專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有其絕緣表面上設(shè)置有半導(dǎo)體層的所謂的SOI(絕 緣體上硅；Silicon on Insulator )結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
目前正在開發(fā)使用被稱為絕緣體上硅(下面也稱為SOI)的半導(dǎo) 體襯底的集成電路，該半導(dǎo)體襯底在絕緣表面上設(shè)置有較薄的單晶半 導(dǎo)體層而代替將單晶半導(dǎo)體錠切成薄片來制造的硅片。使用SOI襯底 的集成電路因為降低晶體管和襯底之間的寄生電容以提高半導(dǎo)體集 成電路的性能而引人注目。
晶體管是當特定的電壓(稱為閾值或閾值電壓)被施加到柵電極
關(guān)元件。^此，為了使電路準確地工作，精密地控制閾值:壓是非常 重要的。
但是，晶體管的閾值電壓因為如下各種原因而有時會向負側(cè)或正 側(cè)移動(偏移)由污染導(dǎo)致的可動離子的影響；晶體管的柵極周圍 的功函數(shù)差異或界面電荷的影響；等等。
作為解決上述問題的方法，有溝道摻雜方法。溝道摻雜方法是如 下技術(shù)將賦予一導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(典型地為P、 As、 B等)至少 添加到晶體管的溝道形成區(qū)，來故意偏移閾值電壓而控制(例如，參 照專利文獻l)。聯(lián)苯(縮寫為DPAB) ; 4，4，-雙(N-{4-[N- (3-甲基 苯基)-N-苯基氨基苯基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯(縮寫為DNTPD); 1，3，5-三[N- (4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基l苯(縮寫為DPA3B)等。
作為可以用于復(fù)合材料的咔唑衍生物，可以具體地舉出3-[N-(9-苯基啼唑-3-基)-^苯基氨基-9-苯基呻唑(縮寫為PCzPCAl); 3，6-雙[N. (9-苯基^唑-3-基)-]\-苯基氨基-9-苯基^唑(縮寫為 PCzPCA2 ) ; 3-N- (1-萘基)-N- ( 9-苯基^唑-3-基)氨基卜9-苯基^t 唑(縮寫為PCzPCNl)等。此外，還可以使用4，4，-二 (N-畔唑基)聯(lián)苯(縮寫為CBP); 1，3，5-三[4-(N-^唑基)苯基苯(縮寫為TCPB) ; 9-[4-( N-呼唑基)
苯基-10-苯基蒽(縮寫為CzPA ) ; 1，4-雙[4- ( N-呻唑基)苯基-2，3，5，6-四苯基苯等。
作為能夠用于復(fù)合材料的芳烴，例如可以舉出2-叔丁基-9，10-二 ( 2-萘基)蒽(縮寫為t-BuDNA ) ; 2-叔丁基-9，10-二 ( 1-萘基)蒽； 9，10-雙(3，5-二苯基苯基)蒽(縮寫為DPPA ) ; 2國叔丁基國9，10畫雙(4-苯基苯基)蒽(縮寫為t-BuDBA) ; 9,10-二 ( 2-萘基)蒽(縮寫為 DNA) ; 9,10-二苯基蒽(縮寫為DPAnth ) ; 2-叔丁基蒽(縮寫為 t國BuAnth) ; 9，10誦雙(4-甲基-l-萘基)蒽(縮寫為DMNA ) ; 2-叔丁 基-9，10-雙[2-(l-萘基)苯基]蒽；9，10-雙[2-(1-萘基)苯基1蒽；2，3，6，7-四甲基-9，10-二 (l-萘基)蒽；2，3，6，7誦四甲基-9，10畫二 ( 2-萘基)蒽； 9，9，-聯(lián)蒽；10，10，-二苯基-9，9，-聯(lián)蒽；lO，lO，-雙(2-苯基苯基)-9，9，-聯(lián)蒽；lO，lO，-雙[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基卜9，9，-聯(lián)蒽；蒽；并四苯； 紅熒烯；二萘嵌苯；2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。除此之外， 還可以使用并五苯、暈苯等。更優(yōu)選使用具有l(wèi)xlO"cm"Vs以上的空 穴遷移率且碳數(shù)為14至42的芳烴。
可以用于復(fù)合材料的芳烴也可以具有乙烯基骨架。作為具有乙烯 基的芳烴，例如可以舉出4，4，-雙(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(縮寫為 DPVBi) ; 9，10-雙4- (2，2-二苯基乙烯基)苯基蒽(縮寫為DPVPA ) 等。
另外，也可以使用高分子化合物如聚(N-乙烯基咔唑)(縮寫為 PVK)或聚(4-乙烯基三苯基胺)(縮寫為PVTPA)等。
在

圖13A至13D中，作為形成包含于第一層804的空穴傳輸層 的化合物，優(yōu)選使用空穴傳輸性高的化合物，具體地優(yōu)選使用芳香胺 (即，具有苯環(huán)-氮鍵的化合物)化合物。作為廣泛地使用的材料可以 舉出星爆(starburst)式芳香胺化合物如4，4，-雙[^ ( 3-甲基苯基)-N-苯基氨基l聯(lián)苯；作為其衍生物的4，4，-雙[>[-(l-萘基)-N-苯基氨基
聯(lián)苯(下面記為NPB ); 4，4，,4，，-三(N，N-二苯基-氨基)三苯胺；4，4，，4，，-三[N- (3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺等。上述物質(zhì)主要是具有 10 mVVs以上的空穴遷移率的物質(zhì)。但是，也可以使用其他物質(zhì)， 只要其空穴傳輸性比電子傳輸性高。空穴傳輸層可以是上述物質(zhì)的混 合層或兩層以上的疊層，而不局限于單層。
第三層802是具有對第二層803傳輸并注入電子的功能的層。在 在圖13A至13D中說明包含于第三層802中的電子傳輸層。作為電 子傳輸層可以使用電子傳輸性高的物質(zhì)。例如，電子傳輸層是由如下 具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物等構(gòu)成的層三(8-羥基 喹啉)鋁(縮寫為Alq);三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(縮寫為Almq3); 雙(10-羥基苯并[h喹啉)鈹(縮寫為BeBq2);雙(2-曱基-8-羥基 會啉)(4-苯基苯酚)鋁(縮寫為BAlq)等。除此之外，可以使用如 下具有噁唑類配位體或噻唑類配位體的金屬絡(luò)合物等雙2- (2-羥基 苯基)苯并噁唑鋅(縮寫為Zn (BOX) 2);雙[2- ( 2-羥基苯基)苯 并噻唑]鋅(縮寫為Zn (BTZ) 2)等。再者，除金屬絡(luò)合物之外，也 可以使用2- U-聯(lián)苯基)-5- (4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(縮寫為 PBD) ; 1，3-雙[5-(對-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基苯(縮寫為 OXD-7 ) ; 3- ( 4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5- ( 4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(縮 寫為TAZ);紅菲繞啉(縮寫為BPhen);浴銅靈(縮寫為BCP ) 等。這里舉出的物質(zhì)主要是具有l(wèi)(T6cm2/Vs以上的電子遷移率的物質(zhì)。 也可以使用其他物質(zhì)作為電子傳輸層，只要其電子傳輸性比空穴傳輸 性高即可。此外，電子傳輸層也可以是兩層以上由上述物質(zhì)構(gòu)成的層 的疊層，而不局限于單層。
在圖13A至13D中說明包含于第三層802中的電子注入層。作 為電子注入層可以使用電子注入性高的物質(zhì)。作為電子注入層，可以 使用堿金屬、堿土金屬、或者它們的化合物如氟化鋰(LiF)、氟化 銫(CsF)、氟化釣(CaF2)等。例如，可以使用將堿金屬、堿土金 屬、或者它們的化合物包含在由具有電子傳輸性的物質(zhì)構(gòu)成的層中形 成的層，例如，可以使用將鎂(Mg)包含在Alq中形成的層等。通層中形成的層作為電子注入層，可有效地從電極層注入電子，因此是 優(yōu)選的。
接下來，說明作為發(fā)光層的第二層803。發(fā)光層是具有發(fā)光功能 的層，包括發(fā)光性的有機化合物。此外，也可以包含無機化合物。發(fā) 光層可以通過使用各種發(fā)光性的有機化合物、無機化合物形成。但是， 發(fā)光層的厚度優(yōu)選為10nm至100nm左右。
