半導體器件及其制造方法

文檔序號：6944520閱讀：331來源：國知局

專利名稱：半導體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體器件和該半導體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
最近，個體識別技術(shù)已經(jīng)引起關(guān)注，其中通過給予每一物體一個ID(個體識別號)，可以弄清如該物體的歷史之類的信息以便于制造、管理等。特別地，已經(jīng)開發(fā)出能夠實現(xiàn)無接觸數(shù)據(jù)傳輸和接收的半導體器件。作為這種半導體器件，具體而言，RFID (射頻識別也稱作ID標簽、IC標簽、IC芯片、RF(射頻)標簽、無線標簽、電子標簽或無線芯片)或類似物開始被引入公司、市場等。這種半導體器件通常包括天線和使用硅(Si)半導體襯底或類似物的電路(下文也稱作IC(集成電路)芯片)，該IC芯片由存儲電路(下文也稱作存儲體)、控制電路或類似物構(gòu)成。此外，已經(jīng)開發(fā)出如液晶顯示器或電致發(fā)光顯示器的半導體器件，其中將薄膜晶體管(下文也稱作TFTs)集成在玻璃襯底上。在這種半導體器件中，使用薄膜成型技術(shù)在玻璃襯底上形成薄膜晶體管，并在由薄膜晶體管構(gòu)成的各種電路上形成液晶元件或發(fā)光元件(電致發(fā)光元件，下文也稱作EL元件)作為顯示元件，由此該半導體器件起到顯示器的作用。在上述半導體器件的制造法中，為了降低制造成本，已經(jīng)實施將在玻璃襯底上制成的元件、外圍電路或類似物轉(zhuǎn)置到廉價的襯底，如塑料襯底上的方法(例如，見參考文獻 1 日本公開專利申請No. 2002-26282)。發(fā)明公開但是，如果構(gòu)成要轉(zhuǎn)置的元件的薄膜之間的粘合性低，就出現(xiàn)不適當剝離和破壞該元件的問題。特別地，在通過在一對電極之間提供有機化合物來形成存儲元件的情況下，容易在電極與有機化合物層之間的界面處發(fā)生薄膜剝離。在

圖15A至15C中，顯示了轉(zhuǎn)置使用有機化合物層的存儲元件的步驟。圖15A顯示了由第一導電層80a、有機化合物層81a和第二導電層82a構(gòu)成的存儲元件；圖15B顯示了由第一導電層80b、有機化合物層81b和第二導電層82b構(gòu)成的存儲元件；圖15C顯示了由第一導電層80c、有機化合物層81c和第二導電層82c構(gòu)成的存儲元件。盡管沒有顯示，但各在第一導電層80a至80c —側(cè)上提供第一襯底，并各在第二導電層 82a至82c—側(cè)上提供第二襯底。第一襯底是所形成的存儲元件從其上剝離的襯底，而第二襯底是存儲元件借此從第一襯底上剝離的襯底。在進行剝離時，圖15A至15C的存儲元件從第一襯底(存儲元件從其上剝離)和第二襯底(存儲元件借此從第一襯底上剝離)上經(jīng) 受箭頭所示方向的力。
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圖15A是有機化合物層81a與第二導電層82a由于有機化合物層81a與第二導電層82a之間的差粘合性而在界面處彼此剝離的情況。圖15B是有機化合物層81b與第一導電層80b由于有機化合物層81b與第一導電層80b之間的差粘合性而在界面處彼此剝離的情況。圖15C是由于有機化合物層81c與第一導電層80c和第二導電層82c之間都差的粘合性而使有機化合物層81c與第一導電層80c在界面處彼此剝離且有機化合物層81c與第二導電層82c在界面處彼此剝離的情況。如上所述，第一導電層、有機化合物層與第二導電層之間的差粘合性可能通過在剝離過程中在界面處造成薄膜剝離而破壞存儲元件；因此，難以在保持剝離前的形式和性質(zhì)的良好狀態(tài)下轉(zhuǎn)置存儲元件?？紤]到前述問題，本發(fā)明提供了能夠制造具有存儲元件且該存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件的技術(shù)，由此可以在保持剝離前的形式和性質(zhì)的良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置步驟。因此，本發(fā)明的目的還包括提供無需使裝置或工藝復雜化就能夠以高產(chǎn)率制造具有更高可靠性的半導體器件的技術(shù)。在本發(fā)明中，使用在一對電極之間帶有有機化合物層的存儲元件作為存儲元件。該存儲元件在耐受工藝條件(例如溫度)的第一襯底上形成，然后轉(zhuǎn)置到第二襯底上，由此完成具有存儲元件的半導體器件。在這種情況下，重要的是，構(gòu)成存儲元件的第一導電層、有機化合物層與第二導電層之間的粘合性良好。如果構(gòu)成存儲元件的堆疊層之間的粘合性差，在剝離過程中會在層間界面處發(fā)生薄膜剝離以致破壞該元件，由此不能以良好形式進行轉(zhuǎn)置。在本說明書中，“良好形式”是指外觀不受薄膜剝離、剝離殘留物或類似情況的破壞并保持剝離前的形式的狀況；或電性質(zhì)、可靠性或類似性質(zhì)不因剝離而降低并保持剝離前的性質(zhì)的狀況。此外，在本說明書中，“轉(zhuǎn)置”是指在第一襯底上形成的存儲元件從第一襯底上剝離并轉(zhuǎn)置到第二襯底上；換言之，用于提供存儲元件的空間移向另一襯底。本發(fā)明關(guān)注有機化合物層與第一導電層之間和有機化合物層與第二導電層之間的粘合性。物質(zhì)之間的粘合性受溶解度參數(shù)(SP值)的影響。溶解度參數(shù)是一種分子每單位體積的內(nèi)聚能密度(CED)的平方根的值。隨著物質(zhì)的SP值彼此接近，物質(zhì)之間的粘合性提高。一般而言，有機化合物材料的SP值比金屬材料小。因此，為了改進有機化合物層與導電層之間的粘合性，優(yōu)選對有機化合物層選擇具有盡可能大的SP值的有機化合物材料，而優(yōu)選對導電層選擇具有盡可能小的SP值的金屬材料，由此可以降低有機化合物層所用材料的SP值與導電層所用材料的 SP值之間的差異。在本發(fā)明中，作為第一導電層和第二導電層中至少一層所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca) M (Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)0可以含有多種上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂_銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。同時，隨著極性變大，有機材料的SP值提高。因此，作為有機化合物層所用的有機化合物材料，優(yōu)選使用在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)具有由磺?；?硫醇基)、氰基、胺基、羰基或類似物構(gòu) 成的骨架的材料。
此外，元件內(nèi)層間界面處的界面張力也影響層間的粘合性。隨著層間的界面張力變小，層間的粘合性提高，以致在剝離過程中更難出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，元件的剝離和轉(zhuǎn)置法可以在良好形式下進行。界面張力可以由對空氣、氮氣、氦氣或類似物的表面張力估測，且金屬的表面張力大于有機材料。此外，通過將金屬材料的表面氧化，改進金屬材料被有機材料潤濕的能力。因此，通過對使用金屬材料的導電層與使用有機化合物材料的有機化合物層之間的界面進行氧化處理，可以降低界面張力。界面張力優(yōu)選為1.5N/m或更低。作為降低界面張力的處理，進行下列處理使導電層暴露在氧氣氛中；通過在氧氣氛中用紫外線照射產(chǎn)生的臭氧(O3)將導電層表面氧化；或類似處理?；蛘?，可以接觸氧等離子體；可以在層間界面處通過有機化合物中所含的有機化合物材料將導電層氧化；或類似處理。此外，除了氧化處理外，也可以進行氮化處理。由此，可以對第一導電層和第二導電層中至少一個的與有機化合物層接觸的表面進行用于降低界面張力的處理。此外，可以優(yōu)選使用材料組合以使構(gòu)成有機化合物層的有機材料的原子和構(gòu)成導電層的金屬材料的原子以化學方式彼此鍵合，由此改進有機化合物層與導電層之間的粘合性。在本說明書中要指出，“半導體器件”是指可利用半導體性質(zhì)來工作的器件?？梢?使用本發(fā)明制造具有存儲元件的半導體器件，如集成電路或具有處理器電路的芯片。在本發(fā)明的半導體器件中，包括存儲元件，該存儲元件在第一導電層和第二導電層之間包括有機化合物層，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層含有銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。在本發(fā)明的半導體器件中，包括存儲元件，該存儲元件在第一導電層和第二導電層之間包括有機化合物層，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層經(jīng)由含氧化物的薄膜與有機化合物層接觸。在本發(fā)明的半導體器件中，包括存儲元件，該存儲元件在第一導電層和第二導電層之間包括有機化合物層，其中第一導電層經(jīng)由含氧化物的薄膜與有機化合物層接觸，第二導電層含有銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。在本發(fā)明的半導體器件制造方法中，通過形成第一導電層、在第一導電層上的有機化合物層和在有機化合物層上的第二導電層來制造存儲元件，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層含有銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。在本發(fā)明的半導體器件制造方法中，通過形成第一導電層、對第一導電層的表面進行氧化處理、在經(jīng)過氧化處理的第一導電層上形成有機化合物層和在有機化合物層上形成第二導電層來制造存儲元件。在本發(fā)明的半導體器件制造方法中，通過形成第一導電層、對第一導電層的表面進行氧化處理、在經(jīng)過氧化處理的第一導電層上形成有機化合物層和在有機化合物層上形成第二導電層來制造存儲元件，其中第二導電層含有銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。在本發(fā)明的半導體器件制造方法中，通過形成在第一襯底上的第一導電層、在第一導電層上的有機化合物層和在有機化合物層上的第二導電層來制造存儲元件，將具有撓性的第二襯底粘貼到第二導電層上，將存儲元件從第一襯底上剝離，并將該存儲元件用粘合層粘貼到第三襯底上，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層含有銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。在本發(fā)明的半導體器件制造方法中，通過在第一襯底上形成第一導電層、對第一導電層的表面進行氧化處理、在經(jīng)過氧化處理的第一導電層上形成有機化合物層和在有機化合物層上形成第二導電層來制造存儲元件；將具有撓性的第二襯底粘貼到第二導電層上；將存儲元件從第一襯底上剝離；并將該存儲元件用粘合層粘貼到第三襯底上。通過在第一襯底上形成第一導電層、對第一導電層的表面進行氧化處理、在經(jīng)過氧化處理的第一導電層上形成有機化合物層和在有機化合物層上形成第二導電層來制造存儲元件。將具有撓性的第二襯底粘貼到第二導電層上，將存儲元件從第一襯底上剝離，并將存儲元件用粘合層粘貼到第三襯底上。第二導電層含有銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。要指出，第一導電層也可以在與第一襯底之間夾著剝離層的情況下在第一襯底上形成。在上述半導體器件中，存在在半導體器件寫入后第一導電層和第二導電層彼此部分接觸的情況，或有機化合物層的厚度改變的情況。通過本發(fā)明，可以制造包括存儲元件并在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件以便在良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置步驟。因此，無需使裝置或工藝復雜化就可以以高產(chǎn)率制造具有更高可靠性的半導體器件。附圖簡述圖IA和IB各自顯示本發(fā)明。圖2A至2C各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖3A至3C各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖4A和4B各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖5A至5C各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖6A和6B各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖7各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖8A和8B顯示了本發(fā)明的半導體器件的制造方法。圖9A和9B顯示了本發(fā)明的半導體器件的制造方法。圖10顯示本發(fā)明的半導體器件。圖11顯示本發(fā)明的半導體器件。圖12A和12B各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖13A至13G各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖14A和14B各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖15A至15C各自顯示用于解釋本發(fā)明的公開的半導體器件。圖16A至16C各自顯示本發(fā)明。圖17A和17B各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖18A和18B各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖19A至19C各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖20A至20C各自顯示本發(fā)明的半導體器件。圖2IA至2ID各自顯示本發(fā)明的半導體器件。
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圖22顯示本發(fā)明的半導體器件。附圖標記的解釋
11 電源電路12 時鐘生成電路13 數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)電路
14 控制電路15 界面電路16 存儲電路
17 數(shù)據(jù)總線18 天線20 半導體器件
21 傳感器22 傳感器電路30 襯底
31 導電層32 有機化合物層33 導電層
35 導電層36 加工區(qū)域37 有機化合物層
38 導電層50 導電層51 絕緣層
52 有機化合物層53 導電層55 導電層
57 有機化合物層58 導電層60 導電層61 絕緣層
62 有機化合物層63 導電層65 導電層66 加工區(qū)域
67 有機化合物層68 導電層69 加工區(qū)域70 導電層
71 絕緣層72 有機化合物層73 導電層
74 絕緣層75 導電層76 加工區(qū)域77 有機化合物層
78 導電層90 芯片91 芯片93 芯片94 芯片
95 芯片96 芯片97 芯片200 襯底202 布線
207 隔層(絕緣層)208 絕緣層209 絕緣層211 絕緣層
212 有機化合物層213 導電層214 絕緣層216 絕緣層
217 半導體器件223 解碼器224 ；解碼器225 選擇器
226 電路231 存儲單元232 存儲單元陣列
246 電阻器247 差動放大器248 時鐘控制的倒相器
250 襯底249 晶體管251 絕緣層261 絕緣層
263 導電層264 絕緣層266 襯底
267 隔層(絕緣層)268 剝離層269 絕緣層
270 絕緣層275 襯底280 襯底281 門電極層
282 非晶半導體層285 漏極層286 導電層
287 隔層(絕緣層)288 絕緣層292 有機化合物層
293 導電層294 絕緣層300 襯底312 有機化合物層
313 導電層314 絕緣層325 儲存元件部分326 絕緣層
330 晶體管部分335 元件形成層340 晶體管部分
342 導電層343 導電層350 襯底356 導電層
362 ；有機化合物層364 絕緣層375 存儲元件部分
376 加工區(qū)域385 元件形成層393 導電層394 導電細粒
395 樹脂396 襯底400 襯底401 =RF輸入部分
402 邏輯電路部分403 外部輸入部分404 存儲元件部分
405 調(diào)節(jié)電路部分406 二極管407 電阻器
411 =RF輸入部分412 邏輯電路部分413 外部輸入部分
414 存儲元件部分415 調(diào)節(jié)電路部分416 二極管417 電阻器421 電路部分431 天線441 晶體管
442 晶體管443 存儲元件451 存儲元件452 剝離層
453 絕緣層454 絕緣層455 絕緣層458 有機化合物層
459 導電層461 絕緣層501 襯底502 導電層
503 半導體器件716 半導體器件721 存儲單元
722 存儲單元陣列723 解碼器724 解碼器
725 選擇器726 電路746 電阻器747 差動放大器
748 晶體管749 時鐘控制的倒相器750 襯底
752 有機化合物層754 絕緣層760 襯底
762 有機化合物層764 絕緣層765 隔層(絕緣層)
770 襯底772 有機化合物層774 絕緣層
775 隔層(絕緣層)776 絕緣層777 加工區(qū)域780 襯底
790 襯底792 有機化合物層794 絕緣層80a 導電層
80b 導電層80c 導電層81a 有機化合物層
81b ；有機化合物層81c 有機化合物層82a 導電層
82b 導電層82c 導電層1001 激光照射裝置
1002 =PC 1003 激光振蕩器1004 電源1005 光學系統(tǒng)
1006 聲光調(diào)制器1007 光學系統(tǒng)1009 移動裝置
1010 :D/A轉(zhuǎn)化器部分1011 驅(qū)動器1012 驅(qū)動器
1013 自動聚焦裝置201a 絕緣層201b 絕緣層
202a 門電極層202b 門電極層203a 加工區(qū)域
203b 加工區(qū)域204a 半導體層204b 半導體層
205a 布線205b 布線206a 導電層206b 導電層
210a 晶體管210b 晶體管215a 存儲元件215b 存儲元件
255a 布線層255b 布線層255c 布線層255d 布線層
256a 導電層256b 導電層260a 晶體管260b 晶體管
262a 有機化合物層262b 有機化合物層
265a 存儲元件265b 存儲元件2700 外殼2701 嵌板
2702 框架2703 印刷線路板2704 操作按鈕2705 電池
2708 連接膜2709 像素區(qū)域283a 半導體層
283b 半導體層286a 導電層286b 導電層290a 晶體管
290b 晶體管295a 存儲元件295b 存儲元件
296a 加工區(qū)域296b 加工區(qū)域301a 絕緣層306a 導電層
306b 導電層307a 隔層(絕緣層)307b 隔層(絕緣層)
307c 隔層(絕緣層)310a 晶體管310b 晶體管
315a 儲存元件315b 儲存元件317a 加工區(qū)域317b 加工區(qū)域
320a 晶體管320b 晶體管357a 隔層(絕緣層)
357b 隔層(絕緣層)357c 隔層(絕緣層)360b 晶體管
362a 有機化合物層362b 有機化合物層363a 導電層363b 導電層365a 存儲元件365b 存儲元件431a 天線431b 天線
431c 天線431d 天線456a 布線層456b 布線層
357a 導電層357b 導電層357c 導電層357d 導電層
357e 導電層357f 導電層460a 絕緣層460b 絕緣層
460c 絕緣層632b 有機化合物層751a 導電層
751b 導電層751c 導電層753a 導電層753b 導電層
761a 導電層761b 導電層761c 導電層763a 導電層
763b 導電層766a 加工區(qū)域766b 加工區(qū)域
766c 如工區(qū)域771a 導電層771b 導電層771c 導電層
773a 導電層773b 導電層776a 加工區(qū)域
776b 加工區(qū)域776c 加工區(qū)域791a 導電層
791b 導電層791c 導電層793a 導電層793b 導電層本發(fā)明的最佳實施方式盡管下面參照附圖借助實施方式描述本發(fā)明，但要理解的是，各種變動和修改是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的。因此，除非這類變動和修改背離本發(fā)明的范圍，否則它們應(yīng)該被視為包含在本發(fā)明中。要指出的是，在附圖中，相同部分或具有相同功能的部分用相同的附圖標記表示，因此省略其描述。(實施方式1)在此實施方式中使用圖IA和IB描述本發(fā)明適用的存儲元件。本發(fā)明關(guān)注有機化合物層與第一導電層之間和有機化合物層與第二導電層之間的粘合性。物質(zhì)之間的粘合性受溶解度參數(shù)(SP值)的影響。溶解度參數(shù)是一種分子每單位體積的內(nèi)聚能密度(CED)的平方根的值。隨著物質(zhì)各自的SP值彼此接近，物質(zhì)之間的粘合性提高。一般而言，有機化合物材料的SP值比金屬材料小。因此，為了改進有機化合物層與各導電層之間的粘合性，可以對有機化合物層選擇具有盡可能大的SP值的有機化合物材料，而對導電層選擇具有盡可能小的SP值的金屬材料，由此可以降低有機化合物層所用材料的SP值與導電層所用材料的SP值之間的差異。有機化合物層所用材料的SP值與導電層所用材料的SP值之間的差異優(yōu)選為120或更小。在本發(fā)明中，作為第一導電層和第二導電層中至少一層所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca) M (Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)0可以含有多種上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂_銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。同時，隨著極性變大，有機材料的SP值提高。因此，作為有機化合物層所用的有機化合物材料，可優(yōu)選使用具有由磺?；?硫醇基)、氰基、胺基、羰基或類似物構(gòu)成的骨架的材料。圖IA顯示了在第一導電層31和第二導電層33之間帶有有機化合物層32的存儲
