(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタ、前記トランジスタの下方に形成された第１の絶縁層及び前記トランジスタの上方に形成された第２の絶縁層を含む素子層と、
前記第２の絶縁層上に設けられたアンテナ層と、
前記第２の絶縁層上に、それに接して２μｍ以上２００μｍ以下の間隔で互いに離間して設けられた複数の突起部材と、を有し、
前記複数の突起部材を形成する材料の縦弾性係数は、前記第２の絶縁層を形成する材料の縦弾性係数よりも低いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の突起部材を形成する材料は、ポリイミド、アクリル、ポリスチレン、ポリベンゾオキサゾール、ノボラック樹脂、シリコーン樹脂又は有機シロキサン樹脂のいずれか一であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記トランジスタは、薄膜トランジスタであることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記複数の突起部材は、前記トランジスタのチャネル形成領域と重ならないように設けら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のいずれか一において、
前記半導体装置は、可撓性を有する基板で封止されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
トランジスタ、第１の絶縁層及び第２の絶縁層を含む素子層を有する半導体装置の作製方法であって、
第１の基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に前記第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層上に前記トランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に前記第２の絶縁層を形成し、
前記第２の絶縁層上に、アンテナ層と、前記第２の絶縁層を形成する材料の縦弾性係数よりも低い縦弾性係数の材料で複数の突起部材とを形成し、
前記複数の突起部材の表面に接着層を有する第２の基板を貼り合わせ、前記第１の基板から前記素子層を剥離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、及び当該半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス等の剛性を有する基板上に半導体素子を形成することによって、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイなどのディスプレイ、及びフォトセンサー、太陽電池などの光電変換素子等の用途としての半導体装置等の開発が盛んに行われている。また、他にも、非接触でデータを送受信する半導体装置（ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる）の開発が盛んに進められている。また、最近では、フィルム状のディスプレイや紙に漉き込んだ半導体装置等のフレキシブルなデバイスが求められている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−３５０８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、半導体装置の用途は様々な分野に広がっているが、半導体装置を使用する際、半導体装置に衝撃や圧力が加わる等して、半導体装置内の半導体素子が破損してしまうという問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、外部からの物理的な力に対して耐性を有する半導体装置及び半導体装置の作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、半導体層にチャネルが形成されるトランジスタを含み、該トランジスタの上層及び下層に絶縁層が形成された素子層と、素子層の表層面に設けられた複数の突起部材とを有する。複数の突起部材を形成する材料の縦弾性係数は、素子層の表層面に形成する絶縁層の材料の縦弾性係数よりも低い材料で設けられている。
【０００６】
また、本発明は、半導体層にチャネルが形成されるトランジスタを含み、該トランジスタの上層及び下層に絶縁層が形成された素子層に開口部を設け、開口部に複数の突起部材を設ける構成とする。当該複数の突起部材を形成する材料の縦弾性係数は、素子層に用いる絶縁層を形成する材料の縦弾性係数よりも高い物質で設けられている。複数の突起部材は、素子層の表層面より高くなるように設けられている。
【０００７】
複数の突起部材は、好ましくは２μｍ以上２００μｍ、より好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下の間隔で設けられている。
【０００８】
素子層上に複数の突起部材を設けることにより、半導体装置に外力が加えられた場合に、半導体装置に加えられる力を緩和することができる。
【０００９】
なお、本明細書において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能し得る装置全般を指すものとする。
【００１０】
本明細書において、素子層とは、少なくとも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に代表される半導体素子を用いることにより、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）やメモリ、マイクロプロセッサ等が複数設けられた層をいう。また、素子層は、アンテナや微小構造体を有した形態もとりうる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施により、外部からの物理的な力に対して耐性を有する半導体装置を提供することができる。また、信頼性に優れた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】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細をさまざまに変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００１３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の一構成例について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１（Ａ）に、本実施の形態に係る半導体装置１００の上面構造を示す。半導体装置１００は、基板１０１上に設けられたブロック１０２ａ〜１０２ｄを有している。各ブロック間には突起部材１０３が設けられており、ブロック内部にも突起部材が設けられている。例えば、ブロック１０２ａを例に挙げると、ブロック１０２ａの周辺に突起部材１０３が設けられており、ブロック１０２ａ内部にも突起部材が設けられている。
【００１５】
ブロック１０２ａ〜１０２ｄは、トランジスタ、ダイオード等の素子を有している。ダイオードとしては、例えば、可変容量ダイオード、ショットキーダイオード又はトンネルダイオード等の各種ダイオードを適用することができる。
【００１６】
複数の突起部材１０３を設ける間隔は、２μｍ以上２００μｍ以下（好ましくは、５０μｍ以上１５０μｍ以下）の範囲で選べばよい。複数の突起部材１０３を設ける間隔は、ボールペン等のペン先の曲率半径よりも狭くなるように設けることが好ましい。例えば、ボールペン先等の尖頭物による押圧に耐えるためには、２μｍ以上１５０μｍ以下、望ましくは２μ以上１００μｍ、より望ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で選べばよい。また、突起部材１０３は、トランジスタのチャネル形成領域と重ならないように形成することが好ましい。また、突起部材１０３を、トランジスタを囲むように配置してもよい。ここで、突起部材を設ける間隔とは、突起部材の中心から最近接の突起部材の中心までの距離をいう。
【００１７】
また、突起部材１０３の幅（図１（Ａ）ブロック１０２ａ中の矢印の示す長さ１１５、ブロック１０２ｂ中の矢印の示す長さ１１６、ブロック１０２ｃ中の矢印の示す長さ１１７）は、１μｍ以上が望ましい。突起部材１０３のひずみを考慮すると１０μｍ以上、より望ましくは５０μｍ以上が望ましいが、素子領域を確保する為に幅１０μｍ以上の突起部材を、狭くして配置してもよい。
【００１８】
突起部材１０３を設けた半導体装置１００に外力を与えた場合、半導体装置１００の内部に応力が生じるが、当該応力を突起部材に分散させる。従って、突起部材１０３を設けることにより、ブロックに設けられたトランジスタ等の素子に応力が加わることを防止することができる。
