JP2008244447A - 絶縁膜の作製方法及び半導体装置の作製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】非感光性のシロキサン樹脂を用いて、ウェットエッチング法で所望の形状に形成された絶縁膜を形成することができる、絶縁膜の作製方法を提供する。
【解決手段】有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、薄膜に第１の加熱処理を施し、第１の加熱処理後の薄膜上にマスクを形成し、有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、第１の加熱処理後の薄膜の形状を加工し、加工された薄膜に第２の加熱処理を施す。
【選択図】図１

Description

本発明は所望の形状に加工された絶縁膜の作製方法に関する。また本発明は、該絶縁膜を層間に用いた半導体装置の作製方法に関する。
半導体素子または配線間に設けられる絶縁膜は、誘電率の低さのみならず、その表面に平坦性を有することが、該絶縁膜上に形成された各種膜のリソグラフィやエッチングを均一に行うため、または絶縁膜の段差における各種膜の被覆性を向上させるために重要である。表面の平坦性という点においては、ＣＶＤ法よりも塗布法（ＳＯＤ：Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の方が、より質の高い絶縁膜を容易に形成することができる。特にシロキサン樹脂を用い、塗布法で形成した絶縁膜は、その平坦性の高さもさることながら、誘電率が低く、耐熱性に優れているという特性を有するため、集積回路の絶縁膜として広く用いられている。
シロキサン樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン樹脂は高い耐薬品性を有するため、所望の形状に加工（パターニング）する際にウェットエッチングは適さず、ドライエッチングによる加工が主流である。下記特許文献１には、ドライエッチングによるシロキサン樹脂のパターニングについて記載されている。
また近年では、本来は非感光性であるシロキサン樹脂に、分子設計によって感光性を付与する技術について研究がなされている。感光性を有するシロキサン樹脂の登場により、リソグラフィ法を用いてシロキサン樹脂をパターニングすることが可能になる。下記特許文献２には、感光性を有するシロキサン樹脂について記載されている。
特開平７−１３３３５０号公報 特開２００７−１７４８１号公報
しかしシロキサン樹脂で形成された絶縁膜をドライエッチングでパターニングすると、断面のテーパー角が大きくなりやすい。テーパー角が大きいと、シロキサン樹脂で形成された絶縁膜の端部において、絶縁膜に接するように形成された配線や各種膜が極端に薄くなる、あるいは切断されるなどの問題が生じやすい。
特に発光素子の１つであるＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、絶縁膜の平坦性にとてもシビアな素子である。一般的に発光素子は、一対の電極と、該電極間に設けられた、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が得られる電界発光材料を含む層（以下、電界発光層と記す）とを有している。絶縁膜に十分高い平坦性が確保されていないと、該絶縁膜上に形成される発光素子の電極に凹凸が生じ、さらにその電極上に形成される電界発光層が部分的に極端に薄くなる、もしくは段切れを起こすなどの問題が生じやすい。そして電界発光層の極端に薄い部分は電界発光材料の劣化が促進されやすいため、発光素子の信頼性を低くする一因となる。また電界発光層が段切れを起こした部分では一対の電極がショートするため、発光素子が発光しない、或いはショートした部分の近傍から電界発光材料の劣化が促進されやすく、いずれも発光素子の信頼性を低くする一因となる。
またシロキサン樹脂で形成された絶縁膜をドライエッチングでパターニングすると、エッチングの際に発生するプラズマにより、シロキサン樹脂で形成された絶縁膜の表面にＯＨ基が生成されやすくなるという問題もある。ＯＨ基が増加すると絶縁膜の吸湿性が高まり、絶縁膜中の水分が半導体素子の信頼性に悪影響を与える恐れが生じる。特に上述した発光素子に用いられる電界発光材料は水分により劣化が促進されるため、絶縁膜中の吸湿性の高さは半導体装置の信頼性を左右する大きな問題である。
一方、感光性を有するシロキサン樹脂を用いる場合、リソグラフィ法を用いてパターニングするのでドライエッチングの際に生じる上記問題は回避できる。しかし、感光性を有するシロキサン樹脂は種々の用途に向けて開発途上の段階であり、いまだ安価な製品は市場に普及していないのが現状である。
本発明は上記問題に鑑み、従来から使用されている非感光性のシロキサン樹脂を用いて、ウェットエッチング法で所望の形状に形成された絶縁膜を形成することができる、絶縁膜の作製方法の提供を課題とする。また本発明は、上記作製方法を用いた半導体装置の作製方法の提供を課題とする。
本発明者は、シロキサン樹脂で絶縁膜を形成した後ではなく、シロキサン樹脂で絶縁膜を形成する過程において、有機溶媒を用いたウェットエッチングが可能であることを見いだした。本発明では、シロキサン樹脂またはシロキサン樹脂の前駆体であるシロキサン系材料を含む薄膜を焼成し、絶縁膜として完成させる前の段階において、有機溶媒で該薄膜をウェットエッチングする。
具体的に本発明では、シロキサン樹脂の絶縁膜を形成する過程において、少なくとも２回の加熱処理が行われる。有機溶媒によるウェットエッチングは、該２回の加熱処理の間に行う。１回目の加熱処理（ベーク）は、シロキサン樹脂またはシロキサン樹脂の前駆体であるシロキサン系材料を含む懸濁液で薄膜を形成した後に行う。このベークにより、該薄膜中のシロキサン系材料がゲル化する、もしくは該薄膜中に含まれる有機溶媒が一部揮発することで、ウェットエッチングが可能な程度に該薄膜が固められる。そしてベークにより固められた薄膜は、有機溶媒によるウェットエッチングで所望の形状に加工される。２回目の加熱処理（キュア）は、ウェットエッチングの後に行われる。キュアにより、該薄膜中においてゲル化したシロキサン系材料が重合する、または該薄膜中に含まれる有機溶媒がさらに揮発することで、所望のパターンを有するシロキサン樹脂の絶縁膜が形成される。
上記エッチングに用いられる有機溶媒は、炭素数が３から５の中級アルコール、例えばブタノール、プロパノールなどが好ましい。上記アルコールをエッチャントとして用いることで、ベークにより固まった薄膜をウェットエッチングする際に、エッチングに適したエッチングレートと、マスクに対する高い選択比とを確保することができる。また上記有機溶媒をエッチャントとして用いることで、フッ酸などの無機材料のエッチャントを用いた場合とは異なり、絶縁膜の下層に設けられた配線、電極などの導電膜の表面が荒れるのを抑えることができ、また取り扱いの危険度も低くすることができる。
ベークの処理温度は、選択的なウェットエッチングができる程度に、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する薄膜を固めることができる温度範囲で設定する。具体的には、所望のエッチングレートを確保できる程度に高く、薄膜を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より低くなるように設定する。
またキュアの処理温度は、薄膜に含まれるシロキサン系材料が重合する、もしくは薄膜に含まれる有機溶媒の揮発が促進される程度の範囲に設定する。具体的には、薄膜を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より高くなるように、キュアの温度を設定する。
なお選択的にウェットエッチングを行う際に用いるマスクは、リソグラフィ法で形成しても良いし、液滴吐出法または印刷法を用いて形成しても良い。なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出または噴出することで所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
本発明の絶縁膜の作製方法では、ウェットエッチングを用いることができるので、パターンが形成された絶縁膜の端部におけるテーパー角を小さく抑えることができ、より平坦性の高い絶縁膜を形成することができる。そして本発明の絶縁膜の作製方法では、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜の吸湿性が高まるという問題が生じない。また従来の非感光性のシロキサン樹脂で絶縁膜を形成することができるので、安価な原材料を用いることができる。
また上記絶縁膜の作製方法を用いた本発明の半導体装置の作製方法では、絶縁膜の端部におけるテーパー角を小さく抑えることで、絶縁膜に接するように形成された配線や各種の膜が、絶縁膜の端部において極端に薄くなる、あるいは切断されるのを防ぐことができる。よって半導体装置の歩留まり、または信頼性を高めることができる。また発光素子を有する半導体装置の場合、絶縁膜の端部におけるテーパー角が小さくなることで、電界発光層が部分的に極端に薄くなる、もしくは段切れを起こすのを防ぐことができる。よって、発光素子の信頼性、延いては該発光素子を有する半導体装置の信頼性を高めることができる。
また上記絶縁膜の作製方法を用いた本発明の半導体装置の作製方法では、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜の吸湿性が高まるという問題が生じないため、絶縁膜中の水分が半導体素子の信頼性、延いては半導体装置の信頼性に悪影響を与えるのを防ぐことができる。そして発光素子を有する半導体装置の場合、絶縁膜中の吸湿性が抑えられることで発光素子の劣化を抑えることができるので、半導体装置の信頼性を高めることができる。
また上記絶縁膜の作製方法を用いた本発明の半導体装置の作製方法では、従来の非感光性のシロキサン樹脂で絶縁膜を形成することができるので、安価な原材料を用いることができ、よって半導体装置の作製にかかるコストを抑えることができる。
以下、本発明の実施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、本実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
本実施の形態では、図１、図２を用いて、リソグラフィ法を用いた本発明の絶縁膜の作製方法について説明する。まず図１（Ａ）に示すように、シロキサン樹脂またはシロキサン樹脂の前駆体であるシロキサン系材料が分散した懸濁液を基板２００上に塗布することで、薄膜２０１を形成する。シロキサン樹脂は、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される材料である。置換基として、水素の他、フッ素、フルオロ基、有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）のうち、少なくとも１種を有していても良い。
懸濁液の溶媒は、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を分散させることができる有機溶媒であることが望ましく、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを用いることができる。本実施の形態では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及び３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）を用いる。懸濁液の塗布は、基板２００上に懸濁液を滴下した後、基板２００を高速回転するスピンコート法で行うことができる。またスピンコート法に限らず、スリットコート法、ディップコート法などを用いて懸濁液の塗布を行うようにしても良い。
なお図１（Ａ）では、基板２００上に直接薄膜２０１を形成する場合を例示しているが、本発明はこの構成に限定されない。基板２００上に絶縁膜の他、配線または電極を含む導電膜などの各種膜を形成した後、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する薄膜２０１を形成するようにしても良い。
次に、薄膜２０１にプリベークと呼ばれる加熱処理を行い、薄膜２０１を固める。本実施の形態では、プリベークを行うことで、リソグラフィ法でマスクを形成する後の工程における作業性を向上させることができる。
プリベークの温度は、薄膜２０１を作業しやすくなるよう固めることができる程度に高く、なおかつ薄膜２０１中の有機溶媒の沸点よりも低くするのが望ましい。本実施の形態では、９０℃〜１００℃、３０秒〜６０秒の条件でプリベークを行う。
次に薄膜２０１とレジストとの密着性を高めるために、薄膜２０１を現像液にさらす。そして図１（Ｂ）に示すように、レジストを用いて薄膜２０１上にレジスト層２０２を形成する。本実施の形態では、ノボラック樹脂をレジストとして用いる。そしてレジスト層２０２に１１０℃〜１２０℃、３０秒〜９０秒の加熱処理（レジストのプリベーク）を施す。上記加熱処理により、表面に難溶化層を形成することでレジスト層２０２を固め、作業性を向上させることができる。
次にレジスト層２０２を露光、現像することで、レジスト層２０２が部分的に取り除かれる。その結果、図１（Ｃ）に示すように、選択的に薄膜２０１上に設けられたマスク２０３が形成される。
そして図２（Ａ）に示すように、ベークと呼ばれる加熱処理を行って薄膜２０１をさらに固める。図２（Ａ）では、ベーク後の薄膜２０１を、薄膜２０４として図示する。
ここで、ベークの条件とエッチャントの種類別に、薄膜及びレジストのエッチングレート（ｎｍ／ｍｉｎ）について調べた結果を、表１に示す。
Figure 2008244447
いずれのサンプルも、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有機溶媒に分散させた懸濁液を基板上に塗布して薄膜を形成した後、温度９０℃、時間９０秒の条件でプリベークを施して該薄膜を作業しやすい程度に固めている。次に、各温度条件に従って該サンプルにベークを行った後に、もしくはベークを行わずにプリベークした直後に、室温でウェットエッチングを行った。
用いたシロキサン樹脂またはシロキサン系材料は東レ株式会社製のＰＳＢ−Ｋ３１であり、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料が、溶媒である３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）中に、１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％の割合で含まれている。上記シロキサン系材料をさらにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に分散させた。レジストにはノボラック樹脂を用いた。エッチャントには、エタノール、ＯＫ７３シンナー（東京応化工業株式会社製）、アセトン、２−ブタノールを用いた。ＯＫ７３シンナーは、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）とを、その重量比が７：３となるように含んでいる。
ベークを行わない「加熱なし」のサンプル以外は、全て０．５時間（ｈ）でベークが行われている。ベークの温度は、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃、１８０℃とした。
表１に示すように、エッチャントとしてエタノール、ＯＫ７３シンナー、アセトンを用いたサンプルでは、ベークの条件に関わらず、薄膜のエッチングレートがレジストのエッチングレートよりも小さくなっている。しかし、エッチャントとして２−ブタノールを用いたサンプルでは、薄膜のエッチングレートがレジストのエッチングレートよりも大きくなっている。よって表１に示した結果から、上記有機溶媒の中で２−ブタノールが、シロキサン系材料を含む薄膜のエッチャントとして最も適していることが分かる。
また２−ブタノールをエッチャントとして用いたサンプルでは、ベークの条件が１３５℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃の場合にレジストのエッチングレートが負の値になっている。これは、レジストの膨潤に因るものと考えられるため、これらのサンプルではレジストのエッチングがなされていないと見なすことができる。上記サンプルのうち、特にベークの条件が１３５℃のサンプルが最も薄膜のエッチングレートが高く、ベークの温度が高くなるほど薄膜のエッチングレートが低くなっている。
