柔性半导体基板的制造方法

专利名称：柔性半导体基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及在柔性基板上具备半导体装置的柔性半导体基板的制造方法。
背景技术：
近几年，正在开发具有挠性的显示装置(柔性显示器)，而挠性是显示装置的高附 加值化的一种。作为柔性显示器，正在开发液晶显示装置、有机EL显示装置、电泳显示装置。例如，非专利文献1-3公开了如下工艺在形成在玻璃基板上的聚酰亚胺层上制 作出TFT之后，从玻璃基板侧对聚酰亚胺层照射激光，从玻璃基板剥离聚酰亚胺层。在该 方法中，在玻璃基板上添加聚酰亚胺的前躯体(即，聚酰胺酸(polyamic acid/polyamide acid))的溶液，将由使其亚胺化而得到的聚酰亚胺层用作柔性基板。另外，在非专利文献4中提出了在聚酰亚胺膜上制作出TFT的、聚酰亚胺上的高区 域器件(例如大型传感器)、壁纸显示器等概念。非专禾Ij文献 1 :SID 07, DIGEST, 58. 4, I. French et al.，1680，"Flexible Displays and Electronics Made in AM-LCD Facilities by the EPLaRTM Process，，非专利文献2 :IBM Journal of Research and Development Volume 41,numbers 1/2 19970ptical lithography,Holmes,A. S. ,et al. "Laser release process of obtain free standing multilayer metal-polyimide circuit，，非专利文献 3 Journal of Microelectromechanical systems, Volume 7, issue 4, Dec. 1998, pp. 416-422, Holmes, A. S. , et al. "Sacrificial laser process with laser-driven release for batchassembly operations"非专禾Ij 文献 4:Applied Physics Letters, vol. 74, No. 8, Feb. 22,1999, pp.1177-1179, Z.Suo, et al. , "Mechanics of Rollable and Foldable Film-on Foil Electronics，，

发明内容
发明要解决的问题在上述非专利文献1-3所记载的方法中，存在如下问题当聚酰亚胺层比较薄时， 在从玻璃基板剥离之后会在其与半导体层等之间产生应力，由此，柔性基板会发生翘曲，在 严重的情况下基板会变成圆形。因此，以往通过形成充分厚的聚酰亚胺层来抑制翘曲。根据 本发明人的研究，为了抑制柔性基板的翘曲，至少也需要形成厚度为IOym的聚酰亚胺层。然而，本发明人在研究过程中，发现当形成厚度为ΙΟμπι以上的聚酰亚胺层时， 在聚酰亚胺层中残存的水分量变多，其结果，在用于形成TFT的之后的工艺中，例如在利用 CVD法的成膜工序中，有时水分会作为排出气体而产生，真空度发生恶化，或者有时沉积的 无机膜的质量会发生恶化。本发明是为了解决上述问题而完成的，其主要目的在于提供量产性优良的柔性半
