特開 2023-75566 伸縮性を有する半導体装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023075566

(43)【公開日】2023-05-31

(54)【発明の名称】伸縮性を有する半導体装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/14 20060101AFI20230524BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20230524BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20230524BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20230524BHJP

   H10K 50/00 20230101ALI20230524BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20230524BHJP

【ＦＩ】

H01L23/14 R

H01L29/78 626C

H01L23/12 Z

H05B33/02

H05B33/14 A

H05B33/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021188543

(22)【出願日】2021-11-19

(71)【出願人】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100171446

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 尚幸

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(74)【代理人】

【識別番号】100171930

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 郁一郎

(72)【発明者】

【氏名】宮川 幹司

(72)【発明者】

【氏名】中田 充

(72)【発明者】

【氏名】辻 博史

【テーマコード（参考）】

3K107

5F110

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC21

3K107CC31

3K107CC45

3K107DD17

3K107FF15

3K107GG00

5F110AA21

5F110AA26

5F110BB01

5F110CC07

5F110DD01

5F110DD06

5F110DD13

5F110EE02

5F110EE03

5F110EE04

5F110EE06

5F110EE14

5F110FF02

5F110FF03

5F110FF09

5F110GG01

5F110GG28

5F110GG29

5F110GG58

5F110HK02

5F110HK03

5F110HK04

5F110HK06

5F110HK21

5F110NN04

5F110NN27

5F110NN28

5F110QQ16

(57)【要約】

【課題】伸縮による半導体素子への影響を軽減し、半導体素子の特性の安定化を図ることを可能とした伸縮性を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】粘着性を有するアクリル系粘着組成物を含む伸縮性樹脂基板２と、伸縮性樹脂基板２の面内に並んで配置された複数の非伸縮性樹脂基板３と、複数の非伸縮性樹脂基板３の各々の面上に配置された複数の半導体素子４とを備え、伸縮性樹脂基板２は、複数の非伸縮性樹脂基板３の隣り合うもの同士の間で伸縮自在とされている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粘着性を有するアクリル系粘着組成物を含む伸縮性樹脂基板と、
前記伸縮性樹脂基板の上に配置された非伸縮性樹脂基板と、
前記非伸縮性樹脂基板の上に配置された半導体素子とを備える伸縮性を有する半導体装置。

【請求項2】

前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板の面内に複数並んで配置され、
前記半導体素子は、前記複数の非伸縮性樹脂基板の各々の面上に配置され、
前記伸縮性樹脂基板は、前記複数の非伸縮性樹脂基板の隣り合うもの同士の間で伸縮自在とされていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。

【請求項3】

前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板に密着層を介して貼着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮性を有する半導体装置。

【請求項4】

前記非伸縮性樹脂基板の上に、前記半導体素子の少なくとも一部を覆う保護層が設けられていることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の伸縮性を有する半導体装置。

【請求項5】

第１の支持基板の上に非伸縮性樹脂基材を形成する工程と、
前記非伸縮性樹脂基材の上に複数の半導体素子を形成する工程と、
前記複数の半導体素子の上に接着層を介して第２の支持基板を貼着する工程と、
前記第１の支持基板を剥離する工程と、
前記非伸縮性樹脂基材を前記半導体素子毎にその周囲を囲む複数の非伸縮性樹脂基板に切断する工程と、
前記非伸縮性樹脂基材のうち前記複数の非伸縮性樹脂基板以外の余白部分を除去する工程と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の上に伸縮性樹脂基板を貼着する工程と、
前記第２の支持基板を剥離する工程とを含む伸縮性を有する半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記複数の非伸縮性樹脂基板に切断された前記非伸縮性樹脂基材の上に密着層を形成する工程と、
前記密着層が形成された前記非伸縮性樹脂基材のうち前記複数の非伸縮性樹脂基板以外の余白部分をその上の前記密着層と共に除去する工程と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の上に前記密着層を介して前記伸縮性樹脂基板を貼着する工程とを含むことを特徴とする請求項５に記載の伸縮性を有する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、伸縮性を有する半導体装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、伸縮性を有する半導体装置がある（例えば、下記特許文献１，２を参照。）。このような伸縮性を有する半導体装置は、球面や自由曲面などの３次元形状に変形可能な有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイや、感圧センサなどの電子デバイスの駆動に必要である。

