JP2004207652A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents

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Junya Maruyama
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Yuugo Gotou
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Abstract

【課題】シリコンウェーハの裏面加工に頼らずに薄型化が実現できる、新たな半導体実装技術を提供すること。
【解決手段】集積回路フィルムを実装することにより、当該集積回路フィルムを実装した半導体装置の薄型化を可能にする。ここで、集積回路フィルムとは、ガラスや石英などの基板上に形成された半導体膜を用いて作製された集積回路をもとにし作製されたフィルム状の集積回路をいう。本発明においては、転写技術を用いて、集積回路フィルムを作製している。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体実装技術に関し、特に転写技術を用いて作製した集積回路フィルムを実装した半導体装置およびその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップを実装して形成される半導体装置の小型化、薄型化にとって、半導体チップの薄型化は益々必要とされる技術である。
【０００３】
通常、半導体実装技術においては、半導体素子が形成されたシリコンウェーハの裏面（つまり、素子として機能していない半導体層の一部）を研削（バックグラインド）し、数百μｍの厚さにまで薄く加工する。
【０００４】
しかしながら、シリコンウェーハ上に形成された絶縁膜や配線などの応力からの影響により、薄く加工したシリコンウェーハは反りを生じる等の問題がある。このような、シリコンウェーハの反りはダイシング等を困難にする等の問題を生じるため、半導体チップのさらなる薄型化への障害となっている。
【０００５】
このため、シリコンウェーハの裏面研削工程において貼り付ける保護シートの貼り付け方法を工夫し、シリコンウェーハの反りを抑制するなどの対策がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−６１７８５号公報（第２−４頁、第１図）
【０００７】
この他、裏面研削の際、ウェーハの裏面に形成されるキズなども、半導体チップの薄型化への障害となる。
【０００８】
従って、上記のような問題を解決するために、シリコンウェーハの裏面加工に頼らずに薄型化が実現できる、新たな半導体実装技術の開発が求められる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような問題を鑑み、本発明では、転写技術を用いて作製した集積回路フィルムを実装した半導体装置およびその作製方法について提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、転写技術を用いて作製した集積回路フィルムを実装していることを特徴としている。
【００１１】
ここで、集積回路フィルムとは、基板上に形成された半導体膜を用いて作製された集積回路を、基板から分離することにより作製したフィルム状の集積回路をいう。前記基板としてはガラス基板や石英基板などを用いることができる。また集積回路を基板から分離する方法は、転写技術や、前記基板のみを選択的にエッチングする技術等を用いることが可能である。
【００１２】
なお、本発明の半導体装置に実装された集積回路フィルムは、島状に分離した複数個の素子を有するものであり、各々の素子を構成する半導体層は３０ｎｍ〜６０ｎｍの厚さで形成されている。また、複数の素子で構成された集積回路は、論理回路、メモリ等の機能を有するものである。
【００１３】
従来より用いられている半導体チップの厚さは、主に半導体層の厚さに依存して決まる。転写技術を用いることで作製した集積回路フィルムは、膜厚３０〜６０ｎｍの半導体層を有するフィルムであり、半導体チップと比較して飛躍的に薄い。
【００１４】
また、本発明の半導体装置に実装された集積回路フィルムにおいて、各々の素子を構成する半導体層の膜面は複数の面方位を有している。
【００１５】
なお、前述のような３０〜６０ｎｍの半導体層を有する集積回路フィルムの厚さは、主に配線および層間絶縁膜の積層数に依存して決まる。
【００１６】
