JP2007021713A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein a semiconductor device equipped with a microstructure having a space and an electric circuit for controlling the microstructure, etc. over one substrate is difficult to be manufactured. <P>SOLUTION: In this semiconductor device, the microstructure and the electric circuit for controlling the microstructure can be provided over the one substrate by manufacturing the microstructure in a such way that a structural layer having polycrystalline silicon obtained by thermal crystallization or laser crystallization by using a metal element is formed and processed at low temperature. As the electric circuit, a wireless communication circuit for carrying out wireless communication with an antenna is given. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、同一基板上に微小構造体および半導体集積回路を有し、外部と無線で通信を行う半導体装置に関する。 また、本発明は半導体装置の作製方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device that includes a microstructure and a semiconductor integrated circuit over the same substrate and performs wireless communication with the outside. The present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

近年、MEMSと呼ばれる微小機械システムの研究が盛んに進められている。MEMS(Micro Electro Mechanical System)は、微小電気機械システムの略称であり、単にマイクロマシンと呼ばれることもある。マイクロマシンとは一般的に、半導体微細加工技術を用いて「立体構造を有し可動する微小構造体」および「半導体素子を有する電気回路」を集積化した微細デバイスを指す。上記微小構造体は半導体素子と異なり、構造が立体的で可動部を有する。そして、スイッチ、可変容量、または、アクチュエータ等の機能を有することができる。   In recent years, research on micro mechanical systems called MEMS has been actively conducted. MEMS (Micro Electro Mechanical System) is an abbreviation for a microelectromechanical system, and is sometimes simply called a micromachine. A micromachine generally refers to a microdevice in which “a microstructure having a three-dimensional structure and a movable structure” and “an electric circuit having a semiconductor element” are integrated using a semiconductor microfabrication technique. Unlike the semiconductor element, the microstructure has a three-dimensional structure and has a movable portion. And it can have a function of a switch, a variable capacitor, or an actuator.

マイクロマシンは、電気回路によって自らの微小構造体を制御することができるため、従来のコンピュータを用いた装置のように中央処理制御型ではなく、センサによって得た情報を電気回路によって処理してアクチュエータ等を介して行動を起こすという一連の動作を行う、自律分散型のシステムを構築する事ができるのではないかと考えられている。このようなマイクロマシンについては数多くの研究がなされている(特許文献1参照)。
特開2004−1201号公報
Since micromachines can control their microstructures by means of electrical circuits, they are not a central processing control type like conventional computer-based devices, and information obtained by sensors is processed by electrical circuits and actuators, etc. It is thought that it is possible to build an autonomous decentralized system that performs a series of actions to take action through the. Many studies have been made on such micromachines (see Patent Document 1).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-1201

一方で、無線通信技術の発展により、小型でありながら無線通信により情報の送受信が可能な装置の開発が進められている。これは、情報を電気回路に記憶する無線チップ、無線チップが記憶する情報を読み書きするリーダライタ、および読み取った情報の処理やリーダライタの制御等を行うシステムで構成される。無線チップは、RFIDタグ、ICタグ、無線タグ等、様々な名称で呼ばれることがある。無線チップは基本的に無電池方式で、リーダライタからの電磁波により駆動電力を得て、リーダライタと無線通信を行うことができる。近年、当該無線チップおよびそれを用いた個体識別情報管理技術に関する研究が数多くなされている。   On the other hand, with the development of wireless communication technology, development of devices capable of transmitting and receiving information through wireless communication while being small in size is underway. This includes a wireless chip that stores information in an electric circuit, a reader / writer that reads and writes information stored in the wireless chip, and a system that processes the read information and controls the reader / writer. The wireless chip may be called by various names such as an RFID tag, an IC tag, and a wireless tag. The wireless chip is basically battery-free, and can obtain driving power from electromagnetic waves from the reader / writer and perform wireless communication with the reader / writer. In recent years, there have been many studies on the wireless chip and the individual identification information management technology using the wireless chip.

上記のマイクロマシンを構成する微小構造体および半導体素子は、同等のプロセスを用いて作製することは難しかった。これは微小構造体を作製する場合には犠牲層エッチング等、半導体素子を作製する場合とは異なるプロセスを有するためである。   It has been difficult to manufacture the microstructure and the semiconductor element constituting the micromachine using an equivalent process. This is because the manufacturing of a microstructure has a different process from that of manufacturing a semiconductor element, such as sacrificial layer etching.

また、半導体素子はその上に保護膜や配線を形成する事が多く、このような場合微小構造体の封止をどのように行うかが大きな問題となる。 Further, a semiconductor element often has a protective film or wiring formed thereon, and in such a case, how to seal the microstructure is a big problem.

このように、異なるプロセスを有するが故、微小構造体または半導体素子が破壊され、機能しなくなる可能性が生じる恐れがある。そのため、現在実用化されているマイクロマシンは、微小構造体と半導体素子が別の行程で作製されるものが主流となっている。 As described above, since the different processes are included, there is a possibility that the microstructure or the semiconductor element may be destroyed and may not function. For this reason, micromachines that are currently in practical use are those in which a microstructure and a semiconductor element are manufactured in separate steps.

そこで本発明は、同一の絶縁基板上に、微小構造体および半導体素子を有するマイクロマシン(以下、半導体装置と表記する)を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a micromachine (hereinafter referred to as a semiconductor device) having a microstructure and a semiconductor element over the same insulating substrate.

さらに本発明は、微小構造体、当該微小構造体を制御する半導体集積回路、および無線通信を行う無線通信回路を同一基板上に形成し、外部から無線通信で駆動電力を得て、さらには無線通信で情報を送受信することのできる半導体装置を提供することを課題とする。   Furthermore, the present invention provides a microstructure, a semiconductor integrated circuit that controls the microstructure, and a wireless communication circuit that performs wireless communication on the same substrate, obtains driving power from outside by wireless communication, and further wirelessly It is an object to provide a semiconductor device capable of transmitting and receiving information through communication.

また本発明は、上記半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。   Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the semiconductor device.

上記課題を鑑み本発明は、絶縁表面上に微小構造体、及び電気回路を一体形成し、電気回路はアンテナを用いた無線通信により電力や信号を受け取ることができる半導体装置を特徴とする。微小構造体は、金属元素を用いて熱結晶化又はレーザ結晶化された多結晶シリコンを有する構造層を有する。このような多結晶シリコンは、電気回路を構成する半導体素子にも適用することができる。なお絶縁表面とは、ガラス基板、プラスチック基板、または導電性基板若しくは半導体性基板上に絶縁性を有する保護膜を形成した基板の表面を指す。また構造層とは、微小構造体を構成する三次元構造を有し、構造層の上又は下に設けられている層との間に空間が設けられていることを特徴とする。またこのような空間により、微小構造体は可動部を有することができる。 In view of the above problems, the present invention is characterized by a semiconductor device in which a microstructure and an electric circuit are integrally formed over an insulating surface, and the electric circuit can receive power and signals by wireless communication using an antenna. The microstructure includes a structural layer including polycrystalline silicon that is thermally crystallized or laser crystallized using a metal element. Such polycrystalline silicon can also be applied to a semiconductor element constituting an electric circuit. Note that the insulating surface refers to the surface of a glass substrate, a plastic substrate, or a substrate in which an insulating protective film is formed over a conductive substrate or a semiconductor substrate. In addition, the structural layer has a three-dimensional structure constituting the microstructure, and is characterized in that a space is provided between layers provided above or below the structural layer. In addition, such a space allows the microstructure to have a movable portion.

本発明において、具体的には以下の手段を講ずる。 In the present invention, the following means are specifically taken.

本発明の半導体装置は、絶縁表面上にアンテナ、微小構造体、および電気回路を有し、アンテナ及び微小構造体はそれぞれ電気回路と接続され、微小構造体は、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化された多結晶シリコンを有する構造層を有し、微小構造体は、絶縁表面と構造層との間に設けられた空間を有することを特徴とする。 The semiconductor device of the present invention includes an antenna, a microstructure, and an electric circuit over an insulating surface, and the antenna and the microstructure are connected to the electric circuit, respectively, and the microstructure is thermally crystallized using a metal element. Alternatively, the structure body includes a structure layer including polycrystalline silicon that is laser-crystallized, and the microstructure includes a space provided between the insulating surface and the structure layer.

また、本発明の半導体装置は、絶縁表面上にアンテナ、微小構造体、および電気回路を有し、アンテナおよび微小構造体はそれぞれ電気回路と接続され、微小構造体は、導電性を有する下部層および構造層を有し、下部層及び構造層のいずれか一方は、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化された多結晶シリコンを有し、微小構造体は、下部層と構造層との間に設けられた空間を有することを特徴とする。 In addition, the semiconductor device of the present invention includes an antenna, a microstructure, and an electric circuit over an insulating surface, and the antenna and the microstructure are connected to the electric circuit, respectively, and the microstructure is a conductive lower layer. One of the lower layer and the structural layer includes polycrystalline silicon that is thermally crystallized or laser-crystallized using a metal element, and the microstructure includes the lower layer, the structural layer, and the structural layer. It has the space provided between these, It is characterized by the above-mentioned.

上記本発明の構造層は、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Ru(ルチニウム)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)、Pt(白金)、Cu(銅)、及びAu(金)のいずれか1つ又は複数の金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化されたことを特徴とする。このような金属元素を用いて結晶化すると、結晶化工程の低温化を図ることができ、ガラス基板等の低歪み点を有する基板を用いることができる。 The structural layer of the present invention comprises Ni (nickel), Fe (iron), Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Os (osmium), Ir (iridium), Pt (platinum), Cu ( It is characterized by being thermally crystallized or laser crystallized using one or more metal elements of copper) and Au (gold). When crystallization is performed using such a metal element, the crystallization process can be performed at a low temperature, and a substrate having a low strain point such as a glass substrate can be used.

また、構造層は、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化された多結晶シリコンを単層構造としても、当該多結晶シリコンを有する積層構造としてもよい。例えば構造層は、当該多結晶シリコンと、非晶質シリコン及びシリサイドから選ばれた一つ又は複数とからなる積層構造を有してもよい。積層構造において、複数の多結晶シリコン、複数の非晶質シリコン、複数のシリサイドを設けてもよい。シリサイドは、シリコンの結晶化に用いた金属元素を用いたシリサイドや、該金属元素とは異なる金属元素を用いたシリサイドがある。 In addition, the structure layer may have a single-layer structure of polycrystalline silicon that is thermally crystallized or laser-crystallized using a metal element, or a stacked structure including the polycrystalline silicon. For example, the structural layer may have a laminated structure including the polycrystalline silicon and one or more selected from amorphous silicon and silicide. In the stacked structure, a plurality of polycrystalline silicon, a plurality of amorphous silicon, and a plurality of silicides may be provided. Silicide includes silicide using a metal element used for crystallization of silicon and silicide using a metal element different from the metal element.

また構造層は、選択的に多結晶シリコンを有する領域を設けてもよい。例えば、当該多結晶シリコンを有する領域と、非晶質シリコン及びシリサイドから選ばれた一つ又は複数とからなる領域を含むことができる。 The structural layer may be provided with a region containing polycrystalline silicon selectively. For example, a region including the polycrystalline silicon and one or more regions selected from amorphous silicon and silicide can be included.

上記本発明の半導体装置において、電気回路は、無線通信回路および処理回路を有し、アンテナは無線通信回路と接続され、微小構造体は処理回路に接続される。 In the semiconductor device of the present invention, the electric circuit includes a wireless communication circuit and a processing circuit, the antenna is connected to the wireless communication circuit, and the microstructure is connected to the processing circuit.

また電気回路は、半導体素子および微小構造体を有し、アンテナは電気回路と接続されていてもよい。 The electric circuit may include a semiconductor element and a microstructure, and the antenna may be connected to the electric circuit.

さらに、当該電気回路は、電源回路、クロック発生回路、復調回路、変調回路、情報判定回路、メモリ、メモリ制御回路、演算回路、および微小構造体制御回路を有する。 Further, the electrical circuit includes a power supply circuit, a clock generation circuit, a demodulation circuit, a modulation circuit, an information determination circuit, a memory, a memory control circuit, an arithmetic circuit, and a microstructure control circuit.

本発明の半導体装置は、絶縁表面に対向する基板(対向基板と表記する)を有することができる。さらに、対向基板は保護層を有することができる。当該保護層は、微小構造体が設けられていない領域と対向する部分に設けられることを特徴とする。 The semiconductor device of the present invention can include a substrate (referred to as a counter substrate) facing the insulating surface. Further, the counter substrate can have a protective layer. The protective layer is provided in a portion facing a region where the microstructure is not provided.

また、本発明の半導体装置が有するアンテナは、対向基板に設けることができる。そして、アンテナは電気回路と接続することができる。 The antenna included in the semiconductor device of the present invention can be provided over the counter substrate. The antenna can be connected to an electric circuit.

また、微小構造体は、金属元素、金属元素化合物、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、またはシリコン酸化窒化物を有する犠牲層を、エッチングにより全部または一部を除去されることにより空間が形成される。このような空間は構造層に接すると表記することができる。すなわち犠牲層とは、エッチングにより除去される層のことを指す。そして微小構造体を構成する積層構造を形成した後に、当該犠牲層がエッチングにより除去される形成された空間により、微小構造体の可動部を動作させることができる。また、犠牲層に金属元素、又は金属元素化合物等の導電性材料を用いる場合、その一部を導電層として用いることもできる。 In addition, in the microstructure, a space is formed by removing all or part of a sacrificial layer including a metal element, a metal element compound, silicon, silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride by etching. Is done. Such a space can be described as being in contact with the structural layer. That is, the sacrificial layer refers to a layer that is removed by etching. Then, after the stacked structure forming the microstructure is formed, the movable portion of the microstructure can be operated by the formed space where the sacrificial layer is removed by etching. In the case where a conductive material such as a metal element or a metal element compound is used for the sacrificial layer, a part of the sacrificial layer can be used as the conductive layer.

例えば本発明の微小構造体は構造層と絶縁表面との間に空間(第1の空間と表記する)が設けられていることを特徴とする。 For example, the microstructure of the present invention is characterized in that a space (referred to as a first space) is provided between the structural layer and the insulating surface.

また、微小構造体は構造層と絶縁表面との間に第1の空間が設けられ、構造層と、構造層上に設けられた層との間に空間(第2の空間と表記する)が設けられていることを特徴とする。 In the microstructure, a first space is provided between the structural layer and the insulating surface, and a space (denoted as a second space) is provided between the structural layer and a layer provided on the structural layer. It is provided.

また、微小構造体は絶縁表面上に、導電性を有する下部層を有し、下部層と構造層との間に空間(第3の空間と表記する)が設けられていることを特徴とする。 The microstructure has a conductive lower layer on an insulating surface, and a space (denoted as a third space) is provided between the lower layer and the structural layer. .

また、微小構造体は絶縁表面上に、導電性を有する下部層を有し、下部層と構造層との間に第3の空間が設けられ、構造層上に設けられた層との間に第2の空間が設けられていることを特徴とする。 The microstructure has a conductive lower layer on the insulating surface, and a third space is provided between the lower layer and the structural layer, and between the layers provided on the structural layer. A second space is provided.

本発明の微小構造体が有する下部層は、金属元素、金属元素化合物、シリサイド、または不純物を有するシリコン等の導電性材料を用いることができ、下部電極として機能することができる。下部電極とは、可動する構造層を制御するため電圧等を印加することができる。 The lower layer included in the microstructure of the present invention can be formed using a conductive material such as a metal element, a metal element compound, silicide, or silicon having impurities, and can function as a lower electrode. A voltage or the like can be applied to the lower electrode in order to control the movable structural layer.

また、構造層は、上面から見て角の丸い形状に加工、つまりパターニングされていることが好ましい。さらに構造層は、断面がテーパー角を有するように形成されていることが好ましい。 Further, the structural layer is preferably processed into a shape with rounded corners as viewed from above, that is, patterned. Further, the structural layer is preferably formed so that the cross section has a taper angle.

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面上に第1の領域に第1の犠牲層を形成し、第1の領域の第1の犠牲層上及び第2の領域に、シリコンを有する層を形成し、シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、結晶化したシリコンを有する層をパターニングすることで、第1の領域に構造層、および第2の領域に半導体層を形成し、構造層および半導体層上に、第1の絶縁層を形成し、第1の絶縁層上に、第1の導電層を形成し、第1の導電層をパターニングすることで、第2の領域にゲート電極を形成し、第1の犠牲層をエッチングにより除去し、絶縁表面と構造層との間に第1の空間を形成することを特徴とする。第1の領域とは微小構造体を形成する領域、第2の領域とは半導体素子を形成する領域とする。 In a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first sacrificial layer is formed in a first region over an insulating surface, and a layer including silicon is formed on the first sacrificial layer and the second region in the first region. The layer having silicon is thermally crystallized or laser-crystallized using a metal element, and the layer having crystallized silicon is patterned to form a structural layer in the first region and a layer in the second region. Forming a semiconductor layer, forming a first insulating layer on the structural layer and the semiconductor layer, forming a first conductive layer on the first insulating layer, and patterning the first conductive layer; A gate electrode is formed in the second region, the first sacrificial layer is removed by etching, and a first space is formed between the insulating surface and the structural layer. The first region is a region where a microstructure is formed, and the second region is a region where a semiconductor element is formed.

また、本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面上に第1の領域に第1の犠牲層を形成し、第1の犠牲層上に、シリコンを有する層を形成し、シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、結晶化したシリコンを有する層をパターニングすることで、第1の領域に構造層、および第2の領域に半導体層を形成し、構造層および半導体層上に、第1の絶縁層を形成し、第1の絶縁層上に、第1の導電層を形成し、第1の導電層をパターニングすることで、第1の領域に第2の犠牲層、および第2の領域にゲート電極を形成し、第2の犠牲層およびゲート電極上に、第2の絶縁層を形成し、第2の絶縁層に、第1のコンタクトホールを形成し、第2の絶縁層上に第2の導電層を形成し、第2の導電層をパターニングすることで、第1の領域と第2の領域を接続する配線を形成し、第2の絶縁層に、第1の犠牲層および第2の犠牲層の一部を露出する第2のコンタクトホールを形成し、第2のコンタクトホールを介してエッチング剤を導入し、第1の犠牲層および第2の犠牲層をエッチングにより除去し、絶縁表面と構造層との間の第1の空間、および構造層と第2の絶縁層との間の第2の空間を形成することを特徴とする。 In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first sacrificial layer is formed in a first region over an insulating surface, a layer including silicon is formed over the first sacrificial layer, and a layer including silicon is formed. Are patterned by thermal crystallization or laser crystallization using a metal element and patterning the crystallized silicon layer, thereby forming a structural layer in the first region and a semiconductor layer in the second region. The first insulating layer is formed over the semiconductor layer, the first conductive layer is formed over the first insulating layer, and the first conductive layer is patterned, so that the second region is formed in the first region. A gate electrode is formed in the sacrificial layer and the second region, a second insulating layer is formed on the second sacrificial layer and the gate electrode, and a first contact hole is formed in the second insulating layer And forming a second conductive layer on the second insulating layer and patterning the second conductive layer. Thus, a wiring that connects the first region and the second region is formed, and the second contact hole that exposes the first sacrificial layer and a part of the second sacrificial layer to the second insulating layer is formed. Forming an etchant through the second contact hole, removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer by etching, a first space between the insulating surface and the structural layer, and A second space is formed between the structural layer and the second insulating layer.

上記半導体装置の作製方法において、絶縁表面上に下部層となる第1の導電層を形成し、第1の導電層上に第1の犠牲層を形成することもできる。 In the above method for manufacturing a semiconductor device, a first conductive layer serving as a lower layer can be formed over an insulating surface, and a first sacrificial layer can be formed over the first conductive layer.

また、本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面上にシリコンを有する層を形成し、シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、結晶化したシリコンを有する層をパターニングすることで、第1の領域に下部層、および第2の領域に半導体層を形成し、下部層上に、第3の犠牲層を形成し、下部層および半導体層上に第1の絶縁層を形成し、第3の犠牲層上に、第1の導電層を形成し、第1の導電層をパターニングすることで、第1の領域に構造層、および第2の領域にゲート電極を形成し、第3の犠牲層をエッチングにより除去し、下部層と構造層との間に第3の空間を形成することを特徴とする。 In addition, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a layer including silicon is formed over an insulating surface, the layer including silicon is thermally crystallized or laser-crystallized using a metal element, and the layer including crystallized silicon is included. To form a lower layer in the first region, a semiconductor layer in the second region, a third sacrificial layer on the lower layer, and a first layer on the lower layer and the semiconductor layer. An insulating layer is formed, a first conductive layer is formed over the third sacrificial layer, and the first conductive layer is patterned, whereby a structural layer is formed in the first region and a gate electrode is formed in the second region. And the third sacrificial layer is removed by etching to form a third space between the lower layer and the structural layer.

また、本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面上にシリコンを有する層を形成し、シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、結晶化したシリコンを有する層をパターニングすることで、第1の領域に下部層、および第2の領域に半導体層を形成し、下部層および半導体層上に第1の絶縁層を形成し、第1の絶縁層上に、第1の領域に第3の犠牲層を形成し、第1の絶縁層および第3の犠牲層上に、第3の導電層と第4の導電層を積層して形成し、第5の導電層および第6の導電層をパターニングすることで、第1の領域に構造層と第4の犠牲層、および第2の領域にゲート電極を形成し、第4の犠牲層およびゲート電極上に、第2の絶縁層を形成し、第2の絶縁層に、第1のコンタクトホールを形成し、第2の絶縁層上に第2の導電層を形成し、第2の導電層をパターニングすることで、第1の領域と第2の領域を接続する配線を形成し第3の犠牲層および第4の犠牲層の一部が露出するよう、第2の絶縁層に第2のコンタクトホールを形成し、第3の犠牲層および第4の犠牲層をエッチングにより除去し、構造層が接する第3の空間および第2の空間をそれぞれ形成することを特徴とする。 In addition, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a layer including silicon is formed over an insulating surface, the layer including silicon is thermally crystallized or laser-crystallized using a metal element, and the layer including crystallized silicon is included. To form a lower layer in the first region, a semiconductor layer in the second region, a first insulating layer on the lower layer and the semiconductor layer, and on the first insulating layer, A third sacrificial layer is formed in the first region, and a third conductive layer and a fourth conductive layer are stacked over the first insulating layer and the third sacrificial layer, and the fifth conductive layer is formed. By patterning the layer and the sixth conductive layer, a structural layer and a fourth sacrificial layer are formed in the first region, and a gate electrode is formed in the second region. On the fourth sacrificial layer and the gate electrode, Forming a second insulating layer, forming a first contact hole in the second insulating layer; A second conductive layer is formed on the second insulating layer, and the second conductive layer is patterned to form a wiring connecting the first region and the second region, thereby forming a third sacrificial layer and a fourth sacrificial layer; A second contact hole is formed in the second insulating layer so that a part of the sacrificial layer is exposed, the third sacrificial layer and the fourth sacrificial layer are removed by etching, and a third layer in contact with the structural layer is formed. A space and a second space are formed, respectively.

上記半導体装置の作製方法は、さらに、対向基板上の微小構造体が設けられていない領域と対向する部分に保護層を形成し、絶縁表面と対向基板とを対向させるように固定し張り合わせてもよい。 In the above method for manufacturing a semiconductor device, a protective layer may be formed on a portion of the counter substrate facing a region where the microstructure is not provided, and the insulating surface and the counter substrate may be fixed and bonded to face each other. Good.

また、上記半導体装置の作製方法において、対向基板上に、アンテナとして機能する第5の導電層を形成し、第5の導電層上の構造層が設けられていない領域と対向する部分に保護層を形成し、保護層に第3のコンタクトホールを形成し、第3のコンタクトホールを充填するように第6の導電層を形成しパターニングを行い、配線層および第6の導電層が電気的に接続するよう、絶縁表面と対向基板とを対向させることを特徴とすることができる。 In the above method for manufacturing a semiconductor device, a fifth conductive layer functioning as an antenna is formed over a counter substrate, and a protective layer is formed in a portion facing a region where the structural layer on the fifth conductive layer is not provided. Forming a third contact hole in the protective layer, forming a sixth conductive layer so as to fill the third contact hole, patterning, and electrically connecting the wiring layer and the sixth conductive layer to each other. The insulating surface and the counter substrate face each other so as to be connected.

また、半導体装置の作製方法において、シリコンを有する層は、多結晶シリコン、非晶質シリコン、およびシリサイドより選択される1つまたは複数を積層して形成することができる。また、シリコンを有する層は、非晶質シリコン上に金属元素を添加し、金属元素を添加した領域にレーザを照射して結晶化することができる。金属元素は全面に又は選択的に添加することができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device, the layer including silicon can be formed by stacking one or more selected from polycrystalline silicon, amorphous silicon, and silicide. The layer containing silicon can be crystallized by adding a metal element over amorphous silicon and irradiating the region to which the metal element is added with a laser. The metal element can be added to the entire surface or selectively.

また、金属元素として、Ni、Fe、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、及びAuのいずれか1つ又は複数を用いることができる。 As the metal element, any one or more of Ni, Fe, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au can be used.

上記半導体装置の作製方法において、第1の犠牲層および第2の犠牲層は、同一の材料を用いて形成し、同一工程のエッチングにより除去することができる。同様に、第3の犠牲層および第4の犠牲層は、同一の材料を用いて形成し、同時にエッチングにより除去することができる。 In the above method for manufacturing a semiconductor device, the first sacrificial layer and the second sacrificial layer can be formed using the same material and removed by etching in the same process. Similarly, the third sacrificial layer and the fourth sacrificial layer can be formed using the same material and simultaneously removed by etching.

上記半導体装置の作製方法において、構造層、および第1乃至第4の犠牲層のいずれかは、上面が角の丸い多角形状を有するように形成し、断面がテーパーを有するように形成することが望ましい。 In the above method for manufacturing a semiconductor device, any one of the structural layer and the first to fourth sacrificial layers may be formed so that the upper surface has a polygonal shape with rounded corners and the cross section has a taper. desirable.

本発明は、ニッケル等の金属元素を用いて結晶化した多結晶シリコンを、微小構造体の構造層、および半導体素子の活性層に用いる事で、微小構造体および半導体素子を同一基板上に形成した半導体装置を提供することができる。このように形成された微小構造体は、外力や応力に耐えることが可能となるため、半導体素子と同一基板上に形成することができるのである。   The present invention uses a polycrystalline silicon crystallized using a metal element such as nickel for a structure layer of a microstructure and an active layer of a semiconductor element, thereby forming the microstructure and the semiconductor element on the same substrate. Thus, a semiconductor device can be provided. The microstructure thus formed can withstand external forces and stresses, and thus can be formed over the same substrate as the semiconductor element.

また本発明は、同一基板上に微小構造体および半導体素子を作製することで、組み立てやパッケージが不要な、製造コストのかからない半導体装置を提供することができる。   In addition, according to the present invention, a microstructure and a semiconductor element are manufactured over the same substrate, so that a semiconductor device that does not require assembly or a package and does not require manufacturing costs can be provided.

また本発明の半導体装置は、無線通信回路を有し、無線通信で電力供給や制御を行うことができる。したがって、当該半導体装置と接続し、電力供給や制御を行う配線が不要となるため、物理的に独立して動作する、自由度の高い半導体装置を提供することができる。さらに、微小構造体を制御するための中央処理演算回路等を有することによって、無線通信制御のみで「検知、判断、行動」という一連の動作を行う半導体装置を提供することができる。   In addition, the semiconductor device of the present invention has a wireless communication circuit and can perform power supply and control by wireless communication. Accordingly, wiring for supplying power or controlling the semiconductor device is not necessary, so that a highly flexible semiconductor device that operates physically independently can be provided. Furthermore, by including a central processing arithmetic circuit and the like for controlling the microstructure, it is possible to provide a semiconductor device that performs a series of operations of “detection, determination, and action” only by wireless communication control.

本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されない。本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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からである。したがって、本発明は以下に示す実施の形態および実施例の記載内容のみに限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて本発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description. It will be readily understood by those skilled in the art that various changes in form and details can be made 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 following embodiments and examples. Note that in describing the structure of the present invention with reference to the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals in different drawings.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の半導体装置について図面を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a semiconductor device of the present invention is described with reference to drawings.

本発明の半導体装置は、無線通信を用いた個体識別情報管理が可能である。すなわち本発明の半導体装置は、無線通信を用いた個体識別情報管理を可能とする無線チップを備えている。無線チップを備えた半導体装置は、リーダライタから放射される電磁波により駆動電力を得て、リーダライタと無線通信を行うことができる。そのため本発明の半導体装置は、無電池方式をとることができる。但し、駆動電力を補うために、半導体装置に電池等を搭載してもよい。   The semiconductor device of the present invention can manage individual identification information using wireless communication. That is, the semiconductor device of the present invention includes a wireless chip that enables individual identification information management using wireless communication. A semiconductor device provided with a wireless chip can perform driving communication with a reader / writer by obtaining driving power from electromagnetic waves emitted from the reader / writer. Therefore, the semiconductor device of the present invention can take a battery-free system. However, a battery or the like may be mounted on the semiconductor device in order to supplement the driving power.

