專利名稱：半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被剝離層的剝離方法，特別是含有各種元件的被剝離層的剝離方法。再有，本發(fā)明涉及具有將剝離的被剝離層粘貼到基材上使之轉(zhuǎn)移的半導(dǎo)體集成電路或者薄膜晶體管(以下，稱為TFT)的半導(dǎo)體裝置以及其制作方法。例如，涉及以液晶模塊為代表的電光裝置、以EL模塊為代表的發(fā)光裝置、以及搭載了這樣的裝置作為部件的電子設(shè)備。
另外，本說明書中的半導(dǎo)體裝置是指能夠通過利用半導(dǎo)體特性發(fā)揮功能的所有裝置，電光裝置、發(fā)光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備均為半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在玻璃或者石英基板等絕緣性基板上構(gòu)成使用了半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體集成電路、TFT等的技術(shù)倍受矚目。TFT廣泛應(yīng)用于IC、電光裝置之類的電子設(shè)備上，特別是作為圖像顯示裝置的開關(guān)元件的開發(fā)十分急迫。
在這種圖像顯示裝置的應(yīng)用中，有數(shù)碼攝像機、液晶電視等，特別是今后在便攜式電話、便攜式游戲機、便攜式電視或者便攜式終端等便攜用電子設(shè)備上的應(yīng)用值得期待。作為這些便攜用電子設(shè)備，用戶所追求的特性可以列舉為輕便，例如即使掉在地上也不會碎裂的堅固性等。
但是，到現(xiàn)在為止的圖像顯示裝置中使用的基板，是由如前所述的由玻璃或者石英基板等無機類材料構(gòu)成的基板，存在著無機類材料特有的易碎、較重的缺點。為了克服這些缺點，嘗試著在以柔性塑料薄膜等為代表的具有可塑性的基板上形成TFT。
然而，塑料薄膜等與玻璃或者石英基板等相比較，其耐熱性差，受到TFT制作時的處理溫度的限制。結(jié)果，與玻璃或者石英基板上形成的TFT相比，直接在塑料薄膜上制作具有良好特性的TFT比較困難。因此，不能實現(xiàn)使用了塑料薄膜的高性能圖像顯示裝置或發(fā)光裝置。
最近，已經(jīng)提出了將隔著分離層存在于基板上的被剝離層從上述基板剝離的剝離方法。例如，特開平10-125929號公報、特開平10-125931號公報中記載的技術(shù)，即為通過設(shè)置由非晶硅(或者多晶硅)構(gòu)成的分離層，透過基板照射激光使非晶硅中含有的氫釋放出來，從而使之產(chǎn)生空隙并與基板分離。再有，特開平10-125930號公報中，也有使用這種技術(shù)將被剝離層(公報中稱為被轉(zhuǎn)移層)粘貼在塑料薄膜上完成液晶顯示裝置的記載。
但是，上述方法中由于使用了非晶硅或者多晶硅作為分離層，所以根據(jù)其膜厚以及使用的激光的波長，會出現(xiàn)照射的激光透過分離層使被剝離層受到損傷的問題。此外，上述方法中，在分離層上制作元件時，如果在元件制作過程中進行高溫的熱處理等，則包含在分離層中的氫會擴散并減少，即使在分離層上照射激光，剝離也可能無法充分進行。因此，為了維持在分離層中含有的氫量，存在分離層形成后的處理受到限制的問題。而且，在上述方法中剝離具有大面積的被剝離層是很困難的。在上述公報中，為了防止對于被剝離層的損傷，還有設(shè)置遮光層或者反射層的記載，這種情況下，制作透過型液晶顯示裝置是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作成的，其課題為提供一種不對被剝離層造成損傷即能進行剝離的方法，不僅僅是小面積的被剝離層，對于具有大面積的被剝離層也能進行全面的剝離。
此外，本發(fā)明的課題為提供一種在各種基材上粘貼被剝離層并被輕量化的半導(dǎo)體裝置及其制作方法。特別是，課題在于提供一種在柔性薄膜上粘貼以TFT為代表的各種元件(薄膜二極管、由硅的PIN結(jié)構(gòu)成的光電變換元件和硅電阻元件)并被輕量化的半導(dǎo)體裝置及其制作方法。
本發(fā)明的發(fā)明者們在反復(fù)進行眾多實驗、研究的過程中發(fā)現(xiàn)以下方法與設(shè)置于基板上的金屬層相接地設(shè)置氧化物層，且在氧化物層上設(shè)置以TFT為代表的各種元件后，通過使上述金屬層氧化，在形成的金屬氧化層內(nèi)或者界面(金屬氧化物層和氧化物層之間的界面)上，以物理手法、有代表性的是通過施加機械力(例如用人手剝離)，進行徹底地分離，從基板上剝離TFT等元件。
某種物質(zhì)的性質(zhì)(物理特性)根據(jù)構(gòu)成其的原子、分子的排列狀態(tài)而有很大的不同。例如，結(jié)晶狀態(tài)的物質(zhì)與非晶狀態(tài)的物質(zhì)，就光學(xué)特性而言其分光特性(透射率、反射率、吸收系數(shù)等)、折射率等都不同，此外，就電特性而言，導(dǎo)電率等不同，進而就其他特性而言，強度、硬度、密度、表面能量等也不同。此外，眾所周知，即使相同的結(jié)晶狀態(tài)中，如果晶格的面方位(或者定向性)不同，則上述各特性根據(jù)各自方位的不同也會有很大的不同。而且，在由不同種類的結(jié)晶的集合體形成的薄膜多結(jié)晶體中，根據(jù)其各結(jié)晶的物理特性因素的綜合，宏觀上看到的物理特性是固定的，而另一方面，微觀上看到的物理特性與宏觀上看到的物理特性卻不同。此外，對一個結(jié)晶體與其他結(jié)晶體的邊界部的特性來說，宏觀上看到的特性與各結(jié)晶體的特性自然也不同。
舉一個例子，眾所周知，在使用硅的半導(dǎo)體元件中，非晶狀態(tài)的物質(zhì)與多晶狀態(tài)的物質(zhì)、以及單晶狀態(tài)的物質(zhì)中各自的光學(xué)特性、電特性等都不相同。
本發(fā)明中，在基板上設(shè)置金屬層，在此金屬層上形成氧化物層，進而在氧化物層上形成各種元件后使上述金屬層氧化時，容易預(yù)想到在金屬層與氧化物層的界面上形成的金屬氧化物從微觀上看時由具有部分不同特性的結(jié)晶集合體構(gòu)成，這些各結(jié)晶之間的狀態(tài)兼由凝聚力強的部分和弱的部分形成，或者兼由結(jié)合力強的部分和弱的部分形成；并可預(yù)想為能夠利用物理作用力而產(chǎn)生剝離或者分離。
本發(fā)明中，到使金屬層氧化為止，由于金屬層和氧化物層的界面可以以一定范圍內(nèi)的能量狀態(tài)、換而言之以結(jié)合狀態(tài)相互存在，因此到進行分離為止的期間不產(chǎn)生剝膜(peeling)便能夠順利完成TFT等元件的制作工序。
與本說明書中公開的剝離方法相關(guān)的發(fā)明的構(gòu)成是從基板上剝離被剝離層的方法，其特征在于，具有下述工序在上述基板上形成金屬層、接在該金屬層上的氧化物層、和被剝離層；使上述金屬層氧化并形成氧化金屬層；在將上述氧化物層和上述被剝離層粘接到支撐體上后，從設(shè)置有上述金屬層的基板上通過物理手法在上述已氧化的金屬氧化物層內(nèi)或者金屬氧化物層與氧化物層的界面上將粘接于上述支撐體上的被剝離層剝離。
上述構(gòu)成具有如下特征上述金屬層是從Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn中選出的元素、或者由以上述元素為主要成分的合金材料或化合物材料構(gòu)成的單層、或者它們的層疊。
此外，上述構(gòu)成中，具有以下特征接在上述金屬層上的氧化物層是通過濺射法形成的氧化硅膜。
此外，上述被剝離層，具有以下特征其含有薄膜晶體管、由硅PIN結(jié)構(gòu)成的光電變換元件、有機發(fā)光元件、具有液晶的元件、存儲器元件、薄膜二極管、或者硅電阻元件。其中，在這些元件的最下層與氧化物層相接的層中，也可以含有氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、以及它們的層疊。
此外，在上述構(gòu)成中，具有以下特征使上述金屬膜氧化的工序是通過激光照射、熱處理、或者激光照射和熱處理的復(fù)合處理來進行的。
