專利名稱：撓性半導體裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有可撓性的撓性半導體裝置及其制造方法。更詳細地說，是涉及能夠作為TFT使用的撓性半導體裝置及其制造方法。
背景技術：
隨著信息終端的普及，作為計算機用的顯示器，對于平板顯示器的需求提高，另外，隨著信息化的進一步發(fā)展，以往由紙媒介提供的信息被電子化的機會增加。特別是近來，作為輕薄、超便攜的移動用顯示媒體，電子紙或數(shù)字紙的需求也正在提高(專利文獻1
寸乂 O通常，在平板顯示器中，是使用利用了液晶、有機EL(有機電致發(fā)光)、電泳等的元件來形成顯示媒體。在這樣的顯示媒體中，為了確保畫面亮度的均勻性和畫面更新速度等， 作為圖像驅動元件使用有源驅動元件(TFT元件)的技術成為主流。例如，在通常的電腦顯示器中，是在基板上形成這些TFT元件且包封有液晶、有機EL元件等。在此，在TFT元件中主要能夠使用a_Si(非晶硅)/p_Si(多晶硅)等的半導體。使這些Si半導體(根據(jù)需要也可以是金屬膜)多層化，在基板上依次形成源極、漏極、柵極， 來制造成TFT元件。因為在使用這樣的Si材料的TFT元件的形成中包含高溫的工序，所以要施加作為基板材料必須使用耐受工序高溫的材料這一限制。因此，實際上作為基板，需要使用耐熱性優(yōu)異的玻璃基板。還有，也可以使用石英基板，但是昂貴，在顯示器大型化時在經(jīng)濟性上存在問題。因此，作為形成TFT元件的基板，一般使用玻璃基板。但是，如此利用現(xiàn)有已知的玻璃基板構成前述的薄型顯示器時，該顯示器沉重，缺乏柔韌性，成為存在因落下的沖擊而破裂的可能性的制品。在玻璃基板上形成TFT元件所帶來的這些特點，在滿足隨著信息化的進展而出現(xiàn)的便攜用薄型顯示器的需要時不合要求。因此，為了順應輕量薄型的顯示器的需求，從基板的柔性化、輕量化等觀點出發(fā)， 將TFT元件形成于樹脂基板(即塑料基板)上的撓性半導體裝置的開發(fā)正在進行中。例如在專利文獻2中公開有一種技術，其通過與以往大致同樣的工藝在支承體(例如玻璃基板) 上制作TFT后，從玻璃基板上剝離TFT，轉印到樹脂基板(即塑料基板)上。在這一技術中， 首先，在玻璃基板上形成TFT元件，經(jīng)由丙烯酸樹脂等的包封層而將其粘接在樹脂基板上， 之后剝離玻璃基板，由此將TFT元件轉印到樹脂基板上。在使用了轉印法的撓性半導體裝置的制造中，支承體(例如玻璃基板)的剝離工序成為問題。即，從樹脂基板剝離支承體時，例如需要進行使支承體和TFT的粘附性降低的處理?；蛘咴谥С畜w和TFT之間形成剝離層，需要進行物理性或化學性地除去該剝離層的處理。由于這樣的處理導致工序復雜，在生產(chǎn)率這點上有待斟酌。專利文獻1 特開2007-67263號公報專利文獻2 特開2004-297084號公報
在撓性半導體裝置的制造中，也提出有并非將TFT轉印到樹脂基板(即塑料基板) 上而在樹脂基板上直接形成TFT的方法。這樣，就不需要進行轉印后的支承體(例如玻璃基板)的剝離工序，因此能夠簡易地制造撓性半導體裝置。然而，丙烯酸樹脂等的樹脂基板耐熱性低，因此在形成TFT時，要加入將工藝溫度抑制得很低的制約。因此，直接形成于樹脂基板的TFT，與通過轉印形成的TFT相比，TFT性能這一點有待斟酌。例如，為了提高遷移率等半導體特性，優(yōu)選對于半導體材料進行加熱處理，但在樹脂基板上直接形成TFT時，因為工藝溫度受到限制，所以進行這樣的加熱處理困難。另外， 為了降低柵電壓，作為柵絕緣膜，優(yōu)選使用即使比有機絕緣膜薄、絕緣耐壓也高、且電容率也高的無機氧化物。但是，這樣的無機氧化物致密且在化學性上穩(wěn)定，因此難以進行加工 (例如激光鉆孔等)，關于這種生產(chǎn)技術上的問題也有改善的余地。特別是在大畫面用的撓性半導體裝置中，這樣的問題顯著化。

發(fā)明內(nèi)容
本申請發(fā)明者針對上述的撓性半導體裝置的課題，并沒有在現(xiàn)有技術的延長線上做出響應，而是在新的方向上加以應對，嘗試解決這些課題。本發(fā)明鑒于這樣的情況而做， 其主要目的在于，提供生產(chǎn)率優(yōu)異的撓性半導體裝置的制造方法，另外還隨之提出高性能的撓性半導體裝置。為了解決上述課題，在本發(fā)明中，提供一種撓性半導體裝置的制造方法，其中，包括如下工序而成(i)在金屬箔(或支承層)上，形成具有半導體層而構成的半導體結構部的工序；(ii)以覆蓋半導體結構部的方式，在金屬箔上形成樹脂膜的工序；(iii)向樹脂膜照射激光，在樹脂膜上形成孔徑部的工序；(iv)在從樹脂膜的孔徑部露出半導體結構部的表面，以與該表面接觸的方式形成導電構件的工序，在工序(iii)中，通過激光的照射，不僅在樹脂膜上形成孔徑部，并且對半導體結構部的表面實施熱處理。本發(fā)明的制造方法的特征之一，是在實施上述的工序(i) (iv)時，通過激光照射在樹脂膜上形成孔徑部，并且在形成該孔徑部時，對于半導體結構部的表面進行加熱處理。優(yōu)選在樹脂膜的孔徑部形成時，通過激光照射對半導體結構部進行退火處理。特別優(yōu)選在樹脂膜的孔徑部形成時，通過激光照射使半導體結構部的膜質(zhì)或特性變化，由此實現(xiàn)半導體特性的提高(例如通過“膜質(zhì)的變化”，能夠實現(xiàn)半導體結構部的半導體層的結晶度的提高)。如此，在本發(fā)明的制造方法中，通過激光照射，能夠實現(xiàn)制造過程效率的提高和 TFT特性的提高。本說明書中使用的“撓性半導體裝置”的“撓性”這一用語，實質(zhì)上的意思是，半導體具有可彎曲的可撓性。而且本發(fā)明說的所謂“撓性半導體裝置”，若鑒于其具有的構成等， 能夠稱為“撓性半導體器件”或“撓性半導體元件”。另外，本說明書中使用的所謂“孔徑部”，是為了在主要的目的上形成導電構件而通過激光照射有意地設于樹脂膜上的貫通孔，不包含以其他目的而設的孔洞等。因此，需要留意的是，本發(fā)明所說有“孔徑部”，沒有通過機械加工和蝕刻處理等形成的孔洞等的意思。本說明書中使用的所謂“半導體結構部”，實質(zhì)上的意思是，含有半導體層和形成于其上的絕緣層的層疊結構。此外，本說明書中使用的“退火”或“退火處理”這樣的用語，實質(zhì)上的意思是，例如以提高“結晶狀態(tài)”、“結晶度”和/或“遷移率”等和特性穩(wěn)定化為目的的加熱處理。在有的優(yōu)選的方式中，在工序(i)中，以具有“半導體層”和“形成于該半導體層的表面的絕緣層”而構成的方式形成半導體結構部。由此，能夠使用該半導體結構部的絕緣層的至少一部分作為柵絕緣膜，使用導電構件作為柵電極。還有，這種情況下，在工序(iii) 的激光照射時，也可以對半導體結構部的絕緣層進行加熱處理。在有的優(yōu)選的方式中，作為半導體結構部的半導體層含有硅，形成含有硅而成的層，作為半導體層的表面的絕緣層形成硅氧化膜在本發(fā)明的制造方法中，作為半導體結構部的半導體層，也可以形成含有氧化物半導體而構成的層。這種情況下，優(yōu)選在氧氣氛下進行工序(iii)中的激光的照射。由此， 氧化物半導體的氧缺位得到修復，能夠使TFT性能提高。在有的優(yōu)選的方式中，在工序(iii)的激光照射時使用脈沖激光。由此，容易使退火的熱的影響保留在被激光照射的半導體層表面。在有的優(yōu)選的方式中，在金屬箔上形成絕緣膜，在這一絕緣膜上形成半導體結構部。這樣的金屬箔上的絕緣膜，優(yōu)選通過金屬箔的表面氧化而形成。在有的優(yōu)選的方式中，通過對金屬箔進行蝕刻，由金屬箔形成源電極 漏電極。由此，能夠利用在撓性半導體裝置的制造工序中作為支承體發(fā)揮功能的金屬箔，作為電極構成材料這樣的撓性半導體裝置的構成要素。在有的優(yōu)選的方式中，在工序(iii)中，使半導體結構部的表面露出的孔徑部、和層間連接部位被填充的孔徑部，實質(zhì)上由同一工序形成。此外在有的優(yōu)選的方式中，在工序(iii)的激光照射時，在半導體層的表面區(qū)域形成絕緣層。即，通過激光照射，不僅在樹脂膜形成孔徑部，并且在該孔徑部形成時對半導體層的表面進行加熱處理，形成絕緣層(例如氧化層)。在這一方式中，特別優(yōu)選在氧氣氛下進行激光照射。在本發(fā)明中，還提供一種能夠由上述制造方法得到的撓性半導體裝置。這一本發(fā)明的撓性半導體裝置，其中，具有如下支承層；形成于支承層上的半導體結構部；和形成于半導體結構部之上的樹脂膜，在樹脂膜上形成有孔徑部，在該樹脂膜的孔徑部形成有與半導體結構部的表面接觸的導電構件。優(yōu)選在樹脂膜上所形成的孔徑部由激光照射形成。本發(fā)明的撓性半導體裝置的特征之一是，由激光的照射形成的樹脂膜孔徑部被設于TFT層疊結構上。這一孔徑部以使半導體結構部的表面露出的方式形成，在該孔徑部設有導電構件，其與半導體結構部的表面接觸。如此，在本發(fā)明的撓性半導體裝置中，因為樹脂膜孔徑部由激光照射形成，所以孔徑部在半導體裝置的厚度方向上具有錐形形狀。換言之，在本發(fā)明的撓性半導體裝置中，孔徑部的壁面和樹脂膜的上表面的夾角為鈍角。在此，在本發(fā)明的撓性半導體裝置中，通過照射用于形成膜孔徑部的激光，半導體結構部的表面被進行了加熱處理。即，優(yōu)選本發(fā)明的撓性半導體裝置的半導體結構部，受到來自于激光的照射進行的退火處理。作為具有這種特征的撓性半導體裝置，從另一個方面