また、本発明の半導体装置は、集積回路フィルムに接する、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の膜を有することを特徴としている。
【００１７】
上記のような熱伝導性のよい膜を設けることにより、集積回路フィルムにおいて発生する熱が放散されやすくなる。
【００１８】
本発明の半導体装置は、集積回路フィルムと配線基板とが突起電極を介して電気的に接続していることを特徴としている。
【００１９】
なお、前記配線基板はポリイミド等の絶縁体と、銅等の導電体とを用いて形成される。当該基板は硬質または可撓性を有するもののいずれでもよい。絶縁体としては、ポリイミド、ガラスエポキシ等の樹脂材料以外にアルミナや窒化アルミナ等のセラミック材料を用いることが可能である。また銅以外に、金等の材料を用いることが可能である。突起電極は厚さ１０〜３０μｍの半田またはメッキにより形成された導電体である。
【００２０】
なお、前記基板には、複数個の集積回路フィルムが複数個、横並びに積載されていてもよい。また各々の集積回路フィルムは、ＣＰＵやメモリなど機能のことなるものでもよい。
【００２１】
また本発明において、集積回路フィルムは、多角形で形成されている。これは、本発明の集積回路フィルムが、シリコンウェーハのように劈開面に依存した分断を行う必要がないため可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図１（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。本発明では、転写技術を用いて作製した集積回路フィルムを実装した半導体装置について説明する。
【００２３】
図１（Ａ）において、集積回路フィルム１２と基板１３とは突起電極（バンプ）１５を介して電気的に接続している。集積回路フィルム１２は、ガラス基板上に形成したＴＦＴおよびＴＦＴを駆動するための配線などを含めた層を、転写技術を用いて剥離し剥離し形成されたものである。つまり、シリコンウェーハのように裏面研削工程を用いることなく薄型化された集積回路フィルムである。基板１３はポリイミド膜に銅などの導電性材料を配線した多層配線基板である。
【００２４】
本実施の形態の半導体装置は、集積回路フィルム１２と基板１３とが、集積回路フィルムに形成されているスタガ型のＴＦＴの上側が（つまり、半導体層を中心としてゲート電極側が）、基板１３と向かい合うように設けられている、フェイスダウン構造である。
【００２５】
集積回路フィルム１２には、多結晶珪素膜を島状に分離した半導体層からなるＴＦＴが複数個形成されている。
【００２６】
図１（Ｂ）は、集積回路フィルム１２の一部の断面図である。絶縁膜２３の上にＮチャネル型ＴＦＴ２１とＰチャネル型ＴＦＴ２２が形成されている。なおＴＦＴ２１、２２の半導体層は３０〜６０ｎｍの膜厚である。ＴＦＴ２１，２２を覆う絶縁膜３１の上には、ＴＦＴ２１、２２に電気的信号を伝達するための配線３５が形成されている。また、配線３５と同じ層に電極３３が形成されている。ＴＦＴ２１、２２および配線３５等を保護するための保護膜３４の開口部から電極３３が露出している。配線３５は１％の珪素を含有するアルミニウム、層間絶縁膜３１は酸化珪素等の２５０℃以上の耐熱性を有する膜から形成されている。なお、集積回路フィルム１２はガラス基板上に形成したＴＦＴ層を転写技術を用いて剥離したものであり、厚さは約１〜１０μｍである。なお、ＴＦＴ層とは、ＴＦＴの他、配線や絶縁層等を含むものをいう。
【００２７】
集積回路フィルム１２のうち、電極３３とは反対の絶縁膜２３が設けられている側には、熱伝導性の良い材料からできた膜１６が形成されている。膜１６を設けることにより、集積回路フィルム１２内における発熱を放散することができる。膜１６としては、約１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性を有するような金属材料（例えば、アルミニウム等）、若しくは、カーボンやアルミニウムを主成分としたセラミック材料（例えば、ＤＬＣ（Diamond like Carbon）やアルミナ、窒化アルミ等カーボン等）等を用いればよい。
【００２８】
図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示した集積回路フィルム１２と基板１３との接続部（点線１１で囲まれた部分）における断面図である。電極３３の上には導電膜４２、４３が積層して形成されており、導電膜４３の上に突起電極１５が形成されている。また、集積回路フィルム１２と基板１３とは接着剤を用いて貼り合わされている。電極４１と突起電極１５とは接着剤中の金属粒子を介して電気的に接続している。なお、接着剤以外に導電性ペースト等を用いて電極４１と突起電極１５とを電気的に接続させてもよい。
