半導体装置およびその作製方法
島状の層間絶縁膜をソース線とゲート線が交差する領域に選択的に形成する。例えば、インクジェット法を用いて絶縁材料を含む液体をゲート線とソース線が交差する領域若しくは保持容量が形成される領域に滴下することにより、フォトリソグラフィー工程を削減し、ＴＦＴ作製プロセス中において使用するマスク枚数を減らすことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に絶縁表面を有する基板上にアクティブマトリクス型電界効果薄膜トランジスタ（以下、薄膜トランジスタをＴＦＴと記述）で構成された回路を有する半導体装置、およびその作製方法に関する。
【背景技術】
近年、大型の液晶表示装置が注目されるようになり、液晶パネルの低コスト化が精力的に進められている。しかし、ＴＦＴ基板に関しては、低コスト化が遅れていた。液晶表示装置における画像表示素子の形成には、例えば、成膜工程、エッチング工程、ドーピング工程、洗浄工程、フォトリソグラフィー工程、アッシング工程、熱処理工程など多数の製造工程を要する。このため多額の製造費、人権費を要している。
製造工程をこれ以上簡略できない原因はＴＦＴ構造にある。すなわち配線を立体交差させるべく多層構造とするため、コンタクトホールを形成する必要があり、工程数が増大する。
以下に、活性層に多結晶シリコン膜を用いたＴＦＴの作製工程を示す。
１．活性層の形成
２．ゲート絶縁膜、ゲート電極、ゲート配線の形成
３．ソース・ドレインドープ
４．層間絶縁膜の成膜
５．コンタクトホールの形成
６．配線形成
配線形成後、保護膜を成膜して、再度コンタクトホールを形成し、電気光学素子に対応した画素電極への接続を行いＴＦＴ基板が完成する。図７を用い、以下１〜６の説明を行う。
まずガラス基板７０１上に島状半導体層７０２を形成する。代表的にはＣＶＤ法で成膜した非晶質シリコン膜をレーザーアニール法や熱アニール法、ＲＴＡ法等で結晶化し、活性層となる所定の領域をレジストマスクで覆い、ドライエッチング装置を用いてレジストで覆われていない多結晶シリコン膜を除去することによって島状の半導体層が形成される。
島状半導体層の形成後、基板全面にプラズマＣＶＤ法、スパッタ法などにより、絶縁膜と導電層を順次成膜し、所定の領域にレジストマスクを設け、絶縁膜と導電膜をエッチングすることによってゲート絶縁膜７０３、ゲート電極７０４、ゲート配線７０５が形成される。
次にイオンドーピング法を用いて、Ｎ型を付与する不純物原子とＰ型を付与する不純物原子を所定の領域へドーピングし、Ｎチャネル型ＴＦＴとＰチャネル型ＴＦＴのソース・ドレイン領域を形成する。所定の領域への打ち分けにはレジストマスクを使用する。
ソース・ドレイン領域形成後、ドーピングされた不純物原子を電気的に活性化させるため、熱アニール法、ＲＴＡ法、レーザーアニール法などによって活性化処理を行う。この活性化処理は層間絶縁膜形成後に行うこともある。また活性層とゲート絶縁膜界面のダングリングボンド終端化目的で、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜を成膜した状態で、通常水素化処理を行う。次に層間絶縁膜７０６を形成する。
層間絶縁膜７０６の形成後、所定の領域にレジストマスクを設け、エッチングを行うことによってソース・ドレイン領域上、ゲート配線上の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。前記エッチング処理はドライエッチング法やウエットエッチング法で行う。
コンタクトホール形成後、スパッタ法を用いて配線メタルの成膜を行い、所定の領域にレジストマスクを設け、エッチングを行うことによって、ソース配線７０７が形成される。ソース配線形成後には、コンタクトホールを介して、各々の配線とソース・ドレイン領域、ゲート配線は電気的に接続される。
このようにＴＦＴ作製の製造工程は非常に多いが、しかしこれらは決して省くことのできない必須のプロセスでもある。多結晶シリコン膜を用いたＴＦＴ作製工程を例に説明を行ったが、活性層に非晶質Ｓｉを用いた表示装置の作製工程においても同様の問題が当てはまる。
例えば、大型の液晶表示装置に用いられる非晶質Ｓｉを用いたＴＦＴでは、一般的に、逆スタガ型構造、順スタガ型構造が採用されているが、この場合も同様にフォトリソグラフィーを用いた複雑な作製工程によりＴＦＴを形成する必要がある点で多結晶シリコン膜を用いたＴＦＴと同様の問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題を鑑み、本発明では、ＴＦＴ基板を低コストで作製する方法を見いだすことを課題とした。工程数が多いことが問題の本質であることから、工程数を大きく減らす方法を考えた。ＴＦＴ作製の必須工程を減らすにはＴＦＴ構造自体を見直し、ＴＦＴ作製プロセスを再構築する必要がある。
そのため本発明は、新規ＴＦＴ構造を提案し、新規ＴＦＴ構造を作製するための新規プロセスを提案し、ＴＦＴ作製工程を大幅に削減することによって、ＴＦＴ基板作製コストを大幅に下げることを目的とする。また、フォトリソグラフィー工程を削減することによって、ＴＦＴ作製プロセス中において使用するマスクの枚数を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
ＴＦＴ作製工程が増加する原因は、ゲート配線とソース配線を立体的に交差させるために、層間絶縁膜の下側にゲート線を、層間絶縁膜の上側にソース線を配置させることにある。また、例えばソース領域とソース配線を接続する場合、層間絶縁膜が存在する為、コンタクトホールを開口する必要に迫られる。従って、コンタクトホールの開口を必要としない新しい構造とするために、島状の層間絶縁膜をソース線とゲート線が交差する領域に限定して成膜を行う。また必要に応じて活性層と配線との間、若しくはゲート線とソース線との間の保持容量が形成される領域にも島状の層間絶縁膜を形成する。上記構成とすることによって、従来のＴＦＴ構造と大きくことなり、層間絶縁膜はゲート配線とソース配線の交差部や保持容量形成部にしか存在しない構造となる。この新規ＴＦＴ構造を用いることによってソース・ドレイン領域へのコンタクトホール形成及び、ゲート配線へのコンタクトホール形成が不要となる。
島状の層間絶縁膜を形成する方法として、液滴吐出法がある。液滴吐出法を用いて絶縁材料を含む液体をゲート配線とソース配線が交差する領域若しくは保持容量が形成される領域に滴下すればよい。その他の方法としてはＣＶＤ法を用い、基板にメタルマスクを対向させ、ゲート配線とソース配線が交差する領域若しくは保持容量が形成される領域にのみ、絶縁性の膜を成膜させる。
さらに別の方法として液滴吐出法を使用する場合、ゲート配線、ゲート電極、ソース配線の連続形成が可能である。連続形成を行うには溶液吐出ノズルが線状に設けられた、図２に示す液滴を吐出するヘッドを３個使用する。この液滴を吐出するヘッドを３個並べて１台の液滴吐出装置を構成する。ヘッドＡ２０１からはメタルペーストを吐出し、ヘッド若しくは基板を走査することによって、所定の位置にゲート電極及びゲート配線を形成する。ヘッドＢ２０２では絶縁性のペーストを所定の位置、すなわちゲート配線とソース配線が交差する領域及び、保持容量が形成される領域に吐出する。ヘッドＣ２０３ではメタルペーストを所定の位置に吐出させ、ソース配線の形成を行い、同時にソース・ドレイン領域等の接続も行う。吐出したペーストの固化時間を考えてペーストの吐出タイミング（走査速度）を最適化する。
また液滴を吐出するヘッドを４個並べて、ゲート絶縁膜をも連続して形成することも可能である。ヘッドに関しては、複数個を並べるかわりに、１つのヘッドに複数種類のノズルを配置してもよい。また複数台の液滴吐出装置を用いて、個別に処理を行うことも可能である。その際、処理ごとに焼成を行うと好ましい。
上述の方法でゲート電極、ゲート配線、ソース配線を連続形成する場合にはソース領域とドレイン領域に、不純物導入を前もって行う必要がある。
次にこれまで説明を行ってきた本発明の構成を述べる。
本発明における半導体装置は、基板上に形成された、ゲート配線とソース配線が同一平面上に配置されており、ゲート配線とソース配線が交差する領域においては、ゲート配線とソース配線が絶縁膜を介して交差していることを特徴としている。
また、ゲート配線と前記ソース配線は島状の絶縁層を介して交差していてもよい。
上記構成において、ゲート配線を覆って島状の絶縁層が配置され、島状の絶縁層の上部にソース配線が配置されていてもよいし、ソース配線を覆って島状の絶縁層が配置され、島状の絶縁層の上部にゲート配線が配置されていてもよい。また、ソース領域とソース配線がコンタクトホールを介さずに、同一平面で接続することも可能である。
また、本発明の半導体装置は、島状の絶縁体層を誘電体とする容量を有していてもよい。
また、本発明は上記構成において、半導体装置の薄膜トランジスタはチャネル形成領域を含む半導体膜を有しており、半導体膜は微結晶半導体を用いることができる。なお、微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。この微結晶半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。微結晶半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低周波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ここでは便宜上、このような半導体を微結晶半導体（ＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みさらに助長させることで安定性が増し良好な微結晶半導体が得られる。
さらに本発明は上記構成において、半導体膜として有機材料を用いることができる。有機材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電気移動型錯体、テトラチオフルバレン：ＴＣＮＱ錯体、遊離基、ジフェニルピクリヒドラジル、色素又はたんぱくが挙げられる。また、具体的な有機高分子化合物材料は、π共役系高分子、ＣＴ錯体、ポリビニルピリジン、よう素又はフタロシアニン金属錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。
また、上記構成において薄膜トランジスタは、逆スタガ型、順スタガ型のどちらの薄膜トランジスタを用いてもよい。
本発明の半導体装置の作製方法は、ゲート配線を形成し、ゲート配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、ゲート配線と同一平面上にソース配線を形成し、ゲート配線とソース配線の交差する領域において、ゲート配線とソース配線を絶縁層を介して交差させて形成することを特徴としている。
また、他の作製方法として、上記構成において、ソース配線を先に形成し、交差する領域において、ソース配線の上に絶縁膜を介してゲート配線を形成することもできる。
また、本発明では、上記構成において、配線、絶縁層またはレジスト等を液滴吐出法を用いて形成することができる。なお、液滴吐出法とは、金属粒子を含む溶液や絶縁材料を含む溶液を吐出して、所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。ただし、上記配線、絶縁層またはレジスト等を形成する全ての工程を液滴を吐出して形成する必要はない。例えば、絶縁膜およびレジストの形成には液滴吐出法を用い、配線パターンの形成にはフォトリソグラフィー法を用いる、というように、少なくとも工程の一部において液滴吐出法を用いていれば良く、フォトリソグラフィー法も併用しても良い。またパターニング際に用いるマスクは、液滴吐出法で形成してもよい。
また、本発明において、ゲート配線、ソース配線の形成は液滴吐出法に限られずどのような方法を用いてもよい。例えば、ゲート配線をフォトリソグラフィーによりパターン形成をした後にソース配線を液滴吐出法を用いて形成しても良いし、ソース配線を液滴吐出法で形成した後にゲート配線をフォトリソグラフィーにより形成してもよい。
他にも、例えば、レーザー描画装置を用いて配線を形成しても良い。具体的には、感光性材料をスピンコートによる塗布または液滴を吐出して形成し、形成した感光性材料にレーザビームを照射することにより現像してマスクパターンを形成する。その後マスクパターンをマスクとして配線を形成する。なお、感光性材料はネガ型、ポジ型のどちらを用いてもかまわない。また、上記方法は配線の形成だけでなく、半導体膜や絶縁膜のパターンも同様の方法を用いて形成してもよい。
本発明の構成は大気圧近傍下の雰囲気で好適に適用できる。大気圧近傍の圧力下とは６００〜１０６０００Ｐａの範囲をいうが、必ずしもこの数値に限定されず、ガスフローなどによる低度の陽圧状態を含むものとする。
上記した本発明の構成は、半導体装置及び表示装置の製造方法に用いることができる。
なお、本明細書における半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能する装置全般を示し、特に、同一基板上に画像表示領域と画像表示を行うための駆動回路を設けた液晶表示装置およびＥＬ表示装置に代表される電気光学装置並びにこの電気光学装置を搭載する電子機器に好適に利用できる。また、上記半導体装置は、上記電気光学装置および上記電気光学装置を搭載する電子機器をその範疇に含む。
層間絶縁膜を持たないＴＦＴ構造を採用することによって、工程を大幅に簡略化することが可能となる。またコンタクトホールを形成して、電気的な接続を行う一連の工程が不要となる。さらに、工程数が減少したことによって、ＴＦＴ製造における材料費、人件費が減少し、低コストを実現できる。装置数も減少し、また真空を用いるプロセスが大幅に減るため設備投資も少なくて済む。またＴＦＴ完成までの製造時間も大幅に短縮される。
