JP2006237402A - Semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of fabricating a semiconductor device with requested characteristics in high yield at low cost without making processes and devices complex. <P>SOLUTION: The semiconductor has a thin film circuit provided on a substrate, and a conductive layer which is electrically connected to the thin film circuit and provided continuously on the substrate and thin film circuit. As an embodiment of a method for manufacturing the semiconductor device, the thin film circuit is installed on the substrate, and a composition containing a conductive material having flowability is stuck on the substrate and thin film circuit to form the conductive layer electrically connected to the thin film circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置、及び半導体装置の作製方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

近年、個々の対象物にID(個体識別番号)を与えることで、その対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。その中でも、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような半導体装置として、特に、RFID(Radio Frequency Identification)(IDタグ、ICタグ、ICチップ、RFタグ(Radio Frequency)、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる)等が企業内、市場等で導入され始めている。   2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on an individual recognition technique in which an ID (individual identification number) is given to an individual object to clarify information such as a history of the object and to be useful for production and management. Among them, development of semiconductor devices capable of transmitting and receiving data without contact is underway. As such a semiconductor device, RFID (Radio Frequency Identification) (also referred to as an ID tag, IC tag, IC chip, RF tag (Radio Frequency), wireless tag, electronic tag, or wireless chip) is particularly used in the company, on the market, etc. Has begun to be introduced.

これらの半導体装置の多くは、シリコン(Si)等の半導体基板を用いた回路(以下、IC(Integrated Circuit)チップとも記す)とアンテナとを有し、当該ICチップは記憶回路(以下、メモリとも記す)や制御回路等から構成されている。また、半導体装置の用途によって、要求される機能は多種多様に及ぶ。より目的に即したサービスが安定して提供できる半導体装置の開発が盛んに行われている(例えば特許文献1)。
特開2002−151947号公報
Many of these semiconductor devices have a circuit using a semiconductor substrate such as silicon (Si) (hereinafter also referred to as an IC (Integrated Circuit) chip) and an antenna, and the IC chip is a memory circuit (hereinafter also referred to as a memory). And a control circuit. Further, various functions are required depending on the use of the semiconductor device. Development of a semiconductor device that can stably provide a service suitable for a purpose has been actively performed (for example, Patent Document 1).
JP 2002-151947 A

本発明では、工程、装置を複雑化することなく、要求される特性を有する半導体装置を提供することを目的とする。また、半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製できる技術を提供することも目的とする。     An object of the present invention is to provide a semiconductor device having required characteristics without complicating processes and devices. It is another object of the present invention to provide a technique capable of manufacturing a semiconductor device with low cost and high yield.

本発明の半導体装置は、主にトランジスタなどからなる薄膜回路(ICチップともよばれる)とアンテナとを有しており、薄膜回路は記憶回路(以下、メモリとも記す)や制御回路等から構成されている。本明細書中において、薄膜回路とは、厚さ1μm以下の半導体膜で薄膜トランジスタ、ダイオードなどの能動素子、抵抗などの受動素子を形成した回路であり、トランジスタなどより構成される記憶回路や制御回路等を総称して薄膜回路部と呼ぶ。薄膜回路部と電気的に接続している導電層をアンテナ、又はアンテナ部とも呼ぶ。薄膜回路部とアンテナである導電層は、薄膜回路部の有する配線層に導電層が接して形成されることによって、電気的に接続する。     The semiconductor device of the present invention includes a thin film circuit (also referred to as an IC chip) mainly including a transistor and an antenna, and the thin film circuit includes a memory circuit (hereinafter also referred to as a memory), a control circuit, and the like. Yes. In this specification, a thin film circuit is a circuit in which an active element such as a thin film transistor and a diode and a passive element such as a resistor are formed of a semiconductor film having a thickness of 1 μm or less. Are collectively referred to as a thin film circuit portion. A conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion is also referred to as an antenna or an antenna portion. The thin film circuit portion and the conductive layer that is the antenna are electrically connected by being formed in contact with the wiring layer of the thin film circuit portion.

本発明では、薄膜回路部を基板上に複数形成し、その薄膜回路部を選択的に剥離し、封止するフィルムでもある基板上に貼り付け設置する。基板上の薄膜回路部の設置される位置は、薄膜回路部のアンテナの構造や大きさによって、間隔などを制御する。制御は、基板上にアライメント制御用のマーカを形成し、機械を用いた量産も可能である。     In the present invention, a plurality of thin film circuit portions are formed on a substrate, and the thin film circuit portions are selectively peeled off and attached to a substrate which is also a film to be sealed. The position where the thin film circuit portion is installed on the substrate is controlled in accordance with the structure and size of the antenna of the thin film circuit portion. For control, a marker for alignment control is formed on the substrate, and mass production using a machine is also possible.

基板上に設置された薄膜回路部の有する配線層に接するように、薄膜回路部及び基板に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させることによってアンテナとして機能する導電層を形成する。よって基板上に設けられた薄膜回路部と薄膜回路部に電気的に接続するアンテナからなる半導体装置を形成することができる。アンテナを直接薄膜回路部に形成するため、熱や圧力などを薄膜回路部に加えないので、薄膜回路部へのダメージが防げ、信頼性が向上する。また、工程も簡略化するので、低コストで生産性も向上する。     A conductive layer functioning as an antenna is formed by adhering a composition containing a fluid conductive material to the thin film circuit portion and the substrate so as to be in contact with the wiring layer of the thin film circuit portion placed on the substrate. . Therefore, a semiconductor device including a thin film circuit portion provided over a substrate and an antenna electrically connected to the thin film circuit portion can be formed. Since the antenna is directly formed on the thin film circuit portion, heat or pressure is not applied to the thin film circuit portion, so that damage to the thin film circuit portion can be prevented and reliability is improved. In addition, since the process is simplified, productivity is improved at low cost.

なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置を指す。本発明を用いて多層配線層や、プロセッサチップなどの半導体装置を作製することができる。   Note that in this specification, a semiconductor device refers to a device that can function by utilizing semiconductor characteristics. A semiconductor device such as a multilayer wiring layer or a processor chip can be manufactured by using the present invention.

本発明の半導体装置の一は、基板上に設けられた薄膜回路部と、薄膜回路部と電気的に接続し、基板上及び薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層とを有する。     One embodiment of the semiconductor device of the present invention includes a thin film circuit portion provided over a substrate and a conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion and continuously provided over the substrate and the thin film circuit portion.

上記構成において、基板上及び薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有してよい。     In the above structure, the conductive layer may be provided over a layer containing a substance having a fluorocarbon group on the substrate and the thin film circuit portion and a layer containing the substance having the fluorocarbon group.

本発明の半導体装置の一は、第1の可撓性を有する基板上に設けられた薄膜回路部と、薄膜回路部と電気的に接続し、第1の可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層と、薄膜回路部上及び導電層上を覆う第2の可撓性を有する基板とを有する。     According to one embodiment of the semiconductor device of the present invention, a thin film circuit portion provided over a first flexible substrate, the thin film circuit portion electrically connected to the thin film circuit portion, and the first flexible substrate and thin film A conductive layer provided continuously over the circuit portion; and a second flexible substrate covering the thin film circuit portion and the conductive layer.

上記構成において、第1の可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有してもよい。     In the above structure, the conductive layer is provided over a layer containing a substance having a fluorocarbon group on the first flexible substrate and the thin film circuit portion, and over the layer containing the substance having a fluorocarbon group. May be.

本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に薄膜回路部を設置し、基板上及び薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。     According to one method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a thin film circuit portion is provided over a substrate, a composition containing a fluid conductive material is attached to the substrate and the thin film circuit portion, and the thin film circuit portion A conductive layer to be electrically connected is formed.

本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に薄膜回路部を設置し、基板上及び薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。     According to one method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a thin film circuit portion is provided over a substrate, a composition containing a conductive material is printed over the substrate and the thin film circuit portion, and the thin film circuit portion is electrically connected. A conductive layer is formed.

本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に複数の薄膜回路部を形成し基板から薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。     According to one method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a plurality of thin film circuit portions are formed over a substrate, the thin film circuit portions are selectively peeled off from the substrate, and bonded to a flexible substrate. A composition containing a fluid conductive material is attached to the substrate and the thin film circuit portion, and a conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion is formed.

本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に複数の薄膜回路部を形成し、基板から薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。     According to one method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a plurality of thin film circuit portions are formed over a substrate, the thin film circuit portions are selectively peeled off from the substrate, and bonded to a flexible substrate. A composition containing a conductive material is printed on the substrate and the thin film circuit portion, and a conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion is formed.

本発明により、より高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる。   According to the present invention, a semiconductor device with higher performance and higher reliability can be manufactured at low cost with high yield.

本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in structures of the present invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法に関して図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の半導体装置は、主にトランジスタなどからなる薄膜回路(薄膜回路ともよばれる)とアンテナとを有しており、薄膜回路は記憶回路(以下、メモリとも記す)や制御回路等から構成されている。本明細書中において、薄膜回路とは、厚さ1μm以下の半導体膜で薄膜トランジスタ、ダイオードなどの能動素子、抵抗などの受動素子を形成した回路であり、トランジスタなどより構成される記憶回路や制御回路等を総称して薄膜集積回路部と呼ぶ。また薄膜回路を有する基板を薄膜回路付き基板とも記す。     The semiconductor device of the present invention includes a thin film circuit (also referred to as a thin film circuit) mainly including a transistor and an antenna, and the thin film circuit includes a memory circuit (hereinafter also referred to as a memory), a control circuit, and the like. Yes. In this specification, a thin film circuit is a circuit in which an active element such as a thin film transistor and a diode and a passive element such as a resistor are formed of a semiconductor film having a thickness of 1 μm or less. Are collectively referred to as a thin film integrated circuit portion. A substrate having a thin film circuit is also referred to as a substrate with a thin film circuit.

本実施の形態では、薄膜回路部を基板上に複数形成し、その薄膜回路を選択的に剥離し、封止するフィルムでもある基板上に貼り付け設置する。基板上の薄膜回路の設置される位置は、薄膜回路のアンテナの構造や大きさによって、間隔などを制御する。制御は、基板上にマーカを形成しアライメントをとることでき、機械を用いた量産も可能である。剥離、及び接着には、剥離層、接着層などを用いて行う。     In this embodiment mode, a plurality of thin film circuit portions are formed over a substrate, the thin film circuits are selectively peeled off, and attached to a substrate which is also a film to be sealed. The position where the thin film circuit is installed on the substrate is controlled by the structure and size of the antenna of the thin film circuit. Control can be performed by forming a marker on the substrate for alignment, and mass production using a machine is also possible. For peeling and bonding, a peeling layer, an adhesive layer, or the like is used.

基板上に設置された薄膜回路部の有する配線層に接するように、薄膜回路部及び基板に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させることによってアンテナとして機能する導電層を形成する。よって基板上に設けられた薄膜回路部と薄膜回路部に電気的に接続するアンテナからなる半導体装置を形成することができる。アンテナを他の基板に形成し、異方性導電性ペースト(ACP)や異方性導電性フィルム(ACF)などを介して、熱と圧力によって圧着し、電気的導通と接続をとる実装方法と比較し、本実施の形態は、アンテナを直接薄膜回路部に形成するため、熱や圧力などを薄膜回路部に加えないので、薄膜回路部へのダメージが防げ、信頼性が向上する。また、工程も簡略化するので、低コストで生産性も向上する。     A conductive layer functioning as an antenna is formed by adhering a composition containing a fluid conductive material to the thin film circuit portion and the substrate so as to be in contact with the wiring layer of the thin film circuit portion placed on the substrate. . Therefore, a semiconductor device including a thin film circuit portion provided over a substrate and an antenna electrically connected to the thin film circuit portion can be formed. A mounting method in which an antenna is formed on another substrate, and is bonded by heat and pressure through an anisotropic conductive paste (ACP) or an anisotropic conductive film (ACF), thereby establishing electrical continuity and connection; In comparison, since the antenna is directly formed in the thin film circuit portion in this embodiment, heat or pressure is not applied to the thin film circuit portion, so that damage to the thin film circuit portion can be prevented and reliability is improved. In addition, since the process is simplified, productivity is improved at low cost.

また、半導体装置の用途によって求められる機能が異なり、アンテナの構造や大きさも変化する。アンテナの特性は、アンテナの形態に依存するからである。アンテナがリーダライタで共振したときに発生する起電力は、アンテナのコイルの周波数、巻数、面積等に依存し、起電力が高い時の周波数である共振周波数は、コイルのインダクタンス、容量に依存する。そしてコイルのインダクタンスは、コイルの大きさ、形状、巻き数、隣接するコイル間の距離など、コイルの形態に依存するからである。従って、受信すべき周波数によっては、アンテナが薄膜回路部のサイズよりも大きくなる場合がある。この場合、基板上に薄膜回路部及びアンテナを形成後、フィルムなどの可撓性を有する基板に貼り付けると、基板上に形成できる半導体装置は、アンテナの大きさで決まってしまうため数が減少し、生産性が悪い。     Further, the required function differs depending on the application of the semiconductor device, and the structure and size of the antenna also change. This is because the antenna characteristics depend on the form of the antenna. The electromotive force generated when the antenna resonates with the reader / writer depends on the frequency, number of turns, area, etc. of the coil of the antenna, and the resonance frequency, which is the frequency when the electromotive force is high, depends on the inductance and capacitance of the coil. . This is because the coil inductance depends on the coil configuration such as the coil size, shape, number of turns, and distance between adjacent coils. Therefore, depending on the frequency to be received, the antenna may be larger than the size of the thin film circuit portion. In this case, after the thin film circuit portion and the antenna are formed on the substrate and then attached to a flexible substrate such as a film, the number of semiconductor devices that can be formed on the substrate is determined by the size of the antenna. And productivity is bad.

本実施の形態を用いると、薄膜回路部を基板に選択的に貼り付けた後、アンテナを形成するので、基板上に形成できる半導体装置の数は、薄膜回路部の大きさで決定することができる。薄膜回路部を基板上に設置する位置を制御することによって、多種多様なアンテナを自由に形成することができる。また、アンテナは、流動性を有する導電性材料を含む組成物を用いて形成することができる印刷法などを用いるので、アンテナの膜厚の増加も可能であり、膜厚の大きさの設定の自由度が高い。     When this embodiment mode is used, the antenna is formed after the thin film circuit portion is selectively attached to the substrate. Therefore, the number of semiconductor devices that can be formed over the substrate can be determined by the size of the thin film circuit portion. it can. Various antennas can be freely formed by controlling the position where the thin film circuit portion is placed on the substrate. In addition, since the antenna uses a printing method that can be formed using a composition containing a conductive material having fluidity, the thickness of the antenna can be increased, and the size of the film thickness can be set. High degree of freedom.

基板50上に、基板50上に設けられたアライメント用のマーカ80a、マーカ80bを用いて位置あわせを行いながら、薄膜回路部51a、薄膜回路部51bを設置し固定する。固定は接着層を用いることができる。また、薄膜回路部の配置は、フリップチップボンダ装置などを用いて機械的に行うと生産性が向上する。図示しないが、薄膜回路部51a、薄膜回路部51bは接着層によって基板50に接着される(図1(A1)(A2)参照。)。なお、図1(A1)、(B1)、(C1)は半導体装置の上面図であり、図1(A2)、(B2)、(C2)は、各上面図における線Y−Zに対応する断面図である。     The thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b are placed and fixed on the substrate 50 while performing alignment using the alignment markers 80a and 80b provided on the substrate 50. For fixing, an adhesive layer can be used. Further, if the thin film circuit portion is mechanically arranged using a flip chip bonder or the like, productivity is improved. Although not shown, the thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b are bonded to the substrate 50 with an adhesive layer (see FIGS. 1A1 and 1A2). 1A1, 1 </ b> B <b> 1, and 1 </ b> C <b> 1 are top views of the semiconductor device, and FIGS. 1A <b> 2, 2 </ b> B <b> 2, and 2 </ b> C2 correspond to a line YZ in each top view. It is sectional drawing.

基板50上に設けられた薄膜回路部51a、薄膜回路部51b上にアンテナとして機能する導電層52a、導電層52bを印刷法により形成する(図1(B1)(B2)参照。)。薄膜回路部51a、薄膜回路部51bは、表面に露出した配線層を有しており、その配線層と導電層52a、導電層52bとが接するように形成することで、薄膜回路部51aと導電層52a、薄膜回路部51bと導電層52bとがそれぞれ電気的に接続する。本実施の形態では、アンテナとして機能する導電層52a及び導電層52bは、薄膜回路部51a及び薄膜回路部51bと比較して大きなサイズであるため、導電層52a、導電層52bは、薄膜回路部51a、薄膜回路部51bを跨ぐようにして基板50上にも接するように形成される。またこの時、本実施の形態のように薄膜回路部51a、薄膜回路部51bの側端部にも導電層52a、導電層52bが接して形成される場合もある。薄膜回路部51a、薄膜回路部51bの側端部の形状、及び導電層52a、導電層52bの膜厚によっては、導電層52a、導電層52bが薄膜回路部51a、薄膜回路部51bの側端部に接しない場合、一部のみ接する場合などがある。     A conductive layer 52a and a conductive layer 52b functioning as an antenna are formed by a printing method on the thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b provided over the substrate 50 (see FIGS. 1B1 and 1B2). The thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b have a wiring layer exposed on the surface, and the thin film circuit portion 51a and the conductive layer 52b are formed so that the wiring layer is in contact with the conductive layer 52a and the conductive layer 52b. The layer 52a, the thin film circuit portion 51b, and the conductive layer 52b are electrically connected to each other. In this embodiment mode, the conductive layer 52a and the conductive layer 52b functioning as an antenna are larger in size than the thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b. 51a and the thin film circuit portion 51b are formed so as to be in contact with the substrate 50 as well. At this time, the conductive layer 52a and the conductive layer 52b may be formed in contact with the side end portions of the thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b as in this embodiment. Depending on the shape of the side edge of the thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b and the thickness of the conductive layer 52a and the conductive layer 52b, the conductive layer 52a and the conductive layer 52b are the side edges of the thin film circuit portion 51a and the thin film circuit portion 51b. There are cases where it does not touch the part or only part of it.

基板50、薄膜回路部51a、薄膜回路部51b、導電層52a、導電層52bを覆うように絶縁層53を形成する。本実施の形態では、絶縁層53も印刷法を用いて形成する。絶縁層53は、スピンコート法などの塗布法や、液滴吐出法などによって形成してもよい(図1(C1)、(C2)参照。)。絶縁層53のみで十分封止ができる場合はよいが、絶縁層53上を、フィルムなどの可撓性を有する基板で覆うように封止することが好ましい。図1(C1)で示す点線によって分断することで個々の半導体装置とすることができる。以上の工程によって薄膜回路及びアンテナを備えた半導体装置を作製することができる。     An insulating layer 53 is formed so as to cover the substrate 50, the thin film circuit portion 51a, the thin film circuit portion 51b, the conductive layer 52a, and the conductive layer 52b. In this embodiment mode, the insulating layer 53 is also formed using a printing method. The insulating layer 53 may be formed by a coating method such as a spin coating method, a droplet discharge method, or the like (see FIGS. 1C1 and 1C2). Although it is sufficient that the insulating layer 53 can be sufficiently sealed, it is preferable to seal the insulating layer 53 so as to be covered with a flexible substrate such as a film. Individual semiconductor devices can be obtained by cutting along a dotted line shown in FIG. Through the above steps, a semiconductor device including a thin film circuit and an antenna can be manufactured.

より具体的な例を、図2を用いて詳しく説明する。基板60上に複数の薄膜回路部が形成されている。薄膜回路部は基板60と剥離層を介して接している。図2では、配線層が露出して形成されている薄膜回路部の領域を明らかに示すため、薄膜回路部と配線層を有する領域を上下2つの領域に分けて示している。基板60上に、薄膜回路部は、配線層を表面に露出して形成されており、図2(A1)における上面図では、配線層62a、配線層62b、配線層62c、配線層62d、配線層62eが確認でき、基板60側に面している薄膜回路部61a、薄膜回路部61b、薄膜回路部61c、薄膜回路部61d、薄膜回路部61eは図2(A2)で示すように各配線層の下側に積層して形成されている。図2はあくまで模式図であり、配線層の露出領域が薄膜回路部においてどこに有しているのかを示すものであり、形状などは図2に限定されず、薄膜回路部上全面に配線層が形成されている必要はない。これは図3の模式図においても同様である。     A more specific example will be described in detail with reference to FIG. A plurality of thin film circuit portions are formed on the substrate 60. The thin film circuit portion is in contact with the substrate 60 via a release layer. In FIG. 2, in order to clearly show the region of the thin film circuit portion formed by exposing the wiring layer, the region having the thin film circuit portion and the wiring layer is divided into two upper and lower regions. The thin film circuit portion is formed over the substrate 60 with the wiring layer exposed to the surface. In the top view in FIG. 2A1, the wiring layer 62a, the wiring layer 62b, the wiring layer 62c, the wiring layer 62d, and the wiring The thin film circuit portion 61a, the thin film circuit portion 61b, the thin film circuit portion 61c, the thin film circuit portion 61d, and the thin film circuit portion 61e that can confirm the layer 62e and face the substrate 60 side are connected to each other as shown in FIG. It is formed by laminating below the layer. FIG. 2 is a schematic diagram only, and shows where the exposed region of the wiring layer has in the thin film circuit portion. The shape is not limited to FIG. 2, and the wiring layer is formed on the entire surface of the thin film circuit portion. It does not need to be formed. The same applies to the schematic diagram of FIG.

