半导体器件及其制造方法

专利名称：半导体器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件，其配有在柔性基底上的含有机化合物层的元件，以及还涉及该半导体器件的制造方法。
背景技术：
近年来，通过在绝缘表面上集成多个电路，对具有各种功能的半导体器件进行了开发。此外，还对通过提供天线，可无线发送并接收数据的半导体器件进行了开发。这种半导体器件被称为无线芯片(也被称为ID标签(tag)、IC标签、IC芯片、RF(射频)标签、无线标签、电子标签或RFID(射频识别)标签)且已经被引入到某些市场内。
付诸使用的许多这些半导体器件具有使用由Si或类似物制造的半导体基底的电路(这种电路也被称为IC(集成电路)芯片)和天线，和IC芯片包括存储电路(也称为存储器)、控制电路和类似物。特别地，通过提供能存储大量数据的存储电路，可提供具有改进性能的高附加值的半导体器件。
要求低成本地制造这些半导体器件，且最近在诸如使用含有有机化合物层的晶体管、存储器和太阳能电池之类元件上广泛地进行了开发用于控制电路、存储电路或类似物(参见，例如参考文献1日本专利特开No.2004-47791)。
预期这种半导体器件具有各种应用，并在追求尺寸和重量下降的过程中尝试使用柔性塑料膜。
由于塑料膜的耐热性低，因此需要降低工艺的最高温度。因此，不可能使用塑料膜形成TFT，以便具有与在玻璃基底上形成的那些一样有利的电特征。
因此，建议这种技术将在玻璃基底上形成的元件与基底分离(separate)，并固定到另一基础材料，例如塑料膜上(参见，参考文献2日本专利特开No.2003-174153)。
然而，在通过使用参考文献2中所述的分离步骤分离具有含有机化合物层的元件的情况下；具体地说，在于基底101上形成分离层102，在分离层102上形成绝缘层103，在绝缘层103上形成薄膜晶体管1111，形成连接到薄膜晶体管1111上的第一电极层104，形成覆盖第一电极层104的末端部分的有机绝缘层1161，在有机绝缘层1161上形成含有机化合物的层105，以及在含有机化合物的层105和有机绝缘层1161上形成第二电极层1162，以分离具有含有机化合物层的元件151和具有图23所示元件151的层1163的情况下，问题在于，在含有机化合物的层105和第二电极层1162之间发生分离。结果，难以高产率地制造半导体器件，其中在每一所述半导体器件内，在塑料基底上提供具有含有机化合物的层的元件。
这是因为在含有有机化合物的层105与第二电极层106之间的粘合性低。具体地，由于聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸树脂、或形成有机绝缘层的类似物具有极性取代基，例如酰亚胺基、氰基或羟基，因此有机绝缘层和用无机化合物形成的层之间，此处为与栅极绝缘膜或第一导电层之间的粘合性高。然而，由于含有有机化合物的层105充当半导体，因此通过使用具有载流子迁移性能的材料，形成含有机化合物的层105。具有载流子迁移性能的材料一般地不具有极性取代基。因此，在含有有机化合物的层105与第二电极层106之间的粘合性如此低，结果在分离步骤中，在含有有机化合物的层105与第二电极层106之间发生分离。

发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是高产率地制造半导体器件，其中在每一所述半导体器件内，在柔性基底上提供具有含有机化合物的层的元件。
根据本发明，在具有分离层的基底上形成具有在二者间的粘合性低的含有有机化合物的层105和第二电极层106的区域，并形成具有在二者间的粘合性高的无机化合物层和第二电极层106的区域，以便当从上方观察时，包围在具有在二者间粘合性低的含有有机化合物的层105和第二电极层106的区域的外部边缘。在含有有机化合物的层105与第二电极层106之间的粘合性低的区域的截面内，例如无机化合物层与包含不具有极性取代基，例如酰亚胺基、氰基或羟基的含有有机化合物的层接触；另一方面，在含有无机化合物层与第二电极层106之间的粘合性高的具有该无机化合物层和第二电极层的区域的截面内，多层无机化合物层彼此接触。含有无机化合物层与第二电极层106之间的粘合性高的具有该无机化合物层和第二电极层的区域503可包围含有在二者之间粘合性低的有机化合物和第二电极层106的区域502的外部边缘，正如图22A所示。此外，图22B示出了一个实例，可离散地形成含有二者间粘合性高的无机化合物层和第二电极层106的区域503，以便包围含有二者间粘合性低的含有机化合物的层105和第二电极层106的区域502的外部边缘。此外，图22C示出了一个实例，可根据具有二者间粘合性低的含有有机化合物的层105和第二电极层106的区域502的每一侧，形成含有二者间粘合性高的无机化合物层和第二电极层106的矩形区域503。含有二者间粘合性高的无机化合物层和第二电极层106的区域可具有各种形状，例如矩形、圆形、椭圆形或弧形等。
此外，根据本发明，在产生形成元件的层之后，其中在所述层内，在具有分离层501的基底上形成具有二者间粘合性低的含有有机化合物的层105和第二电极层106的区域502，并形成含有二者间粘合性高的无机化合物层和第二电极层106的区域503，以便包围区域502的外部边缘，在分离层处基底与形成元件的层彼此分离，然后将形成元件的层固定到柔性基底上。
根据本发明，制造半导体器件的方法包括在基底上形成分离层；通过在分离层上形成无机化合物层、第一导电层和含有有机化合物的层，并形成与含有有机化合物的层和无机化合物的层接触的第二导电层，从而产生形成元件的层；以及在将第一柔性基底固定到第二导电层之后，在分离层处，将基底和形成元件的层彼此分离。
根据本发明，半导体器件包括柔性基底，无机化合物层，含有有机化合物的层和与含有有机化合物的层与无机化合物的层接触的导电层。
无机化合物层是绝缘层或导电层。无机化合物层可用金属层替代。此外，无机化合物层可充当栅极绝缘层、层间绝缘层或连接层。
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形成存储元件或发光元件的部分。
此外，本发明包括下述根据本发明，制造半导体器件的方法包括在基底上形成分离层；通过在分离层上形成无机化合物层、半导体元件和需连接到该半导体元件上的第一电极层，在第一电极层上形成含有有机化合物的层，并形成与含有有机化合物的层和无机化合物的层接触的第二电极层，从而产生形成元件的层；以及在将第一柔性基底固定到第二电极层之后，在分离层处，将基底和形成元件的层彼此分离。
在其中半导体元件是薄膜晶体管的情况下，无机化合物层是任何下述层使栅电极与薄膜晶体管的线材绝缘的绝缘层；使栅电极与薄膜晶体管的半导体层绝缘的栅极绝缘层；用与薄膜晶体管的栅电极相同材料形成的且与薄膜晶体管的栅电极相同的层；用与薄膜晶体管的线材相同材料形成的层，且该层与薄膜晶体管的线材相同的层接触；以及用与第一电极层相同的材料形成的层，且该层与第一电极层接触的层接触。
根据本发明，制造半导体器件的方法包括在基底上形成分离层；通过在分离层上形成薄膜晶体管，形成需与薄膜晶体管相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层末端部分的无机绝缘层，在无机有机层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成需含有机化合物的层，和形成与含有有机化合物的层以及无机绝缘层接触的第二电极层，从而产生形成元件的层；和在第二电极层上形成第一柔性基底之后，在分离层处，将基底和形成元件的层彼此分离。
根据本发明，制造半导体器件的方法包括在基底上形成分离层；通过在分离层上形成薄膜晶体管，形成无机绝缘层使栅电极与薄膜晶体管的线材绝缘，在无机绝缘层上形成需与薄膜晶体管的线材相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层的末端部分的有机绝缘层，在有机绝缘层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成含有机化合物的层，并形成与含有机化合物的层和无机绝缘层接触的第二电极层，从而产生形成元件的层；和在第二电极层上形成第一柔性基底之后，在分离层处，将基底和形成元件的层彼此分离。
根据本发明，制造半导体器件的方法包括在基底上形成分离层；通过在分离层上形成半导体层，在半导体层上通过无机绝缘体形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极，在栅电极上形成第一有机绝缘层，通过部分除去第一有机绝缘层，部分暴露半导体层和栅极绝缘层，在第一有机绝缘层上形成需与半导体层相连的线材，形成与线材相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层的末端部分的第二有机绝缘层，在第二有机绝缘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，并形成与含有有机化合物的层以及栅极绝缘层接触的第二电极层，从而形成栅极绝缘层；和在第二电极层上形成第一柔性基底之后，在分离层处，将基底和形成元件的层彼此分离。
根据本发明，制造半导体器件的方法包括在基底上形成分离层；通过在分离层上形成绝缘层，在绝缘层上形成半导体层，在半导体层上通过无机绝缘体形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极和第一导电层，在栅电极和第一导电层上形成有机绝缘层，通过选择性除去有机绝缘层，部分暴露半导体层和第一导电层，在有机绝缘层上形成需与半导体层相连的线材以及需与第一导电层相连的第二导电层，形成需与线材相连的第一电极层以及需与第二导电层相连的第三导电层，形成覆盖第一电极层和第三导电层的末端部分的有机绝缘层，在一部分有机绝缘层和第一电极层的暴露部分上形成含有机化合物的层，并形成与含有机化合物的层和第一至第三导电层中的至少一层接触的第二电极层，从而产生形成元件的层；和在第二导电层上形成第一柔性基底后，在分离层处，将基底和形成元件的层彼此分离。
在彼此分离形成元件的层和分离层之后，形成元件的层可固定到第二柔性基底上。
根据本发明，半导体器件包括在第一柔性基底上形成的绝缘层，在绝缘层上形成的薄膜晶体管，与薄膜晶体管相连的第一电极层，覆盖第一电极层的末端部分的无机绝缘层，在第一电极层上形成的含有机化合物的层，与含有机化合物的层和无机绝缘层接触的第二电极层，和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
根据本发明，半导体器件包括在第一柔性基底上形成的绝缘层；在绝缘层上形成的薄膜晶体管；使栅电极与薄膜晶体管的线材绝缘的无机绝缘层；在无机绝缘层上形成的且需与薄膜晶体管相连的第一电极层；覆盖第一电极层的末端部分的有机绝缘层；在第一电极层上形成的含有机化合物的层；与含有机化合物的层、有机绝缘层和无机绝缘层接触的第二电极层；和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
根据本发明，半导体器件包括在第一柔性基底上形成的绝缘层；在绝缘层上形成的薄膜晶体管；通过无机绝缘体形成的栅极绝缘层使栅电极与薄膜晶体管的半导体层绝缘；在栅极绝缘层的一部分上形成且使栅电极与薄膜晶体管的线材绝缘的第一有机绝缘层；在第一有机绝缘层上形成且需与薄膜晶体管相连的第一电极层；覆盖第一电极层的末端部分且在第一有机绝缘层上形成的第二有机绝缘层；在第一电极层上形成的含有机化合物的层；与含有有机化合物的层、第二有机绝缘层和无机绝缘层接触的第二电极层；和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
根据本发明，半导体器件包括在第一柔性基底上形成的绝缘层，在绝缘层上形成的薄膜晶体管，在与薄膜晶体管的栅电极相同的层上形成的第一导电层，覆盖薄膜晶体管的栅电极的第一有机绝缘层，在第一有机绝缘层上形成的线材，由与线材相同的层形成且与第一导电层接触的第二导电层，在第一有机绝缘层上形成且与薄膜晶体管的线材相连的第一电极层，由与第一电极层相同的层形成且与第二导电层接触的第三导电层，覆盖第一电极层的末端部分的第二有机绝缘层，在第二有机绝缘层和第一电极层上形成的含有机化合物的层，与含有机化合物的层和第三导电层接触的第二电极层，和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
第一电极层、含有机化合物的层和第二电极层可形成存储元件或发光元件的一部分。
在本发明中，由于无机化合物层与导电层之间的粘合性高于含有机化合物的层与导电层之间的粘合性，因此，在分离步骤中，在无机化合物层与导电层之间的界面处难以发生分离。因此，通过形成具有低粘合性的区域和具有高粘合性的区域，以便当从上方观察时，包围具有低粘合性的区域的外部边缘，则可防止在导电层和含有机化合物的层之间的界面处分离。此外，可高产率地分离在基底上形成的具有存储元件或发光元件的层。此外，可高产率地制造在柔性基底上配有含有机化合物的层的元件的半导体器件。
