CN101276743A

CN101276743A - 半导体装置的制造方法

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Publication number: CN101276743A
Application number: CNA2008100879687A
Authority: CN
Inventors: 道前芳隆; 杉山荣二; 大谷久; 鹤目卓也
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: CN102496607A; EP1976001A2; CN101276743B; KR20080087692A; JP5268395B2; US7736958B2; TWI447822B; US20080242005A1; CN102496607B; US8338931B2; US20100200663A1; JP2008270761A; TW200903665A; EP1976001A3; KR101389758B1

Abstract

本发明提供一种高成品率地制造半导体装置的方法，该半导体装置不会因来自外部的局部挤压而破坏，可靠性高。本发明如下制造半导体装置：在具有绝缘性表面的基板上形成剥离层，在剥离层上形成具有使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层，在元件层上设置有机化合物或无机化合物的纤维体，自元件层及纤维体上涂布包含有机树脂的组合物，加热，在元件层上形成有机化合物或无机化合物的纤维体被有机树脂浸渍而得的密封层，从剥离层剥离元件层。

Description

半导体装置的制造方法

技术领域

本发明涉及具有使用非单晶半导体层的半导体元件的半导体装置的制造方法。

背景技术

现在，无线芯片、传感器等各种装置的薄型化在产品小型化方面成为重要因素。薄型化技术及小型化产品的使用范围迅速地扩大。由于这些薄型化了的各种装置具有某个程度的柔性，因此可以将它设置在弯曲的物品中使用。

于是，已提出了如下技术：通过将形成在玻璃基板上的包括薄膜晶体管的元件层从基板剥离并转印到例如塑料薄膜等其他基材上，从而制造半导体装置。

本申请人提出了专利文献1及专利文献2所记载的剥离及转印技术。在专利文献1中记载有采用湿法刻蚀去除成为剥离层的氧化硅层来进行剥离的技术。此外，在专利文献2中记载有采用干法刻蚀去除成为剥离层的硅层来进行剥离的技术。

另外，本申请人提出了专利文献3所记载的剥离及转印技术。在专利文献3中记载有在基板上形成金属层(Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir)的技术。再者，在本专利文献中公开了一种技术，即当在金属层上层叠形成氧化物层时，将该金属层的金属氧化物层形成在金属层和氧化物层的界面。根据本专利文献，利用该金属氧化物层，在后面的工序中进行剥离。

此外，专利文献4公开了一种半导体装置，其中通过将尺寸为0.5mm以下的半导体芯片埋入在纸张或薄膜状的介质中，改善了弯曲及负荷的集中。

[专利文献1]日本专利特开平8-288522号公报

[专利文献2]日本专利特开平8-250745号公报

[专利文献3]日本专利特开2003-174153号公报

[专利文献4]日本专利特开2004-78991号公报

然而，将天线安装在芯片中而内嵌(片上(on-chip)化)的半导体装置存在如下问题：若芯片的面积小，则天线尺寸减缩，通信距离变短。此外，在将设置在纸张或薄膜介质中的天线连接到芯片来制造半导体装置的情况下，若芯片小，则产生连接不良。

因此，考虑扩大芯片本身的尺寸，以便防止连接不良及通信距离的缩短，但是当芯片的面积增大时，将包含半导体元件的层转印到塑料薄膜等上而制成的半导体装置因来自外部的局部挤压而产生裂缝，形成工作不良。例如，存在如下问题：当在半导体装置表面的塑料薄片或纸张上用书写工具写字时，半导体装置受到笔的压力，半导体装置被破坏。此外，通过卷对卷(roll to roll)法制造半导体装置的情况下，存在如下问题：在被卷筒夹住的区域承受线状的压力，半导体装置被破坏。

发明内容

于是，本发明提供高成品率地制造半导体装置的方法，该半导体装置不会因来自外部的局部挤压而破坏，可靠性高。

本发明的特征在于，在具有绝缘性表面的基板上形成剥离层，在剥离层上形成具有使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层，通过在元件层上设置有机化合物或无机化合物的纤维体，自元件层及纤维体上方涂布包含有机树脂的组合物并使有机树脂浸渍到纤维体中，加热，从而在元件层上形成包括有机化合物或无机化合物的纤维体和有机树脂的密封层，从剥离层剥离元件层而制成半导体装置。

此外，本发明的特征在于，在具有绝缘性表面的基板上形成剥离层，在剥离层上形成具有使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层，通过在元件层上涂布包含有机树脂的组合物而形成有机树脂层，在有机树脂层上设置有机化合物或无机化合物的纤维体并使有机树脂浸渍到纤维体中，加热，从而在元件层上形成包括有机化合物或无机化合物的纤维体和有机树脂的密封层，从剥离层剥离元件层而制成半导体装置。

元件层的厚度优选为1μm～10μm，更优选为1μm～5μm，密封层的厚度优选为10μm～100μm。通过采用这样的厚度，可以制造可弯曲的半导体装置。

作为纤维体，可举出使用有机化合物或无机化合物的高强度纤维的织布或无纺布。作为高强度纤维，具体为拉伸弹性模量高的纤维，或者是杨氏模量高的纤维。

此外，作为有机树脂，可以使用热塑性树脂或热固性树脂。

通过使用高强度纤维作为纤维体，即使半导体装置受到局部挤压，该压力也分散到纤维体的整体，可以防止半导体装置的一部分延伸。即，可以防止一部分的延伸所引起的配线、半导体元件等的破坏。

通过本发明，可以成品率高地制造即使受到来自外部的局部挤压也不容易破损且可靠性高的半导体装置。

附图说明

图1是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图2是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图3是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图4是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图5是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图6是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图7是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图8是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图9是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图。

图10是说明本发明的半导体装置的立体图及截面图。

图11是说明可应用于本发明的纤维体的俯视图。

图12是说明本发明的半导体装置的图。

图13是说明本发明的半导体装置的应用例的立体图。

图14是说明本发明的半导体装置的图。

图15是说明可应用本发明的半导体装置的电子设备的图。

图16是说明可应用于本发明的天线的俯视图。

符号的说明

40半导体装置

41元件层

44挤压

50半导体装置

51元件层

54栅极绝缘层

56绝缘层

100基板

101剥离层

102元件层

102直接元件层

103绝缘层

104绝缘层

106绝缘层

107绝缘层

108配线

109配线

111绝缘层

112天线

113纤维体

114有机树脂层

120密封层

121有机树脂层

123沟槽

124一部分

126纤维体

127有机树脂层

128有机树脂层

129密封层

131保护薄膜

141保护薄膜

151元件层

152电极焊盘

153有机树脂层

154开口部

155有机树脂层

156密封层

161连接端子

162一部分

171基板

172天线

173各向异性导电粘接材料

174粘接材料

175薄膜

180元件层

181配线

183连接端子

191基板

192天线

193各向异性导电粘接材料

250半导体装置

251基底薄膜

252配线

254保护薄膜

260半导体装置

261芯层

262元件层

263密封层

264通路

265层叠层

266有机树脂层

267通路

268导体图案

269层叠层

271芯片

272安装构件

411天线

412电路部

42a粘接材料

43a薄膜

460电源部

461信号处理部

462整流电路

463保持电容

464解调电路

465时钟生成/校正电路

466识别/判定电路

467存储器控制器

468掩模ROM

469编码电路

470调制电路

501RFID

511无记名债券类

512证书类

513标贴台纸(剥离纸)

514标贴

515盒子

516标签

517书籍

53a半导体层

552存储单元阵列

554周边电路

556地址缓冲存储器

55a栅电极

560升压电路

562行译码器

564列译码器

566读出放大器

568数据缓冲存储器

570数据输入输出缓冲存储器

904导电层

907元件基板

105a薄膜晶体管

113a经纱

113b纬纱

113c方平网眼

2111框体

2112显示部

2113透镜

2114操作键

2115快门按钮

2116半导体装置

2121框体

2122显示部

2123操作键

2125半导体装置

2130主体

2131显示部

2132半导体装置

2133操作部

2134耳机

2141主体

2141显示部

2143操作键

2144半导体装置

253a层叠体

905a连接端子

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的实施方式。但是，本发明可以通过多种不同的方式来实施，只要是本领域的技术人员就可以很容易地理解，其方式及详细内容在不脱离本发明的技术思想及其范围的前提下可以作各种变更。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。另外，在用来说明实施方式的所有附图中，以相同的符号标记相同的部分或具有相同功能的部分，省略对其的重复说明。

