JP2008010849A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2008010849A
JP2008010849A JP2007141450A JP2007141450A JP2008010849A JP 2008010849 A JP2008010849 A JP 2008010849A JP 2007141450 A JP2007141450 A JP 2007141450A JP 2007141450 A JP2007141450 A JP 2007141450A JP 2008010849 A JP2008010849 A JP 2008010849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
semiconductor
impurity region
wiring
films
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007141450A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008010849A5 (en
Inventor
Tomoaki Atami
知昭 熱海
Hiroki Inoue
広樹 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2007141450A priority Critical patent/JP2008010849A/en
Publication of JP2008010849A publication Critical patent/JP2008010849A/en
Publication of JP2008010849A5 publication Critical patent/JP2008010849A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of achieving speed-up of signal processing and definitely retaining a given communication distance even in such a case that a semiconductor thin film formed on a substrate is employed and also to provide a method of manufacturing the semiconductor device. <P>SOLUTION: The semiconductor device has an analog circuit section provided with a capacitor section and a digital circuit section formed on a substrate. The capacitor section is provided with a plurality of blocks each including a plurality of capacitor elements, first wirings and second wirings. Further, each of the plurality of the capacitor elements provided in each block includes a semiconductor film having a first impurity region and a plurality of second impurity regions spaced apart from each other interposing the first impurity region in between and a conductive film formed on the first impurity region through the intermediary of an insulating film to have a capacitor formed of the first impurity region, the insulating film and the conductive film. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置及び当該半導体装置の作製方法に、特に薄膜トランジスタを用いた半導体装置の作製方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device using a thin film transistor.

近年、インターネットの普及で、IT(Information Technology)は全世界に浸透し、大変革をもたらしている。特に最近ではユビキタス情報社会と言われるように、いつでも、どこでも、ネットワークにアクセスできる環境が整ってきている。このような環境の中、個々の対象物にID(個体体識別番号)を与えることで、その対象物の履歴を明確にし、生産、管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。   In recent years, with the spread of the Internet, IT (Information Technology) has permeated the whole world and brought about a major change. In recent years, in particular, an environment where a network can be accessed anytime and anywhere has been prepared, as is called a ubiquitous information society. In such an environment, attention has been paid to an individual recognition technique in which an ID (individual identification number) is given to each individual object, thereby clarifying the history of the target object, which is useful for production, management, and the like.

その中でも現在、単結晶Si基板を用いて作製された超小型ICチップと、無線通信用のアンテナとを組み合わせた小型の半導体装置(RFID(Radio Frequency Identification)タグ、IDタグ、ICタグ、無線タグ、無線チップ、電子タグともよばれる)が脚光を浴びている。当該半導体装置は、無線通信装置(以下、「リーダ/ライタ」と記す)を用いることによって、無線でデータを書き込んだり、データを読み出すことができる。   Among them, a small semiconductor device (RFID (Radio Frequency Identification) tag, ID tag, IC tag, wireless tag) in which an ultra-small IC chip manufactured using a single crystal Si substrate and an antenna for wireless communication are combined. , Also called wireless chips and electronic tags). The semiconductor device can wirelessly write data or read data by using a wireless communication device (hereinafter referred to as “reader / writer”).

このような半導体装置の応用分野として、例えば、流通業界における商品管理が挙げられる。現在では、バーコードなどを利用した商品管理が主流であるが、バーコードは光学的に読み取るため、遮蔽物があるとデータを読み取れない。一方、上述した半導体装置では、無線でデータを読み取るため、遮蔽物があっても読み取れる。従って、商品管理の効率化、低コスト化等が可能なRFIDタグ等の半導体装置は、バーコードの代替技術として期待されており、また、当該半導体装置は、ICカード、ICタグ付きラベル、乗車券、航空旅客券、料金の自動精算など、広範な応用が期待されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   As an application field of such a semiconductor device, for example, merchandise management in the distribution industry can be cited. At present, merchandise management using bar codes and the like is the mainstream, but since bar codes are optically read, data cannot be read if there is a shield. On the other hand, since the above-described semiconductor device reads data wirelessly, it can be read even if there is a shielding object. Accordingly, a semiconductor device such as an RFID tag capable of improving the efficiency of product management and reducing the cost is expected as an alternative technology for barcodes, and the semiconductor device includes an IC card, a label with an IC tag, a ride A wide range of applications such as tickets, air passenger tickets, and automatic payment of fees are expected (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、様々な商品にRFIDタグ等の半導体装置を設けるにあたって、当該半導体装置を安価に提供することが望まれているが、単結晶Si基板を用いて半導体装置の製造を行う場合、単結晶Si基板は高価であるため低コスト化に限界がある。さらに、現在Si基板は様々な分野に用いられており、Si基板が大量に用いられることになると、Si基板の供給不足が懸念される。その結果、単結晶Si基板を用いた場合、ますます低コスト化が困難となる。   In addition, when providing a semiconductor device such as an RFID tag in various products, it is desired to provide the semiconductor device at a low cost. When a semiconductor device is manufactured using a single crystal Si substrate, single crystal Si is used. Since the substrate is expensive, there is a limit to cost reduction. Furthermore, the Si substrate is currently used in various fields, and if the Si substrate is used in large quantities, there is a concern that the supply of the Si substrate will be insufficient. As a result, when a single crystal Si substrate is used, cost reduction becomes more difficult.

一方で、半導体装置を安価に提供するため、ガラス基板やプラスチック基板上に形成した半導体薄膜を用いて半導体装置を形成する技術が研究されている。このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、例えば、1辺が1メートル以上の矩形状のものを用いれば、円形のシリコン基板と比較して、生産性の向上や、製造コストの低減が期待されている。   On the other hand, in order to provide a semiconductor device at low cost, a technique for forming a semiconductor device using a semiconductor thin film formed over a glass substrate or a plastic substrate has been studied. If such a substrate is used, the area and shape of the substrate are not greatly limited. For example, if a rectangular substrate having a side of 1 meter or more is used, productivity can be improved as compared with a circular silicon substrate. Reduction of manufacturing cost is expected.

また、半導体薄膜を用いて半導体装置を製造する場合、当該半導体装置の信号処理速度等を向上させるため、結晶性の半導体薄膜が利用されるが、基板上に形成された半導体薄膜の結晶状態や、当該半導体薄膜を用いて形成された回路のレイアウト等に、処理速度や通信距離等が依存するといった問題がある。今後、このような半導体装置は、低コスト化、処理速度の高速化及び通信距離の拡大がますます要求される。
特開2002−366917号公報 特開2002−123805号公報
In addition, when a semiconductor device is manufactured using a semiconductor thin film, a crystalline semiconductor thin film is used to improve the signal processing speed of the semiconductor device, but the crystalline state of the semiconductor thin film formed on the substrate There is a problem that the processing speed, the communication distance, and the like depend on the layout of a circuit formed using the semiconductor thin film. In the future, such semiconductor devices are increasingly required to reduce costs, increase processing speed, and increase communication distance.
JP 2002-366117 A JP 2002-123805 A

本発明は、基板上に形成された半導体薄膜を用いた場合であっても、信号処理の高速化を実現し、一定の通信距離の確保を可能とする半導体装置及び当該半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that can realize high speed signal processing and secure a certain communication distance even when a semiconductor thin film formed on a substrate is used. The issue is to provide.

本発明の半導体装置は、それぞれ複数の容量素子から構成される複数のブロックと、第1の配線と、第2の配線を具備する容量部を有し、複数の容量素子の各々は、第1の不純物領域と、第1の不純物領域を挟んで離間して設けられた第2の不純物領域とを有する半導体膜と、第1の不純物領域の上方に絶縁膜を介して設けられた導電膜とを有し、第1の不純物領域、絶縁膜及び導電膜により容量が形成され、導電膜は第1の配線と電気的に接続され、第2の不純物領域は第2の配線と電気的に接続され、複数の容量素子が互いに並列に接続されている。なお、ここでいうブロックとは、複数の容量素子がまとまって設けられた一群(かたまり)を指しており、より具体的には複数の容量素子の各々に含まれる半導体膜が複数まとまって設けられた一群(かたまり)を指している。   The semiconductor device of the present invention has a plurality of blocks each including a plurality of capacitors, a first wiring, and a capacitor having a second wiring, and each of the plurality of capacitors is a first capacitor. A semiconductor film having a first impurity region and a second impurity region spaced apart with the first impurity region interposed therebetween, and a conductive film provided above the first impurity region with an insulating film interposed therebetween A capacitor is formed by the first impurity region, the insulating film, and the conductive film, the conductive film is electrically connected to the first wiring, and the second impurity region is electrically connected to the second wiring. The plurality of capacitive elements are connected in parallel to each other. Note that the block here refers to a group of a plurality of capacitor elements, and more specifically, a plurality of semiconductor films included in each of the plurality of capacitor elements are provided. It points to a group.

また、本発明の半導体装置は、それぞれ複数の容量素子から構成される複数のブロックと、第1の配線と、第2の配線を具備する容量部を有し、複数の容量素子の各々は、第1の不純物領域と、第1の不純物領域を挟んで離間して設けられた第2の不純物領域とを有する半導体膜と、第1の不純物領域の上方に絶縁膜を介して設けられた導電膜とを有し、第1の不純物領域、絶縁膜及び導電膜により容量が形成され、複数の容量素子の各々に設けられた導電膜は、第1の配線を介して互いに電気的に接続され、複数の容量素子の各々に設けられた第2の不純物領域は、第2の配線を介して互いに電気的に接続されている。   The semiconductor device of the present invention includes a plurality of blocks each including a plurality of capacitors, a first wiring, and a capacitor having a second wiring, and each of the plurality of capacitors includes: A semiconductor film having a first impurity region and a second impurity region spaced apart with the first impurity region in between; and a conductive film provided above the first impurity region with an insulating film interposed therebetween A capacitor is formed by the first impurity region, the insulating film, and the conductive film, and the conductive film provided in each of the plurality of capacitor elements is electrically connected to each other through the first wiring. The second impurity regions provided in each of the plurality of capacitor elements are electrically connected to each other through the second wiring.

本発明の半導体装置は、上記構成において、第1の配線と第2の配線が同一面上に設けられていることを特徴としている。また、複数のブロックに設けられた複数の容量素子が互いに並列に接続されていることを特徴としている。また、第1の配線は、導電膜より抵抗が低い材料で設けられていることを特徴としている。   The semiconductor device of the present invention is characterized in that, in the above structure, the first wiring and the second wiring are provided on the same surface. In addition, a plurality of capacitor elements provided in a plurality of blocks are connected in parallel to each other. In addition, the first wiring is provided with a material whose resistance is lower than that of the conductive film.

本発明の半導体装置は、上記構成において、複数のブロックにおいて、異なるブロックにそれぞれ設けられた半導体膜同士の間隔が、20μm以上200μm以下であることを特徴とする半導体装置。   In the semiconductor device of the present invention having the above structure, the distance between semiconductor films provided in different blocks in a plurality of blocks is 20 μm or more and 200 μm or less.

本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に複数の半導体膜を有するブロックを複数形成し、複数の半導体膜に第1の不純物元素を導入して第1の不純物領域を形成し、複数の半導体膜を覆うように第1の絶縁膜を形成し、半導体膜の一部を覆うように第1の絶縁膜を介して複数の半導体膜上にそれぞれ導電膜を選択的に形成し、導電膜をマスクとして複数の半導体膜に第2の不純物元素を導入して、導電膜と重ならない領域に第2の不純物領域を形成し、複数の半導体膜及び導電膜を覆うように第2の絶縁膜を形成し、第2の絶縁膜上に、導電膜と電気的に接続する第1の配線及び第2の不純物領域と電気的に接続する第2の配線とを形成し、第1の配線は、複数の半導体膜の上方にそれぞれ形成された導電膜が互いに電気的に接続されるように設け、第2の配線は、複数の半導体膜にそれぞれ形成された第2の不純物領域が互いに電気的に接続されるように設ける。   According to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a plurality of blocks each having a plurality of semiconductor films are formed over a substrate, a first impurity region is formed by introducing a first impurity element into the plurality of semiconductor films, A first insulating film is formed so as to cover the semiconductor film, and a conductive film is selectively formed over each of the plurality of semiconductor films via the first insulating film so as to cover a part of the semiconductor film. Is used as a mask to introduce a second impurity element into the plurality of semiconductor films to form a second impurity region in a region that does not overlap with the conductive film, and to cover the plurality of semiconductor films and the conductive film. And a first wiring electrically connected to the conductive film and a second wiring electrically connected to the second impurity region are formed over the second insulating film, and the first wiring is The conductive films formed above the plurality of semiconductor films are electrically connected to each other. Provided cormorants second wiring provided as a second impurity region formed in a plurality of semiconductor films are electrically connected to each other.

