(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の半導体装置よりもさらに薄型、好ましくはトータルの厚さが３０μｍ程度以下であり、かつ湾曲させたり、折り曲げたりしても特性が変化せず、もとの形状を回復することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】高分子からなる厚さ２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の支持層２０３と、前記支持層２０３上に形成された素子とを含むことを特徴とする半導体装置、ならびに、基板２０１上にアルミニウムから構成される剥離層２０２、高分子からなる支持層２０３、素子を順に形成し、アルカリ溶液を用いて該剥離層２０２を溶解して該基板２０１を剥離する半導体装置の製造方法、および基板２０１上に高分子からなる支持層２０３、素子を順に形成し、機械的力を加えることにより該基板２０１を剥離する半導体装置の製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子からなる厚さ２０μｍ以下の支持層と、前記支持層上に形成された素子とを含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記支持層の厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記素子は、トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子、液晶素子、メモリ素子、ダイオード、抵抗素子、光電変換素子、圧力センサ、酸化インジウムスズおよび／または酸化亜鉛からなる導電膜を有する素子からなる群から選択される１種以上の素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記支持層は、ポリイミド、ポリアミド、シリコーン樹脂またはビニルエステル樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記素子は、厚さ２０μｍ以下の保護層で被覆されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記保護層は、ビニルエステル樹脂またはウレタンアクリレート樹脂からなることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置を含む表示部を備えた表示装置。
【請求項８】
前記表示装置は、折目部を有し、前記折目部で湾曲または折り曲げが可能であり、かつ少なくとも前記折目部に前記表示部を有する請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
基板上に、アルミニウムから構成される剥離層を形成する工程（Ａ）と、
前記剥離層上に、高分子からなる支持層を形成する工程（Ｂ）と、
前記支持層上に、素子を形成する工程（Ｃ）と、
アルカリ溶液を用いて前記剥離層を溶解することにより、前記基板と前記支持層とを分離する工程（Ｄ）と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記剥離層の厚さは、１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記アルカリ溶液は、水酸化テトラメチルアンモニウムを主に含む溶液であることを特徴とする請求項９または１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
水に対する接触角が８０°〜１１０°である表面を有する基板上に、高分子からなる支持層を形成する工程（Ｉ）と、
前記支持層上に、素子を形成する工程（ＩＩ）と、
機械的力を加えることにより、前記基板と前記支持層とを分離する工程（ＩＩＩ）と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記基板と前記支持層との分離は、ロッドを用いて、前記支持層を巻き取ることにより行なわれる請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記基板は、シランカップリング剤を用いて処理された表面を有するガラス基板またはシリコン基板である請求項１２または１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記基板は、その表面にアルミニウムからなる層を有する基板である請求項１２または１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記基板は、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂からなる層と、アルミニウムからなる層とをこの順で有する基板である請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記支持層は、２０μｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする請求項９〜１６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記支持層は、１０μｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記支持層は、ポリイミド、ポリアミド、シリコーン樹脂またはビニルエステル樹脂からなることを特徴とする請求項９〜１８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記素子は、トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子、液晶素子、メモリ素子、ダイオード、抵抗素子、光電変換素子、圧力センサ、酸化インジウムスズおよび／または酸化亜鉛からなる導電膜を有する素子からなる群から選択される１種以上の素子であることを特徴とする請求項９〜１９のいずれかに記載の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、フレキシブルな薄型半導体装置およびその製造方法に関する。また本発明は、当該薄型半導体装置を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子は、ガラス基板や石英基板など剛性の高い基板上に形成されていたため、半導体装置自体も剛性が高く、フレキシブル性は有し得なかった。しかしながら、フレキシブルな半導体装置は、曲面を有するディスプレイ、さらには折り曲げ可能なディスプレイへの適用など適用範囲が非常に広いため、近年精力的に研究されている。
【０００３】
また、半導体装置の薄型化も、半導体装置の軽量化をもたらすとともに、半導体装置のフレキシブル性実現にも密接に関係するため、近年大きな課題となっている。
【０００４】
たとえば特許文献１には、接着材を支持体とし、前記接着材に接する絶縁膜上に素子を備えたことを特徴とする半導体装置と当該半導体装置の製造方法とが開示されている。当該特許文献１に記載の半導体装置は、接着材を支持体としているため、トータルの厚さを０．１ｍｍ（１００μｍ）まで薄くすることが可能であり、またトータルの重量を軽くすることを可能にしている。ここで、接着材には、たとえば反応硬化型接着剤や熱硬化型接着剤等が用いられる。しかしながら、当該半導体装置は、薄くても１００μｍ程度の厚さであり、ある程度のフレキシブル性を有する、すなわち、ある程度湾曲することが可能であると考えられるが、その薄さおよびフレキシブル性は十分に満足できるものではなく、折り曲げたり、折りたたんだりすることができるものではない。
