(57)【要約】  本発明では、フレキシブル半導体装置が提供される。本発明のフレキシブル半導体装置は、支持層、支持層の上に形成された半導体構造部、および、半導体構造部の上に形成された樹脂フィルムを有して成る。本発明のフレキシブル半導体装置は、レーザの照射によって形成された開口部が樹脂フィルムに形成されており、かかる樹脂フィルムの開口部に半導体構造部の表面に接触する導電部材が形成されている。
2010113376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル半導体装置であって、
支持層；
前記支持層の上に形成された半導体構造部；および
前記半導体構造部の上に形成された樹脂フィルム
を有して成り、
前記樹脂フィルムには、レーザの照射によって形成された開口部が形成されており、
前記開口部には、前記半導体構造部の表面と接触する導電部材が形成されていることを特徴とする、フレキシブル半導体装置。
【請求項２】
前記開口部につき、前記開口部の壁面と前記樹脂フィルムの上面とのなす角度が鈍角となっ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】
前記半導体構造部は、
半導体材料を含んで成る半導体層、および
前記半導体層の表面に形成された絶縁層
を有して成り、
前記絶縁層の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し、
前記導電部材の少なくとも一部がゲート電極として機能す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４】
前記半導体層がシリコンを含んで成り、
前記絶縁層がシリコン酸化膜からなることを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項５】
前記半導体層が酸化物半導体を含んで成ることを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項６】
前記酸化物半導体がＺｎＯまたはＩｎＧａＺｎＯであることを特徴とする、請求項５に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項７】
前記半導体構造部が前記レーザの照射による加熱処理を受けており、前記半導体層のキャリア移動度が３〜３００ｃｍ２／Ｖｓとなっていることを特徴とする、請求項４に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項８】
前記支持層が金属箔から構成されており、
前記金属箔の上には絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜の上に前記半導体構造部が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９】
前記金属箔が、前記半導体構造部に電気的に接続されたソース電極・ドレイン電極となる部位を有して成ることを特徴とする、請求項８に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項１０】
前記樹脂フィルムが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成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１１】
フレキシブル半導体装置を製造するための方法であって、
（ｉ）金属箔の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する工程；
（ｉｉ）前記半導体構造部を覆うように、前記金属箔の上に樹脂フィルムを形成する工程；
（ｉｉｉ）前記樹脂フィルムにレーザを照射し、前記樹脂フィルムに開口部を形成する工程；および
（ｉｖ）前記開口部にて露出した前記半導体構造部の表面と接するように、導電部材を形成する工程；
を含んで成り、
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記樹脂フィルムの前記開口部を形成すると共に、前記半導体構造部に加熱処理を施すことを特徴とする、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記半導体構造部をアニール処理することを特徴とする、請求項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】
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記半導体構造部の膜質を変化させることを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（ｉ）では、前記半導体層、および、前記半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成る前記半導体構造部を形成し、
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記絶縁層を加熱処理することを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体層としてシリコンを含んで成る層を形成し、また
前記絶縁層としてシリコン酸化膜を形成することを特徴とする、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】
前記半導体層として酸化物半導体を含んで成る層を形成し、
前記工程（ｉｉｉ）における前記レーザの照射を、酸素雰囲気下で行うことを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｉｉｉ）の前記レーザの照射に際して、パルスレーザを用いることを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記金属箔の上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の上に前記半導体構造部を形成することを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記絶縁膜を、前記金属箔の表面領域を酸化させることによって形成することを特徴とする、請求項１８に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記金属箔をエッチングすることによって、前記金属箔からソース電極・ドレイン電極を形成することを特徴とする、請求項１１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、可撓性を有するフレキシブル半導体装置およびその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、ＴＦＴとして用いることができる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、更なる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。特に昨今は薄くて軽い、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。かかる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】
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、基板材料として高い工程温度に耐える材料を用いなければならない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た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は、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（即ち、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（即ち、プラスチック基板）上に転写する技術が開示されている。かかる技術では、まず、ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成し、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際に、例えば支持体とＴＦＴとの密着性を低下させる処理を行う必要がある。または、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。そのような処理に起因して工程が煩雑となり、生産性の点では懸念が残る。
【特許文献１】特開２００７−６７２６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９７０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
フレキシブル半導体装置の製造においては、ＴＦＴを樹脂基板（即ち、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、アクリル樹脂などの樹脂基板は耐熱性が低いため、ＴＦＴを形成するに際してプロセス温度を低く抑えなければならないという制約が入ってしまう。そのため、樹脂基板に直接形成されたＴＦＴは、転写により形成されたＴＦＴに比べてＴＦＴ性能の点では懸念が残る。【００１１】
例えば、移動度などの半導体特性を向上させるためには半導体材料に対して加熱処理を行うことが望ましいが、樹脂基板にＴＦＴを直接形成する場合では、プロセス温度が制限されるため、そのような加熱処理を行うことが困難となる。また、ゲート電圧を下げるためにはゲート絶縁膜として有機絶縁膜よりも薄くとも絶縁耐圧が高く、また、誘電率も高い無機酸化物を用いることが望ましい。しかしながら、そのような無機酸化物は緻密でかつ化学的に安定であるため、加工(例えばレーザ穴加工など)しにくいといった生産技術上の問題についても改善の余地がある。特に、大画面用のフレキシブル半導体装置では、そのような問題が顕著化する。【００１２】
本願発明者は、上述した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。本発明はかかる事情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の製造方法を提供することであり、また、それに伴って高性能なフレキシブル半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明では、
（ｉ）金属箔（または支持層）の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する工程；
（ｉｉ）半導体構造部を覆うように、金属箔の上に樹脂フィルムを形成する工程；
（ｉｉｉ）樹脂フィルムにレーザを照射し、樹脂フィルムに開口部を形成する工程；および
（ｉｖ）樹脂フィルムの開口部にて露出した半導体構造部の表面と接するように、導電部材を形成する工程；
を含んで成り、
工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって、樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、半導体構造部の表面に加熱処理を施すことを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法が提供される。【００１４】
本発明の製造方法の特徴の１つは、上記工程（ｉ）〜（ｉｖ）の実施に際して、レーザ照射によって樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、その開口部の形成に際して半導体構造部の表面を加熱処理することである。好ましくは、樹脂フィルムの開口部の形成に際してレーザ照射によって半導体構造部をアニール処理する。特に好ましくは、樹脂フィルムの開口部の形成に際してレーザ照射によって半導体構造部の膜質または特性を変化させ、それによって、半導体特性の向上を図る（例えば、“膜質の変化”によって、半導体構造部の半導体層の結晶度の向上を図ることができる）。このように、本発明の製造方法では、レーザ照射によって製造プロセス効率の向上とＴＦＴ特性の向上とを図ることができる。【００１５】
本明細書で用いる“フレキシブル半導体装置”の「フレキシブル」という用語は、半導体装置が屈曲可能な可撓性を有していることを実質的に意味している。そして、本発明にいう“フレキシブル半導体装置”とは、その有する構成などに鑑みると、“フレキシブル半導体デバイス”あるいは“フレキシブル半導体素子”と称すことができるものである。【００１６】
また、本明細書で用いる「開口部」とは、主たる目的が導電部材を形成するためにレーザ照射によって樹脂フィルムに意図的に設けた貫通孔であり、その他の目的で設けた穴などを含んでいない。従って、本発明にいう「開口部」は、機械加工やエッチング処理などで形成された穴などは意図されていないことに留意されたい。【００１７】
本明細書で用いる「半導体構造部」とは、半導体層とその上に形成された絶縁層を含む積層構造のことを実質的に意味している。【００１８】
更に、本明細書で用いる「アニール」または「アニール処理」という用語は、例えば「結晶状態」、「結晶度」および／または「移動度」などの向上や特性安定化を目的とした加熱処理を実質的に意味している。【００１９】
ある好適な態様では、工程（ｉ）において、半導体構造部を、「半導体層」および「その半導体層の表面に形成された絶縁層」を有して成るように形成する。これにより、その半導体構造部の絶縁層の少なくとも一部をゲート絶縁膜として用い、導電部材をゲート電極として用いることができる。尚、かかる場合、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際して、半導体構造部の絶縁層を加熱処理してもよい。【００２０】
ある好適な態様では、半導体構造部の半導体層としてシリコンを含んで成る層を形成し、半導体層の表面の絶縁層としてシリコン酸化膜を形成する。【００２１】
本発明の製造方法においては、半導体構造部の半導体層として酸化物半導体を含んで成る層を形成してもよい。かかる場合、工程（ｉｉｉ）におけるレーザの照射を酸素雰囲気下で行うことが好ましい。これによって、酸化物半導体の酸素欠陥が修復されＴＦＴ性能を向上させることができる。【００２２】
ある好適な態様では、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際してパルスレーザを用いる。これにより、アニールの熱の影響をレーザの照射された半導体層表面にとどめることが容易となる。【００２３】
ある好適な態様では、金属箔の上に絶縁膜を形成し、かかる絶縁膜の上に半導体構造部を形成する。そのような金属箔上の絶縁膜は、金属箔の表面酸化によって形成することが好ましい。【００２４】
ある好適な態様では、金属箔をエッチングすることによって、金属箔からソース電極・ドレイン電極を形成する。これにより、フレキシブル半導体装置の製造工程で支持体として機能させた金属箔を電極構成材料というフレキシブル半導体装置の構成要素として利用することができる。【００２５】
ある好適な態様では、工程（ｉｉｉ）において、半導体構造部の表面を露出させる開口部と、層間接続部位が充填される開口部とを実質的に同一工程で形成する。【００２６】
更に、ある好適な態様では、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際して半導体層の表面領域に絶縁層を形成する。つまり、レーザ照射によって樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、その開口部の形成に際して半導体層の表面を加熱処理して、絶縁層（例えば酸化膜）を形成する。かかる態様では、レーザ照射を酸素雰囲気下で行うことが特に好ましい。【００２７】
本発明では、上記製造方法によって得ることができるフレキシブル半導体装置も提供される。かかる本発明のフレキシブル半導体装置は、
支持層；
支持層の上に形成された半導体構造部；および
半導体構造部の上に形成された樹脂フィルム
を有して成り、
樹脂フィルムには開口部が形成されており、その樹脂フィルムの開口部に半導体構造部の表面と接触する導電部材が形成されていることを特徴としている。好ましくは、樹脂フィルムに形成された開口部はレーザ照射によって形成されたものである。【００２８】
本発明のフレキシブル半導体装置の特徴の１つは、レーザの照射によって形成された樹脂フィルム開口部がＴＦＴ積層構造に設けられていることである。かかる開口部は、半導体構造部の表面を露出するように形成されたものであり、その開口部では半導体構造部の表面に接触するように導電部材が設けられている。このように、本発明のフレキシブル半導体装置では、樹脂フィルム開口部がレーザ照射で形成されたものであるために、開口部が半導体装置の厚さ方向にテーパ形状を有している。換言すれば、本発明のフレキシブル半導体装置では、開口部の壁面と樹脂フィルムの上面とのなす角度が鈍角となっている。【００２９】
ここで、本発明のフレキシブル半導体装置では、フィルム開口部の形成に用いたレーザを照射することによって、半導体構造部の表面が加熱処理されたものとなっている。つまり、好ましくは、本発明のフレキシブル半導体装置の半導体構造部は、レーザの照射によるアニール処理を受けたものとなっている。このような特徴を有するフレキシブル半導体装置であるが、逆の見方をすれば、本発明のフレキシブル半導体装置は、フィルム開口部を介したレーザ照射に起因して半導体構造部の表面が加熱処理されやすいように、各種の積層関係などが工夫されたものである。それゆえ、支持層、支持層の上に形成された半導体構造部、および半導体構造部の上に形成された樹脂フィルムを有して成り、樹脂フィルムの開口部に導電部材が形成されて成る積層構造自体にも本発明の特徴があるといえる。【００３０】
本明細書で用いる「支持層」の“支持”とは、製造過程および半導体装置においてＴＦＴを構成する各層を支える態様に鑑みて用いている。【００３１】
ある好適な態様では、半導体構造部が、「半導体材料を含んで成る半導体層」及び「かかる半導体層の表面に形成された絶縁層」を有して成る。かかる場合、好ましくは、絶縁層の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し得、導電部材の少なくとも一部がゲート電極として機能し得る。【００３２】
ある好適な態様では、半導体層がシリコンを含んで成り、絶縁層がシリコン酸化膜からなる。かかる場合、半導体構造部がレーザ照射による加熱処理を受けたものとなっており、それゆえ、好ましくは半導体層のキャリア移動度が約３ｃｍ２／Ｖｓ〜約３００ｃｍ２／Ｖｓとなっている。尚、半導体層は酸化物半導体を含んで成るものであってもよい。かかる場合、酸化物半導体がＺｎＯまたはＩｎＧａＺｎＯであることが好ましい。【００３３】
ある好適な態様では、支持層が金属箔から構成されている。かかる場合、金属箔の上に絶縁膜が形成され、その絶縁膜の上に半導体構造部が形成されていることが好ましい。また、本発明のフレキシブル半導体装置では、金属箔が、半導体構造部に電気的に接続されたソース電極・ドレイン電極となる部位を有して成ることが好ましい。【００３４】
本発明のフレキシブル半導体装置では樹脂フィルムが“レーザ照射による開口部形成”に適したものとなっており、例えば、樹脂フィルムが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成る。【００３５】
ある好適な態様では、導電部材が形成された開口部（即ち、製造時にて半導体構造部の表面を露出するように形成されている開口部）と、層間接続部位が位置する開口部とが共に同一の樹脂フィルムに形成されている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の製造方法によれば、半導体構造部を覆う樹脂フィルムにレーザを照射することにより、半導体構造部の表面を露出する開口部を形成し、その開口部を介して露出した半導体構造部の表面に対してレーザ照射による加熱処理を行っている。そのため開口部の形成とともに半導体構造部の膜質・特性を変化させることを同一工程で実施することができる。つまり、本発明では、高性能で、かつ、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できる。換言すれば、本発明では、“樹脂フィルムに対して行うレーザ照射”によって製造プロセス効率の向上を図ると共に、“レーザ照射による加熱処理”によってＴＦＴ特性の向上をも図ることができるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の構成を模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ断面図
【図２】（ａ）〜（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工程断面図
【図３】（ａ）〜（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工程断面図
【図４】（ａ）〜（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工程断面図
【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工程断面図
【図６】（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工程断面図
【図７】（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工程断面図
【図８】本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の構成を模式的に示す断面図
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１３】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１４】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