作為用于發(fā)光層的有機化合物，只要是發(fā)光性的有機化合物就沒 有特別的限制，例如可以使用9，10-二 (2-萘基)蒽(縮寫為DNA); 9， 10-二 (2-萘基)-2-叔丁基蒽(縮寫為t-BuDNA) ; 4， 4，-二 (2， 2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(縮寫為DPVBi);香豆素30;香豆素6;香 豆素545;香豆素545T; 二萘嵌苯；紅熒烯；吡啶醇；2， 5， 8， 11-四(叔丁基)二萘嵌苯(縮寫為TBP) ; 9, 10-二苯基蒽(縮寫為 DPA) ; 5， 12-二苯并四苯；4- (二氰基亞甲基)-2-甲基-口- (二甲 基氨基)苯乙烯基卜4H-吡喃(縮寫為DCM1) ; 4- (二氰基亞曱基) -2-甲基-6-[2-(久洛尼定-9-基)乙烯基卜4H-吡喃(縮寫為DCM2); 4- ( 二氰基亞甲基)-2， 6-雙口- ( 二甲基氨基)苯乙烯基-4H-吡喃(縮 寫為BisDCM)等。此外，也可以使用能夠發(fā)射磷光的化合物如雙 [2-(4，，6'-二氟苯基)吡啶合-N，c2'l銥(吡啶甲酸)(縮寫為FIrpic);雙 {2-[3'，5'-雙(三氟甲基)苯基1吡啶合-1\， C"銥(吡啶甲酸)(縮寫為 Ir(CF3ppy)2(pic));三(2-苯基吡啶合-N， <:2')銥(縮寫為Ir(ppy)3);雙(2畫 苯基吡咬合-N, C2')銥(乙酰丙酮)(縮寫為Ir(ppy)2(acac));雙2-(2，-噻 吩基)吡啶合-N， <:3'銥(乙酰丙酮)(縮寫為Ir(thp)2(acac));雙(2-苯基喹 啉合-N， C2')銥(乙酰丙酮)(縮寫Ir(pq)2(acac));以及雙[2-(2，-苯并噻吩 基)吡啶合-N, C，銥(乙酰丙酮)(縮寫為Ir(btp)2(acac))等。
除了單重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料之外，還可以將含有金屬絡(luò)合物等的三 重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料用于發(fā)光層。例如，在紅色發(fā)光性、綠色發(fā)光性、 以及藍色發(fā)光性的像素中，亮度半衰期比較短的紅色發(fā)光性的像素由 三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成，余下的像素由單重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成。 三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料具有良好的發(fā)光效率，所以具有得到相同亮度時耗電量少的特點。換言之，用于紅色發(fā)光性的像素時，由于流過發(fā)光 元件的電流量少，因而可以提高可靠性。為了低耗電量化，也可以將 紅色發(fā)光性的像素和綠色發(fā)光性的像素利用三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形 成，藍色發(fā)光性的像素利用單重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成。通過使用三重 態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成人的視覺靈敏度高的綠色發(fā)光元件，可以進一步 實現(xiàn)低耗電量化。
此外，發(fā)光層可以不僅含有上述呈現(xiàn)發(fā)光的有機化合物，還可以 添加有其他有機化合物。作為可以添加的有機化合物，例如可以使用
上述的TDATA、 MTDATA、 m-MTDAB、 TPD、 NPB、 DNTPD、 TCTA、 Alq3、 Almq3、 BeBq2、 BAlq、 Zn (BOX) 2、 Zn (BTZ) 2、 BPhen、 BCP、 PBD、 OXD畫7、 TPBI、 TAZ、 p-EtTAZ、 DNA、 t畫BuDNA以 及DPVBi等、以及4，4，-雙(N-唯唑基)聯(lián)苯(縮寫為CBP) 、 1，3，5-三[4- (N-^唑基)苯基]苯(縮寫為TCPB)等，然而不局限于這些 化合物。另外，像這樣除了有機化合物以外還添加的有機化合物優(yōu)選 具有比有機化合物的激發(fā)能大的激發(fā)能，并且其添加量比有機化合物 多，以使有機化合物高效地發(fā)光(由此，可以防止有機化合物的濃度 猝滅)?；蛘撸鳛槠渌δ?，也可以與有機化合物一起呈現(xiàn)發(fā)光(由 此，還可以實現(xiàn)白色發(fā)光等)。
發(fā)光層可以具有如下結(jié)構(gòu)在每個像素中形成發(fā)光波長帶不同的 發(fā)光層，從而進行彩色顯示。典型的是形成與R(紅)、G (綠)、B (藍)各種顏色對應(yīng)的發(fā)光層。在此情況下，也可以通過采用在像素 的光發(fā)射一側(cè)設(shè)置透射該發(fā)光波長帶的光的濾光器的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)提高 色純度和防止像素區(qū)域的鏡面化(映入)。通過設(shè)置濾光器，可以省 略以往所必需的圓偏振片等，可以消除發(fā)光層發(fā)出的光的損失。而且， 可以降低從傾斜方向看像素區(qū)域(顯示畫面)時發(fā)生的色調(diào)變化。
低分子類有機發(fā)光材料或高分子類有機發(fā)光材料都可以用作發(fā) 光層的材料。與低分子類相比，高分子類有機發(fā)光材料的物理強度大， 元件的耐久性高。另外，由于可以通過涂布進行成膜，所以比較容易 制作元件。發(fā)光顏色取決于形成發(fā)光層的材料，因而可以通過選擇發(fā)光層的 材料來形成呈現(xiàn)所希望的發(fā)光的發(fā)光元件。作為可以用于形成發(fā)光層 的高分子類電致發(fā)光材料，可以舉出聚對亞苯基亞乙烯基類、聚對亞 苯基類、聚噻吩類、聚芴類。
作為聚對亞苯基亞乙烯基類，可以舉出聚(對亞苯基亞乙烯基)的衍生物、聚(3-烷基噻吩)[PAT、 聚(3-己基噻吩)[PHT、聚(3-環(huán)己基噻吩)[PCHTI、聚(3-環(huán)己 基-4-甲基噻吩)PCHMT、聚(3,4-二環(huán)己基噻吩)[PDCHT、聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩][POPT、聚[3-( 4-辛基苯基)-2，2-并噻吩[PTOPT] 等。作為聚貧類，可以舉出聚藥[PF的衍生物、聚(9，9-二烷基芴) [PDAF、聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等。
用于發(fā)光層的無機化合物只要是不容易猝滅有機化合物的發(fā)光 的無機化合物即可，可以使用各種金屬氧化物或金屬氮化物。特別是 屬于周期表第13族或第14族的金屬氧化物不容易猝滅有機化合物的 發(fā)光，所以是優(yōu)選的，具體而言較好地有氧化鋁、氧化鎵、氧化硅、 或者氧化鍺。但是，不局限于這些。
另外，發(fā)光層可以層疊多層使用上述的有機化合物和無機化合物 的組合的層來形成。此外，還可以含有其他有機化合物或其他無機化 合物。發(fā)光層的層結(jié)構(gòu)會改變，只要在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范 圍內(nèi)，可以允許一些變形，例如具有電子注入用電極層或者具備分散 的發(fā)光性材料，來替代不具有特定的電子注入?yún)^(qū)域或發(fā)光區(qū)域的情 況。
由上述材料形成的發(fā)光元件通過正向偏壓來發(fā)光。使用發(fā)光元件 形成的半導(dǎo)體裝置的像素可以通過單純矩陣方式或有源矩陣方式來驅(qū)動。無論是哪一種，都以某個特定的時序施加正向偏壓來使每個像 素發(fā)光，但是某段一定期間處于非發(fā)光狀態(tài)。通過在該非發(fā)光期間內(nèi) 施加反向的偏壓，可以提高發(fā)光元件的可靠性。在發(fā)光元件中，存在 在一定驅(qū)動條件下發(fā)光強度降低的劣化以及在像素內(nèi)非發(fā)光區(qū)域擴 大而外觀上亮度降低的劣化方式，但是通過進行在正向及反向上施加 偏壓的交流驅(qū)動，可以延遲劣化的進展，以提高具有發(fā)光元件的半導(dǎo) 體裝置的可靠性。此外，數(shù)字驅(qū)動、模擬驅(qū)動都可以采用。
因此，可以在密封襯底上形成彩色濾光片(著色層)。彩色濾光 片(著色層)可以通過蒸鍍法或液滴噴射法形成，并且可以通過使用 彩色濾光片(著色層)進行高精度的顯示。這是因為通過彩色濾光片
