半導体装置
【課題】曲げ等の外力が加わり応力が生じた場合であってもトランジスタ等の損傷を低減する半導体装置を提供することを目的とする。
【解決手段】可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、第１の導電膜及びゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜とを有している。
【解決手段】可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、第１の導電膜及びゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に外力が加わった場合であっても半導体装置に設けられたトランジスタ等の素子の損傷を抑制する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチック等の可撓性を有する基板上にトランジスタ等で構成される集積回路を設ける技術が注目されている。可撓性を有する基板上に集積回路を設けることによって形成された半導体装置は、半導体基板やガラス基板等の基板を用いる場合に比べ、軽量化やコストダウン等を達成することが可能となる。可撓性を有する半導体装置は折り曲げ等が可能となるため、様々な分野、場所への転用がされている。
【特許文献１】特許第４０１５００２号
【特許文献２】特開２００６−２３２４４９号公報
【特許文献３】特開２００７−１５０１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、可撓性を有する基板上にトランジスタ等の素子が設けられた集積回路を具備する半導体装置に、曲げ等の外力を加えた場合、半導体装置に生じる応力によって、当該半導体装置に含まれるトランジスタ等の素子が損傷し、トランジスタ等の素子の特性に影響を及ぼすおそれがある。また、半導体装置の製造工程時において、トランジスタ等の素子に応力が生じることにより当該素子が損傷し、製品の歩留まりが低下するおそれがある。
【０００４】
本発明は上記問題を鑑み、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子の損傷を低減する半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る半導体装置は、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制するために補強膜が設けられる。補強膜は、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引張応力や圧縮応力などの応力歪みが発生しない中立面（延び縮みしない面）の位置を半導体装置にとって好適な位置にするために設ける。
【０００６】
補強膜は、トランジスタ等の素子を構成する半導体膜の上下方向の領域に設けることを特徴としている。補強膜は半導体膜と接するように設けてもよいし、絶縁膜を介して半導体膜とは接しないように設けてもよい。以下に、半導体装置の具体的な構成を説明する。
【０００７】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、第１の導電膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、第２の島状の補強膜及びゲート絶縁膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、層間絶縁膜上に、開口部を介して不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、チャネル形成領域の全域が第１の島状の補強膜と第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、第１の島状の補強膜及び第２の島状の補強膜は、半導体装置を構成する半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成されていることを特徴とする。具体的には、窒化珪素、窒化酸化珪素、金属酸化物、金属窒化物等の材料を用いることができる。第１の島状の補強膜及び第２の島状の補強膜を、半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成することによって、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を向上させることができ、半導体膜の損傷を低減することができる。
【０００９】
第１の島状の補強膜の膜厚は５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、かつ第２の島状の補強膜の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
半導体装置を構成するトランジスタ等の素子に補強膜を設けることにより、製造工程時や完成後の使用時において当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上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】
【００１１】
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う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。
【００１２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、半導体装置の一例に関して図面を参照して説明する。
【００１３】
本実施の形態では、曲げ等の外力が加えられた場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制するために補強膜を設ける。本実施の形態では、その構造の一例として、トランジスタを構成する半導体膜の上方及び下方に半導体膜のヤング率よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を設けた場合について説明する。
【００１４】
本実施の形態で示す半導体装置の一例を図１に示す。なお、図１において、図１（Ａ）は上面図を示しており、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＡ−Ｂ間の断面図を示している。
【００１５】
図１（Ｂ）に示す半導体装置は、半導体膜１０６、ゲート絶縁膜１０７、ゲート電極として機能する第１の導電膜１０８、半導体膜１０６を補強するための補強膜１０３（第１の島状の補強膜とも記す）、補強膜１０９（第２の島状の補強膜とも記す）を少なくとも具備する薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを有している。図１（Ｂ）において、半導体膜１０６の少なくとも一部が補強膜１０３と補強膜１０９との間に挟まれて設けられている。また、図１（Ａ）において、補強膜１０９は、半導体膜１０６を覆うように設けられている。
【００１６】
絶縁膜１１０は、ゲート絶縁膜１０７及び補強膜１０９を覆うように設けられている。さらに、絶縁膜１１０上に薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂのソース電極又はドレイン電極として機能しうる第２の導電膜１１１が設けられている。なお、ここでは、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂは、可撓性を有する基板１０１上に絶縁膜１０２を介して設けられた例を示している。
【００１７】
半導体膜１０６は、チャネル形成領域１０６ａ、ソース領域又はドレイン領域として機能しうる不純物領域１０６ｂを具備している。また、不純物領域１０６ｂは、チャネル形成領域１０６ａを介して挟んで離間して設けられている。不純物領域１０６ｂは絶縁膜１１０に設けられた開口部１２４を介して、絶縁膜１１０上に設けられた第２の導電膜１１１と電気的に接続されている。
【００１８】
補強膜１０３は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを構成する半導体膜１０６と絶縁膜１０４を介して重なるように設けられている。また、当該半導体膜１０６より面積が大きくなるように設けられている。
【００１９】
また、補強膜１０９は、第１の導電膜１０８及びゲート絶縁膜１０７を覆うように設けられている。また、補強膜１０９は、半導体膜１０６全域を覆うように設けられていることが好ましい。また、補強膜１０９の面積は、補強膜１０３の面積よりも大きいことが好ましい。このように、チャネル形成領域の全域が補強膜１０３と補強膜１０９との間に設けられていることが好ましい。
【００２０】
半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わることによって、半導体膜１０６に応力が生じる。これは、半導体装置の厚み方向において、曲げ等の変形に対して引っ張り応力や圧縮応力等の歪みが発生しない中立面（延び縮みしない面）の位置が、半導体膜に応力が生じる位置にあるからである。半導体膜１０６に応力が生じることによって半導体膜１０６が損傷し、半導体装置が破壊される。そこで、半導体装置に曲げ等の外力が加わることによって半導体膜に応力が生じることを抑制するために、半導体装置の厚み方向における中立面（延び縮みしない面）の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にする。
【００２１】
補強膜１０３、補強膜１０９として用いる材料は、半導体膜１０６よりもヤング率の高い材料を用いることが好ましい。具体的には、窒化珪素、窒化酸化珪素、金属酸化物、金属窒化物等の材料を用いることができる。また、補強膜１０３と補強膜１０９は、同じ材料で形成されていることが好ましい。このように、補強膜１０３及び補強膜１０９を半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成することにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を向上させることができ、半導体膜の損傷を低減することができる。
【００２２】
補強膜１０３の膜厚は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、かつ補強膜１０９の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることが好ましい。また、補強膜１０３の膜厚よりも補強膜１０９の膜厚の方が厚いことが好ましい。さらに、補強膜１０３の膜厚と補強膜１０９の膜厚の比率（補強膜１０３の膜厚／補強膜１０９膜厚）は、１／２以下であることが好ましい。なお、補強膜１０３の膜厚と補強膜１０９の膜厚が同じであってもよい。
【００２３】
このように、半導体膜１０６を補強膜１０３と補強膜１０９とで挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力などの歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜１０６よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜１０６の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体装置の機械的強度を向上させることができる。したがって、半導体膜１０６の損傷を低減することができ、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの損傷や破壊を低減することができる。
【００２４】
なお、図１（Ｂ）に示した半導体装置は、補強膜１０９を半導体膜１０６の端部及び補強膜１０３の端部を覆って設けた例を示したが、本実施の形態で示す半導体装置はこの構成に限定されず、補強膜１０９は、損傷しやすいチャネル形成領域１０６ａと重なるように設ければよい。
【００２５】
例えば、第１の導電膜１０８を覆うようにチャネル形成領域１０６ａの上方に補強膜１０９を設ける構成としてもよい（図１（Ｃ）参照）。また、補強膜１０９の面積は、補強膜１０３の面積よりも小さくてもよい。チャネル形成領域１０６ａを補強膜１０３及び補強膜１０９で挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において中立面の位置を、チャネル形成領域１０６ａに応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、チャネル形成領域１０６ａに応力が生じることを抑制することができる。したがって、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの損傷や破壊を低減することができる。また、半導体膜１０６よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜１０６の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を向上させることができる。また、絶縁膜１１０に開口部１２４を形成する際に補強膜１０９を除去する必要がないため、開口部１２４を形成する際のエッチングを容易に行うことができる。
【００２６】
また、補強膜１０３上に補強膜１１４を積層する構成としてもよい（図２参照）。この場合、補強膜１１４は、補強膜１０３及び絶縁膜１０２を覆うように形成する。このように、補強膜１１４を設けることによって、半導体膜１０６の下側が不純物や水分にさらされるのを防ぐことができる。また、半導体膜１０６の下方の機械的強度を向上させることができる。なお、絶縁膜１０２の上に補強膜１１４を設ける構造としてもよい。なお、補強膜１０３及び補強膜１１４を積層する場合には、補強膜１０３の膜厚と補強膜１１４の膜厚を合わせて５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にすることが好ましい。また、補強膜１０９の面積は、補強膜１０３の面積よりも大きいことが好ましい。
【００２７】
図１では、一つの島状の補強膜１０３上に一つの半導体膜１０６を設けた例を示したが、これに限定されない。図３に示すように、一つの補強膜１０３に複数の島状の半導体膜１０６を設けた構成としてもよい。一つの補強膜１０３上に複数の島状の半導体膜を設けた場合、補強膜１０３の端部における段差を低減することができるため、マスクずれ等による半導体膜１０６の段切れを防止することができる。
【００２８】
複数の島状の半導体膜１０６の各々の具備するチャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜１０７を介して第１の導電膜が設けられている。また、補強膜１０９がゲート絶縁膜１０７及び第１の導電膜１０８を覆って設けられており、絶縁膜１１０がゲート絶縁膜１０７及び第１の導電膜１０８を覆って設けられている。また、絶縁膜１１０に設けられた開口部１２４を介して、不純物領域１０６ｂと絶縁膜１１０上に設けられた第２の導電膜１１１とが電気的に接続されている。
【００２９】
なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタを例に挙げて説明したが、薄膜トランジスタに代えて有機トランジスタを設けてもよい。
【００３０】
このように、半導体膜の上下近傍に半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜を設けることによって、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力の歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。つまり、半導体装置の中立面の位置を半導体装置にとって好適な位置にすることができる。よって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００３１】
本実施の形態で示した半導体装置の構成は、他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１で示した半導体装置の作製方法の一例に関して図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタ等の素子を支持基板上に形成した後に、当該支持基板から素子を剥離して他の基板に転置する工程に関して説明する。なお、本明細書において、転置とは基板に形成された素子を他の基板へ移しかえることを意味する。
【００３３】
まず、基板１２０の一表面に剥離層１２１を形成し、続けてバッファ層として機能する絶縁膜１０２、補強膜を形成する。なお、剥離層１２１、絶縁膜１０２、補強膜は、連続して形成することもできる。続いて、補強膜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を用いて選択的にエッチングを行い、島状の補強膜１０３を形成する（図４（Ａ）参照）。
【００３４】
基板１２０は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板等を用いることができる。このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板１２０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１２１は、基板１２０の全面に設けているが、必要に応じて、基板１２０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１２０に接するように剥離層１２１を形成しているが、必要に応じて、基板１２０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１２１を形成してもよい。
【００３５】
剥離層１２１は、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造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又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。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、酸化雰囲気下又はＮＯ２の雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気下又はＮＯ２雰囲気下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又は酸化窒化物を設けた場合、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物を形成することができる。
【００３６】
絶縁膜１０２はバッファ層として機能する。絶縁膜１０２は、後の剥離工程において、剥離層１２１及びバッファ層として機能する絶縁膜１０２の界面での剥離が容易となるように、又は後の剥離工程において半導体素子や配線に亀裂やダメージが入るのを防ぐために設ける。バッファ層として機能する絶縁膜１０２としては、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、無機化合物を用いて単層又は積層で形成する。無機化合物の代表例としては、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）等がある。バッファ層として機能する絶縁膜１０２の厚さは１０ｎｍ乃至１０００ｎｍ、さらには１００ｎｍ乃至７００ｎｍが好ましい。ここでは、厚さ５００ｎｍ乃至７００ｎｍの酸化窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００３７】
次いで、剥離層１２１上に補強膜をスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等を用いて形成する。補強膜としては、窒化珪素、窒化酸化珪素、アルミナ等のセラミックス、金属酸化物、金属窒化物を用いて形成することができる。窒化珪素や窒化酸化珪素等を用いることにより、外部から、後に形成される素子形成層１３４へ水分や、酸素等の気体の侵入や、半導体膜の下側が不純物にさらされることを防止することができる。また、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）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等の金属の酸化物又は窒化物を用いて補強膜を形成しても良い。補強膜の膜厚は、５０ｎｍ乃至２００ｎｍが好ましい。ここでは、膜厚５０ｎｍ乃至２００ｎｍの窒化珪素をプラズマＣＶＤ方により形成した後、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を用いて選択的にエッチングを行い、島状の補強膜１０３を形成する。
【００３８】
次いで、補強膜１０３及び絶縁膜１０２を覆うように絶縁膜１０４を形成した後、島状の半導体膜１０６を形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００３９】
絶縁膜１０４は、下地層として機能する。絶縁膜１０４は、バッファ層として機能する絶縁膜１０２と同様の形成方法及び材料を適宜用いることができる。さらには、下地層として機能する絶縁膜１０４を積層構造としてもよい。下地層として機能する絶縁膜が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。下地となる膜は、基板１２０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。
【００４０】
島状の半導体膜１０６は、非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に対して結晶化を行い結晶質半導体膜にした後、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、結晶質半導体膜に選択的にエッチングを行うことにより形成される。
【００４１】
