(57)【要約】【課題】本発明は、伸縮してもトランジスタ特性劣化を生じ難い伸縮性デバイスの提供を目的とする。【解決手段】本発明は、樹脂基板上に１つまたは複数の半導体素子が形成され、該半導体素子を有機高分子材料からなる内側封止層で覆って構成した半導体搭載基材が、エラストマーからなる伸縮性樹脂フィルムに埋設され、伸縮性樹脂フィルムに半導体素子に接続される導電回路が形成され、半導体搭載基材の周囲が外側封止層で覆われた伸縮性デバイスであり、外側封止層が半導体搭載基材を直に囲うエラストマー製の第１封止層と、該第１封止層の外側に形成され、伸縮性樹脂フィルムの一部を兼ねるエラストマー製の第２封止層を備え、第１封止層のヤング率が第２封止層のヤング率よりも大きくされ、第２封止層に半導体搭載基材に近い側から遠い側にヤング率のグラデーションが形成されてなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板上に１つまたは複数の半導体素子を形成し、前記半導体素子を内側封止層で覆って構成した半導体搭載基材が、エラストマーからなる伸縮性樹脂フィルムに１つまたは複数埋設され、前記伸縮性樹脂フィルムに前記半導体素子に接続される導電回路が形成され、前記半導体搭載基材の周囲が外側封止層で覆われた伸縮性デバイスであり、
前記外側封止層が前記半導体搭載基材を直に囲うエラストマーからなる第１封止層と、該第１封止層の外側に形成され、前記伸縮性樹脂フィルムの一部を兼ねるエラストマーからなる第２封止層を備え、前記第１封止層のヤング率が前記第２封止層のヤング率よりも大きくされるとともに、前記第２封止層に前記半導体搭載基材に近い側から遠い側にヤング率のグラデーションが形成されてなる伸縮性デバイス。
【請求項２】
前記第２封止層の面方向および厚さ方向にヤング率のグラデーションが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の伸縮性デバイス。
【請求項３】
前記第１封止層と第２封止層はいずれも架橋剤で硬化されたエラストマーであり、前記第１封止層と前記第２封止層のヤング率の大小は架橋剤の添加量によることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伸縮性デバイス。
【請求項４】
前記ヤング率のグラデーションは、前記第１封止層を構成するエラストマーに含まれていた架橋剤の前記第２封止層を構成するエラストマー側への拡散により生成されたグラデーションであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の伸縮性デバイス。
【請求項５】
前記半導体搭載基材の樹脂基板において前記半導体素子形成側と反対側に、内部被覆層が形成され、該内部被覆層の周囲が前記第１封止層で囲まれるとともに、前記内部被覆層のヤング率が前記第１封止層と前記第２封止層の中間のヤング率であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の伸縮性デバイス。
【請求項６】
前記伸縮性樹脂フィルムにおいて前記第１封止層が形成された側の反対面に前記第２封止層のヤング率と同等のヤング率を有する保護層が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の伸縮性デバイス。
【請求項７】
前記半導体搭載基材の樹脂基板に対し前記半導体素子に連通するためのビアホールが形成され、このビアホールに形成された導体を介し前記伸縮性樹脂フィルムに形成された導電回路が前記半導体素子に接続されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の伸縮性デバイス。
【請求項８】
前記半導体素子が、ゲート電極とゲート絶縁膜と半導体層とソース電極及びドレイン電極を積層してなり、前記ゲート電極に連通するためのビアホールと前記ソース電極に連通するためのビアホールと前記ドレイン電極に連通するためのビアホールが前記半導体搭載基材の樹脂基板を貫通するように形成され、前記伸縮性樹脂フィルムに形成されたゲート配線に前記ビアホールを通過する第１導体によりゲート電極が接続され、前記伸縮性樹脂フィルムに形成されたソース配線に前記ビアホールを通過する第２導体によりソース電極が接続され、前記伸縮性樹脂フィルムに形成されたドレイン配線に前記ビアホールを通過する第３導体によりドレイン電極が接続されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の伸縮性デバイス。
【請求項９】
前記半導体素子が有機薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の伸縮性デバイス。
【請求項１０】
樹脂基板上に１つまたは複数の半導体素子を形成し、前記半導体素子を内部封止層で覆った構造の半導体搭載基材を用い、
主剤と架橋剤を配合し、加熱架橋して硬化するエラストマーからなり、標準配合比よりも架橋剤を過剰に配合した第１コート層で前記半導体基材の周囲を覆う第１塗布工程と、
主剤と架橋剤を配合し、加熱架橋して硬化するエラストマーからなり、標準配合比よりも架橋剤を少なく配合した第２コート層で前記第１コート層の周囲を覆う第２塗布工程と、
前記第１コート層と前記第２コート層を同時加熱して前記第１コート層に過剰に含まれる架橋剤を前記第２コート層側に拡散させながら前記第１コート層と前記第２コート層を架橋し、前記第１コート層を第１封止層にするとともに前記第２コート層をヤング率のグラデーションを有する第２封止層とその外側の伸縮性樹脂フィルムとする架橋工程を備えたことを特徴とする伸縮性デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記半導体搭載基材において前記半導体素子を形成していない側の面をダミー基板上に剥離層を介し設置する設置工程を備え、前記ダミー基板上において前記第１塗布工程と前記第２塗布工程を行うことを特徴とする請求項１０に記載の伸縮性デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記半導体素子の周囲を囲むように前記内部封止層と前記樹脂基板と前記剥離層を貫通して前記半導体素子をその周囲部分と分離する分離溝を形成する分離溝形成工程と、
前記分離溝に前記第１コート層を塗布する第１塗布工程と、
前記第１コート層を予備加熱して該第１コート層を部分架橋し、前記分離溝の内側の前記半導体素子周りを囲む第１予備封止層を形成する第１予備架橋工程と、
前記ダミー基板上において前記第１予備封止層に囲まれた部分を残してその他の部分を剥離する剥離工程と、