【００２９】
上記のように、ＴＦＴで形成された厚さ数μｍの集積回路フィルムを実装することで、飛躍的に薄型化した半導体装置を作製することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、ＴＦＴが形成された集積回路フィルムを用いているが、これ以外にもガラス基板或いは石英上等に形成した結晶質半導体膜を用いてメモリ等を形成したものを集積回路フィルムとした半導体装置を形成してもよい。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
本実施例においては、転写技術を用いて作製した集積回路フィルムを実装した半導体装置の作製方法について図２〜５を用いて説明する。
【００３２】
本実施例において作製した集積回路フィルムの厚さは数μｍであり、従来の半導体チップと比較して飛躍的に薄型化している。従って、当該集積回路フィルムを実装した半導体装置も飛躍的に薄型化する。また、シリコンウェーハで作製した集積回路フィルムとは異なり、劈開面を考慮した切断を行う必要がないため、様々な形状に切り出すことができる。基板の一辺とほぼ同じ寸法で切り出すことも可能である。さらに、シリコンウェーハと異なり、半導体層が各々島状に分離して形成されている。このため、ＴＦＴにかかる応力が分散され、曲げなどのストレスに対する強度がシリコンウェーハで作製した集積回路フィルムよりも強く、実装時や実装後の半導体装置においても曲げなどの外的ストレスに強い。また、半導体装置の作製工程においても、裏面研削による薄型化を行う必要がないため、裏面研削工程において発生する不良を回避できる。また、裏面研削工程を要しないため、ＴＦＴ形成工程と突起電極（バンプ）形成工程とを連続して行うことができる。
【００３３】
まず、ガラスからなる第１の基板７００上にＴＦＴを形成する。ＴＦＴ形成は以下のようにして行う。
【００３４】
第１の基板７００の上に絶縁膜７０１を形成する。本実施例では、絶縁膜７０１として酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）を膜厚１００ｎｍで成膜して形成した。成膜はＰＣＶＤ法を用いて行った。
【００３５】
絶縁膜７０１の上に金属７０２を形成する。本実施例においては、金属膜７０２としてタングステン（Ｗ）をスパッタ法で膜厚５０ｎｍで成膜して形成した。成膜はスパッタ法を用いて行った。
【００３６】
さらに金属膜７０２の上に酸化膜７０３を形成した。本実施例においては、酸化膜７０３として、酸化珪素を膜厚２００ｎｍで成膜して形成した。成膜はスパッタ法を用いて行った。また、金属膜７０２と酸化膜７０３の形成は、大気中にさらすことなく、連続して行った。なお、酸化膜７０３の膜厚は、上記の値に限らないが、金属膜７０２の膜厚の２倍以上の膜厚とすることが好ましい。
【００３７】
なお、金属膜７０２と酸化膜７０３を積層形成することで、金属膜７０２と酸化膜７０３との界面に、非晶質の酸化金属膜７０４ａが形成される。なお、本実施例においては、金属膜７０２としてタングステン、酸化膜７０３として酸化珪素を用いているため、酸化金属膜７０４ａとして酸化タングステン（ＷＯX）が膜厚４ｎｍで形成される。なお、タングステン（Ｗ）以外に、モリブデン（Ｍｏ）、タングステンとモリブデンの合金（ＷXＭｏ1-X）等を用いてもよい。また、金属膜７０４ａに酸素を添加し、後の工程における剥離を促進したり、若しくは窒素を添加し、剥離を抑制したりしてもよい。これらの添加の有無、添加量等は、必要に応じて適宜調整すればよい。
【００３８】
次に、基板端面に成膜された金属膜７０２と酸化膜７０３をＯ２アッシングで除去する。
【００３９】
次に、酸化膜７０３の上に下地絶縁膜７９０を形成する。下地絶縁膜７０５は酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）を１００ｎｍの膜厚で成膜して形成する。下地絶縁膜７０５は、後に形成する半導体層中にガラス基板などから不純物が混入するのを阻止するために形成される。
【００４０】
次に、結晶質半導体膜７０５を形成する。結晶質半導体膜７０５は非晶質珪素膜を膜厚５４ｎｍで成膜した後、これを結晶して形成する。なお、非晶質珪素膜の成膜はＰＣＶＤ法を用いて行った。また、本実施例において、非晶質珪素膜中には水素が含有されている。
【００４１】
本実施例において、上記非晶質珪素膜中には２１．５％（組成比）の水素が含有されている。これは、赤外線分光法（ＦＴ−ＩＲ）を用いた定量分析により、上記非晶質珪素膜中のＳｉ−Ｈが１．０６×１０22atoms／cm3、Ｓｉ−Ｈ2が８．３４×１０19atoms／cm3の濃度であるという結果より算出して得られた値である。
