半導体装置及び半導体装置の作製方法
【課題】基板上にトランジスタ等の半導体素子とセンサーとを作り込んで設ける場合に、同一工程で作製することにより得られる半導体装置およびその作製方法を提供することを目的とする。
【解決手段】同一基板上に、互いに接する第１の領域および第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソースまたはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜とを設け、第１の領域、第２の領域および第３の領域に不純物元素を第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なるように導入する。
【解決手段】同一基板上に、互いに接する第１の領域および第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソースまたはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜とを設け、第１の領域、第２の領域および第３の領域に不純物元素を第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なるように導入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の作製方法に関し、特に好適には温度センサーを有する半導体装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個々の対象物にＩＤ（個体識別番号）を与えることで、その対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。その中でも、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような半導体装置として、例えば、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる）等が企業内、市場等で導入され始めている。
【０００３】
また、これらの半導体装置に温度センサー等の各種センサーを商品等に設けることにより、当該商品の様々な情報を管理する試みが行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、半導体装置に設ける温度センサーとしては、抵抗の温度変化を利用したサーミスタがよく利用されている。
【特許文献１】特開２００３−１４５７２号公報
【特許文献２】特開２００５−８７１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サーミスタはセラミックス半導体の抵抗変化を利用したものであるが、作製するためには高い温度で熱処理を行って焼き固める必要がある。そのため、温度センサーとしてサーミスタを設ける場合には、低温プロセスでの作製は困難であり、例えば、ガラス等の耐熱温度の低い基板上にトランジスタ等と同時に作り込んで設けることは困難であった。
【０００５】
本発明は上記問題を鑑み、基板上にトランジスタ等の半導体素子とセンサーとを作り込んで設ける場合に、同一工程で作製することにより得られる半導体装置およびその作製方法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】
【０００６】
本発明の半導体装置は、同一基板上に形成された、第１の領域および当該第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、第３の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域、第２の領域および第３の領域に不純物元素が導入されており、第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域および当該第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、第３の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域、第２の領域、第３の領域およびＬＤＤ領域に不純物元素が導入されており、第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第１の領域または第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。また、第１の領域または第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、且つ、他方は、ＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域および当該第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、第３の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域と前記第２の領域の一方に含まれる不純物元素の濃度はチャネル領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、第１の領域と第２の領域の他方に含まれる不純物元素の濃度は第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。なお、上記構成において、チャネル領域は不純物元素を含まない真性半導体で設けてもよいし、あらかじめチャネル領域に不純物のドープを行うことにより微量の不純物元素を導入しておくことも可能である。
【００１０】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第１の半導体膜はシリコン膜であり、シリコン膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分におけるシリコン膜の表面にシリサイドが形成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、第２の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域と第２の領域に不純物元素が導入されており、第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、第２の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なり、且つ第１の領域とＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度が同じであることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、第２の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域はチャネル領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、第１の領域と第２の領域の他方は第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。なお、上記構成において、チャネル領域は不純物元素を含まない真性半導体で設けてもよいし、あらかじめチャネル領域に不純物のドープを行うことにより微量の不純物元素を導入しておくことも可能である。
【００１４】
また、本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、第２の半導体膜の上方にゲート絶縁膜を介してゲート電極を選択的に形成し、第１の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、第１の半導体膜の一部とゲート電極に覆われていない第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、第１の半導体膜に第２の不純物領域を形成し且つ第２の半導体膜にチャネル領域とソース領域またはドレイン領域とを形成し、第１の半導体膜、第２の半導体膜、ゲート電極を覆うように層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の半導体装置の他の作製方法は、基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、第２の半導体膜の上方にゲート絶縁膜を介してゲート電極を選択的に形成し、ゲート電極をマスクとして第１の半導体膜と第２の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、ゲート電極の側壁に絶縁膜を形成し、第１の半導体膜の一部とゲート電極または絶縁膜に覆われていない第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、第１の半導体膜に第２の不純物領域を形成し且つ第２の半導体膜にチャネル領域、ＬＤＤ領域およびソース領域またはドレイン領域を形成し、第１の半導体膜、第２の半導体膜、ゲート電極および絶縁膜を覆うように層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の他の作製方法は、上記構成において、第１の半導体膜および第２の半導体膜としてシリコン膜を用い、開口部に選択的に導電膜を形成する前に、開口部に金属膜を形成して熱処理を行うことにより、開口部から露出した第１の半導体膜および第２の半導体膜の表面にシリサイドを形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
トランジスタ等の半導体素子と温度センサーとして機能する半導体膜とを同一基板上に設け同一工程で形成することによって、半導体装置の作製工程を簡略化し低コスト化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００１９】
はじめに、図１を用いて本発明の半導体装置の一例について図面を参照して説明する。具体的には、半導体装置に設けられた温度を検出するセンサー部に関して説明する。なお、図１において、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ｂ間の断面の模式図を示している。
【００２０】
本発明の半導体装置は、基板１０１上に形成された半導体膜１０２と、当該半導体膜１０２を覆うように設けられた絶縁膜１０４と、当該絶縁膜１０４上に形成され且つ半導体膜１０２と電気的に接続する第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとを少なくとも有している。半導体膜１０２は、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとを有しており、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとが電気的に接続し、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとが電気的に接続している。なお、図１に示す半導体装置において、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部１０３ａと第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部１０３ｂの一方または両方にシリサイドが設けられた構成とすることが好ましい。この場合、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａまたは第２の導電膜１０５ｂは、シリサイドを介して接続される。
【００２１】
基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いる事ができる。また、Ｓｉ等の半導体基板を用いてもよい。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックやアクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能であり、このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限が無いため、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることが可能となる。このような利点は円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、基板の表面を、あらかじめ研磨処理等により平坦化しておいてもよい。
【００２２】
半導体膜１０２としては、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体で形成することができる。また多結晶半導体や単結晶半導体を用いていても良い。セミアモルファス半導体は、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。
【００２３】
絶縁膜１０４としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜、スピンコート法や液滴吐出法やスクリーン印刷法等により形成された、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン材料とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む材料に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、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。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【００２４】
第１の導電膜１０５ａ、第２の導電膜１０５ｂとしては、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷法、液滴吐出法またはディスペンサ法等により形成された、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジウム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層構造または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばＣとＴｉを含有したＡｌ合金、Ｎｉを含有したＡｌ合金、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金、ＣとＭｎを含有したＡｌ合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、例えば、ＡｌをＴｉで挟んで積層（Ｔｉ膜とＡｌ膜とＴｉ膜を順に積層）させることによって設けることができる。
【００２５】
半導体膜１０２にシリサイドを設ける場合には、半導体膜１０２としてシリコン（Ｓｉ）を含んだ半導体膜を用い、当該半導体膜とニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属との化合物で設けることができる。
【００２６】
また、図１に示す半導体装置では、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部１０３ａまたは第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部１０３ｂのいずれか一方（ここでは第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａ）の接続において、ショットキー障壁が発生（ショットキーバリアダイオードが形成）する接続とし、他方（ここでは第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂ）の接続部ではオーミック接触となるように設ける。なお、ここでいうオーミック接触とは、半導体膜に不純物領域を導入することによって、ショットキー障壁の厚さを薄くし、キャリアがトンネル効果により自由に通過できる状態を含む。
【００２７】
また、ショットキー障壁が発生する接続とするために、金属材料やシリサイド材料の仕事関数φｍと半導体の電子親和力χを考慮して、上記第１の導電膜１０５ａ、１０５ｂ、シリサイドの材料を選択する。半導体膜としてｎ型の半導体を用いる場合には、金属材料やシリサイド材料の仕事関数φｍが半導体の電子親和力χより大きくなるように（φｍ＞χ）材料を選択することが好ましく、例えば、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらのシリサイドを用いることが好ましい。また、半導体膜としてｐ型の半導体を用いる場合には、金属材料やシリサイド材料の仕事関数φｍが半導体の電子親和力χとエネルギーギャップＥｇ／ｑより小さくなるように（φｍ＜χ＋Ｅｇ／ｑ）材料を選択することが好ましい。また、オーミック接触とする場合には、上述した関係と逆になるように材料を選択するか、不純物元素の導入量を増やすことによりショットキー障壁の厚さを薄くすることによりキャリアがトンネル効果により自由に通過できるようにする。
【００２８】
本発明では、半導体膜と導電膜との接続部に形成されたショットキーバリアダイオードを温度センサーとして用いる。具体的には、半導体膜の表面に金属膜または金属シリサイドを形成して、その部分にショットキーバリアダイオードを意図的に形成し（ショットキー障壁を発生させ）、周囲の温度変化に応じて変化するショットキーバリアダイオードの抵抗値の変化を電気的に検出することによって温度センサーとして機能させる。ショットキーバリアダイオードを温度センサー部として用いた場合には、ショットキーバリアダイオードに逆方向バイアスを加えたときに流れる逆方向電流が温度に依存して変化することを利用することができる。特に、ショットキーバリアダイオードでは、逆方向にバイアスを加えたときに、当該バイアス電圧に対する逆方向電流の依存性が弱いため、仮に、測定時にバイアス電圧がふらついても逆方向電流のふらつきが小さく、温度に応じて変化する電流値を安定して測定することが可能である。
【００２９】
図１に示すように、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとの接続において、一方をショットキー障壁が発生する接続とし、他方をオーミック接触とするために、一方の領域にのみ不純物領域を形成する。具体的には、半導体膜１０２における第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂのどちらか一方にだけ不純物元素を導入することにより、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂの一方を不純物領域とし、他方を真性領域とする。例えば、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続をショットキー障壁が発生する接続とし、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続をオーミック接触とする場合には、第２の領域１０２ｂにのみｎ型（またはｐ型）を示す不純物元素を導入し、第１の領域１０２ａには不純物元素の導入を行わない。
【００３０】
また、他にも、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとの接続において、一方をショットキー障壁が発生する接続とし、他方をオーミック接触とするために、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとに含まれる不純物元素の濃度が異なるように設けてもよい。具体的には、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂにそれぞれｎ型（またはｐ型）の不純物元素を異なる濃度で導入することにより、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂの各々に異なる濃度の不純物領域を形成する。例えば、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続をショットキー障壁が発生する接続とし、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続をオーミック接触とする場合には、第２の領域１０２ｂに第１の領域１０２ａより高濃度のｎ型（またはｐ型）を示す不純物元素を導入し、第１の領域１０２ａを第２の領域１０２ｂより低濃度のｎ型（またはｐ型）不純物領域（ｎ−領域（またはｐ−領域））とする。なお、低濃度の不純物領域とは、高濃度の不純物領域と比較して半導体膜に含まれる不純物元素の濃度が小さいことをいう。
【００３１】
なお、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとに不純物領域を形成する場合、半導体膜の不純物領域と導電膜との接続において、ショットキー障壁が発生する接続とするかオーミック接触とするかは、半導体膜に導入する不純物元素の濃度を調整することにより制御することができる。具体的には、前述したように、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には低濃度の不純物元素を導入し、オーミック接触とする領域にはショットキー障壁を発生させる領域に導入する不純物より高濃度の不純物元素を導入する。例えば、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には、Ｐ（リン）を１×１０１７ｃｍ−３未満またはＢ（ボロン）を１×１０１８ｃｍ−３未満の濃度で導入し、オーミック接触とする領域にはそれ以上の濃度で導入することが好ましい。
【００３２】
また、図１に示す半導体装置では、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとの接続において、一方の接続にショットキー障壁が発生する接続とし、他方の接続がオーミック接触となるように設けた構成としたが、これに限られず両方の接続をショットキー障壁が発生する接続とすることも可能である。この場合、半導体膜１０２の第２の領域１０２ｂに第１の領域１０２ａと同一の濃度のｎ型またはｐ型の不純物を導入して不純物領域を形成することによって、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部および第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部でショットキーバリアダイオードを設ける構成とすることができる。また、他にも、半導体膜１０２の第１の領域１０２ａおよび第２の領域１０２ｂに不純物元素を導入せずに真性半導体とすることによって、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部および第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部でショットキーバリアダイオードを設ける構成とすることができる。
【００３３】
このように、基板上に設けられた半導体膜と導電膜との接続部にショットキーバリアダイオードを形成し、観測対象物から放射される赤外線を、例えば基板１０１の下側から半導体膜１０２（より詳しくは、第１の領域１０２ａ）で受光し、受光した赤外線の強さに応じて変化するショットキーバリアダイオードの抵抗値の変化を電気的に検出することによって、周囲の温度変化を測定することができる。
【００３４】
なお、図１では基板１０１上に形成された半導体膜１０２を用いた例を示したが、半導体膜１０２に代えて、基板１０１としてシリコン等の半導体基板を用い、当該半導体基板に第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂを作り込んで設けてもよい。この場合には、半導体基板に形成された第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａ、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続の少なくとも一方をショットキー障壁が発生する接続とする。半導体基板としては、不純物元素が導入されていない真性半導体を用いてもよいし、不純物元素を導入した不純物半導体を用いてもよい。不純物元素を導入した不純物半導体を用いる場合には、上述したように導入する不純物元素の濃度を調整することによりショットキー障壁が発生する接続とするかオーミック接触とするかを制御する。具体的には、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には低濃度の不純物元素を導入し、オーミック接触とする領域にはショットキー障壁を発生させる領域に導入する不純物より高濃度の不純物元素を導入し、例えば、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には、Ｐ（リン）を１×１０１７ｃｍ−３未満またはＢ（ボロン）を１×１０１８ｃｍ−３未満の濃度で導入し、オーミック接触とする領域にはそれ以上の濃度で導入することが好ましい。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、トランジスタおよび上述したセンサー部を有する半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、トランジスタとセンサー部を同一基板上に形成する方法に関して説明する。
【００３６】
まず、基板２０１上に絶縁膜２０２を形成し、当該絶縁膜２０２上に半導体膜２０３を形成する（図２（Ａ））。
【００３７】
基板２０１としては、ガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いる事ができる。また、Ｓｉ等の半導体基板を用いてもよい。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックやアクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能であり、このような基板であれば、その面積や形状、大きな制限が無いため、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることが可能となる。このような利点は円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、基板の表面を、あらかじめ研磨処理等により平坦化しておいてもよい。
【００３８】
絶縁膜２０２としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜２０２を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜で設け、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜２０２を３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。このように、下地膜として機能する絶縁膜２０２を形成することによって、基板２０１からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜２０３中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００３９】
半導体膜２０３としては、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。セミアモルファス半導体は、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。
【００４０】
セミアモルファス半導体は、珪素を含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＧｅＦ４を混合させても良い。この珪素を含む気体をＨ２、または、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ、基板加熱温度は３００℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下とする。ここでは、スパッタ法、ＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、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などの結晶化法により結晶化させる。また、他にも、ＤＣバイアスを印加して熱プラズマを発生することにより、当該熱プラズマを半導体膜に作用させることによって半導体膜の結晶化を行うことも可能である。なお、あらかじめ半導体膜２０３にチャネルドープとして微量のリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）等の不純物元素を導入しておいてもよい。チャネルドープとは、チャネル領域へ不純物を導入することをいう。
【００４１】
次に、半導体膜２０３を選択的にエッチングすることにより島状の半導体膜２０３ａ〜２０３ｃを形成し、当該半導体膜２０３ａ〜２０３ｃを覆うようにゲート絶縁膜２０４を形成する（図２（Ｂ））。
【００４２】
ゲート絶縁膜２０４としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。また、他にも半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または酸素と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下）または窒素雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行い、当該半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの表面を酸化処理または窒化処理することによって、ゲート絶縁膜を形成することもできる。また、プラズマ処理として高周波（マイクロ波等）を用いて高密度（好ましくは、１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下）、且つ低電子温度（好ましくは０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下）の条件下（以下、「高密度プラズマ処理」）で行うことが好ましい。高密度プラズマ処理により半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに酸化処理または窒化処理を行うことによって形成されるゲート絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された絶縁膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を有している。