基板60上には、アライメント制御用のマーカ81が形成されている。図2(A1)、(B1)、(C1)、(D1)は半導体装置の上面図であり、図2(A2)、(B2)、(C2)、(D2)は、各上面図における線V−Xに対応する断面図である。可撓性を有する転写用基板63の、剥離する薄膜回路部の領域に接着層85a、接着層85bを形成する。薄膜回路部61a、薄膜回路部61b、薄膜回路部61c、薄膜回路部61d、薄膜回路部61eと基板60との間に設けられている剥離層を一部、もしくは全部除去した後、選択的に接着層を有する転写用基板63を、接着層が配線層と向き合うように、貼り合わせ、剥離する。図2(B2)のように、基板60上に形成された薄膜回路部61aの有する配線層62aは接着層85aと、薄膜回路部61eの有する配線層62eは接着層85bと接着し、基板60より剥離され、転写用基板63に接着する(図2(B1)参照。)。     On the substrate 60, a marker 81 for alignment control is formed. 2A1, 2 </ b> B <b> 1, 1 </ b> C <b> 1, and 2 </ b> D <b> 1 are top views of the semiconductor device, and FIGS. 2A <b> 2, 2 </ b> B 2, 2 </ b> C 2, and 2 </ b> D 2 are lines in the top views. It is sectional drawing corresponding to VX. An adhesive layer 85a and an adhesive layer 85b are formed in the region of the thin film circuit portion to be peeled of the transfer substrate 63 having flexibility. The thin film circuit portion 61a, the thin film circuit portion 61b, the thin film circuit portion 61c, the thin film circuit portion 61d, the peeling layer provided between the thin film circuit portion 61e and the substrate 60 is partially or completely removed, and then selectively removed. The transfer substrate 63 having an adhesive layer is bonded and peeled so that the adhesive layer faces the wiring layer. 2B2, the wiring layer 62a included in the thin film circuit portion 61a formed on the substrate 60 is bonded to the adhesive layer 85a, and the wiring layer 62e included in the thin film circuit portion 61e is bonded to the adhesive layer 85b. The film is further peeled off and bonded to the transfer substrate 63 (see FIG. 2B1).

この剥離工程も、アライメント制御用のマーカ82a、82bを用いて位置制御行うことができる。図2においては、マーカを転写用基板63の角の4個所と、薄膜回路を接着する各領域に形成する例を示すが、マーカは単数でもよいし、より多くの個所に複数形成してもよい。マーカは、その位置制御の要求される正確さや、アライメント制御する基板のサイズなどによって適宜設定すればよい。これは図3においても同様である。マーカは、フォトリソグラフィ法を用いて、基板をエッチングして形成することができる。その他、レーザ光の照射や、印刷法によって形成することもできる。また、印刷法によって導電性材料を含む組成物よりマーカを形成し、その後アンテナとして機能する導電層をそのマーカ上に形成し、マーカを導電層の一部とすることもできる。またマーカはどのような形状を有していてもよく、十字、丸状、角状、線状等を有することができる。     This peeling process can also be position controlled using the markers 82a and 82b for alignment control. FIG. 2 shows an example in which the markers are formed at the four corners of the transfer substrate 63 and in each region where the thin film circuit is bonded. However, a single marker may be formed or a plurality of markers may be formed at more locations. Good. The marker may be set as appropriate depending on the accuracy required for the position control, the size of the substrate to be aligned, and the like. The same applies to FIG. The marker can be formed by etching the substrate using a photolithography method. In addition, it can also be formed by laser light irradiation or a printing method. Alternatively, a marker can be formed from a composition containing a conductive material by a printing method, and then a conductive layer functioning as an antenna can be formed over the marker, and the marker can be part of the conductive layer. The marker may have any shape, and may have a cross shape, a round shape, a square shape, a linear shape, or the like.

図2(B1)では、薄膜回路部61a、薄膜回路部61e上面に露出しており、配線層62a、配線層62bが転写用基板63側に接している。配線層と、アンテナとして機能する導電層とを接して形成し、電気的に接続させなければならないため、もう一度可撓性を有する基板による剥離、転写工程を行い、配線層を表面に露出させる。選択的に接着層86a、接着層86bが設けられた可撓性を有する基板64を、薄膜回路部61a、薄膜回路部61eに接着させ、転写用基板63より剥離する(図2(C2)参照。)。剥離工程の後、配線層62a、配線層62bに残存する接着層85a、接着層85bを除去し、図2(C1)の上面図で示すように、基板64上に薄膜回路部61a、薄膜回路部61bが、配線層62a、配線層62bを表面に露出した状態で設置される。接着層85a、接着層85bより、接着層86a、接着層86bの方がより接着力が強い接着層を用いてもよいし、接着層85a、接着層85bに紫外線剥離性の接着層、接着層86a、接着層86bに紫外線硬化性の接着層を用いて、紫外線照射により接着力を制御してもよい。これは、本明細書中において、接着層の接着力を用いて行う剥離、接着の工程でも同様である。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。     In FIG. 2B1, the thin film circuit portion 61a and the thin film circuit portion 61e are exposed on the upper surface, and the wiring layer 62a and the wiring layer 62b are in contact with the transfer substrate 63 side. Since the wiring layer and the conductive layer functioning as an antenna must be formed in contact with each other and electrically connected to each other, a separation and transfer process using a flexible substrate is performed again to expose the wiring layer on the surface. The flexible substrate 64 provided with the adhesive layer 86a and the adhesive layer 86b selectively is adhered to the thin film circuit portion 61a and the thin film circuit portion 61e and peeled off from the transfer substrate 63 (see FIG. 2C2). .) After the peeling step, the wiring layer 62a, the adhesive layer 85a and the adhesive layer 85b remaining on the wiring layer 62b are removed, and the thin film circuit portion 61a and the thin film circuit are formed on the substrate 64 as shown in the top view of FIG. The part 61b is installed with the wiring layer 62a and the wiring layer 62b exposed on the surface. The adhesive layer 86a and the adhesive layer 86b may have a stronger adhesive force than the adhesive layer 85a and the adhesive layer 85b, and the adhesive layer 85a and the adhesive layer 85b may be an ultraviolet peelable adhesive layer or adhesive layer. The adhesive force may be controlled by irradiating with ultraviolet rays by using an ultraviolet curable adhesive layer for 86a and adhesive layer 86b. This also applies to the peeling and bonding steps performed using the adhesive force of the adhesive layer in this specification. The adhesive layer corresponds to a layer containing an adhesive such as a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, an epoxy resin adhesive, or a resin additive.

露出している配線層62a、配線層62b、及び基板64に接するようにアンテナとして機能する導電層67a、導電層67bを印刷法により形成し、導電層67a、導電層67bを覆う絶縁層、又は基板を設け(図示せず)、半導体装置68a、半導体装置68bを作製する(図2(D1)(D2)参照。)。半導体装置68a、半導体装置68bは、図2(D1)で示す点線で分断することで個々の半導体装置68a、半導体装置68bとなる。     An insulating layer covering the conductive layer 67a and the conductive layer 67b by forming a conductive layer 67a and a conductive layer 67b functioning as an antenna so as to be in contact with the exposed wiring layer 62a, the wiring layer 62b, and the substrate 64; or A substrate is provided (not shown), and the semiconductor device 68a and the semiconductor device 68b are manufactured (see FIGS. 2D1 and 2D2). The semiconductor device 68a and the semiconductor device 68b are separated by a dotted line shown in FIG.

なお、本実施の形態に示した例はごく一例であり、アンテナの形状を限定するものではない。あらゆる形状のアンテナについて本発明は実施することが可能である。図1では直線状のアンテナ形状を示したが、例えば矩形状に巻かれたアンテナ、又は円状のアンテナであってもよい。アンテナ形状の他の例を図20に示す。図20(A)(B)の半導体装置は、基板40、又は基板45上に形成された2つの半導体装置であり、点線部分で分断することで、個々の半導体装置とすることができる。図20(A)の半導体装置はそれぞれ、薄膜回路部41a及びアンテナとして機能する導電層42a、薄膜回路部41b及びアンテナとして機能する導電層42bとで構成され、基板40上にはアライメント制御用のマーカ43a、マーカ43bとが設けられている。導電層42a、導電層42bはコイル状に巻かれた形状となっている。また、図20(B)の半導体装置はそれぞれ、薄膜回路部46a及びアンテナとして機能する導電層47a、薄膜回路部46b及びンテナとして機能する導電層47bとで構成され、基板45上にはアライメント制御用のマーカ48a、マーカ48bとが設けられている。導電層47a、導電層47bはT字型の形状の2つの導電層が向き合うように、薄膜回路部46a、薄膜回路部46bに2個所で接続している。図20(B)のように、アンテナは複数設けてもよく、薄膜回路部との接続個所も複数でもよい。   Note that the example shown in this embodiment mode is just an example, and the shape of the antenna is not limited. The present invention can be implemented with any shape of antenna. Although a linear antenna shape is shown in FIG. 1, for example, an antenna wound in a rectangular shape or a circular antenna may be used. Another example of the antenna shape is shown in FIG. The semiconductor devices in FIGS. 20A and 20B are two semiconductor devices formed over the substrate 40 or the substrate 45, and can be made into individual semiconductor devices by being divided at a dotted line portion. 20A includes a thin film circuit portion 41a, a conductive layer 42a functioning as an antenna, a thin film circuit portion 41b, and a conductive layer 42b functioning as an antenna. The substrate 40 is used for alignment control. A marker 43a and a marker 43b are provided. The conductive layer 42a and the conductive layer 42b are wound in a coil shape. 20B includes a thin film circuit portion 46a, a conductive layer 47a that functions as an antenna, a thin film circuit portion 46b, and a conductive layer 47b that functions as an antenna. A marker 48a and a marker 48b are provided. The conductive layer 47a and the conductive layer 47b are connected to the thin film circuit portion 46a and the thin film circuit portion 46b at two positions so that the two T-shaped conductive layers face each other. As shown in FIG. 20B, a plurality of antennas may be provided, and a plurality of connection points with the thin film circuit portion may be provided.

図2における半導体装置の作製工程を、図2(D)線Q−Rに対応する断面図である図5、図6を用いて説明する。     A manufacturing process of the semiconductor device in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 5 and 6 which are cross-sectional views corresponding to the line QR in FIG.

図5(A)は、図2(A1)の工程に対応しており、基板60に薄膜回路部が配線層205bを露出して形成されている。基板60上に、剥離層222、絶縁層201a、絶縁層201b、ゲート絶縁層208、p型不純物領域206aを含む半導体層204a及びゲート電極層202aを有するpチャネル型薄膜トランジスタ210a、n型不純物領域206bを含む半導体層204b及びゲート電極層202bを有するnチャネル型薄膜トランジスタ210b、絶縁層209、絶縁層211が形成されている。pチャネル型薄膜トランジスタ210a、nチャネル型薄膜トランジスタ210bの半導体層204a、半導体層204bとそれぞれに接続する配線層205a、配線層205b、配線層205cは絶縁層211上に形成され、配線層205b上の一部を露出するように絶縁層207a、絶縁層207bが形成されている。pチャネル型薄膜トランジスタ210aとnチャネル型薄膜トランジスタ210bとは電気的に接続しておりCMOS構造となっている。     FIG. 5A corresponds to the process of FIG. 2A1, and the thin film circuit portion is formed on the substrate 60 with the wiring layer 205b exposed. A p-channel thin film transistor 210a and an n-type impurity region 206b having a separation layer 222, an insulating layer 201a, an insulating layer 201b, a gate insulating layer 208, a semiconductor layer 204a including a p-type impurity region 206a, and a gate electrode layer 202a over the substrate 60. An n-channel thin film transistor 210b including a semiconductor layer 204b including a gate electrode layer 202b, an insulating layer 209, and an insulating layer 211 are formed. A wiring layer 205a, a wiring layer 205b, and a wiring layer 205c connected to the semiconductor layer 204a and the semiconductor layer 204b of the p-channel thin film transistor 210a and the n-channel thin film transistor 210b, respectively, are formed over the insulating layer 211. An insulating layer 207a and an insulating layer 207b are formed so as to expose the portion. The p-channel thin film transistor 210a and the n-channel thin film transistor 210b are electrically connected and have a CMOS structure.

その後図2のように、剥離層222を除去し、剥離工程を行い、図2(D1)の工程に対応する図5(B)のように、アンテナとして機能する導電層212が印刷法により形成される。各種印刷法(スクリーン(孔版)印刷、オフセット(平版)印刷、凸版印刷やグラビア(凹版)印刷などを用いることができる。図5(B)においてはスクリーン印刷法を用いる。具体的には、金網(メッシュ)214及びマスク用の乳剤213が枠に設けられたスクリーン印刷版を配線層205b上に設ける。次に、スクリーン印刷版上に組成物(ペースト)215を設け、スキージ216やローラー等を用いて組成物(ペースト)215を押し出す。この結果、配線層205b上に組成物(ペースト)を塗布印刷することができる。なお、スキージやローラーでペーストを押し出す前に、スクレッパでペーストをスクリーン印刷版上に広げてもよい。印刷塗布された組成物(ペースト)を乾燥・焼成することで、導電層212を形成することができる(図5(B)参照。)。     After that, the peeling layer 222 is removed as shown in FIG. 2, and a peeling process is performed. As shown in FIG. 5B corresponding to the process shown in FIG. 2D1, a conductive layer 212 functioning as an antenna is formed by a printing method. Is done. Various printing methods (screen (stencil) printing, offset (lithographic) printing, relief printing, gravure (intaglio printing), etc. can be used.The screen printing method is used in FIG. A screen printing plate having (mesh) 214 and a mask emulsion 213 provided on a frame is provided on the wiring layer 205b, and then a composition (paste) 215 is provided on the screen printing plate, and a squeegee 216, a roller, etc. The composition (paste) 215 is then used to extrude the composition (paste) 215. As a result, the composition (paste) can be applied and printed on the wiring layer 205b, before the paste is pushed out by a squeegee or roller. The conductive layer 212 may be formed by drying and baking the composition (paste) applied by printing. Doo can (see FIG. 5 (B) reference.).

導電層212及び薄膜回路部を覆うように絶縁層220を形成し、可撓性を有する基板221で封止し半導体装置を作製する(図6(A)(B)参照。)。図6(A)では、絶縁層220を導電層212と同様にスクリーン印刷法によって形成する。     An insulating layer 220 is formed so as to cover the conductive layer 212 and the thin film circuit portion, and sealed with a flexible substrate 221, so that a semiconductor device is manufactured (see FIGS. 6A and 6B). In FIG. 6A, the insulating layer 220 is formed by a screen printing method in the same manner as the conductive layer 212.

他の例を、図3を用いて詳しく説明する。図2においては、薄膜回路部が形成される基板上に、配線層が上部表面に露出している例を示したが、図3では、配線層が基板側に達して形成されている例を示す。図3にも図2と同様に基板70上に複数の薄膜回路部が形成されている。また、薄膜回路部は基板70と剥離層を介して接している。図3でも、配線層が露出して形成されている薄膜回路部の領域を明らかに示すため、薄膜回路部と配線層を有する領域を図中のハッチを変えて示している。基板70上に、薄膜回路部は、配線層が基板70側に一部露出して形成されており、図3(A1)における上面図では、配線層72a、配線層72b、配線層72c、配線層72d、配線層72eが確認でき、基板70側に面している薄膜回路部71a、薄膜回路部71b、薄膜回路部71c、薄膜回路部71d、薄膜回路部71eは図3(A2)で示すように各配線層の下側に積層して形成されている。     Another example will be described in detail with reference to FIG. 2 shows an example in which the wiring layer is exposed on the upper surface on the substrate on which the thin film circuit portion is formed, but FIG. 3 shows an example in which the wiring layer reaches the substrate side. Show. Also in FIG. 3, a plurality of thin film circuit portions are formed on the substrate 70 as in FIG. Further, the thin film circuit portion is in contact with the substrate 70 through a release layer. Also in FIG. 3, in order to clearly show the region of the thin film circuit portion where the wiring layer is exposed, the region having the thin film circuit portion and the wiring layer is shown by changing the hatching in the drawing. The thin film circuit portion is formed over the substrate 70 with the wiring layer partially exposed to the substrate 70 side. In the top view in FIG. 3A1, the wiring layer 72a, the wiring layer 72b, the wiring layer 72c, and the wiring The thin film circuit portion 71a, the thin film circuit portion 71b, the thin film circuit portion 71c, the thin film circuit portion 71d, and the thin film circuit portion 71e facing the substrate 70 can be confirmed as shown in FIG. 3A2. In this way, it is formed by laminating below each wiring layer.

基板70上には、アライメント制御用のマーカ83が形成されている。図3(A1)、(B1)、(C1)は半導体装置の上面図であり、図3(A2)、(B2)、(C2)は、各上面図における線U−Wに対応する断面図である。可撓性を有する基板74に、剥離する薄膜回路部の領域に接着層87a、接着層87bを形成する。薄膜回路部71a、薄膜回路部71b、薄膜回路部71c、薄膜回路部71d、薄膜回路部71eと基板70との間に設けられている剥離層を一部、もしくは全部除去した後、選択的に接着層を有する基板74を、接着層が配線層と向き合うように、貼り合わせ、剥離する。図3(B2)のように、基板70上に形成された薄膜回路部71aの有する配線層72aは接着層87aと、薄膜回路部71eの有する配線層72eは接着層87bと接着し、基板70より剥離され、基板74に接着する(図3(B1)参照。)。この剥離工程も、アライメント制御用のマーカ84a、84bを用いて位置制御を行うことができる。     On the substrate 70, an alignment control marker 83 is formed. 3A1, 3 </ b> B1, and 3 </ b> C1 are top views of the semiconductor device, and FIGS. 3A2, 3 </ b> B <b> 2, and 2 </ b> C2 are cross-sectional views corresponding to a line U-W in each top view. It is. An adhesive layer 87a and an adhesive layer 87b are formed in the region of the thin film circuit portion to be peeled over the flexible substrate 74. The thin film circuit portion 71a, the thin film circuit portion 71b, the thin film circuit portion 71c, the thin film circuit portion 71d, the peeling layer provided between the thin film circuit portion 71e and the substrate 70 is partially or completely removed, and then selectively removed. The substrate 74 having an adhesive layer is bonded and peeled so that the adhesive layer faces the wiring layer. As shown in FIG. 3B2, the wiring layer 72a of the thin film circuit portion 71a formed on the substrate 70 is bonded to the adhesive layer 87a, and the wiring layer 72e of the thin film circuit portion 71e is bonded to the adhesive layer 87b. It is further peeled off and adheres to the substrate 74 (see FIG. 3B1). Also in this peeling step, position control can be performed using the alignment control markers 84a and 84b.

図3(C1)の上面図で示すように、基板74上に薄膜回路部71a、薄膜回路部71bが、配線層72aの一部、配線層72bの一部を表面に露出した状態で設置される。露出している配線層72a、配線層72b、及び基板74に接するようにアンテナとして機能する導電層77a、導電層77bを印刷法により形成し、導電層77a、導電層77bを覆う絶縁層、又は基板を設け(図示せず)、半導体装置76a、半導体装置76bを作製する(図3(C1)(C2)参照。)。半導体装置76a、半導体装置76bは、図3(C1)で示す点線によって分断することで個々の半導体装置76a、半導体装置76bとなる。     As shown in the top view of FIG. 3C1, a thin film circuit portion 71a and a thin film circuit portion 71b are installed on a substrate 74 with a part of the wiring layer 72a and a part of the wiring layer 72b exposed on the surface. The A conductive layer 77a and a conductive layer 77b that function as an antenna so as to be in contact with the exposed wiring layer 72a, the wiring layer 72b, and the substrate 74 by a printing method, and an insulating layer that covers the conductive layer 77a and the conductive layer 77b, or A substrate is provided (not shown), and the semiconductor device 76a and the semiconductor device 76b are manufactured (see FIGS. 3C1 and 3C2). The semiconductor device 76a and the semiconductor device 76b are divided into individual semiconductor devices 76a and 76b by being separated by a dotted line illustrated in FIG.

図3における半導体装置の作製工程を、図3(D)線S−Tに対応する断面図である図7、図8を用いて説明する。     A manufacturing process of the semiconductor device in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 7 and 8, which are cross-sectional views corresponding to line ST in FIG.

図7(A)は、図3(A1)の工程に対応しており、基板70に薄膜回路部が配線層235bを基板70に達する様にコンタクトホールに形成されている。基板70上に、剥離層232、絶縁層231a、絶縁層231b、ゲート絶縁層238、図5と同様の構造のpチャネル型薄膜トランジスタ230a、nチャネル型薄膜トランジスタ230b、絶縁層239、絶縁層245が形成されている。pチャネル型薄膜トランジスタ230aとnチャネル型薄膜トランジスタ230bとは電気的に接続しておりCMOS構造となっている。pチャネル型薄膜トランジスタ230a、nチャネル型薄膜トランジスタ230bの半導体層とそれぞれに接続する配線層235a、配線層235b、配線層235cは絶縁層211上に形成され、配線層235bは、絶縁層245、絶縁層239、ゲート絶縁層238、絶縁層231b、絶縁層231aに形成されたコンタクトホールに基板70と接するように形成されている。また、薄膜回路部を覆うように絶縁層237が形成されている。     FIG. 7A corresponds to the process of FIG. 3A 1, and a thin film circuit portion is formed in the contact hole so that the wiring layer 235 b reaches the substrate 70 in the substrate 70. A separation layer 232, an insulating layer 231a, an insulating layer 231b, a gate insulating layer 238, and a p-channel thin film transistor 230a, an n-channel thin film transistor 230b, an insulating layer 239, and an insulating layer 245 having a structure similar to that illustrated in FIG. 5 are formed over the substrate 70. Has been. The p-channel thin film transistor 230a and the n-channel thin film transistor 230b are electrically connected and have a CMOS structure. The wiring layers 235a, 235b, and 235c connected to the semiconductor layers of the p-channel thin film transistor 230a and the n-channel thin film transistor 230b are formed over the insulating layer 211, and the wiring layer 235b includes the insulating layer 245 and the insulating layer. 239, a gate insulating layer 238, an insulating layer 231b, and a contact hole formed in the insulating layer 231a so as to be in contact with the substrate 70. An insulating layer 237 is formed so as to cover the thin film circuit portion.

その後図3のように、剥離層232を除去し、剥離工程を行い、図3(C1)の工程に対応する図7(B)のように、アンテナとして機能する導電層241が液滴吐出装置240を用いた液滴吐出法により形成される。液滴吐出法とは流動体である構成物形成材料を含む組成物を、液滴として吐出(噴出)し、所望なパターン形状に形成する方法である。構成物の被形成領域に、構成物形成材料を含む液滴を吐出し、焼成、乾燥等を行って固定化し所望なパターンの構成物を形成する。     After that, as shown in FIG. 3, the peeling layer 232 is removed and a peeling process is performed. As shown in FIG. 7B corresponding to the process of FIG. 3C1, the conductive layer 241 functioning as an antenna is a droplet discharge device. It is formed by a droplet discharge method using 240. The droplet discharge method is a method in which a composition containing a composition forming material that is a fluid is discharged (jetted) as droplets to form a desired pattern shape. A droplet containing a component forming material is discharged onto a region where the component is to be formed, and fixed by firing, drying, or the like to form a component having a desired pattern.

