挠性半导体装置及其制造方法

专利名称：挠性半导体装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有可挠性的挠性半导体装置及其制造方法。更详细地说，是涉及能够作为TFT使用的挠性半导体装置及其制造方法。
背景技术：
随着信息终端的普及，作为计算机用的显示器，对于平板显示器的需求提高，另外，随着信息化的进一步发展，以往由纸媒介提供的信息被电子化的机会增加。特别是近来，作为轻薄、超便携的移动用显示媒体，电子纸或数字纸的需求也正在提高(专利文献1
寸乂 O通常，在平板显示器中，是使用利用了液晶、有机EL(有机电致发光)、电泳等的元件来形成显示媒体。在这样的显示媒体中，为了确保画面亮度的均勻性和画面更新速度等， 作为图像驱动元件使用有源驱动元件(TFT元件)的技术成为主流。例如，在通常的电脑显示器中，是在基板上形成这些TFT元件且包封有液晶、有机EL元件等。在此，在TFT元件中主要能够使用a_Si(非晶硅)/p_Si(多晶硅)等的半导体。使这些Si半导体(根据需要也可以是金属膜)多层化，在基板上依次形成源极、漏极、栅极， 来制造成TFT元件。因为在使用这样的Si材料的TFT元件的形成中包含高温的工序，所以要施加作为基板材料必须使用耐受工序高温的材料这一限制。因此，实际上作为基板，需要使用耐热性优异的玻璃基板。还有，也可以使用石英基板，但是昂贵，在显示器大型化时在经济性上存在问题。因此，作为形成TFT元件的基板，一般使用玻璃基板。但是，如此利用现有已知的玻璃基板构成前述的薄型显示器时，该显示器沉重，缺乏柔韧性，成为存在因落下的冲击而破裂的可能性的制品。在玻璃基板上形成TFT元件所带来的这些特点，在满足随着信息化的进展而出现的便携用薄型显示器的需要时不合要求。因此，为了顺应轻量薄型的显示器的需求，从基板的柔性化、轻量化等观点出发， 将TFT元件形成于树脂基板(即塑料基板)上的挠性半导体装置的开发正在进行中。例如在专利文献2中公开有一种技术，其通过与以往大致同样的工艺在支承体(例如玻璃基板) 上制作TFT后，从玻璃基板上剥离TFT，转印到树脂基板(即塑料基板)上。在这一技术中， 首先，在玻璃基板上形成TFT元件，经由丙烯酸树脂等的包封层而将其粘接在树脂基板上， 之后剥离玻璃基板，由此将TFT元件转印到树脂基板上。在使用了转印法的挠性半导体装置的制造中，支承体(例如玻璃基板)的剥离工序成为问题。即，从树脂基板剥离支承体时，例如需要进行使支承体和TFT的粘附性降低的处理。或者在支承体和TFT之间形成剥离层，需要进行物理性或化学性地除去该剥离层的处理。由于这样的处理导致工序复杂，在生产率这点上有待斟酌。专利文献1 特开2007-67263号公报专利文献2 特开2004-297084号公报
在挠性半导体装置的制造中，也提出有并非将TFT转印到树脂基板(即塑料基板) 上而在树脂基板上直接形成TFT的方法。这样，就不需要进行转印后的支承体(例如玻璃基板)的剥离工序，因此能够简易地制造挠性半导体装置。然而，丙烯酸树脂等的树脂基板耐热性低，因此在形成TFT时，要加入将工艺温度抑制得很低的制约。因此，直接形成于树脂基板的TFT，与通过转印形成的TFT相比，TFT性能这一点有待斟酌。例如，为了提高迁移率等半导体特性，优选对于半导体材料进行加热处理，但在树脂基板上直接形成TFT时，因为工艺温度受到限制，所以进行这样的加热处理困难。另外， 为了降低栅电压，作为栅绝缘膜，优选使用即使比有机绝缘膜薄、绝缘耐压也高、且电容率也高的无机氧化物。但是，这样的无机氧化物致密且在化学性上稳定，因此难以进行加工 (例如激光钻孔等)，关于这种生产技术上的问题也有改善的余地。特别是在大画面用的挠性半导体装置中，这样的问题显著化。

发明内容
本申请发明者针对上述的挠性半导体装置的课题，并没有在现有技术的延长线上做出响应，而是在新的方向上加以应对，尝试解决这些课题。本发明鉴于这样的情况而做， 其主要目的在于，提供生产率优异的挠性半导体装置的制造方法，另外还随之提出高性能的挠性半导体装置。为了解决上述课题，在本发明中，提供一种挠性半导体装置的制造方法，其中，包括如下工序而成(i)在金属箔(或支承层)上，形成具有半导体层而构成的半导体结构部的工序；(ii)以覆盖半导体结构部的方式，在金属箔上形成树脂膜的工序；(iii)向树脂膜照射激光，在树脂膜上形成孔径部的工序；(iv)在从树脂膜的孔径部露出半导体结构部的表面，以与该表面接触的方式形成导电构件的工序，在工序(iii)中，通过激光的照射，不仅在树脂膜上形成孔径部，并且对半导体结构部的表面实施热处理。本发明的制造方法的特征之一，是在实施上述的工序(i) (iv)时，通过激光照射在树脂膜上形成孔径部，并且在形成该孔径部时，对于半导体结构部的表面进行加热处理。优选在树脂膜的孔径部形成时，通过激光照射对半导体结构部进行退火处理。特别优选在树脂膜的孔径部形成时，通过激光照射使半导体结构部的膜质或特性变化，由此实现半导体特性的提高(例如通过“膜质的变化”，能够实现半导体结构部的半导体层的结晶度的提高)。如此，在本发明的制造方法中，通过激光照射，能够实现制造过程效率的提高和 TFT特性的提高。本说明书中使用的“挠性半导体装置”的“挠性”这一用语，实质上的意思是，半导体具有可弯曲的可挠性。而且本发明说的所谓“挠性半导体装置”，若鉴于其具有的构成等， 能够称为“挠性半导体器件”或“挠性半导体元件”。另外，本说明书中使用的所谓“孔径部”，是为了在主要的目的上形成导电构件而通过激光照射有意地设于树脂膜上的贯通孔，不包含以其他目的而设的孔洞等。因此，需要留意的是，本发明所说有“孔径部”，没有通过机械加工和蚀刻处理等形成的孔洞等的意思。本说明书中使用的所谓“半导体结构部”，实质上的意思是，含有半导体层和形成于其上的绝缘层的层叠结构。此外，本说明书中使用的“退火”或“退火处理”这样的用语，实质上的意思是，例如以提高“结晶状态”、“结晶度”和/或“迁移率”等和特性稳定化为目的的加热处理。在有的优选的方式中，在工序(i)中，以具有“半导体层”和“形成于该半导体层的表面的绝缘层”而构成的方式形成半导体结构部。由此，能够使用该半导体结构部的绝缘层的至少一部分作为栅绝缘膜，使用导电构件作为栅电极。还有，这种情况下，在工序(iii) 的激光照射时，也可以对半导体结构部的绝缘层进行加热处理。在有的优选的方式中，作为半导体结构部的半导体层含有硅，形成含有硅而成的层，作为半导体层的表面的绝缘层形成硅氧化膜在本发明的制造方法中，作为半导体结构部的半导体层，也可以形成含有氧化物半导体而构成的层。这种情况下，优选在氧气氛下进行工序(iii)中的激光的照射。由此， 氧化物半导体的氧缺位得到修复，能够使TFT性能提高。在有的优选的方式中，在工序(iii)的激光照射时使用脉冲激光。由此，容易使退火的热的影响保留在被激光照射的半导体层表面。在有的优选的方式中，在金属箔上形成绝缘膜，在这一绝缘膜上形成半导体结构部。这样的金属箔上的绝缘膜，优选通过金属箔的表面氧化而形成。在有的优选的方式中，通过对金属箔进行蚀刻，由金属箔形成源电极 漏电极。由此，能够利用在挠性半导体装置的制造工序中作为支承体发挥功能的金属箔，作为电极构成材料这样的挠性半导体装置的构成要素。在有的优选的方式中，在工序(iii)中，使半导体结构部的表面露出的孔径部、和层间连接部位被填充的孔径部，实质上由同一工序形成。此外在有的优选的方式中，在工序(iii)的激光照射时，在半导体层的表面区域形成绝缘层。即，通过激光照射，不仅在树脂膜形成孔径部，并且在该孔径部形成时对半导体层的表面进行加热处理，形成绝缘层(例如氧化层)。在这一方式中，特别优选在氧气氛下进行激光照射。在本发明中，还提供一种能够由上述制造方法得到的挠性半导体装置。这一本发明的挠性半导体装置，其中，具有如下支承层；形成于支承层上的半导体结构部；和形成于半导体结构部之上的树脂膜，在树脂膜上形成有孔径部，在该树脂膜的孔径部形成有与半导体结构部的表面接触的导电构件。优选在树脂膜上所形成的孔径部由激光照射形成。本发明的挠性半导体装置的特征之一是，由激光的照射形成的树脂膜孔径部被设于TFT层叠结构上。这一孔径部以使半导体结构部的表面露出的方式形成，在该孔径部设有导电构件，其与半导体结构部的表面接触。如此，在本发明的挠性半导体装置中，因为树脂膜孔径部由激光照射形成，所以孔径部在半导体装置的厚度方向上具有锥形形状。换言之，在本发明的挠性半导体装置中，孔径部的壁面和树脂膜的上表面的夹角为钝角。在此，在本发明的挠性半导体装置中，通过照射用于形成膜孔径部的激光，半导体结构部的表面被进行了加热处理。即，优选本发明的挠性半导体装置的半导体结构部，受到来自于激光的照射进行的退火处理。作为具有这种特征的挠性半导体装置，从另一个方面
