TW200913337A

TW200913337A - Semiconductor device, manufacturing method thereof and image display device

Info

Publication number: TW200913337A
Application number: TW097129820A
Authority: TW
Inventors: Seiichi Nakatani; Yoshihisa Yamashita; Takashi Kitae; Susumu Sawada
Original assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2009-03-16
Also published as: EP2178110A1; US8288778B2; JP4733768B2; CN101772834A; US20110204366A1; EP2178110A4; KR20100051628A; JPWO2009019865A1; CN101772834B; WO2009019865A1

Description

200913337 九、發明說明：

L 明所屬J^技領域]I 技術領域本發明關於具有有機半導體之半導體裝置與其製造方 5 法及具有該半導體裝置之影像顯示裝置，特別是關於具有形成在樹脂薄膜上之有機半導體之半導體裝置與其製造方法及具有該半導體裝置之影像顯示裝置。

【先前技術：J 背景技術伴隨著資訊終端的普及，在作為電腦用之顯示器上 15 20 對於更輕量之平面面板顯示器之需求愈來愈高。又，伴隨著資訊化的進展，習知以紙媒體所提供之資訊被電子化的機會增加，在作為薄而輕且易於手持而可攜帶之行動用顯不媒體上’電子紙或數位紙之需求逐漸増高（專利文獻1等）。曰—般於平板型（平面面板）顯示裝置中，使用已利用液晶、有機EL(有機電場發幻、電性泳動等之树而形成顯不媒體。此等_示制為了雜畫面亮度之均_性與畫 $文寫速度等’在影像驅動元件方面主要使时源驅動元、（FTtc件）。例如，通常的電腦顯示器係於玻璃基板上形成此等TFT元件，並填封液晶、有機EL元件等。件於習知技術上 —一文呎咋非晶矽）、p — 多1層Γ#1半導體。將此料半導軸應需要也有金屬膜）而製造TF=極、祕、祕電極依餐軸於基板上 5 200913337 在使用Si半導體之TFT元件的製造上，存在有以下所示的兩個問題。一個是有必要反覆多次濺鍍等在需要真空處理室之真空系統内的製造處理而形成各層，裝置成本、營運成本達到非常大。例如，為了形成各層，乃必要反覆多 5次真空蒸著、摻雜、光照蝕刻、顯像等步驟，經過數十個步驟後將元件形成於基板上。關於需要開關動作之半導體部分也要積層p型、η型等多種的半導體層。如此習知之& 半導體所為之製造方法上，從必須有真空處理室等製造裝置之大幅的設計變更等理由而論，對應顯示晝面大型化之 10 需求之設備的變更也非容易。第二個問題是要使用的基材限於具有耐熱性的材料，而會有無法使用樹脂薄膜等輕量且具有可撓性之基材的問題。在形成使用了 Si材料之TFT元件方面，包含有加熱至 15 500°C〜1000<>(：如此高溫的步驟，因此，基板材料限制於在如此高的處理溫度也可使用的材料，實際上乃不得不使用玻璃。因此在使用Si半導體之TFT元件來構成先前所述之電子紙或數位紙等薄型顯示器的情形下，由於是玻璃基板，因此其顯示器重量重’欠缺柔軟性’因掉落等衝擊較易發 20生玻裂等破損。即’於玻璃基板上形成TFT元件而獲得之顯示裝置的話，難以滿足對行動用薄型顯示器的需求。作為可解決此問題之半導體材料上，近件來進行戮力研究的為有機半導體材。有機半導體係具有高電荷:送性之有機化合物’除了有機EL元件用之電荷輪送性材料之 200913337 外，也可應用於有機雷射振盪元件與有機薄膜電晶體元件 (有機TFT元件）。使用有機半導體之半導體裝置（有機半導體裝置）能以較低的溫度來形成，因此，關於基材（基板)之对熱性的限制 5 可被缓和，於透明樹脂基板等可撓性基板上也可形成例如 TFT元件。又’藉由適切地改良該分子構造，可獲得溶液化的有機半導體’將此有機半導體溶液予以墨水化，並以使用包含喷墨方式之印刷法的狀態，乃能以在非活性環境氣體中等不必須真空的條件下進行製造。 10 使用印刷方式之印刷電子技術方面，可進行低溫處理的實施（去除高溫）、真空處理的緩和（加上去除真空等優點）’不實施光照钮刻步驟的處理(去除光刻）。第14圖係模式化表示利用印刷方式製造之包含有機半導體130之半導體零件(可撓性半導體零件）1〇〇〇之構造的剖 b面圖。半導體零件（半導體裝置）1〇〇〇具有以印刷而於樹脂基材（例如ΡΕΤ、ΡΙ)11〇上積層了各層（12〇、13〇、14〇、15〇) 的構造。圖式所示之構造係於樹脂基板11〇上依序形成有配線層120、有機半導體層13〇、絕緣膜14〇、配線層⑽。具體的構成雖然可適切改變’惟，係於有機半導體層之周 2〇邊配置源極電極l2〇s、汲極電極刪、閘極電極15〇§，而構成有機TFT。如此地將TFT元件形成於透明職基板上，藉著該tft 元件^使顯示材料驅動，藉此能達到使顯示器較習知者 ♦田术軟’即使掉落也不會破裂（或是非常難破裂)之顯 7 200913337 示器。專利文獻1 :特開2007 —67263號公報【發明内容】發明揭示 5 發明所欲解決的課題電子紙或數位紙等薄型顯示器，朝向更進一步小型輕量化的需求高，為了實現此需求，有必要將半導體裝置1000 之半導體元件形成更高密度。同樣地，安置型之液晶與有機EL等影像顯示裝置中， 10 也存在有朝向大型化且進行輕量化、薄型化起來的強烈需求，或是在與習知相同空間使像素數增加的高品位化（高解析度化）的強烈需求，為了對應此等需求，也必須將半導體裝置1000之半導體元件形成更高密度。但是，由於半導體裝置1000係於樹脂110上依序積層平 15 面的各層（120、130、140、150)的構造，因此要提昇所形成之半導體元件之積體密度上有界限。因此，本發明以提供在樹脂薄膜基材的内部形成半導體元件，而能以更高密度形成半導體元件之半導體裝置及其製造方法為目的。又，以提供利用於此樹脂薄膜基材的 20 内部形成有半導體元件之半導體裝置的影像形成裝置為目的。用以解決課題的手段本發明之樣態1之半導體裝置，其特點在於包含有：形成有從一面貫穿至另一面之貫穿孔的樹脂薄膜；配置於前 200913337 述貫穿孔之内部的有機半導體；覆蓋前述有機半導體之一端部的絕緣膜；覆蓋前述絕緣膜的閘極電極；電性連接於前述有機半導體之另一端部的源極電極；及電性連接於前述有機半導體之另一端部的汲極電極。 5 本發明之樣態2之半導體裝置如樣態1之半導體裝置，且特點更包含有接合於前述樹脂薄膜之另一面的第2樹脂薄膜。本發明之樣態3之半導體裝置如樣態2之半導體裝置，且特點更包含有前述第2樹脂薄膜形成有由第2貫穿孔與形 10 成在該第2貫穿孔之導電性組成物所構成的通道。