CN100380574C - 剥离方法及半导体器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种剥离方法，不会损伤剥离层，不仅能够剥离具有较小面积的剥离层，而且能够剥离掉具有较大面积的剥离层整个表面。此外本发明的目的在于通过将剥离层粘贴到多种基片上提供一种轻型半导体器件，及其制备方法。具体地，本发明的目的在于通过粘贴多种元件例如TFT到柔性膜提供一种轻型半导体器件及其制备方法。即使第一材料层形成在基片上，第二材料层与上述第一材料层相邻形成，进一步进行层叠膜形成，在500℃或更高的温度进行热处理或激光束照射处理，如果第一材料层在剥离之前具有拉伸应力，第二材料层具有压缩应力，通过物理方式，可以容易地在第二材料层的的层内或界面中很好地分离层。
Description
技术领域
本发明涉及一种剥离层的剥离方法，特别涉及一种将含有多种元素的剥离层的剥离方法。此外，本发明涉及一种包含，薄膜晶体管(下文称作TFT)组成的电路的半导体器件，通过将分离的剥离层粘到基片转换为薄膜晶体管，并涉及半导体器件的制造方法。例如，本发明涉及光电器件例如液晶组件、发光器件例如EL组件以及含有这种器件作为其内元件的电子设备。
在本说明书中，术语半导体器件包括总体上能够利用半导体特性起作用的任何器件，光电器件、发光器件、半导体电路并且电子设备都包括在半导体器件中。
背景技术
近来，使用形成在具有绝缘表面的基片上的半导体薄膜(厚度约几到几百nm)的薄膜晶体管(TFT)构成的技术已受到关注。薄膜晶体管广泛地应用于例如IC、光电器件的电子器件。特别是非常需要开发用于图像显示装置的开关元件。
在这种图像显示装置的多种预期应用中，首先是，用于移动装置的应用已受到关注。目前，虽然在许多情况中使用了玻璃基片、石英基片等，但它们存在易于破裂和太重的缺陷。此外，就大规模生产而言，玻璃基片、石英基片等是困难的并且不适宜扩大。因此，现在已尝试使用柔性的基片，例如在柔性塑料膜上形成TFT元件。
然而，由于塑料膜的热阻低，因此要求低的最高工艺温度，由此，目前，不可能形成具有与形成在玻璃基片上的TFT一样优良的电特性的任何TFT。因此，采用塑料膜的液晶显示装置和发光元件还没有实现。
此外，现已提出借助隔离层从所述的基片上将存在于基片上的剥离层的剥离方法。例如，在日本未经审查专利公开No.10-125929和日本未经审查专利公开No.10-125931中介绍的技术为形成非晶硅(或多晶硅)的隔离层，通过用激光束照射基片将含在非晶硅中的氢释放出，由此形成间隙用于分离基片。此外，在日本未经审查专利公开No.10-125930中还介绍了利用该技术，通过将剥离层(在说明书中，称做转移层)粘贴到塑料层完成液晶显示装置。
然而，借助以上介绍的方法，基本上是使用高半透明度的基片。为了使能量传送过基片并提供足够的能量释放出含在非晶硅中的氢，需要照射较大强度的激光束，因而发生剥离层受损的问题。而且，在以上介绍的方法中，当元件形成在隔离层上时，如果在元件制备工艺中进行高温热处理，那么含在隔离层中的氢会扩散并减少。由此，即使激光束照射在隔离层上，也存在不能充分进行剥离的可能性。因此，为了保持含在隔离层中的氢量，出现形成隔离层之后的工艺受限制的问题。此外，在以上介绍的说明书中，介绍了为了防止剥离层受损，形成光屏蔽层或反射层。此时，很难制备透射型液晶显示装置。而且，通过以上介绍的方法，很难剥离具有较大面积的剥离层。
发明内容
考虑到以上介绍的问题，完成了本发明，本发明的目的在于提供一种不会损伤剥离层的剥离方法，并且允许不仅能够分离具有较小表面积的剥离层，而且能够分离具有较大表面积的剥离层整个表面。
此外，本发明的目的在于提供一种剥离方法，其中形成剥离层时不受基片的类型等限制。
此外，本发明的目的在于提供一种通过将剥离层粘到多种基片上的轻型半导体器件，及其制备方法，具体地，本发明的目的在于提供一种通过将各种元件例如TFT[薄膜二极管、包括硅的PIN结的光电转换元件(太阳能电池、传感器等)以及硅电阻元件]粘到柔性薄膜上的轻型半导体器件及其制备方法。
本发明的发明人已进行许多实验并重复研究，发现以下内容。即，当第一材料层形成在基片上，第二材料层与第一材料层相邻形成，进一步在第二材料层上或者对于第二材料层进行膜形成或500℃以上在500℃进行热处理时，根据测量各膜的内部应力，第一材料层具有拉伸应力，第二材料层具有压缩应力。第一材料层和第二材料层的层结构没有发生例如工艺中膜剥离(剥离)等异常，然而通过物理方式，例如施加机械力，例如通过人手剥离可以容易地在第二材料层的层内或界面很好地分离层结构。
即，第一材料层和第二材料层的结合力强到足以承受热能，另一方面，就在剥离之前，具有拉伸应力的第一材料层和具有压缩应力的第二材料层之间具有应力应变，因此对机械能弱并且容易分离。本发明人发现了剥离现象和膜的内应力之间的密切关系。利用膜的内应力进行分离的剥离步骤称做应力剥离工艺。
涉及在本说明书中公开的剥离方法的本发明的构成(constitution)1为一种从基片将剥离层剥离掉的剥离方法。其特征在于方法包括以下步骤：形成剥离层，剥离层由基片上具有拉伸应力的第一材料层和具有压缩应力并至少与其上支承第一材料层的基片上的第一材料层相邻的第二材料层组成，然后通过物理方式在第二材料层的层内或界面从支承第一材料层的基片上将剥离层剥离。
在以上介绍的构成1中，上述第一材料层的特征在于该层的拉伸应力的范围为1到1×1010(Dyne/cm2)。如果材料的拉伸应力在以上范围内，上述第一材料层不必特别限定，可以使用金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半导体材料(例如，Si，Ge等)、绝缘材料以及有机材料的任何一种的单层或它们的叠层。顺便提及，拉伸应力高于1×1010(Dyne/cm2)的膜在热处理时容易导致剥离。
此外，在以上介绍的构成1中，上述的第二材料层的特征在于该层的压缩应力在-1到-1×1010(Dyne/cm2)的范围内。如果材料的压缩应力在以上范围内，上述第二材料层不必特别限定，可以使用金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半导体材料(例如，Si，Ge等)、绝缘材料以及有机材料的任何一种的单层或它们的叠层。顺便提及，压缩应力高于-1×1010(Dyne/cm2)的膜在热处理时容易导致剥离。
此外，对于第一材料层，如果材料在剥离前直接具有拉伸应力那么就可以使用该材料，即使它在形成之后立即显示出压缩应力。涉及在本说明书中公开的剥离方法的本发明的构成2为，一种从基片上将剥离层剥离的剥离方法。其特征在于方法包括以下步骤：形成剥离层，剥离层由基片上的第一材料层以及具有压缩应力并至少与其上支承第一材料层的基片上的第一材料层相邻的第二材料层组成，然后通过物理方式在第二材料层的层内或界面从支承第一材料层的基片上将剥离层剥离。
在以上介绍的构成2中，上述第一材料层的特征在于该层的拉伸应力的范围为1到1×1010(Dyne/cm2)。
在以上介绍的构成2中，在剥离之前进行热处理或激光束照射处理。
此外，同样在以上介绍的构成2中，上述的第二材料层的特征在于该层的压缩应力在-1到-1×1010(Dyne/cm2)的范围内。
此外，用粘合剂粘结支撑体之后进行剥离。涉及在本说明书中公开的剥离方法的本发明的构成3为，一种从基片将剥离层剥离的剥离方法。其特征在于形成剥离层，剥离层由基片上具有拉伸应力的第一材料层和具有压缩应力并至少与其上支承第一材料层的基片上的第一材料层相邻的第二材料层组成，将支撑体粘结到剥离层，然后通过物理方式在第二材料层的层内或界面，从支承第一材料层的基片上将粘结到支撑体的剥离层剥离。
当将在剥离前就具有拉伸应力的材料用做第一材料层时，即使它在形成之后立即显示出压缩应力，涉及在本说明书中公开的剥离方法的本发明的构成4为，一种从基片上将剥离层剥离的剥离方法。其特征在于包括以下步骤：形成剥离层，剥离层由基片上的第一材料层以及具有压缩应力并至少与其上支承第一材料层的基片上的第一材料层相邻的第二材料层组成，将支撑体粘到剥离层，然后通过物理方式在第二材料层的层内或界面从支承第一材料层的基片上将剥离层剥离。
此外，在上述的构成3和上述的构成4中，为了在粘结到上述的支撑体之前促进剥离，可以进行热处理或激光束的照射处理。在这种情况下，选择吸收激光束的材料作为第一材料层，可以加热第一材料层以改变膜的内应力以便容易剥离。然而，在使用激光束的情况下，使用半透明基片。
此外，在各构成中，另一层例如绝缘层、金属层等可以形成在基片和第一材料层之间以提高粘附强度。然而，为了简化工艺，优选形成第一材料层与基片接触。
在本说明书中，术语物理方式是指作为物理而不是化学的方式，更具体地，动力方式是指包括能够归因于动力学规则的过程或机械方式，并表示转换任何动能(机械能)的方式。
顺便提及，在以上介绍的构成3和4的任何一个中，当通过物理方式剥离时，需要使第一材料层和第二材料层的结合力低于与支撑体的结合力。
此外，在以上介绍的本发明中，可以使用各种基片，不限于具有半透明性的基片，例如，可以采用玻璃基片、石英基片、半导体基片、陶瓷基片和金属基片，并可以剥离形成在基片上的剥离层。
此外，使用以上介绍的本发明的剥离方法，通过将形成在基片上的剥离层粘结(传送)到传送体上制造半导体器件是可能的，涉及半导体器件的制造方法的本发明的构成为，该方法包括以下步骤：在基片上形成具有拉伸应力的第一材料层，在第一材料层上形成具有压缩应力的第二材料层，在第二材料层上形成绝缘层，在绝缘层上形成元件，将支撑体粘结在元件上，接着通过物理方式在第二材料层的层内或界面，从基片上将支撑体剥离，以及将传送体粘结到绝缘层或第二材料层并将元件夹在支撑体和传送体之间。
在将剥离前就具有拉伸应力的材料用做第一材料层的情况下，即使它在形成之后立即显示出压缩应力，涉及在本说明书中公开的半导体器件的制造方法的本发明的构成为，半导体器件的制造方法包括以下步骤：在基片上形成第一材料层，在所述第一材料层上形成具有压缩应力的第二材料层，在所述第二材料层上形成绝缘层，在所述绝缘层上形成元件，将支撑体粘结在所述元件上，接着通过物理方式在所述第二材料层的层内或界面，从所述基片上剥离掉所述支撑体，以及将传送体粘结到所述绝缘层或所述第二材料层并将所述元件夹在所述支撑体和所述传送体之间。
此外，为了促进剥离，可以在第一材料层上形成颗粒形氧化物，形成覆盖颗粒形氧化物的第二材料层以便容易剥离。
在以上介绍的构成中，为了促进剥离，在粘结上述的支撑体之前可进行热处理或激光束照射的处理。在这种情况下，选择吸收激光束的材料作为第一材料层并加热第一材料层以改变膜的内应力以便容易剥离。然而，在使用激光束的情况下，使用半透明基片。
此外，通过使用以上介绍的本发明的剥离方法，在剥离之后，可以将在基片上形成的剥离层粘结到第一传送体和第二传送体以制造半导体器件。
此外，在涉及以上介绍的半导体器件制造方法的上述各构成中，上述元件是具有半导体层作为有源层的薄膜晶体管，通过热处理或激光束照射处理晶化具有非晶结构的半导体层以晶化并形成具有结晶结构的半导体层，进行形成半导体层的上述步骤。
