专利名称：剥离方法以及制造半导体器件的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有由薄膜晶体管(在下文中称为TFT)组成的电路的半导体器件以及其制造方法。本发明涉及电光器件(例如是液晶显示板)和其上作为一部分安设这样一种电光器件的电子器件。
请注意在本说明书中半导体器件指的是通过利用半导体特性工作的通用器件，其包括电光器件、发光器件、半导体电路、以及电子器件。
背景技术：
近年来，利用具有绝缘表面的基底上形成的半导体薄膜(厚度大约为几个到几百个nm)构造薄膜晶体管(TFT)的技术引起了人们的注意。薄膜晶体管广泛应用于电子器件诸如IC或电光器件。尤其是，急切需要研制作为图象显示器件之开关元件的薄膜晶体管。
人们期待将这样一种图象显示器件应用到各种场合，且尤其希望将其应用到移动式装置。目前，多使用玻璃基底或石英基底以形成TFT。但是，其缺点是它们易于破碎且太重了。此外，在大规模生产时，难于使用一大块的玻璃基底或石英基底，并且这些基底是不合适的。因此，人们企望在柔性基底上形成TFT元件，典型地是在柔性塑料膜片上。
但是，塑料膜片热阻较小不耐热，因此有必要降低在处理过程中的最高温度。结果是，在现有条件下，无法在塑料膜片上形成与使用玻璃基底的情形相比具有更好电特性的TFT。所以，尚没有制造出采用塑料膜片作基底的高性能液晶显示器件和发光元件。
而且，已经有人提出了将待剥离层剥离基底的剥离方法，该层通过分离层覆盖在基底上。例如，依照JP10-125929A或JP10-125931A中记述的技术，设置在基底上的分离层由非晶硅(或多晶硅)构成，而用激光穿过基底照射分离层以释放非晶硅中包含的氢。结果是，在分离层产生间隙，由此将待剥离层剥离基底。此外，依照JP10-125930A，记述了将待剥离层(在这篇文献中称为待转移层)粘结在塑料膜片上，从而利用上述技术制造液晶显示器件。
但是，依照上述方法，使用具有高透明属性的基底是必需的要点。此外，必须的是激光辐照具有较高能量，足以穿透基底传送激光从而释放非晶硅中包含的氢。因此，这里就有待剥离层遭受破坏的问题。而且，依照上述方法，在分离层上制造元件的情形下，例如，当在元件制造过程中利用高温进行热处理的时候，分离层中包含的氢分散开来从而减小了其浓度。因此，即使当激光照射分离层时，有可能不能充分地剥离开。所以，如果要保持分离层中包含的氢的数量，就有这样一个问题对分离层形成之后进行的步骤有限制。而且，在上述文献中，记述了提供光屏蔽层或反射层来防止破坏待剥离层。但是，在这种情形下，难以制造透射液晶显示器件。此外，在上述方法中，难以剥离大面积的待剥离层。
而且，依照现有的剥离方法，利用薄膜作为产生剥离现象的层(分离层等)。因此，当在基底中出现薄膜厚度不均匀的时候，分离层和基底之间的接触性能变得不均匀了，从而在剥离时易于发生坏的剥离情形诸如不完全剥离或基底破裂。
发明内容
本发明考虑到了上述问题。所以本发明的一个目的是提供一种剥离方法，其中待剥离层是没有破损的，且不但小面积的要剥离的层而且大面积的要剥离的层也能够在整个表面上剥离而不会招致出现坏的剥离情形。
而且，本发明的一个目的是提供一种剥离方法，其在形成待剥离层的过程中不受热处理温度、基底种类等的局限。
而且，本发明的一个目的是提供一种半导体器件及其制造方法，所述半导体器件中待剥离层粘结到各种基体件以减轻其重量。特别是，本发明的一个目的是提供一种半导体器件及其制造方法，所述半导体器件中，由TFT表示的各种元件(薄膜二极管，一种具有硅PIN结的光电转换元件(太阳能电池、传感器等)，以及硅电阻元件)粘结到柔性薄膜从而减轻其重量。
本发明人做了一些测试和讨论。在基底上设置第一材料层且设置与第一材料层接触的第二材料层。然后，在第二材料层上形成薄膜或者进行热处理，热处理实施温度为500℃或更高，并且测量各个膜的内应力。结果是，第一材料层具有张应力而第二材料层具有压应力。关于第一材料层和第二材料层的叠层，在处理过程中没有引起诸如薄膜剥离的麻烦。此外，易于通过物理手段对第二材料层的内部区域或在其界面处进行完全分离，典型地，应用机械力，例如，用人手进行剥离。
即，第一材料层和第二材料层之间的结合力具有足够强度耐抗由热能导致的分离。但是，在剥离之前具有张应力的第一材料层和具有压应力的第二材料层之间即存在应力变形。因此，第一材料层和第二材料层的叠层对机械能非常敏感，由此引发剥离。本发明人发现，剥离现象很大程度上与薄膜内应力有关。因此，通过利用薄膜内应力进行剥离的剥离处理过程称为应力剥离处理。
而且，非常重要的是形成这样的一种导引，使得在剥离之前使剥离现象易于发生。因此，执行用于选择性(部分地)减少接触性质的预处理，由此防止出现坏的剥离情形并进一步提高生产量。
即，考虑了下述因素。基底的外侧边缘区域与其中心区域相比易于形成较小薄膜厚度。如果薄膜厚度小，则产生了与基底具有强接触性质的区域。因此，在这样一个区域中的薄膜变得耐抗剥离。只在具有强接触性质的基底外侧边缘附近进行激光扫描。或者，用针垂直压在薄的薄膜上并且在针上施加负荷。这种情形下，沿着基底外侧边缘移动针以刮擦它，而后实施剥离。所以，可以防止不充分剥离。
而且，理想的是，从实施上述预处理的区域附近开始剥离。
而且，当在剥离之前实施上述预处理时，避免了出现不完全剥离并且可以剥离未剥离的材料层。那即，例如，关于第一材料层或第二材料层的限度有可能的是，增多材料种类且扩大薄膜厚度范围。
依照本说明书中涉及剥离方法的本发明的构造，提供了一种从基底剥离要剥离的层的剥离方法，特征在于包括在基底上设置第一材料层，且形成由至少包含第二材料层的叠层组成的待剥离层，第二材料层与第一材料层相接触，位于设置有第一材料层的基底的上方；执行用于部分减小第一材料层和第二材料层之间接触性质的处理步骤；以及然后利用物理手段作用于第二材料层的内部部分或界面，从设置有第一材料层的基底上剥离待剥离层。
而且，依照上述结构，第一材料层特征在于，具有1达因/厘米2至1×1010达因/厘米2的张应力。只要所用的材料具有上述范围的张应力即可，没有什么特别限定。因此，可用于第一材料层的材料可以是下述任意一种金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等)、半导体材料(例如Si或Ge)、绝缘材料、以及有机材料、或者这些材料的叠层。注意，当对张应力大于1达因/厘米2至1×1010达因/厘米2的薄膜执行热处理时，易于出现剥离现象。
而且，依照上述结构，第二材料层特征在于，具有-1达因/厘米2至-1×1010达因/厘米2的压应力。当使用具有上述范围压应力的材料时，则没有什么特别限定。因此，可用于第二材料层的材料可以是下述任意一种金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等)、半导体材料(例如Si或Ge)、绝缘材料、以及有机材料、或者这些材料的叠层。注意，当对压应力大于-1×1010达因/厘米2的薄膜执行热处理时，易于出现剥离现象。
而且，即使在成型之后会立即产生压应力，但只要该材料在剥离之前具有张应力就可以用于第一材料层。
而且，依照上述结构，可在基底和第一材料层之间设置另一层例如是绝缘层或金属层，用以改善接触性质。为了简化处理过程，优选地在基底上形成第一材料层。
而且，依照上述结构，为了促进剥离，在粘结支撑之后可执行热处理或激光辐照。在这种情形下，可选择吸收激光的材料用于第一材料层，且加热第一材料层以改变薄膜内应力，由此易于剥离。当应用激光时，使用透明的基底。
注意，在本说明书中物理手段应理解为不是利用化学的而是应用物理的，特别是指动力学手段或机械手段(具有可为动力原理替代的处理过程)，且指用于改变一些动能(机械能)的手段。
而且，可在通过粘结层粘结支撑之后执行剥离。依照与本说明书中披露的剥离方法相关的本发明的另一种构造，提供了一种从基底剥离要剥离的层的剥离方法，特征在于包括在基底上设置第一材料层，且形成由至少包含第二材料层的叠层组成的要剥离的层，第二材料层与第一材料层相接触，位于设置有第一材料层的基底的上方；
执行用于部分减小第一材料层和第二材料层之间接触性质的处理步骤；然后将一个支撑粘接到要剥离的层；以及利用物理手段作用于第二材料层的内部部分或界面，从设置有第一材料层的基底上剥离粘结有支撑的要剥离的层。
而且，依照上述结构，该方法的特征在于，利用物理手段的剥离由进行减小接触性质处理步骤的区域开始实施。
而且，依照上述结构，该方法的特征在于，部分地减小接触性质处理步骤是部分地将激光沿着基底外缘辐照到第一材料层和第二材料层中的一个上的处理步骤，或者是沿着基底外缘局部地由外部施加压力以破坏第二材料层内部区域或其界面区域的处理步骤。
而且，依照本发明，不仅可使用透明的基底而且可使用所有种类的基底，例如玻璃基底、石英基底、半导体基底、陶瓷基底以及金属基底，而可以剥离设置在基底上方的待剥离层。
而且，在利用已知剥离方法进行剥离之前执行依照本发明部分地减小接触性质的处理步骤时，可将设置在基底上方的要剥离的层粘结(转移)到转移体上以制造半导体器件。依照本发明制造半导体器件的方法包括步骤在基底上形成包含有元件的要剥离的层；将支撑粘结到包含有元件的要剥离的层，而后利用物理手段从基底上剥离支撑；以及将转移体粘结到包含有元件的要剥离的层，使元件夹在支撑和转移体之间，特征在于，在剥离之前执行用于部分地减小基底和待剥离层之间接触性质的处理步骤。
还有，依照上述结构，利用物理手段的剥离是由实施了用于减小接触性质的处理步骤的区域开始执行的。
还有，依照上述结构，用于部分地减小接触性质的处理步骤是沿着基底的外侧边缘、部分地辐照激光到第一材料层或第二材料层上的处理步骤，或者是沿着基底的外侧边缘、局部地施加外部压力用以损坏第二材料层内部区域或其界面区域的处理步骤。
还有，依照上述结构，利用物理手段的剥离是通过将气体吹到基底端面上来进行的。
还有，依照上述结构，利用物理手段的剥离是通过将气体吹到基底端面上结合激光辐照一起来进行的。
还有，依照上述结构，利用物理手段的剥离是通过将气体吹到基底端面上结合由减小接触性质的处理步骤的实施区域开始用激光扫描一起来进行的。
还有，依照上述相应结构，可以使用加热的气体，且该气体优选地是情性气体，典型地如氮气。
还有，依照关于制造半导体器件方法的上述相应结构，元件是利用半导体层作为有源层的薄膜晶体管。该半导体层特征在于是具有结晶结构的半导体层，所述结晶结构是通过热处理或激光辐照处理使具有非晶结构的半导体结晶而得到的。
注意本说明书中的在剥离之后粘结到要剥离的层的转移体，对它没有特别的限制，可以是由任意组分构成的基体件，例如塑料、玻璃、金属、或陶瓷。此外，本说明书中的在通过物理手段剥离时粘结到要剥离的层的支撑，对它没有特别的限制，可以是由任意组分构成的基体件，例如塑料、玻璃、金属、或陶瓷。此外，转移体的形状和支撑的形状没有特别限制，它们可以具有平面或曲面，可以是柔性的，或可以构成为薄膜形状。此外，当减轻重量是最优先考虑的因素时，薄膜形塑料基底，例如，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜类(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚烯丙基化合物(PAR)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等制成的塑料基底是优选的。