また、本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に半導体膜を形成し、半導体膜にレーザー光を照射して結晶質半導体膜を形成し、結晶質半導体膜を選択的にエッチングして、複数の結晶質半導体膜を有するブロックを複数設け、複数の結晶質半導体膜に第1の不純物元素を導入して第1の不純物領域を形成し、複数の結晶質半導体膜を覆うように第1の絶縁膜を形成し、結晶質半導体膜の一部を覆うように第1の絶縁膜を介して複数の結晶質半導体膜上にそれぞれ導電膜を選択的に形成し、導電膜をマスクとして複数の結晶質半導体膜に第2の不純物元素を導入して、導電膜と重ならない領域に第2の不純物領域を形成し、複数の結晶質半導体膜及び導電膜を覆うように第2の絶縁膜を形成し、第2の絶縁膜上に、導電膜と電気的に接続する第1の配線及び第2の不純物領域と電気的に接続する第2の配線とを形成し、第1の配線は、複数の結晶質半導体膜の上方にそれぞれ形成された導電膜が互いに電気的に接続されるように設け、第2の配線は、複数の結晶質半導体膜にそれぞれ形成された第2の不純物領域が互いに電気的に接続されるように設ける。   Further, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a semiconductor film is formed over a substrate, the semiconductor film is irradiated with laser light to form a crystalline semiconductor film, and the crystalline semiconductor film is selectively etched, A plurality of blocks having a plurality of crystalline semiconductor films are provided, a first impurity region is formed by introducing a first impurity element into the plurality of crystalline semiconductor films, and the first impurity region is covered so as to cover the plurality of crystalline semiconductor films. The conductive film is selectively formed on the plurality of crystalline semiconductor films through the first insulating film so as to cover a part of the crystalline semiconductor film, and a plurality of conductive films are used as masks. A second impurity element is formed in a region that does not overlap with the conductive film by introducing a second impurity element into the crystalline semiconductor film, and the second insulating film covers the plurality of crystalline semiconductor films and the conductive film And electrically connected to the conductive film on the second insulating film A first wiring and a second wiring electrically connected to the second impurity region are formed, and the conductive film formed above each of the plurality of crystalline semiconductor films is electrically connected to the first wiring. The second wiring is provided so that the second impurity regions respectively formed in the plurality of crystalline semiconductor films are electrically connected to each other.

本発明の半導体装置の作製方法は、上記作製方法において、第1の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度を第2の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度より小さくすることを特徴としている。また、第1の配線を、導電膜より抵抗が低い材料で形成することを特徴としている。   A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is characterized in that, in the above manufacturing method, the concentration of the impurity element contained in the first impurity region is lower than the concentration of the impurity element contained in the second impurity region. In addition, the first wiring is formed using a material whose resistance is lower than that of the conductive film.

本発明の半導体装置の作製方法は、上記作製方法において、複数のブロックの各々に設けられた半導体膜同士の最短の間隔を20μm以上200μm以下に形成することを特徴としている。   A manufacturing method of a semiconductor device of the present invention is characterized in that, in the above manufacturing method, the shortest distance between semiconductor films provided in each of a plurality of blocks is 20 μm or more and 200 μm or less.

レーザー光の照射によって形成される大粒径結晶領域の半導体膜を用いて、回路や容量素子を形成することによって、信号処理の高速化を実現し、一定の通信距離の確保を可能とすることができる。   High-speed signal processing can be achieved and a certain communication distance can be secured by forming circuits and capacitive elements using a semiconductor film with a large grain crystal region formed by laser light irradiation. Can do.

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。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。   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, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in the structures of the present invention described below, the same reference numerals may be used in common 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関して、図面を参照して説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の半導体装置100は、アナログ回路部100aとデジタル回路部100bとを有しており、アナログ回路部100aとデジタル回路部100bは分割して配置されている(図1参照)。アナログ回路部100aは、復調回路101、変調回路102、整流回路103、定電圧回路104、容量部105、発振回路106、リセット回路107等を有している。デジタル回路部100bは、メモリ部、メモリ回路等を有している。   The semiconductor device 100 of the present invention includes an analog circuit unit 100a and a digital circuit unit 100b, and the analog circuit unit 100a and the digital circuit unit 100b are arranged separately (see FIG. 1). The analog circuit unit 100a includes a demodulation circuit 101, a modulation circuit 102, a rectifier circuit 103, a constant voltage circuit 104, a capacitor unit 105, an oscillation circuit 106, a reset circuit 107, and the like. The digital circuit unit 100b includes a memory unit, a memory circuit, and the like.

また、アナログ回路部100aやデジタル回路部100bに設けられる回路は、基板上に形成された半導体薄膜を用いて作製された薄膜トランジスタ等によって構成されている。また、容量部105には、基板上に形成された半導体薄膜を用いて作製された容量素子が複数設けられている。以下に、薄膜トランジスタと容量素子の断面構造の一例に関して図2を参照して説明する。   The circuits provided in the analog circuit portion 100a and the digital circuit portion 100b are configured by thin film transistors or the like manufactured using a semiconductor thin film formed over a substrate. The capacitor portion 105 is provided with a plurality of capacitor elements manufactured using a semiconductor thin film formed over a substrate. Hereinafter, an example of a cross-sectional structure of the thin film transistor and the capacitor is described with reference to FIGS.

図2(A)は、基板201上に薄膜トランジスタ210、220、容量素子230が設けられた例を示している。なお、ここでは、薄膜トランジスタ210がpチャネル型であり、薄膜トランジスタ220がnチャネル型とした場合に関して説明する。   FIG. 2A illustrates an example in which thin film transistors 210 and 220 and a capacitor 230 are provided over a substrate 201. Note that the case where the thin film transistor 210 is a p-channel type and the thin film transistor 220 is an n-channel type is described here.

薄膜トランジスタ210は、少なくとも基板201上に絶縁膜202を介して設けられた半導体膜211と、当該半導体膜211上に設けられたゲート絶縁膜として機能する絶縁膜203と、絶縁膜203上に設けられたゲート電極213とを有している。半導体膜211は、ゲート電極213の下方に設けられたチャネル形成領域211aと、当該チャネル形成領域211aを挟んで離間して設けられたソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域211bを有している。   The thin film transistor 210 is provided over at least the semiconductor film 211 provided over the substrate 201 with the insulating film 202 interposed therebetween, the insulating film 203 functioning as a gate insulating film provided over the semiconductor film 211, and the insulating film 203. Gate electrode 213. The semiconductor film 211 includes a channel formation region 211a provided below the gate electrode 213 and an impurity region 211b that functions as a source region or a drain region that is provided with the channel formation region 211a interposed therebetween. .

また、薄膜トランジスタ220も同様に、基板201上に絶縁膜202を介して設けられた半導体膜221と、当該半導体膜221上に設けられたゲート絶縁膜として機能する絶縁膜203と、絶縁膜203上に設けられたゲート電極223とを有している。半導体膜221は、ゲート電極223の下方に設けられたチャネル形成領域221aと、当該チャネル形成領域221aを挟んで離間して設けられたソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域221bを有している。   Similarly, the thin film transistor 220 includes a semiconductor film 221 provided over the substrate 201 with an insulating film 202 interposed therebetween, an insulating film 203 functioning as a gate insulating film provided over the semiconductor film 221, and the insulating film 203. The gate electrode 223 is provided. The semiconductor film 221 includes a channel formation region 221a provided below the gate electrode 223 and an impurity region 221b functioning as a source region or a drain region provided with the channel formation region 221a interposed therebetween. .

また、容量素子230は、少なくとも基板201上に絶縁膜202を介して設けられた半導体膜231と、当該半導体膜231上に設けられた絶縁膜203と、絶縁膜203上に設けられた導電膜233とを有しており、半導体膜231、絶縁膜203及び導電膜233により容量が形成される。半導体膜231は、導電膜233の下方に設けられた第1の不純物領域231aと、当該第1の不純物領域231aを挟んで離間して設けられた第2の不純物領域231bとを有している。ここでは、容量素子230において、半導体膜231と導電膜233は電極として機能する。   The capacitor 230 includes at least a semiconductor film 231 provided over the substrate 201 with the insulating film 202 interposed therebetween, an insulating film 203 provided over the semiconductor film 231, and a conductive film provided over the insulating film 203. A capacitor is formed by the semiconductor film 231, the insulating film 203, and the conductive film 233. The semiconductor film 231 includes a first impurity region 231a provided below the conductive film 233, and a second impurity region 231b provided so as to be separated from the first impurity region 231a. . Here, in the capacitor 230, the semiconductor film 231 and the conductive film 233 function as electrodes.

また、薄膜トランジスタ210、220、容量素子230を覆うように絶縁膜205が設けられており、当該絶縁膜205上に導電膜215a、215b、225a、225b、235a、235bが設けられている。具体的には、導電膜215a、215bは、薄膜トランジスタ210において離間して設けられたソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域211bとそれぞれ電気的に接続するように設けられている。また、導電膜225a、225bは、薄膜トランジスタ220において離間して設けられたソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域221bとそれぞれ電気的に接続するように設けられている。また、導電膜235a、235bは、容量素子230において離間して設けられた第2の不純物領域231bとそれぞれ電気的に接続するように設けられており、且つ導電膜235aと導電膜235bとが絶縁膜205上において電気的に接続されるように設けられている。   An insulating film 205 is provided so as to cover the thin film transistors 210 and 220 and the capacitor 230, and conductive films 215 a, 215 b, 225 a, 225 b, 235 a, and 235 b are provided over the insulating film 205. Specifically, the conductive films 215a and 215b are provided so as to be electrically connected to the impurity regions 211b functioning as source and drain regions which are provided apart from each other in the thin film transistor 210, respectively. In addition, the conductive films 225 a and 225 b are provided so as to be electrically connected to impurity regions 221 b that function as source and drain regions that are provided apart from each other in the thin film transistor 220. In addition, the conductive films 235a and 235b are provided so as to be electrically connected to the second impurity regions 231b that are provided apart from each other in the capacitor 230, and the conductive films 235a and 235b are insulated from each other. It is provided so as to be electrically connected on the film 205.

また、上述した構造において、薄膜トランジスタ210、220の一方又は両方にLDD領域を設けた構造としてもよい(図2(B))。例えば、nチャネル型の薄膜トランジスタ220において、ゲート電極223の側面に接して絶縁膜224(サイドウォールともいう)を形成し、当該絶縁膜224の下方にLDD領域として機能する不純物領域221cを設けた構造とすることもできる。この場合、薄膜トランジスタ210のゲート電極213の側面に接して絶縁膜214が形成され、容量素子230の導電膜233の側面に接して絶縁膜234が形成される。なお、ここでは、nチャネル型の薄膜トランジスタ220にLDD領域として機能する不純物領域221cを設けた例を示したが、もちろんpチャネル型の薄膜トランジスタ210にLDD領域を設けてもよい。   In the above structure, an LDD region may be provided in one or both of the thin film transistors 210 and 220 (FIG. 2B). For example, in an n-channel thin film transistor 220, an insulating film 224 (also referred to as a sidewall) is formed in contact with a side surface of the gate electrode 223, and an impurity region 221c functioning as an LDD region is provided below the insulating film 224. It can also be. In this case, the insulating film 214 is formed in contact with the side surface of the gate electrode 213 of the thin film transistor 210, and the insulating film 234 is formed in contact with the side surface of the conductive film 233 of the capacitor 230. Although an example in which the impurity region 221c functioning as the LDD region is provided in the n-channel thin film transistor 220 is shown here, the p-channel thin film transistor 210 may be provided with an LDD region.

また、本発明の半導体装置において、基板201上に形成された半導体膜211、221として結晶質半導体膜を用いる。結晶質半導体膜を用いた薄膜トランジスタは、非晶質半導体膜を用いた薄膜トランジスタと比較して電界効果移動度(モビリティ)が高く、動作速度を向上することができる。本実施の形態では、結晶質半導体膜を、例えば、基板上にアモルファスシリコン等の非晶質半導体膜を形成した後に、当該非晶質半導体膜にレーザー光の照射(レーザーアニール)を行い結晶化させることにより得ることができる。特に、基板として耐熱性があまり高くないガラス基板等を用いる場合には、当該基板の熱変形を避けるために半導体膜の結晶化にレーザーアニールを用いることが非常に有効となる。なお、ここでいうレーザーアニール法とは、半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層をアニールする技術や、基板上に形成された非晶質半導体膜を結晶化させる技術を指している。   In the semiconductor device of the present invention, crystalline semiconductor films are used as the semiconductor films 211 and 221 formed on the substrate 201. A thin film transistor using a crystalline semiconductor film has higher field-effect mobility (mobility) than a thin film transistor using an amorphous semiconductor film, and can improve operation speed. In this embodiment mode, a crystalline semiconductor film is crystallized by, for example, forming an amorphous semiconductor film such as amorphous silicon on a substrate and then irradiating the amorphous semiconductor film with laser light (laser annealing). Can be obtained. In particular, when a glass substrate or the like that does not have high heat resistance is used as the substrate, it is very effective to use laser annealing for crystallization of the semiconductor film in order to avoid thermal deformation of the substrate. The laser annealing method here refers to a technique for annealing a damaged layer or an amorphous layer formed in a semiconductor film, or a technique for crystallizing an amorphous semiconductor film formed on a substrate.