本発明の構成によると、装置の大型化が容易であり、大型基板を用いる表示装置などの半導体装置の製造に本発明を好適に適用できる。また工程数が非常に少ない為、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のＴＦＴ構造を示す図である。
図２は、複数の液滴を吐出するヘッドを備えた装置構成を示す図である。
図３は、本発明を実施する上で使用する液滴吐出装置の一例を示す図である。
図４は、本発明を実施する上で使用する液滴を吐出するヘッドの一例を示す図である。
図５は、本発明を実施する上で使用する液滴を吐出するヘッドの一例を示す図である。
図６は、電子機器の一例を示す図である。
図７は、従来のＴＦＴ構造を示す図である。
図８は、本発明のＴＦＴ構造を示す図である。
図９は、本発明のＴＦＴ構造を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記述内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
図１を用いて、本発明によってＴＦＴを作製する具体的な方法を説明する。本発明のＴＦＴ構造とすることによって、図７に示した従来方法と比較し、工程数は大幅に減少する。
１．活性層の形成
２．ソース・ドレインドープ
３．ゲート絶縁膜、ゲート電極及びゲート配線、ソース配線、保持容量の連続形成
まず、基板１１１上に活性層となる島状半導体層１１２の形成を行う。基板１１１はガラス、石英、半導体、プラスチック、プラスチックフィルム、金属、ガラスエポキシ樹脂、セラミックスなどの各種材料によって形成する。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的にガラスや金属等の基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。また、基板１１１の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。
島状半導体層１１２の形成は以下の手順で行う。まず基板１１１上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などの下地膜を成膜し、その上に非晶質構造を有する半導体層を成膜する。前記半導体層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などを用いて、２０〜１５０ｎｍ、好ましくは３０〜８０ｎｍの厚さとする。非晶質構造を有する半導体層としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜（ＳＡＳ）があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
非晶質半導体は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が挙げられる。この珪化物気体を、水素、水素とヘリウムで希釈して用いても良い。
また微結晶半導体も珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ４であり、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪化物気体を希釈して用いることで、微結晶半導体の形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪化物気体中に、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６などの炭化物気体、ＧｅＨ４、ＧｅＦ４などのゲルマニウム化気体、Ｆ２などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。ＳＡＳを第１の半導体膜として用いたＴＦＴは、１〜１０ｃｍ２／Ｖｓｅｃや、それ以上の移動度を得ることができる。
グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下または大気圧下で行なうことができる。減圧下で行なう場合、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行なえば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚとする。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃とする。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
次にレーザーアニール法や熱アニール法、またはラピットサーマルアニール法（ＲＴＡ法）などを用いて非晶質構造を有する半導体層の結晶化を行う。特開平７−１３０６５２号公報で開示された技術に従って、金属元素Ｎｉを用いる結晶化法で結晶化を行ってもよい。次にレジストマスクを用いて、結晶化を行った後の結晶質半導体層を選択的にエッチングし、所定の領域に島状半導体層１１２が形成される。
レジストマスクを所定の領域へ形成する際に、通常はフォトリソグラフィー工程を用いるが、液滴吐出法を用いてもよい。この場合、楕円形に近い島状半導体層が形成されることになる。液滴吐出法を用いる場合には、マスクパターン材料として、必ずしも感光性材料を用いる必要性はなく、容易に除去できる材料を選択すればよい。また、液滴吐出法を用いることにより、露光・現像等の工程を省略することができる。さらに使用する材料は必要最低限で済むため、材料の利用効率も向上する。
次に島状半導体層１１２の全面に濃度１×１０１６〜５×１０１７／ｃｍ３でＢ（ボロン）を添加し、閾値電圧の制御を行う。Ｂの添加は島状半導体層１１２の形成前に行うことも可能である。また必要に応じてＰ（リン）などのＮ型を付与する不純物元素を添加することもあるし、Ｐチャネル型ＴＦＴの閾制御を行うこともある。不純物元素の添加は質量分離を行うイオン注入法、イオンシャワードーピング法、プラズマドーピング法が利用される。
次に、Ｎ型を付与する不純物元素を所定の領域へドーピングし、Ｎチャネル型ＴＦＴのソース・ドレイン領域を形成する（図８（Ａ））。Ｐチャネル型ＴＦＴのソース・ドレイン領域を形成する場合は、Ｐ型を付与する不純物原子をドーピングする。フォトリソグラフィー法若しくは液滴吐出法によって、島状半導体領域全面やチャネル形成領域にマスク１１９を設けることによって、ドーピング領域の打ちわけを行う。このドーピング処理によってソース・ドレイン領域の不純物濃度を１×１０２０〜５×１０２１／ｃｍ３とする。
次いで、アッシング法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法などによって、ドープマスク１１９を除去した後、レーザーアニール法やファーネス法、ＲＴＡ法を用いてドーピングした不純物元素の活性化を行い、ソース・ドレイン領域のシート抵抗を１０ｋΩ／□以下とする。活性化はゲート線や配線形成後に行うことも可能である。ドーピング及びドープマスク工程を２回用いることによって、ＬＤＤ領域やゲートオーバーラップ領域を形成することもできる。
ソース・ドレイン領域形成後、複数種類の液滴を吐出するヘッドを並べてスキャンさせることによってゲート絶縁膜１１３、ゲート電極１１４とゲート配線１１５、絶縁層１１６、ソース配線１１７の連続形成を行う。この連続形成は図２に示したヘッド構成を備えた液滴吐出装置を用いて行う。
まず液滴吐出装置の基板走査方向に対して最前列のノズルには絶縁性の溶液が導かれ、所定の電気信号に応じて溶液が吐出され、ゲート絶縁膜１１３が形成される（図８（Ｂ））。この絶縁膜はチャネル領域に関しては全面を覆いながらも、ソース・ドレイン領域に関しては一部分、裸の部分を残すように形成する必要がある。
続いて２列目のノズルには金属粒子を含む溶液を導入し、所定の位置に吐出することによってゲート電極１１４及びゲート配線１１５を形成する（図８（Ｃ））。金属粒子を含む溶液として、溶剤中に凝集することなく分散している独立分散ナノ粒子（粒子径２〜１０ｎｍ）を用いるのが好ましい。次に３列目のノズルには、絶縁性の溶液を導入し、ゲート配線１１５とソース配線１１７が交差する領域と保持容量形成部にのみ、ドロップ状に吐出させ絶縁層１１６を形成する（図８（Ｄ））。
最後に４列目のノズルに金属粒子を含む溶液（金、銀、銅などの独立分散ナノ粒子が好ましい）を導入し、所定の位置に吐出させ、ソース配線１１７の形成を行う（図８（Ｅ））。このとき、ソース領域とソース配線１１７はコンタクトホールを介することなく、電気的に直接接続されることになる。またゲート配線１１５とソース配線１１７は絶縁層１１６を介して、電気的に接続されることなく、立体的に交差することとなる。
液滴を吐出して配線を形成する際に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いる。なお、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また液滴吐出法または各種印刷法による導電材料の成膜を複数回行うことで、複数の導電膜が積層されたゲート電極を形成することも可能である。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗なＡｇ、Ｃｕを用いるとよい。但し、Ａｇ、Ｃｕを用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いることができる。また、金属粒子の他にも主にゾルゲル法等で利用される金属アルコキシド等の金属元素を含む溶液を吐出することによっても配線を形成することができる。
液滴吐出に用いるノズルの径は、０．１〜５０μｍ（好適には０．６〜２６μｍ、）に設定し、ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００００１ｐｌ〜５０ｐｌ（好適には０．０００１〜４０ｐｌ）に設定する。この吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズル吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、できる限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜２ｍｍ程度に設定する。なお、ノズル径を変えずとも、圧電素子に印可されるパルス電圧を変えることによって吐出量を制御することもできる。これらの吐出条件は、線幅が約１０μｍ以下となるように設定しておくのが望ましい。
次に、１５０℃〜４００℃の温度で１０〜６０分の熱処理を行うことによって、電極と配線メタルの焼成を行う。このとき窒素を多量に含んだ薄膜を形成した状態で熱処理を行えば、水素化処理を同時に行える。
その後、ドレイン配線は発光素子又は液晶素子などの各種素子に対応した画素電極へ接続され、全面に保護膜を形成してＴＦＴ基板が完成する。この保護膜も液滴吐出法を用いて、形成してもよい。
保護膜には厚さ１．０〜１．５μｍのポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。こうして同一基板上に、駆動回路と画素部とを有したアクティブマトリクス基板が作製することが可能である。
（実施の形態２）
本発明実施の形態において、透光性を有する基板を用いて半導体装置を製造する際、基板サイズとしては、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍ、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ、１８００ｍｍ×２０００ｍｍ、２０００ｍｍ×２１００ｍｍ、２２００ｍｍ×２６００ｍｍ、または２６００ｍｍ×３１００ｍｍのような大面積基板を用いる。
このような大型基板を用いることにより、製造コストを削減することができる。用いることのできる基板として、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができる。更に他の基板として、石英、半導体、プラスチック、プラスチックフィルム、金属、ガラスエポキシ樹脂、セラミックなどの各種の透光性基板を用いることもできる。
（実施の形態３）
前記実施の形態を実施するために用いる液滴吐出装置の一例について図３乃至図５を用いて説明する。
図３に示す液滴吐出装置は、装置内に液滴吐出手段３０６を有し、これにより溶液を吐出することで、基板３０２に所望のパターンを得るものである。本液滴吐出装置においては、基板３０２として、所望のサイズのガラス基板の他、プラスチック基板に代表される樹脂基板、或いはシリコンに代表される半導体ウエハ等の被処理物に適用することができる。
図３において、基板３０２は搬入口３０４から筐体３０１内部へ搬入し、液滴吐出処理を終えた基板を搬出口３０５から搬出する。筐体３０１内部において、基板３０２は搬送台３０３に搭載され、搬送台３０３は搬入口と搬出口とを結ぶレール３１０ａ、３１０ｂ上を移動する。
