(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単結晶半導体基板のそれぞれの内部に分離層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板を、低温凝固剤を用いて第１の温度でダミー基板上に固定し、
前記複数の単結晶半導体基板を支持基板と前記ダミー基板とで挟むように、前記複数の単結晶半導体基板と前記支持基板とを接着し、
第２の温度に加熱して前記ダミー基板を前記複数の単結晶半導体基板から分離し、
前記分離層を境として前記複数の単結晶半導体基板の一部を分離することによって、前記支持基板上に複数の単結晶半導体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】
請求項１において、
前記複数の単結晶半導体基板の表面に酸化窒化珪素層を形成し、
前記酸化窒化珪素層を介して前記複数の単結晶半導体基板と前記支持基板とを接着することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
複数の単結晶半導体基板のそれぞれの表面に酸化層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板のそれぞれの内部に分離層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板を、低温凝固剤を用いて第１の温度でダミー基板上に固定し、
前記複数の単結晶半導体基板を支持基板と前記ダミー基板とで挟むように、前記酸化層を介して前記複数の単結晶半導体基板と前記支持基板とを接着し、
第２の温度に加熱して前記ダミー基板を前記複数の単結晶半導体基板から分離し、
前記分離層を境として前記複数の単結晶半導体基板の一部を分離することによって、前記支持基板上に複数の単結晶半導体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４】
ハロゲンを添加した酸化雰囲気中で加熱処理を行って、複数の単結晶半導体基板のそれぞれの表面に酸化層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板のそれぞれの内部に分離層を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板を、低温凝固剤を用いて第１の温度でダミー基板上に固定し、
前記複数の単結晶半導体基板を支持基板と前記ダミー基板とで挟むように、前記酸化層を介して前記複数の単結晶半導体基板と前記支持基板とを接着し、
第２の温度に加熱して前記ダミー基板を前記複数の単結晶半導体基板から分離し、
前記分離層を境として前記複数の単結晶半導体基板の一部を分離することによって、前記支持基板上に複数の単結晶半導体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５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第２の温度は、前記低温凝固剤が接着効果を有しない温度であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１の温度は１０度以下であり、前記第２の温度は１７度以上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乃至請求項６のいずれか一項において、
前記複数の単結晶半導体基板に電界で加速されたイオンを照射することによって、前記分離層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、半導体基板の作製方法に関する。特に、ガラス等の絶縁表面を有する基板に単結晶の半導体層を接合させた半導体基板の作製方法に関する。さらには、その半導体基板を用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装置に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や有機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。
【０００４】
また、高精細な画像表示を得るために、画像表示装置のスイッチング素子を面積効率よく配置するための高精細なフォトリソグラフィ技術が要求される。大面積の基板に精度よくスイッチング素子を形成するために大型一括露光機やステッパ露光機などが用いられている。
【０００５】
大型一括露光機では一度に広い面積を露光することができるが、光線の照度強度や平行度のバラツキが大きいという問題があるため、光学系を用いるステッパ露光機がよく用いられている。
【０００６】
ステッパ露光機は、一度に露光できる領域が限られており、その領域を超える面積に対して露光する場合、数ショットに分けて繰り返し露光を行わなければならない。
【０００７】
また、単結晶半導体のインゴットを薄く切断して作製されるシリコンウエハに代わり、絶縁層の上に薄い単結晶半導体層を設けたシリコン・オン・インシュレータと呼ばれる半導体基板（ＳＯＩ基板）が開発されており、マイクロプロセッサなどを製造する際の基板として普及しつつある。ＳＯＩ基板を用いて集積回路の一部を構成するトランジスタを形成することによって、トランジスタのドレインと基板間における寄生容量を低減し、集積回路の性能を向上させ、低消費電力化を図ることができるので、ＳＯＩ基板は注目されている。
【０００８】
ＳＯＩ基板を製造する方法としては、イオン注入装置を用いた水素イオン注入剥離法が知られている（例えば、特許文献１参照）。イオン注入装置を用いた水素イオン注入剥離法は、シリコンウエハに水素イオンを注入することによって表面から所定の深さに微小気泡層を形成し、該微小気泡層を劈開面とすることで、別のシリコンウエハに薄いシリコン層（ＳＯＩ層）を接合する。さらにＳＯＩ層を剥離する加熱処理を行うことに加え、酸化性雰囲気下での加熱処理によりＳＯＩ層に酸化膜を形成した後に該酸化膜を除去し、次に１０００乃至１３００℃の還元性雰囲気下で加熱処理を行って接合強度を高める必要があるとされている。
【０００９】
一方、ガラスなどの絶縁基板にＳＯＩ層を形成しようとする試みもなされている。ガラス基板上にＳＯＩ層を形成したＳＯＩ基板の一例として、イオン注入装置を用いた水素イオン注入剥離法を用いて、コーティング膜を有するガラス基板上に薄い単結晶シリコン層を形成したものが知られている（特許文献２参照）。この場合にも、単結晶シリコン片に水素イオンを注入することによって表面から所定の深さに微小気泡層を形成し、ガラス基板と単結晶シリコン片を貼り合わせ後に、微小気泡層を劈開面としてシリコン片を剥離することで、ガラス基板上に薄いシリコン層（ＳＯＩ層）を形成している。
【特許文献１】米国特許第６３７２６０９号
【特許文献２】米国特許第７１１９３６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
イオン注入装置を用いた水素イオン注入剥離法によって、シリコンウエハ表層の単結晶シリコン層を剥離することによって単結晶シリコン層を得るためには、９００℃以上の高温で加熱処理をする必要があった。しかし、支持基板として、基板コストを下げるために液晶パネルなどで使われるガラス基板を用い、単結晶シリコン層をガラス基板に接合させてＳＯＩ基板を形成する場合、このような高温で加熱処理をすると、ガラス基板が反ってしまうという問題が生じていた。ガラス基板が反ってしまうと、ガラス基板と単結晶シリコン層との接合強度（接着強度ともいう）が低下する。また、単結晶シリコン層に歪み応力が加わり、トランジスタの特性に悪影響を与えるといった問題もある。すなわち、従来の技術では、ガラス基板上に単結晶シリコン層を設け、その単結晶シリコン層を用いてトランジスタを作製しても、十分な特性を出すことが出来なかった。
【００１１】
また、ガラス基板の形状は矩形であり、１９９０年初頭における第１世代の３００×４００ｍｍから、２０００年には第４世代となり６８０×８８０ｍｍ若しくは７３０×９２０ｍｍへと大型化している。
【００１２】
一方、半導体基板は、ＣＺ法（チョクラルスキ法）を用いて直径２０ｃｍ〜３０ｃｍのインゴットを形成し、ダイヤモンドブレードなどで０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度にスライスし、１枚の円形のウエハとする工程で作製され、ウエハサイズは限られている。
【００１３】
従って、半導体基板よりも大きいガラス基板を用いてアクティブマトリクス型の表示装置を作製する場合、１枚のガラス基板に対して複数の半導体基板を用いることになるが、その際、複数の半導体基板を正確に位置合わせしてガラス基板上に並べるのが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記課題に鑑み、大型のガラス基板上に単結晶シリコン層を大面積に設けるために、分離層が設けられた複数の矩形の単結晶半導体基板をダミー基板の上に位置合わせして低温凝固剤で仮に固定した後に、複数の単結晶半導体基板を支持基板であるガラス基板に接着させ、低温凝固剤の接着効果を有しない温度に上げてダミー基板と単結晶半導体基板を分離し、加熱処理を行って分離層を境界として単結晶半導体基板の一部を分離させて、ガラス基板上に単結晶半導体層を設けるものである。
【発明の効果】
【００１５】
１枚のマザーガラス基板と複数の半導体基板を用いて、半導体基板よりも大きな面積を有する表示部を作製し、表示部を有する半導体装置の大量生産をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について、以下図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、絶縁基板上に単結晶半導体層を設けた半導体基板（ＳＯＩ基板）の作製方法について以下に説明する。
【００１８】
図１及び図２に本実施の形態におけるＳＯＩ基板の作製方法を示す。まず、図１（Ａ）に示すように、例えば５インチのシリコンウエハである半導体基板２００上に酸化窒化珪素層２０１を形成する。酸化窒化珪素層２０１の膜厚は実施者が適宜決定すれば良いが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜１５０ｎｍ）とすれば良い。酸化窒化珪素層２０１はＳＯＩ基板に設けられた絶縁層の一部として機能する。なお、酸化窒化珪素層２０１はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などの方法を用いて形成することができる。また、半導体基板２００として単結晶シリコン基板を用いると、酸素を含むガス雰囲気下でのプラズマ放電により生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）によって単結晶シリコン基板の表面を処理し、窒素を含むガス雰囲気下でのプラズマ放電により生成された窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって単結晶シリコン基板の表面を処理することにより、半導体基板２００上に酸化窒化珪素層２０１を形成することができる。酸化窒化珪素層２０１を設けることにより、後に支持基板と接着する際の接着強度を高めることができる。なお、接着強度に問題ない場合は、酸化窒化珪素層２０１は設けなくても良い。
【００１９】
次いで、酸化窒化珪素層２０１上に窒化酸化珪素層２０２を形成する。これにより、支持基板がガラス基板の場合等に、支持基板からのＮａ等の不純物が半導体層等へ混入するのを防ぐことができる。窒化酸化珪素層２０２の膜厚は実施者が適宜決定すれば良いが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜２００ｎｍ）とすれば良い。窒化酸化珪素層２０２もＳＯＩ基板に設けられた絶縁層の一部として機能する。なお、窒化酸化珪素層２０２はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などの方法を用いて形成することができる。不純物の混入を防ぐため、酸化窒化珪素層２０１と窒化酸化珪素層２０２は、大気に触れることなく連続的に積層させることが好ましい。窒化酸化珪素層２０２は、必要に応じて適宜設ければよく、形成しなくても良い。また、酸化窒化珪素層２０１の上に窒化酸化珪素層２０２を形成する例を示したが、逆でも良い。さらに、酸化窒化珪素層２０１と窒化酸化珪素層２０２との間に窒化珪素層を設けても良い。
【００２０】
なお、ここで酸化窒化珪素層とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化珪素層とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。ただし、酸化窒化珪素層または窒化酸化珪素層を構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、Ｓｉ及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。
【００２１】
次いで、窒化酸化珪素層２０２上に第１の接着層２０３を形成する。第１の接着層２０３としては、酸化珪素層が適している。特に有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素層が好ましい。有機シランガスとしては、珪酸エチル、テトラメチルシラン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、トリエトキシシラン、トリスジメチルアミノシラン等のシリコン含有化合物を用いることができる。また、半導体基板２００として単結晶半導体基板を用いると、第１の接着層２０３として単結晶半導体基板を高温で加熱処理して形成した熱酸化層や、ケミカルオキサイドを適用することもできる。ケミカルオキサイドは、例えばオゾン水で単結晶半導体基板表面を処理することで形成することができる。ケミカルオキサイドは単結晶半導体基板の表面の平坦性を反映して形成されるため、単結晶半導体基板が平坦であるとケミカルオキサイドも平坦になるので好ましい。