【0003】

具体的に、下記特許文献１には、支持表面を有するフレキシブル基板と、曲面状内表面を有する半導体構造とを備え、曲面状内表面の少なくとも一部がフレキシブル基板の支持表面に結合されている伸縮性半導体素子が開示されている。

【0004】

また、下記特許文献２には、樹脂基板上に１つ又は複数の半導体素子を形成し、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つ又は複数埋設され、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が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－２８１４０６号公報

【特許文献2】特開２０１５－１４９３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述した伸縮性を有する半導体装置では、伸縮性を有する基板の上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの半導体素子を形成している。しかしながら、従来の半導体装置では、基板を伸縮させた際に、伸縮部となる基板と、非伸縮部となる半導体素子との間で剥離が生じ易く、半導体素子の特性が不安定となることがあった。

【0007】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、伸縮による半導体素子への影響を軽減し、半導体素子の特性の安定化を図ることを可能とした伸縮性を有する半導体装置、並びにそのような半導体装置を製造するのに好適な伸縮性を有する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 粘着性を有するアクリル系粘着組成物を含む伸縮性樹脂基板と、
前記伸縮性樹脂基板の上に配置された非伸縮性樹脂基板と、
前記非伸縮性樹脂基板の上に配置された半導体素子とを備える伸縮性を有する半導体装置。
〔２〕 前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板の面内に複数並んで配置され、
前記半導体素子は、前記複数の非伸縮性樹脂基板の各々の面上に配置され、
前記伸縮性樹脂基板は、前記複数の非伸縮性樹脂基板の隣り合うもの同士の間で伸縮自在とされていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔３〕 前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板に密着層を介して貼着されていることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔４〕 前記非伸縮性樹脂基板の上に、前記半導体素子の少なくとも一部を覆う保護層が設けられていることを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔５〕 第１の支持基板の上に非伸縮性樹脂基材を形成する工程と、
前記非伸縮性樹脂基材の上に複数の半導体素子を形成する工程と、
前記複数の半導体素子の上に接着層を介して第２の支持基板を貼着する工程と、
前記第１の支持基板を剥離する工程と、
前記非伸縮性樹脂基材を前記半導体素子毎にその周囲を囲む複数の非伸縮性樹脂基板に切断する工程と、
前記非伸縮性樹脂基材のうち前記複数の非伸縮性樹脂基板以外の余白部分を除去する工程と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の上に前記伸縮性樹脂基板を貼着する工程と、
前記第２の支持基板を剥離する工程とを含む伸縮性を有する半導体装置の製造方法。
〔６〕 前記複数の非伸縮性樹脂基板に切断された前記非伸縮性樹脂基材の上に密着層を形成する工程と、
前記密着層が形成された前記非伸縮性樹脂基材のうち前記複数の非伸縮性樹脂基板以外の余白部分をその面上の前記密着層と共に除去する工程と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の上に前記密着層を介して前記伸縮性樹脂基板を貼着する工程とを含むことを特徴とする前記〔５〕に記載の伸縮性を有する半導体装置の製造方法。

【発明の効果】

【0009】

以上のように、本発明によれば、伸縮による半導体素子への影響を軽減し、半導体素子の特性の安定化を図ることを可能とした伸縮性を有する半導体装置、並びにそのような半導体装置を製造するのに好適な伸縮性を有する半導体装置の製造方法を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図１中に示す線分Ａ－Ａによる半導体装置の要部を拡大した断面図である。