6看，本發(fā)明的撓性半導體裝置要設計各種層疊關系等，以便經(jīng)由膜孔徑部的激光照射，使半導體結構部的表面容易受到加熱處理。因此可以說，具有支承層、形成于支承層上的半導體結構部和形成于半導體結構部上的樹脂膜而成，在樹脂膜的孔徑部形成有導電構件而成的層疊結構本身也有本發(fā)明的特征。本說明書中使用的“支承層”的所謂“支承”是在制造過程和半導體裝置中，鑒于支撐構成TFT的各層的形態(tài)而采用的。在有的優(yōu)選的方式中，半導體結構部具有“含有半導體材料而成的半導體層”和 “形成于這一半導體層的表面的絕緣層”而成。這一情況下，優(yōu)選絕緣層的至少一部分能夠作為柵絕緣膜發(fā)揮功能，導電構件的至少一部分能夠作為柵電極發(fā)揮作用。在有的優(yōu)選的方式中，半導體層含有硅而成，絕緣層由硅氧化膜構成。這種情況下，半導體結構部受到來自激光照射的加熱處理，因此，優(yōu)選半導體層的載流子遷移率約為 3cm2/Vs 約300cm7Vs。還有，半導體層也可以含有氧化物半導體而成。這種情況下，氧化物半導體優(yōu)選為ZnO或hfeiaiO。在有的優(yōu)選的方式中，支承層由金屬箔構成。這種情況下，優(yōu)選在金屬箔上形成有絕緣膜，在該絕緣膜之上形成有半導體結構部。另外，在本發(fā)明的撓性半導體裝置中，優(yōu)選金屬箔其構成具有作為與半導體結構部電連接的源電極·漏電極的部位。在本發(fā)明的撓性半導體裝置中，樹脂膜為適于“由激光照射形成孔徑部”的樹脂， 例如，樹脂膜含有從如下樹脂構成的群中選出的至少一種環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂和聚四氟乙烯樹脂。在有的優(yōu)選的方式中，形成有導電構件的孔徑部(即，在制造時使半導體結構部的表面露出而形成的孔徑部)、和位于層間連接部位的孔徑部，均形成于同一樹脂膜上。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，通過對覆蓋半導體結構部的樹脂膜照射激光，形成使半導體結構部的表面露出的孔徑部，對于經(jīng)由該孔徑部露出的半導體結構部的表面，進行來自于激光照射的加熱處理。因此，能夠在同一工序中實施孔徑部的形成，并且使半導體結構部的膜質(zhì)、特性變化。即，在本發(fā)明中，能夠實現(xiàn)高性能且生產(chǎn)率優(yōu)異的撓性半導體裝置。換言之，可以說在本發(fā)明中，能夠通過“對于樹脂膜進行的激光照射”而實現(xiàn)制造過程效率的提高，并且通過“來自激光照射進行加熱處理”，也能夠實現(xiàn)TFT特性的提高。


圖1(a)是模式化地表示本發(fā)明的實施方式的撓性半導體裝置的構成的剖面圖， (b)為(a) Ib-Ib剖面2(a) (C)是用于說明本發(fā)明的實施方式的撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面3(a) (C)是用于說明本發(fā)明的實施方式的撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面4(a) (C)是用于說明本發(fā)明的實施方式的撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面5(a)和(b)是用于說明本發(fā)明的實施方式的撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面6(a)和(b)是用于說明本發(fā)明的實施方式的撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面7(a)和(b)是用于說明本發(fā)明的實施方式的撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面8是模式化地表示本發(fā)明的實施方式的另一撓性半導體裝置的構成的剖面9(a) (C)是用于說明本發(fā)明的實施方式的另一撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面10(a) (C)是用于說明本發(fā)明的實施方式的另一撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面11 (a) (c)是用于說明本發(fā)明的實施方式的另一撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面12(a) (c)是用于說明本發(fā)明的實施方式的另一撓性半導體裝置的制造工序的工序剖面13是表示本發(fā)明的實施方式的圖像顯示裝置的驅動電路的電路14是表示圖像顯示裝置的驅動電路由撓性半導體裝置100構成的一例的平面15(a)是圖14中的XIVA-XIVA剖面圖，(b)是圖14中的XIVB-XIVB剖面16是表示將撓性半導體裝置100A和100B配置在不同的層上的層疊型的基板結構體的平面17(a)是圖16中的XVIA-XVIA剖面圖，(b)是圖16中的XVIB-XIVB剖面18是表示撓性半導體裝置的制品應用例(電視圖像顯示部)的模式19是表示撓性半導體裝置的制品應用例(移動電話的圖像顯示部)的模式20是表示撓性半導體裝置的制品應用例(移動計算機或筆記本電腦的圖像顯示部)的模式21是表示撓性半導體裝置的制品應用例(數(shù)字靜態(tài)照相機的圖像顯示部)的模式22是表示撓性半導體裝置的制品應用例(便攜式攝像機的圖像顯示部)的模式23是表示撓性半導體裝置的制品應用例(電子紙的圖像顯示部)的模式圖
具體實施例方式以下，一邊參照附圖，一邊說明本發(fā)明的實施方式。在以下的附圖中，為了說明的簡捷化，以同一參照符號表示實質(zhì)上具有相同功能的構成要素。另外，各圖中的尺寸關系 (長、寬、厚等)并不反映實際的尺寸關系。在本說明書中所說明的“方向”，是以金屬箔/支承層10和半導體層22的位置關系為基準的方法，為了方便，以圖中的上下方向進行說明。具體來說，對應各圖的上下方向， 以金屬箔/支承層10為基準而形成有半導體層22的一側為“上方”，以金屬箔/支承層10 為基準而未形成半導體層22的一側為“下方”。
一邊參照圖1(a)和(b)，一邊對于本發(fā)明的一實施方式的撓性半導體裝置100進行說明。圖1(a)是模式化地表示撓性半導體裝置100的剖面構成的剖面圖，圖1(b)是表示沿著圖1(a)的H3-Ib的剖面的平面圖。本實施方式的撓性半導體裝置100，是具備有著可撓性的樹脂膜30的半導體裝置。如圖示，該撓性半導體裝置100具有如下而構成支承層10 ；形成于支承層10之上的半導體結構部20 ；以覆蓋半導體結構部20的方式形成的樹脂膜30。在樹脂膜30上，作為裝置剖面進行觀察時，形成有在半導體結構部20的上表面和半導體裝置100的上表面之間貫通的孔徑部35。該孔徑部35是通過激光照射所形成的。 在撓性半導體裝置100中，在這一孔徑部35，形成有與半導體結構部20的表面接觸的導電構件40。雖然在后述，但由激光照射所形成的孔徑部35，在該制造過程中，具有使半導體結構部20的表面露出的這樣的方式。樹脂膜30由具有可撓性的樹脂材料構成。該樹脂膜30也可以說是用于支承半導體結構部20 (或含有其的TFT結構體)的支承基板，優(yōu)選由固化后具有可撓性的熱固化性樹脂材料和熱塑性樹脂材料構成。另外，在本發(fā)明，樹脂膜30特別優(yōu)選適于“由激光照射形成孔徑部”的樹脂。