挠性半导体装置及其制造方法、以及使用挠性半导体装置的图像显示装置及其制造方法

专利名称：挠性半导体装置及其制造方法、以及使用挠性半导体装置的图像显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有挠性的挠性半导体装置及其制造方法。更具体而言，本发明涉及能用作TFT的挠性半导体装置及其制造方法。进而，本发明还涉及利用了这样的挠性半导体装置的图像显示装置及其制造方法。
背景技术：
随着信息终端的普及，作为计算机用的显示器而对平板显示器的需求提高了。另夕卜，随着信息化的进一步发展，将现有的以纸介质提供的信息进行电子化的机会也在增加。特别是作为近来薄且轻、能轻松搬运的移动用显示介质而对电子纸或者数字纸的需求也不断提闻(专利文献I等)。 在平板显示器中，一般使用液晶、有机EL(有机电致发光)、利用了电泳等的元件来形成显示介质。在相应的显示介质中，为了确保画面亮度的均匀性、画面重写速度等而使用有源驱动元件(TFT元件)来作为图像驱动元件的技术成为了主流。例如，在通常的计算机显示器中在基板上形成这些TFT元件，并封装了液晶、有机EL元件等。在此，TFT元件主要能利用a-Si (非晶硅)、p_Si (多晶硅)等半导体。通过对这些Si半导体、电极、布线所用的金属材料进行多层化地在基板上形成源电极、漏电极、栅电极，来制造TFT元件。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-67263号公报

发明内容
发明要解决的课题随着显示器的大型化，搭载了多个TFT元件的TFT基板也要求大型化，但基板越大型化，布线电阻的增大所带来的电压降就越成问题。若为了避免该问题来加厚布线的厚度，则会产生如下课题在通常的TFT元件基板制作所用到的真空成膜工艺中，成膜时间增大从而生产率变差，制造成本急剧增大。本申请发明者针对上述的挠性半导体装置的课题，不是沿袭现有技术的方向来对应，而是以新的方向应对来尝试解决这些课题。本发明鉴于这些事实，其主要目的在于提供生产率优越的挠性半导体装置的制造方法，另外，提供随之带来的高性能的挠性半导体装置。进而，还在于提供这样的挠性半导体装置被层叠而构成的图像显示装置的制造方法，以及提供随之带来的高性能的图像显示装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本发明提供一种挠性半导体装置，构成为具有栅电极；形成于栅电极上的栅极绝缘膜；按照与栅电极对置的方式形成于栅极绝缘膜上的半导体层；与半导体层相接触地设置的源电极、漏电极；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及形成于挠性薄膜层上的第I金属箔，由第I金属箔的一部分构成布线，另外，在挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，该多个通孔中的至少一个通孔是定位标记(对位标记)。在本说明书中使用的“挠性半导体装置”的“挠性”这一术语实质上表示半导体装置具有可弯曲的挠性。而且，本发明中所谓的“挠性半导体装置”有时鉴于其所具有的构成等，还能称为“挠性半导体设备”或者“挠性半导体元件”。另外，在本说明书中使用的“多个通孔”的“多个”实质上指的是，在常规的挠性半导体装置(例如TFT元件)中通常使用的通孔的个数。具体的个数根据挠性半导体装置(TFT元件)的应用而不同。以图像显示装置为例，一般的图像显示装置的像素数例如是76800(320X240)个 约3500万(8192X4320)个左右，因此若考虑I个像素中有2个通孔的情况，则通孔的个数约为15万个 7000万个。本发明的挠性半导体装置的特征之一是，多个通孔中的至少一个成为定位标记 (alignment marker)。在此，本发明中所谓的“定位”是指，针对构成挠性半导体装置的各种要素的相对性位置关系、或与挠性半导体装置关联的各种要素的相对性位置关系的校准(对位)。在某优选形态下，挠性半导体装置中，在半导体层的下方具有第2金属箔，且在该第2金属箔之上具有绝缘层，从而栅电极由第2金属箔的一部分构成，且栅极绝缘膜由绝缘层的一部分构成。换言之，该形态的挠性半导体装置构成为具有第2金属箔；形成于第2金属箔之上的绝缘层；形成于绝缘层之上的半导体层；在绝缘层上与半导体层相接触地设置的源电极、漏电极；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及形成于挠性薄膜层上的第I金属箔，由第I金属箔的一部分构成布线，由绝缘层的一部分构成栅极绝缘膜，而且，由第2金属箔的一部分形成栅电极，另外，在挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，这些多个通孔中的至少一个通孔成为定位标记(对位标记)。在某优选形态下，定位标记形成为由至少两个通孔构成的组。也就是，由至少两个通孔构成的集合体构成为实质的定位标记。在另一优选形态下，多个通孔中的至少一个通孔在其厚度方向上具有锥形形状。也就是，作为定位标记的通孔在其厚度方向上具有锥形形状。在又一优选形态下，多个通孔中的至少一个通孔从挠性薄膜层的一个主面侧起延伸至另一个主面侧。具体而言，作为定位标记的通孔按照从挠性薄膜层的一个主面侧起延伸至另一个主面侧的方式贯通该薄膜层地延伸。在又一优选形态下，至少一个通孔由含有金属的导电性部件构成。提供了作为这种定位标记的通孔的挠性半导体装置例如能按以下进行规定构成为具有栅电极；形成于栅电极上的栅极绝缘膜；按照与栅电极对置的方式形成于栅极绝缘膜上的半导体层；与半导体层相接触地设置的源电极、漏电极；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及形成于挠性薄膜层上的第I金属箔，由第I金属箔的一部分构成布线，另外，在挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，另外，在这些多个通孔中的至少一个通孔的设置地方去除了金属箔。即使是该规定的形态，也优选在设置第2金属箔的情况下，挠性半导体装置构成为在半导体层的下方具有第2金属箔，且在该第2金属箔之上具有绝缘层，由此栅电极由第2金属箔的一部分构成，且栅极绝缘膜由绝缘层的一部分构成。在设置该第2金属箔的形态下的挠性半导体装置构成为具有第2金属箔；形成于第2金属箔之上的绝缘层；形成于绝缘层之上的半导体层；在绝缘层上与半导体层相接触地设置的源电极、漏电极；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及形成于挠性薄膜层上的第I金属箔，由第I金属箔的一部分构成布线，由绝缘层的一部分构成栅极绝缘膜，而且，由第2金属箔的一部分形成栅电极，另外，在挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，在多个通孔中的至少一个通孔的设置地方去除了所述第I金属箔。在本发明的挠性基板的某形态下，金属箔形成了金属层。也就是，本发明的挠性半导体装置可以按下述方式规定一种挠性半导体装置，其特征在于，构成为具有栅电极；形成于栅电极上的栅极绝缘膜；按照与栅电极对置的方式形成于栅极绝缘膜上的半导体层；与半导体层相接触地设置的源电极、漏电极；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及形成于挠性薄膜层上的第I金属层，由第I金属层的一部分构成布线，另外，在挠性薄 膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，该多个通孔中的至少一个通孔是定位标记。一种挠性半导体装置，其特征在于，构成为具有栅电极；形成于栅电极上的栅极绝缘膜；按照与栅电极对置的方式形成于栅极绝缘膜上的半导体层；与半导体层相接触地设置的源电极、漏电极；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及形成于挠性薄膜层上的第I金属层，由第I金属层的一部分构成布线，另外，在挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，在该多个通孔中的至少一个通孔的设置地方去除了第I金属层。此外，若补充说明，则构成栅电极的“第2金属箔”也可以形成金属层。在某优选形态下(特别是在图像显示装置中使用挠性半导体装置的情况下)，在挠性半导体装置上形成有像素电极。在此情况下，优选由设置于挠性薄膜层上的金属箔或金属层的一部分构成了像素电极。也就是，第I金属箔或金属层的一部分除了构成布线之外还可以构成像素电极。本发明还提供上述挠性半导体装置的制造方法。该制造方法构成为包括形成栅电极的工序；按照与栅电极相接触的方式形成栅极绝缘膜的工序；按照与栅电极对置的方式在栅极绝缘膜上形成半导体层的工序；按照与半导体层相接触的方式形成源电极、漏电极的工序；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成挠性薄膜层的工序；在挠性薄膜层形成通孔的工序；通过在挠性薄膜层上层叠金属箔来形成第I金属层，由此得到半导体装置前体的工序；以及加工第I金属层并由该第I金属层的一部分形成布线(布线层)的工序，在第I金属层的加工时，通过将多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记(对位标记)，由此在规定位置处形成布线。本发明的制造方法的特征之一是将半导体装置前体的多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记来进行金属层加工的对位。由此，能无位置偏差地在期望地方实施挠性薄膜层上的金属层的加工，其结果能在规定位置处精度良好地形成布线、像素电极。具体而言，在使各种功能层层叠于半导体装置上的情况下，能在适合该功能层的层叠的规定位置处精度良好地形成布线、像素电极。
