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技術 発光装置

出願人 株式会社半導体エネルギー研究所
発明者 神保安弘伊佐敏行本田達也
出願日 2015年4月8日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2015-078881
公開日 2015年9月24日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2015-167135
状態 特許登録済
技術分野 エレクトロルミネッセンス光源
主要キーワード Qスイッチ 公共設備 補強用テープ 屋外灯 酸化モリブデン膜 L表示 電源パワー チャンパ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年9月24日)のものです。
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図面 (18)

課題

比較的低温(500℃未満)のプロセスで作製される発光素子基板から剥離する方法で作製した、可撓性を有する発光装置を提供する。

解決手段

既存の大型ガラス基板製造装置を用いて、ガラス基板100上にモリブデン膜101及びその表面に酸化モリブデン膜102を形成し、酸化モリブデン膜上に非金属無機膜103及び有機化合物膜104を積層し、有機化合物膜上に比較的低温(500℃未満)のプロセスで作製される発光素子を形成した後、その素子をガラス基板から剥離した発光装置230。

概要

背景

近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用
いて薄膜トランジスタを構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはICや電気
光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置スイッチング素子
して開発が急がれている。

このような画像表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが
、特に携帯機器への利用が注目されている。画像表示装置にガラス基板石英基板が多く
使用されているが、割れやすく、重いという欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガ
ラス基板や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性基板、代表
的にはフレキシブルプラスチックフィルムの上に薄膜トランジスタを形成することが試
みられている。

そこで、ガラス基板上に形成した薄膜トランジスタを含む半導体素子を基板から剥離
、他の基材、例えばプラスチックフィルムなどに転写する技術が提案されている。

本出願人は、特許文献1や特許文献2に記載の剥離および転写技術を提案している。特
許文献1には剥離層となる酸化珪素膜ウェットエッチングで除去して剥離する技術が記
載されている。また、特許文献2には剥離層となるシリコン膜ドライエッチングで除去
して剥離する技術が記載されている。

また、本出願人は特許文献3に記載の剥離および転写技術を提案している。特許文献3
には、基板に金属層(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、C
o、Ru、Rh、Pd、Os、Ir)を形成し、その上に酸化物層積層形成する際、該
金属層の金属酸化物層を金属層と酸化物層との界面に形成し、この金属酸化物層を利用し
て後の工程で剥離を行う技術が記載されている。

概要

比較的低温(500℃未満)のプロセスで作製される発光素子を基板から剥離する方法で作製した、可撓性を有する発光装置を提供する。既存の大型ガラス基板製造装置を用いて、ガラス基板100上にモリブデン膜101及びその表面に酸化モリブデン膜102を形成し、酸化モリブデン膜上に非金属無機膜103及び有機化合物膜104を積層し、有機化合物膜上に比較的低温(500℃未満)のプロセスで作製される発光素子を形成した後、その素子をガラス基板から剥離した発光装置230。

目的

本発明は、比較的低温、代表的には有機化合物が耐えうる温度でのプロセスで
作製される素子、代表的には非晶質半導体膜などを用いた薄膜トランジスタや、レーザ
晶化による結晶性半導体膜を用いた薄膜トランジスタ、有機半導体膜を用いた薄膜トラン
スタや、発光素子や受動素子センサ素子アンテナ抵抗素子容量素子など)等を
有し、且つ薄型である半導体装置作製方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

可撓性を有する発光装置であって、非金属無機膜上の有機化合物膜と、前記有機化合物膜上の無機絶縁膜と、前記無機絶縁膜上の第1の導電層と、前記無機絶縁膜上の第2の導電層と、前記第1の導電層上の第3の導電層と、前記第2の導電層上の第4の導電層と、前記第3の導電層上の発光層を有する積層膜と、前記発光層を有する積層膜上の第5の導電層と、前記第4の導電層上のICと、を有し、前記ICは、異方導電性材料を介して前記第4の導電層と接続されていることを特徴とする発光装置。

請求項2

請求項1において、前記第1の導電層及び前記第2の導電層は、反射性を有する金属膜であり、前記第3の導電層及び前記第4の導電層は、酸化物導電膜であることを特徴とする発光装置。

技術分野

0001

本発明は薄膜トランジスタ発光素子受動素子等を含む半導体装置作製方法に関す
る。また、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や発光素子を有する発光表示装置
無線で情報の送受信が可能なICタグ部品として搭載した電子機器に関する。

0002

なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指し、電気光学装置、発光装置半導体回路、ICタグおよび電子機器は全て半
導体装置である。

背景技術

0003

近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用
いて薄膜トランジスタを構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはICや電気
光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置スイッチング素子
して開発が急がれている。

0004

このような画像表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが
、特に携帯機器への利用が注目されている。画像表示装置にガラス基板石英基板が多く
使用されているが、割れやすく、重いという欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガ
ラス基板や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性基板、代表
的にはフレキシブルプラスチックフィルムの上に薄膜トランジスタを形成することが試
みられている。

0005

そこで、ガラス基板上に形成した薄膜トランジスタを含む半導体素子を基板から剥離
、他の基材、例えばプラスチックフィルムなどに転写する技術が提案されている。

0006

本出願人は、特許文献1や特許文献2に記載の剥離および転写技術を提案している。特
許文献1には剥離層となる酸化珪素膜ウェットエッチングで除去して剥離する技術が記
載されている。また、特許文献2には剥離層となるシリコン膜ドライエッチングで除去
して剥離する技術が記載されている。

0007

また、本出願人は特許文献3に記載の剥離および転写技術を提案している。特許文献3
には、基板に金属層(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、C
o、Ru、Rh、Pd、Os、Ir)を形成し、その上に酸化物層積層形成する際、該
金属層の金属酸化物層を金属層と酸化物層との界面に形成し、この金属酸化物層を利用し
て後の工程で剥離を行う技術が記載されている。

先行技術

0008

特開平8−288522号公報
特開平8−250745号公報
特開2003−174153号公報

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、比較的低温(500℃未満)のプロセスで作製される素子、代表的には非晶
半導体膜レーザ結晶化により形成された結晶性半導体膜などを用いた薄膜トランジス
タや、有機半導体膜を用いた薄膜トランジスタや、発光素子や、受動素子(センサ素子
アンテナ抵抗素子容量素子など)等をガラス基板から剥離し、可撓性基板(代表的に
はプラスチックフィルム)に転写する技術を開示する。

0010

非晶質半導体膜などを用いた薄膜トランジスタや有機半導体膜を用いた薄膜トランジス
タは、プラスチックフィルム上に直接形成することも可能であるが、プラスチックフィル
ムは柔らかく丸まりやすいため、取り扱う製造装置も専用の製造装置とする必要がある。

0011

また、非晶質半導体膜などを用いた薄膜トランジスタや有機半導体膜を用いた薄膜トラ
ンジスタをプラスチックフィルム上に直接形成する場合、薄膜トランジスタ製造プロセス
過程で使用される溶剤エッチングガスに曝されて、プラスチックフィルム自体が変質
する恐れがある。また、ZnOを用いた薄膜トランジスタをプラスチックフィルム上に直
接形成する場合、スパッタリング法などにより発生するプラズマがプラスチックフィルム
照射されると、プラスチックフィルム自体が変形してしまう。また、薄膜トランジスタ
製造プロセスの過程でプラスチックフィルムが水分などを取り込み、または放出すること
で素子を汚染する恐れもある。また、プラスチックフィルムはガラス基板に比べ耐熱性
低く、熱に対する伸縮も大きいため、製造プロセス中の全ての処理温度を細かく制御する
ことが困難である。

0012

また、プラスチックフィルムを用いた半導体装置の大量生産を行う場合、ロールトゥ
ール方式で供給される製造装置となることが多い。しかしながら、ロールトゥロール方式
の場合、既存の半導体作製装置を使うことができない。また、アライメントの精度が低く
微細な加工が困難である。よって、従来のガラス基板を用いた半導体装置と同等の特性
を得る半導体装置を歩留まり高く作製すること困難である。

0013

そこで、本発明は、比較的低温、代表的には有機化合物が耐えうる温度でのプロセスで
作製される素子、代表的には非晶質半導体膜などを用いた薄膜トランジスタや、レーザ
晶化による結晶性半導体膜を用いた薄膜トランジスタ、有機半導体膜を用いた薄膜トラン
ジスタや、発光素子や受動素子(センサ素子、アンテナ、抵抗素子、容量素子など)等を
有し、且つ薄型である半導体装置の作製方法を提供する。また、可撓性を有する半導体
置の作製方法を提供する。

課題を解決するための手段

0014

本発明は、ガラス基板上にモリブデン膜Mo膜)及びその表面に酸化モリブデン膜
形成し、酸化モリブデン膜上に非金属無機膜及び有機化合物膜を積層し、有機化合物膜上
に比較的低温、代表的には有機化合物膜が耐えうる温度でのプロセスで作製される素子(
代表的には、非晶質半導体膜、レーザ結晶化による結晶性半導体膜などを用いた薄膜トラ
ンジスタ、有機半導体膜を用いた薄膜トランジスタ、発光素子や受動素子(センサ素子、
アンテナ、抵抗素子、容量素子など)等)を形成した後、その素子をガラス基板から剥離
することを特徴としている。モリブデンタングステンに比べ耐熱性に劣る欠点を有して
いる。例えば、モリブデン膜は500℃以上の熱処理を行うと剥離してしまうため、作製
プロセス中の温度は500℃未満とすることが好ましい。また、酸化モリブデン膜は脆い
。本発明では、この脆い特性を有する酸化モリブデン膜の近傍で剥離を行う。代表的には
、モリブデン膜、酸化モリブデン膜、及び非金属無機膜の積層構造により、脆い特性を有
する酸化モリブデン膜の近傍で剥離を行うことが可能であり、比較的大型の基板を用いて
も歩留まりよく剥離を行うことができる。

0015

また、ガラス基板に設けられた酸化モリブデン膜上に形成した有機化合物を含む素子(発
光素子有機薄膜トランジスタなど)を剥離する際、発光素子や有機薄膜トランジスタな
どに含まれる有機化合物層密着性が弱いため、金属層近傍で剥離するのではなく有機
合物層内もしくは有機化合物層の界面で剥離してしまい、有機化合物を含む素子を破壊
る恐れがある。また、印刷法によって形成される材料層も密着性が弱いため、同様に材料
層内もしくは層の界面で剥離してしまう恐れがある。しかし、酸化モリブデン膜を用いた
本発明の剥離法を用いる場合、酸化モリブデン膜は脆いため、比較的弱い力で剥離を行う
ことができる。また、剥離のため基板全体加熱処理レーザ光の照射なども特に必要で
ないため、プロセスが簡略になる。

0016

また、モリブデンは、他の金属元素に比べ、蒸気圧が小さく、ガス放出が少ない長所を有
している。従って、モリブデン膜上に形成する素子への汚染を最小限に抑えることが可能
である。

0017

なお、ガラス基板上にモリブデン膜を形成するとしているが、ガラス基板に限定されず、
石英基板、セラミック基板半導体基板なども用いることができる。

0018

本発明は、既存の大型ガラス基板の製造装置を用いて薄膜トランジスタなどの素子を形成
した後、剥離することができる。従って、設備コストを大幅に低減することができる。

0019

また、酸化モリブデン膜に接する非金属無機膜と半導体素子との間に、厚さ5μm以上
、好ましくは10μm以上100μm以下の厚さの有機化合物膜を形成することで、当該
有機化合物膜後に形成される半導体装置の支持部材として機能させることが可能である。
また、有機化合物膜を作製する際の加熱処理により、後に行う酸化モリブデン膜近傍での
剥離が容易となる。

0020

本明細書で開示する発明の構成は、半導体素子を可撓性基板上に形成する作製方法であ
り、基板上にモリブデン膜を形成し、モリブデン膜の表面に酸化モリブデン膜を形成し、
酸化モリブデン膜上に非金属無機膜を形成し、非金属無機膜上に有機化合物膜を形成し、
有機化合物膜上に非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を用いて半導体素子を形
成した後、非金属無機膜、有機化合物膜、及び半導体素子を含む積層体を基板から剥離す
る。

0021

本発明は可撓性基板上に順次材料層を積層して半導体素子を形成するのではなく、ガラ
ス基板、セラミックス基板、或いは石英基板に形成した非晶質珪素膜を用いて半導体素子
を形成した後、ガラス基板、セラミックス基板、或いは石英基板から剥離するものである
。なお、半導体素子を介して基板と反対側に可撓性基板を固定した後、基板から半導体素
子を剥離してもよい。さらには、素子を2枚の可撓性基板に挟んで固定してもよい。