【図１５】（ａ）は、図１４中のＸIVＡ−ＸIVＡ断面図、（ｂ）は図１４中のＸIVＢ−ＸIVＢ断面図
【図１６】フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを異なる層に配置した積層型の基板構造体を示す平面図
【図１７】（ａ）は、図１６中のＸVIＡ−ＸVIＡ断面図、（ｂ）は図１６中のＸVIＢ−ＸVIＢ断面図
【図１８】フレキシブル半導体装置の製品適用例（テレビ画像表示部）を示した模式図
【図１９】フレキシブル半導体装置の製品適用例（携帯電話の画像表示部）を示した模式図
【図２０】フレキシブル半導体装置の製品適用例（モバイル・パソコンまたはノート・パソコンの画像表示部）を示した模式図
【図２１】フレキシブル半導体装置の製品適用例（デジタルスチルカメラの画像表示部）を示した模式図
【図２２】フレキシブル半導体装置の製品適用例（カムコーダーの画像表示部）を示した模式図
【図２３】フレキシブル半導体装置の製品適用例（電子ペーパーの画像表示部）を表した模式図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面では、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している。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。
【００３９】
本明細書で説明される“方向”は、金属箔／支持層１０と半導体層２２との位置関係を基準とした方向であり、便宜上、図中の上下方向にて説明する。具体的には、各図の上下方向に対応しており、金属箔／支持層１０を基準として半導体層２２が形成される側を「上方向」とし、金属箔／支持層１０を基準として半導体層２２が形成されない側を「下方向」としている。
【００４０】
図１（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、本発明の一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１（ａ）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り、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った断面を示す平面図である。
【００４１】
本実施形態に係る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を備えた半導体装置である。図示するように、このフレキシブル半導体装置１００は、支持層１０と、支持層１０の上に形成された半導体構造部２０と、半導体構造部２０を覆うように形成された樹脂フィルム３０とを有して成る。
【００４２】
樹脂フィルム３０には、装置断面として見た場合、半導体構造部２０の上表面と半導体装置１００の上表面との間を貫通するような開口部３５が形成されている。この開口部３５は、レーザ照射によって形成されたものである。フレキシブル半導体装置１００では、かかる開口部３５において半導体構造部２０の表面と接触する導電部材４０が形成されている。後述するが、レーザ照射によって形成される開口部３５は、その製造過程においては、半導体構造部２０の表面を露出するような形態を有している。
【００４３】
樹脂フィルム３０は、可撓性を有する樹脂材料から構成されている。この樹脂フィルム３０は、半導体構造部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るともいえ、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ことが好ましい。また、本発明では、樹脂フィルム３０は“レーザ照射による開口部形成”に適したものとなっていることが特に好ましい。具体的には、樹脂フィルム３０が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成ることが好ましい（一例を挙げると、樹脂フィルム３０がポリイミドフィルムであってよい）。このような樹脂材料は寸法安定性に優れているので、その点においても本発明に係るフレキシブル基材の材料として好ましいといえる。なお、樹脂フィルムの開口部形成にフォトリソグラフィーなどの技術を用いると樹脂フィルム３０として
、フォトリソグラフィーに特化した樹脂（例えば感光性樹脂などから成るフィルム）を用いなければならない。すなわち、フォトリソグラフィー技術では材料制約が比較的大きくなってしまう。これに対して、本発明では、レーザ照射で開口部形成するために、上記フォトリソグラフィーなどで形成するよりも材料制約が減じられている。
【００４４】
開口部３５の内部に形成されている導電部材４０は、導電性ペースト材料から構成されることが好ましい。導電性ペースト材料としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ、Ｐｔ，Ｐｄ，ＡｌもしくはＰｂなどの単体金属、それらの混合物又は合金やカーボンフィラーやカーボンナノチューブなどの導電フィラーを、エポキシ樹脂などの有機樹脂および/またはブチル・カルビトール・アセテート（ＢＣＡ）などの溶剤を含んで成るバインダーに対して分散させることによって得られるペースト材料を用いてよい。かかる導電性ペースト材料が開口部３５に充填されることを通じて導電部材４０が得られることになる。
【００４５】
フレキシブル半導体装置１００の半導体構造部２０は「半導体材料を含んで成る半導体層２２」と「半導体層２２の表面に形成された絶縁層２４」とを有して成ることが好ましい。
【００４６】
半導体層２２を構成する材料としては種々のものを使用することができ、例えばシリコン（例えばＳｉ）やゲルマニウム（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）を使用できる。更には、有機半導体（例えばペンタセン、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。
【００４７】
尚、フレキシブル半導体装置１００では、半導体層２２の表面と接するように形成された絶縁層２４の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し得、一方、導電部材４０の少なくとも一部がゲート電極として機能し得る。また、例えば、半導体層２２がシリコンを含んで成るものであって、絶縁層２４がシリコン酸化膜からなるものであってよい。
【００４８】
本発明のフレキシブル半導体装置１００では、半導体構造部２０が、レーザの照射によって、アニール処理を受けている。具体的には、開口部３５を形成する際のレーザ照射の加熱に起因して、半導体構造部２０の膜質が、照射前と比較して変化している。一例では、半導体層２２が照射前においてはアモルファスシリコンであったものが、照射後は多結晶シリコン（例えば、平均粒径：数百ｎｍ〜２μｍ程度）へと変化する。また、半導体層２２が多結晶シリコンの場合にはその結晶度が向上したりする。更にいえば、半導体構造部２０の膜質の変化によって、半導体層２２の移動度が向上しており、照射前と照射後では移動度が顕著に大きくなる場合もある。
【００４９】
ちなみに、上述の説明から分かるように、本明細書において「膜質」とは、対象となる層ないしは膜の特性・物性のことを意味しており、半導体層に関する限り、その半導体層の「結晶状態」、「結晶度」および／または「移動度」などの特性を実質的に意味している。従って、「膜質の変化」とは、半導体層に関する限り、「結晶状態」、「結晶度」および／または「移動度」などが変化・向上することを実質的に意味している。
【００５０】
ここで、シリコン半導体の結晶粒径とキャリア移動度の関係を例示的に簡単に説明しておく。ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）の移動度は、＜１．０（ｃｍ２／Ｖｓ）である。μＣ−Ｓｉ（微結晶シリコン）の移動度は、約３（ｃｍ２／Ｖｓ）であり、その結晶粒径は約１０ｎｍ〜約２０ｎｍである。ｐＣ−Ｓｉ（多結晶シリコン）の移動度は、約１００（ｃｍ２／Ｖｓ）、または、約１０〜約３００（ｃｍ２／Ｖｓ）程度であり、その結晶粒径は約５０ｎｍ〜約０．２μｍである。したがって、レーザ照射によるアニール処理によって、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）から、μＣ−Ｓｉ（微結晶シリコン）またはｐＣ−Ｓｉ（多結晶シリコン）に膜質が変化すると、移動度は数倍以上（数倍、数十倍、数百倍など）に変化する（例えば、膜質変化後のキャリア移動度が約３〜約３００ｃｍ２／Ｖｓ程度となり得る）。なお、ｓＣ−Ｓｉ（単結晶シリコン）の移動度は例えば約６００（ｃｍ２／Ｖｓ）以上である。ちなみに、本明細書において“移動度”の数値は、ＴＦＴの電界効果移動度を用いて示している。その算出方法・測定方法の一例を挙げる。“移動度”の数値を得るに際しては、飽和電圧をソース・ドレイン間に印加して、ゲート電圧を変化させながらドレイン電流を測定する。このときのドレイン電流Ｉは、チャネル長Ｌ、チャネル幅Ｗ、チャネル部分の単位面積当たりのキャパシタ容量Ｃ、電界効果移動度μ、ゲート電圧Ｖｇ、閾値Ｖｔとすると、以下の式（１）の関係を満たす：
Ｉ＝μ×Ｃ×（Ｗ／２Ｌ）×（Ｖｇ−Ｖｔ）２…（１）
従って、式（１）に基づくと、本発明にいう移動度μは以下の式（２）より導出することができる：
μ＝Ｉ／｛Ｃ×（Ｗ／２Ｌ）×（Ｖｇ−Ｖｔ）２｝…（２）
【００５１】
半導体構造部２０は、支持層１０によって支持されている。例えば、支持層１０は金属箔から成るものであってよい。金属箔１０を構成する金属は、導電性を有し且つ融点が比較的高い金属が好ましく、例えば、銅（Ｃｕ、融点：１０８３℃）、ニッケル（Ｎｉ、融点：１４５３℃）、アルミニウム（Ａｌ、融点：６６０℃）、ステンレス（ＳＵＳ）を使用することができる。このような金属箔１０の上には、絶縁膜１２が形成されていることが好ましい。詳述すると、例えば、金属箔１０の表面（上面）の一部に、無機絶縁材料（例えば、酸化シリコンや窒化シリコン）からなる絶縁膜１２が形成されており、そして、絶縁膜１２の上に、半導体構造部２０（より具体的には“半導体層２２”）が形成されていることが好ましい。ちなみに、図１（ｂ）では、絶縁膜１２が形成されている範囲を模式的に領域５０として表している。
【００５２】
金属箔１０の表面を酸化することによって絶縁膜１２を形成してよい。かかる場合、金属箔１０は、弁金属から成るもの、例えば、アルミニウム箔を用いることが好ましい。そして、化成液を用いて弁金属の陽極酸化を実施することによって、金属箔表面に陽極酸化被膜を形成することができるので、これを絶縁膜１２として用いることができる。この“陽極酸化被膜”は、非常に薄い緻密な酸化被膜であって、これにより、絶縁膜１２に欠陥がない又は欠陥が減じられているといった利点が供される。
【００５３】
なお、絶縁膜１２の材料などは、上記に限定されず、要求される絶縁膜１２の特性にあわせて、種々の好適な材料を採用してよい。一例を挙げると、ゲート絶縁膜（例えば、酸化シリコンや窒化シリコン）２４と同じ材料を用いることも可能である。また、絶縁膜１２の材料としては、無機絶縁材料に限らず、他の絶縁材料（ポリイミドなどの有機絶縁材料など）を採用することも可能である。
【００５４】
図示する態様では、支持層として機能する金属箔１０から、ソース電極１０ｓとドレイン電極１０ｄとが構成されている。具体的には、例えば金属箔１０がパターニングされることによって金属箔１０に開口部１７が形成されており、その結果、金属箔１０にソース電極１０ｓ・ドレイン電極１０ｄとなる部位が供される。
【００５５】
金属箔１０の上に位置する絶縁膜１２の一部には、ビア開口部１５が形成されており、そのビア開口部１５には、導電材料からなる層間接続部位（ビア）１４が形成されている。例えば、絶縁膜１２のビア開口部１５内には、導電材料(例えば、Ａｇペースト)が充填されることによって、層間接続部位（ビア）１４が形成される。
【００５６】
図示する態様では、ソース電極１０ｓが、層間接続部位１４を介して、絶縁膜１２の上に形成された取出し電極１１（１１ｓ）に接続されている。同様に、ドレイン電極１０ｄが、層間接続部位１４を介して、絶縁膜１２の上に形成された取出し電極１１（１１ｄ）に接続されている。なお、取り出し電極１１ｓ・１１ｄの一部が、ビア開口部１５に充填されて、それによって層間接続部位１４が構成されている態様であってもよい。
【００５７】
取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）は、ソース電極・ドレイン電極と接触すると共に、半導体層２２にも接触している。具体的には、ソース電極１０ｓに電気的に接続された取出し電極１１ｓが、半導体層２２の一端に接触している。同様に、ドレイン電極１０ｄに電気的に接続された取出し電極１１ｄが、半導体層２２の他端に接触している。ここで、半導体層２２のうち、取出し電極１１ｓと取出し電極１１ｄとに挟まれた間の領域がチャネル領域となり、その上に、ゲート絶縁膜２４、続いて更にその上にゲート電極４０（即ち、導電部材４０）が位置している。取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）の材質としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料や、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素含有酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）、酸化白金（ＰｔＯ２）などの導電性酸化物などを挙げることができる。一例を挙げるとすれば、Ａｇペーストから取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）を形成してもよい。かかるペースト材料を用いた取出し電極１１の形成は、印刷（例えばインクジェット印刷）によって行うことができる。
【００５８】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明に係る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２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）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。
【００５９】
本発明の製造方法の実施に際しては、まず、工程（ｉ）を実施する。つまり、金属箔の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する。
【００６０】
具体的には、まず、図２（ａ）に示すように、支持層となる金属箔１０を用意する。例えば、銅箔を用意する。そのような金属箔１０は、市販のものを利用することができる。金属箔１０の厚さは、好ましくは約３μｍ〜約１００μｍの範囲、より好ましくは約４μｍ〜約２０μｍの範囲、更に好ましくは約８μｍ〜約１６μｍの範囲である。
【００６１】
次に、図２（ｂ）に示すように、金属箔１０の表面に絶縁膜１２を形成した後、その上に、ビア１４が形成される領域に開口部１５ａを有するレジスト７０Ａを形成する。金属箔１０の表面に形成する絶縁膜１２は、上述したように“弁金属の陽極酸化”によって形成してもよいものの（特に弁金属から成る金属箔が用いられている場合）、別法で形成してもよい。例えばゾルゲル法で形成してよい。ゾルゲル法を実施する場合、具体的には、シロキサン骨格に有機分子を複合化した有機無機ハイブリッド材料を塗布（例えば、スピンコートなど）し、約３００℃〜約６００℃程度で焼成することによって絶縁膜１２を得ることができる。絶縁膜１２の厚さは、例えば、０．１μｍ〜１μｍ程度である。
【００６２】
図示するように、金属箔１０の上面の一部に加えて、金属箔１０の下面全体に対してレジスト７１を形成してよい。レジスト７０Ａ及び７１の形成は、典型的なフォトリソグラフィ工程によって実施するが、印刷工程によって実施してもよい。
【００６３】
次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト７０Ａをマスクとして、絶縁膜１２をエッチングすることによって、ビア開口部１５を形成する。絶縁膜１２のエッチングは、例えば、ＣＦ３でドライエッチングにより実施できる。エッチング工程の後は、レジスト７０Ａ及び７１を除去する。
【００６４】
次に、図３（ａ）に示すように、金属箔１０の上に半導体層２２を形成する。具体的には、金属箔１０の上に形成された絶縁膜１２の上に半導体層２２を形成する（例えば、半導体層厚さは約５ｎｍ〜約９９０ｎｍ程度であってよい）。半導体層２２の形成は、例えば、真空蒸着、スパッタリングもしくはプラズマＣＶＤなどの薄膜形成法によって実施してもよいし、あるいは、凸版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷もしくはインクジェットなどの印刷法によって実施してもよい。一例として、半導体層２２がシリコン層の場合、環状シラン化合物含有溶液（例えばシクロペンタシランのトルエン溶液）をインクジェットなどの方法で、絶縁膜１２の上の所定の位置に塗布する。次いで、約３００℃で加熱処理すると、アモルファスシリコンを含んで成る半導体層２２を形成することができる。
【００６５】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体層２２の上に、絶縁層２４を形成する（例えば、絶縁層厚さは約５ｎｍ〜約９９０ｎｍ程度であってよい）。この絶縁層２４は、フレキシブル半導体装置１００においてゲート絶縁膜として機能し得る。絶縁層（ゲート絶縁膜）２４の形成は、例えば、熱酸化法やＴＥＯＳなどで酸化シリコン薄膜を形成することにより実施できる。また、絶縁層２４は、絶縁膜１２と同様にゾルゲル法により形成することも出来る。この場合の塗布は、インクジェット法を採用すればよい。
【００６６】
半導体層２２の上に絶縁層２４が形成されることによって“半導体構造部”が得られることになる。半導体構造部２０の厚さは、例えば約１０ｎｍ〜約１μｍ程度である。
【００６７】
次に、図３（ｃ）に示すように、金属箔１０の上に取出し電極１１を形成する。取出し電極１１は、開口部１５（又は層間接続部位１４）が位置する上に配置される。具体的には、取出し電極１１の一端がビア１４に接触される一方、取出し電極１１の他端が半導体構造部２０の半導体層２２に接触されるように、取出し電極１１が形成される（例えば、取出し電極厚さは約５０ｎｍ〜約５μｍであってよい）。取出し電極１１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でＡｇペーストを塗布して実施することができる。なお、図示する態様では、取出し電極１１の一部を、開口部１５内に充填して、ビア１４を形成している。別法にて、開口部１５内に層間接続部位１４を形成した後、その層間接続部位１４に接触するように取出し電極１１を形成してもよい。
【００６８】
次に、図４（ａ）に示すように、半導体構造部２０及び取出し電極１１を覆うように、金属箔１０の上に樹脂フィルム３０を形成する。つまり、本発明の製造方法の工程（ｉｉ）を実施する。樹脂フィルム３０の形成方法は、特に限定されない。例えば、半硬化の樹脂フィルムを金属箔１０の上に貼り合わせて硬化させる方法（樹脂シートの貼り合せ面に接着性材料を塗布してもよい。）や、半硬化の樹脂を支持層１０の上にスピンコートなどで塗布して硬化させる方法などを採用してよい。形成される樹脂フィルム３０の厚さは、例えば約４μｍ〜約１００μｍである。かかる樹脂フィルム３０の形成によって、半導体構造部２０を保護することができるとともに、次工程（金属箔１０のパターニング処理など）のハンドリングや搬送を安定して行うことが可能となる。
【００６９】
次に、図４（ｂ）に示すように、支持層を成す金属箔１０をパターニングすることによって、金属箔１０からソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄを形成する。図示する態様では、ソース電極１０ｓとドレイン電極１０ｄとを相互に分離するために、支持層１０の一部をエッチングして開口部１７を形成している。
【００７０】
次に、工程（ｉｉｉ）として、図４（ｃ）に示すように、樹脂フィルム３０にレーザを照射（６０）し、半導体構造部２０の表面を露出させるような開口部３５を形成する。具体的には、レーザ照射（６０）によって樹脂フィルム３０に穴加工を施し、半導体構造部２０の絶縁層２４の表面（特に上面）を露出させる。ここで、本発明では、このレーザ照射（６０）によって、半導体構造部２０を加熱することができ、半導体構造部２０が、加熱処理、例えばアニール処理を受けることになる。
【００７１】
このようなレーザ照射による“加熱処理”ないしは“アニール処理”によって、半導体構造部２０の膜質は変化する。特に、本発明では、加熱したい半導体構造部（特に半導体層）を局所的に“加熱処理”ないしは“アニール処理”することができ、それによって、所望の膜質変化を達成できる。例えば、“加熱処理”ないしは“アニール処理”によって、半導体構造部２０の半導体層２２の結晶度が向上する。もしくは、半導体層２２の結晶性が変化して、アモルファス状態からポリシリコン状態になる。あるいは、半導体層２２の移動度が向上し、例えば約１．０ｃｍ２／Ｖｓ以下であったものが、約３〜約３００ｃｍ２／Ｖｓ程度になる。更にいえば、本発明では、レーザ照射による“加熱処理”ないしは“アニール処理”によって、絶縁層２４の膜質が改善し、ゲート絶縁膜としての特性も向上し得る。
【００７２】
図５（ａ）及び（ｂ）は、レーザ照射（６０）による半導体構造部２０の膜質変化を説明するための模式図である。図５（ａ）は、レーザ照射前の構成を示しており、半導体層２２の上に絶縁層（ゲート絶縁膜）２４が積層している。
【００７３】
本発明では、レーザ照射（６０）を行うことによって、レーザ開口部３５を形成するとともに、絶縁層２４を介して半導体層２２を加熱することができる。その結果、開口部３５の形成に際して半導体層２２に加熱処理された領域（２５）が発生することになる。つまり、樹脂フィルムの開口部形成のためのレーザ照射（６０）によって、半導体層２２の結晶化（例えば、アモルファス状態から多結晶質へ）の向上、半導体層２２における結晶度の向上などのＴＦＴ特性向上を図ることができる。
