CN101772842A - 半导体装置及其制造方法以及图像显示装置 - Google Patents

半导体装置及其制造方法以及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够以更高密度形成半导体元件的半导体装置及其制造方法。同时提供一种使用了该半导体装置的图像显示装置。半导体装置的特征在于，具有：具有从一面贯通到另一面的通孔的树脂薄膜；沿所述通孔的内壁设置的源电极；沿所述通孔的内壁设置的漏电极；与所述通孔对置设置于所述树脂薄膜的另一面的栅电极；设置于所述栅电极上，且位于所述通孔内的底部的绝缘层；以所述源电极与所述漏电极接触的方式配置于所述通孔的内部的有机半导体，其中，在所述通孔内的底部，所述有机半导体与所述绝缘层的至少一部分接触，且在有机半导体与绝缘层接触的附近形成通道。

Description

半导体装置及其制造方法以及图像显示装置
技术领域
本发明涉及具有有机半导体的半导体装置及其制造方法以及具备了该半导体装置的图像显示装置，尤其涉及具有在树脂薄膜上形成的有机半导体的半导体装置及其制造方法以及具备了该半导体装置的图像显示装置。
背景技术
随着信息终端的普及，作为计算机用的显示器，对更加轻量的平板显示器的需求增加。并且，随着信息化的进展，目前，使纸质介质提供的信息电子化的机会增多，作为轻薄且能够轻便携带的手机用显示介质，对电子纸或数码纸的需求也日渐增加(专利文献1等)。
通常在平板型(flat panel)显示装置中，使用利用了液晶、有机EL(有机电致发光)、电泳等的元件来形成显示介质。在上述显示介质中为了确保画面亮度的均匀性和画面重写速度等，主要使用有源驱动元件(TFT元件)作为图像驱动元件。例如，在通常的计算机显示器中，在玻璃基板上形成上述TFT元件，并密封液晶、有机EL元件等。
目前，TFT元件主要使用a-Si(非晶硅)、p-Si(多晶硅)等Si半导体。将上述Si半导体(根据需要也可以有金属膜)多层化，将源极、漏极、栅电极依次形成在基板上，从而制造TFT元件。
在使用了Si半导体的TFT元件的制造中存在以下所示的两个问题。
其一在于，需要多次反复进行溅射等需要真空腔的真空系统内的制造处理而形成各层，装置成本、运转成本变得非常庞大。例如，为了形成各层，需要反复进行真空蒸镀、掺杂、光刻、显影等工序，经过数次工序将元件形成在基板上。对于需要开关动作的半导体部分，也需要层叠p型、n型等多种半导体层。在这种现有的基于Si半导体的制造方法中，由于需要对真空腔等制造装置进行大幅度设计变更等原因，使得与显示器画面大型化的需求所对应的设备的变更变得困难。
其二在于，使用的基材局限于具有耐热性的材料，而不能够使用树脂薄膜等轻量且具有挠性的基材。
由于在使用了Si材料的TFT元件的形成中包括加热到例如500～1000℃这样高的温度的工序，因此，基板材料局限于在这样高的工序温度中也能够使用的材料，实际上不得不使用玻璃。因此，在利用使用了Si半导体的TFT元件来构成上述的电子纸或数码纸这种薄型显示器时，由于玻璃基板的原因而导致该显示器重，欠缺灵活性，因落下等冲击比较容易产生破裂等破损。即，在玻璃基板上形成TFT元件而获得的显示装置中，难以满足对携带用薄型显示器的需求。
作为能够解决上述问题的半导体材料，已知有近年来致力研究的有机半导体材料。有机半导体是具有高电荷传输性的有机化合物，除应用在有机EL元件用的电荷传输性材料之外，还可以用于有机激光振荡元件、有机薄膜晶体管元件(有机TFT元件)。
使用了有机半导体的半导体装置(有机半导体设备)能够在比较低的温度下形成，从而缓和了与基材(基板)相关的耐热性的限制，在透明树脂基板等柔性基材上也能够形成例如TFT元件。另外，通过适当地改良其分子构造，能够得到溶液化的有机半导体，通过将该有机半导体溶液墨液化，使用包括喷墨式的印刷法，能够实现在惰性气氛中等不需要真空的条件下的制造。
使用了印刷方式的印刷电子技术能够进行低温处理的实施(脱高温)、真空处理的缓和(脱真空等优点之外)、不实施光刻工序的处理(脱光刻)。
图15是示意地表示利用印刷方式进行制造的包括有机半导体130的半导体设备(柔性半导体设备)1000的结构的剖视图。半导体设备(半导体装置)1000具有在树脂基材(例如，PET、PI)110上通过印刷层叠了各层(120、130、140、150)的构造。在图示的结构中，在树脂基板110上依次形成有布线层120、有机半导体层130、绝缘膜140、布线层150。可以适当改变具体的结构，在有机半导体层130的周边配置源电极120s、漏电极120d、栅电极150g，从而构筑有机TFT。
这样，在透明树脂基板上形成TFT元件，通过该TFT元件驱动显示材料，从而能够使显示器比现有的显示器轻、富于柔性，即使落下也不会破裂(或者非常不易破裂)。
专利文献1：日本特开2007-67263号公报。
发明内容
在电子纸或数码纸这样的薄型显示器中，对更加小型轻量化的需求提高，为了实现该目的，需要更加高密度地形成半导体装置1000的半导体元件。
同样，在固定型的液晶或有机EL等图像显示装置中，也强烈需求在进行大型化的同时实现轻量化、薄型化，或者强烈地需求与现有技术相同空间中增加像素数的高品质化(高析像化)，为了满足上述需求，需要更加高密度地形成半导体装置1000的半导体元件。
然而，由于半导体装置1000是在树脂110上依次层叠平面的各层(120、130、140、150)而形成的构造，因此，形成的半导体元件的集成密度的提高存在界限。
因此，本发明的目的在于提供一种通过在树脂薄膜基材的内部形成半导体元件，从而能够更加高密度地形成半导体元件的半导体装置及其制造方法。另外，其目的在于提供一种使用在该树脂薄膜基材的内部形成有半导体元件的半导体装置的图像形成装置。
本发明的方案1提供一种半导体装置，其特征在于，具有：具有从一面贯通到另一面的通孔的树脂薄膜；沿所述通孔的内壁设置的源电极；沿所述通孔的内壁设置的漏电极；与所述通孔对置设置于所述树脂薄膜的另一面的栅电极；设置于所述栅电极上，且位于所述通孔内的底部的绝缘层；以与所述源电极及所述漏电极接触的方式配置于所述通孔的内部的有机半导体，其中，在所述通孔内的底部，所述有机半导体与所述绝缘层的至少一部分接触，在有机半导体的与绝缘层接触的附近形成通道。
本发明的方案2以方案1所述的半导体装置为基础，其特征在于，还具有与所述树脂薄膜的另一面接合的第二树脂薄膜。
本发明的方案3以方案2所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述第二树脂薄膜具有包括第二通孔和形成在该第二通孔的导电性组合物的通路。
本发明的方案4以方案1～3中任一项所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述源电极具有在所述绝缘层上延伸的源电极延伸部，所述漏电极具有在所述绝缘层上延伸的漏电极延伸部，所述有机半导体与所述绝缘体在所述源电极延伸部与所述漏电极延伸部之间接触。
本发明的方案5以方案4所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述源电极延伸部和所述漏电极延伸部具有梳形形状，且以相互啮合的方式对置分离配置。
本发明的方案6以方案1～5中任一项所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述绝缘层形成为从所述通孔的底部延伸并覆盖所述通孔的内壁，所述源电极及所述漏电极隔着所述绝缘层沿所述通孔的内壁形成。
本发明的方案7以方案1～6中任一项所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述有机物半导体具有中空部。
本发明的方案8以方案7所述的半导体装置为基础，其特征在于，在所述有机半导体的所述中空部填充有绝缘材料。
