(57)【要約】【課題】生産性に優れたフレキシブル半導体装置を提供する。【解決手段】可撓性を有するフレキシブル半導体装置１００であり、樹脂フィルム３０と、樹脂フィルム３０の上に形成された金属層１０とを備え、金属層１０は、絶縁壁５１によって分断され、且つ、絶縁壁５１の一端５３は樹脂フィルム３０に接しており、絶縁壁５１によって金属層１０から、ゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄが形成されている。ゲート電極１０ｇの上には、絶縁壁５１に接するゲート絶縁膜２２が形成されており、ゲート絶縁膜２２の上には半導体層２０が形成されている。【選択図】図２
2010238873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有するフレキシブル半導体装置であって、
樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの上に形成された金属層と
を備え、
前記金属層は、絶縁材料からなる絶縁壁によって分断され、且つ、前記絶縁壁の一端は前記樹脂フィルムに接しており、
前記絶縁壁によって前記金属層から、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極が形成されており、
前記ゲート電極の上には、前記絶縁壁に接するゲート絶縁膜が形成されており、
前記ゲート絶縁膜の上には、半導体材料からなる半導体層が形成されている、フレキシブル半導体装置。
【請求項２】
前記ソース電極および前記ドレイン電極よりも、前記ゲート電極が、前記樹脂フィルムに埋設されていることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項３】
前記樹脂フィルムは、内部に空孔を含む空孔入りシートである、請求項１または２に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項４】
前記金属層は、金属ペーストからなる導電層である、請求項１に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁壁は、当該絶縁壁の一端に向けて細くなっていくテーパー状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項６】
前記半導体層は、シリコンからなるシリコン層である、請求項１に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項７】
前記ゲート絶縁膜の誘電率は、前記絶縁壁の誘電率よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項８】
フレキシブル半導体装置の製造方法であって、
樹脂フィルムの上に、金属層を形成する工程と、
前記金属層に、絶縁材料からなる絶縁壁を前記樹脂フィルムに到達するまで突き刺すことによって前記金属層を分断し、前記金属層からゲート電極、ソース電極およびドレイン電極が形成する工程と
を含む、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁壁は、
前記ソース電極と前記ゲート電極とを分断する第１壁と、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極とを分断する第２壁と
を含み、
さらに、前記第１壁と前記第２壁とを連結する連結層が形成されており、
前記連結層の少なくとも一部は、ゲート絶縁膜として機能し、
前記金属層に前記絶縁壁を突き刺す際に、前記ゲート電極に前記ゲート絶縁膜が接触する工程が実行される、請求項７に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
フレキシブル半導体装置の製造方法であって、
ベース基材の上に、ゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の表面を、絶縁材料からなる絶縁層で被覆する工程と、
前記絶縁層が被覆された前記ゲート電極を覆うように、前記ベース基材の上に金属材料を形成する工程と、
前記金属材料の一部をエッチングすることによって前記絶縁層を露出させる工程と、
前記金属材料をパターニングすることによって、前記絶縁層にてそれぞれが分離されたゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の上に、前記絶縁層を介して、半導体層を形成する工程と
を含む、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ベース基材の上に金属材料を形成する工程は、
前記絶縁層が被覆された前記ゲート電極を、前記金属材料からなる金属層に埋設することによって実行される、請求項１０に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記金属材料は、銅である、請求項１０または１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記ゲート電極は、前記金属材料よりも硬い材料から構成されている、請求項１１または１２に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
フレキシブル半導体装置の製造方法であって、
キャリア基材の上に、第１金属層を形成する工程と、
前記第１金属層の上に、絶縁材料からなるレジスト材を塗布する工程と、
前記レジスト材をエッチングすることによって、第１壁および第２壁を含む絶縁壁を形成する工程と、
前記絶縁壁を覆うように、前記第１金属層の上に第２金属層を形成する工程と、
樹脂フィルムの上に前記絶縁壁の端部が接触するように、前記キャリア基材から、前記第１金属層および前記第２金属層を当該樹脂フィルムへ転写する工程と、
前記第１金属層をエッチングすることによって、前記絶縁壁における前記第１壁の端部及び前記第２壁の端部を露出させる工程と、
露出した前記第１壁の端部と前記第２壁の端部とを連結する連結層を形成する工程と、
前記第２金属層をパターニングすることによって、前記第２金属層から、前記第１壁と前記第２壁と前記連結層によって囲まれたゲート電極と、当該ゲート電極に隣接するソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
前記連結層の少なくとも一部の上に、半導体層を形成する工程と
を含む、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１金属層の上に第２金属層を形成する工程は、メッキ法によって実行される、請求項１４に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１金属層および前記第２金属層を構成する材料は銅である、請求項１４または１５に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する樹脂フィルムを備えたフレキシブル半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、さらに情報化の進展に伴い、従来、紙媒体で提供されていた情報が電子化される機会が増えている。そのため薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある（特許文献１など）。
【０００３】
一般に、フラットパネルディスプレイにおいては、液晶、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイでは基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。
【０００４】
ここで、ＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体を用いることができる。これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。