一般的に、基板上に形成された半導体膜にレーザー光を照射して当該半導体膜の結晶化を行う場合、結晶化に必要なエネルギーを得るためにレーザー光の形状を、例えば、長辺と短辺を有する線状(矩形状、楕円状等も含まれる)に整形し、当該線状のレーザー光を短辺方向に走査させることにより行われる。レーザー光が照射された半導体膜には、線状のレーザー光の走査方向に沿って伸長する結晶粒界を有する結晶粒(大粒径結晶粒)が形成される。一度の走査で得られる結晶性領域の幅は、線状に整形されたレーザー光の長辺の幅に概略等しい。そのため、基板全面に形成された半導体膜を全て結晶化するためには、線状のレーザー光の一度の走査により得られた結晶領域の幅ずつ、線状のレーザー光の走査する位置を長辺方向にずらしてレーザー光の照射を行う。   In general, when a semiconductor film formed on a substrate is irradiated with laser light to crystallize the semiconductor film, the shape of the laser light is set to, for example, a long side to obtain energy necessary for crystallization. It is carried out by shaping into a linear shape having a short side (including rectangular and elliptical shapes) and scanning the linear laser beam in the short side direction. Crystal grains (large-grain crystal grains) having crystal grain boundaries extending along the scanning direction of the linear laser light are formed in the semiconductor film irradiated with the laser light. The width of the crystalline region obtained by one scanning is approximately equal to the width of the long side of the laser beam shaped into a linear shape. Therefore, in order to crystallize the entire semiconductor film formed on the entire surface of the substrate, the position where the linear laser beam is scanned is set to the long side by the width of the crystal region obtained by one scanning of the linear laser beam. Irradiate laser light with the direction shifted.

一方、結晶領域の形成と同時に線状のレーザー光の長辺方向の両端において、エネルギーの減衰による結晶性不良領域が形成される場合がある。図6に、基板上に形成された半導体膜に線状のレーザー光を照射して結晶化させた後の半導体膜の表面の像を示す。図6から、レーザー光が照射された半導体膜において、結晶領域の両端部分にエネルギーの減衰により十分に結晶化されない領域(結晶化不良領域)が観察された。また、当該結晶化不良領域における半導体膜の表面には凹凸が生じていることが確認された。   On the other hand, at the same time as the formation of the crystal region, a poorly crystalline region due to energy attenuation may be formed at both ends of the linear laser beam in the long side direction. FIG. 6 shows an image of the surface of the semiconductor film after the semiconductor film formed on the substrate is crystallized by irradiation with a linear laser beam. From FIG. 6, in the semiconductor film irradiated with the laser light, regions (crystallization failure regions) that are not sufficiently crystallized due to energy attenuation were observed at both ends of the crystal region. Further, it was confirmed that the surface of the semiconductor film in the defective crystallization region was uneven.

このように、線状のレーザー光を複数回走査して半導体膜の結晶化を行う場合、レーザー光の走査方向において結晶領域が連続して形成されるが、走査方向と直交する方向において、半導体膜に形成される結晶領域と結晶領域の間に結晶性不良領域が生じる。結晶性不良領域においては半導体膜の表面に凹凸が生じ、平坦性が十分でないため、当該結晶性不良領域の半導体膜を用いて薄膜トランジスタや容量素子等を作製した場合には電気特性のばらつきや動作不良の原因となる。   As described above, when the semiconductor film is crystallized by scanning the linear laser beam a plurality of times, the crystal region is continuously formed in the scanning direction of the laser beam, but the semiconductor is formed in the direction orthogonal to the scanning direction. A poor crystallinity region is generated between the crystal regions formed in the film. In the poorly crystalline region, the surface of the semiconductor film is uneven, and the flatness is not sufficient. Therefore, when a thin film transistor, a capacitor element, or the like is manufactured using the semiconductor film in the poorly crystalline region, variation in electrical characteristics or operation It causes a defect.

従って、本実施の形態で示す半導体装置では、結晶性不良領域を避けた部分の半導体膜を用いて薄膜トランジスタや容量素子等を形成する。つまり、レーザーアニールにより得られた大粒径結晶粒が形成された領域の半導体膜を用いて、上述した回路を構成するトランジスタや容量部を構成する容量素子を形成できるように、回路や容量部のレイアウトを決定する。通常、レーザー光の走査方向や大粒径結晶粒が形成される領域の幅は決まっているため、その幅に対応して薄膜トランジスタを設けるように回路を配置する。具体的には、大粒径結晶粒が形成される領域の幅は、照射するレーザー光のエネルギーに依存するが、約200μm以上1500μm以下であるため、この範囲内に薄膜トランジスタ等に利用される半導体薄膜を設ける。一方、複数回レーザー光を走査して大粒径結晶粒が形成される領域を形成した場合、n回目のレーザー光の走査により形成される大粒径結晶粒が形成される領域とn+1回目のレーザー光の走査により得られる大粒径結晶粒が形成される領域の間に、幅が約3μm〜10μmの結晶性不良領域が形成されるため、当該結晶性不良領域を避けた部分に半導体薄膜を設ける。   Therefore, in the semiconductor device described in this embodiment, a thin film transistor, a capacitor, or the like is formed using a portion of the semiconductor film that avoids the poor crystallinity region. That is, a circuit or a capacitor portion is formed so that a transistor constituting a circuit or a capacitor element constituting a capacitor portion can be formed using a semiconductor film in a region where a large grain size crystal grain obtained by laser annealing is formed. Determine the layout. Usually, since the scanning direction of the laser light and the width of the region where the large grain crystal grains are formed are determined, the circuit is arranged so as to provide the thin film transistor corresponding to the width. Specifically, the width of the region where the large grain crystal grains are formed depends on the energy of the laser beam to be irradiated, but is about 200 μm or more and 1500 μm or less. A thin film is provided. On the other hand, in the case where the region where the large grain size crystal grains are formed is formed by scanning the laser beam a plurality of times, the region where the large grain size crystal grains are formed by the scan of the nth laser beam and the (n + 1) th time are formed. Since a crystallinity defect region having a width of about 3 μm to 10 μm is formed between regions where large grain crystals obtained by scanning with laser light are formed, a semiconductor thin film is formed in a portion avoiding the crystallinity defect region. Is provided.

また、半導体装置の小型化に伴い、容量部は限られた範囲内で多くの容量を形成できるように設ける必要がある。一方で、容量素子を構成する半導体膜も平坦性が必要とされるため、結晶性不良領域を避けた部分に設ける必要がある。容量素子を設ける場合には、電極間に設けられる絶縁膜を薄く形成することにより大きい容量を形成できるが、平坦性が悪い電極(例えば、半導体膜)上に薄い絶縁膜を形成した場合にはショートする恐れが非常に高くなる。   Further, as the semiconductor device is downsized, the capacitor portion needs to be provided so that a large amount of capacitor can be formed within a limited range. On the other hand, since the semiconductor film constituting the capacitor element also needs to be flat, it is necessary to provide it in a portion that avoids the poor crystallinity region. In the case of providing a capacitor element, a larger capacity can be formed by forming a thin insulating film provided between the electrodes. However, when a thin insulating film is formed on an electrode (for example, a semiconductor film) with poor flatness. The risk of a short circuit is very high.

従って、本実施の形態で示す半導体装置を構成する容量部において、容量素子に含まれる半導体膜を結晶性不良領域を避けて設ける。また、限られた範囲でより多くの容量を形成するために、引き回し配線等の半導体膜以外を結晶性不良領域に配置して、容量素子が大粒径結晶粒が形成される領域に高密度に配置されるように容量素子を複数のブロックに分割して設ける。ここでは、それぞれ複数の容量素子を含むブロックを複数設ける。なお、ブロックとは、複数の容量素子がまとまって設けられた一群(かたまり)を指している。   Therefore, in the capacitor portion included in the semiconductor device described in this embodiment, a semiconductor film included in the capacitor is provided so as to avoid a poor crystallinity region. In addition, in order to form a larger capacity within a limited range, other than the semiconductor film such as the lead wiring is arranged in the poorly crystalline region, and the capacitor element has a high density in the region where the large grain crystal grains are formed. The capacitive element is divided into a plurality of blocks and is provided. Here, a plurality of blocks each including a plurality of capacitor elements are provided. The block refers to a group (a group) in which a plurality of capacitive elements are provided together.

次に、本発明の容量部の一例に関して図面を参照して説明する。なお、図5(A)は図4におけるA−B間の断面図を示し、図5(B)は図4におけるC−D間の断面図を示している。   Next, an example of the capacitor portion of the present invention will be described with reference to the drawings. 5A shows a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 4, and FIG. 5B shows a cross-sectional view taken along a line C-D in FIG.

本実施の形態で示す容量部は、第1の配線301と、第2の配線302と、複数設けられた容量素子303とを有している。また、複数設けられた容量素子303は、複数のブロック300a〜300iに分割して設けられている。つまり、ブロック300a〜300i毎に容量素子303が複数形成されている(図3参照)。ここでは、各ブロックにおいて、複数の半導体膜を島状に形成して容量素子を複数設けている。これは、容量素子において半導体膜の面積を大きくした場合、半導体膜の抵抗が高い場合には、半導体の面積の分だけ十分な容量を形成できないためである。   The capacitor portion described in this embodiment includes a first wiring 301, a second wiring 302, and a plurality of capacitor elements 303. The plurality of capacitive elements 303 are divided into a plurality of blocks 300a to 300i. That is, a plurality of capacitive elements 303 are formed for each of the blocks 300a to 300i (see FIG. 3). Here, in each block, a plurality of capacitor elements are provided by forming a plurality of semiconductor films in an island shape. This is because when the area of the semiconductor film is increased in the capacitor, if the resistance of the semiconductor film is high, a sufficient capacity cannot be formed for the area of the semiconductor.

ブロック毎に複数設けられた容量素子303は、第1の不純物領域231aと当該第1の不純物領域231aを挟んで互いに離間して設けられた第2の不純物領域231bとを具備する半導体膜231と、半導体膜231の上方に絶縁膜203を介して設けられた導電膜233とを少なくとも有している。また、当該容量素子303は、半導体膜231、絶縁膜203及び導電膜233により容量が形成される(図4、図5参照)。   A plurality of capacitor elements 303 provided for each block includes a semiconductor film 231 including a first impurity region 231a and a second impurity region 231b provided to be spaced apart from each other with the first impurity region 231a interposed therebetween. And at least a conductive film 233 provided over the semiconductor film 231 with an insulating film 203 interposed therebetween. In the capacitor 303, a capacitor is formed by the semiconductor film 231, the insulating film 203, and the conductive film 233 (see FIGS. 4 and 5).

容量素子303における導電膜233は、第1の配線301と電気的に接続されており、半導体膜231の第2の不純物領域231bは第2の配線302と電気的に接続されている。また、複数の容量素子の各々に設けられた導電膜233は互いに電気的に接続されており、ここでは、第1の配線301を介して互いに電気的に接続されている。つまり、複数の容量素子の各々の導電膜233は独立して設けられており、第1の配線を介して互いに電気的に接続されている。また、複数の容量素子の各々に設けられた複数の第2の不純物領域231bは、第2の配線302を介して互いに電気的に接続されている。これら複数の容量素子は、互いに並列に接続するように設けられている。   The conductive film 233 in the capacitor 303 is electrically connected to the first wiring 301, and the second impurity region 231 b of the semiconductor film 231 is electrically connected to the second wiring 302. In addition, the conductive films 233 provided in each of the plurality of capacitor elements are electrically connected to each other. Here, the conductive films 233 are electrically connected to each other through the first wiring 301. That is, the conductive films 233 of the plurality of capacitor elements are provided independently and are electrically connected to each other through the first wiring. In addition, the plurality of second impurity regions 231 b provided in each of the plurality of capacitor elements are electrically connected to each other through the second wiring 302. The plurality of capacitive elements are provided so as to be connected in parallel to each other.

また、本実施の形態で示す容量部は、一つのブロック内において互いに隣接する容量素子にそれぞれ設けられた半導体膜同士の間隔rと、隣接する異なるブロックに設けられた容量素子に設けられた半導体膜同士の最短の間隔rが、r<rを満たすように設けられている。なお、ここでは隣接するブロック同士の間隔は、それぞれのブロックに含まれる半導体膜同士の最短距離をいう。 Further, the capacitor portion described in this embodiment is provided in an interval r 1 between semiconductor films provided in adjacent capacitor elements in one block and in a capacitor element provided in a different adjacent block. The shortest distance r 2 between the semiconductor films is provided so as to satisfy r 1 <r 2 . Here, the interval between adjacent blocks refers to the shortest distance between semiconductor films included in each block.

なお、ここでいう半導体膜同士の間隔は、レーザー光の走査方向と直交する方向における半導体膜同士の間隔を指す。大粒径結晶粒が形成される領域間に形成される結晶性不良領域が、レーザー光の走査方向に沿って形成されるためである。従って、本実施の形態では、間隔rは、レーザー光の照射によって形成される結晶性不良領域の幅より大きくなるようにすることが好ましい。結晶性不良領域における半導体膜の表面は平坦性が十分でなく、結晶性不良領域の半導体膜を用いて容量素子を形成した場合にはショート等の恐れがあるためである。また、間隔rを20μm以上200μm以下、好ましくは50μm以上100μm以下とすることが好ましい。なぜなら、結晶性不良領域は、幅約3μm〜10μmで形成されるため、間隔rはプロセス上のマージンを考慮して結晶性不良領域の幅より少し大きく設けることが好ましく、且つ間隔rを広くとりすぎた場合は容量素子を設けるための面積が減少し、十分な容量を確保できなくなるからである。 Note that the interval between the semiconductor films here refers to the interval between the semiconductor films in a direction orthogonal to the scanning direction of the laser light. This is because the poorly crystalline region formed between the regions where the large grain crystal grains are formed is formed along the scanning direction of the laser light. Therefore, in the present embodiment, it is preferable that the interval r 2 be larger than the width of the poorly crystalline region formed by laser light irradiation. This is because the surface of the semiconductor film in the poorly crystalline region is not sufficiently flat, and a short circuit or the like may occur when a capacitor element is formed using the semiconductor film in the poorly crystalline region. Further, 20 [mu] m or more 200μm or less apart r 2, preferably it is preferred to 50μm or 100μm or less. This is because, poorly crystalline region, since it is formed at a width of about 3Myuemu~10myuemu, it is preferable to provide slightly greater than the width of the interval r 2 are poorly crystalline region in consideration of the margin in the process, and the distance r 2 This is because if the area is too large, the area for providing the capacitor element decreases, and sufficient capacity cannot be secured.

