TWI401772B - 半導體裝置與顯示裝置的製造方法 - Google Patents

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Description

半導體裝置與顯示裝置的製造方法
本發明係關於轉移疊層的方法。此外，本發明亦關於具有由半導體元件，典型地說是由薄膜電晶體構成的電路的半導體裝置的製造方法，其中，包含半導體元件的待要剝離的物體被轉移到基底。例如，本發明乃關於典型為液晶模組的電光裝置、典型為EL模組的發光裝置、或安裝這種裝置作為其構件的電子裝置。
近年來，注意力已經被集中在利用形成在具有絕緣表面的基底上的半導體層(厚度約為幾nm到幾百nm)來製作薄膜電晶體的技術上。薄膜電晶體被廣泛地應用於諸如積體電路和電光裝置之類的電子裝置中，特別是已經加速了薄膜電晶體作為影像顯示裝置的開關元件的開發。
已經預想了利用這種影像顯示裝置的許多不同的應用，特別是在攜帶型裝置中的應用已經登上了中心舞臺。期望有重量輕、耐衝擊、並能夠承受一定形變的裝置。玻璃和石英目前常常被用於薄膜電晶體基底，而這些基底的缺點是重且易破裂。而且，難以製作大尺寸的玻璃和石英基底，因此，從大批量生產的觀點看，玻璃和石英不適合於作為薄膜電晶體的基底。因而已經嘗試在重量輕和耐用的塑膠基底上，典型為諸如塑膠膜之類的具有柔性的基底上製作薄膜電晶體。
但目前的情況是塑膠的抗熱性差，因而製作薄膜電晶體的最高處理溫度必須低。結果，無法製作電特性與製作在諸如玻璃基底和石英基底之類的抗熱性比較高的基底上的薄膜電晶體一樣好的薄膜電晶體。
另一方面，已經提出了用來從基底剝離藉由分離層存在於基底上的待要剝離的物體的剝離方法。例如，JP 10-125929 A(第4-10頁)和JP 10-125931 A(第6-10頁)討論的技術就是這種方法，其中，形成了由非晶矽(或結晶矽)組成的分離層，並藉由將雷射經由基底從而放出包含在非晶矽中的氫而在非晶矽(或結晶矽)中發展出空氣隙。然後從待要剝離的物體剝離基底。
此外，在JP 2002-217391 A(第3-6頁，圖9)中，揭示相似於JP 10-125929 A和JP 10-125931 A的技術，即：形成由非晶矽(或結晶矽)組成的分離層；利用可溶於水的暫時黏合層，在待要剝離的物體(在該專利中稱為待要剝離的層，典型指的是薄膜電晶體)的表面上形成第二基底(暫時轉移構件)；藉由基底將雷射照射到分離中間層絕緣膜；從待要剝離的物體剝離第一基底(玻璃基底)，從而將待要剝離的物體轉移到第三基底(膜)上；將第三基底浸入水中，溶解可溶於水的暫時黏合層；以及從第二基底剝離待要剝離的物體，從而暴露待要剝離的物體的表面。
但利用JP 10-125929 A和JP 10-125931 A所揭示的方法，採用透光性良好的基底是重要的，因此，存在著能夠被使用的基底受到限制的問題。而且，為了提供足以經由基底並引起包含在非晶矽中的氫放出的能量，必須有比較大功率的雷射輻照，因此，存在著雷射可能損傷待要剝離的物體的問題。
而且，若在元件製造技術中執行高溫熱處理，則當用上述方法在分離層上製造元件時，包含在分離層中的氫發生擴散並被減少，從而存在著即使雷射被輻照到分離層也無法充分進行剝離的問題。
此外，轉移構件被用固化黏合劑固定到待要剝離的物體的表面，因此，當從待要剝離的物體剝離基底時，待要剝離的物體的表面，例如薄膜電晶體的表面，具體地說是接線或圖素電極，不被暴露，因此，在剝離掉基底之後，難以估計待要剝離的物體的特性。對於用具有這種結構的待要剝離的物體製造液晶顯示裝置或發光裝置的情況，此結構成為其中多個基底彼此鍵合的結構，且液晶顯示裝置或發光裝置的厚度變得更大，因而存在著當使用液晶顯示裝置或發光裝置時無法將電子裝置做得更小的問題。而且存在著來自液晶顯示裝置的後照光的投射光以及發光裝置中發光元件發射的光都無法有效地射出的問題。
在JP 2002-217391 A所揭示的發明中，待要剝離的物體和第二基底被可溶於水的黏合劑鍵合，但被暴露於水的可溶於水黏合劑的表面區域實際上是很小的，因而存在著剝離第二基底很費時間的問題。
關於這一問題，藉由清除部分第二基底並暴露暫時黏合層更大的表面區域，有可能縮短剝離時間。在此情況下，第二基底是一次性的，但存在著當在第二基底中採用諸如石英玻璃或稀有材料之類的昂貴材料時會提高成本的問題。
此外，若有機樹脂被用於是為待要剝離的物體的薄膜電晶體的中間層絕緣膜，則存在著由於有機樹脂容易吸收濕氣而使中間層絕緣膜體積膨脹且薄膜變形，薄膜電晶體接線從而會剝離的問題。
考慮到上述問題而提出了本發明，本發明的目的是提供一種將待要剝離的物體鍵合到轉移構件上的方法，此待要剝離的物體在短時間內從基底被剝離，而不對疊層中待要剝離的物體造成損傷。
根據本發明，提供了一種轉移疊層的方法，它包括：在基底上形成剝離層和待要剝離的物體；藉由可剝離的黏合劑媒質，鍵合待要剝離的物體和支座；用物理方法從剝離層剝離待要剝離的物體，然後將待要剝離的物體鍵合到轉移構件上；以及從待要剝離的物體剝離支座和雙面膠帶。
而且，根據本發明，提供了一種轉移疊層的方法，它包括：在基底上形成剝離層和待要剝離的物體；藉由可剝離的黏合劑媒質，鍵合待要剝離的物體和支座；用物理方法從剝離層剝離待要剝離的物體，然後將待要剝離的物體的一面鍵合到第一轉移構件上；從待要剝離的物體剝離支座和可剝離的黏合劑媒質；以及將待要剝離的物體的另一面鍵合到第二轉移構件。
而且，根據本發明，提供了一種半導體裝置的製造方法，它包括：形成剝離層和待要剝離的物體，包括基底上的半導體元件；藉由可剝離的黏合劑媒質，鍵合待要剝離的物體和支座；用物理方法從剝離層剝離待要剝離的物體，然後將待要剝離的物體鍵合到轉移構件上；以及從待要剝離的物體剝離支座和可剝離的黏合劑媒質。
而且，根據本發明，提供了一種半導體裝置的製造方法，它包括：在基底上形成剝離層和待要剝離的物體；藉由可剝離的黏合劑媒質，鍵合待要剝離的物體和支座；用物理方法從剝離層剝離待要剝離的物體，然後將待要剝離的物體的一面鍵合到第一轉移構件上；從待要剝離的物體剝離支座和可剝離的黏合劑媒質；以及將第二轉移構件鍵合到待要剝離的物體的另一面。
而且，半導體元件可為薄膜電晶體、有機薄膜電晶體、有機薄膜電晶體、薄膜二極體、光電轉換元件、或電阻元件。藉由矽PIN接面製成的光電轉換元件可以作為光電轉換元件的典型例子。
而且，待要剝離的物體具有接觸剝離層的氧化物層，典型為氧化矽或金屬氧化物組成的單層，或其疊層結構。
而且，剝離層是金屬膜或氮化物膜。此金屬膜或氮化物膜包含有選自由鈦、鋁、鉭、鎢、鉬、銅、鉻、釹、鐵、鎳、鈷、釕、銠、鈀、鋨、銥組成的組的元素的單層、主要含有這些元素的合金材料、或這些元素的氮化物、或它們的疊層結構。
而且，可剝離黏合劑媒質是能夠被熱剝離的黏合劑(以下稱為熱剝離黏合劑)和/或能夠被紫外線輻照剝離的黏合劑(以下稱為紫外線剝離黏合劑)。
而且，塑膠，典型地說是具有塑膠膜那樣的柔性的塑膠，能夠成為第一轉移構件的典型例子。而且，防水性差的材料(例如用於轉移構件的紙、布料、木材、以及金屬)能夠被用於第一轉移構件。而且還能夠採用具有導熱性的材料。
而且，塑膠，典型地說是具有塑膠膜那樣的柔性的塑膠，能夠成為第二轉移構件的典型例子。而且，防水性差的材料(例如用於轉移構件的紙、布料、木材、以及金屬)能夠被用於第一轉移構件。而且還能夠採用具有導熱性的材料。
而且，物理方法的典型例子包括使用手工和從噴嘴噴出的氣體風壓的方法以及用諸如超聲波之類的較小的力來進行剝離的方法。
注意，其中在基底二側上形成黏合劑的帶狀材料(雙面膠帶)、相似的片狀材料(雙面膠片)、相似的膜狀材料(雙面膠膜)等，能夠成為可剝離黏合劑媒質的例子。雖然下面將用雙面膠帶作為各個實施例模式和實施例中可剝離黏合劑媒質的典型例子來說明本發明，但也可以對其使用雙面膠片和雙面膠膜。
