CN1543678A - 功能装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种没有裂纹并能够呈现良好的功能特性的功能装置，及其制造方法。功能层(14)通过利用激光束照射来晶化作为前驱层的非晶硅层而形成。激光束照射将热传递到衬底(11)以使其试图膨胀；利用比衬底(11)热膨胀系数低的有机聚合物层(12)阻断由于衬底(11)和功能层(14)热膨胀系数的不同而产生的应力，从而得到没有裂纹和脱落的功能层(14)。为了实现更高密实性和强度，有机聚合物层(12)优选地由丙烯酸树脂、环氧树脂或者包含这些材料的聚合物材料制成，其通过光或热过程中形变以致于发生三维缩聚反应。在衬底(11)和功能层(14)之间插入金属层和无机耐热层将允许更大功率的激光照射。

Description

功能装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有功能层的功能装置，例如薄膜晶体管、电介质电容器、或者太阳能电池，及其制造方法。
背景技术
自从1976开发出由氢化非晶硅构成的pn结以来，氢化非晶硅已经被积极地研究。氢化非晶硅具有这样一种结构，其中在由硅形成的网状物中悬挂键以氢或氟终止，并且氢化非晶硅膜可以在等于或小于300℃的低度下形成。结果，该膜可以形成在廉价的玻璃衬底上。将氢化非晶硅应用到例如薄膜晶体管(TFT)、太阳能电池、或者光学传感器的功能装置的研究正在进行。
但是，当氢化非晶硅被用于TFT的情况下，仅能得到大约0.1到0.5cm2/V·s的低载流子迁移率。在用于太阳能电池的情况下，因为有缺陷使得掺杂效率比使用多晶硅低，并且因为串连电阻的增加导致光电转变的效率减低。近年来，一种用例如受激准分子(exicimer)激光束的能量射束照射形成在玻璃衬底上的非晶硅以使其晶化的解决所述问题的方法被研究。最近，通过能量射束照射使得不但半导体而且氧化物晶化的研究也在进行。
在该功能装置中，用来支撑由硅、氧化物或类似物制成的功能层的衬底必须是轻的、抗震的和有韧性的，使得当施加压力时不会断裂。通常，采用硅衬底，玻璃衬底或者类似衬底。最近，人们提出采用由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的有机材料制成的衬底，该材料更轻并且更抗震(参见日本待审专利申请第8-186267、10-144930和10-144931号)。
但是，有机材料衬底比玻璃衬底或者硅衬底具有更高的热膨胀系数。例如，如图9所示，当功能层103通过照射作为能量射束的激光束LB而晶化时，问题出现，由于热通过无机耐热层102传递到衬底101因而衬底101膨胀，非常大的应力瞬间施加到功能层103上，出现裂纹，甚至出现脱落这样的更坏的情况。在该情况下，当用来抑制来自功能层103的热传导的无机耐热层102形成有厚度为500nm或更厚时，衬底101的膨胀被抑制，并且功能层103的脱落可以在一定程度上被抑制。但是，甚至衬底101小的形变都会导致衬底101上的无机耐热层102的裂纹，从而从界面上发生脱落。因此，在通过使用有机材料衬底来制造功能装置时，不能得到合格的特性和可靠性。
本发明已经成功解决这些问题，本发明的目的是提供没有裂纹的、能够呈现好的功能特性的功能装置及其制造方法。
发明内容
本发明的一种功能装置具有设置在衬底一面的功能层并且包括：设置在衬底和功能层之间的由一个或者多个层构成的无机耐热层；以及热膨胀系数比衬底的低并设置在无机耐热层和衬底之间的有机聚合物层。
根据本发明的另一种功能装置，当功能层设置在衬底的一面后衬底从其中被去除，包括：热膨胀系数比衬底的低并设置在功能层一面的有机聚合物层；和设置在有机聚合物层和功能层之间的由一个或者多个层构成的无机耐热层。
根据本发明的一种功能层的制造方法，其中功能层设置在衬底上，包括：在衬底上形成热膨胀系数比衬底的低的有机聚合层的步骤；在有机聚合层上形成由一个或者多个层构成的无机耐热层的步骤；和在无机耐热层上形成功能层的步骤。
在根据本发明的功能装置及其制造方法中，设置在衬底和功能层之间的且热膨胀系数比衬底的低的有机聚合物层能够阻断由衬底热膨胀引起的应力，从而防止功能层上裂纹和脱落的发生。
在根据本发明的另一种功能装置中，设置有热膨胀系数比衬底的低的有机聚合物层。因此，可以防止由于热膨胀系数的不同而造成的功能层上的裂纹和脱落的发生。
此外，在根据本发明的功能装置及其制造方法中，在该功能装置中，优选地，在与设置有功能层相对的衬底的一面上设置卷曲抑制层(warpsuppression layer)，从而抑制由衬底热形变导致的卷曲。卷曲抑制层可以是由有机聚合物材料制成的聚合物层和由一层、两层或更多层组成的无机耐热层组成的复合层。或者，卷曲抑制层可以仅由有机聚合材料制成的聚合层构成。
本发明的其他的和进一步的目的以及优点将会从下文中更完整的呈现。
附图说明
图1是一剖视图，显示了根据本发明的第一实施例的薄膜晶体管的结构；
图2A，2B，和2C是剖视图，分别显示了图1所示的薄膜晶体管的制备工艺；
图3是一剖视图，显示了图1所示的薄膜晶体管的一种变型；
图4是一剖视图，显示了根据本发明的第二实施例的薄膜晶体管的结构；
图5是一剖视图，显示了根据本发明的第三实施例的电介质电容器的结构；
图6是一剖视图，显示了根据本发明的第四实施例的薄膜晶体管的结构；
图7是一剖视图，显示了根据本发明的第五实施例的太阳能电池的结构；
图8是一剖视图，用来解释如图7所示的太阳能电池的制备工艺；以及
图9是一剖视图，用来解释现有问题。
具体实施方式
本发明的实施例将参考附图在下文进行详细的描述。
第一实施例
图1显示了根据本发明的第一实施例的薄膜晶体管10的结构的剖视图。该薄膜晶体管10例如具有有机聚合物层12和无机耐热层13，并且以该顺序堆叠在衬底11上。厚度从无机耐热层13、有机聚合物层12到衬底11依次增加。在无机耐热层13上，沟道区域14a、源区14b、和漏区14c被形成作为功能层14。源区14b和漏区14c设置成使它们相互隔离并且与沟道区域14a相邻。栅极电极16通过绝缘膜15形成在沟道区域14a上。源极电极17与源区14b电连接，并且漏极电极18与漏区14c电连接。
衬底11由例如有机材料制成。优选的形成衬底11的有机材料是例如聚酯的，如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylenenaphthalate)、或者聚碳酸酯的聚合物材料；例如聚丙烯的聚烯烃；例如聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚酰胺、芳族聚酰胺(Polyamide Aromatic)、聚醚酮、聚酰亚胺、醇酸树脂、和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的聚苯硫醚。特别地，适合使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙酸酯(acetate)、聚苯硫醚、聚碳酸酯、PES(聚醚砜)、聚苯乙烯、尼龙、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(acrylic resin)、PMMA或者类似物制成的普通塑料衬底。