非晶質半導体膜は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは３０ｎｍ乃至１５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００４２】
次いで、非晶質半導体膜にレーザ光を照射して結晶化を行う。なお、レーザ光の照射と、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とを組み合わせた方法等により非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
【００４３】
島状の半導体膜１０６の作成工程の一例を以下に簡単に説明する。まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０乃至６０ｎｍの非晶質半導体膜を形成する。次いで、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、レーザ光を照射し、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、半導体膜に選択的にエッチングを行うことによって島状の半導体膜１０６を形成する。なお、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化を行わずに、レーザ光の照射だけで非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
【００４４】
ゲート絶縁膜１０７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。例えば、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜のいずれか一を単層で形成する、又は酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜を組み合わせて積層して形成する。
【００４５】
また、ゲート絶縁膜１０７は、半導体膜１０６に対し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等の希ガスと、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。
【００４６】
このようなプラズマを用いた処理により、１乃至２０ｎｍ、代表的には５乃至１０ｎｍの絶縁膜が半導体膜上に形成される。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、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の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。
【００４７】
ゲート絶縁膜１０７は、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、積層させてもよい。いずれにしても、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。
【００４８】
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光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１０６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、上記のプラズマで形成したゲート絶縁膜をそのトランジスタに用いることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。
【００４９】
次いで、ゲート絶縁膜１０７上にゲート電極を形成するための導電膜を形成する。ここでは、導電膜１２２と導電膜１２３を順に積層して形成する（図４（Ｃ）参照）。導電膜１２２は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法により２０ｎｍ乃至１００ｎｍの厚さで形成する。導電膜１２３は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法により１００ｎｍ乃至４００ｎｍの厚さで形成する。導電膜１２２、導電膜１２３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、又はこれらの元素とシリコン（Ｓｉ）元素を含む合金材料若しくは化合物材料で形成する。又は、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（例えば、シリコン（Ｓｉ））により形成する。導電膜１２２と導電膜１２３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、導電膜１２２と導電膜１２３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良い。
【００５０】
次いで、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、導電膜１２２、導電膜１２３を選択的にエッチングすることによって、第１の導電膜１０８を形成後、当該第１の導電膜１０８をマスクとして半導体膜１０６に不純物元素を導入してチャネル形成領域１０６ａと不純物領域１０６ｂを形成する（図４（Ｄ）参照）。第１の導電膜１０８は薄膜トランジスタにおいてゲート電極（ゲート配線を含む）として機能し、不純物領域１０６ｂは、薄膜トランジスタにおいてソース領域又はドレイン領域とし機能する。
【００５１】
また、導入する不純物元素としては、ｎ型の不純物元素又はｐ型の不純物元素を用いる。ｎ型の不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型の不純物元素としては、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。ここでは、不純物元素 として、リン（Ｐ）を用い、ｎ型の薄膜トランジスタを形成する。
【００５２】
次いで、第１の導電膜１０８、ゲート絶縁膜１０７を覆うように補強膜１２５を形成する（図４（Ｅ）参照）。
【００５３】
補強膜１２５は、補強膜１０３と同様の形成方法及び材料を適宜用いることができる。また、補強膜１２５の膜厚は、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下で形成することが好ましい。
【００５４】
次いで、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、補強膜１２５に選択的にエッチングを行うことによって、補強膜１０９を形成する（図５（Ａ）参照）。半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０９と補強膜１０３とで半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力などの歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜１０６に応力が生じることが抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６の部分で応力が生じることを抑制することができる。
【００５５】
次いで、ゲート絶縁膜１０７、補強膜１０９を覆うように層間絶縁膜として機能する絶縁膜１１０を形成した後、半導体膜１０６の不純物領域１０６ｂに達する開口部１２４を形成し、半導体膜１０６の表面の一部を露出させる（図５（Ｂ）参照）。ここでは、ゲート絶縁膜１０７、補強膜１０９及び絶縁膜１１０の一部をエッチングして、開口部１２４を形成する。
【００５６】
絶縁膜１１０は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等の酸素又は窒素を有する絶縁膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜や、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又は積層構造で設けることができる。
【００５７】
次いで、開口部１２４を充填するように第２の導電膜１１１を選択的に形成し、当該第２の導電膜１１１を覆うように絶縁膜１１２を形成する（図５（Ｃ）参照）。
【００５８】
導電膜１１１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１１１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１１１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。なお、第１の導電膜１０８と同一の材料で設けてもよい。
【００５９】
絶縁膜１１２は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等の酸素または窒素を有する絶縁膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜や、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。
【００６０】
次いで、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂ等を含む素子形成層１３４を基板１２０から剥離する。ここでは、レーザ光（例えばＵＶ光）を照射することによって素子形成層１３４に開口部を形成後、素子形成層１３４の一方の面（絶縁膜１１２が露出した面）を第１のシート１２６に貼り合わせて物理的な力を用いて基板１２０から素子形成層１３４を剥離する（図６（Ａ）参照）。
【００６１】
また、基板１２０から素子形成層１３４を剥離する前に、素子形成層１３４に開口部を設け、エッチング剤を導入して、剥離層１２１を除去してもよい。エッチング剤は、フッ化ハロゲン又はハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用することができる。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）を使用することができる。
【００６２】
通常、基板１２０から素子形成層１３４を剥離する際に、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂに応力が生じ、当該薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂが破損するおそれがある。しかし、薄膜トランジスタの有する半導体膜１０６に半導体膜１０６よりも高いヤング率で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９を設けることにより、素子形成層１３４に曲げ等により外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に生じる応力を抑制することができる。したがって、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの損傷や破壊を低減することができる。特に、支持基板にトランジスタ等の素子を形成した後に、別の基板に転置する場合には、補強膜１０３及び１０９を設けることが非常に有効となる。
【００６３】
なお、剥離する際に水やオゾン水等の水溶液で剥離する面を濡らしながら行うことによって、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂ等の素子が静電気等によって破壊されることを防止できる。
【００６４】
次いで、素子形成層１３４の他方の面（基板１２０から剥離した面）に、第２のシート１２７を設け、その後加熱処理と加圧処理の一方又は両方を行って、素子形成層１３４に第２のシート１２７を貼り合わせる（図６（Ｂ）参照）。第１のシート１２６、第２のシート１２７は、ホットメルトフィルム、粘着層が形成されたプラスチックフィルム、又は紙を用いることができる。また、第１のシート１２６、第２のシート１２７は、耐圧を向上させるために、薄いセラミックスを用いてもよいし、炭素繊維やガラス繊維の織物に樹脂をしみこませたシート、いわゆるプリプレグを用いてもよい。第１のシート１２６と第２のシート１２７の材料としてフレキシブルな材料を用いれば、物品の曲面に貼りつけるのに適した半導体装置を提供することができる。
【００６５】
また、第１のシート１２６、第２のシート１２７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つ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つけてもよいし、フィルムの外側になるように貼りつけてもよい。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えばよい。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を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つけたり、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素子形成層の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。
【００６６】
また、第２のシート１２７を設けると同時又は設けた後に、第１のシート１２６を剥離しても良い。第１のシート１２６を除去することによって、半導体装置をより薄く形成することができる。なお、この場合、第１のシート１２６としては、例えば熱を加えることによって粘着力が弱まる熱剥離テープを用いることができる。また、第１のシート及び第２のシートを基板と呼ぶこともあり、第２のシート１２７は、図１の基板１０１に相当する。
【００６７】
以上の工程により、半導体装置を作製することができる。
【００６８】
このように、半導体膜の上下近傍に半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜を設けることによって、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力の歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。つまり、半導体装置の中立面の位置を半導体装置にとって好適な位置にすることができる。よって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタを支持基板上に形成した後に、当該支持基板から素子を剥離して他の基板に転置する工程を示したが、本実施の形態で示した作製方法はこれに限られない。例えば、基板１０１上に直接薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを設けてもよい。この場合、上述した工程において基板１２０に代えて基板１０１を用い、剥離層１２１を設けなければよい。基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、ステンレス基板等の金属基板、プラスチック基板等を用いることができる。
【００７０】
また、本実施の形態で示した半導体装置の作製方法は、他の実施の形態で示す半導体装置の作製方法と組み合わせて実施することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態１及び実施の形態２で示した半導体装置の薄膜トランジスタにおいて、ゲート電極として機能する第１の導電膜の側面に接して絶縁膜を形成し、当該絶縁膜の下方にＬＤＤ領域を形成した場合に関して図面を参照して説明する。
【００７２】
本実施の形態で示す半導体装置の一例を図７に示す。なお、図７において、図７（Ａ）は上面図を示しており、図７（Ｂ）は図７（Ａ）におけるＡ−Ｂ間の断面図を示している。
【００７３】
本実施の形態で示す半導体装置は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを有しており、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂに含まれるゲート電極として機能する第１の導電膜１０８の側面に接して絶縁膜１３０が設けられている（図７参照）。絶縁膜１３０は、サイドウォールとも呼ばれ、当該絶縁膜１３０の下方にＬＤＤ領域を設けた構造とすることができる。なお、図７（Ｂ）に、図に１示した構造に絶縁膜１３０及びＬＤＤ領域として機能する不純物領域１０６ｃを設けた構造を示している。
【００７４】
次いで、絶縁膜１３０の作製方法の一例に関して図８を参照して以下に説明する。
【００７５】
まず、上記実施の形態２の図４（Ｃ）まで同様に形成した後、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、導電膜１２２、導電膜１２３を選択的にエッチングすることにより第１の導電膜１０８を形成する。次いで、当該第１の導電膜１０８をマスクとして半導体膜１０６に第１の不純物元素を導入してチャネル形成領域１０６ａと不純物領域１２８を形成する（図８（Ａ）参照）。第１の不純物元素としては、ｎ型の不純物元素又はｐ型の不純物元素を用いる。ｎ型の不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型の不純物元素としては、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。ここでは、不純物元素として、リン（Ｐ）を用い、ｎ型の薄膜トランジスタを形成する場合について示す。
【００７６】
次いで、第１の導電膜１０８、ゲート絶縁膜１０７を覆うように絶縁膜１２９を形成する（図８（Ｂ）参照）。絶縁膜１２９は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、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、有機樹脂等の有機材料を含む膜を単層又は積層して形成する。
【００７７】
次いで、絶縁膜１２９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することによって、第１の導電膜１０８の側面に接する絶縁膜１３０（サイドウォール）を形成する。なお、絶縁膜１３０の形成と同時に、ゲート絶縁膜１０７の一部や絶縁膜１０４の一部がエッチングされて除去される場合がある（図８（Ｃ）参照）。ゲート絶縁膜１０７の一部が除去されることによって、残存するゲート絶縁膜１０７は、第１の導電膜１０８及び絶縁膜１３０の下方に形成される。
【００７８】
次いで、第１の導電膜１０８及び絶縁膜１３０をマスクとして半導体膜１０６に第２の不純物元素を導入して、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域１０６ｂと、ＬＤＤ領域として機能する不純物領域１０６ｃを形成する（図８（Ｃ）参照）。第２の不純物元素としては、ｎ型の不純物元素又はｐ型の不純物元素を用いる。ｎ型の不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型の不純物元素としては、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。また、第２の不純物元素は上述した第１の不純物元素より濃度を高くして導入する。ここでは、不純物元素として、リン（Ｐ）を用いる。
【００７９】
次いで、半導体膜１０６、第１の導電膜１０８、絶縁膜１３０を覆うように、補強膜１０９を形成する（図８（Ｄ）参照）。補強膜１０９の形成方法は、図４（Ｅ）、図５（Ａ）と同様に形成する。その後、上記実施の形態２で示した図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図６で示した工程を経て、図７で示した半導体装置を製造することができる。
【００８０】
このように、半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９で半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、中立面の位置を半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を高めることができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８１】
図７及び図８に置いて、島状の補強膜１０３上に絶縁膜１０４を形成し、島状の半導体膜１０６を設けた例を示したが、これに限らず、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、補強膜１０３上に半導体膜１０６を設けた構造としてもよい。
【００８２】
図９（Ａ）は、島状の補強膜１０３上に島状の半導体膜１０６を設けており、ゲート絶縁膜１０７に開口部を設け、該開口部において、島状の補強膜１０３と島状の補強膜１０９とが接する構造となっている。また図９（Ｂ）は、島状の補強膜１０３上に島状の半導体膜１０６を設けており、ゲート電極として機能する第１の導電膜１０８の側面に接して絶縁膜１３０が設けられている。絶縁膜１０２、島状の補強膜１０３、半導体膜１０６、絶縁膜１３０及び第１の導電膜１０８を覆うように補強膜１０９が設けられており、島状の補強膜１０３と島状の補強膜１０９とが接する構造となっている。
【００８３】
このように、半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９で半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、中立面の位置を半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を高めることができる。さらに、補強膜１０３と補強膜１０９とが接するように設けることにより、半導体膜１０６が不純物や水分にさらされるのを防ぐことができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８４】
