專利名稱：微細結(jié)構(gòu)、微機械、有機晶體管、電器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微細結(jié)構(gòu)、一種具有該微細結(jié)構(gòu)的微機械、一種具有該微細結(jié)構(gòu)的有機晶體管、一種具有該有機晶體管的電器。此外，本發(fā)明涉及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，人們正在積極研究稱為MEMS的微機械系統(tǒng)。MEMS是微型電機械系統(tǒng)的縮寫名字，它有時被稱為微機械。微機械一般對應(yīng)于集成了“具有三維結(jié)構(gòu)的可動微結(jié)構(gòu)”和“具有半導(dǎo)體元件的電路”的微細器件。與半導(dǎo)體元件不同的是，前述的微結(jié)構(gòu)具有三維結(jié)構(gòu)和可動部分。
此外，建議了一種在一個襯底上同時形成在半導(dǎo)體襯底上形成的每種類型的器件(它是一種微機械器件)的技術(shù)(例如，參見專利文獻1)。
〔專利文獻1〕日本專利申請公開No.2002-355798在這種微機械中，建議了一種使用薄膜的結(jié)構(gòu)(例如，參見專利文獻2)。
〔專利文獻2〕日本專利申請公開No.2004-1201如專利文獻1所示，一般使用半導(dǎo)體襯底比如硅晶片形成微機械。
在專利文獻1中，公開了其中微型泵及其驅(qū)動器電路安裝在一個襯底上的實例。然而，沒有公開其中微型泵和驅(qū)動器電路在一個步驟中形成在一個襯底上的實例。此外，在專利文獻1中，公開了一種這樣的結(jié)構(gòu)在一個襯底上整體地形成微型混合器等和被用作取樣或其泵的隔膜泵。還公開了每種類型的器件可以同時容易地形成在一個襯底上，因為該結(jié)構(gòu)可以在一個步驟中形成。然而，在專利文獻1中，用于控制器件比如微型混合器的半導(dǎo)體元件不是在一個步驟中形成在一個襯底上。
在專利文獻2中，提出了結(jié)晶的薄膜型微機械的結(jié)構(gòu)。然而，沒有對控制微機械的半導(dǎo)體器件進行描述，當(dāng)然，也沒有描述其中整體地形成半導(dǎo)體器件的器件。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述問題，本發(fā)明提供了一種具有框架形狀的新穎結(jié)構(gòu)的微細結(jié)構(gòu)。此外，根據(jù)本發(fā)明，這種微細結(jié)構(gòu)和控制微細結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件在一個步驟中集成在絕緣表面上。
此外，本發(fā)明的具有框架形狀的微細結(jié)構(gòu)具有較高的透光率。通過應(yīng)用這種微細結(jié)構(gòu)作為顯示部分的開關(guān)元件，可以提供具有高孔徑比的顯示部分。
下文具體地描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個實例是一種微細結(jié)構(gòu)，該微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層是一對壁，第二層是與該壁交叉的橋。
本發(fā)明的另一個實例是一種微細結(jié)構(gòu)，該微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙(即空間)形成在第二層之下的框架里面。
本發(fā)明的另一個實例是一種微細結(jié)構(gòu)，該微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為從一側(cè)到與該側(cè)相對的另一側(cè)與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，第二層的下表面與框架的側(cè)表面接觸。
本發(fā)明的另一個實例是一種微機械，該微機械包括多個微細結(jié)構(gòu)，該微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層是一對壁，第二層是與該壁交叉的橋。
本發(fā)明的另一個實例是一種微機械，該微機械包括多個微細結(jié)構(gòu)，該微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面。
本發(fā)明的另一個實例是一種微機械，該微機械包括多個微細結(jié)構(gòu)，該微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為從一側(cè)到與該側(cè)相對的另一側(cè)與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，第二層的下表面與框架的側(cè)表面接觸。
本發(fā)明的另一個實例是一種微機械，該微機械包括多個微細結(jié)構(gòu)，該微細結(jié)構(gòu)包括形成絕緣表面上的導(dǎo)電層、第一層和第二層；其中第一層和第二層提供在導(dǎo)電層上，第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面。
本發(fā)明的一個實例是一種有機晶體管，該有機晶體管包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層是一對壁，第二層是與該對壁交叉的橋，有機半導(dǎo)體層形成在框架的里面和橋的下面。
本發(fā)明的另一個實例是一種有機晶體管，該有機晶體管包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層和形成在第一層的下面的導(dǎo)電層；其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，有機半導(dǎo)體層形成在該間隙中。
本發(fā)明的另一個實例是一種有機晶體管，該有機晶體管包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層和形成在第一層的下面的導(dǎo)電層；其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，有機半導(dǎo)體層形成在該間隙中，第二層由導(dǎo)電材料形成。
本發(fā)明的另一個實例是一種有機晶體管，該有機晶體管包括形成絕緣表面上的導(dǎo)電層和形成在導(dǎo)電層上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，有機半導(dǎo)體層形成在該間隙中，第二層由導(dǎo)電材料形成。
本發(fā)明的一個實例是一種電器，該電器在顯示部分中包括有機晶體管，其中有機晶體管包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層是一對壁，第二層是與該對壁交叉的橋，有機半導(dǎo)體層形成在該對壁的里面和橋的下面。
本發(fā)明的一個實例是一種電器，該電器在顯示部分中包括有機晶體管，其中有機晶體管包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，有機半導(dǎo)體層形成在該間隙中。
本發(fā)明的一個實例是一種電器，該電器在顯示部分中包括有機晶體管，其中有機晶體管包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層和形成在第一層下面的導(dǎo)電層；其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，有機半導(dǎo)體層形成在該間隙中，第二層由導(dǎo)電材料形成。
