(57)【要約】【課題】  デバイスへのダメージが少なく、またコスト低減を可能にした被転写層の剥離方法と、これを用いた薄膜デバイス装置の製造方法、さらには薄膜デバイス装置、アクティブマトリクス基板の製造方法、アクティブマトリクス基板、電気光学装置を提供する。【解決手段】  第１基材１００上に第１分離層１２０を形成する工程と、これの上に薄膜デバイス（１４０）を形成する工程と、薄膜デバイスに第２基材１８０を接着する工程と、第１分離層１２０にエネルギー光を照射し、その層内または界面で剥離現象を生じさせ、薄膜デバイス側から第１基材１００を剥離し、薄膜デバイスを第２基材１８０側に転写する工程と、を備えた薄膜デバイス装置の製造方法である。第１分離層１２０を形成する工程が、シラン系化合物を含む液状材料を第１基材１００上に配する工程と、第１基材１００上の液状材料を熱処理してアモルファスシリコン膜とする工程と、を有している。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に分離層を形成する工程と、
前記分離層上に被転写層を形成する工程と、
前記分離層に光を照射して、前記被転写層から前記基材を剥離する工程と、を備えてなり、
前記分離層を形成する工程が、シラン系化合物を含む液状材料を前記基材上に配する工程と、該基材上の液状材料を熱処理してアモルファスシリコン膜とする工程と、を有していることを特徴とする被転写層の剥離方法。
【請求項２】
第１基材上に第１分離層を形成する工程と、
前記第１分離層上方に薄膜デバイスを形成する工程と、
前記薄膜デバイス上方に第２基材を接着する工程と、
前記第１分離層に光を照射して、前記薄膜デバイスから前記第１基材を剥離する工程と、を備えてなり、
前記第１分離層を形成する工程が、シラン系化合物を含む液状材料を前記第１基材上に配する工程と、該第１基材上の液状材料を熱処理してアモルファスシリコン膜とする工程と、を有していることを特徴とする薄膜デバイス装置の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理は、２００℃以上５００℃以下で行うことを特徴とする請求項２記載の薄膜デバイス装置の製造方法。
【請求項４】
前記光がレーザ光であることを特徴とする請求項２又は３記載の薄膜デバイス装置の製造方法。
【請求項５】
前記薄膜デバイスの上方に前記第２基材を接着する工程は、シラン系化合物を含む液状材料を該薄膜デバイスの上方に配する工程と、該液状材料を熱処理してアモルファスシリコン膜からなる第２分離層を形成する工程と、該第２分離層に該第２基材を接着する工程と、を含み、
前記薄膜デバイスから前記第１基材を剥離する工程の後に、前記第２基材が設けられた前記薄膜デバイスの面と反対の側に第３基材を接着する工程と、
前記第２基材を前記薄膜デバイスから剥離する工程と、を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の薄膜デバイス装置の製造方法。
【請求項６】
前記薄膜デバイスが、薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の薄膜デバイス装置の製造方法。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか一項に記載の薄膜デバイス装置の製造方法によって得られたことを特徴とする薄膜デバイス装置。
【請求項８】
請求項２〜６のいずれか一項に記載の薄膜デバイス装置の製造方法を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記第１分離層上に薄膜デバイスを形成する工程において、前記第１基材上に、前記薄膜デバイスとして画素スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形成することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１分離層上方に薄膜デバイスを形成する工程では、前記第１基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、該薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、当該薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および該薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成することを特徴とする請求項８記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項２〜６のいずれか一項に記載の薄膜デバイス装置の製造方法を用いたアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記第１分離層上に薄膜デバイスを形成する工程において、前記第１基材上に、前記薄膜デバイスとして駆動回路用の薄膜トランジスタを形成することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法によって得られたことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアクティブマトリクス基板を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被転写層の剥離方法と、この剥離方法を用いた薄膜デバイス装置の製造方法、さらには薄膜デバイス装置、アクティブマトリクス基板の製造方法、アクティブマトリクス基板、電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイに用いられる薄膜トランジスタや、センサーに用いられる電気回路などは、通常はガラス基板上に形成されている。これは、デバイス形成には高温での処理や薬液による処理が繰り返し行われるため、基板自身が温度や薬液に対して耐性を持っている必要があるからである。
ところで、近年ではディスプレイの薄厚化が一層求められるようになってきており、将来的には可撓性を有するディスプレイの開発が望まれている。このような要求に応えるためには、前記の薄膜トランジスタなどについて、例えばこれらを樹脂性の基板やフィルムに形成する必要がある。しかしながら、樹脂性の基板やフィルムなどは、一般に耐熱性や耐薬品性に乏しく、したがってこれらの上に直接デバイスを形成することができない。
【０００３】
このような背景から、石英基板上に薄膜トランジスタ等のデバイスを形成し、これを耐熱性や耐薬品性に乏しい樹脂性の基板上に転写する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、石英基板の上に分離層（剥離層）としてアモルファスシリコンを形成し、その上に各種デバイスを形成する。そして、石英基板の裏面からレーザ光の照射などによる熱処理を行い、このアモルファスシリコン層から水素ガスを発生させるなどによってアモルファスシリコン層を剥離層として機能させ、これにより石英基板から各種デバイスを剥離し、耐熱性や耐薬品性に乏しい他の基板上に転写するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１３３８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記の技術では、分離層となるアモルファスシリコンをＣＶＤ法によって形成しているため、以下の課題がある。
（１）真空装置等の高価な装置が必要となり、したがってイニシャルコストが高くなりことから、生産コストの高騰を招いてしまう。
（２）原料が気体のため取り扱いが難しい。
（３）原料の使用効率が悪く、したがって大量の廃棄物が発生してしまう。
（４）剥離には大きなレーザーエネルギーが必要であり、レーザー装置の維持コストが高い。また、剥離時に大エネルギーのレーザーを照射するために、剥離時にデバイスがダメージを受け、特性が劣化する。
そして、これらの課題が解決されない結果、前記の技術では生産コストが高いといった改善すべき問題が残されている。
【０００５】
また、レーザ光照射による分離（剥離）は、レーザ光をアモルファスシリコンに照射してこれを急激（瞬間的）に加熱し、アモルファスシリコン膜の融解や膜中の水素を脱離（突沸）させることにより、基板との間に空間が生じさせることで行っている。ところが、ＣＶＤ法で形成されたアモルファスシリコン膜はそこに残留している水素量が少なく、したがって分離（剥離）を可能にするためには高エネルギーでレーザ光を照射する必要がある。しかしながら、高エネルギーでレーザ光を照射するのでは装置コストや維持費が高くなり、コスト的に不利になってしまう。さらに、高エネルギーが必要である点から、レーザの透過性が良い石英基板を用いることが好ましいということも、コスト上不利となっている。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コスト低減を可能にした被転写層の剥離方法と、この剥離方法を用いた薄膜デバイス装置の製造方法、さらには薄膜デバイス装置、アクティブマトリクス基板の製造方法、アクティブマトリクス基板、電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の被転写層の剥離方法は、基材上に分離層を形成する工程と、前記分離層上に被転写層を形成する工程と、前記分離層に基板裏面から光を照射して、前記被転写層から前記基材を剥離する工程と、を備えてなり、前記分離層を形成する工程が、シラン系化合物を含む液状材料を前記基材上に配する工程と、該基材上の液状材料を熱処理してアモルファスシリコン膜とする工程と、を有していることを特徴としている。
この被転写層の剥離方法によれば、分離層が、シラン系化合物を含む液状材料を配し、さらにこれを熱処理することで形成されるアモルファスシリコン膜からなるので、このアモルファスシリコン膜には原料であるシラン化合物中の水素の多くがそのまま残留するようになり、したがって分離層に光を照射した際、低エネルギーでの照射でも分離層から水素が十分に放出され、これにより分離層が剥離層として良好に機能するようになる。よって、光を低エネルギーでの照射で行えることから、装置コストや維持費が比較的安価となり、コスト的に有利となる。また、基材として例えば光の透過率が低い通常のガラス基板を用いることが可能となり、したがってこれからもコスト低減が可能となる。
また、分離層を、シラン系化合物を含む液状材料を用いた液相法で形成するようにしたので、従来のＣＶＤ法による気相法に比べて真空装置等の高価な装置が不要になり、原料が液体のため取り扱いが容易になり、さらに液相法であることから原料の使用効率も良好になる。したがって、従来に比べコストの低減化が可能になる。
【０００８】
なお、液相法により形成した分離層（アモルファスシリコン膜）は、ＣＶＤ法によって形成したアモルファスシリコン膜に比べ、含有する水素量がほぼ同量であっても、光の照射により、後述するように剥離がより容易になる。そのメカニズムは今のところ解明されてはいないものの、以下の２つが考えられる。
（１）液相法でアモルファスシリコン膜を形成した場合、膜中においてシリコン同士の結合が十分でないため、低エネルギーで剥離が起こり易くなる。
（２）アモルファスシリコン膜中に微量残っている溶媒が、膜を脆くしている。
【０００９】
本発明の薄膜デバイス装置の製造方法は、第１基材上に第１分離層を形成する工程と、前記第１分離層上方に薄膜デバイスを形成する工程と、前記薄膜デバイス上方に第２基材を接着する工程と、前記第１分離層に光を照射して、前記薄膜デバイスから前記第１基材を剥離する工程と、を備えてなり、前記第１分離層を形成する工程が、シラン系化合物を含む液状材料を前記第１基材上に配する工程と、該第１基材上の液状材料を熱処理してアモルファスシリコン膜とする工程と、を有していることを特徴としている。
この薄膜デバイス装置の製造方法によれば、前記の被転写層の剥離方法と同様に、第１分離層が、シラン系化合物を含む液状材料を配し、さらにこれを熱処理することで形成されるアモルファスシリコン膜からなるので、該第１分離層に光を照射する際、これを低エネルギーで照射することが可能になる。したがって、装置コストや維持費が比較的安価となり、コスト的に有利となるとともに、光照射による第１分離層上の薄膜デバイスに対する悪影響が防止される。さらに、第１基材として例えば光の透過率が低い通常のガラス基板を用いることが可能となり、したがってこれからもコスト低減が可能となる。
