CN102176427A - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体装置的制造方法，从衬底剥离通过比较低温(低于500℃)的步骤而制造的元件，并将其转置到柔性衬底(典型为塑料膜)上。在本发明中，使用常规的大型玻璃衬底用制造设备，在玻璃衬底上形成钼膜(Mo膜)并在其表面上形成氧化膜，并且在钼膜及其表面上通过比较低温(低于500℃)的步骤而制造的元件，然后从玻璃衬底剥离该元件，并将其转置到柔性衬底上。

Description

半导体装置的制造方法
本申请是申请号为200710100936.1、申请日为2007年4月28日、发明名称为“半导体装置的制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有由薄膜晶体管(以下称作TFT)构成的电路的半导体装置以及其制造方法。例如，本发明涉及一种电子设备，在其上安装有以液晶显示面板为代表的电光学装置或具有有机发光元件的发光显示装置，作为其部件。
注意，在本说明书中，“半导体装置”是指一种通过利用半导体特性来发挥功能的所有装置，亦即，电光学装置、半导体电路和电子设备均属于半导体装置。
背景技术
近年来，通过使用形成于具有绝缘表面的衬底之上的半导体薄膜(厚度大约从几nm到几百nm)来构成薄膜晶体管(TFT)的技术正受到关注。薄膜晶体管在诸如IC和电光学装置的电子装置中获得了广泛应用，特别地，正在加快开发作为图像显示装置的开关元件的薄膜晶体管。
就采用这种图像显示装置的应用而言，已提出了各种应用方法。特别地，已关注了对便携式设备的使用。尽管目前广泛采用了玻璃衬底和石英衬底，但存在容易破裂和笨重的缺点。另外，在进行大量生产的情况下，玻璃衬底和石英衬底难以大型化，且这些对此不适合。因此，已试图在具有柔性的衬底上、典型地在具有柔性的塑料膜上形成TFT元件。
于是，提出了一种技术方案，其中将形成在玻璃衬底上的元件从衬底剥离，然后将它转移在其他基材上，例如塑料膜等上。
申请人提出了在专利文献1和专利文献2中描述的剥离技术和转移技术。专利文献1公开了采用湿法蚀刻去除成为剥离层的氧化硅膜来进行剥离的技术。另外，专利文献2公开了采用干法蚀刻去除成为剥离层的硅膜来进行剥离的技术。
此外，申请人提出了在专利文献3中描述的剥离技术和转移技术。在专利文献3中公开了如下技术：当在衬底上形成金属层(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir)并在其上形成氧化物层时，在金属层和氧化物层之间的界面中形成所述金属层的氧化金属层，在之后的步骤中利用该氧化金属层来进行剥离。
[专利文献1]日本专利申请公开平8-288522号公报
[专利文献2]日本专利申请公开平8-250745号公报
[专利文献3]日本专利申请公开2003-174153
发明内容
本发明提供一种将通过比较低温(低于500℃)的工艺而制造的元件、典型的是使用了非晶硅膜等的TFT、使用了有机半导体膜的TFT、发光元件、无源元件(传感器、天线、电阻元件、电容元件等)从玻璃衬底分离(即剥离)，并将上述元件配置(即转置)到柔性衬底(典型为塑料膜)上的技术。
使用了非晶硅膜等的TFT和使用了有机半导体膜的TFT可以直接形成在塑料膜上。但是，由于塑料膜很软，因此需要采用专用制造设备作为使用该塑料膜的制造设备。在进行大量生产的情况下，使用以卷对卷(roll to roll)方式供应塑料膜的制造设备。
此外，当在塑料膜上直接形成使用非晶硅膜等的TFT或使用有机半导体膜的TFT的情形中，有因暴露于在TFT制造工艺的过程中使用的溶剂或蚀刻气体导致塑料膜本身变质的担忧。此外，当在塑料膜上直接形成使用ZnO的TFT的情形中，在由溅射法等产生的等离子体照射到塑料膜时，塑料膜本身会变形。此外，有由于在TFT制造工艺的过程中塑料膜吸收或放出水分而造成元件污染的担忧。此外，塑料膜具有比玻璃衬底低的耐热性且比玻璃衬底大的热伸缩性，因此，在制造工艺中细致地控制所有处理温度是很困难的。
本发明的特征在于：在玻璃衬底上形成钼膜(Mo膜)并在其表面上形成氧化膜，在氧化膜上形成通过比较低温(低于500℃)的工艺而制造的元件(使用非晶硅膜等的TFT、使用有机半导体膜的TFT、发光元件、无源元件(传感器、天线、电阻元件、电容元件等))，然后将该元件从玻璃衬底剥离并转移到柔性衬底上。钼有其耐热性不如钨的问题。例如，在进行500℃或更高的热处理时，钼膜发生剥落，所以优选将制造工艺中的温度设定为低于500℃。此外，通过溅射法形成的钼膜有脆弱性，特别地，在多晶状态下晶粒界面有脆弱性。在本发明中，利用该有脆弱性的钼膜来进行剥离。通过利用有脆弱性的钼膜来进行剥离，即使使用比较大的衬底也可以高成品率地进行剥离。
此外，在剥离形成在提供于玻璃衬底的金属层上的包含有机化合物的元件(发光元件和有机TFT等)的情形中，由于有机化合物的紧贴性低，所以有可能发生如下问题：不是在金属层的附近产生剥离，而是在包含有机化合物的层中或者该层的界面上产生剥离，有可能将包含有机化合物的元件破坏。此外，通过印刷法而形成的材料层的紧贴性也低，因此同样有在材料层中或者该层的界面上产生剥离的担忧。然而，如果采用使用钼膜的本发明的剥离方法，由于钼膜有脆弱性，因此与其他金属相比用较小力就可进行剥离。此外，不需要为了剥离而进行的加热处理和激光照射等，从而可实现工艺的简便化。
通过实施胶带剥离实验，已确认了氧化硅膜的剥离。在该胶带剥离实验中，当在钼膜上形成氧化硅膜之后就粘贴胶带而执行剥离。这意味着，不执行热处理也可以进行剥离。图4A是表示该胶带剥离试验的结果的照片。此外，图4B示出该照片的示意图。注意，图4A所示的样品是在玻璃衬底上形成100nm的氧氮化硅膜，在其上形成钼膜(膜厚为50nm)，并且通过溅射法层叠形成氧化硅膜(200nm)来形成的。如图4B所示，可以看出被胶带1003剥离的区域1002。注意，由于在衬底1001的整个表面上形成有钼膜，并该表面成为镜面，因此在图4A的照片中照出了摄影时的天棚的样子(软管等)。此外，也确认了只要在低于500℃的状态下，即使执行热处理也可以进行剥离。
根据上述实验结果和钼膜的特性，可以说钼膜是与其他的金属相比更适应于用于将含有有机化合物的元件等剥离和转移的材料。
此外，与其他的金属元素相比，钼具有蒸汽压小且气体放出量少的优点。从而，可以将形成在钼膜上的元件的污染抑制到最小。
注意，这里在玻璃衬底上形成钼膜，但不限制于玻璃衬底，也可使用石英衬底、陶瓷衬底、半导体衬底等。
本发明可以在使用现有的大型玻璃衬底用制造设备来形成TFT等的元件之后，将其转移到柔性衬底上。从而，可以大幅度降低设备成本。
本说明书所公开的发明结构是将非晶TFT等的元件形成在柔性衬底上的制造方法，其包括以下步骤：在衬底上形成钼膜；在所述钼膜的表面上形成氧化钼膜；在所述氧化钼膜上形成绝缘膜；在所述绝缘膜上形成具有非晶结构的半导体膜；以及，从所述衬底剥离所述绝缘膜及所述具有非晶结构的半导体膜并将所述绝缘膜及所述具有非晶结构的半导体膜转置到柔性衬底上。
这里，进行了实验以明确能否能不进行热处理进行剥离。
在玻璃衬底上形成100nm的氧氮化硅膜，在其上形成钼膜(膜厚50nm)，通过溅射法形成氧化硅膜(200nm)。然后，通过PCVD法形成100nm的氧氮化硅膜，在其上层叠形成非晶硅膜(54nm)。对这样形成的实验衬底1部分地粘贴胶带，并进行剥离，其结果，如图15A所示那样可以剥离。如作为图15A的示意图的图15B所示，可以看出被胶带剥离的区域1002。注意，由于在衬底1001的整个表面上形成有钼膜，并该表面成为镜面，因此在图15A的照片中照出了摄影时的天棚的样子(软管等)。此外，同样地对经热处理了的实验衬底2进行胶带剥离实验，其结果，如图16A所示那样可以剥离。如作为图16A的示意图的图16B所示，可以看出被胶带剥离的区域1002。
本发明不是在柔性衬底上按顺序层叠材料层来形成非晶TFT，而是将形成在玻璃衬底、陶瓷衬底或石英衬底上的非晶TFT等的元件从衬底剥离，并将其固定在柔性衬底上。注意，在剥离之前和剥离之后都可以进行将元件固定在柔性衬底上的处理。此外，也可以用两个柔性衬底并将元件夹在其中间来固定。