具體來說，優(yōu)選含有從如下樹脂構成的群中選出的至少一種構成環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂和聚四氟乙烯樹脂(若舉一例，則樹脂膜30可以是聚酰亞胺膜)。這樣的樹脂材料因為尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異，所以在這一點上也可以說優(yōu)選作為本發(fā)明的撓性基材的材料。還有，若樹脂膜的孔徑部形成中使用光刻法等技術，則作為樹脂膜30，必須使用光刻法專用的樹脂(例如由感光性樹脂構成的膜)。即，在光刻技術中，材料制約會比較大。相對于此，在本發(fā)明中，因為由激光形成孔徑部，所以與上述光刻法等相比，材料制約減少。在孔徑部35的內(nèi)部所形成的導電構件40，優(yōu)選由導電性漿料構成。作為導電性漿料，可以使用通過如下方式得到的漿料使Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Al或1 等的單體金屬、其混合物或合金，和碳系填料和碳納米管等的導電填料，對于含有環(huán)氧樹脂等的有機樹脂和/ 或二甘醇丁醚醋酸酯(BCA)等的溶劑而構成粘合劑進行分散，由此而得到的漿料。通過這一導電性漿料填充在孔徑部35，能夠得到導電構件40。優(yōu)選撓性半導體裝置100的半導體結構部20，具有“含半導體材料而成的半導體層22”和“形成于半導體層22的表面的絕緣層24”而構成。作為構成半導體層22的材料，能夠使用各種材料，例如可以使用硅(例Si)和鍺 (Ge)等半導體，也可以使用氧化物半導體。作為氧化物半導體，例如可列舉ai0、Sn02、In203、 TiO2等單體的氧化物，和hfeiaiO、InSnO, InZnO, ZnMgO等復合氧化物?；蛘吒鶕?jù)需要，能夠使用化合物半導體(例如，GaN、SiC、ZnSe、CdS、GaAS等)。此外，也能夠使用有機半導體 (例如并五笨、聚3-己基噻吩、嚇啉衍生物、銅酞菁、C60等)。還有，在撓性半導體裝置100中，與半導體層22的表面接觸而形成的絕緣層M的至少一部分，能夠作為柵絕緣膜發(fā)揮功能，另一方面，導電構件40的至少一部分能夠作為棚電極發(fā)揮功能。另外，例如半導體22是含有硅而構成的，絕緣層對可以由硅氧化膜構成。在本發(fā)明的撓性半導體裝置100中，半導體結構部20通過激光的照射而受到退火處理。具體來說，由于形成孔徑部35時的激光照射的加熱，引起半導體結構部20的膜質(zhì)與照射前比較而有所變化。在一例中，半導體層22在照射前是非晶硅，照射后則向多晶硅(例如，平均粒徑數(shù)百nm 2μ m左右)變化。另外，半導體層22為多晶硅時，其結晶度提高。 此外如果說，由于半導體結構部20的膜質(zhì)的變化，導致半導體層22的遷移率提高，則在照射前和照射后也有遷移率顯著變大的情況。附帶而言，如上述的說明可知，在本說明書中所謂“膜質(zhì)”，意思是作為對象的層或膜的特性、物性，只要涉及半導體層，實質(zhì)上就意味著該半導體層的“結晶狀態(tài)”、“結晶度” 和/或“遷移率”等的特性。因此，所謂“膜質(zhì)的變化”，只要涉及半導體層，實質(zhì)上就意味著 “結晶狀態(tài)”、“結晶度”和/或“遷移率”等發(fā)生變化、提高。在此，例示性地簡單說明硅半導體的晶粒直徑和載流子遷移率的關系。a-Si (非晶硅)的遷移率< 1.0(cm2/Vs)。μ C-Si (微晶硅)遷移率約為3(cm7Vs)，其晶粒直徑約 IOnm 約20nm。pC-Si (多晶硅)的遷移率約100 (cm2/Vs)，或約10 約300 (cm2/Vs)左右， 其晶粒直徑約50nm 約0. 2 μ m。因此，通過來自激光照射的退火處理，若膜質(zhì)從a_Si (非晶硅)變化成PC-Si(微晶硅)或pC-Si(多晶硅)，同遷移率變化達數(shù)倍以上(數(shù)倍、數(shù)十倍、數(shù)百倍等)(例如，膜質(zhì)變化后的載流子遷移率能夠成為約3 約300cm2/Vs左右)。還有，sC-Si (單晶硅)的遷移率例如為600(cm2/Vs)以上。附帶而言，在本說明書中“遷移率” 的數(shù)值，使用TFT的場效應遷移率表示。列舉其計算方法、測量方法的一例。在得到“遷移率”的數(shù)值時，在源極、漏極之間外加飽和電壓，一邊使柵電極變化一邊測量漏電流。若設溝道長度為L，溝道寬度為W，溝道部分的每單位面積中的電容容量為C，場效應遷移率為μ， 柵電壓為Vg，閾值為Vt，則這時的漏電流I滿足下式(1)I= μ XCX (W/2L) X (Vg-Vt)2 — (1)因此，若基于式(1)，則本發(fā)明所說的遷移率μ能夠由下式(2)導出μ = I/{CX (W/2L) X (Vg-Vt)2}…O)半導體結構部20由支承層10支承。例如，支承層10可以由金屬箔構成。構成金屬箔的金屬，優(yōu)選為具有導電性且熔點比較高的金屬，例如能夠使用銅(Cu，熔點1083°C )、 鎳(Ni，熔點:1453°C )、鋁(Al，熔點:660°C )、不銹鋼(SUS)。在這樣的金屬箔10上，優(yōu)選形成有絕緣膜12。若詳述，則例如優(yōu)選在金屬箔10的表面(上面)的一部分，形成由無機絕緣材料(例如氧化硅和氮化硅)構成的絕緣膜12，然后在絕緣膜12上，形成半導體結構部20 (更具體地說是“半導體層22”)。附帶而言，在圖1(b)中，模式化地將形成有絕緣膜 12的范圍表示為區(qū)域50?？梢酝ㄟ^使金屬箔10的表面氧化而形成絕緣膜12。這種情況下，金屬箔10優(yōu)選由閥金屬構成，例如使用鋁箔。然后，使用化成液實施閥金屬的陽極氧化，由此能夠在金屬箔表面形成陽極氧化被膜，因此能夠將其作為絕緣膜12使用。該“陽極氧化被膜”是非常薄的致密的氧化膜，由此帶來的優(yōu)點是，使絕緣膜12沒有缺陷或缺陷減少。還有，絕緣膜12的材料等并不限定于上述，只要與所要求的絕緣膜12的特性吻合，也可以采用各種適合的材料。若舉一例，則也可以使用與柵絕緣膜(例如氧化硅和氮化硅) 相同的材料。另外，作為絕緣膜12的材料，并不限于無機絕緣材料，也可以采用其他絕緣材料(聚酰亞胺等有機絕緣材料等)。在圖示的形態(tài)中，由作為支承層發(fā)揮作用的金屬箔10，構成源電極IOs和漏電極 IOd0具體來說，例如對金屬箔10進行圖案化，由此在金屬箔10形成孔徑部17，其結果是，可提供在金屬箔10上構成源電極10s、漏電極IOd的部位。在位于金屬箔10上的絕緣膜12的一部分，形成有通路(via)孔徑部15，在該通路孔徑部15，形成有由導電材料構成的層間連接部位(通路)14。例如，在絕緣膜12的通路孔徑部15內(nèi)，填充有導電材料(例如Ag漿)，由此形成層間連接部位(通路)14。在圖示的形態(tài)中，源電極IOs經(jīng)由層間連接部位14，與形成于絕緣膜12之上的引出電極Il(Ils)連接。同樣，漏電極IOd經(jīng)由層間連接部位14，與形成于絕緣膜12上的引出電極Il(Ild)連接。還有，也可以為如下形態(tài)，即引出電極IlsUld的一部分被填充在通路孔徑部15中，由此構成層間連接部位14。引出電極11 (IlsUld)與源電極、漏電極接觸，并且也與半導體層22接觸。具體來說，與源電極IOs電連接的引出電極11s，與半導體層22的一端接觸。同樣，與漏電極IOd電連接的引出電極lld，與半導體層22的另一端接觸。在此，半導體層22之中，夾在引出電極 lis和引出電極Ild之間的區(qū)域為溝道區(qū)域，其上設置柵絕緣膜M，接著再在其上設置柵電極40(即導電構件40)。作為引出電極Il(IlsUld)的材質(zhì)，例如能夠列舉如下金(Au)、 銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉬(Pt)、鉬(Mo)、鐵 0 )、鋅 (Zn), It (Ti)、鎢(W)等金屬材料，和氧化錫(SnO2)、氧化銦錫(ITO)、摻氟二氧化錫(FTO)、 氧化釕(RuO2)、氧化銥(IrO2)、氧化鉬(PtO2)等導電性氧化物等。若舉一例，則也可以由銀漿形成引出電極ll(lls、lld)。使用這一漿料的引出電極11的形成，能夠通過印刷(例如噴墨印刷)進行。接著，參照圖2(a) (c)，圖3(a) (c)和圖4(a) (c)，對于本發(fā)明的撓性半導體裝置100的制造方法進行說明。圖2(a) (c)，圖3(a) (c)和圖4(a) (c)，是用于說明撓性半導體裝置100的制造方法的工序剖面圖。