在本说明书中，术语“传送体”是指将剥离层剥离之后粘结到剥离层的材料，它不必特别地限定，可以是任何成分的基底，例如塑料、玻璃、金属、陶瓷等。此外，在本说明书中，术语“支撑体”可以是在通过物理方式剥离时被粘结到剥离层的材料。它不必特别地限定，可以是任何成分的基底，例如塑料、玻璃、金属、陶瓷等。此外，传送体的形状和支撑体的形状不必特别地限定，可以是为平面、曲面、能够弯曲的、或膜状形状。如果，节约重量最优先考虑，优选为膜状的塑料基片，例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚砜(PES)、 聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳基化合物(PAR)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等。
在以上介绍的涉及以上半导体器件的制造方法的各构成中，当制备液晶显示器件时，支撑体用作反衬底(counter substrate)，利用密封材料作粘结剂将支撑体粘结到剥离层。此时，形成在上述剥离层上的元件具有像素电极，液晶装在像素电极和上述反电极之间。
此外，在涉及以上介绍的半导体器件制造方法的以上介绍的各构成中，制造发光装置例如EL发光器件时，优选使用密封材料作为支撑体，以防止促进有机化合物层退化的物质如水份、氧等外部物质渗透的方式，将发光元件完全与外部隔离。如果优先考虑重量轻，那么优选使用膜形的塑料基片，然而，由于塑料防止加速有机化合物层退化的物质如外界水份、氧的物质渗透的效果很差，因此可以在支撑体上形成第一绝缘膜、第二绝缘膜和第三绝缘膜，以便有效地防止加速有机化合物层退化的物质例如外界的水分、氧的渗入。然而，将夹在上述第一绝缘膜(阻挡膜)和上述第三绝缘膜(阻挡膜)之间的上述第二绝缘膜(应力缓冲膜)制成它的膜的应力小于上述第一绝缘膜和第三绝缘膜的膜的应力。
制备发光装置例如EL发光器件时，不仅对于支撑体，而且对于传送体，优选类似地形成第一绝缘膜、第二绝缘膜和第三绝缘膜，以充分地防止加速有机化合物层退化的物质如外部的水份和氧渗透。
在本说明书中，膜的内应力意味着，考虑形成在基片上的膜内部的任意横截面，横截面一侧的单位横截表面积的力影响另一侧。因此可以说在通过真空蒸发、溅射和汽相淀积形成的薄膜中不可避免地或多或少地产生内应力。该值达到最大109N/m2。根据薄膜的材料、基片的物质、以及薄膜的形成条件内应力值变化。热处理也改变内应力值。
此外，具有通过相对于物质表面垂直地分布的单位横截表面积对对方有影响的力在拉伸方向起作用的状态，称做拉伸状态，此时的内部应力称做拉伸应力，力在推挤方向中起作用的状态，称做处于压缩状态，此时的内部应力称做压缩应力。顺便提及，在本说明书中当标绘在图中或表示在表中时，拉伸应力标为正(+)，压缩应力标为负(-)。
(实验1)
使用氮化钛作为第一材料层，氧化硅作为第二材料层，形成第二材料层时接触第一材料层。为了确认形成在第二材料层上的剥离层是否能从基片剥离，进行以下实验。
首先，在基片上形成图3A所示的叠层结构。
对于基片30，使用玻璃基片(#1737)。此外，在基片30上，通过溅射法形成厚度300nm的铝-硅合金层31。随后，通过溅射法形成厚度100nm的氮化钛层32。
之后，通过溅射法形成膜厚度200nm的氧化硅层33。氧化硅层33的膜形成条件为使用RF型溅射装置和氧化硅靶(直径，30.5cm)，在150℃的基片温度，0.4Pa的膜形成压力，3kW的膜形成功率，氩的流速/氧的流速＝35sccm/15sccm。
随后，通过等离子体CVD法在氧化硅层33上形成底层绝缘层。对于底层绝缘层，通过等离子体CVD法在300℃的膜形成温度下形成厚度50nm由原材料气体SiH4、NH3和N2O制备的氮氧化硅膜34a(组分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)。之后，用臭氧水清洗表面之后，用稀释的氢氟酸(1/100稀释)除去表面上的氧化膜。接着，通过等离子体CVD法在300℃的膜形成温度下其上层叠形成100nm厚由原材料气体SiH4和N2O制备的氮氧化硅膜34b(组分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)，此外，通过等离子体CVD法在300℃的温度使用SiH4的膜形成气体在不暴露空气下形成具有非晶结构和厚度54nm的半导体层(此时为非晶硅层35)(图3A叠层结构的形成)。
接下来，用旋涂器涂敷含重量10ppm镍的乙酸镍溶液。代替涂敷法，可以使用通过溅射在整个表面上散布镍元素的方法。随后，通过进行热处理用于晶化形成具有晶体结构的半导体膜(此时为多晶硅层36)(图3B结晶化(热处理))。这里，进行用于脱氢的热处理(500℃，1小时)之后，进行用于晶化的热处理(550℃，4小时)得到具有晶体结构的硅膜。顺便提及，此时，使用镍作为金属元素用于促进硅晶化的晶化技术，但是也可以使用其它的公知晶化技术，例如固相生长法或激光晶化法。
随后，使用环氧树脂作为粘接层37，膜基片38(此时为聚对苯二甲酸乙二酯(PET))被粘贴在多晶硅层36上(图3C膜基片38的粘贴)。
得到图3C所示的状态之后，用人手拉膜基片38和基片30，以便将它们相互分开。在已剥离的基片30中，发现至少氮化钛和铝-硅合金层保留。根据该实验，推测剥离发生在氧化硅33的层内或界面。
如上所述，通过形成与第一材料层相邻的第二材料层并剥离形成在第二材料层上的剥离层，可以从基片30的整个表面上将剥离层剥离。图3D示出基片30的剥离。
(实验2)
这里，当使用TiN、W、WN、Ta和TaN作为第一材料层时，形成第二材料层(氧化硅：膜厚度，200nm)，同时接触第一材料层，为了证实形成在第二材料层上的剥离层是否能从基片剥离，进行以下实验。
作为样品1，通过溅射法在玻璃基片上形成膜厚度100nm的TiN，之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，类似于实验1进行叠置和晶化。
作为样品2，通过溅射法在玻璃基片上形成膜厚50nm的W’之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，类似于实验1进行叠置和晶化。
对于样品3，通过溅射法在玻璃基片上形成膜厚50nm的WN之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，类似于实验1进行叠置和晶化。
对于样品4，通过溅射法在玻璃基片上形成膜厚50nm的TiN之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，类似于实验1进行叠置和晶化。
对于样品5，通过溅射法在玻璃基片上形成膜厚50nm的Ta之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，类似于实验1进行叠置和晶化。
对于样品6，通过溅射法在玻璃基片上形成膜厚50nm的TaN之后，形成200nm膜厚的氧化硅膜。形成氧化硅膜之后，类似于实验1进行叠置和晶化。
在以上面介绍的方式中形成样品1-6，通过将粘结带粘贴到每个剥离层进行实验以确认是否可能剥离。结果显示在表1中。
[表1]
| 第一材料层(底层) | 第二材料层(上层) | 带测试 | |
| 样品1 | TiN(100nm) | 氧化硅(200nm) | 剥离 |
| 样品2 | W(50nm) | 氧化硅(200nm) | 剥离 |
| 样品3 | WN(50nm) | 氧化硅(200nm) | 剥离 |
| 样品4 | TiN(50nm) | 氧化硅(200nm) | 未剥离 |
| 样品5 | Ta(50nm) | 氧化硅(200nm) | 未剥离 |
| 样品6 | TaN(50nm) | 氧化硅(200nm) | 未剥离 |
此外，测量热处理(550℃，4小时)之前和之后的氧化硅膜、TiN膜、W膜和Ta膜每个上的内应力。结果显示在表2中。
[表2]
顺便提及，测量通过溅射法在硅基片上形成的400nm膜厚的氧化硅膜，对于TiN膜、W膜和Ta膜，在玻璃基片上形成的400nm膜厚的膜之后，测量内应力，然后叠置氧化硅膜作为帽盖膜并进行热处理之后，除去帽盖膜，并再次测量内应力。此外，每个样品制备2件进行测量。
对于W膜，虽然形成膜之后立即具有了压缩应力(约-7×109(Dyne/cm2))，通过热处理膜具有了拉伸应力(约8×109-9×109(Dyne/cm2))，并且剥离状态优良。对于TiN膜，热处理之前和之后应力几乎没有改变，膜具有拉伸应力(约3.9×109-4.5×109(Dyne/cm2))，变化很小。然而，当膜厚为50nm或更薄时，剥离较差。对于Ta膜，虽然形成膜之后立即具有了拉伸应力(约5.1×109-9.2×109(Dyne/cm2))，通过热处理膜具有了压缩应力(约-2×109～-7.8×109(Dyne/cm2))，通过带测试，没有剥离。此外，对于氧化硅膜，热处理之前和之后应力几乎没改变，膜具有压缩应力(约-9.4×109～-1.3×109(Dyne/cm2))，变化很小。
从这些结果中，剥离现象与粘附性有关取决于多种因素，具体地，主要与内应力有关，使用热处理之后具有压缩应力的第二材料层和具有拉伸应力的第一材料层，发现在基片的整个表面中将剥离层剥离。此外，通过热处理或激光辐射处理改变应力时，优选使用与热处理或激光辐射处理之前相比拉伸力的值增加的材料作为第一材料层。
附图说明
图1A到1C示出了实施例1；
图2A到2C示出了实施例2；
图3A到3D示出了实验；
图4A到4C示出了实施例3；
图5A到5C示出了实施例4；
图6A到6D示出了有源矩阵基片的制造步骤；
图7A到7C示出了有源矩阵基片的制造步骤；
图8示出了有源矩阵基片；
图9A到9D示出了例2；
图10A到10E示出了例3；
图11示出了例4；
图12示出了例5；
图13A到13D示出了例6；
图14A到14C示出了例7；
图15和15B示出了例8；
图16示出了例8；
图17示出了例9；
图18A到18F示出了电子设备的例子；
图19A到19C示出了电子设备的例子。
具体实施方式
下面介绍本发明的各实施例。
实施例1
下面，参考图1简要介绍本发明典型的剥离过程，其中图1A为剥离基片10之前的视图，图1B为剥离基片10步骤的视图，图1C为剥离后状态的视图。
在图1A中，参考数字10表示基片，11表示具有拉伸应力的第一材料层，12表示具有压缩应力的第二材料层，13表示剥离层。
在图1A中，基片10可以为石英基片、陶瓷基片等。此外，也可以使用硅基片、金属基片或不锈钢基片。
首先，如图1A所示，第一材料层11形成在基片10上。第一材料层11具有拉伸应力，甚至形成膜之后立即具有压缩应力，对于层，使用通过热处理或激光辐射处理在剥离层形成中不会产生异常例如剥离并且剥离层形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范围内拉伸应力的材料很重要。典型的例子为选自W、WN、TiN、TiIs的元素作为合金材料和含有以上元素作为主要成分的化合物的单层和它们的叠层结构。
