半导体装置以及半导体装置的制作方法制造方法及图纸

一种半导体装置，其特征在于：具备金属氧化物层使其接在具有绝缘表面的基板上的粘结剂上，在该金属氧化物层的上方具备元件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及被剥离层的剥离方法，特别是含有各种元件的被剥离层的剥离方法。再有，本专利技术涉及具有将剥离的被剥离层粘贴到基材上使之转移的半导体集成电路或者薄膜晶体管(以下，称为TFT)的半导体装置以及其制作方法。例如，涉及以液晶模块为代表的电光装置、以EL模块为代表的发光装置、以及搭载了这样的装置作为部件的电子设备。另外，本说明书中的半导体装置是指能够通过利用半导体特性发挥功能的所有装置，电光装置、发光装置、半导体电路以及电子设备均为半导体装置。
技术介绍
近年来，在玻璃或者石英基板等绝缘性基板上构成使用了半导体薄膜的半导体集成电路、TFT等的技术倍受瞩目。TFT广泛应用于IC、电光装置之类的电子设备上，特别是作为图像显示装置的开关元件的开发十分急迫。在这种图像显示装置的应用中，有数码摄像机、液晶电视等，特别是今后在便携式电话、便携式游戏机、便携式电视或者便携式终端等便携用电子设备上的应用值得期待。作为这些便携用电子设备，用户所追求的特性可以列举为轻便，例如即使掉在地上也不会碎裂的坚固性等。但是，到现在为止的图像显示装置中使用的基板，是由如前所述的由玻璃或者石英基板等无机类材料构成的基板，存在着无机类材料特有的易碎、较重的缺点。为了克服这些缺点，尝试着在以柔性塑料薄膜等为代表的具有可塑性的基板上形成TFT。然而，塑料薄膜等与玻璃或者石英基板等相比较，其耐热性差，受到TFT制作时的处理温度的限制。结果，与玻璃或者石英基板上形成的TFT相比，直接在塑料薄膜上制作具有良好特性的TFT比较困难。因此，不能实现使用了塑料薄膜的高性能图像显示装置或发光装置。最近，已经提出了将隔着分离层存在于基板上的被剥离层从上述基板剥离的剥离方法。例如，特开平10-125929号公报、特开平10-125931号公报中记载的技术，即为通过设置由非晶硅(或者多晶硅)构成的分离层，透过基板照射激光使非晶硅中含有的氢释放出来，从而使之产生空隙并与基板分离。再有，特开平10-125930号公报中，也有使用这种技术将被剥离层(公报中称为被转移层)粘贴在塑料薄膜上完成液晶显示装置的记载。但是，上述方法中由于使用了非晶硅或者多晶硅作为分离层，所以根据其膜厚以及使用的激光的波长，会出现照射的激光透过分离层使被剥离层受到损伤的问题。此外，上述方法中，在分离层上制作元件时，如果在元件制作过程中进行高温的热处理等，则包含在分离层中的氢会扩散并减少，即使在分离层上照射激光，剥离也可能无法充分进行。因此，为了维持在分离层中含有的氢量，存在分离层形成后的处理受到限制的问题。而且，在上述方法中剥离具有大面积的被剥离层是很困难的。在上述公报中，为了防止对于被剥离层的损伤，还有设置遮光层或者反射层的记载，这种情况下，制作透过型液晶显示装置是很困难的。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而作成的，其课题为提供一种不对被剥离层造成损伤即能进行剥离的方法，不仅仅是小面积的被剥离层，对于具有大面积的被剥离层也能进行全面的剥离。此外，本专利技术的课题为提供一种在各种基材上粘贴被剥离层并被轻量化的半导体装置及其制作方法。特别是，课题在于提供一种在柔性薄膜上粘贴以TFT为代表的各种元件(薄膜二极管、由硅的PIN结构成的光电变换元件和硅电阻元件)并被轻量化的半导体装置及其制作方法。本专利技术的专利技术者们在反复进行众多实验、研究的过程中发现以下方法与设置于基板上的金属层相接地设置氧化物层，且在氧化物层上设置以TFT为代表的各种元件后，通过使上述金属层氧化，在形成的金属氧化层内或者界面(金属氧化物层和氧化物层之间的界面)上，以物理手法、有代表性的是通过施加机械力(例如用人手剥离)，进行彻底地分离，从基板上剥离TFT等元件。某种物质的性质(物理特性)根据构成其的原子、分子的排列状态而有很大的不同。例如，结晶状态的物质与非晶状态的物质，就光学特性而言其分光特性(透射率、反射率、吸收系数等)、折射率等都不同，此外，就电特性而言，导电率等不同，进而就其他特性而言，强度、硬度、密度、表面能量等也不同。此外，众所周知，即使相同的结晶状态中，如果晶格的面方位(或者定向性)不同，则上述各特性根据各自方位的不同也会有很大的不同。而且，在由不同种类的结晶的集合体形成的薄膜多结晶体中，根据其各结晶的物理特性因素的综合，宏观上看到的物理特性是固定的，而另一方面，微观上看到的物理特性与宏观上看到的物理特性却不同。此外，对一个结晶体与其他结晶体的边界部的特性来说，宏观上看到的特性与各结晶体的特性自然也不同。举一个例子，众所周知，在使用硅的半导体元件中，非晶状态的物质与多晶状态的物质、以及单晶状态的物质中各自的光学特性、电特性等都不相同。