このように、図７乃至図９に示した構造とすることによって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。従って、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８５】
また、本実施の形態で示した半導体装置の構成又はその作製方法は、他の実施の形態で示す半導体装置の構成又は作製方法と組み合わせて実施することができる。
【００８６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記の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。実施の形態１乃至実施の形態３において、補強膜１０３を半導体膜１０６の全面と重なるように設けた例を示したが、本実施の形態の半導体装置はこの構造に限られず、補強膜１０３と半導体膜１０６が少なくとも一部重なった構造であればよい。その一例について図１０を参照して説明する。なお、図１０において、図１０（Ａ）は上面図を示しており、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）におけるＡ−Ｂ間の断面図を示している。
【００８７】
図１０に示す半導体装置において、補強膜１０３は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを構成する島状の半導体膜１０６の一部と絶縁膜１０４を介して重なるように島状に設けられている。また、このように設ける場合、補強膜１０３が半導体膜１０６のチャネル形成領域１０６ａの全面と重なり、不純物領域１０６ｂの一部と重なるように設けることが好ましい。チャネル形成領域１０６ａの端部においてゲート電極として機能する導電膜１０８が半導体膜１０６を乗り越えるために段差が生じており、さらに補強膜１０３をチャネル形成領域１０６ａの一部と重なるように設けると導電膜１０８と半導体膜１０６がショートするおそれがあるためである。
【００８８】
また、補強膜１０３を半導体膜１０６の一部と重ねるように設ける場合には、補強膜１０３と第２の導電膜１１１を重ねるように設けることが好ましく、図１０では、補強膜１０３の端部と第２の導電膜１１１の端部が重なるように設けた例を示している。第２の導電膜１１１と重なるように補強膜１０３、補強膜１０９を設けることによって、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力の歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８９】
（実施の形態５）
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、トランジスタ等の素子の補強膜となる膜を当該薄膜トランジスタの上方に設けた半導体装置に関して説明する。
【００９０】
本実施の形態で示す半導体装置の一例について図１１を参照して説明する。
【００９１】
図１１に示す半導体装置は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの上方に絶縁膜（ここでは絶縁膜１１０）を介して補強膜１３３が設けられている。補強膜１３３は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを構成する島状の半導体膜１０６と絶縁膜等を介して重なるように島状に設けられており、当該半導体膜１０６より面積が大きくなるように設けられている。もちろん、補強膜１３３は、半導体膜１０６の全面と重なった構造である必要はなく、少なくとも補強膜１３３が半導体膜１０６の一部と重なるように設けてもよい。
【００９２】
このように、半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９で半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、中立面の位置を半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を高めることができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態で示した半導体装置の構成は、他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００９４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置の使用形態の一例について説明する。具体的には、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利用の形態によっては、ＲＦＩＤタグ、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれる。
【００９５】
本実施の形態で示す半導体装置の上面構造の一例について、図１２（Ａ）を参照して説明する。図１２（Ａ）に示す半導体装置１４０は、メモリ部やロジック部を構成する複数の薄膜トランジスタ等の素子が設けられた集積回路１４１（素子形成層とも記す）と、アンテナとして機能する導電層１４２を含んでいる。アンテナとして機能する導電層１４２は、集積回路１４１に電気的に接続されている。集積回路１４１には、上記実施の形態１乃至５に係るトランジスタ等の素子を適用することができる。
【００９６】
また、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に図１２（Ａ）の断面の模式図を示す。アンテナとして機能する導電層１４２は、メモリ部及びロジック部を構成する素子の上方に設ければよく、例えば、上記実施の形態３で示した構造の上方に、絶縁膜１４３を介してアンテナとして機能する導電層１４２を設けることができる（図１２（Ｂ）参照）。絶縁膜１４３は、実施形態１で示した絶縁膜１１２と同様の材料で形成することができる。他にも、アンテナとして機能する導電層１４２を基板１４４に別に設けた後、当該基板１４４及び集積回路１４１を、導電層１４２が間に位置するように貼り合わせて設けることができる（図１２（Ｃ）参照）。ここでは、絶縁膜１４３上に設けられた導電層１４７とアンテナとして機能する導電層１４２とが、接着性を有する樹脂１４６中に含まれる導電体粒子１４５を介して電気的に接続されている。
【００９７】
なお、本実施の形態では、アンテナとして機能する導電層１４２をコイル状に設け、電磁誘導方式または電磁結合方式を適用する例を示すが、本実施の形態の半導体装置はこれに限られずマイクロ波方式を適用することも可能である。マイクロ波方式の場合は、用いる電磁波の波長によりアンテナとして機能する導電層１４２の形状を適宜決めればよい。
【００９８】
例えば、半導体装置１４０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（８６０ＭＨｚ帯乃至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い。例えば、アンテナとして機能する導電層を線状（例えば、ダイポールアンテナ（図１３（Ａ）参照）、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ（図１３（Ｂ）参照）またはリボン型の形状（図１３（Ｃ）、（Ｄ）参照）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層１４２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。
【００９９】
アンテナとして機能する導電層１４２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）等の金属元素、又は当該金属元素を含む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。
【０１００】
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層１４２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１４５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、シリコン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層の形成の際は、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以下の微粒子）を用いる場合、１５０℃乃至３００℃の温度範囲で焼成することにより硬化させて導電層を形成することができる。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。
【０１０１】
このように、非接触でデータの入出力が可能である半導体装置に本発明を適用することで、低消費電力化を図ることができるため、特に小型の半導体装置に用いる場合は効果的である。
【０１０２】
次いで、本実施の形態に係る半導体装置の動作例について説明する。
【０１０３】
半導体装置８０は、非接触でデータを交信する機能を有し、高周波回路８１、電源回路８２、リセット回路８３、クロック発生回路８４、データ復調回路８５、データ変調回路８６、他の回路の制御を行う制御回路８７、記憶回路８８およびアンテナ８９を有している（図１４（Ａ）参照）。高周波回路８１はアンテナ８９より信号を受信して、データ変調回路８６より受信した信号をアンテナ８９から出力する回路である。電源回路８２は受信信号から電源電位を生成する回路である。リセット回路８３はリセット信号を生成する回路である。クロック発生回路８４はアンテナ８９から入力された受信信号を基に各種クロック信号を生成する回路である。データ復調回路８５は受信信号を復調して制御回路８７に出力する回路である。データ変調回路８６は制御回路８７から受信した信号を変調する回路である。また、制御回路８７としては、例えばコード抽出回路９１、コード判定回路９２、ＣＲＣ判定回路９３および出力ユニット回路９４が設けられている。なお、コード抽出回路９１は制御回路８７に送られてきた命令に含まれる複数のコードをそれぞれ抽出する回路であり、コード判定回路９２は抽出されたコードとリファレンスに相当するコードとを比較して命令の内容を判定する回路であり、ＣＲＣ判定回路９３は判定されたコードに基づいて送信エラー等の有無を検出する回路である。図１４（Ａ）では、制御回路８７の他に、アナログ回路である高周波回路８１、電源回路８２を含んでいる。
【０１０４】
次いで、上述した半導体装置の動作の一例について説明する。まず、アンテナ８９により無線信号が受信される。無線信号は高周波回路８１を介して電源回路８２に送られ、高電源電位（以下、ＶＤＤと記す）が生成される。ＶＤＤは半導体装置８０が有する各回路に供給される。また、高周波回路８１を介してデータ復調回路８５に送られた信号は復調される（以下、復調信号という）。さらに、高周波回路８１を介してリセット回路８３を通った信号およびクロック発生回路８４を通った復調信号は制御回路８７に送られる。制御回路８７に送られた信号は、コード抽出回路９１、コード判定回路９２およびＣＲＣ判定回路９３等によって解析される。そして、解析された信号にしたがって、記憶回路８８内に記憶されている半導体装置の情報が出力される。出力された半導体装置の情報は出力ユニット回路９４を通って符号化される。さらに、符号化された半導体装置８０の情報はデータ変調回路８６を通って、アンテナ８９により無線信号に載せて送信される。なお、半導体装置８０を構成する複数の回路においては、低電源電位（以下、ＶＳＳという）は共通であり、ＶＳＳはＧＮＤとすることができる。
【０１０５】
このように、リーダ／ライタから半導体装置８０に信号を送り、当該半導体装置８０から送られてきた信号をリーダ／ライタで受信することによって、半導体装置のデータを読み取ることが可能となる。
【０１０６】
また、半導体装置８０は、各回路への電源電圧の供給を電源（バッテリー）を搭載せず電磁波により行うタイプとしてもよいし、電源（バッテリー）を搭載して電磁波と電源（バッテリー）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。
【０１０７】
次いで、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１４（Ｂ）参照）。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３２４０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１４（Ｃ）参照）。半導体装置３２３０、半導体装置３２５０としては、上述した半導体装置８０を適用することができる。このように、システムに本実施の形態に係る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、本実施の形態に係る半導体装置は低消費電力化を実現できるため、品物に設ける半導体装置を小型化することが可能である。
【０１０８】
なお、上述した以外にも本実施の形態に係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。本実施の形態に係る半導体装置は、曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子の損傷を低減することができるため、物品（生き物を含む）であればどのようなものであっても設けて使用することができる。
【０１０９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態の半導体装置の使用形態の一例について説明する。半導体装置は、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等）、包装用容器類（包装紙やボトル等）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札等の物品に設ける、いわゆるＩＣラベル、ＩＣタグ、ＩＣカードとして使用することができる。
【０１１０】
なお、本明細書において、ＩＣカードとは、プラスチック製カードに薄片化した集積回路（例えば、ＩＣチップ）を埋設して情報を記録できるようにしたカードである。データを読み書きする方式の違いによって「接触式」と「非接触式」に分けられる。非接触式カードにはアンテナが内蔵されており、微弱な電波を利用して端末と交信することができるものである。また、ＩＣタグとは、物体の識別に利用される微小なＩＣチップ（特にこの用途のＩＣチップを「ＩＤチップ」ともいう。）に自身の識別コードなどの情報が記録されており、電波を使って管理システムと情報を送受信する能力をもつものをいう。数十ミリメートルの大きさで、電波や電磁波で読み取り器と交信することができる。無線通信によりデータの交信を行う半導体装置に使うＩＣタグの態様はさまざまであり、カード形式のものや、ラベル類（ＩＣラベルという）、証書類などがある。
【０１１１】
本実施の形態では、図１５を参照して、上記実施の形態の半導体装置の応用例、及びそれらの半導体装置を付した商品の一例について説明する。
【０１１２】
図１５（Ａ）は、半導体装置の完成品の状態の一例である。ラベル台紙３００１（セパレート紙）上に、半導体装置３００２を内蔵した複数のＩＣラベル３００３が形成されている。ＩＣラベル３００３は、ボックス３００４内に収納されている。また、ＩＣラベル３００３上には、その商品や役務に関する情報（商品名、ブランド、商標、商標権者、販売者、製造者等）が記されており、一方、内蔵されている半導体装置には、その商品（又は商品の種類）固有のＩＤナンバーが付されており、偽造や、商標権、特許権等の知的財産権侵害、不正競争等の不法行為を容易に把握することができる。また、半導体装置内には、商品の容器やラベルに明記しきれない多大な情報、例えば、商品の産地、販売地、品質、原材料、効能、用途、数量、形状、価格、生産方法、使用方法、生産時期、使用時期、賞味期限、取扱説明、商品に関する知的財産情報等を入力しておくことができ、取引者や消費者は、簡易な読み取り装置によって、それらの情報にアクセスすることができる。また、生産者側からは容易に書換え、消去等も可能であるが、取引者、消費者側からは書換え、消去等ができない仕組みになっている。
【０１１３】
図１５（Ｂ）は、半導体装置３０１２を内蔵したラベル状のＩＣタグ３０１１を示している。ＩＣタグ３０１１を商品に備え付けることにより、商品管理が容易になる。例えば、商品が盗難された場合に、商品の経路を辿ることによって、その犯人を迅速に把握することができる。このように、ＩＣタグを備えることにより、所謂トレーサビリティに優れた商品を流通させることができる。
【０１１４】
図１５（Ｃ）は、半導体装置３０２２を内包したＩＣカード３０２１の完成品の状態の一例である。上記ＩＣカード３０２１としては、キャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、電子乗車券、電子マネー、テレフォンカード、会員カード等のあらゆるカード類が含まれる。
【０１１５】
なお図１５（Ｃ）に示したＩＣカードにおいては、半導体装置を構成するトランジスタとして薄膜トランジスタを用いることにより、図１５（Ｄ）に示すように折り曲げた形状に変形させたとしても使用することができる。
【０１１６】
図１５（Ｅ）は、無記名債券３０３１の完成品の状態を示している。無記名債券３０３１には、半導体装置３０３２が埋め込まれており、その周囲は樹脂によって成形され、半導体装置を保護している。ここで、該樹脂中にはフィラーが充填された構成となっている。無記名債券３０３１は、ＩＣラベル、ＩＣタグ、ＩＣカードと同じ要領で作成することができる。なお、上記無記名債券類には、切手、切符、チケット、入場券、商品券、図書券、文具券、ビール券、おこめ券、各種ギフト券、各種サービス券等が含まれるが、勿論これらに限定されるものではない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に半導体装置３０３２を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。
【０１１７】
図２２（Ａ）に、半導体装置３３００を内蔵したポスター３３１０と、側面にリーダ／ライタ３３２０が設けられた携帯端末３３３０を示す。半導体装置３３００には、商品、イベント、企業などに関連した情報が記憶されている。半導体装置３３００が内蔵されたポスター３３１０にリーダ／ライタ３３２０が設けられた携帯端末を近づけると、半導体装置３３００に記憶された情報をリーダ／ライタ３３２０で読み取ることができる。その後、読みとった情報から、Ｗｅｂサイトにアクセスしてさらなる情報を得ることもできる。
【０１１８】
図２２（Ｂ）は、半導体装置３３４０を内蔵した名刺３３５０を示す。半導体装置３３４０には、その人物の情報（会社名、住所、電話番号など）が記憶されており、携帯端末やコンピュータなどに設けられたリーダ／ライタで読み取ることにより、その人物の情報を携帯端末やコンピュータなどに記憶することができる。
【０１１９】
図２２（Ｃ）は、半導体装置３３６０を内蔵した切符３３７０を示す。半導体装置３３６０が内蔵された切符３３７０は、無線を使用しているので、切符３３７０と改札機（リーダ／ライタ）が離れている場合や、切符３３７０が隠れている場合でも読み取りを行うことができる。改札機に挿入して読み取る必要がないため、読み取り不良を低減することができる。また、半導体装置３３６０に記憶されている情報を書き換えることができるため、再利用することができる。
【０１２０】
また、ここでは図示しないが、書籍、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、検品システム等のシステム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、家畜等の生き物に無線タグ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を容易に識別することが可能となる。
【０１２１】
以上のように、上記実施の形態の半導体装置は、曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子の損傷を低減することができるため、物品（生き物を含む）であればどのようなものであっても、設けて使用することができる。
【０１２２】
（実施の形態８）
本実施の形態では、上記実施の形態の半導体装置の使用形態の一例について説明する。上記実施の形態の半導体装置は、作製した基板から剥離することによって、可撓性を有する状態とすることができる。以下に、上記実施の形態の半導体装置を有する電子機器の具体例に関して図１６を参照して説明する。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（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０１２３】
図１６（Ａ）は、ディスプレイ４１０１であり、支持台４１０２、表示部４１０３を含む。表示部４１０３は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のディスプレイを実現できる。また、表示部４１０３を湾曲させることも可能であり、支持台４１０２から取り外して湾曲した壁に沿ってディスプレイを取り付けることも可能である。上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４１０３や周辺の駆動回路等の集積回路に用いることによって、半導体装置の使用形態の一つである可撓性を有するディスプレイを作製することができる。このように、可撓性を有するディスプレイは、フラットな面はもちろん湾曲した部分にも設置することが可能となるため、様々な用途に用いることができる。
【０１２４】
図１６（Ｂ）は巻き取り可能なディスプレイ４２０２であり、表示部４２０１を含む。上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４２０１や駆動回路等の集積回路に用いることによって、半導体装置の使用形態の一つである、巻取りが可能で薄型の大型ディスプレイを作製することができる。巻き取り可能なディスプレイ４２０２は可撓性を有する基板を用いて形成されているため、表示部４２０１と共に折り畳んだり、巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。そのため、巻き取り可能なディスプレイ４２０２が大型である場合でも折り畳んだり、巻き取ったりして鞄に入れて持ち運ぶことができる。
