半導体装置の作製方法及び半導体装置
【課題】低コストで信頼性が高く、薄膜化された半導体装置の作製方法、及びその方法によって作製された半導体装置を提供する。
【解決手段】基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを形成し、トランジスタ上に絶縁層を形成した後、剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、基板からトランジスタを物理的手段により剥離する。ここで、剥離層の形成は、基板上に金属膜を形成し、溶液を用いる方法でその金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われる。
【解決手段】基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを形成し、トランジスタ上に絶縁層を形成した後、剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、基板からトランジスタを物理的手段により剥離する。ここで、剥離層の形成は、基板上に金属膜を形成し、溶液を用いる方法でその金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の作製方法、及びその方法を適用して作製された半導体装置に関する。特に、基板とトランジスタとの間に設けられた金属膜と金属酸化膜の積層からなる剥離層を利用して、基板からトランジスタの剥離を行うことにより半導体装置を作製する方法に関する。
【０００２】
本明細書において、半導体装置とは、上記トランジスタを用いた、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、メモリ、集積回路、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、その他の部品又は製品を含むものとする。なお、ＲＦＩＤタグのことを無線ＩＣタグとも称する。
【背景技術】
【０００３】
近年、商品の管理など、自動認識が必要となる分野を対象に、ＲＦＩＤタグの必要性が高まっている。一般的に、ＲＦＩＤタグは無線通信用のアンテナと小型のＩＣチップとを備えた小型装置であり、ＩＣチップはシリコンウェハ上に設けられたトランジスタ等を有する集積回路により形成されている。
【０００４】
近年、よりＲＦＩＤタグの低コスト化及び薄膜化が求められており、基板を研削、研磨または溶解によって除去する方法、基板上に設けられたトランジスタを当該基板と分離する方法など様々な技術が考えられている。例えば、基板上に設けられた薄膜トランジスタを剥離させる方法としては、基板上に非晶質シリコンからなる分離層を介して薄膜トランジスタを設け、基板側から当該基板を通過するレーザビームを照射して分離層である非晶質シリコンに含まれる水素を放出させることにより、基板から薄膜トランジスタを剥離させる技術がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２５９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基板を研削、研磨または溶解によって除去する方法では、応力等の物理的な力による損傷や汚染の問題等が生じる。また、レーザビームを照射して剥離させる方法では、透光性の高い基板を使用することが必須であり、基板を通過させ、さらに非晶質シリコンに含まれる水素を放出させるに十分なエネルギーを与えるため、比較的大きなエネルギーのレーザビームの全面照射が必要とされ、被剥離層に損傷を与えてしまうという問題がある。また、これらの方法では、一度使用した基板を再度利用することが非常に困難であり、コストが増加するという問題がある。
【０００６】
上記問題を鑑み、本発明では、低コストで信頼性が高く、薄膜化された半導体装置を作製する方法、及びその方法によって作製された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明では以下の手段を用いる。
【０００８】
本明細書に開示する半導体装置の作製方法は、基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを形成し、トランジスタ上に絶縁層を形成し、剥離層の一部が露出するように開口部を形成し、基板からトランジスタを物理的手段により剥離することを特徴としており、剥離層の形成は金属膜を形成し溶液を用いる方法で（湿式で）その金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによっておこなわれることを特徴とする。
【０００９】
本明細書に開示する半導体装置の他の作製方法は、基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを形成し、トランジスタ上に絶縁層を形成し、剥離層の一部が露出するように開口部を形成し、開口部にエッチング剤を導入して剥離層を一部を残して除去し、基板からトランジスタを物理的手段により剥離することを特徴としており、剥離層の形成は金属膜を形成し溶液を用いる方法で（湿式で）その金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによっておこなわれることを特徴とする。
【００１０】
上記剥離層上に形成されるトランジスタは、代表的には薄膜トランジスタである。
【００１１】
上記物理的手段とは、化学ではなく物理学により認識される手段であり、具体的には力学の法則に当てはめることが可能な過程を有する力学的手段または機械的手段を指し、何らかの力学的エネルギー（機械的エネルギー）を変化させる手段を指している。つまり、物理的手段を用いて剥離するとは、例えば人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波または楔状の部材を用いた負荷等を用いて外部から衝撃（ストレス）を与えることによって剥離することを言う。
【００１２】
金属膜上に金属酸化膜を形成するための溶液を用いる方法とは、例えば、塗布乾燥法、ゾル−ゲル法、液相析出法等がある。また、金属膜の表面を酸化させることによって金属酸化膜を形成させてもよく、そのような方法として例えばオゾンの水溶液のような酸化剤を用いる方法、陽極酸化法等がある。
【００１３】
剥離層の少なくとも一部が露出するように開口部を形成する方法としは、レーザビームの照射や、剥離層が形成された基板の端面を研削、切断することにより形成することができる。
【００１４】
半導体装置としてＲＦＩＤタグを作製する場合、基板上に剥離層を介して薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタと電気的に接続するようにアンテナを形成し、前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナ上に絶縁層を形成し、前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナを前記基板から剥離することによってＲＦＩＤタグを作製することができる。
【００１５】
また、基板上に剥離層を介して薄膜トランジスタを形成し、その後上述のようにアンテナを形成せずに、前記薄膜トランジスタ上に絶縁層を形成し、前記薄膜トランジスタを前記基板から剥離し、剥離した前記薄膜トランジスタと部品として用意されたアンテナ（他の基板上に形成されたアンテナ）とを電気的に接続させることによって、ＲＦＩＤタグを作製することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を用いることにより、剥離層を構成する金属酸化膜を、例えばＣＶＤ法やスパッタリング法と比べて簡易な装置及び方法で、平坦性よく、且つ薄く形成出来るため、歩溜りが向上する。本発明による、溶液を用いて金属酸化膜を成膜する方法では、５０ｎｍ以下という薄い膜であっても、均一な厚さに容易に形成できる。一方、スパッタリング法で５０ｎｍ以下の薄い膜を形成した場合、本発明のような溶液を用いる方法に比べて、膜厚の面内分布が悪い、すなわち同一膜における膜厚のばらつきが大きいことがしばしばあり、その場合剥離層を構成する膜として不適当である。
【００１７】
溶液を用いた金属酸化膜の成膜は、上述のように簡易な装置を用いて行うことができるので、基板の大面積化を可能とし、工業化に有利となる。本発明は常圧、または低い真空度において金属酸化膜を形成することができるので、ＣＶＤ法やスパッタリング法を用いるのと比べて、工業化及び大量生産に適している。さらに、金属酸化膜を薄く成膜することで、当該金属酸化膜が基板を剥離した後の半導体装置に付着する場合であっても、半導体装置の薄膜化を達成することが出来る。さらに、トランジスタを剥離した基板は再利用することができるので、製造コストを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、金属酸化膜の成膜方法について説明する。
【００２０】
まず、金属酸化膜を形成するための成分として金属アルコキシドを用いる。金属アルコキシドの金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等が好ましい。なお、金属アルコキシドは前記金属の塩化物から調製したものを用いても良い。
【００２１】
この金属アルコキシドを適当な溶媒に溶かした溶液に、安定化剤及び水を加えてゾルを調製する。溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等の低級アルコールの他、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、キシレン、アセトニトリル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、あるいは前記溶媒のうち少なくとも２種類を混合した溶媒等を用いることができるが、これらの溶媒に限定されることはない。
【００２２】
安定化剤としては、例えばアセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイルアセトン等のβ―ジケトンが挙げられる。ただし、安定化剤はキレート錯体を維持するためのものであり、必ずしも必要ではない。
【００２３】
水の添加量としては、アルコキシドの金属が通常２価〜６価であるため、金属アルコキシドに対して２当量以上６当量以下が好ましい。ただし、水は金属アルコキシドの反応の進行を制御するために用いるものであり、必ずしも必要ではない。
【００２４】
次に、調製したゾルを基板に塗布し、焼成することにより、基板上に金属酸化膜を成膜することができる。塗布する方法としては、ディップコート法、またはスピンコート法、またはインクジェット法などの湿式法を用いることができるが、これらの方法に限定されることはない。
【００２５】
なお、バインダー物質を添加する場合には、調整したゾルに予めバインダー物質を加えておけばよい。バインダー物質としては、ポリビニルアルコール（略称：ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（略称：ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（略称：ＰＣ）、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００２６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で示した作製方法とは異なる方法によって金属酸化膜を成膜する方法について説明する。
【００２７】
まず、金属酸化膜を形成するため、金属アルコキシドを用いる。金属アルコキシドの金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等が好ましい。なお、金属アルコキシドは前記金属の塩化物から調製したものを用いても良い。
【００２８】
続いて、この金属アルコキシドを適当な溶媒に溶かした溶液に、安定化剤を加える。溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等の低級アルコールの他、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、キシレン、アセトニトリル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、あるいは前記溶媒のうち少なくとも２種類を混合した溶媒等を用いることができるが、これらの溶媒に限定されることはない。
【００２９】
その後、基板上に前記安定化剤を加えた溶液（ゾル）を塗布し、水蒸気にさらす。その後、焼成することにより金属酸化膜が形成される。塗布する方法としては、ディップコート法、またはスピンコート法、またはインクジェット法などの湿式法を用いることができるが、これらの方法に限定されることはない。
【００３０】
なお、安定化剤としては、例えばアセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイルアセトン等のβ―ジケトンが挙げられる。安定化剤を添加することにより、大気中等の水分によって金属の水酸化物の多核沈殿が生じることを抑制することができる。なお、水蒸気にさらすまで水分のない環境で作業し、キレート錯体を維持できるのならば、安定化剤は必ずしも必要ではない。
【００３１】
なお、塗布後に水蒸気にさらすことにより、金属アルコキシドの加水分解反応が起こり、その後焼成することにより、重合または架橋が進行する。