【００４３】
次に、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの上方にゲート絶縁膜２０４を介してゲート電極２０５を選択的に形成し、当該ゲート電極２０５をマスクとして半導体膜２０３ａ、半導体膜２０３ｂおよび半導体膜２０３ｃにｎ型またはｐ型の第１の不純物元素２３１を導入して第１の不純物領域２０６を選択的に形成する（図２（Ｃ））。ここでは、第１の不純物元素２３１として、ｎ型を示す不純物元素を導入することによって、ｎ型を示す第１の不純物領域２０６を形成する。ｎ型を示す不純物元素として、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。
【００４４】
ゲート電極２０５としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、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）、ニオブ（Ｎｂ）等から選択された元素また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の単層構造または積層構造で設けることができる。また、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こともできる。例えば、窒化タンタルとタングステンとの積層構造で設けることができる。
【００４５】
次に、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｃをレジスト２０７で選択的に覆い、レジスト２０７および半導体膜２０３ｂ上に形成されたゲート電極２０５をマスクとして、ｎ型またはｐ型の第２の不純物元素２３２を導入することによって、半導体膜２０３ｂに第２の不純物領域２０８を選択的に形成する（図２（Ｄ））。ここでは、第２の不純物元素２３２として、ｐ型を示す不純物元素を導入することによって、ｐ型を示す第２の不純物領域２０８を形成する。ｐ型を示す不純物元素として、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。
【００４６】
次に、レジスト２０７を除去した後、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂのゲート電極２０５の側壁に絶縁膜２３４（サイドウォールともいう）を選択的に形成する。続けて、半導体膜２０３ｃの一部および半導体膜２０３ｂをレジスト２０９で選択的に覆い、レジスト２０９および半導体膜２０３ａ上に形成されたゲート電極２０５および絶縁膜２３４をマスクとして、ｎ型またはｐ型の第３の不純物元素２３３を導入することによって、半導体膜２０３ａに第３の不純物領域２１０を選択的に形成する（図２（Ｅ））。ここでは、第３の不純物元素２３３として、ｎ型を示し且つ第１の不純物元素２３１より高濃度の不純物元素を導入することによって、ｎ型を示す第３の不純物領域２１０を形成する。
【００４７】
次に、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃ、ゲート電極２０５および絶縁膜２３４を覆うように絶縁膜２１１、絶縁膜２１２を形成する（図３（Ａ））。
【００４８】
絶縁膜２１１としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【００４９】
絶縁膜２１２としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜からなる単層または積層構造で設けることができる。また、他にも、スピンコート法、蒸着法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、図３（Ａ）において、絶縁膜２１１を設けずに半導体膜２０３ａ〜半導体膜２０３ｃ、ゲート電極および絶縁膜２３４を覆うように絶縁膜２１２を直接設けることも可能である。
【００５０】
次に、絶縁膜２１１および絶縁膜２１２に開口部２１３を選択的に形成し、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの一部を露出させる（図３（Ｂ））。ここでは、半導体膜２０３ａにおける第３の不純物領域２１０、半導体膜２０３ｂにおける第２の不純物領域２０８、半導体膜２０３ｃにおける第１の不純物領域２０６および第３の不純物領域２１０が露出する。
【００５１】
次に、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの露出した表面に接するように金属膜２１４を形成する（図３（Ｃ））。
【００５２】
金属膜２１４としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）等から選択された元素また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の単層構造または積層構造で設けることができる。
【００５３】
次に、熱処理を行い金属膜２１４が接する半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの表面に金属シリサイド２１５ａ〜２１５ｄを形成する（図３（Ｄ））。ここでは、シリサイド２１５ａ〜２１５ｄとしてニッケルシリサイドを形成する。
【００５４】
なお、ここでは、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの表面に金属シリサイドを形成した例を示しているが、これより前の段階で半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの表面にあらかじめ金属シリサイドを形成しておいてもよい。例えば、図２（Ｅ）の工程の後、レジスト２０９を除去し、再度半導体膜２０３ｃをレジストで覆い、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの露出した部分（ゲート電極２０５および絶縁膜２３４に覆われていない部分）全面にシリサイドを形成してもよい。このように、あらかじめ半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの表面にシリサイドを形成しておき、図３（Ｄ）において半導体膜２０３ｃの表面にシリサイドを形成してもよい。
【００５５】
シリサイド２１５ａ〜２１５ｄとしては、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに含まれるシリコンと金属膜２１４との化合物によって形成されたニッケルシリサイド、コバルトシリサイド、タングステンシリサイド、モリブデンシリサイド、チタンシリサイドまたは白金シリサイド等で設けることができる。
【００５６】
次に、絶縁膜２１２上および開口部２１３に半導体膜２０３ａ〜２０３ｃと電気的に接続する導電膜２１６を選択的に形成する（図３（Ｅ））。ここでは、半導体膜の表面にニッケルシリサイドを形成し、当該ニッケルシリサイドと電気的に接続するように導電膜２１６として、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）等を形成する。
【００５７】
以上の工程によって、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃと導電膜２１６とが接続された、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａ、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂおよびセンサー部２１８ｃを有する半導体装置を作製することができる。
【００５８】
ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａにおいては半導体膜２０３ａと導電膜２１６がシリサイド２１５ａを介して接続されており、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂにおいては半導体膜２０３ｂと導電膜２１６がシリサイド２１５ｂを介して接続されている。また、センサー部２１８ｃにおいては、半導体膜２０３ｃに第１の不純物領域２０６で形成される第１の領域２２０ａと第３の不純物領域２１０で形成される第２の領域２２０ｂとが設けられており、第１の領域２２０ａと導電膜２１６はシリサイド２１５ｃを介して接続されており、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６とはシリサイド２１５ｄを介して接続されている。なお、上記工程において半導体膜２０３ａ〜２０３ｃにシリサイドを形成せずに半導体膜２０３ａ〜２０３ｃと導電膜２１６とを接続させる構造としてもよい。この場合、導電膜２１６をシリサイドで形成してもよい。
【００５９】
また、上記作製工程において、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａにおける半導体膜２０３ａと導電膜２１６との接続部２１７ａ（半導体膜２０３ａとシリサイド２１５ａとの接続）がオーミック接触となるように、半導体膜２０３ａに導入する第３の不純物元素２３３の濃度を調整する。同様に、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂにおける半導体膜２０３ｂと導電膜２１６との接続部２１７ｂ（第２の領域２２０ｂとシリサイド２１５ｄとの接続）がオーミック接触となるように、半導体膜２０３ｂに導入する第２の不純物元素２３２の濃度を調整する。また、センサー部２１８ｃにおける半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続部２１７ｃ（第１の領域２２０ａとシリサイド２１５ｃとの接続）はショットキー障壁が発生するように、半導体膜２０３ｃに導入する第１の不純物元素２３１の濃度を調整し、且つ半導体膜２０３ｃの第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続（第２の領域２２０ｂとシリサイド２１５ｄとの接続）はオーミック接触となるように、半導体膜２０３ｃに導入する第３の不純物元素２３３の濃度を調整する。
【００６０】
このように、本実施の形態では、半導体膜と導電膜との接続（半導体膜とシリサイドの接続）をオーミック接触とするかショットキー障壁が発生する接続とするかの制御を、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに対して導入する不純物元素の濃度を制御することにより行う。具体的には、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には低濃度の不純物元素を導入し、オーミック接触とする領域にはショットキー障壁を発生させる領域に導入する不純物より高濃度の不純物元素を導入し、例えば、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には、Ｐ（リン）を１×１０１７ｃｍ−３未満またはＢ（ボロン）を１×１０１８ｃｍ−３未満の濃度で導入し、オーミック接触とする領域にはそれ以上の濃度で導入することが好ましい。
【００６１】
なお、本発明の半導体装置に含まれる薄膜トランジスタの構造は上述した構造に限られない。例えば、図３（Ｅ）では、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａにおいてサイドウォールとして機能する絶縁膜２３４の下方に位置する半導体膜２０３ａにＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）領域を設け、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂにはＬＤＤ領域を設けていないが、両方にＬＤＤ領域を設けた構成としてもよいし、両方にＬＤＤ領域およびサイドウォールを設けない構造（図４（Ａ））とすることもできる。また、薄膜トランジスタの構造として上述した構造に限られず、チャネル形成領域が１つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、２つ形成されるダブルゲート構造または３つ形成されるトリプルゲート構造等のマルチゲート構造を用いることができる。また、ボトムゲート構造としてもよいし、チャネル形成領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極を有するデュアルゲート型としてもよい。また、ゲート電極２０５を下方に形成される第１の導電膜２０５ａと上方に形成される第２の導電膜２０５ｂとの積層構造で設ける場合に、当該第１の導電膜２０５ａをテーパー状で形成し、第１の導電膜２０５ａにのみ重なるようにＬＤＤ領域を設ける構造（図４（Ｂ））で設けることもできる。また、ゲート電極２０５を下方に形成される第１の導電膜２０５ａと上方に形成される第２の導電膜２０５ｂとの積層構造で設ける場合に、当該第２の導電膜２０５ｂの側壁に接し且つ第１の導電膜２０５ａの上方に形成されるようにサイドウォールとして機能する絶縁膜２３４を設ける構造（図４（Ｃ））とすることも可能である。
【００６２】
また、センサー部２１８ｃは上述した構成に限られず、半導体膜２０３ｃと導電膜２１６との接続（半導体膜２０３ｃとシリサイド２１５ｃまたは２１５ｄとの接続）でショットキーバリアダイオードが形成される構造ならどのような構造で設けてもよい。
【００６３】
例えば、半導体膜２０３ｃの全面に第１の不純物元素２３１を導入し、当該半導体膜２０３ｃを第１の不純物領域２０６で設けた構造とすることもできる（図５（Ａ））。この場合、第１の不純物領域２０６に導入する不純物元素の濃度を調整することにより、図３に示す半導体膜２０３ｃにおける第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続および第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続の双方にショットキーバリアダイオードが形成される。なお、図４（Ａ）に示す構造は、図２（Ｅ）において、半導体膜２０３ａ、２０３ｃに第３の不純物元素２３３を導入する際に、半導体膜２０３ｃ全体をレジスト２０９で覆い当該半導体膜２０３ｃに第３の不純物元素２３３が導入されないようにすることにより設けることができる。
【００６４】
他にも、半導体膜２０３の第２の領域に第２の不純物元素２３２を導入し、ｎ型の第１の不純物元素が導入された第１の領域２２０ａと、ｐ型の第２の不純物元素が導入された第２の領域２２０ｂとからなる構造とすることもできる（図５（Ｂ））。この場合、図３に示す半導体膜２０３ｃにおける第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。なお、図４（Ｂ）に示す構造は、図２（Ｄ）において、半導体膜２０３ｂに第２の不純物元素２３２を導入する際に、半導体膜２０３ｃの一部にも同時に第２の不純物元素２３２を導入し、図２（Ｅ）において半導体膜２０３ｃに第３の不純物元素２３３を導入しないようにすることにより設けることができる。
【００６５】
また、他にも図２（Ｃ）において、半導体膜２０３ｃをレジスト２２７で覆い、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂに第１の不純物元素２３１を導入し、その後半導体膜２０３ｃの一部（第２の領域２２０ｂ）に第３の不純物元素２３３を導入して第３の不純物領域２１０を形成する構成としてもよい（図１５（Ａ）〜（Ｄ））。つまり、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａは半導体膜２０３ａ、２０３ｂのチャネル形成領域と同様に第１の不純物元素２３１〜第３の不純物元素２３３が導入されていない構造となっている。この場合、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。
【００６６】
また、半導体膜２０３ｃの第２の領域２２０ｂを第２の不純物領域２０８となるように形成してもよい（図１６（Ａ））。具体的には、図１５（Ｂ）において、半導体膜２０３ｃが一部露出するようにレジスト２０７を形成し、半導体膜２０３ｃの一部（第２の領域２２０ｂ）に第２の不純物元素２３２を導入し、図１５（Ｃ）において、半導体膜２０３ｃをレジスト２０９で覆い第３の不純物元素２３３を導入しないようにすることによって設けることができる。この場合も、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。
【００６７】
また、半導体膜２０３ｃの第２の領域２２０ｂを第１の不純物領域２０６となるように形成してもよい（図１６（Ｂ））。具体的には、図１５（Ａ）において、半導体膜２０３ｃが一部露出するようにレジスト２２７を形成し、半導体膜２０３ｃの一部（第２の領域２２０ｂ）に第１の不純物元素２３１を導入し、図１５（Ｃ）において、半導体膜２０３ｃをレジスト２０９で覆い第３の不純物元素２３３を導入しないようにすることによって設けることができる。この場合、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。なお、第１の不純物元素の濃度によっては、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成される場合もある。
【００６８】
また、半導体膜２０３ｃに不純物元素を導入しなくてもよい（図１６（Ｃ））。具体的には、図１５（Ａ）〜（Ｃ）の各工程において、半導体膜２０３ｃをレジストで覆い、第１の不純物元素２３１〜第３の不純物元素２３３を導入しないようにする。この場合、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続および第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成される。
【００６９】
また、センサー部２１８ｃの構造として、他にも図６に示す構造で設けることができる。なお、図６において、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ｂ間の断面の模式図を示している。
【００７０】
図６に示す構造は、基板１０１上に形成された半導体膜１０２と、当該半導体膜１０２を覆うように設けられた絶縁膜１０４と、当該絶縁膜１０４上に形成され且つ半導体膜１０２と電気的に接続する第１の導電膜１２５ａ、第２の導電膜１２５ｂおよび第３の導電膜１２５ｃとを有している。半導体膜１０２は、第１の領域１２２ａ、第２の領域１２２ｂおよび第３の領域１２２ｃが順に接して形成されており、第１の領域１２２ａと第１の導電膜１２５ａとが接続し、第２の領域１２２ｂと第２の導電膜１２５ｂとが接続し、第３の領域１２２ｃと第３の導電膜１２５ｃとが接続している。なお、第１の領域１２２ａと第１の導電膜１２５ａとの接続部１２３ａにおける半導体膜１０２の表面にシリサイドを形成してもよい。また、同様に、第２の領域１２２ｂと第２の導電膜１２５ｂとの接続部１２３ｂおよび第３の領域１２２ｃと第３の導電膜１２５ｃとの接続部１２３ｃにおける半導体膜１０２の表面にシリサイドを形成してもよい。この場合、半導体膜１０２と第１の導電膜１２５ａ、第２の導電膜１２５ｂおよび第３の導電膜１２５ｃはシリサイドを介して接続される。
【００７１】
また、図６に示す構造では、半導体膜１０２の第１の領域１２２ａと第１の導電膜１２５ａとの接続および第３の領域１２２ｃと第３の導電膜１２５ｃとの接続をショットキー障壁が発生（ショットキーバリアダイオードが形成）する接続とし、第２の領域１２２ｂと第２の導電膜１２５ｂとの接続をオーミック接触となるように設ける。そのため、半導体膜１０２にｎ型またはｐ型の不純物元素を導入する際に、第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃに第２の領域１２２ｂより高濃度のｎ型またはｐ型の不純物元素を導入し、第２の領域１２２ｂを第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃより低濃度の不純物領域とする。例えば、半導体膜１０２の全面にｎ型の第１の不純物元素を導入し、その後、第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃとなる領域に選択的にｎ型の第２の不純物元素を導入して不純物領域を形成する。この際、第２の不純物元素として第１の不純物元素より濃度を高くすることにより、第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃには高濃度のｎ型不純物領域（ｎ＋領域）が形成され、第１の領域１２２ａと第３の領域１２２ｃの間に設けられる第２の領域には低濃度のｎ型不純物領域（ｎ−）が形成される。なお、ｎ型不純物元素の代わりにｐ型不純物元素を用いてもよい。
【００７２】
このように、センサー部２１８ｃとして図６に示す構造（４端子法）を採用することによって、第１の導電膜１２５ａ〜第３の導電膜１２５ｃの抵抗等による測定誤差の影響を抑制することができるため、接続部１２３ｂの抵抗（ショットキーバリアダイオード特性）を正確に測定することが可能となる。
【００７３】
本実施の形態で示したように、トランジスタ等の半導体素子と温度センサーとして機能する半導体膜とを同一基板上に設け同一工程で形成することによって、半導体装置の作製工程を簡略化し低コスト化を達成することができる。
【００７４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置に関して図面を参照して説明する。具体的には、アンテナとして機能する導電膜を有する半導体装置に関して説明する。
【００７５】
本発明の半導体装置は、アンテナを設けた構成もとりうる（図７（Ａ））。半導体装置にアンテナとして機能する導電膜を設けることによって、非接触でデータの入出力を行うことが可能となる。非接触でデータの入出力が可能である半導体装置は、その利用の形態によっては、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれている。
【００７６】
アンテナとして機能する導電膜は、トランジスタやセンサー部等が含まれる素子群と同じように同一の基板１０１上に直接作り込んで設けることができる。例えば、基板１０１上に設けられた薄膜トランジスタ２１８ａ、２１８ｂやセンサー部２１８ｃ等が含まれる素子群２４０の上方にアンテナとして機能する導電膜２４２を形成することによって設けることができる（図７（Ｂ））。具体的には、上記図３（Ｅ）まで作製した後に、導電膜２１６を覆うように絶縁膜２４１を形成し、当該絶縁膜２４１上に導電膜２４２を選択的に形成することによって設けることができる。なお、アンテナとして機能する導電膜２４２と素子群２４０に含まれるトランジスタが電気的に接続するように設ける。
【００７７】
導電膜２４２としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等の印刷法等を用いて、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）から選択された元素、また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。例えば、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０度の加熱処理を行って形成する。なお、加熱する際に加圧して圧力を高めてもよい。圧力を高めて熱処理を行うことによって、より導電性の高い導電膜の形成が可能となる。または、スパッタ法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、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度の加熱処理を行うとよい。
【００７８】
絶縁膜２４１としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜からなる単層または積層構造で設けることができる。また、他にも、スピンコート法、蒸着法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。
【００７９】
また、アンテナとして機能する導電膜２４２は、導電膜２１６と同一の層に設けることも可能である。この場合、絶縁膜２４１を設ける必要がなくなるため、プロセスの簡略化および材料の使用量を減らせるため低コスト化が達成できる。具体的には、図３（Ｅ）において、導電膜２１６を形成すると同時にアンテナとして機能する導電膜２４２を形成して設けるか、導電膜２１６を形成した後に続けてアンテナとして機能する導電膜２４２を形成することによって設けることができる。
【００８０】
半導体装置にアンテナを設ける方法として、他にも、トランジスタやセンサー部が含まれる素子群が形成された基板とは別の基板上にアンテナとして機能する導電膜を別途形成した後に、当該素子群と導電膜とを電気的に接続するように貼り合わせて設けることもできる。例えば、基板１０１上に薄膜トランジスタ２１８ａ、２１８ｂおよびセンサー部２１８ｃ等が含まれる素子群２４０を形成し、基板２４３上にアンテナとして機能する導電膜２４２を形成し、当該素子群２４０に含まれるトランジスタと導電膜２４２が電気的に接続するように貼り合わせて設ける（図７（Ｃ））。ここでは、接着性を有する樹脂２４４を用いて貼り合わせを行い、素子群に含まれるトランジスタと導電膜２４２との電気的な接続は、接着性を有する樹脂２４４中に含まれた導電性粒子２４５を介して行うことができる。他にも、トランジスタと導電膜２４２との電気的な接続は、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等の異方性導電性接着剤、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）等の導電性フィルムや半田接合等を用いて行うことも可能である。
【００８１】
このように、半導体装置にアンテナを設けることによって、例えば、半導体装置に設けられたセンサー部２１８ｃで得られた情報等を非接触で外部機器（リーダ／ライタ）に送信することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した半導体装置の構造や形成方法は、本実施の形態でも組み合わせて利用することができるし、本実施の形態で示した構造や形成方法も上記実施の形態でも組み合わせて利用することができる。
【００８３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、トランジスタ、センサー部、記憶素子およびアンテナ等の素子形成層を支持基板上に形成し、その後支持基板から素子形成層を分離することにより半導体装置を作製するについて説明する。
【００８４】
まず、基板７０１の一表面に剥離層７０２を形成し、続けて下地となる絶縁膜７０３および非晶質半導体膜７０４（例えば非晶質珪素を含む膜）を形成する（図８（Ａ））。なお、剥離層７０２、絶縁膜７０３および非晶質半導体膜７０４は、連続して形成することができる。
【００８５】
基板７０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁膜を形成したもの、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いるとよい。このような基板７０１であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板７０１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、本工程では、剥離層７０２は、基板７０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板７０１の全面に剥離層を設けた後に、フォトリソグラフィ法により選択的に設けてもよい。また、基板７０１に接するように剥離層７０２を形成しているが、必要に応じて、基板７０１に接するように下地となる絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に接するように剥離層７０２を形成してもよい。
【００８６】
剥離層７０２は、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造等を用いることができる。金属膜としては、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）から選択された元素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膜を単層又は積層して形成する。また、これらの材料は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。金属膜と金属酸化膜の積層構造としては、上述した金属膜を形成した後に、酸素雰囲気化におけるプラズマ処理、酸素雰囲気化における加熱処理を行うことによって、金属膜表面に当該金属膜の酸化物を設けることができる。例えば、金属膜としてスパッタ法により形成したタングステン膜を設けた場合、タングステン膜にプラズマ処理を行うことによって、タングステン膜表面にタングステン酸化物からなる金属酸化膜を形成することができる。また、この場合、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、Ｘは２〜３であり、Ｘが２の場合（ＷＯ２）、Ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、Ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、Ｘが３の場合（ＷＯ３）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めるとよい。また、プラズマ処理として、例えば上述した高密度プラズマ処理を行ってもよい。また、金属酸化膜の他にも、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。この場合、金属膜に窒素雰囲気下または窒素と酸素雰囲気下でプラズマ処理や加熱処理を行えばよい。
【００８７】
絶縁膜７０３は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層で形成する。下地となる絶縁膜が２層構造の場合、例えば、１層目として窒化酸化珪素膜を形成し、２層目として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜が３層構造の場合、１層目の絶縁膜として酸化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。または、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜は、基板７０１からの不純物の侵入を防止するブロッキング膜として機能する。