本發明之樣態4之半導體裝置如樣態2或3之半導體裝置，且特點更包含前述有機半導體為前述源極電極、前述汲極電極、前述絕緣層及前述第2樹脂薄膜所密封。本發明之樣態5之半導體裝置如樣態1至4其中任一樣 15 態之半導體裝置，且特點更包含前述源極電極與前述汲極電極具有梳子形狀，且對向間離配置成相互σ齒合。本發明之樣態6之半導體裝置如樣態1至5其中任一樣之半導體裝置’且特點更包含前述絕緣層位於貫穿孔内部。 20 本發明之樣態7之半導體裝置如樣態1至6其中任一樣態之半導體裝置，且特點更包含前述有機半導體沿著前述貫穿孔之壁面而形成，且具有中空部。本發明之樣態8之半導體裝置如樣態7之半導體裝置，且特點更包含前述有機半導體之前述中空部填充有前述閘 9 200913337 極電極。本發明之樣態9之半導體裝置如樣態8之半導體裝置，且特點更包含前述絕緣膜延伸存在於前述樹脂薄膜之一面上。 5 本發明之樣態1 〇之半導體裝置如樣態1至9其中任一樣態之半導體裝置，且特點更包含前述有機半導體由高分子有機半導體所構成。本發明之樣態11之半導體裝置如樣態1至9其中任一樣態之半導體裝置，且特點更包含前述有機半導體由低分子 10 有機半導體所構成。本發明之樣態12之半導體裝置如樣態1至11其中任一樣態之半導體裝置，且特點更包含有前述樹脂薄膜係由聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚2,6萘二甲酸乙二酯樹脂及芳香族聚醯胺樹脂所構成之群之中選擇其中任一者。 15 本發明之樣態13之半導體裝置如樣態1至12其中任一樣態之半導體裝置，且特點更包含有前述源極電極及前述汲極電極係貴金屬。本發明之樣態14之影像顯示裝置，特點在於包含有配列有發光元件的顯示部；及驅動使用於該顯示部之前述發 20 光元件的驅動電路層，且前述驅動電路層包含樣態1至13其中任一樣態之半導體裝置。本發明之樣態15之影像顯示裝置如樣態14之影像顯示裝置，且特點更包含有將樣態1至13其中任一樣態之半導體裝置之半導體元件作為導通(ON)/斷開（OFF)之開關電晶 10 200913337 體使用。本發明之樣態16之影像顯示裝置如樣態14或15之影像顯示裝置，且特點更包含有將樣態1至13其中任一樣態之半導體裝置之半導體元件作為驅動前述發光元件之發光的驅 5 動器電晶體使用。本發明之樣態17之影像顯示裝置如樣態14至16其中任一樣態之影像顯示裝置，且特點更包含有前述發光元件係有機電場發光發光元件。本發明之樣態18之半導體裝置之製造方法，其特點在 10 於包含：（1)於樹脂薄膜之一面形成源極電極與汲極電極，且從前述樹脂薄膜之另一面朝向一面形成該源極電極與汲極電極係位於底面之貫穿孔的步驟；（2)將有機半導體形成於前述貫穿孔内以使一端部接觸前述源極電極與汲極電極的步驟；（3)形成覆蓋前述有機半導體之另一端部且其一部 15 分具有作為閘極絕緣膜機能之絕緣層的步驟；及，（4)形成覆蓋具有作為前述絕緣層之閘極絕緣膜機能部分之閘極電極的步驟。本發明之樣態19之半導體裝置之製造方法如樣態18之半導體裝置之製造方法，且特點更包含前述步驟（1)更包含 20 於配置有源極電極與汲極電極之第2樹脂薄膜之面上，配置前述樹脂薄膜之一面。本發明之樣態2 0之半導體裝置之製造方法如樣態19之半導體裝置之製造方法，且特點更包含前述第2樹脂薄膜包含有配置於另一面之配線層，與可使該配線層與前述源極 11 200913337 電極或前述汲極電極導通的通路。本發明之樣態21之半導體裝置之製造方法如樣態18至 20其中任一樣態之半導體裝置之製造方法，且特點更包含前述有機半導體形成有中空部且形成在前述貫穿孔之壁 5 面。本發明之樣態22之半導體裝置之製造方法如樣態21之半導體裝置之製造方法，且特點更包含形成前述閘極電極以填充前述中空部。本發明之樣態2 3之半導體裝置之製造方法如樣態2 2之 10 半導體裝置之製造方法，且特點更包含前述絕緣層形成為延伸存在於前述樹脂薄膜之另一面上。發明效果本發明以使用半導體裝置而能提供積體密度高之半導體裝置及其製造方法，且此半導體裝置係在設於樹脂薄膜 15 之貫穿孔内部配置了有機半導體，以閘極絕緣膜覆蓋該有機半導體之一端部，並於該閘極絕緣膜上配置閘極電極。並且以使用此半導體裝置而能提供實現了薄型化等小型化、輕量化的影像顯示裝置。圖式簡單說明 20 第1圖係模式化表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 200之構造的剖面圖。第2圖係模式化表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 100之構造的剖面圖。第3圖表示源極電極與汲極電極之配置之變形例的上 12 200913337

面圖D 第4圖係模式化表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 101之構造的剖面圖。第5圖（a)〜（c)表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 5 100之製造方法的剖面圖。第6圖（a)〜（d)表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 100之製造方法的剖面圖。第7圖係模式化表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 102之構造的剖面圖。 10 第8圖係模式化表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 103之構造的剖面圖。第9圖（a)〜（c)表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 103之製造方法的剖面圖。第10圖（a)〜（d)表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 15 103之製造方法的剖面圖。第11圖係模式化表示本發明之實施樣態3之影像顯示裝置500的立體圖。第12圖係模式化表示本發明之實施樣態3之半導體裝置300之構造的剖面圖。 20 第13圖表示半導體裝置300之等效電路。第14圖係模式化表示習知之半導體裝置1000之構造的剖面圖。【實施方式3 用以實施發明之最佳樣態 13 200913337 以下依據圖式詳細說明本發明之實施樣態。又，以下的說明中’因應需要而使用其表示特定方向或位置之用語 (例如「上」、「下」、「右」、「左」及包含此等用語之其他用語），惟，此等用語之使用可參照圖式而容易達到理解發 5明’因此’並非因此等用語之用意而限定本發明之技術範圍。又’多數圖式所表示之同一符號之部分表示同一部分或構件。實施樣態1 第1圖係模式化表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 10 200之剖面構造的剖面圖。