專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有由薄膜晶體管(在下文中被稱為TFT)構(gòu)成的電路的半導(dǎo)體器件以及制造所述半導(dǎo)體器件的方法。例如，本發(fā)明涉及以液晶模塊為代表的電光器件；以電致發(fā)光顯示器件為代表的發(fā)光器件；以及其上安裝了這種器件作為其一部分的電子裝置。
應(yīng)該注意，在本說明書中，術(shù)語“半導(dǎo)體器件”表示一般能夠利用半導(dǎo)體特性來工作的器件，并且電致發(fā)光器件、發(fā)光器件、半導(dǎo)體電路以及電子部件都是半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
近年來，利用在具有絕緣表面的襯底上形成的半導(dǎo)體薄膜來構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)受人關(guān)注。薄膜晶體管被廣泛地應(yīng)用于諸如IC、電光器件等的電子器件，并且特別迫切需要將其開發(fā)作為圖像顯示裝置的開關(guān)元件。
盡管在利用這種圖像顯示裝置的應(yīng)用方面，期待著各種應(yīng)用，但是它在便攜式裝置中的應(yīng)用特別受人關(guān)注。目前，盡管采用了許多玻璃襯底和石英襯底，但都有易斷裂且笨重的缺陷。此外，玻璃襯底和石英襯底在進行批量生產(chǎn)方面難以做得更大，并且它們也不適于那樣做。因此，已經(jīng)開始進行在具有柔性的襯底(有代表性的是在柔性塑料薄膜上)形成TFT元件的嘗試。
但是，由于塑料膜的耐熱性差，它無法幫助降低處理過程的最高溫度。結(jié)果，目前形成的TFT與那些在玻璃襯底上形成的TFT相比就沒有那么好的電特性。所以，目前尚未實現(xiàn)利用塑料膜獲得高性能的液晶顯示器件和發(fā)光元件。
若可以在諸如塑料膜的柔性襯底上形成具有有機發(fā)光器件(OLED)的液晶顯示器件或發(fā)光元件，則可以得到即薄且輕的器件并可用于具有曲面、陳列陳列櫥窗等的顯示器中。這種器件的應(yīng)用不限于用作便攜式裝置，同時這種器件的應(yīng)用范圍顯著地寬廣。
此外，由于塑料膜對光的透明度低于玻璃襯底對光的透明度，因此它不僅依賴于材料質(zhì)量和透光的塑料膜的厚度，而且存在透明度變得稍差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供由具有薄的膜厚度、輕的重量和柔性(可彎曲)的半導(dǎo)體元件(薄膜晶體管、存儲元件、薄膜二極管、光電轉(zhuǎn)換元件以及由硅的PIN結(jié)構(gòu)成的硅電阻元件)形成的半導(dǎo)體部件及其生產(chǎn)方法。
在本發(fā)明中，并非在塑料膜上形成元件。相反，本發(fā)明的特征在于將平板狀的襯底用作模板，襯底和包括元件的層之間的間隙用凝結(jié)劑填充(一般為粘合劑)，以及在粘合劑凝結(jié)后剝?nèi)ビ米髂０宓囊r底，從而單獨用凝結(jié)的粘合劑(粘合構(gòu)件)固定包括元件的層。粘合構(gòu)件堅固地粘附于包括元件的層。
根據(jù)本說明書中公開的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，提供一種半導(dǎo)體器件，其特征在于粘合構(gòu)件用作支撐體并且在與粘合構(gòu)件接觸的絕緣模上形成元件。
在上述結(jié)構(gòu)中，所述元件是薄膜晶體管、具有OLED的發(fā)光元件、液晶元件、存儲元件、薄膜二極管、硅PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件或硅電阻元件。
可適當(dāng)?shù)卦O(shè)置粘合構(gòu)件的厚度。如果粘合構(gòu)件比塑料膜薄，則半導(dǎo)體器件可以更薄、更輕以及更軟。當(dāng)粘合構(gòu)件單獨固定包括元件的層時，總厚度可為0.5mm(毫米)或更薄，例如最好為0.1mm到0.3mm或更薄。
可適當(dāng)?shù)剡x擇粘合構(gòu)件的材料。例如熱可彎材料、光敏材料或光透射材料可被用作粘合構(gòu)件。當(dāng)來自發(fā)光顯示裝置的發(fā)光元件的光要通過粘合構(gòu)件時，通過的光量可以較大，從而可以提高亮度。具有OLED的發(fā)光器件需要可通過阻擋來自外界的濕氣和氧的滲入而起屏障作用的粘合構(gòu)件，因為該器件無力抵御濕氣和氧。
如果來自后燈的光要穿透粘合構(gòu)件，最好為可透射的液晶顯示裝置選擇高度透射光的粘合構(gòu)件?？赏ㄟ^使粘合構(gòu)件薄于塑料膜來增加通過的光量。
與采用由粘合構(gòu)件粘接的塑料膜的情況比較，本發(fā)明可提高光的可用性，以改善亮度并增加通過的光量。這是因為本發(fā)明通過利用只由粘合構(gòu)件構(gòu)成的支撐體、僅允許光在空氣和粘合構(gòu)件之間的界面衍射，而不是因為折射率不同的原因使光在空氣和塑料膜之間的界面以及塑料膜和粘合構(gòu)件之間的界面衍射(盡管這還取決于材料)。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以形成與粘合構(gòu)件接觸的保護模。
在上述結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體器件的特征在于粘合構(gòu)件被粘貼在平面或曲面基底部件上，并且可得到即薄且輕的半導(dǎo)體器件。這種半導(dǎo)體器件的示例包括攝像機、數(shù)字照相機、護目鏡型的顯示器、用于汽車和機器(例如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和速度計)的指示器、個人計算機以及便攜式信息終端。為了將粘合構(gòu)件和基底部件粘在一起，可采用與粘合構(gòu)件相同的材料或采用不同的粘合劑?？赏ㄟ^將粘合構(gòu)件粘貼到塑料膜上并接著將該塑料膜粘貼到基底部件上來將粘合構(gòu)件粘在基底部件上。
獲得上述結(jié)構(gòu)的工藝也是本發(fā)明的一個方面。所述工藝的特征在于在第一襯底上形成要剝離的包括半導(dǎo)體元件的層；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到要剝離的層上；剝離第一襯底；利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到剝離層上，從而將剝離層夾在第二襯底和第三襯底之間；通過用溶劑去除第一粘合構(gòu)件或通過用光(紫外光、激光等)降低第一粘合構(gòu)件的粘合力來剝離第二襯底；以及剝離第三襯底。換句話說，本說明書中公開的本發(fā)明的一個方面涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中包括在第一襯底上形成要剝離的包括半導(dǎo)體元件的層的第一步驟；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到要剝離的層上，從而將這個要剝離的層夾在第一襯底和第二襯底之間的第二步驟；從該要剝離的層上分離第一襯底的第三步驟；利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到剝離層上，從而將這個剝離層夾在第二襯底和第三襯底之間的第四步驟；以及從該剝離層上分離第二襯底并從第二粘合構(gòu)件分離第三襯底以形成利用第二粘合構(gòu)件作為支撐體的剝離層的第五步驟。
在上述第五步驟中，在同一步驟中從剝離層分離了第二襯底和第三襯底這兩個襯底。顯然，第二襯底和第三襯底可在不同步驟中分離，它們中的哪一個首先分離不是固定的。
第一粘合構(gòu)件由可用溶劑或光去除或減少粘合力的材料構(gòu)成。第二粘合構(gòu)件可具有與第一粘合構(gòu)件不同的成分。
本發(fā)明的特征在于為了剝離第三襯底，第二粘合構(gòu)件粘合于剝離層的粘合力大于它到第三襯底的粘合力。因此，為了降低第二粘合構(gòu)件到第三襯底的粘合力，玻璃襯底、石英襯底或金屬襯底被用來作第一襯底和第二襯底，而塑料襯底被用來做第三襯底?；蛘?，第三襯底可以是在其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜，以便降低第二粘合構(gòu)件到第三襯底的粘合力。第二粘合構(gòu)件在它與第二襯底接觸時被固化。因此第二粘合構(gòu)件的一側(cè)是平的而第二粘合構(gòu)件的另一側(cè)緊緊地粘貼在剝離層上。
第二粘合構(gòu)件因此最終被用作支撐體。因此本發(fā)明中器件的總厚度和總重量能夠小于用塑料襯底作支撐體的情況。
剝離層指的是包括半導(dǎo)體元件的層。剝離層是包括一個或多個元件的層，所述一個或多個元件選自包括薄膜晶體管、具有OLED的發(fā)光元件、液晶元件、存儲元件、薄膜二極管、硅PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件以及硅電阻元件的組。
當(dāng)光穿過第二粘合構(gòu)件時，第二粘合構(gòu)件最好用可高度透射光的材料。例如，如果OLED發(fā)射的光或來自后燈的光要穿過第二粘合構(gòu)件，則光的透射率可以通過調(diào)整第二粘合構(gòu)件的厚度來改善。
還可能通過調(diào)整第二粘合構(gòu)件的厚度來提供整個器件的柔性性。所以第二粘合構(gòu)件可以粘合到各種基底部件上?；撞考删哂衅矫婊蚯?，或可以是可彎曲的，或可以是象膜一樣的。基底部件的材料可具有任何成分，比如塑料、玻璃、金屬或陶瓷。如果粘合構(gòu)件被粘在曲面基底部件上，就得到曲面顯示器并被用作儀表盤、陳列陳列櫥窗等上的指示器。
盡管在上述制造工藝中將第二粘合構(gòu)件單獨用作支撐體，但第一粘合構(gòu)件也可單獨用作支撐體。在這種情況下，第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件的材料按需選擇，例如，不溶于某溶劑的材料被用作第一粘合構(gòu)件而可溶解于該溶劑的材料被用作第二粘合構(gòu)件。在粘合了粘合構(gòu)件之后，將它們浸入溶劑中，以剝離第二襯底和第三襯底，使第一粘合構(gòu)件獨自用作支撐體。當(dāng)支撐體是第一粘合構(gòu)件自身時，粘合構(gòu)件與剝離層的最上層接觸。盡管在上述制造工藝中將第二粘合構(gòu)件單獨用作支撐體，但第一粘合構(gòu)件或第二粘合構(gòu)件也可單獨用作支撐體。在這種情況下，適當(dāng)?shù)剡x擇第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件的材料。本說明書中公開的本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中包括在第一襯底上形成要剝離的包括半導(dǎo)體元件的層的第一步驟；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到要剝離的層上，從而將這個要剝離的層夾在第一襯底和第二襯底之間的第二步驟；從該要剝離的層上分離第一襯底的第三步驟；利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到剝離層上，從而將該剝離層夾在第二襯底和第三襯底之間的第四步驟；以及從該剝離層上分離第三襯底并從該剝離層上分離第二襯底以形成用第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件作支撐體的剝離層的第五步驟。
在上述第五步驟中，在同一步驟中從剝離層分離了第二襯底和第三襯底這兩個襯底。第二襯底和第三襯底可在不同步驟中分離，并且它們中的哪一個首先分離不是固定的。
在本發(fā)明的上述工藝中，第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件可用相同材料或不同材料構(gòu)成，只要這些材料可以用溶劑或光去除。所希望的是，第一粘合構(gòu)件到剝離層的粘合力大于它到第二襯底的粘合力，并且第二粘合構(gòu)件到剝離層的粘合力大于它到第三襯底的粘合力。
例如，如果第二粘合構(gòu)件由光敏粘合劑構(gòu)成，則第三襯底可以通過在第五步驟中用光照射第二粘合構(gòu)件來從第二粘合構(gòu)件上分離。如果第一粘合構(gòu)件由光敏粘合劑構(gòu)成，則第二襯底可以通過在第五步驟中用光照射第一粘合構(gòu)件來從第一粘合構(gòu)件上分離。因此，若相同的光敏粘合劑被用來做第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件，則第二襯底和第三襯底可在同一步驟中從剝離層上分離。
在使用光敏粘合劑時，第一襯底最后是諸如玻璃襯底或石英襯底的可透射光襯底。
如果沒有選擇光敏粘合劑，則可以通過用在其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜作為第二襯底或第三襯底來降低粘合構(gòu)件到襯底的粘合力，從而從剝離層上分離第二襯底或第三襯底。
