CN100479171C - 无线处理器、无线存储器、信息系统、和半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了通过使用多晶半导体在诸如塑料衬底或塑料膜衬底等对热敏感的衬底上形成高功能集成电路获得的处理器。此外，本发明提供了无线地发送和接收能量和信号的无线处理器、无线存储器、以及信息处理系统。根据本发明，信息处理系统包括元件形成区，以及天线，该元件形成区包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成。该晶体管被固定在柔性衬底上。其中形成了包括该元件形成区的高功能集成电路的无线处理器和半导体装置通过天线发送和接收数据。

Description

无线处理器、无线存储器、信息系统、和半导体装置

技术领域

本发明涉及一种通过使用塑料材料作衬底并在上面包括由薄膜晶体管构成的集成电路来构成的无线处理器和无线存储器。此外，本发明涉及一种设有无线处理器或无线存储器的半导体装置。

背景技术

通过使用由几十纳米厚的晶体半导体膜构成的薄膜晶体管(TFT)，已开发出一种将像素部分和驱动电路集成在同一块玻璃衬底上的液晶显示面板。此外，通过使用结晶度优越的高功能多晶硅来制造作为计算机中央功能的中央处理单元(CPU)的技术也已有报导(例如，参见非专利文献1和2)。在像素部分与驱动电路集成在同一块玻璃衬底的情况下，存储器也被构造在同一块衬底上。随着这种技术的进展，一种将显示功能和由CPU实现的计算机功能集成在一块玻璃衬底上的、被称为面板上系统(System on Panel)的技术即将实现。

存储器通常采用硅晶片构成。然而，人们希望上述要求既薄又轻的系统面板具有通过使用塑料衬底或塑料膜衬底构成的存储器。这是因为与硅晶片和玻璃相比，塑料的比重低、重量轻、并且抗冲击性强。

然而，塑料材料一般抗热性差，因此要求加工的最高温度必须降低。因而，构成存储器的晶体半导体膜无法形成。

[非专利文献1]

Imaya，A.，“CG Silicon technology and its application(CG硅技术及其应用)”，AM-LCD 2003Digest，p.1，2003。

[非专利文献2]

Lee，B.Y.等，“A CPU on a glass substrate using CG-Silicon TFTs(使用CG-硅TFT的玻璃衬底上的CPU)”，ISSCCDigest，p.164，2003。

发明公开

鉴于以上所述，本发明提供了一种具有通过使用诸如塑料衬底或塑料膜衬底等对热敏感的衬底上的多晶半导体构成的高功能集成电路的处理器或存储器。此外，本发明提供了一种无线发送和接收能量或信号的无线处理器或无线存储器，以及包含该无线处理器或无线存储器的半导体装置。

鉴于以上所述，本发明提供了一种具有固定在对热敏感的塑料衬底等上的高功能集成电路的处理器或存储器。该处理器或存储器能通过天线、光检测元件、或光发射元件来发送和接收信号或能量。

根据本发明的无线处理器的一种特定模式，提供了元件形成区域和天线，该元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。该晶体管被固定在柔性衬底上。此外，提供了一种具有该元件形成区域的高功能集成电路。

根据本发明的无线处理器的另一种模式，提供了元件形成区域、以及光检测元件与光发射元件中的一个，元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜中的至少一个半导体膜构成。晶体管被固定在柔性衬底上。此外，提供了一种具有该元件形成区域的高功能集成电路。

需要注意的是，本发明的无线处理器包括连接单元。

本发明提供在无线处理器和设置有该无线处理器的半导体装置之间的信息处理系统。这里，设置也意味着包含或在附近配置。

根据本发明的信息处理系统的一种特定模式，提供了元件形成区域和天线，该元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜中的至少一个半导体膜构成。该晶体管被固定在柔性衬底上。其中形成了包括该元件形成区域的高功能集成电路的无线处理器和半导体装置通过天线发送和接收数据。

根据本发明的信息处理系统的另一种模式，提供了元件形成区域、以及光检测元件与光发射元件中的一个，元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。该晶体管被固定在柔性衬底上。其中形成了包括该元件形成区域的高功能集成电路的无线处理器和半导体装置通过使用光检测元件和光发射元件发送和接收数据。

例如，薄膜晶体管可用作至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。

根据本发明，可提供一种实现上述信息处理系统的半导体装置。

根据本发明的半导体装置的一种特定模式，提供了算术单元、存储器单元、以及包括PCI接口、控制电路、和电波接口的用于无线处理器的接口。

根据本发明的半导体装置的另一种模式，提供了算术单元、存储器单元、硬盘、以及包括PCI接口、控制电路、和电波接口的用于无线处理器的接口。

根据本发明的一种特定模式，一种无线存储器包括RF电路和存储器，该存储器包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。该晶体管被固定在塑料衬底上。此外，提供了一种包括该元件形成区域的高功能集成电路。

根据本发明，一种RF电路包括天线。

根据本发明的另一种模式，一种无线存储器包括存储器、以及光检测元件与光发射元件中的一个，该存储器包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。该晶体管被固定在塑料衬底上。此外，提供了一种包括该元件形成区域的高功能集成电路。

根据本发明的另一种模式，一种半导体装置包含无线存储器。

具体地，本发明的半导体装置包括算术单元、存储器单元、以及包括PCI接口、控制电路、和电波接口的用于无线处理器的接口。

根据本发明的半导体装置的另一种模式，提供了算术单元、存储器单元、硬盘、以及包括PCI接口、控制电路、和电波接口的用于无线处理器的接口。

根据本发明的另一种模式，提供了一种信息处理系统，其中无线处理器和半导体装置通过使用天线或光检测元件与光发射元件中的一个来发送和接收数据和能量。

具体地，本发明的信息处理系统包括天线和元件形成区域，该元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。该晶体管被固定在柔性衬底上。半导体装置和其中形成了包括该元件形成区域的高功能集成电路的无线处理器通过天线发送和接收数据。

根据本发明的信息处理系统的另一种模式，信息处理系统包括元件形成区域，以及光检测元件与光发射元件中的一个，元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜中的至少一个半导体膜构成。半导体装置和其中形成了包括该元件形成区域的高功能集成电路的无线存储器通过使用光检测元件与光发射元件中的一个来发送和接收数据。

根据本发明，处理器能够无线连接。即，数据和能量能够在处理器和半导体装置之间被无线地发送和接收。因此，很容易增设处理器。以这种方式，能量或信号的无线发送和接收能够为处理器增加高附加值。

根据本发明，存储器能够无线连接。即，数据和能量能够在存储器和半导体装置之间被无线地发送和接收。因此，很容易增设存储器。以这种方式，能量或信号的无线发送和接收能够为处理器增加高附加值。

根据本发明，抗冲击性和柔韧性优越的无线处理器或无线存储器能够通过在塑料衬底上形成诸如算术单元等高功能集成电路来获得。

附图简述

图1是示出了本发明的无线处理器的简图。

图2是示出了本发明的无线处理器和半导体装置的简图。

图3是示出了安装到个人计算机的本发明的无线处理器的示图。

图4是示出了本发明的无线处理器接口的简图。

图5是示出了本发明的电波接口的简图。

图6是示出了本发明的无线处理器和半导体装置的简图。

图7A和7B是示出了本发明的无线处理器或无线存储器的使用模式的简图。

图8是示出了与主处理器不兼容的本发明的无线处理器的简图。

图9是示出了本发明的无线存储器的简图。

图10是示出了本发明的无线存储器的简图。

图11是示出了本发明的无线存储器的示图。

图12是示出了本发明的无线存储器的简图。

图13是示出了本发明的无线存储器的简图。

图14A到14E是示出了本发明的无线处理器或无线存储器的简图。

图15A和15B是示出了本发明的无线处理器或无线存储器的简图。

图16A到16C示出了本发明的无线处理器或无线存储器的制造步骤的简图。

图17A到16C示出了本发明的无线处理器或无线存储器的制造步骤的简图。

图18A和18B示出了本发明的无线处理器或无线存储器的制造步骤的简图。

图19A和19B示出了本发明的无线处理器或无线存储器的制造步骤的简图。

图20A和20B示出了本发明的无线处理器或无线存储器的制造步骤的简图。

图21A和21B示出了本发明的无线处理器或无线存储器的制造步骤的简图。

图22A和22B示出了本发明的无线处理器或无线存储器的制造步骤的简图。

图23是示出了本发明的无线处理器或无线存储器的简图。

图24是示出了本发明的无线处理器或无线存储器的简图。

图25是示出了本发明的无线处理器或无线存储器和天线的示图。

图26A到26D是其中每个都安装了本发明的无线存储器的半导体装置的示图。

图27A到27E是其中每个都安装了本发明的无线处理器的半导体装置的示图。

实现本发明的最佳模式

虽然将参照附图通过实施例模式和实施例对本发明进行充分的说明，但是应该理解的是各种变更和修改对本领域技术人员是显见的。因此，除非这些变更和修改背离了本发明的范围，否则它们应该解释为被本发明所包含。需要注意的是，各实施例模式和各实施例中相同的部分由相同的标号来表示，并且省略其具体描述。

实施例模式1

在此实施例模式中，对本发明的无线处理器的配置造进行说明。

图1示出了无线处理器的典型电路配置。在图1中，无线处理器5000包括RF电路5001、电源电路5002、时钟生成电路5003、数据解调电路5004、负载调制电路5005、CPU接口5006、算术处理单元(由于包括了所谓CPU的功能，以下被称为CPU)5007、以及存储器5008。

无线处理器5000可通过电磁波接收供电，并能通过包括在RF电路中的天线发送和接收数据。能量可以通过内置电池提供来代替通过天线提供，或者这两者可组合使用。此外，光检测元件和光发射元件中的一个可作为数据发送/接收单元被包含，从而可藉此执行红外数据通信。

当电磁波被提供给RF电路5001时，能量在电源电路5002中产生，时钟信号在时钟生成电路5003中产生，并且数据在数据解调电路5004中被解调。此外，根据所发送的数据的负载调制在负载调制电路5005中执行。CPU接口5008控制外部系统与CPU之间的数据通信。

作为CPU 5007的工作区，存储器5008可设有易失性SRAM或DRAM，或者即使在没有提供能量时也能保持数据的非易失性存储器。作为典型的非易失性存储器，可使用闪存和EEPROM。作为存储器元件，可使用浮栅晶体管、量子点晶体管、铁电存储元件等。需要注意的是，当采用外部存储器时，无线处理器中不是必须设有存储器。

需要注意的是，无线处理器能在塑料衬底或塑料膜衬底(这些可被统称为柔性衬底)上形成。具体地，可以将RF电路5001、电源电路5002、时钟生成电路5003、数据解调电路5004、负载调制电路5005、CPU接口5006、CPU 5007、以及存储器5008(这些对应于高功能集成电路)形成为具有元件形成区域，该元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由形成于柔性衬底110上的10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。作为具体的晶体管，可使用薄膜晶体管(TFT)。包括在RF电路中的天线可固定在诸如塑料衬底等柔性衬底上或可以与衬底分离地形成并与其相连。具体的制造方法将在实施例模式12或13中描述。结果，可获得抗冲击性和柔韧性优越的无线处理器。