【００７４】
レーザ照射の後においては、工程（ｉｖ）を実施する。つまり、レーザ開口部３５に導電材料を充填することによって、導電部材、即ち、ゲート電極４０を形成する。
【００７５】
以上のような工程を通じることによって、図１（ａ）に示すような構造を備えたフレキシブル半導体装置１００を構築することができる。
【００７６】
本発明の製造方法では、半導体構造部２０を覆う樹脂フィルム３０にレーザを照射（６０）することにより、半導体構造部２０の表面（絶縁層２４）を露出する開口部３５を形成する。そして、その開口部３５にて露出した半導体構造部２０の表面に導電部材を充填してゲート電極４０を形成する。したがって、ゲート電極４０のための開口部３５を形成するとともに、半導体構造部２０の膜質を変化させることを実質的に同一工程で実行することができる。つまり、本発明では、“樹脂フィルムに対して行うレーザ照射”によって製造プロセス効率の向上を図ることができると共に、ＴＦＴ特性の向上をも図ることができる。
【００７７】
次に、以下では、本発明の特徴的部分である“レーザ照射”について詳述しておく。
【００７８】
図６（ａ）は、図５（ａ）と同様、レーザ照射前の構成を示している。図示する態様では、半導体構造部２０において半導体層２２の上に、絶縁層２４は存在していない（又は、自然酸化膜が存在している）。このような態様において、酸素雰囲気中（例えば、酸素及び／又はオゾンを含む雰囲気、あるいは、大気中）にてレーザ照射（６０）を行うと、図６（ｂ）に示すように、レーザ開口部３５が形成される。それと同時に、レーザ開口部３５の底面において絶縁膜（酸化膜）２４が形成される。加えて、半導体層２２は加熱され、半導体層２２に加熱処理された領域（２５）が発生することになる（つまり、半導体層がアニール処理され、半導体層２２の結晶化や、結晶度の向上などの特性向上が発現されることになる）。したがって、レーザ照射（６０）によって、開口部３５を形成すると共に、絶縁層２４を形成し、更には、半導体層２２の加熱処理をも行うことができる。
【００７９】
更に“レーザ照射”について詳述していく。本発明に係るレーザ照射においては、波長３５０ｎｍ以下程度（例えば、１５０ｎｍ〜３５０ｎｍ程度の波長）のパルスレーザを用いてよい。例示すると、そのようなレーザとして、ＸｅＣｌ（波長：約３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（波長：約２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（波長：約１９２ｎｍ）などのエキシマレーザを挙げることができる。使用するレーザの波長の下限値（または具体的な波長範囲）は特に限定されるものではないが、実際には照射される材料の性質に依存し、その材料が壊れてしまわないような波長を持ったレーザが適宜選択される。
【００８０】
波長３５０ｎｍ程度以下の波長を有するレーザ光の場合、そのレーザ光をプラスチックフィルムに照射すると、熱でフィルムを溶かすのではなく、フィルムを構成する分子を解裂させることによって孔を形成する。そのため小径ビアを樹脂フィルムに好適に形成することができる。樹脂フィルムを貫通したレーザ光は、半導体構造部２０の表面（例えば、半導体層２２を構成するシリコン表面）で吸収され、熱に変わり、その温度を上昇させる。特に、シリコンなどは約３５０ｎｍ以下の波長領域に光吸収領域を持つので、当該波長域のレーザ光はほとんどシリコン表面で吸収されることになる。吸収されたレーザ光は、直接遷移によって電子を励起し、励起された電子は、熱エネルギーに変わって、シリコンの温度を上昇させる。
【００８１】
ここで、本発明に従えば、照射するレーザ光のエネルギーを制御することによって、半導体層のシリコンの結晶性の変化の度合いを制御することが可能である。比較的低いエネルギー密度（例えば、約１００ｍＪ／ｃｍ２〜約２００ｍＪ／ｃｍ２程度）を有するレーザ光でアニールすれば、シリコンは溶融せずに固相のまま再結晶するので結晶粒が大きくなる。一方、比較的高いエネルギー密度（例えば、５００ｍＪ／ｃｍ２程度）を有するレーザ光でアニールすると、シリコンは一旦溶融した後に結晶が生成し成長する。レーザ光のエネルギー密度が高い場合には、シリコンの溶融を伴うので、エネルギー密度が低い場合と比べて、結晶性の変化の度合いは大きくなる。
【００８２】
なお、パルスレーザを用いると、アニールの熱の影響をレーザ照射された半導体層の表面（例えばシリコン表面）にとどめることが容易となる。半導体層表面にアニール効果を発現するのに十分なエネルギー密度のビームを照射した場合に、連続発振のレーザならば半導体層が過昇温してしまうおそれがある。そのような過昇温が起きると、樹脂フィルム及び／又はゲート電極が溶けてしまうという熱影響による不都合が発生する可能性がある。この点、本発明に従ってパルスレーザを用いた場合、レーザが照射されている時は半導体層表面が選択的に高温に加熱されてアニールされるものの、レーザが照射されていない時に熱は拡散して冷却される。したがって、パルスレーザを用いると、半導体層表面を選択的に加熱することができ、それ以外へ熱影響を小さくすることが可能となる。尚、パルスレーザのパルス幅は例えば約１ピコ秒〜約１００ナノ秒、レーザ波長は約１５０ｎｍ〜約３５０ｎｍ程度であってよい。
【００８３】
レーザ照射前の半導体層２２を構成するアモルファスシリコンを、レーザ照射によって溶融させてポリシリコンに結晶化させる場合、溶融したシリコンは例えば１００ナノ秒以下の短時間で固化する。ここでは、熱の拡散を決定している半導体材料（シリコン）と、それに接触している金属箔の厚さが、シリコンの結晶性に影響を与える因子となる。半導体材料の熱伝導率が高いほど、そして、金属箔の厚さが厚いほど、熱の拡散は早くなるので、より高いエネルギー密度のレーザ光を照射することが好ましい。
【００８４】
レーザ照射によるアニール処理の条件は、具体的には、上述したような種々の因子を総合的に勘案して適宜決定される。一例を挙げると、波長３０８ｎｍ程度のエキシマレーザ（ＸｅＣｌ）を、エネルギー密度５０ｍＪ／ｃｍ２程度、パルス幅３０ナノ秒程度で約１００ショット〜約２００ショット照射する。このようなアニール処理を行うと、シリコン半導体層の厚さが約５０ｎｍであって、樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）の厚さが約１５μｍ、金属箔の厚さが約１０μｍの銅箔の場合、ポリイミドフィルムに開口部を形成した後に、アモルファスシリコンの結晶度を向上させることができる。つまり、レーザ照射によって、シリコン半導体層の結晶粒径が数百μｍのポリシリコンへと変換することができる。
【００８５】
レーザ照射につき、開口部３５の大きさ（直径）は、レーザ径を絞ることによって所望の大きさに設定することができる。この点、本発明では、レーザ照射によって形成される開口部サイズ（直径）は約５μｍ〜約８０μｍ程度であってよく、例えば、開口部３５が直径３０μｍ程度であってよい。このような開口部サイズ（直径）についていえば、半導体構造部の表面をできるだけ多く加熱処理すべく、図７に示すように開口部３５を大きく形成してもよい。換言すれば、図７に示すように、レーザを半導体構造部２０の表面にできる限りまんべんなく照射できるように開口部サイズを大きく設定してよい。これによって、取り出し電極付近に位置する半導体層を効果的にアニール処理できるので、半導体層のチャネル領域をより良好にすることができる。また、そのような大きな開口部に形成されるゲート電極４０はソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄの上方領域により延在することになるので、半導体の電流流れが向上し得、その点でも図７に示すような大きな開口部３５は好ましいといえる。ちなみに、レーザ径を絞るだけでなく、レーザビームにマスクをすることによっても、所望のビーム径を得ることができる。
【００８６】
また、レーザによって開口部３５を形成する場合、開口部３５の形状をテーパ状にすることができる（いわゆるすり鉢形状、あるいは、倒立した略円錐形）。すなわち、開口部３５の壁面と樹脂フィルム３０の上面とを鈍角（＞９０°）にすることができる。例えば、図７に示すようなテーパ角度αは、約１１０°〜約１６０°となり得る。これによって、開口部３５の壁面と樹脂フィルム３０の上面とが直角（＝９０°）に形成されている場合と比較して（例えば、ドリルなどの機械加工では、一般的に“およそ９０°”に形成され得る）、開口部３５に導電材料を充填する等の工程を容易に実施することができる。
【００８７】
更にいえば、本発明では、レーザ照射で開口部を形成するので、その形成精度につき“バラツキ”を低減することができる。換言すれば、複数の半導体装置を形成する場合を想定すると、実質的に略同じ大きさの開口部を各半導体装置の樹脂フィルムにより正確に形成することができる。これは、製造プロセス効率の向上つながる。
【００８８】
本発明では、半導体構造部２０の絶縁層（ゲート酸化膜）２４として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２などの無機酸化膜を好適に用いることができる。これらの酸化膜はバンドギャップが大きいので（例えば、ＳｉＯ２：９ｅＶ、Ａｌ２Ｏ３：８ｅＶ程度、ＨｆＯ２：６ｅＶ程度）、エキシマレーザの波長を透過させる。それゆえに、レーザ照射によって下地のシリコンを直接アニールすることができる。
【００８９】
短波長のエキシマレーザは、上述したように、シリコンに効率的に吸収させることができるので好ましいが、それに限定されず、連続発振の固体レーザを使用してもよい。固体レーザはメンテナンス性に優れ、大きなパワーがあることが特徴である。比較的長い波長のレーザを用いる場合には、シリコンに直接吸収させるエネルギーは小さくなってしまう。それを考慮して、レーザのエネルギーを熱に変換させる層（熱変換層）をゲート絶縁膜２４と金属箔１０との間に配置しておくことも可能である。この熱変換層としては、照射するレーザの波長を吸収する材料から構成されているものを選択すればよい。一例としては、グリーンレーザを用いる場合には、Ｍｏ又はＭｏ合金（例えば、ＭｏとＷ又はＴａとの合金）から構成された熱変換層をゲート絶縁膜２４と金属箔１０との間に配置する。
【００９０】
上述の説明では、半導体構造部２０の半導体層２２の膜質変化について述べたが、それに限定されず、レーザ照射によって、絶縁層（ゲート絶縁膜）２４の膜質も変化させることができる。本発明で用いられるレーザ光は、波長によってはＳｉＯ２などの無機酸化物からなるゲート絶縁膜２４を透過し得るが、その下のシリコンが加熱されるので、その熱によって無機酸化物（ＳｉＯ２など）を加熱することができる。このような処理を酸素雰囲気中（例えば大気中）で実施すると、酸化膜の膜質の改善を行うことができる。
【００９１】
例えば、水蒸気中で熱酸化（ウエット酸化）によって作製した酸化膜（ＳｉＯ２）の電子トラップ準位を減少させることができる。さらに説明をすると、ウエット酸化は、ドライ酸化よりも酸化速度が１０倍程度大きいので生産性が良く好ましいが、電子トラップ準位が多くなる傾向がある。一方、ドライ酸化は、電子トラップ準位の生成は少ないものの、ホールトラップが多くなる。そこで、ウエット酸化による酸化膜を酸素雰囲気中でレーザ照射することによって、電子トラップおよびホールトラップが共に少ないゲート酸化膜２４を生産性良く作製することができる。
【００９２】
上述の説明では、レーザ照射によるシリコン半導体の特性向上を主として例にとって説明したが、シリコン半導体の代わりに酸化物半導体を用いた場合であっても同様に半導体特性を向上させることができる。例えば、ＺｎＯなどの結晶性の酸化物半導体では、スパッタなどで成膜した直後には結晶層の中に多く非晶質層が含まれており、それによって、半導体デバイスとしての特性を示さない場合が多い。しかしながら、本発明の技術を用いると、ＺｎＯなどの酸化物半導体の結晶性が向上して、その結果、半導体特性を改善することができる。
【００９３】
さらに詳述すると、上記のシリコン半導体の代わりに、ＺｎＯをＲＦマグネトロンスパッタ法でＺｎＯ（５０ｎｍ）、ＳｉＯ２（５０ｎｍ）を順に成膜した場合、エキシマレーザ照射前は移動度は１ｃｍ２／Ｖｓ以下の低い値しか示さない。一方、ＸｅＣｌエキシマレーザを照射すると、半導体の移動度を向上させることが可能で、結果的に２０ｃｍ２／Ｖｓ程度の移動度を実現することが可能となる。
【００９４】
加えて、ＩｎＧａＺｎＯなどのアモルファス酸化物半導体においても半導体特性を向上させる効果を得ることができる。アモルファス酸化物半導体の場合は、酸素雰囲気中（例えば、大気中）にて本実施形態のレーザ照射をすることによって、酸素欠損を修復することができ、その結果、移動度を向上させることができる。ゲート絶縁膜２４としてＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などからなる酸化膜を配置していた場合には、アモルファス酸化物半導体の酸素欠損は、開口部３５からゲート絶縁膜２４を介してアモルファス酸化物半導体に供給された酸素によって修復される。半導体としてＩｎＧａＺｎＯを用いて、ＴＦＴを作製した場合、レーザ照射前には１ｃｍ２／Ｖｓ以下の低い値の移動度が、レーザ照射後には１０ｃｍ２／Ｖｓ程度に向上させることができる。
【００９５】
次に以下においては、図８、図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明に係るフレキシブル半導体装置の他の構成およびその製造方法について説明する。
【００９６】
かかる態様におけるフレキシブル半導体装置１００’では、図８に示すように、支持層１０の一部表面がビア開口部１５に相当し、層間接続部位１４が形成されている。特にフレキシブル半導体装置１００’では、支持層を成す金属箔１０の上部が酸化されて、それによって、金属箔１０の酸化膜から絶縁膜１２が形成されている。
【００９７】
図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して、フレキシブル半導体装置１００’の製造方法を説明する。まず、図９（ａ）に示すように、支持層として機能する金属箔１０を用意する。次いで、図９（ｂ）に示すように、金属箔１０の表面のうち、ビア１４が形成される領域にレジスト７０Ｂを形成する。図示する態様では、金属箔１０の上面の一部に加えて、金属箔１０の下面全体にレジスト７１を形成している。
【００９８】
次に、図９（ｃ）に示すように、レジスト７０Ｂをマスクとして、金属箔１０の表面を酸化して、絶縁膜１２を形成する。金属箔１０がアルミニウム箔からなる場合には、絶縁膜１２は酸化アルミニウムから構成されることになる。金属箔１０の酸化方法は、例えば、陽極酸化、熱酸化（加熱による表面酸化処理）、化学酸化（酸化剤による表面酸化処理）によって実施することができる。金属箔１０の酸化されない部分（非酸化部位）は、絶縁膜１２の開口部１５となり、その開口部１５内の部位がビア（層間接続部位）１４となる。酸化工程の後は、レジスト７０Ｂ及び７１を除去する。
【００９９】
支持層となり得る金属箔１０の金属は、良好な電気伝導性を有し、緻密な酸化物を容易に形成できるものが好ましく、例えば弁金属（バルブメタル）であってよい。このような弁金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデンおよびタングステンから成る群から選択される少なくとも１種以上の金属または合金を挙げることができる。一例を挙げるとすると、金属箔１０はアルミニウム箔である。金属箔１０の厚みは、約２μｍ〜約１００μｍ程度が好ましく、例えば約１２μｍである。
【０１００】
弁金属（例えばアルミニウム）から成る金属箔１０の表面酸化は、陽極酸化により行われる。アルミニウム陽極酸化の方法は特に限定されず、種々の化成液を用いて行うことができる。例えば、陽極酸化は化成液にアノードとなる金属箔１０とカソードとを浸漬し、定電流源に接続して所望の電圧まで印加して形成すればよい（例えば、電流電圧条件としては、電流密度が約１〜約１０ｍＡ／ｃｍ２の範囲、電圧が約５０〜約６００Ｖの範囲であってよい）。このような陽極酸化を実施することによって、金属箔の表面に厚さ約８００ｎｍ以下の表面金属酸化被膜が形成される。
【０１０１】
尚、金属箔１０はアルミニウム箔に限定されず、構成要素となる金属は、酸化により金属表面が酸化被膜で一様に覆われるものであればよい。それゆえに、弁金属以外の金属であってもよい。この場合、金属箔１０の酸化方法は、陽極酸化に代えて、熱酸化（加熱による表面酸化処理）や化学酸化（酸化剤による表面酸化処理）を行うことができる。
【０１０２】
絶縁膜１２を形成した後の工程は、図３（ａ）以降で説明した工程と実質的に同様である。すなわち、図１０（ａ）に示すように、金属箔１０の上に半導体層２２を形成する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、半導体層２２の上に、絶縁層２４を形成する。この絶縁層２４は、フレキシブル半導体装置１００’においてゲート絶縁膜として機能し得る。その後、図１０（ｃ）に示すように、表面に絶縁膜１２が形成された金属箔１０の上に取出し電極１１を形成する。取出し電極１１の一部は、ビア１４が位置する上に配置される。そして、最終的には、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すような工程を実施すればよい。
【０１０３】
以上のような工程を経ることによって、図８に示すような構造を備えたフレキシブル半導体装置１００’を得ることができる。
【０１０４】
さらに以下では、図１１（ａ）〜（ｃ）および図１２（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明に係るフレキシブル半導体装置の更に他の構成およびその製造方法について説明する。かかる態様におけるフレキシブル半導体装置１００' ’は、図１２（ｃ）に示すように、取出し電極１１が無いタイプの構造を有している。
【０１０５】
まず、上述の図２（ａ）〜図２（ｃ）に示したような工程を実施する。具体的には、図２（ｂ）に示した構造からレジスト７０Ａ及び７１を除去した後、ビア開口部１５にビア１４を形成する。次いで、図１１（ａ）に示すように、支持層となる金属箔１０の上に半導体層２２を形成する。ここで、半導体層２２は、ビア１４を介して金属箔１０に電気的に接続される。
【０１０６】
なお、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示した工程を実施して、図９（ｃ）に示した構造からレジスト７０Ｂ及び７１を除去し、次いで、図１１（ａ）に示すように、ビア１４を含む支持層１０の上に半導体層２２を形成してもよい。その場合であっても、半導体層２２がビア１４を介して支持層１０に電気的に接続されることになる。
【０１０７】
次に、図１１（ｂ）に示すように、半導体層２２の上に、絶縁層２４を形成する。この絶縁層２４は、フレキシブル半導体装置１００' ’においてゲート絶縁膜として機能する。ここで、図示するように、半導体層２２と絶縁層２４を含む積層構造が半導体構造部２０に相当する。
【０１０８】
次に、図１１（ｃ）に示すように、半導体構造部２０を覆うように、金属箔１０の上に樹脂フィルム３０を形成する。次いで、図１２（ａ）に示すように、支持層を構成する金属箔１０をパターニングすることによって、金属箔１０からソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄを形成する。図示する態様では、ソース電極１０ｓとドレイン電極１０ｄとを相互に分離するために、金属箔１０の一部をエッチングすることによって開口部１７を形成している。
【０１０９】
次に、図１２（ｂ）に示すように、樹脂フィルム３０にレーザを照射（６０）することによって、半導体構造部２０の表面を露出する開口部３５を形成する。具体的には、図４（ｃ）にて説明した場合と同様、レーザ照射（６０）によって樹脂フィルム３０に穴加工を施し、絶縁層２４の表面を露出させる。このレーザ照射（６０）により、半導体構造部２０に熱が加わり、半導体構造部２０はアニール処理を受けることになる。つまり、このレーザ照射工程によって、半導体構造部２０の膜質が変化することになる。例えば、半導体構造部２０の半導体層２２の結晶度が向上したり、あるいは、半導体層２２の結晶性が変化して、アモルファス状態からポリシリコン状態になる。
【０１１０】
その後、図１２（ｃ）に示すように、レーザ開口部３５に導電材料を充填することにより、ゲート電極４０を形成する。以上のような工程を経ることによって、図１２（ｃ）に示すような構成を備えたフレキシブル半導体装置１００' ’を得ることができる。
【０１１１】
次に以下においては、本発明に係るフレキシブル半導体装置１００、１００ ’および１００' ’を画像表示装置に搭載する態様について図１３〜図１５を参照して説明する。図１３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１４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。また、図１４中の線ＸIVＡ、線ＸIVＢに沿った断面図を、それぞれ、図１５（ａ）および（ｂ）に示す。
【０１１２】
図１３に示した回路９０は、画像表示装置（例えば有機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（以下、「Ｓｗ−Ｔｒ」とも称する）１００Ａと、駆動用トランジスタ（以下、「Ｄｒ−Ｔｒ」とも称する）１００Ｂとが含まれている。両方のトランジスタ（１００Ａ、１００Ｂ）とも、本発明に係るフレキシブル半導体装置１００、１００’および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、１００ ’および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。
【０１１３】
さらに説明していくと、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。
【０１１４】
