專利名稱：半導體裝置和電光學裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體裝置，特別是涉及通過在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通而形成的半導體裝置，或者，通過在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再向第2基板上轉印元件芯片，使元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通而形成的半導體裝置。
因此，開發了在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置；或者在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再向第2基板上轉印元件芯片，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置；以及使用這些半導體裝置的顯示裝置等電光裝置。根據該方法，因為能只在必要的部分配置功能元件，作為全體來平均，能降低該半導體裝置的制造成本。此外，這時作為剝離和轉印的工藝，使用了激光侵蝕和粘合劑等(T.Shimoda et al，Techn.Dig.IEDM 1999，289，S.Utsunomiya，et al，Dig.Tech.Pap.STD 2000，916，T.Shimoda，Proc.Asia Display/IDW’01，327，S.Utsunomiya，et al，Proc.Asia Display/IDW’01，339)。
在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置，或者在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再向第2基板上轉印元件芯片，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置中，都取得第1焊盤和第2焊盤的導通，但是成為開發課題之一。這時，在剝離和轉印的工序中，容易發生偏移，所以為了即使產生偏移，也能可靠地區的第1焊盤和第2焊盤的導通，希望使第1焊盤和第2焊盤的面積大。特別是為了降低制造成本，盡可能使元件芯片變小，所以很難使第1焊盤很大。而第2基板常常在面積上比較有余量，增大第2焊盤是比較容易的。另外，不僅是第1焊盤的面積，還希望使它的寬度增大。
因此，本發明的目的在于在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置，或者在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再向第2基板上轉印元件芯片，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置中，使第1焊盤取得大的面積，或者使第1焊盤取得大的寬度。根據該構造，即使在剝離和轉印的工序中產生偏移，也能可靠地使第1焊盤和第2焊盤導通。如果使第1焊盤取得大的面積，使對應的第2焊盤的面積也大到某種程度，則能降低接觸電阻。
根據該構造，能使第1焊盤取得大的面積。
本發明之2是根據本發明之1的半導體裝置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盤離第2基板更遠一側。
根據該構造，通過層疊形成功能元件和第1焊盤，能與功能元件重疊形成第1焊盤，能使第1焊盤取得大的面積。
本發明之3的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的遠離第2基板的表面上只形成第1焊盤。
根據該構造，能使第1焊盤取得大的面積。
本發明之4是根據本發明之3的半導體裝置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盤更靠近第2基板一側。
根據該構造，通過層疊形成功能元件和第1焊盤，能與功能元件重疊形成第1焊盤，能使第1焊盤取得大的面積。
本發明之5的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的第2基板一側的表面和遠離第2基板一側的表面形成第1焊盤。
根據該構造，能使第1焊盤取得更大的面積。
本發明之6的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于當元件芯片的周長為L，面積為S時，L＞2π1/2S1/2。
根據該構造，通過使元件芯片的周長變長，能形成寬度大的第1焊盤。因為元件芯片的面積沒有變大，所以關于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本發明之7是根據本發明之6的半導體裝置，其特征在于L＞4S1/2。