此外，另一种发明结构是将有机TFT等的元件形成在柔性衬底上的制造方法，其包括以下步骤：在衬底上形成钼膜；在所述钼膜的表面上形成氧化钼膜；在所述氧化钼膜上形成绝缘膜；在所述绝缘膜上形成具有有机化合物的半导体膜；以及，从所述衬底剥离所述绝缘膜及所述具有有机化合物的半导体膜并将所述绝缘膜及所述具有有机化合物的半导体膜转置到柔性衬底上。
此外，另一种发明结构是将有机发光元件或无机发光元件等的发光元件形成在柔性衬底上的制造方法，其包括以下步骤：在衬底上形成钼膜；在所述钼膜的表面上形成氧化钼膜；在所述氧化钼膜上形成绝缘膜；在所述绝缘膜上形成第一电极；在所述第一电极上形成具有有机化合物或无机化合物的发光层；在所述发光层上形成第二电极；以及，从所述衬底剥离所述绝缘膜、所述第一电极、所述发光层及所述第二电极并将所述绝缘膜、所述第一电极、所述发光层及所述第二电极转置到柔性衬底上。
此外，另一种发明结构是将天线等的无源元件形成在柔性衬底上的制造方法，其包括以下步骤：在衬底上形成钼膜；在所述钼膜的表面上形成氧化钼膜；通过印刷法在所述氧化钼膜上形成天线；焙烧所述天线；形成覆盖所述天线的绝缘膜；以及，从所述衬底剥离所述绝缘膜及所述天线并将所述绝缘膜及所述天线转置到柔性衬底上。
此外，在上述结构中，优选与氧化钼膜接触地形成天线。由于剥离时所露出的氧化钼是半导体，所以通过和天线的一部分重叠地层叠其他的元件衬底的端子部分，可以实现电导通。在此情况下，氧化钼膜的厚度优选为较薄，优选作为自然氧化膜而形成。
此外，在上述结构中，优选与钼膜接触地形成衬底，因为这样可以简化工序。但是，在衬底和钼膜的紧贴性低的情况下，可以在衬底和钼膜之间形成用作缓冲层的材料膜(例如，氧氮化硅膜或氮化钼膜等)。
此外，在上述结构中，可以进行用于促进剥离的预处理，例如，优选在剥离之前部分地照射激光束。具体而言，使用固体激光器(脉冲激发Q开关Nd:YAG激光器)，并采用基波的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)，来照射较弱的激光束(激光光源的照射能量为1mJ至2mJ)。
此外，不论如TFT结构的元件结构如何均可以适用本发明。例如，本发明可以应用于顶栅型TFT、底栅型(反交错型)TFT或者交错型TFT。此外，不限于单栅极结构的晶体管，也可以是具有多个沟道形成区域的多栅极型晶体管，例如，双栅极型晶体管。
此外，通过本发明，可以制造使用柔性衬底的大型显示装置。不仅可以制造无源矩阵型液晶显示装置和无源矩阵型发光装置，也可以制造有源矩阵型液晶显示装置和有源矩阵型发光装置。
注意，在本说明书中，钼膜是指以钼为主要成分的膜，只要在膜中的钼组成比为50％或更高就没有特别的限制，从而可以添加Co或Sn等以便提高薄膜的机械强度。另外，为了减少钼膜的脆弱性，可以使钼膜含有氮。
柔性衬底是指膜状的塑料衬底，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等的塑料衬底。
根据本发明，即使使用对角距离超过1m的大面积衬底，也可以顺利进行剥离工序。
附图说明
图1A至1E是表示液晶显示装置的制造工序的截面图(实施方式1)，
图2A至2D是表示发光装置的制造工序的截面图(实施方式2)，
图3A和3B是表示有机TFT的截面结构的实例的图(实施方式2)，
图4A和4B是表示胶带剥离试验的结果的照片以及示意图，
图5A至5C是无源矩阵型发光装置的俯视图以及截面图(实施方式3)，
图6是无源矩阵型发光装置的透视图(实施方式3)，
图7是无源矩阵型发光装置的俯视图(实施方式3)，
图8A和8B是无源矩阵型发光装置的俯视图(实施方式3)，
图9是无源矩阵型发光装置的截面图(实施方式3)，
图10A至10D是表示天线的制造工序的截面图，图10E是表示半导体装置的制造工序的透视图，
图11A至11D是表示用作无线芯片的半导体装置的俯视图，
图12A是说明根据本发明获得的半导体装置的框图，图12B是表示电子设备的实例的图，
图13A至13G是表示半导体装置的实例的图，
图14A至14C是表示电子设备的实例的图，
图15A和15B是表示胶带剥离实验的结果的照片以及示意图，
图16A和16B是表示胶带剥离试验的结果的照片以及示意图。
具体实施方式
下面说明本发明的实施方式。
实施方式1
在此，利用用图1说明制造液晶显示装置的例子。
首先，在衬底101上形成钼膜102。使用玻璃衬底作为衬底101。此外，对于钼膜102，使用通过溅射法而获得的30nm至200nm的钼膜。由于有时在溅射法中固定衬底，所以容易发生衬底边缘附近的钼膜的厚度不均匀。因此，优选通过干法蚀刻去除边缘部分的钼膜。
接着，使钼膜102的表面氧化，以形成氧化钼膜103。作为该氧化钼膜103的形成方法，可以通过纯水或臭氧水使钼膜的表面氧化，也可以通过氧等离子体进行氧化。此外，也可通过在含氧的气氛中进行加热来形成氧化钼膜103。图1A是完成上述工序之后的截面工序图。
然后，在氧化钼膜103上形成第一导电膜，并在第一导电膜上形成掩模。使用选自Ta、W、Ti、Al、Cu、Cr、Nd等的元素或以所述元素作为主要成分的合金材料或化合物材料的单层或它们的叠层形成第一导电膜。此外，作为第一导电膜的形成方法，适当地使用溅射法、蒸镀法、CVD法、涂敷法等。接着，使用掩模蚀刻第一导电膜来形成栅电极104。
接着，在栅电极104上形成用作栅绝缘膜的第一绝缘膜105。作为第一绝缘膜105，使用氧化硅膜、氮化硅膜或氧氮化硅膜等的绝缘膜。此外，作为第一绝缘膜105，可以使用通过涂敷并焙烧含有聚硅氮烷或硅氧烷聚合物的溶液而获得的膜、光固化有机树脂膜、热固化有机树脂膜等。
然后，在第一绝缘膜105上形成具有非晶结构的半导体膜106。具有非晶结构的半导体膜106由使用以硅烷和锗为代表的半导体材料气体通过气相淀积法、溅射法或热CVD法制造的非晶半导体膜或微晶半导体膜而形成。本实施方式中，示出使用非晶硅膜作为半导体膜的例子。此外，对于半导体膜，也可以使用通过溅射法或PLD(脉冲激光沉积)法制造的ZnO或锌镓铟的氧化物，但是，在此情况下，栅极绝缘膜优选为含有铝或钛的氧化物。
接下来，形成厚度为20nm至80nm的含有赋予n型的杂质元素的非晶半导体膜107，作为含有一种导电类型的杂质元素的半导体膜。在整个表面上使用已知方法诸如等离子体CVD法或溅射法等形成含有赋予n型的杂质元素的非晶半导体膜107。图1B是完成上述工序之后的截面工序图。
接下来，通过使用已知的光刻技术进行图形化获得岛形半导体层和具有导电性的半导体层。注意，可以替代已知的光刻技术，而使用液滴喷射法或印刷法(凸版印刷、平板印刷、凹版印刷、丝网印刷等)来形成掩模以进行选择性刻蚀。
然后，通过使用液滴喷射法选择性地喷射含有导电材料(Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等)的组分来形成源电极112和漏电极113。注意，也可以替代液滴喷射法，而使用溅射法来形成金属膜(Ta、W、Ti、Al、Cu、Cr、Nd等)并且使用已知的光刻技术进行图形化来形成源电极112和漏电极113。
随后，通过使用源电极112和漏电极113作为掩模，形成具有导电性的半导体层110、111。另外，使用源电极112和漏电极113作为掩模，蚀刻半导体层的上部，以暴露半导体层的一部分，并且去除半导体层上部的一部分来形成半导体层109。半导体层109的暴露部分是用作TFT的沟道形成区域的部分。
接下来，形成保护膜114，以防止半导体层109的沟道形成区域被杂质污染。作为保护层114，使用通过溅射法或PCVD法获得的氮化硅、或者以氮氧化硅为主要成分的材料。在本实施方式中，在形成保护膜之后进行氢化处理。通过上述步骤完成TFT 108。