【００４２】
次に上記非晶質珪素膜の表面に触媒金属元素であるＮｉを添加した後、５００℃、１時間の熱処理を行う。さらに連続して５５０℃、４時間、ファーネスによる熱処理を行い、第１の多結晶珪素膜を形成する。
【００４３】
なお、４１０℃以上の熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜中に含有されている水素は拡散する。また、４００℃以上の熱処理を施すことにより、非晶質の酸化金属膜７０４ａは結晶化し、結晶質の酸化金属膜７０４ｂとなる。また結晶化により、酸化金属膜７０４ｂは２ｎｍの膜厚になる。つまり、本実施例では、上述のように４１０℃以上の温度条件下での熱処理を施すため、水素拡散と酸化金属膜７０４ａの結晶化が同時に行われている。従って、非晶質の酸化タングステンは結晶質の酸化タングステンとなる。なお、本実施例のような第１の多結晶珪素膜を形成する以外の工程において４１０℃以上の熱処理を施すことも可能である。
【００４４】
次に、第１の多結晶珪素膜にエキシマレーザー光を照射して結晶性を向上させた第２の多結晶珪素膜を形成した。
【００４５】
次に、オゾン水を用いて第２の結晶質珪素膜表面に１ｎｍの膜厚の薄い酸化膜を形成し、さらにその上に非晶質珪素膜をスパッタ法により１００ｎｍの膜厚で形成した。そして、５５０℃、４時間のファーネスによる熱処理を行い、結晶質珪素膜中に含有されている触媒金属元素を、非晶質珪素膜中へと移動させた（ゲッタリング処理）。ゲッタリング処理後、不要になった非晶質珪素膜（ゲッタリング後は触媒金属元素の効果により結晶質珪素膜となる場合がある）をＴＭＡＨ溶液を用いて除去し、さらに薄い酸化膜をフッ酸溶液を用いて除去し、結晶質半導体膜７０５を形成した。
【００４６】
なお、上記の結晶質半導体膜７０５は膜面は、＜１１１＞晶帯面に属する複数の結晶面を有する。
【００４７】
なお、実施例のように触媒金属元素としてＮｉを用いた結晶化以外にも、公知の結晶化方法（固相成長法、レーザー結晶化法等）により結晶質半導体膜７０５を形成してもよい。
【００４８】
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を形成する場合、レーザー媒質としてエキシマ（ＸｅＣｌ）やＹＡＧ、ＹＶＯ4を用いたパルス発振型または連続発振型のレーザーを用いることができる。エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数を約３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ2とすればよい。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合は第２高波長を用いてパルス発振周波数を３０〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ2とすればよい。発振したレーザー光を幅１００〜１０００μｍの線状に集光した線状レーザー光を、重ね合わせ率（オーバーラップ率）５０〜９０％として基板全面に渡って照射する方法を用いてもよい。なお、レーザー結晶化法を用いる場合においても、４１０℃以上の熱処理を施し、水素拡散および酸化タングステンの結晶化を行うことが好ましい。
【００４９】
次に、上記のようにして得られた結晶質半導体膜７０５をパターニングおよびエッチングにより所望の形状に加工して素子分離した半導体層７０６ａ、７０６ｂを形成する。
【００５０】
なお、半導体膜７０６を形成する前、もしくは形成した後、ＴＦＴの閾値を制御するための不純物添加（チャネルドープ）を行ってもよい。添加する不純物としては、ボロン又は燐などを用いればよい。
【００５１】
次に、半導体層７０６ａ、７０６ｂの上にゲート絶縁膜７０７を形成する。さらにゲート絶縁膜７０７の上にゲート電極７０８を形成する。ゲート絶縁膜７０７は酸化珪素膜を３０ｎｍの膜厚で成膜して形成する。また、ゲート電極は、窒化タンタル（ＴｉＮ）とタングステン（Ｗ）をそれぞれ膜厚３０ｎｍ、３７０ｎｍで成膜した後、パターニングおよびエッチングにより加工して形成する。
【００５２】
次に、ｎ型不純物である燐を添加し、ｎ型の低濃度不純物領域７０９を形成する。さらに、ｐ型不純物であるボロンを添加し、ｐ型の低濃度不純物領域７１０を形成する。
【００５３】
次にゲート電極７０８の側壁にサイドウォール７１１を形成する。
【００５４】