本发明的方案9以方案1～8中任一项所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述有机半导体包括高分子有机半导体。
本发明的方案10以方案1～8中任一项所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述有机半导体包括低分子有机半导体。
本发明的方案11以方案1～10中任一项所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述树脂薄膜是选自聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂及芳香族聚酰胺树脂中的任意一种。
本发明的方案12以方案1～11中任一项所述的半导体装置为基础，其特征在于，所述源电极及所述漏电极为贵金属。
本发明的方案13提供一种图像显示装置，其特征在于，具有排列有发光元件的显示部和驱动用于该显示部的所述发光元件的驱动电路层，所述驱动电路层包括方案1～12中任一项所述的半导体装置。
本发明的方案14以方案13所述的图像显示装置为基础，其特征在于，将方案1～12中任一项所述的半导体装置的半导体元件用作进行导通/截止的开关晶体管。
本发明的方案15以方案13或14所述的图像显示装置为基础，其特征在于，将方案1～12中任一项所述的半导体装置的半导体元件用作驱动所述发光元件的发光的激励晶体管。
本发明的方案16以方案13～15中任一项所述的图像显示装置为基础，其特征在于，所述发光元件是有机电致发光元件。
本发明的方案17提供一种半导体制造方法，其特征在于，包括：(1)在树脂薄膜的一面形成绝缘层和配置在该绝缘层上的栅电极，形成从所述树脂薄膜的另一面至所述绝缘层的通孔的工序；(2)在所述通孔的内壁形成源电极和漏电极的工序；(3)以与所述栅电极、所述漏电极和所述绝缘层相接触的方式在通孔内部配置有机半导体的工序，以在所述有机半导体与所述绝缘层的接触部附近形成通道的方式配置所述源电极和所述漏电极。
本发明的方案18以方案17所述的半导体装置的制造方法为基础，其特征在于，所述工序(1)包括在第二树脂薄膜上配置所述树脂薄膜的一面的工序，所述第二树脂薄膜具有在表面配置的栅电极和在该栅电极上配置的绝缘层。
本发明的方案19以方案18所述的半导体装置的制造方法为基础，其特征在于，所述工序(1)的通孔通过将预先设置了通孔的树脂薄膜配置在所述第二树脂薄膜的绝缘层上而形成。
本发明的方案20以方案17～19中任一项所述的半导体装置的制造方法为基础，其特征在于，在所述工序(2)中，所述源电极设有在所述绝缘层上延伸的源电极延伸部，所述漏电极设有在所述绝缘层上延伸的漏电极延伸部，使所述有机半导体与所述绝缘层在所述源电极延伸部与所述漏电极延伸部之间接触。
本发明的方案21提供一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：(1)在树脂薄膜的一面形成栅电极，并形成从所述树脂薄膜的另一面至所述栅电极的通孔的工序；(2)用绝缘层覆盖所述通孔的内壁及由所述通孔露出的所述栅电极的工序；(3)沿所述通孔的内壁在所述绝缘层上形成源电极和漏电极的工序；(4)以与所述栅电极、所述漏电极和覆盖所述栅电极的所述绝缘层接触的方式在通孔内部配置有机半导体的工序，其中，以在所述有机半导体与覆盖所述栅电极的所述绝缘层的接触部附近形成通道的方式配置所述源电极和所述漏电极。
本发明的方案22以方案21所述的半导体装置的制造方法为基础，其特征在于，所述工序(1)包括在第二树脂薄膜上配置所述树脂薄膜的一面的工序，所述第二树脂薄膜具有在表面配置的栅电极。
本发明的方案23以方案22所述的半导体装置的制造方法为基础，其特征在于，所述工序(1)的通孔通过将预先设置了通孔的树脂薄膜配置在所述第二树脂薄膜的栅电极上而形成。
本发明的方案24以方案21～23中任一项所述的半导体装置的制造方法为基础，其特征在于，在所述工序(3)中，所述源电极设有在覆盖所述栅电极的所述绝缘层上延伸的源电极延伸部，所述漏电极设有在覆盖所述栅电极的所述绝缘层上延伸的漏电极延伸部，所述有机半导体与覆盖所述栅电极的所述绝缘层在所述源电极延伸部与所述漏电极延伸部之间接触。
发明效果
通过使用在设置于树脂薄膜的通孔的内部配置包括源电极、漏电极以及有机半导体的半导体元件的半导体装置，能够提供集成密度高的半导体装置及其制造方法。
另外，由于树脂薄膜具有挠性，在其内部形成半导体元件，从而能够得到具有挠性的半导体装置(柔性半导体装置)。
此外，通过使用该半导体装置，能够提供实现了薄型化等小型化、轻量化，进而具有挠性的图像显示装置。
附图说明
图1是示意地表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置200的结构的剖视图。
图2是示意地表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置100的结构的剖视图。
图3是示意地表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置101的结构的剖视图。
图4是示意地表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置100的制造方法的剖视图。
图5是示意地表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置100的制造方法的剖视图。
图6是示意地表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置100的制造方法的剖视图。
图7是示意地表示本发明的实施方式1中半导体装置100的通孔及其周边部的结构的俯视图。
图8是示意地表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置102的结构的剖视图。
图9(a)是示意地表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置103的源电极20Ms和漏电极20Md的平面构造的俯视图，(b)是示意地表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置103的结构的剖视图，与图9的B-B’截面对应。
图10是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置102的制造方法的剖视图。
图11是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置102的制造方法的剖视图。
图12是示意地表示本发明的实施方式3涉及的图像显示装置500的立体图。
图13是示意地表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置300的结构的剖视图。
图14是表示半导体装置300的等效电路的图。
图15是示意地表示现有的半导体装置1000的结构的剖视图。
符号说明：
10    导电层
12、12a、12b    树脂薄膜
13    通路孔(通孔)
14    层间连接部件(通路)
15    多层树脂基板(多层布线基板)
17    通孔
20s、20Ms   源电极
20d、20Md   漏电极
20g    栅电极
22     绝缘层(栅极绝缘膜)
22g    栅极绝缘膜
22M    绝缘层
24s    源电极的延伸部
24d    漏电极的延伸部
30、30M  有机半导体部
35    间隙
50    层间连接部件(通路)
80    发光元件有机EL元件
82    透明电极
86    加强薄膜
