JP2003204049A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
ルな(湾曲することが可能な)半導体素子(薄膜トラン
ジスタ、薄膜ダイオード、シリコンのPIN接合からな
る光電変換素子やシリコン抵抗素子)を有する半導体装
置およびその作製方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、プラスチックフィルム上に素
子を形成するのではなく、基板のような平らな板状のも
のを型とし、凝固材(代表的には接着材)である第2の
接着材16を基板(第3の基板17)と素子を含む層
(被剥離層13)との間に充填し、凝固させた後、型と
した基板(第3の基板17)を剥離して、凝固した接着
材(第2の接着材16)だけで素子を含む層(被剥離層
13)を固定することによって薄膜化、軽量化を実現す
る。
Description
(以下、TFTという)で構成された回路を有する半導
体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示
パネルに代表される電気光学装置、またはエレクトロル
ミネッセンス表示装置に代表される発光装置、その様な
装置を部品として搭載した電子機器に関する。
は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指し、電気光学装置、発光装置、半導体回路および電子
機器は全て半導体装置である。
れた半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いて薄膜
トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されてい
る。薄膜トランジスタはICや電気光学装置のような電
子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッ
チング素子として開発が急がれている。
ケーションは様々なものが期待されているが、特に携帯
機器への利用が注目されている。現在、ガラス基板や石
英基板が多く使用されているが、割れやすく、重いとい
う欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガラス基板
や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。その
ため、可撓性を有する基板、代表的にはフレキシブルな
プラスチックフィルムの上にTFT素子を形成すること
が試みられている。
熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせざるを得
ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な電気
特性のTFTを形成できないのが現状である。そのた
め、プラスチックフィルムを用いた高性能な発光素子や
液晶表示装置は実現されていない。
ィルム等の可撓性を有する基板の上に有機発光素子(O
LED:Organic Light Emitting Device)が形成され
た発光装置や、液晶表示装置を作製することができれ
ば、厚みが薄く軽量であるということに加えて、曲面を
有するディスプレイや、ショーウィンドウ等などにも用
いることができる。よって、その用途は携帯機器のみに
限られず、応用範囲は非常に広い。
ィルムの透光性が低いため、光を通過させるプラスチッ
クフィルムの材質及び厚さによらず、透光性がわずかに
低下するという問題もある。
つ、フレキシブルな(湾曲することが可能な)半導体素
子(薄膜トランジスタ、メモリー素子、薄膜ダイオー
ド、シリコンのPIN接合からなる光電変換素子やシリ
コン抵抗素子)を有する半導体装置およびその作製方法
を提供することを課題とする。
フィルム上に素子を形成するのではなく、基板のような
平らな板状のものを型とし、凝固材(代表的には接着
材)を基板と素子を含む層との間に充填し、凝固させた
後、型とした基板を剥離して、凝固した接着材だけで素
子を含む層を固定することを特徴としている。なお、素
子を含む層と上記接着材との密着性は高い。
を支持体とし、前記接着材に接する絶縁膜上に素子を備
えたことを特徴とする半導体装置である。
ンジスタ、有機発光素子、液晶を有する素子、メモリー
素子、薄膜ダイオード、シリコンのPIN接合からなる
光電変換素子、またはシリコン抵抗素子である。
き、プラスチックフィルムの厚さよりも薄くすれば、さ
らなる薄膜化、軽量化、またはフレキシブル化が実現で
きる。例えば、接着材だけで素子を含む層を固定した場
合のトータルの厚さを、0.5mm以下、好ましくは、
0.1mm〜0.3mmとすることが可能である。
とができる。例えば、上記接着材は、熱硬化性、感光
性、または透光性を有する材料を用いればよい。発光表
示装置において、発光素子からの光を接着材に通過させ
る場合、通過する光の量を多くすることができるため、
輝度を上げることができる。また、有機発光素子を有す
る発光装置は、水分や酸素に弱いため、外部からの水分
や酸素の侵入をブロック可能なバリア性を有する接着材
が望ましい。
バックライトからの光を接着材に通過させる場合には透
光性の高い接着材を選択することが好ましく、さらにプ
ラスチックフィルムよりも接着材の膜厚を薄くすること
で、通過する光の量を多くすることができる。
フィルムを用いた場合と比較すると、大気/プラスチッ
クフィルムの界面と、プラスチック/接着材との界面の
両方で屈折率の違い(だだし、材質にもよる)で光の回
折が生じるが、本発明は、支持体を接着材のみとするこ
とで大気/接着材の界面だけで光の回折が生じるため、
光の利用効率が上がり、輝度の向上や通過させる光の量
を多くすることができる。
して保護膜を形成してもよい。
平面または曲面を有する基材に貼りつけることを特徴と
しており、薄型、且つ、軽量な半導体装置、例えば、ビ
デオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレ
イ、自動車や機械類の表示器(カーナビゲーション、ス
ピードメーターなど)、パーソナルコンピュータまたは
携帯情報端末を完成させることができる。なお、上記基
材と前記接着材とを貼り付ける際には前記接着材と同じ
材料を用いてもよいし、異なる接着材を用いてもよい。
また、上記基材と前記接着材とを貼り付ける際には、前
記接着材とプラスチックフィルムと貼り合わせて、さら
に該プラスチックフィルムと基材とを貼り合わせること
もできる。
一つであり、第1の基板上に素子を含む被剥離層を形成
した後、第1の接着材で被剥離層と第2の基板とを接着
し、次いで、第1の基板を剥離し、第2の接着材で被剥
離層と第3の基板とを接着して被剥離層を第2の基板と
第3の基板とで挟み、次いで、溶媒により第1の接着材
を除去、或いは光(紫外光またはレーザー光など)によ
り第1の接着材の接着力を低下させて第2の基板を剥離
し、さらに第3の基板を剥離することを特徴としてい
る。即ち、本明細書で開示する本発明の作製方法に関す
る発明の構成は、第1の基板上に半導体素子を含む被剥
離層を形成する第1工程と、前記被剥離層に第2の基板
を第1の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第1の
基板と前記第2の基板とで挟む第2工程と、前記被剥離
層と前記第1の基板とを分離する第3工程と、前記被剥
離層に第3の基板を第2の接着材で接着させ、前記被剥
離層を前記第2の基板と前記第3の基板とで挟む第4工
程と、前記被剥離層と前記第2の基板とを分離し、前記
第2の接着材と前記第3の基板とを分離して、前記第2
の接着材を支持体とする前記被剥離層を形成する第5工
程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法で
ある。
第2の基板と第3の基板の両方を被剥離層から分離して
いるが、別々の工程で分離してもよく、分離する順序も
特に限定されないことは言うまでもない。
より除去または接着力が低下する材料であり、第2の接
着材は、第1の接着材とは組成が異なるものを用いれば
よい。
2の接着材は、前記第3の基板との密着性よりも前記被
剥離層との密着性が高いことを特徴としている。従っ
て、前記第3の基板と第2の接着材との密着性を低下さ
せるため、前記第1の基板と前記第2の基板は、ガラス
基板、石英基板、または金属基板とし、前記第3の基板
は、プラスチック基板としてもよい。さらに、前記第3
の基板と第2の接着材との密着性を低下させるため、前
記第3の基板は、表面にAlNXOY膜が形成されたプラ
スチックフィルムとしてもよい。また、第2の接着材
は、第3の基板と接して固化されるため、第2の接着材
の一方の面は平坦であり、第2の接着材のもう一方の面
は被剥離層と密着している。
体とするため、プラスチック基板を支持体とした場合よ
りもトータルの厚さを薄くすることができ、トータルの
重量も軽くすることができる。
む層を指しており、例えば、薄膜トランジスタ、有機発
光素子、液晶を有する素子、メモリー素子、薄膜ダイオ
ード、シリコンのPIN接合からなる光電変換素子、ま
たはシリコン抵抗素子から選ばれた一つまたは複数を有
する層を指している。
合、光の透光性の高い材料が好ましく、例えば、有機発
光素子からの発光を通過させる場合、もしくは、バック
ライトからの光を通過させる場合において、第2の接着
材の膜厚を調節することによって、透光率を向上させる
ことができる。
ることによって、装置全体をフレキシブルなものとする
こともできる。従って、様々な基材に接着することがで
き、例えば、基材の形状は、平面を有するもの、曲面を
有するもの、可曲性を有するもの、フィルム状のもので
あってもよく、基材の材料は、プラスチック、ガラス、
金属、セラミックス等、いかなる組成の基材でもよい。
曲面を有する基材に貼りつければ、曲面を有するディス
プレイが実現でき、ダッシュボードの表示器、ショーウ
ィンドウ等などを完成させることができる。
を支持体としているが、第1の接着材及び第2の接着材
の材料を適宜選択、例えば、ある溶媒に不溶性の材料を
第1の接着材に用い、溶媒に可溶性の材料を第2の接着
材に用いて接着した後、溶媒に漬けることによって第2
の基板および第3の基板を剥離して、第1の接着材のみ
を支持体としてもよい。第1の接着材のみを支持体とし
た場合、被剥離層の最上層に接着材が接する構成とな
る。
を支持体としているが、第1の接着材及び第2の接着材
の材料を適宜選択し、第1の接着材及び第2の接着材の
みを支持体としてもよく、本明細書で開示する作製方法
に関する他の発明の構成は、第1の基板上に半導体素子
を含む被剥離層を形成する第1工程と、前記被剥離層に
第2の基板を第1の接着材で接着させ、前記被剥離層を
前記第1の基板と前記第2の基板とで挟む第2工程と、
前記被剥離層と前記第1の基板とを分離する第3工程
と、前記被剥離層に第3の基板を第2の接着材で接着さ
せ、前記被剥離層を前記第2の基板と前記第3の基板と
で挟む第4工程と、前記被剥離層と前記第3の基板とを
分離し、前記被剥離層と前記第2の基板とを分離して、
前記第1の接着材及び前記第2の接着材を支持体とする
前記被剥離層を形成する第5工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法である。
第2の基板と第3の基板の両方を被剥離層から分離して
いるが、別々の工程で分離してもよく、分離する順序も
特に限定されないことは言うまでもない。
接着材と第2の接着材は、溶媒または光により除去可能
な材料であれば、同じ材料を用いてもよいし、異なる材
料を用いてもよい。前記第1の接着材は、前記第2の基
板との密着性よりも前記被剥離層との密着性が高いこと
が望ましく、前記第2の接着材も前記第3の基板との密
着性よりも前記被剥離層との密着性が高いことが望まし
