半導体装置
【課題】回路規模またはメモリ容量を確保しつつも、外力、特に押圧に対する信頼性を高めることができる半導体装置を提供する。
【解決手段】有機化合物または無機化合物の繊維体を複数層、特に３層以上積層したものに有機樹脂を含浸した一対の構造体と、該一対の構造体の間に設けられた素子層とを有する。素子層と上記構造体とは、加熱圧着により固着させることができる。または素子層と上記構造体とを固着させるための層を設けても良い。或いは、素子層に繊維体を複数重ねた後、該繊維体に有機樹脂を含浸させることで、素子層に固着した上記構造体を形成することができる。
【解決手段】有機化合物または無機化合物の繊維体を複数層、特に３層以上積層したものに有機樹脂を含浸した一対の構造体と、該一対の構造体の間に設けられた素子層とを有する。素子層と上記構造体とは、加熱圧着により固着させることができる。または素子層と上記構造体とを固着させるための層を設けても良い。或いは、素子層に繊維体を複数重ねた後、該繊維体に有機樹脂を含浸させることで、素子層に固着した上記構造体を形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可撓性を有する基板を用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可撓性を有する基板は、ガラス基板と比較して振動、衝撃に対する機械的強度に優れ、厚さを抑えやすく、形状の自由度が高いというメリットを有している。そのため、該可撓性を有する基板を用いた半導体装置には、様々なアプリケーションが期待されている。上記可撓性を有する基板の中には、半導体素子の作製工程における熱処理に耐え得るほど、耐熱性に優れていないものがある。この場合、別途用意した耐熱性を有する基板において半導体素子を形成した後、該半導体素子を基板から剥離し、可撓性を有する基板に貼り合わせるという作製方法が提案されている。
【０００３】
本出願人は、特許文献１や特許文献２に記載の剥離および転写技術を提案している。特許文献１には剥離層となる酸化珪素層をウェットエッチングで除去して剥離する技術が記載されている。また、特許文献２には剥離層となるシリコン層をドライエッチングで除去して剥離する技術が記載されている。また、本出願人は特許文献３に記載の剥離および転写技術を提案している。特許文献３には、基板に金属層（Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ）を形成し、その上に酸化物層を積層形成する際、該金属層の金属酸化物層を金属層と酸化物層との界面に形成し、この金属酸化物層を利用して後の工程で剥離を行う技術が記載されている。
【特許文献１】特許第３３６４０８１号公報
【特許文献２】特許第３４０６７２７号公報
【特許文献３】特開２００３−１７４１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体装置に様々な機能を追加するためには、半導体装置が有する集積回路の回路規模やメモリ容量を必然的により大きくせざるを得ない。しかし、回路規模やメモリ容量を増大させると、それに伴い半導体装置が有する集積回路の専有面積も増大する傾向にあるので、外から加えられる力（外力）に対する半導体装置の信頼性が落ちてしまう。そのため、上述したような、様々なアプリケーションが期待できるという可撓性を有する基板のメリットが、十分に生かせないという問題が生じる。また半導体装置の面積は変わらなくとも、可撓性を有する基板を用いる場合、外部から局所的にかかる圧力（押圧）に対する信頼性に関しては、改善の余地が残されていた。
【０００５】
上記問題に鑑み、本発明は、回路規模またはメモリ容量を確保しつつも、外力、特に押圧に対する信頼性を高めることができる、半導体装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、有機化合物または無機化合物の繊維体に有機樹脂が含浸されている構造体に着目し、上記繊維体が複数層、特に３層以上積層された一対の構造体の間に、薄膜の半導体膜を用いて形成された半導体素子を有する素子層を設けることで、外力、特に押圧に対する半導体装置の信頼性が飛躍的に高くなることを見出した。
【０００７】
具体的に本発明の半導体装置では、有機化合物または無機化合物の繊維体を複数層、特に３層以上積層したものに有機樹脂を含浸した一対の構造体と、該一対の構造体の間に設けられた素子層とを有する。素子層と上記構造体とは、加熱圧着により固着させることができる。または素子層と上記構造体とを固着させるための層を設けても良い。或いは、素子層に繊維体を複数重ねた後、該繊維体に有機樹脂を含浸させることで、素子層に固着した上記構造体を形成することができる。
【０００８】
素子層の厚さは１μｍ以上１０μｍ以下、さらには１μｍ以上５μｍ以下であり、一対の構造体のトータルの厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。このような厚さにすることにより、湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【０００９】
繊維体としては、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布である。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率が高い繊維である。繊維体として高強度繊維を用いることにより、局所的な押圧が半導体装置にかかったとしても、当該圧力が繊維体全体に分散し、半導体装置の一部が延伸することを防ぐことができる。即ち、一部の延伸に伴う配線、半導体素子等の破壊を防止することが可能である。
【００１０】
また、有機樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１に、本発明の半導体装置の断面図を一例として示す。図１に示す半導体装置では、構造体１０１と、構造体１０２と、一対の構造体１０１、１０２の間に設けられた素子層１０３とを有する。構造体１０１は、有機化合物または無機化合物の繊維体１０１ａ、繊維体１０１ｂ、繊維体１０１ｃと、繊維体１０１ａ〜１０１ｃに含浸された有機樹脂１０４とを有する。繊維体１０１ａ、繊維体１０１ｂ、繊維体１０１ｃは積層されている。同様に、構造体１０２は、有機化合物または無機化合物の繊維体１０２ａ、繊維体１０２ｂ、繊維体１０２ｃと、繊維体１０２ａ〜１０２ｃに含浸された有機樹脂１０５とを有する。繊維体１０２ａ、繊維体１０２ｂ、繊維体１０２ｃは積層されている。
【００１４】
なお本実施の形態では、各構造体において３層の繊維体が積層されている場合を例示しているが、本発明はこの構成に限定されない。各構造体において２層の繊維体が積層されていても良いし、４層以上の繊維体が積層されていても良い。また構造体１０１と、構造体１０２とは、有する繊維体の数が異なっていても良い。
【００１５】
また図１において、素子層１０３と構造体１０１、１０２とが直接固着しているが、接着剤として機能する接着層によって固着されていても良い。
【００１６】
構造体１０１と構造体１０２の厚さを同程度、具体的には、一方の構造体の厚さに対する他方の構造体の厚さの比が、０．８以上１．２以下となるようにし、有機樹脂１０４と有機樹脂１０５の材料を同じにすることで、半導体装置の反りを低減することができる。また構造体１０１と構造体１０２の厚さを同程度、具体的には、一方の構造体の厚さに対する他方の構造体の厚さの比が、０．８以上１．２以下とすることで、半導体装置に応力を加えて撓ませたときに、間に設けられる素子層１０３に局所的に圧力が加わるのを防ぎ、よって半導体装置の信頼性を高めることができる。
【００１７】
具体的に構造体１０１と構造体１０２とを重ね合わせた厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。上記厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００１８】
また有機樹脂１０４、有機樹脂１０５として、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。或いは有機樹脂１０４、有機樹脂１０５として、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また有機樹脂１０４、有機樹脂１０５として、上記熱可塑性樹脂及び上記熱硬化性樹脂の複数を用いてもよい。上記有機樹脂を用いることで、熱処理により繊維体を素子層１０３に固着することが可能である。なお、有機樹脂１０４、有機樹脂１０５はガラス転移温度が高いほど、局所的押圧に対して破壊しにくいため好ましい。
【００１９】
有機樹脂１０４、有機樹脂１０５または繊維の糸束内に高熱伝導性フィラーを分散させてもよい。高熱伝導性フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、アルミナ等が挙げられる。また、高熱伝導性フィラーとしては、銀、銅等の金属粒子がある。高熱伝導性フィラーが有機樹脂または繊維糸束内に含まれることにより素子層１０３での発熱を外部に放出しやすくなるため、半導体装置の蓄熱を抑制することが可能であり、半導体装置の破壊を低減することができる。
【００２０】
繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、繊維体１０２ａ〜１０２ｃは、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布であり、素子層１０３全面と重なるように配置する。高強度繊維としては、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維である。高強度繊維の代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。なお、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、繊維体１０２ａ〜１０２ｃは、一種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。また、複数の上記高強度繊維で形成されてもよい。
【００２１】
また、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、繊維体１０２ａ〜１０２ｃは、繊維（単糸）の束（以下、糸束と呼ぶ）を経糸及び緯糸に使って製織した織布、または複数種の繊維の糸束をランダムまたは一方向に堆積させた不織布であってもよい。織布の場合、平織り、綾織り、しゅす織り等を適宜用いることができる。
【００２２】
糸束の断面は、円形でも楕円形でもよい。繊維糸束として、高圧水流、液体を媒体とした高周波の振動、連続超音波の振動、ロールによる押圧等によって、開繊加工をした繊維糸束を用いてもよい。開繊加工をした繊維糸束は、糸束幅が広くなり、厚み方向の単糸数を削減することが可能であり、糸束の断面が楕円形または平板状となる。また、繊維糸束として低撚糸を用いることで、糸束が扁平化やすく、糸束の断面形状が楕円形状または平板形状となる。このように、断面が楕円形または平板状の糸束を用いることで、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃを薄くすることが可能である。このため、構造体１０１、構造体１０２を薄くすることが可能であり、薄型の半導体装置を作製することができる。繊維の糸束径は４μｍ以上４００μｍ以下、さらには４μｍ以上２００μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に薄くてもよい。また、繊維の太さは、４μｍ以上２０μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に細くても良く、それらは繊維の材料に依存する。
【００２３】
なお、本明細書の図面においては、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、断面が楕円形の糸束で平織りした織布で示されている。
【００２４】
繊維糸束を経糸及び緯糸として製織した織布である繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃの上面図を図４に示す。
【００２５】
図４（Ａ）に示すように、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、一定間隔をあけた経糸１１０と、一定間隔をあけた緯糸１１１とで織られている。このような経糸１１０及び緯糸１１１を用いて製織された繊維体には、経糸１１０及び緯糸１１１が存在しない領域（バスケットホール１１２）を有する。このような繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、有機樹脂１０４、１０５が含浸される割合が高まり、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃと素子層１０３の密着性を高めることができる。
【００２６】
また繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、図４（Ｂ）に示すように、経糸１１０及び緯糸１１１の密度が高く、バスケットホール１１２の割合が低いものでもよい。代表的には、バスケットホール１１２の大きさが、局所的に押圧される面積より小さいことが好ましい。代表的には一辺が０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の矩形であることが好ましい。繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃのバスケットホール１１２の面積がこのように小さいと、先端の細い部材（代表的には、ペンや鉛筆等の筆記用具）により押圧されても、当該圧力を繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃ全体で吸収することが可能である。
【００２７】
また、繊維糸束内部への有機樹脂の浸透率を高めるため、繊維に表面処理が施されても良い。例えば、繊維表面を活性化させるためのコロナ放電処理、プラズマ放電処理等がある。また、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤を用いた表面処理がある。
【００２８】
素子層１０３は、薄膜の半導体膜を用いて形成された半導体素子を有する。具体的に半導体素子として、薄膜トランジスタ、ダイオード、不揮発性記憶素子等の能動素子、抵抗素子、容量素子等の受動素子が挙げられる。また、薄膜の半導体膜として、ＳＯＩ技術を用いて形成された単結晶の半導体膜、多結晶半導体膜、非晶質半導体膜、微結晶半導体膜等が含まれる。半導体として、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム化合物等を用いることができる。或いは半導体として、金属酸化物、有機半導体を用いることも可能である。上記金属酸化物として、例えば酸化亜鉛や亜鉛ガリウムインジウムの酸化物等が挙げられる。
【００２９】
素子層１０３の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下、さらには１μｍ以上５μｍ以下が好ましい。このような厚さにすることにより、湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００３０】
また、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃが経糸及び緯糸を用いた織布である場合、各繊維体どうしで経糸及び緯糸の方向がずれていても良い。図５（Ａ）に、経糸及び緯糸の方向がずれている繊維体１２０〜１２２を順に重ね合わせている様子を示す。矢印は、繊維体１２０〜１２２がそれぞれ有する経糸及び緯糸の方向を示している。図５（Ａ）では、繊維体１２０の経糸及び緯糸と繊維体１２２の経糸及び緯糸とが、ほぼ一致する方向を向いている。そして繊維体１２１の経糸及び緯糸は、繊維体１２０の経糸及び緯糸と繊維体１２２の経糸及び緯糸とに対し、４５度ずれている。
【００３１】
このように複数の繊維体間で経糸及び緯糸の方向をずらすことで、あらゆる方向において図５（Ｂ）に示すように半導体装置１２３を撓ませても、半導体装置１２３の信頼性を確保することができる。また、押圧を加えたときに繊維体の引っ張り方向が表裏で異なるため、局所的押圧の際の延伸が等方性的になる。よって、押圧による半導体装置の破壊をさらに低減することができる。繊維体間における経糸及び緯糸の方向のずれは、３０度以上６０度以下、特に４０度以上５０度以下であることが望ましい。なお、同一の構造体内において繊維体間における経糸及び緯糸の方向をずらすようにしても良いし、一対の構造体間において繊維体間における経糸及び緯糸の方向をずらすようにしても良い。
【００３２】
本発明で用いられる構造体は、引っ張り弾性率またはヤング率の高い高強度繊維を繊維体として用いている。よって、点圧や線圧等の局所的な押圧がかかっても、押圧された力が繊維体全体に分散され、素子層を構成する半導体素子、配線等に亀裂が生じず、半導体装置の破壊を防ぐことができる。また、薄膜の半導体膜を用いているため、素子層を薄くすることができる。よって、バルクの半導体素子を用いた場合と異なり、湾曲させても半導体装置が破壊されにくい。
【００３３】
なお本発明の範疇に含まれる半導体装置には、マイクロプロセッサ、画像処理回路などの集積回路、ＲＦタグ、半導体表示装置等、ありとあらゆる半導体装置が含まれる。半導体表示装置には、液晶表示装置、有機発光素子（ＯＬＥＤ）に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）等や、半導体膜を用いた回路素子を駆動回路に有しているその他の表示装置がその範疇に含まれる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明者らは、ペンで局所的な押圧を加えたときの、半導体装置の動作率について試験した。
【００３５】
上記試験には、ＲＦタグを半導体装置として用いた。なおＲＦタグは、無線で信号の送受信を行い個体の識別をする技術（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に用いられる記録媒体であり、リーダ、リーダライタまたはインテロゲータと呼ばれる質問器との間において、非接触で信号の送受信を行うことができる。ＲＦタグの形状は、カード状、或いはカードよりもさらに小型のチップ状であることが多いが、用途に合わせて様々な形状を採りうる。
【００３６】
試験には、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＡ）、２層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＢ）、３層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＣ）を用いる。また比較対象として、１層の繊維体を有し、かつ厚さが１７μｍである一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＤ）と、１層の繊維体を有し、かつ厚さが３５μｍである一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＥ）も用意し、併せて上記試験を行った。
【００３７】
各サンプルの構造を明確にするために、図３（Ａ）にサンプルＡの断面構造を、図３（Ｂ）にサンプルＢの断面構造を、図３（Ｃ）にサンプルＣの断面構造を、図３（Ｄ）にサンプルＤの断面構造を、図３（Ｅ）にサンプルＥの断面構造を、それぞれ示す。
【００３８】
図３（Ａ）に示すサンプルＡでは、加熱圧着する前の各プリプレグ３０１の厚さが１５μｍである。そして、素子層３０２を間に挟んで一対のプリプレグ３０１を加熱圧着することで形成されるサンプルＡのトータルの厚さは、２７μｍ〜２８μｍである。図３（Ｂ）に示すサンプルＢでは、各プリプレグ３１１が、サンプルＡに用いられる厚さ１５μｍのプリプレグ３０１を２層積層して加熱圧着することにより、形成されている。そして、素子層３１２を間に挟んで一対のプリプレグ３１１を加熱圧着することで形成されるサンプルＢのトータルの厚さは、５６μｍ〜６５μｍである。図３（Ｃ）に示すサンプルＣでは、各プリプレグ３２１が、サンプルＡに用いられる厚さ１５μｍのプリプレグ３０１を３層積層して加熱圧着することにより、形成されている。そして、素子層３２２を間に挟んで一対のプリプレグ３２１を加熱圧着することで形成されるサンプルＣのトータルの厚さは、７６μｍ〜７８μｍである。図３（Ｄ）に示すサンプルＤでは、加熱圧着する前の各プリプレグ３３１の厚さが１７μｍである。そして、素子層３３２を間に挟んで一対のプリプレグ３３１を加熱圧着することで形成されるサンプルＤのトータルの厚さは、４０μｍ〜４４μｍである。図３（Ｅ）に示すサンプルＥでは、加熱圧着する前の各プリプレグ３４１の厚さが３５μｍである。そして、素子層３４２を間に挟んで一対のプリプレグ３４１を加熱圧着することで形成されるサンプルＥのトータルの厚さは、６９μｍ〜７８μｍである。
【００３９】
なお、サンプルＡ〜サンプルＥの全てにおいて、トータルの厚さにばらつきが生じるのは、場所によって加熱圧着の際に加えられる圧力にばらつきが生じるためである。
【００４０】
各サンプルに含まれる繊維体の体積比は、サンプルＡが約２８％、サンプルＢが約２９％、サンプルＣが約３３％、サンプルＤが約２０％、サンプルＥが約２１％である。またサンプルＡ〜サンプルＥの全てにおいて、ＲＦタグの面積は１０．５ｍｍ×１２．０ｍｍであり、繊維体は経糸及び緯糸により平織りに製織されている。
【００４１】
ペン先が直径１ｍｍの半球形であるペンで、サンプルＡ〜サンプルＥに、荷重（ニュートン）を加えていったときの動作率を、図２に示す。サンプルＡ〜サンプルＥのＲＦタグは全てアンテナが素子層に内蔵されており、アンテナが形成されている領域以外で、なおかつデジタル回路が形成されている領域に、ペン先があたるように荷重を加えた。なお試験したＲＦタグの数は、サンプルＡが２０、サンプルＢが２０、サンプルＣが２０、サンプルＤが１２、サンプルＥが２６である。動作率は、データを非接触で読み出すことができるＲＦタグの割合で算出した。
【００４２】
図２に示されているサンプルＡ〜サンプルＣの動作率を比較すると、サンプルＣの動作率が最も高く、サンプルＡの動作率が最も低いことが分かる。特にサンプルＣはサンプルＢに比べて飛躍的に動作率が高くなっている。またサンプルＣとサンプルＥは、トータルの厚さが同程度であるにも関わらず、サンプルＣの方は動作率が高くなっている。これらの結果から、プリプレグに含まれる繊維体の体積比がより高いほど、高い動作率を得られることが分かる。また体積比を高くすることに加え、繊維体を複数、特に３層以上積層すると、飛躍的に高い動作率が得られることが分かる。
【００４３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法について説明する。なお本実施の形態では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を半導体素子の一例として示すが、本発明の半導体装置に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えばＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、抵抗、コイル、容量、インダクタなどを用いることができる。
【００４４】
まず図６（Ａ）に示すように、耐熱性を有する基板７００上に、絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３、半導体膜７０４を順に形成する。絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３及び半導体膜７０４は連続して形成することが可能である。
【００４５】
基板７００として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板、またはシリコン基板等の半導体基板を用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【００４６】
プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド系合成繊維、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【００４７】
なお本実施の形態では、剥離層７０２を基板７００上の全面に設けているが本発明はこの構成に限定されない。例えばフォトリソグラフィ法などを用いて、基板７００上において剥離層７０２を部分的に形成する様にしても良い。
【００４８】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４等）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
【００４９】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、基板７００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜７０４中に拡散し、ＴＦＴなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また絶縁膜７０３は、剥離層７０２に含まれる不純物元素が半導体膜７０４中に拡散するのを防ぎ、なおかつ後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子を保護する役目も有している。さらに絶縁膜７０３により、剥離層７０２における剥離が容易となり、また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ことができる。
【００５０】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜、膜厚５０ｎｍの窒化酸化珪素膜、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を順に積層して絶縁膜７０３を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層の酸化窒化珪素膜に代えて、膜厚０．５〜３μｍのシロキサン系樹脂をスピンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法、印刷法などによって形成しても良い。また、中層の窒化酸化珪素膜に代えて、窒化珪素膜を用いてもよい。また、上層の酸化窒化珪素膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜３μｍとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。
【００５１】
或いは、剥離層７０２に最も近い、絶縁膜７０３の下層を酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜で形成し、中層をシロキサン系樹脂で形成し、上層を酸化珪素膜で形成しても良い。
【００５２】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも１種を有していても良い。
【００５３】
酸化珪素膜は、ＳｉＨ４／Ｏ２、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）／Ｏ２等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮＨ３の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。また、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮ２Ｏの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。
【００５４】
剥離層７０２は、金属膜、金属酸化膜、金属膜と金属酸化膜とを積層して形成される膜を用いることができる。金属膜と金属酸化膜は、単層であっても良いし、複数の層が積層された積層構造を有していても良い。また、金属膜や金属酸化膜の他に、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。剥離層７０２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。
【００５５】
剥離層７０２に用いられる金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）またはイリジウム（Ｉｒ）等が挙げられる。剥離層７０２は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。
【００５６】
また剥離層７０２は珪素（Ｓｉ）単体で形成された膜を用いても良いし、珪素（Ｓｉ）を主成分とする化合物で形成された膜を用いても良い。或いは、珪素（Ｓｉ）と上記金属とを含む合金で形成された膜を用いても良い。珪素を含む膜は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
【００５７】
剥離層７０２は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。金属膜と金属酸化膜とが積層された剥離層７０２は、元となる金属膜を形成した後、該金属膜の表面を酸化または窒化させることで形成することができる。具体的には、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で元となる金属膜にプラズマ処理を行ったり、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で金属膜に熱処理を行ったりすればよい。また元となる金属膜上に接するように、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜を形成することでも、金属膜の酸化を行うことが出来る。また元となる金属膜上に接するように、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜を形成することで、窒化を行うことが出来る。
【００５８】
金属膜の酸化または窒化を行うプラズマ処理として、プラズマ密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、好ましくは１×１０１１ｃｍ−３から９×１０１５ｃｍ−３以下であり、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）などの高周波を用いた高密度プラズマ処理を行っても良い。
【００５９】
