(57)【要約】【課題】寄生抵抗によるオン電流の低下を抑え、かつ、オン電流のばらつきを抑え、さらに、オフ電流の上昇を抑えたショットキーバリアダイオードを作製する。【解決手段】島状の半導体膜を形成し、島状の半導体膜に第１のｎ型不純物領域を形成し、島状の半導体膜を覆ってアノード用開口部とカソード用開口部を有する絶縁膜を形成する。アノード用開口部をマスクして、カソード用開口部を通して、ｎ型不純物領域にｐ型不純物元素を添加し、ｎ型不純物元素およびｐ型不純物元素を含む第２のｎ型不純物領域を形成する。カソード用開口部からｐ型不純物元素の添加を行うため、この開口部周辺も僅かながらｐ型不純物元素が添加される。このことにより、第１のｎ型不純物領域はカソード配線とショートしない程度に僅かにずれるため、寄生抵抗およびオフ電流の上昇が抑えられる。【選択図】図２
2008172212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
島状の半導体膜を形成し、
前記島状の半導体膜に第１の不純物元素を添加することでし、第１の不純物領域を形成し、
前記島状の半導体膜を覆って、絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜をエッチングして、前記第１の不純物領域の一部を露出するように第１の開口部と第２の開口部を形成し、
前記第２の開口部を露出するように、前記絶縁膜上に前記第１の開口部を覆うマスクを形成し、
前記第２の開口部によって露出されている第１の不純物領域に第２の不純物元素を添加することで、前記第１の不純物領域に接している第２の不純物領域を形成し、
前記第１の開口部によって露出されている第１の不純物領域に接する第１の配線、および前記第２の開口部によって露出されている第２の不純物領域に接する第２の配線を、それぞれ、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２の不純物領域が前記第１の不純物領域に囲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又は２において、
前記第１の不純物領域に前記第１の不純物元素を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で含み、前記第２の不純物領域に前記第１の不純物元素を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で含み、かつ、前記第２の不純物元素を１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で含む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又は２において、
前記第２の不純物領域がＮ型導電型不純物領域である場合、前記第２の配線の仕事関数が、４．４ｅＶ以上であ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又は２において、
前記第２の不純物領域がＰ型導電型不純物領域である場合、前記第２の配線の仕事関数が、４．８ｅＶ以下である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１項において、
前記第２の不純物領域と前記第２の配線がショットキーバリアを形成していることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
第１の半導体膜と第２の半導体膜を形成し、
前記第１の半導体膜と前記第２の半導体膜に接する第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の半導体膜と前記第２の半導体膜と前記第１の絶縁膜を覆って導電膜を形成し、
前記導電膜をエッチングして、前記第１の絶縁膜を介して前記第１の半導体膜の一部と重なる電極を形成し、
前記電極をマスクにして、前記第１の半導体膜及び前記第２の半導体膜に第１の不純物元素を添加することにより、第１の不純物領域を形成し、
前記第１の半導体膜、前記第２の半導体膜、前記第１の絶縁膜及び前記第１の不純物領域を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜をエッチングして、前記第２の半導体膜の一部を露出するように第１の開口部と第２の開口部、および前記第１の半導体膜の一部を露出させるように第３の開口部を形成し、
前記第２の開口部を露出するように、前記第２の絶縁膜上に前記第１の開口部及び前記第３の開口部を覆うマスクを形成し、
第２の開口部により露出されている第１の不純物領域に第２の不純物元素を添加することで、前記第１の不純物領域に接している第２の不純物領域を形成し、
前記第１の開口部により露出されている第１の不純物領域に接する第１の配線、前記第２の開口部によって露出されている第２の不純物領域に接する第２の配線、および前記第３の開口部により露出されている第１の不純物領域に接する第３の配線を、それぞれ、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８】
請求項７において、前記第２の不純物領域が前記第１の不純物領域に囲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９】
請求項７又は８において、
前記第１の不純物領域は前記第１の不純物元素を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で含み、
前記第２の不純物領域は前記第２の不純物元素を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で含み、かつ、前記第２の不純物元素を１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項７又は８において、
前記第２の不純物領域がＮ型導電型不純物領域である場合、前記第２の配線の仕事関数が、４．４ｅＶ以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項７又は８において、
前記第２の不純物領域がＰ型導電型不純物領域である場合、前記第２の配線の仕事関数が、４．８ｅＶ以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれか一項において、
前記第２の不純物領域と前記第２の配線がショットキーバリアを形成してい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、アノードとカソードが同一平面上に形成されるショットキーバリアダイオードおよびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体基板上に形成されるショットキーバリアダイオードの作製方法としては、半導体基板上に形成された酸化シリコン膜にカソード領域の開口を行い、半導体基板と同一導電型の不純物を選択的に拡散又はイオン注入法等により導入し、オーミック性接触を得た後、アノード領域の開口部を形成し、その後、このアノード開口部上に金属膜を形成し、ショットキー接合を形成し、次いでアノード電極、カソード電極を形成する方法がある（特許文献１参照）。
【０００３】
アノード領域の開口部とカソード領域の開口部はマスクを用いて形成するため、一定距離以上に近づけると、マスクの位置合わせずれによりショートする可能性が生じる。その為、アノード領域の開口部とカソード領域の開口部間には一定のマージンをもたせる必要がある。しかし、それらのマージンが両開口部間の寄生抵抗となり、ショットキーバリアダイオードのオン電流を低下させるという問題がある。
【０００４】
同一基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と共に、ショットキーバリアダイオードを作製する場合にも、上述した従来のショットキーバリアダイオードの寄生抵抗によるオン電流の低下という問題がある。
【特許文献１】特開平２−１７８９７３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のショットキーダイオードの製造方法は、カソードコンタクト開口領域の開口を行い、カソード領域の拡散層を形成した後にアノードコンタクト開口領域の開口を行うため、カソードコンタクト開口領域とアノードコンタクト開口領域との位置合わせを行う。両開口部間の寄生抵抗によるショットキーバリアダイオードのオン電流の低下を抑えるためには、カソードコンタクト開口領域とアノードコンタクト開口領域をできるだけ近づける必要があるが、その位置合わせ精度を十分に取るのが難しいという問題がある。
【０００６】
また、カソードコンタクト開口領域とアノードコンタクト開口領域の位置のばらつきはショットキーバリアダイオードのオン電流のばらつきの要因になるという問題がある。
【０００７】
また、アノード領域とカソード領域が重なるとショットキーバリアダイオードのオフ電流が上昇するという問題がある。