い。
る接着材とすれば、前記第5工程において、光を照射し
て前記第2の接着材と前記第3の基板とを分離すること
ができる。また、前記第1の接着材は感光性を有する接
着材とすれば、前記第5工程において、光を照射して前
記第1の接着材と前記第2の基板とを分離することがで
きる。従って、前記第1の接着材と及び前記第2の接着
材を同じ感光性を有する接着材とすれば、同一工程で第
2の基板と第3の基板の両方を被剥離層から分離するこ
とができる。
記第1の基板は、透光性を有する基板であることが好ま
しく、例えばガラス基板、または石英基板を用いる。
も、基板と接着材との密着性を低下させるため、前記第
2の基板または前記第3の基板を、表面にAlNXOY膜
が形成されたプラスチックフィルムとすれば、前記第2
の基板または前記第3の基板を被剥離層から分離するこ
とができる。
の接着材と第2の接着材とで挟まれた被剥離層が得られ
る。
ルムを用い、第1の基板上に形成した素子をプラスチッ
クフィルムに転写する際、即ち、接着材で素子を含む層
とフィルムを接着してフィルムを持ち上げる際、フィル
ムが折れ曲がり、素子を含む層も折れ曲がりの影響を受
けて、クラックが入ってしまう恐れがあった。そこで、
基板に形成した素子を剛性の高い第2の基板に接着材で
貼りつけた後、基板を剥離し、その後、接着材で素子を
含む層にプラスチックフィルム(第3の基板)を貼った
後で第2の基板と素子を含む層とを分離する手順でプラ
スチックフィルム上に素子を転写すると、クラックが発
生しにくいものとすることができた。
発明の構成は、第1の基板上に半導体素子を含む被剥離
層を形成する第1工程と、前記被剥離層に第2の基板を
第1の接着材で接着させ、前記被剥離層を前記第1の基
板と前記第2の基板とで挟む第2工程と、前記被剥離層
と前記第1の基板とを分離する第3工程と、前記被剥離
層に第3の基板を第2の接着材で接着させ、前記被剥離
層を前記第2の基板と前記第3の基板とで挟む第4工程
と、前記被剥離層と前記第2の基板とを分離して、前記
第2の接着材及び前記第3の基板を支持体とする前記被
剥離層を形成する第5工程とを有することを特徴とする
半導体装置の作製方法である。
記第2の基板は、前記第3の基板よりも剛性が高い材料
であることを特徴としている。なお、本明細書中、剛性
とは、物体が曲げ・ねじれなどに対して破壊に耐える能
力を指している。
は、前記第1の接着材を溶媒で溶かして除去し、前記被
剥離層と前記第2の基板とを分離する工程、若しくは、
前記第1の接着材を感光性を有する接着材とし、光を照
射して前記被剥離層と前記第2の基板とを分離する工程
とすればよい。
の基板)を剥離させずに接着されたままの状態を維持す
れば、支持体を第3の基板及び第2の接着材とする半導
体装置を形成することができる。本明細書で開示する他
の発明の構成は、
し、前記接着材に接する絶縁膜上に素子を備えたことを
特徴とする半導体装置である。
ンジスタ、有機発光素子、液晶を有する液晶素子、メモ
リー素子、薄膜ダイオード、シリコンのPIN接合から
なる光電変換素子、またはシリコン抵抗素子である。
ク基板は、平面または曲面を有する基材に貼りつけるこ
とを特徴としており、薄型、且つ、軽量な半導体装置、
例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型デ
ィスプレイ、自動車や機械類の表示器(カーナビゲーシ
ョン、スピードメーターなど)、パーソナルコンピュー
タまたは携帯情報端末を完成させることができる。
程は、機械的な力を加え、2層間の膜応力を利用して剥
離を行う剥離方法で前記被剥離層と前記第1の基板とを
分離しているが、特に限定されず、被剥離層と第1の基
板との間に分離層を設け、該分離層を薬液(エッチャン
ト)で除去して被剥離層と基板とを分離する方法や、被
剥離層と第1の基板との間に非晶質シリコン(またはポ
リシリコン)からなる分離層を設け、第1の基板を通過
させてレーザー光を照射して非晶質シリコンに含まれる
水素を放出させることにより、空隙を生じさせて被剥離
層と第1の基板を分離させる方法などを用いることが可
能である。なお、レーザー光を用いて剥離する場合にお
いては、剥離前に水素が放出しないように熱処理温度を
410℃以下として被剥離層に含まれる素子を形成する
ことが望ましい。
方法は、被剥離層に損傷を与えない工程であり、且つ、
小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな
面積を有する被剥離層を全面に渡って剥離不良なく剥離
することができるため最も好ましい。具体的には、第1
の基板上に金属層または窒化物層からなる第1の材料層
を形成し、スパッタ法による酸化物層からなる第2の材
料層を形成し、該第2の材料層上に素子を形成した後で
機械的な力を加えて第1の材料層と第2の材料層との界
面で分離させるものである。この第1の材料層と第2の
材料層との積層は、膜剥がれ(ピーリング)などのプロ
セス上の異常は生じない一方、物理的手段、代表的には
機械的な力を加えること、例えば人間の手で引き剥がす
ことで容易に第2の材料層の層内または界面において、
きれいに分離できる。
合力は、熱エネルギーには耐え得る強さを有している一
方、剥離する直前において、引張応力を有する第1の材
料層と圧縮応力を有する第2の材料層との間には応力歪
みを有しているため、力学的エネルギーに弱く、剥離す
る。本発明者らは、剥離現象は膜の内部応力と深い関連
があることを見出し、このように膜の内部応力を利用し
て剥離を行う剥離工程をストレスピールオフプロセスと
呼ぶ。
た剥離方法を用いた場合、上記プラスチック基板及び接
着材を支持体とし、前記接着材に接する絶縁膜上に素子
を備えたことを特徴とする半導体装置において、前記接
着材に接する絶縁膜は、第2の材料層となり、スパッタ
法で形成された酸化膜とすることが好ましく、希ガス元
素を含む酸化物層となる。前記希ガス元素は、He、N
e、Ar、Kr、Xeから選ばれた一種または複数種で
ある。第2の材料層に希ガス元素を含ませることによっ
て半導体装置をフレキシブルなものとすることができ
る。
板とは、可撓性を有するプラスチック基板であれば特に
限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート
(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエ
チレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(P
C)、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド
(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレン
テレフタレート(PBT)、またはポリイミドからなる
基板を指している。
と接着材との間に窒化珪素膜、AlN膜、AlNO膜を
形成して密着性を実験したところ、窒化珪素膜は接着材
に形成されたままプラスチック基板のみと分離した。一
方、AlN膜、AlNO膜はプラスチック基板に形成さ
れたまま、接着材のみと分離した。本発明の他の作製方
法に関する発明は、図16に示すように第1の基板10
上に半導体素子を含む被剥離層13を形成する第1工程
と、前記被剥離層13に第2の基板15を第1の接着材
14で接着させ、前記被剥離層を前記第1の基板と前記
第2の基板とで挟む第2工程と、前記被剥離層13と前
記第1の基板10とを分離する第3工程と、前記被剥離
層に保護膜18が形成された第3の基板17を第2の接
着材16で接着させ、前記被剥離層を前記第2の基板と
前記第3の基板とで挟む第4工程と、前記被剥離層と前
記第2の基板とを分離し、前記第2の接着材と前記第3
の基板とを分離して、前記第2の接着材16および保護
膜18を支持体とする前記被剥離層を形成する第5工程
とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法であ
る。
膜、または窒化酸化珪素膜であることを特徴としてい
る。保護膜を形成することによって、外部からの水分や
不純物の混入を効果的にブロックすることができる。
に説明する。
表的な剥離手順及び半導体装置の作製方法を簡略に図1
を用いて示す。
窒化物層または金属層からなる第1の材料層、12は酸
化物層からなる第2の材料層、13は被剥離層である。
ラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いること
ができる。また、シリコン基板を代表とする半導体基
板、またはステンレス基板を代表とする金属基板を用い
ても良い。
に第1の材料層11を形成する。第1の材料層11とし
ては、成膜直後において圧縮応力を有していても引張応
力を有していてもよいが、被剥離層形成における熱処理
やレーザー光の照射によりピーリング等の異常が生じ
ず、且つ、被剥離層形成後で1〜1×1010(Dyne/c
m2)の範囲で引張応力を有する材料を用いることが重要
である。代表的な一例はW、WN、TiN、TiWから
選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料
若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの積層
が挙げられる。なお、第1の材料層11は、スパッタ法
を用いればよい。
層12を形成する。第2の材料層12としては、被剥離
層形成における熱処理やレーザー光の照射によりピーリ
ング等の異常が生じず、且つ、被剥離層形成後で1〜1
×1010(Dyne/cm2)の範囲で圧縮応力を有する材料を
用いることが重要である。第2の材料層12として、代
表的な一例は酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化金
属材料、またはこれらの積層が挙げられる。なお、第2
の材料層12は、スパッタ法を用いて成膜すればよい。
第2の材料層12をスパッタ法で成膜する場合、アルゴ
ンガスで代表される希ガスをチャンバー内に導入して、
第2の材料層12中に微量の希ガス元素を含ませる。
いて、各々の膜厚は、1nm〜1000nmの範囲で適
宜設定し、第1の材料層11における内部応力および第
2の材料層12における内部応力を調節すればよい。
ため、基板10に接して第1の材料層11を形成した例
を示したが、基板10と第1の材料層11との間にバッ
ファ層となる絶縁層や金属層を設け、基板10との密着
性を向上させてもよい。
3を形成する。(図1(A))被剥離層13は、様々な
素子(薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する
素子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのPI
N接合からなる光電変換素子、またはシリコン抵抗素
子)を含む層とすればよい。ただし、液晶を有する素子
において、被剥離層13は対向基板を含むものとする。
また、被剥離層13の形成プロセスとして、第1の基板
10の耐え得る範囲の熱処理を行うことができる。な
お、本発明において、第2の材料層12における内部応
力と、第1の材料層11における内部応力が異なってい
ても、被剥離層13の作製工程における熱処理によって
膜剥がれなどが生じない。
12との密着性を部分的に低下させる処理を行う。密着
性を部分的に低下させる処理は、剥離しようとする領域
の周縁に沿って前記第2の材料層または前記第1の材料
層にレーザー光を部分的に照射する処理、或いは、剥離
しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力
を加えて前記第2の材料層の層内または界面の一部分に
損傷を与える処理である。具体的にはダイヤモンドペン
