专利名称：半导体器件，显示器件，发光器件以及其制作方法
技术领域：
本发明涉及由被有机薄膜覆盖而制成的薄膜晶体管(在下文中被称为TFT)构成的半导体器件，显示器件，发光器件以及制造上述器件的方法。在本说明书中，术语半导体器件包括了CPU(中央处理单元)，MPU(微处理单元)，存储器，图标，图像处理器，术语显示器件包括了液晶显示器件，PDP(等离子显示板)，FED(场致发射显示)等。
背景技术：
近年来，用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚度约为几nm到几百nm)来构成TFT的技术受人关注。TFT被广泛地应用于诸如IC(集成电路)和电光器件之类的电子器件。
作为在其上形成TFT的衬底，当前，虽然玻璃衬底和石英衬底等被用于许多情况，但它们的缺点是容易破裂且笨重。而且，就大规模生产而言，玻璃衬底和石英衬底等难以实现大尺寸化，所以不适合于大规模生产。因此，已经开始进行在诸如柔性塑料膜之类的柔性衬底上制作TFT元件的尝试。
然而，由于塑料膜的耐热性差，故不得不限定最高工艺温度，结果，目前在塑料膜上不可能制作电学特性如玻璃衬底上制作的TFT那样优异的TFT。所以，目前尚未实现采用塑料膜上形成的TFT的半导体器件，显示器件，或发光器件。
针对于此，有一个技术已经公开了，这个技术是在玻璃或石英等衬底上形成薄膜元件(被转移部件)后将薄膜元件从所述衬底剥离，然后将薄膜元件转移到塑料膜等的转移部件(例如，参考专利文件1)。
专利文件1JP Hei No.10-125929另外，如能这样在有柔性的类似塑料膜的衬底上制作半导体器件，显示器件，或者发光器件，这些器件不但可以实现厚度薄，重量轻，而且可以应用于有弯曲面的柔性显示器等，也就是扩大了应用范围。
发明内容
利用上述转移技术，能够在类似塑料膜的转移体上形成包含具有良好电学特征的TFT的半导体器件(诸如CPU(中央处理单元)，MPU(微处理单元)，存储器，图标，图像处理器等)，显示器件(诸如液晶显示器件，PDP(等离子显示板)，FED(场致发射显示)等)，或者含有发光器件的层(下文中称为元件形成层)。但是，用于转移部件的塑料等是有机材料，一般来说湿气以及氧等容易从其中透过，所以不适合用这样的转移部件来密封被转移部件。
所以，本发明的一个目的是提供一种半导体器件，显示器件，或发光器件，这些器件的结构具有除了薄膜，轻量和可弯曲的柔性的特征外，还具有防止湿气以及氧从外部侵入到元件形成层的功能。本发明并且提供制作这些器件的方法。
本发明针对上述问题，通过用含有氟树脂的膜覆盖元件形成层，并用岛形状的半导体膜形成包含在元件形成层的TFT，可以形成膜薄，量轻，同时具有弯曲面的柔性结构的半导体器件，显示器件，发光器件，而且，上述器件能够防止湿气和氧等从外部侵入。
本发明的具体结构的特征是，具有包含多个TFT的元件形成层的半导体器件，显示器件，发光器件，其中元件形成层被与其相接形成的含有氟树脂的膜所覆盖。
上述结构中的含有氟树脂的膜覆盖元件形成层而形成，所以上述结构具有防止因湿气和氧等气体加速形成在元件形成层的TFT以及和TFT连接形成的发光元件等退化的功能。而且，还该结构可以在元件形成层的单方，或者双方的面形成导热层，并且，元件形成层被含有氟树脂的膜覆盖。
本发明的其他结构为，一种半导体器件，它包括包含有多个薄膜晶体管的元件形成层，其中所述薄膜晶体管包括在第一绝缘膜上形成的具有源区，漏区，以及沟道形成区的半导体膜；以及在该半导体膜上中间夹栅绝缘膜而形成的栅电极；和所述薄膜晶体管的所述源区或所述漏区中至少一方电连接的布线；覆盖所述元件形成层而形成的第二绝缘膜；和所述第一以及所述第二绝缘膜连接形成的含有氟树脂的膜。
另外，有关上述显示器件的其它结构具体为，一种显示器件，它包括包含有多个薄膜晶体管的元件形成层，其中所述薄膜晶体管包括在第一绝缘膜上形成的具有源区，漏区，以及沟道形成区的半导体膜；在该半导体膜上中间夹栅绝缘膜而形成的栅电极；和所述薄膜晶体管的所述源区或所述漏区中至少一方电连接的布线；和该布线电连接的像素部分；覆盖所述元件形成层而形成的第二绝缘膜；以及和所述第一以及所述第二绝缘膜连接形成的含有氟树脂的膜。
另外，有关上述发光器件的其它结构具体为，一种发光器件，它包括具有中介层间绝缘膜电连接于在第一绝缘膜上形成的薄膜晶体管的底一电极；在第一电极上形成的场致发光膜；以及在场致发光膜上形成的第二电极的发光元件；以及和第一绝缘膜以及第二电极连接形成的含有氟树脂的膜。
另外，在上述结构中，具有源区，漏区，以及沟道形成区的半导体膜因呈岛(隔离)状，所以不违反覆盖该半导体膜的含有氟树脂的膜的柔性性质，因此能对应形状的变化，适用于各种形状的用途而不产生退化。
在元件形成层中可以形成包含TFT以及组合这些TFT而形成的半导体器件(CPU，MPU，存储器，图标，图像处理器)，或显示器件(液晶显示器件，PDP，FED)，或含有发光器件的层(下文中称为元件形成层)。
另外，上述结构中的半导体器件，显示器件或发光器件，其中所述元件形成层的膜的厚度是50μm或更小。
另外，本发明的含有氟树脂的膜可以利用选自含有氟元素的聚乙烯，含有氟元素的聚丙烯，含有氟元素的1，2-亚乙烯基(vinylene)的化合物，或其共聚物制成的靶来形成含有这些氟树脂的膜。
上述结构中，形成的半导体器件，显示器件或发光器件可以应用于预付卡(prepaid card)，信用卡，执照，或随身(wearable)计算机等产品。
而且，为获得上述结构的本发明的结构为，一种制作半导体器件的方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成包括多个薄膜晶体管的元件形成层；在该元件形成层上形成第一粘合层；
粘合第二衬底到所述第一粘合层，并使所述元件形成层夹在所述第一衬底和所述第二衬底中间；用物理方法从所述元件形成层分开并除去所述第一衬底；用溅射法在暴露出的面上形成第一含有氟树脂的膜；中间夹第二粘合层粘合第三衬底到该第一含有氟树脂的膜上；从所述元件形成层分开并除去所述第一粘合层和所述第二衬底；用溅射法在暴露出的面上形成第二含有氟树脂的膜；从所述元件形成层分开并除去所述第二粘合层和所述第三衬底。
另外，上述结构具有以下特征，即为用物理方法分离并除去第一衬底，在第一衬底上形成金属层；在该金属层上形成氧化物层；在该氧化物层上形成第一绝缘膜；在该第一绝缘膜上形成包含氢的非晶质半导体膜；对该半导体膜实施加热处理从而扩散氢；用该半导体膜形成包括多个薄膜晶体管的元件形成层。
