专利名称：半导体装置和电光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置，特别是涉及通过在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通而形成的半导体装置，或者，通过在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再向第2基板上转印元件芯片，使元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通而形成的半导体装置。
因此，开发了在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第2基板转印，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置；或者在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再向第2基板上转印元件芯片，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置；以及使用这些半导体装置的显示装置等电光装置。根据该方法，因为能只在必要的部分配置功能元件，作为全体来平均，能降低该半导体装置的制造成本。此外，这时作为剥离和转印的工艺，使用了激光侵蚀和粘合剂等(T.Shimoda et al，Techn.Dig.IEDM 1999，289，S.Utsunomiya，et al，Dig.Tech.Pap.STD 2000，916，T.Shimoda，Proc.Asia Display/IDW’01，327，S.Utsunomiya，et al，Proc.Asia Display/IDW’01，339)。
在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第2基板转印，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置，或者在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再向第2基板上转印元件芯片，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置中，都取得第1焊盘和第2焊盘的导通，但是成为开发课题之一。这时，在剥离和转印的工序中，容易发生偏移，所以为了即使产生偏移，也能可靠地区的第1焊盘和第2焊盘的导通，希望使第1焊盘和第2焊盘的面积大。特别是为了降低制造成本，尽可能使元件芯片变小，所以很难使第1焊盘很大。而第2基板常常在面积上比较有余量，增大第2焊盘是比较容易的。另外，不仅是第1焊盘的面积，还希望使它的宽度增大。
因此，本发明的目的在于在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第2基板转印，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置，或者在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再向第2基板上转印元件芯片，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置中，使第1焊盘取得大的面积，或者使第1焊盘取得大的宽度。根据该构造，即使在剥离和转印的工序中产生偏移，也能可靠地使第1焊盘和第2焊盘导通。如果使第1焊盘取得大的面积，使对应的第2焊盘的面积也大到某种程度，则能降低接触电阻。
根据该构造，能使第1焊盘取得大的面积。
本发明之2是根据本发明之1的半导体装置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盘离第2基板更远一侧。
根据该构造，通过层叠形成功能元件和第1焊盘，能与功能元件重叠形成第1焊盘，能使第1焊盘取得大的面积。
本发明之3的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在元件芯片的远离第2基板的表面上只形成第1焊盘。
根据该构造，能使第1焊盘取得大的面积。
本发明之4是根据本发明之3的半导体装置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盘更靠近第2基板一侧。
根据该构造，通过层叠形成功能元件和第1焊盘，能与功能元件重叠形成第1焊盘，能使第1焊盘取得大的面积。
本发明之5的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在元件芯片的第2基板一侧的表面和远离第2基板一侧的表面形成第1焊盘。
根据该构造，能使第1焊盘取得更大的面积。
本发明之6的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于当元件芯片的周长为L，面积为S时，L＞2π1/2S1/2。
