半导体器件及其制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2006年8月31日、申请号为200610129024. 2、发明名称为"半 导体器件及其制造方法"的发明专利申请的的分案（申请日为2006年8月31日、申请号为 201210123886. X、发明名称为"半导体器件及其制造方法"）的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种半导体器件及其制作方法，所述半导体器件在具有挽性的基板上 设置有包括含有有机化合物的层的元件。
【背景技术】
[0003] 需要W低成本制作半导体器件，近年来，将含有有机化合物的层用于控制电路和 存储电路等的晶体管、存储器、W及太阳能电池等的元件的开发在盛行（例如专利文献1)。
[0004] 人们期待将该样的半导体器件应用到各种场合，所述半导体器件具有使用如上所 述的含有有机化合物的层的晶体管、存储器、W及太阳能电池等的元件，并且追求其小型化 和轻量化，而尝试着使用挽性塑料薄膜。
[0005] 由于塑料薄膜的耐热性低，所W不得不降低工艺的最高温度。由此，使用塑料薄膜 的半导体器件通过使用金属掩模的蒸锻法或姗射法而制作。
[0006] 此外，塑料薄膜的耐热性低，结果，现状是在塑料薄膜上不可能制作电特性如在玻 璃基板上制作的晶体管那样优异的晶体管。
[0007] 于是，提出了一种技术方案，其中将使用光刻步骤形成在玻璃基板上的微细的元 件从基板剥离，然后将它贴合在其他基材上，例如塑料薄膜等上（参见专利文献2)。
[0008] [专利文献1]日本专利申请公开2004-47791号
[0009] [专利文献2]日本专利申请公开2003-174153号
[0010] 然而，在通过使用金属掩模的蒸锻法或姗射法来制作半导体器件的情况下，需要 对准金属掩模的定位的步骤。因此，存在因定位的对准不良而产品的成品率降低的问题。
[0011] 此外，在通过使用金属掩模的蒸锻法或姗射法制作半导体器件的情况下，考虑定 位的错位而进行元件设计。由此，不容易制作具有微细结构的晶体管、存储器、W及太阳能 电池等，从而不容易实现半导体器件的小型化、轻量化、W及高性能化。
[0012] 再者，在使用如专利文献2所示的剥离步骤来剥离包括含有有机化合物的层的元 件的情况下，具体地，如图21所示那样在基板101上形成剥离层102,在剥离层102上形成 无机绝缘物层103,在无机绝缘物层103上形成第一电极层104,在第一电极层104上形成 含有有机化合物的层105,在含有有机化合物的层105上形成第二电极层106,当剥离包括 含有有机化合物的层的元件151 W及具有元件151的层157的时候，存在含有有机化合物 的层105和第二电极层106之间会剥离的问题。
[0013] 该是因为含有有机化合物的层105和第二电极层106的附着力低的缘故。具体地， 含有有机化合物的层105由于起到有机半导体的作用，从而该层由具有载流子传输性的材 料形成。具有载流子传输性的材料一般没有亚胺基、氯基、羟基等的极性取代基。结果，含 有有机化合物的层105和第二电极层106的附着性非常小，从而在剥离步骤中在含有有机 化合物的层105和束二电极层106之间会剥贸。
[0014] 结果，不容易W高成品率制作在塑料薄膜上设置有包括含有有机化合物的层的元 件的半导体器件。
【发明内容】
[0015] 鉴于上述问题，本发明的目的在于W高成品率制作半导体器件，该半导体器件在 具有挽性的基板上设置有包括含有有机化合物的层的元件。
[0016] 本发明的技术要点是，当从基板的上面来看时，在具有剥离层的基板上形成附着 性低的区域，并且W围绕其外缘的方式形成附着性高的区域。此外，在附着性低的区域的截 面中，例如包含不具有亚胺基、氯基、羟基等的极性取代基的有机化合物的层和无机化合物 层相接触，而在附着性高的区域的截面中，多个无机化合物层相接触。如图13A示出了一 例，附着性高的区域503可W围绕附着性低的区域502的外缘。此外，如图13B示出了一例， W围绕附着性低的区域502的外缘的方式不连续地形成附着性高的区域503也可W。此外， 如图13C示出了一例，矩形的附着性高的区域503还可W对应于附着性低的区域502的各 边而形成。应予说明，附着性高的区域可W形成各种各样的形状，诸如矩形、圆形、楠圆形、 曲线形等。