【００２２】
上記第１の接着層２０３は、平滑であり活性化された表面を有する。第１の接着層２０３は、１ｎｍ乃至６００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ乃至５００ｎｍ、更に好ましくは５ｎｍ乃至２００ｎｍの厚さで設けられる。この厚さであれば、被成層表面の表面荒れを平滑化すると共に、当該層の成長表面の平滑性を確保することが可能である。また、第１の接着層２０３を設けることによって、接着する支持基板と単結晶半導体層（ＳＯＩ層）との熱歪みを緩和することができる。後の工程で絶縁性を有する基板又は絶縁表面を有する基板を用いた支持基板にＳＯＩ層を接着するに際し、支持基板またはＳＯＩ層の接合面の一方若しくは双方に、酸化珪素層、好ましくは熱酸化珪素層、半導体基板２００として用いた単結晶半導体基板の表面をオゾン水で処理して形成した酸化珪素層、または有機シランを原材料として成層した酸化珪素層でなる第１の接着層２０３を設けることで、支持基板及びＳＯＩ層を強固に接着することができる。なお、接着強度に問題ない場合には、第１の接着層２０３は設けなくても良い。
【００２３】
次いで、図１（Ｂ）に示すように、半導体基板２００、酸化窒化珪素層２０１、窒化酸化珪素層２０２、第１の接着層２０３を、研削または切断する。半導体基板２００を研削または切断することにより矩形に加工して、シート２０６を設ける。なお、本明細書において、特段の断りがない場合、矩形には正方形および長方形を含む。本実施の形態では第１の接着層２０３を形成した後、半導体基板２００を矩形に加工する例を示すが、特に限定されず、酸化窒化珪素層２０１を形成する前に半導体基板２００を矩形に加工してもよいし、第１の接着層２０３を形成する前に半導体基板２００を矩形に加工してもよい。
【００２４】
具体的には、ダイヤモンドホイールやメタルホイールを用いた研削装置やダイシング装置などを用いて半導体基板を矩形に加工するために研削してシート２０６を設ける。例えば５インチウエハを矩形に加工してシート２０６を設ける場合、対角５インチの領域を最大面積とすることができる。矩形のシートは、ステッパ露光機の１ショットの露光面積とほぼ同じ面積とすることが好ましい。
【００２５】
次いで、イオンドーピング装置を用いて、被照射物の表面から所定の深さに達するように、電界で加速されたイオンを照射して分離層を形成する。分離層は、水素、ヘリウム若しくはフッ素に代表されるハロゲンのイオンを照射することで形成する。分離層を形成する前に、第１の接着層２０３の表面を洗浄して十分に清浄化しておくことが好ましい。
【００２６】
本実施の形態では、図１（Ｃ）に示すように矩形のシート２０６に対して、水素イオンを照射して水素含有層である分離層２０８を形成する。水素イオンを照射する場合には、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋イオンを照射するイオンに含ませると共に、Ｈ３＋イオンの割合を高めておくことが好ましい。Ｈ３＋イオンの割合を高めておくと、水素イオンの照射による水素の注入効率を高めることができ、照射時間を短縮することができる。このようなプロセスとすることで、後に行われる分離層での分離を容易に行うことができる。
【００２７】
また、矩形のシート２０６にイオンを照射する場合、イオンを高ドーズ条件で照射するため、矩形のシート２０６の表面が粗くなってしまう場合がある。そのためイオンが照射される表面に、イオン照射に対する保護層を５０ｎｍ乃至２００ｎｍの厚さで設けておくことで、イオンドーピング装置を用いたイオン照射によって表面がダメージを受け、平坦性が損なわれるのを防ぐことができるため好ましい。なお、本実施の形態では、酸化窒化珪素層、及び窒化酸化珪素層が保護層として機能する。
【００２８】
次いで、図１（Ｄ）に示すように、複数の矩形のシート２０６を、低温凝固剤２１８を用いてダミー基板２０９の上に並べて固定する。本実施の形態では、低温凝固剤２１８としてＭＷ−１（株式会社エミネントサプライ製）を用いる。ＭＷ−１は、凝固点が１７度付近にあり、凝固点以下の温度（好ましくは１０度以下）で接着効果を有し、凝固点以上の温度（好ましくは２５度程度）では接着効果を有しない。
【００２９】
図１（Ｄ）では２枚のシートをダミー基板２０９の上に並べて固定するプロセスを示す断面を示している。その際に、まず低温凝固剤２１８が接着効果を有しない温度（例えば２５度程度）において、複数の矩形のシート２０６の第１の接着層２０３が形成された面とは反対側の面に低温凝固剤２１８を塗り、その面を下にして複数の矩形のシート２０６をダミー基板２０９の上に所定の間隔（例えば、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下）でマトリクス状に並べる。この場合、低温凝固剤２１８は接着効果を有しないので、位置合わせが容易にできる。並べる配置が決まったら、低温凝固剤２１８が接着効果を有する温度（例えば５度程度）まで温度を下げて、複数の矩形のシート２０６をダミー基板２０９の上に固定する。なお、低温凝固剤２１８はダミー基板２０９の表面に塗っても良い。
【００３０】
次いで、図２（Ａ）に示すように、ダミー基板２０９の上に固定された複数の矩形のシート２０６を支持基板２１０に密接させる。図２（Ａ）では２枚のシートを密接させる前の状態を示す断面を示している。この工程も低温凝固剤２１８が接着効果を有する温度（例えば５度程度）で行う。支持基板２１０は、絶縁性を有する基板又は絶縁表面を有する基板であり、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスを用いた電子工業用に使われるガラス基板（「無アルカリガラス基板」とも呼ばれる）が適用される。すなわち、熱膨張係数が２５×１０−７／℃から５０×１０−７／℃（好ましくは、３０×１０−７／℃から４０×１０−７／℃）であって、歪み点が５８０℃から６８０℃（好ましくは、６００℃から６８０℃）のガラス基板を適用することができる。本実施の形態では支持基板２１０として、例えば６００ｍｍ×７２０ｍｍのサイズのガラス基板を用いることができる。
【００３１】
支持基板２１０上には、図２（Ａ）に示すように、酸化窒化珪素層２０４を形成する。酸化窒化珪素層２０４の膜厚は実施者が適宜決定すれば良いが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜１５０ｎｍ）とすれば良い。酸化窒化珪素層２０４は後にＳＯＩ基板に設けられた絶縁層の一部として機能する。なお、酸化窒化珪素層２０４はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などの方法を用いて形成することができる。酸化窒化珪素層２０４を設けることにより、後に半導体基板と支持基板を接着する際の接着強度を高めることができる。なお、接着強度に問題ない場合は、酸化窒化珪素層２０４は設けなくても良い。
【００３２】
次いで、酸化窒化珪素層２０４上に窒化酸化珪素層２０５を形成する。これにより、支持基板がガラス基板の場合等に、支持基板からのＮａ等の不純物が半導体層等へ混入するのを防ぐことができる。窒化酸化珪素層２０５の膜厚は実施者が適宜決定すれば良いが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜２００ｎｍ）とすれば良い。窒化酸化珪素層２０５もＳＯＩ基板に設けられた絶縁層の一部として機能する。なお、窒化酸化珪素層２０５はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などの方法を用いて形成することができる。不純物の混入を防ぐため、酸化窒化珪素層２０４と窒化酸化珪素層２０５は、大気に触れることなく連続的に積層させることが好ましい。窒化酸化珪素層２０５は、必要に応じて適宜設ければよく、形成しなくても良い。また、酸化窒化珪素層２０４の上に窒化酸化珪素層２０５を形成する例を示したが、逆でも良い。さらに、酸化窒化珪素層２０４と窒化酸化珪素層２０５との間に窒化珪素層を設けても良い。
【００３３】
なお、ここで酸化窒化珪素層とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化珪素層とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。ただし、酸化窒化珪素層または窒化酸化珪素層を構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、Ｓｉ及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。
【００３４】
また、接着強度を高めるため、窒化酸化珪素層２０５上に第２の接着層２１１を形成しても良い。また、接着強度を高めるため、密接させる互いの表面を十分に清浄化しておくことが好ましい。
【００３５】
次いで、シート２０６を支持基板２１０上に並べた後、シート２０６と支持基板２１０を接着する。まず、シート２０６と支持基板２１０とを対向させて、少なくとも一箇所に外部から軽く力を加えると、密着させる表面同士の距離が局所的に縮まることによってファン・デル・ワールス力が強まり、さらに水素結合も寄与して、お互いに引きつけ合って接着する。さらに、隣接する領域において密着させる表面同士の距離が縮まるため、ファン・デル・ワールス力が強まり水素結合が寄与することによって接着する。このように、ファン・デル・ワールス力が強く作用する領域や水素結合が寄与する領域が広がることによって接着が進行し、密着させる表面全域に接着領域が広がる。なお圧接する際の加圧は、支持基板２１０及びシート２０６の耐圧性を考慮して密着させる表面に垂直な方向に圧力が加わるように行う。
【００３６】
また、接着を良好に行うために、密着させる表面を活性化することが好ましい。例えば、密着させる表面に原子ビーム若しくはイオンビームを照射する。原子ビーム若しくはイオンビームを照射する場合には、アルゴン等の不活性ガス中性原子ビーム若しくは不活性ガスイオンビームを用いることができる。その他に、プラズマ照射若しくはラジカル処理を行う。また、支持基板２１０、またはシート２０６の少なくとも一方の表面を、酸素プラズマによる処理や、オゾン水洗浄により、親水化してもよい。このような表面処理により４００℃未満の温度であっても異種材料間の接着を行うことが容易となる。
【００３７】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、低温凝固剤２１８が接着効果を有しない温度（例えば２５度程度）まで温度を上げて、ダミー基板２０９をシート２０６から分離させるとともに、低温凝固剤２１８を揮発させて除去する。なお、洗浄により低温凝固剤２１８を除去しても良い。
【００３８】
次に加熱処理を行う。例えば、２００度で２時間の加熱処理を行ったあと、６５０度で２時間の加熱処理を行う。この加熱処理により、分離層２０８の微小な空洞に体積変化が生じて、分離層に歪みが生じ、分離層２０８に沿って半導体基板であるシート２０６が部分的に脆弱化する。加熱処理として、炉を用いた加熱処理やレーザビームの照射による加熱処理を行うことができる。レーザビームの照射による加熱処理を行う場合は、支持基板を通過させてシート２０６を加熱することができる。また、レーザビームの照射によって、水素イオン照射の際のダメージを回復することができる。
【００３９】
レーザビームは、エキシマレーザに代表される気体レーザ、ＹＡＧレーザに代表される固体レーザを光源として用いることができる。レーザビームの波長としては、紫外光から近赤外光域であることが好ましく、波長１９０ｎｍから１６００ｎｍが適用される。光源から放射されるレーザビームは光学系にて集光して矩形状若しくは線状に加工されたものであることが好ましく、このレーザビームを被照射面に走査して処理を行えば良い。その他、同様な目的においては、ハロゲンランプ若しくはキセノンランプなどを用いて行われるフラッシュランプアニールを適用しても良い。
【００４０】
上述した加熱処理を行うことにより、図２（Ｃ）に示すように、分離層２０８の層内または界面を境界（劈開面ともいう）として半導体基板の一部２１２を支持基板２１０から分離する。このようにして支持基板２１０上には、所定の間隔２１７で矩形のシート状の、第３の接着層２１３、窒化酸化珪素層２０２、酸化窒化珪素層２０１、及び単結晶半導体層２１４が順に積層形成される。間隔２１７は０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。単結晶半導体層２１４はＳＯＩ層とも呼ぶことができる。また、このＳＯＩ層を有する支持基板をＳＯＩ基板と呼ぶこともできる。なお、第１の接着層２０３と第２の接着層２１１とを密接させて接着した領域を第３の接着層２１３と呼ぶ。
【００４１】
なお、分離層の層内または界面を境界として半導体基板の一部２１２を支持基板２１０から分離する前に、分離をスムーズに行うためのきっかけをつくることが好ましい。具体的には、分離層とＳＯＩ層の密着性を選択的（部分的）に低下させる処理を行うことで、分離不良が少なくなり、さらに歩留まりも向上する。処理として、代表的には、シート２０６に対して局所的な圧力による衝撃を与える、分離層に向かって支持基板２１０にレーザビームまたはダイサーで溝を形成する、或いは分離層に向かってシート２０６にレーザビームまたはダイサーで溝を形成する。
【００４２】
図２（Ｃ）で示すように支持基板上にＳＯＩ層を形成した後、ＳＯＩ層の表面の平坦化処理として、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）処理を行うことが好ましい。また、ＣＭＰ処理を用いず、ＳＯＩ層の表面にレーザビームを照射してもよい。なお、レーザビームを照射する際は、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下の窒素雰囲気下で行うことが好ましい。これは、酸素雰囲気下でレーザビームの照射を行うとＳＯＩ層表面が荒れる恐れがあるからである。また、得られたＳＯＩ層の薄層化を目的として、ＣＭＰ等の処理を行ってもよい。