また、第１分離層を、シラン系化合物を含む液状材料を用いた液相法で形成するようにしたので、従来のＣＶＤ法による気相法に比べて真空装置等の高価な装置が不要になり、原料が液体のため取り扱いが容易になり、さらに液相法であることから原料の使用効率も良好になり、したがって従来に比べコストの低減化が可能になる。
【００１０】
また、前記薄膜デバイス装置の製造方法においては、前記熱処理を、２００℃以上５００℃以下で行うのが好ましい。
このようにすれば、シラン系化合物を含む液状材料を良好なアモルファスシリコン膜にすることが可能になるとともに、このアモルファスシリコン膜中に原料のシラン化合物に含まれる水素を十分に残留させることが可能になる。
【００１１】
また、前記薄膜デバイス装置の製造方法においては、前記光がレーザ光であるのが好ましい。
このようにすれば、基材を透過させて第１分離層に光（レーザ光）を照射させるのが容易になり、したがってアモルファスシリコンを良好に発熱させることが可能になることから、第１分離層１２０に相転移や水素ガスの放出を起こさせ易くなる。
【００１２】
また、前記薄膜デバイス装置の製造方法においては、前記薄膜デバイスの上方に前記第２基材を接着する工程は、シラン系化合物を含む液状材料を該薄膜デバイスの上方に配する工程と、該液状材料を熱処理してアモルファスシリコン膜からなる第２分離層を形成する工程と、該第２分離層に該第２基材を接着する工程と、を含み、前記薄膜デバイスから前記第１基材を剥離する工程の後に、前記第２基材が設けられた前記薄膜デバイスの面と反対の側に第３基材を接着する工程と、前記第２基材を前記薄膜デバイスから剥離する工程と、を有するのが好ましい。
このようにすれば、薄膜デバイスを合計２回転写することになるので、第３基材に転写した状態においては、薄膜デバイスが、第１基材上に形成されたときと同じ積層構造となる。
【００１３】
また、前記薄膜デバイス装置の製造方法においては、前記薄膜デバイスが、薄膜トランジスタであるのが好ましい。
このようにすれば、駆動基板等の各種のアクティブマトリクスの製造が可能になる。
【００１４】
本発明の薄膜デバイス装置は、前記の製造方法によって得られたことを特徴としている。
この薄膜デバイス装置によれば、前記の製造方法によって得られたものであるから、従来に比べコストの低減化がなされたものとなる。
【００１５】
本発明のアクティブマトリクス基板の製造方法は、前記の薄膜デバイス装置の製造方法を用いてなり、前記第１分離層上に薄膜デバイスを形成する工程において、前記第１基材上に、前記薄膜デバイスとして画素スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形成することを特徴としている。
このアクティブマトリクス基板の製造方法によれば、前記薄膜デバイスとして画素スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するようにしたので、該薄膜トランジスタを第２基材側に転写することにより、この第２基材から前記薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造することが可能になる。
また、前記の薄膜デバイス装置の製造方法を用いてなることから、コストの低減化がなされたものとなる。
【００１６】
また、前記アクティブマトリクス基板の製造方法においては、前記第１分離層上方に薄膜デバイスを形成する工程では、前記第１基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、該薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、当該薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および該薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成するのが好ましい。
このようにすれば、前記薄膜トランジスタとともに、各種配線や電極も、最終的に製品に搭載される基板に転写することが可能になる。
【００１７】
また、本発明の別のアクティブマトリクス基板の製造方法は、前記の薄膜デバイス装置の製造方法を用いてなり、前記第１分離層上に薄膜デバイスを形成する工程において、前記第１基材上に、前記薄膜デバイスとして駆動回路用の薄膜トランジスタを形成することを特徴としている。
このアクティブマトリクス基板の製造方法によれば、前記薄膜デバイスとして駆動回路用の薄膜トランジスタを形成するようにしたので、該薄膜トランジスタを第２基材側に転写することにより、この第２基材から前記薄膜トランジスタを有する駆動回路を備えたアクティブマトリクス基板を製造することが可能になる。
また、前記の薄膜デバイス装置の製造方法を用いてなることから、コストの低減化がなされたものとなる。
【００１８】
本発明のアクティブマトリクス基板は、前記のアクティブマトリクス基板の製造方法によって得られたことを特徴としている。
このアクティブマトリクス基板によれば、例えば対向基板との間に液晶等の電気光学物質を挟持させることにより、液晶表示装置等の電気光学装置を構成するのに適したものとなる。すなわち、本発明によれば、最終的に製品に搭載される基板として、大型の基板、安価な基板、軽い基板、変形に耐え得る基板、割れない基板を用いることができるので、安価、軽量、耐衝撃性等に優れた液晶表示装置等といった電気光学装置を構成することが可能になる。
【００１９】
本発明の電気光学装置は、前記アクティブマトリクス基板を備えたことを特徴としている。
この電気光学装置によれば、前記アクティブマトリクス基板を備えたことにより、例えば前述した液晶表示装置のように良好なものとなり、さらにはコストの低減化がなされたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面を参照して詳しく説明する。
［第１の実施形態］
図１ないし図６はいずれも、本発明の第１の実施形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法のうち、基材上に薄膜デバイスを形成した後、薄膜デバイスを別の基材に転写するまでの工程を説明するための工程断面図である。
【００２１】
本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、第１基材１００上に第１分離層１２０を形成する。本実施形態において第１基材１００としては、光を透過し得る透光性のものを使用する。この場合、光の透過率は１０％以上であるのが好ましく、５０％以上であるのがより好ましい。透過率が１０％未満になると、後述する工程において第１基材１００の裏面側からレーザ光等のエネルギー光を照射する際に、光の減衰（ロス）が大きくなってしまうからである。また、第１基材１００は、信頼性の高い材料で形成されているのが好ましく、特に、耐熱性に優れた材料で形成されているのが好ましい。その理由は、後述する工程において第１基材１００の上に薄膜デバイス層１４０や中間層１４２を形成する際に、その種類や形成方法によっては、基板温度が例えば３５０〜１０００℃程度の温度になることがあるからである。すなわち、このような場合でも、第１基材１００が耐熱性に優れていれば、第１基材１００上に薄膜デバイス層１４０等を形成する際の温度条件等に対する制約を減らすことができるからである。したがって、第１基材１００は、薄膜デバイス層１４０を形成する際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、歪点がＴｍａｘ以上の材料で形成されているものが好ましい。具体的には、第１基材１００の構成材料は、歪点が３５０℃以上のものが好ましく、さらには５００℃以上のものがより好ましい。このようなものとしては、例えば、石英ガラス、コーニング７０５９、日本電気ガラス製のＯＡ−２等の耐熱性ガラスが挙げられる。
【００２２】
第１基材１００の厚さについては、特に限定されないものの、通常は、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度とするのが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度とするのがより好ましい。第１基材１００の厚さが薄すぎると、強度が低すぎて製造工程中に第１基材１００が割れるおそれがある。これに対して、第１基材１００として透過率が低いものを用いたにもかかわらず、第１基材１００が厚すぎると、後述する工程において第１基材１００の裏面側からレーザ光を照射した際、光の減衰が大きくなってしまう。なお、第１基材１００の透過率が高い場合には、その厚さは、前記上限値（５．０ｍｍ）を超えるものであってもよい。また、光を均一に照射できるように、第１基材１００の厚さは、均一であるのが好ましい。
【００２３】
本実施形態において、第１分離層１２０は、光や熱等といった物理的作用を受けることで第１基材１００と薄膜デバイス層１４０とを分離するものである。この第１分離層１２０としては、例えば、照射されたエネルギー光を吸収し、その層内および／または界面において剥離（以下、「層内剥離」、「界面剥離」という。）を生じるような性質を有するものを用いることができる。
【００２４】
本発明では、第１分離層１２０としてアモルファスシリコン膜を形成する。このアモルファスシリコン膜については、膜中に水素を多く含有しているのが好ましい。水素を多く含有していることにより、後述する工程で光が照射された際、水素が急激に加熱されることによって突沸し、ガスとなって放出される度合いが高くなるからである。この光はエネルギー光であり、例えばレーザ光などを用いることができる。
【００２５】
このような第１分離層１２０を第１基材１００上に形成するには、特に本発明においては、液相法を用いることで行う。すなわち、まず、第１分離層１２０の形成材料として、シラン系化合物を含む液状材料を用意する。シラン系化合物としては、低分子のシラン化合物、およびＳｉを１０個以上有するポリマー化された高次シラン化合物のいずれも使用可能である。なお、高次シラン化合物については、例えば低分子のシラン化合物に紫外線を照射し、重合させることで形成することができる。これらシラン系化合物は、通常はこれに適宜な溶媒が添加されてシラン組成物とされ、これが液状材料として、スピンコート法やスプレーコート法、さらにインクジェット法等の液滴等出法で第１基材１００上に配され、成膜される。
【００２６】
使用可能なシラン系化合物として、低分子のシラン化合物としては、例えば、一般式ＳｉｎＸｍ（ここで、ｎは３以上、またｍは４以上のそれぞれ独立な整数を示し、Ｘは水素原子及び／又はハロゲン原子等の置換基を示す。）で表されるシラン化合物が挙げられる。このようなシラン化合物としては、一般式ＳｉｎＸ２ｎ（ここで、ｎは３以上の整数を示し、Ｘは水素原子及び／又はハロゲン原子等の置換基を示す。）で表される環状のシラン化合物や、一般式ＳｉｎＸ２ｎ−２（ここで、ｎは４以上の整数を示し、Ｘは水素原子及び／又はハロゲン原子等の置換基を示す。）で表される環状構造を２個以上有するシラン化合物、分子内に少なくとも一つの環状構造を有する水素化珪素及びそのハロゲン置換体等が挙げられる。
【００２７】
具体的には、１個の環状構造を有するものとして、シクロトリシラン、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン等が挙げられ、２個の環状構造を有するものとして、１、１’−ビシクロブタシラン、１、１’−ビシクロペンタシラン、１、１’−ビシクロヘキサシラン、１、１’−ビシクロヘプタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロペンタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、  １、１’−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、１、１’−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ［２、２］ペンタシラン、スピロ［３、３］ヘプタタシラン、スピロ［４、４］ノナシラン、スピロ［４、５］デカシラン、スピロ［４、６］ウンデカシラン、スピロ［５、５］ウンデカシラン、スピロ［５、６］ウンデカシラン、スピロ［６、６］トリデカシラン等が挙げられ、その他にこれらの骨格の水素原子を部分的にＳｉＨ３基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物を挙げることができる。これらは２種以上を混合して使用することもできる。
【００２８】