本發(fā)明的一個實例是一種電器，該電器在顯示部分中包括有機晶體管，其中有機晶體管包括形成在絕緣表面上的導(dǎo)電層和形成在導(dǎo)電層上的第一層和第二層；其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，間隙形成在第二層之下的框架里面，有機半導(dǎo)體層形成在該間隙中，第二層由導(dǎo)電材料形成。
此外，本發(fā)明包括一種微細結(jié)構(gòu)、一種微機械、一種有機晶體管和一種電器的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明，在一個步驟中在一個表面上可以集成微細結(jié)構(gòu)和用于控制該微細結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，由此提供了制造成本低的微機械。
此外，可以實現(xiàn)在其上安裝微機械的傳感器件等的微型化，因為不要求在微細結(jié)構(gòu)和用于控制該微細結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件之間的連接區(qū)。
此外，通過在一個表面上集成微細結(jié)構(gòu)和用于控制該微細結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，可以排列微細結(jié)構(gòu)，由此可以提供大規(guī)模的集成器件。


附圖1所示為本發(fā)明的一種微細結(jié)構(gòu)；附圖2A至2D所示為本發(fā)明的微細結(jié)構(gòu)的制造過程；附圖3所示為本發(fā)明的一種測量元件；附圖4A至4E所示為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過程；附圖5A至5C所示為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過程；附圖6所示為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的剖視圖；附圖7所示為本發(fā)明的有機晶體管；附圖8A至8C所示為本發(fā)明的有機晶體管；附圖9所示為本發(fā)明的有機晶體管；附圖10A至10C所示為本發(fā)明的有機晶體管；附圖11A至11D所示為本發(fā)明的電器；附圖12所示為說明本發(fā)明的微細結(jié)構(gòu)的SEM圖；附圖13所示為說明本發(fā)明的微細結(jié)構(gòu)的SEM圖；附圖14A和14B所示為本發(fā)明的測量元件。
具體實施例方式
在下文中，參考附圖描述本發(fā)明的實施例模式。本發(fā)明可以以多種不同的模式實施，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解在不脫離本發(fā)明的目的和范圍的前提下在此所公開的模式和細節(jié)可以以不同的方式進行修改。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限于下文給出的實施例模式的描述。注意，在附圖中，相同的參考標(biāo)號可用于相同的部分或者具有相同功能的部分，并且省去了對這些部分的重復(fù)描述。
〔實施例模式1〕在本實施例模式中，描述一種微細結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
如附圖1所示，本發(fā)明的微細結(jié)構(gòu)具有在絕緣表面101上的具有框架形狀的第一層102。換句話說，由第一層102形成的框架是兩對壁。注意，在第二層103之下需要提供間隙105；因此，支撐第二層103的框架可以具有至少兩個側(cè)面。即，形成了至少一對壁。
間隙(即空間)提供在由第一層102形成的框架里面。換句話說，間隙被提供為被框架所包圍。絕緣表面是玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底等的表面。通過在塑料襯底上形成微細結(jié)構(gòu)，可以形成具有高柔性和薄厚度的器件。此外，可以使用通過拋光減薄的玻璃襯底。通過拋光，可以形成薄膜器件。此外，在導(dǎo)電襯底(比如金屬等)上或者在半導(dǎo)體襯底(比如硅)上形成的具有絕緣特性(絕緣層)的層的襯底上可以形成微細結(jié)構(gòu)。
第一層102可以由具有硅的絕緣體形成。例如，第一層102可以由具有硅的氧化物(以下稱為氧化硅)或者具有硅的氮化物(以下稱為氮化硅)形成并且具有單層結(jié)構(gòu)或者疊層結(jié)構(gòu)。
第二層103被形成為與具有框架形狀的第一層102交叉(即跨越第一層102)。即，第二層103為橋狀。換句話說，第二層103為與一對壁交叉(即跨越一對壁)的橋狀。第二層103可以由具有硅的絕緣體或者導(dǎo)體形成并且具有單層結(jié)構(gòu)或者疊層結(jié)構(gòu)。作為導(dǎo)體，用于電極的材料是有利的并且可以由下列材料形成金屬比如鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)和鎢(W)；這些金屬材料的化合物(比如金屬氧化物和金屬氮化物)。元素比如釹(Nd)和鈧(Sc)優(yōu)選添加到具有低熱阻的材料比如鋁(Al)以便避免由于加熱而產(chǎn)生小丘。注意，釹優(yōu)選用作要添加的材料，因為釹不會引起鋁的熱阻升高但鈧可能。
參考附圖2A至2D描述這種微細結(jié)構(gòu)的制造方法。
如附圖2A所示，犧牲層104形成在絕緣表面上并被構(gòu)圖成預(yù)定的形狀。注意，犧牲層是在隨后的步驟中被清除的層。犧牲層的清除提供了其中結(jié)構(gòu)層移動的間隙。犧牲層可以是導(dǎo)電層或者絕緣層，只要在犧牲層和另一材料之間可獲得蝕刻選擇比率以便清除犧牲層即可。
然后，如附圖2B所示，第一層106由氧化硅、氮化硅等在犧牲層104上形成。氧化硅、氮化硅等可以通過CVD法、濺射法、微滴排放法(典型地，噴墨印刷法)或者旋涂法形成。在有機材料是開始材料時可以運用微滴排放法和旋涂法。
這時，根據(jù)犧牲層104的形狀在第一層106的表面上可以形成粗糙度。注意在有機材料被用作開始材料時，粗糙度難以形成，因此可以提高平面性。
然后，如附圖2C所示，蝕刻第一層以使其僅與犧牲層104的側(cè)表面接觸并具有框架形。作為蝕刻，可以應(yīng)用干蝕刻或濕蝕刻。在干蝕刻的情況下，可以使用含CHF3、ClF3、NH3、CF4等的蝕刻氣體。在濕蝕刻的情況下，可以使用含氧化的水的蝕刻劑或者含緩沖劑的氟化氫的蝕刻劑。
如上文所描述，僅在犧牲層104的側(cè)表面上保留的第一層存在于犧牲層104的周圍并具有框架形。這種結(jié)構(gòu)被稱為側(cè)壁結(jié)構(gòu)?？蚣艹漤旤c逐漸變細并朝其底部變得更厚，由此更加堅固。注意，在具有側(cè)壁結(jié)構(gòu)的第一層102中，膜厚度或者側(cè)壁高度根據(jù)蝕刻條件以及淀積的第一層的膜厚度決定。因此，在框架里面的整個犧牲層104不需要被蝕刻和清除。犧牲層104可以仍然保留在框架的底部部分中。即，犧牲層104被蝕刻以便形成間隙。
然后，第二層103被形成為覆蓋第一層102和犧牲層104并被構(gòu)圖成預(yù)定的形狀。在這種實施例模式中，第二層103被構(gòu)圖成在第一層102和犧牲層104上交叉的細長的矩形形狀。即，第二層103為有選擇性地形成在第一層102和犧牲層104上的橋形。在本實施例模式中，第二層103(即橋)延伸到第一層102之外。因此，第一層102可以更加堅固。