【０００５】
このように、ある程度湾曲することが可能な半導体装置は実現されているものの、たとえば折りたたんでも塑性変形しない、すなわちもとの形状を回復する程度のフレキシブル性を有する半導体装置は実現されていないのが現状である。
【０００６】
また、特許文献１には、上記薄型半導体装置の製造方法が開示されており、その方法は概略以下のとおりである。第１の基板上に素子を含む被剥離層を形成した後、第１の接着材で被剥離層と第２の基板とを接着し、次いで、第１の基板を剥離し、第２の接着材で被剥離層と第３の基板とを接着して被剥離層を第２の基板と第３の基板とで挟み、次いで、溶媒により第１の接着材を除去、或いは光（紫外光またはレーザー光など）により第１の接着材の接着力を低下させて第２の基板を剥離し、さらに第３の基板を剥離することにより第２の接着材を支持体とする半導体装置を得る。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の半導体装置の製造方法は、第２の接着材を支持体とするために合計３枚の基板の接着、剥離を行なう等比較的煩雑な工程を有するという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−２０４０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来の半導体装置よりもさらに薄型、好ましくはトータルの厚さが３０μｍ程度以下であり、かつ湾曲させたり、折り曲げたり、あるいは「ねじれ」を生じさせても特性が変化せず、もとの形状を回復することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【０００９】
また本発明は、上記薄型半導体装置を含む表示部を備えた表示装置、特に表示部が折り曲げ可能な表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、超薄型であり、フレキシブル性に富む半導体装置を実現するには支持基板を従来と比較して非常に薄くすればよいとの着想の下、そのような非常に薄い基板上に素子が設けられた構造を有する半導体装置を製造する方法について鋭意研究した結果、作業基板上に剥離層を設け、この剥離層上に支持基板となる、高分子からなる薄膜を形成した後、当該剥離層の部分で作業基板を剥離除去することによって超薄型で、かつフレキシブル性の非常に高い半導体装置が実現されることを見出した。さらに、かかる超薄型かつ高フレキシブル性の半導体装置は、好ましくは表面が撥水処理または親水処理された作業基板上に支持基板を設け、この支持基板上に各種素子を構築した後、機械的に作業基板を剥離除去することによっても実現されることを見出した。すなわち、本発明は以下のとおりである。
【００１１】
本発明の半導体装置は、高分子からなる厚さ２０μｍ以下の支持層と、前記支持層上に形成された素子とを含むことを特徴とする。ここで、当該支持層の厚さは１０μｍ以下であることがより好ましい。
【００１２】
ここで上記素子は、トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子、液晶素子、メモリ素子、ダイオード、抵抗素子、光電変換素子、圧力センサ、酸化インジウムスズおよび／または酸化亜鉛からなる導電膜を有する素子からなる群から選択される１種以上の素子であることが好ましい。
【００１３】
また上記支持層は、ポリイミド、ポリアミド、シリコーン樹脂またはビニルエステル樹脂からなることが好ましい。
【００１４】
上記素子は、厚さ２０μｍ以下の保護層で被覆されていてもよく、この場合、当該保護層は、ビニルエステル樹脂またはウレタンアクリレート樹脂からなることが好ましい。
【００１５】
また本発明は、上記いずれかに記載の半導体装置を含む表示部を備えた表示装置を提供する。ここで、当該表示装置は、折目部を有し、前記折目部で湾曲または折り曲げが可能であり、かつ少なくとも前記折目部に表示部を有するものであってもよい。
【００１６】
さらに本発明は、基板上に、アルミニウムから構成される剥離層を形成する工程（Ａ）と、前記剥離層上に、高分子からなる支持層を形成する工程（Ｂ）と、前記支持層上に、素子を形成する工程（Ｃ）と、アルカリ溶液を用いて前記剥離層を溶解することにより、前記基板と前記支持層とを分離する工程（Ｄ）と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１７】
ここで、前記剥離層の厚さは、１０ｎｍ以下であることが好ましい。上記アルカリ溶液としては、水酸化テトラメチルアンモニウムを主に含む溶液を好適に用いることができる。
【００１８】
また本発明は、水に対する接触角が８０°〜１１０°である表面を有する基板上に、高分子からなる支持層を形成する工程（Ｉ）と、前記支持層上に、素子を形成する工程（ＩＩ）と、機械的力を加えることにより、前記基板と前記支持層とを分離する工程（ＩＩＩ）と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１９】
ここで、前記基板と前記支持層との分離は、好適には、ロッドを用いて、前記支持層を巻き取ることにより行なわれる。
【００２０】
前記基板としては、シランカップリング剤を用いて処理された表面を有するガラス基板またはシリコン基板を好適に用いることができる。また、表面にアルミニウムからなる層を有する基板を好適に用いることができる。後者の場合、当該基板は、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂からなる層と、アルミニウムからなる層とをこの順で有する基板であってもよい。
【００２１】
上記本発明の半導体装置の製造方法において、支持層は、好ましくは２０μｍ以下の厚さで形成され、より好ましくは１０μｍ以下の厚さで形成される。
【００２２】
上記支持層は、ポリイミド、ポリアミド、シリコーン樹脂またはビニルエステル樹脂からなることが好ましい。
【００２３】
また上記素子は、トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子、液晶素子、メモリ素子、ダイオード、抵抗素子、光電変換素子、圧力センサ、酸化インジウムスズおよび／または酸化亜鉛からなる導電膜を有する素子からなる群から選択される１種以上の素子であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、たとえば１０μｍ以下の厚さを有する支持層を支持体（支持基板）として、その上に素子が形成されているので、得られる半導体装置は、従来と比較して非常に薄型である。また本発明の半導体装置は、その薄さに起因して非常に高いフレキシビリティを有し、湾曲させることができるのは勿論、たとえば曲率半径０．１ｍｍ程度以下の非常に小さい曲率半径で折り曲げたり、ねじれを生じさせた場合であっても、塑性変形することなく、もとの形状を回復することができる。また、このような折り曲げ等の変形によって、半導体装置の特性が変化することもない。
【００２５】