【００４３】
最後に、図２（Ｄ）に示すように、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて単結晶半導体層２１４のパターニングを行って島状の半導体層２１５を形成する。なお、フォトリソグラフィ技術は、レジストを形成した後、フォトマスクを用いて露光を行い、現像した後、得られたレジストマスクを用いて選択的にエッチングする技術である。本実施の形態ではステッパ露光機を用いて、例えば１枚のシートに対して１ショットの露光を行うことができる。
【００４４】
これ以降は、島状の半導体層２１５を用いて、通常のプロセスにより半導体装置を作製することができる。
【００４５】
なお、矩形のシート２０６のサイズは用途に応じて適宜決めることができる。図３は支持基板上のシートの配置を示している。例えば、支持基板２１０として７３０ｍｍ×９２０ｍｍのガラス基板を用い、その上に上記の方法でＳＯＩ層を設ける場合には、矩形のシート２０６のサイズを例えば１００ｍｍ×１５０ｍｍとし、間隔２１７を１ｍｍ程度とし、矩形のシート２０６を７ケ×６ケ並べればよい。その場合、矩形のシートは例えば８インチのシリコンウエハから切り出すことができる。同様に６８０ｍｍ×８８０ｍｍのガラス基板の場合、矩形のシートのサイズを１００ｍｍ×１２０ｍｍとし、１ｍｍ程度の間隔で矩形のシートを６ケ×７ケ並べればよい。
【００４６】
なお、５インチ×５インチの矩形のシートを得るには、６インチウエハ又は８インチウエハから切り出せばよい。ただし、８インチウエハから切り出す場合は、４つの角部は角になるが、６インチウエハから切り出す場合には、サイズが少し足りないので、４つの角部は角にはならず、丸みを帯びるようになる。
【００４７】
ここで、分離層２０８を形成した後の矩形のシート２０６をダミー基板２０９に固定し、支持基板２１０と接着して、支持基板２１０の上に単結晶半導体層２１４を形成するまでの工程に用いられる装置の一例を、図４を用いて説明する。
【００４８】
図４において、ダミー基板保持手段１１にダミー基板２０９を保持し、その上に低温凝固剤２１８を塗布する。その際、低温凝固剤２１８が接着効果を有しない温度で行う。
【００４９】
続いて、分離層２０８を形成した後にシート保存手段１２に保存された矩形のシート２０６（図１（Ａ）〜（Ｃ）の工程を終了したシート）を、シート搬送手段１３によって搬送して、ダミー基板２０９の上に所望の間隔でマトリクス状に並べる。この作業も低温凝固剤２１８が接着効果を有しない温度で行うので、位置あわせが用意にできる。
【００５０】
すべてのシート２０６を並べ終わったら、低温凝固剤２１８が接着効果を有する温度まで温度を下げて、複数のシート２０６をダミー基板２０９の上に固定させた後、ダミー基板保持手段をスライドさせ、支持基板保持手段１４の下に移動させる。
【００５１】
支持基板保持手段１４には、必要な表面処理をされた支持基板２１０が保持されており、支持基板保持手段１４が下方に移動することにより、支持基板２１０とダミー基板２０９上のシート２０６が接着される。
【００５２】
その後、支持基板２１０とダミー基板２０９上のシート２０６との接着を保持したまま、上下を逆にし、ダミー基板２０９が上になるようにする。その状態で、低温凝固剤２１８が接着効果を有しない温度まで温度を上昇させ、ダミー基板２０９を分離させる。低温凝固剤２１８は揮発させるか、必要であれば洗浄を行って除去する。
【００５３】
最後に加熱処理をすることにより、分離層２０８の層内または界面を境界としてシート２０６の半導体基板の一部２１２を分離して、単結晶半導体層２１４を形成する。
【００５４】
以上の工程により、支持基板である大型のガラス基板に複数の単結晶半導体層を並べて形成する際に、容易に位置あわせができるので、ＳＯＩ基板の大量生産をすることが可能となる。
【００５５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、図１及び図２で示した方法とは異なるＳＯＩ基板の作製方法について以下に説明する。
【００５６】
図５及び図６に本実施の形態におけるＳＯＩ基板の作製方法を示す。図５（Ａ）において、半導体基板４００として、代表的にはｐ型若しくはｎ型の単結晶シリコン基板（シリコンウエハ）が用いられる。
【００５７】
次いで、半導体基板４００を研削または切断して矩形に加工してシート４０６を設ける。
【００５８】
次いで、シート４０６表面に対して脱脂洗浄をし、表面の酸化膜を除去した後、熱酸化を行う。熱酸化としてドライ酸化を行っても良いが、ハロゲンを添加した酸化雰囲気中で熱酸化を行うことが好ましい。例えば、酸素に対しハロゲンガスとしてＨＣｌを０．５〜１０体積％（好ましくは３体積％）の割合で含む雰囲気中で、７００℃以上の温度で加熱処理を行う。好適には９５０℃〜１１００℃の温度で熱酸化を行う。処理時間は０．１〜６時間、好ましくは０．５〜１時間とすれば良い。形成される酸化層は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍとする。本実施の形態では１００ｎｍの厚さとする。
【００５９】
ハロゲンガスとして、ＨＣｌの他に、ＨＦ、ＮＦ３、ＨＢｒ、Ｃｌ２、ＣｌＦ３、ＢＣｌ３、Ｆ２、Ｂｒ２、ジクロロエチレンなどから選ばれた一種又は複数種を用いることができる。
【００６０】
上記の温度範囲で加熱処理を行うことで、シート４０６に対してハロゲンによるゲッタリング効果を得ることができる。ゲッタリング効果としては、特に金属などの不純物を除去する効果がある。例えばハロゲンガスとしてＨＣｌを用いると、塩素の作用により、シート４０６に含まれる金属などの不純物が揮発性の塩化物となって気相中へ離脱して除去される。半導体基板４００の表面を化学的機械研磨（ＣＭＰ）処理したものに対しては、ハロゲンによるゲッタリングは特に有効である。また、水素はシート４０６と酸化層４０１との界面の欠陥を補償して界面の局在準位密度を低減する作用を奏する。
【００６１】
このような加熱処理によって酸化層４０１を形成することにより、酸化層４０１にハロゲンを含ませることができる。酸化層４０１にハロゲンを１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含ませることにより、ハロゲンが金属などの不純物を捕獲するため、シート４０６に含まれる金属などの不純物による汚染を防止する保護膜としての機能を発現させることができる。
【００６２】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、酸化層４０１上にブロッキング層４０２を形成する。ブロッキング層４０２としては、窒化珪素層又は窒化酸化珪素層を気相成長法で５０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さで形成する。例えば、窒化珪素層はＳｉＨ４とＮＨ３をソースガスとして用いてプラズマＣＶＤ法で形成する。窒化酸化珪素層はＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ及びＮＨ３をソースガスとして用いてプラズマＣＶＤ法で形成する。ブロッキング層４０２は、後にシート４０６から形成される単結晶半導体層４１４に対する不純物の拡散防止効果を発現する。また、後に分離層４０８を形成する際に、イオンの照射によりシート４０６の表面がダメージを受け、平坦性が損なわれるのを防ぐ効果がある。なお、ブロッキング層４０２は必要に応じて適宜設ければよく、形成しなくても良い。
【００６３】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、ブロッキング層４０２上に第１の接着層４０３を形成する。第１の接着層４０３としては酸化珪素層を形成することが好ましい。酸化珪素層の厚さは１０ｎｍ乃至２００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至１００ｎｍ、より好ましくは２０ｎｍ乃至５０ｎｍとすれば良い。酸化珪素層としては有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素層を用いることが好ましい。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（化学式ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（化学式ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。その他に、シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素層を適用することもできる。化学気相成長法による成膜では、後に形成する分離層４０８から脱ガスが起こらない温度（第１の接着層４０３として形成した酸化珪素層の表面に荒れが生じない温度又は分離層４０８に亀裂が生じない温度）として、例えば３５０℃以下の成膜温度が適用される。また、半導体基板４００として単結晶若しくは多結晶半導体基板を用いた場合、後の工程において当該基板から単結晶半導体層若しくは多結晶半導体層を分離する加熱処理には、第１の接着層４０３の成膜温度よりも高い加熱処理温度が適用される。なお、接着強度に問題ない場合は、第１の接着層４０３は設けなくても良い。
【００６４】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、第１の接着層４０３で覆われているシート４０６に対して電界で加速されたイオンを照射することによって、シート４０６の表面から所定の深さの領域に分離層４０８を形成する。イオンの照射はイオンドーピング装置を用いて行うことが好ましい。すなわち、ソースガスをプラズマ励起して生成されたイオンを質量分離しないで照射するドーピング装置を用いる。イオンドーピング装置の照射方法は点順次スキャンで走査する方法のイオン注入装置とは異なり、広い照射面に照射することができる。イオンの照射は、加速電圧を１０ｋＶから１００ｋＶ、好ましくは３０ｋＶから８０ｋＶ、ドーズ量を１×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２から４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２、ビーム電流密度を２μＡ／ｃｍ２以上、好ましくは５μＡ／ｃｍ２以上、より好ましくは１０μＡ／ｃｍ２以上として行えばよい。また、イオンの照射によって単結晶半導体層に生成される欠陥を低減することができる。
【００６５】
なお、酸化層４０１には、１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度でハロゲンを含ませており、イオン照射時に不純物が混入するのをブロックする機能を有している。水素イオン照射の際には、水素イオンとともにチャンバー内壁材料や電極部材材料からの重金属元素が添加され、酸化層４０１の表面が汚染される恐れがある。汚染された表面の影響を低減するため、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより酸化層４０１の表面を薄く除去してもよい。また、チャンバー内壁材料や電極部材材料からの重金属元素は、水素イオンよりも浅い領域に含まれるため、シート４０６表面にハロゲンを含ませた酸化層４０１を形成することは有効である。重金属元素が酸化層４０１に添加された後に加熱処理を行っても、酸化層４０１中のハロゲンと重金属が反応して、重金属が拡散しないようにすることができる。ハロゲンを含ませた酸化層の形成により単結晶半導体層を用いたスイッチング素子における電気特性の向上、例えばオフ電流値の低減を図ることができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、ブロッキング層４０２と第１の接着層４０３を形成した後、分離層４０８を形成する例を示すが、特に限定されず、分離層４０８を形成した後、ブロッキング層４０２と第１の接着層４０３を形成しても良い。この工程によれば、ブロッキング層４０２と第１の接着層４０３を大気に触れさせることなく連続的に形成することができ、異物の混入やカリウム、ナトリウムなどの汚染を防ぐことができる。
【００６７】
また、半導体基板４００を矩形に加工してシート４０６を形成した後、酸化層４０１を形成する例を示すが、特に限定されず、酸化層４０１を形成した後、半導体基板４００を矩形に加工してもよい。また、ブロッキング層４０２を形成する前に半導体基板４００を矩形に加工してもよいし、第１の接着層４０３を形成する前に半導体基板４００を矩形に加工してもよい。
【００６８】
次いで、図５（Ｄ）に示すように、複数の矩形のシート４０６を、低温凝固剤４１８を用いてダミー基板４０９の上に並べて固定する。本実施の形態では、低温凝固剤４１８としてＭＷ−１（株式会社エミネントサプライ製）を用いる。ＭＷ−１は、凝固点が１７度付近にあり、凝固点以下の温度（好ましくは１０度以下）で接着効果を有し、凝固点以上の温度（好ましくは２５度程度）では接着効果を有しない。
【００６９】
図５（Ｄ）では２枚のシートをダミー基板４０９上に並べて固定するプロセスを示す断面を示している。その際に、まず低温凝固剤４１８が接着効果を有しない温度（例えば２５度程度）において、複数の矩形のシート４０６の第１の接着層４０３が形成された面とは反対側の面に低温凝固剤４１８を塗り、その面を下にして複数の矩形のシート４０６をダミー基板４０９の上に所定の間隔（例えば、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下）でマトリクス状に並べる。この場合、低温凝固剤４１８は接着効果を有しないので、位置合わせが容易にできる。並べる配置が決まったら、低温凝固剤４１８が接着効果を有する温度（例えば５度程度）まで温度を下げて、複数の矩形のシート４０６をダミー基板４０９上に固定する。なお、低温凝固剤４１８はダミー基板４０９の表面に塗っても良い。