なお基となる金属膜の表面を酸化することで、金属膜と金属酸化膜とが積層した剥離層７０２を形成するようにしても良いが、金属膜を形成した後に金属酸化膜を別途形成するようにしても良い。例えば金属としてタングステンを用いる場合、スパッタ法やＣＶＤ法等により元となる金属膜としてタングステン膜を形成した後、該タングステン膜にプラズマ処理を行う。これにより、金属膜に相当するタングステン膜と、該金属膜に接し、なおかつタングステンの酸化物で形成された金属酸化膜とを、形成することができる。
【００６０】
なおタングステンの酸化物はＷＯＸで表される。Ｘは２以上３以下の範囲内にあり、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）となる。タングステンの酸化物を形成するにあたりＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等をもとにＸの値を定めれば良い。
【００６１】
半導体膜７０４は、絶縁膜７０３を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜７０４の膜厚は２０〜２００ｎｍ（望ましくは４０〜１７０ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍ）とする。なお半導体膜７０４は、非晶質半導体であっても良いし、セミアモルファス半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【００６２】
なおセミアモルファス半導体とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有する半導体である。このセミアモルファス半導体は、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ものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ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。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端化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。ここでは便宜上、このような半導体をセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体が得られる。
【００６３】
またＳＡＳは珪素を含む気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４であり、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪素を含む気体を希釈して用いることで、ＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪素を含む気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪素を含む気体中に、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６などの炭化物気体、ＧｅＨ４、ＧｅＦ４などのゲルマニウム化気体、Ｆ２などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。
【００６４】
例えば、ＳｉＨ４にＨ２を添加したガスを用いる場合、或いはＳｉＨ４にＦ２を添加したガスを用いる場合、形成したセミアモルファス半導体を用いてＴＦＴを作製すると、該ＴＦＴのサブスレッショルド係数（Ｓ値）を０．３５Ｖ／ｄｅｃ以下、代表的には０．２５〜０．０９Ｖ／ｄｅｃとし、移動度を１０ｃｍ２／Ｖｓｅｃとすることができる。
【００６５】
なお半導体膜７０４は、公知の技術により結晶化しても良い。公知の結晶化方法としては、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化法とを組み合わせて用いることもできる。また、基板７００として石英のような耐熱性に優れている基板を用いる場合、電熱炉を使用した熱結晶化方法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法、９５０℃程度の高温アニールのうちの幾つかを組み合わせた結晶化法を用いても良い。
【００６６】
例えばレーザ結晶化を用いる場合、レーザ結晶化の前に、レーザに対する半導体膜７０４の耐性を高めるために、５５０℃、４時間の熱処理を該半導体膜７０４に対して行なう。そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜７０４に照射する。このときのパワー密度は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、照射する。
【００６７】
連続発振の気体レーザとして、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどを用いることが出来る。また連続発振の固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、Ｙ２Ｏ３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：サファイアレーザなどを用いることが出来る。
【００６８】
またパルス発振のレーザとして、例えばＡｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３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を用いることができる。
【００６９】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を１０ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行なっても良い。パルス発振でレーザ光を照射することで半導体膜７０４が溶融してから半導体膜７０４が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数を用いることで、半導体膜７０４がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜７０４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ので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜７０４が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って連続的に成長した単結晶の結晶粒を形成することで、少なくともＴＦＴのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜７０４の形成が可能となる。
【００７０】
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良い。
【００７１】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
【００７２】
上述したレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜７０４が形成される。なお、予め半導体膜７０４に、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成した多結晶半導体を用いるようにしても良い。
【００７３】
また本実施の形態では半導体膜７０４を結晶化しているが、結晶化せずに非晶質珪素膜または微結晶半導体膜のまま、後述のプロセスに進んでも良い。非晶質半導体、微結晶半導体を用いたＴＦＴは、多結晶半導体を用いたＴＦＴよりも作製工程が少ない分、コストを抑え、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。
【００７４】
非晶質半導体は、珪素を含む気体をグロー放電分解することにより得ることができる。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が挙げられる。この珪素を含む気体を、水素、水素及びヘリウムで希釈して用いても良い。
【００７５】
次に半導体膜７０４に対して、ｐ型を付与する不純物元素又はｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープを行う。チャネルドープは半導体膜７０４全体に対して行っても良いし、半導体膜７０４の一部に対して選択的に行っても良い。ｐ型を付与する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。ｎ型を付与する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。ここでは、不純物元素として、ボロン（Ｂ）を用い、当該ボロンが１×１０１６〜５×１０１７／ｃｍ３の濃度で含まれるよう添加する。
【００７６】
次に図６（Ｂ）に示すように、半導体膜７０４を所定の形状に加工（パターニング）し、島状の半導体膜７０５〜７０８を形成する。そして図６（Ｃ）に示すように、島状の半導体膜７０５〜７０８を用いた半導体素子と、該半導体素子に接続された配線７１３、７１４とを形成する。本実施の形態では、半導体素子としてＴＦＴ７０９〜７１２を形成した例を示す。ＴＦＴ７０９と、ＴＦＴ７１２とはそれぞれ配線７１３、配線７１４と電気的に接続されている。絶縁膜７０３上に形成された半導体素子または配線などで構成される集積回路が、素子層７１５に相当する。素子層７１５に絶縁膜７０３を含めても良い。
【００７７】
次に図７（Ａ）に示すように、素子層７１５の基板７００とは反対の側に、繊維体７２３に有機樹脂７２４が含浸された構造体が複数積層された構造体７２５を重ねる。このような構造体７２５は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体７２５の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍが好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００７８】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体７２５を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【００７９】
次に、構造体７２５を加熱し圧着して、構造体７２５の有機樹脂７２４を可塑化または硬化する。なお、有機樹脂７２４が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂７２４は加熱及び圧着により、素子層７１５に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体７２５を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【００８０】
次に図７（Ｂ）に示すように、素子層７１５と、構造体７２５とを、基板７００から剥離する。本実施の形態では、物理的な力を用いて基板７００から素子層７１５と、構造体７２５とを剥離する。剥離層７０２は、全て除去せず一部が残存した状態であっても良い。上記剥離は、例えば人間の手や把治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理で行うことが可能である。
【００８１】
本実施の形態では、剥離層に金属酸化膜を用い、物理的手段により素子層７１５を剥離する方法を用いているが、本発明で用いられる剥離方法はこれに限定されない。例えば、透光性を有する基板７００を用い、剥離層７０２に水素を含む非晶質珪素を用い、基板７００から剥離層７０２にレーザビームを照射して、非晶質珪素に含まれる水素を気化させて、基板７００を素子層７１５から剥離する方法を用いても良い。
【００８２】
また上記剥離は、剥離層７０２のエッチングを用いた方法で行っても良い。この場合、剥離層７０２が一部露出するように溝を形成する。溝は、ダイシング、スクライビング、ＵＶ光を含むレーザ光を用いた加工、フォトリソグラフィ法などにより、溝を形成する。溝は、剥離層７０２が露出する程度の深さを有していれば良い。そしてエッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝から導入する。本実施の形態では、例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：８００Ｐａ、時間：３ｈの条件で行なう。また、ＣｌＦ３ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層７０２が選択的にエッチングされ、基板７００を素子層７１５から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
【００８３】
また、基板を機械的に研磨し除去する方法や、基板をＨＦ等の溶液を用いて溶解し基板を除去する方法を用いることで、素子層７１５を基板７００から剥離することができる。この場合、剥離層７０２を用いる必要はない。
【００８４】
次に図８に示すように、素子層７１５の上記剥離により露出した面側に、繊維体７２０に有機樹脂７２１が含浸された構造体が複数積層された構造体７２２を重ねる。このような構造体７２２は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体７２２の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍが好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００８５】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体７２２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【００８６】
次に、構造体７２２を加熱し圧着して、構造体７２２の有機樹脂７２１を可塑化または硬化する。なお、有機樹脂７２１が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂７２１は加熱及び圧着により、素子層７１５に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体７２２を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【００８７】
上記プロセスを経て、本発明の半導体装置が作製される。
【００８８】
なお構造体７２２と構造体７２５の間に複数の半導体装置に対応する半導体素子を形成している場合には、素子層７１５を半導体装置ごとに分断する。分断は、レーザ照射装置、ダイシング装置、スクライブ装置、はさみやナイフなどの刃物を有する裁断装置等を用いることができる。レーザ照射装置を用いる場合、レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ、ＣＯ２等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶、ガラス、ルビー等の固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、その固体レーザ発振器においては基本波〜第５高調波を適宜適用するのが好ましい。
【００８９】
また、ＲＦタグのようにアンテナを有する場合、構造体７２２または構造体７２５に開口部を形成し、該開口部を介してアンテナと素子層７１５に含まれる集積回路とを電気的に接続することができる。
【００９０】
図９に、構造体７２５にレーザビーム等で開口部を形成し、該開口部に、素子層７１５内の配線７１４と接続された接続端子７３１が形成された半導体装置の断面図を示す。接続端子７３１は、異方導電性フィルム７３２でアンテナ７３０と接続端子７３１とを圧着させることにより、電気的に接続することが出来る。
【００９１】
また図１０に、構造体７２２にレーザビーム等で開口部を形成し、該開口部に、素子層７１５内の配線７１４と接続された接続端子７３４が形成された半導体装置の断面図を示す。接続端子７３４は、異方導電性フィルム７３５でアンテナ７３３と接続端子７３４とを圧着させることにより、電気的に接続することが出来る。
【００９２】
なお、アンテナと接続端子との接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））の他に、異方導電性ペースト（ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ））等を用いて圧着させても良い。また、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や半田接合等を用いて接続を行うことも可能である。
【００９３】
また本実施の形態では、別途形成されたアンテナを素子層に電気的に接続する場合について述べたが、本発明はこの構成に限定されない。アンテナを素子層と同じ基板上に形成し、素子層と共に該基板から剥離して、アンテナと素子層を構造体に加熱圧着させても良い。アンテナとして機能する導電膜は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属を用いて形成することが出来る。アンテナとして機能する導電膜は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。アンテナとして機能する導電膜は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。
【００９４】
アンテナとして機能する導電膜は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、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、めっき法、フォトリソグラフィ法、蒸着法等を用いて形成することが出来る。
【００９５】
例えばスクリーン印刷法を用いる場合、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電性を有する粒子（導電体粒子）を有機樹脂に分散させた導電性のペーストを、絶縁膜上に選択的に印刷することでアンテナとして機能する導電膜を形成することができる。導電体粒子は、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）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）またはチタン（Ｔｉ）等を用いて形成することが出来る。導電体粒子は上記金属で形成されたものの他に、上記金属を主成分とする合金で形成されていても良いし、上記金属を含む化合物を用いて形成されていても良い。またハロゲン化銀の微粒子または分散性ナノ粒子も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として、ポリイミド、シロキサン系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることが出来る。
【００９６】
上記金属の合金の一例として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）と白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）と白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）とパラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の組み合わせが挙げられる。また例えば、銅（Ｃｕ）を銀（Ａｇ）でコートした導電体粒子なども用いることが可能である。
【００９７】
なおアンテナとして機能する導電膜の形成にあたり、印刷法や液滴吐出法で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、導電性のペーストに、銀を主成分とする導電体粒子（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、アンテナとして機能する導電膜を形成することができる。焼成は、赤外ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザーアニール法で行なっても良い。また、半田や鉛フリーの半田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。半田や鉛フリーの半田は、低コストであるといった利点を有している。
【００９８】
印刷法、液滴吐出法を用いることで、露光用のマスクを用いずともアンテナとして機能する導電膜を形成することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマスクを用いなくとも良いので、半導体装置の作製に費やされるコストを抑えることができる。
【００９９】
また、半導体装置が、外部の機器と電気的に接続するための端子を有する場合、該端子は構造体上に設けるようにしても良い。図１１（Ａ）に、一対の構造体７５０、７５１と、該構造体の間に設けられた素子層７５２とが、積層される順に並べられている様子を示す。また一対の構造体７５０、７５１と素子層７５２とが積層されることで形成される半導体装置の斜視図を、図１１（Ｂ）に示す。
【０１００】
構造体７５０には端子７５３が形成されており、素子層７５２と構造体７５０とを加熱圧着することにより、該端子７５３と素子層７５２とが電気的に接続される。また構造体７５１は、素子層７５２と重なるように、なおかつ端子７５３が露出するように、構造体７５０及び素子層７５２上に積層されている。
【０１０１】
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ているが、本発明はこの構成に限定されない。薄膜トランジスタの他に、ＳＯＩを用いて形成されたトランジスタなども用いることができる。また、有機半導体を用いたトランジスタであっても良いし、カーボンナノチューブを用いたトランジスタであってもよい。
【０１０２】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１０３】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１０４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、半導体基板（ボンド基板）から支持基板（ベース基板）に転置した半導体膜を用いて半導体素子を形成し、該半導体素子を構造体上に転置する、本発明の半導体装置の作製方法について説明する。
【０１０５】
まず図１２（Ａ）に示すように、ボンド基板２００上に絶縁膜２０１を形成する。絶縁膜２０１は、酸化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。絶縁膜２０１は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。例えば本実施の形態では、ボンド基板２００に近い側から、窒素よりも酸素の含有量が高い酸化窒化珪素、酸素よりも窒素の含有量が高い窒化酸化珪素の順に積層された絶縁膜２０１を用いる。
【０１０６】
例えば酸化珪素を絶縁膜２０１として用いる場合、絶縁膜２０１はシランと酸素、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）と酸素等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。この場合、絶縁膜２０１の表面を酸素プラズマ処理で緻密化しても良い。また、窒化珪素を絶縁膜２０１として用いる場合、シランとアンモニアの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。また、窒化酸化珪素を絶縁膜２０１として用いる場合、シランとアンモニアの混合ガス、またはシランと酸化窒素の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。
【０１０７】
また絶縁膜２０１として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いていても良い。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１０８】
次に図１２（Ａ）に示すように、ボンド基板２００に、矢印で示すように水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを添加し、ボンド基板２００の表面から一定の深さの領域に、微小ボイドを有する欠陥層２０２を形成する。欠陥層２０２が形成される位置は、上記添加の加速電圧によって決まる。そして欠陥層２０２の位置により、ボンド基板２００からベース基板２０４に転置する半導体膜２０８の厚さが決まるので、添加の加速電圧は半導体膜２０８の厚さを考慮して行う。当該半導体膜２０８の厚さは１０ｎｍ乃至２００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚さとする。例えば水素をボンド基板２００に添加する場合、ドーズ量は１×１０１６乃至１×１０１７／ｃｍ２とするのが望ましい。
【０１０９】
なお、欠陥層２０２を形成する上記工程において、ボンド基板２００に高い濃度の水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを添加するので、ボンド基板２００の表面が粗くなってしまい、ベース基板２０４との間における接合で十分な強度が得られない場合がある。絶縁膜２０１を設けることで、水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを添加する際にボンド基板２００の表面が保護され、ベース基板２０４とボンド基板２００の間における接合を良好に行うことが出来る。
【０１１０】
次に図１２（Ｂ）に示すように、絶縁膜２０１上に絶縁膜２０３を形成する。絶縁膜２０３は、絶縁膜２０１と同様に、酸化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。絶縁膜２０３は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。また絶縁膜２０３として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いていても良い。本実施の形態では、絶縁膜２０３として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いる。
【０１１１】
なお絶縁膜２０１または絶縁膜２０３に窒化珪素、窒化酸化珪素などのバリア性の高い絶縁膜を用いることで、後に形成される半導体膜２０９にアルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がベース基板２０４から入るのを防ぐことができる。
【０１１２】
なお本実施の形態では、欠陥層２０２を形成した後に絶縁膜２０３を形成しているが、絶縁膜２０３は必ずしも設ける必要はない。ただし絶縁膜２０３は欠陥層２０２を形成した後に形成されるので、欠陥層２０２を形成する前に形成される絶縁膜２０１よりも、その表面の平坦性は高い。よって、絶縁膜２０３を形成することで、後に行われる接合の強度をより高めることができる。
【０１１３】
一方、図１２（Ｃ）に示すように、ベース基板２０４上に絶縁膜２０５、剥離層２０６、絶縁膜２０７を順に形成する。
【０１１４】
絶縁膜２０５、絶縁膜２０７は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４等）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
【０１１５】
絶縁膜２０５、絶縁膜２０７は、ベース基板２０４中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、後に形成される半導体膜２０９中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また絶縁膜２０７は、剥離層２０６に含まれる不純物元素が半導体素子中に拡散するのを防ぎ、なおかつ後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子や配線に亀裂やダメージが入るのを防ぐことができる。
【０１１６】
絶縁膜２０５、絶縁膜２０７は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜、膜厚５０ｎｍの窒化酸化珪素膜、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を順に積層して絶縁膜２０７を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層の酸化窒化珪素膜に代えて、膜厚０．５〜３μｍのシロキサン系樹脂をスピンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法、印刷法などによって形成しても良い。また、中層の窒化酸化珪素膜に代えて、窒化珪素膜を用いてもよい。また、上層の酸化窒化珪素膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜３μｍとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。
【０１１７】
或いは、剥離層２０６に最も近い、絶縁膜２０７の下層を酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜で形成し、中層をシロキサン系樹脂で形成し、上層を酸化珪素膜で形成しても良い。
【０１１８】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも１種を有していても良い。
【０１１９】
酸化珪素膜は、ＳｉＨ４／Ｏ２、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）／Ｏ２等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮＨ３の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。また、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮ２Ｏの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。
【０１２０】
剥離層２０６は、金属膜、金属酸化膜、金属膜と金属酸化膜とを積層して形成される膜を用いることができる。金属膜と金属酸化膜は、単層であっても良いし、複数の層が積層された積層構造を有していても良い。また、金属膜や金属酸化膜の他に、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。剥離層２０６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。