根据该构造，通过使元件芯片的周长变长，能形成宽度大的第1焊盘。因为元件芯片的面积没有变大，所以关于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本发明之7是根据本发明之6的半导体装置，其特征在于L＞4S1/2。
根据该构造，通过使元件芯片的周长变长，能形成宽度大的第1焊盘。因为元件芯片的面积没有变大，所以关于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本发明之8的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于用焊锡、铟、铅等的低熔点材料形成第1焊盘或第2焊盘。
根据该构造，剥离元件芯片，向第2基板转印之后，只在高温下保持一定时间，就能取得第1焊盘和第2焊盘的导通。
本发明之9的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在元件芯片的端面上，以向第1基板的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盘，在第2基板上，形成与第1焊盘对应的形状。
根据该构造，能自动调整地在第2焊盘上配置第1焊盘，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘和第2焊盘的导通。
本发明之10的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于第1焊盘形成凸状，第2焊盘形成凹状，或者第1焊盘形成凹状，第2焊盘形成凸状。
根据该构造，能自动调整地在第2焊盘上配置第1焊盘，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘和第2焊盘的导通。
本发明之11的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用低介电常数材料作为元件芯片的绝缘层。
根据该构造，能降低元件芯片功能的元件和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。
本发明之12的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用气体、液体或真空作为元件芯片的绝缘层。
根据该构造，能降低元件芯片的功能元件和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。
本发明之13的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在元件芯片的第2基板一侧的表面上只形成第1焊盘。
根据该构造，能使第1焊盘取得更大的面积。
本发明之14是根据本发明之13的半导体装置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盘离第2基板更远的一侧。
根据该构造，通过层叠形成功能元件和第1焊盘，能与功能元件重叠形成第1焊盘，能使第1焊盘取得大的面积。
本发明之15的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在元件芯片的远离第2基板一侧的表面，只形成第1焊盘。
根据该构造，能使第1焊盘取得更大的面积。
本发明之16是根据本发明之15半导体装置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盘更靠近第2基板一侧。
根据该构造，通过层叠形成功能元件和第1焊盘，能与功能元件重叠形成第1焊盘，能使第1焊盘取得大的面积。
根据该构造，能使第1焊盘取得更大的面积。
本发明之17的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在元件芯片的第2基板一侧的表面和远离第2基板一侧的表面形成第1焊盘。
根据该构造，能使第1焊盘取得更大的面积。
本发明之18的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于当元件芯片的周长为L，面积为S时，L＞2π1/2S1/2。
根据该构造，通过使元件芯片的周长变长，能形成宽度大的第1焊盘。因为元件芯片的面积没有变大，所以关于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本发明之19是根据本发明之18的半导体装置，其特征在于L＞4S1/2。
根据该构造，通过使元件芯片的周长变长，能形成宽度大的第1焊盘。因为元件芯片的面积没有变大，所以关于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本发明之20的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于用焊锡、铟、铅等的低熔点材料形成第1焊盘或第2焊盘。
根据该构造，剥离元件芯片，向第2基板转印之后，只在高温下保持一定时间，就能取得第1焊盘和第2焊盘的导通。
本发明之21的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在元件芯片的端面上，以向第1基板的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盘，在第2基板上形成与第1焊盘对应的形状。