6看，本发明的挠性半导体装置要设计各种层叠关系等，以便经由膜孔径部的激光照射，使半导体结构部的表面容易受到加热处理。因此可以说，具有支承层、形成于支承层上的半导体结构部和形成于半导体结构部上的树脂膜而成，在树脂膜的孔径部形成有导电构件而成的层叠结构本身也有本发明的特征。本说明书中使用的“支承层”的所谓“支承”是在制造过程和半导体装置中，鉴于支撑构成TFT的各层的形态而采用的。在有的优选的方式中，半导体结构部具有“含有半导体材料而成的半导体层”和 “形成于这一半导体层的表面的绝缘层”而成。这一情况下，优选绝缘层的至少一部分能够作为栅绝缘膜发挥功能，导电构件的至少一部分能够作为栅电极发挥作用。在有的优选的方式中，半导体层含有硅而成，绝缘层由硅氧化膜构成。这种情况下，半导体结构部受到来自激光照射的加热处理，因此，优选半导体层的载流子迁移率约为 3cm2/Vs 约300cm7Vs。还有，半导体层也可以含有氧化物半导体而成。这种情况下，氧化物半导体优选为ZnO或hfeiaiO。在有的优选的方式中，支承层由金属箔构成。这种情况下，优选在金属箔上形成有绝缘膜，在该绝缘膜之上形成有半导体结构部。另外，在本发明的挠性半导体装置中，优选金属箔其构成具有作为与半导体结构部电连接的源电极·漏电极的部位。在本发明的挠性半导体装置中，树脂膜为适于“由激光照射形成孔径部”的树脂， 例如，树脂膜含有从如下树脂构成的群中选出的至少一种环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂和聚四氟乙烯树脂。在有的优选的方式中，形成有导电构件的孔径部(即，在制造时使半导体结构部的表面露出而形成的孔径部)、和位于层间连接部位的孔径部，均形成于同一树脂膜上。根据本发明的制造方法，通过对覆盖半导体结构部的树脂膜照射激光，形成使半导体结构部的表面露出的孔径部，对于经由该孔径部露出的半导体结构部的表面，进行来自于激光照射的加热处理。因此，能够在同一工序中实施孔径部的形成，并且使半导体结构部的膜质、特性变化。即，在本发明中，能够实现高性能且生产率优异的挠性半导体装置。换言之，可以说在本发明中，能够通过“对于树脂膜进行的激光照射”而实现制造过程效率的提高，并且通过“来自激光照射进行加热处理”，也能够实现TFT特性的提高。


图1(a)是模式化地表示本发明的实施方式的挠性半导体装置的构成的剖面图， (b)为(a) Ib-Ib剖面2(a) (C)是用于说明本发明的实施方式的挠性半导体装置的制造工序的工序剖面3(a) (C)是用于说明本发明的实施方式的挠性半导体装置的制造工序的工序剖面4(a) (C)是用于说明本发明的实施方式的挠性半导体装置的制造工序的工序剖面5(a)和(b)是用于说明本发明的实施方式的挠性半导体装置的制造工序的工序剖面6(a)和(b)是用于说明本发明的实施方式的挠性半导体装置的制造工序的工序剖面7(a)和(b)是用于说明本发明的实施方式的挠性半导体装置的制造工序的工序剖面8是模式化地表示本发明的实施方式的另一挠性半导体装置的构成的剖面9(a) (C)是用于说明本发明的实施方式的另一挠性半导体装置的制造工序的工序剖面10(a) (C)是用于说明本发明的实施方式的另一挠性半导体装置的制造工序的工序剖面11 (a) (c)是用于说明本发明的实施方式的另一挠性半导体装置的制造工序的工序剖面12(a) (c)是用于说明本发明的实施方式的另一挠性半导体装置的制造工序的工序剖面13是表示本发明的实施方式的图像显示装置的驱动电路的电路14是表示图像显示装置的驱动电路由挠性半导体装置100构成的一例的平面15(a)是图14中的XIVA-XIVA剖面图，(b)是图14中的XIVB-XIVB剖面16是表示将挠性半导体装置100A和100B配置在不同的层上的层叠型的基板结构体的平面17(a)是图16中的XVIA-XVIA剖面图，(b)是图16中的XVIB-XIVB剖面18是表示挠性半导体装置的制品应用例(电视图像显示部)的模式19是表示挠性半导体装置的制品应用例(移动电话的图像显示部)的模式20是表示挠性半导体装置的制品应用例(移动计算机或笔记本电脑的图像显示部)的模式21是表示挠性半导体装置的制品应用例(数字静态照相机的图像显示部)的模式22是表示挠性半导体装置的制品应用例(便携式摄像机的图像显示部)的模式23是表示挠性半导体装置的制品应用例(电子纸的图像显示部)的模式图
具体实施例方式以下，一边参照附图，一边说明本发明的实施方式。在以下的附图中，为了说明的简捷化，以同一参照符号表示实质上具有相同功能的构成要素。另外，各图中的尺寸关系 (长、宽、厚等)并不反映实际的尺寸关系。在本说明书中所说明的“方向”，是以金属箔/支承层10和半导体层22的位置关系为基准的方法，为了方便，以图中的上下方向进行说明。具体来说，对应各图的上下方向， 以金属箔/支承层10为基准而形成有半导体层22的一侧为“上方”，以金属箔/支承层10 为基准而未形成半导体层22的一侧为“下方”。
一边参照图1(a)和(b)，一边对于本发明的一实施方式的挠性半导体装置100进行说明。图1(a)是模式化地表示挠性半导体装置100的剖面构成的剖面图，图1(b)是表示沿着图1(a)的H3-Ib的剖面的平面图。本实施方式的挠性半导体装置100，是具备有着可挠性的树脂膜30的半导体装置。如图示，该挠性半导体装置100具有如下而构成支承层10 ；形成于支承层10之上的半导体结构部20 ；以覆盖半导体结构部20的方式形成的树脂膜30。在树脂膜30上，作为装置剖面进行观察时，形成有在半导体结构部20的上表面和半导体装置100的上表面之间贯通的孔径部35。该孔径部35是通过激光照射所形成的。 在挠性半导体装置100中，在这一孔径部35，形成有与半导体结构部20的表面接触的导电构件40。虽然在后述，但由激光照射所形成的孔径部35，在该制造过程中，具有使半导体结构部20的表面露出的这样的方式。树脂膜30由具有可挠性的树脂材料构成。该树脂膜30也可以说是用于支承半导体结构部20 (或含有其的TFT结构体)的支承基板，优选由固化后具有可挠性的热固化性树脂材料和热塑性树脂材料构成。另外，在本发明，树脂膜30特别优选适于“由激光照射形成孔径部”的树脂。具体来说，优选含有从如下树脂构成的群中选出的至少一种构成环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂和聚四氟乙烯树脂(若举一例，则树脂膜30可以是聚酰亚胺膜)。这样的树脂材料因为尺寸稳定性优异，所以在这一点上也可以说优选作为本发明的挠性基材的材料。还有，若树脂膜的孔径部形成中使用光刻法等技术，则作为树脂膜30，必须使用光刻法专用的树脂(例如由感光性树脂构成的膜)。即，在光刻技术中，材料制约会比较大。相对于此，在本发明中，因为由激光形成孔径部，所以与上述光刻法等相比，材料制约减少。在孔径部35的内部所形成的导电构件40，优选由导电性浆料构成。