【００８８】
半導体膜７０４は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００８９】
次に、非晶質半導体膜７０４を公知の結晶化法（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、結晶質半導体膜を形成する。その後、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にエッチングして、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを形成し、当該半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを覆うようにゲート絶縁膜７０６を形成する（図８（Ｂ））。
【００９０】
結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅの作製工程の一例を以下に簡単に説明すると、まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０〜６０ｎｍの非晶質半導体膜を形成する。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膜上に保持させた後、非晶質半導体膜に脱水素化の処理（５００℃、１時間）と、熱結晶化の処理（５５０℃、４時間）を行って結晶質半導体膜を形成する。その後、必要に応じてレーザ光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いることよって結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを形成する。
【００９１】
レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を形成する場合、連続発振型のレーザビーム（ＣＷレーザビーム）やパルス発振型のレーザビーム（パルスレーザビーム）を用いることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、及びこれらの基本波の第２高調波から第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Ａｒイオンレーザ、またはＴｉ：サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作やモード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせることも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。
【００９２】
また、結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質半導体膜の結晶化を行うと、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膜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、結晶質半導体膜上に、ゲッタリングサイトとして機能する非晶質半導体膜を形成するとよい。ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体膜には、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法で形成するとよい。その後、加熱処理（ＲＴＡ法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等）を行って、非晶質半導体膜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膜を除去する。そうすると、結晶質半導体膜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。
【００９３】
次に、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを覆うゲート絶縁膜７０６を形成する。ゲート絶縁膜７０６は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層して形成する。具体的には、酸化珪素を含む膜、酸化窒化珪素を含む膜、窒化酸化珪素を含む膜を、単層又は積層して形成する。
【００９４】
また、ゲート絶縁膜７０６は、半導体膜７０５ａ〜７０５ｅに対し前述の高密度プラズマ処理を行い、表面を酸化又は窒化することで形成しても良い。例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと、酸素、酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスを導入したプラズマ処理で形成する。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波の導入により行うと、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。この高密度プラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜の表面を酸化又は窒化することができる。
【００９５】
このような高密度プラズマを用いた処理により、１〜２０ｎｍ、代表的には５〜１０ｎｍの絶縁膜が半導体膜に形成される。この場合の反応は、固相反応であるため、当該絶縁膜と半導体膜との界面準位密度はきわめて低くすることができる。このような、高密度プラズマ処理は、半導体膜（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化（若しくは窒化）するため、形成される絶縁膜の厚さは理想的には、ばらつきをきわめて小さくすることができる。加えて、結晶性シリコンの結晶粒界でも酸化が強くされることがないため、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で半導体膜の表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、均一性が良く、界面準位密度が低い絶縁膜を形成することができる。
【００９６】
ゲート絶縁膜は、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁膜のみを用いても良いし、それにプラズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁膜を堆積し、積層させても良い。いずれにしても、高密度プラズマで形成した絶縁膜をゲート絶縁膜の一部又は全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを小さくすることができる。
【００９７】
また、半導体膜に対し、連続発振レーザ若しくは１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザビームを照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜７０５ａ〜７０５ｅは、そのビームの走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを配置し、上記ゲート絶縁層を組み合わせることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高いトランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。
【００９８】
次に、ゲート絶縁膜７０６上に、第１の導電膜と第２の導電膜とを積層して形成する。ここでは、第１の導電膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により、２０〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電膜は、１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電膜と第２の導電膜は、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）、ニオブ（Ｎｂ）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の導電膜と第２の導電膜の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタル膜とタングステン膜、窒化タングステン膜とタングステン膜、窒化モリブデン膜とモリブデン膜等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電膜と第２の導電膜を形成した後に、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、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造を採用するとよい。
【００９９】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極とゲート線を形成するためのエッチング処理を行って、半導体膜７０５ａ〜７０５ｄの上方にゲート電極として機能する導電膜（ゲート電極７０７とよぶことがある）を形成する。
【０１００】
次に、フォトリソグラフィ法により、レジストからなるマスクを形成して、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅに、イオンドープ法また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、ｎ型不純物領域７０８とチャネル形成領域７０９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。
【０１０１】
次に、半導体膜７０５ａ〜７０５ｃおよび７０５ｅの上方にフォトリソグラフィ法によりレジストからなるマスクを形成して、結晶質半導体膜７０５ｄに、ｐ型を付与する不純物元素を添加して、ｐ型不純物領域７１０を形成する。ｐ型を付与する不純物元素は、例えばボロン（Ｂ）を用いる（図８（Ｃ））。
【０１０２】
次に、ゲート絶縁膜７０６とゲート電極７０７を覆うように、絶縁膜を形成する。絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層又は積層して形成する。次に、絶縁膜を、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、ゲート電極７０７の側面に接する絶縁膜７１１（サイドウォールともよばれる）を形成する。また、絶縁膜７１１の作製と同時に、ゲート絶縁膜７０６がエッチングされた絶縁膜７１２ａ〜７１２ｄが形成される。絶縁膜７１１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。
【０１０３】
次に、フォトリソグラフィ法により形成したレジストからなるマスクと、ゲート電極７０７および絶縁膜７１１をマスクとして用いて、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｃ、７０５ｅにｎ型を付与する不純物元素を添加して、第１のｎ型不純物領域７１３（ＬＤＤ領域ともよぶ）と、第２のｎ型不純物領域７１４とを形成する（図８（Ｄ））。第１のｎ型不純物領域７１３が含む不純物元素の濃度は、第２のｎ型不純物領域７１４の不純物元素の濃度よりも低い。なお、半導体膜７０５ｅでは、第１のｎ型不純物領域７１３と第２のｎ型不純物領域７１４が隣接して形成されている。
【０１０４】
なお、ＬＤＤ領域を形成するためには、サイドウォールの絶縁膜をマスクとして用いる手法がある。サイドウォールの絶縁膜をマスクとして用いる手法は、ＬＤＤ領域の幅の制御が容易であり、また、ＬＤＤ領域を確実に形成することができる。
【０１０５】
続いて、ゲート電極７０７、絶縁膜７１１および半導体膜７０５ｅ等を覆うように、絶縁膜を単層または積層して形成する（図８（Ｅ））。絶縁膜は、ＣＶＤ方、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、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、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等により、単層または積層で形成する。例えば、絶縁膜が３層構造の場合、１層目の絶縁膜７１５として酸化珪素を含む膜を形成し、２層目の絶縁膜７１６として樹脂を含む膜を形成し、３層目の絶縁膜７１７として窒化珪素を含む膜を形成するとよい。
【０１０６】
なお、絶縁膜７１５〜７１７を形成する前、または絶縁膜７１５〜７１７のうちの１つまたは複数の薄膜を形成した後に、半導体膜の結晶性の回復や半導体膜に添加された不純物元素の活性化、半導体膜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、レーザアニール法またはＲＴＡ法などを適用するとよい。
【０１０７】
次に、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７１５〜７１７をエッチングして、第２のｎ型不純物領域７１４、ｐ型不純物領域７１０を露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電膜を形成し、当該導電膜を選択的にエッチングして導電膜７１８を形成する。なお、導電膜を形成する前に、コンタクトホールにおいて露出した半導体膜７０５ａ〜７０５ｅの表面にシリサイドを形成してもよい。シリサイドは、上記実施の形態で示したようにコンタクトホールを形成した後に、半導体膜７０５ａ〜７０５ｅの表面に金属膜を形成し、熱処理を行うことによって形成することができる。上記工程を経て、ｎ型の薄膜トランジスタ７５１ａ〜７５１ｃ、ｐ型の薄膜トランジスタ７５１ｄ、センサー部７５１ｅが完成する。
【０１０８】
導電膜７１８は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジウム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）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、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。導電膜７１８は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜とは、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。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜７１８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、アルミニウムやアルミニウムシリコン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膜を形成すると、結晶質半導体膜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し、結晶質半導体膜と良好なコンタクトをとることができる。
【０１０９】
次に、導電膜７１８を覆うように、絶縁膜７１９を形成する（図９（Ａ））。絶縁膜７１９は、ＳＯＧ法、液滴吐出法またはスクリーン印刷法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁膜７１９は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。
【０１１０】
続いて、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７１９をエッチングして、導電膜７１８を露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電膜を形成する。導電膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて、導電性材料により形成する。次に、導電膜をパターン加工して、導電膜７２０ａ〜７２０ｃを形成する。なお、導電膜７２０ａ、７２０ｂは、記憶素子が含む一対の導電膜のうちの一方の導電膜となる。従って、好適には、導電膜７２０ａ、７２０ｂは、チタン、又はチタンを主成分とする合金材料若しくは化合物材料により、単層又は積層で形成するとよい。チタンは、抵抗値が低いため、記憶素子のサイズの縮小につながり、高集積化を実現することができる。また、導電膜７２０ａ〜７２０ｃを形成するためのフォトリソグラフィ工程においては、下層の薄膜トランジスタ７５１ａ〜７５１ｄ、センサー部７５１ｅにダメージを与えないために、ウエットエッチング加工を行うとよく、エッチング剤にはフッ化水素（ＨＦ）又はアンモニア過水を用いるとよい。
【０１１１】
次に、導電膜７２０ａ〜７２０ｃの端部を覆うように、選択的に絶縁膜７２１を形成する。絶縁膜７２１は、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁膜７２１は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。
【０１１２】
次に、導電膜７２０ｃに接し、アンテナとして機能する導電膜７２２を形成する（図９（Ｂ））。導電膜７２２は、ＣＶＤ法、スパッタ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を用いて、導電性材料により形成する。好ましくは、導電膜７２２は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）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、導電膜７２２は、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０度の加熱処理を行って形成する。なお、加熱処理を行う際にあわせて加圧しながら行うと特性のよい導電膜を形成することができるため好ましい。または、スパッタリング法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、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度の加熱処理を行うとよい。
【０１１３】
次に、導電膜７２０ａ、７２０ｂに接するように記憶素子として機能する有機化合物層７２３を形成する（図９（Ｃ））。記憶素子としては、電気的作用、光学的作用又は熱的作用等により、その性質や状態が変化する材料を用いることができる。例えば、ジュール熱による溶融、絶縁破壊等により、その性質や状態が変化し、下部電極と、上部電極とが短絡（ショート）することができる材料を用いればよい。そのため記憶素子に用いる層（ここでは有機化合物層）の厚さは、５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍから６０ｎｍとするとよい。
【０１１４】
ここでは、有機化合物層７２３は、液滴吐出法、スピンコート法、蒸着法、スクリーン印刷法等により形成する。続いて、有機化合物層７２３に接するように、導電膜７２４を形成する。導電膜７２４は、スパッタ法やスピンコート法、液滴吐出法、蒸着法、スクリーン印刷方等により形成する。
【０１１５】
以上の工程を経て、導電膜７２０ａと有機化合物層７２３と導電膜７２４との積層体からなる記憶素子部７２５および導電膜７２０ｂと有機化合物層７２３と導電膜７２４との積層体からなる記憶素子部７２６が完成する。
【０１１６】
なお、上記の作製工程では、有機化合物層７２３の耐熱性が強くないため、アンテナとして機能する導電膜７２２を形成する工程の後に、有機化合物層７２３を形成する工程を行うことを特徴とする。
【０１１７】
有機化合物層に用いる有機材料としては、例えば、４、４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）やフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物等を用いることができる。これら材料は、正孔輸送性の高い物質である。
【０１１８】
また、他にも有機材料として、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。これら材料は、電子輸送性が高い物質である。
【０１１９】
さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等の化合物等を用いることができる。
【０１２０】
またメモリ材料層は単層構造であっても、積層構造であってもよい。積層構造の場合、上記材料から選び、積層構造することができる。また上記有機材料と、発光材料とを積層してもよい。発光材料として、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）等がある。
【０１２１】
また、上記発光材料を分散してなる層を用いてもよい。発光材料分散してなる層において、母体となる材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いることができる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等を用いることができる。
【０１２２】
このような有機材料は、熱的作用等によりその性質を変化させるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃から３００℃、好ましくは８０℃から１２０℃であるとよい。
【０１２３】
また、有機材料や発光材料に金属酸化物を混在させた材料を用いてもよい。なお金属酸化物を混在させた材料とは、上記有機材料又は発酵材料と、金属酸化物とが混合した状態、又は積層された状態を含む。具体的には複数の蒸着源を用いた共蒸着法により形成された状態を指す。このような材料を有機無機複合材料と呼ぶことができる。
【０１２４】
例えば正孔輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物を用いると好ましい。
【０１２５】
また電子輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはリチウム酸化物、カルシウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、マグネシウム酸化物を用いると好ましい。
【０１２６】
メモリ材料層には、電気的作用、光学的作用又は熱的作用により、その性質が変化する材料を用いればよいため、例えば光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることもできる。共役高分子として、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンエチニレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤としては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ６塩等を用いることができる。
【０１２７】
なお、ここでは、記憶素子部７２５、７２６として、有機化合物材料を用いた例を示したが、これに限られない。例えば、結晶状態と非晶質状態の間で可逆的に変化する材料や第１の結晶状態と第２の結晶状態の間で可逆的に変化する材料等の相変化材料を用いることができる。また、非晶質状態から結晶状態にのみ変化する材料を用いることも可能である。
【０１２８】
結晶状態と非晶質状態の間で可逆的に変化する材料とは、ゲルマニウム（Ｇｅ）、テルル（Ｔｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、硫黄（Ｓ）、酸化テルル（ＴｅＯｘ）、Ｓｎ（スズ）、金（Ａｕ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、Ｃｏ（コバルト）及び銀（Ａｇ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ−Ｓ、Ｔｅ−ＴｅＯ２−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｓｅ、Ｇａ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｅ−Ｔｅ−Ｇｅ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ−Ｃｏ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が挙げられる。また、第１の結晶状態と第２の結晶状態の間で可逆的に変化する材料とは、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、セレン（Ｓｅ）及びテルル（Ｔｅ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ａｇ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅが挙げられる。この材料の場合、相変化は２つの異なる結晶状態の間で行われる。また、非晶質状態から結晶状態にのみ変化する材料とは、テルル（Ｔｅ）、酸化テルル（ＴｅＯｘ）、パラジウム（Ｐｄ）、アンチモン（Ｓｂ）、セレン（Ｓｅ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ｔｅ−ＴｅＯ２、Ｔｅ−ＴｅＯ２−Ｐｄ、Ｓｂ２Ｓｅ３／Ｂｉ２Ｔｅ３が挙げられる。
【０１２９】
次に、記憶素子部７２５、７２６、アンテナとして機能する導電膜７２２を覆うように、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、保護膜として機能する絶縁膜７２７を形成する（図９（Ｄ））。絶縁膜７２７は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などの炭素を含む膜、窒化珪素を含む膜、窒化酸化珪素を含む膜、有機材料により形成し、好ましくはエポキシ樹脂により形成する。
【０１３０】
次に、薄膜トランジスタ７５１ａ〜７５１ｄ、センサー部７５１ｅ、記憶素子部７２５および７２６、アンテナとして機能する導電膜７２２等を含む素子形成層７５２を基板７０１から剥離する。ここでは、レーザ光の照射により絶縁膜をエッチングして、開口部７２８、７２９を形成し（図１０（Ａ））、物理的な力を用いて基板７０１から素子形成層７５２を剥離することができる。また、基板７０１から素子形成層７５２を剥離する前に、開口部７２８、７２９にエッチング剤を導入して、剥離層７０２を除去してもよい。エッチング剤は、フッ化ハロゲンまたはハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素（ＣｌＦ３）を使用する。そうすると、素子形成層７５２は、基板７０１から剥離された状態となる。なお、剥離層７０２は、全て除去せず一部分を残存させてもよい。こうすることによって、エッチング剤の消費量を抑え剥離層の除去に要する処理時間を短縮することが可能となる。また、剥離層７０２の除去を行った後にも、基板７０１上に素子形成層７５２を保持しておくことが可能となる。
【０１３１】
素子形成層７５２が剥離された基板７０１は、コストの削減のために、再利用することが好ましい。また、絶縁膜７２７は、剥離層７０２を除去した後に、素子形成層７５２が飛散しないように形成したものである。素子形成層７５２は小さく薄く軽いために、剥離層７０２を除去した後は、基板７０１に密着していないために飛散しやすい。しかしながら、絶縁膜７２７を形成することで、素子形成層７５２に重みが付き、基板７０１からの飛散を防止することができる。また、絶縁膜７２７を形成することで、基板７０１から剥離した素子形成層７５２が応力等により巻かれた形状になることがなく、ある程度の強度を確保することができる。
【０１３２】
ここでは、レーザ光の照射により絶縁膜をエッチングして開口部７２８、７２９を形成した後に、素子形成層７５２の一方の面を、第１のシート材７３０に接着させて基板７０１から完全に剥離する（図１０（Ｂ））。続いて、素子形成層７５２の他方の面に、第２のシート材７３１を設け、その後加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って、第２のシート材７３１を貼り合わせる。また、第２のシート材７３１を設けると同時または設けた後に第１のシート材７３０を剥離し、代わりに第３のシート材７３２を設ける。そして、加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って、第３のシート材７３２を貼り合わせる。そうすると、第２のシート材７３１と第３のシート材７３２により封止された半導体装置が完成する（図１０（Ｃ））。
【０１３３】
なお、第１のシート材７３０と第２のシート材７３１によって封止を行っても良いが、基板７０１から素子形成層７５２を剥離するためのシート材と素子形成層７５２を封止するためのシート材に異なるシート材を用いる場合には、上述したように、第２のシート材７３１と第３のシート材７３２で素子形成層７５２を封止する。これは、例えば、基板７０１から素子形成層７５２を剥離する際に、第１のシート材７３０が素子形成層７５２のみならず基板７０１への接着が懸念される場合等、粘着力が弱いシート材を利用したいときに有効となる。
【０１３４】
封止に用いる第２のシート材７３１、第３のシート材７３２として、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）との積層フィルム等を利用することができる。また、フィルムは、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と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か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、第１のシート材７３０と第２のシート材７３１の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。また、封止後に内部への水分等の侵入を防ぐために封止するシート材にシリカコートを行うことが好ましく、例えば、接着層とポリエステル等のフィルムとシリカコートを積層指せたシート材を利用することができる。
【０１３５】