此外，在上述構(gòu)成中，上述激光是由連續(xù)振蕩的固體激光器、或者脈沖振蕩的固體激光器振蕩產(chǎn)生的激光。作為上述連續(xù)振蕩的固體激光器、或者脈沖振蕩的固體激光器，有從YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、鈦藍寶石激光器中選出的一種或多種。此外，作為其他的連續(xù)振蕩的激光器或者脈沖振蕩的激光器，有從受激準分子激光器、Ar激光器、Kr激光器中選出的一種或多種。
此外，上述激光的照射方向既可以從基板側(cè)向金屬層照射，也可以從被剝離層一側(cè)向金屬層照射，也可以從兩方照射。
此外，上述激光的波束形狀可以是圓形，也可以是三角形、四邊形、多邊形、橢圓形，也可以是直線形，其尺寸也可以是從微米到毫米、米的任何尺寸(可以是點狀或面狀)。而且，在上述氧化工序中，激光的照射區(qū)域既可與正前接受照射的區(qū)域重合(稱為重疊)，也可以不重疊。此外，上述激光的波長是10nm～1mm，較為理想的是使用100nm～10μm的激光。
照射激光等的光時產(chǎn)生的現(xiàn)象可以認為是金屬層通過吸收光的能量而發(fā)熱，其產(chǎn)生的熱能有助于在其與氧化物層的界面上的金屬氧化物層的形成?，F(xiàn)有技術(shù)中介紹的手法(例如，特開平10-125929號公報、特開平10-125930號公報、特開平10-125931號公報)中，在作為非晶硅膜的分離層上形成作為被剝離層的元件時，元件的制作過程中，如果進行400℃～600℃左右(半導(dǎo)體硅膜的結(jié)晶化、氫化必要的溫度)的高溫處理，則分離層中含有的氫將會擴散并減少，為了進行之后的分離而用激光對分離層進行照射處理時，就可能不能進行充分剝離。但是，在通過由本發(fā)明的激光照射進行金屬層的氧化處理來實現(xiàn)剝離的手法中，由于完全不必對此擔(dān)心，也就不用限制剝離層形成時的熱處理。
此外，上述構(gòu)成中，金屬層在基板與金屬層之間可以設(shè)置例如絕緣層等其他的層，但是為了簡化工藝，希望能夠與基板上相接地來形成金屬層。
本構(gòu)成中，在使上述金屬層氧化的工序中使用激光等光的時候，在上述被剝離層中存在金屬層或者金屬圖案等對光表現(xiàn)出與上述金屬層同等程度吸收能力的物質(zhì)的情況下，通過將基板一側(cè)作為上述光的照射方向，由于上述金屬層雖然至少表現(xiàn)出對于紫外光、可視光、紅外光的波長區(qū)域的光的吸收，但透射率較低，所以上述被剝離層不會直接受到光的照射，可以防止損傷。
此外，在使本構(gòu)成中的上述金屬層氧化的工序中使用熱處理時，其熱處理方法沒有限定，特別是如果使用RTA(快速熱退火)法，就可以在短時間內(nèi)進行處理，易于應(yīng)對考慮了量產(chǎn)時的處理個數(shù)的增加。
同時，在與基板側(cè)相接形成金屬層的時候，上述金屬層被氧化的區(qū)域成為金屬層與在金屬層上形成的氧化物層的界面，在基板和金屬層之間形成若干層的時候，可進一步認為是基板同形成于基板與金屬層之間的若干層之間的界面。假設(shè)后者中在金屬層的上下兩個界面上形成金屬氧化物層的情況下，從基板上剝離被剝離層時，在形成于金屬層與上述各層之間的金屬氧化物層內(nèi)或者其界面上已產(chǎn)生剝離的時候，其后再次將金屬層從被剝離層進行剝離即可。
本發(fā)明的其他的制作方法的構(gòu)成，是一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于，具有下述工序
在基板上形成絕緣層、接在該絕緣層上的金屬層、接在該金屬層上的氧化物層、和在該氧化物層的上方包含半導(dǎo)體元件的被剝離層；通過使上述金屬層氧化，從而在與上述絕緣層之間、或者在與上述氧化物層之間、或者同時在與上述絕緣層之間以及與上述氧化物層之間形成金屬氧化物層；對上述被剝離層和支撐體進行了粘結(jié)以后，從基板上通過物理手法，在與上述絕緣層相接的金屬氧化物層內(nèi)或者與上述絕緣層相接的上述金屬氧化物層與上述絕緣層的界面上、或者在與上述絕緣層相接的上述金屬氧化物層與上述金屬層的界面上、或者在與上述氧化物層相接的上述金屬氧化物層內(nèi)、或者在與上述氧化物層相接的上述金屬氧化物層與上述氧化物層的界面上、或者在與上述氧化物層相接的上述金屬氧化物層與上述金屬層的界面上，將粘接于上述支撐體上的上述被剝離層剝離。
在涉及上述制作方法的各構(gòu)成中，其特征在于上述基板是玻璃基板或者石英基板，上述支撐體是塑料基板或者塑料基材。
另外，本說明書中，所謂物理手法不是化學(xué)方面的，而是物理上所認識的手法，具體地說是指具有能夠還原為力學(xué)法則的過程的力學(xué)手法或者機械手法，是指使若干力學(xué)能量(機械能量)變化的手法。
不過，上述構(gòu)成中，通過物理的手法剝離被剝離層的時候，有必要使氧化物層與金屬層的結(jié)合力小于與支撐體的結(jié)合力。
此外，上述本發(fā)明中，希望基板具有透光性，但即使沒有透光性時，如果能夠從被剝離層一側(cè)進行光照射的話，也沒有問題。同時，從基板一側(cè)進行照射時，如果是能使上述金屬層所能吸收的區(qū)域的光透過的基板的話，任何基板均可。
另外，本發(fā)明書中記述的基材是例如使用粘結(jié)劑將被剝離層粘貼固定并轉(zhuǎn)移的材料，該基材的種類沒有特別限定，可以是塑料、玻璃、金屬、陶瓷等任何組成的基材。此外，本說明書中，支撐體是在通過物理手段剝離時為了與被剝離層粘結(jié)的部分，沒有特別限定，可以是塑料、玻璃、金屬、陶瓷等任何組成的支撐體。此外，基材的形狀以及支撐體的形狀也沒有特別限定，可以具有平面、曲面、可彎曲性、或呈薄膜狀。同時，如果最優(yōu)先考慮半導(dǎo)體裝置的輕量化的話，作為基材，薄膜狀的塑料基板，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龍、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰亞胺等的塑料基板較為理想。
在涉及上述半導(dǎo)體裝置的制作方法的上述構(gòu)成中，制作液晶顯示裝置的時候，可以將支撐體作為對置基板，將密封材料作為粘接材料使用，使支撐體粘接到被剝離層上，或者在制作完驅(qū)動液晶元件的TFT之后，在基材上進行轉(zhuǎn)移，接著可以移到液晶元件的制作工序。前者的情況中，設(shè)置于上述剝離層上的元件具有像素電極，在該像素電極和上述對置基板之間填充液晶材料。
此外，涉及上述半導(dǎo)體裝置的制作方法的上述構(gòu)成中，在制作以具有EL元件的發(fā)光裝置為代表的發(fā)光裝置時，較為理想的是將支撐體用作密封材料，并將發(fā)光元件從外部完全遮蔽，以便防止水分、氧氣等促使有機化合物層老化的物質(zhì)從外部侵入。此外，如果最優(yōu)先考慮輕量化的話，薄膜狀的塑料基板較為理想，但由于防止水分、氧氣等促使有機化合物層老化的物質(zhì)從外部侵入的效果較差，因此例如在支撐體上設(shè)置第1絕緣膜、第2絕緣膜和第3絕緣膜，采用充分防止水分、氧氣等促使有機化合物層老化的物質(zhì)從外部侵入的構(gòu)成即可。
同時，涉及上述半導(dǎo)體裝置的制作方法的上述構(gòu)成中，作為制作以具有EL元件的發(fā)光裝置為代表的發(fā)光裝置的其他情況，在制作完驅(qū)動發(fā)光裝置的TFT之后，在基材上進行轉(zhuǎn)移，接著可以移到發(fā)光裝置的制作工序。
此外，通過上述半導(dǎo)體裝置的制作方法得到的本發(fā)明的構(gòu)成，是一種具有以下特征的半導(dǎo)體裝置具備金屬氧化物層使其接在具有絕緣表面的基板上的粘結(jié)劑上，并在該金屬氧化物層的上方具備元件。
同時，上述構(gòu)成中，具有如下特征上述元件是薄膜晶體管、有機發(fā)光元件、具有液晶的元件、存儲器元件、薄膜二極管、由硅PIN結(jié)構(gòu)成的光電變換元件、或者硅電阻元件。此外，上述構(gòu)成中的特征為上述基板是具有平面或曲面的塑料基板。同時，上述構(gòu)成中，特征為上述金屬氧化物層是通過激光照射、熱處理、或者激光照射與熱處理的復(fù)合處理而形成的。而且，該金屬氧化物層是在剝離工序形成的。
本發(fā)明通過對金屬層進行激光照射、熱處理、或者激光照射與熱處理的復(fù)合處理來進行氧化處理，結(jié)果形成金屬氧化物層并通過以物理手段可以很容易地將被剝離層從基板上剝離，因此在氧化工序中照射激光的時候，在不想對半導(dǎo)體層造成損傷的情況下，由于從基板側(cè)向金屬層照射激光，所以就不會直接對半導(dǎo)體層造成損傷。