衬底11优选地是薄的，厚度例如大约为200μm，以便给予该装置韧性以及减小其尺寸。
有机聚合物层12的厚度例如大约为10μm，并且由比衬底11热膨胀系数高的有机材料制成。例如，当塑料板材用作衬底11，对于塑料板材优选使用所谓的硬质涂布材料，该材料在高至200℃这样的相对较高的温度保持硬化并且是致密和有强度的。该涂布材料的实例是丙烯酸树脂、环氧树脂和在其中包含任意树脂的聚合物材料，它们都在材料因为光学或者热过程而形变时通过发生的三维缩聚反应连接。
包含丙烯酸树脂的该涂布材料的实例是包含丙烯酸树脂的聚合物和包含丙烯酸树脂或其他树脂的复合聚合物塑料材料。该涂布材料优选的实例是采用各种多功能丙烯酸化合物，如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇、通过2，2-双(4′-羟苯基)六氟丙烷或烷撑二醇醚与异氰酸酯烷基(甲基)丙烯酸酯反应所制备的双官能丙烯酸酯化合物、或者类似物。进行异分子聚合作用的低聚物的类型随应用领域变化，并且任意的可异分子聚合的单体都能使用。
每一涂布材料通常由分子量大约为100到1000的并且具有一个、两个、三个或多个未饱和部位(site)的单体制成。至于涂布材料的成分，优选地，占重量百分比99％到100％的是反应成分和固体材料。更优选地，占重量百分比99.9％到100％的是反应成分和固体材料。最优选地，占重量百分比100％的是反应成分和固体材料。固体材料包括聚合物材料和例如胶质硅的不挥发固体材料。合适的聚合物材料之一是乙酸丁酸纤维素。当暴露于紫外射线后，优选的是涂布材料能够100％的转变为固态。在每一种材料中，必须包含能够使涂布材料在光照射下硬化的一定数量的光致聚合作用引发剂。每一种材料可以包含预定数量的、潜在的、例如间苯二酚一苯酸酯的紫外射线屏蔽材料。
包含环氧树脂的涂布材料的实例是有机硅化合物，和作为有机硅化合物的水解产物的、一般称为环氧硅烷(epoxy silane)的物质。涂布材料的实例是γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙酰氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙酰氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二乙氧基甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二甲氧基乙氧基甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二乙酰氧基甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙氧基甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙酰氧基甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二甲氧基乙氧硅烷、γ-环氧丙氧丙基二乙氧基乙氧硅烷、γ-环氧丙氧丙基二甲氧基乙氧基乙氧硅烷、γ-环氧丙氧丙基二乙酰氧基乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙氧基乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙酰氧基乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二甲氧基异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二乙氧基异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二甲氧基乙氧基异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基二乙酰氧基异丙基基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基异丙硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙氧基异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙酰氧基异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基二甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙氧基二甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基乙氧基二甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基二甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基二甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基二甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基二甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙酰氧基二甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基二乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙氧基二乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基乙氧基二乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基二乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基二乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基二乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基二乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙酰氧基二乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基二异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙氧基二异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基乙氧基二异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基二异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基二异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基二异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基二异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙酰氧基二异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基乙氧基甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基甲氧基甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基乙氧基甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙酰氧基甲基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基乙酰氧基甲基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基乙氧基乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基甲氧基乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基乙氧基乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙酰氧基乙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基乙酰氧基乙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲氧基乙氧基异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基甲氧基异丙基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙酰氧基乙氧基异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙酰氧基异丙基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基乙酰氧基异丙基硅烷、环氧丙氧甲基三甲氧基硅烷、环氧丙氧甲基三乙氧基硅烷、α-环氧丙氧乙基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧甲基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧乙基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧甲基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三丁氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三苯氧基硅烷、α-环氧丙氧丁基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧丁基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧丁基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧丁基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丁基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丁基三乙氧基硅烷、(3，4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷、(3，4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三丙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基triptoxysilane、β-(3，4-环氧环己基)乙基三苯氧基硅烷、γ-(3，4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(3，4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷、δ-(3，4-环氧环己基)丁基三甲氧基硅烷、δ-(3，4-环氧环己基)丁基三乙氧基硅烷、环氧丙氧甲基甲基二甲氧基硅烷、环氧丙氧甲基甲基二乙氧基硅烷、α-环氧丙氧乙基甲基二甲氧基硅烷、α-环氧丙氧乙基甲基二乙氧基硅烷、β-环氧丙氧乙基甲基二甲氧基硅烷、β-环氧丙氧乙基甲基二乙氧基硅烷、α-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、α-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、β-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、β-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二丁氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二苯氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙基二丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基乙烯基二甲氧基硅烷、以及γ-环氧丙氧丙基乙烯基二乙氧基硅烷。