3导体基板的制造方法。用于解决问题的方案本发明的柔性半导体基板的制造方法是具备柔性基板和形成在上述柔性基板上 的半导体元件的柔性半导体基板的制造方法，包含(a)准备无机基板的工序；(b)在上述 无机基板上利用溶液状的材料形成厚度为IOym不到的聚酰亚胺层的工序；(c)在上述工 序(b)之后，在上述聚酰亚胺层上形成上述半导体元件的工序；以及(d)在上述工序(C)之 后，从上述无机基板剥离上述聚酰亚胺层的工序，还包含(el)在上述工序(c)之后并且在 上述工序(d)之前，在上述半导体元件上形成厚度在上述聚酰亚胺层的厚度以上的聚对二 甲苯树脂层的工序，或者(U)在上述工序(d)之后，在上述聚酰亚胺层的与上述半导体元 件相反的一侧形成厚度在上述聚酰亚胺层的厚度以上的聚对二甲苯树脂层的工序。当然， 上述工序(el)和工序(U) 二者均执行亦可。优选上述聚酰亚胺层的厚度在5μπι以上。在一个实施方式中，上述工序(b)包含工序(bl)在上述无机基板上添加包含聚 酰胺酸的溶液；和( )将添加到上述无机基板上的上述聚酰胺酸亚胺化。在一个实施方式中，上述无机基板是透过规定波长的光的无机基板，还包括在上 述工序(C)之后从上述无机基板侧对上述聚酰亚胺层照射上述规定波长的光的工序。在一个实施方式中，上述工序(C)还包含在形成上述半导体元件的表面形成无机 基底层的工序，上述半导体元件形成在上述无机基底层上。在一个实施方式中，还包含在上述工序(el)和上述工序(d)之后，或者在上述工 序(^)之后，进一步地形成聚对二甲苯树脂层的工序。利用本发明的柔性半导体基板，能够制造液晶显示装置、有机EL显示装置、电泳 显示装置等的柔性显示器、用于这些显示装置的驱动电路装置、进而存储装置、传感装置。 这些具有柔性半导体基板的柔性电子装置，也可由如下工序制造出利用上述制造方法在 玻璃基板上的聚酰亚胺层上形成半导体元件，接着在执行制造各个电子装置所需的工序之 后，进行从玻璃基板剥离聚酰亚胺层的工序。发明效果在本发明的柔性半导体基板的制造方法中，利用溶液状的材料形成厚度为10 μ m 不到的聚酰亚胺层，其后形成半导体元件，其后在半导体层上部或者聚酰亚胺层下部形成 厚度在聚酰亚胺层的厚度以上的聚对二甲苯树脂层，因此在该聚酰亚胺层中不会残存大量 的水分，能够稳定地形成半导体元件。另外，形成具有聚酰亚胺层的厚度以上的厚度的聚对 二甲苯树脂层，由此抑制了柔性基板的翘曲，确保了充分的机械强度。因此，根据本发明可 提供量产性优良的柔性半导体基板的制造方法。


图1的(a) (c)是用于说明本发明的实施方式的柔性半导体基板的制造方法的 示意图(在图2中继续)。图2的(a) (d)是用于说明本发明的实施方式的柔性半导体基板的制造方法的 示意图(图1的继续)。图3是表示本发明的另一实施方式的柔性半导体基板的截面构造的示意图。图4的(a) (c)是用于说明适用于本发明的实施方式的柔性半导体基板的TFT的构造和其制造方法的例子的示意图。图5是用于说明适用于本发明的实施方式的柔性半导体基板的TFT的构造的其它 例子的示意图。附图标记说明11 无机基板；21 溶液状的材料(聚酰胺酸溶液)；22 聚酰亚胺层；35、37 聚 对二甲苯树脂层；56 平坦化膜；57a、57b 接触孔；61 无机基底层；63a =SiO2层；63b =SiNx 层；64 半导体层(p-Si层)；65 :绝缘层；6 =SiO2层；6 =SiNx层；66 第2无机绝缘膜 (SiNx层)；68 栅极电极；72a 源极电极；72b 漏极电极；82 钝化膜100 柔性基板；100A、 100B 柔性半导体基板(有源矩阵基板)。
具体实施例方式下面参照