前記第１予備封止層の周囲に第２コート層を形成する第２塗布工程を備えたことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の伸縮性デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記第１コート層に含まれる架橋剤と前記第２コート層に含まれる架橋剤として、いずれも前記第１コート層と前記第２コート層の両方を架橋可能な架橋剤を用いることを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれか一項に記載の伸縮性デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記架橋工程後、前記第２封止層の一面側から前記半導体素子のゲート電極、ソース電極、ドレイン電極に対し個々に到達するビアホールを形成し、前記第２封止層の一面側に前記ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれかに前記ビアホールを介し接続する導体を形成することを特徴とする請求項１０〜請求項１３のいずれか一項に記載の伸縮性デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれかに前記ビアホールを介し接続する導体を形成した後、前記伸縮性樹脂フィルムに前記導体を介し前記ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれかに接続する導電回路を形成することを特徴とする請求項１４に記載の伸縮性デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮性デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルエレクトロニクスという新技術分野が最近大きな注目を集めている。エレクトロニクスに機械的可撓性を実現するための技術であり、従来の微細化の技術トレンドとは異なる方向である。特に、フレキシブルエレクトロニクスは、ディスプレイ、太陽電池、センサ、アクチュエータなど大面積エレクトロニクスにとって、重要な価値をもたらすものと考えられている。
例えば、エレクトロニクスデバイスが大きくなればなるほど、携帯性や耐衝撃性のためにフレキシビリティーは不可欠である。フレキシブルエレクトロニクスを実現する上での難しさは、プラスティックフィルム上に優れた電気的特性と機械的特性をどのようにして両立するかである。
エレクトロニクスデバイスの伸縮性は運動や加重に伴い変形する構造体や生体に組み込むためのエレクトロニクスデバイスに必要な機能と考えられる。このような伸縮性を有したデバイスを実現するためには、デバイスを構成するトランジスタ等のアクティブな回路、抵抗やコンデンサ等のパッシブな回路がデバイスの変形に伴い、損傷を受けない構成であって、特性が変化しない構成とする必要がある。
【０００３】
しかし、シリコンに代表される無機材料からなるトランジスタは、シリコン、酸化物無機材料などの伸縮性を有しない材料からなり、これらの材料は１％を大きく下回る歪で亀裂を生じてしまう。また、炭素を主骨格とする有機半導体を用いた有機トランジスタは、有機材料が柔らかく、延性を有することにより、１％程度の歪でも、破断を生じることがなく、フィルム状の基板に形成した場合、曲げ変形に強くフレキシブルなデバイスの実現に有効である。
また、３次元的な対象物の表面に密着するように、フィルム状のデバイスを貼り付けるためには、フレキシブルであることだけではなく、伸縮性を有することが必要である。また、ロボットや人の表面、特に関節部の表面にデバイスを張り付けるためのデバイスフィルムは、数１０％の伸びに対応する必要がある。
【０００４】
そこで、従来、電界効果型のトランジスタ集積回路を備えたフレキシブルなセンサを人体の一部に貼り付けることができるように構成し、感圧センサとして利用する研究が進められている（非特許文献１参照）。
この研究では、有機ＴＦＴ（Organic Field Effect Transistor : OFET）を用いて折り曲げ可能な柔軟な回路を実現し、触覚センサなどのエリアセンサに有効な感圧センサアレイと周辺回路を集積した電子人工皮膚を試作している。
具体的には、可撓性を有する樹脂製のフィルム上に複数の有機トランジスタをマトリクス状に形成し、これらの上に感圧性導電ゴムのシートと、電極付樹脂フィルムと、ランドを持つスルーホールを所定のピッチで備えた樹脂製のフィルムを積層し、圧力センサを構成している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】信学技報  TECHNICAL REPORT OF IEICE ICD2004-29(2004-5)（社団法人、電子情報通信学会発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１に記載されている有機ＴＦＴは、半径５ｍｍ程度まで弾性を持って曲げることができるので、人体やロボットの表面に巻き付けることができる。また、曲げ応力の印加により有機ＴＦＴのドレイン電流は減少するが、半径５ｍｍ程度まで曲げてもその減少の度合いは３％以下であり、更に半径１ｍｍ程度まで曲げてもトランジスタとして十分に機能し、機械的な柔軟性を示す感圧センサを提供できるとしている。
【０００７】
ところが、非特許文献１に記載されている感圧センサを構成する有機ＴＦＴは、可撓性の樹脂基板上に金属製の薄膜からなる導体回路を形成し、これらの導体回路と有機ＴＦＴを接続した構成であるので、金属製の導体回路の伸び、有機ＴＦＴの伸びの範囲で数％程度を越える伸びが作用するとトランジスタ特性が劣化するおそれを有している。
例えば、有機ＴＦＴは、樹脂製の基板上にアイランド状の半導体層とソース電極、ドレイン電極およびゲート絶縁膜等を組み合わせたリジッドな構造（剛構造）となっている。このため、仮に周囲にゴムなどの弾性を有する構造体を複合したとしても、伸縮させているうちに、リジッドなＴＦＴ部分と柔らかいゴムの部分の境界部分にクラックが入り易く、壊れやすい問題がある。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、半導体素子の周囲に硬い部分から柔らかい部分まで硬さのグラデュエーションを付加した構造を採用し、伸縮してもトランジスタとしての特性劣化を生じ難い伸縮性デバイスおよびその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の伸縮性デバイスは、樹脂基板上に１つまたは複数の半導体素子を形成し、前記半導体素子を内側封止層で覆って構成した半導体搭載基材が、エラストマーからなる伸縮性樹脂フィルムに１つまたは複数埋設され、前記伸縮性樹脂フィルムに前記半導体素子に接続される導電回路が形成され、前記半導体搭載基材の周囲が外側封止層で覆われた伸縮性デバイスであり、前記外側封止層が前記半導体搭載基材を直に囲うエラストマーからなる第１封止層と、該第１封止層の外側に形成され、前記伸縮性樹脂フィルムの一部を兼ねるエラストマーからなる第２封止層を備え、前記第１封止層のヤング率が前記第２封止層のヤング率よりも大きくされるとともに、前記第２封止層に前記半導体搭載基材に近い側から遠い側にヤング率のグラデーションが形成されてなる。
