(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
前記支持体上に薄膜集積回路と、
前記薄膜集積回路上に分離層と、
前記分離層の上または下に前記薄膜集積回路と電気的に接続されたアンテナを有し、
前記薄膜集積回路は複数の半導体素子を有し、
前記複数の半導体素子間を電気的に接続するための配線が、前記分離層を貫通していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
支持体と、
前記支持体上に薄膜集積回路と、
前記薄膜集積回路上にアンテナ及び分離層を有し、
前記薄膜集積回路と前記アンテナは電気的に接続され、
前記アンテナは直列に接続された複数の配線を有し、
前記複数の配線の少なくとも１つは、前記分離層を貫通していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記アンテナは、印刷法または液滴吐出法を用いて形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
支持体と、
前記支持体上に薄膜集積回路およびアンテナと、
前記薄膜集積回路およびアンテナ上に分離層を有し、
前記薄膜集積回路と前記アンテナとを電気的に接続するための配線が、前記分離層を貫通し、
前記薄膜集積回路はＴＦＴを含み、
前記ＴＦＴは半導体膜と、ゲート電極と、前記半導体膜と前記ゲート電極の間に形成されているゲート絶縁膜とを有し、
前記アンテナと前記ゲート電極は同じ導電膜をパターニングすることで形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記薄膜集積回路および前記アンテナは、基板上に形成された後、前記基板を除去することで前記基板から剥離され、接着剤を用いて前記支持体上に貼りあわされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、前記分離層は窒化チタン、窒化タングステン、モリブデン、またはタングステンを有する金属酸化膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６において、前記金属酸化膜は結晶化されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記支持体は紙またはプラスチックであることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、前記アンテナは前記支持体の外周に沿っていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項において、前記分離層の層内または界面近傍の一部に損傷を与えてあることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体に形成された無線通信の可能な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線で識別情報などのデータの送受信が可能なＩＤタグに代表される半導体装置は、様々な分野において実用化が進められており、新しい形態の通信情報端末としてさらなる市場の拡大が見込まれている。ＩＤタグは、無線タグ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、ＩＣタグとも呼ばれており、現在実用化されているＩＤタグは、アンテナと、半導体基板を用いて形成された集積回路（ＩＣチップ）とを有しているものが多い。
【０００３】
ＩＤタグは、同じく無線でのデータの読み取りが可能な磁気カード、バーコードなどとは異なり、記憶されているデータを物理的方法により読み取られる恐れがなく、またそのデータが改ざんされにくいという点において優れている。また磁気カード、バーコードなどと異なり、ＩＤタグの製造には比較的大規模な生産設備が必要となるため、偽造されにくいというメリットを有する。
【０００４】
下記特許文献１には、偽造されにくいというメリットを生かしたＩＤラベルについて記載されている。特許文献１に記載のＩＤラベルは、貼着されている対象物から剥離されると、アンテナが切断されるようになっている。よって、剥がされるとそのことを確実に発見することができる封印シールとして使用することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
具体的に上記特許文献１に記載のＩＤラベルは、接着強度の強い強接着剤と、接着強度の弱い弱接着剤とを部分的に使い分け、アンテナが基材シート側と対象物側とに切断されるような仕組みになっている。しかし上記構成の場合、ＩＤラベルの剥がし方によってはアンテナを構成している膜の一部だけが剥離してしまい、アンテナを切断するには至らない場合も想定される。また実際のアンテナは、複数の金属膜が積層されている場合が多い。このような場合は特に、接着強度の強弱を使い分けることでアンテナを切断しようとしても、アンテナを構成している金属膜の一部だけが剥離してしまい、アンテナを確実に切断できるとは限らない。よってＩＤラベルを剥がしても、アンテナが通常通り機能し、ＩＤラベルとリーダ／ライタとの間における信号または電源電圧の送受が通常通り行なわれてしまうという事態も生じうる。
【０００７】
またＩＤタグは、用途によって紙、プラスチックなどのフレキシブルな素材に取り付けられることも想定されるが、半導体基板は上述した素材に比べると機械的強度が低い。ＩＤタグ自体の面積を縮小化することで、機械的強度をある程度向上させることはできるが、この場合、回路規模やアンテナの利得の確保が難しくなってしまう。特にアンテナの利得が低下すると通信距離が短くなり、ＩＤタグの用途が制限されるので好ましくない。従ってＩＣチップの回路規模やアンテナの利得の確保を重要視すると、やみくもにＩＤタグの面積を縮小化することはできず、機械的強度の向上にも限界が生じる。
【０００８】
さらに半導体基板を用いて形成されたＩＣチップの場合、半導体基板が導体として機能し電波を遮蔽するので、送信されてくる電波の方向によっては信号が減衰しやすいという問題もあった。
【０００９】
本発明は上述した問題に鑑み、対象物に貼り合わされた後で剥離されると、リーダ／ライタとの間における信号または電源電圧の送受を確実に制限することができる半導体装置の提供を課題とする。さらに本発明は、コストを抑え、機械的強度を高めることができ、より簡単なプロセスで形成することができ、なおかつ電波が遮蔽されるのを防ぐことができる半導体装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の半導体装置は、支持体上に形成された集積回路及びアンテナを有している。さらに本発明の半導体装置は、絶縁膜を間に挟んで該集積回路及びアンテナと重なっている分離層が、該支持体上に形成されている。そして、集積回路とアンテナとを電気的に接続するための配線、集積回路内の半導体素子どうしを電気的に接続するための配線、或いは、アンテナを形成している配線が、該分離層を貫通していることを特徴とする。上記構成を有する半導体装置を対象物から物理的に引き剥がすと、該分離層が分離し、分離層を境に半導体装置が引き裂かれる。これにより、集積回路とアンテナとを電気的に接続するための配線、集積回路内の半導体素子どうしを電気的に接続するための配線、或いは、アンテナを形成している配線を切断することができる。本発明の半導体装置とは、代表的にＩＤタグ、ＩＤカード、ＩＤチップ、無線チップなどである。但し、これらに限定されず、様々な利用形態が可能である。
【００１１】
なお分離層として、金属酸化物を有する膜（金属酸化膜）を用いることができる。