接下来，第二材料层12形成在第一材料层11上。对于第二材料层12，使用通过热处理或激光束照射处理在剥离层形成中不会产生异常例如剥离并且剥离层形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范围内拉伸应力的材料很重要。典型的例子为氧化硅、氮氧化硅和金属氧化物材料的单层和它们的叠层结构。第二材料层12，可以通过任何膜形成法形成，例如溅射法、等离子体CVD法、涂敷法等。
在本发明中，重要的是使第二材料层12具有压缩应力并且第一材料层11具有拉伸应力。各膜的厚度适当地设置在1nm到1000nm的范围内，以调节第一材料层11中的内应力和第二材料层12中的内应力。此外进行热处理或激光束照射处理以调节第一材料层11中的内应力和第二材料层12中的内应力。
此外，在图1中，虽然为了简化工艺，示出了形成与基片10邻接的第一材料层11的一个例子，将变为缓冲层的绝缘层或金属层也可以形成在基片10和第一材料层11之间，以增强与基片10的粘附性。
随后，在第二材料层12上形成剥离层13(图1A)。剥离层13可以是含有多种元件例如TFT(薄膜二极管、具有硅的PIN结的光电转换元件以及硅电阻元件)的层。可以进行基片10能够承受范围的热处理。在本发明中，即使第二材料层12的内应力与第一材料层11的内应力彼此不同，通过在剥离层13的形成步骤中的热处理中不会发生膜剥离。
随后，用物理方式剥离掉形成有第一材料层11的基片10(图1B)。由于第二材料层12具有拉伸应力和第一材料层11具有压缩应力，因此用较小的力就可以进行剥离。此时，显示了假设剥离层13有足够的机械强度的一个例子，当剥离层13的机械强度不够时，优选剥离层粘贴到将剥离层13固定的支撑体(未示出)之后进行剥离。
以此方式，形成在第二材料层12上的剥离层13与基片10分开。剥离之后的状态显示在图1C中。
此外，剥离之后，剥离掉的物体，即剥离层13粘贴在传送体(未示出)上。
本发明适用于多种半导体器件的制备方法。特别是，使用塑料基片作为传送体和支撑体，重量很轻。
当制备液晶显示装置时，支撑体作为反基片(counter substrate)，密封材料作为粘结剂将支撑体粘贴到剥离层。此时，形成在剥离层中的元件具有像素电极，液晶材料封在像素电极和以上相对的电极之间。此外，制备液晶显示器件的工艺顺序不必特别限定，可以下面的方式进行：粘贴反基片作为支撑体并且注入液晶之后，将基片剥离并粘贴塑料基片作为传送体，或形成像素电极之后，剥离基片，然后粘贴塑料基片作为第一传送体之后，接着粘贴反基片作为第二传送体。
制备发光装置例如EL发光器件时，优选使用密封材料作为支撑体，将发光元件完全与外部断开，以防止加速有机化合物层退化的外部物质例如水分和氧渗透。此外，制备发光装置例如EL发光器件时，不仅优选使用支撑体而且优选使用传送体，以便能够充分地防止加速有机化合物层退化的外部物质例如水分和氧渗透。制备液晶显示装置的工艺顺序不必特别限定，可以下面方式进行：形成发光元件之后，粘贴作为支撑体的塑料基片，将基片剥离。然后，粘贴作为传送体的塑料基片，或形成发光元件之后，剥离基片，然后粘贴塑料基片作为第一传送体，接着粘贴反基片作为第二传送体。
实施例2
对于本实施例，将参考图2简单地描述剥离掉基片同时在形成与剥离层邻接的基底绝缘层之后，防止杂质由第一材料层和基片扩散的剥离过程，其中，图2A为剥离基片20之前的视图，图2B为基片20剥离的视图，图2C为剥离后状态的视图。
在图2A中，参考数字20表示基片，21表示具有拉伸应力的第一材料层，22表示具有压缩应力的第二材料层，23a和23b各代表基底绝缘层，24表示剥离层。
在图2A中，基片20可以为玻璃基片、石英基片、陶瓷基片等。此外，可以使用硅基片、金属基片或不锈钢基片。
首先，如图2A所示，第一材料层21形成在基片20上。第一材料层21在膜形成之后立即具有压缩应力或拉伸应力，对于层，使用通过热处理或激光辐射处理在剥离层形成中不会产生异常例如剥离并且剥离层形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范围内拉伸应力的材料很重要。典型的例子为选自W、WN、TiN、TiIs的元素作为合金材料和含有以上元素作为主要成分的化合物材料的单层和它们的叠层结构。
接下来，第二材料层22形成在第一材料层21上。对于第二材料层2，使用通过热处理或激光束照射处理在剥离层形成中不会产生异常例如剥离并且剥离层形成之后具有1到1×1010(Dyne/cm2)范围内压缩应力的材料很重要。第二材料层22的典型例子为氧化硅、氮氧化硅和金属氧化物材料以及它们的叠层结构。第二材料层22，可以通过任何膜形成法形成，例如溅射法、等离子体CVD法、涂敷法等。
在本发明中，重要的是使第二材料层22具有压缩应力并且第一材料层21具有拉伸应力。各膜的厚度适当地设置在1nm到1000nm的范围内，以调节第一材料层21中的内应力和第二材料层22中的内应力。此外，进行热处理或激光束照射处理以调节第一材料层21中的内应力和第二材料层22中的内应力。
此外，在图2中，虽然为了简化工艺，示出了形成与基片20邻接的第一材料层21的一个例子，将变为缓冲层的绝缘层或金属层也可以形成在基片20和第一材料层21之间，以增强与基片20的粘附性。
随后，在第二材料层22上形成基底绝缘层23a和23b。此时，通过等离子体CVD法在400℃的膜形成温度下使用原材料气体SiH4、NH3和N2O形成厚度50nm(优选10到200nm)的氮氧化硅膜23a(组分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)，接着，通过等离子体CVD法在400℃的膜形成温度下使用原材料气体SiH4和N2O叠置形成100nm厚(优选50到200nm)的氮氧化硅膜23b(组分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。但不必特别限定这些层，可以使用单层结构或具有三层或更多层的叠层结构。
随后，剥离层24形成在基底绝缘层23b上(图2A)。
对于这种两层基底绝缘层23a、23b结构，在形成剥离层24的工艺中，可以防止杂质由第一材料层21、第二材料层22和基片20扩散。此外，由于基底绝缘层23a、23b可以增强第二材料层22和剥离层24之间的粘附性。
此外，当第一材料层21或第二材料层22的表面粗糙时，形成基底绝缘层之前或之后应平坦化表面。通过平坦化剥离层24的覆盖变得更好，形成含有元件的剥离层24时，由于元件的特性变得容易稳定，因此优选。顺便提及，对于平坦化处理，可以使用通过形成涂敷膜(抗蚀剂膜等)然后可以采用腐蚀、化学机械抛光法(CMP法)等的用于平坦化的深腐蚀(etching back)法。
随后，通过物理方式剥离掉其上提供有第一材料层21的基片20(图2B)。由于第二材料层22具有压缩应力并且第一材料层21具有拉伸应力，因此可以较小的力进行剥离。此外，虽然示出了假设剥离层24有足够机械强度的一个例子，然而当剥离层24的机械强度不够时，优选粘贴固定剥离层24的支撑体(未显示)之后进行剥离。
以此方式，形成在基底绝缘层22上的剥离层24可以与基片20分离。剥离之后的状态显示在图2C中。
然而，剥离之后，剥离层24粘贴在传送体(未显示)上。
本发明适用于多种半导体器件的制备方法。特别是，使用塑料基片作为传送体和支撑体时，重量很轻。
当制备液晶显示装置时，支撑体作为反基片，密封材料作为粘结剂将支撑体粘贴到剥离层。此时，形成在剥离层中的元件具有像素电极，液晶材料封在像素电极和上述相对的电极之间。此外，制备液晶显示装置的工艺顺序不必特别限定，可以下面的方式进行：粘贴反基片作为支撑体并且注入液晶之后，将基片剥离并粘贴塑料基片作为传送体，或形成像素电极之后，剥离基片，然后粘贴塑料基片作为第一传送体，接着粘贴反基片作为第二传送体。
制备发光装置例如EL发光器件时，优选使用密封材料作为支撑体，将发光元件完全与外部隔开，以防止加速有机化合物层退化的外部物质例如水和氧渗透。此外，制备发光装置例如EL发光器件时，不仅优选支撑体还要优选传送体以能够充分地防止加速有机化合物层退化的外部物质例如水和氧渗透。制备发光装置的工艺顺序不必特别限定，可以下面方式进行：形成发光元件之后，粘贴塑料基片作为支撑体，将基片剥离，然后，粘贴塑料基片作为传送体，或形成发光元件之后，剥离基片，然后粘贴塑料基片作为第一传送体，接着粘贴塑料基片作为第二传送体。
实施例3
在本实施例中，将参考图4描述除了实施例1之外，进行激光束照射或热处理以促进剥离的一个例子，其中图4A为剥离基片40之前的视图，图4B为剥离基片40步骤的视图，图4C为剥离后状态的视图。
在图4A中，参考数字40表示基片，参考数字41表示拉伸应力的第一材料层，参考数字42表示压缩应力的第二材料层，参考数字43表示剥离层。
由于直到形成剥离层43的工艺都与实施例1相同，因此省略了介绍。
形成剥离层43之后，进行激光束照射(图3A)。可以使用的激光束包括例如准分子激光器的气体激光器，例如YVO4激光器、YAG激光器的固态激光器，以及半导体激光器。激光振荡的状态可以是连续振荡或脉冲振荡，激光束的形状可以是直线、矩形、圆形或椭圆形中的任何一种。使用的波长可以是基波、二次谐波或三次谐波。此外，扫描方法可以在垂直方向、横向、或对角线方向中进行，并且来回往复。
对于作为第一材料层41的材料，优选能够容易吸收激光束的材料，并且可以使用金属材料，优选金属氮化物材料例如氮化钛。顺便提及，为了传输激光束，使用具有半透明度的基片作为基片40。
随后，通过物理方式剥离其上提供有第一材料层41的基片40(图4B)。由于第二材料层42具有压缩应力并且第一材料层41具有拉伸应力，因此可以较小的力进行剥离。
激光束照射加热了第一材料层41和第二材料层42以致改变了两层的内应力，并促进了剥离，可以用较小的力进行剥离。此外，此时，虽然示出了假设剥离层43有足够机械强度的一个例子，然而，当剥离层43的机械强度不够时，优选粘贴固定剥离层43的支撑体(未显示)之后进行剥离。
以此方式，形成在第二材料层42上的剥离层24可以与基片40分离。剥离之后的状态显示在图4C中。
此外，不限于激光束，可以使用可见光、红外线、紫外线、卤素灯发出的微波等。
此外，代替激光束，可以在电炉中进行热处理。
此外，粘贴支撑体之前，或通过物理方式进行以上剥离之前，可以进行热处理或激光束照射。
此外，本实施例可以与实施例2结合。
实施例4
在本实施例中，除了实施例1，参考图5介绍在第一材料层和第二材料层之间的界面上形成颗粒形氧化物以促进剥离的一个例子，其中，图5A示出剥离基片50之前的视图，图5B为剥离基片50步骤的视图，图5C为剥离后状态的视图。
在图5A中，参考数字50表示基片，51表示拉伸应力的第一材料层，52a表示颗粒形氧化物，52b表示压缩应力的第二材料层，53表示剥离层。
由于直到形成第一材料层51的步骤都与实施例1相同，因此省略了介绍。
形成第一材料层51之后，形成颗粒形氧化物52a。对于颗粒形氧化物52a，可以使用金属氧化物材料，例如ITO(氧化铟-氧化锡合金)、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等。
随后，当覆盖颗粒形氧化物52a时形成第二材料层52b。对于第二材料层52b，可以使用例如氧化硅、氮氧化硅和金属氧化物材料。顺便提及，可以通过例如溅射法、等离子体CVD法、涂敷法等的膜形成法形成第二材料层52b。
随后，在第二材料层52b上形成剥离层53(图5A)。