暴露一部分犧牲層104，這是因為有選擇性地形成第二層103。其中一部分暴露的犧牲層可以通過蝕刻被清除。即，理想的是，形成第二層103以便暴露一部分犧牲層104。
此后，如附圖2D所示，清除犧牲層104。運用干蝕刻或濕蝕刻來清除犧牲層104。選擇用于第一層102、第二層103和犧牲層104的材料并設(shè)定蝕刻條件以便有選擇性地僅僅蝕刻犧牲層104。即，在犧牲層104對特定的蝕刻劑之間具有選擇比率的材料可用作第一層102和第二層103。
通過清除犧牲層104，形成間隙105。換句話說，間隙105提供在第一層102中以便形成框架形狀?？蚣芸梢员环Q為兩對壁。注意，間隙105需要提供在第二層102的下面，因此支撐第一層102的框架可以具有至少兩個彼此相對的側(cè)面。即，形成至少一對側(cè)壁。
因此，可以形成具有框架形狀的第一層、具有與該框架交叉的橋形的第二層和在第二層之下和在框架里面提供的間隙的微細結(jié)構(gòu)。在該間隙上形成的第二層可以通過施加給第二層的電壓產(chǎn)生的電信號或靜電移動。第二層例如可以上下移動(或振動)。
這種框架可用作其中灌注和烘焙難以被處理的材料的模具。例如，灌注難以被蝕刻的ZnO或具有低熱阻的有機材料，由此可以提供新的器件。
此外，可以對框架實施電鍍以形成鏡面。這種器件可用作光學(xué)器件。
與通過常規(guī)蝕刻進行構(gòu)圖相比，可以精細地處理這種由第一層制成的框架。
通過形成多個微細結(jié)構(gòu)可以提供大規(guī)模集成的微機械。應(yīng)用這種大規(guī)模集成的器件，可以提供具有特定的功能的微機械。
〔實施例模式2〕在本實施例模式中，描述一種使用微細結(jié)構(gòu)的測量元件的結(jié)構(gòu)。
如附圖3所示，在所述的微細結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)體(此后被稱為下部電極，因為它用作下部電極)110形成在犧牲層之下并被構(gòu)圖成預(yù)定形狀。下部電極110可以由下列材料形成金屬比如鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)和鎢(W)；這些金屬材料的化合物(比如金屬氧化物和金屬氮化物)。元素比如釹(Nd)和鈧(Sc)優(yōu)選添加到具有低熱阻的材料比如鋁(Al)以便避免由于加熱而產(chǎn)生小丘。注意，釹優(yōu)選用作要添加的材料，因為釹相比鈧而言不會引起鋁的熱阻升高。
然后，犧牲層形成在下部電極110上并被構(gòu)圖成如在前文實施例模式中所描述的預(yù)定的形狀。
此后，第一層形成在犧牲層上并被蝕刻成如在前文實施例模式中描述的側(cè)壁結(jié)構(gòu)。
此外，第二層被形成為在第一層和犧牲層上交叉。在本實施例模式中，導(dǎo)電層112被用作第二層。作為導(dǎo)電層112，可以使用金屬比如鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)和鎢(W)；這些金屬材料的化合物(比如金屬氧化物和金屬氮化物)。元素比如釹(Nd)和鈧(Sc)優(yōu)選添加到具有低熱阻的材料比如鋁(Al)以便避免由于加熱而產(chǎn)生小丘。注意，釹優(yōu)選用作要添加的材料，因為釹不會引起鋁的熱阻升高但鈧可能。
在這種結(jié)構(gòu)中，絕緣層可以形成在導(dǎo)電層之下。作為絕緣層，可以使用氧化硅或者氮化硅。然后，如前文實施例模式中所述對導(dǎo)電層112進行構(gòu)圖。這時，實施構(gòu)圖以便暴露一部分犧牲層。
此后，如前文實施例模式中所述，清除犧牲層，由此形成其中第一層102具有側(cè)壁結(jié)構(gòu)并且導(dǎo)電層102形成在第一層102上的結(jié)構(gòu)。由于清除了犧牲層，因此在第一層102中提供了間隙。即，通過其間具有間隙的下部電極110和導(dǎo)電層112形成了電容器。導(dǎo)電層112是可移動的。具體地，在該間隙上的導(dǎo)電層112可以上下地移動，因此電容器的值變化。
通過讀取變化的值，這種微細結(jié)構(gòu)可用作測量元件。即，這種微細結(jié)構(gòu)用作測量可變電容的元件。通過形成多個這種微細結(jié)構(gòu)，可以提供包括感測可變電容的傳感電路的傳感器件。
與使用硅晶片的微細結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的微細結(jié)構(gòu)可以以低成本制造。此外，如下面的實施例模式所描述，微細結(jié)構(gòu)和用于控制該微細結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件可以形成在一個襯底上。應(yīng)用本發(fā)明的這種微細結(jié)構(gòu)，可以降低測量元件和傳感器件的成本。
通過形成多個微細結(jié)構(gòu)可以提供大規(guī)模集成的微機械。通過大規(guī)模集成的器件，可以提供具有特定功能的微機械。
〔實施例模式3〕在本實施例模式中，描述與前述的實施例模式不同的元件的結(jié)構(gòu)。
在附圖1的微細結(jié)構(gòu)中，可以使用第二層103作為細絲并將本發(fā)明的微細結(jié)構(gòu)應(yīng)用到保護電路中。在將過量電壓施加到第二層103中時，切割第二層103；因此，微細結(jié)構(gòu)可用作保護電路。在第二層103沒有被切割的情況下，如果第二層103的物理特性由于施加給第二層103的電流而變化，則通過利用特性的變化該微細結(jié)構(gòu)可被用作保護電路。
在微細結(jié)構(gòu)被用作保護電路時，第二層103優(yōu)選形成有導(dǎo)體。
〔實施例模式4〕在本實施例模式中，描述與前述的實施例模式不同的測量元件的結(jié)構(gòu)。
附圖14A示出了這樣的元件，它具有帶有在絕緣表面101上的側(cè)壁結(jié)構(gòu)的第一層102、在間隙中形成的針狀物(或突起)150、具有疊層(下部層103a和上部層103b)的第二層103。第二層的下部層103a和上部層103b使用彼此導(dǎo)熱性不同的材料彼此層疊。
在一定環(huán)境溫度下，針狀物(或突起)150的點與第二層的下部層103a接觸。
在另一環(huán)境溫度下，如附圖14B所示，針狀物(或突起)150的點與第二層的下部層103a不接觸。這是因為，由于在第二層的下部層103a和上部層103b之間的導(dǎo)熱性的不同而在第二層中產(chǎn)生了翹曲。此外，在第二層下提供的間隙能夠在第二層中產(chǎn)生翹曲。
通過利用這種特性可以將測量元件用作開關(guān)元件。
〔實施例模式5〕在本實施例模式中，描述具有前述的測量元件和用于控制該測量元件的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件的制造過程。在本實施例模式中，使用薄膜晶體管(TFT)作為半導(dǎo)體器件。
如附圖4A所示，下部電極110形成在絕緣表面101上。作為下部電極110的制造方法、材料等，可以參考前文的實施例模式。在本實施例模式中，下部電極110形成在其中形成了微細結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域中和其中形成了半導(dǎo)體元件的第二區(qū)域中。在第一和第二區(qū)域中，處理下部電極110，即將其構(gòu)圖成預(yù)定的形狀以便用作測量元件的下部電極和半導(dǎo)體元件的下部電極。通過形成半導(dǎo)體元件的下部電極，可以抑制根據(jù)半導(dǎo)體元件的微型化所造成的電流泄漏。
