である。また、有機材料は、誘電率が低い。そのため、複数の配線の層間絶縁体として用いると、配線容量が低減し、多層配線を形成することが可能となり、高性能化及び高機能化が実現される。
【００２２】
一方、珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料としては、シロキサン系ポリマーが代表例として挙げられ、詳しくは、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料である。この材料も平坦性に優れており、また透明性や耐熱性をも有し、シロキサンポリマーからなる絶縁体を形成後に３００度〜６００度程度以下の温度で加熱処理を行うことができる。この加熱処理により、例えば水素化と焼成の処理を同時に行うことができる。また、開口部が設けられた絶縁層は、１００ｎｍ〜２μｍの厚さで形成することを特徴とする。これは、絶縁層には、下層と上層のパターンを接続する開口部が設けられるためである。
【００２３】
導電層、または第１、第２の導電層は、銀、金、銅又はインジウム錫酸化物を含む組成物で形成することを特徴とする。これらの材料は、分子をナノオーダーに加工することができ、それらの粒子を溶媒中に分散させれば、液滴吐出法により簡単に描画することができる。
【００２４】
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、表示装置、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【００２５】
本発明の半導体装置の一は、上記構造の導電層をゲート電極とした薄膜トランジスタを有することを特徴とする。また、上記構造の第１の導電層をゲート電極に、第２の導電層をソース電極またはドレイン電極とした薄膜トランジスタを有する。
【００２６】
本発明の配線基板の作製方法の一は、多孔質膜を形成し、導電性材料を含む組成物を吐出して、多孔質膜上に接して導電層を形成する。
【００２７】
本発明の配線基板の作製方法の一は、絶縁層を形成し、絶縁層上に多孔質膜を形成し、導電性材料を含む組成物を吐出して、多孔質膜上に接して導電層を形成する。
【００２８】
本発明の配線基板の作製方法の一は、第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層上に多孔質膜を形成し、導電性材料を含む組成物を吐出して、多孔質膜上に接して導電層を形成し、多孔質膜及び導電層を覆う第２の絶縁層を形成する。
【００２９】
本発明の配線基板の作製方法の一は、第１の導電層を形成し、第１の導電層上に多孔質膜を形成し、多孔質膜に第１の導電層に達する開口部を形成し、開口部に、導電性材料を含む組成物を吐出して、第１の導電層と接して第２の導電層を形成することを特徴とする。多孔質膜は、層間膜としての機能も果たすため、工程が増加することなく、導電層の細線化もすることができる。
【００３０】
本発明の配線基板の作製方法の一は、第１の導電層を形成し、第１の導電層上に絶縁層を形成し、絶縁層上に多孔質膜を形成し、絶縁層及び多孔質膜に第１の導電層に達する開口部を形成し、開口部に、導電性材料を含む組成物を吐出して、第１の導電層と接して第２の導電層を形成する。
【００３１】
上記構成において、多孔質膜の導電層と接しない部分をエッチングしてもよい。よって多孔質膜と導電層とは同じ領域に同じパターンで積層して形成する。しかし層間膜として用いるときは、そのまま多孔質膜を残し、その上に覆うように絶縁層を形成してもよい。また、多孔質膜は細孔を有しているので、その上に吐出された導電性材料は、多孔質の細孔に進入する（しみ込む）。細孔の一部に、導電性材料を吸着し、充填する。本発明により、多孔質膜が導電層の下地となり、導電性材料を含む組成物を吸着するので、導電層は横に広がることなく、細線化して形成することができる。
【００３２】
導電層、または第１、第２の導電層は、銀、金、銅又はインジウム錫酸化物を含む組成物で形成することができる。これらの材料は、分子をナノオーダーに加工することができ、それらの粒子を溶媒中に分散させれば、液滴吐出法により簡単に描画することができる。
【００３３】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、上記工程によって作製された導電層をゲート電極とした薄膜トランジスタを形成することを特徴とする。また、上記工程によって作製された第１の導電層をゲート電極に、第２の導電層をソース電極またはドレイン電極とした薄膜トランジスタを形成する。
【発明の効果】
【００３４】
下地に多孔質の被膜を形成しておくことで、吐出された液滴がしみ込み、パターンが横に広がるのを防ぐことができ、液滴吐出法で形成される配線基板、液滴吐出法による配線を有する半導体装置などの配線の細線化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、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、本発明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。
（実施の形態１）
【００３６】
本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。基板１０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からなるガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス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（図１（Ａ）参照）。次に、基板１０上に、絶縁層１１を形成する。絶縁層１１は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の公知の方法により、珪素を含む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層１１は下地膜として用い、形成しなくても良いが、基板１０からの汚染物質などを遮断する効果がある。
【００３７】
続いて、絶縁層１１の上に、多孔質膜１２を形成する。多孔質膜としては、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。無機多孔質材料としては、他に酸化アルミニウム（アルミナとも言われる）の微粒子からなる膜などを用いることができる。また、シロキサン結合を有する多孔質材料としては、置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いても良い。
【００３８】
シロキサン結合を有する多孔質膜は、ＣＶＤ法や蒸着法を用いても良いが、スピンコート法に代表される塗布法、または液滴吐出法を用いても良い。塗布法で形成する場合、まず、純水での洗浄を行った後、濡れ性を向上させるためにシンナープリウェット処理を行い、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合を有する低分子成分（前駆体）を溶媒に溶解させたワニスと呼ばれる液状原料を基板上にスピンコート法などにより塗布する。その後、ワニスを基板とともに加熱して溶媒の揮発（蒸発）と、低分子成分の架橋反応とを進行させることによって、薄膜を得ることができる。そして、塗布膜が形成された基板端面周辺部の塗布膜を除去する。また、絶縁層（隔壁）を形成する場合には、所望の形状にするパターニングを行えばよい。また、膜厚は、スピン回転数、回転時間、ワニスの濃度および粘度によって制御する。多孔質シリカ材料としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、水、エタノール混合溶液でゲル膜を形成した後、溶媒を揮発させて形成した多孔質シリカ膜を用いることができる。
【００３９】
次に、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層１３を形成する。この導電層１３の形成は、液滴吐出手段１４を用いて行う。液滴吐出手段１４とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つ又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。液滴吐出手段１４が具備するノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。
【００４０】
導電性材料を含む組成物は、下地として形成された多孔質膜１２の上に吐出されるので、吐出された液滴がしみ込み、パターンが横に広がるのを防ぐことができる。よって、所望なパターンの微細な配線を形成することができる。