次に、ｎ型不純物である燐を添加し、ｎ型のソース（或いは、ドレイン）７１２を形成する。さらに、ｐ型不純物であるボロンを添加し、ｐ型のソース（或いは、ドレイン）７１３を形成する。
【００５５】
上記のように、結晶質半導体膜７０５を用いてｎチャネル型ＴＦＴ７１４、ｐチャネル型ＴＦＴ７１５をそれぞれ形成する。
【００５６】
次に、ＴＦＴ７１４、７１５を覆うように層間絶縁膜７１６を形成する。層間絶縁膜７１６は酸化珪素膜を成膜して形成する。さらに、層間絶縁膜７１６の表面を平坦化する。層間絶縁膜７１６の形成後、添加した不純物の活性化を行う。
【００５７】
次に、層間絶縁膜７１６を貫通し、ソース（或いは、ドレイン）７１２，７１３に至るコンタクトホールを開孔する。
【００５８】
次に、ＴＦＴ７１４および７１５に電気的信号を伝達するための配線７１７および電極７１８を形成する。配線７１７および電極７１８は、層間絶縁膜７１６の上の同じ層で形成する。なお、本実施例では、チタン（Ｔｉ）、１％の珪素を含有するアルミニウム膜（Ａｉ−Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）を積層した後、パターニングおよびエッチングによりこれらを加工して配線７１７および電極７１８を形成した。
【００５９】
次に、開口部を有する保護膜７１９を形成する。保護膜７１９は、層間絶縁膜７１６の上方に酸化珪素膜を５００ｎｍの膜厚で成膜した後、パターニング及びエッチングにより開口部を形成して作製した。なお、保護膜７１９の開口部において、電極７１８が露出している。
【００６０】
以上のようにして、下地絶縁膜７０５から保護膜７１９までが形成されたものをＴＦＴ層７２０とする。
【００６１】
次に、電極７１８の上に導電膜７３０及び突起電極（バンプ）７３１を形成する。導電膜７３０は、クロム（Ｃｒ）および銅（Ｃｕ）を積層して形成される。また突起電極７３１は、ＰｂＳｎや金（Ａｕ）を材料として、半田により形成される。なお、突起電極７３１の厚さは２０μｍである。なお、導電膜７３０は突起電極７３１との密着性のよい材料であれば、上記以外のものでもよい。
【００６２】
なお、半田による熱に耐え得るよう、層間絶縁膜７１６および保護膜７１９は２５０℃以上の耐熱性をもつ材料で形成されていることが好ましい。なお、無機材料、有機材料のいずれを用いても構わない。
【００６３】
次に、突起電極７３１が形成されたＴＦＴ層７２０を剥離する工程について説明する。
【００６４】
次に、接着剤７４０を保護膜７１９の上方に塗布する。なお接着剤は約６０μｍの膜厚で塗布し、突起電極７３１を被覆するようにする。接着剤７４０を塗布後、焼成し、さらに紫外光を照射して効果させる。本実施例では、接着剤７４０として自己平坦性を有する水溶性樹脂を用いている。なお、接着剤７４０は、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等を組成とする。
【００６５】
次に、剥離する領域の周縁の一部にダイヤモンドペンで切り込みを入れ、意図的に損傷させる。切り込みを入れた部分は、外圧により金属膜７０２、酸化金属膜７０４ｂ、酸化膜７０３の界面における密着性が低下し、当該部分から剥離が生じやすくなる。なお、ダイヤモンドペンで切り込みを入れる以外に、スクライバー装置を用いて、押し込み量を１ｍｍとし、切り込みを入れてもよい。若しくは、剥離する領域の周縁に沿ってレーザー光を局所的に照射して意図的に損傷を与えることにより、金属膜７０２、酸化金属膜７０４ｂ、酸化膜７０３の界面における密着性を低下させてもよい。
【００６６】
次に、両面テープ７４１を用いて、接着剤７４０の上に第２の基板７４２を貼り付ける。ここで、接着剤７４０が自己平坦性を有するため、接着剤７４０の表面と第２の基板７４２の表面がほぼ並行になるように接着できる。さらに、第１の基板７００にも両面テープ７４２を用いて、第３の基板７４３を貼り付ける。第３の基板７４３は第１の基板７００の破損防止のために貼り付ける。
【００６７】
次に、前述の意図的に損傷させ、金属膜７０２、酸化金属膜７０４ｂ、酸化膜７０３の界面において、第１の基板７００を物理的手段例えば、人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等）により引き剥がす。
【００６８】
以上のようにして、第１の基板７００上に形成したＴＦＴ層７２０を第２の基板７４２に転写する。
【００６９】
なお、転写後、ＴＦＴ層７２０の下部には酸化金属膜７０４ｂおよび酸化膜７０３が残る。本実施例では、酸化金属膜７０４ｂのみを除去する。
【００７０】
次に、酸化膜７０３の上に熱伝導性の良い膜７４４を形成する。本実施例では、膜７４４としてＤＬＣ（Diamond like Carbon)を１０μｍの厚さで成膜し形成した。なお、ＤＬＣ以外にもＡｌ2Ｏ3等をもちいてもよい。