【００１０】
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記第２封止層の面方向および厚さ方向にヤング率のグラデーションが形成されたことが好ましい。
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記第１封止層と第２封止層はいずれも架橋剤で硬化されたエラストマーであり、前記第１封止層と前記第２封止層のヤング率の大小は架橋剤の添加量によることが好ましい。
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記ヤング率のグラデーションは、前記第１封止層を構成するエラストマーに含まれていた架橋剤の前記第２封止層を構成するエラストマー側への拡散により生成されたグラデーションであることが好ましい。
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記半導体搭載基材の樹脂基板において前記半導体素子形成側と反対側に、内部被覆層が形成され、該内部被覆層の周囲が前記第１封止層で囲まれるとともに、前記内部被覆層のヤング率が前記第１封止層と前記第２封止層の中間のヤング率であることが好ましい。
【００１１】
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記伸縮性樹脂フィルムにおいて前記第１封止層が形成された側の反対面に前記第２封止層のヤング率と同等のヤング率を有する保護層が形成されたことが好ましい。
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記半導体搭載基材の樹脂基板に対し前記半導体素子に連通するためのビアホールが形成され、このビアホールに形成された導体を介し前記伸縮性樹脂フィルムに形成された導電回路が前記半導体素子に接続されたことが好ましい。
【００１２】
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記半導体素子が、ゲート電極とゲート絶縁膜と半導体層とソース電極及びドレイン電極を積層してなり、前記ゲート電極に連通するためのビアホールと前記ソース電極に連通するためのビアホールと前記ドレイン電極に連通するためのビアホールが前記半導体搭載基材の樹脂基板を貫通するように形成され、前記伸縮性樹脂フィルムに形成されたゲート配線に前記ビアホールを通過する第１導体によりゲート電極が接続され、前記伸縮性樹脂フィルムに形成されたソース配線に前記ビアホールを通過する第２導体によりソース電極が接続され、前記伸縮性樹脂フィルムに形成されたドレイン配線に前記ビアホールを通過する第３導体によりドレイン電極が接続されたことが好ましい。
本発明の伸縮性デバイスにおいて、前記半導体素子が有機薄膜トランジスタであることが好ましい。
【００１３】
本発明の伸縮性デバイスの製造方法は、樹脂基板上に１つまたは複数の半導体素子を形成し、前記半導体素子を内部封止層で覆った構造の半導体搭載基材を用い、主剤と架橋剤を配合し、加熱架橋して硬化するエラストマーからなり、標準配合比よりも架橋剤を過剰に配合した第１コート層で前記半導体基材の周囲を覆う第１塗布工程と、主剤と架橋剤を配合し、加熱架橋して硬化するエラストマーからなり、標準配合比よりも架橋剤を少なく配合した第２コート層で前記第１コート層の周囲を覆う第２塗布工程と、前記第１コート層と前記第２コート層を同時加熱して前記第１コート層に過剰に含まれる架橋剤を前記第２コート層側に拡散させながら前記第１コート層と前記第２コート層を架橋し、前記第１コート層を第１封止層にするとともに前記第２コート層をヤング率のグラデーションを有する第２封止層とその外側の伸縮性樹脂フィルムとする架橋工程を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の伸縮性デバイスの製造方法は、前記半導体搭載基材において前記半導体素子を形成していない側の面をダミー基板上に剥離層を介し設置する設置工程を備え、前記ダミー基板上において前記第１塗布工程と前記第２塗布工程を行うことが好ましい。
【００１５】
本発明の伸縮性デバイスの製造方法において、前記半導体素子の周囲を囲むように前記内部封止層と前記樹脂基板と前記剥離層を貫通して前記半導体素子をその周囲部分と分離する分離溝を形成する分離溝形成工程と、前記分離溝に前記第１コート層を塗布する第１塗布工程と、前記第１コート層を予備加熱して該第１コート層を部分架橋し、前記分離溝の内側の前記半導体素子周りを囲む第１予備封止層を形成する第１予備架橋工程と、前記ダミー基板上において前記第１予備封止層に囲まれた部分を残してその他の部分を剥離する剥離工程と、前記第１予備封止層の周囲に第２コート層を形成する第２塗布工程を備えたことが好ましい。
【００１６】
本発明の伸縮性デバイスの製造方法において、前記第１コート層に含まれる架橋剤と前記第２コート層に含まれる架橋剤として、いずれも前記第１コート層と前記第２コート層の両方を架橋可能な架橋剤を用いることが好ましい。
本発明の伸縮性デバイスの製造方法において、前記架橋工程後、前記第２封止層の一面側から前記半導体素子のゲート電極、ソース電極、ドレイン電極に対し個々に到達するビアホールを形成し、前記第２封止層の一面側に前記ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれかに前記ビアホールを介し接続する導体を形成することが好ましい。
本発明の伸縮性デバイスの製造方法において、前記ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれかに前記ビアホールを介し接続する導体を形成した後、前記伸縮性樹脂フィルムに前記導体を介し前記ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれかに接続する導電回路を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体搭載基材をエラストマーからなる伸縮性樹脂フィルムに埋設し、半導体搭載基材の周囲をエラストマーからなる大きなヤング率の第１封止層と小さなヤング率の第２封止層で覆い、第２封止層に前記半導体搭載基材に近い側から遠い側にヤング率のグラデーションを形成したので、伸縮性に優れ、伸縮してもトランジスタ特性に劣化を生じない伸縮性デバイスを提供できる。