【００４１】
吐出口から吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、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、アセトン等の有機溶剤等を用いる。組成物の粘度は５０ｃｐ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜５０ｍＰａ・Ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は１０〜２０ｍＰａ・Ｓに設定するとよい。
【００４２】
各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．０１〜１０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。
【００４３】
組成物を吐出する工程は、減圧下で行うと、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略することができる。また、減圧下で行うと、導電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。また、組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜６０分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミングは特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、一般的には１００〜８００度（好ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。
【００４４】
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ4等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板１００の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、該基板１０が破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、プラスチック基板等の耐熱性が弱い基板にも影響を与えない。
【００４５】
上記工程を経て、絶縁層１１、多孔質膜１２及び導電層１３が完成する。なお、多孔質膜１２は、液滴吐出法によって形成される導電層１３の下地膜として用いるので、下記の２つの工程のうち、どちらかの工程を行う。
【００４６】
１つは、多孔質膜１２及び導電層１３の上に保護膜として絶縁層１６を形成する工程である（図１（Ｃ）参照）。該絶縁層１６としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよいが、好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。
【００４７】
もう１つは、導電層１３をマスクとして、多孔質膜１２をエッチングして、多孔質膜１７を形成する工程である（図１（Ｄ）参照）。
【００４８】
上記のように形成された導電層は配線として用いてもよいし、導電層１３をゲート電極、絶縁層１１をゲート絶縁膜として、薄膜トランジスタの１つの構成要素として用いてもよい。
【００４９】
上記のように、導電層１３の下地膜として多孔質膜１２を形成する本発明により、導電層を所望なパターンに、細線化することができる。
（実施の形態２）
【００５０】
本発明の実施の形態について、図２を用いて説明する。基板２０は、ガラス基板、石英基板等を用いる。次に、基板２０上に、導電体（導体）又は半導体２１を形成する。ここでは、半導体２１を例示する。なお、必要に応じて、基板２０からの不純物の侵入を防止するために、基板２０上に下地膜を形成するとよい。
【００５１】
次に、基板２０上に、多孔質膜２２を形成する。この多孔質膜は、層間膜としても機能する。多孔質膜２２は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、ＳＯＧ（Spin On Glass）法、スピンコート法及び液滴吐出法等の公知の方法を用いて、５０ｎｍ〜５μｍ（好適には１００ｎｍ〜２μｍ）の厚さで形成する。多孔質膜としては、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。無機多孔質材料としては、他に酸化アルミニウム（アルミナとも言われる）の微粒子からなる膜などを用いることができる。また、シロキサン結合を有する多孔質材料としては、置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いても良い。
【００５２】
シロキサン結合を有する多孔質膜は、ＣＶＤ法や蒸着法を用いても良いが、スピンコート法に代表される塗布法、または液滴吐出法を用いても良い。塗布法で形成する場合、まず、純水での洗浄を行った後、濡れ性を向上させるためにシンナープリウェット処理を行い、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合を有する低分子成分（前駆体）を溶媒に溶解させたワニスと呼ばれる液状原料を基板上にスピンコート法などにより塗布する。その後、ワニスを基板とともに加熱して溶媒の揮発（蒸発）と、低分子成分の架橋反応とを進行させることによって、薄膜を得ることができる。そして、塗布膜が形成された基板端面周辺部の塗布膜を除去する。また、絶縁層（隔壁）を形成する場合には、所望の形状にするパターニングを行えばよい。また、膜厚は、スピン回転数、回転時間、ワニスの濃度および粘度によって制御する。多孔質シリカ材料としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、水、エタノール混合溶液でゲル膜を形成した後、溶媒を揮発させて形成した多孔質シリカ膜を用いることができる。
【００５３】
有機材料は、その平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがなく、好適である。また、有機材料は、誘電率が低い。そのため、複数の配線の層間絶縁体として用いると、配線容量が低減し、多層配線を形成することが可能となり、高性能化及び高機能化が実現される。但し、有機材料は、脱ガス発生の防止のため、その下層と上層に、珪素を含む無機材料で薄膜を形成するとよい。具体的には、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法により、窒化酸化珪素膜や窒化珪素膜を形成するとよい。
【００５４】
シロキサン系ポリマーは、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料の代表例として挙げたものであり、上記条件の範疇にある様々な材料を用いることができる。このシロキサン系ポリマーは、平坦性に優れており、また透明性や耐熱性をも有し、シロキサンポリマーからなる絶縁体を形成後に３００度〜６００度程度以下の温度で加熱処理を行うことができる。この加熱処理により、例えば水素化と焼成の処理を同時に行うことができる。
【００５５】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、多孔質膜２２をパターン加工して、開口部（コンタクトホール）２３を形成する（図２（Ａ）参照。）。ウエットエッチング、ドライエッチングのいずれの方法を用いても構わないが、ドライエッチングを用いると、高アスペクト比（３以上）の開口部２３を形成できるため、多層配線を形成する場合には、ドライエッチング法を用いるとよい。また、開口部２３を形成する際に用いるマスクは、ポリイミドやアクリル等の有機材料を用いて、液滴吐出法により形成してもよい。
【００５６】
なお、開口部２３の形成には、フォトリソグラフィ技術ではなく、液滴吐出法を用いてもよく、この場合、ノズルから、ウエットエッチング液を吐出することで行う。但し、開口部２３のアスペクト比の制御のため、水などの溶媒で適宜洗浄する工程を追加するとよい。勿論、この洗浄の工程も、液滴吐出法を用いて、ノズルから吐出する液滴を水に交換するか、または、溶液が充填されたヘッドを交換すると、同一の装置で連続処理が可能となり、処理時間の観点から好ましい。上記のいずれかの方法によって、開口部２３の形成後、下層の半導体２１が露出した状態となる。
【００５７】
