반도체장치 document_id A220623049086

일반적으로 전자파의 검지 용도에 사용되는 광전변환 장치는 수많이 알려져 있고, 예를 들면 자외선으로부터 적외선에 걸쳐서 감도를 가지는 것은 총괄해서 광센서(포토센서라고도 한다)라고 부르고 있다. 그중에서도 파장 400nm∼700nm의 가시광선 영역에 감도를 가지는 것은 특히 가시광선 센서로 불리고, 인간의 생활환경에 따라 조도조정이나 온/오프 제어 등이 필요한 기기류에 수많이 이용되고 있다. 특히 표시장치에서는 표시장치의 주위의 밝기를 검출하고, 그것의 표시 휘도를 조정하는 것이 행해지고 있다. 왜냐하면 주위의 밝기를 검출하여, 적당한 표시 휘도를 얻음으로써, 쓸데없는 전력을 절감하는 것이 가능하기 때문이다. 예를 들면 휴대전화나 퍼스널컴퓨터에 그러한 휘도조정용의 광센서가 이용되고 있다. 또한 주위의 밝기 뿐만 아니라, 표시장치, 특히 액정표시장치의 백라이트의 휘도를 광센서에 의해 검출하여, 표시 화면의 휘도를 조절하는 것도 행해지고 있다. 이러한 광센서에 있어서는, 센싱 부분에 포토다이오드를 사용하고, 포토다이오드의 출력 전류를 증폭회로에서 증폭하는 것이 행해지고 있다. 이러한 증폭회로로서는, 예를 들면 커런트 미러 회로를 사용할 수 있다. 도2a에 종래의 광센서의 단면도 및 그것의 제작 방법을 나타낸다(특허문헌1 참조). 처음에, 제1의 기판(1101) 위에 금속막(1102)을 형성한다. 금속막(1102)으로서는, W, Ti, Ta, Mo, Cr, Nd, Fe, Ni, Co, Zr, Zn, Ru, Rh, Pd, Os, Ir로부터 선택된 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금재료 혹은 화합물재료로 이루어지는 단층, 또는 이것들의 적층, 또는, 이것들의 질화물의 단층, 또는 이것들의 적층을 사용하면 된다. 금속막(1102)의 막두께는 10nm∼200nm, 바람직하게는 50nm∼75nm로 한다. 다음에 금속막(1102) 위에 절연막(1103)을 형성한다. 이때, 금속막(1102)과 절연막(1103)의 사이에 아모퍼스 상태의 금속 산화막(1100)이 2nm∼5nm정도 형성된다. 나중의 공정에서 박리할 때, 금속 산화막(1100) 내부, 또는 금속 산화막(1100)과 절연막(1103)의 계면, 또는 금속 산화막(1100)과 금속막(1102)의 계면에서 분리가 생긴다. 절연막(1103)으로서는, 스퍼터링법 또는 플라즈마 CVD법이 의해, 산화 규소, 질소를 포함하는 산화 규소, 금속산화 재료로 이루어진 막을 형성하면 된다. 절연막(1103)의 막두께는, 금속막(1102)의 2배 이상, 바람직하게는, 150nm∼200nm인 것이 바람직하다. 다음에 절연막(1103) 위에, 적어도 수소를 포함하는 재료의 막을 형성한다. 적어도 수소를 포함하는 재료의 막으로서는, 반도체막 또는 질화물막 등을 사용할 수 있다. 여기에서는, 반도체막을 형성한다. 그후, 수소를 포함하는 재료의 막 중에 포함되는 수소를 확산하기 위한 열처리를 행한다. 이 열처리는 410℃ 이상이면 되고, 결정성 반도체막의 형성 프로세스와는 별도로 행해도 되고, 겸용시켜서 공정을 생략해도 된다. 예를 들면 수소를 포함하는 재료막으로서 수소를 포함하는 아모퍼스 실리콘 막을 사용하고, 가열해서 폴리실리콘 막을 형성할 경우, 결정화시키기 위해서 500℃ 이상의 열처리를 행하면, 폴리실리콘막을 형성함과 동시에 수소의 확산을 행할 수 있다. 다음에 공지의 방법에 의해, 폴리실리콘 막을 원하는 형상으로 에칭하여, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor(TFT))을 형성한다. 도2a의 TFT(1104)에 있어서는, 소스 영역, 드레인 영역, 및 채널 형성衡영역을 가지는 폴리실리콘 막(1105), 폴리실리콘 막(1105)을 덮는 게이트 절연막, 폴리실리콘 막(1105)의 채널 형성 영역 위에 형성된 게이트 전극(1106), 층간 절연막(1119)을 개재하여 소스 영역 및 드레인 영역에 접속된 소스 전극(1107) 및 드레인 전극(1108)을 가진다. 또한, 층간절연막(1119)은, 소스 전극, 드레인 전극과 게이트 전극을 절연하는 복수의 절연막으로 형성되어 있다. 다음에 층간 절연막(1119) 위에 TFT의 소스 전극(1107) 위에 접속하는 광전변환소자를 형성한다. 여기에서는, 광전변환소자로서 다이오드를 형성한다. 우선 처음에, 소스 전극(1107)에 접속하는 제1의 전극(1110)을 형성하고, 그 위에 광전변환층인 아모퍼스 실리콘 막(1111) 및 제2의 전극(1112)을 형성한다. 그후, 아모퍼스 실리콘 막(1111) 및 제2의 전극(1112)을 원하는 형상으로 에칭해서 다이오드를 형성한다. 