專利名稱：剝離方法及半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剝離層的剝離方法，特別涉及一種將含有多種元素的剝離層的剝離方法。此外，本發(fā)明涉及一種包含，薄膜晶體管(下文稱作TFT)組成的電路的半導(dǎo)體器件，通過將分離的剝離層粘到基片轉(zhuǎn)換為薄膜晶體管，并涉及半導(dǎo)體器件的制造方法。例如，本發(fā)明涉及光電器件例如液晶組件、發(fā)光器件例如EL組件以及含有這種器件作為其內(nèi)元件的電子設(shè)備。
在本說明書中，術(shù)語半導(dǎo)體器件包括總體上能夠利用半導(dǎo)體特性起作用的任何器件，光電器件、發(fā)光器件、半導(dǎo)體電路并且電子設(shè)備都包括在半導(dǎo)體器件中。
背景技術(shù)：
近來，使用形成在具有絕緣表面的基片上的半導(dǎo)體薄膜(厚度約幾到幾百nm)的薄膜晶體管(TFT)構(gòu)成的技術(shù)已受到關(guān)注。薄膜晶體管廣泛地應(yīng)用于例如IC、光電器件的電子器件。特別是非常需要開發(fā)用于圖像顯示裝置的開關(guān)元件。
在這種圖像顯示裝置的多種預(yù)期應(yīng)用中，首先是，用于移動(dòng)裝置的應(yīng)用已受到關(guān)注。目前，雖然在許多情況中使用了玻璃基片、石英基片等，但它們存在易于破裂和太重的缺陷。此外，就大規(guī)模生產(chǎn)而言，玻璃基片、石英基片等是困難的并且不適宜擴(kuò)大。因此，現(xiàn)在已嘗試使用柔性的基片，例如在柔性塑料膜上形成TFT元件。
然而，由于塑料膜的熱阻低，因此要求低的最高工藝溫度，由此，目前，不可能形成具有與形成在玻璃基片上的TFT一樣優(yōu)良的電特性的任何TFT。因此，采用塑料膜的液晶顯示裝置和發(fā)光元件還沒有實(shí)現(xiàn)。
此外，現(xiàn)已提出借助隔離層從所述的基片上將存在于基片上的剝離層的剝離方法。例如，在日本未經(jīng)審查專利公開No.10-125929和日本未經(jīng)審查專利公開No.10-125931中介紹的技術(shù)為形成非晶硅(或多晶硅)的隔離層，通過用激光束照射基片將含在非晶硅中的氫釋放出，由此形成間隙用于分離基片。此外，在日本未經(jīng)審查專利公開No.10-125930中還介紹了利用該技術(shù)，通過將剝離層(在說明書中，稱做轉(zhuǎn)移層)粘貼到塑料層完成液晶顯示裝置。
然而，借助以上介紹的方法，基本上是使用高半透明度的基片。為了使能量傳送過基片并提供足夠的能量釋放出含在非晶硅中的氫，需要照射較大強(qiáng)度的激光束，因而發(fā)生剝離層受損的問題。而且，在以上介紹的方法中，當(dāng)元件形成在隔離層上時(shí)，如果在元件制備工藝中進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚敲春诟綦x層中的氫會(huì)擴(kuò)散并減少。由此，即使激光束照射在隔離層上，也存在不能充分進(jìn)行剝離的可能性。因此，為了保持含在隔離層中的氫量，出現(xiàn)形成隔離層之后的工藝受限制的問題。此外，在以上介紹的說明書中，介紹了為了防止剝離層受損，形成光屏蔽層或反射層。此時(shí)，很難制備透射型液晶顯示裝置。而且，通過以上介紹的方法，很難剝離具有較大面積的剝離層。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上介紹的問題，完成了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種不會(huì)損傷剝離層的剝離方法，并且允許不僅能夠分離具有較小表面積的剝離層，而且能夠分離具有較大表面積的剝離層整個(gè)表面。
此外，本發(fā)明的目的在于提供一種剝離方法，其中形成剝離層時(shí)不受基片的類型等限制。
此外，本發(fā)明的目的在于提供一種通過將剝離層粘到多種基片上的輕型半導(dǎo)體器件，及其制備方法，具體地，本發(fā)明的目的在于提供一種通過將各種元件例如TFT[薄膜二極管、包括硅的PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件(太陽能電池、傳感器等)以及硅電阻元件]粘到柔性薄膜上的輕型半導(dǎo)體器件及其制備方法。
本發(fā)明的發(fā)明人已進(jìn)行許多實(shí)驗(yàn)并重復(fù)研究，發(fā)現(xiàn)以下內(nèi)容。即，當(dāng)?shù)谝徊牧蠈有纬稍诨?，第二材料層與第一材料層相鄰形成，進(jìn)一步在第二材料層上或者對(duì)于第二材料層進(jìn)行膜形成或500℃以上在500℃進(jìn)行熱處理時(shí)，根據(jù)測(cè)量各膜的內(nèi)部應(yīng)力，第一材料層具有拉伸應(yīng)力，第二材料層具有壓縮應(yīng)力。第一材料層和第二材料層的層結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生例如工藝中膜剝離(剝離)等異常，然而通過物理方式，例如施加機(jī)械力，例如通過人手剝離可以容易地在第二材料層的層內(nèi)或界面很好地分離層結(jié)構(gòu)。
即，第一材料層和第二材料層的結(jié)合力強(qiáng)到足以承受熱能，另一方面，就在剝離之前，具有拉伸應(yīng)力的第一材料層和具有壓縮應(yīng)力的第二材料層之間具有應(yīng)力應(yīng)變，因此對(duì)機(jī)械能弱并且容易分離。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了剝離現(xiàn)象和膜的內(nèi)應(yīng)力之間的密切關(guān)系。利用膜的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行分離的剝離步驟稱做應(yīng)力剝離工藝。
涉及在本說明書中公開的剝離方法的本發(fā)明的構(gòu)成(constitution)1為一種從基片將剝離層剝離掉的剝離方法。其特征在于方法包括以下步驟形成剝離層，剝離層由基片上具有拉伸應(yīng)力的第一材料層和具有壓縮應(yīng)力并至少與其上支承第一材料層的基片上的第一材料層相鄰的第二材料層組成，然后通過物理方式在第二材料層的層內(nèi)或界面從支承第一材料層的基片上將剝離層剝離。
在以上介紹的構(gòu)成1中，上述第一材料層的特征在于該層的拉伸應(yīng)力的范圍為1到1×1010(Dyne/cm2)。如果材料的拉伸應(yīng)力在以上范圍內(nèi)，上述第一材料層不必特別限定，可以使用金屬材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半導(dǎo)體材料(例如，Si，Ge等)、絕緣材料以及有機(jī)材料的任何一種的單層或它們的疊層。順便提及，拉伸應(yīng)力高于1×1010(Dyne/cm2)的膜在熱處理時(shí)容易導(dǎo)致剝離。
此外，在以上介紹的構(gòu)成1中，上述的第二材料層的特征在于該層的壓縮應(yīng)力在-1到-1×1010(Dyne/cm2)的范圍內(nèi)。如果材料的壓縮應(yīng)力在以上范圍內(nèi)，上述第二材料層不必特別限定，可以使用金屬材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半導(dǎo)體材料(例如，Si，Ge等)、絕緣材料以及有機(jī)材料的任何一種的單層或它們的疊層。順便提及，壓縮應(yīng)力高于-1×1010(Dyne/cm2)的膜在熱處理時(shí)容易導(dǎo)致剝離。
此外，對(duì)于第一材料層，如果材料在剝離前直接具有拉伸應(yīng)力那么就可以使用該材料，即使它在形成之后立即顯示出壓縮應(yīng)力。涉及在本說明書中公開的剝離方法的本發(fā)明的構(gòu)成2為，一種從基片上將剝離層剝離的剝離方法。其特征在于方法包括以下步驟形成剝離層，剝離層由基片上的第一材料層以及具有壓縮應(yīng)力并至少與其上支承第一材料層的基片上的第一材料層相鄰的第二材料層組成，然后通過物理方式在第二材料層的層內(nèi)或界面從支承第一材料層的基片上將剝離層剝離。
在以上介紹的構(gòu)成2中，上述第一材料層的特征在于該層的拉伸應(yīng)力的范圍為1到1×1010(Dyne/cm2)。
在以上介紹的構(gòu)成2中，在剝離之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
此外，同樣在以上介紹的構(gòu)成2中，上述的第二材料層的特征在于該層的壓縮應(yīng)力在-1到-1×1010(Dyne/cm2)的范圍內(nèi)。
此外，用粘合劑粘結(jié)支撐體之后進(jìn)行剝離。涉及在本說明書中公開的剝離方法的本發(fā)明的構(gòu)成3為，一種從基片將剝離層剝離的剝離方法。其特征在于形成剝離層，剝離層由基片上具有拉伸應(yīng)力的第一材料層和具有壓縮應(yīng)力并至少與其上支承第一材料層的基片上的第一材料層相鄰的第二材料層組成，將支撐體粘結(jié)到剝離層，然后通過物理方式在第二材料層的層內(nèi)或界面，從支承第一材料層的基片上將粘結(jié)到支撐體的剝離層剝離。
當(dāng)將在剝離前就具有拉伸應(yīng)力的材料用做第一材料層時(shí)，即使它在形成之后立即顯示出壓縮應(yīng)力，涉及在本說明書中公開的剝離方法的本發(fā)明的構(gòu)成4為，一種從基片上將剝離層剝離的剝離方法。其特征在于包括以下步驟形成剝離層，剝離層由基片上的第一材料層以及具有壓縮應(yīng)力并至少與其上支承第一材料層的基片上的第一材料層相鄰的第二材料層組成，將支撐體粘到剝離層，然后通過物理方式在第二材料層的層內(nèi)或界面從支承第一材料層的基片上將剝離層剝離。
此外，在上述的構(gòu)成3和上述的構(gòu)成4中，為了在粘結(jié)到上述的支撐體之前促進(jìn)剝離，可以進(jìn)行熱處理或激光束的照射處理。在這種情況下，選擇吸收激光束的材料作為第一材料層，可以加熱第一材料層以改變膜的內(nèi)應(yīng)力以便容易剝離。然而，在使用激光束的情況下，使用半透明基片。
此外，在各構(gòu)成中，另一層例如絕緣層、金屬層等可以形成在基片和第一材料層之間以提高粘附強(qiáng)度。然而，為了簡(jiǎn)化工藝，優(yōu)選形成第一材料層與基片接觸。
在本說明書中，術(shù)語物理方式是指作為物理而不是化學(xué)的方式，更具體地，動(dòng)力方式是指包括能夠歸因于動(dòng)力學(xué)規(guī)則的過程或機(jī)械方式，并表示轉(zhuǎn)換任何動(dòng)能(機(jī)械能)的方式。
順便提及，在以上介紹的構(gòu)成3和4的任何一個(gè)中，當(dāng)通過物理方式剝離時(shí)，需要使第一材料層和第二材料層的結(jié)合力低于與支撐體的結(jié)合力。
此外，在以上介紹的本發(fā)明中，可以使用各種基片，不限于具有半透明性的基片，例如，可以采用玻璃基片、石英基片、半導(dǎo)體基片、陶瓷基片和金屬基片，并可以剝離形成在基片上的剝離層。
此外，使用以上介紹的本發(fā)明的剝離方法，通過將形成在基片上的剝離層粘結(jié)(傳送)到傳送體上制造半導(dǎo)體器件是可能的，涉及半導(dǎo)體器件的制造方法的本發(fā)明的構(gòu)成為，該方法包括以下步驟在基片上形成具有拉伸應(yīng)力的第一材料層，在第一材料層上形成具有壓縮應(yīng)力的第二材料層，在第二材料層上形成絕緣層，在絕緣層上形成元件，將支撐體粘結(jié)在元件上，接著通過物理方式在第二材料層的層內(nèi)或界面，從基片上將支撐體剝離，以及將傳送體粘結(jié)到絕緣層或第二材料層并將元件夾在支撐體和傳送體之間。
在將剝離前就具有拉伸應(yīng)力的材料用做第一材料層的情況下，即使它在形成之后立即顯示出壓縮應(yīng)力，涉及在本說明書中公開的半導(dǎo)體器件的制造方法的本發(fā)明的構(gòu)成為，半導(dǎo)體器件的制造方法包括以下步驟在基片上形成第一材料層，在所述第一材料層上形成具有壓縮應(yīng)力的第二材料層，在所述第二材料層上形成絕緣層，在所述絕緣層上形成元件，將支撐體粘結(jié)在所述元件上，接著通過物理方式在所述第二材料層的層內(nèi)或界面，從所述基片上剝離掉所述支撐體，以及將傳送體粘結(jié)到所述絕緣層或所述第二材料層并將所述元件夾在所述支撐體和所述傳送體之間。
此外，為了促進(jìn)剝離，可以在第一材料層上形成顆粒形氧化物，形成覆蓋顆粒形氧化物的第二材料層以便容易剝離。
在以上介紹的構(gòu)成中，為了促進(jìn)剝離，在粘結(jié)上述的支撐體之前可進(jìn)行熱處理或激光束照射的處理。在這種情況下，選擇吸收激光束的材料作為第一材料層并加熱第一材料層以改變膜的內(nèi)應(yīng)力以便容易剝離。然而，在使用激光束的情況下，使用半透明基片。
此外，通過使用以上介紹的本發(fā)明的剝離方法，在剝離之后，可以將在基片上形成的剝離層粘結(jié)到第一傳送體和第二傳送體以制造半導(dǎo)體器件。
此外，在涉及以上介紹的半導(dǎo)體器件制造方法的上述各構(gòu)成中，上述元件是具有半導(dǎo)體層作為有源層的薄膜晶體管，通過熱處理或激光束照射處理晶化具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層以晶化并形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層，進(jìn)行形成半導(dǎo)體層的上述步驟。
在本說明書中，術(shù)語“傳送體”是指將剝離層剝離之后粘結(jié)到剝離層的材料，它不必特別地限定，可以是任何成分的基底，例如塑料、玻璃、金屬、陶瓷等。此外，在本說明書中，術(shù)語“支撐體”可以是在通過物理方式剝離時(shí)被粘結(jié)到剝離層的材料。它不必特別地限定，可以是任何成分的基底，例如塑料、玻璃、金屬、陶瓷等。此外，傳送體的形狀和支撐體的形狀不必特別地限定，可以是為平面、曲面、能夠彎曲的、或膜狀形狀。如果，節(jié)約重量最優(yōu)先考慮，優(yōu)選為膜狀的塑料基片，例如，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龍、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚芳基化合物(PAR)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)等。
在以上介紹的涉及以上半導(dǎo)體器件的制造方法的各構(gòu)成中，當(dāng)制備液晶顯示器件時(shí)，支撐體用作反襯底(counter substrate)，利用密封材料作粘結(jié)劑將支撐體粘結(jié)到剝離層。此時(shí)，形成在上述剝離層上的元件具有像素電極，液晶裝在像素電極和上述反電極之間。
