半导体设备及其制作方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种能够防止由于水份或氧气进入而导致损坏的半导体装置，例如具有形成于塑料基片上的有机发光装置的发光设备、采用塑料基片的液晶显示设备。根据本发明专利技术，在玻璃基片或石英基片上形成的装置（ＴＦＴ、具有有机化合物的发光装置、液晶装置、存储装置、薄膜二极管、销连接硅光电转换器、硅电阻元件等）从基片上分离，并转移至具有高热导率的塑料基片上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

方法，所述电路由以薄膜晶体管(下文称为TFT)为代表的装置 构成，所述装置通过将释放层粘附于基片上而形成，所述装置需 转移至基片上。本专利技术例如涉及例如液晶模块的电光学装置、例 如EL模块的发光设备、安装有所迷设备作为其组件的电器。另 外，本专利技术涉及装置的剥离方法，以及将所述装置转移至塑料基 片上的转移方法。如此处所述，术语"半导体装置"总体而言是指利用半导体特 性而操作的任意装置。电光学装置、发光设备、半导体电路以及 电器均包括在所述半导体装置中。
技术介绍
近来，采用半导体薄膜(厚度为大约几纳米至几百納米)的 薄膜晶体管(TFT)的技术引起人们的关注，所述半导体薄膜形成 于具有绝缘表面的基片上。所述薄膜晶体管广泛应用于电子设备 中，例如IC、电光学装置等。尤其是，薄膜晶体管作为图像显示 设备的开关元件的发展已经大大加快了 。最重要地，所述图象显示设备具有广泛的应用，所述图象显示设备在移动装置中的应用引起了人们的注意。尽管目前玻璃基 片、石英基片等用于许多图象显示设备中，但是，其具有易碎和 较重的缺点。进一步地，玻璃基片、石英基片等不适合大规模生产，这是因为其很难扩大。因此，人们尝试将TFT装置形成于以 柔性塑料膜为代表的具有柔性的基片上。然而，由于塑料膜的耐热性较低，要求加工过程中最高温度较 低，因此，目前其不能用于形成与已经形成于玻璃基片上的元件 相比具有较高电特性的TFT。因此，目前仍然没有采用塑料膜的 高效液晶显示设备和发光装置。如果可以生产出有机发光装置(OLED)位于例如塑料膜等柔 性基片上的发光设备或液晶显示装置，则所述发光设备或液晶显 示装置可以具有较薄的厚度，并且重量较轻，适用于具有弯曲表 面的显示器、显示窗等。这样，其应用不局限于手机，其应用范 围非常广泛。然而，通常由塑料构成的基片易于渗透水份或氧气。由于这些 杂质，有机发光层发生损坏，从而发光设备的寿命缩短了。因 此，通常将例如硅氮化物、硅氧氮化物等绝缘膜放置于塑料基片 和有机发光装置之间，以防止水份或氧气进入有机发光层中。另外，通常例如塑料膜等的基片抗热性较差。当增加例如硅氮 化物、硅硝基氧(siliconnitroxide)等绝缘膜的沉积温度时，基片易 于变形。进一步地，过低的沉积温度使膜的质量下降，很难防止 水份或氧气进入发光装置中。由于在位于例如塑料膜等基片上的 装置的驱动过程中产生热，因此，还存在部分基片发生变形和损 坏的问题。
技术实现思路
根据上文所述，本专利技术的一个目的是提供一种半导体装置，所述装置能够防止由于水份或氧气进入而导致的损坏，例 如具有位于基片上的有机发光元件的发光设备，以及采用塑料 基片的液晶显示设备。根据本专利技术，将位于玻璃基片或石英基片上的装置(TFT、含 有有机化合物的发光装置、液晶装置、存储装置、薄膜二极管、 硅PIN接的(pin-junction)光电转换器、硅电阻元件等)与基片分离开来，并转移至具有高导热性的塑料基片上。本专利技术通过将装置 中生成的热经具有高导热性的塑料基片发散，从而得到长寿命的 装置。具有高导热性的塑料基片由具有高度导热性的树脂形成，所述 树脂为金属粉末、金属纤维、低熔点金属(不含铅的焊料，例如 锡、铋和锌)、陶瓷以及合成树脂的混合物，所述金属粉末例如 铜、铁、铝等；所述陶瓷例如氮化硼、铝硼、氧化镁、氧化铍 等；所述合成树脂由聚丙蹄、聚丙烯疏(polypropylenesulfide)、聚 碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯疏醚、聚苯醚、聚砜、或聚邻苯二甲 酰胺构成。高导热性树脂的热导率为2至30W/mK。当将陶瓷和不含铅的焊料混合入合成树脂中时，由于注入成型 过程中生成的热，焊料熔化，然后将其冷却并硬化，之后，焊料 通过分散的陶覺颗粒相互连接成网状。