 實施例模式
下面說明本發明的各個實施例模式。
[實施例模式1]
以下主要用圖1A-1E來說明利用本發明的典型轉移方法的過程。
首先，參照圖1A說明。參考號10表示基底，參考號11表示剝離層，參考號12表示氧化物層，參考號13表示待要剝離的物體，且包括氧化物層12。
玻璃基底、石英基底、陶瓷基底等能夠被當成基底10。而且，也可以使用矽基底、金屬基底、以及不銹鋼基底。
是為氮化物層或金屬層的剝離層11形成在基底10上。金屬層的典型例子包括由選自由鈦(Ti)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鉻(Cr)、釹(Ne)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)組成的組的元素組成的單層、或主要含有上述元素的合金、或它們的疊層結構。氮化物層的典型例子是由上述金屬元素的氮化物，例如氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭、或氮化鉬組成的單層，或它們的疊層結構。
接著，在是為氮化物層或金屬層的剝離層11上，形成包含氧化物層12的待要剝離的物體13。採用氧化矽、氮氧化矽、或金屬氧化物的氧化物層，可以被形成為氧化物層12。注意，可以用諸如濺射、電漿CVD、塗敷之類的任何膜形成方法形成氧化物層12。
在待要剝離的物體13中，還可以包括半導體元件(例如薄膜電晶體、有機薄膜電晶體、薄膜二極體、光電轉換元件、電阻元件等)。
接著，參照圖1B進行說明。雙面膠帶14的一個表面被鍵合到待要剝離的物體13上。採用了塗敷有紫外線剝離黏合劑或熱剝離黏合劑的雙面膠帶。若此時氣泡進入到待要剝離的物體13與雙面膠帶14之間，則在稍後的剝離技術中容易在待要剝離的物體13中產生破裂，因此，進行鍵合時要使氣泡不進入到待要剝離的物體13與雙面膠帶14之間。注意，在此技術中利用膠帶安裝裝置，能夠在短時間內執行鍵合，致使氣泡不進入到待要剝離的物體13與雙面膠帶14之間。
雙面膠帶14的另一面被鍵合到支座15。支座15可以是例如石英玻璃、金屬、陶瓷等。此時必須將支座15牢固地固定到雙面膠帶14。這是為了防止支座15和雙面膠帶14在待要剝離的物體13從基底10剝離時首先剝離。注意，在此技術中，利用加壓機，能夠在短時間內將雙面膠帶鍵合到支座。
接著，參照圖1C進行說明。藉由將物理力施加到由氮化物層或金屬層組成的剝離層11和氧化物層12，剝離層11被從待要剝離的物體13剝離。此處顯示一個例子，其中基底的機械強度足夠。若剝離層11與氧化物層12之間的黏合牢固，且基底10的機械強度低，則在剝離過程中存在著基底10會破裂的危險。因此，若在例如塑膠、玻璃、金屬、陶瓷等支座(圖中未示出)被安裝到基底背面(其上不形成剝離層的表面)之後進行剝離，就有可能進行更有效的剝離。
注意，物理力是諸如人手施加的手工力、從噴嘴噴出的氣體的速度力、以及超聲波之類的比較小的力。
下面參照圖1D進行說明。用黏合劑16將待要剝離的物體13鍵合到轉移構件17。注意，可以用能夠被反應剝離的黏合劑(以下表示為反應硬化黏合劑)、能夠被熱剝離的黏合劑(以下表示為熱硬化黏合劑)、或諸如紫外線硬化黏合劑之類的能夠被光剝離的黏合劑(以下表示為光硬化黏合劑)作為黏合劑16。環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽樹脂等能夠成為其典型例子。
接著，參照圖1E進行說明。待要剝離的物體13與雙面膠帶14被剝離。若紫外線剝離雙面膠帶被當成雙面膠帶14，則能夠藉由短時間輻照紫外光，具體地說是輻照50-100秒鐘，來進行剝離。而且，若熱剝離雙面膠帶被當成雙面膠帶14，則能夠藉由加熱基底來進行剝離。在此情況下，加熱溫度被設定為90-150℃，最好是110-120℃，且加熱時間短到2-3分鐘。支座15與雙面膠帶14被首先剝離開，然後，待要剝離的物體13與雙面膠帶14被剝離。
利用上述各個步驟，能夠將待要剝離的物體轉移到轉移構件上。注意，分離基底也可以被安裝在暴露的待要剝離的物體上。
注意，如本說明書中所述，術語轉移構件表示在基底從待要剝離的物體被剝離之後，待要剝離的物體被鍵合於其上的物體。對用於轉移構件的材料沒有限制，可以採用諸如塑膠、玻璃、金屬、陶瓷之類的任何材料。同樣，如在本說明書中所用的那樣，術語支座表示當用物理方法剝離基底時，待要剝離的物體被鍵合於其上的物體。對用於支座的材料沒有限制，可以採用諸如塑膠、玻璃、金屬、陶瓷之類的任何材料。而且，對轉移構件或支座的形狀沒有限制，它們可以具有平坦表面、彎曲表面、柔性、以及薄膜形狀。而且，若最優先考慮重量要輕，則最好採用薄膜形狀的塑膠，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚硫醚乙二醇(PES)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龍、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸(PSF)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、由具有極性基的降冰片烯樹脂製成的ARTON(JSP公司製造的)之類。諸如氮化鋁或氮氧化鋁之類的具有導熱性的薄膜也可以被形成在這些塑膠的表面上。而且，鐵、銅、鋁、氮化鋁、氧化鎂等也可以被分散在這些塑膠中。對於諸如CPU之類的執行高速運行的半導體電路或記憶體被製作在待要剝離的物體上的情況，若這種塑膠被用於轉移構件，則對於轉移構件，有可能吸收由於驅動而產生的熱。
而且，在本發明中不存在浸入處理，因此防水性差的材料(例如用於轉移構件的紙、布料、木材、以及金屬)也能夠被用於轉移構件。而且，也能夠採用具有導熱性的樹脂。此外，還有可能採用其上製作半導體元件的半導體裝置(例如邏輯電路、記憶體、驅動電路、電源電路、或開關)作為轉移構件，並將分立的半導體裝置轉移到轉移構件上。在此情況下，能夠審查各個半導體裝置的特性，並能夠僅僅層疊具有優異特性的那些裝置(無缺陷的裝置)。因而能夠有效地提高總體成品率。
[實施例模式2]
此處說明用於本發明轉移技術的可剝離黏合劑媒質(雙面膠帶被當成典型例子)的結構。
以下說明圖11A和圖11B。用於本發明的雙面膠帶是這樣一種雙面膠帶，其中，具有第一黏合劑510的第一基底502與具有第二黏合劑503的第二基底504被固化的黏合劑505連結到一起。熱剝離黏合劑和/或紫外線剝離黏合劑能夠被用於第一黏合劑或第二黏合劑。而且，可被光(可見光、紅外光等)輻照剝離的黏合劑以及可被化學反應剝離的黏合劑(反應剝離黏合劑)也能夠被用來代替紫外線剝離黏合劑和熱剝離黏合劑。
熱剝離黏合劑和紫外線剝離黏合劑在本實施例模式中被當成典型例子。注意，也可以採用其他的黏合劑。
注意，在本實施例模式中，第一黏合劑501指的是鍵合到支座506的黏合劑，而第二黏合劑509指的是鍵合到待要剝離的物體507的黏合劑。
圖11B顯示在第一黏合劑508中採用熱剝離黏合劑而在第二黏合劑509中採用紫外線剝離黏合劑的例子，但對於這一組合不存在限制。如圖11C所示，也能夠在第一黏合劑510中採用紫外線剝離黏合劑而在第二黏合劑511中採用熱剝離黏合劑。
此外，也可以在第一黏合劑和第二黏合劑中採用相同的黏合劑類型。圖11D顯示在第一黏合劑512和第二黏合劑513中採用熱剝離黏合劑的例子，而圖11E顯示在第一黏合劑514和第二黏合劑515中採用紫外線剝離黏合劑的雙面膠帶。
另一方面，雖然圖11A-11E顯示其中第一基底502與第二基底504被鍵合的雙面膠帶，但如在圖11F中那樣，第一基底516的二個面也可以具有熱剝離黏合劑517和/或紫外線剝離黏合劑518。