また、第２のシート材７３１、第３のシート材７３２として、静電気等を防止する帯電防止対策を施したフィルム（以下、帯電防止フィルムと記す）を用いることもできる。帯電防止フィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が設けられた面をフィルムの内側になるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に設けてあればよい。ここでの帯電防止可能な材料としては、金属、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）、両性界面活性剤や陽イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤等の界面活性剤用いることができる。また、他にも帯電防止材料として、側鎖にカルボキシル基および４級アンモニウム塩基をもつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料等を用いることができる。これらの材料をフィルムに貼り付けたり、練り込んだり、塗布することによって帯電防止フィルムとすることができる。帯電防止フィルムで封止を行うことによって、商品として取り扱う際に、外部からの静電気等によって半導体素子に悪影響が及ぶことを抑制することができる。
【０１３６】
なお、特に封止処理が必要ない場合には、図１０（Ｂ）に示した構造で完成させることも可能である。また、封止処理は、基板７０１または絶縁膜７２７のどちらか一方の面の封止を選択的に行ってもよい。
【０１３７】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した材料や形成方法は、本実施の形態でも組み合わせて利用することができるし、本実施の形態で示した材料や形成方法も上記実施の形態でも組み合わせて利用することができる。
【０１３８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、非接触でデータの入出力が可能である半導体装置の適用例に関して図面を参照して以下に説明する。非接触でデータの入出力が可能である半導体装置は、その利用の形態によっては、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれている。
【０１３９】
本実施の形態で示す半導体装置９０は、演算処理回路８１、検出部８２、記憶部８３およびアンテナ８４等が設けられており、アンテナ８４を介して非接触で外部の機器（例えば、リーダ／ライタ８０）とデータを交信する機能を有している（図１１）。
【０１４０】
演算処理回路８１は、リーダ／ライタ８０から入力された信号に従って、検出部８２または記憶部８３とデータの入出力を行う。例えば、検出部８２で検出されたデータの抽出、当該データの記憶部８３への書き込みまたは記憶部８３に書き込まれたデータの読み込み等を行う。そして、検出部８２で検出されたデータ等に基づいて演算処理を行い、その結果をリーダ／ライタ８０に出力する。
【０１４１】
検出部８２は、少なくとも上記実施の形態で示したいずれかの構造で設けられたセンサー部を有しており、温度特性を物理的手段により検出することができる。なお、温度センサー以外にも他のセンサー部を設けることにより、圧力、流量、光、磁気、音波、加速度、湿度、気体成分、液体成分等の特性を物理的又は化学的手段により検出することができる。また、検出部８２は、物理量または化学量を検出する検出素子８５と当該検出素子８５で検出された物理量または化学量を電気信号等の適切な信号に変換する検出制御回路８６とを有している。検出素子８５としては、抵抗素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオード等で形成することができる。なお、検出部８２は複数設けてもよく、この場合、複数の物理量または化学量を同時に検出することが可能である。
【０１４２】
また、ここでいう物理量とは、温度、圧力、流量、光、磁気、音波、加速度、湿度等を指し、化学量とは、ガス等の気体成分やイオン等の液体成分等の化学物質等を指す。化学量としては、他にも、血液、汗、尿等に含まれる特定の生体物質（例えば、血液中に含まれる血糖値等）等の有機化合物も含まれる。特に、化学量を検出しようとする場合には、必然的にある特定の物質を選択的に検出することになるため、あらかじめ検出素子８５に検出したい物質と選択的に反応する物質を設けておく。例えば、生体物質の検出を行う場合には、検出素子８５に検出させたい生体物質と選択的に反応する酵素、抗体分子または微生物細胞等を高分子等に固定化して設けておくことが好ましい。
【０１４３】
記憶部８３は、検出部８２によって検出されたデータ等を記憶させることが可能であり、データが記憶される記憶素子８７と当該記憶素子８７へのデータの書き込みや読み込み等の制御を行う制御回路８８とを有している。なお、記憶部８３は１つに限定されず、複数であっても良く、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＦｅＲＡＭまたは有機メモリ等を用いることができる。また、これらを組み合わせて設けることもできる。なお、有機メモリとは、一対の電極間に有機化合物を有する層を挟んで設けたものをいう。有機メモリは、小型化、薄膜化および大容量化を同時に実現することができるため、記憶部８３を有機メモリで設けることにより、半導体装置の小型化、軽量化を達成することができる。
【０１４４】
次に、リーダ／ライタ８０と半導体装置９０とのデータの入出力に関して簡単に説明する。まず、リーダ／ライタ８０から電磁波として送られてきた信号は、アンテナ８４において交流の電気信号に変換される。そして、電源回路９１において、交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、各回路へ電源電圧を供給する。復調回路９２では、交流の電気信号を復調し、演算処理回路８１に供給する。演算処理回路８１では、入力された信号に従って各種演算処理を行い検出部８２や記憶部８３等に命令を下し、データの入出力を行う。そして、演算処理回路８１から変調回路９３に検出部８２で検出されたデータが送られ、変調回路９３から当該データに従ってアンテナ８４に負荷変調を加える。リーダ／ライタ８０は、アンテナ８４に加えられた負荷変調を電磁波で受け取ることにより、結果的にデータを読み取ることが可能となる。
【０１４５】
なお、本実施の形態で示す半導体装置９０は、各回路への電源電圧の供給を、電源（バッテリ９４）を設けずに電磁波により行うタイプとしてもよいし、バッテリ９４を設けることによりバッテリ９４により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよいし、バッテリ９４を設けて電磁波とバッテリ９４により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよい。半導体装置にバッテリを設けない場合は、バッテリの交換も不要となるため半導体装置の低コスト化を実現することができる。
【０１４６】
また、上記実施の形態で示したように、可撓性を有する基板を用いて半導体装置を形成することによって、折り曲げることが可能な半導体装置を得ることが可能となるため、曲面を有する物体に貼り付けて設けることが可能となる。
【０１４７】
次に、可撓性を有し、非接触でデータの入出力が可能な半導体装置の使用形態の一例について説明する。表示部３２１０を含む携帯端末の側面には、リーダ／ライタ３２００が設けられ、品物３２２０の側面には半導体装置３２３０が設けられる（図１３（Ｂ））。品物３２２０が含む半導体装置３２３０にリーダ／ライタ３２００をかざすと、表示部３２１０に品物の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴等、更に商品の説明等の商品に関する情報が表示される。また、商品３２６０をベルトコンベアにより搬送する際に、リーダ／ライタ３２００と、商品３２６０に設けられた半導体装置３２５０を用いて、該商品３２６０の検品を行うことができる（図１３（Ｃ））。このように、システムに半導体装置を活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。また、上記実施の形態で示したように、曲面を有する物体に貼り付けた場合であっても、半導体装置に含まれるトランジスタ等の損傷を防止し、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【０１４８】
また、上述した非接触データの入出力が可能である半導体装置における信号の伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式またはマイクロ波方式等を用いることができる。伝送方式は、実施者が使用用途を考慮して適宜選択すればよく、伝送方式に伴って最適なアンテナを設ければよい。
【０１４９】
例えば、半導体装置における信号の伝送方式として、電磁結合方式または電磁誘導方式（例えば１３．５６ＭＨｚ帯）を適用する場合には、磁界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとして機能する導電膜を輪状（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）に形成する。
【０１５０】
また、半導体装置における信号の伝送方式として、マイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）、２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電層の長さ等の形状を適宜設定すればよく、例えば、アンテナとして機能する導電膜を線状（例えば、ダイポールアンテナ（図１４（Ａ）））、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ（図１４（Ｂ）））またはリボン型の形状（図１４（Ｃ）、（Ｄ））等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。
【０１５１】
アンテナとして機能する導電膜は、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材料により形成する。導電性材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）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、単層構造又は積層構造で形成する。
【０１５２】
例えば、スクリーン印刷法を用いてアンテナとして機能する導電膜を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電膜の形成にあたり、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。例えば、導電性のペーストの材料として、銀を主成分とする微粒子（例えば粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）を用いる場合、１５０〜３００℃の温度範囲で焼成することにより硬化させて導電膜を得ることができる。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよく、この場合は粒径２０μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。はんだや鉛フリーはんだは、低コストであるといった利点を有している。
【０１５３】
また、上述した材料以外にも、セラミックやフェライト等をアンテナに適用してもよいし、他にもマイクロ波帯において誘電率および透磁率が負となる材料（メタマテリアル）をアンテナに適用することも可能である。
【０１５４】
また、電磁結合方式または電磁誘導方式を適用する場合であって、アンテナを備えた半導体装置を金属に接して設ける場合には、当該半導体装置と金属との間に透磁率を備えた磁性材料を設けることが好ましい。アンテナを備えた半導体装置を金属に接して設ける場合には、磁界の変化に伴い金属に渦電流が流れ、当該渦電流により発生する反磁界によって、磁界の変化が弱められて通信距離が低下する。そのため、半導体装置と金属との間に透磁率を備えた材料を設けることにより金属の渦電流を抑制し通信距離の低下を抑制することができる。なお、磁性材料としては、高い透磁率を有し高周波損失の少ないフェライトや金属薄膜を用いることができる。
【０１５５】
また、アンテナを設ける場合には、１枚の基板上にトランジスタ等の半導体素子とアンテナとして機能する導電膜を直接作り込んで設けてもよいし、半導体素子とアンテナとして機能する導電膜を別々の基板上に設けた後に、電気的に接続するように貼り合わせることによって設けてもよい。
【０１５６】
なお、上述した以外にも可撓性を有する半導体装置の用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、半導体装置２０を紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図１２を用いて説明する。
【０１５７】
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す（図１２（Ａ））。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す（図１２（Ｂ））。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す（図１２（Ｃ））。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す（図１２（Ｄ））。書籍類とは、書物、本等を指す（図１２（Ｅ））。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指す（図１２（Ｆ））。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す（図１２（Ｇ））。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す（図１２（Ｈ））。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話機等を指す。
【０１５８】
紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等に半導体装置を設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等に半導体装置を設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。半導体装置の設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。可撓性を有する半導体装置を用いることによって、紙等に設けた場合であっても、上記実施の形態で示した構造を有する半導体装置を用いて半導体装置を設けることにより、当該半導体装置に含まれる素子の破損等を防止することができる。
【０１５９】
本発明の半導体装置は、上記実施の形態で示したようにセンサー部を設けることによって、温度等の物理量または化学量を検出することができる。そのため、人間や動物等に上述した半導体装置を携帯させることによって、生体情報や健康状態等の様々な情報を場所を問わず簡単に知ることが可能となる。また、半導体装置の携帯の方法としては、人間を例に挙げると体の表面に貼り付けて設ける方法や人体に埋め込んで設ける方法等が考えられるが、検出したい物理量や化学量を考慮して適宜個人が選択して設ければよい。以下に、本発明の半導体装置の使用形態の具体例について図面を参照して説明する。
【０１６０】
上記実施の形態で示した温度を検出する素子を含む半導体装置５０２を動物５０１に埋め込み、動物５０１付近に設けられたえさ箱等にリーダ／ライタ５０３を設ける（図１３（Ａ））。そして、リーダ／ライタ５０３を用いて、半導体装置５０２により検出される動物５０１の体温等の情報を定期的に読み取ることにより、動物５０１の健康状態を監視し管理することができる。この場合、あらかじめ、半導体装置５０２に識別番号を記憶させておくことにより複数の動物を同時に管理することができる。
【０１６１】
また、上記実施の形態で示した温度を検出する素子を含む半導体装置５０６を食品５０５に設け、包装紙や陳列棚にリーダ／ライタ５０７を設ける（図１１（Ｂ））。そして、リーダ／ライタ５０７を用いて、半導体装置５０６により検出される情報を定期的に読み取ることにより、食品５０５の鮮度を管理することができる。
【０１６２】
また、上記実施の形態で示した温度を検出する素子や光を検出する素子を含む半導体装置５１２を植物５１１に設け、植物５１１の植木鉢等にリーダ／ライタ５１３を設ける（図１３（Ｃ））。そして、リーダ／ライタ５１３を用いて、半導体装置５１２により検出される情報を定期的に読み取ることで、日照時間の情報を得ると共に、花の開花時期や出荷時期の情報を正確に予想することができる。特に、光を検出する素子を含む半導体装置５１２においては、同時に太陽電池を設けることによって、リーダ／ライタ５１３からの電磁波による電力供給とあわせて、外部からの光によって半導体装置５１２に電力を供給することが可能となる。太陽電池は、検出素子と併用させて設けてもよいし、検出素子とは別に設けてもよい。
【０１６３】
また、上記実施の形態で示した温度を検出する素子や圧力を検出する素子を含む半導体装置５１５を人体の腕に貼り付けるかもしくは埋め込んで設ける（図１１（Ｄ））。そして、リーダ／ライタを用いて、半導体装置５１５により検出される情報を読み取れば、体温、血圧、脈拍等の情報を得ることができる。
【０１６４】
また、温度を検出する素子を含む半導体装置５１６を耳たぶに埋め込む（図１１（Ｅ））。そして、リーダ／ライタを用いて、半導体装置５１６により検出される情報を読み取れば、体温の情報を得ることができる。また、安息の状態で測定する体温を基礎体温とよぶが、この基礎体温には一定のリズムがあり、測定結果により、自分自身の体調を把握することができる。基礎体温は、目を覚ましたら、動かずにそのままの状態で測定しなければならず、好ましくは、口中の舌下で５分間測定する。つまり、基礎体温を測定するには、基礎体温計を清潔に保ちつつ、毎日口中に入れて測定するという煩雑さがある。しかしながら、本発明の半導体装置５１７を口中に埋め込んでおけば、基礎体温計を使用する必要がなくなり、毎日口にリーダ／ライタをかざせば、体温を測定することができる（図１１（Ｅ））。
【０１６５】
このように、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類に半導体装置を設けることにより、偽造や盗難を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物にセンサーを備えた半導体装置を埋め込むことによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん現在の体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。
【０１６６】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した材料や形成方法は、本実施の形態でも組み合わせて利用することができるし、本実施の形態で示した材料や形成方法も上記実施の形態でも組み合わせて利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図４】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図５】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図６】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１６８】
１０１ 基板
１０２ 半導体膜
１０２ａ 第１の領域
１０２ｂ 第２の領域
１０３ａ 接続部
１０３ｂ 接続部
１０４ 絶縁膜
１０５ａ 第１の導電膜
１０５ｂ 第２の導電膜
１２２ａ 第１の領域
１２２ｂ 第２の領域
１２２ｃ 第３の領域
１２３ａ 接続部
１２３ｂ 接続部
１２３ｃ 接続部
１２５ａ 第１の導電膜
１２５ｂ 第２の導電膜
１２５ｃ 第３の導電膜
２０１ 基板
２０２ 絶縁膜
２０３ 半導体膜
２０３ａ 半導体膜
２０３ｂ 半導体膜
２０３ｃ 半導体膜
２０４ ゲート絶縁膜
２０５ ゲート電極
２０５ａ 第１の導電膜
２０５ｂ 第２の導電膜
２０６ 第１の不純物領域
２０７ レジスト
２０８ 第２の不純物領域
２０９ レジスト
２１０ 第３の不純物領域
２１１ 絶縁膜
２１２ 絶縁膜
２１３ 開口部
２１４ 金属膜
２１５ａ シリサイド
２１５ｂ シリサイド
２１５ｃ シリサイド
２１５ｄ シリサイド
２１６ 導電膜
２１７ａ 接続部
２１７ｂ 接続部
２１７ｃ 接続部
２１７ｄ 接続部
２１８ａ 薄膜トランジスタ
２１８ｂ 薄膜トランジスタ
２１８ｃ センサー部
２２０ａ 第１の領域
２２０ｂ 第２の領域
２２７ レジスト
２３０ 素子群
２３１ 第１の不純物元素
２３２ 第２の不純物元素
２３３ 第３の不純物元素
２３４ 絶縁膜
２４０ 素子群
２４１ 絶縁膜
２４２ 導電膜
２４３ 基板
２４４ 樹脂
２４５ 導電性粒子
５０１ 動物
５０２ 半導体装置
５０３ リーダ／ライタ
５０５ 食品
５０６ 半導体装置
５０７ リーダ／ライタ
５１１ 植物
５１２ 半導体装置
５１３ リーダ／ライタ
５１５ 半導体装置
５１６ 半導体装置
５１７ 半導体装置
７０１ 基板
７０２ 剥離層
７０３ 絶縁膜
７０４ 半導体膜
７０５ａ 半導体膜
７０５ｂ 半導体膜
７０５ｃ 半導体膜
７０５ｄ 半導体膜
７０５ｅ 半導体膜
７０６ ゲート絶縁膜
７０７ ゲート電極
７０８ ｎ型不純物領域
７０９ チャネル形成領域
７１０ ｐ型不純物領域
７１１ 絶縁膜
７１２ａ 絶縁膜
７１２ｂ 絶縁膜
７１２ｃ 絶縁膜
７１２ｄ 絶縁膜
７１３ 第１のｎ型不純物領域
７１４ 第２のｎ型不純物領域
７１５ 絶縁膜
７１６ 絶縁膜
７１７ 絶縁膜
７１８ 導電膜
７１９ 絶縁膜
７２０ａ 導電膜
７２０ｂ 導電膜
７２０ｃ 導電膜
７２１ 絶縁膜
７２２ 導電膜
７２３ 有機化合物層
７２４ 導電膜
７２５ 記憶素子部
７２６ 記憶素子部
７２７ 絶縁膜
７２８ 開口部
７２９ 開口部
７３０ 第１のシート材
７３１ 第２のシート材
７３２ 第３のシート材
７５１ａ 薄膜トランジスタ
７５１ｂ 薄膜トランジスタ
７５１ｃ 薄膜トランジスタ
７５１ｄ 薄膜トランジスタ
７５１ｅ センサー部
７５２ 素子形成層
２０ 半導体装置
８０ リーダ／ライタ
８１ 演算処理回路
８２ 検出部
８３ 記憶部
８４ アンテナ
８５ 検出素子
８６ 検出制御回路
８７ 記憶素子
８８ 制御回路
９０ 半導体装置
９１ 電源回路
９２ 復調回路
９３ 変調回路
９４ バッテリ
３２１０ 表示部
３２００ リーダ／ライタ
３２２０ 品物
３２３０ 半導体装置
３２４０ リーダ／ライタ
３２５０ 半導体装置
３２６０ 商品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の作製方法に関し、特に好適には温度センサーを有する半導体装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個々の対象物にＩＤ（個体識別番号）を与えることで、その対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。その中でも、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような半導体装置として、例えば、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる）等が企業内、市場等で導入され始めている。
【０００３】
また、これらの半導体装置に温度センサー等の各種センサーを商品等に設けることにより、当該商品の様々な情報を管理する試みが行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、半導体装置に設ける温度センサーとしては、抵抗の温度変化を利用したサーミスタがよく利用されている。
【特許文献１】特開２００３−１４５７２号公報
【特許文献２】特開２００５−８７１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サーミスタはセラミックス半導体の抵抗変化を利用したものであるが、作製するためには高い温度で熱処理を行って焼き固める必要がある。そのため、温度センサーとしてサーミスタを設ける場合には、低温プロセスでの作製は困難であり、例えば、ガラス等の耐熱温度の低い基板上にトランジスタ等と同時に作り込んで設けることは困難であった。
【０００５】
本発明は上記問題を鑑み、基板上にトランジスタ等の半導体素子とセンサーとを作り込んで設ける場合に、同一工程で作製することにより得られる半導体装置およびその作製方法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】
【０００６】
本発明の半導体装置は、同一基板上に形成された、第１の領域および当該第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、第３の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域、第２の領域および第３の領域に不純物元素が導入されており、第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域および当該第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、第３の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域、第２の領域、第３の領域およびＬＤＤ領域に不純物元素が導入されており、第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第１の領域または第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。また、第１の領域または第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、且つ、他方は、ＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域および当該第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、第３の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域と前記第２の領域の一方に含まれる不純物元素の濃度はチャネル領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、第１の領域と第２の領域の他方に含まれる不純物元素の濃度は第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。なお、上記構成において、チャネル領域は不純物元素を含まない真性半導体で設けてもよいし、あらかじめチャネル領域に不純物のドープを行うことにより微量の不純物元素を導入しておくことも可能である。
【００１０】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第１の半導体膜はシリコン膜であり、シリコン膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分におけるシリコン膜の表面にシリサイドが形成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、第２の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域と第２の領域に不純物元素が導入されており、第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、第２の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域と第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なり、且つ第１の領域とＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度が同じであることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、第１の半導体膜および第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、且つ第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、第２の領域に電気的に接続する第３の導電膜と、第１の半導体膜と第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、第１の領域はチャネル領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、第１の領域と第２の領域の他方は第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴としている。なお、上記構成において、チャネル領域は不純物元素を含まない真性半導体で設けてもよいし、あらかじめチャネル領域に不純物のドープを行うことにより微量の不純物元素を導入しておくことも可能である。
【００１４】
また、本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、第２の半導体膜の上方にゲート絶縁膜を介してゲート電極を選択的に形成し、第１の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、第１の半導体膜の一部とゲート電極に覆われていない第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、第１の半導体膜に第２の不純物領域を形成し且つ第２の半導体膜にチャネル領域とソース領域またはドレイン領域とを形成し、第１の半導体膜、第２の半導体膜、ゲート電極を覆うように層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の半導体装置の他の作製方法は、基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、第２の半導体膜の上方にゲート絶縁膜を介してゲート電極を選択的に形成し、ゲート電極をマスクとして第１の半導体膜と第２の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、ゲート電極の側壁に絶縁膜を形成し、第１の半導体膜の一部とゲート電極または絶縁膜に覆われていない第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、第１の半導体膜に第２の不純物領域を形成し且つ第２の半導体膜にチャネル領域、ＬＤＤ領域およびソース領域またはドレイン領域を形成し、第１の半導体膜、第２の半導体膜、ゲート電極および絶縁膜を覆うように層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の他の作製方法は、上記構成において、第１の半導体膜および第２の半導体膜としてシリコン膜を用い、開口部に選択的に導電膜を形成する前に、開口部に金属膜を形成して熱処理を行うことにより、開口部から露出した第１の半導体膜および第２の半導体膜の表面にシリサイドを形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