根據該構造，通過使元件芯片的周長變長，能形成寬度大的第1焊盤。因為元件芯片的面積沒有變大，所以關于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本發明之8的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于用焊錫、銦、鉛等的低熔點材料形成第1焊盤或第2焊盤。
根據該構造，剝離元件芯片，向第2基板轉印之后，只在高溫下保持一定時間，就能取得第1焊盤和第2焊盤的導通。
本發明之9的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的端面上，以向第1基板的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盤，在第2基板上，形成與第1焊盤對應的形狀。
根據該構造，能自動調整地在第2焊盤上配置第1焊盤，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤和第2焊盤的導通。
本發明之10的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于第1焊盤形成凸狀，第2焊盤形成凹狀，或者第1焊盤形成凹狀，第2焊盤形成凸狀。
根據該構造，能自動調整地在第2焊盤上配置第1焊盤，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤和第2焊盤的導通。
本發明之11的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用低介電常數材料作為元件芯片的絕緣層。
根據該構造，能降低元件芯片功能的元件和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。
本發明之12的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用氣體、液體或真空作為元件芯片的絕緣層。
根據該構造，能降低元件芯片的功能元件和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。
本發明之13的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的第2基板一側的表面上只形成第1焊盤。
根據該構造，能使第1焊盤取得更大的面積。
本發明之14是根據本發明之13的半導體裝置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盤離第2基板更遠的一側。
根據該構造，通過層疊形成功能元件和第1焊盤，能與功能元件重疊形成第1焊盤，能使第1焊盤取得大的面積。
本發明之15的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的遠離第2基板一側的表面，只形成第1焊盤。
根據該構造，能使第1焊盤取得更大的面積。
本發明之16是根據本發明之15半導體裝置，其特征在于功能元件形成在比第1焊盤更靠近第2基板一側。
根據該構造，通過層疊形成功能元件和第1焊盤，能與功能元件重疊形成第1焊盤，能使第1焊盤取得大的面積。
根據該構造，能使第1焊盤取得更大的面積。
本發明之17的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的第2基板一側的表面和遠離第2基板一側的表面形成第1焊盤。
根據該構造，能使第1焊盤取得更大的面積。
本發明之18的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于當元件芯片的周長為L，面積為S時，L＞2π1/2S1/2。
根據該構造，通過使元件芯片的周長變長，能形成寬度大的第1焊盤。因為元件芯片的面積沒有變大，所以關于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本發明之19是根據本發明之18的半導體裝置，其特征在于L＞4S1/2。
根據該構造，通過使元件芯片的周長變長，能形成寬度大的第1焊盤。因為元件芯片的面積沒有變大，所以關于降低制造成本上，取得了相同的效果。
本發明之20的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于用焊錫、銦、鉛等的低熔點材料形成第1焊盤或第2焊盤。
根據該構造，剝離元件芯片，向第2基板轉印之后，只在高溫下保持一定時間，就能取得第1焊盤和第2焊盤的導通。
本發明之21的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的端面上，以向第1基板的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盤，在第2基板上形成與第1焊盤對應的形狀。
根據該構造，能自動調整地在第2焊盤上配置第1焊盤，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤和第2焊盤的導通。