よって２−ブタノールをエッチャントとして用いたサンプルにのみ注目すると、ベークの温度が高すぎると、パターンの形成が可能な程度にエッチングレートの差を確保できるものの、薄膜のエッチングレートが低くなりすぎて、エッチングの条件としては適さないことがわかる。よってベークの温度は、懸濁液に用いられる有機溶媒の沸点よりも低い温度であることが望ましい。
またベークの条件が１３０℃のサンプルと、加熱処理なしのサンプルとでは、レジストのエッチングレートが正の値になっている。特に加熱処理なしのサンプルでは、レジストのエッチングレートが２．２８４ｎｍ／ｓと比較的高くなっている。さらに２−ブタノールでエッチングした加熱なしのサンプルでは、薄膜のエッチングレートが高すぎて正確な値を測定するのが困難であったため、実際には１００ｎｍ／ｓを超えるほどの速さで薄膜がエッチングされていると推測される。
よって２−ブタノールをエッチャントとして用いたサンプルにのみ注目すると、ベークの温度が低すぎると、レジストのみならず薄膜のエッチングレートも高くなりすぎる。エッチングレートが高すぎると、ウェットエッチングしてからエッチャントを洗浄するまでに最低限必要な、装置間における基板の移動時間を確保することができなくなるため、エッチングの条件としては適さないことがわかる。よってベークの温度は、薄膜の膜厚に関わらず、エッチングが終了するまでの時間が３０秒以上となる程度に薄膜が固まる温度に設定するのが好ましい。或いは、ベークの温度の下限を、溶媒の沸点よりも７０℃低い温度とすることで、所望のエッチングレートを確保する程度に薄膜を固めることができる。
従って、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を分散させる有機溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及び３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）を用い、後のエッチングの工程において２−ブタノールをエッチャントとして用いる場合、薄膜のエッチングレートの高さ、及び、レジストと薄膜のエッチングレートの差を考慮すると、ベークは１００℃〜１７０℃程度とするのが望ましいと推測される。
上述した実験結果に鑑み、本実施の形態では、ベークを１３０℃〜１４０℃、０．５ｈ〜１ｈの条件で行う。
ベークにより、後のウェットエッチングにおいて用いられる有機溶媒によって、マスク２０３が腐食もしくは溶解することを防ぐことができる。
次に図２（Ｂ）に示すように、有機溶媒をエッチャントとして用い、薄膜２０４のウェットエッチングを行う。エッチャントとして用いる有機溶媒は、炭素数が３から５の中級アルコール、例えばブタノール、プロパノールなどが好ましい。上記アルコールをエッチャントとして用いることで、ベークにより固まった薄膜２０４をウェットエッチングする際に、エッチングに適したエッチングレートと、マスク２０３に対する高い選択比とを確保することができる。また上記有機溶媒をエッチャントとして用いることで、フッ酸などの無機材料のエッチャントを用いた場合とは異なり、薄膜２０４の下層に設けられた配線、電極などの導電膜の表面が荒れるのを抑えることができ、また取り扱いの危険度も低くすることができる。
本実施の形態では、２−ブタノールをエッチャントとして用い、ウェットエッチングを行う。ウェットエッチングにより、所望の形状に加工（パターニング）された薄膜２０５を形成することができる。
次にマスク２０３を除去する。マスク２０３を除去するための剥離液は、マスク２０３を選択的に除去できるものを用いる。例えばノボラック樹脂を用いてマスク２０３を形成する場合、２−アミノエタノールとグリコールエーテルを含む剥離液を用いることができる。
次に図２（Ｃ）に示すように、薄膜２０５にキュアと呼ばれる加熱処理を行う。キュアの処理温度は、薄膜２０５に含まれるシロキサン系材料が重合する、もしくは薄膜２０５に含まれる有機溶媒の揮発が促進される程度の範囲に設定する。具体的には、薄膜２０１を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より高くなるように、キュアの温度を設定する。
本実施の形態では、３００℃〜３５０℃、１時間程度の条件でキュアを行う。キュアにより、薄膜２０５中においてシロキサン系材料が重合する、または該薄膜２０５中に含まれる有機溶媒がベークよりもさらに揮発することで、所望のパターンを有するシロキサン樹脂の絶縁膜２０６が形成される。
上記作製方法により、絶縁膜２０６の端部におけるテーパー角を抑える、すなわち端部２０７における勾配をゆるやかにすることができる。そして上記絶縁膜の作製方法では、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜の吸湿性が高まるという問題が生じない。また従来の非感光性のシロキサン樹脂で絶縁膜を形成することができるので、安価な原材料を用いることができる。
また本実施の形態の作製方法では、薄膜を固めるためのベークが、有機溶媒によってマスク２０３が腐食もしくは溶解することを防ぐ、言い換えるとマスク２０３の耐有機溶媒性を高めるための加熱処理を兼ねることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、図３、図４を用いて、本発明の絶縁膜の作製方法について説明する。まず図３（Ａ）に示すように、実施の形態１と同様に、シロキサン樹脂またはシロキサン樹脂の前駆体であるシロキサン系材料が分散された懸濁液を基板１００上に塗布することで、薄膜１０１を形成する。シロキサン樹脂は、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される材料である。置換基として、水素の他、フッ素、フルオロ基、有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）のうち、少なくとも１種を有していても良い。
懸濁液の溶媒は、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を分散させることができる有機溶媒であることが望ましく、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを用いることができる。本実施の形態では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及び３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）を用いる。懸濁液の塗布は、基板１００上に懸濁液を滴下した後、基板１００を高速回転するスピンコート法で行うことができる。またスピンコート法に限らず、スリットコート法、ディップコート法などを用いて懸濁液の塗布を行うようにしても良い。
なお図３（Ａ）では、基板１００上に直接薄膜１０１を形成する場合を例示しているが、本発明はこの構成に限定されない。基板１００上に絶縁膜の他、配線または電極を含む導電膜などの各種膜を形成した後、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する薄膜１０１を形成するようにしても良い。
次に、ベークを行う前に、薄膜１０１にプリベークと呼ばれる加熱処理を施しても良い。プリベークは作業性を向上させるために行う加熱処理である。例えば懸濁液で薄膜１０１を形成するための装置と、ベークを行うための装置とが切り離されて存在している場合などに、プリベークにより薄膜１０１を固めておくことで、作業の効率を高めることができる。
プリベークの温度は、薄膜１０１を作業しやすくなるよう固めることができる程度に高く、なおかつ薄膜１０１中の有機溶媒の沸点よりも低くするのが望ましい。有機溶媒にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及び３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）を用いた場合、例えば９０℃〜１００℃、３０秒〜６０秒の条件でプリベークを行えばよい。
そして図３（Ｂ）に示すように、ベークと呼ばれる加熱処理を行って、薄膜１０１を固める。図３（Ｂ）では、ベーク後の薄膜１０１を、薄膜１０２として図示する。ベークは、選択的にウェットエッチングできる程度に薄膜１０１を固める温度範囲で設定する。具体的には、所望のエッチングレートを確保できる程度に高く、薄膜１０１を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より低くなるように設定するのが望ましい。本実施の形態では、ベークを１３０℃〜１４０℃、０．５ｈ〜１ｈの条件で行う。
次に図３（Ｃ）に示すように、ベークにより形成された薄膜１０２上に、マスク１０３を形成する。マスク１０３は、レジストを用いたリソグラフィ法で形成しても良いし、液滴吐出法または印刷法を用いて形成しても良い。
なお本実施の形態では、ベークを行った後にマスク１０３を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。マスク１０３を形成した後に、ベークを行っても良い。
またリソグラフィ法を用いる場合でも、液滴吐出法または印刷法を用いる場合でも、マスクを形成する過程において加熱処理が一回もしくは複数回行われる。本発明は、該加熱処理の一つがベークを兼ねていても良い。
次に図４（Ａ）に示すように、有機溶媒をエッチャントとして用い、薄膜１０２のウェットエッチングを行う。エッチャントとして用いる有機溶媒は、炭素数が３から５の中級アルコール、例えばブタノール、プロパノールなどが好ましい。上記アルコールをエッチャントとして用いることで、ベークにより固まった薄膜１０２をウェットエッチングする際に、エッチングに適したエッチングレートと、マスクに対する高い選択比とを確保することができる。また上記有機溶媒をエッチャントとして用いることで、フッ酸などの無機材料のエッチャントを用いた場合とは異なり、薄膜１０２の下層に設けられた配線、電極などの導電膜の表面が荒れるのを抑えることができ、また取り扱いの危険度も低くすることができる。
本実施の形態では、２−ブタノールをエッチャントとして用い、ウェットエッチングを行う。ウェットエッチングにより、所望の形状に加工（パターニング）された薄膜１０４を形成することができる。
次に図４（Ｂ）に示すように、マスク１０３を除去する。マスク１０３を除去するための剥離液は、マスク１０３を選択的に除去できるものを用いる。例えばノボラック樹脂を用いてマスク１０３を形成する場合、２−アミノエタノールとグリコールエーテルを含む剥離液を用いることができる。
次に図４（Ｃ）に示すように、薄膜１０４にキュアと呼ばれる加熱処理を行う。キュアの処理温度は、薄膜１０４に含まれるシロキサン系材料が重合する、もしくは薄膜１０４に含まれる有機溶媒の揮発が促進される程度の範囲に設定する。具体的には、薄膜１０１を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より高くなるように、キュアの温度を設定する。
本実施の形態では、３００℃〜３５０℃、１時間程度の条件でキュアを行う。キュアにより、薄膜１０４中においてシロキサン系材料が重合する、または該薄膜１０４中に含まれる有機溶媒がベークよりもさらに揮発することで、所望のパターンを有するシロキサン樹脂の絶縁膜１０５が形成される。
上記作製方法により、絶縁膜１０５の端部におけるテーパー角を抑える、すなわち端部１０６における勾配をゆるやかにすることができる。そして上記絶縁膜の作製方法では、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜の吸湿性が高まるという問題が生じない。また従来の非感光性のシロキサン樹脂で絶縁膜を形成することができるので、安価な原材料を用いることができる。
（実施の形態３）
次に、本発明の半導体装置の具体的な作製方法について説明する。なお本実施の形態では、発光素子と、トランジスタとを同じ基板上に作製する場合を例に挙げて説明する。
まず図５（Ａ）に示すように、基板３００上に絶縁膜３０１を形成する。基板３００には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板またはシリコン基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
絶縁膜３０１は基板３００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、トランジスタなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができる酸化珪素や、窒化珪素、窒化酸化珪素などを用いて絶縁膜３０１を形成する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化酸化珪素膜を１０〜４００ｎｍ（好ましくは５０〜３００ｎｍ）の膜厚になるように形成した。
なお絶縁膜３０１は単層であっても複数の絶縁膜を積層したものであっても良い。またガラス基板、ステンレス基板またはプラスチック基板のように、アルカリ金属やアルカリ土類金属が多少なりとも含まれている基板を用いる場合、不純物の拡散を防ぐという観点から基板と半導体膜との間に絶縁膜を設けることは有効である。しかし、石英基板など不純物の拡散がさして問題とならない場合は、必ずしも設ける必要はない。
次に絶縁膜３０１上に、島状の半導体膜３０２、３０３を形成する。島状の半導体膜３０２、３０３の膜厚は２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）とする。なお島状の半導体膜３０２、３０３は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
多結晶半導体を用いる場合、まず非晶質半導体を形成して、公知の結晶化方法を用いて該非晶質半導体を結晶化すれば良い。公知の結晶化方法としては、加熱器による加熱で結晶化を行なう方法、レーザ光の照射で結晶化を行なう方法、触媒金属を用いて結晶化を行なう方法、赤外光を用いて結晶化を行なう方法等が挙げられる。
例えばレーザ光を用いて結晶化する場合、パルス発振型または連続発振型のエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ等を用いれば良い。例えばＹＡＧレーザを用いる場合は、半導体膜に吸収されやすい第２高調波の波長を用いるのが望ましい。そして発振周波数３０〜３００ｋＨｚ、エネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ２（代表的には３５０〜５００ｍＪ／ｃｍ２）とし、任意のポイントに数ショットずつ照射できるように走査速度を設定すると良い。
次に、該島状の半導体膜３０２、３０３を用いてトランジスタを形成する。なお本実施の形態では、図５（Ｂ）に示すように、島状の半導体膜３０２、３０３を用いてトップゲート型のトランジスタ３０４、３０５を形成するが、トランジスタはトップゲート型に限定されず、例えばボトムゲート型であっても良い。
具体的には、島状の半導体膜３０２、３０３を覆うようにゲート絶縁膜３０６を形成する。そして、ゲート絶縁膜３０６上に、所望の形状に加工（パターニング）された導電膜３０７、３０８を形成する。そして、導電膜３０７、３０８、あるいはレジストを成膜しパターニングしたものをマスクとして用い、島状の半導体膜３０２、３０３にｎ型またはｐ型を付与する不純物を添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域として機能する不純物領域等を形成する。なおここでは、トランジスタ３０４をｎ型、トランジスタ３０５をｐ型とする。
なおゲート絶縁膜３０６には、例えば酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等を用いることができる。また形成方法は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などを用いることができる。例えば、酸化珪素を用いたゲート絶縁膜をプラズマＣＶＤ法で形成する場合、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）とＯ２を混合したガスを用い、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ２とし、形成する。