【００１２】
例えば、集積回路とアンテナとを電気的に接続するための配線を切断することで、アンテナと集積回路とを電気的に分離させることができる。また例えば、集積回路内の半導体素子どうしを電気的に接続するための配線を切断することで、集積回路の機能を破壊することができる。また例えば、アンテナを形成している配線を切断することで、アンテナの機能を破壊することができる。いずれの場合も、配線が切断されることで、半導体装置とリーダ／ライタとの間における信号または電源電圧の送受を確実に制限することができる。
【００１３】
さらに本発明では、絶縁分離された薄膜の半導体膜を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で形成された集積回路（以下、薄膜集積回路）を半導体装置に用いる。そして該半導体装置は、薄膜集積回路とアンテナとが、プラスチック、紙などのフレキシブルな支持体上に形成されている。アンテナにより、リーダライタと薄膜集積回路の間における信号の送受、またはリーダライタから薄膜集積回路への電源電圧の供給を行なうことができる。
【００１４】
また、別途作製された薄膜集積回路どうしを貼り合わせることで、薄膜集積回路を積層し、回路規模やメモリの容量を大きくするようにしても良い。薄膜集積回路は半導体基板で作製したＩＣチップに比べて飛躍的に薄いので、複数の薄膜集積回路を積層させても半導体装置の機械的強度をある程度維持することができる。積層した薄膜集積回路どうしの接続は、フリップチップ法、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法、ワイヤボンディング法などの、公知の接続方法を用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では上記特許文献１とは異なり、半導体装置を対象物から剥がす際に、アンテナの一部のみが剥離するという事態が生じにくい。よって、アンテナと薄膜集積回路との間の電気的な分離を、確実に行なうことができる。したがって、半導体装置を対象物から剥がすと、半導体装置とリーダ／ライタとの間における信号または電源電圧の送受を確実に制限することができる。
【００１６】
また本発明の半導体装置では、絶縁分離されたＴＦＴを用いて薄膜集積回路を形成するので、半導体基板に形成されたトランジスタとは異なり、基板との間に寄生のダイオードが形成されにくい。従って、ソース領域またはドレイン領域与えられた交流の信号の電位によって、ドレイン領域に大量の電流が流れ込むことがなく、劣化または破壊が起こりにくい。
【００１７】
またフレキシブルな支持体を用いて半導体装置を形成することで、対象物の形状に半導体装置の形状を合わせることが可能になり、半導体装置の用途範囲を大幅に広げることができる。
【００１８】
また本発明の半導体装置は、半導体基板を用いた従来の半導体装置ほど面積を小さくせずとも、高い機械的強度を得ることができる。よって、アンテナの利得の確保が容易になり、通信距離を長くしやすく、半導体装置の用途範囲をより広げることができる。
【００１９】
また一般的にＩＤタグに代表される半導体装置で用いられている電波の周波数は、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚが多く、該周波数の電波を検波できるように半導体装置を形成することが、汎用性を高める上で非常に重要である。
【００２０】
また本発明の半導体装置では、半導体基板を用いて形成されたＩＣチップよりも、薄膜集積回路において電波が遮蔽されにくく、電波の遮蔽により信号が減衰するのを防ぐことができるというメリットを有している。よってＩＣチップの場合に比べて、アンテナ径を抑えることができる。
【００２１】
そして、半導体基板を用いずに済むので、半導体装置のコストを大幅に低くすることができる。例えば、直径１２インチのシリコン基板を用いた場合と、７３００×９２００ｍｍ2のガラス基板を用いた場合とを比較する。前者のシリコン基板の面積は約７３０００ｍｍ2であるが、後者のガラス基板の面積は約６７２０００ｍｍ2であり、ガラス基板はシリコン基板の約９．２倍に相当する。後者のガラス基板の面積は約６７２０００ｍｍ2では、基板の分断により消費される面積を無視すると、１ｍｍ四方のＩＤタグが約６７２０００個形成できる計算になり、該個数はシリコン基板の約９．２倍の数に相当する。そしてＩＤタグの量産化を行なうための設備投資は、７３００×９２００ｍｍ2のガラス基板を用いた場合の方が直径１２インチのシリコン基板を用いた場合よりも工程数が少なくて済むため、額を３分の１で済ませることができる。さらに本発明では、薄膜集積回路を剥離した後、ガラス基板を再び利用できる。よって、破損したガラス基板を補填したり、ガラス基板の表面を清浄化したりする費用を踏まえても、シリコン基板を用いる場合より大幅にコストを抑えることができる。またガラス基板を再利用せずに廃棄していったとしても、７３００×９２００ｍｍ2のガラス基板の値段は、直径１２インチのシリコン基板の半分程度で済むので、半導体装置のコストを大幅に低くすることができることがわかる。
【００２２】
従って、７３００×９２００ｍｍ2のガラス基板を用いた場合、直径１２インチのシリコン基板を用いた場合よりも、半導体装置の値段を約３０分の１程度に抑えることができることがわかる。半導体装置は、使い捨てを前提とした用途も期待されているので、コストを大幅に低くすることができる本発明のＩＤタグは上記用途に非常に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の半導体装置としてＩＤタグの実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。例えば、本発明の半導体装置はＩＤタグに限定されず、ＩＤカード、ＩＤチップ、無線チップなど様々な利用形態が可能である。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。
【００２４】
図１（Ａ）に、本発明のＩＤタグ１００を用いて容器１０１の蓋１０２を封印している様子を示す。容器１０１は、蓋１０２と本体１０７とを有している。ＩＤタグ１００を剥離しない限り、容器１０１の蓋１０２を開けることができないような位置にＩＤタグ１００を貼り合わせることで、ＩＤタグ１００が貼られた後に蓋１０２が開けられたか否かを確実に把握することができる。破線１０６は、容器１０１の蓋１０２と本体１０７との境目を示している。
【００２５】
図１（Ｂ）に、ＩＤタグ１００の一形態を示す。ＩＤタグ１００は、支持体１０３と、支持体１０３に形成されたアンテナ１０４と、薄膜集積回路１０５とを有している。破線１０６は、容器１０１の蓋１０２と本体１０７との境目を示している。配線１０８はアンテナ１０４の一部に相当し、配線１０８によりアンテナ１０４の端子１０９、１１０間を電気的に接続することができる。
【００２６】
薄膜集積回路１０５は、アンテナ１０４において生じた交流の電気信号から電源電圧または各種信号を生成し、該電源電圧、各種信号を用いて各種動作を行なうことができる。そして、薄膜集積回路１０５において生成した交流の電気信号がアンテナ１０４に入力され、アンテナ１０４からリーダ／ライタに各種信号が送られる。
【００２７】
次に図１（Ｂ）に示したＩＤタグ１００の、破線１１１で囲まれた領域の拡大図を、図２（Ａ）に示す。また図２（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図を図２（Ｂ）に示す。なお図２（Ｂ）では、薄膜集積回路１０５としてＴＦＴ１１２、１１３の断面図を示しているが、本発明のＩＤタグにおいて薄膜集積回路１０５に含まれる半導体素子はＴＦＴに限られない。例えばＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどの、その他の半導体素子が用いられていても良い。