図1(A)に、本発明の半導体装置の構成を示す。本発明の半導体装置101は、アンテナ12、微小構造体13、および電気回路14を有する。電気回路14は、無線通信回路15、および処理回路16を有する。アンテナ12は無線通信回路15に接続されており、相互に信号等のやり取りを行うことができる。また、微小構造体13は処理回路16に接続されており、相互に信号等のやり取りを行うことができる。   FIG. 1A shows a structure of a semiconductor device of the present invention. A semiconductor device 101 of the present invention includes an antenna 12, a microstructure 13, and an electric circuit 14. The electric circuit 14 includes a wireless communication circuit 15 and a processing circuit 16. The antenna 12 is connected to the wireless communication circuit 15 and can exchange signals and the like with each other. Further, the microstructure 13 is connected to the processing circuit 16 and can exchange signals and the like with each other.

アンテナ12および無線通信回路15は、リーダライタ17へ近づくと、当該リーダライタ17から放射される電磁波をアンテナ12が受信し、半導体装置101を駆動するための駆動電力の供給を受けることができる。そして、アンテナ12は、電磁波を用いてリーダライタ17と情報の送受信を行うことができる。処理回路16は、リーダライタ17から受信した情報をもとに微小構造体13を制御する、または微小構造体13が対象物110から受けた情報を処理する等の動作を行うことができる。処理回路16は、微小構造体13から得て処理を行った情報、およびリーダライタ17から伝えられた情報を合わせて処理し微小構造体13を制御する、所謂フィードバック機構を有することもできる。   When the antenna 12 and the wireless communication circuit 15 approach the reader / writer 17, the antenna 12 receives the electromagnetic waves radiated from the reader / writer 17 and can be supplied with driving power for driving the semiconductor device 101. The antenna 12 can transmit and receive information to and from the reader / writer 17 using electromagnetic waves. The processing circuit 16 can perform operations such as controlling the microstructure 13 based on information received from the reader / writer 17 or processing information received from the object 110 by the microstructure 13. The processing circuit 16 may have a so-called feedback mechanism that controls the microstructure 13 by processing information obtained from the microstructure 13 and processing, and information transmitted from the reader / writer 17 together.

処理回路16と接続される微小構造体13は、例えば、センサやアクチュエータとして機能する構造体である。微小構造体13は、微小な構造がゆえにスケーリング則が適応され、対象物110の微小な変化を捕らえて信号に変換することができる。   The microstructure 13 connected to the processing circuit 16 is, for example, a structure that functions as a sensor or an actuator. Since the microstructure 13 has a minute structure, the scaling law is applied, and a minute change of the object 110 can be captured and converted into a signal.

リーダライタ17は、電磁波を介して半導体装置101に駆動電力の供給を行い、また電磁波を用いて半導体装置101と情報の送受信を行う機能を有する。リーダライタ17の動作は、システム、例えばここではコンピュータ18によって制御される。リーダライタ17とコンピュータ18とは、USB(Universal Serial Bus)等の通信回線を介して接続された有線通信を用いたり、赤外線等を用いて無線通信を用いることも可能である。   The reader / writer 17 has a function of supplying driving power to the semiconductor device 101 via electromagnetic waves and transmitting / receiving information to / from the semiconductor device 101 using electromagnetic waves. The operation of the reader / writer 17 is controlled by a system, for example, a computer 18 here. The reader / writer 17 and the computer 18 can also use wired communication connected via a communication line such as USB (Universal Serial Bus) or wireless communication using infrared rays or the like.

また、本発明の半導体装置101は電気回路に微小構造体を用いることができる。例えば図1(B)に示すように、半導体装置101はアンテナ12および電気回路14を有し、電気回路14に半導体素子31および微小構造体32によって構成することもできる。電気回路14は、図1(A)と同様、無線通信回路および処理回路等を有し、アンテナは電気回路14において無線通信機能を有する回路に接続される。ここで電気回路14を構成する微小構造体32は、例えばスイッチや容量として機能することができる。スイッチや容量として機能する応答速度の速い微小構造体32を用いて回路を構成することによって、より高い周波数を用いた無線通信を行うことが可能となる。   In addition, the semiconductor device 101 of the present invention can use a microstructure for an electric circuit. For example, as illustrated in FIG. 1B, the semiconductor device 101 includes an antenna 12 and an electric circuit 14, and the electric circuit 14 can be formed using a semiconductor element 31 and a microstructure 32. As in FIG. 1A, the electric circuit 14 includes a wireless communication circuit, a processing circuit, and the like, and the antenna is connected to a circuit having a wireless communication function in the electric circuit 14. Here, the microstructure 32 constituting the electric circuit 14 can function as a switch or a capacitor, for example. By configuring the circuit using the microstructure 32 having a high response speed that functions as a switch or a capacitor, wireless communication using a higher frequency can be performed.

このような本発明の半導体装置101は、図に示すように、アンテナ12および無線通信回路15を有することによって、外部から駆動電力および制御信号を入力するための配線を有さず、物理的に他と接続されていないことを特徴としている。すなわち、本発明の半導体装置101は無線通信を可能とする。   As shown in the figure, the semiconductor device 101 of the present invention has an antenna 12 and a wireless communication circuit 15 so that it does not have wiring for inputting driving power and control signals from the outside, and physically It is characterized by not being connected to others. That is, the semiconductor device 101 of the present invention enables wireless communication.

図2に、半導体装置101が有する電気回路14の詳細な構成を示す。まず、電気回路14は、リーダライタ17等の外部から放射される電磁波を受信して半導体装置101を駆動させる電力を生成し、さらに、外部と無線で通信を行う機能を有する。そのため電気回路14は、電源回路11、クロック発生回路19、復調回路113、変調回路114、復号化回路116、符号化回路117、および情報判定回路118等、無線通信に必要な様々な回路を有する。また、無線通信に使用する電磁波の周波数や通信方法によって、異なる回路構成を有する場合がある。   FIG. 2 shows a detailed configuration of the electric circuit 14 included in the semiconductor device 101. First, the electric circuit 14 has a function of receiving electromagnetic waves radiated from the outside such as the reader / writer 17 and generating electric power for driving the semiconductor device 101 and further communicating with the outside wirelessly. Therefore, the electric circuit 14 has various circuits necessary for wireless communication such as the power supply circuit 11, the clock generation circuit 19, the demodulation circuit 113, the modulation circuit 114, the decoding circuit 116, the encoding circuit 117, and the information determination circuit 118. . Further, the circuit configuration may be different depending on the frequency of electromagnetic waves used for wireless communication or the communication method.

また、電気回路14は微小構造体13を制御する機能、リーダライタ17からの情報を処理する等の機能を有する。そのため電気回路14は、メモリ、メモリ制御回路、演算回路等を有する。図2では、電気回路14がメモリ121、メモリ制御回路122、演算回路123、微小構造体制御回路124、A/D変換回路125、信号増幅回路126を有する構成を示す。   The electric circuit 14 has a function of controlling the microstructure 13 and a function of processing information from the reader / writer 17. Therefore, the electric circuit 14 includes a memory, a memory control circuit, an arithmetic circuit, and the like. 2 shows a configuration in which the electric circuit 14 includes a memory 121, a memory control circuit 122, an arithmetic circuit 123, a microstructure control circuit 124, an A / D conversion circuit 125, and a signal amplification circuit 126.

電源回路11はダイオードおよび容量を有し、アンテナ12に発生した交流電圧を整流して定電圧を保持し、当該定電圧を各回路に供給することができる。クロック発生回路19はフィルタや分周回路を有し、アンテナ12に発生した交流電圧をもとに必要な周波数のクロックを発生させ、当該クロックを各回路に供給することができる。ここで、クロック発生回路19が生成するクロックの周波数は、基本的にリーダライタ17と半導体装置101とが通信に用いる電磁波の周波数以下とする。また、クロック発生回路19はリングオシレータを有し、電源回路11から電圧を入力して任意の周波数のクロックを生成することも可能である。   The power supply circuit 11 has a diode and a capacitor, and can rectify an AC voltage generated in the antenna 12 to maintain a constant voltage, and supply the constant voltage to each circuit. The clock generation circuit 19 includes a filter and a frequency dividing circuit, can generate a clock having a necessary frequency based on the AC voltage generated in the antenna 12, and can supply the clock to each circuit. Here, the frequency of the clock generated by the clock generation circuit 19 is basically equal to or lower than the frequency of the electromagnetic wave used by the reader / writer 17 and the semiconductor device 101 for communication. The clock generation circuit 19 includes a ring oscillator, and can generate a clock having an arbitrary frequency by inputting a voltage from the power supply circuit 11.

復調回路113はフィルタや増幅回路を有し、アンテナ12に発生した交流電圧に含まれる信号を復調することができる。復調回路113は、無線通信に用いる変調方式によって異なる構成の回路を有する。復号化回路116は、復調回路113によって復調された信号を復号化する。この復号化された信号が、リーダライタ17より送信された信号である。情報判定回路118は比較回路等を有し、復号化された信号がリーダライタ17より送信された正しい信号であるか否かを判定することができる。正しい情報であると判断された場合、情報判定回路118はメモリ制御回路122や演算回路123、微小構造体制御回路124等の各回路に正しいことを示す信号を送信し、その信号を受けた回路は所定の動作を行うことができる。   The demodulation circuit 113 includes a filter and an amplifier circuit, and can demodulate a signal included in the AC voltage generated in the antenna 12. The demodulation circuit 113 has a circuit having a different configuration depending on a modulation method used for wireless communication. The decoding circuit 116 decodes the signal demodulated by the demodulation circuit 113. This decoded signal is a signal transmitted from the reader / writer 17. The information determination circuit 118 includes a comparison circuit and the like, and can determine whether or not the decoded signal is a correct signal transmitted from the reader / writer 17. When it is determined that the information is correct, the information determination circuit 118 transmits a signal indicating correctness to each circuit such as the memory control circuit 122, the arithmetic circuit 123, and the microstructure control circuit 124, and the circuit that receives the signal. Can perform a predetermined operation.

符号化回路117は、半導体装置101からリーダライタ17へ送信するデータを符号化する。変調回路114は、符号化されたデータを変調し、アンテナ12を介してリーダライタ17へ送信する。   The encoding circuit 117 encodes data to be transmitted from the semiconductor device 101 to the reader / writer 17. The modulation circuit 114 modulates the encoded data and transmits it to the reader / writer 17 via the antenna 12.

リーダライタへ送信するデータは、メモリが記憶している半導体装置固有のデータや、半導体装置が有する機能により得られたデータである。半導体装置固有のデータとは、個体識別情報等のデータ、半導体装置が有する機能により得られたデータとは、例えば、微小構造体によって得られたデータや、それらをもとに何らかの演算を行ったデータ等である。このようなデータは、半導体装置が有するメモリ、例えば不揮発性のメモリに記憶される。 Data to be transmitted to the reader / writer is data unique to the semiconductor device stored in the memory or data obtained by a function of the semiconductor device. Data unique to a semiconductor device is data such as individual identification information, and data obtained by a function of a semiconductor device is, for example, data obtained by a microstructure or some calculation based on them. Data, etc. Such data is stored in a memory included in the semiconductor device, for example, a nonvolatile memory.

メモリ121は、揮発性メモリ、および不揮発性メモリを有することができ、半導体装置101固有のデータ(個体識別情報)や、微小構造体13から得られた情報等が記憶される。図2にはメモリ121が一つのみ記載されているが、記憶する情報の種類や、半導体装置101の機能に応じて複数のメモリを有することも可能である。メモリ制御回路122は、メモリ121に記憶されている情報を読み出す、およびメモリ121に情報を書き込む場合にメモリ121を制御する機能を有する。具体的には、書き込み信号、読み出し信号、メモリ選択信号等を生成する、アドレスを指定する、等の動作を行うことができる。   The memory 121 can include a volatile memory and a nonvolatile memory, and stores data unique to the semiconductor device 101 (individual identification information), information obtained from the microstructure 13, and the like. Although only one memory 121 is illustrated in FIG. 2, a plurality of memories may be provided depending on the type of information to be stored and the function of the semiconductor device 101. The memory control circuit 122 has a function of controlling the memory 121 when reading information stored in the memory 121 and writing information into the memory 121. Specifically, operations such as generation of a write signal, a read signal, a memory selection signal, and the like, and designation of an address can be performed.

微小構造体制御回路124は、微小構造体13を制御するための信号を生成することができる。例えば、リーダライタ17からの命令によって微小構造体13を制御する場合には、復号化回路116によって復号化された信号をもとに微小構造体13を制御する信号を生成する。また、メモリ121内に微小構造体13の動作を制御するプログラム等のデータが記憶されている場合は、メモリ121から読み出したデータをもとに微小構造体13を制御する信号を生成する。その他にも、メモリ121内のデータ、リーダライタ17からのデータ、および微小構造体13から得られたデータをもとに微小構造体13を制御するための信号を生成するフィードバック機能を有することも可能である。   The microstructure control circuit 124 can generate a signal for controlling the microstructure 13. For example, when the microstructure 13 is controlled by a command from the reader / writer 17, a signal for controlling the microstructure 13 is generated based on the signal decoded by the decoding circuit 116. In addition, when data such as a program for controlling the operation of the microstructure 13 is stored in the memory 121, a signal for controlling the microstructure 13 is generated based on the data read from the memory 121. In addition, it may have a feedback function for generating a signal for controlling the microstructure 13 based on the data in the memory 121, the data from the reader / writer 17, and the data obtained from the microstructure 13. Is possible.

演算回路123は、例えば、微小構造体13から得られたデータの処理を行うことができる。また、微小構造体制御回路124がフィードバック機能を有する場合の、情報処理等を行うことも可能である。A/D変換回路125は、アナログデータとデジタルデータとの変換を行う回路であり、微小構造体13へ制御信号を伝達する、または微小構造体13からのデータを変換して各回路に伝達することができる。信号増幅回路126は、微小構造体13から得られる微弱な信号を増幅してA/D変換回路125へ伝達することができる。   For example, the arithmetic circuit 123 can process data obtained from the microstructure 13. It is also possible to perform information processing or the like when the microstructure control circuit 124 has a feedback function. The A / D conversion circuit 125 is a circuit that performs conversion between analog data and digital data. The A / D conversion circuit 125 transmits a control signal to the microstructure 13 or converts data from the microstructure 13 and transmits it to each circuit. be able to. The signal amplification circuit 126 can amplify a weak signal obtained from the microstructure 13 and transmit the amplified signal to the A / D conversion circuit 125.

なお図1では、電気回路が無線通信回路15および処理回路16を有するとしたが、図2を用いて説明した詳細な回路は、どこまでが無線通信回路15でありどこまでが処理回路16と明確に区別することができないことがある。これは、例えばメモリ121は、無線通信回路15および処理回路16のどちらか、又は両方に設けることができるからである。さらに具体的な例を挙げるならば、電気回路14は、半導体装置固有の情報を記憶するための書き換え不可能な不揮発性メモリと、微小構造体を制御するデータおよび微小構造体から得られたデータを記憶するための書き換え可能な不揮発性メモリとを有し、書き換え不可能な不揮発性メモリは無線通信回路15として設け、書き換え可能な不揮発性メモリを処理回路16として設けることが可能である。   In FIG. 1, the electric circuit has the wireless communication circuit 15 and the processing circuit 16, but the detailed circuit described with reference to FIG. 2 clearly shows the wireless communication circuit 15 and the processing circuit 16. It may not be possible to distinguish. This is because, for example, the memory 121 can be provided in either or both of the wireless communication circuit 15 and the processing circuit 16. As a more specific example, the electric circuit 14 includes a non-rewritable nonvolatile memory for storing information unique to the semiconductor device, data for controlling the microstructure, and data obtained from the microstructure. It is possible to provide a non-rewritable nonvolatile memory as the wireless communication circuit 15 and a rewritable nonvolatile memory as the processing circuit 16.

したがって、電気回路14は無線通信を行うための回路である無線通信回路15、および微小構造体13を制御したリーダライタ17からの命令を処理する処理回路16を有する。それらの機能を実現するための具体的な回路としては、図2を用いて説明した、電源回路11やメモリ121等が挙げられる。これらの回路が無線通信回路15を構成するか、処理回路16を構成するかは、半導体装置101が有する機能等により変わることがある。   Therefore, the electric circuit 14 includes a wireless communication circuit 15 that is a circuit for performing wireless communication, and a processing circuit 16 that processes an instruction from the reader / writer 17 that controls the microstructure 13. Specific circuits for realizing these functions include the power supply circuit 11 and the memory 121 described with reference to FIG. Whether these circuits constitute the wireless communication circuit 15 or the processing circuit 16 may vary depending on the function of the semiconductor device 101 or the like.

なお本発明の半導体装置101は、上記の具体的な構成例に限定されることはない。すなわち、半導体装置101は、外部から無線通信で半導体装置101の駆動電力供給を受け、無線通信を行う無線通信回路105、半導体素子を有し微小構造体13を制御する処理回路16、および処理回路16によって制御される微小構造体13を有することを特徴としており、その他の構成には限定されない。また、本発明の半導体装置101はアンテナおよび電気回路14を有し、電気回路14は半導体素子131および微小構造体32によって構成することもできる。 Note that the semiconductor device 101 of the present invention is not limited to the specific configuration example described above. That is, the semiconductor device 101 receives a driving power supply from the semiconductor device 101 by wireless communication from the outside, and performs a wireless communication circuit 105 that performs wireless communication, a processing circuit 16 that has a semiconductor element and controls the microstructure 13, and a processing circuit It has the micro structure 13 controlled by 16, and is not limited to other structures. In addition, the semiconductor device 101 of the present invention includes an antenna and an electric circuit 14, and the electric circuit 14 can also be constituted by a semiconductor element 131 and a microstructure 32.

また従来、ミリメートル単位以下といった微小なものを扱う場合、まず、微小な対象物の構造を拡大し、人間やコンピュータがその情報を得て情報処理および動作の決定を行い、そして、その動作を縮小して微小な対象物に伝えるという過程を必要としていた。   Conventionally, when handling minute objects such as millimeters or less, first the structure of the minute object is expanded, and humans and computers obtain the information to determine the information processing and operation, and then reduce the operation And it needed a process of communicating to a minute object.

しかし、上記に説明した本発明の半導体装置は、人間やコンピュータが上位概念的な命令を伝えるだけで、微小なものを扱うことが可能になる。すなわち、人間やコンピュータが目的を決定して命令を伝えると、当該半導体装置はセンサ等を用いて対象物の情報を得て情報処理を行うといった行動を取ることができる。   However, the semiconductor device according to the present invention described above can handle a minute one only by a human or computer transmitting a high-level conceptual command. That is, when a human or a computer determines a purpose and transmits a command, the semiconductor device can take an action such as obtaining information on an object and performing information processing using a sensor or the like.

本実施の形態では、対象物が微小な「もの」である場合を説明したが、例えば、対象物自体はメートル単位の大きさを有するが、その対象物から発せられる微弱な信号(例えば、光や圧力の微小な変化)等を含むとしている。また本発明の半導体装置は、微小構造体および電気回路によって構成され、マイクロメートルからミリメートル単位の大きさを有することができる。そのため半導体装置が機械装置の部品として組み込まれる場合や、一般の利用者が扱う場合は、組み立て時に扱いやすいよう、また利用しやすいように、メートル単位の大きさを有する場合もある。   In the present embodiment, the case where the object is a minute “thing” has been described. For example, the object itself has a size in meters, but a weak signal (for example, light) emitted from the object. And minute changes in pressure). The semiconductor device of the present invention includes a microstructure and an electric circuit, and can have a size of micrometer to millimeter. Therefore, when a semiconductor device is incorporated as a part of a mechanical device or handled by a general user, it may have a size in units of meters so that it can be easily handled and used at the time of assembly.

(実施の形態2)
本発明の半導体装置が備える微小構造体は、半導体装置の機能により形状や構成は異なる。本実施の形態では、微小構造体が、センサやアクチュエータ、スイッチとして機能する場合を説明する。
(Embodiment 2)
The microstructure included in the semiconductor device of the present invention differs in shape and configuration depending on the function of the semiconductor device. In this embodiment, the case where a microstructure functions as a sensor, an actuator, or a switch is described.

例えばセンサは、対象物の濃度や圧力、流量等を検知することができる。センサとしての機能を有する微小構造体の代表的な構造の例としては、図3(A)に示すように、基板上に構造層402が設けられ、基板と該構造層との間に空間が設けられている微小構造体401を挙げることができる。このような構造を有する微小構造体に外部から力が加えられると構造層が変形し、下部層403と構造層との間に保持される静電容量が変化する。この静電容量の変化を検知することで、加えられた力を測定することができる。静電容量の変化量は、下部層の電位を測定することによって得ることができる。また構造層402に下方には導電性を有する下部層403が設けられていてもよく、下部層403を電極として使用することができる。電極として使用するとき、下部層403に電圧を印加して構造層402の可動を制御することができる。 For example, the sensor can detect the concentration, pressure, flow rate, etc. of the object. As a typical example of a microstructure having a function as a sensor, a structural layer 402 is provided over a substrate as illustrated in FIG. 3A, and a space is provided between the substrate and the structural layer. The microstructure 401 provided can be given. When a force is applied from the outside to the microstructure having such a structure, the structural layer is deformed, and the capacitance held between the lower layer 403 and the structural layer changes. By detecting this change in capacitance, the applied force can be measured. The amount of change in capacitance can be obtained by measuring the potential of the lower layer. Further, a lower layer 403 having conductivity may be provided below the structural layer 402, and the lower layer 403 can be used as an electrode. When used as an electrode, a voltage can be applied to the lower layer 403 to control the movement of the structural layer 402.

次にアクチュエータについて説明する。アクチュエータとは、電気信号を運動(力学的エネルギー)に代えるものである。代表的には、静電気の力(静電力)により駆動する歯車を挙げることができる(図3(B)参照)。図3(B)には歯車の断面図を示す。図3(B)に示すアクチュエータは、基板407上に設けられた軸404を中心に回転する回転体405が設けられている。回転体405は、その下及び側面に設けられた空間によって可動することができる。回転体や軸は、多結晶シリコンを用いることができる。   Next, the actuator will be described. An actuator replaces an electrical signal with motion (mechanical energy). A typical example is a gear driven by electrostatic force (electrostatic force) (see FIG. 3B). FIG. 3B shows a cross-sectional view of the gear. The actuator shown in FIG. 3B is provided with a rotating body 405 that rotates about a shaft 404 provided on a substrate 407. The rotating body 405 can be moved by a space provided below and on the side thereof. Polycrystalline silicon can be used for the rotating body and the shaft.

また回転体が可動しやすくするため、回転体405に近接する面に低摩擦層406を設けてもよい。低摩擦層406はダイヤモンドライクカーボン(DLC)によって形成することができる。 In order to make the rotating body easy to move, a low friction layer 406 may be provided on a surface close to the rotating body 405. The low friction layer 406 can be formed of diamond-like carbon (DLC).

また、櫛型を有する構造層をかみ合わせ、静電力によりその間の距離を変化させる構造を有するものが挙げられる(図4(A)参照)。図4(A)には、固定電極408と、可動電極409とをかみ合わせた構造であり、固定電極408と可動電極409との間に電圧を印加することで、電極間に静電引力が働き、可動電極409が固定電極408側へ可動することができる。 In addition, a structure in which a comb-shaped structure layer is engaged and the distance between the layers is changed by an electrostatic force can be used (see FIG. 4A). FIG. 4A illustrates a structure in which the fixed electrode 408 and the movable electrode 409 are engaged with each other, and electrostatic attraction works between the electrodes by applying a voltage between the fixed electrode 408 and the movable electrode 409. The movable electrode 409 can move to the fixed electrode 408 side.

またスイッチとして、制御電極を用いて導電層の接着と分離を制御し、物理的に導通/非導通を決定することのできる構造を有するものが挙げられる(図4(B)参照)。図4(B)に示すスイッチは、基板上に設けられたスイッチ素子410と、微小構造体415とを有する。スイッチ素子410は、制御電極411と、犠牲層412が除去されて得られる空間418と、構造層417と、片持ち梁414とを有する。片持ち梁414は、空間418があるため可動することができる。また微小構造体415は、下部電極416と、犠牲層が除去されて得られた空間413とを有する。微小構造体415は、下部電極416と構造層417とで電荷を保持する容量素子として機能することができ、さらには構造層417が可動することで、センサやスイッチとしても機能することができる。このような微小構造体415はメモリ素子として使用することができる。なお微小構造体415と、スイッチ素子410とにおいて、構造層417は共用することができる。 In addition, as a switch, a switch having a structure in which adhesion and separation of a conductive layer can be controlled using a control electrode, and conduction / non-conduction can be physically determined (see FIG. 4B). The switch illustrated in FIG. 4B includes a switch element 410 and a microstructure 415 provided over a substrate. The switch element 410 includes a control electrode 411, a space 418 obtained by removing the sacrificial layer 412, a structural layer 417, and a cantilever 414. The cantilever beam 414 can move because of the space 418. The microstructure 415 includes a lower electrode 416 and a space 413 obtained by removing the sacrificial layer. The microstructure 415 can function as a capacitor that holds electric charge between the lower electrode 416 and the structural layer 417, and can also function as a sensor or a switch when the structural layer 417 is movable. Such a microstructure 415 can be used as a memory element. Note that the structural layer 417 can be shared between the microstructure 415 and the switch element 410.

このような微小構造体を組み合わせて用いることによって、様々な機能を有する半導体装置を作製することができる。例えば、微小構造体のセンサによって特定の物質を検知し、その物質をアクチュエータによって捕らえる、またはセンサが特定のものを検知するまでアクチュエータによって半導体装置を移動させる、といった機能を持たせることができる。   By using a combination of such microstructures, semiconductor devices having various functions can be manufactured. For example, a specific substance can be detected by a sensor of a microstructure and the substance can be captured by an actuator, or the semiconductor device can be moved by an actuator until the sensor detects a specific object.

上記構成を有する本発明の半導体装置は、例えば機械のメンテナンスに用いることも可能である。半導体装置は、微小構造体によってセンサおよび自走アクチュエータを構成し、機械内部に不良箇所がないかをセンサによって検知しながら移動し、センサから得た情報を処理回路によって処理し、不良箇所があると判断される情報を得た場合には無線通信回路を用いて外部との通信を行うことができる。さらには、複数の半導体装置の共同作業により、当該不良箇所を修復することも可能である。   The semiconductor device of the present invention having the above configuration can also be used for machine maintenance, for example. A semiconductor device includes a sensor and a self-propelled actuator with a microstructure, moves while detecting whether there is a defective portion inside the machine, processes information obtained from the sensor by a processing circuit, and has a defective portion. When information determined to be obtained is obtained, communication with the outside can be performed using a wireless communication circuit. Furthermore, the defective portion can be repaired by joint work of a plurality of semiconductor devices.

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。 Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment.

(実施の形態3)
本実施の形態では、無線通信回路に微小構造体を用いる場合について説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, the case where a microstructure is used for a wireless communication circuit is described.

無線通信回路は無線通信を行うために、トランジスタに代表される半導体素子以外にも、インダクタ、容量等の受動素子、及びスイッチ等の能動素子を有する。これらの素子は、半導体素子を作製する技術を用いて作製することができるが問題もある。例えば、スイッチング素子として用いられるトランジスタは、スイッチのオン時とオフ時の入力電圧の差を大きくすることができない、または反応速度を早くすることができない、等の欠点を有していた。 In order to perform wireless communication, the wireless communication circuit includes passive elements such as inductors and capacitors, and active elements such as switches, in addition to semiconductor elements typified by transistors. Although these elements can be manufactured using a technique for manufacturing a semiconductor element, there is a problem. For example, a transistor used as a switching element has such drawbacks that the difference in input voltage between when the switch is on and when it is off cannot be increased, or that the reaction speed cannot be increased.

しかしながらこれらの素子を、微小構造体を用いて作製することで、上記欠点を改善することができると考えられる。例えば微小構造体によって作製されるスイッチは、オフ時に信号伝達経路を完全に絶縁できる。また、スイッチの制御電極と信号伝達経路とを完全に絶縁することもできる。さらに、スケーリング則によって反応速度が速くなるといった利点を有する。したがって、本発明の半導体装置101は、電気回路14内に微小構造体32を有することも可能である。 However, it is considered that the above-described defects can be improved by manufacturing these elements using a microstructure. For example, a switch made of a microstructure can completely insulate a signal transmission path when turned off. In addition, the control electrode of the switch and the signal transmission path can be completely insulated. Furthermore, there is an advantage that the reaction speed is increased by the scaling law. Therefore, the semiconductor device 101 of the present invention can have the microstructure 32 in the electric circuit 14.

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。 Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment.