【００３２】
なお、バインダー物質を添加する場合には、前記安定化剤を加えた溶液（ゾル）に予めバインダー物質を加えておけばよい。バインダー物質については、実施の形態１で述べたものを用いればよい。
【００３３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２で示した方法とは異なる方法によって本発明の金属酸化膜を成膜する方法について説明する。
【００３４】
まず、金属を含む酸性塩の水溶液にアンモニア水溶液を滴下し、金属の水酸化物の多核沈殿を得る。金属としてはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等が好適である。
【００３５】
得られた沈殿に酢酸等の酸を加えて還流することにより、解膠し、ゾルを得る。その後、得られたゾルを基板上に塗布、焼成することにより、金属酸化膜を成膜する。塗布する方法としては、ディップコート法、またはスピンコート法、またはインクジェット法などの湿式法を用いることができるが、これらの方法に限定されることはない。
【００３６】
なお、バインダー物質を添加する場合には、前記ゾルに予めバインダー物質を加えておけばよい。バインダー物質については、実施の形態１で述べたものを用いればよい。
【００３７】
実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３において、金属酸化膜例えば酸化タングステン膜の膜厚は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下であるが、１０ｎｍ以上でもよく１ｎｍ以下でもよい。
【実施例１】
【００３８】
基板上に金属酸化膜を用いて剥離層を形成し、剥離層上に半導体装置を作製する方法について、図面を用いて説明する。本実施例では、トランジスタとして、ＴＦＴと略称される薄膜トランジスタを形成する。
【００３９】
図１（Ａ）に示すように、基板１００を用意し、その上に金属膜１０１を設ける。具体的に基板１００は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレスを含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。基板１００を、機械的研磨、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、などの研磨法により薄くし、又は平坦化しておいても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記ガラス基板、石英基板、セラミック基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば、基板１００として用いることが可能である。
【００４０】
図１（Ａ）には、金属膜１０１は、基板１００の全面に設けられているように示されている。しかし、必要に応じて、基板１００の全面に金属膜１０１を設けた後に、その金属膜１０１をフォトリソグラフィ法などにより所望のパターンに形成してもよい。
【００４１】
なお、図１（Ａ）においては、基板１００上に直に金属膜１０１を形成しているが、基板１００と金属膜１０１の間に、酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素（シリコンオキシナイトライド）、酸素を含む窒化珪素などの絶縁膜により、図示しない下地層を形成してもよい。特に、基板からの汚染が懸念される場合には、下地層を形成するのが好ましい。基板１００としてガラス基板又は石英基板を用いた場合、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、例えば１×１０１２ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、電子温度が１．５ｅＶ以下、例えば０．５ｅＶ以上１．０ｅＶ以下という、高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、基板１００の表面に対しプラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなって下地層を形成することができる。プラズマＣＶＤ法によって上記絶縁膜を形成し、これに対し、上記高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなって下地層を形成してもよい。上記絶縁膜の形成と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、プラズマＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００４２】
金属膜１０１としては、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等から選択された元素でなる金属材料、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる金属膜を形成する。
【００４３】
次に、金属膜１０１上に金属酸化膜１０４を形成する。以下に、金属酸化膜１０４として、酸化タングステン膜を形成する方法を図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）により説明する。
【００４４】
まず、溶媒であるキシレンにタングステン（Ｖ）ペンタイソプロポキシドオキシドを入れる。さらに、安定化剤としてアセト酢酸エチルを入れ攪拌し、溶液（ゾル）を調製する。
【００４５】
その後、図１（Ｂ）に示すように、金属膜１０１が形成された基板１００をスピンコーター１０２上に配置し、スピンコート法を用いて上記溶液（ゾル）を塗布する。図１（Ｂ）に示す矢印は、スピンコーター１０２を回転させる様子を示している。金属膜１０１上に塗布された溶液（ゾル）を１０３に示す。続いて、基板を４０℃、１気圧の条件のもと水蒸気を用いて２時間加水分解する。
【００４６】
次に、ロータリーポンプを用いた減圧下において１２０℃で１時間半焼成する。以上の工程を経て、図１（Ｃ）に示すように、金属酸化膜１０４として酸化タングステン膜が形成される。酸化タングステン膜の膜厚は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下であるが、１０ｎｍ以上でもよく１ｎｍ以下でもよい。
【００４７】
金属酸化膜１０４を形成する方法として、上述の方法に限定されず、本明細書に記載のどの実施の形態に示す方法も用いることができる。金属酸化膜１０４と金属膜１０１を合わせて、剥離層１２０と称する。
【００４８】
金属酸化膜１０４としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等から選択された金属の酸化膜を形成する。
【００４９】
次に、金属酸化膜１０４上に、後の工程によって形成される薄膜トランジスタの下地となる絶縁層１０５を形成する（図２（Ａ）参照）。絶縁層１０５は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層で形成する。珪素の酸化物とは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）を含む物質であり、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素等が該当する。珪素の窒化物とは、珪素と窒素（Ｎ）を含む物質であり、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素等が該当する。下地となる絶縁層１０５は、基板１００からの不純物が薄膜トランジスタのチャネル領域に侵入することを防止するブロッキング膜として機能する。スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を成膜後、前述の高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなってもよい。上記成膜と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、スパッタリング用のチャンバ又はプラズマＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００５０】
次に、絶縁層１０５上に非晶質半導体層を、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により形成する。続いて、非晶質半導体層を、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザ結晶化法を組み合わせた方法等により結晶化して、結晶質半導体層を得る。その後、得られた結晶質半導体層を所望のパターンに形成して、結晶質半導体層１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄを形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００５１】
結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄの作成工程の一例について、以下に説明する。まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、非晶質半導体層を形成する。次に、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを含む溶液を非晶質半導体層上に保持させた後、非晶質半導体層に脱水素化の処理（例えば、処理温度：５００℃、処理時間：１時間）と、結晶化の処理（例えば処理温度：５５０℃、処理時間：４時間）を行って結晶質半導体層を形成する。その後、必要に応じてレーザビームを照射し、フォトリソグラフィ法を用いて結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄを形成する。レーザ結晶化法で結晶質半導体層を形成する場合、気体レーザ又は固体レーザを用いる。気体レーザと固体レーザは、連続発振又はパルス発振のどちらでもよい。
【００５２】
結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質半導体層の結晶化を行うと、低温で短時間の結晶化が可能となるうえ、結晶の方向が揃うという利点がある一方、金属元素が結晶質半導体層に残存するためにオフ電流が上昇し、特性が安定しないという欠点がある。そこで、結晶質半導体層上に、ゲッタリングサイトとして機能する非晶質半導体層を形成するとよい。ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体層には、リンやアルゴンの不純物元素を含有させる必要があるため、好適には、アルゴンを高濃度に含有させることが可能なスパッタリング法で形成するとよい。その後、ＲＴＡ法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等による加熱処理を行って、非晶質半導体層中に金属元素を拡散させ、続いて、当該金属元素を含む非晶質半導体層を除去する。そうすると、結晶質半導体層中の金属元素の含有量を低減又は除去することができる。
【００５３】
次に、結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄを覆うゲート絶縁層１０７を形成する。ゲート絶縁層１０７は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などにより、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層して形成する。プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等による成膜後、前述の高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなってもよい。上記成膜と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、スパッタリング用のチャンバ又はプラズマＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄに対して、このようなプラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなうことで、ゲート絶縁層１０７を形成してもよい。
【００５４】
次に、ゲート絶縁層１０７上に、第１の導電層と第２の導電層を積層して形成する。第１の導電層は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法などにより、２０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電層は、第１の導電層と同様の方法により、１００ｎｍ〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電層と第２の導電層は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、等から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。第１の導電層と第２の導電層の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタルからなる層とタングステンからなる層、窒化タングステンからなる層とタングステンからなる層、窒化モリブデンからなる層とモリブデンからなる層等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電層と第２の導電層を形成した後に、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。また、２層構造ではなく、３層構造の場合は、モリブデンからなる層とアルミニウムからなる層とモリブデンからなる層の積層構造を採用するとよい。