在本发明中，元件形成层的像素部中，和TFT有电连接的元件形成的显示器件的制作方法为，一种制作显示器件的方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属层；在该金属层上形成氧化物层；在该氧化物层上形成第一绝缘膜；在该第一绝缘膜上形成包含氢的非晶质半导体膜；对该半导体膜实施加热处理从而扩散氢；用所述半导体膜形成薄膜晶体管；中介层间绝缘膜形成电连接于所述薄膜晶体管的第一电极；在该第一电极上连接形成第一粘合层；粘合第二衬底到所述第一粘合层；用物理方法从所述金属层和所述第一绝缘膜的界面分开并除去所述第一衬底和所述金属层；用溅射法在暴露出的面上形成第一含有氟树脂的膜；中间夹第二粘合层粘合第三衬底到所述第一含有氟树脂的膜上；从所述第一电极表面分开并除去所述第一粘合层和所述第二衬底；在暴露出的所述第一电极上形成含有第一电极的元件；
用溅射法在该元件上形成第二含有氟树脂的膜；以及从所述第一含有氟树脂的膜分开并除去所述第二粘合层和所述第三衬底。
在本发明中，元件形成层的像素部中，和TFT有电连接的发光元件形成的发光器件的制作方法为，一种制作发光器件的方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属层；在该金属层上形成氧化物层；在该氧化物层上形成第一绝缘膜；在该第一绝缘膜上形成包含氢的非晶质半导体膜；对该半导体膜实施加热处理从而扩散氢；用所述半导体膜形成薄膜晶体管；中介层间绝缘膜形成电连接于该薄膜晶体管的第一电极；在该第一电极上连接形成第一粘合层；粘合第二衬底到该第一粘合层；用物理方法从所述金属层和所述第一绝缘膜的界面分离并除去所述第一衬底和所述金属层；用溅射法在暴露出的面上形成第一含有氟树脂的膜；中间夹第二粘合层粘合第三衬底到该第一含有氟树脂的膜上；从所述第一电极表面分开并除去所述第一粘合层和所述第二衬底；在暴露出的所述第一电极上形成场致发光膜；在该场致发光膜上形成第二电极；用溅射法在该第二电极上形成第二含有氟树脂的膜；从所述第一含有氟树脂的膜分开并除去所述第二粘合层和第三衬底。
上述各个结构中，所述第一含有氟树脂的膜或第二含有氟树脂的膜用溅射法，旋涂法等涂敷法形成。
另外，上述各个结构中，形成和第一含有氟树脂的膜连接的第二粘合层之前，也可以实施反向溅射处理以便提高第一含有氟树脂的膜表面的成膜性。
实施反向溅射处理的情形中，导入20-500(sccm)的Ar用做原料气体，并同时将溅射压强设定为0.6Pa-150Pa。这种情况下，为激发放电，优选施加20kHz-120MHz的高频功率，并设定RF功率为0.06-3.18(W/cm2)，衬底温度为室温-200℃或更低，处理时间为1～20分钟左右。
综上所述，通过用含有氟树脂的膜覆盖元件形成层的结构，可以实现膜薄，量轻，同时具有弯曲面的柔性结构，而且，可以提供具有防止湿气和氧等从外部侵入到元件形成层结构的半导体器件，显示器件，发光器件。
图1是本发明的半导体器件结构的视图；图2A-2C是制作本发明的半导体器件方法的视图；图3A-3C是制作本发明的半导体器件方法的视图；图4A-4C是制作本发明的半导体器件方法的视图；图5A-5D是TFT制作工艺的视图；图6A-6D是TFT制作工艺的视图；图7A-7C是本发明的半导体器件的外部连接结构的视图；图8A和8B分别是本发明的发光器件的视图；图9A-9G是使用本发明的半导体器件的应用产品的视图；图10A-10D表示用ESCA测出的关于含有氟树脂的膜的结果；图11A-11D表示用ESCA测出的关于含有氟树脂的膜的结果；图12表示用IR测出的关于含有氟树脂的膜的结果；图13是本发明的半导体器件结构的视图。
具体实施例方式
以下描述本发明的实施方案模式。
在图1示出根据本发明形成的半导体器件的结构。也就是说，该半导体器件具有一个结构，其中通过组合多个TFT构成的元件形成层101被含有氟树脂的膜102，103覆盖。另外，制作具有这样结构的半导体器件的方法将用图2A-图4C进行详细说明。
图2A表示一个状态，其中，在第一衬底201上依次层叠有金属层202，氧化物层203，在此之上形成有元件形成层204。
第一衬底可以采用玻璃衬底，石英衬底，陶瓷衬底等，还可以采用硅衬底，金属衬底或不锈钢衬底。
其次，作为形成在第一衬底201上的金属层202的材料可以使用从W，Ti，Ta，Mo，Nd，Ni，Co，Zr，Zn，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt中选出的元素，或用上述元素作主要成分的合金材料或化合物材料制成的单层，或者上述元素或材料的叠层，或以上述的氮化物，比如氮化钛，氮化钨，氮化钽，氮化钼制成的单层或单层的叠层。另外，金属层202的膜的总厚度在100nm-200nm的范围内，优选在50nm-75nm的范围内。
这里，在用溅射法形成金属层202的情形中，因要固定第一衬底201，第一衬底201的周边附近的膜容易产生不均匀。所以，最好借助于干式腐蚀仅将衬底的周边部分清除，但这种情况时，为了不腐蚀到第一衬底201，可以在第一衬底201和金属层202之间形成由氧化氮化硅膜制成的100nm左右厚的绝缘膜。
在金属层202上形成的氧化物层203采用氧化硅，氧化氮化硅，氧化金属材料作材料，并用溅射法形成。氧化物层203的膜的厚度最好是金属层202的大约两倍或更厚。比如，理想的是，通过用氧化硅靶的溅射法形成厚150nm-200nm的氧化硅膜。
另外，在氧化物层203上形成的元件形成层204是指通过适当地组合TFT(p沟道型TFT301和n沟道型TFT302)而形成的形成半导体器件，显示器件，或发光器件的层。在这里表示的p沟道型TFT301和n沟道型TFT302分别由包括基底层膜303，在半导体膜的一部分中形成的杂质区304和沟道形成区305，栅绝缘膜306，栅电极307，布线308构成。
另外，形成元件形成层204时，至少在含有氢的材料膜(半导体膜或金属膜)形成后，实施热处理以扩散含有氢的材料膜中含有的氢。此热处理在410℃或更高的温度下被充分地进行，并可以与形成元件形成层204的工艺分别地进行，或为节省该加热处理工序可以与形成元件形成层的工艺兼用。例如，在含有氢的非晶硅膜被用作含有氢的材料膜并被加热以形成多晶硅膜的情况下，500℃或更高温度下的用于晶化的热处理能够同时实现多晶硅膜的形成和氢的扩散。
然后在元件形成层上形成氮化物层205。注意，在这里，用溅射法形成厚50nm左右的氮化物层205。
随后，用作固定元件形成层204和氮化物层205的作为支持部件的第二衬底206，被第一粘合层207粘合(图2B)。注意，除了玻璃衬底，石英衬底，陶瓷衬底，塑料衬底外，以硅衬底为典型的半导体衬底，或以不锈钢衬底为典型的金属衬底等都可以用作第二衬底206。另外，第二衬底206最好采用其强度高于第一衬底201的衬底。
作为第一粘合层207的材料，可以采用诸如反应固化粘合剂，热固化粘合剂，UV固化粘合剂等的光固化粘合剂，厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。理想的是，这些粘合剂具有可溶于水或有机溶剂的可溶性，或者具有在用光照射时粘合力降低的光敏性。比如基于环氧树脂的，基于丙烯酸的或基于硅等可以组成这些粘合剂。注意，用涂敷法形成第一粘合层207。另外，这个第一粘合层207在后续步骤中被去除。
