JP2003123047A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置は、年々、多機能化が進んでいる
が、逆に薄型化、軽量化が進行しており、それを実現す
るため限られたスペースへの集積化や素子の薄型化が求
められている。例えば、ＩＣカードは年々多機能化が進
んでいるが、各機能を実現するための素子を平面的に配
置するにはＩＣカードの面積には制限があり、集積化に
限界がある。 【解決手段】 データを記録する素子と、データの処理
を行う演算素子と、デーり取りする通信素子と、エネル
ギーを貯蔵または発生する素子と、外部の情報を検出し
蓄積或いは通信可能なデータに変換する素子と、記録さ
れたデータを表示する素子の全部又は一部を含む構成の
半導体装置において、前記各素子の一部又は全部が厚さ
方向に積層されて構成されることを特徴とする半導体装
置を提供する。
が、逆に薄型化、軽量化が進行しており、それを実現す
るため限られたスペースへの集積化や素子の薄型化が求
められている。例えば、ＩＣカードは年々多機能化が進
んでいるが、各機能を実現するための素子を平面的に配
置するにはＩＣカードの面積には制限があり、集積化に
限界がある。 【解決手段】 データを記録する素子と、データの処理
を行う演算素子と、デーり取りする通信素子と、エネル
ギーを貯蔵または発生する素子と、外部の情報を検出し
蓄積或いは通信可能なデータに変換する素子と、記録さ
れたデータを表示する素子の全部又は一部を含む構成の
半導体装置において、前記各素子の一部又は全部が厚さ
方向に積層されて構成されることを特徴とする半導体装
置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クレジットカー
ド、銀行のキャッシュカード、或いは電子マネーなどの
用途に用いられるカードを始めとした、基本構成として
固定情報や可変情報を記録／読出し可能なＩＣメモリ、
プロセッサ、表示素子、外部とのインターフェース、セ
ンサの全部又は一部を含む構成である半導体装置に関す
るものである。
ド、銀行のキャッシュカード、或いは電子マネーなどの
用途に用いられるカードを始めとした、基本構成として
固定情報や可変情報を記録／読出し可能なＩＣメモリ、
プロセッサ、表示素子、外部とのインターフェース、セ
ンサの全部又は一部を含む構成である半導体装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＩＣカードを始めとした半導体装
置の基本構成はＲＯＭなどに代表される固定情報専用の
記憶素子、ＲＡＭなどに代表される必要に応じて情報を
書き換え可能な記憶素子、ＲＦコイルやコネクタのよう
な外部とのインターフェース、記憶素子やインターフェ
ースのコントロールや記憶されたデータの各種処理など
を行うプロセッサ、リチウムイオンバッテリなどの電源
供給システムである。記憶素子やプロセッサはＳｉなど
の無機半導体で出来ており、これを樹脂基板に接着し、
ワイヤボンディングなどで配線される。図１にＩＣカー
ドを例に従来の半導体装置の構造の例を示す。基本構成
は記憶素子４（固定情報専用のＲＯＭ、情報を書き換え
可能なＲＡＭ）、ＲＦコイル５やコネクタのような外部
とのインターフェース、記憶素子４やインターフェース
のコントロールや記憶されたデータの各種処理などを行
うプロセッサ３、ＲＦコイル５やリチウムイオンバッテ
リなどのエネルギー供給源である。これらの構成要素は
基板６の両表面上に平面的に配置され、配線１１でつな
がれている。記憶素子４やプロセッサ３はＳｉなどの無
機半導体で出来ておりワンチップ化されＩＣチップを形
成し、ＩＣチップ２０を樹脂基板６に接着し、ワイヤボ
ンディングなどで配線する。
置の基本構成はＲＯＭなどに代表される固定情報専用の
記憶素子、ＲＡＭなどに代表される必要に応じて情報を
書き換え可能な記憶素子、ＲＦコイルやコネクタのよう
な外部とのインターフェース、記憶素子やインターフェ
ースのコントロールや記憶されたデータの各種処理など
を行うプロセッサ、リチウムイオンバッテリなどの電源
供給システムである。記憶素子やプロセッサはＳｉなど
の無機半導体で出来ており、これを樹脂基板に接着し、
ワイヤボンディングなどで配線される。図１にＩＣカー
ドを例に従来の半導体装置の構造の例を示す。基本構成
は記憶素子４（固定情報専用のＲＯＭ、情報を書き換え
可能なＲＡＭ）、ＲＦコイル５やコネクタのような外部
とのインターフェース、記憶素子４やインターフェース
のコントロールや記憶されたデータの各種処理などを行
うプロセッサ３、ＲＦコイル５やリチウムイオンバッテ
リなどのエネルギー供給源である。これらの構成要素は
基板６の両表面上に平面的に配置され、配線１１でつな
がれている。記憶素子４やプロセッサ３はＳｉなどの無
機半導体で出来ておりワンチップ化されＩＣチップを形
成し、ＩＣチップ２０を樹脂基板６に接着し、ワイヤボ
ンディングなどで配線する。
【０００３】近年、前記の基本構成以外の素子を搭載し
多機能化を図る開発も行われている。例えばＩＣカード
の例では、ディスプレイ（例えば特公昭６２−８８３８
号公報）、キーボード（例えば６１−４３７４９号公
報）、電池（例えば特公平２−３３１９８号公報）、セ
ンサ（例えば特開平１−１７５６９１号公報）などがあ
る。ディスプレイ機能についてはＩＣカードに記憶され
た情報をＩＣカード上に表示させるために、可逆性感熱
記録材料を利用した表示素子（例えば、特開平４−１０
５９９６号公報）や液晶表示素子（例えば実公平３−９
０７８号公報）などの表示素子を備えたＩＣカードも考
案されている。センサ機能については、多種のセンサを
一枚のＩＣカードに搭載し利便性を高めるもの（例えば
特開平１−１７５６９１号公報）やカード所持者がその
カード本来の所有者であることを認証するためのセンサ
（例えば特開昭６４−３８２９５号公報）がある。また
機能を積層してＩＣカードに搭載し、高密度メモリとし
て応用する技術が特開平８−３１１８４号公報に開示さ
れている。
多機能化を図る開発も行われている。例えばＩＣカード
の例では、ディスプレイ（例えば特公昭６２−８８３８
号公報）、キーボード（例えば６１−４３７４９号公
報）、電池（例えば特公平２−３３１９８号公報）、セ
ンサ（例えば特開平１−１７５６９１号公報）などがあ
る。ディスプレイ機能についてはＩＣカードに記憶され
た情報をＩＣカード上に表示させるために、可逆性感熱
記録材料を利用した表示素子（例えば、特開平４−１０
５９９６号公報）や液晶表示素子（例えば実公平３−９
０７８号公報）などの表示素子を備えたＩＣカードも考
案されている。センサ機能については、多種のセンサを
一枚のＩＣカードに搭載し利便性を高めるもの（例えば
特開平１−１７５６９１号公報）やカード所持者がその
カード本来の所有者であることを認証するためのセンサ
（例えば特開昭６４−３８２９５号公報）がある。また
機能を積層してＩＣカードに搭載し、高密度メモリとし
て応用する技術が特開平８−３１１８４号公報に開示さ
れている。
【０００４】また、可撓性のあるシート基板に素子を配
置し、折畳んで実装する技術に関しては、例えばＩＣカ
ードのＲＦコイルの実効長さを出来るだけ長くとるため
に一方向にほぼ等間隔に区分されたフィルムに渦巻状導
体パターンを形成しこれを折り重ねて実装する技術が特
開平１１−１３４４５９号公報に開示され、素子が実装
されたフィルム基板を２つ折りにして折り合わされた端
縁にリードを設けてＩＣカードの一つの縁にのみ機械
的、電気的に接続されるようにする技術が特開平６−６
４３８３号公報に開示されている。
置し、折畳んで実装する技術に関しては、例えばＩＣカ
ードのＲＦコイルの実効長さを出来るだけ長くとるため
に一方向にほぼ等間隔に区分されたフィルムに渦巻状導
体パターンを形成しこれを折り重ねて実装する技術が特
開平１１−１３４４５９号公報に開示され、素子が実装
されたフィルム基板を２つ折りにして折り合わされた端
縁にリードを設けてＩＣカードの一つの縁にのみ機械
的、電気的に接続されるようにする技術が特開平６−６
４３８３号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】半導体装置は、年々、