92    数据线
94    选择线
100、101、102、103、200、300    半导体装置
100A   开关晶体管
100B   激励晶体管
110    树脂基板
120    布线层
120d   漏电极
120s   源电极
130    有机半导体层
140    绝缘膜
150    布线层
150g   栅电极
500    图像显示装置
1000   半导体装置
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在以下的说明中，根据需要使用表示特定的方向或位置的用语(例如，“上”、“下”、“右”、“左”及包括这些用语的其他用语)，但这些用语的使用是为了参照附图而容易理解发明，本发明的技术范围并没有被这些用语的意思所限定。另外，多个附图中所表示的同一符号的部分表示同一部分或部件。
·实施方式1
图1是示意地表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置200的截面结构的局部剖视图。在半导体装置200中，在通孔17内设有有机半导体部30。即，半导体装置200具有形成有通孔17的树脂薄膜(柔性基材)12，在通孔17的内部具有在其壁面(内壁)17a形成的源电极20及漏电极20d和有机半导体部30。树脂薄膜12在一侧的表面具有与源电极20s或漏电极20d电连接的导电层10。另外，半导体装置200在另一面具备以闭塞通孔17的方式设置的绝缘层22，该绝缘层22作为栅极绝缘膜发挥作用。在本说明书中，将面向通孔17的绝缘层22的表面称为通孔17的底面17b。并且，在绝缘层22上配置有电连接栅电极20g的导电层10。并且，有机半导体部30与源电极20s及漏电极20d接触，且在源电极20s与漏电极20d分离的部分与绝缘层22接触。
由此，在半导体装置200形成有包括有机半导体部30、源电极20s、漏电极20d、绝缘层(栅极绝缘膜)22和栅电极20g的半导体元件(FET)。
在图1所示的实施方式中，详细内容如后所述，源电极20s在通孔17的底面17b上具有与绝缘层22相接的延伸部24s，相同地，漏电极20d在底面17b上具有与绝缘层22相接的延伸部24d。
有机半导体部30以在其与栅极绝缘膜22的接触部附近形成通道(可以为p通道、n通道任一种)的方式，使源电极20s与漏电极20d分离。所谓通道是指在场效应晶体管中电流(或载流子)流动的流路。
例如，在图1所示的实施方式中，源电极20s与漏电极20d之间隔开规定的间隔，并且，在通孔17的内壁17a的大致半周(图1中左侧半周)和底面17b的大致一半(图1中左侧一半)形成源电极20s，在内壁17a的相反侧半周(图1中右侧一半)和底面的相反侧一半(图1中左侧一半)形成源电极20d。
此外，即使不设置延伸部24s、24d的情况下，例如，也在源电极20s和漏电极20d之间的与栅极绝缘膜22相接的有机半导体的部分形成通道。此时，例如，在通孔17的内壁17a的大致半周(图1左侧半周)形成源电极20s，在内壁17a的相反侧半周(图1中右侧一半)形成源电极20d即可。
如上所述，在本实施方式中，在以往没有形成半导体元件(有机半导体元件)的基材(树脂薄膜)12的通孔17内配置有机半导体部30、源电极20s、栅电极20d而形成TFT等半导体元件。从而，半导体装置200能够有效利用立体空间，因此能够以高密度形成半导体元件。
图2是示意地表示本实施方式中包括的其他半导体装置100的剖视图。与半导体装置200相同地，半导体装置100具有的树脂薄膜12(12b)具有通孔17，形成包括有机半导体部30、源电极20s、漏电极20d、绝缘层(栅极绝缘膜)22和栅电极20g的半导体元件(FET)。另外，在树脂薄膜12b的两面形成与源电极20s、漏电极20d或栅电极20g电连接的导电层10。
半导体装置100还具有半导体装置200所不具有的第二树脂薄膜12a(12)。树脂薄膜12a配置在设置有树脂薄膜12(12b)的绝缘层22的一侧的面上，由绝缘层22、栅电极20g和与栅电极20g连接的导电层10被树脂薄膜12a和树脂薄膜12b夹持。
树脂薄膜12a具有通孔(通路孔)13，该通孔13内部具备层间连接部件(通路)14。进而，树脂薄膜12a还在另一面(没有与栅电极20g相接的面)具有导电层10，该导电层10经由通路13、位于树脂薄膜12a和树脂薄膜12b之间的导电层10与栅电极20g导通。
如上所述，半导体装置100具有多层基板15，该多层基板15包括：树脂薄膜12b的一面的导电层10、位于树脂薄膜12a和树脂薄膜12b之间的导电层10及树脂薄膜12a的另一面的导电层10这三个导电层10；树脂薄膜12a及树脂薄膜12b这两个树脂薄膜。
如上构成的半导体装置100除了能够有效利用立体空间，以高密度形成半导体元件之外，还利用多层基板15配置立体布线，从而能够以更少的空间配置复杂的布线。
以下，表示半导体装置100及200的工作原理。
在半导体装置100、200中，若对栅电极20g施加电压，则与在栅电极附近的有机半导体部30内施加的电压极性相斥的电荷的载流子被排开(产生耗尽层)，进而，若施加某一定以上的电压，则与施加在栅电极20g的电压的极性相吸的电荷的载流子被吸引到绝缘层(栅极绝缘膜)22和有机半导体部30的界面而蓄积。在这样的状态下若对源电极20s和漏电极20d之间施加电压，则蓄积在上述界面的载流子通过源电极-漏电极之间的电场进行移动，而被吸收到漏极，从而电流在源电极-漏电极之间产生流动。
通过控制施加到栅电极20的电压而对蓄积到上述界面的载流子量进行调制，从而使在漏电极20d和源电极20s之间流动的电流量发生变化，能够进行例如开关动作。
以下，对半导体装置100及200的各要素进行详细说明。
树脂薄膜12(12a、12b)例如包括聚酰亚胺树脂(PI)、聚酰胺树脂(PA)、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(PEN)或芳香族聚酰胺树脂，这些树脂材料在耐热性、尺寸稳定性、气体屏蔽性的性质上优越，优选作为半导体装置100、200中的柔性基材(树脂薄膜)12的材料。树脂薄膜12的厚度例如为1～38μm。
在树脂薄膜12形成的通孔17为例如通过激光形成的圆锥台形状(与树脂薄膜12的表面平行的截面形状为圆形，与树脂薄膜12的表面垂直的截面形状为梯形)的贯通孔。在图1及图2所示的实施方式中，通孔17为向上扩宽的形状，通孔17的树脂薄膜12(12b)上表面侧(没有绝缘膜22的一侧)的截面积比树脂薄膜12(12b)下表面侧(有绝缘膜22的一侧)的截面积大。其原因在于，使得如后所述地在通孔17的内壁通过镀敷等形成金属层后，利用激光光线切断而分离为源电极20s和漏电极20d时的作业性优良。
通孔17的直径在截面积更大的树脂薄膜12(12b)的上表面侧(在上表面的开口直径)例如为1～300μm。当源电极20s与漏电极20d不具有各自的延伸部24s、24d时，变更通孔17的直径、尤其通孔17的底面的12b的直径是指使源电极20s和漏电极20d之间的通道长度以及通道宽度(大致内壁17b的内壁大致被源电极20s和漏电极20d覆盖时)变化的意思。从而，当源电极20s和漏电极20d不具有各自的延伸部24s、24d时，可以以成为所需的电流容量的方式适当设定通孔17的直径尤其底面17b的直径。
另外，当一个半导体装置包括多个半导体元件时，不需要将各个半导体元件的通孔17的截面积设为相同，也可以是不同的面积。例如，当半导体装置100包括两个半导体元件开关晶体管和激励晶体管时，通过使用不同的截面积(开口面积)的通孔17构成各个半导体元件，能够容易地构成特性不同的晶体管。
通孔17的形状并没有限定于上述的圆锥台，可以选择包括圆柱等各种形状。