【００１９】
次に、図１（Ａ）におけるａ−ｂ間の断面構造の模式図を図１（Ｂ）に示す。
【００２０】
ここでは、絶縁膜１０４（第１の絶縁層とも記す）上に、絶縁膜１０６〜１０８とトランジスタ１０５とからなる素子層１２０上に突起部材１０３とを有している場合を示している。より具体的には、基板１０１上に絶縁膜１０４を介してトランジスタ１０５が設けられ、トランジスタ１０５を覆うように絶縁膜１０６〜１０８が設けられ、絶縁膜１０８上に突起部材１０３ａ、１０３ｂが設けられている。
【００２１】
基板１０１としては、ガラス基板、プラスチック基板、ＳＯＩ基板等を用いることができる。プラスチック基板としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルム等を利用することができる。また、可撓性を有する金属基板を用いても良い。例えば、ステンレス基板等を用いることができる。
【００２２】
トランジスタ１０５としては、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、Ｓｉ等の半導体基板上に当該基板をチャネルとして形成した電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）、又はチャネル領域を有機化合物材料により形成した有機ＴＦＴ等を用いることができる。また、トランジスタ１０５によって、ＣＰＵ、メモリ又は、マイクロプロセッサ等のありとあらゆるブロックを設けることができる。ここでは、トランジスタとして、ｎチャネル型半導体とｐチャネル型半導体とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する薄膜トランジスタを設けた例を示している。半導体膜に不純物領域（ソース領域、ドレイン領域、ＬＤＤ領域を含む）設け、ゲート電極の側面と接するように絶縁膜（サイドウォール）を設けている。また、ｎチャネル型の半導体膜にＬＤＤ領域を形成し、ｐチャネル型の半導体膜にはＬＤＤ領域を設けていない例を示しているが、もちろんｐチャネル型の半導体膜にもｎチャネル型半導体膜と同様にＬＤＤ領域を設けてもよい。半導体膜を島状に設けることによって、半導体装置に曲げ等の外力等を加えた場合であっても、半導体膜に加わる応力を低減させて、破損等を防止することができる。
【００２３】
絶縁膜１０４としては、酸化窒素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＜ｙ）等の酸素又は窒素を有する絶縁膜の単層構造、又はこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜で設け、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜を２層構造で設ける場合に代えて、３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。
【００２４】
絶縁膜１０６としては、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、酸化窒素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＜ｙ）等の酸素又は窒素を有する絶縁膜、又はこれらの積層構造で設けることができる。
【００２５】
絶縁膜１０７、１０８としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、シロキサン系材料等の単層または積層構造で設けることができる。
【００２６】
突起部材１０３ａ、１０３ｂは、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、柱状に加工して形成する。また、液滴吐出法、インクジェット法、印刷法等も用いて柱状に加工することができる。
【００２７】
突起部材１０３ａ、１０３ｂの断面形状（突起部材を基板と平面に切ったときの切り口）は、多角形状、円状等どのような形状で設けてもよい。例えば、図１（Ａ）ブロック１０２ａに示すような四角形、ブロック１０２ｂに示すような形状、ブロック１０２ｃに示すように六角形でもよい。図１（Ａ）に示すように、突起部材１０３ａ、１０３ｂは、同一基板上でそれぞれ異なる断面形状で設けることもできる。また、突起部材１０３ａ、１０３ｂは同じ高さで形成されることが好ましい。
【００２８】
突起部材１０３ａ、１０３ｂを設ける間隔は、好ましくは、２μｍ以上２００μｍ以下（より好ましくは、５０μｍ以上１５０μｍ以下）の範囲で選べばよい。例えば、ボールペン先等の尖頭物による押圧に耐えるためには、２μｍ以上１５０μｍ以下、望ましくは２μ以上１００μｍ、より望ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で選べばよい。また、突起部材１０３ａ、１０３ｂは、トランジスタ１０５のチャネル形成領域に重ならないように形成することが好ましい。また、突起部材１０３を、トランジスタを囲むように配置してもよい。
【００２９】
また、突起部材１０３ａ、１０３ｂの幅は、１μｍ以上が望ましい。突起部材１０３のひずみを考慮すると１０μｍ以上、５０μｍ以上がより望ましいが、素子領域を確保する為に幅１０μｍ以上の突起部材を、狭くして配置してもよい。例えば、突起部材１０３の断面を円状とした場合、円の直径は１μｍ以上が望ましい。
【００３０】
突起部材１０３ａ、１０３ｂに用いる物質としては、絶縁膜１０８（第２の絶縁層とも記す）の縦弾性係数と比較して縦弾性係数の低い物質である。また、絶縁膜１０６、及び絶縁膜１０７に用いる物質の縦弾性係数よりも低い物質であることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂、有機シロキサン樹脂、アクリル、ポリエチレン、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル、ポリベンゾオキサゾール、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリアミド又はポリイミド等の有機材料等を用いて設けることができる。以下に、上記主な材料の縦弾性係数を記す。ポリスチレン（２．７−４．２ＧＰａ）、シリコーン樹脂（１６０−３７０ＭＰａ）である。
【００３１】
先のような物質を突起部材に用いることにより、以下に示す効果を発現できる。すなわち、半導体装置に加えられた外力は、突起部材１０３ａ、１０３ｂで吸収され弱められた状態で素子層に加わる。絶縁膜１０８の縦弾性係数よりも縦弾性係数の低い物質で形成された突起部材１０３ａ、１０３ｂを素子層上に設けることにより、半導体装置に加えられた外力をそれぞれの突起部材に分散させ、素子層に応力が生じることを抑制することができる。
【００３２】
また、突起部材１０３ａ、１０３ｂは、図１（Ａ）に示すようにブロック１０２ａ〜１０２ｄの間に設けることもできる。例えば、ブロック１０２ａとブロック１０２ｂとの間に設けてもよいし、ブロック１０２ｃとブロック１０２ｄとの間に設けてもよい。
【００３３】
このような構成とすることにより、半導体装置に外力が加えられた際に、半導体装置に生じる応力を突起部材に分散させることで、トランジスタ等に応力が加わることを防止することができる。また、トランジスタ等の素子への特性の影響を及ぼすことを防止することができる。半導体装置にかかる外力等から素子層を保護し、半導体装置が破損するのを防止することができる。
【００３４】
なお、図１に示す構造に、アンテナとして機能する導電膜（アンテナ層とも記す）を設けることによって、非接触でのデータのやりとりが可能な半導体装置を作製することも可能である。その際には、アンテナとして機能する導電膜は、第２の絶縁層上に形成することによって設けることができる。そして、アンテナとして機能する導電膜が形成されていないところに突起部材を設ける。なお、導電膜の高さよりも、突起部材１０３ｂの方が高くなるように突起部材１０３ｂを形成することが好ましい。
【００３５】
（実施の形態２）
図１１は、本実施の形態に係る半導体装置の一例を説明するための図である。本実施の形態では、素子層に開口部を設け、開口部に複数の突起部材を設ける点、及び複数の突起部材は、第１の絶縁層及び第２の絶縁層の縦弾性係数よりも高い縦弾性係数の材料を用いた点を除いて実施の形態１と同様である。素子層の具体的な例は、実施の形態１に示した素子層と同様である。以下、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３６】
まず、素子層１２０の絶縁膜１０４〜１０８の全てを除去して開口部を設けることが好ましい。なお、絶縁膜１０４を除去して開口部を設けることもできる。
【００３７】