在此，在本说明书中“在规定位置处形成布线”是指，在最初打算的期望的位置处形成布线。更具体而言，“在规定位置处形成布线”是指，在使各种功能层层叠于所制造的挠性半导体装置之上的情况下，在适合该功能层的层叠的位置处形成布线。若进行一个例示，则能列举如下形态来作为“在规定位置处形成布线的形态”:使向配置于各像素的晶体管提供电力的电源线(布线)形成于与该晶体管对应的像素上，即形成于与相邻像素不重叠这样的位置处。优选地，构成为还包括作为第2金属层而提供栅电极形成用的金属箔，并在该第2金属层的一个主面上形成绝缘层以提供栅极绝缘膜的工序。在此情况下，相对于加工第I金属层并由第I金属层的一部分形成布线，而加工第2金属层并由第2金属层的一部分形成栅电极。在某优选形态下，在由第I金属层的一部分形成布线的工序中，实施在第I金属层上形成光致抗蚀剂膜的工序；对光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影来去除光致抗蚀剂膜的至少一部分的工序；以及隔着去除了至少一部分后的光致抗蚀剂膜来对第I金属层实施蚀亥IJ，从而由第I金属层形成布线的工序。在此情况下，在对光致抗蚀剂膜进行曝光时，通过 将半导体装置前体的至少一个通孔用作定位标记，由此对光致抗蚀剂膜的规定位置进行曝光。在此形态下，能按照在期望的位置处形成布线的方式适当地进行光致抗蚀剂膜的直接曝光，其结果能在规定位置处精度良好地形成布线。更具体而言，在使各种功能层层叠于半导体装置上的情况下，能在适合该功能层的层叠的规定位置处精度良好地形成布线(以及附加形成像素电极)。因而，在该形态中所谓的“对光致抗蚀剂膜的规定位置进行曝光”是指，在最初打算的所期望的局部的光致抗蚀剂区域中实施曝光。更具体而言，“对光致抗蚀剂膜的规定位置进行曝光”的表述是指，按照在适合功能层的层叠的位置处形成布线的方式在局部的光致抗蚀剂区域中实施曝光。在某优选形态下，在由第2金属层的一部分形成栅电极的工序中，实施在第2金属层的另一个主面上形成光致抗蚀剂膜的工序；对光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影来去除光致抗蚀剂膜的至少一部分的工序；以及隔着去除了至少一部分后的光致抗蚀剂膜来对第2金属层实施蚀刻，从而由第2金属层形成栅电极的工序，另外，对第I金属层实施蚀刻的工序与对第2金属层实施蚀刻的工序是同一工序。在此形态下，能按照在期望的位置处形成栅电极的方式适当地进行光致抗蚀剂膜的直接曝光，其结果能在规定位置处精度良好地形成栅电极。也就是，以对光致抗蚀剂膜的直接曝光时的对位为起因，相对于挠性半导体装置的TFT构造体的沟道部分，能在规定位置处精度良好地形成栅电极。此外，在此形态中所谓的“对光致抗蚀剂膜的规定位置进行曝光”是指，在最初打算的所期望的局部的光致抗蚀剂区域中实施曝光。更具体而言，“对光致抗蚀剂膜的规定位置进行曝光”的表述是指，按照在挠性半导体装置作为TFT发挥功能的位置处形成栅电极的方式，在局部的光致抗蚀剂区域中实施曝光(例如，按照在与沟道重合那样的无偏差地对置的位置处形成栅电极的方式，在局部的光致抗蚀剂区域中实施曝光)。在本发明所涉及的挠性半导体装置的制造方法中，也可作为“对光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影来去除光致抗蚀剂膜的至少一部分的工序”而实施如下工序在光致抗蚀剂膜上配置光掩模，对配置了该光掩模的光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影，由此去除光致抗蚀剂膜的至少一部分。在此情况下，优选地，取代“在对光致抗蚀剂膜进行曝光时使用定位标记”，而将半导体装置前体的通孔中的至少一个通孔用作定位标记来进行光掩模的对位。由此，能无位置偏差地在光致抗蚀剂膜的期望地方实施隔着光掩模的曝光、显影，其结果能在规定位置处精度良好地形成布线、像素电极、栅电极等。例如在布线的情况下，能在适合功能层的层叠的规定位置处精度良好地形成布线。在某优选形态下，在金属层的加工、对光致抗蚀剂膜进行曝光或光掩模的配置时，利用通过向半导体装置前体照射X射线而得到的X射线透过图像，将该X射线透过图像中的通孔对应点用作对位基准。特别地，优选将定位标记用作由至少两个通孔构成的组，因而优选将与构成组的通孔相应的、X射线透过图像的通孔对应点用作对位基准。本发明还提供使用了上述挠性半导体装置的图像显示装置。该图像显示装置的特征在于构成为具有挠性半导体装置；以及形成于挠性半导体装置上的由多个像素构成的图像显示部，挠性半导体装置的多个通孔中的至少一个通孔成为定位标记(对位标记)。本发明的图像显示装置的特征之一是挠性半导体装置的多个通孔中的至少一个 通孔成为定位标记。在某优选形态下，图像显示部构成为具有形成于挠性半导体装置上的像素电极；形成于像素电极上的发光层；以及形成于发光层上的透明电极层。在此形态下，发光层可以形成于由像素限制部划分后的区域内。即，可以是，本发明所涉及的图像显示装置构成为具有挠性半导体装置；形成于挠性半导体装置上的像素电极；位于像素电极上且形成于由像素限制部划分后的区域的多个发光层；以及形成于多个发光层上的透明电极层，挠性半导体装置的多个通孔中的至少一个通孔成为定位标记。另外，图像显示部可以构成为在透明电极上具有滤色器。即，可以是，本发明所涉及的图像显示装置构成为具有挠性半导体装置；形成于挠性半导体装置上的像素电极；形成于像素电极上的发光层；形成于发光层上的透明电极层；以及形成于透明电极层上的滤色器，挠性半导体装置的多个通孔中的至少一个通孔成为定位标记。进而，本发明还提供上述图像显示装置的制造方法。该制造方法构成为包括(I)提供具备像素电极的挠性半导体装置的工序；以及(II)在挠性半导体装置上形成由多个像素构成的图像显示部的工序，在工序(II)时，通过将挠性半导体装置的多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记(对位标记)，由此针对图像显示部的形成来进行对位。本发明的图像显示装置的制造方法的特征之一是将挠性半导体装置的至少一个通孔用作定位标记，由此针对图像显示部的形成来进行对位。例如，在工序(II)中形成多个像素限制部，并在由该多个像素限制部划分后的区域的像素电极上形成像素的情况下，可以将挠性半导体装置的多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记，由此针对像素限制部的形成来进行对位。在此情况下，能进行用于形成像素限制部的光掩模的对位，其结果能无位置偏差地形成发光层。换言之，能对于像素(包含TFT的电路)在规定位置处精度良好地形成发光层。另外，在工序(II)中，按照覆盖像素电极的方式在像素电极上形成发光层、且在该发光层上形成滤色器的情况下，可以将挠性半导体装置的多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记，从而针对滤色器的形成来进行对位。发明效果在本发明中，由于将至少一个通孔用作定位标记，因此能针对挠性半导体装置的构成要素的相对性位置关系、或使用了挠性半导体装置的图像显示装置的构成要素的相对性位置关系来适当地谋求校准。例如在本发明中能在挠性半导体装置的规定位置处精度良好地形成布线、像素电极。因此，在将该挠性半导体装置用在图像显示装置中的情况下，能相对于像素精度良好地配置像素电极、布线。另外，在由金属层形成栅电极的情况下，还能针对挠性半导体装置的TFT构造体的沟道部分，在规定位置处精度良好地形成栅电极。进而，在图像显示装置中，由于像素限制部、发光层等也能在规定位置处精度良好地形成，因此其结果能有效地防止位置偏差的累积。定位标记能匹配于接触通孔等在挠性半导体装置中必须的要素的形成而容易地形成，且由于这样的定位标记带来的校准提高而可以使得挠性半导体装置、图像显示装置的制造合格率提高，所以根据本发明，提供了生产率优越的制造方法。另外，本发明所涉及的挠性半导体装置以及图像显示装置在以该定位标记为起因所带来的不引起位置偏差地精度良好地形成各种要素的点上，可谓构成了高性能的设备。进而，在本发明的挠性半导体装置中布线由金属箔等金属层形成，因此能任意地 增大布线厚度。由此，即使电阻低、装置大型化，也能实现电压降影响小的设备。另外，若布线的电阻低，则RC延迟变少，因此还能实现高速地动作的大型显示器。