注意，雖然在本實施例模式中顯示在一個或多個基底的二個面上具有黏合劑的可剝離黏合劑媒質，但可剝離黏合劑媒質不局限於這些。僅僅由可剝離黏合劑組成的黏合劑媒質也能夠被應用於本發明。
實施例 [實施例1]
利用圖2A-6B來說明本發明的實施例。此處說明將具有薄膜電晶體的疊層轉移到待要剝離的物體的方法。首先，說明在同一個基底上與製作在圖素部分週邊中的驅動電路TFT同時製造圖素部分的方法。
參照圖2A進行說明。是為氮化物膜或金屬膜的剝離層101、氧化物層102、是為基底膜的氧化矽膜103、以及非晶矽膜104，被形成在基底100上，且包含鎳的溶液105被塗敷在頂部上。
在本實施例中，玻璃基底被當成基底100，但基底100不局限於玻璃，也可以採用石英基底、半導體基底、金屬基底、陶瓷基底等。
而且，若金屬膜被用於剝離層101，則由選自由鈦(Ti)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鉻(Cr)、釹(Ne)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)的元素組成的單層、或主要含有上述元素的合金或化合物、或它們的疊層，可以被用於剝離層101。另一方面，若氮化物膜被用於剝離層101，則可以採用由氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭、或氮化鉬組成的單層或它們的疊層。此處採用用濺射方法形成的厚度為50nm的鎢膜。
而且，由氧化矽或金屬氧化物組成的厚度為10-600nm，最好為150-200nm的單層，或這些單層的疊層結構，可以被當成氧化物層102。此處採用用濺射方法形成的膜厚度為200nm的氧化矽層。金屬層101與氧化物層102之間的鍵合力相對於熱處理是強的，不引起剝離等，因而能夠在氧化物層中，在氧化物層與金屬層之間的介面處，或在氧化物層與氮化物層之間的介面處，簡單地用物理方法進行剝離。
而且，用電漿CVD方法，在澱積溫度為400℃，SiH4 和N2 O的材料氣體流速分別為4sccm和800sccm的成膜條件下形成的膜厚度為10-200nm(最好為50nm)的氮氧化矽膜(組成比為Si=32%，O=27%，N=24%，H=17%)，被當成底絕緣層103。
接著，用電漿CVD方法，在成膜溫度為300℃下，用SiH4 作為成膜氣體，形成膜厚度為25-80nm，在本實施例中為54nm的非晶矽膜104。注意，對半導體膜材料沒有限制，可以用已知的方法(例如濺射、LPCVD、電漿CVD等)，用矽和矽鍺合金(SiX Ge1-X ，其中x=0.0001-0.02)等形成非晶矽膜104。
而且，可以恰當地調整鎳溶液105的濃度。在本實施例中，採用含有10ppm重量比的鎳的鎳乙酸鹽溶液，並被旋塗機塗敷到非晶矽膜上。用濺射方法將鎳元素加入到非晶矽膜的整個表面的方法，也可以被用來代替塗敷。
接著，參照圖2B進行說明。藉由執行熱處理，非晶半導體膜被晶化。在熱處理中，可以採用電爐熱處理或強光輻照。若在電爐中執行熱處理，則可以在500-650℃的溫度下進行4-24小時。此處，在脫氫熱處理(在500℃下加熱1小時)之後，執行晶化熱處理(在550℃下加熱4小時)，從而得到結晶矽膜106。注意，此處用爐子熱處理來執行非晶半導體膜的晶化，但也可以用燈退火裝置來執行晶化。還要注意的是，雖然此處採用了利用鎳作為促進矽晶化的金屬元素的晶化技術，但也可以採用其他已知的晶化技術，例如固相生長或雷射晶化。
接著，在空氣中，或在氧氣氛中，輻照第一雷射(XeCl，波長為308nm)，以便在用氫氟酸之類清除結晶半導體膜表面上的氧化物膜之後修復殘留在晶粒中的缺陷並改善結晶性。波長等於或小於400nm的準分子雷射以及YAG雷射器的二次諧波或三次諧波當成此雷射。無論採用哪種雷射，都使用重復頻率約為10-1000Hz的脈衝雷射。此雷射被光學系統會聚成100-500mJ/cm2 ，然後在以90-95%的重疊比被輻照的情況下，在矽膜表面上掃描。此處，第一雷射以30Hz的重復頻率和393mJ/cm2 的能量密度在空氣中輻照。注意，第一雷射輻照由於在空氣中或在氧氣氛中執行，故在表面上形成氧化物膜。然後用稀釋的氫氟酸清除此氧化物膜，再用液態臭氧在表面上形成極薄的氧化物膜。
接著，執行少量雜質(硼或磷)的摻雜，以便控制薄膜電晶體的臨限值(圖中未示出)。此處採用離子摻雜方法，其中乙硼烷(B2 H6 )被電漿激發而不分離質量。摻雜條件如下：被氫稀釋到1%的乙硼烷以30sccm的流速被引入到工作室中，並施加15kV的加速電壓。劑量約為1×1013 /cm2 的硼於是被加入到非晶半導體膜。
接著，參照圖2C進行說明。非晶半導體膜的表面然後被液態臭氧處理120秒鐘，形成由1-5nm厚的氧化物膜組成的屏障層107。
接著，用濺射方法在屏障層107上形成厚度為50nm的成為吸雜位置的包含氬元素的非晶矽膜108。在本實施例中，可以恰當地調整成膜條件，並採用濺射方法。成膜壓力被設定為0.3Pa，氬氣流速被設定為50sccm，成膜功率被設定為3kW，而成膜溫度被設定為150℃。注意，在上述條件下，包含在非晶矽膜中的氬元素的原子濃度為3×1020 /cm3 -6×1020 /cm3 ，而氧的原子濃度為1×1019 /cm3 -3×1019 /cm3 。然後在電爐中於550℃下進行4小時熱處理，從而執行金屬元素吸雜。
接著，參照圖2D進行說明。用NMD3溶液(包含0.2-0.5%氫氧化四甲銨的水溶液)，並利用屏障層106作為蝕刻停止層清除包含氬元素作為吸雜位置的非晶矽膜108。然後用稀釋的氫氟酸清除氧化物膜屏障層。
接著，參照圖3A進行說明。用液態臭氧對得到的結晶半導體膜的表面進行處理，形成極薄的氧化物膜(圖中未示出)。在其上形成由抗蝕劑組成的掩模，並被圖形化，結晶半導體膜接著被蝕刻成預定的形狀，形成分隔開的半導體層121-124。然後清除抗蝕劑組成的掩模。
接著，在清洗矽膜表面之後，形成成為閘極絕緣膜的以矽作為其主要成分的絕緣膜125。在本實施例中，用SiH4 和N2 O作為成膜氣體，在4/800sccm的氣體流速下，在400℃的成膜溫度下，用電漿CVD方法，形成膜厚度為155nm的氮氧化矽膜。
接著，在閘極絕緣膜上層疊厚度為20-100nm的第一導電膜和厚度為100-400nm的第二導電膜。依次在闡極絕緣膜上層疊厚度為30nm的氮化鉭(TaN)膜126，並在氮化鉭(TaN)膜上層疊厚度為370nm的鎢(W)膜127。
第一導電膜和第二導電膜由選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)的元素、或主要包含這些元素的合金或化合物組成。而且，半導體膜，典型為其中已經摻雜了諸如磷之類的雜質的多晶矽膜，以及由銀、鈀、銅組成的合金膜(AgPdCu合金膜)，也可以被當成第一導電膜和第二導電膜。而且，對採用雙層結構沒有限制，例如也可以採用三層結構，其中依次層疊膜厚度為50nm的鎢膜、膜厚度為500nm的鋁和矽(Al-Si合金膜)、以及膜厚度為30nm的氮化鈦膜。而且，若採用三層結構，則也可以用氮化鎢來代替第一導電膜中的鎢，也可以用鋁和鈦的合金代替第二導電膜中的鋁和矽的合金，並也可以用鈦膜代替第三導電膜中的氮化鈦膜。而且，也可以採用單層結構。
接著，參照圖3B進行說明。藉由在光微影技術中暴露於光而形成由抗蝕劑組成的掩模128-131，並執行第一蝕刻技術以便形成閘極電極和接線(圖中未示出)。在第一和第二蝕刻條件下執行第一蝕刻技術。可以用ICP(感應耦合電漿)蝕刻方法來進行蝕刻。在使用ICP蝕刻時，藉由適當地調整蝕刻條件(例如施加到線圈形電極的電能量、施加到基底側電極的電能量、基底側電極的溫度等)，薄膜能夠被蝕刻成具有所需的錐形形狀。注意，氯氣體，典型為氯氣(Cl2 )、三氯化硼(BCl3 )、四氯化矽(SiCl4 )、四氯化碳(CCl4 )等，氟氣體，典型為四氟化碳(CF4 )、六氟化硫(SF6 )、三氟化氮(NF3 )等，以及氧(O2 )，能夠被適當地當成蝕刻氣體。