なお、これら低分子のシラン化合物としては、特にこれを直接用いて液状材料に調製する場合、ハロゲン基等の珪素および水素以外の元素が置換されたものより、ハロゲン等の元素が置換基として導入されていないシラン化合物、例えばｎ−ペンタシラン、ｎ−ヘキサシラン、ｎ−ヘプタシラン等のシラン化合物を用いるのが、後述するようにこれから得られるアモルファスシリコン膜がより良好のものとなるため、好ましい。
また、これら低分子のシラン化合物を高次シラン化合物の前駆体とし、これに紫外線を照射して高次シラン化合物とし、得られた高次シラン化合物をシラン系化合物として用いる場合には、低分子のシラン化合物として、ハロゲン等の元素が置換基として導入されたものも好適に用いられる。特に、分子内の最低一箇所に環状構造を有する低分子のシラン化合物は、光に対する反応性が極度に高く、光重合が効率よく行えることから、高次シラン化合物の前駆体として良好に用いられる。中でも、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン等のＳｉｎＸ２ｎ（式中、ｎは３以上の整数を示し、Ｘは水素原子及び／又はハロゲン原子を示す。）で表されるシラン化合物は、以上の理由に加えて合成、精製が容易である利点を有するため特に好ましい。さらに、高次シラン化合物の前駆体としての低分子のシラン化合物としては、ホウ素原子及び／又はリン原子等により変性された変性シラン化合物を用いることもできる。
【００２９】
液状材料に使用可能なシラン系化合物として、高次シラン化合物としては、例えば前記低分子のシラン化合物を前駆体とし、これを溶媒に希釈したシラン組成物に紫外線を照射して光重合させたものが用いられる。このようにして形成する高次シラン化合物としては、その沸点がその分解点よりも高いことが好ましい。このような沸点が分解点よりも高い高次シラン化合物は、前駆体である前記シラン化合物のうちから好ましいシラン化合物を選定したり、照射するＵＶとして後述の好ましい波長のＵＶ、および照射時間、照射方法、照射エネルギー、および用いる溶媒およびＵＶ照射後の精製方法を適宜選定することにより、容易に得ることができる。
【００３０】
また、このように低分子のシラン化合物から高次シラン化合物を光重合させる場合、得られる高次シラン化合物の分子量分布を、ＵＶの照射時間や照射量、照射方法によってコントロールすることができる。さらに、この高次シラン化合物は、シラン化合物へのＵＶ照射後に、一般的な重合体の精製法であるＧＰＣなどを用いて分離精製することで、任意の分子量の高次シラン化合物を取り出すことができる。また、分子量の異なる高次シラン化合物の間での溶解度の差を利用して精製を行うこともできる。また、分子量の異なる高次シラン化合物の間での、常圧または減圧下での沸点の差を利用して分留による精製を行うこともできる。このようにして、シラン系化合物としての高次シラン化合物の分子量のコントロールを行うことで、より良質のアモルファスシリコン層を得ることができるようになる。
【００３１】
高次シラン化合物は、その分子量が大きくなればなるほど沸点が高くなり、また溶媒に対する溶解度も減少していく。このため、ＵＶの照射条件によっては光重合後の高次シラン化合物が溶媒に溶解しきれずに析出することがあるので、その場合にはマイクロフィルターなどを用いたろ過などによって不溶成分を除去し、高次シランを精製することができる。
シラン化合物の溶液に照射する紫外線（ＵＶ）は、該溶液に用いる溶媒を分解しない波長のものが好ましく、具体的には、その波長が２５０ｎｍ以上、特に３００ｎｍ以上であるのが好ましい。ここで、「溶媒を分解しない波長」とは、紫外線の照射によって溶媒分子中の化学結合が切断されない程度の波長を意味する。前記の波長域のＵＶを用いることにより、溶媒に起因する炭素原子などの不純物原子が熱処理及び／又は光照射処理後のシリコン層に混入することを防ぐことができ、より特性の良いシリコン層を得ることができるようになる。
【００３２】
ＵＶの照射時間は、所望の分子量分布の高次シランが得られる点で、０．１秒〜１２０分、特に１〜３０分であるのが好ましい。
また、ＵＶの照射方法としては、所望の分子量分布の高次シランが得られる点で、前述したようにシラン化合物を溶媒で希釈してから照射したり、シラン化合物の溶液を撹拌しながら溶液全体に均一にＵＶの照射を行うのが好ましい。
【００３３】
このようなシラン系化合物、すなわち低分子のシラン化合物や高次シラン化合物を液状材料（シラン組成物）とするには、前述したようにこれに適宜な溶媒を添加する。添加する溶媒として、前記低分子のシラン化合物に添加されるものとしては、このシラン化合物が光重合されたことにより形成された高次シランを溶解し、かつ該化合物と反応しないものであれば特に限定されない。かかる溶媒は、高次シラン化合物の前駆体である前記シラン化合物の溶液を形成するための溶媒としてＵＶ照射前の段階から使用され、通常、室温での蒸気圧が０．００１〜２００ｍｍＨｇのものが用いられる。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高いものでは、これを用いて塗膜を形成した際、溶媒が先に蒸発してしまい、良好な塗膜を形成することが困難になるからである。一方、蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低いものでは、同様に塗膜を形成した際、乾燥が遅くなり、高次シラン化合物の膜中に溶媒が残留し易くなって、後工程の熱処理後に良質のアモルファスシリコン膜が得られ難くなるからである。
【００３４】
また、前記溶媒としては、その常圧での沸点が室温以上であり、高次シランの分解点である２５０℃〜３００℃よりも低いものを用いることが好ましい。高次シランの分解点よりも低い溶媒を用いることにより、塗布後、加熱によって高次シランを分解することなく溶媒のみを選択的に除去することができるため、アモルファスシリコン膜に溶媒が残留するの防止することができ、より良質の膜を得ることができるからである。
【００３５】
本発明における液状材料に使用される溶媒、特にシラン化合物溶液中の溶媒であり、これに紫外線を照射して高次シラン溶液とした後には、この高次シラン溶液中の溶媒となるものとしては、例えばｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒の他、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒が挙げられる。
【００３６】
これらのうち、高次シラン化合物の溶解性および該溶液の安定性の点で、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、中でも、炭化水素系溶媒が特に好ましい。これらの溶媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用することができる。特に炭化水素系溶媒は、高次シランの溶解性を向上させ、後述する熱処理や紫外線照射処理時の高次シランの残留を抑制する観点から好適である。
なお、低分子のシラン化合物を溶媒で希釈した液状材料については、これを直接本発明の液状材料として用い、第１基材１００上に配するようにしてもよく、また、これに紫外線を照射して低分子のシラン化合物を高次シラン化合物に光重合し、高次シラン化合物を生成した液状材料を本発明の液状材料として用いてもよい。さらには、低分子のシラン化合物を溶媒で希釈した液状材料を第１基材１００上に配し、続いて、後述する熱処理に先立って紫外線照射処理を行い、低分子のシラン化合物を高次シラン化合物に光重合させた後、後述する熱処理を行うようにしてもよい。
【００３７】
また、このようなシラン系化合物を含む液状材料については、前述したように液相法、すなわちスピンコート法やスプレーコート法、さらにインクジェット法等の液滴等出法で第１基材１００上に配され、成膜される。ここで、このような液相法を用いて成膜を行うことから、本実施形態では従来のＣＶＤ法による気相法に比べて真空装置等の高価な装置が不要になり、塗布材料（原料）が液体のため取り扱いが容易になり、さらに原料の使用効率も良好になる。
【００３８】
そして、必要に応じて紫外線照射を行った後、これを焼成（熱処理）することによりアモルファスシリコン膜とし、このアモルファスシリコン膜を図１（ａ）に示したように第１分離層１２０とする。
このようにして焼成（熱処理）すると、得られたアモルファスシリコン膜（第１分離膜１２０）中には、原料であるシラン系化合物中の水素が例えば１０〜４０％と多く残留し、したがって後述する工程でこのアモルファスシリコン膜（第１分離膜１２０）にエネルギー光を照射した際、水素が容易に突沸し、これにより剥離が起こるようになる。すなわち、シラン系化合物として例えば水素のみが側鎖に付いたシラン化合物では、（ＳｉＨ２）ｎの組成になっていることから、その約６６％が水素となっている。したがって、これを焼成（熱処理）して得られるアモルファスシリコン膜（第１分離膜１２０）には、ＣＶＤ法（気相法）で形成した場合に比べ、より多く水素が残留するのである。
【００３９】
焼成（熱処理）については、液状材料から溶媒を除去し、シラン系化合物を分解して良好なアモルファスシリコン膜とすることができれば特に制限されないものの、２００℃以上５００℃以下とするのが好ましく、さらに３００℃以上４００℃以下とするのがより好ましい。２００℃未満ではアモルファスシリコン膜が良好に形成されにくく、また５００℃を越えると膜中に残留する水素が少なくなり過ぎてしまうからである。また、３００℃以上４００℃以下とすれば、良好なアモルファスシリコン膜にすることができるとともに、このアモルファスシリコン膜中に水素を十分残留させることができるからである。なお、使用する液状材料によっても異なるものの、例えば３００℃で２０分焼成すると得られるアモルファスシリコン膜中には水素がその約２０％残留し、４００℃で２０分焼成すると得られるアモルファスシリコン膜中には水素がその約６％残留し、５００℃で２０分焼成すると得られるアモルファスシリコン膜中には水素がその約２％残留する。
【００４０】
このようにして形成する第１分離層１２０の厚さについては、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、５ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、５ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。第１分離層１２０の膜厚が薄すぎると、第１分離層１２０の均一性が損なわれるため、剥離にムラが生じることがある。また、第１分離層１２０の膜厚が厚すぎると、第１分離層１２０に照射するレーザ光等のエネルギー光のパワー（光量／エネルギー密度）を大きくする必要がある。また、第１分離層１２０の膜厚が厚すぎると、薄膜デバイス層１４０の側などに残った第１分離層１２０を除去する作業に時間がかかる。
なお、第１分離層１２０の膜厚は、できるだけ均一であるのが望ましい。また、第１分離層１２０は、図１（ｂ）に示すように、下地層１２２を介して分離層１２４が形成されるような構造を有していてもかまわない。この場合、下地層１２２は、基材１００からの不純物の混入を防ぐバリア層などの役割を果たす。
【００４１】
次に、図２に示すように、第１分離層１２０上方に、各種薄膜デバイスを含む薄膜デバイス層１４０を形成する。この図に示す例では、一点鎖線Ｋで示す部分を一点鎖線で囲んだ枠内に拡大して示すように、薄膜デバイス層１４０は、例えば、ＳｉＯ２膜からなる中間層１４２上に形成されたＴＦＴを含んでいる。中間層１４２は、例えば、薄膜デバイス層１４０を物理的または化学的に保護する保護層、絶縁層、導電層、レーザ光の遮光層、マイグレーション防止のバリア層、または反射層として形成される。なお、場合によっては、ＳｉＯ２膜等の中間層１４２を形成せず、第１分離層１２０上に直接、薄膜デバイス層１４０を形成してもよい。また、ＴＦＴは、ポリシリコン膜にｎ型不純物を導入してなるソース・ドレイン領域１４６、チャネル領域１４４、ゲート絶縁膜１４８、ゲート電極１５０、層間絶縁膜１５４、およびアルミニウムなどからなるソース・ドレイン電極１５２を備えている。中間層１４２としてはＳｉＯ２膜を使用しているが、Ｓｉ３Ｎ４等のその他の絶縁膜を形成することもできる。ここで用いる中間層１４２の厚みは、その形成目的や発揮し得る機能の程度に応じて適宜決定されるが、通常は、１０ｎｍ〜５μｍ程度であるのが好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがより好ましい。
【００４２】