【０１２５】
図１６（Ｃ）は、シート型のコンピュータ４３０１であり、表示部４３０２、キーボード４３０３、タッチパッド４３０４、外部接続ポート４３０５、電源プラグ４３０６等を含んでいる。上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４３０２や駆動回路、情報処理回路等の集積回路に用いることによって、半導体装置の使用形態の一つである、薄型またはシート型のコンピュータを作製することができる。表示部４３０２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のコンピュータを実現できる。また、シート型のコンピュータ４３０１の本体部分に収納スペースを設けることによって表示部４３０２を本体に巻き取って収納することが可能である。また、キーボード４３０３も可撓性を有するように設けることによって、表示部４３０２と同様にシート型のコンピュータ４３０１の収納スペースに巻き取って収納することができ、持ち運びが便利になる。また、使用しない場合にも折り畳むことによって場所をとらずに収納することが可能となる。
【０１２６】
図１６（Ｄ）は、２０〜８０インチの大型の表示部を有する表示装置４４００であり、操作部であるキーボード４４０２、表示部４４０１、スピーカー４４０３等を含む。また、表示部４４０１は可撓性を有する基板を用いて形成されており、キーボード４４０２を取り外して表示装置４４００を折り畳んだり巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。また、キーボード４４０２と表示部４４０１との接続は無線で行うことができ、例えば、湾曲した壁に沿って表示装置４４００を取り付けながらキーボード４４０２で無線によって操作することができる。
【０１２７】
図１６（Ｄ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４４０１や表示部の駆動回路、表示部とキーボードとの間の通信を制御する無線通信回路等の集積回路に用いている。これによって半導体装置の使用形態の一つである、薄型の大型表示装置を作製することができる。
【０１２８】
図１６（Ｅ）は電子ブック４５０１であり、表示部４５０２、操作キー４５０３等を含む。またモデムが電子ブック４５０１に内蔵されていても良い。表示部４５０２は可撓性基板を用いて形成されており、折り曲げたり巻き取ったりすることができる。そのため、電子ブックの持ち運びも場所をとらずに行うことができる。さらに、表示部４５０２は文字等の静止画像はもちろん動画も表示することが可能となっている。
【０１２９】
図１６（Ｅ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４５０２や駆動回路、制御回路等の集積回路に用いている。これによって、半導体装置の使用形態の一つである、薄型の電子ブックを作製することができる。
【０１３０】
図１６（Ｆ）はＩＣカード４６０１であり、表示部４６０２、接続端子４６０３等を含む。表示部４６０２は可撓性基板を用いて軽量、薄型のシート状になっているため、カードの表面に張り付けて形成することができる。また、ＩＣカードが非接触でデータの受信が行える場合に外部から取得した情報を表示部４６０２に表示することが可能となっている。
【０１３１】
図１６（Ｆ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４６０２や無線通信回路等の集積回路に用いている。これによって、半導体装置の使用形態の一つである、薄型のＩＣカードを作製することができる。
【０１３２】
このように、上述した実施の形態の半導体装置を電子機器に用いることにより、曲げることが可能な電子機器を作製することができる。電子機器に曲げ等の外力が加わった場合でも、電子機器の厚み方向における中立面の位置を、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、電子機器に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。したがって、半導体膜１０６の損傷を低減することができ、電子機器の歩留まりや信頼性を向上させることができる。
【０１３３】
以上のように、本発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器や情報表示手段に用いることができる。
【実施例１】
【０１３４】
本実施例では、実施の形態１に係る半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合に、半導体膜に生じる応力分布を計算により検証（シミュレーション）した。そして、得られた応力分布から、半導体膜に生じる応力を抑制することが可能な、第１の補強膜及び第２の補強膜の最適な膜厚を計算により検証した結果について以下に示す。
【０１３５】
第１の補強膜及び第２の補強膜の最適な膜厚を求めるために、第１の補強膜の膜厚と第２の補強膜の膜厚の組み合わせを種々変更し、４点曲げ試験を模擬した有限要素法解析を行い、半導体装置に生じる応力分布を求めた。求めた応力分布から、半導体膜（特に、チャネル形成領域）に生じるミーゼスの相当応力の最大値を求めた。なお、本明細書で規定するミーゼスの相当応力とは、一般に用いられる計算機シミュレーションから求められる各方向の応力をスカラー量に変換することによって求めることができる値である。
【０１３６】
半導体装置に生じる応力分布は、応力解析ソフトなど、一般に用いられる計算機シミュレーションにより求めることができる。半導体装置を構成する部品から解析モデルを作成し、コンピュータの応力解析ソフトに、解析モデルの各構成部品の大きさ、形状、ヤング率、ポアソン比、荷重その他のパラメータを入力し、曲げによる影響で各部品にどのような応力分布が発生するかを解析する。ここでいう部品とは、絶縁膜、補強膜、半導体膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極といった上記のもの以外でも、半導体装置を構成するあらゆる要素を含む。本実施例では、応力解析ソフトとして、商品名「ＡＮＳＹＳ」（サイバネットシステム社製）を用いて行った。
【０１３７】
図１７に、計算に用いた解析モデルについて示す。
【０１３８】
バッファ層として機能する絶縁膜２０２として、酸化窒化シリコン（膜厚２００ｎｍ）を仮定した。絶縁膜２０２上に第１の補強膜２０３は、窒化シリコン（膜厚０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍで条件振り）とした。また、絶縁膜２０４は、酸化窒化シリコン（膜厚１００ｎｍ）とし、絶縁膜２０２及び補強膜２０３を覆うように積層している。島状の半導体膜２０６はシリコン（膜厚６６ｎｍ）、ゲート絶縁膜２０７は酸化シリコン（膜厚２０ｎｍ）、ゲート電極として機能する導電膜２０８はタングステン（膜厚１００ｎｍ）とした。また、第２の補強膜２０９は窒化シリコン（膜厚０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍで条件振り）、層間絶縁膜２１０は酸化窒化シリコン（膜厚１．５μｍ）、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜２１１は、アルミニウム（膜厚７００ｎｍ）、絶縁膜２１２はポリイミド（膜厚１．５μｍ）とした。半導体装置の外寸は５０μｍ×３．３２μｍである。なお、計算を簡略化するためシート（又は基板）を省いて計算した。
【０１３９】
表１に、計算に用いた部品のヤング率とポアソン比を示す。
【０１４０】
【表１】
【０１４１】
また、図１７の支点２１３をシミュレーションモデルの両端から８μｍのところに設けて、矢印２１４に示すようにシミュレーションモデルに対し荷重を０．０５Ｎ加えた四点曲げを仮定した。
【０１４２】
図１８及び図１９に、解析ソフトにより有限要素法解析を行い、半導体装置に生じた応力分布を示す。図１８（Ａ）は、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けない場合であり、図１８（Ｂ）は、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けた場合である。また、図１９（Ａ）は第１の補強膜のみを設けた場合であり、図１９（Ｂ）は第２の補強膜のみを設けた場合である。また、応力分布は色の濃い箇所ほど高い応力値を示す。
【０１４３】
有限要素法により求められる応力はモデルの構造に依存し、様々な性質の応力が含まれている。そこで、本実施例では、有限要素法による計算結果の応力をミーゼスの相当応力により評価した。また、薄膜トランジスタに生じる応力は、損傷の起こりやすさに注目し、チャネル形成領域２０６ａの応力としてとらえ、チャネル形成領域２０６ａのミーゼスの相当応力の最大値により評価した。
【０１４４】
表２に、チャネル形成領域２０６ａに生じる応力をミーゼスの相当応力の最大値で示す。
【０１４５】
【表２】
【０１４６】
図２０及び図２１に、有限要素法を用いて求めたチャネル形成領域の応力分布を示す。図２０及び図２１は、チャネル形成領域を拡大して示しており、応力分布は色の濃い箇所ほど高い応力値を示す。なお、半導体膜２０６以外の応力分布は示していない。
【０１４７】
図２０（Ａ）に、第１の補強膜２０３及び第２の補強膜２０９を設けない（第１の補強膜の膜厚０ｎｍ、第２の補強膜の膜厚０ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。チャネル形成領域において、チャネル形成領域の下側中央に高い応力が生じていることがわかる。これは、半導体装置の中立面の位置がゲート電極側に存在することを示している。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、４４ＭＰａとなった。
【０１４８】
図２０（Ｂ）に、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けた（第１の補強膜の膜厚１００ｎｍ、第２の補強膜の膜３００ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。第１の補強膜及び第２の補強膜を設けた場合はチャネル形成領域において、３０ＭＰａ以上の応力が生じていないことがわかる。これは、図２０（Ａ）の場合と比較して半導体装置の中立面の位置が第１の補強膜２０３側に移動したためである。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、２７ＭＰａであり、図２０（Ａ）と比較して約４０％応力を低減することができた。
【０１４９】
また、図２１（Ａ）に、第１の補強膜のみを設けた（第１の補強膜の膜厚１００ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。第１の補強膜２０３のみを設けた場合、半導体装置の中立面の位置が図２０（Ｂ）の場合よりも、さらに第１の補強膜２０３側に移動するため、チャネル形成領域の上端部に高い応力が生じている。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、５６ＭＰａとなった。
【０１５０】
また、図２１（Ｂ）に、第２の補強膜のみを設けた（第２の補強膜の膜厚３００ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。第２の補強膜のみを設けた場合、半導体装置の中立面の位置が図２０（Ａ）の場合よりも、ゲート電極側に移動するため、チャネル形成領域の下側中央に高い応力が生じている。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、４９ＭＰａとなった。
【０１５１】
図２０（Ａ）に示す第１の補強膜及び第２の補強膜が設けられていない場合と、図２０（Ｂ）に示す第１の補強膜及び第２の補強膜が設けられている場合について、チャネル形成領域に生じる応力分布を比較すると、ミーゼスの相当応力を４０％低減することができた。これは、半導体膜の上下に補強膜を設けることにより、半導体装置における中立面の位置を変化させ、チャネル形成領域に生じる応力を抑制できたためである。
【０１５２】
また、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示した通り、第１の補強膜のみ又は第２の補強膜のみ設けた場合は、補強膜が設けられていない場合よりもチャネル形成領域に生じる応力が増大することがあり、必ずしもチャネル形成領域に生じる応力を抑制できるとは限らないことがわかった。
【０１５３】
解析結果から、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けない場合に生じるミーゼスの相当応力の最大値が４４ＭＰａであることから、第１の補強膜の膜厚５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、かつ第２の補強膜の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲を選定すればよいことがわかった。また、第１の補強膜の膜厚よりも第２の補強膜の膜厚が厚い場合には、ミーゼスの相当応力の最大値を低減できることがわかった。さらに、第１の補強膜の膜厚と第２の補強膜の膜厚の比率（第１の補強膜の膜厚／第２の補強膜の膜厚）が１／２以下の場合にも、ミーゼスの相当応力の最大値を低減できることがわかった。
【０１５４】
このように、半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜で半導体膜を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において中立面の位置を、半導体膜に応力を生じることを抑制できる位置に移動させることができる。つまり、半導体装置の中立面の位置を半導体装置にとって好適な位置に移動させることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜に応力が生じることを抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】半導体装置の一例を示す図。
【図２】半導体装置の一例を示す図。
【図３】半導体装置の一例を示す図。
【図４】半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図５】半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図６】半導体装置の作成方法の一例を示す図。
【図７】半導体装置の一例を示す図。
【図８】半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図９】半導体装置の一例を示す図。
【図１０】半導体装置の一例を示す図。
【図１１】半導体装置の一例を示す図。
【図１２】半導体装置の一例を示す図。
【図１３】半導体装置に適用できるアンテナを説明する図。
【図１４】半導体装置のブロック図の一例及び使用形態の一例を示す図。
【図１５】半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１６】半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１７】シミュレーションに用いたモデルを説明するための図。
【図１８】シミュレーションにより求めた半導体装置の応力分布図。
【図１９】シミュレーションにより求めた半導体装置の応力分布図。
【図２０】シミュレーションにより求めたチャネル形成領域の応力分布図。
【図２１】シミュレーションにより求めたチャネル形成領域の応力分布図。
【図２２】半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１５６】
８０ 半導体装置
８１ 高周波回路
８２ 電源回路
８３ リセット回路
８４ クロック発生回路
８５ データ復調回路
８６ データ変調回路
８７ 制御回路
８８ 記憶回路
８９ アンテナ
９１ コード抽出回路
９２ コード判定回路
９３ ＣＲＣ判定回路
９４ 出力ユニット回路
１００ａ 薄膜トランジスタ
１００ｂ 薄膜トランジスタ
１０１ 基板
１０２ 絶縁膜
１０３ 補強膜
１０４ 絶縁膜
１０６ 半導体膜
１０６ａ チャネル形成領域
１０６ｂ 不純物領域
１０６ｃ 不純物領域
１０７ ゲート絶縁膜
１０８ 導電膜
１０９ 補強膜
１１０ 絶縁膜
１１１ 導電膜
１１２ 絶縁膜
１１４ 補強膜
１１６ 絶縁膜
１１８ 導電膜
１２０ 基板
１２１ 剥離層
１２２ 導電膜
１２３ 導電膜
１２４ 開口部
１２５ 補強膜
１２６ シート
１２７ シート
１２８ 不純物領域
１２９ 絶縁膜
１３０ 絶縁膜
１３１ 補強膜
１３２ 領域
１３３ 補強膜
１３４ 素子形成層
１４０ 半導体装置
１４１ 集積回路
１４２ 導電層
１４３ 絶縁膜
１４４ 基板
１４５ 導電体粒子
１４６ 樹脂
１４７ 導電層
１５０ リーダ／ライタ
１５１ 表示部
１５２ 品物
１５３ 半導体装置
１５４ リーダ／ライタ
１５５ 半導体装置
１５６ 商品
２０２ 絶縁膜
２０３ 補強膜
２０４ 絶縁膜
２０６ 半導体膜
２０６ａ チャネル形成領域
２０７ ゲート絶縁膜
２０８ 導電膜
２０９ 補強膜
２１０ 層間絶縁膜
２１１ 導電膜
２１２ 絶縁膜
２１３ 支点
２１４ 矢印
３００１ ラベル台紙
３００２ 半導体装置
３００３ ＩＣラベル
３００４ ボックス
３０１１ ＩＣタグ
３０１２ 半導体装置
３０２１ ＩＣカード
３０２２ 半導体装置
３０３１ 無記名債券
３０３２ 半導体装置
３２００ リーダ／ライタ
３２１０ 表示部
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
３３００ 半導体装置
３３１０ ポスター
３３２０ リーダ／ライタ
３３３０ 携帯端末
３３４０ 半導体装置
３３５０ 名刺
３３６０ 半導体装置
３３７０ 切符
４１０１ ディスプレイ
４１０２ 支持台
４１０３ 表示部
４２０１ 表示部
４２０２ ディスプレイ
４３０１ コンピュータ
４３０２ 表示部
４３０３ キーボード
４３０４ タッチパッド
４３０５ 外部接続ポート
４３０６ 電源プラグ
４４００ 表示装置
４４０１ 表示部
４４０２ キーボード
４４０３ スピーカー
４５０１ 電子ブック
４５０２ 表示部
４５０３ 操作キー
４６０１ ＩＣカード
４６０２ 表示部
４６０３ 接続端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に外力が加わった場合であっても半導体装置に設けられたトランジスタ等の素子の損傷を抑制する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチック等の可撓性を有する基板上にトランジスタ等で構成される集積回路を設ける技術が注目されている。可撓性を有する基板上に集積回路を設けることによって形成された半導体装置は、半導体基板やガラス基板等の基板を用いる場合に比べ、軽量化やコストダウン等を達成することが可能となる。可撓性を有する半導体装置は折り曲げ等が可能となるため、様々な分野、場所への転用がされている。
【特許文献１】特許第４０１５００２号
【特許文献２】特開２００６−２３２４４９号公報
【特許文献３】特開２００７−１５０１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、可撓性を有する基板上にトランジスタ等の素子が設けられた集積回路を具備する半導体装置に、曲げ等の外力を加えた場合、半導体装置に生じる応力によって、当該半導体装置に含まれるトランジスタ等の素子が損傷し、トランジスタ等の素子の特性に影響を及ぼすおそれがある。また、半導体装置の製造工程時において、トランジスタ等の素子に応力が生じることにより当該素子が損傷し、製品の歩留まりが低下するおそれがある。
【０００４】
本発明は上記問題を鑑み、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子の損傷を低減する半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る半導体装置は、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制するために補強膜が設けられる。補強膜は、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引張応力や圧縮応力などの応力歪みが発生しない中立面（延び縮みしない面）の位置を半導体装置にとって好適な位置にするために設ける。
【０００６】
補強膜は、トランジスタ等の素子を構成する半導体膜の上下方向の領域に設けることを特徴としている。補強膜は半導体膜と接するように設けてもよいし、絶縁膜を介して半導体膜とは接しないように設けてもよい。以下に、半導体装置の具体的な構成を説明する。
【０００７】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、第１の導電膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、第２の島状の補強膜及びゲート絶縁膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、層間絶縁膜上に、開口部を介して不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、チャネル形成領域の全域が第１の島状の補強膜と第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、第１の島状の補強膜及び第２の島状の補強膜は、半導体装置を構成する半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成されていることを特徴とする。具体的には、窒化珪素、窒化酸化珪素、金属酸化物、金属窒化物等の材料を用いることができる。第１の島状の補強膜及び第２の島状の補強膜を、半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成することによって、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を向上させることができ、半導体膜の損傷を低減することができる。