14元件。在圖IA中，作為第二導電層33所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫 (Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)?？梢院卸喾N上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。第一導電層31、有機化合物層32與第二導電層33之間的粘合性良好，因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。作為第一導電層31，使用具有高電導率的元素、化合物或類似物。通常，可以使用由下列一種元素或含有多種下列元素的合金構(gòu)成的單層或多層結(jié)構(gòu)金(Au)、銀(Ag)、鉬 (Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、碳(C)、鋁(Al)、錳(Mn)、鈦(Ti)、鉭(Ta)和類似物。盡管使用含有具有小溶解度參數(shù)的金屬材料的導電層作為圖IA中的第二導電層 33，也可以使用含有具有小溶解度參數(shù)的金屬材料的導電層作為第一導電層31。此外，第一導電層和第二導電層也可以都使用含有具有小溶解度參數(shù)的金屬材料的導電層；該情況顯示在圖16A中。圖16A顯示了在第一導電層55和第二導電層58之間帶有有機化合物層57的存儲元件。作為第一導電層55和第二導電層58各自所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦 (In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)?？梢院卸喾N上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫 (Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦_磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。第一導電層55、有機化合物層57與第二導電層58之間的粘合性良好，因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。此外，元件內(nèi)層間界面處的界面張力也影響層間的粘合性。隨著層間的界面張力變小，層間的粘合性提高，以致在剝離和轉(zhuǎn)置過程中更難出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，元件的剝離和轉(zhuǎn)置法可以在良好形式下進行。界面張力可以由對空氣、氮氣、氦氣或類似物的表面張力估測，且金屬的表面張力大于有機材料。此外，通過將金屬材料的表面氧化，改進金屬材料被有機材料潤濕的能力。因此，通過對使用金屬材料的導電層與使用有機化合物材料的有機化合物層之間的界面進行氧化處理，可以降低界面張力。作為降低界面張力的處理，進行下列處理使導電層暴露在氧氣氛中；通過在氧氣氛中用紫外線照射產(chǎn)生的臭氧(O3)將導電層表面氧化；或類似處理?；蛘?，可以接觸氧等離子體；可以在層間界面處通過有機化合物中所含的有機化合物材料將導電層氧化；或類似處理。此外，導電層的形成也可以在氧氣氛中進行。此外，除了氧化處理外，也可以進行氮化處理；例如，可以在進行氧化處理后進行氮化處理。圖IB顯示了在第一導電層35和第二導電層38之間帶有有機化合物層37的存儲元件。對第一導電層35與有機化合物層37之間的界面進行用于降低界面張力的處理。在此實施方式中，通過對第一導電層35與有機化合物層37之間的界面進行氧化處理，形成加工區(qū)域36。如圖IB中所示，通過在第一導電層35的與有機化合物層37接觸的界面(表面) 處形成用于降低界面張力的氧化加工區(qū)域36，可以改進第一導電層35與有機化合物層37 之間的粘合性。因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。作為第一導電層35和第二導電層38，各使用具有高電導率的元素、化合物或類似物。通常，可以使用由下列一種元素或含有多種下列元素的合金構(gòu)成的單層或多層結(jié)構(gòu)金 (Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、碳(C)、鋁(Al)、錳(Mn)、鈦(Ti)、鉭(Ta)和類似物。通過對第一導電層35的與有機化合物層接觸的界面(表面)進行用于降低界面張力的處理，例如氧化處理，形成加工區(qū)域36。例如，使用鈦形成鈦膜作為第一導電層35，并對鈦膜進行氧化處理以便在鈦膜的表面層中可形成氧化鈦膜；在這種情況下，加工區(qū)域 36是氧化鈦膜，且氧化鈦膜與有機化合物層37之間的界面張力小。圖IB中顯示了通過對第一導電層的與有機化合物層接觸的表面進行用于降低界面張力的處理來形成加工區(qū)域的情況。但是，也可以通過進行類似的降低界面張力的處理，在第二導電層的與有機化合物層接觸的表面中形成界面張力小的加工區(qū)域。此外，也可以在有機化合物層與第一導電層之間和有機化合物層與第二導電層之間各自的界面中進行用于降低界面張力的處理；該情況顯示在圖16B中。圖16B顯示了在第一導電層65和第二導電層68之間帶有有機化合物層67的存儲元件。對第一導電層65與有機化合物層67之間的界面和第二導電層68與有機化合物層67之間的界面進行用于降低界面張力的處理。在此實施方式中，通過對第一導電層65 與有機化合物層67之間的界面進行氧化處理，形成加工區(qū)域66，并通過在第二導電層68與有機化合物層67之間的界面進行氧化處理，形成加工區(qū)域69。如圖16B中所示，通過在第一導電層65的與有機化合物層67接觸的界面(表面) 處和在第二導電層68的與有機化合物層67接觸的界面(表面)處分別形成用于降低界面張力的氧化加工區(qū)域66和69，可以改進第一導電層65、有機化合物層67與第二導電層68 之間的粘合性。因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。圖16C顯示了在第一導電層75和第二導電層78之間帶有有機化合物層77的存儲元件。作為第二導電層78所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫(Sn)、鉛 (Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)。可以含有多種上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍
16(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦_砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。此外，對第一導電層75與有機化合物層77之間的界面進行用于降低界面張力的處理。在此實施方式中，通過對第一導電層75與有機化合物層77之間的界面進行氧化處理，形成加工區(qū)域76。圖16C中顯示了通過對第一導電層75的表面進行氧化處理來形成要與有機化合物層77接觸的加工區(qū)域76的情況，并對第二導電層78使用溶解度參數(shù)相對較小的上述金屬材料。但是，用作第二導電層78的溶解度參數(shù)相對較小的上述金屬材料也可用于第一導電層75，并且可以在第二導電層78與有機化合物層77之間的界面處形成在此進行用于降低界面張力的氧化處理或類似處理的區(qū)域。此外，在圖1A、1B和16A中所示的各存儲元件中，只要第一導電層與有機化合物層之間的界面和第二導電層與有機化合物層之間的界面處的結(jié)構(gòu)和材料與上述相同，可以在第一導電層上堆疊另一導電層(在圖IA和IB中在第一導電層下方)并可以在第二導電層上堆疊另一導電層(在圖IA和IB中在第二導電層上方)，從而也可以形成具有堆疊的導電層的存儲元件。作為堆疊在第一導電層和第二導電層上的各導電層，使用具有高電導率的元素、化合物或類似物。通常，可以使用由下列一種元素或含有多種下列元素的合金構(gòu)成的單層或多層結(jié)構(gòu)金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、碳(C)、鋁(Al)、錳(Mn)、鈦(Ti)、鉭(Ta)和類似物。作為含有多種上述元素的合金，例如，可以使用含Al和Ti的合金、含Ti和C的合金、含Al和Ni的合金、含Al 和C的合金、含Al、Ni和C的合金、含Al和Mo的合金，或類似物。有機化合物層32、有機化合物層37、有機化合物層57、有機化合物層67和有機化合物層77由電導率通過光學作用或電作用改變的有機化合物形成。此外，有機化合物層 57、有機化合物層67和有機化合物層77可以由單層或多層構(gòu)成。作為用于形成有機化合物層32、有機化合物層37、有機化合物層57、有機化合物層67和有機化合物層77的有機化合物，可以使用以聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、環(huán)氧樹脂或類似物為代表的有機樹脂。此外，作為用于形成有機化合物32、有機化合物層37、有機化合物層57、有機化合物層67和有機化合物層77的電導率通過光學作用或電作用改變的有機化合物，可以使用具有空穴傳輸性質(zhì)的有機化合物材料，或具有電子傳輸性質(zhì)的有機化合物材料。作為具有空穴傳輸性質(zhì)的有機化合物材料，可以使用芳胺化合物(即，具有苯環(huán) 和氮的鍵的化合物)，例如4，4 ‘-雙[N- (1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯基(縮寫NPB)、 4,4'-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯基(縮寫TPD)、4，4'，4〃 -三(N， N-二苯基-氨基)-三苯基胺(縮寫TDATA)、4，4'，4〃 -三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(縮寫MTDATA)、或4，4'-雙(N_(4_(N，N-二間甲苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯基(縮寫DNTPD)或酞菁化合物，例如酞菁(縮寫H2Pc)、銅酞菁 (縮寫CuPc)、或氧釩酞菁(縮寫V0Pc)。上述物質(zhì)主要是空穴遷移率為10_6cm7Vs或更高的物質(zhì)。
作為具有電子傳輸性質(zhì)的有機化合物材料，可以使用由下列物質(zhì)構(gòu)成的材料具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物，例如三(8_羥基喹啉醇合)鋁(縮寫=Alq3)、三 (4-甲基-8-羥基喹啉醇合)鋁(縮寫=Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]_羥基喹啉醇合)鈹 (縮寫=BeBq2)、或雙(2-甲基_8_羥基喹啉醇合)_4_苯基苯酚合(phenylphenolato)-鋁 (縮寫B(tài)Alq)或類似物。此外，也可以使用具有噁唑配體或噻唑配體的金屬絡(luò)合物材料，例如雙[2-(2-羥基苯基)苯并噁唑合(benzoxazolato)]鋅(縮寫=Zn (BOX)2)或雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑合(benzothiazolato)]鋅(縮寫Zn (BTZ)2)，或類似物。此外，除了金屬配體外，還可以使用2-(4_聯(lián)苯基)-5-(4_叔丁基苯基)-1，3，4_噁二唑(縮寫PBD)、 1，3-雙[5-(對叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(縮寫0XD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5- (4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫=TAZ)、3- (4-叔丁基苯基)-4- (4-乙基苯基)-5_(4-聯(lián)苯基)-1，2，4_三唑(縮寫p-EtTAZ)、紅菲繞啉(縮寫:BPhen)、浴銅靈(縮寫B(tài)CP)或類似物。上述物質(zhì)是電子遷移率為10_6cm7Vs或更高的物質(zhì)。有機化合物層32、有機化合物層37、有機化合物層57、有機化合物層67和有機化合物層77可以通過蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、濺射、CVD或類似方法形成。此外，當使用多種材料形成有機化合物層時，將材料同時堆疊，其中結(jié)合使用相同類型或不同類型的方法形成有機化合物層，例如通過電阻加熱蒸發(fā)法共蒸發(fā)、通過電子束蒸發(fā)法共蒸發(fā)、通過電阻加熱蒸發(fā)法和電子束蒸發(fā)法共蒸發(fā)、通過電阻加熱蒸發(fā)和濺射法沉積，或通過電子束蒸發(fā)和濺射法沉積。此外，有機化合物層32、有機化合物層37、有機化合物層57、有機化合物層67和有機化合物層77各以通過光學作用或電作用改變存儲元件的電導率的厚度形成。具有在施加電壓之前和之后改變電導率的上述結(jié)構(gòu)的存儲元件可以儲存與“初始狀態(tài)”和“電導率改變后”對應(yīng)的兩個值。此外，如圖19A至19C中所示，也可以使用在有機化合物層和導電層之間帶有絕緣層的結(jié)構(gòu)。對于圖19A至19C中的第一導電層50、第一導電層60、第一導電層70、第二導電層53、第二導電層63和第二導電層73中的每一個，與圖16A中的第一導電層55和第二導電層58類似，使用下列一種或多種金屬材料銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、祕(Bi)、鈣(Ca) M (Sb)和鋅(Zn)0此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te) 和鋇(Ba)。可以含有多種上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn) 或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs)或銦_鉻合金(InCr)。當然，也可以使用與圖1A、1B、16B和16C中的每一個類似地形成的導電層作為圖 19A至19C中的第一導電層和第二導電層，可以對導電層與有機化合物層之間的界面進行用于降低界面張力的氧化處理或類似處理。有機化合物層52、有機化合物層62和有機化合物層72可以類似地由與圖IA和 IB中的有機化合物層32或有機化合物層37相同的材料形成。圖19A顯示了在第一導電層50和有機化合物層52之間帶有絕緣層51的情況，其中在有機化合物層52上提供第二導電層53。在圖19B中，在位于第一導電層60上的有機化合物層62上形成絕緣層61，并在絕緣層61上提供第二導電層63。在圖19C中，將第一導電層70、第一絕緣層71、有機化合物層72、第二絕緣層74和第二導電層73堆疊，其中在第一導電層70和有機化合物層72之間提供第一絕緣層71，并在有機化合物層72和第二導電層73之間提供第二絕緣層74。在此實施方式中，絕緣層51、絕緣層61、第一絕緣層71和第二絕緣層74各自具有絕緣性，并可以是非常薄的薄膜(絕緣層的薄膜厚度為4納米或更小，優(yōu)選1納米或更大且 2納米或更小)，并取決于絕緣層的材料和制造方法，絕緣層可能沒有作為連續(xù)薄膜的形狀而是具有斷續(xù)的島狀。盡管絕緣層在本說明書的附圖中作為連續(xù)薄膜顯示，但也包括絕緣層是斷續(xù)島狀的情況。在導電層和有機化合物層之間的界面處的絕緣層允許載子的隧道注射；因此，流過隧道電流。相應(yīng)地，當在第一和第二導電層之間施加電壓時，電流流向有機化合物層；由此產(chǎn)生熱。當有機化合物層的溫度達到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，構(gòu)成有機化合物層的材料變成流體組合物。流體組合物流動(移動)而不保持固態(tài)形式，并改變其形狀。因此，有機化合物層的厚度變得不均勻且有機化合物層改變其形狀，第一和第二導電層彼此部分接觸以致它們短路。此外，由集中在有機化合物層的厚度小的區(qū)域中的電場引起的高電場效應(yīng)也會使第一和第二導電層短路。相應(yīng)地，在施加電壓之前和之后，存儲元件的電導率改變。在半導體器件中，在半導體器件寫入后，存在第一和第二導電層彼此部分接觸的情況或有機化合物層的厚度改變的情況。通過提供絕緣層51、絕緣層61、第一絕緣層71和第二絕緣層74，存儲元件的如寫入電壓的特性穩(wěn)定化而不波動，并可以在每一元件中進行正常寫入。此外，由于隧道電流改進了載子注射性質(zhì)，可以提高有機化合物層的厚度；因此，可以防止在提供電傳導之前的初始狀態(tài)下的存儲元件的短路缺陷。作為對本發(fā)明的存儲元件施加的電壓，對第一導電層施加的電壓可以高于對第二導電層施加的電壓；或者，對第二導電層施加的電壓可以高于對第一導電層施加的電壓。即使在存儲元件具有整流性質(zhì)的情況下，可以在第一導電層和第二導電層之間提供電位差以便在正向偏壓方向或反向偏壓方向上施加電壓。在本發(fā)明中，使用熱和化學穩(wěn)定的無機絕緣體或有機化合物形成絕緣層，其中不注射載子。下面描述可用于絕緣層的無機絕緣體和有機化合物的具體實例。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的無機絕緣體，可以使用如下氧化物氧化鋰 (Li2O)、氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)、氧化銣(Rb2O)、氧化鈹(BeO)、氧化鎂(MgO)、氧化鈣 (CaO)、氧化鍶(SrO)、氧化鋇(BaO)、氧化鈧(Sc2O3)、氧化鋯(&02)、氧化鉿(HfO2)、氧化妒 (rutherfordium) (RfO2)、氧化鉭(TaO)、氧化锝(TcO)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化鈷(CoO)、氧化鈀(PdO)、氧化銀(Ag2O)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎵(Ga2O3)或氧化鉍(Bi2O3) 在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用如下氟化物氟化鋰(LiF)、氟化鈉(NaF)、氟化鉀(KF)、氟化銣(RbF)、氟化銫(CsF)、氟化鈹(BeF2)、氟化鎂 (MgF2)、氟化鈣(CaF2)、氟化鍶(SrF2)、氟化鋇(BaF2)、氟化鋁(AlF3)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、氟化銀(AgF)或氟化錳(MnF3)。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用如下氯化物氯化鋰(LiCl)、氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、氯化鈹(BeCl2)、氯化鈣(CaCl2)、氯化鋇(BaCl2)、氯化鋁(AlCl3)、氯化硅(SiCl4)、氯化鍺(GeCl4)、氯化錫(SnCl4)、氯化銀(AgCl)、氯化鋅(ZnCl)、四氯化鈦(TiCl4)、三氯化鈦(TiCl3)、氯化鋯(ZrCl4)、氯化鐵(FeCl3)、氯化鈀(PdCl2)、三氯化銻(SbCl3)、二氯化銻(SbCl2)、氯化鍶(SrCl2)、氯化鉈(TlCl)、氯化銅 (CuCl)、氯化錳(MnCl2)、或氯化釕(RuCl2)。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用如下溴化物溴化鉀 (KBr)、溴化銫(CsBr)、溴化銀(AgBr)、溴化鋇(BaBr2)、溴化硅(SiBr4)或溴化鋰(LiBr)。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用如下碘化物碘化鈉(NaI)、碘化鉀(KI)、碘化鋇(BaI2)、碘化鉈(TlI)、碘化銀(AgI)、碘化鈦(TiI4)、碘化鈣 (CaI2)、碘化硅(SiI4)或碘化銫(CsI)。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用如下碳酸鹽碳酸鋰(Li2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鎂(MgCO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶 (SrCO3)、碳酸鋇(BaCO3)、碳酸錳(MnCO3)、碳酸鐵(FeCO3)、碳酸鈷(CoCO3)、碳酸鎳(NiCO3)、碳酸銅(CuCO3)、碳酸銀(A&C03)或碳酸鋅(ZnCO3)。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用如下硫酸鹽硫酸鋰(Li2SO4)、硫酸鉀(K2SO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈣(CaSO4)、硫酸鍶 (SrSO4)、硫酸鋇(BaSO4)、硫酸鈦(Ti2 (SO4) 3)、硫酸鋯(SO4) 2)、硫酸錳(MnSO4)、硫酸亞鐵 (FeSO4)、三硫酸二鐵(Fe2 (SO4) 3)、硫酸鈷(CoSO4)、硫酸鈷(Co2 (SO4) 3)、硫酸鎳(NiSO4)、硫酸銅(CuSO4)、硫酸銀(A&S04)、硫酸鋅(ZnSO4)、硫酸鋁(Al2 (SO4) 3)、硫酸銦(In2 (SO4) 3)、硫酸錫(SnSO4)或(Sn(SO4)2)、硫酸銻(Sb2 (SO4) 3)、或硫酸鉍(Bi2 (SO4) 3)。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用如下硝酸鹽硝酸鋰(LiNO3)、硝酸鉀(KNO3)、硝酸鈉(NaNO3)、硝酸鎂(Mg (NO3) 2)、硝酸鈣(Ca (NO3) 2)、硝酸鍶(Sr(NO3))、硝酸鋇(Ba(NO3)2)、硝酸鈦(Ti (NO3)4)、硝酸鍶(Sr (NO3)2)、硝酸鋇 (Ba (NO3) 2)、硝酸鋯(Zr (NO3) 4)、硝酸錳(Mn (NO3) 2)、硝酸鐵(Fe (NO3) 2)或(Fe (NO3) 3)、硝酸鈷 (Co (NO3) 2)、硝酸鎳(Ni (NO3) 2)、硝酸銅(Cu (NO3) 2)、硝酸銀(AgNO3)、硝酸鋅(Zn (NO3) 2)、硝酸鋁(Al (NO3) 3)、硝酸銦(In(NO3)3)、硝酸錫(Sn(NO3)2)或硝酸鉍(Bi (NO3) 3)。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一無機絕緣體，可以使用下列材料氮化物，如氮化鋁(AlN)或氮化硅(SiN)，或羧酸鹽，如羧酸鋰(LiCOOCH3)、乙酸鉀(KCOOCH3)、乙酸鈉(NaCOOCH3)、乙酸鎂(Mg (COOCH3) 2)、乙酸鈣(Ca (COOCH3) 2)、乙酸鍶(Sr (COOCH3) 2)、或乙酸鋇(Ba (COOCH3) 2)。在本發(fā)明中，可以使用一種類型或多種類型的上述無機絕緣體作為絕緣層用的無機絕緣體。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的有機化合物，可以使用下列材料聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、聚酯、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、fran樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、或硅氧烷樹脂。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一有機化合物，可以使用下列材料芳胺化合物(即，具有苯環(huán)和氮的鍵的化合物)，例如4，4'-雙[N-(l-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián) 苯基(縮寫NPB) ,4,4'-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯基(縮寫TPD)、4， 4'，4〃 -三仉^二苯基-氨基)-三苯基胺(縮寫了0六了幻、4，4'，4〃 -三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(縮寫MTDATA)、或4，4'-雙(N-(4-(N，N-二間甲
20苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯基(縮寫DNTPD)或酞菁化合物，例如酞菁(縮寫 H2Pc)、銅酞菁(縮寫CuPc)、或氧釩酞菁(縮寫VOPc)、2Me-TPD、FTPD、TPAC、OTPAC、二胺、 PDA、三苯甲烷(縮寫=TPM)或STB。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一有機化合物，可以使用下列材料由具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物或類似物制成的材料，例如三(8-羥基喹啉醇合) 鋁(縮寫Alq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉醇合)鋁(縮寫Almq3)、雙(10-羥基苯并 [h]_羥基喹啉醇合)鈹(縮寫=BeBq2)、或雙(2_甲基_8_羥基喹啉醇合)_4_苯基苯酚合-鋁(縮寫B(tài)Alq)；由具有噁唑基或噻唑基配體的金屬絡(luò)合物或類似物制成的材料，例如雙[2-(2-羥基苯基)苯并噁唑合]鋅(縮寫=Zn(BOX)2)或雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑合]鋅(縮寫=Zn(BTZ)2) ；2-(4_聯(lián)苯基)-5-(4_叔丁基苯基)-1，3，4_噁二唑(縮寫 PBD)、1，3-雙[5-(對叔丁基苯基)-1，3，4_ 噁二唑-2-基]苯(縮寫:0XD_7)、3_(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5- (4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫=TAZ)、3- (4-叔丁基苯基)-4- (4-乙基苯基)-5-(4_聯(lián)苯基)-1，2，4_三唑(縮寫p-EtTAZ)、紅菲繞啉(縮寫B(tài)Phen)、浴銅靈(縮寫B(tài)CP) ；5，6，11，12-四苯基并四苯(縮寫rubrene)；六苯基苯；叔丁基茈；9， 10- 二(苯基)蒽；香豆素545T ；樹枝狀聚合物；4- 二氰基亞甲基-2-甲基_6-[2-(1，1,7, 7-四甲基-9-久洛尼定基(julolidyl))乙烯基]-4H-吡喃(縮寫=DCJT) ；4-二氰基亞甲基-2-叔丁基-6-[2-(l，l，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫DCJTB)； periflanthene ；2，5_ 二氰基-1，4_ 雙[2_(10_ 甲氧基 _1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基) 乙烯基]苯；N，N’_ 二甲基喹吖啶酮(縮寫DMQd)；香豆素6;9，9'-聯(lián)蒽基；9，10-二苯基蒽(縮寫DPA) ；9，10-雙(2-萘基)蒽(縮寫DNA) ；2，5，8，11-四叔丁基茈(縮寫TBP)； BMD ；BDD ；2，5-雙(1_ 萘基)_1，3，4-噁二唑(縮寫:BND) ；BAPD ；BBOT ；TPQl ；TPQ2 ；MBDQ 或類似物。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一有機化合物，可以使用聚乙炔、聚亞苯基亞乙烯基、聚噻吩、聚苯胺、聚亞苯基亞乙炔基或類似物。聚對亞苯基亞乙烯基在其類別中包括聚(對亞苯基亞乙烯基)[PPV]的衍生物、聚(2，5_ 二烷氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基) [R0-PPV]、聚(2-(2，-乙基-己氧基)-5_甲氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基)[MEH-PPV]、聚 (2-( 二烷氧基苯基)-1，4_亞苯基亞乙烯基)[RORh-PPV]和類似物。聚對亞苯基在其類別中包括聚對亞苯基[PPP]的衍生物、聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基)[R0-PPP]、聚(2，5-二己氧基-1，4-亞苯基)和類似物。聚噻吩在其類別中包括聚噻吩[PT]的衍生物、聚(3-烷基噻吩)[PAT]、聚(3-己基噻吩)[PHT]、聚(3-環(huán)己基噻吩)[PCHT]、聚(3-環(huán)己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]、聚(3，4-二環(huán)己基噻吩)[ 00111、聚[3-(4-辛基苯基)噻吩][Ρ0ΡΤ]、聚 [3-(4_辛基苯基)-2，2’聯(lián)噻吩][ΡΤ0ΡΤ]和類似物。聚芴在其類別中包括聚芴[PF]的衍生物、聚(9,9- 二烷基芴)[PDAF]、聚(9，9- 二辛基芴)[PD0F]，和類似物。在本發(fā)明中，作為可用于絕緣層的另一有機化合物，可以使用下列材料PFBT、咔唑衍生物、蒽、六苯并苯、茈、PPCP, BPPC、硼烷基蒽、DCM、QD、Eu (TTA) 3Phen或類似物。在本發(fā)明中，可以使用一種類型或多種類型的上述有機化合物作為絕緣層的有機化合物。在本發(fā)明中，可以使用一種類型或多種類型的上述無機絕緣體或有機化合物形成絕緣層。該絕緣層在本發(fā)明中具有絕緣性質(zhì)。
該絕緣層可以通過蒸發(fā)，例如共蒸發(fā)，涂布法，例如旋涂法，或溶膠凝膠法形成。此外，也可以使用下列方法能夠通過選擇性輸出(噴出)為特定用途而混合的化合物的液滴來形成預定圖案的液滴輸出(噴出)法(也稱作噴墨法，取決于其形式)，能夠在物體上轉(zhuǎn)移或繪制所需圖案的方法，例如任何印刷法(用所需圖案成型的方法，例如，絲網(wǎng) (permeographic)印刷、膠版(平版)印刷法、凸版印刷法或凹版(intaglio)印刷法或類似方法。由于具有在此實施方式中制成的存儲元件的半導體器件在該存儲元件內(nèi)具有良好粘合性，可以在良好狀態(tài)下進行剝離和轉(zhuǎn)置法。因此，可以自由地轉(zhuǎn)置到任何襯底上，因此提高對襯底材料的選擇性。此外，也可以對襯底選擇廉價材料，從而在低成本下制造半導體器件，并根據(jù)預期用途具有廣泛的功能。通過本發(fā)明，可以制造具有存儲元件并在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件，從而可以在良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置步驟。因此，無需使裝置或工藝復雜化就可以在高產(chǎn)率下制造具有更高可靠性的半導體器件。(實施方式2)在此實施方式中，使用附圖描述本發(fā)明的半導體器件中所含的存儲元件的一個結(jié) 構(gòu)實例。特別地，將描述半導體器件是無源矩陣的情況。使用圖2A至2C、6A和6B描述本發(fā)明的存儲元件及其運行機制。此實施方式中的存儲元件可以通過與實施方式1相同的材料和相同的結(jié)構(gòu)制造，因此，在此省略材料等的詳述。圖3A至3C各自顯示本發(fā)明的半導體器件的一個構(gòu)成例，其包括包括以矩陣形式提供的存儲單元721的存儲單元陣列722，包括讀取電路和寫入電路的電路726、解碼器724 和解碼器723。要指出的是，在此所示的半導體器件716的構(gòu)造僅是一個實例；半導體器件可以包括另一電路，例如讀出放大器、輸出電路或緩沖器，并可以在位線驅(qū)動電路中提供寫入電路。存儲單元721包括連接到位線Bx(l彡χ彡m)上的第一導電層，連接到字線 ffy(l ^y ^n)上的第二導電層，和有機化合物層。有機化合物層位于第一導電層和第二導電層之間，具有單層或多層。圖2A是存儲單元陣列722的頂視圖，圖2B和2C各自是沿圖2A中的線段A-B截取的截面圖。如圖2B中所示提供絕緣層754，盡管在圖2A中未顯示。存儲單元陣列722包括在第一方向上延伸的第一導電層751a、第一導電層751b 和第一導電層751c ；覆蓋第一導電層751a、751b和751c提供的有機化合物層752 ；和在與第一方向垂直的第二方向上延伸的第二導電層753a、第二導電層753b和第二導電層 753c (見圖2A)。有機化合物層752位于第一導電層751a、751b和751c與第二導電層753a、 753b和753c之間。此外，覆蓋第二導電層753a、753b和753c提供充當保護膜的絕緣層 754(見圖2B)。如果在相鄰存儲單元之間在側(cè)向上存在電場的影響，為存儲單元提供的各自的有機化合物層752也可以彼此分離。圖2C是圖2B的修改實例，其中在襯底790上提供第一導電層791a、第一導電層 791b、第一導電層791c、有機化合物層792、第二導電層793b和作為保護層的絕緣層794。與圖2C中的第一導電層791a、791b和791c類似，第一導電層可以具有錐形并可以具有曲
22率半徑連續(xù)改變的形狀?？梢允褂靡旱屋敵龇ɑ蝾愃品椒ㄐ纬扇绲谝粚щ妼?91a、791b和 791c的這類形狀。在第一導電層具有這種帶曲率的彎曲表面的情況下，要堆疊的有機化合物層或?qū)щ妼拥母采w率良好。此外，可以形成隔層(絕緣層)以覆蓋第一導電層的末端部分。隔層(絕緣層) 充當將一個存儲元件與另一存儲元件分隔的壁。圖6A和6B各自顯示第一導電層的末端部分被隔層(絕緣層)覆蓋的結(jié)構(gòu)。圖6A顯示了一個實例，其中如圖16B中所示在第一導電層771a、771b和771c的表面中分別形成經(jīng)過降低表面張力的處理的加工區(qū)域776a、776b和776c以與有機化合物層772接觸，然后在有機化合物層上形成具有經(jīng)過降低界面張力的處理的加工區(qū)域777的第二導電層773b。在此實施方式中，形成錐形隔層(絕緣層775)以覆蓋第一導電層771a、 771b和771c的各個末端部分。在位于襯底770上的第一導電層771a、771b和771c和絕緣層776上以此順序形成隔層(絕緣層)775、有機化合物層772、第二導電層773b和絕緣層 774。在圖6B中所示的半導體器件中，隔層(絕緣層)765具有曲率和具有曲率半徑連續(xù)改變的形狀。如圖16C中所示，在第一導電層761a、761b和761c的表面中分別形成經(jīng)過降低界面張力的處理的加工區(qū)域766a、766b和766c以與有機化合物層762接觸，然后在有機化合物層762上形成第二導電層763b。在該第二導電層763b上，形成作為保護層的絕緣層764。不是必須形成絕緣層764。使用下列一種或多種形成第二導電層763b 銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣 (Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)?？梢院卸喾N上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳 (Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs) 或銦-鉻合金(InCr)。當然，與圖1A、1B和16A至16C類似地形成的導電層也可用作圖2A至2C、6A和6B 中的第一導電層和第二導電層。使用含有具有小溶解度參數(shù)的金屬材料的導電層作為第一導電層和第二導電層的至少一層，或?qū)Φ谝粚щ妼优c有機化合物之間和第二導電層與有機化合物層之間的至少一個界面進行用于降低界面張力的氧化處理或類似處理?？梢允褂?圖16A中所示的結(jié)構(gòu)，其中使用具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成第一導電層和第二導電層；可以使用圖16B中所示的結(jié)構(gòu)，其中在第一導電層與有機化合物層之間和第二導電層與有機化合物層之間的界面處均形成具有小表面張力的區(qū)域；或可以使用圖16C中所示的結(jié)構(gòu)，其中使用具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成第一導電層和第二導電層之一并在有機化合物層與第一導電層和第二導電層另一個之間的界面處形成表面張力小的區(qū)域。作為上述存儲單元結(jié)構(gòu)中的各個襯底，可以使用石英襯底、硅襯底、金屬襯底、不銹鋼襯底或類似物以及玻璃襯底或撓性襯底。撓性襯底是可以彎曲(撓性)的襯底，例如塑料襯底或類似物，由聚碳酸酯、聚芳基化合物、聚醚砜或類似物制成。此外，也可以使用薄膜 (由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、聚氯乙烯或類似物制成)、由纖維材料制成的紙、基膜 (例如聚酯、聚酰胺、無機沉積膜、或紙)或類似物。此外，或者，也可以在Si半導體襯底或
23類似物上形成的場效應(yīng)晶體管(FET)上或在玻璃襯底或類似物上形成的薄膜晶體管(TFT) 上提供存儲單元陣列722。具有在此實施方式中制成的存儲元件的半導體器件在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性；因此，可以在良好狀態(tài)下進行剝離和轉(zhuǎn)置法。因此，可以自由地轉(zhuǎn)置到任何襯底上，因此提高對襯底材料的選擇性。此外，也可以對襯底選擇廉價材料，從而可在低成本下制造半導體器件，并根據(jù)預期用途具有廣泛的功能。作為隔層(絕緣層)765和775，也可以使用下列材料無機絕緣材料，例如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、或氧氮化鋁；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物；耐熱高分子，例如聚酰亞胺、芳族聚酰胺、或聚苯并咪唑；或硅氧烷樹脂。要指出，硅氧烷樹脂相當于含有Si-O-Si鍵的樹脂。硅氧烷的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(0)的鍵構(gòu)成。作為取代基，使用含有至少氫(例如烷基或芳烴)的有機基團。作為取代基，也可以使用氟基?；?者，可以使用含至少氫的有機基團和氟基作為取代基。此外，也可以使用下列樹脂材料乙烯基樹脂，例如聚乙烯基醇或聚乙烯基丁縮醛；或環(huán)氧樹脂、酚樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂或聚氨酯樹脂。此外，也可以使用有機材料，例如苯并環(huán)丁烯、聚對二甲苯、氟化-亞芳基-醚、或聚酰亞胺、或含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的組合物材料。作為隔層(絕緣層)的制造法，可以使用蒸氣生長法，例如等離子CVD或熱CVD或濺射法。此外，也可以使用液滴輸出法或印刷法(形成圖案的方法，例如絲網(wǎng)印刷或膠印)。也可以使用通過涂布法或類似方法獲得的涂膜。此外，在通過液滴輸出法輸出組合物以形成導電層、絕緣層或類似層后，可以在其表面上施壓以使其平面化，從而提高平面度。作為壓制方法，可以通過用輥形物掃描表面來降低不平整性，或可以用平板狀物體垂直壓制該表面；在壓制時，可以進行加熱?；蛘?，可以用助溶劑(flux)或類似物將表面軟化或熔融，并可以用氣刀去除表面的不平整部分。此外，或者，可以使用CMP法將其拋光。在由于液滴輸出法而出現(xiàn)不平整時，可以施加該步驟以使該表面平面化。此外，如實施方式1的圖19A至19C中所示，可以在有機化合物層與第一導電層之間；在有機化合物層與第二導電層之間；或在第一導電層與有機化合物層之間和在第二導電層與有機化合物層之間提供絕緣層。通過提供絕緣層，存儲元件的如寫入電壓的特性穩(wěn) 定化而不波動，并可以在每一元件中進行正常寫入。此外，由于隧道電流改進了載子注射性質(zhì)，可以提高有機化合物層的厚度；因此，可以防止在提供電傳導之前的初始狀態(tài)下的存儲元件的短路缺陷。此外，在此實施方式的上述結(jié)構(gòu)中，可以在第一導電層751a至751c與有機化合物層752之間，在第一導電層761a至761c與有機化合物層762之間，在第一導電層771a至 771c與有機化合物層772之間和在第一導電層791a至791c與有機化合物層792之間提供具有整流性質(zhì)的元件。具有整流性質(zhì)的元件是連接著門電極和漏極的晶體管，或二極管。如上所述，通過提供具有整流性質(zhì)的二極管，由于電流僅在一個方向上流動，減少誤差并改進讀取容限(margin)。要指出，也可以在有機化合物層752與第二導電層753a至753c之間，在有機化合物層762與第二導電層763a至763c之間，在有機化合物層772與第二導電層773a至773c之間和在有機化合物層792與第二導電層793a至793c之間各提供具有整流性質(zhì)的元件。
