JP4381698B2 - 半導体装置及びその作製方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、線状の支持体に形成された半導体装置の作製方法に関し、さらには該作製方法を用いて形成される半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から集積回路に代表される半導体装置には、半導体基板やガラス基板等の可撓性に乏しい基板が用いられているが、近年ではプラスチック基板に代表されるような高い可撓性を有する基板も利用されつつあり、半導体装置が搭載される電子機器のデザインの幅が広がっている。特に人の目に触れる位置に搭載される半導体装置の場合だと、デザイン性が重要視されるため、可撓性を有する基板の利用価値は高い。そして、可撓性を有する基板を単に曲げたり捩じったりするだけでは得られないような形状を有する基板を用いれば、電子機器のデザイン性の幅が更に広がると考えられる。
【0003】
また電子機器はそのデザイン性のみならず、機能性が高いことが重要視される。電子機器を高機能化するためには集積回路の回路規模を大きくする必要があるが、集積度が変わらないとすると集積回路のレイアウトの面積を広げなくてはならない。よって結果的に基板を大きくする必要があり、搭載する電子機器のデザイン性が損なわれる恐れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、可撓性を有する平板状の基板よりもデザインの幅をさらに広げることができ、また基板の体積を抑えつつ回路規模を大きくすることができる、新しい形態の基板(支持体)を用いた半導体装置及びその作製方法の提供を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では、集積回路の支持体となる平板状の基板の代わりに、線状の支持体(以下、ファイバーと呼ぶ)を用い、該ファイバーの表面に成膜した半導体膜を用いて、集積回路を形成する。なお本明細書においてファイバーは、線状に連なった、ガラス、プラスチックまたは金属等からなる支持体であり、その断面は円、楕円、矩形またはその他あらゆる形状が含まれる。
【0006】
本発明の半導体装置に用いられる半導体素子は、例えば薄膜トランジスタ(TFT)、記憶素子(メモリ)、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタ等、あらゆる回路素子が含まれる。また本発明の半導体装置に含まれる集積回路には、マイクロプロセッサ(CPU)、メモリ、電源回路、またその他のデジタル回路やアナログ回路が含まれる。
【0007】
集積回路は一続きのファイバーで形成されていても良いし、複数のファイバーに渡って形成されていても良い。複数のファイバーを用いる場合は、配線や光伝送等によって互いに信号または電源電圧の送受信を行うようにする。そしてファイバーとして光ファイバーを用い、同じ半導体装置を構成するファイバー間において、またはその他の半導体装置との間において、光伝送により信号または電源電圧の送受信を行なう場合、該光ファイバーの内部を通って光信号が伝送されるようにしても良い。光ファイバーで光伝送を行うことで、ファイバーの表面のみならず、その内部も集積回路の構成に有効に活用することができる。
【0008】
また本発明の半導体装置は、上述したファイバーに形成された集積回路を駆動回路として用いた表示装置も含まれる。本発明の半導体装置に含まれる表示装置には、例えば液晶表示装置、有機発光素子(エレクトロルミネッセンス素子)に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、DMD(Digital Micromirror Device)等が代表的に挙げられる。
【0009】
本発明は上記構成の支持体を用いることで、半導体装置が搭載される電子機器のデザインの幅をより広げることができる。そして上記ファイバーは同じ体積を有する平板状の基板よりも広い表面積を確保することができるので、該ファイバーを支持体とすることで、集積回路のレイアウトの面積が広がっても支持体の体積を抑えることができる。よって平板状の基板を用いた場合と比べて、高機能化に伴って半導体装置が嵩張るのを抑えることができ、なおかつ半導体装置が搭載される電子機器のデザイン性が損なわれるのを抑えることができる。またファイバーを用いることで表面積が増え、集積回路の放熱を効率良く行なうことができるという効果も得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1(A)に、本発明の半導体装置の断面図を示す。本発明では線状のファイバー101の表面に、複数の半導体素子で構成された集積回路が形成されている。ファイバー101は、ガラス、プラスチックまたは金属等で形成することができ、その断面は円、楕円、矩形またはその他あらゆる形状が含まれる。
【0011】