根据该构造，能自动调整地在第2焊盘上配置第1焊盘，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘和第2焊盘的导通。
本发明之22的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于第1焊盘形成凸状，第2焊盘形成凹状，或者第1焊盘形成凹状，第2焊盘形成凸状。
根据该构造，能自动调整地在第2焊盘上配置第1焊盘，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘和第2焊盘的导通。
本发明之23的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用低介电常数材料作为元件芯片的绝缘层。
根据该构造，能降低元件芯片功能元件和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。
本发明之24的半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再把元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用气体、液体或真空作为元件芯片的绝缘层。
根据该构造，能降低元件芯片功能元件和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。
本发明之25是根据本发明之1～24中的任意一项的半导体装置，其特征在于在元件芯片的剥离和转印中使用激光的照射。
根据该构造，能可靠地进行元件芯片的剥离和转印。
本发明之26是根据本发明之1～24中的任意一项的半导体装置，其特征在于功能元件是薄膜晶体管。
根据该构造，对于在以往的方法中，为了制造而需要高度复杂的制造工艺的高功能的薄膜晶体管，能使第1焊盘取得大的面积或使第1焊盘取得大的宽度。
本发明之27是根据权利要求1～24中的任意一项的半导体装置，其特征在于功能元件是有机电致发光元件。
根据该构造，对于在以往的方法中，为了制造而需要高度复杂的制造工艺的高功能的薄膜晶体管，能使第1焊盘取得大的面积或使第1焊盘取得大的宽度。
本发明之28是一种电光装置，其特征在于使用本发明之1～27中的任意一项的半导体装置。
根据该构造，在电光装置中，一般因为对于功能元件的布线和支撑基板的面积比大，所以另外制作布线和支撑基板，只在必要的部分配置功能元件所导致的制造成本的降低的效果变得更明显。
本发明之29是一种电子仪器，其特征在于使用本发明之1～27中的任意一项的半导体装置。
根据该构造，制造成本低，能可靠地取得第1焊盘和第2焊盘的导通，能提供高性能的电子仪器。
图2是表示本发明实施例1的元件芯片的构造的图。
图3是表示本发明实施例1的第2基板的构造的图。
图4是在概念上表示把第1焊盘形成凸状，把第2焊盘形成凹状的剖视图。
图5是表示本发明实施例2的制造方法的图。
图6是表示本发明实施例2的元件芯片的构造的图。
图7是表示本发明实施例2的第2基板的构造的图。
图8是表示本发明实施例3的制造方法的图。
图9是表示本发明实施例3的元件芯片的构造的图。
图10是表示本发明实施例3的第2基板的构造的图。
图11是表示本发明实施例4的元件芯片的构造的图。
图12是表示本发明的剥离转印方法的实例的图。
图13是表示本发明的薄膜晶体管的制造方法的实例的图。
图14是表示本发明的有机电致发光元件的制造方法的实例的图。
图15是表示本发明的实施例5的电光装置的图。
图16是表示本发明的实施例5的制造方法的图。
图17是使用了本发明的半导体装置的电光装置的象素区域的电路结构图。
图18是表示能应用本发明的半导体装置的电子仪器的图。
图中11-第1基板；12-功能元件；13-元件芯片；14-第2基板；15-第1焊盘；16-第2焊盘；17-布线；18-第3基板；19-连接布线；21-第1基板；22-非晶体硅膜；23-功能元件；24-第1焊盘；25-第2基板；26-激光；27-元件芯片；31-第1基板；32-多晶硅膜；33-激光；34-栅绝缘膜；35-栅极；36-源极区域和漏极区域；37-层间绝缘膜；38-源极和漏极；41-第1基板；42-透明电极；43-紧贴层；44-隔板；45-空穴注入层；46-发光层；47-阴极；48-密封材料；51-显示区域；52-元件芯片；53-布线；54-引出布线；55-驱动电路。
(实施例1)图1是表示本发明的实施例1的制造方法的图。在第1基板11上形成功能元件12，剥离包含一个以上的功能元件12的元件芯片13，向第2基板14转印，通过取得元件芯片13上的由导电性材料构成的第1焊盘15和第2基板上14的由导电性材料构成的第2焊盘16的导通而形成电子电路的半导体装置。图1(a)是把第1基板11的元件芯片形成面和第2基板14贴在一起的图，图1(b)是从元件芯片13剥离第1基板11，向第2基板14上转印，去除第1基板11的图。可以在剥离转印之前或之后取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通。