(著色層)，在R、 G和B的各發(fā)光光譜中，可以將寬峰修改成尖峰 的緣故。
可以通過形成呈現(xiàn)單色發(fā)光的材料并且組合彩色濾光片或顏色 轉(zhuǎn)換層而進行全彩色顯示。彩色濾光片(著色層)或顏色轉(zhuǎn)換層例如 形成在密封襯底上且貼附到元件襯底上即可。
不言而喻，也可以進行單色發(fā)光的顯示。例如，可以利用單色發(fā) 光形成面積彩色型(area color type)半導(dǎo)體裝置。該面積彩色型適 合于無源矩陣型顯示部，并且可以主要顯示字符和符號。
當選擇第一電極層870及第二電極層850的材料時，需要考慮其 功函數(shù)，并且第一電極層870及第二電極層850根據(jù)像素結(jié)構(gòu)都可以 成為陽極(電位高的電極層)或陰極(電位低的電極層)。當驅(qū)動用 薄膜晶體管的極性為p溝道型時，如圖13A所示，優(yōu)選將第一電極層 870用作陽極，將第二電極層850用作陰極。此外，當驅(qū)動用薄膜晶 體管的極性為n溝道型時，如圖13B所示，優(yōu)選將第一電極層870用 作陰極，將第二電極層850用作陽極。下面，對可以用于第一電極層 870及第二電極層850的材料進行說明。當?shù)谝浑姌O層870和第二電 極層850起到陽極的作用時，優(yōu)選使用具有較大功函數(shù)的材料(具體 地，4.5eV以上的材料)，當?shù)谝浑姌O層870和第二電極層850起到 陰極的作用時，優(yōu)選使用具有較小功函數(shù)的材料(具體地，3.5eV以下的材料)。但是，由于第一層804的空穴注入性、空穴傳輸特性、 或者第三層802的電子注入性、電子傳輸特性良好，所以對第一電極 層870和第二電極層850幾乎都沒有功函數(shù)的限制，可以使用各種材 料。
由于圖13A和13B中的發(fā)光元件具有從第一電極層870獲取光 的結(jié)構(gòu)，所以第二電極層850未必需要具有透光性。作為第二電極層 850，在總厚度為100nm至800nm的范圍內(nèi)形成以如下材料為主要成 分的膜或它們的疊層膜即可選自Ti、 Ni、 W、 Cr、 Pt、 Zn、 Sn、 In、 Ta、 Al、 Cu、 Au、 Ag、 Mg、 Ca、 Li或Mo中的元素或者氮化 鈦、TiSixNY、 WSix、氮化鎢、WSixNY、 NbN等以所述元素為主要成 分的合金材料或化合物材料。
此外，如果作為第二電極層850使用像用于第一電極層870的材 料那樣的具有透光性的導(dǎo)電性材料，則形成從第二電極層850也獲取 光的結(jié)構(gòu)，可以形成由發(fā)光元件發(fā)射的光從第一電極層870和第二電 極層850這兩者發(fā)出的雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)。
另外，通過改變第一電極層870或第二電極層850的種類，本發(fā) 明的發(fā)光元件具有各種變化形式。
圖13B是EL層860從第一電極層870 —側(cè)以第三層802、第二 層803、第一層804的順序構(gòu)成的情況。
圖13C示出在圖13A中作為第一電極層870使用具有反射性的 電極層，作為第二電極層850使用具有透光性的電極層，由發(fā)光元件 發(fā)射的光通過第一電極層870被反射，然后透過第二電極層850而發(fā) 射的情況。同樣地，圖13D示出在圖13B中作為第一電極層870使用 具有反射性的電極層，作為第二電極層850使用具有透光性的電極層， 由發(fā)光元件發(fā)射的光通過第一電極層870被反射，然后透過第二電極 層850而發(fā)射的情況。
在EL層860中混合有有機化合物和無機化合物的情況下，其形 成方法可以使用各種方法。例如，可以舉出通過電阻加熱使有機化合 物和無機化合物這兩者蒸發(fā)來進行共蒸鍍的方法。另外，還可以通過電阻加熱使有機化合物蒸發(fā)，并通過電子束(EB)使無機化合物蒸發(fā)， 來進行共蒸鍍。此外，還可以舉出在通過電阻加熱使有機化合物蒸發(fā) 的同時濺射無機化合物來同時堆積二者的方法。另外，也可以通過濕 式法來形成。
作為第一電極層870及第二電極層850的制造方法，可以使用通 過電阻加熱的蒸鍍法、EB蒸鍍法、濺射法、CVD法、旋涂法、印刷 法、分配器法、或者液滴噴射法等。
本實施方式可以與實施方式1及實施方式4適當?shù)亟M合。
實施方式8
在本實施方式中，對作為具有高性能及高可靠性的半導(dǎo)體裝置的 具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置的其他例子進行說明。在本實施方式中， 參照圖12A至12F說明能夠用于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中的發(fā)光元件的 其他結(jié)構(gòu)。
利用電致發(fā)光的發(fā)光元件根據(jù)其發(fā)光材料是有機化合物還是無 機化合物來進行區(qū)別， 一般來說，前者被稱為有機EL元件而后者被 稱為無才幾EL元件。
根據(jù)元件的結(jié)構(gòu)，無機EL元件被分類為分散型無機EL元件和 薄膜型無機EL元件。分散型無機EL元件和薄膜型無機EL元件的 差異在于，前者具有將發(fā)光材料的粒子分散在粘合劑中的電致發(fā)光 層，而后者具有由發(fā)光材料的薄膜構(gòu)成的電致發(fā)光層。它們的共同點 在于，兩者都需要由高電場加速的電子。作為得到的發(fā)光的機理有兩 種類型利用施主能級和受主能級的施主-受主再結(jié)合型發(fā)光、以及利 用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的局部型發(fā)光。 一般來說，在很多情況下， 分散型無機EL元件為施主-受主再結(jié)合型發(fā)光，而薄膜型無機EL元 件為局部型發(fā)光。
在本發(fā)明中可以使用的發(fā)光材料由母體材料和成為發(fā)光中心的 雜質(zhì)元素構(gòu)成?？梢酝ㄟ^改變所包含的雜質(zhì)元素，獲得各種顏色的發(fā) 光。作為發(fā)光材料的制造方法，可以使用固相法、液相法(共沉淀法) 等各種方法。此外，還可以使用噴霧熱分解法、復(fù)分解法、利用母體的熱分解反應(yīng)的方法、反膠團法、組合上述方法和高溫焙燒的方法、 或者冷凍干燥法等液相法等。
固相法是稱母體材料及雜質(zhì)元素或含雜質(zhì)元素的化合物，在研缽 中混合，在電爐中進行加熱、焙燒而使其進行反應(yīng)，使母體材料含有
雜質(zhì)元素的方法。焙燒溫度優(yōu)選為700。C至1500。C。這是因為在溫度 過低的情況下固相反應(yīng)不進行，而在溫度過高的情況下母體材料分 解?？梢苑勰顟B(tài)進行焙燒，然而優(yōu)選在顆粒狀態(tài)下進行焙燒。雖然 需要在比較高的溫度下進行焙燒，但是該方法很簡單，因此生產(chǎn)率好， 適合于大量生產(chǎn)。
液相法(共沉淀法)是在溶液中使母體材料或含母體材料的化合 物與雜質(zhì)元素或含雜質(zhì)元素的化合物起反應(yīng)，使其干燥之后進行焙燒 的方法。發(fā)光材料的粒子均勻地分布，粒徑小，在焙燒溫度低的情況 下也可以進行反應(yīng)。
作為用于發(fā)光材料的母體材料，可以使用硫化物、氧化物或氮化 物。作為硫化物，例如可以使用硫化鋅(ZnS)、硫化鎘(CdS)、 硫化鈣(CaS )、硫化釔(Y2S3)、硫化鎵(Ga2S3)、硫化鍶(SrS ) 或硫化鋇(BaS)等。此外，作為氧化物，例如可以使用氧化鋅(ZnO) 或氧化釔(Y203 )等。此外，作為氮化物，例如可以使用氮化鋁(A1N )、 氮化鎵(GaN)或氮化銦(InN)等。另夕卜，也可以使用硒化鋅(ZnSe ) 或碲化鋅(ZnTe)等，還可以是硫化鈣-鎵(CaGa2S4)、硫化鍶-鎵 (SrGa2S4)或硫化鋇-鎵(BaGa2S4)等三元系混晶。
作為局部型發(fā)光的發(fā)光中心，可以使用錳(Mn)、銅(Cu)、 釤(Sm)、鋱(Tb)、鉺(Er)、銩(Tm )、銪(Eu )、鈰(Ce ) 或鐠(Pr)等。也可以添加氟(F)、氯(Cl)等鹵素元素。上述鹵 素元素可以起到電荷補償?shù)淖饔谩?br> 另一方面，作為施主-受主再結(jié)合型發(fā)光的發(fā)光中心，可以使用 包含形成施主能級的第一雜質(zhì)元素及形成受主能級的第二雜質(zhì)元素 的發(fā)光材料。作為第一雜質(zhì)元素例如可以使用氟(F)、氯(Cl)或 鋁(Al)等。作為第二雜質(zhì)元素，例如可以使用銅(Cu)或銀(Ag)等。