素子層１２０に形成された開口部に突起部材１１３ａ、１１３ｂを設ける。突起部材１１３ａ、１１３ｂは、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、柱状に加工して形成する。また、液滴吐出法、インクジェット法、印刷法等も用いて柱状に加工することができる。
【００３８】
突起部材１１３ａ、１１３ｂの断面は、多角形状、円状等どのような形状で設けてもよい。図１１（Ａ）ブロック１０２ｂに示すような形状でもよい。また、突起部材１１３ａ、１１３ｂは同じ高さで形成されることが好ましい。このようにして、突起部材１１３ａ、１１３ｂを設けることにより、半導体装置に加わった応力をそれぞれの突起部材に分散させることができる。
【００３９】
突起部材１１３ａ、１１３ｂを設ける間隔は、好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下（より好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下）の範囲で選べばよい。また、突起部材１１３ａと突起部材１１３ｂとの間に少なくとも１つトランジスタ１０５を形成することが好ましい。
【００４０】
また、突起部材１１３ａ、１１３ｂ幅は、１μｍ以上が望ましい。突起部材１１３ａ、１１３ｂのひずみを考慮すると５μｍ以上、より望ましくは１０μｍ以上が望ましいが、素子領域を確保する為に幅１μｍ以上の突起部材を、狭くして配置してもよい。例えば、突起部材１１３ａ、１１３ｂの断面を円状とした場合、円の直径は１μｍ以上が望ましい。
【００４１】
突起部材１１３ａ、１１３ｂに用いる物質としては、絶縁膜１０４（第１の絶縁層とも記す）及び絶縁膜１０８（第２の絶縁層とも記す）の縦弾性係数と比較して縦弾性係数が高い物質である。また、絶縁膜１０６、及び絶縁膜１０７に用いる物質の縦弾性係数よりも低い物質であることが好ましい。例えば、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ（アルミニウム）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金等を用いて設けることができる。また、金属窒化物としては、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化モリブデン、窒化チタンなどを用いることができる。金属酸化物としては、酸化タンタル、酸化チタン、酸化モリブデン、アルミナなどを用いることができる。上記主な材料の縦弾性係数を記す。ニッケル（２０７ＧＰａ）、モリブデン（３２４ＧＰａ）、タングステン（３４５ＧＰａ）、タンタル（１８６ＧＰａ）、クロム（２４８ＧＰａ）である。突起部材の縦弾性係数は、例えば１５０ＧＰａ以上、望ましくは２００ＧＰａ以上、より望ましくは３００ＧＰａ以上である。
【００４２】
先のような物質を、開口部を設けた素子層に形成する突起部材に用いることにより、以下に示す効果を発現できる。すなわち、半導体装置に加えられた外力は、突起部材１１３ａ、１１３ｂに加わる。突起部材１１３ａ、１１３ｂは、素子層に開口部を設けて絶縁膜１０４及び絶縁膜１０８の縦弾性係数よりも縦弾性係数の高い物質で形成されているため、ひずみを小さくすることができる。したがって、半導体装置に加えられた外力をそれぞれの突起部材に分散させ、素子層に応力が生じることを抑制することができる。
【００４３】
突起部材１１３ａ、１１３ｂに縦弾性係数の高い材料を用いる場合、半導体装置に外力が加えられたとき、突起部材１１３ａ、１１３ｂに発生するひずみは、突起部材１０３ａ、１０３ｂに発生するひずみよりも小さくなる。そのため、突起部材１０３ａ、１０３ｂの断面積（突起部材を素子層と平行な平面で切ったときの切り口の面積）よりも、突起部材１１３ａ、１１３ｂの断面積を小さくすることもできる。また、突起部材１０３ａ、１０３ｂを設ける間隔よりも、突起部材１１３ａ、１１３ｂを設ける間隔を広くすることもできる。このようにして、突起部材を設けることにより、半導体装置に加えられた応力をそれぞれの突起部材に分散させることができる。
【００４４】
また、突起部材１１３ａ、１１３ｂは、図１１（Ａ）に示すようにブロック１０２ａ〜１０２ｄの間に設けることもできる。例えば、ブロック１０２ａとブロック１０２ｂとの間に設けてもよいし、ブロック１０２ｃとブロック１０２ｄとの間に設けてもよい。
【００４５】
このような構成とすることにより、半導体装置に外力が加えられた際に、半導体装置に生じる応力を突起部材に分散させることで、トランジスタ等に応力が加わることを防止することができる。また、トランジスタ等の素子への特性の影響を及ぼすことを防止することができる。半導体装置にかかる外力等から素子層を保護し、半導体装置が破損するのを防止することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明に係る半導体装置の作製方法の一例について図２及び図３を参照して説明する。
【００４７】
ここでは、基板上に剥離層を介して素子層を設けた後に当該基板から素子層の剥離を行う例を示す。
【００４８】
本実施の形態では、一旦ガラス等の剛性を有する基板上にトランジスタ等の素子を含む素子層を設けた後に、剥離法を用いて当該剛性を有する基板上から素子層を分離させ、別の基板上に素子層を設けることによって、半導体装置を作製する例を示す。
【００４９】
まず、基板２０１（第１の基板とも記す）上に剥離層２０２を形成し、当該剥離層２０２上に、絶縁膜２０４（第１の絶縁層とも記す）、薄膜トランジスタ２０５（ＴＦＴとも記す）、絶縁膜２０７、導電膜および絶縁膜２０８からなる素子層２２０を形成する（図２（Ａ））。具体的には、剥離層２０２上に絶縁膜２０４を介して薄膜トランジスタ２０５を形成し、当該薄膜トランジスタ２０５を覆うように絶縁膜２０７、２０８を形成し、絶縁膜２０７上に薄膜トランジスタ２０５の不純物領域と接続するように導電膜を形成し、当該導電膜を覆うように絶縁膜２０８を形成する。また、基板２０１と剥離層２０２との間に下地膜として絶縁膜を形成してもよい。基板２０１と剥離層２０２との間に絶縁膜を設けることによって、基板２０１から剥離層２０２への汚染等を防止することができる。
【００５０】
次に、絶縁膜２０８上に突起部材２０３ａ〜２０３ｆを設ける（図２（Ｂ））。突起部材２０３ａ〜２０３ｆは、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、柱状に加工して形成する。また、液滴吐出法、インクジェット法、印刷法等も用いて形成することができる。
【００５１】
突起部材２０３ａ〜２０３ｆの断面は、多角形状、円状等どのような形状で設けてもよい。また、突起部材２０３ａ〜２０３ｆは、それぞれ同じ高さで形成されることが好ましい。
【００５２】
突起部材２０３ａ〜２０３ｆに用いる物質としては、絶縁膜２０８（第２の絶縁層とも記す）の縦弾性係数と比較して縦弾性係数の低い物質である。また、絶縁膜２０６、及び絶縁膜２０７に用いる物質の縦弾性係数よりも低い物質であることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂、有機シロキサン樹脂、アクリル、ポリエチレン、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル、ポリベンゾオキサゾール、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリアミド又はポリイミド等の有機材料等を用いて設けることができる。
【００５３】
突起部材２０３ａ〜２０３ｆを設ける間隔は、好ましくは、２μｍ以上２００μｍ以下（より好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下）の範囲で選べばよい。例えば、ボールペン先等の尖頭物による押圧に耐えるためには、２μｍ以上１５０μｍ以下、望ましくは２μ以上１００μｍ、より望ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で選べばよい。また、突起部材２０３ａ〜２０３ｆは、薄膜トランジスタ２０５のチャネル形成領域に重ならないように形成することが好ましい。
【００５４】
また、突起部材２０３ａ〜２０３ｆの幅は、１μｍ以上が望ましい。突起部材２０３ａ〜２０３ｆのひずみを考慮すると１０μｍ以上、より望ましくは５０μｍ以上が望ましいが、素子領域を確保する為に幅１０μｍ以上の突起部材を、狭くして配置してもよい。例えば、突起部材２０３ａ〜２０３ｆの断面を円状とした場合、円の直径は１μｍ以上が望ましい。
【００５５】