液滴吐出法に用いる液滴吐出装置の一態様を図19に示す。液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘッド1412は制御手段1407に接続され、それがコンピュータ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。描画するタイミングは、例えば、基板1400上に形成されたマーカ1411を基準に行えば良い。或いは、基板1400の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これを撮像手段1404で検出し、画像処理手段1409にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発生させて制御手段1407に送る。撮像手段1404としては、電荷結合素子(CCD)や相補型金属酸化物半導体(CMOS)を利用したイメージセンサなどを用いることができる。勿論、基板1400上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘッド1412を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源1413、材料供給源1414より配管を通してヘッド1405、ヘッド1412にそれぞれ供給される。     One mode of a droplet discharge apparatus used for the droplet discharge method is shown in FIG. The individual heads 1405 and 1412 of the droplet discharge means 1403 are connected to the control means 1407, which can be drawn in a pre-programmed pattern under the control of the computer 1410. The drawing timing may be performed with reference to a marker 1411 formed on the substrate 1400, for example. Alternatively, the reference point may be determined based on the edge of the substrate 1400. This is detected by the imaging means 1404, converted into a digital signal by the image processing means 1409, is recognized by the computer 1410, a control signal is generated, and sent to the control means 1407. As the imaging unit 1404, an image sensor using a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) can be used. Of course, the information on the pattern to be formed on the substrate 1400 is stored in the storage medium 1408. Based on this information, a control signal is sent to the control means 1407, and each head 1405 of the droplet discharge means 1403 is sent. The heads 1412 can be individually controlled. The material to be discharged is supplied from the material supply source 1413 and the material supply source 1414 to the head 1405 and the head 1412 through piping.

ヘッド1405内部は、点線1406が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド1412もヘッド1405と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘッド1412のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、導電性材料や有機、無機材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、層間膜のような広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド1405、ヘッド1412は基板上を、矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。     The inside of the head 1405 has a structure having a space filled with a liquid material as indicated by a dotted line 1406 and a nozzle that is a discharge port. Although not shown, the head 1412 has the same internal structure as the head 1405. When the nozzles of the head 1405 and the head 1412 are provided in different sizes, different materials can be drawn simultaneously with different widths. With one head, conductive material, organic material, inorganic material, etc. can be discharged and drawn respectively. When drawing in a wide area like an interlayer film, the same material is used from multiple nozzles to improve throughput. It is possible to discharge and draw at the same time. In the case of using a large substrate, the head 1405 and the head 1412 can freely scan on the substrate in the direction of the arrow to freely set a drawing area, and a plurality of the same pattern can be drawn on a single substrate. it can.

液滴吐出法を用いて導電層を形成する場合、粒子状に加工された導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成によって融合や融着接合させ固化することで導電層を形成する。このように導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成することによって形成された導電層(または絶縁層)においては、スパッタ法などで形成した導電層(または絶縁層)が、多くは柱状構造を示すのに対し、多くの粒界を有する多結晶状態を示すことが多い。     In the case of forming a conductive layer by using a droplet discharge method, a conductive layer is formed by discharging a composition containing a conductive material processed into a particulate form and fusing or fusion-bonding and solidifying by firing. In such a conductive layer (or insulating layer) formed by discharging and baking a composition containing a conductive material, the conductive layer (or insulating layer) formed by sputtering or the like is mostly a columnar structure. In many cases, a polycrystalline state having many grain boundaries is exhibited.

導電層241及び薄膜回路部を覆うように絶縁層243を形成し、可撓性を有する基板244で封止し半導体装置を作製する(図7(A)(B)参照。)。図7(A)では、絶縁層220をスピンコート法によって形成する。     An insulating layer 243 is formed so as to cover the conductive layer 241 and the thin film circuit portion, and sealed with a flexible substrate 244 to manufacture a semiconductor device (see FIGS. 7A and 7B). In FIG. 7A, the insulating layer 220 is formed by a spin coating method.

流動性を有する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al等の金属、Cd、Znの金属硫化物、Fe、Ti、Si、Ge、Si、Zr、Baなどの酸化物、ハロゲン化銀の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物(ITO)、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるITSO、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン(NiB)を用いるとことができる。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等、又は水を用いる。     As the composition having fluidity, a composition obtained by dissolving or dispersing a conductive material in a solvent is used. Conductive materials include metals such as Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, and Al, metal sulfides of Cd and Zn, Fe, Ti, Si, Ge, Si, Zr, and Ba It corresponds to oxides such as silver halide fine particles or dispersible nanoparticles. Further, it corresponds to indium tin oxide (ITO) used as a transparent conductive film, ITSO composed of indium tin oxide and silicon oxide, organic indium, organic tin, zinc oxide, titanium nitride, and the like. However, it is preferable to use a composition in which any of gold, silver and copper is dissolved or dispersed in a solvent in consideration of the specific resistance value, more preferably the composition discharged from the discharge port. It is preferable to use low resistance silver or copper. However, when silver or copper is used, a barrier film may be provided as a countermeasure against impurities. As the barrier film, a silicon nitride film or nickel boron (NiB) can be used. As the solvent, esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone, and water are used.

吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものであるが、他にも分散剤や、バインダーと呼ばれる熱硬化性樹脂が含まれている。特にバインダーに関しては、焼成時にクラックや不均一な焼きムラが発生するのを防止する働きを持つ。よって、形成される導電層には、有機材料が含まれることがある。含まれる有機材料は、加熱温度、雰囲気、時間により異なる。この有機材料は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂などであり、代表的には、ポリイミド、アクリル、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等や、公知の有機樹脂が挙げられる。     The composition to be discharged is obtained by dissolving or dispersing a conductive material in a solvent, but additionally contains a dispersant and a thermosetting resin called a binder. In particular, the binder has a function of preventing occurrence of cracks and uneven baking during firing. Thus, the formed conductive layer may contain an organic material. The organic material contained varies depending on the heating temperature, atmosphere, and time. This organic material is a metal particle binder, a solvent, a dispersant, an organic resin that functions as a coating agent, etc., and typically, polyimide, acrylic, novolac resin, melamine resin, phenol resin, epoxy resin, silicon resin , Furan resin, diallyl phthalate resin and the like, and known organic resins.

図2、図3では、基板上に形成された薄膜回路部を選択的に封止フィルムとなる基板に剥離、接着して半導体装置を作製する例を示した。他の薄膜回路部の設置例を図4に示す。     2 and 3 show examples in which a semiconductor device is manufactured by selectively peeling and bonding a thin film circuit portion formed over a substrate to a substrate serving as a sealing film. An installation example of another thin film circuit portion is shown in FIG.

図4でも図2と同様、基板30上に複数の薄膜回路部が剥離層を介して形成されている。薄膜回路部31a、薄膜回路部31b、薄膜回路部31c、薄膜回路部31d、薄膜回路部31eはそれぞれ、配線層32a、配線層32b、配線層32c、配線層32d、配線層32eを有している(図4(A1)(A2)参照。)。薄膜回路部31a、薄膜回路部31b、薄膜回路部31c、薄膜回路部31d、薄膜回路部31e下の剥離層を一部、又は全部除去し、基板30から剥離しやすい状態にする。接着面を有する可撓性の基板33を薄膜回路部31a、薄膜回路部31b、薄膜回路部31c、薄膜回路部31d、薄膜回路部31eの配線層32a、配線層32b、配線層32c、配線層32d、配線層32e側に接着し、剥離する(図4(B2)(B2)参照。)。図2と同様に配線層が再度上面に露出するように、接着面を有する可撓性の基板34を薄膜回路部31a、薄膜回路部31b、薄膜回路部31c、薄膜回路部31d、薄膜回路部31側に接着し、配線層32a、配線層32b、配線層32c、配線層32d、配線層32eが露出した状態とする(図4(C1)(C2)参照。)。その後、図4(C1)の点線部で基板34を分断し、個々の薄膜回路部とする。個々に分断された基板を有する薄膜回路部38a、38bは、基板34ごと封止材となる可撓性の基板35に選択的に設置される。配線層及び基板35上に、アンテナとして機能する導電層37a、導電層37bを印刷法により形成する。その後導電層37a、導電層37bを覆う絶縁層、又は基板を設け封止し、レーザ光などで図4(D1)における点線で分断して半導体装置を作製する。図4の場合、導電層37aは、基板を有する薄膜回路部38aを覆うように形成するため、導電層37aの膜厚は、基板を有する薄膜回路部38aの膜厚と同程度以上が好ましい。導電層37aの膜厚は、導電層37aの被形成領域の、流動性を有する導電性材料を含む組成物に対するぬれ性を制御することで、調整することができる。実施の形態2で詳述するが、流動性を有する導電性材料を含む組成物に対する接触角が大きくなるように被形成領域を制御すれば、組成物はぬれ広がらないので、膜厚を厚く形成することができる。また、導電層37aの膜厚が薄く、膜として連続性を有さない場合は、導電層を再度印刷法によって積層することもできる。     4, as in FIG. 2, a plurality of thin film circuit portions are formed on the substrate 30 via a release layer. The thin film circuit unit 31a, the thin film circuit unit 31b, the thin film circuit unit 31c, the thin film circuit unit 31d, and the thin film circuit unit 31e have a wiring layer 32a, a wiring layer 32b, a wiring layer 32c, a wiring layer 32d, and a wiring layer 32e, respectively. (See FIGS. 4A1 and 4A2.) A part or all of the peeling layer under the thin film circuit part 31a, the thin film circuit part 31b, the thin film circuit part 31c, the thin film circuit part 31d, and the thin film circuit part 31e is removed to make it easy to peel from the substrate 30. A flexible substrate 33 having an adhesive surface is formed on a thin film circuit portion 31a, a thin film circuit portion 31b, a thin film circuit portion 31c, a thin film circuit portion 31d, a wiring layer 32a of the thin film circuit portion 31e, a wiring layer 32b, a wiring layer 32c, and a wiring layer. 32d is bonded to the wiring layer 32e side and peeled off (see FIGS. 4B2 and 4B2). As in FIG. 2, a flexible substrate 34 having an adhesive surface is formed as a thin film circuit portion 31a, a thin film circuit portion 31b, a thin film circuit portion 31c, a thin film circuit portion 31d, and a thin film circuit portion so that the wiring layer is exposed to the upper surface again. The wiring layer 32a, the wiring layer 32b, the wiring layer 32c, the wiring layer 32d, and the wiring layer 32e are exposed (see FIGS. 4C1 and 4C2). Then, the board | substrate 34 is parted by the dotted line part of FIG.4 (C1), and it is set as each thin film circuit part. The thin film circuit portions 38a and 38b having individually divided substrates are selectively installed on a flexible substrate 35 that serves as a sealing material together with the substrate 34. A conductive layer 37a and a conductive layer 37b functioning as an antenna are formed on the wiring layer and the substrate 35 by a printing method. After that, an insulating layer or a substrate covering the conductive layer 37a and the conductive layer 37b is provided and sealed, and cut by a dotted line in FIG. 4D1 with a laser beam or the like to manufacture a semiconductor device. In the case of FIG. 4, since the conductive layer 37a is formed so as to cover the thin film circuit portion 38a having the substrate, the film thickness of the conductive layer 37a is preferably equal to or greater than the film thickness of the thin film circuit portion 38a having the substrate. The film thickness of the conductive layer 37a can be adjusted by controlling the wettability of the formation region of the conductive layer 37a with respect to the composition containing a conductive material having fluidity. As will be described in detail in Embodiment 2, if the formation region is controlled so that the contact angle with respect to the composition containing a conductive material having fluidity is increased, the composition does not wet and spread, so the film thickness is increased. can do. When the conductive layer 37a is thin and does not have continuity as a film, the conductive layer can be stacked again by a printing method.

薄膜回路部を作製する基板、としては、ガラス基板や可撓性基板の他、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板等を用いることができる。可撓性を有する基板としては、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなるプラスチック基板等が挙げられる。また、ラミネートフィルム(ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる)、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)などを用いることもできる。本明細書において、基板とは薄膜回路部及びアンテナを封止することができる支持材であり、前述の様々な材料からなる基材等を含む。     As a substrate for forming the thin film circuit portion, a glass substrate, a flexible substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, a stainless steel substrate, or the like can be used. The flexible substrate is a substrate that can be bent (flexible), and examples thereof include a plastic substrate made of polycarbonate, polyarylate, polyethersulfone, or the like. Also, use laminate film (made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, etc.), paper made of fibrous material, base film (polyester, polyamide, inorganic vapor deposition film, paper, etc.), etc. You can also. In this specification, the substrate is a support material capable of sealing the thin film circuit portion and the antenna, and includes the base materials made of the various materials described above.

薄膜回路部及びアンテナを、可撓性を有する基板上に接着し、設置することで、可撓性を有する半導体装置を得ることができる。フィルムは、熱圧着により、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層(接着層ではない)を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、基板に接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。     A thin film circuit portion and an antenna are attached to a flexible substrate and installed, whereby a flexible semiconductor device can be obtained. The film is subjected to heat treatment and pressure treatment by thermocompression bonding. When the heat treatment and pressure treatment are performed, the film is either an adhesive layer provided on the outermost surface of the film or the A layer (not an adhesive layer) provided in the outer layer is melted by heat treatment and bonded by pressure. In addition, the substrate may be provided with an adhesive layer or may not be provided with an adhesive layer. The adhesive layer corresponds to a layer containing an adhesive such as a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, an epoxy resin adhesive, or a resin additive.

以上のように、本発明により高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる。     As described above, according to the present invention, a high-performance and highly reliable semiconductor device can be manufactured at low cost with high yield.

(実施の形態2)
本実施の形態では、薄膜トランジスタ、記憶素子及びアンテナを含む本発明の半導体装置の作製方法について、図面を参照して説明する。本実施の形態で示す半導体装置は、非接触でデータの読み出しと書き込みが可能であることを特徴としており、データの伝送形式は、一対のコイルを対向に配置して相互誘導によって交信を行う電磁結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用して交信する電波方式の3つに大別されるが、いずれの方式を用いてもよい。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention including a thin film transistor, a memory element, and an antenna will be described with reference to drawings. The semiconductor device described in this embodiment is characterized in that data can be read and written in a non-contact manner. A data transmission format is an electromagnetic which performs communication by mutual induction with a pair of coils arranged opposite to each other. There are roughly divided into a coupling system, an electromagnetic induction system that communicates using an induction electromagnetic field, and a radio system that communicates using radio waves, but any system may be used.

まず、基板400の一表面に、剥離層401を形成する。基板400は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁層を形成したもの、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いるとよい。このような基板400であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板400として、例えば、1辺が1メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、本工程では、剥離層401は、基板400の全面に設けているが、必要に応じて、基板400の全面に剥離層を設けた後に、フォトリソグラフィ法によりパターニングして、選択的に設けてもよい。また、基板400に接するように剥離層401を形成しているが、必要に応じて、基板400に接するように下地となる絶縁層を形成し、当該絶縁層に接するように剥離層401を形成してもよい。   First, the peeling layer 401 is formed on one surface of the substrate 400. As the substrate 400, a glass substrate, a quartz substrate, a metal substrate, a stainless steel substrate with an insulating layer formed on one surface, a heat-resistant plastic substrate that can withstand the processing temperature in this step, or the like may be used. With such a substrate 400, the area and shape of the substrate 400 are not greatly limited. For example, if the substrate 400 has a side of 1 meter or more and a rectangular shape, the productivity is remarkably improved. Can be made. Such an advantage is a great advantage compared to the case of using a circular silicon substrate. Note that in this step, the separation layer 401 is provided over the entire surface of the substrate 400; however, if necessary, the separation layer 401 is provided over the entire surface of the substrate 400 and then selectively provided by patterning using a photolithography method. May be. In addition, the peeling layer 401 is formed so as to be in contact with the substrate 400, but if necessary, an insulating layer serving as a base is formed so as to be in contact with the substrate 400, and the peeling layer 401 is formed so as to be in contact with the insulating layer. May be.

剥離層401は、公知の手段(スパッタリング法やプラズマCVD法等)により、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nd)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、鉛(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、珪素(Si)から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。   The peeling layer 401 is formed by a known means (sputtering method, plasma CVD method, etc.) tungsten (W), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), niobium (Nd), nickel (Ni), cobalt An element selected from (Co), zirconium (Zr), zinc (Zn), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), lead (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), silicon (Si) A layer formed of an alloy material or a compound material containing an element as a main component is formed as a single layer or a stacked layer. The crystal structure of the layer containing silicon may be any of amorphous, microcrystalline, and polycrystalline.

剥離層401が単層構造の場合、例えば、タングステン層、モリブデン層またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。あるいは、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層またはタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。また、タングステンの酸化物は、酸化タングステンと表記することがある。   In the case where the separation layer 401 has a single-layer structure, for example, a tungsten layer, a molybdenum layer, or a layer containing a mixture of tungsten and molybdenum is formed. Alternatively, a layer containing tungsten oxide or oxynitride, a layer containing molybdenum oxide or oxynitride, or a layer containing oxide or oxynitride of a mixture of tungsten and molybdenum is formed. Note that the mixture of tungsten and molybdenum corresponds to, for example, an alloy of tungsten and molybdenum. The oxide of tungsten may be expressed as tungsten oxide.

剥離層401が積層構造の場合、1層目としてタングステン層、モリブデン層またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、2層目として、タングステン、モリブデンまたはタングステンとモリブデンの混合物の酸化物、窒化物、酸化窒化物又は窒化酸化物を形成する。   In the case where the separation layer 401 has a stacked structure, a tungsten layer, a molybdenum layer, or a layer containing a mixture of tungsten and molybdenum is formed as a first layer, and an oxide or nitride of tungsten, molybdenum, or a mixture of tungsten and molybdenum is formed as a second layer Forming an oxide, oxynitride or nitride oxide.

なお、剥離層401として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化珪素を含む層を形成することで、タングステン層と酸化珪素層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。これは、タングステンの窒化物、酸化窒化物及び窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成するとよい。また、タングステンの酸化物は、WOxで表され、Xは2〜3であり、Xが2の場合(WO2)、Xが2.5の場合(W25)、Xが2.75の場合(W411)、Xが3の場合(WO3)などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたXの値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めるとよい。なお、エッチングレートとして最も良いものは、酸素雰囲気下で、スパッタリング法により形成するタングステンの酸化物を含む層(WOx、0<X<3)である。従って、作製時間の短縮のため、剥離層として、酸素雰囲気下でスパッタリング法によりタングステンの酸化物を含む層を形成するとよい。 Note that in the case where a layered structure of a layer containing tungsten and a layer containing an oxide of tungsten is formed as the separation layer 401, a layer containing tungsten is formed, and a layer containing silicon oxide is formed thereover. The fact that a layer containing an oxide of tungsten is formed at the interface between the layer and the silicon oxide layer may be utilized. The same applies to the case where a layer containing tungsten nitride, oxynitride, and nitride oxide is formed. After a layer containing tungsten is formed, a silicon nitride layer, a silicon oxynitride layer, and a silicon nitride oxide layer are formed thereon. A layer may be formed. The oxide of tungsten is represented by WOx, X is 2 to 3, and when X is 2 (WO 2 ), when X is 2.5 (W 2 O 5 ), X is 2.75. (W 4 O 11 ) and X is 3 (WO 3 ). In forming the tungsten oxide, there is no particular limitation on the value of X mentioned above, and it is preferable to determine which oxide is formed based on the etching rate or the like. Note that the best etching rate is a layer containing tungsten oxide (WOx, 0 <X <3) formed by a sputtering method in an oxygen atmosphere. Therefore, in order to shorten the manufacturing time, a layer containing a tungsten oxide is preferably formed as the separation layer by a sputtering method in an oxygen atmosphere.

剥離層401上に下地膜として、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などにより窒化酸化珪素膜(SiNO)を用いて下地膜101aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成し、酸化窒化珪素膜(SiON)を用いて下地膜101bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)積層する。また、塗布法、印刷法などによって絶縁層を形成しても良い。本実施の形態では、プラズマCVD法を用いて絶縁層402a、絶縁層402bを形成する。     A silicon nitride oxide film (SiNO) is formed on the release layer 401 by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), or a CVD method (Chemical Vapor Deposition) such as a plasma CVD method. Is used to form a base film 101a of 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm), and a silicon oxynitride film (SiON) is used to stack a base film 101b of 50 to 200 nm (preferably 100 to 150 nm). Further, the insulating layer may be formed by a coating method, a printing method, or the like. In this embodiment, the insulating layer 402a and the insulating layer 402b are formed by a plasma CVD method.

絶縁層402a、絶縁層402bとしては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができ、単層でも2層、3層といった積層構造でもよい。なお本明細書中において酸化窒化珪素とは酸素の組成比が窒素の組成比より大きい物質であり、窒素を含む酸化珪素とも言える。同様に、窒化酸化珪素とは、窒素の組成比が酸素の組成比より大きい物質であり、酸素を含む窒化珪素とも言える。本実施の形態では、基板上にSiH4、NH3、N2O、N2及びH2を反応ガスとして窒化酸化珪素膜を膜厚50nm形成し、SiH4及びN2Oを反応ガスとして酸化窒化珪素膜を膜厚100nmで形成する。また窒化酸化珪素膜の膜厚を140nm、積層する酸化窒化珪素膜の膜厚を100nmとしてもよい。 As the insulating layer 402a and the insulating layer 402b, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, or the like can be used, and a single layer or a stacked structure of two layers or three layers may be used. Note that in this specification, silicon oxynitride is a substance in which the oxygen composition ratio is higher than the nitrogen composition ratio, and can also be referred to as silicon oxide containing nitrogen. Similarly, silicon nitride oxide is a substance in which the composition ratio of nitrogen is higher than the composition ratio of oxygen, and can be said to be silicon nitride containing oxygen. In this embodiment, a silicon nitride oxide film having a thickness of 50 nm is formed on a substrate using SiH 4 , NH 3 , N 2 O, N 2, and H 2 as reactive gases, and oxidized using SiH 4 and N 2 O as reactive gases. A silicon nitride film is formed with a thickness of 100 nm. The thickness of the silicon nitride oxide film may be 140 nm, and the thickness of the stacked silicon oxynitride film may be 100 nm.

