專利名稱:電子器件及其制造方法
本發(fā)明涉及一種電子器件，該器件具有帶絕緣表面的一個襯底和一個層部分，這個層部分包括在該襯底上制有圖形的地方形成的導(dǎo)電層或者半導(dǎo)體層。本發(fā)明還涉及這種電子器件的制造方法。
迄至今日，人們曾經(jīng)提出過各種各樣的電子器件，器件中有帶絕緣表面的一個襯底和一個層部分，這個層部分包括在襯底上制有圖形的地方形成的導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層。
所形成的層部分，例如，可以是一個作為互相連接的導(dǎo)電層部分。另一種情況是當導(dǎo)電的或半導(dǎo)電材料形成的層部分用做電阻層時，這些層部分是用所希望的具有一定電阻率的導(dǎo)電的或半導(dǎo)電層的材料形成的。再一種情況是這個層部分由重疊層部分構(gòu)成，在這個結(jié)構(gòu)中，有一個第一導(dǎo)電層用做第一電極，是具有一個PN結(jié)或一個PIN結(jié)的非單晶半導(dǎo)體層部分，還有第二導(dǎo)電層用做第二電極，疊加在第一電極上，疊加的次序是要使該器件形成一種非線性元件，在正的和負的電壓區(qū)上其電壓-電流特性是二極管特性。還有另一種情況是層部分用疊層部分構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)是第一導(dǎo)電層做為第一電極，是具有一個NIN，NP-N，PIP，PN-P，NIPIN，NP-PP-N，PINIP或PN-NN-P結(jié)的非單晶半導(dǎo)體層，和第二導(dǎo)電層做為第二電極重疊在第一導(dǎo)電層上，其順序是使其成為非線性元件，在正向和負向電壓區(qū)上，其電壓電流特性為二極管特性。
另一種情況是上述層部分由疊層部分形成，其結(jié)構(gòu)是第一導(dǎo)電層做為第一電極，是I-，P-或N-型非單晶半導(dǎo)體層，和第二導(dǎo)電層做為第二電極，其重疊的次序是使其如同一個非線性元件，具有非線性的電壓電流特性。還有另一種情況是上述層部分由疊層部分形成，其結(jié)構(gòu)是第一導(dǎo)電層做為第一電極;一個絕緣層做為勢壘層，該絕緣層十分薄，足以使遂道電流穿過它;一個第二導(dǎo)電層做為第二電極;這些層的重疊次序是使其形成一個非線性元件，具有非線性電壓-電流特性。
在上述電子器件中，如果沿著重疊部分厚度方向上伸延的外表面露在外界空氣里，就擔心外側(cè)表面的質(zhì)量由于外界空氣的作用會發(fā)生變化，結(jié)果會破壞重疊部分的特性。從而，灰塵也會污染露出的外側(cè)面，導(dǎo)致產(chǎn)生漏電電流。因此使電子器件的特性由于空氣的影響而變壞。
為此，本發(fā)明的一個目的是提供一種新型的電子器件，該器件有襯底和在襯底上的一個層部分，該層部分包括在制有圖形的地方形成的導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層。具有這種結(jié)構(gòu)的電子器件克服了先有技術(shù)中的上述缺點。
本發(fā)明的另一個目的是提供制造這種電子器件的方法。
按照本發(fā)明的電子器件，是用一個絕緣層覆蓋住層部分，該絕緣層與層部分的外側(cè)表面接觸，但并不漫延到層部分的頂部表面。
具有這種結(jié)構(gòu)的電子器件，由于其外側(cè)表面并沒有露在戶外空氣中，其質(zhì)量不會變化，也不會受到灰塵的污染。因此，不可能使層部分的特性變壞，也不可能在其外側(cè)表面發(fā)生漏電流。從而，電子器件的特性不會因為戶外空氣的影響而變壞。
為此，當絕緣層的厚度基本上與層部分的厚度相同時，用做互連層或用做電極的導(dǎo)電層可以漫延到整個層部分上，并與之接觸，在絕緣層和層部分之間沒有任何可能使導(dǎo)電層變得不連續(xù)，并很容易地在絕緣層上形成導(dǎo)電層。
按照本發(fā)明的制造方法，本發(fā)明的電子器件是用包括下列各步驟的制造工藝制成的。
首先，在具有絕緣表面的襯底上形成一層制有圖形的導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層的層部分。在這種情況下，使用的是透光基片做襯底。因此，所形成的層部分，其透光度大大低于襯底的透光度。