在實施本發(fā)明的制造方法時，首先實施工序(i)。即，在金屬箔上形成具有半導體層而構成的半導體結構部。具體來說，首先如圖2(a)所示，準備作為支承層的金屬箔10。例如，準備銅箔。這樣的金屬箔10能夠利用市場銷售的。金屬箔10的厚度優(yōu)選為約3 μ m 約100 μ m的范圍， 更優(yōu)選約4 μ m 約20 μ m的范圍，進一步優(yōu)選約8μπι 約16μπι的范圍。其次如圖2(b)所示，在金屬箔10的表面形成絕緣膜12后，在其上形成抗蝕層 70Α，該抗蝕層70Α在要形成通路14的區(qū)域具有孔徑部15a。形成于金屬箔10的表面的絕緣膜12，如上述可以通過“閥金屬的陽極氧化”形成(特別使用由閥金屬構成的金屬箔時)， 但也可以由其他方法形成。例如可以由溶膠-凝膠法形成。實施溶膠-凝膠法時，具體來說，涂布(例如旋涂)在硅氧烷骨架(〉π々寸 >骨格)上合成有有機分子的有機無機混合材料，以約300°C 約600°C左右進行燒成，由此能夠得到絕緣膜12。絕緣膜12的厚度例如為 0. 1 μ m 1 μ m ^M。如圖示，除了金屬箔10的上面的一部分，也可以對于金屬箔10的下面整體形成抗蝕層71?？刮g層70A和71的形成，通過典型的光刻法工序實施，但也可以通過印刷工序實施。接著，如圖2 (c)所示，以抗蝕層70A作為掩模，通過對絕緣膜進行蝕刻，形成通路孔徑部15。絕緣膜12的蝕刻，例如能夠用CF3通過干蝕刻實施。在蝕刻工序之后，除去抗蝕層70A和71。
接著，如圖3(a)所示，在金屬箔10上形成半導體層22。具體來說，在形成于金屬箔10上的絕緣膜12上，形成半導體層22 (例如，半導體層厚度也可以約5nm 約990nm左右)。半導體層22的形成，例如，可以通過真空蒸鍍、濺射或等離子體CVD等的薄膜形成法實施，或者也可以通過凸版印刷、凹版印刷、絲網(wǎng)印刷或噴墨等的印刷法實施。作為一例，在半導體層22為硅層時，將環(huán)狀硅烷化合物含有溶液(例如環(huán)戊硅烷的甲苯溶液)以噴墨等方法涂布在絕緣膜12上的規(guī)定位置。其次，若以大約300°C進行加熱處理，則能夠形成含有非晶硅而成的半導體層22。接下來，如圖3 (b)所示，在半導體層22上形成絕緣層M (例如絕緣層厚度可以約 5nm 約990nm左右)。該絕緣層M在撓性半導體裝置100中能夠作為柵絕緣膜發(fā)揮功能。 絕緣層(柵絕緣膜) 的形成，例如能夠由熱氧化法和TEOS等形成氧化硅薄膜而實施。另外，絕緣層M也可以與絕緣膜12同樣地由溶膠-凝膠法形成。這時的涂布采用噴墨法即可。通過在半導體層22上形成絕緣層24，能夠得到“半導體結構部”。半導體結構部 20的厚度例如約IOnm 約1 μ m左右。接著如圖3(c)所示，在金屬箔10上形成引出電極11。引出電極11配置在孔徑部 15(或層間連接部位14)所在的位置上。具體來說，引出電極11的一端與通路14接觸，另一方面，引出電極11的另一端與半導體結構部20的半導體層22接觸，如此形成導出電極 11(例如，引出電極厚度可以約50nm 約5μπι)。引出電極11的形成能夠以絲網(wǎng)印刷、凹版印刷，噴墨法等的印刷法涂布Ag漿而實施。還有，在圖示的形態(tài)中，是將引出電極11的一部分填充在孔徑部15內(nèi)，形成通路14。也可以通過其他方法，在孔徑部15內(nèi)形成層間連接部位14之后，以接觸該層間連接部位14的方式形成引出電極11。接著如圖4(a)所示，以覆蓋半導體結構部20和引出電極11的方式，在金屬箔10 上形成樹脂膜30。即，實施本發(fā)明的制造方法的工序(ii)。樹脂膜30的形成方法沒有特別限定。例如，也可以采用將半固化的樹脂膜貼合在金屬箔10之上使之固化的方法(也可以在樹脂片的貼合面涂布粘接性材料。)，或在支承層10上通過旋涂等涂布半固化的樹脂并使之固化的方法等。形成的樹脂膜30的厚度例如約4 μ m 約100 μ m。通過這一樹脂膜 30的形成，能夠保護半導體結構部20，并且可以穩(wěn)定地進行下面工序(金屬箔10的圖案形成處理等)的操作和搬動。接下來如圖4(b)所示，通過使構成支承層的金屬箔10進行圖案形成，由金屬箔10 形成源電極IOs和漏電極10d。在圖示的形態(tài)中，為了使源電極IOs和漏電極IOd彼此分離，蝕刻支承層10的一部分而形成孔徑部17。接著，作為工序(iii)，如圖4(c)所示，向樹脂膜30照射激光(60)，形成使半導體結構部20的表面露出這樣的孔徑部35。具體來說，通過激光照射(60)對樹脂膜30實施鉆孔，使半導體結構部20的絕緣層M(特別是上面)露出。在此在本發(fā)明中，通過該激光照射(60)能夠加熱半導體結構部20，半導體結構部20受到加熱處理，例如退火處理。通過這樣的激光照射進行的“加熱處理”或“退火處理”，半導體結構部20的膜質(zhì)發(fā)生變化。特別是在本發(fā)明中，對于要加熱的半導體結構部(特別是半導體層)能夠局部性地進行“加熱處理”或“退火處理”，由此能夠達成預期的膜質(zhì)變化。例如，通過“加熱處理”或“退火處理”，半導體結構部20的半導體層22的結晶度提高?；蛘撸雽w層22的結晶性發(fā)生變化，由非晶狀態(tài)變成多晶硅狀態(tài)?；蛘撸雽w層22的遷移率提高，例如從大約1. OcmVVs以下變成約3cm2/VS 約300cm2/VS左右。若進一步說，則通過來自激光照射的“加熱處理”或“退火處理”，絕緣層M的膜質(zhì)改善，也能夠提高作為柵絕緣膜的特性。圖5 (a)和(b)是用于說明由激光照射(60)帶來的半導體結構部20的膜質(zhì)變化的模式圖。圖5(a)表示激光照射前的構成，在半導體層22上層疊有絕緣層(柵絕緣膜)24。在本發(fā)明中，能夠通過進行激光照射(60)形成激光孔徑部35，并且能夠經(jīng)由絕緣層M加熱半導體層22。其結果是，在形成孔徑部35時，在半導體層22會發(fā)生被加熱處理的區(qū)域05)。即，通過用于樹脂膜的孔徑部形成的激光照射(60)，能夠實現(xiàn)半導體層22的結晶化(例如從非晶狀態(tài)成為多晶質(zhì))的提高，半導體層22的結晶度的提高等的TFT特性提尚。在激光照射之后，實施工序(iv)。即，在激光孔徑部35填充導電材料，從而形成導電構件，即柵電極40。通過以上這樣的工序，能夠構筑具有圖1(a)所示這種結構的撓性半導體裝置 100。在本發(fā)明的制造方法中，對于覆蓋半導體結構部20的樹脂膜30照射激光(60)，由此形成使半導體結構部20的表面(絕緣層24)露出的孔徑部35。然后，在該孔徑部35露出的半導體結構部20的表面填充導電構件而形成柵電極40。因此，能夠實質(zhì)上以同一工序實行的是，形成用于柵電極40的孔徑部35，并且使半導體結構部20的膜質(zhì)發(fā)生變化。艮口， 在本發(fā)明中，通過“對于樹脂膜進行的激光照射”，能夠實現(xiàn)制造過程效率的提高，并且還能夠實現(xiàn)TFT特性的提高。接著，以下對于作為本發(fā)明的特征部分的“激光照射”進行詳述。圖6(a)與圖5(a) —樣，表示激光照射前的構成。在圖示的形態(tài)中，在半導體結構部20中，半導體層22上不存在絕緣層22 (或存在自然氧化膜)。在這樣的形態(tài)中，若在氧化氣氛中(例如含氧和/或臭氧的氣氛或大氣中)進行激光照射(60)，則如圖6(b)所示， 激光孔徑部35被形成。與此同時，在激光孔徑部35的底面形成絕緣膜(氧化膜)24。此外，半導體層22被加熱，在半導體層22會發(fā)生被進行了加熱處理的區(qū)域0 (即，半導體層被退火處理，半導體層22的結晶化和結晶度的提高等特性提高顯現(xiàn))。因此，通過激光照射(60)，不僅能夠形成孔徑部35，并且能夠形成絕緣層M，此外還能夠進行半導體層22的加熱處理。進一步對于“激光照射”進行詳述。在本發(fā)明的激光照射中，可以使用波長350nm 以下左右(例如150nm 350nm左右的波長)的脈沖激光。若例示，則作為這樣的激光，能夠列舉XeCl (波長約308nm)、KrF (波長約M8nm)，ArF (波長約192nm)等的準分子激光。使用的激光的波長的下限值(或具體的波長范圍)沒有特別限定，但實際上依存于被照射的材料的性質(zhì)，適宜選擇具有不會使該材料破壞的波長的激光。在具有波長350nm程度以下的波長的激光的情況下，若將該激光照射到塑料膜上，則不會由熱而使膜熔化，而是使構成膜的分子裂解而形成孔。因此，能夠適當?shù)卦跇渲ど闲纬尚≈睆酵房住Ｘ炌渲さ募す?