次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。半導体膜は25〜200nm(好ましくは30〜150nm)の厚さで公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により成膜すればよい。本実施の形態では、非晶質半導体膜を、レーザ結晶化し、結晶性半導体膜とするものを用いるのが好ましい。     Next, a semiconductor film is formed over the base film. The semiconductor film may be formed by a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like) with a thickness of 25 to 200 nm (preferably 30 to 150 nm). In this embodiment mode, it is preferable to use a crystalline semiconductor film obtained by crystallizing an amorphous semiconductor film by laser crystallization.

半導体膜を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質半導体(以下「アモルファス半導体:AS」ともいう。)、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス(微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「SAS」ともいう。)半導体などを用いることができる。     As a material for forming the semiconductor film, an amorphous semiconductor (hereinafter also referred to as “amorphous semiconductor: AS”) manufactured by a vapor deposition method or a sputtering method using a semiconductor material gas typified by silane or germane is used. A polycrystalline semiconductor obtained by crystallizing a crystalline semiconductor using light energy or thermal energy, or a semi-amorphous (also referred to as microcrystal or microcrystal; hereinafter, also referred to as “SAS”) semiconductor can be used.

SASは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが520cm-1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド)の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。SASは、珪化物気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪化物気体としては、SiH4、その他にもSi26、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることが可能である。またF2、GeF4を混合させても良い。この珪化物気体をH2、又は、H2とHe、Ar、Kr、Neから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は2〜1000倍の範囲、圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzである。基板加熱温度は300℃以下が好ましく、100〜200℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は1×1020atoms/cm3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019atoms/cm3以下、好ましくは1×1019atoms/cm3以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なSASが得られる。また半導体膜としてフッ素系ガスより形成されるSAS層に水素系ガスより形成されるSAS層を積層してもよい。 SAS is a semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline structures (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy and has a short-range order and a lattice. It includes a crystalline region with strain. A crystal region of 0.5 to 20 nm can be observed in at least a part of the film, and when silicon is the main component, the Raman spectrum shifts to a lower wave number side than 520 cm −1. Yes. In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the silicon crystal lattice are observed. At least 1 atomic% or more of hydrogen or halogen is contained as a neutralizing agent for dangling bonds. The SAS is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD) of a silicide gas. As the silicide gas, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4, and the like can be used. Further, F 2 and GeF 4 may be mixed. This silicide gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times, the pressure is in the range of approximately 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature is preferably 300 ° C. or lower, and can be formed even at a substrate heating temperature of 100 to 200 ° C. Here, as an impurity element mainly taken in during film formation, impurities derived from atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are preferably 1 × 10 20 atoms / cm 3 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 ×. It is preferable to set it to 10 19 atoms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less. Further, by adding a rare gas element such as helium, argon, krypton, or neon to further promote lattice distortion, stability is improved and a favorable SAS can be obtained. In addition, a SAS layer formed of a hydrogen-based gas may be stacked on a SAS layer formed of a fluorine-based gas as a semiconductor film.

非晶質半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン(多結晶シリコン)には、800℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、600℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体膜の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。     A typical example of an amorphous semiconductor is hydrogenated amorphous silicon, and a typical example of a crystalline semiconductor is polysilicon. Polysilicon (polycrystalline silicon) is mainly made of so-called high-temperature polysilicon using polysilicon formed through a process temperature of 800 ° C. or higher as a main material, or polysilicon formed at a process temperature of 600 ° C. or lower. And so-called low-temperature polysilicon, and polysilicon crystallized by adding an element that promotes crystallization. Needless to say, as described above, a semi-amorphous semiconductor or a semiconductor containing a crystal phase in part of a semiconductor film can also be used.

また、半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。   Alternatively, an organic semiconductor material can be used as a semiconductor and can be formed by a printing method, a spray method, a spin coating method, a droplet discharge method, or the like. In this case, the number of processes can be reduced because the etching process is not necessary. As the organic semiconductor, a low molecular material, a polymer material, or the like is used, and materials such as an organic dye or a conductive polymer material can also be used. The organic semiconductor material used in the present invention is preferably a π-electron conjugated polymer material whose skeleton is composed of conjugated double bonds. Typically, a soluble polymer material such as polythiophene, polyfluorene, poly (3-alkylthiophene), a polythiophene derivative, or pentacene can be used.

その他にも本発明に用いることができる有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような前駆体を経由する有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。   In addition, as an organic semiconductor material that can be used in the present invention, there is a material that can form a semiconductor layer by processing after forming a soluble precursor. Examples of the organic semiconductor material that passes through such a precursor include polythienylene vinylene, poly (2,5-thienylene vinylene), polyacetylene, a polyacetylene derivative, and polyarylene vinylene.

前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、シクロヘキサノン、2−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド(DMF)または、THF(テトラヒドロフラン)などを適用することができる。   When converting the precursor into an organic semiconductor, a reaction catalyst such as hydrogen chloride gas is added as well as heat treatment. Typical solvents for dissolving these soluble organic semiconductor materials include toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, anisole, chloroform, dichloromethane, γ-butyllactone, butyl cellosolve, cyclohexane, NMP (N-methyl-2 -Pyrrolidone), cyclohexanone, 2-butanone, dioxane, dimethylformamide (DMF), THF (tetrahydrofuran), or the like can be applied.

半導体膜に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体膜の作製方法は、公知の方法(レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等)を用いれば良い。また、SASである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質半導体膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下500℃で1時間加熱することによって非晶質半導体膜の含有水素濃度を1×1020atoms/cm3以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質半導体膜にレーザ光を照射すると膜が破壊されてしまうからである。結晶化のための加熱処理は、加熱炉、レーザ照射、若しくはランプから発する光の照射(ランプアニールともいう)などを用いることができる。加熱方法としてGRTA(Gas Rapid Thermal Anneal)法、LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal)法等のRTA法がある。 In the case where a crystalline semiconductor film is used as the semiconductor film, a method for manufacturing the crystalline semiconductor film can be a known method (laser crystallization method, thermal crystallization method, or heat using an element that promotes crystallization such as nickel. A crystallization method or the like may be used. In addition, a microcrystalline semiconductor that is a SAS can be crystallized by laser irradiation to improve crystallinity. In the case where an element for promoting crystallization is not introduced, the concentration of hydrogen contained in the amorphous semiconductor film is set to 1 × by heating at 500 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere before irradiating the amorphous semiconductor film with laser light. Release to 10 20 atoms / cm 3 or less. This is because the film is destroyed when an amorphous semiconductor film containing a large amount of hydrogen is irradiated with laser light. As the heat treatment for crystallization, a heating furnace, laser irradiation, irradiation with light emitted from a lamp (also referred to as lamp annealing), or the like can be used. As a heating method, there are RTA methods such as a GRTA (Gas Rapid Thermal Anneal) method and an LRTA (Lamp Rapid Thermal Anneal) method.

非晶質半導体膜への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体膜の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、CVD法、プラズマ処理法(プラズマCVD法も含む)、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体膜の表面のぬれ性を改善し、非晶質半導体膜の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのUV光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。     The method of introducing the metal element into the amorphous semiconductor film is not particularly limited as long as the metal element can be present on the surface of the amorphous semiconductor film or inside the amorphous semiconductor film. For example, sputtering, CVD, A plasma treatment method (including a plasma CVD method), an adsorption method, or a method of applying a metal salt solution can be used. Among these, the method using a solution is simple and useful in that the concentration of the metal element can be easily adjusted. At this time, in order to improve the wettability of the surface of the amorphous semiconductor film and to spread the aqueous solution over the entire surface of the amorphous semiconductor film, irradiation with UV light in an oxygen atmosphere, thermal oxidation method, hydroxy radical It is desirable to form an oxide film by treatment with ozone water or hydrogen peroxide.

連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Nd:YVO4レーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のYVO4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力数W以上のレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜に照射する。このときのエネルギー密度は0.001〜100MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そして、走査速度を0.5〜2000cm/sec程度(好ましくは10〜200cm/sec)とし、照射する。 By using a solid-state laser capable of continuous oscillation and irradiating laser light of the second to fourth harmonics of the fundamental wave, a crystal having a large grain size can be obtained. For example, typically, it is desirable to use the second harmonic (532 nm) or the third harmonic (355 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm). Specifically, laser light emitted from a continuous wave YVO 4 laser is converted into a harmonic by a non-linear optical element to obtain laser light having an output number of W or more. Then, it is preferably formed into a rectangular or elliptical laser beam on the irradiation surface by an optical system and irradiated onto the semiconductor film. At this time, the energy density of about 0.001~100MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, irradiation is performed at a scanning speed of about 0.5 to 2000 cm / sec (preferably 10 to 200 cm / sec).

レーザのビーム形状は、線状とすると好ましい。その結果、スループットを向上させることができる。またさらにレーザは、半導体膜に対して入射角θ(0<θ<90度)を持たせて照射させるとよい。レーザの干渉を防止することができるからである。     The laser beam shape is preferably linear. As a result, throughput can be improved. Further, the laser may be irradiated with an incident angle θ (0 <θ <90 degrees) with respect to the semiconductor film. This is because laser interference can be prevented.

このようなレーザと、半導体膜とを相対的に走査することにより、レーザ照射を行うことができる。またレーザ照射において、ビームを精度よく重ね合わせたり、レーザ照射開始位置やレーザ照射終了位置を制御するため、マーカを形成することもできる。マーカは非晶質半導体膜と同時に、基板上へ形成すればよい。     Laser irradiation can be performed by relatively scanning such a laser and the semiconductor film. In laser irradiation, a marker can be formed in order to superimpose beams with high accuracy and to control a laser irradiation start position and a laser irradiation end position. The marker may be formed on the substrate simultaneously with the amorphous semiconductor film.

なおレーザは、連続発振またはパルス発振の気体レーザ、固体レーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザなどを用いることができる。気体レーザとして、エキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、He−Cdレーザなどがあり、固体レーザとして、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザなどが挙げられる。 As the laser, a continuous wave or pulsed gas laser, solid state laser, copper vapor laser, gold vapor laser, or the like can be used. Examples of gas lasers include excimer lasers, Ar lasers, Kr lasers, and He-Cd lasers. Solid state lasers include YAG lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, and ruby lasers. Alexandride laser, Ti: sapphire laser, and the like.

また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を0.5MHz以上とし、通常用いられている数十Hz〜数百Hzの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行っても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜に照射してから半導体膜が完全に固化するまでの時間は数十nsec〜数百nsecと言われている。よって上記周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が10〜30μm、走査方向に対して垂直な方向における幅が1〜5μm程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくとも薄膜トランジスタのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。     Further, the laser crystallization may be performed using a frequency band significantly higher than a frequency band of several tens to several hundreds Hz that is usually used with an oscillation frequency of pulsed laser light of 0.5 MHz or more. It is said that the time from irradiating a semiconductor film with laser light by pulse oscillation until the semiconductor film is completely solidified is several tens to several hundreds nsec. Therefore, by using the above frequency band, it is possible to irradiate the next pulse of laser light from when the semiconductor film is melted by the laser light to solidification. Accordingly, since the solid-liquid interface can be continuously moved in the semiconductor film, a semiconductor film having crystal grains continuously grown in the scanning direction is formed. Specifically, a set of crystal grains having a width of 10 to 30 μm in the scanning direction and a width of about 1 to 5 μm in a direction perpendicular to the scanning direction can be formed. By forming single crystal grains extending long along the scanning direction, a semiconductor film having almost no crystal grain boundary at least in the channel direction of the thin film transistor can be formed.

また、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光の照射により半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じるしきい値のばらつきを抑えることができる。     Further, laser light may be irradiated in an inert gas atmosphere such as a rare gas or nitrogen. Accordingly, the surface roughness of the semiconductor can be suppressed by laser light irradiation, and variations in threshold values caused by variations in interface state density can be suppressed.

非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。     Crystallization of the amorphous semiconductor film may be a combination of heat treatment and crystallization by laser light irradiation, or may be performed multiple times by heat treatment or laser light irradiation alone.

本実施の形態では、絶縁層402b上に、非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜を結晶化させることによって結晶性半導体膜を形成する。非晶質半導体膜としては、SiH4、H2の反応ガスにより形成する非晶質珪素を用いる。本実施の形態において、絶縁層402a、絶縁層402b、非晶質半導体膜は、同チャンバー内で真空を破らずに330℃の同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成する。 In this embodiment, an amorphous semiconductor film is formed over the insulating layer 402b, and the crystalline semiconductor film is formed by crystallizing the amorphous semiconductor film. As the amorphous semiconductor film, amorphous silicon formed using a reaction gas of SiH 4 and H 2 is used. In this embodiment, the insulating layer 402a, the insulating layer 402b, and the amorphous semiconductor film are continuously formed in the same chamber without breaking the vacuum at the same temperature of 330 ° C. while switching the reaction gas.

非晶質半導体膜上に形成された酸化膜を除去した後、酸素雰囲気中でのUV光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を10〜50Å形成する。本実施の形態では、結晶化を助長する元素としてNiを用いる。Ni酢酸塩10ppmを含有した水溶液をスピンコーティング法により塗布する。     After removing the oxide film formed on the amorphous semiconductor film, the oxide film is made 10 by irradiation with UV light in an oxygen atmosphere, a thermal oxidation method, treatment with ozone water containing hydrogen radicals or hydrogen peroxide, and the like. Form ~ 50cm. In this embodiment mode, Ni is used as an element for promoting crystallization. An aqueous solution containing 10 ppm of Ni acetate is applied by spin coating.

本実施の形態では、熱処理をRTA法により750℃で3分間行った後、半導体膜上に形成される酸化膜を除去し、レーザ光を照射する。非晶質半導体膜は以上の結晶化処理により結晶化し、結晶性半導体膜として形成される。     In this embodiment mode, heat treatment is performed at 750 ° C. for 3 minutes by an RTA method, and then an oxide film formed over the semiconductor film is removed and laser light is irradiated. The amorphous semiconductor film is crystallized by the above crystallization treatment and formed as a crystalline semiconductor film.

金属元素を用いた結晶化を行った場合、金属元素を低減、又は除去するためにゲッタリング工程を施す。本実施の形態では、非晶質半導体膜をゲッタリングシンクとして金属元素を捕獲する。まず、結晶性半導体膜上に酸素雰囲気中でのUV光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を形成する。酸化膜は加熱処理によって厚膜化することが望ましい。次いでプラズマCVD法(本実施の形態における条件350W、35Pa)を用いて、非晶質半導体膜を50nmの膜厚で形成する。     When crystallization using a metal element is performed, a gettering step is performed in order to reduce or remove the metal element. In this embodiment mode, a metal element is captured using an amorphous semiconductor film as a gettering sink. First, an oxide film is formed over the crystalline semiconductor film by irradiation with UV light in an oxygen atmosphere, a thermal oxidation method, treatment with ozone water containing hydroxyl radicals or hydrogen peroxide, and the like. The oxide film is preferably thickened by heat treatment. Next, an amorphous semiconductor film is formed to a thickness of 50 nm by a plasma CVD method (conditions 350 W and 35 Pa in this embodiment).

その後、RTA法により744℃で3分間熱処理を行い、金属元素を低減、又は除去する。熱処理は窒素雰囲気下で行ってもよい。そして、ゲッタリングシンクとなっていた非晶質半導体膜、及び非晶質半導体膜上に形成された酸化膜をフッ酸等により除去し、金属元素が低減、又は除去された結晶性半導体膜を得ることができる。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとなった非晶質半導体膜の除去をTMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide)を用いて行う。   Thereafter, heat treatment is performed at 744 ° C. for 3 minutes by the RTA method to reduce or remove the metal element. The heat treatment may be performed in a nitrogen atmosphere. Then, the amorphous semiconductor film that has been a gettering sink and the oxide film formed on the amorphous semiconductor film are removed with hydrofluoric acid or the like, and the crystalline semiconductor film in which the metal element is reduced or removed is obtained. Obtainable. In this embodiment mode, the amorphous semiconductor film serving as a gettering sink is removed using TMAH (Tetramethyl ammonium hydroxide).

このようにして得られた半導体膜に対して、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。この不純物元素のドーピングは、結晶化工程の前の非晶質半導体膜に行ってもよい。非晶質半導体膜の状態で不純物元素をドーピングすると、その後の結晶化のための加熱処理によって、不純物の活性化も行うことができる。また、ドーピングの際に生じる欠陥等も改善することができる。     In order to control the threshold voltage of the thin film transistor, the semiconductor film thus obtained may be doped with a trace amount of impurity element (boron or phosphorus). This doping of the impurity element may be performed on the amorphous semiconductor film before the crystallization step. When the impurity element is doped in the state of the amorphous semiconductor film, the impurity can be activated by heat treatment for subsequent crystallization. In addition, defects and the like generated during doping can be improved.

次に結晶性半導体膜をマスクを用いてパターニングする。本実施の形態では結晶性半導体膜上に形成された酸化膜を除去した後、新たに酸化膜を形成する。そして、フォトマスクを作製し、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理により、半導体層403a、半導体層403b、半導体層403c、及び半導体層403dを形成する。     Next, the crystalline semiconductor film is patterned using a mask. In this embodiment mode, after removing the oxide film formed over the crystalline semiconductor film, a new oxide film is formed. Then, a photomask is manufactured, and a semiconductor layer 403a, a semiconductor layer 403b, a semiconductor layer 403c, and a semiconductor layer 403d are formed by patterning treatment using a photolithography method.

パターニングの際のエッチング加工は、プラズマエッチング(ドライエッチング)又はウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、CF4、NF3、Cl2、BCl3、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、HeやArなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。 As the etching process at the time of patterning, either plasma etching (dry etching) or wet etching may be employed, but plasma etching is suitable for processing a large area substrate. As an etching gas, a fluorine-based or chlorine-based gas such as CF 4 , NF 3 , Cl 2 , or BCl 3 may be used, and an inert gas such as He or Ar may be appropriately added. Further, if an atmospheric pressure discharge etching process is applied, a local electric discharge process is also possible, and it is not necessary to form a mask layer on the entire surface of the substrate.

本発明において、配線層若しくは電極層を形成する導電層や、所定のパターンを形成するためのマスク層などを、液滴吐出法のような選択的にパターンを形成できる方法により形成してもよい。液滴吐出(噴出)法(その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。)は、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出(噴出)して所定のパターン(導電層や絶縁層など)を形成することができる。この際、被形成領域にぬれ性や密着性を制御する処理を行ってもよい。また、パターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)なども用いることができる。     In the present invention, a conductive layer for forming a wiring layer or an electrode layer, a mask layer for forming a predetermined pattern, or the like may be formed by a method capable of selectively forming a pattern such as a droplet discharge method. . A droplet discharge (ejection) method (also called an ink-jet method depending on the method) is a method in which a droplet of a composition prepared for a specific purpose is selectively ejected (ejection) to form a predetermined pattern (such as a conductive layer or a conductive layer). An insulating layer or the like can be formed. At this time, a process for controlling wettability and adhesion may be performed on the formation region. In addition, a method by which a pattern can be transferred or drawn, for example, a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing) can be used.

本実施の形態において、用いるマスクは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いることもできる。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。液滴吐出法を用いる場合、いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。   In this embodiment mode, a resin material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a novolac resin, a melamine resin, or a urethane resin is used as a mask to be used. Also, organic materials such as benzocyclobutene, parylene, flare, permeable polyimide, compound materials made by polymerization of siloxane polymers, composition materials containing water-soluble homopolymers and water-soluble copolymers, etc. are used. You can also Alternatively, a commercially available resist material containing a photosensitizer may be used. For example, a novolak resin that is a typical positive resist and a naphthoquinonediazide compound that is a photosensitizer, a base resin that is a negative resist, diphenylsilanediol, and An acid generator or the like may be used. When using the droplet discharge method, regardless of which material is used, the surface tension and viscosity are appropriately adjusted by adjusting the concentration of the solvent or adding a surfactant or the like.

半導体層上の酸化膜を除去し、半導体層403a、半導体層403b、半導体層403c、及び半導体層403dを覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層はプラズマCVD法またはスパッタ法などを用い、厚さを10〜150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁層としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素に代表される珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。また、絶縁層は窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜の3層の積層、酸化窒化珪素膜の単層、2層からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。さらに半導体層とゲート絶縁層の間に、膜厚1〜100nm、好ましくは1〜10nm、さらに好ましくは2〜5nmである膜厚の薄い酸化珪素膜を形成してもよい。薄い酸化珪素膜の形成方法としては、GRTA法、LRTA法等を用いて半導体領域表面を酸化し、熱酸化膜を形成することで、膜厚の薄い酸化珪素膜を形成することができる。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流に少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。本実施の形態では、ゲート絶縁層107として酸化窒化珪素膜を膜厚115nm形成する。     The oxide film over the semiconductor layer is removed, and a gate insulating layer is formed to cover the semiconductor layer 403a, the semiconductor layer 403b, the semiconductor layer 403c, and the semiconductor layer 403d. The gate insulating layer is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 10 to 150 nm using a plasma CVD method or a sputtering method. The gate insulating layer may be formed of a known material such as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, or silicon oxide or nitride material typified by silicon nitride oxide, and may be a stacked layer or a single layer. Further, the insulating layer may be a three-layer stack of a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride film, or a stack of a single layer and two layers of a silicon oxynitride film. A silicon nitride film having a dense film quality is preferably used. Further, a thin silicon oxide film with a thickness of 1 to 100 nm, preferably 1 to 10 nm, more preferably 2 to 5 nm may be formed between the semiconductor layer and the gate insulating layer. As a method for forming a thin silicon oxide film, a thin silicon oxide film can be formed by oxidizing the surface of the semiconductor region using a GRTA method, an LRTA method, or the like to form a thermal oxide film. Note that in order to form a dense insulating film with low gate leakage current at a low deposition temperature, a rare gas element such as argon is preferably contained in the reaction gas and mixed into the formed insulating film. In this embodiment, a silicon oxynitride film is formed to a thickness of 115 nm as the gate insulating layer 107.

