半導体装置
【課題】信頼性を向上させた半導体装置の作製方法の提供を課題とする。
【解決手段】基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層上に、金、銀または
銅の導電性粒子（導電性微粒子ともよぶ）と樹脂を含む第２の導電層を形成する工程と、
第２の導電層にレーザービームを照射して、前記第１の導電層と前記第２の導電層が接す
る面積（部分）を増加させる工程とを含む半導体装置の作製方法を提供する。レーザービ
ームを照射する工程を含むことにより、第１の導電層上に、導電性粒子と樹脂からなる第
２の導電層を形成した場合でも、第１の導電層と第２の導電層が接する部分を増加させ、
第１の導電層と第２の導電層の間の電気的な接続不良を改善することができる。
【解決手段】基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層上に、金、銀または
銅の導電性粒子（導電性微粒子ともよぶ）と樹脂を含む第２の導電層を形成する工程と、
第２の導電層にレーザービームを照射して、前記第１の導電層と前記第２の導電層が接す
る面積（部分）を増加させる工程とを含む半導体装置の作製方法を提供する。レーザービ
ームを照射する工程を含むことにより、第１の導電層上に、導電性粒子と樹脂からなる第
２の導電層を形成した場合でも、第１の導電層と第２の導電層が接する部分を増加させ、
第１の導電層と第２の導電層の間の電気的な接続不良を改善することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の作製方法、半導体装置に関する。半導体装置とは、トランジスタ
を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触でデータの送信と受信を行うことが可能な半導体装置の開発が進められてい
る。このような半導体装置は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔ
ｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＲＦチップ、ＲＦタグ、ＩＣチップ、ＩＣタグ、ＩＣラベル、無
線チップ、無線タグ、電子チップ、電子タグ、無線プロセッサ、無線メモリ等と呼ばれ（
例えば、特許文献１参照）、既に一部の分野において導入が開始されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８２０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、信頼性を向上することができる半導体装置及びその作製方法の提供を課題とす
る。また、本発明は、生産性を向上することができる半導体装置の作製方法の提供を課題
とする。
【０００５】
また、本発明は、電気的な接続不良を改善することにより、信頼性を向上させた半導体装
置及びその作製方法の提供を課題とする。特に、第１の導電層上に、導電性粒子を含む第
２の導電層を形成した場合における、第１の導電層と第２の導電層の電気的な接続不良を
改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電
層上に第２の導電層を形成する工程と、第１の導電層と第２の導電層の積層体にレーザー
ビームを照射する工程を有する。レーザービームを照射することにより、第１の導電層と
第２の導電層とが接する部分を増大させ、電気的な接続をより確実なものとすることがで
きる。従って、信頼性を向上させることができる。第１の導電層としては、チタン、タン
グステン、クロム、アルミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、バ
ナジウム、イリジウム、ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウムを含む層
を形成する。第２の導電層としては、銀、金又は銅を含む層を形成する。
【０００７】
本発明の半導体装置の作製方法は、第１の基板上に薄膜トランジスタを含む積層体を設け
る工程と、加熱処理を行って、第１の基板から積層体を分離すると共に、第２の基板上に
積層体を設ける工程とを有する。第１の基板には加熱処理により接着力が低下する接着層
が設けられており、第２の基板には加熱処理により接着力が増す接着層が設けられている
。そのため、加熱処理を行うことにより、第１の基板から積層体を分離する工程と、第２
の基板上に積層体を設ける工程の２つの工程を同時に行うことができる。このように、性
質が異なる接着層が設けられた２枚の基板を用いることにより、工程を簡略化し、生産性
を向上させることができる。
【０００８】
本発明の半導体装置の作製方法は、上記の２つの工程の少なくとも１つを含む。本発明の
半導体装置の作製方法は、第１の基板上に剥離層を形成する工程と、剥離層上に第１の絶
縁層を形成する工程と、第１の絶縁層上にトランジスタを形成する工程と、トランジスタ
上に第２の絶縁層を形成する工程と、第２の絶縁層に設けられた開口部を介してトランジ
スタのソース又はドレインに接続された第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層と
同じ層に第２の導電層を形成する工程と、第２の導電層に接するように第３の導電層を形
成する工程と、第３の導電層にレーザービームを照射する工程とを有する。第２の導電層
は、ソース配線又はドレイン配線である。第３の導電層は、外部と接続される接続端子で
ある。第２の導電層と第３の導電層は電気的に接続されている。第２の導電層を形成する
工程と第３の導電層を形成する工程は、同時に行われてもよい。
【０００９】
また、上記工程に加えて、第２の絶縁層、第１の導電層及び第３の導電層上に、前記第３
の導電層の一部が露出するように、第３の絶縁層を選択的に形成する工程と、第２の絶縁
層と第３の絶縁層にレーザービームを照射して剥離層が露出するような開口部を形成する
工程と、第３の絶縁層の表面に第２の基板を設ける工程と、第２の基板を用いて、剥離層
の内部又は剥離層と第１の絶縁層の界面を境界として、第１の基板から第１の絶縁層とト
ランジスタを含む積層体を分離する工程と、第１の絶縁層の表面に第３の基板を設けると
共に、第２の絶縁層の表面から第２の基板を分離する工程と、第３の絶縁層に設けられた
開口部を介して、第３の導電層に接続された第４の導電層を形成する工程と、第４の導電
層と第４の基板上の第５の導電層とが電気的に接続されるように、第３の絶縁層上に第４
の基板を設ける工程とを有する。
【００１０】
上記の半導体装置の作製方法において、第１の基板はガラス基板である。また、剥離層と
してタングステン又はモリブデンを含む層を形成する。また、第２の導電層として、チタ
ン、タングステン、クロム、アルミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニ
ウム、バナジウム、イリジウム、ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウム
を含む層を形成する。また、第３の導電層として、銀、金又は銅を含む層を形成する。ま
た、第４の導電層として、銀、金又は銅を含む層を形成する。
【００１１】
本発明の半導体装置は、トランジスタと、トランジスタ上に設けられた第１の絶縁層と、
第１の絶縁層に設けられた開口部を介してトランジスタのソース又はドレインに接続され
た第１の導電層と、第１の導電層と同じ層に設けられた第２の導電層と、第１の絶縁層、
第１の導電層及び第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層を有する。また、第２の絶縁
層に設けられた開口部を充填するように設けられ第２の導電層に接する第３の導電層と、
第２の絶縁層に設けられた開口部を充填するように設けられ第３の導電層に接する第４の
導電層と、第２の絶縁層と第４の導電層上に設けられた第３の絶縁層と、第３の絶縁層に
設けられた開口部を介して第４の導電層に電気的に接続された第５の導電層と、第３の絶
縁層と第５の導電層上に設けられた基板とを有する。
【００１２】
上記構成の半導体装置において、第２の導電層は、チタン、タングステン、クロム、アル
ミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、イリジウム、
ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウムを含む層である。また、第３の導
電層は、銀、金又は銅を含む層である。また、第４の導電層は、銀、金又は銅を含む層で
ある。また、第５の導電層は、アンテナとして機能する。
【００１３】
本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電
層上に、金、銀または銅の導電性粒子（導電性微粒子ともよぶ）と樹脂を含む第２の導電
層を形成する工程と、第２の導電層にレーザービームを照射して、前記第１の導電層と前
記第２の導電層が接する面積（部分）を増加させる工程とを含む。第１の導電層は、スパ
ッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法または液滴吐出法を用いて形成する。好ましくは、第１
の導電層は、スパッタリング法により形成する。また、第２の導電層は、印刷法により形
成する。好ましくは、第２の導電層は、スクリーン印刷法により形成する。第２の導電層
は、導電性粒子と樹脂からなり、ペースト状のものである。本発明の半導体装置の作製方
法は、レーザービームを照射する工程を含むことにより、第１の導電層上に、導電性粒子
と樹脂からなる第２の導電層を形成した場合でも、第１の導電層と第２の導電層が接する
部分を増加させ、第１の導電層と第２の導電層の間の電気的な接続不良を改善することが
できる。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を有する本発明により、複数の導電層の積層体の電気的な接続をより確実にする
ことにより、信頼性を向上させることができる。また、性質が異なる接着層が設けられた
基板を活用することにより、複数の工程を同時に行い、生産性を向上させることができる
。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図２】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図３】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図４】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図５】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図６】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図７】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図８】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図９】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置を示す図。
【図１３】実験とその結果を示す図。
【図１４】実験とその結果を示す図。
【図１５】実験とその結果を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置を示す図。
【図１７】帯電防止型の基板を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明
に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々
に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施
の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構
成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【００１７】
本発明の半導体装置及びその作製方法について、図１〜７の断面図と図８〜１０の上面図
を参照して説明する。なお、図１（Ａ）は図８（Ａ）、図１（Ｂ）は図８（Ｂ）、図２（
Ｂ）は図８（Ｃ）、図５（Ａ）は図９（Ａ）、図５（Ｂ）は図９（Ｂ）（Ｃ）、図６（Ａ
）は図１０（Ａ）（Ｂ）、図６（Ｂ）は図１０（Ｃ）の上面図の点Ａから点Ｂの断面図で
ある。
【００１８】
まず、基板１０の一方の面上に、絶縁層１１を形成する（図１（Ａ）参照）。次に、絶縁
層１１上に剥離層１２を形成する。続いて、剥離層１２上に絶縁層１３を形成する。
【００１９】
基板１０は、絶縁表面を有する基板であり、例えば、ガラス基板、プラスチック基板、石
英基板等である。好適には、基板１０として、ガラス基板又はプラスチック基板を用いる
とよい。ガラス基板とプラスチック基板は、１辺が１メートル以上のものを作成すること
が容易であり、また、四角形状等の所望の形状のものを作成することが容易であるからで
ある。そうすると、例えば、四角形状で、１辺が１メートル以上のガラス基板やプラスチ
ック基板を用いると、生産性を大幅に向上させることができる。このような利点は、円形
で、最大で直径が３０センチ程度のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位
点である。
【００２０】
絶縁層１１、１３は、気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法等により、珪素の酸化
物、珪素の窒化物、窒素を含む珪素の酸化物、酸素を含む珪素の窒化物などを形成する。
絶縁層１１は、基板１０からの不純物元素が上層に侵入してしまうことを防止する役目を
担う。但し、絶縁層１１は、必要がなければ、形成しなくてもよい。
【００２１】
剥離層１２は、スパッタリング法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、
チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、
パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）等から選
択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を含む層を、単
層又は積層して形成する。なお、珪素を含む層は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでも
よい。
【００２２】
剥離層１２が単層構造の場合、好ましくは、タングステン、モリブデン、タングステンと
モリブデンの混合物、タングステンの酸化物、タングステンの酸化窒化物、タングステン
の窒化酸化物、モリブデンの酸化物、モリブデンの酸化窒化物、モリブデンの窒化酸化物
、タングステンとモリブデンの混合物の酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸
化窒化物、タングステンとモリブデンの混合物の窒化酸化物のいずれかを含む層を形成す
る。
【００２３】
剥離層１２が積層構造の場合、好ましくは、１層目として、タングステン、モリブデン、
又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、２層目として、タングステン
の酸化物、モリブデンの酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸化物、タングス
テンの酸化窒化物、モリブデンの酸化窒化物、又はタングステンとモリブデンの混合物の
酸化窒化物を含む層を形成する。
【００２４】
剥離層１２として、タングステンとタングステンの酸化物の積層構造を形成する場合、ま
ず、剥離層１２としてタングステンを含む層を形成し、その上層の絶縁層１３として、珪
素の酸化物を含む層を形成することにより、タングステンを含む層と珪素の酸化物を含む
層との間に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。タング
ステンの窒化物、タングステンの酸化窒化物、又はタングステンの酸化窒化物等を含む層
を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に珪素の窒化物
を含む層、酸素を含む窒化珪素層、窒素を含む酸化珪素層を形成するとよい。
【００２５】
次に、絶縁層１３上に複数のトランジスタ１４を形成する。この工程では、複数のトラン
ジスタ１４として、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を
形成する。
【００２６】
複数のトランジスタ１４の各々は、半導体層５０、ゲート絶縁層（絶縁層ともいう）５１
、ゲート（ゲート電極ともいう）である導電層５２を有する。半導体層５０は、ソース又
はドレインとして機能する不純物領域５３、５４、チャネル形成領域５５を有する。不純
物領域５３、５４には、Ｎ型を付与する不純物元素（例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ））
、又はＰ型を付与する不純物元素（例えばボロン（Ｂ））が添加されている。不純物領域
５４は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域である。
【００２７】
複数のトランジスタ１４の各々は、半導体層５０上にゲート絶縁層５１が設けられ、ゲー
ト絶縁層５１上に導電層５２が設けられたトップゲート型、導電層５２上にゲート絶縁層
５１が設けられ、ゲート絶縁層５１上に半導体層５０が設けられたボトムゲート型のどち
らのタイプでもよい。また、複数のトランジスタ１４から選択された１つ又は複数のトラ
ンジスタは、ゲート電極が２つ以上、チャネル形成領域が２つ以上あるマルチゲート型の
トランジスタでもよい。
【００２８】
また、基板１０上に複数のトランジスタ１４のみを形成しているが、本発明はこの構成に
制約されない。基板１０上に設ける素子は、半導体装置の用途によって適宜調整される。
例えば、非接触でデータの送信と受信を行う機能を有する場合、基板１０上に複数のトラ
ンジスタのみ、又は基板１０上に複数のトランジスタとアンテナとして機能する導電層を
形成するとよい。また、データを記憶する機能を有する場合、基板１０上に複数のトラン
ジスタと記憶素子（例えば、トランジスタ、メモリトランジスタ等）を形成するとよい。
また、回路を制御する機能や信号を生成する機能等を有する場合（例えば、ＣＰＵ、信号
生成回路等）、基板１０上に複数のトランジスタを形成するとよい。また、上記以外にも
、必要に応じて、抵抗素子（抵抗ともいう）や容量素子（容量ともいう）などの他の素子
を形成するとよい。
【００２９】
次に、複数のトランジスタ１４上に、絶縁層１５〜１７を形成する。絶縁層１５〜１７は
、気相成長法、スパッタリング法、ＳＯＧ（スピン オン グラス）法、液滴吐出法（例
えば、インクジェット法）等を用いて、珪素の酸化物、珪素の窒化物、ポリイミド、アク
リル、シロキサン、オキサゾール樹脂等を用いて形成する。シロキサンは、例えば、シリ
コンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に、少なくとも水素を含む有機基（例
えばアルキル基、芳香族炭化水素）、フルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基とフ
ルオロ基を用いたものである。オキサゾール樹脂は、例えば、感光性ポリベンゾオキサゾ
ール等である。オキサゾール樹脂は、ポリイミド等の比誘電率（３．２〜３．４程度）と
比較すると、比誘電率が低いため（２．９程度）、半導体装置の寄生容量の発生を抑制す
ることができる。また、寄生容量の発生を抑制することにより、半導体装置は、高速動作
を行うことができる。
【００３０】
また上記の構成では、複数のトランジスタ１４上に３層の絶縁層（絶縁層１５〜１７）を
形成しているが、本発明はこの構成に制約されない。複数のトランジスタ１４上に設けら
れる絶縁層の数は制約されない。
【００３１】
次に、絶縁層１５〜１７に開口部を形成して、複数のトランジスタ１４の各々のソース（
ソース領域、ソース電極ともいう）又はドレイン（ドレイン領域、ドレイン電極ともいう
）に接続された導電層１９〜２４と、導電層１８、２５を形成する（図１（Ａ）、図８（
Ａ）参照）。導電層１８、２５と、導電層１９〜２４は、同じ層に設けられている。また
、導電層１８、２５は外部と接続する端子であり、導電層１９〜２４はソース配線又はド
レイン配線である。導電層１８、２５は、導電層１９〜２４と電気的に接続されている。
外部から供給される信号は、導電層１８、２５と、導電層１９〜２４を介して、複数のト
ランジスタ１４に供給される。
【００３２】
導電層１８〜２５は、スパッタリング法等により、チタン、タングステン、クロム、アル
ミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、イリジウム、
ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウム等から選択された元素、又はこれ
らの元素を主成分とする合金材料、又はこれらの元素を主成分とする酸化物や窒化物など
の化合物材料で、単層又は積層で形成する。導電層１８〜２５の積層構造の例を挙げると
、例えば、チタン、アルミニウム、チタンの３層構造、チタン、窒化チタン、アルミニウ
ム、チタン、窒化チタンの５層構造、チタン、窒化チタン、シリコンが添加されたアルミ
ニウム、チタン、窒化チタンの５層構造等がある。
【００３３】
次に、導電層１８、２５に接するように、導電層２６、２７を形成する（図１（Ｂ）、図
８（Ｂ）参照）。導電層２６、２７は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて、金、
銀又は銅を含む層を形成する。好ましくは、スクリーン印刷法を用いて、銀の微粒子を含
むペースト（銀の微粒子と樹脂が混合した材料）で形成するとよい。スクリーン印刷法は
、作製時間を短縮することができ、装置が安価であるからである。また、銀は抵抗値が低
いからである。
【００３４】
次に、導電層２６、２７と、導電層１８、２５の一方もしくは双方を、溶融させることの
できるレーザービームを照射する（図２（Ａ）参照）。レーザービームを照射する前は、
導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７とは部分的に接していたが、レーザー
ビームの照射により、導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７の接する部分を
増大させることができる。そのため、導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７
の電気的な接続をより確実なものとして、信頼性を向上させることができる。レーザービ
ームには、媒質により分類すると、気体レーザー、液体レーザー、固体レーザーがあり、
発振の特徴により分類すると、自由電子レーザー、半導体レーザー、Ｘ線レーザーがある
が、本発明では、いずれのレーザーを用いてもよい。但し、好ましくは気体レーザー又は
固体レーザーを用いるとよく、さらに好ましくは固体レーザーを用いるとよい。また本発
明には、連続発振型のレーザービーム、パルス発振型のレーザービームのどちらを用いて
もよい。
【００３５】
次に、絶縁層１７と導電層１９〜２４上に、絶縁層２８を選択的に形成する（図２（Ｂ）
、図８（Ｃ）参照）。絶縁層２８には、開口部２９、３０が設けられている。導電層２６
、２７は、開口部２９、３０を介して露出されている。
【００３６】
なお、開口部２９、３０は、導電層２６、２７の全ての表面が露出されるような形状では
なく、導電層２６、２７の一部の表面が露出されるような形状とするとよい。具体的には
、開口部２９、３０は、導電層２６、２７の中心部が露出されるような形状とするとよい
。これは、後の工程において、正確な位置に歩留まりよく転置を行うためである。仮に、
導電層２６、２７の一表面の全てが露出されるように、絶縁層２８を設けると、導電層２
６、２７と絶縁層２８の両方が設けられていない領域が生じてしまう場合がある。後に行
う転置の工程では、絶縁層２８と基板４８とを接着させて行うため、導電層２６、２７と
絶縁層２８の一方が設けられていない領域があると、正確に転置を行うことができない場
合がある。しかしながら、上記の工程では、絶縁層２８は、導電層２６、２７の中心部が
露出されるように、選択的に設けられている。そうすると、導電層２６、２７と絶縁層２
８の一方が設けられていない領域がないため、正確に転置を行うことができる。
【００３７】
絶縁層２８は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂及びポリイミド樹脂等の絶縁性の樹脂により
、５〜２００μｍ、好適には１５〜３５μｍの厚さで形成する。また、絶縁層２８は、ス
クリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて、均一に形成する。好ましくは、スクリーン印刷
法を用いるとよい。スクリーン印刷法は、作製時間を短縮することができ、装置が安価で
あるからである。次に、必要に応じて、加熱処理を行う。
【００３８】
次に、少なくとも、剥離層１２の一部が露出するような開口部３１を形成する（図３（Ａ
）、図８（Ｄ）参照）。この工程は、処理時間が短い点から、レーザービームの照射によ
り行うとよい。レーザービームは、基板１０、絶縁層１１、剥離層１２、絶縁層１３、１
５〜１７、２８に対して照射される。また、レーザービームは、絶縁層２８の表面から照
射される。開口部２９は、少なくとも、剥離層１２の一部が露出するように形成される。
そのため、少なくとも、絶縁層１３、１５〜１７、２８には、開口部２９が設けられる。
図示する構成では、レーザービームが、絶縁層１１にまで達し、絶縁層１１、１３、１５
〜１７、２８が分断された場合を示す。なお、レーザービームは、基板１０まで分断して
もよい。
【００３９】
上記のレーザービームを照射する工程では、アブレーション加工が用いられる。アブレー
ション加工とは、レーザービームを照射した部分、つまり、レーザービームを吸収した部
分の分子結合が切断されて、光分解し、気化する現象を用いた加工である。つまり、レー
ザービームを照射して、絶縁層１１、剥離層１２、絶縁層１３、１５〜１７、２８のある
部分の分子結合を切断し、光分解し、気化させることにより、開口部３１を形成している
。
【００４０】
また、レーザーは、紫外領域である１５０〜３８０ｎｍの波長の固体レーザーを用いると
よい。好ましくは、１５０〜３８０ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーを用いるとよい
。その理由は、１５０〜３８０ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーは、他の高波長側の
レーザーに比べ、基板に光が吸収されやすく、アブレーション加工が可能であるからであ
る。また、加工部の周辺に影響を与えず、加工性がよいからである。
【００４１】
次に、絶縁層２８上に、基板４８を設ける（図３（Ｂ）参照）。基板４８は、絶縁層３２
と接着層４３が積層された基板であり、熱剥離型の基板である。接着層４３は、加熱処理
により接着力が低下する層であり、例えば、熱可塑性接着剤の加熱時の軟化を活用する材
料からなる層、加熱により膨張するマイクロカプセルや発泡剤を混入した材料からなる層
、熱硬化性樹脂に熱溶融性や熱分解性を付与した材料からなる層、水の侵入による界面強
度劣化やそれに伴う吸水性樹脂の膨張を用いた層である。
【００４２】
次に、基板４８を用いて、基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離す
る（図４（Ａ）参照）。基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体の分離は、
剥離層１２の内部又は剥離層１２と絶縁層１３を境界として行われる。図示する構成では
、分離は、剥離層１２と絶縁層１３の界面を境界として行われた場合を示す。このように
、基板４８を用いることにより、分離の工程を容易にかつ短時間で行うことができる。
【００４３】
次に、加熱処理を行って、絶縁層１３の表面に基板４９を設けると共に、基板４８から複
数のトランジスタ１４を含む積層体を分離する（図４（Ｂ）参照）。基板４９は、絶縁層
３３と接着層４４が積層された基板である。接着層４４は、加熱処理により接着力が増す
層であり、熱可塑性の樹脂を含む層に相当する。熱可塑性の樹脂とは、例えば、ポリエチ
レン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等に相当する。
【００４４】
上述したように、基板４８は、熱剥離型の基板であるため、加熱処理により、基板４８と
絶縁層２８の間の接着力が低下し、基板４８から複数のトランジスタ１４を含む積層体が
分離される。同時に、加熱処理により、基板４９の表面の熱可塑性の樹脂が硬化し、絶縁
層１３と基板４９の一表面との接着力が増す。このように、性質が異なる接着層が設けら