【０００８】
以上より、本発明はカソード領域とアノード領域を極力近くに配置し、位置のばらつきを抑え、寄生抵抗によるオン電流の低下を抑え、かつ、オン電流のばらつきの少なく、さらに、オフ電流の上昇を抑えたショットキーバリアダイオードを作製することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ショットキーバリアダイオードに関し、カソード領域内にアノードコンタクト開口領域を形成し、カウンタードープを行うことによりアノード領域を形成することを要旨とする。
【００１０】
島状の半導体膜を形成し、島状の半導体膜に第１の不純物元素を添加し、第１の不純物領域を形成し、島状の半導体膜を覆って絶縁膜を形成し、絶縁膜をエッチングして、第１の不純物領域の一部を露出させるように第１の開口部と第２の開口部を形成し、第２の開口部を露出するように、第１の開口部をマスクして、第１の不純物領域に第２の不純物元素を添加し、第２の不純物領域を形成し、第１の開口部によって露出されている第１の不純物領域に接する第１の配線、および第２の開口部によって露出されている第２の不純物領域に接する第２の配線を、それぞれ、形成する。
【００１１】
第２の開口部から第２の不純物元素の添加を行うため、第２の開口部周辺も僅かながら第２の不純物元素が添加される。その為、第１の不純物領域と第２の配線はショートしない程度に僅かに離れている。別言すると、第１の不純物領域と第２の配線はショートしない程度に、第１の不純部領域の端部は第２の配線からずれている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、寄生抵抗によるオン特性の低下を抑え、かつ、オン特性のばらつきの少ないショットキーバリアダイオードを有する半導体装置を作製することができる。
【００１３】
本発明の半導体装置の作製方法により、ショットキーバリアダイオードのカソード電極とアノード領域をショートしない程度に僅かに離すこと（ずらすこと）ができるため、オフ電流の上昇を抑えられたショットキーバリアダイオードを有する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】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更しうることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は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。
【００１５】
また、以下に示す実施の形態１〜３は実施可能な範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
（実施の形態１）
以下に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とショットキーバリアダイオードの構造及びその作製方法について、図１〜図２を用いて説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の左側断面図はＴＦＴ作製工程を示す断面図であり、右側断面図はショットキーバリアダイオード作製工程を示す断面図である。
【００１７】
まず、図１（Ａ）に示すように基板１１１上に下地絶縁膜１１２を３０〜３００ｎｍ形成する。基板１１１としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、セラミックス基板等の絶縁性基板、金属基板、半導体基板等を用いることができる。
【００１８】
下地絶縁膜１１２は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ、ｘ＞ｙ）（酸化窒化珪素とも言う）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ、ｘ＞ｙ）（窒化酸化珪素とも言う）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。特に、基板からの汚染が懸念される場合には、下地絶縁膜を形成することが好ましい。また、下地絶縁膜１１２は固定電荷の少ない膜を用いると良い。例えば、ＳｉＨ４とＮ２Ｏの混合ガスを用いて、ＳｉＯ２膜を形成したものを用いることができる。
【００１９】
続いて、半導体膜を１０〜３００ｎｍ形成する。半導体膜の材料はＴＦＴに求められる特性に応じて選択することができ、シリコン膜、シリコンゲルマニウム膜等の半導体膜を用いることができる。半導体膜としては、非晶質半導体膜または微結晶半導体膜を成膜し、レーザー等を用いた結晶化法により結晶化した結晶性半導体膜を用いるのが好ましい。微結晶半導体膜は、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＨ４等のガスを水素又はフッ素の希ガス元素とで希釈して用いることで形成することができる。レーザーとしては、パルスレーザーであればエキシマレーザー等、連続発振レーザーであれば、ＹＶＯ４レーザー等を用いることができる。
【００２０】
また、結晶化技術としてはハロゲンランプを用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）や、加熱炉を使用して結晶化する技術を適用することも可能である。さらに、非晶質半導体膜にニッケル等の金属元素を添加し、添加された金属を結晶核として固相成長させる方法を用いても良い。
【００２１】
次に、半導体膜をフォトリソグラフィー工程およびエッチング工程により、島状の半導体膜１１３ａ及び１１３ｂを形成する。島状の半導体膜１１３ａ及び１１３ｂを覆うように、第１の絶縁膜１１４を５〜５０ｎｍ形成する。第１の絶縁膜は島状の半導体膜に接しており、ゲート絶縁膜として機能する。
【００２２】
第１の絶縁膜１１４としてはＣＶＤ法やスパッタ法により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）などのいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。高密度で低電子温度のプラズマ処理により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）などのいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。本実施形態では、第１の絶縁膜１１４は、ＳｉＯｘＮｙ膜の単層構造とする。
【００２３】
続いて、第１の絶縁膜１１４上に電極となる導電膜１１５を形成する。導電膜１１５としては、アルミニウム（Ａｌ）膜、銅（Ｃｕ）膜、アルミニウム又は銅を主成分とする膜、クロム（Ｃｒ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、窒化タンタル膜、チタン（Ｔｉ）膜、タングステン（Ｗ）膜、窒化タングステン膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、前記膜を積層させた積層膜、例えば、Ａｌ膜とＴａ膜との積層、Ａｌ膜とＴｉ膜との積層、窒化タングステン膜とＷ膜との積層などを用いることができる。本実施の形態では、導電膜１１５を窒化タンタル３０ｎｍとタングステン（Ｗ）３７０ｎｍの積層膜とする。
【００２４】
続いて、導電膜１１５上にフォトマスクを用い、フォトリソグラフィー技術を使用してマスク１１６を形成する。マスク１１６はＴＦＴとなる島状の半導体膜１１３ａ上に一部位置する形状を有し、ショットキーバリアダイオードとなる島状の半導体膜１１３ｂ上にはマスク１１６は位置していない。（図１（Ａ））
【００２５】
続いて、マスク１１６を用いて導電膜１１５をエッチングし、その後、マスク１１６を除去し、ＴＦＴとなる島状の半導体膜１１３ａ上に電極１１７を形成する（図１（Ｂ））。この電極１１７はゲート電極として機能する。
【００２６】
本実施の形態では、マスク１１６を用いて、導電膜１１５の窒化タンタル３０ｎｍ＼タングステン（Ｗ）３７０ｎｍの積層膜をエッチングする第１のエッチングを行う。第１のエッチングでは、窒化タンタルに対して選択比の高いエッチング条件でエッチングすることが好ましい。第１のエッチングでは、エッチングガスとして、ＳＦ６、Ｃｌ２、Ｏ２の混合ガスを用い、混合比はＳＦ６／Ｃｌ２／Ｏ２＝３３／３３／１０ｓｃｃｍである。０．６７Ｐａの圧力でコイル型の電極に２０００Ｗの電力を供給してプラズマを生成する。基板側（試料ステージ）には５０Ｗの電力を投入する。試料ステージの温度は＋７０℃にする。続いて、窒化タンタルをエッチングする第２のエッチングを行う。この第２のエッチングにより、電極１１７を形成する。このとき、第１の絶縁膜１１４をエッチングしないように、第１の絶縁膜１１４に対し選択比の高いエッチング条件でエッチングすることが好ましい。第２のエッチングの条件は、０．６７Ｐａの圧力でコイル型の電極に２０００Ｗの電力を供給してプラズマを生成する。基板側（試料ステージ）には５０Ｗの電力を投入する。エッチングガスはＣｌ２である。試料ステージの温度は＋７０℃にする。