図1(B)は、図1(A)に示した断面図を一部拡大した図に相当する。また図1(C)は、ファイバー101の一部を表面から見た図であり、図1(C)のA−A’における断面図が図1(B)に相当する。図1(B)では、半導体素子の1つであるTFT102、103、104の断面図を示す。TFT102〜104に代表される半導体素子はファイバーの表面に形成されている。TFT102〜104に代表される半導体素子は、ファイバー101の表面に形成された配線等で、互いに電気的に接続されている。本実施の形態ではこれらの半導体素子や配線等で構成される集積回路を覆うように、ファイバー101の周囲に樹脂を塗布することで保護膜105を形成し、半導体素子を保護している。
【0012】
次に、本発明の半導体装置の作製方法のうち、半導体素子に用いられる島状の半導体膜を形成する工程まで、順を追って説明する。
【0013】
まず図2(A)に示すように、ファイバー201の表面に絶縁膜202を成膜する。図2(A)は積層されている膜の構成が分かるように、各膜を段階的に示している。本実施の形態では、PCVD法を用いて、酸化窒化珪素膜を膜厚100nm程度となるように成膜する。なお、絶縁膜202は酸化窒化珪素膜に限定されず、酸化珪素膜、窒化珪素膜、その他の絶縁膜を用いてもよ良い。また絶縁膜の成膜方法もPCVD法に限定されず、APCVD法、LPCVD法、熱CVD法等のCVD法、スパッタ法等のその他の成膜方法を用いることができる。
【0014】
次に絶縁膜202を覆うように、半導体膜203を成膜する(図2(A))。本実施の形態では、半導体膜203をPCVD法を用いて成膜したが、その他のCVD法や、スパッタ法を用いて成膜することができる。半導体膜203の膜厚は25〜100nm(好ましくは30〜60nm)とする。なお半導体膜203は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。
【0015】
次に、半導体膜203を公知の技術により結晶化する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザ結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。或いは特開平7−130652号公報で開示された技術に従って、触媒元素を用いる結晶化法を用いることもできる。また、なお予め多結晶半導体膜である半導体膜203を、スパッタ法、プラズマCVD法、熱CVD法などで形成し、結晶化の工程を省くようにしても良い。
【0016】
本実施の形態ではレーザ結晶化により、半導体膜203を結晶化する。連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Nd:YVO4レーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のYVO4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力10Wのレーザ光を得る。また非線形光学素子を用いて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜203に照射する。このときのエネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そして、走査速度を10〜2000cm/s程度とし、照射する。
【0017】
なおレーザ結晶化は、連続発振のレーザ光に限定されず、パルス発振のレーザ光を用いていても良い。
【0018】
なお半導体膜203の全面にレーザ光を照射するには、ファイバー201の長手方向に平行な軸を回転軸とし、レーザ光の照射時にファイバー201を回転させる。回転軸はファイバー201の中心に近いほど、レーザ光の照射を均一に行なうことができる。図2(B)に、ファイバー201に成膜した半導体膜203を、レーザ光で結晶化している様子を示す。実線の矢印はファイバー201の回転方向を示しており、白抜きの矢印は、レーザ光のビームスポットの移動方向を示している。ビームスポットの移動方向は、ファイバー201の長軸方向と一致しているのが望ましい。ビームスポットの移動に伴い、ビームスポットと半導体膜203が重なる領域204は、白抜きの矢印の方向に移動する。レーザ光が照射されることで、結晶性の高められた半導体膜205が形成される。
【0019】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
【0020】
次に図2(C)に示すように、結晶性の高められた半導体膜をパターニングすることで、島状の半導体膜206を形成する。なお、レジストでマスクを形成する際の露光は、その露光領域を順にファイバー201の長手方向に移動させていくことで行なうことができる。また露光の際には、露光したい部分が露光領域の光学像の結ばれる位置にあたるように、その長手方向に平行な軸を回転軸としてファイバー201を回転させる。回転軸はファイバー201の中心に近いほど、露光を均一に行なうことができる。
【0021】