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、Ｄｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に電圧が印加される。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。Ｄｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に電圧が印加されると同時に、コンデンサ８５には電荷が蓄積される。この電荷はＳｗ−Ｔｒ１００Ａの選択が解除された後においても、一定時間にわたりＤｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に電圧を印加し続ける役割（保持容量）を果たす。
【０１１５】
図１４は、図１３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図である。なお、図１４は、配線層（２層）のみを取り出して表した平面透視図である。図１４では、配線パターンが理解し易いように、図１５（ａ）及び（ｂ）に示した下層を上側に表し、図１５（ａ）及び（ｂ）に示した上層を下側に表している。
【０１１６】
図１５（ａ）及び（ｂ）の断面には表れていないが、ビア３７は、上層と下層を接続する層間接続部材である。このビア３７は、例えば、ペーストビアである。ペーストビア３７は、Ａｇ粉と、エポキシ樹脂などを主成分とする樹脂組成物の混合物を用いて形成することができる。ペーストビア３７のための開口部は、例えば、レーザ加工によって形成することができる。レーザ加工を用いる点についていえば、例えば図４（ｃ）に示した工程にてレーザ加工を使用するので、製造プロセス上での相性が良い。特に、ビア３７のための開口部とレーザ開口部３５とが同一層（または同一の樹脂フィルム）に形成されている場合、レーザ開口部３５とビア３７の開口部とを同一工程で形成することができ、生産性に優れる。なお、ビア３７は、ペーストビアに限らず、メッキビアを用いることも可能である。
【０１１７】
ここで、図１５（ａ）は、フレキシブル半導体装置（Ｓｗ−Ｔｒ）１００Ａの断面構造を表しており（ＸIVＡ−ＸIVＡ断面図）、図１５（ｂ）は、コンデンサ８５の断面構造を表している（ＸIVＢ−ＸIVＢ断面図）。フレキシブル半導体装置（Ｄｒ−Ｔｒ）１００Ｂの断面構造は表していないが、図１２（ａ）に示したものと同様の構造を有している。フレキシブル半導体装置（Ｄｒ−Ｔｒ）１００Ｂのドレイン電極１０ｄは、表示部（有機ＥＬ素子）８０に接続される配線８２に接続されている。
【０１１８】
なお、図１３の回路９０に示すように、画像表示装置を駆動する駆動回路では容量を保持するコンデンサ８５が必要となる。図１５に示した構成では、基板構造体の一部にコンデンサ８５が組み込まれているので、別途、基板構造体の外部にコンデンサ８５を配置しなくてもよい。したがって、小型で高密度実装が可能な画像表示装置を実現することができる。
【０１１９】
図１４および図１５に示す態様では、フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを同一の層に配置して回路９０を構築しているものの、フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを異なる層に配置することも可能である。
【０１２０】
図１６は、フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを異なる層に配置した積層型の基板構造体を示している。図１６中の線ＸVIＡ、線ＸVIＢに沿った断面図を、それぞれ、図１７（ａ）および（ｂ）に示す。なお、図１６は、配線層（３層）のみを取り出して表した平面透視図である。図１６でも、図１４と同様に、配線パターンが理解し易いように、図１７（ａ）及び（ｂ）に示した下層を上側に表し、図１７（ａ）及び（ｂ）に示した上層を下側に表している。
【０１２１】
図１６に示した積層型の構成によれば、配線を３次元配列させることができるため、同一の素子面積内により多くの配線を収容することができるとともに、配線長を短くすることができる。したがって、高密度実装を実現できるとともに、配線長が短い効果（電圧降下が少ない、高速信号の伝送が容易、ＥＭＣノイズ放射が低減される）を得ることができる。
【０１２２】
なお、図１７（ａ）に示したゲート電極４０が充填される開口部３５と、図１７（ｂ）に示したビア３８が充填される開口部とは共に同一層（樹脂フィルム３０Ａ）に形成されている。そのため、そのような開口部はレーザ照射によって実質的に同一工程にて形成することができる。
【０１２３】
上記では本発明を詳細に説明してきたが、総括的に述べると、上述した本発明は、以下の態様を包含している：
第１の態様：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であって、
支持層；
支持層の上に形成された半導体構造部；および
半導体構造部を覆うように、支持層の上に形成された樹脂フィルム
を有して成り、
樹脂フィルムには開口部が形成されており、かかる開口部に半導体構造部の表面に接触する導電部材が設けられていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第２の態様：上記第１の態様において、樹脂フィルムに形成された開口部が、レーザ照射によって形成されたレーザ開口部であることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第３の態様：上記第１または第２の態様において、樹脂フィルムの開口部は、その開口部の壁面と樹脂フィルムの上面とのなす角度が鈍角の形状を有していることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第４の態様：上記第１〜３の態様のいずれかにおいて、半導体構造部が、半導体材料を含んで成る半導体層、および、該半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成り、絶縁層の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し、導電部材の少なくとも一部がゲート電極として機能することを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第５の態様：上記第４の態様において、半導体層がシリコンを含んで成り、絶縁層がシリコン酸化膜から成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第６の態様：上記第４の態様において、半導体層が酸化物半導体を含んで成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第７の態様：上記第６の態様において、酸化物半導体がＺｎＯまたはＩｎＧａＺｎＯであることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第８の態様：上記第５の態様において、半導体構造部がレーザの照射による加熱処理を受けており、半導体層のキャリア移動度が約３ｃｍ２／Ｖｓ〜約３００ｃｍ２／Ｖｓとなっていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第９の態様：上記第１〜８の態様のいずれかにおいて、支持層が金属箔から構成されており、
金属箔の上には絶縁膜が形成され、絶縁膜の上に半導体構造部が形成されていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１０の態様：上記第９の態様において、金属箔が、半導体構造部に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極となる部位を有して成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１１の態様：上記第１〜１０の態様のいずれかにおいて、樹脂フィルムが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１２の態様：上記第１〜１１の態様のいずれかにおいて、半導体構造部がレーザ照射によるアニール処理を受けていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１３の態様：上記第１〜１２の態様のいずれかにおいて、導電部材が設けられている開口部（即ち、製造時にて半導体構造部の表面を露出するように形成された開口部）と、層間接続部位が位置する開口部とが共に同一の上記樹脂フィルムに形成されていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１４の態様：フレキシブル半導体装置を製造するための方法であって、
（ｉ）支持層となる金属箔の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する工程；
（ｉｉ）半導体構造部を覆うように、金属箔の上に樹脂フィルムを形成する工程；
（ｉｉｉ）樹脂フィルムにレーザを照射することにより、半導体構造部の表面を露出する開口部を形成する工程；および
（ｉｖ）開口部に露出した半導体構造の表面に、導電部材を形成する工程
を含んで成る、フレキシブル半導体装置の製造方法。
第１５の態様：上記第１４の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって、樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、半導体構造部（特に半導体構造部の表面）に加熱処理を施すことを特徴とする、フレキシブル半導体装置の製造方法。
第１６の態様：上記第１４または１５の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザ照射によって半導体構造部をアニール処理することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第１７の態様：上記第１４〜１６の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって半導体構造部の膜質を変化させることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第１８の態様：上記第１７の態様において、半導体構造部の膜質の変化が、半導体層の結晶度の向上であることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第１９の態様：上記第１４〜１８の態様のいずれかにおいて、工程（ｉ）では、半導体材料からなる半導体層、および、半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成る半導体構造部を形成し、
半導体構造部の絶縁層の少なくとも一部はゲート絶縁膜として機能し、
工程（ｉｖ）では、導電部材によってゲート電極が形成される、ことを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２０の態様：上記第１９の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって半導体構造部の絶縁層を加熱処理することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２１の態様：上記第１９または２０の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザ照射によって「半導体構造部における半導体層表面に形成された絶縁層」の膜質を変化させることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２２の態様：上記第１９〜２１の態様のいずれかにおいて、半導体層としてシリコンを含んで成る層を形成し、絶縁層としてシリコン酸化膜を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２３の態様：上記第１４〜２１の態様のいずれかにおいて、半導体層として酸化物半導体を含んで成る層を形成し、工程（ｉｉｉ）におけるレーザの照射を酸素雰囲気下で行うことを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２４の態様：上記第１４〜２３の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）のレーザの照射においてパルスレーザを用いることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２５の態様：上記第１４〜２４の態様のいずれかにおいて、金属箔の上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜の上に半導体構造部を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２６の態様：上記第１４〜２５の態様のいずれかにおいて、金属箔上の絶縁膜を、金属箔の表面酸化によって形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２７の態様：上記第２６の態様において、金属箔が弁金属箔であって、陽極酸化を実施することによって、金属箔上の絶縁膜を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２８の態様：上記第１４〜２７の態様のいずれかにおいて、金属箔をエッチングすることによって、金属箔からソース電極およびドレイン電極を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２９の態様：上記第１４〜２８の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）において、半導体構造部の表面を露出する開口部と、層間接続部位が充填される開口部とを共に実質的に同一工程で形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第３０の態様：上記第１４〜２９の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際して半導体層表面に絶縁層を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
【０１２４】
以上、本発明の好適な実施形態を中心に説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。例えば、以下のような変更態様が考えられる。
【０１２５】
● 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。
● 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。また、ＥＬディスプレイに限らず電子ペーパーであってもよい。更にいえば、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態様を例示したが、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。
● 本発明のフレキシブル半導体装置では、ダブルゲート構造のフレキシブル半導体装置であってもよい。その場合、金属箔１０の開口部１７を図１の構造よりも広めにとり、その開口部１７にソース電極１０ｓ・ドレイン１０ｄに接触しないように、絶縁膜１２に接触するゲート電極（第２のゲート電極）を配置すればよい。その第２のゲート電極と、ゲート電極４０とのダブルゲート構造にすることによって、ゲート電圧を低くすることができる。また、第２のゲート電極に印加する電圧を調整用の電圧として用いると、各フレキシブル半導体装置のばらつきをそれによって調整させることも可能である。
● 上記実施形態（例えば、図１の構成）では、取出し電極１１ｓとソース電極１０ｓ、取出し電極１１ｄとドレイン電極１０ｄとはビア１４を介して電気的に接続されている場合について例示したが、本発明では、ビア１４は必須要素ではない。つまり、ビア１４を形成せずに、絶縁膜１２の端部（図１（ｂ）中の領域５０の端）まで取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）を延ばしてよく、それによって、取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）と、ソース電極１０ｓ・ドレイン電極１０ｄとを相互に電気的に接続させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明のフレキシブル半導体装置の製造方法は、フレキシブル半導体装置の生産性に優れている。得られるフレキシブル半導体装置は、各種画像表示部に用いることができ、電子ペーパーやデジタルペーパー等にも用いることができる。例えば、図１８に示すようなテレビ画像表示部、図１９に示すような携帯電話の画像表示部、図２０に示すようなモバイル・パソコンまたはノート・パソコンの画像表示部、図２１および図２２に示すようデジタルスチルカメラおよびカムコーダーの画像表示部、ならびに、図２３に示すような電子ペーパーの画像表示部などに用いることができる。更には、本発明の製造方法で得られるフレキシブル半導体装置は、現在、印刷エレクトロニクスで適用が検討されている各種用途（例えば、ＲＦ−ＩＤ、メモリ、ＭＰＵ、太陽電池、センサなど）にも適応することができる。
【関連出願の相互参照】
【０１２７】
本出願は、日本国特許出願第２００９−０８４５４２号（出願日：２００９年３月３１日、発明の名称：「フレキシブル半導体装置およびその製造方法」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１２８】
１０    支持層（または金属箔）
１０ｓ    ソース電極
１０ｄ    ドレイン電極
１１    取出し電極
１１ｓ  ソース電極用取出し電極
１１ｄ  ドレイン電極用取出し電極
１２    絶縁膜
１４    層間接続部位（ビア）
１５    ビア開口部
１５ａ  ビア形成領域（開口部）
１７    開口部
２０    半導体構造部
２２    半導体層
２４    絶縁層（ゲート絶縁膜）
２５    半導体層のレーザ照射領域
３０    樹脂フィルム
３５    開口部（レーザ開口部）
３７    ビア
３８    ビア
４０    導電部材（ゲート電極）
５０    絶縁膜形成領域
６０    レーザ照射
７０Ａ，７０Ｂ    レジスト
７１    レジスト
８０    表示部
８２    配線
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
１００Ａ  フレキシブル半導体装置
１００Ｂ  フレキシブル半導体装置
１００’    フレキシブル半導体装置
１００' ’  フレキシブル半導体装置
【図１】
2010113376.tif 000003
【図２】
2010113376.tif 000004
【図３】
2010113376.tif 000005
【図４】
2010113376.tif 000006
【図５】
2010113376.tif 000007
【図６】
2010113376.tif 000008
【図７】
2010113376.tif 000009
【図８】
2010113376.tif 000010
【図９】
2010113376.tif 000011
【図１０】
2010113376.tif 000012
【図１１】
2010113376.tif 000013
【図１２】
2010113376.tif 000014
【図１３】
2010113376.tif 000015
【図１４】
2010113376.tif 000016
【図１５】
2010113376.tif 000017
【図１６】
2010113376.tif 000018
【図１７】
2010113376.tif 000019
【図１８】
2010113376.tif 000020
【図１９】
2010113376.tif 000021
【図２０】
2010113376.tif 000022
【図２１】
2010113376.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月29日(2010.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル半導体装置であって、
金属箔から成る支持層；
前記支持層の上に形成された半導体構造部；および
前記半導体構造部の上に形成された樹脂フィルム
を有して成り、
前記樹脂フィルムには、レーザの照射によって形成された開口部が形成されており、
前記開口部には、前記半導体構造部の表面と接触する導電部材が形成されており、
前記半導体構造部が、半導体層および前記半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成る、ことを特徴とする、フレキシブル半導体装置。
【請求項２】
前記開口部につき、前記開口部の壁面と前記樹脂フィルムの上面とのなす角度が鈍角となっ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】
前記絶縁層の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し、
前記導電部材の少なくとも一部がゲート電極として機能す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４】
前記半導体層がシリコンを含んで成り、
前記絶縁層がシリコン酸化膜からなることを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項５】
前記半導体層が酸化物半導体を含んで成ることを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項６】
前記酸化物半導体がＺｎＯまたはＩｎＧａＺｎＯであることを特徴とする、請求項５に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項７】