【０００５】
また、このようなＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため、実際上は、基板として耐熱性に優れる材質のもの、例えばガラス基板を用いることが必要となる。なお、石英基板を用いることも可能であるが、高価であり、ディスプレイの大型化に際して経済的に問題がある。したがって、ＴＦＴ素子を形成する基板として、一般にガラス基板が使用される。
【０００６】
しかしながら、先に述べた薄型ディスプレイを、こうした従来知られたガラス基板を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携帯用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。
【０００７】
そこで、軽量で薄型なディスプレイへのニーズに対応させるべく、基板のフレキシブル化、軽量化などの観点から、ＴＦＴ素子を樹脂基板（プラスチック基板）上に形成する、フレキシブル半導体装置の開発が行われている。例えば、特許文献２には、ＴＦＴを従来と略同様なプロセスにより支持体（例えばガラス基板）上に作製した後、ＴＦＴをガラス基板から剥離して樹脂基板（プラスチック基板）上に転写する技術が開示されている。ここでは、まず、ガラス基板上にＴＦＴを形成し、それをアクリル樹脂などの封止層を介して樹脂基板に接着し、その後、ガラス基板を剥離することにより、樹脂基板上にＴＦＴ素子を転写して形成している。
【０００８】
転写法を用いたフレキシブル半導体装置の製造では、支持体（例えばガラス基板）の剥離工程が問題となる。すなわち、樹脂基板から支持体を剥離する工程においては、例えば支持体とＴＦＴとの密着性を低下させる処理を行う。あるいは、支持体とＴＦＴとの間に剥離層を形成し、この剥離層を物理的または化学的に除去する処理を行う必要がある。したがって、工程の煩雑さを招いており、生産性の問題が生じ得る。
【特許文献１】特開２００７−６７２６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７３５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＴＦＴを樹脂基板（プラスチック基板）に転写するのではなく、樹脂基板の上に直接形成する方法も提案されている。この場合、転写後の支持体（例えばガラス基板）の剥離工程が不要となるため、フレキシブル半導体装置を簡易に製造することができる。
【００１０】
しかしながら、フレキシブル半導体装置には、依然として種々の課題があり、本願発明者は、フレキシブル半導体装置の課題に対して、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処し、それらの課題を解決するように試みた。
【００１１】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、生産性に優れたフレキシブル半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るフレキシブル半導体装置は、可撓性を有するフレキシブル半導体装置であり、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの上に形成された金属層とを備え、前記金属層は、絶縁材料からなる絶縁壁によって分断され、且つ、前記絶縁壁の一端は前記樹脂フィルムに接しており、前記絶縁壁によって前記金属層から、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極が形成されており、前記ゲート電極の上には、前記絶縁壁に接するゲート絶縁膜が形成されており、前記ゲート絶縁膜の上には、半導体材料からなる半導体層が形成されている。
【００１３】
ある好適な実施形態では、前記ソース電極および前記ドレイン電極よりも、前記ゲート電極が、前記樹脂フィルムに埋設されている。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記樹脂フィルムは、内部に空孔を含む空孔入りシートである。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記金属層は、金属ペーストからなる導電層である。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記絶縁壁は、当該絶縁壁の一端に向けて細くなっていくテーパー状に形成されている。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記半導体層は、シリコンからなるシリコン層である。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記ゲート絶縁膜の誘電率は、前記絶縁壁の誘電率よりも高い。
【００１９】
本発明に係るフレキシブル半導体装置の製造方法は、樹脂フィルムの上に、金属層を形成する工程と、前記金属層に、絶縁材料からなる絶縁壁を前記樹脂フィルムに到達するまで突き刺すことによって前記金属層を分断し、前記金属層からゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを含む。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記絶縁壁は、前記ソース電極と前記ゲート電極とを分断する第１壁と、前記ゲート電極と前記ドレイン電極とを分断する第２壁とを含み、さらに、前記第１壁と前記第２壁とを連結する連結層が形成されており、前記連結層の少なくとも一部は、ゲート絶縁膜として機能し、前記金属層に前記絶縁壁を突き刺す際に、前記ゲート電極に前記ゲート絶縁膜が接触する工程が実行される。
【００２１】
本発明に係る他のフレキシブル半導体装置の製造方法は、ベース基材の上に、ゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極の表面を、絶縁材料からなる絶縁層で被覆する工程と、前記絶縁層が被覆された前記ゲート電極を覆うように、前記ベース基材の上に金属材料を形成する工程と、前記金属材料の一部をエッチングすることによって前記絶縁層を露出させる工程と、前記金属材料をパターニングすることによって、前記絶縁層にてそれぞれが分離されたゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記ゲート電極の上に、前記絶縁層を介して、半導体層を形成する工程とを含む。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記ベース基材の上に金属材料を形成する工程は、前記絶縁層が被覆された前記ゲート電極を、前記金属材料からなる金属層に埋設することによって実行される。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記金属材料は、銅である。
【００２４】
ある好適な実施形態において、前記ゲート電極は、前記金属材料よりも硬い材料から構成されている。
【００２５】
本発明に係る更に他のフレキシブル半導体装置の製造方法は、キャリア基材の上に、第１金属層を形成する工程と、前記第１金属層の上に、絶縁材料からなるレジスト材を塗布する工程と、前記レジスト材をエッチングすることによって、第１壁および第２壁を含む絶縁壁を形成する工程と、前記絶縁壁を覆うように、前記第１金属層の上に第２金属層を形成する工程と、樹脂フィルムの上に前記絶縁壁の端部が接触するように、前記キャリア基材から、前記第１金属層および前記第２金属層を当該樹脂フィルムへ転写する工程と、前記第１金属層をエッチングすることによって、前記絶縁壁における前記第１壁の端部及び前記第２壁の端部を露出させる工程と、露出した前記第１壁の端部と前記第２壁の端部とを連結する連結層を形成する工程と、前記第２金属層をパターニングすることによって、前記第２金属層から、前記第１壁と前記第２壁と前記連結層によって囲まれたゲート電極と、当該ゲート電極に隣接するソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記連結層の少なくとも一部の上に、半導体層を形成する工程とを含む。