在本實施例中於第一蝕刻條件下進行蝕刻，利用四氟化碳(CF4 )、氯氣(Cl2 )、以及氧(O2 )作為蝕刻氣體，將各個氣體的流速設定為25/25/10sccm，並在1.5Pa的壓力下將500W的RF(13.56MHz)功率引入到線圈形電極，從而產生電漿。150W的RF(13.56MHz)功率還被引入到基底側(樣品台)，從而實際上施加負自偏置電壓。注意，基底側上電極表面區域的尺寸為12.5cm×l2.5cm，而線圈形電極的表面區域(其上形成線圈的石英圓盤)的尺寸是直徑為25cm。鎢膜被第一蝕刻條件蝕刻，且第一導電層的邊沿部分取錐形形狀。鎢膜在第一蝕刻條件下的蝕刻速率為200.39nm/min，而氮化鉭膜的蝕刻速率為80.32nm/min，因此，鎢對氮化鉭的選擇比約為2.5。而且，在第一蝕刻條件下，鎢的錐角變成約為26度。
接著，蝕刻條件被改變到第二蝕刻條件而不清除由抗蝕劑組成的掩模128-131。然後以大約15秒的時間周期進行蝕刻，利用四氟化碳(CF4 )和氯氣(Cl2 )作為蝕刻氣體，將各個氣體的流速設定為30/30sccm，並在1.5Pa的壓力下將500W的RF(13.56MHz)功率引入到線圈形電極，從而產生電漿。10W的RF(13.56MHz)功率還被引入到基底側(樣品台)，從而實際上施加負自偏置電壓。在四氟化碳(CF4 )和氯氣(Cl2 )被混合的第二蝕刻條件下，鎢膜和氮化鉭膜被蝕刻相似的量。鎢膜在第二蝕刻條件下的蝕刻速率為58.97nm/min，而氮化鉭膜的蝕刻速率為66.43nm/min，注意，還可以增加大約10-20%的蝕刻時間，以便執行蝕刻而不在閘極絕緣膜上留下任何殘留物。
於是由第一蝕刻處理形成了包括第一導電層和第二導電層(第一導電層132a-135a以及第二導電層132b-135b)的第一形狀導電層132-135。成為閘極絕緣膜的絕緣膜125被蝕刻大約10-20nm，而未被第一導電層131-134覆蓋的區域成為一個被減薄了的閘極絕緣膜136。
接著，參照圖3C進行說明。接著執行第二蝕刻處理而不清除由抗蝕劑組成的掩模128-131。此處以大約25秒的時間周期進行蝕刻，利用六氟化硫(SF4 )、氯氣(Cl2 )、以及氧(O2 )作為蝕刻氣體，將各個氣體的流速設定為24/12/24sccm，並在2.0Pa的壓力下將700W的RF(13.56MHz)功率引入到線圈形電極，從而產生電漿。4W的RF(13.56MHz)功率還被引入到基底側(樣品台)，以便充分地施加負自偏置電壓。鎢(W)被第二蝕刻處理蝕刻的速率為227.3nm/min，且鎢對氮化鉭(TaN)的選擇比為7.1。作為絕緣膜的氮氧化矽膜的蝕刻速率為33.7nm/min，且W對氮氧化矽膜的選擇比為6.83。這樣，當在蝕刻氣體中採用六氟化硫(SF6 )時，對絕緣膜136的選擇比就高，因而能夠抑制薄膜減薄。
用第二蝕刻處理來形成第二導電層137b-140b。是為鎢膜的第二導電層137b-140b的錐角成為大約70度。另一方面，第一導電層幾乎完全不被蝕刻，並成為第一導電層137a-140a。而且，由抗蝕劑組成的掩模128-131由於第二蝕刻處理而成為掩模145-148。
接著，參照圖3D進行說明。在清除由抗蝕劑組成的掩模145-148之後，執行第一摻雜技術，從而得到圖3D的狀態。可以用離子摻雜或離子注入來執行此摻雜技術。離子摻雜的條件是以5×1013 /cm2 的劑量和50kV的加速電壓來進行磷(P)摻雜。也可以用As(砷)來代替P(磷)作為提供n型導電性的雜質元素。在此情況下，第一導電膜131-134以及第二導電膜137-140成為對提供n型導電性的雜質元素的掩模，並以自對準方式形成第一雜質區141-144。提供n型導電性的雜質元素以1×1016 -1×1017 /cm3 的濃度被加入到第一雜質區141-144。此處，濃度範圍與第一雜質區相同的各個區域被稱為n區。
注意，雖然在本實施例中，在清除抗蝕劑組成的掩模145-148之後執行第一摻雜處理，但也可以不清除由抗蝕劑組成的掩模145-148而執行第一摻雜處理。
接著，參照圖4A進行說明。形成由抗蝕劑組成的掩模150-153，並執行第二摻雜處理。掩模150是保護用來形成驅動電路的p通道TFT的半導體層的通道形成區以及此通道形成區週邊區域的掩模。掩模151是保護用來形成驅動電路的n通道TFT的半導體層的通道形成區以及此通道形成區週邊區域的掩模。掩模152和153是保護用來形成圖素區TFT的半導體層的通道形成區以及此通道形成區週邊區域的掩模。
第二摻雜處理中的離子摻雜條件是以3.5×1015 /cm2 的劑量和65kV的加速電壓來進行磷(P)摻雜。從而形成第二雜質區155。提供n型導電性的雜質元素以1×1020 -1×1021 /cm3 的濃度被加入到第二雜質區155。此處，濃度範圍與第二雜質區相同的各個區域被稱為n+區。
接著，參照圖4B進行說明。清除由抗蝕劑組成的掩模150-153，重新形成由抗蝕劑組成的掩模158，並執行第三摻雜技術。
用第三摻雜技術，在驅動電路中形成第三雜質區150-161以及第四雜質區162-164，其中，提供p型導電性的雜質元素被加入到形成p通道TFT的半導體層。
進行雜質元素的加入，致使提供p型導電性的雜質元素以1×1020 -1×1021 /cm3 的濃度被加入到第三雜質區159-161。注意，雖然在先前技術中被加入了P(磷)的第三雜質區159-161中存在著一些區域(n-區)，但提供p型導電性的雜質元素以1.5-3倍於提供n型導電性的雜質元素的濃度被加入，第三雜質區159-161中的導電類型因而成為p型。此處，濃度範圍與第三雜質區相同的各個區域被稱為p+區。
而且，進行雜質元素的加入，致使提供p型導電性的雜質元素以1×1018 -1×1020 /cm3 的濃度被加入到第四雜質區162-164。此處，濃度範圍與第四雜質區相同的各個區域被稱為p-區。
於是，用上述各個技術就在各個半導體層中形成了具有n型導電性或p型導電性的雜質區。導電層137-140成為TFT的閘極電極。
接著，參照圖4C進行說明。在形成厚度為100nm的由氮化矽膜組成的第一鈍化膜165之後，在300-550℃的溫度下進行1-12小時的熱處理。半導體層於是被氫化。在本實施例中，在氮氣氣氛中，於410℃下進行1小時熱處理。此處理是用包含在第一鈍化膜165中的氫來終止半導體層中的懸垂鍵的處理。
接著，在第一鈍化膜上形成由無機絕緣體或有機絕緣體組成的第一中間層絕緣膜166。正型光敏有機樹脂和負型光敏有機樹脂能夠被當成有機絕緣體。對於採用光敏有機樹脂的情況，若用光微影技術執行曝光過程，然後蝕刻光敏有機樹脂，則能夠形成具有彎曲部分的第一視窗部分。形成具有彎曲部分的視窗部分，具有提高稍後形成的電極的覆蓋性的作用。在本實施例中，形成了厚度為1.05微米的光敏丙烯酸樹脂膜作為第一中間層絕緣膜。接著，對第一中間層絕緣膜進行圖形化和蝕刻，形成具有緩慢斜率的內壁的第一視窗部分。
注意，正型光敏樹脂是褐色的，因此，若正型光敏有機樹脂被用於第一中間層絕緣膜166，則在蝕刻之後必須對光敏有機樹脂進行脫色。
而且，若由無機絕緣體組成的薄膜被用於第一中間層絕緣膜166，則其表面也可以被整平。
接著，形成由氮化物絕緣膜(典型地說是氮化矽膜或氮氧化矽膜)組成的第二鈍化膜180，以便覆蓋視窗部分和第一中間層絕緣膜。在本實施例中，氮化矽膜被用於第二鈍化膜。作為成膜條件，利用矽靶，並用氮氣作為濺射氣體，在高頻放電下進行濺射。可以恰當地設定壓力，並可以採用0.5-1.0Pa的壓力、2.5-3.5KW的放電功率、以及室溫(25℃)到250℃範圍內的成膜溫度。藉由形成由氮化物絕緣膜組成的第二鈍化膜，能夠控制第一中間層絕緣膜的放氣。