れた２枚の基板４８、４９を用いることにより、基板４８から積層体を分離する工程と、
積層体を基板４９上に設ける工程とを同時に行うことができる。従って、作製時間を短縮
することができる。
【００４５】
次に、必要に応じて、再度、導電層２６、２７にレーザービームを照射する。これは、上
記の分離の工程の影響により、導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７との電
気的な接続に不良が生じる可能性があり、そのような不良を改善するためである。従って
、必要がなければ、レーザービームを照射する工程を行わなくてもよい。
【００４６】
次に、導電層２６、２７に接するように、導電層３４、３５を形成する（図５（Ａ）、図
９（Ａ）参照）。導電層３４、３５は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて、金、
銀又は銅を含む層を形成する。好ましくは、スクリーン印刷法を用いて、銀の微粒子を含
むペースト（銀の微粒子と樹脂が混合した材料）で形成する。スクリーン印刷法は、作製
時間を短縮することができ、装置が安価であるからである。また、銀は抵抗値が低いから
である。次に、必要に応じて、加熱処理を行う。
【００４７】
次に、基板４９、絶縁層１３、１５〜１７、２８に、レーザービームを照射して、開口部
３６を形成する（図５（Ｂ）、図９（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００４８】
次に、アンテナ（アンテナとして機能する導電層）４５、容量素子４６が設けられた基板
３７を準備する（図６（Ａ）、図１０（Ａ）参照）。アンテナ４５、容量素子４６の各々
は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて形成する。図６（Ａ）には、アンテナ４５
の一部である導電層３８、３９を図示する。異方性導電層４０は、接着剤中に導電性フィ
ラーが設けられた材料であり、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ
Ｐａｓｔｅ）ともよばれる。異方性導電層４０は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を
用いて、均一に形成する。
【００４９】
次に、異方性導電層４０を用いて、基板４９と基板３７とを貼り合わせる（図６（Ｂ）、
図１０（Ｂ）参照）。次に、必要があれば、絶縁層２８と異方性導電層４０とを接着する
。この際、フリップチップボンダー、ダイボンダー、ＡＣＦ貼り付け機、圧着機等により
、加圧処理と加熱処理の一方又は両方を行う。
【００５０】
なお、導電層３５と導電層３９は、直接接してもよい（図６（Ｂ）参照）。また、導電層
３５と導電層３９の間に、異方性導電層４０が設けられていてもよい。
【００５１】
なお、複数のトランジスタ１４を含む積層体の表面に、さらに基板を設けてもよい（図７
参照）。具体的には、基板４９と基板３７の一方又は両方の表面に、新たに、基板を設け
てもよい。図示する構成では、基板４９の表面に基板４１を設け、基板３７の表面に基板
４２を設けている。基板４１、４２を設けることにより、さらに強度を向上させることが
できる。基板４１、４２による複数のトランジスタ１４を含む積層体の封止は、基板４１
、４２の各々の表面の層、又は基板４１、４２の各々の表面の接着層を加熱処理によって
溶かすことにより行われる。また必要に応じて、加圧処理も行われる。
【実施例１】
【００５２】
上記の実施の形態では、基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離する
が（図４（Ａ）参照）、本発明はこの形態に制約されない。導電層１８〜２５を形成した
後（図１（Ａ）参照）に、基板１０を薄型化してもよい。
【００５３】
基板１０を薄型化するためには、基板１０の他方の面を、研削装置（例えば研削盤）を用
いて研削する。好適には、基板１０の厚さが１００μｍ以下になるまで研削する。次に、
研削した基板１０の他方の面を、研磨装置（例えば、研磨パッド、研磨砥粒（例えば酸化
セリウム等））を用いて研磨する。好適には、基板１０の厚さが５０μｍ以下、好ましく
は２０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下になるまで研磨する。なお、基板１０を薄型
化するためには、基板１０の研削と研磨の一方又は両方を行うとよい。また、研削工程と
研磨工程を行う前に、必要に応じて、導電層１８〜２５上に保護を目的とした層を設ける
とよい。また、研削工程と研磨工程の後は、必要に応じて、ゴミを除去するための洗浄工
程、乾燥工程の一方又は両方を行うとよい。
【００５４】
薄型化した基板１０の厚さは、研削工程と研磨工程に必要な時間、後に行う切断工程に必
要な時間、半導体装置の用途、半導体装置の用途に必要な強度などを考慮して、適宜決め
るとよい。例えば、研削工程と研磨工程の時間を短縮して生産性を向上させる場合は、研
磨後の基板１０の厚さは５０μｍ程度にするとよい。また、後に行う切断工程に必要な時
間を短縮して生産性を向上させる場合、研磨後の基板１０の厚さは、２０μｍ以下、より
好適には５μｍ以下とするとよい。また、半導体装置を薄い物品に貼り付けたり、埋め込
んだりする場合、研磨後の基板１０の厚さは２０μｍ以下、より好適には５μｍ以下とす
るとよい。また、薄型化した基板１０の厚さの下限は特に制約されない。基板１０が除去
されるまで（基板１０の厚さが０μｍになるまで）、薄型化してもよい。
【００５５】
次に、導電層１８、２５に接するように、導電層２６、２７を形成する（図１（Ｂ）参照
）。次に、導電層２６、２７にレーザービームを照射する（図２（Ａ）参照）。次に、絶
縁層２８を選択的に形成する（図２（Ｂ）参照）。次に、レーザービームを照射して、開
口部３１を形成する（図３（Ａ）参照）。図示する構成では、開口部３１の形成の際に、
基板１０を切断していないが、基板１０を薄型化した場合は、基板１０も切断するとよい
。そして、基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離する工程を省略す
るとよい。その後の工程は、上述の工程と同様である（図３（Ｂ）、図４、図５、図６参
照）。基板１０から複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離せずに、薄型化した基板
１０を残存させておくと、有害な気体の侵入、水の侵入、不純物元素の侵入を抑制するこ
とができる。従って、劣化や破壊を抑制し、信頼性を向上させることができる。また、バ
リア性を向上させることができる。
【実施例２】
【００５６】
本発明の半導体装置の構成について、図１１を参照して説明する。本発明の半導体装置１
００は、演算処理回路１０１、記憶回路１０３、アンテナ１０４、電源回路１０９、復調
回路１１０、変調回路１１１を有する。
【００５７】
演算処理回路１０１は、復調回路１１０から入力される信号に基づき、命令の解析、記憶
回路１０３の制御、外部に送信するデータの変調回路１１１への出力などを行う。
【００５８】
記憶回路１０３は、記憶素子を含む回路と、データの書き込みやデータの読み出しを制御
する制御回路を有する。記憶回路１０３には、少なくとも、半導体装置自体の識別番号が
記憶されている。識別番号は、他の半導体装置と区別するために用いられる。記憶回路１
０３は、有機メモリ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍ
ｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｆ
ｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）
、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａ
ｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ
Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏ
ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びフラッシュメモリから選択された一種又は複数種である。有
機メモリは、一対の導電層間に有機化合物を含む層が挟まれた構造を有するメモリである
。有機メモリは、構造が単純であるため、作製工程を簡略化することができ、費用を削減
することができる。また、構造が単純であるため、積層体の面積を小型化することが容易
であり、高集積化を容易に実現することができる。また、不揮発性であり、電池を内蔵す
る必要がない。従って、記憶回路１０３として、有機メモリを用いることが好ましい。
【００５９】
アンテナ１０４は、リーダ／ライタ１１２から供給された搬送波を、交流の電気信号に変
換する。また、アンテナ１０４は、変調回路１１１により、負荷変調が加えられる。電源
回路１０９は、アンテナ１０４が変換した交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、各
回路に電源電圧を供給する。
【００６０】
復調回路１１０は、アンテナ１０４が変換した交流の電気信号を復調し、復調した信号を
、演算処理回路１０１に供給する。変調回路１１１は、演算処理回路１０１から供給され
る信号に基づき、アンテナ１０４に負荷変調を加える。
【００６１】
リーダ／ライタ１１２は、アンテナ１０４に加えられた負荷変調を、搬送波として受信す
る。また、リーダ／ライタ１１２は、搬送波を半導体装置１００に送信する。なお、搬送
波とは、リーダ／ライタ１１２が発する電磁波である。
【００６２】
本発明の半導体装置が含むトランジスタを用いて、上記回路を構成することにより、非接
触でデータの送信と受信を行う機能をもたせることができる。
【実施例３】
【００６３】
本発明の半導体装置１２５は、非接触でデータの送信と受信を行うことができるという機
能を活用することにより、様々な物品、様々なシステムに用いることができる。物品とは
、例えば、鍵（図１２（Ａ）参照）、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（
運転免許証や住民票等）、書籍類、容器類（シャーレ等、図１２（Ｂ）参照）、装身具（
鞄や眼鏡等、図１２（Ｃ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１２（Ｄ）参照
）、記録媒体（ディスクやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、食品類、衣類、生活
用品類、電子機器（液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置、携帯端末等）等で
ある。本発明の半導体装置は、上記のような様々な形状の物品の表面に貼り付けたり、埋
め込んだりして、固定される。
【００６４】
また、システムとは、物流・在庫管理システム、認証システム、流通システム、生産履歴
システム、書籍管理システム等であり、本発明の半導体装置の機能を活用することにより
、システムの高機能化、多機能化、高付加価値化を図ることができる。例えば、本発明の
半導体装置を身分証明証の内部に設けておき、かつ、建物の入り口などに、リーダ／ライ
タ１２１を設けておく（図１２（Ｅ）参照）。リーダ／ライタ１２１は、各人が所有する
身分証明証内の認証番号を読み取り、その読み取った認証番号に関する情報を、コンピュ
ータ１２２に供給する。コンピュータ１２２では、リーダ／ライタ１２１から供給された
情報に基づき、入室又は退室を許可するか否かを判断する。このように、本発明の半導体
装置の機能を活用することにより、使用者の利便性を向上させ、高付加価値化を実現した
入退室管理システムを提供することができる。
【実施例４】
【００６５】
本発明の半導体装置に用いられる、導電層が設けられた基板の例について説明する。導電
層が設けられた基板は、例えば、以下の２つのようなものがある。導電層は、アンテナや
接続配線として機能する。
【００６６】
１つは、基板上に、導電層が設けられたものである。導電層は、銅、銀、金、アルミニウ
ム、チタンなどにより形成されている。導電層の露出された部分は、酸化防止のため、金
などによりメッキが施されている。
【００６７】
もう１つは、基板上に、導電層が設けられ、当該導電層上に保護層が設けられたものであ
る。保護層は、絶縁性の樹脂を含み、絶縁性の樹脂とは、例えば、エポキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、合成ゴム系樹脂である。保護層には、所望の箇所に開口部が設けられており、そ
の開口部を介して、導電層が露出されている。
【００６８】
なお、基板２２０上の導電層２２１をアンテナとして機能させる場合、導電層２２１の形
状は制約されない（図１６（Ａ）〜（Ｄ）参照）。例えば、線状（ダイポールアンテナ等
、図１６（Ａ）参照）、直方体で平坦なもの（パッチアンテナ等、図１６（Ｂ）参照）、
輪状（ループアンテナ、スパイラルアンテナ等、図１６（Ｃ）参照）、リボン状（図１６
（Ｄ）参照）などがある。そして、導電層２２１が設けられた基板２２０上に、複数のト
ランジスタを含む積層体２２２を貼り付ければ、非接触でデータの送信と受信が可能な半
導体装置が完成する。
【００６９】
また、導電層を形成する材料も特に制約されない。材料には、例えば、金、銀、銅等を用
いればよく、そのうち、抵抗値が低い銀を用いるとよい。また、その作製方法も特に制約
されず、スパッタリング法、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いるとよい。
【００７０】
なお、アンテナを、直接、金属膜の表面に貼り付けると、金属膜の表面を通る磁束によっ
て、金属膜にうず電流が発生する。このようなうず電流は、リーダ／ライタの磁界に対し
て、逆向きに発生してしまう。そこで、アンテナと導電層の間に、高い透磁率で高周波損
失の少ないフェライトや金属薄膜シートを挟み、うず電流の発生を防止するとよい。
【実施例５】
【００７１】
本発明の半導体装置には、静電気による影響を抑制するために、電荷の発生を抑制するこ
とができる帯電防止型の基板を用いることが好ましい。そこで、帯電防止型の基板につい
て、図１７を参照して説明する。以下には、帯電防止型の基板を５つに大別して説明する
。
【００７２】
１つ目は、絶縁層２５１と、絶縁層２５１上に導電性材料を含む層２５２が設けられた基
板である（図１７（Ａ）参照）。導電性材料を含む層２５２は、めっき法、蒸着法及びス
パッタリング法などを用いて、アルミニウム、金、亜鉛、インジウム錫酸化物等の金属を
含む層を形成する。又は、導電性材料を含む層２５２として、導電性塗料を含む層を形成