[0017] 此外，本发明的技术要点如下；在具有剥离层501的基板上形成元件形成层，所述 元件形成层中形成有附着性低的区域502 W及W围绕其外缘的方式形成有附着性高的区 域503,然后在剥离层分离基板和元件形成层，并且贴合在具有挽性的基板上。
[0018] 此外，本发明之一是一种半导体器件的制作方法，其特征在于，在基板上形成剥离 层；在剥离层上形成无机化合物层、第一导电层、W及含有有机化合物的层，形成与含有有 机化合物的层和无机化合物层接触的第二导电层，W形成元件形成层；在将具有挽性的第 一基板贴合在第二导电层上之后在剥离层分离基板和元件形成层。
[0019] 此外，本发明之一是一种半导体器件，其特征在于，具有挽性的基板、无机化合物 层、含有有机化合物的层、W及在与含有有机化合物的层接触的同时与无机化合物层接触 的导电层。
[0020] 应予说明，无机化合物层为绝缘物层或导电层。此外，无机化合物层还可W用作层 间绝缘层或连接层。
[0021] 含有有机化合物的层和与含有有机化合物的层接触的导电层构成存储元件或发 光兀件的一部分。
[002引此外，本发明包括下列各项。
[0023] 本发明之一是一种半导体器件的制作方法，其特征在于：在基板上形成剥离层； 在剥离层上形成无机化合物层、第一导电层、W及含有有机化合物的层，形成与含有有机化 合物的层W及无机化合物的层接触的第二导电层，W形成元件形成层；在将具有挽性的第 一基板贴合在第二导电层上之后在剥离层分离基板和元件形成层。
[0024] 本发明之一是一种半导体器件的制作方法，其特征在于，在基板上形成剥离层；之 后在剥离层上形成无机绝缘物层，在无机绝缘物层上形成第一电极层，在第一电极层和无 机绝缘物层的一部分上形成含有有机化合物的层，形成与含有有机化合物的层W及无机绝 缘物层接触的第二电极层，w形成元件形成层；在将具有挽性的第一基板贴合在第二电极 层上之后在剥离层分离基板和元件形成层。
[0025] 本发明之一是一种半导体器件的制作方法，其特征在于，在基板上形成剥离层；之 后在剥离层上形成绝缘层，在绝缘层上形成第一电极层，形成覆盖第一电极层的端部的无 机绝缘物层，在无机绝缘物层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成含有有机化合物的 层，形成与含有有机化合物的层和无机绝缘物层接触的第二电极层，W形成元件形成层；在 将具有挽性的第一基板贴合在第二电极层上之后在剥离层分离基板和元件形成层。
[0026] 本发明之一是一种半导体器件的制作方法，其特征在于，在基板上形成剥离层；之 后在剥离层上形成无机绝缘物层，在无机绝缘物层上形成第一电极层，在第一电极层上形 成有机绝缘物层，选择性地蚀刻有机绝缘物层暴露第一电极层的一部分和无机绝缘物层的 一部分，在有机绝缘物层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成含有有机化合物的层， 形成与含有有机化合物的层和无机绝缘物层接触的第二电极层，W形成元件形成层；在将 具有挽性的第一基板贴合在第二电极层上之后在剥离层分离基板和元件形成层。
[0027] 本发明之一是一种半导体器件的制作方法，其特征在于，在基板上形成剥离层；之 后在剥离层上形成绝缘层，在绝缘层上形成第一电极层和导电层，在第一电极层和导电层 上形成有机绝缘物层，选择性地蚀刻有机绝缘物层暴露第一电极层的一部分和导电层的一 部分，在有机绝缘物层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成含有有机化合物的层，形 成与含有有机化合物的层和导电层接触的第二电极层，W形成元件形成层；在将具有挽性 的第一基板贴合在第二电极层上之后在剥离层将绝缘层从基板剥离。