次に、多孔質膜２２上に導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層２５を形成する（図２（Ｂ）参照。）。この導電層２５の形成は、液滴吐出手段２６を用いて行う。導電性材料を含む組成物は、下地として形成された多孔質膜２２の上に吐出されるので、吐出された液滴がしみ込み、パターンが横に広がるのを防ぐことができる。よって、導電層２５は所望なパターンで微細に形成することができる。
【００５８】
上記工程を経て導電層２５が完成する。
【００５９】
次に、多孔質膜２２及び導電層２５の上に保護膜として絶縁層２７を形成する（図２（Ｃ）参照）。該絶縁層２７としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよいが、好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。
【００６０】
上記のように形成された導電層は、上層と下層を接続する配線として用いるとよい。また、図示しないが、本発明に従って形成された導電層を積層すれば、多層配線を形成することが可能となる。多層配線は、ＣＰＵなどの半導体素子を多数組み込む必要がある機能回路に用いることが好適であり、高集積化を可能とし、大幅な小型化が実現され、さらに、配線を引き回す必要がないため、高速化が実現する。
【００６１】
上記のように、導電層２５の下地膜として多孔質膜２２を形成する本発明により、導電層を所望なパターンに、細線化することができる。また、本実施の形態において多孔質膜２２は層間膜（平坦化膜）としての機能も兼ねるので、工程が増加しないという利点がある。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態３）
【００６２】
本発明の実施の形態について、図６を用いて説明する。基板６０は、ガラス基板、石英基板等を用いる（図６（Ａ））。次に、基板６０上に、導電体（導体）又は半導体６１を形成する。ここでは、半導体６１を例示する。なお、必要に応じて、基板６０からの不純物の侵入を防止するために、基板６０上に下地膜を形成するとよい。
【００６３】
次に、基板６０上に、層間膜として絶縁層６２を形成する。絶縁層６２は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、ＳＯＧ（Spin On Glass）法、スピンコート法及び液滴吐出法等の公知の方法を用いて、５０ｎｍ〜５μｍ（好適には１００ｎｍ〜２μｍ）の厚さで形成する。
【００６４】
有機材料は、その平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがなく、好適である。また、有機材料は、誘電率が低い。そのため、複数の配線の層間絶縁体として用いると、配線容量が低減し、多層配線を形成することが可能となり、高性能化及び高機能化が実現される。但し、有機材料は、脱ガス発生の防止のため、その下層と上層に、珪素を含む無機材料で薄膜を形成するとよい。具体的には、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法により、窒化酸化珪素膜や窒化珪素膜を形成するとよい。
【００６５】
シロキサン系ポリマーは、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料の代表例として挙げたものであり、上記条件の範疇にある様々な材料を用いることができる。このシロキサン系ポリマーは、平坦性に優れており、また透明性や耐熱性をも有し、シロキサンポリマーからなる絶縁体を形成後に３００度〜６００度程度以下の温度で加熱処理を行うことができる。この加熱処理により、例えば水素化と焼成の処理を同時に行うことができる。
【００６６】
絶縁層６２の上に多孔質膜６４を０．０５〜４μｍ程度の膜厚で形成する。多孔質膜６４としては、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。また、シロキサン結合を有する多孔質材料としては、置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いても良い。
【００６７】
シロキサン結合を有する多孔質膜は、ＣＶＤ法や蒸着法を用いても良いがスピンコート法に代表される塗布法、または液滴吐出法を用いても良い。塗布法で形成する場合、まず、純水での洗浄を行った後、濡れ性を向上させるためにシンナープリウェット処理を行い、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合を有する低分子成分（前駆体）を溶媒に溶解させたワニスと呼ばれる液状原料を基板上にスピンコート法などにより塗布する。その後、ワニスを基板とともに加熱して溶媒の揮発（蒸発）と、低分子成分の架橋反応とを進行させることによって、薄膜を得ることができる。そして、塗布膜が形成された基板端面周辺部の塗布膜を除去する。また、絶縁層（隔壁）を形成する場合には、所望の形状にするパターニングを行えばよい。また、膜厚は、スピン回転数、回転時間、ワニスの濃度および粘度によって制御する。多孔質シリカ材料としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、水、エタノール混合溶液でゲル膜を形成した後、溶媒を揮発させて形成した多孔質シリカ膜を用いることができる。
【００６８】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁層６２及び多孔質膜６４をパターン加工して、開口部（コンタクトホール）６３を形成する（図６（Ａ）参照。）。ウエットエッチング、ドライエッチングのいずれの方法を用いても構わないが、ドライエッチングを用いると、高アスペクト比（３以上）の開口部６３を形成できるため、多層配線を形成する場合には、ドライエッチング法を用いるとよい。また、開口部６３を形成する際に用いるマスクは、ポリイミドやアクリル等の有機材料を用いて、液滴吐出法により形成してもよい。
【００６９】
なお、開口部６３の形成には、フォトリソグラフィ技術ではなく、液滴吐出法を用いてもよく、この場合、ノズルから、ウエットエッチング液を吐出することで行う。但し、開口部６３のアスペクト比の制御のため、水などの溶媒で適宜洗浄する工程を追加するとよい。勿論、この洗浄の工程も、液滴吐出法を用いて、ノズルから吐出する液滴を水に交換するか、または、溶液が充填されたヘッドを交換すると、同一の装置で連続処理が可能となり、処理時間の観点から好ましい。上記のいずれかの方法によって、開口部６３の形成後、下層の半導体６１が露出した状態となる。
【００７０】
次に、多孔質膜６４上に導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層６５を形成する（図６（Ｂ）参照。）。この導電層６５の形成は、液滴吐出手段６６を用いて行う。導電性材料を含む組成物は、下地として形成された多孔質膜６４の上に吐出されるので、吐出された液滴が多孔質膜中の空孔にしみ込み、パターンが横に広がるのを防ぐことができる。よって、導電層６５は所望なパターンで微細に形成することができる。
【００７１】
次に、導電層６５をマスクとして、多孔質膜６４をエッチングし、多孔質膜６８を形成する（図６（Ｃ）参照。）。
【００７２】
上記のように形成された導電層は、上層と下層を接続する配線として用いるとよい。また、図示しないが、本発明に従って形成された導電層を積層すれば、多層配線を形成することが可能となる。多層配線は、ＣＰＵなどの半導体素子を多数組み込む必要がある機能回路に用いることが好適であり、高集積化を可能とし、大幅な小型化が実現され、さらに、配線を引き回す必要がないため、高速化が実現する。
【００７３】
上記のように、導電層６５の下地膜として多孔質膜６４、６８を形成する本発明により、導電層を所望なパターンに、細線化することができる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態４）
【００７４】
本発明の実施の形態について、図１１を用いて説明する。基板１６０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からなるガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス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（図１１（Ａ）参照）。次に、基板１６０上に、絶縁層１６１を形成する。絶縁層１６１は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の公知の方法により、珪素を含む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層１６１は下地膜として用い、形成しなくても良いが、基板１６０からの汚染物質などを遮断する効果がある。