また、ここでは、配線抵抗等を考慮してレーザー光の走査方向においても容量素子をブロック毎に分割して設け、当該ブロック間に引き回し配線等を設けている。しかし、配線抵抗等の影響がほとんどない場合には、レーザー光の走査方向においては大粒径結晶粒が形成される領域が連続して形成されているためブロック毎に分割して設けない構成とすることも可能である。   Here, in consideration of the wiring resistance and the like, the capacitive element is also provided in each block in the scanning direction of the laser beam, and a lead wiring or the like is provided between the blocks. However, in the case where there is almost no influence of wiring resistance or the like, in the scanning direction of the laser light, a region where large grain crystals are formed is continuously formed, and therefore, a configuration that is not provided separately for each block It is also possible to do.

また、容量素子303は、作製工程の簡略化を図るため、回路を構成する他の薄膜トランジスタと同一の工程で設けることが好ましい。例えば、容量素子303の絶縁膜203としては、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を用いることが好ましい。特に、ゲート絶縁膜を薄く形成する場合には、容量素子303の容量を大きくとることが可能となる。   The capacitor 303 is preferably provided in the same process as other thin film transistors included in the circuit in order to simplify the manufacturing process. For example, as the insulating film 203 of the capacitor 303, a gate insulating film of a thin film transistor is preferably used. In particular, when the gate insulating film is formed thin, the capacitance of the capacitor 303 can be increased.

また、半導体膜231の第2の不純物領域231bは薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域と同時に高濃度の不純物元素を導入することにより形成することが好ましい。半導体膜231の第1の不純物領域231aは、第2の不純物領域231bと同様に高濃度の不純物元素を導入して設けてもよいが、高濃度の不純物元素を導入する際に絶縁膜203がダメージを受ける恐れがある。そのため、第2の不純物領域に導入する不純物元素より低濃度の不純物元素を導入することにより形成することが好ましい。つまり、本実施の形態では、第1の不純物領域231aに含まれる不純物元素の濃度は第2の不純物領域231bに含まれる不純物元素の濃度より小さくなるように設ける。本実施の形態では、複数の容量素子を並列に設けることや、膜厚が薄い絶縁膜203を利用することを考慮すると、第1の不純物領域231aの形成の際に、絶縁膜203に加わるダメージを低減することは非常に有効となる。   The second impurity region 231b of the semiconductor film 231 is preferably formed by introducing a high-concentration impurity element simultaneously with the impurity region functioning as a source region or a drain region of the thin film transistor. The first impurity region 231a of the semiconductor film 231 may be provided by introducing a high-concentration impurity element similarly to the second impurity region 231b. However, when the high-concentration impurity element is introduced, the insulating film 203 is formed. Risk of damage. Therefore, the impurity element is preferably formed by introducing an impurity element having a lower concentration than the impurity element introduced into the second impurity region. In other words, in this embodiment, the concentration of the impurity element contained in the first impurity region 231a is set lower than the concentration of the impurity element contained in the second impurity region 231b. In this embodiment, considering the provision of a plurality of capacitor elements in parallel and the use of the thin insulating film 203, damage applied to the insulating film 203 when the first impurity region 231a is formed. It is very effective to reduce this.

また、本実施の形態では、ブロック300a〜300i毎に設けられた複数の容量素子303を並列に接続する。このように、複数の容量素子を並列に接続することにより大きい容量を形成することができる。なお、このように複数の容量素子を並列に接続した場合、信頼性が懸念されるが、本実施の形態では、容量素子303の半導体膜231を凹凸が生じる結晶性不良領域を避けて平坦性が高い大粒径結晶領域に設け、さらに半導体膜231に第1の不純物領域231aを形成する際に、第2の不純物領域に添加する不純物元素より低濃度の不純物元素を導入して絶縁膜203に加わるダメージを最小限に抑えることにより信頼性を向上させている。   In this embodiment, a plurality of capacitive elements 303 provided for each of the blocks 300a to 300i are connected in parallel. Thus, a larger capacity can be formed by connecting a plurality of capacitive elements in parallel. Note that in the case where a plurality of capacitor elements are connected in parallel as described above, there is a concern about reliability. However, in this embodiment mode, the semiconductor film 231 of the capacitor element 303 has flatness by avoiding a crystallinity defect region where unevenness occurs. When the first impurity region 231a is formed in the semiconductor film 231, the insulating film 203 is introduced with an impurity element having a concentration lower than that of the impurity element added to the second impurity region. Reliability is improved by minimizing the damage to the machine.

また、容量素子303の導電膜233は、回路を構成する他の薄膜トランジスタのゲート電極と同時に形成することにより作製工程の簡略化を図ることができる、好ましい。また、この場合、複数の容量素子303において、隣接する容量素子の導電膜233を共通に設けてもよいが、上述したように、導電膜233より抵抗が小さい材料を用いて、形成した第1の配線301を介して複数の容量素子の各々に設けられた導電膜233を接続することによって配線抵抗を小さくし、消費電力を低減することができる。   The conductive film 233 of the capacitor 303 is preferably formed at the same time as the gate electrode of another thin film transistor included in the circuit, so that the manufacturing process can be simplified. In this case, the conductive films 233 of the adjacent capacitive elements may be provided in common in the plurality of capacitive elements 303, but as described above, the first formed using a material having lower resistance than the conductive film 233. By connecting the conductive film 233 provided to each of the plurality of capacitors through the wiring 301, the wiring resistance can be reduced and the power consumption can be reduced.

また、本実施の形態で示した半導体装置において、分割して設けられたアナログ回路とデジタル回路を囲むように配線を設けた構造とすることができる。このように、配線をアナログ回路とデジタル回路を囲むように設けることによって、半導体装置の回路における配線抵抗を小さくし、ノイズの影響を抑制することができる。また、ここでは、デジタル回路部100bの周りを囲むように高電源電位(VDD)を供給する配線150aと低電源電位(VSS)を供給する配線150bを設ける(図11参照)。一方、アナログ回路部100aの周りには低電源電位(VSS)を供給する配線150aを設け、接地配線として機能しうる配線150bはアナログ回路部100aを囲むようには設けない構成とする。なお、低電源電位(以下、VSS)はGNDとすることができる。   The semiconductor device described in this embodiment can have a structure in which wirings are provided so as to surround an analog circuit and a digital circuit which are separately provided. Thus, by providing the wiring so as to surround the analog circuit and the digital circuit, the wiring resistance in the circuit of the semiconductor device can be reduced and the influence of noise can be suppressed. Here, a wiring 150a for supplying a high power supply potential (VDD) and a wiring 150b for supplying a low power supply potential (VSS) are provided so as to surround the digital circuit portion 100b (see FIG. 11). On the other hand, a wiring 150a that supplies a low power supply potential (VSS) is provided around the analog circuit portion 100a, and a wiring 150b that can function as a ground wiring is not provided so as to surround the analog circuit portion 100a. Note that the low power supply potential (hereinafter, VSS) can be GND.

また、アンテナを介して受信した高周波信号が配線を伝わって回路に入力される場合、配線が長くなったり曲がったりすることによって、信号の反射や空間への漏洩が発生し、高周波信号の損失が大きくなる。従って、本実施の形態で示す半導体装置では、高周波信号が伝わる配線の長さを短くし直線となるように、高周波信号を受信する整流回路103をアンテナ接続部分160の近傍に配置する。このように、設けることによって、配線を伝わる際に損失する高周波信号を低減することが可能となる。   In addition, when a high-frequency signal received via an antenna is input to a circuit through a wiring, the wiring becomes longer or bent, causing reflection of the signal or leakage into the space, resulting in loss of the high-frequency signal. growing. Therefore, in the semiconductor device described in this embodiment, the rectifier circuit 103 that receives a high-frequency signal is arranged in the vicinity of the antenna connection portion 160 so that the length of the wiring through which the high-frequency signal is transmitted is shortened to be a straight line. Thus, by providing, it becomes possible to reduce the high frequency signal lost when propagating through the wiring.

このように、レーザー光の照射によって形成される大粒径結晶領域の半導体膜を用いて、回路や容量素子を形成することによって、移動度の高い薄膜トランジスタを作製でき、高い信頼性を有し且つ大容量の容量素子を得ることができるため、信号処理の高速化を実現し、一定の通信距離の確保を可能とすることができる。   In this manner, a thin film transistor with high mobility can be manufactured by forming a circuit or a capacitor using a semiconductor film of a large grain crystal region formed by laser light irradiation, and has high reliability. Since a large-capacity capacitive element can be obtained, high-speed signal processing can be realized and a certain communication distance can be ensured.

なお、本実施の形態は、本明細書の他の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 any of the other embodiments in this specification.

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法の一例に関して図面を参照して説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to drawings.

まず、基板401上に絶縁膜402を介して、半導体膜403を形成する。次に、当該半導体膜403にレーザー光を照射することによって、半導体膜403に結晶性領域403a(大粒径結晶粒が形成される領域)を形成する(図7(A))。なお、結晶性領域403aの端部には、結晶性不良領域が403bが形成される。   First, the semiconductor film 403 is formed over the substrate 401 with the insulating film 402 interposed therebetween. Next, the semiconductor film 403 is irradiated with laser light, so that a crystalline region 403a (a region where a large grain size crystal grain is formed) is formed in the semiconductor film 403 (FIG. 7A). Note that a poorly crystalline region 403b is formed at the end of the crystalline region 403a.

基板401は、ガラス基板、石英基板、金属基板(例えば、ステンレス基板など)、セラミック基板、Si基板等の半導体基板から選択されるものである。他にもプラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、アクリルなどの基板を選択することもできる。   The substrate 401 is selected from a glass substrate, a quartz substrate, a metal substrate (for example, a stainless steel substrate), a semiconductor substrate such as a ceramic substrate, and a Si substrate. In addition, a substrate such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), or acrylic can be selected as the plastic substrate.

絶縁膜402は、CVD法やスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化シリコン(SiNxOy)(x>y>0)等の絶縁材料を用いて形成する。例えば、絶縁膜402を2層構造とする場合、第1層目の絶縁膜として窒化酸化シリコン膜を形成し、第2層目の絶縁膜として酸化窒化シリコン膜を形成するとよい。また、第1層目の絶縁膜として窒化シリコン膜を形成し、第2層目の絶縁膜として酸化シリコン膜を形成してもよい。このように、ブロッキング層として機能する絶縁膜402を形成することによって、基板401からNaなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、この上に形成する素子に悪影響を与えることを防ぐことができる。なお、基板401として石英を用いるような場合には絶縁膜402を省略してもよい。   The insulating film 402 is formed using silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y> 0), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y> 0), or the like using a CVD method, a sputtering method, or the like. It is formed using an insulating material. For example, in the case where the insulating film 402 has a two-layer structure, a silicon nitride oxide film may be formed as the first insulating film and a silicon oxynitride film may be formed as the second insulating film. Alternatively, a silicon nitride film may be formed as the first insulating film, and a silicon oxide film may be formed as the second insulating film. In this manner, by forming the insulating film 402 functioning as a blocking layer, alkali metal such as Na or alkaline earth metal from the substrate 401 can be prevented from adversely affecting the element formed thereon. Note that the insulating film 402 may be omitted when quartz is used for the substrate 401.

半導体膜403は、CVD法等により、シリコン等の非晶質半導体膜を用いて形成する。   The semiconductor film 403 is formed using an amorphous semiconductor film such as silicon by a CVD method or the like.