随后，用物理方式剥离提供在第一材料层51上的基片50(图5B)。由于第二材料层52b具有压缩应力并且第一材料层51具有拉伸应力，用较小的力就可以进行剥离。
形成颗粒形氧化物52a减弱了第一材料层51和第二材料层52的结合力，并改变了相互之间的粘附性，促进了剥离，可以用较小的力进行剥离。此外，此时示出了假设剥离层53有足够机械强度的一个例子，然而，当剥离层53的机械强度不够时，优选粘贴固定剥离层53的支撑体(未显示)之后进行剥离。
以此方式，形成在第二材料层52b上的剥离层53可以与基片50分离。剥离之后的状态显示在图5C中。
本实施例可以与实施例2或实施例3结合。
下面参考实例详细地介绍具有上述各构成的本发明。
实例
例1
下面参考图6到图8介绍本发明的各例。这里，将详细地介绍提供在像素部分的周边中形成的像素部分和驱动电路的TF T(n沟道型TFT和p沟道型TFT)同时制备在一个基片上的方法。
首先，第一材料层101、第二材料层102和基底绝缘层103形成在基片100上，得到具有晶体结构的半导体膜，然后进行需要形状的腐蚀处理以形成岛形隔离的半导体层104-108。
玻璃基片(#1737)可以用做基片100。
此外，对于第一材料层101，可以使用任何材料，而不必特别限定，只要它在以后要进行的剥离步骤之前立即具有范围为1-1×1010(Dyne/cm2)的拉伸应力，可以使用金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半导体材料(例如，Si、Ge等)、绝缘材料、有机材料的任何一种的单层或它们的叠层。此时，使用通过溅射法形成膜厚100nm的氮化钛膜。
此外，对于第二材料层102，可以使用任何材料，而不必特别限定，只要它在以后要进行的剥离步骤之前立即具有范围为-1至-1×1010(Dyne/cm2)的压缩应力，可以使用金属材料(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等)、半导体材料(例如，Si、Ge等)、绝缘材料、有机材料的任何一种的单层或它们的叠层。可以使用氧化硅材料或金属氧化物材料组成的单层，或它们的叠层。热处理期间，金属层101和第二材料层102之间的结合力很强，不会发生膜剥离(也仅称为“剥离”)。然而，通过物理方式在第二材料层内或界面上容易进行剥离。
随后，对于基底绝缘层103，通过使用等离子体CVD法在400℃的膜形成温度下形成厚度50nm(优选10到200nm)由原材料气体SiH4、NH3和N2O(组分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)形成的氮氧化硅103a。随后，用臭氧水清洗表面之后，用稀释的氢氟酸(1/100稀释)除去表面上的氧化膜。之后，通过使用等离子体CVD法在400℃的膜形成温度下在其上形成100nm厚(优选，50-200nm)由原材料气体SiH4和N2O(组分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)形成的氮氧化硅膜103b，由此形成叠层。此外，不暴露到大气，通过使用等离子体CVD法用SiH4作为膜形成气体在300℃的膜形成温度下形成厚度54nm(优选，25-80nm)具有非晶结构的半导体层(这里为非晶硅层)。
在本例中，基底绝缘层103显示为两层结构，但也可以采用以上绝缘膜的单层膜或叠置两层或两层以上的膜结构。此外，对于半导体膜的材料没有限制。但优选，通过公知的方式(溅射、LPCVD、等离子体CVD等)使用硅或硅锗(SixGe1-x(X＝0.0001-0.02))合金形成。此外，等离子体CVD装置可以是单晶片型或分批型。此外，基底绝缘膜和半导体膜可以在相同的膜形成室中不接触空气下连续地形成。
随后，清洗具有非晶结构的半导体膜表面之后，在表面上用臭氧水形成厚度约2nm极薄的氧化膜。接着，为了控制TFT的阈值，掺杂微量的杂质元素(硼或磷)。这里，使用离子掺杂法，其中等离子体激活的乙硼烷(B2H6)同时不大量分离(mass-separation)，在下面的掺杂条件下将硼添加到非晶硅膜：15kV的加速电压；用氢稀释为1％乙硼烷的气体流速为30sccm，2×1012/cm2的剂量。
随后，用旋涂器涂敷含10ppm重量镍的乙酸镍盐溶液。也可以使用溅射法代替涂敷将镍元素喷射在整个表面的方法。
接着，进行热处理以进行晶化，由此形成具有晶体结构的半导体膜。对于所述热处理，进行使用电炉或强光照射的热处理。当利用电炉进行热处理时，可以在500℃-650℃进行4-24小时。这里，进行脱氢作用的热处理(500℃，1小时)之后，进行用于晶化的热处理(550℃，4小时)，得到具有晶体结构的硅膜。应该注意，虽然使用通过电炉的热处理进行晶化，然而，也可以通过灯退火装置进行晶化。还应该注意，这里使用镍作为促进硅晶化的金属元素的晶化技术，然而，也可以使用其它公知的晶化技术，例如，固相生长法和激光晶化法。
之后，通过稀释的氢氟酸等除去具有晶体结构的硅膜表面上的氧化膜之后，在大气或氧气氛中进行第一激光(XeCl：波长308nm)的照射以提高晶化率并修复保留在晶粒内的缺陷。对于激光，使用波长400nm或400nm以下的准分子激光、或YAG激光的二次谐波或三次谐波。总之，使用具有约10-1000Hz重复频率的脉冲激光，脉冲激光通过光学系统聚光为100-500mJ/cm2，用90-95％的重合度照射，由此扫描硅膜表面。这里，在空气中30Hz的重复频率、393mJ/cm2的能量密度进行第一激光的照射。应该指出由于照射在空气中或在氧气氛中进行，通过第一激光的照射，氧化膜形成在表面上。
随后，用稀释的氢氟酸除去第一激光束照射形成的氧化膜之后，在氮气氛或真空中进行第二激光的照射，因此平坦化了半导体膜的表面。波长400nm或以下的准分子激光、或YAG激光的二次谐波或三次谐波用做激光(第二激光)。第二激光的能量密度大于第一激光束的能量密度，优选，大于30-60mJ/cm2。这里，在30Hz的重复频率、453mJ/cm2的能量密度进行第二激光的照射，由此设置半导体膜表面中不均匀度的P-V值(峰到谷，最大值到最小值之间的差异)为50nm或50nm以下。通过AFM(原子力显微镜)可得到P-V值。
此外，在本例中，虽然在整个表面上进行第二激光的照射，然而，由于OFF状态电流的减小影响了像素部分的TFT，因此可采取进行选择性地照射至少像素部分的步骤。
随后，通过用臭氧水处理表面120秒形成总厚度1-5nm氧化膜组成的阻挡层。
接着，通过溅射法在阻挡层上形成膜厚150nm含有氩元素作为吸气部位的非晶硅膜。本例溅射法的膜形成条件为：0.3Pa的膜形成压力、50sccm的气体(Ar)流速、3kW的膜形成功率和150℃的基片温度。应该注意在以上条件下，非晶硅膜中含有的氩元素的原子浓度在3×1020/cm3到6×1020/cm3的范围内，氧的原子浓度在1×1019/cm3到3×1019/cm3的范围内。然后，使用灯退火装置进行650℃、3分钟的热处理进行吸气。
之后，阻挡层作为腐蚀终止层选择性地除去含有氩元素作为吸气部位的非晶硅膜，然后用稀释的氢氟酸选择性地除去阻挡层。应该注意由于吸气时，存在镍容易移动到较高氧密度区域的趋势，因此希望吸气之后除去由氧化膜组成的阻挡层。
接下来，薄氧化膜用臭氧水形成在具有晶体结构的硅膜(也称做多晶硅膜)表面上之后，形成由抗蚀剂制成的掩模，进行腐蚀工艺得到需要的形状，由此形成相互隔离的岛形半导体层104-108。形成半导体层之后，除去由抗蚀剂制成的掩模。
此后，用含氢氟酸的腐蚀剂除去氧化膜，同时，清洗硅膜表面。之后，形成硅作为主要成分并且将为栅绝缘膜109的绝缘膜。在本例中，通过等离子体CVD形成厚度115nm的氮氧化硅膜(组分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。
接着，如图6A(图6A示出半导体层的形成/绝缘膜的形成/第一导电膜和第二导电膜的形成)所示，在栅绝缘膜109上，叠置地形成具有20-100nm膜厚的第一导电膜110a和具有100-400nm膜厚的第二导电膜110b。在本例中，膜厚度50nm的氮化钛膜和膜厚度370nm的钨膜依次叠置在栅绝缘膜109上。
对于形成第一导电膜和第二导电膜的导电材料，使用选自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu或含以上元素作为它的主要成分的合金材料或化合物材料。此外，可以使用如掺杂磷杂质元素的多晶硅膜代表的半导体膜，或AgPdCu合金作为第一导电膜和第二导电膜。此外，本发明不限于两层结构。例如，可以采用三层结构，其中依次叠置50nm膜厚的钨膜、500nm膜厚的铝-硅(Al-Si)合金，以及膜厚30nm的氮化钛膜。此外，对于三层结构，代替钨的第一导电膜，可以使用氮化钨，代替铝-硅(Al-Si)合金的第二导电膜，可以使用铝-钛(Al-Ti)合金膜，或使用钛膜代替氮化钛膜的第三导电膜。此外，也可以采用单层结构。
接下来，如图6B所示(图6B示出第一腐蚀工艺)，通过曝光步骤形成掩模112-117，进行形成栅电极和布线的第一腐蚀工艺。在第一和第二腐蚀条件下进行第一腐蚀工艺。优选使用ICP(感应耦合等离子体)腐蚀法用做腐蚀工艺。使用ICP腐蚀法，通过适当地调节腐蚀条件(施加到线圈型电极的电能、施加到基片一侧电极的电能、基片一侧电极的温度等)将膜腐蚀成需要的锥形。应该注意，可以适当地使用由Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4等代表的氯基气体、由CF4、SF6、NF3等代表的氟基气体和O2作为腐蚀气体。
在本例中，提供150W的RF(13.56MHz)电源也施加到基片(样品台)，基本上施加负自偏置电压。应该注意基片的电极面积的尺寸为12.5cm×12.5cm，线圈型电极(这里为提供有线圈的石英圆盘)的尺寸为直径25cm。在第一腐蚀条件下，腐蚀W膜将第一导电层的端部形成锥形。第一腐蚀条件下，对W的腐蚀速率为200.39nm/min，对TaN的腐蚀速率为80.32nm/min，W对TaN的选择率约为2.5。此外，W的锥角约26°。此后，不除去由抗蚀剂组成的掩模110-115第一腐蚀条件变为第二腐蚀条件。使用CF4和Cl2作为腐蚀气体，气体的流速设置成30/30sccm，在1Pa压力下将线圈型电极接通500W的RF(13.56MHz)电源以产生等离子体，由此进行约30秒的腐蚀。也接通20W的RF(13.56MHz)电源也施加到基片一侧(样品台)，基本上施加负自偏置电压。在第二腐蚀条件下，混合CF4和Cl2，W膜和TaN膜以同等水平腐蚀。在第二腐蚀条件下对W的腐蚀速率为58.97nm/min，对TaN的腐蚀速率为66.34nm/min。应该注意为了进行腐蚀同时在栅绝缘膜上没有剩余的残留物，以约10-20％的比例增加腐蚀时间。
在以上介绍的第一腐蚀工艺中，适当地调节由抗蚀剂组成的掩模形状，由于施加到基片侧上的偏压的影响，第一导电层的端部和第二导电层的端部为锥形。锥形部分的角度充分地设置为15到45°。
由此，通过第一腐蚀工艺形成由第一导电层和第二导电层(第一导电层119a-124a和第二导电层119b-124b)组成的第一形状的导电层119-124。腐蚀成为栅绝缘膜的绝缘膜109约10-20nm，成为栅绝缘膜118，其中没有被第一形状的导电层119-124覆盖的区域减薄。