，由半導體結構部20的表面(例如構成半導體層22的硅表面)吸收，變成熱，使其溫度上升。特別是硅等在350nm以下的波長區(qū)域具有光吸收區(qū)域，因此，該波長區(qū)域的激光大部分由硅表面吸收。被吸收的激光通過直接躍遷激發(fā)電子，被激發(fā)的電子變成能量，使硅的溫度上升。在此，如果遵循本發(fā)明，則通過控制照射的激光的能量，可以控制半導體層的硅的結晶性變化的程度。如果以具有比較低的能量密度(約lOOmJ/cm2 約200mJ/cm2左右) 的激光進行退火，則硅不會熔融，而是以固相的狀態(tài)再結晶，因此晶粒變大。另一方面，若以具有比較高的能量密度(約500mJ/cm2左右)的激光進行退火，則硅一旦熔融后結晶生成生長。激光能量密度高時，伴隨有硅的熔融，因此與能量密度低的情況相比，結晶性的變化的程度變大。還有，若使用脈沖激光，則使退火的熱的影響保留在被激光照射的半導體層的表面(例如硅表面)容易。對于半導體層表面，照射顯示出退火效果的充分的能量密度的光束時，如果是連續(xù)振蕩的激光，則半導體層就有可能過度升溫。若發(fā)生這樣的過度升溫，則樹脂膜和/或柵電極熔化，這樣的熱影響造成的故障發(fā)生的可能性存在。這一點上，如果是遵循本發(fā)明使用脈沖激光，在激光照射時，雖然半導體層表面選擇性地被加熱到高溫而進行退火處理，但是在沒有照射激光時，熱發(fā)生擴散而冷卻。因此，若使用脈沖激光，則能夠選擇性地加熱半導體層表面，可以減少對其他方面的熱影響。還有，脈沖激光的脈沖寬度例如約1微微秒 約100毫微秒，激光波長約150nm 約350nm左右。使激光照射前的構成半導體層22的非晶硅，通過激光照射而熔融且結晶化為多晶硅時，熔融的硅在例如100毫微秒以下的短時間內(nèi)固化。在此，決定熱的擴散的半導體材料(硅)和與之接觸的金屬箔的厚度，成為對于硅的結晶性造成影響的因素。半導體材料的熱傳導率越高，而且金屬箔的厚度越厚，熱的擴散越快，因此優(yōu)選照射更高能量密度的激光。由激光照射進行的退火處理的條件，具體來說，綜合考慮上述這樣的各種因素適宜決定即可。若舉一例，則以50mJ/cm2左右的能量密度、30毫微秒左右的脈沖寬度，照射波長308nm左右的準分子激光(XeCl)約100發(fā) 約200發(fā)。若進行這樣的退火處理，則硅半導體層的厚度約為50nm，樹脂膜(聚酰亞胺膜)的厚度約為15 μ m，金屬箔的厚度約為IOym 的銅箔時，在聚酰亞胺膜上形成孔徑部后，能夠提高非晶硅的結晶度。即，通過激光照射，硅半導體層的晶粒直徑能夠變換成數(shù)百μm的多晶硅。在激光照射時，孔徑部35的大小(直徑)能夠通過縮小激光直徑而設定為預期的大小。這一點在本發(fā)明中，通過激光照射形成的孔徑部尺寸(直徑)可以約5 μ m 約80 μ m 左右，例如孔徑部35為直徑30 μ m左右。如果說關于這一孔徑部尺寸(直徑)，則應該對于半導體結構部的表面盡可能多地進行加熱處理，如圖7所示，也可以將孔徑部35形成得很大，換言之，如圖7所示，可以很大地設定孔徑部尺寸，以使激光盡可能遍布半導體構結部 20的表面而進行照射。由此，能夠有效地對位于引出電極附近的半導體層進行退火處理，因此能夠使半導體的溝道區(qū)域更良好。另外，形成于這樣大的孔徑部的柵電極40進一步延伸到源電極IOs和漏電極IOd的上方區(qū)域，因此，半導體的電流流動能夠提高，可以說從這一點出發(fā)，也優(yōu)選圖7所示這樣的大的孔徑部35。附帶而言，不僅通過縮小激光徑，通過對激光光束設掩模，也能夠得到預期的光束直徑。另外，由激光形成孔徑部35時，能夠使孔徑部35的形狀為錐形(所謂的研缽形狀或倒立的大致圓錐形)。即，能夠使孔徑部35的壁面和樹脂膜30的上表面形成鈍角(> 90° )。例如，圖7所示這樣的錐角α能夠達到約110° 約160°。由此，與孔徑部35的壁面和樹脂膜30的上表面形成直角(=90° )的情況比較(例如，在鉆頭的機械加工中， 一般來說能夠形成為“大致90° ”)，在孔徑部35中填充導電材料等的工序能夠更容易實施。如果進一步說，在本發(fā)明中，因為由激光照射形成孔徑部，所以就其形成精度來說能夠降低“偏差”。換言之，若設想為形成多個半導體裝置的情況，則能夠由各半導體裝置的樹脂膜準確地形成實質(zhì)上大致相同的大小的孔徑部。這帶來制造過程效率的提高。在本發(fā)明中，作為半導體結構部20的絕緣層(柵氧化膜)24，能夠適用Si02、Al203、 HfO2等的無機氧化膜。因為這些氧化膜帶隙大(例如，SW2 =9eV, Al2O3 :8eV左右，HfO2 :6eV 左右)，所以使準分子激光的波長透過。因此，能夠通過激光照射直接對襯底的硅直接進行退火。短波長準分子激光，如上述，因為能夠使硅高效率地吸收而優(yōu)選，但并不限定于此，也可以使用連續(xù)振蕩的固體激光。固體激光具有維護性優(yōu)異，大功率的特征。使用比較長的波長的激光時，使硅直接吸收的能量變小?？紤]這一點，也可以將使激光的能量轉換成熱的層(熱轉換層)配置在柵絕緣膜M和金屬箔10之間。作為該熱轉換層，選擇由吸收照射激光的波長的材料構成即可。作為一例，在使用綠色激光時，將由Mo或Mo合金(例如 Mo和W或Ta的合金)構成的熱轉換層配置在柵絕緣膜M和金屬箔10之間。在上述的說明中，就半導體結構部20的半導體層22的膜質(zhì)變化進行了闡述，但并不限定于此，通過激光照射，也能夠使絕緣層(柵絕緣膜)M的膜質(zhì)發(fā)生變化。在本發(fā)明中使用的激光，根據(jù)波長，能夠透過由SiO2等無機氧化物構成的柵絕緣膜M，但因為其下的硅被加熱，所以由該熱量能夠加熱無機氧化物6102等)。若在氧氣氛中(例如大氣中)實施這樣的處理，則能夠進行氧化膜的膜質(zhì)的改善。例如，能夠使水蒸氣中通過熱氧化(濕法氧化)制作的氧化膜(SiO2)的電子陷阱能級減少。若進一步說明，則濕法氧化在與干法氧化相比下其氧化速度大10倍左右，因此生產(chǎn)率良好而優(yōu)選，但是存在電子陷阱能級變多的傾向。另一方向，干法氧化雖然電子陷阱能級的生成少，但是空穴陷阱變多。因此，通過在氧氣氛中對于由濕法氧化形成的氧化膜照射激光，能夠高生產(chǎn)率地制作電子陷阱和空穴陷阱都減少的柵氧化膜M。在上述的說明中，主要以激光照射帶來的硅半導體的特性提高為例進行了說明， 但使用氧化物半導體代替硅半導體時，也能夠同樣地提高半導體特性。例如，在ZnO等結晶性的氧化物半導體中，以濺射等成膜之后，在結晶層之中含有大量非晶質(zhì)層，由此，顯示不出作為半導體器件的特性的情況很多。但是，若使用本發(fā)明的技術，則ZnO等氧化物半導體的結晶性提高，其結果是能夠改善半導體特性。若進一步詳述，以ZnO替代上述的硅半導體，通過RF磁控管濺射法依次形成 ZnO (50nm), SiO2 (50nm)的膜時，準分子激光照射前，遷移率為lcm2/VS以下，只顯示出很低的值。另一方面，若照射)(eCl準分子激光，則可以使半導體的遷移率提高，結果可以實現(xiàn) 20cm2/Vs左右的遷移率。而且，在hfeZnO等非晶氧化物半導體中，也能夠得到使半導體特性提高的效果。 在非晶氧化物半導體的情況下，通過在氧氣氛中(例如大氣中)進行本實施方式的激光照射，能夠修復氧缺位，其結果是能夠使遷移率提高。作為柵絕緣膜M，如果配置由SiO2* Al2O3等構成的氧化膜時，則非晶氧化物半導體的氧缺位，通過從孔徑部35經(jīng)由柵絕緣膜M
