[發明專利]柔性半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201080001895.0
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN102067320A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 一柳貴志;中谷誠一;平野浩一
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;G09F9/30;H01L21/28;H01L21/3205;H01L21/336;H01L21/768;H01L21/822;H01L23/52;H01L27/04;H01L29/417;H01L29/423;H01L29/49
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及一種柔性半導體裝置的制造方法。

背景技術

伴隨著信息終端的普及，人們對用作計算機用顯示器的平板顯示器的需求不斷增加。進而，伴隨信息化的發展，對迄今為止以紙張作為介質所提供的信息進行電子化的機會增多，因而對作為既薄又輕且能夠容易攜帶的移動用顯示介質的電子紙或數碼紙的需求也在不斷增加(參照專利文獻1等)。

一般來說，在平板顯示器中，用利用液晶、有機EL(有機電致發光)、電泳等的元件形成顯示介質。在這樣的顯示介質中，為了確保畫面亮度的均勻性、畫面重寫速度等，用有源驅動元件(TFT(Thin?Film?Transistor：薄膜晶體管)元件)作圖像驅動元件的技術已成為主流。例如，在一般的計算機顯示器中，在基板上形成這些TFT元件，并將液晶、有機EL元件等封裝起來。

在此，在TFT元件中主要能夠使用a-Si(非晶硅)、p-Si(多晶硅)等半導體，通過使這些Si(硅)半導體(根據需要也可以使金屬膜)多層化后，在基板上依次形成源極、漏極及柵極電極，便能制造出TFT元件。

還有，因為在形成所述使用Si材料的TFT元件的工藝中包括高溫工序，所以要對基板材料加以限制，即：該基板材料需要是能夠承受住工序溫度的材料。為此，在實際工藝中，需要用例如玻璃基板那樣的由耐熱性佳的材料制成的基板作為形成TFT元件的基板。補充說明一下，雖然也可以使用石英基板，但是石英基板的成本較高，當實現顯示器的大型化時便存在成本費用方面的問題。因此，一般用玻璃基板作為形成TFT元件的基板。

然而，用玻璃基板構成的薄型顯示器既重又缺乏柔性，并有可能在落下時受到沖擊而破損。這不利于滿足伴隨信息化發展而對便攜用薄型顯示器所提出的要求。

為了滿足對顯示器提出的實現輕量化和薄型化的要求，從基板的柔性化、輕量化等觀點出發，正在開發在樹脂基板(塑料基板)上形成了TFT元件的半導體裝置(柔性半導體裝置)。

例如，在專利文獻2中公開了下述技術，即：在利用與現有工藝大致相同的工藝在支撐物(例如玻璃基板)上制作TFT元件后，再將TFT元件從玻璃基板上剝離下來，轉印到樹脂基板上。

此外，在專利文獻3中公開了直接在樹脂基板上形成TFT元件的技術。

-專利文獻-

專利文獻1：日本公開特許公報特開2007-67263號公報

專利文獻2：日本公開特許公報特開2005-294300號公報

專利文獻3：日本公開特許公報特開2006-186294號公報

發明內容

-發明所要解決的技術問題-

然而，在利用轉印法的TFT元件的制造工藝中，支撐物(玻璃基板)的剝離工序存在著問題。也就是說，在從樹脂基板上將玻璃基板剝離下來的工序中，需要例如進行降低玻璃基板與TFT元件之間的附著性的處理，或者進行在玻璃基板與TFT元件之間形成剝離層，用物理方法或化學方法除去該剝離層的處理。為此，工序變得煩雜，因而在生產性方面存在問題。

還有，在樹脂基板上直接形成TFT元件的方法中，因為樹脂基板的耐熱性低，所以需要將工序溫度限制到較低的溫度。為此，直接形成在樹脂基板上的TFT元件的特性比形成在玻璃基板上的TFT元件的特性差。進而，從電路整體考慮，通過這些工序形成的布線的厚度大多較薄，且大多是由復合材料形成的，因而布線的電阻較大。為此，在電路中會產生電壓降，很難獲得所希望的TFT性能、器件特性及可靠性。

針對上述柔性半導體裝置存在的問題，本申請發明人并不是在現有技術的延長線上尋求解決問題的方法，而是試圖從一個嶄新的角度謀求對策，解決所述問題。本發明是鑒于所述問題而研究開發出來的，其目的在于：提供一種性能高且生產性優良的柔性半導體裝置的制造方法。

-用以解決技術問題的技術方案-

為了解決上述問題，本發明在一種柔性半導體裝置的制造方法中，采用了下述形成薄膜晶體管的方法，即：以事先準備好的由第一金屬層、無機絕緣層、半導體層及第二金屬層依次疊層而成的疊層膜為基礎，對第一金屬層及第二金屬層進行加工，形成柵極電極以及源極電極和漏極電極，并將樹脂層壓接在疊層膜的形成有源極電極和漏極電極的面上，將源極電極和漏極電極埋設在樹脂層中，使無機絕緣層起柵極絕緣膜的作用，使半導體層起溝道的作用。由此，不經過高溫工序就能很容易地形成具有以樹脂層為基材的薄膜晶體管的大面積柔性半導體裝置。