【００５５】
次に、フォトリソグラフィ法などにより、レジストからなるマスクを形成し、ゲート電極及び当該ゲート電極から延びるゲート線を形成するためのエッチング処理を第１の導電層と第２の導電層に対して行って、ゲート電極として機能する導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄを形成する（図２（Ｃ）参照）。
【００５６】
次に、結晶質半導体層１０６ｂ、１０６ｄにイオンドープ法又はイオン注入法により、Ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加して、不純物領域１１０ｂ、１１０ｄとチャネル形成領域１１１ｂ、１１１ｄを形成する。そして、結晶質半導体層１０６ａ、１０６ｃに、Ｐ型を付与する不純物元素を添加して、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１０ｃとチャネル形成領域１１１ａ、１１１ｃを形成する（図２（Ｃ）参照）。不純物元素を添加する際、必要に応じて、不純物を添加したくない領域を覆うマスク（レジストからなるマスク）を形成する。Ｎ型を付与する不純物元素は、１５族に属する元素を用いれば良く、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を用いる。Ｐ型を付与する不純物元素は、例えばボロン（Ｂ）を用いる。
【００５７】
次に、ゲート絶縁層１０７と、ゲート電極として機能する導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄを覆うように、図示しない絶縁層を形成する。絶縁層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などにより、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む層や、有機樹脂などの有機材料を含む層を、単層又は積層して形成する。次に、その絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄの側面に接するサイドウォール１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄを必要に応じて形成する（図２（Ｄ）参照）。また、サイドウォール１１４ａ〜１１４ｄの形成と同時に、ゲート絶縁層１０７をエッチングして、ゲート絶縁層１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ及び１０７ｄを形成してもよい。本実施例において、サイドウォール１１４ａ〜１１４ｄは、後にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いるが、他の方法によってＬＤＤ領域を形成することもでき、サイドウォールは必ずしも設けなくてよい。
【００５８】
次に、フォトリソグラフィ法などにより、不純物を添加したくない領域を覆うマスク（レジストからなるマスク）を形成し、そのマスクとサイドウォール１１４ａ〜１１４ｄを用いて、結晶質半導体層１０６ｂ及び１０６ｄにＮ型を付与する不純物元素を添加して、ソース領域又はドレイン領域１１２ｂ及び１１２ｄを形成する。それと同時にＬＤＤ領域１１３ｂ及び１１３ｄが形成される。ＬＤＤ領域１１３ｂ及び１１３ｄのＮ型を付与する不純物元素の濃度は、ソース領域又はドレイン領域１１２ｂ及び１１２ｄの不純物元素の濃度よりも低い。以上述べた工程を経て、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタ１１５ｂ、１１５ｄと、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタ１１５ａ、１１５ｃが形成される。
【００５９】
続いて、薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄの、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１２ｂ、１１０ｃ、１１２ｄ、並びにゲート電極として機能する導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄを覆うように、絶縁層１１６を単層又は積層して形成する（図３（Ａ）参照）。絶縁層１１６は、層間絶縁層ともいい、ＳＯＧ法、液滴吐出法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により、珪素の酸化物、珪素の窒化物等を含む無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、オキサゾール樹脂等の有機材料、又はシロキサン系材料により、単層又は積層で形成する。オキサゾール樹脂は、ポリイミドより誘電率が低いため、寄生容量の生成を抑制でき、層間絶縁膜に適している。シロキサン系材料は、置換基に少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられるもの、又はシリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基とが用いられるものである。
【００６０】
例えば、絶縁層１１６が２層構造の場合、１層目の絶縁層として窒化珪素又は酸化珪素を含む無機層を形成し、２層目の絶縁層として樹脂層を形成するとよい。１層目の無機層を形成する際、前述の高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなってもよい。ＣＶＤ法又はスパッタリング法による無機層の成膜と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、スパッタリング用のチャンバ又はＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００６１】
１層目の絶縁層及び２層目の絶縁層を形成する前、又は１層目の絶縁層、２層目の絶縁層のうちの１つ又は両方を形成した後に、半導体層の結晶性の回復、半導体層に添加された不純物元素の活性化、半導体層の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい。加熱処理には、熱アニール、レーザアニール法又はＲＴＡ法などを適用するとよい。
【００６２】
次に、フォトリソグラフィ法などを用いて絶縁層１１６をエッチングして、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１２ｂ、１１０ｃ及び１１２ｄの一部を露出させる開口部を形成する。続いて、その開口部を充填するように且つ絶縁層１１６上に、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１２ｂ、１１０ｃ及び１１２ｄと電気的に接続された導電層を形成し、当該導電層をパターン加工して、ソース配線又はドレイン配線として機能する導電層１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｄ、１１７ｅ、１１７ｆ、１１７ｇ及び１１７ｈを形成する。
【００６３】
薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄは、図示するような構造に限定されず、マルチゲート構造、逆スタガ型構造、ＬＤＤ領域の少なくとも一部がゲート電極と重なるように設けられた構造など、他の構造であってもよい。また、導電層１１７ａ及び１１７ｂは薄膜トランジスタ１１５ａに含まれるものとみなしてもよい。同様に、導電層１１７ｃ及び１１７ｄ、導電層１１７ｅ及び１１７ｆ、導電層１１７ｇ及び１１７ｈは、それぞれ薄膜トランジスタ１１５ｂ、薄膜トランジスタ１１５ｃ、薄膜トランジスタ１１５ｄに含まれるものとみなしてもよい。さらに、薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄ（導電層１１７ａ〜１１７ｈを含む）、及び絶縁層１１６をまとめて、薄膜トランジスタを有する層と称することもできる。
【００６４】
導電層１１７ａ〜１１７ｈは、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ネオジウム（Ｎｄ）等から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、アルミニウムを主成分とし珪素を含む材料、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素及び珪素から選択された１種又は複数種とを含む材料に相当する。導電層１１７ａ〜１１７ｈは、例えば、バリア層と珪素を含むアルミニウム層とバリア層の積層構造、バリア層と珪素を含むアルミニウム層と窒化チタン層とバリア層の積層構造を採用するとよい。なお、アルミニウムに含まれる珪素は、０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％とする。また、バリア層とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムや珪素を含むアルミニウムは、抵抗値が低く、安価であるため、導電層１１７ａ〜１１７ｈを形成する材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムや珪素を含むアルミニウムのヒロックの発生を防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンからなるバリア層を形成すると、結晶質半導体層上に薄い自然酸化膜ができていたとしても、この自然酸化膜を還元するため、結晶質半導体層とバリア層の接続不良の発生を抑制することができる。
【００６５】
次に、導電層１１７ａ〜１１７ｈを覆うように、絶縁層１１８を形成する（図３（Ｂ）参照）。絶縁層１１８は、ＳＯＧ法、液滴吐出法等を用いて、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、オキサゾール樹脂等の有機材料、又はシロキサン系材料により形成する。
【００６６】
続いて、導電層１１７ｄ、１１７ｈを露出させる開口部を形成する。続いて、その開口部を充填するように、且つ導電層１１７ｄ、１１７ｈと電気的に接続するように、アンテナとして機能する導電層１１９ａ、１１９ｂを絶縁層１１８上に形成する（図３（Ｂ）参照）。導電層１１９ａ、１１９ｂは、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、印刷法、液滴吐出法などを用いて導電性材料、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。具体的には、導電層１１９ａ、１１９ｂは、スクリーン印刷法により、導電性金属ペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０℃の加熱処理を行って形成する。又は、スパッタリング法によりアルミニウム層を形成し、当該アルミニウム層をパターン加工することにより形成する。アルミニウム層のパターン加工は、ウエットエッチング加工を用いるとよく、ウエットエッチング加工後は２００〜３００℃の加熱処理を行うとよい。
【００６７】
導電層１１９ａ、１１９ｂの形状は、輪状（例えばループアンテナ）、らせん状（例えばスパイラルアンテナ）、線状（例えばダイポールアンテナ）、又は平板形状（例えばパッチアンテナ）とすることができる。信号の伝送方式として、８６０〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ又は２．４５ＧＨｚの周波数帯の無線周波数を適用する場合は、ダイポールアンテナを形成するための形状又はパッチアンテナを形成するための形状を採用すればよい。以上の工程により、基板１００上に剥離層１２０を介してＲＦＩＤタグを形成することができる。なお、本実施例は、上記の実施の形態１乃至３と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【００６８】
本実施例では、実施例１で基板１００上に剥離層１２０を介して形成された半導体装置であるＲＦＩＤタグの剥離方法について、図を用いて説明する。
【００６９】
実施例１にしたがって作製された、剥離層１２０及び、その上に薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄとアンテナとして機能する導電層１１９ａ、１１９ｂが設けられた基板１００を用意する。
【００７０】
導電層１１９ａ、１１９ｂを覆うように、絶縁層１２１を形成する（図４（Ａ）参照）。絶縁層１２１は、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷、塗布法等を用いて、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、オキサゾール樹脂等の有機材料、又はシロキサン系材料により形成する。