【００７１】
次に、膜７４４の上に保護シート７４５を貼り付ける。保護シート７４５は粘着剤層を有するものを用いた。
【００７２】
次に両面テープ７４１から第２の基板７４２を引き剥がす。さらに両面テープ７４１を引き剥がした後、純水に浸し接着剤７４０を除去する。これによりＴＦＴ層７２０は保護シート７４４に貼り付けられた状態となる。
【００７３】
次に、保護シート７４５に貼り付けられたＴＦＴ層７２０を保護シート７４５ごと切断して所望の形状にし、複数個の集積回路フィルム７５０を作製する。
【００７４】
なお、第２の基板７４２はＴＦＴ層を切断した後に剥がしても構わない。また、第２の基板７４２を剥がすときに保護シートが剥がれないように、粘着性について考慮しなければならない。
【００７５】
また本実施例においては、金属膜を利用した剥離方法について説明したが、当該方法に限らず、第１の基板を溶解する方法や、第１の基板裏面へのレーザー光照射を利用した方法など、他の方法を用いても構わない。
【００７６】
以上のように、転写技術を用いて作製した集積回路フィルム７５０を実装する方法について、次に説明する。
【００７７】
ポリイミド膜に銅などの導電性材料を多層で配線した第４の基板７５１に接着剤７５２を塗布する。なお、第４の基板７５１には電極７５３が形成されている。また、接着剤７５２には絶縁膜で覆われた金属粒子が分散されている。
【００７８】
次に、第４の基板７５１の電極７５３上に集積回路フィルム７５０の電極７１８が重なるようにアライメントし、第４の基板７５１と集積回路フィルム７５０とを貼り合わせる。この時、電極７１８上に形成した突起電極７３１が接着剤７５２中の金属粒子を介して電極７５３と電気的に接続する。なお、金属粒子を覆う絶縁膜は、接合する際に突起電極７３１と電極７５３の加圧力で破壊されるため導通が得られる。また、突起電極７３１が形成されていない部分においては、絶縁膜は破壊されないため、絶縁性が保たれる。
【００７９】
次に、集積回路フィルム７５０に紫外線を照射し、保護シート７４４を剥がす。なお、保護シート７４４は、集積回路フィルム７５０と第４の基板７５１とを貼り合わせる前に剥がしてもよい。
【００８０】
以上のようにして、本発明の半導体装置を作製する。
【００８１】
（実施例２）
本実施例では、実施例１とは異なる方法で集積回路フィルム７５０と第４の基板７５１とを貼り合わせて作製した半導体装置について、図６を用いて説明する。
【００８２】
ポリイミド膜に銅などの導電性材料を多層で配線した第５の基板７７０に樹脂７７１を塗布する。なお、第４の基板７５１には電極７５３が形成されている。
【００８３】
また、突起電極７３１に導電性ペーストを付着させる。
【００８４】
次に、第４の基板７５１の電極７５３上に集積回路フィルム７５０の電極７１８が重なるようにアライメントし、電極７５３と突起電極７３１とを貼り合わせる。
【００８５】
さらに集積回路フィルム７５０に超音波振動を加え、樹脂７７１を集積回路フィルム７５０と第４の基板７５１の間隙全体に拡散させる。さらに加熱処理を施し、樹脂７７１を硬化させる。
【００８６】
次に、集積回路フィルム７５０に紫外線を照射し、保護シート７４５を剥がす。なお、保護シート７４４は、集積回路フィルム７５０と第４の基板７５１とを貼り合わせる前に剥がしてもよい。
【００８７】
以上のようにして、本発明の半導体装置を作製する。本実施例により作製した半導体装置も、実施例１と同様に、集積回路フィルムの厚さが数μｍであるため、従来の半導体チップと比較して飛躍的に薄型化している。
【００８８】
（実施例３）
本実施例では、転写技術を用いて作製した集積回路フィルムを用いて作製したマルチフィルムモジュールについて、図７を用いて説明する。
【００８９】
実施例１に記載の結晶質半導体膜７０５迄形成する方法を用いて、結晶質半導体膜を形成した後、当該結晶質半導体膜を用いて、ＣＰＵ、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、Logicをそれぞれ異なる基板上に形成する。
【００９０】
次に、実施例１に記載のＴＦＴ７１４、７１５形成以後の工程と同様の方法を用いて、ＣＰＵ、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、Logicをそれぞれ搭載した集積回路フィルム７００１，７００２、７００３、７００４、７００５を形成する。なお、本実施例において、集積回路フィルム７００１〜７００５には熱伝導性の良い材料からなる膜が形成されている。
【００９１】