液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび３０７ｂは、溶液を吐出する液滴吐出手段３０６を支持し、Ｘ―Ｙ平面内の任意の箇所に液滴吐出手段３０６を移動させる機構である。液滴吐出手段の支持部３０７ａは搬送台３０３と平行なＸ方向に移動し、溶液噴出手段の支持部３０７ａに固定された液滴吐出手段の支持部３０７ｂに装着された液滴吐出手段３０６は、Ｘ方向に垂直なＹ方向に移動する。基板３０２が筐体３０１内部へ搬入されると、これと同時に液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび液滴吐出手段３０６がそれぞれＸ、Ｙ方向を移動し、液滴吐出処理を行う初期の所定の位置に設定される。液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび液滴吐出手段３０６の初期位置への移動は、基板搬入時、或いは基板搬出時に行うことで、効率良く液滴吐出処理を行うことができる。
液滴吐出処理は、搬送台３０３の移動により基板３０２が、液滴吐出手段３０６の待つ所定の位置に到達すると開始する。液滴吐出処理は、液滴吐出手段の支持部３０７ａ、液滴吐出手段３０６および基板３０２の相対的な移動と、液滴吐出手段の支持部に支持される液滴吐出手段３０６からの液滴吐出の組み合わせによって達成される。基板や液滴吐出手段の支持部、液滴吐出手段の移動速度と、液滴吐出手段３０６からの溶液を吐出する周期を調節することで、基板３０２上に所望のパターンを描画することができる。特に、液滴吐出処理は高度な精度が要求されるため、液滴吐出時は搬送台の移動を停止させ、制御性の高い液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび液滴吐出手段３０６ｂのみを走査させることが望ましい。また、液滴吐出手段３０６および液滴吐出手段の支持部３０７ａのＸ―Ｙ方向におけるそれぞれの走査は一方向のみに限らず、往復或いは往復の繰り返しを行うことで液滴吐出処理を行っても良い。
溶液は、筐体３０１外部に設置した溶液供給部３０９から筐体内部へ供給され、さらに液滴吐出手段の支持部３０７ａ、３０７ｂを介して液滴吐出手段３０６内部の液室に供給される。この溶液供給は筐体３０１外部に設置した制御手段３０８によって制御されるが、筐体内部における液滴吐出手段の支持部３０７ａに内蔵する制御手段によって制御しても良い。
また搬送台及び液滴吐出手段の支持部の移動は、同様に筐体３０１外部に設置した制御手段３０８により制御する。
図３には記載していないが、さらに基板や基板上のパターンへの位置合わせのためのセンサや、筐体へのガス導入手段、筐体内部の排気手段、基板を加熱処理する手段、基板へ光照射する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段等を、必要に応じて設置しても良い。またこれら手段も、筐体３０１外部に設置した制御手段３０８によって一括制御することが可能である。さらに制御手段３０８をＬＡＮケーブル、無線ＬＡＮ、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることに繋がる。
次に液滴吐出手段３０６内部の構造を説明する。図４は図３の液滴吐出手段３０６のＹ方向に平行な断面を見たものである。
外部から液滴吐出手段３０６の内部に供給される溶液は、液室流路４０２を通過し予備液室４０３に蓄えられた後、溶液を吐出するためのノズル４０９へと移動する。ノズル部は適度の溶液がノズル内へ装填されるために設けられた流体抵抗部４０４と、溶液を加圧しノズル外部へ吐出するための加圧室４０５、及び液滴吐出口４０７によって構成されている。
加圧室４０５の側壁には、電圧印加により変形するチタン酸・ジルコニウム酸・鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子４０６を配置している。このため、目的のノズルに配置された圧電素子４０６に電圧を印加することで、加圧室４０５内の溶液を押しだし、外部に溶液４０８を吐出することができる。
本発明では液滴吐出を圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式で行うが、溶液の材料によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す、いわゆるサーマル液滴吐出方式を用いても良い。この場合、圧電素子４０６を発熱体に置き換える構造となる。
また液滴吐出のためのノズル部４０９においては、溶液と、液室流路４０２、予備液室４０３、流体抵抗部４０４、加圧室４０５さらに液滴吐出口４０７との濡れ性が重要となる。そのため材質との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等をそれぞれの流路に形成しても良い。
上記の手段によって、溶液を処理基板上に吐出することができる。液滴吐出方式には、溶液を連続して吐出させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、溶液をドット状に吐出する、いわゆるオンデマンド方式があり、本発明における装置構成ではオンデマンド方式を示したが、シーケンシャル方式による液滴吐出手段を用いることも可能である。
図５の（Ａ）〜（Ｃ）は図４における液滴吐出手段の底部を模式的に表したものである。図５（Ａ）は、液滴吐出手段底部５０１に液滴吐出口５０２を一つ設けた基本的な配置である。これに対し図５（Ｂ）では、液滴吐出手段底部５０１の液滴吐出口５０２を三角形を構成するように三点に増やした、いわゆるクラスタ状の配置である。また図５（Ｃ）では、液滴吐出口を上下に並べた配置である。この配置では、上の液滴吐出口５０２からの液滴吐出後、時間差をつけて下の液滴吐出口５０２から同様の溶液を同様の箇所に吐出することにより、既に吐出された基板上の溶液が乾燥や固化する前に、さらに同一の溶液を厚く積もらせることができる。また、上の液滴吐出口が溶液等により目詰まりが生じた場合、予備として下の液滴吐出口を機能させることもできる。
なお、本実施の形態では、液滴吐出手段３０６をＹ方向に走査する構成を示したが、これに限らず、液滴吐出手段をＹ方向に線状に配置することにより、溶液を吐出することも可能である。この場合、液滴吐出手段をＹ方向に走査する必要はなく、Ｘ方向に走査することにより、溶液を全面に吐出することができる。
液滴吐出手段で選択的に被膜を形成することにより、従来その殆どを無駄にしていた被膜（レジスト、金属、半導体膜、有機膜など）の使用量を減らすことにより、製造コストの低減を可能にする。
（実施の形態４）
本実施の形態では、配線パターンを形成するために、金属微粒子を有機溶媒中に分散させた組成物を用いている。金属微粒子は平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍのものを用いる。代表的には、銀又は金の微粒子であり、その表面にアミン、アルコール、チオールなどの分散剤を被覆したものである。有機溶媒はフェノール樹脂やエポキシ系樹脂などであり、熱硬化性又は光硬化性のものを適用している。この組成物の粘度調整は、チキソ剤若しくは希釈溶剤を添加すれば良い。
液滴吐出手段によって、被形成面に適量吐出された組成物は、加熱処理により、又は光照射処理により有機溶媒を硬化させる。有機溶媒の硬化に伴う体積収縮で金属微粒子間は接触し、融合、融着若しくは凝集が促進される。すなわち、平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍの金属微粒子が融合、融着若しくは凝集した配線が形成される。このように、融合、融着若しくは凝集により金属微粒子同士が面接触する状態を形成することにより、配線の低抵抗化を実現することができる。
本発明は、このような組成物を用いて配線パターンを形成することで、線幅が１〜１０μｍ程度の配線パターンの形成も容易になる。
なお、金属微粒子の代わりに、絶縁物質の微粒子を用いれば、同様に絶縁性のパターンを形成することができる。
なお、本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１で示した構造とは異なる逆スタガ型の半導体装置の作製方法に関して説明する。
まず、図９（Ａ）に示すようにＴＦＴおよび発光素子を形成する基板９００を形成する。具体的に基板９００は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、金属基板、または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いてもよい。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱性が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るものであれば用いることが可能である。基板９００の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。
上述した基板９００の表面に、液滴吐出法を用いて形成される導電膜または絶縁膜の密着性を高めるための前処理を施す。密着性を高める方法として、例えば触媒作用により密着性を高めることができる金属または金属化合物を基板９００の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属や金属化合物を基板９００に付着させる方法、基板９００の表面に大気圧下または減圧下においてプラズマ処理を施し表面改質を行う方法などが挙げられる。また、上記導電膜または絶縁膜との密着性が高い金属として、チタン、チタン酸化物の他、３ｄ遷移金属であるＳｃ、Ｔｉ、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎなどが挙げられる。また金属化合物として、例えばポリイミド、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜（以下、シロキサン系絶縁膜と呼ぶ）等が挙げられる。シロキサン系絶縁膜は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうちすくなくとも１種を有していても良い。
なお、基板９００に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、半導体素子の正常な動作が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば１〜１０ｎｍとなるように制御したり、該金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、基板９００の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。
本実施の形態では、光触媒反応により密着性を高めることができるＺｎＯまたはＴｉＯ２などの光触媒を基板９００の表面に付着させる。具体的には、ＺｎＯまたはＴｉＯ２を溶媒に分散させ、基板９００の表面に撒布したり、Ｚｎの化合物またはＴｉの化合物を基板９００の表面に付着させた後、酸化させたり、ゾル−ゲル法を用いたりすることで、結果的にＺｎＯまたはＴｉＯ２を基板９００の表面に付着させることができる。
次に密着性を高めるための前処理が施された基板９００の表面上に、液滴吐出法または各種印刷法を用いて、ゲート電極９０１および配線９０２を形成する。具体的に、ゲート電極９０１および配線９０２には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いる。なお、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また液滴吐出法または各種印刷法による導電材料の成膜を複数回行なうことで、複数の導電膜が積層されたゲート電極を形成することも可能である。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、Ａｇ、Ｃｕを用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いることができる。
次に、ゲート電極９０１および配線９０２を覆うように絶縁膜９０３、９０４を形成する（図９（Ａ））。絶縁膜９０３、９０４は、絶縁性の溶液を選択的に吐出することにより、形成することができる。絶縁膜の成膜方法はこれに限られず、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などにより絶縁膜を形成しても良い。また、単層の絶縁膜を用いても良いし、複数の絶縁膜を積層していても良い。
次に、図９（Ｂ）に示すように、第１の半導体膜９０５を形成する。第１の半導体膜９０５は非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。本実施の形態では、第１の半導体膜９０５としてセミアモルファス半導体を用いる。セミアモルファス半導体は、非晶質半導体よりも結晶性が高いため高い移動度が得られ、また多結晶半導体と異なり結晶化させるための工程を増やさずとも形成することができる。
次に、第１の半導体膜９０５のうち、チャネル形成領域となる部分と重なるように、第１の半導体膜９０５上に保護膜９０６を形成する。保護膜９０６は液滴吐出法を用いて形成しても良いし、ＣＶＤ法、スパッタ法などを用いて形成しても良い。保護膜９０６として、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素などの無機絶縁膜、シロキサン系絶縁膜などを用いることができる。またこれらの膜を積層し、保護膜９０６として用いても良い。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法で形成された窒化珪素、液滴吐出法で形成されたシロキサン系絶縁膜を積層して、保護膜９０６として用いる。この場合、窒化珪素のパターニングは、液滴吐出法で形成されたシロキサン系絶縁膜をマスクとして用い行なうことができる。