【００２７】
本実施の形態のエッチングは、ドライエッチングで行うことができ、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング装置を用いて行うことが出来る。
【００２８】
次に、島状の半導体膜１１３ａ、１１３ｂに第１の不純物元素の添加を行う。本実施の形態では、島状の半導体膜１１３ａ、１１３ｂにＮ型導電型或いはＰ型導電型を付与する不純物のドーピングを行う。第１の絶縁膜１１４を透過させて、電極１１７をマスクとして、島状の半導体膜１１３ａ、１１３ｂにＮ型導電型或いはＰ型導電型を付与する不純物をドーピングし、第１の不純物領域である不純物領域１１８ａ、１１８ｂを形成する。第１の不純物領或１１８ａ、１１８ｂの不純物元素濃度は１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度（好ましくは１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度）とする。ドーピング法としてはイオンドーピング法、イオン注入法を用いることができる。例えばＰ型導電型を付与する際には第１の不純物元素として、ボロン（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）等を用い、Ｎ型導電型を付与する際には第１の不純物元素として、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等を用いることができる。本実施の形態においては、ショットキーバリアダイオードに、Ｎ型導電型不純物領域を形成するために、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂには第１の不純物元素として、Ｎ型導電型を付与するリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等をドーピングする。
【００２９】
その後、層間絶縁膜２１１を形成する。層間絶縁膜２１１は有機材料もしくは無機材料を用いて形成する。層間絶縁膜２１１は単層構造でも良いし、積層構造でも良い。層間絶縁膜２１１に第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂを露出するための開口部２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃを形成する（図２（Ａ））。開口部２１２ａはＴＦＴのソース領域、ドレイン領域を配線に接続するためのものであり、開口部２１２ｂはショットキーバリアダイオードのカソード領域を配線に接続するためのものであり、開口部２１２ｃはアノード領域を配線に接続するためのものである。さらに、ゲート電極を他の配線に接続するための開口部（図示せず）も形成される。本実施の形態では、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂはＮ型導電型不純物領域として形成しているが、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂをＰ型導電型不純物領域として形成した場合には、開口部２１２ｂはショットキーバリアダイオードのアノード領域と配線を接続するためのものであり、開口部２１２ｃはカソード領域と配線を接続するためのものである。
【００３０】
なお、層間絶縁膜２１１を形成する前、または層間絶縁膜２１１を形成した後に、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂの不純物の活性化を行っても良い。層間絶縁膜２１１が積層膜である場合には、層間絶縁膜２１１の一部を形成した後に、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂの不純物の活性化を行っても良い。活性化はレーザー光照射、ＲＴＡ、電気炉を用いた加熱処理などの方法を用いることができる。
【００３１】
続いて、マスク２１５を形成する。ＴＦＴは全体がマスク２１５で覆われ、ショットキーバリアダイオードは開口部２１２ｃ以外の領域がマスク２１５で覆われている。（図２（Ｂ））
【００３２】
次に、開口部２１２ｃによって露出されている第１の不純物領域１１８ｂに、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂに添加した第１の不純物元素とは逆の導電型を付与する第２の不純物元素のドーピングを行い、第２の不純物領域２１６を形成する。本実施の形態においては、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂには、第１の不純物元素として、Ｎ型導電型を付与するリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等を用いるため、第２の不純物領域２１６にドーピングする第２の不純物元素としては、Ｐ型導電型を付与するボロン（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）等を用いる。ドーピング法としてはイオンドーピング法、イオン注入法を用いることができる。第２の不純物領域２１６にドーピングする第２の不純物元素は、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂにドーピングする第１の不純物元素の導電型に対して、逆の導電型を付与する不純物元素であるが、第２の不純物領域２１６の導電型が第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂの導電型と逆の導電型とならないように、第２の不純物元素のドーピングを行う。第２の不純物領域２１６にドーピングする第２の不純物元素の濃度は１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度（好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度）とする。
【００３３】
開口部２１２ｃによって露出されている第１の不純物領域１１８ｂに、第１の不純物領域１１８ａ、１１８ｂにドーピングした第１の不純物元素の活性化を妨げるために第２の不純物元素のドーピングを行い、第２の不純物領域２１６を形成しても良い。第２の不純物領域２１６に添加する第２の不純物元素としては、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガス、或いは酸素、窒素等のＳｉと結合する作用をもつガスを用いることができる。第２の不純物領域２１６に添加する第２の不純物元素の濃度は、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度（好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度）とする。ドーピング法としてはイオンドーピング法、イオン注入法を用いることができる。
【００３４】
第２の不純物領域２１６に添加した第１の不純物元素と第２の不純物元素の濃度は、第２の不純物領域２１６の表面から３０ｎｍの範囲の深さ方向に対して、不純物元素の濃度比が０．０１〜１００倍（好ましくは０．１〜１０倍）とする。
【００３５】
第２の不純物領域２１６のシート抵抗値は１０ｋΩ／□から１００ｋΩ／□となるようにドーピングする元素濃度を選択する。
【００３６】
次に、図２（Ｄ）に示すように、配線２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ、２１７ｄを形成する。第２の不純物領域２１６の導電型がＮ型である場合には、第２の不純物領域２１６と接する配線２１７ｄの仕事関数を４．４ｅＶ以上とするのが好ましい。例えば、配線２１７ｄをＴｉ、Ｗ、Ｐｔ等を用いて形成すると良い。なお、配線２１７ｄが積層構造の導電膜で形成されている場合、配線２１７ｄの仕事関数が４．４ｅＶ以上であるとは、第２の不純物領域２１６と接する最下層の金属材料の仕事関数が４．４ｅＶ以上であることをいう。第２の不純物領域２１６の導電型がＰ型である場合には、第２の不純物領域２１６と接する配線２１７ｄの仕事関数を４．８ｅＶ以下とするのが好ましい。例えば、配線２１７ｄをＴｉ等を用いて形成すると良い。なお、配線２１７ｄが積層構造の導電膜で形成されている場合、配線２１７ｄの仕事関数が４．８ｅＶ以下とは、第２の不純物領域２１６と接する最下層の金属材料の仕事関数が４．８ｅＶ以下であることをいう。配線２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ、２１７ｄは前記の材料のみでは配線抵抗が高い場合には、積層構造として用いれば良い。例えば、最下層から順にＴｉ＼Ａｌ＼Ｔｉ、或いはＴｉ＼窒化チタン＼Ａｌ＼Ｔｉ等の積層構造とすることもできる。
【００３７】
