半導體元件制造技術

一種半導體元件，包括可撓式基板、阻隔層、絕熱層、元件層、介電材料層以及應力吸收層。阻隔層配置于可撓式基板上。絕熱層配置于阻隔層上，其中絕熱層的導熱系數(shù)小于20W/mK。元件層配置于絕熱層上。介電材料層配置于元件層上，且介電材料層以及絕熱層中包括至少一溝渠。應力吸收層配置于介電材料層上，且應力吸收層填入所述至少一溝渠中。

Semiconductor component

A semiconductor element includes a flexible substrate, barrier layer, an insulating layer, an element layer, a dielectric material layer, and a stress absorbing layer. The barrier layer is disposed on a flexible substrate. The heat insulation layer is arranged on the barrier layer, wherein the thermal conductivity of the insulating layer is less than 20W/mK. The element layer is disposed on the insulating layer. The dielectric material layer is disposed on the element layer and includes at least one trench in the dielectric material layer and the insulating layer. The stress absorbing layer is arranged on the dielectric material layer, and the stress absorbing layer is filled into the at least one ditch.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
半導體元件
本專利技術是有關于一種半導體元件，且特別是一種耐撓曲性較佳的半導體元件。
技術介紹
隨著顯示技術的進步，顯示面板已朝向薄型化及可撓式發(fā)展，其中又以軟性顯示面板(可撓性顯示器)逐漸成為顯示面板往后發(fā)展的主要方向。利用可撓性基板取代傳統(tǒng)硬質基板來制作軟性顯示面板，其可卷曲、方便攜帶、符合安全性及產品應用廣。然而，為了因應未來產品需求及開發(fā)，需要制造出更小撓曲曲率半徑的面板。就現(xiàn)有技術來說，目前市場上的面板結構仍然存在著耐撓曲性不佳的問題。一般而言，傳統(tǒng)的可撓性面板的應力會集中在薄膜電晶體上。由于應力的分布問題，其耐撓曲性不佳而容易造成面板的膜層破裂，進而使薄膜電晶體及電容特性會飄移及劣化。為了解決應力的分布問題，一般是將重要元件放置于應力中性軸區(qū)域。然而，由于面板組成太過復雜，因此，應力中性軸位置有可能在設計與實作上有偏差而導致效果降低。據(jù)此，如何解決現(xiàn)有的應力分布、面板耐撓曲性不佳的問題為目前所欲研究的主題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供一種半導體元件，可解決傳統(tǒng)面板應力分布不佳的問題，并且可增加半導體元件的耐撓曲性。本文所提出的半導體元件，包括可撓式基板、阻隔層、絕熱層、元件層、介電材料層以及應力吸收層。阻隔層配置于可撓式基板上。絕熱層配置于阻隔層上，其中絕熱層的導熱系數(shù)小于20W/mK。元件層配置于絕熱層上。介電材料層配置于元件層上，其中，介電材料層以及絕熱層中包括至少一溝渠。應力吸收層配置于介電材料層上，且應力吸收層填入所述至少一溝渠中。基于上述，由于本專利技術的半導體元件的介電材料層以及絕熱層中包括至少一溝渠，且應力吸收層填入所述至少一溝渠中。因此，本專利技術的半導體元件可用以解決應力分布不佳的問題，并且可增加半導體元件的耐撓曲性。