【００２６】
ある好適な実施形態において、前記第１金属層の上に第２金属層を形成する工程は、メッキ法によって実行される。
【００２７】
ある好適な実施形態において、前記第１金属層および前記第２金属層を構成する材料は銅である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、樹脂フィルムの上に形成された金属層が絶縁壁によって分断される。そうすることによって、金属層からゲート電極・ソース電極・ドレイン電極が形成されているので、ゲート電極の位置合わせを容易に実行できる構造にすることができる。
【００２９】
その結果、生産性に優れたフレキシブル半導体装置を実現することが可能となり、フレキシブル半導体装置の普及を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本願発明者は、フレキシブル半導体装置の生産性を向上させるべく鋭意研究している中で、図１に示すような構造を検討した。図１に示したフレキシブル半導体装置１０００は、可撓性を有する絶縁膜１２２と、絶縁膜１２２の上に形成された半導体層１２０とから構成されている。また、半導体層１２０に接触している部位の絶縁膜１２２は、ゲート絶縁膜１２２ｇとして機能し、ゲート絶縁膜１２２ｇにはゲート電極１１０ｇが接触している。加えて、ゲート電極１１０ｇと同じ側に、ソース電極１１０ｓとドレイン電極１１０ｄが配置されている。
【００３１】
ソース電極１１０ｓは、半導体層１２０に接触する取出し電極１１１ｓに接続されており、一方、ドレイン電極１１０ｄは、半導体層１２０に接触する取出し電極１１１ｄに接続されている。この構造においては、ソース電極１１０ｓ及びドレイン電極１１０ｄと、取出し電極１１１ｓと１１１ｄとは、絶縁膜１２２を挟んで反対側に設けられている。そのため、両者の接続は、絶縁膜１２２に形成された開口部（ビアホール）１１５に充填された層間接続部位（ビア）１１４を介してなされている。
【００３２】
この構造１０００によれば、フレキシブル性および軽量化のようなフレキシブル半導体装置の特有の効果は得られるものの、次のような課題がある。まず、ゲート電極１１０ｇの位置合わせを高精度に行うことが容易ではなく、そして、ゲート電極１１０ｇの位置ズレが生じてしまうと、フレキシブル半導体装置の半導体特性の劣化が生じる。
【００３３】
さらに詳しく述べると、ソース電極１１０ｓに接続された取出し電極１１１ｓと、ドレイン電極１１０ｄに接続された取出し電極１１１ｄとの間に位置する箇所が、半導体層１２０におけるチャネル領域となる。しかしながら、フレキシブル半導体装置１０００の製造においては、ゲート電極１１０ｇと、チャネル領域を規定する取出し電極１１１ｓ及び１１１ｄとの間において位置ズレが生じることがある。それは半導体特性の劣化またはバラツキの原因となる。また、この位置ズレを最初から想定して、チャネル領域とゲート電極を同サイズに設計するのでなくチャネル領域よりゲート電極を大きい面積で設計することが多い。この場合、チャネル領域とゲート電極の位置ズレは抑制しやすいが、ゲート電極とソース、ドレイン電極のゲート絶縁膜１２２ｇを介しての重複面積が必然的に発生し、ＴＦＴ特性に悪影響を及ぼす懸念がある。加えて、ソース電極１１０ｓ及びドレイン電極１１０ｄと、半導体層１２０との電気的接続のために、開口部１１５および層間接続部位１１４の形成が必要であり、その形成工程が煩雑となる。
【００３４】
本願発明者は、ゲート電極の位置合わせ等を簡潔な工程によって実行できれば種々の課題を解決ないし緩和できることに気づき、本発明を想到するに至った。以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３６】
図２を参照しながら、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００について説明する。図２は、フレキシブル半導体装置１００の断面構成を模式的に示す断面図である。なお、図３は、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）が複数配置された構成の平面図である。
【００３７】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は、半導体装置である。図２に示した構成では、フレキシブル半導体装置１００は、可撓性を有する樹脂フィルム３０と、樹脂フィルム３０の上に形成された金属層１０とから構成されている。
【００３８】
本実施形態の金属層１０は、絶縁材料からなる絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）によって分断されている。絶縁壁５１の一端５３は樹脂フィルム３０に接しており、これによって、絶縁壁５１で分断された金属層１０の各部位は、互いに電気的に分離された状態となる。本実施形態の構成では、絶縁壁５１によって金属層１０から、ゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄが形成されている。図２に示した例では、絶縁壁５１ａがソース電極１０ｓとゲート電極１０ｇとの境界を構成し、そして、絶縁壁５１ｂがゲート電極１０ｇとドレイン電極１０ｄとの境界を構成している。
【００３９】
また、ゲート電極１０ｇの上には、絶縁壁５１（第１絶縁壁５１ａ、第２絶縁壁５１ｂ）に接するゲート絶縁膜２２が形成されている。この例では、絶縁壁５１ａと絶縁壁５１ｂとを連結する連結層５２が形成されており、この連結層５２の少なくとも一部がゲート絶縁膜２２として機能する。また、第１絶縁壁５１ａと第２絶縁壁５１ｂと連結層５２とを含む構造を、絶縁壁構造体５０と称することもある。なお、連結層５２は、絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）と同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。
【００４０】
ゲート絶縁膜２２の上には、半導体材料からなる半導体層２０が形成されている。本実施形態では、半導体層２０は、例えば、シリコンからなる。なお、半導体層２０は、シリコン以外の材料（例えば、化合物半導体、酸化物半導体、または、有機半導体）から構成されていてもよい。
【００４１】
また、ゲート絶縁膜２２は、無機絶縁材料または有機絶縁材料から構成することができる。ゲート絶縁膜２２は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）から構成することができる。酸化シリコンからなるゲート絶縁膜２２の場合、例えば、ＳｉＯ２の前駆体をスピンコートした後、熱処理することによって作製することができる。さらに、ゲート絶縁膜２２を構成する無機絶縁材料としては、チタン酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム酸化物およびニオブ酸化物からなる群から選択される材料を用いることも可能である。あるいは、複数の材料が混入されたコンポジット材料を用いることもできる。加えて、ゲート絶縁膜２２を構成する有機絶縁材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂、それらの複合物を用いることができる。それらの有機絶縁材料を用いたゲート絶縁膜２２の場合、例えば所定の樹脂材料をスピンコートすることによって作製することができる。
【００４２】
本実施形態の構成では、ゲート電極１０ｇは、絶縁壁構造体５０によって樹脂フィルム３０の側に押し込まれている。したがって、図２に示すように、ゲート電極１０ｇは、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄよりも、樹脂フィルム３０に埋設されている。より具体的には、ゲート電極１０ｇの上面は、ソース電極１０ｓの上面およびドレイン電極１０ｄの上面よりも、樹脂フィルム３０側に位置するように低くなっている。