图2是表示本发明的实施例1的元件芯片的构造的图。功能元件12电连接着给定的第1焊盘15。在元件芯片13的第2基板14一侧的表面只形成第1焊盘15。
在元件芯片13的第2基板14一侧的表面不形成此外的元件和电极。根据该构造，能使第1焊盘15取得大面积。另外，功能元件12形成在比第1焊盘15离所述第2基板14更远一侧。根据该构造，通过层叠形成功能元件12和第1焊盘15，能与功能元件12重叠形成第1焊盘15，能使第1焊盘15取得大的面积。
图3是表示本发明的实施例1的第2基板的构造的图。虽然是透视图，但是省略了一部分的布线、接触孔和转接插头等。在第2基板14上不仅是第2焊盘16，也形成与给定的第2焊盘16导通的布线17。在元件芯片13上的与第1焊盘15对应的位置，在第2基板14上形成第2焊盘16。
此外，通过在第1基板11上形成功能元件12，剥离包含一个以上功能元件12的元件芯片13，向第3基板18转印，再向第2基板14上转印元件芯片13，通过取得元件芯片13上的由导电性材料构成的第1焊盘15和第2基板上14的由导电性材料构成的第2焊盘16的导通而形成的半导体装置中，在元件芯片13的第2基板14一侧的表面上只形成第1焊盘15对于增大第1焊盘15的面积是有效的。这时，通过在比第1焊盘离第2基板更远的一侧形成功能元件，通过层叠形成功能元件12和第1焊盘15，能与功能元件12重叠形成第1焊盘15，能使第1焊盘15取得大的面积。
此外，为了取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通，能用焊锡、铟、铅等的低熔点材料形成第1焊盘15或第2焊盘16。根据该构造，剥离元件芯片13，向第2基板14上转印之后，只在与所述低熔点材料对应的适当高温下保持一定时间，就能使第1焊盘15和第2焊盘16熔敷，能取得它们的导通。为了取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通，能使用基于喷墨的液体金属涂敷工艺。也能使用引线接合、各向异性导电材料、各向异性导电薄膜。
另外，虽然未特别图示，但是，可以在元件芯片13的端面上，以向第1基板11的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盘15，在第2基板上14，形成与第1焊盘15对应的形状。这时，使第2焊盘16为与第1焊盘15对应的形状，在比配置元件芯片13的位置更靠外侧形成，在该第2焊盘16中嵌入第1焊盘15。根据该构造，能自动调整地在第2焊盘16上配置第1焊盘15，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通。
另外，第1焊盘15可以形成凸状，第2焊盘16形成凹状，或者第1焊盘15形成凹状，第2焊盘16形成凸状。图4用剖视图在概念上表示该实例。省略了功能元件12和布线17等。如图所示，当把第1焊盘15可以形成凸状时，在第2基板14上形成与它对应的凹部。形成第2焊盘16，使在构成各凹部的凹面的全部(图4(a))或一部分(图4(b))露出导电性材料。根据该构造，能自动调整地在第2焊盘16上配置第1焊盘15，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通。
另外，可以使用低介电常数材料作为元件芯片的绝缘层。根据该构造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。另外，使用气体、液体或真空作为元件芯片13的绝缘层。根据该构造，能降低元件芯片的功能元件和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。
另外，第1基板11、功能元件12、元件芯片13、第2基板14、第1焊盘15、第2焊盘16、布线17的材料和构造无论怎样，本发明的思想都是有效的。
(实施例2)图5是表示本发明的实施例2的制造方法的图。通过在第1基板11上形成功能元件12，剥离包含一个以上功能元件12的元件芯片13，向第3基板18转印，再向第2基板14上转印元件芯片13，通过取得元件芯片13上的由导电性材料构成的第1焊盘15和第2基板14上的由导电性材料构成的第2焊盘16的导通而形成半导体装置。图5(a)是把第1基板11的元件芯片形成面和第3基板18贴在一起的图，图5(b)是剥离元件芯片13，向第3基板18转印，把第3基板18的元件芯片一侧的面与第2基板14贴在一起的图，图5(c)是把元件芯片13向第2基板14上转印，去掉了第3基板18的图。如符号19所示，在从第3基板向第2基板的剥离转印后，取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通。
图6是表示本发明的实施例2的元件芯片的构造的图。功能元件12电连接着给定的第1焊盘15。可以在元件芯片13的远离第2基板14一侧的表面，只形成第1焊盘15。在元件芯片13的远离第2基板14一侧的表面，不形成此外的元件和电极。根据该构造，能使第1焊盘15取得大的面积。另外，功能元件12形成在比第1焊盘15更靠近第2基板14一侧。根据该构造，通过层叠形成功能元件12和第1焊盘15，能与功能元件12重叠形成第1焊盘15，能使第1焊盘15取得大的面积。