レーザー光の照射によって結晶化を行う場合には、レーザー光の光源としてLD励起の連続発振(CW)レーザー(YVO、第2高調波(波長532nm))を用いることができる。特に第2高調波に限定する必要はないが、第2高調波はエネルギー効率の点で、さらに高次の高調波より優れている。CWレーザーを半導体膜に照射すると、連続的に半導体膜にエネルギーが与えられるため、一旦半導体膜を溶融状態にすると、溶融状態を継続させることができる。さらに、CWレーザーを走査することによって半導体膜の固液界面を移動させ、この移動の方向に沿って一方向に長い結晶粒を形成することができる。また、固体レーザーを用いるのは、気体レーザー等と比較して、出力の安定性が高く、安定した処理が見込まれるためである。なお、CWレーザーに限らず、繰り返し周波数が10MHz以上のパルスレーザを用いることも可能である。繰り返し周波数が高いパルスレーザを用いると、半導体膜が溶融してから固化するまでの時間よりもレーザーのパルス間隔が短ければ、常に半導体膜を溶融状態にとどめることができ、固液界面の移動により一方向に長い結晶粒で構成される半導体膜を形成することができる。その他のCWレーザー及び繰り返し周波数が10MHz以上のパルスレーザを使用することもできる。例えば、気体レーザーとしては、Arレーザー、Krレーザー、COレーザー等がある。固体レーザーとして、YAGレーザー、YLFレーザー、YAlOレーザー、GdVOレーザー、KGWレーザー、KYWレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ti:サファイアレーザー、Yレーザー、YVOレーザー等がある。また、YAGレーザー、Yレーザー、GdVOレーザー、YVOレーザーなどはセラミックスレーザとも呼ばれる。金属蒸気レーザーとしてはヘリウムカドミウムレーザ等が挙げられる。また、レーザー発振器において、レーザー光をTEM00(シングル横モード)で発振して射出すると、被照射面において得られる線状のビームスポットのエネルギー均一性を上げることができるので好ましい。その他にも、パルス発振のエキシマレーザーを用いても良い。 When crystallization is performed by laser light irradiation, an LD-excited continuous wave (CW) laser (YVO 4 , second harmonic (wavelength 532 nm)) can be used as a laser light source. The second harmonic is not particularly limited to the second harmonic, but the second harmonic is superior to higher harmonics in terms of energy efficiency. When the semiconductor film is irradiated with the CW laser, energy is continuously given to the semiconductor film. Therefore, once the semiconductor film is in a molten state, the molten state can be continued. Furthermore, the solid-liquid interface of the semiconductor film can be moved by scanning with a CW laser, and crystal grains that are long in one direction can be formed along the direction of this movement. The solid laser is used because the output stability is higher than that of a gas laser or the like, and stable processing is expected. Note that not only the CW laser but also a pulse laser having a repetition frequency of 10 MHz or more can be used. If a pulse laser with a high repetition frequency is used, the semiconductor film can always remain in a molten state if the laser pulse interval is shorter than the time from when the semiconductor film melts until it solidifies. A semiconductor film including crystal grains that are long in one direction can be formed. Other CW lasers and pulse lasers with a repetition frequency of 10 MHz or more can also be used. For example, examples of the gas laser include an Ar laser, a Kr laser, and a CO 2 laser. Examples of the solid-state laser include a YAG laser, a YLF laser, a YAlO 3 laser, a GdVO 4 laser, a KGW laser, a KYW laser, an alexandrite laser, a Ti: sapphire laser, a Y 2 O 3 laser, and a YVO 4 laser. A YAG laser, a Y 2 O 3 laser, a GdVO 4 laser, a YVO 4 laser, or the like is also called a ceramic laser. Examples of the metal vapor laser include a helium cadmium laser. In addition, it is preferable to emit laser light in TEM 00 (single transverse mode) in a laser oscillator because energy uniformity of a linear beam spot obtained on the irradiated surface can be improved. In addition, a pulsed excimer laser may be used.

なお、半導体膜403にしきい値電圧等を制御するため、あらかじめ低濃度の不純物元素を導入しておいてもよい。この場合は、半導体膜403において、後にチャネル形成領域となる領域にも不純物元素が導入されることとなる。不純物元素としては、n型を付与する不純物元素又はp型を付与する不純物元素を用いることができる。n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。p型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)等を用いることができる。例えば、不純物元素として、ボロン(B)を5×1015〜5×1017/cmの濃度で含まれるように半導体膜403の全面にあらかじめ導入する。 Note that a low concentration impurity element may be introduced into the semiconductor film 403 in advance in order to control a threshold voltage or the like. In this case, the impurity element is also introduced into a region which later becomes a channel formation region in the semiconductor film 403. As the impurity element, an impurity element imparting n-type conductivity or an impurity element imparting p-type conductivity can be used. As the impurity element exhibiting n-type, phosphorus (P), arsenic (As), or the like can be used. As the p-type impurity element, boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or the like can be used. For example, boron (B) as an impurity element is introduced in advance over the entire surface of the semiconductor film 403 so as to be contained at a concentration of 5 × 10 15 to 5 × 10 17 / cm 3 .

次に、半導体膜403を選択的にエッチングすることによって、島状の半導体膜404a〜404d、405a〜405dを形成する(図7(B))。ここでは、半導体膜403における結晶性不良領域403bを選択的に除去し、結晶性領域403aが設けられた半導体膜403を利用して島状の半導体膜を設ける。なお、半導体膜404a〜404dは後に形成される薄膜トランジスタを構成し、半導体膜405a〜405dは後に形成される容量素子を構成する。また、半導体膜404a、404bと、半導体膜404c、404dとの間、又は、半導体膜405a、405bと、半導体膜405c、405dとの間は、結晶性不良領域の分だけ間隔が生じることとなる。   Next, the semiconductor film 403 is selectively etched, so that island-shaped semiconductor films 404a to 404d and 405a to 405d are formed (FIG. 7B). Here, the crystalline defect region 403b in the semiconductor film 403 is selectively removed, and an island-shaped semiconductor film is provided using the semiconductor film 403 provided with the crystalline region 403a. Note that the semiconductor films 404a to 404d constitute a thin film transistor to be formed later, and the semiconductor films 405a to 405d constitute a capacitor element to be formed later. In addition, a gap is generated between the semiconductor films 404a and 404b and the semiconductor films 404c and 404d or between the semiconductor films 405a and 405b and the semiconductor films 405c and 405d by the amount of the poor crystallinity region. .

次に、島状の半導体膜404a〜404d、半導体膜405a〜405dを覆うように絶縁膜406を形成した後、半導体膜405a〜405dに選択的に不純物元素を導入して不純物領域407を形成する(図7(C))。半導体膜404a〜404dの上方に形成された絶縁膜406は薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜として機能し、半導体膜405a〜405dの上方の絶縁膜406は容量素子の誘電体層として機能する。   Next, after an insulating film 406 is formed so as to cover the island-shaped semiconductor films 404a to 404d and the semiconductor films 405a to 405d, an impurity element is selectively introduced into the semiconductor films 405a to 405d to form an impurity region 407. (FIG. 7C). The insulating film 406 formed above the semiconductor films 404a to 404d functions as a gate insulating film in the thin film transistor, and the insulating film 406 above the semiconductor films 405a to 405d functions as a dielectric layer of the capacitor.

不純物元素としては、n型を付与する不純物元素又はp型を付与する不純物元素を用いることができる。n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。p型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)等を用いることができる。   As the impurity element, an impurity element imparting n-type conductivity or an impurity element imparting p-type conductivity can be used. As the impurity element exhibiting n-type, phosphorus (P), arsenic (As), or the like can be used. As the p-type impurity element, boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or the like can be used.

また、半導体膜405a〜405dは容量素子において電極として機能する。そのため、不純物元素を導入することにより半導体膜405a〜405dの導電率を増加することが好ましいが、高濃度の不純物元素を導入した場合に絶縁膜406がダメージを受ける。その結果、容量素子がショートする恐れがある。そのため、不純物元素を導入する場合には絶縁膜406にダメージを与えない条件で行うことが好ましく、例えば、半導体膜405a〜405dにリン(P)を導入することによりn型を示す不純物領域407を形成する。   The semiconductor films 405a to 405d function as electrodes in the capacitor. Therefore, it is preferable to increase the conductivity of the semiconductor films 405a to 405d by introducing an impurity element, but the insulating film 406 is damaged when a high concentration of impurity element is introduced. As a result, the capacitive element may be short-circuited. Therefore, the impurity element is preferably introduced under conditions that do not damage the insulating film 406. For example, by introducing phosphorus (P) into the semiconductor films 405a to 405d, an impurity region 407 that exhibits n-type conductivity is formed. Form.

次に、半導体膜404a〜404d、半導体膜405a〜405dの上方に絶縁膜406を介して導電膜408a〜408d、導電膜409a〜409dを選択的に形成する。ここでは、半導体膜404a〜404dの上方に導電膜408a〜408dをそれぞれ形成し、半導体膜405a〜405dの上方に導電膜409a〜409dをそれぞれ形成している。その後、導電膜408a〜408dをマスクとして半導体膜404a〜404dに不純物元素を導入して不純物領域410を形成する。続けて、半導体膜404b、404d、半導体膜405a〜405dを選択的にレジストで覆い、半導体膜404a、404cに導電膜408a、408cをマスクとして不純物元素を導入する。その結果、半導体膜404a、404cにチャネル形成領域411a、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域411bが形成される(図7(D))。   Next, conductive films 408 a to 408 d and conductive films 409 a to 409 d are selectively formed over the semiconductor films 404 a to 404 d and the semiconductor films 405 a to 405 d with the insulating film 406 interposed therebetween. Here, conductive films 408a to 408d are formed over the semiconductor films 404a to 404d, respectively, and conductive films 409a to 409d are formed over the semiconductor films 405a to 405d, respectively. After that, an impurity element 410 is formed by introducing an impurity element into the semiconductor films 404a to 404d using the conductive films 408a to 408d as a mask. Subsequently, the semiconductor films 404b and 404d and the semiconductor films 405a to 405d are selectively covered with a resist, and an impurity element is introduced into the semiconductor films 404a and 404c using the conductive films 408a and 408c as a mask. As a result, a channel formation region 411a and an impurity region 411b functioning as a source region or a drain region are formed in the semiconductor films 404a and 404c (FIG. 7D).

また、半導体膜404a、404cにおいて、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域411bは、チャネル形成領域411aを挟んで離間して設けられている。   In the semiconductor films 404a and 404c, the impurity region 411b functioning as a source region or a drain region is provided with the channel formation region 411a interposed therebetween.

導電膜408a〜408d、導電膜409a〜409dは、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ニオブ(Nb)等から選択された元素またはこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成することができる。また、これらの元素を窒化した金属窒化膜で形成することもできる。他にも、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成することもできる。ここでは、導電膜408a〜408d、導電膜409a〜409dとして、窒化タンタル、タングステンを順に積層させた積層構造で設ける。   The conductive films 408a to 408d and the conductive films 409a to 409d are formed of tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), niobium ( Nb) or the like, or an alloy material or a compound material containing these elements as main components can be used. Alternatively, a metal nitride film obtained by nitriding these elements can be used. In addition, a semiconductor material typified by polycrystalline silicon doped with an impurity element such as phosphorus can be used. Here, the conductive films 408a to 408d and the conductive films 409a to 409d are provided in a stacked structure in which tantalum nitride and tungsten are sequentially stacked.

不純物元素としては、n型を付与する不純物元素又はp型を付与する不純物元素を用いることができる。n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。p型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)等を用いることができる。ここでは、リン(P)を導入することによりn型を示す不純物領域410を形成し、ボロン(B)を導入することによりp型を示す不純物領域411bを形成する。   As the impurity element, an impurity element imparting n-type conductivity or an impurity element imparting p-type conductivity can be used. As the impurity element exhibiting n-type, phosphorus (P), arsenic (As), or the like can be used. As the p-type impurity element, boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or the like can be used. Here, an impurity region 410 showing n-type is formed by introducing phosphorus (P), and an impurity region 411b showing p-type is formed by introducing boron (B).

次に、導電膜408a〜408d、導電膜409a〜409dの側面に接するように絶縁膜412a〜412d、絶縁膜413a〜413dを形成する(図8(A))。なお、絶縁膜412a〜412d、絶縁膜413a〜413dはサイドウォールともいう。   Next, insulating films 412a to 412d and insulating films 413a to 413d are formed so as to be in contact with the side surfaces of the conductive films 408a to 408d and the conductive films 409a to 409d (FIG. 8A). Note that the insulating films 412a to 412d and the insulating films 413a to 413d are also referred to as sidewalls.

絶縁膜412a〜412d、絶縁膜413a〜413dの作製方法としては、まず、絶縁膜406を覆うように、プラズマCVD法やスパッタリング法等により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む絶縁膜や、有機樹脂等の有機材料を含む絶縁膜を単層又は積層して形成する。次に、これらの絶縁膜を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングすることによって、導電膜408a〜408d、導電膜409a〜409dの側面に接する絶縁膜を形成する。なお、絶縁膜412a〜412d、絶縁膜413a〜413dの形成と同時に、絶縁膜406の一部がエッチングされて除去される場合がある(図8(A)参照)。絶縁膜406の一部が除去された場合、残存する絶縁膜406は、導電膜408a〜408d、導電膜409a〜409d及び絶縁膜412a〜412d、絶縁膜413a〜413dの下方に形成される。   As a method for manufacturing the insulating films 412a to 412d and the insulating films 413a to 413d, first, an inorganic material of silicon, silicon oxide, or silicon nitride is formed by plasma CVD, sputtering, or the like so as to cover the insulating film 406. And an insulating film containing an organic material such as an organic resin are formed as a single layer or a stacked layer. Next, by selectively etching these insulating films by anisotropic etching mainly in the vertical direction, insulating films in contact with the side surfaces of the conductive films 408a to 408d and the conductive films 409a to 409d are formed. Note that part of the insulating film 406 may be etched away at the same time as the formation of the insulating films 412a to 412d and the insulating films 413a to 413d (see FIG. 8A). When part of the insulating film 406 is removed, the remaining insulating film 406 is formed below the conductive films 408a to 408d, the conductive films 409a to 409d, the insulating films 412a to 412d, and the insulating films 413a to 413d.

次に、半導体膜404a、404cを選択的にレジストで覆い、半導体膜404b、404d、半導体膜405a〜405dに、導電膜408b、408d、導電膜409a〜409d、絶縁膜412b、412d、絶縁膜413a〜413dをマスクとして不純物元素を導入する。その結果、半導体膜404b、404dに、チャネル形成領域414a、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域414b、LDD領域として機能する不純物領域414cが形成される。また、半導体膜405a〜405dに、第1の不純物領域415a、第2の不純物領域415bが形成される(図8(B))。   Next, the semiconductor films 404a and 404c are selectively covered with a resist, and the conductive films 408b and 408d, the conductive films 409a to 409d, the insulating films 412b and 412d, and the insulating film 413a are covered with the semiconductor films 404b and 404d and the semiconductor films 405a to 405d. Impurity elements are introduced using ˜413d as a mask. As a result, a channel formation region 414a, an impurity region 414b that functions as a source region or a drain region, and an impurity region 414c that functions as an LDD region are formed in the semiconductor films 404b and 404d. In addition, a first impurity region 415a and a second impurity region 415b are formed in the semiconductor films 405a to 405d (FIG. 8B).