此外，在涉及以上介紹的半導(dǎo)體器件制造方法的以上介紹的各構(gòu)成中，制造發(fā)光裝置例如EL發(fā)光器件時(shí)，優(yōu)選使用密封材料作為支撐體，以防止促進(jìn)有機(jī)化合物層退化的物質(zhì)如水份、氧等外部物質(zhì)滲透的方式，將發(fā)光元件完全與外部隔離。如果優(yōu)先考慮重量輕，那么優(yōu)選使用膜形的塑料基片，然而，由于塑料防止加速有機(jī)化合物層退化的物質(zhì)如外界水份、氧的物質(zhì)滲透的效果很差，因此可以在支撐體上形成第一絕緣膜、第二絕緣膜和第三絕緣膜，以便有效地防止加速有機(jī)化合物層退化的物質(zhì)例如外界的水分、氧的滲入。然而，將夾在上述第一絕緣膜(阻擋膜)和上述第三絕緣膜(阻擋膜)之間的上述第二絕緣膜(應(yīng)力緩沖膜)制成它的膜的應(yīng)力小于上述第一絕緣膜和第三絕緣膜的膜的應(yīng)力。
制備發(fā)光裝置例如EL發(fā)光器件時(shí)，不僅對(duì)于支撐體，而且對(duì)于傳送體，優(yōu)選類似地形成第一絕緣膜、第二絕緣膜和第三絕緣膜，以充分地防止加速有機(jī)化合物層退化的物質(zhì)如外部的水份和氧滲透。
在本說明書中，膜的內(nèi)應(yīng)力意味著，考慮形成在基片上的膜內(nèi)部的任意橫截面，橫截面一側(cè)的單位橫截表面積的力影響另一側(cè)。因此可以說在通過真空蒸發(fā)、濺射和汽相淀積形成的薄膜中不可避免地或多或少地產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。該值達(dá)到最大109N/m2。根據(jù)薄膜的材料、基片的物質(zhì)、以及薄膜的形成條件內(nèi)應(yīng)力值變化。熱處理也改變內(nèi)應(yīng)力值。
此外，具有通過相對(duì)于物質(zhì)表面垂直地分布的單位橫截表面積對(duì)對(duì)方有影響的力在拉伸方向起作用的狀態(tài)，稱做拉伸狀態(tài)，此時(shí)的內(nèi)部應(yīng)力稱做拉伸應(yīng)力，力在推擠方向中起作用的狀態(tài)，稱做處于壓縮狀態(tài)，此時(shí)的內(nèi)部應(yīng)力稱做壓縮應(yīng)力。順便提及，在本說明書中當(dāng)標(biāo)繪在圖中或表示在表中時(shí)，拉伸應(yīng)力標(biāo)為正(+)，壓縮應(yīng)力標(biāo)為負(fù)(-)。
(實(shí)驗(yàn)1)使用氮化鈦?zhàn)鳛榈谝徊牧蠈?，氧化硅作為第二材料層，形成第二材料層時(shí)接觸第一材料層。為了確認(rèn)形成在第二材料層上的剝離層是否能從基片剝離，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
首先，在基片上形成圖3A所示的疊層結(jié)構(gòu)。
對(duì)于基片30，使用玻璃基片(#1737)。此外，在基片30上，通過濺射法形成厚度300nm的鋁-硅合金層31。隨后，通過濺射法形成厚度100nm的氮化鈦層32。
之后，通過濺射法形成膜厚度200nm的氧化硅層33。氧化硅層33的膜形成條件為使用RF型濺射裝置和氧化硅靶(直徑，30.5cm)，在150℃的基片溫度，0.4Pa的膜形成壓力，3kW的膜形成功率，氬的流速/氧的流速＝35sccm/15sccm。
隨后，通過等離子體CVD法在氧化硅層33上形成底層絕緣層。對(duì)于底層絕緣層，通過等離子體CVD法在300℃的膜形成溫度下形成厚度50nm由原材料氣體SiH4、NH3和N2O制備的氮氧化硅膜34a(組分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)。之后，用臭氧水清洗表面之后，用稀釋的氫氟酸(1/100稀釋)除去表面上的氧化膜。接著，通過等離子體CVD法在300℃的膜形成溫度下其上層疊形成100nm厚由原材料氣體SiH4和N2O制備的氮氧化硅膜34b(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)，此外，通過等離子體CVD法在300℃的溫度使用SiH4的膜形成氣體在不暴露空氣下形成具有非晶結(jié)構(gòu)和厚度54nm的半導(dǎo)體層(此時(shí)為非晶硅層35)(圖3A疊層結(jié)構(gòu)的形成)。
接下來，用旋涂器涂敷含重量10ppm鎳的乙酸鎳溶液。代替涂敷法，可以使用通過濺射在整個(gè)表面上散布鎳元素的方法。隨后，通過進(jìn)行熱處理用于晶化形成具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(此時(shí)為多晶硅層36)(圖3B結(jié)晶化(熱處理))。這里，進(jìn)行用于脫氫的熱處理(500℃，1小時(shí))之后，進(jìn)行用于晶化的熱處理(550℃，4小時(shí))得到具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜。順便提及，此時(shí)，使用鎳作為金屬元素用于促進(jìn)硅晶化的晶化技術(shù)，但是也可以使用其它的公知晶化技術(shù)，例如固相生長(zhǎng)法或激光晶化法。
隨后，使用環(huán)氧樹脂作為粘接層37，膜基片38(此時(shí)為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET))被粘貼在多晶硅層36上(圖3C膜基片38的粘貼)。
得到圖3C所示的狀態(tài)之后，用人手拉膜基片38和基片30，以便將它們相互分開。在已剝離的基片30中，發(fā)現(xiàn)至少氮化鈦和鋁-硅合金層保留。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)，推測(cè)剝離發(fā)生在氧化硅33的層內(nèi)或界面。
如上所述，通過形成與第一材料層相鄰的第二材料層并剝離形成在第二材料層上的剝離層，可以從基片30的整個(gè)表面上將剝離層剝離。圖3D示出基片30的剝離。
(實(shí)驗(yàn)2)這里，當(dāng)使用TiN、W、WN、Ta和TaN作為第一材料層時(shí)，形成第二材料層(氧化硅膜厚度，200nm)，同時(shí)接觸第一材料層，為了證實(shí)形成在第二材料層上的剝離層是否能從基片剝離，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
作為樣品1，通過濺射法在玻璃基片上形成膜厚度100nm的TiN，之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，類似于實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行疊置和晶化。
作為樣品2，通過濺射法在玻璃基片上形成膜厚5nm的W’之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，類似于實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行疊置和晶化。
對(duì)于樣品3，通過濺射法在玻璃基片上形成膜厚5nm的WN之后，形成20nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，類似于實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行疊置和晶化。
對(duì)于樣品4，通過濺射法在玻璃基片上形成膜厚5nm的TiN之后，形成20nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，類似于實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行疊置和晶化。
對(duì)于樣品5，通過濺射法在玻璃基片上形成膜厚50nm的Ta之后，形成20nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，類似于實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行疊置和晶化。
對(duì)于樣品6，通過濺射法在玻璃基片上形成膜厚5nm的TaN之后，形成20nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，類似于實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行疊置和晶化。
在以上面介紹的方式中形成樣品1-6，通過將粘結(jié)帶粘貼到每個(gè)剝離層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)是否可能剝離。結(jié)果顯示在表1中。


此外，測(cè)量熱處理(550℃，4小時(shí))之前和之后的氧化硅膜、TiN膜、W膜和Ta膜每個(gè)上的內(nèi)應(yīng)力。結(jié)果顯示在表2中。


順便提及，測(cè)量通過濺射法在硅基片上形成的400nm膜厚的氧化硅膜，對(duì)于TiN膜、W膜和Ta膜，在玻璃基片上形成的40nm膜厚的膜之后，測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力，然后疊置氧化硅膜作為帽蓋膜并進(jìn)行熱處理之后，除去帽蓋膜，并再次測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力。此外，每個(gè)樣品制備2件進(jìn)行測(cè)量。
對(duì)于W膜，雖然形成膜之后立即具有了壓縮應(yīng)力(約-7×109(Dyne/cm2))，通過熱處理膜具有了拉伸應(yīng)力(約8×109-9×109(Dyne/cm2))，并且剝離狀態(tài)優(yōu)良。對(duì)于TiN膜，熱處理之前和之后應(yīng)力幾乎沒有改變，膜具有拉伸應(yīng)力(約3.9×109-4.5×109(Dyne/cm2))，變化很小。然而，當(dāng)膜厚為50nm或更薄時(shí)，剝離較差。對(duì)于Ta膜，雖然形成膜之后立即具有了拉伸應(yīng)力(約5.1×109-9.2×109(Dyne/cm2))，通過熱處理膜具有了壓縮應(yīng)力(約-2×109～-7.8×109(Dyne/cm2))，通過帶測(cè)試，沒有剝離。此外，對(duì)于氧化硅膜，熱處理之前和之后應(yīng)力幾乎沒改變，膜具有壓縮應(yīng)力(約-9.4×109～-1.3×109(Dyne/cm2))，變化很小。
從這些結(jié)果中，剝離現(xiàn)象與粘附性有關(guān)取決于多種因素，具體地，主要與內(nèi)應(yīng)力有關(guān)，使用熱處理之后具有壓縮應(yīng)力的第二材料層和具有拉伸應(yīng)力的第一材料層，發(fā)現(xiàn)在基片的整個(gè)表面中將剝離層剝離。此外，通過熱處理或激光輻射處理改變應(yīng)力時(shí)，優(yōu)選使用與熱處理或激光輻射處理之前相比拉伸力的值增加的材料作為第一材料層。


圖1A到1C示出了實(shí)施例1；圖2A到2C示出了實(shí)施例2；圖3A到3D示出了實(shí)驗(yàn)；圖4A到4C示出了實(shí)施例3；圖5A到5C示出了實(shí)施例4；圖6A到6D示出了有源矩陣基片的制造步驟；圖7A到7C示出了有源矩陣基片的制造步驟；圖8示出了有源矩陣基片；圖9A到9D示出了例2；圖10A到10E示出了例3；圖11示出了例4；圖12示出了例5；圖13A到13D示出了例6；圖14A到14C示出了例7；圖15A和15B示出了例8；圖16示出了例8；圖17示出了例9；圖18A到18F示出了電子設(shè)備的例子；圖19A到19C示出了電子設(shè)備的例子。
具體實(shí)施例方式
下面介紹本發(fā)明的各實(shí)施例。
實(shí)施例1下面，參考圖1簡(jiǎn)要介紹本發(fā)明典型的剝離過程，其中圖1A為剝離基片10之前的視圖，圖1B為剝離基片10步驟的視圖，圖1C為剝離后狀態(tài)的視圖。
在圖1A中，參考數(shù)字10表基片，11表示具有拉伸應(yīng)力的第一材料層，12表示具有壓縮應(yīng)力的第二材料層，13表示剝離層。
在圖1A中，基片10可以為石英基片、陶瓷基片等。此外，也可以使用硅基片、金屬基片或不銹鋼基片。
首先，如圖1A所示，第一材料層11形成在基片10上。第一材料層11具有拉伸應(yīng)力，甚至形成膜之后立即具有壓縮應(yīng)力，對(duì)于層，使用通過熱處理或激光輻射處理在剝離層形成中不會(huì)產(chǎn)生異常例如剝離并且剝離層形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范圍內(nèi)拉伸應(yīng)力的材料很重要。典型的例子為選自W、WN、TiN、TiIs的元素作為合金材料和含有以上元素作為主要成分的化合物的單層和它們的疊層結(jié)構(gòu)。
接下來，第二材料層12形成在第一材料層11上。對(duì)于第二材料層12，使用通過熱處理或激光束照射處理在剝離層形成中不會(huì)產(chǎn)生異常例如剝離并且剝離層形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范圍內(nèi)拉伸應(yīng)力的材料很重要。典型的例子為氧化硅、氮氧化硅和金屬氧化物材料的單層和它們的疊層結(jié)構(gòu)。第二材料層12，可以通過任何膜形成法形成，例如濺射法、等離子體CVD法、涂敷法等。
在本發(fā)明中，重要的是使第二材料層12具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層11具有拉伸應(yīng)力。各膜的厚度適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在1nm到1000nm的范圍內(nèi)，以調(diào)節(jié)第一材料層11中的內(nèi)應(yīng)力和第二材料層12中的內(nèi)應(yīng)力。此外進(jìn)行熱處理或激光束照射處理以調(diào)節(jié)第一材料層11中的內(nèi)應(yīng)力和第二材料層12中的內(nèi)應(yīng)力。
此外，在圖1中，雖然為了簡(jiǎn)化工藝，示出了形成與基片10鄰接的第一材料層11的一個(gè)例子，將變?yōu)榫彌_層的絕緣層或金屬層也可以形成在基片10和第一材料層11之間，以增強(qiáng)與基片10的粘附性。
隨后，在第二材料層12上形成剝離層13(圖1A)。剝離層13可以是含有多種元件例如TFT(薄膜二極管、具有硅的PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件以及硅電阻元件)的層?？梢赃M(jìn)行基片10能夠承受范圍的熱處理。在本發(fā)明中，即使第二材料層12的內(nèi)應(yīng)力與第一材料層11的內(nèi)應(yīng)力彼此不同，通過在剝離層13的形成步驟中的熱處理中不會(huì)發(fā)生膜剝離。