次に、プリント基板の両面に多層配線層を形成した第５の基板７０１０に、実施例１に記載の実装方法、若しくは実施例２に記載の実装方法と同様の方法を用いて、各々の集積回路フィルム７００１〜７００５を貼り付ける。
【００９２】
図７（Ａ）における断面図（Ａ−Ａ’）を図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）において、第５の基板７０１０上には、集積回路フィルム７００１〜７００５が実装されている。
【００９３】
実施例１に記載のように、本発明における集積回路フィルムは、シリコンウェーハのように劈開面に制限されることないため、様々な形状に切断できる。従って、第５の基板上での、集積回路フィルム７００１〜７００５の配置および第５の基板７０１０における配線の自由度が上がる。
【００９４】
以上のようにして、フリップチップ型のマルチフィルムモジュールを作製できる。なお、本発明のマルチフィルムモジュールは転写技術を用いて作製した集積回路フィルムにより形成しているため、飛躍的に薄型化している。
【００９５】
（実施例４）
本実施例では、本発明の半導体装置を搭載した電子機器の例について図１０を用いて説明する。本発明の半導体装置を搭載することによりより薄型化した電気機器を作製できる。なお本発明の半導体装置は図８、９のように実装され、各電子機器の本体内部に搭載されている。
【００９６】
図８において、マザーボード８００には、本発明を適用して作製したマルチフィルムモジュール８２０が実装されている。マルチフィルムモジュール８２０には複数の集積回路フィルム８２１〜８２４が実装されている。各々の集積回路フィルムは、Logic８２１、Flash Memory８２２、SRAM８２３、DRAM８２４を実装しており、それぞれ異なる基板上で形成された後、転写技術を用いて作製されたものである。また、CPU８１０、Logic８１１も、本発明を適用して薄型化したものである。本発明の半導体装置Logic８１１のようにL字形など様々な形状をとることができる。なお、実施例１〜３には、フェイスダウン型の半導体装置の例を示したが、ワイヤボンディング法により実装しても構わない。この場合においても、様々な形状の集積回路フィルムを実装できる。
【００９７】
また図９（Ａ）において、基板９０３にはドライバー９０１およびコントローラ９０２が実装されている。なお、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の断面図（Ｂ−Ｂ’）である。基板９０３にはＦＰＣ９０４が装着されており、ＦＰＣ９０４を介して、例えば表示装置などに接続される。ドライバー９０１およびコントローラ９０２は本発明の半導体装置である。なお、本実施例において基板９０３は可撓性を有する基板である。
【００９８】
図１０（Ａ）は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体３００１、筐体３００２、表示部３００３、キーボード３００４などによって構成されている。
【００９９】
図１０（Ｂ）は、本発明を適用して作製した携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体３０２１には表示部３０２３と、外部インターフェイス３０２５と、操作ボタン３０２４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス３０２２がある。
【０１００】
図１０（Ｃ）はビデオカメラであり、本体３０３１、表示部３０３２、音声入力３０３３、操作スイッチ３０３４、バッテリー３０３５、受像部３０３６などによって構成されている。
【０１０１】
図１０（Ｄ）は、本発明を適用して作製した携帯電話である。本体３０４１には表示部３０４４と、音声出力部３０４３、操作スイッチ３０４５、アンテナ３０４６等が設けられている。
【０１０２】
図１０（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体３０５１、表示部（Ａ）３０５７、接眼部３０５３、操作スイッチ３０５４、表示部（Ｂ）３０５５、バッテリー３０５６などによって構成されている。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の半導体装置に実装している集積回路フィルムの厚さは数μｍであり、従来のものと比較して飛躍的に薄型化している。従って、当該集積回路フィルムを実装した本発明の半導体装置も飛躍的に薄型化している。また、集積回路フィルムを様々な形状に切り出すことができるため、例えば一つの多層配線基板に複数個の集積回路フィルムを実装する場合において、レイアウトが多様化し実装密度を上げることができる。本発明の半導体装置に実装された集積回路フィルムは、半導体層が各々島状に分離して形成されている。このため、ＴＦＴにかかる応力が分散され、曲げなどのストレスに対する強度がシリコンウェーハで作製した集積回路フィルムよりも強く、実装時や実装後の半導体装置においても曲げなどの外的ストレスに強い。また、半導体装置を作製する工程においても、裏面研削による薄型化を行う必要がないため、裏面研削工程において発生する不良を回避でき、歩留まりの向上につながる。また、裏面研削工程を要しないため、ＴＦＴ形成工程と突起電極（バンプ）形成工程とを連続して行うことができる。