0022

また、他の発明の構成は、有機薄膜トランジスタなどの素子を可撓性基板上に形成する
作製方法であり、基板上にモリブデン膜を形成し、モリブデン膜の表面に酸化モリブデン
膜を形成し、酸化モリブデン膜上に非金属無機膜を形成し、非金属無機膜上に有機化合物
膜を形成し、有機化合物膜上に有機化合物を有する半導体膜を形成し、有機化合物を有す
る半導体膜を用いて半導体素子を形成した後、非金属無機膜、有機化合物膜、及び半導体
素子を含む積層体を基板から剥離する。

0023

また、他の発明の構成は、有機発光素子無機発光素子などの発光素子を可撓性基板上
に形成する作製方法であり、基板上にモリブデン膜を形成し、モリブデン膜の表面に酸化
モリブデン膜を形成し、酸化モリブデン膜上に非金属無機膜を形成し、非金属無機膜上に
有機化合物膜を形成し、有機化合物膜上に第1電極を形成し、第1電極上に有機化合物ま
たは無機化合物を有する発光層を形成し、発光層上に第2電極を形成し、第2の電極上に
可撓性基板を貼り付けた後、非金属無機膜、有機化合物膜、第1電極、発光層、及び第2
電極を含む積層体を基板から剥離する。

0024

また、他の発明の構成は、アンテナなどの受動素子を可撓性基板上に形成する作製方法で
あり、基板上にモリブデン膜を形成し、モリブデン膜の表面に酸化モリブデン膜を形成し
、酸化モリブデン膜上に非金属無機膜を形成し、非金属無機膜上に有機化合物膜を形成し
、有機化合物膜上に印刷法により導電層印刷し、導電層を焼成し、導電層及び半導体部
品を貼り付けた後、非金属無機膜、有機化合物膜、及び導電層、及び半導体部品を基板か
ら剥離する。

0025

また、他の発明の構成は、基板上にモリブデン膜を形成し、モリブデン膜の表面に酸化モ
リブデン膜を形成し、酸化モリブデン膜上に非金属無機膜を形成し、非金属無機膜上に有
化合物膜を形成し、有機化合物膜上に印刷法により導電層を印刷し、導電層を焼成し、
非金属無機膜、有機化合物膜、及び導電層を含む積層体を基板から剥離した後、導電層に
半導体部品を接続する。

0026

また、上記各構成において、剥離を助長するための前処理を行ってもよく、例えば、剥
離する前に部分的にレーザ光を照射することが好ましい。具体的には、固体レーザパル
励起QスイッチNd:YAGレーザ)を用い、基本波の第2高調波(532nm)や第
3高調波(355nm)を用い、比較的弱いレーザ光(レーザ光源照射エネルギーが1
mJ〜2mJ)を照射すればよい。また、鋭利な部材で切込をいれてもよい。

0027

また、薄膜トランジスタについては、素子構造に関係なく本発明を適用することが可能
であり、例えば、トップゲート型薄膜トランジスタや、ボトムゲート型逆スタガ型)薄
トランジスタや、順スタガ型薄膜トランジスタを用いることが可能である。また、シン
グルゲート構造のトランジスタに限定されず、複数のチャネル形成領域を有するマルチ
ート型トランジスタ、例えばダブルゲート型トランジスタとしてもよい。

0028

また、本発明により、可撓性を有し、薄型で、大型の表示装置を作製することができ、
パッシブマトリクス型の液晶表示装置、パッシブマトリクス型の発光装置に限らず、アク
ティブマトリクス型の液晶表示装置やアクティブマトリクス型の発光装置も作製すること
ができる。

0029

なお、本明細書でモリブデン膜とはモリブデンを主成分とする膜を指しており、膜におけ
るモリブデンの組成比が50%以上であれば特に限定されず、膜の機械強度を増加させる
ためにCoやSnなどを添加してもよい。また、モリブデン膜の脆さを低減するために膜
中に窒素を含ませてもよい。

0030

また、可撓性基板とは、フィルム状のプラスチック基板、例えば、ポリエチレンテレ
タレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(P
EN)、ポリカーボネート(PC)、ナイロンポリエーテルエーテルケトン(PEEK
)、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR
)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのプラスチック基板を指している。

発明の効果

0031

本発明により、対角が1mを越える大面積基板を用いても剥離工程をよりスムーズに行
うことができる。また、酸化モリブデン膜及び半導体素子の間に有機化合物膜を設けるこ
とで、当該有機化合物膜を半導体装置の支持部材として機能させることが可能である。こ
のため、半導体装置を支持するための支持基板を必要以上に設けなくともよく、コスト削
減が可能である。

図面の簡単な説明

0032

本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
本発明の半導体装置の構成を説明する上面図および断面図である。
本発明の半導体装置の構成を説明する斜視図である。
本発明の半導体装置の構成を説明する上面図である。
本発明の半導体装置の構成を説明する上面図である。
本発明の半導体装置の構成を説明する断面図である。
本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図および斜視図である。
本発明に適用可能なアンテナの形状を説明する上面図である。
(A)本発明の半導体装置の構成を説明する図であり、(B)は、電子機器の一例を説明する図である。
本発明の半導体装置の用途を説明する図である。
電子機器の一例を示す図である。
有機薄膜トランジスタの断面構造の一例を示す図である。
本発明の半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
本発明を用いて作製した薄膜トランジスタの電流電圧特性を説明する図である。

0033

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる
形態で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその
形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実
施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するた
めの全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰
り返しの説明は省略する。

0034

(実施の形態1)
ここでは液晶表示装置を作製する例を、図1を用いて説明する。

0035

基板100上にモリブデン膜101を形成する。基板100としてはガラス基板を用いる
。また、モリブデン膜101としては、スパッタリング法により得られる30nm〜20
0nmのモリブデン膜を用いる。なお、スパッタリング法では基板を固定することがある
ため、基板の周縁付近のモリブデン膜の膜厚が不均一になりやすい。そのため、ドライ
エッチングによって周縁部のモリブデン膜を除去することが好ましい。

0036

次に、モリブデン膜101上に酸化モリブデン膜102を形成する。酸化モリブデン膜1
02は、蒸着法により形成することができる。また、モリブデン膜101の表面を酸化さ
せて酸化モリブデン膜102を形成する。酸化モリブデン膜102の形成方法は、純水や
オゾン水を用いて表面を酸化して形成してもよいし、酸素プラズマまたは一酸化二窒素
ラズマで酸化して形成してもよい。また、酸素を含む雰囲気で加熱を行って酸化モリブデ
ン膜102を形成してもよい。

0037

次に、酸化モリブデン膜102上に非金属無機膜103を形成する。非金属無機膜103
は、無機化合物または金属単体を除く単体で形成される膜である。無機化合物としては、
金属酸化物金属窒化物金属酸化化物等がある。代表的には、窒化酸化珪素、酸化ア
ルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムシリコ
ゲルマニウム窒化炭素、ITO、酸化スズ等があるが、これに限定されるものではな
い。また、金属単体を除く単体としては、代表的にはシリコン、ゲルマニウム、炭素等が
ある。代表的には、アモルファスシリコンアモルファスゲルマニウム、DLC(ダイヤ
モンドライクカーボン)等があるが、これに限定されるものではない。非金属無機膜10
3は、CVD法、スパッタリング法、蒸着法等で形成することができる。

0038

なお、非金属無機膜103をスパッタリング法、またはCVD法で形成する場合、非金属
無機膜103の原料ガスの一部(例えば、一酸化二窒素または酸素)をチャンバー内に導
入してプラズマを発生させてモリブデン膜101の表面に酸化モリブデン膜102を形成
した後、他の原料ガスをチャンバー内に供給して、非金属無機膜103を形成してもよい

0039

次に、非金属無機膜103上に有機化合物膜104を形成する。有機化合物膜104とし
ては、後のプロセス温度(180℃以上500℃以下、好ましくは200℃以上400℃
以下、更に好ましくは250℃以上350℃以下)に耐えうる耐熱温度を有する材料で形
成することが好ましい。さらには、曲げに強く、クラック入りにくい弾性材料であるこ
とが好ましい。さらには、透光性を有する材料で形成することが好ましい。有機化合物膜
104が透光性を有することで、透過型液晶表示装置を作製することができる。有機化合
物膜104は、厚さ5μm以上、好ましくは10μm以上100μm以下の厚さで形成す
ることで、後に形成される半導体装置の支持部材として機能させることが可能である。こ
のため、半導体装置を支持するための支持基板を必要以上に設けなくともよい。有機化合
物膜104の作製方法は、組成物を非金属無機膜103上に塗布し、180℃以上500
℃以下、好ましくは200℃以上400℃以下、更に好ましくは250℃以上350℃以
下で焼成する。有機化合物膜104の作製工程における加熱処理により、酸化モリブデン
脆弱化することが可能であり、後に行うモリブデン膜101近傍での剥離が容易となる
。有機化合物膜104の代表例としては、ポリイミドポリベンゾオキサゾール、シリコ
ーン等がある。ここまでの工程が終了した段階での断面工程図図1(A)に示す。

0040

次に、有機化合物膜104上に無機絶縁膜105を形成してもよい。無機絶縁膜105は
下地絶縁膜として機能し、ガラス基板または有機化合物からの不純物が後に形成される
半導体膜に混入するのを抑制するためであり、必要に応じて形成する。無機絶縁膜105
としては、窒化酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム
、窒化酸化アルミニウム等を形成することができる。下地絶縁膜として機能する代表的な
一例は、無機絶縁膜105が2層構造から成り、プラズマCVD(PCVD)法によりS
iH4、NH3、及びN2Oを反応ガスとして成膜される窒化酸化珪素膜を50〜100
nm、SiH4、及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜を100〜15
0nmの厚さに積層形成する構造が採用される。また、無機絶縁膜105として、窒化酸
珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜とを順次積層した3層構造を用いてもよい。

0041

次に、無機絶縁膜105上に第1の導電膜を成膜し、第1の導電膜上にマスクを形成する
。第1の導電膜は、Ta、W、Ti、Al、Cu、Cr、Nd等から選ばれた元素、また
は元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料単層、またはこれらの積層で形成す
る。また、第1の導電膜の形成方法としては、スパッタリング法、蒸着法、CVD法、塗
布法等を適宜用いる。次に、マスクを用いて第1の導電膜をエッチングして、ゲート電極
106を形成する。

0042

次に、ゲート電極106上にゲート絶縁膜107を形成する。ゲート絶縁膜107として
は、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜を用いる。また、ゲート
絶縁膜107として、シロキサンポリマーを含む組成物を塗布焼成して得られる膜、光硬
化性有機樹脂膜熱硬化性有機樹脂膜などを用いてもよい。

0043

次に、ゲート絶縁膜107上に非晶質半導体膜108を形成する。非晶質半導体膜108
は、シランゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法スパッタリング
法や熱CVD法で作製されるアモルファス半導体膜、或いは微結晶半導体膜で形成する。
本実施の形態では、半導体膜として、非晶質半導体膜を用いた例を示す。また、半導体膜
として、スパッタリング法やPLD(Pulse Laser Deposition)
法で作製されるZnOや亜鉛ガリウムインジウム酸化物を用いてもよいが、その場合に
はゲート絶縁膜をアルミニウムチタンを含む酸化物とすることが好ましい。

0044

次に、一導電型不純物元素を含有する半導体膜109として、n型を付与する不純物元
素を含む半導体膜を20〜80nmの厚さで形成する。n型を付与する不純物元素を含む
半導体膜は、プラズマCVD法やスパッタリング法などの公知の方法で全面に形成する。
ここまでの工程が終了した段階での断面工程図を図1(B)に示す。

0045

次に、公知のフォトリソ技術を用いて形成したマスクを用いて非晶質半導体膜108及び
一導電型の不純物元素を含有する半導体膜109をエッチングして、島状の非晶質半導体
層、及び一導電型の不純物元素を含有する半導体層を得る。なお、公知のフォトリソ技術
に代えて、液滴吐出法や印刷法(凸版平板凹版スクリーンなど)を用いてマスクを
形成し、選択的にエッチングを行ってもよい。

0046

次に、液滴吐出法により導電性材料(Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タン
グステン)、Al(アルミニウム)等)を含む組成物を選択的に吐出して、ソース電極
ドレイン電極112、113を形成する。なお、液滴吐出法に代えて、スパッタリング
法で金属膜(Ta、W、Ti、Al、Cu、Cr、Ndなど)を形成し、公知のフォト
ソ技術を用いたマスクを用いて金属膜をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極1
12、113を形成してもよい。

