配線基板及び半導体装置の作製方法
【課題】少ない工程数で大面積基板に微細な形状を有する配線を形成する方法を提供する。また、少ない工程数及び原料の削減により、コスト削減及びスループットの向上が可能であり、かつ微細構造の半導体素子を有する半導体装置の作製方法を提供する。
【解決手段】金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質にレーザ光を照射し、金属粒子の一部を溶融した後、レーザ光が照射されない液状物質を除去して、配線、電極等に代表される導電層を基板上に形成することを特徴とする。また、本発明は、上記焼結された導電層を配線又は電極として有する半導体装置を形成することを特徴とする。
【解決手段】金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質にレーザ光を照射し、金属粒子の一部を溶融した後、レーザ光が照射されない液状物質を除去して、配線、電極等に代表される導電層を基板上に形成することを特徴とする。また、本発明は、上記焼結された導電層を配線又は電極として有する半導体装置を形成することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット法に代表される液滴吐出法を用いて配線基板、及び半導体素子を有する半導体装置の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」ともいう。）やＭＯＳトランジスタに代表される半導体素子によって構成される所謂アクティブマトリクス駆動方式の表示パネル、又は半導体集積回路は、フォトマスクを使った光露光工程（以下、フォトリソグラフィー工程と示す。）により形成されたレジストマスクを用いて、各種薄膜を選択的にエッチングすることにより製造されている。
【０００３】
フォトリソグラフィー工程は、レジストを基板全面に塗布しプリベークを行った後、フォトマスクを介して紫外線等を照射し、現像によってレジストパターンを形成する。この後、該レジストパターンをマスクとして、膜パターンや配線となるべき部分以外に存在する薄膜（半導体材料、絶縁体材料、又は導電体材料で形成される膜）をエッチング除去して、膜パターンや配線を形成している。
【０００４】
また、成膜に要する原料のロスを低減するため、レジストをノズルから細径の線状に連続吐出できる装置を用いて、半導体ウェハ上に成膜を行う技術が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１８８２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のフォトリソグラフィー工程を用いた配線や膜パターンの形成工程において、配線や膜パターン及びレジストの材料の大部分が無駄になると共に、配線やマスクを形成するための工程数が多く、スループットが低下するという問題がある。
【０００６】
また、フォトリソグラフィー工程に用いられる露光装置は、大面積基板を一度に露光処理することが困難である。このため、大面積基板を用いた半導体装置の作製方法においては、複数の露光回数を必要とし、隣り合うパターンとの不整合が生じることにより、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
また、微細で、占有面積の小さな半導体素子を液滴吐出法で形成するためには、液滴径の小さな原料溶液を吐出する必要がある。このためには、吐出口の径を小さくすればよいが、この場合、原料溶液の組成物が吐出口の先端に付着、乾燥、固化して目詰まり等が生じてしまい、一定量の原料溶液を連続且つ安定的に吐出することが困難である。この結果、該半導体素子で形成される半導体装置のスループットや歩留まりの低下を招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、少ない工程数で大面積基板に配線を形成する方法を提供することを目標とする。
【０００９】
また、少ない工程数及び原料の削減により、コスト削減及びスループットの向上が可能である半導体装置の作製方法を提供する。また、微細構造の半導体素子を有する半導体装置の作製方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板上に設けられた金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質にレーザ光を照射し、金属粒子の一部を、溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行った後、レーザ光が照射されない液状物質を除去して、配線、電極等に代表される導電層を有する基板を形成すること要旨とする。本発明においては、配線、又は、電極等に代表される半導体装置を作製するために必要なパターンのうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を、上記方法により形成するものである。
【００１１】
また、本発明は、上記焼結された導電層を配線又は電極として有する半導体装置を形成することを要旨とする。
【００１２】
液状物質は、バインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂から選ばれた一つ又は複数の有機樹脂中に、金属粒子が分散又は溶解されている。このため、レーザ光を液状物質に照射することにより、有機樹脂の一部が蒸発すると共に、金属粒子同士が溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応が生じて導電層が形成される。このとき、導電層の一側面又は両側面に液状物質が残存する。該残存した液状物質を除去することで、導電層を形成することが可能である。
【００１３】
レーザ光は、液状物質の表面から照射することができる。
【００１４】
また、基板が透光性を有する場合、基板裏面からレーザ光を液状物質に照射することができる。即ち、基板を透過したレーザ光を液状物質に照射することができる。
【００１５】
また、導電層の一側面又は両側面に残存した液状物質は、ウエットエッチング法により除去することが好ましい。
【００１６】
また、パターンは矩形状又は線状に形成することが好ましく、このときパターンの長軸と平行な方向へ前記レーザ光を走査することが好ましい。
【００１７】
また、レーザ光のビームスポットの幅を適宜制御することによって、任意の幅の導電層を形成することができる。このため、レーザビーム直接描画装置等を用い、液状物質の幅よりも狭いビームスポット幅のレーザ光を照射することで、より幅の狭い導電層（代表的には、１〜２００μｍ、好ましくは１〜１０μｍ以下、）を形成することが可能である。このような導電層をゲート電極に用いることにより、短チャネル構造の半導体素子を形成することが可能であり、高速動作であり、且つ高密度に集積された半導体装置を作製することが可能である。
【００１８】
また、本発明の導電層をゲート電極として有する半導体素子としては、ＴＦＴ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタ、有機半導体トランジスタ、ＭＩＭ素子、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、容量素子、抵抗素子等が挙げられる。また、ＴＦＴとしては、順スタガ型ＴＦＴ、逆スタガ型ＴＦＴ（チャネルエッチ型ＴＦＴ又はチャネル保護型ＴＦＴ）、ボトムゲートＴＦＴ、トップゲートＴＦＴのコプレナー型ＴＦＴがあげられる。
【００１９】
また、本発明において、半導体装置としては、半導体素子で構成された集積回路、表示装置、無線タグ、ＩＣタグ等が挙げられる。表示装置としては、代表的には液晶表示装置、発光表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）等の表示装置があげられる。
【００２０】
なお、本発明において、表示装置とは、表示素子を用いたデバイス、即ち画像表示デバイスを指す。また、表示パネルにコネクター、例えばフレキシブルプリント配線（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ
Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）やＣＰＵが直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のように、金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質の一部にレーザ光を直接照射して、金属粒子を溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行った後、未反応部分を除去することにより、フォトマスクを用いずとも微細な幅の導電層を形成することができる。また、液状物質の一部に幅が狭いレーザ光を照射することで、液滴吐出法で形成した膜パターンの微細加工が可能となり、微細構造の半導体素子を形成することができる。更には、該導電層をゲート電極として用いることにより、チャネル長の短い半導体素子を形成することが可能であるため、高速動作が可能な半導体素子が高密度に集積された半導体装置を作製することが可能である。
【００２２】
また、金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質の一部にレーザ光を直接照射するため、緻密な導電層を形成することができる。このため、導電層の抵抗値を低減することが可能であり、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【００２３】
また、液滴吐出法で滴下した液状物質に含まれる金属粒子を、炉等を用いた加熱処理をせずに、レーザ光を照射して溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行い、未反応部分を除去することで、導電層を形成することが可能である。このため、耐熱性の低いプラスチック基板や可とう性を有する基板を用いた配線基板及び半導体装置を作製することが可能である。また、スループットを向上させることが可能である。このため、軽量で薄型の半導体装置及びそれを有する液晶テレビジョン並びにＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）テレビジョンを製造することが可能である。
【００２４】
また、膜パターンを形成する際に、液滴吐出法を用いることによって、それらの膜の材料を含む液滴の吐出口であるノズルと、基板との相対的な位置を変化させて任意の場所に液滴を吐出できる。また、ノズル径、液滴の吐出量、及びノズルと吐出物が形成される基板との移動速度の相対的な関係によって、形成する膜パターンの厚さや太さを調整できる。このため、一辺が１〜２ｍを越えるような大面積の基板上においても、所望の箇所に膜パターンを精度良く吐出形成することができる。また、隣り合う膜パターンとの不整合が生じないため、歩留まりを向上させることができる。この結果、少ない工程数で、歩留まり高く半導体装置を作製することが可能である。
【００２５】
さらには、上記の作製工程により形成された半導体装置を有する液晶テレビジョン並びにＥＬテレビジョンを、低コストで、かつスループットや歩留まりを高く作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、各図面において共通の部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。以下、基板において、パターンを形成する一面を表面と示し、表面と反対側の面を裏面と示す。
【００２７】
（実施形態１）
本実施形態においては、レーザビーム（以下、レーザ光とも示す。）を照射して、幅の細い配線を形成する工程を、図１を用いて説明する。
【００２８】
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、画素がマトリクス状に配列される基板１０１の断面図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ｂ）の平面図である。
【００２９】
図１（Ａ）に示すように、基板１０１上に液滴吐出法によりパターン１０２を形成する。ここでは、パターンの形状が、矩形状になるように液状物質を吐出して、パターンを形成する。
【００３０】
基板１０１としては、透光性を有する基板又は遮光性を有する基板を用いる。後に、基板を透過したレーザ光をパターンに照射する場合は、透光性を有する基板を用いる。また、パターン表面からレーザ光を照射する場合は、透光性又は遮光性を有する基板を用いる。なお、この場合、遮光性、特に反射性を有する基板又は、そのような層を有する基板を用いることにより、レーザ光のエネルギーが基板表面を伝導して、パターンとなる材料の金属粒子を溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応をしやすくすることが可能である。
【００３１】
基板１０１の代表例としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなどのセラミック等絶縁物質で形成される基板、プラスチック基板、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。また、上記代表基板の表面に、遮光性又は反射性を有する層を有する基板を用いることができる。更には、基板１０１として、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板を用いることができる。
【００３２】
プラスチック基板の代表例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォン、またはポリフタールアミドからなるプラスチック基板、直径数ｎｍの無機粒子が分散された有機材料で形成される基板等が挙げられる。また、基板の表面は平面である必要はなく、凹凸又は曲面を有するものでもよい。
【００３３】
ここでは、基板１０１として、ガラス基板を用いる。
【００３４】
パターン１０２は、吐出口から液状物質を吐出して形成する。この後、１００度以下の加熱や乾燥気体を吹き付けて、液状物質の溶媒の一部を揮発させ、液状物質を乾燥させてもよい。第１のパターンの材料として吐出口から吐出する液状物質は、導電体（金属粒子）を、有機樹脂に溶解又は分散させたものを用いる。金属粒子としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等を用いることができる。また、これらの金属又は微粒子を複数分散させることもできる。または、透明導電膜として用いられるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化ケイ素を組成物として有するＩＴＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化チタン等を用いることができる。また、これらの材料からなる導電層を積層して第１のパターン１０２を形成することができる。
【００３５】
また、有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂から選ばれた一つ又は複数を用いることができる。代表的には、ポリイミド、アクリル、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等や、公知の有機樹脂が挙げられる。
【００３６】
なお、液状物質の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓが好適であり、これは、乾燥が起こることを防止し、吐出口から金属粒子を円滑に吐出できるようにするためである。また、表面張力は４０ｍＮ／ｍ以下が好ましい。なお、用いる溶媒や用途に合わせて、液状物質の粘度等は適宜調整するとよい。
【００３７】
基板１０１上に形成されるパターンの情報は、液滴吐出装置の記憶媒体に格納されており、この情報を基にして制御手段に制御信号を送り、ヘッドを個別に制御して、液状物質を所定の場所へ吐出する。このとき、複数のヘッドを用いて、ヘッドが有する各ノズルから、異なる材料を有する液滴を吐出することができる。
【００３８】
また、液滴吐出法としては、ピエゾ方式やサーマル方式を用いることができる。ピエゾ方式は、液滴の制御性に優れインク選択の自由度の高いことからインクジェットプリンターでも利用されている。なお、ピエゾ方式には、ＭＬＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｐｉｅｚｏ）タイプとＭＬＣｈｉｐ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｈｙｐｅｒ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｉｅｚｏ Ｓｅｇｍｅｎｔｓ）タイプがある。また、サーマル方式は、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す方法である。
【００３９】
金属粒子の径は、各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、なるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。金属粒子は、電解法、アトマイズ法、湿式還元法、ガス中蒸発法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約ｎｍ〜１０μｍである。また、このナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。
【００４０】
液状物質を吐出する工程は、減圧下で行っても良い。これは、液状物質を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該液状物質の有機樹脂が揮発し、液状物質の溶媒を乾燥する工程を省くことが可能である。
【００４１】
次に、パターン１０２にレーザ光１０３を照射する。ここでは、レーザビーム直接描画装置を用いて、基板裏面からレーザ光をパターン１０２に照射することが好ましい。即ち、透光性を有する基板を透過したレーザ光を、パターンに照射する。レーザ光を所望の形状を形成する領域にレーザ光を走査することで、レーザ光が照射された領域における液状物質中の有機樹脂を揮発させて除去すると共に、金属粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応が進行し、図１（Ｂ）に示すような導電層１１１が形成される。第１の導電層２１１は、金属粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。なお、基板裏面からレーザ光を照射すると、レーザ光のダメージによるパターンの膜とびを回避することが可能である。
【００４２】
金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質の一部にレーザ光を直接照射し、金属粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行うため、緻密な導電層を形成することができる。このため、導電層の抵抗値を低減することが可能である。
【００４３】
ここでの金属粒子の溶融は、レーザ光の照射条件（特に、レーザ光のエネルギー密度、走査速度、レーザビームスポットの面積等）によって、完全溶融や部分溶融が生じる。また、焼結とは、レーザ光のエネルギーにより金属粒子を結合させることである。また、癒着とは、分散された金属粒子同士がくっつくことである。以下、金属粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応が生じることを、代表して溶融すると示す。
【００４４】
また、レーザ光のエネルギー密度は、金属粒子を溶融させる程度であることが好ましい。このため、比較的高いエネルギー密度のレーザ光をパターンに照射する。代表的には、パターンの膜厚が１５０ｎｍ〜４００ｎｍのとき、エネルギー密度が５００ｍＪ／ｃｍ２〜７Ｊ／ｃｍ２、好ましくは、６００ｍＪ／ｃｍ２〜６．５Ｊ／ｃｍ２のレーザ光を照射することが好ましい。
【００４５】
金属粒子が複数の金属元素で構成される場合、導電層は、金属粒子と同様の組成となる。なお、照射されるレーザ光のエネルギーが高い場合、導電層は、金属粒子とは異なる組成の合金となりうる。しかし、この場合においても導電層に含まれる金属元素は、金属粒子と同様である。
【００４６】
レーザ光１０３が照射されない領域は、パターンの組成のまま残存する。導電層の両側面に残存したパターンを、金属粒子を有する有機樹脂層１１２と示す。金属粒子を有する有機樹脂層１１２中では、金属粒子が分散されている。なお、ここでは、導電層の両側面に、金属粒子を有する有機樹脂層が設けられるが、これに限られず、導電層の片側面にのみ、金属粒子を有する有機樹脂層が設けられていても良い。レーザ光の照射時の雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は空気で行う。
【００４７】
ここで、レーザビーム直接描画装置について、図８を用いて説明する。図に示すように、レーザビーム描画装置１００１は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ１００２（以下、ＰＣと示す。）と、レーザビームを出力するレーザ発振器１００３と、レーザ発振器１００３の電源１００４と、レーザビームを減衰させるための光学系１００５（ＮＤフィルタ）と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器１００６（ＡＯＭ）と、レーザビームの断面の拡大又は縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系１００７、Ｘステージ及びＹステージを有する基板移動機構１００９と、ＰＣから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するＤ／Ａ変換部１０１０と、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器１００６を制御するドライバ１０１１と、基板移動機構１００９を駆動するための駆動信号を出力するドライバ１０１２とを備えている。
【００４８】
レーザ発振器１００３としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、Ｘｅ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶を使った固体レーザ発振器、ＧＡＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第２高調波〜第５高調波を適用するのが好ましい。
【００４９】
次に、レーザビーム直接描画装置を用いたレーザ光の照射方法について述べる。基板１００８が基板移動機構１００９に装着されると、ＰＣ１００２は図外のカメラによって、基板に付されているマーカーの位置を検出する。次いで、ＰＣ１００２は、検出したマーカーの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構１００９を移動させるための移動データを生成する。この後、ＰＣ１００２が、ドライバ１０１１を介して音響光学変調器１００６の出力光量を制御することにより、レーザ発振器１００３から出力されたレーザビームは、光学系１００５によって減衰された後、音響光学変調器１００６によって所定の光量になるように光量が制御される。一方、音響光学変調器１００６から出力されたレーザビームは、光学系１００７で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板上の液状物質（第１のパターン）に該ビームを照射して、液状物質中の金属粒子を溶融する。このとき、ＰＣ１００２が生成した移動データに従い、基板移動機構１００９をＸ方向及びＹ方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、液状物質中の金属粒子の溶融が行われる。
【００５０】
レーザ光のエネルギーの一部は、パターンで熱に変換され、パターンの一部を反応させ、導電層を形成する。また、短波長のレーザ光のほど、ビーム径を短く集光することが可能である。このため、短波長のレーザビームを照射することで、微細な幅の導電層を形成することができる。
【００５１】
また、パターン表面でのレーザビームのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）となるように光学系で加工することが可能である。
【００５２】
また、図８に示した装置は、基板の表面側からレーザ光を照射して、金属粒子を溶融する例を示したが、光学系や基板移動機構を適宜変更し、基板の裏面側からレーザ光を照射して、金属粒子を溶融するレーザビーム描画装置としてもよい。
【００５３】
なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、これに限定されず、レーザビームをＸＹ軸方向に走査してレーザビームを照射することができる。この場合、光学系１００７にポリゴンミラーやガルバノミラー、音響光学偏向器（Ａｃｏｕｓｔ−Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＡＯＤ）を用いることが好ましい。また、レーザビームをＸ軸又はＹ軸の一方向に走査し、基板をＸ軸又はＹ軸の他の方向に移動して、基板の所定の場所にレーザビームを照射することが好ましい。
【００５４】
ここでは、Ａｇを含む液状物質（以下「Ａｇペースト」という。）を選択的に吐出し、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を適宜行い、膜厚６００〜８００ｎｍの導電層１１１を形成する。ここでは、レーザビームが照射された領域が導電層となる。このため、レーザビームを一度走査した場合は、導電層の幅は、概略ビームスポットの幅となる。このため、より微細な幅の導電層を形成するためには、より低波長のレーザビームを照射することが好ましい。この結果、ビームスポットの幅を狭くすることが可能である。また、導電層１１１において、ゲート電極として機能する領域では、ビームスポット幅の狭いレーザ光１０３を照射することで、短チャネル構造の半導体素子を形成することが可能である。このときのゲート電極として機能する導電層の幅は、１〜２００μｍ、好ましくは１〜１０μｍであることが望ましい。この結果、短チャネル構造の半導体素子を形成することができる。また、導電層１１１の両側面には、金属粒子を有する有機樹脂層１１２が形成される。
【００５５】
このときの基板の平面図を図１（Ｄ）に示す。ゲート電極及び配線として機能する導電層１１１の両側面に、金属粒子を有する有機樹脂層１１２が形成される。なお、パターンは、ゲート電極及び配線を形成する領域にのみ、矩形状に吐出し、画素電極を形成する領域には吐出しなくとも良い。
【００５６】
なお、本実施形態では、パターン１０２にレーザ光を照射して導電層を形成する例を示したが、導電層の代わりに、半導体層、又は絶縁層を適宜形成することが可能である。この場合、パターン１０２に半導体材料又は絶縁材料を適宜用いればよい。
【００５７】
次に、図１（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層１１２を除去して導電層１１１を露出する。金属粒子を有する有機樹脂層１１２は、有機樹脂を除去することが可能な剥離液を適宜選択する。ここでは、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて有機樹脂を除去する。導電層１１１は、金属粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。
【００５８】
ここで、導電層１１１の断面形状について、図３を用いて説明する。
【００５９】
図３（Ａ）は、導電層１１１において、レーザ光の走査方向に対して垂直な断面の拡大図である。導電層１４１の断面形状は、概略直角四角形である。即ち、導電層において、表面の幅と、基板と接する面の幅とが概略一致する。
【００６０】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）と同様の断面の拡大図である。導電層１４２の断面形状は、概略台形状であり、導電層の表面の幅よりも、基板と接する導電層の表面の幅の方が狭い。
【００６１】
図３（Ｃ）は、図３（Ａ）と同様の断面の拡大図である。導電層１０５ｃの断面形状は、概略台形状であり、導電層の表面の幅よりも、基板と接する導電層の表面の幅の方が広い。基板の熱伝導率が高い場合、照射されたレーザ光のエネルギーが横方向（基板表面に沿って）に伝導し、基板側の導電層の幅が広くなり、このような形状となる。
【００６２】
以上の工程により、焼成工程を経ずとも、低抵抗であり、かつ微細な幅の導電層を形成することができる。又、少ない工程数で配線基板を形成することができる。
【００６３】
（実施形態２）
本実施形態では、基板表面からレーザ光を照射して導電層を形成する例を、図２を用いて説明する。
【００６４】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、画素がマトリクス状に配列される基板１０１の断面図であり、図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）の平面図である。
【００６５】
図２（Ａ）に示すように、基板１０１上に液滴吐出法によりパターン１２２を形成する。ここでは、後に形成する導電層より一回り大きなパターンを形成する。本実施形態では、櫛状に液状物質を吐出して、パターンを形成する。ここでは、基板１０１にガラスを用い、パターン１２２の材料にＡｇペーストを用いる。
【００６６】
次に、パターン１２２の一部に、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光１２３を照射する。ここでは、パターン１２２の形状に沿って、レーザ光を照射する。なお、パターン１２２を形成する材料は、実施形態１のパターン１０２を形成する材料、レーザ光１２３は実施形態１に示すレーザ光１０３それぞれを適宜選択することができる。ここでは、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザから発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射
してＡｇ粒子の溶融を適宜行い、膜厚１００〜８００ｎｍの導電層１３１を形成する。
【００６７】
この結果、図２（Ｂ）に示すように、パターンの一部の液状物質において、金属粒子がレーザ光により溶融され、導電層１３１が形成される。また、導電層１３１の周りには、金属粒子を有する有機樹脂層１３２が残存する。レーザ光を照射した領域において、緻密な導電層を形成することができるため、抵抗値が低減された導電層を形成することができる。
【００６８】
このときの基板の平面図を図２（Ｄ）に示す。ゲート電極及び配線として機能する導電層１３１の両側面に、金属粒子を有する有機樹脂層１３２が形成される。
【００６９】
次に、図２（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層１３２を除去して、導電層１３１を露出する。金属粒子を有する有機樹脂層１３２は、有機樹脂を除去することが可能な剥離液を適宜選択する。ここでは、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて有機樹脂を除去する。
【００７０】
以上の工程により、焼成工程を経ずとも、低抵抗であり、かつ微細な幅の導電層を形成することができる。又、少ない工程数で配線基板を形成することができる。
【００７１】
（実施形態３）
本実施形態では、半導体素子の作製方法について図４を用いて説明する。本実施形態では、半導体素子として、ボトムゲートＴＦＴのチャネルエッチ型ＴＦＴを用いて説明する。
【００７２】
図４（Ａ）に示すように、基板２０１上に第１のパターン２０２を液滴吐出法により形成する。第１のパターン２０２の材料としては、実施形態１で示した第１のパターン１０２の材料を適宜用いることができる。
【００７３】
本実施形態では、基板２０１としてガラス基板を用い、第１のパターン２０２は、数ｎｍの銀粒子が分散されたＡｇペーストを選択的に吐出して形成する。
【００７４】
なお、基板表面に、窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）から選ばれる絶縁膜を、単層又は積層して形成した後、第１のパターンを形成しても良い。