このような非常にフレキシビリティの高い半導体装置は、表示装置に好適に用いることができる。特に、本発明の半導体装置は、非常に小さい曲率半径で折り曲げた場合であっても特性変化や塑性変形がないため、たとえば表示部を折目部とする見開き型表示装置に好適に用いることができる。
【００２６】
さらに本発明の半導体装置の製造方法によれば、最終的に支持体（支持基板）となる非常に膜厚の小さい支持層を、スピンコート法等を用いて容易に形成でき、かつ作業基板を容易に剥離することができる。したがって、本発明の半導体装置の製造方法によれば、超薄型の半導体装置を簡便に、少ない工程数で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜半導体装置＞
本発明の半導体装置は、高分子からなる厚さ２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下の支持層と、当該支持層上に形成された素子とを含むことを特徴とする。このように従来と比較して非常に薄い支持層を支持体（支持基板）とすることにより、全体として非常に薄い半導体装置が実現される。本発明によれば、半導体装置の全体の厚さを、たとえば３０μｍ以下とすることが可能である。さらに、本発明によれば、全体の厚さが２０μｍ以下、または１０μｍ以下の半導体装置を実現することも可能である。
【００２８】
このような半導体装置の厚さの低減は、半導体装置にフレキシビリティをもたらす。本発明の半導体装置は、たとえば曲率半径０．１ｍｍ程度以下の非常に小さい曲率半径で折り曲げた場合であっても塑性変形することなく、もとの形状を回復することができる。ここで、「塑性変形しない」とは、外力により半導体装置を変形させたときに、その変形させたときの形状を保持することなく、もとの形状を回復することを意味する。
【００２９】
ここで、外力による半導体装置の変形と半導体装置の厚さとの関係について説明する。半導体装置に外力、たとえば半導体装置を曲げようとする力が加わると、ある曲率半径ρで半導体装置は変形する（曲がる）。外力が大きいほどより小さな曲率半径ρで半導体装置は変形するが、このとき、変形（曲がり）がある曲率半径以下に達すると、半導体装置は塑性変形したり、さらには破壊に至る。したがって、半導体装置により高度なフレキシビリティを付与する、すなわち、曲げ等の変形に対するより高い許容度を付与するためには、塑性変形が起こる最大曲率半径ρ1をより低くすることが必要である。
【００３０】
ここで、曲率半径ρと外力によって半導体装置表面に生じるひずみεとの関係は、半導体装置の全体の厚さをｈとすると、下記式（１）で表される。なお、「ひずみ」は、表面長さがＬである半導体装置が外力によって曲げられたときの当該表面長さの変化量、すなわち伸び（または縮み）がΔＬである場合、ΔＬ／Ｌで表される。
【００３１】
ρ＝ｈ／２ε          （１）
したがって、塑性変形しない最大のひずみ（弾性限界ひずみという）をε1とすると、上記ρ1は下記式（２）で表される。なお、ε1は、半導体装置を構成する材料によって定まる固有の値である。
【００３２】
ρ1＝ｈ／２ε1        （２）
上記式（２）より、半導体装置の塑性変形が起こる最大曲率半径ρ1をより低くするためには、半導体装置の全体の厚さｈを小さくする必要があることが理解される。また、半導体装置に外力が加えられ、変形（曲がり）がある曲率半径以下に達すると、半導体装置の特性が変化することが認められる。このような特性変化が生じない最大のひずみをε2とすると、特性変化が生じる最大曲率半径ρ2を低減するためには、上記式（２）と同様に半導体装置の全体の厚さｈを小さくする必要がある。ここで、一般的にはε2＜ε1であるので、ρ1＜ρ2となる。
【００３３】
本発明の半導体装置は、高分子からなる厚さ２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下の支持層を支持体（支持基板）としているため、全体の厚さは、たとえば３０μｍ以下と、非常に薄い。このように全体の厚さｈが小さいため、本発明の半導体装置は、塑性変形が起こる最大曲率半径ρ1および特性変化が生じる最大曲率半径ρ2が十分に小さく、したがって、湾曲させたり、折り曲げたりしても半導体装置としての特性変化や塑性変形が生じない。
【００３４】
次に、本発明の半導体装置を、図１を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の半導体装置の好ましい一例であるトランジスタを概略的に示す断面図である。図１の半導体装置は、支持層１０１を支持体（支持基板）とし、当該支持層１０１上に、ゲート電極１０２、ゲート絶縁膜１０３、ソース電極１０４、ドレイン電極１０５、活性層１０６からなるトランジスタ素子が形成されている。また、当該トランジスタ素子は、保護層１０７で被覆されている。このように、本発明の半導体装置は、高分子からなる非常に薄い支持層１０１を支持体（支持基板）とすることを特徴とする。
【００３５】
上記支持層１０１の厚さは、上述のように２０μｍ以下である。当該支持層１０１の厚さが小さいほど、全体としてより薄い半導体装置が実現されることから、当該支持層１０１の厚さは、１０μｍ以下であることが好ましい。具体的には１μｍ程度〜１０μｍである。このように、支持層１０１の厚さを２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下にすることにより、従来と比較して非常にフレキシビリティの高い、すなわち、たとえば曲率半径０．１ｍｍ程度以下の非常に小さい曲率半径で折り曲げたり、ねじれを生じさせた場合であっても、塑性変形することなく、もとの形状を回復することができる半導体装置を得ることができる。また、支持層１０１は高分子からなる。高分子としては、具体的にはポリイミド、ポリアミド、シリコーン樹脂、ビニルエステル樹脂等のポリマーを挙げることができる。このようなポリマーを使用することにより、たとえばスピンコート法などを用いて、容易に非常に薄い層を形成することが可能になるとともに、半導体装置のフレキシブル性に寄与する。これらの中でも耐熱性に優れていることから、ポリイミドがより好ましく使用される。
【００３６】
図１の半導体装置においては、当該支持層１０１上にゲート電極１０２、ゲート絶縁膜１０３、ソース電極１０４、ドレイン電極１０５、活性層１０６からなるトランジスタ素子が形成されている。これらの材料としては従来公知のものを採用することができる。たとえば、ゲート電極１０２としては、クロム／金、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ等の導電性高分子、金、銀、銅等の導電性インクなどを挙げることができる。
【００３７】
また、ゲート絶縁膜１０３の材料としては、たとえば酸化シリコン（ＳｉＯ2）の他、ポリイミドやシリコーン樹脂などのポリマー等が挙げられる。ポリイミドとしては、たとえば日立化成工業（株）製  ＰＩＸ−８１４４、ＰＩＸ−６４００、日産化学工業（株）製  ＳＥ−８１２などを用いることができる。ゲート絶縁膜１０３の厚さは特に制限されず、たとえば２μｍ以下とすることができる。ゲート絶縁膜が酸化シリコン（ＳｉＯ2）から構成される場合、その厚さは、たとえば０．３μｍ以下とすることが好ましい。ソース電極１０４およびドレイン電極１０５の材料としては、たとえばクロム／金、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ等の導電性高分子、金、銀、銅等の導電性インクなどを挙げることができる。活性層１０６の材料としては、一般的に用いられている無機半導体材料の他、たとえばペンタセン、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の有機半導体材料を用いることもできる。これらのなかでは、スピンコート法、蒸着法等を用いて容易に薄膜を形成できる、半導体装置のフレキシビリティをより高めることができるなどの理由から、有機半導体材料が好ましく用いられる。