[0028] 应予说明，也可W在剥离元件形成层和剥离层之后将具有挽性的第二基板贴合到 元件形成层上。
[0029] 本发明之一是半导体器件，其特征在于，形成在具有挽性的第一基板上的无机绝 缘物层；形成在无机绝缘物层上的第一电极层；形成在无机绝缘物层的一部分和第一电极 层上的含有有机化合物的层；与含有有机化合物的层和无机绝缘物层接触的第二电极层； W及形成在第二电极层上的具有挽性的第二基板。
[0030] 本发明之一是一种半导体器件，其特征在于，形成在具有挽性的第一基板上的绝 缘层；形成在绝缘层上的第一电极层；覆盖第一电极层的端部的无机绝缘物层；形成在无 机绝缘物层的一部分和第一电极层上的含有有机化合物的层；与含有有机化合物的层和无 机绝缘物层接触的第二电极层；W及形成在第二电极层上的具有挽性的第二基板。
[0031] 本发明之一是一种半导体器件，其特征在于，形成在具有挽性的第一基板上的绝 缘层；形成在绝缘层上的第一电极层和导电层；覆盖第一电极层和导电层的端部的有机绝 缘物层；形成在有机绝缘物层上和第一电极层上的含有有机化合物的层；与含有有机化合 物的层和导电层接触的第二电极层；W及形成在第二电极层上的具有挽性的第二基板。
[0032] 应予说明，第一电极层、含有有机化合物的层、W及第二电极层为构成存储元件、 发光元件、光电转换元件、太阳能电池或晶体管的一部分。
[0033] 在本发明中，与含有有机化合物的层和导电层的附着性相比，无机化合物层和导 电层的附着性高，所W在剥离步骤中不容易在无机化合物层和导电层的界面剥离。因此，通 过从上面看形成附着性低的区域并且W围绕其外缘的方式形成附着性高的区域，可W防止 在导电层和含有有机化合物的层的界面剥离。此外，可高成品率剥离形成在基板上的 包括含有有机化合物的层的元件，典型的是具有存储元件、发光元件、光电转换元件、太阳 能电池或晶体管的层。再者，可高成品率制作将包括含有有机化合物的层的元件设置 在具有挽性的基板上的半导体器件。
[0034] 此外，在本发明的半导体器件中，无机化合物层和导电层夹着含有有机化合物的 层和有机绝缘层的同时，无机化合物层和导电层具有多个彼此接触的区域。因此，含有有 机化合物的层和有机绝缘层的暴露于空气的区域减少，水分和氧等不容易侵入到该些区域 中，可W减少半导体器件的劣化。
[0035] 此外，可W得到将包括含有有机化合物的层的元件设置在具有挽性的基板上的半 导体器件，从而可W得到轻量且能实现薄型化的半导体器件。
【附图说明】
[0036] 图1为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0037] 图2为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0038] 图3为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0039] 图4为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0040] 图5为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0041] 图6为说明可W应用于本发明的存储元件的结构的截面图；
[0042] 图7为说明可W应用于本发明的存储元件的结构的截面图；
[0043] 图8为说明可W应用于本发明的光电转换元件的结构的截面图；
[0044] 图9为说明可W应用于本发明的有机薄膜晶体管的截面图；
[0045] 图10为说明本发明的半导体器件的图；
[0046] 图11分别为说明本发明的半导体器件的俯视图和截面图；
[0047] 图12为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0048] 图13为说明本发明的半导体器件的俯视图；