【０００９】
第１の島状の補強膜の膜厚は５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、かつ第２の島状の補強膜の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
半導体装置を構成するトランジスタ等の素子に補強膜を設けることにより、製造工程時や完成後の使用時において当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上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】
【００１１】
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う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。
【００１２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、半導体装置の一例に関して図面を参照して説明する。
【００１３】
本実施の形態では、曲げ等の外力が加えられた場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制するために補強膜を設ける。本実施の形態では、その構造の一例として、トランジスタを構成する半導体膜の上方及び下方に半導体膜のヤング率よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を設けた場合について説明する。
【００１４】
本実施の形態で示す半導体装置の一例を図１に示す。なお、図１において、図１（Ａ）は上面図を示しており、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＡ−Ｂ間の断面図を示している。
【００１５】
図１（Ｂ）に示す半導体装置は、半導体膜１０６、ゲート絶縁膜１０７、ゲート電極として機能する第１の導電膜１０８、半導体膜１０６を補強するための補強膜１０３（第１の島状の補強膜とも記す）、補強膜１０９（第２の島状の補強膜とも記す）を少なくとも具備する薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを有している。図１（Ｂ）において、半導体膜１０６の少なくとも一部が補強膜１０３と補強膜１０９との間に挟まれて設けられている。また、図１（Ａ）において、補強膜１０９は、半導体膜１０６を覆うように設けられている。
【００１６】
絶縁膜１１０は、ゲート絶縁膜１０７及び補強膜１０９を覆うように設けられている。さらに、絶縁膜１１０上に薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂのソース電極又はドレイン電極として機能しうる第２の導電膜１１１が設けられている。なお、ここでは、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂは、可撓性を有する基板１０１上に絶縁膜１０２を介して設けられた例を示している。
【００１７】
半導体膜１０６は、チャネル形成領域１０６ａ、ソース領域又はドレイン領域として機能しうる不純物領域１０６ｂを具備している。また、不純物領域１０６ｂは、チャネル形成領域１０６ａを介して挟んで離間して設けられている。不純物領域１０６ｂは絶縁膜１１０に設けられた開口部１２４を介して、絶縁膜１１０上に設けられた第２の導電膜１１１と電気的に接続されている。
【００１８】
補強膜１０３は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを構成する半導体膜１０６と絶縁膜１０４を介して重なるように設けられている。また、当該半導体膜１０６より面積が大きくなるように設けられている。
【００１９】
また、補強膜１０９は、第１の導電膜１０８及びゲート絶縁膜１０７を覆うように設けられている。また、補強膜１０９は、半導体膜１０６全域を覆うように設けられていることが好ましい。また、補強膜１０９の面積は、補強膜１０３の面積よりも大きいことが好ましい。このように、チャネル形成領域の全域が補強膜１０３と補強膜１０９との間に設けられていることが好ましい。
【００２０】
半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わることによって、半導体膜１０６に応力が生じる。これは、半導体装置の厚み方向において、曲げ等の変形に対して引っ張り応力や圧縮応力等の歪みが発生しない中立面（延び縮みしない面）の位置が、半導体膜に応力が生じる位置にあるからである。半導体膜１０６に応力が生じることによって半導体膜１０６が損傷し、半導体装置が破壊される。そこで、半導体装置に曲げ等の外力が加わることによって半導体膜に応力が生じることを抑制するために、半導体装置の厚み方向における中立面（延び縮みしない面）の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にする。
【００２１】
補強膜１０３、補強膜１０９として用いる材料は、半導体膜１０６よりもヤング率の高い材料を用いることが好ましい。具体的には、窒化珪素、窒化酸化珪素、金属酸化物、金属窒化物等の材料を用いることができる。また、補強膜１０３と補強膜１０９は、同じ材料で形成されていることが好ましい。このように、補強膜１０３及び補強膜１０９を半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成することにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を向上させることができ、半導体膜の損傷を低減することができる。
【００２２】
補強膜１０３の膜厚は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、かつ補強膜１０９の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることが好ましい。また、補強膜１０３の膜厚よりも補強膜１０９の膜厚の方が厚いことが好ましい。さらに、補強膜１０３の膜厚と補強膜１０９の膜厚の比率（補強膜１０３の膜厚／補強膜１０９膜厚）は、１／２以下であることが好ましい。なお、補強膜１０３の膜厚と補強膜１０９の膜厚が同じであってもよい。
【００２３】
このように、半導体膜１０６を補強膜１０３と補強膜１０９とで挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力などの歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜１０６よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜１０６の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体装置の機械的強度を向上させることができる。したがって、半導体膜１０６の損傷を低減することができ、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの損傷や破壊を低減することができる。
【００２４】
なお、図１（Ｂ）に示した半導体装置は、補強膜１０９を半導体膜１０６の端部及び補強膜１０３の端部を覆って設けた例を示したが、本実施の形態で示す半導体装置はこの構成に限定されず、補強膜１０９は、損傷しやすいチャネル形成領域１０６ａと重なるように設ければよい。
【００２５】
例えば、第１の導電膜１０８を覆うようにチャネル形成領域１０６ａの上方に補強膜１０９を設ける構成としてもよい（図１（Ｃ）参照）。また、補強膜１０９の面積は、補強膜１０３の面積よりも小さくてもよい。チャネル形成領域１０６ａを補強膜１０３及び補強膜１０９で挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において中立面の位置を、チャネル形成領域１０６ａに応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、チャネル形成領域１０６ａに応力が生じることを抑制することができる。したがって、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの損傷や破壊を低減することができる。また、半導体膜１０６よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜１０６の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を向上させることができる。また、絶縁膜１１０に開口部１２４を形成する際に補強膜１０９を除去する必要がないため、開口部１２４を形成する際のエッチングを容易に行うことができる。
【００２６】
また、補強膜１０３上に補強膜１１４を積層する構成としてもよい（図２参照）。この場合、補強膜１１４は、補強膜１０３及び絶縁膜１０２を覆うように形成する。このように、補強膜１１４を設けることによって、半導体膜１０６の下側が不純物や水分にさらされるのを防ぐことができる。また、半導体膜１０６の下方の機械的強度を向上させることができる。なお、絶縁膜１０２の上に補強膜１１４を設ける構造としてもよい。なお、補強膜１０３及び補強膜１１４を積層する場合には、補強膜１０３の膜厚と補強膜１１４の膜厚を合わせて５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にすることが好ましい。また、補強膜１０９の面積は、補強膜１０３の面積よりも大きいことが好ましい。
【００２７】
図１では、一つの島状の補強膜１０３上に一つの半導体膜１０６を設けた例を示したが、これに限定されない。図３に示すように、一つの補強膜１０３に複数の島状の半導体膜１０６を設けた構成としてもよい。一つの補強膜１０３上に複数の島状の半導体膜を設けた場合、補強膜１０３の端部における段差を低減することができるため、マスクずれ等による半導体膜１０６の段切れを防止することができる。
【００２８】
複数の島状の半導体膜１０６の各々の具備するチャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜１０７を介して第１の導電膜が設けられている。また、補強膜１０９がゲート絶縁膜１０７及び第１の導電膜１０８を覆って設けられており、絶縁膜１１０がゲート絶縁膜１０７及び第１の導電膜１０８を覆って設けられている。また、絶縁膜１１０に設けられた開口部１２４を介して、不純物領域１０６ｂと絶縁膜１１０上に設けられた第２の導電膜１１１とが電気的に接続されている。
【００２９】
なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタを例に挙げて説明したが、薄膜トランジスタに代えて有機トランジスタを設けてもよい。
【００３０】
このように、半導体膜の上下近傍に半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜を設けることによって、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力の歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。つまり、半導体装置の中立面の位置を半導体装置にとって好適な位置にすることができる。よって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００３１】
本実施の形態で示した半導体装置の構成は、他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１で示した半導体装置の作製方法の一例に関して図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタ等の素子を支持基板上に形成した後に、当該支持基板から素子を剥離して他の基板に転置する工程に関して説明する。なお、本明細書において、転置とは基板に形成された素子を他の基板へ移しかえることを意味する。
【００３３】
まず、基板１２０の一表面に剥離層１２１を形成し、続けてバッファ層として機能する絶縁膜１０２、補強膜を形成する。なお、剥離層１２１、絶縁膜１０２、補強膜は、連続して形成することもできる。続いて、補強膜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を用いて選択的にエッチングを行い、島状の補強膜１０３を形成する（図４（Ａ）参照）。
【００３４】
基板１２０は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板等を用いることができる。このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板１２０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１２１は、基板１２０の全面に設けているが、必要に応じて、基板１２０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１２０に接するように剥離層１２１を形成しているが、必要に応じて、基板１２０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１２１を形成してもよい。
【００３５】
剥離層１２１は、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造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又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。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、酸化雰囲気下又はＮＯ２の雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気下又はＮＯ２雰囲気下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又は酸化窒化物を設けた場合、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物を形成することができる。
【００３６】
絶縁膜１０２はバッファ層として機能する。絶縁膜１０２は、後の剥離工程において、剥離層１２１及びバッファ層として機能する絶縁膜１０２の界面での剥離が容易となるように、又は後の剥離工程において半導体素子や配線に亀裂やダメージが入るのを防ぐために設ける。バッファ層として機能する絶縁膜１０２としては、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、無機化合物を用いて単層又は積層で形成する。無機化合物の代表例としては、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）等がある。バッファ層として機能する絶縁膜１０２の厚さは１０ｎｍ乃至１０００ｎｍ、さらには１００ｎｍ乃至７００ｎｍが好ましい。ここでは、厚さ５００ｎｍ乃至７００ｎｍの酸化窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００３７】
次いで、剥離層１２１上に補強膜をスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等を用いて形成する。補強膜としては、窒化珪素、窒化酸化珪素、アルミナ等のセラミックス、金属酸化物、金属窒化物を用いて形成することができる。窒化珪素や窒化酸化珪素等を用いることにより、外部から、後に形成される素子形成層１３４へ水分や、酸素等の気体の侵入や、半導体膜の下側が不純物にさらされることを防止することができる。また、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）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等の金属の酸化物又は窒化物を用いて補強膜を形成しても良い。補強膜の膜厚は、５０ｎｍ乃至２００ｎｍが好ましい。ここでは、膜厚５０ｎｍ乃至２００ｎｍの窒化珪素をプラズマＣＶＤ方により形成した後、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を用いて選択的にエッチングを行い、島状の補強膜１０３を形成する。
【００３８】
次いで、補強膜１０３及び絶縁膜１０２を覆うように絶縁膜１０４を形成した後、島状の半導体膜１０６を形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００３９】
絶縁膜１０４は、下地層として機能する。絶縁膜１０４は、バッファ層として機能する絶縁膜１０２と同様の形成方法及び材料を適宜用いることができる。さらには、下地層として機能する絶縁膜１０４を積層構造としてもよい。下地層として機能する絶縁膜が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。下地となる膜は、基板１２０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。
【００４０】
島状の半導体膜１０６は、非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に対して結晶化を行い結晶質半導体膜にした後、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、結晶質半導体膜に選択的にエッチングを行うことにより形成される。
【００４１】
非晶質半導体膜は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５ｎｍ乃至２００ｎｍ（好ましくは３０ｎｍ乃至１５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００４２】
次いで、非晶質半導体膜にレーザ光を照射して結晶化を行う。なお、レーザ光の照射と、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とを組み合わせた方法等により非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
【００４３】
島状の半導体膜１０６の作成工程の一例を以下に簡単に説明する。まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０乃至６０ｎｍの非晶質半導体膜を形成する。次いで、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、レーザ光を照射し、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、半導体膜に選択的にエッチングを行うことによって島状の半導体膜１０６を形成する。なお、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化を行わずに、レーザ光の照射だけで非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
【００４４】
ゲート絶縁膜１０７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。例えば、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜のいずれか一を単層で形成する、又は酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜を組み合わせて積層して形成する。
【００４５】
また、ゲート絶縁膜１０７は、半導体膜１０６に対し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等の希ガスと、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。
【００４６】
このようなプラズマを用いた処理により、１乃至２０ｎｍ、代表的には５乃至１０ｎｍの絶縁膜が半導体膜上に形成される。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、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の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。
【００４７】
ゲート絶縁膜１０７は、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、積層させてもよい。いずれにしても、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。
【００４８】
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光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１０６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、上記のプラズマで形成したゲート絶縁膜をそのトランジスタに用いることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。
【００４９】