【００３８】
また、図１の半導体装置においては、上記トランジスタ素子は、保護層１０７で被覆されている。保護層１０７の厚さは特に制限されないが、半導体装置全体の厚さをできるだけ小さくするため、２０μｍ程度以下とすることが好ましい。保護層１０７の材料は、従来公知のものを採用することができ、たとえばビニルエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、シリコン系樹脂、紫外線硬化樹脂等を挙げることができる。より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂等のエンジニアプラスチックおよびスーパーエンジニアリングプラスチック類、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、メタクリル樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル／スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）等の汎用樹脂などを用いることができる。なお、本発明の半導体装置は、保護層を必須とするものではない。ここで、半導体装置を曲げ変形させた場合、半導体装置にひずみが生じるが、このひずみは、厚さ方向の中間位置近傍で最も小さい。したがって、上記素子は当該厚さ方向の中間位置近傍に配置されるのが理想的である。このような観点からは、保護層を形成する場合、保護層の厚さは、上記素子が半導体装置の厚さ方向における中間位置近傍に配置されるような厚さとすることが好ましい。
【００３９】
以上、本発明の半導体装置を、図１に示されるトランジスタを例に挙げて説明したが、本発明の半導体装置に含まれる素子はこれに限られるものではなく、支持層上に形成される素子は、トランジスタ素子の他、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、液晶素子、メモリ素子、ダイオード、抵抗素子、光電変換素子、圧力センサ、酸化インジウムスズおよび／または酸化亜鉛からなる導電膜を有する素子等であってもよく、これらを２種以上組み合わせた素子であってもよい。これらの素子は、従来公知の材料、従来公知の方法を用いて支持層上に形成することができる。
【００４０】
＜半導体装置の製造方法＞
（第１の実施形態）
次に、本発明の半導体装置の製造方法の好ましい一例について説明する。本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に、アルミニウムから構成される剥離層を形成する工程（Ａ）と、前記剥離層上に、高分子からなる支持層を形成する工程（Ｂ）と、前記支持層上に、素子を形成する工程（Ｃ）と、アルカリ溶液を用いて前記剥離層を溶解することにより、前記基板と前記支持層とを分離する工程（Ｄ）と、を含むことを特徴とする。本発明の半導体装置の製造方法によれば、２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の厚さを有する支持層上に素子が形成された薄型半導体装置を、容易に、少ない工程数で作製することができる。
【００４１】
以下、本実施形態の半導体装置の製造方法を、図２を参照して説明する。図２は、本発明の半導体装置の製造方法の好ましい一例を示す工程図である。図２においては、各工程での半導体装置を概略断面図で示している。なお、図２はトランジスタ素子を有する半導体装置を作製する例を示しているが、上記したような異なる素子を有する場合においても、基本的には同様の方法が適用できる。
【００４２】
本実施形態の半導体装置の製造方法においては、まず基板２０１を用意する。基板２０１の材料としては、プラスチック、ガラス、金属、セラミックス等あらゆる材料を用いることができる。基板２０１の厚さは、特に制限されるものではなく、たとえば数百μｍ〜数ｍｍ程度とすることができる。そして図２（ａ）に示されるように、この基板２０１上に剥離層２０２を形成する（工程（Ａ））。ここで、剥離層２０２は、アルミニウムから構成される層であり、蒸着やスパッタリング等の方法により形成することができる。剥離層２０２の厚さは、好ましくは１０ｎｍ以下である。１０ｎｍより厚い場合には、後の工程においてアルカリ溶液を用いて剥離層２０２を溶解する際、溶解が十分な程度にまで達するのに非常に長時間を要する虞がある。剥離層２０２の厚さは、より好ましくは５ｎｍ以下、さらに好ましくは１〜２ｎｍ程度である。
【００４３】
続く工程において、図２（ｂ）に示されるように、上記剥離層２０２上に高分子からなる支持層２０３を形成する（工程（Ｂ））。この支持層２０３が、最終的に半導体装置の支持体（支持基板）となるものである。支持層２０３の厚さは、上述のように、好ましくは２０μｍ以下である。当該支持層２０３の厚さが小さいほど、全体としてより薄い半導体装置が実現されることから、当該支持層２０３の厚さは、１０μｍ以下であることがより好ましい。具体的には１μｍ程度〜１０μｍである。このように、支持層２０３の厚さを２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下にすることにより、従来と比較して非常にフレキシビリティの高い、すなわち、たとえば曲率半径０．１ｍｍ程度以下の非常に小さい曲率半径で折り曲げたり、ねじれを生じさせた場合であっても、塑性変形することなく、もとの形状を回復することができる半導体装置を得ることができる。また、支持層２０３は高分子からなる。高分子としては、具体的にはポリイミド、ポリアミド、シリコーン樹脂、ビニルエステル樹脂等のポリマーを挙げることができる。このようなポリマーを使用することにより、たとえばスピンコート法などを用いて、容易に非常に薄い層を形成することが可能になるとともに、半導体装置のフレキシブル性に寄与する。これらの中でも耐熱性に優れていることから、ポリイミドがより好ましく使用される。支持層２０３は、好ましくは、基板２０１の全面もしくは、ほぼ全面に形成される。
【００４４】
続いて、図２（ｃ）に示されるように、上記支持層２０３上に素子を形成する工程に移る（工程（Ｃ））。ここでは、トランジスタ素子を構築するため、従来公知の材料を用いて従来公知の方法により、ゲート電極２０４を形成した後、ゲート絶縁膜２０５を形成する。次に、従来公知の材料を用いて従来公知の方法により、ソース電極２０６およびドレイン電極２０７を形成した後、活性層２０８を形成する。次に、活性層２０８上に保護層２０９を形成する。なお、保護層２０９を形成する工程は必須の工程ではなく、半導体装置の用途等に応じて適宜設けられるものである。ここで、素子は、同一基板上に１つのみ形成してもよく、２以上の素子を形成してもよい。また、上記ゲート絶縁膜２０５、活性層２０８および保護層２０９は、基板２０１上における素子が形成される領域にのみ形成してもよく、あるいは基板２０１全面に形成されてもよい。この点は、素子がトランジスタ素子以外の素子である場合についても同様にいえることである。
【００４５】