可以使用所述涂布材料中的一种，或者，根据用途，也可以使用两种或更多种所述涂布材料的混合物。任何的所述涂布材料都可以与其他硅烷化合物混合。硅烷化合物的实例是各种三烷氧基硅烷，三酰氧基硅烷，或三烷氧基烷氧基硅烷化合物如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷、γ-甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷、氨甲基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷及3，3，3-三氟丙基三甲氧基硅烷，二烷氧基硅烷化合物如二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷及二甲基二乙氧基硅烷，以及四官能硅烷化合物如硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸异丙酯、硅酸正丙酯、硅酸正丁酯、硅酸叔丁酯、及硅酸仲丁酯。
存在大量的所谓的硬质涂布材料，如丙烯酸树脂的聚合物材料，该材料以三维缩聚方式连接所以具有高密度和非常高的强度；包含丙烯酸树脂和其他树脂的复合聚合物的塑料材料；以及由有机硅和有机硅的水解质的环氧树脂制成的硬质涂布材料。显然，上述的一组材料正是这样的例子。
在形成涂布材料12的方法中，必要地是，将丙烯酸树脂、环氧树脂或者含有任何树脂的聚合物材料与填充物和水或者有机溶剂混合，然后用涂料振荡机(paint shaker)、砂磨机、珠磨机、球磨机、磨机(attriter)、碾压机(rollingmill)、高速叶轮式粉碎机(impeller disperser)、喷射式研磨机、高速冲击式研磨机、超声粉碎机、或者类似设备将其磨碎，从而得到涂布材料。
将涂布材料涂布，以便在衬底11的一面或者两面形成一层或者多层膜，使用的涂布方法如空气刮刀式涂布、刮刀式涂布、刀片式涂布、转录(reverse)涂布、转写圆辊(transfer roll)涂布、凹版圆辊(gravure roll)涂布、轻压圆辊(kissroll)涂布、铸版(cast)涂布、喷雾(spray)涂布、长槽喷孔(slot orifice)涂布、压光(calender)涂布、电沉积(electrodeposition)涂布、浸涂法涂布、或者轧型(die)涂布，或者使用印刷方法，例如，凸版印刷如橡皮版印刷、凹版印刷如直接凹版印刷和间接凹版印刷、平板(plate)印刷如间接平版印刷、或者蜡纸印刷如丝网印刷。在涂布材料中包括溶剂情况下，在涂布后，烘干涂布材料。随后，加热或者用例如从紫外灯发出的紫外线的能量射束照射涂布在衬底上的涂布材料使其固化。在使用紫外线作为能量射束的情况下，光致聚合作用引发剂是必需的。
无机耐热层13厚度例如大约为300nm并且由比功能层14热导率低的、比有机功能层12热膨胀系数低的材料制成。在该情况下，该无机耐热层13由例如氧化硅(SiOx)的氧化物、例如氮化硅(SiNx)的氮化物，例如氮氧化硅(SiOxNy)的氮氧化物或类似物制成，或者可以具有那些材料的多层结构。也可使用例如碳化硅(SiC)的无机碳化物、如DLC(金刚石型碳)的碳材料或者类似物。
如前文所述，热膨胀系数从最小到最大依次为无机耐热层13、有机聚合物层12到衬底11。
沟道区域14a、源区14b和漏区14c的每一个由例如多晶硅(polysilicon)制成，从而可以得到高载流子迁移率。所述多晶包括在日本专利申请第9-30552号的说明书中所描述的、所谓的准单晶。该准单晶由几乎每个都是单晶的多个晶粒构成。所述晶粒被择优取向在一个平面的方向上，并且相邻的晶粒至少在部分晶界处是晶格对准的。
分别在源区14b和漏区14c进行例如掺磷的n型掺杂。沟道区域14a、源区14b和漏区14c的厚度例如都为30nm。绝缘层15由例如硅氧化物制成。栅极电极16、源极电极17和漏极电极18都由例如铝(Al)制成。
参考图2A、2B和2C，现在将描述制备薄膜晶体管10的方法。
首先，如图2A所示，在衬底11上，包含丙烯酸树脂的聚合物材料，例如，二季戊四醇通过涂料振荡机磨碎，从而得到涂布材料。用空气刮刀式涂布来涂布所述涂布材料。之后，涂布在衬底上的涂布材料被加热固化，或用例如从紫外灯发出的紫外线的能量射束照射通过光致聚合作用引发剂固化，从而形成有机聚合物层12。随后，例如，其上形成有机聚合物层12的衬底11被加工成为预定形状，冲洗并干燥。接着，通过例如反应溅射形成无机耐热层13到有机聚合物层12上。之后，通过例如溅射在无机耐热层13上形成作为功能层14的前驱层的非晶硅层21。
在形成非晶硅层21后，例如，如图2B所示，在非晶硅层21上形成具有与形成源区14b和漏区14c的区域相对应的开口的光致抗蚀剂层22。例如，使用光致抗蚀剂层22作为掩膜，非晶硅层21暴露在含有电离的磷化氢(PH3)气体的气氛中，用以将磷掺杂到成为源区14b和漏区14c的区域。在磷掺杂完成后，去除光致抗蚀剂层22。
在去除光致抗蚀剂层22后，例如，如图2C所示，用激光束LB照射非晶硅层21从而使其在氮气(N2)气氛中加热。通过该操作，非晶硅层21晶化，并且形成功能层，即，沟道区域14a、源区14b和漏区14c。在该情况下，对于所述激光束LB，优选使用受激准分子激光束。波长可以是XeF的350nm、XeCl的308nm、KrF的248nm、ArF的193nm或者类似波长中任意一个。在使用例如受激准分子激光束的短波激光束的情况下，能量密度优选为80mJ/cm2或者因为考虑到使非晶硅层21能够充分加热而采用更高的能量密度，并且可以得到具有极好的可晶化性的功能层14。
通过激光束LB照射产生的、聚集在非晶硅层21，即功能层14上的热向衬底11扩散。但是，由于具有低热传导率的无机耐热层13设置在功能层14和衬底11之间，所以向衬底11传递的热被无机耐热层13抑制。
经由无机耐热层13传递的热使衬底热膨胀，并且产生应力。但是，由于具有比衬底11的热膨胀系数低的热膨胀系数的有机聚合物层12设置在无机耐热层13和衬底11之间，所以应力被更多地阻断。这防止了功能层14的裂纹和脱落的发生。
在形成功能层14之后，如图1所示，通过例如溅射在功能层14上形成绝缘层15。对应源极和漏极的接触孔形成在绝缘层15上，然后，栅极电极16、源极电极17和漏极电极18通过例如汽相沉积形成。
在如上描述的该实施例中，有机聚合物层12形成在衬底11和功能层14之间。从而，即便在形成功能层14时激光束LB被发射，由于衬底11热膨胀产生的应力也被有机聚合物层12屏蔽，因而可以防止功能层14的裂纹和脱落的发生。因此，由多晶硅制成的极好的功能层14可以以高产量形成在由有机材料制成的衬底11上。
此外，在该实施例中，厚度从无机耐热层13、有机聚合物层12到衬底11依次增加。特别地，使用这样的结构：其中形成尽量薄的无机耐热层13，以及形成比无机耐热层13厚但比衬底11薄的有机聚合物层12，从而使其不损失韧性并且可以经受碰撞。因此，能够得到具有极好性能的轻的、抗震的薄膜晶体管10。