即使在提供具有整流性質(zhì)的元件的情況下，也需要如下結(jié)構(gòu)——其中與有機化合物層接觸的第一和第二導電層的至少一層是使用如圖IA中所示的具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成的導電層，或是如圖IB中所示其表面經(jīng)過氧化處理或類似處理以降低界面張力的導電層。通過本發(fā)明，可以制造具有存儲元件并在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件，從而可以在良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置步驟。因此，無需使裝置或工藝復雜化就可以在高產(chǎn)率下制造具有更高可靠性的半導體器件。(實施方式3)在此實施方式中，描述具有與實施方式2不同的構(gòu)造的半導體器件。特別地，將描述半導體器件是有源矩陣的情況。此實施方式中的存儲元件可以使用與實施方式1相同的材料和相同的結(jié)構(gòu)制造，因此，在此省略材料等的詳述。圖5A至5C顯示此實施方式的半導體器件的一個構(gòu)成例，其包括包括矩陣形式的存儲單元231的存儲單元陣列232，電路226、解碼器224和解碼器223。電路226包括讀取電路和寫入電路。要指出的是，在此所示的半導體器件217的構(gòu)造僅是一個實例；半導體器件可以包括另一電路，例如傳感放大器、輸出電路或緩沖器，并可以在位線驅(qū)動電路中提供寫入電路。存儲單元陣列232包括各連接到位線Bx(l彡χ彡m)上的第一導電層，各連接到字線Wy(l彡y彡η)上的第二導電層，晶體管210a、存儲元件215b和存儲單元231。存儲元件215b具有將有機化合物層夾在一對導電層之間的結(jié)構(gòu)。將晶體管的門電極連接到字線上，其源極和漏極之一連接到位線上，其源極和漏極中的另一個連接到存儲元件的兩個端子之一上。存儲元件的兩個端子中的另一端子連接到共用電極上(Vcom電位)。圖4A是存儲單元陣列232的頂視圖，圖4B是沿圖4A中的線段E-F截取的截面圖。如圖4B中所示提供絕緣層216、有機化合物層212、第二導電層213和絕緣層214，盡管在圖 4A中未顯示。在存儲單元陣列232中，以矩陣形式提供在第一方向上延伸的第一布線205a和第一布線205b和在與第一方向垂直的第二方向上延伸的第二布線202。第一布線205a和 205b分別連接到晶體管210a和晶體管210b的源極和漏極之一上，而第二布線202連接到晶體管210a和晶體管210b的門電極上。晶體管210a和晶體管210b的其余源極和漏極分別連接到第一導電層206a和第一導電層206b上。存儲元件215a和存儲元件215b分別通過堆疊第一導電層206a、有機化合物層212和第二導電層213，和通過堆疊第一導電層 206b、有機化合物層212和第二導電層213來提供。此外，在彼此相鄰的存儲單元231之間提供隔層(絕緣層)207，并在第一導電層和隔層(絕緣層)207上堆疊有機化合物層212 和第二導電層213。在第二導電層213上提供作為保護層的絕緣層214。此外，作為晶體管 210a和210b，各自使用薄膜晶體管(見圖4B)。對第一導電層206a和第一導電層206b各自的堆疊有機化合物212的區(qū)域進行用于降低界面張力的處理，由此形成加工區(qū)域203a和203b。作為降低界面張力的處理，進行下列處理使導電層暴露在氧氣氛中；通過在氧氣氛中用紫外線照射產(chǎn)生的臭氧(O3)將導電層表面氧化；或類似處理?；蛘撸梢越佑|氧等離子體；可以在層間界面處通過有機化合物中所含的有機化合物材料將導電層氧化；或類似處理。此外，也可以在氧氣氛中進行導電層的形成。此外，除了氧化處理外，也可以進行氮化處理；例如，可以在進行氧化處理后進行氮化處理。通過在第一導電層206a的與有機化合物層212接觸的界面(表面)處和在第一導電層206b的與有機化合物層212接觸的界面(表面)處分別形成用于降低界面張力的加工區(qū)域203a和203b，可以改進第一導電層206a與有機化合物層212之間和第一導電層 206b與有機化合物層212之間的粘合性。作為第二導電層213所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫(Sn)、鉛 (Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)?？梢院卸喾N上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍 (Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦_砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。通過對第二導電層213使用溶解度參數(shù)相對較小的材料，可以改進第二導電層 213和有機化合物層212之間的粘合性。因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。即使在元件制造法中使用能夠耐受制造條件，例如溫度的玻璃襯底，也可以通過隨后轉(zhuǎn)置到第二襯底上來使用撓性襯底，例如薄膜作為襯底200。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。當然，與各圖1A、1B、16A和16B類似地形成的導電層也可用作圖4A和4B中所示的半導體器件中的第一導電層和第二導電層。使用含有具有小溶解度參數(shù)的金屬材料的導電層作為第一導電層和第二導電層的至少一層，或?qū)Φ谝粚щ妼优c有機化合物之間和第二導電層與有機化合物層之間的至少一個界面進行用于降低界面張力的氧化處理或類似處理。可以使用圖16A中所示的結(jié)構(gòu)，其中使用具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成第一導電層和第二導電層；可以使用圖16B中所示的結(jié)構(gòu)，其中在第一導電層與有機化合物層之間和第二導電層與有機化合物層之間的界面處均形成具有小表面張力的區(qū)域。具有在此實施方式中制成的存儲元件的半導體器件在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性；因此，可以在良好狀態(tài)下進行剝離和轉(zhuǎn)置法。因此，可以自由地轉(zhuǎn)置到任何襯底上，因此提高對襯底材料的選擇性。此外，也可以對襯底選擇廉價材料，從而可在低成本下制造半導體器件，并其根據(jù)預期用途具有廣泛的功能。在襯底200上提供圖4B中所示的半導體器件，并包括絕緣層201a、絕緣層201b、絕緣層208、絕緣層209、絕緣層211、包括半導體層204a的晶體管210a、門電極層202a、和充當源極層或漏極層的布線205a，和包括半導體層204b和門電極層202b的晶體管210b。此外，如實施方式1的圖19A至19C中所示，可以在有機化合物層與第一導電層之間；在有機化合物層與第二導電層之間；或在第一導電層與有機化合物層之間和在第二導電層與有機化合物層之間提供絕緣層。通過提供絕緣層，存儲元件的如寫入電壓的特性穩(wěn) 定化而不波動，并可以在每一元件中進行正常寫入。此外，由于隧道電流改進了載子注射性質(zhì)，可以提高有機化合物層的厚度；因此，可以防止在提供電傳導之前的初始狀態(tài)下的存儲元件的短路缺陷。
也可以在晶體管210a和210b上提供層間絕緣層。在圖4B的構(gòu)造中，要求在各晶體管210a和210b的除源極層或漏極層外的區(qū)域中提供各存儲元件215a和215b ；但是，通過提供層間絕緣層，例如，可以在晶體管210a和210b上分別形成存儲元件215a和215b。因此，可以實現(xiàn)半導體器件217的更高集成。晶體管210a和210b可以具有任何結(jié)構(gòu)，只要它們可以充當開關(guān)元件。對于半導體層，可以使用各種半導體，例如非晶半導體、結(jié)晶半導體、多晶半導體和微晶半導體，并可以使用有機化合物形成有機晶體管。盡管圖4B顯示了在具有絕緣性質(zhì)的襯底上提供平面薄膜晶體管的情況，也可以形成交錯或反向交錯的晶體管。圖7顯示了使用反向交錯薄膜晶體管的情況。在襯底280上提供作為反向交錯薄膜晶體管的晶體管290a和290b。晶體管290a包括絕緣層288、門電極層281、非晶半導體層282、具有一種電導率類型的半導體層283a、具有一種電導率類型的半導體層283b、和源極層或漏極層285。源極層或漏極層的另一個是用于構(gòu)造存儲元件的第一導電層286a。堆疊隔層(絕緣層)287以覆蓋第一導電層286a和第一導電層的末端部分，并在第一導電層 286a和286b和隔層(絕緣層)287上，形成有機化合物層292、第二導電層293、和作為保護層的絕緣層294，由此形成存儲元件295a和295b。對第一導電層286a和286b各自的堆疊有機化合物292的區(qū)域進行用于降低界面張力的處理，由此形成加工區(qū)域296a和296b。作為降低界面張力的處理，進行下列處理使導電層暴露在氧氣氛中；通過在氧氣氛中用紫外線照射產(chǎn)生的臭氧(O3)將導電層表面氧化；或類似處理。或者，可以接觸氧等離子體；可以在層間界面處通過有機化合物中所含的有機化合物材料將導電層氧化；或類似處理。此外，也可以在氧氣氛中進行導電層的形成。此外，除了氧化處理外，也可以進行氮化處理；例如，可以在進行氧化處理后進行氮化處理。通過在第一導電層286a的與有機化合物層292接觸的界面(表面)處和在第一導電層286b的與有機化合物層292接觸的界面(表面)處分別形成用于降低界面張力的加工區(qū)域296a和296b，可以改進第一導電層286a與有機化合物層292之間和第一導電層 286b與有機化合物層292之間的粘合性。作為第二導電層293所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫(Sn)、鉛 (Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)。可以含有多種上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍 (Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦_砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。通過對第二導電層293使用溶解度參數(shù)小的材料，可以改進第二導電層293和有機化合物層292之間的粘合性。因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。即使在元件制造工藝中使用能夠耐受制造條件，例如溫度的玻璃襯底，也可以通過隨后轉(zhuǎn)置到第二襯底上來使用撓性襯底，例如薄膜作為襯底280。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。在圖7中所示的半導體器件中，可以使用液滴輸出法形成門電極層281、源極層或漏極層285、第一導電層286a和286b和隔層(絕緣層)287。液滴輸出法是其中以液滴形式輸出(噴出)流體狀的含形成組件的材料的組合物以形成所需圖案的方法。含形成組件的材料的液滴在組件的形成區(qū)域中輸出，并烘焙、干燥或類似處理以固化，由此形成具有所需圖案的組件。在使用液滴輸出法形成導電層的情況下，以下列方式形成導電層輸出含粒子形導電材料的組合物，并熔化或焊接并通過烘焙接合以使該組合物固化。通過輸出含導電材料的組合物并將其烘焙而形成的這種導電層(或絕緣層)趨于具有含許多晶界的多晶狀態(tài)，而通過濺射或類似方法形成的導電層(或絕緣層)趨于具有柱狀結(jié)構(gòu)。此外，各晶體管中的半導體層可以具有任何結(jié)構(gòu)。例如，可以形成雜質(zhì)區(qū)域(包括源區(qū)、漏區(qū)和LDD區(qū)域)；并可以使用ρ-通道類型或η-通道類型。此外，可以形成與門電極的側(cè)面接觸的絕緣層(側(cè)壁)；并可以在源/漏區(qū)和門電極之一或兩者中形成硅化物層。作為硅化物層的材料，可以使用鎳、鎢、鉬、鈷、鉬或類似物。作為第一導電層206a、206b、286a和286b和第二導電層213、第二導電層263和第二導電層293的材料和形成方法，可以類似地使用實施方式1中所述的任何材料和形成方法。此外，可以使用與實施方式1中所述的有機化合物層相同的材料和形成方法提供有機化合物層212和292。此外，可以在第一導電層206a和206b與有機化合物層212之間，和在第一導電層 286a和286b與有機化合物層292之間提供具有整流性質(zhì)的元件。具有整流性質(zhì)的元件是連接著門電極和漏極的晶體管，或二極管。例如，可以使用通過堆疊η型半導體層和ρ型半導體層而提供的Pn結(jié)型二極管。如上所述，通過提供具有整流性質(zhì)的二極管，由于電流僅在一個方向上流動，減少誤差并改進讀取容限。在提供二極管的情況下，也可以使用Pn結(jié) 型二極管以外的二極管，例如Pin結(jié)型二極管或雪崩二極管。要指出，也可以在有機化合物層212與第二導電層213之間和在有機化合物層292與第二導電層293之間各提供具有整流性質(zhì)的元件。即使在提供具有整流性質(zhì)的元件的情況下，也需要如下結(jié)構(gòu)——其中與有機化合物層接觸的第一和第二導電層的至少一層是使用如圖IA中所示的具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成的導電層，或是如圖IB中所示表面經(jīng)過氧化處理或類似處理以降低界面張力的導電層。通過本發(fā)明，可以制造具有存儲元件并在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件，從而可以在良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置步驟。因此，無需使裝置或工藝復雜化就可以在高產(chǎn)率下制造具有更高可靠性的半導體器件。(實施方式4)在此實施方式中，使用圖8Α、8Β、9Α和9Β描述了半導體器件的制造方法。此實施方式中的存儲元件可以使用與實施方式1中相同的材料和相同的結(jié)構(gòu)制造，因此，在此省略材料等的詳述。如圖8Α和8Β中所示，在襯底250上形成剝離層268和絕緣層251。在絕緣層251 上，形成晶體管260a和晶體管260b。圖8A和8B中的晶體管260a和260b各自是頂閘極 (top-gate)平面薄膜晶體管，其中在門電極層的末端部分上提供側(cè)壁；但是，本發(fā)明不限
28于此結(jié)構(gòu)。在晶體管260a和260b上，堆疊絕緣層269和絕緣層261。在絕緣層269和261 中，形成到達各自的雜質(zhì)區(qū)域的開口，雜質(zhì)區(qū)域是晶體管260a和260b的半導體層中的源區(qū)和漏區(qū)。在開口中，形成布線層255a、布線層255b、布線層255c和布線層255d。在布線層255a、255b、255c和255d上形成絕緣層270。在絕緣層270中，形成分別到達布線層255a和255c的開口。在開口中形成第一導電層256a和第一導電層256b，并將第一導電層256a和第一導電層256b分別經(jīng)由布線層255a和布線層255c電連接到晶體管 260a和晶體管260b上。形成隔層(絕緣層)267，其在第一導電層256a和第一導電層256b上方具有開口并覆蓋第一導電層256a和256b的末端部分。在第一導電層256a上堆疊有機化合物層 262a,同時在第一導電層256b上堆疊有機化合物層262b，并在有機化合物層262a和262b 和隔層(絕緣層)267上形成第二導電層263(見圖8A)。由此，在襯底250上提供包括第一導電層256a、有機化合物層262a和第二導電層263的存儲元件265a，和包括第一導電層 256b、有機化合物層262b和第二導電層263的存儲元件265b。作為襯底250，使用由硼硅酸鋇玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃或類似物制成的玻璃襯底；石英襯底；在其表面上具有絕緣層的金屬襯底或不銹鋼襯底；或可以承受此實施方式中的制造法的工藝溫度的塑料襯底。襯底250的表面可以通過CMP法或類似方法拋光以使其平面化。通過濺射、等離子CVD、涂布法、印刷或類似方法，使用單層或多層由選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(&)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀 (Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)和硅(Si)的元素或含有任何該元素作為其主要組分的合金材料或化合材料構(gòu)成的層，形成剝離層268。含硅的層可以具有非晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)或多晶結(jié)構(gòu)中的任一種。要指出，涂布方法在其類別中包括旋涂法、液滴輸出法和分配法。在剝離層268具有單層結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選形成鎢層、鉬層、或含有鎢和鉬的混合物的層?；蛘?，形成含有鎢的氧化物或氧氮化物的層、含有鉬的氧化物或氧氮化物的層、或含有鎢和鉬的混合物的氧化物或氧氮化物的層。鎢和鉬的混合物相當于例如鎢和鉬的合
^^ ο在剝離層268具有多層結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選地，形成鎢層、鉬層、或含有鎢和鉬的混合物的層作為其第一層，并形成含有鎢、鉬或鎢和鉬的混合物的氧化物、氮化物、氧氮化物或氮化物氧化物的層作為其第二層。在剝離層268具有含鎢的層和含氧化鎢的層的多層結(jié)構(gòu)的情況下，可以首先形成含鎢的層，并可以在含鎢的層上形成由氧化物構(gòu)成的絕緣層以便可在鎢層和絕緣層之間的界面處形成含氧化鎢的層?；蛘?，可以對含鎢的層的表面進行熱氧化處理、氧等離子處理、或用具有強可氧化性的溶液，例如臭氧水的處理以便形成含氧化鎢的層；可以在氧、氮、一氧化二氮、一氧化二氮的元素物質(zhì)或該氣體與另一氣體的混合氣體的氣氛中進行等離子處理或熱處理。這同樣適用于在含鎢的層上形成含鎢的氮化物、氧氮化物或氮化物氧化物的層的情況；在形成含鎢的層后，優(yōu)選形成氮化硅層、氧氮化硅層或氮化氧化硅層。氧化物表示為WOx?！癤”在2至3的范圍內(nèi)，并且有WO2(其中χ為2)、W205(其中 χ為2. 5)、W4O11 (其中χ為2. 75)、WO3 (其中χ為3)，和類似物。此外，盡管在上述方法中形成與襯底250接觸的剝離層268，本發(fā)明不限于該方
29法。可以形成與襯底250接觸的絕緣層(其是基底層)，并可以形成與絕緣層接觸的剝離層 268。使用無機化合物通過濺射、等離子CVD、涂布法、印刷或類似方法，以單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)形成絕緣層251。無機化合物的典型實例包括硅的氧化物和硅的氮化物。硅的氧化物的典型實例包括二氧化硅、氧氮化硅、氮化氧化硅和類似物。硅的氮化物的典型實例包括氮化硅、氧氮化硅、氮化氧化硅和類似物。此外，絕緣層251可以具有多層結(jié)構(gòu)。例如，可以使用無機化合物形成多層；通常，可以堆疊氧化硅、氮化氧化硅和氧氮化硅。作為形成晶體管260a和260b中所含的半導體層的材料，可以使用非晶半導體 (下文也稱作“AS”)(其使用以硅烷或鍺烷為代表的半導體材料氣體通過氣相生長法或濺射法制成)；多晶半導體(其通過利用光能或熱能使非晶半導體結(jié)晶來形成)；半非晶(也稱作微結(jié)晶或微晶體)半導體(下文也稱作“SAS”)；或類似物?？梢酝ㄟ^已知方法(例如濺射、LPCVD或等離子CVD)形成半導體層。SAS是具有在非晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶(包括單晶和多晶)結(jié)構(gòu)之間的中間結(jié)構(gòu)并具有在自由能中穩(wěn)定的第三態(tài)的半導體，并含有具有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶區(qū)域。通過含硅氣體的輝光放電分解(等離子CVD)形成SAS。作為含硅氣體，可以使用Si2H6、SiH2Cl2, SiHCl3、SiCl4、SiF4或類似物以及SiH4。此外，可以在上述含硅氣體中混入F2或GeF4。該含硅氣體可以用H2,或H2與一種或多種稀有氣體元素He、Ar、Kr和Ne稀釋。此外，作為半導體層，可以在使用氟基氣體形成的SAS層上堆疊使用氫基氣體形成的SAS層。非晶半導體以氫化非晶硅為代表，結(jié)晶半導體以多晶硅或類似物為代表。多晶硅在其類別中包括含有在800°C工藝溫度下形成的多晶硅作為其主要組分的所謂高溫多晶硅，含有在600°C或更低的工藝溫度下形成的多晶硅作為其主要組分的所謂低溫多晶硅、通過加入用于促進結(jié)晶的元素來結(jié)晶的多晶硅，或類似物。當然，如上所述，也可以使用在一部分半導體層中含有結(jié)晶相的半導體，或半非晶半導體。此外，作為半導體的材料，除了元素物質(zhì)，例如硅(Si)或鍺(Ge)外，也可以使用化合物半導體，例如GaAs、InP、SiC、ZnSe, GaN或SiGe。此外，也可以使用氧化物半導體，例如氧化鋅(ZnO)或氧化錫(SnO2)；在對半導體層使用ZnO的情況下，門絕緣層可以優(yōu)選由 Y203、Al203、Ti02、其多層或類似物構(gòu)成，且門電極層、源極層和漏極層可以優(yōu)選由IT0、Au、Ti 或類似物構(gòu)成。此外，也可以在ZnO中加入In、Ga或類似物。在使用結(jié)晶半導體層作為半導體層的情況下，可以使用已知方法(例如激光結(jié) 晶、熱結(jié)晶、或使用促進結(jié)晶的元素，例如鎳的熱結(jié)晶)作為結(jié)晶半導體層的制造方法?；?者，可以通過激光輻射使微晶半導體(其是SAS)結(jié)晶以改進結(jié)晶度。在不注射促進結(jié)晶的元素的情況下，在用激光照射非晶硅膜之前通過在氮氣氛中將非晶硅膜在500°C下加熱1 小時，釋放出氫直至非晶硅膜中所含的氫的濃度變成IXlO2tl個原子/立方厘米或更小。這是因為，當薄膜被激光照射時，含大量氫的非晶硅膜會受損?？梢允褂萌魏畏椒▽⒔饘僭刈⑷敕蔷О雽w層，只要該金屬元素可以存在于非晶半導體層的表面上或內(nèi)部。例如，可以使用濺射、CVD、等離子處理(包括等離子CVD)、吸附法或施加金屬鹽溶液的方法。其中，使用溶液的方法簡單、容易且有利于容易控制金屬元素的濃度。此外，此時，優(yōu)選通過在氧氣氛中的紫外線輻射、熱氧化法、用包括羥基自由基或過氧化氫的臭氧水處理或類似方法形成氧化膜以改進非晶半導體層的表面的可潤濕性并使水溶液分布在非晶半導體層的整個表面上。此外，通過使非晶半導體層結(jié)晶來形成結(jié)晶半導體層的結(jié)晶步驟中，可以在非晶半導體層中加入促進結(jié)晶的元素(也被稱作催化元素或金屬元素)并可以為結(jié)晶而進行熱處理(在550°C至750°C下3分鐘至24小時)。作為促進結(jié)晶的元素，可以使用鐵(Fe)、鎳 (Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉬(Pt)、銅(Cu)和金(Au)的金屬元素中的一種或多種。為了從結(jié)晶半導體層中除去或減少促進結(jié)晶的元素，形成與結(jié)晶半導體層接觸的含雜質(zhì)元素的半導體層，且該半導體層充當吸雜器(gettering sinks)。作為雜質(zhì)元素，可以使用產(chǎn)生η型電導率的雜質(zhì)元素、產(chǎn)生ρ型電導率的雜質(zhì)元素、稀有氣體元素或類似物；例如，可以使用磷(P)、氮(N)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)和氙(Xe)中的一種或多種元素。在含有促進結(jié)晶的元素的結(jié)晶半導體層上形成含有稀有氣體元素的半導體層，并進行熱處理(在550°C至750°C下3分鐘至24小時)。結(jié)晶半導體層中的促進結(jié)晶的元素移向含稀有氣體元素的半導體層，從而除去或減少結(jié)晶半導體層中的促進結(jié)晶的元素。此后，移除充當吸雜器的含有稀有氣體元素的半導體層?？梢越Y(jié)合熱處理和激光輻射以使非晶半導體層結(jié)晶?；蛘撸梢詢H進行熱處理和激光輻射之一多次。此外，也可以在襯底上通過等離子法直接形成結(jié)晶半導體層。或者，可以在襯底上通過等離子法選擇性形成結(jié)晶半導體層?？梢允褂糜袡C半導體材料通過印刷法、噴涂法、旋涂法、液滴輸出法或類似方法形成半導體層。在這種情況下，由于不需要上述蝕刻步驟，可以減少步驟數(shù)。使用低分子材料、高分子材料或類似物作為有機半導體材料，也可以使用如有機顏料或?qū)щ姼叻肿硬牧系牟?料。優(yōu)選使用具有包括共軛雙鍵的骨架的η-電子共軛高分子材料作為有機半導體材料。通常，可以使用可溶的高分子材料，例如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物或并五苯。除了上述外，存在可以在沉積可溶前體后通過加工形成半導體層的材料作為可用于本發(fā)明的有機半導體材料。這類有機半導體材料包括聚亞噻吩亞乙烯基、聚(2，5_亞噻吩亞乙烯基)、polyacetyrene、polyacetyrene衍生物、聚亞芳基亞乙烯基，或類似物。為了將該前體轉(zhuǎn)化成有機半導體，除了熱處理外，還加入反應(yīng)催化劑，例如氯化氫氣體?？