本发明的实施方案模式中，采用对水或有机溶剂具有可溶性的粘合材料作为第一粘合层207。
但是，第一粘合层207的材料并不限于以上列举的粘合剂，双面胶带(具有在用光照射时粘合力降低的光敏性)，或上述粘合剂和双面胶带的组合物也可以被用作第一粘合层207。
然后，用物理方法剥离配备有金属层202的第一衬底201(图2C)。由于氧化物层203的膜应力不同于金属层202的膜应力，故可以用比较小的力就可以达到剥离的目的。
于是，能够将形成在氧化物层203上的元件形成层204从第一衬底201以及金属层202分离。
随后，在借助于分离而暴露出的氧化物层203的表面上用溅射法形成含有氟树脂的膜209(图3A)。另外，在形成含有氟树脂的膜209之前，可以形成氮化物层208。
在用溅射法形成含有氟树脂的膜209时，在以下条件下可以形成厚1-100μm含有氟树脂的膜209，即导入30sccm的Ar用做原料气体(并且5sccm的O2可以并用)，溅射压强设定为，0.4Pa；功率，400W；衬底温度，300℃。
另外，本实施方案模式中的含有氟树脂的膜209可以用由聚四氟乙烯，四氟乙烯-乙烯共聚物(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer)，聚氯三氟乙烯(缩小为PCTFE，Polychlorotrifluoroethylene)，四氟乙烯-乙烯共聚物(tetrafluoroethylene-ethylene copolymer)，聚氟乙烯(缩小为PVF，Poly vinyl fluoride)，二氟树脂(缩写为PVDF，Polyvinylidene fluoride)等制成的靶来形成。
另外，用旋涂法形成含有氟树脂的膜209时，可以使用用水作溶剂的氟树脂的水溶液(液体氟树脂涂料)来形成该膜。
通过形成含有氟树脂的膜209，可以防止诸如湿气或氧等这样对包含在元件形成层204中的TFT(这里没有表示出，在有发光元件的情况时为发光元件)的元件特性产生负面影响，并且加速元件退化的气体侵入到其中。
然后，用第二粘合层211将第三衬底210粘合到含有氟树脂的膜209(图3B)。第三衬底210可以采用相同于第二衬底206的材料。第二粘合层211也可以采用相同于第一粘合层207的材料。在这里，采用在用光照射时粘合力降低的具有光敏性的双面胶带作为第二粘合层211，然后将第三衬底210粘合到含有氟树脂的膜209。
接下来，清除第一粘合层207和第二衬底206(图3C)。注意，当用于第一粘合层207的粘合剂具有溶于水或有机溶剂的可溶性时，用水或有机溶剂清洗从而去除第一粘合层207，并剥离第二衬底206。当用于第一粘合层207的粘合剂具有在用光照射时粘合力降低的光敏性时，用光照射第一粘合层207后，剥离第二衬底206。当用于第一粘合层207的粘合剂是双面胶带和有水溶性的粘合剂的组合物时，先用光照射双面胶带使其粘合力降低，接着剥离第二衬底206和元件形成层204等，然后，可以用水清洗去除掉残留在元件形成层204中的水溶性粘合剂。
接着，在清除第二衬底206和第一粘合层207后暴露出的氮化物层205上用溅射法形成含有氟树脂的膜212(图4A)。注意，在这里形成的含有氟树脂的膜212可以采用和以上描述的形成含有氟树脂209的相同材料，相同方法来形成。
然后，从第三衬底210侧照射光使双面胶带的粘合力降低，接着从元件形成层204等剥离第三衬底210和第二粘合层211即可形成具有如图4C所示结构的半导体器件。
实施例下文中将就本发明的实施例进行详细说明。
实施例1下面参照图5A-6D来描述本发明的各个实施例。此处，将详细描述在同一个衬底上同时制造n沟道TFT和p沟道TFT的方法。
虽石英衬底，半导体衬底，陶瓷衬底，金属衬底等都可以被用作衬底500。但在此采用玻璃衬底(#1737)作为衬底500。首先，用PCVD方法在衬底500上形成厚度为100nm的氧氮化硅层作为氮化物层501。
随后，用溅射方法形成厚度为50nm的钨层作为金属层502，在不暴露于大气的情况下，用溅射方法连续形成厚度为200nm的氧化硅层作为氧化物层503。此氧化物层在下列条件下形成采用RF方式的溅射装置；采用氧化硅靶(直径为30.5cm)以30sccm的流速流动被加热了的氩气，以便加热衬底；衬底温度设定为300℃，成膜压力为0.4Pa，电功率为3kW，氩流速/氧流速＝10sccm/30sccm。
随后，用氧烧蚀方法清除位于衬底周边部分或边沿处的钨层。
接着，用等离子体CVD方法，在300℃的薄膜淀积温度下，从材料气体SiH4和N2O形成厚度为100nm的氮氧化硅膜的叠层(组分比为Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)作为底层绝缘膜504。而且，在不暴露于大气的情况下，用SiH4作为薄膜淀积气体，在300℃的薄膜淀积温度下，用等离子体CVD方法形成厚度为54nm的具有非晶质结构的半导体层(在此情况下是非晶硅层)。此非晶硅层中含有氢，此氢将在随后的热处理中被扩散，从而能够用物理方法在氧化物层内或氧化物层的界面剥离此非晶硅膜。
然后，用甩涂机涂敷含有10ppm重量比的镍的乙酸镍溶液。也可以采用借助于溅射而将镍元素喷射到整个表面的方法来代替涂敷。然后，进行热处理以执行晶化，从而形成具有结晶结构的半导体膜(此处是多晶硅层)。此处，在进行用于去氢化的热处理(500℃下1小时)之后，进行用于晶化的热处理(550℃下4小时)，从而得到具有结晶结构的硅膜。而且，用于去氢化的热处理(500℃下1小时)还可以是兼用作使包含在非晶硅层中的氢扩散到钨膜与氧化物层的界面的热处理。同样注意，虽然此处采用了用镍作为金属元素的促进硅晶化的晶化技术，但也可以采用其它熟知的技术，例如固相生长方法和激光晶化方法。
接着，在用稀释的氢氟酸之类清除具有结晶结构的硅膜表面上的氧化膜之后，在大气中或在氧气氛中执行第一激光辐照(波长为308nm的XeCl激光)，用来提高晶化率和修复晶粒中残留的缺陷。波长为400nm或以下的准分子激光，或YAG激光器的二次谐波或三次谐波，被用作激光。在这里，采用重复频率约为10-1000Hz的脉冲激光，此脉冲激光被光学系统汇聚成100-500mJ/cm2，以90-95％的重叠率进行辐照，从而可以扫描硅膜表面。此处，激光辐照在重复频率为30Hz和能量密度为470mJ/cm2的大气气氛下进行。