通過本發(fā)明的上述工藝得到夾在第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件之間的剝離層。
當(dāng)塑料膜被用作第二襯底并且在第一襯底上形成的元件被轉(zhuǎn)到塑料膜上時，換句話說，當(dāng)利用粘合構(gòu)件將包括元件的層粘合到膜上并且膜被提起時，該膜可以彎曲但包括元件的層可能會因彎曲而斷裂。通過在以下工序中將元件轉(zhuǎn)移到塑料膜上來減小斷裂的可能性在玻璃襯底前利用粘合構(gòu)件將襯底上形成的元件粘貼到非常硬的第二襯底上。接著利用粘合構(gòu)件將塑料膜(第三襯底)粘貼到包括元件的層上，從包括元件的層上分離第二襯底。
本說明書中公開的本發(fā)明的另一方面涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中包括在第一襯底上形成要剝離的包括半導(dǎo)體元件的層的第一步驟；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到要剝離的層上，從而將這個要剝離的層夾在第一襯底和第二襯底之間的第二步驟；從該要剝離的層上分離第一襯底的第三步驟；利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到剝離層上，從而將該剝離層夾在第二襯底和第三襯底之間的第四步驟；以及從該剝離層上分離第二襯底以形成用第二粘合構(gòu)件和第三襯底作支撐體的剝離層的第五步驟。
在上述結(jié)構(gòu)中，制造方法的特征在于第一襯底和第二襯底的材料具有的剛度大于第三襯底的剛度。在本說明書中，剛度指的是抵抗彎曲或扭轉(zhuǎn)造成的破裂的能力。
在上述結(jié)構(gòu)中，第五步驟是在溶劑中溶解第一粘合構(gòu)件以去除第一粘合構(gòu)件并從剝離層上分離第二襯底的步驟，或者通過用光照射光敏粘合劑構(gòu)成的第一粘合構(gòu)件以便從剝離層上分離第二襯底的步驟。
通過象這樣保持粘合的塑料膜(第三襯底)，并不將之剝離，可得到具有由第三襯底和第二粘合構(gòu)件構(gòu)成的支撐體的半導(dǎo)體器件。
本說明書中公開的本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)是一種半導(dǎo)體器件，其特征在于塑料襯底和粘合構(gòu)件構(gòu)成支撐體，并且在與粘合構(gòu)件接觸的絕緣膜上形成元件。
在上述結(jié)構(gòu)中，元件是薄膜晶體管、具有OLED的發(fā)光元件、液晶元件、存儲元件、薄膜二極管、硅PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件或硅電阻元件。
在上述結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體器件的特征在于塑料襯底被粘貼在平面或曲面基底部件上，并且可得到即薄且輕的半導(dǎo)體器件。這種半導(dǎo)體器件的示例包括攝像機、數(shù)字照相機、護目鏡型的顯示器、用于汽車和機器(例如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和速度計)的指示器、個人計算機以及便攜式信息終端。
在上述工藝中，第三步驟用于通過剝離方法從要剝離的層上分離第一襯底，其中通過施加機械力并利用兩層支撐體的膜應(yīng)力剝離這兩層。對如何分離第一襯底沒有特別的限定，并且可以采用通過在剝離層和第一襯底之間提供分離層并用化學(xué)制劑(蝕刻劑)去除分離層來將襯底從剝離層分離的方法、或者通過在剝離層和第一襯底之間形成由非晶硅(或多晶硅)構(gòu)成的分離層并用激光通過第一襯底照射分離層以釋放包含在非晶硅中的氫并建立某種間隙來從剝離層上分離第一襯底的方法或者其它一些方法。如果利用激光剝離第一襯底，那么，最好是把熱處理溫度設(shè)定在410℃或更低來形成包含在剝離層中的元件、使得在剝離操作之前不釋放氫。
利用兩層之間的膜應(yīng)力的剝離方法是最合乎需要的，這是因為它不會損壞剝離層并且它可以無誤地剝離整個表面，而不論剝離層具有小面積或大面積。具體地說，在第一襯底上形成金屬層或氮化層的第一材料層，通過濺射形成氧化層的第二材料層，在第二材料層上形成元件，以及施加機械力以便在界面上將第一材料層和第二材料層彼此分離。第一材料層和第二材料層的層疊不受剝離或其它工藝干擾的影響，但可以在第二材料層中的某個點或在界面處用物理方法、一般是施加機械力、比如通過用手拉它而容易并干凈地將它們分離。
換句話說，第一材料層和第二材料層之間的粘合強度足夠耐受熱能但對引起剝離的動能耐受力差，這是因為就在剝離所述層之前在具有張應(yīng)力的第一材料層和具有壓縮應(yīng)力的第二材料層之間存在應(yīng)力失真。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，剝離現(xiàn)象與膜的內(nèi)應(yīng)力之間關(guān)系密切因而把利用膜的內(nèi)應(yīng)力的剝離工藝稱為應(yīng)力剝離工藝。
當(dāng)在半導(dǎo)體器件中采用利用第一材料層和第二材料層的上述剝離方法(其特征在于利用塑料襯底和粘合構(gòu)件作為支撐體并在與粘合構(gòu)件接觸的絕緣膜上形成元件)時，與粘合構(gòu)件接觸的絕緣膜作為第二材料層。絕緣膜最好是通過濺射形成的氧化膜并作為包含惰性氣體成分的氧化層。惰性氣體成分是從包括He、Ne、Ar、Kr和Xe的組中選擇的一種或多種成分。由于包含了惰性氣體成分，因而第二材料層可以使半導(dǎo)體器件具有柔性。
此外，本文所用的術(shù)語塑料襯底沒有特殊的限定，只要它是具有柔柔性的塑料襯底即可；例如，它指的是由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸脂(PC)、尼龍、聚醚酮醚(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚酰亞胺構(gòu)成的襯底。
已進行了了一項試驗，以檢查在塑料襯底(PC膜)和粘合構(gòu)件之間形成的氮化硅膜、AIN膜和AINO膜中每種膜的粘合力。將氮化硅膜從塑料襯底上分離，同時它仍粘附在粘合構(gòu)件上。另一方面，僅將AlN膜和AlNO膜從粘合構(gòu)件上分離，同時它們?nèi)哉掣皆谒芰弦r底上。
如圖16A到16G所示，本發(fā)明的另一方面涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中包括在第一襯底10上形成要剝離的包括半導(dǎo)體元件的層13的第一步驟；利用第一粘合構(gòu)件14將第二襯底15粘合到要剝離的層13上，從而將這個要剝離的層夾在第一襯底和第二襯底之間的第二步驟；從要剝離的層13上分離第一襯底10的第三步驟；利用第二粘合構(gòu)件16將其中形成了保護模18的第三襯底17粘合到剝離層上，從而將該剝離層夾在第二襯底和第三襯底之間的第四步驟；以及從該剝離層上分離第二襯底并從第二粘合構(gòu)件上分離第三襯底以形成用第二粘合構(gòu)件16和保護模18作支撐體的剝離層的第五步驟。
在上述結(jié)構(gòu)中，制造方法的特征在于保護模是氮化硅膜或氧氮化硅膜。通過形成保護膜，可以有效地阻止來自外界的濕氣和雜質(zhì)以避免污染。


附圖中圖1A到1G是顯示實施模式1的工藝圖；圖2A到2G是顯示實施模式2的工藝圖；圖3A到3G是顯示實施模式3的工藝圖；圖4是具有元件的第一襯底的截面圖；圖5是具有OLED的發(fā)光器件的截面圖；圖6A和6B分別是具有OLED的發(fā)光器件的頂視圖及其截面圖；圖7是具有OLED的發(fā)光器件的截面圖；圖8是有源矩陣液晶顯示器件的截面圖；圖9是顯示剝離之前n溝道TFT的V-I特性的曲線圖；圖10是顯示剝離之前p溝道TFT的V-I特性的曲線圖；圖11是顯示剝離之后n溝道TFT的V-I特性的曲線圖；圖12是顯示剝離之前p溝道TFT的V-I特性的曲線圖；圖13A到13F是顯示電子設(shè)備的示例的簡圖；圖14是顯示電子設(shè)備的示例的簡圖；圖15A到15C是顯示電子設(shè)備的示例的簡圖；圖16A到16G是顯示本發(fā)明的工藝圖示例；圖17是示出顯示板的外形圖的照片；圖18是示出發(fā)光的顯示板的照片。
具體實施例方式
下面將對本發(fā)明的實施模式進行描述。
以下是對利用本發(fā)明的典型剝離過程以及半導(dǎo)體器件制造方法的簡述。描述將參考圖1A到1G。
在圖1A中，標(biāo)號10表示第一襯底，11表示氮化層或金屬層的第一材料層，12表示氧化層的第二材料層，以及13表示要剝離的層。
圖1A中的第一襯底10可以是玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。也可以使用一般為硅襯底的半導(dǎo)體襯底或一般為不銹鋼襯底的金屬襯底。
首先，在襯底10上形成第一材料層11，如圖1A所示。第一材料層11一旦形成就可能具有壓縮應(yīng)力或張應(yīng)力。但是，重要的是將這樣的材料用于第一材料層11它不受由用于形成要剝離的層的熱處理或激光照射引起的剝離或其它干擾的影響、并且在要剝離的層形成之后該層具有1到1×1010dyne/cm2(達因/平方厘米)的張應(yīng)力。其典型示例是從由W、WN、TiN和TiW組成的組中選擇的成分的單層、或者主要包含上述成分的合金材料或化合物材料的單層、或者上述成分的疊層結(jié)構(gòu)。通過濺射形成第一材料層11。
接下來，在第一材料層11上形成第二材料層12。重要的是將這樣的材料用于第二材料層12它不受由用來形成要剝離的層的熱處理或激光照射引起的剝離或其它干擾的影響、并且在要剝離的層形成之后該層具有1到1×1010dyne/cm2的張應(yīng)力。第二材料層12的典型示例是氧化硅、氮氧化硅和金屬氧化物的單層或疊層結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^濺射形成第二材料層12。在通過濺射形成第二材料層12時，一般為氬氣的惰性氣體被引進到反應(yīng)室中、使得在第二材料層12中包含極少量的惰性成分。
第一材料層11和第二材料層12被分別設(shè)置為具有范圍在1nm(納米)和100nm之間的適當(dāng)厚度，以便調(diào)整第一材料層11的內(nèi)應(yīng)力和第二材料層12的內(nèi)應(yīng)力。
圖1A到1G顯示了一個示例，其中形成的第一材料層11與襯底10接觸以便簡化工藝。但是，可以在襯底10和第一材料層11之間形成用作緩沖層的絕緣層或金屬層，以便改善第一材料層11到襯底10的粘合力。
接著，在第二材料層12上形成要剝離的層13(圖1A)。要剝離的層13是包含各種元件(薄膜晶體管、具有OLED的發(fā)光元件、液晶元件、存儲元件、薄膜二極管、硅的PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件、硅電阻元件)的層。當(dāng)所述元件是具有液晶的元件時，要剝離的層13包括對面的襯底。要剝離的層13可以通過在第一襯底10能夠耐受的溫度下的熱處理來形成。在本發(fā)明中，并非通過用于形成要剝離的層13的熱處理來剝離薄膜，盡管第二材料層12的內(nèi)應(yīng)力不同于第一材料層11的內(nèi)應(yīng)力。
下述工藝用于部分降低第一材料層11和第二材料層12之間的粘合力。用于部分降低粘合力的處理是激光照射，其中用光沿著要剝離區(qū)域的周邊部分照射第二材料層或第一材料層，或沿著要剝離區(qū)域的周邊從外部施加的局部壓力、以損壞第二材料層內(nèi)部的一部分或界面的一部分。具體地說，用金剛石筆等垂直壓下硬針、并且邊移動所述層邊施加負荷。最好使用劃線器裝置并且將下壓量設(shè)在0.1到2mm，以便邊移動所述層邊施加壓力。以這種方式在剝離之前提供促進剝離現(xiàn)象的部分、即引發(fā)機制是重要的。由于選擇性(部分地)降低粘合力的預(yù)處理，避免了剝離失敗并且提高了產(chǎn)量。
接下來，利用第一粘合構(gòu)件14將第二襯底15粘合到要剝離的層13(圖1B)。反應(yīng)固化粘合劑、熱固化粘合劑、諸如UV固化粘合劑的光固化粘合劑、厭氧粘合劑和其它各種類型的固化粘合劑可以被用作第一粘合構(gòu)件14。這些粘合劑可溶于溶劑或者可以是光敏的且在用光照射時粘合力降低。這些粘合劑可具有任何成分并且可以是例如基于環(huán)氧樹脂的、基于丙烯酸酯的或基于硅酮的。例如通過涂敷將粘合劑制成粘合構(gòu)件。在后續(xù)步驟中去除第一粘合構(gòu)件。這里，將可溶于溶劑的粘合劑材料選作第一粘合構(gòu)件。
第二襯底15可以是玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底、塑料襯底等。也可以使用一般為硅襯底的半導(dǎo)體襯底或一般為不銹鋼襯底的金屬襯底。偶爾在光敏粘合構(gòu)件被用作第一粘合構(gòu)件或第二粘合構(gòu)件的情況下，作為第一襯底和第二襯底之一，最好使用具有透光的襯底。