【図3】図２に示す半導体装置の保護層が設けられた構成を示す断面図である。

【図4】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図5】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図6】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図7】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図8】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図9】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図10】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図11】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図12】図１に示す半導体装置の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図13】実施例において導体装置の特性を測定した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0012】

（半導体装置）
先ず、本発明の一実施形態として、例えば図１～図３に示す伸縮性を有する半導体装置１ついて説明する。
なお、図１は、半導体装置１の構成を示す斜視図である。図２は、図１中に示す線分Ａ－Ａによる半導体装置１の要部を拡大した断面図である。図３は、半導体装置１の保護層が設けられた構成を示す断面図である。

【0013】

本実施形態の半導体装置１は、図１及び図２に示すように、伸縮性樹脂基板２と、伸縮性樹脂基板２の面内に並んで配置された複数の非伸縮性樹脂基板３と、非伸縮性樹脂基板３の各々の面上に配置された複数の半導体素子４とを備えている。

【0014】

本実施形態の半導体装置１では、半導体素子４として、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ４」という。）を伸縮性樹脂基板２の面内にマトリックス状に並べて配置した構成を例示している。

【0015】

本実施形態の半導体装置１は、例えば液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示パネルなどのディスプレイの駆動用ＴＦＴに好適に用いられる。これにより、伸縮自在なストレッチャブルディスプレイを実現し、球面や自由曲面などの３次元形状に変形可能なディスプレイを形成することが可能である。

【0016】

伸縮性樹脂基板２は、粘着性を有するアクリル系粘着組成物を含むフィルム基板であり、その中でも、透明性や耐候性、耐熱性に優れ、凹凸面に対する追従性や曲面接着力及び保持力に優れたアクリル系樹脂を用いることが好ましい。

【0017】

伸縮性樹脂基板２には、例えば、粘着性を有するアクリル系粘着組成物として、アクリロイル基及びメタクリロイル基を有するモノマーを５０質量％以上の割合で含む粘着性を有するアクリル系ポリマーを用いることができる。また、伸縮性樹脂基板２は、粘着付与樹脂として、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、エポキシ系粘着付与樹脂などを含む構成としてもよい。また、伸縮性樹脂基板２は、フィルム基板を構成する樹脂材料として、引張伸び率が１００％以上の樹脂であり、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、スチレンブタジエン樹脂などを用いることができる。また、伸縮性樹脂基板２の厚さは、０．００５～１．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５～１ｍｍである。

【0018】

伸縮性樹脂基板２の粘着力は、「ＪＩＳ Ｚ ０２３７」に基づいて測定される１８０°引き剥がし粘着力において、例えば、５Ｎ／２ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは７Ｎ／２０ｍｍ以上である。伸縮性樹脂基板２の粘着力の高さは、非伸縮性樹脂基板３との剥離を抑制し、一体化するために必要な要素であり、粘着力の上限については特に制限されるものではない。

【0019】

伸縮性樹脂基板２は、長寿命化及び耐久性の向上を図るため、伸縮させた後に元の形状への復元性があることが好ましい。具体的には、１００％伸長させた後の復元率が７０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上である。復元率が低いと耐久性が得られにくくなる。復元率の調整は、アクリル系ポリマーの架橋度や平均分子量により調整することが知られており、この手法により調整が可能である。

【0020】

複数の非伸縮性樹脂基板３は、可撓性を有する樹脂（プラスチック）製のフィルム基板であり、伸縮性樹脂基板２の面内にマトリックス状に並んで配置されている。また、各非伸縮性樹脂基板３は、伸縮性樹脂基板２の一方の面（表面）側に、伸縮性樹脂基板２の粘着力により貼着されている。