然后，在保护膜114上形成层间绝缘膜115。对于层间绝缘膜115，使用例如环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、三聚氰胺甲醛树脂或聚氨酯树脂的树脂材料。另外，可以使用例如苯并环丁烯、聚对二甲苯、具有透明性的聚酰亚胺等的有机材料、通过硅氧烷系聚合物等的聚合作用制造的化合物材料、含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的合成物材料等。此外，作为层间绝缘膜115，可以使用氧化硅膜、氮化硅膜或氧氮化硅膜等的绝缘膜，也可以层叠这些绝缘膜和树脂材料。
然后，使用已知的光刻技术进行图形化来选择性地去除保护膜114及层间绝缘膜115，来形成达到漏电极113的接触孔。
然后，通过使用液滴喷射法选择性地喷射含有导电材料(Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等)的合成物来形成与漏电极113电连接的第一电极116。此外，通过使用液滴喷射法形成平行于衬底面和第一电极116的方向产生电场的第二电极117。注意，优选等间距地配置第一电极116和第一电极117，也可以使电极的上表面的形状成为梳齿形状。
然后，形成覆盖第一电极116和第二电极117的取向膜118。图1C是完成上述工序之后的截面工序图。
接着，通过使用液晶材料(在此使用高分子分散型液晶)将柔性衬底121与衬底101相对置地固定。根据液晶和高分子材料的分散状态，高分子分散型液晶可以大致分为两种类型。一种为液晶的小滴分散在高分子材料中并且该液晶处于非连续状态(被称作PDLC)，另一种为在液晶中形成有高分子材料的网络并且该液晶处于连续状态(被称作PNLC)。本实施方式可以采用任何类型，但是这里使用PDLC。在本实施方式中，由包含液晶120的高分子材料119固定柔性衬底121。如果需要，可以围绕高分子材料119地配置密封材料。此外，如果需要，可以使用控制高分子材料119的厚度的隔离物(圆珠型隔离物、柱状隔离物、纤维等)。
随后，从钼膜102及衬底101剥离TFT 108及柔性衬底121。由于钼膜有脆弱性，与其他金属相比用较小力就可进行剥离。图1D示出了在氧化钼膜103和钼膜102的界面进行分离的情况，但是，只要进行分离的部分是不破坏TFT的从栅电极104到衬底101之间即可，没有特别的限制，既可以在钼膜或氧化钼膜中进行分离，也可以在衬底和钼膜的界面或栅电极和氧化钼的界面进行分离。但是，在制造透过型液晶显示装置的情况下，如果在衬底和钼膜的界面中进行分离而残留钼膜，优选在后续步骤中去除该钼膜。
然后，如图1E所示，为了增加液晶显示装置的机械强度，使用粘合层122将柔性衬底123固定在剥离的表面上。另外，柔性衬底121和柔性衬底123优选使用具有相同的热膨胀系数的材料，以便与温度变化无关地保持衬底之间的间隔。此外，如果液晶显示装置具有足够的机械强度，并不需要使用柔性衬底123。
通过上述工序，可以制造使用非晶硅TFT的有源矩阵型液晶显示装置。通过液滴喷射法形成的导电层的紧贴性较低，但是，如果采用本发明的使用钼膜的剥离法，即使将通过液滴喷射法形成的导电层用作布线的一部分，也可以在钼膜附近(本实施方式中的氧化钼膜103和钼膜102的界面)进行剥离。
此外，本实施方式示出了与氧化钼膜上接触地形成栅电极104的例子。如果在与栅电极相同的层中用相同的材料在像素部的边缘形成端子电极，就可以通过也用作半导体材料的氧化钼膜连接到FPC等的外部端子。在此情况下，通过在进行剥离之后与端子电极重叠地配置FPC，可以实现电连接。另外，在此情况下，不仅形成栅电极，而且在与栅电极相同的层中用相同的材料另外形成端子电极，并且与源布线、公共布线和电容布线等相连接来连接到外部部分。此外，可以通过氧化钼膜将驱动IC连接到端子电极。这样，在连接到外部部分之后，也可以使用另一个柔性衬底123进行密封。通过使用柔性衬底123来进行密封，可以更牢固地固定FPC和IC。
另外，可以替代高分子分散型液晶，而使用电子墨水来制造电泳显示器。在此情况下，可以在形成第一电极116和第二电极117之后，通过印刷法涂敷电子墨水并进行焙烧，然后用柔性衬底121将其固定。也可以剥离衬底并使用另一个柔性衬底进行密封。
实施方式2
在此，将用图2说明制造使用有机TFT的有源矩阵型发光装置的例子。
首先，在衬底201上形成钼膜202。使用玻璃衬底作为衬底201。作为钼膜202使用通过溅射法获得的30nm至200nm的钼膜。
接着，使钼膜202的表面氧化，以形成氧化钼膜203。作为该氧化钼膜203的形成方法，可以通过纯水或臭氧水使钼膜的表面氧化，也可以通过氧等离子体进行氧化。此外，也可通过在含氧的气氛中进行加热来形成氧化钼膜203。此外，也可以在之后的形成绝缘膜的工序中形成氧化钼膜203。在通过等离子体CVD法形成氧化硅膜或氧氮化硅膜作为绝缘膜的情形中，钼膜202的表面被氧化而形成为氧化钼膜203。
接着，在氧化钼膜203上形成绝缘膜204。作为绝缘膜204，使用例如氧化硅膜、氮化硅膜或氧氮化硅膜(SiOxNy)等的绝缘膜。作为绝缘膜204的典型实例，采用了通过PCVD法使用SiH4、NH3和N2O作为反应气体形成的厚度为50nm至100nm的氮氧化硅膜以及使用SiH4和N2O作为反应气体形成的厚度为100nm至150nm的氧氮化硅膜层叠在一起形成的双层结构。此外，优选使用膜厚度为10nm或更小的氮化硅膜(SiN膜)或氮氧化硅膜(SiNxOy膜(X＞Y))作为绝缘膜204的一层。另外，也可以采用三层结构，其中顺序地层叠氮氧化硅膜、氧氮化硅膜和氮化硅膜。此处描述了形成绝缘膜204作为基底绝缘膜的例子，但是，如果没有必要，也可以不必提供绝缘膜204。图2A是完成上述工序之后的截面工序图。
接着，在绝缘膜204上形成成为栅电极的导电层。用作导电层的材料可以是通过氮化和/或氧化而具有绝缘特性的金属。具体地，优选钽、铌、铝、铜或钛。此外，可以举出钨、铬、镍、钴、镁等。不特别限制导电层的形成方法，可以在通过溅射法或蒸镀法等形成膜之后，通过蚀刻法等将该膜制造成具有需要的形状。此外，可通过喷墨法等使用包括导电物质的液滴形成该膜。
接下来，通过使导电层氮化和/或氧化形成由上述金属的氮化物、氧化物或氧氮化物构成的栅绝缘膜212。注意，导电层中除了被绝缘化了的栅绝缘膜212之外的部分用作栅电极211。
接下来，形成覆盖栅绝缘膜212的半导体层213。形成半导体层213的有机半导体材料只要具有载流子传输特性且通过电场效应可能调制载流子密度的有机材料，就可以使用低分子材料和高分子材料，且并不特别限制其种类。可以举出多环芳香族化合物、共扼双键化合物、金属酞菁络合物、电荷传输络合物、缩合的环状四羧酸二酰亚胺类、低聚噻吩类、富勒烯类、碳纳米管等。例如，可使用聚吡咯、聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩乙烯、聚(对苯乙烯)、聚苯胺、聚丁二炔、聚奥(polyazulene)、聚芘、聚咔唑、聚硒吩、聚呋喃、聚(对亚苯基)、聚吲哚、聚哒嗪、并四苯、并六苯、并七苯、芘、
Figure BDA0000047589480000121
苝、晕苯、并五苯、卵苯、拟并五苯、circumanthracene、三酚基二
Figure BDA0000047589480000131
嗪、triphenodiriazine、并六苯-6、15-醌、聚乙烯基咔唑、聚苯硫醚、聚亚乙烯基硫醚、聚乙烯基吡啶、萘四甲酸二酰亚胺、蒽四甲酸二酰亚胺、C60、C70、C76、C78、C84及其衍生物。此外，作为其具体实例，可举出通常作为P型半导体的并四苯、并五苯、六价噻吩(6T)、铜酞菁、二-(1，2，5-噻重氮)-对喹啉并二(1，3-双硫醇)、红荧烯(rubrene)、聚(2，5-亚噻吩基亚乙烯基)(PTV)、聚(3-己基噻吩-2，5-diyl)(P3HT)或聚(9，9’-二辛基-芴-共-双噻吩)(F8T2)，和通常作为N型半导体的7，7，8，8，-四氰基喹啉并二甲烷(TCNQ)、3，4，9，10-苝四酸二酐(PTCDA)、1，4，5，8-萘四酸二酐(NTCDA)、N，N’-二辛基-3，4，9，10-苝四甲酸二酰亚胺(PTCDI-C8H)、铜16酞菁氟化物(F16CuPc)、N，N’-2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，-十五氟代辛酯-1，4，5，8-萘四酸二亚胺(NTCDI-C8F)、3’，4’-二丁基-5，5”-双(二氰基亚甲基)-5，5”-二氢-2，2’：5’，2”-三噻吩)(DCMT)、亚甲基富勒烯[6，6]-苯基C61酪酸甲脂(PCBM)等。注意，在有机半导体中，P型或N型的特性不是固有特性，而取决于与注入载流子的电极之间的关系，或当进行载流子注入时电场的强度，存在易于变成P型或N型的倾向，然而，可将有机半导体用作P型半导体和N型半导体。注意，在本实施方式中，更优选采用P型半导体。
