(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に半導体素子層を形成し、
前記半導体素子層上に導電性樹脂を形成し、
前記半導体素子層及び前記導電性樹脂上に、第１の繊維体及び第１の有機樹脂層を含む第１の封止層を形成し、
前記第１の封止層、前記半導体素子層及び前記剥離層に溝を形成し、
前記溝に液体を滴下し、前記半導体素子層を前記剥離層から剥離し、
前記導電性樹脂上の前記第１の封止層を除去して開口部を形成し、
前記第１の封止層及び前記半導体素子層をチップに分断し、
前記開口部に導電性接着剤を形成し、
基材上に形成されたアンテナに前記チップを貼り合わせて、前記導電性接着剤を介して前記導電性樹脂と前記アンテナとを電気的に接続し、
前記アンテナ及び前記チップを覆うように、第２の繊維体及び第２の有機樹脂層を含む第２の封止層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の繊維体及び前記第２の繊維体は、有機化合物材料又は無機化合物材料の単糸を複数本束ねた経糸及び緯糸が密に織り込まれていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の繊維体及び前記第２の繊維体は、織布または不織布であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１の繊維体及び前記第２の繊維体は、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、または炭素繊維で形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記液体は、水、アルコール、炭酸水のいずれか１つを含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記導電性樹脂が形成されている領域の上部から前記第１の封止層にレーザビームを照射することにより、前記開口部を形成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、半導体装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線チップ、センサ等、各種装置の薄型化が製品小型化の上で重要な要素となっており、その技術や使用範囲が急速に広まっている。これらの薄型化された各種装置はある程度フレキシブルなため湾曲したものに設置して使用することが可能である。
【０００３】
そこで、ガラス基板上に形成した薄膜トランジスタを含む素子層を基板から剥離し、他の基材、例えばプラスチックフィルムなどに転写して半導体装置を作製する技術が提案されている。
【０００４】
例えば、０．５ｍｍ以下サイズの半導体チップを紙またはフィルム状の媒体に埋め込み、曲げや集中荷重を改善した半導体装置が挙げられる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７８９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アンテナをチップに作り込んで内蔵（オンチップ化）する半導体装置の場合、アンテナサイズが小さくなり通信距離が短くなる問題がある。また、紙またはフィルム媒体に設けられたアンテナをチップに接続して半導体装置を作製する場合、チップの大きさが小さいと、接続不良が生じる。
【０００６】
このため、接続不良の防止や通信距離の低減を防止するためにチップ自体を大きくすることが好ましいが、チップの面積が大きくなると、プラスチックフィルムなどに転写され作製された半導体装置は、外部からの局所的な押圧で、亀裂が入り、動作不良となる。
【０００７】
例えば、筆記用具で半導体装置表面のプラスチックシートまたは紙に文字を記入する際、半導体装置に筆圧がかかってしまい、半導体装置が破壊される問題があった。
【０００８】
半導体装置を保護するために、半導体装置の表面に保護材を設けることが好ましい。しかし保護材を設けると、保護材の厚さだけ半導体装置全体の厚さが厚くなってしまう。また保護材を作製する工程が増え、作製時間と作製コストが上がってしまう。
【０００９】
そこで本発明では、外部からの局所的押圧による非破壊の信頼性が高い半導体装置を歩留まり高く作製し、かつ作製工程及び作製コストを低減させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、有機化合物または無機化合物の繊維体を有機樹脂で含浸された構造体（「封止層」ともいう）を設け、加熱圧着することにより、有機化合物または無機化合物の繊維体を有機樹脂で含浸された封止層が半導体素子層に固着された半導体装置を作製することを特徴とする。
【００１１】
さらに封止層の固着させる層数を減らすことにより、作製工程及び作製コストを低減させることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、以下の半導体装置の作製方法に関するものである。
【００１３】
基板上に、剥離層と、薄膜トランジスタを含む半導体素子層を形成し、前記半導体素子層と電気的に接続される導電性樹脂を形成し、前記半導体素子層及び前記導電性樹脂上に、第１の繊維体及び第１の有機樹脂層を含む第１の封止層を形成し、前記封止層、前記半導体素子層及び前記剥離層に、溝を形成し、前記溝に液体を滴下し、前記剥離層と前記半導体素子層を物理的手段により剥離し、前記導電性樹脂上の前記封止層を除去して開口部を形成し、前記封止層及び前記半導体素子層を、チップに分断し、基材上に形成されたアンテナに、前記チップを貼り合わせ、前記アンテナ及び前記チップを覆って、第２の繊維体及び第２の有機樹脂層を含む第２の封止層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法に関するものである。
【００１４】
本発明において、前記繊維体は、有機化合物材料又は無機化合物材料の単糸を複数本束ねた経糸及び緯糸が密に織り込まれている。
【００１５】
本発明において、前記繊維体は、織布または不織布である。
【００１６】
本発明において、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、または炭素繊維で形成される。
【００１７】
本発明において、前記有機樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂あるいはＵＶ硬化性樹脂を含む。
【００１８】
本発明において、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。
【００１９】
本発明において、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。
【００２０】
本発明において、前記アンテナとしては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）のすくなくとも１つを含む。
【００２１】
本発明において、前記液体は、水、アルコール、炭酸水のいずれか１つを含む。
【００２２】
本発明において、前記開口部は、レーザビームを照射することにより、前記導電性樹脂上の前記封止層を除去して形成される。
【００２３】
本発明において、前記レーザビームは、紫外領域、可視領域、又は赤外領域の波長のレーザビームである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、有機化合物または無機化合物の繊維体を有機樹脂で含浸された構造体を用いることにより、外部から局所的な圧力がかかっても破損しにくく、信頼性が高い半導体装置を歩留まり高く作製することができる。
【００２５】
また繊維体として、カーボン繊維を用いて導電性を持たせると、半導体装置の静電破壊を抑制することができる。
【００２６】
さらに有機樹脂または繊維体の糸束内に、カーボン粒子を分散させると、半導体装置が静電気により破壊されるのを防ぐことができる。特に半導体装置の下方にカーボン粒子が分散された有機樹脂または繊維体を設けると、静電破壊抑制の効果が、よりいっそう得られる。