そして上記作製方法によって得られる島状の半導体膜206を用い、TFTに代表される各種の半導体素子を形成することができる。なお本実施の形態では、絶縁膜202と島状の半導体膜206とが接しているが、半導体素子によっては、絶縁膜202と島状の半導体膜206との間に、電極や他の絶縁膜等が形成されていても良い。例えば半導体素子の1つであるボトムゲート型のTFTの場合、絶縁膜202と島状の半導体膜206との間に、ゲート電極とゲート絶縁膜が形成される。
【0022】
トップゲート型のTFTの作製方法では、例えば島状の半導体膜206を形成した後、ゲート絶縁膜を成膜する工程、ゲート電極を形成する工程、島状の半導体膜に不純物を添加する工程など各種の工程が設けられる。そして半導体素子を形成した後は、各半導体素子を電気的に接続する配線を形成する工程などが設けられる。島状の半導体膜を形成した後に行なわれるパターニングの際の露光は、上述した半導体膜のパターニングの場合と同様に、露光領域をファイバーの長手方向に移動させ、また露光したい部分が露光領域の光学像の結ばれる位置にあたるように、その長手方向に平行な軸を回転軸としてファイバーを回転させる。回転軸はファイバーの中心に近いほど、露光を均一に行なうことができる。そしてマスクを形成する位置を定める際の基準となるマーカーは、半導体膜等で形成しておくことができる。
【0023】
なお本実施の形態では、レーザ光の照射時においてファイバー202を回転させているが、絶縁膜、半導体膜またはその他の膜の成膜時に、ファイバー202を回転させるようにしても良い。成膜時にファイバー202を回転させることで、成膜された膜の膜厚をより均一にすることができる。特にスパッタ法などのように、CVD法などに比べて段差被覆性(ステップカバレッジ)が劣っている成膜方法の場合は、成膜時にファイバー202を回転させることが有効である。
【0024】
また、半導体素子を積層するように形成して、集積回路を三次元化することで、回路規模を大きくしつつ集積回路のレイアウトの面積を抑えることができる。
【0025】
なお、半導体素子や、該半導体素子どうしの電気的な接続を行なうための配線等を形成した後、それらを保護するために樹脂等で保護膜を形成し、表面を覆うようにしても良い。このとき、ファイバー202に形成された集積回路との間で信号または電源電圧等の送受を行なうための端子を、保護膜に覆わずに露出させる。なお集積回路との間の全ての信号または電源電圧の送受を、光伝送により行なう場合は、端子の代わりに発光素子または受光素子を設ける。この場合は、必ずしも発光素子と受光素子を露出させる必要はなく、透光性を有する樹脂等で覆っておいても良い。
【0026】
本発明は上記構成によって、半導体装置が搭載される電子機器のデザインの幅をより広げることができる。そして上記ファイバーは同じ体積を有する平板状の基板よりも広い表面積を確保することができるので、該ファイバーを支持体とすることで、集積回路のレイアウトの面積が広がっても支持体の体積を抑えることができる。よって平板状の基板を用いた場合と比べて、高機能化に伴って半導体装置が嵩張るのを抑えることができ、なおかつ半導体装置が搭載される電子機器のデザイン性が損なわれるのを抑えることができる。またファイバーを用いることで表面積が増え、集積回路の放熱を効率良く行なうことができるという効果も得られる。
【0027】
(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工程におけるレーザ光の照射方法について、具体的に説明する。
【0028】
図3(A)に、レーザ発振装置301と、ファイバー302用のリール303、304と、巻き取ったファイバー302を保護するためのテープ305a、305b用のリール306、307との位置関係を示す。また図3(B)は図3(A)の矢印で示す視点Aから見たリール303、304の位置関係を示しており、図3(C)は図3(A)の矢印で示す視点Bから見たリール303、306の位置関係を示している。
【0029】
レーザ光の照射の際に、リール303とリール304を同期して回転させることで、ファイバー302は破線の矢印で示した方向に移動し、リール303からリール304に巻き取られる。レーザ発振装置301から発振するレーザ光は、光学系308によってその光路が調整され、ファイバー302のリール303とリール304の間に位置する部分に照射される。図3(B)において309の破線で示す領域は、レーザ光のビームスポットがあたる領域に相当する。
【0030】
またファイバー302がリール303、304に巻かれているときは、ファイバー302の表面が擦れて傷つくのを防ぐために、表面を保護するためのテープ(保護テープ)305a、305bを、ファイバー302と共に各リール303、304に巻いておくことが望ましい。そしてファイバー302用のリール303と、保護テープ305a用のリール306とを同期するように回転させ、ファイバー302がリール303から巻き取られるときに、ファイバー302と共にリール303に巻かれていた保護テープ305aが、リール306に巻き取られるようにする。同様に、ファイバー302用のリール304と、保護テープ305b用のリール307とを同期するように回転させ、ファイバー302がリール304に巻き取られるときに、リール307に巻かれていた保護テープ305bが、共にリール304に巻き取られるようにする。