这些有机半导体材料可以通过诸如蒸镀法、旋涂方法或液滴喷射法等的方法来形成。
接着，在半导体层213上形成缓冲层214，以便提高紧贴性和界面的化学稳定性。作为缓冲层214，可以使用具有导电特性的有机材料(显示电子接收特性的有机化合物如7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(TCNQ)、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(F4-TCNQ)等)、或者有机化合物和金属氧化物的复合材料。另外，如果不需要，不用提供缓冲层214。
接下来，在缓冲层214上形成用作源电极或漏电极的导电层215。用于导电层215的材料没有特别的限制，可以使用金属如金、铂、铝、钨、钛、铜、钽、铌、铬、镍、钴、镁等以及包括它们的合金等。此外，用于导电层215的其他材料可举出导电高分子化合物如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚二乙炔等。注意，只要半导体层213不分解，就不特别限制导电层215的形成方法。可以在通过溅射法或蒸镀法等形成膜之后，通过蚀刻法等将导电层15加工成需要的形状来制造导电层215。此外，可以通过使用包含导电物质的液滴的喷墨法形成导电层215。通过上述工序可以完成有机晶体管227。
此外，可以与半导体层213之下表面接触地形成有机绝缘材料如聚酰亚胺、聚酰胺酸或聚乙烯基苯等的膜。通过这种结构，进一步改善有机半导体材料的取向，进一步改善栅绝缘膜212和半导体层213的紧贴性。
接下来，对于使用有机晶体管227的发光装置的制造方法进行说明。
形成覆盖有机晶体管227的层间绝缘膜228。然后，选择性地蚀刻层间绝缘膜228来形成达到一个导电层215的接触孔。接着，形成电连接到一个导电层215的第一电极210。接着，形成覆盖第一电极210的边缘的分隔壁221。分隔壁221使用绝缘材料而形成，并且具有对多个配置为互相相邻的第一电极210之间进行绝缘的功能。
接下来，在第一电极210的不与分隔壁221接触的区域中形成发光层222。作为用于发光层222的材料，使用有机化合物的单层或叠层、或者无机化合物的单层或叠层的情况较多，但在本说明书中包括如下结构：在由有机化合物构成的膜的一部分中使用无机化合物。发光元件中的各层的层叠方法没有限制。只要能够形成叠层，都可以采用任何一种方法如真空蒸镀法、旋涂法、喷墨法、浸渍涂敷法等。
然后，在发光层222上形成第二电极223。第一电极210、第二电极223和发光层222重叠的部分构成发光元件。注意，该发光元件包括：含有能够获得通过施加电场而发生的场致发光(ElectroLuminescence)的有机化合物或无机化合物的层(下文中称作EL层)、阳极、以及阴极。特别地，使用了ZnS:Mn的无机薄膜的无机EL和使用了有机蒸镀膜的有机EL显示高亮度且高效率的EL发光，从而适于应用到显示器上。注意，对发光元件的结构没有特别的限制。
接着，在第二电极223上形成保护膜224。另外，如果不需要，也可不用提供保护膜224。
接下来，使用粘合层226将柔性衬底225固定在保护膜224上。可以围绕粘合层226地设置密封材料，以便加强密封。图2B是完成上述工序之后的截面工序图。
接着，从钼膜202、氧化钼膜203及衬底201剥离有机晶体管227及柔性衬底225。图2C示出在氧化钼膜203和绝缘膜204的界面进行分离的情况。
然后，如图2D所示，为了增加发光装置的机械强度，使用粘合层205将柔性衬底206固定在剥离的表面上。此外，如果发光装置具有足够的机械强度，就并不需要使用柔性衬底206。
通过上述工序，可以制造使用有机晶体管的有源矩阵型发光装置。例如，通过蒸镀法形成的发光层的紧贴性较低，但是，如果采用本发明的使用钼膜的剥离法，即使使用通过蒸镀法形成的发光层，也可以在钼膜附近(本实施方式中的氧化钼膜203和绝缘膜204的界面)进行剥离。
此外，不限制于图2C所示的有机晶体管的结构，也可以采用图3A或图3B所示的结构。
图3A所示的结构被称作底接触型结构。注意，与图2相同的部分将使用相同的符号。在使用底接触型结构的情况下，可容易地将诸如光刻的工序用于源布线和漏布线的微加工。因此，可以根据其优点和缺点适当地选择有机晶体管的结构。
在衬底201上层叠钼膜202、氧化钼膜203、绝缘膜204。在绝缘膜204上形成栅电极331。用于栅电极331的材料没有特别限制，例如可以举出如金、铂、铝、钨、钛、铜、钼、钽、铌、铬、镍、钴、镁等金属和包含上述金属的合金、如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔和聚二乙炔等导电高分子化合物、以及掺杂有杂质的多晶硅等。用于制造栅电极331的方法没有特别限制，可以在通过溅射法、蒸镀法等形成膜之后，通过蚀刻法等将其加工成需要的形状而制造。此外，也可以通过使用含有导电物质的液滴的喷墨法等来形成。
接下来，形成覆盖栅电极331的绝缘膜332。将无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅或氧氮化硅等用于绝缘膜332。注意，这些绝缘膜332可以通过诸如浸渍法、旋涂法、液滴喷射法等的涂敷法、CVD法、溅射法等的方法来形成。可对该绝缘膜332进行使用高密度等离子体的氮化和/或氧化处理。通过进行高密度等离子体氮化处理，可以获得含有更高浓度氮的氮化硅膜。高密度等离子体是通过使用高频微波如2.45GHz来产生的。通过由使用这种高密度等离子体的等离子体激活来激活氧(或含有氧的气体)或氮(或含有氮的气体)，且使其与绝缘膜反应。由于活性种的动能低，因此与现有的等离子体处理相比以低电子温度为特征的高密度等离子体可以形成等离子体损伤较少和缺陷较少的膜。另外，通过使用高密度等离子体，可以减小绝缘膜332表面的粗糙度，因此能够提高载流子的迁移率。另外，可以使得构成在用作栅绝缘膜的绝缘膜332上形成的半导体层的有机半导体材料的取向易于一致。
接着，在绝缘膜332上形成源电极314以及漏电极315。然后，在源电极314和漏电极315之间形成半导体层313。半导体层313可以使用与上述的图2B所示的半导体层213相同的材料。在形成具有上述结构的有机晶体管之后，进行剥离并将其转置到柔性衬底上。
对于图3B的结构进行说明。图3B的结构被称为顶栅型结构。注意，与图2相同的部分将使用相同的符号。
在衬底201上层叠钼膜202、氧化钼膜203、绝缘膜204。在绝缘膜204上形成源电极414以及漏电极415。接着，在源电极414和漏电极415之间形成半导体层413。接着，形成绝缘膜442以覆盖半导体层413、源电极414和漏电极415。接着，在绝缘膜442上形成栅电极441。栅电极441隔着绝缘膜442与半导体层413重叠。在形成具有上述结构的有机晶体管之后，进行剥离并将其转置到柔性衬底上。
这样，即使采用各种有机晶体管的结构，也可以通过本发明进行剥离并将其转置到柔性衬底上。例如，通过涂敷法形成的半导体层的紧贴性较低，但是，如果采用本发明的使用钼膜的剥离法，即使使用通过涂敷法形成的半导体层，也可以在钼膜附近(本实施方式中的氧化钼膜203和绝缘膜204的界面)进行剥离。