附圖說明圖1為本專利技術一實施例半導體元件的剖面示意圖；圖2A為本專利技術另一實施例半導體元件的剖面示意圖；圖2B為本專利技術另一實施例半導體元件的剖面示意圖；圖2C為本專利技術另一實施例半導體元件的剖面示意圖；圖3為本專利技術第一實施例半導體元件的上視示意圖；圖4A為圖3延剖線A-A’的剖面示意圖；圖4B為圖3延剖線B-B’的剖面示意圖；圖5為圖3延剖線B-B’的另一實施例的剖面示意圖；圖6為本專利技術第二實施例半導體元件的上視示意圖；圖7為圖6延剖線C-C’的剖面示意圖；圖8為圖6延剖線C-C’的另一實施例的剖面示意圖；圖9為本專利技術第三實施例半導體元件的上視示意圖；圖10為圖9延剖線D-D’的剖面示意圖；圖11為圖9延剖線D-D’的另一實施例的剖面示意圖；圖12為本專利技術第四實施例半導體元件的上視示意圖；圖13為圖12延剖線E-E’的剖面示意圖；圖14為圖12延剖線E-E’的一實施例的剖面示意圖；圖15為本專利技術第五實施例半導體元件的上視示意圖；圖16A為圖15延剖線F-F’的剖面示意圖；圖16B為圖15延剖線G-G’的剖面示意圖；圖17A為圖15延剖線F-F’的另一實施例的剖面示意圖；圖17B為圖15延剖線G-G’的另一實施例的剖面示意圖；圖18為本專利技術第六實施例半導體元件的上視示意圖；圖19A為圖18延剖線H-H’的剖面示意圖；圖19B為圖18延剖線I-I’的剖面示意圖；圖20A為圖18延剖線H-H’的另一實施例剖面示意圖；圖20B為圖18延剖線I-I’的另一實施例剖面示意圖；圖21為本專利技術第七實施例半導體元件的上視示意圖；圖22A為圖21延剖線J-J’的剖面示意圖；圖22B為圖21延剖線K-K’的剖面示意圖；圖23A為圖21延剖線J-J’的另一實施例的剖面示意圖；圖23B為圖21延剖線K-K’的另一實施例的剖面示意圖；圖24為本專利技術一實驗例的多晶硅層的應力分布比較圖。其中附圖標記為：100A、100B、200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A、500B、600A、600B、700A、700B：半導體元件102：數(shù)據(jù)線103：電源線104：掃瞄線105：信號線106：主動元件108：像素電極110：可撓式基板120：阻隔層125：蝕刻終止層130：絕熱層140：元件層142：多晶硅層142SR：源極區(qū)142C：通道區(qū)142DR：漏極區(qū)144：柵極絕緣層146：柵極150：介電材料層160：應力吸收層172：源極電極174：漏極電極180：發(fā)光二極管T：溝渠T1：第一溝渠T2：第二溝渠OP1：第一開口OP2：第二開口具體實施方式為讓本專利技術的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。圖1為本專利技術一實施例半導體元件的剖面示意圖。參考圖1，本實施例的半導體元件包括可撓式基板110、阻隔層120、絕熱層130、元件層140、介電材料層150以及應力吸收層160。可撓式基板110可包括聚亞酰胺(polyimide,PI)等有機材料，且其可耐受的溫度小于500℃。阻隔層120配置于可撓式基板110上，且阻隔層120的水氣穿透率小于10-5g/m2/day，而其厚度小于500nm。阻隔層120為無機材料且可用以阻水阻氧。阻隔層120包括多層交替堆疊的氧化材料層以及氮化材料層，其中，氮化材料層位于阻隔層120的最上方。絕熱層130配置于阻隔層120上，其中，絕熱層130為良好的阻熱材料，且其導熱系數(shù)小于20W/mK。絕熱層130的材料例如包括硅的氧化物或氮化物、金屬氧化物或其氮化物。另外，阻隔層120的氮化材料層與絕熱層130接觸。元件層140配置于絕熱層130上。在本實施例中，元件層140包括多個主動元件(圖式僅繪示一個為例說明)，其中各主動元件包括多晶硅層142、柵極絕緣層144以及柵極146。多晶硅層142包括源極區(qū)142SR、漏極區(qū)142DR以及位于源極區(qū)142SR以及漏極區(qū)142DR之間的通道區(qū)142C。柵極絕緣層144配置于多晶硅層142的上方，且柵極146配置于柵極絕緣層144的上方。介電材料層150配置于元件層140上，其中，介電材料層150、柵極絕緣層144以及絕熱層130中包括至少一溝渠T。