本发明的实施方式的柔性半导体基板的制造方法。在此，例示 用于柔性显示器的有源矩阵基板。此外，本发明不限于在此所例示的实施方式。本发明的实施方式的柔性半导体基板的制造方法包含准备无机基板(例如玻璃 基板)的工序；在无机基板上利用溶液状的材料形成厚度为10 μ m不到的聚酰亚胺层的工 序；在聚酰亚胺层上形成半导体元件的工序；在形成半导体元件之后，从无机基板剥离聚 酰亚胺层的工序；以及形成具有在聚酰亚胺层厚度以上的厚度的聚对二甲苯树脂层的工 序。聚对二甲苯树脂层在剥离工序之前形成在半导体元件上亦可，在剥离工序之后，形成在 上述聚酰亚胺层的与上述半导体元件相反的一侧亦可。参照图1和图2，说明本发明的实施方式的柔性半导体基板的制造方法。首先，如图1的(a)所示，准备无机基板11。作为无机基板11，从操纵性等观点出 发，优选具有适度刚直性和机械强度的无机基板，适合使用用于液晶显示装置等的无碱玻 璃基板。另外，无碱玻璃基板有具有透光性(包含紫外线)的优点。下面，利用无碱玻璃基 板11作为无机基板11。下面，如图1的(b)所示，在玻璃基板11上添加用于形成聚酰亚胺层的溶液状的 材料21。典型的溶液状的材料是包含作为聚酰亚胺前躯体的聚酰胺酸的溶液。在此，聚酰 胺酸包含一部分被亚胺化了的聚酰胺酸。另外，在利用可溶性聚酰亚胺的情况下，能够利用 包含聚酰亚胺的溶液作为溶液状的材料。在玻璃基板11上添加溶液状的材料21的工序能够利用例如旋涂法、狭缝式喷涂 法等涂覆法、狭缝式印刷等印刷法。之后，以120°C干燥3分钟，以350 500°C烧成1小时， 得到聚酰亚胺层。此时，调整由溶液状的材料21所形成的膜的厚度，以使最终得到的聚酰 亚胺层22的厚度为10 μ m不到。溶液状的材料21的厚度能够通过调整溶液状的材料21 的粘度、涂敷条件来控制。在难以调整粘度的材料的情况下，通过利用湿蚀刻法或者干蚀刻 法对已经形成的厚度为10 μ m以上的聚酰亚胺层进行薄膜化使之厚度为10 μ m不到亦可。聚酰亚胺层22作为用于从玻璃基板剥离聚酰亚胺层22和在其上形成的TFT等的 牺牲层而利用，因此不要求机械强度。因此，聚酰亚胺层22的厚度在Iym以下亦可。优选 聚酰亚胺层的热膨胀系数为与无机基板(在此为无碱玻璃)的热膨胀系数相同或者近似的 值。一般的无碱玻璃的热膨胀系数为4 6ppm/°C，优选利用具有与其相同程度的热膨胀系 数的聚酰亚胺材料。
这样，如图1的(c)所示，在玻璃基板11上按照该顺序形成聚酰亚胺层22。之后， 通过将聚酰亚胺层22从玻璃基板11剥离，能够将聚酰亚胺层22用作柔性基板。将玻璃基 板11和在其之上所形成的聚酰亚胺层22作为一体，作为通常的基板，在聚酰亚胺层22上 制作TFT。形成TFT的工序包含半导体层的形成、绝缘层的形成以及配线层(包含电极和 配线)的形成，为了简单，有时将包含半导体层、绝缘层以及配线层的层称为“包含TFT的 层”。此外，从耐湿可靠性等观点出发，优选在制作TFT之前形成无机基底层(例如SiNx、 SiO2膜)，半导体元件形成在无机基底层上。TFT的制作工艺在后面进行说明。制作TFT的 工艺的各个工序能够利用公知的工序。下面，参照图2的(a) (d)。首先，如图2的(a)所示，在形成在玻璃基板11上的聚酰亚胺层22a (厚度为10 μ m 不到)上制作TFT。优选聚酰亚胺层22a的厚度在5μπι以上。此外，在制作TFT之前形成 无机基底层，在无机基底层上形成TFT亦可。接着，形成平坦化膜56，以覆盖TFT。作为平 坦化膜56，能够使用例如厚度为3 μ m的树脂层。省略平坦化膜56亦可。平坦化膜56在制 作半导体元件之后形成，因此无需要求高耐热性，能够不限于聚酰亚胺等耐热性树脂，而利 用各种树脂来形成。另外，能够在平坦化膜56上形成TFT，因此也称为层间绝缘膜56。接着，如图2的(b)所示，形成具有聚酰亚胺层2 的厚度以上的厚度的聚对二甲 苯树脂层35。聚对二甲苯树脂层35的厚度在聚酰亚胺层2 的厚度以上，由此能够抑制柔 性基板(图2的(c)的半导体基板100A)的翘曲。聚对二甲苯树脂是作为导管等医疗器械的保护膜、铁氧体磁芯的绝缘保护膜而使 用的透明树脂，是将对二甲苯二聚体热分解并在室温下利用减压CVD方法沉积单体而得到 的树脂。该树脂能够在室温下成膜，也能够在TFT、其驱动的元件的耐热温度低的情况下使用。