【００４３】
樹脂フィルム３０は、可撓性を有するシート材料からなる。本実施形態では、樹脂フィルム３０は、半導体層２０（又はそれを含むＴＦＴ構造体）を支持するための支持基材であり、硬化後に可撓性を有する熱硬化性樹脂材料や熱可塑性樹脂材料から構成されている。本実施形態の樹脂フィルム３０の一例は、例えば、ポリイミドフィルムである。
【００４４】
また、本実施形態の樹脂フィルム３０を構成する樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂、それらの複合物等を挙げることができる。これらの樹脂材料は、低コストで作製できるものや、寸法安定性の性質に優れたものであり、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００におけるフレキシブル基材の材料として好ましい。加えて、本実施形態の樹脂フィルム３０として、内部に空孔を含む空孔入りシートを用いることも可能である。
【００４５】
本実施形態の金属層１０は、金属ペースト材料（例えば、Ａｇペースト）から構成されている。より具体的には、金属層１０は、金属ペースト材料を用いて印刷法にて形成されている。そして、その金属層１０を絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）で分断することによって、金属層１０から、ゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄが形成されている。
【００４６】
本実施形態の絶縁壁構造体５０（５１、５２）は、樹脂材料から構成されている。一つの例では、絶縁壁構造体５０は、同一材料から構成されており、すなわち、絶縁壁５１と連結層５２とが同一の材料（例えば、同一の樹脂材料）から構成されている。他の例では、絶縁壁５１と連結層５２とは、それぞれ異なる材料から構成されている。
【００４７】
異なる材料から構成する場合には、ゲート絶縁膜２２を構成する連結層５２の誘電率を、絶縁壁５１の誘電率よりも高くすることが好ましい。その理由は、絶縁壁５１の誘電率を低くすることによって、ソース・ドレイン電極（１０ｓ・１０ｄ）とゲート電極１０ｇとの間に生じる寄生容量を低減することが可能となるからである。また、連結層５２の誘電率を高くすることによって、高い誘電率を持ったゲート絶縁膜２２を構築することができるという理由もある。そのような例として、絶縁壁５１をエポキシ樹脂系永久レジスト（比誘電率；例えば３〜６）から構成し、一方、連結層５２を、チタン酸化物粉末をエポキシ樹脂に混合したもの（比誘電率；例えば２０〜３０）から構成することができる。ここで、永久レジストとは、現像後も除去されることのないレジストのことを意味する。なお、絶縁壁５１および連結層５２の組み合わせは、適宜好適なものを選択すればよい。
【００４８】
図３は、樹脂フィルム３０の上に、フレキシブル半導体装置１００Ａ、１００Ｂが形成された平面構成例を示している。図３に示した例では、フレキシブル半導体装置１００Ａのドレイン電極１０ｄは、フレキシブル半導体装置１００Ｂのゲート電極１０ｇに接続されている。より具体的には、フレキシブル半導体装置１００Ａのドレイン電極１０ｄから延びた配線は、フレキシブル半導体装置１００Ｂのゲート電極１０ｇから延びた配線に接続されている。なお、図３に示した平面構成例は一つの例であり、フレキシブル半導体装置１００は、２つに限らずそれ以上配置することも可能である。また、フレキシブル半導体装置１００における各端子（ゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓ、ドレイン電極１０ｄ）の接続は、必要に応じて適宜好適なものに決定することができる。
【００４９】
次に、図４（ａ）から図５（ｂ）を参照しながら、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の製造方法について説明する。図４（ａ）から図５（ｂ）は、フレキシブル半導体装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００５０】
まず、図４（ａ）に示すように、樹脂フィルム３０の上に、金属層１０を形成する。本実施形態では、金属層１０は印刷法によって形成される。例えば、金属層１０の形成は、スクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット法などの印刷法を用いて金属ペースト（Ａｇペーストなど）を塗布して実行することができる。樹脂フィルム３０の厚さは、例えば、１０〜１００μｍ（好適には、３０〜７０μｍ）である。樹脂フィルム３０の厚さが１０μｍよりも薄いと取り扱いが難しくなるので、例えば１０μｍ以上であることが好ましい。一方、樹脂フィルム３０の厚さが１００μｍよりも厚いとフレキシブル性が悪くなったり、基板の総厚みが大きくなるので、例えば１００μｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
また、金属層１０の厚さは、例えば、３〜３０μｍ（好適には、５〜２０μｍ）である。この段階では金属層１０は、金属ペースト（または導電性ペースト）を硬化させていない状態で樹脂フィルム３０の上に配置させている。なお、導電性ペーストをスクリーン印刷で形成する場合には、金属層１０の厚さは、典型的には１０μｍ前後である。また、インクジェット印刷または厚膜印刷を用いる場合には、それよりも厚さの上限・下限を変化させることができる。ただし、薄すぎると絶縁壁による分断が容易であるが抵抗が大きくなることや、厚すぎると絶縁壁による分断が難しくなることに注意することが望ましい。
【００５２】
次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁壁構造体５０（５１、５２）を配置したキャリア基材６０を用意した後、絶縁壁構造体５０が金属層１０と対向するようにキャリア基材６０を樹脂フィルム３０の上方に配置する。具体的には、絶縁壁構造体５０における絶縁壁５１の先端５３が金属層１０の上方に位置するように、キャリア基材６０をセットする。
【００５３】
この例で示した絶縁壁構造体５０は、例えば、永久レジストから構成されている。絶縁壁構造体５０の絶縁壁５１の厚さは、例えば、５〜３０μｍである。絶縁壁５１の厚さは、要求される強度、および、絶縁壁５１の作製プロセスなどに基づいて決定され得る。また、絶縁壁構造体５０の連結層５２の厚さは、例えば、０．１〜２μｍである。なお、連結層５２の厚さは、ゲート絶縁膜２２として機能する厚さに基づいて決定され得る。
【００５４】
次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁壁構造体５０の絶縁壁５１を金属層１０に突き刺して、絶縁壁５１の先端５３を樹脂フィルム３０に到達させることによって、金属層１０を分断する。この分断工程は、金属層１０が形成された樹脂フィルム３０に、絶縁壁５１を有するキャリア基材６０を押し付けることによって実行することができる。ここで、金属層１０を構成する金属ペーストは未硬化であるので、絶縁壁５１は容易に金属層１０を切断することができる。加えて、樹脂フィルム３０が、空孔入りの樹脂シートからなる場合、絶縁壁５１の先端５３が樹脂フィルム３０に突き刺さりやすくなるという利点がある。また、樹脂フィルム３０が半硬化タイプのシート（例えば、Ｂステージ樹脂からなるシート）から構成されている場合にも、絶縁壁５１の先端５３が樹脂フィルム３０に突き刺さりやすくなるという効果を得ることができる。
【００５５】
次いで、図５（ａ）に示すように、金属層１０を構成する金属ペーストを硬化させることによって、ゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄを形成する。金属ペーストの硬化は、例えば、乾燥炉を用いた金属ペーストの乾燥によって実行することができる。樹脂フィルム３０の耐熱温度を考慮して、金属ペーストの乾燥工程は、例えば２３０℃以下で実行されることが好ましい。