在本发明的半导体器件中，含有机化合物的层和有机绝缘层夹在无机化合物层和导电层之间，此外，半导体器件具有其中无机化合物层和导电层彼此接触的许多区域。因此，其中含有有机化合物的层和有机绝缘层的区域暴露于减少的空气下，且湿气、氧气等不可能侵入这些区域。这使得可抑制半导体器件的劣化。
由于可获得在柔性基底上配有含有机化合物的层的元件的半导体器件，因此可使半导体器件更加轻质且更加薄。


在附图中图1A-1E是显示本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图2A-2E是显示本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图3A-3E是显示本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图4A-4E是显示本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图5A-5E是显示可应用于本发明的存储元件的结构的截面图；图6A和6B是显示可应用于本发明的发光元件的结构的截面图；图7A和7B是显示可应用于本发明的存储元件的结构的截面图；图8A-8C示出了本发明的半导体器件；
图9A是顶视图和图9B是截面图，这两幅图示出了本发明的半导体器件；图10A-10D是显示本发明半导体器件的制造步骤的截面图；图11A-11I是显示本发明的半导体器件的结构的截面图；图12A-12D是显示本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图13A-13E是描述本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图14A-14C示出了本发明的半导体器件；图15A-15C是显示本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图16A和16B是显示本发明的半导体器件的制造步骤的截面图；图17示出了本发明的半导体器件的等价电路；图18A和18B是显示本发明的半导体器件的结构的顶视图；图19是显示本发明的半导体器件的结构的加工图；图20A-20F示出了本发明的半导体器件的用途；图21A和21B是显示可应用于本发明的薄膜晶体管的结构的截面图；图22A-22C是显示本发明的半导体器件的顶视图；和图23是显示常规的半导体器件的截面图。
具体实施例方式下文参考附图描述本发明的实施方案模式和实施方案。然而，本发明不限于下述说明，且本领域的技术人员容易理解，可在没有脱离本发明的精神与范围的情况下，对模式和细节作出各种各样的变化。因此，本发明不限于下文所示的实施方案模式和实施方案的说明。要注意，在下文所述的本发明的结构中，表示相同部件的参考标记在整个附图中共同使用。
参考图1A-1E，这一实施方案模式描述了高产率地分离具有含有机化合物的层的元件和具有该元件的形成元件的层。
如图1A所示，在基底101上形成分离层102，和在分离层102上形成绝缘层103。接下来，在绝缘层103上形成半导体元件。此处，形成薄膜晶体管1111作为半导体元件。然后，形成需与薄膜晶体管1111的线材1305相连的第一电极层104，并形成覆盖第一电极层104的末端部分的无机绝缘层1115。在第一电极层104和无机绝缘层1115上通过蒸发方法形成含有机化合物的层105。在图1A中，区域1116是其中无机绝缘层1115暴露于其内的区域。通过使用金属掩膜形成含有机化合物的层105，以便部分暴露无机绝缘层1115。或者，在第一电极层和无机绝缘层1115上形成含有机化合物的层105之后，部分蚀刻层105，以便部分暴露无机绝缘层1115。
作为基底101，使用玻璃基底、石英基底、具有在一个表面上形成的绝缘层的金属或不锈钢基底、耐热性足以耐受各步骤的加工温度的塑料基底等。由于不限制作为基底101的前述基底的尺寸和形状，例如可使用在一侧上长度为1m或更长的矩形基底作为基底101。采用这种矩形基底，可显著增加生产率。这是优于圆形硅基底的优异点。
采用选自钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍(Ni)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)和硅(Si)中的元素；含有该元素作为其主要组分的合金材料；或者含有该元素作为其主要组分的化合物材料，通过溅射方法，等离子体CVD方法、涂布方法、印刷方法或类似方法，以单层或多层结构形式形成分离层102。含硅的层的结晶结构可以是无定形、微晶或多晶结构。此处，涂布方法是指其中溶液被排放在物体上，形成膜的方法，且包括例如旋涂方法和液滴排放(droplet discharging)方法。液滴排放方法是通过从小孔中排放液滴形成预定图案的方法，所述液滴包括含有颗粒的组合物。
若分离层102具有单层结构，则优选通过使用含钨、钼或钨和钼的混合物的层，形成分离层102。或者可形成含有氧化钨或氧氮化钨的层，含有氧化钼或氧氮化钼的层，或者含有钨和钼的混合物的氧化物或氧氮化物的层。钨和钼的混合物对应于例如钨和钼的合金。
若分离层102具有多层结构，则含有钨、钼或钨和钼的混合物的层可形成作为第一层，且可形成含有钨、钼的氧化物或者钨和钼的混合物的氧化物；钨、钼的氮化物或钨和钼的混合物的氮化物；钨、钼的氧氮化物或钨和钼的混合物的氧氮化物；或钨、钼的氧化氮或钨和钼的混合物的氧化氮的层作为第二层。
若分离层102具有含钨的层和含氧化钨的层的多层结构，则可形成含钨的层，然后可在含钨的层上形成用氧化物形成的绝缘层，从而在含钨的层和绝缘层之间的界面处形成含氧化钨的层。此外，可对含钨的层的表面进行处理，例如热氧化处理、氧等离子体处理，或使用具有强氧化性的溶液，例如臭氧水处理，从而形成含氧化钨的层。此工艺可同样适用于含氮化钨、氧氮化钨或氮氧化钨的层的形成的情况，并在形成含钨的层之后，在含钨的层上形成氮化硅层、氧氮化硅层和/或氮氧化硅层。
氧化钨用WOx表示，其中x的范围为2-3。X可以是2(WO2)，2.5(W2O5)，2.75(W4O11)，3(WO3)或类似物。
尽管形成分离层103以便与以上步骤的基底101接触，但本发明不限于这一步骤。可形成将作为基础材料的绝缘层，以便与基底101接触，然后可提供分离层102，以便与绝缘层接触。
可通过溅射方法、等离子体CVD方法、涂布方法、印刷方法或类似方法，采用无机化合物，以单层或多层结构形式形成绝缘层103。作为无机化合物的典型实例，给出了氧化的硅或氮化的硅。作为氧化的硅的典型实例，给出了氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅或类似物。作为氮化的硅的典型实例，给出了氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅或类似物。
此外，绝缘层103可具有多层结构。例如，可使用无机化合物层叠各层。典型地，可通过层叠氧化硅、氮氧化硅和氧氮化硅，形成绝缘层103。
参考图21A和21B，描述了薄膜晶体管1111的一个方面。图21A示出了顶部栅极薄膜晶体管的一个实例。在基底101上提供分离层102和绝缘层103，并在绝缘层103上提供薄膜晶体管1111。关于薄膜晶体管1111，在绝缘层103上提供半导体层1302，和通过无机绝缘体形成的栅极绝缘层1113，在栅极绝缘层1113上形成与半导体层1302相适应的栅电极1304，并在栅电极1304上提供充当保护层的绝缘层(未示出)和充当层间绝缘层的无机绝缘层1114。此外，形成与半导体层的源和漏区域1310相连的线材1305。在线材1305上可形成充当保护层的绝缘层。
半导体层1302是采用具有结晶结构的半导体形成的层。可使用非单晶半导体或单晶半导体。特别地，优选适用通过热处理而结晶的结晶半导体，或者通过结合热处理和激光辐射而结晶的结晶半导体。在热处理中，可适用采用促进硅半导体结晶的金属元素，例如镍的结晶方法。此外，可通过在硅半导体的结晶步骤中加热，在分离层102和绝缘层103之间的界面处通过氧化分离层102的表面，形成金属氧化物。通过形成金属氧化物，可在随后的分离步骤中，在分离层102和绝缘层103之间容易地进行分离。
在除了热处理以外，还通过激光辐射结晶的情况下，可通过使用连续波激光束或者脉冲的激光束，在10MHz或更高的重复频率和1ns或更短，优选1-100ps的脉冲宽度下，进行结晶，其方式使得结晶半导体在其内熔融的熔融区域在其中激光束移动的方向上连续移动。借助这一结晶方法，可获得其中晶界在一个方向上延伸且晶粒直径较大的结晶半导体。通过匹配载流子漂移方向与其中晶界延伸的方向，晶体管的电场效应迁移率可增加。例如，可实现400cm2/V·sec或更高的迁移率。
在于玻璃基底的上限温度(约600℃)处或以下，应用上述结晶步骤到结晶工艺的情况下，可使用大的玻璃基底。因此，每一基底可制造许多半导体器件，从而使得成本可下降。
可在玻璃基底的上限温度处或以上，通过热处理的结晶步骤，形成半导体层1302。典型地，石英基底用作具有绝缘表面的基底101，并在700℃或更高下加热无定形或微晶半导体，形成半导体层1302。结果，可形成具有优异结晶性的半导体。因此，可提供具有有利特征，例如高应答速度和高迁移率且可高速操作的薄膜晶体管。
可采用用赋予一种导电类型的杂质掺杂的金属或多晶半导体，形成栅电极1304。在使用金属的情况下，可使用钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)或类似物。此外，可使用通过氮化金属获得的金属氮化物。或者，可层叠含金属氮化物的第一层和含金属的第二层。在多层结构的情况下，这种形状可应用于第一层的末端部分粘着到远离第二层末端部分的外部上。通过形成具有金属氮化物的第一层，第一层可以是阻挡金属。换句话说，第二层的金属可防止扩散到栅极绝缘层1113或者其下的半导体层1302中。
可在通过结合半导体层1302、栅极绝缘层1113、栅电极1304和类似物形成的薄膜晶体管上施加各种结构，例如单一漏极结构、LDD(轻微掺杂的漏极)结构和栅极重叠的漏极结构。此处描述具有单一漏极结构的薄膜晶体管。此外，可适用其中串联连接同样地具有相同电势的栅极电压施加到其上的晶体管的多栅极结构，或者栅电极夹在其上侧和下侧上的半导体层之间的双栅极结构。
在这一实施方案模式中，通过无机绝缘体，例如氧化硅或氧氮化硅形成无机绝缘层1114。
可提供在无机绝缘层1114上形成的线材1305，以便和由与栅电极1304相同的层形成的线材交叉，并可形成多线材结构。通过层叠具有类似的功能的多个绝缘层到无机绝缘层1114上并在多个绝缘层上形成线材，可形成多线材结构。优选使用具有高熔点的金属材料，例如钛(Ti)或钼(Mo)，采用低电阻材料，例如铝(Al)和阻挡金属的结合形成线材1305；例如，在含钛(Ti)和铝(Al)的多层结构，含钼(Mo)和铝(Al)的多层结构或类似物内形成线材1305。
图21B示出了施加底部栅极薄膜晶体管的实例。在基底101上形成分离层102和绝缘层103，并在其上提供薄膜晶体管1111。在薄膜晶体管1111内，提供栅电极1304、栅极绝缘层1113、半导体层1302和充当层间绝缘层的无机绝缘层1114。此外，可在其上形成充当保护层的绝缘层。可在无机绝缘层1114上形成与半导体层1302的源和漏极区域接触的线材1305。
此外，可用具有任何结构的任何半导体元件替代薄膜晶体管1111，只要该半导体元件可充当开关元件即可。作为开关元件的典型实例，给出了MIM(金属-绝缘体-金属)、二极管或类似物。
在图1A中，可通过使用金属、合金、化合物或具有高导电率的类似物，通过溅射方法、等离子体CVD方法、涂布方法、印刷方法、电镀方法、化学镀膜方法或类似方法，以单层或多层结构形式形成第一电极层104。典型地，可使用具有高功函(具体地说4.0eV或更高)的金属、合金、导电化合物或其混合物或类似物。此外，可使用具有低功函(具体地说3.8eV或更低)的金属、合金、导电化合物或其混合物或类似物。
作为具有高功函(具体地说4.0eV或更高)的金属、合金或导电化合物的典型实例，给出了氧化铟锡(下文称为ITO)、含硅的氧化铟锡、含2-20原子％氧化锌(ZnO)的氧化铟或类似物。此外，可使用钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、金属材料的氮化物(例如，氮化钛(TiN)、氮化钨(WN)或氮化钼(MoN))或类似物。
作为具有低功函(具体地说3.8eV或更低)的金属、合金或导电化合物的典型实例，可使用在元素周期表中属于第1或2族的金属，即，碱金属，例如锂(Li)或铯(Cs)，或碱土金属，例如镁(Mg)、钙(Ca)或锶(Sr)；铝(Al)；含有这些中任何一种的合金(例如MgAg或AlLi)；稀土金属，例如铕(Er)或镱(Yb)；含有稀土金属的合金；或类似物。
若将空穴注入到含有机化合物的层内的电极，即阳极，用于第一电极层104或第二电极层106，则优选使用具有高功函的材料。相反，若使用将电子注入到含有机化合物的层内的电极，即阴极，则优选使用具有低功函的材料。
通过薄膜形成方法，例如CVD方法或溅射方法，通过无机绝缘体，例如氧化硅、氮化硅。氧氮化硅、或氮化铝形成无机绝缘层1115。此处，在通过薄膜形成方法形成绝缘膜之后，选择性蚀刻绝缘膜，以便部分暴露第一电极层104，于是形成无机绝缘层1115。