次に、基板２０１から素子層２２０の剥離を行う。ここでは、素子層２２０に選択的にレーザ光を照射して素子を分画するための開口２０９を形成後、物理的な力を用いて基板２０１から素子層２２０を剥離する。また、他の剥離法として、開口２０９を形成して剥離層２０２を露出させた後、開口２０９にエッチング材を導入することによって、剥離層２０２を除去した後に、剥離を行っても良い（図２（Ｃ））。この場合、剥離層２０２を全て除去しても良いし、エッチングの条件を制御することによって剥離層２０２の一部を残すように除去を行ってもよい。ここでは、剥離層２０２の一部を残すように剥離層２０２の除去を行う。剥離層２０２の一部を残すように除去を行うことによって、剥離層２０２を除去した後も素子層２２０が基板２０１から完全に剥離せず、バラバラになることを防ぐことができる。さらに、エッチング時間の短縮やエッチング剤の使用量の低減を図ることができるため、作業効率の向上及び低コスト化を達成することができる。
【００５６】
次に、突起部材２０３ａ〜２０３ｆの表面に接着層（第１の接着層とも記す）を有するフィルム２１０（第２の基板とも記す）を貼り合わせて設け、素子層２２０を基板２０１から剥離させる（図３（Ｄ））。接着層は、突起部材２０３ａ〜２０３ｆと接着層との密着性が高くなるものを選択する。ここでは、基板２０１と素子層２２０における絶縁膜２０４とが、残存した剥離層によって一部つながれているため、物理的手段を用いて基板２０１から素子層２２０を剥離させる。
【００５７】
基板２０１から剥離した側の素子層２２０の表面を基板２１０ａに密着させて、フィルム２１０を剥離させる。その後、フィルム２１０を剥離した側の素子層２２０の表面に基板２１０ｂ（第３の基板とも記す）を密着させる。
【００５８】
次に突起部材２０３ａ〜２０３ｆが設けられた素子層２２０を、基板２１０ａおよび基板２１０ｂで封止する（図３（Ｅ））。ここで、絶縁膜２０８と、突起部材２０３ａ〜２０３ｆと基板２１０ａとで囲まれた空間部２１２が形成される。突起部材２０３ａ〜２０３ｆが設けられた素子層２２０を基板２１０ａ及び基板２１０ｂで封止することにより、機械的強度を高めることができる。
【００５９】
以上の工程によって、半導体装置を作製することができる。なお、素子層２２０を基板２１０ａおよび基板２１０ｂで封止せずに、基板２１０ｂに設けた段階で、完成としてもよい（図３（Ｆ））。以下に上記工程において用いる材料等についての具体的な説明を行う。
【００６０】
基板２０１としては、ガラス基板、石英基板、金属基板、半導体基板やステンレス基板の一表面に絶縁膜を形成したもの等を用いることができる。このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。例えば、原価の高い石英基板を用いた場合であっても、繰り返し石英基板を利用することにより、低コストで半導体装置を作製することができる。
【００６１】
基板２０１と剥離層２０２の間に下地膜として絶縁膜を設ける場合には、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造を用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法を用いて形成することができる。
【００６２】
剥離層２０２としては、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造や、Ｓｉ等の半導体膜や酸化珪素膜等を用いることができる。金属膜としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ、）タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、鉛（Ｐｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素又は前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる膜を、単層又は積そうして形成する。また、これらの材料からなる膜は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法を用いて形成することができる。金属膜と金属酸化膜の積層構造としては、上記金属膜を形成した後に、酸素雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気下における加熱処理を行うことによって、金属膜表面に当該金属膜の酸化膜を設けることができる。例えば、金属膜としてはスパッタ法により形成したタングステン膜を設けた場合、タングステン膜にプラズマ処理を行うことによって、タングステン膜表面にタングステン酸化物からなる金属酸化膜を形成することができる。また、金属酸化膜の他にも、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。この場合、上記金属膜に窒素雰囲気下またはＮ2Ｏ雰囲気かでプラズマ処理や加熱処理を行えばよい。また、他の方法として金属膜をターゲットとして酸素雰囲気かでスパッタを行うことにより金属膜表面に金属酸化膜を設けることも可能である。この場合、金属膜と金属酸化膜は異なる金属元素で設けることが可能となる。なお、これらの方法も窒素雰囲気下または窒素と酸素雰囲気下でスパッタを行うことにより金属膜上に金属窒化物や金属酸化窒化物を形成することができる。
【００６３】
素子層２２０は、少なくとも絶縁膜２０４、薄膜トランジスタ２０５、絶縁膜２０７および絶縁膜２０８を有している。素子層２２０によってＣＰＵ、メモリまたはマイクロプロセッサ等のありとあらゆる集積回路を設けることができる。また、素子層２２０は、前記したとおり薄膜トランジスタ２０５に加えてアンテナを有した形態もとりうる。例えば、薄膜トランジスタで構成される集積回路は、アンテナで発生した交流の電圧を用いて動作を行い、アンテナに印加する交流の電圧を変調することにより、リーダ／ライタへの送信を行うことができる。なお、アンテナは、前記したとおり薄膜トランジスタとともに形成してもよいし、薄膜トランジスタとは別個に形成し、後に電気的に接続するようにして設けても良い。
【００６４】
絶縁膜２０４としては、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、酸化珪素（ＳｉＯx）、窒化珪素（ＳｉＮx）、酸化窒化珪素（ＳｉＯxＮy）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮxＯy）（ｘ＜ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜２０４を２層構造で設けることもでき、その場合には、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。また、絶縁膜２０４を３層構造で設けることもでき、その場合には、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。
【００６５】
薄膜トランジスタ２０５としては、どのような構造としても良い。例えば不純物領域（ソース領域、ドレイン領域、ＬＤＤ領域を含む）を形成しても良いし、ｐチャネル型、ｎチャネル型またはｐチャネル型とｎチャネル型の半導体を組み合わせたＣＭＯＳ回路で設けても良い。また、半導体膜の上方に設けられるゲート電極の側面と接するように絶縁膜（サイドウォール）を形成してもよいし、ソース領域及びドレイン領域とゲート電極の一方又は両方に、ニッケル、モリブデンまたはコバルト等のシリサイド層を形成してもよい。薄膜トランジスタ２０５における半導体として、非晶質半導体または結晶質半導体を用いることができるが、より特性の高い薄膜トランジスタを用いる場合には、結晶質半導体膜を結晶化法（レーザ結晶化、ＲＴＡまたはファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザ結晶化法を組み合わせた方法等）により結晶化して、結晶質半導体膜を形成する。
【００６６】
絶縁膜２０６としては、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、酸化窒素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＜ｙ）等の酸素又は窒素を有する絶縁膜、又はこれらの積層構造で設けることができる。
【００６７】
絶縁膜２０７、絶縁膜２０８としては、上記実施の形態で示した材料と同様の材料を用いて形成することができる。特にエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、シロキサン系材料等の材料は、スピンコーティング法、液滴吐出法または印刷法等を用いることによって形成することができるため、平坦化や処理時間の効率化を図ることができる。また、絶縁膜２０７、２０８は、同じ材料を用いて形成してもよいし、別々の材料を用いて形成してもよい。
【００６８】