接着，图2示出了其中包括了本发明的无线处理器的系统的配置示例。图2示出了包括半导体装置5100和无线处理器5109的系统。半导体装置5100在诸如个人计算机等典型配置之外还设有无线处理器接口5108。在图2中，半导体装置5100包括中央处理单元(CPU)5101、存储器单元5102、连接到PCI总线的图形单元5103、连接到图形单元5103的显示器5104、总线接口(例如，南桥等)5105、连接到接口5105的硬盘5106、键盘5107、无线处理器接口5108等。例如，DRAM、SRAM、DRAM或非易失性存储器可用作存储器单元5102、无线处理器接口5108通过天线与无线处理器5109收发数据。当无线处理器5109包括光检测元件和光发射元件中的一个而半导体装置包括另一个时，可以实现通过红外通信的数据发送/接收。

图2示出了无线处理器接口5108被连接到PCI总线的模式；然而，无线处理器接口5108也可连接到南桥或其它总线。

已经对半导体装置5100通常为个人计算机的情况进行了说明；然而，诸如PDA、游戏机、以及DVD等各种包含CPU和ASIC的半导体装置也可适用。

本发明的特征之一为处理器能够无线连接。即，数据和能量能在处理器和半导体装置之间无线发送和接收。因此，很容易增设处理器。例如，倘若有线处理器接口的可通信距离是1mm到50cm，那么无论无线处理器是否连到个人计算机的主体，无线处理器接口都能识别到它。无线处理器接口被设计成实现上述特征是很理想的。使用诸如磁体和封焊等贴附介质将无线处理器贴附到主体上非常方便。即，本发明的无线处理器的一个特征是设有用于固定到对象上的贴附介质。

结果，如图3所示，通过仅将无线处理器5404贴附在作为半导体装置的一种模式的个人计算机的主体5401上，该处理器的功能就可被包含在该系统中。能量和信号的无线发送和接收能够为处理器和半导体装置增加高附加值。个人计算机包括显示器5402和键盘5403。

通过以这种方式增设处理器，就能够实现使用多个处理器的并行处理，这可减轻强加在CPU上的负荷。需要注意的是，由于数据是通过天线串行传输的，所以无线处理器更适合用于在与系统的数据通信不太频繁的应用。

以这种方式，能量或信号的无线发送和接收能够消除连接器等的连接缺陷。此外，在操作装置时由连接每个装置的配线等引起的缺陷也可被消除。在能量只通过天线接收的情形中，电池等不需要内置，从而使重量进一步降低。

实施例模式2

在该实施例模式中，参照图4对无线处理器接口5200的电路配置的示例进行说明。

图4中所示的无线处理器接口5200被连接到PCI总线，并且包括PCI接口5201、控制电路5202、以及电波接口5203。电波接口5203依赖于诸如电磁波感应方法和微波方法等通信方法。

电波接口5203包括，例如，数据发送路径5708、数据接收路径5709、振荡电路5701、以及天线5704。当发送数据被输入到这种电波接口5203中的数据发送路径5708时，来自振荡电路5701的信号在调制电路5702中被调制、在放大器电路5703中被放大、并被发送到天线5704。另一方面，当来自天线5704的接收信号被输入到数据接收路径5709时，仅来自无线处理器的相应信号被带通滤波器(band path filter)5707接收。所接收的信号在放大器电路5706中被放大、在解调电路5705中被解调、并被传输到控制电路5202。控制信号的示例有使能(enable)信号、频率控制信号、待机信号等。

图4中所示的控制电路5202负责与从系统主体控制无线处理器的应用软件的通信、指令的执行、与无线处理器的通信、以及信号的编码和解码。此外，控制电路5202还根据需要处理加密和解密、识别、以及冲突。为了确保与相同的无线处理器通信，给予无线处理器的ID号最好能够定期被读取和识别。

PCI接口5201是控制电路5202与系统主体之间通过PCI总线传送数据所用的接口。在此实施例模式中，PCI接口5201被连接到PCI总线，然而，通过将PCI总线接口部分改成适合所要连接的总线的总线接口，可用其它总线将无线存储器包含在系统主体中。

实施例模式3

根据本发明的无线处理器，多个无线处理器可由一个无线处理器接口连接。在此实施例模式中，参照图6对这种模式的一个示例进行说明。

图6示出了一种包括多个无线处理器5303到5305以及半导体装置5301的系统，其中半导体装置5301包括无线处理器接口5302。

对无线处理器接口5302识别并控制这多个无线处理器的配置进行说明。首先，对每个无线处理器都有唯一的ID号的情形进行说明，然后对这些无线处理器每个都一样并且不具有唯一的ID号的情形进行说明。在任一情形中，每个无线处理器都有一个在该无线处理器被包含到系统中时在系统中能够识别的ID号。读取该ID号，系统就能选择性地与具有该ID号的无线处理器通信。在无线处理器接受仅当ID号匹配时无线处理器才传送数据的指令的情况下可实现这种选择性通信。

为了识别多个无线处理器，要求如上所述地获得系统中可识别的ID号。例如，可通信区域内所有无线处理器的ID号可以通过图7A的流程图所示的方法获得。首先，系统定期地读取可通信区域内的无线处理器的ID号。即，系统具有用于询问可通信区域内的所有无线处理器的单元。在可通信区域内没有无线处理器的情况下，没有响应，因此系统不处理数据。在这种情况下，ID可被再次询问。在有一个或多个无线处理器处于可通信区域中时，系统可能能够正常的读取ID号(读取成功)或可能由于冲突(冲突)未能读取ID号。在ID号能够被正常读取的情况下，ID号能够被成功获得。在所读取的ID号没有在系统中注册的情况下，在系统中新注册该ID号。另一方面，在由于冲突使数据未能被读取时，ID可被再次读取。

根据上述方法，当从每个无线处理器发送ID号的定时在多个无线处理器间相同时，很难避免多个无线处理器的冲突，因此难以获得ID号。为使该方法更高效地运作，使每个无线处理器的ID号被发送的定时各不相同。或者，在每次执行读取时都改变ID号被发送的定时。具体地，发送定时根据ID号或根据每次ID号被读取时生成的随机号来确定。根据该方法，无线处理器接口可采用在被分成多个区间的接收定时所接收到的多个数据间没有冲突地使用数据的方法。

如图7B流程图所示，可获得可通信区域内无线处理器的ID号。图7B有一特征即在如图7A中所示的用于询问所有无线处理器的单元之外还有一用于仅询问无线处理器中的一部分的单元。例如，假定ID号可以按位被屏蔽并且无线处理器接受当未屏蔽的位匹配时作出响应的指令。然后，通过减少要被询问的无线处理器，可获得ID号。

具体地，系统从具有任意ID号的无线处理器读取ID号。即，ID号的所有位被屏蔽和读取。当没有冲突时，类似于图7A的处理被执行。当有冲突时，各ID号被划分并选取一组(芯片限定)并再次读取。在没有响应的情况下，选取所划分的多个组中的另一组(芯片移换)并再次读取，然后所有的ID都被扫视。当读取成功时，当所获得的ID号为新号时该ID号在系统中被注册，并且在其已注册时移换芯片。此外，当有冲突时，ID号被进一步划分和限定，由此读取被再次执行。

例如，假设其中每个都具有16位ID号的所有ID发生了冲突，则15位被屏蔽(或ID号的一位被指定)而剩下的一位被读取两次。在有冲突的情况下，要被屏蔽的位数减少一位，并且读取被重复执行。

或者，在冲突的位能够被确定的情况下，其值被限定为0或1，由此读取被再次执行。

以这种方式，通过由一位来指定搜索所有的ID，ID号能够快速地获得。

此前所述的是无线处理器包括ID号作为非易失性数据的情况，然而，可相对于没有唯一ID号的一个无线处理器控制多个芯片。例如，无线处理器可在易失性存储器中存储有ID号从而使得当进入可通信区域时该ID号被随机设置。通过使用多达32位的ID号，不同chips间ID号匹配的概率基本为0％。该ID号在该可通信区域内不改变；因此，它可被用作该系统中的ID号。

由一个无线处理器接口驱动多个无线处理器的模式适合使半导体装置小型化。尤其地，这种结构适合无线处理器的性能受到内部CPU的性能阻碍的情况。另一方面，在无线处理器的性能受到数据传输速率阻碍的情况下，更适合提供多个无线处理器接口以改善性能。

多个无线处理器通常能够通过时分方法来控制。或者，也可使用频分的方法和空分的方法。

实施例模式4

此系统的特征之一是处理器可被无线连接，这允许在系统中容易地增设处理器。通过以这种方式增设处理器，使用多个处理器的并行计算能够被实现。在该实施例模式中，对以包含在主体中的处理器作为主处理器而多个无线处理器作为从处理器的并行计算的示例进行说明。

不仅是在无线处理器中，并行计算的性能也经常由于数据传输速率而受到阻碍。因此，各处理器之间数据传输较少的程序比较适合并行计算。这种程序的一个示例为蒙特卡罗(Monte Carlo)法，它是使用随机数的统计估算方法。

蒙特卡罗法是通过使用随机数重复统计过程来估算真值的方法。例如，由一对各自在0到1之间均匀分布的随机数确定的坐标(x，y)被包括在边长为1的正方形中所含的图形中的概率被获得，由此该图形的面积S也可被估算。当该坐标包括在图形中时，获得1值，否则获得0值。假设该坐标在n次中被包括了k次，则图形的面积被估算约为k/n。随着n变得越大，估算误差就越小，并以1/(vn)减小。

例如，通过将对应于统计过程的、用于确定(x，y)是否被包括在图形之内的程序复制到作为从处理器的多个无线处理器中的每一个的内部存储器，就能够通过简单地外部获取随机数来独立地执行蒙特卡罗计算。在根据外部获得的随机数字，坐标n次中有k次被包括在图形中的情况下，这多个无线处理器将n和k的值发送到外面。然后，根据所有无线处理器的结果(N次)，最终可获得误差约为1/(vN)的图形面积。

在这种程序中，处理器之间的数据传输是很少的，因此并行计算能够高效地执行。需要注意的是，主处理器控制多个从处理器，然而，主处理器同时也可类似于从处理器地执行蒙特卡罗计算。

实施例模式5

本系统的特征之一是处理器可以无线地连接，从而允许在系统中容易地增设处理器。在该实施例模式中，对提供非兼容CPU作为无线处理器的示例进行说明来作为这种系统的应用示例。

有诸如奔腾(注册商标)等各种CPU，然而，它们中的每一种都具有不同的指令集，因此如机器语言等高层程序不能在它们间共享。另一方面，有许多需要不同处理器的两种应用软件都能使用的情况。鉴于这个问题，另外设置了与主处理器不兼容的处理器作为本发明的无线处理器，从而使得该另加的处理器所用的软件能够被执行。