此外，可以替代有机晶体管，而使用使用通过溅射法或PLD法制造的ZnO或锌镓铟的氧化物作为半导体层的晶体管。在此情况下，可以适用图3A和图3B的结构。另外，在使用ZnO或锌镓铟的氧化物作为半导体层的情况下，栅绝缘膜优选为含有铝或钛的氧化物。这样，在形成其制造工艺中包括向衬底照射等离子体的步骤的晶体管时，也可以有效地应用本发明。通过本发明，可以在能够耐受等离子体处理的衬底上形成晶体管之后，进行剥离并将其转置到柔性衬底上。
此外，本实施方式可以与实施方式1自由组合。例如，可以替代实施方式1所示的非晶TFT，而使用实施方式2所示的有机晶体管来制造液晶显示装置。另外，可以替代实施方式2所示的有机晶体管，而使用实施方式1所示的非晶TFT来制造发光装置。
实施方式3
这里，将使用图5、图6、图7、图8以及图9说明在柔性衬底上制造无源矩阵型发光装置的例子。
无源矩阵型(简单矩阵型)发光装置具有如下结构：条形(带状)排列的多个阳极和条形(带状)排列的多个阴极被设置为彼此正交，并且该交叉部分夹有发光层或荧光层。从而，在被选择(施加了电压)的阳极和被选择的阴极的交叉点上的像素发光。
图5A示出密封之前的像素部的俯视图。图5B是以在图5A中的虚线A-A’切割的截面图，而图5C是以虚线B-B’切割的截面图。
与实施方式2同样，在第一衬底501上层叠钼膜502、氧化钼膜503、绝缘膜504。在绝缘膜504上以等间距呈条形提供有多个第一电极513。此外，在第一电极513上提供有具有对应于各个像素的开口部的分隔壁514。具有开口部的分隔壁514由绝缘材料(光敏或非光敏有机材料(聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、或苯并环丁烯)或SOG膜(例如包含烷基的SiOx膜))构成。注意，对应于各个像素的开口部用作发光区域521。
在具有开口部的分隔壁514上提供与第一电极513交叉且彼此平行的多个反锥形的分隔壁522。根据光刻法利用未被曝光的区域保留作为图案的正性光敏树脂，并借助于控制曝光量或显像时间，以使图案下方的部分更多地被蚀刻的方式，来形成反锥形的分隔壁522。
图6是当刚形成了彼此平行的多个反锥形的分隔壁522之后的透视图。注意，与图5A至图5C相同的部分用相同的参考符号来表示。
反锥形的分隔壁522的高度设定为比包含发光层的层叠膜和导电膜的厚度更大。当将包含发光层的层叠膜和导电膜层叠在具有图6所示的结构的第一衬底上时，如图5所示，分离为彼此电隔离的多个区域，从而形成各包含发光层的层叠膜515R、515G、515B以及第二电极516。第二电极516是在与第一电极513交叉的方向延伸的互相平行的条形电极。注意，包含发光层的层叠膜和导电膜还形成在反锥形的分隔壁522上，但其被与包含发光层的层叠膜515R、515G、515B以及第二电极116隔开。
这里示出了形成一种发光装置的例子，即，选择性地形成包含发光层的层叠膜515R、515G、515B，来形成可以获得3种发光(R、G、B)的能够执行全色显示的发光装置。包含发光层的层叠膜515R、515G、515B分别形成为互相平行的条形图案。
此外，可以在整个表面上形成包含发射相同颜色的光的发光层的层叠膜，来提供单色发光元件，从而可以做出能够执行单色显示的发光装置或能够执行局部彩色显示的发光装置。此外，也可以形成能够发射白色发光的显示装置并且将其与滤色器进行组合，以便做出能够执行全色显示的发光装置。
接下来，用图7表示安装有FPC等的发光模块的俯视图。
注意，本说明书中的发光装置意味着图像显示装置、发光装置、或光源(包括照明装置)。发光装置还包括在发光装置配备有连接器诸如FPC(柔性印刷电路)、TAB(载带自动键合)带或TCP(载带封装)的模块；印刷电路固定到TAB带或TCP端部的模块；IC(集成电路)通过COG(玻璃上芯片)方式直接安装在发光装置的模块。
如图7所示，构成图像显示的像素部具有彼此正交的多个扫描线组和数据线组。
图5的第一电极513相当于图7的扫描线603，第二电极516相当于数据线602，反锥形的分隔壁522相当于分隔壁604。在数据线602和扫描线603之间夹有发光层，并且区域605表示的交叉部分成为一个像素。
注意，扫描线603在布线端部与连接布线608电连接，且连接布线608通过输入端子607连接到FPC 609b。并且，数据线通过输入端子606连接到FPC 609a。
随后，使用第一粘合层固定第一柔性衬底。
然后，从第一衬底601剥离发光元件。接着，为了加强发光装置的密封性，使用第二粘合层将第二柔性衬底固定在剥离的表面上。
若有需要，可以在出射表面上适当地提供诸如偏振片、圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差板(λ/4板，λ/2板)、以及滤色器之类的光学膜。另外，可以在偏振片或圆偏振片上提供抗反射膜。例如，可以执行抗眩光处理；该处理是利用表面的凹凸来扩散反射光并降低眩光的。
通过上述工序，可以制造具有柔性的无源矩阵型发光装置。由于当安装FPC时进行热压处理，因而优选在硬衬底上进行。根据本发明，可以在安装FPC之后进行剥离并将其转置到柔性衬底上。
图7示出了在衬底上没有设置驱动电路的例子。接下来使用图8说明安装了具有驱动电路的IC芯片的发光模块的制造方法的例子。
首先，与实施方式2同样，在第一衬底701上层叠钼膜、氧化钼膜、绝缘膜。在该绝缘膜上形成数据线702(也用作阳极)；该数据线702具有下层为具有反射性的金属膜，上层为透明氧化物导电膜的层叠结构。与此同时，也形成连接布线708、709a、709b以及输入端子。
随后，形成具有对应于各个像素705的开口部的分隔壁。接着，在具有开口部的分隔壁上提供与数据线702交叉且彼此平行的多个反锥形的分隔壁704。图8A是完成上述步骤之后的俯视图。
接着，形成通过层叠形成包含发光层的层叠膜和透明导电膜、如图8B所示分离为彼此电隔离的多个区域并包含发光层的层叠膜、以及由透明导电膜构成的扫描线703。由透明导电膜构成的扫描线703是在与数据线702交叉的方向延伸的互相平行的条形电极。
随后，在像素部分的外围(外侧)区域中，用COG法分别安装数据线侧IC 706和扫描线侧IC 707，该数据线侧IC 706和扫描线侧IC 707形成有用来将各个信号传输到像素部分的驱动电路。除了COG法以外，还可以采用TCP或引线键合法来安装。TCP是一种在TAB带上安装有IC的封装方式，将TAB带连接到元件形成衬底上的布线来安装IC。数据线侧IC 706和扫描线侧IC 707可以用硅衬底，也可以在玻璃衬底、石英衬底、或塑料衬底上形成了由TFT构成的驱动电路。虽然示出了一个IC提供在单侧上的例子，但也可以在单侧上提供被分成多个的IC。
另外，扫描线703在布线端部与连接布线708电连接，并且连接布线708连接到扫描线侧IC 707。这是因为难以在反锥形的分隔壁704上形成扫描线侧IC 707。
以这种结构形成的数据线侧IC 706通过连接布线709a和输入端子710连接到FPC711。扫描线侧IC 707通过连接布线709b和输入端子连接到FPC。
此外，安装IC芯片712(存储器芯片、CPU芯片、电源电路芯片等)以实现集成化。
接着，覆盖像素部分地使用第一粘合层固定第一柔性衬底。
然后，从第一衬底701剥离发光元件。接着，为了加强发光装置的密封性，使用第二粘合层将第二柔性衬底固定在剥离的表面上。
图9示出了在固定第二柔性衬底后的沿图8B中的虚线C-D切割的截面结构的一个例子。
基底绝缘膜811通过第二粘合层819设置在第二柔性衬底810上。下层812是具有反射性的金属膜，而上层813是透明氧化物导电膜。优选用功函数高的导电膜来形成上层813。例如，除了包含铟锡氧化物(ITO)的膜之外，还可以采用包含如下材料的膜：透明导电材料诸如包含Si元素的铟锡氧化物(ITSO)或将氧化锌(ZnO)混合到氧化铟中的氧化铟锌(IZO)等、或者组合这些导电材料而做出的化合物。此外，下层812使用Ag、Al或Al合金膜来形成。
用于使相邻的数据线之间绝缘的分隔壁814是树脂。由分隔壁包围的区域对应于发光区域，并该区域对应于发光区域且面积相同。