图I (a)是示意地表示本发明的挠性半导体装置的截面图，图I (b)是沿图I (a)的Ib-Ib切取出的俯视图。图2是示意地表示本发明的挠性半导体装置的截面图。图3(a)是示意地表示本发明的挠性半导体装置的截面图，图3(b)是沿图3(a)的Ib-Ib切取出的俯视图。图4是示意地表示本发明的挠性半导体装置的截面图。图5是表示栅电极与沟道的相对性位置关系的示意性截面图。图6(a) (e)是示意地表示本发明的挠性半导体装置的制造工序的工序截面图。图7(a) (d)是示意地表示本发明的挠性半导体装置的制造工序的工序截面图。图8(a) (C)是示意地表示本发明的挠性半导体装置的制造工序的工序截面图。图9是示意地表示本发明的挠性半导体装置的制造工序的工序截面图。图10是示意地表示实施直接曝光的形态的图。图11 (a) (C)是示意地表示由金属箔形成栅电极的形态下的挠性半导体装置的制造工序的工序截面图。图12(a)以及(b)是示意地表示由金属箔形成栅电极的形态下的挠性半导体装置的制造工序的工序截面图。图13(a)以及(b)是示意地表示利用了定位标记的X射线透过图像的光掩模的对位的形态的图。图14(a) (C)是用于说明定位标记的配置形态的示意图。图15是用于说明形成为组的定位标记的形态的示意图。图16(a) (C)是不意地表不利用了可见光的光掩模的对位形态的图。图17是用于说明本发明的图像显示装置的驱动电路的电路图。
图18是表示图17的驱动电路由挠性半导体装置构成的一例的俯视图。图19示意地表示本发明的图像显示装置的截面图。图20是示意地表示具备滤色器的图像显示装置的形态的截面图。图21 (a) (e)是示意地表示本发明的像素显示装置的制造工序的工序截面图。图22(a) (d)是示意地表示具备滤色器的图像显示装置的制造工序的工序截面图。
图23是表示挠性半导体装置的制品应用例(电视机图像显示部)的示意图。图24是表示挠性半导体装置的制品应用例(便携式电话的图像显示部)的示意图。图25是表示挠性半导体装置的制品应用例(移动PC或笔记本电脑的图像显示部)的示意图。图26是表示挠性半导体装置的制品应用例(数码静态相机的图像显示部)的示意图。图27是表示挠性半导体装置的制品应用例(摄像机的图像显示部)的示意图。图28是表示挠性半导体装置的制品应用例(电子纸的图像显示部)的示意图。符号说明5支撑基板IOg栅电极12 光掩模15 金属层或金属箔20 绝缘层(绝缘膜)20a栅极绝缘膜(栅极绝缘层)30 半导体层40s、40d源电极、漏电极50 挠性薄膜层50a、50b形成于挠性薄膜层的开口部60 通孔60a接触通孔(通孔)60b定位标记(通孔)70 布线80 显示部82 布线85 电容器90 驱动电路92 数据线93 电源线94 选择线100、100a、IOOb挠性半导体装置100’半导体装置前体
110X射线透过图像120X射线的通孔透过点150像素电极160像素限制部160’像素限制部的前体层165在像素限制部的形成中使用的光掩模170发光层180透明电极层
190 滤色器200 图像显示装置200’图像显示装置
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在以下的附图中，为了简化说明，将实质上具有同一功能的构成要素以同一参照符号表示。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。在本说明书中所说明的“方向”是以栅电极IOg与半导体层30的位置关系为基准的方向，为了方便，在图中以上下方向来进行说明。具体而言，对应于各图的上下方向，将以栅电极IOg为基准形成半导体层30的一侧称为“上方向”，将以栅电极IOg为基准未形成半导体层30的一侧称为“下方向”。《挠性半导体装置》参照图1(a)以及(b)来说明本发明的一实施方式所涉及的挠性半导体装置100。图I (a)是示意地表示挠性半导体装置100的截面构成的截面图，图I (b)是表示沿图I (a)的Ib-Ib的截面的俯视图。本实施方式所涉及的挠性半导体装置是具备具有挠性的薄膜的装置。如图所示，该挠性半导体装置100构成为具有半导体构造部、以及按照实质上覆盖该半导体构造部的方式形成的薄膜层50。更具体而言，本发明的挠性半导体装置100具有栅电极10g、形成于栅电极IOg之上的栅极绝缘膜20a、形成于栅极绝缘膜20a之上的半导体层30、与半导体层30相接触地设置的源电极40s以及漏电极40d、按照覆盖半导体层30以及源电极、漏电极(40s、40d)的方式形成的挠性薄膜层50、形成于挠性薄膜层50上的金属层15。本发明的挠性半导体装置100的布线70由金属层15的一部分构成。在本发明的挠性半导体装置100的薄膜层50形成有作为装置截面来观察的情况下贯通半导体构造部的上表面与半导体装置100的上表面之间这样的开口部50a、以及贯通绝缘层20与半导体装置100的上表面之间这样的开口部50b。在该开口部50a、50b形成有导电部件。开口部50a中的导电部件作为将形成于半导体构造部的一层的电路与形成于树脂薄膜上的电路进行电连接的接触通孔60a来发挥功能。另一方面，开口部50b中的导电部件在由导电性材料形成的点上与开口部50a的情况相同，但是如后所述，不作为接触通孔而作为定位标记60b来发挥功能。也就是，在挠性半导体装置100的挠性薄膜层50中，多个通孔沿其厚度方向延伸，这些多个通孔中的至少一个通孔成为定位标记(或者“对位标记”或者“校准标记”)。在图I中示出了仅“通孔60b”构成了定位标记的形态，而在图2中示出了设置有2个作为该定位标记的通孔(60b、60b’ )的形态。薄膜层50优选由具有挠性的树脂材料构成。也就是，挠性薄膜层50优选为树脂薄膜。该树脂薄膜也可谓是用于支撑半导体构造部(或包含其的TFT构造体)的支撑基材，优选由硬化后具有挠性的热硬化性树脂材料、热可塑性树脂材料构成。另外，在本发明中，尤其优选适于开口部形成的树脂薄膜。具体而言，树脂薄膜优选包含从由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚对笨二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂、液晶聚合物以及聚四氟乙烯组成的群中所选择的至少I种以上的树脂(若举一例，树脂薄膜可以是聚酰亚胺薄膜)。这样的树脂材料在尺寸稳定性上优越，因此在该点上也可谓优选作为本发明所涉及的挠性基材的材料。为了在这些树脂薄膜处形成开口部，可以利用采用了二氧化碳气体激光或YAG激光等的激光加工。另外，可以对开口部形成利用光刻等技术，在此情况下优选使用专用于光刻的树脂(例如由感光性树脂等构成的薄膜)来作为树脂薄膜。此外，由无机高分子材料的硅氧烷聚合物构成的薄膜也具有挠性且适于开口部形成，因此能适当地用作本发明的挠性薄膜层50。
