(57)【要約】【課題】高価な金属基板のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路を構成することができる電子装置製造方法及び電子装置及び電子デバイスを提供する。【解決手段】金属基板１１を所定の回路パターンに形成する第１の形成工程（Ｓ１）と、所定の回路パターンに形成された金属基板１１の平面上を平坦化するために、当該金属基板１１の平面上に絶縁層１２を形成する第２の形成工程（Ｓ２）と、絶縁層１２の平面上に所定の機能を発揮する電子素子１４を形成する第３の形成工程（Ｓ３）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基板を所定の回路パターンに形成する第１の形成工程と、
前記所定の回路パターンに形成された前記金属基板の平面上を平坦化するために、当該金属基板の平面上に絶縁層を形成する第２の形成工程と、
前記絶縁層の平面上に所定の機能を発揮する電子素子を形成する第３の形成工程とを備えることを特徴とする電子装置製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置製造方法において、
前記第２の形成工程と前記第３の形成工程との間に、前記絶縁層の平面上に中間層を形成する第４の形成工程を備え、
前記第３の形成工程では、前記第４の形成工程によって形成された前記中間層の平面上に、非接触式のデータキャリア用回路としての機能を発揮するように前記電子素子を形成し、
前記第１の形成工程では、前記非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子を所定の回路パターンとして形成することを特徴とする電子装置製造方法。
【請求項３】
所定の回路パターンに形成されている金属基板と、
前記金属基板の平面上を平坦化するために形成される絶縁層とを備え、
前記絶縁層の平坦化されている平面上には、所定の機能を発揮する電子素子が形成され、
前記金属基板は、所定の回路パターン以外の部分が前記絶縁層で埋め込まれて形成されていることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項３記載の電子装置を用いたことを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する電子装置に係る電子装置製造方法及び電子装置及び電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、フレキシブル基板上に薄膜トランジスタ回路を形成することにより、フレキシブルディスプレイやイメージセンサーやＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ等の電子デバイスが開発されている。
ここで、特許文献１には、薄膜トランジスタ回路を用いた集積回路及びＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の作製について、ＳＯＩ基板を用いて剥離するという方法が記載されている。また、特許文献２には、対象物に貼り合わされた後で剥離することにより、リーダ／ライタとの間における信号又は電源電圧の送受を制限することができる半導体装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献３には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）回路等の薄膜能動素子を含んでいる薄膜集積回路装置について記載されている。また、特許文献４には、ＩＣチップからの放熱性を向上させ、半導体装置の誤動作を防止し、半導体装置の動作信頼性を向上させる半導体装置の実装構造が記載されている。また、特許文献５には、基材をエッチングにより薄く加工した後、貼り合わせによりフレキシブル化を達成するフレキシブル電子デバイスについて記載されている。
【０００４】
ここで、フレキシブル基板としては、特許文献１〜５に示されているように、一般的にプラスチック系のフィルムや基板が使われているが、基材の性質上、製造時に高温（２５０℃程度）を加えることができず薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮させることが困難であった。これは、薄膜トランジスタ回路は、活性層であるポリシリコン層やゲート絶縁膜の成膜時に印加される温度によって変化する性質を有しており、ポリシリコン層では、印加される温度によって、シリコン膜中の水素濃度によりレーザ結晶化時の結晶化エネルギーの最適値が変化する。また、ゲート絶縁膜では、成膜時に印加される温度によって、絶縁性及びＴＦＴ特性を決定する界面準位密度（ＭｉｄＤｉｔ）が変化する。
したがって、印加される温度が低いと、ポリシリコン層の結晶化エネルギーの最適値が変化してしまい、また、ゲート絶縁膜の界面準位密度も変化してしまうため、薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮させることが困難となる。
【０００５】
また、特許文献６においては、基板に金属（例えば、ステンレススチールや、チタン）を用い、基板が曲がる方向と薄膜トランジスタのチャネル領域の形成方向が所定の角度になるように形成する技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２０３７５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２２８３０４号公報
【特許文献３】特開２００５−２３５１９１号公報
【特許文献４】特許第３４４６８１８号公報
【特許文献５】特許第４０６３０８２号公報
【特許文献６】特開２００７−２５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献６では、基板にステンレススチール等の金属を用いることで、割れにくくて、軽くて、大型化及び大量生産することに主眼が置かれており、基板そのものの有効利用がされていない。
【０００８】