【００７５】
次に、レーザビーム直接描画装置を用いて、第１のパターン２０２の一部にレーザ光２０３を照射して、図４（Ｂ）に示すような、第１の導電層２１１を形成する。このとき、レーザ光２０３が照射されなかった領域は、Ａｇペーストのまま残存する。以下、当該Ａｇペーストのまま残存した領域を、金属粒子を有する有機樹脂層２１２と示す。第１の導電層２１１は、金属粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。第１の導電層２１１の幅は、レーザビーム径に依存する。このため、ビーム径の小さなレーザ光を第１のパターンに照射することにより、幅の狭い第１の導電層を形成することができる。第１の導電層は後のゲート電極として機能するため、短チャネル構造のＴＦＴを形成することができる。また、レーザ光を照射した領域において、緻密な導電層を形成することができるため、抵抗値が低減された第１の導電層を形成することができる。ここでは、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融を行う。
【００７６】
このとき、オーバーラップしないように複数のレーザ光を第１のパターンに照射することで、マルチゲート電極を形成することができる。このため、後にマルチゲート構造のＴＦＴを形成することができる。このとき、複数のレーザ光は平行となるように照射することが好ましい。
【００７７】
次に、図４（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層２１２をエッチングして、第１の導電層２１１を露出する。ここでは、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて有機樹脂を除去する。
【００７８】
次に、第１の導電層２１１上にゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁層２２１、第１の半導体膜２２２、導電性を有する第２の半導体膜２２３を形成する。
【００７９】
第１の絶縁層２２１はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、その他の珪素を含む絶縁膜の単層又は積層構造で形成する。
【００８０】
また、第１の絶縁層２２１の最上層を窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）とし、その膜厚を１〜１０ｎｍと極めて薄くすることが好ましい。代表的には、第１の絶縁層をゲート電極に接する側から、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の構造とすることができる。また、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の構造や、窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の積層構造、窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の積層構造とすることができる。これらの構造では、ゲート電極が、窒化珪素膜又は窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）と接しているため、酸化による劣化を防止することができる。また、第１の絶縁層に窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜等の熱伝導率の高い絶縁膜を用いることで、後に形成されるＴＦＴの発熱を基板全面で均一化することが可能となる。この結果、ＴＦＴのバラツキ低減が可能であり、大面積基板を用いてＴＦＴを形成する場合、特に好ましい。更には、第１の導電層を陽極酸化して形成した陽極酸化膜を形成しても良い。
【００８１】
ここでは、ＣＶＤ法により、第１の絶縁層２２１として、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）を積層する。
【００８２】
第１の半導体膜２２２としては、非晶質半導体、非晶質状態と結晶状態とが混在したセミアモルファス半導体（ＳＡＳとも表記する）、非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶粒を観察することができる微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜で形成する。特に、０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶状態はいわゆるマイクロクリスタル（μｃ）と呼ばれている。いずれも、シリコン、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等を主成分とする膜厚は、１０〜６０ｎｍの半導体膜を用いることができる。
【００８３】
ＳＡＳは、非晶質構造と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）との中間的な構造を有し、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る。また短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。そして少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素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）の終端化として、ＳＡＳは水素或いはハロゲンを１原子％、又はそれ以上含んでいる。
【００８４】
ＳＡＳ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。珪化物気体を水素又はフッ素、若しくは水素又はフッ素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種又は複数種の希ガス元素とで希釈して用いることにより、ＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。このとき希釈率が１０倍〜１０００倍の範囲となるように、珪化物気体を希釈すると好ましい。またＳｉ２Ｈ６及びＧｅＦ４を用い、ヘリウムガスで希釈する方法を用いてＳＡＳを形成することができる。グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下で行うと好ましく、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行えばよい。
【００８５】
また、結晶性半導体膜は、非晶質半導体膜を又はＳＡＳを、加熱又はレーザ照射により結晶化して形成することができる。また、直接、結晶性半導体膜を形成してもよい。この場合、ＧｅＦ４、又はＦ２等のフッ素系ガスと、ＳｉＨ４、又はＳｉ２Ｈ６等のシラン系ガスとを用い、熱又はプラズマを利用して直接、結晶性半導体膜を形成することができる。
【００８６】
ここでは、ＣＶＤ法により、非晶質珪素膜を成膜する。
【００８７】
第２の半導体膜２２３は導電性を有する。ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、１５属の元素、代表的にはリンまたはヒ素を添加する。また、ｐチャネルＴＦＴを形成する場合には、１３属の元素、代表的にはボロンを添加する。第２の半導体膜は、珪化物気体にボロン、リン、ヒ素のような１３属又は１５属の元素を有する気体を加えたプラズマＣＶＤ法で成膜する。また、半導体膜を成膜したのち、１３属または１５属の元素を有する溶液を半導体膜上に塗布しレーザビームを照射して導電性を有する第２の半導体膜を形成することができる。レーザビームとしては、公知のパルス発振のレーザ又は連続発振のレーザから照射されるレーザビームを適宜用いる。
【００８８】
ここでは、シランガスと、０．５％フォスフィンガスとを用いて、リンを有するアモルファスシリコン膜をＣＶＤ法により成膜する。
【００８９】
次に、第２の半導体膜２２３上に第１のマスク２２４を形成する。第１のマスクは、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環及び複素環を主鎖にもち、且つ脂肪族部分が少なく高極性のヘテロ原子基を含む高分子を液滴吐出により吐出して形成することが好ましい。そのような高分子物質の代表例としてはポリイミド又はポリベンゾイミダゾールなどが挙げられる。ポリイミドを用いる場合には、ポリイミドを含む溶液を、吐出口から第２の半導体膜２２３上に吐出し、２００℃で３０分焼成して形成することができる。
【００９０】
ここでは、ポリイミドを吐出し、焼成して第１のマスク２２４を形成する。
【００９１】
次に、第１のマスク２２４を用いて第２の半導体膜２２３をエッチングし、図４（Ｄ）に示す第２の半導体領域２３２を形成する。次に、第１のマスク２２４を用いて第１の半導体膜２２２をエッチングして、第１の半導体領域２３１を形成する。この後、第１のマスクを除去する。
【００９２】
第１の半導体膜及び第２の半導体膜は、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣＨＦ３などを代表とするフッ素系ガス、あるいは塩素系ガスやフッ素系ガスにＯ２を用いてエッチングすることができる。
【００９３】
次に、第２の半導体領域２３２上に第２のパターン２５１を形成する。第２のパターンは、第１のパターン２０２と同様の材料及び形成方法を適宜用いることができる。ここでは、数ｎｍの銀粒子が分散されたＡｇペーストを選択的に吐出する。次に、レーザビーム直接描画装置を用いて、第２のパターン２５１の一部にレーザ光を照射する。この後、レーザ光が照射されなかった領域に残存する金属粒子を有する有機樹脂を除去して、図４（Ｆ）に示すような第２の導電層２６１、２６２を形成する。第２の導電層は、第１の導電層と同様に、金属粒子を有する導電層である。
【００９４】
次に、第２の導電層２６１、２６２をマスクとして、第２の半導体領域２３２の露出部をエッチングして分断してソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域２５４、２５５を形成する。このとき、第１の半導体領域２３１の一部がエッチングされる。一部エッチングされた第１の半導体領域を第４の半導体領域２５６と示す。第４の半導体領域２５６は、チャネル形成領域として機能する。
【００９５】
なお、第１の半導体領域がＳＡＳで形成されている場合、本実施形態のように、ソース領域及びドレイン領域がゲート電極を覆っている構造のほかに、ソース領域及びドレイン領域の端部とゲート電極の端部が一致しているいわゆるセルフアライン構造とすることができる。さらには、ソース領域及びドレイン領域がゲート電極を覆わず、一定の距離を隔てて形成されている構造とすることができる。この構造の場合、オフ電流を低減することができるため、該ＴＦＴを表示装置のスイッチング素子として用いた場合、コントラストを向上させることができる。さらに、第２の半導体領域が域複数のゲート電極を覆ういわゆるマルチゲート構造のＴＦＴとしても良い。この場合も、オフ電流を低減することができる。
【００９６】
次に、第２の導電層２６１、２６２上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。パッシベーション膜は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、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）、その他の絶縁性材料を用いて形成することができる。
【００９７】
以上の工程により、ゲート電極の幅の狭いチャネルエッチ型ＴＦＴを作製することができる。該半導体素子は、チャネル長が短いため、高速動作が可能である。また、抵抗値が低減された導電層を配線として用いるため、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【００９８】
（実施形態４）
本実施形態では、半導体素子としてボトムゲートＴＦＴにおいて、チャネル保護型ＴＦＴを、図５を用いて説明する。
【００９９】
図５（Ａ）に示すように、実施形態３と同様の工程により、基板２０１上に第１のパターン２０２を形成した後、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光２０３を照射して、図５（Ｂ）に示すように、第１の導電層２１１を形成する。なお、第１の導電層２１１の脇には、金属粒子を有する有機樹脂層２１２が残存する。
【０１００】
次に、金属粒子を有する有機樹脂層２１２をエッチングして、図５（Ｂ）に示すような、ゲート電極として機能する第１の導電層２１１を形成する。次に、第１の導電層２１１上に、ゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁層２２１、第１の半導体膜２２２を形成する。次に、第１の半導体膜２２２上であって、且つ第１の導電層２１１に重畳する領域に保護膜３０１を形成する。保護膜３０１の形成方法及び材料は、実施形態２に示す第１のマスク２２４と同様のものを用いることができる。ここでは、保護膜３０１は、ポリイミドを吐出し、焼成して形成する。
【０１０１】
次に、図５（Ｄ）に示すように、導電性を有する第２の半導体膜３０２を成膜する。なお、第２の半導体膜３０２は、実施形態２の第２の半導体膜２２３と同様の材料及び作製方法により形成することができる。次に、第１のマスク２２４を形成する。
【０１０２】
次に、第１のマスクを用いて、図５（Ｅ）に示すように、第２の半導体膜をエッチングして、第２の半導体領域３３２を形成する。また、第１の半導体膜をエッチングして、第１の半導体領域２３１を形成する。この後、第１のマスクを除去する。
【０１０３】
次に、第２の導電層３６１、３６２を形成する。第２の導電層３６１、３６２は、実施形態３の第２の導電層２６１、２６２と同様の材料及び形成方法により形成する。
【０１０４】
次に、第２の導電層３６１、３６２をマスクとして第２の半導体領域３３２をエッチングしてソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域３６３、３６４を形成する。この工程により、保護膜３０１の一部がエッチングされる。
【０１０５】
以上の工程により、ゲート電極の幅の狭いチャネル保護型ＴＦＴを作製することができる。該半導体素子は、チャネル長が短いため、高速動作が可能である。また、抵抗値が低減された導電層を配線として用いるため、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【０１０６】
（実施形態５）
本実施形態においては、トップゲートＴＦＴの中でも順スタガ型ＴＦＴの作製方法について、図６を用いて説明する。
【０１０７】
図６（Ａ）に示すように、基板２０１上に第１のパターン４０１、４０２を形成する。この材料及び作製方法は、実施形態１の第１のパターン１０２と同様のものを適宜用いることができる。次に、第１のパターン４０１、４０２に、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光４０３を照射する。ここでは、矢印４０４の方向にレーザ光を照射して、第１のパターンの一部の金属粒子を溶融する。次に、レーザ光が照射されなかった領域で残存する金属粒子を有する有機樹脂層を除去し、図６（Ｂ）に示すような、金属粒子が溶融された第１の導電層４１１、４１２を形成する。
【０１０８】
ここでは、第１のパターン４０１、４０２として、Ａｇペースト吐出した後、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザ光をＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融を行う。次に、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて、金属粒子を有する有機樹脂を除去し、銀で形成される導電層を露出させる。
【０１０９】
次に、第１の導電層上に導電性を有する第１の半導体膜４１３を成膜する。第１の半導体膜４１３は、実施形態２に示される第２の半導体膜２２２と同様の材料及び作製方法により作製することができる。つぎに、第１の半導体膜４１３上に第１のマスク４１４、４１５を形成する。第１のマスクは、実施形態２に示される第１のマスク２２４と同様の材料及び作製方法を適宜用いて作製することができる。
【０１１０】
次に、図６（Ｃ）に示すように、第１のマスクを用いて第１の半導体膜をエッチングして第１の半導体領域４１６、４１７を形成する。なお、第１の半導体領域はソース領域及びドレイン領域として機能する。次に、第２の半導体膜４２１を成膜する。第２の半導体膜４２１は、実施形態２に示される第１の半導体膜２２２と同様の材料及び手法を適宜用いて作製することが可能である。
【０１１１】
次に、第２の半導体膜４２１の一部の表面にレーザビーム直接描画装置を用いてレーザ光を照射して、図６（Ｄ）に示すような、酸化珪素膜４３１を形成する。酸化珪素膜４３１は、第２の半導体膜４２１をエッチングするためのマスクとして機能する。次に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いて、第２の半導体膜の露出部をエッチングして、図６（Ｅ）に示すように第２の半導体領域４４１を形成する。ここで、レーザビーム直接描画装置を用いて第２の半導体膜にレーザ光を照射することで、任意の領域を酸化し、酸化珪素膜を形成することが可能である。このため、公知のフォトリソグラフィー工程を用いずとも、所定の場所に半導体領域を形成することが可能である。また、レーザビームのスポット径を小さくすることで、レーザ光の照射面積を狭めることができる。即ち、微細な形状の酸化珪素膜及びそれをマスクとして形成される半導体領域を形成することができる。よって、半導体素子の高集積化が可能である。また、半導体領域の形状（矩形状、円形状、所定の形状等）のレーザ光を一度に照射して、酸化珪素膜を形成することで、スループットを向上させることが可能である。
【０１１２】
ここでは、第２の半導体膜４２１として、リンを有するアモルファスシリコン膜を成膜した後、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームを第２の半導体膜に照射して、酸化珪素膜４３１を形成する。なお、該手法の代わりに、液滴吐出法によりポリイミドを吐出してマスクを形成し、該マスクを用いて第２の半導体膜をエッチングしてもよい。
【０１１３】
次に、図６（Ｅ）に示すように、酸化珪素膜４３１上に、第２のパターン４４２を形成する。酸化珪素膜４３１はゲート絶縁膜として機能する。なお、酸化珪素膜４３１を除去した後、新たに実施形態２の第１の絶縁層２２１と同様の手法及び材料を適宜用いて、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層を形成しても良い。次に、第２のパターン４４２にレーザ光４４３を照射した後、未照射部をウエットエッチングして、図６（Ｆ）に示すように、金属粒子が溶融された第２の導電層４５１を形成することができる。第２の導電層４５１はゲート電極として機能する。
【０１１４】
ここでは、第２のパターン４４２として、Ａｇペースト吐出した後、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融を行う。この後、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて金属粒子を有する有機樹脂層を除去する。
【０１１５】
以上の工程により、順スタガ型ＴＦＴを作製することができる。また、抵抗値が低減された導電層を配線として用いるため、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【０１１６】
（実施形態６）
本実施形態では、有機半導体トランジスタの作製工程を、図７を用いて説明する。
【０１１７】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、実施形態３と同様に基板２０１上に第１のパターン２０２を形成した後、第１のパターン２０２の一部に、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光２０３を照射して、実施形態６（Ｂ）に示すような、金属粒子が溶融された第１の導電層２１１及びその両側面に設けられた金属粒子を有する有機樹脂層２１２を形成する。ここでは、基板２０１にプラスチックを用いる。
【０１１８】
次に、図７（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層を除去した後、基板２０１、第１の導電層２１１上にゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁層６０１を形成する。第１の絶縁層としては、実施形態３で示される第１の絶縁層２２１の材料及び手法を適宜用いることができる。また、液滴吐出法、塗布法、ゾルゲル法等を用いて、絶縁性を有する溶液を塗布して形成することができる。また、第１の導電層２１１を陽極酸化して、第１の絶縁層を形成してもよい。絶縁性を有する溶液の代表例としては、無機酸化物の微粒子が分散された溶液、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンガラス）、シリケート系ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、アルコキシシリケート系ＳＯＧ、ポリシラザン系ＳＯＧ、シロキサンポリマー等を適宜用いることができる。このときは、絶縁性を有する溶液を乾燥、材料によっては焼成する。
【０１１９】
ここでは、第１の絶縁層６０１として、ポリイミドを塗布し、焼成して形成する。
【０１２０】
次に、第２の導電層６０２を形成する。ここでは、スパッタリング法により第２の導電層６０２を成膜する。次に、第２の導電層６０２上に第１のマスク６０３、６０４を形成する。該マスクは、実施形態３の第１のマスク２２４と同様の材料を用いて形成する。第１のマスク６０３、６０４は、後のソース電極及びドレイン電極を形成するためのマスクである。
【０１２１】
ここでは、第２の導電層６０２として、金薄膜をスパッタリング法により成膜した後、ポリイミドを吐出し、焼成して第１のマスク６０３、６０４を形成する。
【０１２２】
次に、図７（Ｄ）に示すように、第１のマスク６０３、６０４を用いて第２の導電層６０２をエッチングして、第３の導電層６１１、６１２を形成する。第３の導電層６１１、６１２はソース電極及びドレイン電極として機能する。次に、ソース電極及びドレイン電極の間に、有機半導体材料用いて半導体領域６１３を形成する。
【０１２３】
半導体領域６１３の形成方法としては、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などを適宜用いることが可能である。この手法により、エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。また、有機半導体材料としては、公知の有機半導体材料を適宜用いることができる。代表例としては、骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。
【０１２４】
その他にも、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体領域を形成することができる。なお、このような前駆体を経由する有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
【０１２５】
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロホルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
【０１２６】
ここでは、ペンタセンを用いて半導体領域６１３を形成する。
【０１２７】
さらに、半導体領域６１３とソース電極及びドレイン電極として機能する第３の導電層６１１、６１２との間に、コンタクト層を設けても良い。コンタクト層の材料としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ−ｅｔｈｌｙｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎ）、ＰＳＳ（ｐｏｌｙ−ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｐｈｏｎａｔｅ）のような有機導電性材料で形成される導電層を形成することができる。また、コンタクト層に金属元素で形成される導電層を用いることができる。この場合、多くの有機半導体材料が電荷を輸送する材料がキャリアとして正孔を輸送するｐ型半導体であることからその半導体層とオーミック接触を取るために仕事関数の大きい金属を用いることが望ましい。代表的には、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属又は合金等が望ましい。これらの金属又は合金材料を用いた導電性ペーストを用いて印刷法やロールコーター法、液滴吐出法で形成することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、ソース電極及びドレイン電極を形成した後、チャネル形成領域を形成したが、この代わりに、第１の絶縁層上にチャネル形成領域を形成した後、ソース電極及びドレイン電極を形成しても良い。
【０１２９】
以上の工程により、短チャネル構造の有機薄膜トランジスタを形成することができる。
【実施例１】
【０１３０】
本実施例では、Ａｇペーストを用いてパターンを形成し、該パターンを仮焼きした試料と、Ａｇペーストを用いてパターンを形成し、該パターンにレーザ光を照射してＡｇ粒子を溶融した試料の抵抗値、及び形状について図２５、図２６を用いて説明する。
【０１３１】
はじめに、レーザ光を照射してＡｇ粒子を溶融した試料の抵抗値について、図２５を用いて説明する。ガラス基板上にＡｇペーストを液滴吐出法によって滴下し、条件１によって仮焼きした試料の抵抗値と、条件２によって焼成した試料の抵抗値の比較結果を表１に示すと共に、そのグラフを図２５（Ａ）に示す。このとき抵抗値を測定した各試料の形状は、図２５（Ｂ）に示すような、長軸の幅Ｄ１が１０００μｍ、短軸の幅Ｄ２が２００μｍの楕円状である。なお、条件１は、１００度で３０分加熱する条件である。また、条件２は、１００度で３０分加熱した後、連続発振のＹＶＯ４レーザから発振されるレーザ光（レーザパワー２Ｗ、レーザビームの直径８０μｍ）を照射する。このときのスキャン速度は５０ｃｍ／ｓｅｃである。
【０１３２】
【表１】
【０１３３】
表１及び図２５から分かるように、条件２の処理により試料の抵抗値が低下している。すなわち、金属粒子を有するペーストにレーザ光を照射することにより、金属粒子が溶融され、抵抗値を低下させることが可能である。
【０１３４】
次に、レーザ光を照射してＡｇ粒子を溶融し、エッチングしてＡｇ層を形成した試料の平面形状及び断面形状について、図２６を用いて説明する。
【０１３５】
ガラス基板の表面上にＡｇペーストを矩形状に吐出した後、６０〜１００度に加熱して、Ａｇペーストの溶媒を蒸発させた。次に、ガラス基板の裏面から、Ａｇペーストにレーザ光を照射した。このときのレーザ光の照射条件を、レーザ光の波長は５３２ｎｍ、ビーム径は１０μｍ×２１０μｍ、レーザ光のパワーは２Ｗ、走査速度を２０ｃｍ／ｓｅｃとした。次に、アルカリ性の有機材料を１０ｗｔ％含む溶液を用いて、レーザ光が照射されなかったＡｇペーストを除去した。
【０１３６】
このときの、試料を光学顕微鏡で観察した結果（反射明視野モード）を、図２６（Ａ）に示す。図２６（Ａ）において矩形状のＡｇ層２５０１が形成されている。なお、Ａｇ層２５０１に挟まれた矩形状の領域２５０２は、基板が露出している領域である。
【０１３７】
Ａｇ層２５０１及びＡｇ層２５０１に挟まれた矩形状の領域２５０２（基板が露出している領域）の断面を、触針式表面形状検査装置ＤＥＫＴＡＫ３ＳＴ（日本真空技術株式会社製）で測定した結果を図２６（Ｂ）に示す。ここでは、Ａｇ層２５０１に挟まれた矩形状の領域２５０２を基準（０ｎｍ）としている。幅１４０〜１８０μｍ、高さ１５０〜１７０ｎｍのＡｇ層２５０１が形成されていることがわかる。
【実施例２】
【０１３８】
次に、アクティブマトリクス基板及びそれを有する表示パネルの作製方法について図９〜図１２を用いて説明する。本実施例では、表示パネルとして液晶表示パネルを用いて説明する。図１２は、アクティブマトリクス基板の平面図であり、接続端子部のＡ−Ｂ、画素部のＣ−Ｄ及びＥ−Ｆに対応する縦断面構造を図９〜１１に模式的に示す。
【０１３９】
図９（Ａ）に示すように、基板８００表面に、第１の絶縁層８０１を形成する。ここでは、第１の絶縁層８０１として、窒化アルミニウム膜をプラズマＣＶＤ法により成膜する。次に、第１の絶縁層８０１上に第１の導電層を形成し、第１の導電層上にマスクを形成する。次に、マスクを用いて導電層をエッチングして、ゲート電極として機能する第２の導電層８０２ａ、８０２ｂを形成する。ここでは、第１の絶縁層に熱伝導率の高い窒化アルミニウム膜を用いるため、後に形成されるＴＦＴの発熱を基板全面で均一化することが可能となる。この結果、ＴＦＴのバラツキ低減が可能であり、大面積基板を用いてＴＦＴを形成する場合、特に好ましい。
【０１４０】
第１の導電層は、高融点材料を用いて形成することが好ましい。高融点材料を用いることにより、後の結晶化工程、ゲッタリング工程、活性化工程等の加熱工程が可能となる。高融点材料としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を適宜用いることができる。また、これら複数の層を積層して形成しても良い。代表的には、基板表面側から窒化タンタル膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化タンタル膜及びその上に形成されるモリブデン、窒化チタン膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化チタン膜及びその上に形成されるモリブデンモリブデン膜等の積層構造としてもよい。また、リンを含有する珪素膜（非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を含む）、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、又は酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いることもできる。
【０１４１】
ここでは、基板８００として、旭硝子社製ＡＮ１００ガラス基板を用い、第１の導電層として、スパッタリング法により膜厚１１０ｎｍのタングステン膜を成膜する。次に、第１の導電層上に、第１のマスクとしてポリイミドを吐出し、乾燥や焼成を行った後、ポリイミド層をマスクとして、第１の導電層をエッチングして、第２の導電層８０２ａ、８０２ｂを形成する。
【０１４２】
次に、第２の導電層８０２ａ、８０２ｂ上にゲート絶縁膜として機能する第２の絶縁層を形成する。ここでは、第２の絶縁層としては、基板８００側から、膜厚１１０ｎｍの酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）８０４と、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）８０５を積層する。
【０１４３】
後に形成する非晶質半導体膜に接する絶縁層として、膜厚０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．３〜５ｎｍ、さらに好ましくは３ｎｍ〜５ｎｍの窒化珪素膜、あるいは窒化酸化珪素膜を形成すると好ましい。本実施例では、非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素（本実施例ではニッケルを用いる）を添加し、その後ゲッタリング処理を行って除去する。酸化珪素膜と半導体膜、代表的には珪素膜とは、界面状態が良好であるが、界面において珪素膜中の触媒元素と酸化珪素中の酸素が反応し、酸化金属物（本実施例では、酸化ニッケル（ＮｉＯｘ））になりやすく、触媒元素がゲッタリングされにくくなる場合がある。また、窒化珪素膜は、窒化珪素膜の応力や、トラップの影響により、非晶質半導体膜との界面状態に悪影響を与える恐れがある。よって、非晶質半導体膜に接する絶縁層の最上層に、膜厚０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．３〜５ｎｍ、さらに好ましくは３〜５ｎｍの窒化珪素膜、あるいは窒化酸化珪素膜を形成する。このような構造であると、非晶質半導体膜中の金属元素のゲッタリング効率も上がり、かつ非晶質半導体膜への窒化珪素膜の悪影響も軽減できる。また積層される絶縁層は同チャンバー内で真空のまま同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成するとよい。真空のまま連続的に形成すると、積層する膜同士の界面が汚染されるのを防ぐことができる。