【００２８】
支持体１０３は、薄膜集積回路１０５及びアンテナ１０４が形成されている側とは反対の面に接着剤１１４が塗布されている。接着剤１１４は、ＩＤタグの支持体を、対象物に貼り合わせることができる物質であれば良い。なお、支持体１０３の一部が接着剤として機能させても良い。或いは、接着剤を敢えて塗布せず、貼り合わせる際に別途用意した接着剤を用いるようにしても良い。
【００２９】
そして本発明のＩＤタグでは、薄膜集積回路１０５が有する半導体素子、図２（Ｂ）ではＴＦＴ１１２、１１３、と、アンテナ１０４との間に、分離層１１５が形成されている。なお薄膜集積回路１０５とアンテナ１０４とは、重なっていても良いし、重なっていなくとも良い。そしてアンテナ１０４とＴＦＴ１１２、ＴＦＴ１１３とを電気的に接続するための配線１１６は、分離層１１５を貫通するように形成されている。なお配線１１６は、アンテナ１０４の一部であっても良いし、別途形成された配線であっても良い。
【００３０】
なお図２（Ｂ）では、薄膜集積回路１０５とアンテナ１０４との間に分離層１１５が形成されている例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。アンテナ１０４と薄膜集積回路１０５とを電気的に接続するための配線１１６が、分離層１１５を貫通するように形成されていれば良い。或いは、アンテナ１０４を構成している配線が、分離層１１５を貫通するように形成されていれば良い。或いは、薄膜集積回路１０５を構成している半導体素子どうしを電気的に接続している配線が、分離層１１５を貫通するように形成されていれば良い。
【００３１】
図２（Ｂ）に示したＩＤタグを対象物１２０に貼り合わせている様子を、図３（Ａ）に示す。次に図３（Ａ）に示したＩＤタグを、物理的な力を用いて、分離層１１５を境に引き剥がしている様子を図３（Ｂ）に示す。図３（Ｂ）に示すように、分離層１１５を境にＩＤタグの一部が引き剥がされることで、分離層１１５を貫通している配線１１６を切断することができる。よって、アンテナ１０４と薄膜集積回路１０５とを電気的に分離させることができ、ＩＤタグとリーダ／ライタとの間における信号または電源電圧の送受を制限することができる。
【００３２】
なお図１に示したような、蓋１０２が開けられたか否かを把握するために用いるＩＤタグ１００は、ＩＤタグ１００を引き剥がすことで切断される配線を少なくとも２つの箇所に形成する。そして該２つの箇所は、破線１０６に示す容器１０１の蓋１０２と本体１０７との境目を間に挟んで存在していることが望ましい。上記構成により、蓋１０２を開けるためには２箇所の配線のうち少なくとも１箇所の配線を切断しなければならなくなり、確実に蓋１０２が開けられたか否かを把握することができる。
【００３３】
なお図１では、ＩＤタグを用いて容器を封印しているが、封印するのは、口を閉じることができる入れ物であれば良い。
【００３４】
また本発明のＩＤタグの用途は、入れ物の封印のみに限定されない。一度ＩＤタグを剥がすと、剥がしたという事実を把握することができるという特徴を生かして、ＩＤタグを剥離すると対象物が有する効力を無効にしたり、価値を低減させたりするという用途にも用いることができる。例えば、荷札、値札、名札など、対象物の情報を有するタグに貼り合わせても良いし、本発明のＩＤタグ自体をタグとして用いても良い。また例えば、戸籍謄本、住民票、パスポート、免許証、身分証、会員証、鑑定書、クレジットカード、キャッシュカード、プリペイドカード、診察券、定期券など、事実を証明する文書に相当する証書に貼り合わせても良い。また例えば、手形、小切手、貨物引換証、船貨証券、倉庫証券、株券、債券、商品券、抵当証券など、私法上の財産権を表示する証券に相当する有価証券に貼り合わせても良い。
【００３５】
図４（Ａ）に、封筒を封印するために本発明のＩＤタグを用いる例を示す。図４（Ａ）では、本発明のＩＤタグ４０２を貼り合わせることで、封筒４０１の入り口を閉じている。上記構成により、宛名に記載された人物が封筒を開封する前に、第三者によって開封されたか否かを把握することができる。
【００３６】
図４（Ｂ）に、本発明のＩＤタグ４１０が貼り合わされた小切手４１１の一例を示す。図４（Ｂ）では、ＩＤタグ４１０が小切手４１１の表面に貼り合わされている。上記構成により、例えば偽造を目的としてＩＤタグ４１０を剥がしても、剥がしたことを後に把握することができるので、小切手４１１を無効とすることができる。
【００３７】
図４（Ｃ）に、本発明のＩＤタグ４２０を有するパスポート４２１の一例を示す。図１３（Ａ）では、ＩＤタグ４２０がパスポート４２１の表紙に取り付けられているが、パスポート４２１が有する他のページに取り付けられていても良い。上記構成により、例えば偽造を目的としてＩＤタグ４２０を剥がしても、剥がしたことを後に把握することができるので、パスポート４２１を無効とすることができる。
【００３８】
次に、本発明の半導体装置の作製方法について説明する。なお本実施の形態では、半導体素子として絶縁分離されたＴＦＴを例示するが、薄膜集積回路に含まれる半導体素子はこれに限定されず、あらゆる回路素子を用いることができる。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。
【００３９】
まず図５（Ａ）に示すように、スパッタ法を用いて基板５００上に剥離層５０１を成膜する。基板５００として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ＳＵＳ基板等、後の作製工程における処理温度に耐え得る基板を用いることができる。
【００４０】
剥離層５０１は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、微結晶シリコン（セミアモルファスシリコンを含む）等、シリコンを主成分とする層を用いることができる。剥離層は、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。本実施の形態では、膜厚５００ｎｍ程度の非晶質シリコンをスパッタ法で形成し、剥離層５０１として用いる。
【００４１】
次に、剥離層５０１上に下地膜５０２を形成する。下地膜５０２は、後に半導体素子を支持体上に接着剤で貼り合わせた際に、支持体や接着剤中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体素子に用いられている半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために形成する。また下地膜５０２は、剥離層５０１をエッチングする際、エッチャントから半導体素子を保護する役割も有する。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができ、なおかつシリコンのエッチングに用いられるエッチャントから半導体素子を保護することができる酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いて形成することが望ましい。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化酸化珪素膜を１０ｎｍ〜４００ｎｍ（好ましくは５０ｎｍ〜３００ｎｍ）の膜厚になるように成膜する。なお下地膜５０２は単層の絶縁膜であっても複数の絶縁膜を積層したものであっても良い。
【００４２】