此外，半导体装置100的通孔(通路孔)13在图2所示的实施方式中具有圆柱形状，但并没有限定于该形状。可以具有包括圆锥台的各种形状。另外，在通孔13内填充的层间连接部件14包括例如导电性树脂膏等导电性材料。
在通孔17的内壁17a形成有包括金属层的源电极20s及漏电极20d。该金属层例如通过镀铜而形成，厚度例如为0.1～18μm。另外，源电极20s及漏电极20d也可能包括贵金属(例如，Au)，其厚度为例如0.02～3μm。进而，也可以在包括例如铜等贵金属以外的金属的源电极20s及漏电极20d与有机半导体部30相接的面实施贵金属(例如，Au)的镀敷。
另外，除此之外，作为能够用于源电极20s、漏电极20d的材料，可例举从铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、锡(Sn)、导电性聚苯胺、导电性聚吡咯、导电性聚硫氮及导电性聚合体及这些的组合中选择的材料。此外，源电极20s、漏电极20d也可以包括由Au层和Cr层构成的二层电极或者由Au层和Pt层构成的二层电极。
在图1及图2所示的实施方式中，源电极20s具有在绝缘层22上延伸的延伸部24s，相同地，漏电极20d具有在绝缘层22上延伸的延伸部24d。即使没有延伸部24s及延伸部24d或仅有一个，源电极20s及漏电极20d也正常发挥作用。
例如，在没有延伸部24s及延伸部24d的构造中，通道形成在位于通孔的底部17b整体的正上方的有机半导体部30的部分。
但是，通过设置延伸部24s、24d，能够缩短通道长度(源极-漏极间的距离)，在该源极-漏极间的有机半导体部30构成通道。需要说明的是，在能够形成通道长度短的FET这一点，优选源电极20s及漏电极20d分别具有延伸部24s及延伸部24d。
本实施方式的栅电极20g及导电层10可以包括例如从铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、镍(Ni)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、锡(Sn)、导电性聚苯胺、导电性聚吡咯、导电性聚硫氮及导电性聚合体及这些的组合中选择的材料。
绝缘层(栅极绝缘膜)22例如包括PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚4-乙烯基苯酚)、BCB(苯并环丁烯)及涂敷聚硅氨烷而形成的SiO2等。绝缘层(栅极绝缘膜)22还可以由环氧树脂形成。绝缘层(栅极绝缘膜)22的厚度例如为50～300nm。
有机半导体部30填充于通孔17的内部，与源电极20s及漏电极20d欧姆接触，与栅极绝缘膜22接触。如本实施方式所示，当源电极20s和漏电极20d具有各自的延伸部24s和24d时，延伸部24s与延伸部25s的对置的面分别与有机半导体30欧姆接触。
构成有机半导体部30的有机半导体可以使用各种材料。作为使用的有机半导体，优选迁移率高的材料，例如可以举出并五苯。若将有机半导体大致区分，则可以分为高分子材料(例如，聚噻吩或其衍生物)、低分子材料(例如，并五苯，可熔化并五苯)、此外，纳米碳材料(例如，碳纳米管、SiGe纳米线、富勒烯、修饰富勒烯)、无机有机混合材料(例如，(C6H5C2H4NH3)和SnI4的复合系)，任意一种都可以用于有机半导体30。此外，后面进一步叙述有机半导体的其他例。
如上所述，在半导体装置100及200中，栅电极20、源电极20s及漏电极20d可以全部由镀敷等的金属箔形成。
这意味着能够解决现有的半导体装置1000中使用喷墨方式等印刷方式来形成包括栅电极、源电极、漏电极的布线层120、150而产生的以下问题。
即，在现有的半导体装置1000中，若使用通常的金属粒子来形成布线层，则产生在需要600～1000℃这样高的烧结温度、不能使用树脂薄膜基材的问题及使喷墨喷嘴堵塞的问题，因此，使用墨液溶液和微细化到纳米级的金属粒子(纳米膏材料)的混合物作为布线材料。
然而，纳米膏材料价格极高，且由于由纳米膏材料形成的布线通过烧结纳米级的金属粒子形成，所以产生因金属粒子表面的氧化膜等而导致的电阻大的问题。
在本实施方式的半导体装置100及200中，由于不需要使用纳米膏材料，因此与现有的半导体装置1000相比，能够廉价地构成包括栅电极、源电极及漏电极的布线，且大幅降低电阻。
接下来，表示半导体装置100的变形例。
图3是表示作为半导体装置100的变形例的半导体装置101的剖视图。半导体装置101的有机半导体部30M沿内壁17a及底面17b设置，形成由有机半导体部30M围成的中空部。这样的中空构造可以通过如下方式形成：例如，使有机半导体材料分散在溶剂中而涂敷在通孔17内，之后使该溶剂消失(气化)，从而将有机半导体材料残留在通孔17的内壁17a、底面17b(绝缘层22上)、源电极20s及漏电极20d上而形成。另外，也可以通过将有机半导体材料蒸镀在通孔17的内壁17a、底面17b(绝缘层22上)、源电极20s及漏电极20d上而形成。
如此，有机半导体部30M具有中空部的半导体装置101具有能够减少使用的有机半导体的量等效果及根据需要可以在该中空部填充其他的材料的效果。
例如，当将绝缘材料填充于有机半导体部30M的内部时，具有提高防止源电极20s和漏电极20d之间泄露电流的効果的特别效果。
另外，通过向有机半导体部30M的中空部填充绝缘材料，有机半导体30M与外部空气的接触受到限制，因此，能够抑制因氧气引起的有机半导体部30M的劣化，从而能够提供可靠性更高的半导体装置。
即，与无机半导体材料(例如，多晶硅等)比较，有机半导体除迁移率低之外，有在空气及氧气氛下其迁移率进一步降低的情况。
在半导体装置101中，可以通过将绝缘物填充于有机半导体部30M的中空部，从而由该绝缘物、通孔17的内壁17a、源电极20s、漏电极20d及栅极绝缘膜22大致包围有机半导体30M的外周。其结果是，能够抑制有机半导体部30M与氧(或空气)的接触，由此，能够抑制或缓和构成有机半导体部30的有机半导体的经时劣化。
以下，参照图4(a)至图6，对实施方式1涉及的半导体装置100的制造方法进行说明。
工序1：
如图4(a)所示，准备在两面形成有导电层10的树脂薄膜12(12a)。树脂薄膜12(12a)例如可以使用厚度为4μm的芳香族聚酰胺树脂薄膜。另外，也可以使用其他树脂薄膜(例如，聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂)。
作为导电层10可以使用铜箔(例如厚度5μm)。导电层10可以被实施图案形成处理。另外，在树脂薄膜12a形成层间连接部件(通路)14，该层间连接部件14连接上表面的导电层10和下表面的导电层10。层间连接部件14包括例如填充于通路孔(通孔)13内的导电性膏剂。
工序2：
如图4(b)所示，在树脂薄膜12a上表面的导电层10中的成为栅电极20g的部位上形成栅极绝缘膜22。栅极绝缘膜22的形成可以通过例如涂敷绝缘材料来进行。另外，形成栅极绝缘膜22的方法可以使用例如形成电沉积涂膜的电沉积涂敷法、使用了喷涂机的喷涂法、或使用喷墨方式的方法。
工序3：
如图4(c)所示，在上表面形成有导电层(金属层)10的树脂薄膜12b的下表面和形成有栅极绝缘膜22的树脂薄膜12a的上表面对置配置。并且，树脂薄膜12b的下表面与树脂薄膜12a的上表面以覆盖栅极绝缘膜22的方式接合(层压)。从而，树脂薄膜12a与树脂薄膜12b粘接(层叠)，形成多层树脂基板15。
工序4：
如图5(a)所示，以露出栅极绝缘膜22的方式在树脂薄膜12b形成通孔17。在图5(a)所示的实施方式中，通孔17的形成通过照射激光来执行，但通孔17也可以使用其他方法(例如，蚀刻等)来形成。另外，在图5(a)所示的实施方式中，从树脂薄膜12的上方观察的通孔17的形状为圆形，但也可以为其他形状(椭圆形、长圆形、矩形等)。
工序5：