【００７０】
次いで、図６（Ａ）に示すように、ダミー基板４０９上に固定された複数の矩形のシート４０６を支持基板４１０に密接させる。図６（Ａ）では２枚のシートを密接させる前の状態を示す断面を示している。この工程も低温凝固剤４１８が接着効果を有する温度（例えば５度程度）で行う。支持基板４１０は、絶縁性を有する基板又は絶縁表面を有する基板であり、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスを用いた電子工業用に使われるガラス基板（「無アルカリガラス基板」とも呼ばれる）が適用される。すなわち、熱膨張係数が２５×１０−７／℃から５０×１０−７／℃（好ましくは、３０×１０−７／℃から４０×１０−７／℃）であって歪み点が５８０℃から６８０℃（好ましくは、６００℃から６８０℃）のガラス基板を適用することができる。本実施の形態では支持基板４１０として、例えば６００ｍｍ×７２０ｍｍのサイズのガラス基板を用いることができる。
【００７１】
支持基板４１０上には、図６（Ａ）に示すように、酸化窒化珪素層４０４を形成する。酸化窒化珪素層４０４の膜厚は実施者が適宜決定すれば良いが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜１５０ｎｍ）とすれば良い。酸化窒化珪素層４０４はＳＯＩ基板に設けられた絶縁層の一部として機能する。なお、酸化窒化珪素層４０４はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などの方法を用いて形成することができる。酸化窒化珪素層４０４を設けることにより、後に半導体基板と接着する際の接着強度を高めることができる。なお、接着強度に問題ない場合は、酸化窒化珪素層４０４は設けなくても良い。
【００７２】
次いで、酸化窒化珪素層４０４上に窒化酸化珪素層４０５を形成する。これにより、支持基板がガラス基板の場合等に、支持基板からのＮａ等の不純物が半導体層等へ混入するのを防ぐことができる。窒化酸化珪素層４０５の膜厚は実施者が適宜決定すれば良いが、１０〜５００ｎｍ（好ましくは１０〜２００ｎｍ）とすれば良い。窒化酸化珪素層４０５も後にＳＯＩ基板に設けられた絶縁層の一部として機能する。なお、窒化酸化珪素層４０５はプラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などの方法を用いて形成することができる。不純物の混入を防ぐため、酸化窒化珪素層４０４と窒化酸化珪素層４０５は、大気に触れることなく連続的に積層させることが好ましい。窒化酸化珪素層４０５は、必要に応じて適宜設ければよく、形成しなくても良い。また、酸化窒化珪素層４０４の上に窒化酸化珪素層４０５を形成する例を示したが、逆でも良い。さらに、酸化窒化珪素層４０４と窒化酸化珪素層４０５との間に窒化珪素層を設けても良い。
【００７３】
なお、ここで酸化窒化珪素層とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化珪素層とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。ただし、酸化窒化珪素層または窒化酸化珪素層を構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、Ｓｉ及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。
【００７４】
また、接着強度を高めるため、窒化酸化珪素層４０５上に第２の接着層４１１を形成しても良い。また、接着強度を高めるため、密接させる互いの表面を十分に清浄化しておくことが好ましい。
【００７５】
次いで、シート４０６を支持基板４１０上に並べた後、シート４０６と支持基板４１０を接着する。まず、シート４０６と支持基板４１０とを対向させて、少なくとも一箇所に外部から軽く力を加えると、密着させる表面同士の距離が局所的に縮まることによってファン・デル・ワールス力が強まり、さらに水素結合も寄与して、お互いに引きつけ合って接着する。さらに、隣接する領域において密着させる表面同士の距離が縮まるため、ファン・デル・ワールス力が強まり水素結合が寄与することによって接着する。このように、ファン・デル・ワールス力が強く作用する領域や水素結合が寄与する領域が広がることによって接着が進行し、密着させる表面全域に接着領域が広がる。なお圧接する際の加圧は、支持基板４１０及びシート４０６の耐圧性を考慮して密着させる表面に垂直な方向に圧力が加わるように行う。
【００７６】
また、接着を良好に行うために、密着させる表面を活性化することが好ましい。例えば、密着させる表面に原子ビーム若しくはイオンビームを照射する。原子ビーム若しくはイオンビームを照射する場合には、アルゴン等の不活性ガス中性原子ビーム若しくは不活性ガスイオンビームを用いることができる。その他に、プラズマ照射若しくはラジカル処理を行う。また、支持基板４１０、またはシート４０６の少なくとも一方の表面を、酸素プラズマによる処理や、オゾン水洗浄により、親水化してもよい。このような表面処理により４００℃未満の温度であっても異種材料間の接着を行うことが容易となる。
【００７７】
次いで、図６（Ｂ）に示すように、低温凝固剤４１８が接着効果を有しない温度（例えば２５度程度）まで温度を上げて、ダミー基板４０９を分離させるとともに、低温凝固剤４１８を揮発させて除去する。なお、洗浄により低温凝固剤４１８を除去しても良い。
【００７８】
次に加熱処理を行う。例えば、２００度で２時間の加熱処理を行ったあと、６５０度で２時間の加熱処理を行う。この加熱処理により、分離層の微小な空洞に体積変化が生じて、分離層４０８に歪みが生じ、分離層４０８に沿って半導体基板であるシート４０６が部分的に脆弱化する。加熱処理として、炉を用いた加熱処理やレーザビームの照射による加熱処理を行うことができる。レーザビームの照射による加熱処理を行う場合は、支持基板を通過させてシート４０６を加熱することができる。また、レーザビームの照射によって、水素イオン照射の際のダメージを回復することができる。
【００７９】
上述した加熱処理を行うことにより、図６（Ｃ）で示すように、分離層４０８の層内または界面を境界として半導体基板の一部４１２を支持基板４１０から分離する。支持基板４１０上には、第３の接着層４１３、ブロッキング層４０２、酸化層４０１、及び単結晶半導体層４１４が順に積層形成される。単結晶半導体層４１４はＳＯＩ層とも呼ぶことができる。また、このＳＯＩ層を有する支持基板をＳＯＩ基板と呼ぶことができる。なお、第１の接着層４０３と第２の接着層４１１とを密接させて接着した領域を第３の接着層４１３と呼ぶ。
【００８０】
なお、分離層の層内または界面を境界として半導体基板の一部４１２を支持基板４１０から分離する前に、分離をスムーズに行うためのきっかけをつくることが好ましい。
【００８１】
図６（Ｃ）で示すように支持基板上にＳＯＩ層を形成した後、ＳＯＩ層の表面の平坦化処理として、ＣＭＰ処理を行うことが好ましい。また、ＳＯＩ層の表面にレーザビームを照射してもよい。なお、レーザビームを照射する際は、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下の窒素雰囲気下で行うことが好ましい。これは、酸素雰囲気下でレーザビームの照射を行うとＳＯＩ層表面が荒れる恐れがあるからである。また、得られたＳＯＩ層の薄層化を目的として、ＣＭＰ等の処理を行ってもよい。
【００８２】
最後に、図６（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて単結晶半導体層４１４のパターニングを行って島状の半導体層４１５を形成する。
【００８３】
なお、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることができる。実施の形態１で説明した図４の装置は本実施の形態でも使用できる。
【００８４】
なお、矩形のシート４０６のサイズは用途に応じて適宜決めることができ、例えば、支持基板４１０を７３０ｍｍ×９２０ｍｍのガラス基板とし、その上に上記の方法でＳＯＩ層を設ける場合には、矩形のシート４０６のサイズを例えば１００ｍｍ×１５０ｍｍとし、実施の形態１で示すように、間隔を１ｍｍ程度とし、矩形のシート４０６を７ケ×６ケ並べればよい。その場合、矩形のシートは例えば８インチのシリコンウエハから切り出すことができる。同様に６８０ｍｍ×８８０ｍｍのガラス基板の場合、矩形のシートのサイズを１００ｍｍ×１２０ｍｍとし、１ｍｍ程度の間隔で矩形のシートを６ケ×７ケ並べればよい。
【００８５】
以上の工程により、支持基板である大型のガラス基板に複数の単結晶半導体層を並べて形成する際に、容易に位置あわせができるので、ＳＯＩ基板の大量生産をすることが可能となる。
【００８６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１または実施の形態２で作製される支持基板上に形成された複数の単結晶半導体層を用いて半導体装置を作製する一例について示す。
【００８７】
本発明を適用して発光素子を有する半導体装置を形成することができるが、該発光素子から発せられる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。本実施の形態では、下面放射型、両面放射型、上面放射型の高性能及び高信頼性を付与された半導体装置として、表示機能を有する半導体装置（表示装置、発光装置ともいう）を歩留まり良く生産することを目的とした半導体装置の作製方法の例を、図７及び図８を用いて説明する。
【００８８】
図７は、本実施の形態における半導体装置の構成を示しており、図７（Ａ）は半導体装置の平面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）における線Ｅ−Ｆの断面図である。図７では、ＦＰＣ６９４の貼り付け部である外部端子接続領域６３２、接続領域６５５、周辺駆動回路領域６３４、画素領域６３６を示している。外部端子接続領域６３２には、外部端子と接続する端子電極層６７８が設けられている。ＦＰＣ６９４は異方性導電層６９６及び電極層６８５を介して端子電極層６７８と接続する。電極層６８５は画素電極層６３０と同じ工程で形成される。接続領域６５５において、第２の電極６８９が下層の配線と接続する。
【００８９】
まず、実施の形態１に従って、ガラス基板である支持基板６００上に島状の単結晶半導体層を形成する。なお、詳細な方法は、実施の形態１に記載してあるため、ここでは省略し、簡略に示すこととする。
【００９０】
ここでは、第１の窒化酸化珪素層６０１を形成し、その上に第１の接着層を形成した支持基板６００を用意する。また、酸化窒化珪素層を形成し、その上に第２の窒化酸化珪素層を形成した積層６０３、さらにその上に第２の接着層を形成した半導体基板を用意する。なお、１枚の支持基板に対して少なくとも２枚以上の半導体基板を用意し、半導体基板は矩形にそれぞれ加工し、基板内部には分離層をそれぞれ設けておく。そして、半導体基板をダミー基板の上で位置決めして固定した後に、第１の接着層と第２の接着層とが接着するように支持基板と半導体基板を貼り合わせる。接着すると第１の接着層と第２の接着層との界面は明確でなくなるため、図７では接着層６０４として図示する。
【００９１】
ダミー基板を分離した後に、分離層の層内または界面を境界として半導体基板の一部を分離させて、支持基板６００上に単結晶半導体層を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術を用いて単結晶半導体層のエッチング加工を行い、島状の単結晶半導体層を形成する。本実施の形態においても、実施の形態１と同様にステッパ露光機を用いて、１枚の矩形の半導体基板（シートとも呼ぶ）に対してほぼ同じ面積の露光面積で１ショットの露光を行う。なお、島状の単結晶半導体層の配置も実施の形態１に従って決定すればよい。
【００９２】
ここでは、実施の形態１に従って接着させた例を示したが、実施の形態１に代えて、実施の形態２に従って接着させた場合には、接着層６０４と単結晶半導体層の間に単結晶半導体層と接するハロゲンを含む熱酸化層が形成される。
【００９３】
次いで、島状の単結晶半導体層を覆うゲート絶縁層６０７を形成する。ゲート絶縁層６０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、厚さを１０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁層６０７としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素に代表される珪素の酸化物又は窒化物等で形成すればよく、積層でも単層でもよい。また、ゲート絶縁層６０７を窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜の３層の積層としても良い。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。さらに単結晶半導体層とゲート絶縁層６０７の間に、膜厚１〜１００ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍ、さらに好ましくは２〜５ｎｍである薄い酸化珪素膜を形成してもよい。薄い酸化珪素膜として、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等を用いて単結晶半導体層表面を酸化して形成した熱酸化膜を用いることができる。なお、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませることで、成膜される絶縁膜中に希ガス元素を混入させることができ、低い成膜温度でゲートリーク電流の少ない緻密な絶縁膜を形成することができる。
【００９４】