接下來，將其上形成了第一材料層11的第一襯底10按圖1C中箭頭所示的方向、用物理方法從部分降低了粘合力的區(qū)域的那一側(cè)開始(圖1C)撕開。由于第二材料層12具有壓縮應(yīng)力而第一材料層11具有張應(yīng)力，因此可用相對小的力(如用手、通過噴嘴噴射的氣壓、超聲波等)撕開第一襯底。
在第一材料層12上形成的要剝離的層13可以用這種方式從第一襯底10上分離。圖1D中顯示了剝離后的狀態(tài)。
隨后，利用由不同于第一粘合構(gòu)件14的材料構(gòu)成的第二粘合構(gòu)件16將第三襯底17粘合到第二材料層12(和剝離層13)。重要的是第二粘合構(gòu)件16到第二材料層12(和剝離層13)的粘合力大于它到第三襯底17的粘合力。
反應(yīng)固化粘合劑、熱固化粘合劑、諸如UV固化粘合劑的光固化粘合劑、厭氧粘合劑和其它各種類型的固化粘合劑可以被用作第二粘合構(gòu)件16。這些粘合劑可溶于溶劑或者可以是光敏的因而粘合力在用光照射時降低。這些粘合劑可以具有任何成分并且可以是基于環(huán)氧樹脂的、基于丙烯酸酯的或基于硅酮的。例如通過涂敷將粘合劑制成粘合構(gòu)件。第二粘合構(gòu)件在后續(xù)步驟中成為剝離層的支撐體。這里，UV固化粘合劑被用作第二粘合構(gòu)件16。
第三襯底17可以是玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底、塑料襯底等。也可以使用一般為硅襯底的半導(dǎo)體襯底或一般為不銹鋼襯底的金屬襯底。這里，為了降低第二粘合材料到第三襯底的粘合力，在其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜被用作第三襯底17。
利用例如氮化鋁(AlN)靶在通過將氬氣、氮氣和氧氣混合得到的氣氛中進行濺射在塑料膜上形成AlNXOY膜。AlNXOY膜包括幾個或更多氮氣壓百分比就足夠了，最好為2.5到47.5氮氣壓百分比(atm％)。可以通過調(diào)整濺射條件來按需調(diào)整氮濃度(襯底溫度、原料氣的類型和流速、成膜壓力等)。
接下來，將所述各層浸入溶劑中以便分離第二襯底15和第三襯底17(圖1F)。第一粘合構(gòu)件易于被去除，因為它是由可溶于溶劑中的粘合劑材料構(gòu)成的，從而將第二襯底15從剝離層13上分離。另一方面，溶劑滲透第三襯底17和第二粘合構(gòu)件16之間的界面并減弱了界面處的粘合力，從而將第三襯底17從第二材料層12上分離。盡管在這里所示的示例中在同一步驟中分離第二襯底15和第三襯底17，但并不存在特定限制。這些襯底可以在不同步驟中分離并且首先分離它們中的哪一個并不固定。
這樣形成剝離層13中包括的元件、使得其輸入/輸出端暴露在剝離層的最上層(即最靠近第二襯底側(cè)的層)。因此，需要在分離第二襯底的步驟完成之后再去除剝離層上的第一粘合構(gòu)件，從而暴露輸入/輸出端。
通過上述步驟制造具有剝離層13的半導(dǎo)體器件，其中第二粘合構(gòu)件16被用作支撐體(圖1g)。這樣得到的半導(dǎo)體器件即薄且輕，并且具有柔性，因為支撐體只由第二粘合構(gòu)件16構(gòu)成。
在這里示意的示例中，通過上述步驟來完成半導(dǎo)體器件。上述步驟可被用于部分地完成半導(dǎo)體器件。例如，元件形成步驟可被添加到上述步驟中、以便在上述步驟之后形成包括TFT的電路的剝離層進而可在元件形成步驟中利用所獲得的用第二粘合構(gòu)件作支撐體的剝離層，以完成各種不同類型的半導(dǎo)體器件，一般為具有OLED的發(fā)光器件或液晶顯示器件。
例如，可以通過以下步驟來制造有源矩陣發(fā)光器件配置像素電極以形成矩陣圖案；通過上述步驟形成具有連接到像素電極的TFT的第二粘合構(gòu)件；以及形成用像素電極作負極或正極的OLED。這樣得到的發(fā)光器件即薄且輕，因為支撐體僅由第二粘合構(gòu)件構(gòu)成。
還可能制造具有OLED的無源發(fā)光器件。
同樣，可以通過以下步驟來制造有源矩陣液晶顯示器配置像素電極以形成矩陣圖案；通過上述步驟形成具有連接到像素電極的TFT的第二粘合構(gòu)件；之后是相對襯底粘貼步驟和液晶注入步驟。具體地說，密封構(gòu)件等被用于將相對襯底粘貼到具有連接到像素電極的TFT的粘合構(gòu)件，同時用諸如墊片的間隙保持構(gòu)件在相對襯底和粘合構(gòu)件支撐體之間保持一定的距離。接著在相對襯底和像素電極之間裝入液晶材料以完成液晶顯示器件。這樣得到的液晶顯示器件即薄且輕，因為支撐體僅由第二粘合構(gòu)件和相對襯底構(gòu)成。
實施模式1顯示了其中第二粘合構(gòu)件單獨用作支撐體的示例。在本實施模式中，顯示了用第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件作支撐體的示例。圖2A到圖2E基本與圖1A到1E相同。因此，這里將省略細節(jié)描述并且將只對實施模式1和實施模式2之間的不同之處進行描述。
在圖2A到2G中，標(biāo)號20表示第一襯底，21表示是氮化層或金屬層的第二材料層，22表示是氧化層的第二材料層，23表示要剝離的層，24表示第二粘合構(gòu)件，25表示第二襯底，26表示第二粘合構(gòu)件以及27表示第三襯底。
首先，根據(jù)第一實施模式1，以相同的程序得到圖2E的狀態(tài)。
這里，反應(yīng)固化粘合劑、熱固化粘合劑、諸如UV固化粘合劑的光固化粘合劑、厭氧粘合劑和其它各種類型的固化粘合劑可以被用作第一粘合構(gòu)件24。這些粘合劑可溶于溶劑或者可以是光敏的因而在用光照射時粘合力降低。這些粘合劑可以具有任何成分并且可以是基于環(huán)氧樹脂的、基于丙烯酸酯的或基于硅酮的。例如通過涂敷而將粘合劑制成粘合構(gòu)件。在后續(xù)步驟中第一粘合構(gòu)件成為支撐體。這里，用紫外線照射時粘合力會降低的熱固化粘合劑被用作第一粘合構(gòu)件。重要的是第一粘合構(gòu)件24到剝離層23的粘合力大于它到第二襯底25的粘合力。
為了降低第一粘合構(gòu)件到第二襯底的粘合力，可將表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜用作第二襯底。
第二粘合構(gòu)件26的材料可以與第一粘合構(gòu)件24的材料相同。這里，粘合力在用紫外線照射時會降低的熱固化粘合劑被用作第二粘合構(gòu)件。第二粘合構(gòu)件在后續(xù)步驟中也用作剝離層的支撐體。重要的是第二粘合構(gòu)件26到第二材料層22(和剝離層23)的粘合力大于它到第三襯底27的粘合力。
為了降低第二粘合構(gòu)件到第三襯底的粘合力，可將表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜用作第三襯底。
通過進行實施模式1的過程得到圖2E的狀態(tài)。接著用紫外線照射粘合構(gòu)件，以降低第一粘合構(gòu)件24到第二襯底25的粘合力以及第二粘合構(gòu)件26到第三襯底27的粘合力，從而將第二襯底和第三襯底分離(圖2F)。盡管在這里所示的示例中在同一步驟中分離第二襯底25和第三襯底27，但并不存在特定限制。這些襯底可以在不同步驟中分離并且首先分離它們中的哪一個并不固定。本實施模式還可以與實施模式1進行組合。
盡管在這里所示的示例中使用了通過紫外線照射降低粘合力的熱固化粘合劑，但也可以使用其它粘合劑材料。例如，UV固化粘合劑可被用作第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件。在這種情況下，在其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜被用作第二襯底并通過由UV固化粘合劑構(gòu)成的第一粘合構(gòu)件粘合，在其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜被用作第三襯底并通過由UV固化粘合劑構(gòu)成的第二粘合構(gòu)件粘合。之后，這些層被浸入溶劑中并且溶劑滲透到第三襯底和第二粘合構(gòu)件之間的界面，從而將第二材料層與第三襯底分離。類似地將第一粘合構(gòu)件與第二襯底分離。
這樣形成包括在剝離層23中的元件、使得其輸入/輸出端暴露在剝離層的最上層(即最靠近第二襯底側(cè)的層)。因此，需要選擇性地在分離第二襯底的步驟之后去除覆蓋輸入/輸出端部分的第一粘合構(gòu)件，從而暴露輸入/輸出端部分。
通過圖2G中顯示的上述步驟制造了具有剝離層23的半導(dǎo)體器件，其中第一粘合構(gòu)件24和第二粘合構(gòu)件26用作支撐體。注意，剝離層23被夾在第一粘合構(gòu)件24和第二粘合構(gòu)件26之間。這樣得到的半導(dǎo)體器件既薄且輕，并且具有柔性，因為支撐體僅由第一粘合構(gòu)件24和第二粘合構(gòu)件26構(gòu)成。
在這里顯示的示例中，通過上述步驟完成半導(dǎo)體器件。上述步驟可被用于部分地完成半導(dǎo)體器件。例如，可以將元件形成步驟添加到上述步驟中，以便按照上述步驟形成包括包含TFT的電路的剝離層，并且這樣形成的將第一粘合構(gòu)件和第二粘合構(gòu)件作為支撐體的剝離層可被用于元件形成步驟中，以完成各種不同類型的半導(dǎo)體器件，一般為具有OLED的發(fā)光器件或液晶顯示器件。
本實施模式可以與實施模式1自由組合。
實施模式1顯示了其中第二粘合構(gòu)件單獨用作支撐體的示例。在本實施模式中，顯示了用第二粘合構(gòu)件和第三襯底作支撐體的示例。圖3A到3E基本與圖1A到1E相同。所以這里將省略細節(jié)描述，并且將只對實施模式1和實施模式3之間的不同之處進行描述。
在圖3A到3G中，標(biāo)號30表示第一襯底，31表示是氮化層或金屬層的第一材料層，32表示是氧化層的第二材料層，33表示要剝離的層，34表示第一粘合構(gòu)件，35表示第二襯底，36表示第二粘合構(gòu)件以及37表示第三襯底。
首先，根據(jù)實施模式1，以相同的過程得到圖3E的狀態(tài)。
第一襯底30可以是玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。還可以使用一般為硅襯底的半導(dǎo)體襯底或一般為不銹鋼襯底的金屬襯底。這里使用厚度為0.7mm的玻璃襯底(#1737)。
這里，把比第一襯底30更厚和更高硬度的石英襯底(厚度1.1mm)用作第二襯底35。如果用塑料膜作第二襯底，則當(dāng)在第一襯底上形成的元件被轉(zhuǎn)移到塑料膜上時，換句話說，當(dāng)利用第一粘合構(gòu)件34將剝離層33粘合到該膜上并且該膜被提起時，擔(dān)心膜會彎曲并且剝離層33可能因為彎曲導(dǎo)致斷裂。因此，通過以下工序降低斷裂的可能性利用第一粘合構(gòu)件34將在第一襯底30上形成的剝離層33粘貼到非常硬的第二襯底35上；剝離第一襯底30；利用第二粘合構(gòu)件36將塑料膜(第三襯底37)粘貼到包括元件的層上；然后分離第二襯底35。
這里的第三襯底37是塑料膜。
這里，挑選溶于溶劑的粘合劑材料用作第一粘合構(gòu)件34。
這里用作第二粘合構(gòu)件36的材料對第三襯底和剝離層都是高粘合力的。
遵照實施模式1的程序得到圖3E的狀態(tài)。然后，將這些層浸入溶劑中以單獨分離第二襯底35(圖3F)。由溶于溶劑的粘合劑材料構(gòu)成的第一粘合構(gòu)件易于被去除，從而從剝離層33上分離第二襯底35。
這樣形成包含在剝離層33中的元件、使得其輸入/輸出端暴露在剝離層的最上層(即最靠近第二襯底側(cè)的層)。因此，需要在分離第二襯底的步驟完成之后去除剝離層表面上的第一粘合構(gòu)件，以便暴露輸入/輸出端部分。
在這里顯示的示例中，第一粘合構(gòu)件34由一種溶于溶劑的粘合劑構(gòu)成，并且將其浸入溶劑中以分離第二襯底。但是，不存在特殊限制，例如，可以通過用紫外線照射由熱固化粘合劑(在紫外線照射下其粘合力降低)構(gòu)成的第一粘合構(gòu)件來分離第二襯底，如實施模式2所示。
通過如圖3G中顯示的上述步驟制造了具有剝離層33的半導(dǎo)體器件，其中第二粘合構(gòu)件36和第三襯底37用作支撐體。作為第二材料層的氧化層被插入在第二粘合構(gòu)件36和剝離層33之間。這樣得到的半導(dǎo)體器件整體上是柔性的，因為通過濺射形成第二材料層32并且第二材料層32中包括極少量的惰性氣體成分。
在這里顯示的示例中，通過上述步驟完成半導(dǎo)體器件。上述步驟可被用于部分地完成半導(dǎo)體器件。例如，可以將元件形成步驟添加到上述步驟中，從而按照上述步驟形成包括包含TFT的電路的剝離層，并且這樣獲得的將第二粘合構(gòu)件和第三襯底用作支撐體的剝離層可被用于元件形成步驟中，以完成各種不同類型的半導(dǎo)體器件，一般為具有OLED的發(fā)光器件或液晶顯示器件。
本實施模式可以與實施模式1或?qū)嵤┠Ｊ?自由組合。
將通過以下實施例對上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明進行更詳細的描述。
這里，將對制造具有OLED的發(fā)光器件的方法進行詳細描述，其中同時在同一襯底上形成像素部分(n溝道TFT和p溝道TFT)和在像素部件的周圍配置的驅(qū)動電路的TFT(n溝道TFT和p溝道TFT)(圖4)。
