[發(fā)明專利]柔性半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980100562.0
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN102742013A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 平野浩一;中谷誠一;小川立夫
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336;H01L51/05
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性半導(dǎo)體裝置的制造方法。更具體來說，本發(fā)明涉及能夠用作TFT的柔性半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

伴隨信息終端的普及，作為圖像顯示裝置，對平板顯示器的需求正在提高。另外，伴隨進一步的信息化的進展，以往由紙介質(zhì)提供的信息被電子化的機會正在增加。尤其，最近，作為薄且輕、能夠輕便搬運的移動用顯示介質(zhì)，對電子紙或數(shù)碼紙的需要也正在增加(專利文獻1等)。

通常，在平板顯示器裝置中，使用利用了液晶、有機EL(有機電致發(fā)光)、電泳等的元件，形成顯示介質(zhì)。在該顯示介質(zhì)中，為了確保畫面亮度的均勻性或畫面重寫速度等，使用有源驅(qū)動元件(TFT元件)作為圖像驅(qū)動元件的技術(shù)成為了主流。在通常的顯示器中，在玻璃基板上形成這些TFT元件，密封液晶、有機EL元件等。

在此，在TFT元件中，主要可以使用a-Si(非晶硅)、p-Si(多晶硅)等半導(dǎo)體。將這些Si半導(dǎo)體(根據(jù)需要還可以為金屬膜)多層化，在基板上依次形成源、漏、柵各電極，由此制造TFT元件。在這樣的TFT元件的制造中，通常需要濺射、其他真空系的制造工藝。

也就是說，在TFT元件的現(xiàn)有的制造中，不得不反復(fù)進行多次包括真空室的真空系的制造工藝來形成各層，裝置成本、運行成本變得非常龐大。例如，在TFT元件中，通常為了形成各自的層，需要反復(fù)進行多次真空成膜、摻雜、光刻、顯影等工序，經(jīng)過幾十道工序，在基板上形成有元件。在這樣的以往的利用Si半導(dǎo)體的制造方法中，針對顯示器畫面的大型化的需要，需要真空室等制造裝置的大幅度設(shè)計變更等，設(shè)備的變更不容易。

另外，在這樣的一直以來的使用了Si材料的TFT元件的形成中包含高溫工序，因此，基板材料有需要是經(jīng)得住高的工序溫度的材料的限制。因此，實際上，作為基板材料，不得不使用玻璃。因此，在利用這樣的以往知道的TFT元件構(gòu)成了所謂電子紙或數(shù)碼紙的薄型顯示器的情況下，所述顯示器變重，導(dǎo)致欠缺柔軟性。更具體來說，由于是玻璃基板，可能由于下落的沖擊而破裂。不能說在玻璃基板上形成TFT元件所引起的這些特征是滿足對伴隨信息化的進展的輕便的便攜用薄型顯示器的需要時所期望的。

另一方面，近年來，作為具有高電荷輸送性的有機化合物，正在投入地展開有機半導(dǎo)體材料的研究。對于這些化合物，除了有機EL元件用電荷輸送性材料之外，還期待向有機激光振蕩元件、或有機薄膜晶體管元件(有機TFT元件)的應(yīng)用。

若能夠?qū)崿F(xiàn)使用了這些有機半導(dǎo)體的器件，則能夠?qū)崿F(xiàn)基于比較低的溫度下的真空或低壓蒸鍍的制造工藝的簡化。

認為基于這些低溫工序的制造不能對以往的Si系半導(dǎo)體材料進行，但可以在使用了有機半導(dǎo)體的器件中進行。從而，緩和了關(guān)于所述基板耐熱性的限制，存在在透明樹脂基板上也能夠形成例如TFT元件的可能性。另外，若能夠在透明樹脂基板上形成TFT元件，利用所述TFT元件驅(qū)動顯示材料，則能夠使顯示器比以往輕。另外，能夠形成為富有柔軟性且掉下也不破裂(或非常難以破裂)的顯示器。

專利文獻1：特開2007-67263號公報

專利文獻2：特開2005-294300號公報

專利文獻3：特開2006-186294號公報

在實現(xiàn)上述有機半導(dǎo)體器件乃至柔性半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)上，當(dāng)前，印刷電子學(xué)受到了矚目。

圖17示意性示出包含利用了印刷方式的有機半導(dǎo)體140的柔性半導(dǎo)體器件1000的剖面結(jié)構(gòu)。圖17所示的柔性半導(dǎo)體器件1000具有：利用印刷在樹脂基板(例如PET、PI)110上層疊了各層(120、130、140、150)的結(jié)構(gòu)。在圖示的結(jié)構(gòu)中，在樹脂基板110上形成布線層120、絕緣層130、有機半導(dǎo)體140、布線層150，構(gòu)筑有機晶體管。

使用了這樣的印刷方式的印刷電子技術(shù)具有真空工藝的緩和(脫真空)、低溫工藝的實施(脫高溫)等各種優(yōu)點。另外，通過印刷方式的應(yīng)用，還可以進行不實施光刻工序的工序(脫光刻)。如此印刷電子技術(shù)由于具有各種優(yōu)點而受到矚目，但根據(jù)本申請發(fā)明人等可知，依然存在以下的必須逾越的障礙。

就使用了所述印刷技術(shù)的柔性半導(dǎo)體器件來說，批量生產(chǎn)容易且成本低，因此，廣泛地進行了探討，但尤其期待基于卷筒對卷筒(RTR)的高速且大量、廉價的制造工藝。在卷筒對卷筒方式中，例如，將以卷筒狀卷繞的樹脂基板向依次制造裝置供給，同時在該樹脂基板上印刷構(gòu)成TFT的各層。進而，能夠進行在貼合卷繞為卷筒的密封薄膜等后、再次卷繞為卷筒狀的連續(xù)的生產(chǎn)。然而，實際情況是，沒有充分地探討如何在樹脂基板上形成TFT的各層(例如適當(dāng)?shù)男纬煞椒ǖ?。

發(fā)明內(nèi)容