また窒化アルミニウムをゲート絶縁膜３０６として用いることができる。窒化アルミニウムは熱伝導率が比較的高く、トランジスタで発生した熱を効率的に発散させることができる。またアルミニウムの含まれない酸化珪素や酸化窒化珪素等を形成した後、窒化アルミニウムを積層したものをゲート絶縁膜として用いても良い。
上記一連の工程によって、ｎチャネル型トランジスタ３０４と、発光素子に供給する電流を制御するｐチャネル型トランジスタ３０５とを形成することができる。なおトランジスタの作製方法は、上述した工程に限定されない。液滴吐出法により所望の形状に加工された導電膜を作製しても良い。
なお本実施の形態では薄膜トランジスタを例に挙げて説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。薄膜トランジスタの他に、単結晶シリコンを用いて形成されたトランジスタ、ＳＯＩを用いて形成されたトランジスタなども用いることができる。また、有機半導体を用いたトランジスタであっても良いし、カーボンナノチューブを用いたトランジスタであってもよい。
次に、トランジスタ３０４、３０５を覆うように、絶縁膜３０９を形成する。絶縁膜３０９は、珪素を含む酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素などの絶縁膜を用いることができ、その厚さは１００〜２００ｎｍ程度とする。
次に、島状の半導体膜３０２、３０３に添加された不純物元素を活性化するために、熱処理を行なう。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を用いることができる。例えば熱アニール法で活性化を行なう場合、窒素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、４００〜７００℃（好ましくは５００〜６００℃）で行なう。さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状の半導体膜を水素化する工程を行なう。この工程は、熱的に励起された水素によりダングリングボンドを終端する目的で行なわれる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。また活性化処理は絶縁膜３０９を形成する前に行っても良い。
次に図５（Ｃ）に示すように、絶縁膜３０９を覆うように、絶縁膜３１０と絶縁膜３１１を形成する。絶縁膜３１０として、有機樹脂膜、無機絶縁膜、シロキサン樹脂を含む絶縁膜等を用いることができる。本実施の形態では、ポリイミドを用いて絶縁膜を形成する。絶縁膜３１１は、水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。代表的には、ＲＦスパッタ法で形成された窒化珪素膜を用いるが、その他にもダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜や、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。
次いで、絶縁膜３０９、絶縁膜３１０及び絶縁膜３１１をエッチングし、開口部を形成する。そして、島状の半導体膜３０２、３０３と接続する導電膜３１２〜３１５を形成する。
次に、絶縁膜３１１及び導電膜３１２〜３１５を覆うように、透光性を有する導電膜３１６を形成する。本実施の形態ではスパッタ法を用い、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）で導電膜３１６を形成した。なおＩＴＳＯの他、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）など、ＩＴＳＯ以外の透光性酸化物導電材料を導電膜３１６に用いても良い。
ＩＴＳＯを用いる場合、ターゲットとしてＩＴＯに酸化珪素が２〜１０重量％含まれたものを用いることができる。具体的に本実施の形態では、Ｉｎ２Ｏ３と、ＳｎＯ２と、ＳｉＯ２とが８５：１０：５の重量％の割合で含むターゲットを用い、Ａｒの流量を５０ｓｃｃｍ、Ｏ２の流量を３ｓｃｃｍ、スパッタ圧力を０．４Ｐａ、スパッタ電力を１ｋＷ、成膜速度３０ｎｍ／ｍｉｎとし、１０５ｎｍの膜厚で、導電膜３１６を形成した。
導電膜３１６を形成した後、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体による拭浄などで研磨しておいても良い。
次に、図６（Ａ）に示すように、導電膜３１６をパターニングすることで、導電膜３１５に接続された陽極３１７を形成する。
そして、絶縁膜３１１、導電膜３１２〜３１５、陽極３１７を覆うように、シロキサン樹脂またはシロキサン樹脂の前駆体であるシロキサン系材料を有する薄膜３１８を形成する。薄膜３１８は、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料が分散した懸濁液を、導電膜３１２〜３１５、陽極３１７を覆うように絶縁膜３１１上に塗布することで形成することができる。
懸濁液の溶媒は、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を分散させることができる有機溶媒であることが望ましく、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを用いることができる。本実施の形態では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及び３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）を用いる。懸濁液の塗布は、絶縁膜３１１上に懸濁液を滴下した後、基板３００を高速回転するスピンコート法で行うことができる。またスピンコート法に限らず、スリットコート法、ディップコート法などを用いて懸濁液の塗布を行うようにしても良い。
次に薄膜３１８にプリベークと呼ばれる加熱処理を行い、薄膜３１８を固める。本実施の形態では、プリベークを行うことで、リソグラフィ法でマスクを形成する後の工程における作業性を向上させることができる。プリベークの温度は、薄膜３１８を作業しやすくなるよう固めることができる程度に高く、なおかつ薄膜３１８中の有機溶媒の沸点よりも低くするのが望ましい。本実施の形態では、９０℃〜１００℃、３０秒〜６０秒の条件でプリベークを行う。
次に薄膜３１８とレジストとの密着性を高めるために、薄膜３１８を現像液にさらす。そして図６（Ｂ）に示すように、レジストを用いて薄膜３１８上にレジスト層３１９を形成する。本実施の形態では、ノボラック樹脂をレジストとして用いる。そしてレジスト層３１９に１１０℃〜１２０℃、３０秒〜９０秒の加熱処理（レジストのプリベーク）を施す。上記加熱処理により、表面に難溶化層を形成することでレジスト層３１９を固め、作業性を向上させることができる。
次にレジスト層３１９を露光、現像することで、レジスト層３１９が部分的に取り除かれる。その結果、図７（Ａ）に示すように、選択的に薄膜３１８上に設けられたマスク３２０が形成される。
そして図７（Ｂ）に示すように、ベークと呼ばれる加熱処理を行って薄膜３１８をさらに固める。図７（Ｂ）では、ベーク後の薄膜３１８を、薄膜３２１として図示する。ベークは、選択的にウェットエッチングできる程度に、薄膜３１８を固める温度範囲で設定する。具体的には、所望のエッチングレートを確保できる程度に高く、薄膜３１８を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より低くなるように設定するのが望ましい。本実施の形態では、ベークを１３０℃〜１４０℃、０．５ｈ〜１ｈの条件で行う。
またベークにより、後のウェットエッチングにおいて用いられる有機溶媒によって、マスク３２０が腐食もしくは溶解することを防ぐことができる。
次に図８（Ａ）に示すように、有機溶媒をエッチャントとして用い、薄膜３２１のウェットエッチングを行う。エッチャントとして用いる有機溶媒は、炭素数が３から５の中級アルコール、例えばブタノール、プロパノールなどが好ましい。上記アルコールをエッチャントとして用いることで、ベークにより固まった薄膜３２１をウェットエッチングする際に、エッチングに適したエッチングレートと、マスク３２０に対する高い選択比とを確保することができる。また上記有機溶媒をエッチャントとして用いることで、フッ酸などの無機材料のエッチャントを用いた場合とは異なり、薄膜３２１の下層に設けられた配線、電極などの導電膜の表面が荒れるのを抑えることができ、また取り扱いの危険度も低くすることができる。
本実施の形態では、２−ブタノールをエッチャントとして用い、ウェットエッチングを行う。ウェットエッチングにより、所望の形状に加工（パターニング）された薄膜３２２を形成することができる。薄膜３２２の形成により、陽極３１７が部分的に露出される。
次にマスク３２０を除去する。マスク３２０を除去するための剥離液は、マスク３２０を選択的に除去できるものを用いる。例えばノボラック樹脂を用いてマスク３２０を形成する場合、２−アミノエタノールとグリコールエーテルを含む剥離液を用いることができる。
次に図８（Ｂ）に示すように、薄膜３２２にキュアと呼ばれる加熱処理を行う。キュアの処理温度は、薄膜３２２に含まれるシロキサン系材料が重合する、もしくは薄膜３２２に含まれる有機溶媒の揮発が促進される程度の範囲に設定する。具体的には、薄膜３１８を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より高くなるように、キュアの温度を設定する。
本実施の形態では、３００℃〜３５０℃、１時間程度の条件でキュアを行う。キュアにより、薄膜３２２中においてシロキサン系材料が重合する、または該薄膜３２２中に含まれる有機溶媒がベークよりもさらに揮発することで、陽極３１７が露出するような開口部を有する、シロキサン樹脂の絶縁膜３２３が形成される。
次に本発明では、電界発光層３２４を形成する前に、絶縁膜３２３及び陽極３１７に吸着した水分や酸素等を除去するために、大気雰囲気下で加熱処理または真空雰囲気下で加熱処理（真空ベーク）を行なう。具体的には、基板の温度を２００℃〜４５０℃、好ましくは２５０〜３００℃で、０．５〜２０時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行なう。望ましくは４×１０−５Ｐａ以下とし、可能であるならば４×１０−６Ｐａ以下とするのが最も望ましい。そして、真空雰囲気下で加熱処理を行なった後に電界発光層３２４を形成する場合、電界発光層３２４を形成する直前まで当該基板を真空雰囲気下に置いておくことで、信頼性をより高めることができる。また真空ベークの前または後に、陽極３１７に紫外線を照射してもよい。
次に図９に示すように、陽極３１７上に電界発光層３２４を形成する。電界発光層３２４は、単数または複数の層からなり、各層には有機材料のみならず無機材料が含まれていても良い。電界発光層３２４におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とが含まれる。
次に、電界発光層３２４を覆うように陰極３２５を形成する。陰極３２５は、一般的に仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉなど）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いて形成することもできる。また、電子注入性の高い材料を含む層を陰極３２５に接するように形成することで、アルミニウムや、酸化物導電材料等を用いた、通常の導電膜も用いることができる。
陽極３１７、電界発光層３２４、陰極３２５は、絶縁膜３２３の開口部において重なり合っており、該重なり合っている部分が発光素子３２６に相当する。
なお発光素子３２６を形成したら、陰極３２５上に、絶縁膜を形成しても良い。該絶縁膜は絶縁膜３１１と同様に、水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。代表的には、例えばＤＬＣ膜、窒化炭素膜、ＲＦスパッタ法で形成された窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすい膜とを積層させて、上記絶縁膜として用いることも可能である。
なお図９では、発光素子３２６から発せられる光が基板３００側に照射される構成を示しているが、光が基板３００とは反対側に向かうような構造の発光素子としても良い。
実際には図９まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性が高い保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）や透光性のカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、カバー材の内部を不活性雰囲気する、または内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置すると、発光素子の信頼性が向上する。
なお本実施の形態では、マスク３２０をリソグラフィ法で形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの構成に限定されない。液滴吐出法、印刷法など、リソグラフィ法以外の方法を用いてマスク３２０を形成するようにしても良い。
また本実施の形態では、実施の形態１と同様にマスク３２０を形成した後に薄膜のベークを行う場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの構成に限定されない。実施の形態２のように、マスク３２０を形成する前に薄膜のベークを行うようにしてもよい。
本発明では上記作製方法により、絶縁膜３２３の端部におけるテーパー角を抑える、すなわち端部２０７における勾配をゆるやかにすることができる。上記構成により、後に形成される電界発光層３２４や陰極のカバレッジを良好とすることができる。電界発光層３２４のカバレッジを良好とすることで、陽極３１７と陰極が電界発光層３２４に形成された穴においてショートするのを防ぎ、発光領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めることができる。
そして上記半導体装置の作製方法では、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜３２３の吸湿性が高まるという問題が生じない。よって、絶縁膜中の水分が半導体素子の信頼性、延いては半導体装置の信頼性に悪影響を与えるのを防ぐことができる。そして発光素子を有する半導体装置の場合、絶縁膜中の吸湿性が抑えられることで発光素子の劣化を抑えることができるので、半導体装置の信頼性を高めることができる。
また従来の非感光性のシロキサン樹脂で絶縁膜３２３を形成することができる。よって半導体装置の作製にかかるコストを抑えることができる。
また本実施の形態の作製方法では、薄膜を固めるためのベークが、有機溶媒によってマスク３２０が腐食もしくは溶解することを防ぐ、言い換えるとマスク３２０の耐有機溶媒性を高めるための加熱処理を兼ねることができる。
また本実施の形態では、発光素子３２６の隔壁として機能する絶縁膜３２３を、本発明の作製方法で形成したが、本発明はこの構成に限定されない。隔壁以外の絶縁膜、例えば絶縁膜３１０をシロキサン樹脂で形成する場合、絶縁膜３１０を本発明の作製方法で形成しても良い。この場合、絶縁膜３１０に形成される開口部の端部における勾配をなだらかにすることができる。よって、開口部の端部において導電膜３１２〜３１５が極端に薄くなる、または段切れを起こすのを防ぐことができる。
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態４）
次に、本発明の半導体装置の具体的な作製方法について説明する。なお本実施の形態では、トランジスタを半導体素子の一例として示すが、本発明の半導体装置に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えばトランジスタの他に、記憶素子、ダイオード、抵抗、容量、インダクタなどを用いることができる。