可通过蒸发方法、电子束蒸发方法、涂布方法或类似方法，形成含有机化合物的层105。在使用前述制造方法形成含有机化合物的层的情况下，形成含有机化合物的层105，同时形成区域1116以供部分暴露无机绝缘层1115。或者，在无机绝缘层1115和第一电极层104上形成含有机化合物的层之后，可选择性蚀刻含有机化合物的层，形成区域1116以供部分暴露无机绝缘层1115此处在通过溅射方法形成50-200nm厚的钛膜之后，通过光刻法，将钛膜蚀刻成所需形状，从而形成第一电极层104。接下来，通过蒸发方法，采用NPB形成含有机化合物的层。
接下来，如图1B所示，在无机绝缘层1115和含有机化合物的层105上形成第二电极层106。因此，可形成其中无机绝缘层1115与第二电极层106接触的区域1117。此外，通过第一电极层104，含有机化合物的层105，和第二电极层106，可形成具有含有机化合物的层的元件151。可通过蒸发方法、溅射方法、CVD方法、印刷方法、涂布方法或类似方法，形成第二电极层106。可采用与第一电极层104相类似的材料形成第二电极层106。若采用具有高功函的材料形成第一电极层104，则优选采用具有低功函的材料形成第二电极层106。若采用具有低功函的材料形成第一电极层104，则优选采用具有高功函的材料形成第二电极层106。
此处通过蒸发方法，通过蒸发铝形成第二电极层106。
要注意，通过第二电极层106，含绝缘层103的叠层被称为形成元件的层1118。
参考图5A-5E，下文示出了具有含有机化合物的层的元件151的更具体的结构。要注意，在图5A中，205对应于105，图5B中的多层205和201对应于105，图5C中的多层205和202对应于105，图5D中的多层205和203对应于105，和图5E中的多层205、245和244对应于105。
接下来，如图5A所示，当采用有机化合物形成含有有机化合物的层205时，具有含有机化合物的层的元件151充当存储元件，其中通过施加到第一电极层和第二电极层上的电压，所述有机化合物的结晶条件、导电率和形状会变化。可以以单层结构或者通过层叠用不同有机化合物形成的多层，以多层结构形式提供含有有机化合物的层205。
优选设定含有有机化合物的层205的厚度，以便通过施加电压到第一导电层和第二导电层上来改变存储元件的电阻。含有有机化合物的层205的典型厚度范围可以是5-100nm，优选10-60nm，和更优选5-30nm。
可采用具有空穴迁移性能的有机化合物或者具有电子迁移性能的有机化合物，形成含有有机化合物的层205。
作为具有空穴迁移性能的有机化合物，给出了例如酞菁(缩写H2Pc)、酞菁铜(缩写CuPc)和氧钒酞菁(VOPc)。除了这些以外，给出了下述4，4｀，4＂-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(缩写TDATA)；4，4｀，4＂-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(缩写MTDATA)；1，3，5-三[N，N-二(间甲苯基)氨基]苯(缩写m-MTDAB)；N，N｀-二苯基-N，N｀-双(3-甲基苯基)-1，1｀-联苯基-4，4｀-二胺(缩写TPD)；4，4｀-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯基(缩写；NPB)；4，4｀-双{N-[4-二(间甲苯基)氨基]苯基-N-苯基氨基}联苯基(缩写DNTPD)；4，4｀-双[N-(4-联苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写BBPB)；4，4｀，4＂-三(N-咔唑基)三苯胺(缩写TCTA)；和类似物。然而，本发明不限于这些。在前述化合物当中，以TDATA、MTDATA、m-MTDAB、TPD、DNTPD、BBPB和TCTA为典型的芳族胺化合物优选作为有机化合物，这是因为它们容易地生成空穴。此处提及的物质主要的空穴迁移率为10-6cm2/Vs或更高。
作为具有电子迁移性能的有机化合物，可使用具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的下述金属络合物或类似物三(8-喹啉根合)铝(缩写；Alq3)；三(4-甲基-8-喹啉根合)铝(缩写；Almq3)；双(10-羟基苯并[h]-喹啉根合)铍(缩写；BeBq2)；双(2-甲基-8-喹啉根合)-4-苯基酚根合铝(BAlq)；和类似物。除了这些以外，可使用具有唑基配体或噻唑基配体的下述金属络合物或类似物双[2-(2-羟基苯基)苯并唑根合]锌(缩写Zn(BOX)2)；双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑根合]锌(缩写Zn(BTZ)2)；和类似物。此外，除了金属络合物以外，也可使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑(缩写PBD)；1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-二唑-2-基]苯(缩写OXD-7)；3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写TAZ)；3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写p-EtTAZ)；红菲绕啉(缩写BPhen)；浴铜灵(缩写BCP)；和类似物。此处提及的物质主要具有10-6cm2/Vs或更高的电子迁移率。
正如图5B所示，在存储元件中，可在第一电极层104和含有机化合物的层205之间形成绝缘层201。
绝缘层201是通过隧道效应，从第一电极层或第二电极层注入空穴电荷或电子到含有机化合物的层内的层。绝缘层201的厚度能在预定的电压下，通过隧道效应注入电荷到含有机化合物的层205内。绝缘层201的典型厚度范围为1-4nm，优选1-2nm。由于绝缘层201薄至1-4nm，在绝缘层201内出现隧道效应，这会改进电荷注入到含有有机化合物的层205内的性能。因此，若绝缘层201厚于4nm，则在绝缘层201内不出现隧道效应，电子注入到含有机化合物的层205内存在难度，且在存储元件内写入时的施加电压增加。此外，由于绝缘层201薄至1-4nm，则产量改进。
采用热和化学稳定的化合物形成绝缘层201。
作为形成绝缘层201的无机化合物的典型实例，给出了具有绝缘性能的下述氧化物Li2O；Na2O；K2O；Rb2O；BeO；MgO；CaO；SrO；BaO；Sc2O3；ZrO2；HfO2；RfO2；TaO2；TcO2；MnO2；Fe2O3；CoO；PdO；Ag2O；Al2O3；Ga2O3；Bi2O3；和类似物。
作为形成绝缘层201的无机化合物的其它典型实例，给出了具有绝缘性能的下述氟化物LiF；NaF；KF；CsF；BeF2；MgF2；CaF2；SrF2；BaF2；AlF3；AgF；MnF3；和类似物。此外，给出了具有绝缘性能的下述氯化物LiCl；NaCl；KCl；CsCl；BeCl2；CaCl2；BaCl2；AlCl3；SnCl4；GeCl4；SnCl4；BeCl2；CaCl2；BaCl2；AlCl3；SiCl4；GeCl4；SnCl4；AgCl；ZnCl2；TiCl4；TiCl3；ZrCl4；FeCl3；PdCl2；SbCl3；SbCl2；SrCl2；TlCl3；CuCl；CuCl2；MnCl2；RuCl2；和类似物。给出了具有绝缘性能的下述溴化物KBr；CsBr；AgBr；BaBr2；LiBr和类似物。此外，给出了具有绝缘性能的下述碘化物NaI；KI；BaI2；TlI3；AgI；TiI4；CaI2；SiI4；CsI；和类似物。
作为形成绝缘层201的无机化合物的其它典型实例，给出了具有绝缘性能的下述碳酸盐Li2CO3；K2CO3；Na2CO3；MgCO3；CaCO3；SrCO3；BaCO3；MnCO3；FeCO3；CoCO3；NiCO3；CuCO3；Ag2CO3；ZnCO3；和类似物。例外，给出了具有绝缘性能的下述硫酸盐Li2SO4；K2SO4；Na2SO4；MgSO4；CaSO4；SrSO4；BaSO4；Ti2(SO4)3；Zr(SO4)2；MnSO4；FeSO4；Fe2(SO4)3；CoSO4；Co2(SO4)3；NiSO4；CuSO4；Ag2SO4；ZnSO4；Al2(SO4)3；In2(SO4)3；SnSO4；SnSO4；Sn(SO4)2；Sb2(SO4)3；Bi2(SO4)3；和类似物。另外，给出了具有绝缘性能的下述硝酸盐LiNO3；KNO3；NaNO3；Mg(NO3)2；Ca(NO3)2；Sr(NO3)2；Ba(NO3)2；Ti(NO3)4；Sr(NO3)2；Ba(NO3)2；Ti(NO3)4；Zr(NO3)4；Mn(NO3)2；Fe(NO3)2；Fe(NO3)3；Co(NO3)2；Ni(NO3)2；Cu(NO3)2；AgNO3；Zn(NO3)2；Al(NO3)3；In(NO3)3；Sn(NO3)2；和类似物。此外，给出了以AlN、SiN和类似物为典型的具有绝缘性能的氮化物。这些无机化合物的组成不一定是严格的整数比。
若采用无机化合物形成绝缘层201，则绝缘层的厚度范围优选为1-2nm。当绝缘层的厚度为3nm或更大时，在写入时需施加的电压增加。
作为形成绝缘层201的有机化合物的典型实例，给出了以聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、苯并环丁烯、聚酯、酚醛清漆树脂、三聚氰胺树脂、苯酚树脂、环氧树脂、硅树脂、呋喃树脂、邻苯二甲酸二芳酯树脂作为典型的有机树脂和类似物。
可通过蒸发方法、电子束蒸发方法、溅射方法、CVD方法或类似方法，形成绝缘层201。此外，可使用旋涂方法、溶胶-凝胶方法、印刷方法、液滴排放方法或类似方法。
正如图5C所示，可使用连续的具有下陷和隆起的绝缘层202。然而，在此情况下，优选在隆起部分处的绝缘层的厚度范围为1-4nm，优选2-4nm，和在下陷部分处的绝缘层的厚度为0.1nm或更大且小于2nm，优选1nm或更大且小于2nm。
正如图5D所示，可提供不连续的在第一电极层104上分散的绝缘层203。不连续的绝缘层203可具有岛形、条形、针形或类似形状。
此外，可提供绝缘颗粒而不是绝缘层201-203。此刻每一绝缘颗粒优选具有1-4nm的粒径。
此外，可在含有有机化合物的层205和第二电极层106之间提供绝缘层201-203或绝缘颗粒。
由于在第一电极层和含有机化合物的层之间，或者在含有机化合物的层和第二电极层之间提供厚度为4nm或更小，优选2nm或更小的绝缘层，因此隧道电流流到绝缘层上。因此，在存储元件中，在写入时，可降低所施加的电压和电流值的变化。此外，当在第一电极层和含有机化合物的层之间，或者在含有机化合物的层和第二电极层之间提供厚度为4nm或更小，优选2nm或更小的绝缘层时，电荷注入性能改进，这是由于隧道效应导致的，于是可使含有机化合物的层更厚。因此，可防止在起始状态下的短路电流。因此，存储器件和半导体器件的可靠性可得到改进。
作为另一结构，可在存储元件内，在第一电极层104或第二电极层106内提供具有校正性能的元件(图5E)。具有校正性能的元件是其中栅电极连接到漏电极上的晶体管，或者二极管。此处，提供含第三电极层和半导体层的二极管211与第一电极层104接触。此外，可在含有机化合物的层205与第一电极层104之间提供具有校正性能的元件。可在含有机化合物的层205与第二电极层106之间形成具有校正性能的元件。作为二极管的典型实例，给出了PN结型二极管、具有PIN结型的二极管、雪崩二极管或类似的二极管。可使用具有另一结构的二极管。通过按照这一方式提供具有校正性能的元件，电流仅仅在一个方向上流动；因此，误差下降且读数边限增加。
当通过具有发光功能的层形成含有机化合物的层105时，具有含有机化合物的层的元件151充当发光元件。在此情况下，采用具有发光性能的有机化合物形成含有机化合物的层105。