尽管终究只是例示，但当假设在挠性薄膜层的粘合面上设有粘接性材料的形态时，挠性薄膜层的厚度可以是约2 μ m 约100 μ m,粘接性材料层的厚度可以是约3 μ m 约20 μ m0挠性半导体装置100中的导电部件具有用于作为接触通孔发挥功能的导电性以及用于作为定位标记发挥功能的视认性。例如，在使用X射线来利用定位标记(后述)的情况下，优选导电部件包含金属而构成。形成于挠性薄膜层50的开口部50a、50b的内部的导电部件(S卩，通孔60a、60b)从成本及生产率的观点来看优选由导电性膏剂材料构成。作为导电性膏剂材料，可以使用膏剂材料，其是使Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Al和/或Pb等的单金属、它们的混合物或者合金、碳填料、碳纳米管等的导电填料分散在包含环氧树脂等有机树脂和/或丁基·卡必醇·醋盐酸(BCA)等溶剂而成的粘合剂中从而得到的。通过将这样的导电性膏剂材料填充于开口部50a、50b，从而得到导电部件(通孔60a、60b)。还能通过镀敷将Au、Ag、Cu、Ni、Co、Cr、Mn、Fe、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir 和 / 或 Pt 等金属填充于开口部50a、50b来构成导电部件(通孔60a、60b)。特别是Cu镀因为比较廉价且Cu的电导率高所以优选，而且由于其原子序号大，因此在基于X射线的视认性的点上也优选。作为构成挠性半导体装置100的半导体层30的材料，能使用各种材料，例如既可以使用硅(例如Si)或锗(Ge)等半导体，又可以使用氧化物半导体。作为氧化物半导体，例如列举 ZnO、SnO2> In2O3 和 / 或 TiO2 等单体氧化物、或 InGaZnO、InSnO、InZnO 和 / 或 ZnMgO等复合氧化物。或者根据需要，能使用化合物半导体(例如，GaN, SiC, ZnSe, CdS和/或GaAs等)。进而，还能使用有机半导体(例如并五苯、聚3-己基噻吩、叶啉衍生物、铜酞菁和/或C60等)。在本发明的挠性半导体装置100中，半导体构造部优选经退火处理后的构造。具体而言，优选通过激光照射等对半导体层30进行了加热处理后的构造，由此，半导体构造部的膜质与照射前相比较发生了变化。作为一例，可以使照射前由非晶硅构成的半导体层通过激光照射而变化成由多晶硅(例如，平均粒径几百nm 2μπι左右)构成的半导体层。另外，在半导体层30是多晶硅的情况下，通过激光照射能使其结晶度提高。进一步讲，因半导体构造部的膜质的变化，半导体层30的迁移率提高，还有迁移率在照射后比照射前显著变大的情况。根据上述的说明可知，在本说明书中“膜质”实质上表示了半导体层的“结晶状态”、“结晶度”和/或“迁移率”等特性。因此，“膜质的变化”不限于与半导体层相关，实质上表示了 “结晶状态”、“结晶度”和/或“迁移率”等变化/提高。值得一提的是，即使在取代硅半导体而使用了氧化物半导体的情况下也能使半导体特性得以提高。例如，在ZnO等的结晶性的氧化物半导体中，在通过溅射等成膜后，在结晶层之中立刻含有许多非晶质层。因此，ZnO等的结晶性的氧化物半导体不能呈现作为半导体设备的特性的情况较多，而通过实施退火处理，ZnO等的氧化物半导体的结晶性得以提高，其结果能改善半导体特性。若进一步详述，则在取代上述的娃半导体而通过RF磁控派射法以Zn0(50nm)、 SiO2(50nm)的顺序依次对ZnO成膜的情况下，在准分子激光照射前迁移率仅呈现约lcm2/Vs以下的低的值。另一方面，若照射XeCl准分子激光，则能使半导体动作得以实现，并能实现20cm2/Vs左右的迁移率。此外，InGaZnO等非晶氧化物半导体中也能得到使半导体特性提高的效果。在非晶氧化物半导体的情况下，通过在氧氛围气体中(例如，大气中)进行激光照射，能修复氧缺损，其结果能使迁移率提高。在配置了由SiO2或Al2O3等构成的氧化膜来作为栅极绝缘层20的情况下，非晶氧化物半导体的氧缺损能通过从开口部(50a、50b)经由绝缘层20而提供给非晶氧化物半导体的氧来得以修复。作为半导体，在使用InGaZnO来制作TFT的情况下，能使激光照射前约IcmVVs以下的低的值的迁移率提高至激光照射后的IOcmVVs左右。在本发明的挠性半导体装置100中，半导体构造部可以实质上由支撑基板5支撑。支撑基板5只要是能支撑半导体构造部等的TFT构成要素就不作特别限制。例如，作为支撑基板5，使用玻璃基板以及树脂基板(例如，由PET或PI构成的基板)等。在支撑基板5之上形成有栅电极10g。作为栅电极IOg的材质，例如能列举金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、钴(Co)、镁(Mg)、钙(Ca)、钼(Pt)、钥(Mo)、铁(Fe)、锌(Zn)、钛(Ti)、钨(W)等金属材料、或者氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、含氟氧化锡(FTO)、氧化钌(RuO2)、氧化铱(IrO2)和/或氧化钼(PtO2)等导电性氧化物等。若举一例，可以由Ag膏剂形成栅电极10g。利用了该膏剂材料的栅电极IOg的形成能通过印刷法(例如喷墨印刷)来进行。在栅电极IOg上形成有栅极绝缘膜20a。更具体而言，按照覆盖栅电极IOg的方式在支撑基板5上形成有“能构成栅极绝缘膜20a的绝缘层20”。绝缘层20的材料例如可以是氧化硅或氮化硅等无机绝缘材料。但并不局限于此，可以根据所要求的栅极绝缘膜的特性来采用各种适当的材料。例如，能采用聚酰亚胺等有机绝缘材料等。 在本发明的挠性半导体装置100中，源电极40s以及漏电极40d与半导体层30接触。在半导体层30中，被源电极40s与漏电极40d夹持之间的区域成为沟道区域。作为源电极、漏电极(40s、40d)的材质，例如能列举金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、钴(Co)、镁(Mg)、钙(Ca)、钼(Pt)、钥(Mo)、铁(Fe)、锌(Zn)、钛(Ti)和 / 或钨(W)等金属材料、或者氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、含氟氧化锡(FTO)、氧化钌(RuO2)、氧化铱(IrO2)和/或氧化钼(PtO2)等导电性氧化物等。若举一例，则可以由Ag膏剂形成源电极以及漏电极(40s、40d)。利用了该膏剂材料的源电极以及漏电极(40s、40d)的形成能通过印刷法(例如喷墨印刷)来进行。在本发明的挠性半导体装置100中，在挠性薄膜层50上具有金属层15，由该金属层的至少一部分形成了布线70。金属层优选由金属箔构成。构成该金属箔的金属优选具有导电性且熔点较高的金属，例如能使用铜(Cu，熔点1083°C )、镍(Ni，熔点1453°C )、铝(Al，熔点660°C )、不锈钢(SUS)等。在本发明的挠性半导体装置100中，如图3以及图4所示，栅电极IOg可以是由金属层10的一部分构成的形态。尤其优选如下形态构成为在半导体层30的下方具有金属层10以及形成于该金属层10上的绝缘层20，栅电极IOg由金属层10的一部分构成，且栅极绝缘膜20a由绝缘层20的一部分构成。另外，该金属层10与上述的金属层15同样，优选由金属箔构成，且优选具有导电性且熔点较高的金属箔(例如，可以是由铜、镍、铝和/或 不锈钢构成的金属箔)。在此，优选将栅电极IOg与沟道以相同的大小且重合无错位地进行配置。参照图5来说明其理由。首先，考虑栅电极IOg与沟道30a错位的情况以及栅电极IOg小于沟道30a的情况(图5(a))。在任意情况下,在沟道30a的下侧均存在无栅电极IOg的部分。在此情况下，即使在向栅电极IOg施加了电压时，在无栅电极的部分也不会感应电荷。不感应电荷的沟道部分30a的电导率小，因此沟道无法充分发挥功能，从而从漏电极取出的电流变小。因此，优选沟道部分整体被栅电极覆盖。另一方面，在栅电极IOg与沟道30a错位的情况下以及栅电极IOg形成为大于沟道部分30a的情况下(图5 (b))，存在栅电极IOg与源电极40s和/或漏电极40d重合的部分。在此情况下，在栅电极IOg与源电极40s的重合部分产生寄生电容，使得晶体管的特性劣化。也就是，产生如下不良状况晶体管的输出信号因寄生电容而减弱，另外，所需电流量增加从而功耗会增加等。栅电极IOg与漏电极40d的关系也相同。因此，优选栅电极40g与源电极40s的重合/重叠小。根据以上，一般而言为了得到良好的晶体管特性，优选将栅电极IOg与沟道30a以相同的大小且重合无错位地对置配置。(参照图5(c))。《挠性半导体装置的制造方法》接下来，参照图6 12来说明本发明所涉及的挠性半导体装置100的制造方法。图6 (a) (e)、图7(a) ⑷、图8 (a) (C)、图9、图10、图11(a) (c)以及图12(a)及(b)是用于说明挠性半导体装置100的制造方法的工序截面图。在本发明的制造方法的实施时，首先形成栅电极。例如，可以在支撑基板上形成栅电极。在栅电极形成后在栅电极上形成栅极绝缘层，并在栅极绝缘层上形成半导体层，然后，按照与半导体层相接触的方式形成源电极、漏电极。具体而言，首先，如图6 (a)所示，准备绝缘基板来作为支撑基板5。例如，准备玻璃基板。这样的支撑基板5的厚度例如在约30 μ m 约5mm的范围。接着，如图6(b)所示，在支撑基板5上形成栅电极10g。该栅电极IOg的形成能通过丝网印刷、凹版印刷或喷墨法等印刷法涂敷Ag膏剂来实施。所形成的栅电极IOg的厚度例如可以为约50nm 约5μηι。栅电极IOg可以对以派射法等真空成膜法制作出的Cu等满涂膜通过光刻/蚀刻法进行加工来形成。接着，如图6 (C)所示，按照覆盖栅电极IOg的方式在支撑基板5上形成绝缘层20。绝缘层20的形成例如可以通过溶胶凝胶法来形成。在实施溶胶凝胶法的情况下，具体而言，通过对硅氧烷骨架涂敷(例如，旋涂等)合成了有机分子的有机无机混合材料，并以约300°C 约600°C左右进行烧成，从而能得到绝缘层20。绝缘层20的厚度例如可以为O. Iym Iym左右。