次に、第１の半導体膜９０５を覆うように、第２の半導体膜９０７を形成する（図９（Ｃ））。第２の半導体膜９０７には、一導電型を付与する不純物を添加しておく。Ｐチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、ｐ型を付与する不純物として、Ｂ２Ｈ６、ＢＦ３などの不純物気体を珪化物気体に混入させると良い。例えば、Ｐ型を付与する不純物としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０１４〜６×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３とすると良い。また、ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、第２の半導体膜９０７に、Ｎ型を付与する不純物、例えばリンを添加すれば良い。具体的には、珪化物気体にＰＨ３などの不純物気体を加え、第２の半導体膜９０７を形成すれば良い。一導電型を有する第２の半導体膜９０７は、第１の半導体膜９０５と同様にセミアモルファス半導体、非晶質半導体で形成することができる。
次に、液滴吐出法で形成したレジスト９０８をマスクとして用い、第１の半導体膜９０５及び第２の半導体膜９０７をパターニングする（図９（Ｄ））。図９（Ｄ）において、９０９はパターニング後の第１の半導体膜、９１０はパターニング後の第２の半導体膜に相当する。この場合、マスクパターン材料として、必ずしも感光性材料を用いる必要はなく、容易に除去できる材料を選択すればよい。
レジスト９０８を除去した後に、液滴吐出法ソース配線９１１、ドレイン配線９１２を形成する。そしてソース配線９１１、ドレイン配線９１２をマスクとして用い、第２の半導体膜９１０を更にパターニングすることで、ソース領域またはドレイン領域として機能する第２の半導体膜９１３、９１４が形成される。その後、ドレイン配線は発光素子又は液晶素子などの各種素子に対応した画素電極へ接続され、全面に保護膜を形成してＴＦＴ基板が完成する。
なお本実施の形態で形成した画素部を有する半導体装置の場合、セミアモルファス半導体を第１の半導体膜として用いる場合、走査線駆動回路を画素部と同じ基板上に形成することが可能である。またアモルファス半導体を用いたＴＦＴで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。
（実施の形態６）
次に、本発明を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図６に示す。
図６（Ａ）は表示装置であり、筐体６００１、支持台６００２、表示部６００３、スピーカー部６００４、ビデオ入力端子６００５等を含む。本発明は表示部６００３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ａ）に示す表示装置が完成される。なお、表示装置は、パソコン用、２０〜８０インチのテレビ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
図６（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体６１０１、表示部６１０２、受像部６１０３、操作キー６１０４、外部接続ポート６１０５、シャッター６１０６等を含む。本発明は、表示部６１０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｂ）に示すデジタルスチルカメラが完成される。
図６（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体６２０１、筐体６２０２、表示部６２０３、キーボード６２０４、外部接続ポート６２０５、ポインティングマウス６２０６等を含む。本発明は、表示部６２０３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｃ）に示すノート型パーソナルコンピュータが完成される。
図６（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体６３０１、表示部６３０２、スイッチ６３０３、操作キー６３０４、赤外線ポート６３０５等を含む。本発明は、表示部６３０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｄ）に示すモバイルコンピュータが完成される。
図６（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体６４０１、筐体６４０２、表示部Ａ６４０３、表示部Ｂ６４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部６４０５、操作キー６４０６、スピーカー部６４０７等を含む。表示部Ａ６４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ６４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、表示部Ａ、Ｂ６４０３、６４０４を構成する電気回路に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。また本発明により、図６（Ｅ）に示すＤＶＤ再生装置が完成される。
図６（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体６５０１、表示部６５０２、アーム部６５０３を含む。本発明は、表示部６５０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｆ）に示すゴーグル型ディスプレイが完成される。
図６（Ｇ）はビデオカメラであり、本体６６０１、表示部６６０２、筐体６６０３、外部接続ポート６６０４、リモコン受信部６６０５、受像部６６０６、バッテリー６６０７、音声入力部６６０８、操作キー６６０９等を含む。本発明は、表示部６６０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｇ）に示すビデオカメラが完成される。
図６（Ｈ）は携帯電話であり、本体６７０１、筐体６７０２、表示部６７０３、音声入力部６７０４、音声出力部６７０５、操作キー６７０６、外部接続ポート６７０７、アンテナ６７０８等を含む。本発明は、表示部６７０３を構成する電気回路に用いることができる。なお、表示部６７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。また本発明により、図６（Ｈ）に示す携帯電話が完成される。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。またここで示した電子機器は、本発明において示したいずれの構成の半導体装置を用いても良い。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に絶縁表面を有する基板上にアクティブマトリクス型電界効果薄膜トランジスタ（以下、薄膜トランジスタをＴＦＴと記述）で構成された回路を有する半導体装置、およびその作製方法に関する。
【背景技術】
近年、大型の液晶表示装置が注目されるようになり、液晶パネルの低コスト化が精力的に進められている。しかし、ＴＦＴ基板に関しては、低コスト化が遅れていた。液晶表示装置における画像表示素子の形成には、例えば、成膜工程、エッチング工程、ドーピング工程、洗浄工程、フォトリソグラフィー工程、アッシング工程、熱処理工程など多数の製造工程を要する。このため多額の製造費、人権費を要している。
製造工程をこれ以上簡略できない原因はＴＦＴ構造にある。すなわち配線を立体交差させるべく多層構造とするため、コンタクトホールを形成する必要があり、工程数が増大する。
以下に、活性層に多結晶シリコン膜を用いたＴＦＴの作製工程を示す。
１．活性層の形成
２．ゲート絶縁膜、ゲート電極、ゲート配線の形成
３．ソース・ドレインドープ
４．層間絶縁膜の成膜
５．コンタクトホールの形成
６．配線形成
配線形成後、保護膜を成膜して、再度コンタクトホールを形成し、電気光学素子に対応した画素電極への接続を行いＴＦＴ基板が完成する。図７を用い、以下１〜６の説明を行う。
まずガラス基板７０１上に島状半導体層７０２を形成する。代表的にはＣＶＤ法で成膜した非晶質シリコン膜をレーザーアニール法や熱アニール法、ＲＴＡ法等で結晶化し、活性層となる所定の領域をレジストマスクで覆い、ドライエッチング装置を用いてレジストで覆われていない多結晶シリコン膜を除去することによって島状の半導体層が形成される。
島状半導体層の形成後、基板全面にプラズマＣＶＤ法、スパッタ法などにより、絶縁膜と導電層を順次成膜し、所定の領域にレジストマスクを設け、絶縁膜と導電膜をエッチングすることによってゲート絶縁膜７０３、ゲート電極７０４、ゲート配線７０５が形成される。
次にイオンドーピング法を用いて、Ｎ型を付与する不純物原子とＰ型を付与する不純物原子を所定の領域へドーピングし、Ｎチャネル型ＴＦＴとＰチャネル型ＴＦＴのソース・ドレイン領域を形成する。所定の領域への打ち分けにはレジストマスクを使用する。
ソース・ドレイン領域形成後、ドーピングされた不純物原子を電気的に活性化させるため、熱アニール法、ＲＴＡ法、レーザーアニール法などによって活性化処理を行う。この活性化処理は層間絶縁膜形成後に行うこともある。また活性層とゲート絶縁膜界面のダングリングボンド終端化目的で、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜を成膜した状態で、通常水素化処理を行う。次に層間絶縁膜７０６を形成する。
層間絶縁膜７０６の形成後、所定の領域にレジストマスクを設け、エッチングを行うことによってソース・ドレイン領域上、ゲート配線上の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。前記エッチング処理はドライエッチング法やウエットエッチング法で行う。
コンタクトホール形成後、スパッタ法を用いて配線メタルの成膜を行い、所定の領域にレジストマスクを設け、エッチングを行うことによって、ソース配線７０７が形成される。ソース配線形成後には、コンタクトホールを介して、各々の配線とソース・ドレイン領域、ゲート配線は電気的に接続される。
このようにＴＦＴ作製の製造工程は非常に多いが、しかしこれらは決して省くことのできない必須のプロセスでもある。多結晶シリコン膜を用いたＴＦＴ作製工程を例に説明を行ったが、活性層に非晶質Ｓｉを用いた表示装置の作製工程においても同様の問題が当てはまる。
例えば、大型の液晶表示装置に用いられる非晶質Ｓｉを用いたＴＦＴでは、一般的に、逆スタガ型構造、順スタガ型構造が採用されているが、この場合も同様にフォトリソグラフィーを用いた複雑な作製工程によりＴＦＴを形成する必要がある点で多結晶シリコン膜を用いたＴＦＴと同様の問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題を鑑み、本発明では、ＴＦＴ基板を低コストで作製する方法を見いだすことを課題とした。工程数が多いことが問題の本質であることから、工程数を大きく減らす方法を考えた。ＴＦＴ作製の必須工程を減らすにはＴＦＴ構造自体を見直し、ＴＦＴ作製プロセスを再構築する必要がある。
そのため本発明は、新規ＴＦＴ構造を提案し、新規ＴＦＴ構造を作製するための新規プロセスを提案し、ＴＦＴ作製工程を大幅に削減することによって、ＴＦＴ基板作製コストを大幅に下げることを目的とする。また、フォトリソグラフィー工程を削減することによって、ＴＦＴ作製プロセス中において使用するマスクの枚数を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
ＴＦＴ作製工程が増加する原因は、ゲート配線とソース配線を立体的に交差させるために、層間絶縁膜の下側にゲート線を、層間絶縁膜の上側にソース線を配置させることにある。また、例えばソース領域とソース配線を接続する場合、層間絶縁膜が存在する為、コンタクトホールを開口する必要に迫られる。従って、コンタクトホールの開口を必要としない新しい構造とするために、島状の層間絶縁膜をソース線とゲート線が交差する領域に限定して成膜を行う。また必要に応じて活性層と配線との間、若しくはゲート線とソース線との間の保持容量が形成される領域にも島状の層間絶縁膜を形成する。上記構成とすることによって、従来のＴＦＴ構造と大きくことなり、層間絶縁膜はゲート配線とソース配線の交差部や保持容量形成部にしか存在しない構造となる。この新規ＴＦＴ構造を用いることによってソース・ドレイン領域へのコンタクトホール形成及び、ゲート配線へのコンタクトホール形成が不要となる。
島状の層間絶縁膜を形成する方法として、液滴吐出法がある。液滴吐出法を用いて絶縁材料を含む液体をゲート配線とソース配線が交差する領域若しくは保持容量が形成される領域に滴下すればよい。その他の方法としてはＣＶＤ法を用い、基板にメタルマスクを対向させ、ゲート配線とソース配線が交差する領域若しくは保持容量が形成される領域にのみ、絶縁性の膜を成膜させる。
さらに別の方法として液滴吐出法を使用する場合、ゲート配線、ゲート電極、ソース配線の連続形成が可能である。連続形成を行うには溶液吐出ノズルが線状に設けられた、図２に示す液滴を吐出するヘッドを３個使用する。この液滴を吐出するヘッドを３個並べて１台の液滴吐出装置を構成する。ヘッドＡ２０１からはメタルペーストを吐出し、ヘッド若しくは基板を走査することによって、所定の位置にゲート電極及びゲート配線を形成する。ヘッドＢ２０２では絶縁性のペーストを所定の位置、すなわちゲート配線とソース配線が交差する領域及び、保持容量が形成される領域に吐出する。ヘッドＣ２０３ではメタルペーストを所定の位置に吐出させ、ソース配線の形成を行い、同時にソース・ドレイン領域等の接続も行う。吐出したペーストの固化時間を考えてペーストの吐出タイミング（走査速度）を最適化する。