トランジスタ等の半導体素子と温度センサーとして機能する半導体膜とを同一基板上に設け同一工程で形成することによって、半導体装置の作製工程を簡略化し低コスト化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００１９】
はじめに、図１を用いて本発明の半導体装置の一例について図面を参照して説明する。具体的には、半導体装置に設けられた温度を検出するセンサー部に関して説明する。なお、図１において、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ｂ間の断面の模式図を示している。
【００２０】
本発明の半導体装置は、基板１０１上に形成された半導体膜１０２と、当該半導体膜１０２を覆うように設けられた絶縁膜１０４と、当該絶縁膜１０４上に形成され且つ半導体膜１０２と電気的に接続する第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとを少なくとも有している。半導体膜１０２は、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとを有しており、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとが電気的に接続し、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとが電気的に接続している。なお、図１に示す半導体装置において、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部１０３ａと第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部１０３ｂの一方または両方にシリサイドが設けられた構成とすることが好ましい。この場合、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａまたは第２の導電膜１０５ｂは、シリサイドを介して接続される。
【００２１】
基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いる事ができる。また、Ｓｉ等の半導体基板を用いてもよい。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックやアクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能であり、このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限が無いため、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることが可能となる。このような利点は円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、基板の表面を、あらかじめ研磨処理等により平坦化しておいてもよい。
【００２２】
半導体膜１０２としては、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体で形成することができる。また多結晶半導体や単結晶半導体を用いていても良い。セミアモルファス半導体は、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。
【００２３】
絶縁膜１０４としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜、スピンコート法や液滴吐出法やスクリーン印刷法等により形成された、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン材料とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む材料に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、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。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【００２４】
第１の導電膜１０５ａ、第２の導電膜１０５ｂとしては、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷法、液滴吐出法またはディスペンサ法等により形成された、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジウム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層構造または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばＣとＴｉを含有したＡｌ合金、Ｎｉを含有したＡｌ合金、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金、ＣとＭｎを含有したＡｌ合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、例えば、ＡｌをＴｉで挟んで積層（Ｔｉ膜とＡｌ膜とＴｉ膜を順に積層）させることによって設けることができる。
【００２５】
半導体膜１０２にシリサイドを設ける場合には、半導体膜１０２としてシリコン（Ｓｉ）を含んだ半導体膜を用い、当該半導体膜とニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属との化合物で設けることができる。
【００２６】
また、図１に示す半導体装置では、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部１０３ａまたは第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部１０３ｂのいずれか一方（ここでは第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａ）の接続において、ショットキー障壁が発生（ショットキーバリアダイオードが形成）する接続とし、他方（ここでは第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂ）の接続部ではオーミック接触となるように設ける。なお、ここでいうオーミック接触とは、半導体膜に不純物領域を導入することによって、ショットキー障壁の厚さを薄くし、キャリアがトンネル効果により自由に通過できる状態を含む。
【００２７】
また、ショットキー障壁が発生する接続とするために、金属材料やシリサイド材料の仕事関数φｍと半導体の電子親和力χを考慮して、上記第１の導電膜１０５ａ、１０５ｂ、シリサイドの材料を選択する。半導体膜としてｎ型の半導体を用いる場合には、金属材料やシリサイド材料の仕事関数φｍが半導体の電子親和力χより大きくなるように（φｍ＞χ）材料を選択することが好ましく、例えば、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらのシリサイドを用いることが好ましい。また、半導体膜としてｐ型の半導体を用いる場合には、金属材料やシリサイド材料の仕事関数φｍが半導体の電子親和力χとエネルギーギャップＥｇ／ｑより小さくなるように（φｍ＜χ＋Ｅｇ／ｑ）材料を選択することが好ましい。また、オーミック接触とする場合には、上述した関係と逆になるように材料を選択するか、不純物元素の導入量を増やすことによりショットキー障壁の厚さを薄くすることによりキャリアがトンネル効果により自由に通過できるようにする。
【００２８】
本発明では、半導体膜と導電膜との接続部に形成されたショットキーバリアダイオードを温度センサーとして用いる。具体的には、半導体膜の表面に金属膜または金属シリサイドを形成して、その部分にショットキーバリアダイオードを意図的に形成し（ショットキー障壁を発生させ）、周囲の温度変化に応じて変化するショットキーバリアダイオードの抵抗値の変化を電気的に検出することによって温度センサーとして機能させる。ショットキーバリアダイオードを温度センサー部として用いた場合には、ショットキーバリアダイオードに逆方向バイアスを加えたときに流れる逆方向電流が温度に依存して変化することを利用することができる。特に、ショットキーバリアダイオードでは、逆方向にバイアスを加えたときに、当該バイアス電圧に対する逆方向電流の依存性が弱いため、仮に、測定時にバイアス電圧がふらついても逆方向電流のふらつきが小さく、温度に応じて変化する電流値を安定して測定することが可能である。
【００２９】
図１に示すように、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとの接続において、一方をショットキー障壁が発生する接続とし、他方をオーミック接触とするために、一方の領域にのみ不純物領域を形成する。具体的には、半導体膜１０２における第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂのどちらか一方にだけ不純物元素を導入することにより、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂの一方を不純物領域とし、他方を真性領域とする。例えば、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続をショットキー障壁が発生する接続とし、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続をオーミック接触とする場合には、第２の領域１０２ｂにのみｎ型（またはｐ型）を示す不純物元素を導入し、第１の領域１０２ａには不純物元素の導入を行わない。
【００３０】
また、他にも、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとの接続において、一方をショットキー障壁が発生する接続とし、他方をオーミック接触とするために、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとに含まれる不純物元素の濃度が異なるように設けてもよい。具体的には、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂにそれぞれｎ型（またはｐ型）の不純物元素を異なる濃度で導入することにより、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂの各々に異なる濃度の不純物領域を形成する。例えば、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続をショットキー障壁が発生する接続とし、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続をオーミック接触とする場合には、第２の領域１０２ｂに第１の領域１０２ａより高濃度のｎ型（またはｐ型）を示す不純物元素を導入し、第１の領域１０２ａを第２の領域１０２ｂより低濃度のｎ型（またはｐ型）不純物領域（ｎ−領域（またはｐ−領域））とする。なお、低濃度の不純物領域とは、高濃度の不純物領域と比較して半導体膜に含まれる不純物元素の濃度が小さいことをいう。
【００３１】
なお、第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとに不純物領域を形成する場合、半導体膜の不純物領域と導電膜との接続において、ショットキー障壁が発生する接続とするかオーミック接触とするかは、半導体膜に導入する不純物元素の濃度を調整することにより制御することができる。具体的には、前述したように、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には低濃度の不純物元素を導入し、オーミック接触とする領域にはショットキー障壁を発生させる領域に導入する不純物より高濃度の不純物元素を導入する。例えば、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には、Ｐ（リン）を１×１０１７ｃｍ−３未満またはＢ（ボロン）を１×１０１８ｃｍ−３未満の濃度で導入し、オーミック接触とする領域にはそれ以上の濃度で導入することが好ましい。
【００３２】
また、図１に示す半導体装置では、半導体膜１０２と第１の導電膜１０５ａおよび第２の導電膜１０５ｂとの接続において、一方の接続にショットキー障壁が発生する接続とし、他方の接続がオーミック接触となるように設けた構成としたが、これに限られず両方の接続をショットキー障壁が発生する接続とすることも可能である。この場合、半導体膜１０２の第２の領域１０２ｂに第１の領域１０２ａと同一の濃度のｎ型またはｐ型の不純物を導入して不純物領域を形成することによって、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部および第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部でショットキーバリアダイオードを設ける構成とすることができる。また、他にも、半導体膜１０２の第１の領域１０２ａおよび第２の領域１０２ｂに不純物元素を導入せずに真性半導体とすることによって、第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａとの接続部および第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続部でショットキーバリアダイオードを設ける構成とすることができる。
【００３３】
このように、基板上に設けられた半導体膜と導電膜との接続部にショットキーバリアダイオードを形成し、観測対象物から放射される赤外線を、例えば基板１０１の下側から半導体膜１０２（より詳しくは、第１の領域１０２ａ）で受光し、受光した赤外線の強さに応じて変化するショットキーバリアダイオードの抵抗値の変化を電気的に検出することによって、周囲の温度変化を測定することができる。
【００３４】
なお、図１では基板１０１上に形成された半導体膜１０２を用いた例を示したが、半導体膜１０２に代えて、基板１０１としてシリコン等の半導体基板を用い、当該半導体基板に第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂを作り込んで設けてもよい。この場合には、半導体基板に形成された第１の領域１０２ａと第１の導電膜１０５ａ、第２の領域１０２ｂと第２の導電膜１０５ｂとの接続の少なくとも一方をショットキー障壁が発生する接続とする。半導体基板としては、不純物元素が導入されていない真性半導体を用いてもよいし、不純物元素を導入した不純物半導体を用いてもよい。不純物元素を導入した不純物半導体を用いる場合には、上述したように導入する不純物元素の濃度を調整することによりショットキー障壁が発生する接続とするかオーミック接触とするかを制御する。具体的には、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には低濃度の不純物元素を導入し、オーミック接触とする領域にはショットキー障壁を発生させる領域に導入する不純物より高濃度の不純物元素を導入し、例えば、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には、Ｐ（リン）を１×１０１７ｃｍ−３未満またはＢ（ボロン）を１×１０１８ｃｍ−３未満の濃度で導入し、オーミック接触とする領域にはそれ以上の濃度で導入することが好ましい。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、トランジスタおよび上述したセンサー部を有する半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、トランジスタとセンサー部を同一基板上に形成する方法に関して説明する。
【００３６】
まず、基板２０１上に絶縁膜２０２を形成し、当該絶縁膜２０２上に半導体膜２０３を形成する（図２（Ａ））。
【００３７】
基板２０１としては、ガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いる事ができる。また、Ｓｉ等の半導体基板を用いてもよい。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックやアクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能であり、このような基板であれば、その面積や形状、大きな制限が無いため、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることが可能となる。このような利点は円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、基板の表面を、あらかじめ研磨処理等により平坦化しておいてもよい。
【００３８】
絶縁膜２０２としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜２０２を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜で設け、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜２０２を３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。このように、下地膜として機能する絶縁膜２０２を形成することによって、基板２０１からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜２０３中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００３９】
半導体膜２０３としては、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。セミアモルファス半導体は、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。
【００４０】
セミアモルファス半導体は、珪素を含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＧｅＦ４を混合させても良い。この珪素を含む気体をＨ２、または、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ、基板加熱温度は３００℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下とする。ここでは、スパッタ法、ＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、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などの結晶化法により結晶化させる。また、他にも、ＤＣバイアスを印加して熱プラズマを発生することにより、当該熱プラズマを半導体膜に作用させることによって半導体膜の結晶化を行うことも可能である。なお、あらかじめ半導体膜２０３にチャネルドープとして微量のリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）等の不純物元素を導入しておいてもよい。チャネルドープとは、チャネル領域へ不純物を導入することをいう。
【００４１】
次に、半導体膜２０３を選択的にエッチングすることにより島状の半導体膜２０３ａ〜２０３ｃを形成し、当該半導体膜２０３ａ〜２０３ｃを覆うようにゲート絶縁膜２０４を形成する（図２（Ｂ））。
【００４２】
ゲート絶縁膜２０４としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。また、他にも半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または酸素と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下）または窒素雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行い、当該半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの表面を酸化処理または窒化処理することによって、ゲート絶縁膜を形成することもできる。また、プラズマ処理として高周波（マイクロ波等）を用いて高密度（好ましくは、１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下）、且つ低電子温度（好ましくは０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下）の条件下（以下、「高密度プラズマ処理」）で行うことが好ましい。高密度プラズマ処理により半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに酸化処理または窒化処理を行うことによって形成されるゲート絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された絶縁膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を有している。
【００４３】
次に、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの上方にゲート絶縁膜２０４を介してゲート電極２０５を選択的に形成し、当該ゲート電極２０５をマスクとして半導体膜２０３ａ、半導体膜２０３ｂおよび半導体膜２０３ｃにｎ型またはｐ型の第１の不純物元素２３１を導入して第１の不純物領域２０６を選択的に形成する（図２（Ｃ））。ここでは、第１の不純物元素２３１として、ｎ型を示す不純物元素を導入することによって、ｎ型を示す第１の不純物領域２０６を形成する。ｎ型を示す不純物元素として、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。
【００４４】
ゲート電極２０５としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、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）、ニオブ（Ｎｂ）等から選択された元素また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の単層構造または積層構造で設けることができる。また、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こともできる。例えば、窒化タンタルとタングステンとの積層構造で設けることができる。
【００４５】
次に、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｃをレジスト２０７で選択的に覆い、レジスト２０７および半導体膜２０３ｂ上に形成されたゲート電極２０５をマスクとして、ｎ型またはｐ型の第２の不純物元素２３２を導入することによって、半導体膜２０３ｂに第２の不純物領域２０８を選択的に形成する（図２（Ｄ））。ここでは、第２の不純物元素２３２として、ｐ型を示す不純物元素を導入することによって、ｐ型を示す第２の不純物領域２０８を形成する。ｐ型を示す不純物元素として、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。
【００４６】
次に、レジスト２０７を除去した後、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂのゲート電極２０５の側壁に絶縁膜２３４（サイドウォールともいう）を選択的に形成する。続けて、半導体膜２０３ｃの一部および半導体膜２０３ｂをレジスト２０９で選択的に覆い、レジスト２０９および半導体膜２０３ａ上に形成されたゲート電極２０５および絶縁膜２３４をマスクとして、ｎ型またはｐ型の第３の不純物元素２３３を導入することによって、半導体膜２０３ａに第３の不純物領域２１０を選択的に形成する（図２（Ｅ））。ここでは、第３の不純物元素２３３として、ｎ型を示し且つ第１の不純物元素２３１より高濃度の不純物元素を導入することによって、ｎ型を示す第３の不純物領域２１０を形成する。
【００４７】
次に、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃ、ゲート電極２０５および絶縁膜２３４を覆うように絶縁膜２１１、絶縁膜２１２を形成する（図３（Ａ））。
【００４８】
絶縁膜２１１としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【００４９】
絶縁膜２１２としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜からなる単層または積層構造で設けることができる。また、他にも、スピンコート法、蒸着法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、図３（Ａ）において、絶縁膜２１１を設けずに半導体膜２０３ａ〜半導体膜２０３ｃ、ゲート電極および絶縁膜２３４を覆うように絶縁膜２１２を直接設けることも可能である。
【００５０】
次に、絶縁膜２１１および絶縁膜２１２に開口部２１３を選択的に形成し、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの一部を露出させる（図３（Ｂ））。ここでは、半導体膜２０３ａにおける第３の不純物領域２１０、半導体膜２０３ｂにおける第２の不純物領域２０８、半導体膜２０３ｃにおける第１の不純物領域２０６および第３の不純物領域２１０が露出する。
【００５１】
次に、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの露出した表面に接するように金属膜２１４を形成する（図３（Ｃ））。
【００５２】
金属膜２１４としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）等から選択された元素また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の単層構造または積層構造で設けることができる。
【００５３】
次に、熱処理を行い金属膜２１４が接する半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの表面に金属シリサイド２１５ａ〜２１５ｄを形成する（図３（Ｄ））。ここでは、シリサイド２１５ａ〜２１５ｄとしてニッケルシリサイドを形成する。
【００５４】
なお、ここでは、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃの表面に金属シリサイドを形成した例を示しているが、これより前の段階で半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの表面にあらかじめ金属シリサイドを形成しておいてもよい。例えば、図２（Ｅ）の工程の後、レジスト２０９を除去し、再度半導体膜２０３ｃをレジストで覆い、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの露出した部分（ゲート電極２０５および絶縁膜２３４に覆われていない部分）全面にシリサイドを形成してもよい。このように、あらかじめ半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂの表面にシリサイドを形成しておき、図３（Ｄ）において半導体膜２０３ｃの表面にシリサイドを形成してもよい。
【００５５】
シリサイド２１５ａ〜２１５ｄとしては、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに含まれるシリコンと金属膜２１４との化合物によって形成されたニッケルシリサイド、コバルトシリサイド、タングステンシリサイド、モリブデンシリサイド、チタンシリサイドまたは白金シリサイド等で設けることができる。
【００５６】
次に、絶縁膜２１２上および開口部２１３に半導体膜２０３ａ〜２０３ｃと電気的に接続する導電膜２１６を選択的に形成する（図３（Ｅ））。ここでは、半導体膜の表面にニッケルシリサイドを形成し、当該ニッケルシリサイドと電気的に接続するように導電膜２１６として、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）等を形成する。
【００５７】
以上の工程によって、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃと導電膜２１６とが接続された、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａ、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂおよびセンサー部２１８ｃを有する半導体装置を作製することができる。
【００５８】
ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａにおいては半導体膜２０３ａと導電膜２１６がシリサイド２１５ａを介して接続されており、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂにおいては半導体膜２０３ｂと導電膜２１６がシリサイド２１５ｂを介して接続されている。また、センサー部２１８ｃにおいては、半導体膜２０３ｃに第１の不純物領域２０６で形成される第１の領域２２０ａと第３の不純物領域２１０で形成される第２の領域２２０ｂとが設けられており、第１の領域２２０ａと導電膜２１６はシリサイド２１５ｃを介して接続されており、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６とはシリサイド２１５ｄを介して接続されている。なお、上記工程において半導体膜２０３ａ〜２０３ｃにシリサイドを形成せずに半導体膜２０３ａ〜２０３ｃと導電膜２１６とを接続させる構造としてもよい。この場合、導電膜２１６をシリサイドで形成してもよい。
