[发明专利]柔性半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有可挠性的柔性半导体装置及其制造方法。更详细地说，本发明涉及能够用作TFT的柔性半导体装置及其制造方法。

背景技术

伴随信息终端的普及，作为计算机用显示器等的图像显示装置，对平板显示器的需求提高。此外，伴随进一步的信息化发展，以往用纸介质提供的信息被电子化的机会增加。尤其近来，作为薄而轻的能够简便搬运的的移动用显示介质，对电子纸或数字纸的需求也提高(专利文献1等)。

一般在平板显示器装置中，采用利用了液晶、有机EL(有机电致发光)、电泳等的元件来形成显示介质。在所述的显示介质中，为了确保画面亮度的均匀性或画面改写速度等，采用有源驱动元件(TFT元件)作为图像驱动元件的技术成为主流。在通常的显示器中，在玻璃基板上形成这些TFT元件，并密封有液晶、有机EL元件等。

这里，在TFT元件中主要能够采用a-Si(非晶硅)、p-Si(多晶硅)等半导体。通过使这些Si半导体(根据需要也可以有金属膜)多层化，并在基板上依次形成源极、漏极、栅极的各电极，从而制造TFT元件。

在这种以往的采用了Si材料的TFT元件的形成中，因为包含高温工序，所以具有不得不采用能够耐高的工序温度的材料作为基板材料的限制。因此实际上需要采用玻璃作为基板材料。另外，虽然也可以采用石英基板，但是价格高，对于显示器的大型化具有经济上的问题。因此，作为形成TFT元件的基板，一般使用玻璃基板。

但是，在利用这样的以往所知的玻璃基板来构成先前叙述的薄型显示器的情况下，该显示器成为重、缺乏柔软性、因落下的冲击可能破裂的产品。起因于在玻璃基板上形成TFT元件的这些特征不能满足对伴随信息化的发展的简便的便携用薄型显示器的需求。

为了与对分量轻且薄型的显示器的需求相对应，从基板的柔性化、轻量化等观点出发，正在进行在树脂基板(塑料基板)上形成TFT元件的柔性半导体装置的开发。例如，在专利文献2中公开了如下技术，即：通过与以往大致相同的工艺在支撑体(例如玻璃基板)上制造了TFT元件之后，从玻璃基板剥离TFT元件从而转印到树脂基板上。在所涉及的技术中，首先，在玻璃基板上形成TFT元件，经由丙烯酸树脂等的密封层将其粘结在树脂基板上，之后通过剥离玻璃基板，从而将TFT元件转印形成到树脂基板上。

在采用了转印法的柔性半导体装置的制造中，支撑体(例如玻璃基板)的剥离工序成为问题。即，在从树脂基板剥离支撑体时，例如需要进行使支撑体和TFT的粘附性降低的处理。或者，需要在支撑体和TFT之间形成剥离层并且进行物理地或化学地去除该剥离层的处理。由于那样的处理，工序变复杂，在生产性上留有担忧。

【专利文献1】特开2007-67263号公报

【专利文献2】特开2004-297084号公报

也在考虑在树脂基板上直接形成TFT的方法，而不是向树脂基板(塑料基板)转印TFT。在该情况下，因为不需要转印后的支撑体(例如玻璃基板)的剥离工序，所以能够简单地制造柔性半导体装置。

但是，因为丙烯酸树脂等的树脂基板耐热性低，所以有在形成TFT时不得不将工艺温度抑制地较低的制约。因此，在树脂基板上直接形成的TFT与通过转印而形成的TFT相比，在TFT性能上留有担忧。

例如，为了使迁移率等半导体特性提高，希望对半导体材料进行加热处理，但是在树脂基板上直接形成TFT时，因为工艺温度受限制，所以难以进行那样的加热处理。此外，为了使栅极电压下降，作为栅极绝缘膜，即使薄也希望采用绝缘耐压高、并且介电常数也高的无机氧化物。但是，那样的无机氧化物因为致密且化学性稳定，所以对于难以加工(例如激光钻孔加工等)这样的生产技术上的问题，有改善的余地。尤其对于大画面用的柔性半导体装置，那样的问题变得显著。

发明内容

本申请发明者对于上述柔性半导体装置的课题，不是在以往技术的延伸上进行应对，而是在新的方向进行应付，尝试了解决那些课题。本发明鉴于所述的情况而作，其主要目的是提供一种生产性优异的柔性半导体装置的制造方法，此外，由此提供一种高性能的柔性半导体装置。

为了解决上述课题，在本发明中，提供一种柔性半导体装置的制造方法，其特征在于，包括以下工序而成：

(i)准备金属箔(或金属层)的工序；

(ii)使金属箔的表面区域氧化，形成由构成金属箔的金属成分的金属氧化膜构成的栅极绝缘膜的工序；

(iii)在栅极绝缘膜上形成半导体层的工序；以及

(iv)通过蚀刻金属箔，从而由金属箔形成栅极电极、源极电极以及漏极电极的工序，