次に、下地膜５０２上に半導体膜を形成する。半導体膜は、下地膜５０２を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜の膜厚は２０〜２００ｎｍ（好ましくは４０〜１７０ｎｍ）とする。なお半導体膜は、非晶質半導体であっても良いし、セミアモルファス半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【００４３】
なお半導体膜は、公知の技術により結晶化しても良い。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法を用いることもできる。例えばレーザ結晶化を用いる場合、レーザ結晶化の前に、レーザに対する半導体膜の耐性を高めるために、５００℃、１時間の熱アニールを該半導体膜に対して行なう。そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度とし、照射する。
【００４４】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を１０ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行なっても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜に照射してから半導体膜が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくともＴＦＴのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。
【００４５】
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良い。
【００４６】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
【００４７】
上述した半導体膜へのレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜が形成される。なお、予め多結晶半導体を、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成するようにしても良い。
【００４８】
また本実施の形態では半導体膜を結晶化しているが、結晶化せずに非晶質珪素膜または微結晶半導体膜のまま、後述のプロセスに進んでも良い。非晶質半導体、微結晶半導体を用いたＴＦＴは、多結晶半導体を用いたＴＦＴよりも作製工程が少ない分、コストを抑え、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。
【００４９】
なおセミアモルファス半導体とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。このセミアモルファス半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ここでは便宜上、このような半導体をセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体が得られる。
【００５０】
次に、図５（Ａ）に示すように半導体膜をパターニングし、島状の半導体膜５０３、半導体膜５０４を形成する。そして図５（Ｂ）に示すように、該島状の半導体膜５０３、５０４を用いてＴＦＴに代表される各種の半導体素子を形成する。なお図５（Ｂ）では、下地膜５０２と島状の半導体膜５０３、５０４とが接しているが、半導体素子によっては、下地膜５０２と島状の半導体膜５０３、５０４との間に、電極や絶縁膜等が形成されていても良い。例えば半導体素子の１つであるボトムゲート型のＴＦＴの場合、下地膜５０２と島状の半導体膜５０３、５０４との間に、ゲート電極とゲート絶縁膜が形成される。
【００５１】
図５（Ｂ）では、島状の半導体膜５０３、５０４を用いてトップゲート型のＴＦＴ５０５、ＴＦＴ５０６を形成する。具体的には、島状の半導体膜５０３、５０４を覆うようにゲート絶縁膜５０７を形成し、ゲート絶縁膜５０７上に導電膜を成膜し、パターニングすることで、ゲート電極５０８、ゲート電極５０９を形成する。そして、ゲート電極５０８、５０９や、あるいはレジストを成膜しパターニングしたものをマスクとして用い、島状の半導体膜５０３、５０４にｎ型を付与する不純物を添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。なおここではＴＦＴ５０５、５０６を共にｎ型とするが、ｐ型のＴＦＴの場合は、ｐ型の導電性を付与する不純物を添加する。上記一連の工程によってＴＦＴ５０５、５０６を形成することができる。
【００５２】
なお、ゲート絶縁膜５０７を形成した後、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行ない、島状の半導体膜５０３、５０４を水素化する工程を行なっても良い。また、水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。この水素化の工程により、熱的に励起された水素によりダングリングボンドを終端することができる。また、後の工程において可撓性を有する支持体上に半導体素子を貼り合わせた後、支持体を曲げることにより半導体膜中に欠陥が形成されたとしても、水素化により半導体膜中の水素の濃度を、１×１０19〜５×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とすることで、半導体膜に含まれている水素によって該欠陥を終端させることができる。また該欠陥を終端させるために、半導体膜中にハロゲンを含ませておいても良い。
【００５３】
なおＴＦＴの作製方法は上述した構成に限定されない。
【００５４】
次にＴＦＴ５０５、５０６を覆って、第１の層間絶縁膜５１０を形成する。そして、ゲート絶縁膜５０７及び第１の層間絶縁膜５１０にコンタクトホールを形成した後、コンタクトホールを介してＴＦＴ５０５、５０６と接続する配線５１１〜５１４を、第１の層間絶縁膜５１０に接するように形成する。
【００５５】
次に図５（Ｃ）に示すように、配線５１１〜５１４を覆うように、第１の層間絶縁膜５１０上に第２の層間絶縁膜５１５を形成する。そして、第２の層間絶縁膜５１５上に金属膜５１６を形成する。ここでは金属膜５１６にタングステンを用い、膜厚を１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜７５ｎｍとする。なお金属膜５１６は、後にアンテナと電気的に接続するための配線５１１、５１４と重なる領域に、開口部を形成しておく。
【００５６】
そして図５（Ｄ）に示すように、金属膜５１６の形成後、大気に曝すことなく絶縁膜を構成する酸化物膜５１７を、積層するように成膜する。ここでは酸化物膜５１７として酸化珪素膜を膜厚１５０ｎｍ〜３００ｎｍとなるように成膜する。なお、スパッタ法を用いる場合、基板５００の端面にも成膜が施される。そのため、後の工程における剥離の際に、酸化物膜５１７が基板５００側に残ってしまうのを防ぐために、端面に成膜された金属膜５１６と酸化物膜５１７とをＯ2アッシングなどで選択的に除去することが好ましい。
【００５７】
また酸化物膜５１７の成膜の際に、スパッタの前段階としてターゲットと基板との間をシャッターで遮断してプラズマを発生させる、プレスパッタを行なう。プレスパッタはＡｒを１０ｓｃｃｍ、Ｏ2をそれぞれ３０ｓｃｃｍの流量とし、基板５００の温度を２７０℃、成膜パワーを３ｋＷの平行状態に保って行なう。プレスパッタにより、金属膜５１６と酸化物膜５１７の間に極薄い数ｎｍ（ここでは３ｎｍ）程度の分離層（本実施の形態では金属酸化膜を用いる）５１８が形成される。金属酸化膜５１８は、金属膜５１６の表面が酸化することで形成される。よって図５（Ｄ）では、金属酸化膜５１８は酸化タングステンで形成される。
