[发明专利]柔性半导体装置的制造方法及用于它的叠层膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性半导体装置的制造方法及用于它的叠层膜。

背景技术

伴随于信息终端的普及，人们对用作计算机用显示器的平板显示器的需求越来越多。此外，伴随于信息化的进展，对迄今为止以纸张作介质提供的信息进行电子化的机会增多，对作为既薄又轻而且能够很容易地携带的移动用显示介质的电子纸或数码纸的需求越来越多(参照专利文献1等)。

一般来讲，在平板显示器中，主要用利用液晶、有机EL(有机电致发光)或电泳等的元件形成显示介质。另一方面，所述显示介质中的主流技术是这样的，即：用有源驱动元件(TFT(Thin FilmTransistor：薄膜晶体管)元件)作图像驱动元件，以确保画面亮度的均匀性、画面重写速度等。例如，在一般的计算机显示器中，在基板上形成所述TFT元件，密封液晶或有机EL元件等。

在此，能够主要用a-Si(非晶硅)、p-Si(多晶硅)等半导体形成TFT元件。通过将上述硅半导体(根据必要还使用金属膜)叠成多层，在基板上依次形成源极、漏极及栅极电极，则能够制造出TFT元件。

此外，在上述使用硅材料的TFT元件的形成工艺中包括高温的工序，因此基板材料受到必须是能够耐住工序温度的材料这一限制。因此，在实际工艺中，需要用例如玻璃基板等耐热性优良的材料作基板。补充说明一下，虽然也可以使用石英基板，但石英基板的成本较高，当将显示器大型化时有经济方面的问题。因此，一般使用玻璃基板作为形成TFT元件的基板。

然而，用玻璃基板构成的薄型显示器又重又缺乏柔性，有可能在落下时受到冲击而破损，这不够于满足伴随着信息化的进展对携带用薄型显示器掀起的需求。

为了对应于要求显示器为轻量且薄型的需求，从基板的柔性化、轻量化等观点出发，正在开发在树脂基板(塑料基板)上形成TFT元件而构成的半导体装置(柔性半导体装置)。

例如，在专利文献2中公开了下述技术，即：在通过与现有技术大致相同的工艺在支撑物(例如玻璃基板)上制作TFT元件后，将TFT元件从玻璃基板上剥离并转印在树脂基板上。

此外，在专利文献3中公开了直接在树脂基板上形成TFT元件的技术。

-现有技术的技术文献-

-专利文献-

专利文献1：日本公开特许公报特开2007-67263号公报专利文献2：日本公开特许公报特开2005-294300号公报专利文献3：日本公开特许公报特开2006-186294号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

然而，在利用转印法的TFT元件的制造工艺中，支撑物(玻璃基板)的剥离工序成为问题。也就是说，在使玻璃基板从树脂基板上剥离的工序中，需要例如进行使玻璃基板与TFT元件的紧贴性下降的处理，或者进行在玻璃基板与TFT元件之间形成剥离层，并以物理方法或化学方法除去该剥离层的处理。因此，会导致工序烦杂，生产性方面有问题。

此外，若利用直接在树脂基板上形成TFT元件的方法，则因为树脂基板的耐热性低，所以需要将工序温度限制到较低的温度。因此，直接形成在树脂基板上的TFT元件的特性比形成在玻璃基板上的TFT元件的特性差。而且，从电路的整体来考虑，通过所述工序形成的布线的厚度往往较薄，或者这种布线往往是由复合材料形成的，因而布线的电阻值较高。因此，在电路中会造成电压降，难以得到所希望的TFT性能、器件特性或可靠性。

针对上述有关柔性半导体装置的课题，本申请发明者不是在与现有技术大同小异的技术构想下谋求解决，而在新的技术构想下谋求所述课题的解决。本发明正是为解决所述课题而研究开发出来的，其目的在于：提供一种性能高且生产性优良的柔性半导体装置的制造方法。

-用以解决技术问题的技术方案-

为解决所述课题，本发明在一种柔性半导体装置的制造方法中，采用下述薄膜晶体管的形成方法，即：以事先准备的第一金属层、无机绝缘层、半导体层及第二金属层依次层叠而构成的叠层膜为基础，对第一金属层及第二金属层进行加工，来形成栅极电极以及源极电极及漏极电极，使无机绝缘层具有栅极绝缘膜的功能，使半导体层具有沟道的功能。由此，不经过高温工序就能够很容易地形成包括以无机绝缘层为基材的薄膜晶体管的柔性半导体装置。