虽然其中在衬底11上依序设置有沟道区域14a、绝缘层15和栅极电极16的薄膜晶体管10已在前述的实施例中加以描述，如图3中的薄膜晶体管10A所示，但栅极电极16、绝缘层15和沟道区域14a也可以在衬底11上依此顺序设置。同样地，在该情况下，可以得到和前述的实施例的相似的效果。
第二实施例
图4是显示了根据本发明的第二个实施例的薄膜晶体管10B的结构的剖视图。在该薄膜晶体管10B中，例如，在衬底61和功能层66之间，依次堆叠无机耐热层64、有机聚合物层62、金属层65、以及无机耐热层63。无机耐热层63以与第一实施例类似的方式设置在有机聚合物层62的顶表面上，而无机耐热层64设置在有机聚合物层62的底表面上。无机耐热层63和64由例如相似的材料制成。功能层66具有沟道区域66a、源区66b、以及漏区66c。栅极电极68通过绝缘膜67形成在沟道区域66a上，源极电极69与源区66b电连接，以及漏极电极70和漏区66c电连接。功能层66和电极68至70、以及相邻的功能层66通过绝缘层71彼此电气绝缘。
由于衬底61、有机聚合物层62、以及无机耐热层63和64与第一实施例的衬底11、有机聚合物层12、以及无机耐热层13分别对应，将不再重复它们的详细的描述。
金属层65由例如具有优异的热导率的金属制成。至于金属层65的金属材料，适合使用例如Al。除Al之外，也可以使用Au、Ag、Cu、Pt、Ta、Cr、Mo、W或者类似金属。金属层65可以如前文描述的无机耐热层63和64一样具有两层或更多层的多层膜结构。多个金属膜65可以适当地插入设置在有机聚合物层62上的多层无机耐热层63之间。
也可能只设置无机耐热层64和金属层65其中之一。
功能层66、沟道区域66a、源区66b、以及漏区66c与第一实施例的功能层14、沟道区域14a、源区14b、以及漏区14c分别对应。绝缘层67、栅极电极68、源极电极69、以及漏极电极70同样与第一实施例的绝缘层15、栅极电极16、源极电极17、以及漏极电极18分别对应。此外，在第二实施例中为了保持相邻的电极68至70之间以及用作功能层66的相邻的层之间的电气绝缘，如图4所示，设置了绝缘层71。绝缘层71由，例如，如硅氧化物或者聚酰亚胺的树脂材料制成。
具有这种结构的薄膜晶体管10B可以根据如下所述的第一实施例的制备方法进行制备。
首先，以和无机耐热层13相似的方式，在衬底61上形成无机耐热层64。以和有机聚合物层12相似的方式，形成有机聚合物层62。接着，金属层65通过例如DC溅射形成在有机聚合物层62上。另外，分别以和无机耐热层13和功能层14相似的方式形成无机耐热层63和功能层66。
在功能层66上由于激光LB辐射产生的热向衬底61扩散。但是，由于具有低热导率的无机耐热层63和64设置在功能层66和衬底61之间，向衬底61传递的热被无机耐热层63和64双重抑制。另外，在该实施例中，由于具有高热导率的金属成65设置在有机聚合物成62和无机耐热层63之间，所以存储在无机耐热层63和64之间的热从金属层65扩散。
在形成功能层66之后，利用已知的方法，在沟道区域上形成绝缘层67和栅极电极68。之后，例如，在整个表面上形成绝缘层71，并且接触孔形成在绝缘中间层71中。最后，形成源极电极69和漏极电极70。以该方式，得到了如图4所示的薄膜晶体管10B。
如上所述，根据该实施例，具有低热导率的无机耐热层63和64设置在功能层66和衬底61之间，从而向衬底61传递的热被双重抑制并且可以可靠地防止衬底61的热膨胀。此外，由于具有高热导率的金属层65设置在有机聚合物层62和无机耐热层63之间，累积在耐热层63和64间的热从金属层65扩散，从而防止热向衬底61传递。通过如上描述的更强的对衬底61的热膨胀的抑制，增强了类似于第一实施例的效果。换句话说，可以实现利用具有更高能量密度的能量射束来加热。
第三实施例
图5显示了根据本发明的第三实施例的电介质电容器的结构的剖视图。电介质电容30以和第一实施例的薄膜晶体管相似的方式，具有衬底11、有机聚合物层12，以及无机耐热层13。对于同样的部件将使用与第一实施例相同的参考标记，并且将不再重复详细的描述。
在无机耐热层13上，例如，由铟锡氧化物(ITO)制成的下电极13，作为功能层的电介质层32，以及由ITO制成的上电极以该顺序从靠近无机耐热层13的一侧堆叠。电介质层32例如是多晶的并包含铁电材料，如钛酸铅(PbTiO3)和锆酸铅(PbZrO3)的固体溶解陶瓷(solid solution)(PZT，压电跃变)、钛酸钡或者含铋的层状氧化物。这些铁电材料不一定必须具有化学计量成分。
现在参考图5描述制备具有该结构的电介质电容器30的方法。
首先，以和第一实施例相似的方式，在衬底11上依次形成有机聚合物层12和无机耐热层13。接着，在无机耐热层13上，下电极31用例如溅射的方法形成。在下电极31上，通过例如溅射形成主要处于非晶态的氧化层(未示出)作为电介质层32的前驱层。在所述未示出的氧化层上，通过例如溅射形成上电极33。
之后，例如，通过从靠近上电极33的一侧照射激光束，在氮气气氛中加热所述未示出的氧化层，以使其晶化，由此形成电介质层32。激光束的参数类似于第一实施例。同样地，在第三实施例中，如第一实施例所描述的，传递到衬底11的热被无机耐热层13抑制，衬底11热膨胀产生的应力被有机聚合物层12阻断，因而防止电介质层32的裂纹和脱落的发生。
如上所述，同样地在该实施例中，无机聚合物层12形成在衬底11和电介质层32之间。从而，以和第一实施例相似的方式，可以防止电介质层32的裂纹和脱落的发生，并且极好的电介质层32可以以高产量形成在由有机材料制成的衬底11上。因此，可以得到具有极好性能的轻的、抗震的电介质电容器30。
第四实施例
图6是显示了根据本发明的第四个实施例的薄膜晶体管10C的结构的剖视图。根据第四实施例，在第一实施例的薄膜晶体管衬底11的背面，设置了用来抑制衬底11卷曲的卷曲抑制层81，而该卷曲与热膨胀关联发生的。对于与第一实施例相同的部分将使用相同的参考标记，并且将不再重复详细的描述。而将仅描述不同点。
在第四实施例中，卷曲抑制层81采用由有机聚合物材料制成的聚合物层81A和包含一层或多层构成的无机耐热层81B的复合膜的形式。
优选地，聚合物层81A由与有机聚合物层12相同的聚合物材料制成，并且形成与有机聚合物层12相同的厚度。优选地，以和无机耐热层13相似的方式，无机耐热层81B也由包括至少一种选自由氧化物、氮化物、以及氮氧化合物构成的组中的材料制成，并且形成与无机耐热层13相同的厚度。显然，只要使用上述的任意的材料，该聚合物层81A和该无机耐热层81B可以分别由不同于有机聚合物层12及无机耐热层13的材料制成。
在以下的功能层的制备工艺中，由于通过卷曲抑制层81来抑制由于热应力而发生的衬底11中的卷曲是重要的，所以以下的条件必需满足。特别地，在衬底11背面形成卷曲抑制层81以及在衬底11表面形成有机聚合物层12和无机耐热层13的时候，热错位(displacement)比率在从室温到150℃的范围内设定为5％或更小。在衬底11表面形成功能层14的时候，类似地热错位比率在从室温到150℃的范围内设定为5％或更小。当热错位比率都是5％或更小时，每一步随后进行的工艺目标都可以没有问题地达成。