梢允褂孟铝凶鳛槿芙饪扇苡袡C半導體材料的典型溶劑甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、氯仿、二氯甲烷、Y 丁基內(nèi)酯、丁基溶纖劑、環(huán)己烷、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、環(huán)己酮、2-丁酮、二氧雜環(huán)己烷、二甲基甲酰胺(DMF)、THF(四氫呋喃)或類似物。門電極層可以通過CVD、濺射法、液滴輸出法或類似方法形成。門電極層可以由選自 Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr 和 Ba 的元素或含有任何該元素作為其主要組分的合金材料或化合材料構(gòu)成。此外，也可以使用以被如磷的雜質(zhì)元素或AgPdCu合金摻雜的多晶硅薄膜為代表的半導體薄膜。此外，可以使用單層結(jié)構(gòu) 或多層結(jié)構(gòu)；例如，可以使用氮化鎢薄膜和鉬薄膜的二層結(jié)構(gòu)或可以使用如下三層結(jié)構(gòu)，其中以此順序堆疊厚度50納米的鎢薄膜、厚度500納米的鋁-硅合金(Al-Si)薄膜、和厚度 30納米的氮化鈦薄膜。在使用三層結(jié)構(gòu)的情況下，對于第一導電膜，可以使用氮化鎢代替鎢，可以使用鋁-鈦合金(Al-Ti)薄膜代替鋁-硅合金(Al-Si)薄膜作為第二導電膜，并可以使用鈦薄膜代替氮化鈦薄膜作為第三導電膜。對于門電極層，也可以使用對可見光具有透射性質(zhì)的透光材料。作為透光導電材料，可以使用氧化銦錫(ITO)、含二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅、或類似物。此外，也可以使用含氧化鋅(ZnO)的氧化銦鋅(IZO)、用鎵(Ga)摻雜的ZnO、氧化錫(SnO2)、含有氧化鎢的氧化銦、含有氧化鎢的氧化銦鋅、含有二氧化鈦的氧化銦、含有二氧化鈦的氧化銦錫、或類似物。如果需要蝕刻加工以形成門電極層，可以形成掩模并可以進行干蝕刻或濕蝕刻。可以通過使用ICP(電感耦合等離子體)蝕刻法并適當調(diào)節(jié)蝕刻條件(例如，施加到盤繞電極上的電力的量、施加到襯底側(cè)上的電極上的電力的量、或襯底側(cè)上的電極的溫度)來將電極層蝕刻成錐形。作為蝕刻氣體，可以適當?shù)厥褂靡訡l2、BCl3、SiCl4、CCl4或類似物為代表的氯基氣體；以CF4、SF6、NF3或類似物為代表的氟基氣體；或可以適當?shù)厥褂?2。盡管在此實施方式中對單門結(jié)構(gòu)作出描述，但也可以使用多門結(jié)構(gòu)，例如雙門結(jié) 構(gòu)。在這種情況下，可以在半導體層上方和下方提供門電極層或可以僅在半導體層的一側(cè) 上(即上方或下方)提供多個門電極層。半導體層可以包括具有不同濃度的雜質(zhì)區(qū)域；例如可以形成在半導體層的通道區(qū)域附近堆疊門電極層的區(qū)域以作為低濃度雜質(zhì)區(qū)域，同時可以將低濃度雜質(zhì)區(qū)域外的區(qū)域形成為高濃度雜質(zhì)區(qū)域?？梢酝ㄟ^PVD、CVD、蒸發(fā)法或類似方法形成導電層然后將導電層蝕刻成所需形狀，由此形成布線層255a、255b、255c和255d。此外，可以在預定位置通過印刷法、電場電鍍法或類似方法選擇性形成源極層和漏極層；此外，也可以使用回流法或鑲嵌法。作為源極層和漏極層的材料，可以使用如 Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr 或Ba的金屬，如Si或Ge的半導體，或其合金或氮化物。此外，也可以使用透光材料。作為透光導電材料，可以使用氧化銦錫(ITO)、含二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、含氧化鋅的氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、用鎵(Ga)摻雜的ZnO、氧化錫(SnO2)、含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含二氧化鈦的氧化銦、含二氧化鈦的氧化銦錫或類似物。絕緣層261、絕緣層270和隔層(絕緣層)267可以由下列構(gòu)成無機絕緣材料，例如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、或氧氮化鋁；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物；耐熱高分子，例如聚酰亞胺、芳族聚酰胺、或聚苯并咪唑；或樹脂材料，如乙烯基樹脂，例如聚乙烯基醇或聚乙烯基丁縮醛，環(huán)氧樹脂、酚樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂或硅氧烷樹脂。丙烯酸或聚酰亞胺可以是光敏材料或非光敏材料。特別地，隔層(絕緣層)267可以優(yōu)選制成曲率半徑連續(xù)改變的形狀，由此可以改進在隔層(絕緣層)267上形成的有機化合物層262a和262b和第二導電層263的涂布性能。絕緣層可以通過CVD、等離子CVD、濺射、液滴輸出法、印刷法(例如絲網(wǎng)印刷、膠印、凸版印刷或凹版印刷)、涂布法(例如旋涂)、浸漬法或類似方法形成。在此實施方式中，作為第一導電層256a和256b和第二導電層263所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)0可以含有多種上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù) 相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦_錫合金 (InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。當然，與圖1A、1B和16A至16C類似地形成的導電層也可用作圖8A、8B、9A和9B 中的各第一導電層和第二導電層。使用含有具有小溶解度參數(shù)的金屬材料的導電層作為第一導電層和第二導電層的至少一層，或?qū)Φ谝粚щ妼优c有機化合物之間和第二導電層與有機化合物層之間的至少一個界面進行用于降低界面張力的氧化處理或類似處理。可以使用圖16A中所示的結(jié)構(gòu)，其中使用具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成第一導電層和第二導電層；可以使用圖16B中所示的結(jié)構(gòu)，其中在第一導電層與有機化合物層之間和第二導電層與有機化合物層之間的界面處均形成具有小表面張力的區(qū)域；或可以使用圖16C中所示的結(jié)構(gòu)，其中使用具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成第一導電層和第二導電層之一并在有機化合物層與第一導電層和第二導電層另一個之間的界面處形成表面張力小的區(qū)域。此外，在此實施方式中(圖8A、8B、9A和9B中所示的半導體器件)，如實施方式1 的圖19A至19C中所示，可以在有機化合物層與第一導電層之間；在有機化合物層與第二導電層之間；或在第一導電層與有機化合物層之間和在第二導電層與有機化合物層之間提供絕緣層。通過提供絕緣層，存儲元件的如寫入電壓的特性穩(wěn)定化而不波動，并可以在每一元件中進行正常寫入。此外，由于隧道電流改進了載子注射性質(zhì)，可以提高有機化合物層的厚度；因此，可以防止在提供電傳導之前的初始狀態(tài)下的存儲元件的短路缺陷。可以由與圖IA和IB中的有機化合物層32或有機化合物層37相同的材料類似地形成有機化合物層262a和262b。接著，如圖8B中所示，在第二導電層263上形成絕緣層264。然后，將襯底266粘貼到絕緣層264的表面上。絕緣層264優(yōu)選通過使用涂布法施加組合物然后干燥和加熱來形成。作為隨后的剝離步驟中所用的保護層提供的絕緣層264優(yōu)選是在表面上具有較少不平整的絕緣層。這種絕緣層264可以通過涂布法形成?；蛘?，絕緣層可以通過薄膜成型法，例如CVD或濺射法形成，且其表面通過CMP法拋光以形成絕緣層264。使用涂布法形成的絕緣層264由下列構(gòu) 成有機化合物，例如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、酚樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙縮醛、聚醚、聚氨酯、聚酰胺(尼龍)、呋喃樹脂、或鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂；包括Si-O-Si鍵的無機硅氧烷聚合物，包括使用以二氧化硅玻璃為代表的硅氧烷聚合物基材料作為原材料形成的硅、氧和氫的化合物；或有機硅氧烷聚合物，其中鍵合到硅上的氫被如甲基或苯基的有機基團取代，其以烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、倍半硅氧烷氫化物聚合物、烷基倍半硅氧烷氫化物聚合物為代表。通過上述薄膜成型法形成的隨后通過CMP法表面拋光的絕緣層由氧化硅、氧氮化硅、氮化氧化硅、氮化硅或類似物形成。不是必須形成絕緣層264，襯底266可以直接粘貼到第二導電層263上。優(yōu)選使用薄且輕的撓性襯底作為襯底266。通常，可以使用由PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、PES(聚醚砜)、聚丙烯、聚硫化丙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚鄰苯二酰胺或類似物制成的襯底。此外，也可以使用由纖維材料制成的紙、基材薄膜的多層膜(例如聚酯、聚酰胺、無機蒸發(fā)膜或紙)和粘性有機樹脂薄膜(例如丙烯酸基有機樹脂，或環(huán)氧基有機樹脂)，或類似物。在使用上述襯底的情況下，可以通過在絕緣層264與襯底266之間提供粘合層(盡管未顯示)，將絕緣層264和襯底266彼此粘合?；蛘?，可以使用通過熱壓粘貼到要加工的物體上的具有粘合層(由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯或類似物制成)的薄膜作為襯底266。這類薄膜可以通過將薄膜最外表面上所帶的粘合層或薄膜最外層上所帶的層(其不是粘合層)經(jīng)熱處理熔融隨后對其施加壓力來粘貼到要加工的物體上。在這種情況下，不是必須在絕緣層264和襯底266 之間提供粘合層。在此，使用環(huán)氧樹脂以下列方式形成絕緣層264 使用涂布法施加含環(huán)氧樹脂材料的組合物，然后干燥和烘焙。接著，通過將該薄膜熱壓到絕緣層264的表面上，將襯底266 粘貼在絕緣層264上。接著，如圖9A中所示，將剝離層268與絕緣層251彼此剝離。由此，將包括存儲元件和電路部分的元件形成層從襯底250上剝離，并轉(zhuǎn)置到絕緣層264和襯底266上。盡管此實施方式使用下述剝離元件形成層的方法——其中在襯底和元件形成層之間形成剝離層和絕緣層，在剝離層和絕緣層之間提供金屬氧化物膜，并通過結(jié)晶使金屬氧化物膜弱化，但本發(fā)明不限于此?？梢匀我馐褂孟铝腥魏畏椒?1)在具有高耐熱性的襯底和元件形成層之間提供含氫的非晶硅膜，并用激光照射或蝕刻非晶硅膜以去除非晶硅膜，由此剝離元件形成層；(2)在襯底和元件形成層之間形成剝離層和絕緣層，在剝離層和絕緣層之間提供金屬氧化物膜，并通過結(jié)晶使金屬氧化物膜弱化，使用溶液或氟化鹵素氣體，例如NF3、BrF3或ClF3蝕刻掉一部分剝離層，并在弱化的金屬氧化物膜中進行剝離；(3) 將襯底(在其上形成元件形成層)機械去除或使用溶液或氟化鹵素氣體，例如NF3、BrF3或 ClFJi刻掉?；蛘撸梢允褂萌缦路椒?，其中使用含氮、氧、或氫的薄膜(例如含氫的非晶硅膜、含氫的合金膜、或含氧的合金膜)作為剝離層并用激光照射剝離層以釋放出剝離層中所含的氮、氧或氫，由此促進元件形成層與襯底之間的剝離。通過結(jié)合上述剝離法，可以更容易地進行轉(zhuǎn)置步驟。也就是說，也可以在進行激光輻射；用氣體、溶液或類似物蝕刻剝離層；或用快刀、手術(shù)刀或類似物機械去除以產(chǎn)生可以容易將剝離層和元件形成層彼此剝離的狀況后，用物理力(用人手、機器或類似物)進行剝離。此外，上述剝離法是實例，本發(fā)明不限于此。通過應(yīng)用本發(fā)明，可以在良好狀態(tài)下轉(zhuǎn)置元件，因為在剝離步驟中施加的力不會破壞該元件。接著，如圖9B中所示，將襯底275粘貼到絕緣層251的表面上。可以任意使用與襯底266相同的襯底作為襯底275。在此，襯底275通過薄膜的熱壓粘貼到絕緣層251上。要指出，在將包括存儲元件的元件形成層轉(zhuǎn)置到襯底266上后，可以再將元件形成層從襯底266上剝離。例如，元件形成層可以從作為第一襯底的襯底250上剝離，轉(zhuǎn)置到作為第二襯底的襯底266上，并轉(zhuǎn)置到作為第三襯底的襯底275上，然后可以從元件形成層上剝離作為第二襯底的襯底266。至于包括第一導電層256a、有機化合物層262a、第二導電層263的存儲元件265a 和包括第一導電層256b、有機化合物層262b和第二導電層263的存儲元件265b，由于各存儲元件內(nèi)的粘合性良好，在作為第一襯底的襯底250上形成后轉(zhuǎn)置到作為第二襯底的襯底 266上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。具有在此實施方式中制成的存儲元件的半導體器件在存儲元件內(nèi)具有良好粘合
34性；因此，可以在良好狀態(tài)下進行剝離和轉(zhuǎn)置法。因此，可以自由地轉(zhuǎn)置到任何襯底上，因此提高對襯底材料的選擇性。此外，也可以對襯底選擇廉價材料，從而可以在低成本下制造半導體器件，并根據(jù)預期用途具有廣泛的功能。通過本發(fā)明，可以制造具有存儲元件并在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件，從而可以在良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置步驟。因此，無需使裝置或工藝復雜化就可以在高產(chǎn)率下制造具有更高可靠性的半導體器件。(實施方式5)在此實施方式中，使用附圖描述上述實施方式中所述的半導體器件的一個實例。此實施方式中所述的半導體器件能夠非接觸讀取和寫入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸方法大致被分成三種方法，通過用彼此對置的一對線圈相互感應(yīng)來進行傳輸?shù)碾姶篷詈戏?，通過感應(yīng)電磁場進行傳輸?shù)碾姶鸥袘?yīng)法，和使用電波進行傳輸?shù)碾姴ǚ?；可以使用其中任何方法?可以以兩種方式提供用于傳輸數(shù)據(jù)的天線。一種方式是在帶有多個元件和存儲元件的襯底上提供天線，另一方式是為帶有多個元件和存儲元件的襯底提供末端部分，并將另一襯底上所帶的天線連接到該末端部分上。首先，使用圖10描述在帶有多個元件和存儲元件的襯底上提供天線的情況下的半導體器件的結(jié)構(gòu)的實例。圖10顯示了有源矩陣型半導體器件。在襯底300上提供元件形成層335，其包括晶體管部分330 (包括晶體管310a和310b)、晶體管部分340 (包括晶體管320a和320b)、和絕緣層301a、301b、308、311、316和314，并在元件形成層335上提供充當天線的存儲元件部分325和導電層343。盡管在此顯示了在元件形成層335上提供充當天線的存儲元件部分325或?qū)щ妼?343的情況，但結(jié)構(gòu)不限于此。也可以在元件形成層335下方或在與元件形成層335相同的層中提供充當天線的存儲元件部分325或?qū)щ妼?43。存儲元件部分325由存儲元件315a和315b構(gòu)成；存儲元件315a通過將隔層(絕緣層)307a、隔層(絕緣層)307b、有機化合物層312和第二導電層313堆疊在第一導電層 306a上來構(gòu)成，存儲元件315b通過將隔層(絕緣層)307b、隔層(絕緣層)307c、有機化合物層312和第二導電層313堆疊在第一導電層306b上來構(gòu)成。充當保護膜的絕緣層314 覆蓋第二導電層313形成。用于構(gòu)造存儲元件315a和315b的第一導電層306a和306b分別連接到晶體管310a和310b的源極層或漏極層上。也就是說，各存儲元件連接到一個晶體管上。此外，在此也可以對各存儲元件選擇性形成在整個表面上形成以覆蓋第一導電層 306a和306b的有機化合物層312，和隔層(絕緣層)307a、307b和307c。要指出，可以使用上述實施方式中所述的任何材料和制造方法形成存儲元件315a和315b。對第一導電層306a和第一導電層306b各自的堆疊有機化合物層312的區(qū)域進行用于降低界面張力的處理，由此形成加工區(qū)域317a和317b。作為降低界面張力的處理，進行下列處理使導電層暴露在氧氣氛中；通過在氧氣氛中用紫外線照射產(chǎn)生的臭氧(O3)將導電層表面氧化；或類似處理。或者，可以接觸氧等離子體；可以在層間界面處通過有機化合物中所含的有機化合物材料將導電層氧化；或類似處理。此外，也可以在氧氣氛中形成導電層。此外，除了氧化處理外，也可以進行氮化處理；例如，可以在進行氧化處理后進行氮化處理。
通過在第一導電層306a的與有機化合物層312接觸的界面(表面)處和在第一導電層306b的與有機化合物層312接觸的界面(表面)處分別形成用于降低界面張力的加工區(qū)域317a和317b，可以改進第一導電層306a與有機化合物層312之間和第一導電層 306b與有機化合物層312之間的粘合性。作為第二導電層313所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫(Sn)、鉛 (Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)?？梢院卸喾N上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍 (Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦_砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。通過對第二導電層313使用溶解度參數(shù)小的材料，可以改進第二導電層313和有機化合物層312之間的粘合性。因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。即使在元件制造法中使用能夠耐受制造條件，例如溫度的玻璃襯底，也可以通過隨后轉(zhuǎn)置到第二襯底上來使用撓性襯底，例如薄膜作為襯底300。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。此外，如上述實施方式中所述，在存儲元件315a中，可以在第一導電層306a與有機化合物層312之間，或在有機化合物層312與第二導電層313之間提供具有整流性質(zhì)的元件。作為具有整流性質(zhì)的元件，可以使用與上述相同的元件。這同樣適用于存儲元件 315b。即使在提供具有整流性質(zhì)的元件的情況下，也需要如下結(jié)構(gòu)——其中與有機化合物層接觸的第一和第二導電層的至少一層是使用如圖IA中所示的具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成的導電層，或是如圖IB中所示表面經(jīng)過氧化處理或類似處理以降低界面張力的導電層。在此，在由與第二導電層313相同的層構(gòu)成的導電層342上提供充當天線的導電層343。要指出，充當天線的導電層也可以由與第二導電層313相同的層構(gòu)成。作為充當天線的導電層343的材料，可以使用金(Au)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉬 (Mo)、鈷(Co)、銅(Cu)、鋁(Al)、錳(Mn)、鈦(Ti)、含有多種元素的合金或類似物。此外，作為充當天線的導電層343的形成方法，可以使用蒸氣沉積、濺射、CVD、任何印刷法，如絲網(wǎng) 印刷或凹版印刷、液滴輸出法或類似方法?？梢蕴峁│?通道TFT、η-通道TFT或結(jié)合它們的CMOS中的任一種作為元件形成層335中所含的各個晶體管310a、310b、320a和320b。此外，各晶體管中的半導體層可以具有任何結(jié)構(gòu)。例如，可以形成雜質(zhì)區(qū)域(包括源區(qū)、漏區(qū)和LDD區(qū)域)；并可以使用ρ-通道型或η-通道型。此外，可以形成與門電極側(cè)表面接觸的絕緣層(側(cè)壁)；并可以在源/漏區(qū)和門電極之一或兩者中形成硅化物層。作為硅化物層的材料，可以使用鎳、鎢、鉬、鈷、鉬或類似物。此外，也可以提供半導體層由有機化合物構(gòu)成的有機晶體管作為元件形成層335 中所含的各個晶體管310a、310b、320a和320b。在這種情況下，可以通過印刷、液滴輸出或類似方法形成包括有機晶體管的元件形成層335。通過使用印刷、液滴輸出法或類似方法形成元件形成層335，可以以更低成本制造半導體器件。此外，可以通過如上所述的沉積、濺射、CVD、印刷、液滴輸出法或類似方法形成元件形成層335、存儲元件315a和315b和充當天線的導電層343。此外，可以根據(jù)部位使用不同方法。例如，使用熱處理使在襯底上形成的Si或類似物的半導體層結(jié)晶以提供要求高速操作的晶體管，然后使用印刷或液滴輸出法提供充當開關(guān)元件的晶體管作為在元件形成層上方的有機晶體管。此外，可以提供連接到晶體管上的傳感器。作為傳感器，可以使用通過物理或化學方式檢測如溫度、濕度、照度、氣體、重力、壓力、聲(振動)或加速度之類的性質(zhì)的元件。傳感器通常由半導體元件構(gòu)成，例如電阻器、電容耦合元件、電感耦合元件、光伏元件、光電轉(zhuǎn) 化元件、熱電動勢元件、晶體管、熱敏電阻或二極管。接著，使用圖11描述在帶有多個元件和存儲元件的襯底上提供端子部分并將另一襯底上所帶的天線連接到該端子部分上的情況中的半導體器件的結(jié)構(gòu)的實例。圖11顯示了無源矩陣型半導體器件。在襯底350上提供元件形成層385，在元件形成層385上存儲元件部分375，并提供在襯底396上形成的充當天線的導電層393以連接到元件形成層335上。要指出，盡管在此顯示了在元件形成層385上提供充當天線的存儲元件部分375或?qū)щ妼?93的情況，但結(jié)構(gòu)不限于此。也可以在元件形成層385下方或在與元件形成層385相同的層中提供存儲元件部分375或也可以在元件形成層385下方提供充當天線的導電層393。存儲元件部分375由存儲元件365a和365b構(gòu)成；存儲元件365a通過將隔層(絕緣層)357a、隔層(絕緣層)357b、有機化合物層362a和第二導電層363a堆疊在第一導電層 356上來構(gòu)成，存儲元件365b通過將隔層(絕緣層)357b、隔層(絕緣層)357c、有機化合物層362b和第二導電層363b堆疊在第一導電層356上來構(gòu)成。充當保護層的絕緣層364覆蓋第二導電層363a和363b形成。用于構(gòu)造存儲元件365a和365b的第一導電層356連接到一個晶體管360b的源極層或漏極層上。也就是說，存儲元件連接到一個晶體管上。此外，盡管有機化合物層362a和第二導電層363a被各個存儲元件通過提供隔層(絕緣層)357a、 357b和357c來與有機化合物層362b和第二導電層363b分隔開，但如果不擔心相鄰存儲元件之間側(cè)向上的電場的影響，它們也可以在整個表面上形成。要指出，可以使用上述實施方式中所述的任何材料和制造方法形成存儲元件365a和365b。對第一導電層356的堆疊有機化合物層362a的區(qū)域和堆疊有機化合物層362b的區(qū)域進行用于降低界面張力的處理，由此形成加工區(qū)域376。通過在第一導電層356的與有機化合物層362a接觸的界面(表面)處和在第一導電層356的與有機化合物層362b接觸的界面(表面)處形成用于降低界面張力的加工區(qū)域376，可以改進第一導電層356與有機化合物層362a之間和第一導電層356與有機化合物層362b之間的粘合性。作為第二導電層363a和363b所用的金屬材料，使用下列一種或多種銦(In)、錫 (Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)和鋅(Zn)。此外，也使用下列一種或多種鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)和鋇(Ba)。可以含有多種上述金屬材料，或可以使用含有一種或多種上述材料的合金。特別地，溶解度參數(shù)相對較小的金屬，即銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)或鋅(Zn)或含有上述金屬的合金，適合作為電極材料。