【００２７】
本発明により、作製工程及び作製コストを低減させた半導体装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の態様について、図面を参照して説明する。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。なお、以下に示す図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２９】
［実施の形態１］
本実施の形態を、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）、図２（Ａ）〜図２（Ｅ）、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）、図４（Ａ）〜図４（Ｂ）、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）、図６を用いて説明する。
【００３０】
まず基板３０１上に剥離層３０２を形成し、さらに半導体素子層３０３を形成する（図１（Ａ）参照）。
【００３１】
基板３０１としては、ガラス基板、石英基板、セラミック基板、絶縁層が少なくとも一表面に形成された金属基板、有機樹脂基板等を用いることができる。本実施の形態では、基板３０１としてガラス基板を用いる。
【００３２】
剥離層３０２は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、厚さ３０ｎｍ〜２００ｎｍのタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、及び珪素（Ｓｉ）の中から選択された元素、又は元素を主成分とする合金材料、又は元素を主成分とする化合物材料からなる層を、単層または複数の層を積層させて形成する。珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。ここでは、なお、塗布法は、溶液を被処理物上に吐出させて成膜する方法であり、例えばスピンコーティング法や液滴吐出法を含む。また、液滴吐出法とは微粒子を含む組成物の液滴を微細な孔から吐出して所定の形状のパターンを形成する方法である。
【００３３】
剥離層３０２が単層構造の場合、好ましくは、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する。又は、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
【００３４】
剥離層３０２が積層構造の場合、好ましくは、１層目として金属層を形成し、２層目として金属酸化物層を形成する。代表的には、１層目の金属層として、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、モリブデン、又は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、モリブデン、又はタングステンとモリブデンの混合物の窒化物、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の酸化窒化物、又はタングステン、モリブデン、又はタングステンとモリブデンの混合物の窒化酸化物を含む層を形成する。
【００３５】
剥離層３０２として、１層目として金属層、２層目として金属酸化物層の積層構造を形成する場合、金属層としてタングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成される絶縁層を形成することで、タングステンを含む層と絶縁層との界面に、金属酸化物層として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。さらには、金属層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行って金属酸化物層を形成してもよい。
【００３６】
タングステンの酸化物は、ＷＯ２、Ｗ２Ｏ５、Ｗ４Ｏ１１、ＷＯ３などがある。
【００３７】
また、上記の工程によると、基板３０１に接するように剥離層３０２を形成しているが、本発明はこの工程に制約されない。基板３０１に接するように下地となる絶縁層を形成し、その絶縁層に接するように剥離層３０２を設けてもよい。本実施の形態では、剥離層３０２として厚さ３０ｎｍ〜７０ｎｍのタングステン層をスパッタリング法により形成する。
【００３８】
半導体素子層３０３の厚さとしては、１μｍ以上１０μｍ以下、さらには１μｍ以上５μｍ以下が好ましい。半導体素子層３０３を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。また半導体装置の上面の面積は、４ｍｍ２以上、さらには９ｍｍ２以上が好ましい。
【００３９】
半導体素子層３０３の一例として、図３（Ａ）に絶縁層５６上に薄膜トランジスタ５２ａ及び５２ｂを有する素子層５１を示す。
【００４０】
薄膜トランジスタ５２ａ及び５２ｂは、ソース領域、ドレイン領域、及びチャネル形成領域を有する半導体層５３ａ及び５３ｂ、ゲート絶縁層５４、並びにゲート電極５５ａ及び５５ｂで構成される。
【００４１】
薄膜トランジスタ５２ａ及び５２ｂを覆って、層間絶縁膜４１及び４２が形成されている。また、層間絶縁膜４２上に、半導体層５３ａ及び５３ｂ中のソース領域及びドレイン領域に接する配線５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂが形成される。さらに層間絶縁膜４３が形成されている。
【００４２】
このような素子層５１を有する半導体装置の代表例として、他の装置の制御やデータの計算・加工を行なうマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）がある。ＭＰＵは、ＣＰＵ、メインメモリ、コントローラ、インターフェース、Ｉ／Ｏポート等を有し、これらを薄膜トランジスタ、抵抗素子、容量素子、配線等で構成することができる。
【００４３】
また、半導体素子層３０３として、記憶素子６２及び薄膜トランジスタ５２ｂを有する素子層６１が形成される場合、半導体装置として記憶装置を作製することができる。
【００４４】
記憶素子６２としては、フローティングゲートまたは電荷蓄積層を有する不揮発性記憶素子、薄膜トランジスタ及びそれに接続される容量素子、薄膜トランジスタ及びそれに接続される強誘電層を有する容量素子、一対の電極の間に有機化合物層が挟まれる有機メモリ素子等がある。
【００４５】
図３（Ｂ）に示す記憶素子６２は、半導体層５３ａ、トンネル絶縁層６４、フローティングゲート電極６３、コントロール絶縁層６５、コントロールゲート電極５５ａで構成される不揮発性記憶素子である。
【００４６】
また、このような素子層６１を有する半導体装置としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の記憶装置がある。
【００４７】
また半導体素子層３０３として、ダイオード７２及び薄膜トランジスタ５２ｂを有する素子層７１を形成する例を図３（Ｃ）に示す。
【００４８】
図３（Ｃ）に示すダイオード７２は、第１の電極として機能する配線５８ｂ、受光部７３、及び第２の電極７４で構成されている。受光部は、非晶質または結晶質のシリコンを有する半導体層で形成することができる。この代表例としては、シリコン層、シリコンゲルマニウム層、炭化シリコン層、又はこれらのＰＮ接合層、ＰＩＮ接合層が挙げられる。
【００４９】
このような素子層７１を有する半導体装置として、光センサ、イメージセンサ、太陽電池等を作製することができる。ダイオード７２としては、アモルファスシリコンやポリシリコンを用いたＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、アバランシェダイオード、ショットキーダイオード等がある。
【００５０】