所述至少一溝渠T貫穿介電材料層150以及絕熱層130并暴露出阻隔層120的上表面。應力吸收層160配置于介電材料層150上，且應力吸收層160填入至少一溝渠T中。應力吸收層160例如為有機材料。在本實施例的半導體元件還包括源極電極172以及漏極電極174。源極電極172透過第一開口OP1與源極區(qū)142SR連接，第一開口OP1貫穿應力吸收層160、介電材料層150以及柵極絕緣層144。漏極電極174透過第二開口OP2與漏極區(qū)142DR連接，第二開口OP2貫穿應力吸收層160、介電材料層150以及柵極絕緣層144。在本實施例中，由于介電材料層150、柵極絕緣層144以及多晶硅層142下方的絕熱層130經(jīng)過圖案化而具有所述至少一溝渠T，因此，可將應力吸收層160填充至介電材料層150以及絕熱層130的溝渠T中。據(jù)此，具有上述結構的半導體元件的產品在撓曲過程中，可使其盡可能于彈性形變區(qū)內，甚至于線性形變區(qū)內變動。所述彈性形變區(qū)的定義包含了非線性形變區(qū)與線性形變區(qū)(滿足胡克定律)。基本上，操作在彈性形變區(qū)的物體，其因受力產生的形變皆可復原。換言之，上述結構可用以解決應力分布不佳的問題，并且可增加半導體元件的耐撓曲性而可保護半導體元件。圖2A為本本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種半導體元件，其特征在于，包括：可撓式基板；阻隔層，配置于該可撓式基板上；絕熱層，配置于該阻隔層上，其中該絕熱層的導熱系數(shù)小于20W/mK；元件層，配置于該絕熱層上；介電材料層，配置于該元件層上，其中該介電材料層以及該絕熱層中包括至少一溝渠；以及應力吸收層，配置于該介電材料層上，且該應力吸收層填入該至少一溝渠中。

【技術特征摘要】
2015.12.10 TW 104141453;2016.05.17 TW 1051151241.一種半導體元件，其特征在于，包括：可撓式基板；阻隔層，配置于該可撓式基板上；絕熱層，配置于該阻隔層上，其中該絕熱層的導熱系數(shù)小于20W/mK；元件層，配置于該絕熱層上；介電材料層，配置于該元件層上，其中該介電材料層以及該絕熱層中包括至少一溝渠；以及應力吸收層，配置于該介電材料層上，且該應力吸收層填入該至少一溝渠中。2.如權利要求1所述的半導體元件，其特征在于，該元件層包括多個主動元件，其中各該主動元件包括：多晶硅層，該多晶硅層包括源極區(qū)、漏極區(qū)以及位于源極區(qū)以及漏極區(qū)之間的通道區(qū)；柵極絕緣層，配置于該多晶硅層的上方；以及柵極，配置于該柵極絕緣層的上方。3.如權利要求2所述的半導體元件，其特征在于，還包括源極電極以及漏極電極，其中該源極電極透過貫穿該應力吸收層、該介電材料層以及該柵極絕緣層的第一開口與該源極區(qū)連接，且該漏極電極透過貫穿該應力吸收層、該介電材料層以及該柵極絕緣層的第二開口與該漏極區(qū)連接。4.如權利要求2所述的半導體元件，其特征在于，該至少一溝渠包括第一溝渠以及第二溝渠，該第一溝渠以及該第二溝渠位于該多晶硅層的兩側，該第一溝渠與該柵極不重疊設置，且該第二溝渠與該柵極重疊設置。5.如權利要求2所述的半導體元件，其特征在于，該至少一溝渠包括第一溝渠以及第二溝渠，該第一溝渠以及該第二溝渠位于該多晶硅層的兩側，且該第一溝渠以及該第二溝渠與該柵極重疊設置。6.如權利要求2所述的半導體元件，其特征在于，該至少一溝渠包括第一溝渠以及第二溝渠，該第一溝渠以及該第二溝渠位于該柵極的兩側，且該第一溝渠以及該第二溝渠與該多晶硅層重疊設置。7.如權利要求2所述的半導體元件，其特征在于，該至少一溝渠環(huán)繞該柵極，且該至少一溝渠與該多晶硅層重疊設置。8.如權利要求2所述的半導體元件，其特征在于，該至少一溝渠環(huán)繞該多晶硅層的該通道區(qū)...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王泰瑞，張祖強，鍾育華，陳韋翰，姚曉強，
申請(專利權)人：財團法人工業(yè)技術研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣,71