また液滴を吐出するヘッドを４個並べて、ゲート絶縁膜をも連続して形成することも可能である。ヘッドに関しては、複数個を並べるかわりに、１つのヘッドに複数種類のノズルを配置してもよい。また複数台の液滴吐出装置を用いて、個別に処理を行うことも可能である。その際、処理ごとに焼成を行うと好ましい。
上述の方法でゲート電極、ゲート配線、ソース配線を連続形成する場合にはソース領域とドレイン領域に、不純物導入を前もって行う必要がある。
次にこれまで説明を行ってきた本発明の構成を述べる。
本発明における半導体装置は、基板上に形成された、ゲート配線とソース配線が同一平面上に配置されており、ゲート配線とソース配線が交差する領域においては、ゲート配線とソース配線が絶縁膜を介して交差していることを特徴としている。
また、ゲート配線と前記ソース配線は島状の絶縁層を介して交差していてもよい。
上記構成において、ゲート配線を覆って島状の絶縁層が配置され、島状の絶縁層の上部にソース配線が配置されていてもよいし、ソース配線を覆って島状の絶縁層が配置され、島状の絶縁層の上部にゲート配線が配置されていてもよい。また、ソース領域とソース配線がコンタクトホールを介さずに、同一平面で接続することも可能である。
また、本発明の半導体装置は、島状の絶縁体層を誘電体とする容量を有していてもよい。
また、本発明は上記構成において、半導体装置の薄膜トランジスタはチャネル形成領域を含む半導体膜を有しており、半導体膜は微結晶半導体を用いることができる。なお、微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。この微結晶半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。微結晶半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低周波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ここでは便宜上、このような半導体を微結晶半導体（ＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みさらに助長させることで安定性が増し良好な微結晶半導体が得られる。
さらに本発明は上記構成において、半導体膜として有機材料を用いることができる。有機材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電気移動型錯体、テトラチオフルバレン：ＴＣＮＱ錯体、遊離基、ジフェニルピクリヒドラジル、色素又はたんぱくが挙げられる。また、具体的な有機高分子化合物材料は、π共役系高分子、ＣＴ錯体、ポリビニルピリジン、よう素又はフタロシアニン金属錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。
また、上記構成において薄膜トランジスタは、逆スタガ型、順スタガ型のどちらの薄膜トランジスタを用いてもよい。
本発明の半導体装置の作製方法は、ゲート配線を形成し、ゲート配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、ゲート配線と同一平面上にソース配線を形成し、ゲート配線とソース配線の交差する領域において、ゲート配線とソース配線を絶縁層を介して交差させて形成することを特徴としている。
また、他の作製方法として、上記構成において、ソース配線を先に形成し、交差する領域において、ソース配線の上に絶縁膜を介してゲート配線を形成することもできる。
また、本発明では、上記構成において、配線、絶縁層またはレジスト等を液滴吐出法を用いて形成することができる。なお、液滴吐出法とは、金属粒子を含む溶液や絶縁材料を含む溶液を吐出して、所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。ただし、上記配線、絶縁層またはレジスト等を形成する全ての工程を液滴を吐出して形成する必要はない。例えば、絶縁膜およびレジストの形成には液滴吐出法を用い、配線パターンの形成にはフォトリソグラフィー法を用いる、というように、少なくとも工程の一部において液滴吐出法を用いていれば良く、フォトリソグラフィー法も併用しても良い。またパターニング際に用いるマスクは、液滴吐出法で形成してもよい。
また、本発明において、ゲート配線、ソース配線の形成は液滴吐出法に限られずどのような方法を用いてもよい。例えば、ゲート配線をフォトリソグラフィーによりパターン形成をした後にソース配線を液滴吐出法を用いて形成しても良いし、ソース配線を液滴吐出法で形成した後にゲート配線をフォトリソグラフィーにより形成してもよい。
他にも、例えば、レーザー描画装置を用いて配線を形成しても良い。具体的には、感光性材料をスピンコートによる塗布または液滴を吐出して形成し、形成した感光性材料にレーザビームを照射することにより現像してマスクパターンを形成する。その後マスクパターンをマスクとして配線を形成する。なお、感光性材料はネガ型、ポジ型のどちらを用いてもかまわない。また、上記方法は配線の形成だけでなく、半導体膜や絶縁膜のパターンも同様の方法を用いて形成してもよい。
本発明の構成は大気圧近傍下の雰囲気で好適に適用できる。大気圧近傍の圧力下とは６００〜１０６０００Ｐａの範囲をいうが、必ずしもこの数値に限定されず、ガスフローなどによる低度の陽圧状態を含むものとする。
上記した本発明の構成は、半導体装置及び表示装置の製造方法に用いることができる。
なお、本明細書における半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能する装置全般を示し、特に、同一基板上に画像表示領域と画像表示を行うための駆動回路を設けた液晶表示装置およびＥＬ表示装置に代表される電気光学装置並びにこの電気光学装置を搭載する電子機器に好適に利用できる。また、上記半導体装置は、上記電気光学装置および上記電気光学装置を搭載する電子機器をその範疇に含む。
層間絶縁膜を持たないＴＦＴ構造を採用することによって、工程を大幅に簡略化することが可能となる。またコンタクトホールを形成して、電気的な接続を行う一連の工程が不要となる。さらに、工程数が減少したことによって、ＴＦＴ製造における材料費、人件費が減少し、低コストを実現できる。装置数も減少し、また真空を用いるプロセスが大幅に減るため設備投資も少なくて済む。またＴＦＴ完成までの製造時間も大幅に短縮される。
本発明の構成によると、装置の大型化が容易であり、大型基板を用いる表示装置などの半導体装置の製造に本発明を好適に適用できる。また工程数が非常に少ない為、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のＴＦＴ構造を示す図である。
図２は、複数の液滴を吐出するヘッドを備えた装置構成を示す図である。
図３は、本発明を実施する上で使用する液滴吐出装置の一例を示す図である。
図４は、本発明を実施する上で使用する液滴を吐出するヘッドの一例を示す図である。
図５は、本発明を実施する上で使用する液滴を吐出するヘッドの一例を示す図である。
図６は、電子機器の一例を示す図である。
図７は、従来のＴＦＴ構造を示す図である。
図８は、本発明のＴＦＴ構造を示す図である。
図９は、本発明のＴＦＴ構造を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記述内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
図１を用いて、本発明によってＴＦＴを作製する具体的な方法を説明する。本発明のＴＦＴ構造とすることによって、図７に示した従来方法と比較し、工程数は大幅に減少する。
１．活性層の形成
２．ソース・ドレインドープ
３．ゲート絶縁膜、ゲート電極及びゲート配線、ソース配線、保持容量の連続形成
まず、基板１１１上に活性層となる島状半導体層１１２の形成を行う。基板１１１はガラス、石英、半導体、プラスチック、プラスチックフィルム、金属、ガラスエポキシ樹脂、セラミックスなどの各種材料によって形成する。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的にガラスや金属等の基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。また、基板１１１の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。
島状半導体層１１２の形成は以下の手順で行う。まず基板１１１上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などの下地膜を成膜し、その上に非晶質構造を有する半導体層を成膜する。前記半導体層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などを用いて、２０〜１５０ｎｍ、好ましくは３０〜８０ｎｍの厚さとする。非晶質構造を有する半導体層としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜（ＳＡＳ）があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
非晶質半導体は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が挙げられる。この珪化物気体を、水素、水素とヘリウムで希釈して用いても良い。
また微結晶半導体も珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ４であり、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪化物気体を希釈して用いることで、微結晶半導体の形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪化物気体中に、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６などの炭化物気体、ＧｅＨ４、ＧｅＦ４などのゲルマニウム化気体、Ｆ２などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。ＳＡＳを第１の半導体膜として用いたＴＦＴは、１〜１０ｃｍ２／Ｖｓｅｃや、それ以上の移動度を得ることができる。
グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下または大気圧下で行なうことができる。減圧下で行なう場合、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行なえば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚとする。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃とする。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
次にレーザーアニール法や熱アニール法、またはラピットサーマルアニール法（ＲＴＡ法）などを用いて非晶質構造を有する半導体層の結晶化を行う。特開平７−１３０６５２号公報で開示された技術に従って、金属元素Ｎｉを用いる結晶化法で結晶化を行ってもよい。次にレジストマスクを用いて、結晶化を行った後の結晶質半導体層を選択的にエッチングし、所定の領域に島状半導体層１１２が形成される。
レジストマスクを所定の領域へ形成する際に、通常はフォトリソグラフィー工程を用いるが、液滴吐出法を用いてもよい。この場合、楕円形に近い島状半導体層が形成されることになる。液滴吐出法を用いる場合には、マスクパターン材料として、必ずしも感光性材料を用いる必要性はなく、容易に除去できる材料を選択すればよい。また、液滴吐出法を用いることにより、露光・現像等の工程を省略することができる。さらに使用する材料は必要最低限で済むため、材料の利用効率も向上する。
次に島状半導体層１１２の全面に濃度１×１０１６〜５×１０１７／ｃｍ３でＢ（ボロン）を添加し、閾値電圧の制御を行う。Ｂの添加は島状半導体層１１２の形成前に行うことも可能である。また必要に応じてＰ（リン）などのＮ型を付与する不純物元素を添加することもあるし、Ｐチャネル型ＴＦＴの閾制御を行うこともある。不純物元素の添加は質量分離を行うイオン注入法、イオンシャワードーピング法、プラズマドーピング法が利用される。
次に、Ｎ型を付与する不純物元素を所定の領域へドーピングし、Ｎチャネル型ＴＦＴのソース・ドレイン領域を形成する（図８（Ａ））。Ｐチャネル型ＴＦＴのソース・ドレイン領域を形成する場合は、Ｐ型を付与する不純物原子をドーピングする。フォトリソグラフィー法若しくは液滴吐出法によって、島状半導体領域全面やチャネル形成領域にマスク１１９を設けることによって、ドーピング領域の打ちわけを行う。このドーピング処理によってソース・ドレイン領域の不純物濃度を１×１０２０〜５×１０２１／ｃｍ３とする。
次いで、アッシング法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法などによって、ドープマスク１１９を除去した後、レーザーアニール法やファーネス法、ＲＴＡ法を用いてドーピングした不純物元素の活性化を行い、ソース・ドレイン領域のシート抵抗を１０ｋΩ／□以下とする。活性化はゲート線や配線形成後に行うことも可能である。ドーピング及びドープマスク工程を２回用いることによって、ＬＤＤ領域やゲートオーバーラップ領域を形成することもできる。