扫描线816(阴极)形成为与数据线(阳极)交叉。扫描线816(阴极)使用透明导电膜诸如ITO、包含Si元素的铟锡氧化物(ITSO)或将氧化锌(ZnO)混合到氧化铟中的IZO等。由于本实施方式示出了发光透过第一柔性衬底820中的顶部出射型发光装置的例子，故重要的是扫描线816要透明。
配置有多个发光元件的像素部分被第一柔性衬底820密封且由第一粘合层817填充，上述发光元件夹着具有发光层的层叠膜815且位于扫描线和数据线的交叉点上。作为第一粘合层817，可以使用紫外线固化树脂、热固化树脂、硅酮树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、PVC(聚氯乙烯)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、或EVA(乙烯醋酸乙烯酯)。
另一方面，在第二柔性衬底810的端部处形成端子电极，在该部分将和外部电路连接的FPC(柔性印刷电路)832粘合。端子电极具有由具有反射性的金属膜830、透明氧化物导电膜829、以及从第二电极延伸的氧化导电膜组成的层叠结构。但本发明不局限于此。
可以采用使用各向异性导电材料或金属凸块的连接方法或引线键合法来安装FPC 832。在图9中，用各向异性导电接合材料831来连接。
IC芯片523通过各向异性导电材料824和825电连接到像素部分外围，该IC芯片823形成有用来将各个信号传输到像素部分的驱动电路。为了形成对应于彩色显示的像素部分，在XGA显示级的情况下要求具有3072个数据线和768个扫描线。以该数量构成的数据线和扫描线在像素部分的端部处被分成几个块并形成引出线，并根据IC输出端子的节距被集中。
通过上述工序，可以制造发光模块，其中安装有被第二柔性衬底810和第一柔性衬底820密封的IC芯片。当安装IC芯片时进行热压处理，因此优选在硬质的第一衬底上进行。根据本发明，可以在安装IC芯片之后进行剥离并将其转置到柔性衬底上。
实施方式4
在本实施方式中，将描述制造用作无线芯片的半导体装置的例子。本实施方式所示的半导体装置的特征在于可以非接触地读出及写入数据。数据传送方式大致分为如下三种：对置配置一对线圈来通过互感进行通信的电磁耦合方式；通过感应电磁场进行通信的电磁感应方式；以及使用电波进行通信的电波方式，并且可以使用其中任何方式。
此外，用于传送数据的天线的设置方法有如下两种：在设置有多个元件及存储元件的元件衬底上设置天线；以及在设置有多个元件及存储元件的元件衬底上设置端子部分，并且将设置在其他衬底上的天线连接到所述端子部分来设置天线。
在本实施方式中描述将设置在其他衬底上的天线连接到元件衬底的端子部分来设置的制造方法。
首先，与实施方式1同样，在耐热衬底901上形成钼膜902和氧化钼膜903的叠层。图10A是完成上述步骤之后的衬底的截面图。使用玻璃衬底作为耐热衬底901。该耐热衬底不局限于玻璃衬底，只要能够承受通过涂敷法形成的导电层的焙烧温度(大约300℃)且其形状的变形不大的衬底，即可。但是，当在300℃下进行30分钟的热处理时，耐热性低的塑料衬底有可能发生弯曲的担忧，因此不适应于作为耐热衬底901。
接着，如图10B所示，在氧化钼膜903上形成用作天线的导电层904。通过使用液滴喷射法(喷墨法、分配器法等)喷射含有诸如金、银、铜的导电材料的液滴或膏并进行干燥和焙烧来形成用作天线的导电层904。通过使用液滴喷射法来形成导电层904，可以减少工序数目，从而可以减少成本。另外，可以使用丝网印刷法来形成导电层904。在使用丝网印刷法的情况下，通过选择性地印刷导电膏而提供用作天线的导电层904，在所述导电膏中将粒径为几nm至几十μm的导电颗粒溶解或分散于有机树脂中。作为导电颗粒，可以使用选自银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)和钛(Ti)等的任何一种以上的金属颗粒、卤化银的微粒或分散的纳米颗粒。此外，作为包含在导电膏中的有机树脂，可以使用选自用作金属颗粒的结合剂、溶剂、分散剂或涂敷剂的有机树脂中的一种或多种。典型地，可以举出如环氧树脂和硅树脂等等有机树脂。此外，当形成导电层时，优选在施加导电膏后进行焙烧。此外，也可以使用含有焊料或者无铅焊料作为其主要成分的微粒，在这种情况下，优选使用粒径为20μm或更小的微粒。焊剂或者无铅焊剂具有低成本的优点。此外，除了上述材料之外，也可以将陶瓷或铁氧体等用于天线。
当使用丝网印刷法或液滴喷射法来形成天线的情况下，将天线形成为所希望的形状，然后进行焙烧。该焙烧温度为200℃至300℃。虽然低于200℃的温度下也可以进行焙烧，但是在低于200℃的情况下，有可能发生不仅不能确保天线的导电性，还缩短天线的通信距离的问题。考虑到上述问题，优选在另外的衬底即耐热衬底上形成天线，然后使其剥离并转置到元件衬底上。此外，在采用使用有机材料的存储元件作为设在元件衬底上的存储元件时，有可能发生因天线的焙烧温度引起存储元件变质并对数据的写入等产生影响的问题。由于上述理由，将在另外的衬底上形成的天线连接到元件衬底的端子部分而提供是很有效的。
除了丝网印刷法之外，可以使用凹版印刷法等，也可以通过镀敷法等使用导电材料来形成天线。根据镀敷材料和镀敷条件，有时通过镀敷法形成的天线的低紧贴性低，因此，本发明的使用钼膜的剥离方法很有效。
接着，如图10C所示，使用树脂层905贴附柔性衬底以保护导电层904。
随后，如图10D所示，可以通过进行剥离将耐热衬底901及钼膜902与氧化钼膜903、导电层904、树脂层905及柔性衬底906相分离。另外，可以在氧化钼膜903的层中进行分离，也可以在氧化钼膜903和导电层904的界面或者在氧化钼膜903和树脂层905的界面进行分离。如果由树脂层905可充分确保柔性衬底906和导电层904之间的紧贴性，则可以在固定树脂层905之后牵拉柔性衬底906来进行剥离。由于本发明的使用钼膜的剥离方法用较小力就可进行剥离，因此成品率提高。此外，由于本发明的使用钼膜的剥离方法只要用较小力，所以可以在剥离时抑制柔性衬底906的变形，因而对导电层904造成的损坏少。
然后，如图10E所示，与提供有导电层904的表面接触地配置元件衬底907。由于氧化钼膜903也具有半导体特性，因此通过与导电层904重叠地配置元件衬底的端子部分，就可以实现电导通。当然，也可以使用各向异性导电材料并进行按压来实现元件衬底的端子部分和导电层904之间的电导通。
另外，在图10E中，虽然示出了提供其面积小于柔性衬底906的元件衬底907的例子，但没有特别的限制。可以提供其面积与柔性衬底906几乎相同的元件衬底，也可以提供其面积大于柔性衬底906的元件衬底。
最后，为了保护，覆盖天线和元件衬底907地贴附另一个柔性衬底，完成用作无线芯片的半导体装置。注意，如果不需要，不必贴附另一个柔性衬底。
这里，使用电磁耦合方式或者电磁感应方式(例如，13.56MHz频带)作为半导体装置中的信号传送方式。由于利用磁场密度的改变引起的电磁感应，因此，在图10E中将用作天线的导电层的上表面形状形成为环形(例如，环形天线)或者螺旋形(例如，螺旋天线)，但是对于导电层的形状没有特别的限制。
此外，也可以使用微波方式(例如UHF频带(860～960MHz频带)、2.45GHz频带等)作为半导体装置中的信号传送方式。在此情况下，考虑用于信号传送的电磁波波长，可以适当地设定用作天线的导电层的形状如长度等。图11A至11D示出了形成在柔性衬底911上且用作天线的导电层912和具有集成电路的芯片状半导体装置913的一个例子。例如，可以将用作天线的导电层的上表面形状形成为直线形(例如，偶极天线(参照图11A))、平坦的形状(例如平板天线(参照图11B))、或者带形(参照图11C、11D)等。此外，用作天线的导电层的形状并不限于直线形，考虑到电磁波的波长，还可以以曲线形状、S字形或者其组合的形状设置。
另外，将参照图12A描述通过上述工序而获取的半导体装置的结构。如在图12A所示，根据本发明的半导体装置1120具有非接触地进行数据通信的功能，并且包括：电源电路1111；时钟发生电路1112；数据解调/调制电路1113；控制其他电路的控制电路1114；接口电路1115；存储电路1116；数据总线1117；天线1118；传感器1121；以及传感器电路1122。