【０１２１】
剥離層２０６に用いられる金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）またはイリジウム（Ｉｒ）等が挙げられる。剥離層２０６は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。
【０１２２】
また剥離層２０６は珪素（Ｓｉ）単体で形成された膜を用いても良いし、珪素（Ｓｉ）を主成分とする化合物で形成された膜を用いても良い。或いは、珪素（Ｓｉ）と上記金属とを含む合金で形成された膜を用いても良い。珪素を含む膜は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
【０１２３】
剥離層２０６は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。金属膜と金属酸化膜とが積層された剥離層２０６は、元となる金属膜を形成した後、該金属膜の表面を酸化または窒化させることで形成することができる。具体的には、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で元となる金属膜にプラズマ処理を行ったり、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で金属膜に熱処理を行ったりすればよい。また元となる金属膜上に接するように、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜を形成することでも、金属膜の酸化を行うことが出来る。また元となる金属膜上に接するように、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜を形成することで、窒化を行うことが出来る。
【０１２４】
金属膜の酸化または窒化を行うプラズマ処理として、プラズマ密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、好ましくは１×１０１１ｃｍ−３から９×１０１５ｃｍ−３以下であり、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）などの高周波を用いた高密度プラズマ処理を行っても良い。
【０１２５】
なおもととなる金属膜の表面を酸化することで、金属膜と金属酸化膜とが積層した剥離層２０６を形成するようにしても良いが、金属膜を形成した後に金属酸化膜を別途形成するようにしても良い。例えば金属としてタングステンを用いる場合、スパッタ法やＣＶＤ法等によりもととなる金属膜としてタングステン膜を形成した後、該タングステン膜にプラズマ処理を行う。これにより、金属膜に相当するタングステン膜と、該金属膜に接し、なおかつタングステンの酸化物で形成された金属酸化膜とを、形成することができる。
【０１２６】
なおタングステンの酸化物はＷＯＸで表される。Ｘは２以上３以下の範囲内にあり、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）となる。タングステンの酸化物を形成するにあたりＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等をもとにＸの値を定めれば良い。
【０１２７】
次に、ボンド基板２００とベース基板２０４とを接合により貼り合わせる前に、ボンド基板２００に水素化処理を行うようにしても良い。水素化処理は、例えば、水素雰囲気中において３５０℃、２時間程度行う。
【０１２８】
そして図１２（Ｄ）に示すように、ボンド基板２００と、ベース基板２０４とを、絶縁膜２０３、絶縁膜２０７を間に挟むように貼り合わせる。絶縁膜２０３と絶縁膜２０７とが接合することで、ボンド基板２００とベース基板２０４とを貼り合わせることができる。
【０１２９】
接合の形成はファン・デル・ワールス力を用いて行われているため、室温でも強固な接合が形成される。なお、上記接合は低温で行うことが可能であるため、ベース基板２０４は様々なものを用いることが可能である。例えばベース基板２０４としては、アルミノシリケートガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板の他、石英基板、サファイア基板などの基板を用いることが出来る。さらにベース基板２０４として、シリコン、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの半導体基板などを用いることができる。或いは、ステンレス基板を含む金属基板をベース基板２０４として用いても良い。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであればベース基板２０４として用いることが可能である。プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【０１３０】
ボンド基板２００として、シリコン、ゲルマニウムなどの単結晶半導体基板または多結晶半導体基板を用いることができる。その他に、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体で形成された単結晶半導体基板または多結晶半導体基板を、ボンド基板２００として用いることができる。またボンド基板２００として、結晶格子に歪みを有するシリコン、シリコンに対しゲルマニウムが添加されたシリコンゲルマニウムなどの半導体基板を用いていても良い。歪みを有するシリコンは、シリコンよりも格子定数の大きいシリコンゲルマニウムまたは窒化珪素上における成膜により、形成することができる。
【０１３１】
なおベース基板２０４とボンド基板２００とを貼り合わせた後に、熱処理又は加圧処理を行っても良い。熱処理又は加圧処理を行うことで接合の強度を向上させることができる。
【０１３２】
ボンド基板２００とベース基板２０４の間で、絶縁膜２０３と絶縁膜２０７の接合を行った後、熱処理を行うことにより、欠陥層２０２において隣接する微小ボイドどうしが結合して、微小ボイドの体積が増大する。その結果、図１３（Ａ）に示すように、欠陥層２０２においてボンド基板２００が劈開し、ボンド基板２００の一部であった半導体膜２０８が乖離する。熱処理の温度はベース基板２０４の耐熱温度以下で行うことが好ましく、例えば４００℃乃至６００℃の範囲内で熱処理を行えば良い。この剥離により、半導体膜２０８が、絶縁膜２０１及び絶縁膜２０３と共にベース基板２０４に転置される。その後、絶縁膜２０３と絶縁膜２０７の接合をさらに強固にするため、４００℃乃至６００℃の熱処理を行うのが好ましい。
【０１３３】
半導体膜２０８の結晶面方位はボンド基板２００の面方位によって制御することができる。形成する半導体素子に適した結晶面方位を有するボンド基板２００を、適宜選択して用いればよい。またトランジスタの移動度は半導体膜２０８の結晶面方位によって異なる。より移動度の高いトランジスタを得たい場合、チャネルの向きと結晶面方位とを考慮し、ボンド基板２００の貼り合わせの方向を定めるようにする。
【０１３４】
次に、転置された半導体膜２０８の表面を平坦化する。平坦化は必ずしも必須ではないが、平坦化を行うことで、後に形成されるトランジスタにおいて半導体膜２０８とゲート絶縁膜の界面の特性を向上させることが出来る。具体的に平坦化は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）または液体ジェット研磨などにより、行うことができる。半導体膜２０８の厚さは、上記平坦化により薄膜化される。
【０１３５】
なお本実施の形態では、欠陥層２０２の形成により半導体膜２０８をボンド基板２００から剥離するスマートカット法を用いる場合について示すが、ＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｌａｙｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、誘電体分離法、ＰＡＣＥ（Ｐｌａｓｍａ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法などの、他の貼り合わせ法を用いて半導体膜２０８をベース基板２０４に貼り合わせるようにしても良い。
【０１３６】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、半導体膜２０８を所望の形状に加工（パターニング）することで、島状の半導体膜２０９を形成する。
【０１３７】
上記工程を経て形成された半導体膜２０９を用い、本発明はトランジスタ等の各種半導体素子を形成することが出来る。図１３（Ｃ）には、半導体膜２０９を用いて形成されたトランジスタ２１０を例示している。
【０１３８】
次に図１４（Ａ）に示すように、トランジスタ２１０や配線等を用いて形成された集積回路を含む素子層２１１に、構造体２１２を加熱圧着する。そして、素子層２１１及び構造体２１２をベース基板２０４から剥離する。
【０１３９】
構造体２１２は、繊維体２１３に有機樹脂２１４が含浸された構造体が複数積層されたものを用いる。このような構造体２１２は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体２１２の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【０１４０】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体２１２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【０１４１】
構造体２１２は、加熱圧着により有機樹脂２１４が可塑化または硬化する。なお、有機樹脂２１４が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂２１４は加熱及び圧着により、素子層２１１に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体２１２を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【０１４２】
また剥離は剥離層２０６において行われる。剥離は、物理的な力による処理、例えば人間の手や把治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理で行うことが可能である。剥離層２０６は、全て除去せず一部が残存した状態であっても良い。
【０１４３】
なお本実施の形態では、剥離層に金属酸化膜を用い、物理的手段により素子層２１１を剥離する方法を用いているが、本発明で用いられる剥離方法はこれに限定されない。例えば、透光性を有するベース基板２０４を用い、剥離層２０６に水素を含む非晶質珪素を用い、ベース基板２０４から剥離層２０６にレーザビームを照射して、非晶質珪素に含まれる水素を気化させて、ベース基板２０４を素子層２１１から剥離する方法を用いても良い。
【０１４４】
また上記剥離は、剥離層２０６のエッチングを用いた方法で行っても良い。この場合、剥離層２０６が一部露出するように溝を形成する。溝は、ダイシング、スクライビング、ＵＶ光を含むレーザ光を用いた加工、フォトリソグラフィ法などにより、溝を形成する。溝は、剥離層２０６が露出する程度の深さを有していれば良い。そしてエッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝から導入する。本実施の形態では、例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：８００Ｐａ、時間：３ｈの条件で行なう。また、ＣｌＦ３ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層２０６が選択的にエッチングされ、ベース基板２０４を素子層２１１から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
【０１４５】
また、ベース基板２０４を機械的に研磨し除去する方法や、ベース基板２０４をＨＦ等の溶液を用いて溶解し基板を除去する方法を用いることで、素子層２１１をベース基板２０４から剥離することができる。この場合、剥離層２０６を用いる必要はない。
【０１４６】
次に図１４（Ｂ）に示すように、素子層２１１の上記剥離により露出した面側に、繊維体２１５に有機樹脂２１６が含浸された構造体が複数積層された構造体２１７を重ねる。構造体２１７の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【０１４７】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体２１７を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【０１４８】
次に、構造体２１７を加熱圧着して、構造体２１７の有機樹脂２１６を可塑化または硬化する。なお、有機樹脂２１６が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂２１６は加熱及び圧着により、素子層２１１に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体２１７を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【０１４９】
なお構造体２１２と構造体２１７の間に、複数の半導体装置に対応する半導体素子を形成している場合には、素子層２１１を半導体装置ごとに分断する。分断は、レーザ照射装置、ダイシング装置、スクライブ装置、はさみやナイフなどの刃物を有する裁断装置等を用いることができる。レーザ照射装置を用いる場合、レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ、ＣＯ２等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶、ガラス、ルビー等の固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、その固体レーザ発振器においては基本波〜第５高調波を適宜適用するのが好ましい。
【０１５０】
上記プロセスを経て、本発明の半導体装置が作製される。
【０１５１】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１５２】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１５３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、素子層と重なるように複数の繊維体を積層し、該複数の繊維体に有機樹脂を含浸させることで、素子層に固着した構造体を形成する例について説明する。
【０１５４】
まず図１５（Ａ）に示すように、基板４００上に素子層４０１を形成する。図１５（Ａ）では、素子層４０１と基板４００の間に、後に素子層４０１を基板４００から剥離し易くするための剥離層４０２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。剥離方法によっては、剥離層４０２を設けなくとも良いし、適宜必要な層を追加しても良い。
【０１５５】
そして素子層４０１と重なるように、繊維体４０３を素子層４０１上に積層する。繊維体４０３は、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布であり、素子層４０１全面を覆う。高強度繊維としては、具体的には引張弾性率が高い繊維である。または、ヤング率が高い繊維である。高強度繊維の代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維である。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維を用いることができる。なお、繊維体４０３は、一種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。また、複数の上記高強度繊維で形成されてもよい。
【０１５６】
また、繊維体４０３は、繊維（単糸）の束（以下、糸束という。）を経糸及び緯糸に使って製織した織布、または複数種の繊維の糸束をランダムまたは一方向に堆積させた不織布で構成されてもよい。織布の場合、平織り、綾織り、しゅす織り等適宜用いることができる。
【０１５７】
糸束の断面は、円形でも楕円形でもよい。繊維糸束として、高圧水流、液体を媒体とした高周波の振動、連続超音波の振動、ロールによる押圧等によって、開繊加工をした繊維糸束を用いてもよい。開繊加工をした繊維糸束は、糸束幅が広くなり、厚み方向の単糸数を削減することが可能であり、糸束の断面が楕円形または平板状となる。また、繊維糸束として低撚糸を用いることで、糸束が扁平化やすく、糸束の断面形状が楕円形状または平板形状となる。このように、断面が楕円形または平板状の糸束を用いることで、繊維体４０３の厚さを薄くすることが可能である。このため、薄型の半導体装置を作製することができる。繊維の糸束径は４μｍ以上４００μｍ以下、さらには４μｍ以上２００μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に薄くてもよい。また、繊維の太さは、４μｍ以上２０μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に細くても良く、それらは繊維の材料に依存する。
【０１５８】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、繊維体４０３に有機樹脂４０４を含浸させる。そして、有機樹脂４０４を加熱して可塑化または硬化することで、素子層４０１上に固着された構造体４０５を形成する。なお、有機樹脂が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。
【０１５９】
有機樹脂４０４はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、上記熱可塑性樹脂及び上記熱硬化性樹脂の複数を用いてもよい。上記有機樹脂を用いることで、熱処理により繊維体を素子層に固着することが可能である。なお、有機樹脂４０４はガラス転移温度が高いほど、局所的押圧に対して破壊しにくいため好ましい。
【０１６０】
有機樹脂４０４を含浸させる方法として、印刷法、キャスト法、液滴吐出法、ディップコート法等を用いることができる。
【０１６１】
有機樹脂４０４または繊維体４０３の糸束内に高熱伝導性フィラーを分散させてもよい。高熱伝導性フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、アルミナ等がある。また、高熱伝導性フィラーとしては、銀、銅等の金属粒子がある。高熱伝導性フィラーが有機樹脂または繊維糸束内に含まれることにより素子層での発熱を外部に放出しやすくなるため、半導体装置の蓄熱を抑制することが可能であり、半導体装置の不良を低減することができる。
【０１６２】
次に上記プロセスを繰り返すことで、図１５Ｃにあるように構造体４０５上に新たに、繊維体４０９を有する構造体４０６、繊維体４１０を有する構造体４０７を、順に積層するように形成する。構造体４０５〜４０７により、複数の繊維体４０３、４０９、４１０が積層された構造体４０８を得ることができる。
【０１６３】
なお本実施の形態では、構造体４０８が３つの構造体４０５〜４０７を有しているが、本発明はこの構成に限定されない。構造体４０８が２つの構造体を有していても良いし、４つ以上の構造体を有していても良い。また、本実施の形態では構造体４０５〜４０７どうしが直接固着されているが、構造体４０５〜４０７間に別の層が設けられていても良い。
【０１６４】
次に、図１６（Ａ）に示すように、素子層４０１から基板４００を剥離する。剥離は剥離層４０２において行うことができる。なお素子層４０１の剥離方法は、実施の形態３または実施の形態４に記載されているような、物理的な力を用いることで剥離層において素子層４０１と基板４００を劈開させる方法、剥離層４０２に水素を含む非晶質珪素を用い、基板４００から剥離層４０２にレーザビームを照射して、非晶質珪素に含まれる水素を気化させて、基板４００を素子層４０１から剥離する方法、剥離層４０２のエッチングを用いた方法、基板４００を機械的に研磨し除去する方法、基板４００をＨＦ等の溶液を用いて溶解し除去する方法などを用いることができる。
【０１６５】
次に、図１６（Ｂ）に示すように、基板４００の剥離によって露出した面に重なるように、繊維体４１１を重ね合わせた後、繊維体４１１に有機樹脂４１２を含浸させる。そして、有機樹脂４１２を加熱して可塑化または硬化することで、素子層４０１に固着された構造体４１３を形成する。構造体４１３は素子層４０１を間に挟んで構造体４０８と重なっている。なお、有機樹脂が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。
【０１６６】
次に上記プロセスを繰り返すことで、図１６Ｃにあるように構造体４１３と重なるように、繊維体４１６を有する構造体４１４、繊維体４１７を有する構造体４１５を、順に積層するように形成する。構造体４１３〜４１５により、複数の繊維体４１１、４１６、４１７が積層された構造体４１８を得ることができる。
【０１６７】
なお本実施の形態では、構造体４１８が３つの構造体４１３〜４１５を有しているが、本発明はこの構成に限定されない。構造体４１８が２つの構造体を有していても良いし、４つ以上の構造体を有していても良い。また、本実施の形態では構造体４１３〜４１５どうしが直接固着されているが、構造体４１３〜４１５間に別の層が設けられていても良い。
【０１６８】
また本実施の形態では、繊維体を重ねてから有機樹脂を含浸させるというプロセスを複数回繰り返すことで、複数積層された繊維体を有する構造体を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数積層された繊維体を素子層に重ねた後、該複数の繊維体に有機樹脂を含浸させることで、複数積層された繊維体を有する構造体を形成することもできる。
【０１６９】
なお、構造体４０８と、構造体４１８の膜厚を同程度とすることで、半導体装置に応力を加えて撓ませたときに、間に設けられる素子層４０１に局所的に圧力が加わるのを防ぎ、よって半導体装置の信頼性を高めることができる。
【０１７０】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１７１】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、ＩＣカードとも呼ばれる、カード状のＲＦタグの構成について説明する。
【０１７３】
図１７（Ａ）に、一対の構造体５０１、５０２と、該構造体５０１、５０２の間に設けられた素子層５０３とが、積層される順に並べられている様子を示す。また一対の構造体５０１、５０２と素子層５０３とが積層されることで形成されるＲＦタグの斜視図を、図１７（Ｂ）に示す。
【０１７４】
各構造体５０１、５０２は、複数の積層された繊維体を有している。構造体５０２上にはアンテナ５０４が形成されており、素子層５０３が構造体５０２上に積層されることで、素子層５０３とアンテナ５０４とが電気的に接続される。そして素子層５０３及びアンテナ５０４を間に挟むように、構造体５０１と構造体５０２が重ね合わされている。
【０１７５】
なお、構造体５０１と、構造体５０２の膜厚を同程度とすることで、半導体装置に応力を加えて撓ませたときに、間に設けられる素子層５０３に局所的に圧力が加わるのを防ぎ、よって半導体装置の信頼性を高めることができる。
【０１７６】
また図１７では、アンテナ５０４がコイル状である場合を図示しているが、本発明にて用いられるアンテナの形状はこれに限定されない。アンテナ５０４の形状は、無線で信号を受信できるものであれば良い。例えばダイポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、八木アンテナなどを用いることができる。アンテナの形状は、キャリアの波長、伝送方式に合わせて適宜選択すれば良い。
【０１７７】
また図１７では、構造体５０２上にアンテナ５０４が形成されている例を示しているが、アンテナ５０４は構造体５０１及び構造体５０２とは異なる基板上に形成されていても良い。図１８に、一対の構造体５０１、５０２と、該構造体５０１、５０２の間に設けられた素子層５０３と、アンテナ５０４が形成されたインレットシートとして機能する基板５０５とが、積層される順に並べられている様子を示す。
【０１７８】
図１８では、素子層５０３が基板５０５上に積層されることで、素子層５０３とアンテナ５０４とが電気的に接続される。そして素子層５０３及び基板５０５を間に挟むように、構造体５０１と構造体５０２が重ね合わされている。
【０１７９】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１８０】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１８１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、構造体の形状の一例について説明する。
【０１８２】
本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグは様々な分野において実用化が進められており、新しい形態の通信情報端末としてさらなる市場の拡大が見込まれている。よってＲＦタグは様々な環境下における使用に耐えうることが求められており、そのためにＲＦタグの有する構造体は、外力が加えられてもひび、かけなどの破損が生じにくいものであることが望ましい。本実施の形態では、構造体の各隅が丸みを帯びたような形状にすることで、構造体のひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。また本実施の形態では、構造体の形状を、全ての外角が６０度以下となるような多角形にすることで、構造体のひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８３】
図１９（Ａ）は、本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグの上面図である。図１９（Ａ）に示すＲＦタグは、構造体５２０と、集積回路を含む素子層５２１と、アンテナ５２２とを有する。素子層５２１及びアンテナ５２２は、構造体５２０上に配置されている。なお図１９（Ａ）では、ＲＦタグの構成を明確にするため、構造体５２０を１つだけ示しているが、本発明のＲＦタグは一対の構造体を有している。よって、実際には素子層５２１及びアンテナ５２２を構造体５２０との間に挟むように、もう一つ構造体が設けられる。
【０１８４】
構造体５２０は、矩形の四隅が丸みを帯びたような形状を有している。図１９（Ｂ）を用いて、構造体５２０の形状について詳しく説明する。構造体５２０を矩形に見立てたときに、破線５２３で示す該矩形の向かい合う２辺の距離をＬとする。ただしＬは最も短い値を採用する。また、構造体５２０の各隅における曲率半径をＲとする。本実施の形態では、ＲをＬ／５〜Ｌ／５０とすることで、外力が加えられたときに、構造体５２０にひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８５】
また図１９（Ｃ）に、本発明のＲＦタグが有する構造体の、図１９（Ｂ）とは異なる形状を示す。図１９（Ｃ）に示す構造体５３０は、矩形の四隅が三角形に切り落とされたような形状を有している。構造体５３０が有する各隅５３１を、その外角が３５度以上５５度以下とすることで、外力が加えられたときに、構造体５３０にひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８６】
また図１９（Ｃ）に示す構造体５３０の各隅に、丸みを持たせるようにしても良い。この場合、構造体５３０を矩形に見立てたときに、破線５３２で示す該矩形の向かい合う２辺の距離をＬとする。ただしＬは最も短い値を採用する。また、構造体５３０の各隅における曲率半径をＲとする。本実施の形態では、ＲをＬ／５〜Ｌ／５０とすることで、外力が加えられたときに、構造体５３０にひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８７】
なお本実施の形態では、構造体を矩形に見立てたときの向かい合う辺の距離をＬとした。しかし、互いに平行な辺を有しておらず矩形に見立てるのが困難な構造体の場合は、任意の辺の中点と、該任意の辺の垂直二等分線が他の辺に交わる交点との距離をＬとする。なお、Ｌが複数有る場合は、最も小さい値を採用する。
【０１８８】
上記構成により、ＲＦタグの外力に対する信頼性を高めることができ、よってＲＦタグが使用可能な環境の条件を広げ、延いてはＲＦタグの用途の幅を広げることが可能になる。
【０１８９】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９０】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の半導体装置が有する素子層の、トランジスタの一例について説明する。
【０１９１】
図２０（Ａ）に、本実施の形態のトランジスタの上面図を示す。図２０（Ａ）に示すトランジスタは、活性層として用いる半導体膜６０１と、ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を間に挟んで半導体膜６０１と重なる電極６０２とを有している。また半導体膜６０１のうち、ソースまたはドレインとして機能する不純物領域６０６、６０７に、配線６０３と、配線６０４がそれぞれ接続されている。なお半導体膜６０１と電極６０２の構成を明確にするために、図２０（Ａ）ではゲート絶縁膜を示さず、半導体膜６０１、電極６０２、配線６０３、配線６０４のみを図示している。
【０１９２】
半導体膜６０１のうち、不純物領域６０６、６０７の間にあって、なおかつゲート絶縁膜を間に挟んで電極６０２と重なる部分がチャネル形成領域６０５に相当する。図２０（Ａ）に示すトランジスタでは、半導体膜６０１が互いに分離した複数のチャネル形成領域６０５を有している。
【０１９３】
図２０（Ａ）のように互いに分離した複数のチャネル形成領域を有するマルチチャネル構造のトランジスタを用いることで、外力によりチャネル形成領域の１つが破壊されても、残りのチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、マルチチャネル構造のトランジスタを用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０１９４】
また図２０（Ａ）のようなマルチチャネル構造のトランジスタの代わりに、並列に接続された複数のトランジスタを用いても良い。図２０（Ｂ）に、並列に接続された複数のトランジスタの上面図を示す。図２０（Ｂ）に示すトランジスタ６１１〜６１３は、活性層として用いる半導体膜６１４〜６１６と、ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を間に挟んで半導体膜６１４〜６１６と重なる電極６１７とをそれぞれ有している。また半導体膜６１４〜６１６のうち、ソースとして機能する不純物領域６１８〜６２０には配線６２４が、ドレインとして機能する不純物領域６２１〜６２３には配線６２５が、それぞれ接続されている。なお半導体膜６１４〜６１６の構成を明確にするために、図２０（Ｂ）ではゲート絶縁膜を示さず、半導体膜６１４〜６１６、電極６１７、配線６２４、配線６２５のみを図示している。