其次，在透光襯底上形成一層光敏有機樹脂，使其漫延在襯底上并覆蓋住層部分。
再次，用光敏有機樹脂在襯底上圍繞著層部分形成一個絕緣層。在此情況下，對光敏樹脂的暴光是從透明襯底的那一側(cè)進行的。將光敏有機樹脂層暴光后進行顯影。在實踐中，光敏有機樹脂層是在暴光之前先熱固化。在顯影以后，將光敏有機樹脂顯影產(chǎn)生的有機樹脂層再一次熱固化。在有這種熱處理的情況，最后得到的絕緣層要比最初的光敏有機樹脂層薄一些?？紤]到上述情況，適當?shù)剡x擇最初的光敏有機樹脂層的厚度，可以使形成的絕緣層的厚度基本上與層部分的厚度一樣。
本發(fā)明的這種制造方法并不包括使用特殊的掩模用來形成圍繞層部分的絕緣層，用這種方法制造電子器件是比較容易的。
本發(fā)明的其他目的、特點和優(yōu)點，將從結(jié)合附圖的詳細說明中變得更加明顯。
圖1-圖5是示意性表示本發(fā)明的電子器件實施方案的截面圖;
圖6A-6G是示意性表示根據(jù)本發(fā)明制造方法的實施方案，制造本發(fā)明的電子器件時所包括的步驟順序。
下面將結(jié)合本發(fā)明的最佳實施方案。
圖1-圖5表示本發(fā)明電子器件的實施方案，該器件有一個帶絕緣表面2的襯底1。襯底1用透光材料制成，例如玻璃。
在襯底1上形成一個層部分3。層部分3的透光度大大低于襯底1的透光度。
層部分3，例如，可以是一層制有圖形的金屬或非單晶半導(dǎo)體形成的不透明的導(dǎo)電層4，如圖1中所示的那樣。該導(dǎo)電層4用來做互連層。
另一實例中，層部分3是一層制有圖形的導(dǎo)電層5或用非單晶半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體層6，用做電阻層，如同圖2中所示，導(dǎo)電層5或半導(dǎo)體層6的透光度大大低于襯底1的透光度。
還有另一實例，層部分3的結(jié)構(gòu)是其中有一個制有圖形的導(dǎo)電層7用做一個電極，一個制有圖形的非單晶半導(dǎo)體層部分8，和制有圖形的導(dǎo)電層9用做另一個電極，并按一定次序重疊，如圖3所示。在此例中，導(dǎo)電層7和9的兩個端表面和非單晶半導(dǎo)體層8決定了它們的厚度，它們的每兩側(cè)面都在一個平面上，導(dǎo)電層7或/和8是不透明的。導(dǎo)電層7和8中的每一個都可以是多層結(jié)構(gòu)，在多層結(jié)構(gòu)中，可以只有一層是不透明的。
非單晶半導(dǎo)體層部分8，例如，是一個疊層部分，可以用一個或多個P-和N-型非單晶半導(dǎo)體層的重疊做成，重疊可以按上述次序或相反次序形成一個PN結(jié)或多個PN結(jié)。在此實例中，層部分省構(gòu)成一個非線性元件。在正向或負向電壓區(qū)內(nèi)其電壓-電流特性是二極管的特性。
非單晶半導(dǎo)體層部分8的另一實例是一個疊層部分，它是由一個或多個重疊的P(或N)-型，I-型和N(或P)-型非單晶半導(dǎo)體層形成的，其重疊的順序是形成P(或N)-I-N(或P)結(jié)，在此例中，層部分3構(gòu)成一個非線性元件，在正向或負向電壓區(qū)上其電壓-電流特性是二極管特性。
還有另一個非單晶半導(dǎo)體層部分8的實例，是用一個疊層，其中用的是N-，I(或P-)-和N-型非單晶半導(dǎo)體層，或P-，I(N-)-和P-型非單晶半導(dǎo)體層，其排列次序是形成NI(或P-)N或PI(或N-P結(jié)。非單晶半導(dǎo)體層8的另一實例是用一個疊層部分，其中有N-，I(或P-)-P-I(或P-)-和N型非單晶半導(dǎo)體層，或者是P-I(或N-)-N-I(或N-)-和P-型非單晶半導(dǎo)體層，其重疊的次序是形成NI(或P-)PI(或P-)N，或PI(或N-)NI(或N-)P結(jié)。在此例中，層部分3構(gòu)成一個非線性元件，在正向和負向電壓區(qū)內(nèi)，其電壓-電流特性是二極管特性。
疊層部分3的另一實例是有如圖3中相同的結(jié)構(gòu)，除如圖4中所描述的用I型非單晶半導(dǎo)體層10代替了非單晶半導(dǎo)體層部分8以外，還有另一個實例是層部分3除了用絕緣層11代替半導(dǎo)體層8之外，其他方面都與圖3中所示的結(jié)構(gòu)相同，該絕緣層11做為一個勢壘層，其厚度十分薄，足以允許使隧道電流穿過該勢壘層，如圖5所示的那樣。在這些實例中，疊層部分3形成一個非線性元件。