作为具有发光性能的有机化合物，例如给出了下述9，10-二(2-萘基)蒽(缩写DNA)；2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(缩写t-BuDNA)；4，4｀-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(缩写DPVBi)；香豆素30；香豆素6；香豆素545；香豆素545T；苝；红荧烯；periflanthene；2，5，8，11-四(叔丁基)苝(缩写TBP)；9，10-二苯基蒽(缩写DPA)；5，12-二苯基并四苯；4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-[对(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(缩写DCM1)；4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-[2-(久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写DCM2)；4-(二氰基亚甲基)-2，6-双[对(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(缩写BisDCM)；和类似物。此外，可给出能发射磷光的化合物，例如下述双[2-(4｀，6｀-二氟苯基)吡啶根合(pyridinato)-N，C2](吡啶甲酸根合)铱(缩写FIrpic)；双{2-[3｀，5｀-双(三氟甲基)苯基]吡啶根合(pydinato)-N，C2}(吡啶甲酸根合)铱(缩写Ir(CF3ppy)2(pic))；三(2-苯基吡啶根合(pyridinato)-N，C2)铱(缩写Ir(ppy)3)；(乙酰基丙酮根合)双(2-苯基吡啶根合(pyridinato)-N，C2)铱(缩写Ir(ppy)2(acac))；(乙酰基丙酮根合)双[2-(2｀-噻吩基)吡啶根合(pyridinato)-N，C2]铱(缩写Ir(thp)2(acac))；(乙酰基丙酮根合)双(2-苯基喹啉根合-N，C2)铱(缩写Ir(pq)2(acac))；(乙酰基丙酮根合)双[2-(2｀-苯并噻吩基)吡啶根合(pyridinato)-N，C2]铱(缩写Ir(btp)2(acac))；和类似物。
要注意，在图6A中的多层171-175对应于105，和图6B中的多层173、176和177对应于105。如图6A所示，可通过采用空穴注入材料形成的空穴注入层171，用空穴迁移材料形成的空穴迁移层172，用具有发光性能的有机化合物形成的发光层173，用电子迁移材料形成的电子迁移层174，用电子注入材料形成的电子注入层175和在第一电极层104上提供的第二电极层106，形成充当发光元件的元件151。
在图5A中，在含有机化合物的层205的描述中列举的空穴迁移材料可合适地作为此处的空穴迁移材料使用。
酞菁基化合物有效地作为空穴注入材料，且可使用酞菁(缩写H2Pc)、酞菁铜(缩写CuPc)、氧钒酞菁(缩写VOPC)和类似物。此外，可使用化学掺杂的导电高分子量化合物，用聚苯乙烯磺酸盐(缩写PSS)、聚苯胺(缩写PAni)掺杂的聚乙烯二氧基噻吩(缩写PEDOT)或类似物。此外，无机半导体薄膜，例如氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)或氧化镍(NiOx)，或者无机绝缘体的超薄膜，例如氧化铝(Al2O3)也是有效的。此外，也可采用下述芳族-胺-基化合物4，4｀，4＂-三(N，N-二苯基胺基)-三苯胺(缩写TDATA)；4，4｀，4＂-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]-三苯胺(缩写MTDATA)；N，N｀-双(3-甲基苯基)-N，N｀-二苯基-1，1｀-联苯-4，4｀-二胺(缩写TPD)；4，4｀-双{N-[4-(N，N-二间甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基}联苯(缩写DNTPD)；和类似物。此外，这些芳族-胺-基化合物可用相对于芳族-胺-基化合物，具有受体性能的物质掺杂；具体地说可使用用2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(缩写F4-TCNQ)掺杂的VOPc或用MoOx(它是受体)掺杂的NPB。
作为电子迁移材料，在此处可合适地使用在图5A所示的含有有机化合物的层205的描述中列举的电子迁移材料。
作为电子注入材料，除了前述电子迁移材料以外，常常使用绝缘体的超薄膜；例如，碱金属的卤化物，例如LiF或CsF，碱土金属的卤化物，例如CaF2，或碱金属的氧化物，例如Li2O。此外，碱金属络合物，例如乙酰基丙酮锂(缩写Li(acac))或8-喹啉根合锂(缩写Liq)也是有效的。此外，可使用其中通过共蒸发或类似方法混合前述电子迁移材料和具有低功函的金属，例如Mg、Li或Cs的材料。
如图6B所示，可通过第一电极层104、用有机化合物和相对于有机化合物具有电子接收性能的无机化合物形成的空穴迁移层176、发光层173、用有机化合物和相对于有机化合物具有供电子性能的无机化合物形成的电子迁移层177，和第二电极层106，形成充当发光元件的元件151。
通过合适地使用具有空穴迁移性能的前述有机化合物作为有机化合物，形成用有机化合物和相对于有机化合物具有电子接收性能的无机化合物形成的空穴迁移层176。作为无机化合物，可使用任何无机化合物，只要容易从有机化合物中接收电子即可，且可使用各种金属氧化物或金属氮化物。特别地，优选属于元素周期表中第4-12族任何一种的过渡金属的氧化物，这是因为这种氧化物可具有电子接收性能。具体地说，给出了氧化钛、氧化锆、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化锌或类似物。在以上所述的金属氧化物当中，优选属于元素周期表中第4-8族任何一种的过渡金属的氧化物，这是因为它们具有高的电子接收性能。特别地，优选氧化钒、氧化钼、氧化钨和氧化铼，这是因为它们可真空蒸发并且容易地处理。
通过合适地使用具有电子迁移性能的前述有机化合物作为有机化合物，形成用有机化合物和相对于有机化合物具有供电子性能的无机化合物形成的电子迁移层177。作为无机化合物，可使用任何无机化合物，只要容易供给有机化合物电子即可，且可使用各种金属氧化物或金属氮化物。特别地，优选碱金属氧化物、碱土金属氧化物、稀土金属氧化物、碱金属氮化物、碱土金属氮化物和稀土金属氮化物，这是因为这种氧化物和氮化物可具有供电子性能。具体地说，给出了氧化锂、氧化锶、氧化钡、氧化铒、氮化锂、氮化镁、氮化钙、氮化钇、氮化镧或类似物。特别地，优选氧化锂、氧化钡、氮化锂、氮化镁和氮化钙，这是因为它们可真空蒸发且容易处理。
由于用有机化合物和无机化合物形成的电子迁移层或空穴迁移层的电子注入/迁移性能优异，因此，可在没有太多地受功函限制的情况下，使用各种材料形成第一电极层104和第二电极层106。此外，可降低驱动电压。
接下来，如图1C所示，在第二电极层106上形成绝缘层107。接下来，将基底108固定到绝缘层107的表面上。
优选通过涂布方法，通过施加组合物，然后干燥和/或焙烧该组合物，形成绝缘层107。由于以在随后的分离步骤中起作用的保护层形式提供绝缘层107，因此绝缘层107优选在表面上具有很少的下陷和隆起。可通过涂布方法形成这种绝缘层。此外，可通过薄膜形成方法，例如CVD方法或溅射方法，形成薄膜，然后通过CMP方法抛光该膜的表面，形成绝缘层107。通过使用有机化合物，例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、苯酚树脂、环氧树脂、聚缩醛、聚醚、聚氨酯、聚酰胺(尼龙)、呋喃树脂或邻苯二甲酸二烯丙酯树脂；在通过使用以氧化硅玻璃为典型的硅氧烷-聚合物-基材料作为起始材料形成含氢、氧和硅的化合物当中，含Si-O-Si键的无机硅氧烷聚合物；或者其中与硅键合的氢被有机基团，例如甲基或苯基取代的有机硅氧烷聚合物，典型地烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、倍半硅氧烷氢化物聚合物、烷基倍半硅氧烷氢化物聚合物，形成通过涂布方法形成的绝缘层107。采用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或类似物，形成通过前述薄膜形成方法形成的绝缘层，然后通过CMP方法对其表面进行抛光处理。
基底108优选是柔性、薄且轻质的基底。典型地，可使用包括PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、PES(聚醚砜)、聚丙烯、聚丙硫醚、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚邻苯二甲酰胺或类似物在内的基底。此外，也可使用由纤维材料制造的纸张，含基础材料膜(聚酯、聚酰胺、无机蒸发膜、纸张或类似物)和粘合剂有机树脂膜(丙烯酸基有机树脂、环氧基有机树脂或类似物)的多层膜或类似物，在使用前述基底的情况下，尽管没有示出，但通过在绝缘层107和基底108之间提供粘合层，将绝缘层107和基底108彼此固定在一起。
或者，具有粘合层的膜可用作基底108，其中通过热压制进行层压处理(例如，层压膜(其中包括聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯或类似物))，将待处理的物体层压到所述粘合层上。可固定层压膜到待处理的物体上，其方式使得在将成为基础材料或层的膜的表面上提供的粘合层，或者在将成为基础材料的膜的最外层(不是粘合层)处提供的层上通过热处理熔融，然后通过施加压力到其上，将膜固定到待处理的物体上。在此情况下，不是必须在绝缘层107和基底108之间提供粘合层。
此处使用环氧树脂形成绝缘层107，其方式使得通过涂布方法施加组合物，然后干燥和/或焙烧该组合物。接下来，通过在绝缘层107的表面上热压制层压膜，将基底108固定到绝缘层107上。
接下来，如图1D所示，分离层102和绝缘层103彼此分离。此处，无机绝缘层1115和第二电极层106彼此接触。由于在无机绝缘层1115和第二电极层106之间的粘合性高，因此难以在含有机化合物的层105与第二电极层106之间的界面处发生分离，并在分离步骤中，彼此分离剥离层102和绝缘层103。
尽管这一实施方案模式使用物理分离形成元件的层的方法，在该方法中，在基底和形成元件的层之间形成分离层和绝缘层，在分离层和绝缘层之间提供金属氧化物膜，并通过结晶削弱金属氧化物膜，但本发明并不限于这一方法。也可合适地使用任何一种下述方法(1)其中在基底和形成元件的层之间提供含氢的无定形硅膜，并用激光辐照该无定形硅膜，以便释放在无定形硅膜内的氢气，从而分离基底的方法；(2)其中在基底和形成元件的层之间形成分离层和绝缘层，在分离层和绝缘层之间提供金属氧化物膜，并通过结晶削弱金属氧化物膜，使用溶液或氟化卤气体，例如NF3、BrF3或ClF3蚀刻掉一部分分离层，并在削弱的金属氧化物膜处物理地进行分离的方法；(3)其中仅仅在生成形成元件的层的基底的基底被机械地除去或者使用溶液或氟化卤气体，例如NF3、BrF3或ClF3蚀刻掉的方法；(4)其中在具有高耐热性的基底和具有晶体管的层之间提供金属层和金属氧化物层作为分离层，通过结晶削弱金属氧化物层，使用溶液或氟化卤气体，例如NF3、BrF3或ClF3蚀刻掉一部分金属层，并在削弱的金属氧化物层处物理地进行分离的方法；和类似方法。
接下来，如图1E所示，将基底109固定到绝缘层103的表面上。基底109可由与基底108相类似的材料制造。此处，通过热压制层压膜，在绝缘层103上固定基底109。
根据上述步骤，通过使用分离步骤，高产率地在柔性基底上提供具有含有机化合物的层的元件。
参考图2A-2E，这一实施方案模式描述分离形成元件的层的方法，它不同于实施方案模式1。这一实施方案模式不同于实施方案模式1在于形成有机绝缘层而不是无机绝缘层，其中所述有机绝缘层覆盖第一电极层的末端部分。
如图2A所示，类似于实施方案模式1，在基底101上形成分离层102，在分离层102上形成绝缘层103，和在绝缘层103上形成薄膜晶体管1111。在这一实施方案模式中，类似于实施方案模式1，通过使用无机绝缘层1114，形成层间绝缘层使栅电极与薄膜晶体管1111的线材绝缘。接下来，在无机绝缘层1114上形成第一电极层104。
随后，形成覆盖第一电极层104的末端部分的有机绝缘层1121。有机绝缘层优选截面形状为30-75°，优选35-60°的倾斜角。通过具有这种倾斜角，随后形成的含有有机化合物的层的截面的末端部分的覆盖率得到改进，于是可防止因各步骤导致的含有有机化合物的层的断裂，以及可改进产率。
通过涂布方法、印刷方法，或者液滴排放方法，使用光敏或非光敏有机化合物，例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、苯酚树脂、环氧树脂、聚缩醛、聚醚、聚氨酯、聚酰胺(尼龙)、呋喃树脂或邻苯二甲酸二烯丙酯树脂，形成有机绝缘层1121。要注意，形成有机绝缘层1121的有机化合物具有极性取代基，例如酰亚胺基、氰基或羟基。
在通过涂布方法，施加非光敏有机化合物形成有机绝缘层1121的情况下，形成有机绝缘层1121，其方式使得(1)通过施加组合物，并干燥和焙烧该组合物形成绝缘膜，和(2)通过使用通过照相平版印刷步骤形成的抗蚀剂掩膜，选择性蚀刻掉绝缘膜，以便部分暴露第一电极层104和无机绝缘层1114。在通过涂布方法，施加光敏有机化合物形成有机绝缘层1121的情况下，形成有机绝缘层1121，其方式使得施加并干燥组合物，随后曝光、显影和焙烧，然后部分除去，以便部分暴露第一电极层104和无机绝缘层1114。通过曝光和显影光敏有机化合物形成的有机绝缘层1121在其上部末端部分具有曲率。因此，可防止随后形成的含有机化合物的层断裂并改进产率。在通过印刷方法或液滴排放方法形成有机绝缘层1121的情况下，形成有机绝缘层1121，其方式使得施加组合物，以便覆盖第一电极层的末端部分，并部分暴露无机绝缘层1114，然后干燥并焙烧该组合物。
此处，形成有机绝缘层1121，其方式使得(1)通过涂布方法，施加含光敏聚酰亚胺的组合物，并干燥和/或焙烧该组合物，形成绝缘膜，(2)通过照相平版印刷步骤曝光该绝缘膜，并显影，于是部分暴露第一电极层104和无机绝缘层1114。也就是说，形成有机绝缘层1121，以便形成无机绝缘层1114的暴露部分1122。