【０１９５】
トランジスタ６１１〜６１３は互いにソースが接続されており、また互いにドレインも接続されている。そしてゲートとして機能する電極６１７を共有している。よって、図２０（Ａ）に示したマルチチャネル構造のトランジスタと同様に、半導体膜６１４〜６１６のいずれかが外力によりチャネル形成領域において破壊されても、残りの半導体膜が有するチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、互いに並列に接続された複数のトランジスタを用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０１９６】
次に、マルチチャネル構造を有するトランジスタを用いた各種回路の具体的な構成について、インバータを例に挙げて説明する。インバータの回路図を図２１（Ａ）に、また図２１（Ａ）に示すインバータの上面図を図２１（Ｂ）に、一例として示す。
【０１９７】
図２１（Ａ）に示すインバータは、ｐチャネル型のトランジスタ２００１と、ｎチャネル型のトランジスタ２００２とを有する。トランジスタ２００１とトランジスタ２００２は直列に接続されている。具体的には、トランジスタ２００１のドレインと、トランジスタ２００２のドレインが接続されている。そして、トランジスタ２００１のドレイン及びトランジスタ２００２のドレインの電位は、出力端子ＯＵＴに与えられる。
【０１９８】
またトランジスタ２００１のゲートとトランジスタ２００２のゲートは接続されている。そして、入力端子ＩＮに入力された信号の電位は、トランジスタ２００１のゲート及びトランジスタ２００２のゲートに与えられる。トランジスタ２００１のソースにはハイレベルの電圧ＶＤＤが与えられ、トランジスタ２００２のソースにはローレベルの電圧ＶＳＳが与えられる。
【０１９９】
図２１（Ｂ）に示すインバータでは、トランジスタ２００１のドレインと、トランジスタ２００２のドレインは、配線２００３を介して電気的に接続されている。そして配線２００３は配線２００４に接続されている。よって、トランジスタ２００１のドレイン及びトランジスタ２００２のドレインの電位は、配線２００３及び配線２００４を介して、出力端子ＯＵＴの電位として後段の回路に与えられる。
【０２００】
また図２１（Ｂ）に示すインバータでは、配線２００５の一部がトランジスタ２００１のゲート及びトランジスタ２００２のゲートとして機能している。そして配線２００５に与えられた電位が、入力端子ＩＮの電位としてトランジスタ２００１のゲート及びトランジスタ２００２のゲートに与えられる。そしてトランジスタ２００１のソースには、配線２００６を介して電圧ＶＤＤが与えられ、トランジスタ２００２のソースには、配線２００７を介して電圧ＶＳＳが与えられている。
【０２０１】
トランジスタ２００２が有する半導体膜２００８と、トランジスタ２００１が有する半導体膜２０１０とは、互いに分離した複数のチャネル形成領域を有している。半導体膜２００８及び半導体膜２０１０の形状を明確にするため、図２１（Ｂ）に示すインバータのうち、半導体膜２００８、半導体膜２０１０のみを図２１（Ｃ）に示す。図２１（Ｃ）に示すように、半導体膜２００８及び半導体膜２０１０は互いに分離した複数のチャネル形成領域を有しているため、外力によりチャネル形成領域の１つが破壊されても、残りのチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、マルチチャネル構造のトランジスタ２００１、トランジスタ２００２を用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０２０２】
次に、マルチチャネル構造を有するトランジスタを用いた各種回路の具体的な構成について、ＮＡＮＤ回路を例に挙げて説明する。ＮＡＮＤ回路の回路図を図２２（Ａ）に、また図２２（Ａ）に示すＮＡＮＤ回路の上面図を図２２（Ｂ）に、一例として示す。
【０２０３】
図２２（Ａ）に示すＮＡＮＤ回路は、ｐチャネル型のトランジスタ３００１と、ｐチャネル型のトランジスタ３００２と、ｎチャネル型のトランジスタ３００３と、ｎチャネル型のトランジスタ３００４とを有する。トランジスタ３００１と、トランジスタ３００３と、トランジスタ３００４とは、順に直列に接続されている。またトランジスタ３００１と、トランジスタ３００２とは並列に接続されている。
【０２０４】
具体的にトランジスタ３００１のソースとドレインは、一方にはハイレベルの電圧ＶＤＤが与えられ、他方は出力端子ＯＵＴに接続されている。トランジスタ３００２のソースとドレインは、一方にはハイレベルの電圧ＶＤＤが与えられ、他方は出力端子ＯＵＴに接続されている。トランジスタ３００４のソースとドレインは、一方にはローレベルの電圧ＶＳＳが与えられている。トランジスタ３００３のソースとドレインは、一方は出力端子ＯＵＴに接続されている。そして、トランジスタ３００３のソースとドレインの他方と、トランジスタ３００４のソースとドレインの他方とが接続されている。トランジスタ３００１のゲートと、トランジスタ３００３のゲートには、入力端子ＩＮ１の電位が与えられる。またトランジスタ３００２のゲートと、トランジスタ３００４のゲートには、入力端子ＩＮ２の電位が与えられる。
【０２０５】
図２２（Ｂ）に示すＮＡＮＤ回路では、直列に接続されているトランジスタ３００１とトランジスタ３００２とが、半導体膜３００５を共有している。また直列に接続されているトランジスタ３００３とトランジスタ３００４とが、半導体膜３００６を共有している。また配線３００７の一部はトランジスタ３００１のゲート及びトランジスタ３００３のゲートとして機能している。そして配線３００７に与えられた電位が、入力端子ＩＮ１の電位としてトランジスタ３００１のゲート及びトランジスタ３００３のゲートに与えられる。配線３００８の一部はトランジスタ３００２のゲート及びトランジスタ３００４のゲートとして機能している。そして配線３００８に与えられた電位が、入力端子ＩＮ２の電位としてトランジスタ３００２のゲート及びトランジスタ３００４のゲートに与えられる。
【０２０６】
ハイレベルの電圧ＶＤＤは、配線３００９を介してトランジスタ３００１のソースとドレインの一方、及びトランジスタ３００２のソースとドレインの一方に与えられる。またローレベルの電圧ＶＳＳは、配線３０１０を介してトランジスタ３００４のソースとドレインの一方に与えられる。トランジスタ３００１のソースとドレインの他方、トランジスタ３００２のソースとドレインの他方、及びトランジスタ３００３のソースとドレインの一方は、その電位が配線３０１１及び配線３０１２を介して出力端子ＯＵＴの電位として後段の回路に与えられる。
【０２０７】
半導体膜３００５及び半導体膜３００６は、互いに分離した複数のチャネル形成領域を有している。半導体膜３００５及び半導体膜３００６の形状を明確にするため、図２２（Ｂ）に示すＮＡＮＤ回路のうち、半導体膜３００５、半導体膜３００６のみを図２２（Ｃ）に示す。図２２（Ｃ）に示すように、半導体膜３００５及び半導体膜３００６は互いに分離した複数のチャネル形成領域を有しているため、外力によりチャネル形成領域の１つが破壊されても、残りのチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、マルチチャネル構造のトランジスタ３００１〜３００４を用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０２０８】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２０９】
（実施の形態９）
本発明者らは、カレンダーロールで局所的な線圧を加えたときの、半導体装置の動作率について試験した。
【０２１０】
試験には、ＲＦタグを半導体装置として用いた。全てのサンプルにおいて、ＲＦタグは、集積回路とアンテナとを同一の基板に形成（一体形成）するオンチップタイプである。また、全てのサンプルにおいて、集積回路及びアンテナを有する素子層は、一対のプリプレグで挟まれており、なおかつ集積回路及びアンテナと、一対のプリプレグとは、紙に漉き込まれている。
【０２１１】
そして、試験には、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＡ）、２層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＢ）、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＣ）、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＤ）を用いた。サンプルＡ〜サンプルＣで用いられている繊維体は、糸束径が４μｍのガラス繊維を５０本有している。サンプルＤで用いられている繊維体は、糸束径が４μｍのガラス繊維を１００本有している。全てのサンプルにおいて、繊維体は経糸及び緯糸により平織りに製織されている。
【０２１２】
なお、サンプルＡでは、加熱圧着する前の一対の各プリプレグの厚さが１５μｍである。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＡのトータルの厚さは、約３２．７μｍである。サンプルＢでは、一対の各プリプレグが、サンプルＡに用いられる厚さ１５μｍのプリプレグを２層積層して加熱圧着することにより、形成されている。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＢのトータルの厚さは、約６３．０μｍである。サンプルＣでは樹脂厚を２倍とし、加熱圧着する前の一対の各プリプレグの厚さが３０μｍである。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＣのトータルの厚さは、約５８．０μｍである。サンプルＤでは樹脂厚を２倍とし、加熱圧着する前の一対の各プリプレグの厚さが３０μｍである。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＤのトータルの厚さは、５７．５μｍである。
【０２１３】
また、サンプルＡ〜サンプルＤの全てにおいて、ＲＦタグの面積は１０．５ｍｍ×１２．０ｍｍである。さらに、サンプルＡとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＡ’、サンプルＢとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＢ’、サンプルＣとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＣ’、サンプルＤとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＤ’についても、併せて試験を行った。サンプルＡ’〜サンプルＤ’におけるＲＦタグの面積は、９．０ｍｍ×９．５ｍｍである。
【０２１４】
そして、サンプルＡ〜サンプルＤ、サンプルＡ’〜 サンプルＤ’は、坪量約１５０ｇ／ｃｍ２になるように、集積回路及びアンテナと、一対のプリプレグとが、紙に漉き込まれている。
【０２１５】
試験では、カレンダーロールを用いて各サンプルに線圧を加えた。カレンダーロールには、金属製の丸い筒状の第１ロールと、ウレタン系ゴム製の丸い筒状の第２ロールとを用いた。第１ロールの温度は１００℃、第２ロールの温度は７５℃とした。そして、第１ロールと第２ロールの間にサンプルを挿入し、ロール速度７０００ｍｍ／ｍｉｎとなるように第１ロール及び第２ロールを回転させることで、サンプル全体に線圧を加えた。線圧は、第１ロールと第２ロールの間にかかる圧力を、第１ロールと第２ロールとが接する幅で除した値に相当する。本試験では、線圧１００ｋｇ／ｃｍと、線圧２００ｋｇ／ｃｍとの２条件を用いた。
【０２１６】
表１に、カレンダーロールにより線圧を加える前に正常に動作した各サンプルの数（処理前サンプル数）と、線圧が加えられた後に正常に動作した各サンプルの数（処理後サンプル数）と、動作率とを、線圧ごとに示す。なお、正常に動作したか否かの判断は、正しい識別番号を非接触で読み取れたかどうかで行った。動作率は、処理前サンプル数に対する処理後サンプル数の割合で算出した。
【０２１７】
【表１】
【０２１８】
表１に示す動作率をサンプルＡ〜サンプルＤで比較すると、いずれの線圧においても、サンプルＢの動作率が最も高くなった。また、表１に示す動作率をサンプルＡ’〜サンプルＤ’で比較すると、いずれの線圧においても、サンプルＢ’の動作率が最も高くなった。従って、本実施の形態で示した試験の結果から、同程度の厚さを有するプリプレグであっても、積層された繊維体を有するプリプレグを用いた方が、線圧に対する半導体装置の信頼性を高くできることが分かる。
【実施例１】
【０２１９】
本実施例では、本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグの構成について説明する。図２３は本発明のＲＦタグの一形態を示すブロック図である。図２３においてＲＦタグ９００は、アンテナ９０１と、集積回路９０２とを有している。集積回路９０２は、電源回路９０３、復調回路９０４、変調回路９０５、レギュレータ９０６、制御回路９０７、メモリ９０９を有している。本発明の整流回路は、電源回路９０３、復調回路９０４において用いることができる。
【０２２０】
質問器から電波が送られてくると、アンテナ９０１において該電波が交流電圧に変換される。電源回路９０３では、アンテナ９０１からの交流電圧を整流し、電源用の電圧を生成する。電源回路９０３において生成された電源用の電圧は、制御回路９０７とレギュレータ９０６に与えられる。レギュレータ９０６は、電源回路９０３からの電源用の電圧を安定化させるか、またはその高さを調整した後、集積回路９０２内の復調回路９０４、変調回路９０５、制御回路９０７またはメモリ９０９などの各種回路に供給する。
【０２２１】
復調回路９０４は、アンテナ９０１が受信した交流信号を復調して、後段の制御回路９０７に出力する。制御回路９０７は復調回路９０４から入力された信号に従って演算処理を行い、別途信号を生成する。上記演算処理を行う際に、メモリ９０９は一次キャッシュメモリまたは二次キャッシュメモリとして用いることが出来る。また制御回路９０７は、復調回路９０４から入力された信号を解析し、質問器から送られてきた命令の内容に従って、メモリ９０９内の情報の出力、またはメモリ９０９内における命令の内容の保存を行う。制御回路９０７から出力される信号は符号化され、変調回路９０５に送られる。変調回路９０５は該信号に従ってアンテナ９０１が受信している電波を変調する。アンテナ９０１において変調された電波は質問器で受け取られる。そしてＲＦタグ９００から出力された情報を知ることができる。
【０２２２】
このようにＲＦタグ９００と質問器との通信は、キャリア（搬送波）として用いる電波を変調することで行われる。キャリアは、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９５０ＭＨｚなど規格により様々である。また変調の方式も規格により振幅変調、周波数変調、位相変調など様々な方式があるが、規格に即した変調方式であればどの変調方式を用いても良い。
【０２２３】
信号の伝送方式は、キャリアの波長によって電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式など様々な種類に分類することが出来る。電磁結合方式や電磁誘導方式の場合、強い電波にＲＦタグがさらされることで、アンテナに過度に大きい交流電圧が生じてしまう恐れがある。本発明の整流回路を用いることは、過度に大きい交流電圧によって集積回路内の半導体素子が劣化または破壊されるのを防止することができるので、電磁結合方式や電磁誘導方式の場合は特に有効である。
【０２２４】
メモリ９０９は不揮発性メモリであっても揮発性メモリであってもどちらでも良い。メモリ９０９として、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、有機メモリ等などを用いることが出来る。
【０２２５】
本実施例では、アンテナ９０１を有するＲＦタグ９００の構成について説明しているが、本発明のＲＦタグは必ずしもアンテナを有していなくとも良い。また図２３に示したＲＦタグに、発振回路または二次電池を設けても良い。
【０２２６】
また図２３では、アンテナを１つだけ有するＲＦタグの構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。電力を受信するためのアンテナと、信号を受信するためのアンテナとの、２つのアンテナを有していても良い。アンテナが１つだと、例えば９５０ＭＨｚの電波で電力の供給と信号の伝送を両方行う場合、遠方まで大電力が伝送され、他の無線機器の受信妨害を起こす可能性がある。そのため、電力の供給は電波の周波数を下げて近距離にて行う方が望ましいが、この場合通信距離は必然的に短くなってしまう。しかしアンテナが２つあると、電力を供給する電波の周波数と、信号を送るための電波の周波数とを使い分けることができる。例えば電力を送る際は電波の周波数を１３．５６ＭＨｚとして電磁誘導方式を用い、信号を送る際は電波の周波数を９５０ＭＨｚとして電波方式を用いることができる。このように機能合わせてアンテナを使い分けることによって、電力の供給は近距離のみの通信とし、信号の伝送は遠距離も可能なものとすることができる。
【０２２７】
本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグは外力に対する信頼性が高いので、ＲＦタグが使用可能な環境の条件を広げ、延いてはＲＦタグの用途の幅を広げることが可能になる。
【０２２８】
本実施例は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例２】
【０２２９】
本実施例では、本発明の半導体装置の一つであるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）の構成について説明する。
【０２３０】
図２４に、本実施例のＣＰＵの構成をブロック図で示す。図２４に示すＣＰＵは、基板８００上に、演算回路（ＡＬＵ：Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔ）８０１、演算回路用制御部（ＡＬＵ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０２、命令解析部（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｅｒ）８０３、割り込み制御部（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０４、タイミング制御部（Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０５、レジスタ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）８０６、レジスタ制御部（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０７、バスインターフェース（Ｂｕｓ Ｉ／Ｆ）８０８、メモリ８０９、メモリ用インターフェース８２０を主に有している。メモリ８０９及びメモリ用インターフェース８２０は、別チップに設けても良い。勿論、図２４に示すＣＰＵは、その構成を簡略化して示した一例にすぎず、実際のＣＰＵはその用途によって多種多様な構成を有している。
【０２３１】
バスインターフェース８０８を介してＣＰＵに入力された命令は、命令解析部８０３においてデコードされた後、演算回路用制御部８０２、割り込み制御部８０４、レジスタ制御部８０７、タイミング制御部８０５に入力される。演算回路用制御部８０２、割り込み制御部８０４、レジスタ制御部８０７、タイミング制御部８０５は、デコードされた命令にもとづき、各種制御を行なう。具体的に演算回路用制御部８０２は、演算回路８０１の動作を制御するための信号を生成する。また、割り込み制御部８０４は、ＣＰＵのプログラム実行中に、外部の入出力装置や、周辺回路からの割り込み要求を、その優先度やマスク状態から判断し、処理する。レジスタ制御部８０７は、レジスタ８０６のアドレスを生成し、ＣＰＵの状態に応じてレジスタ８０６の読み出しや書き込みを行なう。
【０２３２】
またタイミング制御部８０５は、演算回路８０１、演算回路用制御部８０２、命令解析部８０３、割り込み制御部８０４、レジスタ制御部８０７の動作のタイミングを制御する信号を生成する。例えばタイミング制御部８０５は、基準クロック信号をもとに、内部クロック信号を生成する内部クロック生成部を備えており、内部クロック信号を上記各種回路に供給する。
【０２３３】
本発明の半導体装置の一つであるＣＰＵは、外力に対する信頼性が高い。よって、本発明のＣＰＵを用いた電子機器、特に使用者が持ち運ぶことを前提とした携帯用の電子機器の、振動、衝撃に対する機械的強度をより高めることができる。
【０２３４】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例３】
【０２３５】
本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグは可撓性を有しているため、可撓性を有する対象物、或いは曲面を有する対象物に、貼り合わせるのに好適である。また本発明のＲＦタグは振動や衝撃に強いだけではなく、局所的な押圧に対する信頼性も高いため、用途の幅が広い。
【０２３６】
本発明のＲＦタグが有する集積回路の中に、データの書き換えができないＲＯＭなどのメモリを形成しておけば、ＲＦタグが取り付けられた対象物の偽造を防止することができる。また例えば、産地、生産者などによって商品価値が大きく左右される食料品に、本発明のＲＦタグを用いることは、産地、生産者などの偽装を防止するのに有用である。
【０２３７】
具体的に本発明のＲＦタグは、例えば、荷札、値札、名札など、対象物の情報を有するタグに取り付けて用いることができる。或いは、本発明のＲＦタグ自体をタグとして用いても良い。また例えば、戸籍謄本、住民票、パスポート、免許証、身分証、会員証、鑑定書、クレジットカード、キャッシュカード、プリペイドカード、診察券、定期券など、事実を証明する文書に相当する証書に取り付けても良い。また例えば、手形、小切手、貨物引換証、船貨証券、倉庫証券、株券、債券、商品券、抵当証券など、私法上の財産権を表示する証券に相当する有価証券に取り付けても良い。
【０２３８】
また例えば、商品のラベルに本発明のＲＦタグを付けておき、該ＲＦタグを用いて商品の流通を管理するような利用の仕方も可能である。
【０２３９】
図２５（Ａ）に示すように、裏面が粘着性を有する商品のラベル１３０１などの支持体に、本発明のＲＦタグ１３０２を取り付ける。そして、ＲＦタグ１３０２が取り付けられたラベル１３０１を、商品１３０３に装着する。商品１３０３に関する識別情報は、ラベル１３０１に貼り合わされたＲＦタグ１３０２から、無線で読み取ることが可能である。よってＲＦタグ１３０２により、流通の過程において、商品の管理が容易になる。本発明のＲＦタグは、可撓性を有するラベル１３０１に取り付けられても、応力により破壊されにくいというメリットを有している。よって、本発明のＲＦタグを用いたラベル１３０１は、曲面を有する対象物に貼り合わせるのに好適である。また、本発明のＲＦタグ１３０２は押圧に対する信頼性が高いので、流通の過程でＲＦタグ１３０２が破壊されにくい。
【０２４０】
例えば、ＲＦタグ１３０２内の集積回路が有するメモリとして、書き込みが可能な不揮発性メモリを用いている場合、商品１３０３の流通のプロセスを記録することができる。また商品の生産段階におけるプロセスを記録しておくことで、卸売業者、小売業者、消費者が、産地、生産者、製造年月日、加工方法などを把握することが容易になる。
【０２４１】
また、書籍、ＤＶＤ、ＣＤなど内在している情報に価値を有する商品の場合、内在する情報全てを開示できるようにすると商品としての価値が下がり、かといって全く開示しないと商品としての価値が把握しにくいという問題を有している。上記商品を、本発明のＲＦタグを取り付けた包装材で包装し、ＲＦタグに商品が有する情報の一部を記憶させておくことで、商品の価値を下げることなく、商品の価値を客に把握してもらうことができる。図２５（Ｂ）に、書籍１３１１を、本発明のＲＦタグ１３１３を取り付けた包装材１３１２で包装している様子を示す。
【０２４２】
そして、例えば携帯電話のような携帯情報端末に質問器としての機能を付加しておくことで、客が書籍１３１１の内容を一部把握することができる。
【０２４３】
上記構成により、商品に内在している情報を全て開示せずとも、客が商品の内容を把握することが可能になる。
【０２４４】
図２５（Ｃ）に、本発明のＲＦタグ１３２０を取り付けた、無記名債券類１３２１の一例を示す。無記名債券類１３２１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。なおＲＦタグ１３２０は無記名債券類１３２１の内部に形成しても良いし、無記名債券類１３２１の表面に露出させるように形成しても良い。本発明のＲＦタグは、可撓性を有する無記名債券類１３２１に取り付けられても、応力により破壊されにくいというメリットを有している。
【０２４５】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例４】
【０２４６】
本発明の半導体装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図２６に示す。
【０２４７】
図２６（Ａ）は携帯電話であり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、音声出力部２１０４、操作キー２１０５を有する。表示部２１０２またはその他集積回路に本発明の半導体装置を用いることで、外力に対する信頼性が高い携帯電話が得られる。
【０２４８】
図２６（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を有する。表示部２６０２またはその他集積回路に本発明の半導体装置を用いることで、外力に対する信頼性が高いビデオカメラが得られる。
【０２４９】
図２６（Ｃ）は映像表示装置であり、筐体２４０１、表示部２４０２、スピーカー部２４０３等を有する。表示部２４０２またはその他集積回路に本発明の半導体装置を用いることで、外力に対する信頼性が高い映像表示装置が得られる。なお、映像表示装置には、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの、映像を表示するための全ての映像表示装置が含まれる。
【０２５０】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
【０２５１】
本実施例は、上記実施の形態または上記実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２５２】
【図１】本発明の半導体装置の断面図。
【図２】押圧に対する動作率を表すグラフ。
【図３】サンプルＡ〜サンプルＥの断面図。
【図４】繊維体の構造を示す図。
【図５】複数の繊維体を順に重ね合わせている様子を示す図と、応力により撓んだ半導体装置の外観図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１１】一対の構造体と素子層とが積層される順に並べられている様子を示す図と、半導体装置の斜視図。
【図１２】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１７】本発明のＲＦタグの構成を示す図。
【図１８】本発明のＲＦタグの構成を示す図。
【図１９】本発明の半導体装置が有する構造体の上面図。
【図２０】本発明の半導体装置が有するトランジスタの上面図。
【図２１】本発明の半導体装置が有するインバータの構成を示す図。
【図２２】本発明の半導体装置が有するＮＡＮＤ回路の回路図と上面図。
【図２３】本発明のＲＦタグの構成を示す図。
【図２４】本発明のＣＰＵの構成を示す図。
【図２５】本発明のＲＦタグの利用形態を示す図。
【図２６】本発明の半導体装置を用いた電子機器の図。
【符号の説明】
【０２５３】
１０１ 構造体
１０２ 構造体
１０３ 素子層
１０４ 有機樹脂
１０５ 有機樹脂
１１０ 経糸
１１１ 緯糸
１１２ バスケットホール
１２０ 繊維体
１２１ 繊維体
１２２ 繊維体
１２３ 半導体装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は可撓性を有する基板を用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可撓性を有する基板は、ガラス基板と比較して振動、衝撃に対する機械的強度に優れ、厚さを抑えやすく、形状の自由度が高いというメリットを有している。そのため、該可撓性を有する基板を用いた半導体装置には、様々なアプリケーションが期待されている。上記可撓性を有する基板の中には、半導体素子の作製工程における熱処理に耐え得るほど、耐熱性に優れていないものがある。この場合、別途用意した耐熱性を有する基板において半導体素子を形成した後、該半導体素子を基板から剥離し、可撓性を有する基板に貼り合わせるという作製方法が提案されている。
【０００３】
本出願人は、特許文献１や特許文献２に記載の剥離および転写技術を提案している。特許文献１には剥離層となる酸化珪素層をウェットエッチングで除去して剥離する技術が記載されている。また、特許文献２には剥離層となるシリコン層をドライエッチングで除去して剥離する技術が記載されている。また、本出願人は特許文献３に記載の剥離および転写技術を提案している。特許文献３には、基板に金属層（Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ）を形成し、その上に酸化物層を積層形成する際、該金属層の金属酸化物層を金属層と酸化物層との界面に形成し、この金属酸化物層を利用して後の工程で剥離を行う技術が記載されている。
【特許文献１】特許第３３６４０８１号公報
【特許文献２】特許第３４０６７２７号公報
【特許文献３】特開２００３−１７４１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体装置に様々な機能を追加するためには、半導体装置が有する集積回路の回路規模やメモリ容量を必然的により大きくせざるを得ない。しかし、回路規模やメモリ容量を増大させると、それに伴い半導体装置が有する集積回路の専有面積も増大する傾向にあるので、外から加えられる力（外力）に対する半導体装置の信頼性が落ちてしまう。そのため、上述したような、様々なアプリケーションが期待できるという可撓性を有する基板のメリットが、十分に生かせないという問題が生じる。また半導体装置の面積は変わらなくとも、可撓性を有する基板を用いる場合、外部から局所的にかかる圧力（押圧）に対する信頼性に関しては、改善の余地が残されていた。