依照关于制造半导体器件方法的上述相应结构，当制造液晶显示器件时，优选地将支撑用作反向基底且利用作为粘结层的密封件将支撑粘结到待剥离层。在这种情形下，待剥离层上设置的元件具有象素电极。将液晶材料填充到象素电极和反向基底之间的空隙中。
还有，依照关于制造半导体器件方法的上述相应结构，当制造以EL发光器件为代表的发光器件时，优选地将支撑用作密封件。因此，发光器件与外界完全屏蔽以便防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。此外，当减轻重量是最优先考虑的因素时，则薄膜形塑料基底是优选的。但是，用以防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入的效果不大，所述侵入会促使有机化合物层变劣。因此，例如，优选地将由氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))、氧氮化铝(AlNXOY(X＜Y))、氧化铝(Al2O3)、和氧化铍(BeO)、或者这些的叠层中选择出的材料制成的单层设置到支撑(其为塑料基底)，用以得到一种结构，足以防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。注意，当使用氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))时，理想的是薄膜中包含的氮的浓度是10％～80％(原子百分比)。
还有，当制造以EL发光器件为代表的发光器件时，在具有支撑的情形下，优选地将从氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))、氧氮化铝(AlNXOY(X＜Y))、氧化铝(Al2O3)和氧化铍(BeO)、或者这些的叠层中选择出的材料制成的单层提供给转移体(其是塑料基底)，用以充分防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。此外，这些薄膜具有很高的透光性质并且因此不会阻蔽发光器件的光发射。
注意本说明书中薄膜内应力指的是，假设任意部分是在基底上形成的薄膜内部的情况下，从该部分的一边作用到另一边的每单位部分上的应力。可以讲通过真空蒸发、溅射、气相生长等等形成的薄膜或多或少都会有内应力产生。最大值达109N/m2。内应力值变化依赖于薄膜材质、构成基底的物质、薄膜形成条件等等。此外，内应力值还根据热处理而变化。
还有，这样一种状态称为伸张状态通过单位部分施加到对立面上的应力的方向(垂直于基底表面)是拉伸方向，而在这种状态下的内应力称为张应力。此外，这样一种状态称为压缩状态应力方向是按压方向，而在这种状态下的内应力称为压应力。注意，在本说明书中的图表中，张应力表示为正(+)而压应力表示为负(-)。
在附图中图1A-1D是实施方式1的解释性视图；图2A-2C是实施方式2的解释性视图；图3A-3D是实施方式3的解释性视图；图4A-4C是测试的解释性视图；图5A-5D是说明制造有源矩阵基底的步骤的截面图；图6A-6C是说明制造有源矩阵基底的步骤的截面图；
图7是说明有源矩阵基底的截面图；图8A-8D是实施例2的解释性视图；图9A-9C是实施例2的解释性视图；图10说明液晶模块；图11A-11D是实施例4的解释性视图；图12A-12B是实施例5的解释性视图；图13是实施例5的解释性视图；图14是实施例6的解释性视图；图15A-15F显示了电子器件示例；图16A-16C显示了电子器件示例；图17A-17C是测试中的对照示例的解释性视图；以及图18是表示AlN薄膜和AlNO薄膜的透射率的曲线图。
具体实施例方式
下面将描述本发明的实施方式。
在下文中，将利用附图1A-1D简要描述依照本发明的典型的剥离次序。
在图1A中，参考标记10表示基底，11表示具有张应力的第一材料层，12表示具有压应力的第二材料层，而13表示待剥离层。
在图1A中，玻璃基底、石英基底、陶瓷基底等等可用作基底10。此外，硅基底、金属基底、或不锈钢基底也可替代用作基底10。
首先，如图1A所示，在基底10上形成第一材料层11。第一材料层11在刚刚成型之后具有压应力或张应力。重要的是第一材料层由这样的材料形成，其在形成待剥离层时进行热处理或激光辐照不会引起诸如剥离之类的麻烦，并且在刚刚形成待剥离层之后其具有范围为1达因/厘米2至1×1010达因/厘米2的张应力。作为一个典型的例子，有一个单层，其由如下材质制成选自W、WN、TiN与TiW的元素，或者主要包含这些元素的合金材料或化合物材料，或者它们的叠层。
接下来，第二材料层12形成在第一材料层11上。重要的是第二材料层12由这样的材料形成，其在形成待剥离层时热处理或激光辐照不会引起诸如剥离之类的麻烦，并且在刚刚形成待剥离层之后其具有范围为1达因/厘米2至1×1010达因/厘米2的压应力。作为第二材料层12典型的例子，是氧化硅、氮氧化硅、金属氧化物材料、或它们的叠层。注意第二材料层12可利用任何薄膜形成方法形成，例如溅射方法、等离子体化学汽相淀积方法、或涂敷方法。
在本发明中，重要的是在第二材料层12中产生压应力而在第一材料层11中产生张应力。相应适合于调整第一材料层11的内应力和第二材料层12的内应力，各自的薄膜厚度优选地设置为1nm～1000nm。此外，可通过热处理或激光辐照调整第一材料层11的内应力和第二材料层12的内应力。
而且，为了简明描述处理步骤，图1A-1D显示了形成的第一材料层11与基底10相接触的例子。绝缘层或金属层作为缓冲层可设置在基底10和第一材料层11之间，用以提高与基底10的接触性质。
接下来，要剥离的层13形成在第二材料层12上(图1A)。要剥离的层13优选地包含各种由TFT(薄膜晶体管)代表的元件(薄膜二极管、具有硅PIN结的光电转换元件、以及硅电阻元件)。此外，只要基底10能够忍耐得住，热处理就可以一直进行。注意，尽管在本发明中第二材料层12的内应力异于第一材料层11的内应力，但也不因形成待剥离层13步骤中的热处理而导致薄膜剥离等。
接下来，部分地减小第一材料层11和第二材料层12之间的接触性质。此时，进行激光15辐照(图1B)。对于激光而言，优选地选用气体激光器(诸如准分子激光器、CO2激光器、或氩激光器)、固体激光器(诸如玻璃激光器、红宝石激光器、变石激光器、或钛蓝宝石激光器)、利用晶体的固体激光器(诸如YAG、YVO4、YLF、或YAlO3，其掺杂Nd、Tm或Ho)、或者半导体激光器。此外，激光振荡型式可以是连续振荡也可以是脉冲振荡。激光光束可以具有线形形状、矩形形状、圆形形状、或椭圆形形状。使用波长可以是基波、二次谐波、或三次谐波，且优选地通过操作者选择适当波长。扫描方向可以是纵向、横向、或斜向。而且，可执行往返来回扫描。
因此，重要的是制备这样一个区域，即，导引(lead)，在执行剥离步骤之前该区域易于出现剥离现象。当完成用以选择性地(部分地)减小接触性质的预处理时，避免了坏的剥离情形从而又提高了生产量。
接下来，由激光辐照的区域开始进行剥离，由此通过物理手段沿着图1C中箭头所示方向剥离其上设置有第一材料层11的基底10(图1C)。
第二材料层12具有压应力而第一材料层11具有张应力。因此，利用较小的力就可剥离基底(例如，利用人的手，利用喷嘴吹出气体的吹压，利用超声，等等)。此外，通过上述激光处理部分地形成具有小接触性质的区域。因此，可以利用较小的力剥离基底。
而且，该实施例基于如下假设在此待剥离层13具有足够的机械强度。当待剥离层13机械强度不够大时，优选地在向该处粘结支撑(未示出)(用于稳固待剥离层13)之后剥离基底。
因此，可将第二材料层12上形成的待剥离层13与基底10分离。剥离之后得到的情形如图1D所示。
而且，在剥离之后可将分离的待剥离层13粘结到转移体(未示出)。
而且，本发明可应用于各种半导体器件制造方法中。尤其是，当塑料基底用作转移体和支撑时，可以减轻重量。
当制造液晶显示器件时，优选地将支撑用作反向基底并且利用作为粘合层的密封件粘结到待剥离层。在这种情形下，设置到待剥离层的元件具有象素电极。在象素电极和反向基底之间的空隙内填充液晶材料。此外，制造液晶显示器件的次序是没有特别限定的。例如，将作为支撑的反向基底粘结到设置在基底上的待剥离层，将液晶材料注入其中，而后剥离基底且将作为转移体的塑料基底粘结到待剥离层。或者，在形成象素电极之后，剥离基底，将作为第一转移体的塑料基底粘结到待剥离层，而后将作为第二转移体的反向基底粘结到其上。
而且，当制造以EL发光器件为代表的发光器件时，优选地将支撑用作密封件。因此，发光器件完全与外部屏蔽，以便阻止诸如湿气或氧气这样的物质由外部进入，这些物质会促使有机化合物层变劣。此外，当制造以EL发光器件为代表的发光器件时，就支撑来说，其优选地阻止诸如湿气或氧气这样的物质由外部进入，这些物质会促使有机化合物层变劣。此外，制造发光器件的次序是没有特别限定的。例如，在形成发光器件之后，将作为支撑的塑料基底粘结到设置在基底上的待剥离层，剥离基底，而将作为转移体的塑料基底粘结到待剥离层。或者，在形成发光器件之后，剥离基底，将作为第一转移体的塑料基底粘结到要剥离的层，而后将作为第二转移体的塑料基底粘结到其上。
在这个实施方式中，将利用附图2A-2C简要描述一个实例，其中气体吹到待剥离层端面将待剥离层剥离。
在图2A中，参考标记20表示基底，21表示具有张应力的第一材料层，22表示具有压应力的第二材料层，而23表示待剥离层。注意图2A与图1A相同且在此省略了详尽描述。
在通过与实施方式1相同的次序得到图2A中所示状态之后，如图2B中所示，在激光24辐照到一个区域的同时，由喷嘴25高压喷吹出来的气体吹到在基底端面内的第一材料层和第二材料层之间界面，由此沿着图2B中箭头所示方向实施剥离。
这里，是将风压力用作物理手段。但是，无庸费言物理手段没有特别的局限。此外，在这里所示的实例中，利用风压力剥离是与激光24辐照同时进行的。最初可以执行激光辐照以部分减小第一材料层21和第二材料层22之间的接触性质，而后可利用风压力致使实现剥离。
而且，像例如氮气或氩气这样一类的惰性气体优选地用作喷吹气体。气体可以在室温下使用或者加热到高温。
而且，激光24的辐照可以是沿着剥离方向扫描。此外，喷嘴25可以移动。
第二材料层22具有压应力而第一材料层21具有张应力。因此，可用较小风压力剥离待剥离层。此外，通过上述激光处理步骤部分地形成具有较小接触性质的区域。因此，可用更小的风压力剥离待剥离层。
而且，该实例基于如下假设在此示出假设待剥离层23具有足够的机械强度。当待剥离层23机械强度不够大时，优选地在向该处粘结用于稳固要剥离的层23的支撑(未示出)，然后剥离它。