導電膜としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ａｕ、Ｍｎから選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、ＣとＴｉを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）、Ｎｉを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｎｉ）、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｃ）、ＣとＭｏを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｍｎ−Ｃ）等を用いることができる。
【００６９】
エッチング剤としては、ハロゲン化物を含む気体または液体を用いることができ、例えばＣｌＦ3（三フッ化塩素）、ＮＦ3（三フッ化窒素）、ＢｒＦ3（三フッ化臭素）、ＨＦ（フッ化水素）を使用することができる。なお、ＨＦを使用する場合には、剥離層として酸化珪素膜を用いる。
【００７０】
基板２１０ａ、２１０ｂとしては、可撓性（シート）のフィルムを用いることができる。例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルム等を利用することができる。また、フィルムは、加熱処理と加圧処理により、被処理体と接着されるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、または最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。なお、フィルムと基板とを用いて素子層の封止を行ってもよい。
【００７１】
なお、本実施の形態では、半導体装置の作製方法として、ガラス等の剛性を有する基板上に素子層を設けた後に、素子層を剥離して基板上に設ける方法を示したが、本発明に係る半導体装置の作製方法はこれに限られない。例えば、ガラス基板やＳｉ等の半導体基板上に剥離層を設けずに素子層を形成した後に当該ガラス基板やＳｉ等の半導体基板を研削処理や研磨処理によって薄膜化してもよい。この場合、剥離を行わなくとも薄型の半導体装置を作製することが可能となる。また、集積回路に設ける素子として薄膜トランジスタを設けた例を示したが、これに限られずダイオードや容量素子等を設ける場合であっても、同様にダイオードや容量素子間に突起部材を設けることができる。
【００７２】
（実施の形態４）
図４、図５は、本実施の形態に係る半導体装置の作製方法の一例を説明するための図である。本実施の形態では、素子層に開口部を設け、開口部に複数の突起部材を設ける点、及び複数の突起部材は、第１の絶縁層及び第２の絶縁層の縦弾性係数よりも高い縦弾性係数の材料を用いた点を除いて実施の形態３と同様である。素子層の具体的な作製方法の例は、実施の形態３に示した素子層の作製方法と同様である。以下、実施の形態３と同様の作製方法については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７３】
まず、基板２０１上に剥離層２０２を形成し、剥離層２０２上に絶縁膜２０４（第１の絶縁層とも記す）、薄膜トランジスタ２０５、絶縁膜２０７、導電膜、絶縁膜２０８（第２の絶縁層とも記す）からなる素子層２２０を形成する（図４（Ａ））。
【００７４】
次に、絶縁膜２０６、２０７及び２０８を選択的に除去することによって素子層２２０に突起部材を設けるための開口部２２２を設ける（図４（Ｂ））。開口部２２２は、フォトリソグラフィ法やレーザ光の照射により設けることができる。なお、素子を分画する為の開口２２９を形成する場合には、露出した絶縁膜２０４を選択的に除去することによって設けることができる。
【００７５】
次に、開口部２２２に突起部材２１３ａ〜２１３ｆを設ける（図４（Ｃ））。突起部材２１３ａ〜２１３ｆは、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、柱状に加工して形成する。なお、液滴吐出法、インクジェット法、印刷法等も用いて形成することができる。絶縁膜２０６、２０７及び２０８を選択的に除去することによって素子層に開口部を設けた場合、複数の突起部材の底部は、絶縁膜２０４と接している。
【００７６】
突起部材２１３ａ〜２１３ｆを設ける間隔は、好ましくは、１０μｍ以上２００μｍ以下（より好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下）の範囲で選べばよい。例えば、ボールペン先等の尖頭物による押圧に耐えるためには、２μｍ以上１５０μｍ以下、望ましくは２μ以上１００μｍ、より望ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で選べばよい。なお、突起部材２１３ａ〜２１３ｆは、素子層２２０の表面よりも高くなるように設ける。この場合には、素子層に開口部が形成されており、突起部材２１３ａ〜２１３ｆに用いる物質としては、絶縁膜２０４及び絶縁膜２０８の縦弾性係数と比較して縦弾性係数が高い物質である。また、絶縁膜２０６、及び絶縁膜２０７に用いる縦弾性係数よりも高い物質であることが好ましい。例えば、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ（アルミニウム）から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金等を用いて設けることができる。また、金属窒化物としては、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化モリブデン、窒化チタンなどを用いることができる。金属酸化物としては、酸化タンタル、酸化チタン、酸化モリブデン、アルミナなどを用いることができる。
【００７７】
また、突起部材２１３ａ〜２１３ｆ幅は、１μｍ以上が望ましい。突起部材２１３ａ〜２１３ｆのひずみを考慮すると５μｍ以上、より望ましくは１０μｍ以上が望ましいが、素子領域を確保する為に幅１μｍ以上の突起部材を、狭くして配置してもよい。例えば、突起部材２１３ａ〜２１３ｆの断面を円状とした場合、円の直径は１μｍ以上が望ましい。
【００７８】
突起部材２１３ａ〜２１３ｆの断面は、多角形状、円状等どのような形状で設けてもよい。また、突起部材２１３ａ〜２１３ｆは同じ高さで形成されることが好ましい。突起部材２１３ａ〜２１３ｆに縦弾性係数の高い材料を用いる場合、半導体装置に外力が加えられたとき、突起部材２１３ａ〜２１３ｆに発生するひずみは小さくなるので、トランジスタへの応力印加を抑制することができる。そのため、突起部材２０３ａ〜２０３ｆの断面積よりも、突起部材２１３ａ〜２１３ｆの断面積を小さくすることもできる。また、突起部材２０３ａ〜２０３ｆを設ける間隔よりも、突起部材２１３ａ〜２１３ｆを設ける間隔を広くすることもできる。このようにして、突起部材を設けることにより、半導体装置に発生した応力をそれぞれの突起部材に分散させることができる。
【００７９】
その後、上記図３（Ｄ）（Ｅ）に示した工程と同様に行うことによって半導体装置が完成する。図４（Ｂ）に示した方法を用いることによって、開口部２２２、開口２２９を同時に設けた場合には、作製工程を簡略化することができる。また、素子層２２０を貫通するように突起部材を設けることによって、半導体装置に外力を加えた場合に、半導体装置に加えられた応力を突起部材に分散させ、突起部材以外の領域に設けられた半導体素子に応力が加わることを防止することができる。これにより、薄膜トランジスタ等の破損を効果的に防止することができる。
【００８０】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置にアンテナを設けることによって、非接触でデータのやりとりができる半導体装置の作製方法の一例を説明する。非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置は、一般的にＲＦＩＤ（Ｒｅａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ（ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグ、無線チップともいう）と呼ばれることもある。
【００８１】
一般的に、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置（以下、無線タグともよぶ）は、集積回路とアンテナとを有しており、アンテナを介して非接触で外部の機器（リーダ／ライタ）間とのデータのやりとりを行うことができる。そのため、半導体装置にアンテナとして機能する導電膜を設けることによって、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置を作製することができる。例えば、図１に示した半導体装置１００にアンテナとして機能する導電膜を設けることができる。この場合、半導体装置１００には例えば、電源回路、クロック発生回路、復調回路、変調回路、記憶回路、他の回路の制御を行う制御回路のうち少なくとも一つが含まれている。次にアンテナを設けた具体的な構成例を図６に示す。