【０１０４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置を説明する図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の半導体装置を適用したモジュールの模式図。
【図９】本発明の半導体装置を適用したモジュールの模式図。
【図１０】本発明の半導体装置を適用した電子機器。

Claims (13)

  1. 基板上に形成された半導体膜を用いて作製された集積回路を、前記基板から分離することにより作製したフィルム状の集積回路を実装した半導体装置。
  2. 請求項１に記載の半導体装置において、前記半導体膜の膜厚は３０〜６０ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の半導体装置において、前記フィルム状の集積回路に接するように１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する膜が設けられていることを特徴とする半導体装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれかひとつに記載の半導体装置において、前記フィルム状の集積回路には、突起電極を介して配線基板と電気的に接続していることを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項４に記載の半導体装置において、前記配線基板は前記フィルム状の集積回路を複数個有することを特徴とする半導体装置。
  6. 島状に分離した複数の半導体層を有する集積回路フィルムを実装した半導体装置において、前記半導体層の膜厚は３０〜６０ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項６に記載の半導体装置おいて、前記集積回路フィルムに接するように１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する膜が設けられていることを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項６または請求項７に記載の半導体装置において、前記集積回路フィルムは、突起電極を介して配線基板と電気的に接続していることを特徴とする半導体装置。
  9. 請求項８に記載の半導体装置において、前記配線基板は前記集積回路フィルムを複数個有することを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項６乃至請求項９のいずれかひとつに記載の半導体装置において、前記集積回路フィルムは、多角形であることを特徴とする半導体装置。
  11. 第１の基板に結晶質半導体膜を形成する工程と、
    前記結晶質半導体膜を用いた素子と、前記素子に電気的信号を伝達する配線と、絶縁膜とからなる素子層を形成する工程と、
    前記素子層を前記第１の基板から前記第２の基板に転写する工程と、
    前記素子層をシートに転写する工程と、
    前記素子と、前記素子層を分断して集積回路フィルムを作製する工程と
    を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  12. 請求項１１に記載の半導体装置の作製方法において、前記素子層を形成後、第２の基板への転写前に、前記配線に電気的信号を伝達するための突起電極を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  13. 請求項１２または請求項７に記載の半導体装置の作製方法において、第２の基板に転写後、前記素子層の上に１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
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