因此，可将第二材料层22上形成的待剥离层23与基底20分离。剥离之后得到的情形如图2C所示。
而且，在剥离之后可将分离的待剥离层23粘结到转移体(未示出)。
而且，本发明可应用于各种半导体器件制造方法中。尤其是，当塑料基底用作转移体和支撑时，可以减轻重量。
在这个实施方式中，将利用附图3A-3D简要描述一个实例，其中在剥离之前利用金刚石笔将压力施加到待剥离层，以部分减小接触性质。
在图3A中，参考标记30表示基底，31表示具有张应力的第一材料层，32表示具有压应力的第二材料层，而33表示待剥离层。注意图3A与图1A相同且在此省略了详尽描述。
在通过与实施方式1相同的次序得到图3A中所示状态之后，如图3B中所示，外力35施加到笔34用以刮擦待剥离层，由此部分地减小第一材料层31和第二材料层32之间的接触性质。这里使用的是金刚石笔。优选地，硬针在负荷作用下垂直按压并移动。
因此，重要的是制备这样一个区域，那即，导引(lead)，在执行剥离步骤之前该区域易于出现剥离现象。当完成用以选择性地(部分地)减小接触性质的预处理时，可避免坏的剥离情形从而又提高了生产量。
接下来，由施加负荷的区域开始执行剥离，由此通过物理手段沿着图3C中箭头所示方向剥离其上设置有第一材料层31的基底30(图3C)。
第二材料层32具有压应力而第一材料层31具有张应力。因此，可用较小的力剥离基底。此外，通过上述激光处理步骤部分地形成具有小接触性质的区域。因此，可用更小的力剥离基底。
而且，该实施例基于如下假设在此示出假设待剥离层33具有足够的机械强度。当待剥离层33机械强度不够大时，优选地在向该处粘结用于稳固待剥离层33的支撑(未示出)之后剥离基底。
因此，可将第二材料层32上形成的待剥离层33与基底30分离。剥离之后得到的情形如图3D所示。
而且，在剥离之后可将分离的待剥离层33粘结到转移体(未示出)。
而且，本发明可应用于各种半导体器件制造方法中。尤其是，当塑料基底用作转移体和支撑时，可以减轻重量。
而且，利用金刚石笔执行下述测试。此处，TiN膜用作第一材料层而SiO2膜用作第二材料层。
为了获取试样，通过溅射方法在玻璃基底上形成薄膜厚度100nm的TiN膜，而后通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅膜。
接下来，通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅层。关于氧化硅层的形成条件，使用的是RF型溅射设备和氧化硅靶(直径30.5cm)。此外，基底温度设定到150℃，薄膜形成压力设定到0.4Pa，薄膜形成功率设定到3kW，而氩气流速/氧气流速＝35sccm/15sccm。
接下来，通过等离子体化学汽相淀积方法在氧化硅层33上形成基体绝缘层。关于该基体绝缘层，通过等离子体化学汽相淀积方法利用SiH4、NH3和N2O作为原料气体在300℃薄膜形成温度下形成薄膜厚度50nm的氮氧化硅薄膜(成分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％，以及H＝17％)。用臭氧水清洗表面而后用稀释的氢氟酸(1/100稀释)将表面上形成的氧化物薄膜除去。然后，通过等离子体化学汽相淀积方法利用SiH4和N2O作为原料气体在300℃薄膜形成温度下叠层形成薄膜厚度100nm的氮氧化硅薄膜(成分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，以及H＝2％)。而且，通过等离子体化学汽相淀积方法利用SiH4作为薄膜形成气体(不使其暴露于空气)在300℃薄膜形成温度下形成厚度为54nm的非晶态结构的半导体层(此处，指非晶硅层)。
接下来，将含10ppm镍(按重量折算)的乙酸镍溶液通过旋涂机施加到整个表面上。作为替代方法可以使用通过溅射方法将镍元素喷涂到整个表面上的方法。然后，进行热处理用以结晶形成具有结晶结构的半导体薄膜(此处，指多晶硅层)。此时，执行脱氢热处理(500℃持续1小时)而后执行结晶热处理(550℃持续4小时)以得到具有结晶结构的硅膜。注意，这里使用了利用镍作为促进硅结晶的金属元素结晶技术。另外也可以使用像例如固相方法或激光结晶方法那样的已知结晶技术。
接下来，用金刚石笔刻划图4A中所示负荷线41。负荷线是任意的且设定平行于基底的端表面，位于待剥离区域42中。此时，剥离与基底端表面接触的设置给基底的多晶硅层区域。
接下来，将粘结带粘结到待剥离区域(多晶硅层)。
接下来，通过人手沿着图4B中箭头所示方向(剥离方向)产生张力以便从基底分离出粘结带。剥离之后所得到的基底的情形如图4B所示，而剥离之后所得到的粘结带的情形如图4C所示。在带中可以显著地观察到剥离区域43。
作为对比，不经金刚石笔刻划而粘结该粘结带而后执行剥离。结果是，如图17A所示，尽管也用粘结带粘结到待剥离区域51，却有残留未剥离区域53(图17B)产生在基底上。因此，如图17C所示，剥离区域54部分地产生在带中，由此导致坏的剥离情形。
导致坏的剥离情形的原因如下。那即，与基底中心区域相比，具有小薄膜厚度的区域易于形成在基底的外缘区域。如果薄膜厚度很小，则形成具有高的基底接触性质的区域且变得很难剥离。
因此，重要的是预先制备导引，这样在剥离之前易于产生剥离现象。执行用于选择性(部分地)减少接触性质的预处理，可从基底的整个表面上剥离待剥离层。
此处，在粘结粘结带之前用金刚石笔进行刻划。用金刚石笔的刻划也可以在粘结粘结带之后进行。
而且，这里所示实例中，利用第一材料层(TiN层)和第二材料层(SiO2层)执行剥离。但是，剥离方法并不特别局限于此。例如，在提供由非晶硅(或多晶硅)制成的分离层、且通过基底向那里辐照激光、以释放非晶硅薄膜中所含的氢、由此产生间隙用以分离基底和待剥离层的这样一个方法中，当在剥离之前仅仅对基底外缘区域附近执行用于选择性(部分地)减少接触性质的预处理时，可以完成剥离，而不出现未充分剥离。
接下来，当TiN、W、WN、Ta或TaN用作第一材料层材质时，设置第二材料层(氧化硅200nm薄膜厚度)与第一材料层相接触。然后，执行下面的测试以检测设置在第二材料层上的待剥离层是否能从基底剥离。
为了得到试样1，通过溅射方法在玻璃基底上形成薄膜厚度100nm的TiN薄膜，然后通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅薄膜。形成氧化硅薄膜之后，如上述测试中所述的那样进行叠层和结晶。
为了得到试样2，通过溅射方法在玻璃基底上形成薄膜厚度50nm的W薄膜，然后通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅薄膜。形成氧化硅薄膜之后，如上述测试中所述的那样进行叠层和结晶。
为了得到试样3，通过溅射方法在玻璃基底上形成薄膜厚度50nm的WN薄膜，然后通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅薄膜。形成氧化硅薄膜之后，如上述测试中所述的那样进行叠层和结晶。
为了得到试样4，通过溅射方法在玻璃基底上形成薄膜厚度50nm的TiN薄膜，然后通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅薄膜。形成氧化硅薄膜之后，如上述测试中所述的那样进行叠层和结晶。
为了得到试样5，通过溅射方法在玻璃基底上形成薄膜厚度50nm的Ta薄膜，然后通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅薄膜。形成氧化硅薄膜之后，如上述测试中所述的那样进行叠层和结晶。
为了得到试样6，通过溅射方法在玻璃基底上形成薄膜厚度50nm的TaN薄膜，然后通过溅射方法形成薄膜厚度200nm的氧化硅薄膜。形成氧化硅薄膜之后，如上述测试中所述的那样进行叠层和结晶。
这样，得到了试样1至6。关于每个试样，都是利用金刚石笔刻划它的一部分，然后将粘结带粘结到待剥离层，且执行检验待剥离层是否剥离的测试。结果见表1。
表1
而且，关于氧化硅薄膜、TiN薄膜、W薄膜、以及Ta薄膜，在热处理(550℃持续4小时)前后测量其各自的内应力。结果见表2。
表2
注意，执行测量所针对的氧化硅薄膜薄膜厚度400nm、通过溅射方法形成在硅基底上。此外，TiN薄膜、W薄膜、以及Ta薄膜都是通过溅射方法形成在玻璃基底上，薄膜厚度400nm，而后测量各自的内应力。之后，叠层氧化硅薄膜作为覆盖薄膜并进行热处理，然后通过蚀刻去除该覆盖薄膜，并且再次测量各自的内应力。此外，为相应的薄膜制造两个试样并且进行测量。
W薄膜在形成之后即刻就具有压应力(大约-7×109达因/cm2)。但是，经过热处理之后它变得具有张应力了(大约8×109达因/cm2至9×109达因/cm2)。因此，得到了优选的剥离状态。关于TiN薄膜，其应力在热处理前后大致相同，并且它具有张应力(大约3.9×109达因/cm2至4.5×109达因/cm2)。当薄膜厚度是50nm或更小时，则导致坏的剥离。此外，关于Ta薄膜，它在形成之后即刻就具有张应力(大约5.1×109达因/cm2至9.2×109达因/cm2)。但是，经过热处理之后该薄膜变得具有压应力了(大约-2×109达因/cm2至-7.8×109达因/cm2)。因此，在带测试中不产生剥离。此外，关于硅薄膜，其应力在热处理前后大致相同，并且它具有压应力(大约-9.4×108达因/cm2至-1.3×109达因/cm2)。
由这些结果，剥离现象与归因于各种因素的接触性质有关。尤其是，其与内应力很有关。当使用具有压应力的第二材料层且将具有经过热处理获得的张应力的薄膜用作第一材料层时，可以理解待剥离层能够从基底整个表面地剥离出。此外，在通过热处理或激光辐照改变张应力的情形下，希望的是，用作第一材料层的材料与热处理或激光辐照之前相比张应力值增大。
而且，尤其当第一材料层或第二材料层薄时，本发明中在剥离之前用于部分地减少接触性质的处理步骤是有效的。这是因为如果薄膜厚度小，在薄膜形成时基底上的厚度分布易于变化，并且薄膜的内应力、薄膜质量等等都易于改变，由此难于剥离。为了提高生产量，优选地将第一材料层或第二材料层的薄膜厚度减低为最小。
将通过下述实施例详尽描述具有上述结构的本发明。
参照附图5A-7描述本发明的一个实施例。这里，详尽地描述同时制造象素部分和设置在同一基底上象素部分周边中的驱动电路的TFT(n沟道TFT和p沟道TFT)的方法。
首先，在基底100上形成第一材料层101、第二材料层102、基体绝缘膜103并得到具有结晶结构的半导体薄膜。然后，蚀刻半导体薄膜具有所希望形状以形成半导体层104至108，它们彼此分离呈孤岛型态。
将玻璃基底(#1737)用作基底100。
只要用作第一材料层101的材料刚好在稍后进行的剥离步骤之前具有在1到1×1010(达因/厘米2)的范围内的张应力，该材料并不特别局限于特定材料。下述材料的层或层叠层可用于第一材料层101；金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、以及Pt等)、半导体材料(例如Si或Ge等)、绝缘材料或有机材料。这里，使用通过溅射方法层积而成的100nm厚的氮化钛薄膜。