作为导电性浆料，可以使用通过如下方式得到的浆料使Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Al或1 等的单体金属、其混合物或合金，和碳系填料和碳纳米管等的导电填料，对于含有环氧树脂等的有机树脂和/ 或二甘醇丁醚醋酸酯(BCA)等的溶剂而构成粘合剂进行分散，由此而得到的浆料。通过这一导电性浆料填充在孔径部35，能够得到导电构件40。优选挠性半导体装置100的半导体结构部20，具有“含半导体材料而成的半导体层22”和“形成于半导体层22的表面的绝缘层24”而构成。作为构成半导体层22的材料，能够使用各种材料，例如可以使用硅(例Si)和锗 (Ge)等半导体，也可以使用氧化物半导体。作为氧化物半导体，例如可列举ai0、Sn02、In203、 TiO2等单体的氧化物，和hfeiaiO、InSnO, InZnO, ZnMgO等复合氧化物。或者根据需要，能够使用化合物半导体(例如，GaN、SiC、ZnSe、CdS、GaAS等)。此外，也能够使用有机半导体 (例如并五笨、聚3-己基噻吩、吓啉衍生物、铜酞菁、C60等)。还有，在挠性半导体装置100中，与半导体层22的表面接触而形成的绝缘层M的至少一部分，能够作为栅绝缘膜发挥功能，另一方面，导电构件40的至少一部分能够作为棚电极发挥功能。另外，例如半导体22是含有硅而构成的，绝缘层对可以由硅氧化膜构成。在本发明的挠性半导体装置100中，半导体结构部20通过激光的照射而受到退火处理。具体来说，由于形成孔径部35时的激光照射的加热，引起半导体结构部20的膜质与照射前比较而有所变化。在一例中，半导体层22在照射前是非晶硅，照射后则向多晶硅(例如，平均粒径数百nm 2μ m左右)变化。另外，半导体层22为多晶硅时，其结晶度提高。 此外如果说，由于半导体结构部20的膜质的变化，导致半导体层22的迁移率提高，则在照射前和照射后也有迁移率显著变大的情况。附带而言，如上述的说明可知，在本说明书中所谓“膜质”，意思是作为对象的层或膜的特性、物性，只要涉及半导体层，实质上就意味着该半导体层的“结晶状态”、“结晶度” 和/或“迁移率”等的特性。因此，所谓“膜质的变化”，只要涉及半导体层，实质上就意味着 “结晶状态”、“结晶度”和/或“迁移率”等发生变化、提高。在此，例示性地简单说明硅半导体的晶粒直径和载流子迁移率的关系。a-Si (非晶硅)的迁移率< 1.0(cm2/Vs)。μ C-Si (微晶硅)迁移率约为3(cm7Vs)，其晶粒直径约 IOnm 约20nm。pC-Si (多晶硅)的迁移率约100 (cm2/Vs)，或约10 约300 (cm2/Vs)左右， 其晶粒直径约50nm 约0. 2 μ m。因此，通过来自激光照射的退火处理，若膜质从a_Si (非晶硅)变化成PC-Si(微晶硅)或pC-Si(多晶硅)，同迁移率变化达数倍以上(数倍、数十倍、数百倍等)(例如，膜质变化后的载流子迁移率能够成为约3 约300cm2/Vs左右)。还有，sC-Si (单晶硅)的迁移率例如为600(cm2/Vs)以上。附带而言，在本说明书中“迁移率” 的数值，使用TFT的场效应迁移率表示。列举其计算方法、测量方法的一例。在得到“迁移率”的数值时，在源极、漏极之间外加饱和电压，一边使栅电极变化一边测量漏电流。若设沟道长度为L，沟道宽度为W，沟道部分的每单位面积中的电容容量为C，场效应迁移率为μ， 栅电压为Vg，阈值为Vt，则这时的漏电流I满足下式(1)I= μ XCX (W/2L) X (Vg-Vt)2 — (1)因此，若基于式(1)，则本发明所说的迁移率μ能够由下式(2)导出μ = I/{CX (W/2L) X (Vg-Vt)2}…O)半导体结构部20由支承层10支承。例如，支承层10可以由金属箔构成。构成金属箔的金属，优选为具有导电性且熔点比较高的金属，例如能够使用铜(Cu，熔点1083°C )、 镍(Ni，熔点:1453°C )、铝(Al，熔点:660°C )、不锈钢(SUS)。在这样的金属箔10上，优选形成有绝缘膜12。若详述，则例如优选在金属箔10的表面(上面)的一部分，形成由无机绝缘材料(例如氧化硅和氮化硅)构成的绝缘膜12，然后在绝缘膜12上，形成半导体结构部20 (更具体地说是“半导体层22”)。附带而言，在图1(b)中，模式化地将形成有绝缘膜 12的范围表示为区域50。可以通过使金属箔10的表面氧化而形成绝缘膜12。这种情况下，金属箔10优选由阀金属构成，例如使用铝箔。然后，使用化成液实施阀金属的阳极氧化，由此能够在金属箔表面形成阳极氧化被膜，因此能够将其作为绝缘膜12使用。该“阳极氧化被膜”是非常薄的致密的氧化膜，由此带来的优点是，使绝缘膜12没有缺陷或缺陷减少。还有，绝缘膜12的材料等并不限定于上述，只要与所要求的绝缘膜12的特性吻合，也可以采用各种适合的材料。若举一例，则也可以使用与栅绝缘膜(例如氧化硅和氮化硅) 相同的材料。另外，作为绝缘膜12的材料，并不限于无机绝缘材料，也可以采用其他绝缘材料(聚酰亚胺等有机绝缘材料等)。在图示的形态中，由作为支承层发挥作用的金属箔10，构成源电极IOs和漏电极 IOd0具体来说，例如对金属箔10进行图案化，由此在金属箔10形成孔径部17，其结果是，可提供在金属箔10上构成源电极10s、漏电极IOd的部位。在位于金属箔10上的绝缘膜12的一部分，形成有通路(via)孔径部15，在该通路孔径部15，形成有由导电材料构成的层间连接部位(通路)14。例如，在绝缘膜12的通路孔径部15内，填充有导电材料(例如Ag浆)，由此形成层间连接部位(通路)14。在图示的形态中，源电极IOs经由层间连接部位14，与形成于绝缘膜12之上的引出电极Il(Ils)连接。同样，漏电极IOd经由层间连接部位14，与形成于绝缘膜12上的引出电极Il(Ild)连接。还有，也可以为如下形态，即引出电极IlsUld的一部分被填充在通路孔径部15中，由此构成层间连接部位14。引出电极11 (IlsUld)与源电极、漏电极接触，并且也与半导体层22接触。具体来说，与源电极IOs电连接的引出电极11s，与半导体层22的一端接触。同样，与漏电极IOd电连接的引出电极lld，与半导体层22的另一端接触。在此，半导体层22之中，夹在引出电极 lis和引出电极Ild之间的区域为沟道区域，其上设置栅绝缘膜M，接着再在其上设置栅电极40(即导电构件40)。作为引出电极Il(IlsUld)的材质，例如能够列举如下金(Au)、 银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、钴(Co)、镁(Mg)、钙(Ca)、钼(Pt)、钼(Mo)、铁 0 )、锌 (Zn), It (Ti)、钨(W)等金属材料，和氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、掺氟二氧化锡(FTO)、 氧化钌(RuO2)、氧化铱(IrO2)、氧化钼(PtO2)等导电性氧化物等。若举一例，则也可以由银浆形成引出电极ll(lls、lld)。使用这一浆料的引出电极11的形成，能够通过印刷(例如喷墨印刷)进行。接着，参照图2(a) (c)，图3(a) (c)和图4(a) (c)，对于本发明的挠性半导体装置100的制造方法进行说明。图2(a) (c)，图3(a) (c)和图4(a) (c)，是用于说明挠性半导体装置100的制造方法的工序剖面图。在实施本发明的制造方法时，首先实施工序(i)。即，在金属箔上形成具有半导体层而构成的半导体结构部。具体来说，首先如图2(a)所示，准备作为支承层的金属箔10。例如，准备铜箔。这样的金属箔10能够利用市场销售的。金属箔10的厚度优选为约3 μ m 约100 μ m的范围， 更优选约4 μ m 约20 μ m的范围，进一步优选约8μπι 约16μπι的范围。其次如图2(b)所示，在金属箔10的表面形成绝缘膜12后，在其上形成抗蚀层 70Α，该抗蚀层70Α在要形成通路14的区域具有孔径部15a。形成于金属箔10的表面的绝缘膜12，如上述可以通过“阀金属的阳极氧化”形成(特别使用由阀金属构成的金属箔时)， 但也可以由其他方法形成。例如可以由溶胶-凝胶法形成。实施溶胶-凝胶法时，具体来说，涂布(例如旋涂)在硅氧烷骨架(〉π々寸 >骨格)上合成有有机分子的有机无机混合材料，以约300°C 约600°C左右进行烧成，由此能够得到绝缘膜12。绝缘膜12的厚度例如为 0. 1 μ m 1 μ m ^M。如图示，除了金属箔10的上面的一部分，也可以对于金属箔10的下面整体形成抗蚀层71。抗蚀层70A和71的形成，通过典型的光刻法工序实施，但也可以通过印刷工序实施。接着，如图2 (c)所示，以抗蚀层70A作为掩模，通过对绝缘膜进行蚀刻，形成通路孔径部15。绝缘膜12的蚀刻，例如能够用CF3通过干蚀刻实施。在蚀刻工序之后，除去抗蚀层70A和71。