【０００５】
上記問題に鑑み、本発明は、回路規模またはメモリ容量を確保しつつも、外力、特に押圧に対する信頼性を高めることができる、半導体装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、有機化合物または無機化合物の繊維体に有機樹脂が含浸されている構造体に着目し、上記繊維体が複数層、特に３層以上積層された一対の構造体の間に、薄膜の半導体膜を用いて形成された半導体素子を有する素子層を設けることで、外力、特に押圧に対する半導体装置の信頼性が飛躍的に高くなることを見出した。
【０００７】
具体的に本発明の半導体装置では、有機化合物または無機化合物の繊維体を複数層、特に３層以上積層したものに有機樹脂を含浸した一対の構造体と、該一対の構造体の間に設けられた素子層とを有する。素子層と上記構造体とは、加熱圧着により固着させることができる。または素子層と上記構造体とを固着させるための層を設けても良い。或いは、素子層に繊維体を複数重ねた後、該繊維体に有機樹脂を含浸させることで、素子層に固着した上記構造体を形成することができる。
【０００８】
素子層の厚さは１μｍ以上１０μｍ以下、さらには１μｍ以上５μｍ以下であり、一対の構造体のトータルの厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。このような厚さにすることにより、湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【０００９】
繊維体としては、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布である。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率が高い繊維である。繊維体として高強度繊維を用いることにより、局所的な押圧が半導体装置にかかったとしても、当該圧力が繊維体全体に分散し、半導体装置の一部が延伸することを防ぐことができる。即ち、一部の延伸に伴う配線、半導体素子等の破壊を防止することが可能である。
【００１０】
また、有機樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１に、本発明の半導体装置の断面図を一例として示す。図１に示す半導体装置では、構造体１０１と、構造体１０２と、一対の構造体１０１、１０２の間に設けられた素子層１０３とを有する。構造体１０１は、有機化合物または無機化合物の繊維体１０１ａ、繊維体１０１ｂ、繊維体１０１ｃと、繊維体１０１ａ〜１０１ｃに含浸された有機樹脂１０４とを有する。繊維体１０１ａ、繊維体１０１ｂ、繊維体１０１ｃは積層されている。同様に、構造体１０２は、有機化合物または無機化合物の繊維体１０２ａ、繊維体１０２ｂ、繊維体１０２ｃと、繊維体１０２ａ〜１０２ｃに含浸された有機樹脂１０５とを有する。繊維体１０２ａ、繊維体１０２ｂ、繊維体１０２ｃは積層されている。
【００１４】
なお本実施の形態では、各構造体において３層の繊維体が積層されている場合を例示しているが、本発明はこの構成に限定されない。各構造体において２層の繊維体が積層されていても良いし、４層以上の繊維体が積層されていても良い。また構造体１０１と、構造体１０２とは、有する繊維体の数が異なっていても良い。
【００１５】
また図１において、素子層１０３と構造体１０１、１０２とが直接固着しているが、接着剤として機能する接着層によって固着されていても良い。
【００１６】
構造体１０１と構造体１０２の厚さを同程度、具体的には、一方の構造体の厚さに対する他方の構造体の厚さの比が、０．８以上１．２以下となるようにし、有機樹脂１０４と有機樹脂１０５の材料を同じにすることで、半導体装置の反りを低減することができる。また構造体１０１と構造体１０２の厚さを同程度、具体的には、一方の構造体の厚さに対する他方の構造体の厚さの比が、０．８以上１．２以下とすることで、半導体装置に応力を加えて撓ませたときに、間に設けられる素子層１０３に局所的に圧力が加わるのを防ぎ、よって半導体装置の信頼性を高めることができる。
【００１７】
具体的に構造体１０１と構造体１０２とを重ね合わせた厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。上記厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００１８】
また有機樹脂１０４、有機樹脂１０５として、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。或いは有機樹脂１０４、有機樹脂１０５として、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また有機樹脂１０４、有機樹脂１０５として、上記熱可塑性樹脂及び上記熱硬化性樹脂の複数を用いてもよい。上記有機樹脂を用いることで、熱処理により繊維体を素子層１０３に固着することが可能である。なお、有機樹脂１０４、有機樹脂１０５はガラス転移温度が高いほど、局所的押圧に対して破壊しにくいため好ましい。
【００１９】
有機樹脂１０４、有機樹脂１０５または繊維の糸束内に高熱伝導性フィラーを分散させてもよい。高熱伝導性フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、アルミナ等が挙げられる。また、高熱伝導性フィラーとしては、銀、銅等の金属粒子がある。高熱伝導性フィラーが有機樹脂または繊維糸束内に含まれることにより素子層１０３での発熱を外部に放出しやすくなるため、半導体装置の蓄熱を抑制することが可能であり、半導体装置の破壊を低減することができる。
【００２０】
繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、繊維体１０２ａ〜１０２ｃは、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布であり、素子層１０３全面と重なるように配置する。高強度繊維としては、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維である。高強度繊維の代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。なお、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、繊維体１０２ａ〜１０２ｃは、一種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。また、複数の上記高強度繊維で形成されてもよい。
【００２１】
また、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、繊維体１０２ａ〜１０２ｃは、繊維（単糸）の束（以下、糸束と呼ぶ）を経糸及び緯糸に使って製織した織布、または複数種の繊維の糸束をランダムまたは一方向に堆積させた不織布であってもよい。織布の場合、平織り、綾織り、しゅす織り等を適宜用いることができる。
【００２２】
糸束の断面は、円形でも楕円形でもよい。繊維糸束として、高圧水流、液体を媒体とした高周波の振動、連続超音波の振動、ロールによる押圧等によって、開繊加工をした繊維糸束を用いてもよい。開繊加工をした繊維糸束は、糸束幅が広くなり、厚み方向の単糸数を削減することが可能であり、糸束の断面が楕円形または平板状となる。また、繊維糸束として低撚糸を用いることで、糸束が扁平化やすく、糸束の断面形状が楕円形状または平板形状となる。このように、断面が楕円形または平板状の糸束を用いることで、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃを薄くすることが可能である。このため、構造体１０１、構造体１０２を薄くすることが可能であり、薄型の半導体装置を作製することができる。繊維の糸束径は４μｍ以上４００μｍ以下、さらには４μｍ以上２００μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に薄くてもよい。また、繊維の太さは、４μｍ以上２０μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に細くても良く、それらは繊維の材料に依存する。
【００２３】
なお、本明細書の図面においては、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、断面が楕円形の糸束で平織りした織布で示されている。
【００２４】
繊維糸束を経糸及び緯糸として製織した織布である繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃの上面図を図４に示す。
【００２５】
図４（Ａ）に示すように、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、一定間隔をあけた経糸１１０と、一定間隔をあけた緯糸１１１とで織られている。このような経糸１１０及び緯糸１１１を用いて製織された繊維体には、経糸１１０及び緯糸１１１が存在しない領域（バスケットホール１１２）を有する。このような繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、有機樹脂１０４、１０５が含浸される割合が高まり、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃと素子層１０３の密着性を高めることができる。
【００２６】
また繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃは、図４（Ｂ）に示すように、経糸１１０及び緯糸１１１の密度が高く、バスケットホール１１２の割合が低いものでもよい。代表的には、バスケットホール１１２の大きさが、局所的に押圧される面積より小さいことが好ましい。代表的には一辺が０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の矩形であることが好ましい。繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃのバスケットホール１１２の面積がこのように小さいと、先端の細い部材（代表的には、ペンや鉛筆等の筆記用具）により押圧されても、当該圧力を繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃ全体で吸収することが可能である。
【００２７】
また、繊維糸束内部への有機樹脂の浸透率を高めるため、繊維に表面処理が施されても良い。例えば、繊維表面を活性化させるためのコロナ放電処理、プラズマ放電処理等がある。また、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤を用いた表面処理がある。
【００２８】
素子層１０３は、薄膜の半導体膜を用いて形成された半導体素子を有する。具体的に半導体素子として、薄膜トランジスタ、ダイオード、不揮発性記憶素子等の能動素子、抵抗素子、容量素子等の受動素子が挙げられる。また、薄膜の半導体膜として、ＳＯＩ技術を用いて形成された単結晶の半導体膜、多結晶半導体膜、非晶質半導体膜、微結晶半導体膜等が含まれる。半導体として、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム化合物等を用いることができる。或いは半導体として、金属酸化物、有機半導体を用いることも可能である。上記金属酸化物として、例えば酸化亜鉛や亜鉛ガリウムインジウムの酸化物等が挙げられる。
【００２９】
素子層１０３の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下、さらには１μｍ以上５μｍ以下が好ましい。このような厚さにすることにより、湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００３０】
また、繊維体１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃが経糸及び緯糸を用いた織布である場合、各繊維体どうしで経糸及び緯糸の方向がずれていても良い。図５（Ａ）に、経糸及び緯糸の方向がずれている繊維体１２０〜１２２を順に重ね合わせている様子を示す。矢印は、繊維体１２０〜１２２がそれぞれ有する経糸及び緯糸の方向を示している。図５（Ａ）では、繊維体１２０の経糸及び緯糸と繊維体１２２の経糸及び緯糸とが、ほぼ一致する方向を向いている。そして繊維体１２１の経糸及び緯糸は、繊維体１２０の経糸及び緯糸と繊維体１２２の経糸及び緯糸とに対し、４５度ずれている。
【００３１】
このように複数の繊維体間で経糸及び緯糸の方向をずらすことで、あらゆる方向において図５（Ｂ）に示すように半導体装置１２３を撓ませても、半導体装置１２３の信頼性を確保することができる。また、押圧を加えたときに繊維体の引っ張り方向が表裏で異なるため、局所的押圧の際の延伸が等方性的になる。よって、押圧による半導体装置の破壊をさらに低減することができる。繊維体間における経糸及び緯糸の方向のずれは、３０度以上６０度以下、特に４０度以上５０度以下であることが望ましい。なお、同一の構造体内において繊維体間における経糸及び緯糸の方向をずらすようにしても良いし、一対の構造体間において繊維体間における経糸及び緯糸の方向をずらすようにしても良い。
【００３２】
本発明で用いられる構造体は、引っ張り弾性率またはヤング率の高い高強度繊維を繊維体として用いている。よって、点圧や線圧等の局所的な押圧がかかっても、押圧された力が繊維体全体に分散され、素子層を構成する半導体素子、配線等に亀裂が生じず、半導体装置の破壊を防ぐことができる。また、薄膜の半導体膜を用いているため、素子層を薄くすることができる。よって、バルクの半導体素子を用いた場合と異なり、湾曲させても半導体装置が破壊されにくい。
【００３３】
なお本発明の範疇に含まれる半導体装置には、マイクロプロセッサ、画像処理回路などの集積回路、ＲＦタグ、半導体表示装置等、ありとあらゆる半導体装置が含まれる。半導体表示装置には、液晶表示装置、有機発光素子（ＯＬＥＤ）に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）等や、半導体膜を用いた回路素子を駆動回路に有しているその他の表示装置がその範疇に含まれる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明者らは、ペンで局所的な押圧を加えたときの、半導体装置の動作率について試験した。
【００３５】
上記試験には、ＲＦタグを半導体装置として用いた。なおＲＦタグは、無線で信号の送受信を行い個体の識別をする技術（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に用いられる記録媒体であり、リーダ、リーダライタまたはインテロゲータと呼ばれる質問器との間において、非接触で信号の送受信を行うことができる。ＲＦタグの形状は、カード状、或いはカードよりもさらに小型のチップ状であることが多いが、用途に合わせて様々な形状を採りうる。
【００３６】
試験には、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＡ）、２層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＢ）、３層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＣ）を用いる。また比較対象として、１層の繊維体を有し、かつ厚さが１７μｍである一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＤ）と、１層の繊維体を有し、かつ厚さが３５μｍである一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＥ）も用意し、併せて上記試験を行った。
【００３７】
各サンプルの構造を明確にするために、図３（Ａ）にサンプルＡの断面構造を、図３（Ｂ）にサンプルＢの断面構造を、図３（Ｃ）にサンプルＣの断面構造を、図３（Ｄ）にサンプルＤの断面構造を、図３（Ｅ）にサンプルＥの断面構造を、それぞれ示す。
【００３８】
図３（Ａ）に示すサンプルＡでは、加熱圧着する前の各プリプレグ３０１の厚さが１５μｍである。そして、素子層３０２を間に挟んで一対のプリプレグ３０１を加熱圧着することで形成されるサンプルＡのトータルの厚さは、２７μｍ〜２８μｍである。図３（Ｂ）に示すサンプルＢでは、各プリプレグ３１１が、サンプルＡに用いられる厚さ１５μｍのプリプレグ３０１を２層積層して加熱圧着することにより、形成されている。そして、素子層３１２を間に挟んで一対のプリプレグ３１１を加熱圧着することで形成されるサンプルＢのトータルの厚さは、５６μｍ〜６５μｍである。図３（Ｃ）に示すサンプルＣでは、各プリプレグ３２１が、サンプルＡに用いられる厚さ１５μｍのプリプレグ３０１を３層積層して加熱圧着することにより、形成されている。そして、素子層３２２を間に挟んで一対のプリプレグ３２１を加熱圧着することで形成されるサンプルＣのトータルの厚さは、７６μｍ〜７８μｍである。図３（Ｄ）に示すサンプルＤでは、加熱圧着する前の各プリプレグ３３１の厚さが１７μｍである。そして、素子層３３２を間に挟んで一対のプリプレグ３３１を加熱圧着することで形成されるサンプルＤのトータルの厚さは、４０μｍ〜４４μｍである。図３（Ｅ）に示すサンプルＥでは、加熱圧着する前の各プリプレグ３４１の厚さが３５μｍである。そして、素子層３４２を間に挟んで一対のプリプレグ３４１を加熱圧着することで形成されるサンプルＥのトータルの厚さは、６９μｍ〜７８μｍである。
【００３９】
なお、サンプルＡ〜サンプルＥの全てにおいて、トータルの厚さにばらつきが生じるのは、場所によって加熱圧着の際に加えられる圧力にばらつきが生じるためである。
【００４０】
各サンプルに含まれる繊維体の体積比は、サンプルＡが約２８％、サンプルＢが約２９％、サンプルＣが約３３％、サンプルＤが約２０％、サンプルＥが約２１％である。またサンプルＡ〜サンプルＥの全てにおいて、ＲＦタグの面積は１０．５ｍｍ×１２．０ｍｍであり、繊維体は経糸及び緯糸により平織りに製織されている。
【００４１】
ペン先が直径１ｍｍの半球形であるペンで、サンプルＡ〜サンプルＥに、荷重（ニュートン）を加えていったときの動作率を、図２に示す。サンプルＡ〜サンプルＥのＲＦタグは全てアンテナが素子層に内蔵されており、アンテナが形成されている領域以外で、なおかつデジタル回路が形成されている領域に、ペン先があたるように荷重を加えた。なお試験したＲＦタグの数は、サンプルＡが２０、サンプルＢが２０、サンプルＣが２０、サンプルＤが１２、サンプルＥが２６である。動作率は、データを非接触で読み出すことができるＲＦタグの割合で算出した。
【００４２】
図２に示されているサンプルＡ〜サンプルＣの動作率を比較すると、サンプルＣの動作率が最も高く、サンプルＡの動作率が最も低いことが分かる。特にサンプルＣはサンプルＢに比べて飛躍的に動作率が高くなっている。またサンプルＣとサンプルＥは、トータルの厚さが同程度であるにも関わらず、サンプルＣの方は動作率が高くなっている。これらの結果から、プリプレグに含まれる繊維体の体積比がより高いほど、高い動作率を得られることが分かる。また体積比を高くすることに加え、繊維体を複数、特に３層以上積層すると、飛躍的に高い動作率が得られることが分かる。
【００４３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法について説明する。なお本実施の形態では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を半導体素子の一例として示すが、本発明の半導体装置に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えばＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、抵抗、コイル、容量、インダクタなどを用いることができる。
【００４４】
まず図６（Ａ）に示すように、耐熱性を有する基板７００上に、絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３、半導体膜７０４を順に形成する。絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３及び半導体膜７０４は連続して形成することが可能である。
【００４５】
基板７００として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板、またはシリコン基板等の半導体基板を用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【００４６】
プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド系合成繊維、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【００４７】
なお本実施の形態では、剥離層７０２を基板７００上の全面に設けているが本発明はこの構成に限定されない。例えばフォトリソグラフィ法などを用いて、基板７００上において剥離層７０２を部分的に形成する様にしても良い。
【００４８】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４等）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
【００４９】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、基板７００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜７０４中に拡散し、ＴＦＴなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また絶縁膜７０３は、剥離層７０２に含まれる不純物元素が半導体膜７０４中に拡散するのを防ぎ、なおかつ後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子を保護する役目も有している。さらに絶縁膜７０３により、剥離層７０２における剥離が容易となり、また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ことができる。
【００５０】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜、膜厚５０ｎｍの窒化酸化珪素膜、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を順に積層して絶縁膜７０３を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層の酸化窒化珪素膜に代えて、膜厚０．５〜３μｍのシロキサン系樹脂をスピンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法、印刷法などによって形成しても良い。また、中層の窒化酸化珪素膜に代えて、窒化珪素膜を用いてもよい。また、上層の酸化窒化珪素膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜３μｍとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。
【００５１】
或いは、剥離層７０２に最も近い、絶縁膜７０３の下層を酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜で形成し、中層をシロキサン系樹脂で形成し、上層を酸化珪素膜で形成しても良い。
【００５２】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも１種を有していても良い。
【００５３】
酸化珪素膜は、ＳｉＨ４／Ｏ２、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）／Ｏ２等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮＨ３の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。また、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮ２Ｏの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。
【００５４】
剥離層７０２は、金属膜、金属酸化膜、金属膜と金属酸化膜とを積層して形成される膜を用いることができる。金属膜と金属酸化膜は、単層であっても良いし、複数の層が積層された積層構造を有していても良い。また、金属膜や金属酸化膜の他に、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。剥離層７０２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。
【００５５】
剥離層７０２に用いられる金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）またはイリジウム（Ｉｒ）等が挙げられる。剥離層７０２は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。
【００５６】
また剥離層７０２は珪素（Ｓｉ）単体で形成された膜を用いても良いし、珪素（Ｓｉ）を主成分とする化合物で形成された膜を用いても良い。或いは、珪素（Ｓｉ）と上記金属とを含む合金で形成された膜を用いても良い。珪素を含む膜は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
【００５７】
剥離層７０２は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。金属膜と金属酸化膜とが積層された剥離層７０２は、元となる金属膜を形成した後、該金属膜の表面を酸化または窒化させることで形成することができる。具体的には、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で元となる金属膜にプラズマ処理を行ったり、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で金属膜に熱処理を行ったりすればよい。また元となる金属膜上に接するように、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜を形成することでも、金属膜の酸化を行うことが出来る。また元となる金属膜上に接するように、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜を形成することで、窒化を行うことが出来る。
【００５８】
金属膜の酸化または窒化を行うプラズマ処理として、プラズマ密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、好ましくは１×１０１１ｃｍ−３から９×１０１５ｃｍ−３以下であり、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）などの高周波を用いた高密度プラズマ処理を行っても良い。
【００５９】
なお基となる金属膜の表面を酸化することで、金属膜と金属酸化膜とが積層した剥離層７０２を形成するようにしても良いが、金属膜を形成した後に金属酸化膜を別途形成するようにしても良い。例えば金属としてタングステンを用いる場合、スパッタ法やＣＶＤ法等により元となる金属膜としてタングステン膜を形成した後、該タングステン膜にプラズマ処理を行う。これにより、金属膜に相当するタングステン膜と、該金属膜に接し、なおかつタングステンの酸化物で形成された金属酸化膜とを、形成することができる。
【００６０】
なおタングステンの酸化物はＷＯＸで表される。Ｘは２以上３以下の範囲内にあり、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）となる。タングステンの酸化物を形成するにあたりＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等をもとにＸの値を定めれば良い。
【００６１】
半導体膜７０４は、絶縁膜７０３を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜７０４の膜厚は２０〜２００ｎｍ（望ましくは４０〜１７０ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍ）とする。なお半導体膜７０４は、非晶質半導体であっても良いし、セミアモルファス半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【００６２】
なおセミアモルファス半導体とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有する半導体である。このセミアモルファス半導体は、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ものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ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。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端化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。ここでは便宜上、このような半導体をセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体が得られる。
【００６３】
またＳＡＳは珪素を含む気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４であり、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪素を含む気体を希釈して用いることで、ＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪素を含む気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪素を含む気体中に、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６などの炭化物気体、ＧｅＨ４、ＧｅＦ４などのゲルマニウム化気体、Ｆ２などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。
【００６４】
例えば、ＳｉＨ４にＨ２を添加したガスを用いる場合、或いはＳｉＨ４にＦ２を添加したガスを用いる場合、形成したセミアモルファス半導体を用いてＴＦＴを作製すると、該ＴＦＴのサブスレッショルド係数（Ｓ値）を０．３５Ｖ／ｄｅｃ以下、代表的には０．２５〜０．０９Ｖ／ｄｅｃとし、移動度を１０ｃｍ２／Ｖｓｅｃとすることができる。