以下に、本実施の形態に基づいた構造にすることにより、ショットキーバリアダイオードのオン特性が向上することを、論理計算により示す。計算には、ｓｙｎｏｐｓｙｓ社製ＴＣＡＤソフト、Ｓｅｎｔａｕｒｕｓを用いた。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は理論計算に用いたショットキーバリアダイオードの構造を示す上面図である。
【００３８】
図３（Ａ）は本実施の形態に基づいた構造であり、不純物領域３０１、３０３は第１の不純物元素のみを添加した第１の不純物領域であり、不純物領域３０２は、第１の不純物元素および第２の不純物元素を添加した、第２の不純物領域である。不純物領域３０１は第１の配線と接続し、オーミックな接合を形成する。不純物領域３０２は第２の配線と接続し、ショットキーバリアを形成する。不純物領域３０３は不純物領域３０１と同一のシート抵抗値であり、不純物領域３０２のシート抵抗値に比べて低い値となる。
【００３９】
図３（Ｂ）は、本実施の形態との比較例のショットキーバリアダイオードのための構造であり、不純物領域３０６、３０７は第１の不純物元素のみを添加した領域であり、不純物領域３０５は、第１の不純物元素および第２の不純物元素を添加した領域である。不純物領域３０５は第１の配線と接続し、オーミックな接合を形成する。不純物領域３０６は第２の配線と接続し、ショットキーバリアを形成する。不純物領域３０７は不純物領域３０６と同一のシート抵抗値であり、不純物領域３０５のシート抵抗値に比べて高い値となる。
【００４０】
図９は、図３（Ａ）の不純物領域３０１と不純物領域３０２の間の距離Ｄ１を１．０μｍとした場合、及び図３（Ｂ）の不純物領域３０５と不純物領域３０６の間の距離Ｄ２を１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍとした場合のショットキーバリアダイオードの電流−電圧特性の計算結果である。図９の結果は、図３（Ａ）の構造、すなわち、本実施の形態の構造が最もオン特性の低下が少ないことを示している。また、不純物領域３０５と不純物領域３０６の間の距離Ｄ２が短いほど、オン特性の低下が小さいことを示している。図３（Ａ）の構造、すなわち、本実施の形態の構造はオン特性の低下が少ないため、オン特性のばらつきも小さくなる。
【００４１】
以上より、本実施の形態で作製したショットキーダイオードは、オン特性の低下を抑え、かつ、オン特性のばらつきを小さくすることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
以下に、相補型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とショットキーバリアダイオード素子の構造及びその作製方法について、図４〜図５を用いて説明する。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の左側断面図及び中央断面図はＴＦＴ作製工程を示す断面図であり、右側断面図はショットキーバリアダイオード作製工程を示す断面図である。
【００４３】
まず、図４（Ａ）に示すように基板４１１上に下地絶縁膜４１２を３０〜３００ｎｍ形成する。基板４１１としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、セラミックス基板等の絶縁性基板、金属基板、半導体基板等を用いることができる。
【００４４】
下地絶縁膜４１２は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ、ｘ＞ｙ）（酸化窒化珪素とも言う）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ、ｘ＞ｙ）（窒化酸化珪素とも言う）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。特に、基板からの汚染が懸念される場合には、下地絶縁膜を形成することが好ましい。また、下地絶縁膜４１２は固定電荷の少ない膜を用いると良い。例えば、ＳｉＨ４とＮ２Ｏの混合ガスを用いて、ＳｉＯ２膜を形成したものを用いることができる。
【００４５】
続いて、半導体膜を１０〜３００ｎｍ形成する。半導体膜の材料はＴＦＴに求められる特性に応じて選択することができ、シリコン膜、シリコンゲルマニウム膜等の半導体膜を用いることができる。半導体膜としては、非晶質半導体膜または微結晶半導体膜を成膜し、レーザー等を用いた結晶化法により結晶化した結晶性半導体膜を用いるのが好ましい。微結晶半導体膜は、プラズマＣＶ法により、ＳｉＨ４等のガスを水素又はフッ素の希ガス元素とで希釈して用いることにより形成する、ことができる。レーザーとしては、パルスレーザーであればエキシマレーザー等、連続発振レーザーであれば、ＹＶＯ４レーザー等を用いることができる。
【００４６】
また、結晶化技術としてはハロゲンランプを用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）や、加熱炉を使用して結晶化する技術を適用することも可能である。さらに、非晶質半導体膜にニッケル等の金属元素を添加し、添加された金属を結晶核として固相成長させる方法を用いても良い。
【００４７】
次に、半導体膜をフォトリソグラフィー工程およびエッチング工程により、島状の半導体膜４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃを形成する。島状の半導体膜４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃを覆うように、第１の絶縁膜４１４を５〜５０ｎｍ形成する。第１の絶縁膜は島状の半導体膜に接しており、ゲート絶縁膜として機能する。
【００４８】
第１の絶縁膜４１４としてはＣＶＤ法やスパッタ法により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）などのいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。高密度で低電子温度のプラズマ処理により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）などのいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。本実施形態では、第１の絶縁膜４１４は、ＳｉＯｘＮｙ膜の単層構造とする。
【００４９】
続いて、第１の絶縁膜４１４上に電極となる導電膜４１５を形成する。導電膜４１５としては、アルミニウム（Ａｌ）膜、銅（Ｃｕ）膜、アルミニウム又は銅を主成分とする膜、クロム（Ｃｒ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、窒化タンタル膜、チタン（Ｔｉ）膜、タングステン（Ｗ）膜、窒化タングステン膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、前記膜を積層させた積層膜、例えば、Ａｌ膜とＴａ膜との積層、Ａｌ膜とＴｉ膜との積層、窒化タンタル膜とＷ膜との積層などを用いることができる。本実施の形態では、導電膜４１５を窒化タンタル３０ｎｍとタングステン（Ｗ）３７０ｎｍの積層膜とする。
【００５０】
続いて、導電膜４１５上にフォトマスクを用い、フォトリソグラフィー技術を使用してマスク４１６を形成する。マスク４１６はＴＦＴとなる島状の半導体膜４１３ａ及び４１３ｂ上に一部位置する形状を有し、ショットキーバリアダイオードとなる島状の半導体膜４１３ｃ上にはマスク４１６は位置していない。（図４（Ａ））
【００５１】
続いて、マスク４１６を用いて導電膜４１５をエッチングし、その後、マスク４１６を除去し、ＴＦＴとなる島状の半導体膜４１３ａ、４１３ｂ上に電極４１７ａと４１７ｂを形成する（図４（Ｂ））。これらの電極４１７ａと４１７ｂはゲート電極として機能する。この工程において、ショットキーバリアダイオードとなる島状の半導体膜４１３ｃ上の導電膜４１５はエッチングにより全て除去される（図４（Ｂ））。
【００５２】
次に、島状の半導体膜４１３ａ、４１３ｃに第１の不純物元素の添加を行う。本実施の形態では、島状の半導体膜４１３ａ、４１３ｃにＮ型導電型或いはＰ型導電型を付与する不純物のドーピングを行う。第１の絶縁膜４１４を透過させて、電極４１７をマスクとして、島状の半導体膜４１３ａ、４１３ｃにＮ型導電型或いはＰ型導電型を付与する第１の不純物元素をドーピングし、第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃを形成する。この際、島状の半導体膜４１３ｂに第１の不純物元素が添加されないように、島状の半導体膜４１３ｂを覆うようにマスクを形成しておき、第１の不純物元素のドーピングが完了したら、マスクを取り除いておく。第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃの不純物元素濃度は１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度（好ましくは１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度）とする。ドーピング法としてはイオンドーピング法、イオン注入法を用いることができる。例えばＰ型導電型を付与する際には不純物元素として、ボロン（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）等を用い、Ｎ型導電型を付与する際には不純物元素として、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等を用いることができる。本実施の形態においては、ショットキーバリアダイオードとなる島状の半導体膜４１３ｃは、Ｎ型導電型不純物領域を形成するために、不純物領域４１８ａ、４１８ｃにはＮ型導電型を付与するリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等を用いる。
