CN1312590A - 半导体器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供利用塑料支撑件(包括塑料膜和塑料基板)制造高性能电器件的技术。本发明的特征在于,在具有比塑料和两者间的底层膜更好的耐热性带有分离层的基板上,形成了发光器件需要的元件后,利用室温下的工艺,从具有更好耐热性的基板上将元件和底层膜转移到其上具有塑料滤色器的支撑件上。利用粘附层,将滤色器附着到元件的底层膜上。

Description

半导体器件及其制造方法
本发明涉及一种半导体器件及其制造方法，所说半导体器件包括具有发光材料夹在两电极间的元件(此后称为发光元件)的器件(此后称为发光器件)，或具有液晶夹在两电极间的元件(此后称作液晶元件)的器件(此后称为液晶显示器件或液晶组件)。例如，本发明涉及一种以液晶显示器件和发光器件为代表的电器件，及具有安装于其上作为元件的此类电器件(电子器件)的电子设备(电子装置)。
应注意，关于这里所用的术语“半导体器件”是指可利用半导电特性工作的任何器件，包括电器件、半导体电路和电子设备。
最近，人们的注意力集中到利用形成于具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚几到几百纳米)的薄膜晶体管(此后称作TFT)。薄膜晶体管已广泛应用于如IC和电器件等电子器件。具体说，为了实际应用，人们正积极地开发用作液晶显示器件和发光器件的开关元件的薄膜晶体管。
另外，近年来重量较轻的趋势促使人们致力于在柔性塑料薄膜上形成发光元件或TFT。然而，目前的情况是仍然未制造出与形成于玻璃基板上的元件相比令人满意的TFT。
采用使用电致发光材料(此后称为EL材料)的发光元件(此后称为EL元件)的发光器件(也叫作发光二极管或电致发光(EL)器件，此后称为EL显示器件或EL组件)有所发展。EL显示器件构成为包括EL材料夹在阳极和阴极间的EL元件。通过在阳极和阴极间加电压，可以使电流通过EL材料，使载流子复合，并发光。由于EL显示器件中的发光元件自身具有以此方式发光的能力，所以不需要液晶显示器件中所用的背光。此外，EL显示器件具有很宽的视角，重量轻，并具有低功耗。
使EL显示器件能够进行彩色显示的方法有：发射红、绿和蓝光的EL元件按矩阵形式排列的方法；发射白光的EL元件与滤色器一起使用的方法。
在采用发射红、绿和蓝光的EL元件的EL显示器件中，由于采用不同EL材料形成发射各色光的EL元件，元件特性各不相同，难以实现均匀的显示。
在发射白光的EL元件与滤色器一起使用的彩色EL显示器件中，在对应于各象素的位置处形成R(红)、G(绿)和B(蓝)滤色器，从而改变将从各象素取出的光的颜色。应注意，对应于各象素的位置是指与象素电极对准的位置。除对应于象素的间隙的位置外，滤色器具有所提供的R(红)、G(绿)和B(蓝)着色层和颜色屏蔽掩模。通过使光透过滤色器，可以取出红、绿和蓝光。滤色器的光屏蔽掩模一般包括含黑染料的金属膜或有机膜。
在液晶显示器件中，采用非晶硅或多晶硅半导体的TFT按矩阵形式排列。液晶材料夹在元件基板和相对基板间，所说元件基板上形成有象素电极、源线和与各TFT相连的栅线，相对基板上具有设置成面对元件基板的对电极。用于彩色显示器的滤色器形成于相对基板上。原则上说，这种液晶显示器件与上述采用滤色器的EL显示器件类似。而且，在元件基板和相对元件的每一个上设置有作为光栏的偏振板，以显示图像。
另外，采用金属膜作光屏蔽掩模的液晶器件具有由于形成于金属膜和其它布线间的寄生电容而容易发生信号延迟的问题。采用有机膜绝缘光屏蔽掩模与其它布线的液晶显示器件具有制造工艺步骤数增加的问题。
本发明的目的是提供一种采用塑料支撑件(包括塑料膜和塑料基板)制造高性能电器件的技术。
本发明的特征在于，在与塑料相比具有较好耐热性的基板(玻璃基板、石英基板、硅基板、金属基板或陶瓷基板)上形成了必要的元件后，通过室温下的处理将各元件转移到塑料支撑件上。
应注意，在有源矩阵电器件的情况下，上述必要元件是指用作象素的开关元件的半导体元件(一般为TFT)、MIM元件和发光元件。
关于塑料支撑件，可以用PES(聚乙烯亚硫酸酯)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或PEN(聚乙烯萘酸酯(polyethylene naphthalate))。
根据本发明的一个方面，一种包括基板上的粘附层、粘附层上的绝缘膜和绝缘膜上的发光元件的半导体器件，其特征在于，从发光元件发射的光通过基板发射。
在这种半导体器件中，基板是包括有机材料的塑料基板。另外，半导体器件还包括绝缘膜上的驱动电路，发光元件和驱动电路包括TFT。
另外，这种半导体器件中，滤色器设置在基板上与发光元件对准的位置。应注意，这里的滤色器是指一种构图的着色层(单色)。另外，该半导体器件的特征在于，所说绝缘膜覆盖滤色器，并被平面化。而且，该半导体器件的特征还在于，滤色器中的红色滤色器设置在至少与TFT的沟道形成区对准的位置处。
另外，该半导体器件中，固定基板设置在发光元件上，使之面对该基板。
根据本发明的另一方面，一种半导体器件，具有包括有机材料和设置于其上的TFT的第一基板、第二基板和保持在第一和第二基板间的液晶材料，其特征在于，滤色器设置在第一基板和TFT之间。
该半导体器件中，包括有机材料的第一基板是塑料基板。另外，该半导体器件的特征在于，还包括覆盖滤色器并被平面化的绝缘膜。另外，半导体器件的特征在于，滤色器设置在至少与TFT的沟道形成区对准的位置。另外，半导体器件的特征在于，还包括与所说滤色器一起的黑掩模。
根据本发明再一方案，一种制造半导体器件的方法包括以下步骤：在第一基板上形成分离层；在分离层上形成绝缘膜；在绝缘膜上形成发光元件；利用第一粘附层，将固定基板附着到发光元件上；通过将分离层暴露于含卤素的氟化物的气体中，去掉分离层，从而分离第一基板；利用第二粘附层将第二基板附着到所说绝缘膜上，其特征在于，第二基板具有设于其上的滤色器。
制造半导体器件的方法的特征在于，第二基板是塑料基板。另外，该方法的特征在于分离层是包括硅的膜。
另外，该方法的特征在于，从第二基板侧看时，滤色器与有源层对准。另外，该方法的特征在于，与有源层对准的滤色器是红色滤色器。
根据本发明再一方案，一种制造半导体器件的方法包括以下步骤：在第一基板上形成分离层；在分离层上形成绝缘膜；在绝缘膜上形成有源层、栅绝缘膜和栅极；形成第一层间绝缘膜，覆盖栅极；在第一层间绝缘膜上形成布线和象素电极；利用密封剂，将其上具有相对电极的固定基板附着到第一基板上；在象素电极和对电极之间注入液晶；通过将分离层暴露于含卤素的氟化物的气体中，去掉分离层，从而分离第一基板；利用粘附层将第二基板附着到所说绝缘膜上，其特征在于，第二基板具有设于其上的滤色器。
另外，该方法的特征在于，从第二基板侧看时，滤色器与有源层对准。另外，该方法的特征在于，与有源层对准的滤色器是红色滤色器。
该方法的特征在于，第二基板是塑料基板。另外，该方法的特征在于固定基板是透光基板。
另外，该方法的特征在于，分离层是包括硅的膜。
去除分离层从而分离第一基板的步骤可以利用常规方法实施，例如，可以用硅作分离层，并可以通过辐射激光束实施分离。
各附图中：
图1展示了根据本发明的EL显示器件；
图2展示了各象素中光发射的方向；
图3是根据本发明的EL显示器件的平面图；
图4展示了实施例1的EL显示器件的制造工艺；
图5展示了实施例1的EL显示器件的制造工艺；
图6展示了实施例1的EL显示器件的制造工艺；
图7展示了实施例1的EL显示器件的制造工艺；
图8展示了实施例2的EL显示器件的制造工艺；