只要用作第二材料层102的材料刚好在稍后进行的剥离步骤之前具有在-1到-1×1010(达因/厘米2)的范围内的压应力，该材料并不特别局限于特定材料。下述材料的层或层叠层可用于第二材料层102；金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、以及Pt等)、半导体材料(例如Si或Ge等)、绝缘材料或有机材料。这里，可以使用由氧化硅材料或金属氧化物材料构成的单层或层叠层。使用通过溅射方法层积而成的200nm厚的氧化硅薄膜。第一材料层101和第二材料层102之间的粘结力强于热处理作用，所以薄膜剥离(也称为剥离)等不会出现。但是，通过物理手段在第二材料层内部或界面上剥离易于实现。
对于基体绝缘膜103，由SiH4、NH3和N2O作为原料气体(成分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)形成的氮氧化硅膜103a形成厚度为50nm(优选地为10-200nm)，且是通过利用等离子体化学汽相淀积方法在400℃薄膜淀积温度下形成的。然后，在利用臭氧水清洗表面之后，用稀释的氢氟酸(1/100稀释)将表面上形成的氧化物薄膜除去。接下来，利用SiH4和N2O作为原料气体(成分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)在其上形成的氮氧化硅膜103b，形成厚度为100nm(优选地为50-200nm)，且是通过利用等离子体化学汽相淀积方法在400℃薄膜淀积温度下形成的，由此形成叠层结构。而且，不使其暴露于空气的情况下，利用SiH4作为薄膜淀积气体、且通过利用等离子体化学汽相淀积方法在300℃薄膜淀积温度下而形成54nm厚的(优选地为25-80nm)非晶态结构的半导体薄膜(在这个实施例中，指非晶硅薄膜)。
在这个实施例中，基体膜103显示为双层结构形式，但可以使用单层的上述绝缘薄膜或者两层或多层叠层的结构。而且，对于半导体薄膜材质没有限制。但是，半导体薄膜可优选地由硅或硅锗(SiXGe1-X(X＝0.0001～0.02))合金通过已知方法(溅射、LPCVD、等离子体化学汽相淀积方法等)形成。而且，等离子体化学汽相淀积设备可以是单晶片型或批量型。此外，可在同一薄膜形成室中不暴露于空气的情况下连续形成基体绝缘膜和半导体薄膜。
随即，在清洗具有非晶结构地半导体薄膜的表面之后，由表面上的臭氧水形成非常薄的厚度约为2nm的氧化物薄膜。然后，为了控制TFT的阈值，掺杂极小量的杂质元素(硼或磷)。这里，利用离子掺杂方法，其中没有质量分离地等离子体激发乙硼烷(B2H6)，并且在下述掺杂条件下将硼添加到非晶硅薄膜加速电压15kV；利用30sccm的氢气将乙硼烷稀释到1％的气体流速；以及2×1012/cm2的剂量。
然后，利用旋涂器喷施含有10ppm(重量)镍的乙酸镍盐溶液。作为本发明的替换方法，也可以使用通过溅射将镍元素喷涂到整个表面上的方法。
然后，执行热处理实现结晶化，由此形成具有结晶结构的半导体薄膜。利用电炉或强光辐照的热处理可用于实现这个热处理。在利用电炉实施热处理的情形下，在500～650℃下执行4～24小时。这里，在执行脱氢热处理(500℃下1小时)之后，执行结晶热处理(550℃下4小时)，由此得到具有结晶结构的硅薄膜。注意，尽管这里结晶是通过利用电炉进行热处理来实现的，结晶也可以借助于灯热处理设备来实现。还应注意，尽管这里应用了利用镍作为促进硅结晶的金属元素的结晶技术，但也可以应用其它的已知结晶技术，例如，固相生长方法和激光结晶方法。
接下来，在利用稀释的氢氟酸等将具有结晶结构的硅薄膜表面上的氧化膜去除之后，在空气中或在氧气环境下辐照第一激光(XeCl波长308nm)以提高结晶率并且修复晶粒中存在的缺陷。波长400nm或更小的准分子激光、或YAG激光器的二次谐波或三次谐波用作该激光。在这个实施例中，使用重复频率约为10～1000Hz的脉冲激光，通过光学系统将激光浓聚到100～500mJ/cm2，并且以90～95％的重叠率进行辐照，由此可扫描硅薄膜表面。这里，第一激光辐照是在空气中进行的，重复频率为30Hz而能量密度为393mJ/cm2。注意，因为第一激光辐照是在空气中或在氧气环境下进行的，所以通过第一激光辐照在表面上形成了氧化膜。还应注意，尽管这里描述的是一个利用脉冲激光的例子，但是也可以使用连续振荡的激光器。当非晶半导体薄膜结晶的时候，优选地使用固体激光器，其能够连续振荡并且应用二次谐波至四次谐波以便得到大颗粒尺寸的晶体。典型地，只需要施加NdYVO4激光器(基波为1064nm)的二次谐波(532nm)和三次谐波(355nm)。当使用连续振荡激光器时，利用非线性光学器件将由输出功率10W的连续振荡YVO4激光器入射的激光转换为谐波。而且，还有一种利用将YVO4晶体和非线性光学器件放置进入谐振腔中实现谐波入射的方法。优选地，激光在辐照表面上成形为矩形或椭圆形，并且将该激光辐照到被处理基底。此时能量密度需要大约为0.01～100MW/cm2(理想地为0.1～10MW/cm2)。相对于激光以10～2000cm/s速度相对移动半导体薄膜，并且辐照激光。
接下来，在利用稀释的氢氟酸将因第一激光辐照而形成的氧化膜去除之后，在氮气环境下或真空中执行第二激光辐照，由此夷平半导体薄膜表面。波长400nm或更小的准分子激光、或者YAG激光的二次谐波或三次谐波用作该激光(第二激光)。第二激光的能量密度大于第一激光的能量密度，优选地较之大了30～60mJ/cm2。这里，执行第二激光辐照所用的重复频率为30Hz而能量密度为453mJ/cm2，由此设定半导体薄膜表面不均匀度的P-V值(峰对谷，高度最大值和最小值之间的差值)为50nm或更小。这里，可通过AFM(原子力显微镜)得到不均匀度的P-V值。
而且，在这个实施例中尽管是在整个表面上执行第二激光辐照，但是至少在象素部分可以采用选择性实施辐照的步骤，这是因为关断电流(off current)的减小尤其对象素部分的TFT有影响。
接下来，用臭氧水对表面进行处理120秒，由此形成由总厚度为1～5nm的氧化膜构成的阻挡层(barrier layer)。
然后，含有氩元素(其变为吸气点)的非晶硅薄膜通过溅射形成在阻挡层上以具有150nm厚度。在这个实施例中溅射的薄膜淀积条件是薄膜淀积压为0.3Pa；气体(Ar)流速为50sccm；薄膜淀积功率为3kW；以及基底温度是150℃。注意在上述条件下，包含在非晶硅薄膜中的氩元素原子浓度是3×1020/cm3～6×1020/cm3，并且氧气的原子浓度是1×1019/cm3～3×1019/cm3。之后，利用灯热处理设备执行热处理在650℃下持续3分钟，用以除气。
随后，利用阻挡层作为蚀刻阻挡选择性地去除含有氩元素(其为吸气点)的非晶硅薄膜，而后，利用稀释的氢氟酸选择性地去除阻挡层。注意存在这样一种趋势，在除气过程中镍趋于移向具有高浓度氧的区域，且因此，理想地是在除气之后去除包括氧化膜的阻挡层。
然后，在得到的具有结晶结构的硅膜(也称为多晶硅薄膜)表面上由臭氧水形成薄的氧化膜之后，形成由抗蚀剂组成的掩模，并且执行蚀刻处理步骤由此得到所期望的形状，由此形成彼此分割开的岛状半导体层104～108。在形成半导体层之后，去除由抗蚀剂组成的掩模。
然后，利用含有氢氟酸的蚀刻剂去除氧化膜，且同时，清洗硅膜表面。之后，形成以硅为主要组分的绝缘膜，其变为栅绝缘薄膜109。在这个实施例中，通过等离子体化学汽相淀积方法形成薄膜厚度115nm的氮氧化硅薄膜(成分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。
接下来，如图5A所示，在栅绝缘薄膜109上，以叠层形式形成厚度为20～100nm的第一导电薄膜110a和厚度为100～400nm的第二导电薄膜110b。在这个实施例中，顺次将50nm厚的氮化钽薄膜和370nm厚的钨薄膜叠层在栅绝缘薄膜109上。
作为构成第一导电薄膜和第二导电薄膜的导电材料，使用选自由Ta、W、Ti、Mo、Al及Cu构成的组的元素、或者包含上述元素作为其主要成分的合金材料或化合物材料。而且，以掺杂有诸如磷的杂质元素的多晶硅薄膜为代表的半导体薄膜、或AgPdCu合金，可以用作第一导电薄膜和第二导电薄膜。而且，本发明不局限于双层结构。例如，可以使用三层结构，其中顺次叠层有50nm厚的钨薄膜、500nm厚的铝硅合金(Al-Si)薄膜、以及30nm厚的氮化钛薄膜。而且，在使用三层结构的情形下，可以用氮化钨替代第一导电薄膜的钨，可以用铝钛合金(Al-Ti)薄膜替代第二导电薄膜的铝硅合金(Al-Si)薄膜，并且可以用钛薄膜替代第三导电薄膜的氮化钛薄膜。此外，也可以使用单层结构。
接下来，如图5B所示，通过曝光步骤形成掩模112-117，并且执行用以形成栅电极和布线的第一蚀刻步骤。利用第一和第二蚀刻条件实施第一蚀刻步骤。ICP(感应耦合等离子体)蚀刻方法可优选地用作蚀刻处理。使用ICP蚀刻方法，并且蚀刻条件(施加到线圈形电极的电能，施加到基底侧电极的电能，基底侧上电极的温度，等等)被适当调整，由此可以将薄膜蚀刻得到所期望的锥形形状。注意，以Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4等等为代表的氯基气体，以CF4、SF6、NF3等等为代表的氟基气体，以及O2可以适当地用作蚀刻气体。
在这个实施例中，还将150W的RF(13.56MHZ)功率施加到基底(试样台)实质上用以施加负的自偏压。还应注意到，在基底侧电极区域的尺寸是12.5cm×12.5cm，而线圈型电极区域(这里，指其上设置有线圈的石英圆状物)的尺寸是直径25cm的圆盘。利用第一蚀刻条件，蚀刻W薄膜以使第一导电层的端面区域形成为锥形形状。在第一蚀刻条件下，W的蚀刻速度是200.39nm/min，TaN的蚀刻速度是80.32nm/min，而W与TaN的选择比大约是2.5。而且，利用第一蚀刻条件，W的锥角大致为26°。之后，将第一蚀刻条件改变为第二蚀刻条件而不去除由抗蚀剂组成的掩模112～117。CF4和Cl2用作蚀刻气体，该气体流速设定为30/30sccm，而将500W的RF(13.56MHZ)功率施加到以1Pa压力生成等离子体的线圈形电极，由此实施蚀刻约30秒钟。还将20W的RF(13.56MHZ)功率施加到基底侧(试样台)实质上用以施加负的自偏压。在混合使用CF4和Cl2的第二蚀刻条件下，W薄膜和TaN薄膜两者都是以同一电平蚀刻的。利用第二蚀刻条件，W的蚀刻速度是58.97nm/min，而TaN的蚀刻速度是66.43nm/min。注意蚀刻时间可增加10～20％以便执行刻蚀后不留残余在栅绝缘薄膜上。
在上述第一蚀刻处理过程中，制造适当的由抗蚀剂组成的掩模形状，借此第一导电层的端面区域和第二导电层的端面区域都具有锥形形状，这归因于施加到基底侧的偏压的作用。锥形部分角度设置范围为15～45°。