然后，在下部電極110上形成基膜114?；?14可以由絕緣層的單層或疊層結(jié)構(gòu)形成比如形成有含硅的氧化物或含硅的氮化物的層，例如可以使用氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層等。作為疊層結(jié)構(gòu)，可以使用這樣的結(jié)構(gòu)其中順序地形成使用活性氣體比如SiH4，NH3，N2O和H2形成的氮氧化硅層和使用活性氣體比如SiH4和N2O形成的氮氧化硅層?；?14可以阻止絕緣表面101等被污染。此外，疊層結(jié)構(gòu)比較有利，因為有效防止污染的層和與下部電極110和其后形成的半導(dǎo)體層具有高粘性的層也可以被層疊。
然后，半導(dǎo)體層113僅形成在第二區(qū)域中并被構(gòu)圖成預(yù)定的形狀。半導(dǎo)體層可以由具有硅的材料形成。具有硅的材料包括由硅形成的材料和含0.01至4.5原子％鍺的硅鍺材料。作為半導(dǎo)體層113，可以使用具有結(jié)晶狀態(tài)或者非晶狀態(tài)的半導(dǎo)體層。在本實施例模式中，使用通過金屬將熱處理應(yīng)用于非晶硅層結(jié)晶的多晶硅層。加熱爐、激光照射或從燈而不是激光產(chǎn)生的光照射(下文稱為燈退火)或這些方法的組合都可用于熱處理。
在通過激光照射形成多晶硅的情況下，可以使用連續(xù)波激光束(CW激光束)或脈沖波激光束(脈沖激光束)。作為激光束，可以使用從如下的激光器中選擇的一種或多種激光器中振蕩產(chǎn)生的激光束自Ar激光器、Kr激光器、準分子激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、翠綠寶石激光器、Ti藍寶石激光器、銅蒸汽激光器和金蒸汽激光器。通過發(fā)射除了前述的激光束的基波之外的基波的第二至第四次諧波的激光束，可以獲得具有大顆粒直徑的晶體。例如，可使用Nd:YVO4激光器(基波，1064nm)的第二次諧波(532nm)或第三次諧波(355nm)。激光要求大約從0.01至100MW/cm2(優(yōu)選大約從0.1至10MW/cm2)的能量密度。激光以大約從10至2000cm/sec的掃描速率發(fā)射。
注意，可以發(fā)射連續(xù)波基波激光束和連續(xù)波更高的諧波激光束?？商鎿Q地，可以發(fā)射連續(xù)波基波激光束和脈沖波更高的諧波激光束。通過發(fā)射多個激光束，彼此供應(yīng)能量。
也可以使用作為脈沖波激光束的激光束，在由于激光熔化和半導(dǎo)體層的固化之間的期間中該激光束以能夠發(fā)射下一脈沖的激光的振動頻率振動激光。通過以這種頻率振動激光束，可以獲得在掃描方向上連續(xù)地生長的晶粒。激光束的特定的振動頻率是10MHz或者更高，它意味著與一般使用的幾十到幾百Hz的頻帶相比使用顯著地較高的頻帶。
在使用加熱爐作為另一熱處理的情況下，在400至550℃下加熱非晶半導(dǎo)體層2至20小時。這時，優(yōu)選在多個步驟中將溫度設(shè)定在400至550℃的范圍中以便逐漸增加。通過在大約400℃下的初始化低溫加熱處理，釋放出在非晶半導(dǎo)體層中的氫等。因此，降低了由于結(jié)晶引起的膜的粗糙。此外，促進結(jié)晶的金屬元素例如鎳(Ni)優(yōu)選形成在非晶半導(dǎo)體層上，因為可以降低加熱溫度。作為金屬元素，可以使用鐵(Fe)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、鈷(Co)等。
除了加熱爐之外，可以執(zhí)行如上文描述的激光照射以形成多晶硅。
通過使用金屬元素執(zhí)行熱處理，以這種方式形成的多晶硅與單晶硅具有幾乎相同的晶體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)比通過不使用金屬元素進行熱處理形成的多晶硅更加堅固并且具有更高的遷移率。這是因為，晶粒連續(xù)地形成的多晶硅可以通過使用金屬元素的熱處理形成。在晶粒連續(xù)地形成的多晶硅中，在晶粒邊界上的共價鍵不斷裂，與通過不使用金屬元素進行熱處理形成的多晶硅不同。因此，與不使用金屬元素形成的熱處理相比，本發(fā)明中由在晶粒邊界中的缺陷引起的應(yīng)力集中不會發(fā)生，這種應(yīng)力集中導(dǎo)致較大的斷裂應(yīng)力。此外，由于連續(xù)的晶粒邊界引起電子遷移率較高，因此連續(xù)地形成晶粒的多晶硅適合用作控制微細結(jié)構(gòu)的材料。
注意，用于結(jié)晶的金屬元素成為污染源，因此在結(jié)晶之后需要清除它。在這種情況下，在使用金屬元素進行熱處理之后，通過在硅層上形成并加熱用作吸氣接收器(gettering sink)的層，可以清除或減少金屬元素。這是因為通過熱處理將金屬元素移動到吸氣接收器中。吸氣接收器可以由多晶硅半導(dǎo)體層或非晶半導(dǎo)體層形成。例如，其中添加了不活躍的元素比如氬的多晶硅半導(dǎo)體層可以被形成為吸氣接收器。通過添加不活躍的元素，多晶硅半導(dǎo)體層具有一種變形，通過這種變形可以有效地捕獲金屬元素。此外，通過形成添加了元素比如磷的半導(dǎo)體層，可以捕獲金屬元素。
如圖4B所示，絕緣層115形成在第一區(qū)域和第二區(qū)域中以便覆蓋半導(dǎo)體層113。絕緣層115在第二區(qū)域中用作柵極絕緣層。此外，可以清除在第一區(qū)域中的絕緣層115。此外，與基膜114一樣，絕緣層115可以由氧化硅和氮化硅形成，并具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
然后，在第一區(qū)和第二區(qū)中，導(dǎo)電層形成在絕緣層115上。導(dǎo)電層在第一區(qū)中用作犧牲層104a并在第二區(qū)中用作柵電極104b。作為這種導(dǎo)電層，可以使用如下的材料作為主要成分從Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu中選擇的元素；含以上元素的合金材料或化合物材料。元素比如釹(Nd)和鈧(Sc)優(yōu)選添加到具有低熱阻的材料比如鋁(Al)中以便避免由加熱引起的小丘。注意，作為要添加的材料，釹比較有利，因為鋁的熱阻不會由于釹而增加，而鈧會使其增加。此外，在導(dǎo)電層用作犧牲層104a和柵電極104b時，可以使用以雜質(zhì)元素比如磷摻雜的多晶膜為代表的半導(dǎo)體層，或使用AgPdCu合金。這導(dǎo)電層可以具有單層或疊層結(jié)構(gòu)。
如附圖4C所示，使用柵電極104b以自對準方式將雜質(zhì)元素添加到半導(dǎo)體層中。在形成n-型半導(dǎo)體元件的情況下，添加磷(P)或砷(As)以形成雜質(zhì)區(qū)117和溝道形成區(qū)119.在形成p-型半導(dǎo)體元件的情況下，添加硼等以形成雜質(zhì)區(qū)120和溝道形成區(qū)121。注意，雜質(zhì)區(qū)被稱為源極區(qū)或漏極區(qū)，這取決于電流的流向。
這時，在第一區(qū)中有選擇性地形成掩模116以便防止加入雜質(zhì)元素。掩?？梢杂捎袡C材料或無機材料形成。
然后，如附圖4D所示，清除掩模116并形成絕緣層122以便覆蓋犧牲層104a、柵電極104b等。絕緣層122被蝕刻為具有側(cè)壁結(jié)構(gòu)的第一層102。作為其材料等，可以參考前述的實施例模式。即，無機材料和有機材料可用于絕緣層122。