次いで、ゲート絶縁層上にゲート電極層として用いる膜厚20〜100nmの第1の導電膜と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜とを積層して形成する。第1の導電膜及び第2の導電膜は、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等の公知の手法により形成することができる。第1の導電膜及び第2の導電膜はタンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ネオジウム(Nd)から選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、第1の導電膜及び第2の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、AgPdCu合金を用いてもよい。また、2層構造に限定されず、例えば、第1の導電膜として膜厚50nmのタングステン膜、第2の導電膜として膜厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、第3の導電膜として膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層した3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、第1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、第3の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。本実施の形態では、第1の導電膜として窒化タンタル(TaN)を膜厚30nm形成し、第2の導電膜としてタングステン(W)を膜厚370nm形成する。     Next, a first conductive film with a thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film with a thickness of 100 to 400 nm used as a gate electrode layer are stacked over the gate insulating layer. The first conductive film and the second conductive film can be formed by a known method such as sputtering, vapor deposition, or CVD. The first conductive film and the second conductive film are tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), neodymium (Nd ), Or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus, or an AgPdCu alloy may be used as the first conductive film and the second conductive film. The structure is not limited to a two-layer structure. For example, a tungsten film with a thickness of 50 nm is used as the first conductive film, an aluminum-silicon alloy (Al-Si) film with a thickness of 500 nm is used as the second conductive film, The conductive film may have a three-layer structure in which titanium nitride films with a thickness of 30 nm are sequentially stacked. In the case of a three-layer structure, tungsten nitride may be used instead of tungsten of the first conductive film, or aluminum instead of the aluminum and silicon alloy (Al-Si) film of the second conductive film. A titanium alloy film (Al—Ti) may be used, or a titanium film may be used instead of the titanium nitride film of the third conductive film. Moreover, a single layer structure may be sufficient. In this embodiment mode, tantalum nitride (TaN) is formed with a thickness of 30 nm as the first conductive film, and tungsten (W) is formed with a thickness of 370 nm as the second conductive film.

次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、第1の導電膜及び第2の導電膜をパターニングし、第1のゲート電極層405a、第1のゲート電極層405b、第1のゲート電極層405c、及び第1のゲート電極層405d、第2のゲート電極層406a、第2のゲート電極層406b、第2のゲート電極層406c、第2のゲート電極層406dを形成する。ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング条件(コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節することにより、第1のゲート電極層405a、第1のゲート電極層405b、第1のゲート電極層405c、及び第1のゲート電極層405d、第2のゲート電極層406a、第2のゲート電極層406b、第2のゲート電極層406c、第2のゲート電極層405dを所望のテーパー形状を有するようにエッチングすることもできる。また、テーパー形状は、マスクの形状によっても角度等を制御することができる。なお、エッチング用ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl4もしくはCCl4などを代表とする塩素系ガス、CF4、CF5、SF6もしくはNF3などを代表とするフッ素系ガス又はO2を適宜用いることができる。本実施の形態では、CF5、Cl2、O2からなるエッチング用ガスを用いて第2の導電膜のエッチングを行い、連続してCF5、Cl2からなるエッチング用ガスを用いて第1の導電膜をエッチングする。 Next, a resist mask is formed using a photolithography method, the first conductive film and the second conductive film are patterned, and the first gate electrode layer 405a, the first gate electrode layer 405b, and the first The first gate electrode layer 405c, the first gate electrode layer 405d, the second gate electrode layer 406a, the second gate electrode layer 406b, the second gate electrode layer 406c, and the second gate electrode layer 406d are formed. Using ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method, etching conditions (amount of power applied to coil-type electrode layer, amount of power applied to electrode layer on substrate side, electrode temperature on substrate side, etc.) By appropriately adjusting the first gate electrode layer 405a, the first gate electrode layer 405b, the first gate electrode layer 405c, the first gate electrode layer 405d, the second gate electrode layer 406a, the second The gate electrode layer 406b, the second gate electrode layer 406c, and the second gate electrode layer 405d can be etched to have a desired tapered shape. Further, the taper shape can control the angle and the like depending on the shape of the mask. As the etching gas, a chlorine-based gas typified by Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 or CCl 4 , a fluorine-based gas typified by CF 4 , CF 5 , SF 6 or NF 3, or O 2 Can be used as appropriate. In the present embodiment, CF 5, Cl etched second conductive film by using the 2, an etching gas consisting of O 2, first using an etching gas comprising a continuously CF 5, Cl 2 The conductive film is etched.

次に、フォトリソグラフィ法により、レジストからなるマスクを形成して、半導体層403a、半導体層403b、半導体層403cに、イオンドープ法又はイオン注入法により、n型を付与する不純物元素を低濃度に添加して、n型不純物領域443a、n型不純物領域443b、n型不純物領域443cを形成する。n型を付与する不純物元素は、15族に属する元素を用いれば良く、例えばリン(P)、砒素(As)を用いる。   Next, a resist mask is formed by photolithography, and an impurity element imparting n-type conductivity is reduced in concentration to the semiconductor layers 403a, 403b, and 403c by ion doping or ion implantation. In addition, an n-type impurity region 443a, an n-type impurity region 443b, and an n-type impurity region 443c are formed. As the impurity element imparting n-type conductivity, an element belonging to Group 15 may be used. For example, phosphorus (P) or arsenic (As) is used.

次に、フォトリソグラフィ法によりレジストからなるマスクを形成して、半導体層403dに、p型を付与する不純物元素を添加して、p型不純物領域410とチャネル形成領域を形成する。P型を付与する不純物元素は、例えばボロン(B)を用いる。   Next, a resist mask is formed by a photolithography method, and an impurity element imparting p-type conductivity is added to the semiconductor layer 403d, so that a p-type impurity region 410 and a channel formation region are formed. For example, boron (B) is used as the impurity element imparting P-type.

次に、ゲート絶縁層と第1のゲート電極層405a、第1のゲート電極層405b、第1のゲート電極層405c、及び第1のゲート電極層405d、第2のゲート電極層406a、第2のゲート電極層406b、第2のゲート電極層406c、第2のゲート電極層405dを覆うように、絶縁層を形成する。絶縁層は、公知の手段(プラズマCVD法やスパッタ法)により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む層や、有機樹脂などの有機材料を含む層を、単層又は積層して形成する。次に、絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、第1のゲート電極層405a、第1のゲート電極層405b、第1のゲート電極層405c、及び第1のゲート電極層405d、第2のゲート電極層406a、第2のゲート電極層406b、第2のゲート電極層406c、第2のゲート電極層405dの側面に接する絶縁層(サイドウォールともよばれる)407a、絶縁層407b、絶縁層407c、絶縁層407dを形成する。また、絶縁層407a、絶縁層407b、絶縁層407c、絶縁層407dの作製と同時に、ゲート絶縁層もエッチングし、絶縁層404a、絶縁層404b、絶縁層404c、絶縁層404dを形成する。絶縁層404a、絶縁層404b、絶縁層404cは、後にLDD(Lightly Doped drain)領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いる。   Next, the gate insulating layer, the first gate electrode layer 405a, the first gate electrode layer 405b, the first gate electrode layer 405c, the first gate electrode layer 405d, the second gate electrode layer 406a, and the second An insulating layer is formed so as to cover the gate electrode layer 406b, the second gate electrode layer 406c, and the second gate electrode layer 405d. The insulating layer may be a single layer or a layer containing an inorganic material such as silicon, silicon oxide or silicon nitride, or an organic material such as an organic resin by a known means (plasma CVD method or sputtering method). It is formed by stacking. Next, the insulating layer is selectively etched by anisotropic etching mainly in the vertical direction, so that the first gate electrode layer 405a, the first gate electrode layer 405b, the first gate electrode layer 405c, and The first gate electrode layer 405d, the second gate electrode layer 406a, the second gate electrode layer 406b, the second gate electrode layer 406c, and an insulating layer in contact with the side surface of the second gate electrode layer 405d (also referred to as a sidewall) ) 407a, insulating layer 407b, insulating layer 407c, and insulating layer 407d are formed. At the same time as the formation of the insulating layers 407a, 407b, 407c, and 407d, the gate insulating layer is also etched, so that the insulating layers 404a, 404b, 404c, and 404d are formed. The insulating layer 404a, the insulating layer 404b, and the insulating layer 404c are used as doping masks when an LDD (Lightly Doped Drain) region is formed later.

次に、フォトリソグラフィ法により形成したレジストからなるマスクと、絶縁層404a、絶縁層404b、絶縁層404cをマスクとして用いて、半導体層403a、半導体層403b、半導体層403cにn型を付与する不純物元素を添加して、低濃度n型不純物領域(LDD領域ともよぶ)408a、低濃度n型不純物領域408b、低濃度n型不純物領域408c、高濃度不純物領域409a、高濃度不純物領域409b、高濃度不純物領域409cとを形成する(図9(C)参照。)。低濃度n型不純物領域408a、低濃度n型不純物領域408b、低濃度n型不純物領域408cが含む不純物元素の濃度は、高濃度不純物領域409a、高濃度不純物領域409b、高濃度不純物領域409cの不純物元素の濃度よりも低い。   Next, an impurity imparting n-type conductivity to the semiconductor layer 403a, the semiconductor layer 403b, and the semiconductor layer 403c by using a resist mask formed by a photolithography method and the insulating layer 404a, the insulating layer 404b, and the insulating layer 404c as a mask. By adding an element, a low concentration n-type impurity region (also referred to as an LDD region) 408a, a low concentration n-type impurity region 408b, a low concentration n-type impurity region 408c, a high concentration impurity region 409a, a high concentration impurity region 409b, a high concentration An impurity region 409c is formed (see FIG. 9C). The concentrations of the impurity elements contained in the low-concentration n-type impurity region 408a, the low-concentration n-type impurity region 408b, and the low-concentration n-type impurity region 408c are the impurities in the high-concentration impurity region 409a, the high-concentration impurity region 409b, and the high-concentration impurity region 409c. Lower than elemental concentration.

なお、LDD領域を形成するためには、ゲート電極を2層以上の積層構造として、当該ゲート電極にテーパーエッチングや異方性エッチングを行って、当該ゲート電極を構成する下層の導電層をマスクとして用いる手法と、サイドウォールの絶縁層をマスクとして用いる手法がある。前者の手法を採用して形成された薄膜トランジスタは、ゲート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極と重ねて配置させた構造となっているが、この構造は、ゲート電極のテーパーエッチングや異方性エッチングを利用するために、LDD領域の幅を制御することが難しく、エッチング工程が良好に行われなければ、LDD領域を形成することが出来ない場合がある。一方、後者のサイドウォールの絶縁層をマスクとして用いる手法は、前者の手法と比較すると、LDD領域の幅の制御が容易であり、また、LDD領域を確実に形成することができる。   In order to form the LDD region, the gate electrode has a stacked structure of two or more layers, and the gate electrode is subjected to taper etching or anisotropic etching, and the lower conductive layer constituting the gate electrode is used as a mask. There are a technique to use and a technique to use the insulating layer of the sidewall as a mask. A thin film transistor formed by using the former method has a structure in which an LDD region is disposed so as to overlap a gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween. Since the etching is used, it is difficult to control the width of the LDD region, and the LDD region may not be formed unless the etching process is performed well. On the other hand, the latter method using the sidewall insulating layer as a mask is easier to control the width of the LDD region than the former method, and the LDD region can be formed reliably.

不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザ光の照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁層へのプラズマダメージやゲート絶縁層と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。     In order to activate the impurity element, heat treatment, intense light irradiation, or laser light irradiation may be performed. Simultaneously with activation, plasma damage to the gate insulating layer and plasma damage to the interface between the gate insulating layer and the semiconductor layer can be recovered.

次いで、パッシベーション膜として水素を含む絶縁層411を形成する。この絶縁層411としては、プラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。絶縁層411は窒化珪素膜に限定されるものでなく、プラズマCVDを用いた窒化酸化珪素(SiNO)膜でもよく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。     Next, an insulating layer 411 containing hydrogen is formed as a passivation film. The insulating layer 411 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 100 to 200 nm using a plasma CVD method or a sputtering method. The insulating layer 411 is not limited to a silicon nitride film, and may be a silicon nitride oxide (SiNO) film using plasma CVD, or an insulating film containing other silicon may be used as a single layer or a stacked structure.

さらに、窒素雰囲気中で、300〜550℃で1〜12時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、400〜500℃で行う。この工程は絶縁層411に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。     Further, a heat treatment is performed at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours in a nitrogen atmosphere to perform a step of hydrogenating the semiconductor layer. Preferably, it carries out at 400-500 degreeC. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with hydrogen contained in the insulating layer 411.

絶縁層411は窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素(SiON)、窒化酸化珪素(SiNO)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化窒化アルミニウム(AlON)、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム(AlNO)または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素膜(CN)を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有する材料を用いてもよい。     The insulating layer 411 includes silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride (SiON), silicon nitride oxide (SiNO), aluminum nitride (AlN), aluminum oxynitride (AlON), and aluminum nitride oxide having a nitrogen content higher than the oxygen content. (AlNO) or aluminum oxide, diamond-like carbon (DLC), and a material selected from substances including a nitrogen-containing carbon film (CN). In addition, a skeleton structure is formed by a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and at least one of a material containing at least hydrogen as a substituent, or fluorine, an alkyl group, or an aromatic hydrocarbon as a substituent. You may use the material which has.

次いで、層間絶縁層となる絶縁層412を形成する(図9(D)参照。)。本発明において、平坦化のために設ける層間絶縁膜としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されている。こうした絶縁層の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。   Next, an insulating layer 412 which serves as an interlayer insulating layer is formed (see FIG. 9D). In the present invention, an interlayer insulating film provided for planarization is required to have high heat resistance and insulation and a high planarization rate. As a method for forming such an insulating layer, a coating method typified by a spin coating method is preferably used.

本実施の形態では、絶縁層412の材料としては、シロキサン樹脂を用いる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。   In this embodiment mode, a siloxane resin is used as a material for the insulating layer 412. Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent.

絶縁層412は、ディップ、スプレー塗布、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、CVD法、蒸着法等を採用することができる。液滴吐出法により絶縁層109を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また、液滴吐出法のようにパターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)なども用いることができる。スピンコート、また、無機材料を用いてもよく、その際には、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、を用いることができる。   The insulating layer 412 can employ dip, spray coating, doctor knife, roll coater, curtain coater, knife coater, CVD method, vapor deposition method, and the like. The insulating layer 109 may be formed by a droplet discharge method. When the droplet discharge method is used, the material liquid can be saved. Further, a method capable of transferring or drawing a pattern, such as a droplet discharge method, for example, a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing) or the like can be used. Spin coating or an inorganic material may be used. In that case, silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride may be used.

絶縁層412は、シロキサン樹脂の他に、耐熱性が高く、平坦化性がよいものであれば、無機材料(酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ膜など)、感光性または非感光性の有機材料(有機樹脂材料)(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど)、低誘電率であるLow k材料などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。   The insulating layer 412 can be formed using an inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide PSG (phosphorus glass), BPSG (phosphorus glass)) as long as it has high heat resistance and good planarity in addition to the siloxane resin. Phosphorus glass, alumina film, etc.), photosensitive or non-photosensitive organic materials (organic resin materials) (polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, benzocyclobutene, etc.), low-k materials with low dielectric constant A film made of one kind or a plurality of kinds of the above, or a laminate of these films can be used.

次いで、レジストからなるマスクを用いて絶縁層412、絶縁層411に半導体層に達するコンタクトホール(開口部)を形成する。     Next, contact holes (openings) reaching the semiconductor layers are formed in the insulating layers 412 and 411 using a mask made of a resist.

導電膜を形成し、導電膜をエッチングして各ソース領域又はドレイン領域である不純物領域の一部とそれぞれ電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層413a、配線層413b、配線層414a、配線層414b、配線層415a、配線層415b、配線層415cを形成する。配線層413a、配線層413b、配線層414a、配線層414b、配線層415a、配線層415b、配線層415cは、PVD法、CVD法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法、電界メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。配線層413a、配線層413b、配線層414a、配線層414b、配線層415a、配線層415b、配線層415cの材料は、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としても良い。本実施の形態では、Ti、Al、Tiを積層したのち、所望の形状にパターニングして、配線層413a、配線層413b、配線層414a、配線層414b、配線層415a、配線層415b、配線層415cを形成する。また、配線層414a、配線層414bは、記憶素子を構成する第1の導電層としても機能する。     A wiring layer 413a, a wiring layer 413b functioning as a source electrode layer or a drain electrode layer which are electrically connected to a part of the impurity region which is each source region or drain region by forming a conductive film and etching the conductive film; A wiring layer 414a, a wiring layer 414b, a wiring layer 415a, a wiring layer 415b, and a wiring layer 415c are formed. The wiring layer 413a, the wiring layer 413b, the wiring layer 414a, the wiring layer 414b, the wiring layer 415a, the wiring layer 415b, and the wiring layer 415c are formed in a desired shape after a conductive film is formed by a PVD method, a CVD method, an evaporation method, or the like. It can be formed by etching. Further, the conductive layer can be selectively formed at a predetermined place by a droplet discharge method, a printing method, an electroplating method, or the like. Furthermore, a reflow method or a damascene method may be used. The material of the wiring layer 413a, the wiring layer 413b, the wiring layer 414a, the wiring layer 414b, the wiring layer 415a, the wiring layer 415b, and the wiring layer 415c is Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, Al , Ta, Mo, Cd, Zn, Fe, Ti, Si, Ge, Zr, Ba or the like, or an alloy thereof, or a metal nitride thereof. Moreover, it is good also as these laminated structures. In this embodiment, after Ti, Al, and Ti are stacked, patterning is performed in a desired shape to form a wiring layer 413a, a wiring layer 413b, a wiring layer 414a, a wiring layer 414b, a wiring layer 415a, a wiring layer 415b, and a wiring layer. 415c is formed. Further, the wiring layer 414a and the wiring layer 414b also function as a first conductive layer included in the memory element.

上記工程を経て、後に記憶素子に接続するn型の薄膜トランジスタ416a及びn型の薄膜トランジスタ416b、後にアンテナとして機能する導電層と接続するCMOS構造のn型の薄膜トランジスタ417a及びp型の薄膜トランジスタ417bが完成する(図10(A)参照。)。   Through the above steps, an n-type thin film transistor 416a and an n-type thin film transistor 416b to be connected to a memory element later, and an n-type thin film transistor 417a and a p-type thin film transistor 417b to be connected to a conductive layer that later functions as an antenna are completed. (See FIG. 10A).

本実施の形態に限定されず、薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。またソース、ドレイン領域の一方または両方にシリサイド層を形成してもよい。シリサイド層の材料としては、ニッケル、タングステン、モリブデン、コバルト、白金等を用いることができる。     Without being limited to this embodiment mode, the thin film transistor may have a single gate structure in which one channel formation region is formed, a double gate structure in which two channel formation regions are formed, or a triple gate structure in which three channel formation regions are formed. The thin film transistor in the peripheral driver circuit region may have a single gate structure, a double gate structure, or a triple gate structure. A silicide layer may be formed in one or both of the source and drain regions. As a material for the silicide layer, nickel, tungsten, molybdenum, cobalt, platinum, or the like can be used.

なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型(プレーナー型、順スタガ型)、ボトムゲート型(逆スタガ型)、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された2つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。     Note that not only the method for manufacturing the thin film transistor described in this embodiment mode, but also a top gate type (planar type, forward stagger type), a bottom gate type (reverse stagger type), or a gate insulating film above and below the channel region. The present invention can also be applied to a dual gate type or other structure having two gate electrode layers arranged.

配線層414a、配線層414b、配線層415aの一部に開口部を有して絶縁層(隔壁、土手とも呼ばれる)420を形成する。絶縁層420としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサンの絶縁材料で形成することができる。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの有機材料、シロキサンポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。作製法としては、プラズマCVD法や熱CVD法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)を用いることもできる。塗布法で得られるTOF膜やSOG膜なども用いることができる。     An insulating layer (also referred to as a partition wall or a bank) 420 is formed with openings in part of the wiring layers 414a, 414b, and 415a. As the insulating layer 420, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, other inorganic insulating materials, acrylic acid, methacrylic acid and derivatives thereof, polyimide, aromatic, Heat-resistant polymers such as polyamidopolyamides, polybenzimidazole, or inorganic siloxanes containing Si-O-Si bonds among silicon, oxygen, and hydrogen compounds, and hydrogen bonded to silicon is methyl or phenyl. An insulating material of organosiloxane substituted with such an organic group can be used. Further, a resin material such as a vinyl resin such as polyvinyl alcohol or polyvinyl butyral, an epoxy resin, a phenol resin, a novolac resin, an acrylic resin, a melamine resin, or a urethane resin is used. Alternatively, an organic material such as benzocyclobutene, parylene, flare, polyimide, a compound material made by polymerization of a siloxane polymer, a composition material containing a water-soluble homopolymer and a water-soluble copolymer, or the like may be used. As a manufacturing method, a vapor deposition method such as a plasma CVD method or a thermal CVD method, or a sputtering method can be used. Alternatively, a droplet discharge method or a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing) can be used. A TOF film or an SOG film obtained by a coating method can also be used.

また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層などを、組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸をならすように軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしたりしてもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、CMP法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。     Further, after a conductive layer, an insulating layer, or the like is formed by discharging a composition by a droplet discharge method, the surface may be flattened by pressing with a pressure in order to improve the flatness. As a pressing method, the surface of the roller-like object may be scanned to reduce unevenness, or the surface may be pressed vertically with a flat plate-like object. A heating step may be performed when pressing. Alternatively, the surface may be softened or melted with a solvent or the like, and the surface irregularities may be removed with an air knife. Further, polishing may be performed using a CMP method. This step can be applied when the surface is flattened when unevenness is generated by the droplet discharge method.

配線層414a、配線層414b上に絶縁層421、導電層422が積層される。また、配線層415a上にも導電層422と同工程で配線層425が形成される。     An insulating layer 421 and a conductive layer 422 are stacked over the wiring layer 414a and the wiring layer 414b. In addition, a wiring layer 425 is formed over the wiring layer 415a in the same process as the conductive layer 422.