接下来，如图6(d)所示，在绝缘层20之上形成半导体层30。半导体层厚度例如可以为约5nm 约990nm左右(值得一提的是，作为图I所示那样的半导体构造部的厚度例如可以为约IOnm 约I μ m左右)。半导体层30的形成例如，既可以通过真空蒸镀、派射或者等离子CVD等薄膜形成法来实施，或者也可以通过凸版印刷、凹版印刷、丝网印刷或喷墨等的印刷法来实施。作为一例，在半导体层30是硅层的情况下，通过将含环状硅烷化合物的溶液(例如环戊的甲苯溶液)以喷墨等方法涂敷于绝缘层20之上的规定位置。接下来， 若以约300°C进行加热处理，则能形成构成为含非晶硅的半导体层30。若形成了半导体层30，则接下来如图6(e)所示，在绝缘层20上按照与半导体层30相接触的方式形成源电极40s以及漏电极40d。源电极以及漏电极的各厚度例如可以为约50nm 约5μηι。这样的源电极40s以及漏电极40d的形成能通过丝网印刷、凹版印刷或喷墨法等印刷法涂敷Ag膏剂来实施。在源电极40s以及漏电极40d的形成后，如图7(a)所示，按照覆盖半导体层30以及源电极、漏电极(40s、40d)的方式形成挠性薄膜层50。具体而言，首先，准备半硬化的树脂薄膜(可以在树脂片材的粘合面涂敷粘接性材料)，将树脂薄膜与形成有半导体构造部的支撑基板相交叠地进行临时粘接。尽管临时粘接的条件能根据半硬化的树脂薄膜、粘接性材料的种类而适当选择，但在使用例如对聚酰亚胺薄膜(厚度约12.5 μ m)的粘合面涂敷作为粘接性材料的环氧树脂(厚度约IOym)而得到的树脂薄膜的情况下，能对支撑基板与树脂薄膜进行层叠，并以加热至约60°C、加压至约3MPa的条件来进行临时压接。所形成的树脂薄膜层50的厚度例如为约4 μ m 约100 μ m。通过该树脂薄膜30的形成，不仅能保护半导体构造部，而且能稳定进行下一工序(金属箔10的图案成型处理等)的处理、输送。接下来，如图7(b)以及图7(c)所示，通过在挠性薄膜层50形成了开口部(50a、50b)后，向该开口部提供导电性材料来形成通孔^0a、60b)，从而得到半导体装置前体100，。设置于树脂薄膜层的开口部(50a、50b)能通过激光加工来形成。作为用于加工的激光，可列举二氧化碳激光、YAG激光以及准分子激光等。关于激光条件，作为一例，能设能量密度为约50mJ/cm2 约500mJ/cm2。接触通孔用的开口部(50a)按照向树脂薄膜层50照射激光来使与半导体构造部连接的电路的电极的表面露出的方式形成。另一方面，定位标记用的开口部(50b)按照使绝缘层20的上表面露出的方式形成。关于激光照射，开口部(50a、50b)的大小(直径)能通过尽量缩小激光直径而被设定成期望的大小。关于该点，在本发明中，通过激光照射而形成的开口部尺寸(开口面的直径)可以为约5 μ m 约80 μ m左右，例如开口面为直径30 μ m左右。值得一提的是，不仅缩小激光直径还对激光束进行掩模，从而能得到期望的光束直径。在通过激光加工来形成开口部(50a、50b)的情况下，能使开口部的形状为锥形形状(能设为所谓的研钵形状、或者倒立的大致圆锥形)。即，能使开口部(50a、50b)的壁面与树脂薄膜层50的上表面的夹角为钝角(> 90° )。例如，图7(b)所示的圆锥角度α能成为约110° 约160°。由此，较之于开口部(50a、50b)的壁面与树脂薄膜50的上表面形成为直角( = 90° )的情况(例如，在钻孔等机械加工中，一般能形成为“大约90° ”)，能更容易实施向开口部(50a、50b)填充导电材料等的工序。开口部的形成方法(50a、50b)不局限于激光加工，还可以是冲孔法或机械钻孔法等。另外，在使用由感光性树脂等构成的薄膜的情况下，还能使用光刻等技术来形成开口部。
在通孔(60a、60b)的形成时,在开口部内(50a、50b)形成导电部件。在导电部件由导电膏剂构成的情况下，通过印刷法将导电膏剂填充于开口部(50a、50b)，从而能形成导电部件。具体而言，通过在树脂薄膜50的表面配置印刷掩模并经由印刷刮板能将导电膏剂填充进开口部(50a、50b)。印刷掩模用于防止树脂薄膜的表面被导电膏剂污染，形成有与树脂薄膜的开口部对应的印刷掩模开口部。作为该掩模的例子，除了丝网版等之外，还能列举预先在树脂薄膜表面粘贴PET薄膜以作为掩模的例子。即，在树脂薄膜表面预先粘贴PET薄膜的情况下，若在PET薄膜上以激光形成开口部，则能形成将树脂薄膜的开口部与掩模开口部位置对位后的掩模。PET薄膜在填充了导电部件后被剥离去除。在通孔(60a、60b)形成后,如图7(d)所不,在挠性薄膜层50上形成金属层15。具体而言，优选在树脂薄膜50上重叠金属箔15来热压接。热压接的条件能根据半硬化的树脂薄膜或粘接性材料的种类而适当选择，但在使用例如对聚酰亚胺薄膜(厚度约12. 5 μ m)的粘合面涂敷了作为粘接性材料的环氧树脂(厚度约IOym)而得到的树脂薄膜的情况下，可以在树脂薄膜50上层叠金属箔15并以约140°C、约5MPa来使粘接性材料正式硬化约I小时。在导电部件由Cu构成的情况下，还能通过镀敷来形成金属层15(在此情况下，能省略用于将金属箔重叠地进行热压接的工序从而生产效率变高，因此优选)。具体而言，可以通过无电解电镀铜的形式来形成Cu片材层，接着通过电镀铜的方式以Cu来填充开口部。作为一例，无电解电镀铜能通过在硫酸铜水溶液中添加作为还原剂的甲醛而得到的无电解电镀浴中浸溃样本来进行。电镀能通过在硫酸铜水溶液中浸溃样本并以样本以阴极、含磷铜为阳极来进行。能在硫酸铜水溶液中加入聚醚化合物、有机硫磺系化合物和/或胺化合物等添加剂并流过3A/dm2左右的电流来进行镀敷(此外，可以将抗蚀剂的开口部匹配于树脂薄膜的上表面的开口部50b所对应的部分来形成)。在挠性薄膜层50上形成金属层15后，由金属层15形成布线70。具体而言，首先，如图8(a)所示，在金属层15之上形成光致抗蚀剂膜11。接下来，如图8(a) 图8(b)所示，在光致抗蚀剂膜11的上侧配置光掩模12。然后，如图8(b)所示，隔着光掩模12来对光致抗蚀剂膜11进行曝光、显影，来去除光致抗蚀剂膜11的不需要部分(参照图8(c))。光掩模12的配置能通过将设于树脂薄膜的定位标记60b和设于光掩模12的定位标记所对应的图案进行重叠地执行。例如设于树脂薄膜的定位标记的确认，能使用从半导体装置前体100’的下侧照射X射线从而在金属层15的上侧得到的X射线透过图像来进行。越轻的元素(原子序号越小的元素)越容易透过X射线，而金属等越重的元素越难以透过X射线。因此，若照射透过金属层这种强度的X射线，则在透过图像中，由金属导电部件形成的定位标记部分相对于树脂薄膜部分呈现大的对比度，因此能良好地进行视认。在曝光、显影后，隔着去除了一部分后的光致抗蚀剂膜11’来对金属层15实施蚀亥|J，由此由金属层15形成布线70、(后述的)像素电极150等(参照图8(c) 图9)。蚀刻的方法能根据金属层的种类而适当选择。例如，在金属层是铜箔的情况下，能在氯化铁水溶液中浸溃来进行。另外，可以使用RIE等干蚀刻的手法。此外，在显影中所使用的“去除了一部分后的光致抗蚀剂11’ ”可以取代使用上述的光掩模的形态而以使用直接曝光的形态来形成(参照图10)。在直接曝光中，将激光(例如波长355nm)局部地照射至光致抗蚀剂的期望位置(图案)来曝光。即，不隔着光掩模而直接对光致抗蚀剂进行曝光。关于照射激光的位置，能识别定位标记60b并以此为基准来确定，定位标记的识别自身能与使用光掩模的形态同样地进行。换言之，在直接曝光的形态中，通过将半导体装置前体的至少一个通孔用作定位标记，从而能不使用光掩模地对光致 抗蚀剂膜的期望位置直接进行曝光。在“使用了光掩模的曝光”或者“直接曝光”的任一情况下，均优选去除位于定位标记的设置位置之上的金属层部分。这是由于，如后所述，在半导体装置之上对位功能层(例如图像显示层)来进行层叠时，能通过可见光来确认定位标记。基于可见光的对位简单。通过以上工序，能构筑具备图9以及图I所示的构造的挠性半导体装置100。根据所图示的形态可知(特别是参照图9)，在挠性半导体装置100中，布线70、像素电极150由金属层15的一部分构成。另外，在挠性薄膜层50中，多个通孔(60a、60b、……)沿其厚度方向延伸，在该多个通孔中的至少一个(图9中为通孔60b)所在之处去除了金属层(如图9所示，去除了通孔60b的上表面所接触的金属层部分(虚线区域))。进而，如图9所示，作为定位标记的通孔60b与接触通孔60a不同，具有从挠性薄膜层50的一个主面侧起延伸至另一个主面侧的形态。在本发明的制造方法中，对设于树脂薄膜层50的开口部(50a、50b)填充金属等的导电性材料来构成导电部件。因此,接触通孔和定位标记实质上能以同一工序来形成。而且，若使用本发明的定位标记，则能通过X射线透过图像来良好地进行视认，针对布线70、像素电极150的设置能得到“位置偏差”少的TFT。