また、半導体素子層３０３として、薄膜トランジスタ５２ａ及び薄膜トランジスタ５２ｂ、薄膜トランジスタ５２ａまたは５２ｂの半導体層のソース領域及びドレイン領域に接続する配線８２、並びに配線８２に電気的に接続される電極８３を有する素子層８１が形成される場合、半導体装置としては、無線で情報を送受信することが可能なＩＤタグ、ＩＣタグ、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグ、無線タグ、電子タグ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、ＩＣカード、ＩＤカード等（以下、ＲＦＩＤと示す）を作製することができる（図３（Ｄ）参照）。
【００５１】
半導体素子層３０３を形成したら、半導体素子層３０３上に、配線５７ａ、配線５８ａ、配線５７ｂ、並びに配線５８ｂに電気的に接続される導電性樹脂３０４を形成する（図１（Ｂ）参照）。導電性樹脂３０４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）、チタン（Ｔｉ）アルミニウム（Ａｌ）等の少なくとも１つ、すなわちいずれか１つあるいは２つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子を用いることができる。本実施の形態では、導電性樹脂３０４としてスクリーン印刷法により銀を含む樹脂を形成し、その後大気雰囲気において、３００℃で３０分硬化させる。
【００５２】
次いで、繊維体１１３及び有機樹脂層１１４を含む封止層３０５を、半導体素子層３０３及び導電性樹脂３０４上に形成する（図１（Ｃ）参照）。
【００５３】
繊維体１１３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１１３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。
【００５４】
また繊維体１１３として、カーボン繊維を用いて、繊維体１１３に導電性を持たせると、静電破壊を抑制することができる。
【００５５】
また、繊維体１１３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。
【００５６】
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１１３の厚さを薄くすることが可能である。このため、封止層３０５の厚さ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以下であればよいが、原理上は更に薄くてもよい。また、繊維の太さは、４μｍ以上２０μｍ以下であればよいが、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。
【００５７】
繊維体１１３が繊維糸束を経糸及び緯糸に使って製織した織布の上面図を図４（Ａ）〜図４（Ｂ）に示す。
【００５８】
図４（Ａ）に示すように、繊維体１１３は、一定間隔をあけた経糸１１３ａ及び一定間隔をあけた緯糸１１３ｂが織られている。このような繊維体には、経糸１１３ａ及び一緯糸１１３ｂが存在しない領域（バスケットホール１１３ｃという）を有する。このような繊維体１１３は、有機樹脂が繊維体に含浸される割合が高まり、繊維体１１３及び素子層の密着性を高めることができる。
【００５９】
また、図４（Ｂ）に示すように、繊維体１１３は、経糸１１３ａ及び緯糸１１３ｂの密度が高く、バスケットホール１１３ｃ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１１３ｃ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１１３のバスケットホール１１３ｃ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１１３全体で吸収することが可能である。
【００６０】
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。
【００６１】
繊維体１１３に含浸され、且つ半導体素子層３０３の表面を封止する有機樹脂層１１４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。さらにＵＶ硬化性樹脂や可塑性有機樹脂を用いてもよい。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１１３を半導体素子層３０３に固着することが可能である。なお、有機樹脂層１１４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。
【００６２】
また、封止層３０５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。
【００６３】
有機樹脂層１１４または繊維体１１３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、半導体装置の破壊を低減することができる。
【００６４】
また有機樹脂層１１４または繊維体１１３の糸束内に、カーボン粒子を分散させてもよい。特に半導体素子層３０３に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が含まれている場合、ＴＦＴの下方にカーボン粒子が分散された有機樹脂層１１４または繊維体１１３を有する封止層３０５を設けると、静電気によりＴＦＴが破壊されるのを防ぐことができる。
【００６５】
半導体素子層３０３として、図３（Ａ）に示す素子層５１を用いた場合の断面図を図５（Ａ）に示す。図５（Ａ）においては、繊維体１１３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。また、薄膜トランジスタ５２ａ及び５２ｂが繊維体１１３の糸束よりも大きいが、薄膜トランジスタ５２ａ及び５２ｂが繊維体１１３の糸束よりも小さい場合もある。
【００６６】
また導電性樹脂３０４は、配線５７ａ、配線５７ｂ、配線５８ａ、配線５８ｂと電気的に接続されている。
【００６７】
本実施の形態では、封止層３０５と半導体素子層３０３を固着させるために、封止層３０５を半導体素子層３０３上に設置した後、第１のプレス工程と第２のプレス工程を行う。
【００６８】
まず、封止層３０５と半導体素子層３０３の間に入る気泡除去及び封止層３０５の仮固定のために、第１のプレス工程（真空プレス工程）を行う。本実施の形態では、真空雰囲気中で、温度を室温から１００℃まで３０分間で上昇させることで第１のプレス工程を行う。
【００６９】
次いで封止層３０５を半導体素子層３０３に均一に固着させるために、第２のプレス工程を行う。本実施の形態では、第２のプレス工程として、０．３ＭＰａの圧力下で、温度を１３５℃で１５分間維持し、その後１９５℃に昇温して６０分間維持する。
【００７０】
次いで図１（Ｄ）に示すように、封止層３０５、半導体素子層３０３及び剥離層３０２に、レーザビームの照射あるいは刃物による切断により溝３０６を形成する。
【００７１】
溝３０６を形成するために照射するレーザビームとしては、剥離層３０２、半導体素子層３０３、または封止層３０５を構成する層のいずれかが吸収する波長を有するレーザビームが好ましく、代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択して照射する。
【００７２】
このようなレーザビームを発振することが可能な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。
【００７３】
また刃物により溝３０６を形成する場合は、刃物として、カッターナイフ等を用いればよい。
【００７４】
本実施の形態としては、ＵＶレーザを用いて溝３０６を形成する。また半導体素子層３０３として、図３（Ａ）に示す素子層５１を用いた場合の断面図を図５（Ｂ）に示す。
【００７５】
次に、図１（Ｄ）に示すように、溝３０６に液体を滴下し、剥離層３０２と半導体素子層３０３を物理的手段により剥離する。物理的手段とは、力学的手段または機械的手段を指し、何らかの力学的エネルギー（機械的エネルギー）を変化させる手段を指しており、その手段は、代表的には機械的な力を加えること（例えば人間の手や把治具で引き剥がす処理や、ローラを回転させながら分離する処理）である。このとき、封止層３０５表面に光または熱により剥離可能な粘着シートを設けると、さらに剥離が容易となる。粘着シートは機械的手段でも人的手段で貼り付けても良い。ただし粘着シートと封止層３０５との間に気泡が入ってしまうと、転置の際に不良が発生してしまう恐れがあるので、気泡が入らないようにする。