【0031】
そしてレーザ光の照射の際は、ファイバー302の長手方向に平行な軸を回転軸として、ファイバー302を実線の矢印で示すように回転させる。回転軸はファイバー302の中心に近いほど、レーザ光の照射を均一に行なうことができる。具体的には、全てのリール303、304、306、307全体を回転させることで、ファイバー302を回転させる。このときファイバー302が捩れることのないように、リール303、304、306、307全体の回転は、その回転の速度及び回転方向がファイバー302と同じになるように同期させる。
【0032】
上記構成によって、ファイバー302全体にレーザ光を照射することができる。
【0033】
なお平板状の基板の場合、集積回路の回路規模の増大に伴って基板のサイズが増大すると、基板自身がその重さによって撓んでしまい、搬送が困難になるという問題がある。本発明では、半導体装置を製造する過程において、ファイバーをリールに巻いた状態のまま製造装置間において搬送することができるので、回路規模が増大しても撓みにより搬送が困難になることがなく、基板搬送の能率を高めることができる。
【0034】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0035】
(実施例1)
本実施例では、本発明の半導体装置の作製工程において用いられる、スパッタ装置の構成について説明する。
【0036】
図4は、本実施例のスパッタ装置の断面図に相当する。801はスパッタを行なうチャンバーに相当し、チャンバー801には、チャンバー801内にガスを供給する手段802、チャンバー801内を排気する手段802が備えられている。そして804、805はファイバー806用のリールであり、リール804とリール805が同期するように回転することで、ファイバー806を移動させることができる。また807、808は、保護テープ809a、809b用のリールに相当する。またチャンバー801には、ターゲットを有する印加電極810と、電極も兼ねているヒーター811とが備えられている。
【0037】
例えば窒化珪素膜を成膜する場合、ガス供給手段802によってアルゴン10sccm、窒素35sccm、水素5sccmの流量で流し、例えばターボ分子ポンプ等の排気手段803によって、チャンバー801内の気圧を0.4Paに保つ。また例えば窒化酸化珪素膜を成膜する場合、ガス供給手段802によってアルゴン10sccm、窒素31sccm、水素5sccm、N2O4sccmの流量で流し、例えばターボ分子ポンプ等の排気手段803によって、チャンバー801内の気圧を0.4Paに保つ。
【0038】
スパッタに成膜される膜が、ファイバー806に均一に成膜されるように、リール804、805、809a、809b全体を回転させ、ファイバー806を回転させる。スパッタにより膜が成膜されたファイバー806は、保護テープ809bと共にリール805に巻き取られる。
【0039】
なお本発明において用いられるスパッタ装置は、本実施例で示した形態に限定されない。
【0040】
(実施例2)
本実施例では、半導体素子または配線等を形成した後に、樹脂でファイバーの表面に保護膜を成膜する方法の、一実施例について説明する。
【0041】
図5(A)に、集積回路が形成された複数のファイバー501の様子を示す。図5(A)において複数のファイバー501は、その長手方向が一致するように並べられているが、ファイバー501の配列方向とその数は図5(A)に示した形態に限定されない。また図5(A)では、各ファイバー501間の電気的な接続は、ワイヤ502によって行なわれている。なお各ファイバー501間において行なわれる信号または電源電圧の送受はワイヤに限定されず、光伝送により行なうようにしても良い。よって本明細書において接続とは電気的なもののみならず、光信号などによる信号の送受を行なうことができる接続を含む。
【0042】
そして図5(B)において503は、集積回路との電気的な接続を行なうことができる端子に相当する。図5(A)では端子503がファイバー501の端部に設けられているが、本発明はこれに限定されず、端子を設ける位置は設計者が自由に設定することができる。また端子ではなく、発光素子または受光素子を設け、外部との接続を光伝送により行なうようにしても良い。
【0043】
次に図5(B)に示すように、図5(A)に示すファイバー501を、樹脂504で覆う。なお図5(B)に示すように、外部との接続を端子で行なう場合、端子503を樹脂504で覆わずに、露出させるようにする。光伝送で外部との接続、またはファイバー501間の接続を行なう場合は、少なくとも該経路となる部分を覆う樹脂に透光性を持たせるか、樹脂で覆わないようにすることで、光信号の経路が確保できるようにする。
【0044】