本说明书中的热错位率定义为：通过(a/b)×100而计算得到的数值，其中‘a’表示当衬底一端固定在一个参考平面时，每一温度下的最大卷曲，‘b’表示衬底的最大长度”。当衬底11由塑料材料制成时由于从工艺角度来看150℃为上限，所以温度设为该温度。
在本实施例的薄膜晶体管10C中，如第一实施例中描述的，在衬底11上形成有机聚合物层12和无机耐热层13的工艺中(参见图2A)，当同时在衬底11的背面形成相同的层时，可以形成卷曲抑制层81。以下的形成非晶硅层21以及发射激光束LB的功能层14及类似的工艺与第一实施例的相似。
在第四实施例中，采用上述结构，除了第一实施例的效果外，还可以得到能够抑制层之间的，例如衬底11和功能层14之间的，不同的热膨胀系数引起的衬底11卷曲(弯曲)的效果。在第四实施例中，卷曲抑制层81由聚合物层81A和耐热层81B构成。也可能省略无机耐热层81B而仅由聚合物层81A构成卷曲抑制层81。
第五实施例
图7显示了根据本发明的第五实施例的太阳能电池的结构的剖视图。以与第一实施例的薄膜晶体管10相似的方式，太阳能电池具有衬底11、有机功能层12、以及无机耐热层13。对于那些与第一实施例相同的部件将使用相同的参考标记，并且将不再重复详细的描述。
在无机耐热层13上，例如，形成由多晶硅制成的功能层41。功能层41具有，例如，p-型区域41a，设置在p-型区域41a上的n+型区域41b、以及设置在p-型区域41a上并与n+型区域41b隔离的p+型区域41c。该p-型区域41a的厚度例如大约从1μm到49μm并且包含1×1015到1×1018atoms/cm3的例如硼(B)的p-型掺杂。该n+型区域41b的厚度例如大约为0.05μm到1μm并且包含浓度高达1×1019atoms/cm3的例如磷的n-型掺杂。该p+型区域41c的厚度例如大约为0.05μm到1μm并且包含浓度高达1×1019atoms/cm3的例如硼的p-型掺杂。
在p-型区域41a下，功能层41例如具有p+型区域41d，该p+型区域41d的厚度大约为1μm并且包含浓度高达1×1019atoms/cm3的例如硼的p-型掺杂。该p+型区域41d通过反射p-型区域41a产生的电子来增加光电转变效率。通过制备多晶硅功能层41，从而得到高的掺杂效率，并可以减小串联电阻，和可以增加光电转变效率。
在功能层41上，例如，形成由氧化钛(TiO2)制成的抗反射膜42。在抗反射膜42中形成与n+型区域41b对应的开口，并且例如由铝制成的电极43与n+型区域41b通过该开口电连接。在抗反射膜42上与p+型区域41c对应的位置也形成开口，并且例如由铝制成的阳极44通过该开口与p+型区域41c电连接。在抗反射膜42、阴极43和阳极44上，例如，通过由乙烯-乙烯乙酸酯(ethylene-vinylacetate)制成的粘接层设置由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的保护衬底46。
现在参考图7和8，描述制备太阳能电池40的方法。
首先，如图8所示，以和第一实施例相似的方式，依次在衬底11上形成有机聚合物层12和无机耐热层13。在无机耐热层13上，通过例如溅射形成作为功能层41的前驱层的非晶硅层51。非晶硅层暴露在例如包含乙硼烷(B2H6)的电离气体的气氛中，从而掺入硼(B)。
在非晶硅层51上，例如通过溅射，进一步形成作为功能层41的前驱层的非晶硅层52。之后，例如，靠近非晶硅52的一侧在氮气气氛中通过激光束LB照射来加热非晶硅层51和52。通过该操作，非晶硅层51和52晶化，并且成为功能层41。在该情况下，对应非晶硅层51的部分成为p+型区域41d。激光束的参数与第一实施例的相似。同样地在第五实施例中，如第一实施例所述的，传向衬底11的热被无机耐热层13抑制，并且因为衬底11热膨胀产生的应力被有机聚合物层12屏蔽，从而防止裂纹和脱落的发生。
如图7所示，在功能层41内的对应非晶硅层52的部分暴露在例如乙硼烷的电离气体气氛中，从而形成p-型区域41a。之后，例如，通过使用光刻技术，p-型区域41a的一部分暴露在包含乙硼烷的电离气体气氛中从而形成p+型区域41c。此外，例如，通过使用光刻技术，p-型区域41a的一部分暴露在包含乙硼烷的电离气体气氛中从而形成n+型区域41b。
在如上所述地形成功能层41之后，在功能层41上，通过例如溅射形成抗反射膜42，然后形成与n+型区域41b和p+型区域41c对应的开口。之后，例如通过溅射形成分别对应n+型区域41b和p+型区域41c的阴极43和阳极44。最后，在抗反射膜42上通过粘接层45粘接保护衬底46。
在该实施中，同样地，有机聚合物层形成在衬底11和功能层41之间。以和第一实施例相似的方式，可以防止功能层41的裂纹和脱落的发生，从而在由有机材料制成的衬底11上能够以高产量形成由多晶硅制成的极好的功能层41。因此，可以很容易地得到具有极好性能的轻的、抗震的太阳能电池40。
此外，本发明的具体实例将会详细描述。
实例1
在实例1中，首先，制备由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的、厚度为200μm的衬底。在衬底上，通过涂布6μm厚的二季戊四醇，然后用紫外射线照射材料以进行缩聚，从而有机聚合物层被形成为三维结构。之后，将其上形成了有机聚合物层的衬底加工成直径大约为10cm的圆盘形状，清洗并干燥。
接着，将衬底设置在真空腔中，并且真空腔的气压用真空泵抽到大约1.3×10-5Pa。之后，氧气(O2)和氩气(Ar)充入该真空腔，并且由硅氧化物制成的、厚度约为300nm的无机耐热层通过反应溅射形成在有机聚合物层上。在形成无机耐热层之后，氩气通入真空腔，作为前驱层的、厚度约为30nm的非晶硅层通过溅射形成在无机耐热层上。为了形成无机耐热层和非晶硅层，使用了可以在设置在衬底一侧的靶之间施加电压的对靶系统。
形成非晶硅层之后，衬底从真空腔中取出，利用XeCl受激准分子激光器的最大能量密度为280mJ/cm2的线束(line beam)在氮气气氛中照射非晶硅层并使其晶化，从而形成作为功能层的多晶硅层。之后，通过光学显微镜放大90倍来观察该多晶硅层。在多晶硅层中没有看见裂纹和脱落，因而形成了极好的晶化层。
作为实例1的比较例，除了不形成有机聚合物层外，多晶硅层以和实例1相似的方式形成。同样以和实例1相似的方式观察该多晶硅层。在该多晶硅层上可以看见大量的裂纹以及其中一部分已经完全脱落。
可以理解的是，通过在衬底和非晶硅层间形成有机聚合物层，即便用激光束照射非晶硅层，仍然可以在由有机材料制成的衬底上形成极好的多晶硅层，而没有造成裂纹和脱落。
实例2