また、前記伸縮性デバイスは、ゴムのように伸縮性に優れ、ロボットの関節のような機械の可動部に貼り付けて使用することができる伸縮性の電子人工皮膚を実現可能とするなどの優れた特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る伸縮性デバイスの第１実施形態を示す斜視図。
【図２】同伸縮性デバイスに設けられる半導体素子と導電回路の接続部分を示す要部拡大平面図。
【図３】同伸縮性デバイスに設けられる半導体素子周りの要部拡大断面図。
【図４】同伸縮性デバイスに設けられる半導体素子内部構造の一例を示す断面斜視図。
【図５】同伸縮性デバイスの製造工程において用いる樹脂基板上に半導体素子と内部封止層を設けた半導体搭載基材の一例を示す断面図。
【図６】同半導体搭載基材の裏面側をプラズマ処理している状態を示す断面図。
【図７】同半導体搭載基材の裏面側に内部コート膜を形成した状態を示す断面図。
【図８】同半導体搭載基材にレーザー光により泡抜孔を形成している状態を示す断面図。
【図９】同半導体搭載基材にダミー基板を貼り付けた状態を示す断面図。
【図１０】ダミー基板上の同半導体搭載基材にレーザー光により分離溝を形成している状態を示す断面図。
【図１１】ダミー基板上の半導体搭載基材の分離溝の開口側に第１コート層を形成した状態を示す断面図。
【図１２】同半導体搭載基材の半導体素子部とその周囲の第１コート層を残してダミー基板上から他の部分を除去した状態を示す断面図。
【図１３】ダミー基板上の第１コート層の周囲に第２コート層を形成した状態を示す断面図。
【図１４】加熱架橋して半導体搭載基材周囲の第２封止層にヤング率のグラデーションを形成した状態を示す断面図。
【図１５】ダミー基板から分離した半導体搭載基材にレーザー光によりビアホールを形成している状態を示す断面図。
【図１６】同半導体搭載基材に導電回路を形成して伸縮性デバイスを形成した状態を示す断面図。
【図１７】レーザー光によりビアホールを形成する場合に伸縮性樹脂フィルムの裏面側に有色基板を配置する例を示す断面図。
【図１８】半導体搭載基材を４つ表示した構造に対しレーザー光による穴あけ位置を示す構成図。
【図１９】半導体搭載基材を４つ表示した構造に対しゲート配線を形成した状態を示す構成図。
【図２０】半導体搭載基材を４つ表示した構造に対しゲート配線の一部を覆う被覆層を形成した状態を示す構成図。
【図２１】半導体搭載基材を４つ表示した構造に対しソース配線とドレイン配線を形成した状態を示す構成図。
【図２２】実施例において製造した４つの半導体搭載基材のトランジスタ特性を示すグラフ。
【図２３】実施例において製造した伸縮性デバイスに歪を印加した場合のトランジスタ特性を示すグラフ。
【図２４】実施例において製造した伸縮性デバイスに歪を印加した後のトランジスタ特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の第一実施形態に係る伸縮性デバイスについて、図面を適宜参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る伸縮性デバイスの第１実施形態を示すもので、この第１実施形態の伸縮性デバイスＡは、伸縮性樹脂フィルム１の一面側にゲート配線２、ソース配線３、ドレイン配線６がマトリクス状に配線され、これらの配線が交差する部分近傍であって、伸縮性樹脂フィルム１の内部側に半導体素子（薄膜トランジスタ）４を内蔵した半導体搭載基材５が埋設されている。
薄膜トランジスタ４と各配線との接続構造を図２に示し、半導体搭載基材５の周囲部分の断面構造を図３に示し、半導体搭載基材５の詳細構造を図４に示す。
【００２０】
この例の薄膜トランジスタ４は、図４に示すように、樹脂基板７の上面側（一面側）にゲート電極８とこのゲート電極８を覆う酸化膜９が形成され、酸化膜９の上に修飾膜１０が形成され、修飾膜１０上に島状の有機半導体層１１が形成され、有機半導体層１１の平面視両側に相互に離間してソース電極１２とドレイン電極１３とが形成されたボトムゲート型の薄膜トランジスタである。
有機半導体はＳｉ系半導体等に比較して歪による電子移動度の低下が少ないので、伸縮性デバイス用には好適である。また、有機半導体は低温プロセスで生成できるので、基板選択の自由度が高く、薄い樹脂基板上に作成可能であり、伸縮性を確保し易い利点があるため、本実施形態に係る伸縮性デバイス用として好ましい。
【００２１】
なお、本発明に係る伸縮性デバイスに設ける薄膜トランジスタ４は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタに限らず、ソース・ドレイン電極の上方にゲート電極を設けるトップゲート構造の薄膜トランジスタであっても良い。ボトムゲート型の薄膜トランジスタにおいても上述の構造と異なり、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介してソース・ドレイン電極を設け、これらの電極を覆うように有機半導体層を形成した構造でも良い。また、トップゲート型の薄膜トランジスタにおいて、ソース・ドレイン電極を覆うように有機半導体層を設け、その上にゲート絶縁膜を介しゲート電極を配置した構造でも良いし、有機半導体層の上にソース・ドレイン電極を設け、それらの上にゲート絶縁膜を介しゲート電極を配置した構造のいずれであっても良い。本発明に係る伸縮性デバイスに設ける薄膜トランジスタの構造は上述のいずれの構造を採用しても良い。
勿論、本発明の伸縮性デバイスに適用する薄膜トランジスタは上述の例の構造に限らず、他の構造の薄膜トランジスタであっても良い。
【００２２】
前記構造の薄膜トランジスタ４において、樹脂基板７は一例としてポリイミド、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などからなる耐薬品性、耐熱性に優れた樹脂基板を用いることが好ましく、ゲート電極８は一例としてＡｌ（アルミニウム）から構成することができ、酸化膜９はアルミニウム酸化膜から構成できる。ポリイミドの樹脂基板を用いる場合、一例として厚さ１２．５μｍの樹脂基板を用いることができ、Ａｌのゲート電極を用いる場合、一例として厚さ１００ｎｍのゲート電極を用いることができ、アルミニウム酸化膜を用いる場合、一例として厚さ１９ｎｍのアルミニウム酸化膜を用いることができる。