続く工程において、図２（ｄ）に示されるように、アルカリ溶液を用いて剥離層２０２を溶解することにより、基板２０１と支持層２０３とを分離し、当該支持層２０３を支持体（支持基板）とする薄型半導体装置を得る（工程（Ｄ））。アルカリ溶液を用いて剥離層２０２を溶解する方法としては、操作が比較的簡便であることから、半導体装置をアルカリ溶液に浸漬する方法が好ましく用いられる。浸漬温度は特に制限されるものではなく、たとえば０〜１００℃程度である。より好ましくは２０〜５０℃である。また、浸漬時間も特に制限されるものではなく、剥離層２０２が十分に溶解し、基板２０１が支持層２０３と分離されるまで行なわれる。典型的には、数十分〜数時間程度である。なお、基板２０１と支持層２０３との分離は、半導体装置をアルカリ溶液に浸漬し、基板２０１と支持層２０３とが全面にわたって分離するまで放置することにより行なわれてもよいし、あるいは、アルカリ溶液への浸漬により基板２０１が一部剥離した部分から、水（もしくは熱水）、アルカリ水溶液等のジェット流を、基板２０１と支持層２０３との界面に噴出させるなどの剥離促進手段を併用してもよい。
【００４６】
アルカリ溶液は、アルミニウムを溶解するものであればよく、特に制限されるものではない。具体的には、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物の溶液、フォトリソグラフィ用ＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）系現像液などを用いることができるが、これらの中でもＴＭＡＨ系現像液が好ましく用いられる。当該現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウムを主に含む水溶液である。このようなＴＭＡＨ系現像液を本工程のアルカリ溶液として使用する場合、現像液中の水酸化テトラメチルアンモニウムの濃度は、たとえば１〜２０質量％程度である。
【００４７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の半導体装置の製造方法の別の好ましい一例について説明する。当該半導体装置の製造方法は、水に対する接触角が８０°〜１１０°である表面を有する基板上に、高分子からなる支持層を形成する工程（Ｉ）と、該支持層上に、素子を形成する工程（ＩＩ）と、機械的力を加えることにより、該基板と該支持層とを分離する工程（ＩＩＩ）と、を含むことを特徴とする。かかる製造方法によれば、２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の厚さを有する支持層上に素子が形成された薄型半導体装置を、容易に、少ない工程数で作製することができる。また、上記第１の実施形態と比較して、基板を剥離する際のハンドリングがより容易となる。さらに、作業基板のさらなる大面積化にも対応することができる。
【００４８】
以下、本実施形態の半導体装置の製造方法を、図３を参照して説明する。図３は、本発明の半導体装置の製造方法の別の好ましい一例を示す工程図である。図３においては、各工程での半導体装置を概略断面図で示している。なお、図３はトランジスタ素子を有する半導体装置を作製する例を示しているが、上記したような異なる素子を有する場合においても、基本的には同様の方法が適用できる。
【００４９】
本実施形態の半導体装置の製造方法においては、まず基板３０１を用意する。基板３０１は、水に対する接触角が８０°〜１１０°である表面を有する。該表面の水に対する接触角は、好ましくは８５°〜９５°である。水に対する接触角が８０°未満の場合には、該基板表面と支持層との密着性が高くなりすぎ、基板の剥離が困難となる。また、水に対する接触角が１１０°を超える場合には、撥水性が高すぎるため、支持層を適度な密着性をもって形成することが困難である。基板と支持層とが適度な密着性を有しない場合、支持層上に素子を形成する工程（たとえば、有機溶剤を用いる工程や超音波処理を行なう工程など）において、基板と支持層との意図しない分離が起こる虞がある。基板表面の水に対する接触角を８０°〜１１０°とすることにより、素子形成時における意図しない基板の剥離を防止できるとともに、意図するタイミングでの、基板の機械的な剥離が可能となる。基板の大きさは、特に制限されるものではなく、本実施形態の方法によれば、大面積の基板を使用することが可能である。
【００５０】
なお、本発明において、基板表面の水に対する接触角は、温度２０℃、相対湿度４０％の条件下、０．０１ｍｌの水滴を基板表面上に滴下し、真横からデジタルカメラで撮影した後、コンピュータ上で接線を引いて得られる接触角である。次の条件により測定されるものである。
【００５１】
基板３０１の厚さは、特に制限されるものではなく、たとえば数百μｍ〜数ｍｍ程度とすることができる。また、基板３０１の材料としては、特に制限されないが、たとえば、ガラス、シリコン（Ｓｉ）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、メタクリル樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル／スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、液晶ポリマー等のエンジニアプラスチックおよびスーパーエンジニアリングプラスチック類、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることができる。フッ素樹脂としては、たとえばポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。ここで、用いる基板材料に応じて、基板表面の接触角が上記範囲となるように、たとえば次に示すような処理を基板表面に施すことが好ましい。
【００５２】
たとえば、基板材料が、ガラス、シリコン（Ｓｉ）等である場合には、基板表面の接触角が上記範囲となるように、表面を撥水処理することが好ましい。撥水処理剤としては、たとえば、従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、シランカップリング剤としては、たとえば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビニルトリアセトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルジメチルクロロシラン、ジアリルジメチルシラン、テトラエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチルトリクロロシランなどを挙げることができる。なかでも、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）は、上記好ましい接触角を付与することができるため好ましい。
【００５３】
シランカップリング剤を用いた撥水処理の温度は、使用するシランカップリング剤の種類にもよるが、たとえば１００〜２００℃程度とすることができ、好ましくは、１１０〜１６０℃程度であり、さらに好ましくは、１２０〜１５０℃程度である。１００℃未満では、十分な撥水処理がなされず、基板と支持層との密着性が高すぎて、基板の剥離が困難である。また、撥水処理温度が２００℃を超えると、基板の撥水性が高くなりすぎるため、支持層の形成が困難となるか、またはシランカップリング剤自体が分解する虞がある。撥水処理時間は、たとえば数秒〜数時間とすることができるが、適切な接触角を付与するためには、１分〜数十分程度とすることが好ましく、１〜１０分程度とすることがより好ましい。さらに好ましくは、３〜５分程度である。