本發明之22的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于第1焊盤形成凸狀，第2焊盤形成凹狀，或者第1焊盤形成凹狀，第2焊盤形成凸狀。
根據該構造，能自動調整地在第2焊盤上配置第1焊盤，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤和第2焊盤的導通。
本發明之23的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用低介電常數材料作為元件芯片的絕緣層。
根據該構造，能降低元件芯片功能元件和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。
本發明之24的半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再把元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用氣體、液體或真空作為元件芯片的絕緣層。
根據該構造，能降低元件芯片功能元件和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。
本發明之25是根據本發明之1～24中的任意一項的半導體裝置，其特征在于在元件芯片的剝離和轉印中使用激光的照射。
根據該構造，能可靠地進行元件芯片的剝離和轉印。
本發明之26是根據本發明之1～24中的任意一項的半導體裝置，其特征在于功能元件是薄膜晶體管。
根據該構造，對于在以往的方法中，為了制造而需要高度復雜的制造工藝的高功能的薄膜晶體管，能使第1焊盤取得大的面積或使第1焊盤取得大的寬度。
本發明之27是根據權利要求1～24中的任意一項的半導體裝置，其特征在于功能元件是有機電致發光元件。
根據該構造，對于在以往的方法中，為了制造而需要高度復雜的制造工藝的高功能的薄膜晶體管，能使第1焊盤取得大的面積或使第1焊盤取得大的寬度。
本發明之28是一種電光裝置，其特征在于使用本發明之1～27中的任意一項的半導體裝置。
根據該構造，在電光裝置中，一般因為對于功能元件的布線和支撐基板的面積比大，所以另外制作布線和支撐基板，只在必要的部分配置功能元件所導致的制造成本的降低的效果變得更明顯。
本發明之29是一種電子儀器，其特征在于使用本發明之1～27中的任意一項的半導體裝置。
根據該構造，制造成本低，能可靠地取得第1焊盤和第2焊盤的導通，能提供高性能的電子儀器。
圖2是表示本發明實施例1的元件芯片的構造的圖。
圖3是表示本發明實施例1的第2基板的構造的圖。
圖4是在概念上表示把第1焊盤形成凸狀，把第2焊盤形成凹狀的剖視圖。
圖5是表示本發明實施例2的制造方法的圖。
圖6是表示本發明實施例2的元件芯片的構造的圖。
圖7是表示本發明實施例2的第2基板的構造的圖。
圖8是表示本發明實施例3的制造方法的圖。
圖9是表示本發明實施例3的元件芯片的構造的圖。


圖10是表示本發明實施例3的第2基板的構造的圖。
圖11是表示本發明實施例4的元件芯片的構造的圖。
圖12是表示本發明的剝離轉印方法的實例的圖。
圖13是表示本發明的薄膜晶體管的制造方法的實例的圖。
圖14是表示本發明的有機電致發光元件的制造方法的實例的圖。
圖15是表示本發明的實施例5的電光裝置的圖。
圖16是表示本發明的實施例5的制造方法的圖。
圖17是使用了本發明的半導體裝置的電光裝置的象素區域的電路結構圖。
圖18是表示能應用本發明的半導體裝置的電子儀器的圖。
圖中11-第1基板；12-功能元件；13-元件芯片；14-第2基板；15-第1焊盤；16-第2焊盤；17-布線；18-第3基板；19-連接布線；21-第1基板；22-非晶體硅膜；23-功能元件；24-第1焊盤；25-第2基板；26-激光；27-元件芯片；31-第1基板；32-多晶硅膜；33-激光；34-柵絕緣膜；35-柵極；36-源極區域和漏極區域；37-層間絕緣膜；38-源極和漏極；41-第1基板；42-透明電極；43-緊貼層；44-隔板；45-空穴注入層；46-發光層；47-陰極；48-密封材料；51-顯示區域；52-元件芯片；53-布線；54-引出布線；55-驅動電路。
(實施例1)圖1是表示本發明的實施例1的制造方法的圖。在第1基板11上形成功能元件12，剝離包含一個以上的功能元件12的元件芯片13，向第2基板14轉印，通過取得元件芯片13上的由導電性材料構成的第1焊盤15和第2基板上14的由導電性材料構成的第2焊盤16的導通而形成電子電路的半導體裝置。圖1(a)是把第1基板11的元件芯片形成面和第2基板14貼在一起的圖，圖1(b)是從元件芯片13剝離第1基板11，向第2基板14上轉印，去除第1基板11的圖。可以在剝離轉印之前或之后取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通。
圖2是表示本發明的實施例1的元件芯片的構造的圖。功能元件12電連接著給定的第1焊盤15。在元件芯片13的第2基板14一側的表面只形成第1焊盤15。