图9展示了实施例2的EL显示器件的制造工艺；
图10展示了根据本发明的EL显示器件的端子部分；
图11展示了根据本发明的EL显示器件的外观；
图12是有源矩阵液晶显示器件的结构剖面图；
图13是所说液晶显示器件的象素部分的结构剖面图；
图14展示了滤色器的象素排列的一个例子；
图15展示了滤色器的象素排列的另一个例子；
图16展示了根据本发明的显示器件的制造工艺；
图17展示了根据本发明的显示器件的制造工艺；
图18展示了根据本发明的显示器件的制造工艺；
图19示出了根据本发明的有源矩阵型液晶显示器件的外观；
图20展示了关于非单晶硅膜的吸收比；
图21展示了各种电子设备的例子；及
图22展示了各种电子设备的另外一些例子。
下面介绍根据本发明的实施模式
(实施模式1)
图1示出了根据本发明的EL显示器件。
底层膜12利用第二粘附层58附着在塑料基板(第二基板)11上。构成象素部分的开关TFT201和电流控制TFT202，及构成驱动电路的P沟道TFT205和n沟道TFT204提供在底层膜12上。应注意，各TFT包括各TFT的有源层(包括沟道形成区17a,17b、29,38和42，源区13,26,35和40，漏区14,27,36和41,LDD区15a,15b,15c,15d和37)，覆盖有源层的栅绝缘膜18，通过栅绝缘膜与沟道形成区对准的栅极19a,19b,30,39和43；覆盖栅极的第一层间绝缘膜20，位于第一层间绝缘膜20上，并到达有源层的源布线21,31,44和45及漏布线22,32和46，覆盖源布线和漏布线的第一钝化膜47，覆盖第一钝化膜47的第二层间绝缘膜48。应注意，在控制电流的TFT202中，象素电极(阳极)49位于第二层间绝缘膜48上，并到达漏布线32,EL层51位于象素电极49上，阴极52位于EL层51上，保护电极53位于阴极52上。
另外，提供第一粘附层55，以便将覆盖保护电极53的第二钝化膜54附着到固定基板56上。固定基板56用于在各部件从所说基板上分离时固定各部件，可以是玻璃基板，石英基板，陶瓷基板，硅基板或塑料基板。
图1所示的EL显示器件的光发射为图1中的箭头所示方向。所发光穿过滤色器57和第二基板11发射。
本发明的一个特征是滤色器57设置在第二基板11的附着表面侧。另外，如图3所示，本发明的另一特征在于，滤色器57设置在第二基板11上，作为驱动电路部分(栅线侧驱动电路303和源线侧驱动电路304)和象素部分302的TFT元件的光屏蔽膜。另外，图2示出了分别对应于象素部分(R)301、象素部分(G)302和象素部分(B)303的滤色器304-308的排列方式的例子。具体说，在各滤色器用作光屏蔽膜时，由于穿过的光的波长短，几乎不影响非单晶硅膜，所以红色滤色器是有效的。作为参考，图20示出了相对于55纳米厚的非单晶硅膜的吸收比与辐射光的波长间的关系。
根据本发明，为了保护器件不因为光而退化，在TFT的栅极下即沟道形成区之下形成滤色器(R)。
另外，相对于滤色器的设置，可以采用作为最简单方式的条形图形、倾斜镶嵌图案设置、三角形镶嵌图案设置、RGBG四象素设置、RGBW四象素设置等。
注意，可以形成保护绝缘膜，以保护塑料基板上的滤色器。保护绝缘膜在防止由于滤色器中所含杂质的污染方面起着重要作用。通过形成保护绝缘膜，可以保护易于退化的滤色器。此外，可以改善热阻。另外，可以形成用于平面化并覆盖滤色器的绝缘膜。此外，可与滤色器一起形成黑底。
根据本发明，制造半导体器件的方法的特征在于，TFT元件形成于包括硅膜(包括硅锗膜)的分离层(厚100-500纳米)，在最后工艺中，利用含卤素的氟化物的气体去除分离层。结果，各元件从基板上分离，从而以后可以将各元件附着于塑料基板上。由于用卤素的氟化物的硅膜的腐蚀容易在室温下进行，所以甚至在具有低热阻的发光元件形成后，也可以没有问题地进行腐蚀。
卤素的氟化物是表示为XFn的材料(X是除氟外的卤素，n是整数)，包括氯的氟化物(ClF)、氯的三氟化物(ClF3)、溴的氟化物(BrF)、溴的三氟化物(BrF3)、碘的氟化物(IF)、和碘的三氟化物(IF3)。硅膜可以是结晶硅膜或非晶硅膜。由于硅膜和硅氧化膜间卤素的氟化物的选择比大，所以可以选择性腐蚀硅。
应注意，尽管如上所述可以通过将硅膜暴露于卤素的氟化物中，简单地腐蚀硅膜，但如果处于等离子状态，本发明也可以采用其它氟化物(四氟化碳(CF4)或三氟化氮)。
另外，TFT元件可以通过在TFT元件上施加物理作用(光、热等)、化学作用(与化学试剂反应等)或机械作用(张力、振动等)或这些作用的组合作用分离。
于是便可以提供具有在塑料基板上的满意特性的TFT，并使EL显示器件重量轻。另外，组装变得更容易。
(实施模式2)
图12示出了根据本发明的液晶显示器件。
滤色器1106设置在第二基板(塑料基板)1108上。滤色器1106利用第一粘附层1107附着到TFT元件的下层膜。应注意，在红、蓝和绿象素中，这里示出了红色象素部分。另外，对电极1002和取向层1003设置在固定基板1001上。应注意，固定基板是透光基板。TFT元件利用未示出的密封剂附着到固定基板上。液晶1004夹在象素部分的象素电极和相对基板1002之间。
图12中，主要的特征点是各基板以内部设有滤色器的表面彼此附着在一起。另外，滤色器如图14或15那样排列。在以此方式设置滤色器作为驱动电路和象素部分中TFT元件的光屏蔽膜时，由于透过的光的波长短，且对非单晶硅膜几乎没有影响，所以红色滤色器是有效的。另外，由于由滤色器构成的光屏蔽膜与TFT的半导体膜间的距离短，所以可以进行有效地光屏蔽。
于是便可以提供具有在塑料基板上的满意特性的TFT，并使EL显示器件重量轻。另外，组装变得更容易。
下面结合实施例进一步骤详细介绍上述构成的本发明。
(实施例1)
下面结合图4-7介绍根据本发明的实施例。这里，介绍一种同时在第一基板500形成象素部分的TFT和设置在象素部分外围上的驱动电路部分的TFT的方法。应注意，为简单起见，关于驱动电路，示出了作为基本单元的CMOS电路。
图4A中，包括厚100-500nm(本实施例中为300nm)的非晶硅膜的分离501a形成于其上将形成元件的基板500上(此后称之为元件形成基板)。尽管本实施例中采用玻璃基板作元件形成基板(第一基板)500，但也可以采用石英基板、硅基板、金属基板或陶瓷基板。应注意，具有形成于其上作为一个整体的半导体元件或发光元件的基板，本申请中称为元件形成基板。
分离层501a可由低压热CVD、等离子体CVD、溅射或淀积等形成。包括厚200nm的氧化硅膜的绝缘膜501b形成于分离层501a上。绝缘膜501b由低压热CVD、等离子体CVD、溅射或淀积法形成。
然后，利用已知膜形成方法，在绝缘膜501b上形成厚50nm的非晶硅膜502。应注意，该膜不限于非晶硅膜，可以是包括非晶结构的半导体膜(包括微晶半导体膜)。另外，该膜可以是包括例如非晶硅锗膜等非晶结构的化合物半导体膜。
此时至图4C所示的工艺步骤完全与本申请人申请的日本专利申请公开号平10-247735中所公开的相同。日本专利申请公开号平10-247735公开了关于利用作为催化剂的Ni等元素结晶半导体膜的方法的技术。
首先，形成具有开口503a和503b的保护膜504。在本实施例中，采用厚150nm的氧化硅膜。然后，利用旋涂法，在保护膜504上形成含镍(Ni)的层505(含镍层505)。参见关于形成含Ni层505的上述公开申请。
然后，如图4B所示，在570℃，在惰性气体气氛中，热处理14小时，使非晶硅膜502结晶。这里利用作为起始点的Ni(此后称为Ni掺杂区)接触的区506a和506b，结晶基本上平行于基板，形成具有排列成行的棒状晶体的结晶结构的多晶硅膜507。