次いで、ゲート絶縁層６０７上にゲート電極層や接続電極として用いる、膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜及び第２の導電膜は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により形成することができる。第１の導電膜及び第２の導電膜はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）から選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金もしくは化合物で形成すればよい。また、第１の導電膜及び第２の導電膜として、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金で形成した膜を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、第１の導電膜として膜厚５０ｎｍのタングステン膜、第２の導電膜として膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、第３の導電膜として膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステン膜に代えて窒化タングステン膜を用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金（Ａｌ−Ｔｉ）膜を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。
【００９５】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、第１の導電膜及び第２の導電膜を所望の形状に加工する。ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、第１の導電膜及び第２の導電膜を所望のテーパ形状を有するようにエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。本実施の形態では、ＣＦ４、Ｃｌ２、Ｏ２からなるエッチング用ガスを用いて第２の導電膜のエッチングを行い、連続してＣＦ４、Ｃｌ２からなるエッチング用ガスを用いて第１の導電膜をエッチングする。
【００９６】
次いで、上述のエッチング加工で用いたレジストからなるマスクと同じマスクを用いて、第２の導電膜をさらに加工して第１の導電膜の側面のテーパ角度よりも大きいテーパ角度を有する第２の導電膜を形成する。本実施の形態では、テーパ形状を有する導電膜を形成するためのエッチング用ガスとしてＣｌ２、ＳＦ６、Ｏ２を用いる。テーパ形状を有することによって、その上に積層する膜の被覆性が向上し、欠陥が軽減されるので信頼性が向上する。こうして、図７に示すような形状、即ち、第１の導電膜上に第１の導電膜より幅の狭い第２の導電膜を有し、第２の導電膜がテーパ形状を有する電極を形成する。この電極は、島状の単結晶半導体層上に形成されてゲート電極層として機能し、または他の配線と接続するための接続電極として機能する。
【００９７】
また、ゲート電極層は図７に示す構造に限定されず、単層構造でもよいし、サイドウォールを側壁に有する電極構造としてもよい。
【００９８】
次に、テーパ形状を有する電極をマスクとして、ｎ型を付与する不純物元素を単結晶半導体層に添加し、第１のｎ型不純物領域を形成する。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ３）（ドーピングガスはＰＨ３を水素（Ｈ２）で希釈したガスであり、ドーピングガス中のＰＨ３の比率は５％）を用いてドーピングを行う。本実施の形態では、ｎ型を付与する不純物元素としてリン（Ｐ）を用いる。
【００９９】
本実施の形態では、不純物領域がゲート絶縁層を介してゲート電極層と重なる領域をＬｏｖ領域と示し、不純物領域がゲート絶縁層を介してゲート電極層と重ならない領域をＬｏｆｆ領域と示す。図７では、不純物領域においてハッチングと白地（または点々のハッチング）で示されているが、これは、白地（または点々のハッチング）部分に不純物元素が添加されていないということを示すのではなく、この領域の不純物元素の濃度分布がマスクやドーピング条件を反映していることを直感的に理解できるようにしたためである。なお、このことは本明細書の他の図面においても同様である。
【０１００】
次にｐチャネル型薄膜トランジスタとなるトランジスタ６７３の単結晶半導体層、及び画素部のスイッチング用のｐチャネル型薄膜トランジスタとなるトランジスタ６７７の単結晶半導体層の一部を覆うマスクを形成する。そして、ｎ型を付与する不純物元素を添加し、第２のｎ型不純物領域を形成する。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ３）（ドーピングガスはＰＨ３を水素（Ｈ２）で希釈したガスであり、ドーピングガス中のＰＨ３の比率は５％）を用いてドーピングを行う。第２のｎ型不純物領域は、高濃度ｎ型不純物領域であり、ソース領域、ドレイン領域として機能する。また、第１の導電膜を介してドーピングされた第３のｎ型不純物領域は低濃度不純物領域であり、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域となる。第３のｎ型不純物領域はＬｏｖ領域であり、ドレイン近傍の電界を緩和し、ホットキャリアによるオン電流の劣化を抑制することが可能である。
【０１０１】
次に、レジストからなるマスクを除去し、ｎチャネル型薄膜トランジスタとなるトランジスタ６７４、６７５の単結晶半導体層を覆うレジストからなるマスクを形成する。そして、ｐ型を付与する不純物元素を添加してｐ型不純物領域を形成する。本実施の形態では、ｐ型を付与する不純物元素としてボロン（Ｂ）を用いる。不純物元素を含むドーピングガスとしてジボラン（Ｂ２Ｈ６）（ドーピングガスはＢ２Ｈ６を水素（Ｈ２）で希釈したガスであり、ドーピングガス中のＢ２Ｈ６の比率は１５％）を用いてドーピングを行う。ｐ型不純物領域は高濃度ｐ型不純物領域であり、ソース領域、ドレイン領域として機能する。
【０１０２】
次に、レジストからなるマスクをＯ２アッシングやレジスト剥離液により除去する。その後、ゲート電極層の側面を覆うように、絶縁膜、いわゆるサイドウォールを形成してもよい。サイドウォールは、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法を用いて、珪素を有する絶縁膜により形成することができる。
【０１０３】
次いで、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザビームの照射を行ってもよい。活性化と同時に、ゲート絶縁層のプラズマダメージやゲート絶縁層と単結晶半導体層との界面のプラズマダメージを回復することができる。
【０１０４】
次いで、２層構造を有する電極層、及びゲート絶縁層６０７を覆う第１の層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁膜６６７と絶縁膜６６８との積層構造とする。絶縁膜６６７として窒化酸化珪素膜を膜厚１００ｎｍ形成し、絶縁膜６６８として酸化窒化絶縁膜を膜厚９００ｎｍ形成する。本実施の形態では、絶縁膜６６７及び絶縁膜６６８をプラズマＣＶＤ法を用いて連続的に形成する。絶縁膜６６７と絶縁膜６６８は上記の膜に限定されるものでなく、スパッタリング法、またはプラズマＣＶＤを用いた窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、酸化珪素膜でもよく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または３層以上の積層構造として用いても良い。
【０１０５】
絶縁膜６６７、絶縁膜６６８としては他に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）膜、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）膜または酸化アルミニウム膜、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素（ＣＮ）膜、その他の無機絶縁性材料で形成した膜を用いることができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザンを用いることができる。塗布法によって形成される平坦な膜を用いてもよい。
【０１０６】
次いで、レジストからなるマスクを用いて絶縁膜６６７、絶縁膜６６８、ゲート絶縁層６０７を選択的にエッチングして、単結晶半導体層に達するコンタクトホール（開口部）を複数形成する。エッチングは、用いる材料の選択比によって、一回で行っても複数回行っても良い。
【０１０７】
次いで、開口部を覆うように導電膜を形成し、導電膜をエッチングして各ソース領域又はドレイン領域の一部とそれぞれ電気的に接続する接続電極を形成する。
【０１０８】
接続電極は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法、電解メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。接続電極は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、及びＳｉ、Ｇｅ、又はその合金、若しくはその窒化物を用いて形成する。また、これらの材料で膜を形成して積層構造としても良い。本実施の形態では、チタン（Ｔｉ）膜を膜厚６０ｎｍ形成し、窒化チタン膜を膜厚４０ｎｍ形成し、アルミニウム膜を膜厚７００ｎｍ形成し、チタン（Ｔｉ）膜を膜厚２００ｎｍ形成して積層構造とし、所望な形状に加工する。
【０１０９】
以上の工程で周辺駆動回路領域６３４には、Ｌｏｖ領域にｐ型不純物領域を有するｐチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ６７３、Ｌｏｖ領域にｎチャネル型不純物領域を有するｎチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ６７４、画素領域６３６には、Ｌｏｆｆ領域にｎ型不純物領域を有するマルチチャネル型のｎチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ６７５、ｐチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ６７７を有するアクティブマトリクス基板を作製することができる。そして、アクティブマトリクス基板は、発光素子６９０を有する表示装置に用いることができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタに限らず、トップゲート型（プレーナー型）、ボトムゲート型（逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有するデュアルゲート型や、その他の構造を有するトランジスタにおいても、本実施の形態で示す半導体装置の作製方法を適用することができる。
【０１１１】
次に第２の層間絶縁層として絶縁膜６８１を形成する。絶縁膜６８１としては酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、ポリシラザン、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。
【０１１２】
本実施の形態では、平坦化のために設ける層間絶縁層としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されるので、絶縁膜６８１の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。
【０１１３】
絶縁膜６８１は、ディップ、スプレー塗布、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ＣＶＤ法、蒸着法等を採用することができる。液滴吐出法により絶縁膜６８１を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また、液滴吐出法のようにマスクを用いることなくパターンが形成できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。
【０１１４】
次に、画素領域６３６における絶縁膜６８１の一部をエッチングしてｐチャネル型トランジスタ６７７の接続電極に達する開口部、つまりコンタクトホールを形成する。
【０１１５】
次に、接続電極と電気的に接続する画素電極層６３０を形成する。画素電極層６３０は、発光素子６９０を構成する部材である２つの電極のうち、一方の第１の電極として機能する。画素電極層６３０は、インジウム錫酸化物、酸化インジウムに酸化亜鉛を混合したインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素を混合した導電性材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、または酸化チタンを含むインジウム錫酸化物を用いて形成することができる。
【０１１６】
また、画素電極層６３０に導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることができる。導電性組成物は、画素電極層として薄膜を形成する場合、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／ｍ２以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１１７】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【０１１８】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロ−ル）、ポリ（３−ブチルピロ−ル）、ポリ（３−オクチルピロ−ル）、ポリ（３−デシルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジメチルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジブチルピロ−ル）、ポリ（３−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メトキシピロ−ル）、ポリ（３−エトキシピロ−ル）、ポリ（３−オクトキシピロ−ル）、ポリ（３−カルボキシルピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロ−ル）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１１９】