隨后，用物理方式剝離掉形成有第一材料層11的基片10(圖1B)。由于第二材料層12具有拉伸應(yīng)力和第一材料層11具有壓縮應(yīng)力，因此用較小的力就可以進(jìn)行剝離。此時(shí)，顯示了假設(shè)剝離層13有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的一個(gè)例子，當(dāng)剝離層13的機(jī)械強(qiáng)度不夠時(shí)，優(yōu)選剝離層粘貼到將剝離層13固定的支撐體(未示出)之后進(jìn)行剝離。
以此方式，形成在第二材料層12上的剝離層13與基片10分開。剝離之后的狀態(tài)顯示在圖1C中。
此外，剝離之后，剝離掉的物體，即剝離層13粘貼在傳送體(未示出)上。
本發(fā)明適用于多種半導(dǎo)體器件的制備方法。特別是，使用塑料基片作為傳送體和支撐體，重量很輕。
當(dāng)制備液晶顯示裝置時(shí)，支撐體作為反基片(counter substrate)，密封材料作為粘結(jié)劑將支撐體粘貼到剝離層。此時(shí)，形成在剝離層中的元件具有像素電極，液晶材料封在像素電極和以上相對(duì)的電極之間。此外，制備液晶顯示器件的工藝順序不必特別限定，可以下面的方式進(jìn)行粘貼反基片作為支撐體并且注入液晶之后，將基片剝離并粘貼塑料基片作為傳送體，或形成像素電極之后，剝離基片，然后粘貼塑料基片作為第一傳送體之后，接著粘貼反基片作為第二傳送體。
制備發(fā)光裝置例如EL發(fā)光器件時(shí)，優(yōu)選使用密封材料作為支撐體，將發(fā)光元件完全與外部斷開，以防止加速有機(jī)化合物層退化的外部物質(zhì)例如水分和氧滲透。此外，制備發(fā)光裝置例如EL發(fā)光器件時(shí)，不僅優(yōu)選使用支撐體而且優(yōu)選使用傳送體，以便能夠充分地防止加速有機(jī)化合物層退化的外部物質(zhì)例如水分和氧滲透。制備液晶顯示裝置的工藝順序不必特別限定，可以下面方式進(jìn)行形成發(fā)光元件之后，粘貼作為支撐體的塑料基片，將基片剝離。然后，粘貼作為傳送體的塑料基片，或形成發(fā)光元件之后，剝離基片，然后粘貼塑料基片作為第一傳送體，接著粘貼反基片作為第二傳送體。
實(shí)施例2對(duì)于本實(shí)施例，將參考圖2簡(jiǎn)單地描述剝離掉基片同時(shí)在形成與剝離層鄰接的基底絕緣層之后，防止雜質(zhì)由第一材料層和基片擴(kuò)散的剝離過程，其中，圖2A為剝離基片20之前的視圖，圖2B為基片20剝離的視圖，圖2C為剝離后狀態(tài)的視圖。
在圖2A中，參考數(shù)字20表示基片，21表示具有拉伸應(yīng)力的第一材料層，22表示具有壓縮應(yīng)力的第二材料層，23a和23b各代表基底絕緣層，24表示剝離層。
在圖2A中，基片20可以為玻璃基片、石英基片、陶瓷基片等。此外，可以使用硅基片、金屬基片或不銹鋼基片。
首先，如圖2A所示，第一材料層21形成在基片20上。第一材料層21在膜形成之后立即具有壓縮應(yīng)力或拉伸應(yīng)力，對(duì)于層，使用通過熱處理或激光輻射處理在剝離層形成中不會(huì)產(chǎn)生異常例如剝離并且剝離層形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范圍內(nèi)拉伸應(yīng)力的材料很重要。典型的例子為選自W、WN、TiN、TiIs的元素作為合金材料和含有以上元素作為主要成分的化合物材料的單層和它們的疊層結(jié)構(gòu)。
接下來，第二材料層22形成在第一材料層21上。對(duì)于第二材料層2，使用通過熱處理或激光束照射處理在剝離層形成中不會(huì)產(chǎn)生異常例如剝離并且剝離層形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范圍內(nèi)壓縮應(yīng)力的材料很重要。第二材料層22的典型例子為氧化硅、氮氧化硅和金屬氧化物材料以及它們的疊層結(jié)構(gòu)。第二材料層22，可以通過任何膜形成法形成，例如濺射法、等離子體CVD法、涂敷法等。
在本發(fā)明中，重要的是使第二材料層22具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層21具有拉伸應(yīng)力。各膜的厚度適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在1nm到1000nm的范圍內(nèi)，以調(diào)節(jié)第一材料層21中的內(nèi)應(yīng)力和第二材料層22中的內(nèi)應(yīng)力。此外，進(jìn)行熱處理或激光束照射處理以調(diào)節(jié)第一材料層21中的內(nèi)應(yīng)力和第二材料層22中的內(nèi)應(yīng)力。
此外，在圖2中，雖然為了簡(jiǎn)化工藝，示出了形成與基片20鄰接的第一材料層21的一個(gè)例子，將變?yōu)榫彌_層的絕緣層或金屬層也可以形成在基片20和第一材料層21之間，以增強(qiáng)與基片20的粘附性。
隨后，在第二材料層22上形成基底絕緣層23a和23b。此時(shí)，通過等離子體CVD法在400℃的膜形成溫度下使用原材料氣體SiH4、NH3和N2O形成厚度50nm(優(yōu)選10到200nm)的氮氧化硅膜23a(組分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)，接著，通過等離子體CVD法在400℃的膜形成溫度下使用原材料氣體SiH4和N2O疊置形成100nm厚(優(yōu)選50到200nm)的氮氧化硅膜23b(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。但不必特別限定這些層，可以使用單層結(jié)構(gòu)或具有三層或更多層的疊層結(jié)構(gòu)。
隨后，剝離層24形成在基底絕緣層23b上(圖2A)。
對(duì)于這種兩層基底絕緣層23a、23b結(jié)構(gòu)，在形成剝離層24的工藝中，可以防止雜質(zhì)由第一材料層21、第二材料層22和基片20擴(kuò)散。此外，由于基底絕緣層23a、23b可以增強(qiáng)第二材料層22和剝離層24之間的粘附性。
此外，當(dāng)?shù)谝徊牧蠈?1或第二材料層22的表面粗糙時(shí)，形成基底絕緣層之前或之后應(yīng)平坦化表面。通過平坦化剝離層24的覆蓋變得更好，形成含有元件的剝離層24時(shí)，由于元件的特性變得容易穩(wěn)定，因此優(yōu)選。順便提及，對(duì)于平坦化處理，可以使用通過形成涂敷膜(抗蝕劑膜等)然后可以采用腐蝕、化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP法)等的用于平坦化的深腐蝕(etching back)法。
隨后，通過物理方式剝離掉其上提供有第一材料層21的基片20(圖2B)。由于第二材料層22具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層21具有拉伸應(yīng)力，因此可以較小的力進(jìn)行剝離。此外，雖然示出了假設(shè)剝離層24有足夠機(jī)械強(qiáng)度的一個(gè)例子，然而當(dāng)剝離層24的機(jī)械強(qiáng)度不夠時(shí)，優(yōu)選粘貼固定剝離層24的支撐體(未顯示)之后進(jìn)行剝離。
以此方式，形成在基底絕緣層22上的剝離層24可以與基片20分離。剝離之后的狀態(tài)顯示在圖2C中。
然而，剝離之后，剝離層24粘貼在傳送體(未顯示)上。
本發(fā)明適用于多種半導(dǎo)體器件的制備方法。特別是，使用塑料基片作為傳送體和支撐體時(shí)，重量很輕。
當(dāng)制備液晶顯示裝置時(shí)，支撐體作為反基片，密封材料作為粘結(jié)劑將支撐體粘貼到剝離層。此時(shí)，形成在剝離層中的元件具有像素電極，液晶材料封在像素電極和上述相對(duì)的電極之間。此外，制備液晶顯示裝置的工藝順序不必特別限定，可以下面的方式進(jìn)行粘貼反基片作為支撐體并且注入液晶之后，將基片剝離并粘貼塑料基片作為傳送體，或形成像素電極之后，剝離基片，然后粘貼塑料基片作為第一傳送體，接著粘貼反基片作為第二傳送體。
制備發(fā)光裝置例如EL發(fā)光器件時(shí)，優(yōu)選使用密封材料作為支撐體，將發(fā)光元件完全與外部隔開，以防止加速有機(jī)化合物層退化的外部物質(zhì)例如水和氧滲透。此外，制備發(fā)光裝置例如EL發(fā)光器件時(shí)，不僅優(yōu)選支撐體還要優(yōu)選傳送體以能夠充分地防止加速有機(jī)化合物層退化的外部物質(zhì)例如水和氧滲透。制備發(fā)光裝置的工藝順序不必特別限定，可以下面方式進(jìn)行形成發(fā)光元件之后，粘貼塑料基片作為支撐體，將基片剝離，然后，粘貼塑料基片作為傳送體，或形成發(fā)光元件之后，剝離基片，然后粘貼塑料基片作為第一傳送體，接著粘貼塑料基片作為第二傳送體。
實(shí)施例3在本實(shí)施例中，將參考圖4描述除了實(shí)施例1之外，進(jìn)行激光束照射或熱處理以促進(jìn)剝離的一個(gè)例子，其中圖4A為剝離基片40之前的視圖，圖4B為剝離基片40步驟的視圖，圖4C為剝離后狀態(tài)的視圖。
在圖4A中，參考數(shù)字40表示基片，參考數(shù)字41表示拉伸應(yīng)力的第一材料層，參考數(shù)字42表示壓縮應(yīng)力的第二材料層，參考數(shù)字43表示剝離層。
由于直到形成剝離層43的工藝都與實(shí)施例1相同，因此省略了介紹。
形成剝離層43之后，進(jìn)行激光束照射(圖3A)?？梢允褂玫募す馐ɡ鐪?zhǔn)分子激光器的氣體激光器，例如YVO4激光器、YAG激光器的固態(tài)激光器，以及半導(dǎo)體激光器。激光振蕩的狀態(tài)可以是連續(xù)振蕩或脈沖振蕩，激光束的形狀可以是直線、矩形、圓形或橢圓形中的任何一種。使用的波長(zhǎng)可以是基波、二次諧波或三次諧波。此外，掃描方法可以在垂直方向、橫向、或?qū)蔷€方向中進(jìn)行，并且來回往復(fù)。
對(duì)于作為第一材料層41的材料，優(yōu)選能夠容易吸收激光束的材料，并且可以使用金屬材料，優(yōu)選金屬氮化物材料例如氮化鈦。順便提及，為了傳輸激光束，使用具有半透明度的基片作為基片40。
隨后，通過物理方式剝離其上提供有第一材料層41的基片40(圖4B)。由于第二材料層42具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層41具有拉伸應(yīng)力，因此可以較小的力進(jìn)行剝離。
激光束照射加熱了第一材料層41和第二材料層42以致改變了兩層的內(nèi)應(yīng)力，并促進(jìn)了剝離，可以用較小的力進(jìn)行剝離。此外，此時(shí)，雖然示出了假設(shè)剝離層43有足夠機(jī)械強(qiáng)度的一個(gè)例子，然而，當(dāng)剝離層43的機(jī)械強(qiáng)度不夠時(shí)，優(yōu)選粘貼固定剝離層43的支撐體(未顯示)之后進(jìn)行剝離。
以此方式，形成在第二材料層42上的剝離層24可以與基片40分離。剝離之后的狀態(tài)顯示在圖4C中。
此外，不限于激光束，可以使用可見光、紅外線、紫外線、鹵素?zé)舭l(fā)出的微波等。
此外，代替激光束，可以在電爐中進(jìn)行熱處理。
此外，粘貼支撐體之前，或通過物理方式進(jìn)行以上剝離之前，可以進(jìn)行熱處理或激光束照射。
此外，本實(shí)施例可以與實(shí)施例2結(jié)合。
實(shí)施例4在本實(shí)施例中，除了實(shí)施例1，參考圖5介紹在第一材料層和第二材料層之間的界面上形成顆粒形氧化物以促進(jìn)剝離的一個(gè)例子，其中，圖5A示出剝離基片50之前的視圖，圖5B為剝離基片50步驟的視圖，圖5C為剝離后狀態(tài)的視圖。
在圖5A中，參考數(shù)字50表示基片，51表示拉伸應(yīng)力的第一材料層，52a表示顆粒形氧化物，52b表示壓縮應(yīng)力的第二材料層，53表示剝離層。
由于直到形成第一材料層51的步驟都與實(shí)施例1相同，因此省略了介紹。
形成第一材料層51之后，形成顆粒形氧化物52a。對(duì)于顆粒形氧化物52a，可以使用金屬氧化物材料，例如ITO(氧化銦-氧化錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等。
隨后，當(dāng)覆蓋顆粒形氧化物52a時(shí)形成第二材料層52b。對(duì)于第二材料層52b，可以使用例如氧化硅、氮氧化硅和金屬氧化物材料。順便提及，可以通過例如濺射法、等離子體CVD法、涂敷法等的膜形成法形成第二材料層52b。
隨后，在第二材料層52b上形成剝離層53(圖5A)。
隨后，用物理方式剝離提供在第一材料層51上的基片50(圖5B)。由于第二材料層52b具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層51具有拉伸應(yīng)力，用較小的力就可以進(jìn)行剝離。
形成顆粒形氧化物52a減弱了第一材料層51和第二材料層52的結(jié)合力，并改變了相互之間的粘附性，促進(jìn)了剝離，可以用較小的力進(jìn)行剝離。此外，此時(shí)示出了假設(shè)剝離層53有足夠機(jī)械強(qiáng)度的一個(gè)例子，然而，當(dāng)剝離層53的機(jī)械強(qiáng)度不夠時(shí)，優(yōu)選粘貼固定剝離層53的支撐體(未顯示)之后進(jìn)行剝離。
以此方式，形成在第二材料層52b上的剝離層53可以與基片50分離。剝離之后的狀態(tài)顯示在圖5C中。
本實(shí)施例可以與實(shí)施例2或?qū)嵤├?結(jié)合。
下面參考實(shí)例詳細(xì)地介紹具有上述各構(gòu)成的本發(fā)明。
實(shí)例例1下面參考圖6到圖8介紹本發(fā)明的各例。這里，將詳細(xì)地介紹提供在像素部分的周邊中形成的像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的TFT(n溝道型TFT和p溝道型TFT)同時(shí)制備在一個(gè)基片上的方法。
首先，第一材料層101、第二材料層102和基底絕緣層103形成在基片100上，得到具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，然后進(jìn)行需要形狀的腐蝕處理以形成島形隔離的半導(dǎo)體層104-108。
玻璃基片(#1737)可以用做基片100。
此外，對(duì)于第一材料層101，可以使用任何材料，而不必特別限定，只要它在以后要進(jìn)行的剝離步驟之前立即具有范圍為1-1×1010(Dyne/cm2)的拉伸應(yīng)力，可以使用金屬材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半導(dǎo)體材料(例如，Si、Ge等)、絕緣材料、有機(jī)材料的任何一種的單層或它們的疊層。此時(shí)，使用通過濺射法形成膜厚100nm的氮化鈦膜。
此外，對(duì)于第二材料層102，可以使用任何材料，而不必特別限定，只要它在以后要進(jìn)行的剝離步驟之前立即具有范圍為-1至-1×1010(Dyne/cm2)的壓縮應(yīng)力，可以使用金屬材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半導(dǎo)體材料(例如，Si、Ge等)、絕緣材料、有機(jī)材料的任何一種的單層或它們的疊層?？梢允褂醚趸璨牧匣蚪饘傺趸锊牧辖M成的單層，或它們的疊層。熱處理期間，金屬層101和第二材料層102之間的結(jié)合力很強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生膜剝離(也僅稱為“剝離”)。然而，通過物理方式在第二材料層內(nèi)或界面上容易進(jìn)行剝離。
隨后，對(duì)于基底絕緣層103，通過使用等離子體CVD法在400℃的膜形成溫度下形成厚度50nm(優(yōu)選10到200nm)由原材料氣體SiH4、NH3和N2O(組分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)形成的氮氧化硅103a。隨后，用臭氧水清洗表面之后，用稀釋的氫氟酸(1/100稀釋)除去表面上的氧化膜。之后，通過使用等離子體CVD法在400℃的膜形成溫度下在其上形成100nm厚(優(yōu)選，50-200nm)由原材料氣體SiH4和N2O(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)形成的氮氧化硅膜103b，由此形成疊層。此外，不暴露到大氣，通過使用等離子體CVD法用SiH4作為膜形成氣體在300℃的膜形成溫度下形成厚度54nm(優(yōu)選，25-80nm)具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層(這里為非晶硅層)。
在本例中，基底絕緣層103顯示為兩層結(jié)構(gòu)，但也可以采用以上絕緣膜的單層膜或疊置兩層或兩層以上的膜結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)于半導(dǎo)體膜的材料沒有限制。但優(yōu)選，通過公知的方式(濺射、LPCVD、等離子體CVD等)使用硅或硅鍺(SixGe1-x(X＝0.0001-0.02))合金形成。此外，等離子體CVD裝置可以是單晶片型或分批型。此外，基底絕緣膜和半導(dǎo)體膜可以在相同的膜形成室中不接觸空氣下連續(xù)地形成。
隨后，清洗具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜表面之后，在表面上用臭氧水形成厚度約2nm極薄的氧化膜。接著，為了控制TFT的閾值，摻雜微量的雜質(zhì)元素(硼或磷)。這里，使用離子摻雜法，其中等離子體激活的乙硼烷(B2H6)同時(shí)不大量分離(mass-separation)，在下面的摻雜條件下將硼添加到非晶硅膜15kV的加速電壓；用氫稀釋為1％乙硼烷的氣體流速為30sccm，2×1012/cm2的劑量。
隨后，用旋涂器涂敷含10ppm重量鎳的乙酸鎳鹽溶液。也可以使用濺射法代替涂敷將鎳元素噴射在整個(gè)表面的方法。
接著，進(jìn)行熱處理以進(jìn)行晶化，由此形成具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。對(duì)于所述熱處理，進(jìn)行使用電爐或強(qiáng)光照射的熱處理。當(dāng)利用電爐進(jìn)行熱處理時(shí)，可以在500℃-650℃進(jìn)行4-24小時(shí)。這里，進(jìn)行脫氫作用的熱處理(500℃，1小時(shí))之后，進(jìn)行用于晶化的熱處理(550℃，4小時(shí))，得到具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜。應(yīng)該注意，雖然使用通過電爐的熱處理進(jìn)行晶化，然而，也可以通過燈退火裝置進(jìn)行晶化。還應(yīng)該注意，這里使用鎳作為促進(jìn)硅晶化的金屬元素的晶化技術(shù)，然而，也可以使用其它公知的晶化技術(shù)，例如，固相生長(zhǎng)法和激光晶化法。
之后，通過稀釋的氫氟酸等除去具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜表面上的氧化膜之后，在大氣或氧氣氛中進(jìn)行第一激光(XeCl波長(zhǎng)308nm)的照射以提高晶化率并修復(fù)保留在晶粒內(nèi)的缺陷。對(duì)于激光，使用波長(zhǎng)400nm或400nm以下的準(zhǔn)分子激光、或YAG激光的二次諧波或三次諧波。總之，使用具有約10-1000Hz重復(fù)頻率的脈沖激光，脈沖激光通過光學(xué)系統(tǒng)聚光為100-500mJ/cm2，用90-95％的重合度照射，由此掃描硅膜表面。這里，在空氣中30Hz的重復(fù)頻率、393mJ/cm2的能量密度進(jìn)行第一激光的照射。應(yīng)該指出由于照射在空氣中或在氧氣氛中進(jìn)行，通過第一激光的照射，氧化膜形成在表面上。
隨后，用稀釋的氫氟酸除去第一激光束照射形成的氧化膜之后，在氮?dú)夥栈蛘婵罩羞M(jìn)行第二激光的照射，因此平坦化了半導(dǎo)體膜的表面。波長(zhǎng)400nm或以下的準(zhǔn)分子激光、或YAG激光的二次諧波或三次諧波用做激光(第二激光)。第二激光的能量密度大于第一激光束的能量密度，優(yōu)選，大于30-60mJ/cm2。這里，在30Hz的重復(fù)頻率、453mJ/cm2的能量密度進(jìn)行第二激光的照射，由此設(shè)置半導(dǎo)體膜表面中不均勻度的P-V值(峰到谷，最大值到最小值之間的差異)為50nm或50nm以下。通過AFM(原子力顯微鏡)可得到P-V值。
此外，在本例中，雖然在整個(gè)表面上進(jìn)行第二激光的照射，然而，由于OFF狀態(tài)電流的減小影響了像素部分的TFT，因此可采取進(jìn)行選擇性地照射至少像素部分的步驟。
隨后，通過用臭氧水處理表面120秒形成總厚度1-5nm氧化膜組成的阻擋層。
接著，通過濺射法在阻擋層上形成膜厚150nm含有氬元素作為吸氣部位的非晶硅膜。本例濺射法的膜形成條件為0.3Pa的膜形成壓力、50sccm的氣體(Ar)流速、3kW的膜形成功率和150℃的基片溫度。應(yīng)該注意在以上條件下，非晶硅膜中含有的氬元素的原子濃度在3×1020/cm3到6×1020/cm3的范圍內(nèi)，氧的原子濃度在1×1019/cm3到3×1019/cm3的范圍內(nèi)。然后，使用燈退火裝置進(jìn)行650℃、3分鐘的熱處理進(jìn)行吸氣。
之后，阻擋層作為腐蝕終止層選擇性地除去含有氬元素作為吸氣部位的非晶硅膜，然后用稀釋的氫氟酸選擇性地除去阻擋層。應(yīng)該注意由于吸氣時(shí)，存在鎳容易移動(dòng)到較高氧密度區(qū)域的趨勢(shì)，因此希望吸氣之后除去由氧化膜組成的阻擋層。
接下來，薄氧化膜用臭氧水形成在具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜(也稱做多晶硅膜)表面上之后，形成由抗蝕劑制成的掩模，進(jìn)行腐蝕工藝得到需要的形狀，由此形成相互隔離的島形半導(dǎo)體層104-108。形成半導(dǎo)體層之后，除去由抗蝕劑制成的掩模。
此后，用含氫氟酸的腐蝕劑除去氧化膜，同時(shí)，清洗硅膜表面。之后，形成硅作為主要成分并且將為柵絕緣膜109的絕緣膜。在本例中，通過等離子體CVD形成厚度115nm的氮氧化硅膜(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。
接著，如圖6A(圖6A示出半導(dǎo)體層的形成/絕緣膜的形成/第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的形成)所示，在柵絕緣膜109上，疊置地形成具有20-100nm膜厚的第一導(dǎo)電膜110a和具有100-400nm膜厚的第二導(dǎo)電膜110b。在本例中，膜厚度50nm的氮化鈦膜和膜厚度370nm的鎢膜依次疊置在柵絕緣膜109上。
對(duì)于形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料，使用選自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu或含以上元素作為它的主要成分的合金材料或化合物材料。此外，可以使用如摻雜磷雜質(zhì)元素的多晶硅膜代表的半導(dǎo)體膜，或AgPdCu合金作為第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜。此外，本發(fā)明不限于兩層結(jié)構(gòu)。例如，可以采用三層結(jié)構(gòu)，其中依次疊置50nm膜厚的鎢膜、500nm膜厚的鋁-硅(Al-Si)合金，以及膜厚30nm的氮化鈦膜。此外，對(duì)于三層結(jié)構(gòu)，代替鎢的第一導(dǎo)電膜，可以使用氮化鎢，代替鋁-硅(Al-Si)合金的第二導(dǎo)電膜，可以使用鋁-鈦(Al-Ti)合金膜，或使用鈦膜代替氮化鈦膜的第三導(dǎo)電膜。此外，也可以采用單層結(jié)構(gòu)。
接下來，如圖6B所示(圖6B示出第一腐蝕工藝)，通過曝光步驟形成掩模112-117，進(jìn)行形成柵電極和布線的第一腐蝕工藝。在第一和第二腐蝕條件下進(jìn)行第一腐蝕工藝。優(yōu)選使用ICP(感應(yīng)耦合等離子體)腐蝕法用做腐蝕工藝。使用ICP腐蝕法，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)腐蝕條件(施加到線圈型電極的電能、施加到基片一側(cè)電極的電能、基片一側(cè)電極的溫度等)將膜腐蝕成需要的錐形。應(yīng)該注意，可以適當(dāng)?shù)厥褂糜蒀l2、BCl3、SiCl4、CCl4等代表的氯基氣體、由CF4、SF6、NF3等代表的氟基氣體和O2作為腐蝕氣體。
在本例中，提供150W的RF(13.56MHz)電源也施加到基片(樣品臺(tái))，基本上施加負(fù)自偏置電壓。應(yīng)該注意基片的電極面積的尺寸為12.5cm×12.5cm，線圈型電極(這里為提供有線圈的石英圓盤)的尺寸為直徑25cm。在第一腐蝕條件下，腐蝕W膜將第一導(dǎo)電層的端部形成錐形。第一腐蝕條件下，對(duì)W的腐蝕速率為200.39nm/min，對(duì)TaN的腐蝕速率為80.32nm/min，W對(duì)TaN的選擇率約為2.5。此外，W的錐角約26°。此后，不除去由抗蝕劑組成的掩模110-115第一腐蝕條件變?yōu)榈诙g條件。使用CF4和Cl2作為腐蝕氣體，氣體的流速設(shè)置成30/30sccm，在1Pa壓力下將線圈型電極接通500W的RF(13.56MHz)電源以產(chǎn)生等離子體，由此進(jìn)行約30秒的腐蝕。也接通20W的RF(13.56MHz)電源也施加到基片一側(cè)(樣品臺(tái))，基本上施加負(fù)自偏置電壓。在第二腐蝕條件下，混合CF4和Cl2，W膜和TaN膜以同等水平腐蝕。在第二腐蝕條件下對(duì)W的腐蝕速率為58.97nm/min，對(duì)TaN的腐蝕速率為66.34nm/min。應(yīng)該注意為了進(jìn)行腐蝕同時(shí)在柵絕緣膜上沒有剩余的殘留物，以約10-20％的比例增加腐蝕時(shí)間。
在以上介紹的第一腐蝕工藝中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)由抗蝕劑組成的掩模形狀，由于施加到基片側(cè)上的偏壓的影響，第一導(dǎo)電層的端部和第二導(dǎo)電層的端部為錐形。錐形部分的角度充分地設(shè)置為15到45°。
由此，通過第一腐蝕工藝形成由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層(第一導(dǎo)電層119a-124a和第二導(dǎo)電層119b-124b)組成的第一形狀的導(dǎo)電層119-124。腐蝕成為柵絕緣膜的絕緣膜109約10-20nm，成為柵絕緣膜118，其中沒有被第一形狀的導(dǎo)電層119-124覆蓋的區(qū)域減薄。
隨后，進(jìn)行第二腐蝕處理同時(shí)不除去由抗蝕劑組成的掩模。這里，使用SF6、Cl2和O2用做腐蝕氣體，使氣體的流速設(shè)置為24/12/24sccm，700W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈型電極，產(chǎn)生1.3Pa壓力的等離子體。10W的RF(13.56MHz)電源施加到基片一側(cè)(樣品臺(tái))，基本上施加負(fù)自偏置電壓。在第二腐蝕工藝中，對(duì)W的腐蝕速率為227.3nm/min，對(duì)TaN的腐蝕速率為32.1nm/min，W對(duì)TaN的選擇率為7.1，對(duì)為絕緣膜118的SiON腐蝕速率為33.7nm/min，W對(duì)SiON的選擇率為6.83。當(dāng)SF6用做腐蝕氣體時(shí)，如上所述對(duì)絕緣膜118的選擇率很高，因此可以抑制膜厚減少。在本例中，在絕緣膜118的厚度僅減少約8nm。
通過第二腐蝕工藝，W的錐角變成70°。通過第二腐蝕工藝，形成第二導(dǎo)電層126b-131b。另一方面，幾乎不腐蝕第一導(dǎo)電層，成為第一導(dǎo)電層126a-131a。應(yīng)該注意第一導(dǎo)電層126a-131a的尺寸幾乎與第一導(dǎo)電層119a-124a相同。實(shí)際上，雖然有時(shí)與第二次腐蝕工藝之前相比第一導(dǎo)電層的寬度減少約0.3μm，即，整個(gè)線寬減少約0.6μm。然而，第一導(dǎo)電層的尺寸幾乎沒有變化。
此外，代替兩層結(jié)構(gòu)，采用三層結(jié)構(gòu)，其中膜厚50nm的鎢膜、膜厚500nm的膜厚的鋁-硅(Al-Si)合金，以及30nm的氮化鈦膜依次疊置，對(duì)于第一腐蝕工藝的第一腐蝕條件，其中BCl3、Cl2和O2作為原材料氣體；氣體的流速設(shè)置為65/10/5(sccm)；300W的RF(13.56MHz)電源施加到基片一側(cè)(樣品臺(tái))；在1.2Pa壓力下450W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈型電極，產(chǎn)生等離子體，腐蝕進(jìn)行117秒。對(duì)于第一腐蝕工藝的第二腐蝕條件，使用CF4、Cl2和O2，氣體的流速設(shè)置為25/25/10sccm，20W的RF(13.56MHz)電源施加到基片一側(cè)(樣品臺(tái))；在1Pa壓力下500W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈型電極以產(chǎn)生等離子體。采用以上條件，可以充分地進(jìn)行約30秒的腐蝕。在第二腐蝕工藝中，使用BCl3和Cl2，氣體的流速設(shè)置為20/60sccm，100W的RF(13.5MHz)電源施加到基片一側(cè)(樣品臺(tái))，在1.2Pa壓力下將600W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈型電極以產(chǎn)生等離子體，由此進(jìn)行腐蝕。
隨后，除去由抗蝕劑組成的掩模，然后進(jìn)行第一摻雜工藝得到圖6D的狀態(tài)(圖6D示出第二腐蝕工藝)。通過離子摻雜法和離子注入法進(jìn)行摻雜工藝。在為1.5×1014atom/cm2的劑量，60-100keV的加速電壓的條件下進(jìn)行離子摻雜。對(duì)于賦予n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，通常使用磷(P)或砷(As)。此時(shí)，針對(duì)賦予n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素掩蔽第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層126-130，以自對(duì)準(zhǔn)方式形成第一雜質(zhì)區(qū)132-136。在1×1016到1×1017/cm3的濃度范圍內(nèi)添加賦予n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素到第一雜質(zhì)區(qū)132-136。這里，具有與第一雜質(zhì)區(qū)域相同濃度的區(qū)域也稱做n--區(qū)。
應(yīng)該注意在本例中，除去由抗蝕劑組成的掩模之后，進(jìn)行第一摻雜工藝，也可以同時(shí)不除去由抗蝕劑制成的掩模進(jìn)行第一摻雜工藝。
接著，如圖7A所示(圖7A示出第二摻雜工藝)，形成抗蝕劑構(gòu)成的掩模137-139，進(jìn)行第二摻雜工藝。掩模137為保護(hù)形成驅(qū)動(dòng)電路的p溝道型TFT的半導(dǎo)體層的周邊區(qū)和溝道形成區(qū)的掩模，掩模138為保護(hù)形成驅(qū)動(dòng)電路的n溝道型TFT之一的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)的掩模，掩模139為保護(hù)形成像素部分的TFT半導(dǎo)體層的周邊區(qū)和存儲(chǔ)電容器的溝道形成區(qū)的掩模。
第二摻雜工藝中離子摻雜的條件為劑量1.5×1015atom/cm2；60-100keV的加速電壓，摻磷(P)。這里，用第二導(dǎo)電層126b-128b作為掩模，以自對(duì)準(zhǔn)方式在各半導(dǎo)體層中形成雜質(zhì)區(qū)。當(dāng)然，用掩模137-139覆蓋的區(qū)域不添加磷。由此，形成第二雜質(zhì)區(qū)140-142和第三雜質(zhì)區(qū)144。在1×1020到1×1021/cm3的濃度范圍內(nèi)將賦予n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素添加到第二雜質(zhì)區(qū)140-142。這里，與第二雜質(zhì)區(qū)域具有相同濃度范圍的區(qū)域也稱做n+區(qū)。
此外，由第一導(dǎo)電層以低于第二雜質(zhì)區(qū)的濃度形成第三雜質(zhì)區(qū)，在1×1018到1×1019/cm3的濃度范圍內(nèi)添加賦予n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。應(yīng)該注意由于通過使雜質(zhì)穿過具有錐形的第一導(dǎo)電層進(jìn)行摻雜，因此第三雜質(zhì)區(qū)具有雜質(zhì)濃度朝錐形部分的端部雜質(zhì)濃度增加的濃度梯度。這里，與第三雜質(zhì)區(qū)域具有相同密度的區(qū)域也稱做n-區(qū)。此外，在第二摻雜工藝中由掩模138和139覆蓋的區(qū)域沒有添加雜質(zhì)元素，由此變成第一雜質(zhì)區(qū)146和147。
接著，除去由抗蝕劑制成的掩模137-139，新形成由抗蝕劑制成的掩模148-150，如圖7B所示(圖7B示出第三摻雜工藝)，進(jìn)行第三摻雜工藝。
在驅(qū)動(dòng)電路中，通過以上介紹的第三摻雜工藝，形成第四雜質(zhì)區(qū)151、152和第五雜質(zhì)區(qū)153、154，其中將賦予p導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素添加到形成p溝道型TFT和形成存儲(chǔ)電容器的半導(dǎo)體層。
此外，賦予p導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素以1×1020到1×1021/cm3的濃度范圍添加到第四雜質(zhì)區(qū)151、152。應(yīng)該注意，第四雜質(zhì)區(qū)151、152中，為在前面步驟中已添加磷(P)的區(qū)域(n--區(qū))，但以1.5到3倍磷濃度的濃度添加賦予p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。由此，第四雜質(zhì)區(qū)151、152具有p型導(dǎo)電類型。這里，與第四雜質(zhì)區(qū)域具有相同濃度范圍的區(qū)域也稱做p+區(qū)。
此外，在與第二導(dǎo)電層127a的錐形部分重疊的區(qū)域上形成第五雜質(zhì)區(qū)153、154。在1×1018到1×1020/cm3的濃度范圍內(nèi)添加賦予p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。這里，與第五雜質(zhì)區(qū)域具有相同濃度范圍的區(qū)域也稱做p-區(qū)。
通過以上介紹的步驟，具有n型或p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)區(qū)形成在各半導(dǎo)體層中。導(dǎo)電層126-129變?yōu)門FT的柵電極。此外，導(dǎo)電層130變?yōu)殡姌O之一，形成像素部分中的存儲(chǔ)電容器。此外，導(dǎo)電層131形成像素部分中的源布線。
隨后，形成覆蓋幾乎整個(gè)表面的絕緣膜(未示出)。在本例中，通過等離子體CVD法形成50nm厚的氧化硅膜。當(dāng)然，絕緣膜不限于氧化硅膜，也可以使用其它含硅絕緣膜用于單層或疊層結(jié)構(gòu)中。
接著，進(jìn)行激活添加到各半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的步驟。在該激活步驟中，使用燈光源的快速熱退火方法(RTA法)、或從背表面照射從YAG激光器或準(zhǔn)分子激光器發(fā)射的光的方法、或這些方法的組合的方法。
此外，在本例中，雖然示出了激活之前形成絕緣膜的例子，但也可以在激活之后進(jìn)行形成絕緣膜的步驟。
接下來，形成由氮化硅組成的第一層間絕緣膜155，進(jìn)行熱處理(在300-550℃進(jìn)行1-12小時(shí)的熱處理)，由此進(jìn)行氫化半導(dǎo)體層的步驟(圖7C激活/氫化)。該步驟為通過含在第一層間絕緣膜155中的氫終止半導(dǎo)體層的懸掛鍵的步驟。無論是否存在由氧化硅形成的絕緣膜(未示出)，都可以氫化半導(dǎo)體層。順便提及，在本例中，含有主要成分為鋁的材料用做第二導(dǎo)電層，因此熱處理?xiàng)l件很重要，以便第二導(dǎo)電層能夠承受氫化步驟。對(duì)于其它的氫化方法，可以進(jìn)行等離子體氫化(使用等離子體激活氫)。
隨后，在第一層間絕緣膜155上形成由有機(jī)絕緣材料形成的第二層間絕緣膜156。在本例中，形成膜厚1.6μm的丙烯樹脂膜。接著，形成到達(dá)源布線131的接觸孔、分別到達(dá)導(dǎo)電層129、130的接觸孔以及到達(dá)各雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。在本例中，依次進(jìn)行幾個(gè)腐蝕工藝。在本例中，利用第一層間絕緣膜作為腐蝕終止層腐蝕第二層間絕緣膜之后，利用絕緣膜(未示出)作為腐蝕終止層腐蝕第一層間絕緣膜，然后腐蝕絕緣膜(未示出)。
此后，使用Al、Ti、Mo、W等形成布線和像素電極。作為電極和像素電極的材料，需要使用反射性優(yōu)良的材料，例如含Al或Ag作為它的主要成分的膜或以上膜的疊層。由此，形成源電極或漏電極157-162、柵極布線164、連接布線163和像素電極165。
如上所述，可以在相同的基片上形成具有n溝道型TFT210、p溝道型TFT 202和n溝道型TFT203的驅(qū)動(dòng)電路206、具有由n溝道型TFT和存儲(chǔ)電容器205組成的像素TFT204的像素部分207(圖8層間絕緣膜的形成/象素電極和布線的形成)。在本說明書中，為方便起見，這種基片稱做有源矩陣基片。
在像素部分207中，像素TFT204(n溝道型TFT)具有溝道形成區(qū)169、在形成柵電極的導(dǎo)電層129的外部形成的第一雜質(zhì)區(qū)(n--區(qū))147、以及起源區(qū)或漏區(qū)作用的第二雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū))142和171。此外，在作為存儲(chǔ)電容器205的一個(gè)電極的半導(dǎo)體層中，形成第四雜質(zhì)區(qū)152、第五雜質(zhì)區(qū)154。用絕緣膜(與柵絕緣膜相同的膜)116作為介質(zhì)的由第二電極130和半導(dǎo)體層152、154和170構(gòu)成存儲(chǔ)電容器205。
此外，在驅(qū)動(dòng)電路206中，n溝道型TFT201(第一n溝道型TFT)具有溝道形成區(qū)166、通過絕緣膜與形成柵電極的導(dǎo)電層126的一部分重疊的第三雜質(zhì)區(qū)(n-區(qū))144、以及作為源區(qū)或漏區(qū)的第二雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū))140。
此外，在驅(qū)動(dòng)電路206中，p溝道型TFT202具有溝道形成區(qū)167、通過絕緣膜與形成柵電極的導(dǎo)電層127的一部分重疊的第五雜質(zhì)區(qū)(p-區(qū))153、以及作為源區(qū)或漏區(qū)的第四雜質(zhì)區(qū)(p+區(qū))151。
此外，在驅(qū)動(dòng)電路206中，n溝道型TFT203(第二n溝道TFT)具有溝道形成區(qū)168、在形成柵電極的導(dǎo)電層128的外部形成的第一雜質(zhì)區(qū)(n--區(qū))146、以及作為源區(qū)或漏區(qū)的第二雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū))141。
通過適當(dāng)?shù)亟M合這些TFT201-203，形成移位寄存器電路、緩沖電路、電平移相器電路、鎖存電路等，由此形成驅(qū)動(dòng)電路206。例如，形成CMOS電路時(shí)，n溝道型TFT201和p溝道型TFT202可以互補(bǔ)地連接。
特別是，對(duì)于驅(qū)動(dòng)電壓高的緩沖電路，為了防止由于熱載流子效應(yīng)造成的退化，n溝道型TFT203的結(jié)構(gòu)很適合。
此外，對(duì)于可靠性被認(rèn)為是頭等重要的電路，適合采用GOLD結(jié)構(gòu)的n溝道型TFT201的結(jié)構(gòu)。
此外，通過提高半導(dǎo)體膜的表面平坦度可以提高可靠性。由此，在具有GOLD結(jié)構(gòu)的TFT中，即使減少借助柵絕緣膜與柵電極重疊的雜質(zhì)區(qū)面積，也可以獲得足夠的可靠性。具體地，在具有GOLD結(jié)構(gòu)的TFT中，通過減少為柵電極錐形部分的尺寸可以獲得足夠的可靠性。
此外，在具有GOLD結(jié)構(gòu)的TFT中，當(dāng)柵絕緣膜較薄時(shí)，寄生電容增加。然而，柵電極(第一導(dǎo)電層)錐形部分的尺寸較小，寄生電容減少，由此‘f’特性(頻率特性)改善，進(jìn)而可以高速操作，具有足夠的可靠性。
應(yīng)該注意，同樣在像素部分207的像素TFT中，通過第二激光束的照射可以減少OFF電流和減少擾動(dòng)。
此外，在本例中，顯示了用于形成反射型顯示器件的有源矩陣基片的例子。然而，如果像素電極由透明導(dǎo)電膜形成，雖然光掩模的數(shù)量增加一個(gè)，但可以形成透射型顯示器件。
此外，在本例中，使用玻璃基片；然而，基片不必特別限定為玻璃基片，也可以使用石英基片、半導(dǎo)體基片、陶瓷基片和金屬基片。
此外，得到圖8的狀態(tài)之后，如果提供在第二材料層102上含TFT的層(剝離層)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，那么基片100可以剝離掉。第二材料層具有壓縮應(yīng)力；第一材料層具有拉伸應(yīng)力，所以可以較小的力剝離。由于剝離層的機(jī)械強(qiáng)度不夠，因此需要粘貼到用于固定的支撐體之后，將剝離層剝離。
例2在本例中，下面將介紹從例1中制備的有源矩陣基片上剝離掉基片100制備有源矩陣型液晶顯示裝置，并粘貼塑料基片的步驟。用圖9介紹，其中圖9A示出形成有源矩陣基片后的狀態(tài)，圖9B示出粘結(jié)支撐體和注入液晶后的狀態(tài)，圖9C示出剝離基片后的狀態(tài)，圖9D示出粘結(jié)傳送體后的狀態(tài)。
在圖9A中，參考數(shù)字400表示基片，401表示第一材料層，402表示第二材料層，403表示基底絕緣層，404a表示驅(qū)動(dòng)電路413的元件，404b表示像素部分414的元件，405表示像素電極。這里術(shù)語元件是指用做像素的開關(guān)元件的半導(dǎo)體元件(通常為TFT)、MIM元件等。圖9A中所示的有源矩陣基片為簡(jiǎn)化的圖8所示有源矩陣基片，圖8中的基片100對(duì)應(yīng)于圖9A中的基片400。類似地，圖9A中的參考數(shù)字401對(duì)應(yīng)于圖8中的參考數(shù)字101，圖9A中的參考數(shù)字402對(duì)應(yīng)于圖8中的參考數(shù)字102，圖9A中的參考數(shù)字403對(duì)應(yīng)于圖8中的參考數(shù)字103，圖9A中的參考數(shù)字404a對(duì)應(yīng)于圖8中的參考數(shù)字201和202，圖9A中的參考數(shù)字404b對(duì)應(yīng)于圖8中的參考數(shù)字204，圖9A中的參考數(shù)字405分別對(duì)應(yīng)于圖8中的參考數(shù)字165。
首先，根據(jù)例1，得到圖8狀態(tài)的有源矩陣基片之后，在圖8的有源矩陣基片上形成取向膜(oriented film)406a，進(jìn)行摩擦(rubbing)處理。順便提及，在本例中，形成取向膜之前，通過圖樣化如丙烯酸樹脂的有機(jī)樹脂膜在需要的位置形成保持基片間隔的柱狀的隔離層(spacer)(未示出)。此外，代替柱狀隔離層，球形隔離層可以施加在基片的整個(gè)表面上。
隨后，制備將成為支撐體407的反基片。反基片配備有根據(jù)各像素設(shè)置彩色層和光屏蔽層的濾色器(未示出)。光屏蔽層也形成在部分驅(qū)動(dòng)電路中。形成覆蓋彩色濾光器和光屏蔽層的平坦化膜(未示出)。接著，透明導(dǎo)電膜的反電極(counter electrode)408形成在像素部分中的平坦化膜上，取向膜406b形成在反基片的整個(gè)表面上，并進(jìn)行摩擦處理。
然后，將包括像素部分和驅(qū)動(dòng)電路于其內(nèi)的有源矩陣基片400和支撐體407用密封材料相互粘貼在一起，該密封材料成為粘接層409。填料添加到密封材料，借助填料和柱狀隔離層，兩片基片以均勻的間隔相互粘貼在一起。然后，在兩個(gè)基片之間，注入液晶材料410并用密封劑(未示出)完全密封(圖9B)?？梢允褂萌魏我阎囊壕Р牧献鳛橐壕Р牧?10。
之后，剝離掉其上形成有第一材料層的基片400(圖9C)。由于第二材料層402具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層401具有拉伸應(yīng)力，因此用較小的力就可以進(jìn)行剝離。
接著，通過環(huán)氧樹脂或類似物的粘接層411將所得支撐體粘貼到傳送體412。在本例中，傳送體412為塑料膜基片使它重量較輕。
以此方式，完成了柔性和有源矩陣型液晶顯示裝置。如果需要，將柔性基片412或反基片切割成需要的形狀。此外，使用公知的技術(shù)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置極化板(未示出)。之后，使用公知的技術(shù)粘貼FPC(未示出)。
例3在例2中，示出了粘貼作為支撐體的反基片和注入液晶之后，剝離基片并粘貼塑料基片作為傳送體步驟的一個(gè)例子。在例3中，如圖8所示，下面將介紹形成有源矩陣基片之后，剝離基片，粘貼塑料基片作為第一傳送體以及塑料基片作為第二傳送體的例子。使用圖10進(jìn)行介紹，其中圖10A示出形成有源矩陣基片后的狀態(tài)，圖10B示出剝離基片后的狀態(tài)，圖10C示出粘結(jié)傳送體后的狀態(tài)，圖10D示出粘結(jié)基片后的狀態(tài)，圖10E示出注入液晶后的狀態(tài)。
在圖10A中，參考數(shù)字500表示基片，501表示第一材料層，502表示第二材料層，503表示基底絕緣層，504a表示驅(qū)動(dòng)電路514的元件，504b表示像素部分515的元件，505表示像素電極。圖10A中所示的有源矩陣基片為簡(jiǎn)化的圖8所示的有源矩陣基片，圖8中的基片100對(duì)應(yīng)于圖9A中的基片500。類似地，圖10A中的502對(duì)應(yīng)于圖8中的102，圖10A中的503對(duì)應(yīng)于圖8中的103，圖10A中的504a對(duì)應(yīng)于圖8中的201和202，圖10A中的504b對(duì)應(yīng)于圖8中的204，圖10A中的505分別對(duì)應(yīng)于圖8中的165。
首先，根據(jù)例1，得到圖8狀態(tài)的有源矩陣基片之后，剝離掉其上形成有第一材料層的基片500(圖10b)。由于第二材料層502具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層501具有拉伸應(yīng)力，因此用較小的力就可以進(jìn)行剝離。
接著，用環(huán)氧樹脂或類似物的粘接層506將所得支撐體粘貼在傳送體507(第一傳送體)上。在本例中，傳送體507為塑料膜基片使它重量較輕(圖10C)。
隨后，形成對(duì)準(zhǔn)膜506a并進(jìn)行摩擦處理。順便提及，在本例中，形成對(duì)準(zhǔn)膜之前，通過構(gòu)圖例如丙烯樹脂等有機(jī)樹脂膜在需要的位置形成保持基片間隔的柱狀的隔離層(未示出)。代替柱狀隔離層，也可以在基片的整個(gè)表面上分布球形隔離層。
隨后，制備將成為支撐體510的反基片。反基片配有根據(jù)各像素設(shè)置彩色層和光屏蔽層的彩色濾光器(未示出)。光屏蔽層也形成在部分驅(qū)動(dòng)電路上。形成覆蓋彩色濾光器和光屏蔽層的平坦化膜(未示出)。接著，透明導(dǎo)電膜的反電極509形成在像素部分中的平坦化膜上，取向膜508b形成在反基片的整個(gè)表面上，進(jìn)行摩擦處理。
然后，連接像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的塑料膜基片507和支撐體510用將成為粘接層512的密封材料相互粘貼(圖10D)。填料添加到密封材料，借助填料和柱狀隔離層，兩片基片以均勻的間隔粘貼在一起。然后，在兩個(gè)基片之間，注入液晶材料513并用密封劑(未示出)完全密封(圖10D)?？梢允褂霉囊壕Р牧献鳛橐壕Р牧?13。
以此方式，完成了柔性和有源矩陣型液晶顯示裝置。如果需要，將柔性基片507或反基片切割成需要的形狀。此外，使用公知的技術(shù)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置極化板(未示出)。之后，使用公知的技術(shù)粘貼FPC(未示出)。
例4
參考圖11中的俯視圖介紹根據(jù)例2或例3得到的液晶組件的結(jié)構(gòu)。根據(jù)例2的基片507或根據(jù)例3中的基片507對(duì)應(yīng)于基片301。
像素部分304設(shè)置在基片301的中央。驅(qū)動(dòng)源極信號(hào)線的源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路302設(shè)置在像素部分304上。驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O信號(hào)線的柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路303設(shè)置在像素部分304上的左邊和右邊。雖然在本例中柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路303相對(duì)于像素部分對(duì)稱，但是液晶組件中也可以僅有一個(gè)柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置在像素部分的一邊。對(duì)于以上兩種選擇，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)液晶組件的基片尺寸等選擇更適合的布局。然而，就電路工作的可靠性、驅(qū)動(dòng)效率等而言，優(yōu)選圖11所示的柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的對(duì)稱布局。
信號(hào)由柔性印制電路板(FPC)305輸入到驅(qū)動(dòng)電路。在層間絕緣膜和樹脂膜中開出接觸孔并形成連接電極309之后，壓入FPCs305穿過各向異性導(dǎo)電膜等以到達(dá)設(shè)置在基片301給定位置的布線。在本例中連接布線由ITO形成。
沿環(huán)繞驅(qū)動(dòng)電路和像素部分的基片周邊施加密封劑307。通過密封劑307反基片粘接到基片301，同時(shí)預(yù)先在膜基片上形成隔離層，以保持兩個(gè)基片之間的距離不變。通過沒有被密封劑307覆蓋的基片區(qū)域注入液晶材料。然后通過末端密封材料308密封基片。通過以上步驟完成了液晶組件。
雖然在這里顯示的例子中在膜基片上形成了所有的驅(qū)動(dòng)電路，但是一些IC也可以用做一些驅(qū)動(dòng)電路。
該例可與例1自由結(jié)合的執(zhí)行。
例5例1示出了示范性由具有反射性的金屬材料制成的像素電極的反射型顯示器件。在本例中，顯示的是像素電極由透光導(dǎo)電膜形成的示范性透射顯示器件的一個(gè)例子。
直到形成層間絕緣膜的步驟的制造工藝都與例1的工藝相同，因此在這里省略了介紹。根據(jù)例1形成層間絕緣膜之后，形成由透光導(dǎo)電膜形成透光的像素電極601。對(duì)于透光的導(dǎo)電膜，可以使用ITO(氧化銦錫合金)膜、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)膜、氧化鋅(ZnO)等。
此后，在層間絕緣膜600中形成接觸孔。接下來形成與像素電極重疊的連接電極602。連接電極602通過接觸孔連接到漏區(qū)。形成連接電極的同時(shí)，也形成另一TFT的源區(qū)或漏區(qū)。
這里，顯示除了在基片上形成了所有的驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子。然而，一些IC也可以用做驅(qū)動(dòng)電路的一部分。
如上所述形成了有源矩陣基片。使用該有源矩陣基片，剝離基片之后，具有壓縮應(yīng)力(未示出)和拉伸應(yīng)力的塑料基片相互粘貼，根據(jù)例2-4制造液晶組件，提供有背光604和導(dǎo)光板605，并設(shè)置蓋板606，由此完成了圖12所示部分剖面圖的有源矩陣液晶顯示器件。使用粘接劑或有機(jī)樹脂將蓋板606和液晶組件相互粘貼。此外，通過在框架和基片之間的空間填充有機(jī)樹脂以環(huán)繞框架，將塑料基片粘接到反基片。由于顯示器件為透光型，因此塑料基片和反基片都需要粘接極化板603。該例可以與例1到4自由地組合。
例6在本例中，參考圖13介紹制造具有形成在塑料基片上EL(電致發(fā)光)元件的發(fā)光器件的一個(gè)例子，其中圖13A示出形成元件后的狀態(tài)，圖13B示出粘結(jié)支撐體之后的狀態(tài)，圖13C示出剝離基片后的狀態(tài)，圖13D示出粘結(jié)傳送體后的狀態(tài)。
在圖13A中，參考數(shù)字700表示基片，701表示第一材料層，702表示第二材料層，703表示基底絕緣層，704a表示驅(qū)動(dòng)電路711的元件，704b和704c表示像素部分712的元件，705表示OLED(有機(jī)發(fā)光器件)。此時(shí)，這里術(shù)語元件是指在有源矩陣型發(fā)光器件中用做像素的開關(guān)元件的半導(dǎo)體元件(通常為TFT)或MIM元件、OLED等。然后形成覆蓋這些元件的層間絕緣膜706。優(yōu)選層間絕緣膜706比形成膜之后的表面更平坦。順便提及，可以不需要提供層間絕緣膜706。
根據(jù)實(shí)施例2到4中的任一個(gè)，在基片700上形成層701到703。
可以根據(jù)以上介紹的例1的n溝道型TFT201和以上介紹的p溝道型TFT202形成這些元件(包括704a、704b和704c)。
OLED705包括能夠通過施加電場(chǎng)產(chǎn)生電致發(fā)光的有機(jī)化合物(有機(jī)發(fā)光材料)的層(下文稱做有機(jī)發(fā)光層)、陽極層和陰極層。有機(jī)化合物中的發(fā)光，包括當(dāng)由單激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)的發(fā)光(熒光)和當(dāng)由三重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)的發(fā)光(磷光)，本發(fā)明的發(fā)光器件基于兩種類型發(fā)光的一種或兩種。在本說明書中，形成在OLED的陽極和陰極之間的所有層都限定為有機(jī)發(fā)光層。有機(jī)發(fā)光層具體包括發(fā)光層、空穴注入層、電子注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層等。基本上，OLED具有依此次序疊置的陽極/發(fā)光層/陰極的層結(jié)構(gòu)，除了該結(jié)構(gòu)之外，還有以此次序的層結(jié)構(gòu)陽極/空穴注入層/發(fā)光層/陰極，或陽極/空穴注入層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極。
通過以上介紹的方法得到圖13A的狀態(tài)時(shí)，通過粘接層707粘貼支撐體708(圖13B)。在本例中，塑料基片用做支撐體708。具體地，對(duì)于支撐體，可以使用具有10μm或10μm以上厚度的樹脂基片，例如，聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。此時(shí)當(dāng)從OLED看支撐體708和粘接層707位于觀察者一側(cè)(發(fā)光器件的使用者一側(cè))時(shí)，支撐基片708和粘接層707為透光材料。
隨后，通過物理方式剝離已提供有第一材料層701的基片700(圖13C)。由于第二材料層702具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層701具有拉伸應(yīng)力，因此用較小的力就可以進(jìn)行剝離。
接著，用環(huán)氧樹脂或類似物的粘接層709將所得基片粘貼到傳送體710(圖13D)。在本例中，傳送體710為塑料膜基片以使它重量較輕。
以此方式，可以得到夾在具有柔性的支撐體708和具有柔性的傳送體710之間的柔性發(fā)光器件。順便提及，如果支撐體708和傳送體710為一種材料，那么熱膨脹系數(shù)相等，因此器件很難忍受溫度變化引起的應(yīng)力變形的影響。
如果需要，可將具有柔性的支撐體708或柔性傳送體710切割成需要的形狀。使用公知的技術(shù)粘貼FPC(未示出)。
例7在例6中，介紹了剝離基片之后，粘貼支撐體，并粘貼作為傳送體的塑料基片步驟的一個(gè)例子。在例7中，將介紹通過步驟剝離基片、粘貼作為第一傳送體的塑料基片和作為第二傳送體的塑料基片在一起制造EL(具有元件的發(fā)光顯示器件)的一個(gè)例子。參考圖14進(jìn)行介紹，其中圖14A示出形成元件后的狀態(tài)，圖14B示出剝離基片后的狀態(tài)，圖14C示出粘結(jié)傳送體和基底材料后的狀態(tài)。
在圖14A中，參考數(shù)字800表示基片，801表示第一材料層，802表示第二材料層，803表示基底絕緣層，804a表示驅(qū)動(dòng)電路811的元件，804b和804c表示像素部分812的元件，參考數(shù)字805表示OLED(有機(jī)發(fā)光器件)。此時(shí)術(shù)語元件是指在有源矩陣類型發(fā)光器件中用做像素的開關(guān)元件的半導(dǎo)體元件(通常為TFT)或MIM元件、OLED等。然后形成層間絕緣膜806覆蓋所有這些元件。優(yōu)選層間絕緣膜806比形成膜之后的表面更平坦。順便提及，可以不需要提供層間絕緣膜806。