また、特許文献６では、薄膜トランジスタ回路の直下に絶縁層を介して金属基板があるため、薄膜トランジスタ回路と金属基板との間で浮遊容量が大きくなってしまい、薄膜トランジスタ回路の動作速度を低下させる問題がある。
【０００９】
本発明では、高価な金属基板のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路を構成することができる電子装置製造方法及び電子装置及び電子デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。請求項１の発明は、金属基板（１１）を所定の回路パターンに形成する第１の形成工程（Ｓ１）と、前記所定の回路パターンに形成された前記金属基板（１１）の平面上を平坦化するために、当該金属基板（１１）の平面上に絶縁層（１２）を形成する第２の形成工程（Ｓ２）と、前記絶縁層（１２）の平面上に所定の機能を発揮する電子素子（１４）を形成する第３の形成工程（Ｓ３）とを備えることを特徴とする電子装置製造方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電子装置製造方法において、前記第２の形成工程（Ｓ２）と前記第３の形成工程（Ｓ３）との間に、前記絶縁層（１２）の平面上に中間層（１３）を形成する第４の形成工程（Ｓ４）を備え、前記第３の形成工程（Ｓ３）では、前記第４の形成工程（Ｓ４）によって形成された前記中間層（１３）の平面上に、非接触式のデータキャリア用回路（１５）としての機能を発揮するように前記電子素子（１４）を形成し、前記第１の形成工程（Ｓ１）では、前記非接触式のデータキャリア用回路（１５）のアンテナ素子を所定の回路パターンとして形成することを特徴とする電子装置製造方法である。
【００１２】
請求項３の発明は、所定の回路パターンに形成されている金属基板（１１）と、前記金属基板（１１）の平面上を平坦化するために形成される絶縁層（１２）とを備え、前記絶縁層（１３）の平坦化されている平面上には、所定の機能を発揮する電子素子が形成され、前記金属基板（１１）は、所定の回路パターン以外の部分が前記絶縁層（１２）で埋め込まれて形成されていることを特徴とする電子装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３記載の電子装置（１）を用いたことを特徴とする電子デバイスである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明では、金属基板のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路を構成する電子装置を製造することができる。
（２）本発明では、金属基板を所定の回路パターンとして形成するので、非接触式のデータキャリア用回路の直下に回路パターン（アンテナ）を形成することができ、一つのパッケージとして非接触式のデータキャリア用回路とアンテナを搭載した電子装置を製造することができる。また、本発明では、絶縁層を介して金属基板が非接触式のデータキャリア用回路の直下に形成されるが、金属基板は、所定の回路パターン以外の部分は切り欠いているので、金属基板と非接触式のデータキャリア用回路との間にできる浮遊容量を低減することができ、非接触式のデータキャリア用回路の動作速度を向上させることができる。
（３）本発明では、金属基板のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路を構成することができる。
（４）本発明では、金属基板のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路を備えた電子装置（１）を有する電子デバイスを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子装置を製造する製造方法の説明に供するフローチャートである。
【図２】電子装置の製造過程における断面を模式的に示す図である。
【図３】電子装置の製造工程の説明に供する図である。
【図４】電子装置の製造工程の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。本実施例に係る電子装置１を製造する製造方法では、金属基板のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路を構成することができる。
【００１７】
ここで、このような効果を発揮する電子装置１の製造方法について説明する。図１に示すように、第１の形成工程（Ｓ１）と、第２の形成工程（Ｓ２）と、第３の形成工程（Ｓ３）とを経て電子装置１が製造される。なお、詳細は、後述するが、第２の形成工程（Ｓ２）と第３の形成工程（Ｓ３）との間に、第４の形成工程（Ｓ４）による処理が追加さえても良い。また、図２（ａ）には、本実施例に係る製造方法により製造される電子装置１の模式的な平面図を示し、図２（ｂ）には、Ａ−Ａの断面図を示す。
【００１８】
第１の形成工程（Ｓ１）では、金属基板１１を所定の回路パターンに形成する。ここで、金属基板１１は、ＳＵＳ等により構成されるフレキシブルな金属基板である。また、所定の回路パターンとは、所定形状のアンテナパターンや、所定形状の配線パターンや、コンデンサやインダクタンスにより構成される回路パターンをいう。
【００１９】
第２の形成工程（Ｓ２）では、所定の回路パターンに形成された金属基板１１の平面上を平坦化するために、当該金属基板１１の平面上に絶縁層１２を形成する。なお、絶縁層１２は、所定の比誘電率（例えば、比誘電率が５程度）を有する。
【００２０】
第３の形成工程（Ｓ３）では、絶縁層１２の平面上に所定の機能を発揮する電子素子１４を形成する。
【００２１】
このようにして、第１の形成工程（Ｓ１）によってフレキシブルな金属基板１１を回路の一部又は全部として加工し、第２の形成工程（Ｓ２）によって加工後の金属基板１１の表面を絶縁層１２により平坦化処理するので、金属基板１１をベース基材として用いることができる。したがって、本実施例における製造方法では、その後の第３の形成工程（Ｓ３）において、理想的な層構造を有した電子装置１を製造することができる。なお、第２の形成工程（Ｓ２）と第３の形成工程（Ｓ３）との間に、絶縁層１２の平面上に中間層１３を形成する第４の形成工程（Ｓ４）を備えていても良い。このような構成の場合には、第３の形成工程（Ｓ３）では、中間層１３の平面上に電子素子１４を形成する。