樹脂504は、本実施例では熱重合するタイプのポリエチレンを用いる。樹脂504を塗布した後、ハロゲンランプにより塗布した樹脂504を硬化させる。なお本実施例では、塗布した樹脂を硬化させるために、ハロゲンランプ、赤外ランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプまたは高圧水銀ランプを用いることが可能である。また、ランプに限らず、ヒーター等を用いて加熱するようにしても良い。そして樹脂が熱硬化樹脂ではなく紫外線硬化樹脂の場合、紫外光の照射により樹脂を硬化するようにしてもよい。樹脂504に用いることができる樹脂は、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系や、その他の公知の樹脂を用いることができる。
【0045】
図8に、樹脂をファイバーに塗布するための装置の構造を示す。801はリールであり、樹脂を塗布する前のファイバー802が巻かれている。803は樹脂用のタンクであり、塗布に用いる樹脂804が収容されている。タンク803にはファイバーが通過する開口部が設けられており、該開口部をファイバー通過することで、タンク803に収容されている樹脂804がファイバーに塗布される。
【0046】
樹脂が塗布されたファイバー805は、ヒーター806において加熱処理されることで、塗布された樹脂が硬化する。なお、樹脂が熱処理により硬化するタイプはヒーターやランプ等の加熱処理を加えるための手段を用いるが、本発明はこれに限定されず、樹脂の硬化する条件に見合った処理が可能な手段を設けるようにする。例えば紫外線の照射により硬化する樹脂の場合、紫外線の照射が可能なランプをヒーター806の代わりに備えるようにする。
【0047】
そして樹脂が硬化したら、リール807によってファイバー805巻き取られる。リール801とリール807は互いに同期するように回転させる。そしてファイバーに樹脂を塗布する速度は、リール801とリール807の回転速度により制御することができる。なお図8では図示していないが、保護テープ用のリールを設けておいても良い。その場合、保護テープをファイバー802と共にリール801に巻いておき、また樹脂塗布後のファイバー805を、保護テープと共にリール807に巻き取るようにしても良い。
【0048】
本実施例のように、集積回路を形成する複数のファイバー501を、まとめて樹脂504で封止することで、ファイバー501どうしの位置関係をある程度固定することができる。よって、ファイバー501自体の柔軟性を確保しつつ、ワイヤや光伝送などによって行なわれるファーバー間の接続不良を低減することができ、その機械的強度を高めることができる。
【0049】
(実施例3)
本実施例では、ファイバーの表面に形成する半導体素子の作製方法の一実施例について説明する。
【0050】
図6(A)に、ファイバー601と、該ファイバー601の表面に形成された、凹凸を有する絶縁膜602の様子を示す。図6(A)に示すように絶縁膜602は、ストライプ形状または矩形状の凹凸を有しており、該凹凸の長手方向は白抜きの矢印で示したファイバー601の長手方向と一致している。上記形態の絶縁膜602の表面に、半導体膜を成膜する。
【0051】
図6(B)に、半導体膜603が成膜されたファイバー601の断面図に相当する。半導体膜603は絶縁膜602の凹部と凸部の両方に成膜される。
【0052】
次に該半導体膜を、連続発振のレーザ光の照射により結晶化する。レーザ光の発振に用いられるレーザは、公知の連続発振の気体レーザもしくは固体レーザを用いることができる。気体レーザとして、Arレーザ、Krレーザなどがあり、固体レーザとして、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、Y2O3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザなどが挙げられる。基本波に対する高調波は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。
【0053】
特に連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波を用いることで、大粒径の結晶を得ることができる。代表的には、Nd:YVO4レーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いるのが望ましい。具体的には、出力10Wの連続発振のYVO4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。
【0054】
レーザ光の走査は、図6(A)に示した白抜きの矢印の方向に向かって行ない、なおかつレーザ光の照射の際に、ファイバー601の長手方向に平行な軸を回転軸として、ファイバー601を回転させる。回転軸はファイバー601の中心に近いほど、レーザ光の照射を均一に行なうことができる。レーザ光の照射により一次的に溶解した半導体膜は、表面張力によって凸部から凹部へその体積が移動する。よって図6(C)に示すように、結晶化後の半導体膜604は、凸部と重なる部分の膜厚が薄くなり、その表面が平坦化される。このとき結晶粒界は、凸部と重なる膜厚の薄い部分にできやすく、凹部は凸部と比較して結晶粒界の少ない結晶性に優れた膜が形成される。