그후, 다이오드의 제2의 전극에 접속하는 배선(1113)을 형성하는 동시에, 드레인 전극(1108)에 접속되고, 또한 출력 단자에 접속되는 배선(1114)을 형성한다. 이어서, 반도체막을 고정하는 지지체가 되는 제2의 기판(1115)을 점착재(1116)로 부착한다. 또한, 제2의 기판(1115)은, 제1의 기판(1101)보다도 강성이 높은 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 대표적으로는, 제2의 기판(1115)으로서 유리 기판, 석영기판, 금속기판, 세라믹 기판, 플라스틱 기판을 적당하게 사용할 수 있는다. 또한 점착재(1116)로서는, 유기재료로부터 이루어지는 점착재를 사용하면 된다. 이때, 점착재의 일부에 평탄화층을 형성해도 된다. 여기에서는, 평탄화층으로서, 유기재료로 이루어지는 점착재에 수용성수지(1116a)를 도포하고, 그 위에 양면이 반응 박리형 점착재로 덮인 부재(1116b)(이하, 양면 시이트이라고 적는다)를 접착해서 TFT(1104) 및 다이오드(전극(1110), 아모퍼스 실리콘막(1111), 전극(1112)을 포함한다)와 제2의 기판(1115)을 접착해도 된다. 이 접착 방법을 사용함으로써 나중의 박리공정을 비교적 적은 힘으로 행할 수 있다. 유기재료로 이루어지는 점착재로서는, 반응 박리형 점착재, 열 박리형 점착재, 자외선 박리형 점착재 등의 광 박리형 점착재, 혐기 박리형 점착재 등의 각종 박리형 점착재를 들 수 있다. 도2b에 있어서, 제1의 기판(1101) 및 그것에 형성된 금속막(1102)을 박리체(1150)라고 부른다. 또한 절연막(1103)으로부터 다이오드의 제2의 전극에 접속하는 배선(1113) 및 외부단자에 접속되는 배선(1114)까지의 층을 적층체(1151)라고 한다. 이어서, 제1의 기판(1101)의 금속막(1102)과 절연막(1103)을, 물리적 수단에 의해 당겨 벗긴다. 물리적 힘이란, 예를 들면 쐐기 등의 예리한 단부를 갖는 부 재를 사용한 부하, 노즐로부터 내뿜어지는 가스의 풍압, 초음파 등의 비교적 작은 힘이다. 금속 산화막(1100) 내부, 절연막(1103)과 금속 산화막(1100)의 계면 또는 금속 산화막(1100)과 금속막(1102)의 계면에서 박리가 생겨, 박리체(1150)와 적층체(1151)를, 비교적 작은 힘으로 당겨 벗길 수 있다. 이렇게 해서, 적층체(1151)를 박리체(1150)로부터 분리할 수 있다. 이어서, 도2c에 도시된 것과 같이 접착재(1118)로 제3의 기판(1117)과 절연막(1103)(즉 적층체(1151))를 접착한다. 제3의 기판(1117)으로서는, 플라스틱 기판, 또는 유기수지로 형성되는 부재를 사용한다. 플라스틱 기판으로서는, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), PES(폴리에테르설폰), 폴리프로필렌, 폴리프로필렌설파이드, 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리설폰, 또는 폴리프탈아미드로 이루어진 플라스틱 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 접착재(1118)로서는, 유기재료로 이루어지는 점착재(1116)에 의한 제2의 기판(1115)과 피박리층인 적층체(1151)의 밀착성보다도, 절연막(1103)을 포함하는 적층체(1151)와 제3의 기판(1117)의 밀착성 쪽이 높은 재료인 것이 중요하다. 접착재(1118)로서는, 반응 경화형 접착재, 열 경화형 접착재, 자외선 경화형접착재 등의 광 경화형 접착재, 혐기 경화형 접착재등의 각종 경화형 접착재를 들 수 있다. 또한, 상기 공정 대신에, 절연막(1103)에 점착재를 설치하여도 된다. 이 경우, 점착재가 다른 부재와 접착하지 않도록 이형지(박리지, 즉 세퍼레이터 등의 기재 일면 또는 양면에 박리면을 가지는 시이트)를 설치해도 된다. 박리지를 벗기면, 임의의 부재에 접착하는 것이 가능하기 때문, 기판을 필요로 하지 않고, 더욱 더 반도체장치를 얇게 하는 것이 가능하다. 다음에 도2d에 도시된 것과 같이 적층체(1151)로부터 점착재(1116) 및 제2의 기판(1115)을 박리한다. 유기재료로 이루어지는 점착재(1116)를, 열반응, 광반응, 습도에 의한 반응, 또는 화학반응(예를 들면 물, 산소 등을 사용해서 접착력을 저하시킨다)시켜서, 유기재료로 이루어지는 점착재(1116) 및 제2의 기판(1115)을 적층체(1151)로부터 박리한다. 이상의 공정에 의해, 도2e에 도시된 것과 같이 플라스틱 기판 위에, 폴리실리콘 막으로 이루어진 TFT와 아모퍼스 실리콘 막으로 이루어지는 소자, 다이오드를 가지는 반도체장치를 형성 할 수 있다. [특허문헌] 국제공개 제04/068582호 팜플렛