【００５３】
次に、島状の半導体膜４１３ｂに第２の不純物元素の添加を行う。本実施の形態では、島状の半導体膜４１３ａ、４１３ｃにドーピングした不純物とは逆の導電型を付与する不純物のドーピングを行う。第１の絶縁膜４１４を透過させて、電極４１７をマスクとして、島状の半導体膜４１３ｂにＮ型導電型或いはＰ型導電型を付与する第２の不純物元素をドーピングし、第２の不純物領域４１８ｂを形成する。この際に、島状の半導体膜４１３ａと４１３ｃに第２の不純物元素がドープ添加されないように、島状の半導体膜４１３ａと４１３ｃを覆うようにマスクを形成しておき、第２の不純物元素のドーピングが完了したら、マスクを取り除いておく。第２の不純物領域４１８ｂの不純物元素濃度は１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度（好ましくは１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度）とする。ドーピング法としてはイオンドーピング法、イオン注入法を用いることができる。例えばＰ型導電型を付与する際には第２の不純物元素として、ボロン（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）等を用い、Ｎ型導電型を付与する際には第２の不純物元素として、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等を用いることができる。本実施の形態においては、第２の不純物領域４１８ｂにはＰ型導電型を付与するボロン（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）等を用いる。
【００５４】
その後、層間絶縁膜５１１を形成する。層間絶縁膜５１１は有機材料もしくは無機材料を用いて形成する。層間絶縁膜５１１は単層構造でも良いし、積層構造でも良い。層間絶縁膜５１１に第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃ、及び第２の不純物領域４１８ｂを露出するための開口部５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄを形成する（図５（Ａ））。開口部５１２ａ、５１２ｂはＴＦＴのソース領域、ドレイン領域と配線を接続するためのものであり、開口部５１２ｃはショットキーバリアダイオードのカソード領域と配線を接続するためのものであり、開口部５１２ｄはアノード領域と配線を接続するためのものである。図示されていないが、ゲート電極を配線に接続するための開口部も形成されている。本実施の形態では、第１の不純物領域４１８ｃはＮ型導電型不純物領域として形成しているが、第１の不純物領域４１８ｃをＰ型導電型不純物領域として形成した場合には、開口部５１２ｃはショットキーバリアダイオードのアノード領域と配線を接続するためのものとなり、開口部５１２ｄはカソード領域と配線を接続するためのものとなる。
【００５５】
なお、層間絶縁膜５１１を形成する前、または層間絶縁膜５１１を形成した後に、第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃ、および、第２の不純物領域４１８ｂの不純物の活性化を行っても良い。層間絶縁膜５１１が積層膜である場合には、層間絶縁膜５１１の一部を形成した後に、第１の不純物領域或４１８ａ、４１８ｃ、および、第２の不純物領域４１８ｂの不純物の活性化を行っても良い。活性化はレーザー光照射、ＲＴＡ、電気炉を用いた加熱処理などの方法を用いることができる。
【００５６】
続いて、マスク５１５を形成する。ＴＦＴは全体がマスク５１５で覆われ、ショットキーバリアダイオードは開口部５１２ｃ以外の領域がマスク５１５で覆われている。（図５（Ｂ））
【００５７】
次に、開口部５１２ｃによって露出されている第１の不純物領域４１８ｃに、第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃに添加した第１の不純物元素とは逆の導電型を付与する第３の不純物元素のドーピングを行い、第３の不純物領域５１６を形成する。本実施の形態においては、第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃには、第１の不純物元素として、Ｎ型導電型を付与するリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等を用いるため、第３の不純物領域５１６にドーピングする第３の不純物元素としては、Ｐ型導電型を付与するボロン（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）等を用いる。ドーピング法としてはイオンドーピング法、イオン注入法を用いることができる。第３の不純物領域５１６にドーピングする第３の不純物元素は、第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃにドーピングする第１の不純物元素の導電型に対して、逆の導電型を付与する不純物元素であるが、第３の不純物領域５１６の導電型が第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃの導電型と逆の導電型とならない濃度で第３の不純物元素のドーピングを行う。第３の不純物領域５１６にドーピングする第３の不純物元素の濃度は１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度（好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度）とする。
【００５８】
開口部５１２ｃによって露出されている第１の不純物領域４１８ｃに、第１の不純物領域４１８ａ、４１８ｃにドーピングした第１の不純物元素の活性化を妨げるために第３の不純物元素のドーピングを行い、第３の不純物領域５１６を形成しても良い。第３の不純物領域５１６に添加する第３の不純物元素としては、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガス、或いは酸素、窒素等のＳｉと結合する作用をもつガスを用いることができる。第３の不純物領域５１６に添加する第３の不純物元素の濃度は、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度（好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度）とする。ドーピング法としてはイオンドーピング法、イオン注入法を用いることができる。
【００５９】
第３の不純物領域５１６に添加した第１の不純物元素と第３の不純物元素の濃度は、第３の不純物領域５１６の表面から３０ｎｍの範囲の深さ方向に対して、不純物元素の濃度比が０．０１〜１００倍（好ましくは０．１〜１０倍）とする。
【００６０】
第３の不純物領域５１６のシート抵抗値は１０ｋΩ／□から１００ｋΩ／□となるようにドーピングする元素濃度を選択する。
【００６１】
次に、図５（Ｄ）に示すように、配線５１７ａ、５１７ｂ、５１７ｃ、５１７ｄを形成する。第３の不純物領域５１６の導電型がＮ型である場合には、第３の不純物領域５１６と接する配線５１７ｃの仕事関数が４．４ｅＶ以上であるのが好ましい。例えば、配線５１７ｃをＴｉ、Ｗ、Ｐｔ等を用いて形成すると良い。なお、配線５１７ｃが積層構造の導電膜で形成されている場合は、配線５１７ｃの仕事関数が４．４ｅＶ以上とは、第３の不純物領域５１６と接する最下層の金属材料の仕事関数が４．４ｅＶ以上であることをいう。第３の不純物領域５１６の導電型がＰ型である場合には、第３の不純物領域５１６と接する配線５１７ｃの仕事関数が４．８ｅＶ以下であるのが好ましい。例えば、配線５１７ｃをＴｉ等を用いて形成すると良い。なお、配線５１７ｃが積層の導電膜で形成されている場合は、配線５１７ｃの仕事関数が４．８ｅＶ以下とは、第３の不純物領域５１６と接する最下層の金属材料が仕事関数が４．８ｅＶ以下であることをいう。配線５１７ａ、５１７ｂ、５１７ｃ、５１７ｄは前記の材料のみでは配線抵抗が高い場合には、積層構造として用いれば良い。例えば、最下層から順にＴｉ＼Ａｌ＼Ｔｉ或いはＴｉ＼窒化チタン＼Ａｌ＼Ｔｉ等の積層構造とすることもできる。