図２に示す例では、薄膜デバイス層１４０は、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層であるが、この薄膜デバイス層１４０に形成される薄膜デバイスは、ＴＦＴ以外にも、製造する機器の種類に応じて、例えば、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（光センサ、太陽電池）、シリコン抵抗素子、その他の薄膜半導体デバイス、各種電極（例：ＩＴＯ、メサ膜のような透明電極）、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー等であってもよい。これらいずれの薄膜デバイスも、一般的には比較的高いプロセス温度を経て形成される。したがって、このような薄膜デバイスを形成する場合にも、前記したように、第１基材１００としては、そのプロセス温度に耐え得る信頼性の高いものを用いる必要がある。
【００４３】
次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０の上（第１基材１００とは反対側、さらに具体的には、第１基材１００が設けられた薄膜デバイス層の面の反対側）に接着層１６０を介して第２基材１８０を接着する。接着層１６０を構成する接着剤の好適な例としては、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、嫌気硬化型接着剤や水溶性接着剤等の接着剤が挙げられる。こ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。このような接着層１６０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００４４】
接着層１６０に硬化型接着剤を用いる場合には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布し、その上に第２基材１８０を接合した後、接着剤の特性に応じた硬化方法により接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１４０と第２基材１８０とを接着固定する。
接着層１６０に光硬化型接着剤を用いた場合には、例えば薄膜デバイス層１４０上に接着剤を塗布し、その上に第２基材１８０を接合した後、光透過性の第１基材１００の側または光透過性の第２基材１８０の側のうちの一方の側から接着剤に光を照射することにより、接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１４０と第２基材１８０とを接着固定する。なお、光透過性の第１基材１００の側、および光透過性の第２基材１８０の側の双方から接着剤に光を照射してもよい。ここで用いる接着剤としては、薄膜デバイス層１４０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤が望ましい。
【００４５】
接着層１６０としては水溶性接着剤を用いることもできる。この種の水溶性接着剤としては、例えばケミテック株式会社製のケミシール Ｕ−４５１Ｄ（商品名）、株式会社スリーボンド製のスリーボンド３０４６（商品名）等を挙げることができる。
薄膜デバイス層１４０の側に接着層１６０を形成する代わりに、第２基材１８０の側に接着層１６０を形成し、この接着層１６０を介して、薄膜デバイス層１４０に第２基材１８０を接着してもよい。第２基材１８０自体が接着機能を有する場合等には、接着層１６０の形成を省略してもよい。
【００４６】
第２基材１８０は、第１基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本発明では、第１基材１００の側に薄膜デバイス層１４０を形成した後、この薄膜デバイス層１４０を第２基材１８０に転写するため、第２基材１８０には、薄膜デバイス層１４０を形成する際の温度条件に耐え得ること等といった特性が要求されない。したがって、薄膜デバイス層１４０の形成の際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、転写体１４０を構成する材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴｍａｘ以下のものを用いることができる。例えば、第２基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用いることができ、さらには３２０℃以下のものであってもよい。
【００４７】
第２基材１８０の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
第２基材１８０としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄い樹脂基板、あるいはかなり厚めの樹脂基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第２基材１８０は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００４８】
第２基材１８０として樹脂基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００４９】
第２基材１８０としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第２基材１８０を一体的に成形することができる。また、第２基材１８０がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第２基材１８０がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第２基材１８０がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を製造する際に有利である。
【００５０】
第２基材１８０としてガラス基板を用いる場合には、それを構成するガラス材としては、例えば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。
【００５１】
本実施形態において、第２基材１８０は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板を薄膜デバイス装置として構成した場合のように、それ自体が独立してデバイスの基体を構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
さらに、第２基材１８０は、金属、セラミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、ある品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上などであってもよい。
【００５２】
次に、図４に示すように、基板１００の裏面側からエネルギー光を照射する。この工程では、エネルギー光として、例えばレーザ光を用いる。基板１００の裏面側から照射されたレーザ光は、第１基材１００を透過した後に第１分離層１２０に到達する。これにより、第１分離層１２０に層内剥離または界面剥離の一方、あるいは双方が生じる。
【００５３】
したがって、図５に示すように、第１基材１００を剥がすように力を加えると、第１基材１００を第１分離層１２０で容易に剥がすことができる。その結果、薄膜デバイス層１４０を第２基材１８０の方に転写することができる。この工程において、レーザ光の照射によって第１分離層１２０において層内剥離や界面剥離が生じる原理は、レーザ光の照射によって第１分離層１２０を構成する水素含有のアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜に相転移するとともに、アモルファスシリコン膜から水素ガスが放出されることによるものである。なお、本発明では前述したようにこのアモルファスシリコン膜（第１分離膜１２０）を液相法で形成しているので、膜中に残留した水素が比較的多くなっており、したがってシリコン膜の溶融や水素ガスの放出による剥離が容易に起こるようになっている。
【００５４】
第１基材１００を剥がした後には、薄膜デバイス層１４０の側に第１分離層１２０が残ることがある。このような場合には、図６に示すように、残存している分離層１２０を、例えば洗浄、エッチング、アッシング、研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法により除去する。また、剥がした第１基材１００に第１分離層１２０の一部が付着している場合にも同様に除去すれば、第１基材１００が石英ガラスのような高価な材料、希少な材料で構成されている場合に第１基材１００を再利用（リサイクル）することにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００５５】
この工程にて照射されるエネルギー光としては、第１分離層１２０で層内剥離または界面剥離を起こさせるものであればいかなるものでもよく、例えば、紫外線、可視光、赤外線（熱線）等が挙げられる。その中でも、第１分離層１２０に相転移や水素ガスの放出を起こさせ易いという点ではレーザ光が好ましい。
レーザ光としては、各種気体レーザ、固体レーザ（半導体レーザ）等が挙げられるが、エキシマレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ２レーザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等が好適に用いられ、その中でもエキシマレーザが特に好ましい。このエキシマレーザは、短波長域で高エネルギーを出力するため、極めて短時間で第１分離層１２０に相転移や水素ガスの放出を生じさせることができる。したがって、レーザ光を照射したとき、第１基材１００や第２基材１８０等に温度上昇をほとんど生じさせることがないので、第１基材１００や第２基材１８０等を劣化あるいは破損させることなく、第１分離層１２０で剥離することができる。
【００５６】
図７に示すように、本実施形態で用いた第１基材１００は、３００ｎｍ以上の波長に対して透過率が急峻に増大する特性を有する。したがって、このような場合には、３００ｎｍ以上の波長の光、例えば、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザ光（波長３０８ｎｍ）等を照射する。このようにして、第１基材１００の裏面側からレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜（第１分離層１２０）をアニールすると、アモルファスシリコン膜（α−Ｓｉ）は、ポリシリコン膜（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）に転移する。ただし、あまりにエネルギー密度の高い光を照射すると、第１分離層１２０を構成するシリコン膜が損傷して荒れた状態（アブレーション）にまでなってしまい、薄膜デバイス層１４０を損傷させてしまうおそれがある。一方、エネルギー密度の低いレーザ光の照射では、アモルファスシリコン膜からポリシリコン膜への転移や水素ガスの発生がスムーズに起こらず、第１分離層１２０での剥離が適正に進まなくなってしまう。したがって、レーザ光の照射に際しては、予めそのエネルギー密度を、アモルファスシリコン膜（第１分離層１２０）中に残留する水素量等に応じて適宜に決定するのが望ましい。
なお、ここまでの工程が、本発明の被転写層の剥離方法の一実施形態となる。
【００５７】
ここで、第１基材１００の裏面側からレーザ光を照射したとき、第１分離層１２０を透過した照射光が薄膜デバイス層１４０にまで達して悪影響を及ぼすことが考えられる。その場合の対策としては、例えば、図８に示すように、レーザ光を吸収する第１分離層１２０上にタンタル（Ｔａ）等の金属膜１２４を形成する方法がある。この方法によれば、第１分離層１２０を透過したレーザ光は、金属膜１２４の界面で完全に反射されるので、それより上層に形成された薄膜デバイス層１４０に悪影響を与えない。
【００５８】
以上の各工程を経て、薄膜デバイス層１４０の第２基材１８０への転写が完了し、図６に示したように第２基材１８０上に薄膜デバイス層１４０が転写された薄膜デバイス装置１を製造することができる。また、薄膜デバイス層１４０が形成された第２基材１８０を所望の材料上に搭載したものを薄膜デバイス装置としてもよい。
なお、第１基材１００から第２基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ２膜などを除去する。また、第１基材１００から第２基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、この第２の基板１８０上で薄膜デバイス層１４０に対する配線用の導電層や保護膜の形成を行ってもよい。
【００５９】