【００７５】
続いて、絶縁層１６１の上に、多孔質膜１６２を形成する。多孔質膜としては、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。無機多孔質材料としては、他に酸化アルミニウム（アルミナとも言われる）の微粒子からなる膜などを用いることができる。また、シロキサン結合を有する多孔質材料としては、置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いても良い。
【００７６】
シロキサン結合を有する多孔質膜は、ＣＶＤ法や蒸着法を用いても良いが、スピンコート法に代表される塗布法、または液滴吐出法を用いても良い。液滴吐出法を用いる場合、その後のパターニングが必要なくなり、工程が簡略化する利点がある。塗布法で形成する場合、まず、純水での洗浄を行った後、濡れ性を向上させるためにシンナープリウェット処理を行い、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合を有する低分子成分（前駆体）を溶媒に溶解させたワニスと呼ばれる液状原料を基板上にスピンコート法などにより塗布する。その後、ワニスを基板とともに加熱して溶媒の揮発（蒸発）と、低分子成分の架橋反応とを進行させることによって、薄膜を得ることができる。そして、塗布膜が形成された基板端面周辺部の塗布膜を除去する。また、絶縁層（隔壁）を形成する場合には、所望の形状にするパターニングを行えばよい。また、膜厚は、スピン回転数、回転時間、ワニスの濃度および粘度によって制御する。多孔質シリカ材料としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、水、エタノール混合溶液でゲル膜を形成した後、溶媒を揮発させて形成した多孔質シリカ膜を用いることができる。
【００７７】
次に、レジストからなるフォトマスクなどを用いて、多孔質膜１６２をパターニングする。多孔質膜１６２は、導電層の下地膜となるので、導電層形成領域と同じ箇所にパターニングされ、多孔質膜１６６が形成される（図１１（B）参照。）。
【００７８】
次に、導電性材料を含む組成物を、多孔質膜１６６上に吐出して、導電層１６３を形成する（図１１（C）参照。）。この導電層１６３の形成は、液滴吐出手段１６４を用いて行う。液滴吐出手段１６４とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つ又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。液滴吐出手段１６４が具備するノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。
【００７９】
導電性材料を含む組成物は、下地として形成された多孔質膜１６６の上に吐出されるので、吐出された液滴がしみ込み、パターンが横に広がるのを防ぐことができる。図１１（Ｃ）では、導電性材料を含む組成物は、多孔質膜１６６の膜厚方向中程までしみ込んだ例を示したが、絶縁層１６１まで達してしみ込んでも良い。よって、導電性材料を含む組成物は、あらかじめ形成された多孔質膜上にのみ形成されるので、所望なパターンで微細な配線を形成することができる。
【００８０】
吐出口から吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、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、アセトン等の有機溶剤等を用いる。組成物の粘度は５０ｃｐ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜５０ｍＰａ・ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は１０〜２０ｍＰａ・ｓに設定するとよい。
【００８１】
各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．０１〜１０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。
【００８２】
組成物を吐出する工程は、減圧下で行うと、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略することができる。また、減圧下で行うと、導電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。また、組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜６０分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミングは特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、一般的には１００〜８００度（好ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。
【００８３】
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ4等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板１６０の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、該基板１６０が破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、プラスチック基板等の耐熱性が弱い基板にも影響を与えない。
【００８４】
また、図示しないが、多孔質膜１６６及び導電層１６３の上に保護膜として絶縁層を形成してもよい。該絶縁層としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよいが、好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。
【００８５】
上記のように形成された導電層は配線として用いてもよいし、導電層１６３をゲート電極、絶縁層１６１をゲート絶縁膜として、薄膜トランジスタの１つの構成要素として用いてもよい。
【００８６】
上記のように、導電層１６３の下地膜として多孔質膜１６６を形成する本発明により、導電層を所望なパターンに、細線化することができる。
（実施の形態５）
【００８７】
本発明の実施の形態について、図３乃至図５、図７を用いて説明する。より詳しくは、本発明を適用した薄膜トランジスタの作製方法、該薄膜トランジスタを用いた半導体装置（表示装置）の作製方法について説明する。まず、ゲート電極とソース・ドレイン配線の作製に本発明を適用した、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタの作製方法と、前記薄膜トランジスタを用いた表示装置の作製方法について、図３、図５（Ａ）を用いて説明する。チャネルエッチ型のトランジスタは、非晶質半導体（アモルファスシリコン、ａ−Ｓｉ）をチャネル部としたトランジスタである。
【００８８】
基板２００上に、多孔質膜２０１を形成する。多孔質膜としては、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。無機多孔質材料としては、他に酸化アルミニウム（アルミナとも言われる）の微粒子からなる膜などを用いることができる。形成方法としては、塗布法や液滴吐出法などを用いればよい。また、無孔質材料に、多孔質の溶射皮膜、電解酸化皮膜、化成皮膜あるいはエッチング処理等を施して、多孔質化して形成した多孔質膜を用いても良い。多孔質シリカ材料としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、水、エタノール混合溶液でゲル膜を形成した後、溶媒を揮発させて形成した多孔質シリカ膜を用いることができる。
【００８９】
次に、導電性材料を含む組成物を吐出して、後にゲート電極として機能する導電層２０２を形成する。この導電層２０２の形成は、液滴吐出手段を用いて行う。次に、多孔質膜２０１及び導電層２０２の上に保護膜として絶縁層２１９を形成する（図３（Ａ）参照）。該絶縁層２１９としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよいが、好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。