【００７６】
本実施の形態では、液体として水、例えば純水を用い、ローラ３０７を封止層３０５上で回転させることにより、ローラ３０７に半導体素子層３０３、導電性樹脂３０４、封止層３０５を転置する（図１（Ｅ）参照）。
【００７７】
液体としては、揮発性があり、剥離層３０２を破壊しない液体であれば何を用いてもよい。液体を添加することにより、後の剥離工程時に静電気の発生を抑制し、静電気によるチップ破壊を防ぐことができる。よってある程度絶縁性があり、かつ半導体素子層３０３に悪影響を及ぼさない液体であれば、どんな液体を用いることも可能である。
【００７８】
例えば、純水以外には、エタノール等のアルコール、炭酸水等、のいずれか１つあるいはそれらの混合、さらにいずれか１つ以上を含む液体を用いても良い。またローラ３０７として、本実施の形態では、直径３００ｍｍのゴム製ローラを用いる。
【００７９】
溝３０６に液体を滴下して剥離層３０２と半導体素子層３０３を剥離すると、剥離時に発生する静電気を防止することができ、半導体素子層３０３へのダメージを抑制することができる。これにより、動作歩留りが飛躍的に向上する。
【００８０】
次いで、半導体素子層３０３と外部の電気的接続を可能にするために、導電性樹脂３０４上の封止層３０５を除去して開口部３１２を形成する。封止層３０５の除去は、封止層３０５にレーザビーム３１３を照射することで行われる（図２（Ａ）参照）。
【００８１】
レーザビーム３１３は、代表的には、紫外領域、可視領域、又は赤外領域のレーザビームを適宜選択すればよい。
【００８２】
このようなレーザビーム３１３を発振することが可能な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。
【００８３】
本実施の形態では、波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザのレーザビーム３１３を用い、導電性樹脂３０４の１つごとに、スリットサイズ１５０μｍ□のショットを９回照射することで、封止層３０５を除去して開口部３１２を形成する。
【００８４】
本実施の形態では、レーザビーム３１３が照射されるのは、導電性樹脂３０４が形成されている領域上の封止層３０５であるので、レーザビーム３１３は導電性樹脂３０４で遮光されることとなり、半導体素子層３０３までは届かない。すなわち、レーザビーム３１３は半導体素子層３０３を照射することはなく、半導体素子層３０３へのダメージを抑制することができる。
【００８５】
ただし導電性樹脂３０４上の封止層３０５にレーザビーム３１３が照射されても、封止層３０５は完全に除去されず、開口部３１２には繊維体１１３が残存する。後の工程で、開口部３１２に導電性接着材３１５が形成されるが、開口部３１２に繊維体１１３が残っているため、導電性接着材３１５がより強固に接着され、物理的強度が向上する。これにより曲げ耐性が向上する。
【００８６】
次いで、封止層３０５及び半導体素子層３０３にレーザビームを照射して、溝３１４を形成する。これにより封止層３０５及び半導体素子層３０３を、チップ３２１に分断する（図２（Ｂ）参照）。
【００８７】
本実施の形態では、レーザビームとしてＵＶレーザビームを用いて溝３１４を形成する。また、封止層３０５及び半導体素子層３０３の分断前のサイズは、１２０ｍｍ×１００ｍｍであり、分断後により形成されるチップ３２１のサイズは、１０ｍｍ×１０ｍｍである。
【００８８】
また半導体素子層３０３として、図３（Ａ）に示す素子層５１を用いた場合の断面図を図５（Ｃ）に示す。
【００８９】
個々のチップ３２１に分断後、開口部３１２中に導電性樹脂３０４と電気的に接続される導電性接着材３１５、導電性接着材３１５が形成されない封止層３０５の表面に、接着材３１６を形成する（図２（Ｃ）参照）。本実施の形態では、導電性接着材３１５として、銀を含む導電性接着材を用いる。また半導体素子層３０３として、図３（Ａ）に示す素子層５１を用いた場合の断面図を図５（Ｄ）に示す。
【００９０】
次いで基体３１８上に外付けのアンテナ３１７を形成する。
【００９１】
アンテナ３１７としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の少なくとも１つ、すなわちいずれか１つあるいは２つ以上の金属粒子を有する液滴やペーストを、基体３１８上に液滴吐出法（インクジェット法、ディスペンス法など）により吐出し、乾燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。
【００９２】
また、スクリーン印刷法を用いてアンテナ３１７を形成してもよい。スクリーン印刷法を用いる場合、アンテナ３１７の材料としては、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電性粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性ペーストを選択的に印刷する。導電性粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の少なくとも１つ、すなわちいずれか１つあるいは２つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。
【００９３】
また、アンテナ３１７は、スクリーン印刷法の他にもグラビア印刷等を用いてもよいし、メッキ法、スパッタリング法等を用いて、導電性材料により形成することができる。
【００９４】
本実施の形態では、銅メッキによりアンテナ３１７を形成する。
【００９５】
基体３１８は、フィルムや紙等を用いてもよいし、封止層３０５と同じ構造を有する封止層を基体３１８として用いてもよい。フィルムを用いる場合では、アラミドフィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム等の有機フィルムを用いればよい。
【００９６】
接着材３１６によりチップ３２１をアンテナ３１７に貼り合わせる（図２（Ｄ）参照）。半導体素子層３０３は、導電性樹脂３０４及び導電性接着材３１５を介して、アンテナ３１７と電気的に接続される。
【００９７】
本実施の形態では、アラミドフィルムを基体３１８として用いる。
【００９８】
次いでチップ３２１及びアンテナ３１７に、チップ３２１及びアンテナ３１７を覆うように封止層３２３を貼り合わせる（図２（Ｅ）参照）。本実施の形態では、封止層３２３として封止層３０５と同じ構造を有するものを用いる（図６参照）。すなわち、繊維体３２４に有機樹脂層３２５が含浸された封止層３２３を用いる。
【００９９】
本発明では、半導体素子層３０３上に封止層３０５を形成し、封止層３０５と対向する面、すなわち導電性樹脂３０４が形成されない面に、封止層３２３を形成することで、耐圧に優れ、かつ作製工程を減少させた半導体装置を作製することができる。
【０１００】
また封止層３２３中の有機樹脂層３２５が、アンテナ３１７とチップ３２１の隙間や、チップ３２１の断面に付くため、密着性が向上する。
【０１０１】
以上のようにして、本実施の形態の半導体装置を得ることができる。本実施の形態により、外部からの圧力に強い封止層を、作製工程が少なくても形成することができる。本実施の形態により得られた半導体装置は、繊維体を有機樹脂で含浸された封止層を用いることにより、外部から局所的な圧力がかかっても破損しにくく、信頼性が高い半導体装置を歩留まり高く作製することができる。
【０１０２】
［実施の形態２］
本実施の形態では、封止層を実施の形態１とは異なる作製方法で形成する例を、図７（Ａ）〜図７（Ｂ）、図８（Ａ）〜図８（Ｂ）を用いて説明する。
【０１０３】
まず実施の形態１に基づいて、導電性樹脂３０４を形成するまでの作製工程（図１（Ａ）〜図１（Ｂ）参照）を行う。次いで繊維体１１３を半導体素子層３０３上に設ける（図７（Ａ）参照）。
【０１０４】