如附圖4E所示，蝕刻絕緣層122以使其具有側(cè)壁結(jié)構(gòu)。在第一區(qū)中，在犧牲層104a周圍將具有側(cè)壁結(jié)構(gòu)的第一層102a形成為框架形狀。在第二區(qū)中，在柵電極104b周圍形成側(cè)壁102b。
這時，雜質(zhì)元素可以進一步添加到半導(dǎo)體層113中。通過使用側(cè)壁102b添加雜質(zhì)元素可以形成輕摻雜的漏極區(qū)。通過提供輕摻雜的漏極區(qū)，可以防止在半導(dǎo)體元件的柵極長度縮短時引起的短溝道效應(yīng)或熱電子劣化。這種結(jié)構(gòu)被稱為LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)。在輕摻雜的漏極區(qū)與柵電極重疊時，這種結(jié)構(gòu)被稱為GOLD(柵極重疊的漏極)結(jié)構(gòu)。在p-溝道薄膜晶體管中，幾乎不產(chǎn)生由熱載流子引起的劣化或短溝道效應(yīng)，因此可以形成不具有輕摻雜的漏極區(qū)的單漏極結(jié)構(gòu)。因此，如附圖4E所示，輕摻雜的漏極區(qū)123形成在n-型半導(dǎo)體元件中。這時，在第一區(qū)和p-型半導(dǎo)體層上提供掩模以便不以雜質(zhì)元素摻雜。
然后，如附圖5A所示，絕緣層125形成在第二區(qū)中。絕緣層125用作中間絕緣層。使用與絕緣層122相同的材料和制造方法可以形成絕緣層125。在需要提高其平面性時，優(yōu)選將有機材料用于絕緣層125。用作中間絕緣層的絕緣層125可以具有單層結(jié)構(gòu)和疊層結(jié)構(gòu)。例如在使用疊層結(jié)構(gòu)時，可以將由無機材料形成的絕緣層形作為下層并將由有機材料形成的絕緣層形作為上層。結(jié)果，可以降低雜質(zhì)污染并確保平面性。
如附圖5B所示，在第一區(qū)和第二區(qū)中，具有導(dǎo)電層的第二層103被形成并構(gòu)圖成預(yù)定的形狀。在第一區(qū)中第二層103用作導(dǎo)電層103a，在第二區(qū)中第二層103用作連接到雜質(zhì)區(qū)的電極103b。連接到源極區(qū)的電極稱為源極電極，同時連接到漏極區(qū)的電極稱為漏極電極。此外，如前文實施例模式所示，導(dǎo)電層103a被構(gòu)圖成在第一層102a和犧牲層104a上交叉的細長的矩形。
如附圖5C所示，在第一區(qū)中，清除犧牲層104a。可以清除犧牲層104a而不形成開口，因為通過導(dǎo)電層103a的構(gòu)圖暴露了一部分犧牲層104a。如果在導(dǎo)電層103a的構(gòu)圖中沒有暴露犧牲層104a，則在預(yù)定的部分中形成開口。然后，通過如前文所述的實施例模式地蝕刻并清除犧牲層104a可以形成間隙105。通過其間具有間隙105的下部電極110和導(dǎo)電層103形成電容以用作測量元件。此外，使用在相同襯底上形成的半導(dǎo)體元件控制測量元件。
因此，測量元件和用于控制測量元件的半導(dǎo)體元件在一個步驟中可以形成在一個表面上。此外，通過集成測量元件和半導(dǎo)體元件，可以降低制造成本。此外，與其中分離地形成電路然后電連接到微細結(jié)構(gòu)的常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，可以提高產(chǎn)率。此外，由于不要求在測量元件和用于控制測量元件的半導(dǎo)體元件之間的連接區(qū)，因此可以實現(xiàn)半導(dǎo)體器件的微型化。
在本實施例模式中，描述了測量元件和用于控制測量元件的半導(dǎo)體器件的制造過程。這個實施例模式與在實施例模式1至4中所示的測量元件的前述實施例中的任何一個可以自由組合。
〔實施例模式6〕在本實施例模式中，描述具有與前述實施例模式的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)的測量元件和用于控制該測量元件的半導(dǎo)體元件。
如附圖6所示，下部電極110有選擇性地形成在第一區(qū)中。即，在第二區(qū)中，不形成下部電極。半導(dǎo)體元件不必具有下部電極。
除了前述半導(dǎo)體元件的前述結(jié)構(gòu)之外，可以使用其中在半導(dǎo)體層之下提供柵電極的底柵結(jié)構(gòu)以及在該半導(dǎo)體層上提供柵電極的頂柵結(jié)構(gòu)。在使用底柵結(jié)構(gòu)時，在第一區(qū)中的下部電極和在第二區(qū)中的下部柵電極可以在一個步驟中形成。對于隨后的步驟，可以參考前述的實施例模式。
因此，本發(fā)明并不限于前述的半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)，只要測量元件和半導(dǎo)體元件可以集成在一個表面上即可。
此外，在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體元件和測量元件可以轉(zhuǎn)移到另一襯底上。例如，使用玻璃襯底形成的半導(dǎo)體元件和測量元件可以轉(zhuǎn)移到塑料襯底上。在這種情況下，在脫落層上形成測量元件和半導(dǎo)體元件，物理或化學(xué)地清除脫落層以使玻璃襯底脫離，并將測量元件和半導(dǎo)體元件固定在塑料襯底上。結(jié)果，可以形成非常輕且薄的器件。
在本實施例模式中，描述了測量元件和用于控制測量元件的半導(dǎo)體元件的制造過程。這個實施例模式可以與在實施例模式1至4中所示的測量元件的前述實施例中的任何一個自由地組合。
〔實施例模式7〕在本實施例模式中，描述使用前述的微細結(jié)構(gòu)的有機晶體管的結(jié)構(gòu)。在本實施例模式中，描述其中柵電極形成在半導(dǎo)體層下面的底柵型和其中源極電極和漏極電極提供在半導(dǎo)體層上的頂接觸型的有機晶體管。
附圖7所示為底柵型有機晶體管的剖視圖。附圖8A所示為有機晶體管的頂視圖，附圖8B所示為沿著線O-P的剖視圖，附圖8C所示為沿著線Q-R的剖視圖。有機晶體管具有在絕緣表面上的用作柵電極的下部電極210、形成在下部電極210上的具有框架形狀和側(cè)壁結(jié)構(gòu)的第一層202、形成在第一層202的里面的有機半導(dǎo)體層215和用作源極電極和漏極電極的第三層213，該第三層與下部電極210重疊并形成在有機半導(dǎo)體層215上。在下部電極上方分割第二層213以用作源極電極和漏極電極。通過清除犧牲層形成間隙以使第一層202具有框架形狀?？梢孕纬杉訌娂员阍谛纬砷g隙之后和形成有機半導(dǎo)體層215之前仍然保持第二層213的狀態(tài)?？梢栽诘诙?13之下或之上形成加強件并優(yōu)選形成為包含氧化硅、氮化硅等；這是因為氧化硅和氮化硅比導(dǎo)電材料更加堅固。
使用有機分子晶體或有機高分子量化合物可以形成有機半導(dǎo)體層215。作為有機分子晶體的具體實例，可以給出多環(huán)芳香烴化合物、共軛雙鍵化合物、酞菁染料、電荷轉(zhuǎn)移型絡(luò)合物等。例如，蒽、并四苯、并五苯、六噻吩(6T)、四氰基對苯醌二甲烷(TCNQ)、二萘嵌苯四羧基雙酐(PTCDA)、萘四羧基雙酐(NTCDA)等都可以使用。作為有機高分子量化合物的具體實例，可以給出π-共扼的高分子量材料、碳納米管、聚乙烯吡啶、酞菁染料金屬絡(luò)合物等。具體地，聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚乙烯、聚噻吩衍生物、聚(3烷基噻吩)、聚對苯撐衍生物或聚對苯撐1，2亞乙烯基衍生物都可以使用，這些物質(zhì)中每種物質(zhì)都是π-共扼的高分子量材料，它的基干形成有共扼的雙鍵。這些有機半導(dǎo)體材料包括具有n-型或p-型極性中的一種。
