JP4801398B2

JP4801398B2 - 健康情報収集システム

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Publication number: JP4801398B2
Application number: JP2005254948A
Authority: JP
Inventors: 潤小山; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: JP2006099757A

Description

本発明は、無線通信など非接触手段により、必要な情報を読み取ることのできるＩＣチップ（以下「無線チップ」ともいう。）を用いる半導体装置に関する。特に、ガラス、プラスチックなどの絶縁基板上に形成された無線チップとして用いる半導体装置に関する。

現代において、ＩＴ技術の発達によって、様々な情報の処理がおこなわれるようになった。人々の健康に対する情報管理などもその一つである。たとえば企業や学校などにおいては定期的に健康診断がおこなわれ、１年または半年に一度は個人に対してその人の健康状態が通知され、異常があった場合には該当者に通知がおこなわれ、病院などで処置がおこなわれるようなしくみが作られている。

また、家庭においても、簡単に健康状態の確認ができるように簡易的な健康状態の測定器具が開発されている。近年携帯用の測定器具も普及しつつあり、病気の早期発見に貢献している。

このような健康状態測定器具の例として例えば特許文献１などがある。
特許文献１で示したのは、携帯型の血圧測定器であり、このような測定器の活用によって健康状態を簡単に知ることができる。
特開２００４−１２１６３２号公報

以上に述べた、従来の健康測定器具は以下のような課題があった。健康測定器具が小さくなったといっても、ある程度の大きさはあり、どこにでも持っていけるというほど小さくなってはいないと言う課題がある。また、測定によって情報を得ても、それをすぐに専門医がみるわけではないので、体調に異変があってもそれを本人が気がつかず、病気が進行してしまうというような課題があった。

そこで本発明は、無線チップを用いる半導体装置において、チップにセンサを内蔵または実装し、無線チップより情報を発信することによって、前述した課題を解決するものである。

本発明は、絶縁基板上に変調回路と、論理回路と、センサ回路と、アンテナ回路とを有し、
前記センサ回路は前記論理回路を介して前記変調回路に接続され、
前記変調回路は前記アンテナ回路に接続されることを特徴としている。

本発明は、絶縁基板上に変調回路と、論理回路と、センサ回路と、アンテナ回路、メモリ回路とを有し、
前記センサ回路はメモリ回路を介して前記論理回路に接続され、
前記論理回路は前記変調回路に接続され、
前記変調回路は前記アンテナ回路に接続されることを特徴としている。

上記において、前記センサ回路は圧力センサであることを特徴としている。

上記において、前記センサ回路は音声センサであることを特徴としている。

上記において、前記センサ回路は光センサであることを特徴としている。

上記において、前記センサ回路は匂いセンサであることを特徴としている。

上記において、前記アンテナ回路と、前記変調回路と、前記論理回路と、前記センサ回路とは、同一の絶縁基板上に設けられることを特徴としている。

上記において、前記変調回路と、前記論理回路と、前記センサ回路とは、同一の絶縁基板上に一体形成され、前記アンテナ回路は別の絶縁基板上に設けられることを特徴としている。

上記において、前記変調回路と、前記論理回路とは、同一の絶縁基板上に一体形成され、前記センサ回路は別の絶縁基板上に設けられることを特徴としている。

上記において、前記絶縁基板はガラス基板であることを特徴としている。

上記において、前記絶縁基板はプラスチック基板であることを特徴としている。

上記において、前記絶縁基板はフィルム状の絶縁体であることを特徴としている。

上記において、前記アンテナ回路は、前記変調回路と、前記論理回路と、前記センサ回路とのうち少なくとも一つの上方に設けられることを特徴としている。

上記において、前記アンテナ回路に入力する信号は無線信号であることを特徴としている。

本発明は、上記の半導体装置を用いた健康情報収集システムである。

本発明は、生体情報データを得るためのセンサ回路と、前記生体情報データを送信するためのアンテナ回路と、変調回路と、論理回路と、を少なくとも有する無線チップと、
前記無線チップに電磁波を送信する質問器と、
前記無線チップから送信された前記生体情報データを解析する情報システムと、を有し、
前記無線チップは、生物に貼り付けられもしくは埋め込まれ、
前記センサ回路および前記アンテナ回路はフレキシブル基板上に形成され、
前記アンテナ回路から入力された信号は前記変調回路で変調され、前記論理回路に入力されることを特徴とする健康情報収集システムである。

本発明は、生体情報データを得るためのセンサ回路と、前記生体情報データを送信するためのアンテナ回路と、前記生体情報データを蓄積するメモリ回路と、変調回路と、論理回路と、を少なくとも有する無線チップと、
前記無線チップに電磁波を送信する質問器と、
前記無線チップから送信された前記生体情報データを解析する情報システムと、を有し、
前記無線チップは、生物に貼り付けられもしくは埋め込まれ、
前記センサ回路と、前記アンテナ回路と、前記メモリ回路はフレキシブル基板上に形成され、
前記センサ回路は前記メモリ回路を介して前記論理回路に接続され、
前記論理回路は前記変調回路に接続され、
前記アンテナ回路から入力された信号は前記変調回路で変調され、前記論理回路に入力されることを特徴とする健康情報収集システムである。