接下来，类似于实施方案模式1，在第一电极层104和有机绝缘层1121的暴露表面上形成含有机化合物的层105。要注意，形成含有机化合物的层105，以便部分暴露无机绝缘层1114。
随后，如图2B所示，在含有机化合物的层105和有机绝缘层1121的暴露部分1122上形成第二电极层106。因此，可形成其中无机绝缘层1114与第二电极层106接触的区域1123。在其中无机绝缘层1114与第二电极层106接触的区域1123中，在无机绝缘层1114和第二电极层106之间的粘合性如此高，结果在含有机化合物的层105和第二电极层106之间的界面处难以发生分离，并可通过分离层102和绝缘层103进行分离。
要注意，通过第二电极层106，含绝缘层103的叠层被称为形成元件的层1124。
由于如图2C所示的形成绝缘层107并固定基底108，如图2D所示的分离步骤，和如图2E所示的固定基底109类似于实施方案模式1的那些，因此此处省去其说明。
根据上述步骤，可通过使用分离步骤，高产率地在柔性基底上提供其中含有有机化合物的层的元件。
这一实施方案模式描述了分离形成元件的层的方法，它不同于实施方案模式1和实施方案模式2。这一实施方案模式不同于实施方案模式2在于形成有机绝缘层而不是无机绝缘层，所述有机绝缘层使栅电极与薄膜晶体管的线材绝缘。
如图3A所示，类似于实施方案模式1，在基底101上形成分离层102，在分离层102上形成绝缘层103，并在绝缘层103上形成薄膜晶体管1111。
在这一实施方案模式中，不同于实施方案模式1和实施方案模式2，通过使用第一有机绝缘层1131，形成层间绝缘层使栅电极与薄膜晶体管1111的线材绝缘。当形成线材时，在通过干蚀刻除去第一有机绝缘层的一部分，暴露栅极绝缘层1113一部分之后，通过部分蚀刻覆盖半导体层的栅极绝缘层1113，从而暴露半导体层。之后形成将与半导体层相连的线材1305。
可通过合适地选择材料和形成实施方案模式2中所示的有机绝缘层1121的方法，形成有机绝缘层1131。此处，采用非光敏丙烯酸类树脂形成有机绝缘层1131。
接下来，在第一有机绝缘层1131上形成与线材1305相连的第一电极层104。
随后，形成覆盖第一电极层104的末端部分的第二有机绝缘层1132。可类似于实施方案模式2中的有机绝缘层1121，形成第二有机绝缘层1132。
此处形成第二有机绝缘层1132，其方式使得(1)通过涂布方法施加含光敏聚酰亚胺的组合物，并干燥，形成具有聚酰亚胺的绝缘膜，(2)通过照相平版印刷步骤曝光绝缘膜并显影，以及焙烧，于是部分暴露第一电极层104和栅极绝缘层1113。换句话说，形成栅极绝缘层1113的暴露部分1133。
接下来，类似于实施方案模式1，在第二有机绝缘层1132和第一电极层104的暴露表面上形成含有机化合物的层105。要注意，形成含有机化合物的层105，以便覆盖栅极绝缘层1113的暴露部分1133。
接下来，如图3B所示，类似于实施方案模式1，形成第二电极层106，以便与含有机化合物的层105和栅极绝缘层1113的暴露部分1133接触。结果可形成其中栅极绝缘层1113与第二电极层106接触的区域1134。在其中栅极绝缘层1113与第二电极层106接触的区域1134中，在栅极绝缘层1113和第二电极层106之间的粘合性如此高，以致于在含有机化合物的层105与第二电极层106之间的界面处难以发生分离，且在分离步骤中，可通过分离层102和绝缘层103进行分离。
此处，通过第二电极层106，含绝缘层103的叠层被称为形成元件的层1135。
由于如图3C所示的形成绝缘层107并固定基底108，如图3D所示的分离步骤，和如图3E所示的固定基底109类似于实施方案模式1的那些，因此此处省去其说明。
根据上述步骤，可通过使用分离步骤，高产率地在柔性基底上提供其中含有有机化合物的层的元件。
这一实施方案模式描述了分离形成元件的层的方法，所述层具有不同于实施方案模式1-实施方案模式3的结构。这一实施方案模式不同于实施方案模式3在于第二电极层与类似于薄膜晶体管中的栅电极形成的第一导电层，类似于薄膜晶体管中的线材形成的第二导电层，和类似于第一电极层形成的第三导电层中的一层或更多层接触。这一实施方案模式示出了其中层叠第一导电层、第二导电层和第三导电层且第三导电层与第二导电层接触的结构。
如图4A所示，类似于实施方案模式1，在基底101上形成分离层102，在分离层102上形成绝缘层103，并在绝缘层103上形成薄膜晶体管1111。在这一实施方案模式中，在栅极绝缘层1113上形成导电膜之后，通过使用通过照相平版印刷步骤形成的抗蚀剂掩膜，选择性蚀刻导电膜，于是形成栅电极1304和第一导电层1141。
类似于实施方案模式3，通过使用第一有机绝缘层1140，形成层间绝缘层使栅电极与薄膜晶体管1111的线材绝缘。第一有机绝缘层1140中的一部分暴露第一导电层1141中的一部分。之后，形成将与半导体层相连的线材1305以及与第一导电层1141接触的第二导电层1142。典型地，在第一有机绝缘层1140、栅电极1304和第一导电层1141上形成导电膜之后，通过使用通过照相平版印刷步骤形成的抗蚀剂掩膜，选择性蚀刻导电膜，于是形成线材1305和第二导电层1142。
接下来，在第一有机绝缘层1140上形成第一电极层104，以及在第二导电层1142上形成第三导电层1144。
接下来，形成覆盖第一导电层104的末端部分的第二有机绝缘层1132。可类似于实施方案模式2的有机绝缘层1121，形成第二有机绝缘层1132。
接下来，类似于实施方案模式1，在第二有机绝缘层1132和第一电极层104的暴露表面上形成含有机化合物的层105。要注意，形成含有机化合物的层105，以便部分暴露第三导电层1144。参考标记1143表示第三导电层1144的暴露部分。
接下来，如图4B所示，类似于实施方案模式1，形成第二电极层106，以便与含有机化合物的层105和第三导电层1144的暴露部分1143接触。结果可形成其中第三导电层1144与第二电极层106接触的区域1145。在其中第三导电层1144与第二电极层106接触的区域1145中，第三导电层1144与第二电极层106之间的粘合性如此高，以致于在含有机化合物的层105和第二电极层106之间的界面处难以发生分离，且在分离步骤中，通过分离层102和绝缘层103进行分离。
如图11A所示，第二电极层106可与第二导电层1142和第三导电层1144接触。
如图11B所示，第二电极层106可与第一导电层1141、第二导电层1142和第三导电层1144接触。
如图11C所示，第二电极层106可与第一导电层1141和第三导电层1144接触。
如图11D所示，第二电极层106可与第三导电层1144接触。此处，第三导电层1144还与第一导电层1141接触。
如图11E所示，第二电极层106可与第一导电层1141和第二导电层1142接触。
如图11F所示，第二电极层106可与第二导电层1142接触。此处，第二导电层1142还与第一导电层1141接触。
如图11G所示，第二电极层106可与第三导电层1144接触。此处，第三导电层1144还与栅极绝缘层1113接触。
如图11H所示，第二电极层106可与第二导电层1142接触。此处，第二导电层1142还与栅极绝缘层1113接触。
如图11I所示，第二电极层106可与第一导电层1141接触。此处，第一导电层1141还与栅极绝缘层1113接触。
此处，如图4B所示，通过第二电极层106，含绝缘层103的叠层被称为形成元件的层1146。
由于如图4C所示的形成绝缘层107并固定基底108，如图4D所示的分离步骤，和如图4E所示的固定基底109类似于实施方案模式1的那些，因此此处省去其说明。
根据上述步骤，可通过使用分离步骤，高产率地在柔性基底上提供其中具有含有机化合物的层的元件。
这一实施方案描述一种半导体器件，其具有存储元件，典型地存储器件作为具有含有机化合物的层的元件。
图8A示出了将在这一实施方案中描述的半导体器件的结构实例。半导体器件包括其中存储单元221以基体形式排列的存储单元阵列222，解码器223，字线驱动电路224，选择器225和读/写电路226。要注意，此处所示的存储器件216的结构仅仅是例举，可提供其它电路，例如读出放大器、输出电路和缓存器。
可通过使用与存储元件相类似的薄膜晶体管，在基底上形成位线驱动电路、字线驱动电路224、书写电路、接口设备和类似物。或者，可作为IC芯片，在外部固定它们。
存储元件221具有与位线Bx(1≤x≤m)相连的第一线材，与字线Wy(1≤y≤n)相连的第二线材，薄膜晶体管240，和存储元件241。存储元件241具有其中含有机化合物的层夹在一对导电层之间的结构。
接下来，参考图9A和9B，描述具有前述结构的存储单元阵列222的顶视图和截面图。图9A示出了存储单元阵列222的顶视图的实例，和图9B是沿着图9A的线A-B的截面图，且还示出了沿着线C-D在图9A中没有示出的存储单元阵列222的周围部分的截面图。在图9A中，省去在第一电极层243上形成的有机绝缘层364、绝缘层331、含有机化合物的层265和第二电极层366。
在存储单元阵列222中，以基体形式排列多个存储单元221。在存储单元221中，在基底334上，此处为塑料基底上提供与薄膜晶体管240相连的充当开关元件和存储元件241的薄膜晶体管240(参见图9A和9B)。
存储元件241具有在有机绝缘层368上形成的第一电极层243，覆盖第一电极层243和有机绝缘层364的含有机化合物的层365，和第二电极层366。此外，有机绝缘层364覆盖第一电极层243的一部分。
在外周部分C-D中，形成其中薄膜晶体管240的栅极绝缘层369与第二电极层366接触的区域367。
在第二电极层366上形成绝缘层331，以便在表面上抑制下陷和隆起，并在绝缘层331上固定塑料基底335。
尽管图9B示出了其中形成含有机化合物的层365，以便与多层第一电极层重叠，但可选择地可仅仅在每一存储单元中形成含有机化合物的层365。在后一情况下，可通过蒸发方法，使用金属掩膜，形成含有机化合物的层365。此外，可通过选择性提供含有机化合物的层，其方式使得通过液滴排放方法或类似方法排放有机化合物，并焙烧有机化合物，从而改进材料的使用效率。
可通过与实施方案模式1相类似的材料和形成方法，形成第一电极层243和第二电极层366。
可通过与实施方案模式1中所述的含有机化合物的层105相类似的材料和形成方法，形成含有机化合物的层365。
当柔性基底、层压膜、由纤维材料制造的纸张或作为实施方案模式1中的基底108和109所述的类似物用作基底334和335时，可实现半导体器件的尺寸、厚度和重量的下降。
接下来，参考图10A和10B，描述有源矩阵类型的半导体器件的制造方法。
图10A是有源矩阵类型的半导体器件中的存储单元阵列的截面图。要注意，省去了外围电路，例如位线驱动电路、字线驱动电路和接口设备。
如图10A所示，在基底301上形成30nm厚的分离层302，和在分离层302上形成绝缘层303。接下来，在绝缘层303上形成TFT240。此处玻璃基底用作基底301。
此处，通过有机绝缘层368形成层间绝缘层使栅电极和TFT240中的源与漏电极绝缘。因此，在外围部分C-D中，除去一部分有机绝缘层368，以暴露TFT的栅极绝缘层369。
接下来，在TFT240上形成有机绝缘层364。然后，在有机绝缘层364和TFT的源或漏电极的暴露部分上形成含有机化合物的层365，并在含有机化合物的层365和栅极绝缘层369上形成第二电极层366。
此处形成第二电极层366，以便形成其中栅极绝缘层369与第二电极层366接触的区域367。在其中栅极绝缘层369与第二电极层366接触的区域367中，在栅极绝缘层369和第二电极层366之间的粘合性如此高，以致于在随后的分离步骤中，可高产率地将分离层和绝缘层彼此分离。
随后，在于第二电极层366上形成绝缘层331之后，如图10B所示，在绝缘层331上固定具有粘合层的塑料膜332。接下来，在于基底301的表面上固定最小粘性的胶带(未示出)之后，通过在120-150℃下加热，塑化塑料膜332的粘合层；于是塑料膜332被固定到绝缘层331上。
然后，如图10C所示，在平坦的表面上提供基底301，具有粘性层的辊(未示出)定位在塑料膜332的表面上，同时向其上施加压力，然后在分离层302和绝缘层303之间的界面处进行分离。
随后，如图10D所示，具有粘合层的基底334固定到绝缘层303的表面上，并在120-150℃下加热，以便塑化基底334的粘合层。于是，基底334固定到绝缘层303的表面上。
通过上述步骤，可制造在塑料膜上提供的有源矩阵类型的半导体器件。实施方案模式1-4中的任何一种可应用于这一实施方案。
接下来，描述在存储器件216内的数据写入的操作(图8A-9B)。
此处描述通过电的作用，典型地施加电压，进行数据写入的情况。通过改变存储单元的电特征进行写入，且假设存储单元的起始状态(其中没有施加电的作用的状态)是数据“0”，和其中改变电特征时的状态是数据“1”。