在该实例中，除了由ITO制成的电极形成在无机耐热层和非晶硅层之间外，多晶硅层以和实例1相似的方式形成。同样以与实例1相似的方式观察多晶硅层。在多晶硅层中没有看见裂纹和脱落，因而形成了极好的多晶硅层。
实例3
在该实例中，除了在形成非晶硅层之后、在照射激光束之前，磷以高浓度掺入非晶硅之外，多晶硅层以和实例1相似的方式形成。在使用一个装载装置将衬底送入PECVD(等离子体增强化学汽相沉积)装置中后，通过暴露非晶硅层在等离子体中，同时通入磷化氢气体和包含体积比为1％的磷化氢的氢气的混合气体，将磷掺入。同样以与实例1相似的方式观察多晶硅层并且没有观察到裂纹和脱落。认为可以在由有机材料制成的衬底上形成极好的n+型的多晶硅层。
实例4
在该实例中，除了在形成非晶硅层之后、在照射激光束之前，硼以高浓度掺入非晶硅之外，多晶硅层以和实例1相似的方式形成。除了用乙硼烷气体代替磷化氢气体外，硼以和实例3相似的方式掺入。同样以与实例1相似的方式观察多晶硅层并且没有观察到裂纹和脱落。即，认为可以在由有机材料制成的衬底上形成极好的p+型的多晶硅层。
实例5
在该实例中，首先，以和实例1相似的方式，依次在衬底上形成有机聚合物层和无机耐热层。接着，在氩气气氛中，在无机耐热层上通过溅射形成由ITO制成的下电极。在该下电极上，在室温、氩气气氛下，通过溅射形成作为前驱层的、包含铅(Pb)、钛(Ti)和锆(Zr)的大体为非晶态的氧化物层。之后，在氩气气氛中，通过溅射在氧化物层上形成由ITO制成的上电极。为了形成下电极、氧化层以及上电极，使用了对靶系统。
在形成上电极之后，利用XeCl受激准分子激光器的线束以最大能量密度为280mJ/cm2在氮气气氛中照射靠近上电极的一侧，氧化物层被晶化，并且，形成作为包含多晶PZT的功能层的电介质层。以与实例1相似的方式观察电介质层，没有观察到裂纹和脱落。即，认为可以在由有机材料制成的衬底上形成极好的电介质层。
实例6
在该实例中，除了在由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的、厚度为200μm的、长度为10cm的衬底的背面涂布厚度为6μm的二季戊四醇(卷曲抑制层)之外，p+型的多晶硅层以和实例4相似的方式形成。当以和实例1相似的方式观察多晶硅层时，没有发现裂纹和脱落。即，可以确认在卷曲抑制层形成在衬底背面的情况下，依然能够得到与实例4相似的效果。
实例7
在该实例中，除了涂布厚度为8μm的由聚丙烯酸酯和苯氧基树脂组成的复合聚合物材料之外，多晶硅层以和实例1相似的方式形成。以与实例1相似的方式观察电介质层，没有观察到裂纹和脱落。即，可以确认在有机聚合物层由其他材料制成的情况下，依然能够得到与实例1相似的效果。
实例8
除了涂布厚度为8μm的由聚丙烯酸酯和苯氧基树脂组成的复合聚合物材料之外，多晶硅层以和实例2相似的方式形成。以与实例1相似的方式观察电介质层，没有观察到裂纹和脱落。即，可以确认在有机聚合物层由其他材料制成的情况下，依然能够得到与实例2相似的效果。
实例9
除了涂布厚度为8μm的由聚丙烯酸酯和苯氧基树脂组成的复合聚合物材料之外，n+型的多晶硅层以和实例3相似的方式形成。以与实例1相似的方式观察电介质层，没有观察到裂纹和脱落。即，可以确认在有机聚合物层由其他材料制成的情况下，依然能够得到与实例3相似的效果。
实例10
除了涂布厚度为8μm的由聚丙烯酸酯和苯氧基树脂组成的复合聚合物材料之外，p+型的多晶硅层以和实例4相似的方式形成。以与实例1相似的方式观察电介质层，没有观察到裂纹和脱落。即，可以确认在有机聚合物层由其他材料制成的情况下，依然能够得到与实例4相似的效果。
实例11
除了在由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的、厚度为200μm的、长度为10cm的衬底的背面上涂布厚度为8μm的由聚丙烯酸酯和苯氧基树脂组成的复合聚合物材料之外，p+型的多晶硅层以和实例10相似的方式形成。以与实例1相似的方式观察电介质层，没有观察到裂纹和脱落。即，可以确认在衬底背面形成卷曲抑制层的情况下，依然能够得到与实例10相似的效果。
虽然已经通过以上的实施例和实例详细地描述了本发明，本发明并不是仅限于以上的实施例和实例，而可以进行各种改动。例如，功能层14和41由硅制成的情况已经在第一和第三实施例中加以描述。功能层14和41也可以由例如硅锗的含硅的其他半导体材料制成。本发明还可以应用到功能层由例如III-V复合半导体材料的其他半导体材料制成的情形。
此外，在第二实施例中，已经描述电介质层32由铁电材料制成的例子。可替换地，电介质层32可以由高介电材料制成。
此外，在以上的实施例和实例中，功能层由多晶制成。但是，本发明还可以广泛地应用到当功能层是单晶、微晶等晶化态的情况。即，本发明还可以广泛地应用到当功能层具有晶化态的情况。至少在例如多晶和非晶物质复合体的部分所述功能层可以是晶态的。
此外，在以上的实施例和实例中已经描述关于无机耐热层由氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅制成的情况。可以包含例如铝、锆等的氧化物、氮化物或氮氧化物中的至少一种，以替代所述材料或者与所述材料一同使用。
另外，在以上的实施例和实例中，使用激光束照射前驱层。或者，可以使用如电子束的其他能量射束。
此外，虽然功能装置作为以上实施例中的一个例子已经具体地描述了，但只要该功能装置具有在衬底和功能层之间的无机耐热层和位于无机耐热层和衬底之间的有机聚合物层，则本发明可以广泛地用于具有其他结构的功能装置。例如，本发明也可以应用到例如FeRAM(铁电随机存取存储器)的存储器中以及除了具有包含氧化物的功能层的电介质电容之外的功能装置。
此外，虽然在实施例中已经描述了关于具有衬底11的功能层的情况，但是在制备功能装置以后，衬底11可以去除。本发明也可应用到没有衬底11的功能装置。
如上所述，在根据本发明的功能装置中或者制备该功能装置的方法中，热膨胀系数比衬底的小的有机聚合物层设置在功能层和衬底之间。结果，例如，即便当照射能量射束以形成功能层时，由于衬底热膨胀产生的应力可以被有机聚合物层阻断，从而防止功能层的裂纹和脱落的发生。因此，这种效果使得可以得到具有极好性能并能够使用由例如有机材料制成的衬底的轻而抗震的功能装置。
此外，在本发明中，通过在衬底的、与设置功能层的表面相对的一面设置卷曲抑制层，衬底热形变导致的卷曲被有效地抑制。
根据本发明另一方面，在该功能装置中，由于有机聚合物层设置在功能层的两面的其中一面上，即便当照射能量射束以形成功能层时，由于热膨胀产生的应力也能够被有机聚合物层屏蔽，所以可以防止功能层的裂纹和脱落的发生。因此，在制备过程中，可以使用由具有高热膨胀系数的有机材料制成的衬底。
显然，根据以上技术，本发明可以有很多的变化和改动。因此，可以理解的是，在所附的权利要求书界定的范围内，本发明可以利用具体描述了的之外的其他方式来实施。

Claims (42)