半導體裝置200於貫穿孔17内設有有機半導體部30。即，半導體裝置2〇〇具有形成貫穿孔π 之樹脂薄膜（可撓性基板）12,於貫穿孔π的内部配置有有機半導體部30且使其接觸其壁面（内壁）。配置絕緣層22以覆蓋有機半導體部30之一端部（第1圖之上方端部），此絕緣層22 15具有作為閘極絕緣膜的機能。於閘極絕緣膜22之上形成有 ‘電層10，該導電層10延伸存在於樹脂薄膜12之一面（第j 圖中的上面）上。導電層1〇之中在閘極絕緣膜22上的部分具有作為閘極電極2〇g的機能。於樹脂薄膜12之另一面（第丨圖中的下面）上，具有其一 20部分作為源極電極2〇s且與有冑半導體部3〇之另一端部⑻ 圖中的下側端部）歐姆接觸的導電層1〇。又，樹脂薄膜以另面上配置其他導電層1〇，其一部分作為没極電極施而與有機半導體部30之另-端部歐姆接觸著。源極電極施與汲極電極20d以預定的間隔分離著。 ” 14 200913337 源極電極20s與汲極電極2〇d分別構成貫穿孔丨7之底面 17b的一部分。第i圖所示之實施樣態中，源極電極2〇s與汲極電極20d之間也夾有有機半導體部3〇，源極電極2〇s與汲極電極20d之間的有機半導體部30也構成底面17b。 5 如上所述，於半導體裝置200形成有由有機半導體部 30、源極電極2〇s、汲極電極2〇d、絕緣層（閘極絕緣膜)22、閘極電極20g所構成之半導體元件(FET)。又，即使源極電極20s與汲極電極2〇d對向之間（第1圖中的源極電極20s之右側面與汲極電極20d之左側面之間）無 10有機半導體部30，祇要藉由位於較源極電極2〇s與汲極電極 20d更上部位置的有機半導體部3〇可確保源極電極2〇s與汲極電極20d之間電流的流通的話，並無特別的問題。如此一來，本實施樣態中，於習知未曾配置有機半導體之基材（樹脂薄膜）12之貫穿孔π内配置有機半導體部 15 3 〇 ’並於樹脂薄膜12之一面配置閘極電極2 〇 g與閘極絕緣層 22，而於樹脂薄膜12之另一面配置了源極電極2〇s與汲極電極20d。因此，從半導體裝置2〇〇可立體有效地活用空間的狀態來看，能以高密度形咸半導體元件。第2圖係模式化表示本實施樣態所包含之其他半導體 20裝置100的剖面圖。半導體裝置100與半導體裝置200同樣於樹脂薄膜12(12b)具有貫穿孔17，並於貫穿孔17内部配置有有機半導體部30。半導體裴置1〇〇與半導體裝置2〇〇同樣形成有由源極電極20s、沒極電極20d、絕緣層（閘極絕緣膜)22 及閘極電極20g構成半導體元件(FET)。於樹脂薄膜丨2b之兩 15 200913337 面形成有包含源極電極2〇s、汲極電極2〇d及閘極電極2〇g之其中一者的導電層1〇。半導體裝置100更包含有半導體裝置2〇〇所未具有的第 2樹脂薄膜12a(12)。樹脂薄膜12ag己置於與樹脂薄膜12(12b) 5之設有源極電極20s及汲極電極2〇d之一面（第2圖中之樹脂薄膜12b下面）接著，包含電源極電極2〇s之導電層川與包含汲極電極2Gd之導電層丨〇婦脂薄m 2a與樹脂薄膜i处所爽著。樹脂薄膜12 a於其内部形成有具有層間連接構件（通 10路)14的貫穿孔(通路孔）13。樹月旨薄膜仏更於另一面（未與源極電極20s及：；及極電極2〇d接觸之面）具有導電層 1(Hi〇b)，此導電層10藉由通路14而與汲極電極2如導通。如此一來，半導體裝置100包含有樹脂薄膜12b之一面的導電層10、設置於樹脂薄膜12a與樹脂薄膜12b之間之導 15 . -j 电層10及樹脂薄膜12a之另一面的導電層10等合計三個導 T層io(i〇b)、以及由樹脂薄膜12a及樹脂薄膜12b等兩個樹脂薄膜所構成的多層基板15。而且，第2圖所示之實施樣態中，半導體裝置1〇〇包含 2〇有於樹脂薄膜之一面上未與閘極電極20g連接的導電層。U〇a)。如此一來，半導體裝置1〇〇也可於樹脂薄膜12〇。或l2t>)上不具有未與汲極電極20d及閘極電極2〇g之其中一者連接的配線層（導電層）1(^。如以上所構成之半導體裝置1〇〇，不僅可立體地活用空 1且犯以鬲密度形成半導體元件，而且藉著多層基板15使 16 200913337 配線也可立體地配置，而且，從藉著多層基板15也能進行立體的配線以觀，可達到以較少的空間來進行較複雜的: 線。 ~ 又，通路14及導電層10b並非與汲極電極2〇d導通而 5與源極電極2Gs導狀半導體裝置亦包含於本實施樣態。而且，樹脂薄膜12a配置於樹脂薄膜12b之上側的面，包含閘極電極20g之導電層10被樹脂薄膜仏與樹脂薄膜⑶夹^ 的半導體裝置也包含於本實施樣態。接著，說明半導體裝置100、200之源極電極2〇s及汲極 10電極2〇d之變形例的源極電極2〇Ms及汲極電極2〇Md。第3圖表示從垂直於樹脂薄膜12(12b)上面的方向觀看貫穿孔17之内部的上面圖。為了易於判斷源極電極2〇Ms及汲極電極20Md的形狀，省略閘極電極2〇g及絕緣膜22的記載。 15 源極電極20Ms及汲極電極20Md具有梳子形狀，對向配置成梳子形狀部分相互嚙合。即，即，本變形例中，於一個貫穿孔17内形成有梳子形狀之源極電極2〇Ms及汲極電極2 OMd之技術點為其特點。於半導體裝置100或200中，例如通道長度（源極電極 20 20Ms與汲極電極20Md之間的距離）為l〇Mm，通道寬度（源極電極20Ms與汲極電極2〇Md對向之部分的長度，或梳形電極間長度）為l〇〇〇#m。亦即，此變形例之通道寬度為通道長度的100倍。又，源極電極20Ms或汲極電極20Md之梳子部寬度為25em，而線/空間（l/S)之尺寸為25#m/10# 17 200913337 m 0 如此一來’以將源極電極與閘極電極設成梳子形狀的狀態而能大幅地增加通道寬度，因此在源極電極2〇Ms與汲極電極20Md之間可流動例如用以驅動有機£]^元件之充分 5 的電流(大電流）。又，源極電極2〇Ms及汲極電極20Md在使用的材料等形狀以外的特性上’分別為源極電極2〇s及汲極電極2〇d相同。又’具有梳子形狀之源極電極2〇Ms與汲極電極2〇Md 非限定於半導體裝置1〇〇及200，當然也可運用於將於後段 10所述之本發明之所有半導體裝置。其次說明半導體裝置100名200的作動原理。於半導體裝置1〇〇、200中，一旦電壓施加於閘極電極 2〇g’則在閑極電極附近之有機半導體部30内排斥所施加之電壓極性之電荷的載子會被趕走(產生空乏層），而且，一旦 5靶加某-定以上的電壓，則於絕緣層（閘極絕緣膜阳與有機半導體部3G之界面誘發會吸引已施加於閘極電極2〇g之電 Μ極生之電荷的栽子並積蓄。如此的狀態下，—旦電壓施加於源極電極2Qs與汲極電極雇之間，則積蓄於上述界面 20 2載子會因源極電極一沒極電極之間的電場而移動並被沒極吸收，而造成電流流動於源極電極一汲極電極之間。 …以控制施加於閘極電極20g之電壓並調變已積蓄於上述界面^栽子量，可使流動於汲極電極观與源極電極2〇s 之間的电4量改變，而能進行例如開關動作。