【００９０】
次に、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層２０３、非晶質半導体層２０４、Ｎ型非晶質半導体層２０５を積層して形成する（図３（Ｂ）参照）。続いて、レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスク２０６を形成し、該マスク２０６を用いて、非晶質半導体層２０４、Ｎ型非晶質半導体層２０５を同時にパターン加工して、非晶質半導体層２０７、Ｎ型非晶質半導体層２０８、２０９を形成する。マスク２０６を除去した後、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層２１０、２１１を形成し、該導電層２１０、２１１をマスクとして、Ｎ型非晶質半導体層をパターン加工して、Ｎ型非晶質半導体層２０８、２０９を形成する（図３（Ｃ）参照）。なお、図示しないが、導電層２１０、２１１を形成する前に、導電層２１０、２１１がゲート絶縁膜２０３と接す部分に選択的に多孔質膜を形成しても良い。そうすると、多孔質膜によって導電層２１０、２１１は細線化できる。
【００９１】
上記工程を経て、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタが完成する。次に、絶縁層２１２、２１３、２１４を積層形成する。絶縁層２１３としては、有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料で形成することが好ましい。また実施の形態２で示したように、層間膜である絶縁層２１３に多孔質膜を用いても良い。そして、有機材料を用いた場合には、脱ガス発生の防止のため、絶縁層２１２、２１４に、珪素を含む無機材料で薄膜を形成するとよい。
【００９２】
その後、絶縁層２１４上に、多孔質膜２１５を形成する。多孔質膜としては、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。無機多孔質材料としては、他に酸化アルミニウム（アルミナとも言われる）の微粒子からなる膜などを用いることができる。形成方法としては、塗布法や液滴吐出法などを用いればよい。また、無孔質材料に、多孔質の溶射皮膜、電解酸化皮膜、化成皮膜あるいはエッチング処理等を施して、多孔質化して形成した多孔質膜を用いても良い。多孔質シリカ材料としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、水、エタノール混合溶液でゲル膜を形成した後、溶媒を揮発させて形成した多孔質シリカ膜を用いることができる。
【００９３】
フォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁層２１２、２１３、２１４、多孔質膜２１５に開口部を形成する（図３（Ｄ）参照）。次に、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層２２５を形成する。この導電層２２５の形成も液滴吐出手段を用いて行う。次に、導電層２１５をマスクとし、多孔質膜２２５をエッチングする。
【００９４】
続いて、導電層２２５と接するように、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層２１７、２１８を形成する（図５（Ａ）参照）。導電層２１７、２１８は、透光性を有する導電性材料により形成し、具体的には、インジウム錫酸化物、ＩＴＯと酸化珪素から構成されるＩＴＳＯを用いて形成する。続いて、土手（隔壁ともよばれる）となる絶縁層２２３を形成し、導電層２１８に接するように、電界発光層２２０、導電層２２１、遮蔽体２２２を積層形成して、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。上記構成では、発光素子を駆動するトランジスタがＮ型トランジスタであり、導電層２１８が陰極、導電層２２１が陽極に相当する。そして、発光素子から発せられる光は、基板２００側に出射する、所謂下面出射を行う表示装置が完成する。上記の作製工程において、  液滴吐出方法により導電層２０２、２２５を作製する前に、多孔質膜を形成しておくことで、該導電層２０２、２２５を所望なパターンに、細線化して形成することができる。    
【００９５】
続いて、ゲート電極の作製に本発明を適用した、チャネル保護型の薄膜トランジスタの作製方法と、前記薄膜トランジスタを用いた表示装置の作製方法について、図４、図５（Ｂ）を用いて説明する。チャネル保護型のトランジスタは、非晶質半導体をチャネル部としたトランジスタである。
【００９６】
基板２５０上に、多孔質膜２５１を形成する。多孔質膜としては、シロキサン結合を有する多孔質材料（例えば、メチルシロキサン系ポリマー骨格を有する多孔質材料）、多孔質ポリイミドに代表される多孔性の有機樹脂材料、多孔質シリカ材料などを適用することができる。無機多孔質材料としては、他に酸化アルミニウム（アルミナとも言われる）の微粒子からなる膜などを用いることができる。形成方法としては、塗布法液滴吐出法などを用いればよい。また、無孔質材料に、多孔質の溶射皮膜、電解酸化皮膜、化成皮膜あるいはエッチング処理等を施して、多孔質化して形成した多孔質膜を用いても良い。多孔質シリカ材料としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、水、エタノール混合溶液でゲル膜を形成した後、溶媒を揮発させて形成した多孔質シリカ膜を用いることができる。
【００９７】
次に、導電性材料を含む組成物を吐出して、後にゲート電極として機能する導電層２５２を形成する。この導電層２５２の形成は、液滴吐出手段を用いて行う。次に、多孔質膜２５１及び導電層２５２の上に保護膜として絶縁層２６２を形成する（図４（Ａ）参照）。該絶縁層２６２としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよいが、好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。
【００９８】
次に、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層２５３、非晶質半導体層２５４、絶縁層２５６、Ｎ型非晶質半導体層２５５を積層して形成する（図４（Ｂ）参照）。絶縁層２５６は、全面に絶縁膜を形成後にフォトリソグラフィ技術を用いて形成してもよいし、液滴吐出方法により形成してもよい。なお、フォトリソグラフィ技術を用いる際には、ゲート電極として機能する導電層２５２を用いて裏面露光して形成するとよい。そうすれば、レジスト塗布の工程を省略することができる。
【００９９】
続いて、レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスク２５７を形成し、該マスク２５７を用いて、非晶質半導体層２５４、Ｎ型非晶質半導体層２５５を同時にパターン加工して、非晶質半導体層２６６、Ｎ型非晶質半導体層を形成する（図４（Ｃ）参照）。次に、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層２５８、２５９を形成し、該導電層２５８、２５９をマスクとして、Ｎ型非晶質半導体層をパターニングして、Ｎ型非晶質半導体層２６０、２６１を形成する。
【０１００】
上記工程を経て、チャネル保護型の薄膜トランジスタが完成する。次に、導電層２５９に接するように、導電性材料を含む組成物を吐出して、画素電極として機能する導電層２６７を形成する。続いて、土手（隔壁）となる絶縁層２７２を形成し、導電層２６７に接するように、電界発光層２７０、導電層２７１を積層形成して、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（図５（Ｂ）参照）。上記構成では、発光素子を駆動するトランジスタがＮ型トランジスタであり、導電層２６７が陽極、導電層２７１が陰極に相当する。そして、発光素子から発せられる光は、基板２００とは反対側に出射する、所謂上面出射を行う表示装置が完成する。上記の作製工程において、液滴吐出方法により導電層２５２を作製する前に、多孔質膜を形成しておくことで、導電層２５２を所望なパターンに、細線化して形成することができる。
【０１０１】
なお、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）（Ｂ）に示す構造の等価回路図を示したものであり、より詳しくは、Ｎ型の駆動用トランジスタ２３０と発光素子２３１の等価回路図を示したものである。
【０１０２】
半導体２０４、２５４としては、非晶質半導体や非晶質半導体の中に結晶粒が分散するように存在しているセミアモルファス半導体（以下ＳＡＳと表記）を用いてもよい。