【００６５】
なお半導体膜７０４は、公知の技術により結晶化しても良い。公知の結晶化方法としては、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化法とを組み合わせて用いることもできる。また、基板７００として石英のような耐熱性に優れている基板を用いる場合、電熱炉を使用した熱結晶化方法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法、９５０℃程度の高温アニールのうちの幾つかを組み合わせた結晶化法を用いても良い。
【００６６】
例えばレーザ結晶化を用いる場合、レーザ結晶化の前に、レーザに対する半導体膜７０４の耐性を高めるために、５５０℃、４時間の熱処理を該半導体膜７０４に対して行なう。そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜７０４に照射する。このときのパワー密度は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、照射する。
【００６７】
連続発振の気体レーザとして、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどを用いることが出来る。また連続発振の固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、Ｙ２Ｏ３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：サファイアレーザなどを用いることが出来る。
【００６８】
またパルス発振のレーザとして、例えばＡｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３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を用いることができる。
【００６９】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を１０ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行なっても良い。パルス発振でレーザ光を照射することで半導体膜７０４が溶融してから半導体膜７０４が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数を用いることで、半導体膜７０４がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜７０４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ので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜７０４が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って連続的に成長した単結晶の結晶粒を形成することで、少なくともＴＦＴのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜７０４の形成が可能となる。
【００７０】
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良い。
【００７１】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
【００７２】
上述したレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜７０４が形成される。なお、予め半導体膜７０４に、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成した多結晶半導体を用いるようにしても良い。
【００７３】
また本実施の形態では半導体膜７０４を結晶化しているが、結晶化せずに非晶質珪素膜または微結晶半導体膜のまま、後述のプロセスに進んでも良い。非晶質半導体、微結晶半導体を用いたＴＦＴは、多結晶半導体を用いたＴＦＴよりも作製工程が少ない分、コストを抑え、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。
【００７４】
非晶質半導体は、珪素を含む気体をグロー放電分解することにより得ることができる。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が挙げられる。この珪素を含む気体を、水素、水素及びヘリウムで希釈して用いても良い。
【００７５】
次に半導体膜７０４に対して、ｐ型を付与する不純物元素又はｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープを行う。チャネルドープは半導体膜７０４全体に対して行っても良いし、半導体膜７０４の一部に対して選択的に行っても良い。ｐ型を付与する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。ｎ型を付与する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。ここでは、不純物元素として、ボロン（Ｂ）を用い、当該ボロンが１×１０１６〜５×１０１７／ｃｍ３の濃度で含まれるよう添加する。
【００７６】
次に図６（Ｂ）に示すように、半導体膜７０４を所定の形状に加工（パターニング）し、島状の半導体膜７０５〜７０８を形成する。そして図６（Ｃ）に示すように、島状の半導体膜７０５〜７０８を用いた半導体素子と、該半導体素子に接続された配線７１３、７１４とを形成する。本実施の形態では、半導体素子としてＴＦＴ７０９〜７１２を形成した例を示す。ＴＦＴ７０９と、ＴＦＴ７１２とはそれぞれ配線７１３、配線７１４と電気的に接続されている。絶縁膜７０３上に形成された半導体素子または配線などで構成される集積回路が、素子層７１５に相当する。素子層７１５に絶縁膜７０３を含めても良い。
【００７７】
次に図７（Ａ）に示すように、素子層７１５の基板７００とは反対の側に、繊維体７２３に有機樹脂７２４が含浸された構造体が複数積層された構造体７２５を重ねる。このような構造体７２５は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体７２５の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍが好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００７８】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体７２５を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【００７９】
次に、構造体７２５を加熱し圧着して、構造体７２５の有機樹脂７２４を可塑化または硬化する。なお、有機樹脂７２４が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂７２４は加熱及び圧着により、素子層７１５に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体７２５を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【００８０】
次に図７（Ｂ）に示すように、素子層７１５と、構造体７２５とを、基板７００から剥離する。本実施の形態では、物理的な力を用いて基板７００から素子層７１５と、構造体７２５とを剥離する。剥離層７０２は、全て除去せず一部が残存した状態であっても良い。上記剥離は、例えば人間の手や把治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理で行うことが可能である。
【００８１】
本実施の形態では、剥離層に金属酸化膜を用い、物理的手段により素子層７１５を剥離する方法を用いているが、本発明で用いられる剥離方法はこれに限定されない。例えば、透光性を有する基板７００を用い、剥離層７０２に水素を含む非晶質珪素を用い、基板７００から剥離層７０２にレーザビームを照射して、非晶質珪素に含まれる水素を気化させて、基板７００を素子層７１５から剥離する方法を用いても良い。
【００８２】
また上記剥離は、剥離層７０２のエッチングを用いた方法で行っても良い。この場合、剥離層７０２が一部露出するように溝を形成する。溝は、ダイシング、スクライビング、ＵＶ光を含むレーザ光を用いた加工、フォトリソグラフィ法などにより、溝を形成する。溝は、剥離層７０２が露出する程度の深さを有していれば良い。そしてエッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝から導入する。本実施の形態では、例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：８００Ｐａ、時間：３ｈの条件で行なう。また、ＣｌＦ３ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層７０２が選択的にエッチングされ、基板７００を素子層７１５から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
【００８３】
また、基板を機械的に研磨し除去する方法や、基板をＨＦ等の溶液を用いて溶解し基板を除去する方法を用いることで、素子層７１５を基板７００から剥離することができる。この場合、剥離層７０２を用いる必要はない。
【００８４】
次に図８に示すように、素子層７１５の上記剥離により露出した面側に、繊維体７２０に有機樹脂７２１が含浸された構造体が複数積層された構造体７２２を重ねる。このような構造体７２２は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体７２２の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍが好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【００８５】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体７２２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【００８６】
次に、構造体７２２を加熱し圧着して、構造体７２２の有機樹脂７２１を可塑化または硬化する。なお、有機樹脂７２１が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂７２１は加熱及び圧着により、素子層７１５に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体７２２を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【００８７】
上記プロセスを経て、本発明の半導体装置が作製される。
【００８８】
なお構造体７２２と構造体７２５の間に複数の半導体装置に対応する半導体素子を形成している場合には、素子層７１５を半導体装置ごとに分断する。分断は、レーザ照射装置、ダイシング装置、スクライブ装置、はさみやナイフなどの刃物を有する裁断装置等を用いることができる。レーザ照射装置を用いる場合、レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ、ＣＯ２等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶、ガラス、ルビー等の固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、その固体レーザ発振器においては基本波〜第５高調波を適宜適用するのが好ましい。
【００８９】
また、ＲＦタグのようにアンテナを有する場合、構造体７２２または構造体７２５に開口部を形成し、該開口部を介してアンテナと素子層７１５に含まれる集積回路とを電気的に接続することができる。
【００９０】
図９に、構造体７２５にレーザビーム等で開口部を形成し、該開口部に、素子層７１５内の配線７１４と接続された接続端子７３１が形成された半導体装置の断面図を示す。接続端子７３１は、異方導電性フィルム７３２でアンテナ７３０と接続端子７３１とを圧着させることにより、電気的に接続することが出来る。
【００９１】
また図１０に、構造体７２２にレーザビーム等で開口部を形成し、該開口部に、素子層７１５内の配線７１４と接続された接続端子７３４が形成された半導体装置の断面図を示す。接続端子７３４は、異方導電性フィルム７３５でアンテナ７３３と接続端子７３４とを圧着させることにより、電気的に接続することが出来る。
【００９２】
なお、アンテナと接続端子との接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））の他に、異方導電性ペースト（ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ））等を用いて圧着させても良い。また、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や半田接合等を用いて接続を行うことも可能である。
【００９３】
また本実施の形態では、別途形成されたアンテナを素子層に電気的に接続する場合について述べたが、本発明はこの構成に限定されない。アンテナを素子層と同じ基板上に形成し、素子層と共に該基板から剥離して、アンテナと素子層を構造体に加熱圧着させても良い。アンテナとして機能する導電膜は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属を用いて形成することが出来る。アンテナとして機能する導電膜は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。アンテナとして機能する導電膜は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。
【００９４】
アンテナとして機能する導電膜は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、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、めっき法、フォトリソグラフィ法、蒸着法等を用いて形成することが出来る。
【００９５】
例えばスクリーン印刷法を用いる場合、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電性を有する粒子（導電体粒子）を有機樹脂に分散させた導電性のペーストを、絶縁膜上に選択的に印刷することでアンテナとして機能する導電膜を形成することができる。導電体粒子は、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）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）またはチタン（Ｔｉ）等を用いて形成することが出来る。導電体粒子は上記金属で形成されたものの他に、上記金属を主成分とする合金で形成されていても良いし、上記金属を含む化合物を用いて形成されていても良い。またハロゲン化銀の微粒子または分散性ナノ粒子も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として、ポリイミド、シロキサン系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることが出来る。
【００９６】
上記金属の合金の一例として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）と白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）と白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）とパラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の組み合わせが挙げられる。また例えば、銅（Ｃｕ）を銀（Ａｇ）でコートした導電体粒子なども用いることが可能である。
【００９７】
なおアンテナとして機能する導電膜の形成にあたり、印刷法や液滴吐出法で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、導電性のペーストに、銀を主成分とする導電体粒子（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、アンテナとして機能する導電膜を形成することができる。焼成は、赤外ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザーアニール法で行なっても良い。また、半田や鉛フリーの半田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。半田や鉛フリーの半田は、低コストであるといった利点を有している。
【００９８】
印刷法、液滴吐出法を用いることで、露光用のマスクを用いずともアンテナとして機能する導電膜を形成することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマスクを用いなくとも良いので、半導体装置の作製に費やされるコストを抑えることができる。
【００９９】
また、半導体装置が、外部の機器と電気的に接続するための端子を有する場合、該端子は構造体上に設けるようにしても良い。図１１（Ａ）に、一対の構造体７５０、７５１と、該構造体の間に設けられた素子層７５２とが、積層される順に並べられている様子を示す。また一対の構造体７５０、７５１と素子層７５２とが積層されることで形成される半導体装置の斜視図を、図１１（Ｂ）に示す。
【０１００】
構造体７５０には端子７５３が形成されており、素子層７５２と構造体７５０とを加熱圧着することにより、該端子７５３と素子層７５２とが電気的に接続される。また構造体７５１は、素子層７５２と重なるように、なおかつ端子７５３が露出するように、構造体７５０及び素子層７５２上に積層されている。
【０１０１】
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ているが、本発明はこの構成に限定されない。薄膜トランジスタの他に、ＳＯＩを用いて形成されたトランジスタなども用いることができる。また、有機半導体を用いたトランジスタであっても良いし、カーボンナノチューブを用いたトランジスタであってもよい。
【０１０２】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１０３】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１０４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、半導体基板（ボンド基板）から支持基板（ベース基板）に転置した半導体膜を用いて半導体素子を形成し、該半導体素子を構造体上に転置する、本発明の半導体装置の作製方法について説明する。
【０１０５】
まず図１２（Ａ）に示すように、ボンド基板２００上に絶縁膜２０１を形成する。絶縁膜２０１は、酸化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。絶縁膜２０１は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。例えば本実施の形態では、ボンド基板２００に近い側から、窒素よりも酸素の含有量が高い酸化窒化珪素、酸素よりも窒素の含有量が高い窒化酸化珪素の順に積層された絶縁膜２０１を用いる。
【０１０６】
例えば酸化珪素を絶縁膜２０１として用いる場合、絶縁膜２０１はシランと酸素、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）と酸素等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。この場合、絶縁膜２０１の表面を酸素プラズマ処理で緻密化しても良い。また、窒化珪素を絶縁膜２０１として用いる場合、シランとアンモニアの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。また、窒化酸化珪素を絶縁膜２０１として用いる場合、シランとアンモニアの混合ガス、またはシランと酸化窒素の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。
【０１０７】
また絶縁膜２０１として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いていても良い。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１０８】
次に図１２（Ａ）に示すように、ボンド基板２００に、矢印で示すように水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを添加し、ボンド基板２００の表面から一定の深さの領域に、微小ボイドを有する欠陥層２０２を形成する。欠陥層２０２が形成される位置は、上記添加の加速電圧によって決まる。そして欠陥層２０２の位置により、ボンド基板２００からベース基板２０４に転置する半導体膜２０８の厚さが決まるので、添加の加速電圧は半導体膜２０８の厚さを考慮して行う。当該半導体膜２０８の厚さは１０ｎｍ乃至２００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚さとする。例えば水素をボンド基板２００に添加する場合、ドーズ量は１×１０１６乃至１×１０１７／ｃｍ２とするのが望ましい。
【０１０９】
なお、欠陥層２０２を形成する上記工程において、ボンド基板２００に高い濃度の水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを添加するので、ボンド基板２００の表面が粗くなってしまい、ベース基板２０４との間における接合で十分な強度が得られない場合がある。絶縁膜２０１を設けることで、水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを添加する際にボンド基板２００の表面が保護され、ベース基板２０４とボンド基板２００の間における接合を良好に行うことが出来る。
【０１１０】
次に図１２（Ｂ）に示すように、絶縁膜２０１上に絶縁膜２０３を形成する。絶縁膜２０３は、絶縁膜２０１と同様に、酸化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。絶縁膜２０３は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。また絶縁膜２０３として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いていても良い。本実施の形態では、絶縁膜２０３として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いる。
【０１１１】
なお絶縁膜２０１または絶縁膜２０３に窒化珪素、窒化酸化珪素などのバリア性の高い絶縁膜を用いることで、後に形成される半導体膜２０９にアルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がベース基板２０４から入るのを防ぐことができる。
【０１１２】
なお本実施の形態では、欠陥層２０２を形成した後に絶縁膜２０３を形成しているが、絶縁膜２０３は必ずしも設ける必要はない。ただし絶縁膜２０３は欠陥層２０２を形成した後に形成されるので、欠陥層２０２を形成する前に形成される絶縁膜２０１よりも、その表面の平坦性は高い。よって、絶縁膜２０３を形成することで、後に行われる接合の強度をより高めることができる。
【０１１３】
一方、図１２（Ｃ）に示すように、ベース基板２０４上に絶縁膜２０５、剥離層２０６、絶縁膜２０７を順に形成する。
【０１１４】
絶縁膜２０５、絶縁膜２０７は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４等）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
【０１１５】
絶縁膜２０５、絶縁膜２０７は、ベース基板２０４中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、後に形成される半導体膜２０９中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また絶縁膜２０７は、剥離層２０６に含まれる不純物元素が半導体素子中に拡散するのを防ぎ、なおかつ後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子や配線に亀裂やダメージが入るのを防ぐことができる。
【０１１６】
絶縁膜２０５、絶縁膜２０７は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜、膜厚５０ｎｍの窒化酸化珪素膜、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を順に積層して絶縁膜２０７を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層の酸化窒化珪素膜に代えて、膜厚０．５〜３μｍのシロキサン系樹脂をスピンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法、印刷法などによって形成しても良い。また、中層の窒化酸化珪素膜に代えて、窒化珪素膜を用いてもよい。また、上層の酸化窒化珪素膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜３μｍとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。
【０１１７】
或いは、剥離層２０６に最も近い、絶縁膜２０７の下層を酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜で形成し、中層をシロキサン系樹脂で形成し、上層を酸化珪素膜で形成しても良い。
【０１１８】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも１種を有していても良い。
【０１１９】
酸化珪素膜は、ＳｉＨ４／Ｏ２、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）／Ｏ２等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮＨ３の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。また、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ４とＮ２Ｏの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。
【０１２０】
剥離層２０６は、金属膜、金属酸化膜、金属膜と金属酸化膜とを積層して形成される膜を用いることができる。金属膜と金属酸化膜は、単層であっても良いし、複数の層が積層された積層構造を有していても良い。また、金属膜や金属酸化膜の他に、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。剥離層２０６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。
【０１２１】
剥離層２０６に用いられる金属としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）またはイリジウム（Ｉｒ）等が挙げられる。剥離層２０６は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。
【０１２２】
また剥離層２０６は珪素（Ｓｉ）単体で形成された膜を用いても良いし、珪素（Ｓｉ）を主成分とする化合物で形成された膜を用いても良い。或いは、珪素（Ｓｉ）と上記金属とを含む合金で形成された膜を用いても良い。珪素を含む膜は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
【０１２３】
剥離層２０６は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。金属膜と金属酸化膜とが積層された剥離層２０６は、元となる金属膜を形成した後、該金属膜の表面を酸化または窒化させることで形成することができる。具体的には、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で元となる金属膜にプラズマ処理を行ったり、酸素雰囲気中またはＮ２Ｏ雰囲気中で金属膜に熱処理を行ったりすればよい。また元となる金属膜上に接するように、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜を形成することでも、金属膜の酸化を行うことが出来る。また元となる金属膜上に接するように、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜を形成することで、窒化を行うことが出来る。
【０１２４】
金属膜の酸化または窒化を行うプラズマ処理として、プラズマ密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、好ましくは１×１０１１ｃｍ−３から９×１０１５ｃｍ−３以下であり、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）などの高周波を用いた高密度プラズマ処理を行っても良い。
【０１２５】
なおもととなる金属膜の表面を酸化することで、金属膜と金属酸化膜とが積層した剥離層２０６を形成するようにしても良いが、金属膜を形成した後に金属酸化膜を別途形成するようにしても良い。例えば金属としてタングステンを用いる場合、スパッタ法やＣＶＤ法等によりもととなる金属膜としてタングステン膜を形成した後、該タングステン膜にプラズマ処理を行う。これにより、金属膜に相当するタングステン膜と、該金属膜に接し、なおかつタングステンの酸化物で形成された金属酸化膜とを、形成することができる。
【０１２６】
なおタングステンの酸化物はＷＯＸで表される。Ｘは２以上３以下の範囲内にあり、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）となる。タングステンの酸化物を形成するにあたりＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等をもとにＸの値を定めれば良い。
【０１２７】
次に、ボンド基板２００とベース基板２０４とを接合により貼り合わせる前に、ボンド基板２００に水素化処理を行うようにしても良い。水素化処理は、例えば、水素雰囲気中において３５０℃、２時間程度行う。