描述了其中在存储单元221内，在n栏、m行中写入数据时的情况。在存储单元221内写入数据“1”的情况下，通过解码器223和选择器225选择存储单元221。具体地说，通过解码器223施加预定的电压V22到与存储单元221相连的字线Wn上。与存储单元221相连的位线Bm通过解码器223和选择器225与读/写电路226相连。然后，从读/写电路226中输出写入电压V21到位线B3中。
因此，接通构成存储单元一部分的薄膜晶体管240，并电连接存储元件241与常见的电极和位线，然后施加约Vw＝Vcom-V21的电压。通过合适地选择电压Vw，可用物理或电学方法改变在电极层之间提供的含有机化合物的层，从而得到写入数据“1”。具体地说，在数据“1”的状态下，在读取操作电压下，可改变在第一电极层和第二电极层之间的电阻，以便比在数据“0”状态下小得多，或者可简单地使电路短路。短路的存储元件具有其中使电路短路的区域212，如图7B所示。可合适地选择电势在(V21，V22，Vcom)＝(5-15V，5-15V，0V)或(-12到0V，-12到0V，或3-5V)范围内。电压Vw的范围可以是5-15V或-15到-5V。
控制电压，以便数据“1”没有写入到与未选择的字线和未选择的位线相连的存储单元内。具体地说，将用于使存储单元的晶体管断开的电势(例如，0V)施加到未选择的字线上，使未选择的位线设定在浮动状态下，或者可施加与Vcom相同程度的电势。
同时，在存储单元221内写入数据“0”的情况下，电的作用没有施加到存储单元221上。在电路操作中，例如与写入数据“1”的情况相类似地，通过解码器223和选择器225选择存储单元221，但设定从读/写电路226输出到位线B3上的输出电势与Vcom相同的程度。或者使位线B3处于浮动状态。因此，施加低电压(例如，-5到5V)到存储元件241上或者不施加电压，于是没有改变电特征，因此实现写入数据“0”。
随后描述通过电的作用读出数据的操作(图8A-8C)。通过利用具有数据“0”的存储单元和具有数据“1”的存储单元在存储元件241的电特征上的差别，进行数据读出。例如，形成具有数据“0”的存储单元的存储元件的电阻在读出电压下假设为R0，而形成具有数据“1”的存储单元的存储元件的电阻在读出电压下假设为R1，以此为基础描述了通过利用电阻之差读出数据的方法。要注意，R1＜R0。在读/写电路中，使用图8B所示的电阻元件246和差动放大器247的电路226可被视为读出部分的结构。电阻元件具有阻值Rr，且R1＜Rr＜R0。可提供晶体管250而不是电阻元件246，且可使用时钟逆变器(clockedinverter)251而不是差动放大器(图8C)。毋庸置疑，电路结构不限于图8A-8C所示的电路。
在从存储单元221的n栏和m行中数据读出时，首先通过解码器223和选择器225选择存储单元221。具体地说，施加预定的电压V24到通过解码器223与存储单元221相连的字线Wn上，以便接通薄膜晶体管240。此外，与存储单元221相连的位线Bm通过解码器223和选择器225与读/写电路226的终端P相连。结果，终端P具有通过Vcom和V0获得的电势Vp。通过电阻元件246(阻值Rr)和存储元件241(阻值R0或R1)，通过电阻分压(resistance division)确定Vcom和V0。因此，若存储单元221具有数据“0”，Vp0＝Vcom+(V0-Vcom)×R0/(R0+Rr)。若存储单元221具有数据“1”，Vp1＝Vcom+(V0-Vcom)×R1/(R1+Rr)。因此，在图8B中，选择Vref，以便介于Vp0与Vp1之间，和在图8C中，选择时钟逆变器的改变点，以便介于Vp0与Vp1之间。因此，根据数据“0”/“1”，输出Lo/Hi(或Hi/Lo)作为输出电势Vout，于是进行数据读出。
例如，在Vdd＝3V下操作差动放大器，和设定Vcom为0V，设定V0为3V，以及设定Vref为1.5V。若R0/Rr＝Rr/R1＝9且薄膜晶体管240的接通电阻可忽略不计，则当存储单元的数据为“0”时，Vp0为2.7V，且输出Hi作为Vout，而当存储单元的数据为“1”时，Vp1为0.3V，且输出Lo作为Vout。因此，可进行从存储单元中数据的读出。
根据上述方法，使用存储元件241的阻值和电阻分压之差，通过电压值进行数据读出。读出方法不限于这一方法。例如，除了使用电阻差的方法以外，还可采用使用电流值之差的读取方法。此外，在其中存储单元的电特征具有其中阈电压在介于数据“0”至“1”之间不同的二极管特征的情况下，可通过使用阈电压之差进行读出。
这一实施方案可自由地结合上述实施方案模式。
通过采用本发明，可在分离层而不是存储元件的含有机化合物的层的界面处分离。因此，可分离在耐热基底上形成的具有存储元件的层并在柔性基底上提供该层。通过采用本发明，可在制造芯片以外但不可能重写数据的时间处写入(另外记录)数据。因此，可提供能防止重写导致伪造的半导体器件。此外，由于本发明的半导体器件具有存储元件，所述存储元件具有其中含有机化合物的层夹在一对导电层之间的简单结构，因此该半导体器件可能是便宜的。
参考图12A-12D，这一实施方案描述在没有接触的情况下，能读写数据的半导体器件的制造方法。
图12A是显示在没有接触的情况下，能读写数据的半导体器件的存储单元阵列的截面图。省去了外围电路，例如位线驱动电路、字线驱动电路和接口设备。
如图12A所示，类似于实施方案1，在基底301上形成30nm厚的分离层302，和在分离层302上形成绝缘层303。接下来，在绝缘层303上形成TFT381-383。此处，将TFT381连接到充当天线的导电层上，而TFT382和383则连接到存储元件上。
类似于实施方案1，还通过使用有机绝缘层388，形成层间绝缘层使栅电极和TFT381-383中的源与漏电极绝缘。因此，除去一部分有机绝缘层388，以便暴露TFT中的栅极绝缘层389。因此，形成其中无机绝缘层中的栅极绝缘层389与通过金属层形成的第二电极层385接触的区域387。
接下来，类似于实施方案1，在TFT361-363上形成有机绝缘层364。随后，在有机绝缘层364和TFT的源或漏电极的暴露部分上形成含有机化合物的层384，并在含有机化合物的层384上形成第二电极层385。与此同时，形成充当天线的导电层386。要注意，第二电极层385与含有机化合物的层384和栅极绝缘层389接触。可类似于实施方案1中所示的有机绝缘层310、含有机化合物的层311和第二电极层312，形成有机绝缘层364、含有机化合物的层384和第二电极层385。
此处形成第二电极层385，以便形成其中栅极绝缘层389与第二电极层385接触的区域387。在其中栅极绝缘层389与第二电极层385接触的区域387中，栅极绝缘层389和第二电极层385之间的粘合性如此高，以致于在随后的分离步骤中，在含有机化合物的层384和第二电极层385之间不发生分离，但可高产率地将分离层和绝缘层彼此分离。
接下来，如图12B所示，类似于实施方案1，在于第二电极层上形成绝缘层331之后，将具有粘合层的塑料膜332固定到绝缘层331上。
下文由于图12D所示的分离步骤和图12E所示的固定基底109类似于实施方案1，因此此处省去其说明。
通过前述步骤，可在塑料膜上形成在没有接触的情况下，能读写数据的半导体器件。实施方案模式1-4中的任何一种可应用于这一实施方案。
参考图13A-13E，这一实施方案不同于实施方案2，它将描述在没有接触的情况下，能读写数据的半导体器件的制造方法。
如图13A所示，类似于实施方案1，在基底301上形成30nm厚的分离层302，和在分离层302上形成绝缘层303。接下来，在绝缘层303上形成TFT381-383。
接下来，类似于实施方案1，在TFT381-383上形成有机绝缘层364。随后，在有机绝缘层364和TFT的源或漏电极的暴露部分上形成含有机化合物的层384，并在含有机化合物的层384上形成第二电极层385。与此同时，形成连接终端390。可分别类似于实施方案1中所示的有机绝缘层310、含有机化合物的层311和第二电极层312，形成有机绝缘层364、含有机化合物的层384和第二电极层385。
此处，形成第二电极层385，以便形成其中栅极绝缘层389与第二电极层385接触的区域387。栅极绝缘层389和第二电极层385之间的粘合性如此高，以致于在随后的分离步骤中，可高产率地将分离层和绝缘层彼此分离。
接下来，在第二电极层385上形成保护层391，以便暴露连接终端390。接下来，如图13B所示，在保护层391上形成粘合层392，并将基底393固定到粘合层392上。通过使用塑性粘合剂，例如光学塑性粘合剂、热塑性粘合剂或化学塑性粘合剂，形成粘合层392。基底393可类似于基底301。此处，光学塑料树脂用作粘合层392，且基底393是玻璃基底。
接下来，如图13C所示，在分离层302和绝缘层303之间的界面处进行分离。
随后，如图17D所示，在绝缘层303的表面上固定具有粘合层的塑料膜394，并在120-150℃下加热，以便塑料膜394的粘合层被塑化。因此，塑料膜394被固定到绝缘层303的表面上。
接下来，塑化粘合层392，以便除去基底393和粘合层392。此处，用UV光辐照粘合层392，塑化粘合层，于是除去基底393。
然后，如图13E所示，通过使用各向异性的导电膜或者各向异性的导电粘合剂，彼此固定具有TFT和存储元件的基底与其中提供充当天线的导电层398的基底399。此处，通过在各向异性导电粘合剂397内使用导电颗粒396，使连接终端390和充当天线的导电层398彼此电连接。由于通过保护层391保护第二电极层385，因此，第二电极层385和导电层398彼此没有电连接。
通过前述步骤，可在塑料膜上形成在没有接触的情况下，能读写数据的半导体器件。
实施方案模式1-4中的任何一种可应用于这一实施方案。
此处，参考图14A-14C描述了具有实施方案2和3中所示元件的半导体器件的结构。如图14A所示，根据本发明的半导体器件20在没有接触的情况下，具有发送和接收数据的功能且包括电源电路11，时钟脉冲发生电路12，数据调制/解调制电路13，控制另一电路的控制电路14，和接口电路15，存储电路16，数据总线17和天线18。
此外，如图14B所示，本发明的半导体器件20在没有接触的情况下，具有发送和接收数据的功能，且除了具有电源电路11，时钟脉冲发生电路12，数据调制/解调制电路13，控制另一电路的控制电路14，接口电路15，存储电路16，数据总线17和天线18以外，还可具有中央处理单元51。
此外，如图14C所示，本发明的半导体器件20在没有接触的情况下，具有发送和接收数据的功能，且除了具有电源电路11，时钟脉冲发生电路12，数据调制/解调制电路13，控制另一电路的控制电路14，接口电路15，存储电路16，总线17，天线18和中央处理单元51以外，还可具有包括检测元件53和检测控制电路54的检测部分52。
在这一实施方案的半导体器件中，除了电源电路11，时钟脉冲发生电路12，数据调制/解调制电路13，控制另一电路的控制电路14，接口电路15，存储电路16，总线17，天线18和中央处理单元51以外，还形成包括检测元件53和检测控制电路54的检测部分52和类似物。这一结构使得可形成紧凑和多功能的半导体器件。
电源电路11是基于从天线18输入的交替信号，产生将供应到半导体器件20内的各电路上的各种电源的电路。时钟脉冲发生电路12是基于从天线18输入的交替信号，产生将供应到半导体器件20内的各电路上的各种时钟信号的电路。数据调制/解调制电路13具有调制/解调制发送到阅读程序/编写程序19的数据或从中接收的数据的功能。控制电路14具有控制存储电路16的功能。天线18具有发送和接收电磁波或电波的功能。阅读程序/编写程序19发送数据到半导体器件上/从中接收数据，控制半导体器件并控制发送到半导体器件上或者从中接收的数据的处理。半导体器件不限于上述结构，和例如可添加另一元件，例如电源电压的限幅电路或仅仅处理编码的硬件。
存储电路16具有一个或更多个选自实施方案模式1-4和实施方案模式1和2中所示的存储元件中的元件。具有含有机化合物的层的存储元件可实现尺寸减少、膜变薄并同时增加容量，因此当通过使用具有含有机化合物的层的存储元件提供存储电路16时，可实现半导体器件的尺寸与重量的减少。
检测部分52可通过物理或化学方式检测温度、压力、流速、光线(light)、磁性、声波、加速、湿度、气体组成、液体组成和其它特征。此外，检测部分52具有检测元件53检测物理参数或化学参数和检测控制电路54将通过检测元件53检测的物理参数或化学参数转化成合适的信号，例如电信号。作为检测元件53，可使用电阻元件、电容耦合元件、电感耦合元件、光生伏打元件、光电转化元件、热电动势元件、晶体管、热敏电阻、二极管或类似物。检测部分52的数量可大于一个，且在此情况下，可同时检测多个物理参数或化学参数。
此处所述的物理参数是指温度、压力、流速、光、磁性、声波、加速和湿度等，而化学参数是指化学物质，例如气体组成或包括在液体内的成分，例如离子或类似物。另外，还包括有机化合物，例如包括在血液、汗液、尿液或类似物内的特别的生物物质(例如，在血液内的血糖水平)。特别地，在检测化学品含量的情况下，由于视需要选择性检测特殊物质，因此，在检测元件53内事先提供与待检测的物质选择性反应的物质。例如，在检测生物物质的情况下，优选将酶、抗体分子、微生物细胞或选择性与将通过检测元件53检测的生物物质反应的类似物定位在高分子量化合物或类似物内。