【００２２】
また、本実施例における製造方法では、高価な材料である金属基板１１のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができる。さらに、本実施例に係る製造方法により製造された電子装置１は、金属基板１１−絶縁層１２−中間層１３−電子素子１４（例えば、薄膜トランジスタ）の順番で積層されており、浮遊容量による動作速度への影響が危惧されるが、第１の形成工程（Ｓ１）により金属基板１１は、所定の回路パターン以外の部分が削られて削除されているので、実際には、浮遊容量の発生を抑制することができ、動作速度の速い回路を構成することができる。
【００２３】
また、電子装置１の製造方法において、第３の形成工程（Ｓ３）では、非接触式のデータキャリア用回路１５としての機能を発揮するように電子素子１４を形成する。また、第１の形成工程（Ｓ１）では、非接触式のデータキャリア用回路１５のアンテナ素子を所定の回路パターンとして形成する。
【００２４】
本実施例における製造方法では、金属基板１１を所定の回路パターンとして形成するので、非接触式のデータキャリア用回路１５の直下に回路パターン（アンテナ）を形成することができ、一つのパッケージとして非接触式のデータキャリア用回路１５とアンテナを搭載した電子装置を製造することができる。また、本発明では、絶縁層１２を介して金属基板１１が非接触式のデータキャリア用回路１５の直下に形成されるが、金属基板１１は、所定の回路パターン以外の部分は削られて削除されているので、金属基板１１と非接触式のデータキャリア用回路１５との間にできる浮遊容量を低減することができ、非接触式のデータキャリア用回路１５の動作速度を向上させることができる。
【００２５】
ここで、電子素子１４として非接触式のデータキャリア用回路１５を構成する場合を想定して、電子装置１の製造過程の詳細について図３及び図４を用いて説明する。なお、図３及び図４は、電子装置１の製造過程における断面図を模式的に示している。
本実施例に係る製造方法では、金属基板１１（例えば、厚みが０．１ｍｍのＳＵＳ基板）を加工して所定のアンテナ回路を形成する（図３（ａ）、（ｂ））。その後、当該製造方法では、加工後の金属基板１１の平面上を平坦化するために絶縁層１２（例えば、厚みが０．１５ｍｍ）を形成する（図３（ｃ））。その後、当該製造方法では、絶縁層１２の平面上に中間層１３（例えば、ＳｉＯ２を５００ｎｍ）を形成する（図３（ｄ））。その後、当該製造方法では、中間層１３の平面上に非接触式のデータキャリア用回路１５を形成する（図３（ｅ）〜（ｎ））。
【００２６】
つぎに、非接触式のデータキャリア用回路１５の製造工程について説明する。本実施例に係る製造方法では、中間層１３の平面上にａ−Ｓｉ層１５ａを形成し（例えば、Ｓｉを６５ｎｍ）（図３（ｅ））、レーザによる結晶化を行う（例えば、３００ｍＪ／ｃｍ２のＸｅＣｌエキシマレーザにより結晶化を行う）（図３（ｆ））。ここで、結晶化後のａ−Ｓｉ層１５ａをａ−Ｓｉ層１５ｂとする。
【００２７】
そして、当該製造方法では、イオン注入を行い（例えば、Ｐ（リン系）を５×１０１４ｉｏｎ／ｃｍ２注入する）（図４（ｇ））、そのイオンを注入した領域を活性化し（例えば、２００ｍＪ／ｃｍ２のＸｅＣｌエキシマレーザにより活性化を行う）（図４（ｈ））、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）アイランドを形成する（図４（ｉ））。
【００２８】
そして、当該製造方法では、ゲート絶縁膜（ｇａｔｅ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）を形成し（例えば、１００ｎｍのＳｉＯ２によりゲート絶縁膜を形成する）（図４（ｊ））、エッチング等によりコンタクトホールを形成し（図４（ｋ））、電極を形成し（例えば、１００〜２００ｎｍのＡｌ等により電極を形成する）（図４（ｌ））、層間絶縁層を形成し（例えば、５００ｎｍ〜１μｍ程度の感光性の塗布型絶縁膜により層間絶縁層を形成する）（図４（ｍ））、２層目となる電極を形成する（例えば、１μｍのＡｌ等により電極を形成する）（図４（ｎ））。このようにして、中間層１３の平面上に非接触式のデータキャリア用回路１５が形成される。
【００２９】
また、金属基板１１の強度は、加工された金属基板１１の残量及び平坦化層としての絶縁層１２による埋め込みの程度によって決定される。ここで、平坦化層としての絶縁層１２は、加工された金属基板１１に対して、例えば、高粘度の絶縁性樹脂をスクリーン印刷等により数回に分けて埋め込み処理を行う。なお、この埋め込み処理は、金属基板１１の加工される幅と厚みに依存するので、幅と厚みに応じた粘度の絶縁性樹脂を適宜選択する。また、埋め込み処理が行われた絶縁層１２の表面は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等により平坦化の処理が行われる。
【００３０】
このようにして製造される電子装置１は、金属基板１１のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路を構成することができる。
【００３１】
また、発展的な形態として、電子デバイスに本実施例に係る電子装置１を備えさせても良い。このような電子デバイスは、金属基板１１のコストメリットを活かしつつ、回路面積の増大を防止することができ、動作速度の速い回路により構成された電子装置１を備えることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１    電子装置
１１    金属基板
１２    絶縁層
１３    中間層
１４    電子素子
１５    非接触式のデータキャリア用回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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