次に、繊維体１１３及び半導体素子層３０３上に有機樹脂層１１４を形成する。このとき、有機樹脂層１１４中の有機樹脂を繊維体１１３に含浸させる。即ち、繊維体１１３は有機樹脂層１１４中に含まれる。このようにすることで、繊維体１１３及び有機樹脂層１１４の密着力が高まる。
【０１０５】
次に、有機樹脂層１１４を加熱して、有機樹脂層１１４の有機樹脂を可塑化または硬化する。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。あるいは有機樹脂がＵＶ硬化性樹脂の場合は、ＵＶ照射することにより硬化する。
【０１０６】
この結果、図７（Ｂ）に示すように、繊維体１１３に含浸し、かつ半導体素子層３０３の片面に固着される有機樹脂層１１４となる。なお、半導体素子層３０３の片面に固着された有機樹脂層１１４及び繊維体１１３が、封止層３０５となる。このようにして図１（Ｂ）に示す構造と同様の構造を得ることができる。
【０１０７】
さらに図１（Ｄ）〜図１（Ｅ）、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）の工程を行う。
【０１０８】
次いでチップ３２１及びアンテナ３１７の表面に繊維体３２４を設置する（図８（Ａ）参照）。封止層３０５と同様に、有機樹脂層３２５中の有機樹脂を繊維体３２４に含浸させ、硬化して封止層３２３を得る（図８（Ｂ）参照）。これにより図２（Ｅ）に示す構造と同様の構造を得ることができる。
【０１０９】
本実施の形態により、外部からの圧力に強い封止層を、作製工程が少なくても形成することができる。
【０１１０】
本実施の形態では、有機樹脂層１１４あるいは有機樹脂層３２５の厚さを変えることができ、これにより封止層３０５あるいは封止層３２３の厚さも変えることができる。例えば、実施の形態１の封止層３０５及び封止層３２３よりも厚さが薄い封止層３０５及び封止層３２３を得ることができる。これにより半導体装置全体の厚さを薄くすることが可能となる。
【０１１１】
［実施の形態３］
本実施の形態では、本発明の半導体装置の応用例を示す。ここでは、半導体装置の応用例の１つとして、ＲＦＩＤについて説明する。
【０１１２】
はじめに、本発明の半導体装置を応用したＲＦＩＤ５０１の回路構成例について説明する。図９に、ＲＦＩＤ５０１のブロック回路図を示す。
【０１１３】
図９のＲＦＩＤ５０１の仕様は、国際標準規格のＩＳＯ１５６９３に準拠し、近傍型で、交信信号周波数は１３．５６ＭＨｚである。また、受信はデータ読み出し命令のみ対応し、送信のデータ伝送レートは約１３ｋＨｚであり、データ符号化形式はマンチェスタコードを用いている。
【０１１４】
ＲＦＩＤ５０１の回路部４１２は、大別して、電源部４６０、信号処理部４６１から構成される。電源部４６０は、整流回路４６２と保持容量４６３を有する。また、電源部４６０に、アンテナ４１１から受信した電力が過剰であった場合、内部回路を保護するための保護回路部（リミッタ回路部ともいう）と、保護回路部を動作させるかどうかを制御するための保護回路制御回路部とを設けてもよい。当該回路部を設けることにより、ＲＦＩＤと通信機との通信距離が極端に短い状況等においてＲＦＩＤが大電力を受信することによって生じる不具合を防ぐことができ、ＲＦＩＤの信頼性の向上を図ることができる。すなわち、ＲＦＩＤ内部の素子の劣化や、ＲＦＩＤ自体を破壊することなく、ＲＦＩＤを正常に動作させることができる。
【０１１５】
回路部４１２は、実施の形態１〜実施の形態２で述べられたチップ３２１内に形成される。
【０１１６】
なお、ここでは、通信機とはＲＦＩＤと無線通信により情報の送受信を行う手段を有していればよく、例えば、情報を読み取るリーダや、読み取り機能及び書き込み機能を備えたリーダ／ライタ等が挙げられる。また、読み取り機能と書き込み機能の一方又は両方を備える携帯電話やコンピュータ等も含まれる。
【０１１７】
整流回路４６２は、アンテナ４１１で受信された搬送波を整流し、直流電圧を生成する。保持容量４６３は、整流回路４６２で生成された直流電圧を平滑化する。電源部４６０において生成された直流電圧は電源電圧として、信号処理部４６１の各回路に供給される。
【０１１８】
信号処理部４６１は、復調回路４６４、クロック生成／補正回路４６５、認識／判定回路４６６と、メモリコントローラ４６７、マスクＲＯＭ４６８、符号化回路４６９、および変調回路４７０を有する。
【０１１９】
復調回路４６４はアンテナ４１１で受信した信号を復調する回路である。復調回路４６４で復調された受信信号はクロック生成／補正回路４６５と認識／判定回路４６６に入力される。
【０１２０】
クロック生成／補正回路４６５は信号処理部４６１の動作に必要なクロック信号を生成し、さらにそれを補正する機能を有する。例えば、クロック生成／補正回路４６５は、電圧制御発振回路（以下、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路）を有し、ＶＣＯ回路の出力を帰還信号にして、供給される信号との位相比較し、入力される信号と帰還信号が一定の位相になるよう負帰還により出力信号の調整を行う。
【０１２１】
認識／判定回路４６６は、命令コードを認識し判定する。認識／判定回路４６６が認識し、判定する命令コードは、フレーム終了信号（ＥＯＦ、ｅｎｄ  ｏｆ  ｆｒａｍｅ）、フレーム開始信号（ＳＯＦ、ｓｔａｒｔ  ｏｆ  ｆｒａｍｅ）、フラグ、コマンドコード、マスク長（ｍａｓｋ  ｌｅｎｇｔｈ）、マスク値（ｍａｓｋ  ｖａｌｕｅ）等である。また、認識／判定回路４６６は、送信エラーを識別する巡回冗長検査（ＣＲＣ、ｃｙｃｌｉｃ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｈｅｃｋ）機能も含む。
【０１２２】
メモリコントローラ４６７は、認識／判定回路４６６で処理された信号を基に、マスクＲＯＭ４６８からデータを読み出す。また、マスクＲＯＭ４６８は、ＩＤなどが記憶されている。マスクＲＯＭ４６８を搭載することで、複製や改ざんが不可能な読み取り専用のＲＦＩＤ５０１として構成される。このような読み取り専用のＲＦＩＤ５０１を紙に抄き込むことで、偽造防止の紙を提供することができる。
【０１２３】
符号化回路４６９はメモリコントローラ４６７がマスクＲＯＭ４６８から読み出したデータを符号化する。符号化されたデータは変調回路４７０で変調される。変調回路４７０で変調されたデータはアンテナ４１１から搬送波として送信される。
【０１２４】
次に、ＲＦＩＤの使用例について示す。本発明のＲＦＩＤはあらゆる紙媒体及びフィルム媒体に使用できる。特に、本発明のＲＦＩＤは、偽造防止が要求されるあらゆる紙媒体に使用することができる。例えば、紙幣、戸籍謄本、住民票、パスポート、免許証、身分証、会員証、鑑定書、診察券、定期券、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、チケット、抵当証券などである。
【０１２５】
また、本発明の実施により、紙媒体上で視覚的に示される情報以上の多くの情報を紙媒体及びフィルム媒体に持たせることができるため、本発明のＲＦＩＤを商品ラベルなどに適用することで、商品の管理の電子システム化や、商品の盗難の防止に利用できる。以下、図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）を用いて、本発明に係る紙の使用例を説明する。
【０１２６】
図１０（Ａ）は、本発明のＲＦＩＤ５０１を抄き込んだ紙を使用した無記名債券類５１１の一例である。無記名債券類５１１には、切手、切符、チケット、入場券、商品券、図書券、文具券、ビール券、おこめ券、各種ギフト券、各種サービス券等が含まれるが、勿論これらに限定されるものではない。また、図１０（Ｂ）は、本発明に係るＲＦＩＤ５０１を抄き込んだ紙を使用した証書類５１２（例えば、住民票、戸籍謄本）の一例である。
【０１２７】