也就是，在本发明中，通过“基于在树脂薄膜形成的导电部件的定位标记”，不仅能谋求制造工艺效率的提高，还能谋求TFT特性的提闻。此外，在本发明的挠性半导体装置的制造方法中，能由金属层10的一部分来构成栅电极10g。针对该形态进行说明。首先，取代图6(a)的支撑基板5而使用金属箔10。例如可以使用铜箔来作为金属箔10。这样的金属箔10能利用市场上销售的金属箔。金属箔10的厚度优选处于约3μηι 约100 μ m的范围，更优选处于约4μηι 约20 μ m的范围，进一步优选处于约8 μ m 约16 μ m的范围。在金属箔10的表面形成绝缘层20。该绝缘层20虽然可以通过“阀金属的阳极氧化”来形成(特别是使用了由阀金属构成的金属箔的情况)，但是也可以通过其他方法来形成。例如可以通过溶胶凝胶法来形成。在实施溶胶凝胶法的情况下，具体而言，能通过对硅氧烷骨架涂敷(例如，旋涂等)合成了有机分子后的有机无机混合材料，并以约300°C 约600°C左右进行烧成，从而得到绝缘层20。绝缘层20的厚度例如可以为O. I μ m I μ m左右。以后的半导体层30的形成、源电极、漏电极(40s、40d)的形成以及挠性薄膜层50的形成以及布线70的形成等与上述相同。实质上的差异是加工金属箔10来形成栅电极这一点。具体而言,如图11所不，在与金属箔的栅电极对应的部分形成光致抗蚀剂11。优选地，如图11(a)所示，在金属箔10的下表面的大致整面形成光致抗蚀剂膜11。接下来，如图11(b)所示，在光致抗蚀剂膜11的下侧配置光掩模12。然后，如图11 (c)所示，隔着光掩模12来对光致抗蚀剂膜11进行曝光，最后进行显影来去除不需要部分。光掩模12的配置能通过将与设于树脂薄膜的定位标记60b与设于光掩模12的定位标记所对应的图案进行重叠地执行(参照图11(b)以及(C))。例如设于树脂薄膜的定位标记的确认，能使用从半导体装置前体100’的上侧照射X射线从而在金 属箔10的下侧得到的X射线透过图像来进行。越轻的元素(原子序号越小的元素)越容易透过X射线，而金属等越重的元素越难以透过X射线。因此，若照射透过金属箔这种强度的X射线，则在透过图像中，由金属导电部件形成的定位标记部分相对于树脂薄膜部分呈现大的对比度，因此能良好地进行视认。在曝光、显影后，隔着去除了一部分后的光致抗蚀剂膜11’来对金属箔实施蚀刻，由此由金属箔10形成栅电极10g(参照图12(a)以及图12(b))。蚀刻的方法等与上述的布线70的形成的情况相同。此外，针对金属箔10的蚀刻可以与针对金属箔15的蚀刻实质上同时进行。也就是，可以实质上同时进行“蚀刻金属箔15来形成布线70的工序”和“蚀刻金属箔10来形成栅电极IOg的工序”。值得一提的是，即便是由金属箔10形成栅电极IOg的形态，也可以实施直接曝光，可以以定位标记60b为基准向光致抗蚀剂的期望位置局部地照射激光来进行曝光(参照图10)。(关于定位标记以及校准)在此，说明作为本发明的特征部分的校准和定位标记。在本发明中，在光掩模的对位时，优选使用利用了定位标记的X射线透过图像。具体而言，如图13所示，优选利用通过向半导体装置前体100’照射X射线而得到的X射线透过图像110，将该X射线透过图像110中的通孔对应点120(通过向包含定位标记60b、60b’的前体区域照射X射线而得到的“与通孔位置对应的图像点”)用作对位基准。定位标记可以按每I次的曝光范围，例如按每个光掩模来配置I个集合(例如2个(或组)的定位标记)。即，在按每I个晶体管重叠光掩模的情况下，按每个晶体管来配置定位标记(图14(a))，在将多个晶体管作为组来重叠光掩模的情况下，按每个组来配置定位标记(图14(b))。在将工件内的全部晶体管以I个光掩模进行一次曝光、显影的情况下，可以对工件配置I个集合的定位标记(图14(c))。定位标记的配置地方不作特别限制。例如若以针对光掩模的配置来进行对位的形态为例，则在光掩模是长方形的情况下可以在能与长方形的短边的中央部相当的位置处配置定位标记。通过如此配置，能将光掩模与工件之间的位置偏差抑制为最小限度(也就是，能使重叠精度提高)。光掩模的配置的方法能通过以下来进行如前所述，根据X射线透过图像来计测例如2个定位标记，找出对位范围整体的重心来修正与指定尺寸之间的误差，并从重心起以设计值来进行分配。关于本发明的定位标记，可以使I个通孔单独作为定位标记来发挥功能，但也可以如图15(a) (d)所示，多个通孔成组来作为定位标记发挥功能。即，可以4个通孔成组来构成正方形的定位标记，或者5个通孔成组来构成十字形的定位标记。若将多个通孔的组整体上设为期望形状来构成为定位标记，则与接触通孔易于区别，图像识别变得容易，因此优选。此外，在光掩模的对位时，可以不利用X射线而利用可见光。具体而言，如图16所示，若去除位于定位标记60b的上侧附近的金属层15以及光致抗蚀剂11等(参照图16(a)以及图16(b))，则通过从上侧照射可见光，能掌握定位标记60b的位置。因此，将其用作对位基准，能实现光掩模12的对位(图16(c))或直接曝光时的对位。《图像显示装置》接下来，说明将本发明所涉及的挠性半导体装置搭载于图像显示装置的形态。(2TrlC)
图17是用于说明图像显示装置的驱动电路90的电路图。图18是表示该驱动电路由本实施方式的挠性半导体装置100构成的一例的俯视图。图17所示的电路90是搭载于图像显示装置(例如有机EL显示器)的驱动电路，在此示出了图像显示装置的一像素的构成。该例的图像显示装置的各像素由2个晶体管(100AU00B)以及I个电容器85的组合的电路构成。在该驱动电路中，含有开关用晶体管(以下，也称为“Sw-Tr”)100A、以及驱动用晶体管(以下，也称为“Dr-Tr”)100B。两个晶体管(100AU00B)均由本发明所涉及的挠性半导体装置100构成。此外，挠性半导体装置100的构造体的一部分还能形成电容器。若进一步说明，则Sw-TrlOOA的栅电极与选择线94连接。另外，Sw-TrlOOA的源电极以及漏电极分别是一端与数据线92连接、且另一端与Dr-TrlOOB的栅电极连接。进而，Dr-TrlOOB的源电极以及漏电极分别是一端与电源线93连接、且另一端与显示部(例如有机EL元件)80连接。此外，电容器85被连接于Dr-TrlOOB的源电极与栅电极之间。在上述构成的像素电路中，若在选择线94工作时Sw-TrlOOA的开关变为接通，则从数据线92输入驱动电压。然后，通过由Sw-TrlOOA选择该驱动电压，来向Dr-TrlOOB的栅电极施加电压。与该电压相应的漏极电流被提供给显示部80，由此使显示部(有机EL元件)80发光。与向Dr-TrlOOB的栅电极施加电压同时地,在电容器85中蓄积电荷。该电荷起到在解除了 Sw-TrlOOA的选择后仍持续一段时间向Dr-TrlOOB的栅电极持续施加电压的作用(保持电容)。图18是形成了图17所示的电路90的一例的挠性半导体装置的俯视图。图18(a)是从树脂薄膜的上表面观察的俯视图，图18(b)是去除了树脂薄膜上的金属层和树脂薄膜后的状态的俯视图，图18(c)是进一步去除了半导体构造部、导电部件和支撑基板上的绝缘层后的状态的俯视图。此外，如图17的电路90所示，在对图像显示装置进行驱动的驱动电路中，需要保持电容的电容器85。在图18所示的构成中，在基板构造体的一部分嵌入有电容器，因此可以不另行在基板构造体的外部配置电容器。因此能够实现小型且高密度安装的图像显示装置。(图像显示装置的层叠形态)(图像显示装置的层叠形态)
接下来，对所述的晶体管或者在由晶体管构成的电路上形成图像显示部的形态(特别是形成于挠性半导体装置上的由多个像素构成的图像显示部的形态)进行说明。图19是在本发明的挠性半导体装置上对3个像素配置了 R(红)、G (绿)、B (蓝)这3色的OLED(有机EL)图像显示装置200的截面图。在半导体装置中，仅图示了树脂薄膜、像素电极(阴极)和定位标记。在R、G、B的各像素的像素电极150上配置有由与各自的颜色对应的发光材料构成的发光层170。在相邻的各像素之间形成有像素限制部160，在防止发光材料相混的同时容易进行EL材料配置时的定位。在发光层170的上表面按照覆盖各像素整体的方式形成有透明电极层(阳极层)180。用于像素电极150的材料如前所述列举了 Cu等金属。为了将来自用于使对发光层170的电荷注入效率提高的电荷注入层和发光层的光进行反射来提高至上侧的光取出效率，可以将表面设为与O. Ium的Al的层叠构造(例如Al/Cu)来作为反射电极。用于发光层170的材料不作特别限定，作为一例，聚芴系发光材料、具有树状多分支构造的物质能采用在所谓的树枝状大分子的树枝骨架的中心部使用了 Ir或Pt等重金属 后的树枝状大分子系发光材料。发光层170可以设为单层构造，但为了使电荷注入容易，也可以使用MoO3作为空穴注入层且使用LiF作为电子注入层而设为电子注入层/发光层/空穴注入层这样的层叠构造。能将ITO用于阳极的透明电极。