【００５８】
なお図５（Ｄ）では、プレスパッタにより金属酸化膜５１８を形成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば酸素、または酸素にＡｒ等の不活性ガスを添加し、プラズマにより意図的に金属膜５１６の表面を酸化し、金属酸化膜５１８を形成するようにしても良い。
【００５９】
なお、第１の層間絶縁膜５１０、第２の層間絶縁膜５１５として、有機樹脂膜、無機絶縁膜、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜（以下、シロキサン系絶縁膜と呼ぶ）等を用いることができる。シロキサン系絶縁膜は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有していても良い。
【００６０】
次に、加熱処理を施すことで金属酸化膜５１８を結晶化する。結晶化により、金属酸化膜５１８が粒界において割れやすくなり、脆性を高めることができる。本実施の形態では金属酸化膜５１８として酸化タングステンが用いられており、この場合、金属酸化膜５１８の結晶化は４２０℃〜５５０℃、０．５〜５時間程度の加熱処理が望ましい。なお本実施の形態では、金属酸化膜５１８を結晶化するためだけに加熱処理の工程を設けているが、本発明はこの構成に限定されない。後に別の工程において加熱処理が行なわれる場合、後の工程の加熱処理がこの金属酸化膜の結晶化の工程を兼ねていても良い。また本実施の形態では酸化タングステンを用いている例を示しているので、金属酸化膜５１８を結晶化する工程を設けているが、本発明はこの構成に限定されない。金属酸化膜の脆性が十分に高い場合、必ずしも金属酸化膜５１８を結晶化するための工程を設けなくとも良い。
【００６１】
次に図５（Ｅ）に示すように、金属膜５１６の開口部において第２の層間絶縁膜５１５及び酸化物膜５１７をエッチングし、配線５１１、５１４を一部露出させる。なお、第２の層間絶縁膜５１５と酸化物膜５１７とを同じ材料を用いて形成することで、上記エッチングの工程を簡略化することができる。
【００６２】
次に第３の層間絶縁膜５２０を形成する。第３の層間絶縁膜５２０は有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサン系絶縁膜を用いることができる。第３の層間絶縁膜５２０は、配線５１１、５１４が一部露出する様な位置に開口部を有するように形成する。
【００６３】
次に図６（Ａ）に示すように、第３の層間絶縁膜５２０上にアンテナ５１９を形成する。アンテナ５１９は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。アンテナ５１９の一部は、金属酸化膜５１８を貫通している。そしてアンテナ５１９は、配線５１１、５１４と接続されている。なお図６（Ａ）では、アンテナ５１９が配線５１１、５１４と直接接続されているが、本発明のＩＤタグはこの構成に限定されない。例えば別途形成した配線を用いて、アンテナ５１９と配線５１１、５１４とを電気的に接続するようにしても良い。
【００６４】
アンテナ５１９は印刷法、フォトリソグラフィ法、蒸着法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。本実施の形態では、アンテナ５１９が単層の導電膜で形成されているが、複数の導電膜が積層されたアンテナ５１９を形成することも可能である。
【００６５】
なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。また印刷法にはスクリーン印刷法、オフセット印刷法などが含まれる。印刷法、液滴吐出法を用いることで、露光用のマスクを用いずとも、アンテナ５１９を形成することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマスクを用いなくとも良いので、ＩＤタグの作製に費やされるコストを抑えることができる。
【００６６】
液滴吐出法または各種印刷法を用いる場合、例えば、ＣｕをＡｇでコートした導電粒子なども用いることが可能である。なお液滴吐出法を用いてアンテナ５１９を形成する場合、該アンテナ５１９の密着性が高まるような処理を、第３の層間絶縁膜５２０の表面に施すことが望ましい。
【００６７】
密着性を高めることができる方法として、具体的には、例えば触媒作用により導電膜または絶縁膜の密着性を高めることができる金属または金属化合物を第３の層間絶縁膜５２０の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属、金属化合物を第３の層間絶縁膜５２０の表面に付着させる方法、第３の層間絶縁膜５２０の表面に大気圧下または減圧下においてプラズマ処理を施し、表面改質を行なう方法などが挙げられる。また、上記導電膜または絶縁膜との密着性が高い金属として、チタン、チタン酸化物の他、３ｄ遷移元素であるＳｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどが挙げられる。また金属化合物として、上述した金属の酸化物、窒化物、酸窒化物などが挙げられる。上記有機系の絶縁膜として、例えばポリイミド、シロキサン系絶縁膜等が挙げられる。
【００６８】
第３の層間絶縁膜５２０に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、アンテナの正常な動作が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば１〜１０ｎｍとなるように制御したり、該金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、第３の層間絶縁膜５２０の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。
【００６９】
そしてアンテナ５１９を形成した後、アンテナ５１９を覆うように、第３の層間絶縁膜５２０上に保護層５２１を形成する。保護層５２１は、後に剥離層５０１をエッチングにより除去する際に、アンテナ５１９を保護することができる材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層５２１を形成することができる。
【００７０】
本実施の形態では、スピンコート法で水溶性樹脂（東亜合成製：ＶＬ−ＷＳＨＬ１０）を膜厚３０μｍとなるように塗布し、仮硬化させるために２分間の露光を行ったあと、ＵＶ光を裏面から２．５分、表面から１０分、合計１２．５分の露光を行って本硬化させて、保護層５２１を形成する。なお、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂同士では使用している溶媒によって塗布または焼成時に一部溶解したり、密着性が高くなりすぎたりする恐れがある。従って、第３の層間絶縁膜５２０と保護層５２１を共に同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いる場合、後の工程において保護層５２１の除去がスムーズに行なわれるように、第３の層間絶縁膜５２０を覆うように、無機絶縁膜（ＳｉＮX膜、ＳｉＮXＯY膜、ＡｌＮX膜、またはＡｌＮXＯY膜）を形成しておくことが好ましい。
【００７１】
次に図６（Ｂ）に示すように、薄膜集積回路どうしを分離するために溝５２２を形成する。溝５２２は、剥離層５０１が露出する程度であれば良い。溝５２２の形成は、ダイシング、スクライビングなどを用いることができる。なお、基板５００上に形成されている薄膜集積回路を分離する必要がない場合、必ずしも溝５２２を形成する必要はない。