15被供給到非晶氧化物半導體的氧而得到修復。作為半導體使用hfeaiO，制作TFT時，在激光照射前l(fā)cm2/Vs以下的低值的遷移率，在激光照射后能夠提高到10cm7Vs左右。接著，以下一邊參照圖8、圖9(a) (c)和圖10(a) (c)，一邊對于本發(fā)明的撓性半導體裝置的另一構成及其制造方法進行說明。這一形態(tài)的撓性半導體裝置100’中，如圖8所示，支承層10的一部分表面相當于通路孔徑部15，形成有層間連接部位14。特別是在撓性半導體裝置100’中，構成支承層的金屬箔10的上部被氧化，由此，由金屬箔10的氧化膜形成絕緣膜12。參照圖9(a) (c)和圖10(a) (c)，說明撓性半導體裝置100’的制造方法。首先，如圖9(a)所示，準備作為支承層發(fā)揮功能的金屬箔10。其次如圖9(b)所示，在金屬箔 10的表面，在要形成通路14的區(qū)域形成抗蝕層70B，在圖示的形態(tài)中，除了金屬箔10的上面的一部分以外，在金屬箔10的下面整體形成有抗蝕層71。接著，如圖9(c)所示，以抗蝕層70B為掩模，使金屬箔10的表面氧化，形成絕緣膜 12。金屬箔10由鋁箔構成時，絕緣膜12由氧化鋁構成。金屬箔10的氧化方法，例如能夠通過陽極氧化、熱氧化(由加熱進行的表面氧化處理)、化學氧化(由氧化劑進行的表面氧化處理)實施。金屬箔10沒有被氧化的部分(非氧化部位)成為絕緣膜12的孔徑部15，該孔徑部15內(nèi)的部位成為通路(層間連接部位)14。氧化工序之后，除去抗蝕層70B和71。能夠作為支承層的金屬箔10的金屬，優(yōu)選具有良好的導電性，能夠容易地形成致密的氧化物的，例如閥金屬(〃> ”夕 > )。作為這樣的閥金屬，能夠列舉從鋁、鉭、鈮、 鈦、鉿、鋯、鉬和鎢構成的群中選出的至少一種以上的金屬或合金。若舉一例，則金屬箔10 為鋁箔。金屬箔10的厚度優(yōu)選約2μπι 約IOOym左右，例如約12 μ m。由閥金屬(例如鋁)構成的金屬箔10的表面氧化，通過陽極氧化進行。鋁陽極氧化的方法沒有特別限定，能夠使用各種化成液進行。例如，陽極氧化以如下方式形成即可 在化成液中浸漬作為陽極的金屬箔10和陰極，與恒流源連接并外加至預期的電壓(例如， 作為電流電壓條件，電流密度在約1 約lOmA/cm2的范圍，電壓在約50 約600V的范圍)。 通過實施這樣的陽極氧化，金屬箔的表面形成厚約SOOnm以下的表面金屬氧化被膜。還有，金屬箔10并不限定為鋁箔，作為構成要素的金屬，只要金屬表面通過氧化由氧化被膜均勻地覆蓋即可。因此，也可以是閥金屬以外的金屬。這種情況下，金屬箔10 的氧化方法能夠進行熱氧化(通過加熱進行的表面氧化處理)和化學氧化(通過氧化劑進行的表面氧化處理)來代替陽極氧化。形成絕緣膜12之后的工序，與圖3 (a)以后說明的工序實質(zhì)上相同。即，如圖10 (a) 所示，在金屬箔10上形成半導體層22。接著如圖10(b)所示，在半導體層22之上形成絕緣層M。該絕緣層M在撓性半導體裝置100’中能夠作為柵絕緣膜發(fā)揮功能。之后，如圖 10(c)所示，在表面形成有絕緣膜12的金屬箔10之上形成引出電極。引出電極11的一部分配置在通路14所在的位置上。然后，最終實施如圖4(a) 圖4(c)所示的工序即可。經(jīng)過以上這樣的工序，能夠得到具有如圖8所示這種結構的撓性半導體裝置 100，。以下，再參照圖11(a) (c)和圖12(a) (c)，對于本發(fā)明的撓性半導體裝置的又一其他構成及其制造方法進行說明。這一形態(tài)中的撓性半導體裝置100”，如圖12(c)所示，具有無引出電極11型的結構。
首先，實施如上述的圖2(a) 圖2(c)所示這樣的工序。具體來說，從圖2(b)所示的結構上除去抗蝕層70A和71之后，在通路孔徑部15形成通路14。其次，如圖11(a)所示，在作為支承層的金屬箔10上形成半導體層22。在此，半導體層22經(jīng)由通路14與金屬箔10電連接。還有，也可以實施9(a) 圖9(c)所示的工序，從圖9(c)所示的結構除去抗蝕層 70B和71，接著，如圖11(a)所示，在含有通路14的支承層10上形成半導體層22。在這種情況下，也可以使半導體層22經(jīng)由通路14與支承層10電連接。其次，如圖11(b)所示，在半導體層22之上形成絕緣層M。該絕緣層對在撓性半導體裝置100”中作為柵絕緣膜發(fā)揮功能。在此如圖示，含有半導體層22和絕緣層M的層疊結構相當于半導體結構部20。接著，如圖11(c)所示，以覆蓋半導體結構部20的方式，在金屬箔10上形成樹脂膜30。接著如圖12(a)所示，對構成支承層的金屬箔進行圖案化，據(jù)此由金屬箔10形成源電極IOs和漏電極10d。在圖示的形態(tài)中，為了使源電極IOs和漏電極IOd彼此分離，通過蝕刻金屬箔10的一部分而形成孔徑部17。接著，如圖12(b)所示，通過對樹脂膜30照射激光(60)，形成使半導體結構部20 的表面露出的孔徑部35。具體來說，與圖4(c)中說明的情況一樣，通過激光照射(60)對樹脂膜30實施鉆孔，絕緣層M的表面露出。通過該激光照射(60)，熱施加到半導體結構部 20，半導體結構部20受到退火處理。即，通過該激光照射工序，半導體結構部20的膜質(zhì)發(fā)生變化。例如，半導體結構部20的半導體層22的結晶度提高，或者半導體22的結晶性變化，從非晶狀態(tài)變成多晶硅狀態(tài)。然后，如圖12 (c)所示，在激光孔徑部35填充導電材料，由此形成柵電極40。經(jīng)過以上這樣的工序，能夠得到具有如圖12所示這樣的構成的撓性半導體裝置100”。接下來，以下參照圖13 圖15，對于將本發(fā)明的撓性半導體裝置100、100’和100” 搭載在圖像顯示裝置上的形態(tài)進行說明。圖13是用于說明圖像顯示裝置的驅動電路90的電路圖。圖14是表示該驅動電路由本實施方式的撓性半導體裝置100構成的一例的平面圖。另外，沿著圖14中的線XIVA、線XIVB的剖面圖分別表示在圖15(a)和(b)中。圖13所示的電路90，是圖像顯示裝置(例如有機EL顯示器)所搭載的驅動電路，在此表示圖像顯示裝置的一像素的構成。該例的圖像顯示裝置的各像素，由2個晶體管 (100AU00B)和1個電容器85加以組合的電路構成。在該驅動電路中，包含開關用晶體管 (以下也稱為“3 -撲”)10(^，和驅動用晶體管(以下也稱為“01-撲”)10( 。兩方的晶體管 (100AU00B)均由本發(fā)明的撓性半導體裝置100,100'和100”構成。還有，如后述，也可以在撓性半導體裝置100、100，和100”的結構體的一部分，形成電容器85。若進一步說明，則Sw-TrlOOA的柵電極與選擇線94電連接。另外，Sw-TrlOOA的源電極和漏電極分別有一方與數(shù)據(jù)線92連接，另一方與Dr-TrlOOB的柵電極連接。此外， Dr-TrlOOB的源電極和漏電極分別有一方與電源線93，另一方與顯示部(在此為有機EL元件)80連接。還有，電容器85連接在Dr-TrlOOB的源電極和柵電極之間。在上述構成的圖像電路中，在選擇線94工作時，若Sw-TrlOOA的開關打開時，則驅動電壓從數(shù)據(jù)線92被輸入。然后，其由Sw-TrlOOA選擇，由此電壓被外加到Dr-TrlOOB的柵電極上。與該電壓相應的漏電流被供給到顯示部80，由此使顯示部(有機EL元件)80發(fā)光。電壓被外加到Dr-TrlOOB的柵電極上的同時，在電容器85中有電荷蓄積。該電荷即使在Sw-TrlOOA的選擇被解除后仍會持續(xù)一定時間，承擔持續(xù)向Dr-TrlOOB的柵電極外加電壓的作用(保持電容)。圖14是形成有圖13所示的電路90的一例的撓性半導體裝置的平面圖。還有，圖 14是只提取配線層O層)加以表示的平面立體圖。在圖14中，為了使配線圖案容易理解， 將圖15(a)和(b)所示的下層顯示在上側，將圖15(a)和(b)所示的上層顯示在下側。在圖15(a)和(b)的剖面中沒有顯示，但通路37是連接上層和下層的層間連接構件。該通路37例如是粘貼通路。粘貼通路37能夠使用由Ag粉、環(huán)氧樹脂等為主要成分的樹脂組成物的混合物形成。用于粘貼通路37的孔徑部，例如能夠通過激光加工形成。如果說關于使用激光加工這一點，因為以例如圖4(c)所示的工序使用激光加工，所以制造過程上的協(xié)調(diào)一致性良好。特別是用于通路37的孔徑部和激光孔徑部35在同一層(或同一樹脂膜)上形成時，能夠以同一工序形成激光孔徑部35和通路37的孔徑部，生產(chǎn)率優(yōu)異。還有，通路37并不限于粘貼通路，也可以使用鍍敷通路。在此，圖15(a)表示撓性半導體裝置(SwTr) 100A的剖面結構(XIVA_XIVA剖面圖)，圖15(b)表示電容器85的剖面結構(XIVB-XIVB剖面圖)。撓性半導體裝置 (Dr-Tr) 100B的剖面結構雖然未顯示，但是具有與圖12(a)所示的同樣的結構。撓性半導體裝置(Dr-Tr) 100B的漏電極IOd與連接在顯示部(有機EL元件)80的配線82連接。還有，如圖13的電路90所示，驅動圖像顯示裝置的驅動電路中，需要保持電容的電容器85。在圖15所示的構成中，因為在基板結構體的一部分嵌入有電容器85，所以也可以不用另行在基板結構體的外部配置電容器85。因此，能夠實現(xiàn)可以小型、高密度封裝的圖像顯示裝置。在圖14和圖15所示的形態(tài)中，雖然是將撓性半導體裝置100A和100B配置在同一層而構筑電路90，但也可以將撓性半導體裝置100A和100B配置不同的層。圖16表示將撓性半導體裝置100A和100B配置在不同的層上的層疊型的基板結構體。沿圖16中的線XVIA、線XVIB的剖面圖分別表示在圖17(a)和(b)中。還有，圖16 是只提取配線層(3層)所表示的平面立體圖。在圖16中，與圖14同樣，為了使配線圖案容易理解，將圖17(a)和(b)所示的下層顯示在上側，將圖17(a)和(b)所示的上層顯示在下側。根據(jù)圖16所示的層疊型的構成，能夠使配線進行三維排列，因此能夠在同等的元件面積內(nèi)收容更多的配線。并且能夠縮短配線長度。因此，能夠實現(xiàn)高密度封裝，并且能夠取得配線長度短的效果(電壓降低少，高速信號的傳輸容易，EMC噪聲放射得到降低)。還有，填充有圖17(a)所示的柵電極40的孔徑部35，和填充有圖17(b)所示的通路38的孔徑部被一起形成于同一層(樹脂層30A)。因此，這些的孔徑部通過激光照射，實質(zhì)上能夠由同一工序形成。上述詳細地說明了本發(fā)明，但若進行綜述，則上述的本發(fā)明包含以下的方式。第一方式一種具有有著可撓性的樹脂膜的撓性半導體裝置，其中，具有如下構成支承層；形成于支承層上的半導體結構部；和