0047

次に、ソース電極及びドレイン電極112、113をマスクとして、一導電型を付与する
不純物を含有する半導体層をエッチングして、一導電型を付与する不純物を含有する半導
体層114、115を形成する。また、ソース電極及びドレイン電極112、113をマ
スクとして島状の非晶質半導体層の上部をエッチングして島状の非晶質半導体層116を
形成する。島状の非晶質半導体層116の露出させた部分は薄膜トランジスタのチャネル
形成領域として機能する箇所である。

0048

次に、非晶質半導体層116のチャネル形成領域を不純物汚染から防ぐための保護膜1
17を形成する。保護膜117としては、スパッタリング法、またはPCVD法により得
られる窒化珪素、または窒化酸化珪素を主成分とする材料を用いる。保護膜を形成した後
水素化処理を行ってもよい。こうして薄膜トランジスタ111が作製される。

0049

次に、保護膜117上に層間絶縁膜118を形成する。また、層間絶縁膜118は、エ
キシ樹脂アクリル樹脂フェノール樹脂ノボラック樹脂メラミン樹脂ウレタン
樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテンパリレン透過性を有するポリ
イミドなどの有機材料等を用いることができる。また、層間絶縁膜118としては、酸化
珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜を用いることもでき、これらの絶
縁膜と上記樹脂材料とを積層してもよい。

0050

次に、公知のフォトリソ技術を用いて形成したマスクを用いて保護膜117及び層間絶縁
膜118を選択的に除去してソース電極またはドレイン電極112に達するコンタクトホ
ールを形成する。

0051

次に、液滴吐出法により導電性材料(Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タング
ステン)、Al(アルミニウム)等)を含む組成物を選択的に吐出して、ソース電極また
はドレイン電極112と電気的に接続する第1の電極119を形成する。また、第1の電
極119と基板面に平行な方向の電場を形成する第2の電極120も液滴吐出法により形
成する。なお、第1の電極119と第2の電極120は等間隔で配置することが好ましく
、電極の上面形状を櫛歯形状としてもよい。なお、第1の電極119と第2の電極120
は、液晶表示装置の画素電極として機能する。

0052

次に、第1の電極119と第2の電極120を覆う配向膜121を形成する。ここまでの
工程が終了した段階での断面工程図を図1(C)に示す。

0053

次に、液晶材料、ここでは高分子分散型液晶を用いて可撓性基板133を基板100に対
向するように固定させる。高分子分散型液晶は、液晶高分子材料分散状態によって、
2つのタイプに大別できる。1つは液晶の小滴が高分子材料に分散し、液晶が不連続であ
るタイプ(PDLCと呼ばれる)、もう一つは液晶中に高分子材料がネットワークを形成
し、液晶が連続しているタイプ(PNLCと呼ばれる)である。なお、本実施の形態にお
いて、いずれのタイプを用いてもよいが、ここではPDLCを用いる。本実施の形態では
、液晶132を含む高分子材料131が可撓性基板133を固定する。必要であれば高分
子材料131を囲むようにシール材を配置してもよい。また、必要であれば、高分子材料
131の厚さを制御する間隙材ビーズスペーサカラムスペーサファイバーなど)
を用いてもよい。さらには、高分子分散型液晶の代わりに、公知の液晶材料を用いてもよ
い。

0054

次に、基板100から、非金属無機膜103、有機化合物膜104、薄膜トランジスタ1
11、及び可撓性基板133を含む積層体134を剥離する。酸化モリブデン膜は脆いた
め、比較的弱い力で剥離を行うことができる。図1(D)では酸化モリブデン膜102と
非金属無機膜103の界面で分離する図を示したが、分離する場所は、薄膜トランジスタ
が破壊されない領域であればよく、非金属無機膜103から基板100の間であれば、特
に限定されない。例えば、モリブデン膜内や酸化モリブデン膜内で分離してもよいし、基
板とモリブデン膜の界面や、モリブデン膜と酸化モリブデン膜の界面で分離してもよい。
ただし、透過型液晶表示装置を作製する場合には、基板とモリブデン膜の界面で分離して
モリブデン膜が非金属無機膜103上に残存した場合には、後でモリブデン膜を除去する
ことが好ましい。また、必要に応じて非金属無機膜103を除去してもよい。

0055

なお、有機化合物膜104、薄膜トランジスタ111、及び可撓性基板133を含む積層
体に複数の液晶表示装置が含まれる場合、当該積層体を分断して、複数の液晶表示装置を
切り出してもよい。このような工程により、一度の剥離工程により複数の液晶表示装置を
作製することができる。

0056

以上の工程で、図1(E)に示すように、アモルファスシリコン薄膜トランジスタを用
いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置135を作製できる。液滴吐出法で形成され
た導電膜は、密着性が弱いが、モリブデン膜を用いた本発明の剥離法を用いる場合、一部
配線に液滴吐出法で形成された導電層を用いても、酸化モリブデン膜近傍(本実施の形
態では酸化モリブデン膜102と非金属無機膜103の界面)で剥離できる。本実施の形
態の液晶表示装置は、薄型であり可撓性を有する。また、酸化モリブデン膜及び薄膜トラ
ンジスタの間に有機化合物膜を設けることで、当該有機化合物膜を液晶表示装置の支持部
材として機能させることが可能である。このため、液晶表示装置を支持するための支持基
板を必要以上に設けなくともよく、コスト削減が可能である。

0057

なお、液晶表示装置の機械強度が低い場合には、剥離した面に接着層を用いて可撓性基板
を固定してもよい。その場合は、温度変化によらず基板間隔を維持するため、可撓性基板
133と同じ熱膨張係数の可撓性基板を用いることが好ましい。

0058

また、高分子分散型液晶に代えて電子インクを用いて電気泳動ディスプレイを作製しても
よい。その場合には、第1の電極119と第2の電極120を形成した後、印刷法により
電子インクを塗布した後焼成し、可撓性基板133で固定すればよい。そして基板を剥離
してもう一枚の可撓性基板を用いて封止すればよい。

0059

(実施の形態2)
ここでは有機薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の発光装置を作製する
例を、図2を用いて説明する。

0060

実施の形態1と同様に、基板100上にモリブデン膜101を形成し、モリブデン膜10
1上に、酸化モリブデン膜102を形成し、酸化モリブデン膜102上に非金属無機膜1
03を形成し、非金属無機膜103上に有機化合物膜104を形成する。ここまでの工程
が終了した段階での断面工程図を図2(A)に示す。

0061

次に、有機化合物膜104上に無機絶縁膜105を形成してもよい。次に、有機化合物膜
104または無機絶縁膜105上に、ゲート電極となる導電層211を形成する。導電層
211に用いる材料は、窒化及び/または酸化することで絶縁性を有する金属であれば良
く、特にタンタルニオブ、アルミニウム、銅、チタンが好ましい。その他、タングステ
ン、クロムニッケルコバルトマグネシウムなどがある。導電層211の形成方法に
ついて特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などにより成膜した後、エッチングな
どの方法により所望の形状に加工すればよい。また、導電物を含む液滴を用いてインク
ェット法等により形成してもよい。

0062

次に、導電層211を窒化及び/または酸化することで上記金属の窒化物、酸化物もしく
酸化窒化物からなるゲート絶縁膜212を形成する。なお、導電層のうち絶縁化したゲ
ート絶縁膜212以外はゲート電極として機能する。

0063

次に、ゲート絶縁膜212を覆う半導体層213を形成する。半導体層213を形成する
有機半導体材料キャリア輸送性があり、かつ電界効果によりキャリア密度の変化が起こ
りうる有機材料であれば、低分子高分子のいずれも用いることができ、その種類は特に
限定されるものではないが、多環芳香族化合物共役二重結合化合物金属フタロシア
錯体電荷移動錯体縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、オリゴチオフェン類フラ
レン類、カーボンナノチューブ、などが挙げられる。例えばポリピロール、ポリチオ
ェン、ポリ(3アルキルチオフェン)、ポリフェニレンビニレン、ポリ(p−フェニレン
ビニレン)、ポリアニリンポリジアセチレン、ポリアズレン、ポリピレン、ポリカルバ
ゾール、ポリセレノフェンポリフラン、ポリ(p−フェニレン)、ポリインドール、ポ
ピリダジンナフタセンヘキサセンヘプタセン、ピレン、クリセンペリレン、コ
ロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセントリフェノジオ
サジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−6、15−キノンポリビニルカルバゾ
ール、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドポリビニルピリジン、ナフ
タレンテトラカルボン酸ジイミド、アントラセンテトラカルボン酸ジイミド、C60、C
70、C76、C78、C84及びこれらの誘導体を用いることができる。また、これら
の具体例としては、一般的にP型半導体とされるテトラセンペンタセン、セクシチオフ
ェン(6T)、銅フタロシアニンビス−(1、2、5−チアジアゾロ)−p−キノビス
(1、3−ジチオール)、ルブレン、ポリ(2、5−チエニレンビニレン)(PTV)、
ポリ(3−ヘキシルチオフェン−2、5−ジイル)(P3HT)、ポリ(9、9’−ジオ
クチルーフルオレン−co−ビチオフェン)(F8T2)、一般的にN型半導体とされる
7,7,8,8,−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、3,4,9,10−ペリ
テトラカルボン酸二無水物PTCDA)、1,4,5,8,−ナフタレンテトラカル
ボン酸二無水物NTCDA)、N,N’−ジオクチルー3,4,9,10−ペリレンテ
トラカルボン酸ジイミド(PTCDI−C8H)、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン
(F16CuPc)、N,N’−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,
7−ジ15フッ化ヘキシル−1、4、5、8−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド(N
TCDI−C8F)、3’,4’−ジブチル−5,5’’−ビス(ジシアノメチレン)−
5、5’’−ジヒドロ−2,2’:5’,2’’−テルチオフェン)(DCMT)、メタ
フラーレン[6,6]−フェニルC61酪酸メチルエステル(PCBM)等がある。な
お、有機半導体においてP型やN型の特性はその物質固有のものでは無く、キャリアを注
入する電極との関係や注入の際の電界の強度に依存し、どちらになりやすいという傾向は
あるもののP型半導体としてもN型半導体としても使用することができる。なお、本実施
の形態においては、P型半導体がより好ましい。

0064

これらの有機半導体材料は、蒸着法やスピンコート法、液滴吐出法などの方法により成
膜することができる。

0065

次に、半導体層213の上に密着性や界面の化学安定性を向上させるためバッファ層21
4を形成する。バッファ層214としては導電性を有する有機材料(電子受容性を示す有
機化合物、例えば7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、2,3,5
,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ)
等)、または有機化合物と金属酸化物の複合材料を用いればよい。なお、バッファ層21
4は必要がなければなくともよい。

0066

次に、バッファ層214上にソース電極及びドレイン電極215を形成する。ソース電極
及びドレイン電極215に使用する材料は、特に限定されるものではないが、金、白金
アルミニウム、タングステン、チタン、銅、タンタル、ニオブ、クロム、ニッケル、コバ
ルト、マグネシウムなどの金属及びそれらを含む合金を用いることができる。また、ソー
ス電極及びドレイン電極215に使用する他の材料としては、ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリチオフェンポリアセチレン、ポリジアセチレンなどの導電性高分子化合物等が
挙げられる。なお、ソース電極及びドレイン電極215の形成方法は半導体層213が分
解しないようなものであれば特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などにより成膜
した後、エッチングするなどの方法により所望の形状に加工し作製すればよい。また、導
電物を含む液滴を用いてインクジェット法等によってソース電極及びドレイン電極215
を形成してもよい。以上の工程で有機トランジスタ227が作製できる。

0067

また、半導体層213の下面に接して、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルフェ
ニールなど有機絶縁材料を成膜しても良い。このような構成により、有機半導体材料の配
向をさらに高めるほか、ゲート絶縁膜212と半導体層213との密着性をさらに向上す
ることができる。

0068

続いて、有機トランジスタ227を用いた発光装置の作製方法について説明する。

0069

次に、有機トランジスタ227を覆う層間絶縁膜228を形成する。次に、層間絶縁膜2
28を選択的にエッチングしてソース電極及びドレイン電極215の一方に達するコン
クトホールを形成する。次に、ソース電極及びドレイン電極215の一方に電気的に接続
する第1の電極210を形成する。次に、第1の電極210の端部を覆う隔壁221を形
成する。隔壁221は絶縁材料を用いて形成されており、隣接して複数配置される第1の
電極210の間を絶縁する機能を果たしている。

0070

次に、第1の電極210のうち、隔壁221と接していない領域上に発光層222を形成
する。発光層222に用いる材料として、有機化合物の単層もしくは積層、或いは無機化
合物の単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本明細書においては、有機化合物からな
る膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。発光素子中の各層については
積層法を限定するものではない。積層が可能ならば、真空蒸着法やスピンコート法、イン
クジェット法、ディップコート法など、どの様な手法を選んでも良いものとする。