图8示出了一种模式，然而在现实中，由于应用软件通常由操作系统(OS)来执行并且数据结构不相同，或多或少需要无线处理器接口中的处理。

在图8中，主体的CPU 5501以及无线处理器接口5509中的CPU 5510互不兼容，并且硬盘5506为CPU 5501和CPU 5510两者存储软件和数据。在CPU 5501中运作的操作系统中构建一系统。无线处理器5509被该操作系统所识别，然后被嵌入到该系统中或与该系统分离。即CPU 5510由该操作系统控制。

在于CPU 5510中运作的软件以这种结构中被执行的情况下，操作系统调用CPU 5510来执行该软件。CPU 5510将程序和数据传送给无线处理器中的存储器5511，由此该程序被执行。无线处理器接口550g控制CPU 5510能够顺畅地执行该程序并与操作系统传输数据。

以这种方式，通过增设与主体的处理器不兼容的处理器，可以构建一个系统，使得除正常软件外所增设的无线处理器的软件也能够被执行。

实施例模式6

在该实施例模式中，对安装了特定应用软件的示例进行说明以作为无线处理器的应用示例。

例如，在可移动地使用安装有某种应用软件的无线处理器的情况下，只有通过将无线处理器安装(贴附等)到包括相应的无线处理器接口的半导体装置上才能使用该应用软件。

通过给予作为硬件形式的许可证从而使得存储在其中的软件不能被读取，可以实现能够防止非法复制的许可证模式。常规地，当使用CD-ROM发行软件时，软件可能被非法地安装在多个硬件中。为了防止这种问题，必须很麻烦地注册硬件的序列号。

通过由本发明的无线处理器给予作为硬件形式的许可，可以实现能够防止非法安装并且无需诸如注册序列号等处理的许可证模式。

对安装了特定应用软件的模式进行说明以作为无线处理器的应用示例。例如，在可移动地使用安装有某种应用软件的无线处理器的情况下，只有通过将无线处理器安装(贴附等)到包括相应的无线处理器接口的电子装置上才能使用该应用软件。

能够防止非法复制的许可证模式可以通过向安装有特定应用软件的每个无线处理器给予许可证来实现，从而使得所安装的软件不能被读取。

常规地，当发行应用软件时，通常使用CD-ROM或网络。然而，由于软件能够被容易地非法复制，所以仅向软件给予许可证的方法并不理想。为了防止这种问题，必须很麻烦地注册硬件的序列号。

如上所述，通过授予安装有特定应用软件的每个无线处理器一个许可证，不要求无线处理器将所存储的软件加载到外面来执行，从而使得基本不可能非法复制该软件。因此，不大可能非法地生产授予无线处理器的许可证以外的许可证。此外，通过将所要安装的无线处理器贴附在系统上，无线处理器就可被使用。因此，可以实现在使用多个个人计算机的情况下只需要一个许可证并且无需为所要使用的所有个人计算机都注册序列号的模式。

实施例模式7

在该实施例模式中，对无线存储器的模式进行说明。

图9示出了无线存储器3000的典型电路配置。在图9中，无线存储器3000包括RF电路3003、电源电路3004、时钟生成电路3005、数据解调电路3006、负载调制电路3007、存储器接口3008、以及存储器3009和3010。非易失性存储器和易失性存储器可分别用作存储器3009和3010。

无线存储器3000能够通过包括在RF电路中的天线经由电磁波来供电以及发送和接收数据。此外，光检测元件和光发射元件中的一个可作为数据发送/接收单元被包含以使得藉此能够实现红外数据通信。

当电磁波被提供给RF电路3003时，能量在电源电路3004中产生、时钟信号在时钟生成电路3005中产生、并且数据在数据解调电路3006中被解调。此外，在负载调制电路3007中根据所发送的数据执行负载调制。存储器接口3008控制外部设备、非易失性存储器3009、以及易失性存储器3010之间的数据通信，并且根据所接收到的指令、地址、以及数据来读取和写入数据。

更为有利的是本发明采用了非易失性存储器从而使得在没有供电时也能保存数据。在采用电池的情况下，可以不提供非易失性存储器而仅提供易失性存储器。非易失性存储器3009一般为闪存和EEPROM。对于存储器元件，可以使用浮栅晶体管、硅点结构晶体管、铁电存储器元件等。还可设置诸如SRAM以及DRAM等易失性存储器作为诸如工作存储器等临时存储器。

需要注意的是，无线存储器能够在塑料衬底或塑料膜衬底(这些可被统称为柔性衬底)上形成。具体地，可以将RF电路3003、电源电路3004、时钟生成电路3005、数据解调电路3006、负载调制电路3007、存储器接口3008、以及存储器3009和3010(这些对应于高功能集成电路)形成为具有元件形成区域，该元件形成区域包括至少具有沟道形成区域的晶体管，该沟道形成区域由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的至少一个半导体膜构成。作为具体的晶体管，可使用薄膜晶体管(TFT)。包括在RF电路中的天线可被固定在诸如塑料衬底等柔性衬底上，或可以与衬底分离地形成并与其相连。具体的制造方法将在实施例模式12或13中描述。结果，可获得抗冲击性和柔韧性优越的无线处理器。

接下来，图10示出了其中无线存储器能够被包含在系统中的半导体装置的配置示例。图10中所示的半导体装置3200一般为个人计算机。半导体装置3200包括包含PCI接口3202以及DRAM接口3203的算术单元(由于包括了所谓CPU的功能，以下被称为CPU)、DRAM 3204、连接到PCI总线的图形单元3206、连接到图形单元3206的显示器、南桥3205、以及连接到南桥3205的ROM 3209和键盘3210、无线存储器驱动器3207(以下也被简称为驱动器)等。无线存储器驱动器3207无线地驱动无线存储器3211。

需要注意的是，图10中示出了无线存储器驱动器3207被连接到PCI总线的模式；然而，无线存储器驱动器3207也可连接到CPU或南桥。

半导体装置3200可以是诸如PDA、游戏机、DVD以及个人计算机等包括CPU和ASIC的各种半导体装置。

本发明的特征之一是无线地供电和传送数据。相应地，不需要常规的卡类型的插入和拔出的半导体存储器，而是可仅通过将无线存储器放置，例如，贴附到与驱动器可通信的地方来安装存储器。此外，可靠性因无线得到了提高。此外，连接器等的不良连接等能够被消除，并且在操作设备时由连接每个设备的配线所引起的故障也能够被消除。

最好是个人计算机被设计成具有在1mm到50cm范围内可通信的驱动器，从而使得该驱动器无论贴附在个人计算机的主体上的什么地方都能够识别无线存储器。无线处理器使用磁体等贴附在主体上是种简便的模式。因此，能够例如通过仅将无线存储器3404贴附在个人计算机的主体3401上来包含存储器。以这种方式，能量或信号的无线发送和接收能够向存储器和半导体装置增加高附加值。图11是包括了主体3401、显示器3402、键盘3403、以及无线存储器3404的个人计算机的示意图。

实施例模式8

在该实施例模式中，对无线存储器的驱动器的电路配置进行说明。图12中所示的无线存储器驱动器3301具有包括PCI接口3302、控制电路3303、以及电波接口3304的连接到PCI总线的配置。

取决于通信方法的电波接口3304一般具有与图5中所示的电波接口5203相同的配置。需要注意的是，适用于本发明的通信方法是电磁感应法、微波法等。图5所示的电波接口5203包括数据发送路径5708、数据接收路径5709、振荡电路5701、以及天线5704。当发送数据被输入到数据发送路径5708时，来自振荡电路5701的信号在调制电路5702中被调制，在放大器电路5703中被放大、并且被发送到天线5704。另一方面，当来自天线5704的接收信号被输入到数据接收路径5709时，仅来自无线存储器的响应信号由带通滤波器(band path filter)5707接收。所接收的信号在放大器电路5706中被放大、在解调电路5705中被解调、并被发送到控制电路5202。控制信号的示例有使能(enable)信号、频率控制信号、待机信号等。

控制电路3303负责与从系统主体控制无线存储器的应用软件的通信、指令的执行、与无线存储器的通信、以及信号的编码和解码。此外，控制电路3303还按需处理加密和解密、识别、以及冲突。为了确保与相同的无线存储器通信，给予无线存储器的ID号最好能够被定期地读取和识别，然后相对于它们之间的通信数据执行校验和(例如，奇偶校验)。

PCI接口3302是控制电路3303与系统的主体之间通过PCI总线传送数据所用的接口。在该实施例模式中，PCI接口3302被连接到PCI总线，然而，通过将PCI总线接口部分改成适合所要连接的总线的总线接口，可使用其它总线来将无线存储器包含在系统的主体中。

实施例模式9

根据本发明，无线存储器无需被插入和拔出，并且多个无线存储器能够由一个驱动器来驱动，参照图13在此实施例模式中对其进行说明。

图13示出了包括具有无线存储器驱动器3102和多个无线存储器3103到3105的半导体装置3101的系统。

对无线存储器驱动器3102识别并控制多个无线存储器的配置进行说明。首先，对每个无线存储器有唯一的ID号的情形进行说明，然后对这些无线存储器都一样而不具有唯一的ID号的情形进行说明。在任一情形中，每个无线存储器具有一个当该无线存储器被包含在系统中时在系统中能被识别的ID号。读取该ID号，系统就能选择性地与具有该ID号的无线存储器通信。在无线存储器接受仅当ID号匹配时无线处理器才传送数据的指令的情况下，这种选择性通信可被实现。

为了识别多个无线存储器，要求如上所述地获得系统中可识别的ID号。例如，可通信区域内的无线存储器的ID号可以通过如图7A的流程图所示的方法获得。首先，系统定期地读取可通信区域内所有无线存储器的ID号。在可通信区域内没有无线存储器的情况下，没有响应，因此系统不处理数据。在有一个或多个无线存储器处于可通信区域中的情况下，系统可能能够正常地读取ID号或可能由于冲突而未能读取ID号。在ID号能够被正常读取的情况下，ID号能够成功获得。当所读取的ID号没有在系统中注册时，将其新注册在系统中。另一方面，在由于冲突事故的数据未能读取时，ID可被再次读取。

根据上述方法，在从每个无线存储器发送ID号的定时在多个无线存储器间相同的情形中，很难避免多个无线存储器的冲突，因此难以获得ID号。为使该方法高效地运作，使每个无线处理器的ID号被发送的定时各不相同。或者，在每次读取被执行时改变ID号被发送的定时。具体地，根据ID号或根据每次读取ID号时生成的随机号来确定发送定时。根据该方法，驱动器可使用在被分成多个的接收定时所接收到的多个数据间没有冲突地使用数据的方法。

如图7B所示的流程图，可获得可通信区域内无线存储器的ID号。图7B有一特征即在如图7A中所示的用于询问所有无线存储器的单元之外还有一用于仅询问无线存储器中的一部分的单元。例如，假定ID号可以按位被屏蔽并且无线存储器接受当未屏蔽的位匹配时作出响应的指令。然后，通过减少要被询问的无线处理器，可获得ID号。