【００７１】
次に、剥離層１２０の少なくとも一部が露出するように、レーザビームを照射させて開口部１２２を形成する（図４（Ｂ）参照）。なお、使用するレーザビームの種類は、例えば、波長が紫外光領域である、Ｎｄ：ＹＶＯ４などの固体を媒質とするレーザの高調波、エキシマレーザなどが使える。しかし、開口部１２２が形成されるのであれば、レーザビームの種類は限定されない。
【００７２】
剥離層１２０の少なくとも一部を露出させる別の方法としては、例えば、研削する、切断することなどによる方法が挙げられる。しかし、レーザビームを照射して開口部を形成する方法は、他の方法よりも短時間に容易に剥離層１２０の少なくとも一部を露出させることができる。いずれの方法であっても、薄膜トランジスタと重ならない領域、すなわち剥離層１２０上に薄膜トランジスタが設けられていない領域で、剥離層１２０を露出させることが望ましい。
【００７３】
次に、絶縁層１２１上に基板１２３を接着させて、基板１００から物理的手段を用いて完全に剥離する。図４（Ｃ）においては、金属酸化膜１０４自体が基板１００側と基板１２３側に分離されるように示したが、金属膜１０１と金属酸化膜１０４との界面で分離されても、金属酸化膜１０４と絶縁層１０５との界面で分離されてもよい。
【００７４】
基板１２３は、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどが用いられる。フィルムは、被処理体と共に、加熱処理及び加圧処理が行われるものである。加熱処理及び加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、酢酸ビニル樹脂系接着剤、ビニル共重合樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ゴム系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等の接着剤を含む層に相当する。
【００７５】
基板１２３がプラスチックからなる場合、薄型、軽量で、曲げることが可能であるためデザイン性に優れ、フレキシブルな形状への加工が容易である。また、耐衝撃性に優れ、様々な物品に貼り付けたり、埋め込んだりすることが容易であり、多種多様な分野で活用することができる。
【００７６】
物理的手段を用いて剥離するとは、例えば人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波または楔状の部材を用いた負荷等を用いて外部から衝撃（ストレス）を与えることによって剥離することを言う。
【００７７】
この後、基板１２３と反対側、すなわち基板１００が存在していた側に別の基板を接着させて、作製したＲＦＩＤタグを保護しても良い。この場合、別の基板の材料としては、前述した基板１２３として用いられるものの中から選べばよい。
【００７８】
薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄが剥離された基板１００は、コストの削減のために、再利用するとよい。
【００７９】
本実施例は、上記の実施の形態１乃至３、実施例１と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【００８０】
本実施例では、実施例２とは異なる、基板上に剥離層を介して形成された半導体装置であるＲＦＩＤタグの剥離方法について図を用いて説明する。
【００８１】
基板１００上に、薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄ、及びアンテナとして機能する導電層１１９ａ、１１９ｂが設けられている。導電層１１９ａ、１１９ｂを覆うように、絶縁層１２１を形成する。次に、剥離層１２０の少なくとも一部が露出するように、レーザビームを照射するなどの方法により開口部１２２を形成する（図５（Ａ）参照）。ここまでの工程は、実施例２に記載した工程と同様である。
【００８２】
開口部１２２を形成した後に、開口部１２２にエッチング剤を導入し、剥離層１２０の一部を残すように、剥離層１２０をエッチングして除去する（図５（Ｂ）参照）。エッチング剤は、フッ化ハロゲンを含む気体又は液体を使用する。例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、三フッ化臭素（ＢｒＦ３）がある。
【００８３】
次に、絶縁層１２１上に、基板１２３を接着させて、基板１００から物理的手段を用いて完全に剥離させる（図５（Ｃ）参照）。図５（Ｃ）においては、金属酸化膜１０４自体が基板１００側と基板１２３側に分離されるように示したが、金属膜１０１と金属酸化膜１０４との界面で分離されても、金属酸化膜１０４と絶縁層１０５との界面で分離されてもよい。
【００８４】
基板１２３は、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどが用いられる。フィルムは、被処理体と共に、加熱処理及び加圧処理が行われるものである。加熱処理及び加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、酢酸ビニル樹脂系接着剤、ビニル共重合樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ゴム系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等の接着剤を含む層に相当する。
【００８５】
第１の基板１２３がプラスチックからなる場合、薄型、軽量で、曲げることが可能であるためデザイン性に優れ、フレキシブルな形状への加工が容易である。また、耐衝撃性に優れ、様々な物品に貼り付けたり、埋め込んだりすることが容易であり、多種多様な分野で活用することができる。
【００８６】
なお、物理的手段を用いて剥離するとは、例えば人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波または楔状の部材を用いた負荷等を用いて外部から衝撃（ストレス）を与えることによって剥離することを言う。
【００８７】
この後、基板１２３と反対側、すなわち基板１００が存在していた側に別の基板を接着させて、作製したＲＦＩＤタグを保護しても良い。この場合、別の基板の材料としては、前述した基板１２３として用いられるものの中から選べばよい。
【００８８】
薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄが剥離された基板１００は、コストの削減のために、再利用するとよい。
【００８９】
本実施例は、上記の実施の形態１乃至３、実施例１、実施例２と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【００９０】
本明細書に開示する発明によって得られたトランジスタを用いて作製されるＲＦＩＤタグの例を示す。本実施例では、トランジスタとして薄膜トランジスタを用いる。
【００９１】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にＲＦＩＤタグの一例をブロック図で示す。ＲＦＩＤタグ２００は、非接触でデータを交信することができ、電源回路２０１、クロック発生回路２０２、データ復調／変調回路２０３、制御回路２０４、インタフェイス回路２０５、記憶回路２０６、バス２０７、及びアンテナ２０８を有する。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）にさらにＣＰＵ２２１を備えた場合を示している。
【００９２】
電源回路２０１は、アンテナ２０８から入力された交流信号をもとに電源を生成する。クロック発生回路２０２は、アンテナ２０８から入力された信号をもとにクロック信号を生成する。データ復調／変調回路２０３は、リーダライタ２０９と交信するデータを復調／変調する。制御回路２０４は、記憶回路２０６を制御する。アンテナ２０８は、信号の受信とデータの送信をおこなう。
【００９３】
記憶回路２０６として、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、有機メモリなどを用いることができる。有機メモリとは、有機化合物層を一対の電極間に設けた構造、又は有機化合物と無機化合物を有する層を一対の電極間に設けた構造であり、ＲＦＩＤタグの記憶回路２０６に採用することで、ＲＦＩＤタグの小型化、薄型化、軽量化に寄与する。
【００９４】
ＲＦＩＤタグ２００を構成する回路に、本明細書に開示する発明を適用することができる。
【００９５】
図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）に、ＲＦＩＤタグの使用例を示す。本実施例に示すようなＲＦＩＤタグは、音楽や映画が記録された記録媒体３０１、記録媒体３０１が収納されるケース、書籍３０２、商品のパッケージ３０３、衣類３０４などの物品に取り付けて、ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品の売り上げ、在庫、貸し出しなどの管理、紛失又は盗難の防止、その他の用途に利用することができる。図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）の各図において、ＲＦＩＤタグの取り付け位置３００の例を示す。
【００９６】
ＲＦＩＤタグを作製する際に、本明細書に開示する発明を適用することによって、ＲＦＩＤタグを低価格で供給できる。したがって、本明細書に開示する発明は、ＲＦＩＤタグの普及に貢献することができる。
【００９７】
本実施例は、上記の実施の形態１乃至３、実施例１乃至３と自由に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施例１による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図２】実施例１による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図３】実施例１による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図４】実施例２による半導体装置を基板から剥離する過程を示す断面図。
【図５】実施例３による半導体装置を基板から剥離する過程を示す断面図。
【図６】ＲＦＩＤタグの一例を示すブロック図。
【図７】ＲＦＩＤタグの使用例を示す図。
【符号の説明】
【００９９】
１００ 基板
１０１ 金属膜
１０２ スピンコーター
１０３ 溶液（ゾル）
１０４ 金属酸化膜
１２０ 剥離層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の作製方法、及びその方法を適用して作製された半導体装置に関する。特に、基板とトランジスタとの間に設けられた金属膜と金属酸化膜の積層からなる剥離層を利用して、基板からトランジスタの剥離を行うことにより半導体装置を作製する方法に関する。
【０００２】
本明細書において、半導体装置とは、上記トランジスタを用いた、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、メモリ、集積回路、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、その他の部品又は製品を含むものとする。なお、ＲＦＩＤタグのことを無線ＩＣタグとも称する。
【背景技術】
【０００３】
近年、商品の管理など、自動認識が必要となる分野を対象に、ＲＦＩＤタグの必要性が高まっている。一般的に、ＲＦＩＤタグは無線通信用のアンテナと小型のＩＣチップとを備えた小型装置であり、ＩＣチップはシリコンウェハ上に設けられたトランジスタ等を有する集積回路により形成されている。
【０００４】
近年、よりＲＦＩＤタグの低コスト化及び薄膜化が求められており、基板を研削、研磨または溶解によって除去する方法、基板上に設けられたトランジスタを当該基板と分離する方法など様々な技術が考えられている。例えば、基板上に設けられた薄膜トランジスタを剥離させる方法としては、基板上に非晶質シリコンからなる分離層を介して薄膜トランジスタを設け、基板側から当該基板を通過するレーザビームを照射して分離層である非晶質シリコンに含まれる水素を放出させることにより、基板から薄膜トランジスタを剥離させる技術がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２５９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基板を研削、研磨または溶解によって除去する方法では、応力等の物理的な力による損傷や汚染の問題等が生じる。また、レーザビームを照射して剥離させる方法では、透光性の高い基板を使用することが必須であり、基板を通過させ、さらに非晶質シリコンに含まれる水素を放出させるに十分なエネルギーを与えるため、比較的大きなエネルギーのレーザビームの全面照射が必要とされ、被剥離層に損傷を与えてしまうという問題がある。また、これらの方法では、一度使用した基板を再度利用することが非常に困難であり、コストが増加するという問題がある。
【０００６】
上記問題を鑑み、本発明では、低コストで信頼性が高く、薄膜化された半導体装置を作製する方法、及びその方法によって作製された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明では以下の手段を用いる。
【０００８】