上記導電性高分子を、単独で導電性組成物として画素電極層に使用してもよいし、導電性組成物の膜強度等の膜特性を調整するために有機樹脂を添加して使用することができる。
【０１２０】
有機樹脂としては、導電性高分子と相溶または混合分散可能であれば熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、光硬化性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマ−、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコ−ル、ポリビニルエ−テル、ポリビニルブチラ−ル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノ−ル系樹脂、ポリエ−テル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
【０１２１】
さらに、導電性組成物の電気伝導度を調整するために、導電性組成物にアクセプタ性またはドナー性ド−パントをド−ピングすることにより、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させてもよい。
【０１２２】
アクセプタ性ド−パントとしては、ハロゲン化合物、ルイス酸、プロトン酸、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用することができる。ハロゲン化合物としては、塩素、臭素、ヨウ素、塩化ヨウ素、臭化ヨウ素、フッ化ヨウ素等が挙げられる。ルイス酸としては五フッ化燐、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン、三フッ化硼素、三塩化硼素、三臭化硼素等が挙げられる。プロトン酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸と、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の有機酸を挙げることができる。有機カルボン酸及び有機スルホン酸としては、前記カルボン酸化合物及びスルホン酸化合物を使用することができる。有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等を挙げられる。
【０１２３】
ドナー性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、４級アミン化合物等を挙げることができる。
【０１２４】
導電性組成物を、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、湿式法により画素電極層となる薄膜を形成することができる。
【０１２５】
導電性組成物を溶解する溶剤としては、特に限定することはなく、上記した導電性高分子及び有機樹脂などの高分子樹脂化合物を溶解するものを用いればよく、例えば、水、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンなどの単独もしくは混合溶剤に溶解すればよい。
【０１２６】
導電性組成物の成膜は上述のように溶媒に溶解した後、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等の湿式法を用いて行うことができる。溶媒の乾燥は、加熱処理を行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。また、有機樹脂が熱硬化性の場合は、さらに加熱処理を行い、光硬化性の場合は、光照射処理を行えばよい。
【０１２７】
次いで、画素電極層６３０の端部を覆う隔壁となる絶縁物６８６を形成する。
【０１２８】
次いで、画素電極層６３０上に有機化合物を含む層６８８を蒸着法やインクジェット法などを用いて選択的に形成する。
【０１２９】
次いで、有機化合物を含む層６８８上に第２の電極６８９を形成する。第２の電極は、発光素子６９０の第１の電極と一対の電極を構成し、その間に配置された有機化合物を含む層６８８を発光させる電極である。
【０１３０】
図７の半導体装置において、画素電極層６３０は、発光素子６９０より射出する光を透過できるように、透光性を有する導電性材料を用い、一方第２の電極６８９は、発光素子６９０より射出する光を反射するように、反射性を有する導電性材料を用いて形成する。第２の電極６８９としては、反射性を有すればよいので、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、銅、タンタル、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いればよい。好ましくは、可視光領域の光に対して反射性が高い物質を用いることがよく、本実施の形態では、アルミニウム膜を用いる。
【０１３１】
こうして得られた発光素子６９０を封止基板６９５で封止する。支持基板６００と封止基板６９５は、シール材６９２を用いて接着する。
【０１３２】
なおエッチング加工は、プラズマエッチング（ドライエッチング）又はウェットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＮＦ３などのフッ素系のガス、又はＣｌ２、ＢＣｌ３、などの塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスクとなる層を形成する必要はない。
【０１３３】
また、配線となる層若しくは電極となる層を形成する導電層や、所定のパターンを形成するためのマスクとなる層などを、液滴吐出法のような選択的にパターンを形成できる方法により形成してもよい。液滴吐出（噴出）法（その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。）は、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出（噴出）して所定のパターン（導電層や絶縁層など）を形成することができる。この際、被形成領域にぬれ性や密着性を制御する処理を行ってもよい。また、エッチング加工を行うことなくパターンが形成できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。
【０１３４】
また、フォトリソグラフィ技術で用いるマスクは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリーレンエーテル、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、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、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いることもできる。或いは、ポジ型レジスト、ネガ型レジストなどを用いてもよい。液滴吐出法を用いる場合、いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整する、界面活性剤等を加えるなどを行い適宜調整する。
【０１３５】
また、図７の半導体装置は、矢印の方向に光を射出（下面射出）する構造としているが、特に限定されず、矢印とは反対の方向に光を射出（上面射出）する構造としてもよいし、上面および下面の両方に射出する構造としてもよい。
【０１３６】
図８に本実施の形態における半導体装置の別の構成を示す。図８の半導体装置は、矢印の方向に光を射出（上面射出）する構造としている。なお、図８は図７（Ｂ）と発光素子の電極構造及び絶縁物６８６の大きさなどが異なっているが、他の部分は同じであるため、ここでは同じ部分の説明は省略する。なお、図８において図７（Ｂ）と同一の符号を用いる。
【０１３７】
発光素子６９０の第１の電極６１７の下に、反射性を有する金属層である配線層６２４を形成する。配線層６２４の上に透明導電膜である第１の電極６１７を形成する。配線層６２４としては、反射性を有すればよいので、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、銅、タンタル、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いればよい。好ましくは、可視光領域の光に対して反射性が高い物質を用いることがよい。また、第１の電極６１７としてこれらの導電膜を用いてもよい。その場合、第１の電極６１７と配線層６２４とを積層する必要がなければ、反射性を有する配線層６２４は設けずに第１の電極６１７の単層としてもよい。
【０１３８】
第１の電極６１７及び第２の電極６８９には、透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用いればよく、具体的には酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物なども用いることができる。
【０１３９】
また、第２の電極６８９は、透光性を有さない金属膜のような材料であっても膜厚を薄く（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度の厚さ）して光を透過可能な状態としておくことで、第２の電極６８９を通過させて光を放射することが可能となる。また、第２の電極６８９に用いることのできる金属薄膜としては、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いることができる。
【０１４０】
図８に示すような上面射出する構造とすると、開口率、即ち発光領域の面積を広くとりやすいため、１つのパネルの中で、１つの単位セルに４個のＴＦＴを設け、ある１つの単位セルに２つのＴＦＴを設けても発光領域の面積を同じにすることができる。従って、実施の形態１に示したような画素構造よりも発光領域の大きいパネルを作製することができる。
【０１４１】
また、本実施の形態は、実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【０１４２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の表示素子として適用することのできる発光素子の構成を、図９を用いて説明する。
【０１４３】
図９では、第１の電極８７０と第２の電極８５０との間に、ＥＬ層８６０が挟持されている発光素子の素子構造を示している。ＥＬ層８６０は、図示した通り、第１の層８０４、第２の層８０３、第３の層８０２から構成されている。図９において第２の層８０３は発光層であり、第１の層８０４及び第３の層８０２は機能層である。
【０１４４】
第１の層８０４は、第２の層８０３に正孔（ホール）を輸送、注入する機能を担う層である。第１の層８０４に含まれる正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質として、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても第１の層８０４を形成することができる。
【０１４５】
また、正孔注入層として、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いることができる。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。
【０１４６】
また、正孔注入層として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いた場合、電極層とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず電極層を形成する材料を選ぶことができる。
【０１４７】
複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１４８】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【０１４９】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【０１５０】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【０１５１】
また、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、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）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【０１５２】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【０１５３】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【０１５４】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【０１５５】
第１の層８０４に含まれる正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質は、具体的には、芳香族アミン（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物であることが好ましい。広く用いられている材料として、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＢと記す）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミンなどのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層したものであってもよい。