此外，本發(fā)明不僅可以剝離具有小面積的被剝離層，還可以對具有大面積的被剝離層進行整面高成品率的剝離。
再有，由于本發(fā)明可以以物理手法很容易地剝離，例如用人手可以剝下，所以可以說是適合批量生產(chǎn)的工藝。此外，批量生產(chǎn)的時候，在制作了用于剝下被剝離層的制造裝置時，大型的制造裝置也可以價格低廉地制作出來。


圖1是表示實施方式的圖。
圖2是表示金屬層的光學(xué)特性的圖。
圖3是表示有源矩陣基板的制作工序的圖。(實施例1)圖4是表示有源矩陣基板的制作工序的圖。(實施例1)圖5是表示有源矩陣基板的制作工序的圖。(實施例1)圖6是從基板上剝離有源矩陣的圖。(實施例1)圖7是表示進行金屬層的氧化處理時的光照射區(qū)域的圖。(實施例1)圖8是表示液晶顯示裝置的剖面圖的圖。(實施例2)圖9是表示發(fā)光裝置的俯視圖或者剖面圖的圖。(實施例3)圖10是表示發(fā)光裝置的像素部的剖面結(jié)構(gòu)的圖。(實施例4)圖11是表示電子設(shè)備的一個例子的圖。(實施例5)圖12是表示電子設(shè)備的一個例子的圖。(實施例5)具體實施方式
以下對于本發(fā)明的實施方式進行說明。
圖1(A)中，10是基板，11是金屬層，12是氧化物層，13是被剝離層。
在圖1(A)中，基板10只要是對于被上述金屬層11吸收的波長區(qū)域的光表現(xiàn)為透過性的材料，則任意材料均可。
首先，如圖1(A)所示在基板10上形成金屬層11。作為金屬層11其代表性的例可以使用從W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn中選出的元素，或者由以上述元素為主要成分的合金材料或化合物材料構(gòu)成的單層，或者它們的層疊，其膜厚為10nm～200nm，最好是50nm～75nm。
此外，由于在濺射法中對基板進行了固定，所以基板的周邊部附近的膜厚很容易不均勻。因此，最好通過干刻蝕只除去周邊部的金屬層，而這時，可以在基板10和金屬層11之間形成100nm左右的由氮氧化硅膜構(gòu)成的絕緣膜，以便使基板也不被刻蝕。
接下來，在金屬層11上形成氧化物層12。作為氧化物層12，通過濺射法，使氧化硅、或者氮氧化硅形成與金屬層同等以上的膜厚即可。例如可以是10nm～600nm，150nm～200nm左右更為理想。
接著，在氧化物層12上形成被剝離層13。只要使該被剝離層13成為包含以TFT為代表的各種元件(薄膜二極管、由硅的PIN結(jié)構(gòu)成的光電變換元件、硅電阻元件或壓感式指紋傳感器等傳感器元件等的半導(dǎo)體裝置)的層即可。
下面，將作為固定被剝離層13的支撐體的第2基板15通過第1粘結(jié)材料14進行粘貼。(圖1(B))另外，第2基板15最好比第1基板10的剛性好。此外，作為第1粘結(jié)材料，使用一般的粘結(jié)材料、雙面膠、或者它們的組合即可。
接著，進行金屬層11的氧化處理。具體言之，通過進行激光等的光照射、或者熱處理、或者它們的復(fù)合處理，使金屬層11氧化。圖1(C)中表示通過光照射氧化的工序。
通過上述金屬層11的氧化處理，形成金屬氧化物層16。(圖1(D))。
隨后，通過物理手段剝下設(shè)有金屬層11的基板10。(圖1(E))這里，表示的是假設(shè)被剝離層13的機械強度較差，剝離時被剝離層13會遭到破壞的情況，而在被剝離層13的機械強度足夠高，剝離時被剝離層13未遭到破壞的情況下，第1粘結(jié)材料14和第2基板15(支撐體)在剝離時是不必要的，可以省略。
圖1(F)表示被剝離層13被剝離后的狀態(tài)。
圖1(G)表示將作為轉(zhuǎn)移被剝離層13用的基材的第3基板18通過第2粘結(jié)材料17粘貼的狀態(tài)。第3基板18的種類沒有特別限定，可以是塑料、玻璃、金屬、陶瓷等任何組成的基板。此外，形狀也沒有特別限定，可以具有平面、曲面、可彎曲性、或呈薄膜狀。
接著，通過除去或者剝離第1粘結(jié)材料14，剝掉第2基板15。(圖1(H))隨后，形成EL層21，并通過第3粘結(jié)材料20和成為密封材料的第4基板19來密封EL層21。(圖1(I))另外，如果第3粘結(jié)材料20是能夠充分阻擋促使有機化合物層老化的物質(zhì)(水分、氧氣)的材料，則第4基板19就不需要了。這里表示了制作使用EL元件的發(fā)光裝置的例子，但并不只限于EL元件，而是可以完成各種各樣的半導(dǎo)體裝置。
制作液晶顯示裝置時，只要使支撐體成為對置基板，密封材料作為粘結(jié)材料使用將支撐體粘接到被剝離層上即可。這時被剝離層上設(shè)置的元件具有像素電極，在該像素電極和上述對置基板之間填充液晶材料。此外，制作液晶顯示裝置的順序沒有特別限定，可以粘貼作為支撐體的對置基板，在注入液晶后剝離基板，再粘貼作為轉(zhuǎn)移體(轉(zhuǎn)移用的基材)的塑料基板；也可以形成像素電極后，剝離基板，粘貼作為第1轉(zhuǎn)移體的塑料基板后，再粘貼作為第2轉(zhuǎn)移體的對置基板。
此外，同樣地，制作發(fā)光裝置的順序也沒有特別限定，可以在形成發(fā)光元件后，粘貼作為支撐體的塑料基板，剝離基板，再粘貼作為基材的塑料基板；也可以在形成發(fā)光元件后，剝離基板，粘貼作為第1轉(zhuǎn)移體的塑料基板后，再粘貼作為第2轉(zhuǎn)移體的塑料基板。
圖2表示在本發(fā)明的形成金屬層(鎢膜50nm)以及氧化物層(通過濺射法得到的氧化硅膜200nm)后的步驟中的光學(xué)特性的例子。另外，此光學(xué)特性是使用玻璃作為基板，測定從此玻璃基板一側(cè)入射的光的反射率、透射率。同時，吸收率是透射率與反射率相加的和被1減得的差值。
從圖2(B)可以知道，測定范圍的波長區(qū)域中的透射率還不滿6％，另一方面，吸收率至少超過40％左右(圖2(C))。因此，即使從基板一側(cè)向金屬層上照射激光，通過以此金屬層吸收光能量不使其透過，從而不會使被剝離層受到損傷。
(實施例)[實施例1]使用圖3～圖7說明本發(fā)明的實施例。這里，就在同一基板上同時制作像素部和設(shè)于像素部周邊上的驅(qū)動電路的TFT(n溝道型TFT以及p溝道型TFT)的方法進行詳細說明。另外，這里表示制作用于制作反射型的液晶顯示裝置的有源矩陣基板的例子，對其沒有特別限定，如果適當變更TFT的配置或像素電極材料，可以制作透過型的液晶顯示裝置，當然也可以制作具有含有有機化合物的發(fā)光層的發(fā)光裝置。
使用玻璃基板(AN100)作為基板100。首先，在基板上通過PCVD法以100nm的膜厚成膜氮氧化硅層101。
接下來，通過濺射法以50nm的膜厚成膜作為金屬層的鎢層102，不開放在大氣環(huán)境中地連續(xù)使用濺射法以200nm的膜厚成膜作為氧化物層103a的氧化硅層。氧化硅層的成膜條件是使用RF方式的濺射裝置，使用氧化硅靶(直徑30.5cm)，并以流量30sccm釋放用于加熱基板的已加熱氬氣，令基板溫度為300℃，成膜壓力為0.4Pa，成膜功率為3kw，氬流量/氧流量＝10sccm/30sccm。
下面，通過干刻蝕除去基板周邊部分或者端面的鎢層。
接下來，以等離子CVD法使在成膜溫度300℃、原料氣為SiH4、N2O的條件下制作的氮氧化硅膜103b(組成比為Si＝32％、O＝59％、N＝7％、H＝2％)層疊形成100nm的厚度，進而通過不開放在大氣環(huán)境下地連續(xù)使用等離子體CVD法在成膜溫度300℃、成膜氣體為SiH4的條件下形成厚度為54nm的具有非晶構(gòu)造的半導(dǎo)體層(這里是非晶硅層)。
接著，用旋轉(zhuǎn)器涂敷通過重量換算含有10ppm鎳的醋酸鎳鹽溶液。也可以用以濺射法代替涂敷全面地散布鎳元素的方法。隨后，進行加熱處理使其結(jié)晶化，形成具有結(jié)晶構(gòu)造的半導(dǎo)體膜(這里是多硅層)。這里在進行脫氫化用的熱處理(500℃、1小時)后，進行結(jié)晶化用的熱處理(550℃、4小時)，得到具有結(jié)晶構(gòu)造的硅膜。另外，這里運用了使用有助于硅的結(jié)晶化的金屬元素鎳的結(jié)晶化技術(shù)，也可以使用其他公知的結(jié)晶化技術(shù)，例如固相成長法、激光結(jié)晶化法。