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の半導体装置を作製する方法について説明する。本発明の半導体装置は、絶縁表面上に微小構造体および半導体素子を有することを特徴とし、ここでは、同一基板上に微小構造体および半導体素子を作製する方法について、図面を用いて説明する。図面において、上側には上面図を示し、下側には上面図O−P、又はQ−Rにおける断面図を示す。またさらに絶縁表面上に形成された半導体素子を用いて無線通信回路を形成することができる。
(Embodiment 4)
In this embodiment mode, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described. The semiconductor device of the present invention includes a microstructure and a semiconductor element over an insulating surface. Here, a method for manufacturing the microstructure and the semiconductor element over the same substrate is described with reference to drawings. In the drawings, a top view is shown on the upper side, and a sectional view in the top view OP or QR is shown on the lower side. Furthermore, a wireless communication circuit can be formed using a semiconductor element formed over an insulating surface.

本発明の半導体装置が備える微小構造体および半導体素子は、絶縁性の表面を有する基板上に作製することができる。ここで絶縁性の表面を有する基板とは、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等である。さらに、金属元素等の導電性基板や、シリコン等の半導体性基板上に絶縁性を有する材料を用いて層を形成した基板を用いることも可能である。微小構造体および半導体素子を、プラスチック基板に形成することにより、柔軟性が高く、軽量で薄型な半導体装置を作製することができる。また、半導体装置をガラス基板上に作製した後、基板を裏面から研磨する、等の手法によって薄くすることによって、軽量で薄型な半導体装置を形成することもできる。   The microstructure and the semiconductor element included in the semiconductor device of the present invention can be manufactured over a substrate having an insulating surface. Here, the substrate having an insulating surface is a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, or the like. Furthermore, it is also possible to use a conductive substrate such as a metal element or a substrate in which a layer is formed using an insulating material on a semiconductor substrate such as silicon. By forming the microstructure and the semiconductor element over a plastic substrate, a highly flexible, lightweight, and thin semiconductor device can be manufactured. In addition, a light and thin semiconductor device can be formed by manufacturing a semiconductor device over a glass substrate and then thinning the substrate by polishing the substrate from the back surface.

まず、絶縁性の表面を有する基板201上に下地層202を形成する(図5(A)参照)。下地層202は酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化窒化シリコン等の絶縁性を有する材料を用いて、単層または積層構造で形成することができる。本実施の形態では、下地層202として2層構造を用いる場合を説明する。   First, the base layer 202 is formed over the substrate 201 having an insulating surface (see FIG. 5A). The base layer 202 can be formed with a single layer or a stacked structure using an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride. In this embodiment, the case where a two-layer structure is used as the base layer 202 is described.

下地層202の一層目として、膜厚10nm以上200nm以下(好ましくは50nm以上100nm以下)の酸化窒化シリコン層を形成する。当該酸化窒化シリコン層は、プラズマCVD法を用い、SiH、NH、NO及びHを反応ガスとして形成することができる。次いで下地層202のニ層目として、膜厚50nm以上200nm以下(好ましくは100nm以上150nm以下)の酸化窒化シリコン層を形成する。当該酸化窒化シリコン層は、プラズマCVD法を用い、SiH及びNOを反応ガスとして形成することができる。 As the first layer of the base layer 202, a silicon oxynitride layer having a thickness of 10 nm to 200 nm (preferably 50 nm to 100 nm) is formed. The silicon oxynitride layer can be formed using SiH 4 , NH 3 , N 2 O, and H 2 as a reactive gas by a plasma CVD method. Next, a silicon oxynitride layer with a thickness of 50 nm to 200 nm (preferably 100 nm to 150 nm) is formed as the second layer of the base layer 202. The silicon oxynitride layer can be formed using SiH 4 and N 2 O as a reaction gas by a plasma CVD method.

次に、下地層202の上に、微小構造体を構成するための犠牲層(第1の犠牲層に相当)203を形成し、任意の形状にパターニングする(図5(A)参照)。このような犠牲層は、微小構造体が有する空間を形成するために設ける。すなわち犠牲層をエッチング等により除去することで、微小構造体が有する空間が形成される。空間は構造層下方又は上方に作製されるため構造層と接する空間と表記することもできる。第1の犠牲層203は、タングステンや窒化シリコン等、金属元素やシリコンなどの元素や化合物を材料とし、スパッタリング法やCVD法等を用いて形成することができる。パターニングは、フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、異方性のドライエッチングを行うことができる。   Next, a sacrificial layer (corresponding to a first sacrificial layer) 203 for forming a microstructure is formed over the base layer 202 and patterned into an arbitrary shape (see FIG. 5A). Such a sacrificial layer is provided in order to form a space included in the microstructure. That is, the space included in the microstructure is formed by removing the sacrificial layer by etching or the like. Since the space is formed below or above the structural layer, it can also be described as a space in contact with the structural layer. The first sacrificial layer 203 can be formed using a sputtering method, a CVD method, or the like using a metal element or a compound such as silicon, such as tungsten or silicon nitride. Patterning can be performed by forming a resist mask using photolithography and performing anisotropic dry etching.

第1の犠牲層203の膜厚は、第1の犠牲層203の材料や、微小構造体の構造および動作方法、犠牲層エッチングの方法やエッチング剤等、様々な要因を考慮して決定することができる。例えば、第1の犠牲層203が薄すぎれば、エッチング剤が拡散せず、第1の犠牲層203がエッチングされない、またはエッチング後に構造層が座屈(微小構造体が基板に付着する)するといった現象が生じる。一方犠牲層が厚すぎると、微小構造体を静電力で動作させる場合、犠牲層を除去した後に形成される空間が大きすぎるため、微小構造体を静電力で駆動することができなくなる。これらの要素を考慮し、例えば、第1の犠牲層203下部に形成された導電層と構造層との間の静電力により駆動を行う微小構造体を形成する場合、第1の犠牲層203は0.5μm以上3μm以下の厚さを有し、好適には1μm以上2μm以下を有することが好ましい。   The thickness of the first sacrificial layer 203 should be determined in consideration of various factors such as the material of the first sacrificial layer 203, the structure and operation method of the microstructure, the sacrificial layer etching method, and the etchant. Can do. For example, if the first sacrificial layer 203 is too thin, the etchant does not diffuse and the first sacrificial layer 203 is not etched, or the structural layer buckles (the microstructure is attached to the substrate) after etching. A phenomenon occurs. On the other hand, if the sacrificial layer is too thick, when the microstructure is operated with an electrostatic force, the space formed after removing the sacrificial layer is too large, and the microstructure cannot be driven with the electrostatic force. Considering these factors, for example, in the case of forming a microstructure that is driven by an electrostatic force between the conductive layer and the structural layer formed under the first sacrificial layer 203, the first sacrificial layer 203 is It has a thickness of 0.5 μm or more and 3 μm or less, preferably 1 μm or more and 2 μm or less.

また、第1の犠牲層203として、内部応力が大きい、密着性が悪い等により下地層202から剥がれやすい材料を用いると、一度に厚い層を形成することができない。このような材料を用いて第1の犠牲層203を形成する場合には、成膜とパターニングとを繰り返し、第1の犠牲層203を厚く形成することも可能である。   Further, when a material that easily peels off from the base layer 202 due to a large internal stress, poor adhesion, or the like is used as the first sacrificial layer 203, a thick layer cannot be formed at a time. In the case where the first sacrificial layer 203 is formed using such a material, the first sacrificial layer 203 can be formed thick by repeating film formation and patterning.

次に、半導体素子を構成する半導体層204、および微小構造体を構成する構造層205となるシリコン層を形成し、任意の形状に加工、つまりパターニングする(図5(B)参照)。当該シリコン層(半導体層204および構造層205を併せてシリコン層と表記する)は、シリコンを有する材料を用い、結晶状態を有するシリコン層、非晶質状態を有するシリコン層、または微結晶状態を有するシリコン層等で形成することができる。本実施の形態では、非晶質状態を有するシリコン層を形成し、当該シリコン層に金属元素を添加し、加熱処理またはレーザ照射により結晶化された結晶状態を有するシリコン層を形成する。   Next, a semiconductor layer 204 that forms a semiconductor element and a silicon layer that forms a structure layer 205 that forms a microstructure are formed, and processed into an arbitrary shape, that is, patterned (see FIG. 5B). The silicon layer (the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 are collectively referred to as a silicon layer) is formed using a silicon-containing material and includes a crystalline silicon layer, an amorphous silicon layer, or a microcrystalline state. It can be formed with a silicon layer or the like. In this embodiment, a silicon layer having an amorphous state is formed, a metal element is added to the silicon layer, and a silicon layer having a crystal state crystallized by heat treatment or laser irradiation is formed.

シリコン層の結晶化は、加熱炉やランプから発する光によって加熱する加熱処理、およびレーザ照射等があり、これらのいずれか一方または両方を用いて結晶化させることができる。加熱処理として加熱炉を用いる場合には、非晶質状態を有するシリコン層を400〜550℃で2〜20時間かけて加熱する。このとき、徐々に高温となるように温度を400〜550℃の範囲で多段階に設定するとよい。最初の400℃程度の低温加熱工程により、非晶質状態を有するシリコン層に含まれる水素等が出てくるため、結晶化の際に層表面が荒れるのを低減することができる。   Crystallization of the silicon layer includes heat treatment that is heated by light emitted from a heating furnace or a lamp, laser irradiation, and the like, and can be crystallized using any one or both of them. In the case where a heating furnace is used as the heat treatment, the silicon layer having an amorphous state is heated at 400 to 550 ° C. for 2 to 20 hours. At this time, the temperature may be set in multiple stages in the range of 400 to 550 ° C. so that the temperature gradually increases. In the first low-temperature heating process at about 400 ° C., hydrogen or the like contained in the silicon layer having an amorphous state is generated, so that it is possible to reduce the roughness of the layer surface during crystallization.

レーザ照射は、連続発振型のレーザビーム(CWレーザビーム)やパルス発振型のレーザビーム(パルスレーザビーム)を用いることができる。レーザビームとしては、Arレーザ、Krレーザ、エキシマレーザ、YAGレーザ、Yレーザ、YVOレーザ、YLFレーザ、YAlOレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイヤレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、および当該基本波の第2高調波から第4高調波のレーザビームを照射することで、粒径の大きな結晶を有するシリコン層を得ることができる。例えば、Nd:YVOレーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いることができる。このときレーザのエネルギー密度は0.01〜100MW/cm程度(好ましくは0.1〜10MW/cm)が必要である。そして、走査速度を10〜2000cm/sec程度として照射する。 Laser irradiation can be performed using a continuous wave laser beam (CW laser beam) or a pulsed laser beam (pulse laser beam). As the laser beam, Ar laser, Kr laser, excimer laser, YAG laser, Y 2 O 3 laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser, copper vapor A laser or a gold vapor laser oscillated from one or a plurality of types can be used. By irradiating the fundamental wave of such a laser beam and the second to fourth harmonics of the fundamental wave, a silicon layer having a crystal with a large grain size can be obtained. For example, a second harmonic (532 nm) or a third harmonic (355 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) can be used. Energy density of the laser is about 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, irradiation is performed at a scanning speed of about 10 to 2000 cm / sec.

なお、連続発振の基本波のレーザビームと連続発振の高調波のレーザビームとを照射するようにしてもよいし、連続発振の基本波のレーザビームとパルス発振の高調波のレーザビームとを照射するようにしてもよい。複数のレーザビームを照射することにより、広範囲のエネルギー領域を補うことができる。また、パルス発振型のレーザビームであって、非晶質状態を有するシリコン層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ような発振周波数でレーザを発振させるレーザビームを用いることもできる。このような周波数でレーザビームを発振させることで、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有するシリコン層を得ることができる。このようなレーザビームの発振周波数は10MHz以上であり、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。   The continuous wave fundamental laser beam and the continuous wave harmonic laser beam may be irradiated, or the continuous wave fundamental laser beam and the pulsed harmonic laser beam may be irradiated. You may make it do. By irradiating a plurality of laser beams, a wide energy range can be compensated. Also, it is a pulse oscillation type laser beam that oscillates at an oscillation frequency that allows irradiation of the next pulse of laser light after the amorphous silicon layer is melted by the laser light and solidifies. It is also possible to use a laser beam. By oscillating the laser beam at such a frequency, a silicon layer having crystal grains continuously grown in the scanning direction can be obtained. The oscillation frequency of such a laser beam is 10 MHz or more, which is significantly higher than a frequency band of several tens to several hundreds Hz that is normally used.

上記熱結晶化、またはレーザ結晶化の行程において、シリコン層の結晶化を促進させる金属元素、例えばニッケルを添加する。例えば、非晶質状態を有するシリコン層上にニッケルを含む溶液を塗布し、結晶化行程を行うことができる。このように金属元素を用いて熱結晶化を行うことで、結晶化を行うための加熱温度を低減することができ、さらに、結晶粒界の連続したシリコン層を得ることができる。ここで結晶化を促進するための金属元素としてはニッケルの他に、Fe、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au等を用いることもできる。   In the thermal crystallization or laser crystallization process, a metal element that promotes crystallization of the silicon layer, such as nickel, is added. For example, a crystallization process can be performed by applying a solution containing nickel on a silicon layer having an amorphous state. By performing thermal crystallization using a metal element in this manner, the heating temperature for performing crystallization can be reduced, and a silicon layer having continuous crystal grain boundaries can be obtained. Here, as a metal element for promoting crystallization, Fe, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Au, or the like can be used in addition to nickel.

また、結晶化を促進させる金属元素は半導体装置の汚染源となるため、シリコン層を結晶化した後に、金属元素を除去するゲッタリング行程を行うことが望ましい。ゲッタリング行程では、シリコン層を結晶化した後、シリコン層上にゲッタリングシンクとなる層を形成し、加熱することで金属元素をゲッタリングシンクへ移動させる。ゲッタリングシンクには、多結晶半導体層や不純物が添加された半導体層を用いることができる。例えば、シリコン層上にアルゴン等の不活性元素が添加された多結晶半導体層を形成し、これをゲッタリングシンクとして用いることができる。不活性元素を添加することによって、多結晶半導体層にひずみを生じさせ、より効率的に金属元素を捕獲することができる。またリン等の元素を添加した半導体層を形成することによって、金属元素を捕獲することもできる。   Further, since the metal element that promotes crystallization becomes a contamination source of the semiconductor device, it is desirable to perform a gettering step for removing the metal element after the silicon layer is crystallized. In the gettering step, after the silicon layer is crystallized, a layer serving as a gettering sink is formed on the silicon layer, and the metal element is moved to the gettering sink by heating. As the gettering sink, a polycrystalline semiconductor layer or a semiconductor layer to which an impurity is added can be used. For example, a polycrystalline semiconductor layer to which an inert element such as argon is added on a silicon layer can be formed and used as a gettering sink. By adding an inert element, the polycrystalline semiconductor layer can be distorted and the metal element can be captured more efficiently. A metal element can also be captured by forming a semiconductor layer to which an element such as phosphorus is added.

上記ゲッタリング工程を経て作製されたシリコン層を、半導体層204および構造層205として用いることができる。また、構造層205に導電性が必要な場合は半導体層204の不純物領域と同一工程で、構造層205にリンや砒素、ボロン等の不純物元素を添加することも可能である。静電力で制御する微小構造体を作製する場合、構造層205は導電性を有することが好ましい。   Silicon layers manufactured through the gettering step can be used as the semiconductor layer 204 and the structural layer 205. In the case where the structure layer 205 needs to have conductivity, an impurity element such as phosphorus, arsenic, or boron can be added to the structure layer 205 in the same step as the impurity region of the semiconductor layer 204. In the case of manufacturing a microstructure which is controlled by an electrostatic force, the structural layer 205 is preferably conductive.

構造層205の膜厚は、第1の犠牲層203の厚さ、構造層205の材料、微小構造体の構造、または犠牲層エッチングの方法等、様々な要因を考慮して決定することができる。例えば、構造層205の材料として内部応力の分布差が大きい物質を用いると、構造層205に反りが生じる。しかしながら、この構造層205の反りを利用して微小構造体を構成することも可能である。また、構造層205を厚く形成すると内部応力に分布が生じ、反りや座屈の原因となる場合がある。逆に、構造層205が薄いと、犠牲層エッチング時に用いる溶液等の表面張力によって微小構造体が座屈する恐れが生じることとなる。そのため、本実施の形態の結晶状態を有するシリコン層を用いて構造層205を作製する場合、膜厚は例えば0.5μm以上10μm以下とすることが好ましい。   The thickness of the structural layer 205 can be determined in consideration of various factors such as the thickness of the first sacrificial layer 203, the material of the structural layer 205, the structure of the microstructure, or the sacrificial layer etching method. . For example, when a substance having a large internal stress distribution difference is used as the material of the structural layer 205, the structural layer 205 is warped. However, a microstructure can be formed by using the warp of the structural layer 205. In addition, when the structural layer 205 is formed thick, the internal stress is distributed, which may cause warpage or buckling. On the other hand, if the structural layer 205 is thin, there is a risk that the microstructure will buckle due to the surface tension of the solution or the like used during the sacrifice layer etching. Therefore, in the case where the structural layer 205 is formed using the silicon layer having a crystal state of this embodiment mode, the film thickness is preferably greater than or equal to 0.5 μm and less than or equal to 10 μm, for example.

構造層205を構成するシリコン層を厚く形成する場合、一度にシリコン層を形成することも可能であるが、シリコン層を積層させることによって厚い層を形成することができる。このときシリコン層は、上記の行程を用いて結晶化させた多結晶シリコンを有する層(以下、多結晶シリコンを有する層と表記する。)、および非晶質シリコンを有する層を積層して形成することもできる。さらには、結晶化を促進させる金属元素を有するシリコン層を利用することも可能である。結晶化を促進させる金属元素を有するシリコン層とは、所謂シリサイドを形成している。このように結晶化を促進させる金属元素を用いたシリサイドを用いてもよいし、該金属元素とは異なる金属元素を用いたシリサイドを用いてもよい。   In the case where the silicon layer included in the structural layer 205 is formed thick, the silicon layer can be formed at a time, but a thick layer can be formed by stacking the silicon layers. At this time, the silicon layer is formed by stacking a layer having polycrystalline silicon crystallized using the above process (hereinafter referred to as a layer having polycrystalline silicon) and a layer having amorphous silicon. You can also Furthermore, a silicon layer containing a metal element that promotes crystallization can be used. The silicon layer containing a metal element that promotes crystallization forms a so-called silicide. Thus, a silicide using a metal element that promotes crystallization may be used, or a silicide using a metal element different from the metal element may be used.

多結晶シリコンは靭性が高く、材料の中で亀裂が発生しにくく、さらに生じた亀裂が伝播しにくい特性を有する。さらに、上記行程で示したように、結晶化を促進する金属元素を用いて結晶化した多結晶シリコンを有する層は、結晶粒界が連続しているため、金属元素を用いずに結晶化された多結晶シリコンを有する層よりも靭性が高い。非晶質シリコンは靭性が低いが、強度が高く、塑性変形を起こしにくい特性を有する。また非晶質シリコンは、CVD法やスパッタリング法で容易に形成することができるという利点がある。そして、シリサイドは強度が高く、導電性を有する。これらの特性が異なるシリコン層を選択的に用いて構造層を構成することによって、構造や機能に見合った微小構造体を作製することができる。   Polycrystalline silicon has high toughness, and it is difficult for cracks to occur in the material, and further, the generated cracks are difficult to propagate. Furthermore, as shown in the above process, a layer having polycrystalline silicon crystallized using a metal element that promotes crystallization is crystallized without using a metal element because crystal grain boundaries are continuous. Higher toughness than a layer having polycrystalline silicon. Amorphous silicon has low toughness, but has high strength and is difficult to cause plastic deformation. Further, amorphous silicon has an advantage that it can be easily formed by a CVD method or a sputtering method. Silicide has high strength and conductivity. By forming a structural layer by selectively using silicon layers having different characteristics, a microstructure corresponding to the structure and function can be manufactured.

次に、半導体層204、および構造層205の上に、第1の絶縁層206を形成する(図5(B)参照)。第1の絶縁層206は下地層202と同様、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化窒化シリコン等の絶縁性を有する材料を用いて、プラズマCVD法またはスパッタリング法等で形成することができる。本実施の形態では、プラズマCVD法により50nmの厚さで酸化窒化シリコン層(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成する。勿論、第1の絶縁層206は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他の絶縁性を有する層を単層または積層構造として用いてもよい。   Next, a first insulating layer 206 is formed over the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 (see FIG. 5B). The first insulating layer 206 can be formed by a plasma CVD method, a sputtering method, or the like using an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride, like the base layer 202. In this embodiment, a silicon oxynitride layer (composition ratio Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%) is formed with a thickness of 50 nm by a plasma CVD method. Needless to say, the first insulating layer 206 is not limited to the silicon oxynitride film, and other insulating layers may be used as a single layer or a stacked structure.

また、第1の絶縁層206の材料として、高誘電率を有する金属元素酸化物、例えばハフニウム(Hf)酸化物、を用いることもできる。このような高誘電率材料を用いて第1の絶縁層206を形成することで、半導体素子を低電圧で駆動することができ、低消費電力の半導体装置を提供することができる。   Alternatively, a metal element oxide having a high dielectric constant, such as hafnium (Hf) oxide, can be used as a material for the first insulating layer 206. By forming the first insulating layer 206 using such a high dielectric constant material, the semiconductor element can be driven at a low voltage, and a semiconductor device with low power consumption can be provided.

また、第1の絶縁層206は高密度プラズマ処理によって形成することもできる。高密度プラズマ処理とは、プラズマ密度が1×1011cm−3以上、好ましくは1×1011cm−3から9×1015cm−3以下であり、マイクロ波(例えば周波数2.45GHz)といった高周波を用いたプラズマ処理である。このような条件でプラズマを発生させると、低電子温度が0.2eVから2eVとなる。このように低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、プラズマダメージが少なく、欠陥の少ない膜を形成することができる。 The first insulating layer 206 can also be formed by high-density plasma treatment. The high-density plasma treatment means that the plasma density is 1 × 10 11 cm −3 or more, preferably 1 × 10 11 cm −3 to 9 × 10 15 cm −3 , such as a microwave (for example, a frequency of 2.45 GHz). This is plasma processing using high frequency. When plasma is generated under such conditions, the low electron temperature is changed from 0.2 eV to 2 eV. As described above, high-density plasma characterized by a low electron temperature has low kinetic energy of active species, so that a film with less plasma damage and fewer defects can be formed.

このようなプラズマ処理を可能とする成膜室に、半導体層204および構造層205が形成された基板を配置し、プラズマ発生用の電極、所謂アンテナと被形成体との距離を20mmから80mm、好ましくは20mmから60mmとして成膜処理を行う。このような高密度プラズマ処理は、低温プロセス(基板温度400℃以下)の実現が可能となる。そのため、耐熱性の低いガラスやプラスチックを基板201として利用することができる。   A substrate on which the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 are formed is placed in a film formation chamber that enables such plasma treatment, and a distance between an electrode for plasma generation, a so-called antenna and an object to be formed is 20 mm to 80 mm, Preferably, the film forming process is performed from 20 mm to 60 mm. Such high-density plasma treatment can realize a low-temperature process (substrate temperature of 400 ° C. or lower). Therefore, glass or plastic with low heat resistance can be used as the substrate 201.

このような絶縁層の成膜雰囲気は窒素雰囲気、又は酸素雰囲気とすることができる。窒素雰囲気とは、代表的には、窒素と希ガスとの混合雰囲気、又は窒素と水素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも1つを用いることができる。また酸素雰囲気とは、代表的には、酸素と希ガスとの混合雰囲気、酸素と水素と希ガスとの混合雰囲気、又は一酸化二窒素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも1つを用いることができる。   The film formation atmosphere of such an insulating layer can be a nitrogen atmosphere or an oxygen atmosphere. The nitrogen atmosphere is typically a mixed atmosphere of nitrogen and a rare gas, or a mixed atmosphere of nitrogen, hydrogen, and a rare gas. As the rare gas, at least one of helium, neon, argon, krypton, and xenon can be used. The oxygen atmosphere is typically a mixed atmosphere of oxygen and a rare gas, a mixed atmosphere of oxygen, hydrogen, and a rare gas, or a mixed atmosphere of dinitrogen monoxide and a rare gas. As the rare gas, at least one of helium, neon, argon, krypton, and xenon can be used.

このような行程を用いることで、他の被膜に与えるダメージを少なくし、かつ緻密な絶縁層を形成することができる。また高密度プラズマ処理により形成された絶縁層は、当該絶縁層と接触する層との界面状態を改善することができる。すなわち、高密度プラズマ処理を用いることで、第1の絶縁層206と、半導体層204および構造層205との界面状態を改善することができる。その結果、半導体素子の電気特性を向上させることができる。さらに、強度の高い構造層205を有する微小構造体を作製することができる。   By using such a process, damage to other films can be reduced and a dense insulating layer can be formed. In addition, an insulating layer formed by high-density plasma treatment can improve an interface state with a layer in contact with the insulating layer. That is, the interface state between the first insulating layer 206, the semiconductor layer 204, and the structural layer 205 can be improved by using high-density plasma treatment. As a result, the electrical characteristics of the semiconductor element can be improved. Further, a microstructure including the structural layer 205 with high strength can be manufactured.

ここでは、第1の絶縁層206の形成に高密度プラズマ処理を用いる場合を説明したが、例えば、半導体層204および構造層205に高密度プラズマ処理を施してもよい。高密度プラズマ処理によって、半導体層204および構造層205表面の改質を行うことができる。その結果、半導体素子および微小構造体の電気特性を向上させることができる。さらに高密度プラズマ処理は、第1の絶縁層206の形成のみではなく、下地層202や他の絶縁層を形成する場合にも用いることができる。   Although the case where high-density plasma treatment is used for forming the first insulating layer 206 has been described here, for example, the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 may be subjected to high-density plasma treatment. The surface of the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 can be modified by high-density plasma treatment. As a result, the electrical characteristics of the semiconductor element and the microstructure can be improved. Further, the high-density plasma treatment can be used not only when the first insulating layer 206 is formed but also when the base layer 202 and other insulating layers are formed.

次に、第1の絶縁層206上に半導体素子を構成するゲート電極207、および微小構造体を形成するための第2の犠牲層208となる第1の導電層を形成し、任意の形状にパターニングする(図5(C)参照)。第1の導電層(ゲート電極207および第2の犠牲層208を合わせて第1の導電層と表記する)は、タングステン等、導電性を有する金属元素や金属元素化合物を材料とし、スパッタリング法やCVD法等を用いて形成することができる。   Next, a gate electrode 207 which forms a semiconductor element and a first conductive layer which is a second sacrificial layer 208 for forming a microstructure are formed over the first insulating layer 206 and formed into an arbitrary shape. Patterning is performed (see FIG. 5C). The first conductive layer (the gate electrode 207 and the second sacrificial layer 208 are collectively referred to as a first conductive layer) is formed using a conductive metal element or metal element compound such as tungsten, as a sputtering method, It can be formed using a CVD method or the like.

当該第1の導電層は、半導体素子のゲート電極207となる。したがって、導電性や加工性等を考慮し、複数の導電性材料を用いて第1の導電層を積層させることも可能である。図5(C)には単層の第1の導電層を形成する例を示している。   The first conductive layer becomes the gate electrode 207 of the semiconductor element. Therefore, in consideration of conductivity, workability, and the like, the first conductive layer can be stacked using a plurality of conductive materials. FIG. 5C illustrates an example in which a single-layer first conductive layer is formed.

また、当該第1の導電層は、微小構造体を形成するための第2の犠牲層208となる。第2の犠牲層208は第1の犠牲層203と同時にエッチングする場合、第1の犠牲層203と同一の材料を用いて成膜することが望ましい。しかしながら、本発明はこれらの材料に限定されず、第1の犠牲層203および第2の犠牲層208は同一の材料を用いて作製してもよく、異なる材料を用いて作製してもよい。   In addition, the first conductive layer serves as a second sacrificial layer 208 for forming a microstructure. In the case where the second sacrificial layer 208 is etched at the same time as the first sacrificial layer 203, it is desirable to form the second sacrificial layer 208 using the same material as the first sacrificial layer 203. However, the present invention is not limited to these materials, and the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 may be manufactured using the same material or different materials.

ゲート電極207および第2の犠牲層208のパターニングは、フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、異方性のドライエッチングを行う。ドライエッチングの例としては、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用いることができる。エッチング用ガスとしては、Cl、BCl、SiClもしくはCClなどを代表とする塩素系ガス、CF、SFもしくはNFなどを代表とするフッ素系ガスまたはOを適宜用いることができる。また、第1の導電層を複数の導電性材料を用いて形成した場合、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板201側の電極に印加される電力量、基板201側の電極温度等)を適宜調節することで、それらの第1の導電層をエッチングすることができる。 For patterning the gate electrode 207 and the second sacrificial layer 208, a resist mask is formed by photolithography, and anisotropic dry etching is performed. As an example of dry etching, an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method can be used. As an 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 , SF 6 or NF 3, or O 2 is appropriately used. it can. In addition, when the first conductive layer is formed using a plurality of conductive materials, the etching conditions (the amount of power applied to the coil-type electrode, the amount of power applied to the electrode on the substrate 201 side, the amount of power applied to the substrate 201 side) The first conductive layer can be etched by appropriately adjusting the electrode temperature or the like.