具体地，系统从具有任意ID号的无线存储器读取ID号。即，ID号的所有位被屏蔽和读取。当没有冲突时，类似于图7A的处理被执行。当有冲突时，各ID号被划分，并且选取一组(芯片限定)并再次读取。在没有响应的情况下，选取所划分的多个组中的另一组(芯片移换)并再次读取，然后所有的ID都被扫视。当读取成功时，所获得的ID号在为新号时在系统中被注册，并且在其已被注册时移换芯片。此外，当有冲突时，ID号被进一步划分和限定，由此读取被再次执行。

例如，假设每个都具有16位ID号的所有ID发生了冲突，15位被屏蔽(或ID号的一位被指定)而剩下的一位被读取两次。在有冲突的时候，屏蔽位的个数减少一位，并且读取被重复执行。

或者，在冲突位能够被确定的情形中，其值被限定为0或1，由此读取被再次执行。

以这种方式，通过由一位来指定搜索所有的ID，ID号能够被快速地获得。

此前所述的是无线存储器包括ID号作为非易失性数据的情况，然而，可对于没有唯一ID号的一个无线存储器控制多个芯片。例如，无线存储器可在易失性存储器中存储有ID号从而使得当进入可通信区域时该ID号被随机设置。通过使用多达32位的ID号，不同芯片间ID号匹配的概率基本为0％。该ID号在该可通信区域内不改变；因此，它可被用作该系统中的ID号。

许多包括个人计算机的系统使用总线来传输数据；因此，它们几乎不在同时防问多个存储器。在这种系统中，采用一个驱动器来驱动多个无线存储器的模式很适合和善于半导体装置的小型化。当然更不用说也可以设置多个驱动。

实施例模式10

在该实施例模式中，对本发明的无线存储器与无线标签的比较进行了描述。

本发明的无线存储器通过天线来通信并且包括存储器，因此具有与无线标签非常接近的结构。然而，无线标签必须具有不同的ID以用于区分标签所贴附的对象。另一方面，对于本发明的无线存储器，不一定要对所有的存储器给予不同的ID。例如，可使用为一旦无线存储器进入驱动器的可通信区域，驱动器就向包含在该无线存储器中的易失性存储器写ID号这样的方法。

无线存储器与无线标签在诸如通信规范、所需的存储器容量、连续运行时间等规范和应用方面不一样。无线存储器的有利之处在于由于只要求它匹配驱动器的规范所以设计自由度很高。此外，无线存储器的有利之处还在于它具有很大的存储器容量，并能够在其被连接时连续运行很长的时间。

实施例模式11

在该实施例模式中，对在无线存储器中安装了特定软件的模式进行说明。

例如，通过可移动地使用安装有某种应用软件的无线存储器，可仅通过将无线存储器安装(贴附等)到无线存储器的驱动器所对应的半导体装置就能使用该应用软件。这类似于CD-ROM的用途；然而，由于无线存储器是无线地使用并且能够容易地安装，所以其因可靠性较高而优于CD-ROM。

实施例模式12

在此实施例模式中，对通过使用薄膜晶体管作为晶体管的SPOP方法来制造高功能集成电路的步骤进行说明。

首先，如图14A所示，金属膜11形成于具有绝缘表面的第一衬底210之上。需要注意的是，只要求具有足够抵抗后续剥离步骤的抗耐性的第一衬底可由玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底、硅衬底、金属衬底、或不锈钢衬底构成。金属膜可用由选自W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、以及Ir中的一种元素、具有上述元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层、或这些材料的叠层来构成。金属膜可通过使用金属靶的溅射法来制造。需要注意的是，形成的金属膜厚度可为10到200nm，或者最好为50到75nm。

上述金属的氮化膜(例如，氮化钨和氮化钼)中可用来替代金属膜。上述金属的合金膜(例如，W和Mo的合金：W_xMo_1-x)可用来替代金属膜。在这种情况下，膜可以通过使用诸如第一金属(W)和第二金属(Mo)的多个靶或第一金属(W)与第二金属(Mo)的合金靶的溅射来构成。此外，氮或氧也可被添加到金属膜中。作为添加方法，氮或氧可以被离子注入到金属膜中。或者，也可以在氮或氧气氛室中通过溅射法来添加，或者可将金属氮化物用作靶。

以这种方式，通过适当地设置金属膜的形成方法，就能够控制剥离步骤，从而得以增加加工余量。具体地，可以控制热处理的加热温度和必要性。

此后，包括元件形成区域的被剥离层12在金属膜11上形成。该被剥离层12是通过堆叠与金属膜接触的含硅的氧化膜来形成的。被剥离层还可包括天线。被剥离层12最好能在与金属膜接触的区域设有诸如氮化硅(SiN)膜、以及氮氧化硅(SiON或SiNO)膜等含氮绝缘膜以防止杂质和灰尘从金属膜和衬底进入。绝缘膜起到薄膜晶体管的基膜的作用。

含硅的氧化膜可以通过溅射法和CVD法由氧化硅、氧氮化硅来形成。需要注意的是，含硅的氧化膜最好有金属膜两倍或以上的厚度。在此实施例模式中，通过使用硅靶的溅射法形成的厚度为150到200nm的氧化硅膜。

当形成含硅的氧化膜时，在金属膜上形成了含金属的氧化物(金属氧化物)13。金属氧化物可以是通过使用含硫酸、盐酸、或硝酸的溶液、通过将硫酸、盐酸或硝酸与过氧化氢溶液或臭氧水混合得到的溶液的处理在金属膜表面上形成的很薄的金属氧化物。作为其它方法，氧化可通过在氧气氛中的等离子处理、或使用在含氧的气氛中通过紫外线辐射产生的臭氧来执行。此外，氧化膜可通过使用在200到350℃左右的清洁的烤箱加热来形成。

可形成厚度为0.1nm到1μm的金属氧化膜，0.1到100nm尤佳，以0.1到5nm为最佳。

需要注意的是，含硅的氧化膜、基膜等被统称为绝缘膜。即，金属膜、金属氧化膜、绝缘膜、以及半导体膜被层叠。金属膜和金属氧化膜可被称为剥离层。

通过预定的制造步骤，至少包括沟道形成区域的薄膜晶体管(TFT)在半导体膜上被剥离，该沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的半导体膜构成。该半导体元件形成了图21所示的RF电路5001、电源电路5002、时钟生成电路5003、数据解调电路5004、负载调制电路5005、CPU接口5006、CPU 5007、以及存储器5008。此外，也可形成图9所示的RF电路3003、电源电路3004、时钟生成电路3005、数据解调电路3006、负载调制电路3007、存储器接口3008、非易失性存储器3009、以及易失性存储器3010。最好形成诸如DLC膜或氮化碳(CN)膜等含碳的绝缘膜、或诸如氮化硅(SiN)膜或氮氧化硅(SiNO或SiON)膜等含氮的绝缘膜作为用于保护半导体元件的保护膜。

在如上所述地形成被剥离层12后，具体地，通过在形成金属氧化物之后进行适当的热处理，使金属氧化物结晶。例如，在使用W(钨)作为金属膜的情况下，金属氧化物WO_x(x＝2到3)通过400℃或以上的热处理结晶。这种热处理的温度和必要性可根据所选的金属膜来决定。即，根据需要，可使金属氧化物结晶以便于剥离。

通过在形成包括在被剥离层12中的半导体膜之后进行加热，半导体膜中的氢能够被扩散。由于这些氢，金属氧化物的化合价可改变。

此外，通过利用半导体元件制造步骤可在多个步骤中减少热处理。例如，在形成结晶半导体膜的情况下，可通过使用加热炉和激光照射来执行热处理。

随后，如图14B所示，使用第一粘合剂15将被剥离层12粘贴到支持衬底14。需要注意的是，支持衬底14最好是抗耐性高于第一衬底210的衬底。可以使用诸如通过紫外线剥离的紫外线剥离型粘合剂、通过热剥离的热剥离型粘合剂、通过水剥离的水性粘合剂、或双面带等能够被剥离的粘合剂作为第一粘合剂15。

设有金属膜11的第一衬底210被物理地剥离(图14C)。虽然没有在图14A到14E的示意图中示出，第一衬底210在金属氧化层内或金属氧化物的背面的边界(界面)被剥离。金属氧化物的背面的边界是金属氧化物与金属膜之间的界面或金属氧化物与被剥离层之间的界面。第一衬底210在上述界面中的任意界面上被剥离。以这种方式，可从第一衬底210剥离下被剥离层12。

此时为了方便剥离，可以切割金属膜与金属氧化物之间的界面附近的一部分衬底以在切割面处由刀具等刻划剥离界面。

接着，如图14D所示，被剥离的被剥离层12使用第二粘合剂16被粘贴到所要转移的第二衬底(例如，诸如塑料衬底等柔性衬底)110并被固定在那里。在天线形成于被剥离层12之中的情况下，元件形成区域和天线同时被固定在第二衬底上。可使用紫外线硬化树脂，具体地为诸如基于环氧树脂的粘合剂以及树脂添加剂等粘合剂、或者双面带等作为第二粘合剂16。

在第二衬底本身为粘合剂的情况下，无需第二粘合剂。

可使用诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、多芳基化合物(polyarylate)以及聚醚砜等塑料材料作为第二衬底。这种第二衬底被称为塑料衬底。这种塑料衬底具有柔韧性并且重量轻。通过对塑料衬底应用镀膜处理，可以减少表面的凹凸或者提高硬度、抗耐性以及稳定性。

随后，第一粘合剂15被去除并且支持衬底14被剥离(图14E)。具体地，该衬底可以用紫外线照射、加热、或水洗以剥离第一粘合剂。

需要注意的是，第一粘合剂的去除以及第二粘合剂的硬化可以一步执行。例如，在热剥离型树脂和热硬化型树脂、或者紫外线剥离型树脂和紫外线硬化型树脂被分别用于第一粘合剂和第二粘合剂的情况下，去除和硬化能够用一次加热或紫外线照射来执行。

如上所述，能够形成固定在塑料衬底上的高功能集成电路。

金属氧化物13可以被全部去除，或者其一部分或大部分被分散(残留)在高功能集成电路的被剥离层下面。在金属氧化物13残留的情况下，其可以通过蚀刻等将其去除，然后固定在诸如塑料衬底等柔性衬底上。此时，含硅的氧化膜也可被去除。

虽然由硅晶片形成的IC厚度为50μm，但是由于使用了厚度为10到200nm的分离成岛状的半导体膜，所以形成的本发明的高功能集成电路非常薄。因此，本发明的无线处理器和无线存储器能够非常薄、柔、以及轻。此外，能够获得抗冲击性和柔韧性优越的无线处理器和无线存储器。

此外，不同于由硅晶片形成的IC，并不需要可能会造成裂缝或研磨痕的背部研磨处理。从而，由于厚度的偏差取决于形成半导体膜的偏差等，所以最多为数百个nm左右。这远小于由背部研磨处理所引起的数百μm的偏差。