【0021】

非伸縮性樹脂基板３には、例えば、ポリイミド（ＰＩ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナノセルロースなどを用いることができる。その中でも、ＴＦＴ４の形成時に必要や熱焼成や薬液処理などに対する耐熱性や耐薬品性に優れたＰＩを用いることが好ましい。また、非伸縮性樹脂基板３の厚さは、０．１～１００μｍであることが好ましく、より好ましくは１～１０μｍである。

【0022】

また、非伸縮性樹脂基板３は、伸縮性樹脂基板２に密着層５を介して貼着されていることが好ましい。密着層５は、伸縮部となる伸縮性樹脂基板と、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３との間の密着性を向上させるための層であり、非伸縮性樹脂基板３の伸縮性樹脂基板２と対向する面上に形成されている。

【0023】

密着層５には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜や窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）膜などの無機酸化膜、又はこれらの積層膜を用いることができる。また、密着層５の厚さは、１０～２０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは５～２００ｎｍである。

【0024】

ＴＦＴ４は、非伸縮性樹脂基板３の上に、半導体層６と、半導体層６と交差するように配置されたゲート電極７と、半導体層６とゲート電極７との間に配置された絶縁層８と、半導体層６のゲート電極７を挟んだ両側に配置されたソース電極９及びドレイン電極１０とを有している。

【0025】

また、本実施形態のＴＦＴ４は、ゲート電極７を覆う絶縁層８の上に半導体層６が設けられたボトムゲート構造を有している。一方、ＴＦＴ４については、半導体層６を覆う絶縁層８の上にゲート電極７が設けられたトップゲート構造を有していてもよい。

【0026】

半導体層６は、ゲート電極７と平面視で重なる絶縁層８の上に配置されて、チャネルが形成される活性層を形成している。半導体層６には、例えば、少なくとも主成分にインジウム、スズ、亜鉛及び酸素（Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ）を含む酸化物半導体や、少なくともインジウム、ガリウム、亜鉛及び酸素（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）を含む酸化物半導体などを用いることができる。

【0027】

ゲート電極７は、非伸縮性樹脂基板３の上に配置されている。ゲート電極７には、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属又はそれらの合金、若しくはそれらの金属を２種類以上積層した導電膜を用いることができる。

【0028】

絶縁層８は、半導体層６とゲート電極７との間を絶縁し、半導体層６にゲート電極７を介して電圧を印加するために設けられている。絶縁層８には、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）膜や酸化シリコン（ＳｉＯ_２）などの無機酸化膜、又はこれらの積層膜を用いることができる。

【0029】

ソース電極９及びドレイン電極１０は、それぞれ半導体層６及び絶縁層８の上に連続して配置されている。ソース電極９及びドレイン電極１０には、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属又はそれらの合金、若しくはそれらの金属を２種類以上積層した導電膜を用いることができる。

【0030】

また、ＴＦＴ４は、非伸縮性樹脂基板３との密着性の改善や、非伸縮性樹脂基板３のバリア性を高めるために、非伸縮性樹脂基板３の上に下地層（図示せず。）を介して配置された構成であってもよい。下地層には、上述した絶縁層８で例示したものと同じものを用いることができる。

【0031】

伸縮性樹脂基板２の面上には、伸縮性を有する配線層１１が設けられている。配線層１１は、ゲート電極７、ソース電極９及びドレイン電極１０の各々に対応して設けられて、ＴＦＴ４と電気的に接続されている。

【0032】

配線層１１には、例えば、弾性のあるエラストマーにカーボンナノチューブや金属ナノワイヤなどを分散させて導電性を持たせたものや、金などの金属配線を蛇腹状に湾曲形状をさせたものなどの伸縮性を有する導電層を用いることができる。

【0033】

本実施形態の半導体装置１は、図３に示すように、非伸縮性樹脂基板３の上に、ＴＦＴ４の少なくとも一部を覆う保護層１２が設けられた構成であってもよい。保護層１２は、非伸縮性樹脂基板３の上に形成されるＴＦＴ４の歪みを抑制し、ＴＦＴ４の特性を安定化させる効果を有している。