【０１４４】
更には、第１の導電層を陽極酸化して形成した陽極酸化膜を形成した後、上記のような絶縁層を形成しても良い。
【０１４５】
次に、第２の絶縁層上に、膜厚１０〜１００ｎｍの非晶質半導体膜８０６を形成する。ここでは、膜厚１００ｎｍのアモルファスシリコン膜をＣＶＤ法により成膜する。次に、非晶質半導体膜８０６表面上に、触媒元素を含む層８０７を形成する。触媒元素とは、金属元素であり、非晶質半導体膜の結晶化を促進させる機能を有する。ここでは、５０ｐｐｍのニッケル触媒を含む溶液をスピンコーティング法により塗布する。次に、非晶質半導体膜８０６を加熱して図９（Ｂ）に示すような、結晶性半導体膜８１１を形成する。なお、結晶性半導体膜８１１には触媒元素が含まれる。ここでは、電気炉を用い、５００度で１時間加熱して半導体膜膜中の水素出しを行った後、５５０度で４時間加熱してニッケルを含む結晶性シリコン膜を形成する。次に、後のＴＦＴのチャネル領域となる領域にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行う。
【０１４６】
次に、触媒元素を含む結晶性半導体膜８１１表面上に、膜厚１００ｎｍのドナー型元素を含む半導体膜８１２を成膜する。ここでは、シランガスと、０．５％フォスフィンガス（流量比シラン／フォスフィンが１０／１７）とを用いて、リンを有するアモルファスシリコン膜を成膜する。
【０１４７】
次に、結晶性半導体膜８１１及びドナー型元素を含む半導体膜８１２を加熱して、触媒元素をゲッタリングするとともに、ドナー型元素を活性化する。即ち、触媒元素を含む結晶性半導体膜８１１中の触媒元素を、ドナー型元素を含む半導体膜８１２へ移動させる。このときの触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜を図９（Ｃ）の８１３で示す。ここでは、結晶性シリコン膜となる。また、触媒元素が移動した、ドナー型元素を含む半導体膜も加熱により結晶性半導体膜となる。即ち、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜となる。これを、図９（Ｃ）の８１４で示す。ここでは、ニッケル及びリンを含む結晶性シリコン膜となる。
【０１４８】
次に、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４上にマスク８１５を形成する。マスクは、ポリイミドを液滴吐出法により触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４上に吐出し、２００度３０分加熱して形成する。マスク８１５は、後の第１の半導体領域が形成される領域上に吐出する。
【０１４９】
次に、図１０（Ａ）に示すように、マスク８１５を用いて触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４をエッチングして第１の半導体領域８２１を形成する。また、触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜８１３をエッチングして第２の半導体領域８２２を形成する。触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４及び触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜８１３を、流量比がＣＦ４：Ｏ２＝１０：９の混合ガスを用いてエッチングする。次に、この後、マスク８１５を剥離液を用いて剥離する。
【０１５０】
次に、第１のパターン８２３、８２４を液滴吐出法で形成する。次に、第１のパターンの一部に、レーザビーム直接描画装置によりレーザ光８２５、８２６を照射して、第１のパターンに含まれる金属粒子の一部を溶融する。次に、第１のパターンにおいてレーザ光が照射されない金属粒子を有する有機樹脂層を除去して、図１０（Ｂ）に示すような、第２の導電層８３１〜８３３を形成する。第２の導電層は、信号線、ソース電極及びドレイン電極の何れかとして機能する。
【０１５１】
ここでは、第１のパターン８２４は、Ａｇペーストと吐出し、６０〜１００度に加熱して、Ａｇペーストの溶媒を蒸発させて形成する。次に、レーザビーム直接描画装置を用いて、第１のパターン８２４に波長５３２ｎｍで連続発振のレーザ光を照射して、第１のパターンに含まれる銀粒子を溶融して、図１０（Ｂ）に示すような、銀で形成される第２の導電層８３１〜８３３を形成する。次に、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて、レーザ光が照射されないＡｇペーストの領域を除去する。
【０１５２】
次に、第２の導電層８３２、８３３をマスクとして、第１の半導体領域８２１をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域８３４、８３５を形成する。また、このとき第２の半導体領域８２２の一部もエッチングされる。エッチングされた第２の半導体領域を第４の半導体領域８３６と示す。第４の半導体領域８３６は、チャネル形成領域として機能する。
【０１５３】
次に、第２の導電層８３３に接するように、膜厚１００〜３００ｎｍの第３の導電層８３７を成膜する。第３の導電層の材料としては、透光性を有する導電膜、又は反射性を有する導電膜があげられる。透光性を有する導電膜の材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ等が挙げられる。また、反射性を有する導電膜の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）などの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料、若しくは該金属の窒化物である窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、若しくは１〜２０％のニッケルを含むアルミニウムなどが挙げられる。また、第３の導電層の形成方法としては、液滴吐出法、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等を適宜用いる。なお、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等を用いる場合、液滴吐出法、レーザビーム直接描画装置を用いた露光等によりマスクを形成した後、導電膜をエッチングして導電層を形成する。ここでは、膜厚１１０ｎｍの酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により成膜し、所望の形状にエッチングして画素電極として機能する第３の導電層８３７を形成する。
【０１５４】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、信号線として機能する第２の導電層８３１において、後に走査線（ゲート配線）と交差する部分において、絶縁層８４１を形成する。ここでは、液滴吐出法によりポリイミドを吐出し、乾燥及び焼成を行って絶縁層８４１を形成する。なお、ここでは、ソース配線とゲート配線とが交差する部分にのみ絶縁層８４１を形成したが、基板上全面に絶縁層を形成して、ソース配線とゲート配線とを絶縁してもよい。
【０１５５】
次に、絶縁層８４１、第２の導電層８３２、８３３、第４の半導体領域８３６、第３の導電層８３７をマスクとして、第２の絶縁層をエッチングし、第１の導電層８０２ａを露出する。このとき、図１０（Ｄ）に示すように、絶縁層８４１、第２の導電層８３２、８３３、第４の半導体領域８３６、第３の導電層８３７で覆われる第２の導電層８４２、８４３は残存する。ここでは、ＣＨＦ３を用いてドライエッチングすることで、絶縁層８４
１、第２の導電層８３２、８３３、第４の半導体領域８３６、第３の導電層８３７をマスクとして、窒化珪素膜及び酸化珪素膜で形成される第２の絶縁層をエッチングすることができる。
【０１５６】
次に、第２の導電層８０２ａの露出部に接するように第４の導電層８４４を形成する。第４の導電層８４４は、第１の導電層８０２ａ、８０２ｂと同様の手法により形成することができる。第４の導電層８４４は、走査線（ゲート配線）として機能する。
【０１５７】
なお、図１０（Ｂ）のＣ−Ｄ、及びＥ−Ｆに相当する平面図を、図１２に示すので参照する。
【０１５８】
なお、本実施例では、第３の導電層８３７を形成した後、第４の導電層８４４を形成しているが、この工程の代わりに、第４の導電層８４４を形成した後、第３の導電層８３７を形成しても良い。
【０１５９】
次に、図１１（Ａ）に示すように、保護膜８６１を形成しても良い。保護膜としては、第４の半導体領域８３６に接する絶縁膜として、酸化珪素膜を成膜し、その上に窒化珪素膜を成膜すればよい。
【０１６０】
以上の工程により、アクティブマトリクス基板を形成することができる。本実施例で形成されるアクティブマトリクス基板は、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いており、また活性化工程、ゲッタリング工程、結晶化工程等の加熱処理を行った後、低抵抗材料を用いて信号線、走査線等の配線を形成している。このため、結晶性を有し、不純物金属元素が少なく、配線抵抗の低いＴＦＴを形成することが可能である。
【０１６１】
結晶性半導体膜で形成されるＴＦＴは、非晶質半導体膜で形成される逆スタガ型ＴＦＴと比較して数１０〜５０倍程度、移動度が高い。また、ソース領域及びドレイン領域には、アクセプター型元素又はドナー型元素に加え、触媒元素をも含む。このため、半導体領域との接触抵抗の低いソース領域及びドレイン領域が形成できる。この結果、高速動作が必要な発光素子を有する表示装置を作製することが可能である。
【０１６２】
更には、ゲッタリング工程により、成膜段階で半導体膜中に混入する金属元素をもゲッタリングするため、オフ電流を低減することが可能であり、代表的には６桁以上のＯＮ／ＯＦＦ比を有するＴＦＴを形成することが可能である。このようなＴＦＴを有する表示装置のスイッチング素子に設けることにより、コントラストを向上させることが可能である。
【０１６３】
なお、本実施例では、接続端子部及び画素部の説明をしたが、画素部のＴＦＴと同時に駆動回路のＴＦＴを形成してもよい。この場合、同一基板上に接続端子部、画素部、及び駆動回路部を形成することができる。
【０１６４】
次に、保護膜８６１を覆うように印刷法やスピンコート法により、絶縁膜を成膜し、ラビングを行って配向膜８６２を形成する。なお、配向膜８６２は、斜方蒸着法により形成することもできる。
【０１６５】
次に、配向膜８８３及び第２の画素電極（対向電極）８８２が設けられた対向基板８８１において、画素部の周辺の領域に液滴吐出法により閉ループ状のシール材８７１を形成する。ディスペンサ式（滴下式）により、シール材８７１で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下する。
【０１６６】
シール材８７１には、フィラーが混入されていてもよく、さらに、対向基板８８１にはカラーフィルタや遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。
【０１６７】
次に、ディスペンサ式（滴下式）により、シール材８７１で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下したのち、真空中で、配向膜８８３及び第２の画素電極（対向電極）８８２が設けられた対向基板８８１とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせ、紫外線硬化を行って、液晶材料が充填された液晶層８８４を形成する。なお、液晶層８８４を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）の代わりに、対向基板を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶材料を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いることができる。
【０１６８】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、第２の導電層８４４を介して配線基板、代表的にはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｅｒｃｕｉｔ、（ここでは、走査線として機能する第２の導電層に接続される配線基板８８６）を貼り付ける。さらに、各配線基板と接続端子との接続部を封止樹脂で封止することが好ましい。この構造により、断面部からの水分が画素部に侵入し、劣化することを防ぐことができる。以上の工程により、液晶表示パネルを形成することができる。
【０１６９】
以上の工程により液晶表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン又はソース配線層とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。
【０１７０】
なお、実施形態１乃至実施形態６のいずれをも本実施例に適用することができる。
【実施例３】
【０１７１】
本実施例では、表示モジュールについて説明する。ここでは、表示モジュールの一例として、液晶モジュールを、図１３を用いて示す。
【０１７２】
図１３（Ａ）は、白色ライト及びカラーフィルタを用いてカラー表示をする液晶モジュールの断面図を示す。
【０１７３】
図１３（Ａ）に示すように、アクティブマトリクス基板１６０１と対向基板１６０２とが、シール材１６００により固着され、それらの間には画素部１６０３と液晶層１６０４とが設けられ表示領域を形成している。
【０１７４】
着色層１６０５は、カラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。アクティブマトリクス基板１６０１と対向基板１６０２との外側には、光学フィルム１６０６、１６０７（偏光板、位相差板など）が配設されている。また、光学フィルム１６０６の表面には、保護膜１６１６が形成されており、外部からの衝撃を緩和している。
【０１７５】
アクティブマトリクス基板１６０１に設けられた接続端子１６０８には、ＦＰＣ１６０９を介して配線基板１６１０が接続されている。配線基板１６１０には、画素駆動回路（ＩＣチップ、ドライバＩＣ等）、コントロール回路や電源回路などの外部回路１６１２が組み込まれている。
【０１７６】
冷陰極管１６１３、反射板１６１４、及び光学フィルム１６１５、インバータ（図示しない。）はバックライトユニットであり、これらが光源となって液晶表示パネルへ光を投射する。液晶パネル、光源、配線基板、ＦＰＣ等は、ベゼル１６１７で保持及び保護されている。
【０１７７】
このような構造の液晶モジュールとしては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード等を適宜適用することが可能である。
【０１７８】
図１３（Ｂ）は、カラーフィルタを用いず、カラー表示を行うことが可能なフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いる液晶モジュールを示す。フィールドシーケンシャル方式の駆動方法は、液晶パネルによって光シャッタを行って、ＲＧＢの３色のバックライトを高速で点灯させてカラー表示を行い、人間の目の時間的な分解能力の限界を利用し、連続時間的な加法混色によってカラー表示を実現するものである。バックライトとしては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発する冷陰極管またはダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。
【０１７９】
ここでは、いわゆるπセル構造を有しており、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モードという表示モードを用いる。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過する状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
【０１８０】
また、液晶層１６０４に充填される材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶、又は反強誘電性液晶、若しくはこれらの材料を複数混合した材料を用いることができる。
【０１８１】
また、ＯＣＢモードによる表示においては、液晶パネルを挟持する一対の光学フィルム１６０６、１６０７（偏光板、位相差板など）は、リタデーションの視角依存性を３次元的に補償するため、２軸性位相差板を用いることが好ましい。
【０１８２】
ここでは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれに発光するＬＥＤ１６２１〜１６２３が反射板１６１４内に設けられている。また、これらのＬＥＤの発光を制御するコントローラ（図示しない。）が設けられている。フィールドシーケンシャル駆動方法においては、ＬＥＤ点灯期間ＴＲ期間、ＴＧ期間およびＴＢ期間に、それぞれＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤが順に点灯する。赤のＬＥＤの点灯期間（ＴＲ）には、赤に対応したビデオ信号（Ｒ１）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに赤の画像１画面分が書き込まれる。また、緑のＬＥＤの点灯期間（ＴＧ）には、緑に対応したビデオデータ（Ｇ１）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに緑の画像１画面分が書き込まれる。また、青のＬＥＤの点灯期間（ＴＢ）には、青に対応したビデオデータ（Ｂ１）が液晶表示装置に供給され、液晶表示装置に青の画像１画面分が書き込まれる。これら３回の画像の書き込みにより、１フレームが形成される。
【０１８３】
なお、実施形態１乃至実施形態６のいずれをも本実施例に適用することができる。
【実施例４】
【０１８４】
本実施例では、表示パネルとして発光表示パネルの作製方法について図１４〜図１７を用いて説明する。画素部の平面構造を図１７に示し、図１４〜図１８は、図１７の接続端子部のＡ−Ｂ、画素部のＣ−Ｄ及びＥ−Ｆに対応する縦断面構造を模式的に示したものである。
【０１８５】
図１４（Ａ）に示すように、基板９０１上に第１の絶縁層９０２を膜厚１００〜１０００ｎｍで形成する。ここでは、第１の絶縁層として、プラズマＣＶＤ法を用いた膜厚１００ｎｍの酸化シリコン膜と減圧熱ＣＶＤ法を用いた膜厚４８０ｎｍの酸化シリコン膜を積層させて形成する。
【０１８６】
次に、非晶質半導体膜を膜厚１０〜１００ｎｍで形成する。ここでは減圧熱ＣＶＤ法を用いて膜厚５０ｎｍの非晶質シリコン膜を形成する。次に、この非晶質半導体膜を結晶化させる。本実施例では、非晶質シリコン膜にレーザ光を照射して結晶性シリコン膜を形成する。次に、結晶性シリコン膜の不要な部分を除去して半導体領域９０３、９０４を形成する。次に、ゲート絶縁膜として機能する第２の絶縁層９０５を形成する。ここでは、ＣＶＤ法により酸化珪素膜を成膜する。
【０１８７】
次いで、ＴＦＴのチャネル領域となる領域にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行う。このチャネルドープ工程は、ＴＦＴしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここではジボラン（Ｂ２Ｈ６）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加する。なお、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いてもよい。
【０１８８】
次に、第１のパターン９０６〜９１０を形成したのち、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光９１１〜９１５を照射して、図１４（Ｂ）に示すような、ゲート配線として機能する第１の導電層９１６、ゲート電極として機能する第１の導電層９１７〜９１９、および容量配線として機能する第１の導電層９２０を形成する。また、この工程と同時にレーザ光９１１〜９１５が照射されなかった領域には、金属粒子を有する有機樹脂層９２１〜９２５が形成される。ここでは、液滴吐出法によりＡｇと吐出し、レーザ光を照射した後、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて、金属粒子を有する有機樹脂層９２１〜９２５を除去する。
【０１８９】
次に、図１４（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層９２１〜９２５を除去して、第１の導電層９１６〜９２０を露出する。
【０１９０】
次いで、図１５（Ａ）に示すように、第１の導電層９１６〜９２０をマスクとして、自己整合的にリンを半導体領域に添加して、高濃度不純物領域９３０〜９３４を形成する。高濃度不純物領域のリンの濃度が１×１０２０〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（代表的には２×１０２０〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）となるように調整する。なお、半導体領域９０３、９０４のうち、第１の導電層９１７〜９１９と重なる領域はチャネル形成領域となる。
【０１９１】
次いで、第１の導電層９１６〜９１９を覆う第３の絶縁層９３５を形成する。ここでは、水素を含む絶縁膜を成膜する。この後、半導体領域に添加された不純物元素の活性化および半導体領域の水素化を行う。水素を含む絶縁膜は、スパッタリング法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。
【０１９２】
次いで、半導体領域に達する開口部を形成した後、第２の導電層９４１〜９４４を形成する。第２の導電層９４１はソース配線として機能し、第２の導電層９４２は第１の接続配線として機能し、第２の導電層９４３は電源線として機能し、第２の導電層９４４は第２の接続配線として機能する。本実施例ではチタン膜と、アルミニウム膜と、チタン膜とをスパッタ法で連続して形成した３層構造の積層膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして第３の導電層を形成する。
【０１９３】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、第４の絶縁層９５１を形成する。第４の絶縁層としては、平坦化が可能な絶縁層が好ましい。平坦化が可能な絶縁層としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシリカガラスに代表されるシロキサンポリマー系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサンポリマー、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーに代表される珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサンポリマー系の絶縁材料を用いることができる。形成方法としては、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法等公知の手法を用いて形成する。なお、塗布法で形成することにより、第２の絶縁層の表面を平坦化することが可能であり、後の画素電極の形成に適している。ここではアクリル樹脂を成膜する。なお、第４の絶縁層として、黒色顔料、色素などの可視光を吸収する材料を溶解又は分散させてなる有機材料を用いることで、後に形成される発光素子の迷光の吸収が第４の絶縁層に吸収され、各画素のコントラスト向上が可能である。
【０１９４】
次に、第４の絶縁層の一部をエッチングして第４の絶縁層に開口部を設けると共に、第２の導電層９４４（第２の接続配線）の一部を露出する。次に、第３の導電層９５２を形成する。第３の導電層９５２は、第１の画素電極として機能する。第３の導電層９５２としては、反射導電膜と透明導電膜を積層して成膜する。ここでは、１〜２０％のニッケルを含むアルミニウム膜と酸化珪素を有するＩＴＯをスパッタリング法で積層する。なお、１〜２０％のニッケルを含むアルミニウムは、酸化物であるＩＴＯと接しても電蝕しないため好ましい。
【０１９５】
第３の導電層９５２は、液滴吐出法により、画素電極を形成する領域に導電材料を吐出し、乾燥及び焼成をして形成する。又、本発明のように、レーザ光を用いて、導電材料の一部を溶融した後、レーザ光が溶融されない領域を除去して、第３の導電層を形成しても良い。更には、全面に導電層を形成した後、液滴吐出法によりマスクを形成し、該マスクを用いて導電層をエッチングして、第３の導電層を形成しても良い。
【０１９６】
なお、図１５（Ｂ）の縦断面構造Ｃ−Ｄ及びＥ−Ｆに対応する平面構造を図１７に示すので同時に参照する。
【０１９７】
次に、図１５（Ｃ）に示すように、第３の導電層９５２の端部を覆って、隔壁（障壁などとも呼ばれる）となる第５の絶縁層９６１を形成する。第５の絶縁層は、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜）を膜厚０．８μｍ〜１μｍの範囲で用いる。第５の絶縁層として、感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。
【０１９８】
また、第５の絶縁層として、上記有機材料に、色素、黒色顔料等の可視光を吸収する材料を溶解又は分散、遮光性を有する絶縁物としてもよい。この場合、第５の絶縁層は、ブラックマトリックスとして機能するため、後に形成される発光素子からの迷光を吸収することができる。この結果、各素のコントラストが向上する。さらには、第４の絶縁層９５１も遮光性を有する絶縁物で設けることによって、第５の絶縁層９６１とのトータルで遮光の効果を得ることができる。
【０１９９】
次に、蒸着法、塗布法、液滴吐出法などにより、第３の導電層９５２表面及び第５の絶縁層９６１の端部上に発光物質を含む層９６２を形成する。この後、発光物質を含む層９６２上に、第２の画素電極として機能する第４の導電層９６３を形成する。ここでは、酸化珪素を含むＩＴＯをスパッタリング法により成膜する。この結果、第３の導電層、発光物質を含む層、及び第４の導電層により発光素子を形成することができる。発光素子を構成する導電層及び、発光物質を含む層の各材料は適宜選択し、各膜厚も調整する。
【０２００】
なお、発光物質を含む層９６２を形成する前に、大気圧中で２００℃の熱処理を行い第５の絶縁層９６１中若しくはその表面に吸着している水分を除去する。また、減圧下で２００〜４００℃、好ましくは２５０〜３５０℃に熱処理を行い、そのまま大気に晒さずに発光物質を含む層９６２を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。
【０２０１】
発光物質を含む層９６２は、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子系有機化合物、デンドリマー、オリゴマー等に代表される中分子系有機化合物、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせても良い。
【０２０２】
発光物質を含む層は、発光波長帯の異なる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（着色層）を設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルター（着色層）を設けることで、従来必要であるとされていた円偏光版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、斜方から画素部（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。
【０２０３】
また、発光物質を含む層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。
【０２０４】
さらに、発光物質を含む層に、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。
【０２０５】
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表示装置の画素は、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、発光装置の信頼性を向上させることができる。
【０２０６】
次に、発光素子を覆って、水分の侵入を防ぐ透明保護層９６４を形成する。透明保護層９６４としては、スパッタ法またはＣＶＤ法により得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜（ＳｉＮＯ膜（組成比Ｎ＞Ｏ）またはＳｉＯＮ膜（組成比Ｎ＜Ｏ））、炭素を主成分とする薄膜（例えばＤＬＣ膜、ＣＮ膜）などを用いることができる。
【０２０７】
以上の工程により、発光表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線層（ゲート配線層）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン配線層又はソース配線層とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。
【０２０８】
なお、実施形態１乃至実施形態６のいずれをも本実施例に適用することができる。また、表示パネルとして実施例２及び実施例３において、液晶表示パネル及び発光表示パネルを例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）等のアクティブ型表示パネルに、本発明を適宜適用することができる。
【０２０９】
次に、図１６（Ａ）に示すように、透明な封止基板９７１をシール材９７２で貼り合わせて発光素子を封止する。即ち、表示領域の外周をシール材９７２で囲み、一対の基板で封止される。ＴＦＴの層間絶縁膜である第３の絶縁層９３５は、基板全面に設けられているため、シール材のパターンが層間絶縁膜の外周縁よりも内側に描画された場合、シール材のパターンの外側に位置する層間絶縁膜の一部から水分や不純物が浸入する恐れがある。従って、ＴＦＴの層間絶縁膜として用いる第３の絶縁層９３５の外周は、シール材のパターンの内側、好ましくは、シール材と重なるようにする。
【０２１０】
なお、シール材９７２で囲まれた領域には透明な充填材９７３を充填する。透明な充填材９７３としては、できるだけ水分や酸素を透過しない材料が好ましく、代表的には粘性の低いエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、不活性ガス、例えば窒素ガスを充填した空間としてもよい。水分や酸素の侵入の防止を高めることができる。
【０２１１】
また、透明な封止基板９７１としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、フィルム状のプラスチック基板等を適宜用いることができる。更には、封止基板９７１に偏光板を設けても良い。
【０２１２】
次に、図１６（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ９８６を異方性導電膜９８５により公知の方法で端子電極９８７と貼りつける。端子電極９８７は、第４の導電層と同時に形成することが好ましく、ゲート電極として機能する第１の導電層と同時に形成された第１の導電層９１６上に形成する。
【０２１３】
なお、本実施例では、接続端子部及び画素部の説明をしたが、画素部のＴＦＴと同時に駆動回路のＴＦＴを形成してもよい。この場合、同一基板上に接続端子部、画素部、及び駆動回路部を形成することができる。
【０２１４】
また、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線とダイオードのドレイン又はソース配線とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。