在元件芯片13的第2基板14一側的表面不形成此外的元件和電極。根據該構造，能使第1焊盤15取得大面積。另外，功能元件12形成在比第1焊盤15離所述第2基板14更遠一側。根據該構造，通過層疊形成功能元件12和第1焊盤15，能與功能元件12重疊形成第1焊盤15，能使第1焊盤15取得大的面積。
圖3是表示本發明的實施例1的第2基板的構造的圖。雖然是透視圖，但是省略了一部分的布線、接觸孔和轉接插頭等。在第2基板14上不僅是第2焊盤16，也形成與給定的第2焊盤16導通的布線17。在元件芯片13上的與第1焊盤15對應的位置，在第2基板14上形成第2焊盤16。
此外，通過在第1基板11上形成功能元件12，剝離包含一個以上功能元件12的元件芯片13，向第3基板18轉印，再向第2基板14上轉印元件芯片13，通過取得元件芯片13上的由導電性材料構成的第1焊盤15和第2基板上14的由導電性材料構成的第2焊盤16的導通而形成的半導體裝置中，在元件芯片13的第2基板14一側的表面上只形成第1焊盤15對于增大第1焊盤15的面積是有效的。這時，通過在比第1焊盤離第2基板更遠的一側形成功能元件，通過層疊形成功能元件12和第1焊盤15，能與功能元件12重疊形成第1焊盤15，能使第1焊盤15取得大的面積。
此外，為了取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通，能用焊錫、銦、鉛等的低熔點材料形成第1焊盤15或第2焊盤16。根據該構造，剝離元件芯片13，向第2基板14上轉印之后，只在與所述低熔點材料對應的適當高溫下保持一定時間，就能使第1焊盤15和第2焊盤16熔敷，能取得它們的導通。為了取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通，能使用基于噴墨的液體金屬涂敷工藝。也能使用引線接合、各向異性導電材料、各向異性導電薄膜。
另外，雖然未特別圖示，但是，可以在元件芯片13的端面上，以向第1基板11的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盤15，在第2基板上14，形成與第1焊盤15對應的形狀。這時，使第2焊盤16為與第1焊盤15對應的形狀，在比配置元件芯片13的位置更靠外側形成，在該第2焊盤16中嵌入第1焊盤15。根據該構造，能自動調整地在第2焊盤16上配置第1焊盤15，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通。
另外，第1焊盤15可以形成凸狀，第2焊盤16形成凹狀，或者第1焊盤15形成凹狀，第2焊盤16形成凸狀。圖4用剖視圖在概念上表示該實例。省略了功能元件12和布線17等。如圖所示，當把第1焊盤15可以形成凸狀時，在第2基板14上形成與它對應的凹部。形成第2焊盤16，使在構成各凹部的凹面的全部(圖4(a))或一部分(圖4(b))露出導電性材料。根據該構造，能自動調整地在第2焊盤16上配置第1焊盤15，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通。
另外，可以使用低介電常數材料作為元件芯片的絕緣層。根據該構造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。另外，使用氣體、液體或真空作為元件芯片13的絕緣層。根據該構造，能降低元件芯片的功能元件和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。
另外，第1基板11、功能元件12、元件芯片13、第2基板14、第1焊盤15、第2焊盤16、布線17的材料和構造無論怎樣，本發明的思想都是有效的。
(實施例2)圖5是表示本發明的實施例2的制造方法的圖。通過在第1基板11上形成功能元件12，剝離包含一個以上功能元件12的元件芯片13，向第3基板18轉印，再向第2基板14上轉印元件芯片13，通過取得元件芯片13上的由導電性材料構成的第1焊盤15和第2基板14上的由導電性材料構成的第2焊盤16的導通而形成半導體裝置。圖5(a)是把第1基板11的元件芯片形成面和第3基板18貼在一起的圖，圖5(b)是剝離元件芯片13，向第3基板18轉印，把第3基板18的元件芯片一側的面與第2基板14貼在一起的圖，圖5(c)是把元件芯片13向第2基板14上轉印，去掉了第3基板18的圖。如符號19所示，在從第3基板向第2基板的剝離轉印后，取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通。
圖6是表示本發明的實施例2的元件芯片的構造的圖。功能元件12電連接著給定的第1焊盤15。可以在元件芯片13的遠離第2基板14一側的表面，只形成第1焊盤15。在元件芯片13的遠離第2基板14一側的表面，不形成此外的元件和電極。根據該構造，能使第1焊盤15取得大的面積。另外，功能元件12形成在比第1焊盤15更靠近第2基板14一側。根據該構造，通過層疊形成功能元件12和第1焊盤15，能與功能元件12重疊形成第1焊盤15，能使第1焊盤15取得大的面積。