前記半導体構造部が前記レーザの照射による加熱処理を受けており、
前記半導体層のキャリア移動度が３〜３００ｃｍ２／Ｖｓとなっていることを特徴とする、請求項４に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項８】
前記支持層が金属箔から構成されており、
前記金属箔の上には絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜の上に前記半導体構造部が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９】
（削除）
【請求項１０】
前記樹脂フィルムが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成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１１】
フレキシブル半導体装置を製造するための方法であって、
（ｉ）金属箔の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する工程；
（ｉｉ）前記半導体構造部を覆うように、前記金属箔の上に樹脂フィルムを形成する工程；
（ｉｉｉ）前記樹脂フィルムにレーザを照射し、前記樹脂フィルムに開口部を形成する工程；および
（ｉｖ）前記開口部にて露出した前記半導体構造部の表面と接するように、導電部材を形成する工程；
を含んで成り、
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記樹脂フィルムの前記開口部を形成すると共に、前記半導体構造部に加熱処理を施すことを特徴とする、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記半導体構造部の膜質を変化させることを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（ｉ）では、前記半導体層、および、前記半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成る前記半導体構造部を形成し、
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記絶縁層を加熱処理することを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体層としてシリコンを含んで成る層を形成し、また
前記絶縁層としてシリコン酸化膜を形成することを特徴とする、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】
前記半導体層として酸化物半導体を含んで成る層を形成し、
前記工程（ｉｉｉ）における前記レーザの照射を、酸素雰囲気下で行うことを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｉｉｉ）の前記レーザの照射に際して、パルスレーザを用いることを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記金属箔の上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の上に前記半導体構造部を形成することを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記絶縁膜を、前記金属箔の表面領域を酸化させることによって形成することを特徴とする、請求項１８に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記金属箔をエッチングすることによって、前記金属箔からソース電極・ドレイン電極を形成することを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月26日(2010.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】フレキシブル半導体装置およびその製造方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有するフレキシブル半導体装置およびその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、ＴＦＴとして用いることができる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、更なる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。特に昨今は薄くて軽い、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。かかる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】
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、基板材料として高い工程温度に耐える材料を用いなければならない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た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は、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（即ち、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（即ち、プラスチック基板）上に転写する技術が開示されている。かかる技術では、まず、ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成し、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際に、例えば支持体とＴＦＴとの密着性を低下させる処理を行う必要がある。または、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。そのような処理に起因して工程が煩雑となり、生産性の点では懸念が残る。
【先行技術文献】
【特許文献１】特開２００７−６７２６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９７０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
フレキシブル半導体装置の製造においては、ＴＦＴを樹脂基板（即ち、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、アクリル樹脂などの樹脂基板は耐熱性が低いため、ＴＦＴを形成するに際してプロセス温度を低く抑えなければならないという制約が入ってしまう。そのため、樹脂基板に直接形成されたＴＦＴは、転写により形成されたＴＦＴに比べてＴＦＴ性能の点では懸念が残る。
【００１１】
例えば、移動度などの半導体特性を向上させるためには半導体材料に対して加熱処理を行うことが望ましいが、樹脂基板にＴＦＴを直接形成する場合では、プロセス温度が制限されるため、そのような加熱処理を行うことが困難となる。また、ゲート電圧を下げるためにはゲート絶縁膜として有機絶縁膜よりも薄くとも絶縁耐圧が高く、また、誘電率も高い無機酸化物を用いることが望ましい。しかしながら、そのような無機酸化物は緻密でかつ化学的に安定であるため、加工(例えばレーザ穴加工など)しにくいといった生産技術上の問題についても改善の余地がある。特に、大画面用のフレキシブル半導体装置では、そのような問題が顕著化する。
【００１２】
本願発明者は、上述した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。本発明はかかる事情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の製造方法を提供することであり、また、それに伴って高性能なフレキシブル半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明では、
（ｉ）金属箔（または支持層）の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する工程；
（ｉｉ）半導体構造部を覆うように、金属箔の上に樹脂フィルムを形成する工程；
（ｉｉｉ）樹脂フィルムにレーザを照射し、樹脂フィルムに開口部を形成する工程；および
（ｉｖ）樹脂フィルムの開口部にて露出した半導体構造部の表面と接するように、導電部材を形成する工程；
を含んで成り、
工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって、樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、半導体構造部の表面に加熱処理を施すことを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の製造方法の特徴の１つは、上記工程（ｉ）〜（ｉｖ）の実施に際して、レーザ照射によって樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、その開口部の形成に際して半導体構造部の表面を加熱処理することである。好ましくは、樹脂フィルムの開口部の形成に際してレーザ照射によって半導体構造部をアニール処理する。特に好ましくは、樹脂フィルムの開口部の形成に際してレーザ照射によって半導体構造部の膜質または特性を変化させ、それによって、半導体特性の向上を図る（例えば、“膜質の変化”によって、半導体構造部の半導体層の結晶度の向上を図ることができる）。このように、本発明の製造方法では、レーザ照射によって製造プロセス効率の向上とＴＦＴ特性の向上とを図ることができる。
【００１５】
本明細書で用いる“フレキシブル半導体装置”の「フレキシブル」という用語は、半導体装置が屈曲可能な可撓性を有していることを実質的に意味している。そして、本発明にいう“フレキシブル半導体装置”とは、その有する構成などに鑑みると、“フレキシブル半導体デバイス”あるいは“フレキシブル半導体素子”と称すことができるものである。
【００１６】
また、本明細書で用いる「開口部」とは、主たる目的が導電部材を形成するためにレーザ照射によって樹脂フィルムに意図的に設けた貫通孔であり、その他の目的で設けた穴などを含んでいない。従って、本発明にいう「開口部」は、機械加工やエッチング処理などで形成された穴などは意図されていないことに留意されたい。
【００１７】
本明細書で用いる「半導体構造部」とは、半導体層とその上に形成された絶縁層を含む積層構造のことを実質的に意味している。
【００１８】
更に、本明細書で用いる「アニール」または「アニール処理」という用語は、例えば「結晶状態」、「結晶度」および／または「移動度」などの向上や特性安定化を目的とした加熱処理を実質的に意味している。
【００１９】
ある好適な態様では、工程（ｉ）において、半導体構造部を、「半導体層」および「その半導体層の表面に形成された絶縁層」を有して成るように形成する。これにより、その半導体構造部の絶縁層の少なくとも一部をゲート絶縁膜として用い、導電部材をゲート電極として用いることができる。尚、かかる場合、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際して、半導体構造部の絶縁層を加熱処理してもよい。
【００２０】
ある好適な態様では、半導体構造部の半導体層としてシリコンを含んで成る層を形成し、半導体層の表面の絶縁層としてシリコン酸化膜を形成する。
【００２１】
本発明の製造方法においては、半導体構造部の半導体層として酸化物半導体を含んで成る層を形成してもよい。かかる場合、工程（ｉｉｉ）におけるレーザの照射を酸素雰囲気下で行うことが好ましい。これによって、酸化物半導体の酸素欠陥が修復されＴＦＴ性能を向上させることができる。
【００２２】
ある好適な態様では、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際してパルスレーザを用いる。これにより、アニールの熱の影響をレーザの照射された半導体層表面にとどめることが容易となる。
【００２３】
ある好適な態様では、金属箔の上に絶縁膜を形成し、かかる絶縁膜の上に半導体構造部を形成する。そのような金属箔上の絶縁膜は、金属箔の表面酸化によって形成することが好ましい。
【００２４】
ある好適な態様では、金属箔をエッチングすることによって、金属箔からソース電極・ドレイン電極を形成する。これにより、フレキシブル半導体装置の製造工程で支持体として機能させた金属箔を電極構成材料というフレキシブル半導体装置の構成要素として利用することができる。
【００２５】
ある好適な態様では、工程（ｉｉｉ）において、半導体構造部の表面を露出させる開口部と、層間接続部位が充填される開口部とを実質的に同一工程で形成する。
【００２６】
更に、ある好適な態様では、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際して半導体層の表面領域に絶縁層を形成する。つまり、レーザ照射によって樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、その開口部の形成に際して半導体層の表面を加熱処理して、絶縁層（例えば酸化膜）を形成する。かかる態様では、レーザ照射を酸素雰囲気下で行うことが特に好ましい。
【００２７】
本発明では、上記製造方法によって得ることができるフレキシブル半導体装置も提供される。かかる本発明のフレキシブル半導体装置は、
支持層；
支持層の上に形成された半導体構造部；および
半導体構造部の上に形成された樹脂フィルム
を有して成り、
樹脂フィルムには開口部が形成されており、その樹脂フィルムの開口部に半導体構造部の表面と接触する導電部材が形成されていることを特徴としている。好ましくは、樹脂フィルムに形成された開口部はレーザ照射によって形成されたものである。
【００２８】
本発明のフレキシブル半導体装置の特徴の１つは、レーザの照射によって形成された樹脂フィルム開口部がＴＦＴ積層構造に設けられていることである。かかる開口部は、半導体構造部の表面を露出するように形成されたものであり、その開口部では半導体構造部の表面に接触するように導電部材が設けられている。このように、本発明のフレキシブル半導体装置では、樹脂フィルム開口部がレーザ照射で形成されたものであるために、開口部が半導体装置の厚さ方向にテーパ形状を有している。換言すれば、本発明のフレキシブル半導体装置では、開口部の壁面と樹脂フィルムの上面とのなす角度が鈍角となっている。
【００２９】
ここで、本発明のフレキシブル半導体装置では、フィルム開口部の形成に用いたレーザを照射することによって、半導体構造部の表面が加熱処理されたものとなっている。つまり、好ましくは、本発明のフレキシブル半導体装置の半導体構造部は、レーザの照射によるアニール処理を受けたものとなっている。このような特徴を有するフレキシブル半導体装置であるが、逆の見方をすれば、本発明のフレキシブル半導体装置は、フィルム開口部を介したレーザ照射に起因して半導体構造部の表面が加熱処理されやすいように、各種の積層関係などが工夫されたものである。それゆえ、支持層、支持層の上に形成された半導体構造部、および半導体構造部の上に形成された樹脂フィルムを有して成り、樹脂フィルムの開口部に導電部材が形成されて成る積層構造自体にも本発明の特徴があるといえる。
【００３０】
本明細書で用いる「支持層」の“支持”とは、製造過程および半導体装置においてＴＦＴを構成する各層を支える態様に鑑みて用いている。
【００３１】
ある好適な態様では、半導体構造部が、「半導体材料を含んで成る半導体層」及び「かかる半導体層の表面に形成された絶縁層」を有して成る。かかる場合、好ましくは、絶縁層の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し得、導電部材の少なくとも一部がゲート電極として機能し得る。
【００３２】
ある好適な態様では、半導体層がシリコンを含んで成り、絶縁層がシリコン酸化膜からなる。かかる場合、半導体構造部がレーザ照射による加熱処理を受けたものとなっており、それゆえ、好ましくは半導体層のキャリア移動度が約３ｃｍ２／Ｖｓ〜約３００ｃｍ２／Ｖｓとなっている。尚、半導体層は酸化物半導体を含んで成るものであってもよい。かかる場合、酸化物半導体がＺｎＯまたはＩｎＧａＺｎＯであることが好ましい。
【００３３】
ある好適な態様では、支持層が金属箔から構成されている。かかる場合、金属箔の上に絶縁膜が形成され、その絶縁膜の上に半導体構造部が形成されていることが好ましい。また、本発明のフレキシブル半導体装置では、金属箔が、半導体構造部に電気的に接続されたソース電極・ドレイン電極となる部位を有して成ることが好ましい。
【００３４】
本発明のフレキシブル半導体装置では樹脂フィルムが“レーザ照射による開口部形成”に適したものとなっており、例えば、樹脂フィルムが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成る。
【００３５】
ある好適な態様では、導電部材が形成された開口部（即ち、製造時にて半導体構造部の表面を露出するように形成されている開口部）と、層間接続部位が位置する開口部とが共に同一の樹脂フィルムに形成されている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の製造方法によれば、半導体構造部を覆う樹脂フィルムにレーザを照射することにより、半導体構造部の表面を露出する開口部を形成し、その開口部を介して露出した半導体構造部の表面に対してレーザ照射による加熱処理を行っている。そのため開口部の形成とともに半導体構造部の膜質・特性を変化させることを同一工程で実施することができる。つまり、本発明では、高性能で、かつ、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できる。換言すれば、本発明では、“樹脂フィルムに対して行うレーザ照射”によって製造プロセス効率の向上を図ると共に、“レーザ照射による加熱処理”によってＴＦＴ特性の向上をも図ることができるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るフレキシブル半導体装置の構成を模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ断面図
【図２】（ａ）〜（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工程断面図
【図３】（ａ）〜（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工程断面図
【図４】（ａ）〜（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工程断面図
【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工程断面図
【図６】（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工程断面図
【図７】（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工程断面図
【図８】本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の構成を模式的に示す断面図
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る他のフレキシブル半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図１３】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１４】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
【図１５】（ａ）は、図１４中のＸIVＡ−ＸIVＡ断面図、（ｂ）は図１４中のＸIVＢ−ＸIVＢ断面図
【図１６】フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを異なる層に配置した積層型の基板構造体を示す平面図
【図１７】（ａ）は、図１６中のＸVIＡ−ＸVIＡ断面図、（ｂ）は図１６中のＸVIＢ−ＸVIＢ断面図
【図１８】フレキシブル半導体装置の製品適用例（テレビ画像表示部）を示した模式図
【図１９】フレキシブル半導体装置の製品適用例（携帯電話の画像表示部）を示した模式図
【図２０】フレキシブル半導体装置の製品適用例（モバイル・パソコンまたはノート・パソコンの画像表示部）を示した模式図
【図２１】フレキシブル半導体装置の製品適用例（デジタルスチルカメラの画像表示部）を示した模式図
【図２２】フレキシブル半導体装置の製品適用例（カムコーダーの画像表示部）を示した模式図
【図２３】フレキシブル半導体装置の製品適用例（電子ペーパーの画像表示部）を表した模式図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面では、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している。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。
【００３９】
本明細書で説明される“方向”は、金属箔／支持層１０と半導体層２２との位置関係を基準とした方向であり、便宜上、図中の上下方向にて説明する。具体的には、各図の上下方向に対応しており、金属箔／支持層１０を基準として半導体層２２が形成される側を「上方向」とし、金属箔／支持層１０を基準として半導体層２２が形成されない側を「下方向」としている。
【００４０】
図１（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、本発明の一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１（ａ）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り、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った断面を示す平面図である。