通过以这种方式使用SPOP，在其上形成元件形成区域的衬底能够被重复使用，从而降低了处理器或存储器的单位价格。此外，在其上形成元件形成区域的衬底不需要透射激光，因此能够增加设计自由度。

实施例模式13

在该实施例模式中，对以与上述实施例模式不同的方式将元件形成区域固定在柔性衬底上的方法进行说明。

如图15A所示，剥离层30和包括元件形成区域45的被剥离层顺序形成于绝缘衬底210之上。在此实施例模式中，天线105可形成于元件形成区域45之上。当然无需多说，元件形成区域45和天线的配置并不局限于此。包括元件形成区域45的被剥离层的配置或制造方法类似于实施例模式12，因此其说明在此被省略。

剥离层30可由含硅膜或金属膜形成。含硅膜可由非晶质半导体、其中非晶质状态和结晶状态混合的半非晶质半导体(也被称为SAS)、或结晶半导体中的任意一种形成。需要注意的是，SAS包括其中能够在非晶质半导体中观察到0.5到20nm的晶粒的微晶半导体。被剥离层30可通过溅射法、等离子CVD法等来形成。所形成的剥离层30厚度可以为0.03到1μm，也可以为0.03μm或更薄，只要该厚度对于剥离层的沉积装置能够接受。

含硅的剥离层可添加诸如磷或硼等元素。此外，这些元素可通过加热等来被活化。通过添加这些元素，能够加快剥离层的响应即蚀刻速度。

此外，绝缘膜形成于剥离层之上与剥离层30接触的区域中。绝缘膜能够起到基膜或薄膜晶体管的作用。可使用单层结构或叠层结构的、诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜作为绝缘膜。在三层叠层结构的情况下，例如，氧化硅膜、氧氮化硅膜、以及氧化硅膜可分别用作第一绝缘膜、第二绝缘膜、以及第三绝缘膜。考虑到来自绝缘衬底(第一衬底)210等的杂质扩散，这些绝缘层最好由氧氮化硅膜形成。然而，氧氮化硅膜与剥离层和TFT的半导体膜接触性差。因此，最好使用剥离层、半导体层、以及与氧氮化硅膜接触性优越的硅氧化膜的三层叠层结构。

在这种状态中，除了在元件形成区域45中外，形成开口部分(诸如凹槽或孔)32以曝露剥离层30。其中形成有孔34的支持衬底33使用粘合剂38被固定在绝缘衬底210上。粘合剂38可以为诸如紫外线硬化树脂和热硬化树脂等树脂材料、双面带等。

如图15B所示，蚀刻剂35通过孔34被导入开口部分32中。因此，剥离层30可被去除。作为剥离层的金属膜至少能够通过反应物与蚀刻剂反应来去除。

可使用含卤化的氟化物的气体或液体作为蚀刻剂。作为卤化的氟化物，例如，可使用ClF₃(三氟化氯)。使用这种蚀刻剂，剥离层30被选择性地蚀刻。具体地，能够通过在350℃温度、300sccm的ClF₃流速以及6Torr(6×133Pa)的压强下使用低压CVD装置3个小时来去除剥离层30。

以这种方式，剥离层30被去除，绝缘层210被剥离，因此元件形成区域45能够通过使用粘合剂111固定在诸如塑料衬底和塑料膜衬底等柔性衬底110上。可使用诸如紫外线硬化树脂和热硬化树脂等树脂材料、双面带等作为粘合剂。

在以这种方式形成无线存储器的情况下，绝缘衬底210可以被重复使用，从而能够降低无线存储器单位价格。此外，绝缘衬底210不需要透射激光，因此，可以增加设计自由度。

实施例模式14

在该实施例模式中，对使用不同于以上实施例模式中所述的剥离层将元件形成区域固定在柔性衬底上的方法、以及薄膜晶体管的制造步骤进行说明。

在此实施例模式中，金属被用作剥离层。可用由选自W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、以及Ir中的元素、包含上述元素作为主要成分的合金材料或其化合物材料构成的单层或叠层来作为剥离层。

这些金属膜可以通过溅射法、等离子CVD法等来形成。具体地，在使用溅射法时，可使用作为靶的金属在第一衬底之上形成金属膜。所形成的金属膜厚度可为10到200nm厚，或者最好为50到75nm。被氮化的金属膜(氮化金属膜)可用来替代金属膜。此外，氮或氧可被添加到金属膜中。例如，氮或氧可被离子注入金属膜中。或者，可在氮或氧气氛室中通过溅射法来添加、或可使用氮化金属作为靶。此时，在使用上述金属的混合物(例如，W和Mo的合金：W_xMo_1-x)作为金属膜的情况下，可通过在沉积室中使用诸如第一金属(W)和第二金属(Mo)的多个靶、或第一金属(W)与第二金属(Mo)的合金的溅射法来形成金属膜。

然后，在金属膜上形成含上述金属的氧化物、氮化物、或氮氧化物。含上述金属的氧化物、氮化物、或氮氧化物有时被统称为反应物。例如，在使用W、Mo，或者W与Mo的混合物作为金属膜时，含上述金属的氧化物、氮化物、或氮氧化物为W、Mo，或者W和Mo的混合物的氧化物、氮化物、或氮氧化物。

这种反应物当在金属膜的表面上形成含氧化物、氮化物、或者氮氧化物的膜时形成。

在此实施例模式中，如图16A所示，氧化硅膜212形成于含W的金属膜211之上。然后，含W的氧化膜，例如WO_x(x＝2到3)213(下文被称为反应物213)被形成在含W的金属膜211的表面上。类似地，通过在含W的金属膜211上形成氮化硅膜，形成了含W的氮化膜。通过在含W的金属膜211上形成氮氧化硅膜，可以形成含W的氮氧化膜。

上述作为反应物的氧化物可以通过使用含硫酸、盐酸、或硝酸的溶液，将硫酸、盐酸、或硝酸与过氧化氢溶液或臭氧水混合得到的溶液处理金属膜来形成。作为其它方法，可在形成金属膜后，通过在氧气氛中的等离子处理，或者用在含氧的气氛中使用通过紫外线照射产生的臭氧，来执行氧化。此外，薄氧化膜可通过使用200到350℃左右的清洁的烤箱加热来形成。

通过选择以这种方式形成的金属膜和反应物，可以控制蚀刻速度。

以这种方式形成于金属膜的表面之上的反应物由于后续步骤的热处理等可能会化学地改变其状态。例如，在形成含W的氧化膜的情况下，氧化钨(WO_x(x＝2到3))的化合价改变。

然后，金属膜和含其金属的反应物可被用作剥离层。

此后，起薄膜晶体管的基膜作用的绝缘膜36在氧化硅膜212之上形成。可使用单层结构或叠层结构的、诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜作为绝缘膜。在两层的叠层结构的情况下，氮化硅膜36a和氧氮化硅膜36b可分别用作第一绝缘膜和第二绝缘膜。使用这些绝缘膜，可以减少来自绝缘衬底210等的杂质扩散。

此后，半导体膜形成，并被图案化成预定的形状，由此岛状的半导体膜214形成。

半导体膜214可以是非晶质半导体、其中非晶质状态和结晶状态混合的SAS、其中能够在非晶质半导体中观察到0.5到20nm的晶粒的微晶半导体、或结晶半导体中的任意一种。

在此实施例模式中，非晶质半导体膜被形成，然后通过热处理结晶从而形成结晶半导体膜。热处理可以通过使用加热炉、激光照射、由激光之外的灯产生的光照射(以下被称为灯退火)、或者它们的组合来执行。

在激光照射的情况下，可使用连续波激光束(CW激光束)或脉冲波激光束(脉冲激光束)。可使用从Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器、YAG激光器、Y₂O₃激光器、YVO₄激光器、YLF激光器、YALO₃激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、变石激光器，Ti：蓝宝石激光器、铜蒸汽激光器、以及金蒸汽激光器中的一种或多种发出的光束作为激光束。照射具有这些激光的基波或基波的二次到四次谐波的激光束以获得大粒径的结晶。典型地，例如，可使用Nd:YVO₄激光器(基波为1064nm)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)。在这种情况下，需要大约0.01到100MW/cm²(0.1到10MW/cm²尤佳)的能量密度。扫描速度被大致设为10到2000cm/sec以照射半导体膜。

激光束与半导体膜的入射角θ可设为0＜θ＜90。因此，可以防止激光束的干涉。

可以发射连续波基次谐波激光束和连续波高次谐波激光束。或者，可以发射连续波基次谐波激光束和脉冲波高次谐波激光束。通过发射多个激光束，能够提高能量。

也可使用作为脉冲振荡激光束、并且可在能够于半导体膜因激光而熔融与固化之间的时间里发射下一脉冲的激光的振荡频率振荡激光的激光束。通过在此频率振荡激光束，能够获得在扫描方向连续生长的晶粒。激光束的具体振荡频率为10MHz或以上。使用了比通常使用的几十到几百Hz频段高得多的频段。

激光束可以在有诸如稀有气体或氮等惰性气体的存在下发射。相应地，半导体的粗糙表面由于激光束的照射、半导体表面的平坦性能够得到改善，并且能够防止由于界面状态密度偏差造成的阈值的偏差。

或者，可以通过使用SiH₄和F₂、或SiH₄和H₂来形成微晶半导体膜，并且可以通过如上所述的激光照射来使微结晶半导体膜结晶。

在使用加热炉作为另一种热处理的情况下，非晶质半导体膜在500到550℃被加热2到20小时。在这种情形下，温度最好设置在500到550℃的范围的多阶段以便逐渐增加。通过初始的低温加热处理，非晶质半导体膜中的氢等被释放。相应地，能够执行所谓的氢释放反应，从而由于结晶化而减低膜表面的粗糙度。此外，由于加热温度可降低，所以最好将促进结晶的金属元素，例如镍，形成于非晶质半导体膜之上。即使在使用金属元素的结晶化中，非晶质半导体膜也能够在600到950℃被加热。

可能担心金属元素会不利地影响到半导体元素的电特性；因此，要求执行吸气处理以减少或去除该金属元素。例如，使用非晶质半导体膜作为吸气闾捕获金属元素的处理被执行。

或者，结晶半导体膜可被直接形成于被形成表面上。在这种情形下，可通过使用诸如GeF₄等氟化物源气体或F₂，以及诸如SiH₄或Si₂H₆等硅烷源气体，并利用热或等离子在被形成表面之上直接形成结晶半导体膜。在结晶半导体膜直接形成以及需要高温处理的情况下，最好使用具有高抗热性的石英衬底。

以这种方式形成的半导体膜可用于第一N型TFT 215、第二N型TFT 216、P型TFT 217，以及电容器218。TFT可具有任意结构，诸如只包括高浓度杂质区的单漏结构，包括低浓度杂质区的LDD区，以及其中低浓度杂质区与栅电极重叠的GOLD结构。在此实施例模式中，第一N型TFT和P型TFT中的每一个都具有单漏结构，而第二N型TFT具有LDD结构。