する。導電性塗料とは、塗料に導電性材料（カーボンブラックや銀の粒子など）の微粉が
混入された材料である。
【００７３】
２つ目は、絶縁層２５３が設けられており、絶縁層２５３の表面に親水化された層２５４
が設けられた基板である（図１７（Ｂ）参照）。親水化するためには、酸による処理、プ
ラズマによる表面処理を用いる。３つ目は、導電性材料が混入された絶縁層２５５を含む
基板である（図１７（Ｃ）参照）。導電性材料とは、金属粉、カーボンブラック、カーボ
ン繊維などを用いる。
【００７４】
上記の３つの基板のように、基板に帯電された電荷を放電し、その一端を接地することに
より、容易に電荷を除去することができる。従って、静電気による影響を抑制することが
できる。
【００７５】
４つ目は、絶縁層２５６と、絶縁層２５６上に帯電防止剤を含む層２５７が設けられた基
板である（図１７（Ｄ）参照）。５つ目は、帯電防止剤が混入された絶縁層２５８を含む
基板である（図１７（Ｅ）参照）。帯電防止剤は、アニオン系帯電防止剤、カチオン系帯
電防止剤、両性帯電防止剤、非イオン系帯電防止剤に分類される。アニオン系帯電防止剤
にはアルキルスルホン酸塩等があり、カチオン系帯電防止剤にはテトラアルキルアンモニ
ウム塩等があり、両性帯電防止剤にはアルキルベタイン等があり、非イオン系帯電防止剤
にはグリセリン脂肪酸エステル等がある。
【００７６】
上記の２つの基板のように、帯電防止剤を用いることにより、基板に帯電された電荷の漏
洩を促進することができる。従って、静電気による影響を抑制することができる。
【００７７】
絶縁層２５１、２５３、２５６には、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル、ブタジエン、スチレンの三つが重
合した樹脂）、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカー
ボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、
ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリメチルペンテン、フェノール樹脂
、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン等を用いて形成する。
【００７８】
また、上記の基板は、基板（基体、フィルム、テープとよぶこともできる）は、可撓性の
性質を有することが好ましい。また、基板の表面には、接着層が設けられていてもよい。
接着層は、接着剤を含む層である。また、基板の表面は、二酸化珪素（シリカ）により、
コーティングされていてもよい。コーティングにより、高温で高湿度の環境下においても
防水性を保つことができる。また、その表面は、炭素を主成分とする材料（例えば、ダイ
ヤモンドライクカーボン）によりコーティングされていてもよい。コーティングにより強
度が増し、複数のトランジスタ１４を含む積層体の劣化や破壊を抑制することができる。
【実施例６】
【００７９】
本発明の半導体装置は、複数のトランジスタを有する。複数のトランジスタの各々は、半
導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極を有する。以下には、複数のトランジスタの各々が
含む半導体層の作製方法の一例について説明する。
【００８０】
まず、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により非晶質半導体層を形
成する。次に、レーザー結晶化法、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ
）法、ファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱
結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザー結晶化法を組み合わ
せた方法などを用いて、非晶質半導体層を結晶化し、結晶化された半導体層を形成する。
次に、結晶化された半導体層を所望の形状に加工する。
【００８１】
なお上記の作製方法のうち、好ましくは、熱処理を伴った結晶化法と、連続発振レーザー
又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザービームを照射する結晶化法とを組み合わ
せた方法を用いるとよい。連続発振レーザー又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレー
ザービームを照射することで、結晶化された半導体層の表面を平坦なものとすることがで
きる。結晶化された半導体層の表面を平坦化することにより、当該半導体層の上層のゲー
ト絶縁層を薄膜化し、また、前記ゲート絶縁層の耐圧を向上させることができる。
【００８２】
また上記の作製方法のうち、好ましくは、連続発振レーザー又は１０ＭＨｚ以上の周波数
で発振するレーザービームを用いるとよい。連続発振レーザー又は１０ＭＨｚ以上の周波
数で発振するレーザービームを照射しながら、一方向に走査して結晶化させた半導体層は
、そのビームの走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（
チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを
配置し、なおかつ、ゲート絶縁層の作製方法に下記の方法を採用することにより、特性の
ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高いトランジスタを得ることができる。
【００８３】
次に、複数のトランジスタの各々が含むゲート絶縁層の作製方法の一例について説明する
。ゲート絶縁層は、半導体層に対し、プラズマ処理を行うことにより、表面を酸化又は窒
化することで形成するとよい。例えば、希ガス（Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなど）と混合ガ
ス（酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素など）を導入したプラズマ処理で形成する
。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波の導入により行うと、低電子温度で高密度の
プラズマを生成することができる。このような高密度プラズマで生成された酸素ラジカル
（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）に
よって、半導体層の表面を酸化又は窒化することにより、５〜１０ｎｍの絶縁層が半導体
層に形成される。この５〜１０ｎｍの絶縁層をゲート絶縁層として用いるとよい。
【００８４】
なお、この場合の高密度プラズマを用いた処理による反応は、固相反応であるため、当該
ゲート絶縁層と半導体層との界面準位密度はきわめて低くすることができる。このような
高密度プラズマ処理は、半導体層（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化
（若しくは窒化）するため、形成されるゲート絶縁層の厚さのばらつきをきわめて小さく
することができる。また、結晶性シリコンの結晶粒界でも、強く酸化されることがないた
め、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で、半導体層
の表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、
均一性が良く、界面準位密度が低いゲート絶縁層を形成することができる。
【００８５】
なお、トランジスタが含むゲート絶縁層は、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁
層のみを用いてもよいし、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁層に加えて、プラ
ズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどの
絶縁層を積層させて形成してもよい。いずれにしても、高密度プラズマで形成した絶縁層
をゲート絶縁層の一部又は全部に含むトランジスタは、その特性のばらつきを小さくする
ことができる。
【００８６】
また、トランジスタが含む半導体層とゲート絶縁層や、その他の絶縁層は、プラズマ処理
を用いて形成する場合がある。このようなプラズマ処理は、電子密度が１×１０１１ｃｍ
−３以上であり、プラズマの電子温度が１．５ｅＶ以下で行うことが好ましい。より詳し
くは、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下で、プラズマの電
子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下で行うことが好ましい。
【００８７】
プラズマの電子密度が高密度であり、被処理物（例えば、トランジスタが含む半導体層、
ゲート絶縁層等）付近での電子温度が低いと、被処理物に対するプラズマによる損傷を防
止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上と高密度で
あるため、プラズマ処理を用いて、被処理物を酸化または窒化することよって形成される
酸化物または窒化物は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成された薄膜と比較して
、膜厚等が均一性に優れ、緻密な膜を形成することができる。また、プラズマの電子温度
が１．５ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して、低温度で酸化
または窒化処理を行うことができる。例えば、ガラス基板の歪点よりも１００度以上低い
温度でプラズマ処理を行っても、被処理物を十分に酸化または窒化することによって、酸
化物または窒化物を形成することができる。
【実施例７】
【００８８】
積層された導電層にレーザービームを照射する前と照射した後とで抵抗値の相違を調べた
実験とその結果、また、積層された導電層にレーザービームを照射した後の断面構造につ
いて、図１３〜１５を参照して説明する。
【００８９】
実験では、サンプルＡとサンプルＢの２つのサンプルを準備した。サンプルＡは、基板２
２１上に、第１の導電層２２２、第２の導電層２２３、第３の導電層２２４、第４の導電
層２２５及び第５の導電層２２６を積層して形成した。また、第５の導電層２２６上に、
第６の導電層２２７、２２８を形成した（図１３（Ａ）のサンプルＡの断面の概略図参照
）。
【００９０】
サンプルＢは、サンプルＡと同様、基板２２１上に、第１の導電層２２２、第２の導電層
２２３、第３の導電層２２４、第４の導電層２２５及び第５の導電層２２６を積層して形
成した。また、第５の導電層２２６上に、２つの第６の導電層を形成し、その後、当該第
６の導電層の表面に、２６６ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーを照射した。その結果
、レーザービームに照射された第６の導電層２２９、２３０が形成された（図１３（Ｂ）
のサンプルＢの断面の概略図参照）。
【００９１】
なお、第１の導電層２２２はチタンを含む層であり、第２の導電層２２３は窒化チタンを
含む層であり、第３の導電層２２４はアルミニウムを含む層であり、第４の導電層２２５
はチタンを含む層であり、第５の導電層２２６は窒化チタンを含む層であった。また、第
６の導電層２２７、２２８、２２９、２３０は、銀ペーストを含む層であった。銀ペース
トは、エポキシ樹脂と銀の微粒子を含むものであった。
【００９２】
次に、サンプルＡの第６の導電層２２７、２２８の間の抵抗値と、サンプルＢの第６の導
電層２２９、２３０の間の抵抗値を測定した。その結果、サンプルＡの抵抗値は４．００
Ωであり、サンプルＢの抵抗値は０．１４Ωであった。この結果から、レーザービームを
照射することにより、抵抗値が低くなることが分かった。
【００９３】
次に、サンプルＣを準備した。サンプルＣは、基板２０１上に、第１の導電層２０２、第
２の導電層２０３、第３の導電層２０４、第４の導電層２０５及び第５の導電層２０６を
積層して形成した。また、第５の導電層２０６上に、第６の導電層２０７を形成した（図
１４（Ａ）（Ｂ）のサンプルＣの断面と上面の概略図参照）。第１の導電層２０２はチタ
ンを含む層であり、第２の導電層２０３は窒化チタンを含む層であり、第３の導電層２０
４はアルミニウムを含む層であり、第４の導電層２０５はチタンを含む層であり、第５の
導電層２０６は窒化チタンを含む層であり、第６の導電層２０７は銀ペーストを含む層で
あった。
【００９４】
次に、第６の導電層２０７に、２６６ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーを照射した（
図１４（Ｃ）（Ｄ）のサンプルＣの断面と上面の概略図、図１５（Ａ）（Ｂ）参照）。図
１４（Ｃ）と図１５（Ｂ）において、領域２１１はレーザービームが照射された領域であ
り、領域２１３はレーザービームが照射されていない領域である。
【００９５】
図１５（Ａ）は、図１４（Ｃ）の領域２１０のＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａ
ｍ Ｓｙｓｔｅｍ：集束イオンビーム加工観察装置）像である。図１５（Ｂ）は、図１５
（Ａ）の概略図であり、図１５（Ｂ）中、導電層２１２は、第１の導電層２０２〜第５の
導電層２０６の積層体に相当する。サンプルＣの断面の観察の結果、レーザービームの照
射により、第５の導電層２０６と第６の導電層２０７との接する部分２０８が増大してい
た。また、レーザービームの照射により、第３の導電層２０４の一部、第４の導電層２０
５の一部及び第５の導電層２０６の一部が溶融され、第３の導電層２０４と第６の導電層
２０７の接する部分２０９が形成されていた。このように、レーザービームを照射するこ
とにより、第１の導電層２０２〜第５の導電層２０６の積層体と第６の導電層２０７とが
接する部分を増大することができた。そのため、第１の導電層２０２〜第５の導電層２０
６の積層体と第６の導電層２０７との間の抵抗値を低くすることができた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の作製方法、半導体装置に関する。半導体装置とは、トランジスタ
を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触でデータの送信と受信を行うことが可能な半導体装置の開発が進められてい
る。このような半導体装置は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔ
ｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＲＦチップ、ＲＦタグ、ＩＣチップ、ＩＣタグ、ＩＣラベル、無
線チップ、無線タグ、電子チップ、電子タグ、無線プロセッサ、無線メモリ等と呼ばれ（
例えば、特許文献１参照）、既に一部の分野において導入が開始されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８２０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、信頼性を向上することができる半導体装置及びその作製方法の提供を課題とす
る。また、本発明は、生産性を向上することができる半導体装置の作製方法の提供を課題
とする。
【０００５】
また、本発明は、電気的な接続不良を改善することにより、信頼性を向上させた半導体装
置及びその作製方法の提供を課題とする。特に、第１の導電層上に、導電性粒子を含む第
２の導電層を形成した場合における、第１の導電層と第２の導電層の電気的な接続不良を
改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電
層上に第２の導電層を形成する工程と、第１の導電層と第２の導電層の積層体にレーザー
ビームを照射する工程を有する。レーザービームを照射することにより、第１の導電層と
第２の導電層とが接する部分を増大させ、電気的な接続をより確実なものとすることがで
きる。従って、信頼性を向上させることができる。第１の導電層としては、チタン、タン
グステン、クロム、アルミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、バ
ナジウム、イリジウム、ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウムを含む層
を形成する。第２の導電層としては、銀、金又は銅を含む層を形成する。
【０００７】
本発明の半導体装置の作製方法は、第１の基板上に薄膜トランジスタを含む積層体を設け
る工程と、加熱処理を行って、第１の基板から積層体を分離すると共に、第２の基板上に
積層体を設ける工程とを有する。第１の基板には加熱処理により接着力が低下する接着層
が設けられており、第２の基板には加熱処理により接着力が増す接着層が設けられている
。そのため、加熱処理を行うことにより、第１の基板から積層体を分離する工程と、第２
の基板上に積層体を設ける工程の２つの工程を同時に行うことができる。このように、性
質が異なる接着層が設けられた２枚の基板を用いることにより、工程を簡略化し、生産性
を向上させることができる。
【０００８】
本発明の半導体装置の作製方法は、上記の２つの工程の少なくとも１つを含む。本発明の
半導体装置の作製方法は、第１の基板上に剥離層を形成する工程と、剥離層上に第１の絶
縁層を形成する工程と、第１の絶縁層上にトランジスタを形成する工程と、トランジスタ
上に第２の絶縁層を形成する工程と、第２の絶縁層に設けられた開口部を介してトランジ
スタのソース又はドレインに接続された第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層と
同じ層に第２の導電層を形成する工程と、第２の導電層に接するように第３の導電層を形
成する工程と、第３の導電層にレーザービームを照射する工程とを有する。第２の導電層
は、ソース配線又はドレイン配線である。第３の導電層は、外部と接続される接続端子で
ある。第２の導電層と第３の導電層は電気的に接続されている。第２の導電層を形成する
工程と第３の導電層を形成する工程は、同時に行われてもよい。
【０００９】
また、上記工程に加えて、第２の絶縁層、第１の導電層及び第３の導電層上に、前記第３
の導電層の一部が露出するように、第３の絶縁層を選択的に形成する工程と、第２の絶縁
層と第３の絶縁層にレーザービームを照射して剥離層が露出するような開口部を形成する
工程と、第３の絶縁層の表面に第２の基板を設ける工程と、第２の基板を用いて、剥離層
の内部又は剥離層と第１の絶縁層の界面を境界として、第１の基板から第１の絶縁層とト
ランジスタを含む積層体を分離する工程と、第１の絶縁層の表面に第３の基板を設けると
共に、第２の絶縁層の表面から第２の基板を分離する工程と、第３の絶縁層に設けられた
開口部を介して、第３の導電層に接続された第４の導電層を形成する工程と、第４の導電
層と第４の基板上の第５の導電層とが電気的に接続されるように、第３の絶縁層上に第４
の基板を設ける工程とを有する。
【００１０】
上記の半導体装置の作製方法において、第１の基板はガラス基板である。また、剥離層と
してタングステン又はモリブデンを含む層を形成する。また、第２の導電層として、チタ
ン、タングステン、クロム、アルミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニ
ウム、バナジウム、イリジウム、ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウム
を含む層を形成する。また、第３の導電層として、銀、金又は銅を含む層を形成する。ま
た、第４の導電層として、銀、金又は銅を含む層を形成する。
【００１１】
本発明の半導体装置は、トランジスタと、トランジスタ上に設けられた第１の絶縁層と、
第１の絶縁層に設けられた開口部を介してトランジスタのソース又はドレインに接続され
た第１の導電層と、第１の導電層と同じ層に設けられた第２の導電層と、第１の絶縁層、
第１の導電層及び第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層を有する。また、第２の絶縁
層に設けられた開口部を充填するように設けられ第２の導電層に接する第３の導電層と、
第２の絶縁層に設けられた開口部を充填するように設けられ第３の導電層に接する第４の
導電層と、第２の絶縁層と第４の導電層上に設けられた第３の絶縁層と、第３の絶縁層に
設けられた開口部を介して第４の導電層に電気的に接続された第５の導電層と、第３の絶
縁層と第５の導電層上に設けられた基板とを有する。
【００１２】
上記構成の半導体装置において、第２の導電層は、チタン、タングステン、クロム、アル
ミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、イリジウム、
ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウムを含む層である。また、第３の導
電層は、銀、金又は銅を含む層である。また、第４の導電層は、銀、金又は銅を含む層で
ある。また、第５の導電層は、アンテナとして機能する。
【００１３】
本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電
層上に、金、銀または銅の導電性粒子（導電性微粒子ともよぶ）と樹脂を含む第２の導電
層を形成する工程と、第２の導電層にレーザービームを照射して、前記第１の導電層と前
記第２の導電層が接する面積（部分）を増加させる工程とを含む。第１の導電層は、スパ
ッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法または液滴吐出法を用いて形成する。好ましくは、第１
の導電層は、スパッタリング法により形成する。また、第２の導電層は、印刷法により形
成する。好ましくは、第２の導電層は、スクリーン印刷法により形成する。第２の導電層
は、導電性粒子と樹脂からなり、ペースト状のものである。本発明の半導体装置の作製方
法は、レーザービームを照射する工程を含むことにより、第１の導電層上に、導電性粒子
と樹脂からなる第２の導電層を形成した場合でも、第１の導電層と第２の導電層が接する
部分を増加させ、第１の導電層と第２の導電層の間の電気的な接続不良を改善することが
できる。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を有する本発明により、複数の導電層の積層体の電気的な接続をより確実にする
ことにより、信頼性を向上させることができる。また、性質が異なる接着層が設けられた
基板を活用することにより、複数の工程を同時に行い、生産性を向上させることができる
。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図２】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図３】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図４】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図５】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図６】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図７】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図８】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図９】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置及びその作製方法を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置を示す図。
【図１３】実験とその結果を示す図。
【図１４】実験とその結果を示す図。
【図１５】実験とその結果を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置を示す図。
【図１７】帯電防止型の基板を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明
に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々
に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施
の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構
成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【００１７】
本発明の半導体装置及びその作製方法について、図１〜７の断面図と図８〜１０の上面図
を参照して説明する。なお、図１（Ａ）は図８（Ａ）、図１（Ｂ）は図８（Ｂ）、図２（
Ｂ）は図８（Ｃ）、図５（Ａ）は図９（Ａ）、図５（Ｂ）は図９（Ｂ）（Ｃ）、図６（Ａ
）は図１０（Ａ）（Ｂ）、図６（Ｂ）は図１０（Ｃ）の上面図の点Ａから点Ｂの断面図で
ある。
【００１８】
まず、基板１０の一方の面上に、絶縁層１１を形成する（図１（Ａ）参照）。次に、絶縁
層１１上に剥離層１２を形成する。続いて、剥離層１２上に絶縁層１３を形成する。
【００１９】
基板１０は、絶縁表面を有する基板であり、例えば、ガラス基板、プラスチック基板、石
英基板等である。好適には、基板１０として、ガラス基板又はプラスチック基板を用いる
とよい。ガラス基板とプラスチック基板は、１辺が１メートル以上のものを作成すること
が容易であり、また、四角形状等の所望の形状のものを作成することが容易であるからで
ある。そうすると、例えば、四角形状で、１辺が１メートル以上のガラス基板やプラスチ
ック基板を用いると、生産性を大幅に向上させることができる。このような利点は、円形
で、最大で直径が３０センチ程度のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位
点である。
【００２０】
絶縁層１１、１３は、気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法等により、珪素の酸化
物、珪素の窒化物、窒素を含む珪素の酸化物、酸素を含む珪素の窒化物などを形成する。
絶縁層１１は、基板１０からの不純物元素が上層に侵入してしまうことを防止する役目を
担う。但し、絶縁層１１は、必要がなければ、形成しなくてもよい。
【００２１】
剥離層１２は、スパッタリング法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、
チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、
パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）等から選
択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を含む層を、単
層又は積層して形成する。なお、珪素を含む層は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでも
よい。
【００２２】
剥離層１２が単層構造の場合、好ましくは、タングステン、モリブデン、タングステンと
モリブデンの混合物、タングステンの酸化物、タングステンの酸化窒化物、タングステン
の窒化酸化物、モリブデンの酸化物、モリブデンの酸化窒化物、モリブデンの窒化酸化物
、タングステンとモリブデンの混合物の酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸
化窒化物、タングステンとモリブデンの混合物の窒化酸化物のいずれかを含む層を形成す
る。
【００２３】
剥離層１２が積層構造の場合、好ましくは、１層目として、タングステン、モリブデン、
又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、２層目として、タングステン
の酸化物、モリブデンの酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸化物、タングス
テンの酸化窒化物、モリブデンの酸化窒化物、又はタングステンとモリブデンの混合物の
酸化窒化物を含む層を形成する。
【００２４】
剥離層１２として、タングステンとタングステンの酸化物の積層構造を形成する場合、ま
ず、剥離層１２としてタングステンを含む層を形成し、その上層の絶縁層１３として、珪
素の酸化物を含む層を形成することにより、タングステンを含む層と珪素の酸化物を含む
層との間に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。タング
ステンの窒化物、タングステンの酸化窒化物、又はタングステンの酸化窒化物等を含む層
を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に珪素の窒化物