【０１５６】
第３の層８０２は、第２の層８０３に電子を輸送、注入する機能を担う層である。第３の層８０２に含まれる電子輸送層として、電子輸送性の高い物質を用いることができる。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１５７】
第３の層８０２に含まれる電子注入層として、電子注入性の高い物質を用いることができる。電子注入性の高い物質として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、Ａｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、電極層からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
【０１５８】
次に、発光層である第２の層８０３について説明する。発光層は発光機能を担う層であり、発光性の有機化合物を含む。また、無機化合物を含む構成であってもよい。発光層は、種々の発光性の有機化合物、無機化合物を用いて形成することができる。ただし、発光層の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度が好ましい。
【０１５９】
発光層に用いられる有機化合物としては、発光性の有機化合物であれば特に限定されることはなく、例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、クマリン３０、クマリン６、クマリン５４５、クマリン５４５Ｔ、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（ジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）等が挙げられる。また、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ピコリナート）（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ピコリナート）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））などの燐光を放出できる化合物用いることもできる。
【０１６０】
発光層を一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。
【０１６１】
また、発光層においては、上述した発光を示す有機化合物だけでなく、さらに他の有機化合物が添加されていてもよい。添加できる有機化合物としては、例えば、先に述べたＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＴＣＴＡ、Ａｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＰＢＩ、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＰＶＢｉなどの他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）などを用いることができるが、これらに限定されることはない。なお、このように有機化合物以外に添加する有機化合物は、有機化合物を効率良く発光させるため、有機化合物の励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーを有し、かつ有機化合物よりも多く添加されていることが好ましい（それにより、有機化合物の濃度消光を防ぐことができる）。あるいはまた、他の機能として、有機化合物と共に発光を示してもよい（それにより、白色発光なども可能となる）。
【０１６２】
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルターを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素領域の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素領域（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。
【０１６３】
発光層で用いることのできる材料は低分子系有機発光材料でも高分子系有機発光材料でもよい。高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。
【０１６４】
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
【０１６５】
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン）  ［ＰＰＶ］  の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）  ［ＲＯ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（２’−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）［ＭＥＨ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニレンビニレン）［ＲＯＰｈ−ＰＰＶ］等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）［ＲＯ−ＰＰＰ］、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。
【０１６６】
発光層で用いられる無機化合物としては、有機化合物の発光を消光しにくい無機化合物であれば何であってもよく、種々の金属酸化物や金属窒化物を用いることができる。特に、周期表第１３族または第１４族の金属酸化物は、第２の有機化合物の発光を消光しにくいため好ましく、具体的には酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化珪素、酸化ゲルマニウムが好適である。ただし、これらに限定されることはない。
【０１６７】
なお、発光層は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、電子注入用の電極層を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。
【０１６８】
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する半導体装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光素子を有する半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、デジタル駆動、アナログ駆動どちらでも適用可能である。
【０１６９】
よって、封止基板にカラーフィルタ（着色層）を形成してもよい。カラーフィルタ（着色層）は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができ、カラーフィルタ（着色層）を用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルタ（着色層）により、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークが鋭いピークになるように補正できるからである。
【０１７０】
単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ（着色層）や色変換層は、例えば封止基板に形成し、素子基板へ張り合わせればよい。
【０１７１】
もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータイプの半導体装置を形成してもよい。
【０１７２】
第１の電極８７０及び第２の電極８５０は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第１の電極８７０及び第２の電極８５０は、画素構成によりいずれも陽極（電位が高い電極）、又は陰極（電位が低い電極）となりうる。駆動用薄膜トランジスタの極性がｐチャネル型である場合、図９（Ａ）のように第１の電極８７０を陽極、第２の電極８５０を陰極とするとよい。また、駆動用薄膜トランジスタの極性がｎチャネル型である場合、図９（Ｂ）のように、第１の電極８７０を陰極、第２の電極８５０を陽極とすると好ましい。第１の電極８７０および第２の電極８５０に用いることのできる材料について述べる。第１の電極８７０、第２の電極８５０が陽極として機能する場合は仕事関数の大きい材料（具体的には４．５ｅＶ以上の材料）が好ましく、第１の電極８７０、第２の電極８５０が陰極として機能する場合は仕事関数の小さい材料（具体的には３．５ｅＶ以下の材料）が好ましい。しかしながら、第１の層８０４の正孔注入、正孔輸送性や、第３の層８０２の電子注入性、電子輸送性が優れているため、第１の電極８７０、第２の電極８５０共に、ほとんど仕事関数の制限を受けることなく、種々の材料を用いることができる。
【０１７３】
図９（Ａ）、（Ｂ）における発光素子は、第１の電極８７０より光を取り出す構造のため、第２の電極８５０は、必ずしも透光性を有する必要はない。第２の電極８５０としては、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、ＬｉまたはＭｏから選ばれた元素、または窒化チタン、ＴｉＳｉＸＮＹ、ＷＳｉＸ、窒化タングステン、ＷＳｉＸＮＹ、ＮｂＮなどの前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。
【０１７４】
また、第２の電極８５０に第１の電極８７０で用いる材料のような透光性を有する導電性材料を用いると、第２の電極８５０からも光を取り出す構造となり、発光素子から放射される光は、第１の電極８７０と第２の電極８５０との両方より放射される両面放射構造とすることができる。
【０１７５】
なお、第１の電極８７０や第２の電極８５０の種類を変えることで、本発明の発光素子は様々なバリエーションを有する。
【０１７６】
図９（Ｂ）は、ＥＬ層８６０が、第１の電極８７０側から第３の層８０２、第２の層８０３、第１の層８０４の順で構成されているケースである。
【０１７７】
図９（Ｃ）は、図９（Ａ）において、第１の電極８７０に反射性を有する電極を用い、第２の電極８５０に透光性を有する電極を用いており、発光素子より放射された光は第１の電極８７０で反射され、第２の電極８５０を透過して放射される。同様に図９（Ｄ）は、図９（Ｂ）において、第１の電極８７０に反射性を有する電極を用い、第２の電極８５０に透光性を有する電極を用いており、発光素子より放射された光は第１の電極８７０で反射され、第２の電極８５０を透過して放射される。
【０１７８】
なお、ＥＬ層８６０に有機化合物と無機化合物が混合させて設ける場合、その形成方法としては種々の手法を用いることができる。例えば、有機化合物と無機化合物の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム（ＥＢ）により蒸発させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法により成膜してもよい。
【０１７９】
第１の電極８７０および第２の電極８５０の作製方法としては、抵抗加熱による蒸着法、ＥＢ蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法、印刷法、ディスペンサ法または液滴吐出法などを用いることができる。
【０１８０】
本実施の形態は、実施の形態１乃至３のいずれか一と自由に組み合わせることができる。実施の形態１又は実施の形態２に示す作製方法を用いれば、大型の半導体装置であっても高スループットで生産性よく高性能及び高信頼性の発光素子を有する半導体装置を作製することができる。
【０１８１】
（実施の形態５）
実施の形態３では、発光素子を用いた半導体装置の作製例を示したが、本実施の形態では、液晶素子を用いた半導体装置の作製例を、図１０を用いて説明する。
【０１８２】
図１０に本実施の形態における液晶素子を用いた半導体装置の構成を示す。まず、実施の形態２に従って、ガラス基板である支持基板９００上に島状の単結晶半導体層を形成する。なお、詳細な方法は、実施の形態２に記載してあるため、ここでは省略し、簡略に示すこととする。
【０１８３】
ここでは、第１の窒化酸化珪素層９０１を形成し、その上に第１の接着層を形成した支持基板９００を用意する。また、酸素に対しＨＣｌを０．５〜１０体積％（好ましくは３体積％）の割合で含む雰囲気中で、７００℃以上の温度で加熱処理を行って酸化層９０３を形成し、さらにその上に第２の接着層を形成した半導体基板を用意する。なお、１枚の支持基板に対して少なくとも２枚以上の半導体基板を用意し、半導体基板は矩形にそれぞれ加工し、基板内部には分離層をそれぞれ設けておく。そして、半導体基板をダミー基板の上で位置決めして固定した後に、第１の接着層と第２の接着層とが接着するように支持基板と半導体基板を貼り合わせる。接着すると第１の接着層と第２の接着層との界面は明確でなくなるため、図１０（Ｂ）では接着層９０４として図示する。
【０１８４】
次いで、ダミー基板を分離した後に、分離層の層内または界面を境界として半導体基板の一部を分離させて、支持基板９００上に単結晶半導体層を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術を用いて単結晶半導体層のエッチング加工を行い、島状の単結晶半導体層を形成する。本実施の形態においても、実施の形態１と同様にステッパ露光機を用いて、１枚の矩形の半導体基板（シートとも呼ぶ）に対してほぼ同じ面積の露光面積で１ショットの露光を行う。なお、島状の単結晶半導体層の配置も実施の形態１に従って位置を決定すればよい。