实施方式1

在本实施方式中，将参照图1示出成品率高地制造即使受到来自外部的局部挤压也不容易破损的半导体装置的方法。

如图1A所示，在具有绝缘表面的基板100上形成剥离层101，在剥离层101上形成包含使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层102及天线112。接着，在元件层102及天线112上设置纤维体113。

作为具有绝缘表面的基板100，优选使用可耐受形成元件层102及天线112的温度的基板，可以使用具有代表性的玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、在至少一个表面上形成有绝缘层的金属基板、有机树脂基板等。在此，使用玻璃基板作为具有绝缘表面的基板100。另外，元件层102的厚度优选为1μm～10μm，更优选为1μm～5μm。通过采用这样的厚度，可以制造可弯曲的半导体装置。

剥离层101通过溅射法、等离子体CVD法、涂布法、印刷法等以单层厚30nm～200nm的层或使多层层叠而形成，所述层由选自钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍(Ni)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)以及硅(Si)中的元素或者以上述元素为主要成分的合金材料或以上述元素为主要成分的化合物形成。含有硅的层的结晶结构可以为非晶、微晶、多晶中的任意一种。另外，在此，涂布法是指将溶液吐出到被处理物上来成膜的方法，例如包括旋涂法及液滴吐出法。此外，液滴吐出法是指将包含微粒的组合物的液滴从微细的孔吐出而形成规定形状的图案的方法。

在剥离层101是单层结构的情况下，优选形成包含钨、钼、或钨和钼的混合物的层。或者，形成包含钨的氧化物或氧氮化物的层、包含钼的氧化物或氧氮化物的层或者包含钨和钼的混合物的氧化物或氧氮化物的层。另外，钨和钼的混合物例如相当于钨和钼的合金。

在剥离层101是叠层结构的情况下，优选形成金属层作为第一层，形成金属氧化物层作为第二层。具有代表性的是，形成包含钨、钼、或钨和钼的混合物的层作为第一层的金属层，形成包含如下材料的层作为第二层：钨、钼、或钨和钼的混合物的氧化物，钨、钼、或钨和钼的混合物的氮化物，钨、钼、或钨和钼的混合物的氧氮化物或者钨、钼、或钨和钼的混合物的氮氧化物。

在形成以金属层为第一层并以金属氧化物层为第二层的叠层结构作为剥离层101时，可以进行如下的活用：通过形成包含钨的层作为金属层，在其上层形成由氧化物构成的绝缘层，从而在包含钨的层和绝缘层的界面形成包含钨的氧化物的层作为金属氧化物层。再者，也可以通过对金属层的表面进行热氧化处理、氧等离子体处理、采用臭氧水等氧化力强的溶液的处理等来形成金属氧化物层。

钨的氧化物可表示为WO_x。x在2～3的范围内，有x是2的情况(WO₂)，x是2.5的情况(W₂O₅)、x是2.75的情况(W₄O₁₁)、x是3的情况(WO₃)等。

此外，虽然根据上述工序，与基板100接触地形成剥离层101，但是本发明不受限于该工序。也可以与基板100接触地形成作为基底的绝缘层，与该绝缘层接触地设置剥离层101。在此，通过溅射法形成厚度为30nm～70nm的钨层作为剥离层101。

作为元件层102所包含的使用非单晶半导体层形成的半导体元件的代表性例子，有薄膜晶体管、二极管、非易失性存储元件等有源元件以及电阻元件、电容元件等无源元件。此外，作为非单晶半导体层，有结晶半导体层、非晶半导体层、微晶半导体层等。此外，作为半导体，有硅、锗、硅锗化合物等。此外，作为半导体，可以使用金属氧化物，具有代表性的有氧化锌、锌镓铟的氧化物等。此外，作为半导体，可以使用有机半导体材料。元件层102的厚度优选为1μm～10μm，更优选为1μm～5μm。通过采用这样的厚度，可以制造可弯曲的半导体装置。此外，半导体装置的俯视面积优选为4mm²以上，更优选为9mm²以上。

当在元件层102中至少形成薄膜晶体管、电阻元件、电容元件、配线等时，作为半导体装置，可以制造进行其他装置的控制及数据的计算、加工的微处理器(MPU)。MPU包括CPU、主存储器、控制器、接口、I/O端口等。

此外，当在元件层102中至少形成存储元件及薄膜晶体管时，作为半导体装置，可以制造存储装置。作为存储元件，有具有浮栅或电荷积蓄层的非易失性存储元件、薄膜晶体管及与其连接的电容元件、具有薄膜晶体管及与其连接的强介电层的电容元件、在一对电极之间夹有有机化合物层的有机存储元件等。此外，作为具有这样的存储元件的半导体装置，有DRAM(动态随机存取存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、FeRAM(铁电随机存取存储器)、掩模ROM(只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、闪等存储装置。

另外，当在元件层102中至少形成二极管时，作为半导体装置，可以制造光传感器、图像传感器、太阳能电池等。作为二极管，有使用非晶硅及多晶硅的PN二极管、PIN二极管、雪崩二极管、肖特基二极管等。

此外，当元件层102中至少形成薄膜晶体管并在元件层102上形成电连接到薄膜晶体管的天线时，作为半导体装置，可以制造能够无线地收发信息的ID标签、IC标签、RF(射频)标签、无线标签、电子标签、RFID(射频识别)标签、IC卡、ID卡等(下面表示为RFID)。另外，本发明的半导体装置包括密封由薄膜晶体管等构成的集成电路部和天线而得的嵌体(inlet)以及将该嵌体制成密封片状或卡状而得的装置。另外，由于通过将RFID的俯视面积设定为4mm²以上，优选设定为9mm²以上，可以形成尺寸大的天线，因此可以制造与通信设备之间的通信距离长的RFID。

在此，作为包含使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层102，示出如下结构：起到缓冲层的作用的绝缘层103，起到基底层的作用的绝缘层104，薄膜晶体管105a、105b，覆盖薄膜晶体管105a、105b的绝缘层106，覆盖绝缘层106的绝缘层107，穿过绝缘层106、107连接到薄膜晶体管105a、105b的半导体层的源极区域及漏极区域的配线108，连接到后面要形成的天线112的配线109，覆盖配线108、109及绝缘层107的一部分的绝缘层111。另外，配线109通过配线108电连接到半导体层的源极区域或漏极区域。

为了在后面的剥离工序中使剥离层101及起到缓冲层的作用的绝缘层103的界面上的剥离变得容易，或者为了在后面的剥离工序中防止半导体元件和配线的开缝及损坏，设置起到缓冲层的作用的绝缘层103。作为起到缓冲层的作用的绝缘层103，通过溅射法、等离子体CVD法、涂布法、印刷法等使用无机化合物以单层或多层形成。作为无机化合物的代表性例子，有氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等。另外，通过在作为起到缓冲层的作用的绝缘层103中使用氮化硅、氮氧化硅、氧氮化硅等，可以防止水分及氧等的气体从外部侵入到后面要形成的元件层中。起到缓冲层的作用的绝缘层103的厚度优选为10nm～1000nm，更优选为100nm～700nm。在此，通过等离子体CVD法形成厚500nm～700nm的氧氮化硅层。

起到基底层的作用的绝缘层104可以采用与起到缓冲层的作用的绝缘层103相同的形成方法及材料。而且，起到基底层的作用的绝缘层104可以为叠层结构。例如，可以使用无机化合物层叠，具有代表性的是，可以层叠氧化硅、氮氧化硅以及氧氮化硅来形成。起到基底层的作用的绝缘层104的厚度优选为10nm～200nm，更优选为50nm～150nm。在此，通过等离子体CVD法形成厚30nm～70nm的氮氧化硅层，在其上通过等离子体CVD法形成厚80nm～120nm的氧氮化硅层。另外，在具有起到缓冲层的作用的绝缘层103的情况下，也可以不形成起到基底层的作用的绝缘层104。

接着，在绝缘层104上形成薄膜晶体管105a、105b。图1A所示的薄膜晶体管105a、105b包括具有源极区域、漏极区域和沟道形成区域的半导体层53a、53b，栅极绝缘层54以及栅电极55a、55b。