このように、本実施形態の薄膜デバイス装置１の製造方法では、被剥離物である薄膜デバイス層１４０自体を直接に剥離するのではなく、薄膜デバイス層１４０と第１基材１００とを第１分離層１２０で剥がす。このため、薄膜デバイス層１４０の側から第１基材１００を容易、かつ、確実に剥がすことができる。したがって、剥離操作に伴う薄膜デバイス層１４０へのダメージがなく、信頼性の高い薄膜デバイス装置１を製造することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、前述したように第１分離膜１２０としてのアモルファスシリコン膜を液相法で形成しているので、膜中に残留した水素が比較的多くなり、したがって水素ガスの放出による剥離が容易に起こる。よって、該第１分離層にレーザ光（エネルギー光）を照射する際、これを低エネルギーで照射することができ、したがって装置コストや維持費を比較的安価にし、コストの低減化を図ることができる。また、レーザ光照射による第１分離層１２０上の薄膜デバイス層１４０に対する悪影響を防止することができ、これにより薄膜デバイスの特性低下を防止することができる。さらに、第１基材１００としてレーザ光の透過率が低い通常のガラス基板を用いることができ、したがってこれからもコスト低減が可能となる。
また、特にシラン系化合物を含む液状材料を用いた液相法で第１分離膜１２０を形成するようにしたので、従来のＣＶＤ法による気相法に比べて真空装置等の高価な装置が不要になり、原料が液体のため取り扱いが容易になり、さらに液相法であることから原料の使用効率も良好になり、したがって従来に比べ格段にコストを低減することができる。
【００６１】
なお、このように液相法で得られたアモルファスシリコン膜（第１分離層１２０）は、単に膜中に水素が多く残留しているためだけでなく、液相法で形成されたこと自体によってもエネルギー光の照射による剥離が容易になっている。そのメカニズムは今のところ解明されてはいないものの、以下の２つが考えられる。
（１）液相法でアモルファスシリコン膜を形成した場合、膜中においてシリコン同士の結合が十分でないため、低エネルギーで剥離が起こり易くなる。
（２）アモルファスシリコン膜中に微量残っている溶媒が、膜を脆くしている。
【００６２】
［第２の実施形態］
図９ないし図１１を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。
本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法が前記第１の実施形態と異なるところは、薄膜デバイス層１４０を第２基材に転写した後、薄膜デバイス層１４０を第２基材１８０から第３基材に再度、転写する点である。したがって、本実施形態でも、第１の実施形態で説明した図１〜図６に示した工程については、これらと略同様に行うので、これらの工程についてはその詳細な説明を省略する。
【００６３】
本実施形態でも、図１（ａ）に示すように、第１基材１００上に、水素を含有するアモルファスシリコン膜からなる第１分離層１２０を液相法で形成した後、図２に示すように、この第１分離層１２０上に薄膜デバイス層１４０を形成する。次に、図３に示すように、薄膜デバイス層１４０の第１基材１００と反対側に第２基材１８０を接着する。本実施形態では、後述するように、第２基材１８０も薄膜デバイス層１４０の側から剥がすので、接着層１６０に代えて、図９を参照して後述するように、第２基材１８０を第２分離層１６０′を介して薄膜デバイス層１４０に接着する。この第２分離層１６０′としては、熱溶融性接着剤や水溶性接着剤などの接着剤を用いることができる。以下の説明では、第２分離層１６０′を熱溶融性接着剤によって形成した例を説明する。次に、図４ないし図６に示すように、第１分離層１２０にレーザ光などのエネルギー光を照射して第１分離層１２０で剥離現象を起こさせ、薄膜デバイス層１４０を第２基材１８０に転写する。
【００６４】
このようにして薄膜デバイス層１４０を第２基材１８０に転写した後に、図９に示すように、薄膜デバイス層１４０の下面（第２基材１８０と反対側）に接着層１９０を介して第３基材２００を接着する。この接着層１９０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着材、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種の硬化型の接着剤が挙げられる。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。このような接着層１９０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００６５】
接着層１９０として硬化型接着剤を用いる場合、例えば薄膜デバイス層１４０の下面に硬化型接着剤を塗布した後、第３基材２００を接合し、しかる後に、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により硬化型接着剤を硬化させて、薄膜デバイス層１４０と第３基材２００とを接着固定する。
接着層１９０として光硬化型接着剤を用いる場合、好ましくは光透過性の第３基材２００の裏面側から光を照射する。接着剤としては、薄膜デバイス層１４０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤を用いれば、光透過性の第２基材１８０側から光を照射してもよいし、第２基材１８０の側および第３基材２００の側の双方から光を照射してもよい。なお、第３基材２００に接着層１９０を形成し、その上に薄膜デバイス層１４０を接着しても良い。また、第３基材２００自体が接着機能を有する場合等には、接着層１９０の形成を省略しても良い。
【００６６】
第３基材２００は、第２基材１８０と同様に、第１基材１００と比較して耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本実施形態では、第１基材１００の側に薄膜デバイス層１４０を形成した後、この薄膜デバイス層１４０を第２基材１８０に転写し、しかる後に第３基材２００に転写するため、第２基材１８０および第３基材２００には、薄膜デバイス層１４０を形成する際の温度条件に耐え得ること等といった特性が要求されないからである。したがって、薄膜デバイス層１４０の形成の際の最高温度をＴｍａｘとしたとき、第２基材１８０および第３基材２００を構成する材料としては、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点がＴｍａｘ以下のものを用いることができる。例えば、第２基材１８０は、ガラス転移点（Ｔｇ）または軟化点が８００℃以下あるいは５００℃以下のものを用いることができ、さらには３２０℃以下のものであってもよい。
【００６７】
第３基材２００の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
第３基材２００としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄い樹脂基板、あるいはかなり厚めの樹脂基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第３基材２００は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００６８】
第３基材２００として樹脂基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリー（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００６９】
第３基材２００として樹脂基板を用いた場合には、大型の第３基材２００を一体的に成形することができる。また、第３基材２００が樹脂基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第３基材２００が樹脂基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第３基材２００が樹脂基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置）を製造する際に有利である。
【００７０】
第３基材２００としてガラス基板を用いる場合には、それを構成するガラス材としては、例えば、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。このうち、ケイ酸ガラス以外のものは、ケイ酸ガラスと比較して融点が低いが、成形や加工等が比較的容易であり、かつ、安価であるので、好ましい。
【００７１】
本実施形態において、第３基材２００は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（電気光学装置）のアクティブマトリクス基板を構成する場合のように、それ自体独立したデバイスを構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
さらに、第３基材２００は、金属、セラミックス、石材、木材紙等の物質であってもよいし、ある品物を構成する任意の面上、例えばプリント基板の上等であってもよい。
【００７２】
次に、図１０に示すように、熱溶融性接着剤からなる第２分離層１６０′を加熱し、熱溶融させる。この結果、第２分離層１６０′の接着力が弱まるため、第２基材１８０を薄膜デバイス層１４０の側から剥がすことができる、この第２基材１８０についても、付着した熱溶融性接着剤を除去することで、繰り返し使用することができる。また、第２分離層１６０′として水溶性接着剤を用いた場合には、少なくとも第２分離層１６０′を含む領域を純水に浸せばよい。
【００７３】
次に、図１１に示すように、薄膜デバイス層１４０の表面に残る第２分離層１６０′を除去する。その結果、第３基材２００に薄膜デバイス層１４０が転写された薄膜デバイス装置１を製造することができる。
なお、第１基材１００から第２基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後は、必要に応じて、薄膜デバイスに隣接する不要なＳｉＯ２膜などを除去する。また、第１基材１００から第２基材１８０に薄膜デバイス層１４０を転写した後、あるいは第２基材１８０から第３基材２００に薄膜デバイス層１４０を転写した後、第２基材２００あるいは第３基材２００上で薄膜デバイス層１４０に対する配線等の導電層や保護膜の形成等を行ってもよい。
【００７４】
このように、本実施形態の薄膜デバイス装置１の製造方法では、前述したように第１分離膜１２０としてのアモルファスシリコン膜を液相法で形成しているので、膜中に残留した水素が比較的多くなり、したがって水素ガスの放出による剥離が容易に起こる。よって、該第１分離層にレーザ光（エネルギー光）を照射する際、これを低エネルギーで照射することができ、したがって装置コストや維持費を比較的安価にし、コストの低減化を図ることができる。また、レーザ光照射による第１分離層１２０上の薄膜デバイス層１４０に対する悪影響を防止することができ、これにより薄膜デバイスの特性低下を防止することができる。さらに、第１基材１００として例えばエネルギー光の透過率が低い通常のガラス基板を用いることができ、したがってこれからもコスト低減が可能となる。
また、特にシラン系化合物を含む液状材料を用いた液相法で第１分離膜１２０を形成するようにしたので、従来のＣＶＤ法による気相法に比べて真空装置等の高価な装置が不要になり、原料が液体のため取り扱いが容易になり、さらに液相法であることから原料の使用効率も良好になり、したがって従来に比べ格段にコストを低減することができる。
さらに、本実施形態では、薄膜デバイス層１４０を２回転写するので、第３基材２００上での薄膜デバイス層１４０の積層関係（積層構造）が、図２に示したような、第１基材１００上に薄膜デバイス層１４０を形成したときの積層関係（積層構造）と同じになる。
【００７５】
［他の実施形態］
なお、上記の第１および第２の実施の形態のいずれにおいても、プラズマＣＶＤ法（４２５℃）により形成した水素含有のアモルファスシリコン膜を第１分離層１２０として用いたが、水素を含有しないアモルファスシリコン、あるいは水素を少量だけ含有するアモルファスシリコンを形成した以降、図４および図５に示す剥離工程を行う前の所定の時期に水素イオンを導入したアモルファスシリコン膜を第１分離層１２０として用いてもよい。
【００７６】
［第１の実施例］
本発明の第１の実施形態の具体例として、図１２ないし図２２を参照して、第１基材１００の側に、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層１４０を形成し、このデバイス層１４０を第２基材１８０に転写した薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。図１２ないし図２２は、この製造方法の工程断面図である。