如图5(b)所示，对通孔17的内壁17a及栅极绝缘膜22(通孔17的底面17b的部分)进行金属镀敷，形成金属层20。例如，通过镀铜来形成金属层20。金属层20形成为与导电层10连接。
工序6：
如图5(c)所示，通过去除位于通孔17的底面17b的金属层20的一部分，分割金属层20而形成源电极20s和漏电极20d。该金属层20的去除可以通过例如激光照射来进行。
图7表示从上方(树脂薄膜12的法线方向)观察的分割了金属层20之后的通孔17的内部及通孔17的周边部。通过利用上述的激光照射去除金属层20而形成的间隙(没有金属层20的部分)35来分离源电极20s(包括延伸部24s)和漏电极20d(也包括延伸部24d)。
在图7及图5(c)中，源电极20s覆盖通孔17的内壁17a的左侧半周的大致整体及底面17b的左侧一半的大致整体，且与导电层10连接。相同地，漏电极覆盖通孔17的内壁17a的右侧半周的大致整体及底面17b的右侧一半的大致整体，且与另一导电层10连接。
工序7：
如图6所示，向通孔17内填充包括有机半导体的材料，在通孔17内形成有机半导体部30。
作为构成本实施方式的有机半导体部30的有机半导体材料，具有与上述说明重复的内容，但可以举出如下所述的材料。(1)从萘、蒽、并四苯、并五苯、并六苯及他们的衍生物中选择的并苯分子材料、(2)从酞菁系化合物、偶氮系化合物及苝系化合物中选择的颜料及其衍生物、(3)从腙化合物、三苯基甲烷化合物、二苯基甲烷化合物、茋化合物、芳基乙烯基化合物、吡唑啉化合物、三苯胺化合物及三芳基胺化合物中选择的低分子化合物及其衍生物、(4)从聚-N-乙烯基咔唑、卤化聚-N-乙烯基咔唑、聚乙烯基芘、聚乙烯基蒽、芘甲醛树脂及乙基咔唑甲醛树脂中选择的高分子化合物。或者，有机半导体材料也可以是芴酮系、联对苯醌系、苯醌系、茚满酮系、卟啉系、聚噻吩系及聚亚苯基系化合物。
有机半导体部30的形成例如可以通过印刷来进行。在本实施方式中，通过将含有有机半导体的材料填充于通孔17内，能够形成有机半导体部30，因此，也可以通过形成通孔17时的通孔17的定位来进行有机半导体部30的定位，技术性意义较大。即，当用喷墨方式来形成现有的有机半导体部时，需要确保喷射墨液工具的对位精度、进而形成用于将包含有机半导体的墨液保持在正确的位置的贮料器等，但是，根据本实施方式的方法，只要正确进行通孔17的定位，就能够与其位置对应形成有机半导体部30。
当有机半导体为高分子有机半导体(例如，聚噻吩或其衍生物)时，优选通过印刷处理形成有机半导体部30的情况较多。
当有机半导体为低分子有机半导体(例如，并五苯)时，优选通过蒸镀处理形成有机半导体部30的情况较多。
通过以上的工序1～7能够得到半导体装置100。
此外，对于半导体装置200的制造也可以通过类似的方法来实施。即，代替工序1～3，准备树脂薄膜12，该树脂薄膜12的一面形成有导电层10，另一面形成有图1所示的绝缘层22和导电层10。并且，在该树脂薄膜12中通过上述工序4所示的方法形成通孔17，如工序5所示形成金属层20，如工序6所示分割金属层20，从而形成源电极20s和漏电极20d，进而，如工序7所示形成有机半导体部30，从而能够制造半导体装置200。
以下，表示上述的半导体装置100、200的制造方法的优点。
以往通过全印刷方式与有机半导体部一起形成导电层(布线)，这时，布线由金属纳米膏形成的情况较多。但是，金属纳米膏昂贵，另外，由金属纳米膏制作的布线大多比典型的铜布线电阻高。根据本实施方式的方法，即使不使用昂贵的金属纳米膏，也能够简单地制作铜布线图案，因而，其技术价值较大。
另外，由于在通孔17内形成有源电极20s、漏电极20d及有机半导体部30，所以能够容易且高精度地定位这些要素。
由此，在半导体装置100、200中，不产生通过喷墨方式形成各层的现有的半导体装置1000所具有的以下问题。
即，在通过喷墨方式来形成各层的情况下，为了在所期望的位置形成所期望的层，需要通过贮料器或其他部件将液态的材料精度良好地保持在规定的位置，从而产生贮料器或其他部件的形成及定位精度的问题。此外，由于通过喷墨印刷将源电极层、漏电极层、有机半导体层、绝缘层、栅电极层等各层数层层叠在基材上，从而形成有机半导体设备，因此导致为了确保有机半导体设备的平坦性，有机设备的厚度增加的问题。进而，在这样通过印刷而层叠数层时，产生例如因对位误差等而引起成品率降低这一问题。半导体装置1000越大型化，成品率降低的趋势越强。
特别是，在将半导体装置1000用于有机EL显示器等图像显示装置时，若用于手机级别的小画面尺寸，则有时能够承受因印刷方式所导致的上述问题，但是若画面尺寸为大画面(例如，1m级的超大画面)，则上述印刷方式的问题变得显著。
然而，在半导体装置100及200中，若使用激光等则容易将通孔17形成在所期望的位置，因此，由于能够将TFT等半导体元件容易且准确地定位，所以不会产生上述的问题。
此外，作为半导体装置100的上述的制造方法的变形例可例举如下的示例。
当进行了工序3的层叠工序之后，代替工序4、5，将在树脂薄膜12b的上表面形成的金属层(导电层)10以与栅极绝缘膜22接触的方式压入而形成通孔17。通过适当选择通孔的形成条件，导电层10在通孔17的形成过程中变形，在通孔17的内壁17a及底面17b(绝缘层的上部)上延伸。
接着，去除绝缘层22上的金属层10的一部分，以露出栅极绝缘膜22。去除该金属层10的一部分的工序与上述的工序6相同，可以使用激光进行。
在该变形例中，可以将工序4、5换为被大幅度简化了的上述的其他工序。
另外，作为半导体装置100的上述制造方法的其他变形例，通过在工序3使用的树脂薄膜12b中预先形成通孔17，可以省略工序4的由激光进行的通孔17的形成。进而，通过在树脂薄膜12预先形成通孔17，从而本变形例也可以适用上述的半导体装置200的制造方法，所述树脂薄膜12的一面形成有导电层10，在另一面形成有图1所示的绝缘层22和导电层10。
·实施方式2
以下，参照图8对本发明的实施方式2涉及的半导体装置102进行说明。
在图8所示的半导体装置102中，绝缘层22M从树脂薄膜12b的上表面连续到通孔17的内壁17a及底部而形成，其一部分作为栅极绝缘膜发挥作用这一点与半导体装置100不同。如图8所示的实施方式所示，绝缘层22M可以在多层布线基板15的树脂薄膜12b的上表面延伸，但本发明并没有被限定于此。
在遍及树脂薄膜12b的上表面、通孔17的内壁17a及栅电极20g延伸的绝缘层22M中，栅电极20g上的部分作为栅极绝缘膜22g发挥作用。
在实施方式2中，源电极20s及漏电极20d中、位于通孔17的内壁上的部分形成于绝缘层22M上这一点与实施方式1的半导体装置100不同。
此外，在图8所示的实施方式中，源电极20s及漏电极20d分别在栅极绝缘膜上(与树脂薄膜12b的下表面平行)具有延伸部。
在半导体装置102中，具有如后详细叙述地形成通孔17后，能够形成包括栅极绝缘层22g的绝缘层22M这样的优点。
此外，在半导体装置102的结构中，与半导体装置200相同，树脂薄膜12仅为一层，因而没有通路孔13的半导体装置也在本发明的范围内。
另外，在半导体装置102的结构中，也可以与半导体装置101相同地为形成有机半导体部30所包围的中空部的结构。
接着，参照图10(a)至图12(d)，对本实施方式的半导体装置102的制造方法进行说明。此外，对与实施方式1所示的半导体装置的制造方法相同的点省略说明。
工序1：
如图10(a)所示，与图4(a)相同地，准备在两面形成有导电层10的树脂薄膜12a。
工序2：
如图10(b)所示，树脂薄膜12b配置于树脂薄膜12a的上方，并覆盖树脂薄膜12a的上表面的导电层10的成为栅电极的部位20g。然后，将树脂薄膜12a与树脂薄膜12b接合，形成多层树脂基板15。该层叠(层压工序)可以例如以0.5MPa的压力在80℃下进行2分钟。
工序3：