以下詳細說明半導體裝置100及2〇〇之各要素。 18 200913337 樹脂薄膜12(12a、12b)例如係、由聚醯亞胺樹脂(ρι)、聚酿胺樹脂_、聚2,6萘二甲酸己二醋樹脂(pEN)或芳香族聚醯胺樹脂所構成，此等樹脂材料之耐熱性、尺寸穩定性、氣體蔽障性的性質優異，適合作為半導體裝置100、200之 5可撓性基材(樹脂薄膜）12的村料。樹脂薄膜12之厚度例如為 1 〜38 // m。形成於樹脂薄膜12之貫穿孔i 7的情形係例如以雷射形成之圓錐梯形狀（平行於樹脂薄膜12表面的別面形狀為圓，垂直於樹脂薄膜12表面之剖面形狀為梯形）的貫穿孔。 10第1圖及第2圖所示之實施樣態中，貫穿孔17之㈣脂薄膜 12(12b)上面側的剖面積較樹脂薄膜12(Ub)下面側的剖面積寬，而形成上面較寬的形狀。貫穿孔17之直徑在剖面積較寬的樹脂薄膜12(12b)的上面側（上面的開口徑)例如為1〜3〇〇 μ m。 15 當一個半導體裝置包含多數半導體元件時，不須將各個半導體元件之貫穿孔17之剖面積設成相同，即使是不同面積也可。例如半導體裝置100包含兩個半導體元件開關電晶體與驅動器電晶體時，以使用不同剖面積（開口面積）之貫穿孔17構成各個半導體元件，能容易地構成例如通道長度 20 之特性不同的電晶體。貫穿孔17的形狀不限定於上述圓錐梯形，而能選擇包含圓柱等各種形狀。又’於第2圖所示之實施樣態中，半導體裝置之貫穿孔（通路孔）13具有圓柱形狀，然而，並非限定於此形狀， 19 200913337 。又，填充於貫穿孔13 性樹脂糊等導電性材料而能具有包含圓錐梯形之各種形狀内的層間連接構件14係例如由導電所構成。源極電極2Gs及沒極電極2_如仙金屬層所構成。 5此金屬層係例如以銅錄敷而形成，例如厚度為〇1〜心 m。又’源極電極20s及沒極電極舰也可由貴金屬（例如如) 所=成，其厚度例如為0_02〜3㈣。而且，也可在例如銅等貝金屬m卜之金屬所構成之源極妹2喊祕電極胸接觸有機半導料3〇之面齡貴金屬（例如A"鑛敷。 1〇又，除此之外亦可使用作為源極電極20s、汲極電極20d 的材料可例示有由鉻(Cr)、鈦(Ti)、紹(A1)、翻(M〇)、鶴(w)、 f(Ni)、纪(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)、錫(Sn)、導電性聚苯胺、 V電性聚吡咯、導電性聚噻唑、及導電性聚合物舆此等之組合所構成之群所選擇的材料。而且，源極電極2〇s、汲極 15電極2〇d也可由Au層與Cr層所構成之二層電極，或是由八以層與Pt層所構成之二層電極所構成。包含閘極電極20g之導電層1〇，可由例如鉻(Cr)、鈦 (Ti)、鋁(A1)、鉬(Mo)、鎢(W)、鎳(Ni)、金(Au)、鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)、錫（Sn)、導電性聚苯胺、導電性聚吡咯、 20導電性聚噻唑、及導電性聚合物與此等之組合所構成之群所選擇的材料所構成。絕緣層（閘極絕緣膜）22係由例如PVA(Poly Vinyl alcohol)' PVP(P〇ly4-Vinyl Phenol) 'BCB(Benzocyclobutene) 及塗佈聚矽氮烷而形成的Si02等所構成。絕緣層（閘極絕緣 20 200913337 膜)22也可由環氧樹脂所形成。絕緣層（閘極絕緣膜)22的厚度為例如50〜300nm。有機半導體部30填充於貫穿孔17内部’與源極電極2〇s 及及極電極20d歐姆接觸，與閘極絕緣膜22接觸。 5 構成有機半導體部30之有機半導體可使用各種物質。所使用之有機半導體最好是移動度高的材料，例如可舉出有並五苯。有機半導體大致上有高分子材料(例如，聚嗟吩或其誘導體）、低分子材料(例如，並五苯、可溶化並五苯）、此外，奈米材料(例如，碳奈米管、SiGe奈米線、富勒稀、 1〇修飾富勒烯）、無機有機混合材料(例如，（C6H5C2H4NH3)與 Snl4之複合系），其中任何一者均可使用於有機半導體部 3〇。又’有機半導體之其他例子將於後段記述。半導體裝置100中，使例如絕緣層22與樹脂薄膜12b之一面（第3圖中的上面）密接，且使樹脂薄膜12a與源極電極 15 2〇S及汲極電極20d密接，藉此以絕緣層22及源極電極2〇8及汲極電極20d及樹脂薄膜12a而密封有機半導體部3〇的情形為佳。藉此較佳樣態可解決習知半導體裝置1〇〇〇所產生的以下問題。 20 即，有機半導體與無機半導體材料(例如，聚矽等）比較時，不僅為低移動度且會有纟空氣下或是氧氣環境下其移動度更低的情形。因此，藉由印刷方式形成有機半導體層 140之後’會有因氧氣而使有機半導體層14()劣化情形的問題。 21 200913337 半導體裝置100中，以將有機半導體部30予以密封而能抑制貫穿孔17内之有機半導體部30與氧氣（或空氣)接觸，如此一來，可達到抑制或緩和該構成有機半導體部30之有機半導體因經過時間而劣化。 5 如此一來，可抑制有機半導體部30與氧氣之接觸的情形，亦係將有機半導體部30配置於貫穿孔17内之本發明之半導體裝置100之極大的優點之一。如上所述，於半導體裝置100及200中，能將閘極電極 20g、源極電極20s及汲極電極20d全部以鍍敷等金屬箔來形 10 成。此乃意味可解決習知半導體裝置1000使用喷墨方式等印刷方式形成包含閘極電極、源極電極及汲極電極之配線層120、150所產生的以下問題。 15 即，習知半導體裝置1000使用通常之金屬粒子一旦形成配線層，則需要600〜1000°C之高的燒結溫度，會有無法使用樹脂薄膜基材的問題及喷墨喷嘴阻塞的問題，而要將墨水溶液與細微化成奈米序列之金屬粒子（奈米糊材料）的混合物作為配線材料使用。 20 但是，奈米糊材料極高價，而且由奈米糊材料構成之配線係燒結奈米序列之金屬粒子而形成，故因金屬粒子表面之氧化膜等而會產生電性阻抗大的問題。本發明之半導體裝置100及200不須使用奈米糊材料，因此比較於習知之半導體裝置1000，本發明能以廉價構成 22 200913337 包含閘極電極、源極電極、沒極電極的配線，且能大幅降低電性阻抗。其次說明半導體裝置100之變形例。第4圖係表示實施樣態1之半導體裝置100的剖面圖。 5 第2圖所示之半導體裝置100中，有機半導體部3〇之上方端面與樹脂薄膜12b的上面相同高度，絕緣層22位於較貫穿孔17更上方的位置。相對於此，第4圖所示之半導體裝置 ιοί中，有機半導體部30M的上面位於較樹脂薄膜12b之上面更下方的位置。與有機半導體部3〇M之上端面接觸而配 10 置之絕緣層22M配置於貫穿孔Π的内部。如此一來，以將絕緣層22M配置於貫穿孔17内的狀態，可不改變樹脂薄膜12b之厚度即可使絕緣層22M接近閘極電極20s及汲極電極2〇d。藉此，從以下的理由，半導體裝置101之半導體元件(FET)可達到小型且可流通大電流。 15 即，FET藉由已施加於閘極電極20g之電壓而於有機半導體部30M之閘極絕緣膜22]^附近處誘發載子，藉此，電流可於源極電極2〇s與汲極電極2〇d之間流動。