0071

次に、発光層222上に第2の電極223を形成する。第1の電極210と、第2の電極
223と、発光層222とが重なる箇所で発光素子を構成する。なお、この発光素子は、
電場を加えることで発生するルミネッセンス(Electro Luminescenc
e)が得られる有機化合物を含む層或いは無機化合物を含む層(以下、EL層と記す)と
陽極と、陰極とを有している。特にZnS:Mnの無機薄膜を用いた無機ELと、有機
蒸着薄膜を用いた有機ELは明るく、高効率のEL発光を示しディスプレイへの応用に適
している。なお、発光素子の構成について特に限定はない。

0072

次に、第2の電極223上に保護膜224を形成する。なお、必要でなければ、保護膜2
24はなくともよい。

0073

次に、保護膜224上に接着層226で可撓性基板225を固定する。封止を強化するた
めに、図示しないが接着層226を囲むようにシール材を配置してもよい。ここまでの工
程が終了した段階での断面工程図を図2(B)に示す。

0074

次に、基板100から、非金属無機膜103、有機化合物膜104、有機トランジスタ2
27、発光素子、及び可撓性基板225を含む積層体229を剥離する。図2(C)では
酸化モリブデン膜102と非金属無機膜103の界面で分離する図を示している。なお、
剥離した後、必要に応じて非金属無機膜103を除去してもよい。

0075

なお、有機化合物膜104、有機トランジスタ227、及び可撓性基板225を含む積層
体229に複数の発光装置が含まれる場合、当該積層体を分断して、複数の発光装置を切
り出してもよい。このような工程により、一度の剥離工程により複数の発光装置230を
作製することができる。

0076

以上の工程で有機トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の発光装置230を作
製できる。例えば、蒸着法で形成された発光層は密着性が弱いが、酸化モリブデン膜近傍
を用いた本発明の剥離法を用いる場合、蒸着法で形成された発光層を用いても、酸化モリ
ブデン膜近傍(本実施の形態では酸化モリブデン膜102と非金属無機膜103の界面)
で剥離できる。本実施の形態の発光装置は、薄型であり可撓性を有する。また、酸化モリ
ブデン膜及び薄膜トランジスタの間に有機化合物膜を設けることで、当該有機化合物膜を
発光装置の支持部材として機能させることが可能である。このため、発光装置を支持する
ための支持基板を必要以上に設けなくともよく、コスト削減が可能である。

0077

また、図2(C)に示した有機トランジスタ227の構造に限定されず、図15(A)
、または図15(B)に示す構造としてもよい。

0078

図15(A)はボトムコンタクト型構造と呼ばれる構造である。なお、図2と共通の部分
には同じ符号を用いる。ボトムコンタクト型構造を用いた場合、ソース配線及びドレイン
配線の微細加工を施すためにフォトリソグラフィなどの工程を容易に用いることができる
。そのため、有機トランジスタの構造はその長所、短所に合わせて適宜選択すれば良い。

0079

基板100上には、モリブデン膜101、酸化モリブデン膜102、非金属無機膜103
、有機化合物膜104、及び無機絶縁膜105を積層する。無機絶縁膜105にゲート電
極251を形成する。ゲート電極251に用いる材料は、特に限定は無く、たとえば、金
、白金、アルミニウム、タングステン、チタン、銅、モリブデン、タンタル、ニオブ、ク
ロム、ニッケル、コバルト、マグネシウムなどの金属及びそれらを含む合金、ポリアニ
ン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、不純物をドー
プしたポリシリコンなどの導電性高分子化合物等が挙げられる。ゲート電極251の形成
方法は特に限定は無く、スパッタリング法や蒸着法などにより成膜した後、エッチングす
るなどの方法により所望の形状に加工し作製すればよい。また、導電物を含む液滴を用い
てインクジェット法等により形成してもよい。

0080

次に、ゲート電極251を覆うゲート絶縁膜252を形成する。ゲート絶縁膜252は
酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素などの無機絶縁材料を用いる。なお、これらのゲート
絶縁膜252はディップ法、スピンコート法、液滴吐出法などの塗布法や、CVD法、ス
パッタリング法などの方法によって成膜することができる。このゲート絶縁膜252に対
し、高密度プラズマを用いて窒化及び/または酸化処理を行ってもよい。高密度プラズマ
窒化を行うことで、より高い濃度の窒素を含有する窒化珪素膜を得ることも可能である。
高密度プラズマは、高い周波数マイクロ波、たとえば2.45GHzを使うことによっ
て生成される。このような高密度プラズマを用い、酸素(もしくは酸素を含むガス)や窒
素(もしくは窒素を含むガス)などをプラズマ励起によって活性化し、これらを絶縁膜と
反応させる。低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種運動エネルギーが低い
ため、従来のプラズマ処理に比べプラズマダメージが少なく欠陥が少ない膜を形成するこ
とができる。また、高密度プラズマを用いると、ゲート絶縁膜252の表面の粗さが小さ
くできるため、キャリア移動度を大きくすることができる。さらに、ゲート絶縁膜252
上に形成される半導体層を構成する有機半導体材料の配向そろいやすくなる。

0081

次に、ゲート絶縁膜252上にソース電極及びドレイン電極215を形成する。次に、
ソース電極及びドレイン電極215の間に半導体層213を形成する。半導体層213は
、上述した図2(B)に示した半導体層213と同じ材料を用いることができる。

0082

また、図15(B)の構造について説明する。図15(B)はトップゲート型構造と呼ば
れる構造である。

0083

基板100上には、モリブデン膜101、酸化モリブデン膜102、非金属無機膜103
、有機化合物膜104、及び無機絶縁膜105を積層する。無機絶縁膜105上にソース
電極及びドレイン電極414、415を形成する。次に、ソース電極及びドレイン電極4
14、415の間に半導体層413を形成する。次に、半導体層413とソース電極及び
ドレイン電極414、415とを覆うゲート絶縁膜442を形成する。次に、ゲート絶縁
膜442上にゲート電極441を形成する。ゲート電極441は、ゲート絶縁膜442を
介して半導体層413と重なる。

0084

このように様々な有機トランジスタの構造としても、本発明により、剥離を行うことが
できる。例えば、塗布法で形成された半導体層は、密着性が弱いが、酸化モリブデン膜近
傍を用いた本発明の剥離法を用いる場合、塗布法で形成された半導体層を用いても、モリ
ブデン膜近傍(本実施の形態では酸化モリブデン膜102と非金属無機膜103の界面)
で剥離できる。

0085

また、有機トランジスタに代えて、スパッタリング法やPLD法で作製されるZnOや亜
鉛ガリウムインジウムの酸化物を半導体層に用いたトランジスタを用いることもできる。
その場合、図15(A)や図15(B)の構造を適用することができる。また、ZnOや
亜鉛ガリウムインジウムの酸化物を半導体層に用いる場合にはゲート絶縁膜をアルミニウ
ムやチタンを含む酸化物とすることが好ましい。このようにプラズマが基板に照射される
プロセスを有するトランジスタを形成する際にも本発明は有用であり、プラズマに耐えう
る基板上にトランジスタを形成した後、プラズマへの耐久性の低い可撓性基板を貼り付け
、剥離することで発光装置を作製することができる。

0086

なお、発光装置の機械強度が低い場合には、剥離した面に接着層用いて可撓性基板を固定
してもよい。その場合は、温度変化によらず基板間隔を維持するため、可撓性基板225
と同じ熱膨張係数の可撓性基板を用いることが好ましい。

0087

また、本実施の形態は実施の形態1と自由に組み合わせることができる。例えば、実施
の形態1に示したアモルファス薄膜トランジスタに代えて実施の形態2に示した有機トラ
ンジスタを用いて液晶表示装置を作製することができる。また、実施の形態2に示した有
機トランジスタに代えて実施の形態1に示したアモルファス薄膜トランジスタを用いて発
光装置を作製することもできる。

0088

(実施の形態3)
ここでは可撓性基板にパッシブマトリクス型の発光装置を作製する例を図5乃至図9
用いて説明する。

0089

パッシブマトリクス型(単純マトリクス型)発光装置は、ストライプ状(帯状)に並列
れた複数の陽極と、ストライプ状に並列された複数の陰極とが互いに直交するように設け
られており、その交差部に発光層或いは蛍光層が挟まれた構造となっている。従って、選
択された(電圧印加された)陽極と選択された陰極との交点にあたる画素点灯するこ
とになる。

0090

図5(A)は、発光素子の第2の電極516に可撓性基板を貼り付ける前における画素
部の上面図を示す図であり、図5(A)中の鎖線A−A’で切断した断面図が図5(B)
であり、鎖線B−B’で切断した断面図が図5(C)である。

0091

基板100上には、実施の形態2と同様に、モリブデン膜101、酸化モリブデン膜1
02、非金属無機膜103、有機化合物膜104、及び無機絶縁膜105を積層する。無
機絶縁膜105上には、ストライプ状に複数の第1の電極513が等間隔で配置されてい
る。また、第1の電極513上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁514が設け
られ、開口部を有する隔壁514は絶縁材料(感光性または非感光性の有機材料(ポリイ
ミド、アクリルポリアミドポリイミドアミドレジストまたはベンゾシクロブテン)
、またはSOG膜(例えば、アルキル基を含むSiOx膜))で構成されている。なお、
各画素に対応する開口部が発光領域521となる。

0092

開口部を有する隔壁514上に、第1の電極513と交差する互いに平行な複数の逆テー
パ状の隔壁522が設けられる。逆テーパ状の隔壁522はフォトリソグラフィ法に従い
、未露光部分がパターンとしてポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッ
チングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。

0093

また、平行な複数の逆テーパ状の隔壁522を形成した直後における斜視図を図6に示
す。

0094

逆テーパ状の隔壁522の高さは、発光層を含む積層膜及び導電膜の膜厚より大きく設
定する。図6に示す構成を有する基板に対して発光層を含む積層膜と、導電膜とを積層形
成すると、図5に示すように電気的に独立した複数の領域に分離され、発光層を含む積層
膜515R、515G、515Bと、第2の電極516とが形成される。第2の電極51
6は、第1の電極513と交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極であ
る。なお、逆テーパ状の隔壁522上にも発光層を含む積層膜及び導電膜が形成されるが
、発光層を含む積層膜515R、515G、515B、及び第2の電極516とは分断さ
れている。

0095

ここでは、発光層を含む積層膜515R、515G、515Bを選択的に形成し、3種
類(R、G、B)の発光が得られるフルカラー表示可能な発光装置を形成する例を示して
いる。発光層を含む積層膜515R、515G、515Bはそれぞれ互いに平行なストラ
イプパターンで形成されている。

0096

また、全面に同じ発光色を発光する発光層を含む積層膜を形成し、単色の発光素子を設
けてもよく、モノクロ表示可能な発光装置、或いはエリアカラー表示可能な発光装置とし
てもよい。また、白色発光が得られる発光装置と、カラーフィルタと組み合わせることに
よってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。

0097

次に、FPCなどを実装した発光モジュールの上面図を図7に示す。

0098

なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス発光デバイス、もしくは光
源(照明装置含む)を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC(Flexib
le printed circuit)もしくはTAB(Tape Automate
d Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Packag
e)が取り付けられたモジュールTABテープやTCPの先にプリント配線板が設けら
れたモジュール、または発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりI
C(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

0099

図7に示すように画像表示を構成する画素部は、走査線群データ線群が互いに直交する
ように交差している。

0100

図5における第1の電極513が図7走査線602に相当し、第2の電極516がデ
タ線603に相当し、逆テーパ状の隔壁522が隔壁604に相当する。データ線60
3と走査線602の間には発光層が挟まれており、領域605で示される交差部が画素1
つ分となる。

0101

なお、データ線603は配線端で、導電層829、830で形成される接続配線608
と電気的に接続され、接続配線608が入力端子607を介してFPC609bに接続さ
れる。また、走査線602は入力端子606を介してFPC609aに接続される。

0102

次に、接着層を用いて可撓性基板を固定する。

0103

次に、基板100から発光素子を剥離する。なお、剥離した後、必要に応じて非金属無
機膜103を除去してもよい。

0104

また、必要であれば、発光素子の射出面に偏光板、又は円偏光板楕円偏光板を含む)
位相差板(λ/4板、λ/2板)、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けても
よい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けて映りこみを低減することができる
。また、表面の凹凸により反射光拡散し、ぎらつきを低減できるアンチグレア処理を施
すことができる。

0105

以上の工程でフレキシブルなパッシブマトリクス型の発光装置を作製できる。FPCを
実装する際には熱圧着を行うため、硬い基板上で行うことが好ましい。本発明により、F
PCを実装した後に剥離を行うことで、可撓性を有し、薄型の発光装置を作製することが
できる。