次いで、ゲート絶縁膜１０７上にゲート電極を形成するための導電膜を形成する。ここでは、導電膜１２２と導電膜１２３を順に積層して形成する（図４（Ｃ）参照）。導電膜１２２は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法により２０ｎｍ乃至１００ｎｍの厚さで形成する。導電膜１２３は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法により１００ｎｍ乃至４００ｎｍの厚さで形成する。導電膜１２２、導電膜１２３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、又はこれらの元素とシリコン（Ｓｉ）元素を含む合金材料若しくは化合物材料で形成する。又は、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（例えば、シリコン（Ｓｉ））により形成する。導電膜１２２と導電膜１２３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、導電膜１２２と導電膜１２３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良い。
【００５０】
次いで、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、導電膜１２２、導電膜１２３を選択的にエッチングすることによって、第１の導電膜１０８を形成後、当該第１の導電膜１０８をマスクとして半導体膜１０６に不純物元素を導入してチャネル形成領域１０６ａと不純物領域１０６ｂを形成する（図４（Ｄ）参照）。第１の導電膜１０８は薄膜トランジスタにおいてゲート電極（ゲート配線を含む）として機能し、不純物領域１０６ｂは、薄膜トランジスタにおいてソース領域又はドレイン領域とし機能する。
【００５１】
また、導入する不純物元素としては、ｎ型の不純物元素又はｐ型の不純物元素を用いる。ｎ型の不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型の不純物元素としては、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。ここでは、不純物元素 として、リン（Ｐ）を用い、ｎ型の薄膜トランジスタを形成する。
【００５２】
次いで、第１の導電膜１０８、ゲート絶縁膜１０７を覆うように補強膜１２５を形成する（図４（Ｅ）参照）。
【００５３】
補強膜１２５は、補強膜１０３と同様の形成方法及び材料を適宜用いることができる。また、補強膜１２５の膜厚は、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下で形成することが好ましい。
【００５４】
次いで、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、補強膜１２５に選択的にエッチングを行うことによって、補強膜１０９を形成する（図５（Ａ）参照）。半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０９と補強膜１０３とで半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力などの歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜１０６に応力が生じることが抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６の部分で応力が生じることを抑制することができる。
【００５５】
次いで、ゲート絶縁膜１０７、補強膜１０９を覆うように層間絶縁膜として機能する絶縁膜１１０を形成した後、半導体膜１０６の不純物領域１０６ｂに達する開口部１２４を形成し、半導体膜１０６の表面の一部を露出させる（図５（Ｂ）参照）。ここでは、ゲート絶縁膜１０７、補強膜１０９及び絶縁膜１１０の一部をエッチングして、開口部１２４を形成する。
【００５６】
絶縁膜１１０は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等の酸素又は窒素を有する絶縁膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜や、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又は積層構造で設けることができる。
【００５７】
次いで、開口部１２４を充填するように第２の導電膜１１１を選択的に形成し、当該第２の導電膜１１１を覆うように絶縁膜１１２を形成する（図５（Ｃ）参照）。
【００５８】
導電膜１１１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１１１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１１１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。なお、第１の導電膜１０８と同一の材料で設けてもよい。
【００５９】
絶縁膜１１２は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等の酸素または窒素を有する絶縁膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜や、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。
【００６０】
次いで、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂ等を含む素子形成層１３４を基板１２０から剥離する。ここでは、レーザ光（例えばＵＶ光）を照射することによって素子形成層１３４に開口部を形成後、素子形成層１３４の一方の面（絶縁膜１１２が露出した面）を第１のシート１２６に貼り合わせて物理的な力を用いて基板１２０から素子形成層１３４を剥離する（図６（Ａ）参照）。
【００６１】
また、基板１２０から素子形成層１３４を剥離する前に、素子形成層１３４に開口部を設け、エッチング剤を導入して、剥離層１２１を除去してもよい。エッチング剤は、フッ化ハロゲン又はハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用することができる。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）を使用することができる。
【００６２】
通常、基板１２０から素子形成層１３４を剥離する際に、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂに応力が生じ、当該薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂが破損するおそれがある。しかし、薄膜トランジスタの有する半導体膜１０６に半導体膜１０６よりも高いヤング率で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９を設けることにより、素子形成層１３４に曲げ等により外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に生じる応力を抑制することができる。したがって、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの損傷や破壊を低減することができる。特に、支持基板にトランジスタ等の素子を形成した後に、別の基板に転置する場合には、補強膜１０３及び１０９を設けることが非常に有効となる。
【００６３】
なお、剥離する際に水やオゾン水等の水溶液で剥離する面を濡らしながら行うことによって、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂ等の素子が静電気等によって破壊されることを防止できる。
【００６４】
次いで、素子形成層１３４の他方の面（基板１２０から剥離した面）に、第２のシート１２７を設け、その後加熱処理と加圧処理の一方又は両方を行って、素子形成層１３４に第２のシート１２７を貼り合わせる（図６（Ｂ）参照）。第１のシート１２６、第２のシート１２７は、ホットメルトフィルム、粘着層が形成されたプラスチックフィルム、又は紙を用いることができる。また、第１のシート１２６、第２のシート１２７は、耐圧を向上させるために、薄いセラミックスを用いてもよいし、炭素繊維やガラス繊維の織物に樹脂をしみこませたシート、いわゆるプリプレグを用いてもよい。第１のシート１２６と第２のシート１２７の材料としてフレキシブルな材料を用いれば、物品の曲面に貼りつけるのに適した半導体装置を提供することができる。
【００６５】
また、第１のシート１２６、第２のシート１２７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つ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つけてもよいし、フィルムの外側になるように貼りつけてもよい。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えばよい。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を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つけたり、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素子形成層の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。
【００６６】
また、第２のシート１２７を設けると同時又は設けた後に、第１のシート１２６を剥離しても良い。第１のシート１２６を除去することによって、半導体装置をより薄く形成することができる。なお、この場合、第１のシート１２６としては、例えば熱を加えることによって粘着力が弱まる熱剥離テープを用いることができる。また、第１のシート及び第２のシートを基板と呼ぶこともあり、第２のシート１２７は、図１の基板１０１に相当する。
【００６７】
以上の工程により、半導体装置を作製することができる。
【００６８】
このように、半導体膜の上下近傍に半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜を設けることによって、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力の歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。つまり、半導体装置の中立面の位置を半導体装置にとって好適な位置にすることができる。よって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタを支持基板上に形成した後に、当該支持基板から素子を剥離して他の基板に転置する工程を示したが、本実施の形態で示した作製方法はこれに限られない。例えば、基板１０１上に直接薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを設けてもよい。この場合、上述した工程において基板１２０に代えて基板１０１を用い、剥離層１２１を設けなければよい。基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、ステンレス基板等の金属基板、プラスチック基板等を用いることができる。
【００７０】
また、本実施の形態で示した半導体装置の作製方法は、他の実施の形態で示す半導体装置の作製方法と組み合わせて実施することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態１及び実施の形態２で示した半導体装置の薄膜トランジスタにおいて、ゲート電極として機能する第１の導電膜の側面に接して絶縁膜を形成し、当該絶縁膜の下方にＬＤＤ領域を形成した場合に関して図面を参照して説明する。
【００７２】
本実施の形態で示す半導体装置の一例を図７に示す。なお、図７において、図７（Ａ）は上面図を示しており、図７（Ｂ）は図７（Ａ）におけるＡ−Ｂ間の断面図を示している。
【００７３】
本実施の形態で示す半導体装置は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを有しており、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂに含まれるゲート電極として機能する第１の導電膜１０８の側面に接して絶縁膜１３０が設けられている（図７参照）。絶縁膜１３０は、サイドウォールとも呼ばれ、当該絶縁膜１３０の下方にＬＤＤ領域を設けた構造とすることができる。なお、図７（Ｂ）に、図に１示した構造に絶縁膜１３０及びＬＤＤ領域として機能する不純物領域１０６ｃを設けた構造を示している。
【００７４】
次いで、絶縁膜１３０の作製方法の一例に関して図８を参照して以下に説明する。
【００７５】
まず、上記実施の形態２の図４（Ｃ）まで同様に形成した後、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、導電膜１２２、導電膜１２３を選択的にエッチングすることにより第１の導電膜１０８を形成する。次いで、当該第１の導電膜１０８をマスクとして半導体膜１０６に第１の不純物元素を導入してチャネル形成領域１０６ａと不純物領域１２８を形成する（図８（Ａ）参照）。第１の不純物元素としては、ｎ型の不純物元素又はｐ型の不純物元素を用いる。ｎ型の不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型の不純物元素としては、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。ここでは、不純物元素として、リン（Ｐ）を用い、ｎ型の薄膜トランジスタを形成する場合について示す。
【００７６】
次いで、第１の導電膜１０８、ゲート絶縁膜１０７を覆うように絶縁膜１２９を形成する（図８（Ｂ）参照）。絶縁膜１２９は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、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、有機樹脂等の有機材料を含む膜を単層又は積層して形成する。
【００７７】
次いで、絶縁膜１２９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することによって、第１の導電膜１０８の側面に接する絶縁膜１３０（サイドウォール）を形成する。なお、絶縁膜１３０の形成と同時に、ゲート絶縁膜１０７の一部や絶縁膜１０４の一部がエッチングされて除去される場合がある（図８（Ｃ）参照）。ゲート絶縁膜１０７の一部が除去されることによって、残存するゲート絶縁膜１０７は、第１の導電膜１０８及び絶縁膜１３０の下方に形成される。
【００７８】
次いで、第１の導電膜１０８及び絶縁膜１３０をマスクとして半導体膜１０６に第２の不純物元素を導入して、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域１０６ｂと、ＬＤＤ領域として機能する不純物領域１０６ｃを形成する（図８（Ｃ）参照）。第２の不純物元素としては、ｎ型の不純物元素又はｐ型の不純物元素を用いる。ｎ型の不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型の不純物元素としては、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。また、第２の不純物元素は上述した第１の不純物元素より濃度を高くして導入する。ここでは、不純物元素として、リン（Ｐ）を用いる。
【００７９】
次いで、半導体膜１０６、第１の導電膜１０８、絶縁膜１３０を覆うように、補強膜１０９を形成する（図８（Ｄ）参照）。補強膜１０９の形成方法は、図４（Ｅ）、図５（Ａ）と同様に形成する。その後、上記実施の形態２で示した図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図６で示した工程を経て、図７で示した半導体装置を製造することができる。
【００８０】
このように、半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９で半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、中立面の位置を半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を高めることができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８１】
図７及び図８に置いて、島状の補強膜１０３上に絶縁膜１０４を形成し、島状の半導体膜１０６を設けた例を示したが、これに限らず、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、補強膜１０３上に半導体膜１０６を設けた構造としてもよい。
【００８２】
図９（Ａ）は、島状の補強膜１０３上に島状の半導体膜１０６を設けており、ゲート絶縁膜１０７に開口部を設け、該開口部において、島状の補強膜１０３と島状の補強膜１０９とが接する構造となっている。また図９（Ｂ）は、島状の補強膜１０３上に島状の半導体膜１０６を設けており、ゲート電極として機能する第１の導電膜１０８の側面に接して絶縁膜１３０が設けられている。絶縁膜１０２、島状の補強膜１０３、半導体膜１０６、絶縁膜１３０及び第１の導電膜１０８を覆うように補強膜１０９が設けられており、島状の補強膜１０３と島状の補強膜１０９とが接する構造となっている。
【００８３】
このように、半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９で半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、中立面の位置を半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を高めることができる。さらに、補強膜１０３と補強膜１０９とが接するように設けることにより、半導体膜１０６が不純物や水分にさらされるのを防ぐことができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８４】
このように、図７乃至図９に示した構造とすることによって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。従って、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８５】
また、本実施の形態で示した半導体装置の構成又はその作製方法は、他の実施の形態で示す半導体装置の構成又は作製方法と組み合わせて実施することができる。
【００８６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記の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。実施の形態１乃至実施の形態３において、補強膜１０３を半導体膜１０６の全面と重なるように設けた例を示したが、本実施の形態の半導体装置はこの構造に限られず、補強膜１０３と半導体膜１０６が少なくとも一部重なった構造であればよい。その一例について図１０を参照して説明する。なお、図１０において、図１０（Ａ）は上面図を示しており、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）におけるＡ−Ｂ間の断面図を示している。
【００８７】
図１０に示す半導体装置において、補強膜１０３は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを構成する島状の半導体膜１０６の一部と絶縁膜１０４を介して重なるように島状に設けられている。また、このように設ける場合、補強膜１０３が半導体膜１０６のチャネル形成領域１０６ａの全面と重なり、不純物領域１０６ｂの一部と重なるように設けることが好ましい。チャネル形成領域１０６ａの端部においてゲート電極として機能する導電膜１０８が半導体膜１０６を乗り越えるために段差が生じており、さらに補強膜１０３をチャネル形成領域１０６ａの一部と重なるように設けると導電膜１０８と半導体膜１０６がショートするおそれがあるためである。
【００８８】
また、補強膜１０３を半導体膜１０６の一部と重ねるように設ける場合には、補強膜１０３と第２の導電膜１１１を重ねるように設けることが好ましく、図１０では、補強膜１０３の端部と第２の導電膜１１１の端部が重なるように設けた例を示している。第２の導電膜１１１と重なるように補強膜１０３、補強膜１０９を設けることによって、半導体装置の厚み方向において、曲げなどの変形に対して引っ張り応力や圧縮応力の歪みが発生しない中立面の位置を、半導体膜に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置の製造工程時や完成後の使用時において、当該半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子に生じる応力を抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００８９】
（実施の形態５）
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、トランジスタ等の素子の補強膜となる膜を当該薄膜トランジスタの上方に設けた半導体装置に関して説明する。
【００９０】
本実施の形態で示す半導体装置の一例について図１１を参照して説明する。
【００９１】
図１１に示す半導体装置は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂの上方に絶縁膜（ここでは絶縁膜１１０）を介して補強膜１３３が設けられている。補強膜１３３は、薄膜トランジスタ１００ａ、１００ｂを構成する島状の半導体膜１０６と絶縁膜等を介して重なるように島状に設けられており、当該半導体膜１０６より面積が大きくなるように設けられている。もちろん、補強膜１３３は、半導体膜１０６の全面と重なった構造である必要はなく、少なくとも補強膜１３３が半導体膜１０６の一部と重なるように設けてもよい。
【００９２】