次に、半導体素子を構成する半導体層204に不純物元素を添加してN型不純物領域112、およびP型不純物領域111を形成する。このような不純物領域は、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、不純物元素を添加することで選択的に形成することができる。不純物元素を添加する方法は、イオンドープ法またはイオン注入法で行うことができる。N型を付与する不純物元素として、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用い、P型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)を用いることができる。N型不純物領域112、および、P型不純物領域111には、1×1020〜1×1021/cmの濃度範囲でN型を付与する不純物元素が添加されることが望ましい。 Next, an impurity element is added to the semiconductor layer 204 included in the semiconductor element to form an N-type impurity region 112 and a P-type impurity region 111. Such an impurity region can be selectively formed by forming a resist mask by a photolithography method and adding an impurity element. The impurity element can be added by an ion doping method or an ion implantation method. Typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used as the impurity element imparting N-type, and boron (B) can be used as the impurity element imparting P-type. An impurity element imparting N-type is preferably added to the N-type impurity region 112 and the P-type impurity region 111 in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 .

次に、プラズマCVD法等によって窒化シリコン等の窒素化合物や酸化シリコン等の酸化物からなる絶縁層を形成し、当該絶縁層を垂直方向の異方性エッチングすることで、ゲート電極207の側面に接する絶縁層(以下、サイドウォールと記載する)209を形成する(図7(A)参照)。次に、N型不純物領域112を有する半導体層204に不純物元素を添加し、サイドウォール209下方に設けられたN型不純物領域112よりも高い不純物濃度を有する高濃度N型不純物領域210を形成する。このようにサイドウォール209を利用して不純物濃度に差を設けることにより、半導体素子のゲート長を短くするにつれて生じる短チャネル効果を防止することができる。   Next, an insulating layer made of a nitrogen compound such as silicon nitride or an oxide such as silicon oxide is formed by a plasma CVD method or the like, and the insulating layer is subjected to anisotropic etching in the vertical direction so that the side surface of the gate electrode 207 is formed. An insulating layer (hereinafter referred to as a sidewall) 209 that is in contact is formed (see FIG. 7A). Next, an impurity element is added to the semiconductor layer 204 having the N-type impurity region 112 to form a high-concentration N-type impurity region 210 having an impurity concentration higher than that of the N-type impurity region 112 provided below the sidewall 209. . By providing a difference in impurity concentration using the side wall 209 in this manner, a short channel effect that occurs as the gate length of the semiconductor element is shortened can be prevented.

また、ゲート電極207を異なる導電性材料を積層させ、テーパー状に作製する場合、サイドウォール209を形成する必要はない。この場合は、一度の不純物元素の添加でN型不純物領域112および高濃度N型不純物領域210を形成することができるからである。   In the case where the gate electrode 207 is formed by stacking different conductive materials to have a tapered shape, the sidewall 209 is not necessarily formed. This is because the N-type impurity region 112 and the high-concentration N-type impurity region 210 can be formed by adding the impurity element once.

不純物領域を形成した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、赤外光の照射、またはレーザ光の照射を行う。また、活性化と同時に第1の絶縁層206へのプラズマダメージや第1の絶縁層206と半導体層204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。特に、室温から300℃の雰囲気中において、表面または裏面からエキシマレーザを用いて不純物元素を活性化させると、効果的な活性化を行うことができる。またYAGレーザの第2高調波を照射して活性化させてもよく、YAGレーザはメンテナンスが少ないため好ましい活性化手段である。   After the impurity region is formed, heat treatment, infrared light irradiation, or laser light irradiation is performed to activate the impurity element. Simultaneously with activation, plasma damage to the first insulating layer 206 and plasma damage to the interface between the first insulating layer 206 and the semiconductor layer 204 can be recovered. In particular, when the impurity element is activated from the front surface or the back surface using an excimer laser in an atmosphere of room temperature to 300 ° C., effective activation can be performed. Alternatively, the YAG laser may be activated by irradiation with the second harmonic, and the YAG laser is a preferable activation means because it requires less maintenance.

また、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコンなどの絶縁層からなるパッシベーション膜をゲート電極207となる導電層や半導体層204を覆うように形成した後、加熱処理、赤外光の照射、またはレーザ光の照射を行い、水素化を行うことも可能である。例えば、プラズマCVD法を用いて、酸化窒化シリコン膜を100nmの厚さに形成し、その後、クリーンオーブンを用いて、300〜550℃で1〜12時間加熱し、半導体層の水素化を行うことができる。例えば、クリーンオーブンを用い、窒素雰囲気中で410℃、1時間加熱する。この工程は、パッシベーション膜に含まれる水素により、不純物元素添加によって生じた半導体層204のダングリングボンドを終端することもできる。また同時に、上述の不純物領域の活性化処理を行うこともできる。   In addition, after a passivation film made of an insulating layer such as a silicon oxynitride film or silicon oxide is formed so as to cover the conductive layer or the semiconductor layer 204 to be the gate electrode 207, heat treatment, infrared light irradiation, or laser light irradiation is performed. It is also possible to perform hydrogenation by irradiation. For example, a silicon oxynitride film is formed to a thickness of 100 nm using a plasma CVD method, and then heated at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours using a clean oven to hydrogenate the semiconductor layer. Can do. For example, a clean oven is used and heated in a nitrogen atmosphere at 410 ° C. for 1 hour. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer 204 generated by the addition of the impurity element can be terminated by hydrogen contained in the passivation film. At the same time, the activation process of the impurity region can be performed.

上記の工程により、N型半導体素子213と、P型半導体素子214とが形成される(図7(A)参照)。このとき、微小構造体を構成する構造層205は、第2の犠牲層208で覆われていない領域に不純物領域が形成されていてもよい。 Through the above steps, an N-type semiconductor element 213 and a P-type semiconductor element 214 are formed (see FIG. 7A). At this time, the structure layer 205 included in the microstructure may have an impurity region formed in a region not covered with the second sacrificial layer 208.

続いて、全体を覆うように絶縁層215を形成する(図7(B)参照)。絶縁層215は、絶縁性を有する無機材料や、有機材料等により形成することができる。無機材料は、酸化シリコン、窒化シリコンを用いることができる。有機材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。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。ポリシラザンは、シリコン(Si)と窒素(N)の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。   Subsequently, an insulating layer 215 is formed so as to cover the whole (see FIG. 7B). The insulating layer 215 can be formed using an insulating inorganic material, an organic material, or the like. As the inorganic material, silicon oxide or silicon nitride can be used. As the organic material, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, benzocyclobutene, siloxane, or polysilazane can be used. 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. Polysilazane is formed using a polymer material having a bond of silicon (Si) and nitrogen (N) as a starting material.

次に、絶縁層215および第1の絶縁層206を順次エッチングし、第1のコンタクトホール216を形成する(図7(B)上面図参照)。エッチング処理は、ドライエッチング処理またはウエットエッチング処理を適用することができる。本実施の形態では、ドライエッチングにより第1のコンタクトホール216を形成する。   Next, the insulating layer 215 and the first insulating layer 206 are sequentially etched to form a first contact hole 216 (see a top view in FIG. 7B). As the etching process, a dry etching process or a wet etching process can be applied. In this embodiment mode, the first contact hole 216 is formed by dry etching.

次に、絶縁層215上、および第1のコンタクトホール216に第2の導電層を形成し、任意の形状にパターニングすることで、ソース電極、ドレイン電極、および電気回路を構成する配線217を形成する(図7(B)断面図参照)。配線217は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)もしくはシリコン(Si)の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いることができる。   Next, a second conductive layer is formed over the insulating layer 215 and in the first contact hole 216, and patterned into an arbitrary shape, so that the source electrode, the drain electrode, and the wiring 217 constituting the electric circuit are formed. (See the cross-sectional view in FIG. 7B). As the wiring 217, a film made of an element of aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or silicon (Si) or an alloy film using these elements can be used.

次に、絶縁層215および第1の絶縁層206を順次エッチングし、第2のコンタクトホール218を形成することで、第1の犠牲層203、および第2の犠牲層208を露出させる(図8(A)参照)。なお図8(A)では、微小構造体のみを示す。   Next, the insulating layer 215 and the first insulating layer 206 are sequentially etched to form a second contact hole 218, thereby exposing the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 (FIG. 8). (See (A)). Note that FIG. 8A illustrates only a microstructure.

エッチング処理は、ドライエッチング処理またはウエットエッチング処理を適用することができる。本実施の形態では、ドライエッチングにより第2のコンタクトホール218を形成する。第2のコンタクトホール218は、第1の犠牲層203および第2の犠牲層208をエッチング除去するために開口する。したがって、エッチング剤が流入するように、直径を決定する。例えば、第2のコンタクトホール218の直径を2μm以上とすることが好ましい。   As the etching process, a dry etching process or a wet etching process can be applied. In this embodiment mode, the second contact hole 218 is formed by dry etching. The second contact hole 218 is opened to etch away the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208. Accordingly, the diameter is determined so that the etchant flows. For example, the diameter of the second contact hole 218 is preferably 2 μm or more.

また、第2のコンタクトホール218は、第1の犠牲層203および第2の犠牲層208をエッチングしやすいように、大きな径を有するコンタクトホールとして形成することも可能である。つまり、図8(A)に示すように小さな穴として形成する必要はなく、絶縁層215が必要な部分(例えば半導体素子上の絶縁層等)を残して、犠牲層全体が露出するように第2のコンタクトホール218を形成してもよい。   The second contact hole 218 can also be formed as a contact hole having a large diameter so that the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 can be easily etched. In other words, it is not necessary to form a small hole as shown in FIG. 8A, and the first sacrificial layer is exposed so that a portion where the insulating layer 215 is necessary (for example, an insulating layer on a semiconductor element) is left exposed. Two contact holes 218 may be formed.

次に、第1の犠牲層203、および、第2の犠牲層208をエッチングにより除去する(図8(B)(C)参照)。エッチングは、犠牲層の材料によって適したウエットエッチング液を用いるか、または、ドライエッチングにより、第2のコンタクトホール218を通して犠牲層をエッチングすることができる。また、当該エッチング行程では、構造層205の材料、第1の犠牲層203、第2の犠牲層208の材料、および犠牲層を除去するエッチング剤の適当な組み合わせを選択する必要がある。例えば、エッチング剤を特定のものに決めた場合、構造層205の材料に比べて、エッチングレートが大きい材料を用いて第1の犠牲層203および第2の犠牲層208を構成すればよい。   Next, the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 are removed by etching (see FIGS. 8B and 8C). For the etching, the sacrificial layer can be etched through the second contact hole 218 by using a wet etchant suitable for the material of the sacrificial layer or by dry etching. In the etching step, it is necessary to select an appropriate combination of the material of the structural layer 205, the material of the first sacrificial layer 203, the material of the second sacrificial layer 208, and the etchant that removes the sacrificial layer. For example, when a specific etching agent is determined, the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 may be formed using a material having a higher etching rate than the material of the structural layer 205.

例えば、犠牲層がタングステン(W)である場合、28%のアンモニアと31%の過酸化水素水を1:2で混合した溶液に20分程度漬けることでエッチングを行うことができる。犠牲層が二酸化シリコンの場合は、フッ酸49%水溶液1に対してフッ化アンモニウムを7の割合で混合したバッファードフッ酸を用いることができる。犠牲層がシリコンの場合は、リン酸、KOH、NaOH、CsOH等のアルカリ金属元素の水酸化物、NHOH、ヒドラジン、EPD(エチレンジアミン、ピロカテコール、水の混合物)、TMAH、IPA、NMD3溶液等を用いることができる。ウエットエッチング後の乾燥に際しては、毛管現象による微小構造体の座屈を防ぐため、粘性の低い有機溶媒(例えばシクロヘキサン)を用いてリンスを行う、または低温低圧の条件で乾燥させるか、またはこの両者の組み合わせによって行う。さらには、氷結乾燥を行うことも効果的である。 For example, when the sacrificial layer is tungsten (W), etching can be performed by immersing in a solution in which 28% ammonia and 31% hydrogen peroxide solution are mixed at a ratio of 1: 2 for about 20 minutes. When the sacrificial layer is silicon dioxide, buffered hydrofluoric acid in which ammonium fluoride is mixed at a ratio of 7 to the 49% aqueous solution 1 of hydrofluoric acid can be used. When the sacrificial layer is silicon, hydroxide of alkali metal elements such as phosphoric acid, KOH, NaOH, CsOH, NH 4 OH, hydrazine, EPD (a mixture of ethylenediamine, pyrocatechol, water), TMAH, IPA, NMD3 solution Etc. can be used. When drying after wet etching, to prevent buckling of the microstructure due to capillary action, rinse with a low-viscosity organic solvent (for example, cyclohexane), or dry under low temperature and low pressure conditions, or both This is done by a combination of Furthermore, it is also effective to perform freeze-drying.

また、毛管現象による微小構造体の座屈を防ぐため、微小構造体表面に撥水性を持たせるプラズマ処理を行うこともできる。また、犠牲層は、大気圧など高圧の条件において、FやXeFを用いてドライエッチングを行うことができる。ここで、第1の犠牲層203および第2の犠牲層208が異なる材料で形成されており、同一のエッチング剤でエッチングできない場合には、二度に分けて犠牲層をエッチングする必要がある。この場合には、除去しないがエッチング剤と接する層(例えば構造層205や絶縁層215等)との選択比を十分に考慮する必要がある。 In addition, in order to prevent buckling of the microstructure due to capillary action, plasma treatment for imparting water repellency to the surface of the microstructure can be performed. The sacrificial layer can be dry-etched using F 2 or XeF 2 under high pressure conditions such as atmospheric pressure. Here, if the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 are formed of different materials and cannot be etched with the same etchant, the sacrificial layer needs to be etched twice. In this case, it is necessary to sufficiently consider a selection ratio with a layer (for example, the structural layer 205 or the insulating layer 215) that is not removed but is in contact with the etching agent.

このような行程を用いて第1の犠牲層203を除去して第1の空間219を形成し、第2の犠牲層208をエッチング除去して第2の空間220を形成することにより、微小構造体221を作製することができる(図8(B)(C)参照)。ここで、微小構造体221は絶縁性を有する基板201と構造層205との間に設けられた第1の空間219を有する。そして、構造層205とその上に形成された絶縁層215との間に設けられた第2の空間220を有する。微小構造体221の構造層205は、このような構造を有することで可動することができる。   By using such a process, the first sacrificial layer 203 is removed to form the first space 219, and the second sacrificial layer 208 is removed by etching to form the second space 220. The body 221 can be manufactured (see FIGS. 8B and 8C). Here, the microstructure 221 includes a first space 219 provided between the insulating substrate 201 and the structural layer 205. A second space 220 is provided between the structural layer 205 and the insulating layer 215 formed thereon. The structure layer 205 of the microstructure 221 can be moved by having such a structure.

上記行程のように、レーザによる結晶化、またはニッケルとレーザの組み合わせによって結晶化する場合、熱のみによる結晶化に比べて低温で行うことができるため、プロセスに使用できる材料の幅が広がる。例えば、半導体層を加熱のみで結晶化させる場合、1000℃程度の温度で1時間程度の加熱を行う必要があり、熱に弱いガラス基板や、融点が1000℃以下の金属元素を用いることができない。しかしながら、上記行程を用いることによって、ゆがみ点が593℃であるガラス基板等を用いることが可能になる。   When crystallization is performed by laser crystallization or a combination of nickel and laser as in the above-described process, the crystallization can be performed at a lower temperature than crystallization by heat alone, so that the range of materials that can be used in the process is widened. For example, in the case where the semiconductor layer is crystallized only by heating, it is necessary to perform heating for about 1 hour at a temperature of about 1000 ° C., and a glass substrate that is weak against heat or a metal element having a melting point of 1000 ° C. or less cannot be used. . However, by using the above process, a glass substrate or the like having a distortion point of 593 ° C. can be used.

また、熱結晶化のみの半導体層に比べて、上記行程によって作製される半導体層は、結晶粒界が連続しているため、共有結合が途切れることが無い。そのため、粒界間の不対結合が欠陥となって起こる応力集中が起こらず、結果として一般的なポリシリコンに比べて破壊応力が高くなる。   In addition, compared with a semiconductor layer only formed by thermal crystallization, the semiconductor layer manufactured by the above process has continuous crystal grain boundaries, so that the covalent bond is not interrupted. Therefore, the stress concentration caused by the unpaired bond between the grain boundaries does not occur, and as a result, the fracture stress becomes higher than that of general polysilicon.

また、アモルファスシリコンは靭性が低いが塑性変形を起こしにくい。つまり、ガラスのように硬いが脆い物質であるといえる。本発明ではレーザ結晶化を行うため、基板201の部位によってアモルファスシリコンと多結晶シリコンを作り分けることができる。そうすることによって、靭性に優れた連続粒界を有する多結晶シリコンと、塑性変形を起こしにくいアモルファスシリコンを組み合わせた微小構造体を作製することができる。   Amorphous silicon has low toughness, but hardly undergoes plastic deformation. That is, it can be said that it is a hard but brittle substance like glass. In the present invention, since laser crystallization is performed, amorphous silicon and polycrystalline silicon can be separately formed depending on the portion of the substrate 201. By doing so, a microstructure in which polycrystalline silicon having continuous grain boundaries excellent in toughness and amorphous silicon which hardly causes plastic deformation can be manufactured.

また、アモルファスシリコンは、一般的に成膜後に内部残留応力が存在する。このため、厚く成膜することが難しい。上記行程によって作製される多結晶シリコンでは内部応力が緩和し、さらに低温の行程で成膜できるため、成膜と結晶化を繰り返して任意の厚さの半導体層を得ることができる。また、半導体層上に他の材料をパターニングし、さらにその上に半導体層を成膜することも可能である。   Amorphous silicon generally has internal residual stress after film formation. For this reason, it is difficult to form a thick film. In the polycrystalline silicon produced by the above process, the internal stress is relaxed and the film can be formed at a further low temperature process. Therefore, a semiconductor layer having an arbitrary thickness can be obtained by repeating the film formation and crystallization. It is also possible to pattern other materials on the semiconductor layer and further form a semiconductor layer thereon.

また、ニッケルシリサイドのようなシリコン合金は一般に強度が高いことが知られている。ニッケルを半導体層中に選択的に残しておき、適当な熱処理を加えることで、さらに硬く、導電性の高い微小構造体を作製することができる。したがって、構造層205の膜厚を薄くすることができ、動作速度が速い、反応性に優れた微小構造体を提供することが可能になる。   Further, it is known that a silicon alloy such as nickel silicide is generally high in strength. By selectively leaving nickel in the semiconductor layer and applying an appropriate heat treatment, a microstructure that is harder and has higher conductivity can be manufactured. Therefore, the thickness of the structural layer 205 can be reduced, and a microstructure with high operating speed and excellent reactivity can be provided.

また本発明は、同一基板上に微小構造体および半導体素子を作製することで、組み立てやパッケージが不要な、製造コストのかからない半導体装置を提供することができる。   In addition, according to the present invention, a microstructure and a semiconductor element are manufactured over the same substrate, so that a semiconductor device that does not require assembly or a package and does not require manufacturing costs can be provided.

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。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態5)
微小構造体を静電力で可動させる場合、下地層202の下に導電性を有する下部層222を形成するとよい。そこで本実施の形態では、下地層の下に導電性を有する材料から成る下部層を設けた構造について説明する。
(Embodiment 5)
In the case where the microstructure is moved by an electrostatic force, a lower layer 222 having conductivity may be formed below the base layer 202. Therefore, in this embodiment mode, a structure in which a lower layer made of a conductive material is provided below a base layer will be described.

まず基板201と下地層202の間に導電性を有する下部層222を形成する(図9(A)参照)。下部層222は共通電極や制御電極等として使用することができる。下部層222は、タングステン等の金属元素や導電性を有する物質を材料として、CVD法等により成膜する。また、必要に応じて任意の形状にパターニングしてもよい。また、下地層202を積層構造にしている場合、当該下地層202の間に下部層222を形成することも可能である。   First, a conductive lower layer 222 is formed between the substrate 201 and the base layer 202 (see FIG. 9A). The lower layer 222 can be used as a common electrode, a control electrode, or the like. The lower layer 222 is formed by a CVD method or the like using a metal element such as tungsten or a conductive material as a material. Moreover, you may pattern into arbitrary shapes as needed. Further, when the base layer 202 has a stacked structure, the lower layer 222 can be formed between the base layers 202.

また、上記の行程では第1の犠牲層203の上に半導体層204および構造層205となる半導体層を成膜しているが、第1の犠牲層203の上に絶縁層を成膜し、その後半導体層を成膜することも可能である。このような行程を用いることで、第1の犠牲層203を除去する時に、絶縁層によって構造層205を保護し、構造層205のダメージを低減することができる。   In the above process, the semiconductor layer 204 and the semiconductor layer to be the structural layer 205 are formed over the first sacrificial layer 203, but an insulating layer is formed over the first sacrificial layer 203, Thereafter, a semiconductor layer can be formed. By using such a process, when the first sacrifice layer 203 is removed, the structural layer 205 can be protected by the insulating layer, and damage to the structural layer 205 can be reduced.

このように設けられた下部層は、微小構造体を静電力で可動させる場合の共通電極や制御電極として用いることができる。 The lower layer thus provided can be used as a common electrode or a control electrode when the microstructure is moved by an electrostatic force.

また第1の犠牲層203および第2の犠牲層208では、断面から見たときに、テーパーを有する形状225に形成することができる(図9(A)参照)。さらに、構造層205においても、断面から見たときに、テーパーを有する形状225に形成することができる(図9(A)断面図参照)。このように、犠牲層の断面がテーパーを有するによって、エッチング行程や洗浄工程等におけるごみの発生およびごみの付着を低減することができる。 The first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 can be formed into a tapered shape 225 when viewed from a cross section (see FIG. 9A). Further, the structural layer 205 can also be formed into a tapered shape 225 when viewed from a cross section (see the cross-sectional view in FIG. 9A). As described above, since the sacrificial layer has a tapered cross section, it is possible to reduce generation of dust and adhesion of dust in an etching process, a cleaning process, and the like.

また、第1の犠牲層203および第2の犠牲層208は、上面から見たときに、角を丸くした形状223を有するように形成することができる(図9(B)参照)。さらに構造層205も、上面から見たときに、角を丸くした形状223を有するように形成することができる(図9(B)上面図参照)。このように、犠牲層のパターンの角が丸いことによって、エッチング行程や洗浄工程等におけるごみの発生およびごみの付着を低減することができる。 Further, the first sacrificial layer 203 and the second sacrificial layer 208 can be formed to have a shape 223 with rounded corners when viewed from above (see FIG. 9B). Further, the structural layer 205 can also be formed to have a shape 223 with rounded corners when viewed from above (see the top view in FIG. 9B). As described above, since the corners of the pattern of the sacrificial layer are rounded, generation of dust and adhesion of dust in the etching process, the cleaning process, and the like can be reduced.

第1の犠牲層203、第2の犠牲層208、および構造層205は、半導体素子を作製するために形成する層に比べて膜厚が厚い。例えば、半導体層204は約60nm程度の厚さを有することが多いのに比べて、犠牲層や構造層は1μm程度の厚さを有する。これらの厚い層が、直角や鋭角の角を有するパターンであったり、層の断面が基板と直角に切り立っていると、その角の部分が剥離して半導体装置を汚染するごみの原因になる。また、丁字型やコの字型(箱型)のパターンを有する場合には、その角部分にごみがトラップされ、洗浄工程においてもごみを低減することができなくなる。したがって、犠牲層および構造層は、上面から見たときに角を丸くした形状223、224を有し、断面はテーパーを有する形状225、226を有することが望ましい。   The first sacrificial layer 203, the second sacrificial layer 208, and the structural layer 205 are thicker than layers formed for manufacturing a semiconductor element. For example, the sacrificial layer and the structural layer have a thickness of about 1 μm, compared to the semiconductor layer 204 often having a thickness of about 60 nm. If these thick layers have a pattern having a right angle or an acute angle, or if the cross section of the layer is cut at a right angle to the substrate, the corner portion is peeled off, which causes dust that contaminates the semiconductor device. In addition, in the case of having a C-shaped or U-shaped (box-shaped) pattern, dust is trapped in the corner portion, and it is not possible to reduce dust even in the cleaning process. Therefore, it is desirable that the sacrificial layer and the structural layer have shapes 223 and 224 with rounded corners when viewed from above, and have shapes 225 and 226 having a tapered cross section.

なお上記のテーパー各や丸みのある形状は微小構造体を構成する犠牲層および構造層だけに限られることはなく、膜厚の厚い層を形成する場合は、同様に上面から見たときに角を丸くした形状を有し、断面はテーパーを有する形状を有することが望ましい。例えば、比較的膜厚の厚いゲート電極207や配線217は、上面から見たときに角を丸くした形状227、228を有し断面はテーパーを有する形状を有することが望ましい。その結果、ゴミの発生を抑え歩留まりを向上させることができる。   Note that the tapered shape and the rounded shape are not limited to the sacrificial layer and the structural layer constituting the microstructure. When a thick layer is formed, the corners are similarly viewed from the top. Preferably, the cross section has a rounded shape and the cross section has a tapered shape. For example, it is desirable that the gate electrode 207 and the wiring 217 having a relatively large thickness have shapes 227 and 228 with rounded corners when viewed from above, and have a tapered shape in cross section. As a result, generation of dust can be suppressed and yield can be improved.

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。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態6)
本発明の半導体装置が備える微小構造体において、構造層は単層であっても、積層であってもよい。本実施の形態では積層構造を有する構造層について説明する。
(Embodiment 6)
In the microstructure included in the semiconductor device of the present invention, the structural layer may be a single layer or a stacked layer. In this embodiment mode, a structural layer having a stacked structure will be described.

図6(A)には、構造層205を構成するシリコン層において、状態の異なるシリコン層を積層させた場合を示す。上記行程によって形成された第1の犠牲層203上に、第1層目のシリコン層252、第2層目のシリコン層253、および第3層目のシリコン層254を積層させることによって構造層205を構成することができる。第1層目のシリコン層252、第2層目のシリコン層253、および第3層目のシリコン層254は、多結晶シリコンを有する層、非晶質シリコンを有する層、およびシリサイドを有する層を、任意に積層して形成することができる。 FIG. 6A illustrates a case where silicon layers having different states are stacked in the silicon layer included in the structural layer 205. The first silicon layer 252, the second silicon layer 253, and the third silicon layer 254 are stacked on the first sacrificial layer 203 formed by the above-described process, thereby forming the structural layer 205. Can be configured. The first silicon layer 252, the second silicon layer 253, and the third silicon layer 254 include a layer including polycrystalline silicon, a layer including amorphous silicon, and a layer including silicide. , Can be arbitrarily laminated.

例えば構造層205は、第1層目のシリコン層252に非晶質シリコンを有する層を形成し、第2層目のシリコン層253にシリサイドを有する層を形成し、第3層目のシリコン層254に多結晶シリコンを有する層を形成する。このような構造層205を形成するためには、第1の犠牲層203上に、第1層目のシリコン層252として非晶質シリコンを有する層を形成する。続いて第2層目のシリコン層253を形成するために非晶質シリコンを有する層を形成し、結晶化を促進させる金属元素を塗布してレーザ照射等で結晶化させる。そして、第3層目のシリコン層254を形成するために非晶質シリコンを有する層を形成し、結晶化を促進させる金属元素を塗布してレーザ照射等で結晶化させ、当該金属元素を後述するゲッタリング行程により除去することで形成することができる。   For example, as the structural layer 205, a layer having amorphous silicon is formed in the first silicon layer 252, a layer having silicide is formed in the second silicon layer 253, and a third silicon layer is formed. A layer having polycrystalline silicon is formed at 254. In order to form such a structural layer 205, a layer containing amorphous silicon is formed as the first silicon layer 252 over the first sacrificial layer 203. Subsequently, in order to form the second silicon layer 253, a layer having amorphous silicon is formed, and a metal element for promoting crystallization is applied and crystallized by laser irradiation or the like. Then, in order to form the third silicon layer 254, a layer having amorphous silicon is formed, and a metal element that promotes crystallization is applied and crystallized by laser irradiation or the like. It can be formed by removing it by a gettering process.

このように、非晶質シリコンを有する層、シリサイドを有する層、および多結晶シリコンを有する層を積層させることにより、導電性を有し、強度が高く、破壊されにくい構造層205を形成することができる。   In this manner, the structural layer 205 having conductivity, high strength, and low damage is formed by stacking the layer having amorphous silicon, the layer having silicide, and the layer having polycrystalline silicon. Can do.