藉由在第一中間層絕緣膜上形成氮化物絕緣膜，有可能防止來自基底側的濕氣和從第一中間層絕緣膜放氣造成的氣體進入稍後形成的EL元件。於是能夠抑制EL元件的退化。而且，氮化物絕緣膜具有在下列剝離技術中使鍵合的雙面膠帶容易剝離開的作用，從而不需要用來清除剩下的黏合劑的技術，因而能夠簡化處理。
接著，在用光微影技術執行曝光過程之後，依次蝕刻第二鈍化膜180、第一鈍化膜165、以及閘極絕緣膜136，形成第二視窗部分。此時，可使用乾蝕刻或濕蝕刻當成蝕刻技術。在本實施例中，使用乾蝕刻方法來形成第二視窗部分。
在形成第二視窗部分之後，接著在第二鈍化膜上和第二視窗部分中形成金屬膜。在用光微影技術曝光之後，對金屬膜進行蝕刻，於是形成源極電極和汲極電極181-188以及接線(圖中未示出)。由選自鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、以及矽(Si)的元素組成的膜，或這些元素組成的合金膜，被當成此金屬膜。在層疊膜厚度分別為100nm、350nm、100nm的鈦膜、鈦鋁合金膜、鈦膜(Ti/Al-Si/Ti)之後，藉由蝕刻，此疊層被圖形化成所需的形狀，從而形成源極電極、汲極電極、以及接線(圖中未示出)。
接著，形成圖素電極190。諸如ITO、SnO2 之類的透明導電膜可以被用於圖素電極190。在本實施例中，形成了厚度為110nm的ITO膜，並蝕刻成所需的形狀，於是形成圖素電極190。
注意，雖然由於討論的是製造透射型(向下發射型)顯示裝置，而在本實施例中圖素電極被製作成透明電極，但當製造反射型(向上發射型)顯示裝置時，最好採用諸如以鋁(Al)或銀(Ag)作為其主要組成的具有優異反射性的材料、或這些膜的疊層結構作為圖素電極。
接著，參照圖5B進行說明。在第二鈍化膜、源極電極、汲極電極、以及圖素電極上形成由有機絕緣體組成的膜之後，用光微影技術執行曝光處理。然後，藉由蝕刻由有機絕緣體組成的膜並形成第三視窗部分，形成第二中間層絕緣膜200。正型有機樹脂和負型有機樹脂能夠被當成有機絕緣體。在本實施例中，利用厚度為1.5微米的光敏丙烯酸樹脂，然後用濕蝕刻方法進行蝕刻形成了第二中間層絕緣膜。
然後在第二中間層絕緣膜200上形成第三鈍化膜315，之後，在圖素電極190上形成第四視窗部分。藉由用第三鈍化膜315覆蓋第二中間層絕緣膜200，能夠抑制從第二中間層絕緣膜產生的氣體。採用由氮化物絕緣膜組成的膜(典型為氮化矽膜或氮氧化矽膜)作為第三鈍化膜是有效的。
於是在同一個基底上能夠形成由p通道TFT 195和n通道TFT 196組成的驅動電路201以及具有圖素TFT 197和p通道TFT 198的圖素部分202。於是完成了主動矩陣基底A 203。接著顯示用來從主動矩陣基底A剝離開玻璃基底以及將其轉移到塑膠基底的技術。
接著，參照圖6A進行說明。雙面膠帶210的一個表面被鍵合到第三鈍化膜和圖素電極190。此時，若氣泡進入到雙面膠帶210與第二中間層絕緣膜200或圖素電極190之間，則存在著是為剝離層的鎢膜101和玻璃基底無法均勻地從主動矩陣基底A 203剝離的危險，因此，必須執行鍵合，使氣泡不被引入。在本實施例中，採用了其一側上具有紫外線剝離黏合劑，而另一側上具有熱剝離黏合劑的雙面膠帶，且具有紫外線黏合劑的一側被鍵合到第三鈍化膜315和圖素電極190。當然，也可以採用二側上具有紫外線剝離黏合劑的雙面膠帶。
接著，支座211被鍵合到雙面膠帶210的另一個表面(具有熱剝離黏合劑的一側)。石英玻璃、金屬、陶瓷等能夠被當成支座211。注意，雙面膠帶210和支座211必須牢固地固定在一起。這是為了防止在基底從主動矩陣基底A 203剝離時支座211與雙面膠帶剝離。在本實施例中，石英玻璃被當成支座211，且具有熱剝離黏合劑的雙面膠帶表面被鍵合到石英玻璃。
接著，藉由將物理力施加到氮化物層或金屬層101和由氧化物膜組成的層102，金屬層101和玻璃基底100被從主動矩陣基底剝離。
已經剝離開玻璃基底100的主動矩陣基底被表示為主動矩陣基底B 215。此處顯示玻璃基底100的機械強度足夠的例子。若氮化物層或金屬層101與由氧化物膜組成的層102之間的黏合牢固，且玻璃基底100的機械強度低，則存在著玻璃基底100破裂的可能性。因此，若在剝離之前，支座(圖中未示出)，例如塑膠、玻璃、金屬、陶瓷等被鍵合到玻璃基底背面(其上不製作TFT的表面)，則有可能更有效地進行剝離。
接著，參照圖6B進行說明。利用黏合劑212，由氧化矽膜組成的層102被鍵合到轉移構件213。有可能採用反應硬化的黏合劑、熱硬化的黏合劑、或諸如紫外線硬化的黏合劑之類的光硬化的黏合劑作為黏合劑212，其典型例子是環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽樹脂等。在本實施例中，紫外線硬化的黏合劑被當成黏合劑212，而聚碳酸酯膜被當成轉移構件213。可以適當地設定鍵合條件，並藉由輻照120秒紫外線，同時在電爐上加熱到大約50-100℃的溫度，聚碳酸酯膜被固定到主動矩陣基底。
接著，雙面膠帶210和支座211被從主動矩陣基底B 215剝離。在初始加熱到90-150℃，最好是110-120℃之後，石英玻璃基底211被從雙面膠帶210剝離。紫外線輻照被執行60秒，雙面膠帶210被從第二中間層絕緣膜200和圖素電極190剝離。
雖然本實施例採用了其中紫外線剝離黏合劑被用於待要剝離的物體側上而熱剝離黏合劑被用於支座側上的雙面膠帶，但黏合劑不局限於這種組合。也可以採用其中熱剝離黏合劑被用於待要剝離的物體側上且熱剝離黏合劑被用於支座側上的雙面膠帶。同樣，也可以採用僅僅具有熱剝離黏合劑的雙面膠帶以及僅僅具有紫外線剝離黏合劑的雙面膠帶。此外，也可以採用光剝離黏合劑和反應剝離黏合劑，並可以適當地設定各個剝離條件。
利用上述各個技術，薄膜電晶體能夠被轉移到塑膠基底上。
接著，圖14A和14B顯示根據本實施例的薄膜電晶體的電壓-電流特性。注意，Vds (源區與汲區之間的電壓差)被設定為1V。
首先參照圖14A進行說明。圖14A顯示n通道TFT的電特性。轉移到塑膠基底上的n通道TFT的電特性相對於轉移之前的TFT的電特性表現出幾乎沒有變化，亦即，形成在玻璃基底上的n通道TFT的電特性幾乎不改變。於是認為n通道TFT被轉移到了塑膠基底上而沒有引起其缺陷。
接著，參照圖14B進行說明，圖14B顯示p通道TFT的電特性。與圖14A相似，轉移到塑膠基底上的p通道TFT的電特性相對於轉移之前的TFT的電特性表現沒有變化，亦即，形成在玻璃基底上的p通道TFT的電特性幾乎不改變。於是認為p通道TFT被轉移到了塑膠基底上而沒有引起其缺陷。
於是，就有可能利用具有紫外線剝離黏合劑或熱剝離黏合劑的雙面膠帶，在短時間內將形成在玻璃基底上的薄膜電晶體轉移到塑膠基底上。而且，能夠在塑膠基底上製造電特性與製造在玻璃基底上的薄膜電晶體相同的薄膜電晶體。
而且，當從玻璃基底剝離包含薄膜電晶體的待要剝離的物體時，有可能利用雙面膠帶將是為支座的石英玻璃基底剝離開而不引起其損傷。因而能夠重新使用支座。對於像石英玻璃這樣的昂貴材料被當成支座的情況，因而能夠獲得成本的大幅度降低。
此外，待要剝離的物體的表面被暴露，因而有可能在將薄膜電晶體轉移到塑膠基底之後對其電特性進行測量。
[實施例2]
在本實施例中，說明了使配備有EL(電致發光)元件316的EL模組形成在塑膠基底上的例子。於此使用圖7A和7B說明。