像素限制部160只要是绝缘材料即可，但能使用例如以聚酰亚胺为主成分的感光性树脂或SiN。此外，图像显示装置可以是具有如图20所示那样的滤色器的构成。在图示的图像显示装置200’中设置有挠性半导体装置100、形成于挠性半导体装置100上的多个像素电极150、按照整体覆盖该像素电极150的方式形成的发光层170、以及形成于发光层170上的透明电极层180、进而形成于透明电极层180上的滤色器190。在该图像显示装置200’中，滤色器190具有将来自发光层170的光变换成红、绿、蓝这3色的功能，所以由此能构成R (红)、G (绿)、B (蓝)这3个像素。也就是，相对于在图19所示的图像显示装置200中，由像素限制部划分后的各发光层各自进行红、绿、蓝的发光，而在图20的图像显示装置200’中，从发光层发出的光本身没有颜色的区别(例如成为白色的光)，但通过使该光通过滤色器190来生成红、绿、蓝的光。(像素显示装置的制造方法)接下来，说明像素显示装置的制造方法。具体而言，参照图21来说明本形态的OLED的制造方法。首先，实施工序(I)。也就是，如图21 (a)所示，准备具备像素电极150的挠性半导体装置100。具体而言，准备能以上述的本发明的挠性半导体装置的制造方法而得到的“在上表面具备有像素电极150、布线70的挠性半导体装置100”。接下来，实施工序(II)。也就是，在挠性半导体装置之上形成“由多个像素构成的图像显示部”。例如，如图21(b) (d)所示，在挠性半导体装置100上形成多个像素限制部160，并在由该多个像素限制部160划分后的区域且像素电极150上形成发光层170。像素限制部160例如可以通过如下来形成通过以聚酰亚胺为主成分的感光性树脂材料按照覆盖像素电极整体的方式来形成，从而形成了像素限制部的前体层160’后，对该前体层160’实施光刻。规定的颜色的发光层170形成于规定的像素电极上。作为发光层170的形成方法，例如能将聚芴系的发光材料溶解于二甲苯以形成1%的溶液，并使用喷墨法配置于像素电极上。例如，发光层170的厚度能设为约80nm。在针对像素限制部的前体层160’进行光刻时、和/或在针对发光层170的形成而通过喷墨来配置发光材料时，优选使用挠性半导体装置100的定位标记^0b、60b’)。这是由于，若使用该定位标记(60b、60b’)，则能针对像素显示装置的构成要素有效地防止位置偏差的累积。此时，进一步优选去除定位标记上的金属层15。这是为了能通过可见光来识别定位标记。定位标记上的金属层的去除能在加工金属层15来形成图案的工序中同时地进行，因此不会增加工序数。最后，按照覆盖发光层170的方式形成透明导电层180(例如ITO膜)。该透明导电层的ITO膜能通过溅射法来制膜。通过以上的工序，能构筑具备图21(e)以及图20所示构造的图像显示装置200。还针对作为替代性形态的、具备滤色器的图像显示装置200’的制造形态进行说 明。该制造形态部分不同，但实质上与上述制造方法相同。具体而言，在进行了上述的工序
(I)后(参照图22(a))，将白色的发光层170整面形成为满涂膜状(参照图22(b))。接下来，与上述同样地实施了透明电极层180的形成后(参照图22 (c))，通过将滤色器190的R (红)、G (绿)、B (蓝)这3色配置于期望的像素位置(参照图22 (d))，从而能完成图像显示装置200’。在此，在配置滤色器190时，能使用挠性半导体装置100的定位标记(60b、60b’)。若使用该定位标记(60b、60b’)，则能针对像素显示装置的构成要素有效地防止位置偏差的累积。此时，优选去除定位标记上的金属箔。这是为了能通过可见光来识别定位标记。定位标记上的金属箔的去除能在加工金属箔来形成图案的工序中同时地进行，因此不会增加工序数。尽管以上以本发明的优选实施方式为中心进行了说明，但本发明不局限于此，能实施各种改变，这是本领域技术人员容易理解的。例如，考虑以下那样的变更形态。 不限于接触通孔与定位标记个别单独地构成的形态，还可以将接触通孔的一部分用作定位标记。 定位标记不必限定于具有通孔形态，还可以是在形成开口部的孔的内壁面通过无电解电镀而形成了铜等金属层的导通孔形态。。 挠性半导体装置的挠性薄膜层的形成不必限定于粘贴树脂薄膜的形态，还可以是通过以旋涂等方式涂敷半硬化的树脂材料或感光性树脂材料来形成挠性薄膜层的形态。 根据显示器的构成，TFT元件不仅能在各像素中被设置2个(第I以及第2TFT元件)，还能被设置2个以上，因此还能与之对应地改变本实施方式的挠性半导体装置。 尽管在上述实施方式中例示了搭载于有机EL显示器的挠性半导体装置，但也可以搭载于无机EL显示器。另外，不限于EL显示器，也可以是电子纸。进而还可谓不限于显示器，还能搭载于RFID等通信设备或存储器等。 尽管例示了与I个设备对应的形式来制作挠性半导体装置那样的形态，但不限于此，还可以执行以与多个设备对应的形式来制作的手法。作为这样的制作手法，能采用卷对卷制法。产业上的可利用性本发明的挠性半导体装置的制造方法在挠性半导体装置的生产率上优越。所得到的挠性半导体装置能用于各种图像显示部(即，图像显示装置)，还能用于电子纸、数字纸等。例如，能用于图23所示那样的电视机图像显示部、图24所示那样的便携式电话的图像显示部、图25所示那样的移动PC或笔记本电脑的图像显示部、图26以及图27所示那样的数码静态相机以及摄像机的图像显示部、以及图28所示那样的电子纸的图像显示部等。进而，通过本发明的制造方法而得到的挠性半导体装置还能应用于当前在印刷电子产品中探讨了应用的各种用途(例如，RF-ID、存储器、MPU、太阳能电池以及传感器等)。关联申请的相互参照本申请主张基于日本专利申请第2011-66143号(申请日2011年03月24日，发明的名称“挠性半导体装置及其制造方法、以及使用挠性半导体装置的图像显示装置及其 制造方法”(「7 >々7'' >半導体装置及 Μ製造方法並t/ (二札&用画像表示装置fc' J t/· ο製造方法J))的巴黎公约上的优先权。并将该申请所公开的全部内容援引至本说明书中。
权利要求
1.一种挠性半导体装置的制造方法，是用于制造挠性半导体装置的方法，所述挠性半导体装置的制造方法构成为包括 形成栅电极的工序； 与所述栅电极相接触地形成栅极绝缘膜的工序； 按照与所述栅电极对置的方式在所述栅极绝缘膜上形成半导体层的工序； 与所述半导体层相接触地形成源电极、漏电极的工序； 按照覆盖所述半导体层以及所述源电极、漏电极的方式形成挠性薄膜层的工序； 在所述挠性薄膜层形成通孔的工序； 通过在所述挠性薄膜层上层叠金属箔来形成第I金属层，由此得到半导体装置前体的工序；以及 加工所述第I金属层并由该第I金属层的一部分形成布线的工序， 在所述第I金属层的加工时，通过将多个所述通孔中的至少一个通孔用作定位标记，由此在规定位置处形成所述布线。
2.根据权利要求I所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 所述挠性半导体装置的制造方法构成为还包括作为第2金属层而提供所述栅电极形成用的金属箔，并在该第2金属层的一个主面上形成绝缘层以提供栅极绝缘膜的工序， 相对于加工所述第I金属层并由该第I金属层的一部分形成所述布线，而加工所述第2金属层并由该第2金属层的一部分形成所述栅电极。
3.根据权利要求I或2所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在由所述第I金属层的一部分形成所述布线的工序中，实施 在所述第I金属层上形成光致抗蚀剂膜的工序； 对所述光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影来去除该光致抗蚀剂膜的至少一部分的工序；以及 隔着去除了所述至少一部分后的所述光致抗蚀剂膜来对所述第I金属层实施蚀刻，从而由该第I金属层形成布线的工序， 另外，在对所述光致抗蚀剂膜进行曝光时，通过将所述半导体装置前体的至少一个所述通孔用作定位标记，由此对所述光致抗蚀剂膜的规定位置进行曝光。
4.根据从属于权利要求2的权利要求3所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在由所述第2金属层的一部分形成栅电极的工序中，实施 在所述第2金属层的另一个主面上形成光致抗蚀剂膜的工序； 对所述光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影来去除该光致抗蚀剂膜的至少一部分的工序；以及 隔着去除了所述至少一部分后的所述光致抗蚀剂膜来对所述第2金属层实施蚀刻，从而由该第2金属层形成所述栅电极的工序， 另外，对所述第I金属层实施蚀刻的工序与对所述第2金属层实施蚀刻的工序是同一工序。