を含む層、酸素を含む窒化珪素層、窒素を含む酸化珪素層を形成するとよい。
【００２５】
次に、絶縁層１３上に複数のトランジスタ１４を形成する。この工程では、複数のトラン
ジスタ１４として、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を
形成する。
【００２６】
複数のトランジスタ１４の各々は、半導体層５０、ゲート絶縁層（絶縁層ともいう）５１
、ゲート（ゲート電極ともいう）である導電層５２を有する。半導体層５０は、ソース又
はドレインとして機能する不純物領域５３、５４、チャネル形成領域５５を有する。不純
物領域５３、５４には、Ｎ型を付与する不純物元素（例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ））
、又はＰ型を付与する不純物元素（例えばボロン（Ｂ））が添加されている。不純物領域
５４は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域である。
【００２７】
複数のトランジスタ１４の各々は、半導体層５０上にゲート絶縁層５１が設けられ、ゲー
ト絶縁層５１上に導電層５２が設けられたトップゲート型、導電層５２上にゲート絶縁層
５１が設けられ、ゲート絶縁層５１上に半導体層５０が設けられたボトムゲート型のどち
らのタイプでもよい。また、複数のトランジスタ１４から選択された１つ又は複数のトラ
ンジスタは、ゲート電極が２つ以上、チャネル形成領域が２つ以上あるマルチゲート型の
トランジスタでもよい。
【００２８】
また、基板１０上に複数のトランジスタ１４のみを形成しているが、本発明はこの構成に
制約されない。基板１０上に設ける素子は、半導体装置の用途によって適宜調整される。
例えば、非接触でデータの送信と受信を行う機能を有する場合、基板１０上に複数のトラ
ンジスタのみ、又は基板１０上に複数のトランジスタとアンテナとして機能する導電層を
形成するとよい。また、データを記憶する機能を有する場合、基板１０上に複数のトラン
ジスタと記憶素子（例えば、トランジスタ、メモリトランジスタ等）を形成するとよい。
また、回路を制御する機能や信号を生成する機能等を有する場合（例えば、ＣＰＵ、信号
生成回路等）、基板１０上に複数のトランジスタを形成するとよい。また、上記以外にも
、必要に応じて、抵抗素子（抵抗ともいう）や容量素子（容量ともいう）などの他の素子
を形成するとよい。
【００２９】
次に、複数のトランジスタ１４上に、絶縁層１５〜１７を形成する。絶縁層１５〜１７は
、気相成長法、スパッタリング法、ＳＯＧ（スピン オン グラス）法、液滴吐出法（例
えば、インクジェット法）等を用いて、珪素の酸化物、珪素の窒化物、ポリイミド、アク
リル、シロキサン、オキサゾール樹脂等を用いて形成する。シロキサンは、例えば、シリ
コンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に、少なくとも水素を含む有機基（例
えばアルキル基、芳香族炭化水素）、フルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基とフ
ルオロ基を用いたものである。オキサゾール樹脂は、例えば、感光性ポリベンゾオキサゾ
ール等である。オキサゾール樹脂は、ポリイミド等の比誘電率（３．２〜３．４程度）と
比較すると、比誘電率が低いため（２．９程度）、半導体装置の寄生容量の発生を抑制す
ることができる。また、寄生容量の発生を抑制することにより、半導体装置は、高速動作
を行うことができる。
【００３０】
また上記の構成では、複数のトランジスタ１４上に３層の絶縁層（絶縁層１５〜１７）を
形成しているが、本発明はこの構成に制約されない。複数のトランジスタ１４上に設けら
れる絶縁層の数は制約されない。
【００３１】
次に、絶縁層１５〜１７に開口部を形成して、複数のトランジスタ１４の各々のソース（
ソース領域、ソース電極ともいう）又はドレイン（ドレイン領域、ドレイン電極ともいう
）に接続された導電層１９〜２４と、導電層１８、２５を形成する（図１（Ａ）、図８（
Ａ）参照）。導電層１８、２５と、導電層１９〜２４は、同じ層に設けられている。また
、導電層１８、２５は外部と接続する端子であり、導電層１９〜２４はソース配線又はド
レイン配線である。導電層１８、２５は、導電層１９〜２４と電気的に接続されている。
外部から供給される信号は、導電層１８、２５と、導電層１９〜２４を介して、複数のト
ランジスタ１４に供給される。
【００３２】
導電層１８〜２５は、スパッタリング法等により、チタン、タングステン、クロム、アル
ミニウム、タンタル、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、イリジウム、
ニオブ、鉛、白金、モリブデン、コバルト又はロジウム等から選択された元素、又はこれ
らの元素を主成分とする合金材料、又はこれらの元素を主成分とする酸化物や窒化物など
の化合物材料で、単層又は積層で形成する。導電層１８〜２５の積層構造の例を挙げると
、例えば、チタン、アルミニウム、チタンの３層構造、チタン、窒化チタン、アルミニウ
ム、チタン、窒化チタンの５層構造、チタン、窒化チタン、シリコンが添加されたアルミ
ニウム、チタン、窒化チタンの５層構造等がある。
【００３３】
次に、導電層１８、２５に接するように、導電層２６、２７を形成する（図１（Ｂ）、図
８（Ｂ）参照）。導電層２６、２７は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて、金、
銀又は銅を含む層を形成する。好ましくは、スクリーン印刷法を用いて、銀の微粒子を含
むペースト（銀の微粒子と樹脂が混合した材料）で形成するとよい。スクリーン印刷法は
、作製時間を短縮することができ、装置が安価であるからである。また、銀は抵抗値が低
いからである。
【００３４】
次に、導電層２６、２７と、導電層１８、２５の一方もしくは双方を、溶融させることの
できるレーザービームを照射する（図２（Ａ）参照）。レーザービームを照射する前は、
導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７とは部分的に接していたが、レーザー
ビームの照射により、導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７の接する部分を
増大させることができる。そのため、導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７
の電気的な接続をより確実なものとして、信頼性を向上させることができる。レーザービ
ームには、媒質により分類すると、気体レーザー、液体レーザー、固体レーザーがあり、
発振の特徴により分類すると、自由電子レーザー、半導体レーザー、Ｘ線レーザーがある
が、本発明では、いずれのレーザーを用いてもよい。但し、好ましくは気体レーザー又は
固体レーザーを用いるとよく、さらに好ましくは固体レーザーを用いるとよい。また本発
明には、連続発振型のレーザービーム、パルス発振型のレーザービームのどちらを用いて
もよい。
【００３５】
次に、絶縁層１７と導電層１９〜２４上に、絶縁層２８を選択的に形成する（図２（Ｂ）
、図８（Ｃ）参照）。絶縁層２８には、開口部２９、３０が設けられている。導電層２６
、２７は、開口部２９、３０を介して露出されている。
【００３６】
なお、開口部２９、３０は、導電層２６、２７の全ての表面が露出されるような形状では
なく、導電層２６、２７の一部の表面が露出されるような形状とするとよい。具体的には
、開口部２９、３０は、導電層２６、２７の中心部が露出されるような形状とするとよい
。これは、後の工程において、正確な位置に歩留まりよく転置を行うためである。仮に、
導電層２６、２７の一表面の全てが露出されるように、絶縁層２８を設けると、導電層２
６、２７と絶縁層２８の両方が設けられていない領域が生じてしまう場合がある。後に行
う転置の工程では、絶縁層２８と基板４８とを接着させて行うため、導電層２６、２７と
絶縁層２８の一方が設けられていない領域があると、正確に転置を行うことができない場
合がある。しかしながら、上記の工程では、絶縁層２８は、導電層２６、２７の中心部が
露出されるように、選択的に設けられている。そうすると、導電層２６、２７と絶縁層２
８の一方が設けられていない領域がないため、正確に転置を行うことができる。
【００３７】
絶縁層２８は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂及びポリイミド樹脂等の絶縁性の樹脂により
、５〜２００μｍ、好適には１５〜３５μｍの厚さで形成する。また、絶縁層２８は、ス
クリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて、均一に形成する。好ましくは、スクリーン印刷
法を用いるとよい。スクリーン印刷法は、作製時間を短縮することができ、装置が安価で
あるからである。次に、必要に応じて、加熱処理を行う。
【００３８】
次に、少なくとも、剥離層１２の一部が露出するような開口部３１を形成する（図３（Ａ
）、図８（Ｄ）参照）。この工程は、処理時間が短い点から、レーザービームの照射によ
り行うとよい。レーザービームは、基板１０、絶縁層１１、剥離層１２、絶縁層１３、１
５〜１７、２８に対して照射される。また、レーザービームは、絶縁層２８の表面から照
射される。開口部２９は、少なくとも、剥離層１２の一部が露出するように形成される。
そのため、少なくとも、絶縁層１３、１５〜１７、２８には、開口部２９が設けられる。
図示する構成では、レーザービームが、絶縁層１１にまで達し、絶縁層１１、１３、１５
〜１７、２８が分断された場合を示す。なお、レーザービームは、基板１０まで分断して
もよい。
【００３９】
上記のレーザービームを照射する工程では、アブレーション加工が用いられる。アブレー
ション加工とは、レーザービームを照射した部分、つまり、レーザービームを吸収した部
分の分子結合が切断されて、光分解し、気化する現象を用いた加工である。つまり、レー
ザービームを照射して、絶縁層１１、剥離層１２、絶縁層１３、１５〜１７、２８のある
部分の分子結合を切断し、光分解し、気化させることにより、開口部３１を形成している
。
【００４０】
また、レーザーは、紫外領域である１５０〜３８０ｎｍの波長の固体レーザーを用いると
よい。好ましくは、１５０〜３８０ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーを用いるとよい
。その理由は、１５０〜３８０ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーは、他の高波長側の
レーザーに比べ、基板に光が吸収されやすく、アブレーション加工が可能であるからであ
る。また、加工部の周辺に影響を与えず、加工性がよいからである。
【００４１】
次に、絶縁層２８上に、基板４８を設ける（図３（Ｂ）参照）。基板４８は、絶縁層３２
と接着層４３が積層された基板であり、熱剥離型の基板である。接着層４３は、加熱処理
により接着力が低下する層であり、例えば、熱可塑性接着剤の加熱時の軟化を活用する材
料からなる層、加熱により膨張するマイクロカプセルや発泡剤を混入した材料からなる層
、熱硬化性樹脂に熱溶融性や熱分解性を付与した材料からなる層、水の侵入による界面強
度劣化やそれに伴う吸水性樹脂の膨張を用いた層である。
【００４２】
次に、基板４８を用いて、基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離す
る（図４（Ａ）参照）。基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体の分離は、
剥離層１２の内部又は剥離層１２と絶縁層１３を境界として行われる。図示する構成では
、分離は、剥離層１２と絶縁層１３の界面を境界として行われた場合を示す。このように
、基板４８を用いることにより、分離の工程を容易にかつ短時間で行うことができる。
【００４３】
次に、加熱処理を行って、絶縁層１３の表面に基板４９を設けると共に、基板４８から複
数のトランジスタ１４を含む積層体を分離する（図４（Ｂ）参照）。基板４９は、絶縁層
３３と接着層４４が積層された基板である。接着層４４は、加熱処理により接着力が増す
層であり、熱可塑性の樹脂を含む層に相当する。熱可塑性の樹脂とは、例えば、ポリエチ
レン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等に相当する。
【００４４】
上述したように、基板４８は、熱剥離型の基板であるため、加熱処理により、基板４８と
絶縁層２８の間の接着力が低下し、基板４８から複数のトランジスタ１４を含む積層体が
分離される。同時に、加熱処理により、基板４９の表面の熱可塑性の樹脂が硬化し、絶縁
層１３と基板４９の一表面との接着力が増す。このように、性質が異なる接着層が設けら
れた２枚の基板４８、４９を用いることにより、基板４８から積層体を分離する工程と、
積層体を基板４９上に設ける工程とを同時に行うことができる。従って、作製時間を短縮
することができる。
【００４５】
次に、必要に応じて、再度、導電層２６、２７にレーザービームを照射する。これは、上
記の分離の工程の影響により、導電層１８と導電層２６、導電層２５と導電層２７との電
気的な接続に不良が生じる可能性があり、そのような不良を改善するためである。従って
、必要がなければ、レーザービームを照射する工程を行わなくてもよい。
【００４６】
次に、導電層２６、２７に接するように、導電層３４、３５を形成する（図５（Ａ）、図
９（Ａ）参照）。導電層３４、３５は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて、金、
銀又は銅を含む層を形成する。好ましくは、スクリーン印刷法を用いて、銀の微粒子を含
むペースト（銀の微粒子と樹脂が混合した材料）で形成する。スクリーン印刷法は、作製
時間を短縮することができ、装置が安価であるからである。また、銀は抵抗値が低いから
である。次に、必要に応じて、加熱処理を行う。
【００４７】
次に、基板４９、絶縁層１３、１５〜１７、２８に、レーザービームを照射して、開口部
３６を形成する（図５（Ｂ）、図９（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００４８】
次に、アンテナ（アンテナとして機能する導電層）４５、容量素子４６が設けられた基板
３７を準備する（図６（Ａ）、図１０（Ａ）参照）。アンテナ４５、容量素子４６の各々
は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いて形成する。図６（Ａ）には、アンテナ４５
の一部である導電層３８、３９を図示する。異方性導電層４０は、接着剤中に導電性フィ