首先，根據實施例1製造圖6B的主動矩陣基底C 216，然後在第三鈍化膜315和圖素電極190上形成EL層313。此EL層313通常由諸如發光層、電荷注入層、以及電荷傳送層之類的薄膜的疊層構成。由藉由單重態激發而發光(熒光)的發光材料(單重態化合物)組成的薄膜以及由藉由三重態激發而發光(磷光)的發光材料(三重態化合物)組成的薄膜，能夠被當成EL層。而且，EL層313的各個層可以是僅僅由有機材料組成的薄膜，也可以是由有機材料組成的薄膜和由無機材料組成的薄膜的疊層結構。此外，此有機材料可以是高分子量或低分子量材料。各種已知的材料能夠被當成這些有機材料和無機材料。各種已知的方法被當成各個層的成膜方法。在本實施例中，用蒸發方法層疊了膜厚度為20nm的CuPc膜、膜厚度為30nm的α-NPD膜、膜厚度為50nm的Alq3 膜、以及膜厚度為2nm的BaF2 膜，從而形成EL層313。
接著，在EL層313上形成陰極314，此外，在陰極314上形成第四鈍化膜(圖中未示出)。包含周期表1族或2族元素的金屬薄膜可以被用於陰極314，且其中0.2-1.5%(最好是0.5-1.0%)重量比的鋰被加入到鋁的金屬膜，由於其電荷注入特性等而成為適合的金屬膜。注意，利用本發明的第一到第四鈍化膜，鋰元素進入薄膜電晶體的擴散受到控制，因此，鋰元素不影響薄膜電晶體的工作。
於是，藉由上述各個技術，可由圖素電極190、EL層313、以及陰極314形成EL元件316。
圖7A所示的結構係關於一種向下發射的發光裝置，從EL元件發射的光經由圖素電極190而從塑膠基底213側發射。
另一方面，用具有反射性的金屬膜代替圖素電極190，並在陰極314中採用膜厚度小(最好是10-50nm)的金屬膜，從EL元件發射的光經由陰極而被發射。由功函數大的Pt(鉑)和Au(金)組成的金屬膜被當成具有反射性的金屬膜，以便使此金屬膜當成陽極。包含周期表第1族或第2族元素的金屬膜被用於陰極。
在這種向上發射的發光裝置中，光不經由圖素電極下方部分，因而有可能形成記憶體元件和電阻元件，從而不存在與第一中間層絕緣膜166有顏色相關的問題。結果，也有可能在設計中獲得高的自由度，進一步簡化了製造技術。
接著，參照圖7B進行說明。在第四鈍化膜上形成第三中間層絕緣膜。在形成第三中間層絕緣膜319之後，最好進一步整平其表面。注意，不總是必須形成第三中間層絕緣膜319。
藉由用黏合層317將相對基底318鍵合其上而密封EL元件。諸如PES(聚硫醚乙二醇)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、以及PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)之類的塑膠，可以被用於相對基底。在本實施例中，採用了聚碳酸酯膜。注意，對於具有反射性的金屬膜被當成圖素電極190的代替物的情況，塑膠基底必須由具有透光特性的材料製成，且膜厚度小(最好為10-50nm)的金屬膜被當成陰極314。在本實施例中，環氧樹脂被當成黏合層317，而聚碳酸酯膜被當成相對基底。若由相同的材料組成的基底被用於是為轉移構件的基底213和相對基底318，則他們的熱膨脹係數相等，基底從而對溫度改變造成的應力應變不敏感。
而且，轉移構件213和相對基底318按需要被分割成所需的形狀。然後用已知的技術將FPC(圖中未示出)鍵合到其上。
接著，參照圖15進行說明。圖15是根據本實施例製造的EL元件的上表面照片。從這一照片可以理解用本實施例的技術製造在塑膠基底上的EL模組的發光。而且，聚碳酸酯膜被用於EL模組的轉移構件和相對基底，因而能夠製造極薄的EL模組。
[實施例3]
利用俯視圖8來說明根據實施例1和實施例2得到的EL模組的結構。實施例2中的轉移構件213對應於塑膠基底900。
圖8是俯視圖，顯示具有配備有EL元件的發光裝置的一種模組(以下稱為EL模組)。圖素部分902、源極側驅動電路901、以及闡極側驅動電路903被形成在塑膠基底900(典型為塑膠膜基底)上。可以用上述各個實施例來製造圖素部分和驅動電路。
而且，參考號918表示密封材料，而參考號919表示保護膜。密封材料918覆蓋圖素部分和驅動電路部分，而保護膜919覆蓋密封材料。注意，最好採用對可見光儘可能透明或半透明的材料作為密封材料918。而且，密封材料918最好是濕氣和氧儘可能少經由其中的材料。藉由用密封材料918和保護膜919對其進行密封，能夠將發光元件完全隔絕於外界。從而能夠防止諸如濕氣和氧之類的促使例如氧化的EL層退化的來自外界的物質的進入。此外，當採用具有導熱性的薄膜(例如AlON膜或AlN膜)作為保護膜時，能夠發散驅動過程中產生的熱，從而能夠獲得具有高可靠性的發光裝置。
此外，用黏合材料將其與相對基底(圖中未示出)密封。對相對基底的形狀和支座的形狀沒有特別的限制，可以採用具有平坦表面的形狀、具有彎曲表面的形狀、具有柔性的形狀、以及具有薄膜形狀的形狀。為了承受熱和外力等造成的形變，相對基底最好由與薄膜基底900相同的材料製成，例如塑膠基底。
而且，雖然圖中未示出，但為了防止背景由於從所用金屬層(在此情況下是陰極等)的反射而被反映在其中，還可以在基底900上提供稱為圓偏振片並由延遲片(四分之一波長片)或偏振片組成的圓偏振裝置。
注意，參考號908表示各種接線，用來傳輸輸入到源極側驅動電路901和閘極側驅動電路903的訊號以及經由其接收來自成為外部輸入端子的FPC(柔性印刷電路)909的視頻訊號和時鐘訊號。而且，本實施例的發光裝置可以採用數位驅動和類比驅動，且視頻訊號可以是數位訊號和類比訊號。注意，雖然圖中僅僅顯示FPC，但印刷電路板(PWB)也可以被固定到FPC。本說明書中定義的發光裝置的範疇不僅包括發光裝置主體，而且還包括以FPC和PWB形式固定於其上的部分。而且，雖然也有可能在與圖素部分和驅動電路同一個基底上形成複雜的積體電路(例如記憶體、CPU、控制器、或D/A控制器)，但難以用少量的掩模來加以製造。因此，最好用COG(玻璃上晶片)方法、TAB(帶自動鍵合)方法、或引線鍵合方法來安裝配備有記憶體、CPU、控制器、D/A轉換器等的積體電路晶片。
用上述各個技術，能夠在塑膠基底上製造具有電特性良好的高度可靠薄膜電晶體的EL模組。而且，用塑膠膜作為塑膠基底，能夠製造尺寸非常小且重量輕的EL模組。
[實施例4]
本實施例說明在塑膠基底上製造液晶模組的例子。於此使用圖9A和9B說明。
首先參照圖9A進行說明。在根據實施例1得到圖6B狀態的主動矩陣基底C 216之後，用已知的技術，在基底能夠承受的溫度範圍內，在圖6B的主動矩陣基底C上形成定向膜。然後形成定向膜617，並執行摩擦技術，從而製造主動矩陣基底D 600。
注意，圖9A的元件a601、元件b602、元件c603、以及元件d604，分別對應於圖6B的p通道TFT 195、n通道TFT 196、圖素TFT 197、以及p通道TFT 198。還要注意的是，為了整平主動矩陣基底的表面，可以採用已知的技術。在形成源極電極和汲極電極605-612以及接線(圖中未示出)之後，形成第二中間層絕緣膜。此外，形成第二視窗部分，並形成連接接線614和圖素電極615和616。
接著製備相對基底620。
諸如PES(聚硫醚乙二醇)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、以及PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)之類的塑膠，可以被用於相對基底。其中有顏色的層和遮光層對應於各個圖素被排列的濾色片(圖中未示出)，被形成在相對基底620上。而且，遮光層(圖中未示出)還被形成在驅動電路部分內。形成整平膜(圖中未示出)來覆蓋濾色片和遮光層。接著，在整平膜上形成由透明電極組成的相對電極621，並在整個相對基底上形成定向膜622，並執行摩擦技術。可以用已知的技術，在相對基底能夠承受的溫度範圍內執行這些技術。