在襯底1上形成一個絕緣層41，使其圍繞著層部分3。該絕緣層41與層部分3的側(cè)面3a和3b相接觸，但是并沒有漫延到層部分3的頂部表面3c上。絕緣層41的形成，例如，用一種有機樹脂，諸如在化學(xué)性質(zhì)上是穩(wěn)定的抗熱的聚酰亞胺樹脂?？梢园呀^緣層制成所需要的厚度，例如，象表示的那樣，使絕緣層的厚度基本上與層部分3的厚度相同。
當需要時，在絕緣層41上可以形成一個導(dǎo)電層部分或者半導(dǎo)體層部分，并漫延到層部分3上與層部分3相接觸。圖2表示的情況是導(dǎo)電層42a和42b從層部分3的兩個端部位上伸延的，可用做互連層，并且是在絕緣層41上形成的。圖3表示的情況是導(dǎo)電層43漫延使其覆蓋住層部分3，用做一個電極，并且是在絕緣層41上形成的。導(dǎo)電層43，例如，可以用做一個電極，用來形成一個液晶元件。液晶元件是由導(dǎo)電層43做成的，用做另一電極的一個導(dǎo)電層(未示出)，在與上述電極相反的面上形成，并且將一種液晶(未示出)填充在兩個導(dǎo)電層之間。在此情況下，液晶元件是借助層部分3進行驅(qū)動的，因此，也就是借助非線性元件驅(qū)動的。
如上所述，本發(fā)明的電子器件的實施方案具有極好的效果，如同在扼要介紹中所指出的那樣。
其次，本發(fā)明的制造方法將參照上面敘述再連系附圖3，做為制造該電子器件的具體方法來加以描述。
在制造電子器件的開始，要準備一個透光襯底1，類似于前面從圖1到圖5所提到的，在圖6A中示出。
其次，如前面有關(guān)圖3中的敘述相似，用已知的工藝在襯底1上形成一個層部分3，如圖6B所示。
下一步，形成一層光敏有機樹脂層51漫延并覆蓋在層部分3上面，例如，如圖6C所示，在商業(yè)上可獲得的是在襯底1上有一層光敏聚酰亞胺樹脂。光敏聚酰亞胺樹脂是聚酰亞胺樹脂的一種原始材料，當光敏聚酰亞胺樹脂暴光后變成聚酰亞胺樹脂。
下一步，將光敏有機樹脂層51進行熱固化，例如，當需要時，在80℃下加熱60分鐘，由光敏有機樹脂51變成一層熱固化的光敏有機樹脂層52，如圖6D所示。光敏樹脂層52的層厚變得比最初的光敏樹脂層51薄一些。
下一步，將光敏樹脂層52用光53暴光，例如可以用300-400毫微米波長的紫外線，并從透光襯底1的一側(cè)直接進行照射，如圖6E所示的那樣。在此例中，光敏樹脂層52中不位于層部分3上的52a部分，對其暴光量要大于對位于層部分3上的樹脂層52b部分上的暴光量。
下一步，如圖6F所示，將這樣暴光的光敏樹脂層52，用商業(yè)上可以得到的液體顯影劑進行顯影，去掉光敏樹脂層52位于層部分3上的部分52b。一般來講，顯影包括一步是浸泡暴光的光敏樹脂層52，或噴洗樹脂層52上的液體顯影劑;和另一步是用異丙醇或商業(yè)上能得到的類似洗滌劑漂洗顯影層。把光敏樹脂層52進行上述處理后，得到的有機樹脂層54基本上不再有光敏性。
下一步，如圖6G所示，將有機樹脂層54加熱進行固化，例如，在135-400℃下加熱30分鐘，可以得到一層熱固化有機樹脂層55，用做前面圖1-圖5所描述的絕緣層41。應(yīng)使絕緣層41比有機樹脂層54薄一些。適當?shù)剡x定最初的光敏有機樹脂層51的厚度，使其稍大于層部分3的厚度，就可以使絕緣層41的厚度基本上與層部分3的厚度一樣。
下一步，關(guān)于前面圖3所描述的用做一個電極的導(dǎo)電層43是用人所共知的技術(shù)形成的，當需要時，如用液晶，在圖6C中用鏈線表示。
如上所述，在本發(fā)明的制造方法中，沒有使用特殊的掩模形成絕緣層41，因此，使本發(fā)明制造電子器件的方法比較容易進行。
應(yīng)該指出，上述的實施方案僅僅用來闡述本發(fā)明，并不能把發(fā)明局限在這一特殊的實施方案。