首先，通過等離子CVD在厚度為0.7mm的耐熱玻璃襯底(第一襯底101)上形成厚度為100nm的氧氮化硅膜(未示出)。氧氮化硅膜用于保護襯底不受后續(xù)的干蝕刻影響并用于防止蝕刻室的污染，并且不是特別必需的。
盡管在本實施例中將玻璃襯底用作第一襯底101，但不存在特定限制并且它可以是石英襯底、半導(dǎo)體襯底、陶瓷襯底或金屬襯底。
接著，通過濺射在氧氮化硅膜上形成厚度為50nm的鎢膜，作為第一材料層102。通過濺射形成的鎢膜在襯底周邊的厚度波動。因此，通過單獨形成用于襯底周邊的干蝕刻的抗蝕劑來形成鎢膜圖案。盡管這里形成了圖案，但它并非特別必須的。第一材料層102并非限定于鎢膜，也可使用其它材料，例如氮化鎢或氮化鈦。第一材料層102的厚度可以按需設(shè)置在10到200nm的范圍內(nèi)。
在鎢膜上通過濺射形成厚度為200nm的氧化硅膜，作為第二材料層103。盡管這里使用通過濺射形成的氧化硅膜，但也可以使用其它材料，例如氧化物，作為替代。第二材料層103的厚度可以按需設(shè)置在50到400nm的范圍內(nèi)。象這樣在第一襯底上形成第一材料層102(鎢膜)和第二材料層103(氧化硅膜)，在后續(xù)步驟中在第二材料層上形成元件，然后施加機械力，以便在界面上將第一材料層和第二材料層彼此分離。最好在形成第二材料層103期間通過濺射形成諸如氬氣的惰性氣體流，以便在第二材料層103中包含極少量的惰性氣體成分。
接著，通過在400℃溫度下的等離子CVD利用SiH4、NH3和N2O作原料氣在氧化硅膜上形成氧氮化硅膜(氧氮化硅膜的成分比例為Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)，作為基底絕緣膜的下層。氧氮化硅膜的厚度為50nm(最好為10到200nm)。膜表面用臭氧水清洗，然后用稀釋的氟酸(稀釋到1/100)去除表面上的氧化膜。接下來，通過在400℃溫度下的等離子CVD利用SiH4和N2O作原料氣形成氧氮化硅膜(氧氮化硅膜的成分比例為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)，作為基底絕緣膜的上層。氧氮化硅膜的厚度為100nm(最好為50到200nm)并且覆蓋在下層之上，以形成層疊結(jié)構(gòu)。沒有將所述層疊結(jié)構(gòu)暴露于空氣之中，通過在300℃溫度下的等離子CVD利用SiH4作原料氣在所述層疊結(jié)構(gòu)上形成具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(這里為非晶硅膜)。半導(dǎo)體膜的厚度為54nm(最好為25到80nm)。
本實施例中的基底絕緣膜104具有兩層結(jié)構(gòu)。但是，基底絕緣膜可以是主要包含硅的單層或多于兩層的絕緣膜。半導(dǎo)體膜的材料沒有限制，但最好是通過已知方法(濺射、LPCVD、等離子CVD等)由硅或硅鍺合金(SiXGe1-X(X＝0.0001到0.02))構(gòu)成的半導(dǎo)體膜。所用的等離子CVD裝置可以是逐晶片進行處理的裝置或成批處理的裝置。可在同一室中連續(xù)形成基底絕緣膜和半導(dǎo)體膜，以避免與空氣接觸。
清洗具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面，然后利用臭氧水在該表面上形成大約2nm厚的非常薄的氧化膜。接著，用極少量的雜質(zhì)成分(硼或磷)對半導(dǎo)體膜摻雜，以控制TFT的閾值。這里，通過離子摻雜的方法用硼對非晶硅膜進行摻雜，其中在沒有質(zhì)量分離的情況下利用等離子激發(fā)乙硼烷(B2H6)。摻雜條件包括將加速電壓設(shè)置到15kV，通過用氫將乙硼烷稀釋到1％得到30sccm的氣體流速，而用量為2×1012/cm2。
接下來，利用旋涂器涂敷包含按重量計為10ppm的鎳的乙酸鎳溶劑。鎳可通過濺射而不是涂敷噴涂到整個表面。
半導(dǎo)體膜經(jīng)過熱處理而結(jié)晶并得到具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。在電爐或利用強光照射來實現(xiàn)熱處理。當(dāng)采用電爐中的熱處理時，溫度被設(shè)置為500到650℃，并且處理持續(xù)4到24小時。這里，在熱處理去氫(500℃下持續(xù)1小時)之后通過熱處理進行晶化(550℃下持續(xù)4小時)得到具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜。盡管這里利用電爐通過熱處理晶化半導(dǎo)體膜，但也可以通過能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)晶化的退火裝置進行晶化。本實施例采用了一種晶化技術(shù)，其中鎳被用作加速硅的晶化的金屬成分。但也可以采用其它已知的諸如固相生長和激光晶化的晶化技術(shù)。
通過稀釋的氟酸等去除具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜表面上的氧化膜。然后，為了提高晶化速度并修正晶粒中存留的缺陷，在空氣中或氧氣環(huán)境中用激光(波長為308nm的XeCl)照射硅膜。激光可以是波長為400nm或更短的準(zhǔn)分子激光，或者可以是YAG激光器的二次諧波或三次諧波。采用具有重復(fù)頻率為10到1000Hz的脈沖激光。由光學(xué)系統(tǒng)聚集激光，以便具有100到400mJ/cm2的能量密度，并以90％到95％的重疊比率掃描硅膜表面。這里，在空氣中用重復(fù)頻率為30Hz、能量密度為470mJ/cm2的激光照射所述膜。由于是在空氣或氧氣環(huán)境中進行激光照射的，因此在表面上形成了氧化膜。這里顯示的示例中使用了脈沖激光器，但也可以采用連續(xù)波激光器。最好采用連續(xù)波固態(tài)激光器以及基波的二次到四次諧波，以便在對非晶體半導(dǎo)體膜進行晶化時得到大粒度晶體。一般采用Nd∶YVO4激光器(基波1064nm)的二次諧波(532nm)和三次諧波(355nm)。當(dāng)利用連續(xù)波激光器時，從10W功率連續(xù)波YVO4激光器發(fā)出的激光被非線性光學(xué)部件轉(zhuǎn)換成諧波?；蛘撸ㄟ^將YVO4晶體和非線性光學(xué)部件設(shè)置在諧振器中得到諧波。諧波最好由光學(xué)系統(tǒng)成形為照射表面上的長方形或橢圓形的激光，然后對照射對象進行照射。這時所需的能量密度大約為0.01到100MW/cm2。(最好為0.1到10MW/cm2)。照射期間，半導(dǎo)體膜以10到2000cm/s的速度相對于激光移動。
用稀釋的氟酸去除通過激光照射形成的氧化膜，然后用臭氧水處理該表面120秒，以形成總厚度為1到5nm的氧化膜作為阻擋層。這里利用臭氧水形成阻擋層，但也可以通過在氧氣環(huán)境中通過紫外線照射氧化具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面來形成，或通過氧等離子體處理氧化具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面來形成，或通過利用等離子CVD、濺射或蒸發(fā)形成大約1到10nm厚的氧化膜。在本說明書中，阻擋層指的是這樣的層它具有允許金屬成分在吸氣步驟中通過的質(zhì)量和厚度并在去除作為吸氣點的層的步驟中作為蝕刻終止層。
接下來，通過濺射在阻擋層上形成包含氬的非晶硅膜，用作吸氣點，非晶硅膜的厚度為50到400nm，這里為150nm。這里形成非晶硅膜的條件包括將成膜壓力設(shè)置為0.3Pa，氣體(Ar)流速為50sccm，成膜功率為3kW，以及襯底溫度為150℃。在上述條件下形成的非晶硅膜中所包含的氬的原子濃度為3×1020到6×1020/cm3并且其中的氧的原子濃度為1×1019到3×1019/cm3。之后，在550℃電爐中進行4小時的熱處理用于吸氣，以減少具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜中的鎳濃度?？梢允褂脽敉嘶鹧b置代替電爐。
利用阻擋層作為蝕刻終止層，選擇性地去除吸氣點、即包含氬的非晶硅膜。然后，通過稀釋的氟酸選擇性地去除阻擋層。鎳在吸氣期間傾向于向具有高氧濃度的區(qū)域移動，因而需要在吸氣后去除成為氧化膜的阻擋層。
接下來，利用臭氧水在得到的包含晶體結(jié)構(gòu)的硅膜(也被稱為多晶硅膜)的表面上形成薄氧化層。然后形成抗蝕劑掩膜并且對硅膜進行蝕刻以形成彼此分離的島狀半導(dǎo)體層并具有所需形狀。形成半導(dǎo)體層之后去除抗蝕劑掩膜。
用包含氟酸的蝕刻劑去除氧化膜，并且同時清洗硅膜表面。接著形成主要包含硅的絕緣膜用作柵絕緣膜105。這里的柵絕緣膜是通過等離子CVD形成的厚度為115nm的氧氮化硅膜(成分比例Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。
接下來，在柵絕緣膜上形成厚度為20到100nm的第一導(dǎo)電膜和厚度為100到400nm的第二導(dǎo)電膜的疊層結(jié)構(gòu)。在本實施例中，在柵絕緣膜105上形成厚度為50nm的氮化鉭膜然后在其上覆蓋厚度為370nm的鎢膜。按下述程序形成導(dǎo)電膜圖案，以形成柵極和導(dǎo)線。
第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料是選自由Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu、或者主要包含上述元素的合金或化合物組成的組中選擇的成分。第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜可以是半導(dǎo)體膜，一般為多晶硅膜，其中用磷或其它雜質(zhì)元素進行摻雜或者可以是Ag-Pd-Cu合金膜。本發(fā)明并不限于兩層導(dǎo)電膜。例如，可以采用以下列順序?qū)盈B的包括50nm厚的鎢膜、500nm厚的鋁硅合金(Al-Si)膜和30nm厚的氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用三層結(jié)構(gòu)時，可以用氮化鎢代替第一導(dǎo)電膜的鎢，用鋁鈦合金(Al-Ti)膜代替第二導(dǎo)電膜的鋁硅合金(Al-Si)膜，以及用鈦膜代替第三導(dǎo)電膜的氮化鈦膜?；蛘撸梢允褂脝螌訉?dǎo)電膜。
最好將ICP(感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻用于第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的蝕刻(第一蝕刻處理和第二蝕刻處理)。通過利用ICP蝕刻并調(diào)整蝕刻條件(加到線圈電極的電功率量、加到襯底側(cè)電極的電功率量、襯底側(cè)電極的溫度等)，可以按需蝕刻并使膜成錐形。在形成了抗蝕劑掩膜之后進行第一蝕刻處理。第一蝕刻條件包括在1Pa(帕斯卡)壓強下對線圈電極施加700W的RF(13.56MHz)功率，采用CF4、Cl2和O2作為蝕刻氣體，以及設(shè)置其中的氣體流速比例為25∶25∶10(sccm)。襯底側(cè)(樣本階段)還接收150W(13.56MHz)的RF功率，以提供基本上為負的自偏壓。襯底側(cè)電極的面積(大小)為12.5cm×12.5cm，并且線圈電極是直徑25cm的盤(這里是在其上設(shè)置線圈的石英盤)。在這些第一蝕刻條件下蝕刻W膜，從而在邊緣周圍形成錐形。之后，從第一蝕刻條件切換到第二蝕刻條件，并不去除抗蝕劑掩膜。第二蝕刻條件包括采用CF4和Cl2作為蝕刻氣體，設(shè)置其中的氣體流速比例為30∶30(sccm)，并在1Pa壓強下對線圈電極施加500W的RF(13.56MHz)功率，以產(chǎn)生等離子體進行約30分鐘的蝕刻。襯底側(cè)(樣本階段)還接收20W(13.56MHz)的RF功率，以提供基本上為負的自偏壓。在使用CF4和Cl2的混合的第二蝕刻條件下，W膜和TaN膜被蝕刻到幾乎相同的程度。所述第一蝕刻條件和第二蝕刻條件構(gòu)成第一蝕刻處理。
接下來在不去除抗蝕劑掩膜的情況下進行第一摻雜處理。第一摻雜處理采用離子摻雜或離子注入。一般來說，磷(P)或砷(As)被用作提供n型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素。這里使用離子摻雜，把通過利用氫將磷化氫(PH3)稀釋到5％而得到的氣體的流速設(shè)定為40sccm，把用量設(shè)定為2×1015原子/cm2，而把加速電壓設(shè)定為80Kev。在這種情況下，第一導(dǎo)電層用作對抗提供n型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素的掩膜并且以自定位的方式形成第一雜質(zhì)區(qū)。第一雜質(zhì)區(qū)用提供n型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素摻雜，摻雜濃度為1×1020到1×1021/cm3。這里與第一雜質(zhì)區(qū)具有相同濃度范圍的區(qū)域被稱為n+區(qū)。