ソース・ドレイン領域形成後、複数種類の液滴を吐出するヘッドを並べてスキャンさせることによってゲート絶縁膜１１３、ゲート電極１１４とゲート配線１１５、絶縁層１１６、ソース配線１１７の連続形成を行う。この連続形成は図２に示したヘッド構成を備えた液滴吐出装置を用いて行う。
まず液滴吐出装置の基板走査方向に対して最前列のノズルには絶縁性の溶液が導かれ、所定の電気信号に応じて溶液が吐出され、ゲート絶縁膜１１３が形成される（図８（Ｂ））。この絶縁膜はチャネル領域に関しては全面を覆いながらも、ソース・ドレイン領域に関しては一部分、裸の部分を残すように形成する必要がある。
続いて２列目のノズルには金属粒子を含む溶液を導入し、所定の位置に吐出することによってゲート電極１１４及びゲート配線１１５を形成する（図８（Ｃ））。金属粒子を含む溶液として、溶剤中に凝集することなく分散している独立分散ナノ粒子（粒子径２〜１０ｎｍ）を用いるのが好ましい。次に３列目のノズルには、絶縁性の溶液を導入し、ゲート配線１１５とソース配線１１７が交差する領域と保持容量形成部にのみ、ドロップ状に吐出させ絶縁層１１６を形成する（図８（Ｄ））。
最後に４列目のノズルに金属粒子を含む溶液（金、銀、銅などの独立分散ナノ粒子が好ましい）を導入し、所定の位置に吐出させ、ソース配線１１７の形成を行う（図８（Ｅ））。このとき、ソース領域とソース配線１１７はコンタクトホールを介することなく、電気的に直接接続されることになる。またゲート配線１１５とソース配線１１７は絶縁層１１６を介して、電気的に接続されることなく、立体的に交差することとなる。
液滴を吐出して配線を形成する際に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いる。なお、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また液滴吐出法または各種印刷法による導電材料の成膜を複数回行うことで、複数の導電膜が積層されたゲート電極を形成することも可能である。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗なＡｇ、Ｃｕを用いるとよい。但し、Ａｇ、Ｃｕを用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いることができる。また、金属粒子の他にも主にゾルゲル法等で利用される金属アルコキシド等の金属元素を含む溶液を吐出することによっても配線を形成することができる。
液滴吐出に用いるノズルの径は、０．１〜５０μｍ（好適には０．６〜２６μｍ、）に設定し、ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００００１ｐｌ〜５０ｐｌ（好適には０．０００１〜４０ｐｌ）に設定する。この吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズル吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、できる限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜２ｍｍ程度に設定する。なお、ノズル径を変えずとも、圧電素子に印可されるパルス電圧を変えることによって吐出量を制御することもできる。これらの吐出条件は、線幅が約１０μｍ以下となるように設定しておくのが望ましい。
次に、１５０℃〜４００℃の温度で１０〜６０分の熱処理を行うことによって、電極と配線メタルの焼成を行う。このとき窒素を多量に含んだ薄膜を形成した状態で熱処理を行えば、水素化処理を同時に行える。
その後、ドレイン配線は発光素子又は液晶素子などの各種素子に対応した画素電極へ接続され、全面に保護膜を形成してＴＦＴ基板が完成する。この保護膜も液滴吐出法を用いて、形成してもよい。
保護膜には厚さ１．０〜１．５μｍのポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。こうして同一基板上に、駆動回路と画素部とを有したアクティブマトリクス基板が作製することが可能である。
（実施の形態２）
本発明実施の形態において、透光性を有する基板を用いて半導体装置を製造する際、基板サイズとしては、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍ、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ、１８００ｍｍ×２０００ｍｍ、２０００ｍｍ×２１００ｍｍ、２２００ｍｍ×２６００ｍｍ、または２６００ｍｍ×３１００ｍｍのような大面積基板を用いる。
このような大型基板を用いることにより、製造コストを削減することができる。用いることのできる基板として、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができる。更に他の基板として、石英、半導体、プラスチック、プラスチックフィルム、金属、ガラスエポキシ樹脂、セラミックなどの各種の透光性基板を用いることもできる。
（実施の形態３）
前記実施の形態を実施するために用いる液滴吐出装置の一例について図３乃至図５を用いて説明する。
図３に示す液滴吐出装置は、装置内に液滴吐出手段３０６を有し、これにより溶液を吐出することで、基板３０２に所望のパターンを得るものである。本液滴吐出装置においては、基板３０２として、所望のサイズのガラス基板の他、プラスチック基板に代表される樹脂基板、或いはシリコンに代表される半導体ウエハ等の被処理物に適用することができる。
図３において、基板３０２は搬入口３０４から筐体３０１内部へ搬入し、液滴吐出処理を終えた基板を搬出口３０５から搬出する。筐体３０１内部において、基板３０２は搬送台３０３に搭載され、搬送台３０３は搬入口と搬出口とを結ぶレール３１０ａ、３１０ｂ上を移動する。
液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび３０７ｂは、溶液を吐出する液滴吐出手段３０６を支持し、Ｘ―Ｙ平面内の任意の箇所に液滴吐出手段３０６を移動させる機構である。液滴吐出手段の支持部３０７ａは搬送台３０３と平行なＸ方向に移動し、溶液噴出手段の支持部３０７ａに固定された液滴吐出手段の支持部３０７ｂに装着された液滴吐出手段３０６は、Ｘ方向に垂直なＹ方向に移動する。基板３０２が筐体３０１内部へ搬入されると、これと同時に液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび液滴吐出手段３０６がそれぞれＸ、Ｙ方向を移動し、液滴吐出処理を行う初期の所定の位置に設定される。液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび液滴吐出手段３０６の初期位置への移動は、基板搬入時、或いは基板搬出時に行うことで、効率良く液滴吐出処理を行うことができる。
液滴吐出処理は、搬送台３０３の移動により基板３０２が、液滴吐出手段３０６の待つ所定の位置に到達すると開始する。液滴吐出処理は、液滴吐出手段の支持部３０７ａ、液滴吐出手段３０６および基板３０２の相対的な移動と、液滴吐出手段の支持部に支持される液滴吐出手段３０６からの液滴吐出の組み合わせによって達成される。基板や液滴吐出手段の支持部、液滴吐出手段の移動速度と、液滴吐出手段３０６からの溶液を吐出する周期を調節することで、基板３０２上に所望のパターンを描画することができる。特に、液滴吐出処理は高度な精度が要求されるため、液滴吐出時は搬送台の移動を停止させ、制御性の高い液滴吐出手段の支持部３０７ａおよび液滴吐出手段３０６ｂのみを走査させることが望ましい。また、液滴吐出手段３０６および液滴吐出手段の支持部３０７ａのＸ―Ｙ方向におけるそれぞれの走査は一方向のみに限らず、往復或いは往復の繰り返しを行うことで液滴吐出処理を行っても良い。
溶液は、筐体３０１外部に設置した溶液供給部３０９から筐体内部へ供給され、さらに液滴吐出手段の支持部３０７ａ、３０７ｂを介して液滴吐出手段３０６内部の液室に供給される。この溶液供給は筐体３０１外部に設置した制御手段３０８によって制御されるが、筐体内部における液滴吐出手段の支持部３０７ａに内蔵する制御手段によって制御しても良い。
また搬送台及び液滴吐出手段の支持部の移動は、同様に筐体３０１外部に設置した制御手段３０８により制御する。
図３には記載していないが、さらに基板や基板上のパターンへの位置合わせのためのセンサや、筐体へのガス導入手段、筐体内部の排気手段、基板を加熱処理する手段、基板へ光照射する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段等を、必要に応じて設置しても良い。またこれら手段も、筐体３０１外部に設置した制御手段３０８によって一括制御することが可能である。さらに制御手段３０８をＬＡＮケーブル、無線ＬＡＮ、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることに繋がる。
次に液滴吐出手段３０６内部の構造を説明する。図４は図３の液滴吐出手段３０６のＹ方向に平行な断面を見たものである。
外部から液滴吐出手段３０６の内部に供給される溶液は、液室流路４０２を通過し予備液室４０３に蓄えられた後、溶液を吐出するためのノズル４０９へと移動する。ノズル部は適度の溶液がノズル内へ装填されるために設けられた流体抵抗部４０４と、溶液を加圧しノズル外部へ吐出するための加圧室４０５、及び液滴吐出口４０７によって構成されている。
加圧室４０５の側壁には、電圧印加により変形するチタン酸・ジルコニウム酸・鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子４０６を配置している。このため、目的のノズルに配置された圧電素子４０６に電圧を印加することで、加圧室４０５内の溶液を押しだし、外部に溶液４０８を吐出することができる。
本発明では液滴吐出を圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式で行うが、溶液の材料によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す、いわゆるサーマル液滴吐出方式を用いても良い。この場合、圧電素子４０６を発熱体に置き換える構造となる。
また液滴吐出のためのノズル部４０９においては、溶液と、液室流路４０２、予備液室４０３、流体抵抗部４０４、加圧室４０５さらに液滴吐出口４０７との濡れ性が重要となる。そのため材質との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等をそれぞれの流路に形成しても良い。
上記の手段によって、溶液を処理基板上に吐出することができる。液滴吐出方式には、溶液を連続して吐出させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、溶液をドット状に吐出する、いわゆるオンデマンド方式があり、本発明における装置構成ではオンデマンド方式を示したが、シーケンシャル方式による液滴吐出手段を用いることも可能である。
図５の（Ａ）〜（Ｃ）は図４における液滴吐出手段の底部を模式的に表したものである。図５（Ａ）は、液滴吐出手段底部５０１に液滴吐出口５０２を一つ設けた基本的な配置である。これに対し図５（Ｂ）では、液滴吐出手段底部５０１の液滴吐出口５０２を三角形を構成するように三点に増やした、いわゆるクラスタ状の配置である。また図５（Ｃ）では、液滴吐出口を上下に並べた配置である。この配置では、上の液滴吐出口５０２からの液滴吐出後、時間差をつけて下の液滴吐出口５０２から同様の溶液を同様の箇所に吐出することにより、既に吐出された基板上の溶液が乾燥や固化する前に、さらに同一の溶液を厚く積もらせることができる。また、上の液滴吐出口が溶液等により目詰まりが生じた場合、予備として下の液滴吐出口を機能させることもできる。
なお、本実施の形態では、液滴吐出手段３０６をＹ方向に走査する構成を示したが、これに限らず、液滴吐出手段をＹ方向に線状に配置することにより、溶液を吐出することも可能である。この場合、液滴吐出手段をＹ方向に走査する必要はなく、Ｘ方向に走査することにより、溶液を全面に吐出することができる。
液滴吐出手段で選択的に被膜を形成することにより、従来その殆どを無駄にしていた被膜（レジスト、金属、半導体膜、有機膜など）の使用量を減らすことにより、製造コストの低減を可能にする。
（実施の形態４）
本実施の形態では、配線パターンを形成するために、金属微粒子を有機溶媒中に分散させた組成物を用いている。金属微粒子は平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍのものを用いる。代表的には、銀又は金の微粒子であり、その表面にアミン、アルコール、チオールなどの分散剤を被覆したものである。有機溶媒はフェノール樹脂やエポキシ系樹脂などであり、熱硬化性又は光硬化性のものを適用している。この組成物の粘度調整は、チキソ剤若しくは希釈溶剤を添加すれば良い。
液滴吐出手段によって、被形成面に適量吐出された組成物は、加熱処理により、又は光照射処理により有機溶媒を硬化させる。有機溶媒の硬化に伴う体積収縮で金属微粒子間は接触し、融合、融着若しくは凝集が促進される。すなわち、平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍの金属微粒子が融合、融着若しくは凝集した配線が形成される。このように、融合、融着若しくは凝集により金属微粒子同士が面接触する状態を形成することにより、配線の低抵抗化を実現することができる。