因此，通过第一蚀刻处理过程形成了由第一导电层和第二导电层(第一导电层119a～123a和第二导电层119b～123b)组成的第一形状导电层119～123。将变为栅绝缘薄膜的绝缘薄膜109蚀刻大约10～20nm，并且变为栅绝缘薄膜118，其中第一形状导电层119～123未覆盖的区域被减薄。
接下来，执行第二蚀刻处理过程，不去除由抗蚀剂组成的掩模。这里，SF6、Cl2和O2用作刻蚀气体，气体流速设定为24/12/24(sccm)，且将700W的RF(13.56MHZ)功率施加到以1.3Pa压力生成等离子体的线圈形电极，由此蚀刻执行25秒钟。还将10W的RF(13.56MHZ)功率施加到基底侧(试样台)实质上用以施加负的自偏压。在第二蚀刻处理过程中，W的蚀刻速度是227.3nm/min，TaN的蚀刻速度是32.1nm/min，W与TaN的选择比是7.1，SiON(绝缘薄膜118)的蚀刻速度是33.7nm/min，而W与SiON的选择比是6.83。在SF6用作蚀刻气体的情形下，如上所述关于绝缘薄膜118的选择比很高。因此，可以抑制薄膜厚度的减小。在这个实施例中，绝缘薄膜118的薄膜厚度仅仅减小约8nm。
通过第二蚀刻处理过程，W的锥角变为70°。通过第二蚀刻处理过程，形成第二导电层126b～131b。另一方面，第一导电层难以蚀刻变为第一导电层126a～131a。注意第一导电层126a～131a与第一导电层119a～124a具有基本上相同的尺寸。实际上，第一导电层宽度可减小约0.3μm，就是说，与第二蚀刻处理过程之前相比总的线宽大致减小了0.6μm。但是，第一导电层几乎没有任何尺寸变化。
进一步，在使用三层结构(其中顺次叠层有50nm厚的钨薄膜、500nm厚的铝硅合金(Al-Si)薄膜、以及30nm厚的氮化钛薄膜)而不是双层结构的情况下，在第一蚀刻处理过程的第一蚀刻条件下，蚀刻执行117秒钟，所述第一蚀刻条件指BCl3、Cl2和O2用作材料气体；气体流速设定为65/10/5(sccm)；将300W的RF(13.56MHZ)功率施加到基底侧(试样台)；且将450W的RF(13.56MHZ)功率施加到以1.2Pa压力生成等离子体的线圈形电极。对于第一蚀刻处理过程的第二蚀刻条件，CF4、Cl2和O2用作刻蚀气体，气体流速设定为25/25/10sccm，还将20W的RF(13.56MHZ)功率施加到基底侧(试样台)；并且将500W的RF(13.56MHZ)功率施加到以1Pa压力生成等离子体的线圈形电极。利用上述条件，蚀刻执行大约30秒钟就足够了。在第二蚀刻处理过程中，使用BCl3和Cl2，气体流速设定为20/60sccm，将100W的RF(13.56MHZ)功率施加到基底侧(试样台)；并且将600W的RF(13.56MHZ)功率施加到以1.2Pa压力生成等离子体的线圈形电极，由此执行蚀刻。
接下来，去除由抗蚀剂组成的掩模，而后，执行第一掺杂处理过程以得到图5D所示状态。可以通过离子掺杂或离子注入来实施该掺杂处理过程。在1.5×1014原子/cm2剂量和加速电压60～100keV的条件下执行离子掺杂。作为赋予n-型导电性的杂质元素，典型地应用磷(P)或砷(As)。在这个实施例中，第一导电层和第二导电层126～130变为阻挡杂质元素赋予n-型导电性的掩模，并且以自对准方式形成第一杂质区域132～136。赋予n-型导电性的杂质元素加入到第一杂质区域132～136的浓度范围是1×1016～1×1017/cm3。这里，与第一杂质区域具有相同浓度范围的区域也称为n-区域。
注意，在这个实施例中，尽管第一掺杂处理过程是在去除由抗蚀剂组成的掩模之后实施进行的，但是第一掺杂处理过程可以在不去除由抗蚀剂组成的掩模的情况下实施。
随后，如图6A所示，形成由抗蚀剂组成的掩模137～139，并且执行第二掺杂处理过程。掩模137是用于保护形成驱动电路的p-沟道TFT的半导体层的沟道形成区域及其边界的掩模，掩模138是用于保护形成驱动电路的n-沟道TFT之一的半导体层的沟道形成区域及其边界的掩模，而掩模139是用于保护形成象素部分的TFT的半导体层的沟道形成区域、及其边界、以及存储电容器的掩模。
利用第二掺杂处理过程的离子掺杂条件1.5×1015原子/cm2剂量；以及60～100keV的加速电压，掺杂磷(P)。这里，以自对准方式利用第二导电层126b～128b作为掩模在各个半导体层中形成杂质区域。当然，磷不会加入到掩模137～139覆盖的区域。因此，形成第二杂质区域140～142以及第三杂质区域144。赋予n-型导电性的杂质元素加入到第二杂质区域140～142的浓度范围是1×1020～1×1021/cm3。这里，与第二杂质区域具有相同浓度范围的区域也称为n+区域。
而且，以与第二杂质区域相比较低的浓度通过第一导电层而形成第三杂质区域，并且添加赋予n-型导电性的杂质元素的浓度范围是1×1018～1×1019/cm3。注意，由于掺杂是通过穿过具有锥形形状的第一导电层的区域来实施的，所以第三杂质区域具有浓度梯度，其中杂质浓度朝着锥形部分的端部区域渐增。这里，与第三杂质区域具有相同浓度范围的区域也称为-区域。而且，在第二掺杂处理过程中掩模138和139覆盖的区域不会被加入杂质元素，并且变为第一杂质区域146和147。
接下来，在去除由抗蚀剂组成的掩模137～139之后，重新形成由抗蚀剂组成的掩模148～150，并且如图6B所示执行第三掺杂处理过程。
在驱动电路中，通过上述第三掺杂处理过程，形成第四杂质区域151、152和第五杂质区域153、154，其中将赋予p-型导电性的杂质元素加入到形成p-沟道TFT的半导体层和形成存储电容器的半导体层。
而且，将赋予p-型导电性的杂质元素加入到第四杂质区域151和152的浓度范围是1×1020～1×1020/cm3。注意，在第四杂质区域151、152中，磷(P)已经在在前步骤(n-区域)中加入了，但是赋予p-型导电性的杂质元素加入浓度是磷的1.5～3倍。因此，第四杂质区域151、152具有p-型导电性。这里，与第四杂质区域具有相同浓度范围的区域也称为p+区域。
而且，第五杂质区域153和154形成在覆盖第二导电层127a锥形部分的区域，并且加入的赋予p-型导电性的杂质元素的浓度范围是1×1018～1×1020/cm3。这里，与第五杂质区域具有相同浓度范围的区域也称为p-区域。
通过上述步骤，在相应的半导体层中形成具有n-型或p-型导电性的杂质区域。导电层126～129变为TFT的栅电极。而且，导电层130变为形成象素部分中存储电容器的电极中的一个电极。而且，导电层131形成了象素部分源布线。
接下来，形成基本上覆盖整个表面的绝缘薄膜(未示出)。在这个实施例中，通过等离子体CVD方法形成50nm厚的氧化硅薄膜。当然，该绝缘薄膜不局限于氧化硅薄膜，且可以以单层或叠层结构形式使用其它含有硅的绝缘薄膜。
然后，执行对加入到相应的半导体层的杂质元素进行激活的步骤。在这个激活步骤中，利用灯光源的快速热退火(RTA)方法、由YAG激光器或准分子激光器发出的光从背面进行辐照的方法、利用炉子的热处理、或者它们的组合都可以应用。
而且，尽管在这个实施例中所示的是在激活之前形成绝缘薄膜的示例，但形成绝缘薄膜的步骤也可以在执行激活步骤之后进行。
接下来，第一层间绝缘膜155由氮化硅薄膜制成，且进行热处理(在300～550℃下持续1～12小时)，从而进行半导体层的氢化处理步骤。(图6C)这个步骤利用第一层间绝缘膜155中包含的氢来终止半导体层的悬空键。可对半导体层进行氢化处理而不用考虑氧化硅薄膜形成的绝缘薄膜(未示出)的存在。顺便提及，在这个实施例中，将以包含铝为其主要组分的材料用作第二导电层，而因此，施用的热处理条件使第二导电层在氢化处理步骤中能够抵受得住是非常重要的。作为氢化处理的另一手段，可以进行等离子体氢化处理(利用等离子体激发的氢)。
接下来，在第一层间绝缘膜155上形成由有机绝缘材料制成的第二层间绝缘膜156。在这个实施例中，形成为1.6μm厚的丙烯酸类树脂薄膜。然后，形成通达源布线131的接触孔、分别通达到导电层129和130的接触孔、以及通达到相应的杂质区域的接触孔。在这个实施例中，顺次执行多个蚀刻步骤。在这个实施例中，对第二层间绝缘膜进行蚀刻时利用第一层间绝缘膜作为蚀刻阻挡，对第一层间绝缘膜进行蚀刻时利用绝缘薄膜(未示出)作为蚀刻阻挡，而后，蚀刻绝缘薄膜(未示出)。
之后，通过利用Al、Ti、Mo、W等等形成布线和象素电极。作为电极和象素电极的材料，理想地是使用反射性能优秀的材料，诸如以Al或Ag作为其主要包含组分的薄膜或者上述薄膜的叠层薄膜。因此，形成源电极或漏极157～162、栅引线164、连接接线163、以及象素电极165。
如上所述，具有n-沟道TFT201、p-沟道TFT202、以及n-沟道TFT203的驱动电路206，以及具有由n-沟道TFT构成的象素TFT204和存储电容器205的象素部分207，可形成在同一基底上。(图7)在这个说明书中，为了方便将上述基底称为有源矩阵基底。
在象素部分207中，象素TFT204(n-沟道TFT)具有沟道形成区域169、形成在构成栅电极之导电层129外侧的第一杂质区域(n-区域)147、以及用作源区或漏区的第二杂质区域(n+区域)142和171。而且，在用作存储电容器205的电极之一的半导体层中，形成第四杂质区域152和第五杂质区域154。存储电容器205由第二电极130和利用绝缘薄膜(与栅绝缘薄膜相同的薄膜)118作为电介质的半导体层152、154以及170构成。
而且，在驱动电路206中，n-沟道TFT201(第一n-沟道TFT)具有沟道形成区域166，通过绝缘薄膜与构成栅电极的一部分导电层126重叠的第三杂质区域(n-区域)144，以及用作源区或漏区的第二杂质区域(n+区域)140。
而且，在驱动电路206中，p-沟道TFT202具有沟道形成区域167，通过绝缘薄膜与构成栅电极的一部分导电层127重叠的第五杂质区域(p-区域)153，以及用作源区或漏区的第四杂质区域(P+区域)151。
而且，在驱动电路206中，n-沟道TFT203(第二n-沟道TFT)具有沟道形成区域168，位于构成栅电极的导电层128外侧的第一杂质区域(n-区域)146，以及用作源极区或漏极区的第二杂质区域(n+区域)141。
对上述TFT201～203适当组合构成了移位寄存器电路、缓冲器电路、电平转移器电路、闩锁电路等等，由此形成了驱动电路206。例如，在构成CMOS电路的情形下，可将n-沟道TFT201和p-沟道TFT202彼此互补连接。
尤其是，n-沟道TFT203的结构适于具有高驱动电压的缓冲器电路，目的在于防止由热载流子效应引起的恶化损坏。
而且，n-沟道TFT201的结构(其采用GOLD结构)适于将可靠性置于优先考虑首位的电路。
由上可知，通过提高半导体薄膜表面的平直度可以提高可靠性。因此，在具有GOLD结构的TFT中，即使通过栅绝缘薄膜与栅电极重叠的杂质区域面积减小也能够得到足够的可靠性。特别是，在具有GOLD结构的TFT中，即使变为栅电极锥形部分的部分的尺寸减小也能够得到足够的可靠性。
在具有GOLD结构的TFT中，当栅绝缘薄膜变薄时寄生电容增大。但是，减小栅电极(第一导电层)锥形部分的尺寸以减小寄生电容，由此TFT能够以提高了的f-特性(频率特性)进行高速工作并且具有足够的可靠性。