电源电路1111是基于从天线1118输入的交流信号，产生提供给半导体装置1120内的各个电路的各种电源的电路。时钟发生电路1112是基于从天线1118输入的交流信号，产生提供给半导体装置1120内的各个电路的各种时钟信号的电路。数据解调/调制电路1113具有解调/调制与读写器1119进行通信的数据的功能。控制电路1114具有控制存储电路1116的功能。天线1118具有发送/接收电波的功能。读写器1119与半导体装置进行通信，控制该半导体装置并且控制关于其数据的处理。注意，半导体装置并不限于上述结构，例如可以为追加有其他部件如电源电压的限幅电路或专用于加密处理的硬件的结构。
存储电路1116的特征在于具有存储元件，该存储元件在一对导电层之间夹着有机化合物层或相变层。注意，存储电路1116可以仅仅具有在一对导电层之间夹着有机化合物层或相变层的存储元件，或者可以具有其它结构的存储电路。该其它结构的存储电路相当于选自例如DRAM、SRAM、FeRAM、掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM和闪存中的一种或多种。
传感器1121包括半导体元件如电阻元件、电容耦合元件、电感耦合元件、光生伏打元件、光电转换元件、热电元件、晶体管、热敏电阻或二极管等。传感器电路1122检测阻抗、电抗、电感、电压或电流中的变化，然后进行模拟/数字转换(A/D转换)，并且将信号输出到控制电路1114。
本实施方式可以与实施方式1或2自由组合。例如，可以使用根据实施方式1或实施方式2而获得的TFT来形成集成电路，并且将进行剥离了的元件衬底(柔性衬底)和形成有根据本实施方式而获得的天线的柔性衬底粘合在一起，来实现电导通。
通过本发明，可以形成用作具有处理器电路的芯片(以下还称作处理器芯片、无线芯片、无线处理器、无线存储器和无线标签)的半导体装置。根据本发明获得的半导体装置具有广泛的使用范围，例如可以将其安装在纸币、硬币、有价证券、证书、无记名债券、包装用的容器、书籍、记录媒体、个人用品、交通工具、食品、衣物、保健用品、生活用品、药品、电子设备等上来使用。
纸币和硬币是在市场中使用的货币，并且包括诸如在特定区域中以与货币相同方式使用的东西(兑换券)、纪念币等。有价证券是指支票、证券、商业票据等，并且可以配置有具有处理器电路的芯片90(参考图13A)。证书是指驾照、居住证等，并且可以配置有具有处理器电路的芯片91(参考图13B)。个人用品是指包、眼镜等，并且可以配置有具有处理器电路的芯片97(参考图13C)。无记名债券是指邮票、米券、各种礼品券等。包装用的容器是指用于盒饭等的包装纸、塑料瓶等，并且可以配置有具有处理器电路的芯片93(参考图13D)。书籍是指文件、书等，并且可以配置有具有处理器电路的芯片94(参考图13E)。记录媒体是指DVD软件、录像带等，并且可以配置有具有处理器电路的芯片95(参考图13F)。交通工具是指车辆如自行车等、船舶等，并且可以配置有具有处理器电路的芯片96(参考图13G)。食品是指粮食、饮料等。衣物是指服装、鞋袜等。保健用品是指医疗设备、健康用具等。生活用品是指家具、照明设备等。药品是指医药药品、农药等。电子设备是指液晶显示装置、EL显示装置、电视装置(电视机和薄型电视机)、移动电话等。
本发明的半导体装置通过安装在印刷衬底上、粘贴到表面上、或者嵌入等的方法而被固定到物体上。例如，所述半导体装置通过嵌入在纸中而被固定到书籍中，或者通过嵌入在有机树脂中而被固定到由该有机树脂制成的包装箱上，这样被固定到各个物体上。由于本发明的半导体装置实现了小型、薄型和轻重量，所以在将它固定到物体上之后也没有损坏物体本身的设计。此外，通过将本发明的半导体装置提供在纸币、硬币、有价证券、不记名债券、证书等上，可以添加认证功能，并且通过利用该认证功能，可以防止伪造。此外，通过将本发明的半导体装置提供在包装用的容器、记录媒体、个人用品、食品、衣物、生活用品、电子设备等上，可以提高系统如检查系统等的效率。
接下来，将参照附图描述安装有本发明的半导体装置的电子设备的一个方式。这里示例的电子设备是移动电话，包括机壳2700和2706、面板2701、机架2702、印刷线路板2703、操作按钮2704、以及电池2705(参照图12B)。面板2701是可自由装卸地安装在机架2702中，并且机架2702嵌入到印刷线路板2703上。根据安装有面板2701的电子设备，适当地改变机架2702的形状和尺寸。在印刷线路板2703上，安装有多个封装了的半导体装置，并且可以使用根据本发明的半导体装置作为这些半导体装置之一。安装在印刷线路板2703上的多个半导体装置具有下列中的任一种功能：控制器、中央处理单元(CPU；CentralProcessing Unit)、存储器、电源电路、音频处理电路、发送/接收电路等。
面板2701通过连接膜2708与印刷线路板2703连接。上述面板2701、机架2702、以及印刷线路板2703与操作按钮2704和电池2705一起安装在机壳2700和2706中。配置包含在面板2701中的像素区域2709使得可以从设置在机壳2700中的窗口看到。
如上那样，根据本发明的半导体装置使用柔性衬底，因此，其特征在于小型、薄型、且轻重量。由于上述特征，可以有效地利用电子设备的机壳2700和2706内部的有限空间。
此外，由于本发明的半导体装置具有简单结构的存储元件，其中在一对导电层之间夹着有机化合物层，因此可以提供使用廉价半导体装置的电子设备。
注意，机壳2700和2706示出了移动电话的外部形状作为一例，涉及本实施方式的电子设备可以根据其功能或用途等来转换成各种方式。
以如下所述的实施例更详细地说明具有上述结构的本发明。
实施例1
根据本发明的液晶显示装置或发光装置可以使用于各种模块上(有源矩阵型液晶模块、有源矩阵型EL模块、有源矩阵型EC模块)。亦即，其显示部分安装有上述各种模块的所有电子设备均可以实施本发明。
这种电子设备的例子如下：摄影机；数字照相机；头戴式显示器(护目镜型显示器)；汽车导航系统；投影机；汽车音响；个人电脑；个人数字助理(移动电脑、移动电话、电子书籍等)。图14示出了它们的一个例子。
图14A和14B表示电视装置。显示面板包括如下情况：在显示面板上仅形成像素部，并且通过TAB方式或COG方式安装扫描线侧驱动电路和信号线侧驱动电路；在显示面板上形成TFT，并且在衬底上一体化形成像素部和扫描线侧驱动电路，而分别安装信号线侧驱动电路作为驱动IC；在衬底上一体化形成像素部、信号线侧驱动电路和扫描线侧驱动电路，等等，可以采用任何一种方式。
作为其他外部电路的结构，图像信号的输入侧由以下电路构成，即：放大在由调谐器接收的信号中的图像信号的图像信号放大电路、将其输出的信号变换为对应于与红、绿、蓝的各种颜色的颜色信号的图像信号处理电路、以及将其图像信号变换为驱动IC的输入规格的控制电路等。控制电路向扫描线侧和信号线侧分别输出信号。在为数字驱动的情况下，其结构也可以是在信号线侧设置信号分割电路，将输入数字信号分割为多个进行提供。
在由调谐器接收的信号中的音频信号被送到音频信号放大电路，其输出经过音频信号处理电路提供到扬声器。控制电路从输入部接受接收台(接收频率)或音量的控制信息，并将信号传送到调谐器或音频信号处理电路。
如图14A和14B所示，将显示模块组装在框体中来可以实现电视装置。安装了FPC为止的显示面板也被称为显示模块。由显示模块形成主画面2003，作为其他附属设备还具有扬声器部2009、操作开关等。如上所述，可以实现电视装置。
如图14A所示，在框体2001中组装利用了显示元件的显示用面板2002，由接收机2005进行一般电视广播的接收，并通过调制解调器2004与有线或无线方式的通信网络连接，由此还可以进行单向(由发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间，或者在接收者之间)信息通信。电视装置的操作还可以由组装在框体中的开关或其他遥控操作机2006来进行，该遥控装置还可以设置有显示输出信息的显示部2007。