圖7是表示本發明的實施例2的第2基板的構造的圖。雖然是透視圖，但是省略了一部分的布線、接觸孔和轉接插頭等。在第2基板14上不僅是第2焊盤16，也形成與給定的第2焊盤16導通的布線17。在元件芯片13上的與第1焊盤15對應的位置周圍，在第2基板14上形成第2焊盤16。
此外，通過在第1基板11上形成功能元件12，剝離包含一個以上功能元件12的元件芯片13，向第2基板14轉印，通過取得元件芯片13上的由導電性材料構成的第1焊盤15和第2基板14上的由導電性材料構成的第2焊盤16的導通而形成的半導體裝置中，在元件芯片13的遠離所述第2基板14的表面上只形成第1焊盤15，這對于使第1焊盤15取得大面積是有效的。這時，通過在比第1焊盤15更靠近第2基板14一側形成功能元件12，通過層疊形成功能元件12和第1焊盤15，能與功能元件12重疊形成第1焊盤15，能使第1焊盤15取得大的面積。
此外，為了取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通，能使用基于噴墨的液體金屬涂敷工藝，形成圖5(c)的連接布線19。還能使用引線接合。
另外，可以在元件芯片13的端面上，以向第1基板11的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盤15，在第2基板上14，形成與第1焊盤15對應的形狀。這時，使第2焊盤16為與第1焊盤15對應的形狀，在比配置元件芯片13的位置更靠外側形成，在該第2焊盤16中嵌入第1焊盤15。根據該構造，能自動調整地在第2焊盤16上配置第1焊盤15，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通。另外，可以使用低介電常數材料作為元件芯片的絕緣層。根據該構造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。另外，可以使用氣體、液體或真空作為元件芯片13的絕緣層。根據該構造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。
另外，第1基板11、功能元件12、元件芯片13、第2基板14、第1焊盤15、第2焊盤16、布線17、第3基板18、連接布線19的材料和構造無論怎樣，本發明的思想都是有效的。
(實施例3)圖8是表示本發明的實施例3的制造方法的圖。在第1基板11上形成功能元件12，剝離包含一個以上的功能元件12的元件芯片13，向第2基板14轉印，通過取得元件芯片13上的由導電性材料構成的第1焊盤15和第2基板上14的由導電性材料構成的第2焊盤16的導通而形成半導體裝置。圖8(a)是把第1基板11的元件芯片形成面和第2基板14貼在一起的圖，圖8(b)是剝離元件芯片13，向第2基板14上轉印，去除了第1基板11的圖。可以在剝離轉印之前或之后取得第2基板14一側的第1焊盤15和第2焊盤16的導通。在從第1基板向第2基板剝離轉印后，取得遠離第2基板14一側的第1焊盤15和第2焊盤16的導通。
圖9是表示本發明的實施例3的元件芯片的構造的圖。圖9(a)是從成為比第2基板14更遠一側的俯視圖，圖9(b)是從成為第2基板14的一側的俯視圖。功能元件12電連接著給定的第1焊盤15。如權利要求5所述，在元件芯片3的第2基板14一側的表面和遠離第2基板14一側的表面形成第1焊盤15。根據該構造，能使第1焊盤15取得更大的面積。
圖10是表示本發明實施例3的第2基板構造的圖。雖然是透視圖，但是省略了一部分的布線、接觸孔和轉接插頭等。在第2基板14上不僅是第2焊盤16，也形成與給定的第2焊盤導通的布線17。在元件芯片13上的與第1焊盤15對應的位置及其周圍，在第2基板14上形成第2焊盤16。
此外，在通過在第1基板11上形成功能元件12，剝離包含一個以上功能元件12的元件芯片13，向第3基板18轉印，再向第2基板14上轉印元件芯片13，通過取得元件芯片13上的由導電性材料構成的第1焊盤15和第2基板14上的由導電性材料構成的第2焊盤16的導通而形成的半導體裝置中，在元件芯片13的第2基板14一側的表面和遠離第2基板14一側的表面形成第1焊盤15，這對于進一步增大第1焊盤15的面積是有效的。
此外，為了取得第2基板14一側的第1焊盤15和第2焊盤16的導通，如權利要求8或權利要求20所述，能用焊錫、銦、鉛等的低熔點材料形成第1焊盤15或第2焊盤16。根據該構造，剝離元件芯片13，向第2基板14轉印之后，只在與所述低熔點材料的各熔點相應的適當高溫下保持一定時間，使第1焊盤15和第2焊盤16熔敷，就能取得它們的導通。另外，為了取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通，能使用基于噴墨的液體金屬涂敷工藝。也能使用引線接合、各向異性導電材料、各向異性導電薄膜。
此外，為了取得遠離第2基板14一側的第1焊盤15和第2焊盤16的導通，能使用基于噴墨的液體金屬涂敷工藝，形成圖8(b)的連接布線19。還能使用引線接合。