【００７７】
図１２に示すように、本例では、石英基板などの透光性の基板からなる第１基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１分離層１２０を形成する。
本例ではまず、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板（エキシマレーザの透過率：８０％）からなる第１基材１００を用意した。
また、これとは別に、シクロペンタシラン１ｇをシクロヘキサン１０ｍｌに溶解させた。この溶液に対して、強度２００Ｗ、波長３０８ｎｍのエキシマランプ光を３分照射し、シクロペンタシランを高次シラン化合物に光重合させた。
【００７８】
次に、この溶液を、図１２に示すように前記ホウケイ酸ガラス基板からなる第１の基材１００上に、１０００ｒｐｍでスピンコート塗布した。続いて、１５０℃で１０分、次に３００℃で５分熱処理を行い、アモルファスシリコン膜からなる第１分離層１２０を形成した。このアモルファスシリコン膜の膜厚は８０ｎｍであり、ＳＩＭＳ（secondary ion mass spectroscopy;二次イオン質量分析法）によって水素濃度を測定したところ、Ｓｉ原子に対して４０％の水素が含まれていた。
【００７９】
このようにして水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１の分離層１２０を形成したら、続いてこの第１分離層１２０の上に、プラズマＣＶＤ法（ＳｉＨ４＋Ｏ２ガス、１００℃）により、膜厚が２０００ｎｍのＳｉＯ２膜からなる中間層１４２を形成する。
次に、中間層１４２の上に、ＬＰＣＶＤ法（Ｓｉ２Ｈ６ガス、４２５℃）により膜厚が５０ｎｍアモルファスのシリコン膜１４３を形成する。このシリコン膜１４３はＴＦＴの能動層を形成するための半導体膜である。
【００８０】
次に、第１基材１００においてシリコン膜１４３が形成されている側から、波長が３０８ｎｍのレーザ光を照射し、シリコン膜１４３にレーザアニールを施す。これにより、シリコン膜１４３は、再結晶化してアモルファスシリコン膜からポリシリコン膜となる。なお、ここでのレーザ光の照射については、第１分離層１２０で剥離現象を起こさせるために照射するレーザ光に比較して、エネルギー密度を十分に低くして行う。
次いで、図１３に示すように、シリコン膜１４３をパターニングして、チャネルパターンとしてアイランド１４４ａ、１４４ｂを形成する。
次いで、図１４に示すように、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法（ＳｉＨ４＋Ｏ２ガス）により、膜厚が１２００ｎｍのＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１４８を形成する。
次いで、図１５に示すように、ポリシリコン膜あるいは金属等からなるゲート電極１５０ａ、１５０ｂを形成する。
【００８１】
次に、図１６に示すように、アイランド１４４ａを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７０を形成し、この状態で、例えばボロン（Ｂ）のイオン注入を行う。これにより、アイランド１４４ｂには、ゲート電極１５０ｂに対してセルフアライン的にＰ＋層１７２ａ、１７２ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成される。このボロンイオン注入工程では、例えば、Ｂ２Ｈ６（５％）＋Ｈ２（９５％）の混合ガスをプラズマ化し、それにより生成されたボロンイオン及び水素イオンを加速して、質量分析器を介さずにイオン導入を行うと、同じ加速電圧であっても、質量の重いボロンイオンは上層側のポリシリコン膜（アイランド１４４ｂ）に止まる一方で、質量の軽い水素イオンはより深く打ち込まれて、第１分離層１２０まで到達する。
【００８２】
次いで、図１７に示すように、アイランド１４４ｂを覆うようにポリイミド等からなるマスク層１７４を形成し、この状態で、例えば、リン（Ｐ）のイオン注入を行う。これによって、アイランド１４４ａには、ゲート電極１５０ａに対してセルフアライン的にｎ＋層１４６ａ、１４６ｂ（ソース・ドレイン領域）が形成される。この場合にも、例えばＰＨ３（５％）＋Ｈ２（９５％）の混合ガスをプラズマ化し、それにより生成されたリンイオン及び水素イオンを加速して、質量分析器を介ざずにイオン導入を行うと、同じ加速電圧であっても、質量の重いリンイオンは、上層側のポリシリコン膜（アイランド１４４ａ）に止まる一方で、質量の軽い水素イオンはよ深く打ち込まれて、第１分離層１２０まで到達する。
【００８３】
次いで、図１８に示すように、層間絶縁膜１５４を形成した後、この層間絶縁膜１５４を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成した後、ソース・ドレイン電極１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄを形成する。このようにして、ＣＭＯＳ構造のＴＦＴを備えた薄膜デバイス層１４０が形成される。なお、層間絶縁層１５４上にはさらに保護膜を形成してもよい。
【００８４】
次いで、図１９に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴを備える薄膜デバイス層１４０の上に接着層としてのエポキシ樹脂からなる接着層１６０を形成した後、この接着層１６０を介して、薄膜デバイス層１４０に対して、縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのソーダガラスからなる第２基材１８０を貼り付ける。次に、接着層１６０に熱を加えてエポキシ樹脂を硬化させ、第２基材１８０と薄膜デバイス層１４０の側とを接着する。なお、接着層１６０は紫外線硬化型接着剤でもよい。この場合には、第２基材１８０側から紫外線を照射してポリマーを硬化させる。
【００８５】
次いで、図２０に示すように、透光性基板からなる第１基材１００の裏面から、例えば、波長が３０８ｎｍのＸｅ−Ｃｌエキシマレーザ光を照射する。照射されたレーザ光は、第１基材１００を透過して第１分離層１２０に到達する。この工程では、第１分離層１２０に対するエネルギー光の照射を開始した初期の段階では、第１分離層１２０を構成するシリコン膜に含まれる水素量が多いので、シリコン膜が損傷しないように、例えば１５０ｍＪ／ｃｍ２くらいのエネルギー密度の低い光を照射し、このエネルギー光の照射によってシリコン膜から水素ガスが抜けた後は、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ２くらいのエネルギー密度の高い光を照射する。その結果、第１分離層１２０を構成する水素含有のアモルファスシリコン膜では、ポリシリコン膜への相転移と、水素ガスの発生が起こり、第１分離層１２０の層内及び／又は界面において剥離が生じる。
【００８６】
なお、エキシマレーザの照射は、スポットビーム照射とラインビーム照射のいずれをも用いることができる。スポットビーム照射の場合は、例えば、所定の単位領域（例えば８ｍｍ×８ｍｍ）にスポット照射しこのスポット照射を、各回の照射条件を変え、かつ、照射領域が重ならないようにビーム走査しながら照射していく。また、ラインビーム照射の場合は、例えば、所定の単位領域（例えば、３７８ｍｍ×０．１ｍｍや０．３ｍｍを同じく、各回の照射領域を少しずつ重ねながら、あるいは完全にずらしながらビーム走査していく。
【００８７】
このようにして第１分離層１２０で剥離現象を起こさせてから、図２１に示すように、薄膜デバイス層１４０の側から第１基材１００を剥がす。その結果、薄膜デバイス層１４０は第２基材１８０に転写される。
次いで、薄膜デバイス層１４０の裏面側に残る第１分離層１２０をエッチングにより除去する。その結果、図２２に示すように、ＣＭＯＳ構成のＴＦＴが第２基材１８０に転写された薄膜デバイス装置１が完成する。
【００８８】
このようにして製造された薄膜デバイス装置１は、例えば、図２３（ａ）に示すように、樹脂等からなるフレキシブル基板１８２上に搭載される。その結果、薄膜デバイス装置１によって回路が構成されたＣＰＵ３００、ＲＡＭ３２０、入出力回路３６０、並びにこれらの回路に電源供給するための太陽電池３４０がフレキシブル基板１８０上に搭載されたマイクロコンピュータを製造することができる。このように構成したマイクロコンピュータは、フレキシブル基板１８２上に形成されているため、図２３（ｂ）に示すように曲げに強く、また、軽量であるために落下にも強いという利点がある。
【００８９】
［実験例］
本発明の剥離方法、すなわち液相法でアモルファスシリコン膜を形成し、これにエネルギー光を照射して剥離を起こさせる方法と、従来の気相法（ＣＶＤ法）でアモルファスシリコン膜を形成した場合の方法とを、以下の実験によって比較した。
まず、前記第１の実施例と同様にして、第１基材上にアモルファスシリコン膜（第１分離層１２０）を厚さ１００ｎｍとなるように形成した。そして、以下に示す４通りの条件で焼成処理を行い、残留する水素量が異なる試料を得た。その後、強度３００ｍＪ／ｃｍ２のエキシマレーザ光を照射し、各試料の第１基材に対する剥離率を調べた。
また、比較例として、第１基材上にアモルファスシリコン膜を、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）法によって厚さ１００ｎｍとなるように形成した。なお、この比較例（プラズマＣＶＤ法）においても、その成膜条件を変えることによって残留する水素量（水素含有量）が異なる４種類の試料を得た。その後、前記実施例と同様にして、強度３００ｍＪ／ｃｍ２のエキシマレーザ光を照射し、各試料の第１基材に対する剥離率を調べた。なお、膜中に残存する水素量（水素含有量）については、ＳＩＭＳ（secondary ion mass spectroscopy;二次イオン質量分析法）で測定した。
実施例、比較例で得られた結果を以下に示す。
【００９０】
焼成条件        水素含有量        剥離率
実施例（液相法）  ４００℃×６０分        ５％          ２７％
４００℃×３０分      １０％          ４２％
４００℃×１５分      ２０％          ５８％
４００℃×５分        ４０％          ９８％
比較例（気相法）                          ３％            ７％
５％          １４％
１０％          ２２％
２０％          ３４％
【００９１】
このように、液相法で形成した分離層（アモルファスシリコン膜）は、気相法（ＣＶＤ法）で形成したアモルファスシリコン膜に比べ、含有する水素量がほぼ同量であっても、エネルギー光の照射による剥離がより容易に起こるようになる。そのメカニズムは今のところ解明されてはいないものの、以下の２つが考えられる。
（１）液相法でアモルファスシリコン膜を形成した場合、膜中においてシリコン同士の結合が十分でないため、低エネルギーで剥離が起こり易くなる。
（２）アモルファスシリコン膜中に微量残っている溶媒が、膜を脆くしている。
したがって、本発明の被転写層の剥離方法（薄膜デバイス装置の製造方法）は、気相法でアモルファスシリコン膜を形成する従来法に比べ、より剥離を容易にすることにより、デバイスの特性劣化を防ぐことができ、またコストの低減化が図れるなど顕著な効果を奏するものとなる。
【００９２】
［第２の実施例］
本発明の第１の実施形態の具体例として、第１基材１００の側に各種のＴＦＴを含む薄膜デバイス層１４０を形成し、これを第２基材１８０に転写することにより、液晶表示装置（電気光学装置）用のアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装置）を製造し、さらにこのアクティブマトリクス基板を用いて液晶表示装置を製造する方法を、図２４ないし図３１を参照して説明する。なお、図２４は液晶表示装置の全体構成を示す分解斜視図であり、図２５はこの液晶表示装置に用いたアクティブマトリクス基板の構成を示すブロック図であり、図２６は本実施形態の液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【００９３】