【0055】
次に、結晶化後の半導体膜604の表面をエッチングすることで、半導体膜604の凸部と重なる部分を除去する(図6(D))。上記工程により凸部が露出し、凹部にのみ存在する結晶性の優れた半導体膜605を形成することができる。なお、成膜する半導体膜の膜厚と、凹凸の深さとの関係によっては、結晶化後にエッチングせずとも凹部にのみ半導体膜が残った状態になる場合もある。この場合は、改めて結晶化後の半導体膜の表面をエッチングする必要はない。
【0056】
凸部間の長手方向に対し手垂直方向における幅は0.01μm〜2μm、より望ましくは0.1μm〜1μm程度にするのが好ましい。また、凸部の高さは0.01μm〜3μm、より望ましくは0.1μm〜2μm程度にするのが好ましい。
【0057】
そして図6(D)に示した半導体膜605をパターニングすることで、凹部に島状の半導体膜606を形成する。該島状の半導体膜606を用いることで、半導体素子をファイバー601上に形成することができる。このように、凹部に存在する結晶性の優れた領域の半導体膜を用いることで、例えばTFTだと移動度や、オン電流を高くすることができる。
【0058】
なお本実施例では、結晶化後の半導体膜604の表面全体をエッチングして、凹部にのみ存在する半導体膜605を形成しているが、本発明はこれに限定されない。表面をエッチングせずにそのままパターニングして島状の半導体膜を形成しても良いし、部分的に表面をエッチングしてからパターニングして島状の半導体膜を形成しても良い。また、結晶化の後に、絶縁膜602のうち凸部の部分をエッチングするようにしても良い。
【0059】
(実施例4)
本実施例では、ファイバーとして光ファイバーを用い、なおかつ該光ファイバーを用いて光伝送を行なう、本発明の一実施例について説明する。
【0060】
図7に、集積回路が形成された3つの光ファイバーが配置されている様子を示す。無論光ファイバーの数はこれに限定されず、また集積回路が形成されるファイバーは、全て光ファイバーである必要はない。図7では、光ファイバー701の表面に形成された集積回路において出力された信号または電源電圧が、光ファイバー701に設けられた発光素子701aにおいて光信号に変換され、該光信号が光ファイバー701によって他の光ファイバー(ここでは光ファイバー702)に伝送される。
【0061】
光ファイバー702には受光素子702aが備えられており、光ファイバー701から送られた光信号が受光素子702aにおいて電気の信号または電源電圧に変換され、光ファイバー702の表面に形成された集積回路に供給される。そして光ファイバー702に形成された集積回路から出力された信号または電源電圧は、同じく光ファイバー702に備えられている発光素子702bによって光信号に変換され、光ファイバー702内を伝送して光ファイバー703に送られる。
【0062】
光ファイバー703には受光素子703a、発光素子703bが設けられており、光ファイバー702の場合と同様に、光信号が処理されている。
【0063】
なお本実施例では、1つの光ファイバーから一つの光ファイバーへ光信号が伝送されているが、1つの光ファイバーから複数の光ファイバーへ、また逆に複数の光ファイバーから1つの光ファイバーへ、光信号が伝送されていても良い。上記構成により大容量の光バスを形成することができる。
【0064】
なお、図7では各光ファイバーがまっすぐ伸びた状態で配列されているが、本発明はこれに限定されない。光ファイバーは一般的に伝送損失が極めて小さく、中には1db/km以下のものもある。よって、多少曲がった状態であっても光信号の伝送は可能であり、光ファイバーであるからといって、他のファイバーに比べて光ファイバー自体のレイアウトの自由度が制限されるわけではない。
【0065】
なお本実施例では、光ファイバーを用いて光伝送を行なう場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。確実にファイバー間で光信号の送受が行なわれるように、ファイバーに設ける発光素子と受光素子のレイアウトを定めれば、どのような材質のファイバーであっても光伝送での接続を行なうことができる。ただし光ファイバーを用いることで光の指向性を高めることができ、光信号の伝送の確実性をより高めることができる。
【0066】
また本実施例では、別途用意された発光素子または受光素子を、各ファイバーの集積回路に電気的に接続する例について示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、発光素子又は受光素子を集積回路と共にファイバーに形成するようにしても良い。
【0067】
また実施例2において示したように、ファイバーを樹脂で封止し、各ファイバー間の位置関係を固定させるようにしても良い。また同じファイバー内において光伝送により信号または電源電圧の送受を行なうようにしても良い。
【0068】
【発明の効果】