【００５４】
シランカップリング剤を用いた撥水処理の具体的方法としては、特に制限されないが、たとえば、基板の一表面にシランカップリング剤を接触させた状態で、該基板をホットプレート等を用いて加熱する方法を挙げることができる。
【００５５】
また、基板材料が、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等である場合には、基板表面の接触角が上記範囲となるように、表面を親水処理することが好ましい。親水処理の具体的方法としては、たとえば、基板上にアルミニウムからなる層を形成する方法を挙げることができる。これにより、水に対する接触角が８０°〜１１０°程度の表面を有する基板を得ることができる。アルミニウム層は、蒸着やスパッタリング等の方法により形成することができる。アルミニウム層の厚さは、特に制限されるものではないが、たとえば、１〜１０ｎｍ程度、好ましくは１〜５ｎｍ程度とすることができる。
【００５６】
基板材料がガラス等である場合においては、上記撥水処理剤を用いる代わりに、表面の親水性を低下させるために、上記したアルミニウム層を形成してもよい。これにより、基板表面の親水性が低下し、アルミニウム層上に形成された支持層と基板との分離を比較的容易に行なうことができる。なお、ガラス基板等の基板表面上に直接アルミニウム層を形成した場合には、上記第１の実施形態に従う方法によって、基板の剥離を行なうことが可能である。
【００５７】
また、ガラス基板等の基板表面上に、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂からなる層を形成し、その上にアルミニウムからなる層を形成するようにしてもよい。これにより、ガラス基板等の基板表面上に直接アルミニウム層を形成した場合と比して、表面の接触角をより大きくすることができ、機械的剥離が可能な表面としてより好ましい表面状態を形成させることができる。シリコーン樹脂またはフッ素樹脂からなる層は、当該樹脂が溶解した溶液を用いてスピンコート法により形成することができる。シリコーン樹脂またはフッ素樹脂からなる層の厚さは、できるだけ薄いことが好ましく、たとえば８００ｎｍ以下とすることができるが、より好ましくは、６００ｎｍ未満である。８００ｎｍを超える厚さでは、大面積の基板上に形成された支持層上にポリイミドやシリコーン樹脂などのポリマーからなるゲート絶縁膜を形成する際のベーキング工程において、当該絶縁膜に亀裂が発生することがあり、これにより良好な素子特性が得られない傾向にある。
【００５８】
上記した基板の表面処理方法のなかでは、大面積の基板上にも、亀裂等を生じさせることなく多層膜を形成できることから、ガラス、シリコン（Ｓｉ）等の基板表面を、撥水処理剤を用いて処理する方法がより好ましい。
【００５９】
本実施形態においては、上記所定の接触角を有する基板３０１上に、高分子からなる支持層３０３を形成する（工程（Ｉ）、図３（ａ）参照）。支持層の厚さ、材質等については、上記第１の実施形態の場合と同様であり、ここでは割愛する。支持層３０３は、好ましくは、基板３０１の全面もしくは、ほぼ全面に形成される。
【００６０】
続いて、図３（ｂ）に示されるように、上記支持層３０３上に素子を形成する工程に移る（工程（ＩＩ））。本実施形態では、トランジスタ素子を構築するため、従来公知の材料を用いて従来公知の方法により、ゲート電極３０４を形成した後、ゲート絶縁膜３０５を形成する。次に、従来公知の材料を用いて従来公知の方法により、ソース電極３０６およびドレイン電極３０７を形成した後、活性層３０８を形成する。次に、活性層３０８上に保護層３０９を形成する。なお、保護層３０９を形成する工程は必須の工程ではなく、半導体装置の用途等に応じて適宜設けられるものである。ここで、素子は、同一基板上に１つのみ形成してもよく、２以上の素子を形成してもよい。また、上記ゲート絶縁膜３０５、活性層３０８および保護層３０９は、基板３０１上における素子が形成される領域にのみ形成してもよく、あるいは基板３０１全面に形成されてもよい。この点は、素子がトランジスタ素子以外の素子である場合についても同様にいえることである。
【００６１】
続く工程において、図３（ｃ）に示されるように、機械的力を加えることにより、基板３０１と支持層３０３とを分離し、当該支持層３０３を支持体（支持基板）とする薄型半導体装置を得る（工程（ＩＩＩ））。機械的力を加える手段としては、基板を剥離できる限り特に制限されるものではないが、ハンドリングが容易である点、大面積の基板にも対応できる点、素子部の破壊等が生じにくい点から、ロッドを用いて、支持層３０３を巻き取る方法を好ましく採用することができる。以下に、ロッドを用いた基板の剥離方法の詳細を説明する。
【００６２】
図４は、ロッドを用いた基板の剥離方法の一例を示す模式図である。なお、図４における支持層３０３上に描かれた櫛歯状の領域は、ソース電極およびドレイン電極が形成されている領域を示すものである。当該方法は、図４に示されるとおり、基板３０１上に形成された、素子を備える支持層３０３を、断面形状が円状もしくは略円状のロッド４０１に巻き取っていくことにより、支持層３０３と基板３０１とを分離するものである。ロッド断面が円状の場合、その断面の半径は、たとえば、０．１〜１０ｍｍ程度とすることができる。本発明の半導体装置は、高いフレキシビリティを有し、小さな曲率半径で丸めたり、折り曲げても、もとの形状を回復することが可能であり、しかも素子特性の変化が生じにくい。したがって、ロッドの断面半径を、たとえば０．１〜２ｍｍ程度とすることも可能である。ロッド４０１の材質は、特に制限されず、たとえばステンレス等の金属、プラスチックなどを用いることができる。
【００６３】
基板３０１の端部まで形成された支持層３０３の最初の分離を容易にするために、たとえば、図４に示されるように、ロッド４０１を用いて巻き取る前に、あらかじめ支持層３０３の端部に、粘着テープや粘着剤等を用いて補助フィルム４０２を接着し、補助フィルム４０２から巻き取りを開始し、引き続き支持層３０３の巻き取りを行なうようにしてもよい。補助シートとしては、各種樹脂フィルムを用いることができる。また、支持層３０３の巻き取りにあたっては、支持層３０３上の素子を保護する等の目的で、素子が形成された支持層３０３の上に、あらかじめ樹脂フィルム等を敷いておき、当該樹脂フィルムとともに巻き取るようにしてもよい。さらに、支持層３０３を巻き取る際には、水もしくは熱水等のジェット流を、基板３０１と支持層３０３との界面に噴出させるなどの剥離促進手段を併用してもよい。
【００６４】
支持層３０３の巻き取り方向は、特に制限されるものではなく、たとえば図４に示されるように、ソース電極およびドレイン電極が形成するチャネルに対して、ロッド４０１が平行となるようにロッド４０１を配置して巻き取ってもよいし、該チャネルに対してロッド４０１が垂直となるようにロッド４０１を配置して巻き取ってもよい。あるいは、基板３０１のいずれかの角部から、該チャネルに対して斜め方向に巻き取りを行なってもよい。巻き取り前後における素子特性の変化がより小さいことから、巻き取りは、チャネルに対して垂直または略垂直に行なわれることが好ましい。なお、「チャネルに対して平行」および「チャネルに対して垂直」とは、ソース電極−ドレイン電極間に形成されるチャネルのチャネル長方向に対して、それぞれ平行、垂直であることを意味する。