などで硬い針を垂直に押しつけて荷重をかけて動かせば
よい。好ましくは、スクライバー装置を用い、押し込み
量を0.1mm〜2mmとし、圧力をかけて動かせばよ
い。このように、剥離を行う前に剥離現象が生じやすく
なるような部分、即ち、きっかけをつくることが重要で
あり、密着性を選択的(部分的)に低下させる前処理を
行うことで、剥離不良がなくなり、さらに歩留まりも向
上する。
5と被剥離層13とを接着する。(図1(B))第1の
接着材14としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着
剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接
着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。加えて、こ
れらの接着剤が溶媒に溶ける可溶性や、光が照射される
と接着力が低下する感光性を有していてもよい。これら
の接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリ
レート系、シリコーン系等いかなるものでもよい。この
ような接着剤の形成は、例えば、塗布法によってなされ
る。なお、第1の接着材は後の工程で除去される。ここ
では、第1の接着材として溶媒に溶ける可溶性を有する
接着材料を用いる。
板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いるこ
とができる。また、シリコン基板を代表とする半導体基
板、またはステンレス基板を代表とする金属基板を用い
ても良い。ただし、第1の接着材または第2の接着材と
して感光性の接着材を用いる場合には、第1の基板或い
は第2の基板の一方は、透光性を有する基板を用いるこ
とが好ましい。
領域側から剥離させ、図1(C)中の矢印の方向に向か
って、第1の材料層11が設けられている第1の基板1
0を物理的手段により引き剥がす。(図1(C))第2
の材料層12が圧縮応力を有し、第1の材料層11が引
張応力を有するため、比較的小さな力(例えば、人間の
手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等)で
引き剥がすことができる。
た被剥離層13を第1の基板10から分離することがで
きる。剥離後の状態を図1(D)に示す。
の第2の接着材16で第3の基板17と第2の材料層1
2(及び被剥離層13)とを接着する。(図1(E))
第2の接着材16は、第3の基板17との密着性よりも
第2の材料層12(及び被剥離層13)との密着性のほ
うが高いことが重要である。
着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化
型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げ
られる。加えて、これらの接着剤が溶媒に溶ける可溶性
や、光が照射されると接着力が低下する感光性を有して
いてもよい。これらの接着剤の組成としては、例えば、
エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等いかなる
ものでもよい。このような接着剤の形成は、例えば、塗
布法によってなされる。なお、第2の接着材は後の工程
で被剥離層の支持体となる。ここでは、第2の接着材1
6として紫外線硬化型接着剤を用いる。
板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いるこ
とができる。また、シリコン基板を代表とする半導体基
板、またはステンレス基板を代表とする金属基板を用い
ても良い。ここでは、第3の基板と第2の接着材との密
着性を低下させるため、第3の基板17として表面にA
lNXOY膜が形成されたプラスチックフィルムを用い
る。
XOY膜は、スパッタ法を用い、例えば、窒化アルミニウ
ム(AlN)ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガ
スと酸素ガスを混合した雰囲気下にて成膜する。AlN
XOY膜は、窒素を数atm%以上、好ましくは2.5atm%
〜47.5atm%含む範囲であればよく、スパッタ条件
(基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など)
を適宜調節することによって窒素濃度を調節することが
できる。
第3の基板17を分離する。(図1(F))第1の接着
材は、溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用いてい
るため、簡単に除去され、第2の基板15と被剥離層1
3とが分離する。一方、溶媒が第3の基板17と第2の
接着材16との界面に浸透し、該界面での接着力を弱め
るため、第3の基板17も第2の材料層12と分離す
る。ここでは同一の工程によって第2の基板15及び第
3の基板17を分離する例を示したが、特に限定され
ず、別々の工程でもよく、またその順序も限定されない
ことは言うまでもない。
力端子は、被剥離層の最上層(即ち、第2の基板側に最
も近い層)に露呈するように形成する。従って、上記第
2の基板の分離工程後、入出力端子部が露呈するよう
に、被剥離層表面の第1の接着材が完全に除去されるこ
とが望ましい。
する被剥離層13を備えた半導体装置を作製することが
できる。(図1(G))こうして得られる半導体装置は
支持体を第2の接着材16のみとしているため薄く、軽
量、且つ、フレキシブルなものである。
させた例を示したが、以上の工程で半導体装置の途中ま
でを作製してもよい。例えば、上記工程に従って、TF
Tからなる回路を含む被剥離層を形成し、第2の接着材
を支持体とする被剥離層を得た後で、さらに素子形成工
程を加えて様々な半導体装置、代表的には有機発光素子
を有する発光装置や液晶表示装置を完成させてもよい。
し、画素電極と接続するTFTを形成した第2の接着材
を上記工程により得た後、画素電極を陰極または陽極と
する有機発光素子を形成すれば、アクティブマトリクス
型の発光装置を作製することができる。こうして得られ
る発光装置は支持体を第2の接着材のみとしているため
薄く、軽量なものである。
発光装置を作製することもできる。
画素電極と接続するTFTを形成した第2の接着材を上
記工程により得た後、対向基板貼り合わせ工程、液晶注
入工程を行えばアクティブマトリクス型の液晶表示装置
を作製することができる。具体的には、画素電極を有す
るTFTを備えた接着材に対向基板をスペーサなどのギ
ャップ保持材で一定の間隔を保持したままシール材など
で貼りつけ、対向基板と画素電極との間に液晶材料を狭
持させて液晶表示装置を完成させることができる。こう
して得られる液晶表示装置は支持体を第2の接着材及び
対向基板のみとしているため薄く、軽量なものである。
接着材のみを支持体とする例を示したが、ここでは第1
の接着材及び第2の接着材を支持体とする例を示す。な
お、図2(A)〜図2(E)は図1(A)〜図1(E)
と概略同一であるのでここでは詳細な説明は省略し、異
なる点のみを説明する。
層または金属層からなる第1の材料層、22は酸化物層
からなる第2の材料層、23は被剥離層、24は第1の
接着材、25は第2の基板、26は第2の接着材、27
は第3の基板である。
で図2(E)の状態を得る。
硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等
の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着
剤が挙げられる。加えて、これらの接着剤が溶媒に溶け
る可溶性や、光が照射されると接着力が低下する感光性
を有していてもよい。これらの接着剤の組成としては、
例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等
いかなるものでもよい。このような接着剤の形成は、例
えば、塗布法によってなされる。なお、第1の接着材は
後の工程で支持体となる。ここでは、第1の接着材とし
て紫外線を照射すると接着力が低下する熱硬化型接着材
を用いる。また、第1の接着材24は、第2の基板25
との密着性よりも被剥離層23との密着性のほうが高い
ことが重要である。
性を低下させるため、第2の基板として表面にAlNX
OY膜が形成されたプラスチックフィルムを用いてもよ
い。
て、第1の接着材24と同じ材料を用いてもよい。ここ
では、第2の接着材として紫外線を照射すると接着力が
低下する熱硬化型接着材を用いる。なお、第2の接着材
も後の工程で被剥離層の支持体となる。また、第2の接
着材26は、第3の基板27との密着性よりも第2の材
料層22(及び被剥離層23)との密着性のほうが高い
ことが重要である。
性を低下させるため、第3の基板として表面にAlNX
OY膜が形成されたプラスチックフィルムを用いてもよ
い。
状態を得たら、次いで、紫外線を照射することによっ
て、第1の接着材24と第2の基板25との接着力と、
第2の接着材26と第3の基板27との接着力とを低下
させ、第2の基板及び第3の基板を分離する。(図2
(F))ここでは同一の工程によって第2の基板25及
び第3の基板27を分離する例を示したが、特に限定さ
れず、別々の工程でもよく、またその順序も限定されな
いことは言うまでもない。また、実施の形態1と組み合
わせることも可能である。
力が低下する熱硬化型接着材を用いた例を示したが、他
の接着材料を用いることも可能である。例えば、第2の
基板として表面にAlNXOY膜が形成されたプラスチッ
クフィルムを用い、第1の接着材として紫外線硬化型接
着剤を用いて接着し、第3の基板として表面にAlN X
OY膜が形成されたプラスチックフィルムを用い、第2
の接着材として紫外線硬化型接着剤を用いて接着した
後、溶媒に漬ければ、溶媒が第3の基板と第2の接着材
との界面に浸透し、該界面での接着力を弱めるため、第
3の基板が第2の材料層と分離し、同様に第2の基板と
第1の接着層と分離する。
力端子は、被剥離層の最上層(即ち、第2の基板側に最
も近い層)に露呈するように形成する。従って、上記第
2の基板の分離工程後、入出力端子部が露呈するよう
に、入出力端子部を覆う第1の接着材を選択的に除去す
ることが望ましい。
1の接着材24及び第2の接着材26を支持体とする被
剥離層23を備えた半導体装置を作製することができ
る。なお、被剥離層23は、第1の接着材24と第2の
接着材26とで挟まれる。こうして得られる半導体装置
は支持体を第1の接着材24及び第2の接着材26のみ
としているため薄く、軽量、且つ、フレキシブルなもの
である。
させた例を示したが、以上の工程で半導体装置の途中ま
でを作製してもよい。例えば、上記工程に従って、TF
Tからなる回路を含む被剥離層を形成し、第1の接着材
および第2の接着材を支持体とする被剥離層を得た後
で、さらに素子形成工程を加えて様々な半導体装置、代
表的には有機発光素子を有する発光装置や液晶表示装置
を完成させてもよい。
に組み合わせることができる。
接着材のみを支持体とする例を示したが、ここでは第2
の接着材及び第3の基板を支持体とする例を示す。な
お、図3(A)〜図3(E)は図1(A)〜図1(E)
と概略同一であるのでここでは詳細な説明は省略し、異
なる点のみを説明する。
層または金属層からなる第1の材料層、32は酸化物層
からなる第2の材料層、33は被剥離層、34は第1の
接着材、35は第2の基板、36は第2の接着材、37
は第3の基板である。
で図3(E)の状態を得る。
基板、石英基板、セラミック基板などを用いることがで
きる。また、シリコン基板を代表とする半導体基板、ま
たはステンレス基板を代表とする金属基板を用いても良
い。ここでは厚さ0.7mmのガラス基板(♯173
7)を用いる。
板30よりも厚さの厚く剛性の高い石英基板(厚さ1.