半导体层53a、53b是厚度为10nm～100nm、优选为20nm～70nm的由非单晶半导体形成的层。作为非单晶半导体层，有结晶半导体层、非晶半导体层、微晶半导体层等。此外，作为半导体，有硅、锗、硅锗化合物等。特别是，优选将非晶半导体层通过采用瞬间热退火(RTA)或炉法退火炉的热处理进行结晶，或者组合加热处理和激光束照射将非晶半导体层进行结晶来形成结晶半导体。加热处理时，可以使用具有促进硅半导体的结晶的作用的镍等金属元素进行结晶。

除了进行加热处理以外，还照射激光束来进行结晶的情况下，可以通过照射连续振荡激光束或照射重复频率为10MHz以上且脉冲宽度为1纳秒以下、优选为1～100皮秒的高重复频率超短脉冲光，在使该激光束的照射方向连续地移动的同时，将结晶半导体熔融而得的熔融带进行结晶。通过这种结晶法，可以获得粒径大且晶界向一个方向延伸的结晶半导体。

在半导体层53a、53b的源极区域及漏极区域中，添加有磷或硼等杂质元素。优选在成为n沟道型薄膜晶体管的半导体层的源极区域及漏极区域中添加有杂质浓度为1×10¹⁹～1×10²¹cm^-3的磷。此外，优选在成为p沟道型薄膜晶体管的半导体层的源极区域及漏极区域中添加有杂质浓度为1×10¹⁹～1×10²¹cm^-3的硼。

栅极绝缘层54通过等离子体CVD法、溅射法、涂布法、印刷法等以厚度为5nm～50nm、更优选为10nm～40nm的氧化硅及氧氮化硅等无机绝缘物形成。

栅电极55a、55b可以使用金属或添加有赋予一种导电型的杂质的多晶半导体形成。在使用金属的情况下，可以使用钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)等。此外，可以使用使金属氮化的金属氮化物。或者，还可以采用使由该金属氮化物形成的第一层和由上述金属形成的第二层层叠而得的结构。此时，可以通过使用金属氮化物形成第一层，可以使其成为阻挡金属。即，可以防止第二层的金属扩散到栅极绝缘层及其下层的半导体层中。此外，当采用叠层结构的情况下，也可以采用第一层的端部比第二层的端部更向外侧突出的形状。

组合半导体层53a、53b、栅极绝缘层54、栅电极55a、55b等构成的薄膜晶体管105a、105b可以应用单漏极结构、LDD(轻掺杂漏)结构、栅漏重叠结构等各种结构。在此示出单漏极结构的薄膜晶体管。而且，还可以等价地应用呈被施加相同电位的栅电压的多个晶体管串联连接的形式的多栅极结构，用栅电极夹着半导体层的上下的双栅极结构，以及在绝缘膜56上形成有栅电极且在栅电极上形成有栅极绝缘层、半导体层的反交错型薄膜晶体管等。

另外，作为薄膜晶体管，可以形成将金属氧化物或有机半导体材料用于半导体层的薄膜晶体管。作为金属氧化物的代表性例子，有氧化锌、锌镓铟的氧化物等。

绝缘层106、107起到使薄膜晶体管与配线绝缘的层间绝缘层的作用。绝缘层106、107可以采用与起到缓冲层的作用的绝缘层103相同的形成方法及材料。另外，虽然在此采用绝缘层106、107的叠层结构，但可以采用单层或两层以上的叠层结构。在此，作为绝缘层106，通过等离子体CVD法形成厚度为30nm～70nm的氧氮化硅层。此外，作为绝缘层107，在通过等离子体CVD法形成厚度为80nm～120nm的氮氧化硅层之后，通过等离子体CVD法形成厚度为500nm～700nm的氧氮化硅层。

配线108、109优选通过如铝(Al)等低电阻材料和使用如钛(Ti)、钼(Mo)等高熔点金属材料的阻挡金属来形成，所述组合例如有钛(Ti)和铝(Al)的叠层结构、钼(Mo)和铝(Al)的叠层结构等。在此，在依次层叠形成厚度为80nm～120nm的钛层、厚度为250nm～350nm的铝层以及厚度为80nm～120nm的钛层之后，使用通过光刻工序形成的抗蚀掩模选择性地进行刻蚀，从而形成配线108、109。

可以在配线108、109上设置氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、类金刚石碳、氮化碳等的保护层。当通过离子辅助沉积形成保护膜时，可以形成致密的保护膜。通过设置保护层，可以抑制水分从外部侵入到薄膜晶体管中。特别是通过形成致密的保护膜，其效果进一步提高。即，可以提高薄膜晶体管及半导体装置的电气特性的可靠性。

绝缘层111采用与起到缓冲层的作用的绝缘层103相同的形成方法及材料形成。另外，绝缘层111是后面要形成的天线的基底层。因此，绝缘层111的表面优选为平坦的状态。因此，绝缘层111优选通过涂布使用有机溶剂稀释有机树脂而得的组合物并进行干燥和烧成来形成。此外，通过使用稀释感光性树脂而得的组合物形成绝缘层111，工序数比以往的使用以光刻工序形成的抗蚀掩模来进行刻蚀的工序少，因此半导体装置的成品率提高。在此，涂敷并干燥使用有机溶剂稀释感光性聚酰亚胺树脂而得的组合物，使用光刻掩模进行曝光，然后去除未固化的部分，烧成而形成绝缘层111。

天线112通过采用液滴吐出法(喷墨法、分配器法等)吐出具有银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)以及钛(Ti)等中的任意一种以上的金属粒子的液滴或糊料，进行干燥和烧成来形成。通过采用液滴吐出法形成天线，可以缩减工序数，从而还可以缩减成本。

此外，也可以使用丝网印刷法形成天线112。在使用丝网印刷法的情况下，作为天线112的材料，选择性地印刷将粒径为数nm～数十μm的导电性粒子溶解或分散于有机树脂中而得的导电性糊料。作为导电性粒子，可以使用选自银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)以及钛(Ti)等的任意一种以上的金属粒子、卤化银的微粒或上述材料的分散性纳米粒子。此外，包含在导电性糊料中的有机树脂可以使用选自起到金属粒子的粘合剂、溶剂、分散剂或被覆材料的作用的有机树脂的一种或多种。具有代表性的可以举出环氧树脂、有机硅树脂等有机树脂。此外，形成导电层时，优选在印刷导电性的糊料后进行烧成。

另外，除了丝网印刷法之外，天线112还可以使用照相凹版印刷等，也可以采用镀覆法、溅射法等以导电性材料来形成。

此外，应用电磁耦合方式或者电磁感应方式(例如，13.56MHz频带)作为RFID的信号传送方式。在利用基于磁通量密度的变化的电磁感应的情况下，天线的俯视形状可以形成为环形(例如，环形天线)或者螺旋形(例如，螺旋天线)。

此外，也可以使用微波方式(例如UHF频带(860～960MHz频带)、2.45GHz频带等)作为RFID的信号传送方式。在此情况下，考虑用于信号传送的电磁波波长，适当地设定天线的长度等形状即可。

图16A～D示出了可应用微波方式的RFID的天线112的一例。例如，可以将天线的俯视形状形成为直线形(例如，偶极天线(参照图16A))、平坦的形状(例如平板天线(参照图16B))或者带型的形状(参照图16C、16D)等。此外，起到天线的作用的导电层的形状并不限于直线形，可以考虑到电磁波的波长以曲线形状、蛇行形状或者它们的组合的形状设置。

设置在元件层102的一个表面或两面的纤维体113是使用有机化合物或无机化合物的高强度纤维的织布或无纺布，它覆盖元件层102的整面。作为高强度纤维，具体为拉伸弹性模量高的纤维或者杨氏模量高的纤维。作为高强度纤维的代表性例子，可以使用聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、玻璃纤维或碳纤维。作为玻璃纤维，可以采用使用E玻璃、S玻璃、D玻璃、Q玻璃等的玻璃纤维。另外，纤维体113可以一种上述高强度纤维形成，也可以由多种上述高强度纤维形成。

此外，纤维体113也可以由将纤维(单丝)的束(下面称为丝束)用作经纱及纬纱而编织的织布或将多种纤维的丝束不规则或沿一个方向堆积而得的无纺布构成。当采用织布时，可以适当地使用平纹组织、斜纹组织、缎纹组织等。