【００６５】
ロッド４０１に巻き取られた、素子を有する支持層３０３は、フレキシビリティが高く、容易にもとの形状（シート状）を回復するため、容易にロッド４０１から取り外すことができる。
【００６６】
上記ロッドを用いた本発明の半導体装置の製造方法は、大面積の基板にも対応可能であり、しかも基板の剥離作業が容易で、剥離工程に複雑な設備を要しない。このような半導体装置の製造方法は、製造プロセスの自動化に極めて有利である。すなわち、自動化された製造プロセスは、たとえば、ロール状に巻き取られた基板を引き出し、必要に応じて表面を撥水処理あるいは親水処理を行なう表面処理工程、処理された表面上に支持層および素子を形成する素子形成工程、および素子が形成された支持層をロッドに巻き取る工程を含むものである。この際、剥離された基板は、再度ロール状に巻き取られ、繰り返し使用することが可能である。
【００６７】
＜表示装置＞
本発明の半導体装置は、様々な表示装置の表示部の構成部品として好適に用いることができる。ここで、表示装置とは、画像や文字等を表示する表示部を備えたあらゆる電子機器を指す。そのような電子機器としては、たとえば携帯電話、モバイルコンピュータ等の携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、カーナビゲーション、プロジェクタ、カーステレオ、表示部を備える家電製品などを挙げることができるがこれに限定されるものではない。本発明の半導体装置は薄型であるとともに、フレキシビリティが非常に高く、折り曲げ、ねじれ等の変形が自在であることから、特に、折目部を有する表示装置であって、当該折目部で湾曲または折り曲げが可能であり、かつ少なくとも当該折目部に表示部を有する表示装置に好適に用いることができる。ここで、「折目部」とは、表示装置の一部分であって、当該表示装置を折り曲げるまたは湾曲させる場合において、折り曲がるまたは湾曲する部分をいう。このような表示装置としては、たとえばいわゆる電子ペーパーや電子書籍等を挙げることができるが、これらに制限されるものではない。
【００６８】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６９】
（半導体装置の作製）
＜実施例１＞
以下の方法によりトランジスタ素子を有する半導体装置を作製した。図２を参照して説明する。厚さ１ｍｍの平坦性の高いガラス基板２０１にアルミニウムを２ｎｍ蒸着し、剥離層２０２を形成した。次に、剥離層２０２上に溶液状のポリイミド（日立化成工業（株）製  ＰＩＸ−８１４４）を用いてスピンコート法により厚さ５μｍの薄膜を形成した後、１００℃で１時間乾燥し、ついで２５０℃で１時間加熱処理を行なうことにより支持層２０３を形成した。
【００７０】
次に、ゲート電極を作製するためのリフトオフ用レジストパターンを形成し、蒸着法によりクロム１ｎｍ、ついで金５０ｎｍを成膜した後、アセトンによりリフトオフを行なうことにより、ゲート電極２０４を形成した。ついで、溶液状のポリイミド（日立化成工業（株）製  ＰＩＸ−８１４４）を用いてスピンコート法により成膜した後、１００℃で１時間乾燥し、ついで２５０℃で１時間加熱処理を行なうことにより厚さ２μｍのゲート絶縁膜２０５を形成した。次に、リソグラフィによりソース電極、ドレイン電極パターンを形成した後、クロム１ｎｍ、ついで金５０ｎｍを蒸着し、リフトオフ法によりソース電極２０６およびドレイン電極２０７を形成した。ついで、活性層２０８として有機半導体材料であるペンタセンを５０ｎｍの厚さで蒸着することにより、有機トランジスタ素子部を完成させた。なお、本実施例では保護層２０９を設けなかった。
【００７１】
続いて、得られた基板２０１を有する半導体装置を、室温で約１時間、フォトリソグラフィ用現像液（ローム・アンド・ハース社製、ＭＦ  ＣＤ−２６）に浸漬することにより基板２０１を剥離し、全体の厚さが約７μｍの有機半導体装置を得た。
【００７２】
この半導体装置を曲率半径０．１ｍｍで折り曲げたところ、塑性変形することなく、もとの平面形状を回復した。
【００７３】
＜実施例２＞
基板２０１の剥離を行なう前に、活性層２０８上に、ビニルエステル樹脂を用いたスピンコート法により厚さ５μｍの保護層２０９を形成したこと以外は、実施例１と同様にして全体の厚さが約１２μｍの有機半導体装置を作製した。この半導体装置を曲率半径０．１ｍｍで折り曲げたところ、塑性変形することなく、もとの平面形状を回復した。
【００７４】
＜実施例３＞
以下の方法によりトランジスタ素子を有する半導体装置を作製した。図３を参照して説明する。まず、縦横５０×５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板３０１をホットプレート上に載置し、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を染み込ませた脱脂綿を基板３０１に載せ、さらにその上にシャーレをかぶせた。ついで、ホットプレートにより１５０℃で５分間加熱し、ＨＭＤＳ処理を行なった。ＨＭＤＳ処理された基板表面の水に対する接触角は、上記した方法により測定したところ、９２°であった。
【００７５】
次に、ＨＭＤＳ処理された基板表面上に、溶液状のポリイミド（日立化成工業（株）製  ＰＩＸ−８１４４）を用いてスピンコート法（１０００ｒｐｍ  ３秒、３０００ｒｐｍ  ６０秒）により厚さ約３μｍの薄膜を形成した後、１００℃で１時間乾燥し、ついで２５０℃で１時間加熱処理を行なうことにより、支持層３０３を形成した（図３（ａ）参照）。次に、ゲート電極を作製するためのリフトオフ用レジストパターンを形成し、蒸着法によりクロム１．２ｎｍ、ついで金３０ｎｍを成膜した後、アセトンによりリフトオフを行なうことにより、ゲート電極３０４を形成した。ついで、溶液状のポリイミド（日産化学工業（株）製  ＳＥ−８１２）を用いてスピンコート法（１０００ｒｐｍ  ３秒、５０００ｒｐｍ  ６０秒）により成膜した後、１００℃で１時間乾燥し、ついで２５０℃で１時間加熱処理を行なうことにより、厚さ約６００ｎｍのゲート絶縁膜３０５を形成した。次に、リソグラフィによりソース電極、ドレイン電極パターンを形成した後、クロム１．２ｎｍ、ついで金３０ｎｍを蒸着し、リフトオフ法によりソース電極３０６およびドレイン電極３０７を形成した。チャネル長（Ｌ）は２０μｍとし、チャネル幅（Ｗ）は、７８ｍｍとした。ついで、活性層３０８として有機半導体材料であるペンタセンを５０ｎｍの厚さで蒸着することにより、有機トランジスタ素子部を完成させた。本実施例では保護層３０９を設けなかった。図５は、基板３０１上に形成された有機トランジスタ素子を概略的に示す斜視図である。なお、図５において、活性層３０８は割愛されている。図５に示されるように、ソース電極３０６およびドレイン電極３０７は、それぞれ櫛歯状を有しており、各櫛歯の重なり部分の長さは、２ｍｍとしている。また、図５の概略図とは異なり、櫛歯の本数はソース電極３０６およびドレイン電極３０７それぞれ、２０本である。したがって、チャネル幅（Ｗ）は、２ｍｍ×２０（本）−２ｍｍ＝７８ｍｍとなる（両端の２ｍｍは重ならないため−２ｍｍとしている）。以上のような基板３０１上に形成された有機トランジスタ素子を合計６個作製した。
【００７６】