本明細書に開示する半導体装置の作製方法は、基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを形成し、トランジスタ上に絶縁層を形成し、剥離層の一部が露出するように開口部を形成し、基板からトランジスタを物理的手段により剥離することを特徴としており、剥離層の形成は金属膜を形成し溶液を用いる方法で（湿式で）その金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによっておこなわれることを特徴とする。
【０００９】
本明細書に開示する半導体装置の他の作製方法は、基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを形成し、トランジスタ上に絶縁層を形成し、剥離層の一部が露出するように開口部を形成し、開口部にエッチング剤を導入して剥離層を一部を残して除去し、基板からトランジスタを物理的手段により剥離することを特徴としており、剥離層の形成は金属膜を形成し溶液を用いる方法で（湿式で）その金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによっておこなわれることを特徴とする。
【００１０】
上記剥離層上に形成されるトランジスタは、代表的には薄膜トランジスタである。
【００１１】
上記物理的手段とは、化学ではなく物理学により認識される手段であり、具体的には力学の法則に当てはめることが可能な過程を有する力学的手段または機械的手段を指し、何らかの力学的エネルギー（機械的エネルギー）を変化させる手段を指している。つまり、物理的手段を用いて剥離するとは、例えば人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波または楔状の部材を用いた負荷等を用いて外部から衝撃（ストレス）を与えることによって剥離することを言う。
【００１２】
金属膜上に金属酸化膜を形成するための溶液を用いる方法とは、例えば、塗布乾燥法、ゾル−ゲル法、液相析出法等がある。また、金属膜の表面を酸化させることによって金属酸化膜を形成させてもよく、そのような方法として例えばオゾンの水溶液のような酸化剤を用いる方法、陽極酸化法等がある。
【００１３】
剥離層の少なくとも一部が露出するように開口部を形成する方法としは、レーザビームの照射や、剥離層が形成された基板の端面を研削、切断することにより形成することができる。
【００１４】
半導体装置としてＲＦＩＤタグを作製する場合、基板上に剥離層を介して薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタと電気的に接続するようにアンテナを形成し、前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナ上に絶縁層を形成し、前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナを前記基板から剥離することによってＲＦＩＤタグを作製することができる。
【００１５】
また、基板上に剥離層を介して薄膜トランジスタを形成し、その後上述のようにアンテナを形成せずに、前記薄膜トランジスタ上に絶縁層を形成し、前記薄膜トランジスタを前記基板から剥離し、剥離した前記薄膜トランジスタと部品として用意されたアンテナ（他の基板上に形成されたアンテナ）とを電気的に接続させることによって、ＲＦＩＤタグを作製することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を用いることにより、剥離層を構成する金属酸化膜を、例えばＣＶＤ法やスパッタリング法と比べて簡易な装置及び方法で、平坦性よく、且つ薄く形成出来るため、歩溜りが向上する。本発明による、溶液を用いて金属酸化膜を成膜する方法では、５０ｎｍ以下という薄い膜であっても、均一な厚さに容易に形成できる。一方、スパッタリング法で５０ｎｍ以下の薄い膜を形成した場合、本発明のような溶液を用いる方法に比べて、膜厚の面内分布が悪い、すなわち同一膜における膜厚のばらつきが大きいことがしばしばあり、その場合剥離層を構成する膜として不適当である。
【００１７】
溶液を用いた金属酸化膜の成膜は、上述のように簡易な装置を用いて行うことができるので、基板の大面積化を可能とし、工業化に有利となる。本発明は常圧、または低い真空度において金属酸化膜を形成することができるので、ＣＶＤ法やスパッタリング法を用いるのと比べて、工業化及び大量生産に適している。さらに、金属酸化膜を薄く成膜することで、当該金属酸化膜が基板を剥離した後の半導体装置に付着する場合であっても、半導体装置の薄膜化を達成することが出来る。さらに、トランジスタを剥離した基板は再利用することができるので、製造コストを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、金属酸化膜の成膜方法について説明する。
【００２０】
まず、金属酸化膜を形成するための成分として金属アルコキシドを用いる。金属アルコキシドの金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等が好ましい。なお、金属アルコキシドは前記金属の塩化物から調製したものを用いても良い。
【００２１】
この金属アルコキシドを適当な溶媒に溶かした溶液に、安定化剤及び水を加えてゾルを調製する。溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等の低級アルコールの他、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、キシレン、アセトニトリル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、あるいは前記溶媒のうち少なくとも２種類を混合した溶媒等を用いることができるが、これらの溶媒に限定されることはない。
【００２２】
安定化剤としては、例えばアセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイルアセトン等のβ―ジケトンが挙げられる。ただし、安定化剤はキレート錯体を維持するためのものであり、必ずしも必要ではない。
【００２３】
水の添加量としては、アルコキシドの金属が通常２価〜６価であるため、金属アルコキシドに対して２当量以上６当量以下が好ましい。ただし、水は金属アルコキシドの反応の進行を制御するために用いるものであり、必ずしも必要ではない。
【００２４】
次に、調製したゾルを基板に塗布し、焼成することにより、基板上に金属酸化膜を成膜することができる。塗布する方法としては、ディップコート法、またはスピンコート法、またはインクジェット法などの湿式法を用いることができるが、これらの方法に限定されることはない。
【００２５】
なお、バインダー物質を添加する場合には、調整したゾルに予めバインダー物質を加えておけばよい。バインダー物質としては、ポリビニルアルコール（略称：ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（略称：ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（略称：ＰＣ）、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００２６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で示した作製方法とは異なる方法によって金属酸化膜を成膜する方法について説明する。
【００２７】
まず、金属酸化膜を形成するため、金属アルコキシドを用いる。金属アルコキシドの金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等が好ましい。なお、金属アルコキシドは前記金属の塩化物から調製したものを用いても良い。
【００２８】
続いて、この金属アルコキシドを適当な溶媒に溶かした溶液に、安定化剤を加える。溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等の低級アルコールの他、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、キシレン、アセトニトリル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、あるいは前記溶媒のうち少なくとも２種類を混合した溶媒等を用いることができるが、これらの溶媒に限定されることはない。
【００２９】
その後、基板上に前記安定化剤を加えた溶液（ゾル）を塗布し、水蒸気にさらす。その後、焼成することにより金属酸化膜が形成される。塗布する方法としては、ディップコート法、またはスピンコート法、またはインクジェット法などの湿式法を用いることができるが、これらの方法に限定されることはない。
【００３０】
なお、安定化剤としては、例えばアセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイルアセトン等のβ―ジケトンが挙げられる。安定化剤を添加することにより、大気中等の水分によって金属の水酸化物の多核沈殿が生じることを抑制することができる。なお、水蒸気にさらすまで水分のない環境で作業し、キレート錯体を維持できるのならば、安定化剤は必ずしも必要ではない。
【００３１】
なお、塗布後に水蒸気にさらすことにより、金属アルコキシドの加水分解反応が起こり、その後焼成することにより、重合または架橋が進行する。
【００３２】
なお、バインダー物質を添加する場合には、前記安定化剤を加えた溶液（ゾル）に予めバインダー物質を加えておけばよい。バインダー物質については、実施の形態１で述べたものを用いればよい。
【００３３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２で示した方法とは異なる方法によって本発明の金属酸化膜を成膜する方法について説明する。
【００３４】
まず、金属を含む酸性塩の水溶液にアンモニア水溶液を滴下し、金属の水酸化物の多核沈殿を得る。金属としてはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等が好適である。
【００３５】
得られた沈殿に酢酸等の酸を加えて還流することにより、解膠し、ゾルを得る。その後、得られたゾルを基板上に塗布、焼成することにより、金属酸化膜を成膜する。塗布する方法としては、ディップコート法、またはスピンコート法、またはインクジェット法などの湿式法を用いることができるが、これらの方法に限定されることはない。
【００３６】
なお、バインダー物質を添加する場合には、前記ゾルに予めバインダー物質を加えておけばよい。バインダー物質については、実施の形態１で述べたものを用いればよい。
【００３７】
実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３において、金属酸化膜例えば酸化タングステン膜の膜厚は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下であるが、１０ｎｍ以上でもよく１ｎｍ以下でもよい。
【実施例１】
【００３８】
基板上に金属酸化膜を用いて剥離層を形成し、剥離層上に半導体装置を作製する方法について、図面を用いて説明する。本実施例では、トランジスタとして、ＴＦＴと略称される薄膜トランジスタを形成する。
【００３９】
図１（Ａ）に示すように、基板１００を用意し、その上に金属膜１０１を設ける。具体的に基板１００は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレスを含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。基板１００を、機械的研磨、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、などの研磨法により薄くし、又は平坦化しておいても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記ガラス基板、石英基板、セラミック基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば、基板１００として用いることが可能である。
【００４０】
図１（Ａ）には、金属膜１０１は、基板１００の全面に設けられているように示されている。しかし、必要に応じて、基板１００の全面に金属膜１０１を設けた後に、その金属膜１０１をフォトリソグラフィ法などにより所望のパターンに形成してもよい。
【００４１】
なお、図１（Ａ）においては、基板１００上に直に金属膜１０１を形成しているが、基板１００と金属膜１０１の間に、酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素（シリコンオキシナイトライド）、酸素を含む窒化珪素などの絶縁膜により、図示しない下地層を形成してもよい。特に、基板からの汚染が懸念される場合には、下地層を形成するのが好ましい。基板１００としてガラス基板又は石英基板を用いた場合、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、例えば１×１０１２ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、電子温度が１．５ｅＶ以下、例えば０．５ｅＶ以上１．０ｅＶ以下という、高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、基板１００の表面に対しプラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなって下地層を形成することができる。プラズマＣＶＤ法によって上記絶縁膜を形成し、これに対し、上記高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなって下地層を形成してもよい。上記絶縁膜の形成と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、プラズマＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００４２】