37作為能夠使用的合金，可以是銦合金，例如銦-錫合金(InSn)、鎂-銦合金(InMg)、銦-磷合金(InP)、銦-砷合金(InAs)或銦-鉻合金(InCr)。通過對第二導電層363a和363b使用溶解度參數(shù)小的材料，可以改進第二導電層 363a與有機化合物層362a之間和第二導電層363b與有機化合物層362b之間的粘合性。因此，在第一襯底上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。即使在元件制造法中使用能夠耐受制造條件，例如溫度的玻璃襯底，也可以通過隨后轉(zhuǎn)置到第二襯底上來使用撓性襯底，例如薄膜作為襯底350。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。當然，與圖1A、1B、16A和16B類似地形成的導電層也可用作圖10和11的半導體器件中的第一導電層和第二導電層。使用含有具有小溶解度參數(shù)的金屬材料的導電層作為第一導電層和第二導電層的至少一層，或?qū)Φ谝粚щ妼优c有機化合物之間和第二導電層與有機化合物層之間的至少一個界面進行用于降低界面張力的氧化處理或類似處理?？梢允?用圖16A中所示的結(jié)構(gòu)，其中可使用具有小溶解度參數(shù)的金屬材料形成第一導電層和第二導電層；或可以使用圖16B中所示的結(jié)構(gòu)，其中在第一導電層與有機化合物層之間和第二導電層與有機化合物層之間的界面處均形成具有小表面張力的區(qū)域。此外，在此實施方式(圖10和11中所示的半導體器件)中，如實施方式1的圖 19A至19C中所示，可以在有機化合物層與第一導電層之間；在有機化合物層與第二導電層之間；或在第一導電層與有機化合物層之間和在第二導電層與有機化合物層之間提供絕緣層。通過提供絕緣層，存儲元件的如寫入電壓的特性穩(wěn)定化而不波動，并可以在每一元件中進行正常寫入。此外，由于隧道電流改進了載子注射性質(zhì)，可以提高有機化合物層的厚度；因此，可以防止在提供電傳導之前的初始狀態(tài)下的存儲元件的短路缺陷。將帶有元件形成層385和存儲元件部分375的襯底用粘合樹脂395粘貼到帶有充當天線的導電層393的襯底396上。元件形成層385與導電層393經(jīng)由樹脂395中所含的導電細粒394電連接?；蛘?，帶有元件形成層385和存儲元件部分375的襯底可以通過導電粘合劑，例如銀糊、銅糊或碳糊或通過焊接粘貼到帶有充當天線的導電層393的襯底396 上?？梢杂纱诵纬蓭в写鎯υ吞炀€的半導體器件。此外，在此實施方式中，可以通過在襯底上形成薄膜晶體管來提供元件形成層，或可以通過在襯底(其是硅或類似物的半導體襯底)上形成場效應(yīng)晶體管來提供元件形成層?；蛘?，可以使用SOI襯底作為襯底，并可以在該襯底上提供元件形成層。在這種情況下，可以通過粘貼晶片或通過使用被稱作 SIMOX的方法(其中通過向Si襯底注入氧離子，在Si襯底內(nèi)部形成絕緣層)形成SOI襯底。此外，也可以在帶有充當天線的導電層的襯底上提供元件形成層。此外，也可以提供連接到晶體管上的傳感器?？梢宰杂傻亟Y(jié)合上述實施方式以進行此實施方式。此外，根據(jù)此實施方式制成的半導體器件可以通過在剝離法中從襯底上剝離并粘貼到撓性襯底上來提供在撓性基底上以獲得撓性。撓性基底相當于由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氯乙烯、氯乙烯或類似物制成的薄膜；由纖維素材料制成的紙；基材薄膜的堆疊膜(例如聚酯、聚酰胺、無機蒸發(fā)膜或紙)和粘性合成樹脂薄膜(例如丙烯酸合成樹脂，或環(huán)氧基合成樹脂)，或類似物。薄膜通過熱處理和壓力處理粘貼到要加工的物體上。當進行熱處理和壓力處理時，通過熱處理使薄膜最外表面中所帶的粘合層或最外層中所帶的層(非粘合層)熔化并通過壓力粘貼。不是必須在基底中提供粘合層。粘合層相當于含有粘合劑，例如熱塑性樹脂、紫外線固化樹脂、環(huán)氧樹脂粘合劑或樹脂添加劑的層。通過本發(fā)明，可以制造包括存儲元件并在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件，從而在良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置。因此，無需使裝置或工藝復雜化就可以在高產(chǎn)率下制造具有更高可靠性的半導體器件。(實施方式6)在此實施方式中，使用附圖描述包含上述實施方式中所述的存儲元件的半導體器件的一個實例。圖14A是此實施方式中的半導體器件的頂視圖，圖14B是沿圖14A中的線段X-Y截取的截面圖。如圖14A中所示，在襯底400上形成存儲元件部分404，其是包括存儲元件、電路部分421和天線431的半導體器件。圖14A和14B中所示的狀態(tài)處于制造法的中間，其中已經(jīng)在能夠耐受制造條件的襯底400上形成存儲元件部分、電路部分和天線?？梢耘c實施方式4類似地選擇用于制造的材料和制造法。在襯底400上，在存儲元件部分404中提供晶體管441，同時在電路部分421中提供晶體管442，它們之間夾著剝離層452和絕緣層453。在晶體管441和442上形成絕緣層 461,454和455，并在絕緣層455上形成由第一導電層457d、有機化合物層458和第二導電層459構(gòu)成的存儲元件443。有機化合物層458獨立地由充當隔層的絕緣層460b分隔。將第一導電層457d連接到晶體管441的布線層上，從而將存儲元件443電連接到晶體管441 上。在圖14B中所示的半導體器件中，將第二導電層459堆疊在布線層456a和導電層 475c上以彼此電連接。在絕緣層455上，形成導電層457a和天線431a、導電層457b和天線431b、導電層457e和天線431c，和導電層457f和天線431d的各自的堆疊層。形成導電層457e，其在絕緣層455中形成的開口中與布線層456b接觸以到達布線層456b，這將天線電連接到存儲元件部分404和電路部分421上。在天線431a、431b、431c和431d下方的導電層457a、457b、457e和457f也改進了絕緣層455與天線431a、431b、431c和431d之間的粘合性。在此實施方式中，使用聚酰亞胺薄膜作為絕緣層455，導電層457a、457b、457e和 457f各自使用鈦膜，且天線431a、431b、431c和431d各自使用鋁膜。在絕緣層455中形成開口(也稱作接觸孔)以使第一導電層457d與晶體管441，導電層457c與布線層456a、導電層457e與布線層456b彼此接觸。由于在通過擴大開口來提高導電層之間的接觸面積時電阻降低，在此實施方式中設(shè)置開口以使將第一導電層457d 與晶體管441相連的開口最小，導電層457c與布線層456a相連的開口其次，導電層457e 與布線層456b相連的開口最大。在此實施方式中，將第一導電層457d與晶體管441相連的開口為5微米X 5微米，將導電層457c與布線層456a相連的開口為50微米X 50微米，且將導電層457e與布線層456b相連的開口為500微米X 500微米。在此實施方式中，從絕緣層460a到天線431b的距離a為500微米或更大，從第二導電層459的末端部分到絕緣層460a的末端部分的距離b為250微米或更大，從第二導電層459的末端部分到絕緣層460c的末端部分的距離c為500微米或更大，從絕緣層460c
39的末端部分到天線431c的距離d為250微米或更大。在電路部分421中部分形成絕緣層 460c,因此，部分晶體管442被絕緣層460c覆蓋，且其余部分未被絕緣層460c覆蓋。此實施方式的半導體器件的頂視圖為圖17A和17B。圖17A中的存儲元件部分 404的放大圖是圖17B并且如圖17B中所示，形成存儲元件451。RF輸入部分401包括高電位電源(VDD)端子、低電位電源端子、和時鐘信號(CLK) 端子。在此實施方式中，使用接地電位(GND)作為低電位電源。RF輸入部分401通過調(diào)整接收自天線(未顯示)的電波來產(chǎn)生VDD，同時通過將接收到的電波分頻來產(chǎn)生CLK。將邏輯電路部分402連接到高電位電源和接地電位上，向其中輸入時鐘信號。在外部輸入部分403中提供多個襯墊；包括例如信號輸出(DATA0UT)襯墊、寫入信號輸入(WEB)襯墊、讀取信號輸入(REB)襯墊、時鐘信號(CLK)襯墊、接地電位(GND)襯墊、高電位電源(VDD)襯墊、和寫入電源(VDDH)襯墊。在存儲元件部分404中，提供VDDH端子(通過VDDH襯墊向其中輸入信號)、VDD 端子(通過VDD襯墊向其中輸入信號)、GND端子(通過GND襯墊向其中輸入信號)、CLK端子(通過CLK襯墊向其中輸入信號)、REB端子(通過REB襯墊向其中輸入信號)、TOB端子 (通過TOB襯墊向其中輸入信號)。此外，將RF輸入部分401的高電位電源(VDD)端子和存儲元件部分404的VDDH端子經(jīng)由二極管406彼此相連。通過由此經(jīng)由二極管相連，可以在向存儲元件部分寫入數(shù)據(jù)時防止連接到高電位電源(VDD)端子和VDDH端子末端的電源之間的短路。在圖17A和17B中所示的半導體器件中，優(yōu)選在CLK襯墊與CLK端子之間、在 REB襯墊與REB端子之間，或在TOB襯墊與TOB端子之間提供保護電路。調(diào)節(jié)電路部分405包括多個電阻器。存儲元件部分404中的CLK端子經(jīng)由任何一個晶體管連接到邏輯電路部分402上。此外，存儲元件部分404中的REB端子經(jīng)由另一晶體管連接到邏輯電路部分402上。調(diào)節(jié)電路部分405進行調(diào)節(jié)以致在使用外部信號向存儲元件部分404寫入數(shù)據(jù)或從中讀取數(shù)據(jù)時不會從邏輯電路部分402向存儲元件部分404輸入不必要的控制信號。類似地，電阻器407也進行調(diào)節(jié)以致在向存儲元件部分404寫入數(shù) 據(jù)時不會從邏輯電路部分402向存儲元件部分404輸入信號。也就是說，電阻器407充當調(diào)節(jié)電路。通過使用這種半導體器件，將電源電壓或信號從外部輸入部分403直接輸入存儲元件部分404，這樣可以向存儲元件部分404寫入或從中讀取數(shù)據(jù)(對應(yīng)于信息)。此外，在不直接將信號輸入外部輸入部分403的情況下，可以通過RF輸入部分由天線部分接收到的電波內(nèi)部產(chǎn)生電源和信號，以致可以從存儲元件部分404中讀取數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的電路構(gòu)成中，在向存儲元件部分404寫入數(shù)據(jù)時，來自外部輸入部分 403的信號被二極管406阻擋，而存儲元件部分404的VDDH固定在RF輸入部分401的VDD，從而穩(wěn)定地通過來自天線的信號從存儲元件部分404中讀取數(shù)據(jù)。接著，在圖18B中顯示調(diào)節(jié)電路部分405的構(gòu)造與圖18A不同的半導體器件的構(gòu) 造。圖18B中所示的半導體器件包括RF輸入部分411、邏輯電路部分412、外部輸入部分 413、存儲元件部分414、調(diào)節(jié)電路部分415、二極管416和電阻器417。圖18B的半導體器件中的調(diào)節(jié)電路部分415由開關(guān)構(gòu)成。作為開關(guān)，可以使用倒相器、模擬開關(guān)或類似物。在此實施方式中，使用倒相器和模擬開關(guān)；將倒相器和模擬開關(guān)的輸入端子連接在電阻器417 和TOB端子之間，并將倒相器的輸出端子與模擬開關(guān)彼此連接。放置電阻器417以便在沒有向TOB進行外部輸入時將VDD輸入TOB，而在具有外部輸入時，該輸入具有優(yōu)先性。調(diào)節(jié)電路部分415以下列方式向存儲元件部分414穩(wěn)定地供應(yīng)信號在通過外部輸入向WEB輸入低信號的情況下，也就是在外部輸入的情況下，阻擋來自邏輯電路部分412的不必要信號，而在向WEB輸入高信號的情況下或在沒有外部輸入的情況下，阻擋通過外部輸入的REB和 CLK信號。這種半導體器件也可以與基于圖18A的方框圖描述的半導體器件類似地運行。但是，由于包括倒相器和模擬開關(guān)的調(diào)節(jié)電路部分415可用于產(chǎn)生電源，二極管416的閾值電壓降低VDDH的電位的問題不會出現(xiàn)。圖22是圖17A和17B中所示的半導體器件的電路與圖18A對應(yīng)的示意圖。在此半導體器件中，提供占據(jù)最大面積的邏輯電路部分402，并與邏輯電路部分402相鄰地提供 RF輸入部分401和存儲元件部分404。在存儲元件部分404的一個區(qū)域中彼此相鄰地提供調(diào)節(jié)電路部分415和電阻器407。與RF輸入部分401相鄰地提供外部輸入部分403。優(yōu)選可在與半導體器件的一側(cè)接觸的區(qū)域中提供包括襯墊的外部輸入部分403。這是因為，可以使用半導體器件的一側(cè)作為標準進行襯墊連接附著。這些電路和類似物可以通過上述實施方式中所述的制造方法制造。圖18A和18B是圖17A和17B中所示的半導體器件的電路的方框圖。圖18A中的半導體器件的方框圖包括RF輸入部分401、邏輯電路部分402、外部輸入部分403、存儲元件部分404、調(diào)節(jié)電路部分405、二極管406和電阻器407。圖18B中的方框圖包括RF輸入部分411、邏輯電路部分412、外部輸入部分413、存儲元件部分414、調(diào)節(jié)電路部分415、二極管416和電阻器417。將從外部輸入端子輸入的電壓和信號輸入存儲元件部分404以便將數(shù)據(jù)(信息) 寫入存儲元件部分404。寫入的數(shù)據(jù)再以下列方式從存儲元件部分404中讀取通過天線接收AC信號，RF輸入部分401將信號和電壓輸入邏輯電路部分402 ；然后信號通過邏輯電路部分402變成控制信號，并將控制信號輸入存儲元件部分404。圖18A和18B中所示的半導體器件在調(diào)節(jié)電路部分的構(gòu)造方面彼此不同；調(diào)節(jié)電路部分405由電阻器構(gòu)成，而調(diào)節(jié)電路部分415由開關(guān)構(gòu)成。電阻器407和417各自是負載(pull-up)電路，其充當調(diào)節(jié)電路部分。調(diào)節(jié)電路部分405進行調(diào)節(jié)以致在向存儲元件部分404寫入數(shù)據(jù)時不會從邏輯電路部分402向存儲元件部分404輸入不必要的控制信號。類似地，電阻器407也進行調(diào)節(jié)以致在向存儲元件部分404寫入數(shù)據(jù)時不會從邏輯電路部分402向存儲元件部分404輸入信號。在向存儲元件部分404寫入數(shù)據(jù)時，來自外部輸入部分403的信號被二極管406阻擋，而存儲元件部分404的VDDH固定在由RF輸入部分401 施加的VDD，以便穩(wěn)定地從存儲元件部分404中讀取數(shù)據(jù)?；趫D18A的方框圖作出的描述也適用于圖18B的情況。此外，可提供天線以覆蓋存儲元件部分或環(huán)繞存儲元件部分而不覆蓋存儲元件部分。在覆蓋存儲元件部分的情況下，天線可以完全或部分覆蓋存儲元件部分。天線部分和存儲元件部分彼此覆蓋的結(jié)構(gòu)改進了可靠性，因為可以降低在通過天線進行通信時疊加在信號上的由噪音或類似物引起的半導體器件的缺陷操作或由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢的波動或類似情況。此外，也可以使該半導體器件小型化。作為能夠以非接觸方式傳送和接收數(shù)據(jù)的上述半導體器件中的信號傳輸系統(tǒng)，可以使用電磁耦合系統(tǒng)、電磁感應(yīng)系統(tǒng)、微波系統(tǒng)或類似系統(tǒng)?？梢钥紤]預期用途來適當選
41擇傳輸系統(tǒng)，并可以根據(jù)傳輸系統(tǒng)來提供最佳天線。例如，如果使用電磁耦合系統(tǒng)或電磁感應(yīng)系統(tǒng)(例如13. 56MHz譜帶)作為半導體器件中的信號傳輸系統(tǒng)，利用由電場密度的變化引起的電磁感應(yīng)；因此，將充當天線的導電層形成環(huán)形(例如環(huán)形天線)或螺旋形(例如螺旋天線)。圖21A至21C顯示了在襯底501 上形成的充當天線的導電層502和包括集成電路的芯片半導體器件503的實例。如果在半導體器件中使用微波系統(tǒng)(例如UHF譜帶(860至960MHz譜帶)，2. 45GHz 譜帶等)作為信號傳輸系統(tǒng)，可以考慮用于信號傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩL來適當設(shè)置充當天線的導電層的形狀，如長度。例如，可以將充當天線的導電層形成直線形狀(例如偶極子天線，見圖21A)、平面形狀(例如平板天線(patch antenna)，見圖21B)、帶形(見圖21C和 21D)或類似形狀。充當天線的導電層的形狀不限于直線形；考慮到電磁波的波長，充當天線的導電層也可以以曲線、波形(meander)或它們的組合形式提供。充當天線的導電層由導電材料通過CVD、濺射、印刷法，如絲網(wǎng)印刷或凹版印刷，液滴輸出法、分配法、鍍敷法或類似方法形成。導電層以選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅 (Cu)、金(Au)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)和鉬(Mo)的元素或含有該元素作為其主要組分的合金材料或化合材料的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在使用絲網(wǎng)印刷法形成充當天線的導電層的情況下，例如，可以通過選擇性印刷導電糊來提供導電層，在該導電糊中，使各具有數(shù)納米至數(shù)十微米的粒度的導電粒子溶解或分散在有機樹脂中。作為導電粒子，可以使用銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)和鈦(Ti)中的一種或多種的金屬粒子、鹵化銀細粒、或分散性納米粒子。此外，作為導電糊中所含的有機樹脂，可以使用一種或多種各自充當金屬粒子的粘合劑、溶劑、分散劑或涂布成分的有機樹脂。通常，可以使用有機樹脂，例如環(huán)氧樹脂或有機硅樹脂。當形成導電層時，優(yōu)選在施加導電糊后進行烘焙。例如，在使用含銀作為其主要組分的細粒(例如粒度為1納米或更大和100納米或更小)作為導電糊的材料的情況下，可以通過在150至300°C下烘焙來固化，以獲得導電層?；蛘?，可以使用含有焊劑或無鉛焊劑作為其主要組分的細粒；在這種情況下，優(yōu)選使用粒度為20微米或更小的細粒。焊劑或無鉛焊劑具有低成本的優(yōu)點。此外，除了上述材料外，也可以對天線使用陶瓷、鐵素體或類似物。此外，在施加電磁耦合系統(tǒng)或電磁感應(yīng)系統(tǒng)并在提供與金屬接觸的具有天線的半導體器件的情況下，優(yōu)選可在半導體器件和金屬之間提供具有磁導性的磁材料。在提供與金屬接觸的具有天線的半導體器件的情況下，渦電流根據(jù)磁場變化在金屬中流動，且由渦電流產(chǎn)生的去磁場損害磁場的變化以降低通信距離。因此，通過在半導體器件和金屬之間提供具有磁導性的材料，可以抑制金屬的渦電流，由此抑制通信距離的降低。要指出，可以使用具有高磁導率和低的高頻波損失的鐵素體或金屬薄膜作為磁材料。此外，當提供天線時，可以在一個襯底上直接形成半導體元件(例如晶體管)和充當天線的導電層，或者，可以在不同襯底上提供半導體元件和充當天線的導電層，然后彼此電連接。至于包括第一導電層457d、有機化合物層458和第二導電層459的存儲元件443，由于存儲元件內(nèi)的粘合性良好，在作為第一襯底的襯底400上形成后轉(zhuǎn)置到第二襯底上的步驟中施加的力不會導致在層間界面處出現(xiàn)如薄膜剝離的缺陷。因此，存儲元件可以在良好形式下剝離并轉(zhuǎn)置以制造半導體器件。具有在此實施方式中制成的存儲元件的半導體器件在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性；因此，可以在良好狀態(tài)下進行剝離和轉(zhuǎn)置法。因此，可以自由地轉(zhuǎn)置到任何襯底上，因此提高對襯底材料的選擇性。