以覆蓋半導體結構部的方式形成于支承層上的樹脂膜，在樹脂膜上形成有孔徑部，在這一孔徑部設有與半導體結構部的表面接觸的導電構件。第二方式根據(jù)上述第一方式的撓性半導體裝置，其中，形成于樹脂膜上的孔徑部是由激光照射形成的激光孔徑部。第三方式根據(jù)上述第一或第三方式的撓性半導體裝置，其中，樹脂膜的孔徑部中，該孔徑部的壁面和樹脂膜的上表面的夾角為鈍角。第四方式根據(jù)上述第一 三方式中任一項撓性半導體裝置，其中，半導體結構部具有含有半導體材料而成的半導體層；和形成于該半導體層的表面的絕緣層，并且，絕緣層的至少一部分作為柵絕緣膜發(fā)揮功能，導電構件的至少一部分作為柵電極發(fā)揮功能。第五方式根據(jù)上述第四方式的撓性半導體裝置，其中，半導體層含有硅而成，絕緣層由硅氧化膜構成。第六方式根據(jù)上述第四方式的撓性半導體裝置，其中，半導體層含氧化物半導體而成。第七方式根據(jù)上述第六方式的撓性半導體裝置，其中，氧化物半導體是ZnO或 InGaZnO0第八方式根據(jù)上述第五方式的撓性半導體裝置，其中，半導體結構部接受基于激光的照射的加熱處理，半導體層的載流子遷移率約3cm2/Vs 約300cm7Vs。第九方式根據(jù)上述第一 八方式中任一項撓性半導體裝置，其中，支承層由金屬箔構成，在金屬箔上形成有絕緣膜，在該絕緣膜之上形成有半導體結構部。第十方式根據(jù)上述第九方式的撓性半導體裝置，其中，金屬箔具有作為與半導體結構部電連接的源電極和漏電極的部位。第十一方式根據(jù)上述第一 十方式中任一項撓性半導體裝置，其中，樹脂膜含有從如下構成樹脂的群中選出的至少一種環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂和聚四氟乙烯樹脂。第十二方式根據(jù)上述第一 十一方式中任一項撓性半導體裝置，其中，半導體結構部受到由激光照射進行的退火處理。第十三方式根據(jù)上述第一 十二方式中任一項撓性半導體裝置，其中，設有導電構件的孔徑部(即，在制造時使半導體結構部的表面露出而形成的孔徑部)、和位于層間連接部位的孔徑部均被形成于同一樹脂膜上。第十四方式一種用于制造撓性半導體裝置的方法，其中，包括如下工序而成(i)在作為支承層的金屬箔上，形成具有半導體層而構成的半導體結構部的工序；(ii)以覆蓋半導體結構部的方式，在金屬箔上形成樹脂膜的工序；(iii)通過向樹脂膜照射激光，形成使半導體結構部的表面露出的孔徑部的工序； 和(iv)在從孔徑部露出的半導體結構的表面，形成導電構件的工序。
第十五方式根據(jù)上述第十四方式的撓性半導體裝置的制造方法，其中，在工序 (iii)中，通過激光的照射，不僅在樹脂膜上形成孔徑部，并且對半導體結構部(特別是半導體結構部的表面)實施加熱處理。第十六方式根據(jù)上述第十四或十五方式的撓性半導體裝置的制造方法，其中，在工序(iii)中，通過激光照射對于半導體結構部進行退火處理。第十七方式根據(jù)上述第十四 十六方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法， 其中，在工序(iii)中，通過激光的照射使半導體結構部的膜質(zhì)發(fā)生變化。第十八方式根據(jù)上述第十七方式的撓性半導體裝置的制造方法，其中，半導體結構部的膜質(zhì)的變化是半導體層的結晶度的提高。第十九方式根據(jù)上述第十四 十八方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法， 其中，在工序(i)中，形成半導體結構部，該半導體結構部具有由半導體材料構成的半導體層、和形成于半導體層的表面的絕緣層，半導體結構部的絕緣層的至少一部分作為柵絕緣膜發(fā)揮功能，在工序(iv)中，由導電構件形成柵電極。第二十方式根據(jù)上述第十九方式的撓性半導體裝置的制造方法，其中，在工序 (iii)中，通過激光的照射對半導體結構部的絕緣層進行加熱處理。第二十一方式根據(jù)上述第十九或第二十方式的撓性半導體裝置的制造方法，其中，在工序(iii)中，通過激光照射使“形成于半導體結構部的半導體層表面的絕緣層”的膜質(zhì)發(fā)生變化。第二十二方式根據(jù)上述第十九 第二十一方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，作為半導體層，形成含有硅而成的層，作為絕緣層形成硅氧化膜。第二十三方式根據(jù)上述第十四 第二十一方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，作為半導體層，形成含有氧化物半導體而成的層，在氧氣氛下進行工序(iii) 中的激光的照射。第二十四方式根據(jù)上述第十四 第二十三方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，在工序(iii)的激光的照射中使用脈沖激光。第二十五方式根據(jù)上述第十四 第二十四方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，在金屬箔上形成絕緣膜，在該絕緣膜上形成半導體結構部。第二十六方式根據(jù)上述第十四 第二十五方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，由金屬箔的表面氧化形成金屬箔上的絕緣膜。第二十七方式根據(jù)上述第二十六方式的撓性半導體裝置的制造方法，其中，金屬箔是閥金屬箔，通過實施陽極氧化而形成金屬箔上的絕緣膜。第二十八方式根據(jù)上述第十四 第二十七方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，通過對金屬箔進行蝕刻，由金屬箔形成源電極和漏電極。第二十九方式根據(jù)上述第十四 第二十八方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，在工序(iii)中，使半導體結構部的表面露出的孔徑部、和填充有層間連接部位的孔徑部，實質(zhì)上均由同一工序形成。第三十方式根據(jù)上述第十四 第二十九方式中任一項撓性半導體裝置的制造方法，其中，在工序(iii)的激光照射時，在半導體表面形成絕緣層。以上，以本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式為中心進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，而是能夠進行各種改變，這對從業(yè)者來說不難理解。例如認為有以下這樣的變更方式。 對于顯示器的構成來說，TFT元件在各像素中不僅可以設置2個(第一和第二 TFT元件)，也可以設置更多，因此與之對應，也可以改變本實施方式的撓性半導體裝置。 在上述實施方式中，例示的是關于有機EL顯示器所搭載的撓性半導體裝置，但也可以搭載在無機EL顯示器上。另外，不限于EL顯示器，也可以是電子紙。如果進一步說， 則不限于顯示器，也可以搭載于RFID等通信設備和存儲器等上。 雖然例示的是以對應一個器件的形式制作撓性半導體裝置這樣的形態(tài)，但并不限于此，也可以實施以對應多個器件的形式制作的方法。作為這樣的制作方法，能夠使用輥對輥制法。 在本發(fā)明的撓性半導體裝置中，也可以是雙柵結構的撓性半導體裝置。