另外，可以在元件芯片13的端面上，以向第1基板11的面方向的外方伸出的形式形成第1焊盤15，在第2基板上14，形成與第1焊盤15對應的形狀。這時，使第2焊盤16為與第1焊盤15對應的形狀，在比配置元件芯片13的位置更靠外側形成，在該第2焊盤16中嵌入第1焊盤15。根據該構造，能自動調整地在第2焊盤16上配置第1焊盤15，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通。
而且，第1焊盤15可以形成凸狀，第2焊盤16形成凹狀，或者第1焊盤15形成凹狀，第2焊盤16形成凸狀。圖4用剖視圖在概念上表示該實例。例如，當把第1焊盤15形成凸狀時，在第2基板14上形成與它對應的凹部。形成第2焊盤16，使在構成各凹部的凹面的全部(圖4(a))或一部分((圖4(b))露出導電性材料。根據該構造，能自動調整地在第2焊盤16上配置第1焊盤15，即使產生偏移，也能可靠地取得第1焊盤15和第2焊盤16的導通。
另外，可以使用低介電常數材料作為元件芯片的絕緣層。根據該構造，能降低元件芯片13的功能元件12和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。另外，使用氣體、液體或真空作為元件芯片13的絕緣層。根據該構造，能降低元件芯片的功能元件和其周邊的寄生電容，能期待耗電的降低和工作頻率的提高。
另外，第1基板11、功能元件12、元件芯片13、第2基板14、第1焊盤15、第2焊盤16、布線17、連接布線19的材料和構造無論怎樣，本發明的思想都是有效的。
(實施例4)圖11是表示本發明的實施例4的元件芯片的構造的圖。關于制造方法和第2基板的構造，與實施例1～3大致相同。當元件芯片13的周長為L，面積為S時，L＞2π1/2S1/2。并且，L＞4S1/2。更具體而言，L-36，S＝45。根據該構造，通過使元件芯片13的周長變長，能形成寬度大的第1焊盤。因為元件芯片13的面積沒有變大，所以關于降低制造成本上，取得了相同的效果。此外，在本實施例中，考慮了矩形的元件芯片13，但是即使是L字型、U字型、環狀、圓弧狀等任意的形狀，只要滿足所述兩個表達式的條件，本發明的思想就是有效的。
(剝離轉印方法的實例)圖12是表示本發明的剝離轉印方法的實例的圖。下面，說明本發明的剝離轉印的一種方法(特愿、特愿，T.Shimodaet al，Techn.Dig.IEDM 1999，289，S.Utsunomiya，et al，Dig.Tech.Pap.STD2000，916，T.Shimoda，Proc.Asia Display/IDW’01，327，S.Utsunomiya，et al，Proc.Asia Display/IDW’01，339)。首先，在用石英或玻璃形成的第1基板21上通過使用了SiH4的PECVD或使用Si2H6的LPCVD，形成非晶體硅膜22。接著，在其上形成功能元件23。在最上層形成第1焊盤24(圖12(a))。使上下顛倒，貼在第2基板25上，通過由石英或玻璃形成而透明的第1基板21，只向想要剝離轉印的元件芯片27照射激光26(圖12(b))。這樣，只有激光26照射的地方，非晶體硅膜22侵蝕剝離，元件芯片27轉印到第2基板25上(圖12(c))。如權利要求25所述，元件芯片27的剝離和轉印中，使用激光26的照射。根據該構造，能可靠地進行元件芯片27的剝離和轉印。
(薄膜晶體管的制造方法的實例)圖13是表示本發明的薄膜晶體管的制造方法的實例的圖。下面，說明作為本發明功能元件之一的薄膜晶體管的制造方法。這里，以激光結晶多晶薄膜晶體管為例進行說明。首先，在用石英或玻璃形成的第1基板31上，通過使用了SiH4的PECVD或使用Si2H6的LPCVD，形成非晶體硅膜。通過照射激光33，非晶體硅膜結晶，成為多晶硅膜32(圖13(a))。在對多晶硅膜32構圖后，形成柵絕緣膜34，對柵極35進行成膜和構圖(圖13(b))。使用柵極35，自動調整地向多晶硅膜32注入磷和硼等雜質，進行活性化，形成CMOS構造的源極區域和漏極區域36。形成層間絕緣膜37，形成接觸孔，對源極和漏極38成膜和構圖(圖13(c))。如權利要求26所述，對于在以往的方法中，為了制造而需要高度復雜的制造工藝的高功能的薄膜晶體管，能使第1焊盤取得大的面積或使第1焊盤取得大的寬度。
(有機電致發光元件的制造方法的實例)圖14是表示本發明的有機電致發光元件的制造方法的實例的圖。下面說明作為本發明功能元件之一的有機電致發光元件的制造方法加以說明。首先，在用石英或玻璃形成的第1基板41上形成透明電極42，在想使其發光的區域形成開口部。通過聚酰亞胺或丙烯酸纖維形成隔板44，在想使其發光的區域形成開口部(圖14(a))。接著，通過氧等離子體和CF4等離子體等的等離子體處理，控制基板表面的浸濕性。然后通過旋轉涂敷、滾壓涂敷、噴墨工藝(T.Shimoda，S.Seki，et al，Dig.SID’99，376，S.Kanbe，et al，Proc.Euro Display’99 Late-News Papers，85’)等的液相、濺射、蒸鍍等的真空工藝，形成空穴注入層45和發光層46。為了減小功函數，形成包含堿金屬的陰極47，通過密封材料48密封、完成(圖14(b))。功能元件是有機電致發光元件。根據該構造，對于在以往的方法中，為了制造而需要高度復雜的制造工藝的高功能的薄膜晶體管，能使第1焊盤取得大的面積或使第1焊盤取得大的寬度。