根據(jù)實(shí)施例2到4中的任何一個(gè)，在基片700上形成層801-803。
可以根據(jù)以上介紹的例1的n溝道型TFT201和以上介紹的p溝道型TFT202制備這些元件(包括804a、804b和804c)。
通過以上介紹的方法得到圖14A的狀態(tài)時(shí)，通過物理方式剝離掉其上已形成有第一材料層801的基片800(圖14B)。由于第二材料層802具有壓縮應(yīng)力并且第一材料層801具有拉伸應(yīng)力，因此用較小的力就可以進(jìn)行剝離。
接著，用環(huán)氧樹脂或類似物的粘接層809將所得基片粘貼到傳送體(第一傳送體)810。在本例中，傳送體810為塑料膜基片可以使它重量較輕。
隨后，使用粘接層807將獲得的襯底粘貼到基底材料(第二傳送體圖14C)。在本實(shí)施例中，塑料基片用做基底材料808。具體地，對(duì)于傳送體810和基底材料808，可以使用具有10μm或10μm以上厚度的樹脂基片，例如，聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。此時(shí)，當(dāng)從OLED看基底材料808和粘接層807位于觀察者一側(cè)(發(fā)光器件的使用者一側(cè))時(shí)，基底材料808和粘接層807為透光材料。
以此方式，可以得到夾在具有柔性的基底材料808和具有柔性的傳送體810之間的柔性發(fā)光器件。順便提及，如果基底材料808和傳送體810為一種材料，那么熱膨脹系數(shù)相等，因此難以承受溫度變化引起的應(yīng)力應(yīng)變的影響。
如果需要，可將具有柔性的基底材料808和傳送體810切割成需要的形狀。使用公知的技術(shù)粘貼FPC(未示出)。
例8下面參考圖15的俯視圖介紹根據(jù)例6或例7得到的EL(電致發(fā)光)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)例子傳送體810對(duì)應(yīng)于膜基片900。
圖15A示出了EL組件的俯視圖，圖15B為沿圖15A的線A-A’的剖面圖。在圖15A中，具有柔性的膜基片900上(例如，塑料基片等)形成具有壓縮應(yīng)力的膜901(例如氧化硅膜)，在其上形成像素部分902、源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路904以及柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路903。根據(jù)以上介紹的例子1或2可以得到像素部分和驅(qū)動(dòng)電路。
此外，參考數(shù)字918表示有機(jī)樹脂，參考數(shù)字919表示保護(hù)膜。像素部分和驅(qū)動(dòng)電路部分由有機(jī)樹脂918覆蓋，有機(jī)樹脂由保護(hù)膜919覆蓋。此外，使用粘結(jié)劑用蓋部件920密封保護(hù)膜919。在剝離作為支撐座之前連接蓋部件920。優(yōu)選為了承受由于熱和外力變形，蓋部件920由與基片900相同的材料制成，例如，為一塑料基片處理材料以具有圖15B所示的凹形(深度3-10μm)，用于蓋部件920。此外，進(jìn)一步加工材料形成能設(shè)置干燥劑921的凹形部分(深度50-200μm)。此外，制造多個(gè)EL組件時(shí)，將基片和蓋部件粘貼在一起之后，使用CO2激光等切割使端面相互匹配。
應(yīng)該注意參考數(shù)字908表示用于傳送輸入到源驅(qū)動(dòng)電路904和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路903的信號(hào)的布線，并接收來自為外部輸入端的FPC(柔性印制電路)909的視頻信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)。應(yīng)該注意這里僅在圖中示出了FPC，但是印制布線板(PWB)安裝在FPC上。本說明書中的發(fā)光器件不僅包括發(fā)光器件的主體也包括安裝到FPC或PWB的發(fā)光器件。
接下來，參考圖15B介紹剖面圖。具有熱傳導(dǎo)性的膜901形成在膜基片900上，并且絕緣膜910提供在其上，像素部分902和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路903已形成在絕緣膜910上，多個(gè)像素組成像素部分902，像素包括電連接到電流控制TFT911漏極的電流控制TFT911和像素電極912。此外，使用其中組合n溝道型TFT913和p溝道型TFT914的CMOS電路形成柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路903。
根據(jù)例1的n溝道型TFT和p溝道型TFT制造以上TFTs(包括911、913和914)。
順便提及，根據(jù)例1和2在相同的基片上形成像素部分902、源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路904和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路903之后，根據(jù)實(shí)施方式，進(jìn)一步連接支撐座(這里指蓋部件)此后剝離基片(未示出)，粘貼膜基片900。
此外，蓋部件920制成圖15B所示的凹狀時(shí)，連接變?yōu)橹巫纳w部件920之后，部分布線引出端(連接部分)僅成為絕緣膜910，由此機(jī)械強(qiáng)度變?nèi)?，因此需要?jiǎng)冸x之前需要粘貼FPC909并使用有機(jī)樹脂922用于固定。
注意，對(duì)于提供在TFT和OLED之間絕緣膜的材料，優(yōu)選材料不僅能阻擋例如堿金屬離子、堿土金屬離子等的雜質(zhì)離子的擴(kuò)散，也可以主動(dòng)地吸收例如堿金屬離子、堿土金屬離子等的雜質(zhì)離子，此外，材料能夠承受后續(xù)工藝的溫度。對(duì)于滿足這些條件的材料，作為一個(gè)例子，列舉了含大量氟的氮化硅膜。含在氮化硅膜中的氟密度為1×1019/cm3或以上，優(yōu)選，氮化硅膜中氟的組分比為1到5％。氮化硅膜中的氟結(jié)合到堿金屬離子或堿土金屬離子，并吸收到膜中。此外，對(duì)于另一個(gè)例子，存在含有吸收堿金屬離子，堿土金屬離子等的由銻(Sb)化合物、錫(Sn)化合物、或銦(In)化合物組成的細(xì)小顆粒的有機(jī)樹脂膜，例如含五氧化銻細(xì)小顆粒(Sb2O5·nH2O)的有機(jī)樹脂膜。應(yīng)該注意該有機(jī)樹脂膜含有平均顆粒尺寸為10-20μm的細(xì)小顆粒，透光度也很高。由該五氧化銻細(xì)小顆粒表示的銻化合物可能吸收例如堿金屬離子或堿土金屬離子的雜質(zhì)離子。
像素電極912起發(fā)光元件(OLED)的陰極的作用。此外，堤岸(bank)915形成在像素電極912的兩端，發(fā)光元件的有機(jī)化合物層916和陽極917形成在像素電極912上。
對(duì)于有機(jī)化合物層916，通過自由地組合發(fā)光層、電荷傳輸層和電荷注入層可以形成有機(jī)化合物層(用于發(fā)光并使載流子為此遷移的層)。例如，可以使用低分子量有機(jī)化合物材料和高分子量有機(jī)化合物材料。此外，對(duì)于有機(jī)化合物層，可以使用由于單重激發(fā)態(tài)發(fā)光(熒光)的發(fā)光材料(單重態(tài)化合物)組成的薄膜，或由于三重激發(fā)態(tài)發(fā)光(磷光)的發(fā)光材料(三重態(tài)化合物)組成的薄膜。此外，例如碳化硅的無機(jī)材料能夠用做電荷傳輸層或電荷注入層。對(duì)于可以使用的已知的材料用于有機(jī)EL材料或無機(jī)材料。
陰極917也作為所有的像素共同的布線，并借助連接布線908電連接到FPC909。此外，含在像素部分902中和柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路903上的元件都由陰極917、有機(jī)樹脂918以及保護(hù)膜919覆蓋。
應(yīng)該指出對(duì)于有機(jī)樹脂918，優(yōu)選采用夠透過可見光或半透明的材料。此外，希望有機(jī)樹脂918由盡可能少穿透濕氣或氧的材料形成。
此外，利用有機(jī)樹脂918完全覆蓋發(fā)光元件之后，優(yōu)選保護(hù)膜919至少提供在有機(jī)樹脂918的表面(露出的表面)上，如圖15所示。此外，保護(hù)膜可提供在包括基片背面的整個(gè)表面上。這里，需要注意保護(hù)膜沒有淀積在提供外部輸入端子(FPC)的那部分上。為了不形成保護(hù)膜可利用掩模。換句話說為了不形成保護(hù)膜，外部輸入端子部分可用由Teflon(注冊(cè)商標(biāo))形成的帶等覆蓋，該帶在CVD裝置中用作掩蔽帶。
通過用以上介紹結(jié)構(gòu)中的保護(hù)膜919密封發(fā)光元件，發(fā)光元件可以完全阻止外部影響。由此，可以防止促進(jìn)由于有機(jī)化合物層氧化造成的退化，例如從外部滲透的濕氣或氧。此外，由具有導(dǎo)熱性的膜也可以發(fā)散，因此可以得到具有高可靠性的發(fā)光器件。
然而，可以采用像素電極為陽極，有機(jī)化合物層和陰極疊置的結(jié)構(gòu)，由此在與圖15中相反的方向中發(fā)光。圖16示出了它的一個(gè)例子。應(yīng)該指出，由于該例子的俯視圖與圖15的相同，因此被省略。
下面介紹顯示在圖16中的剖面結(jié)構(gòu)。絕緣膜1010提供在膜基片1000上，形成像素部分1002和柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1003在絕緣膜1010上，通過由具有電連接到電流控制TFT的漏極的控制電流TFT1011和像素電極1012的多個(gè)像素組成。注意根據(jù)實(shí)施方式，剝離掉形成在基片上的剝離層之后，粘貼膜基片1000。此外，使用組合n溝道型TFT1013和p溝道型TFT1014的CMOS電路形成柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1003。
根據(jù)以上例1的n溝道TFT201、p溝道TFT202可以制造這些TFT(包括1011，1013，1014)。
像素電極1012作為發(fā)光元件的陽極。此外，堤岸1015形成在像素電極1012的兩端，發(fā)光元件的有機(jī)化合物層1016和陽極1017形成在像素電極1012上。
陰極1017也作為所有像素的公共布線，并借助連接布線1008電連接到FPC1009。此外，含在像素部分1002和柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1003中的所有元件由陰極1017、有機(jī)樹脂1018和保護(hù)膜1019覆蓋。此外，使用粘接劑連接蓋部件1020。此外，在蓋部件中提供凹陷部分，干燥劑1021放置在其中。
此外，當(dāng)蓋部件1020制成圖16所示的凹狀時(shí)，連接變?yōu)橹巫纳w部件1020之后，部分布線引出端(部分連接)僅變?yōu)榻^緣膜1010，由此機(jī)械強(qiáng)度變?nèi)酰虼诵枰獎(jiǎng)冸x之前需要粘貼FPC1009并使用有機(jī)樹脂922用于固定。
此外，在圖16中，像素電極為陽極，有機(jī)化合物層和陰極疊置，因此發(fā)光的方向?yàn)閳D16中箭頭所指的方向。
注意雖然在例8中介紹了頂柵TFT，然而，本發(fā)明可以適用而不考慮TFT的結(jié)構(gòu)，可以采用底柵(反相交錯(cuò))TFT和交錯(cuò)TFT作為例子。
例9在例8中，示出了使用頂柵TFT的一個(gè)例子，然而也可以使用底柵型TFT。這里使用底柵型TFT的一個(gè)例子顯示在圖17中。
如圖17所示，所有的n溝道型TFT1113、p溝道型TFT1114以及n溝道型TFT1111都制成具有底柵結(jié)構(gòu)。可以通過已知的技術(shù)制造它們的底柵結(jié)構(gòu)。順便提及，這些TFT的有源層可以是具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(多晶硅等)或具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(非晶硅等)。
此外，在圖17中，參考數(shù)字1100表示柔性膜基片(例如，塑料基片等)，1101表示具有壓縮應(yīng)力的膜(例如，氧化硅膜)，1102表示像素部分，1103表示柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，1110表示絕緣膜，1112表示像素電極(陰極)，1115表示堤岸，1116表示有機(jī)化物層，1117表示陽極，1118表示有機(jī)樹脂，1119表示保護(hù)膜，1120表示蓋材料，1121表示干燥劑，1122表示有機(jī)樹脂。
由于除了n溝道型TFT1113、p溝道型TFT1114、n溝道型TFT1111之外的結(jié)構(gòu)與例8相同，因此這里省略了介紹。
例10通過采用本發(fā)明形成的驅(qū)動(dòng)電路和像素部分可以用在各種組件(有源矩陣液晶組件、有源矩陣EL組件以及有源矩陣EC組件)。即，本發(fā)明可以體現(xiàn)在組件集成在它的顯示部分的所有的電子裝置中。
對(duì)于所述電子裝置，有攝像機(jī)；數(shù)字?jǐn)z象機(jī)；頭戴式顯示器(護(hù)目鏡型顯示器)；汽車導(dǎo)航系統(tǒng)；投影儀；汽車音響；個(gè)人計(jì)算機(jī)；便攜信息終端(移動(dòng)式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或電子圖書)等。這些例子顯示在圖18和19中。
圖18A為個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括主機(jī)2001；圖像輸入部分2002；顯示部分2003；以及鍵盤2004。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2003。
圖18B為攝像機(jī)，包括主體2101；顯示部分2102；聲音輸入部分2103；操作開關(guān)2104；電池2105以及圖像接收部分2106。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2102。
圖18C為移動(dòng)式計(jì)算機(jī)，包括主機(jī)2201；攝像部分2202；圖像接收部分2203；操作開關(guān)2204以及顯示部分2205。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2205。