因此，可以进一步增加导 热性的影响。将特定量的陶瓷和不含铅的焊料混合入具有高导热性的树脂 中，并制成小球。通过注入成型工艺将所得到的小球形成于一个片中 从而得到基片。在此处，所述基片为片状，但是不限于此，基 片可以形成不同形状。具有高热导率的塑料基片的热导率可以与金属(钛、铝合金、 镁合金等) 一样高。另外，可以以较低成本得到塑料基片，并且 与金属基片相比，其重量较轻。具有高热导率的塑料基片的透光率较低，采用所述具有高热导 率的塑料基片作为非显示侧的基片，这是因为，必需使显示侧的 基片能够透过光。尤其是，优选具有高热导率的塑料基片与产生 热的装置的距离较短。本说明书所公开的结构为包括以下的半导体设备作为支撑介质的具有导热性的塑料基片或塑料基底材料； 与所述塑料基片或塑料基底材料相互接触的粘结剂；以及 位于绝缘膜上的与粘结剂接触的装置。在上述每个结构中，其中装置为薄膜晶体管、包括含有有机化 合物的发光层的发光装置、液晶装置、存储装置、销连接硅光电 转换器、硅电阻元件。在上述结构中，所述粘结剂具有导热性。优选用于粘结具有高 导热性的塑料基片的粘结剂具有高热导率而且较厚。例如，可以 采用含有填料或粉末的粘结剂(绝缘导热粘结剂)，所述填料或 粉末由银、镍、铝、氮化铝等。在上述结构中，其中每个塑料基片或塑料基底材料的热导率比 粘结剂的热导率更高。所述具有导热性的每个塑料基片或塑料基 底材料由低熔点金属、陶瓷和合成树脂的混合物形成，所述合成 树脂包括聚丙烯、聚丙烯疏、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯疏 醚、聚苯醚、聚砜、或聚邻苯二甲酰胺。对剥离或转移方式没有特别的限制。释放层和基片可以通过以 下步骤分离，即在释放层和基片之间提供分离层，用蚀刻剂除 去所述分离层；或者在释放层和基片之间提供由无定形硅(或多 晶硅)形成的分离层，所述分离层暴露于激光束，所述激光束透 过基片将无定形硅中的氢释放出来，这样在分离层中形成空间。当采用激光束时，优选将包括在释放层中的装置在不超过410°C的温度下加热，从而在剥离过程之前不释放无定形硅中的氢。除了上文描述的方式外，可以采用应力剥离方法，所述方法利 用了位于两个膜之间的薄膜应力。根据所述剥离方法，在基片上 形成金属层优选金属氮化物层，在所述金属氮化物层上形成氧化 物层，然后可以在氧化物层上形成装置，之后在不发生剥离的情况下在不低于500。C的温度下进行沉积工艺和加热处理，因此，可 以通过物理手段轻易地将氧化物层的内层或边界面分离开来。另 外，在通过物理手段剥离之前可以进行热处理或激光照射，以有 利于剥离。本专利技术还提供了 一种新的采用剥离方法和转移方法的半导体设 备的制作方法。在本说明书公开的本专利技术的第 一结构中，半导体设备的制作方法包括以下步骤在第 一基片上形成包括半导体装置的释放层的第 一 过程； 将有机树脂膜涂覆于释放层的第二过程，所述树脂膜与溶剂一起熔化；将第二基片通过第一双面胶带(two-sided tape)粘结至有机树脂 膜上，从而将释放层和有机树脂膜夹在第 一基片和第二基片之间 的第三过程；将第三基片通过第二双面胶带粘结至第一基片上的第四过程； 通过物理手段将其上粘结第三基片的第一基片与释放层分离的 第五过程；将第四基片与释放层粘结从而将释放层夹在第二基片和第四基 片之间的第六过程；将释放层和第一双面胶带与第二基片分离的第七过程； 将释放层与第一双面胶带分离的第八过程；以及用溶剂将有机树脂膜除去的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作显示设备的方法，其包括：　在第一基片上形成包括薄膜晶体管的释放层；　在所述释放层上涂覆有机树脂膜；　用第一双面胶带将第二基片粘结至所述有机树脂膜上，从而将释放层和有机树脂膜夹在第一基片和第二基片之间；　通过第 二双面胶带将第三基片粘结至第一基片；　通过物理手段将粘结第三基片的第一基片与释放层分离开来；　将第四基片粘结至所述释放层，从而将释放层夹在第二基片和第四基片之间；　将释放层和第一双面胶带从第二基片上分离下来；　将释放 层与第一双面胶带分离开来；以及　用溶剂除去有机树脂膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，高山彻，丸山纯矢，福本由美子，
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：JP[日本]