此外，一般地，从对二甲苯直接生成的二聚体称为聚对二甲苯(parylene N)，已知 有用氯置换芳香环的氢后的聚氯化对二甲苯(parylene C) O置换)和聚二氯化对二甲苯 (paryleneN D) G置换)。聚对二甲苯树脂和其制造方法，记载在例如吉田等、生产研究、55 卷、6号、502 505页、2003。为了参照，在本说明书中援引该文献的全部公开内容。在此，利用例如二甲苯C，在23°C、1I^的条件下形成聚对二甲苯树脂层35。然后，如图2的(c)所示，从玻璃基板11侧照射紫外线(优选准分子激光、例如波 长为308nm)，由此降低玻璃基板11与聚酰亚胺层2 之间的界面的粘结性，从玻璃基板11 剥离聚酰亚胺层22a。当照射短波长的激光时，由于光和热的作用，聚酰亚胺层2 与玻璃 基板11之间的键被切断，能够部分地去除(切除)有机部分或者使其升华。此外，准分子激 光是脉冲宽度为1 μ sec以下的脉冲光，因此不会对形成在聚酰亚胺层2 上的TFT等造成 损害。优选对玻璃基板11相对地扫描激光，由此对玻璃基板11的整个面照射激光。这样， 为了利用激光来从玻璃基板11剥掉聚酰亚胺层22a，需要玻璃基板透过该激光的至少一部 分，优选对该激光具有高的透射率。此外，聚酰亚胺层22a的一部分残留在玻璃基板11上 亦可。此外，在此，说明了利用激光从玻璃基板11剥离聚酰亚胺层2 的工序，但是不限 于此，利用聚酰亚胺用的蚀刻液(亦称为剥离液)亦可。能够利用由这样得到的聚酰亚胺层2 和聚对二甲苯树脂层35夹着包含TFT的
6层的构造作为柔性半导体基板100A。并且，如图2的(d)所示，根据需要，在聚酰亚胺层22a的背面进一步形成聚对二 甲苯树脂层37亦可。聚对二甲苯树脂层37能够利用与聚对二甲苯树脂层35相同的方法 形成，优选聚对二甲苯树脂层37的厚度在聚酰亚胺层22a的厚度以上。这样在背面形成聚对二甲苯树脂层37，能够得到柔性半导体基板100B，上述柔性 半导体基板100B具有包含TFT的层和聚酰亚胺层2 被聚对二甲苯树脂层35和聚对二甲 苯树脂层37夹住的构造。对于仅在单面形成聚对二甲苯树脂层的构造，在50°C以上的高温 下基板有时会产生翘曲。这是因为构成包含TFT的层的无机膜和聚酰亚胺层2 的热膨胀 系数低到约5ppm/°C以下，与此相对，聚对二甲苯树脂的热膨胀系数高达30ppm/°C。如图2 的(d)表示的柔性半导体基板100B所示，通过采用在聚酰亚胺层2 的两侧形成聚对二甲 苯树脂层35和聚对二甲苯树脂层37的结构，即使在50°C以上的高温下使用也能够抑制基 板的翘曲。从机械特性的观点出发，上述的柔性半导体基板100A和柔性半导体基板100B的 聚对二甲苯树脂层35和聚对二甲苯树脂层37的厚度被分别设定在聚酰亚胺层2 的厚度 以上，典型的被设定在IOym以上和30 μ m以下的范围内。此外，采用省略聚对二甲苯树脂层35而仅设置聚对二甲苯树脂层37的结构亦可。 该情况下，聚对二甲苯树脂层37、聚酰亚胺层22a (和平坦化层56)构成柔性基板。在此，说明了仅设置一层包含TFT的层的例子，但是当然不限于此，设置多个包含 TFT的层亦可。例如如图3所示，在聚酰亚胺层2 上形成TFT，进一步地形成聚酰亚胺层 22b，在聚酰亚胺层22b上形成TFT亦可。省略平坦化层56a、56b亦可。最终的柔性半导体 基板在图3中省略了，但是在TFT上或者聚酰亚胺层22a的与TFT相反一侧具有聚对二甲 苯树脂层。下面，参照图4和图5，说明适用于本发明的实施方式的柔性半导体基板的TFT的 构造和其制造方法的例子。具备TFT的半导体基板(有源矩阵基板)具有半导体层、无机 绝缘膜(例如栅极绝缘膜)、配线膜(包括栅极电极、源极电极、漏极电极、以及栅极总线、源 极总线)等由刚性高且脆的材料构成的层。因此，当它们形成在柔性基板的整个面上时，会 阻碍挠性、或者其一部分被破坏而降低特性、可靠性。