這種有機半導(dǎo)體膜可以通過如下方法形成真空蒸汽法、旋涂法、噴射法、微滴排放法(典型地，噴墨法)、溶膠凝膠法、絲網(wǎng)法、鑄造法或牽引法。在使用干淀積法比如真空蒸汽法或者氣相淀積法的情況下，優(yōu)選實施處理以使僅僅有機半導(dǎo)體層具有疏水特性。另一方面，在使用濕淀積法比如旋涂法、噴射法、微滴排放法(典型地，噴墨法)、溶膠凝膠法、絲網(wǎng)法、鑄造法或牽引法的情況下，優(yōu)選實施處理以使除了形成有機半導(dǎo)體層的區(qū)域之外的區(qū)域具有疏水特性。因此，有機半導(dǎo)體層215僅僅形成在具有框架形狀的第一層202的里面。
通過濕淀積法形成的有機半導(dǎo)體層215以預(yù)定的溫度和時間干燥。通過利用在干燥有機半導(dǎo)體層215時的毛細管現(xiàn)象，有機半導(dǎo)體層215可以與用作源極電極和漏極電極的第二層212相接觸。即，在干燥有機半導(dǎo)體層215之前，有機半導(dǎo)體層215不必與用作源極電極和漏極電極的第二層212相接觸。
以這種方式形成的有機半導(dǎo)體層215不要求用于結(jié)晶的熱處理。因此，甚至可以以具有低熱阻的襯底比如塑料襯底形成有機晶體管。
有機半導(dǎo)體層215形成在具有框架形狀的第一層202的里面并不必構(gòu)圖。第一層202可用作其中灌注并烘焙難以被構(gòu)圖處理的材料(比如難以被蝕刻的ZnO，或者具有較低熱阻的有機材料)的模具；因此，本發(fā)明是有利的。
注意，雖然已經(jīng)描述了使用頂接觸型的有機晶體管的情況，但是可以使用其中源極電極和漏極電極提供在半導(dǎo)體層之下的底接觸型的有機晶體管。在這種情況下，形成用作柵電極的下部電極210并形成用作柵絕緣層的絕緣層以便覆蓋下部電極210。然后，形成用作源極電極和漏極電極的電極，并在其上形成犧牲層和具有側(cè)壁結(jié)構(gòu)且為框架形狀的第一層202。然后，在清除了犧牲層之后，在框架的里面形成有機半導(dǎo)體層。因此，可以將具有根據(jù)本發(fā)明的框架形狀的第一層應(yīng)用到底接觸型的有機晶體管中。
在本實施例模式中，描述了半導(dǎo)體元件的實施例。這個實施例模式可以與在實施例模式1至4中所示的測量元件的前述實施例中的任何一個自由組合。此外，參考在前述的實施例模式5和6中的制造過程可以將半導(dǎo)體元件和測量元件都形成在一個襯底上。
〔實施例模式8〕在本實施例模式中，與前述的實施例模式不一樣，描述頂柵型有機晶體管的結(jié)構(gòu)。
附圖9所示為頂柵型有機晶體管的剖視圖。附圖10A所示為有機晶體管的頂視圖，附圖10B所示為沿著線O-P的剖視圖，附圖10C所示為沿著線Q-R的剖視圖。有機晶體管具有用作源極電極和漏極電極的下部電極310、具有框架形狀和側(cè)壁結(jié)構(gòu)的第一層302、形成在第一層302的里面的有機半導(dǎo)體層315、用作形成在有機半導(dǎo)體層315上并與下部電極310重疊的柵極絕緣層的絕緣層312和在絕緣層312上用作柵電極的第二層313。用作源極電極和漏極電極的下部電極310在有機半導(dǎo)體層315下被分開。通過清除犧牲層形成間隙以使第一層302為框架形?？梢孕纬杉訌娂员阍谛纬砷g隙之后和在形成有機半導(dǎo)體層315之前保持第二層313的狀態(tài)。加強件可以形成在第二層313之下或之上，并且優(yōu)選被形成為包含氧化硅、氮化硅等；這是因為氧化硅和氮化硅比導(dǎo)電材料更堅固。
作為有機半導(dǎo)體層315的材料和制造方法，可以參考前文的實施例模式。
通過濕淀積法形成的有機半導(dǎo)體層315以預(yù)定的溫度和時間干燥。通過利用在干燥有機半導(dǎo)體層315時的毛細管現(xiàn)象，有機半導(dǎo)體層315可以與用作柵電極的第二層313相接觸。即，在干燥有機半導(dǎo)體層315之前，有機半導(dǎo)體層315不必與用作柵電極的第二層313相接觸。
以這種方式形成的有機半導(dǎo)體層315不要求用于結(jié)晶的熱處理。因此，甚至可以以具有低熱阻的襯底比如塑料襯底形成有機晶體管。
有機半導(dǎo)體層315形成在具有框架形狀的第一層302的里面并不必構(gòu)圖。第一層315可用作其中灌注并烘焙難以被構(gòu)圖處理的材料(比如難以被蝕刻的ZnO，或者具有較低熱阻的有機材料)的模具；因此，本發(fā)明是有利的。
在本實施例模式中，描述了半導(dǎo)體元件的實施例。這個實施例模式可以與在實施例模式1至4中所示的測量元件的前述實施例中的任何一個自由組合。此外，參考在前述的實施例模式5和6中的制造過程可以將半導(dǎo)體元件和測量元件都形成在一個襯底上。
〔實施例模式9〕在本實施例模式中，描述使用在前述實施例模式中所示的有機晶體管的電器。
如附圖11A至11D所示，可以使用前述的有機晶體管作為在電器(比如柔性電子紙、蜂窩電話和電視接收器)上安裝的顯示部分的開關(guān)元件。此外，前述的有機晶體管可以安裝在具有管理個人信息的功能的卡比如ID卡上。
附圖11A所示為本發(fā)明應(yīng)用其中的電子紙。該電子紙具有主體710、顯示部分711、接收器712、驅(qū)動器電路713、片狀電池714等。
在顯示部分711中，本發(fā)明的有機晶體管作為開關(guān)元件提供。顯示方法可以是液晶顯示法、具有自發(fā)光元件的EL顯示法或微膠囊電泳法。顯示部分711的每個像素具有有機晶體管，該有機晶體管具有在前述的實施例模式中所示的框架形狀的第一層。因此，通過在具有框架形狀的第一層里面提供間隙，增加了透光率。通過給顯示部分提供這種具有高透光率的開關(guān)元件，可以提供具有高孔徑比的電子紙。此外，用于驅(qū)動接收器712和開關(guān)元件的驅(qū)動器電路713和有機晶體管形成或安裝在一個襯底上。本發(fā)明的有機晶體管可以形成在柔性襯底比如塑料襯底上，以致非常有效的是將有機晶體管應(yīng)用到電子紙中。因此，通過使用本發(fā)明的有機晶體管可以制造具有高孔徑比的電子紙。
附圖11B所示為應(yīng)用本發(fā)明的卡。該卡具有支撐體720、顯示部分721、組合在支撐體720中的集成電路芯片722等。注意，用于驅(qū)動在顯示部分721中形成的元件的集成電路723和724也并入在支撐體720中。
在顯示部分721中，本發(fā)明的有機晶體管作為開關(guān)元件提供。顯示方法可以是液晶顯示法或者具有自發(fā)光元件的EL顯示法。顯示部分721的每個像素具有有機晶體管，該有機晶體管具有在前述的實施例模式中所示的框架形狀的第一層。因此，通過在具有框架形狀的第一層里面提供間隙，增加了透光率。通過給顯示部分提供這種具有高透光率的開關(guān)元件，可以提供具有高孔徑比的卡。此外，用于驅(qū)動顯示部分721的集成電路723和724和有機晶體管形成或安裝在一個襯底上。本發(fā)明的有機晶體管可以形成在柔性襯底比如塑料襯底上，以致非常有效的是將有機晶體管應(yīng)用到卡的顯示部分中。因此，通過使用本發(fā)明的有機晶體管可以制造具有高孔徑比的卡。輸入到集成芯片722并從其中輸出的信息可以顯示在顯示部分721上，因此用戶可以看見輸入和輸出的信息。
附圖11C所示為本發(fā)明應(yīng)用其中的電視接收器。該電視接收器具有顯示部分730、殼體731、揚聲器732等。
在顯示部分730中，本發(fā)明的有機晶體管作為開關(guān)元件提供。顯示方法可以是液晶顯示法或具有自發(fā)光元件的EL顯示法。顯示部分730的每個像素具有有機晶體管，該有機晶體管具有在前述的實施例模式中所示的框架形狀的第一層。因此，通過在具有框架形狀的第一層里面提供間隙，增加了透光率。通過給顯示部分提供這種具有高透光率的開關(guān)元件，可以提供具有高孔徑比的電視接收器。此外，用于驅(qū)動顯示部分730的集成電路和有機晶體管形成或安裝在一個襯底上。本發(fā)明的有機晶體管可以形成在柔性襯底比如塑料襯底上，以致非常有效的是將有機晶體管應(yīng)用到卡中。因此，通過使用本發(fā)明的有機晶體管可以制造具有高孔徑比的電視接收器。