【００２３】
前記修飾膜１０は、一例として自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を用いることができ、有機半導体層１１は一例としてジナフトチエノチオフェン（ＤＮＴＴ）を用いることができる。自己組織化単分子膜とは、基板を溶液等に浸すことにより自己組織化的に単分子の膜を形成する有機分子のことであり、一般的には表面修飾等に用いられる膜である。具体的には、ｎオクタデシルホスホン酸（Ｃ−１８）を用いることができる。
アルミニウムの酸化膜９を自己組織化単分子膜の修飾層１０で修飾することでハイブリッド型のゲート絶縁膜を構成することができ、３Ｖで駆動可能な有機トランジスタを提供できる。
前記構造の薄膜トランジスタ４を覆うように樹脂基板７上にパリレン（日本パリレン合同会社商品名、パラキシリレン系ポリマー）等の有機高分子材料からなる内部封止層１５が形成され、半導体搭載基材５が構成されている。以上構成の半導体搭載基材５は一例であり、他の基板や配線を用いた有機トランジスタや他の構造のトランジスタであっても本実施形態の伸縮性デバイスに適用できるのは勿論である。
【００２４】
本実施形態の伸縮性デバイスＡにおいて、半導体搭載基材５とその周囲構造を図３に示すが、エラストマーからなる伸縮性樹脂フィルム１の内部に半導体搭載基材５が埋設されている。この半導体搭載基材５の周面と上部側を直接、ドーム形状をなして覆うようにエラストマーからなる第１封止層３１が形成され、第１封止層３１の周囲を覆い、伸縮性樹脂フィルム１の一部を兼ねるようにエラストマーからなる第２封止層３２が形成されている。半導体搭載基材５において樹脂基板７の裏面側に内部被覆層２０が形成され、この内部被覆層２０の周面側も第１封止層３１により覆われている。また、内部被覆層２０の外面側と伸縮性樹脂フィルム１の外面側（第１封止層３１）がエラストマーからなる保護層３５で覆われている。
第２封止層３２には第１封止層３１に近い領域から離れる領域において徐々にヤング率が低下するヤング率のグラデーション（勾配）が生成され、伸縮性樹脂フィルム１の裏面側には半導体素子４に接続したゲート配線２、ソース配線３、ドレイン配線６が形成されている。本実施形態では、ゲート配線２、ソース配線３、ドレイン配線６が導電回路として設けられている。
【００２５】
本実施形態では、以上構成の半導体搭載基材５を用い、以下に説明する工程を実施することにより、図１に示す伸縮性デバイスＡを製造することができる。
半導体搭載基材５の概略を図５に示す。図５では記載の簡略化のために樹脂製の素基板７Ａの上に２つの薄膜トランジスタ（半導体素子）４を備え、薄膜トランジスタ４の周囲を覆うように素基板７Ａの上面側に内部封止層１５を形成した構成を例示している。なお、素基板７Ａの上に、実際にはマトリクス状に複数の薄膜トランジスタ４を形成し、複数の薄膜トランジスタ４を備えた素基板７Ａを加工して図１に示す伸縮性デバイスＡを製造する。しかし、マトリクス状に薄膜トランジスタ４を設けた部分に対する加工や工程は共通であるので、以下、説明の簡略化のために、薄膜トランジスタ４を２つ設けた図５に示す半導体搭載基材５を用いて以下に伸縮性デバイスＡの製造方法について説明する。
【００２６】
まず、薄膜トランジスタ４を設けていない側である素基板７Ａの裏面側に図６に示すようにＯ２プラズマ処理を施して素基板７Ａの裏面側を活性化し、濡れ性を良好とする。素基板７Ａの裏面側の濡れ性を向上させることで、後工程で裏面に形成する後述の内部コート膜の密着性を向上させるためにＯ２プラズマ処理を施す。Ｏ２プラズマ処理の条件は３００Ｗ×３０秒等の条件を採用できる。
【００２７】
素基板７Ａの裏面をＯ２プラズマ処理した後、スピンコート法やスリットコート法などの塗布法により図７に示すように内部コート膜２０Ａを形成する。この内部コート膜２０Ａは、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の２液性のエラストマーを用いる。ここで用いる２液性のエラストマーは、主剤と架橋剤（硬化剤）を所定の比率（質量比）で混合し、適切な温度に所定時間加熱することで架橋反応を生じさせ、硬化させて伸縮性を有する樹脂シートを形成できる材料である。
【００２８】
本実施形態では、前記ＰＤＭＳの一例として、高透明シリコーンの一種として知られているシルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社商品名）を用いることができる。ここでは、主剤：架橋剤の割合を標準配合比の１０：１の割合として混合し、これをヘキサン等の溶媒で薄めて粘度を調整し、回転数７０００ｐｒｍ、６０秒などの条件でスピンコート法により塗布する。この後、８０℃にて５分程度加熱することで３μｍ以下の膜厚、例えば、１〜３μｍ程度の薄い内部コート膜２０Ａを素基板７Ａの裏面側に形成できる。なお、ＰＤＭＳの完全架橋（完全硬化）には８０℃程度の高温に１〜２時間程度加熱する処理が必要であるが、８０℃５分程度の加熱では溶媒が一部蒸発し、主剤の一部のみが架橋し、膜としてある程度の強度を保持した状態となる。本実施形態においてＰＤＭＳは剥離性が良好なため用いている。
また、本実施形態で用いる２液性のエラストマーとして、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等を用いることもできる。
【００２９】
内部コート膜２０Ａを形成後、図８に示すようにグリーンレーザー等のレーザー光２１を用いて薄膜トランジスタ４が形成されていない位置に内部コート膜２０Ａ側から内部コート膜２０Ａと素基板７Ａと内部封止層１５を貫通する泡抜き孔２２を複数形成する。これらの泡抜き孔２２を形成する位置は、薄膜トランジスタ４が形成されていない領域にできるだけ均一に複数設けることが好ましい。
【００３０】
次に、表面にフッ素樹脂からなるフッ素コート層（剥離層）２３を形成したガラス板等のダミー基板２４を用意する。
フッ素コート層２３は、例えば、主剤としてＮｏｖｅｃ１７００（フッ素ポリマー：住友スリーエム株式会社商品名））を用い、溶媒としてＮｏｖｅｃ７１００（住友スリーエム株式会社商品名））を用い、これらを１：６の割合で配合した溶液を用いフッ素コート層２３を形成する。フッ素コート層２３の形成に先立ち、塗布するべきダミー基板２４の表面をＯ２プラズマ処理などにより３００Ｗ３０秒等の条件でプラズマ処理し、表面を活性化しておくことが好ましい。