图7是表示本发明的实施例2的第2基板的构造的图。虽然是透视图，但是省略了一部分的布线、接触孔和转接插头等。在第2基板14上不仅是第2焊盘16，也形成与给定的第2焊盘16导通的布线17。在元件芯片13上的与第1焊盘15对应的位置周围，在第2基板14上形成第2焊盘16。
此外，通过在第1基板11上形成功能元件12，剥离包含一个以上功能元件12的元件芯片13，向第2基板14转印，通过取得元件芯片13上的由导电性材料构成的第1焊盘15和第2基板14上的由导电性材料构成的第2焊盘16的导通而形成的半导体装置中，在元件芯片13的远离所述第2基板14的表面上只形成第1焊盘15，这对于使第1焊盘15取得大面积是有效的。这时，通过在比第1焊盘15更靠近第2基板14一侧形成功能元件12，通过层叠形成功能元件12和第1焊盘15，能与功能元件12重叠形成第1焊盘15，能使第1焊盘15取得大的面积。
此外，为了取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通，能使用基于喷墨的液体金属涂敷工艺，形成图5(c)的连接布线19。还能使用引线接合。
另外，可以在元件芯片13的端面上，以向第1基板11的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盘15，在第2基板上14，形成与第1焊盘15对应的形状。这时，使第2焊盘16为与第1焊盘15对应的形状，在比配置元件芯片13的位置更靠外侧形成，在该第2焊盘16中嵌入第1焊盘15。根据该构造，能自动调整地在第2焊盘16上配置第1焊盘15，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通。另外，可以使用低介电常数材料作为元件芯片的绝缘层。根据该构造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。另外，可以使用气体、液体或真空作为元件芯片13的绝缘层。根据该构造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。
另外，第1基板11、功能元件12、元件芯片13、第2基板14、第1焊盘15、第2焊盘16、布线17、第3基板18、连接布线19的材料和构造无论怎样，本发明的思想都是有效的。
(实施例3)图8是表示本发明的实施例3的制造方法的图。在第1基板11上形成功能元件12，剥离包含一个以上的功能元件12的元件芯片13，向第2基板14转印，通过取得元件芯片13上的由导电性材料构成的第1焊盘15和第2基板上14的由导电性材料构成的第2焊盘16的导通而形成半导体装置。图8(a)是把第1基板11的元件芯片形成面和第2基板14贴在一起的图，图8(b)是剥离元件芯片13，向第2基板14上转印，去除了第1基板11的图。可以在剥离转印之前或之后取得第2基板14一侧的第1焊盘15和第2焊盘16的导通。在从第1基板向第2基板剥离转印后，取得远离第2基板14一侧的第1焊盘15和第2焊盘16的导通。
图9是表示本发明的实施例3的元件芯片的构造的图。图9(a)是从成为比第2基板14更远一侧的俯视图，图9(b)是从成为第2基板14的一侧的俯视图。功能元件12电连接着给定的第1焊盘15。如权利要求5所述，在元件芯片3的第2基板14一侧的表面和远离第2基板14一侧的表面形成第1焊盘15。根据该构造，能使第1焊盘15取得更大的面积。
图10是表示本发明实施例3的第2基板构造的图。虽然是透视图，但是省略了一部分的布线、接触孔和转接插头等。在第2基板14上不仅是第2焊盘16，也形成与给定的第2焊盘导通的布线17。在元件芯片13上的与第1焊盘15对应的位置及其周围，在第2基板14上形成第2焊盘16。
此外，在通过在第1基板11上形成功能元件12，剥离包含一个以上功能元件12的元件芯片13，向第3基板18转印，再向第2基板14上转印元件芯片13，通过取得元件芯片13上的由导电性材料构成的第1焊盘15和第2基板14上的由导电性材料构成的第2焊盘16的导通而形成的半导体装置中，在元件芯片13的第2基板14一侧的表面和远离第2基板14一侧的表面形成第1焊盘15，这对于进一步增大第1焊盘15的面积是有效的。
此外，为了取得第2基板14一侧的第1焊盘15和第2焊盘16的导通，如权利要求8或权利要求20所述，能用焊锡、铟、铅等的低熔点材料形成第1焊盘15或第2焊盘16。根据该构造，剥离元件芯片13，向第2基板14转印之后，只在与所述低熔点材料的各熔点相应的适当高温下保持一定时间，使第1焊盘15和第2焊盘16熔敷，就能取得它们的导通。另外，为了取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通，能使用基于喷墨的液体金属涂敷工艺。也能使用引线接合、各向异性导电材料、各向异性导电薄膜。
此外，为了取得远离第2基板14一侧的第1焊盘15和第2焊盘16的导通，能使用基于喷墨的液体金属涂敷工艺，形成图8(b)的连接布线19。还能使用引线接合。