丝束的截面可以是圆形或椭圆形。作为丝束，可以使用通过以高压水流、液体为介质的高频振荡、连续超声波的振荡、使用辊的挤压等实施了开纤加工的丝束。实施了开纤加工的丝束的宽度变宽，可以缩减厚度方向的单丝数，丝束的截面成为椭圆形或平板状。此外，通过使用低捻丝作为丝束，丝束容易扁平化，丝束的截面形状成为椭圆形状或平板形状。如上所述，通过使用截面为椭圆形或平板状的丝束，可以降低纤维体113的厚度。因此，可以制造薄型的半导体装置。当纤维的丝束宽度为4μm～400μm、优选为4μm～200μm时，确认到本发明的效果，在理论上可以更窄。此外，当丝束的厚度为4μm～20μm时，确认到本发明的效果，在理论上可以更薄，这取决于纤维的材料。

另外，在本说明书的附图中，纤维体113表示为使用截面为椭圆形的丝束编织成平纹组织而得的织布。此外，虽然薄膜晶体管105a、105b大于纤维体113的丝束，但是有时薄膜晶体管105a、105b小于纤维体113的丝束。

图11示出纤维体113为将丝束用作经纱及纬纱而编织的织布的俯视图。

如图11A所示，在纤维体113中编织有具有一定间隔的经纱113a及具有一定间隔的纬纱113b。这种纤维体具有不存在经纱113a及纬纱113b的区域(称为方平网眼(basket hole)113c)。在这种纤维体113中，有机树脂浸渍到纤维体中的比例提高，可以提高纤维体113及元件层102的密合性。

此外，如图11B所示，纤维体113也可以是经纱113a及纬纱113b的密度高且方平网眼113c的比例低的纤维体。具有代表性的是，方平网眼113c的大小优选比受到局部挤压的面积小。具有代表性的是，优选一边为0.01mm～0.2mm的矩形。当纤维体113的方平网眼113c的面积这样小时，即使被先端细的构件(具有代表性的是钢笔或铅笔等书写工具)挤压，也可以通过纤维体113整体吸收该压力。

另外，也可以对纤维施行表面处理，以便提高有机树脂对丝束内部的渗透率。例如，有用来使纤维表面活化的电晕放电处理、等离子体放电处理等。此外，还有使用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂的表面处理。

接着，图1B所示，在纤维体113及元件层102上形成有机树脂层114。作为有机树脂层114，可以使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂或氰酸酯树脂等热固性树脂。此外，可以使用聚苯醚树脂、聚醚酰亚胺树脂或含氟树脂等热塑性树脂。另外，还可以使用上述热塑性树脂及上述热固性树脂中的多种。通过使用上述有机树脂，可以通过热处理将纤维体固定到元件层上。另外，玻璃化温度越高，有机树脂层114就越不容易因局部挤压破坏，所以是理想的。

作为有机树脂层114的形成方法，可以使用印刷法、浇铸法、液滴吐出法、浸涂法等。

此时，使有机树脂层114中的一部分或全部浸渍到纤维体113中。即，纤维体113包含在有机树脂层114中。通过该步骤，纤维体113与有机树脂层114的密合性提高。

可以将高导热性填料分散在有机树脂114或纤维体的丝束中。作为高导热性填料，有氮化铝、氮化硼、氮化硅、氧化铝等。此外，作为高导热性填料，有银、铜等的金属粒子。通过在有机树脂或丝束中含有高导热性填料，容易将元件层中产生的热量释放到外部，所以能够抑制半导体装置的蓄热，可以减少半导体装置的蓄热导致的缺陷。

接着，对有机树脂层114进行加热来使有机树脂层114的有机树脂增塑或固化。另外，当有机树脂是可塑性有机树脂时，在此之后通过冷却到室温使通过加热增塑了的有机树脂固化。

其结果是，如图1C所示，形成浸渍到纤维体113中且固定于元件层102及天线112的一面的有机树脂层121。另外，将固定于元件层102及天线112的一面的有机树脂层121及纤维体113表示为密封层120。

接着，为了容易地进行后面的剥离工序，可以通过将激光束从密封层120侧照射到密封层120、元件层102以及剥离层101，形成如图1D所示的沟槽123。作为为了形成沟槽123而照射的激光束，优选具有剥离层101、元件层102或构成密封层120的层中的任一层吸收的波长的激光束，具有代表性的是适当地选择紫外区域、可见区域或红外区域的激光束来照射。

作为能够激发这样的激光束的激光振荡器，可以使用如下的激光振荡器：KrF、ArF、XeCl等的准分子激光振荡器，He、He-Cd、Ar、He-Ne、HF、CO₂等的气体激光振荡器，掺杂有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的YAG、GdVO₄、YVO₄、YLF、YAlO₃等的结晶、玻璃、红宝石等的固体激光振荡器，GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等的半导体激光振荡器等。另外，在使用所述固体激光振荡器时，优选适当地应用其基波～五次谐波。

接着，如图1E所示，以沟槽123为起点，在剥离层101与起到缓冲层的作用的绝缘层103的界面上通过物理方法将形成有剥离层101的具有绝缘表面的基板100与包括元件层102的层124剥离。物理方法指的是力学方法或机械方法，就是施加某种力学能量(机械能量)的方法，该方法典型的是施加机械力(例如，用人的手或夹握工具剥离的处理，或者使辊转动的同时进行分离的处理)。此时，如果在密封层120的表面上设置可通过光或热而剥离的粘接片，则更容易进行剥离。

此外，也可以将液体滴加到沟槽123中，使液体渗透到剥离层101与起到缓冲层的作用的绝缘层103的界面，从剥离层101剥离元件层102。在此情况下，既可以将液体只滴加到沟槽123，也可以将具有绝缘表面的基板100、元件层102、天线112以及密封层120整体浸在液体中，使液体从沟槽123渗透到剥离层101与元件层102的界面。

在本实施方式中，虽然采用在与起到缓冲层的作用的绝缘层103接触的层形成金属氧化层作为剥离层101，通过物理方法剥离包括元件层102的层124的方法，但是不局限于此。还可以采用如下方法：使用具有透光性的基板作为基板，使用含氢的非晶硅层作为剥离层101，将激光束从具有绝缘表面的基板100照射到剥离层101，使包含在非晶硅层的氢汽化，并在具有绝缘表面的基板100和剥离层101之间进行剥离。

此外，还可以使用机械地研磨而去除基板100的方法或使用氢氟酸等的溶液使基板100溶解来去除基板100的方法。在此情况下，可以不使用剥离层101。

另外，可以采用如下方法：在图1D中，将NF₃、BrF₃、ClF₃等氟化气体导入到沟槽123中，使用氟化气体刻蚀剥离层101而去除，将包括元件层102的层124从具有绝缘表面的基板100剥离。

此外，可以采用如下方法：在图1D中，将NF₃、BrF₃、ClF₃等氟化气体导入到沟槽123中，使用氟化气体刻蚀剥离层101的一部分而去除，然后将粘接材料贴附到有机树脂层121，采用物理方法将包括元件层102的层124从具有绝缘表面的基板100剥离。

另外，在元件层102包含多个半导体装置的情况下，可以断开元件层102及密封层，切出多个半导体装置。通过这种工序，可以制造多个半导体装置。

通过上述步骤，可以制造半导体装置。

另外，在图1中，虽然在将纤维体113设置在元件层102上之后形成有机树脂层114，但是作为代替，也可以在将有机树脂层114形成在元件层102上之后，将纤维体设置在元件层102及有机树脂层114上。该工序如下所示。

如图3A所示，在具有绝缘表面的基板100上形成剥离层101，在剥离层101上形成包括使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层102及天线112。接着，在元件层102及天线112上形成有机树脂层114。

接着，如图3B所示，在元件层102及天线112上设置纤维体113。此时，通过将纤维体113按压于有机树脂层114，可以使纤维体113包含于有机树脂层114中。此外，可以使有机树脂浸渍到纤维体113中。

接着，对有机树脂层114进行加热，使有机树脂层114的有机树脂增塑或固化。另外，在有机树脂是可塑性有机树脂的情况下，在此之后通过将它冷却到室温，使通过加热增塑了的有机树脂固化。

其结果是，图3C所示，形成浸渍到纤维体113中且固定于元件层102及天线112的一面的有机树脂层121。另外，将固定于元件层102及天线112的一面的有机树脂层121及纤维体113表示为密封层120。

然后，与图1D相同地，如图3D所示在剥离层101与起到缓冲层的作用的绝缘层103的界面剥离包括元件层102的层124。

通过上述步骤，可以制造半导体装置。

另外，可以在起到缓冲层的作用的绝缘层103侧也形成密封层。该工序如下所示。如图2A所示，在起到缓冲层的作用的绝缘层103上设置纤维体126。纤维体126可以适当地使用图1A所示的纤维体113。