多機能化が進んでいるが、逆に薄型化、軽量化が進行し
ており、それを実現するため限られたスペースへの集積
化や素子の薄型化が求められている。例えば、ＩＣカー
ドは年々多機能化が進んでいるが、各機能を実現するた
めの素子を平面的に配置するにはＩＣカードの面積には
制限があり（ＪＩＳ Ｘ−６３０１規格値：５４ｍｍ×
８５．６ｍｍ）、集積化に限界がある。また、積層して
配置する方法もあるが、厚さも制限がある（ＪＩＳ Ｘ
−６３０１規格値： ０．２５ｍｍ、０．７６ｍｍ）た
め、それぞれの機能を持つ単独の素子を単に積み上げる
方法では、それぞれの素子の厚さが厚いため限界があ
る。
多機能化が進んでいるが、逆に薄型化、軽量化が進行し
ており、それを実現するため限られたスペースへの集積
化や素子の薄型化が求められている。例えば、ＩＣカー
ドは年々多機能化が進んでいるが、各機能を実現するた
めの素子を平面的に配置するにはＩＣカードの面積には
制限があり（ＪＩＳ Ｘ−６３０１規格値：５４ｍｍ×
８５．６ｍｍ）、集積化に限界がある。また、積層して
配置する方法もあるが、厚さも制限がある（ＪＩＳ Ｘ
−６３０１規格値： ０．２５ｍｍ、０．７６ｍｍ）た
め、それぞれの機能を持つ単独の素子を単に積み上げる
方法では、それぞれの素子の厚さが厚いため限界があ
る。
【０００６】また、半導体装置に使用されるＳｉ素子の
基板を薄くして、素子の薄型化を実現することも可能で
あるが、素子が壊れ易くなる。例えば、ＩＣカードは、
カードホルダや財布などに収納され、持ち運ばれるが、
ポケットやカバンなどの中で外部からの力により曲げ、
捻りなどを加えられることも多く、フレキシブルで壊れ
にくいことが強く求められる。また、素子を樹脂基板に
接着し、ワイヤボンディングなどで配線する必要がある
ため、曲げ、捻りなどで素子自身や配線などが壊れるな
ど信頼性を著しく低下させる問題がある。
基板を薄くして、素子の薄型化を実現することも可能で
あるが、素子が壊れ易くなる。例えば、ＩＣカードは、
カードホルダや財布などに収納され、持ち運ばれるが、
ポケットやカバンなどの中で外部からの力により曲げ、
捻りなどを加えられることも多く、フレキシブルで壊れ
にくいことが強く求められる。また、素子を樹脂基板に
接着し、ワイヤボンディングなどで配線する必要がある
ため、曲げ、捻りなどで素子自身や配線などが壊れるな
ど信頼性を著しく低下させる問題がある。
【０００７】従来の半導体装置においては、Ｓｉ半導体
を用いた記憶素子やプロセッサが使用されているため、
素子自体の製造に複雑な工程を必要とし、また大規模で
高価な装置が必要なため高価になるという問題がある。
を用いた記憶素子やプロセッサが使用されているため、
素子自体の製造に複雑な工程を必要とし、また大規模で
高価な装置が必要なため高価になるという問題がある。
【０００８】更に、Ｓｉ半導体を用いた記憶素子やプロ
セッサは微量の汚染物質により素子の性能が著しく劣化
したりする問題がある。
セッサは微量の汚染物質により素子の性能が著しく劣化
したりする問題がある。
【０００９】一つの半導体装置に多種の機能を搭載でき
たとしても、ユーザーそれぞれで必要とする機能の組み
合わせが異なる。これまでの技術では、それぞれの素子
ごとに互いに異なる複雑な工程が必要であり、大規模で
高価な装置が必要であるため、全体の製造コストは高価
になるので、一種類の商品を大量に製造しないと利益が
得られないため、それぞれのユーザーの希望する仕様に
きめ細かく対応することが出来なかった。
たとしても、ユーザーそれぞれで必要とする機能の組み
合わせが異なる。これまでの技術では、それぞれの素子
ごとに互いに異なる複雑な工程が必要であり、大規模で
高価な装置が必要であるため、全体の製造コストは高価
になるので、一種類の商品を大量に製造しないと利益が
得られないため、それぞれのユーザーの希望する仕様に
きめ細かく対応することが出来なかった。
【００１０】情報をＩＣカードのような極めて薄い半導
体装置上に表示させる代表的な方法としては、可逆性感
熱記録材料を利用した表示素子（例えば、特開平４−１
０５９９６号公報）があるが、書込み／消去用のサーマ
ルヘッドを備えた装置が必要であり、ＩＣカード単体で
は情報の表示、消去、書き換えを自由に行うことは出来
ない。また、液晶表示素子（例えば実公平３−９０７８
号公報）を備えたＩＣカードも考案されているが、液体
を封止する必要があるため工程が複雑になり、封止用の
窓材のために厚みが厚くなる。
体装置上に表示させる代表的な方法としては、可逆性感
熱記録材料を利用した表示素子（例えば、特開平４−１
０５９９６号公報）があるが、書込み／消去用のサーマ
ルヘッドを備えた装置が必要であり、ＩＣカード単体で
は情報の表示、消去、書き換えを自由に行うことは出来
ない。また、液晶表示素子（例えば実公平３−９０７８
号公報）を備えたＩＣカードも考案されているが、液体
を封止する必要があるため工程が複雑になり、封止用の
窓材のために厚みが厚くなる。
【００１１】従来の半導体装置の電源は、リチウムイオ
ン、リチウムポリマーなどの２次電池、シリコン太陽電
池などが用いられ、ＩＣカードではＲＦを通した電源供
給なども行われている。しかし、２次電池は充電操作や
充電のための特別な機器が必要であり、定期的な電池交
換などの作業も必要である。太陽電池は、発電の為の特
別な操作が必要でなく、寿命も長いが、シリコン太陽電
池は形状のフレキシビリティーに乏しい。ＲＦを通した
電源供給は、使用時に近くにマイクロ波を用いた電源供
給源がないと使用できない。
ン、リチウムポリマーなどの２次電池、シリコン太陽電
池などが用いられ、ＩＣカードではＲＦを通した電源供
給なども行われている。しかし、２次電池は充電操作や
充電のための特別な機器が必要であり、定期的な電池交
換などの作業も必要である。太陽電池は、発電の為の特
別な操作が必要でなく、寿命も長いが、シリコン太陽電
池は形状のフレキシビリティーに乏しい。ＲＦを通した
電源供給は、使用時に近くにマイクロ波を用いた電源供
給源がないと使用できない。
【００１２】また、機能を積層してＩＣカードに搭載
し、高密度メモリとして応用する技術が特開平８−３１
１８４に開示されているが、情報記録における入力の役
割を果たす光導電層と記憶部の役割を果たす高分子分散
型液晶層を積層することなどによる情報記録に限定され
たものであり、他の機能の積層に応用できるものではな
い。また、特開平１１−１３４４５９に開示された可撓
性のあるシート基板に素子を配置し、折畳んで実装する
技術は、ＩＣカードのＲＦコイルの実効長さを出来るだ
け長くとるために単なる導電体の渦巻状パターンを折り
重ねて実装する技術であり、多機能の集積化に寄与でき
るものではない。特開平６−６４３８３に開示されてい
る素子が実装されたフィルム基板を２つ折りにして折り
合わされた端縁にリードを設けてＩＣカードの一つの縁
にのみ機械的、電気的に接続されるようにする技術は、
単体の部品を半田などで実装した後、２つにだけ折り畳
んで実装する技術であり、単体の部品自体の厚さと基板
に実装するために必要になる厚み（半田なやリードピン
など）があるため積層する数に限界がある。
し、高密度メモリとして応用する技術が特開平８−３１
１８４に開示されているが、情報記録における入力の役
割を果たす光導電層と記憶部の役割を果たす高分子分散
型液晶層を積層することなどによる情報記録に限定され
たものであり、他の機能の積層に応用できるものではな
い。また、特開平１１−１３４４５９に開示された可撓
性のあるシート基板に素子を配置し、折畳んで実装する
技術は、ＩＣカードのＲＦコイルの実効長さを出来るだ
け長くとるために単なる導電体の渦巻状パターンを折り
重ねて実装する技術であり、多機能の集積化に寄与でき
るものではない。特開平６−６４３８３に開示されてい
る素子が実装されたフィルム基板を２つ折りにして折り
合わされた端縁にリードを設けてＩＣカードの一つの縁
にのみ機械的、電気的に接続されるようにする技術は、
単体の部品を半田などで実装した後、２つにだけ折り畳
んで実装する技術であり、単体の部品自体の厚さと基板
に実装するために必要になる厚み（半田なやリードピン
など）があるため積層する数に限界がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】半導体装置を構成する各