但是，有機半導體部30M之壁面17a附近處無因閘極絕緣膜22M所造成之通道誘發，因此即使對閘極電極柳施加 20電麗也呈電性阻抗高的狀態。閘極絕緣膜22M與源極電極20s及及極電極观之距離纽的半導體裝置UH可減少上述位於有機半導體部遍之壁面Ha附近處之電性阻抗高的部分。其結果對於間極電極 2〇g施加、不施加電壓（閘極電壓)所造成沒極電流的導通斷 23 200913337 開比變高’而達到能以小梨流通(擷取)大的電流。又’從半導體裝置101之閘極絕緣膜22M與源極電極 20s及汲極電極2〇d的距離短的情形來看，可達到將裝置全體的厚度設得薄。 5 又’較佳實施樣態係絕緣層22的上面與樹脂薄膜12b 的上面同咼度。此乃能將包含閘極電極20g之導電層1〇之厚度’在閘極電極2〇g與其他部分設成相同之故。其次，一面參照第5圖（a)至第6圖（d)而一面說明實施樣悲1之半導體裝置100的製造方法。 10 步驟1 : 如第5圖（a)所示，準備於一面形成有包含源極電極2〇s 之導電層10與包含汲極電極2〇d之導電層1〇，而於另一面形成有導電層l〇(l〇b)的樹脂薄膜12(i2a)。例如可使用厚度4# m之芳香族醯胺樹脂。又，也可使用其他樹脂薄膜（例如，聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚2,6 蔡一' 甲酸乙一醋樹脂及芳香族聚醯胺樹脂）。又，樹脂薄膜12a可於表面具有接著劑層。其理由在於以下所不之步驟2中，可容易與樹脂薄膜12b接著（積層）之故。 >〇了使用銅洎（例如厚度5 # m)作為導電層ι〇β導電層 10也藉由圖案化而形成。又，於樹脂薄膜12a形成有連接上面的導電層10(第5圖（a)之實施樣態係包含沒極電極2〇d的導電層ίο)與下面的導電層1〇之層間連接構件(通路)14。層間連接構件I4例如由填充於通路孔（貫穿孔叫内之導電性 24 200913337 糊所構成。步驟2 : 如第5圖（b)所示，使上面形成有導電層（金屬層）丨〇之樹脂薄膜12a的下面，接觸樹脂薄膜12a的上面並覆蓋源極電 5極2〇S及汲極電極20d，且將樹脂薄膜12a與樹脂薄膜Ub予以接合(積層）而形成多層樹脂基板15。步驟3 : 如第5圖（c)所示，形成從多層樹脂基板15之樹脂薄膜 12b的上面至源極電極2〇s及汲極電極2〇(}之貫穿孔η。藉此 10使源極電極20s及汲極電極20d之至少一部分露出。第5圖（〇所示之實施樣態中，貫穿孔17之形成藉著照射雷射來^ 行，惟，貫穿孔17之形成也可使用其他方法(例如，姓刻等又，本實施樣態中，從樹脂薄膜12之上方所見之貫穿孔Η 的形狀為圓形，惟’也可為其他形狀(橢_、長圓形、矩 15 形等）。步驟4 : 如第6圖（a)所示，將包含有機半導體的材料填充至貫穿孔Π内，而形成有機半導體部3〇。構成本實施樣態之有機半導體部3〇之有機半導體材料的也有與上述說明重複的内容，但是，例如可為以下所舉出者。⑴萘、蒽、四氫蒽、戊省 '己省及此等之誘導體所構成之群所選擇之多並苯分子材料，（取菁系化合物、偶氣基系化合物及紫蘇烯系化合物所構成之群所選擇之顏料及其誘導體’⑶腙化合物、三笨化合物、二苯基甲烧化 25 200913337 合物、笑化合物、芳基乙烯基化合物、°此。坐琳化合物、三苯胺化合物及三芳胺化合物所構成之群所選擇之低分子化合物及其誘導體，（4)聚一Ν—乙烯基咔唑、i化聚一Ν—乙烯基咔唑、聚乙烯基芘、聚乙烯蒽、芘曱醛樹脂及乙基咔 5 唑甲醛樹脂所構成之群所選擇之高分子化合物。或是，有機半導體材料可為9—芴酮系、聯對苯醌系、苯醌系、吲酮系卟琳系、聚α塞吩系及苯撐系化合物。有機半導體部30之形成能以例如印刷來進行。本實施樣態以將包含有機半導體的材料填充至貫穿孔17内而能形 10 成有機半導體部30，由此看來，以定位要形成貫穿孔172時之貫穿孔17而也能進行有機半導體30的定位，技術上的意義大。即，以噴墨方式形成習知之有機半導體部時，必須確保喷墨喷射工具位置的對位精度，而且必須形成用以保持 15 包含有機半導體之墨水於正確位置的通道，但是，依據本實施樣態之方式，若是正確地進行貫穿孔17之定位的話，對應該位置能形成有機半導體30。有機半導體為高分子有機半導體(例如，聚噻吩或是其誘導體）的情形下，以印刷處理來形成有機半導體部30之優 20 點多。又，有機半導體為低分子有機半導體(例如，戊省）的情形下，以蒸發處理來形成有機半導體部30之優點多。步驟5 : 如第6圖（b)所示，於有機半導體部30之上端部形成閘極 26 200913337 方式 =7。閘極絕_22之形成上，例如可藉著塗佈絕緣年進仃。又，軸閘域《22的方法可使用例如形成毛鍍塗膜的電㈣_、使㈣祕敷㈣霧法或喷墨步驟6 : 如第6圖⑷所示，於閘極絕緣賴上形成包含有閑極電極W的金屬層（導電層）10。本實施樣態中，進行金屬鍵敷 (例如，銅鑛敷）而形成金屬層1〇a以覆蓋閘極絕緣膜… 步驟7 : 10 如第6圖⑷所示，將金屬層1_案化之後形成包含有閘極電極2〇g之配線層10及其他配線層1〇⑽)，而獲得本實施樣態之半導體裝置（可撓性半導體裝置_。金屬層* 之圖案化可藉由蝕刻來進行。本實施樣態之半導體裝置1〇〇包含有形成在貫穿孔17 15内部之有機半導體部30，而該貫穿孔Π形成在多層樹脂接板15之樹脂薄膜12b、夾在樹脂薄膜與樹脂薄膜12a之間，且構成貫穿孔17b之一部分的源極電極2〇s及汲極電極 2〇d形成在貝牙孔π上部的閘極絕緣膜22、形成在閘極絕緣膜22上的閘極電極2〇g。因此，半導體裝置1〇〇利用多層 20樹脂基板15之層間連接構造的構造可實現簡單的可撓性半導體裝置。其結果，能以高的生產性製造半導體裝置1 〇〇。又，關於半導體裝置200之製造也能以類似的方法來實施。即’可取代工程1及2而準備於一面形成源極電極2〇8及汲極電極20d，且於另一面形成有一部分成為源極電極2〇s 27 200913337 導電層10及一部分成為沒極電極2〇d之導電層1 〇的樹脂溥暝12。而以上述步驟3所示之方法於該樹脂薄膜12形成貫穿孔17，形成以步驟4所示之有機半導體部3〇，形成如步驟 5所示之下閘極絕緣膜22，如步驟6所示形成包含有閘極電 5極之金屬層（導電層）l〇a，而且如步驟7所示形成包含有閘極電極20g之配線層1〇及其他配線層1〇(1〇a)而能製造半導體裝置200。以下表示上述半導體裝置1〇〇、2〇〇之製造方法的優點。習知也有以全印刷方式形成有機半導體部與導電層 10 (配線)的情形，此情形下，配線多以金屬奈米糊來形成。但是，金屬奈米糊高價，又，以金屬奈米糊製作之配線多具有較典型的銅配線高的電阻。依據本實施樣態的方式，即使不使用兩價的金屬奈米糊，能簡便地製作典型的銅配線圖案’因此技術上的價值大。 15 又’從將源極電極2〇s、&極電極20d及有機半導體部 3〇形成於貫穿孔17内的情形來看，能容易且以高精度將此等的要素予以定位。