また同様にして、第1層目のシリコン層252および第3層目のシリコン層254に多結晶シリコンを有する層を形成し、第2層目のシリコン層253に非晶質シリコンを有する層を形成することも可能である。このように、靭性の高い多結晶シリコンの間に塑性変形を起こしにくい非晶質シリコンを挟み込む構造により、しなやかさと硬さを併せ持つ構造層205を形成することができる。また、二層目のシリコン層253にシリサイドを有する層を形成することによって、しなやかさと硬さを併せ持ち、さらに導電性を有する構造層205を形成することができる。ここで、積層の組み合わせは上記例のみに限定されることなく、非晶質シリコンを有する層、シリサイドを有する層、および多結晶シリコンを有する層を任意に選択して積層することができる。   Similarly, a layer having polycrystalline silicon is formed in the first silicon layer 252 and the third silicon layer 254, and a layer having amorphous silicon is formed in the second silicon layer 253. It is also possible to form. As described above, the structure layer 205 having both flexibility and hardness can be formed by sandwiching amorphous silicon that hardly causes plastic deformation between polycrystalline silicon having high toughness. In addition, by forming a layer including silicide in the second silicon layer 253, the structural layer 205 having both flexibility and hardness and conductivity can be formed. Here, the combination of stacks is not limited to the above example, and a layer having amorphous silicon, a layer having silicide, and a layer having polycrystalline silicon can be arbitrarily selected and stacked.

また図6(A)では、構造層205を三層のシリコン層で構成する例を示したが、本発明は三層に限定されない。例えば、図6(B)に示すように、構造層205を構成するシリコン層を二層にすることも可能である。すなわち、構造層205は、単層および二層以上の積層構造にすることも可能である。   6A illustrates an example in which the structural layer 205 includes three silicon layers, the present invention is not limited to three layers. For example, as shown in FIG. 6B, the silicon layer included in the structural layer 205 can be two layers. That is, the structural layer 205 can have a single-layer structure or a stacked structure including two or more layers.

図6(B)に示す構造層205は、第1の犠牲層203上に、第1層目のシリコン層255、および第2層目のシリコン層256を積層させることによって形成される。第1層目のシリコン層255、および第2層目のシリコン層256は、図6(A)と同様、多結晶シリコンを有する層、非晶質シリコンを有する層、およびシリサイドを有する層を、任意に積層して形成することができる。   The structural layer 205 shown in FIG. 6B is formed by stacking a first silicon layer 255 and a second silicon layer 256 over the first sacrificial layer 203. As in FIG. 6A, the first silicon layer 255 and the second silicon layer 256 are a layer including polycrystalline silicon, a layer including amorphous silicon, and a layer including silicide. It can be arbitrarily laminated.

このように、構造層205の強度を得るために厚さを必要とする場合、上記のように積層させることによって必要な特性を有する層であって、さらに厚く形成することができる。例えば内部応力の分布差が大きく一度に厚く形成することのできない層であっても、成膜とパターニングを繰り返し行うことによって、応力を緩和することも可能である。 As described above, in the case where the thickness is required to obtain the strength of the structural layer 205, the layer having the necessary characteristics can be formed to be thicker by being laminated as described above. For example, even if the internal stress distribution difference is large and the layer cannot be formed thick at once, the stress can be relieved by repeatedly performing film formation and patterning.

また、半導体素子を構成する半導体層204と、微小構造体を構成する構造層205とでは、それぞれの層に求められる特性が大きく異なると考えられる。さらに、構造層205は、微小構造体の構造や用途等により、求められる特性が変化する。したがって、図6(C)に示すように、半導体層204と、構造層205とを異なる状態のシリコン層を用いて形成することができる。   In addition, it is considered that the characteristics required for each layer are greatly different between the semiconductor layer 204 included in the semiconductor element and the structural layer 205 included in the microstructure. Further, the required characteristics of the structural layer 205 vary depending on the structure and use of the microstructure. Therefore, as illustrated in FIG. 6C, the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 can be formed using silicon layers in different states.

例えば、半導体層204は多結晶シリコンを有する層で形成し、構造層205は非晶質シリコンを有する層で形成することができる。このようにシリコン層を作り分けるためには、基板上に非晶質シリコンを形成し、多結晶シリコンを有する層を形成したい領域のみ結晶化を促進させる金属元素を塗布し、塗布した領域のみレーザ照射等で結晶化させることにより選択的に多結晶シリコンを有する層を形成することができる。   For example, the semiconductor layer 204 can be formed using a layer including polycrystalline silicon, and the structural layer 205 can be formed using a layer including amorphous silicon. In order to create a silicon layer in this way, amorphous silicon is formed on a substrate, a metal element that promotes crystallization is applied only to a region where a layer having polycrystalline silicon is to be formed, and a laser is applied only to the applied region. A layer having polycrystalline silicon can be selectively formed by crystallization by irradiation or the like.

このように、半導体層204を多結晶シリコンを有する層で形成することによって、移動度が高く素子特性の優れた半導体素子を作製することができる。当該多結晶シリコンを有する層は、結晶化を促進させる金属元素を用いて結晶化するため結晶粒界が連続しており、金属元素を用いず結晶化された多結晶シリコンを有する層よりも移動度が高く、より優れた特性の半導体素子を作製することができる。また、構造層205を非晶質シリコンを有する層で形成することによって、構造を維持するために強度の高い微小構造体を作製することができる。   In this manner, by forming the semiconductor layer 204 with a layer containing polycrystalline silicon, a semiconductor element with high mobility and excellent element characteristics can be manufactured. Since the layer having polycrystalline silicon is crystallized using a metal element that promotes crystallization, the crystal grain boundary is continuous, and moves more than the layer having polycrystalline silicon crystallized without using a metal element. It is possible to manufacture a semiconductor device having a higher degree and superior characteristics. In addition, when the structural layer 205 is formed using a layer containing amorphous silicon, a microstructure with high strength can be manufactured in order to maintain the structure.

また、図6(A)、(B)を用いて説明した積層構造においても、半導体層204および構造層205を、異なるシリコン層を用いることが可能である。このとき、半導体層204および構造層205の積層構造は、同じでもよいし異なっていてもよい。   In the stacked structure described with reference to FIGS. 6A and 6B, different silicon layers can be used for the semiconductor layer 204 and the structural layer 205. At this time, the stacked structure of the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 may be the same or different.

例えば、半導体層204および構造層205を、非晶質シリコンを有する層と多結晶シリコンを有する層との積層で形成することができる。また、半導体層204は非晶質シリコンを有する層と多結晶シリコンを有する層との積層で形成し、構造層205は、非晶質シリコンを有する層、およびシリサイドを有する層を積層して形成することができる。このように半導体層および構造層の積層構造を異なるように作製するためには、まず非晶質シリコン層を形成する。そして、多結晶シリコンおよびシリサイドを形成するための非晶質シリコンを形成し、結晶化を促進させる金属元素を塗布してレーザ照射等で結晶化させ、半導体層204となる部分のみ、当該金属元素をゲッタリング行程によって除去することにより形成することができる。   For example, the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 can be formed by stacking a layer including amorphous silicon and a layer including polycrystalline silicon. The semiconductor layer 204 is formed by stacking a layer having amorphous silicon and a layer having polycrystalline silicon, and the structural layer 205 is formed by stacking a layer having amorphous silicon and a layer having silicide. can do. In order to manufacture the stacked structure of the semiconductor layer and the structural layer in such a manner, an amorphous silicon layer is first formed. Then, polycrystalline silicon and amorphous silicon for forming silicide are formed, a metal element that promotes crystallization is applied and crystallized by laser irradiation or the like, and only the metal element is formed into the semiconductor layer 204. Can be formed by removing the layer by a gettering process.

このように半導体層204および構造層205を、シリコン層を積層させて形成させることにより、容易な行程を用い、厚い構造層205を形成することができる。さらに、半導体層204を多結晶シリコンを有する層で形成することにより、半導体素子特性を低下させることなく、厚い構造層205を形成することができるという利点がある。   In this manner, by forming the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 by stacking silicon layers, the thick structural layer 205 can be formed using an easy process. Further, by forming the semiconductor layer 204 from a layer containing polycrystalline silicon, there is an advantage that the thick structural layer 205 can be formed without deteriorating semiconductor element characteristics.

さらには、半導体層204および構造層205のどちらか一方のみを積層構造にすることも可能である。例えば、半導体層204は半導体素子特性を良好にするために移動度の高い多結晶シリコンを有する層で形成し、構造層205は構成に適した強度を得るために非晶質シリコンを有する層、シリサイドを有する層、および多結晶シリコンを有する層を任意に積層し形成することができる。逆に、半導体層204を積層構造にし、構造層205を単層構造とすることも可能である。   Furthermore, only one of the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 can have a stacked structure. For example, the semiconductor layer 204 is formed of a layer having polycrystalline silicon with high mobility in order to improve semiconductor element characteristics, and the structural layer 205 is a layer having amorphous silicon in order to obtain strength suitable for the structure. A layer having silicide and a layer having polycrystalline silicon can be arbitrarily stacked and formed. Conversely, the semiconductor layer 204 can have a stacked structure, and the structural layer 205 can have a single-layer structure.

ここで、半導体層204および構造層205を構成する積層構造は、上記例のみに限定されず、任意の組み合わせで行うことができる。このように、構造層205および半導体層204を、異なる構成の積層構造に形成することによって、半導体素子および微小構造体を構成するにふさわしい特性を有する層にすることができる。   Here, the stacked structure forming the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 is not limited to the above example, and can be performed in any combination. In this manner, by forming the structure layer 205 and the semiconductor layer 204 in a stacked structure having different structures, a layer having characteristics suitable for forming a semiconductor element and a microstructure can be obtained.

また、図6(D)に示すように、構造層205を構成するシリコン層を部分的に作り分けることができる。図6(D)には、構造層の第1の部分257、および構造層の第2の部分258を作り分けた構造層205を示す。構造層の第1の部分257、および構造層の第2の部分258は、多結晶シリコンを有する層、非晶質シリコンを有する層、およびシリサイドを有する層を、任意に作り分けて形成することができる。   In addition, as shown in FIG. 6D, the silicon layer included in the structural layer 205 can be partially formed. FIG. 6D illustrates a structural layer 205 in which a first portion 257 of the structural layer and a second portion 258 of the structural layer are separately formed. The first portion 257 of the structural layer and the second portion 258 of the structural layer are formed by arbitrarily forming a layer having polycrystalline silicon, a layer having amorphous silicon, and a layer having silicide. Can do.

例えば、構造層の第1の部分257は非晶質シリコン層を形成し、構造層の第2の部分258は多結晶シリコンを有する層を形成することができる。このように部分的にシリコン層を作り分けるためには、基板上に非晶質シリコンを形成し、多結晶シリコンを有する層を形成したい部分のみ結晶化を促進させる金属元素を塗布し、塗布した部分のみレーザ照射等で結晶化することができる。作り分ける部分が微細になる場合には、フォトリソグラフィ法等を用いて非晶質シリコン上にレジストマスクを形成し、部分的な結晶化を行うことも可能である。また、非晶質シリコンに照射するレーザの条件を変化させることにより(例えば照射強度を弱くする)、一部(例えば梁構造の柱部分)のみ結晶化されずに非晶質シリコンを残し、その他の部分を結晶化させることも可能である。   For example, the first portion 257 of the structural layer can form an amorphous silicon layer, and the second portion 258 of the structural layer can form a layer having polycrystalline silicon. In order to create a silicon layer partially in this way, amorphous silicon is formed on the substrate, and a metal element that promotes crystallization is applied only to a portion where a layer having polycrystalline silicon is to be formed and applied. Only a portion can be crystallized by laser irradiation or the like. In the case where a portion to be formed becomes fine, a resist mask can be formed over amorphous silicon by using a photolithography method or the like, and partial crystallization can be performed. In addition, by changing the laser conditions for irradiating amorphous silicon (for example, reducing the irradiation intensity), only a part (for example, a column portion of a beam structure) is not crystallized, and amorphous silicon is left. It is also possible to crystallize this part.

このように部分的にシリコン層を作り分けることによって、支柱部分は堅く、可動部分はしなやかな特性を有する構造層205を形成することができる。   By forming the silicon layer partially in this manner, it is possible to form the structural layer 205 having a stiff property of the support portion and a flexible property of the movable portion.

また、構造層205および半導体層204は、上記に説明した方法を組み合わせて、積層構造と部分的な作り分けた構造とを組み合わせることも可能である。例えば、図6(B)に示すように、構造層205を二層構造に積層して形成し、二層目のシリコン層は、図6(D)に示すように、第1の部分257と第2の部分258に作り分けることもできる。   In addition, the structural layer 205 and the semiconductor layer 204 can be combined with a stacked structure and a partially formed structure by combining the methods described above. For example, as illustrated in FIG. 6B, the structure layer 205 is formed to have a two-layer structure, and the second silicon layer is formed using the first portion 257 and the first layer 257 as illustrated in FIG. The second portion 258 can be made separately.

また、図6(D)に示すように、構造層205を第1の部分257と第2の部分258とに作り分け、第1の部分257、または第2の部分258のどちらか一方を積層に形成することも可能である。   Further, as shown in FIG. 6D, the structural layer 205 is divided into a first portion 257 and a second portion 258, and either the first portion 257 or the second portion 258 is stacked. It is also possible to form it.

上記のように、複数の状態を有するシリコン層を組み合わせて積層、または作り分けすることにより半導体層204および構造層205を形成することができる。本発明の半導体装置は、様々な組み合わせで積層構造や作り分けを行うことができるため、上記例に挙げた組み合わせのみには限定されず、任意に組み合わせて実施することができる。   As described above, the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 can be formed by combining or separately forming silicon layers having a plurality of states. Since the semiconductor device of the present invention can be stacked and formed in various combinations, it is not limited to the combinations given in the above examples, and can be implemented in any combination.

上記例のように、半導体素子を構成する半導体層204、および微小構造体を構成する構造層205は、特性の異なるシリコン層を積層する、または、部分的に作り分けることができる。このように、半導体層204および構造層205を作り分けることによって、半導体素子および微小構造体に最適な特性を有する層を形成することができる。   As in the above example, the semiconductor layer 204 included in the semiconductor element and the structural layer 205 included in the microstructure can be formed by stacking or partially forming silicon layers having different characteristics. In this manner, by forming the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 separately, a layer having optimal characteristics for a semiconductor element and a microstructure can be formed.

これらの積層や作り分けは、複数回の成膜、結晶化、ゲッタリング等を組み合わせることで行うことができる。また、選択的に結晶化を促進させる金属元素を塗布する、選択的にレーザ照射により結晶化する、またはゲッタリング行程により選択的に当該金属元素を除去する、等によって行うことができる。選択的に金属元素を塗布する場合、インクジェットに代表される液滴吐出法を用いたり、選択的にマスクを形成することによって塗布することができる。   These lamination and creation can be performed by combining a plurality of film formation, crystallization, gettering, and the like. Alternatively, a metal element that promotes crystallization can be selectively applied, crystallization can be performed selectively by laser irradiation, or the metal element can be selectively removed by a gettering step. When the metal element is selectively applied, the metal element can be applied by using a droplet discharge method typified by inkjet or by selectively forming a mask.

また、結晶化を行うためのレーザ条件を変化させることにより、積層や作り分けを行うことができる。例えば、強度を弱くしたレーザを照射して非晶質シリコンを結晶化させることで、層上部は多結晶シリコンを有し、層下部は非晶質シリコンを有する層を形成することができる。また、梁構造のように厚い部分と薄い部分とを有する層をレーザ照射により結晶化させる場合、層の薄い部分は全体を結晶化させ、層の厚い部分は層上部のみ結晶化させて層下部は非晶質シリコンが残るように作り分けを行うことも可能である。   In addition, stacking and making can be performed by changing the laser conditions for crystallization. For example, by crystallizing amorphous silicon by irradiating a laser with reduced intensity, a layer having polycrystalline silicon in the upper layer and a layer having amorphous silicon in the lower layer can be formed. In addition, when a layer having a thick part and a thin part is crystallized by laser irradiation like a beam structure, the thin part of the layer is crystallized as a whole, and the thick part of the layer is crystallized only at the upper part of the layer. Can be made separately so that amorphous silicon remains.

例えば、靭性に優れた多結晶シリコンと、塑性変形を起こしにくい非晶質シリコンとを組み合わせて用いた場合、強さとしなやかさを備えた層を形成することが可能になる。上記行程により結晶化した多結晶シリコンを有する層は、粒界が連続し共有結合が途切れることが無いため結晶粒界が欠陥となって起こる応力集中が起こらず、破壊応力が高い。したがって、非晶質シリコンを有する層の結晶欠陥から破壊がおきても、多結晶シリコンを有する層には破壊が伝播しにくいため破壊を止めることができるからである。   For example, when a combination of polycrystalline silicon having excellent toughness and amorphous silicon that hardly undergoes plastic deformation, a layer having strength and flexibility can be formed. In the layer having polycrystalline silicon crystallized by the above process, the grain boundary is continuous and the covalent bond is not interrupted. Therefore, the stress concentration caused by the crystal grain boundary becomes a defect and the fracture stress is high. Therefore, even if breakdown occurs due to crystal defects in the layer having amorphous silicon, the breakdown can be stopped because the breakdown does not easily propagate to the layer having polycrystalline silicon.

また、ニッケルシリサイドのような珪素合金は、強度が高く、導電性を有する。非晶質シリコンを結晶化を促進させる金属元素を用いて結晶化させ、多結晶シリコンを有する層を形成したのち、全体、または一部の金属元素を選択的に残しておき、必要に応じて熱処理を加えて用いることができる。このように、堅くて導電性を有するシリサイドと、靭性に優れた多結晶シリコンとを組み合わせて用いることで、強さとしなやかさを備え、導電性を有する層を形成することが可能となる。   Further, a silicon alloy such as nickel silicide has high strength and conductivity. Amorphous silicon is crystallized using a metal element that promotes crystallization, and after forming a layer having polycrystalline silicon, the whole or a part of the metal element is selectively left, and if necessary It can be used after heat treatment. In this way, by using a combination of a rigid and conductive silicide and polycrystalline silicon having excellent toughness, it is possible to form a conductive layer having strength and flexibility.

また、金属元素を用いてレーザ結晶化した場合、シリコンの結晶成長方向が基板に対して垂直方向に進み、金属元素を用いないでレーザ結晶化した場合、結晶成長方向が基板に対して平行方向に進む。これらを組み合わせて用いることも可能である。例えば、これらを積層させた場合、結晶方向が異なるため、一つの層で破壊が起きても、結晶方向の違う層には亀裂が伝播せず、破壊が起こらない。そのため、多結晶シリコン特有のしなやかさに加え、強度の高い層を形成することができる。   In addition, when laser crystallization is performed using a metal element, the crystal growth direction of silicon proceeds in a direction perpendicular to the substrate. When laser crystallization is performed without using a metal element, the crystal growth direction is parallel to the substrate. Proceed to A combination of these can also be used. For example, when these layers are laminated, the crystal directions are different, so that even if breakdown occurs in one layer, cracks do not propagate to layers in different crystal directions, and no breakdown occurs. Therefore, in addition to the flexibility unique to polycrystalline silicon, a high-strength layer can be formed.

上記のように、異なるシリコン層を積層する、積層させるシリコン層の厚さの比率を変える、および積層と作り分けとを組み合わせる、等により、仕様に応じた強度や電気特性を有する構造層205を形成することができる。さらに、積層や作り分けを用いて、半導体層204および構造層205を形成することによって、半導体素子および微小構造体に最適な特性を有する層を形成することができる。また、上記の積層や作り分けは容易に行うことができる。したがって、所望の性質を有する半導体層204および構造層205を容易に形成することが可能となる。   As described above, the structural layer 205 having strength and electrical characteristics according to the specifications can be obtained by stacking different silicon layers, changing the ratio of the thickness of the silicon layers to be stacked, and combining the stacking and making. Can be formed. Further, by forming the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 by using lamination or separate formation, a layer having optimal characteristics for a semiconductor element and a microstructure can be formed. Further, the above stacking and making can be easily performed. Accordingly, the semiconductor layer 204 and the structural layer 205 having desired properties can be easily formed.

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。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態7)
次に、本発明の半導体装置を構成するアンテナを作製する方法について説明する。
(Embodiment 7)
Next, a method for manufacturing an antenna constituting the semiconductor device of the present invention will be described.

まず、図10(A)に示すように、第2の導電層を形成し、パターニングを行うことで配線217を形成する際に、同時にアンテナ229を形成することができる。これは、第1の犠牲層および第2の犠牲層をエッチングにより除去する前の行程で行うことができる。このように配線217およびアンテナ229を同時に形成することで、行程数を削減することができる。   First, as shown in FIG. 10A, the antenna 229 can be formed at the same time as forming the wiring 217 by forming the second conductive layer and performing patterning. This can be performed in a step before the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are removed by etching. By forming the wiring 217 and the antenna 229 at the same time, the number of strokes can be reduced.

図10(B)に示すように、配線217および第2の絶縁層228上に第3の保護層230を形成し、その上にアンテナ231を形成することができる。アンテナ231と配線217との導通を取るために、第3の保護層230にコンタクトホールを形成する。この行程は犠牲層をエッチングにより除去する前の行程で行う。そして、犠牲層をエッチングする時には、第2の絶縁層228および第3の保護層230に第2のコンタクトホール218を開口する。そして第2のコンタクトホール218を通してエッチング剤を導入し、犠牲層をエッチングにより除去することができる。これは、図10(A)で示したように配線217とアンテナ229とが同時に形成できない時、例えば、配線217とアンテナ229との膜厚が異なる、またはアンテナ229のしめる面積が広い、といった場合に用いることができる。   As shown in FIG. 10B, the third protective layer 230 can be formed over the wiring 217 and the second insulating layer 228, and the antenna 231 can be formed thereover. In order to establish conduction between the antenna 231 and the wiring 217, a contact hole is formed in the third protective layer 230. This step is performed in a step before the sacrifice layer is removed by etching. Then, when the sacrificial layer is etched, the second contact hole 218 is opened in the second insulating layer 228 and the third protective layer 230. Then, an etching agent is introduced through the second contact hole 218, and the sacrificial layer can be removed by etching. This is because, as shown in FIG. 10A, when the wiring 217 and the antenna 229 cannot be formed at the same time, for example, the wiring 217 and the antenna 229 have different film thicknesses or the antenna 229 has a large area. Can be used.

図10(C)に示すように、半導体装置に対向基板232を設け、対向基板上にアンテナ233を形成することができる。このとき、微小構造体が圧迫されて破壊されるのを防ぐために、微小構造体と対向しない部分に保護層234を設けることも可能である。こうすることによって、絶縁表面を有する基板201と対向基板232を接着したときに、微小構造体が破壊されるのを防ぐことができる。この方法を用いることによって、図10(B)で示すよりもさらに広い面積を用いてアンテナ233を形成することができる。また、対向基板232にアンテナ233を形成するため、微小構造体および半導体素子を形成した後その上にアンテナを形成する場合に比べ、微小構造体および半導体素子に与えるダメージを少なくすることができる。   As shown in FIG. 10C, the semiconductor substrate can be provided with a counter substrate 232, and the antenna 233 can be formed over the counter substrate. At this time, in order to prevent the microstructure from being pressed and destroyed, a protective layer 234 can be provided in a portion not facing the microstructure. Thus, when the substrate 201 having an insulating surface and the counter substrate 232 are bonded to each other, the microstructure can be prevented from being destroyed. By using this method, the antenna 233 can be formed using a larger area than that illustrated in FIG. In addition, since the antenna 233 is formed over the counter substrate 232, damage to the microstructure and the semiconductor element can be reduced as compared with the case where the antenna is formed over the microstructure and the semiconductor element after being formed.

図10(D)に示すように、アンテナとしてセラミックアンテナ235(平面アンテナ)を用いることができる。セラミックアンテナ235は、反射体として機能する第1の導電層237および接地体として機能する第2の導電層239が、誘電体層238を挟む形で構成される。第1の導電層237から、微小構造体および半導体素子を有する層への給電は、給電体層240を設ける構成とすることができる。さらには、給電点を設けて給電を行う構成とすることも可能である。図10(D)では、給電体層240を設ける構成のセラミックアンテナ235を示している。 As shown in FIG. 10D, a ceramic antenna 235 (planar antenna) can be used as the antenna. The ceramic antenna 235 is configured such that a first conductive layer 237 that functions as a reflector and a second conductive layer 239 that functions as a grounding body sandwich a dielectric layer 238. Power can be supplied from the first conductive layer 237 to the layer including the microstructure and the semiconductor element by providing the power supply layer 240. Furthermore, it is possible to provide a power supply by providing a power supply point. FIG. 10D illustrates a ceramic antenna 235 having a structure in which the power feeding layer 240 is provided.

上記セラミックアンテナ235は、誘電率の高いセラミックや有機樹脂およびそれらの混合物または磁性体等を用いて誘電体層238を形成し、誘電体層表面に導電層237、239、240を、導電性を有する物質を用いて、印刷法、メッキ法等により、誘電体層238の表面に作製することができる。また、誘電体層238の全面に、蒸着法またはスパッタリング法等を用いて、導電性を有する層を形成し、当該導電性を有する層をエッチングにより所望の形状に加工することで形成することもできる。   The ceramic antenna 235 is formed of a dielectric layer 238 using ceramic, organic resin, a mixture thereof, or a magnetic material having a high dielectric constant, and conductive layers 237, 239, and 240 are formed on the surface of the dielectric layer. The surface of the dielectric layer 238 can be formed by a printing method, a plating method, or the like using the substance that is included. Alternatively, a conductive layer may be formed on the entire surface of the dielectric layer 238 by vapor deposition or sputtering, and the conductive layer may be processed into a desired shape by etching. it can.

上記のように作製した第2の導電層239および給電体層240は、微小構造体および半導体素子を有する層と電気的に接続される。詳細には、第2の導電層239は、半導体素子を有する層の接地電位を与える部分に接続され、給電体層240は、図1(A)で説明した無線通信回路に接続される。   The second conductive layer 239 and the power feeding layer 240 manufactured as described above are electrically connected to a layer including a microstructure and a semiconductor element. Specifically, the second conductive layer 239 is connected to a portion that provides a ground potential of the layer including the semiconductor element, and the power feeding layer 240 is connected to the wireless communication circuit described with reference to FIG.

リーダライタと半導体装置が無線通信のために利用する電磁波の周波数帯は、135kHzまでの長波帯、6〜60MHz(代表的には13.56MHz)の短波帯、400〜950MHzの超短波帯、2〜25GHzのマイクロ波帯などがある。アンテナは、通信に利用する電磁波の周波数に応じて適宜設計することができる。また、アンテナは、リーダライタとの通信を行うためのアンテナと、駆動電力を供給するためのアンテナを分離して設けることもできる。   The frequency band of the electromagnetic wave used for the wireless communication between the reader / writer and the semiconductor device is a long wave band up to 135 kHz, a short wave band of 6 to 60 MHz (typically 13.56 MHz), an ultra high frequency band of 400 to 950 MHz, 2 There is a microwave band of 25 GHz. The antenna can be appropriately designed according to the frequency of the electromagnetic wave used for communication. Further, the antenna can be provided separately from an antenna for communicating with the reader / writer and an antenna for supplying driving power.

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。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の半導体装置を作製するために、同一基板上に微小構造体および半導体素子を作製する方法について、実施の形態1とは異なる方法を、図面を用いて説明する。図面において、上側には上面図を示し、下側には上面図O−P、もしくはQ−Rにおける断面図を示す。
(Embodiment 8)
In this embodiment mode, a method for manufacturing a microstructure and a semiconductor element over the same substrate in order to manufacture the semiconductor device of the present invention will be described with reference to drawings. In the drawing, a top view is shown on the upper side, and a sectional view in the top view OP or QR is shown on the lower side.

本発明の半導体装置が備える微小構造体および半導体素子は、絶縁性基板上に作製することができる。 The microstructure and the semiconductor element included in the semiconductor device of the present invention can be manufactured over an insulating substrate.

まず、絶縁表面を有する基板301上に下地膜302を形成する(図11(A)参照)。下地膜302は酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁層を単層または積層構造で形成することができる。ここでは下地膜302として、実施の形態4と同様な2層構造を用いる場合を説明するが、下地膜302は絶縁層を単層または3層以上に積層させた構造を用いてもよい。 First, the base film 302 is formed over the substrate 301 having an insulating surface (see FIG. 11A). As the base film 302, an insulating layer such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film can be formed with a single layer or a stacked structure. Although the case where a two-layer structure similar to that in Embodiment 4 is used as the base film 302 is described here, the base film 302 may have a structure in which an insulating layer is stacked in a single layer or three or more layers.