まず図１０（Ａ）に示すように、耐熱性を有する基板７００上に、絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３と、半導体膜７０４とを順に形成する。絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３及び半導体膜７０４は連続して形成することが可能である。
基板７００として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板、またはシリコン基板等の半導体基板を用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
なお本実施の形態では、剥離層７０２を基板７００上の全面に設けているが本発明はこの構成に限定されない。例えばリソグラフィ法などを用いて、基板７００上において剥離層７０２を部分的に形成する様にしても良い。
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４等）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、基板７００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜７０４中に拡散し、トランジスタなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また絶縁膜７０３は、剥離層７０２に含まれる不純物元素が半導体膜７０４中に拡散するのを防ぎ、なおかつ後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子を保護する役目も有している。
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜、膜厚５０ｎｍの窒化酸化珪素膜、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を順に積層して絶縁膜７０３を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層の酸化窒化珪素膜に代えて、膜厚０．５〜３μｍのシロキサン系樹脂をスピンコート法、スリットコート法、液滴吐出法、印刷法などによって形成しても良い。また、中層の窒化酸化珪素膜に代えて、窒化珪素膜（ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４等）を用いてもよい。また、上層の酸化窒化珪素膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜３μｍとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。
或いは、剥離層７０２に最も近い、絶縁膜７０３の下層を酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜で形成し、中層をシロキサン系樹脂で形成し、上層を酸化珪素膜で形成しても良い。
酸化珪素膜は、シランと酸素、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）と酸素等の組み合わせの混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、シランとアンモニアの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。また、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜は、代表的には、シランと一酸化二窒素の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。
剥離層７０２は、金属膜、金属酸化膜、金属膜と金属酸化膜とを積層して形成される膜を用いることができる。金属膜と金属酸化膜は、単層であっても良いし、複数の層が積層された積層構造を有していても良い。また、金属膜や金属酸化膜の他に、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。剥離層７０２は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
剥離層７０２に用いられる金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）またはイリジウム（Ｉｒ）等が挙げられる。剥離層７０２は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。
また剥離層７０２は珪素（Ｓｉ）単体で形成された膜を用いても良いし、珪素（Ｓｉ）を主成分とする化合物で形成された膜を用いても良い。或いは、珪素（Ｓｉ）と上記金属とを含む合金で形成された膜を用いても良い。珪素を含む膜は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
剥離層７０２は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。金属膜と金属酸化膜とが積層された剥離層７０２は、元となる金属膜を形成した後、該金属膜の表面を酸化または窒化させることで形成することができる。具体的には、酸素雰囲気中または一酸化二窒素雰囲気中で元となる金属膜にプラズマ処理を行ったり、酸素雰囲気中または一酸化二窒素雰囲気中で金属膜に加熱処理を行ったりすればよい。また元となる金属膜上に接するように、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜を形成することでも、金属膜の酸化を行うことが出来る。また元となる金属膜上に接するように、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜を形成することで、窒化を行うことが出来る。
金属膜の酸化または窒化を行うプラズマ処理として、プラズマ密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、好ましくは１×１０１１ｃｍ−３から９×１０１５ｃｍ−３以下であり、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）などの高周波を用いた高密度プラズマ処理を行っても良い。
なお元となる金属膜の表面を酸化することで、金属膜と金属酸化膜とが積層した剥離層７０２を形成するようにしても良いが、金属膜を形成した後に金属酸化膜を別途形成するようにしても良い。例えば金属としてタングステンを用いる場合、スパッタ法やＣＶＤ法等により元となる金属膜としてタングステン膜を形成した後、該タングステン膜にプラズマ処理を行う。これにより、金属膜に相当するタングステン膜と、該金属膜に接し、なおかつタングステンの酸化物で形成された金属酸化膜とを、形成することができる。
なおタングステンの酸化物はＷＯＸで表される。Ｘは２以上３以下の範囲内にあり、Ｘが２の場合（ＷＯ２）、Ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、Ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、Ｘが３の場合（ＷＯ３）となる。タングステンの酸化物を形成するにあたりＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等をもとにＸの値を定めれば良い。
半導体膜７０４は、絶縁膜７０３を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜７０４の膜厚は２０〜２００ｎｍ（望ましくは４０〜１７０ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍ）とする。なお半導体膜７０４は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
なお半導体膜７０４は、公知の技術により結晶化しても良い。公知の結晶化方法としては、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化法とを組み合わせて用いることもできる。また、基板７００として石英のような耐熱性に優れている基板を用いる場合、電熱炉を使用した熱結晶化方法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法、９５０℃程度の高温アニールを組み合わせた結晶法を用いても良い。
例えばレーザ結晶化を用いる場合、レーザ結晶化の前に、レーザに対する半導体膜７０４の耐性を高めるために、５５０℃、４時間の加熱処理を該半導体膜７０４に対して行なう。そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜７０４に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度とし、照射する。
連続発振の気体レーザとして、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどを用いることが出来る。また連続発振の固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどを用いることが出来る。
またパルス発振のレーザとして、例えばＡｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザを用いることができる。
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を１０ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行なっても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜７０４に照射してから半導体膜７０４が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数を用いることで、半導体膜７０４がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜７０４中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜７０４が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って連続的に成長した単結晶の結晶粒を形成することで、少なくともトランジスタのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜７０４の形成が可能となる。
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良い。
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
上述したレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜７０４が形成される。なお、予め半導体膜７０４に、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成した多結晶半導体を用いるようにしても良い。
また本実施の形態では半導体膜７０４を結晶化しているが、結晶化せずに非晶質珪素膜または微結晶半導体膜のまま、後述のプロセスに進んでも良い。非晶質半導体、微結晶半導体を用いたトランジスタは、多結晶半導体を用いたトランジスタよりも作製工程が少ない分、コストを抑え、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。
非晶質半導体は、珪素を含む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。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が挙げられる。この珪素を含む気体を、水素、水素及びヘリウムで希釈して用いても良い。
次に半導体膜７０４に対して、ｐ型を付与する不純物元素又はｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープを行う。チャネルドープは半導体膜７０４全体に対して行っても良いし、半導体膜７０４の一部に対して選択的に行っても良い。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ここでは、不純物元素として、ボロン（Ｂ）を用い、当該ボロンが１×１０１６〜５×１０１７／ｃｍ３の濃度で含まれるよう添加する。
次に図１０（Ｂ）に示すように、半導体膜７０４を所定の形状に加工（パターニング）し、島状の半導体膜７０５、７０６を形成する。そして、島状の半導体膜７０５、７０６を覆うように、ゲート絶縁膜７０９を形成する。ゲート絶縁膜７０９は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素または酸化窒化珪素を含む膜を、単層で、または積層させて形成することができる。積層する場合には、例えば、基板７００側から酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化珪素膜の３層構造とするのが好ましい。
ゲート絶縁膜７０９は、高密度プラズマ処理を行うことにより島状の半導体膜７０５、７０６の表面を酸化または窒化することで形成しても良い。高密度プラズマ処理は、例えばＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスとを用いて行う。この場合プラズマの励起をマイクロ波の導入により行うことで、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。このような高密度のプラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜の表面を酸化または窒化することにより、１〜２０ｎｍ、代表的には５〜１０ｎｍの絶縁膜が半導体膜に接するように形成される。この５〜１０ｎｍの絶縁膜をゲート絶縁膜７０９として用いる。
上述した高密度プラズマ処理による半導体膜の酸化または窒化は固相反応で進むため、ゲート絶縁膜と半導体膜の界面準位密度をきわめて低くすることができる。また高密度プラズマ処理により半導体膜を直接酸化または窒化することで、形成される絶縁膜の厚さのばらつきを抑えることが出来る。また半導体膜が結晶性を有する場合、高密度プラズマ処理を用いて半導体膜の表面を固相反応で酸化させることにより、結晶粒界においてのみ酸化が速く進んでしまうのを抑え、均一性が良く、界面準位密度の低いゲート絶縁膜を形成することができる。高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜を、ゲート絶縁膜の一部または全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを抑えることができる。
次に図１０（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜７０９上に導電膜を形成した後、該導電膜を所定の形状に加工（パターニング）することで、島状の半導体膜７０５、７０６の上方に電極７１０を形成する。本実施の形態では積層された２つの導電膜をパターニングして電極７１０を形成する。導電膜は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。または、半導体膜に導電性を付与するリン等の不純物元素をドーピングした、多結晶珪素などの半導体を用いて形成しても良い。
本実施の形態では、１層目の導電膜として窒化タンタル膜またはタンタル（Ｔａ）膜を、２層目の導電膜としてタングステン（Ｗ）膜を用いる。２つの導電膜の組み合わせとして、本実施の形態で示した例の他に、窒化タングステン膜とタングステン膜、窒化モリブデン膜とモリブデン膜、アルミニウム膜とタンタル膜、アルミニウム膜とチタン膜等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、２層の導電膜を形成した後の行程において、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。また、２層の導電膜の組み合わせとして、例えば、ｎ型を付与する不純物がドーピングされた珪素とニッケルシリサイド、ｎ型を付与する不純物がドーピングされたＳｉとＷＳｉｘ等も用いることが出来る。