可根据本发明形成充当无线芯片的半导体器件。可在宽范围中应用无线芯片。例如，无线芯片可应用于纸币、硬币、证券、无记名债券、识别证件(驾驶证、居民身份证等，参见图20A)、包装容器(包装纸、瓶子和类似物，参见图20C)、记录介质(DVD软件、录像磁带和类似物，参见图20B)，车辆(自行车和类似物，参见图20D)，个人用品(带子、眼镜和类似物)，食品、植物、动物、人体、服装、商品、电子用品、行李标签(参见图20E和20F)和类似物。电子用品包括液晶显示器件、EL(电子发光)显示器件、电视器件(也简称为TV，TV接收机或电视接收机)、移动电话和类似物。
通过安装到印刷的基底、固定半导体器件20到产品表面上，或在产品内包埋半导体器件20，从而将本发明的半导体器件20定位到产品上。例如，若产品是书，则通过在纸张内包埋半导体器件20)，将其定位到书上，若产品是由有机树脂制造的包装，则通过在有机树脂内包埋半导体器件20，将其定位到包装上。由于本发明的半导体器件20袖珍、薄且轻质，因此，甚至在将该器件定位到产品上之后，产品本身的设计质量没有劣化。通过提供半导体器件20到纸币、硬币、证券、无记名债券、识别证件和类似物，可提供识别功能，和通过利用该识别功能，可防止伪造。此外，当在包装容器、记录介质、个人用品、食品、服装、商品、电子用品和类似物中提供本发明的半导体器件时，诸如检测体系之类的体系变得更有效。
这一实施方案描述了具有发光元件的半导体器件的制造步骤。
如图15A所示，在基底401上形成分离层402。在这一实施方案中，采用AN100形成基底。在这一玻璃基底上形成分离层402，所述分离层402在此处为通过溅射方法得到的钨层(厚度为10-200nm，优选50-75nm)。然后，形成绝缘层403。此处，通过CVD方法，形成厚度为140nm的氮氧化硅膜，和形成厚度100nm的氧氮化硅膜。
随后，在绝缘层403上形成p-沟道TFT414和416以及n-沟道TFT415。通过p-沟道TFT414和n-沟道TFT415形成驱动电路。p-沟道TFT416充当驱动发光元件的驱动元件。
通过层叠氧氮化硅、氮氧化硅和丙烯酸类树脂，形成第一层间绝缘层417使线材与TFT414-416的栅电极绝缘。此外，在第一层间绝缘层417上形成与TFT的半导体层相连的线材418-423和连接终端424。此处，通过溅射方法连续形成100nm厚的Ti膜和700nm厚的Al膜及100nm厚的Ti膜，并通过使用通过照相平版印刷步骤形成的抗蚀剂掩膜选择性蚀刻这些膜，于是形成线材418-423和连接终端424。之后除去抗蚀剂掩膜。
随后，在层间绝缘层417、线材418-423和连接终端424上形成第二层间绝缘层425。作为第二层间绝缘层425，可使用无机绝缘层膜，例如氧化硅膜、氮化硅膜或氧氮化硅膜。可以以单层或多层结构形式形成这些绝缘膜。作为形成无机绝缘膜的方法，可使用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法或类似方法。
在这一实施方案中，使用等离子体CVD方法，并通过使用无机绝缘膜，形成厚度100-150nm的第二层间绝缘层425。
接下来，通过使用通过照相平版印刷步骤形成的抗蚀剂掩膜，选择性蚀刻第二层间绝缘层425，形成接触空穴，所述接触空穴延伸到驱动TFT的线材423和连接终端424处。之后，除去抗蚀剂掩膜。
随后，形成将与驱动TFT的线材423相连的第一电极层426和将与连接终端424相连的导电层430。形成第一电极层426和导电层430，其方式使得在通过溅射方法形成125nm的含ITO的氧化硅膜之后，通过使用通过照相平版印刷步骤形成的抗蚀剂掩膜，选择性蚀刻ITO。
如这一实施方案中所述，形成第二层间绝缘层425可防止驱动电路部分、线材和类似物中的TFT暴露且可保护TFT避免污染源。
接下来，形成有机绝缘层427覆盖第一电极层426的末端部分。此处，在施加并焙烧光敏聚酰亚胺之后，进行曝光和显影，于是形成有机绝缘层427，以便暴露驱动电路、在像素区域内的第一电极层426，和在像素区域外围的第二层间绝缘层425。
接下来，通过蒸发方法，在第一电极层426和有机绝缘层427的一部分上形成发光物质。采用具有发光性能的有机化合物，形成含发光物质的层428。此外，对于含有机化合物的层363来说，分别通过使用发射红光的有机化合物、发射蓝光的有机化合物和发射绿光的有机化合物，形成发射红光的像素、发射蓝光的像素和发射绿光的像素。
此处，通过层叠形成50nm厚的DNTPD，形成10nm厚的NPB，形成30nm厚的用双[2，3-双(4-氟苯基)喹啉并quixalinato]铱(乙酰丙酮化物)(缩写为Ir(Fdpq)2(acac))掺杂的NPB，形成60nm厚的Alq3和形成1nm厚的LiF，从而形成含发射红光的有机化合物的层。
通过层叠形成50nm厚的DNTPD、形成10nm厚的NPB，形成40nm厚的用香豆素545T(C545T)掺杂的Alq3，形成60nm厚的Alq3，形成含发射绿光的有机化合物的层，并层叠形成1nm厚的LiF。
通过层叠形成50nm厚的DNTPD，形成10nm厚的NPB，形成30nm厚的用2，5，8，11-四(叔丁基)苝(缩写为TBP)掺杂的9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(缩写为CzPA)，形成60nm厚的Alq3，形成含发射蓝光的有机化合物的层，并层叠形成1nm厚的LiF。
此外，通过使用发射白光的有机化合物，形成发射白光的像素。通过提供发射白光的像素，可降低功耗。
接下来，如图15B所示，在含有发光物质的层428、有机绝缘层427和第二层间绝缘层425上形成第二电极层431。此处，通过蒸发方法形成200nm厚的Al膜。此刻，形成其中第二电极层431与通过使用无机化合物形成的第二层间绝缘层425接触的区域432。在其中第二电极层431与通过使用无机化合物形成的第二层间绝缘层425接触的区域432中，其间的粘合性如此高，以致于在随后的分离步骤中，可在分离层302和绝缘层303之间分离，而不是在含发光物质的层428和第二电极层431之间分离。
接下来，如图15C所示，在第二电极层431上形成保护层441。形成保护层441，防止湿气、氧气和类似物侵入到发光元件内。优选通过使用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氧氮化铝、氧化铝、金刚石状碳(DLC)、含氮的碳(CN)或其它绝缘材料，通过薄膜形成方法，例如等离子体CVD方法或溅射方法，形成保护层441。
随后，在保护层441上形成绝缘层442。此处，采用环氧树脂，通过施加并焙烧该组合物，形成绝缘层442。接下来，在绝缘层442上固定塑料膜443。然后，在将最小粘着的胶带(未示出)固定在基底401的表面上之后，在120-150℃下进行热处理，塑化塑料膜443的粘合层。于是，将塑料膜443固定到绝缘层442上。
接下来，在平坦部分的表面上排列基底401。然后，如图16A所示，将具有粘着层的辊(未示出)定位到塑料膜443的表面上，同时在其上施加压力，并在分离层402和绝缘层403之间的界面处进行分离。
随后，如图16B所示，将具有粘合层的塑料膜451固定到绝缘层403的表面上，并在120-150℃下进行热处理，塑化塑料膜451的粘合层。于是，将塑料膜451固定到绝缘层403的表面上。
接下来，通过使用各向异性导电层453，将FPC454固定到与连接终端424接触的导电层430上。
通过前述步骤，可在塑料膜上形成具有有源基体的发光元件的半导体器件。
在这一实施方案中，图17示出了在全色显示的情况下，在像素内的等价电路图。在图17中，虚线包围的TFT639对应于驱动TFT603。
在表达红色的像素中，驱动TFT639的漏区域连接到OLED703R上以供发射红光，同时提供其源区域阳极侧电源线(R)706R。提供OLED703R阴极侧电源线700。将开关TFT638连接到栅极线材705上，并将驱动TFT639的栅电极连接到开关TFT638的漏区域上。开关TFT638的漏区域连接到与阳极侧电源线(R)706R相连的电容器元件707上。
在表达绿色的像素中，驱动TFT的漏区域连接到OLED703G上以供发射绿光，同时提供其源区域阳极侧电源线(G)706G。将开关TFT638连接到栅极线材705上，并将驱动TFT639的栅电极连接到开关TFT638的漏区域上。开关TFT638的漏区域连接到与阳极侧电源线(G)706G相连的电容器元件707上。
在表达蓝色的像素中，驱动TFT的漏区域连接到OLED703B上以供发射绿光，同时提供其源区域阳极侧电源线(B)706B。将开关TFT638连接到栅极线材705上，并将驱动TFT639的栅电极连接到开关TFT638的漏区域上。开关TFT638的漏区域连接到与阳极侧电源线(B)706B相连的电容器元件707上。
取决于EL材料，分别施加不同电压到具有不同颜色的像素上。
此处，与阳极侧电源线706R、706G和706B平行地形成源线材704；然而，本发明不限于此。可与阳极侧电源线706R、706G和706B平行地形成栅极线材705。此外，驱动TFT639可具有多个栅电极结构。
在发光器件中，没有特别限制显示屏的驱动方法。例如，可使用点顺序驱动方法、线顺序驱动方法、平面顺序驱动方法或类似方法。典型地使用线顺序驱动方法，且可合适地结合时分(time-division)灰度驱动方法或区域灰度驱动方法。另外，将输入到发光器件的源线内的视频信号可以是模拟信号或数字信号。可根据视频信号，合适地设计驱动电路或类似物。
此外，在使用数字视频信号的发光器件中，存在其中输入到像素内的视频信号是具有恒定电压(CV)的视频信号，和其中输入到像素内的视频信号是具有恒定电流(CC)的视频信号这两类驱动体系。此外，关于使用具有恒定电压(CV)的视频信号的驱动体系，存在其中施加到发光元件上的电压恒定(CVCV)和其中施加到发光元件上的电流恒定(CVCC)的这两类体系。另外，关于使用具有恒定电流(CC)的视频信号的驱动体系，存在其中施加到发光元件上的电压恒定(CCCV)和其中施加到发光元件上的电流恒定(CCCC)的这两类体系。
在发光器件中，可提供保护电路避免静电击穿(例如保护性二极管)。
通过前述步骤，可制造在塑料膜上提供的具有有源矩阵的发光元件的半导体器件。
这一实施方案可自由地结合实施方案模式1-4中的任何一种。
接下来，描述其中在实施方案5中所述的EL显示面板具有安装在其上的FPC或驱动IC的实施例。此处，通过TFT形成的芯片状驱动电路被称为驱动IC。
图18A是显示发光器件的实例的顶视图，其中FPC1009固定到四个终端部分1008上。在基底1010上形成含发光元件和TFT的像素部分1002，含TFT的栅极侧驱动电路1003，和含TFT的第一驱动电路1001。使用具有结晶结构的半导体膜，形成TFT的有源层，并且可在一个基底上形成这些电路。因此，可制造其中实现在面板上的体系(system-on-panel)的EL显示面板。
此外，为了使发光元件的第二电极(阴极)接触下部层的线材，在两个区域处提供连接区域1007，以便夹入像素部分。发光元件的第一电极(阳极)电连接到在像素部分内提供的TFT上。
通过围绕像素部分和驱动电路的密封材料1005以及被密封材料1005围绕的填充材料，将密封基底1004定位到基底1010上。此外，可使用含有透明干燥试剂的填充材料。此外，干燥试剂可布置在与像素部分没有重叠的区域内。
尽管在这一实施方案中，一部分密封材料1005与含TFT的栅极侧驱动电路1003重叠，但可提供密封材料1005，以便围绕显示器区域的外围。换句话说，可提供密封材料，以便不与栅极侧驱动电路1003重叠。
图18A示出了对于具有相对大尺寸(例如，4.3英寸的对角线)的发光器件来说优选的结构。同时，图18B示出了使用COG方法的一个实例，这对于小尺寸和窄框架(例如，1.5英寸的对角线)来说是优选的。
在图18B中，在基底1010上安装驱动IC1011，并将FPC1019安装到布置在驱动IC一端的终端部分1018上。优选在侧面为300mm-1000mm的矩形基底上形成待安装的多个驱动IC1011。也就是说，可在基底上作为一个单元形成具有驱动电路部分和输入/输出终端的多个电路图案，且最后，可通过分开基底，取出每一电路图案。考虑到在一侧上的像素部分的长度或者像素节距，驱动IC可具有其中长侧的长度为15-80mm和短侧的长度为1-6mm的矩形形状。驱动IC的长侧的长度可等于像素部分的一侧，或者像素部分一侧的长度与驱动电路一侧的长度之和。
驱动IC的外部尺寸优于IC芯片之处在于长侧的长度。当驱动IC具有15-80mm的长侧时，根据像素部分安装所要求的数量小于在使用IC芯片下的情况，从而增加生产的产率。当在玻璃基底上形成驱动IC时，没有限制用作基础材料的基底的形状，且产率没有下降。与从圆形硅晶片中取出IC芯片的情况相比，这具有巨大的优势。
此外，TAB方法也是可使用的。在TAB方法中，可固定多个胶带并可将驱动IC安装到胶带上。类似于COG方法，可将单一的驱动IC安装到单一的胶带上。在这一情况下，考虑到强度，优选将金属芯片或定位驱动IC的类似物固定在一起。
提供在像素部分1102和驱动IC1011之间的连接区域1017，以便在发光元件内的第二电极层与下部层的线材接触。发光元件的第一电极电连接到在像素部分内提供的TFT上。