【００７２】
次に図６（Ｃ）に示すように、剥離層５０１をエッチングにより除去する。本実施の形態では、エッチングガスとしてハロゲン化フッ素を用い、該ガスを溝５２２から導入する。本実施の形態では、例えばＣｌＦ3（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：６Ｔｏｒｒ、時間：３ｈの条件で行う。また、ＣｌＦ3ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ3等のハロゲン化フッ素を用いることで、剥離層５０１が選択的にエッチングされ、基板５００をＴＦＴ５０５、５０６から剥離することができる。
【００７３】
なおハロゲン化フッ素は、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
【００７４】
次に図７に示すように、剥離されたＴＦＴ５０５、５０６及びアンテナ５１９を、接着剤５３０を用いて支持体５３１に貼り合わせる。接着剤５３０は、支持体５３１と下地膜５０２とを貼り合わせることができる材料を用いる。さらに接着剤５３０は、完成したＩＤタグを対象物に貼り合わせた後に引き剥がす際に、ＩＤタグが金属酸化膜５１８において引き剥がされることはあっても、支持体５３１と下地膜５０２とが引き剥がされることはない程度の強度を有する材料を用いる。接着剤５３０は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。
【００７５】
支持体５３１として、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。または支持体５３１として、フレキシブル無機材料を用いていても良い。プラスチック基板は、極性基のついたポリノルボルネンからなるＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ製）を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。支持体５３１は薄膜集積回路において発生した熱を拡散させるために、２〜３０Ｗ／ｍＫ程度の高い熱伝導率を有するのが望ましい。
【００７６】
また図７に示すように、保護層５２１を除去した後、アンテナ５１９を覆うように接着剤５３２を第３の層間絶縁膜５２０上に塗布し、カバー材５３３を貼り合わせる。カバー材５３３は支持体５３１と同様に、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。また接着剤５３２は、カバー材５３３と第３の層間絶縁膜５２０及びアンテナ５１９とを貼り合わせることができる材料を用いる。さらに接着剤５３２は、完成した半導体装置を対象物に貼り合わせた後に引き剥がす際に、半導体装置が金属酸化膜５１８において引き剥がされることはあっても、カバー材５３３と第３の層間絶縁膜５２０及びアンテナ５１９とが引き剥がされることはない程度の強度を有する有機樹脂または無機材料を用いる。接着剤５３２は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。
【００７７】
上述した各工程を経て、本発明の半導体装置が完成する。上記作製方法によって、トータルの膜厚０．３μｍ以上３μｍ以下、代表的には２μｍ程度の飛躍的に薄い薄膜集積回路を支持体５３１とカバー材５３３との間に形成することができる。なお薄膜集積回路の厚さは、半導体素子自体の厚さのみならず、接着剤５３０と接着剤５３２間に形成された各種絶縁膜及び層間絶縁膜の厚さを含めるものとする。また半導体装置が有する薄膜集積回路の占める面積を、５ｍｍ四方以下、より望ましくは０．３ｍｍ四方〜４ｍｍ四方程度とすることができる。
【００７８】
なお薄膜集積回路を、支持体５３１とカバー材５３３の間のより中央に位置させることで、半導体装置の機械的強度を高めることができる。具体的には、支持体５３１とカバー材５３３の間の距離をｄとすると、支持体５３１と、薄膜集積回路の厚さ方向における中心との距離ｘが、以下の式１を満たすように、接着剤５３０、５３２の厚さを制御することが望ましい。
【００７９】
【数１】
0004610348.tif 000002
【００８０】
なお本実施の形態では、金属膜５１６としてＷを用いる例について説明したが、本発明において金属膜はこの材料に限定されない。その表面に金属酸化膜５１８が形成され、該金属酸化膜５１８を境に半導体装置を部分的に引き剥がすことができるような金属を含む材料であれば良い。例えばＷの他、ＴｉＮ、ＷＮ、Ｍｏ等を用いることができる。またＷを含めたこれら金属の合金を金属膜として用いる場合、その組成比によって金属酸化膜５１８を結晶化するための加熱処理の最適な温度が異なる。よって組成比を調整することで、半導体素子の作製工程にとって妨げとならない温度で加熱処理を行なうことができ、半導体素子のプロセスの選択肢が制限されにくい。
【００８１】
また上述した工程に加えて、金属酸化膜５１８と酸化物膜５１７の間の密着性、または金属酸化膜５１８と金属膜５１６の間の密着性を部分的に低下させ、剥離開始のきっかけとなる部分を形成する処理を行なっておいても良い。具体的には、剥離しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力を加えて金属酸化膜５１８の層内または界面近傍の一部に損傷を与える。例えば、ダイヤモンドペンなどの硬い針を金属酸化膜５１８の端部近傍に垂直に押しつけ、そのまま荷重をかけた状態で金属酸化膜５１８に沿って動かせば良い。好ましくは、スクライバー装置を用い、押し込み量を０．１ｍｍ〜２ｍｍとし、圧力をかけて動かせばよい。このように、剥離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部分を形成することで、半導体装置を対象物から引き剥がす際に、確実に金属酸化膜５１８の部分において半導体装置が引き剥がされるようにすることができる。
【００８２】
なお半導体装置に用いられる半導体膜や絶縁膜等に、シリアルナンバーを刻印しておけば、例えばＲＯＭにデータを記憶させる前のＩＣカードが、盗難等により第三者に不正に渡ったとしても、シリアルナンバーからその流通のルートをある程度割り出すことが可能である。この場合、復元不可能な程度に半導体装置を分解しないと消せないような位置に、シリアルナンバーを刻印しておくとより効果的である。
【００８３】
次に、例えば図８（Ａ）に示すように、図７に示した半導体装置の支持体５３１に、接着剤５４０を用いて対象物５４１を貼り合わせたとする。このとき接着剤５４０は、半導体装置を対象物５４１に貼り合わせた後に引き剥がす際に、半導体装置が金属酸化膜５１８において引き剥がされることはあっても、支持体５３１と対象物５４１とが引き剥がされることはない程度の強度を有する材料を用いる。接着剤５４０は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。
【００８４】
次に、図８（Ｂ）に示すように、半導体装置を引き剥がそうと力を加えると、金属酸化膜５１８が分離し、半導体装置が部分的に引き剥がされる。具体的にこの引き剥がしによって、金属膜５１６と金属酸化膜５１８の間で分離する部分と、酸化物膜５１７と金属酸化膜５１８の間で分離する部分と、金属酸化膜５１８自体が双方に分離する部分とが生じる。そして、支持体５３１側に半導体素子（ここではＴＦＴ５０５、５０６）が、またカバー材５３３側にアンテナ５１９が、それぞれ貼り付くように分離する。なおアンテナ５１９は、完全にカバー材５３３側に分離されていなくともよく、その一部が支持体５３１側に分離されていても良い。上記引き剥がしにより、アンテナ５１９とＴＦＴ５０５、５０６が電気的に分離され、ＩＤタグとリーダ／ライタとの間における信号または電源電圧の送受を確実に制限することができる。