また、本実施の形態では電極７１０を積層された２つの導電膜で形成しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。電極７１０は単層の導電膜で形成されていても良いし、３つ以上の導電膜を積層することで形成されていても良い。３つ以上の導電膜を積層する３層構造の場合は、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造を採用するとよい。
導電膜の形成にはＣＶＤ法、スパッタリング法等を用いることが出来る。本実施の形態では１層目の導電膜を２０〜１００ｎｍの厚さで形成し、２層目の導電膜を１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。
なお電極７１０を形成する際に用いるマスクとして、レジストの代わりに酸化珪素、酸化窒化珪素等をマスクとして用いてもよい。この場合、パターニングして酸化珪素、酸化窒化珪素等のマスクを形成する工程が加わるが、エッチング時におけるマスクの膜減りがレジストよりも少ないため、所望の幅を有する電極７１０を形成することができる。またマスクを用いずに、液滴吐出法を用いて選択的に電極７１０を形成しても良い。
次に、電極７１０をマスクとして、島状の半導体膜７０５、７０６に、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰ（リン）またはＡｓ（砒素））を低濃度にドープする（第１のドーピング工程）。第１のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０１５〜１×１０１９／ｃｍ３、加速電圧：５０〜７０ｋｅＶとしたが、これに限定されるものではない。この第１のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜７０９を介してドーピングがなされ、島状の半導体膜７０５、７０６に、低濃度不純物領域７１１がそれぞれ形成される。なお、第１のドーピング工程は、ｐチャネル型のトランジスタとなる島状の半導体膜７０６をマスクで覆って行っても良い。
次に図１１（Ａ）に示すように、ｎチャネル型のトランジスタとなる島状の半導体膜７０５を覆うように、マスク７１２を形成する。そしてマスク７１２に加えて電極７１０をマスクとして用い、島状の半導体膜７０６に、ｐ型を付与する不純物元素（代表的にはＢ（ホウ素））を高濃度にドープする（第２のドーピング工程）。第２のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３、加速電圧：２０〜４０ｋｅＶとして行なう。この第２のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜７０９を介してドーピングがなされ、島状の半導体膜７０６に、ｐ型の高濃度不純物領域７１３が形成される。
次に図１１（Ｂ）に示すように、マスク７１２をアッシング等により除去した後、ゲート絶縁膜７０９及び電極７１０を覆うように、絶縁膜を形成する。該絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層または積層して形成する。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって形成する。
そして、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより、ゲート絶縁膜７０９及び該絶縁膜を部分的にエッチングする。上記異方性エッチングによりゲート絶縁膜７０９が部分的にエッチングされて、島状の半導体膜７０５、７０６上に部分的に形成されたゲート絶縁膜７１４が形成される。また上記異方性エッチングにより、ゲート絶縁膜７０９及び電極７１０を覆うように形成された絶縁膜が部分的にエッチングされて、電極７１０の側面に接するサイドウォール７１５が形成される。サイドウォール７１５は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いる。本実施の形態ではエッチングガスとして、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いる。なお、サイドウォール７１５を形成する工程は、これらに限定されるものではない。
次に図１１（Ｃ）に示すように、ｐチャネル型のトランジスタとなる島状の半導体膜７０６を覆うようにマスク７１６を形成する。そして、形成したマスク７１６に加えて電極７１０及びサイドウォール７１５をマスクとして用い、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰまたはＡｓ）を島状の半導体膜７０５に高濃度にドープする（第３のドーピング工程）。第３のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３、加速電圧：６０〜１００ｋｅＶとして行なう。この第３のドーピング工程によって、島状の半導体膜７０５に、ｎ型の高濃度不純物領域７１７が形成される。
なおサイドウォール７１５は、後に高濃度のｎ型を付与する不純物をドーピングし、サイドウォール７１５の下部に低濃度不純物領域またはノンドープのオフセット領域を形成する際のマスクとして機能するものである。よって、低濃度不純物領域またはオフセット領域の幅を制御するには、サイドウォール７１５を形成する際の異方性エッチングの条件またはサイドウォール７１５を形成するための絶縁膜の膜厚を適宜変更し、サイドウォール７１５のサイズを調整すればよい。なお、半導体膜７０６において、サイドウォール７１５の下部に低濃度不純物領域またはノンドープのオフセット領域を形成しても良い。
次に、マスク７１６をアッシング等により除去した後、不純物領域の加熱処理による活性化を行っても良い。例えば、５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した後、５５０℃、４時間、窒素雰囲気中において、加熱処理を行なえばよい。
また、水素を含む窒化珪素膜を、１００ｎｍの膜厚に形成した後、４１０℃、１時間、窒素雰囲気中において加熱処理を行ない、島状の半導体膜７０５、７０６を水素化する工程を行なっても良い。或いは、水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の加熱処理を行ない、島状の半導体膜７０５、７０６を水素化する工程を行なっても良い。加熱処理には、熱アニール、レーザーアニール法またはＲＴＡ法などを用いることが出来る。加熱処理により、水素化のみならず、半導体膜に添加された不純物元素の活性化も行うことが出来る。また、水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。この水素化の工程により、熱的に励起された水素によりダングリングボンドを終端することができる。
上述した一連の工程により、ｎチャネル型のトランジスタ７１８と、ｐチャネル型のトランジスタ７１９とが形成される。
なお本実施の形態では薄膜トランジスタを例に挙げて説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。薄膜トランジスタの他に、単結晶シリコンを用いて形成されたトランジスタ、ＳＯＩを用いて形成されたトランジスタなども用いることができる。また、有機半導体を用いたトランジスタであっても良いし、カーボンナノチューブを用いたトランジスタであってもよい。
次に図１２（Ａ）に示すように、トランジスタ７１８、７１９を保護するための絶縁膜７２２を形成する。絶縁膜７２２は必ずしも設ける必要はないが、絶縁膜７２２を形成することで、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がトランジスタ７１８、７１９へ侵入するのを防ぐことが出来る。具体的に絶縁膜７２２として、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素などを用いるのが望ましい。本実施の形態では、膜厚６００ｎｍ程度の酸化窒化珪素膜を、絶縁膜７２２として用いる。この場合、上記水素化の工程は、該酸化窒化珪素膜形成後に行っても良い。
次に、トランジスタ７１８、７１９を覆うように、シロキサン樹脂またはシロキサン樹脂の前駆体であるシロキサン系材料を有する薄膜７２３を、絶縁膜７２２上に形成する。薄膜７２３は、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料が分散した懸濁液を、トランジスタ７１８、７１９を覆うように絶縁膜７２２上に塗布することで形成することができる。
懸濁液の溶媒は、シロキサン樹脂またはシロキサン系材料を分散させることができる有機溶媒であることが望ましく、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを用いることができる。本実施の形態では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及び３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）を用いる。懸濁液の塗布は、絶縁膜７２２上に懸濁液を滴下した後、基板７００を高速回転するスピンコート法で行うことができる。またスピンコート法に限らず、スリットコート法、ディップコート法などを用いて懸濁液の塗布を行うようにしても良い。
次に薄膜７２３にプリベークと呼ばれる加熱処理を行い、薄膜７２３を固める。本実施の形態では、プリベークを行うことで、リソグラフィ法でマスクを形成する後の工程における作業性を向上させることができる。プリベークの温度は、薄膜７２３を作業しやすくなるよう固めることができる程度に高く、なおかつ薄膜７２３中の有機溶媒の沸点よりも低くするのが望ましい。本実施の形態では、９０℃〜１００℃、３０秒〜６０秒の条件でプリベークを行う。
次に薄膜７２３とレジストとの密着性を高めるために、薄膜７２３を現像液にさらす。そして図１２（Ｃ）に示すように、レジストを用いて薄膜７２３上にレジスト層７２４を形成する。本実施の形態では、ノボラック樹脂をレジストとして用いる。そしてレジスト層７２４に１１０℃〜１２０℃、３０秒〜９０秒の加熱処理（レジストのプリベーク）を施す。上記加熱処理により、表面に難溶化層を形成することでレジスト層７２４を固め、作業性を向上させることができる。
次にレジスト層７２４を露光、現像することで、レジスト層７２４が部分的に取り除かれる。その結果、図１３（Ａ）に示すように、選択的に薄膜７２３上に設けられたマスク７２５が形成される。
そして図１３（Ｂ）に示すように、ベークと呼ばれる加熱処理を行って薄膜７２３をさらに固める。図１３（Ｂ）では、ベーク後の薄膜７２３を、薄膜７２６として図示する。ベークは、選択的にウェットエッチングできる程度に、薄膜７２３を固める温度範囲で設定する。具体的には、所望のエッチングレートを確保できる程度に高く、薄膜７２３を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より低くなるように設定するのが望ましい。本実施の形態では、ベークを１３０℃〜１４０℃、０．５ｈ〜１ｈの条件で行う。
またベークにより、後のウェットエッチングにおいて用いられる有機溶媒によって、マスク７２５が腐食もしくは溶解することを防ぐことができる。
次に図１３（Ｃ）に示すように、有機溶媒をエッチャントとして用い、薄膜７２６のウェットエッチングを行う。エッチャントとして用いる有機溶媒は、炭素数が３から５の中級アルコール、例えばブタノール、プロパノールなどが好ましい。上記アルコールをエッチャントとして用いることで、ベークにより固まった薄膜７２６をウェットエッチングする際に、エッチングに適したエッチングレートと、マスク７２５に対する高い選択比とを確保することができる。また上記有機溶媒をエッチャントとして用いることで、フッ酸などの無機材料のエッチャントを用いた場合とは異なり、薄膜７２６の下層に配線、電極などの導電膜が設けられている場合、その表面が荒れるのを抑えることができ、また取り扱いの危険度も低くすることができる。
本実施の形態では、２−ブタノールをエッチャントとして用い、ウェットエッチングを行う。ウェットエッチングにより、所望の形状に加工（パターニング）された薄膜７２７を形成することができる。薄膜７２７の形成により、絶縁膜７２２が部分的に露出される。
次にマスク７２５を除去する。マスク７２５を除去するための剥離液は、マスク７２５を選択的に除去できるものを用いる。例えばノボラック樹脂を用いてマスク７２５を形成する場合、２−アミノエタノールとグリコールエーテルを含む剥離液を用いることができる。
次に図１４（Ａ）に示すように、薄膜７２７にキュアと呼ばれる加熱処理を行う。キュアの処理温度は、薄膜７２７に含まれるシロキサン系材料が重合する、もしくは薄膜７２７に含まれる有機溶媒の揮発が促進される程度の範囲に設定する。具体的には、薄膜７２３を形成するための懸濁液中に含まれる有機溶媒の沸点より高くなるように、キュアの温度を設定する。
本実施の形態では、３００℃〜３５０℃、１時間程度の条件でキュアを行う。キュアにより、薄膜７２７中においてシロキサン系材料が重合する、または該薄膜７２７中に含まれる有機溶媒がベークよりもさらに揮発することで、絶縁膜７２２が露出するような開口部を有する、シロキサン樹脂の絶縁膜７２８が形成される。
次に図１４（Ｂ）に示すように、島状の半導体膜７０５、７０６がそれぞれ一部露出するように、絶縁膜７２８の開口部において絶縁膜７２２に開口部を形成する。本実施の形態では、絶縁膜７２２にドライエッチングを施すことで、開口部を形成する。絶縁膜７２２に開口部を形成する際、絶縁膜７２８はマスクで覆う。ドライエッチングに用いられるガスは、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、絶縁膜７２２を設けない場合、上記ドライエッチングの工程は不要となる。
そして図１５（Ａ）に示すように、絶縁膜７２２及び絶縁膜７２８の開口部において、導電膜７２９と、島状の半導体膜７０５、７０６に接する導電膜７３０〜７３３とを形成する。
導電膜７２９〜７３３は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。具体的に導電膜７２９〜７３３として、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。導電膜７２９〜７３３は、上記金属が用いられた膜を単層または複数積層させて形成することが出来る。
アルミニウムを主成分とする合金の例として、アルミニウムを主成分としニッケルを含むものが挙げられる。また、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素または珪素の一方または両方とを含むものも例として挙げることが出来る。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜７２９〜７３３を形成する材料として最適である。特にアルミニウムシリコン膜は、導電膜７２９〜７３３をパターニングするとき、レジストベークにおけるヒロックの発生をアルミニウム膜に比べて防止することができる。また、珪素（Ｓｉ）の代わりに、アルミニウム膜に０．５重量％程度のＣｕを混入させても良い。
導電膜７２９〜７３３は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン膜と窒化チタン膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜とは、例えば、チタン、チタンの窒化物、モリブデンまたはモリブデンの窒化物等を用いて形成された膜である。アルミニウムシリコン膜を間に挟むようにバリア膜を形成すると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生をより防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンを用いてバリア膜を形成すると、島状の半導体膜７０５、７０６上に薄い酸化膜ができていたとしても、バリア膜に含まれるチタンがこの酸化膜を還元し、導電膜７３０〜７３３と島状の半導体膜７０５、７０６が良好なコンタクトをとることができる。またバリア膜を複数積層するようにして用いても良い。その場合、例えば、導電膜７２９〜７３３を下層からチタン、窒化チタン、アルミニウムシリコン、チタン、窒化チタンの５層構造とすることが出来る。
