[发明专利]制造半导体器件的方法

说明书

本发明一般涉及薄膜晶体管的结构，这种薄膜晶体管在如由工程塑料制成的树脂的柔韧(即有机械弹性)衬底上形成。本发明还涉及制造这种薄膜晶体管的方法。此外，本发明还涉及应用了这些薄膜晶体管所制造的有源矩阵液晶显示器。

大家知道，薄膜晶体管一般在玻璃衬底或石英衬底上形成。以玻璃为衬底的薄膜晶体管主要用于有源矩阵液晶显示器。由于有源矩阵液晶显示器能够以高灵度，高信息量显示图像，所以期望有源矩阵液晶显示器可以取代简单矩阵液晶显示器。

在有源矩阵液晶显示器中，每个象素都设置有作为开关单元的一个或多个薄膜晶体管。电荷进入和流出象素电极是由薄膜晶体管控制的。因为需要可见光穿过液晶显示器，所以采用玻璃或石英作衬底。

液晶显示器是一种应用前途预计十分广泛的显示装置。例如：用作卡式计算机、便携式计算机和作为各种远距离通信设备的便携式电子装置等的显示装置。在要处理采用更先进技术的信息时，这些信息需要在用作便推式电子装置的显示装置上显示出来。如需要有显示较大信息量和移动图象以及数码和符号的功能。

这里，由于要求液晶显示器具有显示大信息量和移动图象的功能，所以很有必要采用有源矩阵液晶显示器。然后，由于衬底是玻璃或石英的，各种问题就产生了：(1)液晶显示器自身的减薄受到了限制；(2)重量增加；(3)如果试图在减少重量时减小厚度，则衬底会损坏；(4)衬底没有柔韧性。

尤其是对于卡式电子器件，为了在加工中有轻微的压力作用于器件时，器件不致于受损伤，需要有柔韧性。因此，与这些电子器件结合使用的液晶显示器，同样需要具有柔韧性。

本发明在此提供一种具有柔韧性的有源矩阵液晶显示器。

一种使液晶显示器具有柔韧性的适当方法，是用透光的塑料或树脂的衬底。然而由于树脂衬底耐热性很差，要在其上形成薄膜晶体管在技术上是困难的。

因此，这里所披露的发明，是通过采用下述结构来解决上述问题。

这里所披露的一个发明包括：一薄膜树脂衬底；一在所说树脂衬底的表面上形成的树脂层；和在所说树脂层上形成的薄膜晶体管。

图1表示了上述结构的一个具体例子。在图1所示的结构中，树脂层102与厚度为100μm的PET膜101接触，PET膜为一薄膜树脂衬底。在树脂层上形成颠倒交错排列的薄膜晶体管。

薄膜树脂衬底的材料可以从PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚乙烯萘甲酸酯)、PES(聚乙烯亚硫酸酯)和聚酰亚胺中选择。必要的是要具备柔韧性和透明性。材料所能承受的温度应尽可能的高。如果加热温度升高约200℃，齐聚物(直径约1μm的聚合物)一般会沉积在表面，或会有气体产生。因此，要在树脂衬底上形成半导体层是很困难的。因而，所选材料应有最高的可能的处理温度。

在上述结构中，树脂层的作用是使树脂衬底表面平面化。平面化可以在如形成半导体层这样的加热步骤过程中防止齐聚物在树脂衬底表面上析出。

此树脂层材料可以从丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯中选择。这样，即使采用树脂衬底，这种树脂层也可以在上述薄膜晶体管制造过程中消除这些缺陷。

另一种发明的结构包括以下步骤：在薄膜树脂衬底上形成一树脂层；通过等离子辅助CVD，在所说树脂基底上形成一半导体层；和用所说半导体层形成薄膜晶体管。

再一种发明的结构，包括以下步骤：为使所说树脂衬底脱气，在给定温度对薄膜树脂层进行热处理；在薄膜树脂衬底上形成一树脂层；通过等离子辅助CVD，在所说树脂衬底上形成一半导体层；和使用半导体层形成薄膜晶体管。

在上述结构中，为了防止在包括加热工艺在内的后续工艺过程中，气体从树脂衬底中析出，对该衬底进行热处理使树脂衬底脱气。例如，当在树脂衬底上形成半导体薄膜时，如果有气体从该衬底放出，那么将会在半导体薄膜里形成大针孔。这会很严重地损害其电性能。因此，应在高于后续工艺中的加热温度，对衬底进行热处理，使树脂衬底脱气。以这种方法，将会抑制后续步聚中气体从树脂衬底放出。

又一种发明的结构，包括如下步骤：在给定温度对薄膜树脂衬底进行热处理；在所说薄膜树脂衬底上形成一树脂层；把衬底加热至低于所说给定温度时，运用等离子辅助CVD，在所说树脂衬底上形成半导体层；和用所说半导体层形成薄膜晶体管。

又一种发明的结构包括以下步骤：在高于其它步骤中所用的任何热处理温度的给定温度下，对薄膜树脂衬底进行热处理；在所说薄膜树脂衬底上形成一树脂层；通过等离子辅助CVD，在所说树脂衬底上形成一半导体层；用所说半导体层形成薄膜晶体管。