然后，如图4C所示，在用保护膜505作掩模的情况下，属于XV族的元素(较好是磷)掺入Ni掺杂区506a和506b。以此方式，形成重掺杂有磷的区508a和508b(此后称为磷掺杂区)。
然后，如图4C所示，在600℃，在惰性气体气氛中，进行12小时热处理。这种热处理使存在于多晶硅膜507中的Ni移动，最后几乎所有的Ni都被俘获在磷参杂区508a和508b，如箭头所示。可以认为这是由于磷对金属元素(本实施例中的Ni)的吸杂效应造成的现象。
该工艺将保留在多晶硅膜509中的Ni浓度降低到至少2×1017原子/cm3，这是利用SIMS(二次离子质谱仪)的测量值。降低到这种程度的Ni不会对TFT特性有不良影响。另外，由于该浓度几乎是目前利用SIMS的测量极限，所以可以认为实际值更低(2×1017原子/cm3以下)。
以此方式，获得利用催化剂结晶的多晶硅膜509，然后催化剂的浓度降低到不影响TFT工作的水平。此后，通过构图，形成仅利用多晶硅膜509构成的有源层510-513。应注意，这里在以后构图中对准掩模的标记较好是利用该多晶硅膜形成(图4D)。
然后，利用等离子体CVD(化学汽相沉积)形成厚50nm的氮氧化硅膜。然后，在950℃，在氧化气氛中，热处理1小时，实施热氧化工艺。应注意，氧化气氛可以是氧气氛或加入了卤素的氧气氛。
在该热氧化工艺中，在有源层和氮氧化硅的界面发生氧化。厚约15nm的多晶硅膜被氧化，形成约30nm厚的氧化硅膜。因此，厚30nm的氧化硅膜和厚50nm的氮氧化硅膜层叠，形成厚80nm的栅绝缘膜514。有源层510-513的厚度由于热氧化工艺而变成30nm(图4E)。
然后，如图5A所示，形成抗蚀掩模515a和515b，并通过栅绝缘膜514掺杂P型杂质元素(此后称之为P型杂质元素)。关于P型杂质元素，代表性的有属于ⅩⅢ族的元素，一般可以采用硼或锗。该工艺(此后称为沟道掺杂工艺)是控制TFT的阈值电压的工艺。
应注意，在本实施例中，通过利用非质量分离激活的乙硼烷(B2H6)等离子体进行离子掺杂，从而掺杂硼。自然，也可以采用利用质量分离的离子注入。利用该工艺，可以形成含浓度为1×1015-1×1018原子/cm3(一般为5×1016-5×1018原子/cm3)的硼的杂质区516-517。
然后，如图5B所示，形成抗蚀掩模519a和519b，通过栅绝缘膜514掺杂n型杂质元素(此后称这n型杂质元素)。关于n型杂质元素，代表性的是属于ⅩⅤ族的元素，一般采用磷或砷。应注意，本实施例中，通过利用非质量分离激活的磷化氢(PH3)等离子体进行离子掺杂，从而掺杂磷。自然，也可以采用利用质量分离的离子注入。
剂量控制为在利用该工艺形成的n型杂质区520中，含有浓度为2×1016-5×1019原子/cm3(一般为5×1017-5×1018原子/cm3)n型杂质。
然后，如图5C所示，激活掺杂的n型杂质元素和P型杂质元素。尽管对激活方法没有限制，但由于提供了栅绝缘膜514，较好是利用电加热炉的炉退火工艺。另外，由于图5A所示工艺会对有源层和栅绝缘膜间的界面产生损伤，这些部分将变成沟道形区，所以较好是在尽可能高的温度下进行热处理。
在本实施例中，由于采用耐热结晶玻璃，所以通过在800℃下进行1小时炉退火实施激活工艺。应注意，可以在氧化气氛中进行热氧化，或在惰性气氛中进行热处理。
该工艺会使n型杂质区520的端部，即n型杂质区520和n型杂质区520周围存在的区之间，没有掺杂于其中的n型杂质元素(图5A所示工艺形成的P型杂质区)的界面部分(结合部分)很清楚。这意味着，在以后TFT完成时，LDD区和沟道形成区可以形成非常令人满意地结合部分。
然后，形成厚200-400nm的导电膜，并构图形成栅极521-524。应注意，尽管栅极可由单层导电膜形成，但它们较好形成为两层、三层等的层叠膜，根据情况而定。关于栅极的材料，可以采用已知的导电膜。
更具体说，可以采用包括选自钽(Ta)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、导电硅(Si)的元素、它们的氮化物(代表性是的氮化钽膜、氮化钨膜或氮化钛膜)的膜，包括它们的合金的膜(代表性的有Mo-W合金或Mo-Ta合金)或它们的硅化物(代表性的有硅化钨膜或硅化钛膜)的膜。自然，可以采用单层，也可以采用多个叠层。
在本实施例中，采用包括厚50nm的氮化钨(WN)和厚350nm的钨(W)膜的层叠膜，该层叠膜可以利用溅射形成。通过加入例如Xe或Ne等惰性气体作为溅射气体，可以防止由于应力造成的剥离。
另外，这里形成栅极522通过栅绝缘膜514与n型杂质区520的部分重叠。重叠部分后来将变成与栅极对准的LDD区。应注意，尽管栅极523a和523b在剖面图中显示为彼此分开，而实际它们是彼此电连接的。
然后，如图6A所示，利用栅极521-524作掩模，以自对准方式，掺杂n型杂质元素(本实施例中为磷)。控制剂量，以便在以此方式形成的杂质区525-523中，以与n型杂质区520相同的浓度掺杂磷。更具体说，浓度较好是1×1016-5×1018原子/cm3(一般为3×1017-3×1018原子/cm3)。
然后，如图6B所示，形成抗蚀掩模533a-533d，以便覆盖栅极等，并掺杂n型杂质元素(本实施例为磷)，从而利用重掺杂的磷形成杂质区534-538。这里也进行利用磷化氢(PH3)的离子掺杂，剂量控制为使这些区的磷浓度为1×1020-1×1021原子/cm3(一般为2×1020-5×1021原子/cm3。
这些工艺构成n沟道TFT的源区或漏区。在开关TFT的情况下，留下图6A所示工艺形成的n型杂质区528-530的部分。留下的区域对应于图1所示开关TFT的LDD区15a-15d。
然后，如图6C所示，去除抗蚀掩模533a-533d，新形成抗蚀掩模539。然后，掺杂P型杂质元素(本实施例中为硼)，用重掺杂的硼形成杂质区540-543。这里，利用乙硼烷(B2H6)进行离子掺杂，从而掺杂硼，使硼浓度为3×1020-3×1021原子/cm3(一般为5×1020-1×1021原子/cm3。
应注意，在以1×1020-1×1021原子/cm3的浓度，在杂质区540-543中掺杂了磷时，这里掺杂的硼浓度至少是磷的三倍以上。因此，先前形成的n型杂质区完全转变成P型，作为P型杂质区。
然后，如图6D所示，去除了抗蚀掩模539后，形成第一层间绝缘膜544。关于第一层间绝缘膜544，可以采用含硅的单层绝缘膜或作为这些层的组合的层叠膜。膜厚度可以是400nm-1.5微米。在本实施例中，第一层间绝缘膜构成为厚200nm的氮氧化硅膜与叠于其上的厚800nm的氧化硅膜层。
此后，激活以各浓度掺杂的N和P型杂质元素。关于激活方法，较好是炉退火。在本实施例中，利用电加热炉，在550℃，在氮气氛中进行4小时热处理。
另外，在300-450℃，在含3-100％氢的气氛中，进行热处理12小时，从而进行氢化处理。该工艺利用热激发的氢终止半导体膜的未成对悬挂键。关于另一氢化方法，可以进行等离子体氢化(利用等离子体激发的氢)。
应注意，在形成第一层间绝缘膜544期间，可以进行氢化处理。即，在形成厚200nm的氮氧化硅膜后，可以进行氢化处理，然后可以形成厚800nm的其余氧化硅膜。
然后，如图7A所示，在第一层间绝缘膜544中形成接触孔，形成源布线545-548和漏布线549-551。此外，为有效去除分离层，在一个象素的某些位置形成到达分离层510a的接触孔。另外，尽管图中未示出，但为连接外部布线，在端子部分形成到达分离层501a的接触孔，从而形成用于连接到源布线或漏布线的布线。另外，依次腐蚀第一层间绝缘膜544、栅绝缘膜514、和底层膜501b，形成到达分离层501a的接触孔。应注意，本实施例中，各电极是具有三层结构的层叠膜，其中通过溅射连续形成厚100nm的Ti膜、厚300nm的含Ti铝膜和厚150nm的Ti膜。自然，也可以采用其它导电膜。
