JP2006041135A - 電子デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 以下の方法で薄膜デバイス41を作製する。基板10上に半導体素子11を形成する。次に、半導体素子11の上部に接着剤を用いて保護フィルムを貼付する。次に、半導体素子11の設けられた面と反対側の面から基板10を厚み方向に除去する。そして、除去処理を行った基板10の表面にフィルム16を接着する。そして、保護フィルムを除去する。得られた薄膜デバイス41を加熱処理する。
【選択図】 図1
Description
Akihiko Asano and Tomoatsu Kinoshita、 「Low−Temperature Polycrystalline−Silicon TFT Color LCD Panel Made of Plastic Substrates」、 Society for Information Display 2002 International Symposium Digest of Technical Papers(米国)、 2002年5月、 p.1196−1199
本実施の形態は、半導体素子がアレイ状に形成されたフレキシブル集積回路デバイスに関する。
(i) 基板10上に半導体素子11を形成し、半導体素子層を作製する工程、
(ii) 半導体素子層の上部に粘着剤13を用いて保護フィルム12を貼付する工程、
(iii) 半導体素子11の設けられた面と反対側の面から基板10を厚み方向に除去する工程、
(iv) (iii)の処理を行った面にフィルム16を接着する工程、
(v) 保護フィルム12を除去する工程、
(vi) 得られたデバイスに70℃以上の加熱処理を与える工程、
の各工程が順次行われることにより得られる。以下、図面を参照して工程ごとに説明する。
第一の実施の形態の方法において、工程(iii)において超音波振動を与えながらエッチングを行うかわりに、基板10の表面にエッチング溶液の噴流を供給してもよい。また、保護フィルム12の剥離およびフィルム16の接着を光照射によって行ってもよい。ここでは、TFTアレイと画素電極を有する電子デバイスの場合を例に説明する。
本実施例では、上述の(iii)の工程における基板の薄型化の方法を変えて、表面への堆積物の生成および加熱による反りの発生について比較評価した。
(A) 単なるエッチング、
(B) メガソニック(MS)振動を与えたエッチング、
(C) 噴流を与えたエッチング。
なお、上記(C)においては、ポンプのインバータ運転の周波数を調節することにより噴流を生じさせた。
本実施例では、図1に示した薄膜デバイス41において、半導体素子11としてポリシリコンTFTアレイが形成されたフレキシブル集積回路デバイスを作製した。薄膜デバイス41の作製は、図2および図3を用いて説明した方法により行った。
本実施例では、第二の実施の形態に記載の方法(図5、図6)を用いて、ポリシリコンTFTを画素の駆動素子として用いた液晶ディスプレイを作製した。図13は、本実施例に係る液晶ディスプレイ44を示す図である。
本実施例では、SOIウエハ基板上にMOSトランジスタアレイやメモリアレイ等を形成し、その後、基板裏面から研削を行い薄型加工してフィルムを貼り付けることでフレキシブルSOIデバイスを製造した。図14は、本実施例に係るSOIデバイス46の構成を模式的に示す断面図である。SOIデバイス46の作製は、図8および図9を用いて前述した方法を用いて行った。
実施例4において、フィルム16の材料の異なるデバイスを作製した。厚さ50μmの銅箔フィルムに代えて厚さ75μmのポリイミドフィルムを用いた。ポリイミドフィルムの線膨張係数は5ppm/℃であり、波長400nmと550nmにおける光線透過率はそれぞれ18%と64%であり、波長550nmにおける位相差は24nmであり、ガラス転移温度は275℃であった。
11 半導体素子
12 保護フィルム
13 粘着剤
14 エッチング溶液
15 超音波振動子
16 フィルム
17 接着層
18 オーブン
19 画素電極
20 光剥離型粘着剤
21 噴流
22 紫外光
23 ポリイミド膜
24 カラーフィルタ基板
25 シール剤
26 液晶
27 SOIウエハ
28 MOSトランジスタアレイ
29 研削装置
30 エッチングストッパ
31 薄膜トランジスタアレイ
32 ガラス基板
33 接着剤層
34 エッチング溶液
35 樹脂基板
41 薄膜デバイス
42 薄膜デバイス
43 薄膜デバイス
44 液晶ディスプレイ
45 ポリシリコンTFTアレイ
46 SOIデバイス
47 熱剥離型粘着剤
Claims (32)
- 第一の基材と、前記第一の基材の素子形成面に設けられた厚さ200μm以下の半導体素子と、前記第一の基材の裏面に設けられた第二の基材と、を備え、前記第一の基材の前記裏面の中心線平均粗さRaが3μm以下であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1に記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材と前記第一の基材との間に接着層が設けられたことを特徴とする電子デバイス。
- 請求項2に記載の電子デバイスにおいて、前記接着層が紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項2に記載の電子デバイスにおいて、前記接着層が熱硬化樹脂からなり、前記接着層の硬化収縮率が5%以下であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至4いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材が、架橋された樹脂材料および無機材料を含むことを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至5いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材が紫外線透過材料により構成されていることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至4いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材が、ポリイミド、ポリアミド、およびポリアミドイミドからなる群から選択される一または二以上の樹脂を含むことを特徴とする電子デバイス。