【００６２】
以上より、本実施の形態で作製したショットキーダイオードは、寄生抵抗が極力抑えられており、オン特性が優れている。また、相補型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と同時に形成することが可能である。
【００６３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、ショットキーバリアダイオード素子を用いた整流回路について図６、図７、図８を用いて説明する。図６は整流回路を示す回路図であり、図７はショットキーバリアダイオードの素子構造を示す図であり、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ショットキーバリアダイオードの電流−電圧特性と該ショットキーバリアダイオードを整流回路に用いた場合の整流特性のグラフである。
【００６４】
以下に、理論計算によりショットキーバリアダイオードの構造を実施の形態１、２に基づいた構造にすることにより、整流回路の出力電圧特性が向上することを示す。まず、図６の整流回路について説明する。端子６０１は信号の入力端子、端子６０２は整流回路により整流された生成電圧を出力する端子である。容量６０３の出力端子側にショットキーバリアダイオード６０４を順方向に接続し、容量６０３がショットキーバリアダイオード６０４のアノード電極になるように接続し、ショットキーバリアダイオード６０４のカソード電極に容量６０６と抵抗６０７を並列に接続し、容量６０６と抵抗６０７のもう一方の端子は、グランドに接続する。さらに、容量６０３とショットキーバリアダイオード６０４のアノード電極の間にショットキーバリアダイオード６０５のカソード電極を接続し、ショットキーバリアダイオード６０５のアノード電極はグランドに接続する。
【００６５】
図７は図６の整流回路の整流特性を計算する際に用いたショットキーバリアダイオードの素子構造である。図７（Ａ）は不純物領域６１１と電極６１３はショットキー接合であり、不純物領域６１２と電極６１４はオーミック接合である。距離Ｄ３は不純物領域６１２と電極６１３の距離である。図７（Ｂ）は実施の形態１に基づくショットキーバリアダイオードの素子構造である。不純物領域６１２は実施の形態１の第１の不純物領域に対応し、不純物領域６１１は実施の形態１の第２の不純物領域に対応する。不純物領域６１１は電極６１３に対して、ごく僅かに大きく形成される。
【００６６】
図８（Ａ）は、図７（Ａ）の不純物領域６１２と電極６１３の距離Ｄ３を４μｍ、２μｍ、０μｍのそれぞれについて計算したショットキーバリアダイオードの電流−電圧特性、および、図７（Ｂ）の不純物領域６１２と電極６１３がごく僅かに離れた構造のショットキーバリアダイオードの電流−電圧特性を示している。即ち、図７（Ｂ）は実施の形態１に基づいた構造のショットキーバリアダイオードであり、Ｄ３≠０であり、かつＤ３≒０として計算した。計算はｓｙｎｏｐｓｙｓ社製ＴＣＡＤソフト、Ｓｅｎｔａｕｒｕｓを用いて行った。
【００６７】
図８（Ｂ）は図６に示した整流回路の端子６０２の電圧の時間変化を示している。ショットキーバリアダイオード６０４および６０５に、図８（Ａ）に示す電流−電圧特性をそれぞれ用いた場合について、整流回路の端子６０２の電圧の時間変化計算を行っている。端子６０１に±５Ｖの振幅をもつ１ＭＨｚの交流信号を入力した際の端子６０２の電圧の時間変化を、ｓｙｎｏｐｓｙｓ社製ＴＣＡＤソフト、Ｓｅｎｔａｕｒｕｓを用いて計算を行っている。図８（Ｂ）に示されるように、実施の形態１に基づいた構造が端子６０２の出力電圧が最も高くなることが分かる。これらの結果は、ショットキーバリアダイオードのオン特性が高いほど、端子６０２の電圧も高くなることを示している。
【００６８】
以上より、実施の形態１或いは２で作製したオン特性が優れたショットキーバリアダイオードを用いた整流回路は、高い電圧が生成され、高効率の整流が可能である。
【００６９】
以上のように、本発明により作製された半導体装置は、優れた特性が得られ、本発明により作製された半導体装置を薄膜集積回路等の各々に適用することによって、さらなる高機能化と高付加価値化を実現することができる。
【実施例１】
【００７０】
本実施例では、本発明のショットキーバリアダイオードを用いた整流回路を有する半導体装置について説明する。本実施例の半導体装置は、非接触でデータの伝送が可能な半導体装置である。図１０は、半導体装置の構成例を示すブロック図である。本実施例の半導体装置は、大別して、アンテナ部２００１、電源部２００２、ロジック部２００３から構成される。
【００７１】
アンテナ部２００１は、外部信号の受信とデータの送信を行うためのアンテナ２０１１を有する。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。
【００７２】
電源部２００２は、アンテナ２０１１を介して外部から受信した信号により電源を作る整流回路２０２１と、作りだした電源を保持するための保持容量２０２２と、各回路に供給する一定電圧を作り出す定電圧回路２０２３を有する。整流回路２０２１に実施の形態３の整流回路が用いられている。図６が整流回路２０２１の等価回路図になる。
【００７３】
ロジック部２００３は、受信した信号を復調する復調回路２０３１と、クロック信号を生成するクロック生成・補正回路２０３２と、各コード認識及び判定回路２０３３と、メモリからデータを読み出すための信号を受信信号により作り出すメモリコントローラ２０３４と、符号化した信号を受信信号にのせるための変調回路２０３５と、読み出したデータを符号化する符号化回路２０３７と、データを保持するマスクＲＯＭ２０３８とを有する。なお、変調回路２０３５は変調用抵抗２０３６を有する。
【００７４】
各コード認識及び判定回路２０３３が認識・判定するコードは、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、各コード認識及び判定回路２０３３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。
【００７５】
次に、非接触でデータの伝送が可能な半導体装置の作製工程を図１１〜図１４を用いて説明する。本実施例の半導体装置は、撓めることができる装置であり、そのため、回路を製造時に使用していた基板から、可撓性の基板に転置することを特徴とする。
【００７６】
図１１（Ａ）に示すように、基板７００上に剥離膜７０１を形成する。次に、剥離膜７０１上に絶縁膜７０２を形成する。絶縁膜７０２上に、図１０に示す回路を薄膜トランジスタなどで形成する。なお、図１１（Ａ）では、基板７００に接するように剥離膜７０１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７００に接するように下地となる絶縁膜を形成し、その絶縁膜に接するように剥離膜７０１を設けてもよい。
【００７７】
基板７００としては、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などのガラス基板を用いることができる。
【００７８】
剥離膜７０１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、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）、珪素（Ｓｉ）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、単層又は積層して形成する。珪素を含む剥離膜の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
【００７９】
剥離膜７０１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を含む層若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物を含む層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を含む層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。
【００８０】
剥離膜７０１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、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を含む層、窒化物を含む層、酸化窒化物を含む層、又は窒化酸化物を含む層を形成する。
【００８１】