注意，同样在象素部分207的象素TFT中，第二激光辐照能够减小截断电流并且减小波动。
而且，在这个实施例中显示了一个制造用于形成反射型显示器件的有源矩阵基底的示例。但是，如果象素电极是由透明导电薄膜构成的，则尽管光掩模数量增加了一个，但可以形成透射型显示器件。
而且，在这个实施例中，使用玻璃基底，但不特别局限于此。可以使用石英基底、半导体基底、陶瓷基底、以及金属基底。
而且，在得到图7所示状态之后，如果包含TFT(设置在第二材料层102上)的层(剥离层)具有足够的机械强度，则可以剥离基底100。因为第二材料层102具有压应力、而第一材料层101具有张应力，所以可用相对较小的力(例如，人的手，由喷嘴吹入的风压力，超声等)来剥离基底100。在这个实施例中，如果剥离层的机械强度不够强，则优选在用支撑体(未示出)固接剥离层之后对剥离层进行剥离。
在这个实施例中，将在下面描述如下步骤从实施例1中产生的有源矩阵基底剥离基底100，而后将基底100粘结到塑料基底以制造有源矩阵液晶显示器件。图8A-8D用于对此进行描述。
在图8A中，参考标记400表示基底，401表示第一材料层，402表示第二材料层，403表示基体绝缘层，404a表示驱动电路413的一个元件，404b表示象素部分414的一个元件，而405表示象素电极。这里，元件指得是半导体元件(典型地，如TFT)、MIM元件、或用作有源矩阵液晶显示器件中象素的开关元件等类似元件。图8A有源矩阵基底是图7有源矩阵基底的简化表示。图7中基底100相应于图8A中基底400。同样地，图8A参考标记401相应于图7中101，402相应于102，403相应于103，404a相应于201和202，404b相应于204，以及405相应于165。
首先，在依照实施例1得到图7中所示有源矩阵基底之后，在有源矩阵基底上形成对准薄膜406a并且执行摩擦处理。注意，在这个实施例中，将有机树脂薄膜诸如丙烯酸类树脂薄膜图形化形成柱形垫片(未示出)用以使基底间隔在形成对准薄膜之前保持恒定在预定位置。替代柱形垫片，可用球形垫片喷撒在基底的整个表面上。
接下来，制备反向基底作为支撑407。将滤色器(未示出)设置到反向基底，其中相应于每个象素定位色彩层和光屏蔽层。玻璃基底可以用作反向基底。这里，使用塑料基底用以减轻重量。此外，将光屏蔽层设置到驱动电路区域。设置覆盖滤色器和光屏蔽层的平面化薄膜(未示出)。然后在象素部分的平面化薄膜上形成由透明导电薄膜制成的反电极408。在反电极整个表面上形成对准薄膜406b，并且执行摩擦处理。
然后，通过用作粘结层409的密封件将有源矩阵基底400(其上形成有象素部分和驱动电路)和支撑407彼此粘结到一起。将填料混入密封件中。因此，利用填料和柱形垫片以预定间隔将这两个基底彼此粘结。然后，将液晶材料410注入两个基底之间并且用密封剂(未示出)进行完全密封(图8B)。已知液晶材料可用作液晶材料410。
接下来，执行实施方式1～3中所示的任意一种处理(用以部分地减小接触性质的处理)。这里，将利用图9A～9C来描述激光辐照的实例。图9A是有源矩阵基底的示意性透视图，并且显示了设置有待剥离层51a的基底50。图8A所示基底400相应于图9A所示基底50，并且两个基底是一样的。这里，待剥离层51a包含TFT、液晶、以及反电极。为了部分地减小接触性质，由前表面侧或后表面侧沿着基底的一个端面辐照激光，用以提供激光辐照区域56。然后，利用物理手段从激光辐照区域56侧开始剥离基底50。图9B是表示剥离过程的透视图。塑料基底用作反电极。因此，图9B显示了待剥离层51b弯曲的情形。但是，存在待剥离层51b中产生裂纹的可能性。因此，理想地是尽可能地不让待剥离层弯曲。这样，如图9C所示，理想地是薄膜晶体管的所有沟道长度方向彼此相同，使得由各个用作TFT有源层的半导体层52a、53a、以及54a的沟道长度方向和弯曲方向(剥离方向)55形成的角度变为90°。换言之，理想地是各个TFT的沟道宽度方向与弯曲方向(剥离方向)55一致。这样，即使具有元件的待剥离层弯曲了，对元件特性的影响也会减到最小。注意图9C显示了如图9B中的剥离过程。此外，为了简化，未示出基底，并且仅仅显示了设置在待剥离层51b上的象素部分52、驱动电路(X-方向)53、以及驱动电路(Y-方向)54的TFT的半导体层。在图9C中，参考标记52b、53b和54b表示沟道长度方向。
图8C显示了剥离之后得到的情形。第二材料层402具有压应力而第一材料层401具有张应力。这样，可用相对较小的力(例如，通过人手，通过喷嘴吹出气体的吹压力，通过超声，等等)剥离待剥离层。
接下来，通过由环氧树脂等制成的粘结层411将剥离层粘结到转移体412。在这个实施例中，塑料薄膜基底用作转移体412用以减轻重量。
这样，柔韧的有源矩阵液晶显示器件完成了。如有必要，将柔性基底412或反向基底切分成预定形状。而且，通过已知技术适当设置起偏振片(未示出)等。然后，通过已知技术粘结FPC(未示出)。
通过实施例2得到的液晶模块的结构通过参照图10中的顶视图进行描述。实施例2中基底412相应于基底301。
象素部分304位于基底301的中心。源信号线驱动电路302用于驱动源信号线，位于象素部分304的上方。栅信号线驱动电路303用于驱动栅信号线，位于象素部分304的左右两侧。尽管栅信号线驱动电路303在这个实施例中是关于象素部分对称的，但液晶模块也可以具有仅只一个栅信号线驱动电路，位于象素部分的一侧。考虑到液晶模块的基底尺寸等，设计者可以选择布置以利于更好地进行设计。但是，考虑到电路工作可靠性、驱动效率等因素，图10中所示的栅信号线驱动电路的对称布置是优选的。
输入到驱动电路的信号来自柔性印制电路(FPC)305。在层间绝缘膜和树脂薄膜中开设接触孔、并且形成连接电极309之后，FPC305通过各向异性导电薄膜等压配合，以便到达在基底301给定位置上设置的接线。在这个实施例中连接电极由ITO形成。
沿着环绕驱动电路和象素部分的基底周边将密封剂307施加到基底，而后利用密封剂307粘结反基底306，此时预先形成在薄膜基底上的垫片310保持基底301和反基底306之间的距离。通过未被密封剂307覆盖的基底区域注入液晶成分。然后用密封剂308密封基底。包含所有在图10中所示的这些的器件称为液晶模块。
在这里所述的这个实施例中，尽管所有驱动电路都形成在薄膜基底上，但也可以将一些Ics用于某些驱动电路。
这个实施例可以自由地与实施例1结合应用。
在这个实施例中，图11A～11D显示了制造包含EL(电致发光)元件的发光显示器件的例子，所述EL(电致发光)元件形成在塑料基底上。
在图13A中，参考标记600表示基底，601表示第一材料层，602表示第二材料层，603表示基体绝缘层，604a表示驱动电路611的一个元件，604b和604c表示象素部分612的元件，而605表示OLED(有机发光器件)。这里，元件指得是半导体元件(典型地，TFT)、MIM元件、OLED、或用作有源矩阵发光器件情况下的象素的开关元件的类似元件等。形成层间绝缘膜606用以覆盖这些元件。理想地是在形成之后得到层间绝缘膜606的表面是平整的。注意层间绝缘膜606不是必须设置的。
注意，优选地依照实施例1形成设置在基底600上的层601～603。
这些元件(包括604a、604b、和604c)优选地依照上述实施例1中的n-沟道TFT201和p-沟道TFT202进行制造。
OLED605具有包含有机化合物(有机发光材料)的层(在下文中称为有机发光层)、阳极层、和阴极层，其中有机发光层是通过施加电场到其上而产生发光(电致发光)。作为有机化合物的发光，当其从单重激发态返回到基态时会产生光发射(荧光)，而当其从三重激发态返回到基态时会产生光发射(磷光)。本发明的发光器件可以利用任意一种上述光发射或者利用两种光发射。注意在本说明书中将所有在OLED阳极和阴极之间形成的层定义为有机发光层。具体讲，有机发光层包括发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴输运层、以及电子输运层。基本上，OLED具有的结构为，阳极、发光层、和阴极依次层叠。除了这样的结构之外，OLED还有结构是，阳极、空穴注入层、发光层、和阴极依次层叠；或者阳极、空穴注入层、发光层、电子输运层、和阴极依次层叠。
在通过上述方法得到图11A所示情形之后，通过粘结层607粘结支撑608(图11B)。在这个实施例中，塑料基底用作支撑608。具体讲，厚度10μm或更厚、且由例如PES(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、或PEN(聚萘酸乙二醇酯)制成的树脂基底可用作支撑。关于这些塑料基底，阻止诸如湿气或氧气这样的物质由外部进入(其促使有机化合物层变劣)的效应很小。因此，例如，由氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))、氧氮化铝(AlNXOY(X＜Y))、氧化铝(Al2O3)、和氧化铍(BeO)、或者这些的叠层中选择出的材料制成的单层优选地设置用以覆盖支撑(其为塑料基底)，以得到足以防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入的结构，所述侵入会促使有机化合物层变劣。注意，当使用氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))时，理想地是薄膜中包含的氮的浓度是10％～80％(原子百分比)。例如，通过利用氮化铝(AlN)靶的溅射方法形成AlN薄膜，其中氮化铝(AlN)靶在含有氩气和氮气的混合物的环境中优选地具有2N或更高的纯度。该薄膜也可以利用在含有氮气的环境中的铝(Al)靶来形成。
还有，制备通过利用设置有200nm厚AlNXOY薄膜的薄膜基底密封OLED得到的试样和通过利用设置有200nm厚SiN薄膜的薄膜基底密封OLED得到的试样。然后，执行用于检查在加热到85℃水蒸气环境中的时间变化的测试。结果是，与利用SiN薄膜的试样相比，在利用AlNXOY薄膜的试样中的OLED具有更长的寿命并且可以在更长时间内产生发光。由测试结果，可以得知与SiN薄膜相比AlNXOY薄膜是能够防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入的薄膜材料，所述侵入会促使有机化合物层变劣。
还有，可以使用塑料基底只有一个表面覆盖有这些薄膜(各个薄膜由AlN、AlNXOY(X＞Y)等制成)的结构。此外，这些薄膜(各个薄膜由AlN、AlNXOY(X＞Y)等制成)可以形成在层间绝缘膜606上。
还有，图18显示了各自厚度为100nm的AlN薄膜和AlNXOY(X＞Y)薄膜的透射率特性。如图18所示，这些薄膜(各个薄膜由AlN、AlNXOY(X＞Y)等制成)具有非常高的透明特性(在可见光波段的透射率是80％～91.3％)，且因此不会阻碍发光元件的光发射。此外，薄膜(各个薄膜由AlN、AlNXOY(X＞Y)等制成)具有高热导率。因此，存在热辐射效应。