図１０（Ｃ）は、本発明のＲＦＩＤをラベルに適用した一例である。ラベル台紙（セパレート紙）５１３上に、ＲＦＩＤ５０１が抄き込まれた紙でラベル（ＩＤシール）５１４が形成されている。ラベル５１４は、ボックス５１５内に収納されている。ラベル５１４上には、その商品や役務に関する情報（商品名、ブランド、商標、商標権者、販売者、製造者等）が印刷されている。さらに、ＲＦＩＤ５０１には、その商品（又は商品の種類）固有のＩＤナンバーが記憶されているため、偽造や、商標権、特許権等の知的財産権侵害、不正競争等の不法行為を容易に把握することができる。ＲＦＩＤ５０１には、商品の容器やラベルに明記しきれない多大な情報、例えば、商品の産地、販売地、品質、原材料、効能、用途、数量、形状、価格、生産方法、使用方法、生産時期、使用時期、賞味期限、取扱説明、商品に関する知的財産情報等を入力しておくことができる。そのため、取引者や消費者は、簡易な通信機によって、それらの情報にアクセスすることができる。また、生産者側からは容易に書換え、消去等も可能であるが、取引者、消費者側からは書換え、消去等ができない仕組みになっている。
【０１２８】
図１０（Ｄ）は、ＲＦＩＤ５０１を抄き込んだ紙またはフィルムでなるタグ５１６を示している。ＲＦＩＤ５０１を抄き込んだ紙またはフィルムでタグ５１６を作製することで、プラスチックの筐体を使用した従来のＩＤタグよりも安価に製造することができる。そのような例を図１０（Ｅ）に示す。図１０（Ｅ）は、本発明のＲＦＩＤを表紙に用いた書籍５１７であり、表紙にＲＦＩＤ５０１が抄き込まれている。
【０１２９】
本発明の半導体装置の一例であるＲＦＩＤを搭載したラベル５１４やタグ５１６を商品に取り付けておくことで、商品管理が容易になる。例えば、商品が盗難された場合に、商品の経路を辿ることによって、その犯人を迅速に把握することができる。このように、本発明のＲＦＩＤをＩＤタグとして用いることで、商品の原材料や産地、製造や加工、流通、販売などに至るまでの履歴管理や、追跡照会を可能にする。すなわち、商品のトレーサビリティを可能にする。また、本発明により、商品のトレーサビリティ管理システムを従来よりも低コストで導入をすることを可能する。
【０１３０】
また、本発明の半導体装置の一例であるＲＦＩＤは、局所的押圧により破壊しにくい。このため、本発明の半導体装置の一例であるＲＦＩＤを有する紙媒体及びフィルム媒体は、貼り付けや設置等の処理において、湾曲させることが可能であり、処理効率が高まる。また、本発明の半導体装置の一例であるＲＦＩＤを有する紙媒体及びフィルム媒体に筆記用具で情報を記入することが可能であるため、用途範囲が広がる。
【０１３１】
［実施の形態４］
本実施の形態では、実施の形態３のＲＦＩＤを設けた電子機器について以下に示す。
【０１３２】
実施の形態３のＲＦＩＤを設けた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、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）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には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備えた装置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）に示す。
【０１３３】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、デジタルカメラを示している。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の裏側を示す図である。このデジタルカメラは、筐体２１１１、表示部２１１２、レンズ２１１３、操作キー２１１４、シャッターボタン２１１５などを有する。筐体２１１１内部には、記憶装置、ＭＰＵ、イメージセンサ等の機能を有する本発明の半導体装置２１１６を備えている。
【０１３４】
また、図１１（Ｃ）は、携帯電話を示しており、携帯端末の１つの代表例である。この携帯電話は筐体２１２１、表示部２１２２、操作キー２１２３、光センサ２１２４などを含む。また、携帯電話の内部には、記憶装置、ＭＰＵ、イメージセンサ等の機能を有する本発明の半導体装置２１２５を備えている。
【０１３５】
また、図１１（Ｄ）は、デジタルプレーヤーを示しており、オーディオ装置の１つの代表例である。図１１（Ｄ）に示すデジタルプレーヤーは、本体２１３０、表示部２１３１、記憶装置、ＭＰＵ、イメージセンサ等の機能を有する本発明の半導体装置２１３２、操作部２１３３、イヤホン２１３４等を含んでいる。
【０１３６】
また、図１１（Ｅ）は、電子ブック（電子ペーパーともいう）を示している。この電子ブックは、本体２１４１、表示部２１４２、操作キー２１４３、記憶装置、ＭＰＵ、イメージセンサ等の機能を有する本発明の半導体装置２１４４を含んでいる。またモデムが本体２１４１に内蔵されていてもよいし、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。
【０１３７】
以上の様に、本発明の半導体装置の適用範囲は極めて広く、他の電子機器に用いることが可能である。
【０１３８】
［実施の形態５］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態２とは異なる構成を有する半導体装置について説明する。また本実施の形態の半導体装置を、実施の形態３〜実施の形態４に応用することも可能である。
【０１３９】
本実施の形態の半導体装置及びその作製方法を、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）、図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）、図１５（Ａ）〜図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｂ）、図１７、図１８（Ａ）〜図１８（Ｂ）、図１９、図２０（Ａ）〜図２０（Ｂ）、図２１、図２２（Ａ）〜図２２（Ｂ）、図２３、図２４を用いて説明する。
【０１４０】
まず剥離層６０１を有する基板６００（図１２（Ａ）参照）上に、絶縁膜６０２、及び、下層下地膜６０３ａ及び上層下地膜６０３ｂを有する下地膜６０３を形成する（図１２（Ｂ）参照）。
【０１４１】
基板６００は基板３０１と同様の材料、剥離層６０１は剥離層３０２と同様の材料を用いればよく、本実施の形態では、基板６００としてガラス基板、剥離層６０１としてタングステン層を用いる。
【０１４２】
絶縁膜６０２は、酸化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜のいずれか１つ、あるいは２つ以上の積層膜を用いればよい。本実施の形態では、絶縁膜６０２として窒素を含む酸化珪素膜を形成する。
【０１４３】
下地膜６０３は、酸化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜の２つ以上の積層膜を用いる。本実施の形態では、下層下地膜６０３ａとして酸素を含む窒化珪素膜、上層下地膜６０３ｂとして窒素を含む酸化珪素膜を形成する。
【０１４４】
次いで下地膜６０３上に、半導体膜を形成し、エッチングして島状半導体膜６１１及び島状半導体膜６１２を形成する（図１２（Ｃ）参照）。
【０１４５】
次いで下地膜６０３、島状半導体膜６１１及び島状半導体膜６１２を覆って、ゲート絶縁膜６０７を形成する（図１２（Ｄ）参照）。
【０１４６】
ゲート絶縁膜６０７は、酸化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜のいずれか１つ、あるいは２つ以上の積層膜を用いればよい。本実施の形態では、ゲート絶縁膜６０７として、窒素を含む酸化珪素膜を形成する。
【０１４７】
島状半導体膜６１１上にゲート絶縁膜６０７を介してゲート電極６１３、並びに、島状半導体膜６１２上にゲート絶縁膜６０７を介してゲート電極６１４を形成する。本実施の形態では、ゲート電極６１３及びゲート電極６１４として、窒化タンタル膜とタングステン膜の積層膜を用いる。
【０１４８】
次いでゲート電極６１３及び６１４をマスクとして、島状半導体膜６１１及び６１２にそれぞれ、一導電性を付与する不純物元素を添加し、島状半導体膜６１１及び６１２にそれぞれに、チャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域を形成する。
【０１４９】