然后，形成厚50-500nm(一般为200-300nm)的第一钝化膜552。本实施例中，采用厚300nm的氮氧化硅膜作第一钝化膜552。也可以用氮化硅膜代替氮氧化硅膜。
这里，有效的是，在形成氮氧化硅膜之前，利用含氢气体，例如H2、NH3等，进行等离子体处理。通过对第一层间绝缘膜544供应利用该预处理激发的氢，并进行热处理，提高第一钝化膜552的质量。同时，第一层间绝缘膜544中掺杂氢扩散到下层侧，于是可以有效地氢化有源层。
然后，如图7B所示，形成包括有机树脂的第二层间绝缘膜553。关于有机树脂，可以采用聚酰亚胺、丙烯酸、BCB(苯并环丁烯)等。具体说，由于需要第二层间绝缘膜553平面化TFT造成的不平整，较好是采用具有优异平坦性的丙烯酸膜。在本实施例中，形成厚2.5微米的丙烯酸膜。
然后，在第二层间绝缘膜553和第一钝化膜552中，形成到达漏布线551的接触孔，从而形成象素电极(阳极)554。在本实施例中，形成厚110nm的氧化铟锡(ITO)膜，并图形化形成象素电极。或者，可以采用混合氧化铟与2-20％的氧化锌(ZnO)形成的透明导电膜。象素电极将变成EL元件的阳极。
然后，形成厚500nm的含硅绝缘膜(本实施例中为氧化硅膜)，从而形成第三层间绝缘膜555，该膜带有在对应于象素电极554的位置形成的开口。在形成开口时，利用湿法腐蚀，可以使侧壁容易成锥形。如果不能使开口的侧壁相当平缓，由于不平造成的EL层的退化问题将变得突出。
然后，在不释放到大气的条件下，利用真空蒸发连续形成EL层556和阴极(MgAg)557。应注意，EL层556的厚度可以是80-200nm(一般为100-120nm)，阴极557的厚度可以是180-300nm(一般为200-250nm)。
在该工艺中，相对于对应于红、绿、和蓝的每个象素，依次形成EL层和阴极。应注意，由于EL层不耐溶液，所以EL层必须相对于每个颜色不利用光刻法分别形成。因此，较好是采用金属掩模，掩蔽不必要的部分，EL层和阴极只选择性形成的必要的部分。
即，首先，设定用于掩蔽除对应于红色的象素外的任何部分的掩模，并利用该掩模，选择性形成发射红光的EL层和阴极。然后，设定用于掩蔽除对应于绿色的象素外的任何部分的掩模，并利用该掩模，选择性形成发射绿光的EL层和阴极。然后，类似地设定用于掩蔽除对应于蓝色的象素外的任何部分的掩模，并利用该掩模，选择性形成发射蓝光的EL层和阴极。应注意，尽管这里介绍了要采用的三种不同掩模，但可以重复采用相同掩模。另外，较好是在不破坏真空的条件下，进行处理，直到对所有象素形成了EL层和阴极。
应注意，关于EL层556，可以采用已知材料。考虑到驱动电压，较好是采用例如有机材料等已知材料。例如，由空穴注入层、空穴输运层、发光层和电子注入层构成的四层结构可以作为EL层。另外，尽管本实施例中用MgAg电极作EL元件的阴极，但可以包括其它已知材料。
应注意，在形成绿光发射层时，采用Alq3(三-(8-羟基喹啉)铝配合物)作发光层的母体材料，掺杂喹吖啶或香豆素作掺杂剂。在形成红光发射层时，用Alq3作光发射层的母体材料，掺入DCJT、DCM或DCM2作掺杂剂。在形成蓝光发射层时，采用BAlq3(具有五个配位体的配合物，具有2-甲基-8-羟基喹啉和苯酚衍生物的混合配位体配合物)作为发光层的母体利料，掺杂茈作掺杂剂。
自然，材料不限于上述有机材料，也可以采用已知的低分子量有机EL材料、聚合有机EL材料和无机EL材料。在采用聚合有机EL材料时，可用于形成EL层。另外，关于EL层，可以采用包括通过零自旋能级激发发光(荧光)的发光材料(零自旋能级化合物)的薄膜，或包括通过三重态激发发光(磷光)的发光材料(三重态化合物)。
另外，关于保护电极558，可以采用其主要成分是铝的导电膜。保护电极558可通过利用不同于形成EL层和阴极时所用的掩模真空蒸发形成。另外，在不释放到大气压的情况下保护电极558较好是在EL层和阴极形成后连续形成。
最后，形成厚300nm的包括氮化硅膜的第二钝化膜559。尽管实际上保护电极558充当保护EL层不受湿汽等的影响的角色，但由于另外形成第二钝化膜559，可以进一步增强EL元件的可靠性。
以此方式，便在第一基板500上完成了如图7C所示的构成的有源矩阵EL显示器件。应注意，实际上，完成了图7C所示结构后，较好是利用如气密保护膜(层叠膜，可紫外线固化的树脂膜等)等包装材料封装，或密封件可由陶瓷构成。此时，通过使包装材料内部为惰性气氛，或通过在包装材料内设置吸湿剂(例如氧化钡)，可以增强EL层的可靠性(寿命)。
(实施例2)
在本例中，将结合图8和9，介绍在例1的工艺后，把根据实施例1在第一基板上形成的TFT和EL元件移到塑料基板上的工艺。
首先，根据实施例1，得到图7C所示结构。注意，在本实施例中，由于采用滤色器，所以使用设有发光白光的有机EL层的EL元件。更具体说，关于发光层，可以采用日本专利申请公开平8-96959或平9-63770中所公开的材料。在本实施例中，关于发光层，使用1,2-二氯甲烷与PVK(聚乙烯咔唑)、Bu-PBD(2-4’-叔-丁基苯基)-5-(4”-二苯基)-1,3,4-恶二唑)、香豆素6、DCMl(4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-p-二甲基氨基肉桂基-4H-吡喃)、TPB(四苯基丁二烯)及这里所公开的尼罗红。
注意，图8A对应于图7C。图7C中的第一基板500和分离层501a分别对应于第一基板600和分离层601。注意，图8A还示出了例1中未示出的端子部分。形成与源布线或漏布线连接的端子部分布线，使之与分离层601接触。
然后，如图83所示，利用第一粘附层603附着用于固定元件的基板(此后称之为固定基板)602。本实施例中，尽管用柔性塑料膜作固定基板602，但也可以采用玻璃基板、石英基板、塑料基板、硅基板或陶瓷基板。另外，在以后去除分离层601时，需用具有令人满意的选择率的材料作第一粘附层603。
一般可以用包括树脂在内的绝缘膜作第一粘附层603。尽管本实施例中采用聚酰亚胺，但也可以采用丙烯酸、聚酰胺或环氧树脂。注意，在从EL元件看，第一粘附层603位于观察者一侧上(电子器件的使用者一侧上)时，需要第一粘附层603包括透光材料。
图8B所示工艺可以类似于封装工艺，完全切断EL元件与大气的联系，几乎可以完全抑制由于氧化造成的有机EL材料的退化，所以可以极大增强EL元件的可靠性。
然后，如图8C所示，将带有形成于其上的EL元件的第一基板600整体暴露于含卤素的氟化物的气体中，去掉分离层601。本实施例中，用氯的三氟化物(ClF3)作这种卤素的氟化物，用氮作稀释气体。关于稀释气体，也可以用氩、氦或氖。关于氯的三氟化物和氮，流量可以是500sccm(8.35×10-6m3/s)，反应压力可以是1-10乇(1.3×102-1.3×103Pa)。处理温度可以是室温(一般为20-27℃)。
这种情况下，在不腐蚀塑料膜、玻璃基板、聚酰亚胺膜和氧化硅膜的同时，腐蚀硅膜。换言之，通过暴露于氯的三氟化物气体，分离层601被选择性腐蚀，从而最终被完全去除。注意，尽管有源层也包含硅膜，但由于它们被栅绝缘膜覆盖不暴露于氯的三氟化物气体，所以它们不会被腐蚀。
在本实施例中，分离层601从暴露的端部逐渐被腐蚀，在被完全去除时，第一基板600从其上分离下来。在此，保留由层叠薄膜形成的TFT和EL元件，并移至固定基板602上。