随后，进行第二腐蚀处理同时不除去由抗蚀剂组成的掩模。这里，使用SF6、Cl2和O2用做腐蚀气体，使气体的流速设置为24/12/24sccm，700W的RF(13.56MHz)电源施加到线圈型电极，产生1.3Pa压力的等离子体。10W的RF(13.56MHz)电源施加到基片一侧(样品台)，基本上施加负自偏置电压。在第二腐蚀工艺中，对W的腐蚀速率为227.3nm/min，对TaN的腐蚀速率为32.1nm/min，W对TaN的选择率为7.1，对为绝缘膜118的SiON腐蚀速率为33.7nm/min，W对SiON的选择率为6.83。当SF6用做腐蚀气体时，如上所述对绝缘膜118的选择率很高，因此可以抑制膜厚减少。在本例中，在绝缘膜118的厚度仅减少约8nm。
通过第二腐蚀工艺，W的锥角变成70°。通过第二腐蚀工艺，形成第二导电层126b-131b。另一方面，几乎不腐蚀第一导电层，成为第一导电层126a-131a。应该注意第一导电层126a-131a的尺寸几乎与第一导电层119a-124a相同。实际上，虽然有时与第二次腐蚀工艺之前相比第一导电层的宽度减少约0.3μm，即，整个线宽减少约0.6μm。然而，第一导电层的尺寸几乎没有变化。
此外，代替两层结构，采用三层结构，其中膜厚50nm的钨膜、膜厚500nm的膜厚的铝-硅(Al-Si)合金，以及30nm的氮化钛膜依次叠置，对于第一腐蚀工艺的第一腐蚀条件，其中：BCl3、Cl2和O2作为原材料气体；气体的流速设置为65/10/5(sccm)；300W的RF(13.56MHz)电源施加到基片一侧(样品台)；在1.2Pa压力下450W的RF(13.56MHz)电源施加到线圈型电极，产生等离子体，腐蚀进行117秒。对于第一腐蚀工艺的第二腐蚀条件，使用CF4、Cl2和O2，气体的流速设置为25/25/10sccm，20W的RF(13.56MHz)电源施加到基片一侧(样品台)；在1Pa压力下500W的RF(13.56MHz)电源施加到线圈型电极以产生等离子体。采用以上条件，可以充分地进行约30秒的腐蚀。在第二腐蚀工艺中，使用BCl3和Cl2，气体的流速设置为20/60sccm，100W的RF(13.56MHz)电源施加到基片一侧(样品台)，在1.2Pa压力下将600W的RF(13.56MHz)电源施加到线圈型电极以产生等离子体，由此进行腐蚀。
随后，除去由抗蚀剂组成的掩模，然后进行第一掺杂工艺得到图6D的状态(图6D示出第二腐蚀工艺)。通过离子掺杂法和离子注入法进行掺杂工艺。在为1.5×1014atom/cm2的剂量，60-100keV的加速电压的条件下进行离子掺杂。对于赋予n型导电类型的杂质元素，通常使用磷(P)或砷(As)。此时，针对赋予n型导电类型的杂质元素掩蔽第一导电层和第二导电层126-130，以自对准方式形成第一杂质区132-136。在1×1016到1×1017/cm3的浓度范围内添加赋予n型导电类型的杂质元素到第一杂质区132-136。这里，具有与第一杂质区域相同浓度的区域也称做n--区。
应该注意在本例中，除去由抗蚀剂组成的掩模之后，进行第一掺杂工艺，也可以同时不除去由抗蚀剂制成的掩模进行第一掺杂工艺。
接着，如图7A所示(图7A示出第二掺杂工艺)，形成抗蚀剂构成的掩模137-139，进行第二掺杂工艺。掩模137为保护形成驱动电路的p沟道型TFT的半导体层的周边区和沟道形成区的掩模，掩模138为保护形成驱动电路的n沟道型TFT之一的半导体层的沟道形成区的掩模，掩模139为保护形成像素部分的TFT半导体层的周边区和存储电容器的沟道形成区的掩模。
第二掺杂工艺中离子掺杂的条件为：剂量1.5×1015atom/cm2；60-100keV的加速电压，掺磷(P)。这里，用第二导电层126b-128b作为掩模，以自对准方式在各半导体层中形成杂质区。当然，用掩模137-139覆盖的区域不添加磷。由此，形成第二杂质区140-142和第三杂质区144。在1×1020到1×1021/cm3的浓度范围内将赋予n型导电类型的杂质元素添加到第二杂质区140-142。这里，与第二杂质区域具有相同浓度范围的区域也称做n+区。
此外，由第一导电层以低于第二杂质区的浓度形成第三杂质区，在1×1018到1×1019/cm3的浓度范围内添加赋予n型导电类型的杂质元素。应该注意由于通过使杂质穿过具有锥形的第一导电层进行掺杂，因此第三杂质区具有杂质浓度朝锥形部分的端部杂质浓度增加的浓度梯度。这里，与第三杂质区域具有相同密度的区域也称做n-区。此外，在第二掺杂工艺中由掩模138和139覆盖的区域没有添加杂质元素，由此变成第一杂质区146和147。
接着，除去由抗蚀剂制成的掩模137-139，新形成由抗蚀剂制成的掩模148-150，如图7B所示(图7B示出第三掺杂工艺)，进行第三掺杂工艺。
在驱动电路中，通过以上介绍的第三掺杂工艺，形成第四杂质区151、152和第五杂质区153、154，其中将赋予p导电类型的杂质元素添加到形成p沟道型TFT和形成存储电容器的半导体层。
此外，赋予p导电类型的杂质元素以1×1020到1×1021/cm3的浓度范围添加到第四杂质区151、152。应该注意，第四杂质区151、152中，为在前面步骤中已添加磷(P)的区域n--区)，但以1.5到3倍磷浓度的浓度添加赋予p型导电类型的杂质元素。由此，第四杂质区151、152具有p型导电类型。这里，与第四杂质区域具有相同浓度范围的区域也称做p+区。
此外，在与第二导电层127a的锥形部分重叠的区域上形成第五杂质区153、154。在1×1018到1×1020/cm3的浓度范围内添加赋予p型导电类型的杂质元素。这里，与第五杂质区域具有相同浓度范围的区域也称做p-区。
通过以上介绍的步骤，具有n型或p型导电类型的杂质区形成在各半导体层中。导电层126-129变为TFT的栅电极。此外，导电层130变为电极之一，形成像素部分中的存储电容器。此外，导电层131形成像素部分中的源布线。
随后，形成覆盖几乎整个表面的绝缘膜(未示出)。在本例中，通过等离子体CVD法形成50nm厚的氧化硅膜。当然，绝缘膜不限于氧化硅膜，也可以使用其它含硅绝缘膜用于单层或叠层结构中。
接着，进行激活添加到各半导体层的杂质元素的步骤。在该激活步骤中，使用灯光源的快速热退火方法(RTA法)、或从背表面照射从YAG激光器或准分子激光器发射的光的方法、或这些方法的组合的方法。
此外，在本例中，虽然示出了激活之前形成绝缘膜的例子，但也可以在激活之后进行形成绝缘膜的步骤。
接下来，形成由氮化硅组成的第一层间绝缘膜155，进行热处理(在300-550℃进行1-12小时的热处理)，由此进行氢化半导体层的步骤(图7C激活/氢化)。该步骤为通过含在第一层间绝缘膜155中的氢终止半导体层的悬挂键的步骤。无论是否存在由氧化硅形成的绝缘膜(未示出)，都可以氢化半导体层。顺便提及，在本例中，含有主要成分为铝的材料用做第二导电层，因此热处理条件很重要，以便第二导电层能够承受氢化步骤。对于其它的氢化方法，可以进行等离子体氢化(使用等离子体激活氢)。
随后，在第一层间绝缘膜155上形成由有机绝缘材料形成的第二层间绝缘膜156。在本例中，形成膜厚1.6μm的丙烯树脂膜。接着，形成到达源布线131的接触孔、分别到达导电层129、130的接触孔以及到达各杂质区的接触孔。在本例中，依次进行几个腐蚀工艺。在本例中，利用第一层间绝缘膜作为腐蚀终止层腐蚀第二层间绝缘膜之后，利用绝缘膜(未示出)作为腐蚀终止层腐蚀第一层间绝缘膜，然后腐蚀绝缘膜(未示出)。
此后，使用Al、Ti、Mo、W等形成布线和像素电极。作为电极和像素电极的材料，需要使用反射性优良的材料，例如含Al或Ag作为它的主要成分的膜或以上膜的叠层。由此，形成源电极或漏电极157-162、栅极布线164、连接布线163和像素电极165。
如上所述，可以在相同的基片上形成具有n沟道型TFT210、p沟道型TFT202和n沟道型TFT203的驱动电路206、具有由n沟道型TFT和存储电容器205组成的像素TFT204的像素部分207(图8层间绝缘膜的形成/象素电极和布线的形成)。在本说明书中，为方便起见，这种基片称做有源矩阵基片。
在像素部分207中，像素TFT204(n沟道型TFT)具有沟道形成区169、在形成栅电极的导电层129的外部形成的第一杂质区(n--区)147、以及起源区或漏区作用的第二杂质区(n+区)142和171。此外，在作为存储电容器205的一个电极的半导体层中，形成第四杂质区152、第五杂质区154。用绝缘膜(与栅绝缘膜相同的膜)116作为介质的由第二电极130和半导体层152、154和170构成存储电容器205。
此外，在驱动电路206中，n沟道型TFT201(第一n沟道型TFT)具有沟道形成区166、通过绝缘膜与形成栅电极的导电层126的一部分重叠的第三杂质区(n-区)144、以及作为源区或漏区的第二杂质区(n+区)140。
此外，在驱动电路206中，p沟道型TFT202具有沟道形成区167、通过绝缘膜与形成栅电极的导电层127的一部分重叠的第五杂质区(p-区)153、以及作为源区或漏区的第四杂质区(p+区)151。
此外，在驱动电路206中，n沟道型TFT203(第二n沟道TFT)具有沟道形成区168、在形成栅电极的导电层128的外部形成的第一杂质区(n--区)146、以及作为源区或漏区的第二杂质区(n+区)141。
通过适当地组合这些TFT201-203，形成移位寄存器电路、缓冲电路、电平移相器电路、锁存电路等，由此形成驱动电路206。例如，形成CMOS电路时，n沟道型TFT201和p沟道型TFT202可以互补地连接。
特别是，对于驱动电压高的缓冲电路，为了防止由于热载流子效应造成的退化，n沟道型TFT203的结构很适合。
此外，对于可靠性被认为是头等重要的电路，适合采用GOLD结构的n沟道型TFT201的结构。
此外，通过提高半导体膜的表面平坦度可以提高可靠性。由此，在具有GOLD结构的TFT中，即使减少借助栅绝缘膜与栅电极重叠的杂质区面积，也可以获得足够的可靠性。具体地，在具有GOLD结构的TFT中，通过减少为栅电极锥形部分的尺寸可以获得足够的可靠性。
此外，在具有GOLD结构的TFT中，当栅绝缘膜较薄时，寄生电容增加。然而，栅电极(第一导电层)锥形部分的尺寸较小，寄生电容减少，由此‘f’特性(频率特性)改善，进而可以高速操作，具有足够的可靠性。
应该注意，同样在像素部分207的像素TFT中，通过第二激光束的照射可以减少OFF电流和减少扰动。
此外，在本例中，显示了用于形成反射型显示器件的有源矩阵基片的例子。然而，如果像素电极由透明导电膜形成，虽然光掩模的数量增加一个，但可以形成透射型显示器件。
此外，在本例中，使用玻璃基片；然而，基片不必特别限定为玻璃基片，也可以使用石英基片、半导体基片、陶瓷基片和金属基片。
此外，得到图8的状态之后，如果提供在第二材料层102上含TFT的层(剥离层)具有足够的机械强度，那么基片100可以剥离掉。第二材料层具有压缩应力；第一材料层具有拉伸应力，所以可以较小的力剥离。由于剥离层的机械强度不够，因此需要粘贴到用于固定的支撑体之后，将剥离层剥离。
例2