【０１２８】
そして図１２（Ｄ）に示すように、ボンド基板２００と、ベース基板２０４とを、絶縁膜２０３、絶縁膜２０７を間に挟むように貼り合わせる。絶縁膜２０３と絶縁膜２０７とが接合することで、ボンド基板２００とベース基板２０４とを貼り合わせることができる。
【０１２９】
接合の形成はファン・デル・ワールス力を用いて行われているため、室温でも強固な接合が形成される。なお、上記接合は低温で行うことが可能であるため、ベース基板２０４は様々なものを用いることが可能である。例えばベース基板２０４としては、アルミノシリケートガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板の他、石英基板、サファイア基板などの基板を用いることが出来る。さらにベース基板２０４として、シリコン、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの半導体基板などを用いることができる。或いは、ステンレス基板を含む金属基板をベース基板２０４として用いても良い。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであればベース基板２０４として用いることが可能である。プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【０１３０】
ボンド基板２００として、シリコン、ゲルマニウムなどの単結晶半導体基板または多結晶半導体基板を用いることができる。その他に、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体で形成された単結晶半導体基板または多結晶半導体基板を、ボンド基板２００として用いることができる。またボンド基板２００として、結晶格子に歪みを有するシリコン、シリコンに対しゲルマニウムが添加されたシリコンゲルマニウムなどの半導体基板を用いていても良い。歪みを有するシリコンは、シリコンよりも格子定数の大きいシリコンゲルマニウムまたは窒化珪素上における成膜により、形成することができる。
【０１３１】
なおベース基板２０４とボンド基板２００とを貼り合わせた後に、熱処理又は加圧処理を行っても良い。熱処理又は加圧処理を行うことで接合の強度を向上させることができる。
【０１３２】
ボンド基板２００とベース基板２０４の間で、絶縁膜２０３と絶縁膜２０７の接合を行った後、熱処理を行うことにより、欠陥層２０２において隣接する微小ボイドどうしが結合して、微小ボイドの体積が増大する。その結果、図１３（Ａ）に示すように、欠陥層２０２においてボンド基板２００が劈開し、ボンド基板２００の一部であった半導体膜２０８が乖離する。熱処理の温度はベース基板２０４の耐熱温度以下で行うことが好ましく、例えば４００℃乃至６００℃の範囲内で熱処理を行えば良い。この剥離により、半導体膜２０８が、絶縁膜２０１及び絶縁膜２０３と共にベース基板２０４に転置される。その後、絶縁膜２０３と絶縁膜２０７の接合をさらに強固にするため、４００℃乃至６００℃の熱処理を行うのが好ましい。
【０１３３】
半導体膜２０８の結晶面方位はボンド基板２００の面方位によって制御することができる。形成する半導体素子に適した結晶面方位を有するボンド基板２００を、適宜選択して用いればよい。またトランジスタの移動度は半導体膜２０８の結晶面方位によって異なる。より移動度の高いトランジスタを得たい場合、チャネルの向きと結晶面方位とを考慮し、ボンド基板２００の貼り合わせの方向を定めるようにする。
【０１３４】
次に、転置された半導体膜２０８の表面を平坦化する。平坦化は必ずしも必須ではないが、平坦化を行うことで、後に形成されるトランジスタにおいて半導体膜２０８とゲート絶縁膜の界面の特性を向上させることが出来る。具体的に平坦化は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）または液体ジェット研磨などにより、行うことができる。半導体膜２０８の厚さは、上記平坦化により薄膜化される。
【０１３５】
なお本実施の形態では、欠陥層２０２の形成により半導体膜２０８をボンド基板２００から剥離するスマートカット法を用いる場合について示すが、ＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｌａｙｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、誘電体分離法、ＰＡＣＥ（Ｐｌａｓｍａ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法などの、他の貼り合わせ法を用いて半導体膜２０８をベース基板２０４に貼り合わせるようにしても良い。
【０１３６】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、半導体膜２０８を所望の形状に加工（パターニング）することで、島状の半導体膜２０９を形成する。
【０１３７】
上記工程を経て形成された半導体膜２０９を用い、本発明はトランジスタ等の各種半導体素子を形成することが出来る。図１３（Ｃ）には、半導体膜２０９を用いて形成されたトランジスタ２１０を例示している。
【０１３８】
次に図１４（Ａ）に示すように、トランジスタ２１０や配線等を用いて形成された集積回路を含む素子層２１１に、構造体２１２を加熱圧着する。そして、素子層２１１及び構造体２１２をベース基板２０４から剥離する。
【０１３９】
構造体２１２は、繊維体２１３に有機樹脂２１４が含浸された構造体が複数積層されたものを用いる。このような構造体２１２は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体２１２の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【０１４０】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体２１２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【０１４１】
構造体２１２は、加熱圧着により有機樹脂２１４が可塑化または硬化する。なお、有機樹脂２１４が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂２１４は加熱及び圧着により、素子層２１１に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体２１２を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【０１４２】
また剥離は剥離層２０６において行われる。剥離は、物理的な力による処理、例えば人間の手や把治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理で行うことが可能である。剥離層２０６は、全て除去せず一部が残存した状態であっても良い。
【０１４３】
なお本実施の形態では、剥離層に金属酸化膜を用い、物理的手段により素子層２１１を剥離する方法を用いているが、本発明で用いられる剥離方法はこれに限定されない。例えば、透光性を有するベース基板２０４を用い、剥離層２０６に水素を含む非晶質珪素を用い、ベース基板２０４から剥離層２０６にレーザビームを照射して、非晶質珪素に含まれる水素を気化させて、ベース基板２０４を素子層２１１から剥離する方法を用いても良い。
【０１４４】
また上記剥離は、剥離層２０６のエッチングを用いた方法で行っても良い。この場合、剥離層２０６が一部露出するように溝を形成する。溝は、ダイシング、スクライビング、ＵＶ光を含むレーザ光を用いた加工、フォトリソグラフィ法などにより、溝を形成する。溝は、剥離層２０６が露出する程度の深さを有していれば良い。そしてエッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝から導入する。本実施の形態では、例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：８００Ｐａ、時間：３ｈの条件で行なう。また、ＣｌＦ３ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層２０６が選択的にエッチングされ、ベース基板２０４を素子層２１１から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
【０１４５】
また、ベース基板２０４を機械的に研磨し除去する方法や、ベース基板２０４をＨＦ等の溶液を用いて溶解し基板を除去する方法を用いることで、素子層２１１をベース基板２０４から剥離することができる。この場合、剥離層２０６を用いる必要はない。
【０１４６】
次に図１４（Ｂ）に示すように、素子層２１１の上記剥離により露出した面側に、繊維体２１５に有機樹脂２１６が含浸された構造体が複数積層された構造体２１７を重ねる。構造体２１７の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能な半導体装置を作製することができる。
【０１４７】
なお本実施の形態では、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させることで、上記構造体２１７を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【０１４８】
次に、構造体２１７を加熱圧着して、構造体２１７の有機樹脂２１６を可塑化または硬化する。なお、有機樹脂２１６が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。有機樹脂２１６は加熱及び圧着により、素子層２１１に密着するように均一に広がり、硬化する。上記構造体２１７を圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【０１４９】
なお構造体２１２と構造体２１７の間に、複数の半導体装置に対応する半導体素子を形成している場合には、素子層２１１を半導体装置ごとに分断する。分断は、レーザ照射装置、ダイシング装置、スクライブ装置、はさみやナイフなどの刃物を有する裁断装置等を用いることができる。レーザ照射装置を用いる場合、レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ、ＣＯ２等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶、ガラス、ルビー等の固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、その固体レーザ発振器においては基本波〜第５高調波を適宜適用するのが好ましい。
【０１５０】
上記プロセスを経て、本発明の半導体装置が作製される。
【０１５１】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１５２】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１５３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、素子層と重なるように複数の繊維体を積層し、該複数の繊維体に有機樹脂を含浸させることで、素子層に固着した構造体を形成する例について説明する。
【０１５４】
まず図１５（Ａ）に示すように、基板４００上に素子層４０１を形成する。図１５（Ａ）では、素子層４０１と基板４００の間に、後に素子層４０１を基板４００から剥離し易くするための剥離層４０２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。剥離方法によっては、剥離層４０２を設けなくとも良いし、適宜必要な層を追加しても良い。
【０１５５】
そして素子層４０１と重なるように、繊維体４０３を素子層４０１上に積層する。繊維体４０３は、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布であり、素子層４０１全面を覆う。高強度繊維としては、具体的には引張弾性率が高い繊維である。または、ヤング率が高い繊維である。高強度繊維の代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維である。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維を用いることができる。なお、繊維体４０３は、一種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。また、複数の上記高強度繊維で形成されてもよい。
【０１５６】
また、繊維体４０３は、繊維（単糸）の束（以下、糸束という。）を経糸及び緯糸に使って製織した織布、または複数種の繊維の糸束をランダムまたは一方向に堆積させた不織布で構成されてもよい。織布の場合、平織り、綾織り、しゅす織り等適宜用いることができる。
【０１５７】
糸束の断面は、円形でも楕円形でもよい。繊維糸束として、高圧水流、液体を媒体とした高周波の振動、連続超音波の振動、ロールによる押圧等によって、開繊加工をした繊維糸束を用いてもよい。開繊加工をした繊維糸束は、糸束幅が広くなり、厚み方向の単糸数を削減することが可能であり、糸束の断面が楕円形または平板状となる。また、繊維糸束として低撚糸を用いることで、糸束が扁平化やすく、糸束の断面形状が楕円形状または平板形状となる。このように、断面が楕円形または平板状の糸束を用いることで、繊維体４０３の厚さを薄くすることが可能である。このため、薄型の半導体装置を作製することができる。繊維の糸束径は４μｍ以上４００μｍ以下、さらには４μｍ以上２００μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に薄くてもよい。また、繊維の太さは、４μｍ以上２０μｍ以下において本発明の効果を確認しており、原理上は更に細くても良く、それらは繊維の材料に依存する。
【０１５８】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、繊維体４０３に有機樹脂４０４を含浸させる。そして、有機樹脂４０４を加熱して可塑化または硬化することで、素子層４０１上に固着された構造体４０５を形成する。なお、有機樹脂が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。
【０１５９】
有機樹脂４０４はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、上記熱可塑性樹脂及び上記熱硬化性樹脂の複数を用いてもよい。上記有機樹脂を用いることで、熱処理により繊維体を素子層に固着することが可能である。なお、有機樹脂４０４はガラス転移温度が高いほど、局所的押圧に対して破壊しにくいため好ましい。
【０１６０】
有機樹脂４０４を含浸させる方法として、印刷法、キャスト法、液滴吐出法、ディップコート法等を用いることができる。
【０１６１】
有機樹脂４０４または繊維体４０３の糸束内に高熱伝導性フィラーを分散させてもよい。高熱伝導性フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、アルミナ等がある。また、高熱伝導性フィラーとしては、銀、銅等の金属粒子がある。高熱伝導性フィラーが有機樹脂または繊維糸束内に含まれることにより素子層での発熱を外部に放出しやすくなるため、半導体装置の蓄熱を抑制することが可能であり、半導体装置の不良を低減することができる。
【０１６２】
次に上記プロセスを繰り返すことで、図１５Ｃにあるように構造体４０５上に新たに、繊維体４０９を有する構造体４０６、繊維体４１０を有する構造体４０７を、順に積層するように形成する。構造体４０５〜４０７により、複数の繊維体４０３、４０９、４１０が積層された構造体４０８を得ることができる。
【０１６３】
なお本実施の形態では、構造体４０８が３つの構造体４０５〜４０７を有しているが、本発明はこの構成に限定されない。構造体４０８が２つの構造体を有していても良いし、４つ以上の構造体を有していても良い。また、本実施の形態では構造体４０５〜４０７どうしが直接固着されているが、構造体４０５〜４０７間に別の層が設けられていても良い。
【０１６４】
次に、図１６（Ａ）に示すように、素子層４０１から基板４００を剥離する。剥離は剥離層４０２において行うことができる。なお素子層４０１の剥離方法は、実施の形態３または実施の形態４に記載されているような、物理的な力を用いることで剥離層において素子層４０１と基板４００を劈開させる方法、剥離層４０２に水素を含む非晶質珪素を用い、基板４００から剥離層４０２にレーザビームを照射して、非晶質珪素に含まれる水素を気化させて、基板４００を素子層４０１から剥離する方法、剥離層４０２のエッチングを用いた方法、基板４００を機械的に研磨し除去する方法、基板４００をＨＦ等の溶液を用いて溶解し除去する方法などを用いることができる。
【０１６５】
次に、図１６（Ｂ）に示すように、基板４００の剥離によって露出した面に重なるように、繊維体４１１を重ね合わせた後、繊維体４１１に有機樹脂４１２を含浸させる。そして、有機樹脂４１２を加熱して可塑化または硬化することで、素子層４０１に固着された構造体４１３を形成する。構造体４１３は素子層４０１を間に挟んで構造体４０８と重なっている。なお、有機樹脂が可塑性有機樹脂の場合、この後、室温に冷却することにより可塑化した有機樹脂を硬化する。
【０１６６】
次に上記プロセスを繰り返すことで、図１６Ｃにあるように構造体４１３と重なるように、繊維体４１６を有する構造体４１４、繊維体４１７を有する構造体４１５を、順に積層するように形成する。構造体４１３〜４１５により、複数の繊維体４１１、４１６、４１７が積層された構造体４１８を得ることができる。
【０１６７】
なお本実施の形態では、構造体４１８が３つの構造体４１３〜４１５を有しているが、本発明はこの構成に限定されない。構造体４１８が２つの構造体を有していても良いし、４つ以上の構造体を有していても良い。また、本実施の形態では構造体４１３〜４１５どうしが直接固着されているが、構造体４１３〜４１５間に別の層が設けられていても良い。
【０１６８】
また本実施の形態では、繊維体を重ねてから有機樹脂を含浸させるというプロセスを複数回繰り返すことで、複数積層された繊維体を有する構造体を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。複数積層された繊維体を素子層に重ねた後、該複数の繊維体に有機樹脂を含浸させることで、複数積層された繊維体を有する構造体を形成することもできる。
【０１６９】
なお、構造体４０８と、構造体４１８の膜厚を同程度とすることで、半導体装置に応力を加えて撓ませたときに、間に設けられる素子層４０１に局所的に圧力が加わるのを防ぎ、よって半導体装置の信頼性を高めることができる。
【０１７０】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１７１】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、ＩＣカードとも呼ばれる、カード状のＲＦタグの構成について説明する。
【０１７３】
図１７（Ａ）に、一対の構造体５０１、５０２と、該構造体５０１、５０２の間に設けられた素子層５０３とが、積層される順に並べられている様子を示す。また一対の構造体５０１、５０２と素子層５０３とが積層されることで形成されるＲＦタグの斜視図を、図１７（Ｂ）に示す。
【０１７４】
各構造体５０１、５０２は、複数の積層された繊維体を有している。構造体５０２上にはアンテナ５０４が形成されており、素子層５０３が構造体５０２上に積層されることで、素子層５０３とアンテナ５０４とが電気的に接続される。そして素子層５０３及びアンテナ５０４を間に挟むように、構造体５０１と構造体５０２が重ね合わされている。
【０１７５】
なお、構造体５０１と、構造体５０２の膜厚を同程度とすることで、半導体装置に応力を加えて撓ませたときに、間に設けられる素子層５０３に局所的に圧力が加わるのを防ぎ、よって半導体装置の信頼性を高めることができる。
【０１７６】
また図１７では、アンテナ５０４がコイル状である場合を図示しているが、本発明にて用いられるアンテナの形状はこれに限定されない。アンテナ５０４の形状は、無線で信号を受信できるものであれば良い。例えばダイポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、八木アンテナなどを用いることができる。アンテナの形状は、キャリアの波長、伝送方式に合わせて適宜選択すれば良い。
【０１７７】
また図１７では、構造体５０２上にアンテナ５０４が形成されている例を示しているが、アンテナ５０４は構造体５０１及び構造体５０２とは異なる基板上に形成されていても良い。図１８に、一対の構造体５０１、５０２と、該構造体５０１、５０２の間に設けられた素子層５０３と、アンテナ５０４が形成されたインレットシートとして機能する基板５０５とが、積層される順に並べられている様子を示す。
【０１７８】
図１８では、素子層５０３が基板５０５上に積層されることで、素子層５０３とアンテナ５０４とが電気的に接続される。そして素子層５０３及び基板５０５を間に挟むように、構造体５０１と構造体５０２が重ね合わされている。
【０１７９】
本発明により、外力、特に押圧が加えられても破損しにくく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１８０】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１８１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、構造体の形状の一例について説明する。
【０１８２】
本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグは様々な分野において実用化が進められており、新しい形態の通信情報端末としてさらなる市場の拡大が見込まれている。よってＲＦタグは様々な環境下における使用に耐えうることが求められており、そのためにＲＦタグの有する構造体は、外力が加えられてもひび、かけなどの破損が生じにくいものであることが望ましい。本実施の形態では、構造体の各隅が丸みを帯びたような形状にすることで、構造体のひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。また本実施の形態では、構造体の形状を、全ての外角が６０度以下となるような多角形にすることで、構造体のひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８３】
図１９（Ａ）は、本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグの上面図である。図１９（Ａ）に示すＲＦタグは、構造体５２０と、集積回路を含む素子層５２１と、アンテナ５２２とを有する。素子層５２１及びアンテナ５２２は、構造体５２０上に配置されている。なお図１９（Ａ）では、ＲＦタグの構成を明確にするため、構造体５２０を１つだけ示しているが、本発明のＲＦタグは一対の構造体を有している。よって、実際には素子層５２１及びアンテナ５２２を構造体５２０との間に挟むように、もう一つ構造体が設けられる。
【０１８４】
構造体５２０は、矩形の四隅が丸みを帯びたような形状を有している。図１９（Ｂ）を用いて、構造体５２０の形状について詳しく説明する。構造体５２０を矩形に見立てたときに、破線５２３で示す該矩形の向かい合う２辺の距離をＬとする。ただしＬは最も短い値を採用する。また、構造体５２０の各隅における曲率半径をＲとする。本実施の形態では、ＲをＬ／５〜Ｌ／５０とすることで、外力が加えられたときに、構造体５２０にひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８５】
また図１９（Ｃ）に、本発明のＲＦタグが有する構造体の、図１９（Ｂ）とは異なる形状を示す。図１９（Ｃ）に示す構造体５３０は、矩形の四隅が三角形に切り落とされたような形状を有している。構造体５３０が有する各隅５３１を、その外角が３５度以上５５度以下とすることで、外力が加えられたときに、構造体５３０にひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８６】
また図１９（Ｃ）に示す構造体５３０の各隅に、丸みを持たせるようにしても良い。この場合、構造体５３０を矩形に見立てたときに、破線５３２で示す該矩形の向かい合う２辺の距離をＬとする。ただしＬは最も短い値を採用する。また、構造体５３０の各隅における曲率半径をＲとする。本実施の形態では、ＲをＬ／５〜Ｌ／５０とすることで、外力が加えられたときに、構造体５３０にひび、かけなどの破損が生じるのを防ぐことができる。
【０１８７】
なお本実施の形態では、構造体を矩形に見立てたときの向かい合う辺の距離をＬとした。しかし、互いに平行な辺を有しておらず矩形に見立てるのが困難な構造体の場合は、任意の辺の中点と、該任意の辺の垂直二等分線が他の辺に交わる交点との距離をＬとする。なお、Ｌが複数有る場合は、最も小さい値を採用する。
【０１８８】
上記構成により、ＲＦタグの外力に対する信頼性を高めることができ、よってＲＦタグが使用可能な環境の条件を広げ、延いてはＲＦタグの用途の幅を広げることが可能になる。
【０１８９】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９０】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の半導体装置が有する素子層の、トランジスタの一例について説明する。
【０１９１】
図２０（Ａ）に、本実施の形態のトランジスタの上面図を示す。図２０（Ａ）に示すトランジスタは、活性層として用いる半導体膜６０１と、ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を間に挟んで半導体膜６０１と重なる電極６０２とを有している。また半導体膜６０１のうち、ソースまたはドレインとして機能する不純物領域６０６、６０７に、配線６０３と、配線６０４がそれぞれ接続されている。なお半導体膜６０１と電極６０２の構成を明確にするために、図２０（Ａ）ではゲート絶縁膜を示さず、半導体膜６０１、電極６０２、配線６０３、配線６０４のみを図示している。
【０１９２】
半導体膜６０１のうち、不純物領域６０６、６０７の間にあって、なおかつゲート絶縁膜を間に挟んで電極６０２と重なる部分がチャネル形成領域６０５に相当する。図２０（Ａ）に示すトランジスタでは、半導体膜６０１が互いに分離した複数のチャネル形成領域６０５を有している。
【０１９３】
図２０（Ａ）のように互いに分離した複数のチャネル形成領域を有するマルチチャネル構造のトランジスタを用いることで、外力によりチャネル形成領域の１つが破壊されても、残りのチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、マルチチャネル構造のトランジスタを用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０１９４】
また図２０（Ａ）のようなマルチチャネル構造のトランジスタの代わりに、並列に接続された複数のトランジスタを用いても良い。図２０（Ｂ）に、並列に接続された複数のトランジスタの上面図を示す。図２０（Ｂ）に示すトランジスタ６１１〜６１３は、活性層として用いる半導体膜６１４〜６１６と、ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を間に挟んで半導体膜６１４〜６１６と重なる電極６１７とをそれぞれ有している。また半導体膜６１４〜６１６のうち、ソースとして機能する不純物領域６１８〜６２０には配線６２４が、ドレインとして機能する不純物領域６２１〜６２３には配線６２５が、それぞれ接続されている。なお半導体膜６１４〜６１６の構成を明確にするために、図２０（Ｂ）ではゲート絶縁膜を示さず、半導体膜６１４〜６１６、電極６１７、配線６２４、配線６２５のみを図示している。
【０１９５】
トランジスタ６１１〜６１３は互いにソースが接続されており、また互いにドレインも接続されている。そしてゲートとして機能する電極６１７を共有している。よって、図２０（Ａ）に示したマルチチャネル構造のトランジスタと同様に、半導体膜６１４〜６１６のいずれかが外力によりチャネル形成領域において破壊されても、残りの半導体膜が有するチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、互いに並列に接続された複数のトランジスタを用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０１９６】
次に、マルチチャネル構造を有するトランジスタを用いた各種回路の具体的な構成について、インバータを例に挙げて説明する。インバータの回路図を図２１（Ａ）に、また図２１（Ａ）に示すインバータの上面図を図２１（Ｂ）に、一例として示す。
【０１９７】
図２１（Ａ）に示すインバータは、ｐチャネル型のトランジスタ２００１と、ｎチャネル型のトランジスタ２００２とを有する。トランジスタ２００１とトランジスタ２００２は直列に接続されている。具体的には、トランジスタ２００１のドレインと、トランジスタ２００２のドレインが接続されている。そして、トランジスタ２００１のドレイン及びトランジスタ２００２のドレインの電位は、出力端子ＯＵＴに与えられる。
【０１９８】
またトランジスタ２００１のゲートとトランジスタ２００２のゲートは接続されている。そして、入力端子ＩＮに入力された信号の電位は、トランジスタ２００１のゲート及びトランジスタ２００２のゲートに与えられる。トランジスタ２００１のソースにはハイレベルの電圧ＶＤＤが与えられ、トランジスタ２００２のソースにはローレベルの電圧ＶＳＳが与えられる。
【０１９９】
図２１（Ｂ）に示すインバータでは、トランジスタ２００１のドレインと、トランジスタ２００２のドレインは、配線２００３を介して電気的に接続されている。そして配線２００３は配線２００４に接続されている。よって、トランジスタ２００１のドレイン及びトランジスタ２００２のドレインの電位は、配線２００３及び配線２００４を介して、出力端子ＯＵＴの電位として後段の回路に与えられる。
【０２００】
また図２１（Ｂ）に示すインバータでは、配線２００５の一部がトランジスタ２００１のゲート及びトランジスタ２００２のゲートとして機能している。そして配線２００５に与えられた電位が、入力端子ＩＮの電位としてトランジスタ２００１のゲート及びトランジスタ２００２のゲートに与えられる。そしてトランジスタ２００１のソースには、配線２００６を介して電圧ＶＤＤが与えられ、トランジスタ２００２のソースには、配線２００７を介して電圧ＶＳＳが与えられている。
【０２０１】
トランジスタ２００２が有する半導体膜２００８と、トランジスタ２００１が有する半導体膜２０１０とは、互いに分離した複数のチャネル形成領域を有している。半導体膜２００８及び半導体膜２０１０の形状を明確にするため、図２１（Ｂ）に示すインバータのうち、半導体膜２００８、半導体膜２０１０のみを図２１（Ｃ）に示す。図２１（Ｃ）に示すように、半導体膜２００８及び半導体膜２０１０は互いに分離した複数のチャネル形成領域を有しているため、外力によりチャネル形成領域の１つが破壊されても、残りのチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、マルチチャネル構造のトランジスタ２００１、トランジスタ２００２を用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０２０２】