前記ダミー基板２４の表面に２０００ｒｐｍ程度の回転数、３０秒塗布等の条件でスピンコート法により前記配合溶液を塗布し、更に８０℃に５分程度加熱することでフッ素コート層２３を形成できる。このフッ素コート層２３は先の内部コート膜２０Ａよりも薄い膜として形成できる。
【００３１】
次に、図９に示すように、ダミー基板２４をフッ素コート層２３を介し素基板７Ａの裏面側（内部コート膜２０Ａ側）に張り合わせる（設置工程）。続いて全体を８０°Ｃに５分間加熱する。
なお、内部コート膜２０Ａを加熱すると、気泡が発生するので、この気泡を先に形成した泡抜き孔２２から外部に排除することが好ましい。泡抜き孔２２を用い、気泡を排除しておくことにより、内部コート膜２０Ａとそれに隣接する他の層との間に気泡が残留することを防止できる。
【００３２】
次に、図１０に示すように個々の薄膜トランジスタ４の周囲を囲む様にレーザー光２６を照射して薄膜トランジスタ（半導体素子）４を形成した領域を個々に平面視円状に取り囲む分離溝２７を形成する（分離溝形成工程）。
分離溝２７は薄膜トランジスタ４を形成した領域を平面視円形に取り囲むように、内部封止層１５から素基板７Ａ、内部コート膜２０Ａを貫通してフッ素コート層２３に達すように形成する。図１０では薄膜トランジスタ４を素基板７Ａ上に２つのみ表記しているので分離溝２７はこれらに対応した部分のみに描かれているが、３つ以上の多数の薄膜トランジスタ４をマトリクス状に配置した構造において分離溝２７は、薄膜トランジスタ４の数に対応するように複数形成される。
【００３３】
次に、分離溝２７の開口側に例えば５００ｐｒｍの回転数、６０秒程度の条件でスピンコート塗布を行い、架橋剤を標準配合比よりも過剰に配合した第１コート層２８を図１１に示すように塗布する（第１塗布工程）。
この第１コート層２８は、先に説明したＰＤＭＳの一例として、高透明シリコーンの一種として知られているシルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社商品名）を用い、主剤：架橋剤の割合を標準配合比（質量比）の１０：１の割合より架橋剤が過剰な配合比、例えば、７：１として混合し、この混合物を上述のスピンコート条件にて塗布する。このスピンコート法により、塗布した架橋剤を過剰に含む第１コート層２８は先の工程でレーザー光２３により形成された分離溝２７の内部側にも浸入し、分離溝２７の内部を埋める。
スピンコートが終了した後、全体を８０℃に５分程度加熱し、第１コート層２８を緩く架橋し、第１予備封止層２８Ａとする（第１予備架橋工程）。この加熱によって第１コート層２８は部分的に架橋して粘度が高い高粘性の融液状態の第１予備封止層２８Ａとなる。
【００３４】
この後、薄膜トランジスタ４の周囲を囲む分離溝２４の内側を残し、薄膜トランジスタ４が形成されていない領域の素基板７Ａを除去すると、図１２に示すように分離溝２７に充填されていた第１予備封止層２８Ａで半導体搭載基材５の周囲と上部を覆った構造体２９が得られる（剥離工程）。ここで、上部を覆う第１予備封止層２８Ａの一部は流動により周囲に流れるため、周囲を覆う第１予備封止層２８Ａの厚さは、分離溝２７の幅よりも厚くなる。なお、第１予備封止層２８Ａで覆われた半導体搭載基材５の底部側には、先の工程において主剤：架橋剤＝１０：１の割合で配合した内部コート膜２０Ａの一部が部分的に残留し、この内部コート膜２０Ａの周囲も第１予備封止層２８Ａが覆った構造が得られる。
【００３５】
次に、ダミー基板２４の上に先に説明したＰＤＭＳの一例として、高透明シリコーンの一種として知られているシルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社商品名）を用い、主剤：架橋剤の配合比を標準配合比の１０：１の割合より主剤が過剰な配合比、例えば、配合比（質量比）２０：１として混合物を得る。この混合物を５００ｒｐｍの回転数、６０秒程度のスピンコート条件にて塗布し、第２コート層３０を形成する（第２塗布工程）。
ここで用いる主剤と架橋剤の配合比は２０：１に限らず、３０：１などのように、標準配合比１０：１よりも主剤が過剰な配合比であれば配合比は問わない。
ダミー基板２４に第２コート層３０をスピンコート法により塗布した状態を図１３に示すが、ダミー基板２４上に塗布された第２コート層３０は、構造体２９の周囲を取り囲むとともに、構造体２９の上部側も薄く取り囲んだ状態に生成される。
【００３６】
図１３に示す状態から８０℃に１〜２時間程度加熱することで第１予備封止層２８Ａと第２コート層３０と内部コート膜２０Ａをいずれも架橋し、硬化する（架橋工程）。
架橋工程により、図１４に示すように半導体搭載基材５の周囲の第１予備封止層２８Ａは第１封止層３１となり、その周囲の第２コート層３０は第２封止層３２となり、内部コート膜２０Ａは内部被覆層２０となる。また、第２コート層３０において半導体搭載基材５から離れた部分は架橋されて伸縮性樹脂フィルム１となる。
【００３７】
架橋の際、半導体搭載基材５の周囲において第１予備封止層２８Ａとその周囲の第２コート層３０は隣接しているが、第１予備封止層２８Ａには標準配合比よりも過剰な架橋剤が含まれているので、この架橋剤が加熱時に周囲の第２コート層３０側にまで拡散する。従って、第１予備封止層２８Ａに隣接している第２コート層３０には、拡散により架橋剤が供給される結果、第２コート層３０には架橋剤の拡散に伴う架橋度の勾配が生成する。即ち、第１予備封止層２８Ａ（元の第１コート層２８）に近い側程硬く、第１予備封止層２８Ａ（元の第１コート層２８）から離れる程、徐々に硬度が低くなる硬さのグラデーションが生成する。換言すると、架橋度の違いにより第１封止層３１に近い第２封止層３２側程、ヤング率が高く、第１封止層３１から離れる第２封止層３２側程、徐々にヤング率の低下するヤング率のグラデーションが生成する。
【００３８】
前記の例で用いたＰＤＭＳの場合、第１封止層３１は数ＭＰａ程度、例えば１〜２ＭＰａ程度のヤング率となり、第１封止層３１から離れた位置の第２封止層３２は数百ｋＰａ程度、例えば２００〜３００ｋＰａ程度のヤング率となる。
また、第２封止層３２において、第１封止層３１に近い領域は、架橋剤の拡散によりヤング率が第１封止層３１のヤング率に近くなり、第１封止層３１から離れるにつれて第２封止層３２を構成するエラストマーに含まれていた本来の架橋剤配合比のヤング率を呈するようになる。また、このヤング率のグラデーションは、第２封止層３２の面方向と厚さ方向の両方に生成する。換言すると、このようにヤング率のグラデーションを伸縮性樹脂フィルム１の面方向と厚さ方向の両方に生成できることで、伸縮性デバイスＡに歪が付加された場合のトランジスタ特性劣化をより効果的に抑制できる。なお、架橋剤の拡散がなされていない領域の第２コート層３０に相当する部分が伸縮性樹脂フィルム１となる。