(實施例5)圖15是表示本發明的實施例5的電光裝置的圖。在顯示區域51上配置元件芯片52，形成了布線53。布線53通過引出布線54連接著驅動電路55。根據該構造，在電光裝置中，一般因為對于功能元件的布線和支撐基板的面積比大，所以另外制作布線和支撐基板，只在必要的部分配置功能元件所導致的制造成本的降低的效果變得更明顯。
圖16是表示本發明的實施例5的制造方法的圖。首先，用與本發明的實施例1同樣的方法制作半導體裝置(圖16(a))。然后，制作有機電致發光元件(圖16(b))。
此外，可以使用所述的剝離轉印方法的實例和薄膜晶體管的制造方法的實例所示的技術，把驅動電路55與內置在與顯示區域相同的基板上。另外，本實施例是有機電致顯示裝置，但是也可以是液晶顯示裝置、電泳顯示裝置等其他電光裝置。
圖17是用有源矩陣方式驅動的電光裝置10的象素區域的電路結構圖。各象素具有可通過電致發光效應而發光的發光層OLED、存儲用于驅動它的電流的保持電容C、薄膜晶體管T1和T2。選擇信號線Vsel從掃描線驅動器20提供給各象素。信號線Vsig和電源線Vdd從數據線驅動器30提供給各象素。通過控制選擇信號線Vsel和信號線Vsig，進行了對各象素的電流編程，控制了基于發光部OLED的發光。
(電子儀器的實例)圖18列舉了能應用所述半導體裝置的電子儀器的實例。圖18(a)是對移動電話的應用例，移動電話230具有天線部231、聲音輸出部232、聲音輸入部233、操作部234以及使用了本發明的半導體裝置的電光裝置10。這樣，本發明的半導體裝置能用于移動電話230的顯示部。圖18(b)是對攝影機的應用例，攝影機240具有顯象部241、操作部242、聲音輸入部243和使用了本發明的半導體裝置的電光裝置10。這樣，本發明的半導體裝置能用于取景器和顯示部。圖18(c)是對便攜式個人電腦的應用例，計算機250具有照相部251、操作部252和使用了本發明的半導體裝置的電光裝置10。這樣，本發明的半導體裝置能用于顯示部。
圖18(d)是對頭載顯示器的應用例，頭載顯示器260具有帶子261、光學系統容納部262和使用了本發明的半導體裝置的電光裝置10。這樣，本發明的半導體裝置能用于圖像顯示源。圖18(e)是對背投型放映機的應用例，放映機270在框體271上具有光源272、合成光學系統273、反射鏡274、反射鏡275、屏幕276和使用了本發明的半導體裝置的電光裝置10。這樣，本發明的半導體裝置能用于圖像顯示源。圖18(e)是對前投型放映機的應用例，放映機280在框體282上具有光學系統281和使用了本發明的半導體裝置的電光裝置10。這樣，本發明的半導體裝置能用于圖像顯示源。
并不局限于所述實例，本發明的半導體裝置能應用于使用有源矩陣型的電光裝置的任意的電子儀器中。例如能應用于帶顯示功能的傳真裝置、數字相機的取景器、便攜式TV、DSP裝置、PDA、電子記事本、電子公告牌、宣傳公告用顯示器等。
根據本發明，在通過在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置，或者在第1基板上形成功能元件，剝離包含一個以上功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，再向第2基板上轉印元件芯片，通過取得元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤和第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤的導通而形成的半導體裝置中，能使第1焊盤取得大的面積，或者使第1焊盤取得大的寬度。
權利要求
1.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一側的表面上，只形成所述第1焊盤。
2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盤離所述第2基板更遠一側。
3.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的遠離所述第2基板的表面上只形成所述第1焊盤。
4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盤更靠近所述第2基板一側。
5.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一側的表面和遠離所述第2基板一側的表面形成所述第1焊盤。
6.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于當所述元件芯片的周長為L，面積為S時，L＞2π1/2S1/2。
7.根據權利要求6所述的半導體裝置，其特征在于L＞4S1/2。