【００８２】
図６（Ａ）は、素子層３１０上にアンテナとして機能する導電膜３１２（アンテナ層とも記す）を形成し、導電膜３１２が形成されていないところに突起部材３１３を設けた例を示している。突起部材３１３は、導電膜３１２の高さよりも突起部材３１３の方が高くなるように形成することが好ましい。なお、絶縁膜３０８は、実施の形態１における絶縁膜１０８に対応しており、突起部材３１３は、実施の形態１における突起部材１０３に対応している。
【００８３】
突起部材３１３は、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、柱状に加工して形成する。また、液滴吐出法、インクジェット法、印刷法等も用いて柱状に加工することができる。
【００８４】
突起部材３１３の断面は、多角形状、円状等どのような形状で設けてもよい。図１（Ａ）ブロック１０２ｂに示すような形状でもよい。また、突起部材３１３は同じ高さで形成されることが好ましい。
【００８５】
突起部材３１３を設ける間隔は、好ましくは、１０μｍ以上２００μｍ以下（より好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下）の範囲で選べばよい。例えば、ボールペン先等の尖頭物による押圧に耐えるためには、２μｍ以上１５０μｍ以下、望ましくは２μ以上１００μｍ、より望ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で選べばよい。また、突起部材３１３は、トランジスタのチャネル形成領域に重ならないように形成することが好ましい。また、トランジスタを囲むように配置してもよい。
【００８６】
また、突起部材３１３の幅は、１μｍ以上が望ましい。突起部材３１３のひずみを考慮すると１０μｍ以上、より望ましくは５０μｍ以上が望ましいが、素子領域を確保する為に幅１０μｍ以上の突起部材を、狭くして配置してもよい。例えば、突起部材３１３の断面（突起部材を素子層と平行な平面で切ったときの切り口）を円状とした場合、円の直径は１μｍ以上が望ましい。
【００８７】
突起部材３１３に用いる物質としては、絶縁膜３０８（第２の絶縁層とも記す）の縦弾性係数と比較して縦弾性係数の低い物質である。例えば、シリコーン樹脂、有機シロキサン樹脂、アクリル、ポリエチレン、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル、ポリベンゾオキサゾール、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリアミド又はポリイミド等の有機材料等を用いて設けることができる。
【００８８】
このようにして、突起部材３１３を設けることにより、半導体装置に加えられた外力をそれぞれの突起部材に分散させることができる。
【００８９】
導電膜３１２としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いて形成することができる。また、絶縁膜は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、等の酸素又は窒素を有する絶縁膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、シロキサン系材料等の単層又は積層構造を用いて形成することができる。
【００９０】
なお、素子層３１０上にアンテナとして機能する導電膜３１２を形成し、該導電膜３１２を避けて素子層３１０に開口部を設け、該開口部に絶縁膜３０４（第１の絶縁層とも記す）及び絶縁膜３０８（第２の絶縁層とも記す）の縦弾性係数よりも高い縦弾性係数の材料で突起部材を設ける構成とすることもできる。このような構成とすることによって、非接触でのデータのやりとりが可能な半導体装置を作製することも可能である。
【００９１】
図６（Ｂ）は、素子層３１０上に導電膜３１２を形成し、導電膜３１２が形成されていないところに絶縁膜３０８（第２の絶縁層とも記す）の縦弾性係数よりも低い縦弾性係数の材料で突起部材３１３を設け、アンテナとして機能する導電膜３１４（アンテナ層とも記す）が設けられた基板３１６を突起部材３１３が形成された素子層３１０と貼り合わせて、導電膜３１４と導電膜３１２を電気的に接続した例を示している。この場合、素子層３１０とアンテナとして機能する導電膜３１４が設けられた基板３１６は別途作製されている。また、絶縁膜３０８上に設けられた導電膜３１２とアンテナとして機能する導電膜３１４とが、接着性を有する樹脂３１７中に含まれる導電性粒子３１８を介して電気的に接続されている。
【００９２】
なお、素子層３１０上にアンテナとして機能する導電膜３１２を形成し、素子層３１０に開口部を設け、開口部に絶縁膜３０４及び絶縁膜３０８の縦弾性係数よりも高い縦弾性係数の材料で突起部材を設け、アンテナとして機能する導電膜３１４が設けられた基板３１６を突起部材３１３が形成された素子層と貼り合わせて、導電膜３１４と導電膜３１２を電気的に接続して、非接触でのデータのやりとりが可能な半導体装置を作製することも可能である。
【００９３】
このように、アンテナは、素子層３１０にアンテナとして機能する導電膜３１２を直接形成して設けてもよいし、アンテナ用基板にアンテナとして機能する導電膜を別途形成した後に素子層３１０と貼り合わせることによって設けてもよい。
【００９４】
図６（Ｂ）では、素子層３１０上に突起部材を設ける構成としたが、本発明に係る半導体装置はこれに限られない。アンテナ用基板上に突起部材３１３を設ける構成としてもよい。
【００９５】
（実施の形態６）
次に、非接触でのデータのやりとりが可能である半導体装置の適用例に関して図７を参照して以下に説明する。
【００９６】
無線タグ８０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路８１、クロック発生回路８２、データ復調回路８３、データ変調回路８４、他の回路を制御する制御回路８５、記憶回路８６、およびアンテナ８７を有している（図７（Ａ））。なお、記憶回路は１つに限定されず、複数であってもよく、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭまたはＦｅＲＡＭ等や有機化合物層を記憶素子部に用いたものを用いることができる。
【００９７】
リーダ／ライタ８８から電波として送られてきた信号は、アンテナ８７において電磁誘導により交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、電源配線を用いて各回路へ電源電圧を供給する。クロック発生回路８２は、アンテナ８７から入力された交流信号を基に、各種クロック信号を生成し、制御回路８５に供給する。復調回路８３では、当該交流の電気信号を復調し、制御回路８５に供給する。制御回路８５では、入力された信号に従って各種演算処理を行う。記憶回路８６では、制御回路８５において用いられるプログラムやデータ等が記憶されている他、演算処理時の作業エリアとしても用いることができる。そして、制御回路８５から変調回路８４にデータが送られ、変調回路８４から当該データに従ってアンテナ８７に負荷変調を加えることができる。リーダ／ライタ８８は、アンテナ８７に加えられた負荷変調を電波で受け取ることにより、結果的にデータを読み取ることが可能となる。
【００９８】
また、無線タグは、電源（バッテリ）を搭載せず電波により各回路への電源電圧の供給をするタイプとしてもよいし、電源（バッテリ）を搭載して電波と電源（バッテリ）により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよい。
【００９９】
実施の形態５で示した構成を用いることで、外部から応力が加えられても破壊しにくい無線タグを作製することが可能となるため、物体に貼りつけて設けることが可能となる。
【０１００】
また、上述した非接触データのやりとりが可能である半導体装置における信号の伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式またはマイクロ波方式等を用いることができる。伝送方式は、実施者が使用用途を考慮して適宜選択すればよく、伝送方式に伴って最適なアンテナを設ければよい。
【０１０１】
例えば、半導体装置における信号の伝送方式として、電磁結合方式または電磁誘導方式（例えば１３．５６ＭＨｚ帯）を適用する場合には、磁界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとして機能する導電膜を輪状（例えば、ループアンテナ）、らせん状（例えば、スパイラルアンテナ）に形成する。
【０１０２】