【００４１】
本実施形態に係る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を備えた半導体装置である。図示するように、このフレキシブル半導体装置１００は、支持層１０と、支持層１０の上に形成された半導体構造部２０と、半導体構造部２０を覆うように形成された樹脂フィルム３０とを有して成る。
【００４２】
樹脂フィルム３０には、装置断面として見た場合、半導体構造部２０の上表面と半導体装置１００の上表面との間を貫通するような開口部３５が形成されている。この開口部３５は、レーザ照射によって形成されたものである。フレキシブル半導体装置１００では、かかる開口部３５において半導体構造部２０の表面と接触する導電部材４０が形成されている。後述するが、レーザ照射によって形成される開口部３５は、その製造過程においては、半導体構造部２０の表面を露出するような形態を有している。
【００４３】
樹脂フィルム３０は、可撓性を有する樹脂材料から構成されている。この樹脂フィルム３０は、半導体構造部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るともいえ、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ことが好ましい。また、本発明では、樹脂フィルム３０は“レーザ照射による開口部形成”に適したものとなっていることが特に好ましい。具体的には、樹脂フィルム３０が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成ることが好ましい（一例を挙げると、樹脂フィルム３０がポリイミドフィルムであってよい）。このような樹脂材料は寸法安定性に優れているので、その点においても本発明に係るフレキシブル基材の材料として好ましいといえる。なお、樹脂フィルムの開口部形成にフォトリソグラフィーなどの技術を用いると樹脂フィルム３０として
、フォトリソグラフィーに特化した樹脂（例えば感光性樹脂などから成るフィルム）を用いなければならない。すなわち、フォトリソグラフィー技術では材料制約が比較的大きくなってしまう。これに対して、本発明では、レーザ照射で開口部形成するために、上記フォトリソグラフィーなどで形成するよりも材料制約が減じられている。
【００４４】
開口部３５の内部に形成されている導電部材４０は、導電性ペースト材料から構成されることが好ましい。導電性ペースト材料としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ、Ｐｔ，Ｐｄ，ＡｌもしくはＰｂなどの単体金属、それらの混合物又は合金やカーボンフィラーやカーボンナノチューブなどの導電フィラーを、エポキシ樹脂などの有機樹脂および/またはブチル・カルビトール・アセテート（ＢＣＡ）などの溶剤を含んで成るバインダーに対して分散させることによって得られるペースト材料を用いてよい。かかる導電性ペースト材料が開口部３５に充填されることを通じて導電部材４０が得られることになる。
【００４５】
フレキシブル半導体装置１００の半導体構造部２０は「半導体材料を含んで成る半導体層２２」と「半導体層２２の表面に形成された絶縁層２４」とを有して成ることが好ましい。
【００４６】
半導体層２２を構成する材料としては種々のものを使用することができ、例えばシリコン（例えばＳｉ）やゲルマニウム（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）を使用できる。更には、有機半導体（例えばペンタセン、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。
【００４７】
尚、フレキシブル半導体装置１００では、半導体層２２の表面と接するように形成された絶縁層２４の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し得、一方、導電部材４０の少なくとも一部がゲート電極として機能し得る。また、例えば、半導体層２２がシリコンを含んで成るものであって、絶縁層２４がシリコン酸化膜からなるものであってよい。
【００４８】
本発明のフレキシブル半導体装置１００では、半導体構造部２０が、レーザの照射によって、アニール処理を受けている。具体的には、開口部３５を形成する際のレーザ照射の加熱に起因して、半導体構造部２０の膜質が、照射前と比較して変化している。一例では、半導体層２２が照射前においてはアモルファスシリコンであったものが、照射後は多結晶シリコン（例えば、平均粒径：数百ｎｍ〜２μｍ程度）へと変化する。また、半導体層２２が多結晶シリコンの場合にはその結晶度が向上したりする。更にいえば、半導体構造部２０の膜質の変化によって、半導体層２２の移動度が向上しており、照射前と照射後では移動度が顕著に大きくなる場合もある。
【００４９】
ちなみに、上述の説明から分かるように、本明細書において「膜質」とは、対象となる層ないしは膜の特性・物性のことを意味しており、半導体層に関する限り、その半導体層の「結晶状態」、「結晶度」および／または「移動度」などの特性を実質的に意味している。従って、「膜質の変化」とは、半導体層に関する限り、「結晶状態」、「結晶度」および／または「移動度」などが変化・向上することを実質的に意味している。
【００５０】
ここで、シリコン半導体の結晶粒径とキャリア移動度の関係を例示的に簡単に説明しておく。ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）の移動度は、＜１．０（ｃｍ２／Ｖｓ）である。μＣ−Ｓｉ（微結晶シリコン）の移動度は、約３（ｃｍ２／Ｖｓ）であり、その結晶粒径は約１０ｎｍ〜約２０ｎｍである。ｐＣ−Ｓｉ（多結晶シリコン）の移動度は、約１００（ｃｍ２／Ｖｓ）、または、約１０〜約３００（ｃｍ２／Ｖｓ）程度であり、その結晶粒径は約５０ｎｍ〜約０．２μｍである。したがって、レーザ照射によるアニール処理によって、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）から、μＣ−Ｓｉ（微結晶シリコン）またはｐＣ−Ｓｉ（多結晶シリコン）に膜質が変化すると、移動度は数倍以上（数倍、数十倍、数百倍など）に変化する（例えば、膜質変化後のキャリア移動度が約３〜約３００ｃｍ２／Ｖｓ程度となり得る）。なお、ｓＣ−Ｓｉ（単結晶シリコン）の移動度は例えば約６００（ｃｍ２／Ｖｓ）以上である。ちなみに、本明細書において“移動度”の数値は、ＴＦＴの電界効果移動度を用いて示している。その算出方法・測定方法の一例を挙げる。“移動度”の数値を得るに際しては、飽和電圧をソース・ドレイン間に印加して、ゲート電圧を変化させながらドレイン電流を測定する。このときのドレイン電流Ｉは、チャネル長Ｌ、チャネル幅Ｗ、チャネル部分の単位面積当たりのキャパシタ容量Ｃ、電界効果移動度μ、ゲート電圧Ｖｇ、閾値Ｖｔとすると、以下の式（１）の関係を満たす：
Ｉ＝μ×Ｃ×（Ｗ／２Ｌ）×（Ｖｇ−Ｖｔ）２…（１）
従って、式（１）に基づくと、本発明にいう移動度μは以下の式（２）より導出することができる：
μ＝Ｉ／｛Ｃ×（Ｗ／２Ｌ）×（Ｖｇ−Ｖｔ）２｝…（２）
【００５１】
半導体構造部２０は、支持層１０によって支持されている。例えば、支持層１０は金属箔から成るものであってよい。金属箔１０を構成する金属は、導電性を有し且つ融点が比較的高い金属が好ましく、例えば、銅（Ｃｕ、融点：１０８３℃）、ニッケル（Ｎｉ、融点：１４５３℃）、アルミニウム（Ａｌ、融点：６６０℃）、ステンレス（ＳＵＳ）を使用することができる。このような金属箔１０の上には、絶縁膜１２が形成されていることが好ましい。詳述すると、例えば、金属箔１０の表面（上面）の一部に、無機絶縁材料（例えば、酸化シリコンや窒化シリコン）からなる絶縁膜１２が形成されており、そして、絶縁膜１２の上に、半導体構造部２０（より具体的には“半導体層２２”）が形成されていることが好ましい。ちなみに、図１（ｂ）では、絶縁膜１２が形成されている範囲を模式的に領域５０として表している。
【００５２】
金属箔１０の表面を酸化することによって絶縁膜１２を形成してよい。かかる場合、金属箔１０は、弁金属から成るもの、例えば、アルミニウム箔を用いることが好ましい。そして、化成液を用いて弁金属の陽極酸化を実施することによって、金属箔表面に陽極酸化被膜を形成することができるので、これを絶縁膜１２として用いることができる。この“陽極酸化被膜”は、非常に薄い緻密な酸化被膜であって、これにより、絶縁膜１２に欠陥がない又は欠陥が減じられているといった利点が供される。
【００５３】
なお、絶縁膜１２の材料などは、上記に限定されず、要求される絶縁膜１２の特性にあわせて、種々の好適な材料を採用してよい。一例を挙げると、ゲート絶縁膜（例えば、酸化シリコンや窒化シリコン）２４と同じ材料を用いることも可能である。また、絶縁膜１２の材料としては、無機絶縁材料に限らず、他の絶縁材料（ポリイミドなどの有機絶縁材料など）を採用することも可能である。
【００５４】
図示する態様では、支持層として機能する金属箔１０から、ソース電極１０ｓとドレイン電極１０ｄとが構成されている。具体的には、例えば金属箔１０がパターニングされることによって金属箔１０に開口部１７が形成されており、その結果、金属箔１０にソース電極１０ｓ・ドレイン電極１０ｄとなる部位が供される。
【００５５】
金属箔１０の上に位置する絶縁膜１２の一部には、ビア開口部１５が形成されており、そのビア開口部１５には、導電材料からなる層間接続部位（ビア）１４が形成されている。例えば、絶縁膜１２のビア開口部１５内には、導電材料(例えば、Ａｇペースト)が充填されることによって、層間接続部位（ビア）１４が形成される。
【００５６】
図示する態様では、ソース電極１０ｓが、層間接続部位１４を介して、絶縁膜１２の上に形成された取出し電極１１（１１ｓ）に接続されている。同様に、ドレイン電極１０ｄが、層間接続部位１４を介して、絶縁膜１２の上に形成された取出し電極１１（１１ｄ）に接続されている。なお、取り出し電極１１ｓ・１１ｄの一部が、ビア開口部１５に充填されて、それによって層間接続部位１４が構成されている態様であってもよい。
【００５７】
取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）は、ソース電極・ドレイン電極と接触すると共に、半導体層２２にも接触している。具体的には、ソース電極１０ｓに電気的に接続された取出し電極１１ｓが、半導体層２２の一端に接触している。同様に、ドレイン電極１０ｄに電気的に接続された取出し電極１１ｄが、半導体層２２の他端に接触している。ここで、半導体層２２のうち、取出し電極１１ｓと取出し電極１１ｄとに挟まれた間の領域がチャネル領域となり、その上に、ゲート絶縁膜２４、続いて更にその上にゲート電極４０（即ち、導電部材４０）が位置している。取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）の材質としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料や、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素含有酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）、酸化白金（ＰｔＯ２）などの導電性酸化物などを挙げることができる。一例を挙げるとすれば、Ａｇペーストから取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）を形成してもよい。かかるペースト材料を用いた取出し電極１１の形成は、印刷（例えばインクジェット印刷）によって行うことができる。
【００５８】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明に係る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２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）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。
【００５９】
本発明の製造方法の実施に際しては、まず、工程（ｉ）を実施する。つまり、金属箔の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する。
【００６０】
具体的には、まず、図２（ａ）に示すように、支持層となる金属箔１０を用意する。例えば、銅箔を用意する。そのような金属箔１０は、市販のものを利用することができる。金属箔１０の厚さは、好ましくは約３μｍ〜約１００μｍの範囲、より好ましくは約４μｍ〜約２０μｍの範囲、更に好ましくは約８μｍ〜約１６μｍの範囲である。
【００６１】
次に、図２（ｂ）に示すように、金属箔１０の表面に絶縁膜１２を形成した後、その上に、ビア１４が形成される領域に開口部１５ａを有するレジスト７０Ａを形成する。金属箔１０の表面に形成する絶縁膜１２は、上述したように“弁金属の陽極酸化”によって形成してもよいものの（特に弁金属から成る金属箔が用いられている場合）、別法で形成してもよい。例えばゾルゲル法で形成してよい。ゾルゲル法を実施する場合、具体的には、シロキサン骨格に有機分子を複合化した有機無機ハイブリッド材料を塗布（例えば、スピンコートなど）し、約３００℃〜約６００℃程度で焼成することによって絶縁膜１２を得ることができる。絶縁膜１２の厚さは、例えば、０．１μｍ〜１μｍ程度である。
【００６２】
図示するように、金属箔１０の上面の一部に加えて、金属箔１０の下面全体に対してレジスト７１を形成してよい。レジスト７０Ａ及び７１の形成は、典型的なフォトリソグラフィ工程によって実施するが、印刷工程によって実施してもよい。
【００６３】
次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト７０Ａをマスクとして、絶縁膜１２をエッチングすることによって、ビア開口部１５を形成する。絶縁膜１２のエッチングは、例えば、ＣＦ３でドライエッチングにより実施できる。エッチング工程の後は、レジスト７０Ａ及び７１を除去する。
【００６４】
次に、図３（ａ）に示すように、金属箔１０の上に半導体層２２を形成する。具体的には、金属箔１０の上に形成された絶縁膜１２の上に半導体層２２を形成する（例えば、半導体層厚さは約５ｎｍ〜約９９０ｎｍ程度であってよい）。半導体層２２の形成は、例えば、真空蒸着、スパッタリングもしくはプラズマＣＶＤなどの薄膜形成法によって実施してもよいし、あるいは、凸版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷もしくはインクジェットなどの印刷法によって実施してもよい。一例として、半導体層２２がシリコン層の場合、環状シラン化合物含有溶液（例えばシクロペンタシランのトルエン溶液）をインクジェットなどの方法で、絶縁膜１２の上の所定の位置に塗布する。次いで、約３００℃で加熱処理すると、アモルファスシリコンを含んで成る半導体層２２を形成することができる。
【００６５】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体層２２の上に、絶縁層２４を形成する（例えば、絶縁層厚さは約５ｎｍ〜約９９０ｎｍ程度であってよい）。この絶縁層２４は、フレキシブル半導体装置１００においてゲート絶縁膜として機能し得る。絶縁層（ゲート絶縁膜）２４の形成は、例えば、熱酸化法やＴＥＯＳなどで酸化シリコン薄膜を形成することにより実施できる。また、絶縁層２４は、絶縁膜１２と同様にゾルゲル法により形成することも出来る。この場合の塗布は、インクジェット法を採用すればよい。
【００６６】
半導体層２２の上に絶縁層２４が形成されることによって“半導体構造部”が得られることになる。半導体構造部２０の厚さは、例えば約１０ｎｍ〜約１μｍ程度である。
【００６７】
次に、図３（ｃ）に示すように、金属箔１０の上に取出し電極１１を形成する。取出し電極１１は、開口部１５（又は層間接続部位１４）が位置する上に配置される。具体的には、取出し電極１１の一端がビア１４に接触される一方、取出し電極１１の他端が半導体構造部２０の半導体層２２に接触されるように、取出し電極１１が形成される（例えば、取出し電極厚さは約５０ｎｍ〜約５μｍであってよい）。取出し電極１１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でＡｇペーストを塗布して実施することができる。なお、図示する態様では、取出し電極１１の一部を、開口部１５内に充填して、ビア１４を形成している。別法にて、開口部１５内に層間接続部位１４を形成した後、その層間接続部位１４に接触するように取出し電極１１を形成してもよい。
【００６８】
次に、図４（ａ）に示すように、半導体構造部２０及び取出し電極１１を覆うように、金属箔１０の上に樹脂フィルム３０を形成する。つまり、本発明の製造方法の工程（ｉｉ）を実施する。樹脂フィルム３０の形成方法は、特に限定されない。例えば、半硬化の樹脂フィルムを金属箔１０の上に貼り合わせて硬化させる方法（樹脂シートの貼り合せ面に接着性材料を塗布してもよい。）や、半硬化の樹脂を支持層１０の上にスピンコートなどで塗布して硬化させる方法などを採用してよい。形成される樹脂フィルム３０の厚さは、例えば約４μｍ〜約１００μｍである。かかる樹脂フィルム３０の形成によって、半導体構造部２０を保護することができるとともに、次工程（金属箔１０のパターニング処理など）のハンドリングや搬送を安定して行うことが可能となる。
【００６９】
次に、図４（ｂ）に示すように、支持層を成す金属箔１０をパターニングすることによって、金属箔１０からソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄを形成する。図示する態様では、ソース電極１０ｓとドレイン電極１０ｄとを相互に分離するために、支持層１０の一部をエッチングして開口部１７を形成している。
【００７０】
次に、工程（ｉｉｉ）として、図４（ｃ）に示すように、樹脂フィルム３０にレーザを照射（６０）し、半導体構造部２０の表面を露出させるような開口部３５を形成する。具体的には、レーザ照射（６０）によって樹脂フィルム３０に穴加工を施し、半導体構造部２０の絶縁層２４の表面（特に上面）を露出させる。ここで、本発明では、このレーザ照射（６０）によって、半導体構造部２０を加熱することができ、半導体構造部２０が、加熱処理、例えばアニール処理を受けることになる。
【００７１】
このようなレーザ照射による“加熱処理”ないしは“アニール処理”によって、半導体構造部２０の膜質は変化する。特に、本発明では、加熱したい半導体構造部（特に半導体層）を局所的に“加熱処理”ないしは“アニール処理”することができ、それによって、所望の膜質変化を達成できる。例えば、“加熱処理”ないしは“アニール処理”によって、半導体構造部２０の半導体層２２の結晶度が向上する。もしくは、半導体層２２の結晶性が変化して、アモルファス状態からポリシリコン状態になる。あるいは、半導体層２２の移動度が向上し、例えば約１．０ｃｍ２／Ｖｓ以下であったものが、約３〜約３００ｃｍ２／Ｖｓ程度になる。更にいえば、本発明では、レーザ照射による“加熱処理”ないしは“アニール処理”によって、絶縁層２４の膜質が改善し、ゲート絶縁膜としての特性も向上し得る。
【００７２】
図５（ａ）及び（ｂ）は、レーザ照射（６０）による半導体構造部２０の膜質変化を説明するための模式図である。図５（ａ）は、レーザ照射前の構成を示しており、半導体層２２の上に絶縁層（ゲート絶縁膜）２４が積層している。
【００７３】
本発明では、レーザ照射（６０）を行うことによって、レーザ開口部３５を形成するとともに、絶縁層２４を介して半導体層２２を加熱することができる。その結果、開口部３５の形成に際して半導体層２２に加熱処理された領域（２５）が発生することになる。つまり、樹脂フィルムの開口部形成のためのレーザ照射（６０）によって、半導体層２２の結晶化（例えば、アモルファス状態から多結晶質へ）の向上、半導体層２２における結晶度の向上などのＴＦＴ特性向上を図ることができる。
【００７４】
レーザ照射の後においては、工程（ｉｖ）を実施する。つまり、レーザ開口部３５に導電材料を充填することによって、導電部材、即ち、ゲート電極４０を形成する。
【００７５】
以上のような工程を通じることによって、図１（ａ）に示すような構造を備えたフレキシブル半導体装置１００を構築することができる。
【００７６】
本発明の製造方法では、半導体構造部２０を覆う樹脂フィルム３０にレーザを照射（６０）することにより、半導体構造部２０の表面（絶縁層２４）を露出する開口部３５を形成する。そして、その開口部３５にて露出した半導体構造部２０の表面に導電部材を充填してゲート電極４０を形成する。したがって、ゲート電極４０のための開口部３５を形成するとともに、半導体構造部２０の膜質を変化させることを実質的に同一工程で実行することができる。つまり、本発明では、“樹脂フィルムに対して行うレーザ照射”によって製造プロセス効率の向上を図ることができると共に、ＴＦＴ特性の向上をも図ることができる。
【００７７】
次に、以下では、本発明の特徴的部分である“レーザ照射”について詳述しておく。
【００７８】
図６（ａ）は、図５（ａ）と同様、レーザ照射前の構成を示している。図示する態様では、半導体構造部２０において半導体層２２の上に、絶縁層２４は存在していない（又は、自然酸化膜が存在している）。このような態様において、酸素雰囲気中（例えば、酸素及び／又はオゾンを含む雰囲気、あるいは、大気中）にてレーザ照射（６０）を行うと、図６（ｂ）に示すように、レーザ開口部３５が形成される。それと同時に、レーザ開口部３５の底面において絶縁膜（酸化膜）２４が形成される。加えて、半導体層２２は加熱され、半導体層２２に加熱処理された領域（２５）が発生することになる（つまり、半導体層がアニール処理され、半導体層２２の結晶化や、結晶度の向上などの特性向上が発現されることになる）。したがって、レーザ照射（６０）によって、開口部３５を形成すると共に、絶縁層２４を形成し、更には、半導体層２２の加熱処理をも行うことができる。
【００７９】