【００５６】
その後、図５（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜２２として機能する連結層５２と、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄの上に、半導体層２０を形成する。このようにして、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００を作製することができる。
【００５７】
半導体層２０の形成は、例えば、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤなどの薄膜形成法、または、凸版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法によって実行することができる。半導体層２０が有機半導体から構成されている場合、一例としては、有機半導体ペンタセンを蒸着させることによって形成することができる。
【００５８】
本実施形態における半導体層２０を構成する材料としては、上述したペンタセンの他、種々のものを使用することができ、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体を用いてもよいし、酸化物半導体を用いてもよい。酸化物半導体としては例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの単体の酸化物や、ＩｎＧａＺｎＯ、ＩｎＳｎＯ、ＩｎＺｎＯ、ＺｎＭｇＯなどの複合酸化物が挙げられる。あるいは、必要に応じて化合物半導体（例えば、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＧａＡｓなど）や、有機半導体（例えば、ポリ３ヘキシルチオフェン、ポルフィリン誘導体、銅フタロシアニン、Ｃ６０など）を使用することもできる。
【００５９】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の製造方法によれば、樹脂フィルム３０の上に形成された金属層１０に対して、絶縁壁５１を樹脂フィルム３０に到達するまで突き刺す。そうすることで金属層１０を分断する。そうして、金属層１０からゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄを形成するので、ゲート電極１０ｇの位置合わせを容易に実行することができる。その結果、生産性に優れたフレキシブル半導体装置１００を実現することができる。また、絶縁壁５１で金属層１０を分断することにより、金属層１０からゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄを形成することができる。したがって、簡便な手法によって、ゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄを形成することができる。
【００６０】
さらに図１に示したフレキシブル半導体装置１０００では取出電極（１１１ｓ、１１１ｄ）、開口部１１５・層間接続部位１１４およびソース・ドレイン電極（１１０ｓ、１１０ｄ）を含む構造を位置合せ精度良く形成することが要求される。一方、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００では、金属層１０を絶縁壁５１によって分断することにより、ソース電極１０ｓ・ドレイン電極１０ｄを簡便に位置合わせ精度良く形成することができる。
【００６１】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は、図６に示すように改変することも可能である。図６は、フレキシブル半導体装置１００の改変例を示す断面図である。
【００６２】
図６に示したフレキシブル半導体装置１００では、図２に示した構成よりも、ゲート電極１０ｇが樹脂フィルム３０に深く埋設している。この例では、ゲート電極１０ｇの上面が、ソース・ドレイン電極１０ｓ・１０ｄの底面と実質的に同じ位置に配置されている。このようにゲート電極１０ｇを深く埋設すると、ゲート電極１０ｇとソース電極１０ｓとの寄生容量、及び／又は、ゲート電極１０ｇとドレイン電極１０ｄとの寄生容量を低減させることができる。それにより、フレキシブル半導体装置１００の半導体特性の低下を抑制することができる。
【００６３】
図６に示した構成では、ゲート電極１０ｇを樹脂フィルム３０に深く埋設するので、樹脂フィルム３０は、例えば、半硬化型の樹脂シート（Ｂステージの樹脂シート）、空孔を含む樹脂シートを好適に用いることができる。ただし、そのような樹脂シートでなくても、ゲート電極１０ｇを樹脂フィルム３０に深く埋設することは勿論可能であり、ゲート電極１０ｇを樹脂フィルム３０に押し込む力を調整することによって行うことができる。
【００６４】
次に、図７は、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００が複数配置された基板構造体の断面図を示している。図７に示した例では、樹脂フィルム３０に、第１のフレキシブル半導体装置１００Ａと、第２のフレキシブル半導体装置１００Ｂとが形成されている。ここでのフレキシブル半導体装置１００Ａ、１００Ｂは、図６に示した構造のものであるが、それに限らず、例えば図２に示した構造のものであってもよい。
【００６５】
図７に示した構成では、樹脂フィルム３０の下面に、さらに、第２の樹脂フィルム３１が形成されている。樹脂フィルム３１の上には、走査線および電源線などのための配線１４（１４Ａ、１４Ｂ）が形成されている。本実施形態の配線１４は、金属層１０の抵抗値よりも低い抵抗値を有する配線（低抵抗配線）である。配線１４は、例えば、厚さが比較的厚い銅層（厚さ：例えば１５μｍ以上、一例では１２〜３５μｍ）から構成されている。
【００６６】
この例では、フレキシブル半導体装置１００Ａのソース電極１０ｓは、ソース電極１０ｓから延びた配線と、ビアホール１７に形成された層間接続部位（ビア）とを介して、配線１４Ａに接続されている。一方、フレキシブル半導体装置１００Ｂのソース電極１０ｓは、ソース電極１０ｓから延びた配線と、ビアホール１７に形成された層間接続部位（ビア）とを介して、配線１４Ｂに接続されている。なお、図７に示した構成において、フレキシブル半導体装置１００Ａ、１００Ｂの電気的な接続関係は例示的にものにすぎず、必要に応じて適宜好適なものに決定することができる。
【００６７】
次に、図８（ａ）から図９（ｂ）及び図１０を参照しながら、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の他の製造方法について説明する。
【００６８】
まず、図８（ａ）に示すように、ベース基材６２の上にゲート電極１０ｇを形成し、次いで、ゲート電極１０ｇの表面を絶縁層（５１ａ、５２、５１ｂ）で被覆することによって、絶縁壁構造体５０を形成する。続いて、金属材料からなる金属層１５の上方に、絶縁壁構造体５０が形成された面を下にしてベース基材６２を配置する。
【００６９】
次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁壁構造体５０を金属層１５に突き刺すように、ベース基材６２と金属層１５とを密着させる。換言すると、ベース基材６２と金属層１５とを密着させることによって、絶縁壁構造体５０を金属層１５に埋設させる。
【００７０】
ここで、絶縁壁構造体５０を金属層１５に埋設させやすいように、この例におけるゲート電極１０ｇは、比較的硬い材料（例えば、ステンレス材料）から構成されていることが好ましい。例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示したゲート電極１０ｇは、金属ペーストから構成された金属層（図２中の「１０」）よりも硬い材料からなる。加えて、絶縁壁構造体５０が埋設される金属層１５は、銅箔からなる。また、この例における絶縁壁構造体５０を構成する絶縁材料は、例えば、電着レジストであり、絶縁壁構造体５０は、電着工程によって形成される。