部分が曲げや捻りに対するフレキシビリティーの高い材
料で構成することにより半導体装置全体としてフレキシ
ブルで壊れにくくすることが出来る。この点で例えば有
機材料は一般に無機半導体結晶や金属と比較してフレキ
シビリティーが高く、曲げても折れたり、壊れたりしに
くく、繰り返しの曲げに対する耐久性も大きい。近年、
有機材料は、導電体として金属に近い導電率を持つもの
も開発され、半導体材料としてもアモルファスシリコン
に迫る特性を有する物が開発されており、これらを利用
することにより有機材料で半導体素子を作製することも
可能となってきている。また、無機の半導体材料と比較
して、微量の不純物による物性への影響が少ない。した
がって、半導体装置の構成要素全部或いは出来るだけ多
くの構成要素を有機材料で構成することにより汚染、曲
げ、捻りなどにより半導体装置の信頼性を著しく低下さ
せる問題の発生を低減することが出来る。
部分が曲げや捻りに対するフレキシビリティーの高い材
料で構成することにより半導体装置全体としてフレキシ
ブルで壊れにくくすることが出来る。この点で例えば有
機材料は一般に無機半導体結晶や金属と比較してフレキ
シビリティーが高く、曲げても折れたり、壊れたりしに
くく、繰り返しの曲げに対する耐久性も大きい。近年、
有機材料は、導電体として金属に近い導電率を持つもの
も開発され、半導体材料としてもアモルファスシリコン
に迫る特性を有する物が開発されており、これらを利用
することにより有機材料で半導体素子を作製することも
可能となってきている。また、無機の半導体材料と比較
して、微量の不純物による物性への影響が少ない。した
がって、半導体装置の構成要素全部或いは出来るだけ多
くの構成要素を有機材料で構成することにより汚染、曲
げ、捻りなどにより半導体装置の信頼性を著しく低下さ
せる問題の発生を低減することが出来る。
【００１４】また、有機材料は、適当な溶媒に溶かした
り、ゲル化させたりして液体状態にし、これを用いて塗
布法やスクリーン印刷やインクジェット法などの印刷法
により、任意の形状を持った膜を形成することが出来
る。印刷工程では、有機材料や溶媒を適正に選ぶことに
より、一旦作製したある有機材料からなる薄膜の上に他
の種類の有機材料からなる薄膜を積層することも可能で
あり、異種の材料が積層して構成されるデバイスや、異
種のデバイスを重ねて作製することも容易に出来る。こ
れにより、記憶素子、プロセッサ、表示素子、電源、外
部とのインターフェース、各種センサなどの半導体装置
を構成する各素子を平面的に配置するだけでなく、厚さ
方向に積層しながらも全体の厚さを薄く抑えることが可
能になり、半導体装置の限られたスペースの中に従来よ
りも多くの機能を搭載出来るようになる。
り、ゲル化させたりして液体状態にし、これを用いて塗
布法やスクリーン印刷やインクジェット法などの印刷法
により、任意の形状を持った膜を形成することが出来
る。印刷工程では、有機材料や溶媒を適正に選ぶことに
より、一旦作製したある有機材料からなる薄膜の上に他
の種類の有機材料からなる薄膜を積層することも可能で
あり、異種の材料が積層して構成されるデバイスや、異
種のデバイスを重ねて作製することも容易に出来る。こ
れにより、記憶素子、プロセッサ、表示素子、電源、外
部とのインターフェース、各種センサなどの半導体装置
を構成する各素子を平面的に配置するだけでなく、厚さ
方向に積層しながらも全体の厚さを薄く抑えることが可
能になり、半導体装置の限られたスペースの中に従来よ
りも多くの機能を搭載出来るようになる。
【００１５】具体的な積層の方法としては以下のような
ものがある。
ものがある。
【００１６】第１に一枚のシート状基板の上に各素子を
平面的に配置して形成し、配線を行ったあとこれを折畳
んでいき、最終的な形状にした後、末端の開口部を必要
に応じて封止することで、厚み方向に構成される素子が
積層された構造を形成することが出来る。この場合は最
初のシート基板上での各素子の配置を最終的に折畳んだ
形状での各素子の配置関係を考慮して適性に配置するこ
とが必要である。また、折畳んだ際に直接接する素子が
ある場合にはあらかじめ保護膜などで被覆をして、直接
接触することを避けることも出来る。
平面的に配置して形成し、配線を行ったあとこれを折畳
んでいき、最終的な形状にした後、末端の開口部を必要
に応じて封止することで、厚み方向に構成される素子が
積層された構造を形成することが出来る。この場合は最
初のシート基板上での各素子の配置を最終的に折畳んだ
形状での各素子の配置関係を考慮して適性に配置するこ
とが必要である。また、折畳んだ際に直接接する素子が
ある場合にはあらかじめ保護膜などで被覆をして、直接
接触することを避けることも出来る。
【００１７】第２の積層の方法としては、シート状の基
板の上に素子を配置したユニットを作製しておき、それ
らの中から必要な機能を有するユニット（シート）を組
み合わせて積層し、結線をする方法である。末端部（開
口部）を封止して、一枚の装置として利用することが出
来るが、封止せず随時開閉可能にしておくことにより、
必要に応じて開いたり閉じたりして使用することも出来
る。
板の上に素子を配置したユニットを作製しておき、それ
らの中から必要な機能を有するユニット（シート）を組
み合わせて積層し、結線をする方法である。末端部（開
口部）を封止して、一枚の装置として利用することが出
来るが、封止せず随時開閉可能にしておくことにより、
必要に応じて開いたり閉じたりして使用することも出来
る。
【００１８】第３の積層の方法としては、一枚のシート
状基板の上に各素子を平面的に配置して形成し、配線を
行ったあとこれを丸めて最終形状にする方法である。
状基板の上に各素子を平面的に配置して形成し、配線を
行ったあとこれを丸めて最終形状にする方法である。
【００１９】第４の積層の方法としては半導体装置の厚
さに相当する幅で、半導体装置の一片と同じ長さ（厚さ
は適当）の板状の形態の構成要素があり、当該の半導体
装置を構成する素子が一つの構成要素に搭載されている
か、或いは複数の構成要素に分割されて搭載されている
場合、各構成要素を最終的な半導体装置の厚さ方向に対
し垂直な方向に組み合わせていくことによって一つの半
導体装置を形成する方法である。
さに相当する幅で、半導体装置の一片と同じ長さ（厚さ
は適当）の板状の形態の構成要素があり、当該の半導体
装置を構成する素子が一つの構成要素に搭載されている
か、或いは複数の構成要素に分割されて搭載されている
場合、各構成要素を最終的な半導体装置の厚さ方向に対
し垂直な方向に組み合わせていくことによって一つの半
導体装置を形成する方法である。
【００２０】また、前記第１〜４の方法の２つ以上を組
み合わせて積層構造を形成することも出来る。
み合わせて積層構造を形成することも出来る。
【００２１】各層間の配線の方法も以下のような方法が
ある。
ある。
【００２２】第一に各層の基板を貫通して開けられたス
ルーホールを通して配線を行う方法、第２に各層ごとに
その端子が配線したい上下の層で位置的に合うように端
子を形成しておき、積層の際に密着させる方法、第３に
各層に発光素子と受光素子を設けておき光により信号の
やり取りを行う方法である。
ルーホールを通して配線を行う方法、第２に各層ごとに
その端子が配線したい上下の層で位置的に合うように端
子を形成しておき、積層の際に密着させる方法、第３に
各層に発光素子と受光素子を設けておき光により信号の
やり取りを行う方法である。
【００２３】表面を大きく利用したい機能を数多く搭載
するための方法としては、例えば１枚の折畳み可能な基
板に、複数の機能部を作製し、これをｎ回折り畳んで収
納、持ち運びをし、使用時には使いたい機能部を、最上
部になるように折り畳んで使用することができる。ま
た、２つ以上の同時に使いたい機能部を縦方向または、
横方向に並べるように折りたたむことで、使い勝手の良
い使い方を可能とすることも出来る。折り畳み方次第
で、幾通りもの組み合わせを実現することができる。
するための方法としては、例えば１枚の折畳み可能な基
板に、複数の機能部を作製し、これをｎ回折り畳んで収
納、持ち運びをし、使用時には使いたい機能部を、最上
部になるように折り畳んで使用することができる。ま