上記において、前記無線チップは少なくとも薄膜トランジスタを有することを特徴としている。

上記において、前記生物は人間であることを特徴としている。

以上に述べたように、本発明の半導体装置を用いることによって、無線を通して得られた情報を発信することが可能である。すなわち、センサを通して得られた健康情報を無線に乗せて、発信させ、その情報をＩＴ技術によって管理することで、病気の早期発見、治療などに役立てることが可能になる。

以下、本発明の実施の態様について、図面を参照して説明する。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、以下に示す図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

本発明の無線チップの技術としては図１に示すようなものがある。無線チップに用いる半導体装置１００はアンテナ回路１０１、整流回路１１０、安定電源回路１０９、アンプ１０２、復調回路１０４、命令解析論理回路１０３、センサ回路１０８、論理回路１０７、アンプ１０６、変調回路１０５によって構成される。また、アンテナ回路１０１はアンテナコイル３０１、同調容量３０２によって構成される（図３（Ａ））。また、整流回路１１０はダイオード３０３、３０４、平滑容量３０５によって構成される（図３（Ｂ））。

このような無線チップの動作を以下に説明する。アンテナ回路１０１で受信した交流信号はダイオード３０３、３０４によって半波整流され、平滑容量３０５によって平滑される。この平滑された電圧は多数のリップルを含んでいるため、安定電源回路１０９で安定化され、安定化された後の電圧を復調回路１０４、アンプ１０２、命令解析論理回路１０３、アンプ１０６、論理回路１０７、センサ回路１０８に供給する。一方、アンテナ回路１０１で受信された信号はアンプ１０２を介して、クロック信号として、命令解析論理回路１０３に入力される。また、アンテナから入力された信号は復調回路１０４で復調され、データとして命令解析論理回路１０３に入力される。

命令解析論理回路１０３において、入力されたデータはデコードされる。質問器がデータを変形ミラー符号、ＮＲＺ−Ｌ符号などでエンコードして送信するため、それを命令解析論理回路１０３はデコードする。デコードされたデータは、論理回路１０７に送られ、それに従いセンサ回路１０８でセンシングされたデータが演算される。その結果はアンプ１０６を介して変調回路１０５で変調されアンテナ回路１０１より出力される。このフローを図７に示す。図７のフローは処理順序７００を示している。処理順序７００は、無線チップが信号を受信することで始まる（７０１）。まず、命令解析を行い（７０２）、次に、変調を行う（７０３）。その後、生体情報を含んだ信号を送信する（７０４）。本実施の形態において、アンテナ回路は半導体装置１００上に構成されているが、これに限定されずアンテナ回路を半導体装置の外部に接続しても良い。センサは圧力センサ、光センサ、匂いセンサ、音声センサであっても良い。

無線チップを用いた健康情報収集システムの概要について図２を用いて説明する。図２は人間の健康情報を非接触で得ることを目的とした健康情報収集システムの概要を示す図である。無線チップ２０１は人の体に貼り付けられている、もしくは埋め込まれている。この無線チップに対して質問器（リーダライタともいう）２０２より電磁波が発信される。その電磁波を受けると無線チップ２０１はその無線チップが持っているセンサ回路で得られた情報を質問器２０２に対して送り返す。質問器は情報システム（図示せず）に接続され、無線チップの情報解析をおこなう。このようにして、人の健康情報や生体の情報、生物の情報などをわずらわしい測定器具を運搬することなく得ることが可能となる。また、情報が自動的に解析されるため、通知遅れによって病気が進行することを防ぐことができる。

本発明の第２の実施形態を図４に示す。無線チップに用いる半導体装置４００はアンテナ回路４０１、バッテリー４０９、アンプ４０２、復調回路４０４、命令解析論理回路４０３、センサ回路４０８、論理回路４０７、アンプ４０６、変調回路４０５、メモリ回路４１０によって構成される。また、アンテナ回路４０１は、前記図３（Ａ）で示したアンテナ回路１０１と同様に、アンテナコイル、同調容量によって構成される。

このような無線チップの動作を以下に説明する。本実施例では電源は内蔵したバッテリー４０９によって供給される。アンテナ回路４０１で受信された信号はアンプ４０２を介して、クロック信号として、命令解析論理回路４０３に入力される。また、アンテナから入力された信号は復調回路４０４で復調され、データとして命令解析論理回路４０３に入力される。