接着，如图3(a)所示，在金属箔10上形成半导体层22。具体来说，在形成于金属箔10上的绝缘膜12上，形成半导体层22 (例如，半导体层厚度也可以约5nm 约990nm左右)。半导体层22的形成，例如，可以通过真空蒸镀、溅射或等离子体CVD等的薄膜形成法实施，或者也可以通过凸版印刷、凹版印刷、丝网印刷或喷墨等的印刷法实施。作为一例，在半导体层22为硅层时，将环状硅烷化合物含有溶液(例如环戊硅烷的甲苯溶液)以喷墨等方法涂布在绝缘膜12上的规定位置。其次，若以大约300°C进行加热处理，则能够形成含有非晶硅而成的半导体层22。接下来，如图3 (b)所示，在半导体层22上形成绝缘层M (例如绝缘层厚度可以约 5nm 约990nm左右)。该绝缘层M在挠性半导体装置100中能够作为栅绝缘膜发挥功能。 绝缘层(栅绝缘膜) 的形成，例如能够由热氧化法和TEOS等形成氧化硅薄膜而实施。另外，绝缘层M也可以与绝缘膜12同样地由溶胶-凝胶法形成。这时的涂布采用喷墨法即可。通过在半导体层22上形成绝缘层24，能够得到“半导体结构部”。半导体结构部 20的厚度例如约IOnm 约1 μ m左右。接着如图3(c)所示，在金属箔10上形成引出电极11。引出电极11配置在孔径部 15(或层间连接部位14)所在的位置上。具体来说，引出电极11的一端与通路14接触，另一方面，引出电极11的另一端与半导体结构部20的半导体层22接触，如此形成导出电极 11(例如，引出电极厚度可以约50nm 约5μπι)。引出电极11的形成能够以丝网印刷、凹版印刷，喷墨法等的印刷法涂布Ag浆而实施。还有，在图示的形态中，是将引出电极11的一部分填充在孔径部15内，形成通路14。也可以通过其他方法，在孔径部15内形成层间连接部位14之后，以接触该层间连接部位14的方式形成引出电极11。接着如图4(a)所示，以覆盖半导体结构部20和引出电极11的方式，在金属箔10 上形成树脂膜30。即，实施本发明的制造方法的工序(ii)。树脂膜30的形成方法没有特别限定。例如，也可以采用将半固化的树脂膜贴合在金属箔10之上使之固化的方法(也可以在树脂片的贴合面涂布粘接性材料。)，或在支承层10上通过旋涂等涂布半固化的树脂并使之固化的方法等。形成的树脂膜30的厚度例如约4 μ m 约100 μ m。通过这一树脂膜 30的形成，能够保护半导体结构部20，并且可以稳定地进行下面工序(金属箔10的图案形成处理等)的操作和搬动。接下来如图4(b)所示，通过使构成支承层的金属箔10进行图案形成，由金属箔10 形成源电极IOs和漏电极10d。在图示的形态中，为了使源电极IOs和漏电极IOd彼此分离，蚀刻支承层10的一部分而形成孔径部17。接着，作为工序(iii)，如图4(c)所示，向树脂膜30照射激光(60)，形成使半导体结构部20的表面露出这样的孔径部35。具体来说，通过激光照射(60)对树脂膜30实施钻孔，使半导体结构部20的绝缘层M(特别是上面)露出。在此在本发明中，通过该激光照射(60)能够加热半导体结构部20，半导体结构部20受到加热处理，例如退火处理。通过这样的激光照射进行的“加热处理”或“退火处理”，半导体结构部20的膜质发生变化。特别是在本发明中，对于要加热的半导体结构部(特别是半导体层)能够局部性地进行“加热处理”或“退火处理”，由此能够达成预期的膜质变化。例如，通过“加热处理”或“退火处理”，半导体结构部20的半导体层22的结晶度提高。或者，半导体层22的结晶性发生变化，由非晶状态变成多晶硅状态。或者，半导体层22的迁移率提高，例如从大约1. OcmVVs以下变成约3cm2/VS 约300cm2/VS左右。若进一步说，则通过来自激光照射的“加热处理”或“退火处理”，绝缘层M的膜质改善，也能够提高作为栅绝缘膜的特性。图5 (a)和(b)是用于说明由激光照射(60)带来的半导体结构部20的膜质变化的模式图。图5(a)表示激光照射前的构成，在半导体层22上层叠有绝缘层(栅绝缘膜)24。在本发明中，能够通过进行激光照射(60)形成激光孔径部35，并且能够经由绝缘层M加热半导体层22。其结果是，在形成孔径部35时，在半导体层22会发生被加热处理的区域05)。即，通过用于树脂膜的孔径部形成的激光照射(60)，能够实现半导体层22的结晶化(例如从非晶状态成为多晶质)的提高，半导体层22的结晶度的提高等的TFT特性提尚。在激光照射之后，实施工序(iv)。即，在激光孔径部35填充导电材料，从而形成导电构件，即栅电极40。通过以上这样的工序，能够构筑具有图1(a)所示这种结构的挠性半导体装置 100。在本发明的制造方法中，对于覆盖半导体结构部20的树脂膜30照射激光(60)，由此形成使半导体结构部20的表面(绝缘层24)露出的孔径部35。然后，在该孔径部35露出的半导体结构部20的表面填充导电构件而形成栅电极40。因此，能够实质上以同一工序实行的是，形成用于栅电极40的孔径部35，并且使半导体结构部20的膜质发生变化。艮口， 在本发明中，通过“对于树脂膜进行的激光照射”，能够实现制造过程效率的提高，并且还能够实现TFT特性的提高。接着，以下对于作为本发明的特征部分的“激光照射”进行详述。图6(a)与图5(a) —样，表示激光照射前的构成。在图示的形态中，在半导体结构部20中，半导体层22上不存在绝缘层22 (或存在自然氧化膜)。在这样的形态中，若在氧化气氛中(例如含氧和/或臭氧的气氛或大气中)进行激光照射(60)，则如图6(b)所示， 激光孔径部35被形成。与此同时，在激光孔径部35的底面形成绝缘膜(氧化膜)24。此外，半导体层22被加热，在半导体层22会发生被进行了加热处理的区域0 (即，半导体层被退火处理，半导体层22的结晶化和结晶度的提高等特性提高显现)。因此，通过激光照射(60)，不仅能够形成孔径部35，并且能够形成绝缘层M，此外还能够进行半导体层22的加热处理。进一步对于“激光照射”进行详述。在本发明的激光照射中，可以使用波长350nm 以下左右(例如150nm 350nm左右的波长)的脉冲激光。若例示，则作为这样的激光，能够列举XeCl (波长约308nm)、KrF (波长约M8nm)，ArF (波长约192nm)等的准分子激光。使用的激光的波长的下限值(或具体的波长范围)没有特别限定，但实际上依存于被照射的材料的性质，适宜选择具有不会使该材料破坏的波长的激光。在具有波长350nm程度以下的波长的激光的情况下，若将该激光照射到塑料膜上，则不会由热而使膜熔化，而是使构成膜的分子裂解而形成孔。因此，能够适当地在树脂膜上形成小直径通路孔。贯通树脂膜的激光，由半导体结构部20的表面(例如构成半导体层22的硅表面)吸收，变成热，使其温度上升。特别是硅等在350nm以下的波长区域具有光吸收区域，因此，该波长区域的激光大部分由硅表面吸收。被吸收的激光通过直接跃迁激发电子，被激发的电子变成能量，使硅的温度上升。在此，如果遵循本发明，则通过控制照射的激光的能量，可以控制半导体层的硅的结晶性变化的程度。如果以具有比较低的能量密度(约lOOmJ/cm2 约200mJ/cm2左右) 的激光进行退火，则硅不会熔融，而是以固相的状态再结晶，因此晶粒变大。