た、２つ以上の同時に使いたい機能部を縦方向または、
横方向に並べるように折りたたむことで、使い勝手の良
い使い方を可能とすることも出来る。折り畳み方次第
で、幾通りもの組み合わせを実現することができる。
【００２４】また、ほぼすべての素子を有機材料で構成
することにより、多種多様な素子を一貫した印刷工程で
作製できるため製造工程が極めて簡単で低コストにな
る。一貫した工程で簡単な設備で安価に半導体装置を作
製できるのでユーザーの希望に応じて仕様の異なる多種
類、少量生産にも対応できる。また、シート状の基板の
上に素子を配置した機能別ユニットをあらかじめ作製し
ておき、それらの中からユーザーが希望する機能を有す
るユニットを組み合わせて積層し、結線をする方法でユ
ーザーの要望にきめ細かく対応することも可能である。
これらはシート状のフィルムを張り合わせることで形成
できる。
することにより、多種多様な素子を一貫した印刷工程で
作製できるため製造工程が極めて簡単で低コストにな
る。一貫した工程で簡単な設備で安価に半導体装置を作
製できるのでユーザーの希望に応じて仕様の異なる多種
類、少量生産にも対応できる。また、シート状の基板の
上に素子を配置した機能別ユニットをあらかじめ作製し
ておき、それらの中からユーザーが希望する機能を有す
るユニットを組み合わせて積層し、結線をする方法でユ
ーザーの要望にきめ細かく対応することも可能である。
これらはシート状のフィルムを張り合わせることで形成
できる。
【００２５】また、ユーザーの希望に応じて機能をカス
タマイズする方法としては、提供できる機能を可能な限
り数多く搭載した半導体装置をあらかじめ作製してお
き、ユーザーの希望する機能のみを使用可能状態にす
る、或いは不要な機能を使用できないようにする方法も
ある。
タマイズする方法としては、提供できる機能を可能な限
り数多く搭載した半導体装置をあらかじめ作製してお
き、ユーザーの希望する機能のみを使用可能状態にす
る、或いは不要な機能を使用できないようにする方法も
ある。
【００２６】表示素子に関しても近年、有機エレクトロ
ルミネッセンスや電気泳動などと有機半導体や有機導電
体を用いた駆動回路を組み合わせ、印刷プロセスを用い
て極めて薄いディスプレイが実現されている。これをＩ
Ｃカードなどの半導体装置に搭載することにより従来実
現不可能であった形状のフレキシビリティーが高く、曲
げやひねりなどの外力対する耐久性や信頼性が高く、単
体で情報表示が可能な半導体装置が実現できる。表示素
子の駆動回路としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の
ような３端子素子やＭＩＭ素子のような２端子素子によ
るアクティブマトリックス駆動、縦横に格子状に並べら
れた電極間に表示層を挟んだ構造の単純マトリックス駆
動が用いられる。これらの駆動回路は導電体、半導体、
絶縁体材料の組み合わせで作製され、全部又は一部に有
機材料に有機材料を用いることにより可撓性を付与する
ことが出来る。
ルミネッセンスや電気泳動などと有機半導体や有機導電
体を用いた駆動回路を組み合わせ、印刷プロセスを用い
て極めて薄いディスプレイが実現されている。これをＩ
Ｃカードなどの半導体装置に搭載することにより従来実
現不可能であった形状のフレキシビリティーが高く、曲
げやひねりなどの外力対する耐久性や信頼性が高く、単
体で情報表示が可能な半導体装置が実現できる。表示素
子の駆動回路としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の
ような３端子素子やＭＩＭ素子のような２端子素子によ
るアクティブマトリックス駆動、縦横に格子状に並べら
れた電極間に表示層を挟んだ構造の単純マトリックス駆
動が用いられる。これらの駆動回路は導電体、半導体、
絶縁体材料の組み合わせで作製され、全部又は一部に有
機材料に有機材料を用いることにより可撓性を付与する
ことが出来る。
【００２７】有機材料を用いた太陽電池を使用すること
により、発電や充電の為の特別な操作が必要でなく、寿
命も長く、かつ形状のフレキシビリティが高い電源を得
ることが出来る。
により、発電や充電の為の特別な操作が必要でなく、寿
命も長く、かつ形状のフレキシビリティが高い電源を得
ることが出来る。
【００２８】高分子電解質を用いた２次電池あるいは、
有機半導体を用いた電解コンデンサを使用することで、
太陽電池で発生したエネルギーや、ＲＦを用いて外部か
ら供給されるエネルギーを貯蔵することができる。
有機半導体を用いた電解コンデンサを使用することで、
太陽電池で発生したエネルギーや、ＲＦを用いて外部か
ら供給されるエネルギーを貯蔵することができる。
【００２９】印刷等の簡易なプロセスにより、複数の機
能部（センサ等）を集積化或いは積層化し、複数の種類
の情報を同時或いは順次検出することが可能となる。そ
れらの複数種類の情報を例えば個人認証に用いることに
より、パスワードや指紋など一つ一つの情報のみからの
認証では、セキュリティが破られる可能性もあるが、そ
れらの複数種類の情報のクロスチェックにより高い情報
認識精度を得ることが可能となる。
能部（センサ等）を集積化或いは積層化し、複数の種類
の情報を同時或いは順次検出することが可能となる。そ
れらの複数種類の情報を例えば個人認証に用いることに
より、パスワードや指紋など一つ一つの情報のみからの
認証では、セキュリティが破られる可能性もあるが、そ
れらの複数種類の情報のクロスチェックにより高い情報
認識精度を得ることが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を用いて詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
【００３１】（実施の形態１）図２は本発明の実施形態
の１例としてＩＣカードを例に用いて示すものであり、
それぞれの構成要素を基板表面上に順次形成していく場
合である。具体的には、本実施例では、一枚のシート状
の基板６の上にデータの処理を行う演算素子としてプロ
セッサ３、データを記録する素子として記憶素子４、デ
ータをやり取りする通通信素子としてＲＦコイル５、外
部の情報を検出し蓄積する素子として第１のセンサ１
ａ、外部の情報を通信可能なデータに変換する素子とし
て第２のセンサ１ｂ、記録されたデータを表示する素子
として駆動回路２ｂと表示層２ａからなる表示素子２を
素子の厚さ方向に積層させて形成している。これらは保
護膜７で保護されている。本例では２種のセンサ１ａと
１ｂは互いに積層されており、また記憶素子４と表示素
子２も互いに積層されている。ただし、積層される素子
の種類と数は本実施例に限定されるものではない。用い
る機能により必要な素子を有していれば全ての機能の素
子を設ける必要はない。また、全ての素子に対して積層
する必要はなく、一部の素子に対して積層するのであっ
ても構わない。
の１例としてＩＣカードを例に用いて示すものであり、
それぞれの構成要素を基板表面上に順次形成していく場
合である。具体的には、本実施例では、一枚のシート状
の基板６の上にデータの処理を行う演算素子としてプロ
セッサ３、データを記録する素子として記憶素子４、デ
ータをやり取りする通通信素子としてＲＦコイル５、外
部の情報を検出し蓄積する素子として第１のセンサ１
ａ、外部の情報を通信可能なデータに変換する素子とし
て第２のセンサ１ｂ、記録されたデータを表示する素子
として駆動回路２ｂと表示層２ａからなる表示素子２を
素子の厚さ方向に積層させて形成している。これらは保
護膜７で保護されている。本例では２種のセンサ１ａと
１ｂは互いに積層されており、また記憶素子４と表示素
子２も互いに積層されている。ただし、積層される素子
の種類と数は本実施例に限定されるものではない。用い
る機能により必要な素子を有していれば全ての機能の素
子を設ける必要はない。また、全ての素子に対して積層
する必要はなく、一部の素子に対して積層するのであっ
ても構わない。
【００３２】また、本実施例では図示していないが、上
記ＩＣカードに有機太陽電池からなるエネルギーを発生
する素子或はポリマー電池や有機半導体の電解コンデン
サのようなエネルギーを貯蔵する素子などを基板上に設
けてもよい。
記ＩＣカードに有機太陽電池からなるエネルギーを発生