金属膜１０１としては、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等から選択された元素でなる金属材料、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる金属膜を形成する。
【００４３】
次に、金属膜１０１上に金属酸化膜１０４を形成する。以下に、金属酸化膜１０４として、酸化タングステン膜を形成する方法を図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）により説明する。
【００４４】
まず、溶媒であるキシレンにタングステン（Ｖ）ペンタイソプロポキシドオキシドを入れる。さらに、安定化剤としてアセト酢酸エチルを入れ攪拌し、溶液（ゾル）を調製する。
【００４５】
その後、図１（Ｂ）に示すように、金属膜１０１が形成された基板１００をスピンコーター１０２上に配置し、スピンコート法を用いて上記溶液（ゾル）を塗布する。図１（Ｂ）に示す矢印は、スピンコーター１０２を回転させる様子を示している。金属膜１０１上に塗布された溶液（ゾル）を１０３に示す。続いて、基板を４０℃、１気圧の条件のもと水蒸気を用いて２時間加水分解する。
【００４６】
次に、ロータリーポンプを用いた減圧下において１２０℃で１時間半焼成する。以上の工程を経て、図１（Ｃ）に示すように、金属酸化膜１０４として酸化タングステン膜が形成される。酸化タングステン膜の膜厚は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下であるが、１０ｎｍ以上でもよく１ｎｍ以下でもよい。
【００４７】
金属酸化膜１０４を形成する方法として、上述の方法に限定されず、本明細書に記載のどの実施の形態に示す方法も用いることができる。金属酸化膜１０４と金属膜１０１を合わせて、剥離層１２０と称する。
【００４８】
金属酸化膜１０４としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等から選択された金属の酸化膜を形成する。
【００４９】
次に、金属酸化膜１０４上に、後の工程によって形成される薄膜トランジスタの下地となる絶縁層１０５を形成する（図２（Ａ）参照）。絶縁層１０５は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層で形成する。珪素の酸化物とは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）を含む物質であり、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素等が該当する。珪素の窒化物とは、珪素と窒素（Ｎ）を含む物質であり、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素等が該当する。下地となる絶縁層１０５は、基板１００からの不純物が薄膜トランジスタのチャネル領域に侵入することを防止するブロッキング膜として機能する。スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等により珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を成膜後、前述の高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなってもよい。上記成膜と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、スパッタリング用のチャンバ又はプラズマＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００５０】
次に、絶縁層１０５上に非晶質半導体層を、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により形成する。続いて、非晶質半導体層を、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザ結晶化法を組み合わせた方法等により結晶化して、結晶質半導体層を得る。その後、得られた結晶質半導体層を所望のパターンに形成して、結晶質半導体層１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄを形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００５１】
結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄの作成工程の一例について、以下に説明する。まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、非晶質半導体層を形成する。次に、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを含む溶液を非晶質半導体層上に保持させた後、非晶質半導体層に脱水素化の処理（例えば、処理温度：５００℃、処理時間：１時間）と、結晶化の処理（例えば処理温度：５５０℃、処理時間：４時間）を行って結晶質半導体層を形成する。その後、必要に応じてレーザビームを照射し、フォトリソグラフィ法を用いて結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄを形成する。レーザ結晶化法で結晶質半導体層を形成する場合、気体レーザ又は固体レーザを用いる。気体レーザと固体レーザは、連続発振又はパルス発振のどちらでもよい。
【００５２】
結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質半導体層の結晶化を行うと、低温で短時間の結晶化が可能となるうえ、結晶の方向が揃うという利点がある一方、金属元素が結晶質半導体層に残存するためにオフ電流が上昇し、特性が安定しないという欠点がある。そこで、結晶質半導体層上に、ゲッタリングサイトとして機能する非晶質半導体層を形成するとよい。ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体層には、リンやアルゴンの不純物元素を含有させる必要があるため、好適には、アルゴンを高濃度に含有させることが可能なスパッタリング法で形成するとよい。その後、ＲＴＡ法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等による加熱処理を行って、非晶質半導体層中に金属元素を拡散させ、続いて、当該金属元素を含む非晶質半導体層を除去する。そうすると、結晶質半導体層中の金属元素の含有量を低減又は除去することができる。
【００５３】
次に、結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄを覆うゲート絶縁層１０７を形成する。ゲート絶縁層１０７は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などにより、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層して形成する。プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等による成膜後、前述の高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなってもよい。上記成膜と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、スパッタリング用のチャンバ又はプラズマＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。結晶質半導体層１０６ａ〜１０６ｄに対して、このようなプラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなうことで、ゲート絶縁層１０７を形成してもよい。
【００５４】
次に、ゲート絶縁層１０７上に、第１の導電層と第２の導電層を積層して形成する。第１の導電層は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法などにより、２０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電層は、第１の導電層と同様の方法により、１００ｎｍ〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電層と第２の導電層は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、等から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。第１の導電層と第２の導電層の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタルからなる層とタングステンからなる層、窒化タングステンからなる層とタングステンからなる層、窒化モリブデンからなる層とモリブデンからなる層等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電層と第２の導電層を形成した後に、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。また、２層構造ではなく、３層構造の場合は、モリブデンからなる層とアルミニウムからなる層とモリブデンからなる層の積層構造を採用するとよい。
【００５５】
次に、フォトリソグラフィ法などにより、レジストからなるマスクを形成し、ゲート電極及び当該ゲート電極から延びるゲート線を形成するためのエッチング処理を第１の導電層と第２の導電層に対して行って、ゲート電極として機能する導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄを形成する（図２（Ｃ）参照）。
【００５６】
次に、結晶質半導体層１０６ｂ、１０６ｄにイオンドープ法又はイオン注入法により、Ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加して、不純物領域１１０ｂ、１１０ｄとチャネル形成領域１１１ｂ、１１１ｄを形成する。そして、結晶質半導体層１０６ａ、１０６ｃに、Ｐ型を付与する不純物元素を添加して、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１０ｃとチャネル形成領域１１１ａ、１１１ｃを形成する（図２（Ｃ）参照）。不純物元素を添加する際、必要に応じて、不純物を添加したくない領域を覆うマスク（レジストからなるマスク）を形成する。Ｎ型を付与する不純物元素は、１５族に属する元素を用いれば良く、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を用いる。Ｐ型を付与する不純物元素は、例えばボロン（Ｂ）を用いる。
【００５７】
次に、ゲート絶縁層１０７と、ゲート電極として機能する導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄを覆うように、図示しない絶縁層を形成する。絶縁層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などにより、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む層や、有機樹脂などの有機材料を含む層を、単層又は積層して形成する。次に、その絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄの側面に接するサイドウォール１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄを必要に応じて形成する（図２（Ｄ）参照）。また、サイドウォール１１４ａ〜１１４ｄの形成と同時に、ゲート絶縁層１０７をエッチングして、ゲート絶縁層１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ及び１０７ｄを形成してもよい。本実施例において、サイドウォール１１４ａ〜１１４ｄは、後にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いるが、他の方法によってＬＤＤ領域を形成することもでき、サイドウォールは必ずしも設けなくてよい。
【００５８】
次に、フォトリソグラフィ法などにより、不純物を添加したくない領域を覆うマスク（レジストからなるマスク）を形成し、そのマスクとサイドウォール１１４ａ〜１１４ｄを用いて、結晶質半導体層１０６ｂ及び１０６ｄにＮ型を付与する不純物元素を添加して、ソース領域又はドレイン領域１１２ｂ及び１１２ｄを形成する。それと同時にＬＤＤ領域１１３ｂ及び１１３ｄが形成される。ＬＤＤ領域１１３ｂ及び１１３ｄのＮ型を付与する不純物元素の濃度は、ソース領域又はドレイン領域１１２ｂ及び１１２ｄの不純物元素の濃度よりも低い。以上述べた工程を経て、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタ１１５ｂ、１１５ｄと、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタ１１５ａ、１１５ｃが形成される。