0106

また、図7では、駆動回路を基板上に設けていない例を示したが、以下に駆動回路を有す
ICチップを実装させた発光モジュールの作製方法の一例を、図8を用いて説明する。

0107

まず、基板100上に、実施の形態1と同様に、モリブデン膜、酸化モリブデン膜、絶
縁膜を積層する。この絶縁膜上に、下層反射性を有する金属膜、上層は透明な酸化物導
電膜とした積層構造を有する走査線602(陽極としても機能する)を形成する。同時に
接続配線608、709a、709b、および入力端子も形成する。

0108

次に、各画素に対応する開口部を有する隔壁を設ける。次に、開口部を有する隔壁(図
示しない。)上に、走査線602と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁604
を設ける。以上に示す工程を終えた段階での上面図を図8(A)に示す。

0109

次に、発光層を含む積層膜と、透明導電膜とを積層形成すると、図8(B)に示すよう
に電気的に独立した複数の領域に分離され、発光層を含む積層膜と、透明導電膜からなる
データ線603とが形成される。透明導電膜からなるデータ線603は、走査線602と
交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極である。

0110

次に、画素部の周辺(外側)の領域に、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成され
た走査線側IC706、データ線側IC707をCOG方式によりそれぞれ実装する。C
G方式以外の実装技術としてTCPやワイヤボンディング方式を用いて実装してもよい
。TCPはTABテープにICを実装したものであり、TABテープを素子形成基板上の
配線に接続してICを実装する。走査線側IC706、およびデータ線側IC707は、
シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチッ
ク基板上に薄膜トランジスタで駆動回路を形成したものであってもよい。また、片側に一
つのICを設けた例を示しているが、片側に複数個に分割して設けても構わない。

0111

なお、データ線603は配線端で接続配線608と電気的に接続され、接続配線608
がデータ線側IC707と接続される。これはデータ線側IC707を逆テーパ状の隔壁
604上に設けることが困難だからである。

0112

以上のような構成で設けられた走査線側IC706は接続配線709aを介してFPC
711aに接続される。また、データ線側IC707は接続配線709bを介してFPC
711bに接続される。

0113

さらに、ICチップ712(メモリチップCPUチップ電源回路チップなど)を実
装して集積化を図っている。

0114

次に、ICチップ712を覆うように、接着層を用いて可撓性基板を固定する。

0115

次に、基板100から発光素子を剥離する。なお、剥離した後、必要に応じて非金属無
機膜103を除去してもよい。このときの図8(B)の鎖線C−Dで切断した断面構造の
一例を図9に示す。

0116

走査線602は2層の積層構造であり、下層812は反射性を有する金属膜であり、上層
813は透明な酸化物導電膜である。上層813は仕事関数の高い導電膜を用いることが
好ましく、インジウム錫酸化物(ITO)の他、例えば、Si元素を含むインジウム錫酸
化物や酸化インジウム酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(Indium Zinc
Oxide)などの透明導電材料、もしくはこれらを組み合わせた化合物を含む膜を用
いることができる。また、下層812は、Ag膜、Al膜、またはAl合金膜を用いる。

0117

隣り合う走査線同士を絶縁化するための隔壁514は樹脂で形成されており、隔壁で囲
まれた領域が発光領域と対応して同一面積になっている。

0118

データ線603(陰極)は、走査線602(陽極)と交差するように形成されている。デ
ータ線603(陰極)は、ITOや、Si元素を含むインジウム錫酸化物や、酸化インジ
ウムに酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZOなどの透明導電膜を用いる。本実施の形態で
は、発光が可撓性基板820を通過する上方射出型の発光装置の例であるのでデータ線6
03は透明であることが重要である。

0119

また、発光層を有する積層膜815を挟んで走査線とデータ線の交点に位置する発光素子
を複数配置した画素部、端子部、及び周辺部には、接着層817で可撓性基板820が貼
り付けられる。接着層817としては、紫外線硬化樹脂熱硬化樹脂シリコーン樹脂
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、PVC(ポリビニルク
ライド)、PVB(ポリビニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテート
を用いることが可能である。

0120

端子部には接続配線709bが形成され、この部分で外部回路と接続するFPC711
b(フレキシブルプリント配線板)を貼り合わせる。接続配線709bは、反射性を有す
る金属膜827と、透明な酸化物導電膜826と、第2の電極から延在した酸化導電膜
の積層で構成しているが、特に限定されない。

0121

FPC711bを実装する方法は異方導電性材料もしくはメタルバンプを用いた接続方法
またはワイヤボンディング方式を採用することができる。図9では異方性導電接着材83
1を用いて接続を行っている。

0122

また、画素部の周辺には、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成されたデータ線側
IC707を異方導電性材料824、825により電気的に接続している。また、カラー
表示に対応した画素部を形成するためには、XGAクラスでデータ線の本数が3072本
であり走査線側が768本必要となる。このような数で形成されたデータ線及び走査線は
画素部の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ICの出力端子ピッチに合わ
せて集める。

0123

以上の工程で外側に非金属無機膜103が形成された有機化合物膜104と可撓性基板
820で封止され、ICチップが実装された発光モジュールを作製できる。ICチップを
実装する際には熱圧着を行うため、硬い基板上で行うことが好ましく、本発明により、I
チップを実装した後に剥離を行って、発光装置を作製することができる。

0124

(実施の形態4)
本実施の形態では、無線チップとして機能する半導体装置を作製する形態を示す。本実施
の形態で示す半導体装置は、非接触でデータの読み出しと書き込みが可能であることを特
徴としており、データの伝送形式は、一対のコイルを対向に配置して相互誘導によって交
信する電磁結合方式誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式電波を利用して交信す
電波方式の3つに大別されるが、いずれの方式を用いてもよい。

0125

また、データの伝送に用いるアンテナは2通りの設け方があり、1つは複数の素子および
記憶素子が設けられた半導体部品(以下、素子基板と示す。)に端子部を設け、別の基板
に設けられたアンテナを当該端子部に接続して設ける場合、もう1つは、複数の半導体素
子、受動素子等が設けられた素子基板上にアンテナを作りこむ場合がある。

0126

別の基板に設けられたアンテナを素子基板の端子部に接続して、アンテナを設ける場合の
作製方法を以下に示す。

0127

まず、実施の形態1と同様に、図10(A)に示すように、基板100上にモリブデン膜
101を形成し、モリブデン膜101上に酸化モリブデン膜102を形成し、酸化モリブ
デン膜102上に非金属無機膜103を形成し、非金属無機膜103上に有機化合物膜1
04を形成する。なお、必要であれば、実施の形態1に示すように、有機化合物膜104
上に無機絶縁膜105を形成してもよい。

0128

次に、図10(B)に示すように、有機化合物膜104上にアンテナとして機能する導電
層904を形成する。アンテナとして機能する導電層904は、金、銀、銅等の導電体
有する液滴やペーストを液滴吐出法(インクジェット法、ディスペンス法など)により吐
出し、乾燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナとして機能する導電層904を
形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。また
スクリーン印刷法を用いて導電層904を形成してもよい。スクリーン印刷法を用いる
場合、アンテナとして機能する導電層904の材料としては、粒径が数nmから数十μm
導電体粒子有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷する。
導電体粒子としては、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、白金(
Pt)、パラジウム(Pd)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)およびチタン(T
i)等のいずれか一つ以上の金属粒子ハロゲン化銀微粒子、または分散性ナノ粒子
用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダ
ー、溶媒分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用
いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂が挙げられ
る。また、導電層904の形成にあたり、導電性のペーストを押し出した後に焼成するこ
とが好ましい。また、はんだ鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよく、
この場合は粒径20μm以下の微粒子を用いることが好ましい。はんだや鉛フリーはんだ
は、低コストであるといった利点を有している。また、上述した材料以外にも、セラミッ
クやフェライト等をアンテナに適用してもよい。

0129

スクリーン印刷法や液滴吐出法を用いてアンテナを作製する場合、所望の形状に形成した
後、焼成を行う。この焼成温度は、200℃〜300℃である。200℃未満でも焼成は
可能であるが、200℃未満の場合、アンテナの導電性が確保できないばかりかアンテナ
通信距離までも短くなってしまう恐れがある。これらの点を考慮するとアンテナは、別
の基板、即ち耐熱性を有する基板上に形成した後、剥離して素子基板と接続することが好
ましい。

0130

また、アンテナは、スクリーン印刷法の他にもグラビア印刷等を用いてもよいし、メッ
キ法等を用いて、導電性材料により形成することができる。

0131

次に、図10(C)に示すように剥離を行って、基板100から、非金属無機膜103を
分離する。本発明の酸化モリブデン膜を用いた剥離方法は比較的弱い力を加えるだけで剥
離を行うことができるため、歩留まりが向上する。また、本発明の酸化モリブデン膜近傍
を用いた剥離方法は、500℃以上の熱処理を必要とせず、比較的弱い力を加えるだけな
ので、剥離の際に有機化合物膜104の変形が抑えられ、導電層904へのダメージも少
なくすることができる。なお、剥離工程の後、必要に応じて非金属無機膜103を除去し
てもよい。

0132

次に、図10(D)に示すように有機化合物膜104において導電層904が設けられて
いる面に素子基板907を配置する。異方性導電材料を用いて圧着することで素子基板の
端子部と導電層904との電気的な導通をとる。

0133

なお、図10においては、基板100から導電層904を含む積層体を剥離した後、導
電層904と素子基板907とを接続したが、その代わりに、導電層904を焼成し、導
電層904に素子基板907を接続した後、基板100から導電層904を含む積層体を
剥離しても良い。

0134

また、導電層904を含む積層体に複数のアンテナとして機能する導電層が形成される
場合、当該積層体を分断し、アンテナとして機能する導電層904を有する複数の積層体
を形成した後、当該導電層904に素子基板を接続してもよい。

0135

また、図10(D)では有機化合物膜104に比較して小さい面積の素子基板907を
設けた例を示したが、特に限定されず、有機化合物膜104とほぼ同じ面積の素子基板を
設けてもよいし、有機化合物膜104よりも大きな面積の素子基板を設けてもよい。

0136

以上の工程により、ICタグとして機能する半導体装置が完成する。上記半導体装置は、
薄型であり可撓性を有する。また、酸化モリブデン膜及びアンテナとして機能する導電層
の間に有機化合物膜を設けることで、当該有機化合物膜を半導体装置の支持部材として機
能させることが可能である。このため、半導体装置を支持するための支持基板を必要以上
に設けなくともよく、コスト削減が可能である。

0137

なお、最後に、保護のため、素子基板907を覆うように、有機化合物膜104と、も
う一枚の可撓性基板を貼り付けてもよい。

0138

次に、素子および記憶素子が設けられた素子基板上にアンテナを形成して、無線チップ
として機能する半導体装置を作製する方法について、図3を用いて説明する。

0139

実施の形態1と同様に、図3(A)に示すように、基板100上にモリブデン膜101
を形成し、モリブデン膜101上に、酸化モリブデン膜102を形成し、酸化モリブデン
膜102上に非金属無機膜103を形成し、非金属無機膜103上に有機化合物膜104
を形成し、有機化合物膜104上に無機絶縁膜105を形成する。

0140

次に、無機絶縁膜105上に非晶質半導体膜を形成する。非晶質半導体膜は実施の形態
1に示す非晶質半導体膜108と同様に形成する。ここでは、プラズマCVD法により、
厚さ10nm以上100nm以下、好ましくは20nm以上80nm以下の非晶質珪素膜
を形成する。

0141

次に、非晶質半導体膜にレーザビーム302を走査して、結晶性半導体膜を形成する。
図3(A)においては、非晶質半導体膜301にレーザビームを走査するレーザーアニー
ル法により結晶性半導体膜303を形成する例を示している。

0142

結晶化をレーザーアニール法にて行う場合には、パルス発振型または連続発光型のレーザ
を用いることができる。また、レーザ波長は、半導体膜に効率よくレーザビームが吸収さ
れるように可視紫外領域(800nm以下)、好ましくは紫外領域(400nm以下)
とする。レーザ発振器としては、KrF、ArF、XeCl、XeF等のエキシマレーザ
発振器、N2、He、He−Cd、Ar、He−Ne、HF等の気体レーザ発振器、YA
G、GdVO4、YVO4、YLF、YAlO3、ScO3、Lu2O3、Y2O3など
の結晶にCr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti、Yb、又はTmをドープした結晶
を使った固体レーザ発振器ヘリウムカドミウム発振器等の金属蒸気レーザ発振器等を用
いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第3高調波〜第5高調
波を適用するのが好ましい。レーザ光は光学系により集光して利用するが、例えば線状に
加工してレーザーアニールを行う。レーザーアニール条件は実施者が適宜選択するもので
あるが、その一例としてレーザーパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー
度を100〜500mJ/cm2(代表的には300〜400mJ/cm2)とする。そ
して線状ビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状ビームの重ね合わせ率(オーバ
ラップ率)を80〜98%として行う。このようにして結晶性半導体膜を形成すること
ができる。