1.一种功能装置，其中功能层设置在衬底的一面上，包括：
无机耐热层，其由一个或多个无机复合层组成，并设置在衬底和功能层之间；以及
有机聚合物层，其热膨胀系数低于衬底的热膨胀系数，并设置在无机耐热层和衬底之间。
2.根据权利要求1所述的功能装置，其中每层的厚度按无机耐热层、有机聚合物层和衬底的顺序增加。
3.根据权利要求1所述的功能装置，还包括不同于所述无机耐热层的另一无机耐热层，其由一个或多个无机耐热层组成，并设置在衬底和有机聚合物层之间。
4.根据权利要求3所述的功能装置，其中所述无机耐热层和所述另一无机耐热层的每一个具有比所述功能层的热导率低的热导率。
5.根据权利要求3所述的功能装置，其中所述无机耐热层和所述另一无机耐热层的每一个具有比所述有机聚合物层的热膨胀系数小的热膨胀系数。
6.根据权利要求3所述的功能装置，其中所述无机耐热层和所述另一无机耐热层的每一个包括至少一种选自由氧化物、氮化物及氮氧化合物构成的组中的材料。
7.根据权利要求3所述的功能装置，其中所述无机耐热层和所述另一他无机耐热层的每一个由无机碳化物或碳材料制成。
8.根据权利要求1所述的功能装置，还包括由一个或多个层组成的金属层，其设置在有机聚合物层和无机耐热层之间。
9.根据权利要求1所述的功能装置，其中所述有机聚合物层由丙烯酸树脂、环氧树脂或者包含丙烯酸树脂或环氧树脂的聚合物材料制成。
10.根据权利要求1所述的功能装置，其中所述功能层具有结晶性。
11.根据权利要求1所述的功能装置，其中所述功能层包含半导体或氧化物。
12.根据权利要求1所述的功能装置，其中所述功能层包含硅。
13.根据权利要求1所述的功能装置，还包括用于功能层的电极，其设置在功能层和无机耐热层之间。
14.一种功能装置，在功能层被设置在衬底的一面上之后，从该功能装置中去除所述衬底，包括：
有机聚合物层，其热膨胀系数低于衬底的热膨胀系数，并设置在功能层的一面上；以及
无机耐热层，其由一个或多个层组成，并设置在有机聚合物层和功能层之间。
15.根据权利要求14所述的功能装置，还包括不同于所述无机耐热层的另一无机耐热层，其由一个或多个无机耐热层组成，并设置在衬底和有机聚合物层之间。
16.根据权利要求14所述的功能装置，还包括由一个或多个层组成的金属层，其设置在有机聚合物层和无机耐热层之间。
17.一种制造功能装置的方法，其中功能层设置在衬底上，包括：
在衬底上形成具有比衬底热膨胀系数小的热膨胀系数的有机聚合物层的步骤；
在有机聚合物层上形成由一个或多个层组成的无机耐热层的步骤；以及
在无机耐热层上形成功能层的步骤。
18.根据权利要求17所述的制造功能装置的方法，还包括在衬底上形成另一耐热层的步骤，所述另一耐热层不同于所述耐热层，且在有机聚合物层形成之前由一个或多个层组成。
19.根据权利要求17所述的制造功能装置的方法，还包括在耐热层形成之前，在有机聚合物层上形成由一个或多个层组成的金属层的步骤。
20.根据权利要求17所述的制造功能装置的方法，其中形成有机聚合物层的步骤包括：
形成有机聚合物层的前驱的步骤；以及
通过采用能量射束照射所述前驱以使得在所述有机聚合物层中发生缩聚反应从而形成所述有机聚合物层的步骤。
21.根据权利要求20所述的制造功能装置的方法，其中能量射束从紫外灯中发出，包括紫外范围的波长。
22.根据权利要求17所述的制造功能装置的方法，其中形成功能层的步骤包括：
形成功能层的前驱的步骤；以及
通过采用能量射束照射所述前驱从而形成功能层的步骤。
23.根据权利要求22所述的制造功能装置的方法，其中所述前驱通过照射能量射束被晶化。
24.根据权利要求22所述的制造功能装置的方法，其中激光束被用作所述能量射束。
25.根据权利要求24所述的制造功能装置的方法，其中具有80mJ/cm2或更高的能量密度的短波长激光束被用作所述激光束。
26.一种功能装置，其中功能层设置在衬底的一面上，包括：
无机耐热层，其由一个或多个层组成，并设置在衬底和功能层之间；
有机聚合物层，其热膨胀系数低于衬底的热膨胀系数，并设置在无机耐热层和衬底之间；以及
卷曲抑制层，其用来抑制衬底的卷曲，并设置在与设置有功能层的面相对的一面上。
27.根据权利要求26所述的功能装置，其中所述卷曲抑制层由有机聚合物材料制成。
28.根据权利要求26所述的功能装置，其中所述卷曲抑制层为由有机聚合物材料制成的聚合物层和由一个、两个或更多个层构成的无机耐热层组成的复合层。
29.根据权利要求27或28所述的功能装置，其中所述有机聚合物材料为丙烯酸树脂、环氧树脂或者包含丙烯酸树脂或环氧树脂的材料。
30.根据权利要求28所述的功能装置，其中所述无机耐热层包含至少一种选自由氧化物、氮化物及氮氧化合物构成的组中的材料。
31.根据权利要求28所述的功能装置，其中每个所述无机耐热层由无机碳化物或碳材料制成。
32.一种制造功能装置的方法，其中功能层设置在衬底上，包括：
在衬底背面上形成用于抑制衬底中的卷曲的卷曲抑制层的步骤；
在衬底表面上形成具有比衬底热膨胀系数小的热膨胀系数的有机聚合物层的步骤；
在有机聚合物层上形成由一个或多个层组成的无机耐热层的步骤；以及
在无机耐热层上形成功能层的步骤。
33.根据权利要求32所述的制造功能装置的方法，其中当卷曲抑制层形成在衬底背面上并且有机聚合物层和无机耐热层形成在衬底表面上时，热错位比率在从室温到150℃的范围内被设定为5％或更小。
34.根据权利要求32所述的制造功能装置的方法，其中当卷曲抑制层形成在衬底背面上并且有机聚合物层、无机耐热层和功能层形成在衬底表面上时，热错位比率在从室温到150℃的范围内被设定为5％或更小。
35.根据权利要求32所述的制造功能装置的方法，还包括在形成所述无机耐热层之前在有机聚合物层上形成由一个或多个层组成的金属层的步骤。
36.根据权利要求32所述的制造功能装置的方法，其中形成所述有机聚合物层的步骤包括：
形成有机聚合物层的前驱的步骤；以及
通过采用能量射束照射所述前驱以使得在所述有机聚合物中发生缩聚反应从而形成所述有机聚合物层的步骤。
37.根据权利要求36所述的制造功能装置的方法，其中所述能量射束从紫外灯中发出，包括紫外范围的波长。
38.根据权利要求32所述的制造功能装置的方法，其中形成所述功能层的步骤包括：
在所述无机耐热层上形成所述功能层的前驱层的步骤；以及
通过采用能量射束照射所述前驱层从而形成所述功能层的步骤。
39.根据权利要求38所述的制造功能装置的方法，其中所述前驱层通过照射能量射束被晶化。
40.根据权利要求39所述的制造功能装置的方法，其中激光束被用作所述能量射束。
41.根据权利要求40所述的制造功能装置的方法，其中具有80mJ/cm2或更高的能量密度的短波长激光束被用作所述激光束。
42.根据权利要求32所述的制造功能装置的方法，还包括在所述无机耐热层和所述功能层之间形成用于所述功能层的电极的步骤。
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