更に“レーザ照射”について詳述していく。本発明に係るレーザ照射においては、波長３５０ｎｍ以下程度（例えば、１５０ｎｍ〜３５０ｎｍ程度の波長）のパルスレーザを用いてよい。例示すると、そのようなレーザとして、ＸｅＣｌ（波長：約３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（波長：約２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（波長：約１９２ｎｍ）などのエキシマレーザを挙げることができる。使用するレーザの波長の下限値（または具体的な波長範囲）は特に限定されるものではないが、実際には照射される材料の性質に依存し、その材料が壊れてしまわないような波長を持ったレーザが適宜選択される。
【００８０】
波長３５０ｎｍ程度以下の波長を有するレーザ光の場合、そのレーザ光をプラスチックフィルムに照射すると、熱でフィルムを溶かすのではなく、フィルムを構成する分子を解裂させることによって孔を形成する。そのため小径ビアを樹脂フィルムに好適に形成することができる。樹脂フィルムを貫通したレーザ光は、半導体構造部２０の表面（例えば、半導体層２２を構成するシリコン表面）で吸収され、熱に変わり、その温度を上昇させる。特に、シリコンなどは約３５０ｎｍ以下の波長領域に光吸収領域を持つので、当該波長域のレーザ光はほとんどシリコン表面で吸収されることになる。吸収されたレーザ光は、直接遷移によって電子を励起し、励起された電子は、熱エネルギーに変わって、シリコンの温度を上昇させる。
【００８１】
ここで、本発明に従えば、照射するレーザ光のエネルギーを制御することによって、半導体層のシリコンの結晶性の変化の度合いを制御することが可能である。比較的低いエネルギー密度（例えば、約１００ｍＪ／ｃｍ２〜約２００ｍＪ／ｃｍ２程度）を有するレーザ光でアニールすれば、シリコンは溶融せずに固相のまま再結晶するので結晶粒が大きくなる。一方、比較的高いエネルギー密度（例えば、５００ｍＪ／ｃｍ２程度）を有するレーザ光でアニールすると、シリコンは一旦溶融した後に結晶が生成し成長する。レーザ光のエネルギー密度が高い場合には、シリコンの溶融を伴うので、エネルギー密度が低い場合と比べて、結晶性の変化の度合いは大きくなる。
【００８２】
なお、パルスレーザを用いると、アニールの熱の影響をレーザ照射された半導体層の表面（例えばシリコン表面）にとどめることが容易となる。半導体層表面にアニール効果を発現するのに十分なエネルギー密度のビームを照射した場合に、連続発振のレーザならば半導体層が過昇温してしまうおそれがある。そのような過昇温が起きると、樹脂フィルム及び／又はゲート電極が溶けてしまうという熱影響による不都合が発生する可能性がある。この点、本発明に従ってパルスレーザを用いた場合、レーザが照射されている時は半導体層表面が選択的に高温に加熱されてアニールされるものの、レーザが照射されていない時に熱は拡散して冷却される。したがって、パルスレーザを用いると、半導体層表面を選択的に加熱することができ、それ以外へ熱影響を小さくすることが可能となる。尚、パルスレーザのパルス幅は例えば約１ピコ秒〜約１００ナノ秒、レーザ波長は約１５０ｎｍ〜約３５０ｎｍ程度であってよい。
【００８３】
レーザ照射前の半導体層２２を構成するアモルファスシリコンを、レーザ照射によって溶融させてポリシリコンに結晶化させる場合、溶融したシリコンは例えば１００ナノ秒以下の短時間で固化する。ここでは、熱の拡散を決定している半導体材料（シリコン）と、それに接触している金属箔の厚さが、シリコンの結晶性に影響を与える因子となる。半導体材料の熱伝導率が高いほど、そして、金属箔の厚さが厚いほど、熱の拡散は早くなるので、より高いエネルギー密度のレーザ光を照射することが好ましい。
【００８４】
レーザ照射によるアニール処理の条件は、具体的には、上述したような種々の因子を総合的に勘案して適宜決定される。一例を挙げると、波長３０８ｎｍ程度のエキシマレーザ（ＸｅＣｌ）を、エネルギー密度５０ｍＪ／ｃｍ２程度、パルス幅３０ナノ秒程度で約１００ショット〜約２００ショット照射する。このようなアニール処理を行うと、シリコン半導体層の厚さが約５０ｎｍであって、樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）の厚さが約１５μｍ、金属箔の厚さが約１０μｍの銅箔の場合、ポリイミドフィルムに開口部を形成した後に、アモルファスシリコンの結晶度を向上させることができる。つまり、レーザ照射によって、シリコン半導体層の結晶粒径が数百μｍのポリシリコンへと変換することができる。
【００８５】
レーザ照射につき、開口部３５の大きさ（直径）は、レーザ径を絞ることによって所望の大きさに設定することができる。この点、本発明では、レーザ照射によって形成される開口部サイズ（直径）は約５μｍ〜約８０μｍ程度であってよく、例えば、開口部３５が直径３０μｍ程度であってよい。このような開口部サイズ（直径）についていえば、半導体構造部の表面をできるだけ多く加熱処理すべく、図７に示すように開口部３５を大きく形成してもよい。換言すれば、図７に示すように、レーザを半導体構造部２０の表面にできる限りまんべんなく照射できるように開口部サイズを大きく設定してよい。これによって、取り出し電極付近に位置する半導体層を効果的にアニール処理できるので、半導体層のチャネル領域をより良好にすることができる。また、そのような大きな開口部に形成されるゲート電極４０はソース電極１０ｓおよびドレイン電極１０ｄの上方領域により延在することになるので、半導体の電流流れが向上し得、その点でも図７に示すような大きな開口部３５は好ましいといえる。ちなみに、レーザ径を絞るだけでなく、レーザビームにマスクをすることによっても、所望のビーム径を得ることができる。
【００８６】
また、レーザによって開口部３５を形成する場合、開口部３５の形状をテーパ状にすることができる（いわゆるすり鉢形状、あるいは、倒立した略円錐形）。すなわち、開口部３５の壁面と樹脂フィルム３０の上面とを鈍角（＞９０°）にすることができる。例えば、図７に示すようなテーパ角度αは、約１１０°〜約１６０°となり得る。これによって、開口部３５の壁面と樹脂フィルム３０の上面とが直角（＝９０°）に形成されている場合と比較して（例えば、ドリルなどの機械加工では、一般的に“およそ９０°”に形成され得る）、開口部３５に導電材料を充填する等の工程を容易に実施することができる。
【００８７】
更にいえば、本発明では、レーザ照射で開口部を形成するので、その形成精度につき“バラツキ”を低減することができる。換言すれば、複数の半導体装置を形成する場合を想定すると、実質的に略同じ大きさの開口部を各半導体装置の樹脂フィルムにより正確に形成することができる。これは、製造プロセス効率の向上つながる。
【００８８】
本発明では、半導体構造部２０の絶縁層（ゲート酸化膜）２４として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２などの無機酸化膜を好適に用いることができる。これらの酸化膜はバンドギャップが大きいので（例えば、ＳｉＯ２：９ｅＶ、Ａｌ２Ｏ３：８ｅＶ程度、ＨｆＯ２：６ｅＶ程度）、エキシマレーザの波長を透過させる。それゆえに、レーザ照射によって下地のシリコンを直接アニールすることができる。
【００８９】
短波長のエキシマレーザは、上述したように、シリコンに効率的に吸収させることができるので好ましいが、それに限定されず、連続発振の固体レーザを使用してもよい。固体レーザはメンテナンス性に優れ、大きなパワーがあることが特徴である。比較的長い波長のレーザを用いる場合には、シリコンに直接吸収させるエネルギーは小さくなってしまう。それを考慮して、レーザのエネルギーを熱に変換させる層（熱変換層）をゲート絶縁膜２４と金属箔１０との間に配置しておくことも可能である。この熱変換層としては、照射するレーザの波長を吸収する材料から構成されているものを選択すればよい。一例としては、グリーンレーザを用いる場合には、Ｍｏ又はＭｏ合金（例えば、ＭｏとＷ又はＴａとの合金）から構成された熱変換層をゲート絶縁膜２４と金属箔１０との間に配置する。
【００９０】
上述の説明では、半導体構造部２０の半導体層２２の膜質変化について述べたが、それに限定されず、レーザ照射によって、絶縁層（ゲート絶縁膜）２４の膜質も変化させることができる。本発明で用いられるレーザ光は、波長によってはＳｉＯ２などの無機酸化物からなるゲート絶縁膜２４を透過し得るが、その下のシリコンが加熱されるので、その熱によって無機酸化物（ＳｉＯ２など）を加熱することができる。このような処理を酸素雰囲気中（例えば大気中）で実施すると、酸化膜の膜質の改善を行うことができる。
【００９１】
例えば、水蒸気中で熱酸化（ウエット酸化）によって作製した酸化膜（ＳｉＯ２）の電子トラップ準位を減少させることができる。さらに説明をすると、ウエット酸化は、ドライ酸化よりも酸化速度が１０倍程度大きいので生産性が良く好ましいが、電子トラップ準位が多くなる傾向がある。一方、ドライ酸化は、電子トラップ準位の生成は少ないものの、ホールトラップが多くなる。そこで、ウエット酸化による酸化膜を酸素雰囲気中でレーザ照射することによって、電子トラップおよびホールトラップが共に少ないゲート酸化膜２４を生産性良く作製することができる。
【００９２】
上述の説明では、レーザ照射によるシリコン半導体の特性向上を主として例にとって説明したが、シリコン半導体の代わりに酸化物半導体を用いた場合であっても同様に半導体特性を向上させることができる。例えば、ＺｎＯなどの結晶性の酸化物半導体では、スパッタなどで成膜した直後には結晶層の中に多く非晶質層が含まれており、それによって、半導体デバイスとしての特性を示さない場合が多い。しかしながら、本発明の技術を用いると、ＺｎＯなどの酸化物半導体の結晶性が向上して、その結果、半導体特性を改善することができる。
【００９３】
さらに詳述すると、上記のシリコン半導体の代わりに、ＺｎＯをＲＦマグネトロンスパッタ法でＺｎＯ（５０ｎｍ）、ＳｉＯ２（５０ｎｍ）を順に成膜した場合、エキシマレーザ照射前は移動度は１ｃｍ２／Ｖｓ以下の低い値しか示さない。一方、ＸｅＣｌエキシマレーザを照射すると、半導体の移動度を向上させることが可能で、結果的に２０ｃｍ２／Ｖｓ程度の移動度を実現することが可能となる。
【００９４】
加えて、ＩｎＧａＺｎＯなどのアモルファス酸化物半導体においても半導体特性を向上させる効果を得ることができる。アモルファス酸化物半導体の場合は、酸素雰囲気中（例えば、大気中）にて本実施形態のレーザ照射をすることによって、酸素欠損を修復することができ、その結果、移動度を向上させることができる。ゲート絶縁膜２４としてＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などからなる酸化膜を配置していた場合には、アモルファス酸化物半導体の酸素欠損は、開口部３５からゲート絶縁膜２４を介してアモルファス酸化物半導体に供給された酸素によって修復される。半導体としてＩｎＧａＺｎＯを用いて、ＴＦＴを作製した場合、レーザ照射前には１ｃｍ２／Ｖｓ以下の低い値の移動度が、レーザ照射後には１０ｃｍ２／Ｖｓ程度に向上させることができる。
【００９５】
次に以下においては、図８、図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明に係るフレキシブル半導体装置の他の構成およびその製造方法について説明する。
【００９６】
かかる態様におけるフレキシブル半導体装置１００’では、図８に示すように、支持層１０の一部表面がビア開口部１５に相当し、層間接続部位１４が形成されている。特にフレキシブル半導体装置１００’では、支持層を成す金属箔１０の上部が酸化されて、それによって、金属箔１０の酸化膜から絶縁膜１２が形成されている。
【００９７】
図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して、フレキシブル半導体装置１００’の製造方法を説明する。まず、図９（ａ）に示すように、支持層として機能する金属箔１０を用意する。次いで、図９（ｂ）に示すように、金属箔１０の表面のうち、ビア１４が形成される領域にレジスト７０Ｂを形成する。図示する態様では、金属箔１０の上面の一部に加えて、金属箔１０の下面全体にレジスト７１を形成している。
【００９８】
次に、図９（ｃ）に示すように、レジスト７０Ｂをマスクとして、金属箔１０の表面を酸化して、絶縁膜１２を形成する。金属箔１０がアルミニウム箔からなる場合には、絶縁膜１２は酸化アルミニウムから構成されることになる。金属箔１０の酸化方法は、例えば、陽極酸化、熱酸化（加熱による表面酸化処理）、化学酸化（酸化剤による表面酸化処理）によって実施することができる。金属箔１０の酸化されない部分（非酸化部位）は、絶縁膜１２の開口部１５となり、その開口部１５内の部位がビア（層間接続部位）１４となる。酸化工程の後は、レジスト７０Ｂ及び７１を除去する。
【００９９】
支持層となり得る金属箔１０の金属は、良好な電気伝導性を有し、緻密な酸化物を容易に形成できるものが好ましく、例えば弁金属（バルブメタル）であってよい。このような弁金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデンおよびタングステンから成る群から選択される少なくとも１種以上の金属または合金を挙げることができる。一例を挙げるとすると、金属箔１０はアルミニウム箔である。金属箔１０の厚みは、約２μｍ〜約１００μｍ程度が好ましく、例えば約１２μｍである。
【０１００】
弁金属（例えばアルミニウム）から成る金属箔１０の表面酸化は、陽極酸化により行われる。アルミニウム陽極酸化の方法は特に限定されず、種々の化成液を用いて行うことができる。例えば、陽極酸化は化成液にアノードとなる金属箔１０とカソードとを浸漬し、定電流源に接続して所望の電圧まで印加して形成すればよい（例えば、電流電圧条件としては、電流密度が約１〜約１０ｍＡ／ｃｍ２の範囲、電圧が約５０〜約６００Ｖの範囲であってよい）。このような陽極酸化を実施することによって、金属箔の表面に厚さ約８００ｎｍ以下の表面金属酸化被膜が形成される。
【０１０１】
尚、金属箔１０はアルミニウム箔に限定されず、構成要素となる金属は、酸化により金属表面が酸化被膜で一様に覆われるものであればよい。それゆえに、弁金属以外の金属であってもよい。この場合、金属箔１０の酸化方法は、陽極酸化に代えて、熱酸化（加熱による表面酸化処理）や化学酸化（酸化剤による表面酸化処理）を行うことができる。
【０１０２】
絶縁膜１２を形成した後の工程は、図３（ａ）以降で説明した工程と実質的に同様である。すなわち、図１０（ａ）に示すように、金属箔１０の上に半導体層２２を形成する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、半導体層２２の上に、絶縁層２４を形成する。この絶縁層２４は、フレキシブル半導体装置１００’においてゲート絶縁膜として機能し得る。その後、図１０（ｃ）に示すように、表面に絶縁膜１２が形成された金属箔１０の上に取出し電極１１を形成する。取出し電極１１の一部は、ビア１４が位置する上に配置される。そして、最終的には、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すような工程を実施すればよい。
【０１０３】
以上のような工程を経ることによって、図８に示すような構造を備えたフレキシブル半導体装置１００’を得ることができる。
【０１０４】
さらに以下では、図１１（ａ）〜（ｃ）および図１２（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明に係るフレキシブル半導体装置の更に他の構成およびその製造方法について説明する。かかる態様におけるフレキシブル半導体装置１００' ’は、図１２（ｃ）に示すように、取出し電極１１が無いタイプの構造を有している。
【０１０５】
まず、上述の図２（ａ）〜図２（ｃ）に示したような工程を実施する。具体的には、図２（ｂ）に示した構造からレジスト７０Ａ及び７１を除去した後、ビア開口部１５にビア１４を形成する。次いで、図１１（ａ）に示すように、支持層となる金属箔１０の上に半導体層２２を形成する。ここで、半導体層２２は、ビア１４を介して金属箔１０に電気的に接続される。
【０１０６】
なお、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示した工程を実施して、図９（ｃ）に示した構造からレジスト７０Ｂ及び７１を除去し、次いで、図１１（ａ）に示すように、ビア１４を含む支持層１０の上に半導体層２２を形成してもよい。その場合であっても、半導体層２２がビア１４を介して支持層１０に電気的に接続されることになる。
【０１０７】
次に、図１１（ｂ）に示すように、半導体層２２の上に、絶縁層２４を形成する。この絶縁層２４は、フレキシブル半導体装置１００' ’においてゲート絶縁膜として機能する。ここで、図示するように、半導体層２２と絶縁層２４を含む積層構造が半導体構造部２０に相当する。
【０１０８】
次に、図１１（ｃ）に示すように、半導体構造部２０を覆うように、金属箔１０の上に樹脂フィルム３０を形成する。次いで、図１２（ａ）に示すように、支持層を構成する金属箔１０をパターニングすることによって、金属箔１０からソース電極１０ｓ及びドレイン電極１０ｄを形成する。図示する態様では、ソース電極１０ｓとドレイン電極１０ｄとを相互に分離するために、金属箔１０の一部をエッチングすることによって開口部１７を形成している。
【０１０９】
次に、図１２（ｂ）に示すように、樹脂フィルム３０にレーザを照射（６０）することによって、半導体構造部２０の表面を露出する開口部３５を形成する。具体的には、図４（ｃ）にて説明した場合と同様、レーザ照射（６０）によって樹脂フィルム３０に穴加工を施し、絶縁層２４の表面を露出させる。このレーザ照射（６０）により、半導体構造部２０に熱が加わり、半導体構造部２０はアニール処理を受けることになる。つまり、このレーザ照射工程によって、半導体構造部２０の膜質が変化することになる。例えば、半導体構造部２０の半導体層２２の結晶度が向上したり、あるいは、半導体層２２の結晶性が変化して、アモルファス状態からポリシリコン状態になる。
【０１１０】
その後、図１２（ｃ）に示すように、レーザ開口部３５に導電材料を充填することにより、ゲート電極４０を形成する。以上のような工程を経ることによって、図１２（ｃ）に示すような構成を備えたフレキシブル半導体装置１００' ’を得ることができる。
【０１１１】
次に以下においては、本発明に係るフレキシブル半導体装置１００、１００ ’および１００' ’を画像表示装置に搭載する態様について図１３〜図１５を参照して説明する。図１３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１４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。また、図１４中の線ＸIVＡ、線ＸIVＢに沿った断面図を、それぞれ、図１５（ａ）および（ｂ）に示す。
【０１１２】
図１３に示した回路９０は、画像表示装置（例えば有機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（以下、「Ｓｗ−Ｔｒ」とも称する）１００Ａと、駆動用トランジスタ（以下、「Ｄｒ−Ｔｒ」とも称する）１００Ｂとが含まれている。両方のトランジスタ（１００Ａ、１００Ｂ）とも、本発明に係るフレキシブル半導体装置１００、１００’および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、１００ ’および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。
【０１１３】
さらに説明していくと、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。
【０１１４】
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、Ｄｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に電圧が印加される。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。Ｄｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に電圧が印加されると同時に、コンデンサ８５には電荷が蓄積される。この電荷はＳｗ−Ｔｒ１００Ａの選択が解除された後においても、一定時間にわたりＤｒ−Ｔｒ１００Ｂのゲート電極に電圧を印加し続ける役割（保持容量）を果たす。
【０１１５】
図１４は、図１３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図である。なお、図１４は、配線層（２層）のみを取り出して表した平面透視図である。図１４では、配線パターンが理解し易いように、図１５（ａ）及び（ｂ）に示した下層を上側に表し、図１５（ａ）及び（ｂ）に示した上層を下側に表している。
【０１１６】
図１５（ａ）及び（ｂ）の断面には表れていないが、ビア３７は、上層と下層を接続する層間接続部材である。このビア３７は、例えば、ペーストビアである。ペーストビア３７は、Ａｇ粉と、エポキシ樹脂などを主成分とする樹脂組成物の混合物を用いて形成することができる。ペーストビア３７のための開口部は、例えば、レーザ加工によって形成することができる。レーザ加工を用いる点についていえば、例えば図４（ｃ）に示した工程にてレーザ加工を使用するので、製造プロセス上での相性が良い。特に、ビア３７のための開口部とレーザ開口部３５とが同一層（または同一の樹脂フィルム）に形成されている場合、レーザ開口部３５とビア３７の開口部とを同一工程で形成することができ、生産性に優れる。なお、ビア３７は、ペーストビアに限らず、メッキビアを用いることも可能である。
【０１１７】
ここで、図１５（ａ）は、フレキシブル半導体装置（Ｓｗ−Ｔｒ）１００Ａの断面構造を表しており（ＸIVＡ−ＸIVＡ断面図）、図１５（ｂ）は、コンデンサ８５の断面構造を表している（ＸIVＢ−ＸIVＢ断面図）。フレキシブル半導体装置（Ｄｒ−Ｔｒ）１００Ｂの断面構造は表していないが、図１２（ａ）に示したものと同様の構造を有している。フレキシブル半導体装置（Ｄｒ−Ｔｒ）１００Ｂのドレイン電極１０ｄは、表示部（有機ＥＬ素子）８０に接続される配線８２に接続されている。