本発明は上記構成の支持体を用いることで、半導体装置が搭載される電子機器のデザインの幅をより広げることができる。そして上記ファイバーは同じ体積を有する平板状の基板よりも広い表面積を確保することができるので、該ファイバーを支持体とすることで、集積回路のレイアウトの面積が広がっても支持体の体積を抑えることができる。よって平板状の基板を用いた場合と比べて、高機能化に伴って半導体装置が嵩張るのを抑えることができ、なおかつ半導体装置が搭載される電子機器のデザイン性が損なわれるのを抑えることができる。またファイバーを用いることで表面積が増え、集積回路の放熱を効率良く行なうことができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ファイバーの表面にけいせいされた半導体素子の断面図と上面図。
【図2】 ファイバー表面における半導体素子の作製方法を示す図。
【図3】 ファイバーへのレーザ光の照射方法を示す図。
【図4】 ファイバーへの成膜を行なうスパッタ装置の断面図。
【図5】 ワイヤで電気的に接続されたファイバーと、該ファイバーを樹脂で覆った様子を示す図。
【図6】 凹凸を有する絶縁膜を用いた、島状の半導体膜の作製方法を示す図。
【図7】 光ファイバーを用いた半導体装置の図。
【図8】 保護膜塗布用の装置の構造を示す図。
Claims (13)
- 線状の支持体と、
前記支持体の表面に形成された凹凸を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜の凹部に設けられた結晶性半導体膜を用いて形成された半導体素子とを有することを特徴とする半導体装置。 - 複数の線状の支持体と、
前記複数の各支持体の表面に形成された凹凸を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜の凹部に設けられた結晶性半導体膜を用いて形成された半導体素子とを有し、
前記複数の各支持体の表面に形成された半導体素子は、ワイヤによって互いに接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 複数の線状の支持体と、
前記複数の各支持体の表面に形成された凹凸を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜の凹部に設けられた結晶性半導体膜を用いて形成された半導体素子とを有し、
前記複数の各支持体の表面に形成された半導体素子は、光伝送によって信号または電源電圧の送受が行われることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一において、前記半導体素子は樹脂によって覆われていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1乃至4のいずれか一において、前記支持体は光ファイバーであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1乃至4のいずれか一において、前記支持体はガラス、プラスチック、または金属からなることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1乃至6のいずれか一において、前記支持体の断面は円または楕円であることを特徴とする半導体装置。
- 線状の支持体の表面に絶縁膜を成膜し、
前記絶縁膜を覆うように半導体膜を成膜し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記絶縁膜または前記半導体膜の成膜は、前記支持体の長手方向と平行な回転軸を中心として、前記支持体を回転させながら行なうことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 線状の支持体の表面に絶縁膜を成膜し、
前記絶縁膜を覆うように半導体膜を成膜し、
レーザ光の照射により前記半導体膜の結晶性を高め、
前記結晶性が高められた半導体膜を用いて、半導体素子を形成し、
前記絶縁膜及び前記半導体膜の成膜と、前記レーザ光の照射とは、前記支持体の長手方向と平行な回転軸を中心として、前記支持体を回転させながら行なうことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項8または9において、前記半導体素子を形成した後、当該半導体素子を樹脂で覆うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項8乃至10のいずれか一において、前記支持体は光ファイバーであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項8乃至10のいずれか一において、前記支持体はガラス、プラスチック、または金属からなることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項8乃至12のいずれか一において、前記支持体の断面は円または楕円であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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