また、半導体装置における信号の伝送方式として、マイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）、２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電層の長さ等の形状を適宜設定すればよい。例えば、アンテナとして機能する導電膜を線状（例えば、ダイポールアンテナ）、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ）またはリボン型の形状等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。
【０１０３】
次に、無線タグの使用形態の一例について説明する。図７（Ｂ）に示すように、表示部３２１を含む携帯端末の側面には、リーダ／ライタ３２０が設けられ、品物３２２の側面には無線タグ３２３が設けられる。品物３２２が含む無線タグ３２３にリーダ／ライタをかざすと、表示部３２１に品物３２２の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴等、さらに品物３２２の説明等の商品に関する情報が表示される。また、図７（Ｃ）に示すように、商品３２６をベルトコンベアにより搬送する際に、リーダ／ライタ３２４と、商品３２６に設けられた無線タグ３２５を用いて、該商品３２６の検品を行うことができる。このように、システムにＲＦＩＤを活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。また、実施の形態５で示したように曲面を有する物体に貼りつけた場合であっても、無線タグに含まれるトランジスタ等の損傷を防止し、信頼性の高い無線タグを提供することが可能となる。
【０１０４】
また、上述した以外にも無線タグの用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗り物類、商品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図１０を用いて説明する。
【０１０５】
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように適用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す（１０（Ａ））。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す（図１０（Ｂ））。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す（図１０（Ｃ））。包装用容器類とは、弁当等の包装紙、ペットボトル類等を指す（図１０（Ｄ））。書籍類とは、書物、本等を指す（図１０（Ｅ））。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指す（図１０（Ｆ））。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す（図１０（Ｇ））。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す（図１０（Ｈ））。食品類とは、食料品、飲料等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬類等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像器、薄型テレビ受像機）、携帯電話等を指す。
【０１０６】
紙類、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等に無線タグを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等に無線タグを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等に無線タグを設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。無線タグの設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。実施の形態１乃至５で示した構造を有する無線タグを用いることにより、紙等に設けた場合であっても、当該無線タグに含まれる素子の破損等を防止することができる。
【０１０７】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の半導体装置をＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる微小機械システムに適用した場合の一例について図面を参照して説明する。ＭＥＭＳは、微小電気機械システムの略称であり、単にマイクロマシンとも呼ばれることもある。
【０１０８】
図８に示すように、マイクロマシンは、素子層４１０上に微小構造体４０７を有し、微小構造体４０７は空間部４０４を有することを特徴とする。素子層４１０と微小構造体４０７は電気的に接続され、素子層４１０は、微小構造体４０７の動作を制御する、または微小構造体４０７から出力される微小な信号を受信して処理をする。
【０１０９】
微小構造体４０７は、第１の層４０１と第２の層４０２と両層との間に設けられた突起部材４０３とから形成される。また、微小構造体４０７は、第１の層４０１と第２の層と両層との間に設けられた突起部材４０３により空間部４０４が設けられている。
【０１１０】
突起部材４０３は、トランジスタ４０５ａとトランジスタ４０５ｂの間に設けられていることが好ましい。
【０１１１】
まず、素子層４１０上に第１の層４０１を形成する。第１の層４０１は、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等の金属元素、またはこれらの金属元素を主成分として導電性を有する化合物を用い、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等を適用して成膜することができる。
【０１１２】
次に、第１の層４０１上に突起部材４０３を形成する。突起部材４０３は、実施の形態３で示した突起部材の材料と同様の材料（すなわち、突起部材を形成する材料の縦弾性係数は、第２の絶縁層のそれよりも低いもの）を用いて形成することができる。また、突起部材４０３は、フォトリソグラフィ及びエッチングにより形成する。また、液滴吐出法、スクリーン印刷法等の印刷法またはスピンコート法等を用いることによって、設けることができる。
【０１１３】
次に、突起部材４０３上に第２の層４０２を形成する。第２の層４０２は、第１の層と同様に、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等の金属元素、またはこれらの金属元素を主成分として導電性を有する化合物を用い、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等を適用して成膜することができる。
【０１１４】
突起部材４０３を用いて構成された立体構造は、第１の層４０１及び第２の層４０２を以下のように機能させることによって、様々な用途に用いることができる。
【０１１５】
第１の層４０１と第２の層４０２とをそれぞれ電極とし、特に第２の層４０２については熱、音波、電圧等に起因して変形する電極とする。突起部材４０３を設けることによって、第１の層４０１に第２の層４０２と接触しない部分が形成され、第２の層４０２を動かすことができる。この場合は、第２の層４０２が第１の層４０１と垂直な方向に可動する微小構造体を作製することができる。このように作製された微小構造体は、外部から力を受けると構造層が力を受けた方向に可動するため、例えば、熱、音波、電圧等からの刺激を感知する圧電素子、熱電素子、または歪み抵抗素子等のマイクロマシンとして用いることができる。
【０１１６】
以上のような構成とすることで、半導体装置に外力が加えられた場合に、突起部材に応力を分散させ、半導体素子に応力が加わることを防止するだけでなく、半導体装置に機能を付加することになり、半導体装置の付加価値を高めることになる。
（実施の形態８）
【０１１７】
本実施の形態では、上記実施の形態１乃至実施の形態５で示した半導体装置を表示装置に適用した場合の一例について図面を参照して説明する。
【０１１８】
図９（Ａ）は、ディスプレイであり、本体５１０１、支持台５１０３、表示部５１０２を含む。表示部５１０２は基板を用いて形成されているため、軽量で薄型のディスプレイを実現できる。また、表示部５１０２を湾曲させることも可能であり、支持台５１０３から取り外して壁に掛けることも可能である。上記実施の形態で示した半導体装置を表示部や回路等に用いることによって、外力が加えられても破壊しにくいディスプレイを作製することができる。
【０１１９】