1mm)を用いる。第2の基板としてプラスチックフィ
ルムを用いた場合、第1の基板30上に形成した素子を
プラスチックフィルムに転写する際、即ち、第1の接着
材34で被剥離層33とフィルムを接着してフィルムを
持ち上げる際、フィルムが折れ曲がり、被剥離層33も
折れ曲がりの影響を受けて、クラックが入ってしまう恐
れがあった。そこで、第1の基板30に形成した被剥離
層33を剛性の高い第2の基板35に第1の接着材34
で貼りつけた後、第1の基板30を剥離し、その後、第
2の接着材36で素子を含む層にプラスチックフィルム
(第3の基板37)を貼った後で第2の基板35を分離
する手順とすると、クラックが発生しにくいものとする
ことができる。
プラスチックフィルムとする。
溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用いる。
て、第3の基板と第2の接着材との密着性と、第2の接
着材と被剥離層の密着性とがどちらも高い材料を用い
る。
状態を得たら、次いで、溶媒に漬けて第2の基板35の
みを分離する。(図3(F))第1の接着材は、溶媒に
溶ける可溶性を有する接着材料を用いているため、簡単
に除去され、第2の基板35と被剥離層33とが分離す
る。
力端子は、被剥離層の最上層(即ち、第2の基板側に最
も近い層)に露呈するように形成する。従って、上記第
2の基板の分離工程後、入出力端子部が露呈するよう
に、被剥離層表面の第1の接着材が完全に除去されるこ
とが望ましい。
溶媒に溶ける可溶性を有する接着材料を用い、溶媒に漬
けて第2の基板を分離した例を示したが、特に限定され
ず、例えば、実施の形態2に示した熱硬化型接着材(紫
外線を照射すると接着力が低下する)を第1の接着材と
して用い、紫外線を照射することで第2の基板を分離し
てもよい。
2の接着材36及び第3の基板37を支持体とする被剥
離層33を備えた半導体装置を作製することができる。
なお、第2の接着材36と被剥離層33との間には第2
の材料層である酸化物層32がある。こうして得られる
半導体装置は、第2の材料層32がスパッタ法で成膜さ
れ、第2の材料層32中に微量の希ガス元素を含ませて
いるため、半導体装置全体としてフレキシブルなものと
することができる。
させた例を示したが、以上の工程で半導体装置の途中ま
でを作製してもよい。例えば、上記工程に従って、TF
Tからなる回路を含む被剥離層を形成し、第2の接着材
及び第3の基板を支持体とする被剥離層を得た後で、さ
らに素子形成工程を加えて様々な半導体装置、代表的に
は有機発光素子を有する発光装置や液晶表示装置を完成
させてもよい。
実施の形態2と自由に組み合わせることができる。
示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。
ル型TFT及びpチャネル型TFT)と、画素部の周辺
に設ける駆動回路のTFT(nチャネル型TFT及びp
チャネル型TFT)を同時に作製し、有機発光素子を有
する発光装置を作製する作製方法について詳細に説明す
る。(図4)
(第1の基板101)上にプラズマCVD法により10
0nmの膜厚で窒化酸化シリコン膜(図示しない)を形
成する。この窒化酸化シリコン膜は、後のドライエッチ
ングの際に基板の保護のためと、エッチングチャンバー
の汚染を防止するために形成するものであって、特に必
須ではない。
てガラス基板を用いたが、特に限定されず、石英基板、
半導体基板、セラミックス基板、金属基板を用いること
ができる。
料層102として、スパッタ法により50nmの膜厚で
タングステン膜を形成する。ここでは、スパッタ法で成
膜されるタングステン膜における基板の周縁部の膜厚バ
ラツキを考慮し、レジストを形成して基板の周縁部のみ
にドライエッチングを行い、タングステン膜のパターニ
ングを行った。ここではパターニングを行ったが、特に
必須ではない。また、タングステン膜に限定されず、他
の材料、例えば、窒化タングステンや窒化チタン膜を使
用することができ、膜厚範囲は10nm〜200nmで
適宜設定すればよい。
103として、スパッタ法により200nmの膜厚で酸
化シリコン膜を形成する。ここではスパッタ法で成膜さ
れた酸化シリコン膜を用いたが、他の材料、例えば酸化
物を使用することができ、膜厚範囲は、50nm〜40
0nmで適宜設定すればよい。このように第1の基板上
に第1の材料層102(タングステン膜)と第2の材料
層103(酸化シリコン膜)を形成し、後の工程で該第
2の材料層上に素子を形成した後、機械的な力を加えれ
ば第1の材料層と第2の材料層との界面で分離させるこ
とができる。また、スパッタ法でアルゴン元素などの希
ガスを成膜中に流し、第2の材料層103に微量の希ガ
ス元素が含ませることが好ましい。
下層として、プラズマCVD法で成膜温度400℃、原
料ガスSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化
シリコン膜(組成比Si=32%、O=27%、N=2
4%、H=17%)を50nm(好ましくは10〜200
nm)形成する。次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、
表面の酸化膜を希フッ酸(1/100希釈)で除去す
る。次いで、下地絶縁膜の上層として、プラズマCVD
法で成膜温度400℃、原料ガスSiH4、N2Oから作
製される酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%、O
=59%、N=7%、H=2%)を100nm(好まし
くは50〜200nm)の厚さに積層形成し、さらに大気
解放せずにプラズマCVD法で成膜温度300℃、成膜
ガスSiH 4で非晶質構造を有する半導体膜(ここでは
アモルファスシリコン膜)を54nmの厚さ(好ましく
は25〜80nm)で形成した。
として示したが、珪素を主成分とする絶縁膜の単層膜ま
たは2層以上積層させた構造として形成しても良い。ま
た、半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコ
ンまたはシリコンゲルマニウム(SiXGe1-X(X=
0.0001〜0.02))合金などを用い、公知の手
段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD
法等)により形成すればよい。また、プラズマCVD装
置は、枚葉式の装置でもよいし、バッチ式の装置でもよ
い。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶
縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。
面を洗浄した後、オゾン水で表面に約2nmの極薄い酸
化膜を形成する。次いで、TFTのしきい値を制御する
ために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピ
ングを行う。ここでは、ジボラン(B2H6)を質量分離
しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドー
ピング条件を加速電圧15kV、ジボランを水素で1%
に希釈したガスを流量30sccmとし、ドーズ量2×
1012/cm2で非晶質シリコン膜にボロンを添加し
た。
含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布した。塗布に
代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法
を用いてもよい。
構造を有する半導体膜を形成する。この加熱処理は、電
気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉
の熱処理で行う場合は、500℃〜650℃で4〜24
時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理
(500℃、1時間)の後、結晶化のための熱処理(5
50℃、4時間)を行って結晶構造を有するシリコン膜
を得た。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶
化を行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニー
ル装置で結晶化を行ってもよい。なお、ここではシリコ
ンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた
結晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば
固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。
の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、結晶化率を高め、
結晶粒内に残される欠陥を補修するためのレーザー光
(XeCl:波長308nm)の照射を大気中、または
酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長400nm以下
のエキシマレーザ光や、YAGレーザの第2高調波、第
3高調波を用いる。ここでは、繰り返し周波数10〜1
000Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー
光を光学系にて100〜500mJ/cm2に集光し、90〜
95%のオーバーラップ率をもって照射し、シリコン膜
表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数3
0Hz、エネルギー密度470mJ/cm2でレーザー光の照
射を大気中で行なった。なお、大気中、または酸素雰囲
気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜
が形成される。なお、ここではパルスレーザーを用いた
例を示したが、連続発振のレーザーを用いてもよく、非
晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るため
には、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第
2高調波〜第4高調波を適用するのが好ましい。代表的
には、Nd:YVO4レーザー(基本波1064nm)の第
2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を適
用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、
出力10Wの連続発振のYVO4レーザから射出された
レーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。ま
た、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れ
て、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは
光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ
光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネル
ギー密度は0.01〜100MW/cm2程度(好まし
くは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そし
て、10〜2000cm/s程度の速度でレーザ光に対
して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
た酸化膜を希フッ酸で除去した後、オゾン水で表面を1
20秒処理して合計1〜5nmの酸化膜からなるバリア
層を形成する。ここではオゾン水を用いてバリア層を形
成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有
する半導体膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理
により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法
やプラズマCVD法やスパッタ法や蒸着法などで1〜1
0nm程度の酸化膜を堆積してバリア層を形成してもよ
い。本明細書中、バリア層とは、ゲッタリング工程にお
いて金属元素が通過可能な膜質または膜厚を有し、且
つ、ゲッタリングサイトとなる層の除去工程においてエ
ッチングストッパーとなる層を指している。
タリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質シリコ
ン膜を50nm〜400nm、ここでは膜厚150nm
で形成する。ここでの成膜条件は、成膜圧力を0.3P
aとし、ガス(Ar)流量を50(sccm)とし、成膜パ
ワーを3kWとし、基板温度を150℃とした。なお、
上記条件での非晶質シリコン膜に含まれるアルゴン元素
の原子濃度は、3×1020/cm3〜6×1020/c
m3、酸素の原子濃度は1×1019/cm3〜3×1019
/cm3である。その後、電気炉を用いて550℃、4
時間の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構造を有す
る半導体膜中のニッケル濃度を低減した。電気炉に代え
てランプアニール装置を用いてもよい。
として、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む