在本例中，下面将介绍从例1中制备的有源矩阵基片上剥离掉基片100制备有源矩阵型液晶显示装置，并粘贴塑料基片的步骤。用图9介绍，其中图9A示出形成有源矩阵基片后的状态，图9B示出粘结支撑体和注入液晶后的状态，图9C示出剥离基片后的状态，图9D示出粘结传送体后的状态。
在图9A中，参考数字400表示基片，401表示第一材料层，402表示第二材料层，403表示基底绝缘层，404a表示驱动电路413的元件，404b表示像素部分414的元件，405表示像素电极。这里术语元件是指用做像素的开关元件的半导体元件(通常为TFT)、MIM元件等。图9A中所示的有源矩阵基片为简化的图8所示有源矩阵基片，图8中的基片100对应于图9A中的基片400。类似地，图9A中的参考数字401对应于图8中的参考数字101，图9A中的参考数字402对应于图8中的参考数字102，图9A中的参考数字403对应于图8中的参考数字103，图9A中的参考数字404a对应于图8中的参考数字201和202，图9A中的参考数字404b对应于图8中的参考数字204，图9A中的参考数字405分别对应于图8中的参考数字165。
首先，根据例1，得到图8状态的有源矩阵基片之后，在图8的有源矩阵基片上形成取向膜(oriented film)406a，进行摩擦(rubbing)处理。顺便提及，在本例中，形成取向膜之前，通过图样化如丙烯酸树脂的有机树脂膜在需要的位置形成保持基片间隔的柱状的隔离层(spacer)(未示出)。此外，代替柱状隔离层，球形隔离层可以施加在基片的整个表面上。
随后，制备将成为支撑体407的反基片。反基片配备有根据各像素设置彩色层和光屏蔽层的滤色器(未示出)。光屏蔽层也形成在部分驱动电路中。形成覆盖彩色滤光器和光屏蔽层的平坦化膜(未示出)。接着，透明导电膜的反电极(counter electrode)408形成在像素部分中的平坦化膜上，取向膜406b形成在反基片的整个表面上，并进行摩擦处理。
然后，将包括像素部分和驱动电路于其内的有源矩阵基片400和支撑体407用密封材料相互粘贴在一起，该密封材料成为粘接层409。填料添加到密封材料，借助填料和柱状隔离层，两片基片以均匀的间隔相互粘贴在一起。然后，在两个基片之间，注入液晶材料410并用密封剂(未示出)完全密封(图9B)。可以使用任何已知的液晶材料作为液晶材料410。
之后，剥离掉其上形成有第一材料层的基片400(图9C)。由于第二材料层402具有压缩应力并且第一材料层401具有拉伸应力，因此用较小的力就可以进行剥离。
接着，通过环氧树脂或类似物的粘接层411将所得支撑体粘贴到传送体412。在本例中，传送体412为塑料膜基片使它重量较轻。
以此方式，完成了柔性和有源矩阵型液晶显示装置。如果需要，将柔性基片412或反基片切割成需要的形状。此外，使用公知的技术适当地设置极化板(未示出)。之后，使用公知的技术粘贴FPC(未示出)。
例3
在例2中，示出了粘贴作为支撑体的反基片和注入液晶之后，剥离基片并粘贴塑料基片作为传送体步骤的一个例子。在例3中，如图8所示，下面将介绍形成有源矩阵基片之后，剥离基片，粘贴塑料基片作为第一传送体以及塑料基片作为第二传送体的例子。使用图10进行介绍，其中图10A示出形成有源矩阵基片后的状态，图10B示出剥离基片后的状态，图10C示出粘结传送体后的状态，图10D示出粘结基片后的状态，图10E示出注入液晶后的状态。
在图10A中，参考数字500表示基片，501表示第一材料层，502表示第二材料层，503表示基底绝缘层，504a表示驱动电路514的元件，504b表示像素部分515的元件，505表示像素电极。图10A中所示的有源矩阵基片为简化的图8所示的有源矩阵基片，图8中的基片100对应于图9A中的基片500。类似地，图10A中的502对应于图8中的102，图10A中的503对应于图8中的103，图10A中的504a对应于图8中的201和202，图10A中的504b对应于图8中的204，图10A中的505分别对应于图8中的165。
首先，根据例1，得到图8状态的有源矩阵基片之后，剥离掉其上形成有第一材料层的基片500(图10b)。由于第二材料层502具有压缩应力并且第一材料层501具有拉伸应力，因此用较小的力就可以进行剥离。
接着，用环氧树脂或类似物的粘接层506将所得支撑体粘贴在传送体507(第一传送体)上。在本例中，传送体507为塑料膜基片使它重量较轻(图10C)。
随后，形成对准膜506a并进行摩擦处理。顺便提及，在本例中，形成对准膜之前，通过构图例如丙烯树脂等有机树脂膜在需要的位置形成保持基片间隔的柱状的隔离层(未示出)。代替柱状隔离层，也可以在基片的整个表面上分布球形隔离层。
随后，制备将成为支撑体510的反基片。反基片配有根据各像素设置彩色层和光屏蔽层的彩色滤光器(未示出)。光屏蔽层也形成在部分驱动电路上。形成覆盖彩色滤光器和光屏蔽层的平坦化膜(未示出)。接着，透明导电膜的反电极509形成在像素部分中的平坦化膜上，取向膜508b形成在反基片的整个表面上，进行摩擦处理。
然后，连接像素部分和驱动电路的塑料膜基片507和支撑体510用将成为粘接层512的密封材料相互粘贴(图10D)。填料添加到密封材料，借助填料和柱状隔离层，两片基片以均匀的间隔粘贴在一起。然后，在两个基片之间，注入液晶材料513并用密封剂(未示出)完全密封(图10D)。可以使用公知的液晶材料作为液晶材料513。
以此方式，完成了柔性和有源矩阵型液晶显示装置。如果需要，将柔性基片507或反基片切割成需要的形状。此外，使用公知的技术适当地设置极化板(未示出)。之后，使用公知的技术粘贴FPC(未示出)。
例4
参考图11中的俯视图介绍根据例2或例3得到的液晶组件的结构。根据例2的基片507或根据例3中的基片507对应于基片301。
像素部分304设置在基片301的中央。驱动源极信号线的源极信号线驱动电路302设置在像素部分304上。驱动栅极信号线的栅极信号线驱动电路303设置在像素部分304上的左边和右边。虽然在本例中栅极信号线驱动电路303相对于像素部分对称，但是液晶组件中也可以仅有一个栅极信号线驱动电路设置在像素部分的一边。对于以上两种选择，设计者可以根据液晶组件的基片尺寸等选择更适合的布局。然而，就电路工作的可靠性、驱动效率等而言，优选图11所示的栅极信号线驱动电路的对称布局。
信号由柔性印制电路板(FPC)305输入到驱动电路。在层间绝缘膜和树脂膜中开出接触孔并形成连接电极309之后，压入FPCs305穿过各向异性导电膜等以到达设置在基片301给定位置的布线。在本例中连接布线由ITO形成。
沿环绕驱动电路和像素部分的基片周边施加密封剂307。通过密封剂307反基片粘接到基片301，同时预先在膜基片上形成隔离层，以保持两个基片之间的距离不变。通过没有被密封剂307覆盖的基片区域注入液晶材料。然后通过末端密封材料308密封基片。通过以上步骤完成了液晶组件。
虽然在这里显示的例子中在膜基片上形成了所有的驱动电路，但是一些IC也可以用做一些驱动电路。
该例可与例1自由结合的执行。
例5
例1示出了示范性由具有反射性的金属材料制成的像素电极的反射型显示器件。在本例中，显示的是像素电极由透光导电膜形成的示范性透射显示器件的一个例子。
直到形成层间绝缘膜的步骤的制造工艺都与例1的工艺相同，因此在这里省略了介绍。根据例1形成层间绝缘膜之后，形成由透光导电膜形成透光的像素电极601。对于透光的导电膜，可以使用ITO(氧化铟锡合金)膜、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)膜、氧化锌(ZnO)等。
此后，在层间绝缘膜600中形成接触孔。接下来形成与像素电极重叠的连接电极602。连接电极602通过接触孔连接到漏区。形成连接电极的同时，也形成另一TFT的源区或漏区。
这里，显示除了在基片上形成了所有的驱动电路的一个例子。然而，一些IC也可以用做驱动电路的一部分。
如上所述形成了有源矩阵基片。使用该有源矩阵基片，剥离基片之后，具有压缩应力(未示出)和拉伸应力的塑料基片相互粘贴，根据例2-4制造液晶组件，提供有背光604和导光板605，并设置盖板606，由此完成了图12所示部分剖面图的有源矩阵液晶显示器件。使用粘接剂或有机树脂将盖板606和液晶组件相互粘贴。此外，通过在框架和基片之间的空间填充有机树脂以环绕框架，将塑料基片粘接到反基片。由于显示器件为透光型，因此塑料基片和反基片都需要粘接极化板603。该例可以与例1到4自由地组合。
例6
在本例中，参考图13介绍制造具有形成在塑料基片上EL(电致发光)元件的发光器件的一个例子，其中图13A示出形成元件后的状态，图13B示出粘结支撑体之后的状态，图13C示出剥离基片后的状态，图13D示出粘结传送体后的状态。
在图13A中，参考数字700表示基片，701表示第一材料层，702表示第二材料层，703表示基底绝缘层，704a表示驱动电路711的元件，704b和704c表示像素部分712的元件，705表示OLED(有机发光器件)。此时，这里术语元件是指在有源矩阵型发光器件中用做像素的开关元件的半导体元件(通常为TFT)或MIM元件、OLED等。然后形成覆盖这些元件的层间绝缘膜706。优选层间绝缘膜706比形成膜之后的表面更平坦。顺便提及，可以不需要提供层间绝缘膜706。
根据实施例2到4中的任一个，在基片700上形成层701到703。
可以根据以上介绍的例1的n沟道型TFT201和以上介绍的p沟道型TFT202形成这些元件(包括704a、704b和704c)。
OLED705包括能够通过施加电场产生电致发光的有机化合物(有机发光材料)的层(下文称做有机发光层)、阳极层和阴极层。有机化合物中的发光，包括当由单激发态返回到基态时的发光(荧光)和当由三重激发态返回到基态时的发光(磷光)，本发明的发光器件基于两种类型发光的一种或两种。在本说明书中，形成在OLED的阳极和阴极之间的所有层都限定为有机发光层。有机发光层具体包括发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传输层等。基本上，OLED具有依此次序叠置的阳极/发光层/阴极的层结构，除了该结构之外，还有以此次序的层结构：阳极/空穴注入层/发光层/阴极，或阳极/空穴注入层/发光层/电子传输层/阴极。
通过以上介绍的方法得到图13A的状态时，通过粘接层707粘贴支撑体708(图13B)。在本例中，塑料基片用做支撑体708。具体地，对于支撑体，可以使用具有10μm或10μm以上厚度的树脂基片，例如，聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。此时当从OLED看支撑体708和粘接层707位于观察者一侧(发光器件的使用者一侧)时，支撑基片708和粘接层707为透光材料。
随后，通过物理方式剥离已提供有第一材料层701的基片700(图13C)。由于第二材料层702具有压缩应力并且第一材料层701具有拉伸应力，因此用较小的力就可以进行剥离。
接着，用环氧树脂或类似物的粘接层709将所得基片粘贴到传送体710(图13D)。在本例中，传送体710为塑料膜基片以使它重量较轻。
以此方式，可以得到夹在具有柔性的支撑体708和具有柔性的传送体710之间的柔性发光器件。顺便提及，如果支撑体708和传送体710为一种材料，那么热膨胀系数相等，因此器件很难忍受温度变化引起的应力变形的影响。