【0034】

保護層１２には、例えばエポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などの有機膜を用いることができる。その中でも、１μｍ以上の厚膜化が可能であり、光によるパターン形成が可能な光反応性のエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ネガ型のフォトレジスト材料であるＳＵ－８などを用いることができる。また、保護層１２の厚みは、０．１～５μｍであることが好ましく、より好ましくは１～２μｍである。

【0035】

以上のような構成を有する本実施形態の半導体装置１では、複数の非伸縮性樹脂基板３の隣り合うもの同士の間で伸縮性樹脂基板２が伸縮自在とされている。本実施形態の半導体装置１では、上述した伸縮性樹脂基板２の粘着力により各非伸縮性樹脂基板３が伸縮性樹脂基板２と強固に貼着されている。

【0036】

これにより、本実施形態の半導体装置１では、伸縮性樹脂基板２を伸縮させた際に、伸縮部となる伸縮性樹脂基板２と、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３との間で剥離することを防止すること可能である。また、ＴＦＴ４は、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３の上に設けられているため、伸縮性樹脂基板２による伸縮の影響を軽減することが可能である。

【0037】

したがって、本実施形態の半導体装置１では、伸縮性樹脂基板２の伸縮によるＴＦＴ４への影響を軽減し、ＴＦＴ４の特性の安定化を図ることが可能である。

【0038】

（半導体装置の製造方法）
次に、上記半導体装置１の製造方法について、図４～図１２を参照しながら説明する。
なお、図４～図１２は、半導体装置１の製造工程を順に説明するための断面図である。

【0039】

上記半導体装置１を製造する際は、先ず、図４に示すように、第１の支持基板２１の上に、複数の非伸縮性樹脂基板３となる非伸縮性樹脂基材３０を形成する。具体的には、第１の支持基板２１にガラス基板を用い、この第１の支持基板２１の上に、上述した非伸縮性樹脂基板３となるＰＩを含む塗液をスピンコートにより塗布して塗膜を形成した後に、この塗膜を乾燥させることによって、ＰＩフィルムからなる非伸縮性樹脂基材３０を形成する。

【0040】

次に、図５に示すように、非伸縮性樹脂基材３０の上に、複数の半導体素子ＴＦＴ４を形成する。具体的には、非伸縮性樹脂基材３０の上に、通常の半導体製造プロセスを用いて、ゲート電極７と、絶縁層８と、半導体層６と、ソース電極９及びドレイン電極１０とを順に形成する。

【0041】

また、必要に応じて保護層１２を形成する。具体的では、ネガ型のフォトレジスト材料であるＳＵ－８を用いて、このＴＦＴ４の上にスピンコートにより塗布した後に、フォトマスクを通して露光、現像を行うことによって、保護層１２を形成する。この保護層１２は、１μｍ以上の厚膜化が可能であり、化学的安定性に優れ、ヤング率が２ＧＰａ以上であるため、ＴＦＴ４の歪み抑制に効果的である。

【0042】

次に、図６に示すように、複数のＴＦＴ４の上に接着層Ｓを介して第２の支持基板２２を貼着する。具体的には、第２の支持基板２２にガラス基板を用い、接着層Ｓにフィックスフィルムを用いて、複数のＴＦＴ４の上に接着層Ｓを介して第２の支持基板２２を貼り付ける。

【0043】

次に、図７に示すように、第１の支持基板２１を剥離する。具体的には、レーザーリフトオフを用いて、第１の支持基板２１側からレーザー光を照射し、非伸縮性樹脂基材３０と第１の支持基板２１との界面をアブレーションすることによって、非伸縮性樹脂基材３０から剥離した第１の支持基板２１を除去する。