なお、導電膜７３０、７３１はｎチャネル型のトランジスタ７１８の高濃度不純物領域７１７に接続されている。導電膜７３２、７３３はｐチャネル型のトランジスタ７１９の高濃度不純物領域７１３に接続されている。
次に、導電膜７２９〜７３３を覆うように絶縁膜７３４を形成し、その後、導電膜７２９の一部が露出するように、該絶縁膜７３４に開口部を形成する。そして該開口部おいて導電膜７２９と接するように、導電膜７３５を形成する。導電膜７２９〜７３３に用いることが出来る材料であるならば、導電膜７３５の材料として使用することが出来る。
絶縁膜７３４は、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサン系絶縁膜を用いて形成することができる。有機樹脂膜ならば、例えばアクリル、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテンなどを用いることが出来る。無機絶縁膜ならば酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）に代表される炭素を含む膜などを用いることができる。なおリソグラフィ法で開口部を形成するのに用いるマスクを、液滴吐出法または印刷法で形成することができる。また絶縁膜７３４はその材料に応じて、ＣＶＤ法、スパッタ法、液滴吐出法または印刷法でなどで形成することが出来る。
なお絶縁膜７３４の形成も、本発明の作製方法を用いても良い。この場合、図１２（Ｂ）から図１４（Ａ）までを参照して説明した絶縁膜７２８の作製方法を用いることができる。
次に図１５（Ｂ）に示すように、導電膜７３５を覆うように、絶縁膜７３４上に保護層７４０を形成する。保護層７４０は、後に剥離層７０２を境にして基板７００を剥離する際に、絶縁膜７３４、導電膜７３５を保護することができる材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層７４０を形成することができる。
本実施の形態では、スピンコート法で水溶性樹脂（東亜合成製：ＶＬ−ＷＳＨＬ１０）を膜厚３０μｍとなるように塗布し、仮硬化させるために２分間の露光を行ったあと、紫外線を裏面から２．５分、表面から１０分、合計１２．５分の露光を行って本硬化させて、保護層７４０を形成する。なお、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂同士では使用している溶媒によって塗布または焼成時に一部溶解する、密着性が高くなりすぎるなどの恐れがある。従って、絶縁膜７３４と保護層７４０を共に同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いる場合、後の工程において保護層７４０の除去がスムーズに行なわれるように、絶縁膜７３４を覆うように、無機絶縁膜（窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、ＡｌＮＸ膜、またはＡｌＮＸＯＹ膜）を形成しておくことが好ましい。
次に、絶縁膜７０３から絶縁膜７３４上に形成された導電膜７３５までの、トランジスタに代表される半導体素子や各種導電膜を含む層（以下、「素子形成層７４２」と記す）と、保護層７４０とを、基板７００から剥離する。本実施の形態では、第１のシート材７４１を保護層７４０に貼り合わせ、物理的な力を用いて基板７００から素子形成層７４２と、保護層７４０とを剥離する。剥離層７０２は、全て除去せず一部が残存した状態であっても良い。
また上記剥離は、剥離層７０２のエッチングを用いた方法で行っても良い。この場合、剥離層７０２が一部露出するように溝を形成する。溝は、ダイシング、スクライビング、ＵＶ光を含むレーザ光を用いた加工、リソグラフィ法などにより、溝を形成する。溝は、剥離層７０２が露出する程度の深さを有していれば良い。そしてエッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝から導入する。本実施の形態では、例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：８００Ｐａ、時間：３ｈの条件で行なう。また、ＣｌＦ３ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層７０２が選択的にエッチングされ、基板７００を素子形成層７４２から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
次に図１６（Ａ）に示すように、素子形成層７４２の上記剥離により露出した面に、第２のシート材７４４を貼り合わせる。そして、素子形成層７４２及び保護層７４０を第１のシート材７４１から剥離した後、保護層７４０を除去する。
第２のシート材７４４として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、可撓性を有する紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。または第２のシート材７４４として、フレキシブルな無機材料を用いていても良い。プラスチック基板は、極性基のついたポリノルボルネンからなるＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ製）を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
なお基板７００上に複数の半導体装置に対応する半導体素子を形成している場合には、素子形成層７４２を半導体装置ごとに分断する。分断は、レーザ照射装置、ダイシング装置、スクライブ装置等を用いることができる。
次に図１６（Ｂ）に示すように、アンテナ７４５を導電膜７３５と電気的に接続させる。アンテナ７４５と導電膜７３５との電気的な接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））７４３でアンテナ７４５と導電膜７３５とを圧着させることにより行うことが出来る。異方導電性フィルムの他に、異方導電性ペースト（ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ））等を用いて圧着させても良い。また、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤や半田接合等を用いて接続を行うことも可能である。
なお本実施の形態では、半導体素子を形成した後に、別途用意したアンテナ７４５を半導体素子に電気的に接続させる例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。アンテナを半導体素子と同じ基板上に形成するようにしても良い。この場合、アンテナとして機能する導電膜を、その一部が導電膜７３５と接するように形成すれば良い。アンテナとして機能する導電膜は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属を用いて形成することが出来る。アンテナとして機能する導電膜は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。アンテナとして機能する導電膜は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。
アンテナとして機能する導電膜は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、めっき法、リソグラフィ法、蒸着法等を用いて形成することが出来る。
例えばスクリーン印刷法を用いる場合、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電性を有する粒子（導電体粒子）を有機樹脂に分散させた導電性のペーストを、絶縁膜７３４上に選択的に印刷することでアンテナとして機能する導電膜を形成することができる。導電体粒子は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）またはチタン（Ｔｉ）等を用いて形成することが出来る。導電体粒子は上記金属で形成されたものの他に、上記金属を主成分とする合金で形成されていても良いし、上記金属を含む化合物を用いて形成されていても良い。またハロゲン化銀の微粒子または分散性ナノ粒子も用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂として、ポリイミド、シロキサン系樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂等を用いることが出来る。
上記金属の合金の一例として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）と白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）と白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）とパラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の組み合わせが挙げられる。また例えば、銅（Ｃｕ）を銀（Ａｇ）でコートした導電体粒子なども用いることが可能である。
なおアンテナとして機能する導電膜の形成にあたり、印刷法や液滴吐出法で導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。例えば、導電性のペーストに、銀を主成分とする導電対粒子（例えば粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）を用いる場合、１５０〜３００℃の温度範囲で焼成することにより、アンテナとして機能する導電膜を形成することができる。焼成は、赤外ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザーアニール法で行なっても良い。また、半田や鉛フリーの半田を主成分とする微粒子を用いてもよく、この場合は粒径２０μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。半田や鉛フリーの半田は、低コストであるといった利点を有している。
なお本実施の形態では素子形成層７４２を基板７００から剥離して利用する例を示しているが、剥離層７０２を設けずに、基板７００上に上述の素子形成層７４２を作製し、半導体装置として利用しても良い。
また本実施の形態では、アンテナを有する半導体装置の作製方法について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。本発明の作製方法を用いて作製される半導体装置は、必ずしもアンテナを有していなくとも良い。
また本実施の形態では、マスク７２５をリソグラフィ法で形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの構成に限定されない。液滴吐出法、印刷法など、リソグラフィ法以外の方法を用いてマスク７２５を形成するようにしても良い。
また本実施の形態では、実施の形態１と同様にマスク７２５を形成した後に薄膜のベークを行う場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの構成に限定されない。実施の形態２のように、マスク７２５を形成する前に薄膜のベークを行うようにしてもよい。
本実施の形態では、絶縁膜７２８に形成される開口部の端部における勾配をなだらかにすることができる。よって、開口部の端部において導電膜７３０〜７３３が極端に薄くなる、または段切れを起こすのを防ぐことができ、半導体装置の信頼性を高めることができる。
また本実施の形態では、絶縁膜７２８を本発明の作製方法で形成したが、本発明はこの構成に限定されない。絶縁膜７２８と絶縁膜７３４とを、本発明の作製方法で形成しても良いし、絶縁膜７２８と絶縁膜７３４のうち絶縁膜７３４だけを本発明の作製方法で形成しても良い。絶縁膜７３４を本発明の作製方法で形成する場合、開口部の端部において導電膜７３５が極端に薄くなる、または段切れを起こすのを防ぐことができる。
そして上記半導体装置の作製方法では、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜７２８の吸湿性が高まるという問題が生じない。よって、絶縁膜７２８中の水分がトランジスタ７１８、７１９などの半導体素子の信頼性、延いては半導体装置の信頼性に悪影響を与えるのを防ぐことができる。
また従来の非感光性のシロキサン樹脂で絶縁膜７２８を形成することができる。よって半導体装置の作製にかかるコストを抑えることができる。
また本実施の形態の作製方法では、薄膜を固めるためのベークが、有機溶媒によってマスク７２５が腐食もしくは溶解することを防ぐ、言い換えるとマスク７２５の耐有機溶媒性を高めるための加熱処理を兼ねることができる。
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
本実施例では、単結晶基板に形成された半導体素子上に絶縁膜を形成する、本発明の作製方法について説明する。なお本実施例では半導体素子としてトランジスタを用いた場合を例に挙げて説明するが、単結晶基板に形成される半導体素子はトランジスタに限定されない。
まず図１７（Ａ）に示すように、半導体基板５００に形成されたトランジスタ５０１及びトランジスタ５０２を覆うように、絶縁膜５０３を形成する。
半導体基板５００は、例えば、ｎ型またはｐ型の導電型を有する単結晶シリコン基板、化合物半導体基板（ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、サファイア基板、ＺｎＳｅ基板等）、貼り合わせ法またはＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）法を用いて作製されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等を用いることができる。
トランジスタ５０１とトランジスタ５０２は、互いに素子分離用絶縁膜５０４により電気的に分離されている。素子分離用絶縁膜５０４の形成には、選択酸化法（ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）法）またはトレンチ分離法等を用いることができる。
また半導体基板５００にはｐウェル５０５が形成されており、該ｐウェル５０５にトランジスタ５０２が形成されている。なお本実施例ではｎ型の導電型を有する単結晶シリコン基板を半導体基板５００として用い、該半導体基板５００にｐウェル５０５を形成した例を示している。半導体基板５００に形成されたｐウェル５０５は、ｐ型の導電型を付与する不純物元素を半導体基板５００に選択的に導入することによって形成することができる。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。
なお本実施例では、半導体基板５００としてｎ型の導電型を有する半導体基板を用いているため、トランジスタ５０１が形成される領域にはｎウェルを形成していない。しかし、ｎ型を付与する不純物元素を導入することにより、トランジスタ５０１が形成される領域にｎウェルを形成してもよい。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。
また半導体基板５００としてｐ型の導電型を有する半導体基板を用いる場合、該半導体基板にｎ型を付与する不純物元素を選択的に導入し、ｎウェルを形成すれば良い。そして該ｎウェルにトランジスタ５０１を形成することができる。
トランジスタ５０１及びトランジスタ５０２は、ゲート絶縁膜５０６を有している。
本実施例では、半導体基板５００を熱酸化することで形成された酸化珪素膜を、ゲート絶縁膜５０６として用いる。また、熱酸化により酸化珪素膜を形成した後、窒化処理を行うことによって酸化珪素膜の表面を窒化させて酸窒化珪素膜を形成し、酸化珪素膜と酸窒化珪素膜とが積層された層を、ゲート絶縁膜５０６として用いても良い。また熱酸化ではなく、プラズマ処理を用いてゲート絶縁膜５０６を形成してもよい。例えば、高密度プラズマ処理により半導体基板５００の表面を酸化または窒化することで、ゲート絶縁膜５０６として用いる酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜または窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜を形成することができる。