隨后，用稀氟酸等除去具有結(jié)晶構(gòu)造的硅膜表面的氧化膜后，在大氣中或者氧氣環(huán)境中進行提高結(jié)晶化率并修補結(jié)晶粒內(nèi)剩余缺陷用的激光(XeCl波長308nm)照射。激光中使用波長400nm以下的受激準分子激光、YAG激光器的第2高次諧波、第3高次諧波。這里，使用重復(fù)頻率10～1000Hz左右的脈沖激光，將該激光通過光學(xué)系統(tǒng)會聚成100～500mJ/cm2，并以90～95％的重疊率照射，掃描硅膜表面即可。這里，在大氣中以重復(fù)頻率30Hz、能量密度470mJ/cm2進行激光照射。另外，由于在大氣中或者氧氣環(huán)境中進行，因此通過激光照射在表面上形成氧化膜。此外，這里表示了使用脈沖激光器的例子，也可以使用連續(xù)振蕩的激光器，在非晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化時，為了得到大粒徑的結(jié)晶，使用能夠連續(xù)振蕩的固體激光器，最好是應(yīng)用基本波的第2高次諧波～第4高次諧波。具有代表性的是應(yīng)用Nd∶YVO4激光器(基本波1064nm)的第2高次諧波(532nm)、第3高次諧波(355nm)即可。使用連續(xù)振蕩的激光時，將從輸出10W的連續(xù)振蕩YVO4激光器射出的激光通過非線性光學(xué)元件轉(zhuǎn)換成高次諧波。此外，還有向諧振器中加入YVO4結(jié)晶和非線性光學(xué)元件，射出高次諧波的方法。而且，較為理想的是通過光學(xué)系統(tǒng)在照射面上形成矩形或者橢圓形的激光，照射到被處理體上。這時的能量密度需要0.01～100MW/cm2左右(0.1～10MW/cm2較理想)。而且，可以以10～2000cm/s左右的速度，使含有被剝離層的半導(dǎo)體膜與激光相對移動并進行照射即可。另外，照射此激光的時候，不是從基板一側(cè)而是從硅膜面一側(cè)進行照射。
接著，除了通過上述激光的照射形成的氧化膜，還形成用臭氧水進行120秒的表面處理并由合計1～5nm的氧化膜構(gòu)成的阻擋層。本實施例中使用臭氧水形成阻擋層，也可以通過在氧氣環(huán)境下的紫外線照射使具有結(jié)晶構(gòu)造的半導(dǎo)體膜表面氧化的方法或通過氧氣等離子體處理使具有結(jié)晶構(gòu)造的半導(dǎo)體膜表面氧化的方法或通過等離子體CVD法、濺射法、蒸鍍法等方法堆積1～10nm左右的氧化膜，形成阻擋層。此外，可以在形成阻擋層之前，除去通過激光照射形成的氧化膜。
隨后，在阻擋層上以濺射法使作為吸氣地點的含有氬元素的非晶硅膜成膜為膜厚10nm～400nm，這里膜厚為100nm。本實施例中，含有氬元素的非晶膜使用硅靶并在含氬的環(huán)境下形成。在使用等離子體CVD法形成含有氬元素的非晶硅膜的情況下，其成膜條件為使硅烷與氬氣的流量比(SiH4∶Ar)為1∶99，成膜壓力為6.665Pa(0.05Torr)，RF功率密度為0.087W/cm2，成膜溫度為350℃。
其后，放入加熱至650℃的爐中進行3分鐘的熱處理并進行吸氣，減低含有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜中的鎳的濃度。也可以用燈退火裝置代替爐。
接下來，用阻擋層作為刻蝕阻止裝置，有選擇的除去作為吸氣地點的含有氬元素的非晶硅膜后，用稀氟酸有選擇的除去阻擋層。另外，吸氣時，由于鎳有易于向氧濃度高的區(qū)域移動的傾向，因此在吸氣后除去由氧化膜構(gòu)成的阻擋層較為理想。
隨后，在得到的具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅膜(也稱作多硅膜)的表面上以臭氧水形成很薄的氧化膜后，形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，刻蝕處理為希望的形狀，并形成呈島狀分離的半導(dǎo)體層。形成半導(dǎo)體層之后，除去由抗蝕劑構(gòu)成的掩模。
在以上的工序中，在基板100上形成金屬層102、氧化物層103a、底層絕緣膜103b，在得到具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜后，可以刻蝕處理為希望的形狀，形成呈島狀分離的半導(dǎo)體層104～108。
接下來，在以含有氟酸的腐蝕劑除去氧化膜的同時洗凈硅膜的表面后，形成成為柵絕緣膜109的以硅作為主要成分的絕緣膜。本實施例中，通過等離子體CVD法形成厚度為115nm的氮氧化硅膜(組成比為Si＝32％、O＝59％、N＝7％、H＝2％)。
隨后，如圖3(A)所示，在柵絕緣膜109上層疊形成膜厚20～100nm的第1導(dǎo)電膜110a和膜厚100～400nm的第2導(dǎo)電膜110b。本實施例中，在柵絕緣膜109上依次層疊膜厚50nm的氮化鉭膜和膜厚370nm的鎢膜。
形成第1導(dǎo)電膜以及第2導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料是由從Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu中選出的元素，或者以上述元素為主要成分的合金材料或者化合物材料形成的。此外，作為第1導(dǎo)電膜以及第2導(dǎo)電膜，也可以使用以摻雜有磷等雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體硅膜、AgPdCu合金。此外，不只限定于2層構(gòu)造，也可以是使例如膜厚50nm的鎢膜、膜厚500nm的鋁硅合金(Al-Si)膜、膜厚30nm的氮化鈦膜依次層疊的3層構(gòu)造。此外，采用3層構(gòu)造時，可以使用氮化鎢代替第1導(dǎo)電膜的鎢，也可以使用鋁鈦合金(Al-Ti)膜代替第2導(dǎo)電膜的鋁硅合金(Al-Si)膜，用鈦膜代替第3導(dǎo)電膜的氮化鈦膜。此外，也可以是單層構(gòu)造。
接著，如圖3(B)所示，通過光曝光工序形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模112～117，進行用于形成柵電極以及布線的第1刻蝕處理。在第1刻蝕處理中以第1以及第2刻蝕條件進行?？涛g中使用ICP(Inductively Coupled Plasma感應(yīng)耦合等離子體)刻蝕法較好。通過使用ICP刻蝕法，適當?shù)恼{(diào)節(jié)刻蝕條件(在線圈型電極上施加的電量、在基板側(cè)的電極上施加的電量、基板側(cè)的電極溫度等)，能夠按希望的錐形刻蝕膜。另外，刻蝕用的氣體可以適當使用以Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4等為代表的氯類氣體，或者以CF4、SF6、NF3等為代表的氟類氣體、或者氧氣。
本實施例中，在基板一側(cè)(樣品臺)上也接入150W的RF(13.56MHz)電功率，實質(zhì)上是施加負的自偏電壓。另外，基板一側(cè)的電極面積尺寸是12.5cm×12.Scm，線圈型的電極面積尺寸(這里是設(shè)置有線圈的石英圓板)，是直徑25cm的圓板。通過此第1刻蝕條件，刻蝕W膜使第1導(dǎo)電層的端部呈錐形狀。對于第1刻蝕條件下的W的刻蝕速度為200.39nm/min、對于TaN的刻蝕速度為80.32nm/min，W相對于TaN的選擇比約為2.5。此外，通過此第1刻蝕條件，W的錐角約為26°。其后，不除去由抗蝕劑構(gòu)成的掩模112～117而轉(zhuǎn)變?yōu)榈?刻蝕條件，使用CF4和Cl2作為刻蝕用的氣體，各自的氣體流量比設(shè)為30/30(sccm)，以1Pa的壓力在線圈型的電極上施加500W的RF(13.56MHz)的電功率，生成等離子體，并進行約30分鐘左右的刻蝕。對基板一側(cè)(樣品臺)也接入20W的RF(13.56MHz)的電功率，實質(zhì)上是施加負的自偏電壓。在混合了CF4和Cl2的第2刻蝕條件下，同等程度的刻蝕W膜以及TaN膜。相對于第2刻蝕條件下的W的刻蝕速度為58.97nm/min，相對于TaN的刻蝕速度為66.43nm/min。另外，為了不在柵絕緣膜上剩余殘渣地進行刻蝕，可以以10～20％左右的比率增加刻蝕時間。
在上述第1刻蝕處理中，通過采用與由抗蝕劑構(gòu)成的掩模相適合的形狀，借以在基板一側(cè)附加偏壓電壓的效果，使第1導(dǎo)電層以及第2導(dǎo)電層的端部成為錐形狀。此錐部的角度為15～45°即可。