一導電性を付与する不純物元素として、ｎ型を付与する不純物元素であれば、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）を用いればよい。またｐ型を付与する不純物元素であれば、ホウ素（Ｂ）を用いればよい。
【０１５０】
また島状半導体膜６１１及び島状半導体膜６１２のそれぞれに同じ導電型を付与する不純物元素を添加してもよいし、それぞれ異なる導電型を付与する不純物元素を添加してもよい。
【０１５１】
次いで下地膜６０３、ゲート絶縁膜６０７、ゲート電極６１３及び６１４を覆って、パシベーション膜６０８を形成する（図１３（Ａ）参照）。酸化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜のいずれか１つ、あるいは２つ以上の積層膜を用いればよい。本実施の形態では、パシベーション膜６０８として、窒素を含む酸化珪素膜を形成する。
【０１５２】
次いで下地膜６０３、ゲート絶縁膜６０７、パシベーション膜６０８をエッチングする（図１３（Ｂ）参照）。
【０１５３】
次いで、エッチングした下地膜６０３、ゲート絶縁膜６０７、パシベーション膜６０８を覆って、層間絶縁膜６０９を形成する（図１３（Ｃ）参照）。本実施の形態では層間絶縁膜６０９として、酸素を含む窒化珪素膜を形成する。
【０１５４】
次いで層間絶縁膜６０９上に、層間絶縁膜６１６を形成する（図１３（Ｄ）参照）。層間絶縁膜６１６として、本実施の形態では窒素を含む酸化珪素膜を形成する。
【０１５５】
層間絶縁膜６１６上に、島状半導体膜６１１のソース領域またはドレイン領域の一方と電気的に接続される電極６２１、ゲート電極６１３と電気的に接続される電極６２２、島状半導体膜６１１のソース領域またはドレイン領域の他方と電気的に接続される電極６２３が形成される。また層間絶縁膜６１６上に、島状半導体膜６１２のソース領域またはドレイン領域の一方と電気的に接続される電極６２５、ゲート電極６１４と電気的に接続される電極６２６、島状半導体膜６１２のソース領域またはドレイン領域の他方と電気的に接続される電極６２７が形成される（図１３（Ｄ）参照）。これにより薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ）が形成される。
【０１５６】
なお本実施の形態では、電極６２１〜電極６２３及び電極６２５〜電極６２７は、チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜の三層積層膜を用いて形成する。
【０１５７】
次いで基板６００とその上の積層構造全体を加熱し、層間絶縁膜６０９から水素を放出させ、島状半導体膜６１１及び６１２の水素化を行い、島状半導体膜６１１及び６１２中のダングリングボンドを終端化させる。
【０１５８】
次いで、層間絶縁膜６０９、層間絶縁膜６１６、電極６２１〜電極６２３及び電極６２５〜電極６２７を覆って、窒化珪素膜からなる層間絶縁膜６３１を形成する（図１４（Ａ）参照）。
【０１５９】
次いで有機樹脂を用いて層間絶縁膜６３２を形成する（図１４（Ｂ）参照）。本実施の形態では、層間絶縁膜６３２の材料としてポリイミドを用いる。図１４（Ｂ）において、層間絶縁膜６３２は層間絶縁膜６１６や下地膜６０３が形成されていない領域に開口部を有している。この開口部は、層間絶縁膜６３２をエッチングして形成されるが、後述するパシベーション膜６３６を形成する前に形成すればよく、必ずしも図１４（Ｂ）の工程で層間絶縁膜６３２をエッチングしなくてもよい。
【０１６０】
層間絶縁膜６３２上に、電極６２７と電気的に接続されるアンテナ６３５を形成する（図１４（Ｃ）参照）。本実施の形態では、アンテナ６３５はチタン膜とアルミニウム膜の積層膜を用いて形成する。
【０１６１】
次いで層間絶縁膜６３１、層間絶縁膜６３２、アンテナ６３５を覆って、パシベーション膜６３６を形成する（図１５（Ａ）参照）。なお図２５（Ａ）は図１５（Ａ）と同じ図であり、図２５（Ａ）の点線で囲われた部分を拡大した図が図２５（Ｂ）である。また図２５（Ｃ）はパシベーション膜６３６の一部を拡大した図である。
【０１６２】
パシベーション膜６３６は、下層パシベーション膜６３６ａ、中層パシベーション膜６３６ｂ、上層パシベーション膜６３６ｃの積層膜である（図２５（Ｃ）参照）。本実施の形態では、下層パシベーション膜６３６ａとして窒化珪素膜、中層パシベーション膜６３６ｂとして非晶質珪素膜、上層パシベーション膜６３６ｃとして窒化珪素膜を形成する。中層パシベーション膜６３６ｂの非晶質珪素膜は、一導電性を付与する不純物元素を添加しなくてもよいし、一導電性型を付与する不純物元素を添加してもよい。一導電性型を付与する不純物元素として、ｎ型を付与する不純物元素を用いる場合はリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）、ｐ型を付与する不純物元素を用いる場合はホウ素（Ｂ）を添加すればよい。
【０１６３】
中層パシベーション膜６３６ｂを導電性が付与された非晶質珪素膜にすることにより、素子内で静電気破壊が起きるのを防止することができる。
【０１６４】
なお上層パシベーション膜６３６ｃは必要でなければ形成しなくても構わない。
【０１６５】
なお、ここまで層間絶縁膜６０９、層間絶縁膜６３１、パシベーション膜６３６を全て形成したが、必要に応じてこれら層間絶縁膜のいずれかを形成しなくてもよい。
【０１６６】
層間絶縁膜６０９を形成しない例を、図１５（Ｂ）、パシベーション膜６３６を形成しない例を、図１６（Ａ）、層間絶縁膜６３１を形成しない例を、図１６（Ｂ）に示す。
【０１６７】
図１５（Ａ）〜図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｂ）のいずれかの積層構造を得られたら、アンテナ６３５、層間絶縁膜６３２、層間絶縁膜６３１、パシベーション膜６３６上に、繊維体と有機樹脂層を有する封止層６４１をプレスにより接着する（図１７参照）。
【０１６８】
封止層６４１は、封止層３０５等と同様のものであり、封止層６４１に含まれる繊維体は繊維体１１３と同様のものであり、封止層６４１に含まれる有機樹脂層は有機樹脂層１１４と同様のものである。
【０１６９】
次いで封止層６４１上に、光または熱により剥離可能な粘着テープ６４２を設けて、粘着テープ６４２上にローラ６４５を回転させながら（図１８（Ａ）参照）、剥離層６０１を剥離して、基板６００を分離する（図１８（Ｂ）参照）。
【０１７０】
このとき図１（Ｅ）と同様に、基板６００の剥離層６０１に達する溝を形成し、その溝から液体を注入すると、剥離がより容易となる。
【０１７１】
次いで、絶縁膜６０２が形成されている面からレーザ６４６を照射し、絶縁膜６０２、層間絶縁膜６０９、層間絶縁膜６３１、パシベーション膜６３６、封止層６４１の一部に溝６４７を形成する（図１９参照）。なお粘着テープ６４２は、溝６４７を形成後に剥離してもよいし、溝６４７を形成する前に剥離してもよい。
【０１７２】
次いで絶縁膜６０２に接して、繊維体と有機樹脂層を有する封止層６５１をプレスにより接着させる（図２０（Ａ）参照）。これにより溝６４７に、封止層６５１中の有機樹脂が入り込む。
【０１７３】
さらに素子と素子との間の領域で、隣り合う溝６４７の間にレーザ６５３を照射して切断し（図２０（Ｂ）参照）、チップを切りだす（図２１参照）。
【０１７４】
また以下に溝６４７を形成しない例を示す。まず図１８（Ｂ）に示す積層構造が得られたら、絶縁膜６０２に接して繊維体と有機樹脂層を有する封止層６５１を設けて、プレスにより接着する（図２２（Ａ）参照）。
【０１７５】
さらに素子と素子との間の領域に、レーザ６５３を照射して切断し（図２２（Ｂ）参照）、チップを切りだす（図２３参照）。
【０１７６】
また、図２４に示す半導体装置は以下の工程にて作製される。すなわち、図１８（Ｂ）に示す積層構造が得られたら、粘着テープ６４２を剥離する。次いで、素子と素子との間の領域に、レーザ６５３を照射して切断し、チップを切りだす。
【０１７７】
さらに封止層６４１上に、アンテナ６３５に電気的に接続する電極６６２を、導電性接着材を用いて形成し、封止層６４１上の電極６６２が設けられていない領域に、接着材６６３を形成する。
【０１７８】