接著，用密封材料624鍵合其上形成圖素部分和驅動電路的主動矩陣基底D 600以及相對基底620。填充劑被混合到密封材料中，且二個基底以填充劑造成的均勻間隔被鍵合到一起。然後將液晶材料623注入到二個基底之間，再用密封劑(圖中未示出)完全密封。已知的液晶材料可以被當成此液晶材料。
如有需要，主動矩陣基底D 600和相對基底620被分成所需形狀。此外，可以用已知技術適當地形成偏振片(圖中未示出)等。還可以用已知技術鍵合FPC(圖這未示出)。
注意，倘若其中保持固定厚度的結構被應用於液晶顯示裝置，則諸如塑膠膜之類的具有柔性的塑膠基底可以被當成塑膠基底213和相對基底620。
於是能夠製造具有高可靠性和良好電特性的主動矩陣液晶模組。塑膠被用於基底，因而能夠製造重量非常輕的液晶模組。
[實施例5]
參照俯視圖10來說明基於實施例1和4的這樣得到的液晶模組的結構。
圖素部分704被置於主動矩陣基底701的中心。用來驅動源訊號線的源極訊號線驅動電路702被置於圖素部分704上。用來驅動閘極訊號線的閘極訊號線驅動電路703被置於圖素部分704的左右。雖然在本實施例中閘極訊號線驅動電路703相對於圖素部分是對稱的，但液晶模組可以僅僅在圖素部分的一側具有一個閘極訊號線驅動電路。設計者可以選擇適合於更好地考慮液晶模組的基底尺寸等的安排。但就諸如電路工作可靠性和驅動效率而言，圖10所示閘極訊號線驅動電路的對稱安排是較佳的。
各種訊號從柔性印刷電路(FPC)705被輸入到驅動電路。在中間層絕緣膜和樹脂膜中開出接觸孔並形成連接電極309之後，FPC 705藉由各向異性導電膜之類被壓配合，以便達及排列在基底701給定位置中的接線。在本實施例中，連接電極由ITO組成。
密封劑707沿著基底週邊被塗敷在驅動電路和圖素部分周圍。然後，相對基底706被鍵合到基底701，同時，預先形成在主動矩陣基底上的間隔物保持二個基底之間的間隙恒定。液晶元素藉由未被密封劑707塗敷的部分被注入。然後用密封劑708密封二個基底。藉由上述各個步驟就完成了液晶模組。
雖然此處所有的驅動電路被形成在基底上，但一些積體電路可以被用於某些驅動電路。
如上所述，能夠製造具有高可靠性、良好電特性、以及重量輕的主動矩陣液晶模組。
[實施例6]
實施例1-5所示的主動矩陣基底以及採用此主動矩陣基底的液晶模組和EL模組，能夠被應用於各種電子裝置的顯示部分。
這種電子裝置包括視頻相機、數位相機、投影儀、頭戴式顯示器(風鏡式顯示器)、車輛導航系統、汽車音響、個人電腦、移動資訊終端(例如移動電腦、行動電話、或電子書等)等。圖12和13顯示其實際例子。
圖12A顯示一種個人電腦，它包括主體3001、影像輸入部分3002、顯示部分3003、鍵盤3004等。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的個人電腦。
圖12B顯示一種視頻相機，它包括主體3101、顯示部分3102、聲音輸入部分3103、操作開關3104、電池3105、影像接收部分3106等。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的視頻相機。
圖12C顯示一種移動電腦，它包括主體3201、相機部分3202、影像接收部分3203、操作開關3204、顯示部分3205等。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的移動電腦。
圖12D顯示一種風鏡式顯示器，它包括主體3301、顯示部分3302、鏡臂部分3303等。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的風鏡式顯示器。
圖12E顯示一種採用其上記錄有程式的記錄媒體(以下稱為記錄媒體)的播放器，此播放器包括主體3401、顯示部分3402、揚聲器部分3403、記錄媒體3404、操作開關3405等。此遊戲機使用DVD(數位通用碟)和CD等作為記錄媒體，並使用戶能夠欣賞音樂、電影、遊戲、以及上網。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的播放器。
圖12F顯示一種數位相機，它包括主體3501、顯示部分3502、目鏡部份3503、操作開關3504、影像接收部分(未示出)等。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的數位相機。
圖13A顯示一種行動電話，它包括主體3901、聲音輸出部分3902、聲音輸入部分3903、顯示部分3904、操作開關3905、天線3906等。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的行動電話。
圖13B顯示一種移動圖書(電子書)，它包括主體4001、顯示部分4002和4003、儲存媒體4004、操作開關4005、天線4006等。藉由實施本發明，能夠完成小巧而重量輕的移動記事本。
圖13C顯示一種顯示器，它包括主體4101、支持座4102、顯示部分4103等。藉由實施本發明，能夠完成本發明的小巧而重量輕的顯示器。
正如從上面的說明可知，本發明的應用範圍極為廣闊，本發明能夠被應用於其中具有半導體裝置的任何種類的電子裝置。
藉由實現本發明的結構，能夠獲得下面所示的效果。
疊層的待要剝離的物體能夠從基底被轉移到轉移構件上，特別是轉移到塑膠基底上。
而且，具有半導體元件(例如薄膜電晶體、有機薄膜電晶體、薄膜二極體、光電轉換元件、以及電阻元件)的待要剝離的物體，能夠在短時間內被轉移到轉移構件上，特別是轉移到塑膠基底上。
而且，在從基底剝離待要剝離的物體並將其轉移到塑膠基底之後，有可能測量各種半導體元件，典型地說是各種薄膜電晶體的特性。
此外，在將待要剝離的物體轉移到塑膠基底上之後，形成在待要剝離的物體上的支座被剝離開，具有待要剝離的物體的裝置的厚度因而變得較小，從而能夠獲得整個裝置的小型化。若此裝置是向下發射的發光裝置或透射型液晶顯示裝置，則能夠提高從發光元件發射的光或後照光的透射率。
此外，有可能從基底剝離待要剝離的物體而不損傷支座，從而能夠重新使用此支座。因此，若如石英玻璃這樣的昂貴材料或稀有材料被當成支座，則能夠大幅度降低成本。
10．．．基底
11．．．剝離層
12．．．氧化物層
13．．．待要剝離的物體
14．．．雙面膠帶
15．．．支座
16．．．黏合劑
17．．．轉移構件
501．．．第一黏合劑
502．．．第一基底
503．．．第二黏合劑
504．．．第二基底
505．．．被固化的黏合劑
506．．．支座
507．．．待要剝離的物體
508．．．第一黏合劑
509．．．第二黏合劑
510．．．第一黏合劑
511．．．第二黏合劑
512．．．第一黏合劑
513．．．第二黏合劑
514．．．第一黏合劑
515．．．第二黏合劑
516．．．第一基底
517．．．第二基底
100．．．基底
101．．．剝離層
102．．．氧化物層
103．．．氧化矽膜
104．．．非晶矽膜
105．．．溶液
106．．．屏障層
107．．．屏障層
108．．．非晶矽膜
121-124．．．半導體層
125．．．絕緣膜
126．．．氮化鉭膜
127．．．鎢膜
128-131．．．掩模
132-135．．．第一形狀導電層
132a-135a．．．第一導電層
132b-135b．．．第二導電層
136．．．閘極絕緣膜
137b-140b．．．第二導電層
145-148．．．掩模
137-140．．．第二導電膜
141-144．．．第一雜質區
150-153．．．掩模
155．．．第二雜質區
158．．．掩模
159-161．．．第三雜質區
162-164．．．第四雜質區
165．．．第一鈍化膜
166．．．第一中間層絕緣膜
180．．．第二中間層絕緣膜
181-188．．．源極電極和汲極電極
190．．．圖素電極