接著是第二蝕刻處理，其中抗蝕劑掩膜固定不動。第三蝕刻條件包括利用CF4和Cl2作蝕刻氣體，設(shè)置其中的氣體流速比例為30∶30(sccm)，并在1Pa壓強下對線圈電極施加500W的RF(13.56MHz)功率，以產(chǎn)生等離子體進行約60分鐘的蝕刻。襯底側(cè)(樣本階段)還接收20W(13.56MHz)的RF功率，以提供基本為負的自偏壓。之后，在不去除抗蝕劑掩膜的情況下從第三蝕刻條件切換到第四蝕刻條件。第四蝕刻條件包括采用CF4、Cl2和O2作為蝕刻氣體，設(shè)置其中的氣體流速比例為20∶20∶20(sccm)，并在1Pa壓強下對線圈電極施加500W的RF(13.56MHz)功率，以產(chǎn)生等離子體進行約20分鐘的蝕刻。襯底側(cè)(樣本階段)還接收20W(13.56MHz)的RF功率，以提供基本為負的自偏壓。第三蝕刻條件和第四蝕刻條件構(gòu)成第二蝕刻處理。在這個階段，形成具有作為下層的第一導(dǎo)電層和作為上層的第二導(dǎo)電層的柵極106到109和導(dǎo)線。
接下來，去除抗蝕劑掩膜以便進行第二摻雜處理。第二摻雜處理采用離子摻雜或離子注入。這里使用離子摻雜，把通過利用氫將磷化氫(PH3)稀釋到5％而得到的氣體的流速設(shè)定為30sccm，把用量設(shè)定為1.5×1014原子/cm2，而加速電壓設(shè)定為90KeV。在這種情況下，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層用作對抗提供n型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素的掩膜并且以自定位方式形成第二雜質(zhì)區(qū)。第二雜質(zhì)區(qū)用提供n型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素摻雜，摻雜濃度為1×1016到1×1017/cm3。這里與第二雜質(zhì)區(qū)具有相同濃度范圍的區(qū)域被稱為n-區(qū)。
在本實施例中，首先進行第一蝕刻處理，然后依次是第一摻雜處理、第二蝕刻處理和第二摻雜處理。但是，顯然處理順序并不限于此。例如，第一蝕刻處理后面可以依次進行第二蝕刻處理、第二摻雜處理和第一摻雜處理，或者第一蝕刻處理后面可以依次進行第二蝕刻處理、第一摻雜處理和第二摻雜處理。
接下來，形成抗蝕劑掩膜以便進行第三摻雜處理。抗蝕劑掩膜覆蓋形成n溝道TFT的半導(dǎo)體層。通過第三摻雜處理，在半導(dǎo)體層中形成用提供n型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素摻雜的第三雜質(zhì)區(qū)，以形成p溝道TFT和半導(dǎo)體層，從而在像素部分和驅(qū)動電路中形成電容存儲器。第三雜質(zhì)區(qū)中提供P型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素的濃度為1×1018到1×1020/cm3。第三雜質(zhì)區(qū)已經(jīng)在以上步驟中用磷(P)摻雜了，但用提供P型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素進行摻雜，摻雜濃度足夠大以得到P型電導(dǎo)性。這里，與第三雜質(zhì)區(qū)具有相同濃度范圍的區(qū)域被稱為p-區(qū)。
在不去除上述抗蝕劑掩膜的情況下進行第三摻雜處理。通過第三摻雜處理，在半導(dǎo)體層中形成用提供P型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素摻雜的第四雜質(zhì)區(qū)，以形成P溝道TFT和半導(dǎo)體層，從而在像素部分和驅(qū)動電路中形成電容存儲器。第四雜質(zhì)區(qū)中提供P型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素的濃度為1×1020到1×1021/cm3。第四雜質(zhì)區(qū)已經(jīng)在以上步驟中用磷(P)摻雜了，但用提供P型電導(dǎo)性的雜質(zhì)元素進行摻雜，摻雜濃度是磷濃度的1.5到3倍，以得到P型電導(dǎo)性。這里，與第四雜質(zhì)區(qū)具有相同濃度范圍的區(qū)域稱為p+區(qū)。
通過上述步驟在各個半導(dǎo)體層中形成具有n型或P型電導(dǎo)性的雜質(zhì)區(qū)。在像素部分和驅(qū)動電路中，在形成p溝道TFT的半導(dǎo)體層中形成p-區(qū)112和p+區(qū)113，而在形成n溝道TFT的半導(dǎo)體層中形成n-區(qū)111和n+區(qū)110。
下一步驟是用于摻雜半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的活化處理?；罨襟E采用快速熱退火(RTA)，其中利用燈光源、來自背面的YAG激光器或準(zhǔn)分子激光器的照射；或者利用爐子的熱處理；或者這些方法的組合。這里為進行活化處理而使用電爐并且在550℃下氮氣氣氛中進行4小時的熱處理。
接下來，形成幾乎覆蓋整個表面的第一中間層絕緣膜114。本實施例中的第一中間層絕緣膜是通過等離子CVD形成的50nm厚的氧化硅膜。第一中間層絕緣膜并不限于氧化硅膜，并且也可以使用單層或其中包括硅的絕緣膜的層疊結(jié)構(gòu)。
在本實施例顯示的示例中，在上述活化之后形成第一中間層絕緣膜。但是也可以在活化之前形成絕緣膜。
在第一中間層絕緣膜上形成厚度為100nm包含氫的氮化硅膜，作為第二中間層絕緣膜(未示出)。之后，對半導(dǎo)體層進行熱處理(300到550℃下持續(xù)1到12小時)，以便將半導(dǎo)體層氫化。這個步驟是為了利用第二中間層絕緣膜中包含的氫來動搖半導(dǎo)體層中的粘合。對半導(dǎo)體層進行氫化，與氧化硅膜的第一中間層絕緣膜的存在無關(guān)。其它可采用的氫化方法包括等離子氫化(利用由等離子體激活的氫)。
接下來，在由有機絕緣材料構(gòu)成的第二中間層絕緣膜上形成第三中間層絕緣膜115。在本實施例中，形成厚度為1.05μm的丙烯酸樹脂膜。然后形成到達用作柵電極或柵極導(dǎo)線的導(dǎo)電層的接觸孔以及到達雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。在本實施例中，連續(xù)進行幾次蝕刻處理。同時，在本實施例中，第二中間層絕緣膜被用作蝕刻第三中間層絕緣膜的蝕刻終止層，然后第一中間層絕緣膜被用作蝕刻第二中間層絕緣膜的蝕刻終止層，然后蝕刻第一中間層絕緣膜。
之后，用Al、Ti、Mo或W形成電極116到122，具體地說，形成源極導(dǎo)線、電源線、引出電極、連接電極等。這里通過將Ti膜(100nm厚)、包含硅的Al膜(350nm厚)和另一Ti膜(50nm厚)的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖案來得到所述電極和導(dǎo)線。進而按需形成源電極、源極導(dǎo)線、連接電極、引出電極、電源線等。在柵極導(dǎo)線的末端形成與被中間層絕緣膜覆蓋的柵極導(dǎo)線接觸的引出電極，并且其它導(dǎo)線在其末端也具有輸入/輸出端部分，這些輸入/輸出端部分具有多個用于連接到外部電路和外部電源的電極。
以上述方式形成具有CMOS電路的驅(qū)動電路202和具有多個像素的像素部分201，其中驅(qū)動電路202中n溝道TFT 205和p溝道TFT206以互補方式組合，而像素部分的每個像素具有n溝道TFT 203和p溝道TFT 204。
在驅(qū)動電路中，n溝道TFT(第一n溝道TFT)的半導(dǎo)體層205具有溝道形成區(qū)；第二雜質(zhì)區(qū)(n-區(qū))111，它部分地重疊于形成柵極的導(dǎo)電層，其中絕緣膜夾在所述區(qū)和所述層之間；以及第一雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū))110，所述第一雜質(zhì)區(qū)之一用作源區(qū)，而另一個第一雜質(zhì)區(qū)用作漏區(qū)。
在驅(qū)動電路中，p溝道TFT(第一p溝道TFT)的半導(dǎo)體層206具有溝道形成區(qū)；第三雜質(zhì)區(qū)(p-區(qū))112，它部分地重疊于形成柵極的導(dǎo)電層，其中絕緣膜夾在所述區(qū)和所述層之間；以及第四雜質(zhì)區(qū)(p+區(qū))113，所述第四雜質(zhì)區(qū)之一用作源區(qū)，而另一個第四雜質(zhì)區(qū)用作漏區(qū)。
這些TFT的組合(第一n溝道TFT和第一p溝道TFT)被適當(dāng)?shù)赜糜谛纬梢莆患拇嫫麟娐?，緩存電路、電平移動電路、鎖存電路，以構(gòu)成驅(qū)動電路。
在像素部分201，即其中把大量像素排列成矩陣的整個區(qū)，每個像素具有多個n溝道TFT或p溝道TFT。這些TFT可以大致被分為電連接到后續(xù)步驟中形成的OLED的TFT和其它TFT。電連接到后續(xù)步驟中形成的OLED的TFT(也被稱為電流控制TFT)控制流入OLED的電流，并且可以是n溝道TFT或p溝道TFT。在本實施例中，電連接到后續(xù)步驟中形成的OLED的TFT是p溝道TFT(第二p溝道TFT)204。在本實施例中，各個像素具有一個不同于第二p溝道TFT的TFT，并且具有作為開關(guān)TFT的n溝道TFT(第二n溝道TFT)203。第二n溝道TFT的漏區(qū)通過連接電極連接到第二p溝道TFT的柵極。在第二p溝道TFT的漏區(qū)中形成電連接到后面形成的OLED的正極或負極的連接電極122。
形成電極圖案，然后通過在150℃下進行12分鐘的熱處理去除抗蝕劑。然后，形成像素電極123，使得它與連接電極接觸并覆蓋連接電極，所述連接電極與第二p溝道TFT的漏區(qū)接觸。在本實施例中，像素電極用作OLED的正極，并且OLED發(fā)出的光通過像素電極。因此，將透明導(dǎo)電膜用作像素電極。具有大的逸出功的導(dǎo)電膜(一般為導(dǎo)電氧化膜)被用作正極。導(dǎo)電氧化膜由氧化銦、氧化錫或氧化鋅，或者它們的化合物構(gòu)成。在本實施例中，利用濺射通過形成透明導(dǎo)電膜的ITO(氧化銦和氧化錫的合金)得到110nm厚的像素電極，并在像素部分形成它的圖案，以形成矩陣圖案并具有所需形狀。其它可以采用的透明導(dǎo)電膜的示例包括氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)膜和氧化鋅(ZnO)膜。在形成像素電極的同時，可以這樣形成由透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的電極焊盤并將其形成圖案、使得它們與輸入/輸出端部分接觸并與輸入/輸出端部分的電極重疊。
在形成像素電極的圖案完成后，通過在250℃下進行1小時的熱處理去除抗蝕劑。
圖4顯示了通過上述步驟完成了制造過程之后的器件。這時開始對第一襯底101上形成的TFT進行電測量。圖9中顯示了在溝道寬度W與溝道長度L的比率設(shè)置為50μm∶50μm時n溝道TFT的V-I特性。圖10顯示了在溝道寬度W與溝道長度L的比率設(shè)置為50μm∶50μm時p溝道TFT的V-I特性。
接下來，在像素電極123的每一端上形成覆蓋123每一端的被稱為觸排(bank)的絕緣體。觸排由包含硅的絕緣膜或樹脂膜構(gòu)成，在本實施例中，形成厚度為1μm的光敏丙烯酸樹脂膜并將其構(gòu)成所需形狀的圖案。然后，在250℃下進行1小時的熱處理。
接下來準(zhǔn)備厚度為1.1mm的高硬度襯底(第二襯底)，這里為石英襯底，并利用溶于溶劑的粘合劑(第一粘合構(gòu)件)或在用光(包括紫外線)照射時粘合力減小的光敏粘合劑(第一粘合構(gòu)件)將其粘合到形成TFT的一側(cè)。TFT因而被夾在石英襯底(第二襯底)和玻璃襯底(第一襯底)之間。高硬度襯底的應(yīng)用防止了在后續(xù)剝離步驟期間包括TFT的層中的斷裂。在本實施例中，可溶于水的粘合劑被用作第一粘合構(gòu)件。其它可用的粘合劑的示例包括溶于基于乙醇的有機溶劑的粘合劑以及光敏粘合劑。在粘合襯底之前，重要的是提供便利于后續(xù)剝離步驟期間的剝離現(xiàn)象的引發(fā)機制。通過選擇性地(部分)降低粘合力作為預(yù)處理，避免了剝離失敗并提高了產(chǎn)量。預(yù)處理例如由以下步驟組成在用針垂直下壓薄膜的同時進行激光掃描或刮涂薄膜，以便施加負荷并沿著待剝離區(qū)的周邊移動該膜。在本實施例中，使用劃線器裝置并且將下壓量設(shè)定為0.1到2mm，從而用0.5kg/cm2的壓力刮涂薄膜。
最好是從要進行預(yù)處理的區(qū)附近的區(qū)域開始剝離。
接下來，用物理方法撕開其上形成了第一材料層(鎢膜)的第一襯底。這樣，包括TFT的層被轉(zhuǎn)移到第二襯底上并且暴露的表面是第二材料層(通過濺射形成的氧化硅膜)。第一材料層和第二材料層之間的粘合力足夠大，以耐受熱處理溫度，但對機械力的耐受卻很弱。所以，可以用相對小的力(例如用手、通過噴嘴噴出的氣體的壓力、超聲波等)撕開第一襯底。因為通過上述預(yù)處理使粘合力部分變得很弱，因此需要更小的力撕開第一襯底。