する素子或はポリマー電池や有機半導体の電解コンデン
サのようなエネルギーを貯蔵する素子などを基板上に設
けてもよい。
【００３３】また、本積層構造による実施形態はＩＣカ
ードに限定されるものではなく、他の半導体装置、例え
ば、テレビ、携帯電話、携帯情報端末などにも応用され
る。
ードに限定されるものではなく、他の半導体装置、例え
ば、テレビ、携帯電話、携帯情報端末などにも応用され
る。
【００３４】表示素子２、駆動回路２ｂ、記憶素子４お
よびプロセッサ３などを形成する３端子素子の有機トラ
ンジスタの作製方法の具体的な一例を図３（ａ）に示
す。まず、ポリイミドからなる基板６の表面に親水性処
理を行う。親水処理の方法としては例えば、水蒸気雰囲
気下で真空紫外光照射（波長１７２、２２２ｎｍ）によ
る方法がある。この親水化処理基板上に導電性高分子の
溶液を用いたインクジェットプリント法により配線パタ
ーンにしたがって塗布し乾燥させることでソース電極２
３及びドレイン電極２４の電極パターンを形成した。導
電性高分子としてはpoly-ethylenedioxythiophene（Ｐ
ＥＤＯＴ）とpoly-stylenesulfonate（ＰＳＳ）の混合
物の１．５ｗｔ％水溶液（Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ）を用
い、厚さは約５００ｎｍであった。この上にFluorene-B
ithiophene共重合体のキシレン溶液を用いてスピンコー
ト法により約５０ｎｍの厚さのｐ型有機半導体層２５を
形成した。この上にPoly-vinylphenol（ＰＶＰ）のイソ
プロパノール溶液を用いてスピンコート法により約５０
０ｎｍの絶縁層２２を形成した。
よびプロセッサ３などを形成する３端子素子の有機トラ
ンジスタの作製方法の具体的な一例を図３（ａ）に示
す。まず、ポリイミドからなる基板６の表面に親水性処
理を行う。親水処理の方法としては例えば、水蒸気雰囲
気下で真空紫外光照射（波長１７２、２２２ｎｍ）によ
る方法がある。この親水化処理基板上に導電性高分子の
溶液を用いたインクジェットプリント法により配線パタ
ーンにしたがって塗布し乾燥させることでソース電極２
３及びドレイン電極２４の電極パターンを形成した。導
電性高分子としてはpoly-ethylenedioxythiophene（Ｐ
ＥＤＯＴ）とpoly-stylenesulfonate（ＰＳＳ）の混合
物の１．５ｗｔ％水溶液（Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ）を用
い、厚さは約５００ｎｍであった。この上にFluorene-B
ithiophene共重合体のキシレン溶液を用いてスピンコー
ト法により約５０ｎｍの厚さのｐ型有機半導体層２５を
形成した。この上にPoly-vinylphenol（ＰＶＰ）のイソ
プロパノール溶液を用いてスピンコート法により約５０
０ｎｍの絶縁層２２を形成した。
【００３５】この絶縁層の上にチャンネル部の上に合わ
せて導電性高分子からなるゲート電極２１を形成した。
導電性高分子としては、ソース電極２３及びドレイン電
極２４と同様にpoly-ethylenedioxythiophene（ＰＥＤ
ＯＴ）とpoly-stylenesulfonate（ＰＳＳ）の混合物の
１．５ｗｔ％水溶液（Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ）を用い、厚
さは約５００ｎｍであった。
せて導電性高分子からなるゲート電極２１を形成した。
導電性高分子としては、ソース電極２３及びドレイン電
極２４と同様にpoly-ethylenedioxythiophene（ＰＥＤ
ＯＴ）とpoly-stylenesulfonate（ＰＳＳ）の混合物の
１．５ｗｔ％水溶液（Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ）を用い、厚
さは約５００ｎｍであった。
【００３６】表示素子駆動回路用のトランジスタ等にお
いて、ドレイン電極から、駆動回路の上に積層されて形
成される表示層の画素に配線する必要がある場合には、
ドレイン電極から絶縁層および半導体層を貫通するスル
ーホールを形成する方法や、絶縁層および半導体層共に
インクジェット法で作製する方法を用いて、ドレイン電
極を表示素子の各画素と接続することが出来る。
いて、ドレイン電極から、駆動回路の上に積層されて形
成される表示層の画素に配線する必要がある場合には、
ドレイン電極から絶縁層および半導体層を貫通するスル
ーホールを形成する方法や、絶縁層および半導体層共に
インクジェット法で作製する方法を用いて、ドレイン電
極を表示素子の各画素と接続することが出来る。
【００３７】また、別の方法としては、図３（ｂ）に示
すように前述のトランジスタ作製方法とは逆の順番でゲ
ート電極２１、絶縁層２２、ソース電極２３・ドレイン
電極２４、半導体層２５の順に形成する方法がある。
すように前述のトランジスタ作製方法とは逆の順番でゲ
ート電極２１、絶縁層２２、ソース電極２３・ドレイン
電極２４、半導体層２５の順に形成する方法がある。
【００３８】表示素子の駆動回路としては、前記トラン
ジスタのような３端子素子の他、ＭＩＭ素子のように導
電体からなる２端子の間に絶縁体層を挟んだ構造でスイ
ッチング機能のある２端子素子によるアクティブマトリ
ックス駆動、縦横に格子状に並べられた電極間に表示層
を挟んだ構造の単純マトリックス駆動を用いることも可
能である。
ジスタのような３端子素子の他、ＭＩＭ素子のように導
電体からなる２端子の間に絶縁体層を挟んだ構造でスイ
ッチング機能のある２端子素子によるアクティブマトリ
ックス駆動、縦横に格子状に並べられた電極間に表示層
を挟んだ構造の単純マトリックス駆動を用いることも可
能である。
【００３９】表示素子としては高分子分散型液晶を用い
た。ただし、表示素子としては液晶に限定されるもので
はなく、例えば電気泳動素子や有機エレクトロルミネッ
センス（有機ＥＬ）素子などが用いられる。ポリマー分
散型液晶層で使用される液晶は、その種類は特に限定さ
れない。例えば、ネマチック液晶、スメクティック液
晶、コレステリック液晶などを好適に使用できる。本発
明におけるポリマー分散型液晶層で使用されるポリマー
としては、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリ
ウレタン、アクリル、アクリルシリコン、塩化ビニル、
酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、シアノエチル化プルラ
ンなどの各種のシアノエチル化合物、エポキシ樹脂など
の各種ポリマー樹脂類及びこれらの混合物類などを使用
できる。本発明のポリマー分散型液晶層の形成方法は特
に限定されない。当業者に公知であり、また、当業者に
慣用及び／又は常用されている液晶形成方法は全て本発
明で使用できる。例えば、カプセル化法、重合相分離
法、熱相分離法、溶媒蒸発相分離法などの方法を適宜に
使用することができる。
た。ただし、表示素子としては液晶に限定されるもので
はなく、例えば電気泳動素子や有機エレクトロルミネッ
センス（有機ＥＬ）素子などが用いられる。ポリマー分
散型液晶層で使用される液晶は、その種類は特に限定さ
れない。例えば、ネマチック液晶、スメクティック液
晶、コレステリック液晶などを好適に使用できる。本発
明におけるポリマー分散型液晶層で使用されるポリマー
としては、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリ
ウレタン、アクリル、アクリルシリコン、塩化ビニル、
酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、シアノエチル化プルラ
ンなどの各種のシアノエチル化合物、エポキシ樹脂など
の各種ポリマー樹脂類及びこれらの混合物類などを使用
できる。本発明のポリマー分散型液晶層の形成方法は特
に限定されない。当業者に公知であり、また、当業者に
慣用及び／又は常用されている液晶形成方法は全て本発
明で使用できる。例えば、カプセル化法、重合相分離
法、熱相分離法、溶媒蒸発相分離法などの方法を適宜に
使用することができる。