ラーが設けられた材料であり、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ
Ｐａｓｔｅ）ともよばれる。異方性導電層４０は、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を
用いて、均一に形成する。
【００４９】
次に、異方性導電層４０を用いて、基板４９と基板３７とを貼り合わせる（図６（Ｂ）、
図１０（Ｂ）参照）。次に、必要があれば、絶縁層２８と異方性導電層４０とを接着する
。この際、フリップチップボンダー、ダイボンダー、ＡＣＦ貼り付け機、圧着機等により
、加圧処理と加熱処理の一方又は両方を行う。
【００５０】
なお、導電層３５と導電層３９は、直接接してもよい（図６（Ｂ）参照）。また、導電層
３５と導電層３９の間に、異方性導電層４０が設けられていてもよい。
【００５１】
なお、複数のトランジスタ１４を含む積層体の表面に、さらに基板を設けてもよい（図７
参照）。具体的には、基板４９と基板３７の一方又は両方の表面に、新たに、基板を設け
てもよい。図示する構成では、基板４９の表面に基板４１を設け、基板３７の表面に基板
４２を設けている。基板４１、４２を設けることにより、さらに強度を向上させることが
できる。基板４１、４２による複数のトランジスタ１４を含む積層体の封止は、基板４１
、４２の各々の表面の層、又は基板４１、４２の各々の表面の接着層を加熱処理によって
溶かすことにより行われる。また必要に応じて、加圧処理も行われる。
【実施例１】
【００５２】
上記の実施の形態では、基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離する
が（図４（Ａ）参照）、本発明はこの形態に制約されない。導電層１８〜２５を形成した
後（図１（Ａ）参照）に、基板１０を薄型化してもよい。
【００５３】
基板１０を薄型化するためには、基板１０の他方の面を、研削装置（例えば研削盤）を用
いて研削する。好適には、基板１０の厚さが１００μｍ以下になるまで研削する。次に、
研削した基板１０の他方の面を、研磨装置（例えば、研磨パッド、研磨砥粒（例えば酸化
セリウム等））を用いて研磨する。好適には、基板１０の厚さが５０μｍ以下、好ましく
は２０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下になるまで研磨する。なお、基板１０を薄型
化するためには、基板１０の研削と研磨の一方又は両方を行うとよい。また、研削工程と
研磨工程を行う前に、必要に応じて、導電層１８〜２５上に保護を目的とした層を設ける
とよい。また、研削工程と研磨工程の後は、必要に応じて、ゴミを除去するための洗浄工
程、乾燥工程の一方又は両方を行うとよい。
【００５４】
薄型化した基板１０の厚さは、研削工程と研磨工程に必要な時間、後に行う切断工程に必
要な時間、半導体装置の用途、半導体装置の用途に必要な強度などを考慮して、適宜決め
るとよい。例えば、研削工程と研磨工程の時間を短縮して生産性を向上させる場合は、研
磨後の基板１０の厚さは５０μｍ程度にするとよい。また、後に行う切断工程に必要な時
間を短縮して生産性を向上させる場合、研磨後の基板１０の厚さは、２０μｍ以下、より
好適には５μｍ以下とするとよい。また、半導体装置を薄い物品に貼り付けたり、埋め込
んだりする場合、研磨後の基板１０の厚さは２０μｍ以下、より好適には５μｍ以下とす
るとよい。また、薄型化した基板１０の厚さの下限は特に制約されない。基板１０が除去
されるまで（基板１０の厚さが０μｍになるまで）、薄型化してもよい。
【００５５】
次に、導電層１８、２５に接するように、導電層２６、２７を形成する（図１（Ｂ）参照
）。次に、導電層２６、２７にレーザービームを照射する（図２（Ａ）参照）。次に、絶
縁層２８を選択的に形成する（図２（Ｂ）参照）。次に、レーザービームを照射して、開
口部３１を形成する（図３（Ａ）参照）。図示する構成では、開口部３１の形成の際に、
基板１０を切断していないが、基板１０を薄型化した場合は、基板１０も切断するとよい
。そして、基板１０から、複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離する工程を省略す
るとよい。その後の工程は、上述の工程と同様である（図３（Ｂ）、図４、図５、図６参
照）。基板１０から複数のトランジスタ１４を含む積層体を分離せずに、薄型化した基板
１０を残存させておくと、有害な気体の侵入、水の侵入、不純物元素の侵入を抑制するこ
とができる。従って、劣化や破壊を抑制し、信頼性を向上させることができる。また、バ
リア性を向上させることができる。
【実施例２】
【００５６】
本発明の半導体装置の構成について、図１１を参照して説明する。本発明の半導体装置１
００は、演算処理回路１０１、記憶回路１０３、アンテナ１０４、電源回路１０９、復調
回路１１０、変調回路１１１を有する。
【００５７】
演算処理回路１０１は、復調回路１１０から入力される信号に基づき、命令の解析、記憶
回路１０３の制御、外部に送信するデータの変調回路１１１への出力などを行う。
【００５８】
記憶回路１０３は、記憶素子を含む回路と、データの書き込みやデータの読み出しを制御
する制御回路を有する。記憶回路１０３には、少なくとも、半導体装置自体の識別番号が
記憶されている。識別番号は、他の半導体装置と区別するために用いられる。記憶回路１
０３は、有機メモリ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍ
ｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｆ
ｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）
、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａ
ｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ
Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏ
ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びフラッシュメモリから選択された一種又は複数種である。有
機メモリは、一対の導電層間に有機化合物を含む層が挟まれた構造を有するメモリである
。有機メモリは、構造が単純であるため、作製工程を簡略化することができ、費用を削減
することができる。また、構造が単純であるため、積層体の面積を小型化することが容易
であり、高集積化を容易に実現することができる。また、不揮発性であり、電池を内蔵す
る必要がない。従って、記憶回路１０３として、有機メモリを用いることが好ましい。
【００５９】
アンテナ１０４は、リーダ／ライタ１１２から供給された搬送波を、交流の電気信号に変
換する。また、アンテナ１０４は、変調回路１１１により、負荷変調が加えられる。電源
回路１０９は、アンテナ１０４が変換した交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、各
回路に電源電圧を供給する。
【００６０】
復調回路１１０は、アンテナ１０４が変換した交流の電気信号を復調し、復調した信号を
、演算処理回路１０１に供給する。変調回路１１１は、演算処理回路１０１から供給され
る信号に基づき、アンテナ１０４に負荷変調を加える。
【００６１】
リーダ／ライタ１１２は、アンテナ１０４に加えられた負荷変調を、搬送波として受信す
る。また、リーダ／ライタ１１２は、搬送波を半導体装置１００に送信する。なお、搬送
波とは、リーダ／ライタ１１２が発する電磁波である。
【００６２】
本発明の半導体装置が含むトランジスタを用いて、上記回路を構成することにより、非接
触でデータの送信と受信を行う機能をもたせることができる。
【実施例３】
【００６３】
本発明の半導体装置１２５は、非接触でデータの送信と受信を行うことができるという機
能を活用することにより、様々な物品、様々なシステムに用いることができる。物品とは
、例えば、鍵（図１２（Ａ）参照）、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（
運転免許証や住民票等）、書籍類、容器類（シャーレ等、図１２（Ｂ）参照）、装身具（
鞄や眼鏡等、図１２（Ｃ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１２（Ｄ）参照
）、記録媒体（ディスクやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、食品類、衣類、生活
用品類、電子機器（液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置、携帯端末等）等で
ある。本発明の半導体装置は、上記のような様々な形状の物品の表面に貼り付けたり、埋
め込んだりして、固定される。
【００６４】
また、システムとは、物流・在庫管理システム、認証システム、流通システム、生産履歴
システム、書籍管理システム等であり、本発明の半導体装置の機能を活用することにより
、システムの高機能化、多機能化、高付加価値化を図ることができる。例えば、本発明の
半導体装置を身分証明証の内部に設けておき、かつ、建物の入り口などに、リーダ／ライ
タ１２１を設けておく（図１２（Ｅ）参照）。リーダ／ライタ１２１は、各人が所有する
身分証明証内の認証番号を読み取り、その読み取った認証番号に関する情報を、コンピュ
ータ１２２に供給する。コンピュータ１２２では、リーダ／ライタ１２１から供給された
情報に基づき、入室又は退室を許可するか否かを判断する。このように、本発明の半導体
装置の機能を活用することにより、使用者の利便性を向上させ、高付加価値化を実現した
入退室管理システムを提供することができる。
【実施例４】
【００６５】
本発明の半導体装置に用いられる、導電層が設けられた基板の例について説明する。導電
層が設けられた基板は、例えば、以下の２つのようなものがある。導電層は、アンテナや
接続配線として機能する。
【００６６】
１つは、基板上に、導電層が設けられたものである。導電層は、銅、銀、金、アルミニウ
ム、チタンなどにより形成されている。導電層の露出された部分は、酸化防止のため、金
などによりメッキが施されている。
【００６７】
もう１つは、基板上に、導電層が設けられ、当該導電層上に保護層が設けられたものであ
る。保護層は、絶縁性の樹脂を含み、絶縁性の樹脂とは、例えば、エポキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、合成ゴム系樹脂である。保護層には、所望の箇所に開口部が設けられており、そ
の開口部を介して、導電層が露出されている。
【００６８】
なお、基板２２０上の導電層２２１をアンテナとして機能させる場合、導電層２２１の形
状は制約されない（図１６（Ａ）〜（Ｄ）参照）。例えば、線状（ダイポールアンテナ等
、図１６（Ａ）参照）、直方体で平坦なもの（パッチアンテナ等、図１６（Ｂ）参照）、
輪状（ループアンテナ、スパイラルアンテナ等、図１６（Ｃ）参照）、リボン状（図１６
（Ｄ）参照）などがある。そして、導電層２２１が設けられた基板２２０上に、複数のト
ランジスタを含む積層体２２２を貼り付ければ、非接触でデータの送信と受信が可能な半
導体装置が完成する。
【００６９】
また、導電層を形成する材料も特に制約されない。材料には、例えば、金、銀、銅等を用
いればよく、そのうち、抵抗値が低い銀を用いるとよい。また、その作製方法も特に制約
されず、スパッタリング法、スクリーン印刷法、液滴吐出法等を用いるとよい。
【００７０】
なお、アンテナを、直接、金属膜の表面に貼り付けると、金属膜の表面を通る磁束によっ
て、金属膜にうず電流が発生する。このようなうず電流は、リーダ／ライタの磁界に対し
て、逆向きに発生してしまう。そこで、アンテナと導電層の間に、高い透磁率で高周波損
失の少ないフェライトや金属薄膜シートを挟み、うず電流の発生を防止するとよい。
【実施例５】
【００７１】
本発明の半導体装置には、静電気による影響を抑制するために、電荷の発生を抑制するこ
とができる帯電防止型の基板を用いることが好ましい。そこで、帯電防止型の基板につい
て、図１７を参照して説明する。以下には、帯電防止型の基板を５つに大別して説明する
。
【００７２】
１つ目は、絶縁層２５１と、絶縁層２５１上に導電性材料を含む層２５２が設けられた基
板である（図１７（Ａ）参照）。導電性材料を含む層２５２は、めっき法、蒸着法及びス
パッタリング法などを用いて、アルミニウム、金、亜鉛、インジウム錫酸化物等の金属を
含む層を形成する。又は、導電性材料を含む層２５２として、導電性塗料を含む層を形成
する。導電性塗料とは、塗料に導電性材料（カーボンブラックや銀の粒子など）の微粉が
混入された材料である。
【００７３】
２つ目は、絶縁層２５３が設けられており、絶縁層２５３の表面に親水化された層２５４
が設けられた基板である（図１７（Ｂ）参照）。親水化するためには、酸による処理、プ
ラズマによる表面処理を用いる。３つ目は、導電性材料が混入された絶縁層２５５を含む
基板である（図１７（Ｃ）参照）。導電性材料とは、金属粉、カーボンブラック、カーボ
ン繊維などを用いる。
【００７４】
上記の３つの基板のように、基板に帯電された電荷を放電し、その一端を接地することに
より、容易に電荷を除去することができる。従って、静電気による影響を抑制することが
できる。
【００７５】
４つ目は、絶縁層２５６と、絶縁層２５６上に帯電防止剤を含む層２５７が設けられた基
板である（図１７（Ｄ）参照）。５つ目は、帯電防止剤が混入された絶縁層２５８を含む
基板である（図１７（Ｅ）参照）。帯電防止剤は、アニオン系帯電防止剤、カチオン系帯
電防止剤、両性帯電防止剤、非イオン系帯電防止剤に分類される。アニオン系帯電防止剤
にはアルキルスルホン酸塩等があり、カチオン系帯電防止剤にはテトラアルキルアンモニ
ウム塩等があり、両性帯電防止剤にはアルキルベタイン等があり、非イオン系帯電防止剤
にはグリセリン脂肪酸エステル等がある。
【００７６】
上記の２つの基板のように、帯電防止剤を用いることにより、基板に帯電された電荷の漏
洩を促進することができる。従って、静電気による影響を抑制することができる。
【００７７】
絶縁層２５１、２５３、２５６には、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル、ブタジエン、スチレンの三つが重
合した樹脂）、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカー
ボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、
ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリメチルペンテン、フェノール樹脂
、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン等を用いて形成する。
【００７８】
また、上記の基板は、基板（基体、フィルム、テープとよぶこともできる）は、可撓性の
性質を有することが好ましい。また、基板の表面には、接着層が設けられていてもよい。
接着層は、接着剤を含む層である。また、基板の表面は、二酸化珪素（シリカ）により、
コーティングされていてもよい。コーティングにより、高温で高湿度の環境下においても
防水性を保つことができる。また、その表面は、炭素を主成分とする材料（例えば、ダイ
ヤモンドライクカーボン）によりコーティングされていてもよい。コーティングにより強
度が増し、複数のトランジスタ１４を含む積層体の劣化や破壊を抑制することができる。
【実施例６】
【００７９】
本発明の半導体装置は、複数のトランジスタを有する。複数のトランジスタの各々は、半
導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極を有する。以下には、複数のトランジスタの各々が
含む半導体層の作製方法の一例について説明する。
【００８０】
まず、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により非晶質半導体層を形
成する。次に、レーザー結晶化法、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ
）法、ファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱
結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザー結晶化法を組み合わ
せた方法などを用いて、非晶質半導体層を結晶化し、結晶化された半導体層を形成する。
次に、結晶化された半導体層を所望の形状に加工する。
【００８１】
なお上記の作製方法のうち、好ましくは、熱処理を伴った結晶化法と、連続発振レーザー
又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザービームを照射する結晶化法とを組み合わ
せた方法を用いるとよい。連続発振レーザー又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレー
ザービームを照射することで、結晶化された半導体層の表面を平坦なものとすることがで
きる。結晶化された半導体層の表面を平坦化することにより、当該半導体層の上層のゲー
ト絶縁層を薄膜化し、また、前記ゲート絶縁層の耐圧を向上させることができる。
【００８２】
また上記の作製方法のうち、好ましくは、連続発振レーザー又は１０ＭＨｚ以上の周波数
で発振するレーザービームを用いるとよい。連続発振レーザー又は１０ＭＨｚ以上の周波
数で発振するレーザービームを照射しながら、一方向に走査して結晶化させた半導体層は
、そのビームの走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（
チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを
配置し、なおかつ、ゲート絶縁層の作製方法に下記の方法を採用することにより、特性の
ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高いトランジスタを得ることができる。
【００８３】
次に、複数のトランジスタの各々が含むゲート絶縁層の作製方法の一例について説明する
。ゲート絶縁層は、半導体層に対し、プラズマ処理を行うことにより、表面を酸化又は窒
化することで形成するとよい。例えば、希ガス（Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなど）と混合ガ
ス（酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素など）を導入したプラズマ処理で形成する
。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波の導入により行うと、低電子温度で高密度の
プラズマを生成することができる。このような高密度プラズマで生成された酸素ラジカル
（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）に
よって、半導体層の表面を酸化又は窒化することにより、５〜１０ｎｍの絶縁層が半導体
層に形成される。この５〜１０ｎｍの絶縁層をゲート絶縁層として用いるとよい。
【００８４】
なお、この場合の高密度プラズマを用いた処理による反応は、固相反応であるため、当該
ゲート絶縁層と半導体層との界面準位密度はきわめて低くすることができる。このような
高密度プラズマ処理は、半導体層（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化
（若しくは窒化）するため、形成されるゲート絶縁層の厚さのばらつきをきわめて小さく
することができる。また、結晶性シリコンの結晶粒界でも、強く酸化されることがないた
め、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で、半導体層
の表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、
均一性が良く、界面準位密度が低いゲート絶縁層を形成することができる。
【００８５】
なお、トランジスタが含むゲート絶縁層は、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁
層のみを用いてもよいし、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁層に加えて、プラ
ズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどの
絶縁層を積層させて形成してもよい。いずれにしても、高密度プラズマで形成した絶縁層
をゲート絶縁層の一部又は全部に含むトランジスタは、その特性のばらつきを小さくする
ことができる。
【００８６】
また、トランジスタが含む半導体層とゲート絶縁層や、その他の絶縁層は、プラズマ処理
を用いて形成する場合がある。このようなプラズマ処理は、電子密度が１×１０１１ｃｍ
−３以上であり、プラズマの電子温度が１．５ｅＶ以下で行うことが好ましい。より詳し
くは、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下で、プラズマの電
子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下で行うことが好ましい。
【００８７】
プラズマの電子密度が高密度であり、被処理物（例えば、トランジスタが含む半導体層、
ゲート絶縁層等）付近での電子温度が低いと、被処理物に対するプラズマによる損傷を防
止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上と高密度で
あるため、プラズマ処理を用いて、被処理物を酸化または窒化することよって形成される
酸化物または窒化物は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成された薄膜と比較して
、膜厚等が均一性に優れ、緻密な膜を形成することができる。また、プラズマの電子温度
が１．５ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して、低温度で酸化
または窒化処理を行うことができる。例えば、ガラス基板の歪点よりも１００度以上低い
温度でプラズマ処理を行っても、被処理物を十分に酸化または窒化することによって、酸
化物または窒化物を形成することができる。
【実施例７】
【００８８】
積層された導電層にレーザービームを照射する前と照射した後とで抵抗値の相違を調べた
実験とその結果、また、積層された導電層にレーザービームを照射した後の断面構造につ
いて、図１３〜１５を参照して説明する。
【００８９】
実験では、サンプルＡとサンプルＢの２つのサンプルを準備した。サンプルＡは、基板２
２１上に、第１の導電層２２２、第２の導電層２２３、第３の導電層２２４、第４の導電
層２２５及び第５の導電層２２６を積層して形成した。また、第５の導電層２２６上に、
第６の導電層２２７、２２８を形成した（図１３（Ａ）のサンプルＡの断面の概略図参照
）。
【００９０】
サンプルＢは、サンプルＡと同様、基板２２１上に、第１の導電層２２２、第２の導電層
２２３、第３の導電層２２４、第４の導電層２２５及び第５の導電層２２６を積層して形
成した。また、第５の導電層２２６上に、２つの第６の導電層を形成し、その後、当該第
６の導電層の表面に、２６６ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーを照射した。その結果
、レーザービームに照射された第６の導電層２２９、２３０が形成された（図１３（Ｂ）
のサンプルＢの断面の概略図参照）。
【００９１】
なお、第１の導電層２２２はチタンを含む層であり、第２の導電層２２３は窒化チタンを
含む層であり、第３の導電層２２４はアルミニウムを含む層であり、第４の導電層２２５
はチタンを含む層であり、第５の導電層２２６は窒化チタンを含む層であった。また、第
６の導電層２２７、２２８、２２９、２３０は、銀ペーストを含む層であった。銀ペース
トは、エポキシ樹脂と銀の微粒子を含むものであった。
【００９２】
次に、サンプルＡの第６の導電層２２７、２２８の間の抵抗値と、サンプルＢの第６の導
電層２２９、２３０の間の抵抗値を測定した。その結果、サンプルＡの抵抗値は４．００
Ωであり、サンプルＢの抵抗値は０．１４Ωであった。この結果から、レーザービームを
照射することにより、抵抗値が低くなることが分かった。
【００９３】
次に、サンプルＣを準備した。サンプルＣは、基板２０１上に、第１の導電層２０２、第
２の導電層２０３、第３の導電層２０４、第４の導電層２０５及び第５の導電層２０６を
積層して形成した。また、第５の導電層２０６上に、第６の導電層２０７を形成した（図
１４（Ａ）（Ｂ）のサンプルＣの断面と上面の概略図参照）。第１の導電層２０２はチタ
ンを含む層であり、第２の導電層２０３は窒化チタンを含む層であり、第３の導電層２０
４はアルミニウムを含む層であり、第４の導電層２０５はチタンを含む層であり、第５の
導電層２０６は窒化チタンを含む層であり、第６の導電層２０７は銀ペーストを含む層で
あった。
【００９４】
次に、第６の導電層２０７に、２６６ｎｍの波長のＮｄ：ＹＶＯ４レーザーを照射した（
図１４（Ｃ）（Ｄ）のサンプルＣの断面と上面の概略図、図１５（Ａ）（Ｂ）参照）。図
１４（Ｃ）と図１５（Ｂ）において、領域２１１はレーザービームが照射された領域であ
り、領域２１３はレーザービームが照射されていない領域である。
【００９５】
図１５（Ａ）は、図１４（Ｃ）の領域２１０のＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａ
ｍ Ｓｙｓｔｅｍ：集束イオンビーム加工観察装置）像である。図１５（Ｂ）は、図１５
（Ａ）の概略図であり、図１５（Ｂ）中、導電層２１２は、第１の導電層２０２〜第５の
導電層２０６の積層体に相当する。サンプルＣの断面の観察の結果、レーザービームの照
射により、第５の導電層２０６と第６の導電層２０７との接する部分２０８が増大してい
た。また、レーザービームの照射により、第３の導電層２０４の一部、第４の導電層２０
５の一部及び第５の導電層２０６の一部が溶融され、第３の導電層２０４と第６の導電層
２０７の接する部分２０９が形成されていた。このように、レーザービームを照射するこ
とにより、第１の導電層２０２〜第５の導電層２０６の積層体と第６の導電層２０７とが
接する部分を増大することができた。そのため、第１の導電層２０２〜第５の導電層２０
６の積層体と第６の導電層２０７との間の抵抗値を低くすることができた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の第１の導電層と、
前記第１の導電層上の第２の導電層と、
前記第２の導電層上の第３の導電層と、
前記第３の導電層上の第４の導電層と、を有し、
前記第１の導電層はチタンを含み、
前記第２の導電層はアルミニウムを含み、
前記第３の導電層はチタンを含み、
前記第２の導電層は凹部を有し、
前記凹部において、前記第２の導電層は前記第４の導電層と接する領域を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
基板上の第１の導電層と、
前記第１の導電層上の第２の導電層と、
前記第２の導電層上の第３の導電層と、
前記第３の導電層上の第４の導電層と、を有し、
前記第１の導電層はチタンを含み、
前記第２の導電層はアルミニウムを含み、
前記第３の導電層はチタンを含み、
前記第２の導電層は凹部を有し、
前記凹部において、前記第２の導電層は前記第４の導電層と接する領域を有す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１６】
【図１７】
【図１５】
【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１６】
【図１７】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２４８８９５（Ｐ２０１２−２４８８９５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９６７５５（Ｐ２０１２−１９６７５５）
【出願日】平成２４年９月７日（２０１２．９．７）
【分割の表示】特願２００６−２１７６９５（Ｐ２００６−２１７６９５）の分割
【原出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【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２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月７日（２０１２．９．７）
【分割の表示】特願２００６−２１７６９５（Ｐ２００６−２１７６９５）の分割
【原出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【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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