非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希
フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、
ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除
去することが望ましい。
ン膜(ポリシリコン膜とも呼ばれる)の表面にオゾン水
で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを
形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離さ
れた半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
ストからなるマスクを除去する。
膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、
ゲート絶縁膜105となる珪素を主成分とする絶縁膜を
形成する。ここでは、プラズマCVD法により115n
mの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%、
O=59%、N=7%、H=2%)で形成した。
0nmの第1の導電膜と、膜厚100〜400nmの第
2の導電膜とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶
縁膜105上に膜厚50nmの窒化タンタル膜、膜厚3
70nmのタングステン膜を順次積層し、以下に示す手
順でパターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形
成する。
導電性材料としてはTa、W、Ti、Mo、Al、Cu
から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金
材料もしくは化合物材料で形成する。また、第1の導電
膜及び第2の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピ
ングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、、
AgPdCu合金を用いてもよい。また、2層構造に限
定されず、例えば、膜厚50nmのタングステン膜、膜
厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al−
Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層した
3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、第
1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを
用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとシリコ
ンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタ
ンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、第3の導
電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
また、単層構造であってもよい。
チング(第1のエッチング処理および第2のエッチング
処理)にはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導
結合型プラズマ)エッチング法を用いると良い。ICP
エッチング法を用い、エッチング条件(コイル型の電極
に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力
量、基板側の電極温度等)を適宜調節することによって
所望のテーパー形状に膜をエッチングすることができ
る。ここでは、レジストからなるマスクを形成した後、
第1のエッチング条件として1Paの圧力でコイル型の電
極に700WのRF(13.56MHz)電力を投入し、エッチ
ング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれの
ガス流量比を25/25/10(sccm)とし、基板
側(試料ステージ)にも150WのRF(13.56MHz)電
力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
る。なお、基板側の電極面積サイズは、12.5cm×
12.5cmであり、コイル型の電極面積サイズ(ここ
ではコイルの設けられた石英円板)は、直径25cmの
円板である。この第1のエッチング条件によりW膜をエ
ッチングして端部をテーパー形状とする。この後、レジ
ストからなるマスクを除去せずに第2のエッチング条件
に変え、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、そ
れぞれのガス流量比を30/30(sccm)とし、1
Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MH
z)電力を投入してプラズマを生成して約30秒程度の
エッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも20
WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己
バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した第2
のエッチング条件ではW膜及びTaN膜とも同程度にエ
ッチングされる。なお、ここでは、第1のエッチング条
件及び第2のエッチング条件を第1のエッチング処理と
呼ぶこととする。
ずに第1のドーピング処理を行った。第1のドーピング
処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば
良い。n型を付与する不純物元素として、典型的にはリ
ン(P)または砒素(As)を用いる。ここでは、イオ
ンドープ法を用い、フォスフィン(PH3)を水素で5
%に希釈したガスを流量40sccmとし、ドーズ量を
2×1015atoms/cm2とし、加速電圧を80keVとし
て行う。この場合、第1の導電層がn型を付与する不純
物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第1の不純
物領域が形成される。第1の不純物領域には1×1020
〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元
素を添加される。ここでは、第1の不純物領域と同じ濃
度範囲の領域をn+領域とも呼ぶ。
ずに第2のエッチング処理を行う。ここでは、第3のエ
ッチング条件としてエッチング用ガスにCF4とCl2と
を用い、それぞれのガス流量比を30/30(scc
m)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのR
F(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成してエッ
チングを60秒行った。基板側(試料ステージ)にも2
0WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自
己バイアス電圧を印加する。この後、レジストからなる
マスクを除去せずに第4のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれ
のガス流量比を20/20/20(sccm)とし、1
Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MH
z)電力を投入してプラズマを生成して約20秒程度の
エッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも20
WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己
バイアス電圧を印加する。なお、ここでは、第3のエッ
チング条件及び第4のエッチング条件を第2のエッチン
グ処理と呼ぶこととする。この段階で第1の導電層を下
層とし、第2の導電層を上層とするゲート電極106〜
109および各配線が形成される。
た後、第2のドーピング処理を行う。第2のドーピング
処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば
良い。ここでは、イオンドープ法を用い、フォスフィン
(PH3)を水素で5%に希釈したガスを流量30sc
cmとし、ドーズ量を1.5×1014atoms/cm2とし、
加速電圧を90keVとして行う。この場合、第1の導
電層及び第2の導電層がn型を付与する不純物元素に対
するマスクとなり、自己整合的に第2の不純物領域が形
成される。第2の不純物領域には1×1016〜1×10
17/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加さ
れる。ここでは、第2の不純物領域と同じ濃度範囲の領
域をn-領域とも呼ぶ。
理、第1のドーピング処理、第2のエッチング処理、第
2のドーピング処理の順序で各処理を行ったが、特に限
定されないことはいうまでもない。例えば、第1のエッ
チング処理、第2のエッチング処理、第2のドーピング
処理、第1のドーピング処理の順序で行ってもよいし、
第1のエッチング処理、第2のエッチング処理、第1の
ドーピング処理、第2のドーピング処理の順序で行って
もよい。
し、第3のドーピング処理を行う。レジストからなるマ
スクは、nチャネル型TFTとなる半導体層を覆うよう
に形成する。上記第3のドーピング処理により、画素部
および駆動回路において、pチャネル型TFTを形成す
る半導体層および保持容量を形成する半導体層にp型の
導電型を付与する不純物元素が添加された第3の不純物
領域を形成する。また、第3の不純物領域には1×10
18〜1×1020/cm3の濃度範囲でp型を付与する不純物
元素が添加されるようにする。尚、第3の不純物領域に
は先の工程でリン(P)が添加された領域であるが、p
型を付与する不純物元素の濃度が多く添加されていて導
電型はp型となっている。ここでは、第3の不純物領域
と同じ濃度範囲の領域をp-領域とも呼ぶ。
去せずに第4のドーピング処理を行う。上記第4のドー
ピング処理により、画素部および駆動回路において、p
チャネル型TFTを形成する半導体層および保持容量を
形成する半導体層にp型の導電型を付与する不純物元素
が添加された第4の不純物領域を形成する。また、第4
の不純物領域には1×1020〜1×1021/cm3の濃度範
囲でp型を付与する不純物元素が添加されるようにす
る。尚、第4の不純物領域には先の工程でリン(P)が
添加された領域であるが、p型を付与する不純物元素の
濃度がその1.5〜3倍添加されていて導電型はp型と
なっている。ここでは、第4の不純物領域と同じ濃度範
囲の領域をp+領域とも呼ぶ。
型またはp型の導電型を有する不純物領域が形成され
る。画素部および駆動回路において、pチャネル型TF
Tを形成する半導体層には、p-領域112とp+領域1
13が形成され、nチャネル型TFTを形成する半導体
層には、n-領域111とn+領域110がそれぞれ形成
される。
不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工
程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法
(RTA法)、或いはYAGレーザーまたはエキシマレ
ーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処
理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせ
た方法によって行う。ここでは、電気炉を用い、窒素雰
囲気下で550℃、4時間の熱処理によって活性化処理
を行った。
114を形成する。本実施例では、プラズマCVD法に
より膜厚50nmの酸化シリコン膜を形成した。勿論、
この第1の層間絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるも
のでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層
構造として用いても良い。
1の層間絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化の
前に絶縁膜を形成する工程としてもよい。
窒化シリコン膜からなる第2の層間絶縁膜(図示しな
い)を膜厚100nm形成して熱処理(300〜550
℃で1〜12時間の熱処理)を行い、半導体層を水素化
する工程を行う。この工程は第2の層間絶縁膜に含まれ
る水素により半導体層のダングリングボンドを終端する
工程である。酸化シリコン膜からなる第1の層間絶縁膜
の存在に関係なく半導体層を水素化することができる。
水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマに
より励起された水素を用いる)を行っても良い。
材料から成る第3の層間絶縁膜115を形成する。本実
施例では膜厚1.05μmのアクリル樹脂膜を形成す
る。次いで、ゲート電極またはゲート配線となる導電層
に達するコンタクトホールと、各不純物領域に達するコ
ンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチ
ング処理を順次行う。本実施例では第2の層間絶縁膜を
エッチングストッパーとして第3の層間絶縁膜をエッチ
ングした後、第1の層間絶縁膜をエッチングストッパー
として第2の層間絶縁膜をエッチングしてから第1の層
間絶縁膜をエッチングした。
て電極116〜122、具体的にはソース配線、電源供
給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここ
では、これらの電極及び配線の材料は、Ti膜(膜厚1
00nm)とシリコンを含むAl膜(膜厚350nm)
とTi膜(膜厚50nm)との積層膜を用い、パターニ
ングを行った。こうして、ソース電極及びソース配線、
接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成
される。なお、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコン
タクトを取るための引き出し電極は、ゲート配線の端部
に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電
源と接続するための電極が複数設けられた入出力端子部
を形成する。
5、pチャネル型TFT206、およびこれらを相補的
に組み合わせたCMOS回路を有する駆動回路202
と、1つの画素内にnチャネル型TFT203またはp
チャネル型TFT204を複数備えた画素部201を形
成することができる。
(第1のnチャネル型TFT)205の半導体層はチャ
ネル形成領域と、ゲート電極を形成する導電層の一部と
絶縁膜を介して重なる第2の不純物領域(n-領域)1
11と、ソース領域またはドレイン領域として機能する
第1の不純物領域(n+領域)110とを有している。
FT(第1のpチャネル型TFT)206の半導体層は
チャネル形成領域と、ゲート電極を形成する導電層の一
部と絶縁膜を介して重なる第3の不純物領域(p-領
域)112と、ソース領域またはドレイン領域として機
能する第4の不純物領域(p+領域)113とを有して
いる。
T、第1のpチャネル型TFT)を適宜組み合わせてシ
フトレジスタ回路、バッファ回路、レベルシフタ回路、
ラッチ回路などを形成し、駆動回路が形成されている。
れた領域全体を指している画素部201において、1つ
の画素内にnチャネル型TFTまたはpチャネル型TF
Tを複数備えており、これらのTFTは、大きく分別す
ると、後の工程で形成される有機発光素子と電気的に接
続されるTFTと、それ以外のTFTとに分けることが
できる。後の工程で形成される有機発光素子と電気的に
接続されるTFT(電流制御用TFTとも呼ぶ)は、有
機発光素子に流れる電流を制御する役目を果たすもので
あり、nチャネル型TFTであっても、pチャネル型T
FTであってもよい。本実施例では、後の工程で形成さ
れる有機発光素子と電気的に接続されるTFTをpチャ
ネル型TFT(第2のpチャネル型TFT)204とし
た。また、本実施例は、第2のpチャネル型TFT以外
のTFTを一つ設け、スイッチング用TFTとしてnチ
ャネル型TFT(第2のnチャネル型TFT)203と
し、第2のnチャネル型TFTのドレイン領域と第2の
pチャネル型TFTのゲート電極を接続電極で接続す
る。また、第2のpチャネル型TFTのドレイン領域に
は後に形成される有機発光素子の陰極または陽極に電気
的に接続する接続電極122が形成されている。
ストを除去して150℃、12分の熱処理を行い、次い
で第2のpチャネル型TFTのドレイン領域に接して形
成された接続電極に接して重なるよう画素電極123を
形成する。本実施例では、画素電極は有機発光素子の陽
極として機能させ、有機発光素子の発光を画素電極に通
過させるため、透明導電膜とする。陽極は、仕事関数の
大きい導電膜、代表的には酸化物導電膜が用いられる。
酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸
化亜鉛もしくはそれらの化合物を用いれば良い。本実施
例では、透明導電膜であるITO(酸化インジウム酸化
スズ合金)をスパッタ法により膜厚110nmを形成
し、画素部においてマトリクス状にパターニングして所
望の形状とする。他の透明導電膜としては、酸化インジ
ウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)、酸化亜鉛(Z
nO)等を用いればよい。画素電極と同時に、入出力端
子部の各電極と接して重なるように透明導電膜からなる
電極パッドをパターニングしてもよい。
ジストを除去して、250℃、1時間の熱処理を行う。
り、第1の基板101上に形成されたTFTの電気測定
を行った。チャネル長L/チャネル幅W=50μm/5
0μmのnチャネル型TFTのV−I特性グラフを図9
に示す。また、チャネル長L/チャネル幅W=50μm
/50μmのpチャネル型TFTのV−I特性グラフを
図10に示す。
に両端にバンクとよばれる絶縁物を形成する。バンクは
珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。本
実施例では、感光性アクリル樹脂を1μmの膜厚で成膜
し、所望の形状にパターニングし、250℃、1時間の
熱処理を行った。
ここでは厚さ1.1mmの石英基板を用意し、溶媒で溶
ける接着材(第1の接着材)、或いは光(紫外線を含
む)を照射すると接着力が低下する感光性を有する接着
材(第1の接着材)でTFTが設けられている面と接着
させて、石英基板(第2の基板)とガラス基板(第1の
基板)とでTFTを挟んだ。剛性の高い基板を用いるこ
とによって、後に行われる剥離工程でTFTを含む層に
クラックが生じることを防ぐ。本実施例では、第1の接
着材として水に溶ける水溶性の接着材を用いた。他の接
着材料としてアルコール系の有機溶媒に溶ける接着材料
や、感光性を有する接着材料などを用いることができ
る。なお、接着する前に、後で行う剥離工程で剥離現象
が生じやすくなるように、きっかけをつくることが重要
であり、密着性を選択的(部分的)に低下させる前処理
を行うことで、剥離不良がなくなり、さらに歩留まりも
向上させることができる。このような前処理としては、
例えば、レーザー光を走査させたり、針を薄膜に垂直に
押しつけて荷重をかけ、剥離を行おうとする領域の周縁
に沿って動かして引っ掻けばよい。本実施例では、スク
ライバ装置を用い、押し込み量を0.1mm〜2mmと
し、圧力を0.5kg/cm2として引っ掻いた。
領域付近から剥離を始めることが望ましい。
が設けられている第1の基板を物理的手段により引き剥
がす。こうして、第2の基板にTFTを含む層が転写さ
れ、露出された表面は、第2の材料層(スパッタ法によ
る酸化シリコン膜)となる。第2の材料層と第1の材料
層との密着性は熱処理温度には耐え得るが、機械的な力
には非常に弱いため、比較的小さな力(例えば、人間の
手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等)で
引き剥がすことができる。また、上記前処理によって部
分的に密着性の弱い部分が形成されたため、より小さな
力で引き剥がすことができる。
サイズを同一としてしまうと作業上困難である場合に
は、第2の基板を少し小さなサイズとしてもよい。ま
た、一枚の第1の基板に複数の画素部を設け、多面取り
をする場合には第1の基板をそれぞれ分断してもよい。
接着材で第3の基板を接着し、石英基板(第2の基板)
と第3の基板とでTFTを挟んだ。なお、第3の基板と
しては、いかなる基板を用いてもよい。
化エポキシ樹脂からなる接着材料を用い、第3の基板と
してAlNXOY膜が表面に形成されたポリカーボネート
(PC)フィルム(厚さ0.3mm)を用いた。第2の
接着材は、少なくともAlN XOY膜との接着力よりも第
2の材料層との接着力が強い材料を選択することが好ま
しい。こうすることで、後の工程で第3の基板を剥離
し、第2の接着材のみを支持体とすることができる。
第2の基板(1.1mm)と、第3の基板(0.3m
m)とで挟まれた層のトータルの厚さ(一対の基板を含
む厚さ)をマイクロメータで測定したところ、約1.6
mm〜1.9mmであった。
水の入った水槽に漬けて水溶性の接着材(第1の接着
材)を溶かし、第2の基板を剥離させる。加えて、超音
波やレーザー光を照射することによって水溶性の接着材
(第1の接着材)の溶解スピードを上げてもよい。ま
た、同時に水に漬けて第3の基板と第2の接着材の界面
で分離を生じさせて第3の基板も剥離させる。本実施例
では同一工程によって第2の基板と第3の基板を剥離し
たが、別々の工程でそれぞれ剥離してもよい。
行う。加えて、第2の基板を剥離させた後に、水溶性の
接着材(第1の接着材)を十分に除去する処理などを行
ってもよい。
TFTを含む層が得られる。ここまでの工程が終了した
段階で、再度、TFTの電気測定を行った。チャネル長
L/チャネル幅W=50μm/50μmのnチャネル型
TFTのV−I特性グラフを図11に示す。また、チャ
ネル長L/チャネル幅W=50μm/50μmのpチャ
ネル型TFTのV−I特性グラフを図12に示す。
の特性はほとんど変化なかったことから、このような一
連の手順で転写、貼り合わせなどを行っても、TFTに
影響を与えない工程であるといえる。また、プラスチッ
ク基板上にTFTを直接形成することも可能であるが基
板の耐熱性が低いため、300℃以上の熱処理を行うこ
とが困難であり、図9〜図12で得られるような高い特
性を示すTFTを形成することも困難である。本実施例
に示したように、耐熱性を有する基板上にTFTを形成
した後で、耐熱性を有する基板を剥離することによって
図9〜図12で得られるような高い特性を示すTFTを
形成することが可能となっている。
第2の接着材のみを支持体とするTFTを含む層のトー
タルの厚さ(第2の接着材を含む厚さ)をマイクロメー
タで測定したところ、約140μm〜230μmであっ
た。このようにトータルの厚さをPCフィルム(0.3
mm)よりも薄いものとすることができる。また、この
ような薄さであってもTFT特性を測定することができ
るため、第2の接着材のみでも支持体となり、半導体装
置として駆動させることができるといえる。
電極上にEL層および有機発光素子の陰極を形成する。
は電荷注入層を自由に組み合わせてEL層(発光及びそ
のためのキャリアの移動を行わせるための層)を形成す
れば良い。例えば、低分子系有機EL材料や高分子系有
機EL材料を用いればよい。また、EL層として一重項
励起により発光(蛍光)する発光材料(シングレット化
合物)からなる薄膜、または三重項励起により発光(リ
ン光)する発光材料(トリプレット化合物)からなる薄
膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入
層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能であ
る。これらの有機EL材料や無機材料は公知の材料を用
いることができる。
の小さい金属(代表的には周期表の1族もしくは2族に
属する金属元素)や、これらを含む合金を用いることが
好ましいとされている。仕事関数が小さければ小さいほ
ど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用いる材料
としては、アルカリ金属の一つであるLi(リチウム)
を含む合金材料が望ましい。なお、陰極は全画素に共通
の配線としても機能し、接続配線を経由して入力端子部
に端子電極を有している。
を少なくとも有する有機発光素子を有機樹脂、保護膜、
封止基板、或いは封止缶で封入することにより、有機発
光素子を外部から完全に遮断し、外部から水分や酸素等
のEL層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを
防ぐことが好ましい。ただし、後でFPCと接続する必
要のある入出力端子部には保護膜などは設けなくともよ
い。
電極にFPC(フレキシブルプリントサーキット)を貼
りつける。異方性導電材は、樹脂と、表面にAuなどが
メッキされた数十〜数百μm径の導電性粒子とから成
り、導電性粒子により入出力端子部の各電極とFPCに
形成された配線とが電気的に接続する。
で構成される円偏光板等の光学フィルムを設けてもよい
し、ICチップなどを実装させてもよい。
ル型の発光装置が完成する。本実施例の発光装置におい
ては、有機発光素子からの発光が第2の接着材のみを通
過して観察者の目に届くことになる。従って、第2の接
着材は透光性を有する材料であることが望ましい。
を積層して本実施例とは逆方向に発光する構成としても
よい。その場合、陽極は透光性を有する材料とする。
となる状態とした後で、有機発光素子を形成する例を示
したが、第1の基板を剥離せずに有機発光素子を封止す
る工程まで行ってから、第2の基板を接着し、第1の基
板を剥離し、第3の基板を接着した後で、第2の基板及
び第3の基板を剥離する工程としてもよい。有機発光素
子を形成した後で基板を剥離する場合には、溶媒を水と
する処理および水溶性接着材を使わず、有機溶媒を溶媒
として用い、有機溶媒に溶ける接着材を用いることが好
ましい。
剥離する場合、第2の接着材を適宜選択すれば、第2の
基板だけを剥離させ、第3の基板を剥離しないようにす
ることができ、その場合、プラスチック基板上に有機発
光素子を有する発光装置を形成することもできる。
部異なる工程で有機発光素子を有する発光装置を形成す
る例を示す。
後までの状態を得る。実施例1では第1のエッチング処
理の後、第1のドーピング処理、第2のエッチング処