如图10(c)所示，在多层树脂基板15的树脂薄膜12b上以露出栅电极20g的方式形成通孔17。在本实施方式中，通过例如CO2激光形成直径300μm(在树脂薄膜12b上表面的直径)的通孔17。
工序4：
如图11(a)所示，在通孔17的内壁17a、包括栅电极20g(通孔17的底面部)的树脂薄膜12b的上表面形成绝缘层22M。在本实施方式中，在树脂薄膜12b的上表面的整个面旋转涂敷半固化(B-stage)树脂(例如，环氧树脂)，在80℃下干燥，之后在200℃下进行热处理，完成热固化，从而形成绝缘层22M。
工序5：
如图11(b)所示，在绝缘层22M上形成导电层10。在此，在树脂薄膜12b的上表面的整个面实施镀铜，在绝缘层22M上形成导电层10。
工序6：
如图11(c)所示，从通孔17内的绝缘层22上的导电层10形成源电极20s和漏电极20d。在本实施方式中，例如，通过激光去除位于通孔部17内的导电层10的规定部位而分离源电极20s和漏电极20d。通过对位于树脂薄膜12b的上表面的导电层10进行蚀刻而形成图案，从而形成布线层，该布线层电连接源电极20s及漏电极20d。
另外，当通过对位于通孔17内的导电层10的规定部位及导电层10进行蚀刻而分离源电极20s和漏电极20d时，可以同时实施树脂薄膜12b上表面的导电层10的图案形成。
工序7：
如图11(d)所示，通过向通孔17内导入有机半导体，而在通孔17内形成有机半导体部30。将用二甲苯溶解的有机半导体通过喷墨方式涂敷于通孔17内，接着，进行热处理(例如，在200℃下进行30分钟)，使有机半导体的溶剂飞散，也可以使有机半导体结晶化而形成有机半导体部30。这样能够制作图8所示的半导体装置102。
另外，作为半导体装置102的上述制造方法之外的变形例，通过预先在工序2中使用的树脂薄膜12b形成通孔17，从而能够省略工序3中的利用激光进行的通孔17的形成。
图9(a)及(b)示出了本实施方式的变形例的半导体装置103(图9(a)仅为半导体装置103的一部分)。图9(a)是表示通孔17内及附近的源电极20s和漏电极20d的平面配置的俯视图。图9(b)是示意地表示半导体装置103的截面的剖视图，与图9(a)中的B-B’截面对应。在该半导体装置103中，如图9所示，源电极20Ms(延伸部24Ms)和漏电极20Md(延伸部24Md)具有梳形形状，并以梳形部分相互啮合的方式对置配置。
即，在本变形例中，其特征在于，在一个通孔17内形成梳形形状的源电极20Ms及漏电极20Md这一点。
在半导体装置103中，例如通道长度(源电极20Ms和漏电极20Md之间的距离)为10μm，通道宽度(源电极20Ms与漏电极20Md对置的部分的长度、或梳形电极间长度)为1000μm。即，在该例子中，通道宽度为通道长度的100倍的长度。此外，源电极20Ms或漏电极20Md的梳形部的宽度为25μm，并且，行间隔(L/S)的寸法为25μm/10μm。
通过如此将源电极和漏电极形成为梳形形状，能够大幅增加通道宽度，从而，例如，为了驱动有机EL元件，在源电极20Ms与漏电极20Md之间能够有充足地电流(大电流)通过。
此外，源电极20Ms及漏电极20Md除形状以外，例如使用的材料等结构分别与源电极20s及漏电极20d相同。另外，栅电极20g的厚度例如为0.3μm。
此外，具有梳形形状的源电极20Ms和漏电极20Md能够适用于实施方式1所示的任何的半导体装置。
·实施方式3
图12是表示本发明涉及的图像显示装置(有机EL显示装置)500的半剖立体图。图像显示装置500具有：将多个发光元件80规格地排列的发光层600；配置多个用于驱动所述发光元件(导通/截止的控制)的半导体装置300的驱动电路层700；经由数据线92和开关线94向驱动电路层700供给电流的驱动部800、850。
图13是表示半导体装置300的剖视图。
半导体装置300是构成图像装置500的一部分的半导体装置。其是具有一个与图像显示装置500的一个像素对应的有机EL元件(发光元件)80，且控制所述发光元件80的发光的发光元件控制装置，从而，在图像装置500中包括与图像装置500的像素数对应数量的半导体装置300。以下，参照图13说明半导体装置300。
半导体装置300具有两个实施方式1的半导体装置(有机半导体装置)100中所包括的半导体元件(半导体元件100A、100B)，其等效电路如图14所示。
在两个半导体元件100A、100B中，一个是开关晶体管100A，另一个是激励晶体管100B。另外，半导体元件100A、100B配置在加强薄膜86(例如，PET、PEN等树脂薄膜)上。
本实施方式的半导体元件100A、100B形成在有机EL元件80下方，半导体元件100B与有机EL元件80连接。此外，在有机EL元件80上形成有与有机EL元件80电连接的透明电极82。并且，在透明电极82上形成有保护薄膜(例如，PET、PEN等树脂薄膜)84。
图14所示的布线92为数据线，在图13中虽未示出，但该布线92与导电层10电连接，导电层10与图13的半导体元件100A的源电极20s连接。布线94为选择线(开关线)，且与半导体元件100A的栅电极20g电连接。
用驱动部800、850控制数据线92与开关线94的电流，从而利用半导体元件100A控制从激励晶体管100B向有机EL元件80及透明电极82流动的电流，驱动发光元件80的发光。即，半导体元件100A作为控制有机EL元件(发光元件)80的导通/截止的开关晶体管使用。
在图像显示装置500的结构中，晶体管等半导体元件对于各像素不仅设置两个(半导体元件100A与半导体元件100B各一个)，有时设置3个以上，可以按3个或其以上的晶体管来设置本实施方式的半导体装置100的半导体元件。
此外，并不限于半导体装置100，本说明书记载的本申请发明涉及的所有的半导体装置(半导体装置100、101、102、103、200)的任一半导体元件均能够作为半导体装置300的半导体元件(开关晶体管100A及激励晶体管100B)使用。
此外，本发明的全部的半导体装置及其半导体元件并不局限于有机EL显示器，也能够用于其他的图像显示装置(例如，液晶显示装置)，另外，也能够用于电子纸。此外，本发明的全部的半导体装置及其半导体元件可以适用于现在讨论的应用印刷电子技术的各种用途(例如，RF-ID，存储器、MPU、太阳能电池、传感器等)。
另外，图像显示装置500也可以使用液晶、等离子体发光元件等其他种类的发光元件来代替上述的有机EL元件，从而能够作为有机EL显示装置以外的例如液晶显示装置、等离子体显示装置等其他种类的图像显示装置使用。
以上，通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但该叙述并不是限定事项，当然可以进行各种改变。例如，在上述实施方式中，例示了将半导体装置100以对应于一个设备的方式制作的实例，但并不局限于此，也可以执行以对应于多个设备的方式制作的方法。作为这样的制作方法，可以使用卷对卷制法。另外，通过使用假设将来开发出的高迁移率的有机半导体材料，本实施方式的结构所产生的效果会被更加显著地利用，从而能够获得更大的技术价值。
本申请以日本国专利申请、特愿2007-205202作为基础申请主张优先权。参照专利申请特愿2007-205202并将其引入本说明书中。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种利用了层间连接构造的简便的构造且集成密度优越的半导体装置。

Claims (25)

1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
具有从一面贯通到另一面的通孔的树脂薄膜；
沿所述通孔的内壁设置的源电极；
沿所述通孔的内壁设置的漏电极；
与所述通孔对置并设置于所述树脂薄膜的另一面的栅电极；
设置于所述栅电极上，且位于所述通孔内的底部的绝缘层；