如果采用相同尺寸的第一襯底和第二襯底使工作困難，則第二襯底的尺寸可以略小于第一襯底。如果在一片第一襯底上形成多個像素部分，則第一襯底可以被切為若干塊，每塊具有一個像素部分。
接下來，利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到暴露的第二材料層，從而將TFT夾在石英襯底(第二襯底)和第三襯底之間。任何襯底都可被用作第三襯底。
第二粘合構(gòu)件是由非水溶性UV固化環(huán)氧樹脂構(gòu)成的粘合劑。表面形成了AlNXOY膜的(0.3mm厚)聚碳酸脂(PC)膜被用作第三襯底。最好將這樣一種材料選作第二粘合構(gòu)件它到第二材料層的粘合力至少大于它到AlNXOY膜的粘合力。這樣，可以在后續(xù)步驟中剝離第三襯底，以便單獨用第二粘合構(gòu)件作支撐體。
在器件通過上述步驟結(jié)束制造過程時，用千分尺測量夾在第二襯底(1.1mm)和第三襯底(0.3mm)之間的層的總厚度(總厚度包括一對襯底的厚度)。其測量的厚度為1.6到1.9mm。
將TFT夾在中間的襯底對被整個地浸入裝滿水的槽中，以溶解水溶性粘合構(gòu)件(第一粘合構(gòu)件)以及剝離第二襯底。水溶性粘合構(gòu)件(第一粘合構(gòu)件)的溶解速度可以通過紫外線或激光照射而提高。同時，浸泡在水中可從界面處將第三襯底從第二粘合構(gòu)件上分離，以便剝離第三襯底。盡管第二襯底和第三襯底在同一步驟中進行剝離，但它們也可在不同步驟中進行剝離。
剝離之后進行熱處理，以蒸發(fā)濕氣?？梢栽趧冸x了第二襯底之后進行完全去除水溶性粘合構(gòu)件(第一粘合構(gòu)件)的處理。
這樣得到的是包括TFT的層，其中單獨用第二粘合構(gòu)件作支撐體?，F(xiàn)在，再次進行TFT的電測量。圖11中顯示了在溝道寬度W與溝道長度L的比率設(shè)定為50μm∶50μm時n溝道TFT的V-I特性。圖12顯示在溝道寬度W與溝道長度L的比率設(shè)定為50μm∶50μm時p溝道TFT的V-I特性。
從圖9到12可以知道，TFT特性幾乎沒變。因此，可以說后面這些過程所進行的轉(zhuǎn)移和粘貼沒有影響TFT。盡管可以直接在塑料襯底上形成TFT，但襯底的低耐熱性使300℃或更高溫度下的熱處理難以進行，并且難以形成具有如圖9到12之一所示的極佳特性的TFT。通過如本實施例所示在耐熱襯底上形成TFT并剝離耐熱襯底，可以獲得具有如圖9到12之一所示的極佳特性的TFT。
在器件通過上述步驟結(jié)束制造過程時，用千分尺測量包括TFT的層的總厚度(包括第二粘合構(gòu)件的厚度)，并且單獨利用第二粘合構(gòu)件作支撐體。其測量的厚度為140到230μm。由此證明，總厚度可以比PC膜(0.3mm)薄。盡管如此之薄，但仍可以測量TFT特性，因此可以說第二粘合構(gòu)件自身就是一個充分的支撐體并且所述器件可以作為半導(dǎo)體器件驅(qū)動。
接著，在像素電極(其末端被觸排覆蓋)上形成EL層并且在其上形成OLED的負極。
EL層(用于發(fā)光并用于移動載流子來引起發(fā)光的層)具有發(fā)光層和電荷傳輸層和電荷注入層的自由組合。例如，低分子量有機EL材料或高分子量有機EL材料被用于形成EL層。EL層可以是由通過單態(tài)激勵(熒光)(單態(tài)化合物)發(fā)光的發(fā)光材料構(gòu)成的薄膜或者可以是由通過三態(tài)激勵(磷光)(三態(tài)化合物)發(fā)光的發(fā)光材料構(gòu)成的薄膜。諸如碳化硅的無機材料可以用作電荷傳輸層和電荷注入層?？梢圆捎靡阎挠袡CEL材料和無機材料。
據(jù)說負極的優(yōu)選材料是具有小的逸出功的金屬(一般是屬于周期表中1族或2族的金屬元素)或這類金屬的合金。逸出功愈小，發(fā)光效率愈高。因此，將包括堿金屬之一的Li(鋰)的合金材料用作負極材料特別合乎需要。負極還用作所有像素共用的導(dǎo)線，并且在輸入端部分中通過連接導(dǎo)線具有端子電極。
接下來，最好用有機樹脂、保護膜、密封襯底或密封外殼密封至少具有負極、有機化合物層和正極的OLED，以便將所述OLED與外界完全隔開、從而防止諸如濕氣和氧氣的外部物質(zhì)的滲入，這種滲入將由于EL層的氧化加速退化。但是，并非必需在FPC必將連接到其上的輸入/輸出端部分提供保護膜等。
利用各向異性導(dǎo)電材料將FPC(柔性印刷電路)固定在輸入/輸出端部分的電極上。各向異性導(dǎo)電材料由樹脂和直徑在幾十到幾百μm的導(dǎo)電微粒構(gòu)成，并且所述導(dǎo)電微粒的表面鍍Au等成分。導(dǎo)電微粒利用在FPC中形成的導(dǎo)線電連接到輸入/輸出端部分的電極。
如果需要，可以設(shè)置諸如由起偏振光片和相差光片構(gòu)成的圓偏振片的光學(xué)膜，并可安裝IC芯片。
通過上述步驟完成了連接FPC的模塊型發(fā)光器件。在本實施例的發(fā)光器件中，OLED發(fā)出的光僅穿過第二粘合構(gòu)件到達觀察者的眼睛。所以，第二粘合構(gòu)件需要用透光材料構(gòu)成。
或者，像素電極可用作負極，并且EL層和正極可以層疊在負極上，從而在本實施例中以與發(fā)光方向相反的方向發(fā)光。在這種情況下，正極由透光材料構(gòu)成。
在本實施例所示的示例中，在制造過程進行到第二粘合構(gòu)件單獨用作支撐體時形成OLED。但是，也可以在剝離第一襯底之前密封OLED，然后粘合第二襯底、剝離第一襯底、粘合第三襯底以及剝離第二襯底和第三襯底。在形成OLED之后剝離襯底的情況下，最好用有機溶劑作溶劑并采用溶于有機溶劑的粘合劑，而不是用水作溶劑并采用水溶性粘合劑。
在先于剝離襯底形成OLED的情況下，如果適當(dāng)?shù)剡x擇第二粘合構(gòu)件，則可能單獨剝離第二襯底而保留第三襯底。在這種情況下，可以在塑料襯底上形成具有OLED的發(fā)光器件。
在此實施例中，對通過部分地不同于實施例1的步驟制造具有OLED的發(fā)光器件的示例進行描述。
根據(jù)實施例1獲得完成第一蝕刻過程的狀態(tài)。盡管在實施例1中，第一摻雜過程、第二蝕刻過程和第二摻雜過程依次在第一蝕刻過程之后進行，但在本實施例中，第二蝕刻過程是在第一蝕刻過程完成之后進行的。并且在去除抗蝕劑掩膜之后，通過新的摻雜工藝進行低密度摻雜，以形成第五雜質(zhì)區(qū)(n--區(qū))。接著形成新的抗蝕劑掩膜，并利用與第二摻雜過程相同的劑量總量選擇性地進行摻雜，從而利用與第一摻雜過程相同的劑量總量進行摻雜。
下面參考圖5描述通過本實施例的步驟形成的TFT。
在本實施例中，通過新的摻雜工藝進行低密度摻雜而形成第五雜質(zhì)區(qū)(n--區(qū))。柵極305到308用作進行整個表面摻雜的掩膜。利用離子摻雜或離子注入作為摻雜工藝。離子摻雜工藝的條件是劑量總量為1.5×1014原子/平方厘米、加速電壓為60到100keV。可以使用磷(P)或砷(As)作為提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。以自定位方式形成第五雜質(zhì)元素區(qū)。將1×1016到1×1017/cm3的n型雜質(zhì)元素加到第五雜質(zhì)區(qū)。在本實施例中，與第五雜質(zhì)區(qū)相同密度的區(qū)被稱為n--區(qū)。
接著形成新的抗蝕劑掩膜。在這種情況下，由于開關(guān)TFT 403的斷開(OFF)電流值被降低，因而形成覆蓋半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)的掩膜，所述半導(dǎo)體層形成像素部分401或所述部分的開關(guān)TFT 403。另外，形成掩膜來保護形成驅(qū)動電路的p溝道TFT 406的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)或其周邊區(qū)。此外，形成掩膜來覆蓋形成像素部分401的電流控制TFT 404的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)或其周邊區(qū)。
利用上述抗蝕劑掩膜通過利用與第二摻雜過程相同的劑量總量選擇性地摻雜，以形成與柵極305的一部分重疊的第二雜質(zhì)區(qū)311。
在不去除上述抗蝕劑掩膜的情況下，通過利用與第一摻雜過程相同的劑量總量選擇性地進行摻雜，以形成第一雜質(zhì)區(qū)312和315。在開關(guān)TFT 403處，由抗蝕劑覆蓋的區(qū)域成為第五雜質(zhì)區(qū)316。
在上述步驟中，對將作為n溝道TFT的活化層的半導(dǎo)體層進行摻雜。
接下來，在去除上述抗蝕劑掩膜之后，如實施例1，形成抗蝕劑掩膜，并連續(xù)進行第三和第四摻雜過程。
在上述步驟中，在各個半導(dǎo)體層上形成n型或p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)區(qū)。在像素部分401和驅(qū)動電路402，分別在半導(dǎo)體層上形成p-區(qū)314和318、p+區(qū)313和317，以形成p溝道型TFT，在半導(dǎo)體層上形成n-區(qū)311和n+區(qū)312，以形成驅(qū)動電路402的n溝道型TFT，以及在半導(dǎo)體層上分別形成n+區(qū)315和n--區(qū)316，以形成像素部分401的n溝道型TFT。
根據(jù)實施例1執(zhí)行加到每個半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的活化過程。接下來，根據(jù)實施例1執(zhí)行第一中間層絕緣膜309的形成過程、第二中間層絕緣膜(未示出)的形成過程、半導(dǎo)體層的氫化過程以及第三中間層絕緣膜310的形成過程。
隨后形成與連接電極326接觸并重疊的像素電極319。連接電極與由p溝道TFT構(gòu)成的電流控制TFT的漏區(qū)接觸。在本實施例中，像素電極用作OLED的正極，并且它是透明導(dǎo)電膜，以便將來自O(shè)LED的光傳遞到像素電極。
接下來形成到達柵極或?qū)щ妼硬⑿纬蓶艠O導(dǎo)線的接觸孔以及到達各雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。在本實施例中順序執(zhí)行多個蝕刻過程。通過利用第二中間層絕緣膜作為蝕刻終止層進行第三中間層絕緣膜的蝕刻之后，通過利用第一中間層絕緣膜作為蝕刻終止層進行第二中間層絕緣膜的蝕刻，由此對第一中間層絕緣膜進行蝕刻。
之后，利用Al、Ti、Mo、W等形成電極320到326，具體地說，形成源極導(dǎo)線、電流源線、引出(drawing)電極和連接電極。在本實施例中，可以將由Ti膜(厚度為100nm)、包括硅的Al膜(厚度為350nm)和Ti膜(厚度50nm)組成的層疊結(jié)構(gòu)用作這些電極和導(dǎo)線的材料，并形成圖案。就這樣適當(dāng)?shù)匦纬稍措姌O或源極導(dǎo)線、連接電極、引出電極、電源線等。在柵極導(dǎo)線的邊緣形成用于與被中間層絕緣膜覆蓋的柵極導(dǎo)線接觸的引出電極。在各導(dǎo)線的另一邊緣處形成輸入/輸出端部分，在這些輸入/輸出端部分形成用于連接到外部電路或外部電源的電極。為與先前形成的像素電極319接觸并重疊而形成的連接電極326與電流控制TFT 404的漏區(qū)接觸。
如上所述，可以在一個像素中形成多個具有n溝道TFT 405、具有p溝道TFT 406的驅(qū)動電路，以及通過互補地組合這些TFT而形成的CMOS電路，以及具有n溝道TFT 403或p溝道TFT 404的像素部分401。
當(dāng)完成了圖案的形成時，通過象實施例1那樣去除抗蝕劑來進行熱處理，接著形成被稱為觸排的絕緣體327，從而在兩端覆蓋像素電極319的端部?？梢杂媒^緣膜或樹脂膜形成觸排。
根據(jù)實施模式1或2，可以得到包括TFT的層，其中與第二材料層310接觸的粘合構(gòu)件300被用作支撐介質(zhì)。
接下來，根據(jù)實施例1，在端部由觸排覆蓋的像素電極上形成EL層328和OLED的負極329。
在圖5中說明了經(jīng)過這些步驟之后的狀態(tài)。
以下的步驟是用有機樹脂、保護膜、密封襯底或密封外殼密封至少具有負極、有機化合物層和正極的OLED，從而掉將OLED與外界隔開。由此通過將OLED與外界完全隔開來防止使EL層退化的諸如水和氧氣的物質(zhì)浸入OLED。
接下來，通過利用各向異性導(dǎo)電材料將FPC(柔性印刷電路)粘貼到輸入/輸出端部分的電極上。
通過上述步驟完成連接FPC的模塊型發(fā)光器件。在本實施例的發(fā)光器件中，觀察者可以看到OLED發(fā)出的僅穿過第二粘合構(gòu)件的光，所以，最好將具有性的材料用作第二粘合構(gòu)件。
顯示了通過實施例1或2獲得的模塊型發(fā)光器件(也被稱作EL模塊)的頂面視圖和橫截面圖。
圖6A是EL模塊的頂面視圖而圖6B是沿著圖6A的A-A’線截取的橫截面圖。圖6A顯示了在粘合構(gòu)件500上形成的基底絕緣膜501(例如第二粘合構(gòu)件等)，并在其上形成像素部分502、源側(cè)驅(qū)動電路504以及柵側(cè)驅(qū)動電路503。這些像素部分和驅(qū)動電路可以根據(jù)上述實施例1或2得到。