在通過固相法合成施主-受主再結(jié)合型發(fā)光的發(fā)光材料的情況 下，分別稱取母體材料、第一雜質(zhì)元素或含第一雜質(zhì)元素的化合物、 以及第二雜質(zhì)元素或含第二雜質(zhì)元素的化合物，在研缽中混合，然后 在電爐中進行加熱、焙燒。作為母體材料可以使用上述母體材料。作
為第一雜質(zhì)元素或含第一雜質(zhì)元素的化合物，例如可以使用氟(F)、 氯(Cl)或疏化鋁(A12S3)等。作為第二雜質(zhì)元素或含第二雜質(zhì)元素 的化合物，例如可以使用銅(Cu)、銀(Ag)、硫化銅(Cu2S)或 硫化銀(Ag2S)等。焙燒溫度優(yōu)選為700。C至1500。C。這是因為在溫 度過低的情況下固相反應(yīng)不進行，而在溫度過高的情況下母體材料分 解。焙燒可以粉末狀態(tài)進行，但是優(yōu)選以顆粒狀態(tài)進行焙燒。
此外，作為在利用固相反應(yīng)的情況下的雜質(zhì)元素，可以組合使用 由第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素構(gòu)成的化合物。在這種情況下，由于 雜質(zhì)元素容易擴散并且固相反應(yīng)容易進行，因此可以獲得均勻的發(fā)光 材料。而且，由于不混入多余的雜質(zhì)元素，所以可以獲得具有高純度 的發(fā)光材料。作為由第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素構(gòu)成的化合物，例 如可以使用氯化銅(CuCl)或氯化銀(AgCl)等。
這些雜質(zhì)元素的濃度相對于母體材料為0.01atom。/。至10 atom% 即可，優(yōu)選在0.05atom。/o至5atomO/o的范圍內(nèi)。
在薄膜型無機EL元件的情況下，電致發(fā)光層是包含上述發(fā)光材 料的層，可以通過電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍(EB蒸鍍)法等真 空蒸鍍法、濺射法等物理氣相成長(PVD)法、有機金屬CVD法、 氫化物輸輸減壓CVD法等化學(xué)氣相淀積(CVD)法、或者原子層外 延(ALE)法等形成。
圖12A、 12B、 12C示出了可以用作發(fā)光元件的薄膜型無機EL 元件的一例。在圖12A、 12B、 12C中，發(fā)光元件包括第一電極層50、 電致發(fā)光層52和第二電極層53。
圖12B和12C所示的發(fā)光元件具有在圖12A的發(fā)光元件中于電 極層和電致發(fā)光層之間設(shè)置絕緣層的結(jié)構(gòu)。圖12B所示的發(fā)光元件在第一電極層50和電致發(fā)光層52之間具有絕緣層54。圖12C所示的 發(fā)光元件在第一電極層50和電致發(fā)光層52之間具有絕緣層54a，并 且在第二電極層53和電致發(fā)光層52之間具有絕緣層54b。像這樣， 絕緣層可以僅設(shè)置在夾住電致發(fā)光層的一對電極層中的一個電極層 與電致發(fā)光層之間，也可以設(shè)置在電致發(fā)光層與兩個電極層之間。此 外，絕緣層可以是單層或由多層構(gòu)成的疊層。
此外，盡管在圖12B中以與第一電極層50接觸的方式設(shè)置有絕 緣層54，但是也可以顛倒絕緣層和電致發(fā)光層的順序，以與第二電極 層53接觸的方式設(shè)置絕緣層54。
在分散型無機EL元件的情況下，將粒子狀的發(fā)光材料分散在粘 合劑中來形成膜狀的電致發(fā)光層。加工為粒子狀。當通過發(fā)光材料的 制造方法無法獲得所希望的大小的粒子時，通過用研缽等進行粉碎等 而加工成粒子狀即可。粘合劑是指用來以分散狀態(tài)固定粒狀的發(fā)光材 料并且保持作為電致發(fā)光層的形狀的物質(zhì)。發(fā)光材料通過粘合劑均勻
分散并固定在電致發(fā)光層中。
在分散型無機EL元件的情況下，形成電致發(fā)光層的方法可以使 用能夠選擇性地形成電致發(fā)光層的液滴噴射法、印刷法(如絲網(wǎng)印刷 或膠版印刷等)、旋涂法等涂布法、浸漬法、分配器法等。對膜厚度 沒有特別限制，但是優(yōu)選在10nm至1000nm的范圍內(nèi)。另外，在包 含發(fā)光材料及粘合劑的電致發(fā)光層中，發(fā)光材料的比例優(yōu)選設(shè)為50wt %以上且80wty。以下。
圖12D、 12E、 12F示出可以用作發(fā)光元件的分散型無機EL元 件的一例。圖12D中的發(fā)光元件具有第一電極層60、電致發(fā)光層62 和第二電極層63的疊層結(jié)構(gòu)，并且電致發(fā)光層62中含有由粘合劑保 持的發(fā)光材料61。
作為可以用于本實施方式的粘合劑，可以使用有機材料或無機材 料，也可以使用有機材料和無機材料的混合材料。作為有機材料，可 以使用像氰乙基纖維素類樹脂那樣的具有比較高的介電常數(shù)的聚合 物或聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯類樹脂、硅酮樹脂、環(huán)氧樹脂或偏二氟乙烯等樹脂。此外，也可以使用芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑等耐熱
高分子或硅氧烷樹脂。硅氧烷樹脂相當于包括Si-O-Si鍵的樹脂。硅 氧烷的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(o)的鍵構(gòu)成。作為有機基，使用
至少含有氫的有機基(如烷基或芳香烴)。有機基也可以使用氟基。 而且，也可以使用聚乙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛等乙烯基樹脂、酚醛樹 酯、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、氨酯樹脂、噁唑樹 脂(聚苯并噁唑)等樹脂材料。也可以通過在這些樹脂中適當?shù)鼗旌?br> 鈦酸鋇(BaTiO"或鈦酸鍶(SrTK)3)等具有高介電常數(shù)的微粒來調(diào) 節(jié)介電常數(shù)。
作為包含在粘合劑中的無機材料，可以使用選自氧化硅(SiOx)、 氮化硅(SiNx)、含氧及氮的硅、氮化鋁(A1N)、含氧及氮的鋁或 氧化鋁(A1203)、氧化鈦(Ti02) 、 BaTi03、 SrTi03、鈦酸鉛(PbTi03)、 鈮酸鉀(KNb03)、鈮酸鉛(PbNb03)、氧化鉭(Ta205)、鉭酸鋇 (BaTa206)、鉭酸鋰(LiTa03)、氧化釔(Y203)、氧化鋯(Zr02)、 ZnS、以及包括無機材料的其他物質(zhì)中的材料。通過在有機材料中(通 過添加等)包含具有高介電常數(shù)的無機材料，可以進一步控制由發(fā)光 材料及粘合劑構(gòu)成的電致發(fā)光層的介電常數(shù)，可以進一步提高介電常 數(shù)。
在制造工序中，發(fā)光材料被分散在包含粘合劑的溶液中。作為可 以用于本實施方式的包含粘合劑的溶液的溶劑，適當選擇溶解粘合劑
材料并可以制造具有適合于形成電致發(fā)光層的方法(各種濕法工藝) 和所需膜厚度的粘度的溶液的溶劑即可?？梢允褂糜袡C溶劑等，例如 在使用硅氧烷樹脂作為粘合劑的情況下，可以使用丙二醇一甲基醚、 丙二醇一甲基醚醋酸酯(也稱為PGMEA)或3-甲氧基-3甲基-l-丁醇 (也稱為MMB)等。
圖12E和12F所示的發(fā)光元件具有在圖12D的發(fā)光元件中于電 極層和電致發(fā)光層之間設(shè)置絕緣層的結(jié)構(gòu)。圖12E所示的發(fā)光元件在 第一電極層60和電致發(fā)光層62之間具有絕緣層64。圖12F所示的發(fā) 光元件在第一電極層60和電致發(fā)光層62之間具有絕緣層64a，并且在第二電極層63和電致發(fā)光層62之間具有絕緣層64b。像這樣，絕 緣層可以僅設(shè)置在夾住電致發(fā)光層的一對電極層中的一個電極層和 電致發(fā)光層之間，也可以設(shè)置在電致發(fā)光層與兩個電極層之間。此外， 絕緣層可以是單層或由多層構(gòu)成的疊層。
此外，盡管在圖12E中以與第一電極層60接觸的方式設(shè)置有絕 緣層64，但是也可以顛倒絕緣層和電致發(fā)光層的順序，以與第二電極 層63接觸的方式設(shè)置絕緣層64。
盡管對絕緣層例如圖12A至12F中的絕緣層54、 54a、 54b及絕 緣層64、 64、 64a、 64b沒有特別限制，但是優(yōu)選具有高絕緣耐壓和 致密膜質(zhì)，而且優(yōu)選具有高介電常數(shù)。例如，可以使用氧化硅(Si02)、 氧化釔(Y203)、氧化鈦(Ti02)、氧化鋁(A1203)、氧化鉿(Hf02)、 氧化鉭(Ta205)、鈦酸鋇(BaTi03)、鈦酸鍶(SrTi03)、鈦酸鉛 (PbTi03)、氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(Zr02)等、或者它們的混 合膜或兩種以上的疊層膜。這些絕緣膜可以通過濺射、蒸鍍或CVD 等形成。此外，絕緣層可以通過在粘合劑中分散這些絕緣材料的粒子 形成。粘合劑材料使用與包含在電致發(fā)光層中的粘合劑相同的材料、 方法形成即可。膜厚沒有特別限制，但是優(yōu)選在10nm至1000nm的 范圍內(nèi)。