命令解析論理回路４０３において、入力されたデータはデコードされる。質問器がデータを変形ミラー符号、ＮＲＺ−Ｌ符号などでエンコードして送信するため、それを命令解析論理回路４０３はデコードする。デコードされたデータは、論理回路４０７に送られ、それに従いメモリ回路４１０のデータが演算される。その結果はアンプ４０６を介して変調回路４０５で変調されアンテナ回路４０１より出力される。ここで、センサ回路４０８によって得られた生体情報収集データはメモリ回路４１０に蓄えられているものとする。本実施例ではバッテリーを有しているため、質問器が無い場所でもセンサ回路４０８、メモリ回路４１０は動作できる。このフローを図６に示す。図６のフローは処理順序６００を示している。処理順序６００は、無線チップが信号を受信することで始まる（６０１）。まず、命令解析を行い（６０２）、次に、メモリを読み出す（６０３）。そして、変調を行い（６０４）、その後、生体情報を含んだ信号を送信する（６０５）。
本実施の形態において、アンテナ回路４０１、バッテリー４０９は半導体装置４００上に構成されているが、これに限定されずアンテナ回路４０１、バッテリー４０９を半導体装置４００の外部に接続しても良い。質問器とのやり取りは前述したものと同じである。センサは圧力センサ、光センサ、匂いセンサ、音声センサであっても良い。

本発明の無線チップの実施例としては図５に示すようなものがある。人の脈拍情報や血圧情報を得るためには、心臓や血管付近に圧力センサを設け、その情報を得ることが考えられる。本実施例は無線チップに圧力センサを設けたものである。無線チップに用いる半導体装置５００はアンテナ回路５０１、整流回路５１０、安定電源回路５０９、アンプ５０２、復調回路５０４、命令解析論理回路５０３、圧力センサ回路５０８、論理回路５０７、アンプ５０６、変調回路５０５によって構成される。また、アンテナ回路５０１は、前記図３（Ａ）で示したアンテナ回路１０１と同様に、アンテナコイル、同調容量によって構成される。また、整流回路５１０は、前記図３（Ｂ）で示した整流回路１１０と同様に、ダイオード、平滑容量によって構成される。

このような無線チップの動作を以下に説明する。アンテナ回路５０１で受信した交流信号はダイオード３０３、３０４によって半波整流され、平滑容量３０５によって平滑される。この平滑された電圧は多数のリップルを含んでいるため、安定電源回路５０９で安定化され、安定化された後の電圧を復調回路５０４、アンプ５０２、命令解析論理回路５０３、アンプ５０６、論理回路５０７、圧力センサ回路５０８に供給する。一方、アンテナ回路５０１で受信された信号はアンプ５０２を介して、クロック信号として、命令解析論理回路５０３に入力される。また、アンテナ回路５０１から入力された信号は復調回路５０４で復調され、データとして命令解析論理回路５０３に入力される。

命令解析論理回路５０３において、入力されたデータはデコードされる。質問器がデータを変形ミラー符号、ＮＲＺ−Ｌ符号などでエンコードして送信するため、それを命令解析論理回路５０３はデコードする。デコードされたデータは、論理回路５０７に送られ、それに従い圧力センサ回路５０８でセンシングされたデータが演算される。その結果はアンプ５０６を介して変調回路５０５で変調されアンテナ回路５０１より出力される。本実施の形態において、アンテナ回路５０１は半導体装置５００上に構成されているが、これに限定されずアンテナ回路５０１を半導体装置５００の外部に接続しても良い。

図８に示すものは圧力センサ回路の実施例である。本実施例の圧力センサ回路は半導体抵抗８０１〜８０４、差動アンプ８０５、電源端子８０６、８０７、出力端子８０８によって構成される。一般に半導体抵抗は応力を受けるとピエゾ効果によってその抵抗値が変化する。本実施例の圧力センサでは半導体抵抗８０１〜８０４をそれぞれ異なる位置に配置し、圧力が加わった場合にそれぞれの抵抗に異なる応力が発生するようにする。圧力が加わると差動アンプの２つの入力電圧が変化し、それを増幅することによって、圧力の有無を検出することが可能となる。この圧力センサを前述した無線チップに入れることによって、センサで得られた情報を無線で発信することができる。
尚本発明の圧力センサは本実施例の回路に限定されず、他の回路であっても良い。また、センサは圧力センサ、光センサ、匂いセンサ、音声センサであっても良い。

絶縁基板上に記憶素子、およびデコーダー、セレクタ、書き込み回路、読み出し回路などの論理回路部に用いる薄膜トランジスタ（以下、本明細書ではＴＦＴという）を同時に作製する方法について図１５を用いて説明する。なお、本実施例では半導体素子として、フローティングゲートを有するｎチャネル型の記憶素子３１０１、ｎチャネル型ＴＦＴ３１０３、ｐチャネル型ＴＦＴ３１０４を例に挙げて示すが、本発明においてメモリ部３１００および論理回路部３１０２に含まれる半導体素子はこれに限定されない。また、この作製方法は一例であって、絶縁基板上での作製方法を限定するものではない。

まず、ガラス基板３０００上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜３００１及び３００２を形成する。例えば、下地膜３００１として酸化窒化シリコン膜を１０〜２００ｎｍ、下地膜３００２として酸化窒化水素化シリコン膜を５０〜２００ｎｍの厚さに順に積層形成する。

島状半導体層３００３〜３００５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知のレーザ結晶化法や熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体層３００３〜３００５の厚さは２５〜８０ｎｍの厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。