【００３９】
次に、伸縮性樹脂フィルム１をダミー基板２４から分離する。ダミー基板２４にフッ素コート層２３を形成しているので、伸縮性樹脂フィルム１はフッ素コート層２３を介し容易に分離できる。
この分離の後、図１５に示すように、伸縮性樹脂フィルム１の剥離面側（裏面側）に先に説明したシルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社商品名）を用い、主剤：架橋剤の配合比を２０：１として混合した混合物を塗布する。この塗布には、先の混合物をヘキサン等の溶媒で薄めて粘度を調整して混合物を得、この混合物をスピンコート法により塗布する。スピンコート条件は４０００ｒｐｍの回転数、６０秒程度とすることができる。このスピンコートにより、図１５に示すように伸縮性樹脂フィルム１の裏面側に厚さ８μｍ程度の保護層３５を設けることができる。この保護層３５は、伸縮性樹脂フィルム１の裏面側と内部被覆層２０の外面側を覆って保護する。
【００４０】
保護層３５について、主剤：架橋剤の配合比を２０：１としたＰＤＭＳを用いることで伸縮性フィルム１と同じ伸縮率にできるので、伸縮性樹脂フィルム１を伸縮させた場合に他の配合比率のＰＤＭＳを用いる場合よりも薄膜トランジスタ４に作用する応力を低減し、歪を低減できる。即ち、主剤：架橋剤の配合比が同じであって、ヤング率の等しい伸縮性樹脂フィルム１と保護層３５で半導体搭載基材５を囲むことで、伸縮時に半導体素子４に作用する歪を低減できる。
【００４１】
この後、図１５に示すように伸縮性樹脂フィルム１の裏面側からレーザー光３６を照射して保護層３５と内部被覆層２０と樹脂基板７を貫通して薄膜トランジスタ４に到達するビアホール３７を形成する。
図１８にビアホール３７の形成位置（平面視位置）の一例を×印で示す。薄膜トランジスタ４のゲート電極８の一部に到達可能な位置と、ソース電極１２に到達可能な位置と、ドレイン電極１３に到達可能な位置にそれぞれレーザー光を照射し、ビアホール３７を形成する。
【００４２】
先に分離溝２７を形成する工程において、有機物である樹脂基板７を貫通する溝を形成するので、レーザー光照射による分離溝２７に沿ってカーボンの焼成物が残留し、後に形成する導体を短絡させるおそれがある。この際、保護層３５で半導体搭載基材５の裏面側、即ち、伸縮性樹脂フィルム１の裏面側を覆っておくことで、後に形成するゲート配線２、ソース配線３、ドレイン配線６などの導電回路のそれぞれの短絡を防止できる。
【００４３】
この後、伸縮性の導電材料を用いて印刷法により図１９に示すようにビアホールを介しゲート電極８に第１導体５７を介し接続する幅５００μｍ程度のゲート配線２を形成し、同様にソース電極１２に到達する第２導体５８、ドレイン電極１３に到達する第３導体５９を形成する。
次いで、図２０に示すようにゲート配線２の一部を覆い隠す絶縁膜６０を形成し、図２１に示すようにゲート配線２と交差するように伸縮性の導電材料を用いて幅５００μｍ程度のソース配線３、ドレイン配線６を形成する。図１６に各配線形成後の断面構造を一例として示す。
以上の配線を形成することにより図１〜図４に示す構造の伸縮性デバイスＡと同等構造を得ることができる。
【００４４】
ここで用いる配線２、３、６と接続用の導体５７、５８、５９は、一例として以下に説明する伸縮性の導電材料を用いることができる。
例えば、フッ素ポリマーの中に単層カーボンナノチューブを添加剤として配合した導電材料を用いることができる。この導電材料は、束状のナノチューブをイオン液体によって解きほぐし、バッキーゲルと称される黒いペースト状の物質を作成し、このバッキーゲルをフッ素ポリマーと混ぜ合わせて、キャスト法によりナノチューブシートを作製し、ナノチューブをシリコーンゴムでコーティングすることにより伸縮性導体を製造できる。伸縮性を更に向上させるために、機械加工によってナノチューブをネット形状にしてからシリコーンゴムでコーティングしても良い。前記伸縮性導体は３８％程度引き延ばし可能であり、ネット形状のナノチューブを用いると、１３４％まで引き延ばすことができる。他に、エラストマーの内部にＣｕやＡｌ、Ａｇ等の導電性金属粒子を分散させた伸縮性導体を用いることもできる。また、エラストマーとしてポリウレタン系エラストマーを用いることもできる。
【００４５】
図１７は、薄膜トランジスタ４に配線するためのビアホールを形成する場合に好適な工程の他の例を示す。この例では、保護層３５の裏面側にポリイミド等の有色樹脂からなる有色基板４０を配置し、この有色基板４０を介しレーザー光４１を照射してビアホール３７を形成している状態を示す。
この有色基板４０を用いるのは、保護層３５が透明である場合、グリーンレーザー等の波長のレーザー光では穴あけ加工ができない場合を想定し、グリーンレーザー等のレーザー光であっても穴あけ加工する場合に用いる。勿論ＵＶ光を利用するＵＶレーザー等では透明材料でも支障なく穴あけ加工できるので、その場合は図１７に示す有色基板４０を用いなくても良い。
【００４６】
以上説明したように製造した伸縮性デバイスＡは、薄膜トランジスタ４の周囲をヤング率の高い第１封止層３１で覆い、その外側をヤング率の低い第２封止層３２で覆っているので、伸縮性デバイスＡを引き伸ばしたり曲げることで歪を付加した場合であっても、半導体素子４のトランジスタとしての特性劣化を生じ難い構造を提供できる。
更に、第２封止層３２には第１封止層３１に近い領域から離れる領域において徐々にヤング率が低下するヤング率のグラデーション（勾配）が生成されているので、歪が付加された場合に半導体素子４のトランジスタ特性劣化を抑制した構造を提供できる。
また、第２封止層３２において、その厚さ方向、換言すると伸縮性樹脂フィルム１の厚さ方向にもヤング率のグラデーションが生成されているので、トランジスタ特性に対し歪の影響を抑制した伸縮性デバイスＡを得ることができる。
【００４７】
前記伸縮性デバイスＡは、ゴムのように伸縮性に優れ、ロボットの関節のような機械の可動部に貼り付けて使用することができる伸縮性の電子人工皮膚を実現可能とするなどの優れた特徴を有する。
【実施例】
【００４８】
ポリイミドからなる厚さ１２．５μｍの樹脂基板を用い、この樹脂基板上に複数の薄膜トランジスタを作成した半導体搭載基材を用い、以下の工程を実施して伸縮性デバイスを製造した。
樹脂基板上に形成した薄膜トランジスタは、アルミニウムのゲート電極厚さ１００ｎｍ、アルミニウム酸化膜の厚さ１９ｎｍ、このアルミニウム酸化膜を覆う自己組織化単分子膜（Ｃ１８‐ＳＡＭ：膜厚２ｎｍ）を用い、有機半導体層としてジナフトチエノチオフェン（ＤＮＴＴ：膜厚３０ｎｍ）を用いた。ソース電極とドレイン電極を厚さ７０ｎｍの金電極で形成し、これらを厚さ１．５μｍのパリレン（日本パリレン合同会社商品名、パラキシリレン系ポリマー）の有機高分子膜で覆った図４に示す構造の半導体搭載基材を用いて以下の工程を実施した。
