[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括薄膜晶体管、发光元件和无源元件等的半导体装置的制造方法。另外，本发明还涉及一种电子设备，该电子设备安装有以液晶显示面板为代表的电光学装置、包括发光元件的发光显示装置或以无线方式能够收发信息的IC标签作为部件。

注意，在本说明书中，“半导体装置”是指一种通过利用半导体特性来发挥功能的所有装置，亦即，电光学装置、发光装置、半导体电路、IC标签、以及电子设备均属于半导体装置。

背景技术

近年来，通过使用形成于具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚度大约有几nm至几百nm)来构成薄膜晶体管的技术正受到关注。薄膜晶体管在诸如IC和电光学装置的电子装置中获得了广泛应用，特别地，正在加快开发作为图像显示装置的开关元件的薄膜晶体管。

就采用这种图像显示装置的应用而言，各种应用受到期待。特别地，已关注了对便携式设备的使用。尽管目前广泛采用了玻璃衬底和石英衬底，但存在容易破碎和重量大的缺点。另外，在进行大量生产的情况下，玻璃衬底和石英衬底难以大型化，从而对此不适合。因此，已试图在挠性衬底上、典型地在具有柔性的塑料膜上形成薄膜晶体管。

于是，已提出了一种技术，其中将形成在玻璃衬底上的包括薄膜晶体管的半导体元件从衬底剥离开，然后将它转移在例如塑料膜等其他基材上。

本申请人提出了专利文献1和专利文献2所记载的剥离及转移技术。专利文献1特别公开了采用湿法蚀刻去除用作剥离层的氧化硅膜来进行剥离的技术。另外，专利文献2公开了采用干法蚀刻去除用作剥离层的硅膜来进行剥离的技术。

此外，本申请人提出了在专利文献3中所记载的剥离及转移技术。在专利文献3中公开了如下技术：当在衬底上形成金属层(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir)并在其上层叠形成氧化物层时，在金属层和氧化物层的界面中形成所述金属层的金属氧化物层，在之后的工序中利用该金属氧化物层来进行剥离。

[专利文献1]日本专利申请公开平8-288522号公报

[专利文献2]日本专利申请公开平8-250745号公报

[专利文献3]日本专利申请公开2003-174153号公报

发明内容

本发明公开一种技术，即将通过较低温度(低于500℃)的工艺而制造的元件，典型为使用了非晶体半导体膜或通过激光晶化而形成的晶体半导体膜等的薄膜晶体管、使用了有机半导体膜的薄膜晶体管、发光元件、无源元件(传感元件、天线、电阻元件、电容元件等)等从玻璃衬底剥离，并转移到挠性衬底(典型为塑料膜)上。

使用了非晶体半导体膜等的薄膜晶体管和使用了有机半导体膜的薄膜晶体管可以直接形成在塑料膜上。但是，由于塑料膜很软并且容易弯曲，因此需要采用专用制造设备作为处理该塑料膜的制造设备。

此外，当在塑料膜上直接形成使用了非晶体半导体膜等的薄膜晶体管或使用了有机半导体膜的薄膜晶体管的情形中，有因暴露于在制造薄膜晶体管的工艺的过程中使用的溶剂或蚀刻气体而导致塑料膜本身变质的担忧。此外，当在塑料膜上直接形成使用ZnO的薄膜晶体管的情形中，在通过溅射法等产生的等离子体照射到塑料膜时，塑料膜本身会变形。此外，还有由于在薄膜晶体管的制造工艺的过程中塑料膜吸收或放出水分等而造成元件污染的担忧。此外，塑料膜具有比玻璃衬底低的耐热性且比玻璃衬底大的热伸缩性，因此，在制造工艺中细致地控制所有处理温度是很困难的。

另外，在大量生产使用了塑料膜的半导体装置时，在很多情况下采用以卷倒卷方式供应的制造设备。然而，在采用卷倒卷方式的情况下，不能使用现有的半导体制造设备。另外，位置对准的精度很低，因此不容易进行微细加工。由此，不容易成品率好地制造获得与使用了现有的玻璃衬底而制造的半导体装置同等的特性的半导体装置。

于是，本发明提供一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置包括在较低温度下，典型在有机化合物可耐受的温度下的工艺制造的元件，典型为使用了非晶体半导体膜等的薄膜晶体管、使用了通过激光晶化而制造的晶体半导体膜的薄膜晶体管、使用了有机半导体膜的薄膜晶体管、发光元件、以及无源元件(传感元件、天线、电阻元件、电容元件等)等，并且很薄。另外，还提供具有挠性的半导体装置的制造方法。