次に、微小構造体を構成する半導体層303および半導体素子を構成する半導体層304を成膜し、任意の形状にパターニングする(図11(A)参照)。半導体層303、304は、実施の形態4と同様な材料、同様な結晶構造を有するものを用いることができる。本実施の形態では、実施の形態4と同様に、金属元素を用いた加熱処理によって結晶性半導体層を作製する。 Next, a semiconductor layer 303 which forms a microstructure and a semiconductor layer 304 which forms a semiconductor element are formed and patterned into an arbitrary shape (see FIG. 11A). As the semiconductor layers 303 and 304, a material similar to that in Embodiment 4 and a material having a similar crystal structure can be used. In this embodiment, a crystalline semiconductor layer is formed by heat treatment using a metal element, as in Embodiment 4.

また、結晶化に用いた金属元素を有する半導体層は導電性に優れるため、微小構造体を構成する半導体層303には金属元素を残し、半導体素子を構成する半導体層304のみ選択的に金属元素を除去することも可能である。また、微小構造体を構成する半導体層303に含まれる金属元素を除去した場合、微小構造体を構成する半導体層303部分は、不純物元素を添加することなく利用することができる。微小構造体を駆動させるにあたって半導体層303に導電性が必要な場合は、P型またはN型となる不純物を添加することができる。この不純物添加は、半導体素子の不純物領域を形成する際の不純物添加工程と同時に行うことができる。本工程により導電性を持たせた半導体層303は、静電力で制御する微小構造体の構成に好適である。 Further, since the semiconductor layer containing a metal element used for crystallization is excellent in conductivity, the metal element remains in the semiconductor layer 303 included in the microstructure, and only the semiconductor layer 304 included in the semiconductor element is selectively metal elements. It is also possible to remove. In addition, when the metal element contained in the semiconductor layer 303 included in the microstructure is removed, the portion of the semiconductor layer 303 included in the microstructure can be used without adding an impurity element. In the case where the semiconductor layer 303 needs to have conductivity when the microstructure is driven, an impurity that becomes P-type or N-type can be added. This impurity addition can be performed simultaneously with the impurity addition step when forming the impurity region of the semiconductor element. The semiconductor layer 303 given conductivity by this process is suitable for the structure of a microstructure controlled by electrostatic force.

次に、半導体層303、304上に、絶縁層305を形成する(図11(A)参照)。絶縁層305は、実施の形態4と同様な材料、同様な方法によって形成することができる。半導体素子の領域に形成された絶縁層305は、ゲート絶縁層として機能する。 Next, the insulating layer 305 is formed over the semiconductor layers 303 and 304 (see FIG. 11A). The insulating layer 305 can be formed using a material and a method similar to those in Embodiment 4. The insulating layer 305 formed in the region of the semiconductor element functions as a gate insulating layer.

また、絶縁層305は高密度プラズマ処理によって成膜することができ、その条件等は実施の形態4と同様である。 The insulating layer 305 can be formed by high-density plasma treatment, and the conditions thereof are the same as those in Embodiment Mode 4.

またさらに絶縁層305の成膜に高密度プラズマ処理を用いる場合を説明したが、半導体層303、304に高密度プラズマ処理を施してもよい。高密度プラズマ処理によって、半導体層表面の改質を行うことができる。その結果、界面状態を改善でき、半導体素子や微小構造体の電気特性を向上させることができる。さらに、絶縁層305の成膜のみではなく、下地膜302や他の絶縁層を成膜する場合にも、高密度プラズマ処理を用いて作製することができる。 Further, although the case where high-density plasma treatment is used for forming the insulating layer 305 has been described, the semiconductor layers 303 and 304 may be subjected to high-density plasma treatment. The semiconductor layer surface can be modified by high-density plasma treatment. As a result, the interface state can be improved, and the electrical characteristics of the semiconductor element and the microstructure can be improved. Furthermore, not only the insulating layer 305 but also the base film 302 and other insulating layers can be formed using high-density plasma treatment.

次に、微小構造体を構成する半導体層303の上に第1の犠牲層306を成膜し、任意の形状にパターニングする(図11(B)参照)。第1の犠牲層306は、タングステンや窒化シリコン等、金属元素やシリコンなどの元素や化合物を材料とし、スパッタリング法やCVD法等を用いて成膜することができる。パターニングには、フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、異方性のドライエッチングを行う。 Next, a first sacrificial layer 306 is formed over the semiconductor layer 303 included in the microstructure and patterned into an arbitrary shape (see FIG. 11B). The first sacrificial layer 306 can be formed using a sputtering method, a CVD method, or the like using a metal element such as tungsten or silicon nitride or a compound such as silicon. For patterning, a resist mask is formed using a photolithography method, and anisotropic dry etching is performed.

第1の犠牲層306の膜厚は、第1の犠牲層306の材料や、微小構造体の構造および動作方法、犠牲層エッチングの方法等、様々な要因を考慮して決定される。例えば、第1の犠牲層306が薄すぎればエッチング剤が拡散せずにエッチングされない、またはエッチング後に構造層が座屈するといった現象が生じる。また、微小構造体を静電力で動作させる場合に第1の犠牲層が厚すぎると駆動できなくなる。例えば、微小構造体が犠牲層下部の導電層と構造層との間で静電力による駆動を行う場合、第1の犠牲層306は0.5μm以上3μm以下の厚さを有し、好適には1μm以上2.5μm以下を有することが好ましい。 The thickness of the first sacrificial layer 306 is determined in consideration of various factors such as the material of the first sacrificial layer 306, the structure and operation method of the microstructure, and the sacrificial layer etching method. For example, if the first sacrificial layer 306 is too thin, the etching agent does not diffuse and is not etched, or the structure layer buckles after etching. Further, when the microstructure is operated with an electrostatic force, if the first sacrificial layer is too thick, it cannot be driven. For example, when the microstructure is driven by electrostatic force between the conductive layer and the structural layer below the sacrificial layer, the first sacrificial layer 306 has a thickness of 0.5 μm to 3 μm, and preferably It is preferable to have 1 μm or more and 2.5 μm or less.

次に、第1の犠牲層306および絶縁層305上に、微小構造体の構造層307および第2の犠牲層308であり、半導体素子のゲート電極309となる導電層を形成し、任意の形状にパターニングする(図11(C)参照)。当該導電層は、タングステン等、導電性を有する金属元素や化合物等を用い、スパッタリング法やCVD法等を用いて順次成膜することができる。本実施の形態では、導電層を積層する構造を用いる。積層された導電層は、同一材料から形成しても、異なる材料から形成してもよい。 Next, a conductive layer which is the microstructure layer 307 and the second sacrificial layer 308 and serves as the gate electrode 309 of the semiconductor element is formed over the first sacrificial layer 306 and the insulating layer 305 to have an arbitrary shape. (See FIG. 11C). The conductive layer can be sequentially formed using a conductive metal element, a compound, or the like such as tungsten by a sputtering method, a CVD method, or the like. In this embodiment mode, a structure in which conductive layers are stacked is used. The stacked conductive layers may be formed of the same material or different materials.

導電層は、微小構造体の構造層307および半導体素子のゲート電極309を構成する第1の導電層310を成膜する。当該導電層は、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、また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を用い、50nm以上2μm以下程度形成すればよい。その上に、第2の犠牲層308および半導体素子のゲート電極309を構成する第2の導電層311を成膜する。当該導電層は、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、また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を用い、100nm以上2μm以下程度形成すればよい。また、第1の導電層及び第2の導電層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層や、AgPdCu合金を用いてもよい。 As the conductive layer, the first conductive layer 310 which forms the structure layer 307 of the microstructure and the gate electrode 309 of the semiconductor element is formed. The conductive layer may be formed using an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component, with a thickness of about 50 nm to 2 μm. A second conductive layer 311 constituting the second sacrificial layer 308 and the gate electrode 309 of the semiconductor element is formed thereon. The conductive layer may be formed with an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component to a thickness of about 100 nm to 2 μm. Alternatively, a semiconductor layer 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 layer and the second conductive layer.

また、上記導電層は2層構造に限定されず、3層構造であってもよい。例えば、第1層にタングステン、窒化タングステン等を用い、第2層にアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)、アルミニウムとチタンの合金(Al−Ti)を用い、第3層に窒化チタン膜、チタン膜等を用い、順次積層した3層構造としてもよい。この場合、第1層および第2層を微小構造体の構造層とし、第3層を第2の犠牲層とすることができる。また第1層を構造層とし、第2層および第3層を犠牲層とすることもできる。勿論上記導電層は単層構造であってもよい。 The conductive layer is not limited to a two-layer structure, and may have a three-layer structure. For example, tungsten, tungsten nitride, or the like is used for the first layer, an alloy of aluminum and silicon (Al—Si), an alloy of aluminum and titanium (Al—Ti) is used for the second layer, a titanium nitride film is used for the third layer, A three-layer structure in which titanium films or the like are sequentially stacked may be used. In this case, the first layer and the second layer can be the structure layer of the microstructure, and the third layer can be the second sacrificial layer. Alternatively, the first layer can be a structural layer, and the second and third layers can be sacrificial layers. Of course, the conductive layer may have a single layer structure.

その後、以下に示す手順でパターニングを行い、構造層307、第2の犠牲層308、およびゲート電極309を形成する。まず、エッチングを行う形状にレジストマスクを形成する。次に、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、第2の犠牲層308および第2の導電層311をエッチングする。このとき、異方性エッチングにより断面を垂直にパターニングしてもよいし、テーパー状にエッチングしてもよい。次に、コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等のエッチング条件を決定し、構造層307および第1の導電層310を所望のテーパー形状にエッチングする。なお、エッチング用ガスとしては、Cl、BCl、SiClもしくはCClなどを代表とする塩素系ガス、CF、SFもしくはNFなどを代表とするフッ素系ガスまたはOを用いることができる。 After that, patterning is performed according to the following procedure to form the structural layer 307, the second sacrificial layer 308, and the gate electrode 309. First, a resist mask is formed in a shape to be etched. Next, the second sacrificial layer 308 and the second conductive layer 311 are etched using an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method. At this time, the cross section may be patterned vertically by anisotropic etching, or may be etched in a tapered shape. Next, the etching conditions such as the amount of power applied to the coil-type electrode, the amount of power applied to the substrate-side electrode, and the substrate-side electrode temperature are determined, and the structural layer 307 and the first conductive layer 310 are desired. Etch to taper shape. As an 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 , SF 6 or NF 3, or O 2 is used. Can do.

微小構造体を作製するために犠牲層をエッチングするとき、第2の犠牲層308および第1の犠牲層306は同時にエッチングすると、工程が少なく好ましい。したがって、第2の犠牲層308は第1の犠牲層306と同一の材料を用いて成膜することが望ましい。しかしながら、本発明はこれらの材料に限定されず、第1の犠牲層306および第2の犠牲層308は同一の材料を用いて作製してもよく、異なる材料を用いて作製してもよい。 When the sacrificial layer is etched to form a microstructure, it is preferable that the second sacrificial layer 308 and the first sacrificial layer 306 be etched at the same time because fewer steps are required. Therefore, the second sacrificial layer 308 is preferably formed using the same material as the first sacrificial layer 306. However, the present invention is not limited to these materials, and the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 308 may be manufactured using the same material or different materials.

次に、半導体素子を構成する半導体層304に不純物元素を添加してN型不純物領域、およびP型不純物領域を形成する。このような不純物領域は、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、不純物元素を添加するドーピング処理を行うことで選択的に形成することができる。不純物元素を添加する方法は、イオンドープ法またはイオン注入法で行うことができる。N型を付与する不純物元素として、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用い、P型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)を用いることができる。N型不純物領域、およびP型不純物領域には、1×1020〜1×1021/cmの濃度範囲でN型を付与する不純物元素が添加されることが望ましい。必要に応じて、ゲート電極309のエッチングとドーピング処理とを交互に繰り返すことによって、半導体層の不純物濃度を制御し、高濃度不純物領域や低濃度不純物領域を形成することができる。 Next, an impurity element is added to the semiconductor layer 304 included in the semiconductor element to form an N-type impurity region and a P-type impurity region. Such an impurity region can be selectively formed by forming a resist mask by a photolithography method and performing a doping treatment in which an impurity element is added. The impurity element can be added by an ion doping method or an ion implantation method. Typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used as the impurity element imparting N-type, and boron (B) can be used as the impurity element imparting P-type. An impurity element imparting N-type is preferably added to the N-type impurity region and the P-type impurity region in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 . If necessary, the gate electrode 309 is alternately etched and doped, whereby the impurity concentration of the semiconductor layer can be controlled to form a high-concentration impurity region or a low-concentration impurity region.

また、ゲート電極309を単層の導電層で形成した場合や、積層構造の導電層をテーパー状にエッチングしなかった場合、ゲート電極309上に絶縁層を形成し、当該絶縁層を異方性エッチングすることで、ゲート電極309の側面に接する絶縁層(サイドウォール)を形成することもできる。サイドウォールは、実施の形態4と同様に作製することができる。 In the case where the gate electrode 309 is formed using a single conductive layer or the conductive layer having a stacked structure is not etched into a tapered shape, an insulating layer is formed over the gate electrode 309 and the insulating layer is made anisotropic. By etching, an insulating layer (side wall) in contact with the side surface of the gate electrode 309 can be formed. The sidewall can be manufactured in the same manner as in Embodiment Mode 4.

不純物領域を形成した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、赤外光の照射、またはレーザ光の照射を行うとよい。活性化は、実施の形態4と同様な手段により行うことができる。 After the impurity region is formed, heat treatment, infrared light irradiation, or laser light irradiation may be performed to activate the impurity element. The activation can be performed by the same means as in the fourth embodiment.

また、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコンなどの絶縁層からなるパッシベーション膜を導電層や半導体層を覆うように形成した後、加熱処理、赤外光の照射、またはレーザ光の照射を行い、水素化を行ってもよい。水素化は、実施の形態4と同様に行うことができる。 In addition, after forming a passivation film made of an insulating layer such as a silicon oxynitride film or silicon oxide so as to cover the conductive layer or the semiconductor layer, heat treatment, infrared light irradiation, or laser light irradiation is performed to perform hydrogenation. May be performed. Hydrogenation can be performed in the same manner as in Embodiment Mode 4.

上記の工程により、N型半導体素子312およびP型半導体素子313が形成される(図12(A)参照)。このとき、微小構造体を構成する半導体層303には第1の犠牲層306、構造層307および第2の犠牲層308で覆われていない領域に不純物領域が形成されている。 Through the above steps, an N-type semiconductor element 312 and a P-type semiconductor element 313 are formed (see FIG. 12A). At this time, impurity regions are formed in regions not covered with the first sacrificial layer 306, the structural layer 307, and the second sacrificial layer 308 in the semiconductor layer 303 included in the microstructure.

続いて、全体を覆うように絶縁層314を形成する(図12(A)参照)。絶縁層314は、絶縁性を有する無機材料や、有機材料等により形成することができる。絶縁層314は、実施の形態4で示した絶縁層215と同様に作製することができる。 Subsequently, an insulating layer 314 is formed so as to cover the whole (see FIG. 12A). The insulating layer 314 can be formed using an insulating inorganic material, an organic material, or the like. The insulating layer 314 can be manufactured in a manner similar to that of the insulating layer 215 described in Embodiment 4.

次に、絶縁層314および絶縁層305を順次エッチングし、半導体層303、304および構造層307に配線を接続するための第1のコンタクトホール315を形成する(図12(A)参照)。エッチング処理は、ドライエッチング法またはウエットエッチング法を適用することができる。本実施の形態では、ドライエッチングにより第1のコンタクトホール315を形成する。 Next, the insulating layer 314 and the insulating layer 305 are sequentially etched to form a first contact hole 315 for connecting a wiring to the semiconductor layers 303 and 304 and the structural layer 307 (see FIG. 12A). As the etching process, a dry etching method or a wet etching method can be applied. In this embodiment mode, the first contact hole 315 is formed by dry etching.

次に、第1のコンタクトホール315を充填し、絶縁層314上に配線316を形成し、任意の形状にパターニングすることで、ソース電極、ドレイン電極、および電気回路を構成する配線等を形成する(図12(A)参照)。配線316は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)もしくはシリコン(Si)の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いることができる。 Next, the first contact hole 315 is filled, a wiring 316 is formed over the insulating layer 314, and patterned into an arbitrary shape, thereby forming a source electrode, a drain electrode, a wiring configuring an electric circuit, and the like. (See FIG. 12A). As the wiring 316, a film made of an element of aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or silicon (Si) or an alloy film using these elements can be used.

配線316が角を有するパターンを有する場合、実施の形態5と同様に、当該角の部分が丸みを帯びた形状にパターニングすることが好ましい。 In the case where the wiring 316 has a pattern having corners, it is preferable that the corners be patterned into a rounded shape as in the fifth embodiment.

次に、絶縁層314および絶縁層305を順次エッチングし、第2のコンタクトホール317、318を形成する。第2のコンタクトホール317は第1の犠牲層306を露出させるために形成し、第2のコンタクトホール318は第2の犠牲層308を露出させるために形成する(図12(B)参照)。エッチング処理は、ドライエッチング法またはウエットエッチング法を適用することができる。 Next, the insulating layer 314 and the insulating layer 305 are sequentially etched to form second contact holes 317 and 318. The second contact hole 317 is formed to expose the first sacrificial layer 306, and the second contact hole 318 is formed to expose the second sacrificial layer 308 (see FIG. 12B). As the etching process, a dry etching method or a wet etching method can be applied.

本実施の形態では、ドライエッチングにより第2のコンタクトホール317、318を形成する。第2のコンタクトホール317、318は、第1の犠牲層306および第2の犠牲層308をエッチング除去するために開口する。例えば、第2のコンタクトホール317、318の直径は2μm以上とすることが好ましい。エッチングする犠牲層の体積等を考慮して、コンタクトホールの直径を決定する。 In this embodiment mode, second contact holes 317 and 318 are formed by dry etching. The second contact holes 317 and 318 are opened to etch away the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 308. For example, the diameter of the second contact holes 317 and 318 is preferably 2 μm or more. The diameter of the contact hole is determined in consideration of the volume of the sacrificial layer to be etched.

また、第2のコンタクトホール317、318は、第1の犠牲層306および第2の犠牲層308をエッチングしやすいような直径を有するコンタクトホールとして形成してもよい。つまり、上述のように小さな穴として形成する必要はなく、半導体層303、304上等の絶縁層314が必要な部分を残して、犠牲層全体が露出するように第2のコンタクトホール317、318を形成してもよい。その結果、犠牲層の除去にかかる時間を短縮することができる。 In addition, the second contact holes 317 and 318 may be formed as contact holes having a diameter such that the first sacrifice layer 306 and the second sacrifice layer 308 can be easily etched. That is, it is not necessary to form as a small hole as described above, and the second contact holes 317 and 318 are provided so that the entire sacrificial layer is exposed leaving a portion where the insulating layer 314 such as the semiconductor layers 303 and 304 is necessary. May be formed. As a result, the time taken to remove the sacrificial layer can be shortened.

次に、第1の犠牲層306、および第2の犠牲層308をエッチングにより除去する(図13(A)(B)(C)参照)。ここで図13には、微小構造体のみを表示する。エッチングは、犠牲層の材料によって適したウエットエッチング法を用いるか、またはドライエッチング法により、第2のコンタクトホール317、318を通して犠牲層をエッチング除去することができる。第1の犠牲層306、および第2の犠牲層308は接続されているため、第2のコンタクトホール317、318を通していずれもエッチング除去することができる。 Next, the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 308 are removed by etching (see FIGS. 13A to 13C). Here, in FIG. 13, only the microstructure is displayed. For the etching, the sacrificial layer can be removed by etching through the second contact holes 317 and 318 by using a wet etching method suitable for the material of the sacrificial layer or by a dry etching method. Since the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 308 are connected, both can be removed by etching through the second contact holes 317 and 318.

例えば、第1の犠牲層306又は第2の犠牲層308がタングステン(W)である場合、28%のアンモニアと31%の過酸化水素水を1:2で混合した溶液に20分程度漬けることでエッチングを行う。第1の犠牲層306又は第2の犠牲層308が二酸化珪素の場合は、フッ酸49%水溶液1に対してフッ化アンモニウムを7の割合で混合したバッファードフッ酸を用いる。第1の犠牲層306又は第2の犠牲層308がシリコンの場合は、リン酸、KOH、NaOH、CsOH等のアルカリ金属元素の水酸化物、NHOH、ヒドラジン、EPD(エチレンジアミン、ピロカテコール、水の混合物)、TMAH、IPA、NMD3溶液等を用いる。 For example, when the first sacrificial layer 306 or the second sacrificial layer 308 is tungsten (W), it is immersed in a solution in which 28% ammonia and 31% hydrogen peroxide solution are mixed at a ratio of 1: 2 for about 20 minutes. Etching is performed. In the case where the first sacrificial layer 306 or the second sacrificial layer 308 is silicon dioxide, buffered hydrofluoric acid in which ammonium fluoride is mixed with the hydrofluoric acid 49% aqueous solution 1 at a ratio of 7 is used. In the case where the first sacrificial layer 306 or the second sacrificial layer 308 is silicon, hydroxides of alkali metal elements such as phosphoric acid, KOH, NaOH, CsOH, NH 4 OH, hydrazine, EPD (ethylenediamine, pyrocatechol, Water mixture), TMAH, IPA, NMD3 solution or the like.

ウエットエッチング後の乾燥に際しては、毛管現象による微小構造体の座屈を防ぐため、粘性の低い有機溶媒(例えばシクロヘキサン)を用いてリンスを行う、もしくは低温低圧の条件で乾燥させるか、またはこの両者の組み合わせによって行う。 When drying after wet etching, in order to prevent microstructural buckling due to capillary action, rinse with a low-viscosity organic solvent (for example, cyclohexane), or dry under low temperature and low pressure conditions, or both This is done by a combination of

また、第1の犠牲層306又は第2の犠牲層308は、大気圧など高圧の条件において、FやXeFを用いてドライエッチングを行うことによって、除去することができる。 Further, the first sacrificial layer 306 or the second sacrificial layer 308 can be removed by dry etching using F 2 or XeF 2 under a high pressure condition such as atmospheric pressure.

このようにして第1の犠牲層が除去された領域に空間(第3の空間に相当)、第2の犠牲層が除去された領域に空間(第4の空間に相当)が生じる。   Thus, a space (corresponding to the third space) is generated in the region from which the first sacrificial layer is removed, and a space (corresponding to the fourth space) is generated in the region from which the second sacrificial layer is removed.

さらに第1の犠牲層306又は第2の犠牲層308除去後のこれら空間に生じる毛管現象による微小構造体の座屈を防ぐため、微小構造体表面に撥水性を持たせるプラズマ処理を行うこともできる。このような工程を用いて第1の犠牲層306および第2の犠牲層308をエッチング除去することによって、空間が生じ、可動部を有する微小構造体319を作製することができる。 Further, in order to prevent buckling of the microstructure due to capillary action occurring in these spaces after the removal of the first sacrificial layer 306 or the second sacrificial layer 308, plasma treatment for imparting water repellency to the surface of the microstructure may be performed. it can. By using such a process, the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 308 are removed by etching, so that a space is generated and the microstructure 319 having a movable portion can be manufactured.

以上説明した、微小構造体319を作製する方法においては、構造層307の材料、第1の犠牲層306、第2の犠牲層308の材料、および犠牲層を除去するエッチング剤の適当な組み合わせを選択する必要がある。例えば、エッチング剤を特定のものに決めた場合、構造層307の材料に比べて、エッチングレートが大きい材料を用いて第1の犠牲層306および第2の犠牲層308を構成すればよい。 In the method for manufacturing the microstructure 319 described above, an appropriate combination of the material for the structural layer 307, the material for the first sacrificial layer 306, the second sacrificial layer 308, and the etchant for removing the sacrificial layer is used. Must be selected. For example, when a specific etching agent is determined, the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 308 may be formed using a material having a higher etching rate than the material of the structural layer 307.

さらに、第1の犠牲層306および第2の犠牲層308が異なる材料で形成されており、同一のエッチング剤でエッチングできない場合には、二度に分けて犠牲層をエッチングする。この場合には、除去しないがエッチング剤と接する層(例えば構造層307や絶縁層314等)との選択比を十分に考慮する必要がある。 Further, when the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 308 are formed of different materials and cannot be etched with the same etchant, the sacrificial layer is etched twice. In this case, it is necessary to sufficiently consider a selection ratio with a layer (for example, the structural layer 307, the insulating layer 314, or the like) that is not removed but is in contact with the etching agent.

また、本実施の形態のように、ゲート電極を構成する導電層で微小構造体の構造層を作製することで、強度の高いしなやかな可動部を有する微小構造体を作製することができる。 Further, as in this embodiment, a microstructure including a flexible movable portion with high strength can be manufactured by manufacturing a structure layer of a microstructure with a conductive layer included in a gate electrode.

上記工程では、第2の犠牲層308をエッチング除去し、第2の導電層311を構成する導電層を構造層307としたが、第2の犠牲層308をエッチング除去せずに微小構造体を作製することも可能である(図13(D)(E)参照)。この場合、第1の犠牲層306のみをエッチング除去すればよく、第2の犠牲層308をエッチング除去するための第2のコンタクトホール318は形成しなくてよい。 In the above step, the second sacrificial layer 308 is removed by etching, and the conductive layer included in the second conductive layer 311 is used as the structural layer 307. However, the microstructure is formed without removing the second sacrificial layer 308 by etching. It can also be manufactured (see FIGS. 13D and 13E). In this case, only the first sacrificial layer 306 needs to be removed by etching, and the second contact hole 318 for etching away the second sacrificial layer 308 need not be formed.

特に図13(E)に示すように、構造層307および第2の犠牲層308を形成し、犠牲層をエッチング除去すると、絶縁層314が構造層307のテーパー部分に接着して残る場合がある。これは、犠牲層をエッチング除去して微小構造体319を形成する際に、構造層307の座屈を防ぐための一時的な支持体として利用することができる。 In particular, as illustrated in FIG. 13E, when the structural layer 307 and the second sacrificial layer 308 are formed and the sacrificial layer is removed by etching, the insulating layer 314 may remain attached to the tapered portion of the structural layer 307 in some cases. . This can be used as a temporary support for preventing buckling of the structural layer 307 when the microstructure 319 is formed by etching away the sacrificial layer.

犠牲層のエッチング除去をウエットエッチングで行う場合、エッチング溶液が構造層307と絶縁層305との間に入り込み、毛細管現象によって構造層307と絶縁層305とが付着(すなわち座屈)してしまう。これを防ぐために、絶縁層314によって支持体を作製することができる。 When the sacrificial layer is etched away by wet etching, the etching solution enters between the structural layer 307 and the insulating layer 305, and the structural layer 307 and the insulating layer 305 are attached (ie, buckled) by capillary action. In order to prevent this, a support can be formed using the insulating layer 314.

構造層307のテーパーと絶縁層314とが接着している面積は、100nm四方から1μm四方程度であり、絶縁層314の支持体によって上記の付着を防ぐことができる。しかしながら、構造層307を可動させて利用する場合、支持体は不必要となる。ここで、微小構造体319の半導体層303および構造層307との間に異なる極性の電荷を付与する、すなわち電圧を印加すると、静電力によって構造層307が半導体層303側へ引きつけられて下方へたわみ、支持体と構造層307とを分離することができる。これは、支持体と構造層307とが100nm四方から1μm四方程度の微小な面積で接着しているからである。 The area where the taper of the structural layer 307 is bonded to the insulating layer 314 is about 100 nm square to 1 μm square, and the above adhesion can be prevented by the support of the insulating layer 314. However, when the structure layer 307 is moved and used, a support is not necessary. Here, when charges having different polarities are applied between the semiconductor layer 303 and the structural layer 307 of the microstructure 319, that is, when a voltage is applied, the structural layer 307 is attracted to the semiconductor layer 303 side due to an electrostatic force and moves downward. Deflection, the support and the structural layer 307 can be separated. This is because the support and the structural layer 307 are bonded to each other with a minute area of about 100 nm square to 1 μm square.

このように支持体を用いて微小構造体319を作製することで、構造層307の座屈を防ぐことが可能となる。 By manufacturing the microstructure 319 using the support in this manner, buckling of the structural layer 307 can be prevented.

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。 Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment.

(実施の形態9)
上記実施の形態の工程の一部を変更する、または別の工程を追加することにより、様々な構造を有する微小構造体、および半導体素子を作製することができる。そこで本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる工程について説明する。
(Embodiment 9)
By changing part of the steps in the above embodiment modes or adding another step, microstructures and semiconductor elements having various structures can be manufactured. Therefore, in this embodiment, steps different from those in the above embodiment are described.