ここで、記憶素子に用いるＴＦＴの半導体層３００３のソース領域またはドレイン領域の片側に電荷を引き抜くためのオーバーラップ領域を設ける為の処理を行ってもよい。

次いで、島状半導体層３００３〜３００５を覆うゲート絶縁膜３００６を形成する。ゲート絶縁膜３００６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１０〜８０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。特に、ＯＴＰタイプの不揮発性メモリではホットエレクトロン注入による書き込みと電荷保持が重要であるから、ゲート絶縁膜はトンネル電流の流れにくい４０〜８０ｎｍとすることが好ましい。

そして、ゲート絶縁膜３００６上に第１の導電層３００７〜３００９を形成し、後にフローティングゲート電極となる領域とＴＦＴのゲート電極となる領域を含む領域を除いて、エッチングにより除去する。

次いで、第２のゲート絶縁膜３０１０を形成する。第２のゲート絶縁膜３０１０はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１０〜８０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁膜３００６は、記憶素子の存在する領域を除いて、エッチングにより除去する。

続いて第２の導電層３０１１〜３０１３を形成し、積層された第１の導電層３００７と第２のゲート絶縁膜３０１０と第２の導電層３０１１（記憶素子）あるいは、積層された第１の導電層３００８と第２の導電層３０１２（ＴＦＴ）および、積層された第１の導電層３００９と第２の導電層３０１３（ＴＦＴ）を一括でエッチングし、記憶素子のフローティングゲート電極、コントロールゲート電極、およびＴＦＴのゲート電極を形成する。

本実施例では、第１の導電層３００７〜３００９を窒化タンタル（ＴａＮ_x、ｘ＞０）で５０〜１００ｎｍの厚さに形成し、第２の導電層３０１１〜３０１３をタングステン（Ｗ）で１００〜３００ｎｍの厚さに形成したが、導電層の材料は特に限定されず、いずれもタンタル（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）などから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成しても良い。

続いて、記憶素子に用いるＴＦＴにｎ型を付与するドーピングを行い、第１の不純物領域３０１４、３０１５を形成する。次に論理回路部で用いるｐチャネル型ＴＦＴにｐ型を付与するドーピングを行い、第２の不純物領域３０１６、３０１７を形成する。続いて論理回路部で用いるｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するために、ｎ型を付与するドーピングを行い、第３の不純物領域３０１８、３０１９を形成する。その後、サイドウォール３０２０、３０２１を形成して、論理回路部で用いるｎチャネル型ＴＦＴにｎ型を付与するドーピングを行い第４の不純物領域３０２２、３０２３を形成する。これらのドーピング方法はイオンドープ法もしくはイオン注入法で行えば良い。以上までの工程でそれぞれの島状半導体層に不純物領域が形成される。

次に、それぞれの島状半導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。さらに、３〜１００ｖｏｌ％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。

次いで、第１の層間絶縁膜３０２４を酸化窒化シリコン膜で形成する。第１の層間絶縁膜３０２４の膜厚は、ゲート絶縁膜と同程度の１０〜８０ｎｍとする。続いてアクリルなどの有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜３０２５を形成する。また、第２の層間絶縁膜３０２５として有機絶縁物材料の代わりに無機材料を用いることもできる。無機材料としては無機ＳｉＯ₂やプラズマＣＶＤ法で作製したＳｉＯ₂（ＰＣＶＤ‐ＳｉＯ₂）、ＳＯＧ（ＳｐｉｎｏｎＧｌａｓｓ；塗布珪素酸化膜）等が用いられる。２つの層間絶縁膜を形成した後にコンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。

そして、メモリ部において島状半導体層のソース領域、ドレイン領域とコンタクトをとる電極３０２６、３０２７を形成する。また、論理回路部においても同様に、電極３０２８〜３０３０を形成する。

以上のようにして、フローティングゲートを有するｎチャネル型の記憶素子を有するメモリ部と、ＬＤＤ構造のｎチャネル型ＴＦＴおよびシングルドレイン構造のｐチャネル型ＴＦＴを有する論理回路部と、を同一の基板上に形成することができる（図１５参照）。

本実施例では、メモリ部および論理回路部を形成し、フレキシブル基板へ転写するまでの作製方法について図１６、図１７を用いて説明する。なお、本実施例では半導体素子として、フローティングゲートを有するｎチャネル型の記憶素子３１０１、ｎチャネル型ＴＦＴ３１０３、およびｐチャネル型ＴＦＴ３１０４を例に挙げて示すが、本発明においてメモリ部３１００および論理回路部３１０２に含まれる半導体素子はこれに限定されない。また、この作製方法は一例であって、絶縁基板上での作製方法を限定するものではない。

絶縁基板３０００上に剥離層４０００を形成する。剥離層４０００は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、微結晶シリコン（セミアモルファスシリコンを含む）等、シリコンを主成分とする層を用いることができる。剥離層４０００は、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。本実施例では、膜厚５００ｎｍ程度の非晶質シリコンをスパッタ法で形成し、剥離層４０００として用いる。続いて実施例３に示した作業工程に従い、図１５に示すようなメモリ部、論理回路部を形成する。

次に、第２の層間絶縁膜３０２５上に第３の層間絶縁膜４００１を形成し、パッド４００２〜４００５を形成する。パッド４００２〜４００５は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。

そしてパッド４００２〜４００５を覆うように、第３の層間絶縁膜４００１上に保護層４００６を形成する。保護層４００６は、後に剥離層４０００をエッチングにより除去する際に、パッド４００２〜４００５を保護することができる材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層４００６を形成することができる（図１６（Ａ））。

次に、剥離層４０００を分離するための溝４００７を形成する（図１６（Ｂ）参照）。溝４００７は、剥離層４０００が露出する程度であれば良い。溝４００７の形成は、エッチング、ダイシング、スクライビングなどを用いることができる。

次に、剥離層４０００をエッチングにより除去する（図１７（Ａ）参照）。本実施例では、エッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝４００７から導入する。本実施例では、例えばＣｌＦ₃（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：６Ｔｏｒｒ、時間：３ｈの条件で行う。また、ＣｌＦ₃ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ₃等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層４０００が選択的にエッチングされ、絶縁基板３０００を剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。

次に、剥離されたメモリ部および論理回路部を、接着剤４００８を用いて支持体４００９に貼り合わせる（図１７（Ｂ）参照）。接着剤４００８は、支持体４００９と下地膜３００１とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤４００８は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。

支持体４００９として、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。または支持体４００９として、フレキシブル無機材料を用いていても良い。支持体４００９は集積回路において発生した熱を拡散させるために、２〜３０Ｗ／ｍＫ程度の高い熱伝導率を有するのが望ましい。

なおメモリ部および論理回路部の集積回路を絶縁基板３０００から剥離する方法は、本実施例で示したように珪素膜のエッチングを用いる方法に限定されず、他の様々な方法を用いることができる。例えば、耐熱性の高い基板と集積回路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集積回路を剥離することができる。また例えば、剥離層をレーザー光の照射により破壊し、集積回路を基板から剥離することもできる。また例えば、集積回路が形成された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、集積回路を基板から剥離することもできる。

また対象物の表面が曲面を有しており、それにより該曲面貼り合わされたＩＤチップの支持体が、錐面、柱面など母線の移動によって描かれる曲面を有するように曲がってしまう場合、該母線の方向とＴＦＴのキャリアが移動する方向とを揃えておくことが望ましい。上記構成により、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのを抑えることができる。また、島状の半導体膜が集積回路内において占める面積の割合を、１〜３０％とすることで、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのをより抑えることができる。本実施例は、上記の実施の形態や他の実施例と組み合わせて用いることが可能である。

剥離プロセスを用いて、フレキシブルな無線チップを構成する場合の例について図１８を用いて説明する。無線チップはフレキシブル保護層２３０１、２３０３、および剥離プロセスを用いて形成された無線チップ２３０２より構成される。本実施例において、アンテナ２３０４は無線チップ２３０２上ではなく、フレキシブル保護層２３０３上に形成され、無線チップ２３０２に電気的に接続されている。図１８（Ａ）ではフレキシブル保護層２３０３上にのみ形成されているが、フレキシブル保護層２３０１上にもアンテナを形成しても良い。アンテナは銀、銅、またはそれらでメッキされた金属であることが望ましい。無線チップ２３０２とアンテナとの接続は異方性導電膜を用い、ＵＶ処理をおこない接続をおこなうが、接続方法はこれに限定されない。

図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）の断面を示したものである。無線チップ２３０２の厚さは５μｍ以下であり、望ましくは０．１μｍ〜３μｍの厚さを有する。またフレキシブル保護層２３０１、２３０３の厚さは、フレキシブル保護層２３０１、２３０３を重ねたときの厚さをｄとしたとき、（ｄ／２）±３０μｍとなっていることが望ましく、とくに（ｄ／２）±１０μｍであれば最良である。フレキシブル保護層２３０１、２３０３の厚さは１０μｍ〜２００μｍであることが望ましい。無線チップ２３０２の面積は５ｍｍ角以下であり、望ましくは０．３ｍｍ角〜４ｍｍ角の面積を有する。

フレキシブル保護層２３０１、２３０３は有機樹脂材料で形成され折り曲げに対して強い構造をもっている。剥離プロセスを用いた無線チップ２３０２自体も単結晶半導体に比べて、折り曲げに対して強いため、フレキシブル保護層２３０１、２３０３と密着させることが可能である。このようなフレキシブル保護層２３０１、２３０３で囲われた無線チップをさらに他の個体物の表面または内部に配置しても良い。また、紙の中に埋め込んでも良い。

無線チップを曲面にはる場合、つまり、無線チップが弧を描いている方向と垂直にＴＦＴを配置した例について図９を用いて説明する。図９の曲面９００中の無線チップが含むＴＦＴは、電流が流れる方向（電流方向９０１）、すなわち、ドレイン電極９０２〜ゲート電極９０３〜ソース電極９０４の位置は直線上にあり、応力の影響が少なくなるような配置となっている。このような配置をおこなうことによって、ＴＦＴ特性の変動を抑えることができる。また、ＴＦＴを構成する結晶は電流の流れる方向にそろっており、これらをＣＷＬＣなどで形成することによって、Ｓ値を０．３５Ｖ／ｄｅｃ以下、（好ましくは０．０９〜０．２５Ｖ／ｄｅｃ）、移動度を１００ｃｍ²／Ｖｓ以上にすることができる。
このようなＴＦＴを用いて１９段リングオシレータを構成した場合において、電源電圧３〜５Ｖにおいて、その発振周波数は１ＭＨ以上、好ましくは１００ＭＨｚ以上の特性を有する。電源電圧３〜５Ｖにおいて、インバータ１段あたりの遅延時間は２６ｎｓ、好ましくは０．２６ｎｓ以下を有する。

また、応力に対して、ＴＦＴなどのアクティブ素子を破壊させないためには、ＴＦＴなどのアクティブ素子の活性領域（シリコンアイランド部分）の面積が全体の面積に占める割合は、５％〜５０％であることが望ましい。
ＴＦＴなどのアクティブ素子の存在しない領域には下地絶縁材料、層間絶縁材料および配線材料が主として設けられている。ＴＦＴの活性領域以外の面積は全体の面積の６０％以上であることが望ましい。
アクティブ素子の活性領域の厚さは２０ｎｍ〜２００ｎｍ、代表的には４０〜１７０ｎｍ、好ましくは４５〜５５ｎｍ、１４５〜１５５ｎｍを有する。

本実施例では本発明を用いた回路に外付けのアンテナをつけた例について図１０、図１１を用いて説明する。

図１０（Ａ）は回路の周りを一面のアンテナで覆ったものである。基板１０００上にアンテナ１００１を構成し、本発明を用いた回路１００２を接続する。図面では回路１００２の周りをアンテナ１００１で覆う構成になっているが、全面をアンテナで覆い、その上に電極を構成した回路１００２を貼り付けるような構造を取っても良い。

図１０（Ｂ）は細いアンテナを回路の周りを回るように配置したものである。基板１００３上にアンテナ１００４を構成し、本発明を用いた回路１００５を接続する。なお、アンテナの配線は一例であってこれに限定するものではない。

図１０（Ｃ）は高周波数のアンテナである。基板１００６上にアンテナ１００７を構成し、本発明を用いた回路１００８を接続する。

図１０（Ｄ）は１８０度無指向性（どの方向からでも同じく受信可能）なアンテナである。基板１００９上にアンテナ１０１０を構成し、本発明を用いた回路１０１１を接続する。

図１０（Ｅ）は棒状に長く伸ばしたアンテナである。基板１０１２上にアンテナ１０１３を構成し、本発明を用いた回路１０１４を接続する。

本発明を用いた回路とこれらのアンテナへの接続は公知の方法で行うことができる。例えばアンテナと回路をワイヤボンディング接続やバンプ接続を用いて接続する、あるいはチップ化した回路の一面を電極にしてアンテナに貼り付けるという方法を取ってもよい。この方式ではＡＣＦ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆｉｌｍ；異方性導電性フィルム）を用いて貼り付けることができる。

アンテナに必要な長さは受信に用いる周波数によって適正な長さが異なる。一般には波長の整数分の１の長さにすると良いとされる。例えば周波数が２．４５ＧＨｚの場合は約６０ｍｍ（１／２波長）、約３０ｍｍ（１／４波長）とすれば良い。

また、本発明の回路上に上部基板１１００を取りつけ、さらにその上にアンテナを構成してもよい。図１１（Ａ）〜（Ｃ）にその一例として回路上に基板を取りつけ、らせん状のアンテナ配線１１０１を配置したものの上面図および断面図を示す。

なお、本実施例に示した例はごく一例であり、アンテナの形状を限定するものではない。あらゆる形状のアンテナについて本発明は実施することが可能である。この実施例は実施形態および上記の実施例１〜６のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。

本実施例では、図１２〜１４を参照して、ＴＦＴを含む薄膜集積回路装置の具体的な作製方法について説明する。ここでは、簡単のため、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを用いたＣＰＵとメモリ部分の断面構造を示すことによって、その作製方法について説明する。

まず、基板６０上に、剥離層６１を形成する（図１２（Ａ））。ここでは、ガラス基板（例えば、コーニング社製１７３７基板）上に、５０ｎｍの膜厚のａ−Ｓｉ膜（非晶質シリコン膜）を減圧ＣＶＤ法により形成した。なお、基板としては、ガラス基板の他にも、石英基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板、シリコンウエハ基板、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。

また、剥離層としては、非晶質シリコンの他に、多結晶シリコン、単結晶シリコン、ＳＡＳ（セミアモルファスシリコン（微結晶シリコン、マイクロクリスタルシリコンともいう。））等、シリコンを主成分とする膜を用いることが望ましいが、これらに限定されるものではない。剥離層は、減圧ＣＶＤ法の他にも、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等によって形成しても良い。また、リンなどの不純物をドープした膜を用いてもよい。また、剥離層の膜厚は、５０〜６０ｎｍとするのが望ましい。ＳＡＳに関しては、３０〜５０ｎｍとしてもよい。

次に、剥離層６１上に、保護膜５５（下地膜、下地絶縁膜と呼ぶこともある。）を形成する（図１２（Ａ））。ここでは、膜厚１００ｎｍのＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜と膜厚５０ｎｍのＳｉＮ_xＯ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜と膜厚１００ｎｍのＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜の３層構造としたが、材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層のＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜に代えて、膜厚０．５〜３μｍのシロキサン等の耐熱性樹脂をスピンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法などによって形成しても良い。また、窒化珪素膜（ＳｉＮ_x（ｘ＞０）、Ｓｉ₃Ｎ₄等）を用いてもよい。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜３μｍとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。

ここで、酸化珪素膜は、ＳｉＨ₄とＯ₂、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）とＯ₂等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、ＳｉＨ₄とＮＨ₃の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。また、ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜又はＳｉＮ_xＯ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜は、代表的には、ＳｉＨ₄とＮ₂Ｏの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。

なお、剥離層６１及び後の島状半導体膜５７として、ａ−Ｓｉ等の珪素を主成分とする材料を用いる場合には、それらに接する保護膜としては、密着性確保の点から、ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）を用いてもよい。

次に、保護膜５５上に、薄膜集積回路装置のＣＰＵやメモリを構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。なお、ＴＦＴ以外にも、有機ＴＦＴ、薄膜ダイオード等の薄膜能動素子を形成することもできる。

ＴＦＴの作製方法として、まず、保護膜５５上に、島状半導体膜５７を形成する（図１２（Ｂ））。島状半導体膜５７は、アモルファス半導体、結晶性半導体、又はセミアモルファス半導体で形成する。いずれも、シリコン、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等を主成分とする半導体膜を用いることができる。

ここでは、７０ｎｍの膜厚のアモルファスシリコンを形成し、さらにその表面をニッケルを含む溶液で処理した。さらに、５００〜７５０℃の熱結晶化工程によって結晶質シリコン半導体膜を得、レーザー結晶化を行って結晶性の改善を施した。また、成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法などを用いても良い。結晶化方法としては、レーザー結晶化法、熱結晶化法、他の触媒（Ｆｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｕ等）を用いた熱結晶化、あるいはそれらを交互に複数回行っても良い。

また、非晶質構造を有する半導体膜の結晶化処理としては、連続発振のレーザーを用いても良く、結晶化に際し大粒径の結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい（この場合の結晶化をＣＷＬＣという。）。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ₄レーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ₄レーザーから射出されたレーザー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結晶又はＧｄＶＯ₄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。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ー光に成形して、被処理体に照射する。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、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザー光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。

また、パルス発振のレーザーを用いる場合、通常、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯を用いるが、それよりも著しく高い１０ＭＨｚ以上の発振周波数を有するパルス発振レーザーを用いてもよい（この場合の結晶化をＭＨｚＬＣという。）。パルス発振でレーザー光を半導体膜に照射してから半導体膜が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われているため、上記高周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザー光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザー光を照射できる。よって、従来のパルス発振のレーザーを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくともＴＦＴのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。

なお、保護膜５５の一部に耐熱性有機樹脂であるシロキサンを用いた場合には、上記結晶化の際に、半導体膜中から熱が漏れることを防止することができ、効率よく結晶化を行うことができる。

上記の方法によって結晶性シリコン半導体膜を得る。なお、結晶は、ソース、チャネル、ドレイン方向にそろっていることが望ましい。また、結晶層の厚さは、２０〜２００ｎｍ（代表的には４０〜１７０ｎｍ、さらに好ましくは、５０〜１５０ｎｍ）となるようにするのがよい。その後、半導体膜上に酸化膜を介して、金属触媒をゲッタリングするためのアモルファスシリコン膜を成膜し、５００〜７５０℃の熱処理によってゲッタリング処理を行った。さらに、ＴＦＴ素子としての閾値を制御するために、結晶性シリコン半導体膜に対し、１０¹³／ｃｍ²程度のドーズ量のホウ素イオンを注入した。その後、レジストをマスクとしてエッチングを行うことにより、島状半導体膜５７を形成した。

なお、結晶性半導体膜を形成するにあたっては、ジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）とフッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ₄）の原料ガスとして、ＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法によって、多結晶半導体膜を直接形成することによっても、結晶性半導体膜を得ることができる。ガス流量比は、Ｓｉ₂Ｈ₆／ＧｅＦ₄＝２０／０．９、成膜温度は４００〜５００℃、キャリアガスとしてＨｅ又はＡｒを用いたが、これに限定されるものではない。