成为TFT活性层的半导体层形成为岛状，配线形成为在规定方向上延伸。与此相 对，一般地，栅极绝缘膜等绝缘膜形成在整个面上。另外，配线在用金属材料形成的情况下， 能够具有充分的挠性。另一方面，为了确保TFT的可靠性，如本发明人在特愿2007-255940号所记载的那 样，优选具有密闭构造。为了参考，特愿2007-255940号的公开的全部内容被援用到本说明 书中。因此，为了在柔性基板上的至少一个方向上确保挠性，在该至少一个方向上不连 续地(使柔性基板的表面一部分露出地)形成阻碍挠性的绝缘膜。例如，形成栅极绝缘膜， 以密闭栅极总线，在相邻的栅极总线之间设置不存在栅极绝缘膜的区域，由此能够确保与 栅极总线正交的方向的挠性。即，能够弯曲出在与栅极总线平行的方向延伸的谷或者峰。能够适用例如如图4所示的具有密闭构造的TFT。首先，参照图4的(a) (c)，说明具有密闭构造的TFT的构造和制造方法。在此，为了使说明简单化，说明在柔性基板100上形成TFT的工序，但是如上所述的形成TFT的工 序能够在玻璃基板11上执行。如图4的(a)所示，在柔性基板100上形成无机基底层61。无机基底层61是例如 SiO2膜(膜厚为Iym)。在此，无机基底层61被选择性地设置在TFT和栅极总线下，具有与 栅极总线平行的端部。即，形成无机基底层61而不损害与栅极总线正交的方向的挠性。此 外，该无机基底层61省略亦可。在无机基底层61上形成密闭构造。密闭构造具有岛状的第1无机绝缘膜63a、 63b;作为形成在第1无机绝缘膜上的层叠体的，包含半导体层64和与其相邻的绝缘层 65a、65b的层叠体；以及覆盖层叠体的第2无机绝缘膜66。当然，第1无机绝缘膜63a、63b 和绝缘层6如、6恥分别是单层亦可。这样，半导体层64和半导体层64与绝缘层6 之间 的界面被第1无机绝缘膜和第2无机绝缘膜密闭。因此，对TFT的特性和可靠性造成最大 影响的半导体层64和半导体层64与绝缘层6 之间的界面被从柔性基板100、其它的构件 隔离，受到保护以免受水分等杂质的侵入。 作为第1无机绝缘膜，在此利用SiNx层6 (厚度为40nm)/SiA层63a(厚度为 50nm)的2层膜。取代2层膜而使用单层膜亦可。或者，利用3层以上的多层膜(例如，SW2 层/SiNx层/SiO2层)亦可。SiO2层63a、SiNx层63b以及a_Si层(最终成为p_Si层64) 能够以300°C 350°C的温度、利用CVD等公知的薄膜沉积技术形成。然后，通过对a-Si层照射激光，进行脱氢处理，并且使非晶硅晶化，由此得到多晶 硅(p-Si)层64。通常，一次激光照射得不到具有充分结晶性的ρ-Si层，因此进行两次激光 照射工序，由此得到由例如平均结晶粒径在IOOnm以上的结晶粒构成的p-Si层64。这样， 利用结晶性高的P-Si层64制作出的TFT能够用作显示装置的驱动电路用的TFT。当然，根 据需要控制结晶性亦可。P-Si层64与用于制作TFT的区域(活性区域)相对应地被图案 化。图案化能够以利用光刻技术和蚀刻技术的公知的方法进行。下面，在氢气中暴露被图案化了的p-Si层64。另外，为了在氢气中暴露之前除去 附着在P-Si层64等的表面的杂质等，优选进行UV照射、臭氧清洗、HF清洗、水清洗、碱清 洗等清洗处理。下面，形成绝缘层6 和绝缘层65b，以覆盖暴露在氢气中的p-Si层64。在此所 例示的结构中，在此，形成SiO2层65a (厚度为50nm)和SiNx层65b (厚度为20nm)。它们发 挥栅极绝缘膜的功能。栅极绝缘膜设置在栅极电极与半导体层的沟道区域之间，半导体层 侧的面与半导体层相接。在此，与P-Si层64相接地形成SiO2层65a。SiO2层65a和SiNx 层6 能够利用公知的薄膜沉积技术在200°C 300°C的温度范围沉积而成。