接着，如图2B所示，自纤维体126及绝缘层103上方涂布包含有机树脂的组合物并进行烧成，形成有机树脂层127。作为有机树脂层127可以适当地使用图1B所示的有机树脂层114。另外，以有机树脂层114中包含纤维体113的方式形成有机树脂层127。此外，可以使有机树脂浸渍到纤维体113内。

接着，如图2C所示，对有机树脂层127进行加热，使有机树脂层127的有机树脂增塑或固化。在有机树脂是可塑性的情况下，在此之后通过冷却到室温，使增塑了的有机树脂固化。其结果是，如图2C所示，可以形成由有机树脂层128构成的密封层129，该有机树脂层128浸渍到纤维体113中并形成于起到缓冲层的作用的绝缘层103上。即，可以制造在元件层102的两面上设置有密封层120、129的半导体装置。

此时的密封层120、129由相同材质的纤维体及有机树脂形成时，翘曲减少，因此是理想的。但是，在区分正面和背面来使用时，不必采用相同的材质。像这样，通过浸渍于纤维体的有机树脂被固定到元件层的两面，纤维体支撑半导体装置，因此可以减少半导体装置的翘曲，该半导体装置向之后的层压薄膜及密封片等的搭载变得容易。

此外，形成在元件层102的密封层120的纤维体的经纱或纬纱的方向和密封层129的纤维体的经纱或纬纱的方向可以相差30°～60°，优选为40°～50°。在此情况下，设在元件层的正面和背面的纤维体的拉伸方向在正面和背面不同，所以当受到局部挤压时各向同性地延伸。因此，可以进一步减少因局部挤压所引起的半导体装置的破坏。

在此，将参照图4示出本实施方式所示的半导体装置所具有的效果。

如图4A所示，在现有的半导体装置40中，包括使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层41使用粘合材料42a、42b被薄膜43a、43b密封。对这种半导体装置施加局部挤压44。

结果，如图4B所示，元件层41、粘合材料42a、42b、薄膜43a、43b都延伸，在挤压部分产生曲率半径小的弯曲。结果，在构成元件层41的半导体元件、配线等中产生裂缝，从而半导体装置被破坏。

然而，如图4C所示，在本实施方式所示的半导体装置50中，元件层51的一面或两面设有由含有机树脂的纤维体形成的密封层。纤维体由高强度纤维形成，高强度纤维的拉伸弹性模量或杨氏模量高。因此，即使施加点压、线压等局部挤压44，高强度纤维也不会延伸，而挤压的力量被分散至纤维体整体，半导体装置的整体弯曲。结果，如图4D所示，即使施加局部挤压，在半导体装置中产生的弯曲也是曲率半径大的弯曲，在构成元件层51的半导体元件、配线等中不产生裂缝，从而可以减少半导体装置的破坏。

此外，通过减小元件层51的厚度，可以使半导体装置弯曲。因此，能够扩大元件层51的面积。因而，制造半导体装置的工序变容易。此外，该半导体装置是内建有天线的RFID的情况下，可以增大天线的尺寸。因此，可以制造通信距离长的RFID。

另外，在元件层102包括多个半导体装置的情况下，也可以分割元件层102及密封层来获得多个半导体装置。通过这种工序，可以制造多个半导体装置。当分割时，可以采用切割、划线、具有剪刀或刀等刀具的裁断机、或激光切割法等选择性地分割。

此外，通过将半导体装置嵌入到纸张中，可以形成包含半导体装置的纸张。具体来说，在第一湿纸上设置半导体装置。在其上配置第二湿纸，进行压接和干燥。结果，可以形成包含半导体装置的纸张。然后，可以将该纸张裁断为适当的尺寸。

在本实施方式所示的半导体装置中，具有使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层和纤维体由有机树脂固定。由于纤维体将局部挤压所产生起的压力分散到纤维的整体，因此不容易受到局部压力。由此，构成半导体装置的配线及半导体元件不被延伸，半导体装置不容易被破坏。此外，由于由高强度纤维而成的纤维体固定到元件层，因此在剥离工序中，元件层也不容易延伸。即，可以减少形成在元件层的半导体元件、配线等的延伸。因此，可以提高半导体装置的成品率。

此外，通过减小元件层的厚度，可以使半导体装置弯曲。因此，可以扩大元件层的面积。因而，制造半导体装置的工序变容易。此外，在该半导体装置是内建有天线的RFID的情况下，可以增大天线的尺寸。因此，可以制造通信距离长的RFID。

实施方式2

在本实施方式中，将参照图5说明与实施方式1相比更不容易被破坏的半导体装置的制造方法。

与实施方式1同样地，如图5A所示，在具有绝缘表面的基板100上形成剥离层101，在剥离层101上形成包含使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层102及天线112。接着，在元件层102及天线112上设置纤维体113，形成有机树脂层114，并在有机树脂层114上设置保护薄膜131。

优选使用高强度材料形成保护薄膜131。作为高强度材料的代表例子，可举出聚乙烯醇类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚乙烯类树脂、芳族聚酰胺树脂、聚对苯撑苯并二噁唑树脂、玻璃树脂等。

通过使用高强度材料形成保护薄膜131，与实施方式1相比，可以抑制因局部挤压所引起的破坏。具体来说，在纤维体113中，当未分布经纱束及纬纱束的方平网眼的面积大于被施加局部压力的面积时，若是方平网眼受到局部负荷，则该压力不被纤维体113吸收，而直接施加到元件层102及天线112。结果，元件层102及天线112延伸，从而半导体元件或配线被破坏。

然而，由于通过在有机树脂层114上设置由高强度材料形成的保护薄膜131，保护薄膜131的整体吸收局部负荷，所以成为因局部挤压所引起的破坏少的半导体装置。

接着，如图5B所示，与实施方式1同样地对有机树脂层114进行加热，形成密封层120。此外，密封层120的有机树脂将保护薄膜131固定到元件层102及天线112。即，密封层120将纤维体113及保护薄膜131固定到元件层102及天线112。此外，密封层120所包含的有机树脂层121浸渍在纤维体113中。

接着，如图5C所示，从形成有剥离层101的具有绝缘表面的基板100剥离包含元件层的层124。在此，与实施方式1同样地，对元件层102及剥离层101照射激光束形成沟槽，然后在形成在剥离层101及起到缓冲层的作用的绝缘层103的界面上的金属氧化物层通过物理方法进行剥离。

然后，如图5D所示，可以在起到缓冲层的作用的绝缘层103的表面上设置纤维体，形成有机树脂层，在有机树脂层上设置保护薄膜，进行加热和压接，将密封层129及保护薄膜141固定到元件层102。

另外，在图5A中，当保护薄膜131是热塑性材料时，也可以在元件层102及天线112和纤维体113之间设置保护薄膜131并进行加热和压接。此外，也可以在元件层102、天线112以及纤维体113和有机树脂层114之间设置保护薄膜131并进行加热和压接。另外，在图5D中，当保护薄膜141是热塑性材料时，也可以在起到缓冲层的作用的绝缘层103和纤维体之间设置保护薄膜141并进行加热和压接。此外，也可以在起到缓冲层的作用的绝缘层103及纤维体和有机树脂层之间设置保护薄膜141并进行加热和压接。在该结构中，也可以使用保护薄膜及纤维体分散局部挤压所产生的负荷，从而可以减少半导体装置的破坏。

另外，在元件层102包含多个半导体装置的情况下，也可以分割元件层102及密封层来切出多个半导体装置。通过这种工序，可以制造多个半导体装置。

此外，与实施方式1同样，通过将半导体装置嵌入到纸张中，可以形成包含半导体装置的纸张。

通过上述步骤，可以制造因局部挤压所引起的破坏少的半导体装置。此外，通过减小元件层的厚度，可以使半导体装置弯曲。因此，可以扩大元件层的面积。因而，制造半导体装置的工序变容易。此外，在该半导体装置是内建有天线的RFID的情况下，可以增大天线的尺寸。因此，可以制造通信距离长的RFID。

实施方式3

在本实施方式中，将参照图6以及图7说明一种半导体装置的制造方法，该半导体装置将设置在其他基板上的天线连接到元件层，而不在元件层上形成天线。

如图6A所示，与实施方式1同样地，在具有绝缘表面的基板100上形成剥离层101，在剥离层101上形成包含使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层151。接着，在元件层151上形成具有纤维体113及开口部154的有机树脂层155。