絶縁層421は、有機絶縁物、電気的作用または光学的作用により導電性が変化する有機化合物、無機絶縁物、又は有機化合物と無機化合物とが混合してなる層で形成する。絶縁層421は、単層で設けてもよいし、複数の層を積層させて設けてもよい。また、有機化合物と無機化合物との混合層及び他の電気的作用または光学的作用により導電性が変化する有機化合物からなる層とを積層させて設けてもよい。     The insulating layer 421 is formed of an organic insulator, an organic compound whose conductivity is changed by an electric action or an optical action, an inorganic insulator, or a layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound. The insulating layer 421 may be a single layer or a stack of a plurality of layers. Alternatively, a mixed layer of an organic compound and an inorganic compound and a layer formed of an organic compound whose conductivity is changed by another electric action or optical action may be provided.

絶縁層421を構成することが可能な無機絶縁物としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等を用いることができる。     As the inorganic insulator that can form the insulating layer 421, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, or the like can be used.

絶縁層421を構成することが可能な有機絶縁物としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ等に代表される有機樹脂を用いることができる。     As an organic insulator that can form the insulating layer 421, an organic resin typified by polyimide, acrylic, polyamide, benzocyclobutene, epoxy, or the like can be used.

また、絶縁層421を構成することが可能な、電気的作用または光学的作用により導電性が変化する有機化合物としては、正孔輸送性が高い有機化合物材料又は電子輸送性が高い有機化合物材料を用いることができる。 As the organic compound that can form the insulating layer 421 and whose conductivity is changed by an electric action or an optical action, an organic compound material having a high hole-transport property or an organic compound material having a high electron-transport property can be used. Can be used.

正孔輸送性の高い有機化合物材料としては、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略称:α−NPD)や4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略称:TPD)や4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−トリフェニルアミン(略称:MTDATA)や4,4’−ビス(N−(4−(N,N−ジ−m−トリルアミノ)フェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)などの芳香族アミン系(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する)の化合物やフタロシアニン(略称:H2Pc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)、バナジルフタロシアニン(略称:VOPc)等のフタロシアニン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性が高い物質であれば、上記の物質以外のものを用いてもよい。 As an organic compound material having a high hole-transport property, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: α-NPD), 4,4′-bis [ N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: TPD) or 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine (abbreviation: TDATA) ), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -triphenylamine (abbreviation: MTDATA) and 4,4′-bis (N- (4- (N, N-di-m-tolylamino) phenyl) -N-phenylamino) biphenyl (abbreviation: DNTPD) and other aromatic amine-based compounds (that is, having a benzene ring-nitrogen bond) and phthalocyanines (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalonitrile Cyanine (abbreviation: CuPc), or vanadyl phthalocyanine (abbreviation: VOPc), and the phthalocyanine compound and the like can be used. The substances mentioned here are mainly substances having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than the above substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used.

なお、有機化合物と無機化合物との混合層を設ける場合には、正孔輸送性の高い有機化合物材料と電子を受け取りやすい無機化合物材料とを混合させることが好ましい。このような構成とすることによって、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くのホールキャリアが発生し、極めて優れたホール注入性・輸送性を示す。その結果、有機化合物層は優れた導電性を得ることが可能となる。 Note that in the case where a mixed layer of an organic compound and an inorganic compound is provided, it is preferable to mix an organic compound material having a high hole-transport property and an inorganic compound material that easily receives electrons. By adopting such a configuration, many hole carriers are generated in an organic compound which has essentially no inherent carrier, and exhibits extremely excellent hole injection / transport properties. As a result, the organic compound layer can obtain excellent conductivity.

電子を受け取りやすい無機化合物材料として、周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属の金属酸化物、金属窒化物または金属酸化窒化物を用いることができる。具体的には、チタン酸化物(TiOx)、ジルコニウム酸化物(ZrOx)、バナジウム酸化物(VOx)、モリブデン酸化物(MoOx)、タングステン酸化物(WOx)、タンタル酸化物(TaOx)、ハフニウム酸化物(HfOx)、ニオブ酸化物(NbOx)、コバルト酸化物(Cox)、レニウム酸化物(ReOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、亜鉛酸化物(ZnO)、ニッケル酸化物(NiOx)、銅酸化物(CuOx)等を用いることができる。また、ここでは具体例として酸化物を例に挙げたが、もちろんこれらの窒化物や酸化窒化物を用いてもよい。   As an inorganic compound material that easily receives electrons, a metal oxide, metal nitride, or metal oxynitride of a transition metal in any of Groups 4 to 12 of the periodic table can be used. Specifically, titanium oxide (TiOx), zirconium oxide (ZrOx), vanadium oxide (VOx), molybdenum oxide (MoOx), tungsten oxide (WOx), tantalum oxide (TaOx), hafnium oxide (HfOx), niobium oxide (NbOx), cobalt oxide (Cox), rhenium oxide (ReOx), ruthenium oxide (RuOx), zinc oxide (ZnO), nickel oxide (NiOx), copper oxide ( CuOx) or the like can be used. Further, although oxides are given as specific examples here, these nitrides and oxynitrides may of course be used.

電子輸送性の高い有機化合物材料としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラト−アルミニウム(略称:BAlq)等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記の物質以外のものを用いてもよい。 As an organic compound material having a high electron transporting property, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [ h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), etc., and a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton Materials can be used. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) and other materials such as metal complexes having an oxazole-based or thiazole-based ligand can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- ( 4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2, 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can be used. The substances mentioned here are mainly substances having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than the above substances, any substance that has a property of transporting more electrons than holes may be used.

なお、有機化合物と無機化合物との混合層を設ける場合には、電子輸送性の高い有機化合物材料と電子を与えやすい無機化合物材料とを混合させることが好ましい。このような構成とすることによって、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くの電子キャリアが発生し、極めて優れた電子注入性・輸送性を示す。その結果、有機化合物層は優れた導電性を得ることが可能となる。 Note that in the case of providing a mixed layer of an organic compound and an inorganic compound, it is preferable to mix an organic compound material having a high electron-transport property and an inorganic compound material that easily gives electrons. By adopting such a structure, many electron carriers are generated in an organic compound that has essentially no intrinsic carrier, and exhibits extremely excellent electron injecting and transporting properties. As a result, the organic compound layer can obtain excellent conductivity.

電子を与えやすい無機化合物材料として、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物を用いることができる。具体的には、リチウム酸化物(LiOx)、ストロンチウム酸化物(SrOx)、バリウム酸化物(BaOx)、エルビウム酸化物(ErOx)、ナトリウム酸化物(NaOx)、リチウム窒化物(LiNx)、マグネシウム窒化物(MgNx)、カルシウム窒化物(CaNx)、イットリウム窒化物(YNx)、ランタン窒化物(LaNx)等を用いることができる。   As the inorganic compound material that easily gives electrons, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, rare earth metal oxides, alkali metal nitrides, alkaline earth metal nitrides, and rare earth metal nitrides can be used. Specifically, lithium oxide (LiOx), strontium oxide (SrOx), barium oxide (BaOx), erbium oxide (ErOx), sodium oxide (NaOx), lithium nitride (LiNx), magnesium nitride (MgNx), calcium nitride (CaNx), yttrium nitride (YNx), lanthanum nitride (LaNx), or the like can be used.

さらには、無機化合物材料として、有機化合物から電子を受け取りやすい無機化合物材料または有機化合物に電子を与えやすい無機化合物材料であれば何でもよく、アルミニウム酸化物(AlOx)、ガリウム酸化物(GaOx)、ケイ素酸化物(SiOx)、ゲルマニウム酸化物(GeOx)、インジウム錫酸化物(ITO)等のほか、種々の金属酸化物、金属窒素化物または金属酸化窒化物を用いることができる。   Furthermore, as the inorganic compound material, any inorganic compound material that easily receives electrons from an organic compound or inorganic compound material that easily gives electrons to an organic compound may be used. Aluminum oxide (AlOx), gallium oxide (GaOx), silicon In addition to oxide (SiOx), germanium oxide (GeOx), indium tin oxide (ITO), and the like, various metal oxides, metal nitrides, or metal oxynitrides can be used.

また、絶縁層421が金属酸化物または金属窒化物の中から選ばれた化合物と正孔輸送性の高い化合物とから形成される場合、さらに立体障害の大きな(平面構造とは異なり空間的な広がりを有する構造をもつ)化合物を加えた構成としてもよい。立体障害の大きな化合物としては、5,6,11,12−テトラフェニルテトラセン(略称:ルブレン)が好ましい。但し、これ以外に、ヘキサフェニルベンゼン、t−ブチルペリレン、9,10−ジ(フェニル)アントラセン、クマリン545T等も用いることができる。この他、デンドリマー等も有効である。   In addition, when the insulating layer 421 is formed of a compound selected from metal oxides or metal nitrides and a compound having a high hole-transport property, the steric hindrance is further large (in contrast to the planar structure, the spatial spread is increased. It is also possible to add a compound having a structure having As the compound having a large steric hindrance, 5,6,11,12-tetraphenyltetracene (abbreviation: rubrene) is preferable. However, besides this, hexaphenylbenzene, t-butylperylene, 9,10-di (phenyl) anthracene, coumarin 545T, and the like can also be used. In addition, dendrimers and the like are also effective.

さらには、電子輸送性の高い有機化合物材料で形成される層と、正孔輸送性の高い有機化合物材料層との間に、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジル−9−エニル)−4H−ピラン(略称:DCJT)、4−ジシアノメチレン−2−t−ブチル−6−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジル−9−エニル)−4H−ピラン、ペリフランテン、2,5−ジシアノ−1,4−ビス(10−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチルジュロリジル−9−エニル)ベンゼン、N,N’−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)、クマリン6、クマリン545T、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、9,9’−ビアントリル、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)や9,10−ビス(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2,5,8,11−テトラ−t−ブチルペリレン(略称:TBP)等の発光物質を設けてもよい。 Furthermore, 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (1,1,7) is formed between a layer formed of an organic compound material having a high electron-transport property and an organic compound material layer having a high hole-transport property. , 7-tetramethyljulolidyl-9-enyl) -4H-pyran (abbreviation: DCJT), 4-dicyanomethylene-2-t-butyl-6- (1,1,7,7-tetramethyljulolidyl) -9-enyl) -4H-pyran, periflanthene, 2,5-dicyano-1,4-bis (10-methoxy-1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl) benzene, N, N'- dimethyl quinacridone (abbreviation: DMQd), coumarin 6, coumarin 545T, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3), 9,9'-bianthryl, 9,10-diphenyl anthracene (abbreviation : DPA) and 9,10-bis (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 2,5,8,11-tetra -t- butyl perylene (abbreviation: TBP) a light-emitting substance may be provided, such as.

また、絶縁層421には、光学的作用により、電気抵抗が変化する材料を用いることができる。例えば、光を吸収することによって酸を発生する化合物(光酸発生剤)をドープした共役高分子を用いることができる。共役高分子として、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンエチニレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤としては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、o−ニトロベンジルトシレート、アリールスルホン酸p−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、Fe−アレン錯体PF6塩等を用いることができる。 For the insulating layer 421, a material whose electrical resistance changes by an optical action can be used. For example, a conjugated polymer doped with a compound that generates an acid by absorbing light (a photoacid generator) can be used. As the conjugated polymer, polyacetylenes, polyphenylene vinylenes, polythiophenes, polyanilines, polyphenylene ethynylenes, and the like can be used. As the photoacid generator, arylsulfonium salts, aryliodonium salts, o-nitrobenzyl tosylate, arylsulfonic acid p-nitrobenzyl esters, sulfonylacetophenones, Fe-allene complex PF 6 salts, and the like can be used. .

絶縁層421は、蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、CVD法等を用いて形成することができる。また、有機化合物と無機化合物とを含む混合層は、各々の材料を同時に成膜することにより形成することができ、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法、抵抗加熱蒸着とスパッタリングによる成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種の方法を組み合わせて形成することができる。他の形成方法として、スピンコート法、ゾル−ゲル法、印刷法または液滴吐出法等を用いてもよいし、上記方法とこれらを組み合わせて絶縁層421を形成してもよい。   The insulating layer 421 can be formed by an evaporation method, an electron beam evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or the like. Moreover, the mixed layer containing an organic compound and an inorganic compound can be formed by simultaneously forming the respective materials. The co-evaporation method using resistance heating evaporation, the co-evaporation method using electron beam evaporation, and resistance heating. It can be formed by a combination of the same or different methods such as co-evaporation by vapor deposition and electron beam vapor deposition, film formation by resistance heating vapor deposition and sputtering, and film formation by electron beam vapor deposition and sputtering. As another formation method, a spin coating method, a sol-gel method, a printing method, a droplet discharge method, or the like may be used, or the insulating layer 421 may be formed by combining these methods.

なお、絶縁層421は、電気的作用又は光学的作用により記憶素子の導電性が変化する膜厚で形成する。 Note that the insulating layer 421 is formed to a thickness at which the conductivity of the memory element is changed by an electric action or an optical action.

導電層422、配線層425は、配線層414a、配線層414bと同様な材料を用いることができ、同様な工程で形成できる。本実施の形態において、記憶素子へのデータの書き込みは電気的作用または光学的作用を加えることによって行うが、光学的作用によりデータの書き込みを行う場合、配線層414a及び配線層414b、または導電層422のうち、一方または両方は透光性を有するように設ける。透光性を有する導電層は、透明な導電性材料を用いて形成するか、または、透明な導電性材料でなくても光を透過する厚さで形成する。透明な導電性材料としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。ITO及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ(以下、ITSOと記す)や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したものを用いても良い。   The conductive layer 422 and the wiring layer 425 can be formed using the same material as the wiring layer 414a and the wiring layer 414b and can be formed in a similar process. In this embodiment mode, data is written to the memory element by applying an electrical action or an optical action. When data is written by an optical action, the wiring layer 414a and the wiring layer 414b or the conductive layer is written. One or both of the 422 are provided so as to have a light-transmitting property. The light-transmitting conductive layer is formed using a transparent conductive material, or is formed with a thickness that allows light to pass even if it is not a transparent conductive material. As the transparent conductive material, other light-transmitting oxide conductive materials such as indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), and the like are used. Is possible. Indium tin oxide containing ITO and silicon oxide (hereinafter referred to as ITSO) or indium oxide containing silicon oxide may be mixed with 2 to 20% zinc oxide (ZnO).

記憶素子424aは配線層414a上に、絶縁層421及び導電層422が積層して構成され、記憶素子424bは、配線層414b上に、絶縁層421及び導電層422が積層して設けられている。また、導電層422を覆って保護膜として機能する絶縁層423が形成されている(図10(B)参照。)。また、記憶素子424a、記憶素子424bが形成される配線層414a、配線層414bは、薄膜トランジスタ416a、薄膜トランジスタ416bそれぞれのソース領域又はドレイン領域に、接続されている。すなわち、記憶素子はそれぞれひとつの薄膜トランジスタに接続されている。また、絶縁層421が配線層414a、配線層414b及び絶縁層420を覆うように全面に形成されているが、各記憶素子に選択的に形成されていてもよい。   The memory element 424a is formed by stacking an insulating layer 421 and a conductive layer 422 over a wiring layer 414a, and the memory element 424b is formed by stacking an insulating layer 421 and a conductive layer 422 over the wiring layer 414b. . In addition, an insulating layer 423 which covers the conductive layer 422 and functions as a protective film is formed (see FIG. 10B). In addition, the wiring layer 414a and the wiring layer 414b in which the memory element 424a and the memory element 424b are formed are connected to a source region or a drain region of each of the thin film transistors 416a and 416b. That is, each memory element is connected to one thin film transistor. In addition, although the insulating layer 421 is formed over the entire surface so as to cover the wiring layer 414a, the wiring layer 414b, and the insulating layer 420, it may be selectively formed in each memory element.

配線層414a、配線層414b、導電層422の材料には導電性の高い元素や化合物等用いる。本実施の形態で絶縁層421の材料には電気的作用や光学的作用により、結晶状態や導電性、形状が変化する物質を用いる。上記構成を有する記憶素子は電圧印加前後で導電性が変化するので、「初期状態」と「導電性変化後」とに対応した2つの値を記憶させることができる。     As a material for the wiring layer 414a, the wiring layer 414b, and the conductive layer 422, an element or a compound having high conductivity is used. In this embodiment, a material whose crystal state, conductivity, or shape is changed by an electric action or an optical action is used for the material of the insulating layer 421. Since the conductivity of the memory element having the above configuration changes before and after voltage application, two values corresponding to “initial state” and “after conductivity change” can be stored.

絶縁層423は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサンの絶縁材料で形成することができる。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの有機材料、シロキサンポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。作製法としては、プラズマCVD法や熱CVD法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)を用いることもできる。塗布法で得られるTOF膜やSOG膜なども用いることができる。また、炭素膜、DLC膜を用いてもよい。DLC膜は室温から100℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、絶縁層421が耐熱性の低い材料であっても上方に容易に成膜することができる。DLC膜は、プラズマCVD法(代表的には、RFプラズマCVD法、マイクロ波CVD法、電子サイクロトロン共鳴(ECR)CVD法、熱フィラメントCVD法など)、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス(例えばCH4、C22、C66など)とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、CN膜は反応ガスとしてC24ガスとN2ガスとを用いて形成すればよい。DLC膜は酸素に対するブロッキング効果が高い。 The insulating layer 423 is formed using silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, or other inorganic insulating materials, acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof, polyimide, aromatic, Heat-resistant polymers such as polyamide and polybenzimidazole, or inorganic siloxanes containing Si-O-Si bonds among compounds consisting of silicon, oxygen, and hydrogen, and hydrogen bonded to silicon is like methyl or phenyl An insulating material of organosiloxane substituted with an organic group can be used. Further, a resin material such as a vinyl resin such as polyvinyl alcohol or polyvinyl butyral, an epoxy resin, a phenol resin, a novolac resin, an acrylic resin, a melamine resin, or a urethane resin is used. Alternatively, an organic material such as benzocyclobutene, parylene, flare, polyimide, a compound material made by polymerization of a siloxane polymer, a composition material containing a water-soluble homopolymer and a water-soluble copolymer, or the like may be used. As a manufacturing method, a vapor deposition method such as a plasma CVD method or a thermal CVD method, or a sputtering method can be used. Alternatively, a droplet discharge method or a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing) can be used. A TOF film or an SOG film obtained by a coating method can also be used. Further, a carbon film or a DLC film may be used. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C., even if the insulating layer 421 is a material having low heat resistance, it can be easily formed upward. The DLC film is formed by a plasma CVD method (typically, an RF plasma CVD method, a microwave CVD method, an electron cyclotron resonance (ECR) CVD method, a hot filament CVD method, etc.), a combustion flame method, a sputtering method, or an ion beam evaporation method. It can be formed by laser vapor deposition. The reaction gas used for film formation was hydrogen gas and a hydrocarbon-based gas (for example, CH 4 , C 2 H 2 , C 6 H 6, etc.), ionized by glow discharge, and negative self-bias was applied. Films are formed by accelerated collision of ions with the cathode. The CN film may be formed using C 2 H 4 gas and N 2 gas as the reaction gas. The DLC film has a high blocking effect against oxygen.

また、本実施の形態では、上記構成において、配線層414a、配線層414bと、絶縁層421との間に、整流性を有する素子を設けてもよい。整流性を有する素子とは、ゲート電極とドレイン電極を接続したトランジスタ、またはダイオードである。このように、整流性があるダイオードを設けることにより、1つの方向にしか電流が流れないために、誤差が減少し、読み出しマージンが向上する。なお、整流性を有する素子は、絶縁層421と導電層422との間に設けてもよい。   In this embodiment, in the above structure, a rectifying element may be provided between the wiring layer 414a, the wiring layer 414b, and the insulating layer 421. The element having a rectifying property is a transistor or a diode in which a gate electrode and a drain electrode are connected. Thus, by providing a diode having a rectifying property, current flows only in one direction, so that an error is reduced and a read margin is improved. Note that the element having a rectifying property may be provided between the insulating layer 421 and the conductive layer 422.

以上の工程によって、基板400上に薄膜回路部430が形成される。     Through the above steps, the thin film circuit portion 430 is formed on the substrate 400.

次に、剥離層401が露出するように、フォトリソグラフィ法により絶縁層をエッチングして、開口部426a、開口部426bを形成する(図11(A))。   Next, the insulating layer is etched by a photolithography method so that the separation layer 401 is exposed, so that an opening 426a and an opening 426b are formed (FIG. 11A).

次に、開口部426a、開口部426bにエッチング剤を導入して、剥離層401を除去する(図11(B))。エッチング剤は、フッ化ハロゲン又はハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素(ClF3)を使用する。そうすると、薄膜回路部430は、基板400から剥離された状態となる。なお、剥離層401は、全て除去せず一部分を残存させておいてもよい。こうすることによって、処理時間を短縮することが可能となる。 Next, an etchant is introduced into the opening 426a and the opening 426b, and the separation layer 401 is removed (FIG. 11B). As the etchant, a gas or liquid containing halogen fluoride or an interhalogen compound is used. For example, chlorine trifluoride (ClF 3 ) is used as a gas containing halogen fluoride. Then, the thin film circuit portion 430 is peeled from the substrate 400. Note that a part of the peeling layer 401 may be left without being removed. By doing so, the processing time can be shortened.

薄膜回路部430が剥離された基板400は、コストの削減のために、再利用するとよい。実施の形態1で示したように、薄膜回路部430の一方の面を、転写用基板445に接着させて、基板400から完全に剥離し、薄膜回路部430の配線層425が露出していない絶縁層402aの面に第1の基板427を接着する。(図11(B)、図12(A)参照。)。   The substrate 400 from which the thin film circuit portion 430 has been peeled is preferably reused for cost reduction. As shown in Embodiment Mode 1, one surface of the thin film circuit portion 430 is adhered to the transfer substrate 445 and completely peeled from the substrate 400, and the wiring layer 425 of the thin film circuit portion 430 is not exposed. A first substrate 427 is bonded to the surface of the insulating layer 402a. (See FIGS. 11B and 12A.)