5.根据权利要求3或4所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 作为对所述光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影来去除该光致抗蚀剂膜的至少一部分的工序而实施如下工序在所述光致抗蚀剂膜上配置了光掩模后，对配置了该光掩模的所述光致抗蚀剂膜进行曝光以及显影来去除该光致抗蚀剂膜的至少一部分， 另外，取代在对所述光致抗蚀剂膜进行曝光时使用所述定位标记，而在所述光掩模的配置时将所述半导体装置前体的至少一个所述通孔用作定位标记来进行所述光掩模的对位。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在形成所述通孔的工序中，在所述挠性薄膜层形成了开口部后，向该开口部提供含有金属的导电性材料来形成通孔。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 在所述金属层的加工、对所述光致抗蚀剂膜进行曝光或所述光掩模的配置时，利用通过向所述半导体装置前体照射X射线而得到的X射线透过图像，将该X射线透过图像中的通孔对应点用作对位基准。
8.根据权利要求7所述的挠性半导体装置的制造方法，其特征在于， 将所述定位标记用作由至少两个所述通孔构成的组，并将与构成该组的通孔相应的、所述X射线透过图像的所述通孔对应点用作所述对位基准。
9.一种挠性半导体装置，构成为具有 栅电极； 形成于所述栅电极上的栅极绝缘膜； 按照与所述栅电极对置的方式形成于所述栅极绝缘膜上的半导体层； 与所述半导体层相接触地设置的源电极、漏电极； 按照覆盖所述半导体层以及所述源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及 形成于所述挠性薄膜层上的第I金属箔， 由所述第I金属箔的一部分构成布线， 另外，在所述挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，该多个通孔中的至少一个通孔是定位标记。
10.根据权利要求9所述的挠性半导体装置，其特征在于， 在所述半导体层的下方具有第2金属箔以及形成于该第2金属箔上的绝缘层，所述栅电极由所述第2金属箔的一部分构成，且所述栅极绝缘膜由所述绝缘层的一部分构成。
11.根据权利要求9或10所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述定位标记形成为由至少两个所述通孔构成的组。
12.一种挠性半导体装置，构成为具有 栅电极； 形成于所述栅电极上的栅极绝缘膜； 按照与所述栅电极对置的方式形成于所述栅极绝缘膜上的半导体层； 与所述半导体层相接触地设置的源电极、漏电极； 按照覆盖所述半导体层以及所述源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及 形成于所述挠性薄膜层上的第I金属箔， 由所述第I金属箔的一部分构成布线，另外，在所述挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，在该多个通孔中的至少一个通孔的设置地方去除了所述第I金属箔。
13.根据权利要求12所述的挠性半导体装置，其特征在于， 在所述半导体层的下方具有第2金属箔以及形成于该第2金属箔上的绝缘层，所述栅电极由所述第2金属箔的一部分构成，且所述栅极绝缘膜由所述绝缘层的一部分构成。
14.根据权利要求9 13中任一项所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述至少一个通孔由含有金属的导电性部件构成。
15.根据权利要求9 14中任一项所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述至少一个通孔在其厚度方向上具有锥形形状。
16.根据权利要求9 15中任一项所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述至少一个通孔从所述挠性薄膜层的一个主面侧起延伸至另一个主面侧。
17.根据权利要求9 16中任一项所述的挠性半导体装置，其特征在于， 所述第I金属箔的一部分除了构成所述布线以外还构成像素电极。
18.—种挠性半导体装置，构成为具有 栅电极； 形成于所述栅电极上的栅极绝缘膜； 按照与所述栅电极对置的方式形成于所述栅极绝缘膜上的半导体层； 与所述半导体层相接触地设置的源电极、漏电极； 按照覆盖所述半导体层以及所述源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及 形成于所述挠性薄膜层上的第I金属层， 由所述第I金属层的一部分构成布线， 另外，在所述挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，该多个通孔中的至少一个通孔是定位标记。
19.一种挠性半导体装置，构成为具有 栅电极； 形成于所述栅电极上的栅极绝缘膜； 按照与所述栅电极对置的方式形成于所述栅极绝缘膜上的半导体层； 与所述半导体层相接触地设置的源电极、漏电极； 按照覆盖所述半导体层以及所述源电极、漏电极的方式形成的挠性薄膜层；以及 形成于所述挠性薄膜层上的第I金属层， 由所述第I金属层的一部分构成布线， 另外，在所述挠性薄膜层中，多个通孔沿其厚度方向延伸，在该多个通孔中的至少一个通孔的设置地方去除了所述第I金属层。
20.一种图像显示装置，使用了权利要求9 19中任一项所述的挠性半导体装置，所述图像显示装置构成为具有 所述挠性半导体装置；以及 形成于所述挠性半导体装置上的由多个像素构成的图像显示部， 所述挠性半导体装置的所述多个通孔中的至少一个通孔是定位标记。
21.根据权利要求20所述的图像显示装置，其特征在于， 所述图像显示部构成为具有形成于所述挠性半导体装置上的像素电极； 形成于所述像素电极上的发光层；以及 形成于所述发光层上的透明电极层。
22.根据权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于， 所述发光层形成于由像素限制部划分后的区域内。
23.根据权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于， 在所述透明电极层上构成为具有滤色器。
24.一种图像显示装置的制造方法，该图像显示装置具备权利要求9 19中任一项所述的挠性半导体装置，所述图像显示装置的制造方法构成为包括 (I)提供具备像素电极的所述挠性半导体装置的工序；以及 (II)在所述挠性半导体装置上形成由多个像素构成的图像显示部的工序， 在所述工序(II)时，通过将所述挠性半导体装置的所述多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记，由此针对所述图像显示部的形成来进行对位。
25.根据权利要求24所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(II)中，形成多个像素限制部，并在由该多个像素限制部划分后的区域的所述像素电极上形成所述像素，在该工序(II)时，通过将所述挠性半导体装置的所述多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记，由此针对所述像素限制部的形成来进行对位。
26.根据权利要求24所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(II)中，按照覆盖所述像素电极的方式在所述像素电极上形成发光层，并在该发光层上形成滤色器，在该工序(II)时，通过将所述挠性半导体装置的所述多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记，由此针对所述滤色器的形成来进行对位。
全文摘要
本发明提供一种挠性半导体装置及其制造方法、以及使用挠性半导体装置的图像显示装置及其制造方法。挠性半导体装置的制造方法包括形成栅电极的工序；与栅电极相接触地形成栅极绝缘膜的工序；按照与栅电极对置的方式在栅极绝缘膜上形成半导体层的工序；与半导体层相接触地形成源电极、漏电极的工序；按照覆盖半导体层以及源电极、漏电极的方式形成挠性薄膜层的工序；在挠性薄膜层形成通孔的工序；通过在挠性薄膜层上层叠金属箔来形成第1金属层，由此得到半导体装置前体的工序；以及加工第1金属层并由第1金属层的一部分形成布线的工序，在第1金属层的加工时，通过将多个通孔中的至少一个通孔用作定位标记，由此在规定位置处形成布线。
文档编号H01L29/786GK102812541SQ201280000809
公开日2012年12月5日 申请日期2012年2月21日 优先权日2011年3月24日
发明者铃木武, 平野浩一, 增田忍 申请人:松下电器产业株式会社