アンテナ６６５に、導電性接着材を用いて形成された電極６６２、及び、接着材６６３を用いてチップを貼り合わせる。次いでアンテナ６６５とチップを囲って、繊維体と有機樹脂層を有する封止層６６６を接着する（図２４参照）。
【０１７９】
本実施の形態では、窒化珪素膜を用いて形成された層間絶縁膜６３１、パシベーション膜６３６を形成することにより、不純物の混入を抑制し、曲げに対するストレスを緩和することができ、信頼性の高い半導体装置を得ることが可能となる。
【０１８０】
また下層下地膜６０３ａ及び上層下地膜６０３ｂと、層間絶縁膜６０９により、ＴＦＴを囲むことができるので、不純物の混入をより抑制し、さらに信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図４】本発明の繊維体を示す上面図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図９】本発明の半導体装置の応用例を説明するブロック図。
【図１０】本発明の半導体装置の応用例を説明する図。
【図１１】本発明の半導体装置を適用することが可能な電子機器を説明する図。
【図１２】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図１３】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図１４】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図１５】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図１６】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図１７】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図１８】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図１９】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２０】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２１】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２２】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２３】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２４】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２５】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図。
【符号の説明】
【０１８２】
４１    層間絶縁膜
４２    層間絶縁膜
４３    層間絶縁膜
５１    素子層
５２ａ    薄膜トランジスタ
５２ｂ    薄膜トランジスタ
５３ａ    半導体層
５３ｂ    半導体層
５４    ゲート絶縁層
５５ａ    ゲート電極
５５ｂ    ゲート電極
５６    絶縁層
５７ａ    配線
５７ｂ    配線
５８ａ    配線
５８ｂ    配線
６１    素子層
６２    記憶素子
６３    フローティングゲート電極
６４    トンネル絶縁層
６５    コントロール絶縁層
７１    素子層
７２    ダイオード
７３    受光部
７４    電極
８１    素子層
８２    配線
８３    電極
１１３    繊維体
１１３ａ    経糸
１１３ｂ    緯糸
１１３ｃ    バスケットホール
１１４    有機樹脂層
３０１    基板
３０２    剥離層
３０３    半導体素子層
３０４    導電性樹脂
３０５    封止層
３０６    溝
３０７    ローラ
３１２    開口部
３１３    レーザビーム
３１４    溝
３１５    導電性接着材
３１６    接着材
３１７    アンテナ
３１８    基体
３２１    チップ
３２３    封止層
３２４    繊維体
３２５    有機樹脂層
４１１    アンテナ
４１２    回路部
４６０    電源部
４６１    信号処理部
４６２    整流回路
４６３    保持容量
４６４    復調回路
４６５    クロック生成／補正回路
４６６    認識／判定回路
４６７    メモリコントローラ
４６８    マスクＲＯＭ
４６９    符号化回路
４７０    変調回路
５０１    ＲＦＩＤ
５１１    無記名債券類
５１２    証書類
５１３    ラベル台紙（セパレート紙）
５１４    ラベル
５１５    ボックス
５１６    タグ
５１７    書籍
６００    基板
６０１    剥離層
６０２    絶縁膜
６０３    下地膜
６０３ａ    下層下地膜
６０３ｂ    上層下地膜
６０７    ゲート絶縁膜
６０８    パシベーション膜
６０９    層間絶縁膜
６１１    島状半導体膜
６１２    島状半導体膜
６１３    ゲート電極
６１４    ゲート電極
６１６    層間絶縁膜
６２１    電極
６２２    電極
６２３    電極
６２５    電極
６２６    電極
６２７    電極
６３１    層間絶縁膜
６３２  層間絶縁膜
６３５    アンテナ
６３６    パシベーション膜
６３６ａ    下層パシベーション膜
６３６ｂ    中層パシベーション膜
６３６ｃ    上層パシベーション膜
６４１    封止層
６４２    粘着テープ
６４５    ローラ
６４６    レーザ
６４７    溝
６５１    封止層
６５３    レーザ
６６２    電極
６６３    接着材
６６５    アンテナ
６６６    封止層
２１１１    筐体
２１１２    表示部
２１１３    レンズ
２１１４    操作キー
２１１５    シャッターボタン
２１１６    半導体装置
２１２１    筐体
２１２２    表示部
２１２３    操作キー
２１２４    光センサ
２１２５    半導体装置
２１３０    本体
２１３１    表示部
２１３２    半導体装置
２１３３    操作部
２１３４    イヤホン
２１４１    本体
２１４２    表示部
２１４３    操作キー
２１４４    半導体装置
【図１】
0005438934.tif 000002
【図２】
0005438934.tif 000003
【図３】
0005438934.tif 000004
【図４】
0005438934.tif 000005
【図５】
0005438934.tif 000006
【図６】
0005438934.tif 000007
【図７】
0005438934.tif 000008
【図８】
0005438934.tif 000009
【図９】
0005438934.tif 000010
【図１０】
0005438934.tif 000011
【図１１】
0005438934.tif 000012
【図１２】
0005438934.tif 000013
【図１３】
0005438934.tif 000014
【図１４】
0005438934.tif 000015
【図１５】
0005438934.tif 000016
【図１６】
0005438934.tif 000017
【図１７】
0005438934.tif 000018
【図１８】
0005438934.tif 000019
【図１９】
0005438934.tif 000020
【図２０】
0005438934.tif 000021
【図２１】
0005438934.tif 000022
【図２２】
0005438934.tif 000023
【図２３】
0005438934.tif 000024
【図２４】
0005438934.tif 000025
【図２５】
0005438934.tif 000026