当然，栅极绝 缘膜是单层(例如SW2层65a)亦可，但是通过沉积SiNx层65b，能够提高对水分、Na等侵 入的抗性，得到稳定TFT的阈值电压的优点。下面，将层叠构造(从下开始的顺序为5102层63￡1和51队层6313、？^层64、5士仏 层65a以及SiNx层65b)图案化成规定的形状。该图案化可以利用例如湿蚀刻或者干蚀刻 来进行。其结果，该层叠构造成为在岛状的无机基底层61上具有末端的岛状。下面，沉积成为第2无机绝缘膜的SiNx膜66 (厚度为20nm)，以覆盖岛状的层叠构 造。SiNx膜66成为栅极绝缘膜的第3层。p-Si层64、Si&层6 和SiNx层6 被第1无 机绝缘膜(SiNx层63b/Si&层63a)和第2无机绝缘膜(SiNx膜66)三维地密闭。S卩，当从
8P-Si层64的法线方向看时，p-Si层64和p-Si层64与SW2层6 之间的界面的外周被 第1无机绝缘膜(SiNx层63b/Si&层63a)和第2无机绝缘膜(SiNx膜)66包围。这样能 够得到密闭构造。下面，将SiNx膜66蚀刻成规定的图案。在此，SiNx膜66的末端形成在 无极基底层61的表面上。之后，在SiNx膜66上形成栅极电极68。栅极电极68采用例如Ti层(厚度为 50nm)和Al层(或者Al合金层)(厚度为250nm)的层叠构造亦可，可采用单层或者3层 以上的多层构造等公知的结构。作为形成栅极电极68的材料，能够例示出W/TaN、W、M0、Ta寸。在形成栅极电极68之后，将栅极电极68作为掩模，注入杂质，由此在p_Si层64 内自我整合地形成源极区域和漏极区域(均未图示)。之后，进行杂质的活性化处理。活性化处理有(a)利用短波长激光的方法、(b)利 用长波长激光或者灯的方法。在采用任一方法的情况下，均优选还进行300°C 410°C、约 1小时、禾Ij用电炉的活性化退火处理。该活性化退火处理能够兼做P-Si氢化处理(用于使 悬空键终结的处理)。用于氢化的氢能够利用SiNx层6 或者SiNx层6 所包含的氢。栅极电极68的结构优选根据采用上述方法(a)和(b)的哪一个而选择。在对源极区域/漏极区域的p-Si优先进行加热的情况下，采用上述方法(a)。利 用例如准分子激光、或者固体激光的第2高次谐波。此时，优选在栅极电极68的最上层利 用A1、A1的合金等高反射率材料。另一方面，在对栅极电极68下的沟道区域的p-Si优先进行加热的情况下，采用上 述方法(b)。利用固体激光的第1高次谐波或者卤素灯的光等波长比1 μ m长的光对栅极 电极68进行加热。此时，优选栅极电极68的最上层采用光吸收率高的材料(例如，从包括 Mo、Ti、Ta以及W的组选择出的至少一种金属或者包含这些金属的合金)。下面，形成覆盖它们的有机层间绝缘膜56 (厚度在1 μ m)。有机层间绝缘膜56能 够利用例如氟树脂或者聚酰亚胺来形成。若利用有机树脂形成有机层间绝缘膜56，则即使 覆盖柔性基板100的整个面地形成有机层间绝缘膜56，也能够维持挠性(柔软性)。之后，如图4的(b)所示，在SiO2层65a、SiNx层65b、SiNx膜66以及有机层间绝 缘膜56上形成到达p-Si层64的接触孔57a、57b，形成接触孔部、源极电极72a以及漏极电 极72b，由此得到TFT。进而，如图4的(c)所示，利用有机树脂形成钝化膜82。若利用有机树脂形成钝化 膜82，则即使覆盖柔性基板100的整个面地形成钝化膜82，也能够维持挠性(柔软性)。并且，也能够采用如图5所示的结构。在如图5所示的结构中，无机基底层61也被选择性地设置在TFT和栅极总线之 下，具有与栅极总线平行的端部。即，形成无机基底层61而不阻碍与栅极总线正交的方向 的挠性。在图5所示的TFT中，利用单层的SW2层65形成栅极绝缘膜，设有覆盖栅极电极 68的第1层间绝缘膜66a和第2层间绝缘膜66b。另外，源极电极7 和漏极电极72b在 贯通第1层间绝缘膜66a、第2层间绝缘膜66b以及栅极绝缘膜65而到达p-Si层64的接 触孔中分别接触P-Si层64的源极区域和漏极区域。第1层间绝缘膜66a和第2层间绝缘 膜66b被与无机基底层61相同地图案化，具有与栅极总线平行的端部。