【0044】

次に、図８に示すように、非伸縮性樹脂基材３０をＴＦＴ４毎にその周囲を囲む複数の非伸縮性樹脂基板３に切断する。具体的には、非伸縮性樹脂基材３０にレーザー光を照射し、非伸縮性樹脂基材３０の非伸縮性樹脂基板３となる部分の周囲をレーザー加工により切断する。

【0045】

次に、図９に示すように、複数の非伸縮性樹脂基板３に切断された非伸縮性樹脂基材３０の上に、密着層５を形成する。具体的には、スパッタリング法を用いて、非伸縮性樹脂基材３０の上に、ＳｉＯ_２膜からなる密着層５を形成する。なお、ＳｉＯ_２膜の形成には、シランカップリング剤などの塗布により形成することも可能である。

【0046】

次に、図１０に示すように、密着層５が形成された非伸縮性樹脂基材３０のうち、複数の非伸縮性樹脂基板３以外の余白部分を除去する。

【0047】

ここで、非伸縮性樹脂基材３０のうち、複数の非伸縮性樹脂基板３となる部分の周囲は、予め切断されているため、これら複数の非伸縮性樹脂基板３を残して、複数の非伸縮性樹脂基板３以外の余白部分をその面上の密着層５と共に型抜きするように除去することが可能である。

【0048】

次に、図１１に示すように、複数の非伸縮性樹脂基板３の上に密着層５を介して伸縮性樹脂基板２を貼着する。具体的には、複数の非伸縮性樹脂基板３の上にある密着層５に対して、アクリル系粘着フィルムからなる伸縮性樹脂基板２を加熱圧着することによって、このアクリル系粘着フィルムの粘着力により伸縮性樹脂基板２を貼り付ける。

【0049】

次に、図１２に示すように、第２の支持基板２２を剥離する。具体的には、複数のＴＦＴ４の上から接着層Ｓと共に剥離した第２の支持基板２２を除去する。以上の工程を経ることによって、上記半導体装置１を作製することが可能である。

【0050】

本実施形態の半導体装置１の製造方法では、上述した伸縮性樹脂基板２の粘着力により複数の非伸縮性樹脂基板３と強固に貼着されるため、伸縮性樹脂基板２を伸縮させた際に、伸縮部となる伸縮性樹脂基板２と、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３との間で剥離することを防止しながら、この半導体装置１の特性の安定化を図ることが可能である。

【0051】

また、本実施形態の半導体装置１の製造方法では、このような伸縮性を有する半導体装置１を歩留まり良く製造することが可能である。

【0052】

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記半導体装置１では、半導体素子としてＴＦＴ４を備えた構成となっているが、本発明が適用される半導体装置については、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば受光素子や歪みセンサ、圧力センサなどの半導体素子を備えた電子デバイスとすることが可能である。

【実施例0053】

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

【0054】

本実施例では、先ず、第１の支持基板となるガラス基板の上に、非伸縮性基材となるＰＩフィルムを形成する。ＰＩフィルムフィルムの形成には、ポリイミドワニス（宇部興産社製）をスピンコートにより成膜した後、窒素雰囲気中において４００℃、１時間の熱処理を行った。これにより、約１５μｍの厚みを有するＰＩフィルムを形成した。

【0055】

次に、ＰＩフィルムの上に、３０個×３０個のＴＦＴをマトリックス状に並べて形成する。具体的には、スパッタ装置により、モリブデン合金膜からなるゲート電極を形成し、その上に、Ｓｉの熱酸化により厚さ２００ｎｍのＳｉＯ_２膜からなる絶縁層を形成した。また、絶縁層の上に、スパッタ装置により、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ（ＩＴＺＯ）のターゲットを用い、チャンバー内にアルゴンと酸素との混合ガスを流しながら、厚さ２０ｎｍのＩＴＺＯ膜からなる半導体層を形成した。その後、ホットプレートを用いて、大気雰囲気中で３００℃、１時間の熱処理を行った。また、半導体層の上に、スパッタ装置により、モリブデン合金膜からなるソース電極及びドレイン電極を形成した。これにより、ボトムゲート－トップコンタクト構造を有するＴＦＴを形成した。なお、このＴＦＴのチャンル長は１００μｍであり、チャネル幅は５００μｍである。