【００５９】
また、上記作製工程において、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａにおける半導体膜２０３ａと導電膜２１６との接続部２１７ａ（半導体膜２０３ａとシリサイド２１５ａとの接続）がオーミック接触となるように、半導体膜２０３ａに導入する第３の不純物元素２３３の濃度を調整する。同様に、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂにおける半導体膜２０３ｂと導電膜２１６との接続部２１７ｂ（第２の領域２２０ｂとシリサイド２１５ｄとの接続）がオーミック接触となるように、半導体膜２０３ｂに導入する第２の不純物元素２３２の濃度を調整する。また、センサー部２１８ｃにおける半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続部２１７ｃ（第１の領域２２０ａとシリサイド２１５ｃとの接続）はショットキー障壁が発生するように、半導体膜２０３ｃに導入する第１の不純物元素２３１の濃度を調整し、且つ半導体膜２０３ｃの第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続（第２の領域２２０ｂとシリサイド２１５ｄとの接続）はオーミック接触となるように、半導体膜２０３ｃに導入する第３の不純物元素２３３の濃度を調整する。
【００６０】
このように、本実施の形態では、半導体膜と導電膜との接続（半導体膜とシリサイドの接続）をオーミック接触とするかショットキー障壁が発生する接続とするかの制御を、半導体膜２０３ａ〜２０３ｃに対して導入する不純物元素の濃度を制御することにより行う。具体的には、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には低濃度の不純物元素を導入し、オーミック接触とする領域にはショットキー障壁を発生させる領域に導入する不純物より高濃度の不純物元素を導入し、例えば、ショットキー障壁が発生する接続とする領域には、Ｐ（リン）を１×１０１７ｃｍ−３未満またはＢ（ボロン）を１×１０１８ｃｍ−３未満の濃度で導入し、オーミック接触とする領域にはそれ以上の濃度で導入することが好ましい。
【００６１】
なお、本発明の半導体装置に含まれる薄膜トランジスタの構造は上述した構造に限られない。例えば、図３（Ｅ）では、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１８ａにおいてサイドウォールとして機能する絶縁膜２３４の下方に位置する半導体膜２０３ａにＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）領域を設け、ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１８ｂにはＬＤＤ領域を設けていないが、両方にＬＤＤ領域を設けた構成としてもよいし、両方にＬＤＤ領域およびサイドウォールを設けない構造（図４（Ａ））とすることもできる。また、薄膜トランジスタの構造として上述した構造に限られず、チャネル形成領域が１つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、２つ形成されるダブルゲート構造または３つ形成されるトリプルゲート構造等のマルチゲート構造を用いることができる。また、ボトムゲート構造としてもよいし、チャネル形成領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極を有するデュアルゲート型としてもよい。また、ゲート電極２０５を下方に形成される第１の導電膜２０５ａと上方に形成される第２の導電膜２０５ｂとの積層構造で設ける場合に、当該第１の導電膜２０５ａをテーパー状で形成し、第１の導電膜２０５ａにのみ重なるようにＬＤＤ領域を設ける構造（図４（Ｂ））で設けることもできる。また、ゲート電極２０５を下方に形成される第１の導電膜２０５ａと上方に形成される第２の導電膜２０５ｂとの積層構造で設ける場合に、当該第２の導電膜２０５ｂの側壁に接し且つ第１の導電膜２０５ａの上方に形成されるようにサイドウォールとして機能する絶縁膜２３４を設ける構造（図４（Ｃ））とすることも可能である。
【００６２】
また、センサー部２１８ｃは上述した構成に限られず、半導体膜２０３ｃと導電膜２１６との接続（半導体膜２０３ｃとシリサイド２１５ｃまたは２１５ｄとの接続）でショットキーバリアダイオードが形成される構造ならどのような構造で設けてもよい。
【００６３】
例えば、半導体膜２０３ｃの全面に第１の不純物元素２３１を導入し、当該半導体膜２０３ｃを第１の不純物領域２０６で設けた構造とすることもできる（図５（Ａ））。この場合、第１の不純物領域２０６に導入する不純物元素の濃度を調整することにより、図３に示す半導体膜２０３ｃにおける第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続および第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続の双方にショットキーバリアダイオードが形成される。なお、図４（Ａ）に示す構造は、図２（Ｅ）において、半導体膜２０３ａ、２０３ｃに第３の不純物元素２３３を導入する際に、半導体膜２０３ｃ全体をレジスト２０９で覆い当該半導体膜２０３ｃに第３の不純物元素２３３が導入されないようにすることにより設けることができる。
【００６４】
他にも、半導体膜２０３の第２の領域に第２の不純物元素２３２を導入し、ｎ型の第１の不純物元素が導入された第１の領域２２０ａと、ｐ型の第２の不純物元素が導入された第２の領域２２０ｂとからなる構造とすることもできる（図５（Ｂ））。この場合、図３に示す半導体膜２０３ｃにおける第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。なお、図４（Ｂ）に示す構造は、図２（Ｄ）において、半導体膜２０３ｂに第２の不純物元素２３２を導入する際に、半導体膜２０３ｃの一部にも同時に第２の不純物元素２３２を導入し、図２（Ｅ）において半導体膜２０３ｃに第３の不純物元素２３３を導入しないようにすることにより設けることができる。
【００６５】
また、他にも図２（Ｃ）において、半導体膜２０３ｃをレジスト２２７で覆い、半導体膜２０３ａおよび半導体膜２０３ｂに第１の不純物元素２３１を導入し、その後半導体膜２０３ｃの一部（第２の領域２２０ｂ）に第３の不純物元素２３３を導入して第３の不純物領域２１０を形成する構成としてもよい（図１５（Ａ）〜（Ｄ））。つまり、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａは半導体膜２０３ａ、２０３ｂのチャネル形成領域と同様に第１の不純物元素２３１〜第３の不純物元素２３３が導入されていない構造となっている。この場合、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。
【００６６】
また、半導体膜２０３ｃの第２の領域２２０ｂを第２の不純物領域２０８となるように形成してもよい（図１６（Ａ））。具体的には、図１５（Ｂ）において、半導体膜２０３ｃが一部露出するようにレジスト２０７を形成し、半導体膜２０３ｃの一部（第２の領域２２０ｂ）に第２の不純物元素２３２を導入し、図１５（Ｃ）において、半導体膜２０３ｃをレジスト２０９で覆い第３の不純物元素２３３を導入しないようにすることによって設けることができる。この場合も、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。
【００６７】
また、半導体膜２０３ｃの第２の領域２２０ｂを第１の不純物領域２０６となるように形成してもよい（図１６（Ｂ））。具体的には、図１５（Ａ）において、半導体膜２０３ｃが一部露出するようにレジスト２２７を形成し、半導体膜２０３ｃの一部（第２の領域２２０ｂ）に第１の不純物元素２３１を導入し、図１５（Ｃ）において、半導体膜２０３ｃをレジスト２０９で覆い第３の不純物元素２３３を導入しないようにすることによって設けることができる。この場合、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成され、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続がオーミック接触となる。なお、第１の不純物元素の濃度によっては、第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成される場合もある。
【００６８】
また、半導体膜２０３ｃに不純物元素を導入しなくてもよい（図１６（Ｃ））。具体的には、図１５（Ａ）〜（Ｃ）の各工程において、半導体膜２０３ｃをレジストで覆い、第１の不純物元素２３１〜第３の不純物元素２３３を導入しないようにする。この場合、半導体膜２０３ｃの第１の領域２２０ａと導電膜２１６との接続および第２の領域２２０ｂと導電膜２１６との接続にショットキーバリアダイオードが形成される。
【００６９】
また、センサー部２１８ｃの構造として、他にも図６に示す構造で設けることができる。なお、図６において、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ｂ間の断面の模式図を示している。
【００７０】
図６に示す構造は、基板１０１上に形成された半導体膜１０２と、当該半導体膜１０２を覆うように設けられた絶縁膜１０４と、当該絶縁膜１０４上に形成され且つ半導体膜１０２と電気的に接続する第１の導電膜１２５ａ、第２の導電膜１２５ｂおよび第３の導電膜１２５ｃとを有している。半導体膜１０２は、第１の領域１２２ａ、第２の領域１２２ｂおよび第３の領域１２２ｃが順に接して形成されており、第１の領域１２２ａと第１の導電膜１２５ａとが接続し、第２の領域１２２ｂと第２の導電膜１２５ｂとが接続し、第３の領域１２２ｃと第３の導電膜１２５ｃとが接続している。なお、第１の領域１２２ａと第１の導電膜１２５ａとの接続部１２３ａにおける半導体膜１０２の表面にシリサイドを形成してもよい。また、同様に、第２の領域１２２ｂと第２の導電膜１２５ｂとの接続部１２３ｂおよび第３の領域１２２ｃと第３の導電膜１２５ｃとの接続部１２３ｃにおける半導体膜１０２の表面にシリサイドを形成してもよい。この場合、半導体膜１０２と第１の導電膜１２５ａ、第２の導電膜１２５ｂおよび第３の導電膜１２５ｃはシリサイドを介して接続される。
【００７１】
また、図６に示す構造では、半導体膜１０２の第１の領域１２２ａと第１の導電膜１２５ａとの接続および第３の領域１２２ｃと第３の導電膜１２５ｃとの接続をショットキー障壁が発生（ショットキーバリアダイオードが形成）する接続とし、第２の領域１２２ｂと第２の導電膜１２５ｂとの接続をオーミック接触となるように設ける。そのため、半導体膜１０２にｎ型またはｐ型の不純物元素を導入する際に、第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃに第２の領域１２２ｂより高濃度のｎ型またはｐ型の不純物元素を導入し、第２の領域１２２ｂを第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃより低濃度の不純物領域とする。例えば、半導体膜１０２の全面にｎ型の第１の不純物元素を導入し、その後、第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃとなる領域に選択的にｎ型の第２の不純物元素を導入して不純物領域を形成する。この際、第２の不純物元素として第１の不純物元素より濃度を高くすることにより、第１の領域１２２ａおよび第３の領域１２２ｃには高濃度のｎ型不純物領域（ｎ＋領域）が形成され、第１の領域１２２ａと第３の領域１２２ｃの間に設けられる第２の領域には低濃度のｎ型不純物領域（ｎ−）が形成される。なお、ｎ型不純物元素の代わりにｐ型不純物元素を用いてもよい。
【００７２】
このように、センサー部２１８ｃとして図６に示す構造（４端子法）を採用することによって、第１の導電膜１２５ａ〜第３の導電膜１２５ｃの抵抗等による測定誤差の影響を抑制することができるため、接続部１２３ｂの抵抗（ショットキーバリアダイオード特性）を正確に測定することが可能となる。
【００７３】
本実施の形態で示したように、トランジスタ等の半導体素子と温度センサーとして機能する半導体膜とを同一基板上に設け同一工程で形成することによって、半導体装置の作製工程を簡略化し低コスト化を達成することができる。
【００７４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置に関して図面を参照して説明する。具体的には、アンテナとして機能する導電膜を有する半導体装置に関して説明する。
【００７５】
本発明の半導体装置は、アンテナを設けた構成もとりうる（図７（Ａ））。半導体装置にアンテナとして機能する導電膜を設けることによって、非接触でデータの入出力を行うことが可能となる。非接触でデータの入出力が可能である半導体装置は、その利用の形態によっては、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれている。
【００７６】
アンテナとして機能する導電膜は、トランジスタやセンサー部等が含まれる素子群と同じように同一の基板１０１上に直接作り込んで設けることができる。例えば、基板１０１上に設けられた薄膜トランジスタ２１８ａ、２１８ｂやセンサー部２１８ｃ等が含まれる素子群２４０の上方にアンテナとして機能する導電膜２４２を形成することによって設けることができる（図７（Ｂ））。具体的には、上記図３（Ｅ）まで作製した後に、導電膜２１６を覆うように絶縁膜２４１を形成し、当該絶縁膜２４１上に導電膜２４２を選択的に形成することによって設けることができる。なお、アンテナとして機能する導電膜２４２と素子群２４０に含まれるトランジスタが電気的に接続するように設ける。
【００７７】
導電膜２４２としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等の印刷法等を用いて、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）から選択された元素、また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。例えば、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０度の加熱処理を行って形成する。なお、加熱する際に加圧して圧力を高めてもよい。圧力を高めて熱処理を行うことによって、より導電性の高い導電膜の形成が可能となる。または、スパッタ法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、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度の加熱処理を行うとよい。
【００７８】
絶縁膜２４１としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜からなる単層または積層構造で設けることができる。また、他にも、スピンコート法、蒸着法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。
【００７９】
また、アンテナとして機能する導電膜２４２は、導電膜２１６と同一の層に設けることも可能である。この場合、絶縁膜２４１を設ける必要がなくなるため、プロセスの簡略化および材料の使用量を減らせるため低コスト化が達成できる。具体的には、図３（Ｅ）において、導電膜２１６を形成すると同時にアンテナとして機能する導電膜２４２を形成して設けるか、導電膜２１６を形成した後に続けてアンテナとして機能する導電膜２４２を形成することによって設けることができる。
【００８０】
半導体装置にアンテナを設ける方法として、他にも、トランジスタやセンサー部が含まれる素子群が形成された基板とは別の基板上にアンテナとして機能する導電膜を別途形成した後に、当該素子群と導電膜とを電気的に接続するように貼り合わせて設けることもできる。例えば、基板１０１上に薄膜トランジスタ２１８ａ、２１８ｂおよびセンサー部２１８ｃ等が含まれる素子群２４０を形成し、基板２４３上にアンテナとして機能する導電膜２４２を形成し、当該素子群２４０に含まれるトランジスタと導電膜２４２が電気的に接続するように貼り合わせて設ける（図７（Ｃ））。ここでは、接着性を有する樹脂２４４を用いて貼り合わせを行い、素子群に含まれるトランジスタと導電膜２４２との電気的な接続は、接着性を有する樹脂２４４中に含まれた導電性粒子２４５を介して行うことができる。他にも、トランジスタと導電膜２４２との電気的な接続は、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等の異方性導電性接着剤、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）等の導電性フィルムや半田接合等を用いて行うことも可能である。
【００８１】
このように、半導体装置にアンテナを設けることによって、例えば、半導体装置に設けられたセンサー部２１８ｃで得られた情報等を非接触で外部機器（リーダ／ライタ）に送信することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した半導体装置の構造や形成方法は、本実施の形態でも組み合わせて利用することができるし、本実施の形態で示した構造や形成方法も上記実施の形態でも組み合わせて利用することができる。
【００８３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、トランジスタ、センサー部、記憶素子およびアンテナ等の素子形成層を支持基板上に形成し、その後支持基板から素子形成層を分離することにより半導体装置を作製するについて説明する。
【００８４】
まず、基板７０１の一表面に剥離層７０２を形成し、続けて下地となる絶縁膜７０３および非晶質半導体膜７０４（例えば非晶質珪素を含む膜）を形成する（図８（Ａ））。なお、剥離層７０２、絶縁膜７０３および非晶質半導体膜７０４は、連続して形成することができる。
【００８５】
基板７０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁膜を形成したもの、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いるとよい。このような基板７０１であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板７０１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、本工程では、剥離層７０２は、基板７０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板７０１の全面に剥離層を設けた後に、フォトリソグラフィ法により選択的に設けてもよい。また、基板７０１に接するように剥離層７０２を形成しているが、必要に応じて、基板７０１に接するように下地となる絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に接するように剥離層７０２を形成してもよい。
【００８６】
剥離層７０２は、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造等を用いることができる。金属膜としては、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）から選択された元素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膜を単層又は積層して形成する。また、これらの材料は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。金属膜と金属酸化膜の積層構造としては、上述した金属膜を形成した後に、酸素雰囲気化におけるプラズマ処理、酸素雰囲気化における加熱処理を行うことによって、金属膜表面に当該金属膜の酸化物を設けることができる。例えば、金属膜としてスパッタ法により形成したタングステン膜を設けた場合、タングステン膜にプラズマ処理を行うことによって、タングステン膜表面にタングステン酸化物からなる金属酸化膜を形成することができる。また、この場合、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、Ｘは２〜３であり、Ｘが２の場合（ＷＯ２）、Ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、Ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、Ｘが３の場合（ＷＯ３）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めるとよい。また、プラズマ処理として、例えば上述した高密度プラズマ処理を行ってもよい。また、金属酸化膜の他にも、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。この場合、金属膜に窒素雰囲気下または窒素と酸素雰囲気下でプラズマ処理や加熱処理を行えばよい。
【００８７】
絶縁膜７０３は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層で形成する。下地となる絶縁膜が２層構造の場合、例えば、１層目として窒化酸化珪素膜を形成し、２層目として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜が３層構造の場合、１層目の絶縁膜として酸化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。または、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜は、基板７０１からの不純物の侵入を防止するブロッキング膜として機能する。
【００８８】
半導体膜７０４は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００８９】
次に、非晶質半導体膜７０４を公知の結晶化法（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、結晶質半導体膜を形成する。その後、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にエッチングして、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを形成し、当該半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを覆うようにゲート絶縁膜７０６を形成する（図８（Ｂ））。
【００９０】
結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅの作製工程の一例を以下に簡単に説明すると、まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０〜６０ｎｍの非晶質半導体膜を形成する。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膜上に保持させた後、非晶質半導体膜に脱水素化の処理（５００℃、１時間）と、熱結晶化の処理（５５０℃、４時間）を行って結晶質半導体膜を形成する。その後、必要に応じてレーザ光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いることよって結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを形成する。
【００９１】
レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を形成する場合、連続発振型のレーザビーム（ＣＷレーザビーム）やパルス発振型のレーザビーム（パルスレーザビーム）を用いることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、及びこれらの基本波の第２高調波から第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Ａｒイオンレーザ、またはＴｉ：サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作やモード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせることも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。
【００９２】
また、結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質半導体膜の結晶化を行うと、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膜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、結晶質半導体膜上に、ゲッタリングサイトとして機能する非晶質半導体膜を形成するとよい。ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体膜には、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法で形成するとよい。その後、加熱処理（ＲＴＡ法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等）を行って、非晶質半導体膜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膜を除去する。そうすると、結晶質半導体膜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。
【００９３】
次に、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅを覆うゲート絶縁膜７０６を形成する。ゲート絶縁膜７０６は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層して形成する。具体的には、酸化珪素を含む膜、酸化窒化珪素を含む膜、窒化酸化珪素を含む膜を、単層又は積層して形成する。
【００９４】
また、ゲート絶縁膜７０６は、半導体膜７０５ａ〜７０５ｅに対し前述の高密度プラズマ処理を行い、表面を酸化又は窒化することで形成しても良い。例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと、酸素、酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスを導入したプラズマ処理で形成する。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波の導入により行うと、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。この高密度プラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜の表面を酸化又は窒化することができる。
【００９５】
このような高密度プラズマを用いた処理により、１〜２０ｎｍ、代表的には５〜１０ｎｍの絶縁膜が半導体膜に形成される。この場合の反応は、固相反応であるため、当該絶縁膜と半導体膜との界面準位密度はきわめて低くすることができる。このような、高密度プラズマ処理は、半導体膜（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化（若しくは窒化）するため、形成される絶縁膜の厚さは理想的には、ばらつきをきわめて小さくすることができる。加えて、結晶性シリコンの結晶粒界でも酸化が強くされることがないため、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で半導体膜の表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、均一性が良く、界面準位密度が低い絶縁膜を形成することができる。
【００９６】
ゲート絶縁膜は、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁膜のみを用いても良いし、それにプラズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁膜を堆積し、積層させても良い。いずれにしても、高密度プラズマで形成した絶縁膜をゲート絶縁膜の一部又は全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを小さくすることができる。
【００９７】
また、半導体膜に対し、連続発振レーザ若しくは１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザビームを照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜７０５ａ〜７０５ｅは、そのビームの走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを配置し、上記ゲート絶縁層を組み合わせることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高いトランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。
【００９８】
次に、ゲート絶縁膜７０６上に、第１の導電膜と第２の導電膜とを積層して形成する。ここでは、第１の導電膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により、２０〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電膜は、１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電膜と第２の導電膜は、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）、ニオブ（Ｎｂ）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の導電膜と第２の導電膜の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタル膜とタングステン膜、窒化タングステン膜とタングステン膜、窒化モリブデン膜とモリブデン膜等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電膜と第２の導電膜を形成した後に、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、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造を採用するとよい。