這種情況下，使金屬箔10的孔徑部17比圖1的構造更寬，以不接觸源電極10s、漏電極IOd的方式，在該孔徑部17配置與絕緣膜12接觸的柵電極(第二柵電極)即可。通過成為該第二柵電極和柵電極40的雙柵結構，能夠降低柵電壓。另外，若將外加于第二柵電極的電壓作為調(diào)節(jié)用的電壓使用，則也可以由此調(diào)節(jié)各撓性半導體裝置的偏差。 在上述實施方式中(例如圖1的構成)，例示的是關于引出電極lis和源電極 10s、引出電極Ild和漏電極IOd經(jīng)由通路14被電連接的情況，但在本發(fā)明，通路14并不是必須要素。即，也可以不形成通路14，而是延長引出電極Il(IlsUld)至絕緣膜12的端部 (圖1(b)中的區(qū)域50的端)，由此將引出電極11 (IlsUld)和源電極10s、漏電極IOd彼此電連接。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的撓性半導體裝置的制造方法，撓性半導體裝置的生產(chǎn)率優(yōu)異。所得到的撓性半導體裝置能夠用于各種圖像顯示部，也能夠用于電子紙和數(shù)字紙等。例如，能夠用于圖18所示這樣的電視圖像顯示部，圖19所示這樣的移動電話的圖像顯示部圖，20所示這樣的移動計算機或筆記本電腦的圖像顯示部，圖21和圖22所示這樣的數(shù)字靜態(tài)照相機的圖像顯示部和便攜式攝像機的圖像顯示部，以及圖23所示這樣的電子紙的圖像顯示部等。此外，由本發(fā)明的制造方法得到的撓性半導體裝置，現(xiàn)在也能夠適應在印刷電氣中研究應用的各種用途(例如RF-ID、存儲器、MPU，太陽能電池、傳感器等)。相關申請的相互參照本申請基于日本專利申請第2009-084542號(申請日2009年3月31日，發(fā)明名稱“撓性半導體裝置及其制造方法”)主張巴黎條約上的優(yōu)選權。該申請所公開的內(nèi)容全部據(jù)此引用，包含在本說明書中。符號的說明
10支承層(或金屬箔)
IOs源電極
IOd漏電極
11引出電極
lis源電極用引出電極
Ild漏電極用引出電極
12絕緣膜
14層間連接部位(通路)
15通路孔徑部
15a通路形成區(qū)域(孔徑部)
17孔徑部
20半導體結構部
22半導體層
24絕緣層(柵絕緣膜)
25半導體層的激光照射區(qū)域
30樹脂膜
35孔徑部(激光孔徑部
37通路
38通路
40導電構件(柵電極)
50絕緣膜形成區(qū)域
60激光照射
70A、70B抗蝕層
71抗蝕層
80顯示部
82配線
85電容器
90驅動電路
92數(shù)據(jù)線
93電源線
94選擇線
100撓性半導體裝置
100A撓性半導體裝置
100B撓性半導體裝置
100，撓性半導體裝置
100”撓性半導體裝置
說明書
19/19 頁
2權利要求
1.一種撓性半導體裝置，其特征在于，具有以下部件而成 支承層；形成于所述支承層上的半導體結構部；和形成于所述半導體結構部之上的樹脂膜，并且，在所述樹脂膜上，具有由激光的照射所形成的孔徑部，在所述孔徑部形成有與所述半導體結構部的表面接觸的導電構件。
2.根據(jù)權利要求1所述的撓性半導體裝置，其特征在于，所述孔徑部中，所述孔徑部的壁面和所述樹脂膜的上表面的夾角為鈍角。
3.根據(jù)權利要求1所述的撓性半導體裝置，其特征在于，所述半導體結構部具有含有半導體材料而成的半導體層、和形成于所述半導體層的表面的絕緣層，所述絕緣層的至少一部分作為柵絕緣膜發(fā)揮功能， 所述導電構件的至少一部分作為柵電極發(fā)揮功能。
4.根據(jù)權利要求3所述的撓性半導體裝置，其特征在于， 所述半導體層含有硅而成，所述絕緣層由硅氧化膜構成。
5.根據(jù)權利要求3所述的撓性半導體裝置，其特征在于， 所述半導體層含有氧化物半導體而成。
6.根據(jù)權利要求5所述的撓性半導體裝置，其特征在于， 所述氧化物半導體是ZnO或hfeiaiO。
7.根據(jù)權利要求4所述的撓性半導體裝置，其特征在于，所述半導體結構部接受基于所述激光的照射的加熱處理，所述半導體層的載流子遷移率為 3cm2/Vs 300cm2/Vs。
8.根據(jù)權利要求1所述的撓性半導體裝置，其特征在于， 所述支承層由金屬箔構成，在所述金屬箔上形成有絕緣膜，在所述絕緣膜之上形成有所述半導體結構部。
9.根據(jù)權利要求8所述的撓性半導體裝置，其特征在于，所述金屬箔具有作為與所述半導體結構部電連接的源電極和漏電極的部位。
10.根據(jù)權利要求1所述的撓性半導體裝置，其特征在于，所述樹脂膜含有從如下樹脂構成的群中選出的至少一種環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂和聚四氟乙烯樹脂。
11.一種用于制造撓性半導體裝置的方法，其特征在于，包括如下工序而成(i)在金屬箔上，形成具有半導體層而構成的半導體結構部的工序；(ii)以覆蓋半導體結構部的方式，在所述金屬箔上形成樹脂膜的工序；(iii)向所述樹脂膜照射激光，在所述樹脂膜上形成孔徑部的工序；和(iv)按照與從所述孔徑部露出的所述半導體結構的表面接觸的方式形成導電構件的工序，在所述工序(iii)中，通過所述激光照射，不僅形成所述樹脂膜的所述孔徑部，并且對所述半導體結構部實施加熱處理。
12.根據(jù)權利要求11所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在工序(iii)中，通過所述激光的照射，對所述半導體結構部進行退火處理。
13.根據(jù)權利要求11所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在工序(iii)中，通過所述激光的照射，使所述半導體結構部的膜質(zhì)發(fā)生變化。
14.根據(jù)權利要求11所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于，在所述工序(i)中，形成所述半導體結構部，所述半導體結構部具有所述半導體層和形成于半導體層的表面的絕緣層而被構成，在所述工序(iii)中，通過所述的激光的照射，對所述絕緣層進行加熱處理。
15.根據(jù)權利要求14所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 作為所述半導體層，形成含有硅而成的層，作為所述絕緣層，形成硅氧化膜。
16.根據(jù)權利要求11所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 作為所述半導體層，形成含有氧化物半導體而成的層，所述工序(iii)中的所述激光的照射，在氧氣氛下進行。
17.根據(jù)權利要求11所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(iii)的所述激光的照射時，使用脈沖激光。
18.根據(jù)權利要求11所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述金屬箔上形成絕緣膜，在所述絕緣膜上形成所述半導體結構部。
19.根據(jù)權利要求18所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 通過使所述金屬箔的表面區(qū)域氧化，來形成所述絕緣膜。
20.根據(jù)權利要求11所述的撓性半導體裝置的制造方法，其特征在于， 通過對所述金屬箔進行蝕刻，由所述金屬箔形成源電極和漏電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種撓性半導體裝置。本發(fā)明的撓性半導體裝置具有支承層、形成于支承層之上的半導體結構部、和形成于半導體結構部之上的樹脂膜而被構成。本發(fā)明的撓性半導體裝置中，由激光的照射所形成的孔徑部被形成于樹脂膜上；在所述樹脂膜的孔徑部，形成有與半導體結構部的表面接觸的導電構件。
文檔編號H01L29/786GK102318073SQ20108000742
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權日2009年3月31日
發(fā)明者中谷誠一, 保手浜健一, 小川立夫, 平野浩一, 鈴木武 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社