またトランジスタ５０１及びトランジスタ５０２は、ゲート絶縁膜５０６上に導電膜５０７を有している。本実施例では導電膜５０７が、順に積層された２層の導電膜で形成されている例を示している。導電膜５０７は、単層の導電膜を用いていても良いし、３層以上の導電膜が積層された構造を用いていても良い。
導電膜５０７として、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等を用いることが出来る。また導電膜５０７は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。または、半導体膜に導電性を付与するリン等の不純物元素をドーピングした、多結晶珪素などの半導体を用いて形成しても良い。本実施例において導電膜５０７は、窒化タンタルを用いた導電膜と、タングステンを用いた導電膜とが積層された構成を有している。
またトランジスタ５０１は、半導体基板５００にソース領域またはドレイン領域として機能する一対の不純物領域５０９を有する。そして一対の不純物領域５０９の間が、トランジスタ５０１のチャネル形成領域に相当する。不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素またはｐ型を付与する不純物元素を用いる。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。本実施例では、不純物元素としてボロン（Ｂ）を用いる。
またトランジスタ５０２は、ｐウェル５０５にソース領域またはドレイン領域として機能する一対の不純物領域５０８を有する。そして一対の不純物領域５０８の間が、トランジスタ５０２のチャネル形成領域に相当する。不純物元素は、ｎ型を付与する不純物元素またはｐ型を付与する不純物元素を用いる。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。本実施例では、不純物元素として、リン（Ｐ）を用いる。
絶縁膜５０３は、ゲート絶縁膜５０６が部分的に露出するように、開口部を有している。絶縁膜５０３は上記実施の形態に示したような、本発明の絶縁膜の作製方法を用いることができる。
なお、本実施例ではトランジスタ５０１及びトランジスタ５０２を、シロキサン樹脂の絶縁膜５０３で直接覆っている例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。絶縁膜５０３を形成する前に、トランジスタ５０１及びトランジスタ５０２にアルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物が侵入するのを防ぐための絶縁膜を形成しておいても良い。具体的に該絶縁膜は、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素などを用いるのが望ましい。この場合、不純物の侵入を防ぐことができる上記絶縁膜が、絶縁膜５０３の開口部において露出することなる。
次に図１７（Ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜５０６をパターニングし、不純物領域５０８、５０９を露出させる。このパターニングはドライエッチングで行うことができる。なおゲート絶縁膜５０６をパターニングする際、絶縁膜５０３はマスクで覆っておくことが望ましい。なお不純物の侵入を防ぐことができる上記絶縁膜でトランジスタ５０１及びトランジスタ５０２を覆っている場合、該絶縁膜もパターニングを行うようにする。
次に図１７（Ｃ）に示すように、開口部において不純物領域５０８、５０９に接するように、導電膜５１０〜５１３を形成する。本実施例では、絶縁膜５０３に形成される開口部の端部における勾配をなだらかにすることができる。よって、開口部の端部において導電膜５１０〜５１３が極端に薄くなる、または段切れを起こすのを防ぐことができ、半導体装置の信頼性を高めることができる。
なおトランジスタ５０１、５０２は、本実施例において図示した構造に限定されるものではない。例えば、逆スタガ構造であっても良い。
なお、本実施例は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが出来る。
本実施例では、発光素子を駆動させるためのトランジスタがｐ型の場合における、画素の断面構造について、図１８を用いて説明する。なお図１８では、第１の電極が陽極、第２の電極が陰極の場合について説明するが、第１の電極が陰極、第２の電極が陽極であっても良い。
図１８（Ａ）に、トランジスタ６００１がｐ型で、発光素子６００３から発せられる光を第１の電極６００４側から取り出す場合の、画素の断面図を示す。
トランジスタ６００１は絶縁膜６００７で覆われており、絶縁膜６００７上には開口部を有する隔壁６００８が形成されている。隔壁６００８の開口部において第１の電極６００４が一部露出しており、該開口部において第１の電極６００４、電界発光層６００５、第２の電極６００６が順に積層されている。
第１の電極６００４は、光を透過する材料または膜厚で形成し、なおかつ陽極として用いるのに適する材料で形成する。例えば、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）などその他の透光性酸化物導電材料を第１の電極６００４に用いることが可能である。また、酸化珪素を含む酸化亜鉛、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）、ＩＴＳＯにさらに２〜２０重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを第１の電極６００４に用いても良い。また上記透光性酸化物導電材料の他に、例えば窒化チタン、窒化ジルコニウム、チタン、タングステン、ニッケル、白金、銅、銀、アルミニウム等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を第１の電極６００４に用いることもできる。ただし透光性酸化物導電材料以外の材料を用いる場合、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で第１の電極６００４を形成する。
また第２の電極６００６は、光を反射もしくは遮蔽する材料及び膜厚で形成し、なおかつ仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで形成することができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（フッ化カルシウム、窒化カルシウム）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電層を用いることも可能である。
電界発光層６００５は、単数または複数の層で構成されている。複数の層で構成されている場合、これらの層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などに分類することができる。電界発光層６００５が発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のいずれかを有している場合、第１の電極６００４から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。なお各層の境目は必ずしも明確である必要はなく、互いの層を構成している材料が一部混合し、界面が不明瞭になっている場合もある。各層には、有機系の材料、無機系の材料を用いることが可能である。有機系の材料として、高分子系、中分子系、低分子系のいずれの材料も用いることが可能である。なお中分子系の材料とは、構造単位の繰返しの数（重合度）が２から２０程度の低重合体に相当する。正孔注入層と正孔輸送層との区別は必ずしも厳密なものではない。便宜上正孔注入層は陽極に接する側の層であり、正孔注入層に接する層を正孔輸送層と呼んで区別する。電子輸送層、電子注入層についても同様であり、陰極に接する層を電子注入層と呼び、電子注入層に接する層を電子輸送層と呼んでいる。発光層は電子輸送層を兼ねる場合もあり、発光性電子輸送層とも呼ばれる。
図１８（Ａ）に示した画素の場合、発光素子６００３から発せられる光を、白抜きの矢印で示すように第１の電極６００４側から取り出すことができる。
次に図１８（Ｂ）に、トランジスタ６０１１がｐ型で、発光素子６０１３から発せられる光を第２の電極６０１６側から取り出す場合の、画素の断面図を示す。トランジスタ６０１１は絶縁膜６０１７で覆われており、絶縁膜６０１７上には開口部を有する隔壁６０１８が形成されている。隔壁６０１８の開口部において第１の電極６０１４が一部露出しており、該開口部において第１の電極６０１４、電界発光層６０１５、第２の電極６０１６が順に積層されている。
第１の電極６０１４は、光を反射もしくは遮蔽する材料及び膜厚で形成し、なおかつ陽極として用いるのに適する材料で形成する。例えば、窒化チタン、窒化ジルコニウム、チタン、タングステン、ニッケル、白金、銅、銀、アルミニウム等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を第１の電極６０１４に用いることができる。
また第２の電極６０１６は、光を透過する材料または膜厚で形成し、なおかつ仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで形成することができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（フッ化カルシウム、窒化カルシウム）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電層を用いることも可能である。そして第２の電極６０１６を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成する。なお、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）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることも可能である。また、酸化珪素を含む酸化亜鉛、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）、ＩＴＳＯにさらに２〜２０重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを第２の電極６０１６に用いても良い。透光性酸化物導電材料を用いる場合、電界発光層６０１５に電子注入層を設けるのが望ましい。
電界発光層６０１５は、図１８（Ａ）の電界発光層６００５と同様に形成することができる。
図１８（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子６０１３から発せられる光を、白抜きの矢印で示すように第２の電極６０１６側から取り出すことができる。
次に図１８（Ｃ）に、トランジスタ６０２１がｐ型で、発光素子６０２３から発せられる光を第１の電極６０２４側及び第２の電極６０２６側から取り出す場合の、画素の断面図を示す。トランジスタ６０２１は絶縁膜６０２７で覆われており、絶縁膜６０２７上には開口部を有する隔壁６０２８が形成されている。隔壁６０２８の開口部において第１の電極６０２４が一部露出しており、該開口部において第１の電極６０２４、電界発光層６０２５、第２の電極６０２６が順に積層されている。
第１の電極６０２４は、図１８（Ａ）の第１の電極６００４と同様に形成することができる。また第２の電極６０２６は、図１８（Ｂ）の第２の電極６０１６と同様に形成することができる。電界発光層６０２５は、図１８（Ａ）の電界発光層６００５と同様に形成することができる。
図１８（Ｃ）に示した画素の場合、発光素子６０２３から発せられる光を、白抜きの矢印で示すように第１の電極６０２４側及び第２の電極６０２６側から取り出すことができる。
なお隔壁６００８、６０１８、６０２８には、本発明の作製方法で形成された絶縁膜が用いられており、その開口部における勾配はドライエッチングで形成された場合よりもなだらかで平坦性が高い。よって、電界発光層６００５、６０１５、６０２５が開口部の端部において極端に薄くなる、または段切れを起こすのを防ぐことができる。したがって、発光素子６００３、６０１３、６０２３の信頼性、延いては該発光素子６００３、６０１３、６０２３を有する半導体装置の信頼性を高めることができる。また、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜の吸湿性が高まるという問題が生じない。よって、隔壁６００８、６０１８、６０２８中の吸湿性が抑えられることで発光素子６００３、６０１３、６０２３の劣化を抑えることができるので、半導体装置の信頼性を高めることができる。また従来の非感光性のシロキサン樹脂で隔壁６００８、６０１８、６０２８を形成することができるので、安価な原材料を用いることができ、よって半導体装置の作製にかかるコストを抑えることができる。
本実施例は、上記実施の形態または実施例と適宜組み合わせて実施することが出来る。
本実施例では、発光素子を駆動させるためのトランジスタがｎ型の場合における、画素の断面構造について、図１９を用いて説明する。なお図１９では、第１の電極が陰極、第２の電極が陽極の場合について説明するが、第１の電極が陽極、第２の電極が陰極であっても良い。
図１９（Ａ）に、トランジスタ６０３１がｎ型で、発光素子６０３３から発せられる光を第１の電極６０３４側から取り出す場合の、画素の断面図を示す。トランジスタ６０３１は絶縁膜６０３７で覆われており、絶縁膜６０３７上には開口部を有する隔壁６０３８が形成されている。隔壁６０３８の開口部において第１の電極６０３４が一部露出しており、該開口部において第１の電極６０３４、電界発光層６０３５、第２の電極６０３６が順に積層されている。
第１の電極６０３４は、光を透過する材料または膜厚で形成し、なおかつ仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで形成することができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（フッ化カルシウム、窒化カルシウム）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電層を用いることも可能である。そして第１の電極６０３４を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成する。さらに、光が透過する程度の膜厚を有する上記導電層の上または下に接するように、透光性酸化物導電材料を用いて透光性を有する導電層を形成し、第１の電極６０３４のシート抵抗を抑えるようにしても良い。なお、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）などその他の透光性酸化物導電材料を用いた導電層だけを用いることも可能である。また、酸化珪素を含む酸化亜鉛、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）、ＩＴＳＯにさらに２〜２０重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。透光性酸化物導電材料を用いる場合、電界発光層６０３５に電子注入層を設けるのが望ましい。
また第２の電極６０３６は、光を反射もしくは遮蔽する材料及び膜厚で形成し、なおかつ陽極として用いるのに適する材料で形成する。例えば、窒化チタン、窒化ジルコニウム、チタン、タングステン、ニッケル、白金、銅、銀、アルミニウム等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を第２の電極６０３６に用いることができる。
電界発光層６０３５は、図１８（Ａ）の電界発光層６００５と同様に形成することができる。ただし、電界発光層６０３５が発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のいずれかを有している場合、第１の電極６０３４から、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層の順に積層する。