理、第2のドーピング処理の順に行ったが、本実施例で
は、第1のエッチング処理の後、第2のエッチング処理
を行い、レジストからなるマスクを除去した後、新たな
ドーピング処理で低濃度のドーピングを行い第5の不純
物領域(n--領域)を形成し、次いで、新たにレジスト
からなるマスクを形成し、選択的に第2のドーピング処
理と同程度のドーズ量でドーピングを行い、第1のドー
ピング処理と同程度のドーズ量でドーピングを行う。
れるTFTを説明する。
度のドーピングを行い第5の不純物領域(n--領域)す
るが、ゲート電極305〜308をマスクとして全面に
ドーピングする。ドーピング処理はイオンドープ法、も
しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条
件はドーズ量を1.5×1014atoms/cm2とし、加速電
圧を60〜100keVとして行う。n型を付与する不
純物元素として、典型的にはリン(P)または砒素(A
s)を用いる。自己整合的に第5の不純物領域が形成さ
れる。第5の不純物領域には1×1016〜1×1017/c
m3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。
ここでは、第5の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をn
--領域とも呼ぶ。
形成するが、この際、スイッチングTFT403のオフ
電流値を下げるため、マスクは、画素部401のスイッ
チングTFT403を形成する半導体層のチャネル形成
領域及びその一部を覆って形成する。また、マスクは駆
動回路のpチャネル型TFT406を形成する半導体層
のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するため
にも設けられる。加えて、マスクは、画素部401の電
流制御用TFT404を形成する半導体層のチャネル形
成領域及びその周辺の領域を覆って形成される。
い、選択的に第2のドーピング処理と同程度のドーズ量
でドーピングを行って、ゲート電極311の一部と重な
る第2の不純物領域311を形成する。
去せずに、選択的に第1のドーピング処理と同程度のド
ーズ量でドーピングを行って、第1の不純物領域31
2、315を形成する。また、スイッチングTFT40
3において、レジストからなるマスクで覆われた領域
は、第5の不純物領域316となる。
層となる半導体層にドーピングを行う。
去した後、実施例1と同様に、レジストからなるマスク
を形成し、第3のドーピング処理を行い、第4のドーピ
ング処理を行う。
型またはp型の導電型を有する不純物領域が形成され
る。画素部401および駆動回路402において、pチ
ャネル型TFTを形成する半導体層には、p-領域31
4、318とp+領域313、317が形成され、駆動
回路402のnチャネル型TFTを形成する半導体層に
は、n-領域311とn+領域312が形成され、画素部
401のnチャネル型TFTを形成する半導体層には、
n+領域315とn--領域316がそれぞれ形成され
る。
導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を
行う。次いで、実施例1に従って、第1の層間絶縁膜3
09の形成工程、第2の層間絶縁膜(図示しない)の形
成工程、半導体層を水素化する工程、第3の層間絶縁膜
310の形成工程を行う。
制御用TFT404のドレイン領域に接して後で形成さ
れる接続電極に接して重なるよう画素電極319を形成
する。本実施例では、画素電極は有機発光素子の陽極と
して機能させ、有機発光素子の発光を画素電極に通過さ
せるため、透明導電膜とする。
る導電層に達するコンタクトホールと、各不純物領域に
達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数
のエッチング処理を順次行う。本実施例では第2の層間
絶縁膜をエッチングストッパーとして第3の層間絶縁膜
をエッチングした後、第1の層間絶縁膜をエッチングス
トッパーとして第2の層間絶縁膜をエッチングしてから
第1の層間絶縁膜をエッチングした。
て電極320〜326、具体的にはソース配線、電源供
給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここ
では、これらの電極及び配線の材料は、Ti膜(膜厚1
00nm)とシリコンを含むAl膜(膜厚350nm)
とTi膜(膜厚50nm)との積層膜を用い、パターニ
ングを行った。こうして、ソース電極及びソース配線、
接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成
される。なお、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコン
タクトを取るための引き出し電極は、ゲート配線の端部
に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電
源と接続するための電極が複数設けられた入出力端子部
を形成する。また、先に形成された画素電極319と接
して重なるよう設けられた接続電極326は、電流制御
用TFT404のドレイン領域に接している。
5、pチャネル型TFT406、およびこれらを相補的
に組み合わせたCMOS回路を有する駆動回路402
と、1つの画素内にnチャネル型TFT403またはp
チャネル型TFT404を複数備えた画素部401を形
成することができる。
例1と同様にレジストを除去して熱処理を行い、次い
で、画素電極319の端部を覆うように両端にバンクと
よばれる絶縁物327を形成する。バンクは珪素を含む
絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。
に従って、第2の材料層301に接する接着材300を
支持体とするTFTを含む層が得られる。
で覆われている画素電極上にEL層328および有機発
光素子の陰極329を形成する。
る。
と、有機化合物層と、陽極とを少なくとも有する有機発
光素子を有機樹脂、保護膜、封止基板、或いは封止缶で
封入することにより、有機発光素子を外部から完全に遮
断し、外部から水分や酸素等のEL層の酸化による劣化
を促す物質が侵入することを防ぐ。
電極にFPC(フレキシブルプリントサーキット)を貼
りつける。
ル型の発光装置が完成する。本実施例の発光装置におい
ては、有機発光素子からの発光が第2の接着材のみを通
過して観察者の目に届くことになる。従って、第2の接
着材は透光性を有する材料であることが望ましい。
り得られるモジュール型の発光装置(ELモジュールと
も呼ぶ)の上面図及び断面図を示す。
図、図6(B)は図6(A)をA−A’で切断した断面
図である。図6(A)において、接着材500(例え
ば、第2の接着材等)に、下地絶縁膜501が設けら
れ、その上に画素部502、ソース側駆動回路504、
及びゲート側駆動回路503を形成されている。これら
の画素部や駆動回路は、上記実施例1や実施例2に従え
ば得ることができる。
であり、画素部および駆動回路部は有機樹脂518で覆
われ、その有機樹脂は保護膜519で覆われている。さ
らに、接着剤を用いてカバー材で封止してもよい。カバ
ー材は、支持体として剥離前に接着してもよい。
びゲート側駆動回路503に入力される信号を伝送する
ための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキ
シブルプリントサーキット)509からビデオ信号やク
ロック信号を受け取る。なお、ここではFPCしか図示
されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(P
WB)が取り付けられていても良い。本明細書における
発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPC
もしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとす
る。
て説明する。接着材500上に接して下地絶縁膜501
が設けられ、絶縁膜501の上方には画素部502、ゲ
ート側駆動回路503が形成されており、画素部502
は電流制御用TFT511とそのドレインに電気的に接
続された画素電極512を含む複数の画素により形成さ
れる。また、ゲート側駆動回路503はnチャネル型T
FT513とpチャネル型TFT514とを組み合わせ
たCMOS回路を用いて形成される。
を含む)は、上記実施例1のnチャネル型TFT、上記
実施例1のpチャネル型TFTに従って作製すればよ
い。
板上に画素部502、ソース側駆動回路504、及びゲ
ート側駆動回路503形成した後は、実施の形態1また
は実施の形態2に従って、接着材500のみを支持体と
している。
子)の陽極として機能する。また、画素電極512の両
端にはバンク515が形成され、画素電極512上には
有機化合物層516および発光素子の陰極517が形成
される。
荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて有機化
合物層(発光及びそのためのキャリアの移動を行わせる
ための層)を形成すれば良い。例えば、低分子系有機化
合物材料や高分子系有機化合物材料を用いればよい。ま
た、有機化合物層516として一重項励起により発光
(蛍光)する発光材料(シングレット化合物)からなる
薄膜、または三重項励起により発光(リン光)する発光
材料(トリプレット化合物)からなる薄膜を用いること
ができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪
素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有
機材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
機能し、接続配線508を経由してFPC509に電気
的に接続されている。さらに、画素部502及びゲート
側駆動回路503に含まれる素子は全て陰極517、有
機樹脂518、及び保護膜519で覆われている。
け可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるの
が好ましい。また、有機樹脂518はできるだけ水分や
酸素を透過しない材料であることが望ましい。
完全に覆った後、すくなくとも図6に示すように保護膜
519を有機樹脂518の表面(露呈面)に設けること
が好ましい。また、接着材500の裏面を含む全面に保
護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端子(FPC)
が設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意す
ることが必要である。マスクを用いて保護膜が成膜され
ないようにしてもよいし、CVD装置でマスキングテー
プとして用いるテフロン(登録商標)等のテープで外部
入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されないように
してもよい。保護膜519として、窒化珪素膜、DLC
膜、またはAlNXOY膜を用いればよい。
9で封入することにより、発光素子を外部から完全に遮
断することができ、外部から水分や酸素等の有機化合物
層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐこ
とができる。加えて、熱伝導性を有する膜により発熱を
発散することができる。従って、信頼性の高い発光装置
を得ることができる。
と陽極を積層して図6とは逆方向に発光する構成として
もよい。図7にその一例を示す。なお、上面図は同一で
あるので省略する。
する。接着材600上に絶縁膜610が設けられ、絶縁
膜610の上方には画素部602、ゲート側駆動回路6
03が形成されており、画素部602は電流制御用TF
T611とそのドレインに電気的に接続された画素電極
612を含む複数の画素により形成される。なお、実施
の形態に従って、接着材600のみを支持体とする。ま
た、ゲート側駆動回路603はnチャネル型TFT61
3とpチャネル型TFT614とを組み合わせたCMO
S回路を用いて形成される。
を含む)は、上記実施例1のnチャネル型TFT、上記
実施例1のpチャネル型TFTに従って作製すればよ
い。
子)の陰極として機能する。また、画素電極612の両
端にはバンク615が形成され、画素電極612上には
有機化合物層616および発光素子の陽極617が形成
される。
機能し、接続配線608を経由してFPC609に電気
的に接続されている。さらに、画素部602及びゲート
側駆動回路603に含まれる素子は全て陽極617、有
機樹脂618、及び保護膜619で覆われている。さら
に、カバー材620と接着剤で貼り合わせてもよい。ま
た、カバー材620には凹部を設け、乾燥剤621を設
置してもよい。
機化合物層と陰極を積層したため、発光方向は図7に示
す矢印の方向となっている。
として説明したが、TFT構造に関係なく本発明を適用
することが可能であり、例えばボトムゲート型(逆スタ
ガ型)TFTや順スタガ型TFTに適用することが可能
である。
性を有する導電膜と、反射性を有する金属材料との両方
で形成した半透過型の表示装置の例を図8に示す。
1または実施例2に従えば、画素TFTとなるnチャネ
ル型TFTを形成することができる。TFTを覆う層間
絶縁膜を形成する工程までは実施例1と同様であり、こ
こでは詳細な説明は、省略する。画素部においてTFT
のソース領域またはドレイン領域と接する電極の一方を