このように、半導体膜１０６のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜１０３及び補強膜１０９で半導体膜１０６を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において、中立面の位置を半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。また、半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成された補強膜を半導体膜の上下近傍に設けることにより、半導体膜の性質を変えることなく、半導体膜の機械的強度を高めることができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態で示した半導体装置の構成は、他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００９４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置の使用形態の一例について説明する。具体的には、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利用の形態によっては、ＲＦＩＤタグ、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれる。
【００９５】
本実施の形態で示す半導体装置の上面構造の一例について、図１２（Ａ）を参照して説明する。図１２（Ａ）に示す半導体装置１４０は、メモリ部やロジック部を構成する複数の薄膜トランジスタ等の素子が設けられた集積回路１４１（素子形成層とも記す）と、アンテナとして機能する導電層１４２を含んでいる。アンテナとして機能する導電層１４２は、集積回路１４１に電気的に接続されている。集積回路１４１には、上記実施の形態１乃至５に係るトランジスタ等の素子を適用することができる。
【００９６】
また、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に図１２（Ａ）の断面の模式図を示す。アンテナとして機能する導電層１４２は、メモリ部及びロジック部を構成する素子の上方に設ければよく、例えば、上記実施の形態３で示した構造の上方に、絶縁膜１４３を介してアンテナとして機能する導電層１４２を設けることができる（図１２（Ｂ）参照）。絶縁膜１４３は、実施形態１で示した絶縁膜１１２と同様の材料で形成することができる。他にも、アンテナとして機能する導電層１４２を基板１４４に別に設けた後、当該基板１４４及び集積回路１４１を、導電層１４２が間に位置するように貼り合わせて設けることができる（図１２（Ｃ）参照）。ここでは、絶縁膜１４３上に設けられた導電層１４７とアンテナとして機能する導電層１４２とが、接着性を有する樹脂１４６中に含まれる導電体粒子１４５を介して電気的に接続されている。
【００９７】
なお、本実施の形態では、アンテナとして機能する導電層１４２をコイル状に設け、電磁誘導方式または電磁結合方式を適用する例を示すが、本実施の形態の半導体装置はこれに限られずマイクロ波方式を適用することも可能である。マイクロ波方式の場合は、用いる電磁波の波長によりアンテナとして機能する導電層１４２の形状を適宜決めればよい。
【００９８】
例えば、半導体装置１４０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（８６０ＭＨｚ帯乃至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い。例えば、アンテナとして機能する導電層を線状（例えば、ダイポールアンテナ（図１３（Ａ）参照）、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ（図１３（Ｂ）参照）またはリボン型の形状（図１３（Ｃ）、（Ｄ）参照）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層１４２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。
【００９９】
アンテナとして機能する導電層１４２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）等の金属元素、又は当該金属元素を含む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。
【０１００】
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層１４２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１４５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、シリコン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層の形成の際は、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以下の微粒子）を用いる場合、１５０℃乃至３００℃の温度範囲で焼成することにより硬化させて導電層を形成することができる。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。
【０１０１】
このように、非接触でデータの入出力が可能である半導体装置に本発明を適用することで、低消費電力化を図ることができるため、特に小型の半導体装置に用いる場合は効果的である。
【０１０２】
次いで、本実施の形態に係る半導体装置の動作例について説明する。
【０１０３】
半導体装置８０は、非接触でデータを交信する機能を有し、高周波回路８１、電源回路８２、リセット回路８３、クロック発生回路８４、データ復調回路８５、データ変調回路８６、他の回路の制御を行う制御回路８７、記憶回路８８およびアンテナ８９を有している（図１４（Ａ）参照）。高周波回路８１はアンテナ８９より信号を受信して、データ変調回路８６より受信した信号をアンテナ８９から出力する回路である。電源回路８２は受信信号から電源電位を生成する回路である。リセット回路８３はリセット信号を生成する回路である。クロック発生回路８４はアンテナ８９から入力された受信信号を基に各種クロック信号を生成する回路である。データ復調回路８５は受信信号を復調して制御回路８７に出力する回路である。データ変調回路８６は制御回路８７から受信した信号を変調する回路である。また、制御回路８７としては、例えばコード抽出回路９１、コード判定回路９２、ＣＲＣ判定回路９３および出力ユニット回路９４が設けられている。なお、コード抽出回路９１は制御回路８７に送られてきた命令に含まれる複数のコードをそれぞれ抽出する回路であり、コード判定回路９２は抽出されたコードとリファレンスに相当するコードとを比較して命令の内容を判定する回路であり、ＣＲＣ判定回路９３は判定されたコードに基づいて送信エラー等の有無を検出する回路である。図１４（Ａ）では、制御回路８７の他に、アナログ回路である高周波回路８１、電源回路８２を含んでいる。
【０１０４】
次いで、上述した半導体装置の動作の一例について説明する。まず、アンテナ８９により無線信号が受信される。無線信号は高周波回路８１を介して電源回路８２に送られ、高電源電位（以下、ＶＤＤと記す）が生成される。ＶＤＤは半導体装置８０が有する各回路に供給される。また、高周波回路８１を介してデータ復調回路８５に送られた信号は復調される（以下、復調信号という）。さらに、高周波回路８１を介してリセット回路８３を通った信号およびクロック発生回路８４を通った復調信号は制御回路８７に送られる。制御回路８７に送られた信号は、コード抽出回路９１、コード判定回路９２およびＣＲＣ判定回路９３等によって解析される。そして、解析された信号にしたがって、記憶回路８８内に記憶されている半導体装置の情報が出力される。出力された半導体装置の情報は出力ユニット回路９４を通って符号化される。さらに、符号化された半導体装置８０の情報はデータ変調回路８６を通って、アンテナ８９により無線信号に載せて送信される。なお、半導体装置８０を構成する複数の回路においては、低電源電位（以下、ＶＳＳという）は共通であり、ＶＳＳはＧＮＤとすることができる。
【０１０５】
このように、リーダ／ライタから半導体装置８０に信号を送り、当該半導体装置８０から送られてきた信号をリーダ／ライタで受信することによって、半導体装置のデータを読み取ることが可能となる。
【０１０６】
また、半導体装置８０は、各回路への電源電圧の供給を電源（バッテリー）を搭載せず電磁波により行うタイプとしてもよいし、電源（バッテリー）を搭載して電磁波と電源（バッテリー）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。
【０１０７】
次いで、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１４（Ｂ）参照）。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３２４０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１４（Ｃ）参照）。半導体装置３２３０、半導体装置３２５０としては、上述した半導体装置８０を適用することができる。このように、システムに本実施の形態に係る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、本実施の形態に係る半導体装置は低消費電力化を実現できるため、品物に設ける半導体装置を小型化することが可能である。
【０１０８】
なお、上述した以外にも本実施の形態に係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。本実施の形態に係る半導体装置は、曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子の損傷を低減することができるため、物品（生き物を含む）であればどのようなものであっても設けて使用することができる。
【０１０９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態の半導体装置の使用形態の一例について説明する。半導体装置は、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等）、包装用容器類（包装紙やボトル等）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札等の物品に設ける、いわゆるＩＣラベル、ＩＣタグ、ＩＣカードとして使用することができる。
【０１１０】
なお、本明細書において、ＩＣカードとは、プラスチック製カードに薄片化した集積回路（例えば、ＩＣチップ）を埋設して情報を記録できるようにしたカードである。データを読み書きする方式の違いによって「接触式」と「非接触式」に分けられる。非接触式カードにはアンテナが内蔵されており、微弱な電波を利用して端末と交信することができるものである。また、ＩＣタグとは、物体の識別に利用される微小なＩＣチップ（特にこの用途のＩＣチップを「ＩＤチップ」ともいう。）に自身の識別コードなどの情報が記録されており、電波を使って管理システムと情報を送受信する能力をもつものをいう。数十ミリメートルの大きさで、電波や電磁波で読み取り器と交信することができる。無線通信によりデータの交信を行う半導体装置に使うＩＣタグの態様はさまざまであり、カード形式のものや、ラベル類（ＩＣラベルという）、証書類などがある。
【０１１１】
本実施の形態では、図１５を参照して、上記実施の形態の半導体装置の応用例、及びそれらの半導体装置を付した商品の一例について説明する。
【０１１２】
図１５（Ａ）は、半導体装置の完成品の状態の一例である。ラベル台紙３００１（セパレート紙）上に、半導体装置３００２を内蔵した複数のＩＣラベル３００３が形成されている。ＩＣラベル３００３は、ボックス３００４内に収納されている。また、ＩＣラベル３００３上には、その商品や役務に関する情報（商品名、ブランド、商標、商標権者、販売者、製造者等）が記されており、一方、内蔵されている半導体装置には、その商品（又は商品の種類）固有のＩＤナンバーが付されており、偽造や、商標権、特許権等の知的財産権侵害、不正競争等の不法行為を容易に把握することができる。また、半導体装置内には、商品の容器やラベルに明記しきれない多大な情報、例えば、商品の産地、販売地、品質、原材料、効能、用途、数量、形状、価格、生産方法、使用方法、生産時期、使用時期、賞味期限、取扱説明、商品に関する知的財産情報等を入力しておくことができ、取引者や消費者は、簡易な読み取り装置によって、それらの情報にアクセスすることができる。また、生産者側からは容易に書換え、消去等も可能であるが、取引者、消費者側からは書換え、消去等ができない仕組みになっている。
【０１１３】
図１５（Ｂ）は、半導体装置３０１２を内蔵したラベル状のＩＣタグ３０１１を示している。ＩＣタグ３０１１を商品に備え付けることにより、商品管理が容易になる。例えば、商品が盗難された場合に、商品の経路を辿ることによって、その犯人を迅速に把握することができる。このように、ＩＣタグを備えることにより、所謂トレーサビリティに優れた商品を流通させることができる。
【０１１４】
図１５（Ｃ）は、半導体装置３０２２を内包したＩＣカード３０２１の完成品の状態の一例である。上記ＩＣカード３０２１としては、キャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、電子乗車券、電子マネー、テレフォンカード、会員カード等のあらゆるカード類が含まれる。
【０１１５】
なお図１５（Ｃ）に示したＩＣカードにおいては、半導体装置を構成するトランジスタとして薄膜トランジスタを用いることにより、図１５（Ｄ）に示すように折り曲げた形状に変形させたとしても使用することができる。
【０１１６】
図１５（Ｅ）は、無記名債券３０３１の完成品の状態を示している。無記名債券３０３１には、半導体装置３０３２が埋め込まれており、その周囲は樹脂によって成形され、半導体装置を保護している。ここで、該樹脂中にはフィラーが充填された構成となっている。無記名債券３０３１は、ＩＣラベル、ＩＣタグ、ＩＣカードと同じ要領で作成することができる。なお、上記無記名債券類には、切手、切符、チケット、入場券、商品券、図書券、文具券、ビール券、おこめ券、各種ギフト券、各種サービス券等が含まれるが、勿論これらに限定されるものではない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に半導体装置３０３２を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。
【０１１７】
図２２（Ａ）に、半導体装置３３００を内蔵したポスター３３１０と、側面にリーダ／ライタ３３２０が設けられた携帯端末３３３０を示す。半導体装置３３００には、商品、イベント、企業などに関連した情報が記憶されている。半導体装置３３００が内蔵されたポスター３３１０にリーダ／ライタ３３２０が設けられた携帯端末を近づけると、半導体装置３３００に記憶された情報をリーダ／ライタ３３２０で読み取ることができる。その後、読みとった情報から、Ｗｅｂサイトにアクセスしてさらなる情報を得ることもできる。
【０１１８】
図２２（Ｂ）は、半導体装置３３４０を内蔵した名刺３３５０を示す。半導体装置３３４０には、その人物の情報（会社名、住所、電話番号など）が記憶されており、携帯端末やコンピュータなどに設けられたリーダ／ライタで読み取ることにより、その人物の情報を携帯端末やコンピュータなどに記憶することができる。
【０１１９】
図２２（Ｃ）は、半導体装置３３６０を内蔵した切符３３７０を示す。半導体装置３３６０が内蔵された切符３３７０は、無線を使用しているので、切符３３７０と改札機（リーダ／ライタ）が離れている場合や、切符３３７０が隠れている場合でも読み取りを行うことができる。改札機に挿入して読み取る必要がないため、読み取り不良を低減することができる。また、半導体装置３３６０に記憶されている情報を書き換えることができるため、再利用することができる。
【０１２０】
また、ここでは図示しないが、書籍、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、検品システム等のシステム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、家畜等の生き物に無線タグ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を容易に識別することが可能となる。
【０１２１】
以上のように、上記実施の形態の半導体装置は、曲げ等の外力が加わった場合であっても、トランジスタ等の素子の損傷を低減することができるため、物品（生き物を含む）であればどのようなものであっても、設けて使用することができる。
【０１２２】
（実施の形態８）
本実施の形態では、上記実施の形態の半導体装置の使用形態の一例について説明する。上記実施の形態の半導体装置は、作製した基板から剥離することによって、可撓性を有する状態とすることができる。以下に、上記実施の形態の半導体装置を有する電子機器の具体例に関して図１６を参照して説明する。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（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０１２３】
図１６（Ａ）は、ディスプレイ４１０１であり、支持台４１０２、表示部４１０３を含む。表示部４１０３は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のディスプレイを実現できる。また、表示部４１０３を湾曲させることも可能であり、支持台４１０２から取り外して湾曲した壁に沿ってディスプレイを取り付けることも可能である。上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４１０３や周辺の駆動回路等の集積回路に用いることによって、半導体装置の使用形態の一つである可撓性を有するディスプレイを作製することができる。このように、可撓性を有するディスプレイは、フラットな面はもちろん湾曲した部分にも設置することが可能となるため、様々な用途に用いることができる。
【０１２４】
図１６（Ｂ）は巻き取り可能なディスプレイ４２０２であり、表示部４２０１を含む。上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４２０１や駆動回路等の集積回路に用いることによって、半導体装置の使用形態の一つである、巻取りが可能で薄型の大型ディスプレイを作製することができる。巻き取り可能なディスプレイ４２０２は可撓性を有する基板を用いて形成されているため、表示部４２０１と共に折り畳んだり、巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。そのため、巻き取り可能なディスプレイ４２０２が大型である場合でも折り畳んだり、巻き取ったりして鞄に入れて持ち運ぶことができる。
【０１２５】
図１６（Ｃ）は、シート型のコンピュータ４３０１であり、表示部４３０２、キーボード４３０３、タッチパッド４３０４、外部接続ポート４３０５、電源プラグ４３０６等を含んでいる。上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４３０２や駆動回路、情報処理回路等の集積回路に用いることによって、半導体装置の使用形態の一つである、薄型またはシート型のコンピュータを作製することができる。表示部４３０２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のコンピュータを実現できる。また、シート型のコンピュータ４３０１の本体部分に収納スペースを設けることによって表示部４３０２を本体に巻き取って収納することが可能である。また、キーボード４３０３も可撓性を有するように設けることによって、表示部４３０２と同様にシート型のコンピュータ４３０１の収納スペースに巻き取って収納することができ、持ち運びが便利になる。また、使用しない場合にも折り畳むことによって場所をとらずに収納することが可能となる。
【０１２６】
図１６（Ｄ）は、２０〜８０インチの大型の表示部を有する表示装置４４００であり、操作部であるキーボード４４０２、表示部４４０１、スピーカー４４０３等を含む。また、表示部４４０１は可撓性を有する基板を用いて形成されており、キーボード４４０２を取り外して表示装置４４００を折り畳んだり巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。また、キーボード４４０２と表示部４４０１との接続は無線で行うことができ、例えば、湾曲した壁に沿って表示装置４４００を取り付けながらキーボード４４０２で無線によって操作することができる。
【０１２７】
図１６（Ｄ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４４０１や表示部の駆動回路、表示部とキーボードとの間の通信を制御する無線通信回路等の集積回路に用いている。これによって半導体装置の使用形態の一つである、薄型の大型表示装置を作製することができる。
【０１２８】
図１６（Ｅ）は電子ブック４５０１であり、表示部４５０２、操作キー４５０３等を含む。またモデムが電子ブック４５０１に内蔵されていても良い。表示部４５０２は可撓性基板を用いて形成されており、折り曲げたり巻き取ったりすることができる。そのため、電子ブックの持ち運びも場所をとらずに行うことができる。さらに、表示部４５０２は文字等の静止画像はもちろん動画も表示することが可能となっている。
【０１２９】
図１６（Ｅ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４５０２や駆動回路、制御回路等の集積回路に用いている。これによって、半導体装置の使用形態の一つである、薄型の電子ブックを作製することができる。
【０１３０】
図１６（Ｆ）はＩＣカード４６０１であり、表示部４６０２、接続端子４６０３等を含む。表示部４６０２は可撓性基板を用いて軽量、薄型のシート状になっているため、カードの表面に張り付けて形成することができる。また、ＩＣカードが非接触でデータの受信が行える場合に外部から取得した情報を表示部４６０２に表示することが可能となっている。
【０１３１】