【０２１５】
以上の工程によって、発光表示パネルを作製することができる。
【実施例５】
【０２１６】
上記実施例において適用可能な発光素子の形態を、図１８を用いて説明する。
【０２１７】
図１８（Ａ）は第１の画素電極１１を透光性の酸化物導電性材料で形成した例であり、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料（代表的には、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、酸化珪素を含むＩＴＯ等）で形成している。その上に正孔注入層若しくは正孔輸送層４１、発光層４２、電子輸送層若しくは電子注入層４３を積層した発光物質を含む層１６を設けている。第２の画素電極１７は、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第１の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第２の電極層３４で形成している。この構造の画素は、図中に矢印で示したように第１の画素電極１１側から光を放射することが可能となる。
【０２１８】
図１８（Ｂ）は第２の画素電極１７から光を放射する例を示し、第１の画素電極１１はアルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する第１の電極層３５と、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層３２で形成している。その上に正孔注入層若しくは正孔輸送層４１、発光層４２、電子輸送層若しくは電子注入層４３を積層した発光物質を含む層１６を設けている。第２の画素電極１７は、ＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成するが、いずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第２の画素電極１７から光を放射することが可能となる。
【０２１９】
図１８（Ｅ）は、両方向、即ち第１の電極及び第２の電極から光を放射する例を示し、第１の画素電極１１に、透光性を有し且つ仕事関数の大きい導電膜を用い、第２の画素電極１７に、透光性を有し且つ仕事関数の小さい導電膜を用いる。代表的には、第１の画素電極１１を、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成し、第２の画素電極１７を、それぞれ１００ｎｍ以下の厚さのＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成すればよい。
【０２２０】
図１８（Ｃ）は第１の画素電極１１から光を放射する例を示し、かつ、発光物質を含む層を電子輸送層若しくは電子注入層４３、発光層４２、正孔注入層若しくは正孔輸送層４１の順に積層した構成を示している。第２の画素電極１７は、発光物質を含む層１６側から酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層３２、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する第１の電極層３５で形成している。第１の画素電極１１は、ＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成するが、いずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第１の画素電極１１から光を放射することが可能となる。
【０２２１】
図１８（Ｄ）は第２の画素電極１７から光を放射する例を示し、かつ、発光物質を含む層を電子輸送層若しくは電子注入層４３、発光層４２、正孔注入層若しくは正孔輸送層４１の順に積層した構成を示している。第１の画素電極１１は図１８（Ａ）と同様な構成とし、膜厚は発光物質を含む層で発光した光を反射可能な程度に厚く形成している。第２の画素電極１７は、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で構成している。この構造において、正孔注入層若しくは正孔輸送層４１を無機物である金属酸化物（代表的には、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、コバルト酸化物、ニッケル酸化物及び銅酸化物）で形成することにより、第２の電極層３２を形成する際に導入される酸素が供給されて正孔注入性が向上し、駆動電圧を低下させることができる。
【０２２２】
図１８（Ｆ）は、両方向、即ち第１の画素電極及び第２の画素電極から光を放射する例を示し、第１の画素電極１１に、透光性を有し且つ仕事関数の小さい導電膜を用い、第２の画素電極１７に、透光性を有し且つ仕事関数の大きい導電膜を用いる。代表的には、第１の画素電極１１を、それぞれ１００ｎｍ以下の厚さのＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成し、第２の画素電極１７を、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成すればよい。
【実施例６】
【０２２３】
上記実施例で示す発光表示パネルの画素回路、及びその動作構成について、図１９を用いて説明する。発光表示パネルの動作構成は、ビデオ信号がデジタルの表示装置において、画素に入力されるビデオ信号が電圧で規定されるのものと、電流で規定されるものとがある。ビデオ信号が電圧によって規定されるものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が電流によって規定されるものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。本実施例では、ＣＶＣＶ動作をする画素を図１９（Ａ）及び（Ｂ）用いて説明する。また、ＣＶＣＣ動作をする画素を図１９（Ｃ）及び（Ｄ）を用いて説明する。
【０２２４】
図１９（Ａ）及び（Ｂ）に示す画素は、列方向に信号線３７１０及び電源線３７１１、行方向に走査線３７１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ３７０１、駆動用ＴＦＴ３７０３、容量素子３７０２及び発光素子３７０５を有する。
【０２２５】
なお、スイッチング用ＴＦＴ３７０１及び駆動用ＴＦＴ３７０３は、オンしているときは線形領域で動作する。また駆動用ＴＦＴ３７０３は発光素子３７０５に電圧を印加するか否かを制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましく、本実施例ではｐチャネル型ＴＦＴとして形成する。また駆動用ＴＦＴ３７０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。また、駆動用ＴＦＴ３７０３のチャネル幅Ｗとチャネルと長Ｌの比（Ｗ／Ｌ）は、ＴＦＴの移動度にもよるが１〜１０００であることが好ましい。Ｗ／Ｌが大きいほど、ＴＦＴの電気特性が向上する。
【０２２６】
図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す画素において、スイッチング用ＴＦＴ３７０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用ＴＦＴ３７０１がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子３７０２にそのビデオ信号の電圧が保持される。
【０２２７】
図１９（Ａ）において、電源線３７１１がＶｓｓで発光素子３７０５の対向電極がＶｄｄの場合、即ち図１８（Ｃ）及び（Ｄ）の場合、発光素子の対向電極は陽極であり、駆動用ＴＦＴ３７０３に接続される電極は陰極である。この場合、駆動用ＴＦＴ３７０３の特性バラツキによる輝度ムラを抑制することが可能である。
【０２２８】
図１９（Ａ）において、電源線３７１１がＶｄｄで発光素子３７０５の対向電極がＶｓｓの場合、即ち図１８（Ａ）及び（Ｂ）の場合、発光素子の対向電極は陰極であり、駆動用ＴＦＴ３７０３に接続される電極は陽極である。この場合、Ｖｄｄより電圧の高いビデオ信号を信号線３７１０に入力することにより、容量素子３７０２にそのビデオ信号の電圧が保持され、駆動用ＴＦＴ３７０３が線形領域で動作するので、ＴＦＴのバラツキによる輝度ムラを改善することが可能である。
【０２２９】
図１９（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ３７０６と走査線３７１５を追加している以外は、図１９（Ａ）に示す画素構成と同じである。
【０２３０】
ＴＦＴ３７０６は、新たに配置された走査線３７１５によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ３７０６がオンとなると、容量素子３７０２に保持された電荷は放電し、駆動用ＴＦＴ３７０３がオフとなる。つまり、ＴＦＴ３７０６の配置により、強制的に発光素子３７０５に電流が流れない状態を作ることができる。そのためＴＦＴ３７０６を消去用のＴＦＴと呼ぶことができる。従って、図１９（Ｂ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、発光のデューティ比を向上することが可能となる。
【０２３１】
上記動作構成を有する画素において、発光素子３７０５の電流値は、線形領域で動作する駆動用ＴＦＴ３７０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性のバラツキを抑制することが可能であり、ＴＦＴ特性のバラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０２３２】
次に、ＣＶＣＣ動作をする画素を図１９（Ｃ）及び（Ｄ）を用いて説明する。図１９（Ｃ）に示す画素は、図１９（Ａ）に示す画素構成に、電源線３７１２、電流制御用ＴＦＴ３７０４が設けられている。なお、図１９（Ｃ）に示す画素において、駆動用ＴＦＴ３７０３のゲート電極を、行方向に配置された電源線３７１２を、列方向に配置された電源線３７１２に接続してもよい。
【０２３３】
なお、スイッチング用ＴＦＴ３７０１は線形領域で動作し、駆動用ＴＦＴ３７０３は飽和領域で動作する。また駆動用ＴＦＴ３７０３は発光素子３７０５に流れる電流値を制御する役目を有し、電流制御用ＴＦＴ３７０４は飽和領域で動作し発光素子３７０５に対する電流の供給を制御する役目を有する。
【０２３４】
図１９（Ｄ）に示す画素はそれぞれ、図１９（Ｃ）に示す画素に、消去用のＴＦＴ３７０６と走査線３７１５を追加している以外は、図１９（Ｃ）に示す画素構成と同じである。
【０２３５】
なお、図１９（Ａ）及び（Ｂ）に示される画素でも、ＣＶＣＣ動作をすることは可能である。また、図１９（Ｃ）及び（Ｄ）に示される動作構成を有する画素は、図１９（Ａ）及び（Ｂ）と同様に、発光素子の電流の流れる方向によって、Ｖｄｄ及びＶｓｓを適宜変えることが可能である。
【０２３６】
上記構成を有する画素は、電流制御用ＴＦＴ３７０４が線形領域で動作するために、電流制御用ＴＦＴ３７０４のＶｇｓの僅かな変動は、発光素子３７０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子３７０５の電流値は、飽和領域で動作する駆動用ＴＦＴ３７０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０２３７】
特に、非晶質半導体等を有する薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用ＴＦＴの半導体膜の面積を大きくすると、ＴＦＴのバラツキの低減が可能であるため好ましい。このため、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴの数が少ないため開口率を増加させることが可能である。
【０２３８】
なお、容量素子３７０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などで、まかなうことが可能な場合には、容量素子３７０２を設けなくてもよい。
【０２３９】
また、薄膜トランジスタの半導体領域が非晶質半導体膜で形成される場合は、しきい値がシフトしやすいため、しきい値を補正する回路を画素内又は画素周辺に設けることが好ましい。
【０２４０】
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にＴＦＴが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。一方、一列毎にＴＦＴが設けられるパッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にＴＦＴが設けられていないため、高開口率となる。
【０２４１】
また、本発明の表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
【０２４２】
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。
【実施例７】
【０２４３】
本実施例では、発光表示パネルを有するモジュールについて、図２１を用いて説明する。図２１は発光表示パネル９５０１と、回路基板９５０２を組み合わせたＥＬモジュールを示している。回路基板９５０２には、例えば、コントロール回路９５０４や信号分割回路９５０５などが形成されている。また、発光表示パネル９５０１と回路基板９５０２とは、接続配線９５０３で接続されている。
【０２４４】
この発光表示パネル９５０１は、発光素子が各画素に設けられた画素部９５０６と、走査線駆動回路９５０７、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９５０８を備えている。画素部９５０６の構成は、実施例２及び４と同様である。また、走査線駆動回路９５０７や信号線駆動回路９５０８は、公知の異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板上にＩＣチップを実装する。
【０２４５】
本実施例により、低コストで表示モジュールを形成することが可能である。
【実施例８】
【０２４６】
本実施例では、上記実施例に示した表示パネルへの駆動回路の実装について、図２０を用いて説明する。
【０２４７】
図２０（Ａ）に示すように、画素部１４０１の周辺に信号線駆動回路１４０２、及び走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂを実装する。図２０（Ａ）では、信号線駆動回路１４０２、及び走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂ等として、公知の異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板１４００上にＩＣチップ１４０５を実装する。ここでは、ＣＯＧ方式を用いる。そして、ＦＰＣ１４０６（フレキシブルプリントサーキット）を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。
【０２４８】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２４９】
また、図２０（Ｂ）に示すように、ＳＡＳや結晶性半導体でＴＦＴを形成する場合、画素部１４０１と走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂ等を基板上に一体形成し、信号線駆動回路１４０２等を別途ＩＣチップとして実装する場合がある。図２０（Ｂ）において、信号線駆動回路１４０２として、ＣＯＧ方式により、基板１４００上にＩＣチップ１４０５を実装する。そして、ＦＰＣ１４０６を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。
【０２５０】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２５１】
さらに、図２０（Ｃ）に示すように、ＣＯＧ方式に代えて、ＴＡＢ方式により信号線駆動回路１４０２等を実装する場合がある。そして、ＦＰＣ１４０６を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。図２０（Ｃ）において、信号線駆動回路をＴＡＢ方式により実装しているが、走査線駆動回路をＴＡＢ方式により実装してもよい。
【０２５２】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２５３】
ＩＣチップをＴＡＢ方式により実装すると、基板に対して画素部を大きく設けることができ、狭額縁化を達成することができる。
【０２５４】
ＩＣチップは、シリコンウェハを用いて形成するが、ＩＣチップの代わりにガラス基板上に集積回路を形成したＩＣ（以下、ドライバＩＣと表記する）を設けてもよい。ＩＣチップは、円形のシリコンウェハからＩＣチップを取り出すため、母体基板形状に制約がある。一方ドライバＩＣは、母体基板がガラスであり、形状に制約がないため、生産性を高めることができる。そのため、ドライバＩＣの形状寸法は自由に設定することができる。例えば、ドライバＩＣの長辺の長さを１５〜８０ｍｍとして形成すると、ＩＣチップを実装する場合と比較し、必要な数を減らすことができる。その結果、接続端子数を低減することができ、製造上の歩留まりを向上させることができる。
【０２５５】
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶質半導体を用いて形成することができ、結晶質半導体は連続発振型のレーザ光を照射することで形成するとよい。連続発振型のレーザ光を照射して得られる半導体膜は、結晶欠陥が少なく、大粒径の結晶粒を有する。その結果、このような半導体膜を有するトランジスタは、移動度や応答速度が良好となり、高速駆動が可能となり、ドライバＩＣに好適である。
【実施例９】
【０２５６】
上記実施形態や実施例に示される半導体装置を有する電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。ここでは、テレビジョン装置の具体例について、図２２を参照して説明する。
【０２５７】
図２２（Ａ）は、テレビジョン装置のブロック図を示し、図２２（Ｂ）はテレビジョン装置の斜視図を示す。上記実施例に示される液晶モジュールやＥＬモジュールにより、液晶レジビジョン装置やＥＬテレビジョン装置を完成させることができる。
【０２５８】
図２２（Ａ）は、テレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図である。チューナ９５１１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像検波回路９５１２と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９５１３と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路９５１４により処理される。コントロール回路９５１４は、表示パネル９５１５の走査線駆動回路９５１６と信号線駆動回路９５１７にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路９５１８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０２５９】
チューナ９５１１で受信した信号のうち、音声信号は音声検波回路９５２１に送られ、その出力は音声信号処理回路９５２２を経てスピーカー９５２３に供給される。制御回路９５２４は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９５２５から受け、チューナ９５１１や音声信号処理回路９５２２に信号を送出する。
【０２６０】
図２２（Ｂ）に示すように、モジュールを筐体９５３１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。液晶モジュールやＥＬモジュールに代表されるモジュールにより、表示画面９５３２が形成される。また、スピーカー９５３３、操作スイッチ９５３４などが適宜備えられている。
【０２６１】
このテレビジョン装置は、表示パネル９５１５を含んで構成されることにより、テレビジョン装置の低消費電力を図ることが可能である。また、高精細な表示が可能なテレビジョン装置を作製することが可能である。
【０２６２】
なお、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる
【実施例１０】
【０２６３】
本発明により無線チップ（無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。無線チップの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図２３（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図２３（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図２３（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図２３（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図２３（Ｅ）、図２３（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０２６４】
無線チップは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。本発明より形成することが可能な無線チップは、基板上に形成した薄膜集積回路を、公知の剥離工程により剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプなど曲面を有するものにも用いることが可能である。
【０２６５】
また、本発明より形成することが可能な無線チップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線チップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。
【０２６６】
本発明より形成することが可能な無線チップの構造について図２４を用いて説明する。無線チップは、薄膜集積回路９３０３及びそれに接続されるアンテナ９３０４とで形成される。また、薄膜集積回路及びアンテナは、カバー材９３０１、９３０２により挟持される。薄膜集積回路９３０３は、接着剤を用いてカバー材９３０１、９３０２に接着してもよい。また、ガラス基板又はプラスチック基板上に形成した薄膜集積回路及びアンテナを、カバー材９３０２で挟持してもよい。図２４においては、薄膜集積回路９３０３の一方が、接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に接着されている。
【０２６７】
薄膜集積回路９３０３は、実施形態１〜６のいずれかで示されるＴＦＴを用いて形成した後、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。また、薄膜集積回路９３０３に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができる。
【０２６８】
図２４で示すように、薄膜集積回路９３０３のＴＦＴ上には層間絶縁膜９３１１が形成され、層間絶縁膜９３１１を介してＴＦＴに接続するアンテナ９３０４が形成される。また、層間絶縁膜９３１１及びアンテナ９３０４上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜９３１２が形成されている。
【０２６９】
アンテナ９３０４は、金、銀、銅等の導電体を有する液状 物質を液滴吐出法により吐出し、乾燥しレーザ光を照射して焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。また、アンテナの抵抗値を低減することが可能である。
【０２７０】
カバー材９３０１、９３０２は、ラミネートフィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と、接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどを用いることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱圧着により、被処理体とラミネート処理が行われるものであり、ラミネート処理を行う際には、ラミネートフィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。
【０２７１】
また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済み無線チップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いた無線チップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。
【０２７２】
なお、図２４では、接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に無線チップを設けているが、該カバー材９３０１の代わりに、物品に無線チップを貼付けて、使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０２７３】
【図１】本発明に係る導電層の作製工程を説明する斜視図。
【図２】本発明に係る導電層の作製工程を説明する平面図。
【図３】本発明に係る導電層を説明する断面図。
【図４】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図５】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図６】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図７】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図８】本発明に適用可能なレーザビーム直接描画装置を説明する図。
【図９】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１０】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１１】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１２】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する平面図。
【図１３】本発明に係る液晶表示モジュールの構成を説明する図。
【図１４】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１５】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１６】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１７】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する平面図。
【図１８】本発明に適用可能な発光素子の形態を説明する図。
【図１９】本発明に適用可能な発光素子の等価回路を説明する図。
【図２０】本発明に係る表示装置の駆動回路の実装方法を説明する平面図。
【図２１】本発明に係る発光表示モジュールの構成を説明する図。
【図２２】電子機器の一例を説明するブロック図及び斜視図。
【図２３】半導体装置の応用例を説明する斜視図。
【図２４】半導体装置の構造を説明する断面図。
【図２５】本発明に係る導電層の抵抗値を説明する図。
【図２６】本発明に係る導電層の平面及び断面を説明する図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット法に代表される液滴吐出法を用いて配線基板、及び半導体素子を有する半導体装置の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」ともいう。）やＭＯＳトランジスタに代表される半導体素子によって構成される所謂アクティブマトリクス駆動方式の表示パネル、又は半導体集積回路は、フォトマスクを使った光露光工程（以下、フォトリソグラフィー工程と示す。）により形成されたレジストマスクを用いて、各種薄膜を選択的にエッチングすることにより製造されている。
【０００３】
フォトリソグラフィー工程は、レジストを基板全面に塗布しプリベークを行った後、フォトマスクを介して紫外線等を照射し、現像によってレジストパターンを形成する。この後、該レジストパターンをマスクとして、膜パターンや配線となるべき部分以外に存在する薄膜（半導体材料、絶縁体材料、又は導電体材料で形成される膜）をエッチング除去して、膜パターンや配線を形成している。
【０００４】
また、成膜に要する原料のロスを低減するため、レジストをノズルから細径の線状に連続吐出できる装置を用いて、半導体ウェハ上に成膜を行う技術が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１８８２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のフォトリソグラフィー工程を用いた配線や膜パターンの形成工程において、配線や膜パターン及びレジストの材料の大部分が無駄になると共に、配線やマスクを形成するための工程数が多く、スループットが低下するという問題がある。
【０００６】
また、フォトリソグラフィー工程に用いられる露光装置は、大面積基板を一度に露光処理することが困難である。このため、大面積基板を用いた半導体装置の作製方法においては、複数の露光回数を必要とし、隣り合うパターンとの不整合が生じることにより、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
また、微細で、占有面積の小さな半導体素子を液滴吐出法で形成するためには、液滴径の小さな原料溶液を吐出する必要がある。このためには、吐出口の径を小さくすればよいが、この場合、原料溶液の組成物が吐出口の先端に付着、乾燥、固化して目詰まり等が生じてしまい、一定量の原料溶液を連続且つ安定的に吐出することが困難である。この結果、該半導体素子で形成される半導体装置のスループットや歩留まりの低下を招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、少ない工程数で大面積基板に配線を形成する方法を提供することを目標とする。
【０００９】
また、少ない工程数及び原料の削減により、コスト削減及びスループットの向上が可能である半導体装置の作製方法を提供する。また、微細構造の半導体素子を有する半導体装置の作製方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板上に設けられた金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質にレーザ光を照射し、金属粒子の一部を、溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行った後、レーザ光が照射されない液状物質を除去して、配線、電極等に代表される導電層を有する基板を形成すること要旨とする。本発明においては、配線、又は、電極等に代表される半導体装置を作製するために必要なパターンのうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を、上記方法により形成するものである。
【００１１】
また、本発明は、上記焼結された導電層を配線又は電極として有する半導体装置を形成することを要旨とする。
【００１２】
液状物質は、バインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂から選ばれた一つ又は複数の有機樹脂中に、金属粒子が分散又は溶解されている。このため、レーザ光を液状物質に照射することにより、有機樹脂の一部が蒸発すると共に、金属粒子同士が溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応が生じて導電層が形成される。このとき、導電層の一側面又は両側面に液状物質が残存する。該残存した液状物質を除去することで、導電層を形成することが可能である。
【００１３】