本實施方式所示的發(fā)光元件可以通過對夾住電致發(fā)光層的一對 電極層之間施加電壓而發(fā)光，并且發(fā)光元件通過直流驅(qū)動或交流驅(qū)動 都可以工作。
本實施方式可以與實施方式1及實施方式4適當?shù)亟M合。 實施方式9
通過使用具有根據(jù)本發(fā)明形成的顯示元件的半導(dǎo)體裝置可以完 成電視裝置。這里說明以賦予高性能及高可靠性為目的的電視裝置的 例子。
圖16是表示電視裝置(液晶電視裝置或EL電視裝置等)的主 要結(jié)構(gòu)的框圖。
作為其他外部電路的結(jié)構(gòu)，在圖像信號的輸入一側(cè)包括放大調(diào)諧器1904所接收的信號中的圖像信號的圖像信號放大電路1905、將從 其中輸出的信號轉(zhuǎn)換為與紅、綠和藍分別對應(yīng)的顏色信號的圖像信號 處理電路1906、以及用于將該圖像信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動器IC的輸入規(guī)格 的控制電路1907等?？刂齐娐?907將信號分別輸出到掃描線一側(cè)和 信號線一側(cè)。在進行數(shù)字驅(qū)動的情況下，也可以具有如下結(jié)構(gòu)，即在 信號線一側(cè)設(shè)置信號分割電路1908,將輸入數(shù)字信號分成m個來提 供。
調(diào)諧器1904所接收的信號中的音頻信號被傳送到音頻信號放大 電路1909,其輸出經(jīng)過音頻信號處理電路1910提供到揚聲器1913。 控制電路1911從輸入部1912接收接收站(接收頻率)和音量的控制 信息，將信號傳送到調(diào)諧器l卯4或音頻信號處理電路1910。
如圖20A和20B所示，將顯示模塊裝入在框體中，從而可以完 成電一見裝置。將還安裝有FPC的如圖10A和10B及圖11A和11B那 樣的顯示面板一般稱作EL顯示模塊。因此，若使用EL顯示模塊， 則可以完成EL電視裝置，若使用液晶顯示模塊，則可以完成液晶電 視裝置。由顯示模塊形成主屏幕2003,作為其輔助設(shè)備具備揚聲器部 2009和操作開關(guān)等。像這樣，根據(jù)本發(fā)明可以完成電視裝置。
此外，也可以使用相位差板或偏振片來遮擋從外部入射的光的反 射光。此外，在頂部發(fā)射型半導(dǎo)體裝置中，可以對成為隔壁的絕緣層 進行著色用作黑矩陣。該隔壁也可以通過液滴噴射法等來形成，可以 將炭黑等混合到顏料類黑色樹脂或聚酰亞胺等樹脂材料中，還可以采 用它們的疊層。還可以通過液滴噴射法將不同的材料多次噴射到同一 區(qū)域來形成隔壁。作為相位差板，使用A74板和AV2板，設(shè)計成能夠控 制光即可。其結(jié)構(gòu)是從TFT元件襯底一側(cè)依次為發(fā)光元件、密封襯 底(密封劑)、相位差板(X/4板、XV2板)、以及偏振片的結(jié)構(gòu)，從 發(fā)光元件發(fā)射的光通過它們從偏振片 一側(cè)發(fā)射到外部。所述相位差板 或偏振片設(shè)置在光發(fā)射的一側(cè)即可，在光從兩側(cè)發(fā)射的雙面發(fā)射型半 導(dǎo)體裝置中，也可以設(shè)置在兩側(cè)。此外，也可以在偏振片的外側(cè)具有 防反射膜。由此，可以顯示更清晰且更精密的圖像。如圖20A所示，在框體2001中組裝利用了顯示元件的顯示用面 板2002，由接收機2005進行一般電視廣播的接收，并且通過調(diào)制解 調(diào)器2004與有線或無線方式的通信網(wǎng)絡(luò)連接，由此還可以進行單向 (由發(fā)送者到接收者)或雙向(在發(fā)送者和接收者之間，或者在接收 者之間)信息通信。電視裝置的操作還可以由組裝在框體中的開關(guān)或 另行提供的遙控操作機2006來進行，該遙控操作機2006還可以設(shè)置 有顯示輸出信息的顯示部2007。
另外，電視裝置除了主畫面2003以外，還可以附加有如下結(jié)構(gòu) 使用第二顯示用面板形成輔助畫面2008，顯示頻道或音量等。在這種 結(jié)構(gòu)中，也可以采用視角優(yōu)異的EL顯示用面板形成主畫面2003，釆 用能夠以低耗電量進行顯示的液晶顯示用面板來形成輔助畫面2008。 另外，為了使低耗電量優(yōu)先，可以采用如下結(jié)構(gòu)使用液晶顯示用面 板來形成主畫面2003，使用EL顯示用面板形成輔助畫面2008，并且 輔助畫面2008能夠點亮和熄滅。通過使用本發(fā)明，即使在使用這樣 大型襯底且使用多個TFT和電子部件的情況下，也可以高生產(chǎn)率制 造具有高性能及高可靠性的半導(dǎo)體裝置。
圖20B為例如具有20英寸至80英寸的大型顯示部的電視裝置， 包括框體2010、操作部的鍵盤部2012、顯示部2011、揚聲器部2013 等。本發(fā)明適用于顯示部2011的制造。圖20B的顯示部由于使用了 可彎曲的物質(zhì)，因此形成為顯示部彎曲了的電視裝置。由于如上所述 可以自由地設(shè)計顯示部的形狀，所以可以制造所希望的形狀的電視裝 置。
通過本發(fā)明，可以高生產(chǎn)率制造具有顯示功能的高性能且高可靠 性的半導(dǎo)體裝置。因此，可以高生產(chǎn)率制造具有高性能及高可靠性的 電視裝置。
當然，本發(fā)明不局限于電視裝置，還可以用于各種用途如個人計 算機的監(jiān)視器、鐵路的車站或飛機場等中的信息顯示屏、街頭的廣告 顯示屏等大面積顯示媒體的各種用途中。
實施方式10在本實施方式中，說明以賦予高性能及高可靠性為目的的半導(dǎo)體 裝置的例子。詳細地說，作為半導(dǎo)體裝置的一例說明具備微處理器及 能夠以非接觸的方式進行數(shù)據(jù)收發(fā)的運算功能的半導(dǎo)體裝置的一例。
圖n表示微處理器5oo的例子作為半導(dǎo)體裝置的一例。該微處
理器500由根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底制造。該微處理器500包括運算 電路(運算邏輯單元；Arithmetic logic unit,也稱為ALU)501、運 算電路控制部(ALU Controller) 502、指令譯碼部(Instruction Decoder) 503、中斷控制部(Interrupt Controller ) 504、時序控制部 (Timing Controller) 505、寄存器(Register) 506、寄存器控制部 (Register Controller) 507、總線接口 (Bus I/F) 508、只讀存儲器 509以及存儲器接口 (ROM I/F) 510。
通過總線接口 508輸入到微處理器500的指令在輸入指令解碼部 503并被解碼之后輸入到運算電路控制部502、中斷控制部504、寄存 器控制部507、以及時序控制部505。運算電路控制部502、中斷控制 部504、寄存器控制部507、以及時序控制部505根據(jù)被解碼了的指 令而進行各種控制。具體地說，運算電路控制部502產(chǎn)生用來控制運 算電路501的工作的信號。此外，中斷控制部504在執(zhí)行微處理器500 的程序時，對來自外部輸出入裝置或外圍電路的中斷要求根據(jù)其優(yōu)先 度或掩模狀態(tài)進行判斷而處理。寄存器控制部507產(chǎn)生寄存器506的 地址，并且根據(jù)微處理器500的狀態(tài)進行寄存器506的讀出或?qū)懭搿?時序控制部505產(chǎn)生控制運算電路501、運算電路控制部502、指令 解碼部503、中斷控制部504及寄存器控制部507的工作時序的信號。 例如，時序控制部505包括根據(jù)基準時鐘信號CLK1產(chǎn)生內(nèi)部時鐘信 號CLK2的內(nèi)部時鐘產(chǎn)生部，將內(nèi)部時鐘信號CLK2提供給上述各種 電路。圖17所示的微處理器500只是將其結(jié)構(gòu)簡化了的一個例子， 實際上可以根據(jù)其用途具有多種多樣的結(jié)構(gòu)。