如图16A所示，杂质元素被添加到将作为电容器218的半导体膜中。在此实施例模式中，可添加N型杂质元素，例如，磷(P)等。此时，TFT区中的半导体膜被掩模219所覆盖以使得不会被加入杂质元素。抗蚀剂掩模可被用作掩模。

此后，如图16B所示，起栅绝缘膜作用的绝缘膜303形成。可使用单层结构或叠层结构的、含诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜作为绝缘膜。在此实施例模式中，使用了氮化硅膜。氮化硅膜比氧化硅膜具有更高的介电常数。因此，即使栅绝缘膜的厚度变得非常厚，也能够降低不必要的栅电容。以这种方式，随着TFT等变得越来越微细，最好使用具有较高介电常数的绝缘材料形成栅绝缘。

然后，形成起栅电极作用的导电膜。栅电极304可以是由选自Ta、W、Ti、Mo、Al、以及Cu中的元素，或具有上述元素作为主成份的合金材料或化合物材料构成的单层或叠层。在该实施例模式中，厚度为10到50nm的第一导电膜304a，例如，厚度为30nm的氮化钽膜形成，并且厚度为200到400nm的第二导电膜304b，例如，厚度为370nm的钨膜顺次形成。

第一和第二二导电膜304a和304b被蚀刻成预定的形状。在此实施例模式中，所形成的第一和第二导电膜304a和304b在端部具有台形。

此外，第一和第二导电膜304a和304b可被蚀刻。在此实施例模式中，第一和第二导电膜304a和304b被蚀刻成不具有台形，即，如图16C所示地具有垂直的端部。此时，通过对第一和第二导电膜304a和304b使用具有不同蚀刻速度的蚀刻剂，第一导电膜304a可被蚀刻得更多。

为了形成具有微细的栅长的TFT，可缩短导电膜的宽度。因此，可设置用于蚀刻导电膜的掩模，例如，可设置使抗蚀剂掩模变薄的步骤。例如，抗蚀剂掩模可通过应用氧等离子来变薄。

如图17A所示，覆盖P型TFT 217的掩模，例如，抗蚀剂掩模220被形成。此后，施与N型电导性的元素，例如磷(P)被添加到半导体膜214。然后，通过控制所添加的元素的量，低浓度杂质区221形成。然后，抗蚀剂掩模220被去除。

此后，覆盖第一和第二N型TFT 215和216中每一个的一部分的掩模，例如，抗蚀剂掩模222如图17B所示地形成，然后，施与N型电导性的元素被添加到半导体膜214。通过控制所添加的元素的量，高浓度杂质区223形成。此时，由于第二导电膜304a非常薄，所以包括在第二N型TFT 216中的杂质区可以全都是高浓度杂质区。此外，在与抗蚀剂掩模222同时形成只覆盖第二导电膜304b的抗蚀剂之后，可通过添加元素形成高浓度杂质区。

此外，可设置侧壁来替代抗蚀剂掩模222以形成高浓度杂质区。

此时，再次形成抗蚀剂掩模220以使得元素不被添加到P型TFT。或者，在先前步骤中可使用抗蚀剂掩模220而不将其去除。

随后，为了形成P型TFT 217，如图17C所示地形成覆盖N型TFT 215和216、以及电容器218的掩模，例如，抗蚀剂掩模224。然后，施与P型电导性的元素，例如，硼(B)被添加到半导体膜214。此时，通过控制所添加的元素的量，杂质区230可以形成。这里，因为杂质区的高或低是相对地确定的并且P型TFT只有一个杂质区，所以杂质区不分高浓度或低浓度。

此后，执行热处理以适当地缓和半导体膜中的缺陷。例如，在如图18A所示地顺序形成绝缘膜225和226后，可执行热处理。可使用诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜作为绝缘膜225和226。在此实施例模式中，SiON被用作绝缘膜225而SiNO被用作绝缘膜226。通过包含在这些绝缘膜中的氢，可以减少半导体膜中的悬空键。

此后，层间绝缘膜227被形成以提高平坦性。这种层间绝缘膜可由有机材料或无机材料构成。可使用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂或苯并环丁烯、硅氧烷、以及聚硅氨烷等作为有机材料。硅氧烷具有硅(Si)氧(O)键的主链结构。可使用至少含氢的有机基团(例如，烷基，以及芳香族氢化碳)以及氟代基团作为取代基。或者，至少含氢的有机基团以及氟代基团两者都可被用作取代基。聚硅氨烷由包含了含硅(Si)和氮(N)键的所谓聚硅氨烷的聚合材料作为原材料的液体材料构成。可使用诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜作为无机材料。此外，也可使用这些绝缘膜的叠层结构作为层间绝缘膜。具体地，当层间绝缘膜使用有机材料构成时，在平坦度增加的同时，水份和氧被有机材料吸收。为了防止此情况，可在有机材料上形成含无机材料的绝缘膜。当含氮的绝缘膜被用作无机材料时，可防止进入诸如Na等碱性离子。

随后，在层间绝缘膜227、绝缘膜225和226、以及栅绝缘膜303中形成开口部分以曝露高浓度杂质区223和杂质区230。然后，在开口部分处形成起配线作用的导电膜228。

此后，可形成起保护膜作用的绝缘膜。起保护膜作用的绝缘膜最好含氮。

以这种方式，当形成薄膜晶体管时，在除其中形成具有TFT或电容器的元件形成区之外的区域形成开口部分(诸如凹槽和孔)32，以曝露反应物213。在此实施例模式中，开口部分32形成于P型TFT 217与电容器218之间。类似于图15B，其中形成有孔34的支持衬底33通过使用粘合剂等被固定在绝缘衬底210上。粘合剂可以是诸如紫外线硬化树脂和热硬化树脂等树脂材料，以及双面带等。

此后，蚀刻剂35通过孔34被导入开口部分32中。因此，剥离层30能够被去除。此实施例模式中的剥离层是形成于绝缘衬底上的金属膜211和反应物213。通过去除金属膜211和反应物213，绝缘衬底可被剥离。在使用金属膜作为剥离层的情况下，支持衬底33至少能够通过反应物与蚀刻剂反应来去除。

可使用含卤化的氟化物的液体作为蚀刻剂来化学地去除剥离层。例如，可使用ClF₃(三氟化氯)作为卤化的氟化物。剥离层最好由W和其氧化物WO₃构成，因为它能与ClF₃快速反应并且剥离层能够在短时间内被去除。由于能够减少反应残留物等的生成，最好使用蚀刻剂来化学地去除剥离层。

除了如上所述地化学地去除剥离层的方法外，剥离层能够通过施加压力被物理地去除。在如上所述地形成含W的氧化膜的情况下，氧化钨(WO_x(x＝2到3))在其化合价改变时能够容易地被物理地剥离。

化学地和物理地去除剥离层的方法可以组合使用。因此，剥离层能够更加容易和快速地被去除。

以这种方式，剥离层被去除，绝缘衬底210被剥离，由此元件形成区45能够通过使用粘合剂被固定在诸如塑料衬底和塑料膜衬底等柔性衬底上。可使用诸如紫外线硬化树脂和热硬化树脂等树脂材料，双面带等作为粘合剂。

在以这种方式形成无线处理器的情况下，绝缘衬底210能够被重复使用，从而能够降低无线存储器的单位价格。此外，不要求绝缘衬底210透射激光，因此，能够增加设计自由度。

实施例模式15

在该实施例模式中，对用于无线处理器或无线存储器的TFT的结构和制造方法进行说明。

如图19A所示，金属膜211、含金属的氧化膜213、以及氧化硅膜212被顺序设置于绝缘衬底210上。在使用W作金属膜的情况下，形成含W的氧化膜(WO_x(x＝2到3))213。然后，形成起底部电极作用的导电膜53(也被称为底部电极53)。导电膜53能够由添加了金属或一种导电类型的杂质的多晶半导体形成。在使用金属的情况下，可使用钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)等。导电膜53可通过使用掩模，例如，抗蚀剂掩模，被蚀刻成预定的形状。此时，抗蚀剂掩模能够通过例如氧等离子等来变薄。通过这些步骤，可使要作为栅电极的导电膜53变薄。

图19B是导电膜53的顶视图，而图19A对应于沿图19B中a-b所取的横截面图。

如图20A所示，形成了起基膜作用的绝缘膜36a和36b。在此实施例模式中，分别形成作为第一绝缘膜和第二绝缘膜的氮化硅膜36a和氧氮化硅膜36b，然而，叠层的顺序并不局限于此。

随后，顺序形成具有预定形状的半导体膜214、用于覆盖半导体膜214的栅绝缘膜303、以及起栅电极作用的导电膜304a。为了将导电膜304a图案化成预定的形状，形成掩模，例如抗蚀剂掩模。此时，具有预定形状的抗蚀剂掩模53能够通过使用导电膜53作为底部电极的背曝露来形成。通过使用抗蚀剂掩模54，导电膜304a被图案化成预定的形状。

图20B是其上设有抗蚀剂掩模的导电膜304a的顶视图，而图20A对应于沿图20B中a-b所取的横截面示图。

此后，如图21A所示，通过使用被图案化的导电膜304a将杂质元素添加到半导体膜214。

为了独立地控制底部电极53和导电膜304a，为它们分别设置了配线。此时，为了提供连接底部电极53和配线的接触孔，导电膜304a的一部分被去除。此时，可以通过在导电膜304a上提供掩模，例如抗蚀剂掩模，来蚀刻掉导电膜304a的一部分。

图21B是被部分蚀刻的导电膜304a的顶视图，而图21A对应于沿图21B中a-b所取的横截面示图。

在类似地控制底部电极53和导电膜304a的情况下，导电膜304a的一部分不需要去除。通过在设于底部电极53之上的栅绝缘膜303中形成接触孔并且在接触孔中形成导电膜304a，底部电极53和导电膜304a能够被连接。

接着，如图22A所示，可形成导电膜304b以使得栅电极具有叠层结构。在此实施例模式中，可通过使用掩模，例如抗蚀剂掩模，来将导电膜304b图案化成预定的形状。然后，可用所设的导电膜304b来添加杂质元素。此时，可形成低浓度杂质区以与导电膜304a重叠。

此后，形成绝缘膜305以覆盖栅电极。绝缘膜305可由诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜构成。在此实施例模式中，使用了氧氮化硅。特别地，通过等离子CVD法形成绝缘膜305时可包含较多的氢。通过这些氢能够减少半导体膜214中的悬空键。相应地，最好对所设的绝缘膜305应用热处理。