这里，从端部腐蚀分离层601。注意，在第一基板600变得较大时，直到分离层601完全被去除所花时间变得较长，并非优选的。因此希望第一基板600的对角尺寸为3英寸以下(较好是1英寸以下)。
以此方式将TFT和EL元件移到固定基板602上后，如图9A所示，形成第二粘附层608，将固定基板602附着到为塑料基板的第二基板605上。注意，在第二基板605中，在象素部分设置有对应于各象素和TFT的滤色器606，在端子部分设置有端子连接部分607，在端子连接部分之上设置有含导电填料的各向异性导电粘附剂609，从而与暴露的布线接触。
这里，由于各滤色器606可利用旋涂和光刻的组合或印刷形成，所以可以在塑料膜上形成滤色器606，没有任何问题。关于滤色器，采用厚1-2微米的含染料(富士胶卷Olinr制造的)的丙烯酸树脂膜。与滤色器形成于元件形成基板上的情况相比，预计成品率将提高。
另外，关于第二粘附层608，可以采用包括树脂(一般有聚酰亚安、丙烯酸或环氧树脂)的绝缘材料，或无机绝缘膜(一般为氧化硅膜)。
以此方式，可以从第一基板600向第二基板605转移TFT和EL元件。结果，如图93所示，可以得到具有设于第二基板605上的象素部分612、驱动电路部分611和端子部分610的柔性EL显示器件。
另外，如果固定基板600和第二基板605是相同材料(塑料膜)，由于热膨胀系数相同，所以几乎不会发生由于温度改变造成的应力形变的影响。
(实施例3)
在本实施例中，结合图10A介绍端子部分与实施例2所述端子部分不同的情况。
图10A中，TFT和EL元件的结构相同，所以这里省略对它们的介绍。
下面介绍制造图10A所示端子部分的方法。首先，与实施例2的情况类似，在第二基板上形成滤色器。然后，形成覆盖滤色器的保护膜707。然后，在与暴露于保护膜上的布线对准的位置形成第一电极704。然后，利用粘附层将该状态下的第二基板附着到底层膜700上。然后，依次腐蚀第二基板705和保护膜707，形成到达电极704的接触孔。然后，形成第二电极706。以此方式，形成图10A所示的端子部分701。
图10B示出了不同构成的另一种端子部分。
图10B中，在形成象素部分803和驱动电路部分802时，在形成底层膜800之前形成电极804。然后，相对于第二基板806附着于其上的固定基板的端部，移动第二基板805的端部，使电极804处于暴露状态。以此方式，形成端子部分801。
本实施例可与实施例1或2自由组合。
(实施例4)
根据实施例1和2，通过例如封装等工艺增强气密性。然后，附着连接器(柔性印刷电路板：FPC)，连接形成于第二基板(塑料基板)上的元件，或从带有外部信号端子的电路引出的端子连接部分608(图9A)，完成产品。这里，称这种可以运输的EL显示器件为EL组件。
在本实施例中，将结合图11的透视图介绍有源矩阵EL显示器件的结构。根据本实施例的有源矩阵EL显示器件，具有象素部分902、栅侧驱动电路903和源侧驱动电路904，它们都形成于塑料基板901上。象素部分的开关TFT905是n沟道TFT，设置于与栅侧驱动电路903相连的栅布线906和与源侧驱动电路904相连的源布线907的交叉点处。开关TFT905的漏与电流控制TFT908的栅相连。
另外，电流控制TFT908的源侧与电源线909相连。在本实施例的结构中，EL驱动电源线909给出地电位(大地电位)。控制电流TFT908的漏与EL元件901相连。预定电压(本实施例中为10-12V)加在EL元件910的阴极上。
将来作为外部输入/输出端子的FPC911配置有用于将信号传送到驱动电路的输入/输出布线(连接布线)912和913、及与EL驱动电源线909相连的输入/输出布线914。这里利用固定基板915进行封装。
本实施例可与实施例1-3任意组合。
(实施例5)
下面结合图16-18介绍本发明的该实施例。这里，将按工艺步骤具体介绍同时形成象素部分中的象素TFT和存储电容，及设于象素部分的外围上的驱动电路的TFT的方法。
图16A中，关于基板101，采用表示为Coming#7059和#1737号玻璃的钡硼硅酸玻璃或铝硼硅酸玻璃、石英基板等。
然后，在其上将形成TFT的基板101的表面上，形成以后用于分离基板101的分离层100。形成厚100-500nm(本实施例中厚300nm)的包括非晶硅膜的分离层100。分离层100可以利用低压热CVD、等离子体CVD、溅射或淀积等形成。包括如氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等的绝缘膜的底层膜102，形成于分离层100上，用于防止杂质从基板101扩散。例如，利用等离子CVD法，由SiH4、NH3和N2O形成厚10-200nm(较好是50-100nm)的氮氧化硅膜102a，然后，层叠由SiH4和N2O类似形成的厚50-200nm的氮氧化硅的氢化物膜102b。尽管这里介绍了底层膜102构成为具有两层，但底层膜102可以是上述绝缘膜的单层或两层以上的层叠膜。
然后，利用例如等离子体CVD或溅射法，形成厚25-80nm(较好是30-60nm)的具有非晶结构的半导体层103a。这种具有非晶结构的半导体膜包括非晶半导体层和微晶半导体膜。也可以采用包括非晶结构的化合物半导体膜，例如非晶硅锗膜。在利用等离子CVD形成非晶硅膜时，可以连续形成底层膜102和非晶半导体层103a。
然后，进行结晶工艺，由非晶半导体层103a形成结晶半导体层103b。实现这一步骤的方法可以是激光退火、热退火(固态淀积)或快速热退火(RTA)。在该结晶工艺中，较好是首先释放非晶半导体层中所含的氢。通过首先在400-500℃热处理约1小时，使氢含量为5原子％以下，然后进行结晶，可以防止膜表面粗糙，最好是这样做。
在利用激光退火进行结晶时，光源可以是脉冲振荡型或连续光发射型准分子激光器或氩激光器。在采用脉冲振荡型准分子激光器时，激光束被处理成线形，进行激光退火。激光退火的条件由使用者适当地选择。例如，激光脉冲振荡频率可以是30Hz，激光能量密度可以是100-500mJ/cm2(一般为300-400mJ/cm2)。线形束照射到基板的整个表面上，此时线形束的重叠率为80-98％。以此方式，可以得到图16B所示的结晶半导体层103b。
然后，利用第一光掩模(PM1)作掩模，利用光刻法，在结晶半导体层103b上形成抗蚀图形，通过干法腐蚀，结晶半导体层被分成各岛形部分，如图16C所示，形成岛形半导体层104-108。在结晶硅膜的干法腐蚀期间，采用CF4和O2的混合气体。
之后，利用等离子CVD或溅射形成厚50-20nm包括氧化硅膜的掩模层。本例中，形成厚130nm的氧化硅膜。
然后，形成栅绝缘膜109。栅绝缘膜109包括利用等离子CVD或溅射形成的厚40-150nm的含硅绝缘膜。本实施例中，栅绝缘膜109是厚120nm的氮氧化硅膜。通过在SiH4和N2O中加入O2形成的氮氧化硅膜是这种应用的较好材料，是由于膜的固定电荷密度下降的缘故。由SiH4、N2O和H2形成的氮氧化硅膜也可以，是由于界面缺陷密度可以降低。自然，栅绝缘膜不限于这种氮氧化硅膜，可以采用其它含硅绝缘膜的单层膜或层叠膜。
然后，如图16D所示，在具有第一形状的栅绝缘膜109上，形成厚200-400nm(较好是250-350nm)、用于构成栅极的耐热导电层111。耐热导电层可由单层构成，或根据情况，可以是多层的层叠结构，例如两层或三层。这里所用耐热导电层包括含有选自Ta、Ti和W的元素、含这种元素作成分的合金、或这些元素的组合的合金的膜。在本实施例中，形成厚300nm的W膜。W膜可通过利用W作靶的溅射形成，或可以通过利用六氟化钨(WF6)的热CVD形成。