【００４０】ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶素子の場合に
は、例えば上記トランジスタのドレイン側に強誘電材料
からなるキャパシタを付加することで達成可能である。
有機の強誘電材料としては例えばフッ化ビニリデン−３
フッ化エチレン共重合体を用いてスピンコート法やイン
クジェット法で薄膜を形成できる。
は、例えば上記トランジスタのドレイン側に強誘電材料
からなるキャパシタを付加することで達成可能である。
有機の強誘電材料としては例えばフッ化ビニリデン−３
フッ化エチレン共重合体を用いてスピンコート法やイン
クジェット法で薄膜を形成できる。
【００４１】光イメージセンサも有機トランジスタ構造
のアレイを利用することで達成出来る。各画素に当るト
ランジスタのゲート電極を光（赤外線も含む）によりキ
ャリアを生じる材料で構成すると、ゲート部に光の強度
依存してキャリアが発生するので生じたキャリアに依存
して変化するソース−ドレイン電流を各画素毎に検出し
て画像化する。材料としては、例えばポルフィリン類、
フタロシアニン類やその誘導体、ポリフェニレンビニレ
ン誘導体とフラーレン誘導体の混合物、ペリレン誘導体
などが利用できる。
のアレイを利用することで達成出来る。各画素に当るト
ランジスタのゲート電極を光（赤外線も含む）によりキ
ャリアを生じる材料で構成すると、ゲート部に光の強度
依存してキャリアが発生するので生じたキャリアに依存
して変化するソース−ドレイン電流を各画素毎に検出し
て画像化する。材料としては、例えばポルフィリン類、
フタロシアニン類やその誘導体、ポリフェニレンビニレ
ン誘導体とフラーレン誘導体の混合物、ペリレン誘導体
などが利用できる。
【００４２】ＲＦコイル５については、例えば金属微粒
子を主成分とする導電性ペーストを用いたスクリーン印
刷で作製することが出来る。本実施例では、銀ペースト
（平均粒径１０μｍの銀紛をフェノキシ樹脂とブチルカ
ルビトールよりなる）を用い、スクリーン印刷によりコ
イル状に印刷した後、１５０℃で約２０分乾燥した。巻
き数は２０回で線幅は約３００μｍで総延長は約２５０
ｃｍであった。
子を主成分とする導電性ペーストを用いたスクリーン印
刷で作製することが出来る。本実施例では、銀ペースト
（平均粒径１０μｍの銀紛をフェノキシ樹脂とブチルカ
ルビトールよりなる）を用い、スクリーン印刷によりコ
イル状に印刷した後、１５０℃で約２０分乾燥した。巻
き数は２０回で線幅は約３００μｍで総延長は約２５０
ｃｍであった。
【００４３】直接接する素子がある場合にはあらかじめ
保護膜などで被覆をして、直接接触することを避けるこ
とも出来る。
保護膜などで被覆をして、直接接触することを避けるこ
とも出来る。
【００４４】（実施の形態２）図４は本発明の実施形態
の一例をＩＣカードを例として示すものである。一枚の
シート状の基板６の上にプロセッサ３、記憶素子４、Ｒ
Ｆコイル５、第１のセンサ１ａ、第２のセンサ１ｂ、表
示素子２の各素子を平面的に配置して形成し、配線１１
を行ったあとこれを折畳んでいき、最終的なＩＣカード
の形状にした後、末端の開口部を必要に応じて封止する
ことで、ＩＣカードの厚み方向にＩＣカードを構成する
素子が積層された構造を形成することが出来る。本実施
例では４つ折りの場合で、図４において４分割した左上
にはプロセッサ３、記憶素子４を、左下には第２のセン
サ１ｂを、右上にはＲＦコイル５を、右下には第１のセ
ンサ１ａ、表示素子２を配置し、折畳んだ際に、最表面
側にＲＦコイル５、第１のセンサ１ａ、表示素子２が来
るように配置した。図４では封止部９が矩形をしている
が、特に形状に限定は無い。各素子は例えば実施例１で
記載した方法で作製することが出来る。各素子は、折畳
み線を避けて配置されるほうが望ましく、また配線１１
は可撓性のある材料で構成される。
の一例をＩＣカードを例として示すものである。一枚の
シート状の基板６の上にプロセッサ３、記憶素子４、Ｒ
Ｆコイル５、第１のセンサ１ａ、第２のセンサ１ｂ、表
示素子２の各素子を平面的に配置して形成し、配線１１
を行ったあとこれを折畳んでいき、最終的なＩＣカード
の形状にした後、末端の開口部を必要に応じて封止する
ことで、ＩＣカードの厚み方向にＩＣカードを構成する
素子が積層された構造を形成することが出来る。本実施
例では４つ折りの場合で、図４において４分割した左上
にはプロセッサ３、記憶素子４を、左下には第２のセン
サ１ｂを、右上にはＲＦコイル５を、右下には第１のセ
ンサ１ａ、表示素子２を配置し、折畳んだ際に、最表面
側にＲＦコイル５、第１のセンサ１ａ、表示素子２が来
るように配置した。図４では封止部９が矩形をしている
が、特に形状に限定は無い。各素子は例えば実施例１で
記載した方法で作製することが出来る。各素子は、折畳
み線を避けて配置されるほうが望ましく、また配線１１
は可撓性のある材料で構成される。
【００４５】最表面或いは直接接する素子がある場合に
はあらかじめ保護膜などで被覆をすることも出来る。
はあらかじめ保護膜などで被覆をすることも出来る。
【００４６】また、本方法は実施例１のような有機材料
からなる素子を主体とするものだけでなく、シリコンな
どの無機半導体デバイスにおいて、機能部以外の基板を
出来るだけ除去して薄くしたプロセッサやメモリを基板
上に配置したものにも利用できる。
からなる素子を主体とするものだけでなく、シリコンな
どの無機半導体デバイスにおいて、機能部以外の基板を
出来るだけ除去して薄くしたプロセッサやメモリを基板
上に配置したものにも利用できる。
【００４７】本方法はＩＣカードに限定されるものでは
なく、他の半導体装置、例えば、テレビ、携帯電話、携
帯情報端末などにも応用される。
なく、他の半導体装置、例えば、テレビ、携帯電話、携
帯情報端末などにも応用される。
【００４８】（実施の形態３）図５は、基板の上に素子
と配線を配置した機能別ユニットを作製しておき、それ
らの中から必要な機能を有するユニット（シート）を組
み合わせて積層し、結線し、各層を一体化するために封
止するすることにより積層構造を実現する場合の一例を
示す実施例である。図５ではプロセッサ３と記憶素子４
を第一のユニットC、第２のセンサ１ｂを第２のユニッ
トB、ＲＦコイル５を第３のユニットD、第１のセンサ１
ａと表示素子２を第４のユニットAとして別々の基板８
上を配置し、積層した際に、最表面側にＲＦコイル５か
らなる第３のユニット、第１のセンサ１ａと表示素子２
からなる第４のユニットが来るように重ねて封止９を行
った例である。図５では封止部が矩形をしているが、特
に形状に限定は無い。各素子は例えば実施例１で記載し
た方法で作製することが出来る。上下のシート間の配線
方法としては、フレキシブルプリント配線（ＦＰＣ）を
用いる方法や、各シートを貫通するスルーホールを通し
た配線を導電性粘着シートを用いて接続する方法、各シ
ートを貫通するスルーホールを通した配線の端子同士を
圧着する方法などが用いられる。また、各基板に変調さ
れた電気信号を変調された光に変換する発光素子（例え
ば有機ＥＬなど）及び変調された光を受け元の変調され
た電気信号に戻す受光素子（例えば光電変換素子）を配
置し、基板間の信号を光を介してやり取りする方法を取
ることが出来た。
と配線を配置した機能別ユニットを作製しておき、それ
らの中から必要な機能を有するユニット（シート）を組
み合わせて積層し、結線し、各層を一体化するために封
止するすることにより積層構造を実現する場合の一例を
示す実施例である。図５ではプロセッサ３と記憶素子４
を第一のユニットC、第２のセンサ１ｂを第２のユニッ
トB、ＲＦコイル５を第３のユニットD、第１のセンサ１
ａと表示素子２を第４のユニットAとして別々の基板８
上を配置し、積層した際に、最表面側にＲＦコイル５か
らなる第３のユニット、第１のセンサ１ａと表示素子２
からなる第４のユニットが来るように重ねて封止９を行
った例である。図５では封止部が矩形をしているが、特
に形状に限定は無い。各素子は例えば実施例１で記載し
た方法で作製することが出来る。上下のシート間の配線
方法としては、フレキシブルプリント配線（ＦＰＣ）を
用いる方法や、各シートを貫通するスルーホールを通し
た配線を導電性粘着シートを用いて接続する方法、各シ
ートを貫通するスルーホールを通した配線の端子同士を