8.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于用焊錫、銦、鉛等的低熔點材料形成所述第1焊盤或所述第2焊盤。
9.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的端面上，以向所述第1基板的面方向的外方伸出的形式形成所述第1焊盤，在所述第2基板上，形成與所述第1焊盤對應的形狀。
10.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于所述第1焊盤形成凸狀，所述第2焊盤形成凹狀，或者所述第1焊盤形成凹狀，所述第2焊盤形成凸狀。
11.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用低介電常數材料作為所述元件芯片的絕緣層。
12.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第2基板轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用氣體、液體或真空作為所述元件芯片的絕緣層。
13.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一側的表面上只形成所述第1焊盤。
14.根據權利要求13所述的半導體裝置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盤離所述第2基板更遠的一側。
15.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的遠離所述第2基板一側的表面，只形成所述第1焊盤。
16.根據權利要求15所述的半導體裝置，其特征在于所述功能元件形成在比所述第1焊盤更靠近所述第2基板一側。
17.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的所述第2基板一側的表面和遠離所述第2基板一側的表面形成所述第1焊盤。
18.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于當所述元件芯片的周長為L，面積為S時，L＞2π1/2S1/2。
19.根據權利要求18所述的半導體裝置，其特征在于L＞4S1/2。
20.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于用焊錫、銦、鉛等的低熔點材料形成所述第1焊盤或所述第2焊盤。
21.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的端面上，以向所述第1基板的面方向的外方伸出的形式形成所述第1焊盤，在所述第2基板上形成與所述第1焊盤對應的形狀。
22.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于所述第1焊盤形成凸狀，所述第2焊盤形成凹狀，或者所述第1焊盤形成凹狀，所述第2焊盤形成凸狀。
23.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用低介電常數材料作為所述元件芯片的絕緣層。
24.一種半導體裝置，是一種在第1基板上形成功能元件，剝離下包含一個以上所述功能元件的元件芯片，向第3基板轉印，在把所述元件芯片向第2基板上轉印，使所述元件芯片上的由導電性材料構成的第1焊盤與所述第2基板上的由導電性材料構成的第2焊盤形成導通的半導體裝置，其特征在于使用氣體、液體或真空作為所述元件芯片的絕緣層。
25.根據權利要求1～24中的任意一項所述的半導體裝置，其特征在于在所述元件芯片的剝離和轉印中使用激光的照射。
26.根據權利要求1～24中的任意一項所述的半導體裝置，其特征在于所述功能元件是薄膜晶體管。
27.根據權利要求1～24中的任意一項所述的半導體裝置，其特征在于所述功能元件是有機電致發光元件。
28.一種電光裝置，其特征在于使用權利要求1～27中的任意一項所述的半導體裝置。
29.一種電子儀器，其特征在于使用權利要求1～27中的任意一項所述的半導體裝置。
全文摘要
一種半導體裝置，通過在第1基板(11)上形成功能元件(12)，剝離包含一個以上的功能元件(12)的元件芯片13，向第2基板(14)上轉印，取得元件芯片(13)上的第1焊盤(15)和第2基板上(14)上的第2焊盤(16)的導通而形成的半導體裝置中，只在元件芯片(13)的第2基板(14)一側的表面形成第1焊盤(15)，把功能元件(12)形成在比第1焊盤(15)更遠離第2基板(14)的一側。或者，在元件芯片(13)的遠離第2基板(14)一側的表面只形成第1焊盤(15)，把功能元件(12)形成在比第1焊盤(15)更靠第2基板(14)一側。由此可增大第1焊盤(15)的面積或寬度。
文檔編號H05B33/06GK1448986SQ0310759
公開日2003年10月15日 申請日期2003年3月28日 優先權日2002年3月29日
發明者木村睦, 宇都宮純夫, 原弘幸, 宮澤和加雄 申請人:精工愛普生株式會社