然后，利用第二光掩模(PM2)，光刻形成抗蚀掩模112-117，并进行第一腐蚀处理。在本实施例中，通过IPC腐蚀系统，利用Cl2和CF4作腐蚀气体，并通过在1Pa压力下施加3.2W/cm2(13.56MHz)的RF电功率，形成等离子体，进行腐蚀。224mW/cm2(13.56MHz)的RF电功率加于基板(样品台)的一侧上。因此，施加基本上为负的自偏电压。这些条件下，W膜的腐蚀速率约为100nm/分钟。关于第一腐蚀工艺，可以根据该腐蚀速率，估计完全腐蚀W膜所需要的时间，实际腐蚀时间设定为估计所需要时间的120％。
利用第一腐蚀处理，形成具有第一锥形的导电层118-123。如图17A所示，所形成的锥形部分的角度是15-30度。为在没有任何残留的情况下进行腐蚀，可以通过把腐蚀时间加长10-20％进行过腐蚀。由于氮氧化硅膜(具有第一形状的栅绝缘膜109)与W膜的选择率为2-4(一般为3)，所以过腐蚀处理在氮氧化硅膜暴露的地方腐蚀表面约20-50nm，靠近具有第一锥形的导电层的端部，形成具有为锥形的第二形状的栅绝缘膜134。
然后，进行第一掺杂处理，在岛形半导体层中掺杂一种导电类型的杂质元素。这里，进行掺杂n型杂质的工艺。利用形成具有留下来的第一锥形的导电层的掩模112-117，用具有第一锥形的导电层118-123作掩模，进行离子掺杂，以自对准方式掺杂n型杂质元素。为掺杂n型杂质元素，使之穿过栅极和栅绝缘膜的端部的锥形部分，到达底下的半导体层，剂量为1×1013-5×1014原子/cm3，加速电压为80-160keV。关于n型杂质元素，采用属于ⅩⅤ族的元素，一般是磷(P)或砷(As)这里，采用磷。通过这种离子掺杂，在第一杂质区124、126、128、130和132，以1×1020-1×1021原子/cm3的浓度掺杂n型杂质元素。关于在锥形部分下形成的第二杂质区(A)，以1×1017-1×1020原子/cm3的浓度，掺杂n型杂质元素，尽管这些区浓度不均匀。
该工艺中，在至少与具有第一锥形的导电层125、127、129、131和133的重叠位置，第二杂质区(A)125、127、129、131和133中所含n型杂质元素浓度的变化，反映了锥形部分的膜厚变化。即，第二杂质区(A)中掺杂的磷(P)浓度，从各导电层的端部向着与第一锥形的导电层重叠的区的内部逐渐降低。这是由于到达半导体层的磷(P)浓度，由于锥形部分的膜不同而改变的缘故。
然后，如图17B所示，进行第二腐蚀处理。该腐蚀处理也利用ICP腐蚀系统，利用Cl2和CF4的混合气体作腐蚀气体，在RF电功率为3.2W/cm2(13.56MHz)，偏置功率为45mW/cm2(13.56MHz)，压力为1Pa压力的条件下进行。在这些条件下，形成具有第二锥形的导电层140-145。锥形部分形成在导电层140-145的端部，锥形部分的形状是厚度从端部向着内部逐渐增大。与第一腐蚀处理相比，加于基板侧的偏置功率较小，所以各向同性腐蚀率因此变大，结果锥形部分的角度为30-60度。另外，具有第二形状的栅绝缘膜134的表面腐蚀掉约40nm，新形成第三形状的栅绝缘膜170。
然后，用与第一掺杂处理相比降低的剂量和升高的加速电压，掺杂n型杂质。例如，用70-120keV的加速电压，和1×1013原子/cm3的剂量，进行该掺杂，使与具有第二形状的导电层140-145重叠的区域中的杂质浓度为1×1016-1×1018原子/cm3。以此方式，形成第二杂质区(B)146-149。
然后，分别将与所说一种导电类型相反导电类型的杂质区156a-156c和157a-157c，形成岛状半导体层104、106，用于形成P沟道TFT。这种情况下，也用具有第二锥形的导电层140和142作掩模，以自对准方式掺杂P型杂质元素，形成杂质区。这里，形成N沟道TFT的岛状半导体层105、107和108的全部，通过利用第三光掩模(PM3)形成抗蚀掩模151-153而被覆盖。这里形成的杂质区156和157通过利用乙硼烷(B2H6)的离子掺杂形成，使杂质区156和157中的P型杂质元素的浓度为以2×1020-2×1021原子/cm3。
然而，杂质区156和157可以被具体分成含n型杂质元素的三个区。第三杂质区156a和157a含浓度为1×1020-1×1021原子/cm3的n型杂质元素，第四杂质区(A)156b和157b含有浓度为1×1017-1×1020原子/cm3的n型杂质元素，第四杂质区(B)156c和157c含有浓度为1×1016-5×1018原子/cm3的n型杂质元素。然而，通过使杂质区156b、156c、157b和157c中的P型杂质元素的浓度为1×1019原子/cm3以上，和通过使第三杂质区156a和157a的P型杂质元素的浓度为高至1.5-3倍，由于第三杂质区用作P沟道TFT的源区或漏区，所以不会引起任何麻烦。另外，第四杂质区(B)156c和157c的部分分别形成为与具有第二锥形的导电层140和142重叠。
此后，如图18A所示，在栅极和栅绝缘膜上，形成第一层间绝缘膜158。第一层间绝缘膜可以包括氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜或作为这些膜的组合的层叠膜。任何情况下，第一层间绝缘膜1 58都为无机绝缘材料。第一层间绝缘膜1 58的厚度为100-200nm。
然后，进行激活各浓度的n型和P型掺杂杂质元素的工艺。该工艺利用炉退火的炉，通过热退火处理。或者，也可以采用激光退火或快速热退火(RTA)。热退火在400-700℃一般为500-600℃的温度下、氧浓度为1ppm以下较好是0.1ppm以下的氮气氛中进行。本实施例中，在550℃下热处理四小时。
激活工艺后，改变气氛气体，在300-450℃下，在含3-100％氢的气氛中热处理1-12小时，进行氢化岛状半导体层的工艺。关于另一氢化方法，也可以采用等离子氢化(利用等离子激发的氢)。
然后，第二层间绝缘膜包括有机绝缘材料。通过以此方式形成由有机绝缘材料构成的第二层间绝缘膜，令人满意地平面化表面。另外，由于有机树脂材料一般具有低介电常数，所以可以减小寄生电容。由于有机树脂材料还具有吸水性，所以不适于作保护膜，关于本实施例，较好是有机树脂与形成为第一层间绝缘膜158的氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜等结合使用。
此后，利用第四光掩模(PM4)，形成预定图形的抗蚀掩模，从而在各岛状半导体层中形成到达各杂质区的接触孔，所说杂质区为源区或漏区。
然后，通过溅射或真空蒸发形成导电金属膜，并利用第五光掩模(PM5)形成抗蚀掩模图形，进行腐蚀，形成源线160-164和漏线165-168。
然后，形成厚80-120nm的透明导电膜，通过利用第六光掩模(PM6)构图，形成象素电极(图18B所示的180)。关于透明导电膜，氧化铟/氧化锌合金(In2O3-ZnO)和氧化锌(ZnO)是合适的材料。另外，这里也可以采用为增强可见光的透明度和导电率而掺杂有镓的氧化锌(ZnO∶Ga)等。
以此方式，使用第六光掩模，可以完成其上具有驱动电路的TFT和象素部分的象素TFT的基板。在驱动电路中，形成第一P沟道TFT1100、第一n沟道TFT1101、第二P沟道TFT1102、第二n沟道TFT1103，而在象素部分形成象素TFT1104和存储电容器1105。为方便起见，这种基板称为有源矩阵基板。
在驱动电路的第一P沟道TFT1100中，具有第二锥形的导电层用作栅极220。岛状半导体层104构成为具有沟道形成区206、用作源区或漏区的第三杂质区207a、构成为不与栅极220重叠的LDD区的第四杂质区(A)207b和构成为与栅极220重叠的LDD区的第四杂质区(B)207c。