此外，通过围绕像素部分1012的密封材料1015和被密封材料1015包围的填充材料，将密封基底1014定位到基底1010上。
可用由Si芯片形成的IC芯片替代驱动IC。
在使用无定形半导体膜作为在像素部分内的TFT的有源层的情况下，难以在一个基底上形成驱动电路。因此，即使尺寸大，但结构是图18B所示的一种。
正如所述的，可通过使用在实施方案5中所述的发光元件的结构，实现各种电子应用。
参考附图，描述采用所安装的本发明半导体器件的电子应用的一个方面。此处描述的电子应用是移动电话，其包括壳体2700和2706，面板2701，外壳2702，印刷线材基底2703，操作按钮2704和电池2705(参见图19)。面板2701可拆卸地安装到壳体2702内，和壳体2702安装到印刷线材基底2703内。根据面板2701将安装在其内的电子应用，合适地改性壳体2702的形状与尺寸。印刷线材基底2703具有已安装的多个封装的半导体器件。本发明的半导体器件可用作封装的半导体器件之一。安装在印刷线材基底2703上的多个半导体器件具有控制器、中央处理单元(CPU)、存储器、电源电路、视频处理电路、发送/接收电路等任何功能。
通过连接膜2708，将面板2701连接到印刷线材基底2703上。面板2701，外壳2702，和印刷线材基底2703，以及操作按钮2704和电池2705包括在壳体2700和2706内。提供在面板2701内的像素区域2709，以便从壳体2700内提供的开放窗观察。实施方案5和6中所示的半导体器件也可用于面板2701。
如前所述，本发明的半导体器件具有袖珍、薄和轻质的优点。这些优点使得可有效利用在电子用品的壳体2700和2706内的有限空间。
要注意，壳体2700和2706的形状仅仅是移动电话外部形状的一个实例，可根据功能和所打算的目的，将本发明的电子应用改性成各种模式。
本申请以2005年8月31日在日本专利局提交的日本专利申请序列号No.2005-252881为基础，其全部内容在此通过参考引入。
权利要求
1.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成无机化合物层；在分离层上形成半导体元件；和其上形成第一电极层和与半导体元件相连；在第一电极层上形成含有机化合物的层，和形成在含有机化合物的层和无机化合物层之上并与之接触的第二电极层；和在第二电极层上固定第一柔性基底，在分离层处，将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
2.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成薄膜晶体管，其上形成与薄膜晶体管相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层的末端部分的无机绝缘层，在无机绝缘层和第一电极层的一部分上形成含有机化合物的层，并形成与含有机化合物的层和无机绝缘层接触的第二电极层；和将第一柔性基底固定在第二电极层上，以及在分离层处将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
3.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成薄膜晶体管；形成使薄膜晶体管的线材与薄膜晶体管的栅电极绝缘的无机绝缘层，在无机绝缘层上形成将与薄膜晶体管的线材相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层的末端部分的有机绝缘层，在有机绝缘层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成含有机化合物的层，以及形成与含有机化合物的层和无机绝缘层接触的第二电极层；和将第一柔性基底固定到第二电极层上，在分离层处将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
4.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成半导体层，在半导体层上通过无机绝缘体形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极，在栅电极上形成有机绝缘层，通过部分除去该有机绝缘层而部分暴露半导体层和栅极绝缘层，在有机绝缘层上形成将与半导体层相连的线材，形成将与线材相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层的末端部分的有机绝缘层，在有机绝缘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，并形成与含有有机化合物的层以及栅极绝缘层接触的第二电极层；和将第一柔性基底固定到第二电极层上，以及在分离层处将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
5.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成绝缘层，在绝缘层上形成半导体层，在半导体层上通过无机绝缘体形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极和第一导电层，在栅电极和第一导电层上形成有机绝缘层，通过选择性除去有机绝缘层而部分暴露半导体层和第一导电层，在有机绝缘层上形成将与半导体层相连的线材以及形成将与第一导电层相连的第二导电层，形成将与线材相连的第一电极层以及形成将与第二导电层相连的第三导电层，形成覆盖第一电极层和第三导电层的末端部分的有机绝缘层，在有机绝缘层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成含有机化合物的层，并形成与含有机化合物的层和第一至第三导电层中的至少一层接触的第二电极层；和将第一柔性基底固定到第二电极层上，以及在分离层处将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
6.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成金属层，在分离层上形成半导体元件；和其上形成将与所述半导体元件相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层的含有机化合物的层，并在其上形成将与含有机化合物的层和所述金属层接触的第二电极层；和将第一柔性基底固定在第二电极层上；在分离层处将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
7.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成半导体层，在半导体层上通过无机绝缘体形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极，在栅电极上形成有机绝缘层，通过部分除去该有机绝缘层而部分暴露半导体层和栅极绝缘层，在有机绝缘层上形成将与半导体层相连的线材，形成将与线材相连的第一电极层，形成覆盖第一电极层的末端部分的有机绝缘层，在有机绝缘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，并形成与含有有机化合物的层以及栅极绝缘层接触的第二电极层；和将第一柔性基底固定到第二电极层上，以及在分离层处将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
8.制造半导体器件的方法，该方法包括在基底上形成分离层；产生形成元件的层，步骤包括在分离层上形成绝缘层，在绝缘层上形成半导体层，在半导体层上通过无机绝缘体形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极和第一导电层，在栅电极和第一导电层上形成有机绝缘层，通过选择性除去有机绝缘层而部分暴露半导体层和第一导电层，在有机绝缘层上形成与半导体层相连的线材以及形成将与第一导电层相连的第二导电层，形成将与线材相连的第一电极层以及形成将与第二导电层相连的第三导电层，形成覆盖第一电极层和第三导电层的末端部分的有机绝缘层，在有机绝缘层的一部分和第一电极层的暴露部分上形成含有机化合物的层，并形成与含有机化合物的层和第一至第三导电层中的至少一层接触的第二电极层；和将第一柔性基底固定到第二电极层上，以及在分离层处将基底和形成元件的层彼此分离，以便通过第一柔性基底支撑形成元件的层。
9.权利要求1的制造半导体器件的方法，其中半导体元件是薄膜晶体管，和其中无机化合物层是使薄膜晶体管的线材和薄膜晶体管的栅电极绝缘的绝缘层。
10.权利要求1的制造半导体器件的方法，其中半导体元件是薄膜晶体管，和其中采用与薄膜晶体管的栅电极相同的材料形成无机化合物层。
11.权利要求1的制造半导体器件的方法，其中半导体元件是薄膜晶体管，和其中采用与薄膜晶体管的线材相同的材料形成无机化合物层。
12.权利要求1的制造半导体器件的方法，其中采用与第一电极层相同的材料形成无机化合物层。
13.权利要求1-8任何一项的制造半导体器件的方法，其中第一电极层、含有机化合物的层和第二电极层构成存储元件的一部分。
14.根据权利要求1-8任何一项的制造半导体器件的方法，其中第一电极层、含有机化合物的层和第二电极层构成发光元件的一部分。
15.权利要求1-8任何一项的制造半导体器件的方法，其中在彼此分离形成元件的层与分离层之后，将形成元件的层固定到第二柔性基底上。
16.一种半导体器件，其包括在第一柔性基底上形成的绝缘层；在绝缘层上形成的薄膜晶体管；将与薄膜晶体管相连的第一电极层；覆盖第一电极层的末端部分的无机绝缘层；在第一电极层上形成的含有机化合物的层；与含有机化合物的层和无机绝缘层接触的第二电极层；和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
17.一种半导体器件，其包括在第一柔性基底上形成的绝缘层；在绝缘层上形成的薄膜晶体管；使线材与薄膜晶体管中的栅电极绝缘的无机绝缘层；在无机绝缘层上形成且与薄膜晶体管相连的第一电极层；覆盖第一电极层的末端部分的有机绝缘层；在第一电极层上形成的含有机化合物的层；与含有机化合物的层、有机绝缘层和无机绝缘层接触的第二电极层；和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
18.一种半导体器件，其包括在第一柔性基底上形成的绝缘层；在绝缘层上形成的薄膜晶体管；使半导体层和薄膜晶体管的栅电极绝缘的通过无机绝缘体形成的栅极绝缘层；在栅极绝缘层的一部分上形成且使薄膜晶体管的线材与薄膜晶体管的栅电极绝缘的第一有机绝缘层；在第一有机绝缘层上形成且与薄膜晶体管相连的第一电极层；覆盖第一电极层的末端部分且在第一有机绝缘层上形成的第二有机绝缘层；在第一电极层上形成的含有机化合物的层；与含有机化合物的层、第二有机绝缘层和无机绝缘层接触的第二电极层；和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
19.一种半导体器件，其包括在第一柔性基底上形成的绝缘层；在绝缘层上形成的薄膜晶体管；通过与薄膜晶体管的栅电极类似的层形成的第一导电层；覆盖薄膜晶体管的栅电极的第一有机绝缘层；在第一有机绝缘层上形成的线材；通过与线材相类似的层形成且与第一导电层接触的第二导电层；在第一有机绝缘层上形成且与薄膜晶体管的线材相连的第一电极层；通过与第一电极层相类似的层形成且与第二导电层接触的第三导电层；覆盖第一电极层的末端部分的第二有机绝缘层；在第二有机绝缘层和第一电极层上形成的含有机化合物的层；与含有机化合物的层和第三导电层接触的第二电极层；和在第二电极层上形成的第二柔性基底。
20.权利要求16-19任何一项的半导体器件，其中第一电极层、含有机化合物的层和第二电极层构成存储元件的一部分。
21.权利要求16-19任何一项的半导体器件，其中第一电极层，含有机化合物的层和第二电极层构成发光元件的一部分。
22.权利要求16-19任何一项的半导体器件，进一步包括用作天线的导电层；和与所述天线相连的晶体管。
23.权利要求16-19任何一项的半导体器件，进一步包括与第一电极层相连的二极管。
24.权利要求16-19任何一项的半导体器件，进一步包括与第二电极层相连的二极管。
全文摘要
本发明的目的是高产率地制造半导体器件，在所述半导体器件内，在柔性基底上提供具有含有机化合物的层的元件。制造半导体器件的方法包括在基底上形成分离层；通过在分离层上形成无机化合物层、第一导电层，和含有机化合物的层，并形成与含有机化合物的层和无机化合物层接触的第二导电层，从而产生形成元件的层；和在将第一柔性基底固定在第二导电层上之后，在分离层处将分离层与形成元件的层分离。
文档编号H01L27/28GK1925140SQ20061012885
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月31日 优先权日2005年8月31日
发明者铃木恒德, 野村亮二, 汤川干央, 大泽信晴, 高野圭惠, 浅见良信, 佐藤岳尚 申请人:株式会社半导体能源研究所