[0049] 图14为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0050] 图15为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0051] 图16为说明本发明的半导体器件的图；
[0052] 图17为说明本发明的半导体器件的使用方式的图；
[0053] 图18为说明本发明的半导体器件的制作步骤的截面图；
[0054] 图19为说明本发明的半导体器件的俯视图；
[00巧]图20为说明本发明的半导体器件的展开图；
[0056] 图21为说明W往的半导体器件的截面图。
【具体实施方式】
[0057] 参见附图对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不局限于W下说明，所属领 域的普通人员可W很容易理解；其方式和详细内容可W被变换为各种各样的形式，而不脱 离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在实施方式所记载的内容 中。应予说明，在W下说明的本发明的结构中，在不同的附图中指相同部分的符号相同。
[00则 实施方式1
[0059] 在本实施方式中，使用图1说明W高成品率剥离在一对电极之间设置有含有有机 化合物的层的元件W及包括该元件的元件形成层的方法。
[0060] 如图1A所示，在基板101上形成剥离层102,并且在剥离层102上形成无机绝缘物 层103。接着，在无机绝缘物层上形成第一电极层104,在第一电极层104和无机绝缘物层 103上形成含有有机化合物的层105。在图1A中，区域100为暴露无机绝缘物层103的区 域。另外，使用金属掩模将含有有机化合物的层105形成为具有开口部分的图形W使无机 绝缘物层103的一部分在开口部分暴露。或者，在第一电极层104和无机绝缘物层103的 表面上形成含有有机化合物的层105,然后蚀刻其一部分，W使无机绝缘物层103的一部分 暴露。
[0061] 作为基板101，使用玻璃基板、石英基板、金属基板或不镑钢基板的一个表面上形 成有绝缘层的基板、具有可耐受本步骤的处理温度的耐热性的塑料基板等。对于上面举出 的基板101的尺寸和形状没有限制，从而例如使用一边长为1米或更长并且为矩形的基板 作为基板101，就可W格外提高生产率。与在使用圆形的娃基板的情况相比，该是很大的优 点。
[006引剥离层102是通过姗射法、等离子体CVD法、涂敷法、印刷法等将由选自鹤（W)、 钢（Mo)、铁们）、粗（Ta)、魄（佩）、媒（Ni)、钻似）、铅伍）、锋姑）、钉（Ru)、错她）、把 (Pd)、饿（Os)、镶（Ir)、W及娃仪）中的元素、W上述元素为主要成分的合金材料、或W上 述元素为主要成分的化合物材料构成的层单独或层叠多个层形成的。含有娃的层的结晶结 构可W为非晶、微晶、多晶中的任何一种。该里，涂敷法为将溶液排出在被处理物上而形成 膜的方法，例如包括旋转涂敷法和液滴喷射法。此外，液滴喷射法为将含有微粒子的组合物 的液滴从微细的孔喷射而形成具有预定形状的图形的方法。
[0063] 在剥离层102为单层结构的情况下，优选形成含有鹤、钢或鹤和钢混合物的层。或 者，形成含有鹤的氧化物或氧氮化物的层、含有钢的氧化物或氧氮化物的层、或含有鹤和钢 的混合物的氧化物或氧氮化物的层。在此鹤和钢的混合物例如相当于鹤和钢的合金。
[0064] 在剥离层102为叠层结构的情况下，优选形成含有鹤、钢或鹤和钢混合物的层作 为第一层，并且形成含有W下化合物中的任何一种的层作为第二层：鹤、钢或鹤和钢的混合 物的氧化物；鹤、钢或鹤和钢的混合物的氮化物；鹤、钢或鹤和钢的混合物的氧氮化物；或 鹤、钢或鹤和钢的混合物的氮氧化物。
[0065] 在作为剥离层102形成含有鹤的层和含有鹤的氧化物的层的叠层结构的情况下， 可W利用如下现象；通过形成含有鹤的层，并且在其上层形成由氧化物形成的绝缘层时，在 鹤层和绝缘