注意，由于在大气或氧气氛中进行辐照，故激光辐照在表面上形成氧化物膜。虽然此处示出了采用脉冲激光的例子，但也可以采用连续振荡激光器。当进行非晶半导体膜的晶化时，为了得到大晶粒尺寸的晶体，最好用能够连续振荡的固体激光器应用基波的二次谐波到四次谐波。典型地说，最好采用Nd:YVO4激光器(基波为1064nm)的二次谐波(厚度为532nm)或三次谐波(厚度为355nm)。具体地说，从10W输出的连续振荡型YVO4激光器发射的激光束，被非线性光学元件转换成谐波。而且，可以提供将YVO4晶体和非线性光学元件进入谐振腔而发射谐波的方法。用光学系统将激光束形成为矩形形状或椭圆形形状来辐照待要处理的物质，则更优选。此时，要求约为0.01-100MW/cm2(优选为0.1-10MW/cm2)的能量密度。半导体膜以大约10-2000cm/s的速率相对于激光束移动，以便辐照半导体膜。
除了用这一激光辐照方法形成的氧化物膜之外，借助于用臭氧水处理表面120秒钟而形成的氧化物膜，一起形成总厚度为1-5nm的势垒层。虽然此处用臭氧水形成了势垒层，但也可以采用其它的方法，例如在氧气氛中执行紫外光辐照或氧化物等离子体处理，以便氧化具有晶体结构的半导体膜的表面。此外，作为其它的用来形成势垒层的方法，可以用等离子体CVD方法、溅射方法、蒸发淀积方法等来淀积厚度约为1-10nm的氧化物膜。而且，在形成势垒层之前，可以清除用激光辐照形成的氧化物膜。
在势垒层上，用溅射方法形成厚度为10-400nm的含有氩元素的非晶硅膜以便用作吸杂位置，在本实施例中，形成100nm厚的膜。在本实施例中，用硅靶在含有氩的气氛中形成含有氩的非晶硅膜。当等离子体CVD方法被用来形成含有氩的非晶硅膜时，其形成条件是单硅烷对氩(SiH4:Ar)的流速比被控制为1/99；淀积时的压力为6.665Pa(0.05乇)；淀积时的RF功率密度为0.087W/cm2；淀积温度为350℃。
然后加热到650℃的炉子被用于3分钟的吸杂热处理，以便降低具有晶体结构的半导体膜中的镍浓度。另外，可以用灯退火装置来代替炉子。
随后，用势垒层作为腐蚀停止层，选择性地清除作为吸杂位置的含有氩的非晶硅膜，然后，用稀释的氢氟酸选择性地清除势垒层。注意，在吸杂过程中，存在着镍可能移动到氧浓度高的区的倾向，因此，最好在吸杂之后清除由氧化物膜组成的势垒层。
然后，在得到的具有晶体结构的硅膜(也称为多晶硅)的表面上从臭氧水形成薄的氧化物膜之后，形成由抗蚀剂组成的掩模，并对其进行腐蚀工艺，以便得到所希望的形状，从而形成彼此分隔开的小岛状半导体层505，506。在形成半导体层505，506之后，清除由抗蚀剂组成的掩模。
通过上述各个工艺，就在衬底500上形成了氮化物层501，金属层502、氧化物层503、以及基底绝缘膜504，在得到具有晶体结构的半导体膜之后，用腐蚀工艺形成所希望形状的以小岛形状隔离的半导体层505，506。
然后，用含有氢氟酸的腐蚀剂清除氧化物膜，同时清洗硅膜的表面。然后，形成含有硅作为其主要成分的绝缘膜作为栅绝缘膜507。在本实施例中，用等离子体CVD方法形成了厚度为115nm的氮氧化硅膜(组分比为Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)(图5B)。
接着，在栅绝缘膜507上，以叠层形式形成厚度为20-100nm的第一导电膜508和厚度为100-400nm的第二导电膜509。在本实施例中，厚度为50nm的氮化钽膜和厚度为370nm的钨膜被相继层叠在栅绝缘膜507上。
作为用来形成第一导电膜508和第二导电膜509的导电材料，采用了选自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu的元素或包含上述元素作为其主要组分的合金材料或化合物材料。而且，以掺有诸如磷的杂质元素的多晶硅膜为典型的半导体膜，或AgPdCu合金，可以被用作第一导电膜508和第二导电膜509。而且，本发明不局限于双层结构。例如可以采用三层结构，其中厚度为50nm的钨膜、厚度为500nm的铝和硅的合金膜(Al-Si)、以及厚度为30nm的氮化钛膜被相继层叠。而且，在三层结构的情况下，氮化钨可以被用来代替第一导电膜的钨，铝和钛的合金膜(Al-Ti)可以被用来代替第二导电膜的铝和硅的合金膜(Al-Si)，且钛膜可以被用来代替第三导电膜的氮化钛膜。此外，也可以采用单层结构。
接着，如图5C所示，利用曝光工艺，形成抗蚀剂掩模510，511。然后进行第一腐蚀处理来形成栅电极和布线。第一腐蚀处理采用第一和第二腐蚀条件。ICP(感应耦合等离子体)腐蚀是优选的腐蚀。可以利用ICP腐蚀，并适当地调整腐蚀条件(施加到线圈电极的功率，施加到衬底侧电极的功率，衬底侧电极的温度等)，各个膜能够被腐蚀成所希望的锥形形状。可以从典型为Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4的氯基气体，典型为CF4、SF6或NF3的氟基气体，或O2中，选择适当的气体作用腐蚀气体。
在本实施例中，150W的RF(13.56MHz)功率还被施加到衬底(样品台)，实际上施加负的自偏置电压。衬底侧的电极区是12.5cm×12.5cm，而线圈形电极区(此处为其上提供有线圈的石英碟)是直径为25cm的圆碟。钨膜在第一腐蚀条件下被腐蚀成第一导电层的边沿为锥形。在第一腐蚀条件下，钨的腐蚀速率是200.39nm/min，TaN的腐蚀速率是80.32nm/min，W对TaN的选择比因而约为2.5。而且，利用第一腐蚀条件，钨的锥角约为26度。然后，第一腐蚀条件被改变为第二腐蚀条件而不清除抗蚀剂组成的掩模510，511。CF4和Cl2被用作腐蚀气体，这些气体的流速被设定为30/30sccm，500W的RF(13.56MHz)功率被施加到线圈形电极，压力为1Pa，以产生等离子体，从而执行大约30秒钟的腐蚀。20W的RF(13.56MHz)功率还被施加到衬底侧(样品台)，实际上施加负的自偏置电压。在第二腐蚀条件下，其中CF4和Cl2被混合，钨膜和氮化钽膜以相同的水平被腐蚀。利用第二腐蚀条件，对钨的腐蚀速率为58.97nm/min，而对氮化钽的腐蚀速率为66.43nm/min。注意，为了进行腐蚀而不在栅绝缘膜上留下残留物，腐蚀时间可以增加10-20％。
在如上所述的第一腐蚀过程中，使抗蚀剂组成的掩模的形状适当，第一导电层的边沿和第二导电层的边沿从而具有由施加到衬底侧的偏置电压的作用而造成的锥形形状。锥形部分的角度被充分地设定为15-45度。
于是，用第一腐蚀工艺形成了由第一导电层和第二导电层组成的第一形状导电层512，513(第一导电层512a，513a以及第二导电层512b，513b)。成为栅绝缘膜的绝缘膜507被腐蚀大约10-20nm，其中未被第一导电层512，513覆盖的区被减薄并成为栅绝缘膜511。