【００９９】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極とゲート線を形成するためのエッチング処理を行って、半導体膜７０５ａ〜７０５ｄの上方にゲート電極として機能する導電膜（ゲート電極７０７とよぶことがある）を形成する。
【０１００】
次に、フォトリソグラフィ法により、レジストからなるマスクを形成して、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｅに、イオンドープ法また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、ｎ型不純物領域７０８とチャネル形成領域７０９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。
【０１０１】
次に、半導体膜７０５ａ〜７０５ｃおよび７０５ｅの上方にフォトリソグラフィ法によりレジストからなるマスクを形成して、結晶質半導体膜７０５ｄに、ｐ型を付与する不純物元素を添加して、ｐ型不純物領域７１０を形成する。ｐ型を付与する不純物元素は、例えばボロン（Ｂ）を用いる（図８（Ｃ））。
【０１０２】
次に、ゲート絶縁膜７０６とゲート電極７０７を覆うように、絶縁膜を形成する。絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層又は積層して形成する。次に、絶縁膜を、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、ゲート電極７０７の側面に接する絶縁膜７１１（サイドウォールともよばれる）を形成する。また、絶縁膜７１１の作製と同時に、ゲート絶縁膜７０６がエッチングされた絶縁膜７１２ａ〜７１２ｄが形成される。絶縁膜７１１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。
【０１０３】
次に、フォトリソグラフィ法により形成したレジストからなるマスクと、ゲート電極７０７および絶縁膜７１１をマスクとして用いて、結晶質半導体膜７０５ａ〜７０５ｃ、７０５ｅにｎ型を付与する不純物元素を添加して、第１のｎ型不純物領域７１３（ＬＤＤ領域ともよぶ）と、第２のｎ型不純物領域７１４とを形成する（図８（Ｄ））。第１のｎ型不純物領域７１３が含む不純物元素の濃度は、第２のｎ型不純物領域７１４の不純物元素の濃度よりも低い。なお、半導体膜７０５ｅでは、第１のｎ型不純物領域７１３と第２のｎ型不純物領域７１４が隣接して形成されている。
【０１０４】
なお、ＬＤＤ領域を形成するためには、サイドウォールの絶縁膜をマスクとして用いる手法がある。サイドウォールの絶縁膜をマスクとして用いる手法は、ＬＤＤ領域の幅の制御が容易であり、また、ＬＤＤ領域を確実に形成することができる。
【０１０５】
続いて、ゲート電極７０７、絶縁膜７１１および半導体膜７０５ｅ等を覆うように、絶縁膜を単層または積層して形成する（図８（Ｅ））。絶縁膜は、ＣＶＤ方、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、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、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等により、単層または積層で形成する。例えば、絶縁膜が３層構造の場合、１層目の絶縁膜７１５として酸化珪素を含む膜を形成し、２層目の絶縁膜７１６として樹脂を含む膜を形成し、３層目の絶縁膜７１７として窒化珪素を含む膜を形成するとよい。
【０１０６】
なお、絶縁膜７１５〜７１７を形成する前、または絶縁膜７１５〜７１７のうちの１つまたは複数の薄膜を形成した後に、半導体膜の結晶性の回復や半導体膜に添加された不純物元素の活性化、半導体膜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、レーザアニール法またはＲＴＡ法などを適用するとよい。
【０１０７】
次に、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７１５〜７１７をエッチングして、第２のｎ型不純物領域７１４、ｐ型不純物領域７１０を露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電膜を形成し、当該導電膜を選択的にエッチングして導電膜７１８を形成する。なお、導電膜を形成する前に、コンタクトホールにおいて露出した半導体膜７０５ａ〜７０５ｅの表面にシリサイドを形成してもよい。シリサイドは、上記実施の形態で示したようにコンタクトホールを形成した後に、半導体膜７０５ａ〜７０５ｅの表面に金属膜を形成し、熱処理を行うことによって形成することができる。上記工程を経て、ｎ型の薄膜トランジスタ７５１ａ〜７５１ｃ、ｐ型の薄膜トランジスタ７５１ｄ、センサー部７５１ｅが完成する。
【０１０８】
導電膜７１８は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジウム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）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、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。導電膜７１８は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜とは、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。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜７１８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、アルミニウムやアルミニウムシリコン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膜を形成すると、結晶質半導体膜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し、結晶質半導体膜と良好なコンタクトをとることができる。
【０１０９】
次に、導電膜７１８を覆うように、絶縁膜７１９を形成する（図９（Ａ））。絶縁膜７１９は、ＳＯＧ法、液滴吐出法またはスクリーン印刷法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁膜７１９は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。
【０１１０】
続いて、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７１９をエッチングして、導電膜７１８を露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電膜を形成する。導電膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて、導電性材料により形成する。次に、導電膜をパターン加工して、導電膜７２０ａ〜７２０ｃを形成する。なお、導電膜７２０ａ、７２０ｂは、記憶素子が含む一対の導電膜のうちの一方の導電膜となる。従って、好適には、導電膜７２０ａ、７２０ｂは、チタン、又はチタンを主成分とする合金材料若しくは化合物材料により、単層又は積層で形成するとよい。チタンは、抵抗値が低いため、記憶素子のサイズの縮小につながり、高集積化を実現することができる。また、導電膜７２０ａ〜７２０ｃを形成するためのフォトリソグラフィ工程においては、下層の薄膜トランジスタ７５１ａ〜７５１ｄ、センサー部７５１ｅにダメージを与えないために、ウエットエッチング加工を行うとよく、エッチング剤にはフッ化水素（ＨＦ）又はアンモニア過水を用いるとよい。
【０１１１】
次に、導電膜７２０ａ〜７２０ｃの端部を覆うように、選択的に絶縁膜７２１を形成する。絶縁膜７２１は、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁膜７２１は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。
【０１１２】
次に、導電膜７２０ｃに接し、アンテナとして機能する導電膜７２２を形成する（図９（Ｂ））。導電膜７２２は、ＣＶＤ法、スパッタ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を用いて、導電性材料により形成する。好ましくは、導電膜７２２は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）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、導電膜７２２は、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０度の加熱処理を行って形成する。なお、加熱処理を行う際にあわせて加圧しながら行うと特性のよい導電膜を形成することができるため好ましい。または、スパッタリング法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、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度の加熱処理を行うとよい。
【０１１３】
次に、導電膜７２０ａ、７２０ｂに接するように記憶素子として機能する有機化合物層７２３を形成する（図９（Ｃ））。記憶素子としては、電気的作用、光学的作用又は熱的作用等により、その性質や状態が変化する材料を用いることができる。例えば、ジュール熱による溶融、絶縁破壊等により、その性質や状態が変化し、下部電極と、上部電極とが短絡（ショート）することができる材料を用いればよい。そのため記憶素子に用いる層（ここでは有機化合物層）の厚さは、５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍから６０ｎｍとするとよい。
【０１１４】
ここでは、有機化合物層７２３は、液滴吐出法、スピンコート法、蒸着法、スクリーン印刷法等により形成する。続いて、有機化合物層７２３に接するように、導電膜７２４を形成する。導電膜７２４は、スパッタ法やスピンコート法、液滴吐出法、蒸着法、スクリーン印刷方等により形成する。
【０１１５】
以上の工程を経て、導電膜７２０ａと有機化合物層７２３と導電膜７２４との積層体からなる記憶素子部７２５および導電膜７２０ｂと有機化合物層７２３と導電膜７２４との積層体からなる記憶素子部７２６が完成する。
【０１１６】
なお、上記の作製工程では、有機化合物層７２３の耐熱性が強くないため、アンテナとして機能する導電膜７２２を形成する工程の後に、有機化合物層７２３を形成する工程を行うことを特徴とする。
【０１１７】
有機化合物層に用いる有機材料としては、例えば、４、４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）やフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物等を用いることができる。これら材料は、正孔輸送性の高い物質である。
【０１１８】
また、他にも有機材料として、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。これら材料は、電子輸送性が高い物質である。
【０１１９】
さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等の化合物等を用いることができる。
【０１２０】
またメモリ材料層は単層構造であっても、積層構造であってもよい。積層構造の場合、上記材料から選び、積層構造することができる。また上記有機材料と、発光材料とを積層してもよい。発光材料として、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）等がある。
【０１２１】
また、上記発光材料を分散してなる層を用いてもよい。発光材料分散してなる層において、母体となる材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いることができる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等を用いることができる。
【０１２２】
このような有機材料は、熱的作用等によりその性質を変化させるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃から３００℃、好ましくは８０℃から１２０℃であるとよい。
【０１２３】
また、有機材料や発光材料に金属酸化物を混在させた材料を用いてもよい。なお金属酸化物を混在させた材料とは、上記有機材料又は発酵材料と、金属酸化物とが混合した状態、又は積層された状態を含む。具体的には複数の蒸着源を用いた共蒸着法により形成された状態を指す。このような材料を有機無機複合材料と呼ぶことができる。
【０１２４】
例えば正孔輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物を用いると好ましい。
【０１２５】
また電子輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはリチウム酸化物、カルシウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、マグネシウム酸化物を用いると好ましい。
【０１２６】
メモリ材料層には、電気的作用、光学的作用又は熱的作用により、その性質が変化する材料を用いればよいため、例えば光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることもできる。共役高分子として、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンエチニレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤としては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ６塩等を用いることができる。
【０１２７】
なお、ここでは、記憶素子部７２５、７２６として、有機化合物材料を用いた例を示したが、これに限られない。例えば、結晶状態と非晶質状態の間で可逆的に変化する材料や第１の結晶状態と第２の結晶状態の間で可逆的に変化する材料等の相変化材料を用いることができる。また、非晶質状態から結晶状態にのみ変化する材料を用いることも可能である。
【０１２８】
結晶状態と非晶質状態の間で可逆的に変化する材料とは、ゲルマニウム（Ｇｅ）、テルル（Ｔｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、硫黄（Ｓ）、酸化テルル（ＴｅＯｘ）、Ｓｎ（スズ）、金（Ａｕ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、Ｃｏ（コバルト）及び銀（Ａｇ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ−Ｓ、Ｔｅ−ＴｅＯ２−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｓｅ、Ｇａ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｅ−Ｔｅ−Ｇｅ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ−Ｃｏ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が挙げられる。また、第１の結晶状態と第２の結晶状態の間で可逆的に変化する材料とは、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、セレン（Ｓｅ）及びテルル（Ｔｅ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ａｇ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅが挙げられる。この材料の場合、相変化は２つの異なる結晶状態の間で行われる。また、非晶質状態から結晶状態にのみ変化する材料とは、テルル（Ｔｅ）、酸化テルル（ＴｅＯｘ）、パラジウム（Ｐｄ）、アンチモン（Ｓｂ）、セレン（Ｓｅ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ｔｅ−ＴｅＯ２、Ｔｅ−ＴｅＯ２−Ｐｄ、Ｓｂ２Ｓｅ３／Ｂｉ２Ｔｅ３が挙げられる。
【０１２９】
次に、記憶素子部７２５、７２６、アンテナとして機能する導電膜７２２を覆うように、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、保護膜として機能する絶縁膜７２７を形成する（図９（Ｄ））。絶縁膜７２７は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などの炭素を含む膜、窒化珪素を含む膜、窒化酸化珪素を含む膜、有機材料により形成し、好ましくはエポキシ樹脂により形成する。
【０１３０】
次に、薄膜トランジスタ７５１ａ〜７５１ｄ、センサー部７５１ｅ、記憶素子部７２５および７２６、アンテナとして機能する導電膜７２２等を含む素子形成層７５２を基板７０１から剥離する。ここでは、レーザ光の照射により絶縁膜をエッチングして、開口部７２８、７２９を形成し（図１０（Ａ））、物理的な力を用いて基板７０１から素子形成層７５２を剥離することができる。また、基板７０１から素子形成層７５２を剥離する前に、開口部７２８、７２９にエッチング剤を導入して、剥離層７０２を除去してもよい。エッチング剤は、フッ化ハロゲンまたはハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素（ＣｌＦ３）を使用する。そうすると、素子形成層７５２は、基板７０１から剥離された状態となる。なお、剥離層７０２は、全て除去せず一部分を残存させてもよい。こうすることによって、エッチング剤の消費量を抑え剥離層の除去に要する処理時間を短縮することが可能となる。また、剥離層７０２の除去を行った後にも、基板７０１上に素子形成層７５２を保持しておくことが可能となる。
【０１３１】
素子形成層７５２が剥離された基板７０１は、コストの削減のために、再利用することが好ましい。また、絶縁膜７２７は、剥離層７０２を除去した後に、素子形成層７５２が飛散しないように形成したものである。素子形成層７５２は小さく薄く軽いために、剥離層７０２を除去した後は、基板７０１に密着していないために飛散しやすい。しかしながら、絶縁膜７２７を形成することで、素子形成層７５２に重みが付き、基板７０１からの飛散を防止することができる。また、絶縁膜７２７を形成することで、基板７０１から剥離した素子形成層７５２が応力等により巻かれた形状になることがなく、ある程度の強度を確保することができる。
【０１３２】
ここでは、レーザ光の照射により絶縁膜をエッチングして開口部７２８、７２９を形成した後に、素子形成層７５２の一方の面を、第１のシート材７３０に接着させて基板７０１から完全に剥離する（図１０（Ｂ））。続いて、素子形成層７５２の他方の面に、第２のシート材７３１を設け、その後加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って、第２のシート材７３１を貼り合わせる。また、第２のシート材７３１を設けると同時または設けた後に第１のシート材７３０を剥離し、代わりに第３のシート材７３２を設ける。そして、加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って、第３のシート材７３２を貼り合わせる。そうすると、第２のシート材７３１と第３のシート材７３２により封止された半導体装置が完成する（図１０（Ｃ））。
【０１３３】
なお、第１のシート材７３０と第２のシート材７３１によって封止を行っても良いが、基板７０１から素子形成層７５２を剥離するためのシート材と素子形成層７５２を封止するためのシート材に異なるシート材を用いる場合には、上述したように、第２のシート材７３１と第３のシート材７３２で素子形成層７５２を封止する。これは、例えば、基板７０１から素子形成層７５２を剥離する際に、第１のシート材７３０が素子形成層７５２のみならず基板７０１への接着が懸念される場合等、粘着力が弱いシート材を利用したいときに有効となる。
【０１３４】
封止に用いる第２のシート材７３１、第３のシート材７３２として、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）との積層フィルム等を利用することができる。また、フィルムは、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と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か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、第１のシート材７３０と第２のシート材７３１の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。また、封止後に内部への水分等の侵入を防ぐために封止するシート材にシリカコートを行うことが好ましく、例えば、接着層とポリエステル等のフィルムとシリカコートを積層指せたシート材を利用することができる。
【０１３５】
また、第２のシート材７３１、第３のシート材７３２として、静電気等を防止する帯電防止対策を施したフィルム（以下、帯電防止フィルムと記す）を用いることもできる。帯電防止フィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が設けられた面をフィルムの内側になるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に設けてあればよい。ここでの帯電防止可能な材料としては、金属、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）、両性界面活性剤や陽イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤等の界面活性剤用いることができる。また、他にも帯電防止材料として、側鎖にカルボキシル基および４級アンモニウム塩基をもつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料等を用いることができる。これらの材料をフィルムに貼り付けたり、練り込んだり、塗布することによって帯電防止フィルムとすることができる。帯電防止フィルムで封止を行うことによって、商品として取り扱う際に、外部からの静電気等によって半導体素子に悪影響が及ぶことを抑制することができる。
【０１３６】
なお、特に封止処理が必要ない場合には、図１０（Ｂ）に示した構造で完成させることも可能である。また、封止処理は、基板７０１または絶縁膜７２７のどちらか一方の面の封止を選択的に行ってもよい。
【０１３７】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した材料や形成方法は、本実施の形態でも組み合わせて利用することができるし、本実施の形態で示した材料や形成方法も上記実施の形態でも組み合わせて利用することができる。
【０１３８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、非接触でデータの入出力が可能である半導体装置の適用例に関して図面を参照して以下に説明する。非接触でデータの入出力が可能である半導体装置は、その利用の形態によっては、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれている。
【０１３９】
本実施の形態で示す半導体装置９０は、演算処理回路８１、検出部８２、記憶部８３およびアンテナ８４等が設けられており、アンテナ８４を介して非接触で外部の機器（例えば、リーダ／ライタ８０）とデータを交信する機能を有している（図１１）。
【０１４０】
演算処理回路８１は、リーダ／ライタ８０から入力された信号に従って、検出部８２または記憶部８３とデータの入出力を行う。例えば、検出部８２で検出されたデータの抽出、当該データの記憶部８３への書き込みまたは記憶部８３に書き込まれたデータの読み込み等を行う。そして、検出部８２で検出されたデータ等に基づいて演算処理を行い、その結果をリーダ／ライタ８０に出力する。
【０１４１】
検出部８２は、少なくとも上記実施の形態で示したいずれかの構造で設けられたセンサー部を有しており、温度特性を物理的手段により検出することができる。なお、温度センサー以外にも他のセンサー部を設けることにより、圧力、流量、光、磁気、音波、加速度、湿度、気体成分、液体成分等の特性を物理的又は化学的手段により検出することができる。また、検出部８２は、物理量または化学量を検出する検出素子８５と当該検出素子８５で検出された物理量または化学量を電気信号等の適切な信号に変換する検出制御回路８６とを有している。検出素子８５としては、抵抗素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオード等で形成することができる。なお、検出部８２は複数設けてもよく、この場合、複数の物理量または化学量を同時に検出することが可能である。
【０１４２】
また、ここでいう物理量とは、温度、圧力、流量、光、磁気、音波、加速度、湿度等を指し、化学量とは、ガス等の気体成分やイオン等の液体成分等の化学物質等を指す。化学量としては、他にも、血液、汗、尿等に含まれる特定の生体物質（例えば、血液中に含まれる血糖値等）等の有機化合物も含まれる。特に、化学量を検出しようとする場合には、必然的にある特定の物質を選択的に検出することになるため、あらかじめ検出素子８５に検出したい物質と選択的に反応する物質を設けておく。例えば、生体物質の検出を行う場合には、検出素子８５に検出させたい生体物質と選択的に反応する酵素、抗体分子または微生物細胞等を高分子等に固定化して設けておくことが好ましい。
【０１４３】
記憶部８３は、検出部８２によって検出されたデータ等を記憶させることが可能であり、データが記憶される記憶素子８７と当該記憶素子８７へのデータの書き込みや読み込み等の制御を行う制御回路８８とを有している。なお、記憶部８３は１つに限定されず、複数であっても良く、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＦｅＲＡＭまたは有機メモリ等を用いることができる。また、これらを組み合わせて設けることもできる。なお、有機メモリとは、一対の電極間に有機化合物を有する層を挟んで設けたものをいう。有機メモリは、小型化、薄膜化および大容量化を同時に実現することができるため、記憶部８３を有機メモリで設けることにより、半導体装置の小型化、軽量化を達成することができる。
【０１４４】
次に、リーダ／ライタ８０と半導体装置９０とのデータの入出力に関して簡単に説明する。まず、リーダ／ライタ８０から電磁波として送られてきた信号は、アンテナ８４において交流の電気信号に変換される。そして、電源回路９１において、交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、各回路へ電源電圧を供給する。復調回路９２では、交流の電気信号を復調し、演算処理回路８１に供給する。演算処理回路８１では、入力された信号に従って各種演算処理を行い検出部８２や記憶部８３等に命令を下し、データの入出力を行う。そして、演算処理回路８１から変調回路９３に検出部８２で検出されたデータが送られ、変調回路９３から当該データに従ってアンテナ８４に負荷変調を加える。リーダ／ライタ８０は、アンテナ８４に加えられた負荷変調を電磁波で受け取ることにより、結果的にデータを読み取ることが可能となる。
【０１４５】
なお、本実施の形態で示す半導体装置９０は、各回路への電源電圧の供給を、電源（バッテリ９４）を設けずに電磁波により行うタイプとしてもよいし、バッテリ９４を設けることによりバッテリ９４により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよいし、バッテリ９４を設けて電磁波とバッテリ９４により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよい。半導体装置にバッテリを設けない場合は、バッテリの交換も不要となるため半導体装置の低コスト化を実現することができる。
【０１４６】
また、上記実施の形態で示したように、可撓性を有する基板を用いて半導体装置を形成することによって、折り曲げることが可能な半導体装置を得ることが可能となるため、曲面を有する物体に貼り付けて設けることが可能となる。
【０１４７】
次に、可撓性を有し、非接触でデータの入出力が可能な半導体装置の使用形態の一例について説明する。表示部３２１０を含む携帯端末の側面には、リーダ／ライタ３２００が設けられ、品物３２２０の側面には半導体装置３２３０が設けられる（図１３（Ｂ））。品物３２２０が含む半導体装置３２３０にリーダ／ライタ３２００をかざすと、表示部３２１０に品物の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴等、更に商品の説明等の商品に関する情報が表示される。また、商品３２６０をベルトコンベアにより搬送する際に、リーダ／ライタ３２００と、商品３２６０に設けられた半導体装置３２５０を用いて、該商品３２６０の検品を行うことができる（図１３（Ｃ））。このように、システムに半導体装置を活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。また、上記実施の形態で示したように、曲面を有する物体に貼り付けた場合であっても、半導体装置に含まれるトランジスタ等の損傷を防止し、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【０１４８】
また、上述した非接触データの入出力が可能である半導体装置における信号の伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式またはマイクロ波方式等を用いることができる。伝送方式は、実施者が使用用途を考慮して適宜選択すればよく、伝送方式に伴って最適なアンテナを設ければよい。
【０１４９】
例えば、半導体装置における信号の伝送方式として、電磁結合方式または電磁誘導方式（例えば１３．５６ＭＨｚ帯）を適用する場合には、磁界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとして機能する導電膜を輪状（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）に形成する。