図２４において、本実施形態の液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクティブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４６０とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０とは、対向基板４８０の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材（図示せず）によって所定の間隙を介して貼り合わされ、このシール材の内側領域が液晶４６０の封入領域とされる。シール材としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。ここで、シール材は部分的に途切れているので、対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０とを貼り合わせた後、シール材の内側領域を減圧状態にすれば、シール材の途切れ部分から液晶４６０を減圧注入でき、液晶４６０を封入した後は、途切れ部分を封止剤（図示せず）で塞げばよい。
【００９４】
本実施形態において、対向基板４８０はアクティブマトリクス基板４４０よりも小さく、アクティブマトリクス基板４４０の対向基板４８０の外周縁よりはみ出た領域には、図２５を参照して後述する走査線駆動回路７００やデータ線駆動回路８００等のドライバー部４４４が形成されている。
また、対向基板４８０およびアクティブマトリクス基板４４０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて偏光板４２０、５００、あるいは位相差フィルムが所定の光軸方向に配置されるように貼られる。さらに、液晶表示装置１０が透過型である場合には、アクティブマトリクス基板４４０の裏側にはバックライト４００が配置される。
【００９５】
このように構成した液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０では、図２５に示すように、中央領域が実際の表示を行う画素部４４２であり、その周辺部分が駆動回路部４４４とされる。画素部４４２では、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜、シリサイド膜、導電性半導体膜などで形成されたデータ線７２０および走査線７３０に接続した画素用スイッチングのＴＦＴ５がマトリクス状に配列された各画素毎に形成されている。データ線７２０に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチなどを備えるデータ側駆動回路８００が構成されている。走査線７３０に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタなどを備える走査側駆動回路７００が構成されている。
【００９６】
このように構成したアクティブマトリクス基板４４０において、データ線駆動回路８００および走査線駆動回路７００のシフトレジスタ等は、Ｎ型のＴＦＴ６とＰ型のＴＦＴ７とからなるＣＭＯＳ回路が多段に接続されている。したがって、アクティブマトリクス基板４４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６、駆動回路用のＰ型のＴＦＴ７、および画素スイッチング用のＮ型のＴＦＴ５からなる３種類のＴＦＴが形成されている。
これらのＴＦＴのうち、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６と駆動回路用のＰ型のＴＦＴ７とは導電型が逆であるだけで、基本的な構成が同一なので、図２９には、代表して、Ｎ型のＴＦＴ６と画素スイッチング用のＴＦＴ５のみを示してある。
【００９７】
図２６において、画素スイッチング用のＴＦＴ５では、画素電極１７０が液晶を介して対向基板４８０と対向させる必要があるが、本実施形態では、いずれのＴＦＴも、後述するように、薄膜デバイス層１４０として第１基材１００に形成されたものが、第２基材１８０に転写されたものであるため、画素電極１７０は、ＴＦＴ５の最も上層側にある。そこで、本実施形態では、層間絶縁膜１５５に開口１５６、１５７を形成し、開口１５７から下方に向かって画素電極１７０が露出している構造になっている。したがって、薄膜デバイス層１４０の裏面側に対して液晶４６０を介して対向基板４８０が対向する構成であっても、画素電極１７０と対向基板４８０に形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動することができる。なお、図２５から分かるように、画素スイッチング用のＴＦＴ５において、ゲート電極１５０は走査線７３０の一部であり、ソース領域１９２ａに電気的に接続するソース電極１５２ｅはデータ線７２０の一部である。なお、画素電極１７０は開口１５６を介してドレイン領域１９２ｂに電気的に接続している。
【００９８】
図２７ないし図３１を参照して、このアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。なお、図２７ないし図３１は、前記した第１の実施形態に係る方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造する際の工程断面図である。
本例のアクティブマトリクス基板４４０の製造方法では、まず、図１２ないし図２２を参照して説明した方法と同様にして、図２７に示すように、第１基材１００上に水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１分離層１２０を液相法で形成する。
【００９９】
次に、第１分離層１２０の上に中間層１４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する。
次いで、図２８に示すように、画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｂに相当する部分、および画素スイチング用のＴＦＴ５が形成されている領域を除く領域のそれぞれにおいて、層間絶縁膜１５４、１５５、ゲート絶縁膜１４８および中間膜１４２を選択的にエッチングし、それぞれの領域に開口１５６、１５７を同時に形成する。
【０１００】
次に、図２９に示すように、画素電極１７０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１５２ｄを介して画素スイッチング用のＴＦＴのドレイン領域１９２ｂに電気的に接続し、かつ、開口１５７を介して第１分離層１２０と接するように形成される。ここで、画素電極１７０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表示装置１０を透過型で形成でき、画素電極１７０をアルミニウム等の金属から形成した場合には、液晶表示装置１０を反射型で形成できる。
【０１０１】
次いで、図３０に示すように、接着層１６０を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２基材１８０を接着する。
次いで、第１基材１００の裏面側からエキシマレーザ光を照射し、第１分離層１２０で剥離現象を生じさせ、第１基材１００を剥がす。このとき、引き剥がしにさほどの力を要しないので、ＴＦＴ５、６等には機械的ダメージが生じない。また、薄膜デバイス層１４０の裏面側に残った第１分離層１２０を除去する。
【０１０２】
これにより、図３１に示すアクティブマトリクス基板４４０が完成する。このアクティブマトリクス基板４４０では、画素電極１７０が薄膜デバイス層１４０の裏面側で露出している。したがって、アクティブマトリクス基板４４０の薄膜デバイス層１４０の裏面側に配向膜（図示せず）を形成した後、ラビング処理等の配向処理を行い、しかる後に、図２４、図２６に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側と対向するように対向基板４８０をアクティブマトリクス基板４４０とシール材（図示せず）によって貼り合わせ、これらの基板間に液晶４６０を封入する。その結果、アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０との間に液晶４６０を挟持した液晶表示装置１０を製造することができる。
【０１０３】
このように、本実施形態の液晶表示装置１０に用いるアクティブマトリクス基板４４０では、耐熱性等に優れた石英基板からなる第１基材１００上にＴＦＴを最適な条件で形成した後、この第１基材１００から、ソーダガラス基板からなる安価な第２基材１８０の側に駆動回路用のＴＦＴ６や画素スイチング用のＴＦＴ４を含む薄膜デバイス層１４０を転写したものを用いている。このため、ＴＦＴ５、６の製造時には第１基材１００の上で石英基板の耐熱性を十分に行かした温度条件でＴＦＴ５、６を形成できるので、トランジスタ特性の優れたＴＦＴ５、６を形成することができる。また、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価なソーダガラスからなる第２基材１８０であるため、液晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。
【０１０４】
［第３の実施例］
本発明の第２の実施形態の具体例として、第１基材１００の側にＴＦＴからなる薄膜デバイス層１４０を形成し、これを第２基材１８０に転写した後、さらに第３基材２００に転写することにより、液晶表示装置（電気光学装置）用のアクティブマトリクス基板４４０（薄膜デバイス装置）を製造し、さらにこのアクティブマトリクス基板を用いて液晶表示装置を製造する方法を、図３２ないし図３８を参照して説明する。
なお、図３２は本例の液晶表示装置１０の要部を示す断面図である。また、本実施形態の液晶表示装置１０およびアクイティブマトリクス基板４４０の基本的な構成は、第２の実施例と同様、図２４および図２５を参照して説明したとおりであるので、それらの説明については省略する。
【０１０５】
図３２において、本実施形態の液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス基板４４０と、このアクティブマトリクス基板４４０に所定の間隔を介して貼り合わされた対向基板４８０と、この対向基板４８０とアクティブマトリクス基板４４０との間に封入された液晶４６０とから概略構成されている。本例でも、アクティブマトリクス基板４４０には、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ、駆動回路用のＰ型のＴＦＴ、および画素スイッチング用のＮ型のＴＦＴからなる３種類のＴＦＴが形成されているが、図３２には、これらのＴＦＴのうち、駆動回路用のＮ型のＴＦＴ６、および画素スイッチング用のＴＦＴ５のみを示してある。
【０１０６】
本例において、駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５は、いずれも、後述するように薄膜デバイス層１４０として第１基材１００に形成されたものが、第２基材１８０に転写された後、第３基材２００に転写されたものであるため、各ＴＦＴ５、６は、第１基材１００上に形成したときの積層構造のままとなる。すなわち、画素電極１７０は、層間絶縁膜１５５の上層に形成され、対向基板４８０に形成した共通電極４８２との間で液晶４６０を駆動することができる。
【０１０７】
図３３ないし図３８を参照して、このアクティブマトリクス基板４４０の製造方法を説明する。図３３ないし図３８は、前記した第２の実施の形態に係る方法を用いてアクティブマトリクス基板４４０を製造する際の工程断面図である。
本例の液晶表示装置１０の製造方法のうち、そのアクティブマトリクス基板の製造方法では、まず、図１２ないし図２２を参照して説明した方法と同様、図３３に示すように、第１基材１００上に、水素含有のアモルファスシリコン膜からなる第１分離層１２０を液相法で形成する。
【０１０８】
次に、第１分離層１２０の上に中間層１４２を形成した後、その上に駆動回路用のＴＦＴ６および画素スイッチング用のＴＦＴ５を形成する。
本例でも、画素スイッチング用のＴＦＴ５では、図２８を参照して説明したように、ゲート電極１５０は走査線７３０の一部であり、ソース電極１５２ｅはデータ線７２０の一部である。
次に、画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｂに相当する部分の上層に位置する層間絶縁膜１５４、１５５およびゲート絶縁膜１４８を選択的にエッチングし、開口１５６を形成する。
【０１０９】
次に、図３４に示すように、画素電極１７０を形成する。その結果、画素電極１７０は、開口１５６をコンタトクトホールとして、ドレイン電極１９２ｂを介して画素スイッチング用のＴＦＴ５のドレイン領域１９２ｅに電気的に接続する。本例でも、画素電極１７０をＩＴＯ膜から形成した場合には液晶表示装置１０を透過型で形成でき、画素電極１７０をアルミニウム等の金属から形成した場合には、液晶表示装置１０を反射型で形成できる。