次に、上記６個のうち３個の素子について、それぞれ、断面半径が２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍであるステンレス製円柱状ロッドを用いて、支持層３０３の巻き取りを行ない、支持層３０３と基板３０１とを分離した。これらの３個の素子については、巻き取り方向は、図６に示されるように、チャネルに対して平行となるようにした。一方、残りの３個の素子については、同じく断面半径が２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍである円柱状ロッドを用いて、巻き取り方向がチャネルに対して垂直になるように支持層３０３を巻き取り、支持層３０３と基板３０１とを分離した。
【００７７】
上記６個の素子について、巻き取り前後の電流−電圧特性を図７および図８に示す。図７は、巻き取り方向がチャネルに対して平行である場合における巻き取り前および巻き取り完了時（すなわち、基板剥離前後）の電流−電圧特性を示すグラフであり、図７（ａ）は、基板を剥離する前の電流−電圧特性を示すグラフ、図７（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、断面半径が２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍである円柱状ロッドを用いて巻き取りを行なった際の巻き取り完了時における電流−電圧特性を示すグラフである。同様に図８は、巻き取り方向がチャネルに対して垂直である場合における巻き取り前および巻き取り完了時（すなわち、基板剥離前後）の電流−電圧特性を示すグラフであり、図８（ａ）は、基板を剥離する前の電流−電圧特性を示すグラフ、図８（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、断面半径が２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍである円柱状ロッドを用いて巻き取りを行なった際の巻き取り完了時における電流−電圧特性を示すグラフである。図７および図８の各グラフは、ゲート電圧（Ｖd）を＋２０〜−６０Ｖ（１０Ｖステップ）、ドレイン−ソース電圧を＋２０〜−６０Ｖ（２Ｖステップ）としたときのデータである。
【００７８】
図７および図８にみられるように、基板剥離前後において、若干のドレイン電流の低下が見られるものの、本発明の半導体装置は十分に実用化可能であることがわかる。また、チャネルに対して垂直方向に巻き取った場合には、ロッドの半径に依らずほぼ一定の電流−電圧特性を示すことがわかる。このことは、チャネルに対して垂直方向に巻き取ることにより、巻き取り時の支持層の曲率が非常に小さい場合であっても、素子に悪影響を及ぼすことなく、基板を剥離できることを示している。なお、上記実施例では、基板剥離時の素子特性を評価するために、支持層巻き取り完了時における電流−電圧特性を測定しているが、図８の結果が、ロッド径が十分大きい場合と十分に小さい場合とで素子特性が変化しないことを示していることから、支持層巻き取り完了時における電流−電圧特性が、実質的に、支持層をロッドから取り外し、もとの形状（シート状）を回復した際の電流−電圧特性と同等の値を示すであろうことは容易に推測される。なお、巻き取った素子を有する支持層をロッドから取り外したところ、平面形状を回復した。
【００７９】
＜実施例４＞
以下の方法によりトランジスタ素子を有する半導体装置を作製した。図３を参照して説明する。まず、縦横５０×５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板３０１上に、５５ｗｔ％のシリコーン樹脂溶液（東レ・ダウコーニング（株）製  ＳＩＬＰＯＴ  １８４  Ｗ／Ｃ）を用いてスピンコート法（１０００ｒｐｍ  ３秒、５０００ｒｐｍ  ６０秒）により厚さ約６００ｎｍの薄膜を形成した後、ホットプレートを用いて１５０℃で１０分間ベーキングを行なった。ついで、当該シリコーン樹脂層上に、アルミニウムを１ｎｍの厚さで蒸着した。
【００８０】
次に、シリコーン樹脂層およびアルミニウム層が形成された基板表面上に、溶液状のポリイミド（日立化成工業（株）製  ＰＩＸ−８１４４）を用いてスピンコート法（３０００ｒｐｍ）により厚さ約２．３μｍの薄膜を形成した後、１００℃で１時間乾燥し、ついで２５０℃で１時間加熱処理を行なうことにより、支持層３０３を形成した（図３（ａ）参照）。次に、ゲート電極を作製するためのリフトオフ用レジストパターンを形成し、蒸着法によりクロム１．２ｎｍ、ついで金３０ｎｍを成膜した後、アセトンによりリフトオフを行なうことにより、ゲート電極３０４を形成した。ついで、溶液状のポリイミド（日立化成工業（株）製  ＰＩＸ−８１４４）を用いてスピンコート法（５０００ｒｐｍ）により厚さ約２．３μｍの薄膜を形成した後、イナートオーブンを用いて２００℃で３０分間、ついで２５０℃で１時間加熱処理を行なうことにより、厚さ約２．３μｍのゲート絶縁膜３０５を形成した。次に、リソグラフィによりソース電極、ドレイン電極パターンを形成した後、クロム１．２ｎｍ、ついで金３０ｎｍを蒸着し、リフトオフ法によりソース電極３０６およびドレイン電極３０７を形成した。チャネル長（Ｌ）は２０μｍとし、チャネル幅（Ｗ）は、７８ｍｍとした。ついで、活性層３０８として有機半導体材料であるペンタセンを５０ｎｍの厚さで蒸着することにより、有機トランジスタ素子部を完成させた。本実施例では保護層３０９を設けなかった。
【００８１】
次に、断面半径が５ｍｍであるステンレス製円柱状ロッドを用いて、支持層３０３の巻き取りを行ない、支持層３０３と基板３０１とを分離した。巻き取りは容易に行なうことができた。また、巻き取った素子を有する支持層をロッドから取り外したところ、平面形状を回復した。
【００８２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の半導体装置の好ましい一例であるトランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法の好ましい一例を示す工程図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法の別の好ましい一例を示す工程図である。
【図４】ロッドを用いた基板の剥離方法の一例を示す模式図である。
【図５】基板上に形成された有機トランジスタ素子を概略的に示す斜視図である。
【図６】ロッドを用いた支持層の巻き取りの巻き取り方向の一例を示す斜視図である。
【図７】巻き取り方向がチャネルに対して平行である場合における巻き取り前および巻き取り完了時（すなわち、基板剥離前後）の電流−電圧特性を示すグラフである。
【図８】巻き取り方向がチャネルに対して垂直である場合における巻き取り前および巻き取り完了時（すなわち、基板剥離前後）の電流−電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
１０１，２０３，３０３  支持層、１０２，２０４，３０４  ゲート電極、１０３，２０５，３０５  ゲート絶縁膜、１０４，２０６，３０６  ソース電極、１０５，２０７，３０７  ドレイン電極、１０６，２０８，３０８  活性層、１０７，２０９，３０９  保護層、２０１，３０１  基板、２０２  剥離層、４０１  ロッド。
【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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