這樣，通過第1刻蝕的處理，形成由第1導(dǎo)電層以及第2導(dǎo)電層構(gòu)成的第1形狀的導(dǎo)電層119～124(第1導(dǎo)電層119a～124a和第2導(dǎo)電層119b～124b)。成為柵絕緣膜的絕緣膜109被刻蝕了10～20nm左右，未由第1形狀導(dǎo)電層119～124覆蓋的區(qū)域成為變薄的柵絕緣膜118。
接下來，不除去由光刻膠構(gòu)成的掩模而進行第2刻蝕處理。這里的刻蝕用氣體使用SF6和Cl2和O2，使各自的氣體流量比為24/12/24(sccm)，在1.3Pa的壓力下在線圈型的電極上接入700W的RF(13.56MHz)的電功率，生成等離子體，進行25秒的刻蝕。在基板一側(cè)(樣品臺)也接10W的RF(13.56MHz)的電功率，實質(zhì)上是施加負的自偏電壓。對第2刻蝕條件下的W的刻蝕速度為227.3nm/min，對TaN的刻蝕速度為32.1nm/min，W對TaN的選擇比為7.1，對作為絕緣膜118的SiON的刻蝕速度為33.7nm/min，W對于SiON的選擇比為6.83。這樣，使用SF6作為刻蝕氣體用氣體時，因為與絕緣膜118的選擇比較高，可以抑制膜的減少。本實施例中在絕緣膜118處，僅減少8nm的膜。
通過此第2刻蝕處理，W的錐角成為70°。通過此第2刻蝕處理形成第2導(dǎo)電層126b～131b。另一方面，第1導(dǎo)電層幾乎未被刻蝕，而成為第1導(dǎo)電層126b～131b。另外，第1導(dǎo)電層126a～131a和第1導(dǎo)電層119a～124a幾乎是同一尺寸。實際上，第1導(dǎo)電層的寬度與進行第2刻蝕處理前相比，也有約0.3μm左右，即線寬整體0.6μm左右的減少，但尺寸基本上沒有變化。
同時，用以膜厚50nm的鎢膜、膜厚500nm的鋁硅合金(Al-Si)膜、膜厚30nm的氮化鈦膜依次層疊的3層構(gòu)造代替2層構(gòu)造時，第1刻蝕處理的第1刻蝕條件為使用BCl3和Cl2和O2作為原料氣體，使各自的氣體流量比為65/10/5(sccm)，在基板一側(cè)(樣品臺)接入300W的RF(13.56MHz)的電功率，在1.2Pa的壓力下在線圈型的電極上施450W的RF(13.56MHz)的電功率，生成等離子體，并進行117秒的刻蝕即可；第1刻蝕處理的第2刻蝕條件為使用CF4和Cl2和O2，使各自的氣體流量比為25/25/10(sccm)，在基板一側(cè)(樣品臺)也接入20W的RF(13.56WHz)的電功率，在1Pa的壓力下在線圈型的電極上接入500W的RF(13.S6MHz)的電功率，生成等離子體，并進行約30秒左右的刻蝕即可；第2刻蝕處理使用BCl3和Cl2，使各自的氣體流量比為20/60(sccm)，在基板一側(cè)(樣品臺)施加100W的RF(13.56MHz)的電功率，在1.2Pa的壓力下在線圈型的電極上接入600W的RF(13.56MHz)的電功率，生成等離子體，并進行刻蝕即可。
接下來，除去由抗蝕劑構(gòu)成的掩模后，進行第1摻雜處理得到圖3(D)的狀態(tài)。摻雜處理可以用離子摻雜法或者離子注入法進行。離子摻雜法的條件是在劑量為1.5×1014atoms/cm2、加速電壓為60～100kV的條件下進行。使用典型的磷(P)或者砒(As)作為付與n型的雜質(zhì)元素。這種情況下，第1導(dǎo)電層以及第2導(dǎo)電層126～130成為對于付與n型的雜質(zhì)元素的掩模，自匹配地形成第1雜質(zhì)區(qū)132～136。第1雜質(zhì)區(qū)132～136中，以1×1016～1×1017/cm3的濃度范圍添加付與n型的雜質(zhì)元素。這里與第1雜質(zhì)區(qū)濃度范圍相同的區(qū)域也稱為n--區(qū)。
另外，本實施例中除去由抗蝕劑構(gòu)成的掩模后，進行第1摻雜處理，也可以不除去由抗蝕劑構(gòu)成的掩模地進行第1摻雜處理。
接下來，如圖4(A)所示，形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模137～139，進行第2摻雜處理。掩模137是用來保護形成驅(qū)動電路的p溝道型TFT的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)以及其周邊區(qū)域的掩模；掩模138是用來保護形成驅(qū)動電路的n溝道型TFT的其中之一的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)以及其周邊區(qū)域的掩模；掩模139是用來保護形成像素部的TFT的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)以及其周邊區(qū)域和成為保持電容的區(qū)域的掩模。
第2摻雜處理中的離子摻雜法的條件為使劑量為1.5×1015atoms/cm2，加速電壓為60～100kV，并摻雜磷。這里，第2導(dǎo)電層126b～128b作為掩模，在各半導(dǎo)體層上自匹配的形成雜質(zhì)區(qū)。當然，不會添加到以掩模137～139覆蓋的區(qū)域中。于是，形成第2雜質(zhì)區(qū)140～142和第3雜質(zhì)區(qū)144。在第2雜質(zhì)區(qū)140～142上以1×1020～1×1021/cm3的濃度范圍添加付與n型的雜質(zhì)元素。這里，與第2雜質(zhì)區(qū)濃度范圍相同的區(qū)域也稱作n+區(qū)域。
此外，第3雜質(zhì)區(qū)通過第1導(dǎo)電層形成比第2雜質(zhì)區(qū)低的濃度，以1×1018～1×1019/cm3的濃度范圍添加付與n型的雜質(zhì)元素。另外，第3雜質(zhì)區(qū)，為了使錐形狀的第1導(dǎo)電層的部分通過并進行摻雜，面向錐部的端部包含雜質(zhì)濃度增加的濃度梯度。這里，與第3雜質(zhì)區(qū)濃度范圍相同的區(qū)域也稱作n-區(qū)域。此外，以掩模138、139覆蓋的區(qū)域，不在第2摻雜處理中添加雜質(zhì)元素，而成為第1雜質(zhì)區(qū)146、147。
接下來，除去由抗蝕劑構(gòu)成的掩模137～139后，形成新的由抗蝕劑構(gòu)成的掩模148～150，并如圖4(B)所示進行第3摻雜處理。
在驅(qū)動電路中，通過上述第3摻雜處理，在形成p溝道型TFT的半導(dǎo)體層以及形成保持電容的半導(dǎo)體層上，形成添加了付與p型導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的第4雜質(zhì)區(qū)151、152以及第5雜質(zhì)區(qū)153、154。
同時，在第4雜質(zhì)區(qū)151、152中，以1×1020～1×1021/cm3的濃度范圍添加付與p型的雜質(zhì)元素。另外，在第4雜質(zhì)區(qū)151、152處，原本是在剛才的工序中添加了磷(P)的區(qū)域(n--區(qū)域)，付與p型的雜質(zhì)元素的濃度卻添加到其1.5～3倍，使導(dǎo)電型成為p型。這里，與第4雜質(zhì)區(qū)濃度范圍相同的區(qū)域也稱作p+區(qū)域。
此外，第5雜質(zhì)區(qū)153、154是在與第2導(dǎo)電層127a的錐部重疊的區(qū)域上形成的，以1×1018～1×1020/cm3的濃度范圍添加付與p型的雜質(zhì)元素。這里，與第5雜質(zhì)區(qū)濃度范圍相同的區(qū)域也稱作p-區(qū)域。
在以上的工序中，在各自的半導(dǎo)體層上形成具有n型或者p型的導(dǎo)電型的雜質(zhì)區(qū)。導(dǎo)電層126～129成為TFT的柵電極。此外，導(dǎo)電層130在像素部上成為形成保持電容一個電極。而且，導(dǎo)電層131在像素部上形成源布線。
接下來，形成幾乎覆蓋整個面的絕緣膜(圖中未顯示)。本實施例中通過等離子體CVD法形成了膜厚50nm的氧化硅膜。當然，此絕緣膜并不只限定于氧化硅膜，也可以使用其他的含有硅的絕緣膜作為單層或者層疊構(gòu)造。
接下來，對于在各自的半導(dǎo)體層上添加的雜質(zhì)元素，進行活性化處理的工序。此活性化工序通過使用燈光源的快速熱退火法(RTA法)，或者自背面照射YAG激光器或者受激準分子激光器的方法，或者使用爐進行熱處理，或者這些方法中的任意組合而成方法進行。
此外，在本實施例中顯示了在上述活性化之前形成絕緣膜的例子，而進行上述活性化后，進行形成絕緣膜的工序亦可。