如上所述，半導體裝置1〇〇、2〇〇不會產生以喷墨方式形成各層之習知半導财置画所具有的以下問題。即以喷墨方式形成各層的情形下，為了要於所希望的位置形成所希望之層，必須藉通道之其他構件將液狀的材料以良好精度保持於預定位置，會發生通道之其他構件的形成，以及對位精度的問題。而且，起因於以喷墨所進行之印刷將源極電極層、没極電極層、有機半導體層、絕 28 200913337 旦如此以印刷積層 '、，間極电極層等各層積載若切於基材上而形成有機半導體π件而為了確保有機半導體零件之平坦性，會有增加有有機零件厚度的問題。而且，二干a w會產生例如起因於對位姨差等而降低製造成功率的問題製造成功率在半導體裝置1麵愈大型就愈低的傾向越強。 10 15 20 特别疋，將半導體農置1〇〇〇使用於有機现顯示器等顯像顯示裝置的情形下，使用於行動電話等級等小晝面尺寸料，雖然也能忍受對於以印刷方式所造成之上述問題，但疋晝面尺寸為大畫面（例如，lm級之超大晝面）的話上述印刷方式的問題則變得顯著。 ;半導體裝置100及200，從使用雷射等可容易將貫穿孔17形成於希望的位置來看，由於可容易且正確地將TFT等半導體元件予以定位因0會產生上述問題。半導體裝置100之構造能以絕緣膜（閘極絕緣 ’、樹脂薄膜12b之壁面（内壁)17&、閘極絕緣膜22、源極電極22s、及極電咖及樹脂薄膜仏上面來覆蓋有機半導體部3〇之相，可抑·成有機半㈣部默有機半導體隨著時間經過而劣化(例如，氧化）。又對於半v體裝置200，如第】圖之有機半導體部亦以樹脂薄膜、絕緣膜來覆蓋從樹脂薄膜Η下面露出的部分’如此二來，與半導體裝置199同樣地可抑制有機半導體隨著時間經過而劣化(氧化）。實施樣態2 29 200913337 其次一面參照第7圖及第8圖，一面說明本發明之實施樣態2之半導體裝置102及103。第7圖表示半導體裝置丨〇2之剖面的剖面圖。半導體裝置W2中’有機半導體部3〇N具有凹部（中空部）之技術點與 5實施樣態1之半導體裝置100之有機半導體部30不同。沿著有機半導體部30N之凹部（沿著中空部壁面）形成有閘極絕緣膜22M。即’有機半導體部30N之一端部為中空部的壁面，此中空部之壁面與閘極絕緣膜22M接觸，另—端部與源極電極20s及汲極電極2〇d接觸。而且，沿著閘極絕緣膜 10 22]^於有機半導體部30N之中空部内形成有閘極電極 20Mg。具有中空部之有機半導體部3〇N，能以例如在貫穿孔17 内，貫穿孔17之壁面（内壁）、源極電極2〇s、汲極電極2〇d 及樹脂薄膜12a上面形成薄膜狀(層狀)之包含有機半導體的 15 材料的狀態而形成。如此一來，有機半導體部30N以具有中空部的狀態，不須改變樹脂薄m2b的厚度，即錢_絕賴22M及閘極電極20Mg接近源極電極20s及汲極電極2〇d。半導體裝置102的話，不須改變樹脂薄則处的厚度， 2 0即可較半導體裂置1 〇 i將閘極絕緣膜與汲極電極及源極電極之距離設得更短。於有機半導體部30N中，在源極電極撕與沒極電極· 之間及位於其上部之幾乎全部部分誘發載子，可顯著地減少上述貫穿孔Π之壁面17a附近之電性阻抗高的部分。其結 30 200913337 果，可將對閘極電極20Mg之施加、不施加電壓所造成之汲極電流之導通斷開比設得高，而能流通(擷取）更多的電流。因此，半導體裝置102特別適合作為有機EL用之驅動器電晶體。 5 而且，半導體裝置102中’以具有中空部而也能減少使用於有機半導體部30N之有機半導體的量。第8圖表示半導體裝置103之剖面的剖面圖。半導體裝置1 〇 3中，絕緣層2 2 N連續形成至樹脂薄膜i 2 b 上面及有機半導體30N之中空部壁面’其一部分具有作為閘 10 極絕緣膜22g之機能的技術點與半導體裝置103。而且，於貫穿孔内之絕緣膜22N(22g)上填充導電性的填充材料11，並配置有已配置於其上的導電層1〇。填充材料11構成閘極電極20Ng。可使用例如金屬鍍敷(例如，銅鍍敷)作為填充材料11。 15 將填充材料11上面與延伸存在於樹脂薄瞑12b上面之絕緣層22N上面設成相同高度以獲得平坦的面，藉此可容易以平坦且均一的厚度來形成配置於此上之導電層1〇。又，本實施樣態之有機半導體部30N ,僅與實施樣態j 之有機半導體部30形狀不同，而可使用相同材料者。 20 接著，一面參照第9圖（a)至第10圖（d)，一面說明本實施樣態之可撓性半導體裝置1〇3之製造方法。又，省略說明與實施樣態1之半導體裝置1〇〇之製造方法同樣之點。步驟1 : 如第9圖（a)所示’於—面以圖案化來形成包含源極電極 31 200913337 20s之導電層10及包含沒極電極l〇d之導電層ι〇，於另一面準備具有導電層10之樹脂薄膜12a與樹脂薄膜12b。樹脂薄膜12a更具有包含汲極電極2〇d之導電層丨〇、以及與另一面之導電層1〇導通的通路14。 5 第9圖（a)之實施樣態中，樹脂薄膜12a為例如兩面形成有銅配線10之兩面可撓性基板16，又，樹脂薄膜12b為增層絕緣層。又’也可於源極電極2〇8及沒極電極2〇d上面施予 Au鍍敷。步驟2 : 10 如第9圖（b)所示，將樹脂薄膜12b接合於兩面可撓性基板16上面（具有源極電極20s及汲極電極2〇d之面）上而形成多層積層基板15。此接合（疊層步驟）可在例如8〇。〇且以 0.5Mpa的壓力下進行2分鐘。又，此疊層步驟時，也可於樹脂薄膜12b上面積層保護膜(例如，厚度18#爪的pet薄膜）。 15 步驟3 : 如第9圖（c)所示，從多層樹脂基板15之樹脂薄膜12b上面朝向下面形成貫穿孔17而使源極電極2〇s及汲極電極20d 之一部分露出。本實施樣態以(：02雷射來形成直徑的貫穿孔17。 20 步驟4 : 如第10圖（a)所示，將包含有機半導體之材料塗佈於貫穿孔17内’而於貫穿孔π内形成層狀的有機半導體部3〇n。本實施樣態中，預先於樹脂薄膜12b上面形成保護膜 (PET薄膜)後，以全面旋轉塗敷方式將以二甲苯溶解之有機 32 200913337 半導體從樹脂薄膜12b上面塗佈於貫穿孔17内，之後，將樹脂薄膜12b上面的保護膜予以剝離，藉此將有機半導體塗佈於貫穿孔17内。接著進行熱處理（例如，以200°C進行30分鐘）而使溶劑 5 蒸發，共將有機半導體結晶化而獲得有機半導體部30N。於步驟4中，使用保護膜(PET薄膜），於填充（塗佈）有機半導體之後剝離此保護膜，僅在貫穿孔17内填充有機半導體，其他不須要的部分不塗佈有機半導體，因此不須型版等。而且可防止不純物附著於填充部（貫穿孔17)以外的部 10 分。步驟5 : 如第10圖（b)所示，有機半導體部30N之上形成包含閘極絕緣膜22g的絕緣層22N。而於樹脂薄膜12b上面及有機半導體部30N之中空部壁面之全面旋轉塗敷環氧樹脂，以80 15 °C乾燥，之後以200°C熱處理而熱硬化結束後形成絕緣膜 22N。步驟6 : 如第10圖（c)所示，於閘極絕緣膜22g上進行全面的銅鍍敷處理，形成用以填充貫穿孔17(半導體部30N之中空部）的 20 填充材料11而獲得閘極電極20Ng後，並於其上更形成導電層10。