【０１１０】
次いで、図３５に示すように、熱溶融性接着剤あるいは水溶性の接着剤などからなる第２分離層１６０′を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２基材１８０を接着する。
次いで、第１基材１００の裏面側からエキシマレーザ光を照射し、第１分離層１２０で剥離現象を生じさせ、薄膜デバイス層１４０の側から第１基材１００を剥がす。このとき、引き剥がしにさほどの力を要しないので、ＴＦＴ５、６等には機械的ダメージが生じない。また、図３６に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側に付着している第１分離層１２０を除去する。
【０１１１】
次に、図３７に示すように、薄膜デバイス層１４０の裏面側に対して接着層１９０を介して第３基材２００を接着する。
次に、第２分離層１６０′として熱溶融性接着剤を用いた場合にはこの熱溶融性接着剤を加熱し、第２分離層１６０′で第２基材１８０を剥離する。水溶性接着剤を用いた場合にはこの水溶性接着剤を水と接触させて、第２分離層１６０′で第２基材１８０を剥離する。次に、図３８に示すように、薄膜デバイス層１４０の表面側に付着している第２分離層１８０を除去する。
【０１１２】
その結果、アクティブマトリクス基板４４０が完成する。次に、図３２に示すように、画素電極１７０の表面および層間絶縁膜１５５の表面に対して配向膜（図示せず）を形成した後、ラビング処理等の配向処理を行い、しかる後に、薄膜デバイス層１４０に対向するように対向基板４８０をアクティブマトリクス基板４４０とシール材（図示せず）によって貼り合わせ、これらの基板間に液晶４６０を封入する。その結果、アクティブマトリクス基板４４０と対向基板４８０との間に液晶４６０を挟持した液晶表示装置１０を製造することができる。
【０１１３】
このように、本実施形態に係る液晶表示装置１０に用いたアクティブマトリクス基板４４０は、耐熱性等に優れた石英基板からなる第１基材１００上にＴＦＴを最適な条件で形成した後、この第１基材１００から第２基材１８０への転写を経て、ソーダガラス基板からなる安価な第３基材２００の側に、駆動回路用のＴＦＴや画素スイチング用のＴＦＴを含む薄膜デバイス層１４０を転写したものである。このため、ＴＦＴの製造時には第１基材１００上で石英基板の耐熱性を十分に行かした温度条件でＴＦＴを形成できるので、トランジスタ特性の優れたＴＦＴを形成することができる。また、液晶表示装置１０に実際に搭載されるのは、安価なソーダガラスからなる第３基材２００であるため、液晶用表示装置１０の低価格化を図ることができる。
【０１１４】
さらに、薄膜デバイス層１４０を２回転写するため、薄膜デバイス層１４０を第３基材２００に転写し終えた状態で、薄膜デバイス層１４０は、第１基材１００にＴＦＴを形成したときの積層構造のままである。それ故、薄膜デバイス層１４０を形成していく際に、画素電極１７０の構造などについては、従来の構造のままでよいので、ＴＦＴの製造方法については変更する必要がない。
【０１１５】
［第４の実施例］
なお、第２の実施例および第３の実施例のいずれにおいても、アクイティブマトリクス基板を構成する要素の全てを第１基材１００に形成し、これらの構成要素の全てを第２基材１８０あるいは第３基材２００に一括して転写する方法であったが、アクティブマトリクス基板４４０を構成する各要素をある程度まとまった単位でそれぞれ別々の第１基材１００に形成し、各第１基材１００毎に形成した要素をそれぞれ１枚の基材に転写してアクティブマトリクス基板を形成してもよい。
【０１１６】
例えば、図２５に示すアクティブマトリクス基板４４０では、各画素の構成は同一であり、かつ、データ線駆動回路８００および走査線駆動回路７００も同一構造のシフトレジスタを多段に接続してある。そこで、アクティブマトリクス基板４４０に形成すべき画素部４４２全体のうち、その一部ずつを何枚もの第１基材１００に分けて形成し、各第１基材１００からアクティブマトリクス基板４４０の基材として使用される第２基材１８０（あるいは第３基材２００）に画素を複数ずつ転写してもよい。また、アクティブマトリクス基板４４０に形成すべき駆動回路の一部を何枚もの第１基材１００に形成し、各第１基材１００からアクティブマトリクス基板４４０の基材として使用される第２基材１８０（あるいは第３基材）に各駆動回路を転写してもよい。
【０１１７】
以上説明したように、本発明によれば、また、第１分離層１２０が、シラン系化合物を含む液状材料を配し、さらにこれを熱処理することで形成されるアモルファスシリコン膜からなるので、該第１分離層１２０にレーザ光（エネルギー光）を照射する際、これを低エネルギーで照射することができる。したがって、装置コストや維持費が比較的安価となり、コストの低減化を図ることができる。また、レーザ光照射による第１分離層１２０上の薄膜デバイス層１４０に対する悪影響を防止することができ、これにより薄膜デバイスの特性低下を防止することができる。さらに、第１基材１００としてレーザ光の透過率が低い通常のガラス基板を用いることができ、したがってこれからもコスト低減が可能となる。
また、第１分離層１２０を、シラン系化合物を含む液状材料を用いた液相法で形成するようにしたので、従来のＣＶＤ法による気相法に比べて真空装置等の高価な装置が不要になり、原料が液体のため取り扱いが容易になり、さらに液相法であることから原料の使用効率も良好になり、したがって従来に比べコストの低減化を図ることができる。
【０１１８】
また、本発明のアクティブマトリクス基板によれば、例えば対向基板との間に液晶等の電気光学物質を挟持させることにより、液晶表示装置等の電気光学装置を構成するのに適したものとなる。したがって、最終的に製品に搭載される基板として、大型の基板、安価な基板、軽い基板、変形に耐え得る基板、割れない基板を用いることができるので、安価、軽量、耐衝撃性等に優れた液晶表示装置等といった電気光学装置を構成することができる。
本発明の電気光学装置は、前記アクティブマトリクス基板を備えたことにより、例えば前述した液晶表示装置のように良好なものとなり、さらにはコストの低減化がなされたものとなる。
なお、本発明のアクティブマトリクス基板は、液晶表示装置用としてだけでなく、例えば有機ＥＬ装置用など各種の電気光学装置のアクティブマトリクス基板として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の薄膜デバイス装置の製造方法の工程説明図である。
【図２】図１（ａ）、（ｂ）に続く工程を説明するための工程図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための工程図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための工程図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための工程図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための工程図である。
【図７】第１基材におけるレーザ光の波長とその透過率との関係を示すグラフである。
【図８】レーザ光が薄膜デバイス層に及ぼす影響を防止する方法を示す説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の、薄膜デバイス装置の製造方法の説明図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための工程図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための工程図である。
【図１２】本発明の第１の実施例を説明するための工程図である。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための工程図である。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための工程図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための工程図である。
【図１６】図１５に続く工程を説明するための工程図である。
【図１７】図１６に続く工程を説明するための工程図である。
【図１８】図１７に続く工程を説明するための工程図である。
【図１９】図１８に続く工程を説明するための工程図である。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための工程図である。
【図２１】図２０に続く工程を説明するための工程図である。
【図２２】図２１に続く工程を説明するための工程図である。
【図２３】（ａ）、（ｂ）は本発明の薄膜デバイス装置の製造方法の説明図である。
【図２４】本発明に係る液晶表示装置（電気光学装置）の分解斜視図である。
【図２５】図２４の液晶表示装置用アクティブマトリクス基板のブロック図である。
【図２６】図２４の液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【図２７】図２６に示すアクティブマトリクス基板の製造方法説明図である。
【図２８】図２７に続く工程を説明するための工程図である。
【図２９】図２８に続く工程を説明するための工程図である。
【図３０】図２９に続く工程を説明するための工程図である。
【図３１】図３０に続く工程を説明するための工程図である。
【図３２】本発明に係る液晶表示装置（電気光学装置）の要部を示す断面図である。
【図３３】図３２に示すアクティブマトリクス基板の製造方法説明図である。
【図３４】図３３に続く工程を説明するための工程図である。
【図３５】図３４に続く工程を説明するための工程図である。
【図３６】図３５に続く工程を説明するための工程図である。
【図３７】図３６に続く工程を説明するための工程図である。
【図３８】図３７に続く工程を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１…薄膜デバイス装置、５…画素スイッチング用のＴＦＴ（薄膜デバイス）、
６…駆動回路用のＮ型のＴＦＴ（薄膜デバイス）、
７…駆動回路用のＰ型のＴＦＴ（薄膜デバイス）、１０…液晶表示装置、
１００…第１基材、１２０…第１分離層、１２４…金属膜、１４０…薄膜デバイス層、
１４２…中間層、１４４…チャネル領域、１４４ａ、１４４ｂ…アイランド、
１４６…ソース・ドレイン領域、１４６ａ、１４６ｂ…ｎ＋層（ソース・ドレイン領域）
１４８…ゲート絶縁膜、１５０、１５０ａ、１５０ｂ…ゲート電極、
１５２、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ…ソース・ドレイン電極、
１５４、１５５…層間絶縁膜、１５６、１５７…開口、１６０…接着層、
１６０′…第２分離層、１７０…画素電極、
１７２ａ、１７２ｂ…Ｐ＋層（ソース・ドレイン領域）、１８０…第２の基材、
１８２…フレキシブル基板、１９０…接着層、１９２ａ…ソース領域、
１９２ｂ…ドレイン領域、２００…第３の基材、３００…ＣＰＵ、３２０…ＲＡＭ、
３４０…太陽電池、３６０…入出力回路、４００…バックライト、
４２０、５００…偏光板、４４０…アクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装置）、
４４２…画素部、４４４…駆動回路部、４６０…液晶、４８０…対向基板、
４８２…共通電極、７００…走査側駆動回路、７２０…データ線、７３０…走査線、
８００…データ線駆動回路
【図１】
2005202279.tif 000003
【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】
2005202279.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005202279.tif 000012
【図１１】
2005202279.tif 000013
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2005202279.tif 000032
【図３１】
2005202279.tif 000033
【図３２】
2005202279.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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