接下來，形成由氮化硅膜構(gòu)成的第1層間絕緣膜155并進行熱處理(300℃～550℃的條件下進行1～12小時的熱處理)，進行將半導(dǎo)體層氫化的工序。(圖4(C))此工序是通過第1層間絕緣膜155中含有的氫，使半導(dǎo)體層的懸掛鍵終結(jié)的工序?？梢允拱雽?dǎo)體層氫化，而與由氧化硅膜構(gòu)成的絕緣膜(圖中未顯示)的存在無關(guān)。但是，本實施例中，由于使用以鋁作為主要成分的材料作為第2導(dǎo)電層，因此氫化工序中使用第2導(dǎo)電層可以承受的熱處理條件是很重要的。作為氫化的其他手段，也可以進行等離子體氫化(使用通過等離子體激發(fā)的氫)。
接下來，在第1層間絕緣膜155上形成由有機絕緣物材料構(gòu)成的第2層間絕緣膜156。在本實施例中形成膜厚1.6μm的丙烯樹脂膜。接下來，形成到達源布線131的接觸孔、到達導(dǎo)電層129、130的接觸孔、及到達各雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。本實施例中，依次進行多個刻蝕處理。在本實施例中使第1層間絕緣膜作為刻蝕阻擋，將第2層間絕緣膜刻蝕后，使絕緣膜(圖中未顯示)作為刻蝕阻擋，將第1層間絕緣膜刻蝕后，再刻蝕絕緣膜(圖中未顯示)。
其后，用Al、Ti、Mo、W等形成布線以及像素電極。這些電極以及像素電極的材料，最好使用以Al或者Ag作為主要成分的膜，或者它們的層疊膜等的反射性好的材料。于是，形成源電極或者漏電極157～162、柵布線164、連接布線163、像素電極165。
如以上那樣，可以在同一基板上形成具有n溝道型TFT201、p溝道型TFT202、n溝道型TFT203的驅(qū)動電路206，和具有由n溝道型TFT構(gòu)成的像素TFT204和保持電容205的像素部207。(圖5)本說明書中，為了方便將這樣的基板稱為有源矩陣基板。
在像素部207中，在像素TFT204(n溝道型TFT)上具有溝道形成區(qū)169、在形成柵電極的導(dǎo)電層129的外側(cè)形成的第1雜質(zhì)區(qū)(n--區(qū)域)147，和作為源區(qū)或者漏區(qū)發(fā)揮作用的第2雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū)域)142、171。此外，在作為保持電容205的一個電極發(fā)揮作用的半導(dǎo)體層上，形成第4雜質(zhì)區(qū)152、第5雜質(zhì)區(qū)154。保持電容205是以絕緣膜(與柵絕緣膜是同一個膜)11B作為電介質(zhì)，并通過第2電極130和半導(dǎo)體層152、154、170形成。
此外，在驅(qū)動電路206中，n溝道型TFT201(第1n溝道型TFT)包含溝道形成區(qū)166、與形成柵電極的導(dǎo)電層126的一部分隔著絕緣膜重疊的第3雜質(zhì)區(qū)(n-區(qū)域)144、和作為源區(qū)或者漏區(qū)發(fā)揮作用的第2雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū)域)140。
此外，在驅(qū)動電路206中，p溝道型TFT202包含溝道形成區(qū)167、與形成柵電極的導(dǎo)電層127的一部分隔著絕緣膜重疊的第5雜質(zhì)區(qū)(p-區(qū)域)153、和作為源區(qū)或者漏區(qū)發(fā)揮作用的第4雜質(zhì)區(qū)(p+區(qū)域)151。
同時，在驅(qū)動電路206中，n溝道型TFT203(第2n溝道型TFT)包含溝道形成區(qū)168、在形成柵電極的導(dǎo)電層128外側(cè)的第1雜質(zhì)區(qū)(n--區(qū)域)146、和作為源區(qū)或者漏區(qū)發(fā)揮作用的第2雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū)域)141。
將這些TFT201～203適當?shù)慕M合，形成移位寄存器電路、緩沖電路、電平移動電路、鎖存器電路等，并形成驅(qū)動電路206即可。例如，形成CMOS電路時，由n溝道型TFT201和p溝道型TFT202互補連接形成即可。
特別是在驅(qū)動電壓較高的緩沖電路中，出于防止由熱載流子效應(yīng)產(chǎn)生的劣化的目的，適合采用n溝道型TFT203的構(gòu)造。
此外、在優(yōu)先考慮可靠性的電路中，適合采用GOLD構(gòu)造的n溝道型TFT201的構(gòu)造。
同時，因為通過提高半導(dǎo)體膜表面的平坦化，可以提高可靠性，因此在GOLD構(gòu)造的TFT中，即使縮小與柵電極隔著柵絕緣膜重疊的雜質(zhì)區(qū)的面積，也可以得到足夠的可靠性。具體的，在GOLD構(gòu)造的TFT中，即使減小成為柵電極的錐部的部分的尺寸，也可以得到足夠的可靠性。
此外，在GOLD構(gòu)造的TFT中，當柵絕緣膜變薄時寄生電容增加，但如果減小柵電極(第1導(dǎo)電層)中成為錐部的部分的尺寸并降低寄生電容，f特性(頻率特性)也將提高進而能夠?qū)崿F(xiàn)高速動作，而且，將成為具有足夠可靠性的TFT。
另外，即使在像素部207的像素TFT中，也可以通過第2激光的照射實現(xiàn)截至電流的降低以及偏差的降低。
此外，本實施例中顯示了制作形成反射型的顯示裝置用的有源矩陣基板的例子，但當以透明導(dǎo)電膜形成像素電極時，盡管增加了一張光掩模，仍可形成透過型的顯示裝置。
制作成這些顯示裝置后，從基板一側(cè)以連續(xù)光或者脈沖狀的激光照射金屬層102，通過使之發(fā)熱進行氧化處理，在金屬層102和氧化物層103a之間形成金屬氧化物層190(圖6(A))，被剝離層能夠從基板上剝離(圖6(B))。這時照射的激光使用輸出為40W的NdYAG激光器(基本波1064nm)，關(guān)于波長范圍，如圖2所示，可以使用任何區(qū)域的激光。此外，照射激光的時間不限于制作成顯示裝置之后，也可以在想要剝離被剝離層的階段進行照射。而且，激光的光束形狀，本次使用的是線狀的連續(xù)光，但不限于此，可以是圓形、橢圓形、三角形、四邊形、多邊形等任一種，也可以是點狀、面狀等。而且，本次通過激光照射進行了金屬層的氧化工序處理，也可以用熱處理進行氧化處理。
此外，得到圖6(A)的狀態(tài)后，如果在氧化物層103a上設(shè)置的含有TFT的層(被剝離層)的機械強度足夠大，則剝掉基板100亦可。由于本實施例的被剝離層的機械強度不夠，因此最好在粘貼好固定被剝離層的支撐體(圖中未顯示)后再進行激光照射和剝離。
進行使用光的金屬層的氧化處理時，如圖7顯示的那樣，在含有基板900上的顯示裝置901(含有像素部902、柵驅(qū)動器部903、源驅(qū)動器部904、FPC端子部905)的區(qū)域906上照射激光即可。
實施例1中，表示了由具有反射性的金屬材料形成像素電極的反射型顯示裝置的例子，圖8表示本實施例中以具有透光性的導(dǎo)電膜形成像素電極的透過型的顯示裝置的例子。
由于到形成層間絕緣膜的工序為止均與實施例1相同，在此省略。根據(jù)實施例1，在形成層間絕緣膜后，形成由具有透光性的導(dǎo)電膜構(gòu)成的像素電極601。具有透光性的導(dǎo)電膜可以使用ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等。
其后，在層間絕緣膜600上形成接觸孔。接下來，形成與像素電極重疊的連接電極602。此連接電極602通過接觸孔與漏極區(qū)連接。此外，與此連接電極同時也形成其他的TFT的源電極或者漏電極。
此外，這里顯示了在基板上形成所有驅(qū)動電路的例子，也可以在驅(qū)動電路的一部分上使用數(shù)個IC。
如以上那樣形成有源矩陣基板。使用此有源矩陣基板剝離TFT后，貼合基材(塑料基板)制作液晶模塊，設(shè)置背燈606、導(dǎo)光板605，再以罩606覆蓋，則完成如圖8中其剖面圈的一部分顯示的有源矩陣型液晶顯示裝置。另外，蓋子與液晶模塊用粘結(jié)劑、有機樹脂貼合。此外，在貼合塑料基板和對置基板的時候，可以用框框住，在框和基板之間填充有機樹脂進而粘結(jié)。此外，由于是透過型的，故偏振板603粘貼在塑料基板和對置基板兩者上。
本實施例中，圖9表示了制作具備發(fā)光元件的發(fā)光裝置的例子，該發(fā)光元件具有在塑料基板上形成的包括有機化合物的發(fā)光層。