【０１８５】
以降の工程、即ち単結晶半導体層を用いたＴＦＴの作製方法は、実施の形態３とほぼ同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。ただし、発光装置で用いるＴＦＴと液晶表示装置に用いるＴＦＴは使用用途が異なるため、チャネル長やチャネル幅などが適宜調節されて、発光装置と液晶表示装置では設計が異なっている。特に、発光装置は、１つの単位セル内に２つ以上のＴＦＴを作製するが、液晶表示装置においては、１つの単位セル内に１つのＴＦＴで作製することができる。また、発光装置では電源供給線を用いているが、液晶表示装置では用いず、容量線を用いる。液晶表示装置においては、同一基板上に駆動回路を形成しないのであれば、ｎチャネル型ＴＦＴのみで作製することもできる。
【０１８６】
図１０（Ａ）に画素上面図の一例を示す。図１０（Ａ）中に鎖線で示された境界線９２４は、異なる半導体基板が貼り合わせられたつなぎ目である。画素電極層９６１が一方向に並べられ、その間に境界線９２４が位置するようにする。境界線９２４を境に画素構成が対称となるようにしている。こうすることで境界線９２４から単結晶半導体層を遠ざけている。境界線９２４を挟んで隣り合う単位セルに単結晶半導体層を配置しているが、十分な距離離されている。
【０１８７】
また、容量線９３１は、単結晶半導体層と絶縁膜を介して重なり保持容量を形成し、容量部９７６が形成されている。マルチチャネル型のｎチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ９７５が、ゲート配線９３０とソース配線９６０の交点付近に配置されている。ゲート配線９３０は単結晶半導体層と絶縁膜を介して重なり、重なる部分がＴＦＴのチャネル形成領域となっている。また、単結晶半導体層は、ソース配線９６０とコンタクトホールを介して電気的に接続している。また、単結晶半導体層は、画素電極層９６１とコンタクトホールを介して電気的に接続している。
【０１８８】
透過型の液晶表示装置とする場合、画素電極層９６１は、インジウム錫酸化物、酸化インジウムに酸化亜鉛を混合したインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素を混合した導電性材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物を用いることができる。また、反射型の液晶表示装置とする場合には、画素電極層９６１は、アルミニウムまたは銀またはそれらの合金を用いる。
【０１８９】
また、点線Ｃ−Ｄで切断した断面図が、図１０（Ｂ）の画素領域９３６に相当する。なお、図１０（Ａ）は画素電極まで作製した段階の上面図を示しており、図１０（Ｂ）は、シール材９９２で封止基板９９５を貼り合わせ、偏光子まで設けられた断面図である。
【０１９０】
図１０（Ｂ）に示す液晶表示装置において、封止領域９３３、駆動回路領域９３４、画素領域９３６を有している。また、駆動回路領域９３４には、Ｌｏｖ領域にｐ型不純物領域を有するｐチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ９７３、Ｌｏｖ領域にｎチャネル型不純物領域を有するｎチャネル型薄膜トランジスタであるトランジスタ９７４が作製されている。画素電極層９６１上には、印刷法や液滴吐出法により、配向膜と呼ばれる絶縁層９８１を形成する。その後、ラビング処理を行う。なお、液晶のモード、例えばＶＡモードのときにはラビング処理を行わないときがある。封止基板９９５に設けられる配向膜として機能する絶縁層９８３も絶縁層９８１と同様である。封止基板９９５には絶縁層９８３の他に、対向電極として機能する導電層９８４、カラーフィルタとして機能する着色層９８５、偏光子９９１（偏光板ともいう）を設ける。さらに封止基板９９５には、遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。
【０１９１】
また、本実施の形態の液晶表示装置は透過型とするため、支持基板９００の素子を有する面の反対側にも偏光子９９３（偏光板）を設ける。偏光板と、液晶層９８２との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。また、外光の視認側への反射を防ぐ反射防止膜を最も使用者に近い視認側に設けても良い。
【０１９２】
なお、バックライトにＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設けない場合がある。ブラックマトリクスは、トランジスタやＣＭＯＳ回路の配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやＣＭＯＳ回路と重なるように設けるとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量素子を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。
【０１９３】
液晶層９８２を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、素子を有する支持基板９００と封止基板９９５とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。滴下法は、注入法を適用することが困難な大型基板を扱うときに適用するとよい。
【０１９４】
スペーサは数μｍの粒子を散布して設ける方法でも良く、基板全面に樹脂膜を形成した後これをエッチング加工して形成する方法でもよい。
【０１９５】
本実施の形態においては、酸化層９０３にハロゲンを含ませており、金属などの不純物を捕獲して単結晶半導体層への汚染を防止する保護膜としての機能を発現させることができ、信頼性を向上させることができる。
【０１９６】
（実施の形態６）
本発明を適用して、様々な表示機能を有する半導体装置を作製することができる。即ち、それら表示機能を有する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。本実施の形態では、高性能でかつ高信頼性を付与することを目的とした表示機能を有する半導体装置を有する電子機器の例を説明する。
【０１９７】
その様な本発明に係る電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等が挙げられる。電子機器の具体例について、図１１を参照して説明する。
【０１９８】
本発明によって形成される表示素子を有する半導体装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。高性能で、かつ高信頼性を付与することを目的としたテレビジョン装置の例を図１１（Ａ）に説明する。
【０１９９】
表示モジュールを、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。ＦＰＣまで取り付けられた図７のような表示パネルのことを一般的にはＥＬ表示モジュールともいう。よって図７のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置を完成することができる。また、図１０のような表示パネルのことを一般的には液晶表示モジュールともいう。よって図１０のような液晶表示モジュールを用いると、液晶テレビジョン装置を完成することができる。表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
【０２００】
図１１（Ａ）に示すように、筐体２００１に表示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。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン操作機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。
【０２０１】
また、テレビジョン装置に、第１の表示用パネルで形成した主画面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、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、高性能で、かつ信頼性の高い半導体装置を生産性よく作製することができる。
【０２０２】
本発明により、表示機能を有する高性能かつ高信頼性の半導体装置を、生産性よく作製することができる。よって高性能、高信頼性のテレビジョン装置を生産性よく作製することができる。
【０２０３】
また、図１１（Ｂ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる。表示部９３０２は、本発明の半導体装置を適用することができる。その結果、高性能でかつ信頼性の高い携帯型のテレビジョン装置を提供することができる。またテレビジョン装置としては、持ち運びをすることができる中型のものから、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに、本発明の半導体装置を適用することができる。
【０２０４】
また、図１１（Ｃ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２は、本発明の半導体装置を適用することができる。実施の形態１に従って作製すれば、１５インチの表示部を有する半導体装置を作製することができる。その結果、高性能でかつ信頼性の高い携帯型のコンピュータを提供することができる。
【０２０５】
本実施の形態は、実施の形態１乃至５のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＳＯＩ基板の作製方法を示す図。
【図２】本発明の実施の形態１におけるＳＯＩ基板の作製方法を示す図。
【図３】本発明の実施の形態１における支持基板上のシートの配置を示す図。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体装置の作製工程に用いられる装置を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２におけるＳＯＩ基板の作製方法を示す図。
【図６】本発明の実施の形態２におけるＳＯＩ基板の作製方法を示す図。
【図７】本発明の実施の形態３における半導体装置の構成を示す図。
【図８】本発明の実施の形態３における半導体装置の構成を示す図。
【図９】本発明の実施の形態４における発光素子の素子構造を示す図。
【図１０】本発明の実施の形態５における液晶素子を用いた半導体装置の構成を示す図。
【図１１】本発明の実施の形態６における電子機器を示す図。
【符号の説明】
【０２０７】
１１  ダミー基板保持手段
１２  シート保存手段
１３  シート搬送手段
１４  支持基板保持手段
２００  半導体基板
２０１  酸化窒化珪素層
２０２  窒化酸化珪素層
２０３  第１の接着層
２０４  酸化窒化珪素層
２０５  窒化酸化珪素層
２０６  シート
２０８  分離層
２０９  ダミー基板
２１０  支持基板
２１１  第２の接着層
２１２  半導体基板の一部
２１３  第３の接着層
２１４  単結晶半導体層
２１５  島状の半導体層
２１７  間隔
２１８  低温凝固剤
４００  半導体基板
４０１  酸化層
４０２  ブロッキング層
４０３  第１の接着層
４０４  酸化窒化珪素層
４０５  窒化酸化珪素層
４０６  シート
４０８  分離層
４０９  ダミー基板
４１０  支持基板
４１１  第２の接着層
４１２  半導体基板の一部
４１３  第３の接着層
４１４  単結晶半導体層
４１５  島状の半導体層
４１８  低温凝固剤
６００  支持基板
６０１  窒化酸化珪素層
６０３  積層
６０４  接着層
６０７  ゲート絶縁層
６１７  第１の電極
６２４  配線層
６３０  画素電極層
６３２  外部端子接続領域
６３４  周辺駆動回路領域
６３６  画素領域
６５５  接続領域
６６７  絶縁膜
６６８  絶縁膜
６７３  トランジスタ
６７４  トランジスタ
６７５  トランジスタ
６７７  トランジスタ
６７８  端子電極層
６８１  絶縁膜
６８５  電極層
６８６  絶縁物
６８８  有機化合物を含む層
６８９  第２の電極
６９０  発光素子
６９２  シール材
６９４  ＦＰＣ
６９５  封止基板
６９６  異方性導電層
８０２  第３の層
８０３  第２の層
８０４  第１の層
８５０  第２の電極
８６０  ＥＬ層
８７０  第１の電極
９００  支持基板
９０１  窒化酸化珪素層
９０３  酸化層
９０４  接着層
９２４  境界線
９３０  ゲート配線
９３１  容量線
９３３  封止領域
９３４  駆動回路領域
９３６  画素領域
９６０  ソース配線
９６１  画素電極層
９７３  トランジスタ
９７４  トランジスタ
９７５  トランジスタ
９７６  容量部
９８１  絶縁層
９８２  液晶層
９８３  絶縁層
９８４  導電層
９８５  着色層
９９１  偏光子
９９２  シール材
９９３  偏光子
９９５  封止基板
２００１  筐体
２００２  表示用パネル
２００３  主画面
２００４  モデム
２００５  受信機
２００６  リモコン操作機
２００７  表示部
２００８  サブ画面
２００９  スピーカー部
９３０１  本体
９３０２  表示部
９４０１  本体
９４０２  表示部
【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】
0005348942.tif 000009
【図９】
0005348942.tif 000010
【図１０】
0005348942.tif 000011
【図１１】
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