剥離膜７０１として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、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、タングステン層と絶縁層との界面に、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。さらには、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、Ｎ２Ｏプラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理、水素が添加された水での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。これは、タングステンの窒化物を含む層、酸化窒化物を含む層、または窒化酸化物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、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成するとよい。
【００８２】
タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表される。Ｘは、２≦ｘ≦３の範囲内にあり、ｘが２の場合（ＷＯ２）、ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、ｘが３の場合（ＷＯ３）などがある。
【００８３】
ここでは、スパッタリング法により厚さ２０〜１００ｎｍ、好ましくは４０〜８０ｎｍのタングステン膜を形成する。
【００８４】
絶縁膜７０２の形成は、例えば、Ｎ２Ｏガスを流しながらプラズマを発生させて剥離膜７０１表面に酸化タングステン膜を形成した後、プラズマＣＶＤ法により、窒素を含む酸化珪素膜を形成する方法がある。
【００８５】
図１１（Ａ）には、図１０の回路として、代表的にショットキーバリアダイオード７０３および薄膜トランジスタ７０４を図示している。ショットキーバリアダイオード７０３および薄膜トランジスタ７０４の作製方法は、実施の形態１または実施の形態２の作製方法を用いればよい。ショットキーバリアダイオード７０３は、図１０の整流回路２０２１を構成する。
【００８６】
次に、ショットキーバリアダイオード７０３および薄膜トランジスタ７０４を覆う絶縁膜７０７を形成する。絶縁膜７０７に、薄膜トランジスタ７０４のソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜７０６に達するコンタクトホールを形成する。絶縁膜７０７上に導電膜７０６に接続する導電膜７０８を形成する。
【００８７】
絶縁膜７０７は、ポリイミド、アクリル、またはシロキサンポリマーを塗布し焼成して形成することができる。また、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、無機化合物を用いて単層又は積層で形成してもよい。無機化合物の代表例としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素がある。
【００８８】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、導電膜７０８上に導電膜７１１を形成する。ここでは、印刷法により金粒子を有する組成物を印刷し、２００℃で３０分加熱して組成物を焼成して導電膜７１１を形成する。
【００８９】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、絶縁膜７０７及び導電膜７１１の端部を覆う絶縁膜７１２を形成する。ここでは、絶縁膜７０７及び導電膜７１１の端部を覆う絶縁膜７１２を、エポキシ樹脂を用いて形成する。エポキシ樹脂の組成物をスピンコート法により塗布し、１６０℃で３０分加熱した後、導電膜７１１を覆う部分の絶縁膜を除去して、導電膜７１１を露出すると共に、厚さ１〜２０μｍ、好ましくは５〜１０μｍの絶縁膜７１２を形成する。本実施例の作製工程では、絶縁膜７０２から絶縁膜７１２までの積層体を素子形成層７１０とする。
【００９０】
次に、図１１（Ｄ）に示すように、素子形成層７１０を基板７００から分離する工程を容易にするために、レーザビーム７１３を照射して、図１１（Ｅ）に示すような開口部７１４を形成する。基板７００上に、複数の回路が形成されているため、開口部７１４はすべての回路を取り囲むように形成される。次に、絶縁膜７１２に粘着部材７１５を貼りあわせる。
【００９１】
なお、開口部７１４を形成しなくとも、素子形成層７１０と基板７００の分離が容易であれば、レーザビームを照射する工程を省くことで、スループットを向上させることができる。
【００９２】
次に、図１２（Ａ）に示すように、基板７００から素子形成層７１０の一部７２１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いる。物理的手段は、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、ローラーを支点としてローラーを回転させながら分離する処理）である。
【００９３】
本実施例においては、剥離膜７０１と絶縁膜７０２の間に金属酸化膜が形成されているため、この界面の密着性が弱いので、この界面での剥離が進行しやすい。そのため、物理的手段により、素子形成層７１０を基板７００から剥離する方法を用いたがこれに限られない。基板７００に透光性を有する基板を用い、剥離膜７０１に水素を含む非晶質珪素層を用いる場合は、図１１（Ｅ）の工程の後、基板７００側からのレーザビームを照射して非晶質珪素層に含まれる水素を気化させることで、剥離膜７０１自体を脆くすることで、基板７００から素子形成層７１０を分離することもできる。
【００９４】
また、図１１（Ｅ）の工程の後、基板７００を機械的に研磨し除去する方法や、基板７００をＨＦ等の基板を溶解する溶液を用いて基板を除去する方法を用いることができる。この場合、剥離膜７０１を用いなくともよい。
【００９５】
また、図１１（Ｅ）において、粘着部材７１５を絶縁膜７１２に貼り付ける前に、開口部７１４にＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ素化合物ガスを導入し、剥離膜７０１をフッ素化合物ガスでエッチングし除去した後、絶縁膜７１２に粘着部材７１５を貼りあわせて、基板７００から素子形成層７１０を剥離することもできる。
【００９６】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、素子形成層の一部７２１の絶縁膜７０２側に、可撓性基板７２２を貼り付ける。ここでは、可撓性基板７２２として、キャスト法によりポリアニリンで形成されたフィルムを用いる。次に、粘着部材７１５を素子形成層の一部７２１から剥す。
【００９７】
次に、図１２（Ｃ）に示すように、可撓性基板７２２をダイシングフレーム７３２のＵＶシート７３１に貼り付ける。ＵＶシート７３１は粘着性を有するため、ＵＶシート７３１上に可撓性基板７２２が固定される。この後、導電膜７１１にレーザビームを照射して、導電膜７１１と導電膜７０８の間の密着性を高めてもよい。
【００９８】
次に、図１２（Ｄ）に示すように、導電膜７１１上に接続端子７３３を形成する。接続端子７３３を形成することで、後にアンテナとして機能する導電膜との位置合わせ及び接着を容易に行うことが可能である。
【００９９】
次に、図１３（Ａ）に示すように、素子形成層の一部７２１を分断する。ここでは、素子形成層の一部７２１及び可撓性基板７２２にレーザビーム７３４を照射して、図１３（Ｂ）に示すように、溝７７１を形成し、素子形成層の一部７２１を複数に分断する。ここでは、レーザカット法を用いて素子形成層の一部７２１を複数に分断したが、この方法の代わりにダイシング法、スクライビング法等を適宜用いることができる。ここでは、分断された素子形成層７１０を薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂということとする。薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂは、図１０のアンテナ部２００１を除いた、電源部２００２とロジック部２００３で構成されている。
【０１００】
次に、図１３（Ｃ）に示すように、ダイシングフレーム７３２のＵＶシート７３１にＵＶ光を照射して、ＵＶシート７３１の粘着力を低下させた後、ＵＶシート７３１をエキスパンダ枠７４４で支持する。このとき、ＵＶシート７３１を伸ばしながらエキスパンダ枠７４４で支持することで、薄膜集積回路７７２ａと薄膜集積回路７７２ｂの間に形成された溝７７１の幅を拡大することができる。なお、拡大された溝７７６は、後に薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂに貼り合わせられるアンテナ基板の大きさに合わせることが好ましい。
【０１０１】