另一方面，若以具有比较高的能量密度(约500mJ/cm2左右)的激光进行退火，则硅一旦熔融后结晶生成生长。激光能量密度高时，伴随有硅的熔融，因此与能量密度低的情况相比，结晶性的变化的程度变大。还有，若使用脉冲激光，则使退火的热的影响保留在被激光照射的半导体层的表面(例如硅表面)容易。对于半导体层表面，照射显示出退火效果的充分的能量密度的光束时，如果是连续振荡的激光，则半导体层就有可能过度升温。若发生这样的过度升温，则树脂膜和/或栅电极熔化，这样的热影响造成的故障发生的可能性存在。这一点上，如果是遵循本发明使用脉冲激光，在激光照射时，虽然半导体层表面选择性地被加热到高温而进行退火处理，但是在没有照射激光时，热发生扩散而冷却。因此，若使用脉冲激光，则能够选择性地加热半导体层表面，可以减少对其他方面的热影响。还有，脉冲激光的脉冲宽度例如约1微微秒 约100毫微秒，激光波长约150nm 约350nm左右。使激光照射前的构成半导体层22的非晶硅，通过激光照射而熔融且结晶化为多晶硅时，熔融的硅在例如100毫微秒以下的短时间内固化。在此，决定热的扩散的半导体材料(硅)和与之接触的金属箔的厚度，成为对于硅的结晶性造成影响的因素。半导体材料的热传导率越高，而且金属箔的厚度越厚，热的扩散越快，因此优选照射更高能量密度的激光。由激光照射进行的退火处理的条件，具体来说，综合考虑上述这样的各种因素适宜决定即可。若举一例，则以50mJ/cm2左右的能量密度、30毫微秒左右的脉冲宽度，照射波长308nm左右的准分子激光(XeCl)约100发 约200发。若进行这样的退火处理，则硅半导体层的厚度约为50nm，树脂膜(聚酰亚胺膜)的厚度约为15 μ m，金属箔的厚度约为IOym 的铜箔时，在聚酰亚胺膜上形成孔径部后，能够提高非晶硅的结晶度。即，通过激光照射，硅半导体层的晶粒直径能够变换成数百μm的多晶硅。在激光照射时，孔径部35的大小(直径)能够通过缩小激光直径而设定为预期的大小。这一点在本发明中，通过激光照射形成的孔径部尺寸(直径)可以约5 μ m 约80 μ m 左右，例如孔径部35为直径30 μ m左右。如果说关于这一孔径部尺寸(直径)，则应该对于半导体结构部的表面尽可能多地进行加热处理，如图7所示，也可以将孔径部35形成得很大，换言之，如图7所示，可以很大地设定孔径部尺寸，以使激光尽可能遍布半导体构结部 20的表面而进行照射。由此，能够有效地对位于引出电极附近的半导体层进行退火处理，因此能够使半导体的沟道区域更良好。另外，形成于这样大的孔径部的栅电极40进一步延伸到源电极IOs和漏电极IOd的上方区域，因此，半导体的电流流动能够提高，可以说从这一点出发，也优选图7所示这样的大的孔径部35。附带而言，不仅通过缩小激光径，通过对激光光束设掩模，也能够得到预期的光束直径。另外，由激光形成孔径部35时，能够使孔径部35的形状为锥形(所谓的研钵形状或倒立的大致圆锥形)。即，能够使孔径部35的壁面和树脂膜30的上表面形成钝角(> 90° )。例如，图7所示这样的锥角α能够达到约110° 约160°。由此，与孔径部35的壁面和树脂膜30的上表面形成直角(=90° )的情况比较(例如，在钻头的机械加工中， 一般来说能够形成为“大致90° ”)，在孔径部35中填充导电材料等的工序能够更容易实施。如果进一步说，在本发明中，因为由激光照射形成孔径部，所以就其形成精度来说能够降低“偏差”。换言之，若设想为形成多个半导体装置的情况，则能够由各半导体装置的树脂膜准确地形成实质上大致相同的大小的孔径部。这带来制造过程效率的提高。在本发明中，作为半导体结构部20的绝缘层(栅氧化膜)24，能够适用Si02、Al203、 HfO2等的无机氧化膜。因为这些氧化膜带隙大(例如，SW2 =9eV, Al2O3 :8eV左右，HfO2 :6eV 左右)，所以使准分子激光的波长透过。因此，能够通过激光照射直接对衬底的硅直接进行退火。短波长准分子激光，如上述，因为能够使硅高效率地吸收而优选，但并不限定于此，也可以使用连续振荡的固体激光。固体激光具有维护性优异，大功率的特征。使用比较长的波长的激光时，使硅直接吸收的能量变小。考虑这一点，也可以将使激光的能量转换成热的层(热转换层)配置在栅绝缘膜M和金属箔10之间。作为该热转换层，选择由吸收照射激光的波长的材料构成即可。作为一例，在使用绿色激光时，将由Mo或Mo合金(例如 Mo和W或Ta的合金)构成的热转换层配置在栅绝缘膜M和金属箔10之间。在上述的说明中，就半导体结构部20的半导体层22的膜质变化进行了阐述，但并不限定于此，通过激光照射，也能够使绝缘层(栅绝缘膜)M的膜质发生变化。在本发明中使用的激光，根据波长，能够透过由SiO2等无机氧化物构成的栅绝缘膜M，但因为其下的硅被加热，所以由该热量能够加热无机氧化物6102等)。若在氧气氛中(例如大气中)实施这样的处理，则能够进行氧化膜的膜质的改善。例如，能够使水蒸气中通过热氧化(湿法氧化)制作的氧化膜(SiO2)的电子陷阱能级减少。若进一步说明，则湿法氧化在与干法氧化相比下其氧化速度大10倍左右，因此生产率良好而优选，但是存在电子陷阱能级变多的倾向。另一方向，干法氧化虽然电子陷阱能级的生成少，但是空穴陷阱变多。因此，通过在氧气氛中对于由湿法氧化形成的氧化膜照射激光，能够高生产率地制作电子陷阱和空穴陷阱都减少的栅氧化膜M。在上述的说明中，主要以激光照射带来的硅半导体的特性提高为例进行了说明， 但使用氧化物半导体代替硅半导体时，也能够同样地提高半导体特性。例如，在ZnO等结晶性的氧化物半导体中，以溅射等成膜之后，在结晶层之中含有大量非晶质层，由此，显示不出作为半导体器件的特性的情况很多。但是，若使用本发明的技术，则ZnO等氧化物半导体的结晶性提高，其结果是能够改善半导体特性。若进一步详述，以ZnO替代上述的硅半导体，通过RF磁控管溅射法依次形成 ZnO (50nm), SiO2 (50nm)的膜时，准分子激光照射前，迁移率为lcm2/VS以下，只显示出很低的值。另一方面，若照射)(eCl准分子激光，则可以使半导体的迁移率提高，结果可以实现 20cm2/Vs左右的迁移率。而且，在hfeZnO等非晶氧化物半导体中，也能够得到使半导体特性提高的效果。 在非晶氧化物半导体的情况下，通过在氧气氛中(例如大气中)进行本实施方式的激光照射，能够修复氧缺位，其结果是能够使迁移率提高。作为栅绝缘膜M，如果配置由SiO2* Al2O3等构成的氧化膜时，则非晶氧化物半导体的氧缺位，通过从孔径部35经由栅绝缘膜M
15被供给到非晶氧化物半导体的氧而得到修复。作为半导体使用hfeaiO，制作TFT时，在激光照射前lcm2/Vs以下的低值的迁移率，在激光照射后能够提高到10cm7Vs左右。接着，以下一边参照图8、图9(a) (c)和图10(a) (c)，一边对于本发明的挠性半导体装置的另一构成及其制造方法进行说明。这一形态的挠性半导体装置100’中，如图8所示，支承层10的一部分表面相当于通路孔径部15，形成有层间连接部位14。特别是在挠性半导体装置100’中，构成支承层的金属箔10的上部被氧化，由此，由金属箔10的氧化膜形成绝缘膜12。参照图9(a) (c)和图10(a) (c)，说明挠性半导体装置100’的制造方法。首先，如图9(a)所示，准备作为支承层发挥功能的金属箔10。其次如图9(b)所示，在金属箔 10的表面，在要形成通路14的区域形成抗蚀层70B，在图示的形态中，除了金属箔10的上面的一部分以外，在金属箔10的下面整体形成有抗蚀层71。接着，如图9(c)所示，以抗蚀层70B为掩模，使金属箔10的表面氧化，形成绝缘膜 12。金属箔10由铝箔构成时，绝缘膜12由氧化铝构成。金属箔10的氧化方法，例如能够通过阳极氧化、热氧化(由加热进行的表面氧化处理)、化学氧化(由氧化剂进行的表面氧化处理)实施。