另外，可以在元件芯片13的端面上，以向第1基板11的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盘15，在第2基板上14，形成与第1焊盘15对应的形状。这时，使第2焊盘16为与第1焊盘15对应的形状，在比配置元件芯片13的位置更靠外侧形成，在该第2焊盘16中嵌入第1焊盘15。根据该构造，能自动调整地在第2焊盘16上配置第1焊盘15，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通。
而且，第1焊盘15可以形成凸状，第2焊盘16形成凹状，或者第1焊盘15形成凹状，第2焊盘16形成凸状。图4用剖视图在概念上表示该实例。例如，当把第1焊盘15形成凸状时，在第2基板14上形成与它对应的凹部。形成第2焊盘16，使在构成各凹部的凹面的全部(图4(a))或一部分((图4(b))露出导电性材料。根据该构造，能自动调整地在第2焊盘16上配置第1焊盘15，即使产生偏移，也能可靠地取得第1焊盘15和第2焊盘16的导通。
另外，可以使用低介电常数材料作为元件芯片的绝缘层。根据该构造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。另外，使用气体、液体或真空作为元件芯片13的绝缘层。根据该构造，能降低元件芯片的功能元件和其周边的寄生电容，能期待耗电的降低和工作频率的提高。
另外，第1基板11、功能元件12、元件芯片13、第2基板14、第1焊盘15、第2焊盘16、布线17、连接布线19的材料和构造无论怎样，本发明的思想都是有效的。
(实施例4)图11是表示本发明的实施例4的元件芯片的构造的图。关于制造方法和第2基板的构造，与实施例1～3大致相同。当元件芯片13的周长为L，面积为S时，L＞2π1/2S1/2。并且，L＞4S1/2。更具体而言，L-36，S＝45。根据该构造，通过使元件芯片13的周长变长，能形成宽度大的第1焊盘。因为元件芯片13的面积没有变大，所以关于降低制造成本上，取得了相同的效果。此外，在本实施例中，考虑了矩形的元件芯片13，但是即使是L字型、U字型、环状、圆弧状等任意的形状，只要满足所述两个表达式的条件，本发明的思想就是有效的。
(剥离转印方法的实例)图12是表示本发明的剥离转印方法的实例的图。下面，说明本发明的剥离转印的一种方法(特愿2001-282423、特愿2001-282424，T.Shimodaet al，Techn.Dig.IEDM 1999，289，S.Utsunomiya，et al，Dig.Tech.Pap.STD2000，916，T.Shimoda，Proc.Asia Display/IDW’01，327，S.Utsunomiya，et al，Proc.Asia Display/IDW’01，339)。首先，在用石英或玻璃形成的第1基板21上通过使用了SiH4的PECVD或使用Si2H6的LPCVD，形成非晶体硅膜22。接着，在其上形成功能元件23。在最上层形成第1焊盘24(图12(a))。使上下颠倒，贴在第2基板25上，通过由石英或玻璃形成而透明的第1基板21，只向想要剥离转印的元件芯片27照射激光26(图12(b))。这样，只有激光26照射的地方，非晶体硅膜22侵蚀剥离，元件芯片27转印到第2基板25上(图12(c))。如权利要求25所述，元件芯片27的剥离和转印中，使用激光26的照射。根据该构造，能可靠地进行元件芯片27的剥离和转印。
(薄膜晶体管的制造方法的实例)图13是表示本发明的薄膜晶体管的制造方法的实例的图。下面，说明作为本发明功能元件之一的薄膜晶体管的制造方法。这里，以激光结晶多晶薄膜晶体管为例进行说明。首先，在用石英或玻璃形成的第1基板31上，通过使用了SiH4的PECVD或使用Si2H6的LPCVD，形成非晶体硅膜。通过照射激光33，非晶体硅膜结晶，成为多晶硅膜32(图13(a))。在对多晶硅膜32构图后，形成栅绝缘膜34，对栅极35进行成膜和构图(图13(b))。使用栅极35，自动调整地向多晶硅膜32注入磷和硼等杂质，进行活性化，形成CMOS构造的源极区域和漏极区域36。形成层间绝缘膜37，形成接触孔，对源极和漏极38成膜和构图(图13(c))。如权利要求26所述，对于在以往的方法中，为了制造而需要高度复杂的制造工艺的高功能的薄膜晶体管，能使第1焊盘取得大的面积或使第1焊盘取得大的宽度。
(有机电致发光元件的制造方法的实例)图14是表示本发明的有机电致发光元件的制造方法的实例的图。下面说明作为本发明功能元件之一的有机电致发光元件的制造方法加以说明。首先，在用石英或玻璃形成的第1基板41上形成透明电极42，在想使其发光的区域形成开口部。通过聚酰亚胺或丙烯酸纤维形成隔板44，在想使其发光的区域形成开口部(图14(a))。接着，通过氧等离子体和CF4等离子体等的等离子体处理，控制基板表面的浸湿性。然后通过旋转涂敷、滚压涂敷、喷墨工艺(T.Shimoda，S.Seki，et al，Dig.SID’99，376，S.Kanbe，et al，Proc.Euro Display’99 Late-News Papers，85’)等的液相、溅射、蒸镀等的真空工艺，形成空穴注入层45和发光层46。为了减小功函数，形成包含碱金属的阴极47，通过密封材料48密封、完成(图14(b))。功能元件是有机电致发光元件。根据该构造，对于在以往的方法中，为了制造而需要高度复杂的制造工艺的高功能的薄膜晶体管，能使第1焊盘取得大的面积或使第1焊盘取得大的宽度。