又，能使用於液狀的樹脂大量添加導電性之金屬填充物之導電性糊來形成填充材料11。例如將於液狀的環氧樹脂混合90重量％程度之直徑l//m的Ag粉所獲得之糊，填充 33 200913337 於貫穿孔17内。卩&使環ι樹脂硬化而能形成平坦化(將填充材料11填滿貫穿孔17的㈣，且將其上面位置作成與延伸存在於樹脂薄膜12a上面之絕緣層22N上面相同位置）的填充材料11。又’可於上述進行全面的銅鑛敷處理時，將要形成在貫穿孔17㈣的銅鍍㈣行至平坦化，藉此形成填充材料 11 〇而不例如，在藉著銅錄來填充貫穿孔17_手法上有通路填充鍍敷法(或填充鍍敷朴祕填充賴法剌用已添加了抑制鍍敷成長之抑制劑與促進錄敷成長之促進劑的硫 fee銅鍍敷冷的方法。抑制劑具有依照物質之擴散法則易吸附於貫牙孔17内部，且不易吸附於基板表面(延伸存在 ;樹月曰薄膜12b上面之絕緣層綱表面，以下稱為「絕緣層 15 20 而能上面」）的特性。利用此性質，將絕緣層22N上面的抑制劑的漢度作成較貫穿孔17_之抑制的濃度還高，優先地將銅析出於貫穿孔17内部。面促進劑在錢敷初期一樣地吸附於貫穿孔17 -〇面及錢層22N上面。之後，當隨著在貫穿孔17 内部的鍍敷成長而使貫穿孔Π之表面積減少而去時，則貫 ^孔17之促進劑濃度變高，其結果貫穿孔Π内部之鍵敷速度較絕緣層22N上面的鍵數速度快。㈣通^ ’抑制劑與促進劑係以因應錢敷條件等之適當的方於相同錢敷浴内。藉著抑制劑與促進劍之雙方的效果，佞言空;^，叉

内部之鍍敷成長速度較絕緣層22N 34 200913337 上面之鍍敫成長速度還快，藉著銅鍍敷而能填充貫穿孔17 而形成填充材料。接著，如第10圖（d)所示，以蝕刻將銅鍍敷所形成之金屬層（銅層）予以圖案化’並形成與閘極電極2〇Ng連接之配 5線層（導電層）1〇及其他配線層10而獲得半導體裝置103。又’半導體裝置103具有多數貫穿孔π的情形下，在步驟3的階段，對於一部分的貫穿孔17以設置遮罩而不形成有機半導體及絕緣層22g的狀態下，以步驟6的銅鍍敷處理，能同時形成電性連接樹脂薄膜12b上面之配線1 〇與下面之 10 配線10的内部通路。實施樣態3 第11圖表示本發明之影像顯示裝置（有機EL顯示裝置）500的部分切除立體圖。影像顯示裝置5〇〇包含有規則性配列多數發光元件80的發光層600、配置多數用以驅動（ON I5 /OFF)前述發光元件之半導體裝置300的驅動電路層700、及藉由資料線9 2與開關線9 4而將電流供給至驅動電路層 700驅動器部800、850。第12圖表示半導體裝置300的剖面圖。半導體裝置300係構成裝置500之一部分的半導體裝 2〇置。具有一個對應影像顯示裝置500之一個像素的有機EL 元件（發光元件）80’係控制此發光元件80之發光的發光元件控制裝置’因此’相當於影像裝置500之影像數之數的半導體裝置300包含於影像裝置500。以下一面參照第12圖而一面說明半導體裝置300。 35 200913337

本實施樣態之半導體元件l〇2A、1㈣形成於有機EL 元件80之下，半導清有機EL元件8〇之上 10 明電極82。而且，等樹脂薄膜)84。

半導體元件102B連接於有機EL元件80。又，〕之上形成有與有機EL元件80電性連接的透反’於其上形成有保護薄膜(例如，PET、PEN 樹月曰薄膜12可形成有由層間連接構件所構成之内部通路55。内部通路55係於貫穿孔17内部不形成有機半導體部 3〇、絕緣層22N及閘極電極22_g，而以金屬層填充貫穿孔 15 17者。可藉著進行適當的遮蔽’並利用與形成半導體元件 1〇2A^_目同的步驟來形成内部通路55。 -第13圖所示之配線92係資料線，雖然未於第12圖中表不，但是與連接於第12圖之半導體元件1〇2八之源極電極池的導電層10電性連接繫著。配線94為選擇線(開關線），與半 20導體元件102A之閘極電極20Mg電性連繫著。以驅動器部8GG、85G控制資料線92與開關線％之電流，而藉著半導體元件腿控制從驅動器電晶體麵流向有機ELS件8G及透明電極82的電流，购料元件嶋發光。即，半導體元件102A可作為控制有機扯元件(發光元 36 200913337 件）80之ON/OFF的開關電晶體使用。依據影像顯示裝置500的構造，電晶體等半導體元件於各像素不僅有兩個（半導體元件102A與半導體元件102B各一個），也有設置三個以上者，本實施樣態之半導體裝置1〇2 5之半導體元件也可設置第三個或其以上之電晶體。又，不限於半導體裝置102，本發明說明書所記栽之本發明之所有的半導體裝置（半導體裝置1〇〇、1〇卜1〇2、1〇3、 200)之其中任一半導體裝置均可作為半導體裝置3〇〇之半導體元件（開關電晶體102A及驅動器電晶體丨〇2B)使用。 10 , 又，本發明之所有的半導體裝置及其半導體元件不限於有機EL顯示器，也可使用於其他影像顯示裝置(例如，液晶顯示裝置）’又，也可使用於電子紙。而且，本發明之所有的半導體裝置及其半導體元件可運用於目前印刷電子運 15用所檢討之各種用途（例如〇rf〜id、記憶體、MPU、太陽電池、感測器等）。又，影像顯示裝置500能使用液晶、電漿發光元件等其他種類之發光元件來取代上述有機EL元件，藉此可作為有機EL顯示裝置以外之例如液晶顯示裝置、電漿顯示裝置等其他種類的影像顯示裝置來使用。 20 以上’係以最佳實施樣態說明了本發明，然而，以上的記述並非限定事項，當然可作各種的改變。例如，上述實施樣態表示了以對應一個零件的形態來製作半導體裝置 100的例子，但是不限於此形態，而可進行以對應多數零件的形態來製作。如此的f作方切使料捲式_ to roll) 37 200913337 製法。又，依據本實施樣態之構造所構成之效果，一旦於將來開發時，以使用假想之高移動度有機半導體材料而可利用作為效果更顯著者，而可獲得更大的技術上的價值。本發明一併以日本國專利申請案之特願2007 — 205203 5 作為基礎申請案主張優先權。專利申請案之特願2007 — 205203作為參考依據並納入本發明說明書。產業上的可利用性依據本發明，以利用了層間連接構造之簡便的構造而能提供積體密度優異的半導體裝置。 10 【圖式簡單説明】第1圖係模式化表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 200之構造的剖面圖。第2圖係模式化表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 100之構造的剖面圖。 15 第3圖表示源極電極與汲極電極之配置之變形例的上面圖。第4圖係模式化表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 101之構造的剖面圖。第5圖（a)〜（c)表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 20 100之製造方法的剖面圖。