在此，作为元件层151，如实施方式1所示，形成起到缓冲层的作用的绝缘层103，在起到缓冲层的作用的绝缘层103上形成起到基底层的作用的绝缘层104，在绝缘层104上形成薄膜晶体管105a、105b。在薄膜晶体管105a、105b上形成绝缘层106、107，形成穿过绝缘层106、107连接到薄膜晶体管105a、105b的半导体层的源极区域及漏极区域的配线108，并形成连接到之后要形成的电极焊盘152的配线109。另外，电极焊盘152通过配线109及配线108电连接到半导体层的源极区域或漏极区域。在配线108、109、绝缘层107上形成绝缘层111，并且形成穿过绝缘层111连接到配线109的电极焊盘152。

采用如下方法形成有机树脂层155：以具有使电极焊盘152的一部分露出的开口部154的方式通过印刷法或液滴吐出法将使用有机溶剂稀释有机树脂而成的组合物设置在元件层151上，进行干燥烧成。

接着，如图6B所示，在有机树脂层153的开口部形成连接端子161。可以通过印刷法、液滴吐出法等形成连接端子161。作为连接端子161的材料，可以使用银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)以及钛(Ti)等中的任意一种以上的金属粒子、卤素化银的微粒、或上述材料的分散性纳米粒子。接着，将有机树脂层155及连接端子161的材料烧成，在元件层151的一面形成由有机树脂层155及纤维体113构成的密封层156。另外，在密封层156上形成连接到电极焊盘152的连接端子161。

接着，如图6C所示，从形成有剥离层101的具有绝缘表面的基板100剥离包含元件层151的层162。在此，与实施方式1同样地，将激光束照射到元件层及剥离层101来形成沟槽。接着，在对该沟槽供应液体之后，在剥离层101及起到缓冲层的作用的绝缘层103的界面采用物理方法进行剥离。

然后，如图7A所示，使用粘接材料174粘接固定于元件层151的密封层156和形成有天线172的基板171。此时，使用各向异性导电粘接材料173将形成在元件层151的连接端子161和天线172电连接。

作为各向异性导电粘接材料173，可以举出环氧树脂、酚醛树脂等粘接性树脂，该粘接性树脂包含分散了的导电性粒子(粒径为数nm～数十μm)。此外，导电性粒子由选自金、银、铜、钯、镍、碳或铂中的一种元素或者多种元素形成。此外，也可以是具有这些元素的多层结构的颗粒。再者，也可以使用在由树脂形成的粒子的表面上形成有薄膜的导电性粒子，该薄膜由选自金、银、铜、钯、镍或铂中的一种元素或者多种元素形成。另外，也可以使用CNT(碳纳米管)作为导电性粒子。

对于天线172，可以适当地使用与实施方式1所示的天线112相同的材料及形成方法。

作为形成有天线172的基板171，可以使用薄膜状塑料基板，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。

接着，如图7B所示，可以与实施方式1同样，在起到缓冲层的作用的绝缘层103的表面上形成密封层129。

接着，如图7C所示，可以设置薄膜175，从而密封形成有天线172的基板171、密封层156、元件层151以及密封层129。作为薄膜，可以使用与形成有天线172的基板171相同的薄膜。

另外，本实施方式示出了如下方式，即在从剥离层101剥离之元件层151后，将形成有天线172的基板171粘接到元件层151之上的密封层120。但是也可以采用如下方式来代替上述方式，即如图6B所示，在形成连接端子161之后，在粘接密封层156和形成有天线172的基板171的同时，使用各向异性导电粘接材料173将天线172和连接端子161电连接。然后，也可以从剥离层101剥离元件层151。再者，可以如图7B所示，在起到缓冲层的作用的绝缘层103上形成密封层129，如图7C所示，使用薄膜175密封形成有172的基板171、密封层156、元件层151以及密封层129。

虽然上述方式中示出了具有天线172的基板171只粘接在元件层151的一面的半导体装置，但是也可以在元件层151的两面分别粘接形成有天线的基板。下面，将参照图8示出这种方式。

经过图6以及图7A的工序后，如图8A所示，使用粘接材料174粘接形成有天线172的基板171和设置在元件层180的一面的密封层156。

此外，在元件层180的另一面(即，绝缘层103的表面)上设置密封层129。另外，在元件层180中，在绝缘层107上形成配线181，该配线181与连接到薄膜晶体管105a、105b的半导体层的源极区域及漏极区域的配线108同样地形成。另外，作为配线181，也可以在栅极绝缘膜上形成栅电极55a、55b的同时形成配线。

接着，在密封层129及元件层180的一部分中形成开口部，以便形成连接到配线181的连接端子。在此，从密封层129侧向配线181照射激光束而形成开口部，使配线181的一部分露出。

接着，如图8B所示，以填充开口部的方式形成连接端子183。连接端子183可以与连接端子161同样地形成。

接着，如图8C所示，在使用粘接材料194粘接密封层129和形成有天线192的基板191的同时，使用各向异性导电粘接材料193将连接端子183和天线192电连接。

通过上述步骤，可以制造在元件层的两面设置有天线的半导体装置。如果上述半导体装置应用于像能够接收UHF频带的电波的RFID那样具有对称结构的天线的半导体装置，就可以缩减半导体装置的尺寸，因此是理想的。

另外，在元件层151、180包括多个半导体装置的情况下，也可以分割元件层151、181以及密封层来切出多个半导体装置。通过这种工序，可以制造多个半导体装置。

此外，与实施方式1同样，将半导体装置嵌入到纸张中，可以形成包含半导体装置的纸张。

在本实施方式所示的半导体装置中，具有使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层和纤维体由有机树脂固定。由于纤维体将局部挤压所产生的压力分散到纤维的整体，因此不容易受到局部压力。由此，构成半导体装置的配线及半导体元件不被延伸，半导体装置不容易被破坏。此外，由于由高强度纤维而成的纤维体固定于元件层，因此在剥离工序中，元件层也不容易延伸。即，可以减少形成在元件层的半导体元件、配线等的延伸。因此，可以提高半导体装置的成品率。

此外，通过减小元件层的厚度，可以使半导体装置弯曲。因此，可以扩大元件层的面积。因而，当将外部天线连接到元件层时，可以扩大连接面积，制造半导体装置的工序变容易。此外，在该半导体装置是内建有天线的RFID的情况下，可以增大天线的尺寸。因此，可以制造通信距离长的RFID。

实施方式4

在本实施方式中，将参照图9说明实施方式1～3所示的包含使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层连接到印刷基板而得的半导体装置。

图9A示出本实施方式的半导体装置250的立体图。在半导体装置250中，在柔性印刷基板上设有将实施方式1～3所示的包含使用非单晶半导体层形成的半导体元件的元件层。例如，在由聚酯、聚酰亚胺等形成的基底薄膜251上设置由铜、金、银、铝等形成的配线252。此外，在配线252上介以绝缘层设有实施方式1～3所示的包含半导体元件的元件层及密封层的层叠体253a、253b。另外，配线252及层叠体253a、253b通过形成在密封层的接触孔的连接端子连接。基底薄膜251、配线252以及层叠体253a、253b被保护薄膜254覆盖。此外，在半导体装置250的端部，保护薄膜254的一部分被切除，露出连接器等外部电路和配线252。

可以通过在配线上介于密封层设置元件层并进行加热和压接，从而将元件层固定到配线及基底基板。

另外，虽然在此示出了具有单层的配线252的半导体装置，但是也可以采用多层配线结构取而代之。此外，也可以使用多条配线夹持层叠体253a、253b。通过形成多层的配线，可以提高安装密度。

图9B示出本实施方式的半导体装置260的截面图。在半导体装置260中，在印刷基板上设有实施方式1～3所示的包含半导体元件的元件层。例如，在芯层261的一面上设置有实施方式1～3所示的包含半导体元件的元件层262。此外，芯层261和实施方式1～3所示的半导体元件或配线由穿过密封层263的通路264连接。

另外，在元件层262上设置有多层配线265。通过形成在多层配线265的有机树脂层266的通路267，形成在芯层261及元件层262的半导体元件及配线等被连接到形成在半导体装置260表面的导体图案268。