在這種微處理器500中，通過使用接合在玻璃襯底上的具有固定 結(jié)晶方位的單晶半導(dǎo)體層形成集成電路，因此不僅可以實現(xiàn)處理速度 的高速化還可以實現(xiàn)低耗電量化。接下來，參照圖18說明具有能夠以非接觸的方式進行數(shù)據(jù)收發(fā) 的運算功能的半導(dǎo)體裝置的一個例子。圖18表示以無線通信與外部 裝置進行信號的收發(fā)而工作的計算機(以下稱為RFCPU)的一例。 RFCPU511包括模擬電路部512和數(shù)字電路部513。在RFCPU511中， 模擬電路部512包括具有諧振電容的諧振電路514、整流電路515、 恒壓電路516、復(fù)位電路517、振蕩電路518、解調(diào)電路519、調(diào)制電 路520、以及電源管理電路530。數(shù)字電路部513包括RF接口 521、 控制寄存器522、時鐘控制器523、 CPU接口 524、中央處理單元525、 隨機存取存儲器526、以及只讀存儲器527。
具有這種結(jié)構(gòu)的RFCPU511的工作概要如下所述。天線528所 接收的信號由于諧振電路514產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢經(jīng)過整流 電路515而被充電到電容部529。該電容部529優(yōu)選由電容器如陶瓷 電容器或雙電層電容器等構(gòu)成。電容部529不需要與RFCPU511 —體 形成，作為另外的部件安裝在構(gòu)成RFCPU511的具有絕緣表面的襯底 上即可。
復(fù)位電路517產(chǎn)生對數(shù)字電路部513進行復(fù)位和初始化的信號。 例如，產(chǎn)生在電源電壓上升之后隨著升高的信號作為復(fù)位信號。振蕩 電路518根據(jù)由恒壓電路516產(chǎn)生的控制信號改變時鐘信號的頻率和 占空比。由低通濾波器構(gòu)成的解調(diào)電路519例如將振幅偏移調(diào)制 (ASK)方式的接收信號的振幅的變動二值化。調(diào)制電路520通過使 振幅偏移調(diào)制(ASK)方式的發(fā)送信號的振幅變動來發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)。 調(diào)制電路520通過改變諧振電路514的諧振點來改變通信信號的振 幅。時鐘控制器523根據(jù)電源電壓或中央處理單元525中的耗電流， 產(chǎn)生用來改變時鐘信號的頻率和占空比的控制信號。電源管理電路 530監(jiān)浮見電源電壓。
從天線528輸入到RFCPU511的信號被解調(diào)電路519解調(diào)后， 在RF接口 521中被分解為控制指令、數(shù)據(jù)等?？刂浦噶畲鎯υ诳刂?寄存器522中?？刂浦噶畎ù鎯υ谥蛔x存儲器527中的數(shù)據(jù)的讀出 指令、向隨機存取存儲器526的數(shù)據(jù)的寫入指令、向中央處理單元525的計算指令等。中央處理單元525通過CPU接口 524對只讀存儲器 527、隨機存取存儲器526、以及控制寄存器522進行存取。CPU接 口 524具有根據(jù)中央處理單元525所要求的地址，產(chǎn)生對只讀存儲器 527、隨機存取存儲器526、以及控制寄存器522中的任一個的存取信 號的功能。
作為中央處理單元525的運算方式，可以采用將OS(操作系統(tǒng)) 存儲在只讀存儲器527中且在啟動的同時讀出并執(zhí)行程序的方式。另 外，也可以釆用由專用電路構(gòu)成運算電路且以硬件方式進行運算處理 的方式。作為并用硬件和軟件雙方的方式，可以釆用如下方式利用 專用運算電路進行一部分的處理，并且使中央處理單元525使用程序 來進行其他部分的計算。
在上述RFCPU511中，由于通過使用接合在玻璃襯底上的具有 固定晶面取向的單晶半導(dǎo)體層形成集成電路，因此不僅可以實現(xiàn)處理 速度的高速化，而且還可以實現(xiàn)低耗電量化。由此，即使使提供電力 的電容部529小型化，也可以保證長時間工作。
實施方式11
參照圖14A和14B說明本實施方式。在本實施方式中，表示使 用具有實施方式1至8所制造的半導(dǎo)體裝置的面板的模塊的例子。在 本實施方式中，說明具有以賦予高性能及高可靠性為目的的半導(dǎo)體裝 置的模塊的例子。
圖14A所示的信息終端模塊在印刷布線襯底946上安裝有控制 器901、中央處理裝置(CPU) 902、存儲器911、電源電路903、音 頻處理電路929、收發(fā)電路904、以及其它元件如電阻器、緩沖器和 電容元件等。另外，面板900經(jīng)由柔性布線襯底(FPC) 908連接到 印刷布線襯底946。
面板900包括每一個像素具有發(fā)光元件的像素區(qū)域905;選擇所 述像素區(qū)域905所具有的像素的第一掃描線驅(qū)動電路卯6a和第二掃 描線驅(qū)動電路906b;以及對選擇的像素提供視頻信號的信號線驅(qū)動電 路卯7。經(jīng)由安裝在印刷布線襯底946上的接口 ( I/F) 909來輸入或輸出 各種控制信號。此外，用來收發(fā)與天線之間的信號的天線用端口 910 設(shè)置在印刷布線襯底946上。
在本實施方式中，印刷布線襯底946經(jīng)由FPC 908連接到面板 900，然而本發(fā)明不局限于該結(jié)構(gòu)。還可以通過COG (玻璃上芯片) 方式將控制器901、音頻處理電路929、存儲器911、 CPU 902、或者 電源電路903直接安裝在面板卯0上。另外，在印刷布線襯底946上 設(shè)置有各種元件如電容元件和緩沖器等，從而防止在電源電壓和信號 中出現(xiàn)雜音及信號的上升變緩。
圖14B是圖14A所示的模塊(在圖15中的模塊999)的框圖。 該模塊包括VRAM 932、 DRAM 925、以及閃速存儲器926等作為存 儲器911。在VRAM 932中存儲有在面板900上顯示的圖像的數(shù)據(jù)， 在DRAM 925中存儲有圖像數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)，并且在該閃速存儲器 926中存儲有各種程序。
電源電路903生成施加給面板900、控制器901、 CPU 902、音 頻處理電路929、存儲器911、以及收發(fā)電路931的電源電壓。此外， 根據(jù)面板的規(guī)格，也有將電流源提供于電源電路903中的情況。
CPU902包括控制信號產(chǎn)生電路920、解碼器921、寄存器922、 運算電路923、 RAM 924、以及CPU用的接口 935等。經(jīng)由接口 935 輸入到CPU 902中的各種信號暫時儲存在寄存器922中，之后輸入到 運算電路923和解碼器921等中。在運算電路923中，根據(jù)輸入的信 號進行運算，并且指定發(fā)送各種指令的地址。另一方面，對輸入到解 碼器921中的信號進行解碼，并且輸入到控制信號產(chǎn)生電路920中。 控制信號產(chǎn)生電路920根據(jù)輸入的信號產(chǎn)生含有各種指令的信號，并 且發(fā)送到由運算電路923指定的地址，具體為存儲器911、收發(fā)電路 931、音頻處理電路929、以及控制器901等。
存儲器911、收發(fā)電路931、音頻處理電路929、以及控制器901 分別根據(jù)所接收的指令來工作。在下文中，簡要說明其工作情況。
從輸入單元930輸入的信號經(jīng)由接口 909發(fā)送到安裝在印刷布線襯底946上的CPU卯2中。控制信號產(chǎn)生電路920根據(jù)從定位設(shè)備或 鍵盤等輸入單元930發(fā)送的信號將存儲在VRAM 932中的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換為預(yù)定格式，并且發(fā)送到控制器901。
控制器901根據(jù)面板的規(guī)格來對從CPU 902發(fā)送來的含有圖像 數(shù)據(jù)的信號進行數(shù)據(jù)處理，并且供給到面板900。另外，控制器901
生成Hsync信號、Vsync信號、時鐘信號CLK、交流電壓(AC Cont)、 以及切換信號L/R，并且供給到面板卯0。
在收發(fā)電路904中，對作為電波由天線933發(fā)送和接收的信號進 行處理，具體地說，包括高頻電路如隔離器、帶通濾波器、VCO(電 壓控制振蕩器)、LPF(低通濾波器)、耦合器、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器 等。在由收發(fā)電路904收發(fā)的信號中，含有音頻信息的信號根據(jù)來自 CPU卯2的指令被發(fā)送到音頻處理電路929。
根據(jù)CPU 902的指令發(fā)送來的含有音頻信息的信號在音頻處理 電路929中被解調(diào)成音頻信號，并且發(fā)送到揚聲器928。此外，從擴 音器927發(fā)送來的音頻信號由音頻處理電路929調(diào)制，并且根據(jù)來自 CPU 902的指令發(fā)送到收發(fā)電路904。