圧着する方法などが用いられる。また、各基板に変調さ
れた電気信号を変調された光に変換する発光素子（例え
ば有機ＥＬなど）及び変調された光を受け元の変調され
た電気信号に戻す受光素子（例えば光電変換素子）を配
置し、基板間の信号を光を介してやり取りする方法を取
ることが出来た。
【００４９】また、本方法は実施例１のような有機材料
からなる素子を主体とするものだけでなく、シリコンな
どの無機半導体デバイスにおいて、機能部以外の基板を
出来るだけ除去して薄くしたプロセッサやメモリをシー
ト基板上に配置したものにも利用できる。
からなる素子を主体とするものだけでなく、シリコンな
どの無機半導体デバイスにおいて、機能部以外の基板を
出来るだけ除去して薄くしたプロセッサやメモリをシー
ト基板上に配置したものにも利用できる。
【００５０】また本実施例では４つのユニットで構成さ
れるＩＣカードを例に説明したが、ＩＣカードに限定さ
れるものではなく、他の半導体装置、例えば、テレビ、
携帯電話、携帯情報端末などにも応用される。またユニ
ットの数も４つに限定されるものではない。
れるＩＣカードを例に説明したが、ＩＣカードに限定さ
れるものではなく、他の半導体装置、例えば、テレビ、
携帯電話、携帯情報端末などにも応用される。またユニ
ットの数も４つに限定されるものではない。
【００５１】（実施の形態４）各素子を可撓性のある材
料で構成することにより、素子自体に可撓性を付与する
ことができ、これらの素子を可撓性のあるシート基板上
に配置して形成することにより、各素子を配置したシー
ト全体として可撓性を持たせることができる。可撓性の
ある素子は例えば実施例１に記載の方法で作製すること
が出来る。これを丸めて開口部を封止することで棒状の
半導体装置を作製することが出来る。図６にその一例を
示す。
料で構成することにより、素子自体に可撓性を付与する
ことができ、これらの素子を可撓性のあるシート基板上
に配置して形成することにより、各素子を配置したシー
ト全体として可撓性を持たせることができる。可撓性の
ある素子は例えば実施例１に記載の方法で作製すること
が出来る。これを丸めて開口部を封止することで棒状の
半導体装置を作製することが出来る。図６にその一例を
示す。
【００５２】まず、一枚のシート状の基板の上にプロセ
ッサ３、記憶素子４、第１のセンサ１ａ、第２のセンサ
１ｂ、表示素子２の各素子を平面的に配置して形成す
る。次に各素子が配置され、配線が施された基板を丸め
てゆき、端部を封止９する。各素子の内、表示素子２や
センサ部のように丸めた際、最表面に露出する必要があ
る素子はあらかじめシート基板上に素子を配置する際に
位置を考えて配置しておく。
ッサ３、記憶素子４、第１のセンサ１ａ、第２のセンサ
１ｂ、表示素子２の各素子を平面的に配置して形成す
る。次に各素子が配置され、配線が施された基板を丸め
てゆき、端部を封止９する。各素子の内、表示素子２や
センサ部のように丸めた際、最表面に露出する必要があ
る素子はあらかじめシート基板上に素子を配置する際に
位置を考えて配置しておく。
【００５３】最表面或いは直接接する素子がある場合に
はあらかじめ保護膜などで被覆をすることも出来る。
はあらかじめ保護膜などで被覆をすることも出来る。
【００５４】本実施例の図６では、ディスプレイとセン
サ部のみが最終的な形状の半導体装置で表面に露出し、
他のプロセッサ３、記憶素子４、第２のセンサ１ｂは内
部に巻き込まれるようにして丸めた物である。図６で封
止部は丸い形状をしているが形状に特に限定はない。棒
状（筒状）半導体装置の内径及び外形は、素子を形成し
た後の基板のフレキシビリティに応じて、素子や配線が
壊れない範囲で設定することが出来る。また、完全に封
止せず、棒状（筒状）にした状態で仮止め出来るように
し、必要に応じて開いた状態で使用したり、丸めた状態
で使用したりすることが出来る。これにより、例えば持
ち運び時は丸めておき（例えばペンのように治具を設け
胸ポケットに刺しておくことも可能）、使用時には開く
ような使い方も可能である。
サ部のみが最終的な形状の半導体装置で表面に露出し、
他のプロセッサ３、記憶素子４、第２のセンサ１ｂは内
部に巻き込まれるようにして丸めた物である。図６で封
止部は丸い形状をしているが形状に特に限定はない。棒
状（筒状）半導体装置の内径及び外形は、素子を形成し
た後の基板のフレキシビリティに応じて、素子や配線が
壊れない範囲で設定することが出来る。また、完全に封
止せず、棒状（筒状）にした状態で仮止め出来るように
し、必要に応じて開いた状態で使用したり、丸めた状態
で使用したりすることが出来る。これにより、例えば持
ち運び時は丸めておき（例えばペンのように治具を設け
胸ポケットに刺しておくことも可能）、使用時には開く
ような使い方も可能である。
【００５５】（実施の形態５）半導体装置の厚さに相当
する幅で、半導体装置の一片と同じ長さ（厚さは適当）
の板状の形態の構成要素があり、当該の半導体装置を構
成する素子が一つの構成要素に搭載されているか、或い
は複数の構成要素に分割されて搭載されている場合、図
７に示すように各構成要素を組み合わせていくことによ
って一つの半導体装置を形成することが出来る。図７は
ＩＣカードの例である。半導体装置がＳ１からＳ１１０
の１１０個の構成からなる場合、Ｓ１からＳ１０は基板
材料のみからなり外形を構成し、Ｓ１１〜Ｓ３０はそれ
ぞれ１０ＫＢのＲＯＭメモリユニットからなり、合計２
００ＫＢの容量のＲＯＭを構成と配線を構成し、Ｓ３１
〜Ｓ５０はそれぞれ１０ＫＢのＲＡＭメモリユニットか
らなりトータル２００ＫＢのＲＡＭ及び配線を構成し、
Ｓ５１〜Ｓ１００はそれぞれプロセッサのユニットで全
体として一つのプロセッサ及び配線を構成し、Ｓ１０１
〜Ｓ１１０は基板材料のみからなり外形を構成する。以
上１１０個の構成要素を組み合わせにより一つの半導体
装置が構成される。ＲＦコイル５は組み合わせが完了し
た後、印刷法などで形成することが出来る。
する幅で、半導体装置の一片と同じ長さ（厚さは適当）
の板状の形態の構成要素があり、当該の半導体装置を構
成する素子が一つの構成要素に搭載されているか、或い
は複数の構成要素に分割されて搭載されている場合、図
７に示すように各構成要素を組み合わせていくことによ
って一つの半導体装置を形成することが出来る。図７は
ＩＣカードの例である。半導体装置がＳ１からＳ１１０
の１１０個の構成からなる場合、Ｓ１からＳ１０は基板
材料のみからなり外形を構成し、Ｓ１１〜Ｓ３０はそれ
ぞれ１０ＫＢのＲＯＭメモリユニットからなり、合計２
００ＫＢの容量のＲＯＭを構成と配線を構成し、Ｓ３１
〜Ｓ５０はそれぞれ１０ＫＢのＲＡＭメモリユニットか
らなりトータル２００ＫＢのＲＡＭ及び配線を構成し、
Ｓ５１〜Ｓ１００はそれぞれプロセッサのユニットで全
体として一つのプロセッサ及び配線を構成し、Ｓ１０１
〜Ｓ１１０は基板材料のみからなり外形を構成する。以
上１１０個の構成要素を組み合わせにより一つの半導体
装置が構成される。ＲＦコイル５は組み合わせが完了し
た後、印刷法などで形成することが出来る。
【００５６】ただし、各素子及び全体の構成要素の数や
形は本実施例に限定されるものではない。
形は本実施例に限定されるものではない。
【００５７】
【発明の効果】半導体装置を構成する各素子を平面的に
配置するだけでなく、厚さ方向に積層しながらも全体の
厚さを薄く抑えることが可能になり、半導体装置の限ら
れたスペースに従来よりも多くの機能を搭載出来るよう
になる。
配置するだけでなく、厚さ方向に積層しながらも全体の
厚さを薄く抑えることが可能になり、半導体装置の限ら
れたスペースに従来よりも多くの機能を搭載出来るよう
になる。
【００５８】各素子を構成する材料としては、例えば、
有機材料は無機の半導体材料と比較して、微量の不純物
による物性への影響は少なく、可撓性も高い。したがっ
て、データを記録する素子とデータの処理を行う演算素
子とデータをやり取りする通信素子とエネルギーを貯蔵
または発生する素子と外部の情報を検出し蓄積或いは通
信可能なデータに変換する素子（センサ）と記録された
データを表示する素子等の半導体素子の構成要素の全部
或いは出来るだけ多くの構成要素を有機材料で構成する
ことにより汚染、曲げ、捻りなどにより半導体装置の信