図９（Ｂ）は、巻き取り可能な大型ディスプレイであり、本体５２０１、表示部５２０２を含む。本体５２０１及び表示部５２０２は基板を用いて形成されているため、ディスプレイを折りたたんだり、巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。上記実施の形態で示した半導体装置を表示部や回路部に用いることによって、軽量、薄型で外力が加えられても破壊しにくい大型ディスプレイを作製することができる。
【０１２０】
図９（Ｃ）は、シート型のコンピュータであり、本体５３０１、表示部５３０２、キーボード５３０３、タッチパッド５３０４、外部接続ポート５３０５、電源プラグ５３０６等を含んでいる。表示部５３０２は基板を用いて形成されているため、軽量で薄型のコンピュータを実現できる。また、電源プラグ５３０６の部分に収納スペースを設けることによって表示部を巻き取って収納することが可能である。上記実施の形態で示した半導体装置を表示部や回路等に用いることによって、軽量、薄型で外力が加えられても破壊しにくいコンピュータを作製することができる。
【０１２１】
図９（Ｄ）は、２０〜８０インチの大型の表示部を有する表示装置であり、本体５４００、操作部であるキーボード５４０１、表示部５４０２、スピーカ５４０３等を含む。また、表示部は可撓性を有する基板を用いて形成されており、キーボード５４０１を取り外して本体を折りたたんだり巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。上記実施の形態で示した半導体装置を表示部５４０２や回路等に用いることによって、軽量、薄型で外力が加えられても破壊しにくい大型表示装置を作製することができる。
【０１２２】
図９（Ｅ）は電子ブックであり、本体５５０１、表示部５５０２、操作キー５５０３等を含む。またモデムが本体５５０１に内蔵されていても良い。表示部５５０２は可撓性基板を用いて形成されており、折り曲げることができる。さらに、表示部５５０２は文字等の静止画像はもちろん動画も表示することが可能となっている。上記実施の形態で示した半導体装置を表示部５５０２や回路等に用いることによって、軽量、薄型で外力が加えられても破壊しにくい電子ブックを作製することができる。
【０１２３】
図９（Ｆ）は本発明に係る半導体装置を適用したＩＣカードであり、本体５６０１、表示部５６０２、接続端子５６０３等を含む。表示部５６０２は可撓性基板を用いて軽量、薄型のシート状になっているため、カードの表面に張り付けて形成することができる。また、ＩＣカードを非接触でデータの受信が行える場合に外部から取得した情報を表示部５６０２に表示することが可能となっている。また、本発明に係るＲＦＩＤ、ＭＥＭＳ、表示装置を同一基板上に形成してもよい。
【０１２４】
また、本発明に係る半導体装置をＩＣカードに備えることで、所有者本人であるかの認証機能を付加した指紋認証センサ５６０４を備えたＩＣカードを形成することができる。また、表示部５６０２では、所有者本人の顔の画像等を表示させることができ、この機能によっても所有者本人であるかの認証機能を付加させることができる。ＩＣカードをクレジットカードとして用いる場合、表示部５６０２では購入金額等の金額を表示することができるため、クレジットカードが適正な購買処理をしたか確かめることができる。上記実施の形態で示した半導体装置を表示部５６０２や回路等に用いることによって、軽量、薄型で外力が加えられても破壊しにくいＩＣカードを作製することができる。
【０１２５】
図９に示した表示部は、タッチパネルの機能を有する構成としてもよい。例えば、表示部５１０２、５２０２、５３０２、５４０２、５５０２、５６０２に、センサを備えた本発明に係る半導体装置を用いることができる。表示部５１０２、５２０２、５３０２、５４０２、５５０２、５６０２は、タッチパネルとして様々な入力や操作が可能となる。また、本体内に設けられた各信号処理回路として、本発明に係る半導体装置を用いることができる。本発明に係る半導体装置により、軽量、薄型で外力が加えられても破壊しにくい表示装置を提供することができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１２７】
以上のように、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や情報表示手段に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る半導体装置の一例を示す図。
【図２】本発明に係る半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図３】本発明に係る半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図４】本発明に係る半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図５】本発明に係る半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図６】本発明に係る半導体装置の一例を示す図。
【図７】本発明に係る半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図８】本発明に係る半導体装置の一例を示す図。
【図９】本発明に係る半導体装置の一例を示す図。
【図１０】本発明に係る半導体装置の一例を示す図。
【図１１】本発明に係る半導体装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１２９】
８０      無線タグ
８１      電源回路
８２      クロック発生回路
８３      復調回路
８４      変調回路
８５      制御回路
８６      記憶回路
８７      アンテナ
８８      リーダ／ライタ
１００    半導体装置
１０１    基板
１０２ａ  ブロック
１０２ｂ  ブロック
１０２ｃ  ブロック
１０２ｄ  ブロック
１０３    突起部材
１０３ａ  突起部材
１０３ｂ  突起部材
１０４    絶縁膜
１０５    トランジスタ
１０６    絶縁膜
１０７    絶縁膜
１０８    絶縁膜
１０９    開口部
１１０    開口部
１１１ａ  ブロック
１１１ｂ  ブロック
１１２ａ  ブロック
１１２ｂ  ブロック
１１２ｃ  ブロック
１１３ａ  突起部材
１１３ｂ  突起部材
１２０    素子層
１２３ａ  突起部材
１２３ｂ  突起部材
１２３ｃ  突起部材
１３３ａ  突起部材
１３３ｂ  突起部材
２０１    基板
２０２    剥離層
２０３ａ  突起部材
２０３ｆ  突起部材
２０４    絶縁膜
２０５    薄膜トランジスタ
２０６    絶縁膜
２０７    絶縁膜
２０８    絶縁膜
２０９    開口
２１０    フィルム
２１０ａ  基板
２１０ｂ  基板
２１２    空間部
２１３ａ  突起部材
２１３ｆ  突起部材
２２０    素子層
２２２    開口部
２２３    突起部材
２２９    開口
３０４    絶縁膜
３０７    絶縁膜
３０８    絶縁膜
３１０    素子層
３１２    導電膜
３１３    突起部材
３１４    導電膜
３１６    基板
３２０    リーダ／ライタ
３２１    表示部
３２２    品物
３２３    無線タグ
３２４    リーダ／ライタ
３２５    無線タグ
３２６    商品
４０１    第１の層
４０２    第２の層
４０３    突起部材
４０４    空間部
４０５ａ  トランジスタ
４０５ｂ  トランジスタ
４０７    微小構造体
４１０    素子層
５１０１  本体
５１０２  表示部
５１０３  支持台
５２０１  本体
５２０２  表示部
５３０１  本体
５３０２  表示部
５３０３  キーボード
５３０４  タッチパッド
５３０５  外部接続ポート
５３０６  電源プラグ
５４００  本体
５４０１  キーボード
５４０２  表示部
５４０３  スピーカ
５５０１  本体
５５０２  表示部
５５０３  操作キー
５６０１  本体
５６０２  表示部
５６０３  接続端子
５６０４  指紋認証センサ
【図１】
0005519910.tif 000002
【図２】
0005519910.tif 000003
【図３】
0005519910.tif 000004
【図４】
0005519910.tif 000005
【図５】
0005519910.tif 000006
【図６】
0005519910.tif 000007
【図７】
0005519910.tif 000008
【図８】
0005519910.tif 000009
【図９】
0005519910.tif 000010
【図１０】
0005519910.tif 000011
【図１１】
0005519910.tif 000012