【０１０３】
ＳＡＳを用いたトランジスタは、その移動度が２〜２０ｃｍ2／Ｖ・ｓｅｃと、非晶質半導体を用いたトランジスタの２〜２０倍の電界効果移動度を有し、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体である。この半導体は、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ものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として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。さらに、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。
【０１０４】
なお、上述した図３〜図５の作製工程に示すように、この薄膜トランジスタにも、上層に発光素子や液晶素子等の表示素子を形成してもよく、そうすると、表示機能を有する表示装置が完成する。図７に本実施の形態で作製したチャネルエッチ型の薄膜トランジスタの上層に液晶素子を形成した表示装置を示す。
【０１０５】
本実施の形態で作製したチャネルエッチ型の薄膜トランジスタ３５０の導電層２２５に接するように、画素電極として機能する導電層３１０を形成し、続いて、配向膜３１１を形成する。そして、カラーフィルタ３１５、対向電極３１４及び配向膜３１３が形成された基板３１６を準備し、基板２００と３１６とを、シール材（図示せず）の加熱硬化により貼り合わせる。カラーフィルタ３１５も液滴吐出法を用いて形成することができ、本発明が適用できる。本実施の形態では、カラーフィルタ３１５の下地膜として、多孔質膜３２０が形成されている。また、図７では、一画素のみ示しているが、フルカラー表示にするためには各色のカラーフィルタごとに遮光膜（ブラックマトリクス）によって遮断すればよい。また、カラーフィルタ３１５の下地の多孔質膜３２０は、各色のカラーフィルタごとにパターニングして形成しても良い。本発明により、所望のパターンに、カラーフィルタを形成できる。よって、鮮明で高画質な画像が表示できる。
【０１０６】
その後、液晶３１２を注入すると、液晶素子を用いた表示機能を具備した表示装置が完成する。基板２００、３１６には、偏光板３１７、３１８が貼り付けられる。上記の作製工程において、液滴吐出方法により導電層２０２、２２５を作製する前に、多孔質膜を形成しておくことで、該導電層２０２、２２５を所望なパターンに、細線化して形成することができる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【実施例１】
【０１０７】
本発明を適用して薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタを用いて半導体装置（表示装置）を形成することができるが、表示素子として発光素子を用いて、なおかつ、該発光素子を駆動するトランジスタとしてＰ型トランジスタを用いた場合、該発光素子から発せられる光は、下面出射、上面出射、両面出射のいずれかを行う。ここでは、いずれかの場合に応じた発光素子の積層構造について説明する。
【０１０８】
また、本実施例では、ゲート電極の作製に本発明を適用した、トップゲート型の薄膜トランジスタの作製方法について、図８（Ａ）を用いて説明する。このトランジスタは、多結晶半導体をチャネル部としたトランジスタである。
【０１０９】
基板４５０上に非晶質半導体を形成し、レーザ結晶化等の公知の結晶化法を用いて結晶化して、多結晶半導体とする。続いて、半導体上に絶縁層３０４を形成する（図８（Ａ）参照）。なお必要に応じて基板４５０上に下地膜となる絶縁膜を形成して、該基板４５０からの不純物の侵入を防止するとよい。次に、導電性材料を含む組成物を吐出して、後にゲート電極として機能する導電層３０６を形成する。この導電層３０６の形成は、液滴吐出手段を用いて行ってもよい。また、図示しないが、多孔質膜を導電層３０６の下に形成しても良い。次に、絶縁膜３０４及び導電層３０６の上に保護膜として絶縁層３２０を形成する（図８（Ａ）参照）。該絶縁層３２０としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよいが、好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。続いて、導電層３０６をマスクとして、半導体に不純物を添加して、不純物が添加された不純物領域３０２、３０３と、チャネル形成領域３０１を形成する。
【０１１０】
絶縁層３０７を形成後、保護層として絶縁層３２１を形成し、多孔質膜３０５を形成する。フォトリソグラフィ技術を用いて、該絶縁層３０７、３２１、多孔質膜３０５に開口部を形成する。そして、開口部を充填するように多孔質膜３０５の上に、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電層４５２、４５３を形成する。多孔質膜３０５に導電性材料を含む組成物はしみ込む（吸着する）ので、導電層４５２、４５３は横に広がることなく、細線化できる。以上の工程で作製されたゲート電極を有する本発明を適用した、トップゲート型の薄膜トランジスタ４５１の上層に発光素子を形成した表示装置を作製する。
【０１１１】
まず、光が基板４５０側に出射する場合、つまり下面出射を行う場合について、図８（Ａ）を用いて説明する。この場合、トランジスタ４５１に電気的に接続するように、ソース・ドレイン配線４５２、４５３、陽極４５４、電界発光層４５５、陰極４５６が順に積層される。次に、光が基板４５０と反対側に出射する場合、つまり上面出射を行う場合について、図８（Ｂ）を用いて説明する。トランジスタ４５１に電気的に接続するソース・ドレイン配線４６１、４６２、陽極４６３、電界発光層４６４、陰極４６５が順に積層される。上記構成により、陽極４６３において光が透過しても、該光は配線４６２において反射され、基板４５０と反対側に出射する。なお、本構成では、陽極４６３には透光性を有する材料を用いる必要はない。また、図８には図示していないが、基板４５０の対向基板にカラーフィルタを形成してもよい。カラーフィルタは液滴吐出法によって形成することができ、その場合、下地膜として多孔質膜を形成することができる。本発明の多孔質膜により、所望なパターンにカラーフィルタを形成することができる。最後に、光が基板４５０側とその反対側の両側に出射する場合、つまり両面出射を行う場合について、図８（Ｃ）を用いて説明する。トランジスタ４５１に電気的に接続するソース・ドレイン配線４７０、４７１、陽極４７２、電界発光層４７３、陰極４７４が順に積層される。このとき、陽極４７２と陰極４７４のどちらも透光性を有する材料、又は光を透過できる厚さで形成すると、両面出射が実現する。
【０１１２】
上記構成において、陰極４５６、４６５、４７４は、仕事関数が小さい材料を用いることが可能で、例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。電界発光層４５５、４６４、４７３は、単層型、積層型、また層の界面がない混合型のいずれでもよく、またシングレット材料、トリプレット材料、又はそれらを組み合わせた材料や、低分子材料、高分子材料及び中分子材料を含む有機材料、電子注入性に優れる酸化モリブデン等に代表される無機材料、有機材料と無機材料の複合材料のいずれを用いてもよい。陽極４５４、４６３、４７２は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯの他、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。なお、陽極４５４、４６３、４７２形成前に、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や真空雰囲気下での加熱処理を行うとよい。隔壁４５７、４６６、４７５は、珪素を含む材料、有機材料及び化合物材料を用いて形成する。また、多孔質膜を用いても良い。但し、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すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例２】
【０１１３】
本発明が適用された半導体装置の一形態であるパネルの外観について、図９を用いて説明する。
【０１１４】
図９で示すパネルは、画素部７０１の周辺に駆動回路が形成されたドライバＩＣをＣＯＧ(Chip On Glass)方式で実装している。勿論、ドライバＩＣは、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)方式で実装しても良い。