【００８５】
なお本実施の形態では、アンテナ５１９と、薄膜集積回路に含まれるＴＦＴ５０５、５０６との間に金属酸化膜５１８が形成されているが、本発明はこの構成に限定されない。アンテナ５１９を構成している配線が、金属酸化膜５１８を貫通するように形成されていれば良い。或いは、薄膜集積回路を構成している半導体素子どうしを電気的に接続している配線が、金属酸化膜５１８を貫通するように形成されていれば良い。或いは、アンテナ５１９と薄膜集積回路とを電気的に接続するための配線が、金属酸化膜５１８を貫通するように形成されていれば良い。
【００８６】
なお薄膜集積回路を基板５００から剥離する方法は、本実施の形態で示したように珪素膜のエッチングを用いる方法に限定されず、他の様々な方法を用いることができる。例えば、剥離層をレーザ光の照射により破壊し、薄膜集積回路を基板から剥離することもできる。また例えば、薄膜集積回路が形成された基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで、薄膜集積回路を基板から剥離することもできる。
【００８７】
なお、ＴＦＴ５０５、５０６を第１の層間絶縁膜５１０で覆う前に、別途、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜でＴＦＴ５０５、５０６を覆うようにしても良い。上記構成により、ＴＦＴ５０５、５０６が下地膜５０２と上記窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜とで覆われるため、Ｎａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体素子に用いられている半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのをより防ぐことができる。
【００８８】
また半導体装置の可撓性を確保するために、下地膜５０２に接する接着剤５３０に有機樹脂を用いる場合、下地膜５０２として窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜を用いることで、有機樹脂からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜中に拡散するのを防ぐことができる。
【００８９】
また対象物の表面が曲面を有しており、それにより該曲面貼り合わされた半導体装置の支持体が、錐面、柱面など母線の移動によって描かれる曲面を有するように曲がってしまう場合、該母線の方向とＴＦＴのキャリアが移動する方向とを揃えておくことが望ましい。上記構成により、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのを抑えることができる。また、島状の半導体膜が薄膜集積回路内において占める面積の割合を、５〜３０％とすることで、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのをより抑えることができる。
【実施例１】
【００９０】
本実施例では、１つの基板上に形成された複数の集積回路を剥離する際、形成される溝の形状について説明する。図９（Ａ）に、溝９０１が形成された基板９０３の上面図を示す。また図９（Ｂ）に、図９（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図を示す。
【００９１】
薄膜集積回路９０２は、剥離層９０４上に形成されており、剥離層９０４は基板９０３上に形成されている。溝９０１は各薄膜集積回路９０２の間に形成されており、なおかつ剥離層９０４が露出する程度の深さを有している。また本実施例では、複数の薄膜集積回路９０２は溝９０１によって完全にではなく部分的に分離されている。
【００９２】
次に図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示した溝９０１からエッチングガスを流し込み、剥離層９０４をエッチングにより除去した後の様子を、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）に示す。図９（Ｃ）は、溝９０１が形成された基板９０３の上面図に相当し、図９（Ｄ）は、図９（Ｃ）のＡ−Ａ’における断面図に相当する。エッチングにより溝９０１から破線９０５に示す領域まで、剥離層９０４のエッチングが進んだものとする。図９（Ｃ）、図９（Ｄ）に示すように、複数の薄膜集積回路９０２が、完全にではなく互いに一部繋がった状態で溝９０１により分離されていることで、剥離層９０４をエッチングした後に各薄膜集積回路９０２が支えをなくして移動してしまうのを防ぐことができる。
【００９３】
図９（Ｃ）、図９（Ｄ）に示した状態まで形成したら、接着剤が付着したテープや、基板等を別途用意し、薄膜集積回路９０２を基板９０３から剥離する。そして剥離された複数の薄膜集積回路９０２は、互いに分断される前またはされた後に、支持体に貼りあわせられる。
【００９４】
なお本実施例では、半導体装置の作製方法の一例を示しており、本発明の半導体装置の作製方法は本実施例で示した構成に限定されない。
【実施例２】
【００９５】
次に図１０を用いて、本発明の半導体装置の、機能的な構成の一形態について説明する。
【００９６】
３００はアンテナ、３０１は薄膜集積回路に相当する。アンテナ３００は、アンテナコイル３０２と、アンテナコイル３０２内で形成される容量素子３０３とを有する。また薄膜集積回路３０１は、復調回路３０９、変調回路３０４、整流回路３０５、マイクロプロセッサ３０６、メモリ３０７、負荷をアンテナ３００に与えるためのスイッチ３０８とを有している。なおメモリ３０７は１つに限定されず、複数であっても良い。
【００９７】
リーダ／ライタから電波として送られてきた信号は、アンテナコイル３０２において電磁誘導により交流の電気信号に変換される。復調回路３０９では該交流の電気信号を復調し、後段のマイクロプロセッサ３０６に送信する。また整流回路３０５では、交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、後段のマイクロプロセッサ３０６に供給する。
【００９８】
マイクロプロセッサ３０６では、入力された信号に従って各種演算処理を行なう。メモリ３０７にはマイクロプロセッサ３０６において用いられるプログラム、データなど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。そしてマイクロプロセッサ３０６から変調回路３０４に送られた信号は、交流の電気信号に変調される。スイッチ３０８は、変調回路３０４からの交流の電気信号に従って、アンテナコイル３０２に負荷を加えることができる。リーダ／ライタは、アンテナコイル３０２に加えられた負荷を電波で受け取ることで、結果的にマイクロプロセッサ３０６からの信号を読み取ることができる。
【００９９】
なお、図１０に示す半導体装置は、本発明の一形態を示したのに過ぎず、本発明は上記構成に限定されない。信号の伝送方式は、図１０に示したような電磁結合方式に限定されず、電磁誘導方式、マイクロ波方式やその他の伝送方式を用いていても良い。また例えばＧＰＳなどの機能を有していても良い。
【実施例３】
【０１００】
本実施例では、薄膜集積回路内の半導体素子どうしを電気的に接続するための配線が、分離層を貫通している半導体装置の一例について説明する。図１１（Ａ）に、薄膜集積回路が有する半導体素子の１つであるＴＦＴ１１０１、１１０２と、アンテナ１１０３とが支持体１１０４上に貼りあわされている様子を示す。本実施例では、ＴＦＴ１１０１、１１０２としてトップゲート型のＴＦＴを用いている例を示している。