附圖11D所示為蜂窩電話。該蜂窩電話具有包括顯示部分741、聲頻輸出部分743、聲頻輸入部分744、操作開關(guān)745和746、天線747等的主體740。
在顯示部分741中，本發(fā)明的有機晶體管作為開關(guān)元件提供。顯示方法可以是液晶顯示法或具有自發(fā)光元件的EL顯示法。顯示部分741的每個像素具有有機晶體管，該有機晶體管具有在前述的實施例模式中所示的框架形狀的第一層。因此，通過在具有框架形狀的第一層里面提供間隙，增加了透光率。通過給顯示部分提供這種具有高透光率的開關(guān)元件，可以提供具有高孔徑比的蜂窩電話。此外，用于驅(qū)動顯示部分741的集成電路和有機晶體管形成或安裝在一個襯底上。本發(fā)明的有機晶體管可以形成在柔性襯底比如塑料襯底上，以致非常有效的是將有機晶體管應(yīng)用到卡中。因此，通過使用本發(fā)明的有機晶體管可以制造具有高孔徑比的蜂窩電話。
雖然描述了本發(fā)明應(yīng)用于其中的有機晶體管安裝在電器上的情況，但是可以將具有本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的測量元件應(yīng)用到電器中。
如上文所述，本發(fā)明的應(yīng)用非常廣泛，可用于各種領(lǐng)域的顯示器件。
〔實施例〕在本實施例中，描述具有本發(fā)明的側(cè)壁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的SEM(掃描電子顯微鏡)照片。
犧牲層使用鎢形成并被構(gòu)圖成矩形。通過如下的條件的干蝕刻對犧牲層構(gòu)圖13.5Pa(13.5/133乇)的壓力，給上部電極(相當(dāng)于ICP電極)施加500W的電壓、給下部電極(相當(dāng)于偏置電極)施加10W的電壓和流量分別為50.4sccm、50.4sccm和20.4sccm的Cl2、CF4和O2的蝕刻劑。實施從被清除了犧牲層的終點起30％的過蝕刻。這時，第一厚度是1000nm。
此后，第一層層疊在被清除的犧牲層上并對第一層進行構(gòu)圖以便保留在犧牲層的一側(cè)，即，具有側(cè)壁形狀。這時，第二厚度是900nm。對于第一層的構(gòu)圖，實施干蝕刻。在第一步驟中，以如下的條件實施蝕刻3秒鐘5.5Pa(5.5/133乇)的壓力，給上部電極(相當(dāng)于ICP電極)施加475W的電壓、給下部電極(相當(dāng)于偏置電極)施加300W的電壓和流量分別為50sccm和150sccm的CHF3和He的蝕刻劑。在第二步驟中，以如下的條件實施蝕刻60秒鐘5.5Pa(5.5/133乇)的壓力，給上部電極(相當(dāng)于ICP電極)施加475W的電壓、給下部電極(相當(dāng)于偏置電極)施加300W的電壓和流量分別為7.5sccm和142.5sccm的CHF3和He的蝕刻劑。在第三步驟中，以如下的條件實施蝕刻360秒鐘5.5Pa(5.5/133乇)的壓力，給上部電極(相當(dāng)于ICP電極)施加50W的電壓、給下部電極(相當(dāng)于偏置電極)施加450W的電壓和流量分別為48sccm和152sccm的CHF3和He的蝕刻劑。
然后，在犧牲層和形成為具有側(cè)壁形狀的第一層上以氧化硅形成第二層。第二層被構(gòu)圖成具有細長的矩形。即，形成第二層以便與犧牲層和具有側(cè)壁結(jié)構(gòu)的第一層交叉。換句話說，形成第二層以便從犧牲層和具有側(cè)壁形狀的第一層的一側(cè)到與該側(cè)相反的另一側(cè)交叉。
然后，通過蝕刻清除犧牲層。至于蝕刻，使用含氨(28％)∶過氧化氫水(31％)∶水的比率為2∶5∶2的混合物的蝕刻劑的濕蝕刻。
附圖12所示為該結(jié)構(gòu)的結(jié)果。附圖13所示為其放大視圖。僅僅清除了由W形成的犧牲層以在框架的里面形成間隙。此外，第一層為側(cè)壁形。第二層不被蝕刻并具有與第一層交叉的細長的矩形。由于存在間隙，這個第二層是可動的，例如在間隙上的第二層可以上下移動。
本申請基于2005年6月30日在日本專利局申請的第2005-193154號日本專利申請，在此將其全部內(nèi)容以引用參考的方式并入在本申請中。
權(quán)利要求
1.一種微細結(jié)構(gòu)，包括形成在絕緣表面上的一對壁；和與該對壁交叉的橋，其中該橋是可動的，和其中在形成所述橋之后通過蝕刻形成該對壁。
2.一種微細結(jié)構(gòu)，包括形成在絕緣表面上的第一層，其中第一層具有框架形狀；和形成在所述絕緣表面上的第二層，其中第二層被形成為與該框架交叉，并且是可動的，其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架。
3.一種微細結(jié)構(gòu)，包括形成在絕緣表面上的第一層，其中第一層具有框架形狀；和形成在所述絕緣表面上的第二層，其中第二層被形成為從一側(cè)到與該側(cè)相對的另一側(cè)與該框架交叉，并且是可動的，其中第二層的下表面與所述框架的側(cè)表面接觸，其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一權(quán)利要求所述的微細結(jié)構(gòu)，其中第一層包含絕緣層，第二層包含導(dǎo)電層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一權(quán)利要求所述的微細結(jié)構(gòu)，其中第二層上下移動。
6.一種微機械，包括多個微細結(jié)構(gòu)，每個微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的一對壁和與該對壁交叉的橋，其中該橋是可動的，和其中在形成所述橋之后通過蝕刻形成該對壁。
7.一種微機械，包括多個微細結(jié)構(gòu)，每個微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，其中第二層被形成為與該框架交叉，并且是可動的，其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架。
8.一種微機械，包括多個微細結(jié)構(gòu)，每個微細結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣表面上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，其中第二層被形成為從一側(cè)到與該側(cè)相反的另一側(cè)與該框架交叉，并且是可動的，其中第二層的下表面與所述框架的側(cè)表面接觸，和其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一權(quán)利要求所述的微機械，其中微機械具有在第一層下面形成的下部電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求7和8中任一權(quán)利要求所述的微機械，其中第一層包含絕緣層，第二層包含導(dǎo)電層。
11.根據(jù)權(quán)利要求7和8中任一權(quán)利要求所述的微細結(jié)構(gòu)，其中第二層上下移動。
12.一種有機晶體管，包括形成在絕緣表面上的一對壁；與該對壁交叉的橋；和形成在該對壁的里面和橋的下面的有機半導(dǎo)體層，其中在形成所述橋之后通過蝕刻形成該對壁。