図１９（Ａ）に示した画素の場合、発光素子６０３３から発せられる光を、白抜きの矢印で示すように第１の電極６０３４側から取り出すことができる。
次に図１９（Ｂ）に、トランジスタ６０４１がｎ型で、発光素子６０４３から発せられる光を第２の電極６０４６側から取り出す場合の、画素の断面図を示す。トランジスタ６０４１は絶縁膜６０４７で覆われており、絶縁膜６０４７上には開口部を有する隔壁６０４８が形成されている。隔壁６０４８の開口部において第１の電極６０４４が一部露出しており、該開口部において第１の電極６０４４、電界発光層６０４５、第２の電極６０４６が順に積層されている。
第１の電極６０４４は、光を反射もしくは遮蔽する材料及び膜厚で形成し、なおかつ仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで形成することができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（フッ化カルシウム、窒化カルシウム）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電層を用いることも可能である。
また第２の電極６０４６は、光を透過する材料または膜厚で形成し、なおかつ陽極として用いるのに適する材料で形成する。例えば、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）などその他の透光性酸化物導電材料を第２の電極６０４６に用いることが可能である。また、酸化珪素を含む酸化亜鉛、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）、ＩＴＳＯにさらに２〜２０重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを第２の電極６０４６に用いても良い。また上記透光性酸化物導電材料の他に、例えば窒化チタン、窒化ジルコニウム、チタン、タングステン、ニッケル、白金、銅、銀、アルミニウム等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を第２の電極６０４６に用いることもできる。ただし透光性酸化物導電材料以外の材料を用いる場合、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で第２の電極６０４６を形成する。
電界発光層６０４５は、図１９（Ａ）の電界発光層６０３５と同様に形成することができる。
図１９（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子６０４３から発せられる光を、白抜きの矢印で示すように第２の電極６０４６側から取り出すことができる。
次に図１９（Ｃ）に、トランジスタ６０５１がｎ型で、発光素子６０５３から発せられる光を第１の電極６０５４側及び第２の電極６０５６側から取り出す場合の、画素の断面図を示す。トランジスタ６０５１は絶縁膜６０５７で覆われており、絶縁膜６０５７上には開口部を有する隔壁６０５８が形成されている。隔壁６０５８の開口部において第１の電極６０５４が一部露出しており、該開口部において第１の電極６０５４、電界発光層６０５５、第２の電極６０５６が順に積層されている。
第１の電極６０５４は、図１９（Ａ）の第１の電極６０３４と同様に形成することができる。また第２の電極６０５６は、図１９（Ｂ）の第２の電極６０４６と同様に形成することができる。電界発光層６０５５は、図１９（Ａ）の電界発光層６０３５と同様に形成することができる。
図１９（Ｃ）に示した画素の場合、発光素子６０５３から発せられる光を、白抜きの矢印で示すように第１の電極６０５４側及び第２の電極６０５６側から取り出すことができる。
なお隔壁６０３８、６０４８、６０５８には、本発明の作製方法で形成された絶縁膜が用いられており、その開口部における勾配はドライエッチングで形成された場合よりもなだらかで平坦性が高い。よって、電界発光層６０３５、６０４５、６０５５が開口部の端部において極端に薄くなる、または段切れを起こすのを防ぐことができる。したがって、発光素子６０３３、６０４３、６０５３の信頼性、延いては該発光素子６０３３、６０４３、６０５３を有する半導体装置の信頼性を高めることができる。また、ドライエッチングのように、ＯＨ基の増加によって絶縁膜の吸湿性が高まるという問題が生じない。よって、隔壁６０３８、６０４８、６０５８中の吸湿性が抑えられることで発光素子６０３３、６０４３、６０５３の劣化を抑えることができるので、半導体装置の信頼性を高めることができる。また従来の非感光性のシロキサン樹脂で隔壁６０３８、６０４８、６０５８を形成することができるので、安価な原材料を用いることができ、よって半導体装置の作製にかかるコストを抑えることができる。
本実施例は、上記実施の形態または実施例と適宜組み合わせて実施することが出来る。
本発明の絶縁膜の作製方法を示す図。 本発明の絶縁膜の作製方法を示す図。 本発明の絶縁膜の作製方法を示す図。 本発明の絶縁膜の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明を用いて作製された半導体装置の断面図。 本発明を用いて作製された半導体装置の断面図。
符号の説明
１００ 基板
１０１ 薄膜
１０２ 薄膜
１０３ マスク
１０４ 薄膜
１０５ 絶縁膜
１０６ 端部
２００ 基板
２０１ 薄膜
２０２ レジスト層
２０３ マスク
２０４ 薄膜
２０５ 薄膜
２０６ 絶縁膜
２０７ 端部
３００ 基板
３０１ 絶縁膜
３０２ 半導体膜
３０４ トランジスタ
３０５ トランジスタ
３０６ ゲート絶縁膜
３０７ 導電膜
３０９ 絶縁膜
３１０ 絶縁膜
３１１ 絶縁膜
３１２ 導電膜
３１５ 導電膜
３１６ 導電膜
３１７ 陽極
３１８ 薄膜
３１９ レジスト層
３２０ マスク
３２１ 薄膜
３２２ 薄膜
３２３ 絶縁膜
３２４ 電界発光層
３２５ 陰極
３２６ 発光素子
５００ 半導体基板
５０１ トランジスタ
５０２ トランジスタ
５０３ 絶縁膜
５０４ 素子分離用絶縁膜
５０５ ｐウェル
５０６ ゲート絶縁膜
５０７ 導電膜
５０８ 不純物領域
５０９ 不純物領域
５１０ 導電膜
７００ 基板
７０１ 絶縁膜
７０２ 剥離層
７０３ 絶縁膜
７０４ 半導体膜
７０５ 半導体膜
７０６ 半導体膜
７０９ ゲート絶縁膜
７１０ 電極
７１１ 低濃度不純物領域
７１２ マスク
７１３ 高濃度不純物領域
７１４ ゲート絶縁膜
７１５ サイドウォール
７１６ マスク
７１７ 高濃度不純物領域
７１８ トランジスタ
７１９ トランジスタ
７２２ 絶縁膜
７２３ 薄膜
７２４ レジスト層
７２５ マスク
７２６ 薄膜
７２７ 薄膜
７２８ 絶縁膜
７２９ 導電膜
７３０ 導電膜
７３２ 導電膜
７３４ 絶縁膜
７３５ 導電膜
７４０ 保護層
７４１ シート材
７４２ 素子形成層
７４３ 異方導電性フィルム
７４４ シート材
７４５ アンテナ
６００１ トランジスタ
６００３ 発光素子
６００４ 電極
６００５ 電界発光層
６００６ 電極
６００７ 絶縁膜
６００８ 隔壁
６０１１ トランジスタ
６０１３ 発光素子
６０１４ 電極
６０１５ 電界発光層
６０１６ 電極
６０１７ 絶縁膜
６０１８ 隔壁
６０２１ トランジスタ
６０２３ 発光素子
６０２４ 電極
６０２５ 電界発光層
６０２６ 電極
６０２７ 絶縁膜
６０２８ 隔壁
６０３１ トランジスタ
６０３３ 発光素子
６０３４ 電極
６０３５ 電界発光層
６０３６ 電極
６０３７ 絶縁膜
６０３８ 隔壁
６０４１ トランジスタ
６０４３ 発光素子
６０４４ 電極
６０４５ 電界発光層
６０４６ 電極
６０４７ 絶縁膜
６０４８ 隔壁
６０５１ トランジスタ
６０５３ 発光素子
６０５４ 電極
６０５５ 電界発光層
６０５６ 電極
６０５７ 絶縁膜
６０５８ 隔壁

Claims (18)

  1. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に第２の加熱処理を施すことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  2. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に前記第１の加熱処理よりも高い温度で第２の加熱処理を施すことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  3. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に、前記薄膜を固める程度に高い温度で、なおかつ前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で、第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第２の加熱処理を施すことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  4. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第２の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理は、前記ウェットエッチングが終了するまでの時間が３０秒以上となるように、前記第１の加熱処理後の前記薄膜が固まる程度に高い温度で、なおかつ前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で行うことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  5. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に第３の加熱処理を施すことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  6. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に前記第２の加熱処理よりも高い温度で第３の加熱処理を施すことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  7. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に、前記薄膜を固める程度に高い温度で第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記第１の加熱処理よりも高い温度で前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第３の加熱処理を施し、
    前記第２の加熱処理は、前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で行うことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  8. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記第１の加熱処理よりも高い温度で前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜の形状を加工し、
    前記加工された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第３の加熱処理を施し、
    前記第２の加熱処理は、前記ウェットエッチングが終了するまでの時間が３０秒以上となるように、前記第１の加熱処理後の前記薄膜が固まる程度に高い温度で、なおかつ前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で行うことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、前記有機溶媒は炭素数が３乃至５のいずれか１つから選択されるアルコールであることを特徴とする絶縁膜の作製方法。
  10. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に第２の加熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  11. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に前記第１の加熱処理よりも高い温度で第２の加熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  12. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に、前記薄膜を固める程度に高い温度で、なおかつ前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で、第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第２の加熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  13. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第１の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第２の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理は、前記ウェットエッチングが終了するまでの時間が３０秒以上となるように、前記第１の加熱処理後の前記薄膜が固まる程度に高い温度で、なおかつ前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  14. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に第３の加熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  15. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に前記第２の加熱処理よりも高い温度で第３の加熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  16. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に、前記薄膜を固める程度に高い温度で第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記第１の加熱処理よりも高い温度で前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第３の加熱処理を施し、
    前記第２の加熱処理は、前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  17. 有機溶媒中にシロキサン樹脂またはシロキサン系材料を有する懸濁液を用いて、導電膜上に薄膜を形成し、
    前記薄膜に第１の加熱処理を施し、
    前記第１の加熱処理後の前記薄膜上にマスクを形成し、
    前記マスクを形成した後、前記第１の加熱処理よりも高い温度で前記薄膜に第２の加熱処理を施し、
    有機溶媒を用いてウェットエッチングすることで、前記第２の加熱処理後の前記薄膜に、前記導電膜が露出するよう開口部を形成し、
    前記開口部が形成された前記薄膜に、前記有機溶媒の沸点よりも高い温度で第３の加熱処理を施し、
    前記第２の加熱処理は、前記ウェットエッチングが終了するまでの時間が３０秒以上となるように、前記第１の加熱処理後の前記薄膜が固まる程度に高い温度で、なおかつ前記有機溶媒の沸点よりも低い温度で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  18. 請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項において、前記有機溶媒は炭素数が３乃至５のいずれか１つから選択されるアルコールであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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