本発明は、このような組成物を用いて配線パターンを形成することで、線幅が１〜１０μｍ程度の配線パターンの形成も容易になる。
なお、金属微粒子の代わりに、絶縁物質の微粒子を用いれば、同様に絶縁性のパターンを形成することができる。
なお、本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１で示した構造とは異なる逆スタガ型の半導体装置の作製方法に関して説明する。
まず、図９（Ａ）に示すようにＴＦＴおよび発光素子を形成する基板９００を形成する。具体的に基板９００は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、金属基板、または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いてもよい。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱性が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るものであれば用いることが可能である。基板９００の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。
上述した基板９００の表面に、液滴吐出法を用いて形成される導電膜または絶縁膜の密着性を高めるための前処理を施す。密着性を高める方法として、例えば触媒作用により密着性を高めることができる金属または金属化合物を基板９００の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属や金属化合物を基板９００に付着させる方法、基板９００の表面に大気圧下または減圧下においてプラズマ処理を施し表面改質を行う方法などが挙げられる。また、上記導電膜または絶縁膜との密着性が高い金属として、チタン、チタン酸化物の他、３ｄ遷移金属であるＳｃ、Ｔｉ、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎなどが挙げられる。また金属化合物として、例えばポリイミド、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜（以下、シロキサン系絶縁膜と呼ぶ）等が挙げられる。シロキサン系絶縁膜は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうちすくなくとも１種を有していても良い。
なお、基板９００に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、半導体素子の正常な動作が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば１〜１０ｎｍとなるように制御したり、該金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、基板９００の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。
本実施の形態では、光触媒反応により密着性を高めることができるＺｎＯまたはＴｉＯ２などの光触媒を基板９００の表面に付着させる。具体的には、ＺｎＯまたはＴｉＯ２を溶媒に分散させ、基板９００の表面に撒布したり、Ｚｎの化合物またはＴｉの化合物を基板９００の表面に付着させた後、酸化させたり、ゾル−ゲル法を用いたりすることで、結果的にＺｎＯまたはＴｉＯ２を基板９００の表面に付着させることができる。
次に密着性を高めるための前処理が施された基板９００の表面上に、液滴吐出法または各種印刷法を用いて、ゲート電極９０１および配線９０２を形成する。具体的に、ゲート電極９０１および配線９０２には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いる。なお、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また液滴吐出法または各種印刷法による導電材料の成膜を複数回行なうことで、複数の導電膜が積層されたゲート電極を形成することも可能である。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、Ａｇ、Ｃｕを用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いることができる。
次に、ゲート電極９０１および配線９０２を覆うように絶縁膜９０３、９０４を形成する（図９（Ａ））。絶縁膜９０３、９０４は、絶縁性の溶液を選択的に吐出することにより、形成することができる。絶縁膜の成膜方法はこれに限られず、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などにより絶縁膜を形成しても良い。また、単層の絶縁膜を用いても良いし、複数の絶縁膜を積層していても良い。
次に、図９（Ｂ）に示すように、第１の半導体膜９０５を形成する。第１の半導体膜９０５は非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。本実施の形態では、第１の半導体膜９０５としてセミアモルファス半導体を用いる。セミアモルファス半導体は、非晶質半導体よりも結晶性が高いため高い移動度が得られ、また多結晶半導体と異なり結晶化させるための工程を増やさずとも形成することができる。
次に、第１の半導体膜９０５のうち、チャネル形成領域となる部分と重なるように、第１の半導体膜９０５上に保護膜９０６を形成する。保護膜９０６は液滴吐出法を用いて形成しても良いし、ＣＶＤ法、スパッタ法などを用いて形成しても良い。保護膜９０６として、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素などの無機絶縁膜、シロキサン系絶縁膜などを用いることができる。またこれらの膜を積層し、保護膜９０６として用いても良い。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法で形成された窒化珪素、液滴吐出法で形成されたシロキサン系絶縁膜を積層して、保護膜９０６として用いる。この場合、窒化珪素のパターニングは、液滴吐出法で形成されたシロキサン系絶縁膜をマスクとして用い行なうことができる。
次に、第１の半導体膜９０５を覆うように、第２の半導体膜９０７を形成する（図９（Ｃ））。第２の半導体膜９０７には、一導電型を付与する不純物を添加しておく。Ｐチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、ｐ型を付与する不純物として、Ｂ２Ｈ６、ＢＦ３などの不純物気体を珪化物気体に混入させると良い。例えば、Ｐ型を付与する不純物としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０１４〜６×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３とすると良い。また、ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、第２の半導体膜９０７に、Ｎ型を付与する不純物、例えばリンを添加すれば良い。具体的には、珪化物気体にＰＨ３などの不純物気体を加え、第２の半導体膜９０７を形成すれば良い。一導電型を有する第２の半導体膜９０７は、第１の半導体膜９０５と同様にセミアモルファス半導体、非晶質半導体で形成することができる。
次に、液滴吐出法で形成したレジスト９０８をマスクとして用い、第１の半導体膜９０５及び第２の半導体膜９０７をパターニングする（図９（Ｄ））。図９（Ｄ）において、９０９はパターニング後の第１の半導体膜、９１０はパターニング後の第２の半導体膜に相当する。この場合、マスクパターン材料として、必ずしも感光性材料を用いる必要はなく、容易に除去できる材料を選択すればよい。
レジスト９０８を除去した後に、液滴吐出法ソース配線９１１、ドレイン配線９１２を形成する。そしてソース配線９１１、ドレイン配線９１２をマスクとして用い、第２の半導体膜９１０を更にパターニングすることで、ソース領域またはドレイン領域として機能する第２の半導体膜９１３、９１４が形成される。その後、ドレイン配線は発光素子又は液晶素子などの各種素子に対応した画素電極へ接続され、全面に保護膜を形成してＴＦＴ基板が完成する。
なお本実施の形態で形成した画素部を有する半導体装置の場合、セミアモルファス半導体を第１の半導体膜として用いる場合、走査線駆動回路を画素部と同じ基板上に形成することが可能である。またアモルファス半導体を用いたＴＦＴで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。
（実施の形態６）
次に、本発明を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図６に示す。
図６（Ａ）は表示装置であり、筐体６００１、支持台６００２、表示部６００３、スピーカー部６００４、ビデオ入力端子６００５等を含む。本発明は表示部６００３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ａ）に示す表示装置が完成される。なお、表示装置は、パソコン用、２０〜８０インチのテレビ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
図６（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体６１０１、表示部６１０２、受像部６１０３、操作キー６１０４、外部接続ポート６１０５、シャッター６１０６等を含む。本発明は、表示部６１０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｂ）に示すデジタルスチルカメラが完成される。
図６（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体６２０１、筐体６２０２、表示部６２０３、キーボード６２０４、外部接続ポート６２０５、ポインティングマウス６２０６等を含む。本発明は、表示部６２０３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｃ）に示すノート型パーソナルコンピュータが完成される。
図６（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体６３０１、表示部６３０２、スイッチ６３０３、操作キー６３０４、赤外線ポート６３０５等を含む。本発明は、表示部６３０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｄ）に示すモバイルコンピュータが完成される。
図６（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体６４０１、筐体６４０２、表示部Ａ６４０３、表示部Ｂ６４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部６４０５、操作キー６４０６、スピーカー部６４０７等を含む。表示部Ａ６４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ６４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、表示部Ａ、Ｂ６４０３、６４０４を構成する電気回路に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。また本発明により、図６（Ｅ）に示すＤＶＤ再生装置が完成される。
図６（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体６５０１、表示部６５０２、アーム部６５０３を含む。本発明は、表示部６５０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｆ）に示すゴーグル型ディスプレイが完成される。
図６（Ｇ）はビデオカメラであり、本体６６０１、表示部６６０２、筐体６６０３、外部接続ポート６６０４、リモコン受信部６６０５、受像部６６０６、バッテリー６６０７、音声入力部６６０８、操作キー６６０９等を含む。本発明は、表示部６６０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図６（Ｇ）に示すビデオカメラが完成される。
図６（Ｈ）は携帯電話であり、本体６７０１、筐体６７０２、表示部６７０３、音声入力部６７０４、音声出力部６７０５、操作キー６７０６、外部接続ポート６７０７、アンテナ６７０８等を含む。本発明は、表示部６７０３を構成する電気回路に用いることができる。なお、表示部６７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。また本発明により、図６（Ｈ）に示す携帯電話が完成される。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。またここで示した電子機器は、本発明において示したいずれの構成の半導体装置を用いても良い。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された、ゲート配線とソース配線が同一平面上に配置されており、前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、前記ゲート配線と前記ソース配線が絶縁膜を介して交差していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基板上に形成された、ゲート配線とソース配線が同一平面上に配置されており、前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、前記ゲート配線と前記ソース配線は島状の絶縁膜を介して交差していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