在第一n沟道TFT1101中，具有第二锥形的导电层用作栅极221。岛状半导体层105构成为具有沟道形成区208、用作源区或漏区的第一杂质区209a、构成为不与栅极221重叠的LDD区的第二杂质区(A)209b和构成为与栅极221重叠的LDD区的第二杂质区(B)209c。在沟道长度为2-7微米时，第二杂质区(B)209c与栅极221的重叠部分的长度为0.1-0.3微米。该长度Lov由栅极221的的厚度和锥形部分的角度控制。通过在n沟道TFT中形成这种LDD区，靠近漏区产生的强电场会减小，可以防止热载流子产生，从而可以防止TFT退化。
在驱动电路的第二P沟道TFT1102中，类似地，具有第二锥形的导电层用作栅极222。岛状半导体层106构成为具有沟道形成区210、用作源区或漏区的第三杂质区211a、构成为不与栅极222重叠的LDD区的第四杂质区(A)211b和构成为与栅极222重叠的LDD区的第四杂质区(B)211c。
在第二N沟道TFT1103中，具有第二锥形的导电层用作栅极223。岛状半导体层107构成为具有沟道形成区212、用作源区或漏区的第一杂质区213a、构成为不与栅极223重叠的LDD区的第二杂质区(A)213b和构成为与栅极223重叠的LDD区的第二杂质区(B)213c。与第二N沟道TFT201的情况类似，第二杂质区(B)213c与栅极223的重叠部分的长度为0.1-0.3微米。
(实施例6)
在本实施例中，介绍利用根据实施例5得到有源矩阵基板制造液晶显示器件的方法。
根据实施例5得到图18B所示状态后，形成取向膜，并利用密封剂将之附着到固定基板上。注意，透光的固定基板1001上形成有对电极1002和取向膜1003。另外，尽管图中示出，但两基板间的距离由分隔件和密封剂中所含衬片和填充物保持。另外，在两基板间注入液晶1004(图12)。
然后，如实施例2所介绍的，整个基板暴露于含卤素的氟化物的气体中，去除分离层100。在本实施例中，用氯的三氟化物(ClF3)作这种卤素的氟化物，氮气用作稀释气体。关于氯的三氟化物和氮，流量可以是500sccm(8.35×10-6m3/s)，反应压力可以是1-10乇(1.3×102-1.3×103Pa)。处理温度可以是室温(一般为20-27℃)。
这种情况下，在不腐蚀塑料膜、玻璃基板、聚酰亚胺膜和氧化硅膜的同时，腐蚀硅膜。换言之，通过暴露于氯的三氟化物气体，分离层100被选择性腐蚀，最后完全被去除。
在本实施例中，分离层100从暴露的端部开始被逐渐腐蚀，在被完全去除时，第一基板101从底层膜102上分离下来。
然后，利用粘附层1107，将底层102附着到第二基板(塑料基板)1108上(图12)。在第二基板(塑料基板)1108的象素部分中，相对于每个象素电极，设置R、G和B色滤色器1106。另外，为屏蔽光，设置红色滤色器，使之与各TFT对准。注意，图12所示象素部分由红色(R)象素构成。图13示出了绿色(G)或蓝色(B)象素情况下象素部分的例示剖面结构。红色滤色器1106a与TFT对准，绿(G)或蓝色(B)滤色器1106B与开口1109对准。
尽管图12、13和16-18中未示出端子部分，但可以与实施例2和3中介绍的端子部分的结构类似，端子部分通过形成到达分离层的接触孔和形成与希望的布线连接的电极来形成。
(实施例7)
关于实施例6中介绍的滤色器1106，图14中示出了在利用条形滤色器情况下应用本发明的例子。图14A是简单展示形成于基板1400上的象素部分1401、源线侧驱动电路1402和栅线侧驱动电路1403及滤色器1404和1405间设置关系的俯视图。利用本发明，红色滤色器(R)1404a和1404b形成于作为外围电路的驱动电路1402和1403上，用于在达到平直(fulfillingleveling role)的同时防止TFT有源层的光退化。另外，滤色器(B)1405b、滤色器(R)1405a和滤色器(G)1405c按条形重复排列于象素部分1401上。图14B示出了象素(3×3阵列)的一部分的放大示图。对每个象素，形成保护象素TFT部分1407的滤色器1405d，如图14B示。注意，这里图中未示出了源线、栅线和电极，但它们排列成与每个滤色器间的间隙重叠，所以不会泄漏光。于是滤色器1405d充当黑掩模的角色，因此可以省略形成黑掩模所需要的步骤。另外，这里图中未示出连接象素电极和象素TFT的接触孔，但实际上滤色器形成在象素TFT和象素电极间的层中，因此在接触孔位置存在开口。
(实施例8)
实施例8示出了与实施例7不同的滤色器设置的例子。
图15A是简单展示形成于基板1500上的象素部分1501、源线侧驱动电路1502和栅线侧驱动电路1503及滤色器1504和1505a-1505c间排列关系的俯视图。利用本发明，在作为外围电路的驱动电路1502和1503上，形成红色滤色器(R)1504，可以在达到平直的同时防止TET有源层的光退化。另外，滤色器(B)1505b和滤色器(G)1505c按矩阵形式排列于象素部分1501上，滤色器(R)1505c形成为在嵌在滤色器1505b和1505c间的间隙中。图15B示出了象素(3×3阵列)的一部分的放大示图。用于保护像TFT部分1507的滤色器1505a彼此连接，如图15B所示。注意，这里图中未示出源线、栅线和电极，但它们排列成与每个滤色器间的间隙重叠，所以不会泄漏光。于是滤色器1505d充当黑掩模的角色，因此可以省略形成黑掩模所需要的步骤。另外，这里图中未示出连接象素电极和象素TFT的接触孔，但实际上滤色器形成在象素TFT和象素电极间的层中，因此在接触孔位置存在开口。
(实施例9)
下面将结合透视图19介绍利用实施5-8得到的这种有源矩阵液晶显示器件的构成。注意，图19中，与图12、13和16-18中相同的参考数字彼此相应。图19中，有源矩阵液晶显示器件包括形成于塑料基板1108上的象素部分1204、扫描信号驱动电路1205、图像信号驱动电路1206和其它信号处理电路1207。为象素部分1204提供象素TFT1104和存储电容1105。设置在象素部分外围的驱动电路包括CMOS电路作为基本电路。扫描信号驱动电路1205和图像信号驱动电路1206通过栅布线224和源布线164与象素TFT1104相连。柔性印刷电路板(FPC)1208与外部输入端子1201相连，用于输入图像信号等。它通过连接布线1203与各驱动电路相连。尽管图中未示出，但滤色器设置在基板1108上。
(实施例10)
图1-4中介绍了利用EL元件的电器件的例子。另外，本发明可用于EC(电致变色)显示器件、场发射显示器(FED)或包括采用半导体的发光二极管的电子器件。
(实施例11)
根据本发明形成的CMOS电路和象素部分可用于各种电子器件(有源矩阵型液晶显示器、有源矩阵型EL显示器或有源矩阵型EC显示器)。换言之，本发明可应用于具有这些电子器件作显示部分的所有电子设备。
以下给出的是这种类型的电子设备的例子：视频摄像机；数字摄像机；投影仪(背投型或正面型)；头戴式显示器(护目镜式显示器)；汽车导航系统；汽车立体声系统；个人电脑；便携式信息终端(例如移动计算机，便携式电话和电子笔记本)。图21和22示出了这些例子中的某些。
图21A是个人电脑，包括主体2001；图像输入部分2002；显示部分2003；键盘2004。本发明可应用于显示部分2003。
图21B是视频摄像机，包括：主体2101；显示部分2102；视频输入部分2103；操作开关2104；电池2105和图像接收部分2106。本发明可应于显示部分2102。