金属箔10没有被氧化的部分(非氧化部位)成为绝缘膜12的孔径部15，该孔径部15内的部位成为通路(层间连接部位)14。氧化工序之后，除去抗蚀层70B和71。能够作为支承层的金属箔10的金属，优选具有良好的导电性，能够容易地形成致密的氧化物的，例如阀金属(〃> ”夕 > )。作为这样的阀金属，能够列举从铝、钽、铌、 钛、铪、锆、钼和钨构成的群中选出的至少一种以上的金属或合金。若举一例，则金属箔10 为铝箔。金属箔10的厚度优选约2μπι 约IOOym左右，例如约12 μ m。由阀金属(例如铝)构成的金属箔10的表面氧化，通过阳极氧化进行。铝阳极氧化的方法没有特别限定，能够使用各种化成液进行。例如，阳极氧化以如下方式形成即可 在化成液中浸渍作为阳极的金属箔10和阴极，与恒流源连接并外加至预期的电压(例如， 作为电流电压条件，电流密度在约1 约lOmA/cm2的范围，电压在约50 约600V的范围)。 通过实施这样的阳极氧化，金属箔的表面形成厚约SOOnm以下的表面金属氧化被膜。还有，金属箔10并不限定为铝箔，作为构成要素的金属，只要金属表面通过氧化由氧化被膜均勻地覆盖即可。因此，也可以是阀金属以外的金属。这种情况下，金属箔10 的氧化方法能够进行热氧化(通过加热进行的表面氧化处理)和化学氧化(通过氧化剂进行的表面氧化处理)来代替阳极氧化。形成绝缘膜12之后的工序，与图3 (a)以后说明的工序实质上相同。即，如图10 (a) 所示，在金属箔10上形成半导体层22。接着如图10(b)所示，在半导体层22之上形成绝缘层M。该绝缘层M在挠性半导体装置100’中能够作为栅绝缘膜发挥功能。之后，如图 10(c)所示，在表面形成有绝缘膜12的金属箔10之上形成引出电极。引出电极11的一部分配置在通路14所在的位置上。然后，最终实施如图4(a) 图4(c)所示的工序即可。经过以上这样的工序，能够得到具有如图8所示这种结构的挠性半导体装置 100，。以下，再参照图11(a) (c)和图12(a) (c)，对于本发明的挠性半导体装置的又一其他构成及其制造方法进行说明。这一形态中的挠性半导体装置100”，如图12(c)所示，具有无引出电极11型的结构。
首先，实施如上述的图2(a) 图2(c)所示这样的工序。具体来说，从图2(b)所示的结构上除去抗蚀层70A和71之后，在通路孔径部15形成通路14。其次，如图11(a)所示，在作为支承层的金属箔10上形成半导体层22。在此，半导体层22经由通路14与金属箔10电连接。还有，也可以实施9(a) 图9(c)所示的工序，从图9(c)所示的结构除去抗蚀层 70B和71，接着，如图11(a)所示，在含有通路14的支承层10上形成半导体层22。在这种情况下，也可以使半导体层22经由通路14与支承层10电连接。其次，如图11(b)所示，在半导体层22之上形成绝缘层M。该绝缘层对在挠性半导体装置100”中作为栅绝缘膜发挥功能。在此如图示，含有半导体层22和绝缘层M的层叠结构相当于半导体结构部20。接着，如图11(c)所示，以覆盖半导体结构部20的方式，在金属箔10上形成树脂膜30。接着如图12(a)所示，对构成支承层的金属箔进行图案化，据此由金属箔10形成源电极IOs和漏电极10d。在图示的形态中，为了使源电极IOs和漏电极IOd彼此分离，通过蚀刻金属箔10的一部分而形成孔径部17。接着，如图12(b)所示，通过对树脂膜30照射激光(60)，形成使半导体结构部20 的表面露出的孔径部35。具体来说，与图4(c)中说明的情况一样，通过激光照射(60)对树脂膜30实施钻孔，绝缘层M的表面露出。通过该激光照射(60)，热施加到半导体结构部 20，半导体结构部20受到退火处理。即，通过该激光照射工序，半导体结构部20的膜质发生变化。例如，半导体结构部20的半导体层22的结晶度提高，或者半导体22的结晶性变化，从非晶状态变成多晶硅状态。然后，如图12 (c)所示，在激光孔径部35填充导电材料，由此形成栅电极40。经过以上这样的工序，能够得到具有如图12所示这样的构成的挠性半导体装置100”。接下来，以下参照图13 图15，对于将本发明的挠性半导体装置100、100’和100” 搭载在图像显示装置上的形态进行说明。图13是用于说明图像显示装置的驱动电路90的电路图。图14是表示该驱动电路由本实施方式的挠性半导体装置100构成的一例的平面图。另外，沿着图14中的线XIVA、线XIVB的剖面图分别表示在图15(a)和(b)中。图13所示的电路90，是图像显示装置(例如有机EL显示器)所搭载的驱动电路，在此表示图像显示装置的一像素的构成。该例的图像显示装置的各像素，由2个晶体管 (100AU00B)和1个电容器85加以组合的电路构成。在该驱动电路中，包含开关用晶体管 (以下也称为“3 -扑”)10(^，和驱动用晶体管(以下也称为“01-扑”)10( 。两方的晶体管 (100AU00B)均由本发明的挠性半导体装置100,100'和100”构成。还有，如后述，也可以在挠性半导体装置100、100，和100”的结构体的一部分，形成电容器85。若进一步说明，则Sw-TrlOOA的栅电极与选择线94电连接。另外，Sw-TrlOOA的源电极和漏电极分别有一方与数据线92连接，另一方与Dr-TrlOOB的栅电极连接。此外， Dr-TrlOOB的源电极和漏电极分别有一方与电源线93，另一方与显示部(在此为有机EL元件)80连接。还有，电容器85连接在Dr-TrlOOB的源电极和栅电极之间。在上述构成的图像电路中，在选择线94工作时，若Sw-TrlOOA的开关打开时，则驱动电压从数据线92被输入。然后，其由Sw-TrlOOA选择，由此电压被外加到Dr-TrlOOB的栅电极上。与该电压相应的漏电流被供给到显示部80，由此使显示部(有机EL元件)80发光。电压被外加到Dr-TrlOOB的栅电极上的同时，在电容器85中有电荷蓄积。该电荷即使在Sw-TrlOOA的选择被解除后仍会持续一定时间，承担持续向Dr-TrlOOB的栅电极外加电压的作用(保持电容)。图14是形成有图13所示的电路90的一例的挠性半导体装置的平面图。还有，图 14是只提取配线层O层)加以表示的平面立体图。在图14中，为了使配线图案容易理解， 将图15(a)和(b)所示的下层显示在上侧，将图15(a)和(b)所示的上层显示在下侧。在图15(a)和(b)的剖面中没有显示，但通路37是连接上层和下层的层间连接构件。该通路37例如是粘贴通路。粘贴通路37能够使用由Ag粉、环氧树脂等为主要成分的树脂组成物的混合物形成。用于粘贴通路37的孔径部，例如能够通过激光加工形成。如果说关于使用激光加工这一点，因为以例如图4(c)所示的工序使用激光加工，所以制造过程上的协调一致性良好。特别是用于通路37的孔径部和激光孔径部35在同一层(或同一树脂膜)上形成时，能够以同一工序形成激光孔径部35和通路37的孔径部，生产率优异。还有，通路37并不限于粘贴通路，也可以使用镀敷通路。在此，图15(a)表示挠性半导体装置(SwTr) 100A的剖面结构(XIVA_XIVA剖面图)，图15(b)表示电容器85的剖面结构(XIVB-XIVB剖面图)。挠性半导体装置 (Dr-Tr) 100B的剖面结构虽然未显示，但是具有与图12(a)所示的同样的结构。挠性半导体装置(Dr-Tr) 100B的漏电极IOd与连接在显示部(有机EL元件)80的配线82连接。还有，如图13的电路90所示，驱动图像显示装置的驱动电路中，需要保持电容的电容器85。在图15所示的构成中，因为在基板结构体的一部分嵌入有电容器85，所以也可以不用另行在基板结构体的外部配置电容器85。因此，能够实现可以小型、高密度封装的图像显示装置。在图14和图15所示的形态中，虽然是将挠性半导体装置100A和100B配置在同一层而构筑电路90，但也可以将挠性半导体装置100A和100B配置不同的层。图16表示将挠性半导体装置100A和100B配置在不同的层上的层叠型的基板结构体。沿图16中的线XVIA、线XVIB的剖面图分别表示在图17(a)和(b)中。还有，图16 是只提取配线层(3层)所表示的平面立体图。在图16中，与图14同样，为了使配线图案容易理解，将图17(a)和(b)所示的下层显示在上侧，将图17(a)和(b)所示的上层显示在下侧。根据图16所示的层叠型的构成，能够使配线进行三维排列，因此能够在同等的元件面积内收容更多的配线。并且能够缩短配线长度。因此，能够实现高密度封装，并且能够取得配线长度短的效果(电压降低少，高速信号的传输容易，EMC噪声放射得到降低)。还有，填充有图17(a)所示的栅电极40的孔径部35，和填充有图17(b)所示的通路38的孔径部被一起形成于同一层(树脂层30A)。因此，这些的孔径部通过激光照射，实质上能够由同一工序形成。上述详细地说明了本发明，但若进行综述，则上述的本发明包含以下的方式。第一方式一种具有有着可挠性的树脂膜的挠性半导体装置，其中，具有如下构成支承层；形成于支承层上的半导体结构部；和