【００７１】
次に、図８（ｃ）に示すように、絶縁壁構造体５０が埋設された金属層１５の表面をエッチングすることによって、絶縁壁構造体５０の連結層５２を露出させる。換言すると、絶縁壁構造体５０の連結層５２が露出するように、金属層（ここでは、銅箔）１５の表面を全面エッチングして、絶縁壁構造体５０の絶縁壁５１ａ、５１ｂによって分離された金属層１０が得られる。ここでの全面エッチングは、例えば、硫酸と過酸化水素とを含むソフトエッチング液を用いて表面を数μｍ削るように実行すればよい。
【００７２】
次いで、図９（ａ）に示すように、ベース基材６２の上下面を反転させ、次いで、金属層１０をパターニングすることによって、ソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄを形成する。ここでは、絶縁壁構造体５０の埋設のために使用したベース基材６２を、ＴＦＴ構造体の支持基材としての樹脂フィルム３０として利用する。
【００７３】
金属層１０のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィー工程を用いて実行することが可能である。具体的には、フォトリソグラフィー工程にてソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄの形状を規定するレジストパターンを形成する。その後、そのレジストパターンをマスクとして、金属層１０の一部をエッチングすることによって、金属層１０のパターニングを実行する。
【００７４】
その後、図９（ｂ）に示すように、連結層５２からなるゲート絶縁膜２２、ソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄの上に、半導体層２０を形成することによって、フレキシブル半導体装置１００を完成させる。
【００７５】
なお、ゲート電極１０ｇとの電気的な接続を確保するには、図１０に例示的に示すように、絶縁壁構造体５０に囲まれていた箇所からゲート電極１０ｇを延ばす。そうして、ゲート電極１０ｇの延長部位と配線１１とを導電材料（導電性ペーストなど）１３によって接続すればよい。
【００７６】
この例の実施形態における製造方法では、絶縁壁構造体５０によって覆われたゲート電極１０ｇを金属層１５に埋設する。その後、その金属層１５をエッチング及びパターニングすることによって、ソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄを形成する。したがって、簡便に、絶縁壁５１によって互いに分断されたソース電極１０ｓ、ゲート電極１０ｇ、ドレイン電極１０ｄを得ることができる。その結果、生産性に優れたフレキシブル半導体装置１００を実現することができる。
【００７７】
また、図８（ｃ）に示した構造は、図８（ａ）及び（ｂ）に示した工程を経て作製する場合に限らず、他の工程を採用してもよい。例えば、図８（ａ）に示した絶縁壁構造体５０をベース基材６２の上に形成した構造を用意した後、ベース基材６２の上に金属材料を堆積して、図８（ｃ）に示した構造のようにすることもできる。そのような工程を採用した場合でも、金属層１５をパターニングすることによって、簡便に、絶縁壁５１によって互いに分断されたソース電極１０ｓ、ゲート電極１０ｇ、ドレイン電極１０ｄを得ることができる。その結果、生産性に優れたフレキシブル半導体装置１００を実現することができる。
【００７８】
さらに、図９（ｂ）に示した構造を作製した後に、ＴＦＴ構造体（１０ｓ、１０ｇ、１０ｄ、２２、２０）を覆うように樹脂フィルム３０の上に、更なる樹脂フィルム（不図示）を形成することもできる。その更なる樹脂フィルムをＴＦＴ構造体の支持基板とすることができる場合には、樹脂フィルム３０を剥離させることも可能である。また、その場合には、図８（ａ）に示したベース基材６２は、転写用のキャリア基材となるので、樹脂フィルムに限らず、他の基板（例えば、金属材料からなるシート）を用いることもできる。
【００７９】
本実施形態のフレキシブル半導体装置１００は、さらに次のようにして製造することもできる。図１１（ａ）から図１３（ｂ）を参照しながら、本実施形態のフレキシブル半導体装置１００の他の製造方法について説明する。
【００８０】
まず、図１１（ａ）に示すように、キャリア基材６４の表面に第１金属層４１を形成し、次いで、第１金属層４１の上にレジスト材５５を塗布することによって、積層シートを形成する。ここでは、キャリア基材６４の下面に第１金属層４１およびレジスト材５５が順に積層された積層シートを示している。
【００８１】
本実施形態のキャリア基材６４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり、その厚さは例えば２５〜１００μｍである。キャリア基板６４の材質または厚さは、製造工程の際に取り扱いやすいものが選ばれる。本実施形態の第１金属層４１は、比較的厚さの薄い銅層であり、その厚さは例えば０．１〜３μｍである。ここでは、キャリア基材６４と第１金属層４１とをあわせた金属層付き樹脂シート（例えば、極薄銅層付き樹脂シート）を用いることもできる。また、レジスト材５５を構成する絶縁材料は、例えば、ドライフィルム形状の永久レジスト材であり、塗布されたレジスト材の厚さは例えば５〜５０μｍである。
【００８２】
次に、図１１（ｂ）に示すように、レジスト材５５の一部をエッチングすることによって、第１壁５１ａおよび第２壁５１ｂを含む絶縁壁５１を形成する。具体的には、絶縁壁５１のパターンを規定するマスクを用いて、フォトリソグラフィー工程によってレジスト材５５から絶縁壁５１を形成する。
【００８３】
次に、第１金属層４１の表面に金属材料を堆積することによって、図１１（ｃ）に示すように、絶縁壁５１を覆う金属層１６を形成する。本実施形態では、第１金属層４１の表面に、メッキを施して、絶縁壁５１を覆う金属層１６を形成する。具体的には、第１金属層４１が銅層であるときに、銅メッキを施して、銅からなる金属層１６を形成する。
【００８４】
次に、図１２（ａ）に示すように、キャリア基材６４から、絶縁壁５１を含む金属層１６を樹脂フィルム３０を転写する。これによって、樹脂フィルム３０の上に絶縁壁５１を配置させる。
【００８５】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、絶縁壁５１の端部が露出するように金属層１６の表面をエッチングする。ここでのエッチングは、例えば、金属層１６の表面を薄くエッチングすること（ソフトエッチング）によって行われる。
【００８６】
その後、図１２（ｃ）に示すように、金属層１６の表面から露出した絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）の端部を連結する連結層５２を形成する。これによって、絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）および連結層５２を含む絶縁壁構造体５０が完成する。
【００８７】
次に、図１３（ａ）に示すように、金属層１６をパターニングすることによって、ゲート電極１０ｇ、ソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄを含む金属層１０を形成する。金属層１６のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィー工程を用いて実行することが可能である。具体的には、フォトリソグラフィー工程にてソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄの形状を規定するレジストパターンを形成する。その後、そのレジストパターンをマスクとして、金属層１６の一部をエッチングすることによって、金属層１６のパターニングを実行することができる。