半導体膜404b、404dにおいて、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域414bとLDD領域として機能する不純物領域414cは、いずれもチャネル形成領域414aを挟んで離間して設けられ、チャネル形成領域414aとソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域414bとの間であって、絶縁膜412b、412dの下方にLDD領域として機能する不純物領域414cが設けられている。また、半導体膜405a〜405dにおいて、第2の不純物領域415bは第1の不純物領域415aを挟んで離間して設けられている。   In the semiconductor films 404b and 404d, an impurity region 414b functioning as a source region or a drain region and an impurity region 414c functioning as an LDD region are both provided with a channel formation region 414a interposed therebetween and are separated from the channel formation region 414a and the source region. An impurity region 414c functioning as an LDD region is provided between the impurity region 414b functioning as a region or a drain region and below the insulating films 412b and 412d. In the semiconductor films 405a to 405d, the second impurity region 415b is provided to be separated from the first impurity region 415a.

不純物元素としては、n型を付与する不純物元素又はp型を付与する不純物元素を用いることができる。n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。p型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)等を用いることができる。ここでは、リン(P)を導入することによりn型を示す不純物領域414b、414c、不純物領域415a、415bを形成する。本実施の形態では、不純物領域414b、414c、第2の不純物領域415bを、第1の不純物領域415aに含まれる不純物元素より濃度が高くなるように導入する。   As the impurity element, an impurity element imparting n-type conductivity or an impurity element imparting p-type conductivity can be used. As the impurity element exhibiting n-type, phosphorus (P), arsenic (As), or the like can be used. As the p-type impurity element, boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or the like can be used. Here, impurity regions 414b and 414c and impurity regions 415a and 415b exhibiting n-type are formed by introducing phosphorus (P). In this embodiment, the impurity regions 414b and 414c and the second impurity region 415b are introduced so that the concentration is higher than that of the impurity element contained in the first impurity region 415a.

次に、半導体膜404a〜404d、半導体膜405a〜405d、導電膜408a〜408d、導電膜409a〜409dを覆うように絶縁膜416を形成する(図8(C))。   Next, an insulating film 416 is formed so as to cover the semiconductor films 404a to 404d, the semiconductor films 405a to 405d, the conductive films 408a to 408d, and the conductive films 409a to 409d (FIG. 8C).

絶縁膜416は、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁層やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン材料とは、Si−O−Si結合を含む材料に相当する。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、フルオロ基を用いることもできる。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。   The insulating film 416 is formed of silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y), or the like by CVD or sputtering. Single layer made of an insulating layer containing oxygen or nitrogen, a film containing carbon such as DLC (Diamond Like Carbon), an organic material such as epoxy, polyimide, polyamide, polyvinylphenol, benzocyclobutene, acrylic, or a siloxane material such as siloxane resin Alternatively, a stacked structure can be provided. Note that the siloxane material corresponds to a material 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 can also be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent.

次に、絶縁膜416を覆うように絶縁膜417を形成し、当該絶縁膜417上に、導電膜418a〜425a、418b〜425bを形成する(図8(D))。   Next, an insulating film 417 is formed so as to cover the insulating film 416, and conductive films 418a to 425a and 418b to 425b are formed over the insulating film 417 (FIG. 8D).

ここでは、導電膜418a、418bは、半導体膜404aにおけるソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域411bと電気的に接続するように設けられている。同様に、導電膜419a、419bは半導体膜404bにおける不純物領域414bと、導電膜420a、420bは半導体膜404cにおける不純物領域411bと、導電膜421a、421bは半導体膜404dにおける不純物領域414bと電気的に接続するように設けられている。また、導電膜422a、422bは、半導体膜405aにおける第2の不純物領域415bと電気的に接続するように設けられている。同様に、導電膜423a、423bは半導体膜405bにおける第2の不純物領域415bと、導電膜424a、424bは半導体膜405cにおける第2の不純物領域415bと、導電膜425a、425bは半導体膜405dにおける第2の不純物領域415bと電気的に接続するように設けられている。   Here, the conductive films 418a and 418b are provided so as to be electrically connected to an impurity region 411b functioning as a source region or a drain region in the semiconductor film 404a. Similarly, the conductive films 419a and 419b are electrically connected to the impurity region 414b in the semiconductor film 404b, the conductive films 420a and 420b are electrically connected to the impurity region 411b in the semiconductor film 404c, and the conductive films 421a and 421b are electrically connected to the impurity region 414b in the semiconductor film 404d. It is provided to connect. The conductive films 422a and 422b are provided so as to be electrically connected to the second impurity region 415b in the semiconductor film 405a. Similarly, the conductive films 423a and 423b are the second impurity regions 415b in the semiconductor film 405b, the conductive films 424a and 424b are the second impurity regions 415b in the semiconductor film 405c, and the conductive films 425a and 425b are the first impurities in the semiconductor film 405d. The second impurity region 415b is provided so as to be electrically connected.

また、導電膜422aと導電膜422bは、絶縁膜417上において電気的に接続している。また、導電膜422a〜425a、422b〜425bは、互いに電気的に接続している。   The conductive films 422a and 422b are electrically connected to each other over the insulating film 417. In addition, the conductive films 422a to 425a and 422b to 425b are electrically connected to each other.

絶縁膜417は、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁層やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。本実施の形態では、絶縁膜416を形成した後に熱処理を行い半導体膜404a〜404d、半導体膜405a〜405dの活性化を行った後に絶縁膜417を形成する。   The insulating film 417 is formed of silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y), or the like by CVD or sputtering. Single layer made of an insulating layer containing oxygen or nitrogen, a film containing carbon such as DLC (Diamond Like Carbon), an organic material such as epoxy, polyimide, polyamide, polyvinylphenol, benzocyclobutene, acrylic, or a siloxane material such as siloxane resin Alternatively, a stacked structure can be provided. In this embodiment, after the insulating film 416 is formed, heat treatment is performed to activate the semiconductor films 404a to 404d and the semiconductor films 405a to 405d, and then the insulating film 417 is formed.

導電膜418a〜425a、418b〜425bは、CVD法やスパッタリング法等により、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、マンガン(Mn)、ネオジウム(Nd)、炭素(C)、シリコン(Si)から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。導電膜418a〜425a、418b〜425bは、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン(Al−Si)膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン(Al−Si)膜と窒化チタン膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜418a〜425a、418b〜425bを形成する材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンからなるバリア膜を形成すると、結晶質半導体層上に薄い自然酸化膜ができていたとしても、この自然酸化膜を還元し、結晶質半導体層と良好なコンタクトをとることができる。   The conductive films 418a to 425a and 418b to 425b are formed of aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), nickel (Ni), platinum by CVD or sputtering. Mainly selected from elements selected from (Pt), copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), manganese (Mn), neodymium (Nd), carbon (C), and silicon (Si) An alloy material or a compound material as a component, which is formed as a single layer or a laminated layer. The alloy material containing aluminum as a main component corresponds to, for example, a material containing aluminum as a main component and containing nickel, or an alloy material containing aluminum as a main component and containing nickel and one or both of carbon and silicon. The conductive films 418a to 425a and 418b to 425b include, for example, a laminated structure of a barrier film, an aluminum silicon (Al—Si) film, and a barrier film, a barrier film, an aluminum silicon (Al—Si) film, a titanium nitride film, and a barrier film. A laminated structure may be employed. Note that the barrier film corresponds to a thin film formed of titanium, titanium nitride, molybdenum, or molybdenum nitride. Aluminum and aluminum silicon are optimal materials for forming the conductive films 418a to 425a and 418b to 425b because they have low resistance and are inexpensive. In addition, when an upper layer and a lower barrier layer are provided, generation of hillocks of aluminum or aluminum silicon can be prevented. In addition, when a barrier film made of titanium, which is a highly reducing element, is formed, even if a thin natural oxide film is formed on the crystalline semiconductor layer, the natural oxide film is reduced, so that the crystalline semiconductor layer is in good condition. Contact can be made.

以上の工程により、半導体装置を作製することができる。また、薄膜トランジスタの構成は、様々な形態をとることができる。特定の構成に限定されない。例えば、ゲート本数が2本以上になっているマルチゲート構造を用いてもよい。マルチゲート構造にすることにより、オフ電流の低減や、トランジスタの耐圧の向上や、飽和領域で動作する時にドレインとソース間電圧が変化しても、ドレインとソース間電流の変化を低減することができる。また、n型の薄膜トランジスタだけでなくp型の薄膜トランジスタにもLDD領域を設けてもよい。LDD領域を設けることにより、オフ電流の低減や、トランジスタの耐圧の向上や、飽和領域で動作する時にドレインとソース間電圧が変化しても、ドレインとソース間電流の変化を低減することができる。   Through the above steps, a semiconductor device can be manufactured. In addition, the structure of the thin film transistor can take various forms. It is not limited to a specific configuration. For example, a multi-gate structure having two or more gates may be used. The multi-gate structure can reduce the off-current, improve the breakdown voltage of the transistor, and reduce the change in drain-source current even if the drain-source voltage changes when operating in the saturation region. it can. Further, an LDD region may be provided not only in an n-type thin film transistor but also in a p-type thin film transistor. By providing the LDD region, the off-current can be reduced, the breakdown voltage of the transistor can be improved, and even if the drain-source voltage changes when operating in the saturation region, the change in the drain-source current can be reduced. .

なお、本実施の形態は、本明細書の他の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 any of the other embodiments in this specification.

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の半導体装置の一例に関して図面を参照して説明する。具体的にはPLL(Phase Locked Loop)回路部が設けられた半導体装置に関して図面を参照して説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, an example of a semiconductor device of the present invention will be described with reference to drawings. Specifically, a semiconductor device provided with a PLL (Phase Locked Loop) circuit portion will be described with reference to the drawings.

図9は無線信号により命令やデータの送受信を行うことのできる半導体装置の一構成例を示すブロック図である。この半導体装置は、アンテナ部902、高周波回路部903、電源回路部905、ロジック回路部907を要素として含んでいる。アンテナ部902は、リーダ/ライタとも呼ばれる通信装置と信号の送受信を行う。信号を送る搬送波の周波帯は、長波帯の1〜135kHz、短波帯の6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、5.0MHz、マイクロ波帯の2.45GHz、5.8GHz、24.125GHz等が適用される。アンテナ部902は通信周波数帯に応じてコイル型やモノポール若しくはダイポール型の形態となる。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device capable of transmitting and receiving commands and data using wireless signals. This semiconductor device includes an antenna portion 902, a high frequency circuit portion 903, a power supply circuit portion 905, and a logic circuit portion 907 as elements. The antenna unit 902 transmits and receives signals to and from a communication device also called a reader / writer. The frequency band of the carrier wave for transmitting signals is 1 to 135 kHz for the long wave band, 6.78 MHz for the short wave band, 13.56 MHz, 27.125 MHz, 40.68 MHz, 5.0 MHz, 2.45 GHz for the microwave band, and 5.8 GHz. 24.125 GHz or the like is applied. The antenna unit 902 takes a coil type, a monopole type, or a dipole type according to the communication frequency band.

アンテナ部902が受信した搬送波は、検波容量部904を介して電源回路部905と、ロジック回路部907に分流する。電源回路部905では整流回路部910によって半波整流され、それが保持容量部912に充電される。定電圧回路部914は受信した搬送波の電力に対して、ある一定以上の電力が供給されても一定電圧を出力してこの半導体装置にあるロジック回路部907等の動作に必要な電力を供給する。   The carrier wave received by the antenna unit 902 is shunted to the power supply circuit unit 905 and the logic circuit unit 907 via the detection capacitor unit 904. In the power supply circuit portion 905, half-wave rectification is performed by the rectifier circuit portion 910, and the storage capacitor portion 912 is charged. The constant voltage circuit unit 914 outputs a constant voltage to supply electric power necessary for the operation of the logic circuit unit 907 and the like in this semiconductor device even when a certain amount of power is supplied to the received carrier wave power. .

高周波回路部903における復調回路部908は搬送波を復調して、ロジック回路部907の動作に必要なクロック信号を生成し、さらにそれを補正する機能を有するPLL回路部918と、コード認識及び判定回路部916に信号を出力する。例えば、復調回路部908は、振幅変調(ASK)の受信信号から、振幅の変動を”0”又は”1”の受信データとして検出する。復調回路部908は、例えばローパスフィルターを含んで構成されている。また、変調回路部906は送信データを振幅変調(ASK)の送信信号として送信する。   The demodulation circuit unit 908 in the high-frequency circuit unit 903 demodulates the carrier wave, generates a clock signal necessary for the operation of the logic circuit unit 907, and further corrects the PLL circuit unit 918, a code recognition and determination circuit A signal is output to the unit 916. For example, the demodulation circuit unit 908 detects amplitude fluctuation as “0” or “1” reception data from the amplitude modulation (ASK) reception signal. The demodulating circuit unit 908 includes, for example, a low-pass filter. The modulation circuit unit 906 transmits the transmission data as an amplitude modulation (ASK) transmission signal.