以覆盖半导体结构部的方式形成于支承层上的树脂膜，在树脂膜上形成有孔径部，在这一孔径部设有与半导体结构部的表面接触的导电构件。第二方式根据上述第一方式的挠性半导体装置，其中，形成于树脂膜上的孔径部是由激光照射形成的激光孔径部。第三方式根据上述第一或第三方式的挠性半导体装置，其中，树脂膜的孔径部中，该孔径部的壁面和树脂膜的上表面的夹角为钝角。第四方式根据上述第一 三方式中任一项挠性半导体装置，其中，半导体结构部具有含有半导体材料而成的半导体层；和形成于该半导体层的表面的绝缘层，并且，绝缘层的至少一部分作为栅绝缘膜发挥功能，导电构件的至少一部分作为栅电极发挥功能。第五方式根据上述第四方式的挠性半导体装置，其中，半导体层含有硅而成，绝缘层由硅氧化膜构成。第六方式根据上述第四方式的挠性半导体装置，其中，半导体层含氧化物半导体而成。第七方式根据上述第六方式的挠性半导体装置，其中，氧化物半导体是ZnO或 InGaZnO0第八方式根据上述第五方式的挠性半导体装置，其中，半导体结构部接受基于激光的照射的加热处理，半导体层的载流子迁移率约3cm2/Vs 约300cm7Vs。第九方式根据上述第一 八方式中任一项挠性半导体装置，其中，支承层由金属箔构成，在金属箔上形成有绝缘膜，在该绝缘膜之上形成有半导体结构部。第十方式根据上述第九方式的挠性半导体装置，其中，金属箔具有作为与半导体结构部电连接的源电极和漏电极的部位。第十一方式根据上述第一 十方式中任一项挠性半导体装置，其中，树脂膜含有从如下构成树脂的群中选出的至少一种环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂和聚四氟乙烯树脂。第十二方式根据上述第一 十一方式中任一项挠性半导体装置，其中，半导体结构部受到由激光照射进行的退火处理。第十三方式根据上述第一 十二方式中任一项挠性半导体装置，其中，设有导电构件的孔径部(即，在制造时使半导体结构部的表面露出而形成的孔径部)、和位于层间连接部位的孔径部均被形成于同一树脂膜上。第十四方式一种用于制造挠性半导体装置的方法，其中，包括如下工序而成(i)在作为支承层的金属箔上，形成具有半导体层而构成的半导体结构部的工序；(ii)以覆盖半导体结构部的方式，在金属箔上形成树脂膜的工序；(iii)通过向树脂膜照射激光，形成使半导体结构部的表面露出的孔径部的工序； 和(iv)在从孔径部露出的半导体结构的表面，形成导电构件的工序。
第十五方式根据上述第十四方式的挠性半导体装置的制造方法，其中，在工序 (iii)中，通过激光的照射，不仅在树脂膜上形成孔径部，并且对半导体结构部(特别是半导体结构部的表面)实施加热处理。第十六方式根据上述第十四或十五方式的挠性半导体装置的制造方法，其中，在工序(iii)中，通过激光照射对于半导体结构部进行退火处理。第十七方式根据上述第十四 十六方式中任一项挠性半导体装置的制造方法， 其中，在工序(iii)中，通过激光的照射使半导体结构部的膜质发生变化。第十八方式根据上述第十七方式的挠性半导体装置的制造方法，其中，半导体结构部的膜质的变化是半导体层的结晶度的提高。第十九方式根据上述第十四 十八方式中任一项挠性半导体装置的制造方法， 其中，在工序(i)中，形成半导体结构部，该半导体结构部具有由半导体材料构成的半导体层、和形成于半导体层的表面的绝缘层，半导体结构部的绝缘层的至少一部分作为栅绝缘膜发挥功能，在工序(iv)中，由导电构件形成栅电极。第二十方式根据上述第十九方式的挠性半导体装置的制造方法，其中，在工序 (iii)中，通过激光的照射对半导体结构部的绝缘层进行加热处理。第二十一方式根据上述第十九或第二十方式的挠性半导体装置的制造方法，其中，在工序(iii)中，通过激光照射使“形成于半导体结构部的半导体层表面的绝缘层”的膜质发生变化。第二十二方式根据上述第十九 第二十一方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，作为半导体层，形成含有硅而成的层，作为绝缘层形成硅氧化膜。第二十三方式根据上述第十四 第二十一方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，作为半导体层，形成含有氧化物半导体而成的层，在氧气氛下进行工序(iii) 中的激光的照射。第二十四方式根据上述第十四 第二十三方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，在工序(iii)的激光的照射中使用脉冲激光。第二十五方式根据上述第十四 第二十四方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，在金属箔上形成绝缘膜，在该绝缘膜上形成半导体结构部。第二十六方式根据上述第十四 第二十五方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，由金属箔的表面氧化形成金属箔上的绝缘膜。第二十七方式根据上述第二十六方式的挠性半导体装置的制造方法，其中，金属箔是阀金属箔，通过实施阳极氧化而形成金属箔上的绝缘膜。第二十八方式根据上述第十四 第二十七方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，通过对金属箔进行蚀刻，由金属箔形成源电极和漏电极。第二十九方式根据上述第十四 第二十八方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，在工序(iii)中，使半导体结构部的表面露出的孔径部、和填充有层间连接部位的孔径部，实质上均由同一工序形成。第三十方式根据上述第十四 第二十九方式中任一项挠性半导体装置的制造方法，其中，在工序(iii)的激光照射时，在半导体表面形成绝缘层。以上，以本发明的优选的实施方式为中心进行了说明，但本发明并不限定于此，而是能够进行各种改变，这对从业者来说不难理解。例如认为有以下这样的变更方式。 对于显示器的构成来说，TFT元件在各像素中不仅可以设置2个(第一和第二 TFT元件)，也可以设置更多，因此与之对应，也可以改变本实施方式的挠性半导体装置。 在上述实施方式中，例示的是关于有机EL显示器所搭载的挠性半导体装置，但也可以搭载在无机EL显示器上。另外，不限于EL显示器，也可以是电子纸。如果进一步说， 则不限于显示器，也可以搭载于RFID等通信设备和存储器等上。 虽然例示的是以对应一个器件的形式制作挠性半导体装置这样的形态，但并不限于此，也可以实施以对应多个器件的形式制作的方法。作为这样的制作方法，能够使用辊对辊制法。 在本发明的挠性半导体装置中，也可以是双栅结构的挠性半导体装置。这种情况下，使金属箔10的孔径部17比图1的构造更宽，以不接触源电极10s、漏电极IOd的方式，在该孔径部17配置与绝缘膜12接触的栅电极(第二栅电极)即可。