レーザ光は、液状物質の表面から照射することができる。
【００１４】
また、基板が透光性を有する場合、基板裏面からレーザ光を液状物質に照射することができる。即ち、基板を透過したレーザ光を液状物質に照射することができる。
【００１５】
また、導電層の一側面又は両側面に残存した液状物質は、ウエットエッチング法により除去することが好ましい。
【００１６】
また、パターンは矩形状又は線状に形成することが好ましく、このときパターンの長軸と平行な方向へ前記レーザ光を走査することが好ましい。
【００１７】
また、レーザ光のビームスポットの幅を適宜制御することによって、任意の幅の導電層を形成することができる。このため、レーザビーム直接描画装置等を用い、液状物質の幅よりも狭いビームスポット幅のレーザ光を照射することで、より幅の狭い導電層（代表的には、１〜２００μｍ、好ましくは１〜１０μｍ以下、）を形成することが可能である。このような導電層をゲート電極に用いることにより、短チャネル構造の半導体素子を形成することが可能であり、高速動作であり、且つ高密度に集積された半導体装置を作製することが可能である。
【００１８】
また、本発明の導電層をゲート電極として有する半導体素子としては、ＴＦＴ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタ、有機半導体トランジスタ、ＭＩＭ素子、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、容量素子、抵抗素子等が挙げられる。また、ＴＦＴとしては、順スタガ型ＴＦＴ、逆スタガ型ＴＦＴ（チャネルエッチ型ＴＦＴ又はチャネル保護型ＴＦＴ）、ボトムゲートＴＦＴ、トップゲートＴＦＴのコプレナー型ＴＦＴがあげられる。
【００１９】
また、本発明において、半導体装置としては、半導体素子で構成された集積回路、表示装置、無線タグ、ＩＣタグ等が挙げられる。表示装置としては、代表的には液晶表示装置、発光表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）等の表示装置があげられる。
【００２０】
なお、本発明において、表示装置とは、表示素子を用いたデバイス、即ち画像表示デバイスを指す。また、表示パネルにコネクター、例えばフレキシブルプリント配線（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ
Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）やＣＰＵが直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のように、金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質の一部にレーザ光を直接照射して、金属粒子を溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行った後、未反応部分を除去することにより、フォトマスクを用いずとも微細な幅の導電層を形成することができる。また、液状物質の一部に幅が狭いレーザ光を照射することで、液滴吐出法で形成した膜パターンの微細加工が可能となり、微細構造の半導体素子を形成することができる。更には、該導電層をゲート電極として用いることにより、チャネル長の短い半導体素子を形成することが可能であるため、高速動作が可能な半導体素子が高密度に集積された半導体装置を作製することが可能である。
【００２２】
また、金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質の一部にレーザ光を直接照射するため、緻密な導電層を形成することができる。このため、導電層の抵抗値を低減することが可能であり、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【００２３】
また、液滴吐出法で滴下した液状物質に含まれる金属粒子を、炉等を用いた加熱処理をせずに、レーザ光を照射して溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行い、未反応部分を除去することで、導電層を形成することが可能である。このため、耐熱性の低いプラスチック基板や可とう性を有する基板を用いた配線基板及び半導体装置を作製することが可能である。また、スループットを向上させることが可能である。このため、軽量で薄型の半導体装置及びそれを有する液晶テレビジョン並びにＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）テレビジョンを製造することが可能である。
【００２４】
また、膜パターンを形成する際に、液滴吐出法を用いることによって、それらの膜の材料を含む液滴の吐出口であるノズルと、基板との相対的な位置を変化させて任意の場所に液滴を吐出できる。また、ノズル径、液滴の吐出量、及びノズルと吐出物が形成される基板との移動速度の相対的な関係によって、形成する膜パターンの厚さや太さを調整できる。このため、一辺が１〜２ｍを越えるような大面積の基板上においても、所望の箇所に膜パターンを精度良く吐出形成することができる。また、隣り合う膜パターンとの不整合が生じないため、歩留まりを向上させることができる。この結果、少ない工程数で、歩留まり高く半導体装置を作製することが可能である。
【００２５】
さらには、上記の作製工程により形成された半導体装置を有する液晶テレビジョン並びにＥＬテレビジョンを、低コストで、かつスループットや歩留まりを高く作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、各図面において共通の部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。以下、基板において、パターンを形成する一面を表面と示し、表面と反対側の面を裏面と示す。
【００２７】
（実施形態１）
本実施形態においては、レーザビーム（以下、レーザ光とも示す。）を照射して、幅の細い配線を形成する工程を、図１を用いて説明する。
【００２８】
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、画素がマトリクス状に配列される基板１０１の断面図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ｂ）の平面図である。
【００２９】
図１（Ａ）に示すように、基板１０１上に液滴吐出法によりパターン１０２を形成する。ここでは、パターンの形状が、矩形状になるように液状物質を吐出して、パターンを形成する。
【００３０】
基板１０１としては、透光性を有する基板又は遮光性を有する基板を用いる。後に、基板を透過したレーザ光をパターンに照射する場合は、透光性を有する基板を用いる。また、パターン表面からレーザ光を照射する場合は、透光性又は遮光性を有する基板を用いる。なお、この場合、遮光性、特に反射性を有する基板又は、そのような層を有する基板を用いることにより、レーザ光のエネルギーが基板表面を伝導して、パターンとなる材料の金属粒子を溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応をしやすくすることが可能である。
【００３１】
基板１０１の代表例としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなどのセラミック等絶縁物質で形成される基板、プラスチック基板、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。また、上記代表基板の表面に、遮光性又は反射性を有する層を有する基板を用いることができる。更には、基板１０１として、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板を用いることができる。
【００３２】
プラスチック基板の代表例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォン、またはポリフタールアミドからなるプラスチック基板、直径数ｎｍの無機粒子が分散された有機材料で形成される基板等が挙げられる。また、基板の表面は平面である必要はなく、凹凸又は曲面を有するものでもよい。
【００３３】
ここでは、基板１０１として、ガラス基板を用いる。
【００３４】
パターン１０２は、吐出口から液状物質を吐出して形成する。この後、１００度以下の加熱や乾燥気体を吹き付けて、液状物質の溶媒の一部を揮発させ、液状物質を乾燥させてもよい。第１のパターンの材料として吐出口から吐出する液状物質は、導電体（金属粒子）を、有機樹脂に溶解又は分散させたものを用いる。金属粒子としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等を用いることができる。また、これらの金属又は微粒子を複数分散させることもできる。または、透明導電膜として用いられるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化ケイ素を組成物として有するＩＴＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化チタン等を用いることができる。また、これらの材料からなる導電層を積層して第１のパターン１０２を形成することができる。
【００３５】
また、有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂から選ばれた一つ又は複数を用いることができる。代表的には、ポリイミド、アクリル、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等や、公知の有機樹脂が挙げられる。
【００３６】
なお、液状物質の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓが好適であり、これは、乾燥が起こることを防止し、吐出口から金属粒子を円滑に吐出できるようにするためである。また、表面張力は４０ｍＮ／ｍ以下が好ましい。なお、用いる溶媒や用途に合わせて、液状物質の粘度等は適宜調整するとよい。
【００３７】
基板１０１上に形成されるパターンの情報は、液滴吐出装置の記憶媒体に格納されており、この情報を基にして制御手段に制御信号を送り、ヘッドを個別に制御して、液状物質を所定の場所へ吐出する。このとき、複数のヘッドを用いて、ヘッドが有する各ノズルから、異なる材料を有する液滴を吐出することができる。
【００３８】
また、液滴吐出法としては、ピエゾ方式やサーマル方式を用いることができる。ピエゾ方式は、液滴の制御性に優れインク選択の自由度の高いことからインクジェットプリンターでも利用されている。なお、ピエゾ方式には、ＭＬＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｐｉｅｚｏ）タイプとＭＬＣｈｉｐ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｈｙｐｅｒ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｉｅｚｏ Ｓｅｇｍｅｎｔｓ）タイプがある。また、サーマル方式は、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す方法である。
【００３９】
金属粒子の径は、各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、なるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。金属粒子は、電解法、アトマイズ法、湿式還元法、ガス中蒸発法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約ｎｍ〜１０μｍである。また、このナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。
【００４０】
液状物質を吐出する工程は、減圧下で行っても良い。これは、液状物質を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該液状物質の有機樹脂が揮発し、液状物質の溶媒を乾燥する工程を省くことが可能である。
【００４１】
次に、パターン１０２にレーザ光１０３を照射する。ここでは、レーザビーム直接描画装置を用いて、基板裏面からレーザ光をパターン１０２に照射することが好ましい。即ち、透光性を有する基板を透過したレーザ光を、パターンに照射する。レーザ光を所望の形状を形成する領域にレーザ光を走査することで、レーザ光が照射された領域における液状物質中の有機樹脂を揮発させて除去すると共に、金属粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応が進行し、図１（Ｂ）に示すような導電層１１１が形成される。第１の導電層２１１は、金属粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。なお、基板裏面からレーザ光を照射すると、レーザ光のダメージによるパターンの膜とびを回避することが可能である。
【００４２】
金属粒子と有機樹脂とで形成される液状物質の一部にレーザ光を直接照射し、金属粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を行うため、緻密な導電層を形成することができる。このため、導電層の抵抗値を低減することが可能である。
【００４３】
ここでの金属粒子の溶融は、レーザ光の照射条件（特に、レーザ光のエネルギー密度、走査速度、レーザビームスポットの面積等）によって、完全溶融や部分溶融が生じる。また、焼結とは、レーザ光のエネルギーにより金属粒子を結合させることである。また、癒着とは、分散された金属粒子同士がくっつくことである。以下、金属粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応が生じることを、代表して溶融すると示す。
【００４４】
また、レーザ光のエネルギー密度は、金属粒子を溶融させる程度であることが好ましい。このため、比較的高いエネルギー密度のレーザ光をパターンに照射する。代表的には、パターンの膜厚が１５０ｎｍ〜４００ｎｍのとき、エネルギー密度が５００ｍＪ／ｃｍ２〜７Ｊ／ｃｍ２、好ましくは、６００ｍＪ／ｃｍ２〜６．５Ｊ／ｃｍ２のレーザ光を照射することが好ましい。
【００４５】
金属粒子が複数の金属元素で構成される場合、導電層は、金属粒子と同様の組成となる。なお、照射されるレーザ光のエネルギーが高い場合、導電層は、金属粒子とは異なる組成の合金となりうる。しかし、この場合においても導電層に含まれる金属元素は、金属粒子と同様である。
【００４６】
レーザ光１０３が照射されない領域は、パターンの組成のまま残存する。導電層の両側面に残存したパターンを、金属粒子を有する有機樹脂層１１２と示す。金属粒子を有する有機樹脂層１１２中では、金属粒子が分散されている。なお、ここでは、導電層の両側面に、金属粒子を有する有機樹脂層が設けられるが、これに限られず、導電層の片側面にのみ、金属粒子を有する有機樹脂層が設けられていても良い。レーザ光の照射時の雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は空気で行う。
【００４７】
ここで、レーザビーム直接描画装置について、図８を用いて説明する。図に示すように、レーザビーム描画装置１００１は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ１００２（以下、ＰＣと示す。）と、レーザビームを出力するレーザ発振器１００３と、レーザ発振器１００３の電源１００４と、レーザビームを減衰させるための光学系１００５（ＮＤフィルタ）と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器１００６（ＡＯＭ）と、レーザビームの断面の拡大又は縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系１００７、Ｘステージ及びＹステージを有する基板移動機構１００９と、ＰＣから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するＤ／Ａ変換部１０１０と、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器１００６を制御するドライバ１０１１と、基板移動機構１００９を駆動するための駆動信号を出力するドライバ１０１２とを備えている。
【００４８】
レーザ発振器１００３としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、Ｘｅ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶を使った固体レーザ発振器、ＧＡＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第２高調波〜第５高調波を適用するのが好ましい。
【００４９】
次に、レーザビーム直接描画装置を用いたレーザ光の照射方法について述べる。基板１００８が基板移動機構１００９に装着されると、ＰＣ１００２は図外のカメラによって、基板に付されているマーカーの位置を検出する。次いで、ＰＣ１００２は、検出したマーカーの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構１００９を移動させるための移動データを生成する。この後、ＰＣ１００２が、ドライバ１０１１を介して音響光学変調器１００６の出力光量を制御することにより、レーザ発振器１００３から出力されたレーザビームは、光学系１００５によって減衰された後、音響光学変調器１００６によって所定の光量になるように光量が制御される。一方、音響光学変調器１００６から出力されたレーザビームは、光学系１００７で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板上の液状物質（第１のパターン）に該ビームを照射して、液状物質中の金属粒子を溶融する。このとき、ＰＣ１００２が生成した移動データに従い、基板移動機構１００９をＸ方向及びＹ方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、液状物質中の金属粒子の溶融が行われる。
【００５０】
レーザ光のエネルギーの一部は、パターンで熱に変換され、パターンの一部を反応させ、導電層を形成する。また、短波長のレーザ光のほど、ビーム径を短く集光することが可能である。このため、短波長のレーザビームを照射することで、微細な幅の導電層を形成することができる。
【００５１】
また、パターン表面でのレーザビームのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）となるように光学系で加工することが可能である。
【００５２】
また、図８に示した装置は、基板の表面側からレーザ光を照射して、金属粒子を溶融する例を示したが、光学系や基板移動機構を適宜変更し、基板の裏面側からレーザ光を照射して、金属粒子を溶融するレーザビーム描画装置としてもよい。
【００５３】
なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、これに限定されず、レーザビームをＸＹ軸方向に走査してレーザビームを照射することができる。この場合、光学系１００７にポリゴンミラーやガルバノミラー、音響光学偏向器（Ａｃｏｕｓｔ−Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＡＯＤ）を用いることが好ましい。また、レーザビームをＸ軸又はＹ軸の一方向に走査し、基板をＸ軸又はＹ軸の他の方向に移動して、基板の所定の場所にレーザビームを照射することが好ましい。
【００５４】
ここでは、Ａｇを含む液状物質（以下「Ａｇペースト」という。）を選択的に吐出し、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融、焼結、及び癒着のいずれか一つ又は複数の反応を適宜行い、膜厚６００〜８００ｎｍの導電層１１１を形成する。ここでは、レーザビームが照射された領域が導電層となる。このため、レーザビームを一度走査した場合は、導電層の幅は、概略ビームスポットの幅となる。このため、より微細な幅の導電層を形成するためには、より低波長のレーザビームを照射することが好ましい。この結果、ビームスポットの幅を狭くすることが可能である。また、導電層１１１において、ゲート電極として機能する領域では、ビームスポット幅の狭いレーザ光１０３を照射することで、短チャネル構造の半導体素子を形成することが可能である。このときのゲート電極として機能する導電層の幅は、１〜２００μｍ、好ましくは１〜１０μｍであることが望ましい。この結果、短チャネル構造の半導体素子を形成することができる。また、導電層１１１の両側面には、金属粒子を有する有機樹脂層１１２が形成される。
【００５５】
このときの基板の平面図を図１（Ｄ）に示す。ゲート電極及び配線として機能する導電層１１１の両側面に、金属粒子を有する有機樹脂層１１２が形成される。なお、パターンは、ゲート電極及び配線を形成する領域にのみ、矩形状に吐出し、画素電極を形成する領域には吐出しなくとも良い。
【００５６】
なお、本実施形態では、パターン１０２にレーザ光を照射して導電層を形成する例を示したが、導電層の代わりに、半導体層、又は絶縁層を適宜形成することが可能である。この場合、パターン１０２に半導体材料又は絶縁材料を適宜用いればよい。
【００５７】
次に、図１（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層１１２を除去して導電層１１１を露出する。金属粒子を有する有機樹脂層１１２は、有機樹脂を除去することが可能な剥離液を適宜選択する。ここでは、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて有機樹脂を除去する。導電層１１１は、金属粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。
【００５８】
ここで、導電層１１１の断面形状について、図３を用いて説明する。
【００５９】
図３（Ａ）は、導電層１１１において、レーザ光の走査方向に対して垂直な断面の拡大図である。導電層１４１の断面形状は、概略直角四角形である。即ち、導電層において、表面の幅と、基板と接する面の幅とが概略一致する。
【００６０】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）と同様の断面の拡大図である。導電層１４２の断面形状は、概略台形状であり、導電層の表面の幅よりも、基板と接する導電層の表面の幅の方が狭い。
【００６１】
図３（Ｃ）は、図３（Ａ）と同様の断面の拡大図である。導電層１０５ｃの断面形状は、概略台形状であり、導電層の表面の幅よりも、基板と接する導電層の表面の幅の方が広い。基板の熱伝導率が高い場合、照射されたレーザ光のエネルギーが横方向（基板表面に沿って）に伝導し、基板側の導電層の幅が広くなり、このような形状となる。
【００６２】
以上の工程により、焼成工程を経ずとも、低抵抗であり、かつ微細な幅の導電層を形成することができる。又、少ない工程数で配線基板を形成することができる。
【００６３】
（実施形態２）
本実施形態では、基板表面からレーザ光を照射して導電層を形成する例を、図２を用いて説明する。
【００６４】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、画素がマトリクス状に配列される基板１０１の断面図であり、図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）の平面図である。
【００６５】
図２（Ａ）に示すように、基板１０１上に液滴吐出法によりパターン１２２を形成する。ここでは、後に形成する導電層より一回り大きなパターンを形成する。本実施形態では、櫛状に液状物質を吐出して、パターンを形成する。ここでは、基板１０１にガラスを用い、パターン１２２の材料にＡｇペーストを用いる。
【００６６】
次に、パターン１２２の一部に、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光１２３を照射する。ここでは、パターン１２２の形状に沿って、レーザ光を照射する。なお、パターン１２２を形成する材料は、実施形態１のパターン１０２を形成する材料、レーザ光１２３は実施形態１に示すレーザ光１０３それぞれを適宜選択することができる。ここでは、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザから発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射
してＡｇ粒子の溶融を適宜行い、膜厚１００〜８００ｎｍの導電層１３１を形成する。
【００６７】
この結果、図２（Ｂ）に示すように、パターンの一部の液状物質において、金属粒子がレーザ光により溶融され、導電層１３１が形成される。また、導電層１３１の周りには、金属粒子を有する有機樹脂層１３２が残存する。レーザ光を照射した領域において、緻密な導電層を形成することができるため、抵抗値が低減された導電層を形成することができる。
【００６８】
このときの基板の平面図を図２（Ｄ）に示す。ゲート電極及び配線として機能する導電層１３１の両側面に、金属粒子を有する有機樹脂層１３２が形成される。
【００６９】
次に、図２（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層１３２を除去して、導電層１３１を露出する。金属粒子を有する有機樹脂層１３２は、有機樹脂を除去することが可能な剥離液を適宜選択する。ここでは、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて有機樹脂を除去する。
【００７０】
以上の工程により、焼成工程を経ずとも、低抵抗であり、かつ微細な幅の導電層を形成することができる。又、少ない工程数で配線基板を形成することができる。
【００７１】
（実施形態３）
本実施形態では、半導体素子の作製方法について図４を用いて説明する。本実施形態では、半導体素子として、ボトムゲートＴＦＴのチャネルエッチ型ＴＦＴを用いて説明する。
【００７２】
図４（Ａ）に示すように、基板２０１上に第１のパターン２０２を液滴吐出法により形成する。第１のパターン２０２の材料としては、実施形態１で示した第１のパターン１０２の材料を適宜用いることができる。
【００７３】
本実施形態では、基板２０１としてガラス基板を用い、第１のパターン２０２は、数ｎｍの銀粒子が分散されたＡｇペーストを選択的に吐出して形成する。
【００７４】
なお、基板表面に、窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）から選ばれる絶縁膜を、単層又は積層して形成した後、第１のパターンを形成しても良い。
【００７５】
次に、レーザビーム直接描画装置を用いて、第１のパターン２０２の一部にレーザ光２０３を照射して、図４（Ｂ）に示すような、第１の導電層２１１を形成する。このとき、レーザ光２０３が照射されなかった領域は、Ａｇペーストのまま残存する。以下、当該Ａｇペーストのまま残存した領域を、金属粒子を有する有機樹脂層２１２と示す。第１の導電層２１１は、金属粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。第１の導電層２１１の幅は、レーザビーム径に依存する。このため、ビーム径の小さなレーザ光を第１のパターンに照射することにより、幅の狭い第１の導電層を形成することができる。第１の導電層は後のゲート電極として機能するため、短チャネル構造のＴＦＴを形成することができる。また、レーザ光を照射した領域において、緻密な導電層を形成することができるため、抵抗値が低減された第１の導電層を形成することができる。ここでは、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融を行う。
【００７６】
このとき、オーバーラップしないように複数のレーザ光を第１のパターンに照射することで、マルチゲート電極を形成することができる。このため、後にマルチゲート構造のＴＦＴを形成することができる。このとき、複数のレーザ光は平行となるように照射することが好ましい。
【００７７】
次に、図４（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層２１２をエッチングして、第１の導電層２１１を露出する。ここでは、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて有機樹脂を除去する。
【００７８】
次に、第１の導電層２１１上にゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁層２２１、第１の半導体膜２２２、導電性を有する第２の半導体膜２２３を形成する。
【００７９】
第１の絶縁層２２１はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、その他の珪素を含む絶縁膜の単層又は積層構造で形成する。
【００８０】
また、第１の絶縁層２２１の最上層を窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）とし、その膜厚を１〜１０ｎｍと極めて薄くすることが好ましい。代表的には、第１の絶縁層をゲート電極に接する側から、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の構造とすることができる。また、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の構造や、窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の積層構造、窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）の積層構造とすることができる。これらの構造では、ゲート電極が、窒化珪素膜又は窒化アルミニウム膜（窒化酸化アルミニウム膜）と接しているため、酸化による劣化を防止することができる。また、第１の絶縁層に窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜等の熱伝導率の高い絶縁膜を用いることで、後に形成されるＴＦＴの発熱を基板全面で均一化することが可能となる。この結果、ＴＦＴのバラツキ低減が可能であり、大面積基板を用いてＴＦＴを形成する場合、特に好ましい。更には、第１の導電層を陽極酸化して形成した陽極酸化膜を形成しても良い。
【００８１】
ここでは、ＣＶＤ法により、第１の絶縁層２２１として、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）、酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）、及び窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）を積層する。
【００８２】
第１の半導体膜２２２としては、非晶質半導体、非晶質状態と結晶状態とが混在したセミアモルファス半導体（ＳＡＳとも表記する）、非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶粒を観察することができる微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜で形成する。特に、０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶状態はいわゆるマイクロクリスタル（μｃ）と呼ばれている。いずれも、シリコン、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等を主成分とする膜厚は、１０〜６０ｎｍの半導体膜を用いることができる。
【００８３】
ＳＡＳは、非晶質構造と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）との中間的な構造を有し、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る。また短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。そして少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素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）の終端化として、ＳＡＳは水素或いはハロゲンを１原子％、又はそれ以上含んでいる。