(实施例5)图15是表示本发明的实施例5的电光装置的图。在显示区域51上配置元件芯片52，形成了布线53。布线53通过引出布线54连接着驱动电路55。根据该构造，在电光装置中，一般因为对于功能元件的布线和支撑基板的面积比大，所以另外制作布线和支撑基板，只在必要的部分配置功能元件所导致的制造成本的降低的效果变得更明显。
图16是表示本发明的实施例5的制造方法的图。首先，用与本发明的实施例1同样的方法制作半导体装置(图16(a))。然后，制作有机电致发光元件(图16(b))。
此外，可以使用所述的剥离转印方法的实例和薄膜晶体管的制造方法的实例所示的技术，把驱动电路55与内置在与显示区域相同的基板上。另外，本实施例是有机电致显示装置，但是也可以是液晶显示装置、电泳显示装置等其他电光装置。
图17是用有源矩阵方式驱动的电光装置10的象素区域的电路结构图。各象素具有可通过电致发光效应而发光的发光层OLED、存储用于驱动它的电流的保持电容C、薄膜晶体管T1和T2。选择信号线Vsel从扫描线驱动器20提供给各象素。信号线Vsig和电源线Vdd从数据线驱动器30提供给各象素。通过控制选择信号线Vsel和信号线Vsig，进行了对各象素的电流编程，控制了基于发光部OLED的发光。
(电子仪器的实例)图18列举了能应用所述半导体装置的电子仪器的实例。图18(a)是对移动电话的应用例，移动电话230具有天线部231、声音输出部232、声音输入部233、操作部234以及使用了本发明的半导体装置的电光装置10。这样，本发明的半导体装置能用于移动电话230的显示部。图18(b)是对摄影机的应用例，摄影机240具有显象部241、操作部242、声音输入部243和使用了本发明的半导体装置的电光装置10。这样，本发明的半导体装置能用于取景器和显示部。图18(c)是对便携式个人电脑的应用例，计算机250具有照相部251、操作部252和使用了本发明的半导体装置的电光装置10。这样，本发明的半导体装置能用于显示部。
图18(d)是对头载显示器的应用例，头载显示器260具有带子261、光学系统容纳部262和使用了本发明的半导体装置的电光装置10。这样，本发明的半导体装置能用于图像显示源。图18(e)是对背投型放映机的应用例，放映机270在框体271上具有光源272、合成光学系统273、反射镜274、反射镜275、屏幕276和使用了本发明的半导体装置的电光装置10。这样，本发明的半导体装置能用于图像显示源。图18(e)是对前投型放映机的应用例，放映机280在框体282上具有光学系统281和使用了本发明的半导体装置的电光装置10。这样，本发明的半导体装置能用于图像显示源。
并不局限于所述实例，本发明的半导体装置能应用于使用有源矩阵型的电光装置的任意的电子仪器中。例如能应用于带显示功能的传真装置、数字相机的取景器、便携式TV、DSP装置、PDA、电子记事本、电子公告牌、宣传公告用显示器等。
根据本发明，在通过在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第2基板转印，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置，或者在第1基板上形成功能元件，剥离包含一个以上功能元件的元件芯片，向第3基板转印，再向第2基板上转印元件芯片，通过取得元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘和第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘的导通而形成的半导体装置中，能使第1焊盘取得大的面积，或者使第1焊盘取得大的宽度。
权利要求
1.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一侧的表面上，只形成所述第1焊盘。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盘离所述第2基板更远一侧。
3.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的远离所述第2基板的表面上只形成所述第1焊盘。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盘更靠近所述第2基板一侧。
5.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一侧的表面和远离所述第2基板一侧的表面形成所述第1焊盘。
6.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于当所述元件芯片的周长为L，面积为S时，L＞2π1/2S1/2。
7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于L＞4S1/2。
8.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于用焊锡、铟、铅等的低熔点材料形成所述第1焊盘或所述第2焊盘。