此外，在芯层261的另一面上设置有多层配线269。

另外，也可以使用导电性糊料、引线等安装构件272将电容器、线圈、电阻、二极管等的芯片271安装到半导体装置260上。

本实施方式的半导体装置在印刷基板上具有包含使用非单晶半导体层形成的半导体元件的层。此外，采用使用纤维体的预浸料坯(prepreg)将元件层设置在印刷基板内。因此，即使受到局部负荷(点压、线压等)，压力也通过纤维体而被分散。因而可以减少因安装工序及半导体装置的弯曲所产生的破坏。此外，还可以实现高集成化。

实施方式5

本实施方式示出制造具有导电层的基板的例子，该基板可以减少因局部负荷(点压、线压等)所引起的破坏。

在此，以具有天线的基板为例，具有导电层的基板的制造方法如下所示。

首先，与实施方式1同样地，如图10A所示在具有绝缘表面的基板100上形成剥离层101，在剥离层101上形成起到缓冲层的作用的绝缘层103，并且在绝缘层103上形成起到天线的作用的导电层904。

起到天线的作用的导电层904可以适当地采用与实施方式1所示的天线112相同的材料及制造方法。

接着，与实施方式1～3同样地，在导电层904上设置纤维体113。

接着，如图10B所示，与实施方式1～3同样地，自导电层904及纤维体113上方涂布包含有机树脂的组合物并烧成，形成有机树脂层114。

另外，也可以在导电层904上形成有机树脂层114之后，在导电层904及有机树脂层114上设置纤维体113，来替代像上述工序那样，在导电层904上设置纤维体113之后形成有机树脂层114。

接着，通过对有机树脂层114的加热，如图10C所示，包括浸自在纤维体113的有机树脂层121的密封层120形成在导电层904及绝缘层103的一面。另外，与实施方式1同样，将固定于导电层904及绝缘层103的一面的有机树脂层121以及纤维体113表示为密封层120。

接着，如图10D所示，进行与实施方式1～3相同的剥离，将绝缘层103从具有绝缘表面的基板100分离。

接着，去除绝缘层103或密封层120的一部分，使导电层904的一部分露出。接着，如图10E所示，形成连接到导电层904的连接端子905a、905b。可以与实施方式4所示的连接端子161同样地形成连接端子905a、905b。另外，也可以去除密封层120的一部分形成连接端子905a、905b，而替代去除绝缘层103的一部分形成连接端子905a、905b。

通过上述工序，可以制造具有起到天线的作用的导电层的基板。另外，可以将元件基板连接到该天线制造RFID。下面将示出其方法。

如图10F所示，在绝缘层103上配置元件基板907。通过使用各向导性导电材料进行压接，使元件基板的端子部和导电层904电导通。

另外，在多个起到天线的作用的导电层形成在包含导电层904的层叠体的情况下，也可以分割该层叠体而形成具有起到天线的作用的导电层904的多个层叠体，然后将元件基板连接到各个层叠体的导电层904。

此外，虽然图10F示出了设置其面积小于绝缘层103的元件基板907的例子，但是不局限与此，既可以设置其面积与绝缘层103大致相同的元件基板，也可以设置其面积大于绝缘层103的元件基板。

通过上述工序，完成起到IC标签的作用的半导体装置。此外，可以制造因局部挤压而引起的破坏少的半导体装置。

另外，最后也可以为保护而将有机树脂浸自在纤维体而得的密封层形成在绝缘层103上以覆盖元件基板907。

实施方式6

本实施方式示出本发明的半导体装置的结构及应用例。在此，作为半导体装置的代表例子，将说明RFID及存储装置。

首先，将说明本发明的半导体装置之一种，即RFID501的电路结构例。图12示出RFID501的电路框图。

图12所示的RFID501的规格符合国际标准ISO15693，是邻近(vicinity)型，通信信号频率为13.56MHz。此外，信息接收只响应数据读出指令，发送的数据传输频率大约为13kHz，采用曼彻斯特代码作为数据编码方式。

RFID501的电路部412大致由电源部460和信号处理部461构成。电源部460具有整流电路462和保持电容463。此外，在电源部460可以设置从天线411接收过量的电力时用来保护内部电路的保护电路部(也称为限幅器电路)和用来控制是否使保护电路部工作的保护电路控制电路部。通过设置该电路部，可以防止在RFID和通信设备的通信距离非常短等情况下因RFID接收大电力而产生的问题，从而可以实现RFID的可靠性的提高。即，可以使RFID正常工作，而不产生RFID内部的元件的退化以及RFID本身的破坏。

另外，在此的通信设备只要具有与RFID以无线通信收发信息的单元即可，例如可举出读取信息的阅读器、及具备读取功能和写入功能的读写器等。此外，还包括具有读取功能和写入功能的至少一方的手机及电脑等。

整流电路462对天线411所接收的载波进行整流而生成直流电压。保持电容463使整流电路462所生成的直流电压平滑。将电源部460所生成的直流电压作为电源电压供应到信号处理部461中的各电路。

信号处理部461具有解调电路464、时钟生成/校正电路465、识别/判定电路466、存储器控制器467、掩模ROM468、编码电路469以及调制电路470。

解调电路464是对天线所接收的信号进行解调的电路。解调电路464解调所得的接收信号输入到时钟生成/校正电路465和识别/判定电路466。

时钟生成/校正电路465生成信号处理部461的工作所需要的时钟信号，还具有修正该时钟信号的功能。例如，时钟生成/校正电路465具有电压控制振荡电路(以下称为VCO(Voltage Controlled Oscillator)电路)，以VCO电路的输出为反馈信号来进行与所供应的信号的相位比较，通过负反馈调整输出信号，以使所输入的信号与反馈信号具有恒定的相位。

识别/判定电路466识别并判定指令代码。识别/判定电路466所识别并判定的指令代码是帧结束(EOF；end of frame)信号、帧开始(SOF；startof frame)信号、标记、命令代码、掩模长度(mask length)、掩模值(maskvalue)等。此外，识别/判定电路466还具有辨别发送信息错误的循环冗余校验(CRC；cyclic redundancy check)功能。

存储器控制器467根据识别/判定电路466处理所得的信号来从掩模ROM读取数据。此外，掩模ROM468存储有ID等。通过搭载掩模ROM468，构成不能进行数据的复制和伪造的读取专用RFID501。通过将这种读取专用RFID501嵌入到纸张中，可以提供防伪的纸张。

编码电路469对存储器控制器467从掩模ROM468读取的数据进行编码。调制电路470调制被编码的数据。调制电路470调制所得的数据与载波重叠并从天线411发送。

接着，将示出RFID的使用例。本发明的RFID可以使用于所有纸张介质及薄膜介质上。尤其，本发明的RFID可以使用于被要求防伪的各种纸张介质。例如，例如可以举出纸币、户籍誊本、居民证、护照、执照、身份证、会员证、鉴定书、挂号证、月票、票据、支票、提单、船货票据、仓库票据、股票、债券、商品券、券、抵押票据等。

此外，由于通过实施本发明，可以使纸张介质以及薄膜介质具有除纸张介质在视觉上所显示的信息以外的大量信息，因此通过将本发明的RFID应用于商品标贴等，可以用于商品管理的电子系统化、商品的防盗。下面，将参照图13说明根据本发明的纸张的使用例。

图13A为使用嵌入有本发明的RFID501的纸张的无记名债券类511的一例。无记名债券类511中包括邮票、票、券、入场券、商品券、图书券、文具券、啤酒券、米券、各种礼品券、各种服务券等，然而不局限于此。此外，图13B为使用嵌入有本发明的RFID501的纸张的证书类512(例如，居民证、户籍誊本等)的一例。

图13C为将本发明的RFID应用于标贴的一例。在标贴台纸(剥离纸)513上形成有由嵌入有RFID501的纸张构成的标贴(ID密封片)514。标贴514放置在盒子515内。在标贴514上印刷有与该商品或功用有关的信息(商品名、品牌、商标、商标权人、销售商以及制造商等)。而且，由于RFID501存储有该商品(或者商品种类)固有的ID号码，因此可以容易掌握伪造或商标权、专利权等知识产权的侵犯、不公平竞争等违法行为。RFID501可以预先输入在商品容器或标贴上无法全部标明的许多信息，例如商品产地、销售地、质量、原材料、功效、用途、数量、形状、价格、生产方法、使用方法、生产日期、使用期限、食用期限、处理说明以及与商品有关的知识产权信息等。因此，交易人和消费者可以通过简单的通信设备来获取这些信息。此外，其设计为虽然生产者也可以容易地改写或擦除信息等，但是交易人或消费者无法改写或擦除信息等。