注意，当将支撑608和粘结层607定位于观察侧(发光器件使用者一侧)时，在通过OLED观察它们的情形下必要地是它们由透光材料制成。
接下来，执行实施方式1～3中任意一种处理过程以部分地减小接触性质，而后通过物理手段剥离基底600，所述基底600设置有第一材料层601(图11C)。这里，第二材料层602具有压应力而第一材料层601具有张应力。因此，可以通过相对较小的力(例如，通过人手，通过喷嘴吹出气体的吹压力，通过超声，等等)剥离基底。
接下来，剥离之后得到的层通过由环氧树脂等制成的粘结层609粘结到转移体610(图11D)。在这个实施例中，塑料薄膜基底用作转移体610用以减轻重量。
关于支撑，优选地将从氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))、氧氮化铝(AlNXOY(X＜Y))、氧化铝(Al2O3)、和氧化铍(BeO)、或者这些的叠层中选择出的材料制成的单层提供给转移体(其是塑料基底)，用以充分防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。
这样，可得到夹入柔性支撑608和柔性转移体610中间的柔性发光器件。注意，当支撑608和转移体610都由同一种材料制成时，热膨胀系数彼此相等。因此，可减小由温度变化引起的应力变形的影响。
然后，如有必要，将柔性支撑608和柔性转移体610切分成所希望的形状。然后，利用已知技术粘结FPC(未示出)。
通过实施例4得到的EL模块的结构将利用图12A和12B的顶视图和截面图进行说明。薄膜基底900a相应于实施例4中的转移体610。这里描述的是将具有导热性的薄膜900b(典型地，氮化铝薄膜或氧氮化铝薄膜)设置在薄膜基底900a上的实施例。
图12A是说明EL模块的顶视图而图12B是沿着图12A中线A-A＇剖切得到的截面图。在图12A中，将具有导热性的薄膜900b设置到柔性薄膜基底900a(例如，塑料基底)，并且具有压应力的薄膜901(例如，氧化硅薄膜)通过粘结层923粘结到薄膜900b上。象素部分902、源侧驱动电路904、以及栅侧驱动电路903形成在具有压应力的薄膜901上。可以依照前面的实施例1得到象素部分和驱动电路。
上述具有导热性的薄膜900b指的是从氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))、氧氮化铝(AlNXOY(X＜Y))、氧化铝(Al2O3)、和氧化铍(BeO)、或者这些的叠层中选择出的材料制成的单层。当设置具有导热性的薄膜900b时，元件产生的热可以被辐射出去，并且足以防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。
还有，参考标记918表示有机树脂而919表示保护薄膜。象素部分和驱动电路部分由有机树脂918覆盖。有机树脂918由保护薄膜919覆盖。利用封盖件920(cover member)通过粘结层执行密封。在剥离之前将封盖件920作为支撑粘结。为了减小由热、外力等等引起的变形，理想地是将与薄膜基底900a具有同样材料的基底例如塑料基底用作封盖件920。这里，使用如图12B所示的处理为凹形(3μm～10μm深度)的基底。优选地进一步将基底处理形成能够容放干燥剂921的凹下部分(50μm～200μm深度)。此外，当通过多重成组印刷制造EL模块时，可将基底和封盖件彼此粘结，而后利用CO2激光器等切割以便使它们的端表面对齐。
注意参考标记908表示导线，用于传递输入到源侧驱动电路904和栅侧驱动电路903的信号。导线908接收来自作为外部输入端的FPC(柔性印制电路)909的视频信号和时钟信号。注意这里只显示了FPC。但是，印制线路板(PWB)可连接到FPC。在本说明书中的发光器件不仅包括发光器件主体，而且包括附设接有FPC或PWB的发光器件。
接下来，将利用图12B描述截面结构。在薄膜基底900a上设置具有导热性的薄膜900b，通过粘结层923将具有压应力的薄膜901粘结到薄膜900b上，并且在其上形成绝缘薄膜910。象素部分902和栅侧驱动电路903形成在绝缘薄膜910上方。象素部分902由多个象素(每个都包含电流控制的TFT911)组成，并且象素电极912与其漏极电连接。此外，栅侧驱动电路903由CMOS电路组成，其中组合有n-沟道TFT913和p-沟道TFT914。
这些TFT(包括911、913和914)优选地依照上述实施例1中n-沟道TFT和p-沟道TFT进行制造。
注意，在依照实施例1和2在同一基底上形成象素部分902、源侧驱动电路904、和栅侧驱动电路903之后，依照实施例2粘结支撑(这里，指封盖件)，而后剥离基底(未示出)。然后，通过粘结层923粘结设置有具有导热性的薄膜900b的薄膜基底900a。
还有，当使用具有图12B所示凹形的封盖件920时，封盖件920作为支撑被粘结。注意导线引线端子部分(连接部分)在剥离时只有绝缘薄膜910，由此降低了机械强度。这样，理想地是在剥离之前粘结FPC909并且利用有机树脂922固定它。
注意，这样的材料优选地用于TFT和OLED之间设置的绝缘薄膜，它不仅阻挡诸如碱金属离子或碱土金属离子的杂质离子扩散而且积极地吸收诸如碱金属离子或碱土金属离子的杂质离子。而且，抗耐后续处理温度的材料是适宜的。例如，含有大量氟的氮化硅薄膜就是符合这些条件的材料。氮化硅薄膜中含有的氟的浓度优选地设定为1×1019/cm3或更大。优选地，氟在氮化硅薄膜中的成分比例设定为1％～5％。氮化硅薄膜中的氟与碱金属离子、碱土金属离子等等结合，由此吸收入薄膜中。此外，作为另一实例，含有由锑(Sb)化合物、锡(Sn)化合物、或铟(In)化合物组成的粒子的有机树脂薄膜(用以吸收碱金属离子、碱土金属离子等等)，例如，含有五氧化二锑粒子(Sb2O5·nH2O)的有机树脂薄膜。注意有机树脂薄膜含有粒子具有的平均粒度为10nm～20nm并且具有非常高的透明性能。以五氧化二锑粒子为代表的锑化合物易于吸收诸如碱金属离子或碱土金属离子的杂质离子。
象素电极912用作发光元件(OLED)的阴极。在象素电极912的两端形成堤坝(Banks)915。在象素电极912上形成发光元件的有机化合物层916和阳极917。
作为有机化合物层916，优选地使用通过自由组合发光层、电荷输运层、和电荷注入层构成的有机化合物层(用于引起发光且为此进行载流子转移的层)。例如，优选地使用低分子体系有机化合物材料或者聚合物体系有机化合物材料。此外，作为有机化合物层916，可以使用由通过单重态激发产生发光(荧光)的发光材料(单重态化合物)制成的薄膜或者由通过三重态激发产生发光(磷光)的发光材料(三重态化合物)制成的薄膜。此外，可以使用诸如碳化硅这样的无机材料制作电荷输运层和电荷注入层。可以使用已知材料作为上述的有机材料和无机材料。
阳极917还用作所有象素的公共导线，并且通过连接导线908与FPC909电连接。而且，象素部分902和栅侧驱动电路903中包含的所有元件都用阳极917、有机树脂918、以及保护薄膜919覆盖。
注意，优选地将关于可见光为透明或半透明的材料用作有机树脂918。此外，理想地是有机树脂918是不让湿气和氧气透过的材料。
还有，在用有机树脂918完全覆盖发光元件之后，优选地在有机树脂918表面(外露表面)上至少设置保护薄膜919，如图12A和12B所示。保护薄膜可形成在基底的包括后表面在内的全部表面上。这里，需要的是在设置外部输入端(FPC)的部分不形成保护薄膜。可以利用掩模使其不形成保护薄膜。或者，可以通过Teflon(注册商标)等制成的带子用作CVD设备中遮蔽胶带遮盖住外部输入端部分，以不形成保护薄膜。可将与薄膜900b具有相同热导率的薄膜用作保护薄膜919。
当在上述结构中利用保护薄膜919密封发光元件时，发光元件可以完全与外部屏蔽隔离开，并且其可以防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。此外，通过具有导热性的薄膜900b可以进行热扩散。因此，可以得到具有高可靠性的发光器件。
还有，可以使用这样一种结构，其中象素电极用作阳极，并且将有机化合物层和阴极层叠以沿着与图12所示发光方向相反的方向产生发光。图13显示了一个实施例。注意，顶视图与图12A相同因而在此省略了。
下面将描述说明图13中所示的截面结构。给薄膜基底1000a提供具有导热性的薄膜1000b并且在其上形成绝缘薄膜1010。象素部分1002和栅侧驱动电路1003形成在绝缘薄膜1010上方。象素部分1002由多个象素(每个都包含电流控制的TFT1011)组成，并且象素电极1012与其漏极电连接。注意，在依照实施方式剥离基底上形成的待剥离层之后，通过粘结层1023粘结其上设置有具有导热性的薄膜1000b的薄膜基底1000a。此外，栅侧驱动电路1003由CMOS电路组成，其中组合有n-沟道TFT1013和p-沟道TFT1014。
上述具有导热性的薄膜1000b指的是从氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))、氧氮化铝(AlNXOY(X＜Y))、氧化铝(Al2O3)、和氧化铍(BeO)、或者这些的叠层中选择出的材料制成的单层。当设置具有导热性的薄膜1000b时，元件产生的热可以被辐射出去，并且足以防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。
这些TFT(包括1011、1013和1014)优选地依照上述实施例1中n-沟道TFT201和p-沟道TFT202进行制造。
象素电极1012用作发光元件(OLED)的阳极。在象素电极1012的两端形成堤坝(Banks)1015。在象素电极1012上形成发光元件的有机化合物层1016和阴极1017。
阳极1017还用作所有象素的公共导线，并且通过连接导线1008与FPC1009电连接。而且，象素部分1002和栅侧驱动电路1003中包含的所有元件都用阳极1017、有机树脂1018、以及保护薄膜1019覆盖。可将与薄膜1000b具有相同热导率的薄膜用作保护薄膜1019。通过粘结层粘结封盖件1020。将凹形部分设置到封盖件并且在其中置入干燥剂1021。
当使用具有图13所示凹形的封盖件1020时，封盖件1020作为支撑被粘结。注意导线引线端子部分(连接部分)在剥离时只有绝缘薄膜1010，由此降低了机械强度。这样，理想地是在剥离之前粘结FPC1009并且利用有机树脂1022固定它。
还有，在图13中，象素电极用作阳极，并且将有机化合物层和阴极层叠。这样，发光方向为图13中箭头所示方向。
虽然，这里描述的是顶栅TFT的示例，但本发明可应用与TFT结构无关。本发明还可以应用于，例如，底栅(反向交错的)TFT或交错的TFT。
在实施例5中描述的是使用顶栅TFT的示例。但是，也可以使用底栅TFT。在图14中示出的是使用底栅TFT的示例。