此后，形成层间绝缘膜306以覆盖绝缘膜305从而提高平坦性。这种层间绝缘膜可由有机材料或无机材料构成。作为有机材料，可使用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、抗蚀剂或苯并环丁烯、硅氧烷、以及聚硅氨烷。硅氧烷具有硅(Si)和氧(O)的主链结构，并且由至少含氢或至少含作为取代基的氟化物、烷基、以及芳香族氢化碳中的一种作为原材料的聚合材料构成。聚硅氨烷由包含了含硅(Si)和氮(N)键的所谓聚硅氨烷的聚合材料作为原材料的液体材料构成。作为无机材料，可使用诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜。此外，也可使用这些绝缘膜的叠层结构作为层间绝缘膜。尤其地，当层间绝缘膜由有机材料构成时，在平坦度增加的同时水份和氧被有机材料吸收。为了防止此情况，可在有机材料上形成含无机材料的绝缘膜。当含氮的绝缘膜被用作无机材料时，可防止诸如Na等碱性离子进入。

形成绝缘膜305之后的热处理可在形成层间绝缘膜306之后执行。

此后，在层间绝缘膜306、绝缘膜305、以及栅绝缘膜303中形成接触孔，由此形成了连接到杂质区的配线307。

此外，可在配线上形成起保护膜作用的绝缘膜。这种绝缘膜可由诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜构成。尤其地，最好使用含氮的绝缘膜来防止杂质元素进入。

图22B是设置了连接到底部电极的配线307以及连接到栅电极的配线的顶视图，而图22A对应于沿图22B中a-b的横截面图。需要注意的是导电膜304b未示出。

以这种方式，可形成包含底部电极的TFT。包含底部电极的TFT可被独立于栅电极地控制。相应地，在形成微细的TFT的情况下，即使在向要关断的栅电极输入信号时也有电流流动。此时，通过控制底部电极能够精确地关断TFT。因此，能够实现低功耗。

使用底部电极，还能够控制阈值电压(Vth)。

实施例模式16

在该实施例模式中，对不同于上述实施例模式的TFT的结构进行说明。

图23示出了应用顶部栅型TFT的示例。层叠的剥离层30、第一绝缘膜36和301形成于第一衬底210之上，第一衬底210上形成了元件形成区(包含元件形成区的层被称为元件形成层)45。第一绝缘膜301至少起半导体膜302的基膜的作用。设置起栅绝缘膜作用的第二绝缘膜303用于覆盖半导体膜302。起半导体膜302的栅电极作用的导电膜304形成于第二绝缘膜303之上，第二绝缘膜303上设置了起保护层作用的第三绝缘膜305和起层间绝缘膜作用的第四绝缘膜306作为保护层。在绝缘膜306之上，可形成第五绝缘膜308作为保护层。

半导体膜302由能够应用非晶质半导体或单晶半导体的具有结晶结构的半导体(结晶半导体)形成。尤其地，最好应用通过激光照射来使非晶质或微晶半导体结晶而获得的结晶半导体、通过热处理结晶化获得的结晶半导体、以及通过热处理和激光照射的组合来结晶化获得的结晶半导体。在热处理中，诸如镍等促进硅半导体结晶化的金属元素可被用于结晶化。

在通过激光照射结晶化的情况下，结晶化可通过照射连续波激光来实现。或者，通过重复频率为10MHz或以上、脉冲宽度为1ns(纳秒)或更短、或者最好为1到100ps(皮秒)的高重复频率超短波光脉冲的照射，结晶化可通过在激光照射方向上连续地移动为熔融半导体的熔融带来执行。根据这种使用激光照射的结晶法，可获得在一个方向上延伸的大粒径结晶。通过将载流子的漂移方向调整到结晶粒的延伸方向，能够提高晶体管的场效应迁移率。例如，能够实现400cm²/V·秒或更高的场效应迁移率。

如上所述，需要400℃或更高的热处理来精确地剥离在与被剥离层12的界面处由钨(W)形成的剥离层30。该热处理可作为半导体膜的热结晶化步骤来执行。

栅电极304可由金属或添加了一种导电类型的杂质的多晶半导体构成。在使用金属的情况下，可使用钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)等。此外，可使用通过氮化上述金属获得的金属氮化物。或者，也可使用由金属氮化物构成的第一层和由金属构成的第二层形成的叠层结构。在叠层结构的情况下，可使用所谓的帽形，其中第一层的端部比第二层的端部更向外侧突出。在这种情况下，当第一层由金属氮化物形成时，可提高阻隔性。相应地，它可以防止第二层的金属扩散到第二绝缘膜303和其下面的半导体膜302。

通过组合地使用半导体膜302、第二绝缘膜303、栅电极304等形成的晶体管可采用诸如单漏结构、LDD(低掺杂浓度漏)结构、以及栅漏交叠结构等各种结构。此外，可应用单栅结构、其中被等效地施加了相同电势的栅电压的晶体管串联的多栅结构、以及其中半导体膜由栅电极从上下包夹的双栅结构。

第四绝缘膜306可由诸如氧化硅和氧氮化硅等无机绝缘材料以及诸如丙烯树脂和聚酰亚胺树脂等有机绝缘材料形成。在使用诸如旋涂法和滚涂法等涂布法的情况下，在涂布溶解于有机溶剂中的绝缘膜材料之后可使用通过热处理形成的氧化硅。例如，在形成含硅氧烷键的涂层膜之后，可使用在200到400℃下热处理形成的绝缘层。通过将由涂布法形成的绝缘膜用作第四绝缘膜306，其表面可通过回流来平坦化。此外，绝缘膜可通过重熔来平坦化。通过在这种被平坦化的绝缘膜上形成配线，能够防止配线的断裂，这在形成多层配线的情况下是很有效的。

配线307形成于第四绝缘膜306之上。配线307最好由诸如铝(Al)等低阻抗材料以及诸如钛(Ti)和钼(Mo)等高熔点金属材料的组合构成，例如，由钛(Ti)和铝(Al)的叠层结构以及钼(Mo)和铝(Al)的叠层结构来构成。

此后，组件被转移到柔性衬底上，然后可使用贴附介质被贴附到半导体装置上。

图24示出了应用底部栅型TFT的示例。剥离层30和绝缘膜36顺序形成于其上形成有元件形成层45的第一衬底210之上。在元件形成层45中，设置了栅电极304、起栅绝缘膜作用的第二绝缘膜303、半导体膜302、沟道保护层309、起保护层作用的第三绝缘膜305、以及起层间绝缘膜作用的第四绝缘膜306。在元件形成层45上，可设置起保护膜作用的第五绝缘膜308。第五绝缘膜308可形成为具有诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氧氮化硅(SiO_xN_y)(x＞y)，以及氮氧化硅(SiN_xO_y)(x＞y)(x，y＝1，2…)等含氧或氮的绝缘膜的单层结构或叠层结构。配线307可形成于第三绝缘膜305或第四绝缘膜306之上。

此后，组件被转移到柔性衬底上，然后通过粘合剂被粘贴到半导体装置上。

以这种方式，用于高功能集成电路的薄膜晶体管可以是顶部或底部栅型晶体管。此外，顶部栅型晶体管和底部栅型晶体管可组合使用。即，本发明在薄膜晶体管结构上并不受限制。

实施例17

在此实施例模式中，参照图25对将天线集成在高功能集成电路中的情况进行说明。

如实施例模式16中所述，形成了覆盖有第五绝缘膜308的元件形成层45。第五绝缘膜308可由在实施例模式16中所述的材料构成。在使用考虑了其扩散的诸如铜等导电材料作为天线材料的情况下，最好至少使用含氮的绝缘膜作为第五绝缘膜308。由于包含高功能集成电路的无线存储器可能被徒手触摸，所以诸如Na等碱性金属会扩散。相应地，最好形成至少包括含氮绝缘膜的第五绝缘膜308。

此后，形成天线502。天线502可通过印刷法、溅射法、液滴吐出法、电镀法、光刻法、或使用金属掩模的沉积法中的任意一种或组合来形成。例如，有一种叠层天线，其中由溅射法、液滴吐出法、印刷法、光刻法、以及沉积法中的任意一种形成的第一天线，和通过电镀法(非电解电镀法或电解电镀法)形成的覆盖第一天线的第二天线被层叠。最好通过液滴吐出法或印刷法来形成天线，因为导电膜不需要被图案化，由此可以减少制造步骤。

诸如Ag(银)、Al(铝)、Au(金)、Cu(铜)、以及Pt(铂)等导电材料可被用作天线材料。当考虑了上述材料的配线阻抗时，可通过形成厚的天线来降低配线阻抗。当天线形成区很宽时，可通过使天线的宽度形成得更宽来降低配线阻抗。此外，如上所述，可通过使用覆盖了低阻抗材料的叠层天线来降低配线阻抗。另一方面，当使用考虑了其扩散的诸如铜等导电材料时，最好形成含氮的绝缘膜来覆盖其上形成了天线的表面和/或Cu的周围区域。

当采用液滴吐出法时，天线可通过从管嘴中滴下混合在作为溶剂的，十四烷中的Ag来形成。此时，由氧化钛(TiO_x)构成的基膜可形成于天线的衬底上。

最好形成天线的连接端子503。通过使用连接端子，天线能够被简单而容易地连接到高功能集成电路的配线。但不是必须设置连接端子，并且天线的形状和位置并不限于图25中所示的情况。

如上所述地形成的天线的平坦性可通过对其施加压力来提高。因此，天线可被形成为薄膜。除了压力之外还可应用热，并且压力处理和热处理可同时执行。在使用液滴吐出法时需要通过热处理去除溶剂的情况下，最好同时执行压力处理和热处理。

开口部分被形成于第五绝缘膜308中以连接配线和天线502。此时，最好在连接端子503下形成开口部分。

迄今为止所说明的是在配线上面的第五绝缘膜308上形成天线502的情况；然而，天线可与配线在同一层中形成。

在此实施例模式中，天线直接形成于高功能集成电路上；然而，天线可形成于与高功能集成电路的衬底不同的衬底上并与其相连。

无线存储器可通过包含以这种方式形成的天线来构成。

高功能集成电路可通过前述各实施例模式所述方法中的任何方法来剥离。

随后，贴附介质116形成于柔性衬底101的背面。可使用磁体或封焊材料作为贴附介质116。使用贴附介质，无线存储器可被固定到半导体装置等的主体。

实施例模式18

在此实施例模式中，对应用于无线处理器或无线存储器中的电路等的TFT结构进行说明。

本发明的无线处理器一般具有如实施例模式(参见图1)中所述的结构。由于有时要求形成无线处理器的电路块具有不同的工作特性，因此，最好相应地最优化元件结构。在此实施例模式中，代表性的说明无线处理器的结构，然而这同样适用于无线存储器。

例如，当电磁波作为输入信号被输入无线处理器时，随着电磁场变得越强，施加到输入端子附近的元件的电压就越高。在设置限幅电路以使得不会产生这种高压时，很大的电流将流过限幅电路。最好使用高可靠性的元件结构来作这种元件，例如，LDD结构优于单漏结构。或者，最好使用形成厚的栅绝缘膜的结构。在无线处理器中，最好将具有LDD结构以及形成有厚的栅绝缘膜的TFT结构应用到被连接于RF电路5001的电路的输入部分。例如，电路的输入部分被连接到电源电路5002、电路的输入部分被连接到时钟生成电路5003、以及电路的输入部分被连接到数据解调电路5004都是可适用的。此外，最好将具有LDD结构和形成有厚的栅绝缘膜的TFT结构应用到限幅电路。