第1の犠牲層306上に、第1の犠牲層306と同じ材料を用いて第2の犠牲層321を成膜し、その後導電層322を順次積層することもできる(図14(A)(B)(C)参照)。そして、第1の犠牲層306および第2の犠牲層321をエッチング除去することによって、空間が生じ、導電層322および絶縁層314が構造層となる微小構造体を作製することができる。上記方法によって下に空間を有するコンデンサや、カンチレバー、スイッチ等の機能を有する微小構造体324を作製することができる(図14(D)(E)参照)。 A second sacrificial layer 321 can be formed over the first sacrificial layer 306 by using the same material as the first sacrificial layer 306, and then a conductive layer 322 can be sequentially stacked (FIG. 14A). B) (see (C)). Then, the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 321 are removed by etching, so that a space is generated, and a microstructure in which the conductive layer 322 and the insulating layer 314 serve as a structural layer can be manufactured. Through the above method, a capacitor 324 having a space below, a microstructure 324 having a function of a cantilever, a switch, or the like can be manufactured (see FIGS. 14D and 14E).

このとき、犠牲層をエッチングするためのコンタクトホール323は、第1のコンタクトホール315を形成するときに、同時に形成することができる。また、配線316を形成した後にコンタクトホール323を形成してもよい。構造体を構成する構造層の形状は、コンタクトホール323の形状によって決めることができる。 At this time, the contact hole 323 for etching the sacrificial layer can be formed at the same time as the first contact hole 315 is formed. Alternatively, the contact hole 323 may be formed after the wiring 316 is formed. The shape of the structure layer constituting the structure body can be determined by the shape of the contact hole 323.

また、上記例では、第1の犠牲層306および第2の犠牲層321を積層しているが、例えば第1の犠牲層306を成膜せずに、単層構造の犠牲層を成膜することも可能である。さらに、上記例では第1の犠牲層306および第2の犠牲層321を同一材料で成膜し、同時に犠牲層をエッチング除去しているが、本発明はこの例に限定されない。例えば、第1の犠牲層306および第2の犠牲層321を異なる材料を用いて成膜し、複数回に分けてエッチングし、除去することも可能である。 In the above example, the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 321 are stacked. For example, a sacrificial layer having a single layer structure is formed without forming the first sacrificial layer 306. It is also possible. Further, in the above example, the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 321 are formed of the same material, and the sacrificial layer is etched away at the same time, but the present invention is not limited to this example. For example, the first sacrificial layer 306 and the second sacrificial layer 321 can be formed using different materials, etched in multiple times, and removed.

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。 Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment.

(実施の形態10)
微小構造体を保護するために、基板に対向基板を貼り合わせることもできる。そこで本実施の形態では対向基板を貼り合わせた形態について説明する。
(Embodiment 10)
In order to protect the microstructure, a counter substrate can be attached to the substrate. Therefore, in this embodiment mode, a mode in which a counter substrate is bonded is described.

図15(A)(B)に示すように微小構造体を保護するために、基板301に対向基板325を貼り合わせる。対向基板325を貼り合わせる場合、配線316を形成した後、絶縁層314(第1の絶縁層に相当)上に第2の絶縁層326を形成し、任意の形状にエッチングを行う。このとき、犠牲層および微小構造体となる構造層が露出するように第2の絶縁層326をパターニングする。その後、犠牲層をエッチング除去することで、空間を有する微小構造体を作製することができる。図15(A)で示す空間は、その一端に開放された領域を有することを特徴とする。 As shown in FIGS. 15A and 15B, a counter substrate 325 is attached to the substrate 301 in order to protect the microstructure. In the case where the counter substrate 325 is attached, after the wiring 316 is formed, the second insulating layer 326 is formed over the insulating layer 314 (corresponding to the first insulating layer), and etching is performed in an arbitrary shape. At this time, the second insulating layer 326 is patterned so that the sacrificial layer and the structural layer to be a microstructure are exposed. After that, the sacrificial layer is removed by etching, whereby a microstructure having a space can be manufactured. The space shown in FIG. 15A is characterized by having an open area at one end thereof.

次に、対向基板325について説明する。対向基板325を貼り合わせるによって微小構造体を破壊してしまわないようにするため、絶縁層314(第1の絶縁層に相当)上に形成された第2の絶縁層326と対向する部分に、第3の絶縁層327を形成する(図15(A)参照)。基板301上に形成された微小構造体と対向する部分には、絶縁層が形成されていないため、基板間に隙間ができる。そのため、基板301および対向基板325を貼り合わせたときに微小構造体を破壊することがなく好ましい。 Next, the counter substrate 325 will be described. In order to prevent the microstructure from being destroyed by attaching the counter substrate 325, a portion facing the second insulating layer 326 formed over the insulating layer 314 (corresponding to the first insulating layer) A third insulating layer 327 is formed (see FIG. 15A). Since an insulating layer is not formed in a portion facing the microstructure formed over the substrate 301, a gap is formed between the substrates. Therefore, it is preferable that the microstructure is not broken when the substrate 301 and the counter substrate 325 are bonded to each other.

また、対向基板325には半導体装置の回路を構成する、アンテナ328を形成することができる(図15(B)参照)。この場合は、絶縁層314(第1の絶縁層に相当)上に形成された第2の絶縁層326上に、配線316(第1の配線に相当)と接続するための第2の配線329を形成する。そして、第2の配線329とアンテナ328とが電気的に接続するように、基板301および対向基板325を固定し、貼り合わせることができる。 In addition, an antenna 328 which forms a circuit of a semiconductor device can be formed over the counter substrate 325 (see FIG. 15B). In this case, the second wiring 329 for connecting to the wiring 316 (corresponding to the first wiring) is formed over the second insulating layer 326 formed over the insulating layer 314 (corresponding to the first insulating layer). Form. Then, the substrate 301 and the counter substrate 325 can be fixed and bonded so that the second wiring 329 and the antenna 328 are electrically connected to each other.

基板301と対向基板325との貼り合わせは、基板上に形成された第2の配線329と、対向基板上に形成されたアンテナ328とを電気的に接続するため、異方性導電材料を用いることが好ましい。異方性導電材料は、特定の方向(ここでは基板と垂直方向)のみに導電性を有するものであり、例えば異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)を熱硬化させたものや異方性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)を熱硬化させたものを用いることができる。異方性導電ペーストは、バインダ層と呼ばれ、主成分が接着剤である層中に、導電性の表面を有する粒子(以下、導電性の粒子という)が分散した構造を有している。異方性導電膜は、熱硬化または熱可塑性の樹脂フィルムの中に導電性の表面を有する粒子(以下、導電性の粒子という)が分散した構造を有している。なお、導電性の表面を有する粒子は、球状の樹脂にニッケル(Ni)や金(Au)等をメッキしたものを用いる。不要な部位での導電性粒子間の電気的短絡を防ぐために、シリカ等からなる絶縁性の粒子を混入してもよい。また、対向基板325に絶縁層のみを形成し、アンテナ等の電気的な接続が不要な場合には、導電性を有さない接着剤を用いて基板301と対向基板325とを貼り合わせることができる。 The substrate 301 and the counter substrate 325 are bonded to each other using an anisotropic conductive material in order to electrically connect the second wiring 329 formed over the substrate and the antenna 328 formed over the counter substrate. It is preferable. An anisotropic conductive material has conductivity only in a specific direction (here, the direction perpendicular to the substrate). For example, an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste) is thermally cured or anisotropic. An electroconductive conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film) that has been heat-cured can be used. An anisotropic conductive paste is called a binder layer and has a structure in which particles having a conductive surface (hereinafter referred to as conductive particles) are dispersed in a layer whose main component is an adhesive. The anisotropic conductive film has a structure in which particles having a conductive surface (hereinafter referred to as conductive particles) are dispersed in a thermosetting or thermoplastic resin film. Note that particles having a conductive surface are obtained by plating a spherical resin with nickel (Ni), gold (Au), or the like. Insulating particles made of silica or the like may be mixed in order to prevent an electrical short circuit between the conductive particles at unnecessary portions. In the case where only the insulating layer is formed over the counter substrate 325 and electrical connection of an antenna or the like is not necessary, the substrate 301 and the counter substrate 325 can be bonded to each other using an adhesive having no conductivity. it can.

このとき、上記で説明した工程と同様、基板301上に形成された微小構造体を保護するため、微小構造体と対向しない部分、および第2の導電層と第3の導電層との接続部分は第3の絶縁層327を形成し、対向基板325が微小構造体に接触しないようにすると望ましい。また、アンテナ328は、第3の絶縁層327上部のみに形成されていてもよいし、第3の絶縁層327上部および下部に形成され、それらが電気的に接続されていてもよい(図15(B)参照)。 At this time, similarly to the steps described above, in order to protect the microstructure formed on the substrate 301, a portion that does not face the microstructure and a connection portion between the second conductive layer and the third conductive layer It is preferable to form the third insulating layer 327 so that the counter substrate 325 does not contact the microstructure. Further, the antenna 328 may be formed only above the third insulating layer 327, or may be formed above and below the third insulating layer 327 and electrically connected to each other (FIG. 15). (See (B)).

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。 Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment.

(実施の形態11)
本実施の形態では、上記工程によって作製される半導体装置において、さらに基板301から剥離して、別の基板や物体に貼り付ける作製工程について説明する。例えば、半導体装置をガラス基板上に作製し、その後、ガラスよりも薄くて柔らかいプラスチック等の可撓性基板に転置することができる。
(Embodiment 11)
In this embodiment, a manufacturing process in which the semiconductor device manufactured through the above steps is further separated from the substrate 301 and attached to another substrate or an object will be described. For example, a semiconductor device can be manufactured over a glass substrate and then transferred to a flexible substrate such as a plastic that is thinner and softer than glass.

半導体装置を基板301から剥離する場合、下地膜302を作製するときに、剥離層330を形成する(図16(A)参照)。剥離層330は下地膜の下方又は積層された下地膜の間に成膜することができる。そして、上記実施形態と同様に配線316を形成した後、剥離層330が露出するようにコンタクトホール331を形成する。犠牲層をエッチングするためのコンタクトホールを形成する前に、半導体装置を基板から剥離するのが良い。なぜなら、犠牲層をエッチングするためのコンタクトホールを形成した後に、犠牲層を除去し空間を作製した後に、基板から剥離すると、空間を破壊する恐れがあるためである。 In the case of peeling the semiconductor device from the substrate 301, the peeling layer 330 is formed when the base film 302 is formed (see FIG. 16A). The peeling layer 330 can be formed below the base film or between the stacked base films. Then, after the wiring 316 is formed as in the above embodiment, the contact hole 331 is formed so that the release layer 330 is exposed. Before forming the contact hole for etching the sacrifice layer, the semiconductor device is preferably peeled off from the substrate. This is because if a contact hole for etching the sacrificial layer is formed, then the sacrificial layer is removed to create a space and then peeled off from the substrate, the space may be destroyed.

コンタクトホール331にエッチング剤を導入し、剥離層330を部分的に除去する(図16(B)参照)。次に、基板301上面方向から剥離を支持するための基板332を接着し、剥離層330を境に半導体素子および微小構造体を基板301から剥離する。その後、半導体素子及び微小構造体を基板332へ移し取る。次に、半導体素子および微小構造体が基板301と接していた側、つまり剥離面に可撓性基板333を接着する。そして上面方向から貼り付けた剥離のための基板332を剥がし取ることで、半導体素子および微小構造体を転置することができる。なお基板332として説明したがフィルム状のものを用いることも可能である。 An etchant is introduced into the contact hole 331, and the separation layer 330 is partially removed (see FIG. 16B). Next, a substrate 332 for supporting separation from the upper surface direction of the substrate 301 is bonded, and the semiconductor element and the microstructure are separated from the substrate 301 with the separation layer 330 as a boundary. After that, the semiconductor element and the microstructure are transferred to the substrate 332. Next, the flexible substrate 333 is bonded to the side where the semiconductor element and the microstructure are in contact with the substrate 301, that is, the separation surface. Then, the semiconductor element and the microstructure can be transferred by peeling off the substrate 332 for peeling attached from the upper surface direction. In addition, although demonstrated as the board | substrate 332, a film-like thing can also be used.

そして、犠牲層が露出するようにコンタクトホールを形成し、犠牲層をエッチング除去することで微小構造体が作製される。また、剥離時に配線316等をエッチング剤と反応することから保護するために、配線上に保護膜を成膜してもよい。 Then, a contact hole is formed so that the sacrificial layer is exposed, and the sacrificial layer is etched away, whereby a microstructure is manufactured. In addition, a protective film may be formed over the wiring in order to protect the wiring 316 and the like from reacting with the etching agent at the time of peeling.

転置後、さらに、微小構造体を保護する必要がある場合には、上記で説明した対向基板325を貼り付けることも可能である。対向基板325は、フィルム状のものを用いることも可能である。   After the transfer, in the case where it is necessary to further protect the microstructure, the counter substrate 325 described above can be attached. The counter substrate 325 may be a film.

本実施の形態においては、基板301から剥離層330をエッチングした後に、半導体素子および微小構造体を他の可撓性基板333へ転置する方法を挙げたが、本発明はこの例には限定されない。例えば、剥離層330をエッチング工程のみで除去した後、他の基板等へ転置する方法や、剥離層330を設けず、基板301上面から剥離のための基板を貼り付けて半導体素子および微小構造体を基板301から剥がし取る方法がある。さらに、基板301を裏面から研磨し、半導体素子および微小構造体を得る方法などがあり、これらの方法を適宜組み合わせて行うことも可能である。基板301を裏面から研磨する以外の方法を用いて、他の可撓性基板333へ移しかえる工程を用いると、基板301が再利用できる利点がある。   In this embodiment mode, a method of transferring the semiconductor element and the microstructure to another flexible substrate 333 after etching the separation layer 330 from the substrate 301 is described; however, the present invention is not limited to this example. . For example, after the peeling layer 330 is removed only by an etching process, the substrate is transferred to another substrate or the like, or the peeling layer 330 is not provided, and a substrate for peeling is attached from the upper surface of the substrate 301 to form a semiconductor element and a microstructure. Is peeled off from the substrate 301. Further, there is a method of polishing the substrate 301 from the back surface to obtain a semiconductor element and a microstructure, and these methods can be combined as appropriate. When a process of transferring the substrate 301 to another flexible substrate 333 using a method other than polishing the substrate 301 from the back surface, there is an advantage that the substrate 301 can be reused.

上記のように、基板301上に作製した半導体素子および微小構造体を剥離し、可撓性を有する可撓性基板333に貼り付けることで、薄くて柔らかく小型な半導体装置を作製することができる。   As described above, the semiconductor element and the microstructure formed over the substrate 301 are peeled off and attached to a flexible substrate 333 having flexibility, whereby a thin, soft, and small semiconductor device can be manufactured. .

上記工程のように、レーザによる結晶化、または金属元素とレーザの組み合わせによって結晶化する場合、熱のみによる結晶化に比べて低温で行うことができるため、プロセスに使用できる材料の幅が広がる。例えば、半導体層を加熱のみで結晶化させる場合、1000℃程度の温度で1時間程度の加熱を行う必要があり、熱に弱いガラス基板や、融点が1000℃以下の金属元素を用いることができない。しかしながら、上記金属元素を用いた工程によって、歪み点が593℃であるガラス基板等を用いることが可能になる。   When crystallization is performed by laser crystallization or a combination of a metal element and a laser as in the above-described process, the crystallization can be performed at a lower temperature than crystallization by heat alone, so that the range of materials that can be used in the process is widened. For example, in the case where the semiconductor layer is crystallized only by heating, it is necessary to perform heating for about 1 hour at a temperature of about 1000 ° C., and a glass substrate that is weak against heat or a metal element having a melting point of 1000 ° C. or less cannot be used. . However, a glass substrate having a strain point of 593 ° C. can be used by the process using the metal element.

また、熱結晶化のみの半導体層に比べて、上記工程によって作製される半導体層は、結晶粒界が連続しているため、共有結合が途切れることが無い。そのため、粒界間の不対結合が欠陥となって起こる応力集中が起こらず、結果として一般的な多結晶シリコンに比べて破壊応力が高くなる。   In addition, compared with a semiconductor layer only by thermal crystallization, the semiconductor layer manufactured by the above process has continuous crystal grain boundaries, so that the covalent bond is not interrupted. Therefore, stress concentration caused by unpaired bonds between grain boundaries does not occur, and as a result, the fracture stress becomes higher than that of general polycrystalline silicon.

また、非晶質シリコンは、一般的に成膜後に内部残留応力が存在する。このため、厚く成膜することが難しい。一方、上記工程によって作製される多結晶シリコンでは内部応力が緩和し、さらに低温の工程で成膜できるため、成膜と結晶化を繰り返して任意の厚さの半導体層を得ることができる。また、半導体層上に他の材料をパターニングし、さらにその上に半導体層を成膜することも可能である。   Amorphous silicon generally has internal residual stress after film formation. For this reason, it is difficult to form a thick film. On the other hand, in the polycrystalline silicon manufactured by the above process, the internal stress is relaxed and the film can be formed at a lower temperature process, so that a semiconductor layer having an arbitrary thickness can be obtained by repeating the film formation and crystallization. It is also possible to pattern other materials on the semiconductor layer and further form a semiconductor layer thereon.

また、ニッケルシリサイドのようなシリコンの合金は一般に強度が高いことが知られている。結晶化に用いる金属元素を半導体層中に選択的に残しておき、適当な熱処理を加えることで、さらに硬く、導電性の高い微小構造体を作製することができる。したがって、本実施の形態で説明したように半導体層を微小構造体の下部の電極として使用する場合に優れている。   Further, it is known that a silicon alloy such as nickel silicide is generally high in strength. By selectively leaving a metal element used for crystallization in the semiconductor layer and applying an appropriate heat treatment, a microstructure that is harder and has higher conductivity can be manufactured. Therefore, as described in this embodiment mode, the semiconductor layer is excellent when used as an electrode under the microstructure.

また本発明は、同一基板上に微小構造体および半導体素子を作製することで、組み立てやパッケージが不要な、製造コストのかからない半導体装置を提供することができる。   In addition, according to the present invention, a microstructure and a semiconductor element are manufactured over the same substrate, so that a semiconductor device that does not require assembly or a package and does not require manufacturing costs can be provided.

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。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態12)
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した半導体装置について、具体的な構成および使用の例を、図面を用いて説明する。
(Embodiment 12)
In this embodiment, specific examples of the structure and use of the semiconductor device described in the above embodiment are described with reference to drawings.

ここでは、検出した生体の機能データを無線通信で送信する、または疾病の患部に薬剤を注入する、患部細胞をサンプリングする、等の機能を有する医療装置である半導体装置の例について、図17を用いて説明する。   Here, FIG. 17 illustrates an example of a semiconductor device that is a medical device having functions such as transmitting the detected functional data of a living body by wireless communication, injecting a drug into a diseased affected part, and sampling a diseased cell. It explains using.

図17(A)に示す医療装置3950は、保護層によってコーティングされたカプセル3952内に本発明の半導体装置3951が設けられている。カプセル3952と半導体装置3951との間には、充填剤3953が満たされていてもよい。   In the medical device 3950 illustrated in FIG. 17A, the semiconductor device 3951 of the present invention is provided in a capsule 3952 coated with a protective layer. A filler 3953 may be filled between the capsule 3952 and the semiconductor device 3951.

図17(B)に示す医療装置3955は、保護層によってコーティングされたカプセル3952内に本発明の半導体装置3951が設けられている。また、半導体装置が有する微小構造体3956(微小構造体の全体または一部)がカプセル3952の外側に露出している。カプセル3952と半導体装置3951の間には、充填剤3953が満たされていてもよい。   A medical device 3955 shown in FIG. 17B includes a semiconductor device 3951 of the present invention in a capsule 3952 coated with a protective layer. Further, the microstructure 3956 (entire or part of the microstructure) included in the semiconductor device is exposed to the outside of the capsule 3952. A filler 3953 may be filled between the capsule 3952 and the semiconductor device 3951.

カプセルの表面に設けられた保護層は、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、又は窒化炭素を含んでいることが好ましい。カプセルや充填材は公知のものを適宜用いることができる。カプセルに保護層を設けることで、体内でカプセルや半導体装置が溶解、変性することを防止することが可能である。   The protective layer provided on the surface of the capsule preferably contains diamond-like carbon (DLC), silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, or carbon nitride. Known capsules and fillers can be used as appropriate. By providing the capsule with a protective layer, it is possible to prevent the capsule and the semiconductor device from being dissolved and denatured in the body.

さらにカプセル最外面を楕円球状のように丸みを帯びた形状にしておくことによって人体を傷つけることなく、安全に利用することができる。   Furthermore, by making the outermost surface of the capsule round like an oval, it can be used safely without damaging the human body.

医療装置3950、3955を構成する半導体装置3951は、上記実施の形態で説明した構成を有し、微小構造体によってセンサやポンプ、採取構造等が作られている。微小構造体は、物理量や化学量を測定して生体の機能データを検出するセンサ、疾病の患部に薬剤を注入するポンプ、患部細胞をサンプリングする採取体、等を有する。   The semiconductor device 3951 that constitutes the medical devices 3950 and 3955 has the structure described in the above embodiment mode, and a sensor, a pump, a sampling structure, and the like are formed using a microstructure. The microstructure includes a sensor that measures physical quantities and chemical quantities to detect biological function data, a pump that injects a drug into the affected area of a disease, a collected body that samples affected cells, and the like.

ここで医療装置が検出する物理量が、圧力、光、音波等である場合、図17(A)に示すような、電極がカプセルの外部に露出してない半導体装置を用いることができる。また、温度、流量、磁気、加速度、湿度、ガス等の気体成分やイオン等の液体成分等の化学物質等を検出する場合、図17(B)に示すような、微小構造体3956がカプセルの外部に露出している半導体装置を用いることが好ましい。また、患部に薬剤を注入するポンプやサンプリングする採取体を有する医療装置の場合も、図17(B)のような微小構造体がカプセル外部に露出していることが好ましい。   Here, when the physical quantity detected by the medical device is pressure, light, sound wave, or the like, a semiconductor device in which the electrode is not exposed to the outside of the capsule as illustrated in FIG. 17A can be used. In addition, when detecting a chemical substance such as a gas component such as temperature, flow rate, magnetism, acceleration, humidity, gas, or a liquid component such as ion, a microstructure 3956 as shown in FIG. It is preferable to use a semiconductor device exposed to the outside. Also in the case of a medical device having a pump for injecting a drug into an affected area or a sampled body for sampling, it is preferable that a microstructure as shown in FIG. 17B is exposed outside the capsule.

また、微小構造体によって得られた情報を電気回路によって信号変換、情報処理を行うことも可能である。半導体装置が有する電気回路の構成によっては、微小構造体によって得られた情報をもとに、疾病患部を探索して移動する、患部を観察して薬剤の注入をするか否かの判断を行う、等の高度な機能を持たせることも可能である。 In addition, information obtained by the microstructure can be subjected to signal conversion and information processing by an electric circuit. Depending on the configuration of the electric circuit of the semiconductor device, based on the information obtained by the microstructure, the diseased part is searched for and moved, and it is determined whether to inject the drug by observing the affected part. It is also possible to have advanced functions such as.

また、微小構造体によって得られた情報や、電気回路によって処理された信号は、RF回路によってリーダライタへ送信することが可能である。さらには、体内で動作中の半導体装置に無線通信で制御信号を送信することも可能である。半導体装置はRF回路を有することで電力供給、通信を無線で行うことができるため、医療行為の自由度が上昇し、(胃カメラのような)患者に与える苦痛を低減することが可能になる。 In addition, information obtained by the microstructure or a signal processed by the electric circuit can be transmitted to the reader / writer by the RF circuit. Furthermore, it is also possible to transmit a control signal by wireless communication to a semiconductor device operating in the body. Since a semiconductor device has an RF circuit and can perform power supply and communication wirelessly, the degree of freedom in medical practice is increased, and pain given to a patient (such as a stomach camera) can be reduced. .

なお、医療装置が体内を撮像する装置である場合、医療装置にLED(Light Emitting Diode)、EL等の発光装置を設けてもよい。この結果、体内を撮像することが可能である。   Note that in the case where the medical device is a device that images the inside of the body, the medical device may be provided with a light emitting device such as an LED (Light Emitting Diode) or an EL. As a result, the inside of the body can be imaged.

なお、医療装置から検出結果のデータをリーダライタに自発的に発信するために、検出装置に公知の電池を設けてもよい。   Note that a known battery may be provided in the detection device in order to spontaneously transmit detection result data from the medical device to the reader / writer.

次に、医療装置の使用方法について説明する。図17(C)に示すように、被験者3962が医療装置3950又は3955を嚥下し、体内腔3963を移動させる。半導体装置の微小構造体が検出した結果を、被験者の近傍に設置されたリーダライタ3961に発信する。リーダライタでは、この結果を受信する。この結果、半導体装置を回収せずとも、その場で被験者の生体の機能データを検知することが可能である。また、体内腔及び消化器の様子を撮像することが可能である。   Next, a method for using the medical device will be described. As shown in FIG. 17C, the subject 3962 swallows the medical device 3950 or 3955, and moves the body cavity 3963. The result detected by the microstructure of the semiconductor device is transmitted to a reader / writer 3961 installed in the vicinity of the subject. The reader / writer receives this result. As a result, it is possible to detect the functional data of the living body of the subject on the spot without collecting the semiconductor device. Moreover, it is possible to image the state of the body cavity and digestive organs.

上記例では、医療装置を嚥下して消化器官を検査する例をしめしたが、本発明はこの限りではない。例えば、医療装置を非常に微小(例えば、数μm〜数百μm程度)に作製することによって、血管内や腹腔内に挿入することも可能になる。   In the above example, the example in which the medical device is swallowed and the digestive organ is examined is shown, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to insert a medical device into a blood vessel or an abdominal cavity by making the medical device very small (for example, about several μm to several hundred μm).

また、図17(D)に示すように、被験者3962の体内に医療装置3950又は3955を埋め込むことで、半導体装置の微小構造体が検出した結果を、被験者の近傍に設置されたリーダライタ3964に発信する。この場合、被験者の測定対象部に電極3957が接するように医療装置3955体内に埋め込む。体内に埋め込んだ医療装置は、バイオボンド等を用いて任意の場所に固定することが可能である。   In addition, as shown in FIG. 17D, the medical device 3950 or 3955 is embedded in the body of the subject 3962, and the result of detection of the microstructure of the semiconductor device is transferred to a reader / writer 3964 installed in the vicinity of the subject. send. In this case, the medical device 3955 is embedded so that the electrode 3957 is in contact with the measurement target portion of the subject. The medical device implanted in the body can be fixed at an arbitrary place using a biobond or the like.

リーダライタでは、この結果を受信する。この受信結果を、生体情報管理コンピュータで記録し、処理することで、被験者の生体情報を管理することが可能である。なお、リーダライタ3964をベッド3960に設けることで、身体機能が不全で、移動が困難な被験者の生体情報を常時検出することが可能であり、被験者の病状、健康状態管理することが可能である。   The reader / writer receives this result. It is possible to manage the biological information of the subject by recording and processing the reception result by the biological information management computer. In addition, by providing the reader / writer 3964 on the bed 3960, it is possible to always detect the biological information of the subject whose physical function is incomplete and difficult to move, and to manage the medical condition and health state of the subject. .

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。 Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment.

本実施例では、上記実施の形態4において図5〜8を用いて説明した構造層205のように、半導体層によって構成される構造層に関する機械的特性について示す。   In this example, mechanical characteristics relating to a structural layer including a semiconductor layer, such as the structural layer 205 described in Embodiment Mode 4 with reference to FIGS.

例えば、図6(B)で示したように、構造体が有する構造層205は、上記の工程を用いて結晶化させた多結晶シリコンを有する層と、非晶質シリコンを有する層とを積層させて形成することができる。
多結晶シリコンを有する層と非晶質シリコンを有する層のように、結晶状態の異なるシリコン層は、互いに異なった機械的特性を有する層である。したがって、上記例のように積層させたり、同一層内で選択的な領域に形成して構造層を形成することで、様々な用途に応じた構造体を作製することができる。
For example, as illustrated in FIG. 6B, the structural layer 205 included in the structure is formed by stacking a layer including polycrystalline silicon crystallized using the above steps and a layer including amorphous silicon. Can be formed.
Silicon layers having different crystal states, such as a layer having polycrystalline silicon and a layer having amorphous silicon, are layers having different mechanical characteristics. Therefore, by stacking as in the above example or forming a structural layer in a selective region within the same layer, structures corresponding to various uses can be manufactured.

結晶状態が異なるシリコン層の機械的特性の違いを調べるため、CVD法を用いて成膜した非晶質シリコンを有する層と、多結晶シリコンを有する層の複合弾性率、およびインデンテーション硬さの測定を行った。ここで、多結晶シリコンを有する層は、非晶質シリコンを有する層を金属元素を用いてレーザー結晶化させたものである。   In order to investigate the difference in the mechanical properties of silicon layers with different crystal states, the composite elastic modulus and indentation hardness of the layer having amorphous silicon and the layer having polycrystalline silicon formed by CVD are used. Measurements were made. Here, the layer having polycrystalline silicon is obtained by laser crystallization of a layer having amorphous silicon using a metal element.