コード認識及び判定回路部916は、命令コードを認識し判定する。各コード認識及び判定回路部916が認識及び判定する命令コードは、フレーム終了信号(EOF、end of frame)、フレーム開始信号(SOF、start of frame)、フラグ、コマンドコード、マスク長(mask length)、マスク値(mask value)等である。また、各コード認識及び判定回路部916は、送信エラーを識別する巡回冗長検査(CRC、cyclic redundancy check)機能も含む。コード認識及び判定回路部916からの結果は、メモリコントローラ部920に出力される。メモリコントローラ部920は、判定結果に基づいて、メモリ部922の読み出しを制御する。メモリ部922から読み出されたデータは、符号化回路部924にて符号化され、変調回路部906によって変調を行い、応答信号が生成する。   The code recognition and determination circuit unit 916 recognizes and determines an instruction code. An instruction code recognized and determined by each code recognition and determination circuit unit 916 includes a frame end signal (EOF, end of frame), a frame start signal (SOF), a flag, a command code, and a mask length (mask length). , Mask value, and the like. Each code recognition and determination circuit unit 916 also includes a cyclic redundancy check (CRC) function for identifying a transmission error. The result from the code recognition and determination circuit unit 916 is output to the memory controller unit 920. The memory controller unit 920 controls reading of the memory unit 922 based on the determination result. Data read from the memory unit 922 is encoded by the encoding circuit unit 924, modulated by the modulation circuit unit 906, and a response signal is generated.

メモリ部922の構成としては、固定データのみを記憶するマスクROM(Read Only Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)などの任意読み出し書き込み可能メモリ、電荷蓄積浮遊電極を有する不揮発性メモリなどを適用可能である。   As the configuration of the memory unit 922, a mask ROM (Read Only Memory) that stores only fixed data, an arbitrary read / write memory such as an SRAM (Static Random Access Memory), and a nonvolatile memory having a charge storage floating electrode can be applied. It is.

このように、図9で示す半導体装置は、リーダ/ライタとも呼ばれる通信装置からの命令を受信して、メモリ部922にデータを書き込み、若しくはメモリ部922からデータを読み出す機能を有している。   As described above, the semiconductor device illustrated in FIG. 9 has a function of receiving a command from a communication device also called a reader / writer and writing data in the memory portion 922 or reading data from the memory portion 922.

上記構成及び機能を有する半導体装置における回路のレイアウトについて以下に説明する。   A circuit layout in the semiconductor device having the above structure and function is described below.

上述した回路において、PLL回路部918は、同一基板上に集積された様々な回路において、供給される信号に同期した任意の周波数のクロック信号を生成する回路として適用されている。PLL回路部918は、電圧制御発振回路(以下VCO(Voltage Controlled Oscillator)回路)を有し、VCO回路の出力を帰還信号にして、供給される信号との位相比較を行う。そして、PLL回路部918は、供給される信号と帰還信号が一定の位相になるよう負帰還により出力信号の調整を行う。   In the circuit described above, the PLL circuit portion 918 is applied as a circuit that generates a clock signal having an arbitrary frequency synchronized with a supplied signal in various circuits integrated on the same substrate. The PLL circuit unit 918 includes a voltage controlled oscillation circuit (hereinafter referred to as a VCO (Voltage Controlled Oscillator) circuit), and uses the output of the VCO circuit as a feedback signal to perform phase comparison with a supplied signal. The PLL circuit unit 918 adjusts the output signal by negative feedback so that the supplied signal and the feedback signal have a constant phase.

しかし、プロセス等の製造条件によって、PLL回路部918が影響を受け、出力信号の周波数を所望の周波数にすることができなくなる場合がある。従って、本実施の形態の半導体装置において、PLL回路部918と相互関係がある回路を隣接して設ける。ここでは、PLL回路部918と定電圧回路部914を隣接して設けることにより、PLL回路部918の動作を安定させることができる。さらに、1回の走査で得られる結晶質半導体膜の領域にPLL回路部918と定電圧回路部914を構成する半導体膜を配置することによって、プロセスの影響を低減し、より効果的にPLL回路部918の動作改善を図ることが可能となる。   However, depending on manufacturing conditions such as processes, the PLL circuit unit 918 may be affected, and the frequency of the output signal may not be a desired frequency. Therefore, in the semiconductor device of this embodiment, a circuit having a correlation with the PLL circuit portion 918 is provided adjacently. Here, by providing the PLL circuit portion 918 and the constant voltage circuit portion 914 adjacent to each other, the operation of the PLL circuit portion 918 can be stabilized. Further, by disposing the semiconductor film constituting the PLL circuit portion 918 and the constant voltage circuit portion 914 in the region of the crystalline semiconductor film obtained by one scan, the influence of the process is reduced, and the PLL circuit is more effectively performed. The operation of the unit 918 can be improved.

このような半導体装置は、生産性やコストを考慮した場合、単結晶シリコン基板を用いてMOSトランジスタで形成するより、ガラス等の絶縁基板を用い、薄膜トランジスタを用いて製造することが好ましい。   In view of productivity and cost, such a semiconductor device is preferably manufactured using an insulating substrate such as glass and using a thin film transistor rather than forming a MOS transistor using a single crystal silicon substrate.

すなわち、このような非接触でデータの送受信が可能な半導体装置を社会に普及させるためには、そもそも製造原価を下げる必要がある。しかしながら、半導体集積回路の製造技術を使って、新たな製造ラインを構築するには、設備投資の額が増大してしまうので低コスト化を図ることが難しい。例えば、12インチウエハーを使う製造ラインを作るには、概略1500億円の設備投資が必要であり、さらにランニングコストを追加すると単価を100円以下とすることは非常に困難である。また、12インチウエハーの面積は約73000mmであり、仮に、幅20〜50μmのブレードを持つダイシング装置によって分断する際に、約100μmの加工幅が必要とされることを無視したとしても、1mm角のチップを切り出す場合には73000個、0.4mm角のチップを切り出すことにしても182500個しか取ることができないので、十分な供給量を確保することは非常に困難となる。一方、上述したように、ガラス等の絶縁基板を用いる薄膜トランジスタで当該半導体装置を製造する場合には、単結晶シリコン基板と比較して大面積基板を用いることが可能であるため、1枚の基板からより多くのチップを作製することができる。 That is, in order to disseminate such a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact to society, it is necessary to reduce the manufacturing cost. However, in order to construct a new production line using semiconductor integrated circuit manufacturing technology, the amount of capital investment increases, so it is difficult to reduce the cost. For example, to make a production line that uses 12-inch wafers, capital investment of approximately 150 billion yen is required, and it is very difficult to reduce the unit price to 100 yen or less if additional running costs are added. Also, the area of a 12-inch wafer is about 73000 mm 2 , and even if it is ignored that a processing width of about 100 μm is required when cutting with a dicing apparatus having a blade with a width of 20 to 50 μm, it is 1 mm. When cutting out corner chips, it is very difficult to secure a sufficient supply amount because only 73,000 chips can be cut out even when cutting out 0.4mm square chips. On the other hand, as described above, when a semiconductor device is manufactured using a thin film transistor using an insulating substrate such as glass, a large-area substrate can be used as compared with a single crystal silicon substrate. From this, more chips can be produced.

なお、本実施の形態は、本明細書の他の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 any of the other embodiments in this specification.

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の半導体装置の使用形態の一例について説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, an example of usage of a semiconductor device of the present invention will be described.

本発明の半導体装置の用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図10を用いて説明する。   The application of the semiconductor device of the present invention is wide-ranging, and can be applied to any product that can be used for production and management by clarifying information such as the history of an object without contact. For example, banknotes, coins, securities, certificate documents, bearer bonds, packaging containers, books, recording media, personal belongings, vehicles, foods, clothing, health supplies, daily necessities, medicines, etc. It can be provided and used in an electronic device or the like. These examples will be described with reference to FIG.

紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの(金券)、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す(図10(A))。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す(図10(B))。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す(図10(C))。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す(図10(D))。書籍類とは、書物、本等を指す(図10(E))。記録媒体とは、DVDソフト、ビデオテープ等を指す(図10(F))。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す(図10(G))。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す(図10(H))。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(テレビ受像機、薄型テレビ受像機)、携帯電話機等を指す。   Banknotes and coins are money that circulates in the market, and include those that are used in the same way as money in a specific area (cash vouchers), commemorative coins, and the like. Securities refer to checks, securities, promissory notes, etc. (FIG. 10A). Certificates refer to driver's licenses, resident's cards, etc. Bearer bonds refer to stamps, gift tickets, various gift certificates, and the like (FIG. 10C). Packaging containers refer to wrapping paper for lunch boxes, plastic bottles, and the like (FIG. 10D). Books refer to books, books, and the like (FIG. 10E). The recording media refer to DVD software, video tapes, and the like (FIG. 10F). The vehicles refer to vehicles such as bicycles, ships, and the like (FIG. 10G). Personal belongings refer to bags, glasses, and the like (FIG. 10H). Foods refer to food products, beverages, and the like. Clothing refers to clothing, footwear, and the like. Health supplies refer to medical equipment, health equipment, and the like. Livingware refers to furniture, lighting equipment, and the like. Chemicals refer to pharmaceuticals, agricultural chemicals, and the like. Electronic devices refer to liquid crystal display devices, EL display devices, television devices (television receivers, flat-screen television receivers), cellular phones, and the like.

紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等に半導体装置80を設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等に半導体装置80を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等に半導体装置80を設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。半導体装置80の設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。   Forgery can be prevented by providing the semiconductor device 80 on bills, coins, securities, certificates, bearer bonds, and the like. In addition, by providing semiconductor devices 80 for personal items such as packaging containers, books, recording media, personal items, foods, daily necessities, electronic devices, etc., the efficiency of inspection systems and rental store systems will be improved. Can do. By providing the semiconductor device 80 in vehicles, health supplies, medicines, etc., it is possible to prevent forgery and theft, and in the case of medicines, it is possible to prevent mistakes in taking medicine. As a method of providing the semiconductor device 80, the semiconductor device 80 is provided by being attached to the surface of the article or embedded in the article. For example, a book may be embedded in paper, and a package made of an organic resin may be embedded in the organic resin.

このように、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類に半導体装置を設けることにより、偽造や盗難を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物にセンサーを備えた半導体装置を埋め込むことによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。   In this way, by providing semiconductor devices in packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., it is possible to improve the efficiency of inspection systems and rental store systems. it can. Further, forgery or theft can be prevented by providing a semiconductor device in the vehicles. In addition, by embedding in creatures such as animals, it is possible to easily identify individual creatures. For example, by embedding a semiconductor device equipped with a sensor in a living creature such as livestock, it is possible to easily manage health conditions such as body temperature as well as the year of birth, gender or type.

なお、本実施の形態は、本明細書の他の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 any of the other embodiments in this specification.

本発明の半導体装置の一例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置の一例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置における容量部の一例を示す図。FIG. 13 illustrates an example of a capacitor portion in a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置における容量部の一例を示す図。FIG. 13 illustrates an example of a capacitor portion in a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置における容量部の一例を示す図。FIG. 13 illustrates an example of a capacitor portion in a semiconductor device of the present invention. 半導体膜にレーザー光を照射した後の表面像を示す図。The figure which shows the surface image after irradiating a semiconductor film with a laser beam. 本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。4A and 4B illustrate an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。4A and 4B illustrate an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の一例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。FIG. 13 illustrates an example of a usage pattern of a semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置の一例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device of the invention.