另外，圖9(A)是表示發(fā)光裝置的俯視圖，圖9(B)是將圖9(A)沿A-A′面切斷的剖面圖。以虛線表示的1101是源信號線驅(qū)動電路，1102是像素部，1103是柵信號線驅(qū)動電路。此外，1104是密封基板，1105是密封劑，以透明的第2密封材料1107填充以第1密封劑1105包圍的內(nèi)側(cè)。
另外，1108是用于傳送輸入到源信號線驅(qū)動電路1101以及柵信號線驅(qū)動電路1103中的信號的布線，從由外部輸入端子構(gòu)成的FPC(柔性印刷電路)1109接受視頻信號或時鐘信號。另外，這里只圖顯示了FPC，也可以在此FPC上安裝印刷線路板(PWB)。在本說明書的發(fā)光裝置中，不只包含發(fā)光裝置主體，還包含安裝有FPC或者PWB的狀態(tài)。
接下來，使用圖9(B)對剖面構(gòu)造進行說明。在基板1110上形成了驅(qū)動電路以及像素部，這里表示了作為驅(qū)動電路的源信號線驅(qū)動電路1101和像素部1102。另外，通過使用實施方式或者實施例1中說明的剝離法，將基板1110與底層膜通過粘結(jié)層1100貼合。
另外，源信號線驅(qū)動電路1101形成組合了n溝道型TFT1123和p溝道型TFT1124的CMOS電路。此外，形成驅(qū)動電路的TFT，可以由公知的CMOS電路、PMOS電路或者NMOS電路形成。此外，本實施例中，表示了在基板上形成了驅(qū)動電路的驅(qū)動器一體型，但是不是必須要這樣，不在基板上而在外部形成也可以。
此外，像素部1102是通過含有開關(guān)用TFT1111、電流控制用TFT1112和電連接到其漏極上的第1電極(陽極)1113的多個像素形成的。另外，這里顯示了一個在一個像素上使用兩個TFT的例子，也可以應(yīng)用3個或以上的TFT。
這里，由于第1電極1113形成與TFT的漏極直接相連的構(gòu)成，因此作為第1電極1113的最下層，使用由硅構(gòu)成的可獲得和漏極電阻接觸的材料層，最好對與含有有機化合物的層相連的表面使用功函數(shù)大的材料層。例如，當采用氮化鈦膜、以鋁作為主要成分的膜與氮化鈦膜的3層構(gòu)造時，布線的電阻小，而且可獲得良好的電阻接觸，而且能使之具有作為陽極發(fā)揮功能。此外，第1電極1113可以使用氮化鈦膜的單層，也可以使用2層以上的層疊。
此外，在第1電極(陽極)1113的兩端形成絕緣物(稱為觸排、隔壁、障壁、堤等)1114。絕緣物1114以有機樹脂膜或者包含硅的絕緣膜形成即可。這里，絕緣物1114是使用正型的感光性丙烯樹脂膜形成如圖9所示形狀的絕緣物。
為了具有良好的覆蓋度，最好是在絕緣物1114的上端部或者下端部上形成具有曲率的曲面。例如，絕緣物1114的材料使用正型的感光性丙烯的時候，最好是只有絕緣物1114的上端部上包含具有曲率半徑(0.2μm～3μm)的曲面。此外，作為絕緣物1114，可以使用通過感光性的光而在刻蝕中呈不溶解性的負型，或者根據(jù)光而在刻蝕中呈溶解性的正型中的任何一種。
此外，可以以氮化鋁膜、氮氧化鋁膜、或者氮化硅膜構(gòu)成的保護膜覆蓋絕緣物1114。此保護膜可以是以通過濺射法(DC方式或RF方式)得到的氮化硅或者氮氧化硅作為主要成分的絕緣膜，或者以碳作為主要成分的薄膜。如使用硅靶并在含有氮氣和氬氣的環(huán)境中形成，就可以得到氮化硅膜。或者，也可以使用氮化硅靶。此外，保護膜也可以用使用了遠程等離子體的成膜裝置來形成。同時，為了在保護膜上使發(fā)光通過，保護膜的膜厚最好做得盡可能薄。
此外，在第1電極(陽極)1113上，通過使用蒸鍍掩模的蒸鍍法或者噴墨法來有選擇地形成含有有機化合物的層1115。進而，在含有有機化合物的層1115上形成第2電極(陰極)1116。由此形成由第1電極(陽極)1113、含有有機化合物的層1115、以及第2電極(陰極)1116構(gòu)成的發(fā)光元件1118。這里，由于發(fā)光元件1118是作為發(fā)白色光的例子，因此設(shè)置了由著色層1131和遮光層(BM)1132構(gòu)成的濾色片(為了簡略化，這里沒有圖示)。
此外，如果分別有選擇地形成含有可得到R、G、B發(fā)光的有機化合物的層，則能夠不使用濾色片就得到所有顏色的顯示。
同時，為了密封發(fā)光元件1118，通過第1密封材料1105、第2密封材料1107來貼合密封基板1104。另外，最好是使用環(huán)氧類樹脂作為第1密封材料1105、第2密封材料1107。此外，第1密封材料1105、第2密封材料1107最好是盡可能不透過水分、氧氣的材料。
此外，在本實施例中，除了可以使用玻璃基板、石英基板作為構(gòu)成密封基板1104的材料以外，還可以使用由FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics玻璃纖維增強塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯薄膜、聚酯、或丙烯等構(gòu)成的塑料基板。此外，使用第1密封材料1105、第2密封材料1107粘結(jié)密封基板1104后，進而可以以第3密封材料密封以便覆蓋側(cè)面(露出面)。
如以上那樣，通過將發(fā)光元件封入第1密封材料1105、第2密封材料1107中，可以從外部完全遮蔽發(fā)光元件，可以防止水分、氧氣等促使有機化合物層老化的物質(zhì)從外部侵入。因此，可以得到可靠性高的發(fā)光裝置。
此外，如果使用透明導(dǎo)電膜作為第1電極1113的話，可以制作兩面發(fā)光型的發(fā)光裝置。
同時，本實施例中表示了采用了在陽極上形成含有有機化合物的層，并在含有有機化合物的層上形成作為透明電極的陰極的構(gòu)造(以下稱為上面出射構(gòu)造)的例子，也可以采用在陽極上形成有機化合物層、在有機化合物層上具有形成陰極的發(fā)光元件并從作為透明電極的陽極向TFT方向射出在有機化合物層上產(chǎn)生的光的構(gòu)造(以下稱為下面出射構(gòu)造)。
此外，本實施例可以與實施方式或者實施例1自由組合。
實施例3中，顯示了制作具備發(fā)光元件的發(fā)光裝置的例子，該發(fā)光元件具有在塑料基板上形成的包括有機化合物的發(fā)光層，在本實施例中，將就其一個像素的剖面構(gòu)造，特別是發(fā)光元件以及TFT的連接、在像素間配置的隔壁的形狀進行更為詳細地說明。
圖10(A)中，40是基板，41是隔壁(也稱作堤)，42是絕緣膜，43是第1電極(陽極)，44是含有有機化合物的層，45是第2電極(陰極)，46是TFT。
在TFT46中，46a是溝道形成區(qū)，46b、46c是源區(qū)或者漏區(qū)，46d是柵電極，46e、46f是源電極或者漏電極。這里，表示的是頂柵型TFT，但是沒有特別的限定，可以是逆交錯型TFT，也可以是順交錯型TFT。另外，46f是通過與第1電極43部分連接并重疊而與TFT46連接的電極。
此外，圖10(B)中表示了與圖10(A)有部分不同的剖面構(gòu)造。
圖10(B)中，第1電極與電極的重疊方式與圖10(A)的構(gòu)造不同，將第1電極進行構(gòu)圖后，通過部分重疊來形成電極，從而使之與TFT相連。
此外，圖10(C)中表示了與圖10(A)部分不同的剖面構(gòu)造。
在圖10(C)中，又設(shè)置了1層層間絕緣膜，第1電極通過接觸孔與TFT的電極相連接。
此外，隔壁41的剖面形狀可以是如圖10(D)所示的錐形狀?？梢酝ㄟ^使用光刻法，使抗蝕劑曝光后，將非感光性的有機樹脂或無機絕緣膜刻蝕得到。
此外，如果使用正型的感光性有機樹脂，則能夠成為如圖10(E)所示的形狀，即在上端部具有曲面的形狀。
同時，如果使用負型的感光性樹脂，則能夠成為如圖10(F)所示的形狀，即在上端部及下端部均具有曲面的形狀。
實施本發(fā)明可以完成各種模塊(有源矩陣基板型液晶模塊、有源矩陣型EL模塊、有源矩陣型EC模塊)。即，通過實施本發(fā)明，可完成裝入這些模塊的所有電子設(shè)備。
作為這樣的電子設(shè)備，可以舉出攝像機、數(shù)碼照相機、頭戴式顯示器(護目鏡型顯示器)、汽車導(dǎo)航儀、投影儀、汽車音響、個人電腦、便攜式信息終端(移動式計算機、便攜式電話或者電子書籍等)等。這些例子如圖11、圖12所示。
圖11(A)是個人電腦，包括主體2001、圖像輸入部2002、顯示部2003、鍵盤2004等。
圖11(B)是攝像機，包括主體2101、顯示部2102、聲音輸入部2103、操作開關(guān)2104、電池2105、收像部2106等。