【００５９】
続いて、薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄの、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１２ｂ、１１０ｃ、１１２ｄ、並びにゲート電極として機能する導電層１０８ａ及び１０９ａ、導電層１０８ｂ及び１０９ｂ、導電層１０８ｃ及び１０９ｃ、導電層１０８ｄ及び１０９ｄを覆うように、絶縁層１１６を単層又は積層して形成する（図３（Ａ）参照）。絶縁層１１６は、層間絶縁層ともいい、ＳＯＧ法、液滴吐出法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により、珪素の酸化物、珪素の窒化物等を含む無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、オキサゾール樹脂等の有機材料、又はシロキサン系材料により、単層又は積層で形成する。オキサゾール樹脂は、ポリイミドより誘電率が低いため、寄生容量の生成を抑制でき、層間絶縁膜に適している。シロキサン系材料は、置換基に少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられるもの、又はシリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基とが用いられるものである。
【００６０】
例えば、絶縁層１１６が２層構造の場合、１層目の絶縁層として窒化珪素又は酸化珪素を含む無機層を形成し、２層目の絶縁層として樹脂層を形成するとよい。１層目の無機層を形成する際、前述の高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなってもよい。ＣＶＤ法又はスパッタリング法による無機層の成膜と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、スパッタリング用のチャンバ又はＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００６１】
１層目の絶縁層及び２層目の絶縁層を形成する前、又は１層目の絶縁層、２層目の絶縁層のうちの１つ又は両方を形成した後に、半導体層の結晶性の回復、半導体層に添加された不純物元素の活性化、半導体層の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい。加熱処理には、熱アニール、レーザアニール法又はＲＴＡ法などを適用するとよい。
【００６２】
次に、フォトリソグラフィ法などを用いて絶縁層１１６をエッチングして、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１２ｂ、１１０ｃ及び１１２ｄの一部を露出させる開口部を形成する。続いて、その開口部を充填するように且つ絶縁層１１６上に、ソース領域又はドレイン領域１１０ａ、１１２ｂ、１１０ｃ及び１１２ｄと電気的に接続された導電層を形成し、当該導電層をパターン加工して、ソース配線又はドレイン配線として機能する導電層１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｄ、１１７ｅ、１１７ｆ、１１７ｇ及び１１７ｈを形成する。
【００６３】
薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄは、図示するような構造に限定されず、マルチゲート構造、逆スタガ型構造、ＬＤＤ領域の少なくとも一部がゲート電極と重なるように設けられた構造など、他の構造であってもよい。また、導電層１１７ａ及び１１７ｂは薄膜トランジスタ１１５ａに含まれるものとみなしてもよい。同様に、導電層１１７ｃ及び１１７ｄ、導電層１１７ｅ及び１１７ｆ、導電層１１７ｇ及び１１７ｈは、それぞれ薄膜トランジスタ１１５ｂ、薄膜トランジスタ１１５ｃ、薄膜トランジスタ１１５ｄに含まれるものとみなしてもよい。さらに、薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄ（導電層１１７ａ〜１１７ｈを含む）、及び絶縁層１１６をまとめて、薄膜トランジスタを有する層と称することもできる。
【００６４】
導電層１１７ａ〜１１７ｈは、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ネオジウム（Ｎｄ）等から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、アルミニウムを主成分とし珪素を含む材料、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素及び珪素から選択された１種又は複数種とを含む材料に相当する。導電層１１７ａ〜１１７ｈは、例えば、バリア層と珪素を含むアルミニウム層とバリア層の積層構造、バリア層と珪素を含むアルミニウム層と窒化チタン層とバリア層の積層構造を採用するとよい。なお、アルミニウムに含まれる珪素は、０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％とする。また、バリア層とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムや珪素を含むアルミニウムは、抵抗値が低く、安価であるため、導電層１１７ａ〜１１７ｈを形成する材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムや珪素を含むアルミニウムのヒロックの発生を防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンからなるバリア層を形成すると、結晶質半導体層上に薄い自然酸化膜ができていたとしても、この自然酸化膜を還元するため、結晶質半導体層とバリア層の接続不良の発生を抑制することができる。
【００６５】
次に、導電層１１７ａ〜１１７ｈを覆うように、絶縁層１１８を形成する（図３（Ｂ）参照）。絶縁層１１８は、ＳＯＧ法、液滴吐出法等を用いて、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、オキサゾール樹脂等の有機材料、又はシロキサン系材料により形成する。
【００６６】
続いて、導電層１１７ｄ、１１７ｈを露出させる開口部を形成する。続いて、その開口部を充填するように、且つ導電層１１７ｄ、１１７ｈと電気的に接続するように、アンテナとして機能する導電層１１９ａ、１１９ｂを絶縁層１１８上に形成する（図３（Ｂ）参照）。導電層１１９ａ、１１９ｂは、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、印刷法、液滴吐出法などを用いて導電性材料、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。具体的には、導電層１１９ａ、１１９ｂは、スクリーン印刷法により、導電性金属ペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０℃の加熱処理を行って形成する。又は、スパッタリング法によりアルミニウム層を形成し、当該アルミニウム層をパターン加工することにより形成する。アルミニウム層のパターン加工は、ウエットエッチング加工を用いるとよく、ウエットエッチング加工後は２００〜３００℃の加熱処理を行うとよい。
【００６７】
導電層１１９ａ、１１９ｂの形状は、輪状（例えばループアンテナ）、らせん状（例えばスパイラルアンテナ）、線状（例えばダイポールアンテナ）、又は平板形状（例えばパッチアンテナ）とすることができる。信号の伝送方式として、８６０〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ又は２．４５ＧＨｚの周波数帯の無線周波数を適用する場合は、ダイポールアンテナを形成するための形状又はパッチアンテナを形成するための形状を採用すればよい。以上の工程により、基板１００上に剥離層１２０を介してＲＦＩＤタグを形成することができる。なお、本実施例は、上記の実施の形態１乃至３と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【００６８】
本実施例では、実施例１で基板１００上に剥離層１２０を介して形成された半導体装置であるＲＦＩＤタグの剥離方法について、図を用いて説明する。
【００６９】
実施例１にしたがって作製された、剥離層１２０及び、その上に薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄとアンテナとして機能する導電層１１９ａ、１１９ｂが設けられた基板１００を用意する。
【００７０】
導電層１１９ａ、１１９ｂを覆うように、絶縁層１２１を形成する（図４（Ａ）参照）。絶縁層１２１は、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷、塗布法等を用いて、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、オキサゾール樹脂等の有機材料、又はシロキサン系材料により形成する。
【００７１】
次に、剥離層１２０の少なくとも一部が露出するように、レーザビームを照射させて開口部１２２を形成する（図４（Ｂ）参照）。なお、使用するレーザビームの種類は、例えば、波長が紫外光領域である、Ｎｄ：ＹＶＯ４などの固体を媒質とするレーザの高調波、エキシマレーザなどが使える。しかし、開口部１２２が形成されるのであれば、レーザビームの種類は限定されない。
【００７２】
剥離層１２０の少なくとも一部を露出させる別の方法としては、例えば、研削する、切断することなどによる方法が挙げられる。しかし、レーザビームを照射して開口部を形成する方法は、他の方法よりも短時間に容易に剥離層１２０の少なくとも一部を露出させることができる。いずれの方法であっても、薄膜トランジスタと重ならない領域、すなわち剥離層１２０上に薄膜トランジスタが設けられていない領域で、剥離層１２０を露出させることが望ましい。
【００７３】
次に、絶縁層１２１上に基板１２３を接着させて、基板１００から物理的手段を用いて完全に剥離する。図４（Ｃ）においては、金属酸化膜１０４自体が基板１００側と基板１２３側に分離されるように示したが、金属膜１０１と金属酸化膜１０４との界面で分離されても、金属酸化膜１０４と絶縁層１０５との界面で分離されてもよい。
【００７４】
基板１２３は、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどが用いられる。フィルムは、被処理体と共に、加熱処理及び加圧処理が行われるものである。加熱処理及び加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、酢酸ビニル樹脂系接着剤、ビニル共重合樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ゴム系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等の接着剤を含む層に相当する。
【００７５】
基板１２３がプラスチックからなる場合、薄型、軽量で、曲げることが可能であるためデザイン性に優れ、フレキシブルな形状への加工が容易である。また、耐衝撃性に優れ、様々な物品に貼り付けたり、埋め込んだりすることが容易であり、多種多様な分野で活用することができる。
【００７６】
物理的手段を用いて剥離するとは、例えば人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波または楔状の部材を用いた負荷等を用いて外部から衝撃（ストレス）を与えることによって剥離することを言う。
【００７７】
この後、基板１２３と反対側、すなわち基板１００が存在していた側に別の基板を接着させて、作製したＲＦＩＤタグを保護しても良い。この場合、別の基板の材料としては、前述した基板１２３として用いられるものの中から選べばよい。
【００７８】
薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄが剥離された基板１００は、コストの削減のために、再利用するとよい。
【００７９】
本実施例は、上記の実施の形態１乃至３、実施例１と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【００８０】
本実施例では、実施例２とは異なる、基板上に剥離層を介して形成された半導体装置であるＲＦＩＤタグの剥離方法について図を用いて説明する。
【００８１】
基板１００上に、薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄ、及びアンテナとして機能する導電層１１９ａ、１１９ｂが設けられている。導電層１１９ａ、１１９ｂを覆うように、絶縁層１２１を形成する。次に、剥離層１２０の少なくとも一部が露出するように、レーザビームを照射するなどの方法により開口部１２２を形成する（図５（Ａ）参照）。ここまでの工程は、実施例２に記載した工程と同様である。
【００８２】