另一方面，随着输入最高频率的输入信号，要求时钟生成电路5003和电源电路5002高速工作。因此，构成这种电路的元件最好采用能够高速工作的TFT结构。例如，最好使用具有缩短的沟道长度、单漏结构、或削薄的栅绝缘膜的结构。

此外，输入信号经常通过电容器被分离到天线部分和内部电路。在此种情况下，电容器的两端的电势的大小关系被反置，因此不能使用MOS电容器。最好通过利用膜质量优越的栅绝缘膜，使用其半导体活性层被预先掺杂的电容器。无线处理器中具有这种TFT结构的电容器示例为，在电源电路5002的输入部分、时钟生成电路5003、或数据解调电路5004中使用的电容器。

另一方面，数字信号被输入到其工作频率低于输入信号的CPU接口5006、存储器5008、以及CPU 5007。因此，最好使用诸如LDD结构等可靠的结构。

实施例模式19

包含本发明的无线处理器或无线存储器的半导体装置的示例有摄像机、数码相机、目镜型显示器(头戴式显示器)、导航系统、音频再现装置(汽车音频装置、音频组件装置等)、笔记本型个人计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、便携式电话、便携式游戏机、电子书等)、设有记录介质的图像再现装置(具体地，能够再现诸如DVD：数字多功能盘等记录介质并且具有能够显示所再现的图像的显示器的装置)等。这些半导体装置的具体示例在图26A到26D以及27A到27E中示出。

图26A示出了包括外壳5601、支持台5602、显示部分5603等的电视接收器。该电视接收器包含本发明的无线存储器的驱动器。通过贴附等将本发明的无线存储器5604安装到主体上，存储在无线存储器5604中的数据能够在电视接收器中被读取和使用。

图26B示出了包括主体5611、外壳5612、显示部分5613、键盘5614等的笔记本型个人计算机。该笔记本型个人计算机包含本发明的无线存储器的驱动器。通过贴附等将本发明的无线存储器5615安装到主体上，存储在无线存储器5615中的数据能够在笔记本个人计算机中被读取和使用。

图26C示出了包括主体5621、显示部分5622、操作键5623、调制解调器5624等的便携式信息终端。该便携式信息终端包含本发明的无线存储器的驱动器。通过贴附等将本发明的无线存储器5625安装到主体，存储在无线存储器5625中的数据能够在便携式信息终端中被读取和使用。

图26D示出了包括主体5631、显示部分5632、操作键5633等的电子书。该电子书包含本发明的无线存储器5634的驱动器。通过贴附等将本发明的无线存储器5634安装到主体，存储在无线存储器5634中的数据能够在电子书中被读取和使用。

图27A示出了包括主体2001、显示部分2002、操作键2003、调制解调器2004等的便携式信息终端，并且贴附了本发明的无线处理器2005。图27A示出了其调制解调器2004可被卸下的便携式信息终端；然而，调制解调器2004也可内置在主体2001中。通过使用本发明的无线处理器接口，无线处理器2005能够被容易地加入，这能够改善功能和性能。

图27B示出了包括主体2101、显示部分2102、音频输入部分2103、音频输出部分2104、操作键2105、外部连接端口2106、天线2107等的便携式电话，并且贴附了本发明的无线处理器2108。需要注意的是，通过在显示部分2102中的黑色背景上显示白色文字，能够降低便携式电话的功耗。通过使用本发明的无线处理器接口，无线处理器能够被容易地加入，这能够改善功能和性能。

图27C示出了包括主体2201、显示部分2202、连接端子2203等的电子卡，并且本发明的无线处理器2204被放置在离电子卡很近的距离内。通过使用本发明的无线处理器接口，无线处理器能够被容易地加入，这能够改善功能和性能。无需多说无线处理器可被贴附到电子卡上。图27C示出了接触型电子卡，然而本发明的无线处理器能够被应用到非接触型电子卡以及同时具有接触和非接触功能的电子卡。

图27D示出了包括主体2301、显示部分2302、操作键2303等的电子书，并且贴附了本发明的无线处理器2304。该电子书可在主体2301中包含调制解调器。通过使用本发明的无线处理器接口，无线处理器能够被容易地加入，这能够改善功能和性能。

图27E示出了包括主体2401、显示部分2402、键盘2403、触摸垫2404、外部连接端口2405、电源插头2406等的薄片型个人计算机，并且贴附了本发明的无线处理器2407。通过使用本发明的无线处理器接口，无线处理器能够被容易地加入，这能够改善功能和性能。

如上所述，本发明的应用范围非常广，并且并发明能够被应用到所有领域的电子装置。需要注意的是，此实施例模式的电子装置能够与实施例模式1到18中所述的任何配置组合地实现。

Claims (33)

1.一种无线处理器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

天线；

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路，并且

所述无线处理器是贴附于一主体上，所述主体中提供一半导体装置。

2.一种无线处理器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；

天线；以及

用于将无线处理器贴附于一主体上的贴附介质，所述主体中提供一半导体装置，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；并且

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路。

3.一种无线处理器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

光检测元件或光发射元件，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路，并且

所述无线处理器是贴附于一主体上，所述主体中提供一半导体装置。

4.一种无线处理器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；

光检测元件或光发射元件，以及

用于将无线处理器贴附于一主体上的贴附介质，所述主体中提供一半导体装置，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；并且

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路。

5.如权利要求3或4所述的无线处理器，其特征在于，包括天线。

6.如权利要求1、2或5所述的无线处理器，其特征在于

可通过天线经由电磁波来供电。

7.如权利要求1到6中的任意一项所述的无线处理器，其特征在于

所述高功能集成电路包括SRAM、DRAM或非易失性存储器。

8.一种信息处理系统，包括：

主体；

提供于所述主体中的半导体装置；

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

天线；

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

所述半导体装置以及其中形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路的无线处理器通过所述天线来发送和接收数据，并且

所述无线处理器是贴附于所述半导体装置的主体上。

9.一种信息处理系统，包括：

主体；

提供于所述主体中的半导体装置；

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

光检测元件或光发射元件，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

所述半导体装置以及其中形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路的无线处理器通过所述光检测元件或所述光发射元件来发送和接收数据，并且

所述无线处理器是贴附于所述半导体装置的所述主体上。

10.如权利要求9所述的信息处理系统，其特征在于

所述无线处理器包括天线，以及

所述无线处理器和所述半导体装置通过所述天线发送和接收数据。

11.如权利要求8到10中的任意一项所述的信息处理系统，其特征在于

所述半导体装置包括无线处理器接口；以及

所述无线处理器和所述半导体装置通过使用所述无线处理器接口来发送和接收数据。

12.如权利要求8到10中的任意一项所述的信息处理系统，其特征在于

为所述一个半导体装置设置了多个所述无线处理器。

13.一种半导体装置，包括：

用于无线处理器的接口，包括PCI接口、控制电路、以及电波接口；

算术单元；以及

存储器单元，

其中所述半导体装置是提供于一主体中，并且所述无线处理器是贴附于所述半导体装置的所述主体上。

14.一种半导体装置，包括：

用于无线处理器的接口，包括PCI接口、控制电路、以及电波接口；

算术单元；

存储器单元；以及

硬盘，

其中所述半导体装置是提供于一主体中，并且所述无线处理器是贴附于所述半导体装置的所述主体上。

15.如权利要求13或14所述的半导体装置，其特征在于

所述存储器单元包括SRAM、DRAM、或非易失性存储器。

16.一种无线存储器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

天线；

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路，并且

其中所述无线存储器是贴附于一主体上，所述主体中提供一半导体装置。

17.一种无线存储器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；

天线；以及

用于将所述无线存储器贴附于一主体上的贴附介质，所述主体中提供一半导体装置，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路，并且

其中所述无线存储器是贴附于一主体上，所述主体中提供一半导体装置。

18.一种无线存储器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

光检测元件或光发射元件，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路，并且

其中所述无线存储器是贴附于一主体上，所述主体中提供一半导体装置。

19.一种无线存储器，包括：

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；

光检测元件或光发射元件，以及

用于将所述无线存储器贴附于一主体上的贴附介质，所述主体中提供一半导体装置，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；并且

形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路。

20.如权利要求18或19所述的无线存储器，其特征在于，包括天线。

21.如权利要求16、17或20所述的无线存储器，其特征在于

可通过所述天线经由电磁波来供电。

22.如权利要求16到21中的任意一项所述的无线存储器，其特征在于

所述高功能集成电路包括SRAM、DRAM或非易失性存储器。

23.如权利要求16到21中的任意一项所述的无线存储器，其特征在于

在玻璃衬底上形成所述高功能集成电路之后，所述高功能集成电路被固定在所述柔性衬底上。

24.一种半导体装置，包括：

用于无线存储器的接口，包括PCI接口、控制电路、以及电波接口；

算术单元；以及

存储器单元，

其中所述半导体装置是提供于一主体中，并且所述无线存储器是贴附于所述半导体装置的所述主体上。

25.如权利要求24所述的半导体装置，其特征在于

所述存储器单元包括SRAM、DRAM、或非易失性存储器。

26.如权利要求24或25所述的半导体装置，其特征在于，包括

用于与所述无线存储器传递数据的驱动器。

27.如权利要求24到26中的任意一条所述的半导体装置，其特征在于

包括多个所述无线存储器。

28.一种信息处理系统，包括：

主体；

提供于所述主体中的半导体装置；

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

天线；

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

所述半导体装置以及其中形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路的无线存储器通过所述天线来发送和接收数据，并且

其中所述无线存储器是贴附于所述半导体装置的所述主体上。

29.一种信息处理系统，包括：

主体；

提供于所述主体中的半导体装置；

元件形成区，包括至少具有沟道形成区的晶体管，所述沟道形成区由10到200nm厚的分离成岛状的多个半导体膜当中的一个半导体膜构成；以及

光检测元件或光发射元件，

其中所述晶体管被固定在柔性衬底上；

所述半导体装置以及其中形成了包括所述元件形成区的高功能集成电路的无线存储器通过所述光检测元件或所述光发射元件来发送和接收数据，并且

其中所述无线存储器是贴附于所述半导体装置的所述主体上。

30.如权利要求29所述的信息处理系统，其特征在于

所述无线存储器包括天线并且通过所述天线来发送和接收数据。

31.如权利要求28到30中的任意一项所述的信息处理系统，其特征在于

所述半导体装置包括无线存储器驱动器，并且通过使用所述无线存储器驱动器来发送和接收数据。

32.如权利要求28到31中的任意一项所述的信息处理系统，其特征在于

为所述一个半导体装置设置了多个所述无线存储器。

33.如权利要求28到32中的任意一项所述的信息处理系统，其特征在于

包括多个所述无线存储器，其中所述多个存储器中的每一个存储了标识号。

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