圖11(C)是移動式計算機(mobile computer)，含有主體2201、攝像部2202、收像部2203、操作開關(guān)2204、顯示部2205等。
圖11(D)是使用了記錄程序的記錄介質(zhì)(以下稱為記錄介質(zhì))的播放器，包括主體2401、顯示部2402、揚聲器部2403、記錄介質(zhì)2404、操作開關(guān)2405等。另外，這個播放器可以用DVD(Digital VersatileDisc數(shù)字通用光盤)、CD等作為記錄介質(zhì)，進行音樂欣賞、電影欣賞、玩游戲、上網(wǎng)等。
圖11(E)是數(shù)碼照相機，包括主體2501、顯示部2502、目鏡部2503、操作開關(guān)2504、收像部(圖中未顯示)等。
圖12(A)是便攜式電話，包括主體2901、聲音輸出部2902、聲音輸入部2903、顯示部2904、操作開關(guān)2905、天線2906、圖像輸入部(CCD、圖像傳感器等)2097等。
圖12(B)是便攜式書籍(電子書籍)，包括主體3001、顯示部3002、3003、存儲介質(zhì)3004、操作開關(guān)3005、天線3006等。
圖12(C)是顯示器，包括主體3101、支撐臺3102、顯示部3103等。
還有，圖12(C)中表示的顯示器是中小型或者大型顯示器，例如5～20英寸畫面尺寸的顯示器。此外，為了形成這種尺寸的顯示部，最好是使用基板的一邊是1m的基板，進行多面加工的批量生產(chǎn)。
如上所述，本發(fā)明應(yīng)用的范圍極廣，可以應(yīng)用于所有領(lǐng)域的電子設(shè)備的制作方法。此外，本實施例的電子設(shè)備，也能夠使用由實施方式、實施例1～3的任意組合得到的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備金屬氧化物層使其接在具有絕緣表面的基板上的粘結(jié)劑上，在該金屬氧化物層的上方具備元件。
2.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述元件是薄膜晶體管、有機發(fā)光元件、具有液晶的元件、存儲器元件、薄膜二極管、由硅PIN結(jié)構(gòu)成的光電變換元件、或者硅電阻元件。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板是具有平面或曲面的塑料基板。
4.如權(quán)利要求1至3中的任何一個所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述金屬氧化物層是通過激光照射、熱處理、或者激光照射和熱處理的復(fù)合處理而形成的。
5.如權(quán)利要求1至4中的任何一個所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體裝置是攝像機、數(shù)碼照相機、護目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航儀、個人電腦或者便攜式信息終端。
6.一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于，具有下述工序在基板上形成金屬層、接在該金屬層上的氧化物層、和在該氧化物層的上方包含半導(dǎo)體元件的被剝離層；通過使上述金屬層氧化從而在與上述氧化物層之間形成金屬氧化物層；對上述被剝離層和支撐體進行了粘結(jié)后，從上述基板上通過物理手法，在上述金屬氧化物層內(nèi)或者上述金屬氧化物層與上述氧化物層的界面上、或者上述金屬氧化物層與上述金屬層的界面上將粘接在上述支撐體上的上述被剝離層剝離。
7.一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于，具有下述工序在基板上形成絕緣物層、接在該絕緣物層上的金屬層、接在該金屬層上的氧化物層、和在該氧化物層的上方包含半導(dǎo)體元件的被剝離層；通過使上述金屬層氧化，從而在與上述絕緣層之間、或者在與上述氧化物層之間、或者在與上述絕緣層之間和與上述氧化物層之間兩處，形成金屬氧化物層；對上述被剝離層和支撐體進行了粘結(jié)后，從基板上通過物理手法，在與上述絕緣層相接的金屬氧化物層內(nèi)或者在與上述絕緣層相接的上述金屬氧化物層和上述絕緣層的界面上、或者在與上述絕緣層相接的上述金屬氧化物層和上述金屬層的界面上、或者在與上述氧化物層相接的上述金屬氧化物層內(nèi)、或者在與上述氧化物層相接的上述金屬氧化物層和上述氧化物層的界面上、或者在與上述氧化物層相接的上述金屬氧化物層和上述金屬層的界面上，將粘結(jié)在上述支撐體上的上述被剝離層剝離。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于，具有下述工序在基板上形成金屬層、接在該金屬層上的氧化物層、和在該氧化物層的上方包含半導(dǎo)體元件的被剝離層；通過使上述金屬層氧化從而在與上述氧化物層之間形成金屬氧化物層；對上述被剝離層和支撐體進行了粘結(jié)后，從上述基板上通過物理手法，在上述金屬層和上述氧化物層之間將粘結(jié)在上述支撐體上的上述被剝離層剝離。
9.如權(quán)利要求6至8中的任何一個所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于使上述金屬層氧化的工序是通過激光照射、熱處理或者激光照射和熱處理的復(fù)合處理來進行的。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述激光是從連續(xù)振蕩或者脈沖振蕩的固體激光器中振蕩出的光。
11.如權(quán)利要求6至10中的任何一個所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述金屬層是從Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn中選出的元素、或者由以上述元素為主要成分的合金材料或化合物材料構(gòu)成的單層、或者它們的層疊。
12.如權(quán)利要求6至11中的任何一個所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于接在上述金屬層上的氧化物層是通過濺射法形成的氧化硅膜。
13.如權(quán)利要求6至12中的任何一個所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述基板是玻璃基板或者石英基板，上述支撐體是塑料基板、或者是塑料基材。
14.如權(quán)利要求6至13中的任何一個所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述被剝離層含有薄膜晶體管、由硅PIN結(jié)構(gòu)成的光電變換元件、有機發(fā)光元件、具有液晶的元件、存儲器元件、薄膜二極管、或者硅電阻元件。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種不使被剝離層受到損傷的剝離方法，其不僅是具有小面積的被剝離層的剝離，還能成品率很高地進行具有大面積的被剝離層的全面剝離。此外，本發(fā)明的課題是提供一種在各種基材上粘貼被剝離層并經(jīng)輕量化的半導(dǎo)體裝置以及其制作方法。特別是，提供一種在柔性薄膜上粘貼以TFT為代表的各種元件(薄膜二極管、由硅的PIN結(jié)構(gòu)成的光電變換元件或硅電阻元件)并經(jīng)輕量化的半導(dǎo)體裝置以及其制作方法。本發(fā)明的解決方法是在基板上設(shè)置金屬層11，再接在上述金屬層11上設(shè)置氧化物層12，進而形成被剝離層13，如果以激光照射上述金屬層11從而進行氧化形成金屬氧化層16，就能夠以物理手段在金屬氧化物層16的層內(nèi)或者金屬氧化物層16和氧化物層12的界面上進行很好的分離。
文檔編號H01L21/77GK1708853SQ20038010264
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者山崎舜平, 高山徹, 丸山純矢, 大野由美子 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所