- 請求項7に記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材が脂肪族アクリレートまたは脂環式エポキシ樹脂のいずれかを含むことを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至8いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材の30℃から100℃における線膨張係数が30ppm/℃以下であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至9いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第一の基材がガラスであることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至10いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第一の基材の前記裏面がエッチング処理面であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至10いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第一の基材の前記裏面が研磨処理面であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至12いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材の形状がフィルム状であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至13いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記第二の基材がフレキシブル基板であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項1乃至14いずれかに記載の電子デバイスにおいて、
少なくとも前記第二の基材および前記半導体素子が積層された積層構造物に70℃以上の加熱処理を与えることにより作製され、
当該電子デバイスが一辺100mmの正方形を覆い隠す任意の形状を有しており、
かつ、前記半導体素子の厚さが200μm以下であり、
かつ、当該電子デバイスを、外力を与えずに平坦な面上に置いた時に、前記半導体素子の全領域から、前記第二の基材と反対側の方向へ伸ばした法線ベクトルが水平、または水平に対して上方に向いており、
かつ、当該電子デバイスの最高点が前記平坦な面の表面から50mm以下であることを特徴とする電子デバイス。 - 請求項15に記載の電子デバイスから任意の形状に小さく切り出すことにより作製されたことを特徴とする電子デバイス。
- 請求項15または16に記載の電子デバイスにおいて、前記半導体素子が、酸化ケイ素または窒化ケイ素を主成分とする膜上に形成された薄膜シリコントランジスタ素子または薄膜ダイオード素子であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項17に記載の電子デバイスにおいて、酸化ケイ素または窒化ケイ素を主成分とする前記膜の厚さが、20nm以上200μm以下であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項17または18に記載の電子デバイスにおいて、酸化ケイ素または窒化ケイ素を主成分とする前記膜の、前記第二の基材に面する側の膜面の中心線平均粗さRaが1nm以上3μm以下であることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項17乃至19いずれかに記載の電子デバイスにおいて、前記薄膜シリコントランジスタ素子または前記薄膜ダイオード素子が、表示装置用素子として用いられていることを特徴とする電子デバイス。
- 請求項15または16に記載の電子デバイスにおいて、前記半導体素子が、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、またはSOIウエハに形成されたことを特徴とする電子デバイス。
- 第一の基材上に半導体素子を形成する工程と、
前記第一の基材の一部を前記半導体素子の設けられた面と反対側の面から除去し、前記第一の基材の厚さを減少させる工程と、
前記第一の基材の前記半導体素子の設けられた面と反対側の面に第二の基材を接着し、電子デバイスを得る工程と、
第二の基材を接着する前記工程の後、前記電子デバイスを加熱する工程と、
を含み、
第一の基材の厚さを減少させる前記工程は、前記第一の基材の前記半導体素子の設けられた面と反対側の面の中心線平均粗さRaを3μm以下とする工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 請求項22に記載の電子デバイスの製造方法において、電子デバイスを加熱する前記工程は、当該電子デバイスを70℃以上の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項22または23に記載の電子デバイスの製造方法において、第一の基材の厚さを減少させる前記工程は、前記第一の基材をエッチング液に接触させつつ、前記エッチング液に超音波振動を与える工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項22または23に記載の電子デバイスの製造方法において、第一の基材の厚さを減少させる前記工程は、前記第一の基材の前記反対側の面を前記エッチング液の噴流に接触させる工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項24または25に記載の電子デバイスの製造方法において、前記第一の基材がガラスであり、前記エッチング液がフッ化水素酸を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項22または23に記載の電子デバイスの使用方法において、第一の基材の厚さを減少させる前記工程は、前記第一の基材を研磨する工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項22乃至27いずれかに記載の電子デバイスの製造方法において、第二の基材を接着する前記工程は、前記第一の基材と前記第二の基材との間に接着層を設ける工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項22乃至28いずれかに記載の電子デバイスの製造方法において、、第二の基材を接着する前記工程の前に、前記第一の基材の前記反対側の面または前記第二の基材の表面を洗浄する工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項22乃至28いずれかに記載の電子デバイスの製造方法において、第二の基材を接着する前記工程の前に、前記第一の基材の前記反対側の面または前記第二の基材の表面を活性化する工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項22乃至30いずれかに記載の電子デバイスの製造方法において、半導体素子を形成する前記工程の後、第一の基材の厚さを減少させる前記工程の前に、前記半導体素子上に保護層を設ける工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- 請求項31に記載の電子デバイスの製造方法において、第一の基材の厚さを減少させる前記工程の後、前記保護層を除去する工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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