【００８４】
ＳＡＳ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。珪化物気体を水素又はフッ素、若しくは水素又はフッ素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種又は複数種の希ガス元素とで希釈して用いることにより、ＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。このとき希釈率が１０倍〜１０００倍の範囲となるように、珪化物気体を希釈すると好ましい。またＳｉ２Ｈ６及びＧｅＦ４を用い、ヘリウムガスで希釈する方法を用いてＳＡＳを形成することができる。グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下で行うと好ましく、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行えばよい。
【００８５】
また、結晶性半導体膜は、非晶質半導体膜を又はＳＡＳを、加熱又はレーザ照射により結晶化して形成することができる。また、直接、結晶性半導体膜を形成してもよい。この場合、ＧｅＦ４、又はＦ２等のフッ素系ガスと、ＳｉＨ４、又はＳｉ２Ｈ６等のシラン系ガスとを用い、熱又はプラズマを利用して直接、結晶性半導体膜を形成することができる。
【００８６】
ここでは、ＣＶＤ法により、非晶質珪素膜を成膜する。
【００８７】
第２の半導体膜２２３は導電性を有する。ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、１５属の元素、代表的にはリンまたはヒ素を添加する。また、ｐチャネルＴＦＴを形成する場合には、１３属の元素、代表的にはボロンを添加する。第２の半導体膜は、珪化物気体にボロン、リン、ヒ素のような１３属又は１５属の元素を有する気体を加えたプラズマＣＶＤ法で成膜する。また、半導体膜を成膜したのち、１３属または１５属の元素を有する溶液を半導体膜上に塗布しレーザビームを照射して導電性を有する第２の半導体膜を形成することができる。レーザビームとしては、公知のパルス発振のレーザ又は連続発振のレーザから照射されるレーザビームを適宜用いる。
【００８８】
ここでは、シランガスと、０．５％フォスフィンガスとを用いて、リンを有するアモルファスシリコン膜をＣＶＤ法により成膜する。
【００８９】
次に、第２の半導体膜２２３上に第１のマスク２２４を形成する。第１のマスクは、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環及び複素環を主鎖にもち、且つ脂肪族部分が少なく高極性のヘテロ原子基を含む高分子を液滴吐出により吐出して形成することが好ましい。そのような高分子物質の代表例としてはポリイミド又はポリベンゾイミダゾールなどが挙げられる。ポリイミドを用いる場合には、ポリイミドを含む溶液を、吐出口から第２の半導体膜２２３上に吐出し、２００℃で３０分焼成して形成することができる。
【００９０】
ここでは、ポリイミドを吐出し、焼成して第１のマスク２２４を形成する。
【００９１】
次に、第１のマスク２２４を用いて第２の半導体膜２２３をエッチングし、図４（Ｄ）に示す第２の半導体領域２３２を形成する。次に、第１のマスク２２４を用いて第１の半導体膜２２２をエッチングして、第１の半導体領域２３１を形成する。この後、第１のマスクを除去する。
【００９２】
第１の半導体膜及び第２の半導体膜は、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣＨＦ３などを代表とするフッ素系ガス、あるいは塩素系ガスやフッ素系ガスにＯ２を用いてエッチングすることができる。
【００９３】
次に、第２の半導体領域２３２上に第２のパターン２５１を形成する。第２のパターンは、第１のパターン２０２と同様の材料及び形成方法を適宜用いることができる。ここでは、数ｎｍの銀粒子が分散されたＡｇペーストを選択的に吐出する。次に、レーザビーム直接描画装置を用いて、第２のパターン２５１の一部にレーザ光を照射する。この後、レーザ光が照射されなかった領域に残存する金属粒子を有する有機樹脂を除去して、図４（Ｆ）に示すような第２の導電層２６１、２６２を形成する。第２の導電層は、第１の導電層と同様に、金属粒子を有する導電層である。
【００９４】
次に、第２の導電層２６１、２６２をマスクとして、第２の半導体領域２３２の露出部をエッチングして分断してソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域２５４、２５５を形成する。このとき、第１の半導体領域２３１の一部がエッチングされる。一部エッチングされた第１の半導体領域を第４の半導体領域２５６と示す。第４の半導体領域２５６は、チャネル形成領域として機能する。
【００９５】
なお、第１の半導体領域がＳＡＳで形成されている場合、本実施形態のように、ソース領域及びドレイン領域がゲート電極を覆っている構造のほかに、ソース領域及びドレイン領域の端部とゲート電極の端部が一致しているいわゆるセルフアライン構造とすることができる。さらには、ソース領域及びドレイン領域がゲート電極を覆わず、一定の距離を隔てて形成されている構造とすることができる。この構造の場合、オフ電流を低減することができるため、該ＴＦＴを表示装置のスイッチング素子として用いた場合、コントラストを向上させることができる。さらに、第２の半導体領域が域複数のゲート電極を覆ういわゆるマルチゲート構造のＴＦＴとしても良い。この場合も、オフ電流を低減することができる。
【００９６】
次に、第２の導電層２６１、２６２上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。パッシベーション膜は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、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）、その他の絶縁性材料を用いて形成することができる。
【００９７】
以上の工程により、ゲート電極の幅の狭いチャネルエッチ型ＴＦＴを作製することができる。該半導体素子は、チャネル長が短いため、高速動作が可能である。また、抵抗値が低減された導電層を配線として用いるため、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【００９８】
（実施形態４）
本実施形態では、半導体素子としてボトムゲートＴＦＴにおいて、チャネル保護型ＴＦＴを、図５を用いて説明する。
【００９９】
図５（Ａ）に示すように、実施形態３と同様の工程により、基板２０１上に第１のパターン２０２を形成した後、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光２０３を照射して、図５（Ｂ）に示すように、第１の導電層２１１を形成する。なお、第１の導電層２１１の脇には、金属粒子を有する有機樹脂層２１２が残存する。
【０１００】
次に、金属粒子を有する有機樹脂層２１２をエッチングして、図５（Ｂ）に示すような、ゲート電極として機能する第１の導電層２１１を形成する。次に、第１の導電層２１１上に、ゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁層２２１、第１の半導体膜２２２を形成する。次に、第１の半導体膜２２２上であって、且つ第１の導電層２１１に重畳する領域に保護膜３０１を形成する。保護膜３０１の形成方法及び材料は、実施形態２に示す第１のマスク２２４と同様のものを用いることができる。ここでは、保護膜３０１は、ポリイミドを吐出し、焼成して形成する。
【０１０１】
次に、図５（Ｄ）に示すように、導電性を有する第２の半導体膜３０２を成膜する。なお、第２の半導体膜３０２は、実施形態２の第２の半導体膜２２３と同様の材料及び作製方法により形成することができる。次に、第１のマスク２２４を形成する。
【０１０２】
次に、第１のマスクを用いて、図５（Ｅ）に示すように、第２の半導体膜をエッチングして、第２の半導体領域３３２を形成する。また、第１の半導体膜をエッチングして、第１の半導体領域２３１を形成する。この後、第１のマスクを除去する。
【０１０３】
次に、第２の導電層３６１、３６２を形成する。第２の導電層３６１、３６２は、実施形態３の第２の導電層２６１、２６２と同様の材料及び形成方法により形成する。
【０１０４】
次に、第２の導電層３６１、３６２をマスクとして第２の半導体領域３３２をエッチングしてソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域３６３、３６４を形成する。この工程により、保護膜３０１の一部がエッチングされる。
【０１０５】
以上の工程により、ゲート電極の幅の狭いチャネル保護型ＴＦＴを作製することができる。該半導体素子は、チャネル長が短いため、高速動作が可能である。また、抵抗値が低減された導電層を配線として用いるため、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【０１０６】
（実施形態５）
本実施形態においては、トップゲートＴＦＴの中でも順スタガ型ＴＦＴの作製方法について、図６を用いて説明する。
【０１０７】
図６（Ａ）に示すように、基板２０１上に第１のパターン４０１、４０２を形成する。この材料及び作製方法は、実施形態１の第１のパターン１０２と同様のものを適宜用いることができる。次に、第１のパターン４０１、４０２に、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光４０３を照射する。ここでは、矢印４０４の方向にレーザ光を照射して、第１のパターンの一部の金属粒子を溶融する。次に、レーザ光が照射されなかった領域で残存する金属粒子を有する有機樹脂層を除去し、図６（Ｂ）に示すような、金属粒子が溶融された第１の導電層４１１、４１２を形成する。
【０１０８】
ここでは、第１のパターン４０１、４０２として、Ａｇペースト吐出した後、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザ光をＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融を行う。次に、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて、金属粒子を有する有機樹脂を除去し、銀で形成される導電層を露出させる。
【０１０９】
次に、第１の導電層上に導電性を有する第１の半導体膜４１３を成膜する。第１の半導体膜４１３は、実施形態２に示される第２の半導体膜２２２と同様の材料及び作製方法により作製することができる。つぎに、第１の半導体膜４１３上に第１のマスク４１４、４１５を形成する。第１のマスクは、実施形態２に示される第１のマスク２２４と同様の材料及び作製方法を適宜用いて作製することができる。
【０１１０】
次に、図６（Ｃ）に示すように、第１のマスクを用いて第１の半導体膜をエッチングして第１の半導体領域４１６、４１７を形成する。なお、第１の半導体領域はソース領域及びドレイン領域として機能する。次に、第２の半導体膜４２１を成膜する。第２の半導体膜４２１は、実施形態２に示される第１の半導体膜２２２と同様の材料及び手法を適宜用いて作製することが可能である。
【０１１１】
次に、第２の半導体膜４２１の一部の表面にレーザビーム直接描画装置を用いてレーザ光を照射して、図６（Ｄ）に示すような、酸化珪素膜４３１を形成する。酸化珪素膜４３１は、第２の半導体膜４２１をエッチングするためのマスクとして機能する。次に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いて、第２の半導体膜の露出部をエッチングして、図６（Ｅ）に示すように第２の半導体領域４４１を形成する。ここで、レーザビーム直接描画装置を用いて第２の半導体膜にレーザ光を照射することで、任意の領域を酸化し、酸化珪素膜を形成することが可能である。このため、公知のフォトリソグラフィー工程を用いずとも、所定の場所に半導体領域を形成することが可能である。また、レーザビームのスポット径を小さくすることで、レーザ光の照射面積を狭めることができる。即ち、微細な形状の酸化珪素膜及びそれをマスクとして形成される半導体領域を形成することができる。よって、半導体素子の高集積化が可能である。また、半導体領域の形状（矩形状、円形状、所定の形状等）のレーザ光を一度に照射して、酸化珪素膜を形成することで、スループットを向上させることが可能である。
【０１１２】
ここでは、第２の半導体膜４２１として、リンを有するアモルファスシリコン膜を成膜した後、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームを第２の半導体膜に照射して、酸化珪素膜４３１を形成する。なお、該手法の代わりに、液滴吐出法によりポリイミドを吐出してマスクを形成し、該マスクを用いて第２の半導体膜をエッチングしてもよい。
【０１１３】
次に、図６（Ｅ）に示すように、酸化珪素膜４３１上に、第２のパターン４４２を形成する。酸化珪素膜４３１はゲート絶縁膜として機能する。なお、酸化珪素膜４３１を除去した後、新たに実施形態２の第１の絶縁層２２１と同様の手法及び材料を適宜用いて、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層を形成しても良い。次に、第２のパターン４４２にレーザ光４４３を照射した後、未照射部をウエットエッチングして、図６（Ｆ）に示すように、金属粒子が溶融された第２の導電層４５１を形成することができる。第２の導電層４５１はゲート電極として機能する。
【０１１４】
ここでは、第２のパターン４４２として、Ａｇペースト吐出した後、Ｎｄ：ＹＶＯ４から発振されるレーザビームをＡｇペーストの一部に照射してＡｇ粒子の溶融を行う。この後、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて金属粒子を有する有機樹脂層を除去する。
【０１１５】
以上の工程により、順スタガ型ＴＦＴを作製することができる。また、抵抗値が低減された導電層を配線として用いるため、低消費電力の半導体装置を作製することができる。
【０１１６】
（実施形態６）
本実施形態では、有機半導体トランジスタの作製工程を、図７を用いて説明する。
【０１１７】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、実施形態３と同様に基板２０１上に第１のパターン２０２を形成した後、第１のパターン２０２の一部に、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光２０３を照射して、実施形態６（Ｂ）に示すような、金属粒子が溶融された第１の導電層２１１及びその両側面に設けられた金属粒子を有する有機樹脂層２１２を形成する。ここでは、基板２０１にプラスチックを用いる。
【０１１８】
次に、図７（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層を除去した後、基板２０１、第１の導電層２１１上にゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁層６０１を形成する。第１の絶縁層としては、実施形態３で示される第１の絶縁層２２１の材料及び手法を適宜用いることができる。また、液滴吐出法、塗布法、ゾルゲル法等を用いて、絶縁性を有する溶液を塗布して形成することができる。また、第１の導電層２１１を陽極酸化して、第１の絶縁層を形成してもよい。絶縁性を有する溶液の代表例としては、無機酸化物の微粒子が分散された溶液、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンガラス）、シリケート系ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、アルコキシシリケート系ＳＯＧ、ポリシラザン系ＳＯＧ、シロキサンポリマー等を適宜用いることができる。このときは、絶縁性を有する溶液を乾燥、材料によっては焼成する。
【０１１９】
ここでは、第１の絶縁層６０１として、ポリイミドを塗布し、焼成して形成する。
【０１２０】
次に、第２の導電層６０２を形成する。ここでは、スパッタリング法により第２の導電層６０２を成膜する。次に、第２の導電層６０２上に第１のマスク６０３、６０４を形成する。該マスクは、実施形態３の第１のマスク２２４と同様の材料を用いて形成する。第１のマスク６０３、６０４は、後のソース電極及びドレイン電極を形成するためのマスクである。
【０１２１】
ここでは、第２の導電層６０２として、金薄膜をスパッタリング法により成膜した後、ポリイミドを吐出し、焼成して第１のマスク６０３、６０４を形成する。
【０１２２】
次に、図７（Ｄ）に示すように、第１のマスク６０３、６０４を用いて第２の導電層６０２をエッチングして、第３の導電層６１１、６１２を形成する。第３の導電層６１１、６１２はソース電極及びドレイン電極として機能する。次に、ソース電極及びドレイン電極の間に、有機半導体材料用いて半導体領域６１３を形成する。
【０１２３】
半導体領域６１３の形成方法としては、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などを適宜用いることが可能である。この手法により、エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。また、有機半導体材料としては、公知の有機半導体材料を適宜用いることができる。代表例としては、骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。
【０１２４】
その他にも、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体領域を形成することができる。なお、このような前駆体を経由する有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
【０１２５】
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロホルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
【０１２６】
ここでは、ペンタセンを用いて半導体領域６１３を形成する。
【０１２７】
さらに、半導体領域６１３とソース電極及びドレイン電極として機能する第３の導電層６１１、６１２との間に、コンタクト層を設けても良い。コンタクト層の材料としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ−ｅｔｈｌｙｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎ）、ＰＳＳ（ｐｏｌｙ−ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｐｈｏｎａｔｅ）のような有機導電性材料で形成される導電層を形成することができる。また、コンタクト層に金属元素で形成される導電層を用いることができる。この場合、多くの有機半導体材料が電荷を輸送する材料がキャリアとして正孔を輸送するｐ型半導体であることからその半導体層とオーミック接触を取るために仕事関数の大きい金属を用いることが望ましい。代表的には、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属又は合金等が望ましい。これらの金属又は合金材料を用いた導電性ペーストを用いて印刷法やロールコーター法、液滴吐出法で形成することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、ソース電極及びドレイン電極を形成した後、チャネル形成領域を形成したが、この代わりに、第１の絶縁層上にチャネル形成領域を形成した後、ソース電極及びドレイン電極を形成しても良い。
【０１２９】
以上の工程により、短チャネル構造の有機薄膜トランジスタを形成することができる。
【実施例１】
【０１３０】
本実施例では、Ａｇペーストを用いてパターンを形成し、該パターンを仮焼きした試料と、Ａｇペーストを用いてパターンを形成し、該パターンにレーザ光を照射してＡｇ粒子を溶融した試料の抵抗値、及び形状について図２５、図２６を用いて説明する。
【０１３１】
はじめに、レーザ光を照射してＡｇ粒子を溶融した試料の抵抗値について、図２５を用いて説明する。ガラス基板上にＡｇペーストを液滴吐出法によって滴下し、条件１によって仮焼きした試料の抵抗値と、条件２によって焼成した試料の抵抗値の比較結果を表１に示すと共に、そのグラフを図２５（Ａ）に示す。このとき抵抗値を測定した各試料の形状は、図２５（Ｂ）に示すような、長軸の幅Ｄ１が１０００μｍ、短軸の幅Ｄ２が２００μｍの楕円状である。なお、条件１は、１００度で３０分加熱する条件である。また、条件２は、１００度で３０分加熱した後、連続発振のＹＶＯ４レーザから発振されるレーザ光（レーザパワー２Ｗ、レーザビームの直径８０μｍ）を照射する。このときのスキャン速度は５０ｃｍ／ｓｅｃである。
【０１３２】
【表１】
【０１３３】
表１及び図２５から分かるように、条件２の処理により試料の抵抗値が低下している。すなわち、金属粒子を有するペーストにレーザ光を照射することにより、金属粒子が溶融され、抵抗値を低下させることが可能である。
【０１３４】
次に、レーザ光を照射してＡｇ粒子を溶融し、エッチングしてＡｇ層を形成した試料の平面形状及び断面形状について、図２６を用いて説明する。
【０１３５】
ガラス基板の表面上にＡｇペーストを矩形状に吐出した後、６０〜１００度に加熱して、Ａｇペーストの溶媒を蒸発させた。次に、ガラス基板の裏面から、Ａｇペーストにレーザ光を照射した。このときのレーザ光の照射条件を、レーザ光の波長は５３２ｎｍ、ビーム径は１０μｍ×２１０μｍ、レーザ光のパワーは２Ｗ、走査速度を２０ｃｍ／ｓｅｃとした。次に、アルカリ性の有機材料を１０ｗｔ％含む溶液を用いて、レーザ光が照射されなかったＡｇペーストを除去した。
【０１３６】
このときの、試料を光学顕微鏡で観察した結果（反射明視野モード）を、図２６（Ａ）に示す。図２６（Ａ）において矩形状のＡｇ層２５０１が形成されている。なお、Ａｇ層２５０１に挟まれた矩形状の領域２５０２は、基板が露出している領域である。
【０１３７】
Ａｇ層２５０１及びＡｇ層２５０１に挟まれた矩形状の領域２５０２（基板が露出している領域）の断面を、触針式表面形状検査装置ＤＥＫＴＡＫ３ＳＴ（日本真空技術株式会社製）で測定した結果を図２６（Ｂ）に示す。ここでは、Ａｇ層２５０１に挟まれた矩形状の領域２５０２を基準（０ｎｍ）としている。幅１４０〜１８０μｍ、高さ１５０〜１７０ｎｍのＡｇ層２５０１が形成されていることがわかる。
【実施例２】
【０１３８】
次に、アクティブマトリクス基板及びそれを有する表示パネルの作製方法について図９〜図１２を用いて説明する。本実施例では、表示パネルとして液晶表示パネルを用いて説明する。図１２は、アクティブマトリクス基板の平面図であり、接続端子部のＡ−Ｂ、画素部のＣ−Ｄ及びＥ−Ｆに対応する縦断面構造を図９〜１１に模式的に示す。
【０１３９】
図９（Ａ）に示すように、基板８００表面に、第１の絶縁層８０１を形成する。ここでは、第１の絶縁層８０１として、窒化アルミニウム膜をプラズマＣＶＤ法により成膜する。次に、第１の絶縁層８０１上に第１の導電層を形成し、第１の導電層上にマスクを形成する。次に、マスクを用いて導電層をエッチングして、ゲート電極として機能する第２の導電層８０２ａ、８０２ｂを形成する。ここでは、第１の絶縁層に熱伝導率の高い窒化アルミニウム膜を用いるため、後に形成されるＴＦＴの発熱を基板全面で均一化することが可能となる。この結果、ＴＦＴのバラツキ低減が可能であり、大面積基板を用いてＴＦＴを形成する場合、特に好ましい。
【０１４０】
第１の導電層は、高融点材料を用いて形成することが好ましい。高融点材料を用いることにより、後の結晶化工程、ゲッタリング工程、活性化工程等の加熱工程が可能となる。高融点材料としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を適宜用いることができる。また、これら複数の層を積層して形成しても良い。代表的には、基板表面側から窒化タンタル膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化タンタル膜及びその上に形成されるモリブデン、窒化チタン膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化チタン膜及びその上に形成されるモリブデンモリブデン膜等の積層構造としてもよい。また、リンを含有する珪素膜（非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を含む）、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、又は酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いることもできる。
【０１４１】
ここでは、基板８００として、旭硝子社製ＡＮ１００ガラス基板を用い、第１の導電層として、スパッタリング法により膜厚１１０ｎｍのタングステン膜を成膜する。次に、第１の導電層上に、第１のマスクとしてポリイミドを吐出し、乾燥や焼成を行った後、ポリイミド層をマスクとして、第１の導電層をエッチングして、第２の導電層８０２ａ、８０２ｂを形成する。
【０１４２】
次に、第２の導電層８０２ａ、８０２ｂ上にゲート絶縁膜として機能する第２の絶縁層を形成する。ここでは、第２の絶縁層としては、基板８００側から、膜厚１１０ｎｍの酸化珪素膜（酸化窒化珪素膜）８０４と、窒化珪素膜（窒化酸化珪素膜）８０５を積層する。
【０１４３】
後に形成する非晶質半導体膜に接する絶縁層として、膜厚０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．３〜５ｎｍ、さらに好ましくは３ｎｍ〜５ｎｍの窒化珪素膜、あるいは窒化酸化珪素膜を形成すると好ましい。本実施例では、非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素（本実施例ではニッケルを用いる）を添加し、その後ゲッタリング処理を行って除去する。酸化珪素膜と半導体膜、代表的には珪素膜とは、界面状態が良好であるが、界面において珪素膜中の触媒元素と酸化珪素中の酸素が反応し、酸化金属物（本実施例では、酸化ニッケル（ＮｉＯｘ））になりやすく、触媒元素がゲッタリングされにくくなる場合がある。また、窒化珪素膜は、窒化珪素膜の応力や、トラップの影響により、非晶質半導体膜との界面状態に悪影響を与える恐れがある。よって、非晶質半導体膜に接する絶縁層の最上層に、膜厚０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．３〜５ｎｍ、さらに好ましくは３〜５ｎｍの窒化珪素膜、あるいは窒化酸化珪素膜を形成する。このような構造であると、非晶質半導体膜中の金属元素のゲッタリング効率も上がり、かつ非晶質半導体膜への窒化珪素膜の悪影響も軽減できる。また積層される絶縁層は同チャンバー内で真空のまま同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成するとよい。真空のまま連続的に形成すると、積層する膜同士の界面が汚染されるのを防ぐことができる。
【０１４４】
更には、第１の導電層を陽極酸化して形成した陽極酸化膜を形成した後、上記のような絶縁層を形成しても良い。
【０１４５】
次に、第２の絶縁層上に、膜厚１０〜１００ｎｍの非晶質半導体膜８０６を形成する。ここでは、膜厚１００ｎｍのアモルファスシリコン膜をＣＶＤ法により成膜する。次に、非晶質半導体膜８０６表面上に、触媒元素を含む層８０７を形成する。触媒元素とは、金属元素であり、非晶質半導体膜の結晶化を促進させる機能を有する。ここでは、５０ｐｐｍのニッケル触媒を含む溶液をスピンコーティング法により塗布する。次に、非晶質半導体膜８０６を加熱して図９（Ｂ）に示すような、結晶性半導体膜８１１を形成する。なお、結晶性半導体膜８１１には触媒元素が含まれる。ここでは、電気炉を用い、５００度で１時間加熱して半導体膜膜中の水素出しを行った後、５５０度で４時間加熱してニッケルを含む結晶性シリコン膜を形成する。次に、後のＴＦＴのチャネル領域となる領域にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行う。
【０１４６】
次に、触媒元素を含む結晶性半導体膜８１１表面上に、膜厚１００ｎｍのドナー型元素を含む半導体膜８１２を成膜する。ここでは、シランガスと、０．５％フォスフィンガス（流量比シラン／フォスフィンが１０／１７）とを用いて、リンを有するアモルファスシリコン膜を成膜する。
【０１４７】
次に、結晶性半導体膜８１１及びドナー型元素を含む半導体膜８１２を加熱して、触媒元素をゲッタリングするとともに、ドナー型元素を活性化する。即ち、触媒元素を含む結晶性半導体膜８１１中の触媒元素を、ドナー型元素を含む半導体膜８１２へ移動させる。このときの触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜を図９（Ｃ）の８１３で示す。ここでは、結晶性シリコン膜となる。また、触媒元素が移動した、ドナー型元素を含む半導体膜も加熱により結晶性半導体膜となる。即ち、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜となる。これを、図９（Ｃ）の８１４で示す。ここでは、ニッケル及びリンを含む結晶性シリコン膜となる。
【０１４８】
次に、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４上にマスク８１５を形成する。マスクは、ポリイミドを液滴吐出法により触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４上に吐出し、２００度３０分加熱して形成する。マスク８１５は、後の第１の半導体領域が形成される領域上に吐出する。
【０１４９】
次に、図１０（Ａ）に示すように、マスク８１５を用いて触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４をエッチングして第１の半導体領域８２１を形成する。また、触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜８１３をエッチングして第２の半導体領域８２２を形成する。触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４及び触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜８１３を、流量比がＣＦ４：Ｏ２＝１０：９の混合ガスを用いてエッチングする。次に、この後、マスク８１５を剥離液を用いて剥離する。
【０１５０】
次に、第１のパターン８２３、８２４を液滴吐出法で形成する。次に、第１のパターンの一部に、レーザビーム直接描画装置によりレーザ光８２５、８２６を照射して、第１のパターンに含まれる金属粒子の一部を溶融する。次に、第１のパターンにおいてレーザ光が照射されない金属粒子を有する有機樹脂層を除去して、図１０（Ｂ）に示すような、第２の導電層８３１〜８３３を形成する。第２の導電層は、信号線、ソース電極及びドレイン電極の何れかとして機能する。
【０１５１】
ここでは、第１のパターン８２４は、Ａｇペーストと吐出し、６０〜１００度に加熱して、Ａｇペーストの溶媒を蒸発させて形成する。次に、レーザビーム直接描画装置を用いて、第１のパターン８２４に波長５３２ｎｍで連続発振のレーザ光を照射して、第１のパターンに含まれる銀粒子を溶融して、図１０（Ｂ）に示すような、銀で形成される第２の導電層８３１〜８３３を形成する。次に、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて、レーザ光が照射されないＡｇペーストの領域を除去する。
【０１５２】
次に、第２の導電層８３２、８３３をマスクとして、第１の半導体領域８２１をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域８３４、８３５を形成する。また、このとき第２の半導体領域８２２の一部もエッチングされる。エッチングされた第２の半導体領域を第４の半導体領域８３６と示す。第４の半導体領域８３６は、チャネル形成領域として機能する。
【０１５３】