0143

ここでは、エキシマレーザビームを非晶質珪素膜に照射して結晶性珪素膜を形成する。

0144

なお、非晶質半導体膜から水素噴出するのを防ぐため、非晶質珪素膜にレーザビーム
を照射する前に、結晶化するためのレーザビームより弱いエネルギーのレーザビームを照
射して、非晶質珪素膜中の水素を除去することが好ましい。

0145

次に、結晶性半導体膜303を選択的にエッチングして半導体層321、322を形成
する。ここでは、結晶性半導体膜のエッチング方法としては、ドライエッチング、ウェ
トエッチング等を用いることができる。ここでは、結晶性半導体膜上にレジストを塗布し
た後、露光及び現像を行ってレジストマスクを形成する。次に、レジストマスクを用いて
SF6:O2の流量比を4:15としたドライエッチング法により、結晶性半導体膜を選
択的にエッチングする。この後、レジストマスクを除去する。

0146

次に、半導体層321、322上にゲート絶縁膜323を形成する。ゲート絶縁膜32
3は、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素等の単層又は積層
構造で形成する。ここでは、厚さ115nmの窒素を含む酸化珪素をプラズマCVD法に
より形成する。

0147

次にゲート電極324、325を形成する。ゲート電極324、325は、金属又は一
導電型の不純物を添加した多結晶半導体で形成することができる。金属を用いる場合は、
タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、アルミ
ニウム(Al)などを用いることができる。また、金属を窒化させた金属窒化物を用いる
ことができる。或いは、当該金属窒化物からなる第1の層と当該金属から成る第2の層と
を積層させた構造としても良い。また、液滴吐出法を用いて微粒子を含むペーストをゲー
ト絶縁膜上に吐出し、乾燥・焼成して形成することができる。また、ゲート絶縁膜上に、
微粒子を含むペーストを印刷法により印刷し、乾燥・焼成して形成することができる。微
粒子の代表例としては、金、銅、金と銀の合金、金と銅の合金、銀と銅の合金、金と銀と
銅の合金のいずれかを主成分とする微粒子でもよい。ここでは、ゲート絶縁膜323上に
、膜厚30nmmの窒化タンタル膜及び、膜厚370nmのタングステン膜スパッタ
ング法により形成した後、フォトリソグラフィ工程により形成したレジストマスクを用い
て窒化タンタル膜、及びタングステン膜を選択的にエッチングして、窒化タンタル膜の端
部がタングステン膜の端部より外側に突き出した形状のゲート電極324、325を形成
する。

0148

次に、ゲート電極324、325をマスクとして、半導体層321、322にそれぞれ
n型を付与する不純物元素及びp型を付与する不純物元素を添加して、ソース領域及びド
レイン領域326〜329を形成する。また、ゲート電極324、325の一部に重複
低濃度不純物領域331〜334を形成する。ここでは、ソース領域及びドレイン領域
326〜329、及び低濃度不純物領域331〜334に、n型を付与する不純物元素で
あるリンドーピングする。

0149

この後、半導体膜に添加した不純物元素を活性化してもよい。ここでは、レーザビーム
を照射して不純物の活性化をしてもよい。以上の工程により、薄膜トランジスタ320a
、320bを形成する。なお、薄膜トランジスタ320a、320bとしてはnチャネル
型の薄膜トランジスタを形成する。また、図示しないが、pチャネル型の薄膜トランジス
タ及びnチャネル型の薄膜トランジスタにより駆動回路を構成する。

0150

次に、薄膜トランジスタ320a、320bのゲート電極及び配線を絶縁化する層間絶
縁膜を形成する。ここでは、層間絶縁膜として酸化珪素膜335a、窒化珪素膜335b
、及び酸化珪素膜335cを積層して形成する。また、層間絶縁膜の一部である酸化珪素
膜335c上に薄膜トランジスタ320a、320bのソース領域及びドレイン領域32
6〜329に接続する配線336〜339を形成する。ここでは、スパッタリング法によ
り、Ti膜100nm、Al膜333nm、Ti膜100nmを連続した後、フォトリソ
グラフィ工程によって形成したレジストマスクを用いて選択的にエッチングして、配線3
36〜339を形成する。その後、レジストマスクを除去する。

0151

次に、薄膜トランジスタ320bに接続する配線339上にアンテナとして機能する導
電層313を形成する。アンテナとして機能する導電層313は、図10に示すアンテナ
として機能する導電層904と同様に形成することができる。また、スパッタリング法に
より導電層を形成した後、フォトリソグラフィ工程により形成したマスクで選択的に導電
層をエッチングして、アンテナとして機能する導電層313を形成することができる。

0152

この後、アンテナとして機能する導電層313及び層間絶縁膜上にパッシベーション膜
14を形成してもよい。パッシベーション膜314を形成することで、アンテナとして機
能する導電層313や薄膜トランジスタ320a、320bが外部の水分や酸素、不純物
により汚染されるのを回避することができる。パッシベーション膜314としては、窒化
珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、DLC(ダイヤモンドライクカーボン
炭化窒素等で形成する。

0153

次に、図3(C)に示すように、パッシベーション膜314上に接着層341を用いて
可撓性基板342を固定する。

0154

次に、基板100から、非金属無機膜103、有機化合物膜104、薄膜トランジスタ3
20a、320b、アンテナとして機能する導電層313、及び可撓性基板342を含む
積層体343を剥離する。酸化モリブデン膜は脆いため、比較的弱い力で積層体を基板か
ら剥離することができる。なお、剥離した後、必要に応じて非金属無機膜103を除去し
てもよい。

0155

なお、非金属無機膜103、有機化合物膜104、薄膜トランジスタ320a、320b
、アンテナとして機能する導電層313、及び可撓性基板342を含む積層体343に複
数の半導体装置が含まれる場合、当該積層体を分断して、複数の半導体装置を切り出して
もよい。このような工程により、一度の剥離工程により複数の半導体装置を作製すること
ができる。

0156

以上の工程により、ICタグとして機能する半導体装置344が完成する。本実施の形
態の半導体装置は、薄型であり可撓性を有する。また、酸化モリブデン膜及び薄膜トラン
ジスタの間に有機化合物膜を設けることで、当該有機化合物膜を半導体装置の支持部材と
して機能させることが可能である。このため、半導体装置を支持するための支持基板を必
要以上に設けなくともよく、コスト削減が可能である。

0157

ここでは、半導体装置における信号の伝送方式として、電磁結合方式または電磁誘導方式
(例えば13.56MHz帯)を適用する。磁界密度の変化による電磁誘導を利用するた
め、図10(D)では、アンテナとして機能する導電層の上面形状を輪状(例えば、ルー
プアンテナ)、らせん状(例えば、スパイラルアンテナ)に形成しているが特に形状は限
定されない。

0158

また、半導体装置における信号の伝送方式として、マイクロ波方式(例えば、UHF帯
860〜960MHz帯)、2.45GHz帯等)を適用することもできる。その場合に
は、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電層の長さ等
の形状を適宜設定すればよい。有機化合物膜104上に形成された、アンテナとして機能
する導電層912、集積回路を有するチップ状の半導体装置913の例を図11(A)〜
(D)に一例を示す。例えば、アンテナとして機能する導電層の上面形状を線状(例えば
ダイポールアンテナ図11(A)参照))、平坦な形状(例えば、パッチアンテナ
図11(B)参照))またはリボン型の形状(図11(C)、(D)参照)等に形成する
ことができる。また、アンテナとして機能する導電層の形状は線状に限られず、電磁波の
波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。

0159

また、以上の工程により得られた半導体装置の構成について、図12(A)を参照して
説明する。図12(A)に示すように、本発明で得られる半導体装置1120は、非接触
でデータを交信する機能を有し、電源回路1111、クロック発生回路1112、データ
復調又は変調回路1113、他の回路を制御する制御回路1114、インターフェイス
路1115、記憶回路1116、データバス1117、アンテナ1118、センサ112
1、センサ回路1122を有する。

0160

電源回路1111は、アンテナ1118から入力された交流信号を基に、半導体装置11
20の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路111
2は、アンテナ1118から入力された交流信号を基に、半導体装置1120の内部の各
回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調又は変調回路111
3は、通信機1119と交信するデータを復調又は変調する機能を有する。制御回路11
14は、記憶回路1116を制御する機能を有する。アンテナ1118は、電波の送受信
を行う機能を有する。通信機1119は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関
する処理を制御する。なお、半導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリ
ミッタ回路暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい

0161

記憶回路1116は、一対の導電層間に有機化合物層又は相変化層が挟まれた記憶素子を
有することを特徴とする。なお、記憶回路1116は、一対の導電層間に有機化合物層又
は相変化層が挟まれた記憶素子のみを有していてもよいし、他の構成の記憶回路を有して
いてもよい。他の構成の記憶回路とは、例えば、DRAM、SRAM、FeRAM、マス
クROM、PROMEPROM、EEPROM及びフラッシュメモリから選択される1
つ又は複数に相当する。

0162

センサ1121は抵抗素子、容量結合素子誘導結合素子光起電力素子光電変換素子
熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタダイオードなどの半導体素子で形成される
。センサ回路1122はインピーダンスリアクタンスインダクタンス、電圧又は電流
の変化を検出し、アナログデジタル変換(A/D変換)して制御回路1114に信号を
出力する。

0163

本実施の形態は、実施の形態1や実施の形態2と自由に組み合わせることができる。例
えば、実施の形態1や実施の形態2で得られる薄膜トランジスタを用いて集積回路を形成
し、剥離を行った素子基板と、本実施の形態で得られるアンテナが設けられた可撓性基板
とを貼り合わせて電気的な導通を行うことができる。

0164

本発明によりプロセッサ回路を有するICタグ(以下、ICチップ、プロセッサチップ
、無線チップ、無線プロセッサ無線メモリ無線タグともよぶ)として機能する半導体
装置を形成することができる。本発明で得られる半導体装置の用途は広範にわたるが、例
えば、紙幣硬貨有価証券類証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒
体、身の回り品、乗物類、食品類衣類保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器
等に設けて使用することができる。

0165

紙幣、硬貨とは、市場流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用する
もの(金券)、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手証券約束手形等を指し
、プロセッサ回路を有するICタグ90を設けることができる(図13(A)参照)。証
書類とは、運転免許証住民票等を指し、ICタグ91を設けることができる(図13
B)参照)。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、ICタグ96を設けることが
できる(図13(C)参照)。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指
す。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指し、ICタグ93を設け
ることができる(図13(D)参照)。書籍類とは、書物を指し、ICタグ94を設ける
ことができる(図13(E)参照)。記録媒体とは、DVDソフト、ビデオテープ等を指
し、ICタグ95を設けることができる(図13(F)参照)。身の回り品とは、鞄、眼
鏡等を指し、プロセッサ回路を有するチップ97を設けることができる(図13(G)参
照)。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服履物等を指す。保健用品類
とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具照明器具等を指す。薬品類
とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置テレビジョ
ン装置(テレビ受像機薄型テレビ受像機)、携帯電話等を指す。

0166

本発明で得られる半導体装置は、プリント基板への実装、表面への貼着、埋め込み等によ
り、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージ
なら当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される。本発明の半導体装置は、小
型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後も、その物品自体デザイン性を損な
うことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本発明で得ら
れる半導体装置を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用
すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食
品類、衣類、生活用品類、電子機器等に本発明で得られる半導体装置を設けることにより
検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。

0167

次に、本発明で得られる半導体装置を実装した電子機器の一態様について図面を参照して
説明する。ここで例示する電子機器は携帯電話機であり、筐体2700、2706、パネ
ル2701、ハウジング2702、プリント配線基板2703、操作ボタン2704、バ
テリー2705を有する(図12(B)参照)。パネル2701はハウジング2702
に脱着自在に組み込まれ、ハウジング2702はプリント配線基板2703に嵌着される
。ハウジング2702はパネル2701が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法
が適宜変更される。プリント配線基板2703には、パッケージングされた複数の半導体
装置が実装されており、このうちの1つとして、本発明で得られる半導体装置を用いるこ
とができる。プリント配線基板2703に実装される複数の半導体装置は、コントローラ
中央処理ユニット(CPU、Central Processing Unit)、メ
モリ、電源回路、音声処理回路送受信回路等のいずれかの機能を有する。