以与所述源电极及所述漏电极接触的方式配置于所述通孔的内部的有机半导体，
其中，在所述通孔内的底部，所述有机半导体与所述绝缘层的至少一部分接触，在有机半导体的与绝缘层接触的附近形成通道。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
还具有与所述树脂薄膜的另一面接合的第二树脂薄膜。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第二树脂薄膜具有包括第二通孔和形成于该第二通孔的导电性组合物的通路。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述源电极具有在所述绝缘层上延伸的源电极延伸部，所述漏电极具有在所述绝缘层上延伸的漏电极延伸部，所述有机半导体与所述绝缘体在所述源电极延伸部与所述漏电极延伸部之间接触。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
所述源电极延伸部和所述漏电极延伸部具有梳形形状，且以相互啮合的方式对置分离配置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述绝缘层形成为从所述通孔的底部延伸并覆盖所述通孔的内壁，所述源电极及所述漏电极隔着所述绝缘层沿所述通孔的内壁形成。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述有机半导体具有中空部。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，
在所述有机半导体的所述中空部填充有绝缘材料。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述有机半导体包括高分子有机半导体。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述有机半导体包括低分子有机半导体。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述树脂薄膜是选自聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂及芳香族聚酰胺树脂中的任意一种。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述源电极及所述漏电极为贵金属。
13.一种图像显示装置，其特征在于，具有：
排列有发光元件的显示部；
驱动用于该显示部的所述发光元件的驱动电路层，
其中，所述驱动电路层包括权利要求1～12中任一项所述的半导体装置。
14.根据权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
将权利要求1～12中任一项所述的半导体装置的半导体元件用作进行导通/截止的开关晶体管。
15.根据权利要求13或14所述的图像显示装置，其特征在于，
将权利要求1～12中任一项所述的半导体装置的半导体元件用作驱动所述发光元件的发光的激励晶体管。
16.根据权利要求13～15中任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述发光元件是有机电致发光元件。
17.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
(1)在树脂薄膜的一面形成绝缘层和配置在该绝缘层上的栅电极，形成从所述树脂薄膜的另一面至所述绝缘层的通孔的工序；
(2)在所述通孔的内壁形成源电极和漏电极的工序；
(3)以与所述栅电极、所述漏电极及所述绝缘层接触的方式在通孔内部配置有机半导体的工序，
其中，以在所述有机半导体与所述绝缘层的接触部附近形成通道的方式配置所述源电极和所述漏电极。
18.根据权利要求17所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述工序(1)包括在第二树脂薄膜上配置所述树脂薄膜的一面的工序，所述第二树脂薄膜具有在表面配置的栅电极和在该栅电极上配置的绝缘层。
19.根据权利要求18所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述工序(1)的通孔通过将预先设置了通孔的树脂薄膜配置在所述第二树脂薄膜的绝缘层上而形成。
20.根据权利要求17～19中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述工序(2)中，所述源电极设有在所述绝缘层上延伸的源电极延伸部，所述漏电极设有在所述绝缘层上延伸的漏电极延伸部，使所述有机半导体与所述绝缘层在所述源电极延伸部与所述漏电极延伸部之间接触。
21.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
(1)在树脂薄膜的一面形成栅电极，并形成从所述树脂薄膜的另一面至所述栅电极的通孔的工序；
(2)用绝缘层覆盖所述通孔的内壁及由所述通孔露出的所述栅电极的工序；
(3)沿所述通孔的内壁在所述绝缘层上形成源电极和漏电极的工序；
(4)以与所述栅电极、所述漏电极及覆盖所述栅电极的所述绝缘层接触的方式在通孔内部配置有机半导体的工序，
其中，以在所述有机半导体与覆盖所述栅电极的所述绝缘层的接触部附近形成通道的方式配置所述源电极和所述漏电极。
22.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述工序(1)包括在第二树脂薄膜上配置所述树脂薄膜的一面的工序，所述第二树脂薄膜具有在表面配置的栅电极。
23.根据权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述工序(1)的通孔通过将预先设置了通孔的树脂薄膜配置在所述第二树脂薄膜的栅电极上而形成。
24.根据权利要求21～23中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述工序(3)中，所述源电极设有在覆盖所述栅电极的所述绝缘层上延伸的源电极延伸部，所述漏电极设有在覆盖所述栅电极的所述绝缘层上延伸的漏电极延伸部，所述有机半导体与覆盖所述栅电极的所述绝缘层在所述源电极延伸部与所述漏电极延伸部之间接触。
25.根据权利要求17～24中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述工序(1)的通孔是通过向所述树脂薄膜照射激光而形成的。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5145867B2 (ja) * 2007-10-26 2013-02-20 コニカミノルタホールディングス株式会社 薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタおよび表示装置
US8581247B2 (en) 2009-03-31 2013-11-12 Panasonic Corporation Flexible semiconductor device having gate electrode disposed within an opening of a resin film
CN102067320B (zh) * 2009-05-19 2014-03-19 松下电器产业株式会社 柔性半导体装置的制造方法
US8847229B2 (en) * 2011-03-24 2014-09-30 Panasonic Corporation Flexible semiconductor device, method for manufacturing the same, image display device using the same and method for manufacturing the image display device