如果需要，可将具有柔性的支撑体708或柔性传送体710切割成需要的形状。使用公知的技术粘贴FPC(未示出)。
例7
在例6中，介绍了剥离基片之后，粘贴支撑体，并粘贴作为传送体的塑料基片步骤的一个例子。在例7中，将介绍通过步骤剥离基片、粘贴作为第一传送体的塑料基片和作为第二传送体的塑料基片在一起制造EL(具有元件的发光显示器件)的一个例子。参考图14进行介绍，其中图14A示出形成元件后的状态，图14B示出剥离基片后的状态，图14C示出粘结传送体和基底材料后的状态。
在图14A中，参考数字800表示基片，801表示第一材料层，802表示第二材料层，803表示基底绝缘层，804a表示驱动电路811的元件，804b和804c表示像素部分812的元件，参考数字805表示OLED(有机发光器件)。此时术语元件是指在有源矩阵类型发光器件中用做像素的开关元件的半导体元件(通常为TFT)或MIM元件、OLED等。然后形成层间绝缘膜806覆盖所有这些元件。优选层间绝缘膜806比形成膜之后的表面更平坦。顺便提及，可以不需要提供层间绝缘膜806。
根据实施例2到4中的任何一个，在基片700上形成层801-803。
可以根据以上介绍的例1的n沟道型TFT201和以上介绍的p沟道型TFT202制备这些元件(包括804a、804b和804c)。
通过以上介绍的方法得到图14A的状态时，通过物理方式剥离掉其上已形成有第一材料层801的基片800(图14B)。由于第二材料层802具有压缩应力并且第一材料层801具有拉伸应力，因此用较小的力就可以进行剥离。
接着，用环氧树脂或类似物的粘接层809将所得基片粘贴到传送体(第一传送体)810。在本例中，传送体810为塑料膜基片可以使它重量较轻。
随后，使用粘接层807将获得的衬底粘贴到基底材料(第二传送体图14C)。在本实施例中，塑料基片用做基底材料808。具体地，对于传送体810和基底材料808，可以使用具有10μm或10μm以上厚度的树脂基片，例如，聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。此时，当从OLED看基底材料808和粘接层807位于观察者一侧(发光器件的使用者一侧)时，基底材料808和粘接层807为透光材料。
以此方式，可以得到夹在具有柔性的基底材料808和具有柔性的传送体810之间的柔性发光器件。顺便提及，如果基底材料808和传送体810为一种材料，那么热膨胀系数相等，因此难以承受温度变化引起的应力应变的影响。
如果需要，可将具有柔性的基底材料808和传送体810切割成需要的形状。使用公知的技术粘贴FPC(未示出)。
例8
下面参考图15的俯视图介绍根据例6或例7得到的EL(电致发光)的结构。根据例子传送体810对应于膜基片900。
图15A示出了EL组件的俯视图，图15B为沿图15A的线A-A’的剖面图。在图15A中，具有柔性的膜基片900上(例如，塑料基片等)形成具有压缩应力的膜901(例如氧化硅膜)，在其上形成像素部分902、源极侧驱动电路904以及栅极侧驱动电路903。根据以上介绍的例子1或2可以得到像素部分和驱动电路。
此外，参考数字918表示有机树脂，参考数字919表示保护膜。像素部分和驱动电路部分由有机树脂918覆盖，有机树脂由保护膜919覆盖。此外，使用粘结剂用盖部件920密封保护膜919。在剥离作为支撑座之前连接盖部件920。优选为了承受由于热和外力变形，盖部件920由与基片900相同的材料制成，例如，为一塑料基片处理材料以具有图15B所示的凹形(深度3-10μm)，用于盖部件920。此外，进一步加工材料形成能设置干燥剂921的凹形部分(深度50-200μm)。此外，制造多个EL组件时，将基片和盖部件粘贴在一起之后，使用CO2激光等切割使端面相互匹配。
应该注意参考数字908表示用于传送输入到源驱动电路904和栅侧驱动电路903的信号的布线，并接收来自为外部输入端的FPC(柔性印制电路)909的视频信号和时钟信号。应该注意这里仅在图中示出了FPC，但是印制布线板(PWB)安装在FPC上。本说明书中的发光器件不仅包括发光器件的主体也包括安装到FPC或PWB的发光器件。
接下来，参考图15B介绍剖面图。具有热传导性的膜901形成在膜基片900上，并且绝缘膜910提供在其上，像素部分902和栅侧驱动电路903已形成在绝缘膜910上，多个像素组成像素部分902，像素包括电连接到电流控制TFT911漏极的电流控制TFT911和像素电极912。此外，使用其中组合n沟道型TFT913和p沟道型TFT914的CMOS电路形成栅侧驱动电路903。
根据例1的n沟道型TFT和p沟道型TFT制造以上TFTs(包括911、913和914)。
顺便提及，根据例1和2在相同的基片上形成像素部分902、源侧驱动电路904和栅侧驱动电路903之后，根据实施方式，进一步连接支撑座(这里指盖部件)此后剥离基片(未示出)，粘贴膜基片900。
此外，盖部件920制成图15B所示的凹状时，连接变为支撑座的盖部件920之后，部分布线引出端(连接部分)仅成为绝缘膜910，由此机械强度变弱，因此需要剥离之前需要粘贴FPC909并使用有机树脂922用于固定。
注意，对于提供在TFT和OLED之间绝缘膜的材料，优选材料不仅能阻挡例如碱金属离子、碱土金属离子等的杂质离子的扩散，也可以主动地吸收例如碱金属离子、碱土金属离子等的杂质离子，此外，材料能够承受后续工艺的温度。对于满足这些条件的材料，作为一个例子，列举了含大量氟的氮化硅膜。含在氮化硅膜中的氟密度为1×1019/cm3或以上，优选，氮化硅膜中氟的组分比为1到5％。氮化硅膜中的氟结合到碱金属离子或碱土金属离子，并吸收到膜中。此外，对于另一个例子，存在含有吸收碱金属离子，碱土金属离子等的由锑(Sb)化合物、锡(Sn)化合物、或铟(In)化合物组成的细小颗粒的有机树脂膜，例如含五氧化锑细小颗粒(Sb2O5·nH2O)的有机树脂膜。应该注意该有机树脂膜含有平均颗粒尺寸为10-20μm的细小颗粒，透光度也很高。由该五氧化锑细小颗粒表示的锑化合物可能吸收例如碱金属离子或碱土金属离子的杂质离子。
像素电极912起发光元件(OLED)的阴极的作用。此外，堤岸(bank)915形成在像素电极912的两端，发光元件的有机化合物层916和阳极917形成在像素电极912上。
对于有机化合物层916，通过自由地组合发光层、电荷传输层和电荷注入层可以形成有机化合物层(用于发光并使载流子为此迁移的层)。例如，可以使用低分子量有机化合物材料和高分子量有机化合物材料。此外，对于有机化合物层，可以使用由于单重激发态发光(荧光)的发光材料(单重态化合物)组成的薄膜，或由于三重激发态发光(磷光)的发光材料(三重态化合物)组成的薄膜。此外，例如碳化硅的无机材料能够用做电荷传输层或电荷注入层。对于可以使用的已知的材料用于有机EL材料或无机材料。
阴极917也作为所有的像素共同的布线，并借助连接布线908电连接到FPC909。此外，含在像素部分902中和栅极侧驱动电路903上的元件都由阴极917、有机树脂918以及保护膜919覆盖。
应该指出对于有机树脂918，优选采用够透过可见光或半透明的材料。此外，希望有机树脂918由尽可能少穿透湿气或氧的材料形成。
此外，利用有机树脂918完全覆盖发光元件之后，优选保护膜919至少提供在有机树脂918的表面(露出的表面)上，如图15所示。此外，保护膜可提供在包括基片背面的整个表面上。这里，需要注意保护膜没有淀积在提供外部输入端子(FPC)的那部分上。为了不形成保护膜可利用掩模。换句话说为了不形成保护膜，外部输入端子部分可用由Teflon(注册商标)形成的带等覆盖，该带在CVD装置中用作掩蔽带。
通过用以上介绍结构中的保护膜919密封发光元件，发光元件可以完全阻止外部影响。由此，可以防止促进由于有机化合物层氧化造成的退化，例如从外部渗透的湿气或氧。此外，由具有导热性的膜也可以发散，因此可以得到具有高可靠性的发光器件。
然而，可以采用像素电极为阳极，有机化合物层和阴极叠置的结构，由此在与图15中相反的方向中发光。图16示出了它的一个例子。应该指出，由于该例子的俯视图与图15的相同，因此被省略。
下面介绍显示在图16中的剖面结构。绝缘膜1010提供在膜基片1000上，形成像素部分1002和栅极侧驱动电路1003在绝缘膜1010上，通过由具有电连接到电流控制TFT的漏极的控制电流TFT1011和像素电极1012的多个像素组成。注意根据实施方式，剥离掉形成在基片上的剥离层之后，粘贴膜基片1000。此外，使用组合n沟道型TFT1013和p沟道型TFT1014的CMOS电路形成栅极侧驱动电路1003。
根据以上例1的n沟道TFT201、p沟道TFT202可以制造这些TFT(包括1011，1013，1014)。
像素电极1012作为发光元件的阳极。此外，堤岸1015形成在像素电极1012的两端，发光元件的有机化合物层1016和阳极1017形成在像素电极1012上。
阴极1017也作为所有像素的公共布线，并借助连接布线1008电连接到FPC1009。此外，含在像素部分1002和栅极侧驱动电路1003中的所有元件由阴极1017、有机树脂1018和保护膜1019覆盖。此外，使用粘接剂连接盖部件1020。此外，在盖部件中提供凹陷部分，干燥剂1021放置在其中。
此外，当盖部件1020制成图16所示的凹状时，连接变为支撑座的盖部件1020之后，部分布线引出端(部分连接)仅变为绝缘膜1010，由此机械强度变弱，因此需要剥离之前需要粘贴FPC1009并使用有机树脂922用于固定。
此外，在图16中，像素电极为阳极，有机化合物层和阴极叠置，因此发光的方向为图16中箭头所指的方向。
注意虽然在例8中介绍了顶栅TFT，然而，本发明可以适用而不考虑TFT的结构，可以采用底栅(反相交错)TFT和交错TFT作为例子。
例9
在例8中，示出了使用顶栅TFT的一个例子，然而也可以使用底栅型TFT。这里使用底栅型TFT的一个例子显示在图17中。
如图17所示，所有的n沟道型TFT1113、p沟道型TFT1114以及n沟道型TFT1111都成具有底栅结构。可以通过已知的技术制造它们的底栅结构。顺便提及，这些TFT的有源层可以是具有晶体结构的半导体膜(多晶硅等)或具有非晶结构的半导体膜(非晶硅等)。
此外，在图17中，参考数字1100表示柔性膜基片(例如，塑料基片等)，1101表示具有压缩应力的膜(例如，氧化硅膜)，1102表示像素部分，1103表示栅极侧驱动电路，1110表示绝缘膜，1112表示像素电极(阴极)，1115表示堤岸，1116表示有机化合物层，1117表示阳极，1118表示有机树脂，1119表示保护膜，1120表示盖材料，1121表示干燥剂，1122表示有机树脂。
由于除了n沟道型TFT1113、p沟道型TFT1114、n沟道型TFT1111之外的结构与例8相同，因此这里省略了介绍。
例10
通过采用本发明形成的驱动电路和像素部分可以用在各种组件(有源矩阵液晶组件、有源矩阵EL组件以及有源矩阵EC组件)。即，本发明可以体现在组件集成在它的显示部分的所有的电子装置中。
对于所述电子装置，有摄像机；数字摄象机；头戴式显示器(护目镜型显示器)；汽车导航系统；投影仪；汽车音响；个人计算机；便携信息终端(移动式计算机、移动电话或电子图书)等。这些例子显示在图18和19中。