0168

パネル2701は、接続フィルム2708を介して、プリント配線基板2703と接続さ
れる。上記のパネル2701、ハウジング2702、プリント配線基板2703は、操作
ボタン2704やバッテリー2705と共に、筐体2700、2706の内部に収納され
る。パネル2701が含む画素領域2709は、筐体2700に設けられた開口窓から視
認できるように配置されている。

0169

上記の通り、本発明で得られる半導体装置は、可撓性基板を用いるため、薄型、軽量であ
ることを特徴としており、上記特徴により、電子機器の筐体2700、2706内部の限
られた空間を有効に利用することができる。

0170

なお、筐体2700、2706は、携帯電話機の外観形状を一例として示したものであり
、本実施の形態に係る電子機器は、その機能や用途に応じて様々な態様に変容しうる。

0171

(実施の形態5)
ここでは非晶質半導体膜を用いた半導体素子を有する半導体装置を作製する例を、図4
用いて説明する。非晶質半導体膜を用いた半導体素子としては、薄膜トランジスタ、ダイ
オード、抵抗素子等がある。ここでは、非晶質半導体膜を用いた半導体素子としてダイオ
ードを用いた光電変換素子の例を用いて示す。

0172

実施の形態1と同様に、基板100上にモリブデン膜101を形成し、モリブデン膜10
1上に、酸化モリブデン膜102を形成し、酸化モリブデン膜102上に非金属無機膜1
03を形成し、非金属無機膜103上に有機化合物膜104を形成する。ここまでの工程
が終了した段階での断面工程図を図4(A)に示す。

0173

次に、有機化合物膜104上に無機絶縁膜105を形成し、無機絶縁膜105上に第一の
導電層242a〜242cを形成する。次に、第1の導電層242a〜242cの一部を
露出させるように光電変換層243a〜243cを形成する。次に、光電変換層243a
〜243c上であり、且つ第1の導電層242a〜242cの露出部の一部に第2の導電
層244a〜244cを形成する。ここでは、第1の導電層242a、光電変換層243
a、及び第2の導電層244aにより光電変換素子241aを構成する。また、第1の導
電層242b、光電変換層243b、及び第2の導電層244bにより光電変換素子24
1bを構成する。また、第1の導電層242c、光電変換層243c、及び第2の導電層
244cにより光電変換素子241cを構成する。なお、光電変換素子241a〜241
cが直列接続となるように、光電変換素子241aの第2の導電層244aは、第2の光
変換素子241bの第1の導電層242bと接するように形成する。また、光電変換
子241bの第2の導電層244bは、第3の光電変換素子241cの第1の導電層24
2cと接するように形成する。光電変換素子241cの第2の導電層244cは、第4の
光電変換素子の第1の導電層と接するように形成する。

0174

有機化合物膜104側から光が入射する場合は、第1の導電層242a〜242cを、非
晶質半導体膜で形成される光電変換層243a〜243cとオーム接触が可能であり、且
つ透光性を有する導電膜を用いる。代表的には、ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)
、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3—ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化珪素
を含む酸化インジウムスズ等を用いることができる。また、第2の導電層244a〜24
4cとしては、非晶質半導体膜で形成される光電変換層243a〜243cとオーム接触
が可能な金属膜で形成する。この代表例としては、アルミニウム(Al)、チタン(Ti
)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、パラジウム(Pd)、タ
タル(Ta)、タングステン(W)、白金(Pt)、金(Au)から選ばれた一元素、
又は該元素を50%以上含む合金材料で形成されている。

0175

一方、第2の導電層244a〜244c側から光が入射する場合、第1の導電層242a
〜242cに、非晶質半導体膜で形成される光電変換層243a〜243cとオーム接触
が可能な金属膜を用い、第2の導電層244a〜244cに非晶質半導体膜で形成される
光電変換層243a〜243cとオーム接触が可能であり、且つ透光性を有する電極を用
いる。

0176

光電変換層243a〜243cとしては、非晶質半導体膜を有する半導体層で形成するこ
とができる。この代表例としては、非晶質珪素層、非晶質シリコンゲルマニウム層、炭化
シリコン層、又はこれらのPN接合層PIN接合層が挙げられる。本実施形態では、P
IN接合のアモルファスシリコンで光電変換層243a〜243cを形成する。

0177

第2の導電層244a〜244c上に接着材246を用いて可撓性基板245を貼り付け
ても良い。

0178

次に、基板100から、非金属無機膜103、有機化合物膜104、光電変換素子241
a〜241c、及び可撓性基板245を含む積層体247を剥離する。酸化モリブデン膜
は脆いため、比較的弱い力で剥離を行うことができる。なお、剥離した後、必要に応じて
非金属無機膜103を除去してもよい。

0179

なお、非金属無機膜103、有機化合物膜104、光電変換素子241a〜241c、及
び可撓性基板245を含む積層体247に複数の半導体装置が含まれる場合、当該積層体
を分断して、複数の半導体装置を切り出してもよい。このような工程により、一度の剥離
工程により複数の半導体装置248を作製することができる。

0180

以上の工程で可撓性を有し、薄型な半導体装置を作製することができる。

0181

また、本実施の形態により作製される半導体装置を組み込むことによって、様々な電子
機器を作製することができる。電子機器としては、携帯電話、ノート型パーソナルコンピ
ュータ、ゲーム機カーナビゲーション携帯オーディオ機器ハンディAV機器、デジ
タルカメラフィルムカメラインスタントカメラ等のカメラ、室内用エアコン、カーエ
アコン、換気空調設備電気ポット、CRTプロジェクションTV、照明機器照明
設備などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を以下に示す。

0182

本実施の形態の光電変換素子を光センサとして機能させ、当該光センサを、ディスプレ
輝度バックライト照度の最適調整及びバッテリーセーブ用のセンサとして、携帯電話
ノート型パーソナルコンピュータデジタルカメラ、ゲーム機、カーナビゲーション、
携帯オーディオ機器などに用いることができる。また、本実施の形態の光電変換素子を太
電池として機能させ、当該太陽電池をバッテリーとしてこれらの電子機器に設けること
ができる。これらの半導体装置は、小型であり、高集積することが可能であるため、電子
機器の小型化を図ることが可能である。

0183

また、本実施の形態の光電変換素子を光センサとして機能させ、当該光センサを、バッ
クライトLEDや冷陰極管のON/OFF制御、バッテリーセーブ用のセンサとして、
携帯電話キースイッチ、ハンディAV機器に搭載することができる。光センサを搭載する
ことにより、明るい環境ではスイッチをOFFにして、長時間ボタン操作によるバッテリ
ー消耗を軽減することが可能である。本発明の半導体装置は、小型であり、高集積するこ
とが可能であるため、電子機器の小型化、及び省消費電力化を図ることが可能である。

0184

また、本実施の形態の光電変換素子を光センサとして機能させ、当該光センサを、フラ
ッシュ調光絞り制御用センサとしてデジタルカメラやフィルムカメラやインスタント
メラ等のカメラに搭載することが可能である。また、本実施の形態の光電変換素子を太陽
電池として機能させ、当該太陽電池をバッテリーとしてこれらの電子機器に設けることが
できる。これらの半導体装置は、小型であり、高集積することが可能であるため、電子機
器の小型化を図ることが可能である。

0185

また、本実施の形態の光電変換素子を光センサとして機能させ、当該光センサを、風量
温度制御用のセンサとして、室内用エアコン、カーエアコン、換気・空調設備に搭載す
ることが可能である。本発明の半導体装置は、小型であり、高集積することが可能である
ため、電子機器の小型化を図ることが可能である。省電力化を図ることが可能である。

0186

また、本実施の形態の光電変換素子を光センサとして機能させ、当該光センサを、保温
温度制御用のセンサとして電気ポットに搭載することが可能である。本実施の形態の光セ
ンサにより、室内消灯後は、保温温度を低く設定することが可能である。また、小型かつ
薄型であるため、任意の場所に搭載することが可能であり、この結果省電力化をはかるこ
とが可能である。

0187

また、本実施の形態の光電変換素子を光センサとして機能させ、当該光センサを、走査
位置調整用(RGB走査線の位置あわせ(Digital Auto Converg
ence))センサとして、CRT式プロジェクションTVのディスプレイに搭載するこ
とが可能である。本発明の半導体装置は、小型であり、高集積することが可能であるため
、電子機器の小型化を図ることが可能であり、かつ任意の領域にセンサを搭載することが
可能である。また、CRT式プロジェクションTVの高速自動制御が可能となる。

0188

また、本実施の形態の光電変換素子を光センサとして機能させ、当該光センサを、各種
照明機器、照明設備のON/OFF制御用センサとして、家庭用各種照明器具、屋外灯
街路灯無人公共設備競技場自動車電卓等に用いることができる。本発明のセンサ
により、省電力化が可能である。また、本実施の形態の光電変換素子を太陽電池として機
能させ、当該太陽電池をバッテリーとしてこれらの電子機器に設けることで、バッテリー
の大きさを薄型化することが可能となり、電子機器の小型化を図ることが可能である。
(実施の形態6)

0189

本発明により得られる液晶表示装置や発光装置によって、様々なモジュール(アクティブ
マトリクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型ELモジュール)に用いることが
できる。即ち、それらを表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。

0190

その様な電子機器としては、ビデオカメラやデジタルカメラ等のカメラ、ヘッドマウン
トディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、プロジェクタ、カー
ステレオパーソナルコンピュータ携帯情報端末モバイルコンピュータ、携帯電話ま
たは電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図14に示す。

0191

図14(A)、(B)はテレビジョン装置である。表示パネルには、画素部のみが形成
されて走査線側駆動回路信号線側駆動回路とが、TAB方式により実装される場合と、
COG方式により実装される場合と、薄膜トランジスタを形成し、画素部と走査線側駆動
回路を基板上に一体形成し信号線側駆動回路を別途ドライバICとして実装する場合、ま
た画素部と信号線側駆動回路と走査線側駆動回路を基板上に一体形成する場合などがある
が、どのような形態としても良い。

0192

その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナで受信した信号のう
ち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各
色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路と、その映像信号をドライバICの入力
仕様に変換するためのコントロール回路などからなっている。コントロール回路は、走査
線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号
分割回路を設け、入力デジタル信号を複数に分割して供給する構成としても良い。

0193

チューナで受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路に送られ、その出力は
音声信号処理回路を経てスピーカーに供給される。制御回路は受信局受信周波数)や音
量の制御情報を入力部から受け、チューナや音声信号処理回路に信号を送出する。

0194

表示モジュールを、図14(A)、(B)に示すように、筐体に組みこんで、テレビジ
ョン装置を完成させることができる。FPCまで取り付けられた表示パネルのことを表示
モジュールとも呼ぶ。表示モジュールにより主画面2003が形成され、その他付属設備
としてスピーカー部2009、操作スイッチなどが備えられている。このように、テレビ
ジョン装置を完成させることができる。

0195

図14(A)に示すように、筐体2001に表示素子を利用した表示用パネル2002
が組みこまれ、受信機2005により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム2004
を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向(送信者から
受信者)又は双方向(送信者と受信者間、又は受信者間同士)の情報通信をすることもで
きる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン操作
機2006により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する
表示部2007が設けられていても良い。

0196

また、テレビジョン装置にも、主画面2003の他にサブ画面2008を第2の表示用
パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成
において、主画面2003を視野角の優れたEL表示用パネルで形成し、サブ画面を低消
電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化優先させ
るためには、主画面2003を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をEL表示用パネル
で形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。

0197

図14(B)は例えば20〜80インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であ
り、筐体2010、操作部であるキーボード部2012、表示部2011、スピーカー部
2013等を含む。本発明は、表示部2011の作製に適用される。図14(B)の表示
部は、わん曲可能な可撓性基板を用いているので、表示部がわん曲したテレビジョン装置
となっている。このように表示部の形状を自由に設計することができるので、所望な形状
のテレビジョン装置を作製することができる。

0198

本発明により、簡略な工程で表示装置を形成できるため、コストダウンも達成できる。
よって本発明を用いたテレビジョン装置では、大画面の表示部を有しても低いコストで形
成できる。

0199

勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをは
じめ、鉄道空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など大面積の
表示媒体としても様々な用途に適用することができる。

0200

また、図14(C)は携帯情報端末(電子書籍)であり、本体3001、表示部300
2、3003、記憶媒体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006等を含む。
本発明の剥離方法は表示部3002、3003に適用することができる。可撓性基板を用
いて携帯情報端末の薄型化及び軽量化を図ることができる。