【００８８】
その後、図１３（ｂ）に示すように、連結層５２からなるゲート絶縁膜２２、ソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄの上に、半導体層２０を形成することによって、フレキシブル半導体装置１００を完成させる。
【００８９】
この例の実施形態における製造方法では、第１金属層（例えば、銅層）４１の表面にメッキ（例えば、銅メッキ）を施すことによって、絶縁壁５１を覆う金属層１６を簡便に形成することができるという利点がある。また、この製造方法によっても、絶縁壁５１によって互いに分断されたソース電極１０ｓ、ゲート電極１０ｇ、ドレイン電極１０ｄを得ることができ、それゆえ、生産性に優れたフレキシブル半導体装置１００を実現することができる。加えて、絶縁壁５１の突き刺し工程を経ずに、絶縁壁５１によって互いに分断されたソース電極１０ｓ、ゲート電極１０ｇ、ドレイン電極１０ｄを作製することができるので、製造プロセスの選択自由度を高めることができる。
【００９０】
なお、上述の実施形態では、図１２（ｃ）に示した構造を、図１１（ａ）から図１２（ｂ）に示した工程を経て作製したが、これに限らず、他の工程を採用してもよい。例えば、樹脂フィルム３０の上に絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）を形成し、次いで、樹脂フィルム３０の上に金属材料を堆積して、図１２（ｂ）に示す構造を得てもよい。
【００９１】
また、上述した手法の他に、本実施形態における絶縁壁構造体５０は、次のようにして作製することも可能である。図１４（ａ）から図１５（ｂ）を参照しながら、本実施形態の絶縁壁構造体５０の作製方法について説明する。
【００９２】
まず、図１４（ａ）に示すように、キャリア基材６６の表面に、絶縁材料を塗布することによって絶縁層５６を形成する。この実施形態における絶縁層５６を構成する絶縁材料は、例えば、永久レジスト材である。
【００９３】
次に、図１４（ｂ）に示すように、絶縁層５６をエッチングすることによって、絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）を形成する。ここでは、フォトリソグラフィー工程を用いて、永久レジスト材によって構成された絶縁層５６から、絶縁壁５１を形成する。
【００９４】
次に、図１４（ｃ）に示すように、絶縁壁５１ａと５１ｂとの間の領域（連結層５２が形成される領域）を除いて、キャリア基材６６の表面にマスク７０を形成する。次いで、図１５（ａ）に示すように、キャリア基材６６の表面のうち、マスク７０で覆われていない領域、すなわち、絶縁壁５１ａと５１ｂとの間の領域に連結層５２を形成する。連結層５２の形成は、例えば、絶縁材料をスピンコートすることによって実行される。
【００９５】
その後、図１５（ｂ）に示すように、マスク７０を除去すると、キャリア基材６６の表面に絶縁壁構造体５０が位置した構成となる。引き続いて、この絶縁壁構造体５０は、例えば、図４（ｂ）に示した工程に用いることができる。
【００９６】
また、本実施形態における絶縁壁構造体５０は、次のようにして作製することもできる。図１６（ａ）から図１７（ｂ）を参照しながら、本実施形態の絶縁壁構造体５０の作製方法について説明する。
【００９７】
まず、図１６（ａ）に示すように、キャリア基材６８の表面に、絶縁材料からなる連結層５２を形成する。次に、図１６（ｂ）に示すように、連結層５２を覆うようにキャリア基材６８の表面に、レジスト材７２を堆積する。
【００９８】
次に、図１６（ｃ）に示すように、フォトリソグラフ工程を用いて、レジスト材７２のうち絶縁壁５１が位置する領域に開口部７３を形成する。次いで、図１７（ａ）に示すように、開口部７３に絶縁材料を充填すると、絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）が形成される。
【００９９】
その後、図１７（ｂ）に示すように、レジスト材７２を除去すると、キャリア基材６８の表面に絶縁壁構造体５０が位置した構成となる。引き続き、この絶縁壁構造体５０も、例えば、図４（ｂ）に示した工程に用いることができる。
【０１００】
なお、絶縁壁５１を形成する際には、図１７（ａ）に示した構成を経る場合に限らない。例えば、レジスト材７２の表面に対して絶縁材料を全面塗布することよって図１８に示した構成にし、図１８に示した構成の絶縁層５４およびレジスト材７２を除去することにより、絶縁壁５１を形成してもよい。
【０１０１】
加えて、本実施形態における絶縁壁構造体５０は、次のようにして作製してもよい。図１９（ａ）から（ｄ）を参照しながら、本実施形態の絶縁壁構造体５０の作製方法について説明する。
【０１０２】
まず、図１９（ａ）に示すように、キャリア基材６９の表面に絶縁層５５を形成する。この例では、次に、図１９（ｂ）に示すように、絶縁層５５の表面に、更なる絶縁層５６を形成する。この例では、絶縁層５５および更なる絶縁層５６は、それぞれ異なる材料の永久レジストから構成されている。
【０１０３】
次に、図１９（ｃ）に示すように、絶縁層５５及び更なる絶縁層５６をエッチングすることによって、絶縁層５５から連結層５２を形成する。ここでのエッチングは、ドライエッチングを用いて、キャリア基材６９の表面に対して実質的に垂直になるように実行する。
【０１０４】
その後、図１９（ｄ）に示すように、更なる絶縁層５６をエッチングすることによって、更なる絶縁層５６から絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）を形成する。ここでのエッチングは、絶縁壁５１のパターンを規定するマスクを形成した後にウエットエッチングを用いて、絶縁壁５１の先端５３に向かうにしたがって細くなっていくように実行する。換言すると、ウエットエッチング独特のエッチング特性を利用して、先端５３が先細のテーパー形状を有する絶縁壁５１（５１ａ、５１ｂ）を形成する。
【０１０５】
先細のテーパー形状を有する絶縁壁５１の場合、図４（ｂ）から（ｃ）に示した工程を実行する際に、絶縁壁５１の先端５３が樹脂フィルム３０に突き刺さりやすくできる利点を得ることができる。ウエットエッチングを行う場合は、連結層５２（または絶縁層５５）に対して耐エッチング特性を有し、かつ、絶縁層５６に対して良好なエッチング特性を有するエッチャントが用いられる。
【０１０６】
このようにして、テーパー形状を有する絶縁壁５１を含む絶縁壁構造体５０が得られる。なお、図１９（ｄ）に示した絶縁壁構造体５０を作製するには、他の方法を採用することも可能である。例えば、図１９（ｂ）に示した段階で、絶縁層５６にウエットエッチングを実行してテーパー状の開口部を形成し、次いで、絶縁層５６及び絶縁層５５にドライエッチングを実行して、図１９（ｄ）に示した構造を得ることもできる。加えて、テーパー状の絶縁壁５１を形成できるのであれば、さらに他の方法を採用しても構わない。
【０１０７】
次に、図２０から図２２を参照しつつ、本実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００を画像表示装置に搭載する場合について説明する。
【０１０８】
図２０は、画像表示装置の駆動回路９０を説明するための回路図である。図２１は、当該駆動回路が本実施形態のフレキシブル半導体装置１００によって構成された一例（基板構造体の一例）を示す断面図である。図２２は、当該駆動回路が本実施形態のフレキシブル半導体装置１００によって構成された一例を示す平面図である。
【０１０９】
図２０に示した回路９０は、画像表示装置（ここでは有機ＥＬディスプレイ）に搭載される駆動回路であり、ここでは画像表示装置の一画素の構成を表している。この例の画像表示装置の各画素は、２つのトランジスタ（１００Ａ、１００Ｂ）と、１つのコンデンサ８５との組み合わせの回路から構成されている。この駆動回路には、スイッチ用トランジスタ（Ｓｗ−Ｔｒ）１００Ａと、駆動用トランジスタ（Ｄｒ−Ｔｒ）１００Ｂとが含まれている。両方のトランジスタ（１００Ａ、１００Ｂ）とも、本実施形態の構成のフレキシブル半導体装置１００から構成されている。なお、後述するように、フレキシブル半導体装置１００の構造体の一部に、コンデンサ８５を形成することも可能である。