图13D示出由嵌入有RFID501的纸张或薄膜构成的标签516。通过使用嵌入有RFID501的纸张或薄膜制造标签516，可以比使用塑料框体的现有的ID标签更廉价地制造。图13E为将本发明的RFID用于封面的书籍517，该封面嵌入有RFID501。

通过预先将搭载了作为本发明的半导体装置的一例的RFID的标贴514或标签516设置于商品上，商品管理变得容易。例如，在商品被盗的情况下，可以通过跟踪商品的路径，可以迅速找出犯人。如上所述，通过使用本发明的RFID作为ID标签，可以进行从该商品的原材料和产地、制造及加工、流通直到销售等的履历管理和跟踪查询。即，可以实现商品的可追溯性(traceability)。另外，通过本发明，可以比现在更低成本地实现商品的可追溯性管理系统。

此外，作为本发明的半导体装置的一例的RFID即使受到局部挤压也不容易破坏。因此，具有作为本发明的半导体装置的一例的RFID的纸张介质以及薄膜介质在贴附及设置等处理中可弯曲，处理效率提高。另外，因为可以在具有作为本发明的半导体装置的一例的RFID的纸张介质以及薄膜介质上用书写工具记入信息，所以使用范围广。

接着，下面将示出作为本发明的半导体装置的一种方式的存储装置的结构。在此，以非易失性存储装置为存储装置的代表例子示出。

图14示出非易失性半导体存储装置的电路框图的一例。在非易失性半导体存储装置中，在同一元件层上形成有存储单元阵列552和周边电路554。存储单元阵列552具有如实施方式1所示的非易失性存储元件。周边电路554的结构如下。

在存储单元阵列552周围设置有用于选择字线的行译码器562和用于选择位线的列译码器564。地址通过地址缓冲存储器556被发送向控制电路558，内部行地址信号和内部列地址信号分别被送至行译码器562和列译码器564。

在写入或擦除数据时，利用通过升高电源电位获得的电位。因此，设置有由控制电路558根据操作模式控制的升压电路560。将升压电路560的输出通过行译码器562和列译码器564供给字线和位线。将从列译码器564输出的数据输入至读出放大器566。将读出放大器566所读出的数据存储在数据缓冲存储器568中，在控制电路558的控制下随机访问数据，通过数据输入输出缓冲存储器570输出。写入数据通过数据输入输出缓冲存储器570被暂时存储在数据缓冲存储器568中，在控制电路558的控制下被送至列译码器564。

像这样，在非易失性半导体存储装置的存储单元阵列552中需要采用与电源电位不同的电位。因此，优选至少将存储单元阵列552与周边电路554相互绝缘分离。在这种情况下，通过使用形成于绝缘表面上的非晶半导体层形成非易失性存储元件以及周边电路的晶体管，能够容易实现绝缘分离。由此，能够获得消除了误动作且耗电量低的非易失性半导体存储装置。

实施方式7

在本实施方式中，下面将示出使用本发明的半导体装置的电子设备。

作为应用本发明的半导体装置的电子设备，可举出摄像机和数字照相机等拍摄装置、护目镜型显示器(头戴显示器)、导航系统、声音再现装置(车载音响、组合音响等)、电脑、游戏机、移动信息终端(移动计算机、手机、便携式游戏机或电子书等)、具备记录介质的图像再现装置(具体是指再现DVD(数字通用盘)等记录介质且具备可显示其图像的显示器的装置)等。图15示出这些电子设备的具体例子。

图15A和15B示出数字照相机。图15B示出图15A的背面。该数字照相机包括框体2111、显示部2112、透镜2113、操作键2114、快门按钮2115等。框体2111内部具备具有存储装置、MPU、图像传感器等的功能的本发明的半导体装置2116。

此外，图15C示出手机，它是移动终端的一个代表例子。该手机包括框体2121、显示部2122、操作键2123等。此外，在手机的内部具备具有存储装置、MPU、图像传感器等的功能的本发明的半导体装置2125。

此外，图15D示出数字播放器，它是音响设备的一个代表例子。图15D所示的数字播放器包括主体2130，显示部2131，具有存储装置、MPU、图像传感器等的功能的本发明的半导体装置2132，操作部2133，耳机2134等。

此外，图15E示出电子书(也称为电子纸)。该电子书包括主体2141，显示部2142，操作键2143，具有存储装置、MPU、图像传感器等的功能的本发明的半导体装置2144。此外，既可在主体2141中内藏调制解调器，也可采用能够无线地收发信息的结构。

如上所述那样，本发明的半导体装置的应用范围非常广泛，可以使用于其他电子设备。

Claims

1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤；

在基板上形成剥离层；

在所述剥离层上形成元件层，该元件层包括具有非单晶半导体层的有源元件以及覆盖所述有源元件的绝缘层；

在所述元件层上设置纤维体；

自所述纤维体上方涂布包含有机树脂的组合物，形成包括所述有机树脂和所述纤维体的有机树脂层，使所述纤维体被所述有机树脂浸渍；

对所述有机树脂层进行加热，形成包括所述纤维体和所述有机树脂的密封层；以及

从所述剥离层剥离所述元件层和所述密封层。

2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述方法还包括如下步骤：在所述元件层中形成配线并在所述绝缘层上形成天线，使所述天线通过所述配线电连接到所述非单晶半导体层。

3.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述元件层中形成配线，使所述配线电连接到所述非单晶半导体层；以及

设置天线，使所述天线通过所述配线电连接到所述有源元件。

4.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述方法还包括如下步骤：在所述密封层上形成保护膜。

5.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述纤维体由有机化合物或无机化合物形成。

6.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述有源元件是薄膜晶体管、非易失性存储元件以及二极管中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述基板具有绝缘表面，所述剥离层设置在所述绝缘表面上。

8.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤；

在基板上形成剥离层；

在所述元件层上设置第一纤维体；

自所述纤维体上方涂布包含第一有机树脂的第一组合物，形成包括所述第一有机树脂和所述第一纤维体的第一有机树脂层，使所述第一纤维体被所述第一有机树脂浸渍；

对所述第一有机树脂层进行加热，形成包括所述第一纤维体和所述第一有机树脂的第一密封层；

从所述剥离层剥离所述元件层和所述第一密封层；

使用第二纤维体作为元件层的表面，所述表面是与设有所述第一纤维体的表面对向的表面；

在所述元件层的表面上涂布包含第二有机树脂的第二组合物，形成包括所述第二有机树脂和所述第二纤维体的第二有机树脂层，使所述第二纤维体被所述第二有机树脂浸渍；以及

对所述第二有机树脂层进行加热，形成包括所述第二纤维体和所述第二有机树脂的第二密封层。

9.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

10.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

11.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述方法还包括如下步骤：在所述第一密封层及所述第二密封层中的任一方上形成保护膜。

12.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第一纤维体和所述第二纤维体由有机化合物或无机化合物形成。

13.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

14.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

15.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基板上形成剥离层；

在所述元件层上涂布包含有机树脂的组合物，形成有机树脂层；

在所述有机树脂层上设置纤维体，使所述纤维体包含于所述有机树脂层中并被所述有机树脂浸渍；

从所述剥离层剥离所述元件层和所述密封层。

16.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

17.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，还包括如下步骤：

18.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述方法还包括如下步骤：在所述密封层上形成保护膜。

19.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述纤维体由有机化合物或无机化合物形成。

20.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

21.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

22.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基板上形成剥离层；

在所述元件层上涂布包含第一有机树脂的第一组合物，形成第一有机树脂层；

在所述第一有机树脂层上设置第一纤维体，使所述第一纤维体包含于所述第一有机树脂层中并被所述第一有机树脂浸渍；

从所述剥离层剥离所述元件层和所述第一密封层；

在所述元件层的表面上涂布包含第二有机树脂的第二组合物，所述表面是与涂布了所述第一组合物的表面对向的表面；

在包含所述第二有机树脂的所述第二组合物上设置第二纤维体，形成包括所述第二有机树脂和所述第二纤维体的第二有机树脂层，使所述第二纤维体被所述第二有机树脂浸渍；以及

23.如权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述方法还包括如下步骤：在所述元件层中进行配线并在所述绝缘层上形成天线，使所述天线通过所述配线电连接到所述非单晶半导体层。

24.如权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，还包括如下步骤：

25.如权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

26.如权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

27.如权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

28.如权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，