次に、図１４（Ａ）に示すように、可撓性基板７５６上にアンテナとして機能する導電膜７５２ａ、７５２ｂを有するアンテナ基板７５７と、薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂとを異方性導電接着剤７５５ａ、７５５ｂを用いて貼り合わせる。なお、導電膜７５２ａ、７５２ｂは絶縁膜７５３で封止されている。可撓性基板７５６には、導電膜７５２ａ、７５２ｂの一部が露出するように、開口部が設けられている。
【０１０２】
アンテナとして機能する導電膜７５２ａ、７５２ｂと薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂの接続端子とが、異方性導電接着剤７５５ａ、７５５ｂに含まれる導電性粒子７５４ａ、７５４ｂとで接続されるように、位置合わせし、図１４（Ａ）に示すように、貼り合わせる。
【０１０３】
次に、図１４（Ｂ）に示すように、アンテナとして機能する導電膜７５２ａ、７５２ｂと、薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂとが形成されない領域において、アンテナ基板７５７を分断する。ここでは、絶縁膜７５３及び可撓性基板７５６にレーザビーム７６１を照射するレーザカット法により分断を行う。
【０１０４】
以上の工程により、図１４（Ｃ）に示すように、非接触でデータの伝送が可能な半導体装置７６２ａ、７６２ｂを作製することができる。
【０１０５】
なお、図１４（Ａ）において、異方性導電接着剤７５５ａ、７５５ｂにより、導電膜７５２ａ、７５２ｂを有する可撓性基板７５６を薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂに貼り付けた後、可撓性基板７５６と薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂとを封止するように可撓性基板を設け、図１４（Ｂ）のように、アンテナとして機能する導電膜７５２ａ、７５２ｂと、薄膜集積回路７７２ａ、７７２ｂとが形成されない領域において、レーザビーム７６１を照射して、図１４（Ｄ）に示すような半導体装置７６４を作製してもよい。この場合、分断された可撓性基板７５６、７６３によって、薄膜集積回路が封止されるため、薄膜集積回路の劣化を抑制することが可能である。
【０１０６】
以上、図１２〜図１４に示した工程により、薄型化で軽量、かつ撓めることが可能な半導体装置を歩留まり高く作製することができる。
【０１０７】
次に、図１５を用いて、本実施例の非接触でデータの伝送が可能な半導体装置の用途を説明する。非接触でデータの伝送が可能な半導体装置の用途は広範にわたる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図１５（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１５（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図１５（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図１５（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図１５（Ｅ）、図１５（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０１０８】
本実施例の半導体装置８００は、プリント基板に実装したり、表面に貼ったり、埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、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して、各物品に固定される。本実施例の半導体装置８００は、小型、薄型、軽量であり、撓めることができるため、物品自体のデザイン性を損なうことなく、半導体装置８００を取り付けることができる。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本実施例の半導体装置８００を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に本実施例の半導体装置を設けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【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】図９の電流−電圧特性を測定したショットキーバリアダイオード構造を説明するための上面図
【図４】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図
【図６】本発明の整流回路の回路図
【図７】本発明の構造を示す図
【図８】（Ａ）はショットキーバリアダイオードの電流−電圧特性図であり、（Ｂ）は該ショットキーバリアダイオードを整流回路に用いた場合の整流特性のグラフ
【図９】本発明の実施の形態１および比較例のショットキーバリアダイオードの電流−電圧特性のグラフ
【図１０】本発明の非接触でデータの伝送が可能な半導体装置の構成例を示すブロック図
【図１１】本発明の半導体装置の作製方法を示す断面図
【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用途を説明する図
【符号の説明】
【０１１０】
１１１    基板
１１２    下地絶縁膜
１１３ａ、１１３ｂ    半導体膜
１１４    絶縁膜
１１５    導電膜
１１６    マスク
１１７    電極
１１８ａ、１１８ｂ    第１の不純物領域
２１１    層間絶縁膜
２１２ａ〜２１２ｃ    開口部
２１７ａ〜２１７ｄ    配線
２１５    マスク
２１６    第２の不純物領域
３０１    不純物領域
３０２    不純物領域
３０３    不純物領域
３０５    不純物領域
３０６    不純物領域
３０７    不純物領域
４１１    基板
４１２    下地絶縁膜
４１３ａ〜４１３ｃ    半導体膜
４１８ａ、４１８ｃ    第１の不純物領域
４１８ｂ    第２の不純物領域
４１４    絶縁膜
４１５    導電膜
４１６    マスク
４１７ａ、４１７ｂ    電極
５１１    層間絶縁膜
５１２ａ〜５１２ｄ    開口部
５１５    マスク
５１６    第３の不純物領域
５１７ａ〜５１７ｃ    配線
６０１、６０２    端子
６０３    容量
６０４、６０５    ショットキーバリアダイオード
６０６    容量
６０７    抵抗
６１１    不純物領域
６１２    不純物領域
６１３    電極
６１４    電極
７００    基板
７０１    剥離膜
７０２    絶縁膜
７０３    ショットキーバリアダイオード
７０４    薄膜トランジスタ
７０６    導電膜
７０７    絶縁膜
７０８    導電膜
７１０    素子形成層
７１１    導電膜
７１２    絶縁膜
７１３    レーザビーム
７１４    開口部
７１５    粘着部材
７２１    素子形成層の一部
７２２    可撓性基板
７３１    ＵＶシート
７３２    ダイシングフレーム
７３３    接続端子
７３４    レーザビーム
７４４    エキスパンダ枠
７５３    絶縁膜
７５２ａ、７５２ｂ    導電膜
７５４ａ、７５４ｂ    導電性粒子
７５５ａ、７５５ｂ    異方性導電接着剤
７５６    可撓性基板
７５７    アンテナ基板
７６１    レーザビーム
７６２ａ、７６２ｂ    半導体装置
７６４    半導体装置
７７１    溝
７７６    拡大された溝
７７２ａ、７７２ｂ    薄膜集積回路
８００    半導体装置
２００１    アンテナ部
２００２    電源部
２００３    ロジック部
２０１１    アンテナ
２０２１    整流回路
２０２２    保持容量
２０２３    定電圧回路
２０３１    復調回路
２０３２    クロック生成・補正回路
２０３３    判定回路
２０３４    メモリコントローラ
２０３５    変調回路
２０３６    変調用抵抗
２０３７    符号化回路
２０３８    マスクＲＯＭ
【図１】
2008172212.tif 000003
【図２】
2008172212.tif 000004
【図３】
2008172212.tif 000005
【図４】
2008172212.tif 000006
【図５】
2008172212.tif 000007
【図６】
2008172212.tif 000008
【図７】
2008172212.tif 000009
【図８】
2008172212.tif 000010
【図９】
2008172212.tif 000011
【図１０】
2008172212.tif 000012
【図１１】
2008172212.tif 000013
【図１２】
2008172212.tif 000014
【図１３】
2008172212.tif 000015
【図１４】
2008172212.tif 000016
【図１５】
2008172212.tif 000017