9.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的端面上，以向所述第1基板的面方向的外方伸出的形式形成所述第1焊盘，在所述第2基板上，形成与所述第1焊盘对应的形状。
10.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于所述第1焊盘形成凸状，所述第2焊盘形成凹状，或者所述第1焊盘形成凹状，所述第2焊盘形成凸状。
11.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用低介电常数材料作为所述元件芯片的绝缘层。
12.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用气体、液体或真空作为所述元件芯片的绝缘层。
13.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一侧的表面上只形成所述第1焊盘。
14.根据权利要求13所述的半导体装置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盘离所述第2基板更远的一侧。
15.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的远离所述第2基板一侧的表面，只形成所述第1焊盘。
16.根据权利要求15所述的半导体装置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盘更靠近所述第2基板一侧。
17.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一侧的表面和远离所述第2基板一侧的表面形成所述第1焊盘。
18.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于当所述元件芯片的周长为L，面积为S时，L＞2π1/2S1/2。
19.根据权利要求18所述的半导体装置，其特征在于L＞4S1/2。
20.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于用焊锡、铟、铅等的低熔点材料形成所述第1焊盘或所述第2焊盘。
21.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的端面上，以向所述第1基板的面方向的外方伸出的形式形成所述第1焊盘，在所述第2基板上形成与所述第1焊盘对应的形状。
22.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于所述第1焊盘形成凸状，所述第2焊盘形成凹状，或者所述第1焊盘形成凹状，所述第2焊盘形成凸状。
23.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用低介电常数材料作为所述元件芯片的绝缘层。
24.一种半导体装置，是一种在第1基板上形成功能元件，剥离下包含一个以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板转印，在把所述元件芯片向第2基板上转印，使所述元件芯片上的由导电性材料构成的第1焊盘与所述第2基板上的由导电性材料构成的第2焊盘形成导通的半导体装置，其特征在于使用气体、液体或真空作为所述元件芯片的绝缘层。
25.根据权利要求1～24中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于在所述元件芯片的剥离和转印中使用激光的照射。
26.根据权利要求1～24中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于所述功能元件是薄膜晶体管。
27.根据权利要求1～24中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于所述功能元件是有机电致发光元件。
28.一种电光装置，其特征在于使用权利要求1～27中的任意一项所述的半导体装置。
29.一种电子仪器，其特征在于使用权利要求1～27中的任意一项所述的半导体装置。
全文摘要
一种半导体装置，通过在第1基板(11)上形成功能元件(12)，剥离包含一个以上的功能元件(12)的元件芯片13，向第2基板(14)上转印，取得元件芯片(13)上的第1焊盘(15)和第2基板上(14)上的第2焊盘(16)的导通而形成的半导体装置中，只在元件芯片(13)的第2基板(14)一侧的表面形成第1焊盘(15)，把功能元件(12)形成在比第1焊盘(15)更远离第2基板(14)的一侧。或者，在元件芯片(13)的远离第2基板(14)一侧的表面只形成第1焊盘(15)，把功能元件(12)形成在比第1焊盘(15)更靠第2基板(14)一侧。由此可增大第1焊盘(15)的面积或宽度。
文档编号H05B33/06GK1448986SQ0310759
公开日2003年10月15日 申请日期2003年3月28日 优先权日2002年3月29日
发明者木村睦, 宇都宫纯夫, 原弘幸, 宫泽和加雄 申请人:精工爱普生株式会社