13.一種有機晶體管，包括形成在絕緣表面上的導(dǎo)電層；形成在所述導(dǎo)電層上的第一層，其中第一層具有框架形狀；與第一層交叉地形成的第二層；和形成在第一層的框架的里面的有機半導(dǎo)體層，其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架。
14.一種有機晶體管，包括形成在絕緣表面上的導(dǎo)電層；形成在所述導(dǎo)電層上的第一層，其中第一層具有框架形狀；與第一層交叉地形成的第二層，其中第二層包含導(dǎo)電材料；和形成在第一層的框架的里面的有機半導(dǎo)體層，其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一權(quán)利要求所述的有機晶體管，其中導(dǎo)電層是柵電極、源極電極和漏極電極中的至少一個。
16.一種電器，包括形成在絕緣表面上的有機晶體管，其中該有機晶體管包括一對壁和與該對壁交叉的橋，其中在形成所述橋之后通過蝕刻形成該對壁，有機半導(dǎo)體層形成在該對壁的里面和橋的下面。
17.一種電器，包括形成在絕緣表面上的有機晶體管，其中該有機晶體管包括第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架，其中有機半導(dǎo)體層形成在該框架的里面。
18.一種電器，包括形成在絕緣表面上的有機晶體管，其中該有機晶體管包括導(dǎo)電層和形成在該導(dǎo)電層之上的第一層和第二層，其中第一層具有框架形狀，第二層被形成為與該框架交叉，其中在形成第二層之后通過蝕刻形成第一層的框架，其中有機半導(dǎo)體層形成在該框架的里面，其中第二層包含導(dǎo)電材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一權(quán)利要求的電器，其中有機晶體管形成在顯示部分中。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一權(quán)利要求的電器，其中電器是從由電子紙、ID卡、電視接收器和蜂窩電話組成的組中選擇的至少一個。
21.一種制造微細結(jié)構(gòu)的方法，包括在絕緣表面上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第一層；蝕刻第一層以形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)；在所述犧牲層和側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成第二層；和蝕刻所述犧牲層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的制造微細結(jié)構(gòu)的方法，其中通過蝕刻所述犧牲層形成間隙。
23.一種制造微細結(jié)構(gòu)的方法，包括在絕緣表面上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第一層；蝕刻第一層以形成一對側(cè)壁結(jié)構(gòu)；在所述犧牲層和該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成第二層；對第二層進行構(gòu)圖以形成與所述犧牲層和該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)交叉的矩形；和通過蝕刻所述犧牲層在該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)的里面形成間隙。
24.根據(jù)權(quán)利要求21和23中任一權(quán)利要求的制造微細結(jié)構(gòu)的方法，其中第一層包含絕緣層并且通過干蝕刻進行蝕刻。
25.根據(jù)權(quán)利要求21和23中任一權(quán)利要求的制造微細結(jié)構(gòu)的方法，其中所述犧牲層包含導(dǎo)電層或絕緣層并且通過濕蝕刻進行蝕刻。
26.一種制造有機晶體管的方法，包括在絕緣表面上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第一層；蝕刻第一層以形成一對側(cè)壁結(jié)構(gòu)；在所述犧牲層和該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成第二層；通過蝕刻犧牲層在該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)的里面形成間隙；和在該間隙中形成有機半導(dǎo)體層。
27.一種制造有機晶體管的方法，包括在絕緣表面上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第一層；蝕刻第一層以形成一對側(cè)壁結(jié)構(gòu)；在所述犧牲層和該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成第二層；對第二層進行構(gòu)圖以形成與所述犧牲層和該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)交叉的矩形；通過蝕刻所述犧牲層在該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)的里面形成間隙；和在該間隙中形成有機半導(dǎo)體層。
28.一種制造有機晶體管的方法，包括在絕緣表面上形成導(dǎo)電層；在所述導(dǎo)電層上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第一層；蝕刻第一層以形成一對側(cè)壁結(jié)構(gòu)；在所述犧牲層和該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成第二層；對第二層進行構(gòu)圖以形成與所述犧牲層和該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)交叉的矩形；和通過蝕刻所述犧牲層在該對側(cè)壁結(jié)構(gòu)的里面形成間隙；和在該間隙中形成有機半導(dǎo)體層。
29.根據(jù)權(quán)利要求26至28中任一權(quán)利要求的制造有機晶體管的方法，其中第一層包含絕緣層并且通過干蝕刻進行蝕刻。
30.根據(jù)權(quán)利要求26至28中任一權(quán)利要求的制造有機晶體管的方法，其中所述犧牲層包含導(dǎo)電層或絕緣層并且通過濕蝕刻進行蝕刻。
全文摘要
微機械一般使用半導(dǎo)體襯底比如硅晶片形成。本發(fā)明的一個目的是通過將微細結(jié)構(gòu)和用于控制微細結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件在一個步驟中集成在一個絕緣表面上來進一步降低成本。一種微細結(jié)構(gòu)具有這樣的結(jié)構(gòu)其中形成為框架形狀的第一層提供在絕緣表面上，間隙形成在該框架的里面，形成第二層以與第一層交叉。這種微細結(jié)構(gòu)和薄膜晶體管可以在一個步驟中集成在一個絕緣表面上。
文檔編號H01L51/05GK1893142SQ20061009977
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者山口真弓, 泉小波 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所