【０１１５】
基板７００は対向基板７０３とシール材７０２によって固着されている。画素部７０１は、液晶を表示媒体として利用したものであっても良いし、ＥＬ素子を表示媒体として利用するものであっても良い。ドライバＩＣ７０５ａ、７０５ｂ及びドライバＩＣ７０７ａ、７０７ｂ、７０７ｃは、単結晶の半導体を用いて形成した集積回路の他に、多結晶の半導体を用いたＴＦＴで同様なものを形成しても良い。ドライバＩＣ７０５ａ、７０５ｂ及びドライバＩＣ７０７ａ、７０７ｂ、７０７ｃには、ＦＰＣ７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃまたはＦＰＣ７０６ａ、７０６ｂを介して信号や電源が供給される。
【０１１６】
次に、上記とは異なる半導体装置の一形態であるパネルの外観について、図１２を用いて説明する。図１２（Ａ）はパネルの上面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【０１１７】
図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１の基板１３００上には、画素部１３１３、駆動回路部１３０２、１３１４とを囲むようにして、シール材１３０９が設けられ、さらに、第１の基板１３００上の素子上に充填材１３０８を形成後、第２の基板１３１２により封止される。図１２（Ｂ）には、駆動回路部１３０２が含むＣＭＯＳ回路１３０１、画素部１３１３が含むＴＦＴ１３０３及び発光素子１３０５を例示する。第１の基板１３００上に形成された各回路に供給される各種信号は、端子部１３４５で供給される。
【０１１８】
なお、上記パネルでは、ガラス基板で発光素子１３０５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、カバー材側に光を放射させる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。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。
【実施例３】
【０１１９】
表示機能を有する本発明の半導体装置の構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、半導体装置の概略を説明する上面図であり、基板６１１０上に、画素部（表示部）６１０２、保護回路６１０３、６１０４が設けられ、引き回し配線を介して、信号線側のドライバＩＣ６１０７、走査線側のドライバＩＣ６１０８と接続される。画素部６１０２を構成する素子として、非晶質半導体又は微結晶半導体を用いる場合、図示するように、ＣＯＧ方式やＴＡＢ方式等の公知の方式によりドライバＩＣ６１０７、６１０８を実装し、これらのドライバＩＣを駆動回路として用いるとよい。なお、画素部６１０２を構成する素子として、微結晶質半導体を用いる場合、走査線側の駆動回路を該微結晶半導体で構成し、信号線側にドライバＩＣ６１０７を実装してもよい。上記とは別の構成として、走査側及び信号線側の駆動回路の一部を同一基板上に作り込み、一部をドライバＩＣで代用した構成でもよい。つまり、ドライバＩＣを実装するにあたり、その構成は様々であり、本発明はいずれの構成を用いてもよい。
【０１２０】
次に、表示機能を有する本発明の半導体装置の画素回路について、図１４を用いて説明する。図１４（Ａ）は、画素６１０１の等価回路図を示したものであり、該画素６１０１は、信号線６１１４、電源線６１１５、６１１７、走査線６１１６の各配線で囲まれた領域に、画素６１０１に対するビデオ信号の入力を制御するＴＦＴ６１１０、発光素子６１１３の両電極間に流れる電流値を制御するＴＦＴ６１１１、該ＴＦＴ６１１１のゲート・ソース間電圧を保持する容量素子６１１２を有する。なお、図１４（Ｂ）では、容量素子６１１２を図示したが、ＴＦＴ６１１１のゲート容量や他の寄生容量で賄うことが可能な場合には、設けなくてもよい。
【０１２１】
図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示した画素６１０１に、ＴＦＴ６１１８と走査線６１１９を新たに設けた構成の画素回路である。ＴＦＴ６１１８の配置により、強制的に発光素子６１１３に電流が流れない状態を作ることができるため、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。従って、デューティ比が向上して、動画の表示は特に良好に行うことができる。
【０１２２】
図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）に示した画素６１０１のＴＦＴ６１１１を削除して、新たに、ＴＦＴ６１２５、６１２６と、配線６１２７を設けた画素回路である。本構成では、ＴＦＴ６１２５のゲート電極を一定の電位に保持した配線６１２７に接続することにより、このゲート電極の電位を固定にし、なおかつ飽和領域で動作させる。また、ＴＦＴ６１２５と直列に接続させ、線形領域で動作するＴＦＴ６１２６のゲート電極には、ＴＦＴ６１１０を介して、画素の点灯又は非点灯の情報を伝えるビデオ信号を入力する。線形領域で動作するＴＦＴ６１２６のソース・ドレイン間電圧の値は小さいため、ＴＦＴ６１２６のゲート・ソース間電圧の僅かな変動は、発光素子６１１３に流れる電流値には影響を及ぼさない。従って、発光素子６１１３に流れる電流値は、飽和領域で動作するＴＦＴ６１２５により決定される。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴ６１２５の特性バラツキに起因した発光素子６１１３の輝度ムラを改善して画質を高めることができる。なお、ＴＦＴ６１２５のチャネル長Ｌ1、チャネル幅Ｗ1、ＴＦＴ６１２６のチャネル長Ｌ2、チャネル幅Ｗ2は、Ｌ1／Ｗ1：Ｌ2／Ｗ2＝５〜６０００：１を満たすように設定するとよい。また、両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましい。さらに、ＴＦＴ６１２５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。
【０１２３】
図１６は、上記構成の画素回路の上面図を示したものであり、図１６（Ａ）（Ｂ）において、信号線６７０３、電源線６７０４、走査線６７０５、電源線６７０６で囲まれた領域に、ＴＦＴ６７００、６７０１、６７０２、容量素子６７０８を有し、ＴＦＴ６７０１のソース又はドレインに画素電極６７０７が接続される。
【０１２４】
なお、表示機能を有する本発明の半導体装置には、アナログのビデオ信号、ディジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。但し、ディジタルのビデオ信号を用いる場合、そのビデオ信号が電圧を用いているのか、電流を用いているのかで異なる。つまり、発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがある。ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の表示装置及びその駆動方法には、電圧のビデオ信号、電流のビデオ信号のどちらを用いてもよく、また定電圧駆動、定電流駆動のどちらを用いてもよい。本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【０１２５】
本発明の半導体装置に具備される保護回路の一例について説明する。保護回路は、ＴＦＴ、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された１つ又は複数の素子によって構成されるものであり、以下にはいくつかの保護回路の構成とその動作について説明する。まず、外部回路と内部回路の間に配置される保護回路であって、１つの入力端子に対応した保護回路の等価回路図の構成について、図１５を用いて説明する。図１５（Ａ）に示す保護回路は、Ｐ型ＴＦＴ７２２０、７２３０、容量素子７２１０、７２４０、抵抗素子７２５０を有する。抵抗素子７２５０は２端子の抵抗であり、一端には入力電圧Ｖｉｎ（以下、Ｖｉｎと表記）が、他端には低電位電圧ＶＳＳ（以下、ＶＳＳと表記）が与えられる。抵抗素子７２５０は、入力端子にＶｉｎが与えられなくなったときに、配線の電位をＶＳＳにおとすために設けられており、その抵抗値は配線の配線抵抗よりも十分に大きく設定する。
【０１２６】