基板上にソース配線及びゲート配線を有し、前記ソース配線と前記ゲート配線の交差部では前記ソース配線と前記ゲート配線の間に島状の絶縁膜が設けられており、非交差部では前記ソース配線と前記ゲート配線は同一絶縁表面上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、
前記ゲート配線を覆って前記島状の絶縁層が配置され、前記島状の絶縁層の上部に前記ソース配線が配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項２又は請求項３において、
前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、
前記ソース配線を覆って前記島状の絶縁層が配置され、前記島状の絶縁層の上部に前記ゲート配線が配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
基板上に形成されたソース領域とソース配線を有し、
前記ソース領域とソース配線が同一平面で接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記ソース領域とソース配線はコンタクトホールを介さず接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記ゲート配線またはソース配線の少なくとも一方は、金属粒子を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記ゲート配線またはソース配線の少なくとも一方は、金属元素を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記絶縁膜は絶縁材料を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項２又は請求項３のいずれか一項において、
前記島状の絶縁層は絶縁材料を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置は微結晶半導体を用いた薄膜トランジスタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置は有機半導体を用いた薄膜トランジスタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
基板上にゲート配線を形成し、前記ゲート配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、前記ゲート配線と同一平面上ソース配線を形成し、
前記ゲート配線と前記ソース配線の交差する領域において、前記ゲート配線と前記ソース配線を前記絶縁層を介して交差させて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１５】
基板上にソース配線を形成し、前記ソース配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、前記ソース配線と同一平面上にゲート配線を形成し、
前記ソース配線と前記ゲート配線の交差する領域において、前記ソース配線と前記ゲート配線を前記絶縁層を介して交差させて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１６】
基板上にゲート配線を形成し、前記ゲート配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、前記ゲート配線と同一平面上又は前記島状の絶縁層上にソース配線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１７】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記ゲート配線または前記ソース配線の少なくとも一方が、金属粒子を含む溶液を吐出して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１８】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記ゲート配線または前記ソース配線の少なくとも一方が、金属元素を含む溶液を吐出して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１９】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記島状の絶縁層は、絶縁材料を含む溶液を吐出して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２０】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記ゲート配線およびソース配線がレーザ描画装置を用いて形成されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有する表示装置。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有するデジタルスチルカメラ。
【請求項２３】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有するパーソナルコンピュータ。
【請求項２４】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有するモバイルコンピュータ。
【請求項２５】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有する画像再生装置。
【請求項１】
基板上に形成された、ゲート配線とソース配線が同一平面上に配置されており、前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、前記ゲート配線と前記ソース配線が絶縁膜を介して交差していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基板上に形成された、ゲート配線とソース配線が同一平面上に配置されており、前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、前記ゲート配線と前記ソース配線は島状の絶縁膜を介して交差していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
基板上にソース配線及びゲート配線を有し、前記ソース配線と前記ゲート配線の交差部では前記ソース配線と前記ゲート配線の間に島状の絶縁膜が設けられており、非交差部では前記ソース配線と前記ゲート配線は同一絶縁表面上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、
前記ゲート配線を覆って前記島状の絶縁層が配置され、前記島状の絶縁層の上部に前記ソース配線が配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項２又は請求項３において、
前記ゲート配線と前記ソース配線が交差する領域において、
前記ソース配線を覆って前記島状の絶縁層が配置され、前記島状の絶縁層の上部に前記ゲート配線が配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
基板上に形成されたソース領域とソース配線を有し、
前記ソース領域とソース配線が同一平面で接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記ソース領域とソース配線はコンタクトホールを介さず接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記ゲート配線またはソース配線の少なくとも一方は、金属粒子を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記ゲート配線またはソース配線の少なくとも一方は、金属元素を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記絶縁膜は絶縁材料を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項２又は請求項３のいずれか一項において、
前記島状の絶縁層は絶縁材料を含む溶液を吐出して形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置は微結晶半導体を用いた薄膜トランジスタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置は有機半導体を用いた薄膜トランジスタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
基板上にゲート配線を形成し、前記ゲート配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、前記ゲート配線と同一平面上ソース配線を形成し、
前記ゲート配線と前記ソース配線の交差する領域において、前記ゲート配線と前記ソース配線を前記絶縁層を介して交差させて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１５】
基板上にソース配線を形成し、前記ソース配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、前記ソース配線と同一平面上にゲート配線を形成し、
前記ソース配線と前記ゲート配線の交差する領域において、前記ソース配線と前記ゲート配線を前記絶縁層を介して交差させて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１６】
基板上にゲート配線を形成し、前記ゲート配線を覆って選択的に島状の絶縁層を形成し、前記ゲート配線と同一平面上又は前記島状の絶縁層上にソース配線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１７】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記ゲート配線または前記ソース配線の少なくとも一方が、金属粒子を含む溶液を吐出して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１８】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記ゲート配線または前記ソース配線の少なくとも一方が、金属元素を含む溶液を吐出して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１９】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記島状の絶縁層は、絶縁材料を含む溶液を吐出して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２０】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記ゲート配線およびソース配線がレーザ描画装置を用いて形成されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有する表示装置。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有するデジタルスチルカメラ。
【請求項２３】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有するパーソナルコンピュータ。
【請求項２４】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有するモバイルコンピュータ。
【請求項２５】
請求項１乃至請求項３及び請求項５のいずれか一項において、
前記半導体装置を有する画像再生装置。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０８６４８７
【国際公開日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【発行日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６４０５４（Ｐ２００４−５６４０５４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００３７１５
【国際出願日】平成１６年３月１９日（２００４．３．１９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【発行日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００３７１５
【国際出願日】平成１６年３月１９日（２００４．３．１９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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