0201

本実施の形態は、実施の形態1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることができる

0202

(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態6に記載の表示部として電気泳動表示装置を用いる例を示
す。代表的には図14(C)に示す携帯情報端末(電子書籍)の表示部3002、または
表示部3003に適用する。

0203

電気泳動表示装置(電気泳動ディスプレイ)は、電子ペーパーとも呼ばれており、紙と
同じ読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能とい
う利点を有している。

0204

電気泳動ディスプレイは、様々な形態が考えられ得るが、プラスの電荷を有する第1の
粒子と、マイナスの電荷を有する第2の粒子と、溶媒とを含むマイクロカプセルを複数有
するものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロカプセル中
の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示するものであ
る。なお、第1の粒子または第2の粒子は染料を含み、電界がない場合において移動しな
いものである。また、第1の粒子の色と第2の粒子の色は異なるもの(無色を含む)とす
る。

0205

このように、電気泳動ディスプレイは、誘電定数の高い第1の粒子または第2の粒子が
高い電界領域に移動する、いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。電気
泳動ディスプレイは、液晶表示装置には必要な偏光板、対向基板も電気泳動表示装置には
必要なく、厚さや重さが半減する。

0206

上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、
この電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。ま
た、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。

0207

また、基板上に適宜、二つの電極の間に挟まれるように上記マイクロカプセルを複数配
置すれば表示装置が完成し、マイクロカプセルに電界を印加すれば表示を行うことができ
る。例えば、実施の形態1または2で得られるアクティブマトリクス基板を用いることが
できる。プラスチック基板に電子インクを直接印刷することも可能であるが、アクティブ
マトリクス型とした場合、熱や有機溶剤に弱いプラスチック基板上に素子を形成するより
も、ガラス基板上に素子及び電子インクを形成した後、ガラス基板を実施の形態1または
実施の形態2に従って剥離することが好ましい。

0208

なお、マイクロカプセル中の第1の粒子および第2の粒子は、導電体材料絶縁体材料
半導体材料磁性材料、液晶材料、強誘電性材料エレクトロルミネセント材料エレ
クトロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料
を用いればよい。

0209

本実施の形態は、実施の形態1、2、または6のいずれか一と自由に組み合わせること
ができる。

0210

本実施例では、本発明の剥離工程前後における、半導体素子の一例である薄膜トランジ
スタの電流電圧特性の変化を示す。

0211

図16を用いて本実施例の薄膜トランジスタの作製工程を示す。

0212

図16(A)に示すように、基板100上にモリブデン膜101を形成し、モリブデン
膜101上に酸化モリブデン膜102を形成し、酸化モリブデン膜102上に非金属無機
膜103を形成し、非金属無機膜103上に有機化合物膜104を形成し、有機化合物膜
104上に無機絶縁膜105を形成し、無機絶縁膜105上に第1の導電膜151を形成
する。

0213

ここでは、基板100としては、コーニング社製のガラス基板を用いた。

0214

また、モリブデン膜101としては、スパッタリング法により厚さ50nmのモリブデン
膜を形成した。ここでは、モリブデンターゲットを用い、スパッタリングガスとしては、
流量30sccmのアルゴンガスを用い、チャンパー内の圧力を0.4Paとし、電源パ
ワーを1.5kWとした。

0215

また、酸化モリブデン膜102は、プラズマCVD装置のチャンバー内にN2Oガス
充填し、プラズマを発生させてモリブデン膜101表面を酸化して形成した。

0216

また、非金属無機膜103は、プラズマCVD法により、厚さ100nmの酸窒化珪素
膜を形成した。ここでは、原料ガスとして、流量100sccmのSiH4及び流量10
00sccmのN2Oを用い、チャンバー内の圧力を80Paとし、電源パワーを300
kwとし、成膜温度を280℃とした。なお、電源周波数は13.56MHz、電極間
離24.5mm、電極サイズは60.3cm×49.3cm=2972.8cm2である

0217

また、有機化合物膜104としては、スピンコーティング法により組成物を塗布し、8
0℃で5分加熱したのち、300℃で30分加熱して、厚さ15μmのポリイミドを形成
した。

0218

また、無機絶縁膜105としては、プラズマCVD法により、厚さ50nmの窒化酸化
珪素膜を形成した後、厚さ100nmの酸化窒化珪素膜を形成した。ここでは、原料ガス
として、流量15sccmのSiH4、流量1200sccmのH2、流量150scc
mのNH3及び流量20sccmのN2Oを用い、チャンバー内の圧力を40Paとし、
電源パワーを250kwとし、成膜温度を280℃とした。なお、電源周波数は13.5
6MHz、電極間距離24.5mm、電極サイズは60.3cm×49.3cm=297
2.8cm2である。

0219

第1の導電膜151としては、モリブデン膜101と同様の条件により、厚さ100n
mのモリブデン膜を形成した。

0220

次に、第1の導電膜151の表面改質処理を行った後、撥液膜(図示しない。)を形成
し撥液膜にUV光を照射した後、第1のマスク152を形成した。

0221

ここでは、第1の導電膜151の表面には撥液膜が形成されないため、第1の導電膜の
表面を過酸化水素で短時間処理して、第1の導電膜151の表面改質処理を行った。また
、撥液膜は、第1のマスク152の形状を制御するために形成した。撥液膜の表面の表面
張力が高いと、その上に吐出される組成物の塗れ性が低く、第1のマスクが分断され、所
望の形状とならない恐れがあるため、撥液膜にUV光を照射して撥液膜の表面張力を制御
した。ここでは、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランを170℃で10分蒸着
し、第1の導電膜表面にヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランを吸着させて撥液
膜を形成した。

0222

第1のマスク152はインクジェット法により組成物を吐出し、120℃で3分加熱して
、ノボラック樹脂で形成した。

0223

次に、第1のマスク152に覆われていない第1の導電膜151をエッチングして、図
16(B)に示すゲート電極161を形成した。この後、第1のマスク152を除去した

0224

ここでは、流量50sccmのCF4及び流量45sccmのO2をエッチングガスと
して用い、チャンバー内の圧力を13.33Paとし、電源パワー500Wで、第1の導
電膜151をドライエッチングした。

0225

次に、無機絶縁膜105、ゲート電極161上にゲート絶縁膜162を形成し、ゲート
絶縁膜162上に非晶質半導体膜163を形成し、非晶質半導体膜163上にn型半導体
膜164を形成した。

0226

ゲート絶縁膜162としては、プラズマCVD法により厚さ300nmの窒化珪素膜を形
成し、非晶質半導体膜163としては、プラズマCVD法により厚さ150nmの非晶質
珪素膜を形成し、n型半導体膜164としては、プラズマCVD法により厚さ50nmの
n型非晶質珪素膜を形成した。

0227

ここでは、ゲート絶縁膜162として形成した窒化珪素膜の成膜条件は、原料ガスとして
、流量40sccmのSiH4、流量500sccmのH2、流量550sccmのNH
3及び流量140sccmのN2Oを用い、チャンバー内の圧力を100Paとし、電源
パワーを370kwとした。また、非晶質半導体膜163として形成した非晶質珪素膜の
成膜条件は、原料ガスとして、流量280sccmのSiH4、及び流量300sccm
のH2を用い、チャンパー内の圧力を170Paとし、電源パワーを60kwとした。ま
た、n型半導体膜164として形成したn型非晶質珪素膜の成膜条件は、原料ガスとして
、流量100sccmのSiH4、及び流量170sccmの0.5%PH3(水素希釈
)を用い、チャンパー内の圧力を170Paとし、電源パワーを60kwとした。なお、
これらの成膜において、成膜温度を280℃とし、電源周波数は13.56MHz、電極
間距離24.5mm、電極サイズは60.3cm×49.3cm=2972.8cm2で
ある。

0228

次に、n型半導体膜164表面に撥液膜(図示しない。)を形成した後、第2のマスク
165を形成した。なお、n型半導体膜164の表面改質処理、撥液膜の形成、及び撥液
膜のUV光の照射は、第1の導電膜151上における第1のマスク152の形成前処理と
同様である。

0229

第2のマスク165としては、インクジェット法により組成物を吐出し、120℃で3
分加熱して、ノボラック樹脂で形成した。

0230

次に、第2のマスク165を用いてn型半導体膜164をエッチングして、図16(C
)に示すn型半導体層172を形成し、第2のマスク165を用いて非晶質半導体膜16
3をエッチングして非晶質半導体層171を形成した。

0231

ここでは、流量60sccmのCl2、流量10sccmのCF4をエッチングガスと
して用い、チャンバー内の圧力を13.3Paとし、電源パワー750Wの条件で非晶質
半導体膜163及びn型半導体膜164をドライエッチングした。この後、第2のマスク
165を除去した。

0232

次に、図示しないが第3のマスクをゲート絶縁膜162上に形成し、ゲート絶縁膜16
2の一部をエッチングして、ゲート電極161の一部を露出するコンタクトホールを形成
した。この後、第3のマスクを除去した。

0233

ここでは、流量35sccmのCHF3をエッチングガスとして用い、チャンバー内の
圧力を3.33Paとし、電源パワー1000Wでゲート絶縁膜162をドライエッチ
グした。

0234

次に、ゲート電極161、ゲート絶縁膜162、非晶質半導体層171、n型半導体層
172の露出部に第2の導電膜173を形成した。次に、図示しないが、第2の導電膜1
73の表面改質処理を行った後、撥液膜を形成し、撥液膜の表面にUV光を照射した後、
第4のマスク174、175を形成した。なお、第2の導電膜173の表面改質処理、撥
液膜の形成、及び撥液膜のUV光の照射は、第1の導電膜151上における第1のマスク
152の形成前処理と同様である。

0235

ここでは、第2の導電膜173として、第1の導電膜151と同様の条件により、厚さ
200nmのモリブデン膜を形成した。また、第4のマスク174、175としては、第
1のマスク152と同様の条件により、ノボラック樹脂で形成した。

0236

次に、第4のマスク174、175を用いて第2の導電膜173をエッチングして、図
16(D)に示すソース電極及びドレイン電極181、182を形成した。また、図示し
ないが、ゲート電極161に接続する接続配線も形成した。

0237

ここでは、燐酸酢酸、及び硝酸混合溶液を用いたウェットエッチングで第2の導電膜
173をエッチングした。この後、第4のマスク174、175を除去した。

0238

次に、ソース電極及びドレイン電極181、182をマスクとしてn型半導体層172
をエッチングしてソース領域及びドレイン領域183、184を形成した。このとき、非
晶質半導体層171も若干エッチングされた。このときの非晶質半導体層を非晶質半導体
層185と示す。

0239

次に、ゲート絶縁膜162、ソース電極及びドレイン電極181、182、非晶質半導
体層185の露出部に第3の絶縁膜186を形成した。第3の絶縁膜186はパッシベ
ション膜として機能する。

0240

ここでは、第3の絶縁膜186として、ゲート絶縁膜162と同じ成膜条件で厚さ20
0nmの窒化珪素膜を形成した。

0241

次に、第3の絶縁膜186上に第5のマスク187〜189を形成した後、第3の絶縁
膜186をエッチングして、絶縁膜191を形成すると共に、ソース電極及びドレイン電
極181、182、並びにゲート電極接続する接続配線のそれぞれ一部を露出した。当該
工程により、作製された薄膜トランジスタの電流電圧特性を測定することができる。この
後、第5のマスク187〜189を除去した。

0242

ここでは、ゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成したときと同様の条件により、ドラ
イエッチングで第3の絶縁膜186をエッチングした。

0243

次に、薄膜トランジスタの電流電圧特性を向上させるため、加熱処理を行った。ここで
は、250℃12分の加熱を行った。当該加熱によりオフ電流(Ioff)を低減させる
ことが可能である。以上により薄膜トランジスタ192を作製した。

0244

ここで、薄膜トランジスタ192の電流電圧特性を測定した。この測定結果図17
A)に示す。

0245

次に、基板の端部に補強用テープを貼り付け、当該テープ側から基板100にかけて切り
込みを入れた後、図16(F)に示すように、基板100から非金属無機膜103を分離
した。ここでは、酸化モリブデン膜102で分離が生じ、基板100から非金属無機膜1
03が分離した図を示す。

0246

次に、基板100から剥離した薄膜トランジスタ192の電流電圧特性を測定した結果を
図17(B)に示す。また、図17(A)及び(B)の測定結果を表1に示す。なお、測
定した薄膜トランジスタのチャネル長は50μmであり、チャネル幅は170μmであっ
た。

0247

図17から、剥離の前後において、薄膜トランジスタの電流電圧特性及び移動度がほぼ変
化していないことがわかる。

実施例

0248

以上のことから、基板上に形成した薄膜トランジスタの特性の低下を回避しつつ、可撓性
を有する半導体装置を作製することができることがわかる。

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