图18A为个人计算机，包括：主机2001；图像输入部分2002；显示部分2003；以及键盘2004。本发明可以应用到显示部分2003。
图18B为摄像机，包括主体2101；显示部分2102；声音输入部分2103；操作开关2104；电池2105以及图像接收部分2106。本发明可以应用到显示部分2102。
图18C为移动式计算机，包括主机2201；摄像部分2202；图像接收部分2203；操作开关2204以及显示部分2205。本发明可以应用到显示部分2205。
图18D为护目镜型显示器，包括主体2301；显示部分2302；以及臂部分2303。本发明可以应用到显示部分2302。
图18E为使用记录程序的记录介质(下文称做记录介质)的播放器，包括：主体2401；显示部分2402；扬声器部分2403；记录介质2404；操作开关2405。该装置使用DVD(数字多用途盘)或CD作为记录介质，能够进行音乐欣赏、电影欣赏、游戏和用于因特网。本发明可以应用到显示部分2402。
图18F为数字摄象机，包括：主体2501，显示部分2502；取景器2503；操作开关2504以及图像接收部分(图中未示出)。本发明可以应用到显示部分2502。
图19A为移动电话，包括；主体2901，声音输出部分2902；声音输入部分2903；显示部分2904；操作开关2905；天线2906；以及图像输入部分(CCD、图像传感器等)2907。本发明可以应用到显示部分2904。
图19B为便携书(电子图书)，包括：主体3001；显示部分3002和3003；记录介质3004；操作开关3005；天线3006。本发明可以应用到显示部分3002。
图19C为显示器，包括：主体3101；支撑部分3102；以及显示部分3103本发明可以应用到显示部分3103。
此外，图19C中示出的显示器具有小型和中型或大型，例如5到20英寸的显示屏幕。此外，为了制造具有所述尺寸的显示部分，优选使用尺寸为1×1m的基片通过实行多重图形化进行大规模生产。
如上所述，本发明的应用范围很广，本发明能应用到所有领域的电子装置。通过例1到9的构成的自由组合可以获得本发明中的电子装置。
例11
在本例中，在图10中示出了使用电泳显示器件作为显示部分的一个例子。通常，电泳显示器件适用于图19B中所示的显示部分3002或便携书(电子图书)的显示部分3003。
电泳显示器件也称做电子纸。它具有与纸一样的可读性，与其它显示器件相比，功耗低并且形状薄重量轻的优点。
电泳显示器件可以为多种形式，例如含有带正电荷的第一微粒和带负电荷的第二微粒的多个微囊(capsules)分布在溶液或溶质中。通过向微囊施加电场，微囊中的微粒反方向相互移动，由此发出聚集在一侧的微粒颜色。此外，第一微粒和第二微粒含有染料。没有电场微粒不会移动。此外，第一微粒和第二微粒的颜色相互不同(包括无色)。
由此，电泳显示器件使用称做介质迁移效应，即高介电常数材料移动到高电场区。电泳显示器件不需要液晶显示器件需要的反射板和反基片，由此厚度和重量减半。
溶剂中分散的微囊称做电子墨水。电子墨水印刷在玻璃、塑料、织物和纸的表面上。此外，通过使用具有彩色滤光器和颜料的颗粒可以形成彩色显示。
通过在两个电极之间适当地提供以上提到的多个微囊，可以完成有源矩阵型显示器件。如果电场施加到微囊，那么器件可以显示图像。
通过从选自以下材料的一种材料或化合物材料可以形成微囊中的第一微粒和第二微粒：导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料、液晶材料、铁电材料、电致发光材料、电致变色材料、和磁性电泳材料。
本例可以自由地与实施例1到4，以及例1到10组合。
在本发明中，通过物理方式进行基片的剥离，由此在半导体层上没有产生损伤，可以提高元件的可靠性。
此外，本发明能高产额率地进行剥离，不仅小面积剥离层而且可以在整个表面中大面积地剥离层。
此外，本发明可以用物理方式，例如人手容易地进行剥离，由此本发明的工艺可以说适合于大规模生产。此外，制造用于大规模生产的将剥离层剥离的制造装置时，甚至可以低成本地制造大规模的制造装置。
Claims (39)
1.一种用于剥离的方法，包括以下步骤：
形成由基片上的第一材料层和所述基片上所述第一材料层上的第二材料层组成的多层；
加热所述多层，使得所述第二材料层具有压缩应力；以及
在所述加热步骤后通过物理方式在所述第一材料层和所述第二材料层的界面处从所述基片剥离所述第二材料层。
2.根据权利要求1的方法，还包括加热所述多层，使得所述第一材料层具有拉伸应力。
3.根据权利要求2的方法，其中在所述剥离步骤前的即刻所述第一材料层具有范围为1到1×1010Dyne/cm2的拉伸应力。
4.根据权利要求2的方法，其中在所述剥离步骤前的即刻所述第二材料层具有范围为-1到-1×1010Dyne/cm2的压缩应力。
5.根据权利要求1的方法，其中所述第一材料层在所述剥离步骤前即刻具有范围为1到1×1010Dyn/cm2的拉伸应力。
6.根据权利要求1的方法，其中在剥落之前进行热处理或激光束照射处理。
7.根据权利要求1的方法，其中所述第一材料层在所述形成步骤之后即刻具有压缩应力，并在所述剥离步骤之前即刻具有拉伸应力。
8.根据权利要求1的方法，其中在所述剥离步骤之前即刻所述第二材料层具有范围在-1到-1×1010Dyne/cm2的压缩应力。
9.根据权利要求1的方法，还包括：
加热所述多层使得所述第一材料层具有拉伸应力；
在所述加热步骤后将支撑体粘到所述多层。
10.根据权利要求1的方法，还包括：
在所述加热步骤后将支撑体粘到所述多层。
11.根据权利要求10的方法，其中所述第一材料层在所述形成步骤之后即刻具有压缩应力，并在所述剥离步骤之前即刻具有拉伸应力。
12.根据权利要求10的方法，其中在所述剥离步骤之前即刻所述第一材料层具有范围在1到1×1010Dyne/cm2的拉伸应力。
13.根据权利要求10的方法，其中在所述剥离步骤之前即刻所述第二材料层具有范围在-1到-1×1010Dyne/cm2的压缩应力。
14.一种半导体器件的制造方法，包括：
在基片上形成第一材料层；
在所述第一材料层上形成具有压缩应力的第二材料层；
在所述第二材料层上形成绝缘层；
在所述绝缘层上形成元件；
将支撑体粘结到所述元件；
随后通过物理方式在所述第二材料层内或所述第二材料层的界面中，从所述基片上将所述支撑体剥落；以及
将传送体粘结到所述绝缘层或所述第二材料层以将所述元件夹在所述支撑体和所述传送体之间。
15.根据权利要求14的方法，其中
在基片上形成具有拉伸应力的第一材料层。
16.根据权利要求14的方法，其中所述第一材料层在形成之后即刻具有压缩应力，在剥落之前即刻具有拉伸应力。
17.根据权利要求14或15的方法，其中所述支撑体是膜基片或基片。
18.根据权利要求14或15的方法，其中所述传送体是膜基片或基片。
19.根据权利要求14或15的方法，其中在将所述支撑体粘贴到所述元件之前进行热处理或激光束照射处理。
20.根据权利要求14或15的方法，其中在通过所述物理方式剥落之前进行热处理或激光束照射处理。
21.根据权利要求14或15的方法，其中所述元件为具有半导体层作为有源层的薄膜晶体管，并且通过借助热处理或激光束照射处理晶化具有非晶结构的半导体层进行形成所述半导体层的步骤以晶化并形成具有结晶结构的半导体层。
22.根据权利要求14或15的方法，其中所述支撑体是反基片，所述元件具有像素电极，液晶封在所述像素电极和所述反基片之间。
23.根据权利要求14或15的方法，其中所述支撑体为密封材料，所述元件是发光元件。
24.根据权利要求14或15的方法，其中所述半导体器件被组合到选自以下组成的组中的一种：个人计算机、视频摄像机、移动计算机、护目镜型显示器、使用记录介质的播放器，数字照相机、移动电话、电子图书以及显示器。
25.根据权利要求9的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第一材料层具有范围在1到1×1010Dyne/cm2范围的拉伸应力。
26.根据权利要求9的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第二材料层具有范围在-1到-1×1010Dyne/cm2范围的压缩应力。
27.一种用于剥离的方法，包括以下步骤：
形成由基片上的第一材料层和提供在所述基片上所述第一材料层上的第二材料层组成的多层；
加热所述多层使得所述第一材料层具有拉伸应力并且所述第二材料层具有压缩应力；以及
在所述加热步骤后通过物理方式将所述第二材料层从所述基片剥离。
28.根据权利要求27的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第一材料层具有范围在1到1×1010Dyne/cm2范围的拉伸应力。
29.根据权利要求27的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第二材料层具有范围在-1到-1×1010Dyne/cm2范围的压缩应力。
30.根据权利要求27的方法，还包括：
在所述加热步骤后将支撑体粘到所述多层。
31.根据权利要求30的方法，其中所述第一材料层在所述剥离步骤前即刻具有范围在1到1×1010Dyne/cm2范围的拉伸应力。
32.根据权利要求30的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第二材料层具有范围在-1到-1×1010Dyne/cm2范围的压缩应力。
33.根据权利要求30的方法，其中所述第一材料层在所述形成步骤之后即刻具有压缩应力并在所述剥离步骤之前即刻具有拉伸应力。
34.一种用于剥离的方法，包括以下步骤：
形成由基片上二具有压缩应力的第一材料层和提供在所述基片上所述第一材料层上的具有压缩应力的第二材料层组成的多层；
加热所述多层，使得所述第一材料层具有拉伸应力而所述第二材料层具有压缩应力；以及
在所述加热步骤之后通过物理方式将所述第二材料层从所述基片剥离。
35.根据权利要求34的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第一材料层具有范围在1到1×1010Dyne/cm2范围的拉伸应力。
36.根据权利要求34的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第二材料层具有范围在-1到-1×1010Dyne/cm2范围的压缩应力。
37.一种用于剥离的方法，包括以下步骤：
形成由基片上具有拉伸应力的第一材料层和提供在所述基片上所述第一材料层上的具有压缩应力的第二材料层组成的多层；
加热所述多层，使得所述第一材料层具有拉伸应力而所述第二材料层具有压缩应力；以及
在所述加热步骤之后通过物理方式将所述第二材料层从所述基片剥离。
38.根据权利要求37的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第一材料层具有范围在1到1×1010Dyne/cm2范围的拉伸应力。
39.根据权利要求37的方法，其中在所述剥离步骤前即刻所述第二材料层具有范围在-1到-1×1010Dyne/cm2范围的压缩应力。
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