【００４９】
薄膜トランジスタを設けていない側の樹脂基板裏面側に図６に示すようにＯ２プラズマ処理（３００Ｗ、３０秒）を施し、以下の方法により厚さ１μｍの内部コート膜を形成した。内部コート膜は、シルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社商品名）を用い、主剤：架橋剤の割合を標準配合比の１０：１の割合として混合し、この混合物をヘキサン等の溶媒で薄めて粘度を調整し、回転数７０００ｐｒｍで６０秒、スピンコート塗布した後、８０℃にて５分加熱することで図７に示す構造とした。
内部コート膜を形成後、グリーンレーザーを用いて薄膜トランジスタが形成されていない位置に薄膜トランジスタを囲むように、図８に示すように内部コート膜側から内部コート膜と樹脂基板と内部封止層を貫通する泡抜き孔を複数形成した。
【００５０】
次に、表面にフッ素樹脂からなるフッ素コート層を形成したガラス板からなるダミー基板を用意した。
フッ素コート層は、主剤としてＮｏｖｅｃ１７００（フッ素ポリマー：住友スリーエム株式会社商品名）を用い、溶媒としてＮｏｖｅｃ７１００（住友スリーエム株式会社商品名））を用い、これらを１：６の割合で配合した溶液を用い、塗布するべきダミー基板の表面を３００Ｗ３０秒の条件にてＯ２プラズマ処理した。
ダミー基板の表面に回転数２０００ｒｐｍ、３０秒塗布の条件でスピンコート塗布した後、８０℃に５分加熱し、フッ素コート層を形成した。
【００５１】
次に、図９に示すようにダミー基板をフッ素コート層を介し素基板の内部コート膜側に張り合わせ、８０°Ｃに５分間加熱する。
次に、図１０に示すように個々の薄膜トランジスタの周囲を囲む様にレーザー光を照射して薄膜トランジスタを形成した領域を平面視円状に取り囲む分離溝を形成した。
次に、分離溝の開口側に回転数５００ｐｒｍ、６０秒の条件でスピンコート法による塗布を行い、図１１に示すように第１コート層を形成した。第１コート層は、シルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社商品名）を用い、主剤：架橋剤の割合を７：１とした混合物を上述のスピンコート条件にて塗布している。スピンコート塗布が終了した後、全体を８０℃に５分程度加熱し、第１コート層を緩く架橋した。この加熱によって第１コート層は部分的に架橋して粘度が高い高粘性の融液状態となる。
この状態において、各分離溝の内側の半導体搭載基材を残し、各分離溝の外側の樹脂基板を取り除き、図１２に示すように分離溝の内側に形成されていた半導体搭載基材とその周囲を囲む高粘性の融液状態の第１予備封止層からなる構造体をダミー基板上に残した。樹脂基板の除去はダミー基板の上に剥離層となるフッ素コート層が存在するので容易に実施できる。
【００５２】
次に、ダミー基板上にシルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社商品名）を用い、主剤：架橋剤の配合比を２０：１とした混合物を回転数５００ｒｐｍ、６０秒のスピンコート条件にて塗布し、図１３に示すように第２コート層を形成した。上述の条件でスピンコートすることにより、第１予備封止層の周囲と上部を覆う厚い第２コート層を生成できる。
【００５３】
次に、８０℃に２時間加熱することで第１コート層と第２コート層と内部コート膜を架橋し、硬化させた。
この架橋により、第１コート層を第１封止層、第２コート層を第２封止層、内部コート膜を内部被覆層とした。また、第２コート層において半導体搭載基材から離れた部分も架橋されるので伸縮性樹脂フィルムを構成できる。
この架橋により、第１封止層の周囲において第２封止層にヤング率のグラデーションを有する伸縮性デバイスを得た。
【００５４】
上述の工程により製造した２×２（２列、２行）マトリクス状に合計４つの半導体搭載基材を伸縮性樹脂フィルムに埋設し、ゲート配線、ソース配線、ドレイン配線で接続した伸縮性デバイスを作製した。
フッ素系ゴムであるＧ−９１２（商品名、ダイキン工業社製）を溶剤で液状にしたものに、Ａｇフレークを混練して十分に均一に分散させたペーストを用いて、孔版印刷法により伸縮性導体を形成した。
得られた各薄膜トランジスタのゲートソース間電圧とドレイン電流の関係を測定した結果を図２２に示す。
図２２に示すようにいずれの薄膜トランジスタも良好な動作を示した。
【００５５】
この２×２マトリクス状に４つの半導体搭載基材を配置し、配線した伸縮性デバイスに対し、伸縮性樹脂フィルムの対角位置両端を目玉クリップで把持し、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％のそれぞれの歪を印加した場合、ゲートソース間電圧とドレイン電流の関係を測定した。その結果を図２３に示す。
また、上述の各歪を印加した後のゲートソース間電圧とドレイン電流の関係を測定した。その結果を図２４に示す。
図２３と図２４に示す結果から、本実施例の伸縮性デバイスは、歪２０％までは良好なトランジスタ特性を示すことが判明した。また、図２３に示す結果では、５０％歪を付加した状態においてトランジスタ特性を発揮できることもわかる。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ…伸縮性デバイス、１…伸縮性樹脂フィルム、２…ゲート配線（導電回路）、３…ソース配線（導電回路）、５…半導体搭載基材、６…ドレイン配線（導電回路）、７…樹脂基板、７Ａ…素基板、８…ゲート電極、９…酸化膜、１０…修飾膜、１１…有機半導体層、１２…ソース電極、１３…ドレイン電極、１５…内部封止層、２０…内部被覆層、２０Ａ…内部コート膜、２１…レーザー光、２２…泡抜き孔、２３…フッ素コート層、２４…ダミー基板、２７…分離溝、２８…第１コート層、２８Ａ…第１予備封止層、２９…構造体、３０…第２コート層、３１…第１封止層、３２…第２封止層、３５…保護層、３７…ビアホール、有色基板…４０、５７…第１導体、５８…第２導体、５９…第３導体、６０…絶縁膜、４１…レーザー光。
【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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【図２３】
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【図２４】
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