試料に用いた非晶質シリコンを有する層は、石英基板上に、下地層として厚さ50nmの窒化シリコン層、および厚さ100nmの酸化シリコン層をCVD法により形成し、その下地層上に、非晶質シリコン層を66nmの厚さでCVD法によって成膜した。
また、試料に用いた多結晶シリコンを有する層は、連続発振型のレーザを用いて、上記と同様に形成した非晶質シリコンを有する層に金属元素を用いて結晶化させた。結晶化に用いたレーザのエネルギー密度は9〜9.5W/cm、走査速度は35cm/secとした。レーザ照射によって結晶化した多結晶シリコンを有する層の厚さは、膜の収縮のため約60nmであった。
The layer having amorphous silicon used for the sample was formed by forming a silicon nitride layer with a thickness of 50 nm and a silicon oxide layer with a thickness of 100 nm as a base layer on a quartz substrate by a CVD method. An amorphous silicon layer was formed to a thickness of 66 nm by a CVD method.
The layer having polycrystalline silicon used for the sample was crystallized by using a metal element in a layer having amorphous silicon formed in the same manner as described above by using a continuous wave laser. The energy density of the laser used for crystallization was 9 to 9.5 W / cm 2 , and the scanning speed was 35 cm / sec. The thickness of the layer containing polycrystalline silicon crystallized by laser irradiation was about 60 nm due to film shrinkage.

機械的特性の測定は、三角錐形の圧子を試料に押し込むナノインデンテーション測定によって行った。測定条件は圧子の単一押し込みであり、使用した圧子はダイヤモンド製のBerkovich圧子である。したがって、圧子の弾性率は約1000GPa、ポアソン比は約0.1である。   The mechanical properties were measured by nanoindentation measurement in which a triangular pyramid indenter was pushed into the sample. The measurement condition was a single indentation of the indenter, and the indenter used was a Berkovich indenter made of diamond. Therefore, the indenter has an elastic modulus of about 1000 GPa and a Poisson's ratio of about 0.1.

測定した複合弾性率は下記式(1)で表される、試料および圧子の弾性率を複合した弾性率である。式(1)においてErは複合弾性率、Eはヤング率、νはポアソン比である。また、式の第1項(sampleで示す項)は試料の弾性率が寄与する項であり、第2項(indenterで示す項)は圧子の弾性率が寄与する項である。   The measured composite elastic modulus is an elastic modulus obtained by combining the elastic modulus of the sample and the indenter represented by the following formula (1). In the formula (1), Er is a composite elastic modulus, E is a Young's modulus, and ν is a Poisson's ratio. In addition, the first term (term indicated by sample) in the equation is a term contributed by the elastic modulus of the sample, and the second term (term indicated by indenter) is a term contributed by the elastic modulus of the indenter.

Figure 2007021713
Figure 2007021713

式に示されるように、複合弾性率は、試料の弾性率が寄与する第1項と、圧子の弾性率が寄与する第2項との和で求められる。しかしながら、圧子の弾性率は試料に比べて非常に大きいため、第2項は無視することができ、複合弾性率は近似的に試料の弾性率を示す。   As shown in the equation, the composite elastic modulus is obtained by the sum of the first term contributed by the elastic modulus of the sample and the second term contributed by the elastic modulus of the indenter. However, since the elastic modulus of the indenter is much larger than that of the sample, the second term can be ignored, and the composite elastic modulus approximately represents the elastic modulus of the sample.

また、インデンテーション硬さとは、インデンテーション法によって測定される硬さであり、圧子の最大圧入加重を、最大圧入時の射影面積で割って求められる。ここで、圧入時の射影面積は、圧子の幾何学的な形状と、圧子が試料を押し込んだ時の接触深さによって求められる。
このインデンテーション硬さに76を乗じることによって、硬さの指標として一般的に使用されているビッカース硬さと等価に扱うことができる。
The indentation hardness is hardness measured by an indentation method, and is obtained by dividing the maximum press-fit weight of the indenter by the projected area at the time of maximum press-fit. Here, the projected area at the time of press-fitting is determined by the geometric shape of the indenter and the contact depth when the indenter pushes the sample.
By multiplying this indentation hardness by 76, it can be handled equivalent to the Vickers hardness generally used as an index of hardness.

表1に、多結晶シリコンを有する層と、非晶質シリコンを有する層の複合弾性率およびインデンテーション硬さの測定結果を示す。
結果は3回の測定結果の平均値を示している。

Figure 2007021713
Table 1 shows the measurement results of the composite elastic modulus and indentation hardness of the layer having polycrystalline silicon and the layer having amorphous silicon.
The result has shown the average value of 3 times of measurement results.
Figure 2007021713

表1に示す結果より、多結晶シリコンを有する層は、非晶質シリコンを有する層よりも高い弾性率を有する。
すなわち、構造層に曲げるような力が働いた場合に、多結晶シリコンを有する層は非晶質シリコンを有する層とよりも、曲げによる破壊に強いということを示している。
From the results shown in Table 1, the layer having polycrystalline silicon has a higher elastic modulus than the layer having amorphous silicon.
That is, when a bending force is applied to the structural layer, the layer having polycrystalline silicon is more resistant to breakage due to bending than the layer having amorphous silicon.

さらに、表1に示す結果より、多結晶シリコンを有する層は非晶質シリコンを有する層よりも硬いことが示されている。   Further, the results shown in Table 1 indicate that the layer having polycrystalline silicon is harder than the layer having amorphous silicon.

弾性率や硬さの異なる半導体層を積層することで、曲げる力に対して強いしなやかさと、硬さを併せ持つ構造体を作製することができる。例えば上記の層を積層させることによって、多結晶シリコンを有する層の結晶欠陥から破壊がおきても、非晶質シリコンを有する層には破壊が伝播しにくいため、そこで破壊を止めることができる。このように、積層させる層の厚さの比率によって、しなやかさと硬さのバランスを決めることができる。   By stacking semiconductor layers having different elastic moduli and hardness, it is possible to manufacture a structure that has both flexibility and resistance to bending force. For example, by stacking the above-described layers, even if breakdown occurs from a crystal defect of a layer including polycrystalline silicon, the breakdown is difficult to propagate to the layer including amorphous silicon, and thus the breakdown can be stopped. Thus, the balance between flexibility and hardness can be determined by the ratio of the thicknesses of the layers to be laminated.

このように、異なる性質を持つシリコンの層や、シリコン化合物の層を積層させたり部分的に形成することによって、しなやかさ、やかたさ、または導電性等、所望の性質を有する構造層を有する構造体を作製することができる。   In this way, a structure having a structural layer having desired properties such as flexibility, flexibility, or conductivity by laminating or partially forming silicon layers having different properties or silicon compound layers The body can be made.

本発明の半導体装置を示した図であるIt is the figure which showed the semiconductor device of this invention 本発明の半導体装置を示した図であるIt is the figure which showed the semiconductor device of this invention 本発明の半導体装置が備える微小構造体を示した断面図であるIt is sectional drawing which showed the microstructure with which the semiconductor device of this invention is provided 本発明の半導体装置が備える微小構造体を示した断面図であるIt is sectional drawing which showed the microstructure with which the semiconductor device of this invention is provided 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置を示した図であるIt is the figure which showed the semiconductor device of this invention 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置を示した図であるIt is the figure which showed the semiconductor device of this invention 本発明の半導体装置を示した図であるIt is the figure which showed the semiconductor device of this invention 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示した図であるIt is a figure showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の利用形態を示した図であるIt is the figure which showed the utilization form of the semiconductor device of this invention

Claims (30)

絶縁表面上に、微小構造体、および電気回路を有し、
前記微小構造体および前記電気回路上に設けられたアンテナを有し、
前記アンテナおよび前記微小構造体はそれぞれ前記電気回路と電気的に接続され、
前記微小構造体は、構造層と、前記構造層と前記絶縁表面との間に形成され、且つ前記構造層を可動させるための空間とを有し、
前記構造層は、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化された多結晶シリコンを有し、
前記電気回路は前記多結晶シリコンを半導体素子として有することを特徴とする半導体装置。
Having a microstructure and an electric circuit on an insulating surface;
An antenna provided on the microstructure and the electric circuit;
The antenna and the microstructure are each electrically connected to the electrical circuit;
The microstructure has a structural layer, a space formed between the structural layer and the insulating surface, and a space for moving the structural layer,
The structural layer includes polycrystalline silicon that is thermally crystallized or laser crystallized using a metal element,
The electrical circuit includes the polycrystalline silicon as a semiconductor element.
絶縁表面上に、微小構造体、および電気回路を有し、
前記微小構造体および前記電気回路上に設けられたアンテナを有し、
前記アンテナおよび前記微小構造体はそれぞれ前記電気回路と電気的に接続され、
前記微小構造体は、導電性を有する下部層と、前記下部層上に設けられた構造層と、前記下部層と前記構造層との間に形成され、且つ前記構造層を可動させるための空間とを有し、
前記下部層、または前記構造層の一方は、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化された多結晶シリコンを有し、
前記電気回路は前記多結晶シリコンを半導体素子として有することを特徴とする半導体装置。
Having a microstructure and an electric circuit on an insulating surface;
An antenna provided on the microstructure and the electric circuit;
The antenna and the microstructure are each electrically connected to the electrical circuit;
The microstructure is a conductive lower layer, a structural layer provided on the lower layer, a space formed between the lower layer and the structural layer, and a space for moving the structural layer And
One of the lower layer or the structural layer has polycrystalline silicon that is thermally crystallized or laser crystallized using a metal element,
The electrical circuit includes the polycrystalline silicon as a semiconductor element.
請求項2において、
前記下部層は、
前記金属元素、前記金属元素の化合物、前記金属元素とシリコンとからなるシリサイド、または不純物を有するシリコンを含むことを特徴とする半導体装置。
In claim 2,
The lower layer is
A semiconductor device including the metal element, a compound of the metal element, a silicide including the metal element and silicon, or silicon having impurities.
請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記構造層は、前記多結晶シリコンと、非晶質シリコンとの積層構造を有することを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 to 3,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the structural layer has a stacked structure of the polycrystalline silicon and amorphous silicon.
請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記構造層は、前記多結晶シリコンと、シリコンと前記金属元素とからなるシリサイドとの積層構造を有することを特徴とする半導体装置。
In any one of Claim 1 thru | or 3,
The structure layer has a stacked structure of the polycrystalline silicon and a silicide formed of silicon and the metal element.
請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記構造層は、前記多結晶シリコンと、非晶質シリコンと、シリコンと前記金属元素とからなるシリサイドの積層構造を有することを特徴とする半導体装置。
In any one of Claim 1 thru | or 3,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the structural layer has a stacked structure of silicide composed of the polycrystalline silicon, amorphous silicon, silicon, and the metal element.
請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記構造層は、同一層において前記多結晶シリコンを有する領域と、非晶質シリコンを有する領域とを含むことを特徴とする半導体装置。
In any one of Claim 1 thru | or 3,
The structure layer includes a region having the polycrystalline silicon and a region having amorphous silicon in the same layer.
請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記構造層は、同一層において前記多結晶シリコンを有する領域と、シリコンと前記金属元素とからなるシリサイドを有する領域とを含むことを特徴とする半導体装置。
In any one of Claim 1 thru | or 3,
The structure layer includes a region having the polycrystalline silicon and a region having a silicide formed of silicon and the metal element in the same layer.
請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記構造層は、同一層において前記多結晶シリコンを有する領域と、非晶質シリコンを有する領域と、シリコンと前記金属元素とからなるシリサイドを有する領域とを含むことを特徴とする半導体装置。
In any one of Claim 1 thru | or 3,
The structure layer includes a region having the polycrystalline silicon, a region having amorphous silicon, and a region having a silicide formed of silicon and the metal element in the same layer.
請求項1乃至請求項9のいずれか一において、
前記金属元素は、Ni、Fe、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、及びAuのいずれか1つ又は複数であることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 9,
The semiconductor device is characterized in that the metal element is one or more of Ni, Fe, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au.
請求項1乃至請求項10のいずれか一において、
前記アンテナは前記電気回路の前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 10,
The semiconductor device, wherein the antenna is electrically connected to the semiconductor element of the electric circuit.
請求項1乃至請求項11のいずれか一において、
前記絶縁表面と対向する側に対向基板を有し、
前記微小構造体上の保護層は、前記対向基板の前記微小構造体が設けられていない領域に設けられていることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 11,
Having a counter substrate on the side facing the insulating surface;
The protective layer over the microstructure is provided in a region of the counter substrate where the microstructure is not provided.
請求項1乃至請求項12のいずれか一において、
前記微小構造体は、前記構造層と前記絶縁表面との間に第1の空間が設けられ、前記構造層と、前記構造層上に設けられた層との間に第2の空間が設けられ、
前記第1の空間と、前記第2の空間とは重なっていることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 to 12,
In the microstructure, a first space is provided between the structural layer and the insulating surface, and a second space is provided between the structural layer and a layer provided on the structural layer. ,
The semiconductor device, wherein the first space and the second space overlap.
請求項1乃至請求項13のいずれか一において、
前記多結晶シリコンは、上面から見て角の丸い多角形状にパターニングされていることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 13,
The semiconductor device, wherein the polycrystalline silicon is patterned into a polygonal shape with rounded corners when viewed from above.
請求項1乃至請求項23のいずれか一において、
前記多結晶シリコンは、断面がテーパー角を有するように形成されていることを特徴とする半導体装置。
24. In any one of claims 1 to 23,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the polycrystalline silicon is formed so that a cross section has a taper angle.
絶縁表面上の第1の領域のみに第1の犠牲層を形成し、
前記第1の領域の前記第1の犠牲層上、および第2の領域にシリコンを有する層を形成し、
前記シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、
前記結晶化されたシリコンを有する層をパターニングして、前記第1の領域に構造層、および第2の領域に半導体層を形成し、
前記構造層および前記半導体層上に、第1の絶縁層を形成し、
前記第1の絶縁層上に、第1の導電層を形成し、
前記第1の導電層をパターニングして、前記第2の領域にゲート電極を形成し、
前記第1の犠牲層をエッチングにより除去し、前記絶縁表面と前記構造層との間に空間を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a first sacrificial layer only in a first region on the insulating surface;
Forming a layer having silicon on the first sacrificial layer in the first region and in a second region;
The layer having silicon is thermally crystallized or laser crystallized using a metal element,
Patterning the crystallized silicon layer to form a structural layer in the first region and a semiconductor layer in the second region;
Forming a first insulating layer on the structural layer and the semiconductor layer;
Forming a first conductive layer on the first insulating layer;
Patterning the first conductive layer to form a gate electrode in the second region;
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first sacrificial layer is removed by etching to form a space between the insulating surface and the structural layer.
絶縁表面上の第1の領域のみに第1の犠牲層を形成し、
前記第1の領域の前記第1の犠牲層上、および第2の領域にシリコンを有する層を形成し、
前記シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、
前記結晶化したシリコンを有する層をパターニングして、前記第1の領域に構造層、および第2の領域に半導体層を形成し、
前記構造層および前記半導体層上に、第1の絶縁層を形成し、
前記第1の絶縁層上に、第1の導電層を形成し、
前記第1の導電層をパターニングして、前記第1の領域に第2の犠牲層、および前記第2の領域にゲート電極を形成し、
前記第2の犠牲層およびゲート電極上に、第2の絶縁層を形成し、
前記第2の領域において前記第2の絶縁層に、第1のコンタクトホールを形成し、
前記第1のコンタクトホールおよび前記第2の絶縁層上に第2の導電層を形成し、
前記第2の導電層をパターニングして、前記第1の領域の構造層と前記第2の領域の半導体層を電気的に接続する配線を形成し、
前記第2の絶縁層に、前記第1の犠牲層および前記第2の犠牲層の一部を露出する第2のコンタクトホールを形成し、
前記第2のコンタクトホールを介してエッチング剤を導入し、前記第1の犠牲層および前記第2の犠牲層をエッチングにより除去し、前記絶縁表面と前記構造層との間の第1の空間、および前記構造層と前記第2の絶縁層との間の第2の空間を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a first sacrificial layer only in a first region on the insulating surface;
Forming a layer having silicon on the first sacrificial layer in the first region and in a second region;
The layer having silicon is thermally crystallized or laser crystallized using a metal element,
Patterning the crystallized silicon layer to form a structural layer in the first region and a semiconductor layer in the second region;
Forming a first insulating layer on the structural layer and the semiconductor layer;
Forming a first conductive layer on the first insulating layer;
Patterning the first conductive layer to form a second sacrificial layer in the first region and a gate electrode in the second region;
Forming a second insulating layer on the second sacrificial layer and the gate electrode;
Forming a first contact hole in the second insulating layer in the second region;
Forming a second conductive layer on the first contact hole and the second insulating layer;
Patterning the second conductive layer to form a wiring electrically connecting the structural layer of the first region and the semiconductor layer of the second region;
Forming a second contact hole exposing the first sacrificial layer and a part of the second sacrificial layer in the second insulating layer;
An etchant is introduced through the second contact hole, the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are removed by etching, and a first space between the insulating surface and the structural layer; And forming a second space between the structural layer and the second insulating layer.
請求項16または請求項17において、
前記絶縁表面上に、前記構造層の可動を制御するための電圧が印加される第1の導電層を形成し、
前記第1の導電層上に、前記第1の犠牲層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In claim 16 or claim 17,
Forming a first conductive layer to which a voltage for controlling the movement of the structural layer is applied on the insulating surface;
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first sacrificial layer is formed over the first conductive layer.
絶縁表面上の第1の領域および第2の領域にシリコンを有する層を形成し、
前記シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、
前記結晶化したシリコンを有する層をパターニングして、前記第1の領域に下部層として、前記金属元素と前記シリコンとからなるシリサイドを形成し、および前記第2の領域に半導体層を形成し、
前記第1の領域において、前記下部層上に第3の犠牲層を形成し、
前記第1の領域および前記第2の領域において、前記下部層および前記半導体層上に第1の絶縁層を形成し、
前記第1の領域において、前記第3の犠牲層上に第1の導電層を形成し
前記第1の導電層をパターニングして、前記第1の領域に構造層、および前記第2の領域にゲート電極を形成し、
前記第3の犠牲層をエッチングにより除去し、前記下部層と前記構造層との間に第3の空間を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a layer having silicon in the first region and the second region on the insulating surface;
The layer having silicon is thermally crystallized or laser crystallized using a metal element,
Patterning the crystallized silicon layer to form a silicide composed of the metal element and silicon as a lower layer in the first region, and forming a semiconductor layer in the second region;
Forming a third sacrificial layer on the lower layer in the first region;
Forming a first insulating layer on the lower layer and the semiconductor layer in the first region and the second region;
In the first region, a first conductive layer is formed on the third sacrificial layer, the first conductive layer is patterned, and a structural layer is formed in the first region, and a second region is formed in the second region. Forming a gate electrode,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the third sacrificial layer is removed by etching to form a third space between the lower layer and the structural layer.
絶縁表面上の第1の領域および第2の領域にシリコンを有する層を形成し、
前記シリコンを有する層を、金属元素を用いて熱結晶化またはレーザ結晶化し、
前記結晶化したシリコンを有する層をパターニングして、前記第1の領域に下部層として、前記金属元素と前記シリコンとからなるシリサイドを形成し、および前記第2の領域に半導体層を形成し、
前記第1の領域および前記第2の領域において、前記下部層および前記半導体層上に第1の絶縁層を形成し、
前記第1の領域において、前記第1の絶縁層上に第3の犠牲層を形成し、
前記第1の領域および前記第2の領域において、前記絶縁層および前記第3の犠牲層上に第3の導電層と第4の導電層を積層して形成し、
前記第3の導電層および前記第4の導電層をパターニングすることで、前記第1の領域において構造層と第4の犠牲層を形成し、および前記第2の領域においてゲート電極を形成し、
前記第1の領域および前記第2の領域において、前記第4の犠牲層およびゲート電極上に第2の絶縁層を形成し、
前記第2の絶縁層に、第1のコンタクトホールを形成し、
前記第1の領域および前記第2の領域において、前記第2の絶縁層上および前記第1のコンタクトホールに第2の導電層を形成し、
前記第2の導電層をパターニングして、前記第1の領域の前記構造層と前記第2の領域の前記半導体層とを電気的に接続する配線を形成し、
前記第3の犠牲層および前記第4の犠牲層の一部が露出するよう、前記第2の絶縁層に第2のコンタクトホールを形成し、
前記第2のコンタクトホールを介してエッチング剤を導入し、前記第3の犠牲層および前記第4の犠牲層をエッチングにより除去し、前記構造層が接する第3の空間および第2の空間をそれぞれ形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a layer having silicon in the first region and the second region on the insulating surface;
The layer having silicon is thermally crystallized or laser crystallized using a metal element,
Patterning the crystallized silicon layer to form a silicide composed of the metal element and silicon as a lower layer in the first region, and forming a semiconductor layer in the second region;
Forming a first insulating layer on the lower layer and the semiconductor layer in the first region and the second region;
Forming a third sacrificial layer on the first insulating layer in the first region;
Forming a third conductive layer and a fourth conductive layer on the insulating layer and the third sacrificial layer in the first region and the second region,
Patterning the third conductive layer and the fourth conductive layer to form a structural layer and a fourth sacrificial layer in the first region, and forming a gate electrode in the second region;
Forming a second insulating layer on the fourth sacrificial layer and the gate electrode in the first region and the second region;
Forming a first contact hole in the second insulating layer;
Forming a second conductive layer on the second insulating layer and in the first contact hole in the first region and the second region;
Patterning the second conductive layer to form a wiring that electrically connects the structural layer in the first region and the semiconductor layer in the second region;
Forming a second contact hole in the second insulating layer so that a part of the third sacrificial layer and the fourth sacrificial layer are exposed;
An etching agent is introduced through the second contact hole, the third sacrificial layer and the fourth sacrificial layer are removed by etching, and the third space and the second space in contact with the structural layer are respectively formed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a semiconductor device.
請求項16乃至請求項20のいずれか一において、
前記シリコンを有する層は、多結晶シリコン、非晶質シリコン、および前記金属元素とシリコンとからなるシリサイドより選択される1つまたは複数を積層して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of Claims 16 to 20,
The layer having silicon is formed by stacking one or a plurality selected from polycrystalline silicon, amorphous silicon, and a silicide formed of the metal element and silicon. .
請求項16乃至請求項20のいずれか一において、
前記シリコンを有する層は、非晶質シリコン上に選択的に金属元素を添加し、前記金属元素を添加した領域にレーザを照射して結晶化して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of Claims 16 to 20,
The method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the layer containing silicon is formed by selectively adding a metal element over amorphous silicon and crystallizing the region to which the metal element is added by laser irradiation. .
請求項16乃至請求項20のいずれか一において、
前記シリコンを有する層は、
非晶質シリコン上部に金属元素を添加し結晶化して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of Claims 16 to 20,
The layer having silicon is
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a metal element is added and crystallized over amorphous silicon.
請求項16乃至請求項23のいずれか一において、
前記金属元素は、Ni、Fe、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、及びAuのいずれか1つ又は複数であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
24. Any one of claims 16 to 23.
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the metal element is one or more of Ni, Fe, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au.
請求項17において
前記第1の犠牲層および前記第2の犠牲層は、同一の材料を用いて形成し、
同一工程のエッチングにより除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In Claim 17, the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are formed using the same material,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is removed by etching in the same step.
請求項20において
前記第3の犠牲層および前記第4の犠牲層は、同一の材料を用いて形成し、
同時にエッチングにより除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In Claim 20, the third sacrificial layer and the fourth sacrificial layer are formed using the same material,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is removed by etching at the same time.
請求項16乃至請求項26のいずれか一において、
前記第1乃至前記第4の犠牲層のいずれかは、上面が角の丸い多角形状を有するように形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 16 to 26,
Any one of the first to fourth sacrificial layers is formed so that the upper surface has a polygonal shape with rounded corners.
請求項16乃至請求項26のいずれか一において、
前記第1乃至前記第4の犠牲層のいずれかは、断面がテーパーを有するように形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 16 to 26,
Any one of the first to fourth sacrificial layers is formed so as to have a tapered cross section.
請求項16乃至請求項28のいずれか一において、
前記構造層は、上面が角の丸い多角形状を有するように形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 16 to 28,
The method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the structural layer is formed so that the upper surface has a polygonal shape with rounded corners.
請求項16乃至請求項28のいずれか一において、
前記構造層は、断面がテーパーを有するように形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 16 to 28,
The method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the structural layer is formed to have a tapered cross section.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007001004A (en) * 2005-05-27 2007-01-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method of it
JP2007015080A (en) * 2005-07-08 2007-01-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Minute electromechanical type device and its manufacturing method
JP2007268704A (en) * 2006-03-10 2007-10-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Microstructure, semiconductor device, and production method of microstructure
JP2011005556A (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same
US8008737B2 (en) 2005-05-27 2011-08-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06123628A (en) * 1992-10-12 1994-05-06 Nippondenso Co Ltd Semiconductor dynamic sensor and production thereof
JPH08116070A (en) * 1994-10-12 1996-05-07 Nippondenso Co Ltd Manufacture of semiconductor sensor
JPH08227042A (en) * 1994-11-02 1996-09-03 Texas Instr Inc <Ti> Support structure for digital micromirror device and its manufacture
JPH08248441A (en) * 1995-03-09 1996-09-27 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JPH09246569A (en) * 1996-03-04 1997-09-19 Toyota Motor Corp Manufacture of silicon structure, silicon structure and acceleration sensor having silicon structure
JPH1022223A (en) * 1996-07-03 1998-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser annealing method for non-single crystal thin film and production of thin film semiconductor element
JP2000036599A (en) * 1998-07-16 2000-02-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device with semiconductor circuit consisting of semiconductor element, and manufacture thereof
JP2000090801A (en) * 1998-09-09 2000-03-31 Denso Corp Nonalithic microwave integrated circuit and its manufacture
US20040053584A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-18 Mickle Marlin H. Recharging method and apparatus
US20040085247A1 (en) * 2002-08-15 2004-05-06 Mickle Marlin H. Energy harvesting circuits and associated methods
JP2004214726A (en) * 2002-12-26 2004-07-29 Sony Corp Radio communication antenna and apparatus thereof
JP2004532546A (en) * 2001-03-19 2004-10-21 エイチアールエル ラボラトリーズ,エルエルシー Phased array antenna
JP2004314251A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Fuji Photo Film Co Ltd Thin-film beam and method of producing the same
JP2005125484A (en) * 2003-09-29 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Micro-electric machine system and its manufacturing method
JP2005153067A (en) * 2003-11-25 2005-06-16 Kyocera Corp Substrate for sealing of electronic part and manufacturing method of electronic device using it

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06123628A (en) * 1992-10-12 1994-05-06 Nippondenso Co Ltd Semiconductor dynamic sensor and production thereof
JPH08116070A (en) * 1994-10-12 1996-05-07 Nippondenso Co Ltd Manufacture of semiconductor sensor
JPH08227042A (en) * 1994-11-02 1996-09-03 Texas Instr Inc <Ti> Support structure for digital micromirror device and its manufacture
JPH08248441A (en) * 1995-03-09 1996-09-27 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JPH09246569A (en) * 1996-03-04 1997-09-19 Toyota Motor Corp Manufacture of silicon structure, silicon structure and acceleration sensor having silicon structure
JPH1022223A (en) * 1996-07-03 1998-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser annealing method for non-single crystal thin film and production of thin film semiconductor element
JP2000036599A (en) * 1998-07-16 2000-02-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device with semiconductor circuit consisting of semiconductor element, and manufacture thereof
JP2000090801A (en) * 1998-09-09 2000-03-31 Denso Corp Nonalithic microwave integrated circuit and its manufacture
JP2004532546A (en) * 2001-03-19 2004-10-21 エイチアールエル ラボラトリーズ,エルエルシー Phased array antenna
US20040085247A1 (en) * 2002-08-15 2004-05-06 Mickle Marlin H. Energy harvesting circuits and associated methods
US20040053584A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-18 Mickle Marlin H. Recharging method and apparatus
JP2004214726A (en) * 2002-12-26 2004-07-29 Sony Corp Radio communication antenna and apparatus thereof
JP2004314251A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Fuji Photo Film Co Ltd Thin-film beam and method of producing the same
JP2005125484A (en) * 2003-09-29 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Micro-electric machine system and its manufacturing method
JP2005153067A (en) * 2003-11-25 2005-06-16 Kyocera Corp Substrate for sealing of electronic part and manufacturing method of electronic device using it

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007001004A (en) * 2005-05-27 2007-01-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method of it
JP4519804B2 (en) * 2005-05-27 2010-08-04 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
US8008737B2 (en) 2005-05-27 2011-08-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US8455287B2 (en) 2005-05-27 2013-06-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device including microstructure
JP2007015080A (en) * 2005-07-08 2007-01-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Minute electromechanical type device and its manufacturing method
JP4762621B2 (en) * 2005-07-08 2011-08-31 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing micro electromechanical device
JP2007268704A (en) * 2006-03-10 2007-10-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Microstructure, semiconductor device, and production method of microstructure
JP2011005556A (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same

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