符号の説明Explanation of symbols

80 半導体装置
100 半導体装置
101 復調回路
102 変調回路
103 整流回路
104 定電圧回路
105 容量部
106 発振回路
107 リセット回路
108 ロジック回路
122 メモリ部
201 基板
202 絶縁膜
203 絶縁膜
204 絶縁膜
205 絶縁膜
210 薄膜トランジスタ
211 半導体膜
213 ゲート電極
214 絶縁膜
220 薄膜トランジスタ
221 半導体膜
223 ゲート電極
224 絶縁膜
230 容量素子
231 半導体膜
233 導電膜
234 絶縁膜
301 配線
302 配線
303 容量素子
401 基板
402 絶縁膜
403 半導体膜
406 絶縁膜
407 不純物領域
410 不純物領域
416 絶縁膜
417 絶縁膜
902 アンテナ部
903 高周波回路部
904 検波容量部
905 電源回路部
906 変調回路部
907 ロジック回路部
908 復調回路部
910 整流回路部
912 保持容量部
914 定電圧回路部
916 判定回路部
918 PLL回路部
920 メモリコントローラ部
922 メモリ部
924 符号化回路部
100a アナログ回路部
100b デジタル回路部
150a 配線
150b 配線
211a チャネル形成領域
211b 不純物領域
215a 導電膜
221a チャネル形成領域
221b 不純物領域
221c 不純物領域
225a 導電膜
231a 不純物領域
231b 不純物領域
235a 導電膜
235b 導電膜
300a ブロック
403a 結晶性領域
403b 結晶性不良領域
404a 半導体膜
404b 半導体膜
404c 半導体膜
404d 半導体膜
405a 半導体膜
405b 半導体膜
405c 半導体膜
405d 半導体膜
408a 導電膜
408b 導電膜
409a 導電膜
411a チャネル形成領域
411b 不純物領域
412a 絶縁膜
412b 絶縁膜
413a 絶縁膜
414a チャネル形成領域
414b 不純物領域
414c 不純物領域
415a 不純物領域
415b 不純物領域
418a 導電膜
419a 導電膜
420a 導電膜
421a 導電膜
422a 導電膜
422b 導電膜
423a 導電膜
424a 導電膜
425a 導電膜
80 Semiconductor Device 100 Semiconductor Device 101 Demodulator Circuit 102 Modulator Circuit 103 Rectifier Circuit 104 Constant Voltage Circuit 105 Capacitor Unit 106 Oscillator Circuit 107 Reset Circuit 108 Logic Circuit 122 Memory Unit 201 Substrate 202 Insulating Film 203 Insulating Film 204 Insulating Film 205 Insulating Film 210 Thin Film Transistor 211 Semiconductor film 213 Gate electrode 214 Insulating film 220 Thin film transistor 221 Semiconductor film 223 Gate electrode 224 Insulating film 230 Capacitor element 231 Semiconductor film 233 Conductive film 234 Insulating film 301 Wiring 302 Wiring 303 Capacitor element 401 Substrate 402 Insulating film 403 Semiconductor film 406 Insulating film 407 Impurity region 410 Impurity region 416 Insulating film 417 Insulating film 902 Antenna portion 903 High frequency circuit portion 904 Detection capacitance portion 905 Power supply circuit portion 906 Modulation circuit portion 907 Logic Path unit 908 Demodulation circuit unit 910 Rectification circuit unit 912 Retention capacitor unit 914 Constant voltage circuit unit 916 Determination circuit unit 918 PLL circuit unit 920 Memory controller unit 922 Memory unit 924 Encoding circuit unit 100a Analog circuit unit 100b Digital circuit unit 150a Wiring 150b Wiring 211a channel formation region 211b impurity region 215a conductive film 221a channel formation region 221b impurity region 221c impurity region 225a conductive film 231a impurity region 231b impurity region 235a conductive film 235b conductive film 300a block 403a crystalline region 403b crystalline defect region 404a semiconductor film 404b Semiconductor film 404c Semiconductor film 404d Semiconductor film 405a Semiconductor film 405b Semiconductor film 405c Semiconductor film 405d Semiconductor film 408a Conductive film 408b Conductive film 40 a conductive film 411a channel formation region 411b impurity region 412a insulation film 412b insulation film 413a insulation film 414a channel formation region 414b impurity region 414c impurity region 415a impurity region 415b impurity region 418a conductive film 419a conductive film 420a conductive film 421a conductive film 422a conductive film 422b conductive film 423a conductive film 424a conductive film 425a conductive film

Claims (12)

それぞれ複数の容量素子から構成される複数のブロックと、第1の配線と、第2の配線を具備する容量部を有し、
前記複数の容量素子の各々は、
第1の不純物領域と、前記第1の不純物領域を挟んで設けられた複数の第2の不純物領域とを有する半導体膜と、
前記第1の不純物領域の上方に絶縁膜を介して設けられた導電膜とを有し、
前記第1の不純物領域、前記絶縁膜及び前記導電膜により容量が形成され、
前記導電膜は前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第2の不純物領域は前記第2の配線と電気的に接続され、
前記複数の容量素子が互いに並列に接続されていることを特徴とする半導体装置。
Each having a plurality of blocks each including a plurality of capacitive elements, a first wiring, and a capacitance portion including a second wiring;
Each of the plurality of capacitive elements is
A semiconductor film having a first impurity region and a plurality of second impurity regions provided across the first impurity region;
A conductive film provided above the first impurity region via an insulating film,
A capacitor is formed by the first impurity region, the insulating film, and the conductive film,
The conductive film is electrically connected to the first wiring;
The second impurity region is electrically connected to the second wiring;
The semiconductor device, wherein the plurality of capacitive elements are connected in parallel to each other.
それぞれ複数の容量素子から構成される複数のブロックと、第1の配線と、第2の配線を具備する容量部を有し、
前記複数の容量素子の各々は、
第1の不純物領域と、前記第1の不純物領域を挟んで設けられた複数の第2の不純物領域とを有する半導体膜と、
前記第1の不純物領域の上方に絶縁膜を介して設けられた導電膜とを有し、
前記第1の不純物領域、前記絶縁膜及び前記導電膜により容量が形成され、
前記複数の容量素子の各々に設けられた前記導電膜は、前記第1の配線を介して互いに電気的に接続され、
前記複数の容量素子の各々に設けられた前記第2の不純物領域は、前記第2の配線を介して互いに電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
Each having a plurality of blocks each including a plurality of capacitive elements, a first wiring, and a capacitance portion including a second wiring;
Each of the plurality of capacitive elements is
A semiconductor film having a first impurity region and a plurality of second impurity regions provided across the first impurity region;
A conductive film provided above the first impurity region via an insulating film,
A capacitor is formed by the first impurity region, the insulating film, and the conductive film,
The conductive film provided in each of the plurality of capacitive elements is electrically connected to each other via the first wiring,
The semiconductor device, wherein the second impurity region provided in each of the plurality of capacitor elements is electrically connected to each other through the second wiring.
請求項1又は請求項2において、
前記第1の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度が前記第2の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度より小さいことを特徴とする半導体装置。
In claim 1 or claim 2,
A semiconductor device, wherein a concentration of an impurity element contained in the first impurity region is lower than a concentration of an impurity element contained in the second impurity region.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記第1の配線と前記第2の配線が同一面上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 3,
The semiconductor device, wherein the first wiring and the second wiring are provided on the same surface.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記複数のブロックに設けられた複数の容量素子が互いに並列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 4,
A semiconductor device, wherein a plurality of capacitive elements provided in the plurality of blocks are connected in parallel to each other.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記第1の配線は、前記導電膜より抵抗が低い材料で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 5,
The semiconductor device is characterized in that the first wiring is provided with a material whose resistance is lower than that of the conductive film.
請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、
前記複数のブロックにおいて、第1のブロックに設けられた半導体膜と、前記第1のブロックに隣接する第2のブロックに設けられた半導体膜との最短の間隔が20μm以上200μm以下であることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
In the plurality of blocks, the shortest distance between the semiconductor film provided in the first block and the semiconductor film provided in the second block adjacent to the first block is 20 μm or more and 200 μm or less. A featured semiconductor device.
基板上に複数の半導体膜を有するブロックを複数形成し、
前記複数の半導体膜に第1の不純物元素を導入して第1の不純物領域を形成し、
前記複数の半導体膜を覆うように第1の絶縁膜を形成し、
前記半導体膜の一部を覆うように前記第1の絶縁膜を介して前記複数の半導体膜上にそれぞれ導電膜を選択的に形成し、
前記導電膜をマスクとして前記複数の半導体膜に第2の不純物元素を導入して、前記導電膜と重ならない領域に第2の不純物領域を形成し、
前記複数の半導体膜及び前記導電膜を覆うように第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に、前記導電膜と電気的に接続する第1の配線及び前記第2の不純物領域と電気的に接続する第2の配線とを形成し、
前記第1の配線は、前記複数の半導体膜の上方にそれぞれ形成された前記導電膜が互いに電気的に接続されるように設け、
前記第2の配線は、前記複数の半導体膜にそれぞれ形成された前記第2の不純物領域が互いに電気的に接続されるように設けることを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a plurality of blocks having a plurality of semiconductor films on a substrate;
Introducing a first impurity element into the plurality of semiconductor films to form a first impurity region;
Forming a first insulating film so as to cover the plurality of semiconductor films;
A conductive film is selectively formed on each of the plurality of semiconductor films through the first insulating film so as to cover a part of the semiconductor film,
A second impurity region is formed in a region that does not overlap the conductive film by introducing a second impurity element into the plurality of semiconductor films using the conductive film as a mask;
Forming a second insulating film so as to cover the plurality of semiconductor films and the conductive film;
Forming a first wiring electrically connected to the conductive film and a second wiring electrically connected to the second impurity region on the second insulating film;
The first wiring is provided so that the conductive films respectively formed above the plurality of semiconductor films are electrically connected to each other,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second wiring is provided so that the second impurity regions formed in the plurality of semiconductor films are electrically connected to each other.
基板上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜にレーザー光を照射して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜を選択的にエッチングして、複数の結晶質半導体膜を有するブロックを複数設け、
前記複数の結晶質半導体膜に第1の不純物元素を導入して第1の不純物領域を形成し、
前記複数の結晶質半導体膜を覆うように第1の絶縁膜を形成し、
前記結晶質半導体膜の一部を覆うように前記第1の絶縁膜を介して前記複数の結晶質半導体膜上にそれぞれ導電膜を選択的に形成し、
前記導電膜をマスクとして前記複数の結晶質半導体膜に第2の不純物元素を導入して、前記導電膜と重ならない領域に第2の不純物領域を形成し、
前記複数の結晶質半導体膜及び前記導電膜を覆うように第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に、前記導電膜と電気的に接続する第1の配線及び前記第2の不純物領域と電気的に接続する第2の配線とを形成し、
前記第1の配線は、前記複数の結晶質半導体膜の上方にそれぞれ形成された前記導電膜が互いに電気的に接続されるように設け、
前記第2の配線は、前記複数の結晶質半導体膜にそれぞれ形成された前記第2の不純物領域が互いに電気的に接続されるように設けることを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a semiconductor film on the substrate;
Irradiating the semiconductor film with a laser beam to form a crystalline semiconductor film,
Selectively etching the crystalline semiconductor film to provide a plurality of blocks having a plurality of crystalline semiconductor films;
Introducing a first impurity element into the plurality of crystalline semiconductor films to form a first impurity region;
Forming a first insulating film so as to cover the plurality of crystalline semiconductor films;
A conductive film is selectively formed on each of the plurality of crystalline semiconductor films via the first insulating film so as to cover a part of the crystalline semiconductor film,
Introducing a second impurity element into the plurality of crystalline semiconductor films using the conductive film as a mask to form a second impurity region in a region not overlapping the conductive film;
Forming a second insulating film so as to cover the plurality of crystalline semiconductor films and the conductive film;
Forming a first wiring electrically connected to the conductive film and a second wiring electrically connected to the second impurity region on the second insulating film;
The first wiring is provided so that the conductive films respectively formed above the plurality of crystalline semiconductor films are electrically connected to each other.
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second wiring is provided so that the second impurity regions respectively formed in the plurality of crystalline semiconductor films are electrically connected to each other.
請求項8又は請求項9において、
前記第1の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度を前記第2の不純物領域に含まれる不純物元素の濃度より小さくすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In claim 8 or claim 9,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the concentration of an impurity element contained in the first impurity region is made lower than the concentration of an impurity element contained in the second impurity region.
請求項8乃至請求項10のいずれか一項において、
前記第1の配線を、前記導電膜より抵抗が低い材料で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 8 to 10,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first wiring is formed using a material having lower resistance than the conductive film.
請求項8乃至請求項11のいずれか一項において、
前記複数のブロックにおいて、第1のブロックに設けられた半導体膜と、前記第1のブロックに隣接する第2のブロックに設けられた半導体膜との最短の間隔を20μm以上200μm以下と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 8 thru | or 11,
In the plurality of blocks, the shortest distance between the semiconductor film provided in the first block and the semiconductor film provided in the second block adjacent to the first block is set to 20 μm or more and 200 μm or less. A method for manufacturing a semiconductor device.
JP2007141450A 2006-06-01 2007-05-29 Semiconductor device and method of manufacturing the same Withdrawn JP2008010849A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007141450A JP2008010849A (en) 2006-06-01 2007-05-29 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006153548 2006-06-01
JP2007141450A JP2008010849A (en) 2006-06-01 2007-05-29 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008010849A true JP2008010849A (en) 2008-01-17
JP2008010849A5 JP2008010849A5 (en) 2010-06-17

Family

ID=39068726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007141450A Withdrawn JP2008010849A (en) 2006-06-01 2007-05-29 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008010849A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110059878A (en) 2008-09-30 2011-06-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device
US8803663B2 (en) 2008-12-25 2014-08-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, electronic appliance using semiconductor device, and document using semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138346A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Fujitsu Ltd Mos-type capacity device, liquid crystal display device and semiconductor integrated circuit device and their manufacture
JP2001007292A (en) * 1999-06-24 2001-01-12 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor integrated circuit and arrangement method therefor
JP2005202943A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138346A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Fujitsu Ltd Mos-type capacity device, liquid crystal display device and semiconductor integrated circuit device and their manufacture
JP2001007292A (en) * 1999-06-24 2001-01-12 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor integrated circuit and arrangement method therefor
JP2005202943A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110059878A (en) 2008-09-30 2011-06-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device
US8253469B2 (en) 2008-09-30 2012-08-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US8803663B2 (en) 2008-12-25 2014-08-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, electronic appliance using semiconductor device, and document using semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101424526B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
US8353459B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5285235B2 (en) Semiconductor device
US7683838B2 (en) Semiconductor device
KR101595755B1 (en) Semiconductor device
US7791153B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7598526B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9130051B2 (en) Semiconductor device including semiconductor layer over insulating layer and manufacturing method thereof
JP2008010849A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2005202947A (en) Semiconductor device, radio tag, and label
US7608892B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP5137453B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP5137424B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5259977B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP2008227320A (en) Semiconductor device and its fabricating method
KR20080074800A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100423

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100423

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121207

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130129

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20130401