第6圖（a)〜（d)表示本發明之實施樣態1之半導體裝置 100之製造方法的剖面圖。第7圖係模式化表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 102之構造的剖面圖。 38 200913337 第8圖係模式化表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 103之構造的剖面圖。第9圖⑻〜⑷表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 103之製造方法的剖面圖。 5 第10圖（a)〜（d)表示本發明之實施樣態2之半導體裝置 103之製造方法的剖面圖。第11圖係模式化表示本發明之實施樣態3之影像顯示裝置500的立體圖。第12圖係模式化表示本發明之實施樣態3之半導體裝 10 置300之構造的剖面圖。第13圖表示半導體裝置300之等效電路。第14圖係模式化表示習知之半導體裝置1000之構造的剖面圖。【主要元件符號說明】 10…導電層 12、12a、12b".樹脂薄膜 13…通路孔(貫穿孔） 14…層間連接構件(通路） 15…多層樹脂基板(多層配線基板） 16···兩面可撓性基板 17…貫穿孔 17a···貫穿孔之内壁 20s、20Ms…源極電極 20d、20Md…汲極電極 20g…20Mg、20Ng…閘極電極 22、22g、22M、22N…絕緣層(閘極絕緣膜） 30、30M、30N…有機半導體部 35…間隙 55…内部通路 80…發光元件有機EL元件 39 200913337 82…透明電極 120d…没極電極 84·.·保護薄膜 120s···源極電極 86··.補強薄膜 130…有機半導體層 92…資料線 140…絕緣膜 94…選擇線 150…配線層 100'101'102'103'200'300··· 150g…閘極電極半導體裝置 500···影像顯示裝置 102A…開關電晶體 800、850···影像顯示裝置 102B…驅動器電晶體 1000…半導體裝置 110…樹脂基板 120..·配線層 40

Claims

200913337 十、申請專利範圍： 1. 一種半導體裝置，包含有：樹脂薄膜，係形成有從一面貫穿至另一面之貫穿孔者； 5 有機半導體，係配置於前述貫穿孔之内部者；絕緣膜，係覆蓋前述有機半導體之一端部者；閘極電極，係覆蓋前述絕緣膜者；源極電極，係電性連接於前述有機半導體之另一端部者；及 10 汲極電極，係電性連接於前述有機半導體之另一端部者。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含有接合於前述樹脂薄膜之另一面的第2樹脂薄膜。 3. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中前述第2樹脂 15 薄膜形成有由第2貫穿孔與形成在該第2貫穿孔之導電性組成物所構成的通路。 4. 如申請專利範圍第2或3項之半導體裝置，其中藉前述源極電極、前述汲極電極、前述絕緣層與前述第2樹脂薄膜密封前述有機半導體。 20 5.如申請專利範圍第1至4項中任一項之半導體裝置，其中前述源極電極與前述汲極電極具有梳子形狀，且對向分開配置成相互11齒合。 6.如申請專利範圍第1至5項中任一項之半導體裝置，其中前述絕緣層位於貫穿孔内部。。 41 200913337 7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體裝置，其中前述有機半導體沿著前述貫穿孔之壁面形成，且具有中空部。 8. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中前述有機半導 5 體之前述中空部填充有前述閘極電極。 9. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置，其中前述絕緣膜延伸至前述樹脂薄膜之一面上。 10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之半導體裝置，其中前述有機半導體由高分子有機半導體所構成。 1〇 11.如申請專利範圍第1至9項中任一項之半導體裝置，其中前述有機半導體由低分子有機半導體所構成。 12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之半導體裝置，其中前述樹脂薄膜係選自於由聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚2,6萘二甲酸乙二酯樹脂及芳香族聚醯胺樹脂所構成 15 之群之任一者。 13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之半導體裝置，其中前述源極電極及前述汲極電極係貴金屬。 14. 一種影像顯示裝置，包含有：顯示部，係配列有發光元件者；及 20 驅動電路層，係驅動使用於該顯示部之前述發光元件者，且前述驅動電路層包含有申請專利範圍第1至13項中任一項之半導體裝置。 15. 如申請專利範圍第14項之影像顯示裝置，係將申請專利 42 200913337 範圍第1至13項中任一項之半導體裝置之半導體元件作為導通(ON)/斷開（OFF)之開關電晶體使用者。 16.如申請專利範圍第14或15項之影像顯示裝置，係將申請專利範圍第1至13項中任一項之半導體裝置之半導體元 5 件作為驅動前述發光元件之發光的驅動器電晶體使用者。 17·如申請專利範圍第14至16項中任一項之影像顯示裝置，其中前述發光元件係有機電場發光發光元件。 18. —種半導體裝置之製造方法，包含以下步驟： 10 (1)於樹脂薄膜之一面形成源極電極與汲極電極，且從前述樹脂薄膜之另一面朝向一面形成該源極電極與汲極電極位於底面之貫穿孔； (2)將有機半導體形成於前述貫穿孔内，使一端部接觸前述源極電極與汲極電極； 15 (3)形成覆蓋前述有機半導體之另一端部且至少其一部分具有作為閘極絕緣膜機能之絕緣層；及 (4)形成覆蓋具有作為前述絕緣層之閘極絕緣膜機能部分之閘極電極。 19. 如申請專利範圍第18項之半導體裝置之製造方法，其中 20 前述步驟（1)包含將前述樹脂薄膜之一面配置於配置有源極電極與汲極電極之第2樹脂薄膜之面上的步驟。 20. 如申請專利範圍第19項之半導體裝置之製造方法，其中前述第2樹脂薄膜包含有配置於另一面之配線層、及使該配線層與前述源極電極或前述汲極電極導通的通路。 43 200913337 21. 如申請專利範圍第18至20項中任一項之半導體裝置之製造方法，其中前述有機半導體具有中空部，且形成在前述貫穿孔之壁面。 22. 如申請專利範圍第21項之半導體裝置之製造方法，係依 5 序形成前述絕緣層與前述閘極電極，以填充前述中空部。 23. 如申請專利範圍第22項之半導體裝置之製造方法，係將前述絕緣層形成為延伸至前述樹脂薄膜之另一面上。 44