【０１５０】
また、半導体装置における信号の伝送方式として、マイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）、２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電層の長さ等の形状を適宜設定すればよく、例えば、アンテナとして機能する導電膜を線状（例えば、ダイポールアンテナ（図１４（Ａ）））、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ（図１４（Ｂ）））またはリボン型の形状（図１４（Ｃ）、（Ｄ））等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。
【０１５１】
アンテナとして機能する導電膜は、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材料により形成する。導電性材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）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、単層構造又は積層構造で形成する。
【０１５２】
例えば、スクリーン印刷法を用いてアンテナとして機能する導電膜を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電膜の形成にあたり、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。例えば、導電性のペーストの材料として、銀を主成分とする微粒子（例えば粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）を用いる場合、１５０〜３００℃の温度範囲で焼成することにより硬化させて導電膜を得ることができる。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよく、この場合は粒径２０μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。はんだや鉛フリーはんだは、低コストであるといった利点を有している。
【０１５３】
また、上述した材料以外にも、セラミックやフェライト等をアンテナに適用してもよいし、他にもマイクロ波帯において誘電率および透磁率が負となる材料（メタマテリアル）をアンテナに適用することも可能である。
【０１５４】
また、電磁結合方式または電磁誘導方式を適用する場合であって、アンテナを備えた半導体装置を金属に接して設ける場合には、当該半導体装置と金属との間に透磁率を備えた磁性材料を設けることが好ましい。アンテナを備えた半導体装置を金属に接して設ける場合には、磁界の変化に伴い金属に渦電流が流れ、当該渦電流により発生する反磁界によって、磁界の変化が弱められて通信距離が低下する。そのため、半導体装置と金属との間に透磁率を備えた材料を設けることにより金属の渦電流を抑制し通信距離の低下を抑制することができる。なお、磁性材料としては、高い透磁率を有し高周波損失の少ないフェライトや金属薄膜を用いることができる。
【０１５５】
また、アンテナを設ける場合には、１枚の基板上にトランジスタ等の半導体素子とアンテナとして機能する導電膜を直接作り込んで設けてもよいし、半導体素子とアンテナとして機能する導電膜を別々の基板上に設けた後に、電気的に接続するように貼り合わせることによって設けてもよい。
【０１５６】
なお、上述した以外にも可撓性を有する半導体装置の用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、半導体装置２０を紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図１２を用いて説明する。
【０１５７】
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す（図１２（Ａ））。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す（図１２（Ｂ））。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す（図１２（Ｃ））。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す（図１２（Ｄ））。書籍類とは、書物、本等を指す（図１２（Ｅ））。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指す（図１２（Ｆ））。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す（図１２（Ｇ））。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す（図１２（Ｈ））。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話機等を指す。
【０１５８】
紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等に半導体装置を設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等に半導体装置を設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。半導体装置の設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。可撓性を有する半導体装置を用いることによって、紙等に設けた場合であっても、上記実施の形態で示した構造を有する半導体装置を用いて半導体装置を設けることにより、当該半導体装置に含まれる素子の破損等を防止することができる。
【０１５９】
本発明の半導体装置は、上記実施の形態で示したようにセンサー部を設けることによって、温度等の物理量または化学量を検出することができる。そのため、人間や動物等に上述した半導体装置を携帯させることによって、生体情報や健康状態等の様々な情報を場所を問わず簡単に知ることが可能となる。また、半導体装置の携帯の方法としては、人間を例に挙げると体の表面に貼り付けて設ける方法や人体に埋め込んで設ける方法等が考えられるが、検出したい物理量や化学量を考慮して適宜個人が選択して設ければよい。以下に、本発明の半導体装置の使用形態の具体例について図面を参照して説明する。
【０１６０】
上記実施の形態で示した温度を検出する素子を含む半導体装置５０２を動物５０１に埋め込み、動物５０１付近に設けられたえさ箱等にリーダ／ライタ５０３を設ける（図１３（Ａ））。そして、リーダ／ライタ５０３を用いて、半導体装置５０２により検出される動物５０１の体温等の情報を定期的に読み取ることにより、動物５０１の健康状態を監視し管理することができる。この場合、あらかじめ、半導体装置５０２に識別番号を記憶させておくことにより複数の動物を同時に管理することができる。
【０１６１】
また、上記実施の形態で示した温度を検出する素子を含む半導体装置５０６を食品５０５に設け、包装紙や陳列棚にリーダ／ライタ５０７を設ける（図１１（Ｂ））。そして、リーダ／ライタ５０７を用いて、半導体装置５０６により検出される情報を定期的に読み取ることにより、食品５０５の鮮度を管理することができる。
【０１６２】
また、上記実施の形態で示した温度を検出する素子や光を検出する素子を含む半導体装置５１２を植物５１１に設け、植物５１１の植木鉢等にリーダ／ライタ５１３を設ける（図１３（Ｃ））。そして、リーダ／ライタ５１３を用いて、半導体装置５１２により検出される情報を定期的に読み取ることで、日照時間の情報を得ると共に、花の開花時期や出荷時期の情報を正確に予想することができる。特に、光を検出する素子を含む半導体装置５１２においては、同時に太陽電池を設けることによって、リーダ／ライタ５１３からの電磁波による電力供給とあわせて、外部からの光によって半導体装置５１２に電力を供給することが可能となる。太陽電池は、検出素子と併用させて設けてもよいし、検出素子とは別に設けてもよい。
【０１６３】
また、上記実施の形態で示した温度を検出する素子や圧力を検出する素子を含む半導体装置５１５を人体の腕に貼り付けるかもしくは埋め込んで設ける（図１１（Ｄ））。そして、リーダ／ライタを用いて、半導体装置５１５により検出される情報を読み取れば、体温、血圧、脈拍等の情報を得ることができる。
【０１６４】
また、温度を検出する素子を含む半導体装置５１６を耳たぶに埋め込む（図１１（Ｅ））。そして、リーダ／ライタを用いて、半導体装置５１６により検出される情報を読み取れば、体温の情報を得ることができる。また、安息の状態で測定する体温を基礎体温とよぶが、この基礎体温には一定のリズムがあり、測定結果により、自分自身の体調を把握することができる。基礎体温は、目を覚ましたら、動かずにそのままの状態で測定しなければならず、好ましくは、口中の舌下で５分間測定する。つまり、基礎体温を測定するには、基礎体温計を清潔に保ちつつ、毎日口中に入れて測定するという煩雑さがある。しかしながら、本発明の半導体装置５１７を口中に埋め込んでおけば、基礎体温計を使用する必要がなくなり、毎日口にリーダ／ライタをかざせば、体温を測定することができる（図１１（Ｅ））。
【０１６５】
このように、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類に半導体装置を設けることにより、偽造や盗難を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物にセンサーを備えた半導体装置を埋め込むことによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん現在の体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。
【０１６６】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した材料や形成方法は、本実施の形態でも組み合わせて利用することができるし、本実施の形態で示した材料や形成方法も上記実施の形態でも組み合わせて利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図４】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図５】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図６】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１６８】
１０１ 基板
１０２ 半導体膜
１０２ａ 第１の領域
１０２ｂ 第２の領域
１０３ａ 接続部
１０３ｂ 接続部
１０４ 絶縁膜
１０５ａ 第１の導電膜
１０５ｂ 第２の導電膜
１２２ａ 第１の領域
１２２ｂ 第２の領域
１２２ｃ 第３の領域
１２３ａ 接続部
１２３ｂ 接続部
１２３ｃ 接続部
１２５ａ 第１の導電膜
１２５ｂ 第２の導電膜
１２５ｃ 第３の導電膜
２０１ 基板
２０２ 絶縁膜
２０３ 半導体膜
２０３ａ 半導体膜
２０３ｂ 半導体膜
２０３ｃ 半導体膜
２０４ ゲート絶縁膜
２０５ ゲート電極
２０５ａ 第１の導電膜
２０５ｂ 第２の導電膜
２０６ 第１の不純物領域
２０７ レジスト
２０８ 第２の不純物領域
２０９ レジスト
２１０ 第３の不純物領域
２１１ 絶縁膜
２１２ 絶縁膜
２１３ 開口部
２１４ 金属膜
２１５ａ シリサイド
２１５ｂ シリサイド
２１５ｃ シリサイド
２１５ｄ シリサイド
２１６ 導電膜
２１７ａ 接続部
２１７ｂ 接続部
２１７ｃ 接続部
２１７ｄ 接続部
２１８ａ 薄膜トランジスタ
２１８ｂ 薄膜トランジスタ
２１８ｃ センサー部
２２０ａ 第１の領域
２２０ｂ 第２の領域
２２７ レジスト
２３０ 素子群
２３１ 第１の不純物元素
２３２ 第２の不純物元素
２３３ 第３の不純物元素
２３４ 絶縁膜
２４０ 素子群
２４１ 絶縁膜
２４２ 導電膜
２４３ 基板
２４４ 樹脂
２４５ 導電性粒子
５０１ 動物
５０２ 半導体装置
５０３ リーダ／ライタ
５０５ 食品
５０６ 半導体装置
５０７ リーダ／ライタ
５１１ 植物
５１２ 半導体装置
５１３ リーダ／ライタ
５１５ 半導体装置
５１６ 半導体装置
５１７ 半導体装置
７０１ 基板
７０２ 剥離層
７０３ 絶縁膜
７０４ 半導体膜
７０５ａ 半導体膜
７０５ｂ 半導体膜
７０５ｃ 半導体膜
７０５ｄ 半導体膜
７０５ｅ 半導体膜
７０６ ゲート絶縁膜
７０７ ゲート電極
７０８ ｎ型不純物領域
７０９ チャネル形成領域
７１０ ｐ型不純物領域
７１１ 絶縁膜
７１２ａ 絶縁膜
７１２ｂ 絶縁膜
７１２ｃ 絶縁膜
７１２ｄ 絶縁膜
７１３ 第１のｎ型不純物領域
７１４ 第２のｎ型不純物領域
７１５ 絶縁膜
７１６ 絶縁膜
７１７ 絶縁膜
７１８ 導電膜
７１９ 絶縁膜
７２０ａ 導電膜
７２０ｂ 導電膜
７２０ｃ 導電膜
７２１ 絶縁膜
７２２ 導電膜
７２３ 有機化合物層
７２４ 導電膜
７２５ 記憶素子部
７２６ 記憶素子部
７２７ 絶縁膜
７２８ 開口部
７２９ 開口部
７３０ 第１のシート材
７３１ 第２のシート材
７３２ 第３のシート材
７５１ａ 薄膜トランジスタ
７５１ｂ 薄膜トランジスタ
７５１ｃ 薄膜トランジスタ
７５１ｄ 薄膜トランジスタ
７５１ｅ センサー部
７５２ 素子形成層
２０ 半導体装置
８０ リーダ／ライタ
８１ 演算処理回路
８２ 検出部
８３ 記憶部
８４ アンテナ
８５ 検出素子
８６ 検出制御回路
８７ 記憶素子
８８ 制御回路
９０ 半導体装置
９１ 電源回路
９２ 復調回路
９３ 変調回路
９４ バッテリ
３２１０ 表示部
３２００ リーダ／ライタ
３２２０ 品物
３２３０ 半導体装置
３２４０ リーダ／ライタ
３２５０ 半導体装置
３２６０ 商品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域、第２の領域および第３の領域に不純物元素が導入されており、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域、第２の領域、第３の領域およびＬＤＤ領域に不純物元素が導入されており、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の領域または前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、前記第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記第１の領域または前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、前記第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、且つ、他方は、前記ＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域の一方に含まれる不純物元素の濃度は前記チャネル領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、前記第１の領域と第２の領域の他方に含まれる不純物元素の濃度は前記第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域の一方は真性半導体を含んでおり、前記第１の領域と第２の領域の他方および前記第３の領域は不純物元素が導入された不純物半導体を含んでいることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および前記第２の導電膜との接続する部分の一方にショットキーバリアダイオードが形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と第２の領域に不純物元素が導入されており、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なり、且つ前記第１の領域と前記ＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度が同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域は真性半導体を含んでおり、前記第２の領域は不純物元素が導入された不純物半導体を含んでいることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および前記第２の導電膜との接続する部分にショットキーバリアダイオードが形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記シリサイドは、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイドまたは白金シリサイドのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２に記載した半導体装置のいずれか一を用いた温度センサー。
【請求項１４】
基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、
前記複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記第２の半導体膜の上方に前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成し、
前記第１の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、
前記第１の半導体膜の一部と前記ゲート電極に覆われていない前記第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、前記第１の半導体膜の一部に第２の不純物領域を形成し且つ前記第２の半導体膜にチャネル領域とソース領域またはドレイン領域とを形成し、
前記第１の半導体膜、前記第２の半導体膜、前記ゲート電極を覆うように層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して前記第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、前記第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、
前記開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、
前記複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記第２の半導体膜の上方に前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を選択的に形成し、
前記ゲート電極をマスクとして前記第１の半導体膜と前記第２の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、
前記ゲート電極の側壁に絶縁膜を形成し、
前記第１の半導体膜の一部と前記ゲート電極または前記絶縁膜に覆われていない前記第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、前記第１の半導体膜に第２の不純物領域を形成し且つ前記第２の半導体膜にチャネル領域、ＬＤＤ領域およびソース領域またはドレイン領域を形成し、
前記第１の半導体膜、前記第２の半導体膜、前記ゲート電極および前記絶縁膜を覆うように層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して前記第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、前記第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、
前記開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５において、
前記半導体膜として、シリコ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１７】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記導電膜として、ニッケル、コバルトまたは白金のいずれか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１８】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか一項において、
前記第１の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度を前記第２の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度より小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１４乃至請求項１８のいずれか一項において、
前記第１の不純物領域と前記導電膜との接続する部分にショットキーバリアダイオードを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域、第２の領域および第３の領域に不純物元素が導入されており、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域、第２の領域、第３の領域およびＬＤＤ領域に不純物元素が導入されており、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の領域または前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、前記第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記第１の領域または前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度のうちいずれか一方は、前記第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、且つ、他方は、前記ＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域の一方に含まれる不純物元素の濃度は前記チャネル領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであり、前記第１の領域と第２の領域の他方に含まれる不純物元素の濃度は前記第３の領域に含まれる不純物元素の濃度と同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
同一基板上に形成された、第１の領域および前記第１の領域と接した第２の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第３の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜と、前記第２の領域と電気的に接続する第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域の一方は真性半導体を含んでおり、前記第１の領域と第２の領域の他方および前記第３の領域は不純物元素が導入された不純物半導体を含んでいることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および前記第２の導電膜との接続する部分の一方にショットキーバリアダイオードが形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と第２の領域に不純物元素が導入されており、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とＬＤＤ領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域に含まれる不純物元素の濃度が異なり、且つ前記第１の領域と前記ＬＤＤ領域に含まれる不純物元素の濃度が同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
同一基板上に形成された、第１の領域を有する第１の半導体膜と、チャネル領域とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の領域とを有する第２の半導体膜と、
前記第１の半導体膜および前記第２の半導体膜を覆って設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、且つ前記第１の領域と電気的に接続する第１の導電膜および第２の導電膜と、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および第２の導電膜との接続する部分の前記第１の半導体膜の表面に形成されたシリサイドとを有し、
前記第１の領域は真性半導体を含んでおり、前記第２の領域は不純物元素が導入された不純物半導体を含んでいることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の半導体膜と前記第１の導電膜および前記第２の導電膜との接続する部分にショットキーバリアダイオードが形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記シリサイドは、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイドまたは白金シリサイドのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２に記載した半導体装置のいずれか一を用いた温度センサー。
【請求項１４】
基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、
前記複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記第２の半導体膜の上方に前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成し、
前記第１の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、
前記第１の半導体膜の一部と前記ゲート電極に覆われていない前記第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、前記第１の半導体膜の一部に第２の不純物領域を形成し且つ前記第２の半導体膜にチャネル領域とソース領域またはドレイン領域とを形成し、
前記第１の半導体膜、前記第２の半導体膜、前記ゲート電極を覆うように層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して前記第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、前記第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、
前記開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
基板上に第１の半導体膜と第２の半導体膜とを含む複数の半導体膜を形成し、
前記複数の半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記第２の半導体膜の上方に前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を選択的に形成し、
前記ゲート電極をマスクとして前記第１の半導体膜と前記第２の半導体膜に第１の不純物元素を導入して第１の不純物領域を形成し、
前記ゲート電極の側壁に絶縁膜を形成し、
前記第１の半導体膜の一部と前記ゲート電極または前記絶縁膜に覆われていない前記第２の半導体膜に第２の不純物元素を選択的に導入することにより、前記第１の半導体膜に第２の不純物領域を形成し且つ前記第２の半導体膜にチャネル領域、ＬＤＤ領域およびソース領域またはドレイン領域を形成し、
前記第１の半導体膜、前記第２の半導体膜、前記ゲート電極および前記絶縁膜を覆うように層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜に選択的に開口部を形成して前記第１の半導体膜の第１の不純物領域および第２の不純物領域と、前記第２の半導体膜のソース領域またはドレイン領域とを露出させ、
前記開口部に選択的に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５において、
前記半導体膜として、シリコ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１７】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記導電膜として、ニッケル、コバルトまたは白金のいずれか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１８】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか一項において、
前記第１の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度を前記第２の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度より小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１４乃至請求項１８のいずれか一項において、
前記第１の不純物領域と前記導電膜との接続する部分にショットキーバリアダイオードを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１３４６８４（Ｐ２００７−１３４６８４Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７１８８９（Ｐ２００６−２７１８８９）
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【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５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【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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