接着，进行第二腐蚀工艺而不清除抗蚀剂组成的掩模。此处，SF6、Cl2和O2被用作腐蚀气体，这些气体的流速被设定为24/12/24sccm，700W的RF(13.56MHz)功率被施加到线圈形电极，压力为1.3Pa，以产生等离子体，从而执行大约25秒钟的腐蚀。10W的RF(13.56MHz)功率还被施加到衬底侧(样品台)，实际上施加负的自偏置电压。在第二腐蚀条件下，对钨的腐蚀速率为227.3nm/min，而对氮化钽的腐蚀速率为32.1nm/min，钨对氮化钽的选择比为7.1，作为绝缘膜511的SiON的腐蚀速率为33.7nm/min，钨对SiON的选择比因而是6.83。如上所述，在SF6被用作腐蚀气体的情况下，相对于绝缘膜511的选择比是高的。于是，能够抑制膜厚度的减小。在本实施例中，绝缘膜511的膜厚度仅仅被减小大约8nm。
利用第二腐蚀工艺，钨的锥角变成70度。利用第二腐蚀工艺，第二导电层514b，515b被形成。另一方面，第一导电层很少被腐蚀，从而变成第一导电层514a，515a。注意，第一导电层514a，515a具有基本上相同于第一导电层512a，513a的尺寸。实际上，第一导电层的宽度可以被减小大约0.3μm，亦即，与第二腐蚀工艺之前相比，总线宽大约减小0.6μm。第一导电层的锥形尺寸几乎不改变。
而且，在采用三层结构代替双层结构的情况下，其中厚度为50nm的钨膜、厚度为500nm的铝和硅的合金膜(Al-Si)、以及厚度为30nm的氮化钛膜被相继层叠，在第一腐蚀工艺的第一腐蚀条件下，其中，BCl3、Cl2和O2被用作原料气体；这些气体的流速被设定为65/10/5sccm；300W的RF(13.56MHz)功率被施加到衬底侧(样品台)；且450W的RF(13.56MHz)功率被施加到线圈形电极，压力为1.2Pa，以产生等离子体，从而执行117秒钟的腐蚀。至于第一腐蚀工艺的第二腐蚀条件，采用CF4、Cl2和O2，这些气体的流速被设定为25/25/10sccm，20W的RF(13.56MHz)功率还被施加到衬底侧(样品台)；且500W的RF(13.56MHz)功率还被施加到线圈形电极，压力为1Pa，以产生等离子体。利用上述条件，执行大约30秒钟的腐蚀已足够。在第二腐蚀工艺中，采用BCl3和Cl2，这些气体的流速被设定为20/60sccm，100W的RF(13.56MHz)功率被施加到衬底侧(样品台)，且600W的RF(13.56MHz)功率被施加到线圈形电极，压力为1.2Pa，以产生等离子体，从而执行腐蚀。
接着，清除抗蚀剂组成的掩模，然后进行第一掺杂工艺，以便得到图6A的状态。可以用离子掺杂或离子注入方法来进行这一掺杂。离子掺杂的条件是剂量为每平方厘米1.5×1014原子，加速电压为60-100keV。磷(P)或砷(As)通常被用作提供n型导电性的杂质元素。在此情况下，第一导电层和第二导电层514，515成为提供n型导电性的杂质元素的掩模，从而以自对准的方式形成第一杂质区516，517。提供n型导电性的杂质元素以每立方厘米1×1016-1×1017的浓度被掺入到第一杂质区516，517。此处，浓度与第一杂质区相同的区被称为n-区。
注意，虽然在本实施例中第一掺杂工艺在清除了抗蚀剂组成的掩模之后进行，但也可以不清除抗蚀剂组成的掩模而进行第一掺杂工艺。
随后，如图6B所示，形成抗蚀剂组成的掩模518，并进行第二掺杂工艺。掩模518是用来保护形成p沟道TFT的半导体层的沟道形成区及其外围的掩模。
利用第二掺杂工艺的离子掺杂条件剂量为每平方厘米1.5×1015原子，加速电压为60-100keV，进行了磷(P)掺杂。此处，用第二导电层514b，515b作为掩模，以自对准的方式，杂质区被形成在各个半导体层中。当然，磷不被掺入到被掩模518覆盖的区。这样就形成了第二杂质区519以及第三杂质区520。提供n型导电性的杂质元素以每立方厘米1×1020-1×1021的浓度被掺入到第二杂质区519。此处，浓度相同于第二杂质区的区被称为n+区。
而且利用第一导电层515a，第三杂质区520被形成为浓度低于第二杂质区519的浓度，并以每立方厘米1×1018-1×1019的浓度被掺入了提供n型导电性的杂质元素。注意，由于掺杂是通过具有锥形形状的第一导电层515a部分而进行的，故第三杂质区520具有浓度梯度，其中杂质浓度向着锥形部分的末端增加。此处浓度相同于第三杂质区520的区被称为n-区。
接着，如图6C所示，在清除抗蚀剂组成的掩模518之后，重新形成抗蚀剂组成的掩模521，并进行第三掺杂工艺。
通过上述的第三掺杂工艺，在形成p沟道TFT的半导体层中掺入提供p型导电性的杂质元素形成第四杂质区522和第五杂质区523。
而且，提供p型导电性的杂质元素以每立方厘米1×1020-1×1021的浓度被掺入到第四杂质区522。注意，在第四杂质区522中，在先前步骤中已经被掺入了磷(P)(n--区)，但提供p型导电性的杂质元素以磷浓度的1.5-3倍的浓度被掺入。于是，第四杂质区522具有p型导电性。此处，浓度相同于第四杂质区522的区被称为p+区。
而且，第五杂质区523被形成在与第一导电层515a的锥形部分重叠的区内，并以每立方厘米1×1018-1×1020的浓度被掺入了提供p型导电性的杂质元素。此处，浓度相同于第五杂质区523的区被称为p-区。
通过上述各个步骤，在各个半导体层中形成了具有n型或p型导电性的杂质区。导电层514，515成为TFT的栅电极。
接着，形成基本上覆盖整个表面的绝缘膜524。在本实施例中，用等离子体CVD方法形成了厚度为50nm的氧化硅膜。当然，此绝缘膜不局限于氧化硅膜，也可以采用单层或叠层结构的含有硅的其它绝缘膜。
然后，对掺入到各个半导体层的杂质元素进行激活的步骤。在这一激活步骤中，采用了使用灯光源的快速热退火(RTA)方法、从背面辐照YAG激光器或准分子激光器发射的光的方法、使用炉子的热处理方法、或它们的组合。
而且，虽然在本实施例中示出了在激活之前形成绝缘膜的例子，但也可以在进行激活之后再进行形成绝缘膜的步骤。
接着，由氮化硅膜形成第一层间绝缘膜525，并执行热处理(300-550℃，1-12小时)，从而进行半导体层的氢化步骤(图6D)。此步骤是利用包含在第一层间绝缘膜525中的氢来终结半导体层的悬挂键的步骤。不管氧化硅膜形成的绝缘膜524的存在，半导体层能够被氢化。顺便说一下，在本实施例中，含有铝作为其主要成分的材料被用于第二导电层，因此，重要的是在氢化步骤中采用第二导电层能够承受的热处理条件。作为氢化的另一种方法，可以进行等离子体氢化(利用等离子体激发的氢)。
接着，在第一层间绝缘膜525上，由有机绝缘材料形成第二层间绝缘膜526。在本实施例中，形成了厚度为1.6μm的丙烯酸树脂膜。然后，形成达及各个杂质区的接触孔。在本实施例中，多个腐蚀工艺被相继执行。在本实施例中，用第一层间绝缘膜525作为腐蚀停止层，第二层间绝缘膜526被腐蚀，用绝缘膜524作为腐蚀停止层，第一层间绝缘膜525被腐蚀，然后，绝缘膜524被腐蚀。
然后，用Al、Ti、Mo、W之类形成布线527，528，529，530。
如上所述，能够在同一个衬底上形成具有n沟道TFT601、p沟道TFT602(图6D)。
可以用上述n沟道TFT 601与p沟道TFT 602彼此互补连接形成CMOS电路。