此外，也可以對襯底選擇廉價材料，從而可以在低成本下制造半導體器件，并根據(jù)預期用途具有廣泛的功能。通過本發(fā)明，可以制造具有存儲元件并在存儲元件內(nèi)具有良好粘合性的半導體器件，從而可以在良好狀態(tài)下進行轉(zhuǎn)置步驟。因此，無需使裝置或工藝復雜化就可以在高產(chǎn)率下制造具有更高可靠性的半導體器件。(實施方式7)在此實施方式中，描述了在具有上述構(gòu)造的半導體器件中的數(shù)據(jù)讀取和寫入。首先，使用圖2A至2C和3A至3C描述在無源矩陣型半導體器件中對存儲元件進行數(shù)據(jù)寫入時的操作。數(shù)據(jù)寫入可以通過光學作用或電作用來進行。首先描述通過電作用進行數(shù)據(jù)寫入的情況(圖3A至3C)。要指出，通過改變存儲單元的電特性來進行寫入；且存儲單元的初始狀態(tài)(施加電作用之前的狀態(tài))被標作數(shù)據(jù)“0”，而電特性改變后的狀態(tài)被標作數(shù)據(jù)“1”。在將數(shù)據(jù)“1”寫入存儲單元721的情況下，首先通過解碼器723和724和選擇器 725選擇存儲單元721。具體而言，通過解碼器724向連接到存儲單元721上的字線W3施加預定電壓V2。連接到存儲單元721上的位線B3通過解碼器723和選擇器725連接到電路726上。然后，將寫入電壓Vl從電路726輸出到位線B3。由此，在用于構(gòu)造存儲單元721 的第一導電層與第二導電層之間施加電壓Vw ( = V1-V2)。通過適當選擇電位Vw，可以以物理或電方式改變導電層之間的有機化合物層，由此寫入數(shù)據(jù)“1”。具體而言，可以改變在讀取操作電壓下在數(shù)據(jù)“1”狀態(tài)下的第一導電層與第二導電層之間的電阻以致比數(shù)據(jù)“0”狀態(tài)下小得多。例如，可以在(VI，V2) = (0V，5至15V)或(3至5V，-12至-2V)的范圍內(nèi)適當選擇電壓。電壓Vw可以為5至15V或-15至-5V。要指出，控制未經(jīng)選擇的字線和位線以便不在與其相連的存儲單元中寫入數(shù)據(jù) “1”。例如，可以使未經(jīng)選擇的字線和位線達到浮態(tài)。在用于構(gòu)造各存儲單元的第一導電層與第二導電層之間，必須提供確保選擇性的特性，例如二極管特性。同時，在將數(shù)據(jù)“0”寫入存儲單元721的情況下，不向存儲單元721施加電作用。作為電路操作，例如，與寫入數(shù)據(jù)“1”的情況類似地，通過解碼器723和724和選擇器725 選擇存儲單元721 ；但是，將從電路726到位線B3的輸出電位設(shè)定為與所選字線W3的電位或未經(jīng)選擇的字線的電位相同的程度，從而在用于構(gòu)造存儲單元721的第一導電層與第二導電層之間施加在不改變存儲單元721的電特性的程度內(nèi)的電壓(例如_5至5V)。下面描述通過光學作用進行數(shù)據(jù)寫入的情況(見圖20A至20C)。在這種情況下，第二導電層753a必須傳輸激光。通過用激光從具有透光性的導電層(在此是第二導電層 753a) 一側(cè)照射有機化合物層752，寫入數(shù)據(jù)；在此，通過用激光選擇性照射有機化合物層 752的所需部分，破壞有機化合物層752。將被破壞的有機化合物層絕緣，由此具有比其它部分大得多的電阻。由此，利用激光照射引起的兩個導電層(它們之間夾著有機化合物層 752)之間的電阻變化，寫入數(shù)據(jù)。例如，在沒有進行激光照射的有機化合物層的數(shù)據(jù)被假定為“0”時，在寫入數(shù)據(jù)“1”時通過用激光選擇性照射有機化合物層的所需部分并破壞有機化合物層，提高電阻。此外，在被通過吸收光來生成酸的化合物(光致酸生成劑)摻雜的共軛聚合物用于有機化合物層752的情況下，當用激光照射有機化合物層752時，電導率僅在有機化合物層752的被照射部分中提高，而其未照射部分沒有電導率。相應(yīng)地，通過用激光選擇性照射有機化合物層的所需部分，利用有機化合物層的電阻變化寫入數(shù)據(jù)。例如，在沒有進行激光照射的有機化合物層的數(shù)據(jù)被假定為“0”時，在寫入數(shù)據(jù)“1”時，通過用激光選擇性照射有機化合物層的所需部分來提高電導率。在激光照射的情況下，通過激光照射實現(xiàn)有機化合物層752的電阻變化，為此使束斑變窄到微米級，盡管這取決于存儲單元721的尺寸。例如，當直徑1微米的激光束以10 米/秒的直線速度通過時，各存儲單元中所含的有機化合物層被激光照射的時長為100納秒(nsec)。為了在100納秒的短時間內(nèi)改變相，激光功率可以為IOmW且功率密度可以為 10kW/mm2。此外，在用激光選擇性照射的情況下，優(yōu)選使用脈沖激光照射裝置。在此，使用圖20C簡要描述激光照射裝置的情況。激光照射裝置1001配有對激光照射進行各種控制的計算機(下文稱作PC) 1002 ；輸出激光的激光振蕩器1003 ；激光振蕩器1003的電源1004 ；用于使激光減弱的光學系統(tǒng)(ND過濾器)1005 ；用于調(diào)制激光強度的聲光調(diào)制器(AOM) 1006 ；由用于聚集激光橫截面的透鏡、用于改變光程的鏡子和類似物構(gòu) 成的光學系統(tǒng)1007 ；具有χ-軸滑臺和y_軸滑臺的移動裝置1009 ；用于從PC輸出的控制數(shù) 據(jù)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)化的D/A轉(zhuǎn)化器部分1010 ；根據(jù)從D/A轉(zhuǎn)化器部分輸出的模擬電壓控制聲光調(diào)制器1006的驅(qū)動器1011 ；輸出用于驅(qū)動移動裝置1009的驅(qū)動信號的驅(qū)動器1012 ；和用于將激光聚焦在被照射的物體上的自動聚焦裝置1013 (見圖20C)。作為激光振蕩器1003，可以使用能夠振蕩紫外光、可見光或紅外光的激光振蕩器。作為激光振蕩器，可以使用KrF、ArF, XeCl, Xe或類似物的受激準分子激光振蕩器；He、 He-Cd、Ar、He-Ne、HF或類似物的氣體激光振蕩器；使用被Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm摻雜的YAG、GdV04、YV04、YLF、YA103或類似物的晶體的固態(tài)激光振蕩器；或GaN、GaAs、GaAlAs、 InGaAsP或類似物的半導體激光振蕩器。至于固態(tài)激光振蕩器，可以優(yōu)選施加基波或第二至第五諧波。接著，描述使用激光照射裝置的照射法。當在移動裝置1009中放置帶有有機化合物層的襯底時，PC1002用位于該圖外部的照相機檢測要被激光照射的有機化合物層的位置。隨后，基于檢出的位置數(shù)據(jù)，PC1002產(chǎn)生用于使移動裝置1009移動的移動數(shù)據(jù)。然后，PC 1002經(jīng)由驅(qū)動器1011控制聲光調(diào)制器1006的光輸出量，由此通過光學系統(tǒng)1005使激光振蕩器1003輸出的激光減弱，然后通過聲光調(diào)制器1006控制其光量至預定光量。另一方面，通過光學系統(tǒng)1007改變從聲光調(diào)制器1006輸出的激光的光程和束斑形式，并通過透鏡聚集，然后用該光照射襯底750。此時，控制移動裝置1009以便根據(jù)PC 1002產(chǎn)生的移動數(shù)據(jù)在χ方向和y方向上移動。結(jié)果，用激光照射預定位置，將激光的光能密度轉(zhuǎn)化成熱能，并可以用激光選擇性照射在襯底750上提供的有機化合物層。要指出，盡管在此描述了通過使移動裝置1009移動來進行激光照射的情況，也可以通過調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)1007來使激光在χ方向和y方向上移動。根據(jù)如上所述通過激光照射進行數(shù)據(jù)寫入的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以容易地大量制造半導體器件。相應(yīng)地，可以以低成本提供半導體器件。接著，描述在無源矩陣型半導體器件中由存儲元件進行數(shù)據(jù)讀取時的操作(見圖 3A至3C)。利用用于構(gòu)造各存儲單元的第一導電層與第二導電層之間、具有數(shù)據(jù)“0”的存儲單元與具有數(shù)據(jù)“1”的存儲單元之間的電特性差異進行數(shù)據(jù)讀取。例如，當用于構(gòu)造具有數(shù)據(jù)“0”的各存儲單元的第一導電層與第二導電層之間的有效電阻(下文僅稱作各存儲單元的電阻)在讀取電壓下為R0，而具有數(shù)據(jù)“1”的各存儲單元的電阻在讀取電壓下為Rl 時，描述了利用電阻差讀取數(shù)據(jù)的方法。要指出R1<<R0。在讀取/寫入電路中，可以考慮圖3B中所示的使用電阻器746和差動放大器747的電路726例如作為讀取部分的構(gòu)造。電阻器746具有電阻值Rr，且Rl<Rr<R0?？梢蕴峁┚w管748代替晶體管746，并可以提供時鐘控制的倒相器749代替差動放大器(圖3C)。將在讀取的情況下高且在非讀取的情況下低的信號Φ或反信號&輸入時鐘控制的倒相器749。不言而喻，電路構(gòu)造不限于圖3Α至3C。當從存儲單元721讀取數(shù)據(jù)時，首先通過解碼器723和724和選擇器725選擇存儲單元721。具體而言，通過解碼器724對連接到存儲單元721上的字線Wy施加預定電壓 Vy。連接到存儲單元721上的位線Bx通過解碼器723和選擇器725連接到電路726的端子P上。結(jié)果，通過電阻器246 (電阻值Rr)和存儲單元721 (電阻值RO或Rl)的電阻分配測定端子P的電位Vp。因此，在存儲單元721具有數(shù)據(jù)“0”的情況下，VpO = Vy+(VO-Vy)χ R0/(R0+Rr)；在存儲單元 721 具有數(shù)據(jù)“1”的情況下，Vpl =Vy+(VO-Vy)χ Rl/(R1+Rr)。相應(yīng)地，在圖3B中在VpO與Vpl之間選擇Vref，而在圖3C中在VpO與Vpl之間選擇時鐘控制的倒相器的改變點，以便根據(jù)數(shù)據(jù)“0”/ “1”輸出低/高(或高/低)作為輸出電位Vout，由此進行數(shù)據(jù)讀取。例如，差動放大器在3V的Vdd下運行，并將Vy設(shè)定為0V，VO設(shè)定為3V，Vref設(shè)定為1. 5V。如果R0/Rr = Rr/Rl = 9，在存儲單元的數(shù)據(jù)為“0”時VpO為2. 7V并輸出High 作為Vout，同時在存儲單元的數(shù)據(jù)為“1”時Vpl為0. 3V并輸出Low作為Vout。由此，可以從存儲單元中讀取數(shù)據(jù)。在上述方法中，通過利用電阻值與電阻分配中的差異，通過電壓值讀取有機化合物層752的電阻。不言而喻，讀取方法不限于此。例如，除了利用電阻差外，也可以利用電流值的差讀取數(shù)據(jù)。此外，在存儲單元的電特性具有二極管特性的情況下，其中閾值電壓在數(shù)據(jù)“0”與“1”的情況之間不同，也可以利用閾值電壓差讀取數(shù)據(jù)。接著，描述對有源矩陣型半導體器件中的存儲元件進行數(shù)據(jù)寫入時的操作(見圖 4A 和 4B，和 5A 至 5C)。首先描述通過電作用進行數(shù)據(jù)寫入的情況。要指出，通過改變存儲元件的電特性來進行寫入；且存儲單元的初始狀態(tài)(施加電作用之前的狀態(tài))被標作數(shù)據(jù)“0”，而電特性改變后的狀態(tài)被標作數(shù)據(jù)“1”。在此描述在第η行和第m列中將數(shù)據(jù)寫入存儲單元231的情況。在第η行和第m 列中將數(shù)據(jù)“1”寫入存儲單元231的情況下，首先通過解碼器223和224和選擇器225選擇存儲單元231。具體而言，通過解碼器224向連接到存儲單元231上的字線Wn施加預定電壓V22。連接到存儲單元231上的位線B3通過解碼器223和選擇器225連接到包括讀取電路和寫入電路的電路226上。然后，將寫入電壓V21從電路226輸出到位線B3。
由此，開啟構(gòu)成存儲單元的晶體管210a并將存儲元件215b電連接到位線上，然后施加大致Vw( = VCom-V21)的電壓。要指出，將存儲元件215b的一個電極連接到電位Vcom 的共用電極上。通過適當選擇電位Vw，以物理或電方式改變導電層之間的有機化合物層，由此寫入數(shù)據(jù)“1”。具體而言，可以改變在讀取操作電壓下在數(shù)據(jù)“1”狀態(tài)下的第一電極層與第二電極層之間的電阻以致比數(shù)據(jù)“O”狀態(tài)下小得多，或可以簡單縮短電路。要指出，可以在(V21, V22, Vcom) = (5 至 15V，5 至 15V,0V)或(-12 至 0V，-12 至 0V，3 至 5V)的范圍內(nèi) 適當選擇電位。電壓Vw可以為5至15V或-15至-5V。要指出，控制未經(jīng)選擇的字線和位線以便不在與其相連的存儲單元中寫入數(shù)據(jù) “1”。例如，可以對連接到存儲單元上的未經(jīng)選擇的字線施加用于關(guān)閉各存儲單元的晶體管的電位(例如OV)以使未經(jīng)選擇的位線達到浮態(tài)，或可以施加大致等于Vcom的電位。另一方面，在將數(shù)據(jù)“O”寫入存儲單元231的情況下，不向存儲單元231施加電作用。作為電路操作，例如，與寫入數(shù)據(jù)“ 1，，的情況類似地，通過解碼器223和224和選擇器 225選擇存儲單元231 ；但是，將從電路226到位線B3的輸出電位設(shè)定為與Vcom相同的程度或使位線B3為浮態(tài)。因此，對存儲元件215b施加低電壓(例如-5至5V)或不施加電壓以便不改變電特性，由此實現(xiàn)數(shù)據(jù)“O”的寫入。下面描述通過光學作用進行數(shù)據(jù)寫入的情況。在這種情況下，通過使用激光照射裝置用激光從具有透光性的導電層一側(cè)照射有機化合物層，寫入數(shù)據(jù)。作為激光照射裝置，可以使用與用圖20A至20C對無源矩陣型半導體器件所描述的相同的裝置。在使用有機化合物材料作為有機化合物層的情況下，通過激光照射將有機化合物層氧化或碳化以使其絕緣。由此，用激光照射的存儲元件的電阻值提高，而沒有用激光照射的存儲元件的電阻值不變。在使用被光致酸生成劑摻雜的共軛聚合物材料的情況下，通過激光照射為有機化合物層提供電導率。也就是說，向用激光照射的存儲元件提供電導率，而沒有向未用激光照射的存儲元件提供電導率。接著，描述通過電作用進行數(shù)據(jù)讀取時的操作。在此，電路226具有包括電阻器 246和差動放大器247的構(gòu)造；但是，電路226的構(gòu)造不限于此，并可以使用任何構(gòu)造。描述在有源矩陣型半導體器件中通過電作用進行數(shù)據(jù)讀取時的操作。利用存儲元件215b在具有數(shù)據(jù)“O”的存儲單元與具有數(shù)據(jù)“1”的存儲單元之間的電特性差異進行數(shù) 據(jù)讀取。例如，當用于構(gòu)造具有數(shù)據(jù)“O”的各存儲單元的存儲元件電阻在讀取電壓下為R0，而用于構(gòu)造具有數(shù)據(jù)“1”的各存儲單元的存儲元件電阻在讀取電壓下為Rl時，描述了利用電阻差讀取數(shù)據(jù)的方法。要指出R1<<R0。在讀取/寫入電路中，可以考慮圖5B中所示的使用電阻器246和差動放大器247的電路226例如作為讀取部分的構(gòu)造。電阻器具有電阻值Rr，且Rl < Rr < R0?？梢蕴峁┚w管249代替晶體管246，并可以提供時鐘控制的倒相器248代替差動放大器(圖5C)。不言而喻，電路構(gòu)造不限于圖5A至5C。當在第χ行和第y列中從存儲單元231讀取數(shù)據(jù)時，首先通過解碼器223和224 和選擇器225選擇存儲單元231。具體而言，通過解碼器224對連接到存儲單元231上的字線Wy施加預定電壓V24。連接到存儲單元231上的位線Bx通過解碼器223和選擇器225 連接到電路226的端子P上。結(jié)果，通過電阻器246 (電阻值Rr)和存儲元件215b (電阻值 RO或Rl)的電阻分配測定端子P的電位Vp。因此，在存儲單元231具有數(shù)據(jù)“O”的情況下，VpO = Vcom+(VO-Vcom) χ RO/ (RO+Rr)；在存儲單元231具有數(shù)據(jù)“1”的情況下，Vpl =Vcom+ (VO-Vcom) xRl/ (Rl+Rr)。相應(yīng)地，在圖5B中在VpO與Vpl之間選擇Vref，而在圖5C 中在VpO與Vpl之間選擇時鐘控制的倒相器的改變點，以便根據(jù)數(shù)據(jù)“O”/ “1”輸出低/高 (或高/低)作為輸出電位Vout，由此進行數(shù)據(jù)讀取。例如，差動放大器在3V的Vdd下運行，并將Vcom設(shè)定為OV，VO設(shè)定為3V，Vref設(shè) 定為1. 5V。如果RO/Rr = Rr/Rl = 9并且不需要考慮晶體管210a的導通電阻，在存儲單元的數(shù)據(jù)為“O”時VpO為2. 7V并輸出High作為Vout，同時在存儲單元的數(shù)據(jù)為“ 1”時Vpl 為0. 3V并輸出Low作為Vout。由此，可以從存儲元件中讀取數(shù)據(jù)。在上述方法中，通過利用存儲元件215b的電阻值與電阻分配中的差異，通過電壓值讀取數(shù)據(jù)。當然，讀取方法不限于此。例如，除了利用電阻差外，也可以利用電流值的差讀取數(shù)據(jù)。此外，在存儲單元的電特性具有二極管特性的情況下，其中數(shù)據(jù)“O”與“1”中的閾值電壓不同，也可以利用閾值電壓差讀取數(shù)據(jù)。具有上述構(gòu)造的各存儲元件和帶有存儲元件的半導體器件是非易失性存儲器；因此，不必加入用于保存數(shù)據(jù)的電池，并且可以提供小的、薄的和輕的半導體器件。此外，通過使用上述實施方式中所用的絕緣材料作為有機化合物層，可以寫入(加入)數(shù)據(jù)，但不能進行數(shù)據(jù)的重寫；相應(yīng)地，防止偽造以便可提供確保安全性的半導體器件。要指出，此實施方式可以自由地與上述實施方式中所述的存儲元件和具有存儲元件的半導體器件的構(gòu)造結(jié)合實施。(實施方式8)使用圖12A描述此實施方式的半導體器件的構(gòu)造。如圖12A中所示，本發(fā)明的半導體器件20具有以非接觸方式傳輸數(shù)據(jù)的功能，其包括電源電路11、時鐘生成電路12、數(shù) 據(jù)調(diào)制/解調(diào)電路13、用于控制另一電路的控制電路14、界面電路15、存儲電路16、數(shù)據(jù)總線17和天線(天線線圈)18、傳感器21和傳感器電路22。電源電路11是基于從天線18輸入的交流信號而產(chǎn)生要供給半導體器件20中的各自電路的各種電力供應(yīng)的電路。時鐘生成電路12是基于從天線18輸入的交流信號而產(chǎn) 生要供給半導體器件20中的各自電路的各種時鐘信號的電路。數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)電路13具有調(diào)制/解調(diào)要與讀出器/寫入器19通信的數(shù)據(jù)的功能?？刂齐娐?4具有控制存儲電路 16的功能。天線18具有傳送和接收電磁波或電波的功能。讀出器/寫入器19與半導體器件通信，控制半導體器件，并控制該數(shù)據(jù)的加工。半導體器件不限于上述構(gòu)造；例如，可以加入另一元件，例如電源電壓的限幅電路或用于編碼加工的硬件。存儲電路16包括存儲元件，其中有機化合物層或相變層夾在一對導電層之間。要指出，存儲元件16可以僅包括其中有機化合物層或相變層夾在一對導電層之間的存儲元件或包括具有另一構(gòu)造的存儲電路。具有另一構(gòu)造的存儲電路相當于例如下列一個或多個DRAM、SRAM、FeRAM、掩模 ROM、PROM、EPR0M、EEPROM 和閃存器。傳感器21由半導體電路(例如電阻器)、電容耦合元件、電感耦合元件、光伏元件、光電轉(zhuǎn)化元件、熱電動勢元件、晶體管、熱敏電阻或二極管構(gòu)成。通過傳感器電路22，檢測出阻抗、電抗、感應(yīng)系數(shù)、電壓或電流的變化并施以模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化(A/D轉(zhuǎn)化)，從而向控制電路14輸出信號。(實施方式9)根據(jù)本發(fā)明，可以形成充當具有處理器電路的芯片(下文也稱作處理器芯片、無