【0056】

次に、ガラス基板の上に、ネガ型のレジスト材料であるＳＵ－８（マイクロケム社製）をスピンコート法により塗布した後、フォトマスクを通して露光、現像を行うことによって、ＴＦＴの形状に対応した保護層を形成する。

【0057】

次に、複数のＴＦＴの上に、接着層となるフィックスフィルムを介して第２の支持基板となるガラス基板を貼り付けた後、レーザー光を照射し、ＰＩフィルムから剥離したガラス基板を除去する。

【0058】

次に、ＰＩフィルムにレーザー光を照射し、非伸縮性樹脂基板となる部分の周囲をレーザー加工により切断する。

【0059】

次に、スパッタリング法を用いて、ＰＩフィルムの上に、ＳｉＯ_２膜からなる密着層を形成する。

【0060】

次に、ＰＩフィルムのうち、複数の非伸縮性樹脂基板を残して、複数の非伸縮性樹脂基板以外の余白部分をその面上のＳｉＯ_２膜と共に型抜きするように除去する。

【0061】

次に、複数の非伸縮性樹脂基板の上にある密着層に対して、アクリル系粘着フィルムからなる伸縮性樹脂基板を加熱圧着することによって、このアクリル系粘着フィルムの粘着力により伸縮性樹脂基板を貼り付ける。

【0062】

次に、複数のＴＦＴの上から接着層と共に剥離したガラス基板を除去する。以上の工程を経ることによって、伸縮性を有する半導体装置を作製した。

【0063】

この伸縮性を有する半導体装置について、伸縮性樹脂基板を伸縮したときの伸縮性樹脂基板の伸張率（％）に対するＴＦＴの特性（ゲート電圧－ドレイン電流特性）の変化を測定した。その測定結果を図１３に示す。

【0064】

なお、本測定では、伸縮性樹脂基板の両端を互いに離間する方向に伸張したときの伸張率を０～５０％の範囲で１０％毎に変化させ、各伸張率での測定を行い、伸張後についても測定を行った。

【0065】

図１３に示すように、各測定において、ゲート電圧はほぼ０の状態から立ち上がっている。また、ヒステリシスもほとんど見られないので、良好な特性を示していることがわかる。

【0066】

また、図１３には示されていないが、同様の測定を繰り返しても、ばらつきが極めて小さく、何れも良好な特性が得られたため、再現性に優れていることも確認した。

【0067】

さらに、伸縮したときのＴＦＴの特性の安定化についても、伸張率が０％の場合と伸張率が５０％の場合との比較において同じ良好な特性を確認した。

【0068】

また、本実施例の半導体装置において、移動度は３０．０ｃｍ^２／Ｖｓであり、Ｉon/Ｉoffの比は１０^７以上であり、良好な結果が得られた。

【0069】

本実施例の半導体装置では、上述した伸縮性樹脂基板の粘着力により複数の伸縮性樹脂基板が伸縮性樹脂基板と強固に貼着されるため、伸縮性樹脂基板を伸縮させた際に、伸縮部となる伸縮性樹脂基板と、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板との間で剥離することを防止しながら、この半導体装置１の特性の安定化を図ることが可能である。

【符号の説明】

【0070】

１…半導体装置 ２…伸縮性樹脂基板 ３…非伸縮性樹脂基板 ４…半導体素子（ＴＦＴ） ５…密着層 ６…半導体層 ７…ゲート電極 ８…絶縁層 ９…ソース電極 １０…ドレイン電極 １１…配線層 １２…保護層 ２１…第１の支持基板 ２２…第２の支持基板 ３０…非伸縮性樹脂基材 Ｓ…接着層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】