另外，在使用具有本实施例示出的栅电极和杂质区的一部分重叠的结构(GOLD结构)的TFT时，当栅绝缘膜被减薄时，寄生电容增大。但栅电极(第一导电层)锥形部分的尺寸被减小，减小了寄生电容，TFT从而变得能够以改进了的f特性高速运行并具有足够的可靠性。
通过以上步骤在衬底500上形成了n沟道TFT 601与p沟道TFT 602之后，利用在本发明的实施方案模式中描述的工艺，可以制作出具有用含有氟树脂的膜覆盖这些形成有TFT的元件形成层结构的本发明的半导体器件。
注意，本实施例中形成的含有TFT的元件形成层具有50μm或更小的厚度。
实施例2本实施例用图7说明制作作为本发明的半导体器件的CPU的情况。
如图7A所示，含有氟树脂的膜701上形成有由多个TFT组合构成的CPU705。CPU705之上进一步形成有含有氟树脂的膜702，本实施例中的含有氟树脂的膜701，702是将CPU705完全覆盖住的结构。通过这样的结构，可以将CPU705与外部完全阻断，也就可以防止湿气和氧等从外界侵入进来。
但是，因CPU705需要经接合线704和外部连接，所以CPU705必须是其内部形成有布线以便电连接的结构。
所以，本实施例中，通过如图7B所示的结构，CPU705内部的布线706经外部连接部713和接合线704连接。这种情况下，在本发明的实施方案模式中说明的制作方法中，在形成含有氟树脂的膜712之前，用有导电性的金属材料形成金属体707，然后形成含有氟树脂的膜712。
然后，借助于清除掉一部分金属体707上形成的含有氟树脂的膜712，就可以形成外部连接部713。
另外，也可以使用图7C所示的结构。这种情况下，用物理方法在被含有氟树脂的膜721，722覆盖的CPU705处形成开口部分，然后借助于在开口部分填充金属体717，就可以形成和布线716有电连接的外部连接部723。
另外，本实施例中说明的外部连接部的结构只是优选的例子，本发明的半导体器件的外部连接部的结构并不限于此。也就是说，可以选择仅不在作为外部连接部的布线上形成含有氟树脂的膜的工艺。
实施例3根据本发明形成的半导体器件具有薄膜，轻量和柔性的结构。所以，在一个衬底上可以组合多个半导体器件。注意，这里的衬底除了玻璃，石英，还包括塑料膜等柔性衬底。
换句话说，在半导体器件为CPU的情形中，在一个衬底上可以组合多个CPU实现集成化。
另外，在一个衬底上可以将多个半导体器件实现集成化的情形中，本发明的半导体器件，因其表面形成有含有氟树脂的膜，通过对其表面进行反向溅射处理使其表面形成凸凹形状，然后，用粘合剂等将半导体器件粘贴到衬底上。
实施例4在本实施例中，参照图8A～8B来描述根据本发明制造的有源矩阵发光器件。图8A是发光器件的俯视图，而图8B是沿图8A中A-A’线切割的剖面图。虚线801是驱动电路(源信号侧驱动电路)，802是像素部分，而803是驱动电路(栅信号侧驱动电路)。参考数字804是含有氟树脂的膜。
此外，布线808用于传送输入到源信号侧驱动电路801和栅信号侧驱动电路803的信号，并且从用于构成外部输入终端的FPC(柔性印刷电路)809接收视频信号，时钟信号，起始信号以及复位信号。虽然此处只表示出FPC，但FPC可附带印刷线路衬底(PWB)。本说明书的发光器件不仅包括发光器件的主体，也包括其上附带FPC或PWB的状态的发光器件。
其次，将参考图8B说明剖面结构。在含有氟树脂的膜810上形成有驱动器电路和像素部分，但此处表示出的是作为驱动电路的源信号侧驱动电路801以及像素部分802。含有氟树脂的膜810用溅射法形成，具体可以采用诸如聚四氟乙烯，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer)，聚氯三氟乙烯(缩写为PCTFE，Polychlorotrifluoroethylene)，四氟乙烯-乙烯共聚物(tetrafluoroethylene-ethylene copolymer)，聚氟乙烯(缩写为PVF Poly vinyl fluoride)，二氟树脂(缩写为PVDF，Polyvinylidene Fluoride)等含有氟树脂的膜。
此外，源信号侧驱动电路801由n-沟道型TFT 823和p-沟道型TFT 824组合的CMOS电路形成。此外，用于形成驱动器电路的TFT可由公知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，虽然本实施例描述的是在含有氟树脂的膜上形成驱动器电路的集成型驱动器，但集成型驱动器不是必需的，驱动器电路可不在含有氟树脂的膜上而在其外形成。
此外，像素部分802由多个像素组成，每个像素包括开关TFT 811、电流控制TFT 812和电连接到电流控制TFT 812的漏区的第一电极813。顺便提及，形成绝缘物814并使其覆盖第一电极813的边沿部分，这里的绝缘物814使用正型的光敏性丙烯酸树脂膜而形成。
为了获得完善的覆盖度，形成绝缘物814并使其的上边沿或下边沿成为具有曲率的弯曲面。比如，在采用正型光敏性丙烯酸树脂膜作为绝缘物814的材料的情形中，优选的是，仅使绝缘物814的上边沿部分是具有曲率半径(0.2μm-3μm)的弯曲面。另外，绝缘物814可以采用通过在腐蚀剂中幅照光敏性的光使其成为不溶解的负型材料和通过在腐蚀剂中幅照光使其成为溶解性的正型材料。
在第一电极813上先后形成场致发光层816以及第二电极817。这里，用于第一电极813的材料优选功函数大的材料。比如，氮化钛膜，铬膜，钨膜，Zn膜，Pt膜等单层膜，此外，还可以采用以氮化钛和铝为主要成分的膜构成的叠层，另外还可以采用氮化钛膜，以铝为主要成分的膜以及氮化钛膜构成的3层结构的膜。如果采用叠层结构，作为布线的电阻低，所以能够取得优良的欧姆接触，而且，还可以使该叠层作为阳极发挥作用。
另外，场致发光层816是通过使用气相淀积掩膜的气相淀积法，或者喷墨法而形成。
第二电极(阴极)817形成于场致发光层816之上，其材料采用小功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca，或这些材料的合金，如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)，在此，为让发射的光透过，第二电极(阴极)817采用由膜的厚度薄的金属薄膜，以及透明导电膜(例如ITO(氧化铟氧化锡合金)膜、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)膜、或者氧化锌(ZnO)膜)层叠构成的叠层。
第二电极(阴极)817还作为全部像素通用的布线发挥作用，并且，第二电极817通过连接布线808和FPC809电连接在一起。
其次，在第二电极817上用溅射法形成含有氟树脂的膜804，含有氟树脂的膜804使用相同于上文说明的含有氟树脂的膜810的材料。
另外，在形成含有氟树脂的膜804之前，也可以形成无机绝缘膜。无机绝缘膜具体可以使用通过溅射法或CVD法或气相淀积法得到的氮化硅膜，氧化硅膜，氮氧化硅膜(SiNO膜(成分比N＞0)或SiON膜(成分比N＜0))和以碳作为主要成分的薄膜(诸如DLC膜，CN膜)。
根据以上步骤，本实施例的发光器件具有其外部被含有氟树脂的膜804，810覆盖的结构。发光元件818中，尤其是场致发光层会因湿气或氧气产生退化，所以，采用用含有氟树脂的膜804，810覆盖发光元件818的结构，可以防止湿气或氧气等从外界入侵。因而，可以获得高度可靠的发光器件。
另外，本实施例可以通过将本发明的实施方案模式所描述的用含有氟树脂的膜覆盖元件形成层的方法和在实施例1中描述的制作TFT的方法自由组合而实施。另外，关于和FPC的连接部分，可以根据实施例2描述的连接方法来实施本实施例。
实施例5本发明的半导体器件，显示器件，或发光器件(本实施例示出半导体器件等)相异于在玻璃或石英等衬底上形成半导体元件而获得的通常的结构，因用含有氟树脂的膜覆盖外部来代替上述衬底，不但有防止湿气或氧气等从外界入侵的效果，而且，可以实现薄膜，轻量化以及柔性的结构。也就是，借助于本发明的半导体器件，可以实现各种各样的应用产品。
作为使用按本发明制作的半导体器件等的应用产品，其实例包括预付卡(prepaid card)，信用卡，执照，或随身(wearable)计算机(护目式显示器，头戴式显示器)、游戏机，便携式信息终端(移动计算机、手提电话、便携式游戏机，或电子图书等重播记录媒质并配备有能够显示其图像的装置)。图9A-9G展示出上述应用产品的具体实例。
图9A表示预付卡(prepaid card)，其主体2001是利用根据本发明制作的半导体器件等而制作的。具体地说、是可以通过该半导体器件等来管理该卡的使用历程纪录。另外，本发明的半导体器件等具有薄膜，轻量，以及柔性的结构，其优越的便携性使其适用于预付卡(prepaid card)。
图9B表示执照，其主体2201是利用根据本发明制作的半导体器件等而制作的。具体地说、通过该半导体器件等来管理执照所有者的驾驶历程纪录。另外，本发明的半导体器件等具有薄膜，轻量，以及柔性的结构，其优越的便携性使其适用于执照。
图9C表示数字式照相机，由本体2101、显示单元2102、图像接收单元2103、操作键2104、外部接线口2105、快门2106等组成。按本发明制造的半导体器件等可应用在其显示单元2102上。
图9D表示便携式计算机，由本体2301、显示单元2302、开关2303、操作键2304、红外口2305等组成。按本发明制造的半导体器件等可应用到其显示单元2302上。
图9E表示护目镜式显示器(头盔式显示器)，由本体2501、显示单元2502和臂单元2503组成。按本发明制造的半导体器件等可应用到其显示单元2502上。
图9F表示摄像机，由本体2601、显示单元2602、机壳2603、外部接口2604、遥控接收单元2605、图像接收单元2606、电池2607、音频输入单元2608、操作键2609、目镜部分2610等组成。按本发明制造的半导体器件等可应用到其显示单元2602上。
图9G表示手提电话，由本体2701、机壳2702、显示单元2703、音频输入单元2704、音频输出单元2705、操作键2706、外部接口2707、天线2708等组成。按本发明制造的半导体器件等可应用到其显示单元2703上。
如上所述，根据本发明制造的半导体器件等的应用范围如此广泛，以致它可应用到任何领域的应用产品上。
实施例6本实施例将示出关于本发明使用的含有氟树脂的膜的特性的测定结果。用于测定的含有氟树脂的膜在以下条件下形成，即导入30sccm的Ar用做原料气体；使用聚四氟乙烯制成的靶通过溅射法形成膜厚100nm的膜，其中将溅射法的具体条件设定为溅射压强，0.4Pa；功率，400W；衬底温度，300℃。
图10介绍了根据化学分析电子能谱学ESCA(PhotoElectron Spectroscopyfor Chemical Analysis)测出的谱线。需要注意，这种情况下的样品中的元素成分比例为氟(F)∶氧(O)∶碳(C)＝61∶1∶38，其中没有检验出硅元素。
图11介绍了根据相同的测定方法，测定不同的条件下形成的膜的结果。需要注意，这种情形中，导入30sccm的Ar以及5sccm的O2用做原料气体。另外，图11的成分比例与图10的情况相同。
图12介绍了根据红外吸收光谱(fourier transform infrared spectroscopy，缩写成FT-IR)测出的定性分析结果。从图12中示出的①～③可以认为是根据CF(1100～1000cm-1)，CF2(1250～1070cm-1)，CF3(1360～1150cm-1)确认到的峰值。其中②的峰值具有特殊特征，所以可以认为CF2的含有量所占比例较高。
实施例7本发明可以如图13所示，在元件形成层1301和覆盖该元件形成层的含有氟树脂的膜1302，1303之间提供导热层1304，1305用来释放在元件形成层1301中产生的热。
如图13所示，形成导热层1304，1305使其与用多个TFT构成的含有半导体器件，显示器件，或发光器件的元件形成层1301连接。
导热层1304由具有热导性的膜形成，具体由氮化铝(AlN)，氮化氧化铝(AlNxOy(X＞Y))，磷化硼(缩写成BP，Boron Phosphide)，氮化硼(缩写成BN，Boron Nitride)，或DLC(类金刚石碳，Diamond Like Carbon)形成。另外，上述膜组合成的叠层膜也可以被用来形成导热层1304。
可以采用溅射法，气相淀积法，CVD法作为导热层1304的形成方法。
例如，在用AlN形成导热层1304时，用氮化铝的靶，在含有氩气和氮气混合的气氛中形成膜。另外，也可以用铝(Al)的靶，在氮气的气氛中形成膜。
本实施例示出的导热层1304，1305的形成具体是，在就要形成含有氟树脂的膜1302前形成导热层1304，在就要形成含有氟树脂的膜1303前形成导热层1305。
另外，图13示出中间夹心元件形成层1301在其两侧形成导热层1304，1305的情形，导热层也可以仅在元件形成层的单侧形成。
借助于实施本发明，不但可以获得具有薄膜，轻量以及柔性结构的半导体器件，显示器件，或发光器件，而且，因可以防止湿气或氧气等从外界入侵到元件形成层，从而可以防止元件特性的变动和退化。
权利要求
1.一种半导体器件，它包括包含有多个薄膜晶体管的元件形成层，其中，所述元件形成层被含有氟树脂的膜覆盖。
2.一种半导体器件，它包括包含有多个薄膜晶体管的元件形成层，其中，在所述元件形成层的面上连接形成导热层，以及所述元件形成层被含有氟树脂的膜覆盖。
3.根据权利要求2的半导体器件，其中所述导热层由选自氮化铝，氮化氧化铝，DLC一组中的一种制成。
4.一种半导体器件，它包括包含有多个薄膜晶体管的元件形成层，其中所述薄膜晶体管包括在第一绝缘膜上形成的具有源区，漏区，以及沟道形成区的半导体膜；以及在该半导体膜上中间夹栅绝缘膜而形成的栅电极；和所述薄膜晶体管的所述源区或所述漏区中至少一方电连接的布线；覆盖所述元件形成层而形成的第二绝缘膜；和所述第一以及所述第二绝缘膜连接形成的含有氟树脂的膜。
5.根据权利要求1，2，4中任一的半导体器件，其中所述元件形成层的膜的厚度是50μm或更小。
6.根据权利要求1，2，4中任一的半导体器件，其中所述含有氟树脂的膜是选自含有氟元素的聚乙烯，含有氟元素的聚丙烯，含有氟元素的1，2-亚乙烯基(vinylene)的化合物，或上述成分的共聚物中的一种。
7.根据权利要求1，2，4中任一的半导体器件，其中所述元件形成层包括CPU，MPU，存储器，图标，或图像处理器。
8.根据权利要求1，2，4中任一的半导体器件，其中所述半导体器件应用于预付卡(prepaid card)，信用卡，执照，或随身(wearable)计算机。
9.一种显示器件，它包括包含有多个薄膜晶体管的元件形成层，其中所述薄膜晶体管包括在第一绝缘膜上形成的具有源区，漏区，以及沟道形成区的半导体膜；在该半导体膜上中间夹栅绝缘膜而形成的栅电极；和所述薄膜晶体管的所述源区或所述漏区中至少一方电连接的布线；和该布线电连接的像素部分；覆盖所述元件形成层而形成的第二绝缘膜；以及和所述第一以及所述第二绝缘膜连接形成的含有氟树脂的膜。
10.根据权利要求9的显示器件，其中所述元件形成层的膜的厚度是50μm或更小。
11.根据权利要求9的显示器件，其中所述含有氟树脂的膜是选自含有氟元素的聚乙烯，含有氟元素的聚丙烯，含有氟元素的1，2-亚乙烯基(vinylene)的化合物，或这些成分的共聚物中的一种。
12.根据权利要求9的显示器件，其中所述元件形成层包括液晶显示器件，PDP，或FED等。
13.根据权利要求9的显示器件，其中所述显示器件应用于预付卡(prepaid card)，信用卡，执照，或随身(wearable)计算机。
14.一种发光器件，它包括在第一绝缘膜上形成的薄膜晶体管；在该薄膜晶体管上形成的层间绝缘膜；中介该层间绝缘膜和所述薄膜晶体管电连接的第一电极；在该第一电极上形成的场致发光膜；在该场致发光膜上形成的第二电极；以及和所述第一绝缘膜以及所述第二电极连接形成的含有氟树脂的膜。
15.根据权利要求14的发光器件，其中所述发光器件应用于预付卡，信用卡，执照，或随身计算机。
16.一种制作半导体器件的方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成包括多个薄膜晶体管的元件形成层；在该元件形成层上形成第一粘合层；粘合第二衬底到所述第一粘合层，并使所述元件形成层夹在所述第一衬底和所述第二衬底中间；用物理方法从所述元件形成层分开并除去所述第一衬底；用溅射法在暴露出的面上形成第一含有氟树脂的膜；中间夹第二粘合层粘合第三衬底到该第一含有氟树脂的膜上；从所述元件形成层分开并除去所述第一粘合层和所述第二衬底；用溅射法在暴露出的面上形成第二含有氟树脂的膜；从所述元件形成层分开并除去所述第二粘合层和所述第三衬底。
17.一种制作半导体器件的方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属层；在该金属层上形成氧化物层；在该氧化物层上形成第一绝缘膜；在该第一绝缘膜上形成包含氢的非晶质半导体膜；对该半导体膜实施加热处理从而扩散氢；用该半导体膜形成包括多个薄膜晶体管的元件形成层；在该元件形成层上连接形成第一粘合层，粘合所述第二衬底到所述第一粘合层，并使该元件形成层夹在所述第一衬底和所述第二衬底中间；用物理方法从所述元件形成层分开并除去所述第一衬底和所述金属层；用溅射法在暴露出的面上形成第一含有氟树脂的膜；中间夹第二粘合层粘合第三衬底到所述第一含有氟树脂的膜上；从所述元件形成层分开并除去所述第一粘合层和所述第二衬底；用溅射法在暴露出的面上形成第二含有氟树脂的膜；从所述元件形成层分开并除去所述第二粘合层和所述第三衬底。
18.根据权利要求16或17的半导体器件的制作方法，其中所述第一粘合层的材料和所述第二粘合层的材料采用其粘合性随光的辐照而变弱的材料，或者水溶性的材料。
19.一种制作显示器件的方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属层；在该金属层上形成氧化物层；在该氧化物层上形成第一绝缘膜；在该第一绝缘膜上形成包含氢的非晶质半导体膜；对该半导体膜实施加热处理从而扩散氢；用所述半导体膜形成薄膜晶体管；中介层间绝缘膜形成电连接于所述薄膜晶体管的第一电极；在该第一电极上连接形成第一粘合层；粘合第二衬底到所述第一粘合层；用物理方法从所述金属层和所述第一绝缘膜的界面分开并除去所述第一衬底和所述金属层；用溅射法在暴露出的面上形成第一含有氟树脂的膜；中间夹第二粘合层粘合第三衬底到所述第一含有氟树脂的膜上；从所述第一电极表面分开并除去所述第一粘合层和所述第二衬底；在暴露出的所述第一电极上形成含有第一电极的元件；用溅射法在该元件上形成第二含有氟树脂的膜；以及从所述第一含有氟树脂的膜分开并除去所述第二粘合层和所述第三衬底。
20.一种制作发光器件的方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属层；在该金属层上形成氧化物层；在该氧化物层上形成第一绝缘膜；在该第一绝缘膜上形成包含氢的非晶质半导体膜；对该半导体膜实施加热处理从而扩散氢；用所述半导体膜形成薄膜晶体管；中介层间绝缘膜形成电连接于该薄膜晶体管的第一电极；在该第一电极上连接形成第一粘合层；粘合第二衬底到该第一粘合层；用物理方法从所述金属层和所述第一绝缘膜的界面分离并除去所述第一衬底和所述金属层；用溅射法在暴露出的面上形成第一含有氟树脂的膜；中间夹第二粘合层粘合第三衬底到该第一含有氟树脂的膜上；从所述第一电极表面分开并除去所述第一粘合层和所述第二衬底；在暴露出的所述第一电极上形成场致发光膜；在该场致发光膜上形成第二电极；用溅射法在该第二电极上形成第二含有氟树脂的膜；从所述第一含有氟树脂的膜分开并除去所述第二粘合层和第三衬底。
全文摘要
本发明提供一种半导体器件，该半导体器件的结构除了具有薄膜，轻量，有曲面柔性外，还有防止湿气和氧等从外界侵入到元件形成层的效果。本发明具有用含有氟树脂的膜覆盖元件形成层的结构，通过用分隔开的岛状半导体膜形成包含在元件形成层的TFT，不但实现了薄膜轻量化，同时实现了具有柔性的结构，而且，防止了湿气和氧等从外界侵入。
文档编号H01L51/52GK1505161SQ20031011991
公开日2004年6月16日 申请日期2003年11月22日 优先权日2002年11月22日
发明者三崎舜平, 高山彻, 鹤目卓也, 后藤裕吾, 也, 吾 申请人:株式会社半导体能源研究所