另外，电视装置还可以附加有如下结构：除了主画面2003以外，使用第二显示用面板形成辅助画面2008，并显示频道或音量等。在这种结构中，也可以采用视角优异的EL显示用面板形成主画面2003，采用能够以低耗电量进行显示的液晶显示用面板来形成辅助画面。另外，为了使低耗电量优先，可以采用如下结构：使用液晶显示用面板来形成主画面2003，使用EL显示用面板形成辅助画面，并且辅助画面能够点亮和熄灭。
图14B为例如具有20至80英寸的大型显示部的电视装置，包括框体2010、操作部的键盘部2012、显示部2011、扬声器部2013等。本发明适用于显示部2011的制造。图14B的显示部使用了可弯曲的柔性衬底，因此形成为显示部弯曲了的电视装置。由于如上所述可以自由地设计显示部的形状，所以可以制造所希望的形状的电视装置。
通过本发明，可以以简单工序形成显示装置，因此还可以降低成本。由此，采用了本发明的电视装置即使具有较大画面的显示部也可以以较低的成本进行形成。
当然，本发明不局限于电视装置，还可以适用于个人电脑的监视器、铁路的车站或飞机场等中的信息显示屏、街头的广告显示屏等大面积显示媒体的各种用途中。
另外，图14C是便携式信息终端(电子书)，包括主体3001、显示部3002和3003、记录媒体3004、操作开关3005和天线3006等。本发明的剥离方法可以适用于显示部3002、3003的制造。通过使用柔性衬底可以实现便携式信息终端的轻量化。另外，如果替代图14C所示的天线，而在平面衬底上形成天线来进行安装，就可以采用本发明的剥离方法。
本实施例可以与实施方式1至3中的任何一个自由地组合。
实施例2
在本实施例中，将示出使用电泳显示装置作为实施例1所描述的显示部的例子。典型地，该电泳显示装置适用于便携式书籍(电子书籍)的显示部3002或显示部3003。
这种电泳显示装置(电泳显示器)也称作电子纸，并且具有如下优点：与纸同样的易读性、耗电量比其他的显示装置小、可作为薄而轻的形状。
作为电泳显示器可以考虑到各种各样的形式，然而，电泳显示器为如下器件，即，在溶剂或溶质中分散有多个包含具有正电荷的第一粒子及具有负电荷的第二粒子的微囊，并且通过对微囊施加电场使微囊中的粒子互相向反方向移动，以仅仅显示集合在一方的粒子的颜色。注意，第一粒子或第二粒子包含染料，并且在没有电场的情况下不移动。第一粒子的颜色和第二粒子的颜色不同(包括无色)。
这样，电泳显示器是利用介电电泳效应的显示器。在该介电电泳效应中，介电常数高的物质移动到高电场区域。电泳显示器不需要使用液晶显示装置所需的偏振片和对置衬底，从而可以使其厚度和重量减少一半。
在溶剂中分散有微囊的材料被称作电子墨水，该电子墨水可以印刷到玻璃、塑料、布、纸等的表面上。另外，通过使用滤色器或具有色素的粒子可以进行彩色显示。
此外，通过适当地将所述多个微囊配置在衬底上，使得微囊夹在两个电极之间，就可以完成显示装置，并可以通过将电场施加到微囊上来进行显示。例如，可以使用根据实施方式1获得的有源矩阵衬底。虽然可直接在塑料衬底上印刷电子墨，但在采用有源矩阵型的情形中，与将元件形成在对热或有机溶剂敏感的塑料衬底上的情况相比，优选在玻璃衬底上形成元件及电子墨，然后通过实施方式1或实施方式2剥离玻璃衬底，而将其粘贴到作为柔性衬底的塑料衬底上。这是因为，在制造工艺中可以在更大范围的条件下进行制造。
此外，微囊中的第一粒子和第二例子可以采用选自导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料、液晶材料、铁电性材料、场致发光材料、电致变色材料、磁泳材料中的一种或这些材料的组合材料。
本实施例可以与实施方式1至3和实施例1中的任何一个自由地组合。
通过本发明，可以在使用现有的大型玻璃衬底用制造设备形成元件诸如TFT之后，将该元件转置到柔性衬底上。因此，可以大幅度降低制造成本。另外，本发明的剥离方法几乎没有工艺上的限制，从而可以将各种各样的元件转置到柔性衬底上。

Claims (16)

1.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤：
在衬底上形成钼膜；
在所述钼膜上形成氧化钼膜；
在所述氧化钼膜上形成绝缘膜；
在所述绝缘膜上形成具有非晶结构的半导体膜；
从所述衬底分离所述绝缘膜及所述具有非晶结构的半导体膜；以及
在所述分离之后，将所述绝缘膜及所述具有非晶结构的半导体膜配置到柔性衬底上。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述钼膜形成为与所述衬底接触。
3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述氧化钼膜形成为与所述钼膜接触。
4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，还包括如下步骤：在所述分离之前，部分地进行激光照射。
5.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述衬底选自包括玻璃衬底、陶瓷衬底和石英衬底的组。
6.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤：
在衬底上形成钼膜；
在所述钼膜上形成氧化钼膜；
在所述氧化钼膜上形成绝缘膜；
在所述绝缘膜上形成包含有机化合物的半导体膜；
从所述衬底分离所述绝缘膜及所述包含有机化合物的半导体膜；以及
在所述分离之后，将所述绝缘膜及所述包含有机化合物的半导体膜配置到柔性衬底上。
7.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中，所述钼膜形成为与所述衬底接触。
8.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中，所述氧化钼膜形成为与所述钼膜接触。
9.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，还包括如下步骤：在所述分离之前，部分地进行激光照射。
10.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中，所述衬底选自包括玻璃衬底、陶瓷衬底和石英衬底的组。
11.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤：
在衬底上形成钼膜；
在所述钼膜上形成氧化钼膜；
在所述氧化钼膜上形成绝缘膜；
在所述绝缘膜上形成第一电极；
在所述第一电极上形成发光层；
在所述发光层上形成第二电极；
从所述衬底分离所述绝缘膜、所述第一电极、所述发光层及所述第二电极；以及
在所述分离之后，将所述绝缘膜、所述第一电极、所述发光层及所述第二电极配置到柔性衬底上。
12.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其中，所述钼膜形成为与所述衬底接触。
13.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其中，所述氧化钼膜形成为与所述钼膜接触。
14.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，还包括如下步骤：在所述分离之前，部分地进行激光照射。
15.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其中，所述衬底选自包括玻璃衬底、陶瓷衬底和石英衬底的组。
16.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其中，所述发光层包含有机化合物或无机化合物。
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