9
包含TFT的层的构造不限于上述的例子，能够进行各种变更。另外，用于构成液晶 显示装置、有机EL装置、电泳显示装置、它们的驱动装置或者传感装置、存储装置的其它的 结构要素能够利用公知的各种方法来制作。在如上述那样所得到的柔性半导体基板的表面，还设有导电层亦可。至少在观察 者侧所设置的导电层需要是透明导电层(例如ΙΤ0)，但是背面侧的导电层是金属层亦可。 通过设置导电层能够提高对静电的抵抗性。利用本发明的实施方式的柔性半导体基板，能够制造液晶显示装置、有机EL显示 装置、电泳显示装置等柔性显示器、用于这些显示装置的驱动电路装置、乃至存储装置、传 感器装置。这些具有柔性半导体基板的柔性电子装置能够由如下的工序制造而成利用上 述制造方法在玻璃基板上的聚酰亚胺层上形成半导体层，接着执行制造各个电子装置所需 要的工序之后，进行从玻璃基板剥离聚酰亚胺层的工序。因此，这些柔性电子装置能够实现 与玻璃基板相同的大型化，能够制造超大柔性显示器、卷曲显示器等。工业上的可利用件本发明能够很好地用于柔性显示器等所使用的柔性半导体基板的制造。
权利要求
1.一种柔性半导体基板的制造方法，上述柔性半导体基板具备柔性基板和形成在上述 柔性基板上的半导体元件，上述柔性半导体基板的制造方法的特征在于包含(a)准备无机基板的工序；(b)在上述无机基板上利用溶液状的材料形成厚度为10μ m不到的聚酰亚胺层的工序；(c)在上述工序(b)之后，在上述聚酰亚胺层上形成上述半导体元件的工序；以及(d)在上述工序(c)之后，从上述无机基板剥离上述聚酰亚胺层的工序， 还包含(el)在上述工序(c)之后并且在上述工序(d)之前，在上述半导体元件上形成厚度在 上述聚酰亚胺层的厚度以上的聚对二甲苯树脂层的工序，或者，(e2)在上述工序(d)之后，在上述聚酰亚胺层的与上述半导体元件相反的一侧形成厚 度在上述聚酰亚胺层的厚度以上的聚对二甲苯树脂层的工序。
2.根据权利要求1所述的柔性半导体基板的制造方法，上述工序(b)包含(bl)在上述无机基板上添加包含聚酰胺酸的溶液的工序；和(b2) 将添加到上述无机基板上的上述聚酰胺酸亚胺化的工序。
3.根据权利要求1或者2所述的柔性半导体基板的制造方法， 上述无机基板是透过规定波长的光的无机基板，还包括在上述工序(c)之后，从上述无机基板侧对上述聚酰亚胺层照射上述规定波长 的光的工序。
4.根据权利要求1 3中的任一项所述的柔性半导体基板的制造方法，上述工序(c)还包含在形成上述半导体元件的表面形成无机基底层的工序，上述半导 体元件形成在上述无机基底层上。
5.根据权利要求1 4中的任一项所述的柔性半导体基板的制造方法，还包含在上述工序(el)和上述工序(d)之后，或者在上述工序(U)之后，进一步地形 成聚对二甲苯树脂层的工序。
全文摘要
本发明的柔性半导体基板的制造方法包含准备无机基板11的工序；在无机基板上利用溶液状的材料形成厚度为10μm不到的聚酰亚胺层22a的工序；在聚酰亚胺层上形成半导体元件的工序；在形成半导体元件之后从无机基板剥离聚酰亚胺层的工序；以及形成厚度在聚酰亚胺层的厚度以上的聚对二甲苯树脂层35、37的工序。聚对二甲苯树脂层在剥离工序之前形成在半导体元件上亦可，在剥离工序之后形成在聚酰亚胺层的与半导体元件相反的一侧亦可。本发明的制造方法在量产性方面优良。
文档编号H01L29/786GK102089858SQ20098010524
公开日2011年6月8日 申请日期2009年2月13日 优先权日2008年2月20日
发明者安松拓人 申请人:夏普株式会社