47線芯片、無線處理器、無線存儲器、或無線標簽)的半導體器件。本發(fā)明的半導體器件的應(yīng) 用范圍很寬。例如，本發(fā)明的半導體器件可用于紙幣、硬幣、證券、證書、不記名債券、包裝容器、書籍、記錄介質(zhì)、個人財產(chǎn)、車輛、食品、服裝、健康產(chǎn)品、日用品、藥品、電子器件或類似物。具有本發(fā)明的存儲元件的半導體器件在存儲元件內(nèi)具有良好的粘合性；因此，可以在良好狀態(tài)下進行剝離和轉(zhuǎn)置法。因此，可以自由地轉(zhuǎn)置到任何襯底上，因此，也可以對襯底選擇廉價材料，從而可以在低成本下制造半導體器件，并根據(jù)預期用途具有廣泛的功能。因此，具有處理器電路的芯片也根據(jù)本發(fā)明具有低成本、小和薄尺寸和輕重量的特征，并因此適用于貨幣、廣泛流通的硬幣、或書籍、個人財產(chǎn)、服裝或往往要攜帶的類似物。紙幣和硬幣是在市場上流通的錢幣并在其類別中包括在某一領(lǐng)域中與貨幣類似有效的類型(折扣券)、紀念幣和類似物。證券是指支票、證書、期票或類似物，并可以帶有具有處理器電路的芯片90 (見圖13A)。證書是指駕駛證、居留證或類似物，并可以帶有具有處理器電路的芯片91 (見圖13B)。個人財產(chǎn)是指包、眼鏡或類似物，并可以帶有具有處理器電路的芯片97 (見圖13C)。不記名債券是指郵票、糧票(ricecoupons)、各種禮券或類似物。包裝容器是指用于食品容器的包裝紙和類似物，塑料瓶，或類似物，并可以帶有具有處理器電路的芯片93 (見圖13D)。書籍是指硬皮書、平裝本、或類似物，并可以帶有具有處理器電路的芯片94(見圖13E)。記錄介質(zhì)是指DVD軟件、錄像帶或類似物并可以帶有具有處理器電路的芯片95(見圖13F)。車輛是指有輪車輛，例如自行車、輪船或類似物，并可以帶有具有處理器電路的芯片96 (見圖13G)。食品是指食物制品、飲料或類似物。服裝是指衣服、鞋類或類似物。健康產(chǎn)品是指醫(yī)療設(shè)備、健康設(shè)備或類似物。日用品是指家居、照明設(shè) 備或類似物。藥品是指醫(yī)療產(chǎn)品、農(nóng)藥或類似物。電子器件是指液晶顯示器、EL顯示器、電視機(TV機和薄TV機)、手提電話或類似物。本發(fā)明的半導體器件通過安裝到印刷電路板上，通過粘貼到其表面上或通過嵌入其中來固定到這類制品中。例如，在書籍的情況下，該半導體器件可以嵌在其紙中；在由有機樹脂制成的包裝的情況下，半導體器件可以嵌在有機樹脂中?？梢詫崿F(xiàn)小和薄尺寸和輕重量的本發(fā)明的半導體器件即使在固定到制品上后也不會破壞制品本身的設(shè)計。此外，通過為紙幣、硬幣、證券、證書、不記名債券或類似物提供本發(fā)明的半導體器件，可以提供識別功能，并可以利用該識別功能防止偽造。此外，可以通過為包裝容器、記錄介質(zhì)、個人財產(chǎn)、食品、服裝、日用品、電子器件或類似物提供本發(fā)明的半導體器件來改進如檢查系統(tǒng)的系統(tǒng) 的效率。接著，參照附圖描述其上已經(jīng)安裝了本發(fā)明的半導體器件的電子器件的一種模式。在此例舉的電子器件是移動電話，其包括外殼2700和2706、嵌板2701、框架2702、印刷線路板2703、操作按鈕2704、和電池2705 (見圖12B)。嵌板2701可拆卸地裝在框架2702 中，并將框架2702配入印刷線路板2703中?？蚣?702的形狀和尺寸根據(jù)嵌板2701要并入的電子器件而適當改變。在印刷線路板2703中，安裝多個包裝的半導體器件；本發(fā)明的半導體器件可用作包裝的半導體器件之一。安裝在印刷線路板2703上的多個半導體器件具有選自控制器、中央處理器(CPU)、存儲器、電源電路、聲音處理電路、發(fā)送/接收電路等的任何功能。將嵌板2701經(jīng)由連接膜2708連接到印刷線路板2703上。上述嵌板2701、框架2702和印刷線路板2703與操作按鈕2704和電池2705 一起容納在外殼2700和2706中。提供嵌板2701上的像素區(qū)域2709以便透過位于外殼2700中的開放窗口觀看。如上所述，本發(fā)明的半導體器件具有小和薄尺寸和輕重量的特征。這些特征使得能夠有效利用電子器件的外殼2700和2706內(nèi)的有限空間。此外，由于本發(fā)明的半導體器件包括具有單一結(jié)構(gòu)的存儲元件(其中將有機化合物層夾在一對導電層之間)，可以提供使用廉價半導體器件的電子器件。此外，由于使用本發(fā)明的半導體器件容易實現(xiàn)高集成度，可以提供使用具有大電容存儲電路的半導體器件的電子器件。此外，本發(fā)明的半導體器件中所含的存儲元件(通過光學作用或電作用向其中寫入數(shù)據(jù))具有非易失性和能夠追加寫入數(shù)據(jù)的特征。這些特征使得能夠防止由重寫引起的偽造和能夠追加寫入新數(shù)據(jù)。因此，可以提供使用高功能和高度增值的半導體器件的電子器件。要指出的是，外殼2700和2706的形狀僅是移動電話的外部形狀的一個實例；此實施方式的電子器件可以根據(jù)功能和預期用途變成各種形式。[實施方案1]在此實施方案中顯示通過使用本發(fā)明和進行轉(zhuǎn)置步驟來制造存儲元件而獲得的結(jié)果。在玻璃襯底上堆疊作為第一導電層的鈦薄膜、作為隔層覆蓋第一導電層的一部分的厚度1. 5微米的聚酰亞胺薄膜、作為絕緣層的厚度1納米的氟化鈣(CaF2)薄膜和作為有機化合物層的厚度10納米的NPB薄膜，并使用不同材料和制造方法形成第二導電層，從而制造樣品1至7。作為對比例，制造使用鋁膜作為第二導電層的樣品。在此實施方式中指出，在第一導電層上形成聚酰亞胺薄膜以具有開口后，進行氧(O2)灰化以除去第一導電層上的聚酰亞胺殘余物。第二導電層是樣品1中的銦膜(厚度200納米)；樣品2中的銦膜(厚度100 納米)與鋁膜(厚度200納米)的堆疊層；樣品3中的含有10重量％錫的銦-錫合金膜 (厚度200納米)；樣品4中的含有1重量％錫的銦-錫合金膜(厚度200納米)；樣品5 中的含有10重量％錫的銦-錫合金膜(厚度100納米)和鋁膜(厚度200納米)的堆疊層；樣品6中的含有10重量％鎂的鎂-銦合金膜(厚度150納米)；樣品7中的錳膜(厚度80納米)。在樣品1、2和7中，通過蒸發(fā)形成薄膜。樣品3至5中的銦-錫合金膜是通過共蒸發(fā)銦和錫形成的薄膜，且樣品6中的鎂-銦合金膜是通過共蒸發(fā)鎂和銦形成的薄膜。對比例中的鋁膜也通過蒸發(fā)以200納米的厚度形成。要指出，在所有樣品中，各有機化合物層的面積為大約100平方毫米，且各第二導電層的面積為大約170平方毫米。也要指出，在銦-錫合金膜中，通過在銦中以0. 1重量％或更多的量加入錫來降低電阻是優(yōu)選的，因為可以容易地保持向外部端子的電導率。在樣品1至7和對比例的玻璃襯底上形成的各存儲元件上，通過孔版 (permeographic)印刷法施加環(huán)氧樹脂，并在氮氣氛中在110°C下加熱60分鐘，以形成厚度 100至200微米的環(huán)氧樹脂層。此后，將樣品1至7和對比例的各存儲元件剝離并轉(zhuǎn)置到環(huán) 氧樹脂層上。各自的轉(zhuǎn)置狀態(tài)顯示在表1中。
權(quán)利要求
半導體器件制造方法，包括在第一襯底上形成第一電極；對第一電極的表面進行氧化處理；對第一電極的表面進行氮化處理；形成與第一電極表面接觸的有機化合物層；在有機化合物層上形成第二電極以制造包括第一電極、有機化合物層和第二電極的存儲元件；將具有撓性的第二襯底粘貼到第二電極上；從第一襯底上剝離存儲元件；和將該存儲元件用粘合層粘貼到第三襯底上，其中，進行氧化處理以減小第一電極和有機化合物層之間的界面的界面張力。
2.半導體器件制造方法，包括形成第一電極；對第一電極的表面進行減小界面張力的處理；對第一電極的表面進行氮化處理；形成與第一電極表面接觸的有機化合物層；在有機化合物層上形成第二電極以制造存儲元件。
3.半導體器件制造方法，包括形成第一電極；對第一電極的表面進行氧化處理；對第一電極的表面進行氮化處理；形成與第一電極表面接觸的有機化合物層；在有機化合物層上形成第二電極以制造存儲元件；其中，進行氧化處理以減小第一電極和有機化合物層之間的界面的界面張力。
4.半導體器件制造方法，包括在第一襯底上形成第一電極；對第一電極的表面進行減小界面張力的處理；對第一電極的表面進行氮化處理；形成與第一電極表面接觸的有機化合物層；在有機化合物層上形成第二電極以制造包括第一電極、有機化合物層和第二電極的存儲元件；將具有撓性的第二襯底粘貼到第二電極上；從第一襯底上剝離存儲元件；和將該存儲元件用粘合層粘貼到第三襯底上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的半導體器件制造方法，其中所述第二電極形成在氧氣氛中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括形成介于第一襯底和第一電極之間的剝離層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的半導體器件制造方法，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的半導體器件制造方法，其中第一電極和第二電極其中之一電連接至晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括對第二電極的表面進行氧化處理，其中所述第二電極的表面與有機化合物層接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括對第二電極的表面進行減小界面張力的處理，其中所述第二電極的表面與有機化合物層接觸。
11.半導體器件制造方法，包括形成晶體管；形成電連接至晶體管的第一導電層；對第一導電層的表面進行減小界面張力的處理；對第一導電層的表面進行氮化處理；和在晶體管和第一導電層上形成有機化合物層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括在有機化合物上形成第二導電層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括形成存儲元件，所述存儲元件包括第一導電層、第二導電層和有機化合物層。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導體器件制造方法，其中所述第一電極包括銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅的一種或多種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件制造方法，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
16.半導體器件制造方法，包括形成晶體管；形成電連接至晶體管的第一導電層；對第一導電層的表面進行氧化處理；對第一導電層的表面進行氮化處理；和在晶體管和第一導電層上形成有機化合物層，其中進行氧化處理以減小第一電極和有機化合物層之間的界面的界面張力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括在有機化合物層上形成第二導電層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括形成存儲元件，所述存儲元件包括第一導電層、第二導電層和有機化合物層。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導體器件制造方法，其中所述第一電極包括銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅的一種或多種。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導體器件制造方法，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
21.半導體器件制造方法，包括在第一襯底上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成晶體管；形成電連接至晶體管的第一導電層；對第一導電層的表面進行減小界面張力的處理；對第一導電層的表面進行氮化處理；在晶體管和第一導電層上形成有機化合物層；在有機化合物層上形成第二導電層；將具有撓性的第二襯底粘貼到第二導電層；從第一襯底剝離第一絕緣膜；和將第一絕緣膜粘貼到具有撓性的第三襯底。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括形成存儲元件，所述存儲元件包括第一導電層、第二導電層和有機化合物層。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導體器件制造方法，其中所述第一電極包括銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅的一種或多種。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導體器件制造方法，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括在第二導電層上形成第二絕緣膜，其中所述第二襯底通過第二絕緣膜粘貼到第二導電層。
26.半導體器件制造方法，包括在第一襯底上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成晶體管；形成電連接至晶體管的第一導電層；對第一導電層的表面進行氧化處理；對第一導電層的表面進行氮化處理；在晶體管和第一導電層上形成有機化合物層；在有機化合物層上形成第二導電層；將具有撓性的第二襯底粘貼到第二導電層；從第一襯底剝離第一絕緣膜；和將第一絕緣膜粘貼到具有撓性的第三襯底，其中進行氧化處理以減小第一電極和有機化合物層之間的界面的界面張力。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括形成存儲元件，所述存儲元件包括第一導電層、第二導電層和有機化合物層。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導體器件制造方法，其中所述第一電極包括銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅的一種或多種。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導體器件制造方法，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導體器件制造方法，所述方法還包括在第二導電層上形成第二絕緣膜，其中所述第二襯底通過第二絕緣膜粘貼到第二導電層。
31.一種半導體器件，包括包含氧化物半導體的薄膜晶體管；和電連接至氧化物半導體的存儲元件；其中所述存儲元件包括第一導電層和第二導電層之間的有機化合物層，且其中第一導電層和第二導電層至少其中之一包括銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅的一種或多種。
32.—種半導體器件，包括包含氧化物半導體的薄膜晶體管；和電連接至氧化物半導體的存儲元件；其中所述存儲元件包括第一導電層和第二導電層之間的有機化合物層，且其中第一導電層和第二導電層至少其中之一經(jīng)由含有氧化物的膜與有機化合物層接觸。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的半導體器件，其中所述氧化物半導體包括氧化鋅或氧化錫。
34.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的半導體器件，其中所述第一導電層包含鈦，通過氧化處理為第一導電層的表面提供含有氧化鈦的膜。
35.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的半導體器件，其中第一導電層、有機化合物層和第二導電層提供在具有柔性的襯底上。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導體器件，其中用粘合層將第一導電層、有機化合物層和第二導電層提供在具有柔性的襯底上。
37.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的半導體器件，其中在通過施加電作用來寫入存儲元件后，第一導電層和第二導電層彼此部分接觸。
38.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的半導體器件，其中在通過施加電作用來寫入存儲元件后，有機化合物層的厚度改變。
39.一種照明設(shè)備，包括半導體器件，所述半導體器件包括存儲元件，該存儲元件在第一導電層和第二導電層之間包含有機化合物層，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層包含銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。
40.一種照明設(shè)備，包括半導體器件，所述半導體器件包括存儲元件，該存儲元件在第一導電層和第二導電層之間包含有機化合物層，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層經(jīng)由含氧化物的膜與有機化合物層接觸。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的照明設(shè)備，其中所述第一導電層包含鈦，通過氧化處理為第一導電層的表面提供含有氧化鈦的膜。
42.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的照明設(shè)備，其中第一導電層、有機化合物層和第二導電層提供在具有柔性的襯底上。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的照明設(shè)備，其中用粘合層將第一導電層、有機化合物層和第二導電層提供在具有柔性的襯底上。
44.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的照明設(shè)備，其中在通過施加電作用來寫入存儲元件后，第一導電層和第二導電層彼此部分接觸。
45.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的照明設(shè)備，其中在通過施加電作用來寫入存儲元件后，有機化合物層的厚度改變。
46.一種電子器件，包括半導體器件，所述半導體器件包括第一導電層，第二導電層，和第一導電層和第二導電層之間的有機化合物層，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層包含銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。
47.一種電子器件，包括半導體器件，所述半導體器件包括第一導電層，第二導電層，和第一導電層和第二導電層之間的有機化合物層，其中第一導電層和第二導電層中的至少一層經(jīng)由含氧化物的膜與有機化合物層接觸。
48.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的電子器件，其中所述第一導電層包含鈦，通過氧化處理為第一導電層的表面提供含有氧化鈦的膜。
49.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的電子器件，其中第一導電層、有機化合物層和第二導電層提供在具有柔性的襯底上。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子器件，其中用粘合層將第一導電層、有機化合物層和第二導電層提供在具有柔性的襯底上。
51.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的電子器件，其中在通過施加電作用來寫入存儲元件后，第一導電層和第二導電層彼此部分接觸。
52.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的電子器件，其中在通過施加電作用來寫入存儲元件后，有機化合物層的厚度改變。
53.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的電子器件，其中所述電子器件選自液晶顯示器、EL顯示器、電視機和手提電話。
54.EL顯示器的制造方法，包括形成第一導電層，在第一導電層上形成有機化合物層；和在有機化合物層上形成第二導電層；其中第一導電層和第二導電層中的至少一層包含銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。
55.EL顯示器的制造方法，包括形成第一導電層，對第一導電層的表面進行氧化處理；在經(jīng)過氧化處理的第一導電層上形成有機化合物層；和在有機化合物層上形成第二導電層。
56.EL顯示器的制造方法，包括在第一襯底上形成第一導電層；在第一導電層上形成有機化合物層；在有機化合物層上形成第二導電層；將具有撓性的第二襯底粘貼到第二導電層上；從第一襯底剝離第一導電層；和用粘合層將第一導電層粘貼到第三襯底；其中第一導電層和第二導電層中的至少一層包含銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳和鋅中的一種或多種。
57.EL顯示器的制造方法，包括在第一襯底上形成第一導電層；對第一導電層的表面進行氧化處理；在經(jīng)過氧化處理的第一導電層上形成有機化合物層；在有機化合物層上形成第二導電層；將具有撓性的第二襯底粘貼到第二導電層上；從第一襯底剝離第一導電層；和用粘合層將第一導電層粘貼到第三襯底。
58.根據(jù)權(quán)利要求54-57中任一項所述的EL顯示器的制造方法，其中第二導電層在氧氣氛中形成。
59.根據(jù)權(quán)利要求56或57所述的EL顯示器的制造方法，其中第一導電層形成在第一襯底上，且剝離層介于其間。
60.根據(jù)權(quán)利要求54-57中任一項所述的EL顯示器的制造方法，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
61.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的半導體器件，其中絕緣層介于第一導電層和有機化合物層之間。
62.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的照明設(shè)備，其中絕緣層介于第一導電層和有機化合物層之間。
63.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的電子器件，其中絕緣層介于第一導電層和有機化合物層之間。
64.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的半導體器件，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
65.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的照明設(shè)備，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
66.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的電子器件，其中所述有機化合物層選自聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂和環(huán)氧樹脂。
全文摘要
提供功能更高且可靠的半導體器件和無需使裝置或工藝復雜化就能夠以高產(chǎn)率低成本制造該半導體器件的技術(shù)。形成第一導電層和第二導電層，其中至少一層含有銦、錫、鉛、鉍、鈣、錳或鋅中的一種或多種；或在有機化合物層與第一導電層之間和在有機化合物層與第二導電層之間的至少一個界面處進行氧化處理。在第一襯底上形成并與第一襯底之間夾著剝離層的第一導電層、有機化合物層和第二導電層可以借助剝離層從第一襯底上剝離并轉(zhuǎn)置到第二襯底上。
文檔編號H01L21/28GK101950732SQ201010167008
公開日2011年1月19日申請日期2006年11月2日優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者大澤信晴, 楠本直人, 湯川干央, 道前芳隆申請人:株式會社半導體能源研究所

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