次に、第２の導電層８３３に接するように、膜厚１００〜３００ｎｍの第３の導電層８３７を成膜する。第３の導電層の材料としては、透光性を有する導電膜、又は反射性を有する導電膜があげられる。透光性を有する導電膜の材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ等が挙げられる。また、反射性を有する導電膜の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）などの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料、若しくは該金属の窒化物である窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、若しくは１〜２０％のニッケルを含むアルミニウムなどが挙げられる。また、第３の導電層の形成方法としては、液滴吐出法、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等を適宜用いる。なお、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等を用いる場合、液滴吐出法、レーザビーム直接描画装置を用いた露光等によりマスクを形成した後、導電膜をエッチングして導電層を形成する。ここでは、膜厚１１０ｎｍの酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により成膜し、所望の形状にエッチングして画素電極として機能する第３の導電層８３７を形成する。
【０１５４】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、信号線として機能する第２の導電層８３１において、後に走査線（ゲート配線）と交差する部分において、絶縁層８４１を形成する。ここでは、液滴吐出法によりポリイミドを吐出し、乾燥及び焼成を行って絶縁層８４１を形成する。なお、ここでは、ソース配線とゲート配線とが交差する部分にのみ絶縁層８４１を形成したが、基板上全面に絶縁層を形成して、ソース配線とゲート配線とを絶縁してもよい。
【０１５５】
次に、絶縁層８４１、第２の導電層８３２、８３３、第４の半導体領域８３６、第３の導電層８３７をマスクとして、第２の絶縁層をエッチングし、第１の導電層８０２ａを露出する。このとき、図１０（Ｄ）に示すように、絶縁層８４１、第２の導電層８３２、８３３、第４の半導体領域８３６、第３の導電層８３７で覆われる第２の導電層８４２、８４３は残存する。ここでは、ＣＨＦ３を用いてドライエッチングすることで、絶縁層８４
１、第２の導電層８３２、８３３、第４の半導体領域８３６、第３の導電層８３７をマスクとして、窒化珪素膜及び酸化珪素膜で形成される第２の絶縁層をエッチングすることができる。
【０１５６】
次に、第２の導電層８０２ａの露出部に接するように第４の導電層８４４を形成する。第４の導電層８４４は、第１の導電層８０２ａ、８０２ｂと同様の手法により形成することができる。第４の導電層８４４は、走査線（ゲート配線）として機能する。
【０１５７】
なお、図１０（Ｂ）のＣ−Ｄ、及びＥ−Ｆに相当する平面図を、図１２に示すので参照する。
【０１５８】
なお、本実施例では、第３の導電層８３７を形成した後、第４の導電層８４４を形成しているが、この工程の代わりに、第４の導電層８４４を形成した後、第３の導電層８３７を形成しても良い。
【０１５９】
次に、図１１（Ａ）に示すように、保護膜８６１を形成しても良い。保護膜としては、第４の半導体領域８３６に接する絶縁膜として、酸化珪素膜を成膜し、その上に窒化珪素膜を成膜すればよい。
【０１６０】
以上の工程により、アクティブマトリクス基板を形成することができる。本実施例で形成されるアクティブマトリクス基板は、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いており、また活性化工程、ゲッタリング工程、結晶化工程等の加熱処理を行った後、低抵抗材料を用いて信号線、走査線等の配線を形成している。このため、結晶性を有し、不純物金属元素が少なく、配線抵抗の低いＴＦＴを形成することが可能である。
【０１６１】
結晶性半導体膜で形成されるＴＦＴは、非晶質半導体膜で形成される逆スタガ型ＴＦＴと比較して数１０〜５０倍程度、移動度が高い。また、ソース領域及びドレイン領域には、アクセプター型元素又はドナー型元素に加え、触媒元素をも含む。このため、半導体領域との接触抵抗の低いソース領域及びドレイン領域が形成できる。この結果、高速動作が必要な発光素子を有する表示装置を作製することが可能である。
【０１６２】
更には、ゲッタリング工程により、成膜段階で半導体膜中に混入する金属元素をもゲッタリングするため、オフ電流を低減することが可能であり、代表的には６桁以上のＯＮ／ＯＦＦ比を有するＴＦＴを形成することが可能である。このようなＴＦＴを有する表示装置のスイッチング素子に設けることにより、コントラストを向上させることが可能である。
【０１６３】
なお、本実施例では、接続端子部及び画素部の説明をしたが、画素部のＴＦＴと同時に駆動回路のＴＦＴを形成してもよい。この場合、同一基板上に接続端子部、画素部、及び駆動回路部を形成することができる。
【０１６４】
次に、保護膜８６１を覆うように印刷法やスピンコート法により、絶縁膜を成膜し、ラビングを行って配向膜８６２を形成する。なお、配向膜８６２は、斜方蒸着法により形成することもできる。
【０１６５】
次に、配向膜８８３及び第２の画素電極（対向電極）８８２が設けられた対向基板８８１において、画素部の周辺の領域に液滴吐出法により閉ループ状のシール材８７１を形成する。ディスペンサ式（滴下式）により、シール材８７１で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下する。
【０１６６】
シール材８７１には、フィラーが混入されていてもよく、さらに、対向基板８８１にはカラーフィルタや遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。
【０１６７】
次に、ディスペンサ式（滴下式）により、シール材８７１で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下したのち、真空中で、配向膜８８３及び第２の画素電極（対向電極）８８２が設けられた対向基板８８１とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせ、紫外線硬化を行って、液晶材料が充填された液晶層８８４を形成する。なお、液晶層８８４を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）の代わりに、対向基板を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶材料を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いることができる。
【０１６８】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、第２の導電層８４４を介して配線基板、代表的にはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｅｒｃｕｉｔ、（ここでは、走査線として機能する第２の導電層に接続される配線基板８８６）を貼り付ける。さらに、各配線基板と接続端子との接続部を封止樹脂で封止することが好ましい。この構造により、断面部からの水分が画素部に侵入し、劣化することを防ぐことができる。以上の工程により、液晶表示パネルを形成することができる。
【０１６９】
以上の工程により液晶表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン又はソース配線層とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。
【０１７０】
なお、実施形態１乃至実施形態６のいずれをも本実施例に適用することができる。
【実施例３】
【０１７１】
本実施例では、表示モジュールについて説明する。ここでは、表示モジュールの一例として、液晶モジュールを、図１３を用いて示す。
【０１７２】
図１３（Ａ）は、白色ライト及びカラーフィルタを用いてカラー表示をする液晶モジュールの断面図を示す。
【０１７３】
図１３（Ａ）に示すように、アクティブマトリクス基板１６０１と対向基板１６０２とが、シール材１６００により固着され、それらの間には画素部１６０３と液晶層１６０４とが設けられ表示領域を形成している。
【０１７４】
着色層１６０５は、カラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。アクティブマトリクス基板１６０１と対向基板１６０２との外側には、光学フィルム１６０６、１６０７（偏光板、位相差板など）が配設されている。また、光学フィルム１６０６の表面には、保護膜１６１６が形成されており、外部からの衝撃を緩和している。
【０１７５】
アクティブマトリクス基板１６０１に設けられた接続端子１６０８には、ＦＰＣ１６０９を介して配線基板１６１０が接続されている。配線基板１６１０には、画素駆動回路（ＩＣチップ、ドライバＩＣ等）、コントロール回路や電源回路などの外部回路１６１２が組み込まれている。
【０１７６】
冷陰極管１６１３、反射板１６１４、及び光学フィルム１６１５、インバータ（図示しない。）はバックライトユニットであり、これらが光源となって液晶表示パネルへ光を投射する。液晶パネル、光源、配線基板、ＦＰＣ等は、ベゼル１６１７で保持及び保護されている。
【０１７７】
このような構造の液晶モジュールとしては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード等を適宜適用することが可能である。
【０１７８】
図１３（Ｂ）は、カラーフィルタを用いず、カラー表示を行うことが可能なフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いる液晶モジュールを示す。フィールドシーケンシャル方式の駆動方法は、液晶パネルによって光シャッタを行って、ＲＧＢの３色のバックライトを高速で点灯させてカラー表示を行い、人間の目の時間的な分解能力の限界を利用し、連続時間的な加法混色によってカラー表示を実現するものである。バックライトとしては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発する冷陰極管またはダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。
【０１７９】
ここでは、いわゆるπセル構造を有しており、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モードという表示モードを用いる。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過する状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
【０１８０】
また、液晶層１６０４に充填される材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶、又は反強誘電性液晶、若しくはこれらの材料を複数混合した材料を用いることができる。
【０１８１】
また、ＯＣＢモードによる表示においては、液晶パネルを挟持する一対の光学フィルム１６０６、１６０７（偏光板、位相差板など）は、リタデーションの視角依存性を３次元的に補償するため、２軸性位相差板を用いることが好ましい。
【０１８２】
ここでは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれに発光するＬＥＤ１６２１〜１６２３が反射板１６１４内に設けられている。また、これらのＬＥＤの発光を制御するコントローラ（図示しない。）が設けられている。フィールドシーケンシャル駆動方法においては、ＬＥＤ点灯期間ＴＲ期間、ＴＧ期間およびＴＢ期間に、それぞれＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤが順に点灯する。赤のＬＥＤの点灯期間（ＴＲ）には、赤に対応したビデオ信号（Ｒ１）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに赤の画像１画面分が書き込まれる。また、緑のＬＥＤの点灯期間（ＴＧ）には、緑に対応したビデオデータ（Ｇ１）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに緑の画像１画面分が書き込まれる。また、青のＬＥＤの点灯期間（ＴＢ）には、青に対応したビデオデータ（Ｂ１）が液晶表示装置に供給され、液晶表示装置に青の画像１画面分が書き込まれる。これら３回の画像の書き込みにより、１フレームが形成される。
【０１８３】
なお、実施形態１乃至実施形態６のいずれをも本実施例に適用することができる。
【実施例４】
【０１８４】
本実施例では、表示パネルとして発光表示パネルの作製方法について図１４〜図１７を用いて説明する。画素部の平面構造を図１７に示し、図１４〜図１８は、図１７の接続端子部のＡ−Ｂ、画素部のＣ−Ｄ及びＥ−Ｆに対応する縦断面構造を模式的に示したものである。
【０１８５】
図１４（Ａ）に示すように、基板９０１上に第１の絶縁層９０２を膜厚１００〜１０００ｎｍで形成する。ここでは、第１の絶縁層として、プラズマＣＶＤ法を用いた膜厚１００ｎｍの酸化シリコン膜と減圧熱ＣＶＤ法を用いた膜厚４８０ｎｍの酸化シリコン膜を積層させて形成する。
【０１８６】
次に、非晶質半導体膜を膜厚１０〜１００ｎｍで形成する。ここでは減圧熱ＣＶＤ法を用いて膜厚５０ｎｍの非晶質シリコン膜を形成する。次に、この非晶質半導体膜を結晶化させる。本実施例では、非晶質シリコン膜にレーザ光を照射して結晶性シリコン膜を形成する。次に、結晶性シリコン膜の不要な部分を除去して半導体領域９０３、９０４を形成する。次に、ゲート絶縁膜として機能する第２の絶縁層９０５を形成する。ここでは、ＣＶＤ法により酸化珪素膜を成膜する。
【０１８７】
次いで、ＴＦＴのチャネル領域となる領域にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行う。このチャネルドープ工程は、ＴＦＴしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここではジボラン（Ｂ２Ｈ６）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加する。なお、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いてもよい。
【０１８８】
次に、第１のパターン９０６〜９１０を形成したのち、レーザビーム直接描画装置から射出されるレーザ光９１１〜９１５を照射して、図１４（Ｂ）に示すような、ゲート配線として機能する第１の導電層９１６、ゲート電極として機能する第１の導電層９１７〜９１９、および容量配線として機能する第１の導電層９２０を形成する。また、この工程と同時にレーザ光９１１〜９１５が照射されなかった領域には、金属粒子を有する有機樹脂層９２１〜９２５が形成される。ここでは、液滴吐出法によりＡｇと吐出し、レーザ光を照射した後、アルカリ性を呈する有機溶液を用いて、金属粒子を有する有機樹脂層９２１〜９２５を除去する。
【０１８９】
次に、図１４（Ｃ）に示すように、金属粒子を有する有機樹脂層９２１〜９２５を除去して、第１の導電層９１６〜９２０を露出する。
【０１９０】
次いで、図１５（Ａ）に示すように、第１の導電層９１６〜９２０をマスクとして、自己整合的にリンを半導体領域に添加して、高濃度不純物領域９３０〜９３４を形成する。高濃度不純物領域のリンの濃度が１×１０２０〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（代表的には２×１０２０〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）となるように調整する。なお、半導体領域９０３、９０４のうち、第１の導電層９１７〜９１９と重なる領域はチャネル形成領域となる。
【０１９１】
次いで、第１の導電層９１６〜９１９を覆う第３の絶縁層９３５を形成する。ここでは、水素を含む絶縁膜を成膜する。この後、半導体領域に添加された不純物元素の活性化および半導体領域の水素化を行う。水素を含む絶縁膜は、スパッタリング法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。
【０１９２】
次いで、半導体領域に達する開口部を形成した後、第２の導電層９４１〜９４４を形成する。第２の導電層９４１はソース配線として機能し、第２の導電層９４２は第１の接続配線として機能し、第２の導電層９４３は電源線として機能し、第２の導電層９４４は第２の接続配線として機能する。本実施例ではチタン膜と、アルミニウム膜と、チタン膜とをスパッタ法で連続して形成した３層構造の積層膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして第３の導電層を形成する。
【０１９３】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、第４の絶縁層９５１を形成する。第４の絶縁層としては、平坦化が可能な絶縁層が好ましい。平坦化が可能な絶縁層としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシリカガラスに代表されるシロキサンポリマー系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサンポリマー、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーに代表される珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサンポリマー系の絶縁材料を用いることができる。形成方法としては、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法等公知の手法を用いて形成する。なお、塗布法で形成することにより、第２の絶縁層の表面を平坦化することが可能であり、後の画素電極の形成に適している。ここではアクリル樹脂を成膜する。なお、第４の絶縁層として、黒色顔料、色素などの可視光を吸収する材料を溶解又は分散させてなる有機材料を用いることで、後に形成される発光素子の迷光の吸収が第４の絶縁層に吸収され、各画素のコントラスト向上が可能である。
【０１９４】
次に、第４の絶縁層の一部をエッチングして第４の絶縁層に開口部を設けると共に、第２の導電層９４４（第２の接続配線）の一部を露出する。次に、第３の導電層９５２を形成する。第３の導電層９５２は、第１の画素電極として機能する。第３の導電層９５２としては、反射導電膜と透明導電膜を積層して成膜する。ここでは、１〜２０％のニッケルを含むアルミニウム膜と酸化珪素を有するＩＴＯをスパッタリング法で積層する。なお、１〜２０％のニッケルを含むアルミニウムは、酸化物であるＩＴＯと接しても電蝕しないため好ましい。
【０１９５】
第３の導電層９５２は、液滴吐出法により、画素電極を形成する領域に導電材料を吐出し、乾燥及び焼成をして形成する。又、本発明のように、レーザ光を用いて、導電材料の一部を溶融した後、レーザ光が溶融されない領域を除去して、第３の導電層を形成しても良い。更には、全面に導電層を形成した後、液滴吐出法によりマスクを形成し、該マスクを用いて導電層をエッチングして、第３の導電層を形成しても良い。
【０１９６】
なお、図１５（Ｂ）の縦断面構造Ｃ−Ｄ及びＥ−Ｆに対応する平面構造を図１７に示すので同時に参照する。
【０１９７】
次に、図１５（Ｃ）に示すように、第３の導電層９５２の端部を覆って、隔壁（障壁などとも呼ばれる）となる第５の絶縁層９６１を形成する。第５の絶縁層は、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜）を膜厚０．８μｍ〜１μｍの範囲で用いる。第５の絶縁層として、感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。
【０１９８】
また、第５の絶縁層として、上記有機材料に、色素、黒色顔料等の可視光を吸収する材料を溶解又は分散、遮光性を有する絶縁物としてもよい。この場合、第５の絶縁層は、ブラックマトリックスとして機能するため、後に形成される発光素子からの迷光を吸収することができる。この結果、各素のコントラストが向上する。さらには、第４の絶縁層９５１も遮光性を有する絶縁物で設けることによって、第５の絶縁層９６１とのトータルで遮光の効果を得ることができる。
【０１９９】
次に、蒸着法、塗布法、液滴吐出法などにより、第３の導電層９５２表面及び第５の絶縁層９６１の端部上に発光物質を含む層９６２を形成する。この後、発光物質を含む層９６２上に、第２の画素電極として機能する第４の導電層９６３を形成する。ここでは、酸化珪素を含むＩＴＯをスパッタリング法により成膜する。この結果、第３の導電層、発光物質を含む層、及び第４の導電層により発光素子を形成することができる。発光素子を構成する導電層及び、発光物質を含む層の各材料は適宜選択し、各膜厚も調整する。
【０２００】
なお、発光物質を含む層９６２を形成する前に、大気圧中で２００℃の熱処理を行い第５の絶縁層９６１中若しくはその表面に吸着している水分を除去する。また、減圧下で２００〜４００℃、好ましくは２５０〜３５０℃に熱処理を行い、そのまま大気に晒さずに発光物質を含む層９６２を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。
【０２０１】
発光物質を含む層９６２は、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子系有機化合物、デンドリマー、オリゴマー等に代表される中分子系有機化合物、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせても良い。
【０２０２】
発光物質を含む層は、発光波長帯の異なる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（着色層）を設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルター（着色層）を設けることで、従来必要であるとされていた円偏光版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、斜方から画素部（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。
【０２０３】
また、発光物質を含む層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。
【０２０４】
さらに、発光物質を含む層に、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。
【０２０５】
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表示装置の画素は、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、発光装置の信頼性を向上させることができる。
【０２０６】
次に、発光素子を覆って、水分の侵入を防ぐ透明保護層９６４を形成する。透明保護層９６４としては、スパッタ法またはＣＶＤ法により得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜（ＳｉＮＯ膜（組成比Ｎ＞Ｏ）またはＳｉＯＮ膜（組成比Ｎ＜Ｏ））、炭素を主成分とする薄膜（例えばＤＬＣ膜、ＣＮ膜）などを用いることができる。
【０２０７】
以上の工程により、発光表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線層（ゲート配線層）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン配線層又はソース配線層とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。
【０２０８】
なお、実施形態１乃至実施形態６のいずれをも本実施例に適用することができる。また、表示パネルとして実施例２及び実施例３において、液晶表示パネル及び発光表示パネルを例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）等のアクティブ型表示パネルに、本発明を適宜適用することができる。
【０２０９】
次に、図１６（Ａ）に示すように、透明な封止基板９７１をシール材９７２で貼り合わせて発光素子を封止する。即ち、表示領域の外周をシール材９７２で囲み、一対の基板で封止される。ＴＦＴの層間絶縁膜である第３の絶縁層９３５は、基板全面に設けられているため、シール材のパターンが層間絶縁膜の外周縁よりも内側に描画された場合、シール材のパターンの外側に位置する層間絶縁膜の一部から水分や不純物が浸入する恐れがある。従って、ＴＦＴの層間絶縁膜として用いる第３の絶縁層９３５の外周は、シール材のパターンの内側、好ましくは、シール材と重なるようにする。
【０２１０】
なお、シール材９７２で囲まれた領域には透明な充填材９７３を充填する。透明な充填材９７３としては、できるだけ水分や酸素を透過しない材料が好ましく、代表的には粘性の低いエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、不活性ガス、例えば窒素ガスを充填した空間としてもよい。水分や酸素の侵入の防止を高めることができる。
【０２１１】
また、透明な封止基板９７１としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、フィルム状のプラスチック基板等を適宜用いることができる。更には、封止基板９７１に偏光板を設けても良い。
【０２１２】
次に、図１６（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ９８６を異方性導電膜９８５により公知の方法で端子電極９８７と貼りつける。端子電極９８７は、第４の導電層と同時に形成することが好ましく、ゲート電極として機能する第１の導電層と同時に形成された第１の導電層９１６上に形成する。
【０２１３】
なお、本実施例では、接続端子部及び画素部の説明をしたが、画素部のＴＦＴと同時に駆動回路のＴＦＴを形成してもよい。この場合、同一基板上に接続端子部、画素部、及び駆動回路部を形成することができる。
【０２１４】
また、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線とダイオードのドレイン又はソース配線とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。
【０２１５】
以上の工程によって、発光表示パネルを作製することができる。
【実施例５】
【０２１６】
上記実施例において適用可能な発光素子の形態を、図１８を用いて説明する。
【０２１７】
図１８（Ａ）は第１の画素電極１１を透光性の酸化物導電性材料で形成した例であり、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料（代表的には、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、酸化珪素を含むＩＴＯ等）で形成している。その上に正孔注入層若しくは正孔輸送層４１、発光層４２、電子輸送層若しくは電子注入層４３を積層した発光物質を含む層１６を設けている。第２の画素電極１７は、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第１の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第２の電極層３４で形成している。この構造の画素は、図中に矢印で示したように第１の画素電極１１側から光を放射することが可能となる。
【０２１８】
図１８（Ｂ）は第２の画素電極１７から光を放射する例を示し、第１の画素電極１１はアルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する第１の電極層３５と、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層３２で形成している。その上に正孔注入層若しくは正孔輸送層４１、発光層４２、電子輸送層若しくは電子注入層４３を積層した発光物質を含む層１６を設けている。第２の画素電極１７は、ＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成するが、いずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第２の画素電極１７から光を放射することが可能となる。
【０２１９】
図１８（Ｅ）は、両方向、即ち第１の電極及び第２の電極から光を放射する例を示し、第１の画素電極１１に、透光性を有し且つ仕事関数の大きい導電膜を用い、第２の画素電極１７に、透光性を有し且つ仕事関数の小さい導電膜を用いる。代表的には、第１の画素電極１１を、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成し、第２の画素電極１７を、それぞれ１００ｎｍ以下の厚さのＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成すればよい。
【０２２０】
図１８（Ｃ）は第１の画素電極１１から光を放射する例を示し、かつ、発光物質を含む層を電子輸送層若しくは電子注入層４３、発光層４２、正孔注入層若しくは正孔輸送層４１の順に積層した構成を示している。第２の画素電極１７は、発光物質を含む層１６側から酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層３２、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する第１の電極層３５で形成している。第１の画素電極１１は、ＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成するが、いずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第１の画素電極１１から光を放射することが可能となる。
【０２２１】
図１８（Ｄ）は第２の画素電極１７から光を放射する例を示し、かつ、発光物質を含む層を電子輸送層若しくは電子注入層４３、発光層４２、正孔注入層若しくは正孔輸送層４１の順に積層した構成を示している。第１の画素電極１１は図１８（Ａ）と同様な構成とし、膜厚は発光物質を含む層で発光した光を反射可能な程度に厚く形成している。第２の画素電極１７は、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で構成している。この構造において、正孔注入層若しくは正孔輸送層４１を無機物である金属酸化物（代表的には、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、コバルト酸化物、ニッケル酸化物及び銅酸化物）で形成することにより、第２の電極層３２を形成する際に導入される酸素が供給されて正孔注入性が向上し、駆動電圧を低下させることができる。
【０２２２】
図１８（Ｆ）は、両方向、即ち第１の画素電極及び第２の画素電極から光を放射する例を示し、第１の画素電極１１に、透光性を有し且つ仕事関数の小さい導電膜を用い、第２の画素電極１７に、透光性を有し且つ仕事関数の大きい導電膜を用いる。代表的には、第１の画素電極１１を、それぞれ１００ｎｍ以下の厚さのＬｉＦやＣａＦ２などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む第３の電極層３３とアルミニウムなどの金属材料で形成する第４の電極層３４で形成し、第２の画素電極１７を、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成すればよい。
【実施例６】
【０２２３】
上記実施例で示す発光表示パネルの画素回路、及びその動作構成について、図１９を用いて説明する。発光表示パネルの動作構成は、ビデオ信号がデジタルの表示装置において、画素に入力されるビデオ信号が電圧で規定されるのものと、電流で規定されるものとがある。ビデオ信号が電圧によって規定されるものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が電流によって規定されるものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。本実施例では、ＣＶＣＶ動作をする画素を図１９（Ａ）及び（Ｂ）用いて説明する。また、ＣＶＣＣ動作をする画素を図１９（Ｃ）及び（Ｄ）を用いて説明する。