可以將控制器901、 CPU卯2、電源電路903、音頻處理電路929、 以及存儲器911安裝為本實施方式的組件。本實施方式可以應(yīng)用于除 了高頻電路如隔離器、帶通濾波器、VCO(電壓控制振蕩器)、LPF (低通濾波器)、耦合器、以及平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器等以外的任何電路。
實施方式12
參照圖14A和14B及圖15說明本實施方式。圖15示出包括在 實施方式11中制造的模塊的小型電話機(便攜式電話機)的一種方 式，該電話機以無線方式操作并且能夠搬運。面板卯O以可自由裝卸 的方式組裝到外殼1001中并且容易與模塊999組合。外殼1001的形 狀和尺寸可以根據(jù)組裝的電子設(shè)備來適當?shù)馗淖儭?br> 固定有面板900的外殼1001嵌入印刷布線襯底946而裝配成為 模塊999。印刷布線襯底946安裝有控制器、CPU、存儲器、電源電路、以及其它元件如電阻器、緩沖器、以及電容元件等。另外，還具
備有包括擴音器994及揚聲器995的音頻處理電路、以及信號處理電 路993如收發(fā)電路等。面板900通過FPC 908連接到印刷布線襯底 946。
這些模塊999、輸入單元998、以及電池997容納于框體996中。 面板900的像素區(qū)域配置成可以從在框體996中形成的開口窗看見。
圖15所示的框體996示出電話機的外觀形狀作為一例。然而， 本實施方式的電子設(shè)備可以根據(jù)其功能和用途轉(zhuǎn)換為各種方式。在下 面的實施方式中說明該方式的一例。
實施方式13
通過使用本發(fā)明可以制造各種具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置。就是 說，可以將本發(fā)明用于其顯示部組裝有上述具有顯示功能的半導(dǎo)體裝 置的各種電子設(shè)備。在本實施方式中，說明包括以賦予高性能及高可 靠性為目的的具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備的例子。
作為本發(fā)明的電子設(shè)備，可以舉出電視裝置(也簡單地稱為電視 機或電視接收機)、影像拍攝裝置如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機等、便 攜式電話機裝置(也簡單地稱為便攜式電話機或手機)、PDA等便攜 式信息終端、便攜式游戲機、計算機用的監(jiān)視器、計算機、汽車音響 等音響再現(xiàn)裝置、家用游戲機等具備記錄媒體的圖像再現(xiàn)裝置(具體 來說是數(shù)字通用光盤(DVD)再現(xiàn)裝置)等。參照圖19A至19E說 明其具體實例。
圖19A所示的便攜式信息終端設(shè)備包括主體9201、顯示部9202 等?？梢詫⒈景l(fā)明的半導(dǎo)體裝置用于顯示部9202中。結(jié)果，可以提 供具有高性能及高可靠性的便攜式信息終端設(shè)備。
圖19B所示的數(shù)字攝像機包括顯示部9701、 9702等?？梢詫⒈?發(fā)明的半導(dǎo)體裝置用于顯示部9701中。結(jié)果，可以提供具有高性能 及高可靠性的數(shù)字攝像機。
圖19C所示的便攜式電話機包括主體9101、顯示部9102等?？?以將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置用于顯示部9102中。結(jié)果，可以提供具有高性能及高可靠性的便攜式電話機。
圖19D所示的便攜式電視裝置包括主體9301、顯示部9302等。 可以將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置用于顯示部9302中。結(jié)果，可以提供具 有高性能及高可靠性的便攜式電視裝置。此外，可以將本發(fā)明的半導(dǎo) 體裝置廣泛地用于作為電視裝置的搭載在便攜式電話機等便攜終端 中的小型電視裝置、能夠搬運的中型電視裝置、或者大型電視裝置(例 如40英寸以上)。
圖19E所示的便攜式計算機包括主體9401、顯示部9402等?？?以將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置用于顯示部9402中。結(jié)果，可以提供具有 高性能及高可靠性的便攜式計算機。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置也可以用作照明裝置。使用本發(fā)明的 半導(dǎo)體裝置還可以用作小型電燈或室內(nèi)的大型照明裝置。而且，也可 以將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置用作液晶顯示裝置的背光燈。
如上所述，由本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以提供具有高性能及高可靠 性的電子設(shè)備。
本申請基于2007年10月10日在日本專利局提交的日本專利申 請序列號2007-264409，在此引用其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下工序?qū)Π雽?dǎo)體襯底從所述半導(dǎo)體襯底的表面添加賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素來形成雜質(zhì)區(qū)域；對所述半導(dǎo)體襯底的表面照射離子，來在所述半導(dǎo)體襯底的表面的比所述雜質(zhì)區(qū)域下方形成脆化層；在所述半導(dǎo)體襯底的表面上形成絕緣層；使支撐襯底和所述半導(dǎo)體襯底接合并其中間夾有所述絕緣層；進行在所述脆化層中產(chǎn)生裂縫的熱處理并在所述脆化層處分離所述半導(dǎo)體襯底，來在所述支撐襯底上形成包含所述雜質(zhì)區(qū)域的半導(dǎo)體層；以及將所述半導(dǎo)體層的所述雜質(zhì)區(qū)域用作溝道形成區(qū)域來形成場效應(yīng)晶體管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述半 導(dǎo)體襯底的表面上形成保護層，并且對所述半導(dǎo)體襯底介于所述半導(dǎo) 體襯底的表面上形成了的所述保護層添加所述賦予一導(dǎo)電類型的雜 質(zhì)元素來形成所述雜質(zhì)區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述保護 層采用由選自氮化硅層、氧化硅層、氮氧化硅層、或氧氮化硅層中的 單層或多個層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中利用掩模 對所述半導(dǎo)體襯底選擇性地添加所述賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成具有 不同雜質(zhì)濃度的多個雜質(zhì)區(qū)域作為所述雜質(zhì)區(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中使用玻璃 襯底作為所述支撐襯底。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成與所 述場效應(yīng)晶體管電連接的顯示元件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成液晶 元件作為所述顯示元件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成發(fā)光 元件作為所述顯示元件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述 半導(dǎo)體襯底和所述支撐襯底接合之前，在所述支撐襯底上形成第二絕 緣膜。