反射性を有する金属材料で形成し、画素電極(反射部)
702を形成する。次いで、画素電極(反射部)702
と一部重なるように、透光性を有する導電膜からなる画
素電極(透過部)701を形成する。透光性を有する導
電膜としては、ITO(酸化インジウム酸化スズ合
金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―Zn
O)、酸化亜鉛(ZnO)等を用いればよい。
形成される。実施の形態1または実施の形態2に従って
第1の基板を剥離した後、接着材700のみを支持体と
するTFTを含む層を得る。
う。なお、本実施例では配向膜を形成する前に、アクリ
ル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによっ
て基板間隔を保持するための柱状のスペーサ(図示しな
い)を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに
代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
る。この対向基板には、着色層、遮光層が各画素に対応
して配置されたカラーフィルタ(図示しない)が設けら
れている。また、駆動回路の部分にも遮光層を設けた。
このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜(図示し
ない)を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導電膜から
なる対向電極を画素部に形成し、対向基板の全面に配向
膜を形成し、ラビング処理を施した。
着材700と対向基板とをシール材で貼り合わせる。シ
ール材にはフィラーが混入されていて、このフィラーと
柱状スペーサによって均一な間隔を持って2枚の基板が
貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料を注
入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。液
晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。こうして得
られた液晶モジュールにバックライト704、導光板7
05を設け、カバー706で覆えば、図8にその断面図
の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示
装置が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着
剤や有機樹脂を用いて貼り合わせる。また、プラスチッ
ク基板と対向基板を貼り合わせる際、枠で囲んで有機樹
脂を枠と基板との間に充填して接着してもよい。また、
半透過型であるので偏光板703は、接着材700と対
向基板の両方に貼り付ける。
駆動させるため、バックライトをオフ状態としたまま、
対向基板に設けられた対向電極と画素電極(反射部)7
02との間の液晶を制御することによって表示を行い、
外光が不十分である場合には、バックライトをオン状態
として対向基板に設けられた対向電極と画素電極(透過
部)701との間の液晶を制御することによって表示を
行う。
液晶の場合、反射型と透過型とで液晶のねじれ角が変わ
るため、偏光板や位相差板を最適化する必要がある。例
えば、液晶のねじれ角の量を調節する旋光補償機構(例
えば、高分子液晶などを用いた偏光板)が別途必要とな
る。
駆動回路や画素部は様々なモジュール(アクティブマト
リクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型EL
モジュール、アクティブマトリクス型ECモジュール)
に用いることができる。即ち、本発明を実施することに
よって、それらを組み込んだ全ての電子機器が完成され
る。
ラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴ
ーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、プロジ
ェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子
書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図13〜図
15に示す。
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6等を含む。
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。
図である。ダッシュボード部には音響再生装置、具体的
にはカーオーディオや、カーナビゲーションが設けられ
ている。カーオーディオの本体2701は、表示部27
02、操作スイッチ2703、2704を含む。表示部
2702に本発明を実施することによって薄型、且つ、
軽量なカーオーディオを完成させることができる。ま
た、カーナビゲーションの表示部2801に本発明を実
施することによって薄型、且つ、軽量なカーナビゲーシ
ョン完成させることができる。
ダッシュボード部2601にスピードメータなどの計器
のデジタル表示がなされる表示部2603が形成され
る。表示部2702に本発明を実施することによって薄
型、且つ、軽量な機械類の表示器を完成させることがで
きる。
01に貼りつけられた表示部2605を形成してもよ
い。表示部2605に本発明を実施することによって薄
型、且つ、軽量な機械類の表示器や画像表示装置を完成
させることができる。
4に貼りつけられた表示部2600を形成してもよい。
表示部2600に本発明を実施する場合、透過する材料
を用いればよく、本発明によって薄型、且つ、軽量な機
械類の表示器や画像表示装置を完成させることができ
る。ここではフロントガラスとしたが他のウインドウガ
ラスに設けることも可能である。
やカーナビゲーションを示すが、その他の乗物の表示器
や、据え置き型のオーディオやナビゲーション装置に用
いても良い。
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ290
6、画像入力部(CCD、イメージセンサ等)2907
等を含む。
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
は中小型または大型のもの、例えば5〜20インチの画
面サイズのものである。また、このようなサイズの表示
部を形成するためには、基板の一辺が1mのものを用
い、多面取りを行って量産することが好ましい。
く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜
4のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現
することができる。
ティブマトリクス型の有機発光素子の写真図を図17、
図18に示す。
薄い有機発光モジュールを曲げた状態の外観図を示す写
真図である。図17に示したモジュールは、プラスチッ
ク基板であるポリカーボネート基板で挟まれた構造とな
っている。また、陰極と、陽極と、これらの間に有機化
合物を含む層が設けられた複数の発光素子と、該発光素
子を駆動させるためのTFTとが、一対のプラスチック
基板間に保持されている。一方の基板は接着材でTFT
の下地膜(スパッタ法による酸化珪素膜)と固定され、
もう一方の基板も接着材で発光素子の陰極と固定されて
いる。
けることによって表示領域を構成しており、これらの発
光素子を駆動する駆動回路も表示領域の周縁に配置され
ている。本実施例では緑色の発光を示す発光素子を作製
し、発光させて表示を行った。その表示状態を図18に
示す。
固定したが、特に限定されず、機械強度および発光素子
の封止が十分であれば、一方の基板、もしくは両方の基
板はなくてもよい。
1乃至5のいずれか一と自由に組み合わせることができ
る。
載の表示部として電気泳動表示装置を用いる例を示す。
代表的には図15(B)に示す携帯書籍(電子書籍)の
表示部3002、3003に適用する。
イ)は、電子ペーパーとも呼ばれており、紙と同じ読み
やすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形
状とすることが可能という利点を有している。
えられ得るが、プラスの電荷を有する第1の粒子と、マ
イナスの電荷を有する第2の粒子とを含むマイクロカプ
セルが溶媒または溶質に複数分散されたものであり、マ
イクロカプセルに電界を印加することによって、マイク
ロカプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方
側に集合した粒子の色のみを表示するものである。な
お、第1の粒子または第2の粒子は染料を含み、電界が
ない場合において移動しないものである。また、第1の
粒子の色と第2の粒子の色は異なるもの(無色を含む)
とする。
電定数の高い物質が高い電界領域に移動する、いわゆる
誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。電気泳
動ディスプレイは、液晶表示装置には必要な偏光板、対
向基板も電気泳動表示装置には必要なく、厚さや重さが
半減する。
たものが電子インクと呼ばれるものであり、この電子イ
ンクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷
することができる。
宜、二つの電極の間に挟まれるように上記マイクロカプ
セルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装
置が完成し、マイクロカプセルに電界を印加すれば表示
を行うことができる。
よび第2の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、半導体材
料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロル
ミネセント材料、エレクトロクロミック材料、磁気泳動
材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料
を用いればよい。
量、且つ、フレキシブルな(湾曲することが可能な)素
子(薄膜トランジスタ、有機発光素子、液晶を有する素
子、メモリー素子、薄膜ダイオード、シリコンのPIN
接合からなる光電変換素子やシリコン抵抗素子)を有す
る半導体装置およびその作製方法を実現することができ
る。
よび断面図。
面構造図。
グラフを示す図。
グラフを示す図。
グラフを示す図。
グラフを示す図。
Claims (10)
- 【請求項1】接着材を支持体とし、前記接着材に接する
絶縁膜上に素子を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記素子は、薄膜トラ
ンジスタ、有機発光素子、液晶を有する素子、メモリー
素子、薄膜ダイオード、シリコンのPIN接合からなる
光電変換素子、またはシリコン抵抗素子であることを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項3】請求項1または請求項2において、前記接
着材は、平面または曲面を有する基材に貼りつけること
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】請求項1または請求項2において、前記接
着材に接して保護膜を有していることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一において、前
記半導体装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴー
グル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナル
コンピュータまたは携帯情報端末であることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項6】プラスチック基板及び接着材を支持体と
し、前記接着材に接する絶縁膜上に素子を備えたことを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】請求項6において、前記素子は、薄膜トラ
ンジスタ、有機発光素子、液晶を有する液晶素子、メモ
リー素子、薄膜ダイオード、シリコンのPIN接合から
なる光電変換素子、またはシリコン抵抗素子であること
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項8】請求項6または請求項7において、前記プ
ラスチック基板は、平面または曲面を有する基材に貼り
つけることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項9】請求項6乃至8のいずれか一において、前
記接着材に接する絶縁膜は希ガス元素を含む酸化物層で
あることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項10】請求項6乃至9のいずれか一において、
前記半導体装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴ
ーグル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナ
ルコンピュータまたは携帯情報端末であることを特徴と
する半導体装置。
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