【０１１０】
さらに説明すると、Ｓｗ−Ｔｒ１００Ａのゲート電極は、選択ライン９４に接続されている。また、Ｓｗ−Ｔｒ１００Ａのソース電極およびドレイン電極は、それぞれ、一方がデータライン９２に接続され、他方がＤｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に接続されている。さらに、Ｄｒ−Ｔｒ１００Ｂのソース電極およびドレイン電極は、それぞれ、一方が電源ライン９３に接続され、他方が表示部（ここでは有機ＥＬ素子）８０に接続されている。なお、コンデンサ８５は、Ｄｒ−Ｔｒ１００Ｂのソース電極とゲート電極との間に接続されている。
【０１１１】
上記構成の画素回路において、選択ライン９４の作動時に、Ｓｗ−Ｔｒ１００Ａのスイッチがオンになると、駆動電圧がデータライン９２から入力される。そして、それがＳｗ−Ｔｒ１００Ａによって選択されることにより、コンデンサ８５に電荷が蓄積される。そして、その電荷によって生じた電圧がＤｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に印加され、その電圧に応じたドレイン電流が表示部８０に供給され、それによって表示部（有機ＥＬ素子）８０を発光させるようになっている。
【０１１２】
図２１は、図２０に示した回路９０の一例が形成された基板構造体２００の断面模式図である。なお、図２１は、回路９０の構成要素を分かりやすく説明するための図であり、各素子（１００Ａ、１００Ｂ、８５など）は、図２１に示した断面に存在しなくても勿論構わない。
【０１１３】
図２１に示した構成では、フレキシブル半導体装置１００Ａおよび１００Ｂを覆うコーティング層３２が形成されている。この例のコーティング層３２は、樹脂フィルムから構成されており、フレキシブル半導体装置１００Ａ・１００Ｂおよび配線９２等を覆うように、樹脂フィルム３０の上に形成されている。また、樹脂フィルム３０は、単一の層から構成されていなくてもよく、例えば、図７に示したように複数の層（３０、３１）から構成されていてもよい。なお、この例では、コンデンサ８５は、上部導電層８６と下部導電層（電源層９３）とそれらに挟まれた誘電体層８７とから構成されている。ここで図２１に示した各素子および配線レイアウトは、例示にすぎず、勿論、他のレイアウト構成を採用しても構わない。
【０１１４】
また、図２２は、図２０に示した回路９０の一例が形成されたフレキシブル半導体装置の平面模式図である。図２２は、図２１に示した構成の平面図ではないが、フレキシブル半導体装置１００Ａ、１００Ｂ、表示部（有機ＥＬ素子）８０の順番は図２１に示した構成と合わせている。
【０１１５】
図２２に示した構成では、フレキシブル半導体装置１００Ａおよび１００Ｂの構造を分かりやすく示すために、コーティング層３２を省略して表している。この例で、フレキシブル半導体装置１００Ａおよび１００Ｂにおけるソース電極１０ｓ・ドレイン電極１０ｄは、櫛歯電極構造となっている。さらに述べると、ソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄの対向する部位は、櫛歯形状となるように配置されている。このように櫛歯形状の構造にすると、トランジスタ素子の面積を維持しつつ、チャネル幅を大きくすることができ、そして、取り出し電流量を大きくすることができる。
【０１１６】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、ディスプレイの構成によっては、ＴＦＴ素子は各画素に２個（第１および第２のＴＦＴ素子）だけでなく、それ以上設けられることもあるので、それに対応して本実施形態のフレキシブル半導体装置を改変することも可能である。また、上記実施形態では、有機ＥＬディスプレイに搭載されるフレキシブル半導体装置について例示したが、無機ＥＬディスプレイに搭載してもよい。さらに、ＥＬディスプレイに限らず電子ペーパーであってもよいし、さらには、ディスプレイに限らず、ＲＦＩＤなどの通信機器やメモリなどに搭載することも可能である。フレキシブル半導体装置を１デバイスに対応した形で作製するような例を示したが、それに限らず、複数のデバイスに対応した形で作製する手法を実行してもよい。そのような作製手法として、ロール・ツー・ロール製法を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明によれば、生産性に優れたフレキシブル半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】フレキシブル半導体装置１０００の構成を模式的に示す断面図
【図２】本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の構成を模式的に示す断面図
【図３】フレキシブル半導体装置１００が複数配置された構成を模式的に示す平面図
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図６】本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の改変例を模式的に示す断面図
【図７】本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置１００の改変例を模式的に示す断面図
【図８】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図９】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１０】本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１２】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１６】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１８】本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図１９】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図２０】本発明の実施形態に係る画像表示装置の駆動回路を示す回路図
【図２１】画像表示装置の駆動回路が、フレキシブル半導体装置１００によって構成された一例を示す断面図
【図２２】画像表示装置の駆動回路が、フレキシブル半導体装置１００によって構成された一例を示す平面図
【符号の説明】
【０１１９】
１０    金属層
１０ｓ    ソース電極
１０ｇ    ゲート電極
１０ｄ    ドレイン電極
１１    配線
１３    導電材料
１４    配線
１５，１６    金属層
１７    ビアホール
２０    半導体層
２２    ゲート絶縁膜
３０    樹脂フィルム
３１    樹脂フィルム
３２    コーティング層
４１    金属層
５０    絶縁壁構造体
５１    絶縁壁
５２    連結層
５３    絶縁壁の一端（先端）
５４    絶縁層
５５    レジスト材
５５    絶縁層
５６    絶縁層
６０    キャリア基材
６２    ベース基材
６４，６６，６８，６９    キャリア基材
７０    マスク
７２    レジスト材
８０    表示部
８５    コンデンサ
９０    駆動回路
９２    データライン
９３    電源ライン
９４    選択ライン
１００    フレキシブル半導体装置
２００    基板構造体
１０００    フレキシブル半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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