很明顯，在本發(fā)明的新概念基礎(chǔ)上，可以有很多變型的變化方式是有效的，但是并沒有超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子器件包括一個具有絕緣表面的襯底；一個制有圖形的層部分在上述襯底上形成；其中，上述層部分的結(jié)構(gòu)是(a)一個第一導(dǎo)電層，用做第一電極，(b)一個非單晶半導(dǎo)體層部分，(c)一個第二導(dǎo)電層，用做第二電極，并與上述各層依次重疊；上述電子器件的特征在于上述層部分用一個絕緣層環(huán)繞，該絕緣層是在上述襯底上形成的，并與上述層部分的側(cè)面相接觸，但并不漫延到上述層部分的頂部表面上；上述絕緣層的厚度基本上與上述層部分的厚度相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種電子器件，其中，上述層部分中的非單晶半導(dǎo)體層部分至少有P(或N)-I-N(或P)，N-I(或P-)-NP-I(或N-)-P，N-I(或P-)-P-I(或P-)-N，P-I(或N-)-N-I(或N-)-P結(jié)中的一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種電子器件，還包括一個導(dǎo)電層部分漫延到絕緣層上，并與上述層部分中的第二導(dǎo)電層相接觸。
4.一種電子器件包括一個具有絕緣表面的透光襯底;一個層部件在上述襯底上形成，該層部分具有制成圖形的導(dǎo)電層或半導(dǎo)電層;上述電子器件的特征在于其中，上述層部分用一個絕緣層環(huán)繞，該絕緣層是在襯底上形成的并與上述層部分的側(cè)面相接觸，但并不漫延到上述層部件的頂部表面;以及該絕緣層的厚度基本上與上述層部分的厚度相同并且是用聚酰亞胺有機樹脂形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的一種電子器件，其中非單晶半導(dǎo)體層部分至少有P(或N)-I-N(或P)，N-I(或P-)-N，P-I(或N-)-P，N-I(或P-)-P-I(或P-)-N，P-I(或N-)-N-I(或N-)-P結(jié)中的一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的一種電子器件，還包括一個導(dǎo)電層部分漫延到絕緣層上，并與上述層部分中的第二導(dǎo)電層相接觸。
7.一種電子器件的制造方法包括以下步驟在具有絕緣表面的襯底上形成一個制有圖形的導(dǎo)電或半導(dǎo)電的層部分;在上述襯底上形成一個光敏有機樹脂膠層，漫延覆蓋整個上述層部件;由上述光敏有機樹脂膠層形成一個絕緣層，并環(huán)繞上述襯底上的上述層部分;其中的襯底是透光襯底;其中形成的層部分，其透光度大大低于上述透光襯底的透光度;上述制造方法的特征在于其中形成絕緣層的步驟包括;(a)使光敏有機樹脂膠層對來自透光襯底一側(cè)的光進行曝光;(b)將曝光后的光刻有機樹脂膠層進行顯影;(c)在光敏有機樹脂膠曝光之前，將光敏有機樹脂膠層進行熱固化，以及(d)在光敏有機樹脂膠曝光之后，將有機樹脂膠層進行熱固化。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的一種制造方法，其中形成的光敏有機樹脂層比襯底上的上述層部分的厚度薄。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的一種制造方法，其中形成的光敏有機樹脂層具有的厚度是，使其可以形成絕緣層的厚度基本上與上述層部分的厚度相同。
專利摘要
在透光的絕緣襯底上形成一層制有圖形的不透光的導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層部分，再用一個絕緣層圍住上述層部分。使絕緣層的厚度與導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層部分的厚度相同，但不要使絕緣層覆蓋住上述層部分。形成絕緣層的方法如下在有導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層部分的整個襯底上形成一層光敏有機樹脂。在此例中，使有機樹脂漫延到層部分上面。然后，從襯底那一側(cè)對有機樹脂層曝光，并進行顯影和熱處理等工藝，最后形成上述絕緣層。
文檔編號H01L27/12GK87106448SQ87106448
公開日1988年5月11日 申請日期1987年9月21日
發(fā)明者間瀨晃, 小沼利光, 坂間光范, 犬島喬, 山崎舜平 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan