JP4494003B2

JP4494003B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP4494003B2
Application number: JP2003423838A
Authority: JP
Inventors: 康行荒井; 舜平山崎; 幸恵根本
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: JP2005183741A

Description

本発明は、在庫管理システム、物流システム、ICカード等の物品に設けられるＲＦＩＤ(Radio Frequency IDentification)タグ、ＩＣタグ、等の非接触型タグ（無線タグ）に代表される半導体装置に関し、異なる情報を表示することが可能な半導体装置及びその製造方法に関する。

図書館やビデオレンタル店等の、いわゆる物品の貸出を行う業務においては、貸出物品の不正持ち出しを防止し、貸出物品の貸出期限の管理を行って返却延滞の防止を図り、さらには、貸出期限を超過した場合には顧客に連絡して返却を求めるなどの、いわゆる貸出物品の搬入管理を行う必要がある。かかる物品の貸出を行う図書館やレンタルビデオ店等では、物品に無線タグ貼付け、リーダーライタを用いて無線タグに記録された情報を読み取り、部品の搬入管理を行う（特許文献１。）。

また、無線タグを用いたカード、いわゆるICカードにおいて、リーダーライタで読み取ったICチップ内に内蔵された情報を、ICカード表面に設けられたリライト紙に印刷するものがある。リライト紙とは、代表的には、感熱記録材料を用いたものがあり、記録用の温度まで加熱してその後除冷することにより、安定な発色状態を得、又記録用の温度より高い消去用の温度まで加熱した後急冷することにより消色することができるものである。（特許文献２。）
特開２０００−２９２５６４号公報特開平９−１０４１８９号公報

しかしながら、図書館やレンタルビデオ店等の物品貸出を行う業務や店舗において無線タグを用いる場合、通常、その貸出の対象となる物品の情報は、リーダーライタに接続されている管理PC(パーソナルコンピュータ)に表示されると共に、その返却日等の一部の情報が記載された印刷物が利用者に渡され、利用者はこの印刷物により返却日等を認識していた。このため、印刷物に使用する紙の使用量は膨大である。また、これらの印刷物は最終的には廃棄されてしまうため、最終的には紙が無駄になる共に、コストが増大する。また、印刷物を紛失した場合、利用者は返却日が分からず、貸出の延滞を招くという問題もある。

また、リライト紙を有するＩＣカードにおいて、リライト紙は感熱記録材料を用いているため印刷回数に限度があり、頻繁に使用するＩＣカードの印刷情報は読み取りにくいという問題がある。また、リライト紙に情報を印刷する場合、別途印刷機が必要であり、リーダーライタが大型化するという問題がある。

さらに半導体基板を用いて形成されたＩＣチップを有する無線タグの場合、半導体基板が導体として機能し電波を遮蔽するので、送信されてくる電波の方向によっては信号が減衰しやすいという問題もある。

上記の問題を鑑み、本発明では、電波が遮蔽されるのを防ぐことができ、必要な情報を表示することができる無線タグに代表される半導体装置、及びその作製方法について提案する。

本発明は、可とう性を有する第１の基板に、アンテナ、表示部、電源部、薄膜集積回路が設けられ、該薄膜集積回路部が薄膜トランジスタで形成されている半導体装置である。

また本発明は、可とう性を有する第１の基板、及び可とうを有する第２の基板で、表示部、電源部、薄膜トランジスタで形成される前記薄膜集積回路、アンテナを挟持している半導体装置である。第１の基板及び第２の基板としては、代表的にはプラスチック基板を挙げることができる。

なお、２の基板の代わりに、粘着層及び粘着層を覆う離型紙（剥離紙、セパレーター等の基材片面又は両面に剥離面を有するシート）用いて挟持してもよい。

また本発明は、アンテナが形成される可とう性を有する第１の基板と、表示部、電源部、薄膜集積回路部が形成される可とう性を有する第２の基板とを有し、第１の基板が第２の基板を挟持している半導体装置である。この場合、第１の基板は、第２の基板を間に挟んで、折りたたまれている。また、第１の基板は、基板の２方が閉じた形状であっても良いし、３方が閉じた袋状であってもよい。なお、第１の基板に形成されるアンテナと、第２の基板に形成される薄膜集積回路部とは、電気的に接続されている。

また、本発明は、アンテナが形成され、且つ可とう性を有する第１の基板及び第２の基板と、表示部、電源部、薄膜集積回路部が形成され、且つ可とう性を有する第３の基板とを有し、第１の基板と第２の基板が第３の基板を挟持している半導体装置である。なお、第１の基板及び第２の基板に形成されるアンテナと、第３の基板に形成される薄膜集積回路部とは、それぞれ電気的に接続されている。

なお、表示部は、液晶素子、電気泳動素子、発光素子等の表示素子で形成されている。

電源部は、電源部に太陽電池を用いる場合、半導体材料、代表的にはシリコン、ゲルマニウムで形成されたショットキー型、アバランシェ型、ＰＩＮ型、又はＰＮ型のダイオードや、ＣｄＳ、ＧａＡｓ等の化合物半導体を用いたダイオード、若しくは有機物から構成される光電変換層等を有するもので形成される。電源部で生じた電極は、表示部の表示素子を駆動するために用いられる。

薄膜集積回路部は、薄膜トランジスタの他に、容量素子、ダイオード、抵抗素子、インダクタなどの薄膜半導体素子を用いて形成される。

また、アンテナは、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル等の金属、又は金属化合物を、１つ又は複数有する導電材料を用いて形成されている。

また本発明は、第１の基板上に形成されたアンテナ、表示部、電源部、薄膜集積回路を有する積層体を可とう性を有する第２の基板に貼り付けること半導体装置の作製方法である。可とう性を有する第２の基板に貼り付ける方法は、耐熱性の高い第１の基板と、アンテナ、表示部、電源部、薄膜集積回路を有する積層体の間に金属酸化膜を設け、該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して、第１の基板と積層体を剥離し、第２の基板に貼り付ける方法がある。

また、耐熱性の高い第１の基板とアンテナ、表示部、電源部、薄膜集積回路を有する積層体の間に水素を含む非晶質珪素膜を設け、レーザ光の照射またはエッチングにより該非晶質珪素膜を除去することで第１の基板と積層体とを剥離し、貼り付ける方法がある。

また、アンテナ、表示部、電源部、薄膜集積回路を有する積層体が形成された耐熱性の高い第１の基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去し、第２の基板に積層体を貼り付ける方法等、様々な方法を用いることができる。

本発明の無線タグは、表示部、電源部、薄膜集積回路を有するため、薄膜集積回路部のメモリに記憶されている情報の一部を表示部に表示することが可能である。

このため、貸出業務において、返却日等を利用者に知らせるための印刷物用の紙を必要とせず、コストを削減することができる。

また、表示部は電源部で発生する電力を用いて駆動するため、見やすい表示をすることが可能である。

また、絶縁分離されたＴＦＴを用いて薄膜集積回路を形成するので、無線タグを任意の部材に直接貼り合わせたり、フレキシブルな支持体上に貼り合わせたりすることで、対象物の形状に無線タグの形状を合わせることが可能になり、用途範囲を大幅に広げることができる。

さらには、半導体基板を用いた従来の無線タグほど面積を小さくせずとも、高い機械的強度を得ることができる。よって、任意の長さのアンテナを形成することが可能であり、通信距離を長くしやすく、無線タグの用途範囲をより広げることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本発明は本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。また、実施形態において同じ部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

（第１実施形態）
本発明の無線タグに代表される半導体装置１００の上面図を、図１を用いて説明する。図１（Ａ）は、無線タグ本体であり、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５、及び薄膜集積回路に接続されるアンテナ１０６が設けられている。また、無線タグ表面には、板紙等の紙類又は合成紙、若しくはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、セルロース系樹脂のような一般的なプラスチックで形成される基材を設け、その表面に印刷物を印刷して、特有の模様又はバーコードを表示してもよい。だたし、これらの基材が、透光性を有さない場合は、表示部及び電源部には開口部を設けて表示部及び電源部上面から認識できるようにする。さらには、無線タグ全体をラミネートフィルムによって保護してもよい。ラミネートフィルムとしては、耐水性や耐溶剤性のあるものであればよく、代表的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ナイロン等のプラスチックフィルムを用いることができる。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の無線タグの（Ａ）−（Ａ'）部の断面図を示す。本実施例の無線タグは、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５、アンテナ１０６は、第１の基板１０１及び第２の基板１１１によって挟着されている。また、第１の基板１０１及び第２の基板は、接着剤１１３で貼り付けられている。接着剤は、第１の基板と第２の基板との一部に設けられていてもよく、全面に設けられてこれらの基板を接着してもよい。また、表示部１０３、薄膜集積回路部１０５、電源部１０４の間は、絶縁材料で絶縁されている。

表示部１０３は、公知の表示素子、代表的には液晶素子、発光素子、電気泳動素子等で画素が形成されている。これらの表示素子の駆動方法は、アクティブマトリクス型またはパッシブマトリクス型どちらを用いることもできる。なお、表示部がパッシブマトリクス型の表示素子、液晶素子、又は電気泳動素子で形成されている場合、第２の基板１１１に画素電極が形成されている。

電源部１０４及び薄膜集積回路部１０５は、薄膜トランジスタ、容量素子、ダイオード、抵抗素子、インダクタなどの薄膜半導体素子を用いて形成される。

アンテナ１０６は、金、銀、銅、パラジウム、アルミニウム、クロム、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル等の金属、又は金属化合物を、１つ又は複数有する導電材料を用いることができる。

形成方法としては、細線を膜線としてものを基板上に搭載した巻き線工法、薄膜集積回路にコイル導線をボンディングして超音波を使用して基板に埋め込む埋め込み工法、シルク印刷により導電性ペーストで細線を基板上に形成する印刷法、基板上に成膜した導電膜エッチングしてコイル状の細線を形成するエッチング法、電界をかけて任意の領域にコイル状の細線を形成する電界メッキ法、液滴を吐出しながら形成する液滴吐出法等の公知の配線形成技術を用いることができる。

本実施形態のアンテナは、表示部１０３、電源部１０４、及び薄膜集積回路部１０５を囲んでコイルを形成している。このため、少ない巻数で長さの長いアンテナを形成することができる。また、一般的に無線タグで用いられている電波の周波数は、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚが多く、該周波数の電波を検波できるような長さに適宜形成する。

接着剤１１２は有機樹脂で形成されており、代表的にはエポキシ系、アクリレート系、シリコン系等、いかなる接着剤を用いることができる。

第１の基板１０１及び第２の基板１１１は、可撓性のプラスチックフィルムを用いる。プラスチックフィルムとしては、ポリカーボネイト（ＰＣ）、極性基のついたノルボルネン樹脂からなるＡＲＴＯＮ：ＪＳＲ製、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォン、またはポリフタールアミドからなる有機樹脂を用いればよい。また、Ｔｇが４００℃以上であるＨＴ基板（新日鐵化学社製）を用いることもできる。また対向基板の厚さは数百μm程度であることが好ましい。

次に、本発明の無線タグに代表される半導体装置の構成について、図２のブロック図を用いて説明する。無線タグは、アンテナ部２０１、薄膜集積回路部２０２、表示部２０３、電源部２０４で構成されている。薄膜集積回路部２０２は、無線周波数回路（ＲＦ回路）２１１、変調回路２１２、復調回路２１３、電源回路２１４、ＣＰＵ２１６、及びメモリ２１７で構成される。電源回路２１４はコンデンサを内蔵し、このコンデンサはアンテナ２０１と共に共振回路を形成する。

メモリ２１７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）を含む。

表示部２０３は、ＣＰＵ２２１、メモリ２２２、及び画素部２２３で構成される。画素部２２３は、公知の表示素子、代表的には液晶素子、発光素子、電気泳動素子等で画素が形成されている。

表示部２０３のＣＰＵ２２１は、薄膜集積回路部２０２のＣＰＵ２１６から送られた情報を元に、薄膜集積回路部２０２のメモリ２１７に記憶される情報を読み出し、表示部２０３のメモリ２２２にいったんその情報を格納し、一部又は全部の情報を画素部に表示させるように制御する。

電源部２０４は、表示部２０３のＣＰＵ２２１に接続されており、表示部で表示するため必要な電力を生成及び供給する。電源部としては、太陽電池、リチウム電池等の超薄型の電池が好ましい。電源部に太陽電池を用いる場合、半導体材料、代表的にはシリコン、ゲルマニウムで形成されたショットキー型、アバランシェ型、ＰＩＮ型、又はＰＮ型のダイオードや、ＣｄＳ、ＧａＡｓ等の化合物半導体を用いたダイオード、若しくは有機物から構成される光電変換層等を有するもの、具体的には透明なＩＴＯ電極と、その上に真空蒸着された有機顔料（ペリレン顔料：Ｍｅ−ＰＴＣ）と、その上に形成された金の電極を用いた太陽電池セルを用いることができる。なお、ＰＩＮ型のフォトダイオードは、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層とｎ型半導体層の間に挟まれたｉ型（真性）半導体層によって構成されている。

なお、図２においては、表示部のＣＰＵ２２１及びメモリ２２２を、薄膜集積回路部２０２のＣＰＵ２１６及びメモリ２１２それぞれに組み込んでもよい。この場合、薄膜集積回路部２０２のＣＰＵ２１６によって、表示部２０３の表示を制御することができる。

次に、無線タグの動作方法について説明する。物品の管理者はリーダーライタを用いて物品をチェックする。具体的にはリーダーライタの送受信アンテナに無線タグを近づけると、リーダーライタに設けられたアンテナで発せられる高周波をアンテナ２０１で受信する。電源回路のコンデンサは、アンテナが特定の周波数の電波を受信したときにその相互誘導作用で生じる電力が充填される。電源回路２１４はこの電力を整流し安定化して各回路、ＣＰＵ、及びメモリに供給し、薄膜集積回路部を活性化する。

次に、アンテナ２０１と電源回路２１４のコンデンサとで構成される共振回路の振幅が大きくなり、コンデンサには十分な量の電力が充電される。電源回路２１４はこの電力を整流化し安定化して各回路、ＣＰＵ、及びメモリに供給し、薄膜集積回路部を活性化し、さらにＲＦ回路２１１を介して復調回路２１３で、元のデジタル信号の質問信号を再現させる。ＣＰＵ２１６はこの質問信号に基づいて、メモリ２１７に書き込まれていた物品に関する情報を送信する。この情報は、２値化されたデータ信号を薄膜集積回路部の変調回路２１２で変調し、ＲＦ回路２１１で増幅してアンテナ２０１から送出することにより行われる。送信されたデータは、リーダライタで受信し、処理部において物品の情報を管理ＰＣのメモリに記録すると共に、管理ＰＣの表示部に表示する。

また、薄膜集積回路部２０２のＣＰＵ２１６からデータ信号を表示部２０３のＣＰＵ２２１に送出する。表示部２０３のＣＰＵ２２１は、電源部２０４からの電力を用い、このデータ信号を元に、表示部のメモリ２２２に記憶させると共に、表示部２２３に必要な情報を表示させる。

以上の動作により、無線タグの薄膜集積回路部に記憶されている情報を表示部に表示するとともに、リーダーライタに情報を送信することができる。

本実施形態の無線タグは、表示部、電源部、薄膜集積回路を有するため、薄膜集積回路部のメモリに記憶されている情報の一部を表示部に表示することが可能である。このため、必要なときに無線タグを見ることで、必要な情報を得ることができる。このため、情報を記録するための印刷紙を必要とせず、コストを削減することができる。

さらには、絶縁分離されたＴＦＴを用いて薄膜集積回路を形成するので、無線タグを任意の部材に直接貼り合わせたり、フレキシブルな支持体上に貼り合わせたりすることで、対象物の形状に無線タグの形状を合わせることが可能になり、用途範囲を大幅に広げることができる。

（第２実施形態）
本実施形態においては、第１実施形態と同様に、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５、及び薄膜集積回路を有し、かつ第１実施形態と異なる構造のアンテナを有する無線タグに代表される半導体装置について図３を用いて説明する。図３は無線タグの上面図である。

図３（Ａ）に示す無線タグ３００ａは、第１の基板１０１上の一方に表示部１０３、電源部１０４、及び薄膜集積回路部１０５が形成され、他方にアンテナ３０６が形成されている。アンテナは、一つのコイルを形成している。このため、アンテナは各部位を囲まず独立して形成されている。

また、図３（Ｂ）に示す無線タグ３００ｂのアンテナのように、第１の基板１０１の一方に複数のコイルに形成してもよい。本実施形態においては、２つのコイル３１６ａ、３１６ｂが、アンテナとして薄膜集積回路部１０５に接続されている。また、本実施形態においては、異なるアンテナが同一の薄膜集積回路部１０５に接続しているが、異なる薄膜集積回路部に接続してもよい。なお、この場合、複数のアンテナは同じ方向に巻かれていることが好ましい。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と同様に、表示部１０３、電源部１０４、及び薄膜集積回路部１０５を有し、かつ第１実施形態と異なる配置のアンテナを有する無線タグに代表される半導体装置について図４を用いて説明する。

図４（Ａ）において、第１の基板４０１上の一方にアンテナ４０６が形成され、他方に表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５が形成されている。ここでは、アンテナは、第１の基板の半分の領域に形成されている。なお、表示部がパッシブマトリクス型の表示素子又は液晶素子で形成されている場合、アンテナが形成されていない領域、例えばコイル内側に画素電極が形成されている。

図４（Ａ）で示される第１の基板４０１上に接着剤４１１(図４（Ｃ）４１１)を塗布した後、図４（Ｂ）に示されるように、中央部で矢印の方向に折り曲げ、第１の基板を貼り合わせて無線タグを形成する。本実施形態では、基板の周辺部（基板の端付近）に接着剤を塗布した後、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５、及びアンテナ１０６が内側になるように折りたたむ。このとき、基板間に空気が入らないように注意する。また、パッシブマトリクス型の表示素子、液晶素子、又は電気泳動素子で表示部を形成する場合、画素電極の位置合わせをしながら折りたたむ。

折りたたんで形成した無線タグ４００の図４（Ｂ）の（Ｂ）−（Ｂ‘）における断面図を図４（Ｃ）に示す。表示部１０３の一部又は全部、電源部（図示しない）、および薄膜集積回路部１０５が形成される層４１２とアンテナ４０６が形成される層４１３とが接着剤４１１の有機樹脂を介して積層されている。また、第１の基板４０１によって、この積層体が挟着されている。このとき、折り曲げる部分に、切り込み（溝）４１４を入れておくと折りたたみやすい。また、各部位が形成されている部分を外側とし、第１の基板の各部位が形成されていない領域を内側として折りたたんでもよい。

なお、第１の基板４０１は、第１実施形態に示す第１の基板１０１と同様に、可撓性のプラスチックフィルムを用いる。

本実施形態で示される無線タグは、一方に表示部を形成し、他方にアンテナを形成し、これらを折りたたんで形成しているため、アンテナの長さを長くすることが可能であり、幅広い周波数を受信することが可能である。また、薄膜集積回路部を内側として、基板を折りたたんだ場合、機能部が露出されないため、機械的強度を高めることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、複数の基板で形成される無線タグに代表される半導体装置について図５を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様に、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５、及び薄膜集積回路、及びアンテナを有する。

図５（Ａ）は、アンテナ５０６が形成された第２の基板５０２の上面図である。アンテナ５０６は、一つのコイル状になっており、アンテナの端には接続端子５１４ａ、５１４ｂが形成されている。なお、表示部がパッシブマトリクス型の表示素子又は液晶素子で形成されている場合、アンテナが形成されていない領域、例えばコイル内側に画素電極が形成されている。

図５（Ｂ）に示すように、第１の基板５０１上に、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５が形成されている。薄膜集積回路部１０５には、アンテナ５０６と接続するための接続端子５１５ａ、５１５ｂが形成されている。

図５（Ａ）で示される第２の基板５０２上に接着剤（図５（Ｃ）の５１１）を、図４（Ｂ）に示されるように、第２の基板５０２の一部、本実施形態では右側半分の周辺部または全面に接着剤５１１を滴下した後、第１の基板５０１を第２の基板の右半分に搭載し、第１の基板５０１と第２の基板５０２の一部を接着する。

次に、第１の基板５０１の周辺部に接着剤（図５（Ｃ）の５１０）を滴下し、さらに第１の基板上に形成される接続端子５１５ａ、５１５ｂの表面に異方性導電接着剤５１６を塗布する。第２の基板５０２の中央部で折り曲げ、第１の基板と第２の基板、ここでは、左側半分を貼り合わせる。このとき、第１の基板上に形成された接続端子５１５ａ、５１５ｂと、第２の基板上に形成された接続端子５１４ａ、５１４ｂ、及びパッシブマトリクス型の表示素子又は液晶素子の場合、画素電極の位置合わせをしながら接着する。また、各接続端子の重畳部分を圧着し、これらの基板に形成された接続端子をそれぞれ電気的に接続する。以上の工程により、無線タグ５００を形成することができる。

異方性導電接着剤の代表例としては、導電性粒子（粒径３〜７μｍ程度）を分散、含有する接着性樹脂であり、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、導電性粒子（粒径３〜７μｍ程度）は、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一元素、若しくは複数の元素で形成される。また、これらの元素の多層構造を有する粒子でも良い。

また、異方性導電接着剤の代わりに、ベースフィルム上にフィルム状に形成された異方性導電フィルムを転写して用いても良い。異方性導電フィルムも、異方性導電接着剤と同様の導電性粒子が分散されている。さらには、異方性導電性接着剤の代わりに、例えば、ハンダなどを用いても良いし、接続端子の表面にソルダーボールを形成しておいても良い。

折りたたんで形成した無線タグ５００の図５（Ｂ）の（Ｃ）−（Ｃ‘）における断面図を図５（Ｃ）に示す。アンテナが形成される層５１３ａ、接着剤５１１の有機樹脂、第１の基板５０１、表示部１０３の一部又は全部、電源部（図示しない）、および薄膜集積回路部１０５が形成される層５１２、接着剤５１０の有機樹脂、並びにアンテナ５０６が形成される層５１３ｂが、積層されている。また、第２の基板５０２によって、この積層体が挟持されている。このとき、折り曲げる部分に、切り込み（溝）４１４を入れておくと折りたたみやすい。また、アンテナ５０６が形成されている部分を外側とし、第２の基板の各部位が形成されていない領域を内側として折りたたんでもよい。

なお、第１の基板５０１及び第２の基板５０２は、第１実施形態に示す第１の基板１０１と同様に、可撓性のプラスチックフィルムを用いる。

また、アンテナの形状として、図６に示すように、基板６０２上に複数のコイルを形成したアンテナ６０６とてもよい。この場合、基板６０２を折り曲げた場合、コイルが重なるような形状にアンテナを形成する。６１４ａ、６１４ｂは、アンテナの端に形成される接続端子である。

上記のような形状のアンテナは、折目を横断する箇所が少ないため、折目における断線の発生を回避することができる。

さらには、アンテナが形成される基板の２方が閉じた形状であっても良いし、３方が閉じた袋状であっても良い。さらに薄膜集積回路を支持体に貼り合わせた後に、４方を全部閉じるようにしても良い。

本実施形態で示される無線タグは、表示部を有する基板を、アンテナを有する基板で挟持しているため、アンテナの長さを長くすることが可能であり、幅広い周波数を受信することが可能である。また、薄膜集積回路部がアンテナを有する基板の内側に設けられているため、機能部が露出されず、機械的強度を高めることができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、表示部、電源部、薄膜集積回路部が形成される基板が、複数のアンテナが形成される基板で挟持されている無線タグに代表される半導体装置について図７を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様に、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５、及び薄膜集積回路、及びアンテナを有する。

図７（Ａ）は、第１の基板７０１、第２の基板７０２、及び第３の基板７０３の斜視図である。第１の基板７０１上には、表示部１０３、電源部１０４、薄膜集積回路部１０５が形成されている。薄膜集積回路部１０５には、アンテナと接続するための接続端子７１５ａ、７１５ｂ、７１６ａ、７１６ｂが形成されている。

第２の基板７０２には、アンテナ７０６ａが形成さており、アンテナには薄膜集積回路部１０５と接続するための接続端子７１７ａ、７１７ｂが形成されている。また、第３の基板７０３にも同様に、アンテナ７０６ｂ、接続端子７１４ａ、７１４ｂが形成されている。

第２の基板上に接着剤（図７（Ｂ）７１０）を滴下する。また、第２の基板の接続端子７１７ａ、７１７ｂ上に異方性導電接着剤を滴下する。次に、第２の基板と第１の基板とを貼り合わせると共に、第１の基板の接続端子７１６ａ、７１６ｂ及び第２の基板の接続端子７１７ａ、７１７ｂを圧着して、それぞれの接続端子を電気的に接続する。このとき、第１の基板上に形成された接続端子７１６ａ、７１６ｂと、第２の基板上に形成された接続端子７１７ａ、７１７ｂとの位置が合うように二つの基板を貼り合わせる。また、パッシブマトリクス型の表示素子又は液晶素子で表示部を形成する場合、画素電極の位置合わせをしながら接着する。

次に、第１の基板の周辺部又は全面に接着剤７１１を滴下して、第１の基板と第３の基板とを貼り合わせる。

重ねて貼り合わせた無線タグ７００の図７（Ａ）の（Ｄ）−（Ｄ‘）における断面図を図７（Ｂ）に示す。第１の基板の一方の面に形成された、表示部１０３、電源部（図示しない）、および薄膜集積回路部１０５が形成される層７１２と、第２の基板上のアンテナ７０６ａが形成される層（第１のアンテナ層）７１３ａとが接着剤７１０の有機樹脂を介して積層されている。

また、第１の基板７０１の他方の面と、第３の基板上のアンテナ７０６ｂが形成される層（第２のアンテナ層７１３ｂ）とが、接着剤７１１の有機樹脂を用いて接着され、積層体を形成している。
また、第２の基板７０２と第３の基板７０３によってこれらの積層体が挟持されている。

なお、第１の基板７０１、第２の基板７０２、及び第３の基板７０３は、それぞれ第１実施形態に示す第１の基板１０１と同様に、可撓性のプラスチックフィルムを用いる。

（第６実施形態）
本発明の無線タグに代表される半導体装置の作製工程について図１０及び図１１を用いて説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態に示される無線タグの作製工程を示すが、第２実施形態乃至第４実施形態にそれぞれ適応することが可能である。

図１０（Ａ）に示すように、第１の基板１１上にシリコン膜からなる剥離層１２を１００〜５００ｎｍ（本実施の形態では３００ｎｍ）の厚さに成膜する。第１の基板１１としてガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板もしくはセラミックス基板を用いることができる。また、剥離層１２は、アモルファスシリコン膜、結晶性シリコン膜を適宜用いることができる。ここでは、第１の基板１１として石英を用い、剥離層１２としてアモルファスシリコン膜を用いる。

剥離層１２の成膜は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、もしくはスパッタ法を用いて形成する。剥離層１２の上には絶縁膜１３が２００ｎｍの厚さに形成される。絶縁膜１３としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素膜等を減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法もしくは蒸着法で形成すれば良い。

次に、絶縁膜１３の上に第１の結晶性シリコン膜１４を膜厚１０〜１００ｎｍの厚さに形成する。第１の結晶質シリコン膜１４の形成方法としては、電気炉を用いた固相成長法、レーザ光を用いたレーザ結晶化方法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法、特開平７-１３０６５２号公報で開示された触媒金属を用いた結晶化方法などの公知の手段を用いることが可能である。また、あらかじめ結晶性シリコン膜を、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法によって形成しても良い。

ここでは、絶縁膜１３上に膜厚５０ｎｍアモルファスシリコン膜を成膜する。次に、アモルファスシリコン膜に対して結晶化を助長する金属元素を全面に添加し、加熱処理を行う。ここでは、結晶化を助長する触媒元素としてニッケルを用い、ニッケルを１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有する溶液、ここでは５ｐｐｍ含有する溶液を塗布する。脱水素化のための熱処理として４５０℃１時間を行い、結晶化のための熱処理を５３０℃〜６００℃、ここでは５７０℃１４時間を行い結晶性シリコン膜膜１４を形成する。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、第１の結晶性シリコン膜１４にレーザ光を照射する。本実施形態では、第１の結晶性シリコン膜１４にレーザ光１５を照射して、さらに結晶性を高めた第２の結晶性シリコン膜１６を形成する。レーザ光１５としては、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Ｎｄ: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、結晶性シリコン膜１４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程度のとし、照射する。

なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしても良い。

次に、結晶性シリコン膜の一部に不純物（代表的には、アルゴン、リン、希ガス）を添加し、ゲッタリングサイトその後、窒素雰囲気下で熱処理を６００℃〜８００℃、ここでは７００℃１２時間行い、ゲッタリングサイトのシリコン膜を除去する。活性層とする半導体領域に残るニッケルがＴＦＴ特性に影響を与えないほど少ない場合は、このゲッタリング処理を行わなくても良い。

次いで、活性層の薄膜化を熱酸化により行う。熱酸化を行う前に安定性のため減圧熱ＣＶＤ法により酸化シリコン膜を２０ｎｍで形成し、酸素雰囲気に塩化水素を３％導入した混合ガスにより９５０℃５０分加熱処理を行う。この熱酸化処理により５０ｎｍの結晶質シリコン膜は３０ｎｍまで薄膜化され、より緻密な結晶性シリコン膜となる。

この後、ウエットエッチングにより、熱酸化により形成した酸化膜２０nmを除去する。

次に、図１０（Ｃ）に示すように、第２の結晶性シリコン膜１６を所望の形状にエッチングして半導体領域２１〜２４を形成する。

次に、図１０（Ｄ）に示すように、半導体領域を覆うゲート絶縁膜の形成を行った後、ゲート絶縁膜上にアンテナ３１、３２、ゲート電極３３〜３６、容量電極３７を形成する。ゲート電極３３〜３６及び容量電極３７は、膜厚２０〜１００ｎｍの窒化タンタル（ＴａＮ）膜３３ａ及び膜厚１００〜４００ｎｍのタングステン（Ｗ）膜３３ｂの積層構造で形成されており、ＴａＮ膜及びＷ膜は、側面がテーパー形状をしている。

また、アンテナ３１、３２は、窒化タンタルと銀の積層構造で形成されている。はじめに、ゲート電極及び容量電極と同様に、ＴａＮ３１ａを形成し、それをシードとして電界メッキ法によりＴａＮ上に銀３１ｂを成膜してアンテナ領域１のアンテナ３１、３２を形成する。なお、図１０（Ｄ）には図示してないが、この時点では、薄膜ダイオード５５の絶縁膜上にゲート電極と同様の形状の導電膜が形成されている。

次に、半導体領域へのｎ型またはｐ型不純物元素をドーピングした後、これらを活性化するための熱処理工程を５００℃〜１０５０℃、ここでは９５０℃３０分の加熱処理を行う。この後、水素化処理、第１の層間絶縁膜４０の形成、接続配線４１、ソース電極またはドレイン電極４２〜４８の形成などを適宜行って半導体領域を活性層とする薄膜集積回路部を構成するＴＦＴ５３、５４、電源部の薄膜ダイオード５５、表示部の表示素子を駆動する画素ＴＦＴ５６及び容量素子５７を作製する。なお、ソース電極及びドレイン電極は、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜と、膜厚３５０ｎｍのＳｉを微量に含むＡｌ膜と、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜との３層積層とする。

薄膜集積回路部２を構成するＴＦＴ５３はｎチャネル型ＴＦＴであり、ｎ型を呈する高濃度不純物領域６１及び低濃度不純物領域６２、チャネル形成領域６３、ソース電極並びにドレイン電極４２、４３で形成される。同様に、ＴＦＴ５４は、ｐチャネル型ＴＦＴあり、ｐ型を呈する高濃度不純物領域６４及び低濃度不純物領域６５、チャネル形成領域６６、ソース電極並びにドレイン電極４３、４４で形成される。薄膜集積回路部では、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型と組み合わさってＣＭＯＳ回路が形成されている。

電源部３を構成するダイオード５５は、図示していないが、ゲート電極と同様の形状の導電膜をマスクとして、半導体領域にｎ型及びｐ型を付与する不純物を添加する。この結果、ｎ型を呈する高濃度不純物領域６７及び低濃度不純物領域６８、不純物が添加されていない真性領域６９、ｐ型呈する低濃度不純物領域７０及び高濃度不純物領域７１が形成されており、ｎ型を呈する高濃度不純物領域６８及びｐ型を呈する高濃度不純物領域７２には、接続配線４５及び４６がそれぞれ接続されている。また、接続配線は、それぞれ薄膜集積回路２に接続されている。なお、ゲート電極と同様の形状の導電膜は、不純物を添加した後エッチングされる。なお、ダイオード５５は、上記構造に限定されるものではない。

表示部４には、画素ＴＦＴ５６と容量素子５７が形成されている。画素ＴＦＴ５６にはチャネル形成領域７６、７８、低濃度不純物領域７５、７７、高濃度不純物領域７２、７３、７４を有している。また、保持容量５７の一方の電極として機能する半導体領域は高濃度不純物領域７４から連続して形成されたもので、端部には低濃度不純物領域７５、７７と同じ濃度で不純物が添加された低濃度不純物領域７９が形成されており、低濃度不純物領域７９の間には、不純物が添加されていない真性領域８０が形成されている。

なお、ゲート電極、低濃度不純物領域、及び高濃度不純物領域は、特開２００１−３４５４５３号公報に記載の工程により、形成することができる。

次に、反射性を有する導電膜（代表的にはＡｌ、Ａｇ）を１００ｎｍの厚さに形成し、所望の形状にエッチングして画素電極８１を形成する。このとき、画素ＴＦＴ５６のドレイン電極４８と画素電極８１とはオーミック接触をする。従って、画素電極８１と画素ＴＦＴ５６とは電気的に接続される。

なお、ここではＴＦＴの構造としてトップゲート型の例を示したが、特にＴＦＴの構造は限定されず、例えば逆スタガ型や順スタガ型であってもよい。また、ＴＦＴの代わりに、有機半導体トランジスタ、ダイオード、ＭＩＭ素子を用いることができる。

次に、図１１（Ａ）に示すように、画素部に表示素子を形成する。本実施形態では、表示素子として液晶素子を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、発光素子、電気泳動素子を用いてもよい。ここでは、画素部の一部にレジストマスクを形成した後絶縁膜を形成して、第２の層間絶縁膜８２及びスペーサー８３を形成する。第２の層間絶縁膜８２は、アンテナ領域１、薄膜集積回路部２、電源部３に形成されており、液晶が封入される領域を囲むように形成されている。また、表示部４においては、スペーサーが形成されている。

次に、配向膜（図示しない。）を表示部に形成した後、第２の層間絶縁膜上にシール剤(図示せず)を滴下する。次に、液晶材料８４を画素部に滴下した後、画素電極８５が形成されている対向基板（第２の基板）８６を貼り合わせて圧着する。対向基板は、透明導電膜からなる画素電極と、ラビング処理が施された配向膜が形成されている。なおこれらに加えて、カラーフィルタや、ディスクリネーションを防ぐための遮蔽膜などが形成されていても良い。また、偏光板を、対向基板（第２の基板）６８の画素電極８５が形成されている面の逆の面に、貼り合わせておく。

対向基板８６としては、第１実施形態に示す第１の基板１０１及び第２の基板１１１と同様に、可撓性のプラスチックフィルムを用いる。このときの、対向基板の厚さは数百μm程度であることが好ましい。

次に、基板全体を、フッ化ハロゲンを含む気体または液体中に晒し、剥離層１０２の除去を行う。本実施の形態ではフッ化ハロゲンとして三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）を用い、希釈ガスとして窒素を用いる。希釈ガスとしては、アルゴン、ヘリウムもしくはネオンを用いても良い。

また、ＣｌＦ₃は、反応空間の温度によっては液体の場合もあり（沸点１１．７５℃）、その際にはウエットエッチングを採用することもできる。なお、ＣｌＦ₃は、塩素を２００℃以上でフッ素と反応させることにより、Ｃｌ₂（ｇ）＋３Ｆ₂（ｇ）→２ＣｌＦ₃（ｇ）の過程を経て生成することができる。なお、上記剥離層をエッチングし、上記下地膜をエッチングしないようなエッチャントであれば、ＣｌＦ₃に限定されるものでなく、またハロゲン化フッ素に限定されるものでもない。

この場合、剥離層であるシリコン膜１２はエッチングされるが、プラスチックフィルム、ガラス基板、ポリイミド膜、酸化シリコン膜はエッチングされない。即ち、三フッ化塩素ガスに晒すことで剥離層１２が選択的にエッチングされ、最終的には完全に除去される。なお、同じくシリコン膜で形成されている半導体領域２１〜２４は絶縁膜に覆われているため三フッ化塩素ガスに晒されることがなく、エッチングされることはない。

本実施の形態の場合、剥離層１２は露呈した端部から徐々にエッチングされていき、完全に除去された時点で第１の基板１１と絶縁膜１３が分離される。このとき、ＴＦＴ及び液晶素子は薄膜を積層して形成されているが、第２の基板８６に移された形で残る。

なお、ここでは剥離層１２が端部からエッチングされていくことになるが、第１の基板１１が大きくなると完全に除去されるまでの時間が長くなり好ましいものではない。従って、第２の基板を接着する前に、第１の層間絶縁膜４０、第２の層間絶縁膜８２、ゲート絶縁膜、絶縁膜１３の一部をエッチングして溝を形成し、剥離層１２を露出させることが望ましい。溝の形成は、ダイシング、スクライビング又はマスクを利用したエッチング等によって行うことができる。ダイシングの場合には、ダイシング装置（ダイサー；dicer）を用いるブレードダイシング法が一般的である。ブレード（blade）とは、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだ砥石で、その幅は約３０〜５０μｍであり、このブレードを高速回転させることにより、半導体集積回路を分離する。また、スクライビングの場合には、ダイヤモンドスクライビング法とレーザースクライビング法等がある。また、エッチングの場合には、露光、現像工程によりマスクパターンを形成し、ドライエッチング、ウエットエッチング等により素子分離を行うことができる。ドライエッチングにおいては、大気圧プラズマ法を用いてもよい。

こうして第２の基板８６にＴＦＴ及び液晶素子を移したら、図１１（Ｂ）に示すように、接着剤９１を用いて、酸化珪素膜１３と第３の基板、ここではプラスチックフィルム９２を貼り合わせる。接着剤９１としては樹脂からなる絶縁膜（代表的にはポリイミド、アクリル、ポリアミドもしくはエポキシ樹脂）を用いても良いし、無機絶縁膜（代表的には酸化シリコン膜）を用いても良い。また、プラスチックフィルム９２としては、第２の基板８６と同様のものを適宜用いることができる。

なお、上記工程に代えて、絶縁膜１３に粘着剤を設けてもよい。この場合、粘着剤が他の部材と接着しないように離型紙（剥離紙、即ちセパレーター等の基材片面又は両面に剥離面を有するシート）を設けてもよい。離型紙を剥がせば、任意の部材に接着することが可能であるため、一方の基板を必要とせず、さらに半導体装置を薄くすることが可能である。

この後、ダイシング装置（ダイサー；dicer）、ダイヤモンドスクライビング、レーザースクライビング等により、チップ状の無線タグを切り出す。

以上の工程により、第１の基板１１から第３の基板であるプラスチックフィルム９２へとＴＦＴ及び液晶素子が移される。その結果、二枚のプラスチックフィルム８６、９２によって挟まれたフレキシブルな表示装置を有する無線タグに代表される半導体装置を得ることができる。このように第２の基板（ここではプラスチックフィルム）８６と第３の基板（ここではプラスチックフィルム）９２を同一材料とすると熱膨貼係数が等しくなるので、温度変化による応力歪みの影響を受けにくくすることができる。

なお、基板として、ステンレスなどの金属または半導体基板などの表面に酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁膜を形成した基板なども用いることができることは上述した通りである。例えば、Ｓｉウェハを覆って、酸化珪素膜を形成し、これを基板として使用することができる。

またはＳｉウェハ上に酸化珪素膜等を形成したものを基板として使用してもよい。この場合、ＳｉウェハをＣｌＦ₃（三フッ化塩素）等のハロゲン化フッ素によりエッチングし、Ｓｉウェハを除去する。また酸化珪素膜等上には、単結晶シリコンを形成し、単結晶シリコンを有するトランジスタを形成することができる。

このようにＳｉウェハを用いる場合、その他の基板上に半導体集積回路を形成する場合と比較して、微細化を達成することができる。

また、本実施の形態に示した画素部は液晶素子は反射型で形成されているが、バックライトの搭載が可能であれば透過型であってもよい。反射型の液晶素子の場合、画像の表示を行なうために消費される電力を透過型よりも抑えることができる。透過型の液晶表示装置の場合、反射型と異なり暗いところでの画像の認識が容易になる。

以上の工程により、表示部、電源部、薄膜集積回路部、アンテナを有する無線タグを形成することができる。本実施形態では、絶縁分離されたＴＦＴを用いて薄膜集積回路を形成するので、任意の部材に直接貼り合わせることが可能な無線タグや、フレキシブルな支持体で形成される無線タグを形成するができるため、用途範囲を大幅に広げることができる。

（第７実施形態）
第６実施形態とは異なる剥離工程により形成する無線タグに代表される半導体装置の作製工程を図１２及び図１３を用いて説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態に示される無線タグの作製工程を示すが、第２実施形態乃至第４実施形態にそれぞれ適応することが可能である。

第１の基板１２１１上に金属層１２１２を形成する。第１の基板１２１１としては、耐熱性を有する材料、即ち後のＴＦＴの作製工程での加熱処理に耐えうる材料、代表的にはガラス基板、石英基板、セラミックス基板、シリコン基板、金属基板またはステンレス基板を用いる。本実施形態では、第１の基板としてガラス基板を用いる。

金属層１２１２としては、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの積層、或いは、これらの窒化物、代表的には、タングステンまたはタングステンを含む合金からなる単層、あるいはこれらの積層を用いればよい。なお、金属層の合金の金属組成比又は金属層に含まれる酸素、又は窒素の組成比を適宜調節することにより、後の剥離工程の条件が異なる。このため、剥離工程を様々なプロセスに適応することが可能となる。金属層１２１２の膜厚は１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜７５ｎｍとする。

次に、金属膜又は窒化物層１２１２上に酸化物層１２１３を形成する。このとき、金属層１２１２と酸化物層１２１３との間に金属酸化物層が形成される。後の工程で剥離する際、金属酸化物層中、金属酸化物層と酸化物層との界面、または金属酸化物と金属層との界面で分離が生じる。酸化物層１２１３しては、スパッタリング法又はプラズマＣＶＤ法により、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、又は金属酸化物からなる層を形成すればよい。酸化物層１２１３の膜厚は、窒化物層または金属層１２１２の約１〜３、好ましくは１．５〜２倍以上であることが望ましい。ここでは、酸化シリコンターゲットを用いたスパッタリング法により、酸化シリコン膜を７５ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚とする。

次に、第６実施形態と同様に、酸化物層１２１３上に絶縁膜１３を成膜する。この後、第６実施形態に示したような公知の手法を用い結晶性シリコン膜を形成し、該結晶性シリコン膜を所望の形状にエッチングして図１２（Ａ）に示すような、半導体領域２１及び２２を形成する。

次に、第６実施形態と同様の工程により、アンテナ３１、３２、薄膜集積回路部のＴＦＴ５３、５４を形成する。ＴＦＴとアンテナの各導電層（半導体領域、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極等）は、ゲート絶縁膜及び第１の第１の層間絶縁膜４０で絶縁されている。また、薄膜集積回路部と接続されているアノード電極１２０１をソース電極及びドレイン電極４１〜４４と同様の導電膜で形成する。ソース電極及びドレイン電極、アノード電極は、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜と、膜厚３５０ｎｍのＳｉを微量に含むＡｌ膜と、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜との３層積層とする。

次に、図１２（Ｃ）に示すように、第１の第１の層間絶縁膜４０上及びアノード電極１２０１上に、ｐ型半導体層と、ｉ型（真性）半導体層と、ｎ型半導体層とを順次積層する。

ｐ型半導体層として、ＰＣＶＤ法を用い、膜厚５０ｎｍのｐ型アモルファスシリコン膜を成膜する。ｉ型（真性）半導体層としてＰＣＶＤ法を用い、膜厚６００ｎｍのＩ型アモルファスシリコン膜を成膜する。ｎ型半導体層として、ＰＣＶＤ法を用い、膜厚７０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン膜を成膜する。

なお、ｐ型半導体層を形成する前に、第１の第１の層間絶縁膜４０との密着性を上げるための処理、例えば、Ａｒプラズマ処理やＣＦ₄プラズマ処理を行ってもよい。

次いで、金属膜、ここでは膜厚１００ｎｍのＴｉ膜を成膜した後、フォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、Ｔｉ膜をエッチングしてカソード電極１２０４を形成する。

次いで、アモルファスシリコン膜の積層層を選択的にエッチングしてｐ型半導体層１２０２ｐ、ｉ型半導体層１２０２ｉ、及びｎ型半導体層１２０２ｎを形成
する。

以上の工程で、アノード電極１２０１と、アモルファスシリコン膜からなる半導体層１２０２ｐ、１２０２ｉ、１２０２ｎと、カソード電極１２０４とを有するフォトダイオード１２２５を作製することができる。

次いで、全面に有機絶縁物材料で形成される層間絶縁膜１２０６を形成する。ここでは膜厚１.６μｍのアクリル樹脂膜を形成する。次いで、フォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、層間絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。

次いで、スパッタリング法により接続配線１２０５、及び第１の画素電極１２２１〜１２２４を形成する。接続配線及び第１の画素電極は、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉ，Ｃｒなどの金属又は金属化合物を用いて形成する。

次に、図１３（Ａ）に示すように、アンテナ部１、薄膜集積回路部２、電源部３及び表示部４の周辺部に有機樹脂を塗布して隔壁１２２９を形成する。次に、透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径８０μｍ程度のマイクロカプセル１２３０を塗布する。該マイクロカプセルは、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することが可能である。この原理を応用した表示装置が電気泳動表示装置であり、一般的に電子ペーパーと呼ばれている。電気泳動表示装置は液晶表示装置にくらべて反射率が高いためフロントライトは不要であり、消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部認識することが可能である。

次に、第２の基板１２３１を有機樹脂１２２９上に圧着して、表示部４を封止する。なお、第２の基板１２３１には、透光性を有する導電膜で形成される第２の画素電極１２３２が形成されている。第２の基板１２３１としては、第６実施形態で示した第２の基板８６と同様の材料を用いることができる。

なお、第１の基板１１に、各基板破損の防止のために剥離可能な粘着媒体で、支持体を接着することが好ましい。この支持体を接着することにより、後に示されるような剥離工程をより少ない力で行うことができる。支持体としては、第１の基板又よりも剛性の高い基板、代表的には石英基板、金属基板、セラミックス基板を用いることが好ましい。

また、第２の基板１２３１に剥離工程をしやすくするために、剥離可能な粘着媒体で、支持体を接着することが好ましい。支持体としては、第１の基板又よりも剛性の高い基板、代表的にはガラス基板、石英基板、金属基板、セラミックス基板を用いることが好ましい。

次いで図１３（Ａ）に示すように、金属層１２１２と酸化物層１２１３とを、物理的手段により引き剥がす。物理的力とは、例えば、人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等の比較的小さな力である。

この結果、金属酸化物層中、金属酸化物層と酸化物層との界面、または金属酸化物と金属層との界面で剥離が生じる。

なお、この剥離工程の前段階として、剥離しやすいように、前処理を行うことが好ましい。代表例としては、金属層１２１２と酸化物層１２１３との間の密着性を部分的に低下させる処理を行う。密着性を部分的に低下させる処理は、剥離しようとする領域の周縁に沿って金属層１０２にレーザ光を部分的に照射する処理、或いは、剥離しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力を加えて金属層１０２の層内または界面の一部分に損傷を与える処理である。具体的にはダイヤモンドペンなどで硬い針を垂直に押しつけて荷重をかけて動かせばよい。好ましくは、スクライバー装置を用い、押し込み量を０．１ｍｍ〜２ｍｍとし、圧力をかけて動かせばよい。このように、剥離を行う前に剥離現象が生じやすくなるような部分、即ち、きっかけをつくることが重要であり、密着性を選択的（部分的）に低下させる前処理を行うことで、剥離不良がなくなり、さらに歩留まりも向上する。

次に、図１３（Ｄ）に示すように、剥離され残留した金属酸化物層、又は酸化物層１２１３の表面に接着剤を塗布して第３の基板１２９０を貼り付ける。第３の基板としては、第６実施形態で示した第３の基板９０と同様の材料を用いることができる。

以上の工程により、表示部、電源部、薄膜集積回路部、アンテナを有する無線タグを形成することができる。本実施形態では、絶縁分離されたＴＦＴを用いて薄膜集積回路を形成するので、任意の部材に直接貼り合わせることが可能な無線タグや、フレキシブルな支持体で形成される無線タグを形成するができる。

（第８実施形態）
第６の実施形態又は第７の実施形態の剥離工程の代わりに、耐熱性の高い基板と薄膜集積回路の間に水素を含む非晶質珪素膜を設け、レーザ光の照射またはエッチングにより該非晶質珪素膜を除去することで基板と薄膜集積回路とを剥離し、貼り合わせる方法を用いることができる。また、薄膜集積回路が形成された耐熱性の高い基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで薄膜集積回路を基板から切り離し、貼り合わせる方法を用いることができる。

（第９実施形態）
次に、大型の基板を用いて複数の無線タグに代表される半導体装置を形成する例について説明する。図１４（Ａ）に、大型の第１の基板１４０１上に、表示部、アンテナ、電源部、薄膜集積回路部を有する複数の無線タグが形成されている様子を示す。図１４（Ａ）は、第６実施形態において、図１１（Ｂ）に示すように、アンテナ、薄膜集積回路、電源部、表示部が形成された第１の基板の斜視図に相当する。なお、破線で囲んだ領域１４０２が、１つの無線タグに対応している。なお表示素子として液晶素子を用いる場合、液晶の注入はディスペンサ式でもディップ式でも良いが、図１４（Ａ）に示すように、ディップ式で用いる液晶の注入口がカード基板の端部にくるように配置できない場合は、ディスペンサ式を用いる。

次に図１４（Ｂ）に示すように、各無線タグに対応する薄膜集積回路部、電源部及びアンテナコイルを覆うように、有機樹脂１４０３を塗布する。なお図１４（Ｂ）では、各無線タグに対応するように、樹脂１４０３を塗布する領域が互いに分離しているが、全面に塗布するようにしても良い。

次に、図１４（Ｃ）に示すように、第２の基板１４０４を貼り合わせる。

次に、図１４（Ｄ）に示すように、フッ化ハロゲンを含むガス中に晒して剥離層(図示しない。)を除去した後、第３の基板１４０５を貼り付ける。次に、破線１４０６、１４０７に沿って分断を行ない、無線タグ１４０８を互いに切り離す。この状態で完成としても良いが、この後、紙類又はプラスチックで形成される基材を設け、その表面に印刷物を印刷してもよい。さらには、無線タグ全体をラミネートフィルムによって保護してもよい。

本発明で作製する無線タグ大型基板を用いて形成した薄膜集積回路を用いているため、半導体基板で形成されるＩＣチップを用いずに済むので、一枚の基板から多数の無線タグを形成することが可能であり、無線タグのコストを大幅に低くすることができる。

本実施例では、電車やバスなどの乗車券として用いることが可能な無線タグの使用方法について図８を用いて説明する。

図８（Ａ）は、本発明により作製された無線タグ８０１の上面図であり、表示部８０２、電源部８０３、薄膜集積回路部(図示しない。)、アンテナ(図示しない。)で構成されている。無線タグ表面には、不透明なプラスチックにより表示部８０２及び電源部８０３以外が覆われ、その領域に模様がプリントされている。また、表示部には、今までの乗車履歴（日付、乗車駅名、降車駅名等）の情報、及び残金が表示されている。

図８（Ｂ）は、駅の改札に設けられている自動改札機８１１の一部の斜視図である。自動改札機には、切符を入れる投入口８１２、投入口から受け入れた切符を排出する取出し口８１３、無線タグを検知するアンテナ部８１４、無線タグに記憶されている情報によって改札の通過の可否を表示する第１の表示部８１５、乗客や駅員に無線タグに記憶されている情報を知らせる第２の表示部８１６、その他図示していないが乗客の通過を検知するセンサ、自動改札機の動作状況（無効券の投入や機械の以上、子児券の投入等）を知らせるランプがポール８１７に設けられ、乗客の通過を制御する開閉可能なドアが自動改札機下方に設けられている。

乗客が電車に入場するために改札を通過する場合、無線タグ８０１を自動改札機のアンテナ８１４にかざすと、無線タグとの間で通信が行われ、無線タグのメモリに記憶されている改札情報を読み取り、無線タグのＣＰＵに送る。

無線タグのＣＰＵは、上記読み取り情報から、無線タグの有効性を判断し、その判定の結果、有効であれば無線タグのメモリに対して入場日時及び入場駅などの入場情報を書き込むために、送受信回路からアンテナを介して無線タグに対して上記入場情報を送信し、自動改札機の表示部８１６にその情報を表示させる。また、ＣＰＵは、表示部のＣＰＵを介して無線タグの表示部８０２に上記の情報を表示するように表示部に信号を出す。

なお、無線タグのメモリに記憶されている改札情報が無効であるとＣＰＵが判断した場合、ＣＰＵは自動改札機のドア制御回路にドア閉命令を送ることにより、進行方向側のドアを閉じて通行を阻止し、表示制御回路を介して表示部８１５にドア閉となった理由などを表示する。

同様のことが改札を出場する際も行われる。

図８（Ｃ）は自動改札機を通過したときの無線タグ８２１である。表示部８２２において、改札の入出場の情報、及び残金が表示されている。また、表示部の表示情報が多数表示された場合、表示された情報を消去し、新たな情報を表示することが可能である。

表示部を駆動する電源は、電源部８０３で発生した起電力を利用するため、容積の大きい電池を必要としない。このため、薄型の無線タグを形成することができる。

本実施例では、物品の貸出状況の表示が可能な無線タグについて図９を用いて説明する。本実施例では、無線タグを用いてレンタルＤＶＤの管理を行う。なお、本実施例は、レンタルビデオ、レンタルＣＤ、図書館の本の貸出等、他の貸出返却システムに適応することができる。

図９（Ａ）は、レンタルＤＶＤのパッケージ９０１の斜視図であり、パッケージの表面には本発明の無線タグ９０２が設けられている。また、パッケージの中にはＤＶＤ９０３が設けられている。無線タグ９０２には、表示部９０４及び電源部９０５が設けられている。また、図示していないが、薄膜集積回路部及びアンテナも設けられている。

図９（Ｂ）は、リーダーライタ９１１及びレンタルＤＶＤ９１２〜９１４の斜視図を示す。リーダーライタ９１１の内部中央には、アンテナが備えられている。また、リーダーライタには管理ＰＣが接続されており、ＤＶＤの無線タグのメモリに、ＤＶＤＩＤ、タイトル、出版社名、貸出会員ＩＤ、貸出日、返却予定日、返却日等のＤＶＤの情報ファイルが作製されている。また、利用者に発行される会員証にも無線タグが貼付されており、同様に、管理ＰＣには会員ＩＤを元に会員ＩＤ、氏名、住所、電極番号、運転免許証番号、貸出中のＤＶＤ等の会員情報ファイルが作製されている。

利用者がＤＶＤを借りる場合、借りたいＤＶＤと会員証を係員に渡し、係員は管理ＰＣに接続されている当該ＤＶＤ及び会員証の無線タグをリーダーライタで読み取り、管理ＰＣのメモリ領域には、貸し出すＤＶＤのタイトルと借用する会員の氏名、貸出日、返却予定日等が入力され、貸出が管理される。

また、図９（Ｃ）に示すように、ＤＶＤのパッケージ表面に貼付られた無線タグの表示部９２２に返却日が表示される。

また、会員がＤＶＤを返却する場合は、係員が当該ＤＶＤの無線タグをリーダーライタで読み取ることにより、返却日が管理ＰＣに入力されると共に、無線タグの表示部９２２の返却日が消去される。

以上の工程により、貸出日、返却予定日、タイトル等の情報が写し出された印刷物無しに、これらの情報を顧客に認識させることが可能である。

本発明に係る半導体装置を説明する図。本発明に係る半導体装置を説明する図。本発明に係る半導体装置を説明する図。本発明に係る半導体装置を説明する図。本発明に係る半導体装置を説明する図。本発明に係るアンテナを説明する図。本発明に係る半導体装置を説明する図。本発明に係る半導体装置の利用法を説明する図。本発明に係る半導体装置の利用法を説明する図。本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する断面図。

Claims

可とう性を有し、且つ画素電極を有する表示部、薄膜トランジスタで形成される薄膜集積回路部、及び電源部が形成されている第１の基板と、
可とう性を有し、且つコイル状のアンテナが形成されている第２の基板と、を有し、
前記第２の基板は、中央部で折り曲げられて前記第１の基板を挟持し、
前記画素電極は、前記アンテナの内側に位置していることを特徴とする半導体装置。
可とう性を有し、且つ画素電極を有する表示部、薄膜トランジスタで形成される薄膜集積回路部、及び電源部が形成されている第１の基板と、
可とう性を有し、且つコイル状のアンテナが形成されている第２の基板及び第３の基板と、を有し、
前記第２の基板及び前記第３の基板は、前記第１の基板を挟持し、
前記画素電極は、前記アンテナの内側に位置していることを特徴とする半導体装置。
請求項１または請求項２において、
前記表示部は、液晶素子、発光素子、又は電気泳動素子で形成されていることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記電源部は、ダイオードで形成されていることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記電源部は、前記表示部に接続されていることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記薄膜トランジスタで形成される薄膜集積回路部は、無線周波数回路、変調回路、復調回路、電源回路、ＣＰＵ、及びメモリを有することを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記アンテナは、金、銀、銅、パラジウム、アルミニウム、クロム、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル等の金属、又は金属化合物を、１つまたは複数有する導電材料を用いて形成されていることを特徴とする半導体装置。