【０１１８】
なお、図１３の回路９０に示すように、画像表示装置を駆動する駆動回路では容量を保持するコンデンサ８５が必要となる。図１５に示した構成では、基板構造体の一部にコンデンサ８５が組み込まれているので、別途、基板構造体の外部にコンデンサ８５を配置しなくてもよい。したがって、小型で高密度実装が可能な画像表示装置を実現することができる。
【０１１９】
図１４および図１５に示す態様では、フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを同一の層に配置して回路９０を構築しているものの、フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを異なる層に配置することも可能である。
【０１２０】
図１６は、フレキシブル半導体装置１００Ａと１００Ｂとを異なる層に配置した積層型の基板構造体を示している。図１６中の線ＸVIＡ、線ＸVIＢに沿った断面図を、それぞれ、図１７（ａ）および（ｂ）に示す。なお、図１６は、配線層（３層）のみを取り出して表した平面透視図である。図１６でも、図１４と同様に、配線パターンが理解し易いように、図１７（ａ）及び（ｂ）に示した下層を上側に表し、図１７（ａ）及び（ｂ）に示した上層を下側に表している。
【０１２１】
図１６に示した積層型の構成によれば、配線を３次元配列させることができるため、同一の素子面積内により多くの配線を収容することができるとともに、配線長を短くすることができる。したがって、高密度実装を実現できるとともに、配線長が短い効果（電圧降下が少ない、高速信号の伝送が容易、ＥＭＣノイズ放射が低減される）を得ることができる。
【０１２２】
なお、図１７（ａ）に示したゲート電極４０が充填される開口部３５と、図１７（ｂ）に示したビア３８が充填される開口部とは共に同一層（樹脂フィルム３０Ａ）に形成されている。そのため、そのような開口部はレーザ照射によって実質的に同一工程にて形成することができる。
【０１２３】
上記では本発明を詳細に説明してきたが、総括的に述べると、上述した本発明は、以下の態様を包含している：
第１の態様：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であって、
支持層；
支持層の上に形成された半導体構造部；および
半導体構造部を覆うように、支持層の上に形成された樹脂フィルム
を有して成り、
樹脂フィルムには開口部が形成されており、かかる開口部に半導体構造部の表面に接触する導電部材が設けられていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第２の態様：上記第１の態様において、樹脂フィルムに形成された開口部が、レーザ照射によって形成されたレーザ開口部であることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第３の態様：上記第１または第２の態様において、樹脂フィルムの開口部は、その開口部の壁面と樹脂フィルムの上面とのなす角度が鈍角の形状を有していることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第４の態様：上記第１〜３の態様のいずれかにおいて、半導体構造部が、半導体材料を含んで成る半導体層、および、該半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成り、絶縁層の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し、導電部材の少なくとも一部がゲート電極として機能することを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第５の態様：上記第４の態様において、半導体層がシリコンを含んで成り、絶縁層がシリコン酸化膜から成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第６の態様：上記第４の態様において、半導体層が酸化物半導体を含んで成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第７の態様：上記第６の態様において、酸化物半導体がＺｎＯまたはＩｎＧａＺｎＯであることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第８の態様：上記第５の態様において、半導体構造部がレーザの照射による加熱処理を受けており、半導体層のキャリア移動度が約３ｃｍ２／Ｖｓ〜約３００ｃｍ２／Ｖｓとなっていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第９の態様：上記第１〜８の態様のいずれかにおいて、支持層が金属箔から構成されており、
金属箔の上には絶縁膜が形成され、絶縁膜の上に半導体構造部が形成されていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１０の態様：上記第９の態様において、金属箔が、半導体構造部に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極となる部位を有して成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１１の態様：上記第１〜１０の態様のいずれかにおいて、樹脂フィルムが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成ることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１２の態様：上記第１〜１１の態様のいずれかにおいて、半導体構造部がレーザ照射によるアニール処理を受けていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１３の態様：上記第１〜１２の態様のいずれかにおいて、導電部材が設けられている開口部（即ち、製造時にて半導体構造部の表面を露出するように形成された開口部）と、層間接続部位が位置する開口部とが共に同一の上記樹脂フィルムに形成されていることを特徴とするフレキシブル半導体装置。
第１４の態様：フレキシブル半導体装置を製造するための方法であって、
（ｉ）支持層となる金属箔の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する工程；
（ｉｉ）半導体構造部を覆うように、金属箔の上に樹脂フィルムを形成する工程；
（ｉｉｉ）樹脂フィルムにレーザを照射することにより、半導体構造部の表面を露出する開口部を形成する工程；および
（ｉｖ）開口部に露出した半導体構造の表面に、導電部材を形成する工程
を含んで成る、フレキシブル半導体装置の製造方法。
第１５の態様：上記第１４の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって、樹脂フィルムに開口部を形成すると共に、半導体構造部（特に半導体構造部の表面）に加熱処理を施すことを特徴とする、フレキシブル半導体装置の製造方法。
第１６の態様：上記第１４または１５の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザ照射によって半導体構造部をアニール処理することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第１７の態様：上記第１４〜１６の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって半導体構造部の膜質を変化させることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第１８の態様：上記第１７の態様において、半導体構造部の膜質の変化が、半導体層の結晶度の向上であることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第１９の態様：上記第１４〜１８の態様のいずれかにおいて、工程（ｉ）では、半導体材料からなる半導体層、および、半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成る半導体構造部を形成し、
半導体構造部の絶縁層の少なくとも一部はゲート絶縁膜として機能し、
工程（ｉｖ）では、導電部材によってゲート電極が形成される、ことを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２０の態様：上記第１９の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザの照射によって半導体構造部の絶縁層を加熱処理することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２１の態様：上記第１９または２０の態様において、工程（ｉｉｉ）では、レーザ照射によって「半導体構造部における半導体層表面に形成された絶縁層」の膜質を変化させることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２２の態様：上記第１９〜２１の態様のいずれかにおいて、半導体層としてシリコンを含んで成る層を形成し、絶縁層としてシリコン酸化膜を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２３の態様：上記第１４〜２１の態様のいずれかにおいて、半導体層として酸化物半導体を含んで成る層を形成し、工程（ｉｉｉ）におけるレーザの照射を酸素雰囲気下で行うことを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２４の態様：上記第１４〜２３の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）のレーザの照射においてパルスレーザを用いることを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２５の態様：上記第１４〜２４の態様のいずれかにおいて、金属箔の上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜の上に半導体構造部を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２６の態様：上記第１４〜２５の態様のいずれかにおいて、金属箔上の絶縁膜を、金属箔の表面酸化によって形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２７の態様：上記第２６の態様において、金属箔が弁金属箔であって、陽極酸化を実施することによって、金属箔上の絶縁膜を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２８の態様：上記第１４〜２７の態様のいずれかにおいて、金属箔をエッチングすることによって、金属箔からソース電極およびドレイン電極を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第２９の態様：上記第１４〜２８の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）において、半導体構造部の表面を露出する開口部と、層間接続部位が充填される開口部とを共に実質的に同一工程で形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
第３０の態様：上記第１４〜２９の態様のいずれかにおいて、工程（ｉｉｉ）のレーザ照射に際して半導体層表面に絶縁層を形成することを特徴とするフレキシブル半導体装置の製造方法。
【０１２４】
以上、本発明の好適な実施形態を中心に説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。例えば、以下のような変更態様が考えられる。
【０１２５】
● 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。
● 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。また、ＥＬディスプレイに限らず電子ペーパーであってもよい。更にいえば、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態様を例示したが、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。
● 本発明のフレキシブル半導体装置では、ダブルゲート構造のフレキシブル半導体装置であってもよい。その場合、金属箔１０の開口部１７を図１の構造よりも広めにとり、その開口部１７にソース電極１０ｓ・ドレイン１０ｄに接触しないように、絶縁膜１２に接触するゲート電極（第２のゲート電極）を配置すればよい。その第２のゲート電極と、ゲート電極４０とのダブルゲート構造にすることによって、ゲート電圧を低くすることができる。また、第２のゲート電極に印加する電圧を調整用の電圧として用いると、各フレキシブル半導体装置のばらつきをそれによって調整させることも可能である。
● 上記実施形態（例えば、図１の構成）では、取出し電極１１ｓとソース電極１０ｓ、取出し電極１１ｄとドレイン電極１０ｄとはビア１４を介して電気的に接続されている場合について例示したが、本発明では、ビア１４は必須要素ではない。つまり、ビア１４を形成せずに、絶縁膜１２の端部（図１（ｂ）中の領域５０の端）まで取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）を延ばしてよく、それによって、取出し電極１１（１１ｓ、１１ｄ）と、ソース電極１０ｓ・ドレイン電極１０ｄとを相互に電気的に接続させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明のフレキシブル半導体装置の製造方法は、フレキシブル半導体装置の生産性に優れている。得られるフレキシブル半導体装置は、各種画像表示部に用いることができ、電子ペーパーやデジタルペーパー等にも用いることができる。例えば、図１８に示すようなテレビ画像表示部、図１９に示すような携帯電話の画像表示部、図２０に示すようなモバイル・パソコンまたはノート・パソコンの画像表示部、図２１および図２２に示すようデジタルスチルカメラおよびカムコーダーの画像表示部、ならびに、図２３に示すような電子ペーパーの画像表示部などに用いることができる。更には、本発明の製造方法で得られるフレキシブル半導体装置は、現在、印刷エレクトロニクスで適用が検討されている各種用途（例えば、ＲＦ−ＩＤ、メモリ、ＭＰＵ、太陽電池、センサなど）にも適応することができる。
【関連出願の相互参照】
【０１２７】
本出願は、日本国特許出願第２００９−０８４５４２号（出願日：２００９年３月３１日、発明の名称：「フレキシブル半導体装置およびその製造方法」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１２８】
１０    支持層（または金属箔）
１０ｓ    ソース電極
１０ｄ    ドレイン電極
１１    取出し電極
１１ｓ  ソース電極用取出し電極
１１ｄ  ドレイン電極用取出し電極
１２    絶縁膜
１４    層間接続部位（ビア）
１５    ビア開口部
１５ａ  ビア形成領域（開口部）
１７    開口部
２０    半導体構造部
２２    半導体層
２４    絶縁層（ゲート絶縁膜）
２５    半導体層のレーザ照射領域
３０    樹脂フィルム
３５    開口部（レーザ開口部）
３７    ビア
３８    ビア
４０    導電部材（ゲート電極）
５０    絶縁膜形成領域
６０    レーザ照射
７０Ａ，７０Ｂ    レジスト
７１    レジスト
８０    表示部
８２    配線
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
１００Ａ  フレキシブル半導体装置
１００Ｂ  フレキシブル半導体装置
１００’    フレキシブル半導体装置
１００' ’  フレキシブル半導体装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル半導体装置であって、
金属箔から成る支持層；
前記支持層の上に形成された半導体構造部；および
前記半導体構造部の上に形成された樹脂フィルム
を有して成り、
前記樹脂フィルムには、レーザの照射によって形成された開口部が形成されており、
前記開口部には、前記半導体構造部の表面と接触する導電部材が形成されており、
前記半導体構造部が、半導体層および前記半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成る、ことを特徴とする、フレキシブル半導体装置。
【請求項２】
前記開口部につき、前記開口部の壁面と前記樹脂フィルムの上面とのなす角度が鈍角となっ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】
前記絶縁層の少なくとも一部がゲート絶縁膜として機能し、
前記導電部材の少なくとも一部がゲート電極として機能す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４】
前記半導体層がシリコンを含んで成り、
前記絶縁層がシリコン酸化膜からなることを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項５】
前記半導体層が酸化物半導体を含んで成ることを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項６】
前記酸化物半導体がＺｎＯまたはＩｎＧａＺｎＯであることを特徴とする、請求項５に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項７】
前記半導体構造部が前記レーザの照射による加熱処理を受けており、前記半導体層のキャリア移動度が３〜３００ｃｍ２／Ｖｓとなっていることを特徴とする、請求項４に記載のフレキシブル半導体装置。
【請求項８】
前記支持層が金属箔から構成されており、
前記金属箔の上には絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜の上に前記半導体構造部が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９】
前記樹脂フィルムが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂を含んで成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１０】
フレキシブル半導体装置を製造するための方法であって、
（ｉ）金属箔の上に、半導体層を有して成る半導体構造部を形成する工程；
（ｉｉ）前記半導体構造部を覆うように、前記金属箔の上に樹脂フィルムを形成する工程；
（ｉｉｉ）前記樹脂フィルムにレーザを照射し、前記樹脂フィルムに開口部を形成する工程；および
（ｉｖ）前記開口部にて露出した前記半導体構造部の表面と接するように、導電部材を形成する工程；
を含んで成り、
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記樹脂フィルムの前記開口部を形成すると共に、前記半導体構造部に加熱処理を施すことを特徴とする、フレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記半導体構造部の膜質を変化させることを特徴とする、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】
前記工程（ｉ）では、前記半導体層、および、前記半導体層の表面に形成された絶縁層を有して成る前記半導体構造部を形成し、
前記工程（ｉｉｉ）では、前記レーザの照射によって、前記絶縁層を加熱処理することを特徴とする、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１３】
前記半導体層としてシリコンを含んで成る層を形成し、また
前記絶縁層としてシリコン酸化膜を形成することを特徴とする、請求項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】
前記半導体層として酸化物半導体を含んで成る層を形成し、
前記工程（ｉｉｉ）における前記レーザの照射を、酸素雰囲気下で行うことを特徴とする、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１５】
前記工程（ｉｉｉ）の前記レーザの照射に際して、パルスレーザを用いることを特徴とする、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１６】
前記金属箔の上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の上に前記半導体構造部を形成することを特徴とする、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１７】
前記絶縁膜を、前記金属箔の表面領域を酸化させることによって形成することを特徴とする、請求項１６に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記金属箔をエッチングすることによって、前記金属箔からソース電極・ドレイン電極を形成することを特徴とする、請求項１０に記載のフレキシブル半導体装置の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
2010113376.tif 000035
【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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【図２３】
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【国際調査報告】
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