圖18D為護(hù)目鏡型顯示器，包括主體2301；顯示部分2302；以及臂部分2303。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2302。
圖18E為使用記錄程序的記錄介質(zhì)(下文稱做記錄介質(zhì))的播放器，包括主體2401；顯示部分2402；揚(yáng)聲器部分2403；記錄介質(zhì)2404；操作開關(guān)2405。該裝置使用DVD(數(shù)字多用途盤)或CD作為記錄介質(zhì)，能夠進(jìn)行音樂欣賞、電影欣賞、游戲和用于因特網(wǎng)。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2402。
圖18F為數(shù)字?jǐn)z象機(jī)，包括主體2501，顯示部分2502；取景器2503；操作開關(guān)2504以及圖像接收部分(圖中未示出)。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2502。
圖19A為移動(dòng)電話，包括；主體2901，聲音輸出部分2902；聲音輸入部分2903；顯示部分2904；操作開關(guān)2905；天線2906；以及圖像輸入部分(CCD、圖像傳感器等)2907。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2904。
圖19B為便攜書(電子圖書)，包括主體3001；顯示部分3002和3003；記錄介質(zhì)3004；操作開關(guān)3005；天線3006。本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分3002。
圖19C為顯示器，包括主體3101；支撐部分3102；以及顯示部分3103本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分3103。
此外，圖19C中示出的顯示器具有小型和中型或大型，例如5到20英寸的顯示屏幕。此外，為了制造具有所述尺寸的顯示部分，優(yōu)選使用尺寸為1×1m的基片通過實(shí)行多重圖形化進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍很廣，本發(fā)明能應(yīng)用到所有領(lǐng)域的電子裝置。通過例1到9的構(gòu)成的自由組合可以獲得本發(fā)明中的電子裝置。
例11在本例中，在圖10中示出了使用電泳顯示器件作為顯示部分的一個(gè)例子。通常，電泳顯示器件適用于圖19B中所示的顯示部分3002或便攜書(電子圖書)的顯示部分3003。
電泳顯示器件也稱做電子紙。它具有與紙一樣的可讀性，與其它顯示器件相比，功耗低并且形狀薄重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
電泳顯示器件可以為多種形式，例如含有帶正電荷的第一微粒和帶負(fù)電荷的第二微粒的多個(gè)微囊(capsules)分布在溶液或溶質(zhì)中。通過向微囊施加電場(chǎng)，微囊中的微粒反方向相互移動(dòng)，由此發(fā)出聚集在一側(cè)的微粒顏色。此外，第一微粒和第二微粒含有染料。沒有電場(chǎng)微粒不會(huì)移動(dòng)。此外，第一微粒和第二微粒的顏色相互不同(包括無色)。
由此，電泳顯示器件使用稱做介質(zhì)遷移效應(yīng)，即高介電常數(shù)材料移動(dòng)到高電場(chǎng)區(qū)。電泳顯示器件不需要液晶顯示器件需要的反射板和反基片，由此厚度和重量減半。
溶劑中分散的微囊稱做電子墨水。電子墨水印刷在玻璃、塑料、織物和紙的表面上。此外，通過使用具有彩色濾光器和顏料的顆粒可以形成彩色顯示。
通過在兩個(gè)電極之間適當(dāng)?shù)靥峁┮陨咸岬降亩鄠€(gè)微囊，可以完成有源矩陣型顯示器件。如果電場(chǎng)施加到微囊，那么器件可以顯示圖像。
通過從選自以下材料的一種材料或化合物材料可以形成微囊中的第一微粒和第二微粒導(dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料、和磁性電泳材料。
本例可以自由地與實(shí)施例1到4，以及例1到10組合。
在本發(fā)明中，通過物理方式進(jìn)行基片的剝離，由此在半導(dǎo)體層上沒有產(chǎn)生損傷，可以提高元件的可靠性。
此外，本發(fā)明能高產(chǎn)額率地進(jìn)行剝離，不僅小面積剝離層而且可以在整個(gè)表面中大面積地剝離層。
此外，本發(fā)明可以用物理方式，例如人手容易地進(jìn)行剝離，由此本發(fā)明的工藝可以說適合于大規(guī)模生產(chǎn)。此外，制造用于大規(guī)模生產(chǎn)的將剝離層剝離的制造裝置時(shí)，甚至可以低成本地制造大規(guī)模的制造裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于從基片將剝離層剝離的剝離方法，包括形成所述剝離層，所述剝離層由所述基片上具有拉伸應(yīng)力的第一材料層和具有壓縮應(yīng)力并至少與所述基片上的所述第一材料層相鄰提供的第二材料層組成；以及然后通過物理方式在所述第二材料層內(nèi)或所述第二材料層的界面中從支承所述第一材料層的所述基片將所述剝離層剝離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第一材料層的拉伸應(yīng)力的范圍為1到1×1010(Dyne/cm2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第二材料層的壓縮應(yīng)力的范圍為-1到-1×1010(Dyne/cm2)的范圍內(nèi)。
4.一種從基片上將剝離層剝離的剝離方法，包括形成所述剝離層，所述剝離層由所述基片上的第一材料層以及具有壓縮應(yīng)力并至少與所述基片上的所述第一材料層相鄰提供的第二材料層組成；以及然后通過物理方式在所述第二材料層內(nèi)或所述第二材料的界面中從支承所述第一材料層的所述基片將所述剝離層剝離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第一材料層在剝離前即刻具有拉伸應(yīng)力的范圍為1到1×1010(Dyne/cm2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中在剝離之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第一材料層在形成之后即刻具有壓縮應(yīng)力，剝離之前即刻具有拉伸應(yīng)力。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中剝離之前即刻所述第二材料層具有在-1到-1×1010(Dyne/cm2)范圍內(nèi)的壓縮應(yīng)力。
9.一種從基片將剝離層剝離的剝離方法，包括形成所述剝離層，所述剝離層由所述基片上具有拉伸應(yīng)力的第一材料層和具有壓縮應(yīng)力并至少與所述基片上的所述第一材料層相鄰提供的第二材料層組成；將支撐體粘結(jié)到剝離層；以及隨后通過物理方式在所述第二材料層內(nèi)或所述第二材料層的界面中，從支承所述第一材料層的所述基片上將所述剝離層剝離。
10.一種從基片上將剝離層剝離的剝離方法，包括形成所述剝離層，所述剝離層由所述基片上的第一材料層以及具有壓縮應(yīng)力并至少與所述基片上的所述第一材料層相鄰提供的第二材料層組成；將支撐體粘結(jié)到剝離層，以及然后通過物理方式在所述第二材料層內(nèi)或所述第二材料層的界面中從支承所述第一材料層的所述基片上將所述剝離層剝離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述第一材料層在形成之后即刻具有壓縮應(yīng)力，在剝離之前即刻具有拉伸應(yīng)力。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中在將所述支撐體粘結(jié)到所述剝離層之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中在將所述支撐體粘結(jié)到所述剝離層之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
14.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在基片上形成具有拉伸應(yīng)力的第一材料層；在所述第一材料層上形成具有壓縮應(yīng)力的第二材料層；在所述第二材料層上形成絕緣層；在所述絕緣層上形成元件；將支撐體粘結(jié)到所述元件；接著通過物理方式在所述第二材料層內(nèi)或所述第二材料層的界面中，從所述基片上將所述支撐體剝離；以及將傳送體粘結(jié)到所述絕緣層或所述第二材料層以將所述元件夾在所述支撐體和所述傳送體之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述支撐體是膜基片或基片。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述傳送體是膜基片或基片。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中將所述支撐體粘貼到所述元件之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中通過所述物理方式剝離之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述元件為具有半導(dǎo)體層作為有源層的薄膜晶體管，并且通過借助熱處理或激光束照射處理晶化具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層進(jìn)行形成所述半導(dǎo)體層的步驟以晶化并形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述支撐體是反基片，所述元件具有像素電極，液晶封在所述像素電極和所述反基片之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述支撐體為密封材料，所述元件是發(fā)光元件。
22.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在基片上形成第一材料層；在所述第一材料層上形成具有壓縮應(yīng)力的第二材料層；在所述第二材料層上形成絕緣層；在所述絕緣層上形成元件；將支撐體粘結(jié)到所述元件；隨后通過物理方式在所述第二材料層內(nèi)或所述第二材料層的界面中，從所述基片上將所述支撐體剝離；以及將傳送體粘結(jié)到所述絕緣層或所述第二材料層并將所述元件夾在所述支撐體和所述傳送體之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述第一材料層在形成之后即刻具有壓縮應(yīng)力，在剝離之前即刻具有拉伸應(yīng)力。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述支撐體是膜基片或基片。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述傳送體是膜基片或基片。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中在將所述支撐體粘貼到所述元件之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中在通過所述物理方式剝離之前進(jìn)行熱處理或激光束照射處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述元件為具有半導(dǎo)體層作為有源層的薄膜晶體管，并且通過借助熱處理或激光束照射處理晶化具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層進(jìn)行形成半導(dǎo)體層的步驟以晶化并形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層。
29.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述支撐體是反基片，所述元件具有像素電極，液晶封在所述像素電極和所述反基片之間。
30.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述支撐體為密封材料，所述元件是發(fā)光元件。
31.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述半導(dǎo)體器件被組合到選自以下組成的組中的一種個(gè)人計(jì)算機(jī)、視頻攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器、使用記錄介質(zhì)的播放器，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、移動(dòng)電話、電子圖書以及顯示器。
32.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述半導(dǎo)體器件被組合到選自以下組成的組中的一種個(gè)人計(jì)算機(jī)、視頻攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器、使用記錄介質(zhì)的播放器，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、移動(dòng)電話、電子圖書以及顯示器。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種剝離方法，不會(huì)損傷剝離層，不僅能夠剝離具有較小面積的剝離層，而且能夠剝離掉具有較大面積的剝離層整個(gè)表面。此外本發(fā)明的目的在于通過將剝離層粘貼到多種基片上提供一種輕型半導(dǎo)體器件及其制備方法。具體地，本發(fā)明的目的在于通過粘貼多種元件例如TFT到柔性膜提供一種輕型半導(dǎo)體器件及其制備方法。即使第一材料層形成在基片上，第二材料層與上述第一材料層相鄰形成，進(jìn)一步進(jìn)行層疊膜形成，在500℃或更高的溫度進(jìn)行熱處理或激光束照射處理，如果第一材料層在剝離之前具有拉伸應(yīng)力，第二材料層具有壓縮應(yīng)力，通過物理方式，可以容易地在第二材料層的層內(nèi)或界面中很好地分離層。
文檔編號(hào)H01L21/762GK1409373SQ02143458
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月10日
發(fā)明者高山徹, 丸山純矢, 山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所