本专利技术中，在基板上设置金属层，在此金属层上形成氧化物层，进而在氧化物层上形成各种元件后使上述金属层氧化时，容易预想到在金属层与氧化物层的界面上形成的金属氧化物从微观上看时由具有部分不同特性的结晶集合体构成，这些各结晶之间的状态兼由凝聚力强的部分和弱的部分形成，或者兼由结合力强的部分和弱的部分形成；并可预想为能够利用物理作用力而产生剥离或者分离。本专利技术中，到使金属层氧化为止，由于金属层和氧化物层的界面可以以一定范围内的能量状态、换而言之以结合状态相互存在，因此到进行分离为止的期间不产生剥膜(peeling)便能够顺利完成TFT等元件的制作工序。与本说明书中公开的剥离方法相关的专利技术的构成是从基板上剥离被剥离层的方法，其特征在于，具有下述工序在上述基板上形成金属层、接在该金属层上的氧化物层、和被剥离层；使上述金属层氧化并形成氧化金属层；在将上述氧化物层和上述被剥离层粘接到支撑体上后，从设置有上述金属层的基板上通过物理手法在上述已氧化的金属氧化物层内或者金属氧化物层与氧化物层的界面上将粘接于上述支撑体上的被剥离层剥离。上述构成具有如下特征上述金属层是从Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn中选出的元素、或者由以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层、或者它们的层叠。此外，上述构成中，具有以下特征接在上述金属层上的氧化物层是通过溅射法形成的氧化硅膜。此外，上述被剥离层，具有以下特征其含有薄膜晶体管、由硅PIN结构成的光电变换元件、有机发光元件、具有液晶的元件、存储器元件、薄膜二极管、或者硅电阻元件。其中，在这些元件的最下层与氧化物层相接的层中，也可以含有氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、以及它们的层叠。此外，在上述构成中，具有以下特征使上述金属膜氧化的工序是通过激光照射、热处理、或者激光照射和热处理的复合处理来进行的。此外，在上述构成中，上述激光是由连续振荡的固体激光器、或者脉冲振荡的固体激光器振荡产生的激光。作为上述连续振荡的固体激光器、或者脉冲振荡的固体激光器，有从YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、变石激光器、钛蓝宝石激光器中选出的一种或多种。此外，作为其他的连续振荡的激光器或者脉冲振荡的激光器，有从受激准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器中选出的一种或多种。此外，上述激光的照射方向既可以从基板侧向金属层照射，也可以从被剥离层一侧向金属层照射，也可以从两方照射。此外，上述激光的波束形状可以是圆形，也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于具备金属氧化物层使其接在具有绝缘表面的基板上的粘结剂上，在该金属氧化物层的上方具备元件。2.如权利要求1中所述的半导体装置，其特征在于上述元件是薄膜晶体管、有机发光元件、具有液晶的元件、存储器元件、薄膜二极管、由硅PIN结构成的光电变换元件、或者硅电阻元件。3.如权利要求1或权利要求2中所述的半导体装置，其特征在于上述基板是具有平面或曲面的塑料基板。4.如权利要求1至3中的任何一个所述的半导体装置，其特征在于上述金属氧化物层是通过激光照射、热处理、或者激光照射和热处理的复合处理而形成的。5.如权利要求1至4中的任何一个所述的半导体装置，其特征在于上述半导体装置是摄像机、数码照相机、护目镜型显示器、汽车导航仪、个人电脑或者便携式信息终端。6.一种半导体装置的制作方法，其特征在于，具有下述工序在基板上形成金属层、接在该金属层上的氧化物层、和在该氧化物层的上方包含半导体元件的被剥离层；通过使上述金属层氧化从而在与上述氧化物层之间形成金属氧化物层；对上述被剥离层和支撑体进行了粘结后，从上述基板上通过物理手法，在上述金属氧化物层内或者上述金属氧化物层与上述氧化物层的界面上、或者上述金属氧化物层与上述金属层的界面上将粘接在上述支撑体上的上述被剥离层剥离。7.一种半导体装置的制作方法，其特征在于，具有下述工序在基板上形成绝缘物层、接在该绝缘物层上的金属层、接在该金属层上的氧化物层、和在该氧化物层的上方包含半导体元件的被剥离层；通过使上述金属层氧化，从而在与上述绝缘层之间、或者在与上述氧化物层之间、或者在与上述绝缘层之间和与上述氧化物层之间两处，形成金属氧化物层；对上述被剥离层和支撑体进行了粘结后，从基板上通过物理手法，在与上述绝缘层相接的金属氧化物层内或者在与上述绝缘层相接的上述金属氧化物层和上述绝缘层的界面上、或者在与上述绝缘层相接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，高山彻，丸山纯矢，大野由美子，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：