KR101829312B1 (ko) * 2011-08-26 2018-02-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조방법
US20140015405A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Elementech International Co., Ltd. Light emitting diode module
JP6116882B2 (ja) * 2012-12-10 2017-04-19 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及びその製造方法
JP2015052742A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像表示装置およびその製造方法
CN103730384A (zh) * 2013-12-13 2014-04-16 深圳市华星光电技术有限公司 一种tft电性量测方法及装置
TWI748456B (zh) * 2014-02-28 2021-12-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 顯示裝置的製造方法及電子裝置的製造方法
CN105355604B (zh) * 2015-10-12 2018-04-20 深超光电（深圳）有限公司 薄膜晶体管阵列基板
KR102177894B1 (ko) * 2017-04-04 2020-11-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 장치 및 그 제조 방법
CN111886700A (zh) * 2018-03-28 2020-11-03 堺显示器制品株式会社 有机el显示装置及其制造方法
US11094763B2 (en) * 2018-03-28 2021-08-17 Sakai Display Products Corporation Organic EL device with alternately lined source drain electrodes

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100257072B1 (ko) 1997-07-25 2000-05-15 김영환 박막트랜지스터 및 그의 제조방법
WO2000012313A1 (fr) * 1998-08-27 2000-03-09 Seiko Epson Corporation Structure hydrophile, tete d'impression a jet d'encre, procede de production de celles-ci, imprimante a jet d'encre et autres elements structurels
JP4841751B2 (ja) * 2001-06-01 2011-12-21 株式会社半導体エネルギー研究所 有機半導体装置及びその作製方法
DE10142913B4 (de) * 2001-08-27 2004-03-18 Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh Vertikale Transistoranordnung mit einem flexiblen, aus Kunststofffolien bestehenden Substrat und Verfahren zu deren Herstellung
US6821811B2 (en) * 2002-08-02 2004-11-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic thin film transistor and method of manufacturing the same, and semiconductor device having the organic thin film transistor
JP4519124B2 (ja) * 2003-01-30 2010-08-04 ユィロス・パテント・アクチボラグ 微小流動性デバイスの内部の壁
JP2005302893A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子デバイス用基板及びその製造方法並びに電子デバイスユニット
JP2006186294A (ja) 2004-12-03 2006-07-13 Toppan Printing Co Ltd 薄膜トランジスタ及びその製造方法
TW200623960A (en) * 2004-12-20 2006-07-01 Univ Nat Chiao Tung Device for integrating organic transistor with organic light emitting diode via heterogeneous interface
JP2006261426A (ja) 2005-03-17 2006-09-28 Toshiba Corp 有機半導体装置およびその製造方法
KR101137865B1 (ko) * 2005-06-21 2012-04-20 엘지디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판의 제조방법 및 이를 이용한 박막트랜지스터 기판
KR101209046B1 (ko) * 2005-07-27 2012-12-06 삼성디스플레이 주식회사 박막트랜지스터 기판과 박막트랜지스터 기판의 제조방법
JP2007067263A (ja) 2005-09-01 2007-03-15 Konica Minolta Holdings Inc 有機半導体材料、有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタ
KR20070053060A (ko) * 2005-11-19 2007-05-23 삼성전자주식회사 표시장치와 이의 제조방법
US7800101B2 (en) * 2006-01-05 2010-09-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Thin film transistor having openings formed therein
JP4851801B2 (ja) 2006-01-31 2012-01-11 株式会社東芝 電動送風機および電気掃除機
KR101319944B1 (ko) * 2007-03-29 2013-10-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
GB0722750D0 (en) * 2007-11-20 2008-01-02 Cambridge Display Technology O Organic thin film transistors active matrix organic optical devices and emthods of making the same

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