通过成为该第二栅电极和栅电极40的双栅结构，能够降低栅电压。另外，若将外加于第二栅电极的电压作为调节用的电压使用，则也可以由此调节各挠性半导体装置的偏差。 在上述实施方式中(例如图1的构成)，例示的是关于引出电极lis和源电极 10s、引出电极Ild和漏电极IOd经由通路14被电连接的情况，但在本发明，通路14并不是必须要素。即，也可以不形成通路14，而是延长引出电极Il(IlsUld)至绝缘膜12的端部 (图1(b)中的区域50的端)，由此将引出电极11 (IlsUld)和源电极10s、漏电极IOd彼此电连接。产业上的可利用性本发明的挠性半导体装置的制造方法，挠性半导体装置的生产率优异。所得到的挠性半导体装置能够用于各种图像显示部，也能够用于电子纸和数字纸等。例如，能够用于图18所示这样的电视图像显示部，图19所示这样的移动电话的图像显示部图，20所示这样的移动计算机或笔记本电脑的图像显示部，图21和图22所示这样的数字静态照相机的图像显示部和便携式摄像机的图像显示部，以及图23所示这样的电子纸的图像显示部等。此外，由本发明的制造方法得到的挠性半导体装置，现在也能够适应在印刷电气中研究应用的各种用途(例如RF-ID、存储器、MPU，太阳能电池、传感器等)。相关申请的相互参照本申请基于日本专利申请第2009-084542号(申请日2009年3月31日，发明名称“挠性半导体装置及其制造方法”)主张巴黎条约上的优选权。该申请所公开的内容全部据此引用，包含在本说明书中。符号的说明
10支承层(或金属箔)
IOs源电极
IOd漏电极
11引出电极
lis源电极用引出电极
Ild漏电极用引出电极
12绝缘膜
14层间连接部位(通路)
15通路孔径部
15a通路形成区域(孔径部)
17孔径部
20半导体结构部
22半导体层
24绝缘层(栅绝缘膜)
25半导体层的激光照射区域
30树脂膜
35孔径部(激光孔径部
37通路
38通路
40导电构件(栅电极)
50绝缘膜形成区域
60激光照射
70A、70B抗蚀层
71抗蚀层
80显示部
82配线
85电容器
90驱动电路
92数据线
93电源线
94选择线
100挠性半导体装置
100A挠性半导体装置
100B挠性半导体装置
100，挠性半导体装置
100”挠性半导体装置
说明书
19/19 页
2权利要求
1.一种挠性半导体装置，其特征在于，具有以下部件而成 支承层；形成于所述支承层上的半导体结构部；和形成于所述半导体结构部之上的树脂膜，并且，在所述树脂膜上，具有由激光的照射所形成的孔径部，在所述孔径部形成有与所述半导体结构部的表面接触的导电构件。
2.根据权利要求1所述的挠性半导体装置，其特征在于，所述孔径部中，所述孔径部的壁面和所述树脂膜的上表面的夹角为钝角。
3.根据权利要求1所述的挠性半导体装置，其特征在于，所述半导体结构部具有含有半导体材料而成的半导体层、和形成于所述半导体层的表面的绝缘层，所述绝缘层的至少一部分作为栅绝缘膜发挥功能， 所述导电构件的至少一部分作为栅电极发挥功能。
4.根据权利要求3所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述半导体层含有硅而成，所述绝缘层由硅氧化膜构成。
5.根据权利要求3所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述半导体层含有氧化物半导体而成。
6.根据权利要求5所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述氧化物半导体是ZnO或hfeiaiO。
7.根据权利要求4所述的挠性半导体装置，其特征在于，所述半导体结构部接受基于所述激光的照射的加热处理，所述半导体层的载流子迁移率为 3cm2/Vs 300cm2/Vs。
8.根据权利要求1所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述支承层由金属箔构成，在所述金属箔上形成有绝缘膜，在所述绝缘膜之上形成有所述半导体结构部。
9.根据权利要求8所述的挠性半导体装置，其特征在于，所述金属箔具有作为与所述半导体结构部电连接的源电极和漏电极的部位。
10.根据权利要求1所述的挠性半导体装置，其特征在于，所述树脂膜含有从如下树脂构成的群中选出的至少一种环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂和聚四氟乙烯树脂。
11.一种用于制造挠性半导体装置的方法，其特征在于，包括如下工序而成(i)在金属箔上，形成具有半导体层而构成的半导体结构部的工序；(ii)以覆盖半导体结构部的方式，在所述金属箔上形成树脂膜的工序；(iii)向所述树脂膜照射激光，在所述树脂膜上形成孔径部的工序；和(iv)按照与从所述孔径部露出的所述半导体结构的表面接触的方式形成导电构件的工序，在所述工序(iii)中，通过所述激光照射，不仅形成所述树脂膜的所述孔径部，并且对所述半导体结构部实施加热处理。
12.根据权利要求11所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在工序(iii)中，通过所述激光的照射，对所述半导体结构部进行退火处理。
13.根据权利要求11所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在工序(iii)中，通过所述激光的照射，使所述半导体结构部的膜质发生变化。
14.根据权利要求11所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述工序(i)中，形成所述半导体结构部，所述半导体结构部具有所述半导体层和形成于半导体层的表面的绝缘层而被构成，在所述工序(iii)中，通过所述的激光的照射，对所述绝缘层进行加热处理。
15.根据权利要求14所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 作为所述半导体层，形成含有硅而成的层，作为所述绝缘层，形成硅氧化膜。
16.根据权利要求11所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 作为所述半导体层，形成含有氧化物半导体而成的层，所述工序(iii)中的所述激光的照射，在氧气氛下进行。
17.根据权利要求11所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(iii)的所述激光的照射时，使用脉冲激光。
18.根据权利要求11所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在所述金属箔上形成绝缘膜，在所述绝缘膜上形成所述半导体结构部。
19.根据权利要求18所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 通过使所述金属箔的表面区域氧化，来形成所述绝缘膜。
20.根据权利要求11所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 通过对所述金属箔进行蚀刻，由所述金属箔形成源电极和漏电极。
全文摘要
本发明提供一种挠性半导体装置。本发明的挠性半导体装置具有支承层、形成于支承层之上的半导体结构部、和形成于半导体结构部之上的树脂膜而被构成。本发明的挠性半导体装置中，由激光的照射所形成的孔径部被形成于树脂膜上；在所述树脂膜的孔径部，形成有与半导体结构部的表面接触的导电构件。
文档编号H01L29/786GK102318073SQ20108000742
公开日2012年1月11日 申请日期2010年2月2日 优先权日2009年3月31日
发明者中谷诚一, 保手浜健一, 小川立夫, 平野浩一, 铃木武 申请人:松下电器产业株式会社