次に、絶縁層428を印刷法によって形成する。各種印刷法(スクリーン(孔版)印刷、オフセット(平版)印刷、凸版印刷やグラビア(凹版)印刷などを用いることができる。本実施の形態ではスクリーン印刷法を用いる。金網(メッシュ)431及びマスク用の乳剤442が枠に設けられたスクリーン印刷版を絶縁層423上に設ける。次に、スクリーン印刷版上に組成物(ペースト)432を設け、スキージ433やローラー等を用いて組成物(ペースト)438を押し出す。この結果、絶縁層423上に組成物(ペースト)を塗布印刷することができる。なお、スキージやローラーでペーストを押し出す前に、スクレッパでペーストをスクリーン印刷版上に広げてもよい。印刷塗布された組成物(ペースト)を乾燥・焼成することで、開口部429を有する絶縁層428を形成することができる(図12(B)参照。)。     Next, the insulating layer 428 is formed by a printing method. Various printing methods (screen (stencil) printing, offset (lithographic printing) printing, letterpress printing, gravure printing (intaglio printing), etc. Screen printing is used in this embodiment. Wire mesh (mesh) 431 and mask A screen printing plate having an emulsion 442 provided on the frame is provided on the insulating layer 423. Next, a composition (paste) 432 is provided on the screen printing plate, and the composition (paste) is formed using a squeegee 433, a roller, or the like. As a result, the composition (paste) can be applied and printed on the insulating layer 423. Note that the paste may be spread on the screen printing plate with a scraper before the paste is extruded with a squeegee or a roller. The insulating layer 428 having the opening 429 is formed by drying and baking the composition (paste) applied by printing. Doo can (see FIG. 12 (B).).

次に、アンテナとして機能する導電層435を印刷法によって形成する。本実施の形態では、導電層435を形成する前に、導電層435の被形成領域の組成物に対するぬれ性を制御する前処理を行う。ぬれ性の程度は、形成する導電層の線幅やパターン形状、膜厚によって適宜設定すればよく、以下に示す処理によってぬれ性を制御することができる。     Next, a conductive layer 435 functioning as an antenna is formed by a printing method. In this embodiment, before the conductive layer 435 is formed, pretreatment for controlling wettability of the conductive layer 435 with respect to the composition in the formation region is performed. The degree of wettability may be set as appropriate depending on the line width, pattern shape, and film thickness of the conductive layer to be formed, and the wettability can be controlled by the following process.

固体表面のぬれ性は、表面の状態に影響をうける。液状の組成物に対して、ぬれ性が低い物質を形成するとその表面は液状の組成物に対してぬれ性の低い領域(以下、低ぬれ性領域ともいう)となり、逆に液状の組成物に対して、ぬれ性の高い物質を形成するとその表面は、液状の組成物に対してぬれ性の高い領域(以下、高ぬれ性領域ともいう)となる。本発明において表面のぬれ性を制御するという処理は、液状の組成物の付着領域を、液状の組成物に対して所望の形状の形成物を形成するのに適した状態とすることである。     The wettability of the solid surface is affected by the surface condition. When a substance having low wettability is formed with respect to the liquid composition, the surface thereof becomes a region with low wettability with respect to the liquid composition (hereinafter also referred to as a low wettability region). On the other hand, when a highly wettable substance is formed, the surface thereof becomes a highly wettable region (hereinafter also referred to as a highly wettable region) with respect to the liquid composition. In the present invention, the treatment of controlling the wettability of the surface is to make the adhesion region of the liquid composition suitable for forming a desired shape of the liquid composition.

ぬれ性の程度は接触角の値にも影響する。液状の組成物の接触角が大きい領域はよりぬれ性が低い領域(以下、低ぬれ性領域ともいう)となり、接触角が小さい領域はぬれ性の高い領域(以下、高ぬれ性領域ともいう)となる。接触角が大きいと、流動性を有する液状の組成物は、領域表面上で広がらず、組成物をはじくので、表面をぬらさないが、接触角が小さいと、表面上で流動性を有する組成物は広がり、よく表面をぬらすからである。よって、ぬれ性が異なる領域は、表面エネルギーも異なる。ぬれ性が低い領域における表面の、表面エネルギーは小さく、ぬれ性の高い領域表面における表面エネルギーは大きい。     The degree of wettability also affects the value of the contact angle. A region where the contact angle of the liquid composition is large is a region with lower wettability (hereinafter also referred to as a low wettability region), and a region with a small contact angle is a region with high wettability (hereinafter also referred to as a high wettability region). It becomes. When the contact angle is large, the liquid composition having fluidity does not spread on the surface of the region and repels the composition, so that the surface is not wetted. However, when the contact angle is small, the composition has fluidity on the surface. Because it spreads out and wets the surface well. Therefore, regions having different wettability also have different surface energies. The surface energy of the surface in the region with low wettability is small, and the surface energy at the surface of the region with high wettability is large.

まず、ぬれ性制御物質を形成し、被形成領域表面のぬれ性を低めるように制御する方法を示す。このようなぬれ性制御物質として、フッ化炭素基(フッ化炭素鎖)を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。シランカップリング剤は、Rn−Si−X(4-n)(n=1、2、3)の化学式で表される。ここで、Rは、アルキル基などの比較的不活性な基を含む物である。また、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など、基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。 First, a method of forming a wettability control substance and controlling so as to reduce the wettability of the surface of the formation region will be described. As such a wettability control substance, a substance containing a fluorocarbon group (fluorocarbon chain) or a substance containing a silane coupling agent can be used. The silane coupling agent is represented by a chemical formula of Rn—Si—X (4-n) (n = 1, 2, 3). Here, R is a substance containing a relatively inert group such as an alkyl group. X is a hydrolyzable group such as halogen, methoxy group, ethoxy group or acetoxy group, which can be bonded by condensation with a hydroxyl group on the substrate surface or adsorbed water.

また、シランカップリング剤の代表例として、Rにフルオロアルキル基を有するフッ素系シランカップリング剤(フルオロアルキルシラン(FAS))を用いることにより、よりぬれ性を低めることができる。FASのRは、(CF3)(CF2x(CH2y(x:0以上10以下の整数、y:0以上4以下の整数)で表される構造を持ち、複数個のR又はXがSiに結合している場合には、R又はXはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。代表的なFASとしては、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン(以下、FASともいう。)が挙げられる。 Further, as a representative example of the silane coupling agent, wettability can be further reduced by using a fluorine-based silane coupling agent (fluoroalkylsilane (FAS)) having a fluoroalkyl group in R. R of FAS has a structure represented by (CF 3 ) (CF 2 ) x (CH 2 ) y (x: an integer of 0 or more and 10 or less, y: an integer of 0 or more and 4 or less), and a plurality of R Alternatively, when X is bonded to Si, R and X may all be the same or different. As typical FAS, fluoroalkylsilanes (hereinafter also referred to as FAS) such as heptadecafluorotetrahydrodecyltriethoxysilane, heptadecafluorotetrahydrodecyltrichlorosilane, tridecafluorotetrahydrooctyltrichlorosilane, and trifluoropropyltrimethoxysilane. ).

ぬれ性制御物質として、シランカップリング剤のRにフッ化炭素鎖を有さず、アルキル基を有す物質も用いることができ、例えば有機シランとしてオクタデシルトリメトキシシラン等を用いることができる。     As the wettability control substance, a substance having an alkyl group and not having a fluorocarbon chain in R of the silane coupling agent can be used. For example, octadecyltrimethoxysilane or the like can be used as the organic silane.

ぬれ性制御物質を含む溶液の溶媒としては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒又はテトラヒドロフランなどを用いる。   Solvents of the solution containing the wettability control substance include n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-decane, dicyclopentane, benzene, toluene, xylene, durene, indene, tetrahydronaphthalene, deca Hydrocarbon solvents such as hydronaphthalene and squalane or tetrahydrofuran are used.

また、低ぬれ性領域を形成するぬれ性制御物質の一例として、フッ化炭素(フルオロカーボン)鎖を有する材料(フッ素系樹脂)を用いることができる。フッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE;四フッ化エチレン樹脂)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA;四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂)、パーフルオロエチレンプロペンコーポリマー(PFEP;四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂)、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE;四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF;フッ化ビニリデン樹脂)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE;三フッ化塩化エチレン樹脂)、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE;三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂)、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー(TFE/PDD)、ポリビニルフルオライド(PVF;フッ化ビニル樹脂)等を用いることができる。   In addition, as an example of a wettability control substance that forms a low wettability region, a material having a fluorocarbon chain (fluorine-based resin) can be used. Examples of fluorine resins include polytetrafluoroethylene (PTFE; tetrafluoroethylene resin), perfluoroalkoxyalkane (PFA; tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin), and perfluoroethylene propene copolymer (PFEP; four fluoropolymer). Ethylene-hexafluoropropylene copolymer resin), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE; tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin), polyvinylidene fluoride (PVDF; vinylidene fluoride resin), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE; trifluoroethylene chloride resin), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE; trifluoroethylene chloride-ethylene copolymer resin), polytetrafluoroethylene-perfluorodioxide Rukoporima (TFE / PDD), polyvinyl fluoride (PVF; a vinyl fluoride resin), or the like can be used.

また、無機材料、有機材料にCF4プラズマ等による処理を行うと、ぬれ性を低めることができる。例えば、有機材料としてポリビニルアルコール(PVA)のような水溶性樹脂を、H2O等の溶媒に混合した材料を用いることができる。また、PVAと他の水溶性樹脂を組み合わせて使用してもよい。有機材料(有機樹脂材料)(ポリイミド、アクリル)やシリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有する材料を用いてもよい。 In addition, when an inorganic material or an organic material is treated with CF 4 plasma or the like, wettability can be reduced. For example, a material obtained by mixing a water-soluble resin such as polyvinyl alcohol (PVA) in a solvent such as H 2 O as an organic material can be used. Moreover, you may use combining PVA and another water-soluble resin. Organic material (organic resin material) (polyimide, acrylic) or skeleton structure is composed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O), a material containing at least hydrogen as a substituent, or fluorine, alkyl group as a substituent, Alternatively, a material having at least one of aromatic hydrocarbons may be used.

本実施の形態では、ぬれ性制御物質434としてFASをスピンコート法により絶縁層428及び配線層425上に形成し、導電層被形成領域のぬれ性を調整する。このぬれ性は後工程で形成する導電層を構成する液状の導電性材料を含む組成物に対してである。また、ぬれ性制御物質434として、FAS試薬を含む密閉容器に基板を封入し、50度〜200度、好ましくは100〜200度で5分以上加熱して、FASを絶縁層428及び配線層425表面に吸着させて形成することもできる。ぬれ性制御物質434は、その形成方法により膜として連続して形成されない場合もある。また、ぬれ性制御物質434は導電層435の被形成領域及びその近傍に選択的に形成してもよい。導電層435を所望なパターンに形成後、残存するぬれ性制御物質を残してもよいし、不必要な部分は除去してしまってもよい。除去は、酸素等によるアッシング、エッチングなどにより除去すればよい。     In this embodiment mode, FAS is formed as the wettability control substance 434 over the insulating layer 428 and the wiring layer 425 by a spin coating method, and the wettability of the conductive layer formation region is adjusted. This wettability is with respect to a composition containing a liquid conductive material constituting a conductive layer formed in a later step. Further, as a wettability control substance 434, a substrate is sealed in a sealed container containing a FAS reagent, and heated at 50 to 200 degrees, preferably 100 to 200 degrees for 5 minutes or more, so that the FAS is insulated layers 428 and wiring layers 425. It can also be formed by adsorbing to the surface. The wettability controlling substance 434 may not be continuously formed as a film depending on the forming method. Further, the wettability control substance 434 may be selectively formed in a region where the conductive layer 435 is formed and in the vicinity thereof. After the conductive layer 435 is formed into a desired pattern, the remaining wettability control substance may be left, or unnecessary portions may be removed. The removal may be performed by ashing or etching with oxygen or the like.

ぬれ性制御物質434によって、ぬれ性の制御された領域に、印刷法を用いて導電層435を形成する。各種印刷法(スクリーン(孔版)印刷、オフセット(平版)印刷、凸版印刷やグラビア(凹版)印刷、又は液滴吐出法などを用いることができる。本実施の形態ではスクリーン印刷法を用いる。絶縁層428同様、金網(メッシュ)437及びマスク用の乳剤436が枠に設けられたスクリーン印刷版を絶縁層428及び配線層425上に設ける。次に、スクリーン印刷版上に組成物(ペースト)438を設け、スキージ439やローラー等を用いて組成物(ペースト)438を、開口部429へ押し出す。この結果、配線層425上に組成物(ペースト)を塗布印刷することができる。なお、スキージやローラーでペーストを押し出す前に、スクレッパでペーストをスクリーン印刷版上に広げてもよい。印刷塗布された組成物(ペースト)を乾燥・焼成することで、導電層435を形成することができる(図13参照。)。以上のぬれ性の制御は、本明細書中の印刷法や液滴吐出法で導電層、絶縁層を形成する場合、用いることができる。     A conductive layer 435 is formed by a printing method in a region in which wettability is controlled by the wettability control substance 434. Various printing methods (screen (stencil) printing, offset (lithographic printing) printing, relief printing, gravure printing (intaglio printing), or a droplet discharge method can be used. In this embodiment, a screen printing method is used. Similarly to 428, a screen printing plate having a metal mesh (mesh) 437 and a mask emulsion 436 provided on a frame is provided on the insulating layer 428 and the wiring layer 425. Next, a composition (paste) 438 is provided on the screen printing plate. And the composition (paste) 438 is extruded to the opening 429 using a squeegee 439, a roller, etc. As a result, the composition (paste) can be applied and printed on the wiring layer 425. The paste may be spread on a screen printing plate with a scraper before extruding the paste with a composition applied by printing (paste). By drying and baking, the conductive layer 435 can be formed (see FIG. 13). The above control of wettability is performed on the conductive layer and the insulating layer by a printing method or a droplet discharge method in this specification. If formed, it can be used.

導電層435及び薄膜回路部330を覆うように絶縁層440を形成し、可撓性を有する基板441で封止し半導体装置を作製する(図14参照。)。本実施の形態では、絶縁層440を導電層435と同様にスクリーン印刷法によって形成する。     An insulating layer 440 is formed so as to cover the conductive layer 435 and the thin film circuit portion 330, and sealed with a flexible substrate 441 to manufacture a semiconductor device (see FIG. 14). In this embodiment, the insulating layer 440 is formed by a screen printing method as in the case of the conductive layer 435.

以上のように、本発明により高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる。     As described above, according to the present invention, a high-performance and highly reliable semiconductor device can be manufactured at low cost with high yield.

(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態2で示す記憶装置を有する半導体装置の他の例に関して図面を用いて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, another example of a semiconductor device including the memory device described in Embodiment 2 will be described with reference to drawings.

本実施の形態で示す半導体装置は、非接触でデータの読み出しと書き込みが可能であることを特徴としており、データの伝送形式は、一対のコイルを対向に配置して相互誘導によって交信を行う電磁結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用して交信する電波方式の3つに大別されるが、いずれの方式を用いてもよい。   The semiconductor device described in this embodiment is characterized in that data can be read and written in a non-contact manner. A data transmission format is an electromagnetic which performs communication by mutual induction with a pair of coils arranged opposite to each other. There are roughly divided into a coupling system, an electromagnetic induction system that communicates using an induction electromagnetic field, and a radio system that communicates using radio waves, but any system may be used.

次に、パッシブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置の一構成例に関して図15を用いて説明する。   Next, a structural example of a semiconductor device having a passive matrix memory device will be described with reference to FIGS.

図15はパッシブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置を示しており、基板450上にトランジスタ466a、トランジスタ466b、トランジスタ467a、トランジスタ467bが設けられ、絶縁層481、絶縁層482を介してトランジスタの上方に記憶素子474a、記憶素子474bが設けられ、トランジスタ467a及びトランジスタ467bと接続する配線層473、配線層480上にアンテナとして機能する導電層485が設けられている。   FIG. 15 illustrates a semiconductor device having a passive matrix memory device, in which a transistor 466a, a transistor 466b, a transistor 467a, and a transistor 467b are provided over a substrate 450, and an insulating layer 481 and an insulating layer 482 are provided above the transistor. A memory element 474a and a memory element 474b are provided, and a wiring layer 473 connected to the transistor 467a and the transistor 467b and a conductive layer 485 functioning as an antenna are provided over the wiring layer 480.

記憶素子474aはトランジスタ466bと接続する第1の導電層464上に、絶縁層461a及び第2の導電層472aが積層して構成され、記憶素子474bは、第1の導電層464上に、絶縁層461b及び第2の導電層472bが積層して設けられている。また、第2の導電層472a、472b、導電層485を覆って保護膜として機能する絶縁層483が形成され、絶縁層483上に絶縁層490を設けて基板491によって封止されている。また、複数の記憶素子474a、474bが形成される第1の導電層464は、トランジスタ466bひとつのソース電極層又はドレイン電極層に、接続されている。すなわち、記憶素子は同じひとつのトランジスタに接続されている。また、絶縁層461a、絶縁層461bは記憶素子ごとに絶縁層を分離するための隔壁となる絶縁層を設けているが、隣接する記憶素子において横方向への電界の影響が懸念されない場合は、全面に形成してもよい。なお、記憶素子474a、474bは上記実施の形態で示した材料または作製方法を用いて形成することができる。   The memory element 474a is formed by stacking an insulating layer 461a and a second conductive layer 472a over the first conductive layer 464 connected to the transistor 466b. The memory element 474b is insulated over the first conductive layer 464. A layer 461b and a second conductive layer 472b are stacked. In addition, an insulating layer 483 functioning as a protective film is formed so as to cover the second conductive layers 472a and 472b and the conductive layer 485, and an insulating layer 490 is provided over the insulating layer 483 and sealed with the substrate 491. In addition, the first conductive layer 464 in which the plurality of memory elements 474a and 474b are formed is connected to one source or drain electrode layer of the transistor 466b. That is, the memory element is connected to the same single transistor. In addition, the insulating layer 461a and the insulating layer 461b are provided with an insulating layer serving as a partition wall for separating the insulating layer for each memory element. When there is no concern about the influence of the electric field in the lateral direction in the adjacent memory element, It may be formed on the entire surface. Note that the memory elements 474a and 474b can be formed using any of the materials and manufacturing methods described in the above embodiment modes.

次に、アンテナとして機能する導電層を薄膜回路部下方に設けるアクティブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置の一構成例に関して図16を用いて説明する。   Next, a structure example of a semiconductor device including an active matrix memory device in which a conductive layer functioning as an antenna is provided below a thin film circuit portion will be described with reference to FIGS.

図16はアクティブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置を示しており、基板541上にトランジスタ516a、トランジスタ516b、トランジスタ517a、トランジスタ517bが設けられ、トランジスタの上方に記憶素子524a、記憶素子524bが設けられている。トランジスタ517a及びトランジスタ517bと接続する配線層523は、絶縁層に設けられたコンタクトホールに形成され、トランジスタ517a及びトランジスタ517b下方に設けられたアンテナとして機能する導電層485と電気的に接続する。また導電層535bもアンテナとして機能する。一方は、記憶素子524a、記憶素子524bを覆って保護膜として機能する絶縁層513が形成され、絶縁層513上に絶縁層532を設けて基板500によって封止され、他方は導電層535a、導電層535bを覆って絶縁層540が形成され、基板541で封止されている。   FIG. 16 illustrates a semiconductor device having an active matrix memory device. A transistor 516a, a transistor 516b, a transistor 517a, and a transistor 517b are provided over a substrate 541, and a memory element 524a and a memory element 524b are provided above the transistor. It has been. The wiring layer 523 connected to the transistors 517a and 517b is formed in a contact hole provided in the insulating layer and is electrically connected to a conductive layer 485 functioning as an antenna provided below the transistors 517a and 517b. The conductive layer 535b also functions as an antenna. One is an insulating layer 513 that functions as a protective film so as to cover the memory element 524a and the memory element 524b. The insulating layer 532 is provided over the insulating layer 513 and sealed with the substrate 500, and the other is sealed with the conductive layer 535a and the conductive layer. An insulating layer 540 is formed to cover the layer 535 b and is sealed with the substrate 541.

アクティブマトリクス型であるので、実施の形態2で示した半導体装置と同様に、記憶素子はそれぞれひとつのトランジスタに接続されている。なお、記憶素子524a、524bは上記実施の形態で示した材料または作製方法を用いて形成することができる。   Since it is an active matrix type, each memory element is connected to one transistor as in the semiconductor device described in Embodiment 2. Note that the memory elements 524a and 524b can be formed using any of the materials and manufacturing methods described in the above embodiment modes.

このように、記憶装置およびアンテナを備えた半導体装置を形成することができる。また、本実施の形態では、基板上に薄膜トランジスタを形成して素子形成層を設けることもできるし、基板としてSi等の半導体基板を用いて、基板上に電界効果トランジスタを形成することによって素子形成層を設けてもよい。また、基板としてSOI基板を用いて、その上に素子形成層を設けてもよい。この場合、SOI基板はウェハの貼り合わせによる方法や酸素イオンをSi基板内に打ち込むことにより内部に絶縁層を形成するSIMOXと呼ばれる方法を用いて形成すればよい。またトランジスタに接続するセンサを設けてもよい。   In this manner, a semiconductor device including a memory device and an antenna can be formed. In this embodiment mode, an element formation layer can be provided by forming a thin film transistor over a substrate, or by forming a field effect transistor over a substrate using a semiconductor substrate such as Si as the substrate. A layer may be provided. Alternatively, an SOI substrate may be used as a substrate, and an element formation layer may be provided thereover. In this case, the SOI substrate may be formed by using a method of bonding wafers or a method called SIMOX in which an insulating layer is formed inside by implanting oxygen ions into the Si substrate. A sensor connected to the transistor may be provided.

また、薄膜回路部は蒸着、スパッタ法、CVD法、印刷法または液滴吐出法等を用いて形成することができる。なお、各場所によって異なる方法を用いて形成してもかまわない。例えば、高速動作が必要とされるトランジスタは基板上にSi等からなる半導体層を形成した後に熱処理により結晶化させて設け、その後、素子形成層の上方にスイッチング素子として機能するトランジスタを印刷法や液滴吐出法を用いて有機トランジスタとして設けることができる。   The thin film circuit portion can be formed by vapor deposition, sputtering, CVD, printing, droplet discharge, or the like. Note that a different method may be used depending on each place. For example, a transistor that requires high-speed operation is provided by forming a semiconductor layer made of Si or the like on a substrate and then crystallizing it by heat treatment, and then forming a transistor that functions as a switching element above the element formation layer by a printing method or An organic transistor can be provided by a droplet discharge method.

なお、トランジスタに接続するセンサを設けてもよい。センサとしては、温度、湿度、照度、ガス(気体)、重力、圧力、音(振動)、加速度、その他の特性を物理的又は化学的手段により検出する素子が挙げられる。センサは、代表的には抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの半導体素子で形成される。   Note that a sensor connected to the transistor may be provided. Examples of the sensor include an element that detects temperature, humidity, illuminance, gas (gas), gravity, pressure, sound (vibration), acceleration, and other characteristics by physical or chemical means. The sensor is typically formed of a semiconductor element such as a resistance element, a capacitive coupling element, an inductive coupling element, a photovoltaic element, a photoelectric conversion element, a thermoelectric element, a transistor, a thermistor, or a diode.

なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。また本実施の形態で示した、基板450、基板491、基板500、基板541は、可撓性を有する基板を用いており、可撓性を有する基板上に接着し、設置することで、可撓性を有する半導体装置を得ることができる。可撓性を有する基板とは、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)と接着性合成樹脂フィルム(アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等)との積層フィルムなどに相当する。フィルムは、熱圧着により、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層(接着層ではない)を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、基板に接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。 Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment. In addition, the substrate 450, the substrate 491, the substrate 500, and the substrate 541 described in this embodiment mode are flexible substrates, which can be attached to the flexible substrate and installed. A semiconductor device having flexibility can be obtained. A flexible substrate is a film made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, paper made of a fibrous material, base film (polyester, polyamide, inorganic vapor deposition film, paper, etc.) And an adhesive synthetic resin film (acrylic synthetic resin, epoxy synthetic resin, etc.). The film is subjected to heat treatment and pressure treatment by thermocompression bonding. When the heat treatment and pressure treatment are performed, the film is either an adhesive layer provided on the outermost surface of the film or the A layer (not an adhesive layer) provided in the outer layer is melted by heat treatment and bonded by pressure. In addition, the substrate may be provided with an adhesive layer or may not be provided with an adhesive layer. The adhesive layer corresponds to a layer containing an adhesive such as a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, an epoxy resin adhesive, or a resin additive.

以上のように、本発明により高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる     As described above, according to the present invention, a high-performance and highly reliable semiconductor device can be manufactured at low cost with high yield.

(実施の形態4)
本実施形態の半導体装置の構成について、図17を参照して説明する。図17に示すように、本発明の半導体装置20は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路11、クロック発生回路12、データ復調/変調回路13、他の回路を制御する制御回路14、インターフェース回路15、記憶回路16、データバス17、アンテナ(アンテナコイル)18、センサ21、センサ回路22を有する。
(Embodiment 4)
The configuration of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, the semiconductor device 20 of the present invention has a function of communicating data without contact, and controls the power supply circuit 11, the clock generation circuit 12, the data demodulation / modulation circuit 13, and other circuits. A circuit 14, an interface circuit 15, a memory circuit 16, a data bus 17, an antenna (antenna coil) 18, a sensor 21, and a sensor circuit 22 are included.

電源回路11は、アンテナ18から入力された交流信号を基に、半導体装置20の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路12は、アンテナ18から入力された交流信号を基に、半導体装置20の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調/変調回路13は、リーダライタ19と交信するデータを復調/変調する機能を有する。制御回路14は、記憶回路16を制御する機能を有する。アンテナ18は、電磁界或いは電波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ19は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、半導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。   The power supply circuit 11 is a circuit that generates various power supplies to be supplied to each circuit inside the semiconductor device 20 based on the AC signal input from the antenna 18. The clock generation circuit 12 is a circuit that generates various clock signals to be supplied to each circuit inside the semiconductor device 20 based on the AC signal input from the antenna 18. The data demodulation / modulation circuit 13 has a function of demodulating / modulating data communicated with the reader / writer 19. The control circuit 14 has a function of controlling the memory circuit 16. The antenna 18 has a function of transmitting and receiving an electromagnetic field or a radio wave. The reader / writer 19 controls communication and control with the semiconductor device and processing related to the data. The semiconductor device is not limited to the above-described configuration, and may be a configuration in which other elements such as a power supply voltage limiter circuit and hardware dedicated to cryptographic processing are added.

記憶回路16は、一対の導電層間に絶縁層又は相変化層が挟まれた記憶素子を有することを特徴とする。なお、記憶回路16は、一対の導電層間に絶縁層又は相変化層が挟まれた記憶素子のみを有していてもよいし、他の構成の記憶回路を有していてもよい。他の構成の記憶回路とは、例えば、DRAM、SRAM、FRAM、マスクROM、PROM、EPROM、EEPROM及びフラッシュメモリから選択される1つ又は複数に相当する。   The memory circuit 16 includes a memory element in which an insulating layer or a phase change layer is sandwiched between a pair of conductive layers. Note that the memory circuit 16 may include only a memory element in which an insulating layer or a phase change layer is interposed between a pair of conductive layers, or may include a memory circuit having another structure. The memory circuit having another configuration corresponds to, for example, one or more selected from DRAM, SRAM, FRAM, mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM, and flash memory.

センサ21は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの半導体素子で形成される。センサ回路22はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ/デジタル変換(A/D変換)して制御回路14に信号を出力する。   The sensor 21 is formed of a semiconductor element such as a resistance element, a capacitive coupling element, an inductive coupling element, a photovoltaic element, a photoelectric conversion element, a thermoelectric element, a transistor, a thermistor, or a diode. The sensor circuit 22 detects a change in impedance, reactance, inductance, voltage or current, performs analog / digital conversion (A / D conversion), and outputs a signal to the control circuit 14.

(実施の形態5)
本発明によりプロセッサチップ(無線チップ、無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ)として機能する半導体装置を形成することができる。本発明の半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。
(Embodiment 5)
According to the present invention, a semiconductor device that functions as a processor chip (also referred to as a wireless chip, a wireless processor, a wireless memory, or a wireless tag) can be formed. The semiconductor device of the present invention has a wide range of uses. For example, banknotes, coins, securities, certificates, bearer bonds, packaging containers, books, recording media, personal items, vehicles, foods, clothing It can be used in health supplies, daily necessities, medicines and electronic devices.

紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの(金券)、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指し、プロセッサチップ90を設けることができる(図18(A)参照)。証書類とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサチップ91を設けることができる(図18(B)参照)。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサチップ97を設けることができる(図18(C)参照)。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指し、プロセッサチップ93を設けることができる(図18(D)参照)。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサチップ94を設けることができる(図18(E)参照)。記録媒体とは、DVDソフト、ビデオテープ等を指、プロセッサチップ95を設けることができる(図18(F)参照)。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサチップ96を設けることができる(図18(G)参照)。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(テレビ受像機、薄型テレビ受像機)、携帯電話等を指す。   Banknotes and coins are money that circulates in the market, and include those that are used in the same way as money in a specific area (cash vouchers), commemorative coins, and the like. Securities refers to checks, securities, promissory notes, and the like, and can be provided with a processor chip 90 (see FIG. 18A). The certificate refers to a driver's license, a resident's card, and the like, and can be provided with a processor chip 91 (see FIG. 18B). The vehicles refer to vehicles such as bicycles, ships, and the like, and can be provided with a processor chip 97 (see FIG. 18C). Bearer bonds refer to stamps, gift cards, and various gift certificates. Packaging containers refer to wrapping paper such as lunch boxes, plastic bottles, and the like, and can be provided with a processor chip 93 (see FIG. 18D). Books refer to books, books, and the like, and can be provided with a processor chip 94 (see FIG. 18E). A recording medium refers to DVD software, a video tape, or the like, and can be provided with a processor chip 95 (see FIG. 18F). Personal belongings refer to bags, glasses, and the like, and can be provided with a processor chip 96 (see FIG. 18G). Foods refer to food products, beverages, and the like. Clothing refers to clothing, footwear, and the like. Health supplies refer to medical equipment, health equipment, and the like. Livingware refers to furniture, lighting equipment, and the like. Chemicals refer to pharmaceuticals, agricultural chemicals, and the like. Electronic devices refer to liquid crystal display devices, EL display devices, television devices (TV receivers, flat-screen TV receivers), mobile phones, and the like.

本発明の半導体装置は、プリント基板に実装したり、表面に貼ったり、埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される。本発明の半導体装置は、小型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後も、その物品自体のデザイン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本発明の半導体装置を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に本発明の半導体装置を設けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。   The semiconductor device of the present invention is fixed to an article by being mounted on a printed board, pasted on a surface, or embedded. For example, a book is embedded in paper, and a package made of an organic resin is embedded in the organic resin, and is fixed to each article. Since the semiconductor device of the present invention realizes a small size, a thin shape, and a light weight, the design of the article itself is not impaired even after being fixed to the article. In addition, by providing the semiconductor device of the present invention in bills, coins, securities, bearer bonds, certificates, etc., an authentication function can be provided, and if this authentication function is utilized, counterfeiting can be prevented. it can. In addition, by providing the semiconductor device of the present invention in packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., the efficiency of a system such as an inspection system can be improved.

また、物の管理や流通のシステムに応用することが可能な例を、図21を用いて説明する。ここでは、商品へプロセッサチップを実装する例を説明する。図21(A)に示すように、ビール瓶3400にラベル3401を用いてプロセッサチップ3402を実装する。   An example that can be applied to an object management or distribution system will be described with reference to FIG. Here, an example in which a processor chip is mounted on a product will be described. As shown in FIG. 21A, a processor chip 3402 is mounted on a beer bottle 3400 using a label 3401.

プロセッサチップ3402には、製造日、製造場所、使用材料等の基本事項を記録する。このような基本事項は、書き換える必要がないためマスクROMや本発明の記憶素子等の書き換え不能な記憶素子(メモリ)を用いて記録するとよい。製造日、製造場所、使用材料等の基本事項は、消費者が商品を購入する際に正確に入手したい情報である。このような情報を書き換え不可能な記憶素子に記録するということによって、情報の改ざんなどを防ぐことができるので、消費者へ信頼性のある正確な情報を伝達することができる。加えてプロセッサチップ3402には、各ビール瓶の配送先、配送日時等の個別事項を記録する。例えば、図21(B)に示すように、ビール瓶3400がベルトコンベア3412により流れ、ライタ装置3413を通過するときに、各配送先、配送日時を記録することができる。このような個別事項は、EEROM等の書き換え、消去可能なメモリを用いて記録するとよい。   The processor chip 3402 records basic items such as the date of manufacture, the place of manufacture, and the materials used. Such basic matters do not need to be rewritten, and therefore may be recorded using a non-rewritable memory element (memory) such as a mask ROM or the memory element of the present invention. The basic items such as the date of manufacture, the place of manufacture, and the materials used are information that consumers want to obtain accurately when purchasing a product. By recording such information in a non-rewritable storage element, it is possible to prevent tampering of information and the like, so that reliable and accurate information can be transmitted to consumers. In addition, the processor chip 3402 records individual items such as the delivery destination and delivery date and time of each beer bottle. For example, as shown in FIG. 21B, when the beer bottle 3400 flows by the belt conveyor 3412 and passes through the writer device 3413, each delivery destination and delivery date and time can be recorded. Such individual items may be recorded using a rewritable and erasable memory such as EEROM.

また配達先から購入された商品情報がネットワークを通じて物流管理センターへ送信されると、この商品情報に基づき、ライタ装置又は当該ライタ装置を制御するパーソナルコンピュータ等が配送先や配送日時を算出し、プロセッサチップへ記録するようなシステムを構築するとよい。   When product information purchased from a delivery destination is transmitted to the distribution management center via the network, the writer device or a personal computer that controls the writer device calculates the delivery destination and delivery date based on the product information, and the processor A system that records on a chip should be constructed.

また配達はケース毎に行われるため、ケース毎、又は複数のケース毎にプロセッサチップを実装し、個別事項を記録することもできる。   Since delivery is performed for each case, a processor chip can be mounted for each case or for each of a plurality of cases, and individual items can be recorded.

このような複数の配達先が記録されうる商品は、プロセッサチップを実装することにより、手作業で行う入力にかかる時間を削減でき、それに起因した入力ミスを低減することができる。加えて物流管理の分野において最もコストのかかる人件費用を削減することができる。従って、プロセッサを実装したことにより、ミスの少ない、低コストな物流管理を行うことができる。   By installing a processor chip in such a product that can record a plurality of delivery destinations, it is possible to reduce the time required for manual input and to reduce input errors caused by the time. In addition, labor costs that are the most expensive in the field of logistics management can be reduced. Therefore, by implementing the processor, it is possible to carry out low-cost logistics management with few mistakes.

さらに配達先において、ビールに合う食料品や、ビールを使った料理法等の応用事項を記録してもよい。その結果、食料品等の宣伝を兼ねることができ、消費者の購買意欲を高めることができる。このような応用事項は、EEROM等の書き換え、消去可能なメモリを用いて記録するとよい。このようにプロセッサチップを実装することにより、消費者へ提供できる情報を増大させることができるため、消費者は安心して商品を購入することができる。   Furthermore, application items such as foods suitable for beer and cooking methods using beer may be recorded at the delivery destination. As a result, it can serve as an advertisement for foods and the like, and the consumer's willingness to purchase can be enhanced. Such application items may be recorded using a rewritable and erasable memory such as EEROM. By mounting the processor chip in this manner, information that can be provided to the consumer can be increased, so that the consumer can purchase the product with peace of mind.

次に、本発明の半導体装置を実装した電子機器の一態様について図面を参照して説明する。ここで例示する電子機器は携帯電話機であり、筐体2700、2706、パネル2701、ハウジング2702、プリント配線基板2703、操作ボタン2704、バッテリ2705を有する(図17(B)参照)。パネル2701はハウジング2702に脱着自在に組み込まれ、ハウジング2702はプリント配線基板2703に嵌着される。ハウジング2702はパネル2701が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法が適宜変更される。プリント配線基板2703には、パッケージングされた複数の半導体装置が実装されており、このうちの1つとして、本発明の半導体装置を用いることができる。プリント配線基板2703に実装される複数の半導体装置は、コントローラ、中央処理ユニット(CPU、Central Processing Unit)、メモリ、電源回路、音声処理回路、送受信回路等のいずれかの機能を有する。   Next, one mode of an electronic device in which the semiconductor device of the present invention is mounted will be described with reference to the drawings. An electronic device illustrated here is a mobile phone, which includes housings 2700 and 2706, a panel 2701, a housing 2702, a printed wiring board 2703, operation buttons 2704, and a battery 2705 (see FIG. 17B). The panel 2701 is detachably incorporated in the housing 2702, and the housing 2702 is fitted on the printed wiring board 2703. The shape and dimensions of the housing 2702 are changed as appropriate in accordance with the electronic device in which the panel 2701 is incorporated. A plurality of packaged semiconductor devices are mounted on the printed wiring board 2703, and the semiconductor device of the present invention can be used as one of them. The plurality of semiconductor devices mounted on the printed wiring board 2703 have any one function of a controller, a central processing unit (CPU), a memory, a power supply circuit, a sound processing circuit, a transmission / reception circuit, and the like.

パネル2701は、接続フィルム2708を介して、プリント配線基板2703と一体化される。上記のパネル2701、ハウジング2702、プリント配線基板2703は、操作ボタン2704やバッテリ2705と共に、筐体2700、2706の内部に収納される。パネル2701が含む画素領域2709は、筐体2700に設けられた開口窓から視認できるように配置されている。   The panel 2701 is integrated with the printed wiring board 2703 through the connection film 2708. The panel 2701, the housing 2702, and the printed wiring board 2703 are housed in the housings 2700 and 2706 together with the operation buttons 2704 and the battery 2705. A pixel region 2709 included in the panel 2701 is arranged so as to be visible from an opening window provided in the housing 2700.

上記の通り、本発明の半導体装置は、小型、薄型、軽量であることを特徴としており、上記特徴により、電子機器の筐体2700、2706内部の限られた空間を有効に利用することができる。   As described above, the semiconductor device of the present invention is characterized in that it is small, thin, and lightweight, and the limited space inside the housings 2700 and 2706 of the electronic device can be effectively used due to the above characteristics. .

また、本発明の半導体装置は、一対の導電層間に絶縁層が挟まれた単純な構造の記憶素子を有するため、安価な半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。また、本発明の半導体装置は高集積化が容易なため、大容量の記憶回路を有する半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。   In addition, since the semiconductor device of the present invention includes a memory element having a simple structure in which an insulating layer is sandwiched between a pair of conductive layers, an electronic device using an inexpensive semiconductor device can be provided. In addition, since the semiconductor device of the present invention can be easily integrated, an electronic device using the semiconductor device including a large-capacity memory circuit can be provided.

また、本発明の半導体装置が有する記憶装置は、光学的作用又は電気的作用によりデータの書き込みを行うものであり、不揮発性であって、データの追記が可能であることを特徴とする。上記特徴により、書き換えによる偽造を防止することができ、新たなデータを追加して書き込むことができる。従って、高機能化と高付加価値化を実現した半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。   In addition, a memory device included in the semiconductor device of the present invention writes data by an optical action or an electrical action, is nonvolatile, and can additionally write data. With the above feature, forgery due to rewriting can be prevented, and new data can be added and written. Therefore, an electronic device using a semiconductor device that achieves high functionality and high added value can be provided.

なお、筐体2700、2706は、携帯電話機の外観形状を一例として示したものであり、本実施の形態に係る電子機器は、その機能や用途に応じて様々な態様に変容しうる。   Note that the housings 2700 and 2706 are examples of the appearance of a mobile phone, and the electronic device according to this embodiment can be changed into various modes depending on functions and uses.

本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置を説明する図。6A and 6B illustrate a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置を説明する図。6A and 6B illustrate a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置を説明する図。6A and 6B illustrate a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の適用例を説明する図。8A and 8B illustrate an application example of a semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置の適用例を説明する図。8A and 8B illustrate an application example of a semiconductor device of the invention. 本発明に適用することのできる液滴吐出装置の構成を説明する図。2A and 2B illustrate a structure of a droplet discharge device that can be applied to the present invention. 本発明の半導体装置を説明する図。6A and 6B illustrate a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の適用例を説明する図。8A and 8B illustrate an application example of a semiconductor device of the invention.

Claims (15)

基板上に設けられた薄膜回路部と、前記薄膜回路部と電気的に接続し、前記基板上及び前記薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層とを有することを特徴とする半導体装置。     A semiconductor device comprising: a thin film circuit portion provided on a substrate; and a conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion and continuously provided on the substrate and the thin film circuit portion. . 請求項1において、前記基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有することを特徴とする半導体装置。     2. The method according to claim 1, further comprising: a layer containing a substance having a fluorocarbon group on the substrate and the thin film circuit portion; and the conductive layer on a layer containing the substance having the fluorocarbon group. Semiconductor device. 第1の可撓性を有する基板上に設けられた薄膜回路部と、前記薄膜回路部と電気的に接続し、前記第1の可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層と、前記薄膜回路部上及び前記導電層上を覆う第2の可撓性を有する基板とを有することを特徴とする半導体装置。     A thin film circuit portion provided on a first flexible substrate, electrically connected to the thin film circuit portion, and continuously on the first flexible substrate and the thin film circuit portion And a second flexible substrate which covers the thin film circuit portion and the conductive layer. 請求項3において、前記第1の可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有することを特徴とする半導体装置。     4. The conductive layer according to claim 3, wherein a layer containing a substance having a fluorocarbon group is formed on the first flexible substrate and the thin film circuit portion, and the layer containing the substance having the fluorocarbon group is formed on the conductive layer. A semiconductor device comprising a layer. 請求項1乃至4いずれか一項において、前記薄膜回路部は、記憶装置を有することを特徴とする半導体装置。     5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thin film circuit portion includes a memory device. 請求項5において、前記記憶装置は有機材料を含む絶縁層を有することを特徴とする半導体装置。     6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the memory device includes an insulating layer containing an organic material. 基板上に薄膜回路部を設置し、
前記基板上及び前記薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Install the thin film circuit on the substrate,
A semiconductor device is manufactured by attaching a composition containing a conductive material having fluidity to the substrate and the thin film circuit portion to form a conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion. Method.
基板上に薄膜回路部を設置し、
前記基板上及び前記薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Install the thin film circuit on the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: printing a composition containing a conductive material on the substrate and the thin film circuit portion; and forming a conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion.
請求項7又は請求項8において、前記基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層を形成し、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。     9. The layer according to claim 7 or 8, wherein a layer containing a substance having a fluorocarbon group is formed on the substrate and the thin film circuit portion, and the conductive layer is formed on the layer containing the substance having a fluorocarbon group. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a semiconductor device. 基板上に複数の薄膜回路部を形成し、
前記基板から前記薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、
前記可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A plurality of thin film circuit portions are formed on the substrate,
The thin film circuit portion is selectively peeled from the substrate and bonded onto a flexible substrate,
A conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion is formed by attaching a composition containing a conductive material having fluidity on the flexible substrate and the thin film circuit portion. A method for manufacturing a semiconductor device.
基板上に複数の薄膜回路部を形成し、
前記基板から前記薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、
前記可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A plurality of thin film circuit portions are formed on the substrate,
The thin film circuit portion is selectively peeled from the substrate and bonded onto a flexible substrate,
Fabrication of a semiconductor device, wherein a composition containing a conductive material is printed on the flexible substrate and the thin film circuit portion, and a conductive layer electrically connected to the thin film circuit portion is formed. Method.
請求項10又は請求項11において、前記可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層を形成し、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。     12. The method according to claim 10, wherein a layer containing a substance having a fluorocarbon group is formed on the flexible substrate and the thin film circuit portion, and the substance containing the substance having a fluorocarbon group is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the conductive layer is formed on the substrate. 請求項10乃至12のいずれか一項において、前記可撓性を有する基板上に形成したマーカを用いて、可撓性を有する基板上に前記薄膜回路部を選択的に剥離することを特徴とする半導体装置の作製方法。     13. The thin film circuit portion is selectively peeled off from a flexible substrate using a marker formed on the flexible substrate according to claim 10. A method for manufacturing a semiconductor device. 請求項13において、前記マーカは、レーザ光を照射することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。     14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the marker is formed by irradiation with laser light. 請求項13において、前記マーカは、印刷法によって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。



14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the marker is formed by a printing method.



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