次に、マルチチャネル構造を有するトランジスタを用いた各種回路の具体的な構成について、ＮＡＮＤ回路を例に挙げて説明する。ＮＡＮＤ回路の回路図を図２２（Ａ）に、また図２２（Ａ）に示すＮＡＮＤ回路の上面図を図２２（Ｂ）に、一例として示す。
【０２０３】
図２２（Ａ）に示すＮＡＮＤ回路は、ｐチャネル型のトランジスタ３００１と、ｐチャネル型のトランジスタ３００２と、ｎチャネル型のトランジスタ３００３と、ｎチャネル型のトランジスタ３００４とを有する。トランジスタ３００１と、トランジスタ３００３と、トランジスタ３００４とは、順に直列に接続されている。またトランジスタ３００１と、トランジスタ３００２とは並列に接続されている。
【０２０４】
具体的にトランジスタ３００１のソースとドレインは、一方にはハイレベルの電圧ＶＤＤが与えられ、他方は出力端子ＯＵＴに接続されている。トランジスタ３００２のソースとドレインは、一方にはハイレベルの電圧ＶＤＤが与えられ、他方は出力端子ＯＵＴに接続されている。トランジスタ３００４のソースとドレインは、一方にはローレベルの電圧ＶＳＳが与えられている。トランジスタ３００３のソースとドレインは、一方は出力端子ＯＵＴに接続されている。そして、トランジスタ３００３のソースとドレインの他方と、トランジスタ３００４のソースとドレインの他方とが接続されている。トランジスタ３００１のゲートと、トランジスタ３００３のゲートには、入力端子ＩＮ１の電位が与えられる。またトランジスタ３００２のゲートと、トランジスタ３００４のゲートには、入力端子ＩＮ２の電位が与えられる。
【０２０５】
図２２（Ｂ）に示すＮＡＮＤ回路では、直列に接続されているトランジスタ３００１とトランジスタ３００２とが、半導体膜３００５を共有している。また直列に接続されているトランジスタ３００３とトランジスタ３００４とが、半導体膜３００６を共有している。また配線３００７の一部はトランジスタ３００１のゲート及びトランジスタ３００３のゲートとして機能している。そして配線３００７に与えられた電位が、入力端子ＩＮ１の電位としてトランジスタ３００１のゲート及びトランジスタ３００３のゲートに与えられる。配線３００８の一部はトランジスタ３００２のゲート及びトランジスタ３００４のゲートとして機能している。そして配線３００８に与えられた電位が、入力端子ＩＮ２の電位としてトランジスタ３００２のゲート及びトランジスタ３００４のゲートに与えられる。
【０２０６】
ハイレベルの電圧ＶＤＤは、配線３００９を介してトランジスタ３００１のソースとドレインの一方、及びトランジスタ３００２のソースとドレインの一方に与えられる。またローレベルの電圧ＶＳＳは、配線３０１０を介してトランジスタ３００４のソースとドレインの一方に与えられる。トランジスタ３００１のソースとドレインの他方、トランジスタ３００２のソースとドレインの他方、及びトランジスタ３００３のソースとドレインの一方は、その電位が配線３０１１及び配線３０１２を介して出力端子ＯＵＴの電位として後段の回路に与えられる。
【０２０７】
半導体膜３００５及び半導体膜３００６は、互いに分離した複数のチャネル形成領域を有している。半導体膜３００５及び半導体膜３００６の形状を明確にするため、図２２（Ｂ）に示すＮＡＮＤ回路のうち、半導体膜３００５、半導体膜３００６のみを図２２（Ｃ）に示す。図２２（Ｃ）に示すように、半導体膜３００５及び半導体膜３００６は互いに分離した複数のチャネル形成領域を有しているため、外力によりチャネル形成領域の１つが破壊されても、残りのチャネル形成領域においてキャリアの移動は可能である。よって、マルチチャネル構造のトランジスタ３００１〜３００４を用いることで、半導体装置の外力に対する信頼性をより高めることができる。
【０２０８】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２０９】
（実施の形態９）
本発明者らは、カレンダーロールで局所的な線圧を加えたときの、半導体装置の動作率について試験した。
【０２１０】
試験には、ＲＦタグを半導体装置として用いた。全てのサンプルにおいて、ＲＦタグは、集積回路とアンテナとを同一の基板に形成（一体形成）するオンチップタイプである。また、全てのサンプルにおいて、集積回路及びアンテナを有する素子層は、一対のプリプレグで挟まれており、なおかつ集積回路及びアンテナと、一対のプリプレグとは、紙に漉き込まれている。
【０２１１】
そして、試験には、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＡ）、２層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＢ）、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＣ）、１層の繊維体を有する一対のプリプレグで素子層が挟まれているＲＦタグ（サンプルＤ）を用いた。サンプルＡ〜サンプルＣで用いられている繊維体は、糸束径が４μｍのガラス繊維を５０本有している。サンプルＤで用いられている繊維体は、糸束径が４μｍのガラス繊維を１００本有している。全てのサンプルにおいて、繊維体は経糸及び緯糸により平織りに製織されている。
【０２１２】
なお、サンプルＡでは、加熱圧着する前の一対の各プリプレグの厚さが１５μｍである。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＡのトータルの厚さは、約３２．７μｍである。サンプルＢでは、一対の各プリプレグが、サンプルＡに用いられる厚さ１５μｍのプリプレグを２層積層して加熱圧着することにより、形成されている。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＢのトータルの厚さは、約６３．０μｍである。サンプルＣでは樹脂厚を２倍とし、加熱圧着する前の一対の各プリプレグの厚さが３０μｍである。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＣのトータルの厚さは、約５８．０μｍである。サンプルＤでは樹脂厚を２倍とし、加熱圧着する前の一対の各プリプレグの厚さが３０μｍである。そして、素子層を間に挟んで一対のプリプレグを加熱圧着することで形成されるサンプルＤのトータルの厚さは、５７．５μｍである。
【０２１３】
また、サンプルＡ〜サンプルＤの全てにおいて、ＲＦタグの面積は１０．５ｍｍ×１２．０ｍｍである。さらに、サンプルＡとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＡ’、サンプルＢとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＢ’、サンプルＣとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＣ’、サンプルＤとＲＦタグの面積のみが異なるサンプルＤ’についても、併せて試験を行った。サンプルＡ’〜サンプルＤ’におけるＲＦタグの面積は、９．０ｍｍ×９．５ｍｍである。
【０２１４】
そして、サンプルＡ〜サンプルＤ、サンプルＡ’〜 サンプルＤ’は、坪量約１５０ｇ／ｃｍ２になるように、集積回路及びアンテナと、一対のプリプレグとが、紙に漉き込まれている。
【０２１５】
試験では、カレンダーロールを用いて各サンプルに線圧を加えた。カレンダーロールには、金属製の丸い筒状の第１ロールと、ウレタン系ゴム製の丸い筒状の第２ロールとを用いた。第１ロールの温度は１００℃、第２ロールの温度は７５℃とした。そして、第１ロールと第２ロールの間にサンプルを挿入し、ロール速度７０００ｍｍ／ｍｉｎとなるように第１ロール及び第２ロールを回転させることで、サンプル全体に線圧を加えた。線圧は、第１ロールと第２ロールの間にかかる圧力を、第１ロールと第２ロールとが接する幅で除した値に相当する。本試験では、線圧１００ｋｇ／ｃｍと、線圧２００ｋｇ／ｃｍとの２条件を用いた。
【０２１６】
表１に、カレンダーロールにより線圧を加える前に正常に動作した各サンプルの数（処理前サンプル数）と、線圧が加えられた後に正常に動作した各サンプルの数（処理後サンプル数）と、動作率とを、線圧ごとに示す。なお、正常に動作したか否かの判断は、正しい識別番号を非接触で読み取れたかどうかで行った。動作率は、処理前サンプル数に対する処理後サンプル数の割合で算出した。
【０２１７】
【表１】
【０２１８】
表１に示す動作率をサンプルＡ〜サンプルＤで比較すると、いずれの線圧においても、サンプルＢの動作率が最も高くなった。また、表１に示す動作率をサンプルＡ’〜サンプルＤ’で比較すると、いずれの線圧においても、サンプルＢ’の動作率が最も高くなった。従って、本実施の形態で示した試験の結果から、同程度の厚さを有するプリプレグであっても、積層された繊維体を有するプリプレグを用いた方が、線圧に対する半導体装置の信頼性を高くできることが分かる。
【実施例１】
【０２１９】
本実施例では、本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグの構成について説明する。図２３は本発明のＲＦタグの一形態を示すブロック図である。図２３においてＲＦタグ９００は、アンテナ９０１と、集積回路９０２とを有している。集積回路９０２は、電源回路９０３、復調回路９０４、変調回路９０５、レギュレータ９０６、制御回路９０７、メモリ９０９を有している。本発明の整流回路は、電源回路９０３、復調回路９０４において用いることができる。
【０２２０】
質問器から電波が送られてくると、アンテナ９０１において該電波が交流電圧に変換される。電源回路９０３では、アンテナ９０１からの交流電圧を整流し、電源用の電圧を生成する。電源回路９０３において生成された電源用の電圧は、制御回路９０７とレギュレータ９０６に与えられる。レギュレータ９０６は、電源回路９０３からの電源用の電圧を安定化させるか、またはその高さを調整した後、集積回路９０２内の復調回路９０４、変調回路９０５、制御回路９０７またはメモリ９０９などの各種回路に供給する。
【０２２１】
復調回路９０４は、アンテナ９０１が受信した交流信号を復調して、後段の制御回路９０７に出力する。制御回路９０７は復調回路９０４から入力された信号に従って演算処理を行い、別途信号を生成する。上記演算処理を行う際に、メモリ９０９は一次キャッシュメモリまたは二次キャッシュメモリとして用いることが出来る。また制御回路９０７は、復調回路９０４から入力された信号を解析し、質問器から送られてきた命令の内容に従って、メモリ９０９内の情報の出力、またはメモリ９０９内における命令の内容の保存を行う。制御回路９０７から出力される信号は符号化され、変調回路９０５に送られる。変調回路９０５は該信号に従ってアンテナ９０１が受信している電波を変調する。アンテナ９０１において変調された電波は質問器で受け取られる。そしてＲＦタグ９００から出力された情報を知ることができる。
【０２２２】
このようにＲＦタグ９００と質問器との通信は、キャリア（搬送波）として用いる電波を変調することで行われる。キャリアは、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９５０ＭＨｚなど規格により様々である。また変調の方式も規格により振幅変調、周波数変調、位相変調など様々な方式があるが、規格に即した変調方式であればどの変調方式を用いても良い。
【０２２３】
信号の伝送方式は、キャリアの波長によって電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式など様々な種類に分類することが出来る。電磁結合方式や電磁誘導方式の場合、強い電波にＲＦタグがさらされることで、アンテナに過度に大きい交流電圧が生じてしまう恐れがある。本発明の整流回路を用いることは、過度に大きい交流電圧によって集積回路内の半導体素子が劣化または破壊されるのを防止することができるので、電磁結合方式や電磁誘導方式の場合は特に有効である。
【０２２４】
メモリ９０９は不揮発性メモリであっても揮発性メモリであってもどちらでも良い。メモリ９０９として、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、有機メモリ等などを用いることが出来る。
【０２２５】
本実施例では、アンテナ９０１を有するＲＦタグ９００の構成について説明しているが、本発明のＲＦタグは必ずしもアンテナを有していなくとも良い。また図２３に示したＲＦタグに、発振回路または二次電池を設けても良い。
【０２２６】
また図２３では、アンテナを１つだけ有するＲＦタグの構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。電力を受信するためのアンテナと、信号を受信するためのアンテナとの、２つのアンテナを有していても良い。アンテナが１つだと、例えば９５０ＭＨｚの電波で電力の供給と信号の伝送を両方行う場合、遠方まで大電力が伝送され、他の無線機器の受信妨害を起こす可能性がある。そのため、電力の供給は電波の周波数を下げて近距離にて行う方が望ましいが、この場合通信距離は必然的に短くなってしまう。しかしアンテナが２つあると、電力を供給する電波の周波数と、信号を送るための電波の周波数とを使い分けることができる。例えば電力を送る際は電波の周波数を１３．５６ＭＨｚとして電磁誘導方式を用い、信号を送る際は電波の周波数を９５０ＭＨｚとして電波方式を用いることができる。このように機能合わせてアンテナを使い分けることによって、電力の供給は近距離のみの通信とし、信号の伝送は遠距離も可能なものとすることができる。
【０２２７】
本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグは外力に対する信頼性が高いので、ＲＦタグが使用可能な環境の条件を広げ、延いてはＲＦタグの用途の幅を広げることが可能になる。
【０２２８】
本実施例は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例２】
【０２２９】
本実施例では、本発明の半導体装置の一つであるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）の構成について説明する。
【０２３０】
図２４に、本実施例のＣＰＵの構成をブロック図で示す。図２４に示すＣＰＵは、基板８００上に、演算回路（ＡＬＵ：Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔ）８０１、演算回路用制御部（ＡＬＵ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０２、命令解析部（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｅｒ）８０３、割り込み制御部（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０４、タイミング制御部（Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０５、レジスタ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）８０６、レジスタ制御部（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０７、バスインターフェース（Ｂｕｓ Ｉ／Ｆ）８０８、メモリ８０９、メモリ用インターフェース８２０を主に有している。メモリ８０９及びメモリ用インターフェース８２０は、別チップに設けても良い。勿論、図２４に示すＣＰＵは、その構成を簡略化して示した一例にすぎず、実際のＣＰＵはその用途によって多種多様な構成を有している。
【０２３１】
バスインターフェース８０８を介してＣＰＵに入力された命令は、命令解析部８０３においてデコードされた後、演算回路用制御部８０２、割り込み制御部８０４、レジスタ制御部８０７、タイミング制御部８０５に入力される。演算回路用制御部８０２、割り込み制御部８０４、レジスタ制御部８０７、タイミング制御部８０５は、デコードされた命令にもとづき、各種制御を行なう。具体的に演算回路用制御部８０２は、演算回路８０１の動作を制御するための信号を生成する。また、割り込み制御部８０４は、ＣＰＵのプログラム実行中に、外部の入出力装置や、周辺回路からの割り込み要求を、その優先度やマスク状態から判断し、処理する。レジスタ制御部８０７は、レジスタ８０６のアドレスを生成し、ＣＰＵの状態に応じてレジスタ８０６の読み出しや書き込みを行なう。
【０２３２】
またタイミング制御部８０５は、演算回路８０１、演算回路用制御部８０２、命令解析部８０３、割り込み制御部８０４、レジスタ制御部８０７の動作のタイミングを制御する信号を生成する。例えばタイミング制御部８０５は、基準クロック信号をもとに、内部クロック信号を生成する内部クロック生成部を備えており、内部クロック信号を上記各種回路に供給する。
【０２３３】
本発明の半導体装置の一つであるＣＰＵは、外力に対する信頼性が高い。よって、本発明のＣＰＵを用いた電子機器、特に使用者が持ち運ぶことを前提とした携帯用の電子機器の、振動、衝撃に対する機械的強度をより高めることができる。
【０２３４】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例３】
【０２３５】
本発明の半導体装置の一つであるＲＦタグは可撓性を有しているため、可撓性を有する対象物、或いは曲面を有する対象物に、貼り合わせるのに好適である。また本発明のＲＦタグは振動や衝撃に強いだけではなく、局所的な押圧に対する信頼性も高いため、用途の幅が広い。
【０２３６】
本発明のＲＦタグが有する集積回路の中に、データの書き換えができないＲＯＭなどのメモリを形成しておけば、ＲＦタグが取り付けられた対象物の偽造を防止することができる。また例えば、産地、生産者などによって商品価値が大きく左右される食料品に、本発明のＲＦタグを用いることは、産地、生産者などの偽装を防止するのに有用である。
【０２３７】
具体的に本発明のＲＦタグは、例えば、荷札、値札、名札など、対象物の情報を有するタグに取り付けて用いることができる。或いは、本発明のＲＦタグ自体をタグとして用いても良い。また例えば、戸籍謄本、住民票、パスポート、免許証、身分証、会員証、鑑定書、クレジットカード、キャッシュカード、プリペイドカード、診察券、定期券など、事実を証明する文書に相当する証書に取り付けても良い。また例えば、手形、小切手、貨物引換証、船貨証券、倉庫証券、株券、債券、商品券、抵当証券など、私法上の財産権を表示する証券に相当する有価証券に取り付けても良い。
【０２３８】
また例えば、商品のラベルに本発明のＲＦタグを付けておき、該ＲＦタグを用いて商品の流通を管理するような利用の仕方も可能である。
【０２３９】
図２５（Ａ）に示すように、裏面が粘着性を有する商品のラベル１３０１などの支持体に、本発明のＲＦタグ１３０２を取り付ける。そして、ＲＦタグ１３０２が取り付けられたラベル１３０１を、商品１３０３に装着する。商品１３０３に関する識別情報は、ラベル１３０１に貼り合わされたＲＦタグ１３０２から、無線で読み取ることが可能である。よってＲＦタグ１３０２により、流通の過程において、商品の管理が容易になる。本発明のＲＦタグは、可撓性を有するラベル１３０１に取り付けられても、応力により破壊されにくいというメリットを有している。よって、本発明のＲＦタグを用いたラベル１３０１は、曲面を有する対象物に貼り合わせるのに好適である。また、本発明のＲＦタグ１３０２は押圧に対する信頼性が高いので、流通の過程でＲＦタグ１３０２が破壊されにくい。
【０２４０】
例えば、ＲＦタグ１３０２内の集積回路が有するメモリとして、書き込みが可能な不揮発性メモリを用いている場合、商品１３０３の流通のプロセスを記録することができる。また商品の生産段階におけるプロセスを記録しておくことで、卸売業者、小売業者、消費者が、産地、生産者、製造年月日、加工方法などを把握することが容易になる。
【０２４１】
また、書籍、ＤＶＤ、ＣＤなど内在している情報に価値を有する商品の場合、内在する情報全てを開示できるようにすると商品としての価値が下がり、かといって全く開示しないと商品としての価値が把握しにくいという問題を有している。上記商品を、本発明のＲＦタグを取り付けた包装材で包装し、ＲＦタグに商品が有する情報の一部を記憶させておくことで、商品の価値を下げることなく、商品の価値を客に把握してもらうことができる。図２５（Ｂ）に、書籍１３１１を、本発明のＲＦタグ１３１３を取り付けた包装材１３１２で包装している様子を示す。
【０２４２】
そして、例えば携帯電話のような携帯情報端末に質問器としての機能を付加しておくことで、客が書籍１３１１の内容を一部把握することができる。
【０２４３】
上記構成により、商品に内在している情報を全て開示せずとも、客が商品の内容を把握することが可能になる。
【０２４４】
図２５（Ｃ）に、本発明のＲＦタグ１３２０を取り付けた、無記名債券類１３２１の一例を示す。無記名債券類１３２１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。なおＲＦタグ１３２０は無記名債券類１３２１の内部に形成しても良いし、無記名債券類１３２１の表面に露出させるように形成しても良い。本発明のＲＦタグは、可撓性を有する無記名債券類１３２１に取り付けられても、応力により破壊されにくいというメリットを有している。
【０２４５】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例４】
【０２４６】
本発明の半導体装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図２６に示す。
【０２４７】
図２６（Ａ）は携帯電話であり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、音声出力部２１０４、操作キー２１０５を有する。表示部２１０２またはその他集積回路に本発明の半導体装置を用いることで、外力に対する信頼性が高い携帯電話が得られる。
【０２４８】
図２６（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を有する。表示部２６０２またはその他集積回路に本発明の半導体装置を用いることで、外力に対する信頼性が高いビデオカメラが得られる。
【０２４９】
図２６（Ｃ）は映像表示装置であり、筐体２４０１、表示部２４０２、スピーカー部２４０３等を有する。表示部２４０２またはその他集積回路に本発明の半導体装置を用いることで、外力に対する信頼性が高い映像表示装置が得られる。なお、映像表示装置には、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの、映像を表示するための全ての映像表示装置が含まれる。
【０２５０】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
【０２５１】
本実施例は、上記実施の形態または上記実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２５２】
【図１】本発明の半導体装置の断面図。
【図２】押圧に対する動作率を表すグラフ。
【図３】サンプルＡ〜サンプルＥの断面図。
【図４】繊維体の構造を示す図。
【図５】複数の繊維体を順に重ね合わせている様子を示す図と、応力により撓んだ半導体装置の外観図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１１】一対の構造体と素子層とが積層される順に並べられている様子を示す図と、半導体装置の斜視図。
【図１２】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１７】本発明のＲＦタグの構成を示す図。
【図１８】本発明のＲＦタグの構成を示す図。
【図１９】本発明の半導体装置が有する構造体の上面図。
【図２０】本発明の半導体装置が有するトランジスタの上面図。
【図２１】本発明の半導体装置が有するインバータの構成を示す図。
【図２２】本発明の半導体装置が有するＮＡＮＤ回路の回路図と上面図。
【図２３】本発明のＲＦタグの構成を示す図。
【図２４】本発明のＣＰＵの構成を示す図。
【図２５】本発明のＲＦタグの利用形態を示す図。
【図２６】本発明の半導体装置を用いた電子機器の図。
【符号の説明】
【０２５３】
１０１ 構造体
１０２ 構造体
１０３ 素子層
１０４ 有機樹脂
１０５ 有機樹脂
１１０ 経糸
１１１ 緯糸
１１２ バスケットホール
１２０ 繊維体
１２１ 繊維体
１２２ 繊維体
１２３ 半導体装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記一対の構造体は、一方の厚さに対する他方の厚さの比が０．８以上１．２以下であり、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
島状の半導体膜を用いたトランジスタを有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記トランジスタは、互いに分離した複数のチャネル形成領域を有しており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
島状の半導体膜を用いたトランジスタを複数有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記複数のトランジスタは、互いにゲート、ソース、ドレインがそれぞれ接続されており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されてい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１項において、前記繊維体は織布または不織布であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記複数の各繊維体は、有機化合物または無機化合物の単糸が複数束ねられた経糸及び緯糸を用いており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記複数の各繊維体は、有機化合物または無機化合物の単糸が複数束ねられた経糸及び緯糸を用いており、
前記複数の繊維体のうち少なくとも２つの繊維体は、前記経糸及び前記緯糸の方向が互いにずれており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着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７のいずれか１項において、前記繊維体は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維を用い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１項において、前記有機樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項９において、前記熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記一対の構造体は、一方の厚さに対する他方の厚さの比が０．８以上１．２以下であり、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
島状の半導体膜を用いたトランジスタを有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記トランジスタは、互いに分離した複数のチャネル形成領域を有しており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
島状の半導体膜を用いたトランジスタを複数有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記複数のトランジスタは、互いにゲート、ソース、ドレインがそれぞれ接続されており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されてい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１項において、前記繊維体は織布または不織布であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記複数の各繊維体は、有機化合物または無機化合物の単糸が複数束ねられた経糸及び緯糸を用いており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
島状の半導体膜を用いた半導体素子を有する素子層と、積層された複数の繊維体に有機樹脂が含浸された一対の構造体とを有し、
前記複数の各繊維体は、有機化合物または無機化合物の単糸が複数束ねられた経糸及び緯糸を用いており、
前記複数の繊維体のうち少なくとも２つの繊維体は、前記経糸及び前記緯糸の方向が互いにずれており、
前記素子層は前記一対の構造体の間に固着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７のいずれか１項において、前記繊維体は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維を用い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１項において、前記有機樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項９において、前記熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂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２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【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２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−１６８０８（Ｐ２００９−１６８０８Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４６４５９（Ｐ２００８−１４６４５９）
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【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１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【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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