如图14中所示，底栅结构用于n-沟道TFT1113、p-沟道TFT1114、和n-沟道TFT1111。底栅结构优选地通过已知技术得到。注意这些TFT的各个有源层可以是具有结晶结构的半导体薄膜(由多晶硅等制成)或具有非晶硅结构的半导体薄膜(由非晶硅等制成)。
还有，在图14中，参考标记1100a表示柔性薄膜基底(例如，塑料基底)，1100b表示具有热导性的薄膜，1101表示具有压应力的薄膜(例如，氧化硅薄膜)，1102表示象素部分，1103表示栅侧驱动电路，1110表示绝缘薄膜，1112表示象素电极(阴极)，1115表示堤坝(banks)，1116表示有机化合物层，1117表示阳极，1118表示有机树脂，1119表示保护薄膜，1120表示封盖件，1121表示干燥剂，1122表示有机树脂，而1123表示粘结层。
上述具有热导性的薄膜1100b指的是从氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlNXOY(X＞Y))、氧氮化铝(AlNXOY(X＜Y))、氧化铝(Al2O3)、和氧化铍(BeO)、或者这些的叠层中选择出的材料制成的单层。当设置具有导热性的薄膜1100b时，元件产生的热可以被辐射出去，并且足以防止诸如湿气或氧气这样的物质由外部侵入，所述侵入会促使有机化合物层变劣。此外，可将与薄膜1100b具有相同热导率的薄膜用作保护薄膜1119。
还有，除了n-沟道TFT1113、p-沟道TFT1114、和n-沟道TFT1111之外的结构都与实施例5相同，且这里省略了对它们的说明。
通过执行本发明得到的驱动电路部分和象素部分可应用于各种模块(有源矩阵液晶模块、有源矩阵EL模块和有源矩阵EC模块)。也就是，所有的电子设备都是通过执行本发明完成的。
这样的电子设备给出如下摄像机、数字照相机、头戴式显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、投影仪、汽车立体声系统、个人计算机、便携式信息终端(移动式计算机、移动电话或电子书等)。这些例子显示在图15A～15F和图16A～16C中。
图15A是个人计算机，其包括主体2001，图象输入部分2002；显示部分2003，键盘2004等。本发明可应用于显示部分2003。
图15B是摄像机，其包括主体2101，显示部分2102，语音输入部分2103，操作开关2104，电池2105，图象接收部分2106等等。本发明可应用于显示部分2102。
图15C是移动计算机，其包括主体2201，摄象部分2202，图象接收部分2203，操作开关2204，显示部分2205等等。本发明可应用于显示部分2205。
图15D是护目镜型显示器，其包括主体2301，显示部分2302，臂杆部分2303等等。本发明可应用于显示部分2302。
图15E是使用记录有节目的记录介质(下文称为记录介质)的唱机，其包括主体2401，显示部分2402，扬声器部分2403，记录介质2404，操作开关2405等。这种设备使用DVD(数字化视频光盘)、CD等作为记录介质，并且能够完成音乐欣赏、影片欣赏、游戏以及用于Internet。本发明可应用于显示部分2402。
图15F是数字照相机，其包括主体2501，显示部分2502，取景器2503，操作开关2504，图象接收部分2505(在图中未示出)等等。本发明可应用于显示部分2502。
图16A是移动电话，其包括主体2901，语音输出部分2902，语音输入部分2903，显示部分2904，操作开关2905，天线2906，图象输入部分2907(CCD、图象传感器等)等。本发明可应用于显示部分2904。
图16B是便携书(电子书)，其包括主体3001，显示部分3002和3003，记录介质3004，操作开关3005，天线3006等。本发明可应用于显示部分3002和3003。
图16C是显示器，其包括主体3101，支撑部分3102，显示部分3103等。本发明可应用于显示部分3103。
此外，图16C所示的显示器是小型和中型或大型的，例如，5～20英寸屏幕显示器。而且，优选地通过执行利用1×1m基底的多重图形化形成如此尺寸的显示器部分实现大规模生产制造。
如上所述，本发明可应用的范围非常广泛并且本发明可应用于各种面积尺寸的电子设备的方法。注意可以通过利用实施例1～6中结构的任意组合来得到这个实施例的电子器件。
在这个实施例中，说明的是将电泳显示器件用作实施例7中说明的显示部分的例子。典型地，其应用于图16B所示的便携书(电子书)的显示部分3002或3003。
电泳显示器件(电泳显示器)也称为电子纸张并且其优点是象纸张一样便于阅读。此外，可以得到与其它显示器件相比低功耗的薄而轻的器件。
关于电泳显示器，可以考虑各种类型。其一是通过使多个微囊分散于溶剂或溶液中制造得到的，微囊包含有具有正电荷的第一粒子和具有负电荷的第二粒子。然后，当施加电场到这些微囊时，各个微囊中的粒子以相反方向运动，只显示在一侧聚集的粒子的色彩。注意第一粒子或第二粒子包括色素并且在没有生成电场的情形下它们不移动。此外，假设第一粒子的色彩和第二粒子的色彩彼此不同(包括无色的情形)。
因此，电泳显示器利用了所谓电介质迁移效应，例如具有高介电常数的物质移动到强电场区域。在电泳显示器情况下，不需要液晶显示器件所需要的起偏振片和反电极。因此，厚度和重量减小了一半。
当将上述微囊分散于溶剂中时，其称为电子墨水。电子墨水可印制在玻璃、塑料、布、纸等的表面上。此外，当使用色彩过滤器或具有色素的粒子时，可以实现彩色显示。
当将多个微囊定位于适宜夹在两个电极之间的有源矩阵基底上时，就形成了有源矩阵显示器件。这样，当电场施加到微囊时，可以进行显示。例如，可以使用实施例1中得到的有源矩阵基底。电子墨水可以直接印制到塑料基底上。当使用有源矩阵型时，与在塑料薄膜(对热和有机溶剂敏感)上形成元件的情形相比，优选地提高了生产加工的裕度，此时元件和电子墨水形成在玻璃基底上，而后在粘结到塑料基底之前依照实施方式1～3和实施例2剥离玻璃基底。
注意作为微囊中的第一粒子和第二粒子，优选使用导体材料、绝缘体材料、半导体材料、磁性材料、液晶材料、铁电材料、电致发光材料、电致变色(electrochromic)材料、以及电泳材料、或它们的化合物材料。
依照本发明，不仅具有小面积的待剥离层而且具有大面积的待剥离层都能够以很高的生产量实现整个表面地剥离。
此外，依照本发明，待剥离层易于通过物理手段(例如，通过人手)进行剥离。这样，其便于大规模生产。此外，当制造用于剥离待剥离层的生产设备用以大规模生产时，可以较低费用制造出大尺寸生产设备。
权利要求
1.一种从基底剥离待剥离层的方法，包括在基底上设置第一材料层，并且形成待剥离层，所述待剥离层由至少包括第二材料层的叠层构成，所述第二材料层与第一材料层相接触并位于设置有第一材料层的基底的上方；执行用于部分地减小第一材料层和第二材料层之间接触性质的处理步骤；而后利用物理手段作用于第二材料层的内部部分和界面中之一上，从在其上设置有第一材料层的基底剥离待剥离层。
2.依照权利要求1所述的方法，其中利用物理手段的剥离是由实施了用于减小接触性质的处理步骤的区域开始执行的。
3.依照权利要求1所述的方法，其中用于部分地减小接触性质的处理步骤是沿着基底的外侧边缘、部分地辐照激光到第一材料层和第二材料层之一上的处理步骤。
4.依照权利要求1所述的方法，其中用于部分地减小接触性质的处理步骤是沿着基底的外侧边缘、局部地施加外部压力用以损坏第二材料层内部部分和其界面部分之一的处理步骤。
5.依照权利要求1所述的方法，其中第二材料层在剥离之前具有-1达因/厘米2～1×1010达因/厘米2的压应力，而第一材料层在剥离之前具有1达因/厘米2～1×1010达因/厘米2的张应力。
6.一种从基底剥离待剥离层的方法，包括在基底上设置第一材料层，并且形成待剥离层，所述待剥离层由至少包括第二材料层的叠层构成，所述第二材料层与第一材料层相接触并位于设置有第一材料层的基底的上方；执行用于部分地减小在第一材料层和第二材料层之间接触性质的处理步骤；而后粘结支撑到待剥离层；以及利用物理手段作用于第二材料层的内部部分和界面中之一上，从在其上设置有第一材料层的基底剥离粘结有支撑的待剥离层。
7.依照权利要求6所述的方法，其中利用物理手段的剥离是由实施了用于减小接触性质的处理步骤的区域开始执行的。
8.依照权利要求6所述的方法，其中用于部分地减小接触性质的处理步骤是沿着基底的外侧边缘、部分地辐照激光到第一材料层和第二材料层之一上的处理步骤。
9.依照权利要求6所述的方法，其中用于部分地减小接触性质的处理步骤是沿着基底的外侧边缘、局部地施加外部压力用以损坏第二材料层内部部分和其界面部分之一的处理步骤。
10.依照权利要求6所述的方法，其中第二材料层在剥离之前具有-1达因/厘米2～1×1010达因/厘米2的压应力，而第一材料层在剥离之前具有1达因/厘米2～1×1010达因/厘米2的张应力。
11.一种制造半导体器件的方法，包括在基底上形成包含有元件的待剥离层；粘结支撑到包含有元件的待剥离层，而后通过物理手段从基底剥离支撑；以及粘结转移体到包含有元件的待剥离层，用以将元件夹在支撑和转移体之间，其中在剥离之前执行用于部分地减小基底和待剥离层之间接触性质的处理步骤。
12.依照权利要求11所述的方法，其中利用物理手段的剥离是由实施了用于减小接触性质的处理步骤的区域开始执行的。
13.依照权利要求11所述的方法，其中用于部分地减小接触性质的处理步骤是沿着基底的外侧边缘部分地辐照激光的处理步骤。
14.依照权利要求11所述的方法，其中用于部分地减小接触性质的处理步骤是沿着基底的外侧边缘、局部地施加外部压力用以损坏一个区域的处理步骤。
15.依照权利要求11所述的方法，其中利用物理手段的剥离是通过将气体吹到基底端面上来进行的。
16.依照权利要求11所述的方法，其中利用物理手段的剥离是通过将气体吹到基底端面上结合激光辐照一起来进行的。
17.依照权利要求16所述的方法，其中利用物理手段的剥离是通过将气体吹到基底端面上结合由实施减小接触性质的处理步骤的区域开始激光扫描一起来进行的。
18.依照权利要求16所述的方法，其中气体是加热的氮气。
19.依照权利要求16所述的方法，其中激光的振荡类型是连续振荡和脉冲振荡之一。
20.依照权利要求16所述的方法，其中发出激光的激光器选自下列组包括使用了掺杂Nd、Tm、及Ho之一的YAG、YVO4、YLF、及YAlO3之一的固体激光器，准分子激光器，CO2激光器，氩激光器，以及半导体激光器。
全文摘要
本发明提供了一种能够避免损坏待剥离层的剥离方法。因此，不仅具有小面积的待剥离层而且具有大面积的待剥离层都能够以很高的生产量实现整个表面地剥离。在剥离之前执行用于部分地减小第一材料层(11)和第二材料层(12)之间接触性质的处理过程(激光辐照，施加压力等)，而后利用物理手段执行剥离。因此，能够容易地在第二材料层(12)的内部部分或其界面处实现充分分离。
文档编号H01L51/52GK1409374SQ0214956
公开日2003年4月9日 申请日期2002年8月22日 优先权日2001年8月22日
发明者高山彻, 丸山纯矢, 山崎舜平 申请人:株式会社半导体能源研究所