開口部１２２を形成した後に、開口部１２２にエッチング剤を導入し、剥離層１２０の一部を残すように、剥離層１２０をエッチングして除去する（図５（Ｂ）参照）。エッチング剤は、フッ化ハロゲンを含む気体又は液体を使用する。例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、三フッ化臭素（ＢｒＦ３）がある。
【００８３】
次に、絶縁層１２１上に、基板１２３を接着させて、基板１００から物理的手段を用いて完全に剥離させる（図５（Ｃ）参照）。図５（Ｃ）においては、金属酸化膜１０４自体が基板１００側と基板１２３側に分離されるように示したが、金属膜１０１と金属酸化膜１０４との界面で分離されても、金属酸化膜１０４と絶縁層１０５との界面で分離されてもよい。
【００８４】
基板１２３は、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどが用いられる。フィルムは、被処理体と共に、加熱処理及び加圧処理が行われるものである。加熱処理及び加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、酢酸ビニル樹脂系接着剤、ビニル共重合樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ゴム系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等の接着剤を含む層に相当する。
【００８５】
第１の基板１２３がプラスチックからなる場合、薄型、軽量で、曲げることが可能であるためデザイン性に優れ、フレキシブルな形状への加工が容易である。また、耐衝撃性に優れ、様々な物品に貼り付けたり、埋め込んだりすることが容易であり、多種多様な分野で活用することができる。
【００８６】
なお、物理的手段を用いて剥離するとは、例えば人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波または楔状の部材を用いた負荷等を用いて外部から衝撃（ストレス）を与えることによって剥離することを言う。
【００８７】
この後、基板１２３と反対側、すなわち基板１００が存在していた側に別の基板を接着させて、作製したＲＦＩＤタグを保護しても良い。この場合、別の基板の材料としては、前述した基板１２３として用いられるものの中から選べばよい。
【００８８】
薄膜トランジスタ１１５ａ〜１１５ｄが剥離された基板１００は、コストの削減のために、再利用するとよい。
【００８９】
本実施例は、上記の実施の形態１乃至３、実施例１、実施例２と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【００９０】
本明細書に開示する発明によって得られたトランジスタを用いて作製されるＲＦＩＤタグの例を示す。本実施例では、トランジスタとして薄膜トランジスタを用いる。
【００９１】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にＲＦＩＤタグの一例をブロック図で示す。ＲＦＩＤタグ２００は、非接触でデータを交信することができ、電源回路２０１、クロック発生回路２０２、データ復調／変調回路２０３、制御回路２０４、インタフェイス回路２０５、記憶回路２０６、バス２０７、及びアンテナ２０８を有する。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）にさらにＣＰＵ２２１を備えた場合を示している。
【００９２】
電源回路２０１は、アンテナ２０８から入力された交流信号をもとに電源を生成する。クロック発生回路２０２は、アンテナ２０８から入力された信号をもとにクロック信号を生成する。データ復調／変調回路２０３は、リーダライタ２０９と交信するデータを復調／変調する。制御回路２０４は、記憶回路２０６を制御する。アンテナ２０８は、信号の受信とデータの送信をおこなう。
【００９３】
記憶回路２０６として、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、有機メモリなどを用いることができる。有機メモリとは、有機化合物層を一対の電極間に設けた構造、又は有機化合物と無機化合物を有する層を一対の電極間に設けた構造であり、ＲＦＩＤタグの記憶回路２０６に採用することで、ＲＦＩＤタグの小型化、薄型化、軽量化に寄与する。
【００９４】
ＲＦＩＤタグ２００を構成する回路に、本明細書に開示する発明を適用することができる。
【００９５】
図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）に、ＲＦＩＤタグの使用例を示す。本実施例に示すようなＲＦＩＤタグは、音楽や映画が記録された記録媒体３０１、記録媒体３０１が収納されるケース、書籍３０２、商品のパッケージ３０３、衣類３０４などの物品に取り付けて、ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品の売り上げ、在庫、貸し出しなどの管理、紛失又は盗難の防止、その他の用途に利用することができる。図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）の各図において、ＲＦＩＤタグの取り付け位置３００の例を示す。
【００９６】
ＲＦＩＤタグを作製する際に、本明細書に開示する発明を適用することによって、ＲＦＩＤタグを低価格で供給できる。したがって、本明細書に開示する発明は、ＲＦＩＤタグの普及に貢献することができる。
【００９７】
本実施例は、上記の実施の形態１乃至３、実施例１乃至３と自由に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施例１による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図２】実施例１による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図３】実施例１による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図４】実施例２による半導体装置を基板から剥離する過程を示す断面図。
【図５】実施例３による半導体装置を基板から剥離する過程を示す断面図。
【図６】ＲＦＩＤタグの一例を示すブロック図。
【図７】ＲＦＩＤタグの使用例を示す図。
【符号の説明】
【００９９】
１００ 基板
１０１ 金属膜
１０２ スピンコーター
１０３ 溶液（ゾル）
１０４ 金属酸化膜
１２０ 剥離層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上にトランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記基板から前記トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上にトランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記開口部にエッチング剤を導入して前記剥離層を一部を残して除去し、
前記基板から前記トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続するようにアンテナを形成し、
前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記基板から前記薄膜トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続するようにアンテナを形成し、
前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記開口部にエッチング剤を導入して前記剥離層を一部を残して除去し、
前記基板から前記薄膜トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項２または請求項４において、前記エッチング剤として、フッ化ハロゲンを用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜は塗布乾燥法によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜はゾル−ゲル法によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜は液相析出法によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜は前記金属膜を酸化して形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記金属膜は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素でなる金属材料、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記金属酸化膜は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された金属の酸化膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項において、前記金属酸化膜は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、前記開口部はレーザビームの照射によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の方法によって作製された半導体装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の方法によって作製されたＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上にトランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記基板から前記トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上にトランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記開口部にエッチング剤を導入して前記剥離層を一部を残して除去し、
前記基板から前記トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続するようにアンテナを形成し、
前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記基板から前記薄膜トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続するようにアンテナを形成し、
前記薄膜トランジスタ及び前記アンテナ上に絶縁層を形成した後、
前記剥離層の一部を露出させる開口部を形成し、
前記開口部にエッチング剤を導入して前記剥離層を一部を残して除去し、
前記基板から前記薄膜トランジスタを物理的手段により剥離し、
前記剥離層の形成は、金属膜を形成し、溶液を用いる方法で前記金属膜上に接して金属酸化膜を形成することによって行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項２または請求項４において、前記エッチング剤として、フッ化ハロゲンを用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜は塗布乾燥法によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜はゾル−ゲル法によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜は液相析出法によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記金属酸化膜は前記金属膜を酸化して形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記金属膜は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素でなる金属材料、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記金属酸化膜は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された金属の酸化膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項において、前記金属酸化膜は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、前記開口部はレーザビームの照射によって形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の方法によって作製された半導体装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の方法によって作製されたＲＦＩＤタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１３１０８（Ｐ２００７−１３１０８Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７１５８（Ｐ２００６−１３７１５８）
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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