標(biāo)號518是有機樹脂而519是保護膜。像素部分和驅(qū)動電路部分被有機樹脂518覆蓋，而有機樹脂518被保護膜519覆蓋。另外，可以利用粘合構(gòu)件、通過覆蓋材料密封有機樹脂?？梢栽谶M行剝離之前作為支撐介質(zhì)粘合覆蓋材料。
另外，標(biāo)號508表示用于傳遞要輸入到源側(cè)驅(qū)動電路504和柵側(cè)驅(qū)動電路503的信號的導(dǎo)線，并且它從成為外部輸入端的FPC(柔性印刷電路)509接收視頻信號和時鐘信號。另外，這里圖中僅示出FPC，但也可以將印刷布線板(PWB)粘貼在這個FPC上。本說明書中的發(fā)光器件假定不僅包括發(fā)光器件本身，還包括其上粘附了FPC和PWB的情況。
對圖6B所示的橫截面結(jié)構(gòu)進行描述。在粘合構(gòu)件500上形成基底絕緣膜501。在絕緣膜501上形成像素部分502和柵極驅(qū)動電路503。像素部分由電流控制TFT 511和多個包括電連接到電流控制TFT511的像素電極512的像素構(gòu)成。另外，通過利用組合了n溝道TFT 513和p溝道TFT 514的CMOS電路形成柵極驅(qū)動電路503。
可以根據(jù)實施例1的n溝道TFT和實施例1的p溝道TFT制造TFT(包括511、513和514)。
在根據(jù)實施例2在同一襯底上形成了像素部分502、源側(cè)驅(qū)動電路504和柵側(cè)驅(qū)動電路503之后，根據(jù)實施模式1或2，只有粘合構(gòu)件500被用作支撐介質(zhì)。
像素電極512起發(fā)光元件(OLED)的正極的作用。在像素電極512的兩端部分形成觸排515。在像素電極512上形成發(fā)光元件的有機化合物層516和負極517。
作為有機化合物層516，應(yīng)該理解，可以通過自由組合發(fā)光層、電荷傳輸層或電荷注入層來形成有機化合物層(用于實現(xiàn)發(fā)光以及因此實現(xiàn)載流子的移動的層)。例如，可以使用低分子量系列有機化合物材料和高分子量系列有機化合物材料。此外，作為有機化合物層516，可以使用包括通過單態(tài)激勵發(fā)光的發(fā)光材料(單態(tài)化合物)的薄膜或者包括通過三態(tài)激勵發(fā)光(磷光)的發(fā)光材料(三態(tài)化合物)的薄膜。此外，可能將諸如碳化硅的無機材料用作電荷傳輸層和電荷注入層?？梢圆捎靡阎牧献鳛檫@些有機和無機材料。
負極517用作所有像素共用的導(dǎo)線，并且通過連接導(dǎo)線508電連接到FPC 509。此外，包含在像素部分502和柵側(cè)驅(qū)動電路503中的元件都被負極517、有機樹脂508和保護膜519覆蓋。
另外，在可能的范圍內(nèi)，最好將對可見光透明或半透明的材料用作有機樹脂518。此外，在可能的范圍內(nèi)，有機樹脂518最好是不使諸如濕氣和氧氣的雜質(zhì)透過的材料。
同時，在已經(jīng)用有機樹脂518覆蓋了發(fā)光元件之后，最好至少在有機樹脂518的表面(暴露面)上形成保護膜519，如圖6A和6B所示?？梢栽诎ㄒr底背面的整個表面上形成保護膜。在這種情況下，需要小心地形成保護膜，使得不會在提供外部輸入端(FPC)的位置上形成保護膜?？梢岳醚谀矸乐乖谶@個位置上形成保護膜。在CVD裝置中，可以將諸如由特氟隆(注冊商標(biāo))構(gòu)成的帶用作掩蔽帶來覆蓋外部輸入端部分，以防止保護膜的成膜。氧化硅膜、DLC膜或AlNXOY膜可以被用作保護膜519。
用保護膜519密封按上述構(gòu)造的發(fā)光元件，以便完全地將發(fā)光元件與外部隔離，從而防止通過氧化加速有機化合物層退化的諸如水或氧氣的材料從外部進入。同時，具有導(dǎo)熱性的膜能夠消散產(chǎn)生的熱。從而得到具有改善了可靠性的發(fā)光器件。
可以考慮另一種配置，其中像素電極被用作負極，而共同形成有機化合物層和正極，從而以與圖6B所示的相反方向發(fā)光。圖7顯示了這種配置的示例。該配置的頂視圖與圖6A的頂視圖相同，因此將只參考橫截面圖進行描述。
將對圖7的橫截面圖所示的結(jié)構(gòu)進行描述。在粘合構(gòu)件600上形成絕緣膜610，并在絕緣膜610上形成像素部分602和柵側(cè)驅(qū)動電路603。像素部分602由多個像素構(gòu)成，所述多個像素包括電流控制TFT 611和電連接到電流控制TFT 611的漏極的像素電極612。另外，根據(jù)實施模式，只有粘合構(gòu)件600被用作支撐介質(zhì)。通過利用組合了n溝道TFT 613和p溝道TFT 614的CMOS電路形成柵側(cè)驅(qū)動電路603。
可以用與實施例1的n溝道TFT和實施例1的p溝道TFT相同的方式制造TFT(611、613、514等)。
像素電極612起發(fā)光元件(OLED)的負極的作用。在像素電極612的兩端形成觸排615，并且在像素電極612上形成發(fā)光元件的有機化合物層616和正極617。
正極617還用作連接到所有像素的共用導(dǎo)線元件，并且通過連接導(dǎo)線608電連接到FPC 609。包含在像素部分602和柵側(cè)驅(qū)動電路603中的所有元件都被負極617、有機樹脂618和保護膜619覆蓋。用粘合劑將覆蓋構(gòu)件620粘合到元件層。在所述覆蓋構(gòu)件中形成凹槽，并在其中放置干燥劑621。
在圖7所示的配置中，像素電極被用作負極、同時以組合的方式形成有機化合物層和正極、使得以圖7中箭頭的方向發(fā)光。
盡管已經(jīng)通過示例對頂部柵極TFT進行了描述，但是，本發(fā)明可以不拘于TFT結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于底部柵極(反相交錯結(jié)構(gòu))TFT和交錯結(jié)構(gòu)TFT。
本實施例是半透射型(half-transmission type)顯示器件的示例，其中由具有透光的導(dǎo)電膜和具有反射特性的金屬材料構(gòu)成像素電極，如圖8所示。
在液晶顯示器件中，可以根據(jù)實施例1或2形成用作像素電極n溝道TFT。形成覆蓋TFT的中間層絕緣層的步驟和在此步驟之前執(zhí)行的步驟都與實施例1中的那些步驟一樣，因此不再重復(fù)對它們的描述。與TFT的源區(qū)或漏區(qū)接觸的兩個電極之一由具有反射性的金屬材料構(gòu)成，以形成像素電極(反射部分)702。之后形成由具有透光的導(dǎo)電膜構(gòu)成的像素電極(透射部分)701，從而與像素電極702重疊。可以將氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(In2O3-ZnO)或氧化鋅(ZnO)用作具有透光的導(dǎo)電膜。
按上述步驟在第一襯底上形成像素TFT。在根據(jù)實施模式1或2剝離了第一襯底之后，形成包括其中只有粘合構(gòu)件700用作支撐介質(zhì)的TFT的層。
形成校直膜并對其進行磨光處理。在本實施例中，在形成校直膜之前，形成諸如丙烯酸樹脂膜的有機樹脂膜圖案，從而在所需的位置形成柱狀襯墊(未示出)來分隔襯底。柱狀襯墊可以由噴在整個襯底表面的球形襯墊代替。
接下來制備用作支撐介質(zhì)的相對(opposite)襯底。相對襯底具有濾色片，其中為像素配置了有色層和光屏蔽層。光屏蔽層也被放置在驅(qū)動電路部分。形成平面化膜來覆蓋有色層和光屏蔽層。在平面化膜上，在像素部分中用透明導(dǎo)電膜形成相對電極。在相對襯底的整個表面上形成校直膜并對其進行磨光處理。
用密封材料將其中形成了像素部分和驅(qū)動電路部分的粘合構(gòu)件和相對襯底粘在一起。在密封材料中混合填充物，通過該填充物和柱狀襯墊以均勻間隔將兩層襯底粘合在一起。接著，在兩襯底之間，注入液晶材料并用密封化合物(未示出)完全密封。在得到的液晶模塊上配置后燈704和光導(dǎo)板705。之后用封蓋706覆蓋液晶模塊。諸如圖8中以截面部分示意的有源矩陣液晶顯示器件由此完成。封蓋和液晶顯示模塊利用粘合劑和有機樹脂彼此粘合。當(dāng)塑料襯底和相對襯底彼此粘合時，相對襯底和框之間有一定的間隙，從而可以用有機樹脂填充相對襯底四周進行粘合。由于顯示器件是半透射型的，所以將起偏振光片703粘貼在粘合構(gòu)件700和相對襯底上。
當(dāng)提供夠量外部光線時，顯示器件以下述方式作為反射型顯示器被驅(qū)動當(dāng)后燈處于斷開狀態(tài)時，通過控制相對襯底上配置的反電極和像素電極(反射部分)702之間的液晶來執(zhí)行顯示。當(dāng)外部光量不夠時，接通后燈并通過控制相對襯底上配置的反電極和像素電極(透射部分)701之間的液晶來執(zhí)行顯示。
但是，如果所用的液晶是TN液晶或STN液晶，在液晶的扭絞角在反射型和透射型之間變化。所以，需要優(yōu)化起偏振光片和相差片。例如，需要單獨提供旋光度補償機制，用于調(diào)整液晶的扭絞角(例如利用高分子量液晶的起偏振光片)。
通過實施本發(fā)明而形成的驅(qū)動電路和像素部分可被用于各種模塊(有源矩陣液晶模塊、有源矩陣EL模塊和有源矩陣EC模塊)。也就是說，通過實施本發(fā)明完成了所有的電子部件。
下面可以作為這種電子部件給出攝像機；數(shù)字照相機；頭盔顯示器(護目鏡型顯示器)；汽車導(dǎo)航系統(tǒng)；投影儀；汽車用立體聲系統(tǒng)；個人計算機；便攜式信息終端(移動計算機、移動電話或電子書籍等)等。圖13到15中顯示了這些示例。
圖13A是包括以下部件的個人計算機主體2001；圖像輸入部分2002；顯示部分2003；以及鍵盤2004等。
圖13B是包括以下部件的攝像機主體2101；顯示部分2102；語音輸入部分2103；操作開關(guān)2104；電池2105；以及圖像接收部分2106等。
圖13C是包括以下部件的移動計算機主體2201；攝像機部分2202；圖像接收部分2203；操作開關(guān)2204；以及顯示部分2205等。
圖13D是包括以下部件的護目鏡型顯示器主體2301；顯示部分2302；以及支臂部分2303等。
圖13E是利用其中記錄了節(jié)目的記錄媒體(以下稱為記錄媒體)的重放機，它包括主體2401；顯示部分2402；揚聲器部分2403；記錄媒體2404；以及操作開關(guān)2405等。該裝置利用用于記錄媒體的DVD(數(shù)字通用盤)、CD等，并可以執(zhí)行音樂欣賞、電影欣賞、游戲以及用于因特網(wǎng)。
圖13F是包括以下部件的數(shù)字照相機主體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)等。
圖14是顯示司機的座位區(qū)的圖。聲音再現(xiàn)裝置，具體地說是在儀表盤中配置汽車音響和汽車導(dǎo)航。汽車音響的主體2701包括顯示部分2702、操作開關(guān)2703和2704。通過將本發(fā)明應(yīng)用到顯示部分2702，可以得到既薄且輕的汽車音響。并且通過將本發(fā)明應(yīng)用到汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的顯示部分2801，可以得到既薄且輕的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。
在操作把手部分2602中，顯示部分2603以數(shù)字方式顯示在儀表盤2601中形成的速度表儀表的讀數(shù)。通過將本發(fā)明應(yīng)用到顯示部分2702，可以得到既薄且輕的機器顯示裝置。
另外，可以形成粘貼在儀表盤部分2601的曲面上的顯示部分2605。通過將本發(fā)明應(yīng)用到顯示部分2605，可以得到既薄且輕的機器的顯示部分或圖像顯示裝置。
此外，可以形成粘貼在前玻璃2604的曲面上的顯示部分2600。在將本發(fā)明應(yīng)用到顯示部分2600的情況下，可使用具有透光的材料。可以得到既薄且輕的機器顯示裝置或圖像顯示裝置。在本實施例中，盡管使用的是前玻璃，但也可以得到其它窗玻璃。
在本實施例中，盡管顯示的是裝在車上的音響和汽車導(dǎo)航，但本實施例也可以被用于其它顯示裝置或固定類型的音響和導(dǎo)航裝置。
圖15A是包括以下部件的移動電話主體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等。
圖15B是包括以下部件的便攜式書(電子書)主體3001；顯示部分3002和3003；記錄媒體3004；操作開關(guān)3005和天線3006等。
圖15C是包括以下部件的顯示器主體3101；支撐部分3102；以及顯示部分3103等。
另外，圖15C中顯示的顯示器具有小到中間規(guī)格或大規(guī)格屏幕，例如5到20英寸的規(guī)格。此外，為了制造具有這些尺寸的顯示部分，最好利用邊長一米的襯底通過排式印刷來進行批量生產(chǎn)。
如上所述，本發(fā)明的可適用范圍非常寬，并且本發(fā)明可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。注意，本實施例的電子裝置可以通過利用實施例1到4中構(gòu)造的任何組合來獲得。