【０１０１】
また図１１（Ａ）では、アンテナ１１０３を構成している配線と、ＴＦＴ１１０１、１１０２のゲート電極１１０５、ゲート電極１１０６とが、同じ導電膜をパターニングすることで形成されている。そしてＴＦＴ１１０１とＴＦＴ１１０２とは、分離層（本実施例では金属酸化膜）１１０８を貫通している配線１１０７を用いて、電気的に接続されている。具体的には、配線１１０７と、ＴＦＴ１１０１、１１０２にそれぞれ接続されている配線１１１０、１１１１とが、接続されている。
【０１０２】
図１１（Ｂ）に、図１１（Ａ）に示した半導体装置を対象物に貼り合わせた後、引き剥がしている様子を示す。図１１（Ｂ）に示すように、金属酸化膜１１０８を境に半導体装置が引き裂かれることで、ＴＦＴ１１０１とＴＦＴ１１０２とを電気的に接続している配線１１０７が切断されるので、よって薄膜集積回路の機能を破壊することができる。
【０１０３】
なお図１１（Ｂ）では、ＩＤタグの引き剥がしにより配線１１０７が切断される例を示したが、本実施例はこの構成に限定されない。例えば、半導体装置の引き剥がしにより、配線１１０７と、配線１１１０、１１１１とが切り離されるようにしても良い。
【０１０４】
なお本実施例では、アンテナ１１０３を構成している配線と、ＴＦＴ１１０１、１１０２のゲート電極１１０５、１１０６とが、同じ導電膜をパターニングすることで形成されているが、本実施例はこの構成に限定されない。例えばアンテナが、配線１１１０、１１１１とが、同じ導電膜をパターニングすることで形成されていても良い。
【実施例４】
【０１０５】
本実施例では、アンテナを形成している配線が、分離層を貫通している半導体装置の一例について説明する。図１２（Ａ）に、薄膜集積回路が有する半導体素子の１つであるＴＦＴ１２０１と、アンテナ１２０２とが支持体１２０３上に貼りあわされている様子を示す。本実施例では、ＴＦＴ１２０１としてトップゲート型のＴＦＴを用いている例を示している。
【０１０６】
また図１２（Ａ）では、アンテナ１２０２を構成している配線の１つ１２０４、１２０５と、ＴＦＴ１２０１に接続されている配線１２１０、１２１１とが、同じ導電膜をパターニングすることで形成されている。そして配線１２０４と配線１２０５とは、分離層（本実施例では金属酸化膜）１２０７を貫通している配線１２０８を用いて、電気的に接続されている。つまりアンテナ１２０２は、直列に接続された配線１２０４、配線１２０８、配線１２０５を有していることになる。
【０１０７】
図１２（Ｂ）に、図１２（Ａ）に示したＩＤタグを対象物に貼り合わせた後、引き剥がしている様子を示す。図１２（Ｂ）に示すように、金属酸化膜１２０７を境に半導体装置が引き裂かれることで、配線１２０８が切断される。よってアンテナを形成している配線１２０４と配線１２０５とが電気的に切り離されるので、アンテナの機能を破壊することができる。
【０１０８】
なお図１２（Ｂ）では、半導体装置の引き剥がしにより配線１２０８が切断される例を示したが、本実施例はこの構成に限定されない。例えば、半導体装置の引き剥がしにより、配線１２０８と、配線１２０４、１２０５とが切り離されるようにしても良い。
【０１０９】
なお本実施例では、アンテナ１２０２を構成している配線の１つ１２０４、１２０５と、ＴＦＴ１２０１に接続されている配線１２１０、１２１１とが、同じ導電膜をパターニングすることで形成されているが、本実施例はこの構成に限定されない。例えば配線１２０４、１２０５が、ＴＦＴ１２０１のゲート電極とが、同じ導電膜をパターニングすることで形成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明のＩＤタグ１００を用いて容器１０１の蓋１０２を封印している様子を示す図と、ＩＤタグ１００の一形態を示す図。
【図２】図１（Ｂ）に示したＩＤタグ１００の、破線１１１で囲まれた領域の拡大図と、その断面図。
【図３】図２（Ｂ）に示したＩＤタグを対象物１２０に貼り合わせている様子を示す図と、図３（Ａ）に示したＩＤタグを、物理的な力を用いて、金属酸化膜１１５を境に引き剥がしている様子を示す図。
【図４】本発明のＩＤタグの利用形態を示す図。
【図５】本発明のＩＤタグの作製方法を示す図。
【図６】本発明のＩＤタグの作製方法を示す図。
【図７】本発明のＩＤタグの作製方法を示す図。
【図８】対象物に貼り合わされた本発明のＩＤタグの断面図と、対象物から引き剥がされているＩＤタグの断面図。
【図９】溝９０１が形成された基板９０３の上面図と断面図。
【図１０】本発明のＩＤタグの、機能的な構成の一形態について示す図。
【図１１】本発明のＩＤタグの断面図と、対象物から引き剥がされているＩＤタグの断面図。
【図１２】本発明のＩＤタグの断面図と、対象物から引き剥がされているＩＤタグの断面図。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  ＩＤタグ
１０１  容器
１０２  蓋
１０３  支持体
１０４  アンテナ
１０５  薄膜集積回路
１０６  破線
１０７  本体
１０８  配線
１０９  端子
１１０  端子
１１１  破線
１１２  ＴＦＴ
１１３  ＴＦＴ
１１４  接着剤
１１５  分離層
１１６  配線
１２０  対象物
３００  アンテナ
３０１  薄膜集積回路
３０２  アンテナコイル
３０３  容量素子
３０４  変調回路
３０５  整流回路
３０６  マイクロプロセッサ
３０７  メモリ
３０８  スイッチ
３０９  復調回路
４０１  封筒
４０２  ＩＤタグ
４１０  ＩＤタグ
４１１  小切手
４２０  ＩＤタグ
４２１  パスポート
５００  基板
５０１  剥離層
５０２  下地膜
５０３  半導体膜
５０４  半導体膜
５０５  ＴＦＴ
５０６  ＴＦＴ
５０７  ゲート絶縁膜
５０８  ゲート電極
５０９  ゲート電極
５１０  第１の層間絶縁膜
５１１  配線
５１２  配線
５１３  配線
５１４  配線
５１５  第２の層間絶縁膜
５１６  金属膜
５１７  酸化物膜
５１８  金属酸化膜
５１９  アンテナ
５２０  第３の層間絶縁膜
５２１  保護層
５２２  溝
５３０  接着剤
５３１  支持体
５３２  接着剤
５３３  カバー材
５４０  接着剤
５４１  対象物
９０１  溝
９０２  薄膜集積回路
９０３  基板
９０４  剥離層
９０５  破線
１１０１  ＴＦＴ
１１０２  ＴＦＴ
１１０３  アンテナ
１１０４  支持体
１１０５  ゲート電極
１１０６  ゲート電極
１１０７  配線
１１０８  金属酸化膜
１１１０  配線
１１１１  配線
１２０１  ＴＦＴ
１２０２  アンテナ
１２０３  支持体
１２０４  配線
１２０５  配線
１２０７  金属酸化膜
１２０８  配線
１２１０  配線
１２１１  配線
【図１】
0004610348.tif 000003
【図２】
0004610348.tif 000004
【図３】
0004610348.tif 000005
【図４】
0004610348.tif 000006
【図５】
0004610348.tif 000007
【図６】
0004610348.tif 000008
【図７】
0004610348.tif 000009
【図８】
0004610348.tif 000010
【図９】
0004610348.tif 000011
【図１０】
0004610348.tif 000012
【図１１】
0004610348.tif 000013
【図１２】
0004610348.tif 000014