図１６（Ｆ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部４６０２や無線通信回路等の集積回路に用いている。これによって、半導体装置の使用形態の一つである、薄型のＩＣカードを作製することができる。
【０１３２】
このように、上述した実施の形態の半導体装置を電子機器に用いることにより、曲げることが可能な電子機器を作製することができる。電子機器に曲げ等の外力が加わった場合でも、電子機器の厚み方向における中立面の位置を、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制できる位置にすることができる。よって、電子機器に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜１０６に応力が生じることを抑制することができる。したがって、半導体膜１０６の損傷を低減することができ、電子機器の歩留まりや信頼性を向上させることができる。
【０１３３】
以上のように、本発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器や情報表示手段に用いることができる。
【実施例１】
【０１３４】
本実施例では、実施の形態１に係る半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合に、半導体膜に生じる応力分布を計算により検証（シミュレーション）した。そして、得られた応力分布から、半導体膜に生じる応力を抑制することが可能な、第１の補強膜及び第２の補強膜の最適な膜厚を計算により検証した結果について以下に示す。
【０１３５】
第１の補強膜及び第２の補強膜の最適な膜厚を求めるために、第１の補強膜の膜厚と第２の補強膜の膜厚の組み合わせを種々変更し、４点曲げ試験を模擬した有限要素法解析を行い、半導体装置に生じる応力分布を求めた。求めた応力分布から、半導体膜（特に、チャネル形成領域）に生じるミーゼスの相当応力の最大値を求めた。なお、本明細書で規定するミーゼスの相当応力とは、一般に用いられる計算機シミュレーションから求められる各方向の応力をスカラー量に変換することによって求めることができる値である。
【０１３６】
半導体装置に生じる応力分布は、応力解析ソフトなど、一般に用いられる計算機シミュレーションにより求めることができる。半導体装置を構成する部品から解析モデルを作成し、コンピュータの応力解析ソフトに、解析モデルの各構成部品の大きさ、形状、ヤング率、ポアソン比、荷重その他のパラメータを入力し、曲げによる影響で各部品にどのような応力分布が発生するかを解析する。ここでいう部品とは、絶縁膜、補強膜、半導体膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極といった上記のもの以外でも、半導体装置を構成するあらゆる要素を含む。本実施例では、応力解析ソフトとして、商品名「ＡＮＳＹＳ」（サイバネットシステム社製）を用いて行った。
【０１３７】
図１７に、計算に用いた解析モデルについて示す。
【０１３８】
バッファ層として機能する絶縁膜２０２として、酸化窒化シリコン（膜厚２００ｎｍ）を仮定した。絶縁膜２０２上に第１の補強膜２０３は、窒化シリコン（膜厚０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍで条件振り）とした。また、絶縁膜２０４は、酸化窒化シリコン（膜厚１００ｎｍ）とし、絶縁膜２０２及び補強膜２０３を覆うように積層している。島状の半導体膜２０６はシリコン（膜厚６６ｎｍ）、ゲート絶縁膜２０７は酸化シリコン（膜厚２０ｎｍ）、ゲート電極として機能する導電膜２０８はタングステン（膜厚１００ｎｍ）とした。また、第２の補強膜２０９は窒化シリコン（膜厚０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍで条件振り）、層間絶縁膜２１０は酸化窒化シリコン（膜厚１．５μｍ）、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜２１１は、アルミニウム（膜厚７００ｎｍ）、絶縁膜２１２はポリイミド（膜厚１．５μｍ）とした。半導体装置の外寸は５０μｍ×３．３２μｍである。なお、計算を簡略化するためシート（又は基板）を省いて計算した。
【０１３９】
表１に、計算に用いた部品のヤング率とポアソン比を示す。
【０１４０】
【表１】
【０１４１】
また、図１７の支点２１３をシミュレーションモデルの両端から８μｍのところに設けて、矢印２１４に示すようにシミュレーションモデルに対し荷重を０．０５Ｎ加えた四点曲げを仮定した。
【０１４２】
図１８及び図１９に、解析ソフトにより有限要素法解析を行い、半導体装置に生じた応力分布を示す。図１８（Ａ）は、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けない場合であり、図１８（Ｂ）は、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けた場合である。また、図１９（Ａ）は第１の補強膜のみを設けた場合であり、図１９（Ｂ）は第２の補強膜のみを設けた場合である。また、応力分布は色の濃い箇所ほど高い応力値を示す。
【０１４３】
有限要素法により求められる応力はモデルの構造に依存し、様々な性質の応力が含まれている。そこで、本実施例では、有限要素法による計算結果の応力をミーゼスの相当応力により評価した。また、薄膜トランジスタに生じる応力は、損傷の起こりやすさに注目し、チャネル形成領域２０６ａの応力としてとらえ、チャネル形成領域２０６ａのミーゼスの相当応力の最大値により評価した。
【０１４４】
表２に、チャネル形成領域２０６ａに生じる応力をミーゼスの相当応力の最大値で示す。
【０１４５】
【表２】
【０１４６】
図２０及び図２１に、有限要素法を用いて求めたチャネル形成領域の応力分布を示す。図２０及び図２１は、チャネル形成領域を拡大して示しており、応力分布は色の濃い箇所ほど高い応力値を示す。なお、半導体膜２０６以外の応力分布は示していない。
【０１４７】
図２０（Ａ）に、第１の補強膜２０３及び第２の補強膜２０９を設けない（第１の補強膜の膜厚０ｎｍ、第２の補強膜の膜厚０ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。チャネル形成領域において、チャネル形成領域の下側中央に高い応力が生じていることがわかる。これは、半導体装置の中立面の位置がゲート電極側に存在することを示している。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、４４ＭＰａとなった。
【０１４８】
図２０（Ｂ）に、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けた（第１の補強膜の膜厚１００ｎｍ、第２の補強膜の膜３００ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。第１の補強膜及び第２の補強膜を設けた場合はチャネル形成領域において、３０ＭＰａ以上の応力が生じていないことがわかる。これは、図２０（Ａ）の場合と比較して半導体装置の中立面の位置が第１の補強膜２０３側に移動したためである。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、２７ＭＰａであり、図２０（Ａ）と比較して約４０％応力を低減することができた。
【０１４９】
また、図２１（Ａ）に、第１の補強膜のみを設けた（第１の補強膜の膜厚１００ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。第１の補強膜２０３のみを設けた場合、半導体装置の中立面の位置が図２０（Ｂ）の場合よりも、さらに第１の補強膜２０３側に移動するため、チャネル形成領域の上端部に高い応力が生じている。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、５６ＭＰａとなった。
【０１５０】
また、図２１（Ｂ）に、第２の補強膜のみを設けた（第２の補強膜の膜厚３００ｎｍ）場合のチャネル形成領域に生じる応力分布を示す。第２の補強膜のみを設けた場合、半導体装置の中立面の位置が図２０（Ａ）の場合よりも、ゲート電極側に移動するため、チャネル形成領域の下側中央に高い応力が生じている。このときのミーゼスの相当応力の最大値は、４９ＭＰａとなった。
【０１５１】
図２０（Ａ）に示す第１の補強膜及び第２の補強膜が設けられていない場合と、図２０（Ｂ）に示す第１の補強膜及び第２の補強膜が設けられている場合について、チャネル形成領域に生じる応力分布を比較すると、ミーゼスの相当応力を４０％低減することができた。これは、半導体膜の上下に補強膜を設けることにより、半導体装置における中立面の位置を変化させ、チャネル形成領域に生じる応力を抑制できたためである。
【０１５２】
また、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示した通り、第１の補強膜のみ又は第２の補強膜のみ設けた場合は、補強膜が設けられていない場合よりもチャネル形成領域に生じる応力が増大することがあり、必ずしもチャネル形成領域に生じる応力を抑制できるとは限らないことがわかった。
【０１５３】
解析結果から、第１の補強膜及び第２の補強膜を設けない場合に生じるミーゼスの相当応力の最大値が４４ＭＰａであることから、第１の補強膜の膜厚５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、かつ第２の補強膜の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲を選定すればよいことがわかった。また、第１の補強膜の膜厚よりも第２の補強膜の膜厚が厚い場合には、ミーゼスの相当応力の最大値を低減できることがわかった。さらに、第１の補強膜の膜厚と第２の補強膜の膜厚の比率（第１の補強膜の膜厚／第２の補強膜の膜厚）が１／２以下の場合にも、ミーゼスの相当応力の最大値を低減できることがわかった。
【０１５４】
このように、半導体膜のヤング率よりも高い材料で形成された補強膜で半導体膜を挟むように設けることにより、半導体装置の厚み方向において中立面の位置を、半導体膜に応力を生じることを抑制できる位置に移動させることができる。つまり、半導体装置の中立面の位置を半導体装置にとって好適な位置に移動させることができる。よって、半導体装置に曲げ等の外力が加わった場合であっても、半導体膜に応力が生じることを抑制することができる。したがって、トランジスタ等の素子の損傷を低減し、半導体装置の歩留まりや信頼性の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】半導体装置の一例を示す図。
【図２】半導体装置の一例を示す図。
【図３】半導体装置の一例を示す図。
【図４】半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図５】半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図６】半導体装置の作成方法の一例を示す図。
【図７】半導体装置の一例を示す図。
【図８】半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図９】半導体装置の一例を示す図。
【図１０】半導体装置の一例を示す図。
【図１１】半導体装置の一例を示す図。
【図１２】半導体装置の一例を示す図。
【図１３】半導体装置に適用できるアンテナを説明する図。
【図１４】半導体装置のブロック図の一例及び使用形態の一例を示す図。
【図１５】半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１６】半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１７】シミュレーションに用いたモデルを説明するための図。
【図１８】シミュレーションにより求めた半導体装置の応力分布図。
【図１９】シミュレーションにより求めた半導体装置の応力分布図。
【図２０】シミュレーションにより求めたチャネル形成領域の応力分布図。
【図２１】シミュレーションにより求めたチャネル形成領域の応力分布図。
【図２２】半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１５６】
８０ 半導体装置
８１ 高周波回路
８２ 電源回路
８３ リセット回路
８４ クロック発生回路
８５ データ復調回路
８６ データ変調回路
８７ 制御回路
８８ 記憶回路
８９ アンテナ
９１ コード抽出回路
９２ コード判定回路
９３ ＣＲＣ判定回路
９４ 出力ユニット回路
１００ａ 薄膜トランジスタ
１００ｂ 薄膜トランジスタ
１０１ 基板
１０２ 絶縁膜
１０３ 補強膜
１０４ 絶縁膜
１０６ 半導体膜
１０６ａ チャネル形成領域
１０６ｂ 不純物領域
１０６ｃ 不純物領域
１０７ ゲート絶縁膜
１０８ 導電膜
１０９ 補強膜
１１０ 絶縁膜
１１１ 導電膜
１１２ 絶縁膜
１１４ 補強膜
１１６ 絶縁膜
１１８ 導電膜
１２０ 基板
１２１ 剥離層
１２２ 導電膜
１２３ 導電膜
１２４ 開口部
１２５ 補強膜
１２６ シート
１２７ シート
１２８ 不純物領域
１２９ 絶縁膜
１３０ 絶縁膜
１３１ 補強膜
１３２ 領域
１３３ 補強膜
１３４ 素子形成層
１４０ 半導体装置
１４１ 集積回路
１４２ 導電層
１４３ 絶縁膜
１４４ 基板
１４５ 導電体粒子
１４６ 樹脂
１４７ 導電層
１５０ リーダ／ライタ
１５１ 表示部
１５２ 品物
１５３ 半導体装置
１５４ リーダ／ライタ
１５５ 半導体装置
１５６ 商品
２０２ 絶縁膜
２０３ 補強膜
２０４ 絶縁膜
２０６ 半導体膜
２０６ａ チャネル形成領域
２０７ ゲート絶縁膜
２０８ 導電膜
２０９ 補強膜
２１０ 層間絶縁膜
２１１ 導電膜
２１２ 絶縁膜
２１３ 支点
２１４ 矢印
３００１ ラベル台紙
３００２ 半導体装置
３００３ ＩＣラベル
３００４ ボックス
３０１１ ＩＣタグ
３０１２ 半導体装置
３０２１ ＩＣカード
３０２２ 半導体装置
３０３１ 無記名債券
３０３２ 半導体装置
３２００ リーダ／ライタ
３２１０ 表示部
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
３３００ 半導体装置
３３１０ ポスター
３３２０ リーダ／ライタ
３３３０ 携帯端末
３３４０ 半導体装置
３３５０ 名刺
３３６０ 半導体装置
３３７０ 切符
４１０１ ディスプレイ
４１０２ 支持台
４１０３ 表示部
４２０１ 表示部
４２０２ ディスプレイ
４３０１ コンピュータ
４３０２ 表示部
４３０３ キーボード
４３０４ タッチパッド
４３０５ 外部接続ポート
４３０６ 電源プラグ
４４００ 表示装置
４４０１ 表示部
４４０２ キーボード
４４０３ スピーカー
４５０１ 電子ブック
４５０２ 表示部
４５０３ 操作キー
４６０１ ＩＣカード
４６０２ 表示部
４６０３ 接続端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、
前記チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に、開口部を介して前記不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する複数の半導体膜と、
前記複数の半導体膜の各々の具備するチャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に、開口部を介して前記不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と第１の不純物領域と第２の不純物領域とを具備する半導体膜と、
前記チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に、開口部を介して前記第２の不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、
前記チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に開口部を介して前記不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられており、かつ前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜とが接することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜は、前記半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第２の島状の補強膜は、前記第１の島状の補強膜と同じ材料で形成されて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５のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜は、窒化珪素、窒化酸化珪素、金属酸化物、或いは金属窒化物で形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚は５０ｎｍ乃至２００ｎｍであり、かつ前記第２の島状の補強膜の膜厚は１００ｎｍ乃至４００ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚に比べて前記第２の島状の補強膜の膜厚が厚いことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚と前記第２の島状の補強膜の膜厚は同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚と前記第２の島状の補強膜の膜厚の比率（第１の島状の補強膜の膜厚／第２の島状の補強膜の膜厚）は１／２以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、
前記チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に、開口部を介して前記不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する複数の半導体膜と、
前記複数の半導体膜の各々の具備するチャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜及び前記ゲート絶縁膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に、開口部を介して前記不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と第１の不純物領域と第２の不純物領域とを具備する半導体膜と、
前記チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に、開口部を介して前記第２の不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
可撓性を有する基板上に設けられた第１の島状の補強膜と、
前記第１の島状の補強膜上に、チャネル形成領域と不純物領域とを具備する半導体膜と、
前記チャネル形成領域の上方にゲート絶縁膜を介して設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜を覆って設けられた第２の島状の補強膜と、
前記第２の島状の補強膜を覆って設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に開口部を介して前記不純物領域と電気的に接続するように設けられた第２の導電膜とを有し、
前記チャネル形成領域の全域が前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜との間に設けられており、かつ前記第１の島状の補強膜と前記第２の島状の補強膜とが接することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜は、前記半導体膜よりもヤング率の高い材料で形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第２の島状の補強膜は、前記第１の島状の補強膜と同じ材料で形成されて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５のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜は、窒化珪素、窒化酸化珪素、金属酸化物、或いは金属窒化物で形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚は５０ｎｍ乃至２００ｎｍであり、かつ前記第２の島状の補強膜の膜厚は１００ｎｍ乃至４００ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚に比べて前記第２の島状の補強膜の膜厚が厚いことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚と前記第２の島状の補強膜の膜厚は同じであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
前記第１の島状の補強膜の膜厚と前記第２の島状の補強膜の膜厚の比率（第１の島状の補強膜の膜厚／第２の島状の補強膜の膜厚）は１／２以下であることを特徴とする半導体装置。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−１５８９３６（Ｐ２００９−１５８９３６Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００９９１（Ｐ２００８−３００９９１）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【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２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【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）】
[ Back to top ]