【０２２４】
図１９（Ａ）及び（Ｂ）に示す画素は、列方向に信号線３７１０及び電源線３７１１、行方向に走査線３７１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ３７０１、駆動用ＴＦＴ３７０３、容量素子３７０２及び発光素子３７０５を有する。
【０２２５】
なお、スイッチング用ＴＦＴ３７０１及び駆動用ＴＦＴ３７０３は、オンしているときは線形領域で動作する。また駆動用ＴＦＴ３７０３は発光素子３７０５に電圧を印加するか否かを制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましく、本実施例ではｐチャネル型ＴＦＴとして形成する。また駆動用ＴＦＴ３７０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。また、駆動用ＴＦＴ３７０３のチャネル幅Ｗとチャネルと長Ｌの比（Ｗ／Ｌ）は、ＴＦＴの移動度にもよるが１〜１０００であることが好ましい。Ｗ／Ｌが大きいほど、ＴＦＴの電気特性が向上する。
【０２２６】
図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す画素において、スイッチング用ＴＦＴ３７０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用ＴＦＴ３７０１がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子３７０２にそのビデオ信号の電圧が保持される。
【０２２７】
図１９（Ａ）において、電源線３７１１がＶｓｓで発光素子３７０５の対向電極がＶｄｄの場合、即ち図１８（Ｃ）及び（Ｄ）の場合、発光素子の対向電極は陽極であり、駆動用ＴＦＴ３７０３に接続される電極は陰極である。この場合、駆動用ＴＦＴ３７０３の特性バラツキによる輝度ムラを抑制することが可能である。
【０２２８】
図１９（Ａ）において、電源線３７１１がＶｄｄで発光素子３７０５の対向電極がＶｓｓの場合、即ち図１８（Ａ）及び（Ｂ）の場合、発光素子の対向電極は陰極であり、駆動用ＴＦＴ３７０３に接続される電極は陽極である。この場合、Ｖｄｄより電圧の高いビデオ信号を信号線３７１０に入力することにより、容量素子３７０２にそのビデオ信号の電圧が保持され、駆動用ＴＦＴ３７０３が線形領域で動作するので、ＴＦＴのバラツキによる輝度ムラを改善することが可能である。
【０２２９】
図１９（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ３７０６と走査線３７１５を追加している以外は、図１９（Ａ）に示す画素構成と同じである。
【０２３０】
ＴＦＴ３７０６は、新たに配置された走査線３７１５によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ３７０６がオンとなると、容量素子３７０２に保持された電荷は放電し、駆動用ＴＦＴ３７０３がオフとなる。つまり、ＴＦＴ３７０６の配置により、強制的に発光素子３７０５に電流が流れない状態を作ることができる。そのためＴＦＴ３７０６を消去用のＴＦＴと呼ぶことができる。従って、図１９（Ｂ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、発光のデューティ比を向上することが可能となる。
【０２３１】
上記動作構成を有する画素において、発光素子３７０５の電流値は、線形領域で動作する駆動用ＴＦＴ３７０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性のバラツキを抑制することが可能であり、ＴＦＴ特性のバラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０２３２】
次に、ＣＶＣＣ動作をする画素を図１９（Ｃ）及び（Ｄ）を用いて説明する。図１９（Ｃ）に示す画素は、図１９（Ａ）に示す画素構成に、電源線３７１２、電流制御用ＴＦＴ３７０４が設けられている。なお、図１９（Ｃ）に示す画素において、駆動用ＴＦＴ３７０３のゲート電極を、行方向に配置された電源線３７１２を、列方向に配置された電源線３７１２に接続してもよい。
【０２３３】
なお、スイッチング用ＴＦＴ３７０１は線形領域で動作し、駆動用ＴＦＴ３７０３は飽和領域で動作する。また駆動用ＴＦＴ３７０３は発光素子３７０５に流れる電流値を制御する役目を有し、電流制御用ＴＦＴ３７０４は飽和領域で動作し発光素子３７０５に対する電流の供給を制御する役目を有する。
【０２３４】
図１９（Ｄ）に示す画素はそれぞれ、図１９（Ｃ）に示す画素に、消去用のＴＦＴ３７０６と走査線３７１５を追加している以外は、図１９（Ｃ）に示す画素構成と同じである。
【０２３５】
なお、図１９（Ａ）及び（Ｂ）に示される画素でも、ＣＶＣＣ動作をすることは可能である。また、図１９（Ｃ）及び（Ｄ）に示される動作構成を有する画素は、図１９（Ａ）及び（Ｂ）と同様に、発光素子の電流の流れる方向によって、Ｖｄｄ及びＶｓｓを適宜変えることが可能である。
【０２３６】
上記構成を有する画素は、電流制御用ＴＦＴ３７０４が線形領域で動作するために、電流制御用ＴＦＴ３７０４のＶｇｓの僅かな変動は、発光素子３７０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子３７０５の電流値は、飽和領域で動作する駆動用ＴＦＴ３７０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０２３７】
特に、非晶質半導体等を有する薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用ＴＦＴの半導体膜の面積を大きくすると、ＴＦＴのバラツキの低減が可能であるため好ましい。このため、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴの数が少ないため開口率を増加させることが可能である。
【０２３８】
なお、容量素子３７０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などで、まかなうことが可能な場合には、容量素子３７０２を設けなくてもよい。
【０２３９】
また、薄膜トランジスタの半導体領域が非晶質半導体膜で形成される場合は、しきい値がシフトしやすいため、しきい値を補正する回路を画素内又は画素周辺に設けることが好ましい。
【０２４０】
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にＴＦＴが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。一方、一列毎にＴＦＴが設けられるパッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にＴＦＴが設けられていないため、高開口率となる。
【０２４１】
また、本発明の表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
【０２４２】
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。
【実施例７】
【０２４３】
本実施例では、発光表示パネルを有するモジュールについて、図２１を用いて説明する。図２１は発光表示パネル９５０１と、回路基板９５０２を組み合わせたＥＬモジュールを示している。回路基板９５０２には、例えば、コントロール回路９５０４や信号分割回路９５０５などが形成されている。また、発光表示パネル９５０１と回路基板９５０２とは、接続配線９５０３で接続されている。
【０２４４】
この発光表示パネル９５０１は、発光素子が各画素に設けられた画素部９５０６と、走査線駆動回路９５０７、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９５０８を備えている。画素部９５０６の構成は、実施例２及び４と同様である。また、走査線駆動回路９５０７や信号線駆動回路９５０８は、公知の異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板上にＩＣチップを実装する。
【０２４５】
本実施例により、低コストで表示モジュールを形成することが可能である。
【実施例８】
【０２４６】
本実施例では、上記実施例に示した表示パネルへの駆動回路の実装について、図２０を用いて説明する。
【０２４７】
図２０（Ａ）に示すように、画素部１４０１の周辺に信号線駆動回路１４０２、及び走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂを実装する。図２０（Ａ）では、信号線駆動回路１４０２、及び走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂ等として、公知の異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板１４００上にＩＣチップ１４０５を実装する。ここでは、ＣＯＧ方式を用いる。そして、ＦＰＣ１４０６（フレキシブルプリントサーキット）を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。
【０２４８】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２４９】
また、図２０（Ｂ）に示すように、ＳＡＳや結晶性半導体でＴＦＴを形成する場合、画素部１４０１と走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂ等を基板上に一体形成し、信号線駆動回路１４０２等を別途ＩＣチップとして実装する場合がある。図２０（Ｂ）において、信号線駆動回路１４０２として、ＣＯＧ方式により、基板１４００上にＩＣチップ１４０５を実装する。そして、ＦＰＣ１４０６を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。
【０２５０】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２５１】
さらに、図２０（Ｃ）に示すように、ＣＯＧ方式に代えて、ＴＡＢ方式により信号線駆動回路１４０２等を実装する場合がある。そして、ＦＰＣ１４０６を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。図２０（Ｃ）において、信号線駆動回路をＴＡＢ方式により実装しているが、走査線駆動回路をＴＡＢ方式により実装してもよい。
【０２５２】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２５３】
ＩＣチップをＴＡＢ方式により実装すると、基板に対して画素部を大きく設けることができ、狭額縁化を達成することができる。
【０２５４】
ＩＣチップは、シリコンウェハを用いて形成するが、ＩＣチップの代わりにガラス基板上に集積回路を形成したＩＣ（以下、ドライバＩＣと表記する）を設けてもよい。ＩＣチップは、円形のシリコンウェハからＩＣチップを取り出すため、母体基板形状に制約がある。一方ドライバＩＣは、母体基板がガラスであり、形状に制約がないため、生産性を高めることができる。そのため、ドライバＩＣの形状寸法は自由に設定することができる。例えば、ドライバＩＣの長辺の長さを１５〜８０ｍｍとして形成すると、ＩＣチップを実装する場合と比較し、必要な数を減らすことができる。その結果、接続端子数を低減することができ、製造上の歩留まりを向上させることができる。
【０２５５】
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶質半導体を用いて形成することができ、結晶質半導体は連続発振型のレーザ光を照射することで形成するとよい。連続発振型のレーザ光を照射して得られる半導体膜は、結晶欠陥が少なく、大粒径の結晶粒を有する。その結果、このような半導体膜を有するトランジスタは、移動度や応答速度が良好となり、高速駆動が可能となり、ドライバＩＣに好適である。
【実施例９】
【０２５６】
上記実施形態や実施例に示される半導体装置を有する電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。ここでは、テレビジョン装置の具体例について、図２２を参照して説明する。
【０２５７】
図２２（Ａ）は、テレビジョン装置のブロック図を示し、図２２（Ｂ）はテレビジョン装置の斜視図を示す。上記実施例に示される液晶モジュールやＥＬモジュールにより、液晶レジビジョン装置やＥＬテレビジョン装置を完成させることができる。
【０２５８】
図２２（Ａ）は、テレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図である。チューナ９５１１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像検波回路９５１２と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９５１３と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路９５１４により処理される。コントロール回路９５１４は、表示パネル９５１５の走査線駆動回路９５１６と信号線駆動回路９５１７にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路９５１８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０２５９】
チューナ９５１１で受信した信号のうち、音声信号は音声検波回路９５２１に送られ、その出力は音声信号処理回路９５２２を経てスピーカー９５２３に供給される。制御回路９５２４は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９５２５から受け、チューナ９５１１や音声信号処理回路９５２２に信号を送出する。
【０２６０】
図２２（Ｂ）に示すように、モジュールを筐体９５３１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。液晶モジュールやＥＬモジュールに代表されるモジュールにより、表示画面９５３２が形成される。また、スピーカー９５３３、操作スイッチ９５３４などが適宜備えられている。
【０２６１】
このテレビジョン装置は、表示パネル９５１５を含んで構成されることにより、テレビジョン装置の低消費電力を図ることが可能である。また、高精細な表示が可能なテレビジョン装置を作製することが可能である。
【０２６２】
なお、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる
【実施例１０】
【０２６３】
本発明により無線チップ（無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。無線チップの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図２３（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図２３（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図２３（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図２３（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図２３（Ｅ）、図２３（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０２６４】
無線チップは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。本発明より形成することが可能な無線チップは、基板上に形成した薄膜集積回路を、公知の剥離工程により剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプなど曲面を有するものにも用いることが可能である。
【０２６５】
また、本発明より形成することが可能な無線チップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線チップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。
【０２６６】
本発明より形成することが可能な無線チップの構造について図２４を用いて説明する。無線チップは、薄膜集積回路９３０３及びそれに接続されるアンテナ９３０４とで形成される。また、薄膜集積回路及びアンテナは、カバー材９３０１、９３０２により挟持される。薄膜集積回路９３０３は、接着剤を用いてカバー材９３０１、９３０２に接着してもよい。また、ガラス基板又はプラスチック基板上に形成した薄膜集積回路及びアンテナを、カバー材９３０２で挟持してもよい。図２４においては、薄膜集積回路９３０３の一方が、接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に接着されている。
【０２６７】
薄膜集積回路９３０３は、実施形態１〜６のいずれかで示されるＴＦＴを用いて形成した後、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。また、薄膜集積回路９３０３に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができる。
【０２６８】
図２４で示すように、薄膜集積回路９３０３のＴＦＴ上には層間絶縁膜９３１１が形成され、層間絶縁膜９３１１を介してＴＦＴに接続するアンテナ９３０４が形成される。また、層間絶縁膜９３１１及びアンテナ９３０４上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜９３１２が形成されている。
【０２６９】
アンテナ９３０４は、金、銀、銅等の導電体を有する液状 物質を液滴吐出法により吐出し、乾燥しレーザ光を照射して焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。また、アンテナの抵抗値を低減することが可能である。
【０２７０】
カバー材９３０１、９３０２は、ラミネートフィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と、接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどを用いることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱圧着により、被処理体とラミネート処理が行われるものであり、ラミネート処理を行う際には、ラミネートフィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。
【０２７１】
また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済み無線チップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いた無線チップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。
【０２７２】
なお、図２４では、接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に無線チップを設けているが、該カバー材９３０１の代わりに、物品に無線チップを貼付けて、使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０２７３】
【図１】本発明に係る導電層の作製工程を説明する斜視図。
【図２】本発明に係る導電層の作製工程を説明する平面図。
【図３】本発明に係る導電層を説明する断面図。
【図４】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図５】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図６】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図７】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図８】本発明に適用可能なレーザビーム直接描画装置を説明する図。
【図９】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１０】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１１】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１２】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する平面図。
【図１３】本発明に係る液晶表示モジュールの構成を説明する図。
【図１４】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１５】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１６】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。
【図１７】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する平面図。
【図１８】本発明に適用可能な発光素子の形態を説明する図。
【図１９】本発明に適用可能な発光素子の等価回路を説明する図。
【図２０】本発明に係る表示装置の駆動回路の実装方法を説明する平面図。
【図２１】本発明に係る発光表示モジュールの構成を説明する図。
【図２２】電子機器の一例を説明するブロック図及び斜視図。
【図２３】半導体装置の応用例を説明する斜視図。
【図２４】半導体装置の構造を説明する断面図。
【図２５】本発明に係る導電層の抵抗値を説明する図。
【図２６】本発明に係る導電層の平面及び断面を説明する図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粒子が分散した有機樹脂で形成される液状物質を基板上に吐出してパターンを形成し、前記パターンの一部にレーザ光を走査し照射して分散した金属粒子の一部を溶融して導電層を形成した後、前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を除去して、前記導電層で形成される配線を形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、前記パターンの表面から前記レーザ光を照射することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項３】
請求項１において、前記基板は透光性を有し、前記基板を透過するレーザ光を前記パターンに照射することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記パターンにおいてレーザ光が照射された領域において、前記金属粒子を溶融することを特徴とする配線基板の作製方法。
【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、前記前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を、ウエットエッチング法により除去することを特徴とする配線基板の作製方法。
【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、前記パターンは矩形状又は線状であることを特徴とする配線基板の作製方法。
【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、前記パターンの長軸と平行な方向へ前記レーザ光を走査することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、前記レーザ光は連続発振のレーザ光であることを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、前記レーザ光はパルス発振のレーザ光であることを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１０】
金属粒子が分散した有機樹脂で形成される液状物質を基板上に吐出してパターンを形成し、前記パターンの一部にレーザ光を走査し照射して分散した金属粒子の一部を溶融して導電層を形成した後、前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を除去して、前記導電層で形成される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１１】
請求項１０において、前記パターンの表面から前記レーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１０において、前記基板は透光性を有し、前記基板を透過するレーザ光を前記パターンに照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項において、前記パターンにおいてレーザ光が照射された領域において、前記金属粒子を溶融することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、前記前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を、ウエットエッチング法により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか一項において、前記パターンは矩形状又は線状であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１０乃至請求項１５のいずれか一項において、前記パターンの長軸と平行な方向へ前記レーザ光を走査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１０乃至請求項１６のいずれか一項において、前記レーザ光は連続発振のレーザ光であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１０乃至請求項１６のいずれか一項において、前記レーザ光はパルス発振のレーザ光であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１０乃至請求項１８のいずれか一項において、前記導電層は、ゲート電極であ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１０乃至請求項１８のいずれか一項において、前記導電層は、ソース電極又はドレイン電極であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
金属粒子が分散した有機樹脂で形成される液状物質を基板上に吐出してパターンを形成し、前記パターンの一部にレーザ光を走査し照射して分散した金属粒子の一部を溶融して導電層を形成した後、前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を除去して、前記導電層で形成される配線を形成することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、前記パターンの表面から前記レーザ光を照射することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項３】
請求項１において、前記基板は透光性を有し、前記基板を透過するレーザ光を前記パターンに照射することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記パターンにおいてレーザ光が照射された領域において、前記金属粒子を溶融することを特徴とする配線基板の作製方法。
【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、前記前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を、ウエットエッチング法により除去することを特徴とする配線基板の作製方法。
【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、前記パターンは矩形状又は線状であることを特徴とする配線基板の作製方法。
【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、前記パターンの長軸と平行な方向へ前記レーザ光を走査することを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、前記レーザ光は連続発振のレーザ光であることを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、前記レーザ光はパルス発振のレーザ光であることを特徴とする配線基板の作製方法。
【請求項１０】
金属粒子が分散した有機樹脂で形成される液状物質を基板上に吐出してパターンを形成し、前記パターンの一部にレーザ光を走査し照射して分散した金属粒子の一部を溶融して導電層を形成した後、前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を除去して、前記導電層で形成される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１１】
請求項１０において、前記パターンの表面から前記レーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１０において、前記基板は透光性を有し、前記基板を透過するレーザ光を前記パターンに照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項において、前記パターンにおいてレーザ光が照射された領域において、前記金属粒子を溶融することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、前記前記パターンにおいて前記レーザ光が照射されていない領域を、ウエットエッチング法により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか一項において、前記パターンは矩形状又は線状であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１０乃至請求項１５のいずれか一項において、前記パターンの長軸と平行な方向へ前記レーザ光を走査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１０乃至請求項１６のいずれか一項において、前記レーザ光は連続発振のレーザ光であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１０乃至請求項１６のいずれか一項において、前記レーザ光はパルス発振のレーザ光であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１０乃至請求項１８のいずれか一項において、前記導電層は、ゲート電極であ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１０乃至請求項１８のいずれか一項において、前記導電層は、ソース電極又はドレイン電極であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２１】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２１】
【図２６】
【公開番号】特開２００６−１４８０８２（Ｐ２００６−１４８０８２Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０３２６０（Ｐ２００５−３０３２６０）
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【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）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【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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