Ｖｉｎが高電位電圧ＶＤＤ（以下、ＶＤＤと称する）よりも高い場合、そのゲート・ソース間電圧の関係から、ＴＦＴ７２２０はオン、ＴＦＴ７２３０はオフとなる。そうすると、ＶＤＤがＴＦＴ７２２０を介して、配線に与えられる。従って、雑音等により、ＶｉｎがＶＤＤよりも高くなっても、配線に与えられる電圧は、ＶＤＤよりも高くなることはない。一方、ＶｉｎがＶＳＳよりも低い場合、そのゲート・ソース間電圧の関係から、ＴＦＴ７２２０はオフ、ＴＦＴ７２３０はオンとなる。そうすると、ＶＳＳが配線に与えられる。従って、雑音等により、ＶｉｎがＶＳＳよりも低くなっても、配線に与えられる電圧は、ＶＤＤよりも高くなることはない。さらに、容量素子７２１０、７２４０により、入力端子からの電圧にパルス状の雑音を鈍らせることができ、雑音による電圧の急峻な変化をある程度小さくすることができる。
【０１２７】
上記構成の保護回路の配置により、配線の電圧は、ＶＳＳからＶＤＤ間の範囲に保たれ、この範囲外の異常に高いまたは低い電圧の印加から保護される。さらに、信号が入力される入力端子に保護回路を設けることで、信号が入力されていないときに、信号が与えられる全ての配線の電圧を、一定（ここではＶＳＳ）の高さに保つことができる。つまり信号が入力されていないときは、配線同士をショートした状態にすることができるショートリングとしての機能も有する。そのため、配線間での電圧差に起因する静電破壊を防ぐことができる。また、信号を入力しているときは、抵抗７２５０の抵抗値が十分に大きいので、配線に与えられる信号がＶＳＳに引っ張られることがない。
【０１２８】
図１５（Ｂ）に示す保護回路は、Ｐ型ＴＦＴ７２２０、７２３０を、整流性を有するダイオード７２６０、７２７０で代用した等価回路図である。図１５（Ｃ）に示す保護回路は、Ｐ型ＴＦＴ７２２０、７２３０を、ＴＦＴ７３５０、７３６０、７３７０、７３８０で代用した等価回路図である。また、上記とは別の構成の保護回路として、図１５（Ｄ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０と、トランジスタ７３００を有する。図１５（Ｅ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０、Ｐ型ＴＦＴ７３１０及びＮ型ＴＦＴ７３２０を有する。図１５（Ｄ）（Ｅ）の両構成とも、端子７３３０には配線などが接続され、この配線などの電位が急激に変化した場合に、Ｎ型ＴＦＴ７３００、又はＰ型ＴＦＴ７３１０及びＮ型ＴＦＴ７３２０がオンすることで、電流を端子７３３０から端子７３４０の方向に流す。そうすると、端子７３３０に接続された電位の急激な変動を緩和し、素子の損傷又は破壊を防止することができる。なお、上記保護回路を構成する素子は、耐圧に優れた非晶質半導体により構成することが好ましい。本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例５】
【０１２９】
本発明を適用して、様々な半導体装置を作製することができる。即ち、それら半導体装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
【０１３０】
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、プロジェクター、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、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、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）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの例を図１０に示す。
【０１３１】
図１０（Ａ）はテレビ受像器であり、筐体２００１に液晶又はＥＬ素子を利用した表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４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。テレビ受像器の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２００６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２００７が設けられていても良い。
【０１３２】
また、テレビ受像器にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８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２００３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２００３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、このような多くのＴＦＴや電子部品を有する大型基板を用いても、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【０１３３】
図１０（Ｂ）は、ノート型パーソナルコンピュータであり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、キーボード２１０４、外部接続ポート２１０５、ポインティングマウス２１０６等を含む。本発明は、表示部２１０３の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。
【０１３４】
図１０（Ｃ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２２０５、操作キー２２０６、スピーカー部２２０７等を含む。表示部Ａ２２０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２２０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ、Ｂ２２０３、２２０４の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。
【０１３５】
図１０（Ｄ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示部２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６等を含む。本発明により作製される半導体装置を表示部２３０４に適用することで、小型化し、配線等が精密化する携帯電話であっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。
【０１３６】
図１０（Ｅ）はビデオカメラであり、本体２４０１、表示部２４０２、筐体２４０３、外部接続ポート２４０４、リモコン受信部２４０５、受像部２４０６、バッテリー２４０７、音声入力部２４０８、操作キー２４０９、接眼部２４１０等を含む。本発明は、表示部２４０２に適用することができる。本発明により作製される半導体装置を表示部２４０２に適用することで、小型化し、配線等が精密化するビデオカメラであっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の配線基板の作製方法を説明する図（実施の形態１）。
【図２】本発明の配線基板の作製方法を説明する図（実施の形態２）。
【図３】チャネルエッチ型の薄膜トランジスタの作製方法を説明する図（実施の形態３）。
【図４】チャネル保護型の薄膜トランジスタの作製方法を説明する図（実施の形態３）。
【図５】表示装置の作製方法を説明する図（実施の形態５）。
【図６】本発明の配線基板の作製方法を説明する図（実施の形態３）。
【図７】チャネルエッチ型の薄膜トランジスタに接続された表示装置の作製方法を説明する図（実施の形態４）。
【図８】順スタガ型の薄膜トランジスタと該薄膜トランジスタに接続された発光素子の積層構造を説明する図（実施例１）。
【図９】本発明が適用された半導体装置の一形態であるパネルの上面図（実施例２）。
【図１０】本発明が適用された電子機器を示す図（実施例５）。
【図１１】本発明の配線基板の作製方法を説明する図（実施の形態４）。
【図１２】本発明が適用された半導体装置の一形態であるパネルの上面図と断面図（実施例２）。
【図１３】本発明が適用された半導体装置を示す図（実施例３）。
【図１４】本発明が適用された半導体装置の画素回路を示す図（実施例３）。
【図１５】本発明の半導体装置に具備される保護回路を示す図（実施例４）。
【図１６】本発明の半導体装置の画素回路の上面図と回路図（実施例３）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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