图21C是移动计算机：包括主体2201；摄像部分2202；图像接收部分2203；操作开关2204和显示部分2205。本发明可应于显示部分2205。
图21D是护目镜式显示器，包括：主体2301；显示部分2302；臂部分2303。本发明可应用于显示部分2302。
图21E是利用记录程序的记录介质(此后称这记录介质)的游戏机，包括：主体2401；显示部分2402；扬声器部分2403；记载介质2404；操作开关2405。该装置采用DVD(数字通用盘)、CD等作记录介质，可用于音乐欣赏、电影欣赏、游戏和互联网。本发明可应用于显示部分2402。
图21F是数字摄像机，包括主体2501；显示部分2502；寻像器2503；操作开关2504；图像接收部分(图中未示出)，本发明可应于显示部分2502。
图22A是便携式电话，包括：主体2901；视频输出部分2902；视频输入部分2903；显示部分2904；操作开关2905；天线2906。本发明可应用于视频输出部分2902、视频输入部分2903和显示部分2904。
图22B是便携式电子笔计本，包括主体3001；显示部分3002、3003；存储介质3004；操作开关3005；天线3006。本发明可应用于显示部分3002和3003。
图22C是显示器，包括主体3101；支撑柱3102和显示部分3103等。本发明可应用于显示部分3103。本发明的显示器适用于大屏幕，特别适用于对角线等于或大于10英寸(尤其是等于或大于30英寸)的显示器。
如上所述，本发明的应用范围非常广泛，本发明可应用于所有领域的电子设备。另外，实施例1-10中所示的电子设备的构成都可应用于实施例11。
根据本发明，由于具有高于塑料的热阻的基板(元件形成基板)用于制造半导体器件的工艺，可以制造具有优异电特性的半导体元件。另外，由于在半导体元件和发光元件形成，并且附着到塑料支撑件上后，拆掉元件形成基板。
因此，可以采用塑料支撑件作支撑基板，制造高性能电子器件。另外，由于支撑基板是塑料，电子器件可以制造成具有柔性且重量轻。
另外，通过在其上设有半导体元件和发光元件的底层膜和塑料支撑件间提供滤色器，不仅可以实现彩色显示，而且滤色器可以用作光屏蔽膜，所以可以增强器件的可靠性。

Claims (36)

1．一种半导体器件，包括：
基板上的粘附层；
所说粘附层上的绝缘膜；及
所说绝缘膜上的发光元件；
其中从所说发光元件发射的光通过所说基板发射。
2．根据权利要求1的器件，其中所说基板是包括有机材料的塑料基板。
3．根据权利要求1的器件，其中所说半导体器件还包括所说绝缘膜上的驱动电路，所说发光元件和所说驱动电路包括TFT。
4．根据权利要求1的器件，其中所说基板上在与所说发光元件对准的位置设置有滤色器。
5．根据权利要求4的器件，其中所说绝缘膜覆盖所说滤色器，并被平面化。
6．根据权利要求4的器件，其中所说滤色器的红色滤色器设置在至少与所说TFT的沟道形成区对准的位置。
7．根据权利要求1的器件，其中所说粘附层包括选自聚酰亚胺、丙烯酸和环氧树脂构成的组中的材料。
8．根据权利要求1的器件，其中在所说发光元件上、面对所说基板设置有固定基板。
9．根据权利要求4的器件，还包括与所说滤色器一起的黑掩模。
10．根据权利要求1的器件，其中所说半导体器件选自由视频摄像机、数字摄像机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人电脑和个人数字辅助系统。
11．一种半导体器件，包括：
包括有机材料并具有设置于其上的TFT的第一基板；
第二基板；及
夹在所说第一和第二基板间的液晶材料，
其中在所说第一基板和所说TFT之间设置有滤色器。
12．根据权利要求11的器件，其中包括有机材料的所说第一基板是塑料基板。
13．根据权利要求11的器件，还包括覆盖所说滤色器并被平面化的绝缘膜。
14．根据权利要求11的器件，其中在与所说TFT的至少沟道形成区对准的位置设置所说滤色器。
15．根据权利要求11的器件，还包括与所说滤色器一起的黑掩模。
16．根据权利要求11的器件，其中所说半导体器件选自由视频摄像机、数字摄像机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人电脑和个人数字辅助系统。
17．一种半导体器件，包括：
设置在基板上的滤色器；
所说基板和所说滤色器上的粘附层；
所说粘附层上的绝缘膜；及
所说绝缘膜上的发光元件，
其中所说发光元件发射的光通过所说基板发射，及
其中所说基板是包括有机材料的塑料基板。
18．根据权利要求17的器件，其中所说半导体器件还包括所说绝缘膜上的驱动电路，所说发光元件和所说驱动电路包括TFT。
19．根据权利要求17的器件，其中在与所说发光元件对准的位置。
20．根据权利要求17的器件，其中在与所说TFT的至少沟道形成区对准的的位置，设置有所说滤色器的红色滤色器。
21．根据权利要求17的器件，其中所说粘附层包括选自由聚酰亚胺、丙烯酸和环氧树脂构成的组中的材料。
22．根据权利要求17的器件，其中所说在所说发光元件上、面对所说基板，设置固定基板。
23．根据权利要求17的器件，还包括与所说滤色器一起的黑掩模。
24．根据权利要求17的器件，其中所说半导体器件选自由视频摄像机、数字摄像机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人电脑和个人数字辅助系统。
25．一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
在第一基板上形成分离层；
在所说分离层上形成绝缘膜；
在所说绝缘膜上形成发光元件；
利用第一粘附层将固定基板附着到所说发光元件上；
通过将所说分离层暴露于含卤素的氟化物气体中，去除所说分离层，从而分离所说第一基板；及
利用第二粘附层，将第二基板附着到所说绝缘膜上，
其中所说第二基板具有设置于其上的滤色器。
26．根据权利要求25的方法，其中所说第一粘附层包括选自聚酰亚胺、丙烯酸和环氧树脂构成的组中的材料。
27．根据权利要求25的方法，其中所说第二粘附层包括选自聚酰亚胺、丙烯酸和环氧树脂构成的组中的材料。
28．根据权利要求25的方法，其中所说第二基板是塑料板。
29．根据权利要求25的方法，其中所说所说分离层是包括硅的膜。
30．一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
在第一基板上形成分离层；
在所说分离层上形成绝缘膜；
在所说绝缘膜上形成有源层、栅绝膜和栅极；
形成第一层间绝缘膜，覆盖所说栅极；
在所说第一层间绝缘膜上形成布线和象素电极；
利用密封剂，在所说第一基板上附着设有对电极的固定基板；
在所说象素电极和所说对电极间注入液晶；
通过将所说分离层暴露于含卤素的氟化物的气体，去除所说分离层，以分离所说第一基板；及
利用粘附层，在所说绝缘膜上附着第二基板，
其中所说第二基板具有设于其上的滤色器。
31．根据权利要求30的方法，其中所说粘附层包括选自聚酰亚胺、丙烯酸和环氧树脂构成的组中的材料。
32．根据权利要求30的方法，其中从所说第二基板侧看，所说滤色器与所说有源层对准。
33．根据权利要求30的方法，其中与所说有源层对准的所说滤色器是红色滤色器。
34．根据权利要求30的方法，其中所说第二基板是塑料基板。
35．根据权利要求30的方法，其中所说固定基板是透光基板。
36．根据权利要求30的方法，其中所说分离层是包括硅的膜。
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