頼性を著しく低下させる問題の発生を低減することが出
来る。
有機材料は無機の半導体材料と比較して、微量の不純物
による物性への影響は少なく、可撓性も高い。したがっ
て、データを記録する素子とデータの処理を行う演算素
子とデータをやり取りする通信素子とエネルギーを貯蔵
または発生する素子と外部の情報を検出し蓄積或いは通
信可能なデータに変換する素子（センサ）と記録された
データを表示する素子等の半導体素子の構成要素の全部
或いは出来るだけ多くの構成要素を有機材料で構成する
ことにより汚染、曲げ、捻りなどにより半導体装置の信
頼性を著しく低下させる問題の発生を低減することが出
来る。
【００５９】多種多様な素子を一貫した印刷工程で作製
できるため製造工程が極めて簡単で低コストになること
に加え、ユーザーの希望に応じて仕様の異なる多種類、
少量生産にも対応できるようになる。
できるため製造工程が極めて簡単で低コストになること
に加え、ユーザーの希望に応じて仕様の異なる多種類、
少量生産にも対応できるようになる。
【図１】従来のＩＣカードの構造の図を示す。
【図２】本発明によるＩＣカードの構成の例の図を示
す。
す。
【図３】本発明に関わる有機材料によるトランジスタ構
造形成プロセスの説明図を示す。
造形成プロセスの説明図を示す。
【図４】本発明による折畳み型のＩＣカードの構成の例
の図を示す。
の図を示す。
【図５】シート状の基板の上に素子を配置した機能別ユ
ニットを積層した半導体装置の図を示す。
ニットを積層した半導体装置の図を示す。
【図６】可撓性のある素子が配置された可撓性のあるシ
ート基板を丸めて開口部を封止することで棒状の半導体
装置の概念図を示す。
ート基板を丸めて開口部を封止することで棒状の半導体
装置の概念図を示す。
【図７】板状の形態の構成要素を各構成要素を組み合わ
せてなる半導体装置の概念図を示す。
せてなる半導体装置の概念図を示す。
１…センサ、
１ａ…第１のセンサ
１ｂ…第２のセンサ
２…表示素子
２ａ…表示層
２ｂ…駆動回路
３…プロセッサ
４…記憶素子
５…ＲＦコイル
６…基板
７…保護膜
８…基板
９…封止剤
１１…配線
２０…ＩＣチップ
２１…ゲート電極
２２…ゲート絶縁膜
２３…ソース電極
２４…ドレイン電極
２５…半導体層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 森 重恭
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ
ャープ株式会社内
(72)発明者 小西 貴雄
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ
ャープ株式会社内
Ｆターム(参考） 2C005 MA33 MA40 MB03 NA06 PA03
QC03 SA21
5B035 BA03 BB09 BB12 CA01 CA06
CA23
Claims (9)
- 【請求項１】 データを記録する素子と、データの処理
を行う演算素子と、データをやり取りする通信素子と、
エネルギーを貯蔵または発生する素子と、外部の情報を
検出し蓄積或いは通信可能なデータに変換する素子と、
記録されたデータを表示する素子の全部又は一部を含む
構成の半導体装置において、 前記各素子の一部又は全部が厚さ方向に積層されて構成
されることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 データを記録する素子と、データの処理
を行う演算素子と、データをやり取りする通信素子と、
エネルギーを貯蔵または発生する素子と、外部の情報を
検出し蓄積或いは通信可能なデータに変換する素子と、
記録されたデータを表示する素子の全部又は一部を含む
構成の半導体装置において、 折畳み可能な基板上に前記各素子及び配線を備え、前記
基板を折畳むことによって作製されることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項３】 データを記録する素子と、データの処理
を行う演算素子と、データをやり取りする通信素子と、
エネルギーを貯蔵または発生する素子と、外部の情報を
検出し蓄積或いは通信可能なデータに変換する素子と、
記録されたデータを表示する素子の全部又は一部を含む
構成の半導体装置において、 前記基板上に前記素子と配線を備えた特定の機能を有す
るユニットを複数個形成し、前記ユニットを組み合わせ
て積み重ねて作製されることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】 データを記録する素子と、データの処理
を行う演算素子と、データをやり取りする通信素子と、
エネルギーを貯蔵または発生する素子と、外部の情報を
検出し蓄積或いは通信可能なデータに変換する素子と、
記録されたデータを表示する素子の全部又は一部を含む
構成の半導体装置において、 可撓性のある材料からなる前記素子と配線を可撓性のあ
る基板上に形成した半導体装置を丸めて作製されること
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項５】 データを記録する素子と、データの処理
を行う演算素子と、データをやり取りする通信素子と、
エネルギーを貯蔵または発生する素子と、外部の情報を
検出し蓄積或いは通信可能なデータに変換する素子と、
記録されたデータを表示する素子の全部又は一部を含む
構成の半導体装置において、 半導体装置の厚さに相当する幅で、半導体装置の一片と
ほぼ同じ長さの板状の形態の構成要素を有し、前記半導
体装置を構成する素子が一つの構成要素に搭載されてい
るか、或いは複数の構成要素に分割されて搭載されてお
り、各構成要素を組み合わせていくことによって一つの
半導体装置が形成されることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】 前記データを記録する素子、前記データ
の処理を行う演算素子、或は、データをやり取りする通
信素子が有機半導体、有機絶縁体、有機導電体からなる
３端子素子から構成されることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項７】 前記データを表示する素子が有機半導
体、有機絶縁体、有機導電体からなる３端子素子或いは
２端子素子で構成されることを特徴とする請求項１乃至
６のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項８】 前記半導体素子を構成する各素子のすべ
てが有機材料であることを特徴とする請求項１乃至７の
いずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項９】 前記有機トランジスタを形成する工程が
塗布法、印刷法、フィルムの張り合わせであることを特
徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316198A JP2003123047A (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316198A JP2003123047A (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003123047A true JP2003123047A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19134245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001316198A Pending JP2003123047A (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003123047A (ja) |
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-
2001
- 2001-10-15 JP JP2001316198A patent/JP2003123047A/ja active Pending
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