11. 一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下工序 對半導(dǎo)體襯底從所述半導(dǎo)體襯底的表面添加賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素來形成雜質(zhì)區(qū)域；對所述半導(dǎo)體襯底的表面照射離子，來在所述半導(dǎo)體襯底的表面 的比所述雜質(zhì)區(qū)域下方形成脆化層；在支撐襯底上形成絕緣層；使所述支撐襯底和所述半導(dǎo)體襯底接合并其中間夾有所述絕緣層；進行在所述脆化層中產(chǎn)生裂縫的熱處理，并在所述脆化層處分離 所述半導(dǎo)體襯底，來在所述支撐襯底上形成包含所述雜質(zhì)區(qū)域的半導(dǎo) 體層；以及將所述半導(dǎo)體層的所述雜質(zhì)區(qū)域用作溝道形成區(qū)域形成場效應(yīng) 晶體管。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述 半導(dǎo)體襯底的表面上形成保護層，并且對所述半導(dǎo)體襯底介于所述半 導(dǎo)體襯底的表面上形成了的所述保護層添加所述賦予一導(dǎo)電類型的 雜質(zhì)元素來形成所述雜質(zhì)區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述保 護層采用由選自氮化硅層、氧化硅層、氮氧化硅層、或氧氮化硅層中 的單層或多個層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中利用掩 ^K對所述半導(dǎo)體襯底選擇性地添加所述賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成具 有不同雜質(zhì)濃度的多個雜質(zhì)區(qū)域作為所述雜質(zhì)區(qū)域。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中使用玻 璃襯底作為所述支撐襯底。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成與 所述場效應(yīng)晶體管電連接的顯示元件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成液 晶元件作為所述顯示元件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成發(fā) 光元件作為所述顯示元件。
20. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下工序 對半導(dǎo)體襯底的表面照射離子來在離所述半導(dǎo)體襯底的表面有一定深度的區(qū)域中形成脆化層；從所述半導(dǎo)體襯底的表面添加賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，來在 所述半導(dǎo)體襯底的表面和所述脆化層之間形成雜質(zhì)區(qū)域；在所述半導(dǎo)體襯底的表面上形成絕緣層；使支撐襯底和所述半導(dǎo)體襯底接合并其中間夾有所述絕緣層；進行在所述脆化層中產(chǎn)生裂縫的熱處理，并在所述脆化層處分離 所述半導(dǎo)體村底，來在所述支撐襯底上形成包含所述雜質(zhì)區(qū)域的半導(dǎo) 體層；以及將所述半導(dǎo)體層的所述雜質(zhì)區(qū)域用作溝道形成區(qū)域來形成場效 應(yīng)晶體管。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述 半導(dǎo)體村底的表面上形成保護層，并且介于所述半導(dǎo)體襯底的表面上 形成了的所述保護層對所述半導(dǎo)體襯底照射離子，來在離所述半導(dǎo)體 襯底的表面有一定深度的區(qū)域中形成所述脆化層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述保 護層采用由選自氮化硅層、氧化硅層、氮氧化硅層、或氧氮化硅層中 的單層或多個層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中利用掩 模對所述半導(dǎo)體襯底選擇性地添加所述賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成具 有不同雜質(zhì)濃度的多個雜質(zhì)區(qū)域作為所述雜質(zhì)區(qū)域。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中使用玻 璃襯底作為所述支撐襯底。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成與 所述場效應(yīng)晶體管電連接的顯示元件。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成液 晶元件作為所述顯示元件。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成發(fā) 光元件作為所述顯示元件。
29. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述 半導(dǎo)體襯底和所迷支撐襯底接合之前，在所述支撐襯底上形成第二絕
30. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下工序 對半導(dǎo)體襯底的表面照射離子，來在離所述半導(dǎo)體襯底的表面有一定深度的區(qū)域中形成脆化層；從所述半導(dǎo)體襯底的表面添加賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，來在 所述半導(dǎo)體襯底的表面和所述脆化層之間形成雜質(zhì)區(qū)域；在支撐襯底上形成絕緣層；使所述支撐襯底和所迷半導(dǎo)體襯底接合并其中間夾有所述絕緣層；進行在所述脆化層中產(chǎn)生裂縫的熱處理，并在所述脆化層處分離 所述半導(dǎo)體襯底，來在所述支撐村底上形成包含所述雜質(zhì)區(qū)域的半導(dǎo) 體層；以及將所述半導(dǎo)體層的所述雜質(zhì)區(qū)域用作溝道形成區(qū)域來形成場效 應(yīng)晶體管。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述半導(dǎo)體襯底的表面上形成保護層，并且介于所述半導(dǎo)體襯底的表面上 形成了的所述保護層對所述半導(dǎo)體襯底照射離子，來在離所述半導(dǎo)體 襯底的表面有一定深度的區(qū)域中形成所述脆化層。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述保 護層采用由選自氮化硅層、氧化硅層、氮氧化硅層、或氧氮化硅層中 的單層或多個層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中利用掩 模對所述半導(dǎo)體襯底選擇性地添加所述賦予 一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
34. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成具 有不同雜質(zhì)濃度的多個雜質(zhì)區(qū)域作為所述雜質(zhì)區(qū)域。
35. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中使用玻 璃襯底作為所述支撐襯底。
36. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成與 所述場效應(yīng)晶體管電連接的顯示元件。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成液 晶元件作為所述顯示元件。
38. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成發(fā) 光元件作為所述顯示元件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于根據(jù)被要求的功能控制晶體管的電特性，而實現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的高性能化及低耗電化。另外，本發(fā)明的目的還在于高成品率及高生產(chǎn)率地制造這種半導(dǎo)體裝置，而不使其制造工序復(fù)雜化。在從半導(dǎo)體襯底分離晶體管的半導(dǎo)體層并轉(zhuǎn)載到具有絕緣表面的襯底的支撐襯底之前，對半導(dǎo)體襯底添加為了控制包含在半導(dǎo)體裝置中的晶體管的閾值電壓并賦予一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
文檔編號H01L21/00GK101409223SQ200810169890
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者山崎舜平, 志知武司, 鈴木直樹 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所