315．．．第三鈍化膜
200．．．第二中間層絕緣膜
201．．．驅動電路
202．．．圖素部份
195．．．p通道TFT
196．．．n通道TFT
197．．．圖素TFT
198．．．p通道TFT
203．．．主動矩陣基底A
210．．．雙面膠帶
211．．．支座
101．．．金屬層
215．．．主動矩陣基底B
213．．．轉移構件
212．．．黏合劑
216．．．主動矩陣基底C
313．．．EL層
315．．．第三鈍化膜
314．．．陰極
316．．．EL元件
213．．．塑膠基底
317．．．黏合層
318．．．相對基底
319．．．第三中間層絕緣膜
900．．．塑膠基底
901．．．源極側驅動電路
902．．．圖素部份
903．．．閘極側驅動電路
918．．．密封材料
919．．．保護膜
908．．．接線
909．．．FPC
617．．．定向膜
600．．．主動矩陣基底D
a601,b602,c603,d604．．．元件
605-612．．．源極電極和汲極電極
614．．．接線
615,616．．．圖素電極
620．．．相對基底
621．．．相對電極
622．．．定向膜
624．．．密封材料
623．．．液晶材料
701．．．主動矩陣基底
702．．．源極訊號線驅動電路
703．．．閘極訊號線驅動電路
704．．．圖素部份
705．．．FPC
309．．．連接電極
707．．．密封劑
708．．．密封劑
706．．．相對基底
3001．．．主體
3002．．．影像輸入部份
3003．．．顯示部份
3004．．．鍵盤
3101．．．主體
3102．．．顯示部份
3103．．．聲音輸入部份
3104．．．操作開關
3105．．．電池
3106．．．影像接收部份
3201．．．主體
3202．．．相機部份
3203．．．影像接收部份
3204．．．操作開關
3205．．．顯示部份
3301．．．主體
3302．．．顯示部份
3303．．．鏡臂部份
3401．．．主體
3402．．．顯示部份
3403．．．揚聲器部份
3404．．．記錄媒體
3405．．．操作開關
3501．．．主體
3502．．．顯示部份
3503．．．目鏡部份
3504．．．操作開關
3901．．．主體
3902．．．聲音輸出部份
3903．．．聲音輸入部份
3904．．．顯示部份
3905．．．操作開關
3906．．．天線
4001．．．主體
4002,4003．．．顯示部份
4004．．．儲存媒體
4005‧‧‧操作開關
4006‧‧‧天線
4101‧‧‧主體
4102‧‧‧支持座
4103‧‧‧顯示部份
在附圖中：
圖1A-1E顯示本發明實施例模式1的概念圖；
圖2A-2D是剖面圖，顯示根據本發明實施例1的主動矩陣基底的製造過程；
圖3A-3D是剖面圖，顯示根據本發明實施例1的主動矩陣基底的製造過程；
圖4A-4C是剖面圖，顯示根據本發明實施例1的主動矩陣基底的製造過程；
圖5A和5B是剖面圖，顯示根據本發明實施例1的主動矩陣基底的製造過程；
圖6A和6B是剖面圖，分別顯示根據本發明實施例1的主動矩陣基底的剝離處理和轉移處理；
圖7A和7B是剖面圖，顯示根據本發明實施例2的EL模組的製造過程；
圖8是根據本發明實施例3的EL模組的俯視圖；
圖9A和9B是剖面圖，顯示根據本發明實施例4的液晶模組的製造過程；
圖10是根據本發明實施例5的液晶模組的俯視圖；
圖11A-11F顯示本發明的實施例模式2的概念圖；
圖12A-12F顯示其中應用了本發明實施例6的電子裝置；
圖13A-13C顯示其中應用了本發明實施例6的電子裝置；
圖14A和14B顯示根據本發明實施例1製造的TFT的電特性；和
圖15是顯示根據本發明實施例2製造的EL模組之照片。
13．．．待要剝離的物體
14．．．雙面膠帶
15．．．支座

Claims (13)

  1. 一種製造半導體裝置的方法，包含：在第一基底上，形成半導體元件，其間插入有剝離層，其中該剝離層包含金屬膜及包含金屬氧化物在該金屬膜之上的氧化物膜；將第一支座鍵合至該半導體元件，其間插入有雙面膠帶；將第二支座鍵合至未形成有該金屬膜的該第一基底的表面；排除以光照射該第一支座與該第二支座，而藉由施加物理性方法，以將該半導體元件自該第一基底及該氧化物層內的該第二支座或在該氧化物層與該金屬膜間之界面剝離；將該半導體元件鍵合至柔性基板，其間插入有黏合劑；及將該第一支座與該雙面膠帶自該半導體元件剝離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造半導體裝置的方法，其中該雙面膠帶包含一黏合劑，其係為紫外線光所剝離。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製造半導體裝置的方法，其中該半導體元件包含薄膜電晶體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製造半導體裝置的方法，其中該柔性基板包含塑膠。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之製造半導體裝置的方 法，其中該第一支座與該雙面膠帶被同時剝離。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之製造半導體裝置的方法，其中該黏合劑包含由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、及矽樹脂所構成之群組所選出之至少一種。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之製造半導體裝置的方法，其中該半導體裝置係由電腦、攝像機、風鏡式顯示器、電話、及電子書所構成之群組所選出之至少一種。
  8. 一種製造半導體裝置的方法，包含：在第一基底上，形成半導體元件，其間插入有剝離層，其中該剝離層包含金屬膜及包含金屬氧化物在該金屬膜之上的氧化物膜；將第一支座鍵合至該半導體元件，其間插入有膠帶，其中該膠帶係為紫外光線所剝離；由該剝離層將該半導體元件從該第一基底剝離；將第二支座鍵合至未形成有金屬膜的該第一基底的表面；排除以光照射該第一支座與該第二支座，而藉由施加物理性方法，以將該半導體元件自該第一基底及該氧化物層內的該第二支座或在該氧化物層與該金屬膜間之界面剝離；將該半導體元件鍵合至柔性基板，其間插入有黏合劑；及將該第一支座與該膠帶自該半導體元件剝離。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之製造半導體裝置的方 法，其中該半導體元件包含薄膜電晶體。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之製造半導體裝置的方法，其中該柔性基板包含塑膠。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之製造半導體裝置的方法，其中該第一支座與該膠帶被同時剝離。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之製造半導體裝置的方法，其中該黏合劑包含由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、及矽樹脂所構成之群組所選出之至少一種。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之製造半導體裝置的方法，其中該半導體裝置係由電腦、攝像機、風鏡式顯示器、電話、及電子書所構成之群組所選出之至少一種。
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