在此實施例中，利用電泳顯示裝置作為實施例5所示的顯示部分的示例進行說明。一般，電泳顯示裝置被應(yīng)用到圖15B所示的便攜式書(電子書)的顯示部分3002或顯示部分3003。
電泳顯示裝置也被稱為電子紙。其優(yōu)點為與紙一樣的可讀性、與其它顯示器件相比的低功耗，以及薄且輕的外形。
電泳顯示裝置可以采用各種形式，諸如包括帶正電荷的第一微粒和帶負電荷的第二微粒的多個微型包囊被分散在溶劑或溶質(zhì)中。通過對微型包囊施加電場，微型包囊中的微粒以彼此相反的方向被移去、從而發(fā)出聚積在一側(cè)的微粒顏色。另外，第一微粒和第二微粒包括染料。沒有電場微粒不能被移去。此外，第一微粒和第二微粒的顏色彼此不同(包括無色)。
這樣，電泳顯示裝置使用所謂的電介質(zhì)遷移效應(yīng)，其中高電介質(zhì)不變材料向高電場區(qū)移動。電泳顯示裝置不必具有反射板和液晶顯示器件所必需的相對襯底，從而厚度和重量減少一半。
分散在溶劑中的微型包囊指的是電子墨水。電子墨水可以被印刷在玻璃、塑料、織物和紙的表面上。此外，通過利用具有濾色片和顏料的微粒有可能得到彩色顯示器。
可以通過在兩個電極之間提供適當(dāng)?shù)纳鲜龆鄠€微型包囊完成有源矩陣型的顯示裝置。如果將電場應(yīng)用到微型包囊上，則該裝置可以顯示圖像。
微型包囊中的第一微粒和第二微?？梢酝ㄟ^從以下材料中選擇的材料和化合材料中的一種來形成導(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。
本實施例可以自由地與實施模式1到3和實施例1到5進行組合。
圖17和18是利用本發(fā)明形成的有源矩陣型的有機發(fā)光元件的照片圖。
圖17是顯示根據(jù)實施模式3形成的薄的有機發(fā)光模塊的彎曲狀態(tài)的外部視圖的照片圖。圖17中所示的模塊具有被聚碳酸酯塑料襯底夾在中間的結(jié)構(gòu)。在一對塑料襯底之間，形成負極、正極、具有夾在負極和正極之間的有機化合物的多層的發(fā)光元件以及用于驅(qū)動發(fā)光器件的TFT。另一襯底用粘合劑固定在TFT的基底膜(通過濺射形成的氧化硅膜)上，同時另一襯底也用粘合劑固定在發(fā)光元件的負極上。
通過形成多個發(fā)光元件的矩陣來構(gòu)成顯示區(qū)。在顯示器件的周邊設(shè)置用于驅(qū)動這些發(fā)光元件的驅(qū)動電路。在本實施例中，制造發(fā)出綠光的元件，用于顯示發(fā)光。圖18是發(fā)光的顯示圖。
在本實施例中，一對塑料襯底被用于固定發(fā)光元件，但并非限于這種塑料襯底。如果機械強度和發(fā)光元件的密封足夠，則不需要其中某一襯底或兩個襯底都不需要。
本實施例可以自由地與實施模式1到3和實施例1到6中的任何模式和實施例進行組合。
根據(jù)本發(fā)明，得到具有元件(薄膜晶體管、具有OLED的發(fā)光元件、液晶元件、存儲元件、薄膜二極管、硅PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件或硅電阻元件)的既輕且薄、柔性(可彎曲)的半導(dǎo)體器件以及一種制造這種半導(dǎo)體器件的方法。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其中，將粘合構(gòu)件用作支撐體并且在與所述粘合構(gòu)件接觸的絕緣膜上形成元件。
2.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于所述元件選自由薄膜晶體管、具有OLED的發(fā)光元件、液晶元件、存儲元件、薄膜二極管、硅PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件以及硅電阻元件組成的組。
3.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于所述粘合構(gòu)件被粘貼在平面基底構(gòu)件和曲面基底構(gòu)件之一上。
4.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于形成與所述粘合構(gòu)件接觸的保護膜。
5.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于所述半導(dǎo)體器件選自包括攝像機、數(shù)字照相機、護目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機以及便攜式信息終端組成的組。
6.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括在第一襯底上形成包括半導(dǎo)體元件的剝離層；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第一襯底和所述第二襯底之間；從所述剝離層上分離所述第一襯底；利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第二襯底和所述第三襯底之間；以及從所述剝離層上分離所述第二襯底并從所述第二粘合構(gòu)件上分離所述第三襯底，以形成用所述第二粘合構(gòu)件作支撐體的所述剝離層。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于通過用溶劑溶解所述第一粘合構(gòu)件來去除所述部件，從而從所述剝離層上分離所述第二襯底。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第二粘合構(gòu)件以大于粘合到所述第三襯底的粘合力粘合到所述剝離層。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第一粘合構(gòu)件是光敏粘合構(gòu)件，因而通過用光照射所述構(gòu)件來從所述剝離層上分離所述第二襯底。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第二粘合構(gòu)件是光敏粘合構(gòu)件，因而通過用光照射所述構(gòu)件來從所述第二粘合構(gòu)件上分離所述第三襯底。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于玻璃襯底、石英襯底以及金屬襯底之一被用作所述第一襯底和所述第二襯底，而所述第三襯底是塑料襯底。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第三襯底是其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜。
13.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括在第一襯底上形成包括半導(dǎo)體元件的剝離層；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第一襯底和所述第二襯底之間；從所述剝離層上分離所述第一襯底；利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第二襯底和所述第三襯底之間；以及從所述剝離層上分離所述第三襯底并從所述剝離層上分離所述第二襯底，以形成用所述第一和第二粘合構(gòu)件作支撐體的所述剝離層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述第一粘合構(gòu)件以大于其粘合到所述第二襯底的粘合力粘合到所述剝離層。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述第二粘合構(gòu)件是光敏粘合構(gòu)件，因而通過用光照射所述構(gòu)件來從所述第二粘合構(gòu)件上分離所述第三襯底。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述第一粘合構(gòu)件是光敏粘合構(gòu)件，因而通過用光照射所述構(gòu)件來從所述第一粘合構(gòu)件上分離所述第二襯底。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于玻璃襯底和石英襯底之一被用作所述第一襯底。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述第二襯底是其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述第三襯底是其表面上形成了AlNXOY膜的塑料膜。
20.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括在第一襯底上形成包括半導(dǎo)體元件的剝離層；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第一襯底和所述第二襯底之間；從所述剝離層上分離所述第一襯底；利用第二粘合構(gòu)件將第三襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第二襯底和所述第三襯底之間；以及從所述剝離層上分離所述第二襯底，以便形成用所述第二粘合構(gòu)件和所述第三襯底作支撐體的所述剝離層。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述第一粘合構(gòu)件和所述第二襯底的材料具有的硬度大于所述第三襯底的硬度。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于通過用溶劑溶解所述第一粘合構(gòu)件來去除所述構(gòu)件，從而從所述剝離層上分離所述第二襯底。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述第一粘合構(gòu)件是光敏粘合構(gòu)件，因而通過用光照射所述構(gòu)件來從所述剝離層上分離所述第二襯底。
24.一種半導(dǎo)體器件，其中，塑料襯底和粘合構(gòu)件用作支撐體，并且在絕緣膜上形成與所述粘合構(gòu)件接觸的元件。
25.如權(quán)利要求24所述的器件，其特征在于所述元件選自由薄膜晶體管、具有OLED的發(fā)光元件、具有液晶的液晶元件、存儲元件、薄膜二極管、硅PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件以及硅電阻元件組成的組。
26.如權(quán)利要求24所述的器件，其特征在于所述塑料襯底被粘貼在平面或曲面基底構(gòu)件之一上。
27.如權(quán)利要求24所述的器件，其特征在于與所述粘合構(gòu)件接觸的絕緣膜是包括惰性氣體成分的氧化層。
28.如權(quán)利要求24所述的器件，其特征在于所述半導(dǎo)體器件選自由攝像機、數(shù)字照相機、護目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機以及便攜式信息終端組成的組。
29.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括在第一襯底上形成包括半導(dǎo)體元件的剝離層；利用第一粘合構(gòu)件將第二襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第一襯底和所述第二襯底之間；從所述剝離層上分離所述第一襯底；利用第二粘合構(gòu)件將其中形成了保護膜的第三襯底粘合到所述剝離層上，從而將所述剝離層夾在所述第二襯底和所述第三襯底之間；以及從所述剝離層上分離所述第二襯底并從所述第二粘合構(gòu)件上分離所述第三襯底，以形成用所述第二粘合構(gòu)件和所述保護膜作支撐體的所述剝離層。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述保護膜是氮化硅膜或氧氮化硅膜。
全文摘要
提供一種總體上既輕且薄并且具有柔性(可彎曲)的半導(dǎo)體器件，它具有半導(dǎo)體元件(薄膜晶體管、薄膜二極管、硅PIN結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件或硅電阻元件)，以及制造所述半導(dǎo)體器件的方法。在本發(fā)明中，并非在塑料膜上形成元件。相反，諸如襯底的平板被用作模板，利用作為第二粘合構(gòu)件(16)的凝結(jié)劑(一般為粘合劑)填充襯底(第三襯底(17))和包括元件的層(剝離層(13))之間的間隙，并且在粘合劑凝結(jié)后剝?nèi)ビ米髂０宓囊r底，從而單獨用凝結(jié)的粘合劑(第二粘合構(gòu)件(16))固定包括元件的層(剝離層(13))。以這種方式，本發(fā)明使膜變薄并且重量減輕。
文檔編號H01L27/32GK1417841SQ0214825
公開日2003年5月14日 申請日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者丸山純矢, 高山徹, 后藤裕吾 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所