なお、ＴＦＴ内の特にチャネル領域には、１×１０¹⁹〜１×１０²²ｃｍ^-3、好ましくは１×１０¹⁹〜５×１０²⁰ｃｍ^-3の水素又はハロゲンが添加されているのがよい。ＳＡＳに関しては、１×１０¹⁹〜２×１０²¹ｃｍ^-3とするのが望ましい。いずれにしても、ＩＣチップに用いられる単結晶に含まれる水素又はハロゲンの含有量よりも多く含有させておくことが望ましい。これにより、ＴＦＴ部に局部クラックが生じても、水素又はハロゲンによってターミネート（終端）されうる。

次に、島状半導体膜５７上にゲート絶縁膜５８を形成する（図１２（Ｂ））。ゲート絶縁膜はプラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素又は酸化窒化珪素を含む膜を、単層で、又は積層させて形成することが好ましい。積層する場合には、例えば、基板側から酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化珪素膜の３層構造とするのがよい。

次に、ゲート電極５６を形成する（図１２（Ｃ））。ここでは、ＳｉとＷ（タングステン）をスパッタ法により積層形成した後に、レジスト６２をマスクとしてエッチングを行うことにより、ゲート電極５６を形成した。勿論、ゲート電極５６の材料、構造、作製方法は、これに限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、ｎ型不純物がドーピングされたシリコン（Ｓｉ）とニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ_x、ｘ＞０）との積層構造や、窒化タンタル（ＴａＮ_x、ｘ＞０）とタングステン（Ｗ）の積層構造としてもよい。また、種々の導電材料を用いて単層で形成しても良い。

また、レジストマスクの代わりに、ＳｉＯ_x（ｘ＞０）等のマスクを用いてもよい。この場合、ＳｉＯ_x（ｘ＞０）、ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）等のマスク（ハードマスクと呼ばれる。）の選択的形成工程が加わるが、エッチング時におけるマスクの膜減りがレジストよりも少ないため、所望の幅のゲート電極層を形成することができる。また、レジスト６２を用いずに、液滴吐出法を用いて選択的にゲート電極５６を形成しても良い。

導電材料としては、導電膜の機能に応じて種々の材料を選択することができる。また、ゲート電極とアンテナとを同時に形成する場合には、それらの機能を考慮して材料を選択すればよい。

なお、ゲート電極をエッチング形成する際のエッチングガスとしては、ＣＦ₄、Ｃｌ₂、Ｏ₂の混合ガスやＣｌ₂ガスを用いたが、これに限定されるものではない。

次に、ｐ型ＴＦＴ７０、７２となる部分をレジスト６３で覆い、ゲート電極をマスクとして、ｎ型ＴＦＴ６９、７１の島状半導体膜中に、ｎ型を付与する不純物元素６４（代表的にはＰ（リン）又はＡｓ（砒素））を低濃度にドープする（第１のドーピング工程、図１２（Ｄ））。第１のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０¹³〜６×１０¹³／ｃｍ²、加速電圧：５０〜７０ｋｅＶとしたが、これに限定されるものではない。この第１のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜５８を介してドープがなされ、一対の低濃度不純物領域６５が形成される。なお、第１のドーピング工程は、ｐ型ＴＦＴ領域をレジストで覆わずに、全面に行っても良い。

次に、レジスト６３をアッシング等により除去した後、ｎ型ＴＦＴ領域を覆うレジスト６６を新たに形成し、ゲート電極をマスクとして、ｐ型ＴＦＴ７０、７２の島状半導体膜中に、ｐ型を付与する不純物元素６７（代表的にはＢ（ホウ素））を高濃度にドープする（第２のドーピング工程、図１２（Ｅ））。第２のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０¹⁶〜３×１０¹⁶／ｃｍ²、加速電圧：２０〜４０ｋｅＶとして行う。この第２のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜５８を介してドープがなされ、一対のｐ型の高濃度不純物領域６８が形成される。

次に、レジスト６６をアッシング等により除去した後、基板表面に、絶縁膜７５を形成した（図１３（Ｆ））。ここでは、膜厚１００ｎｍのＳｉＯ₂膜をプラズマＣＶＤ法によって形成した。その後、基板全面をレジスト４４で覆い、エッチバック法により、レジスト４４、絶縁膜７５、ゲート絶縁膜５８をエッチング除去し、サイドウォール（側壁）７６を自己整合的（セルフアライン）に形成した（図１３（Ｇ））。エッチングガスとしては、ＣＨＦ₃とＨｅの混合ガスを用いた。なお、サイドウォールを形成する工程は、これらに限定されるものではない。

なお、絶縁膜７５形成時に基板の裏面にも絶縁膜が形成された場合には、レジスト４４をマスクとして、裏面の絶縁膜をエッチング除去する（裏面処理）。

なお、サイドウォール７６の形成方法は上記に限定されるものではない。例えば、図１４に示した方法を用いることができる。図１４（Ａ）は、絶縁膜７５を二層又はそれ以上の積層構造とした例を示している。絶縁膜７５としては、例えば、膜厚１００ｎｍのＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０、酸窒化珪素）膜と、膜厚２００ｎｍのＬＴＯ膜（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＯｘｉｄｅ、低温酸化膜）の２層構造とした。ここでは、ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜は、プラズマＣＶＤ法で形成し、ＬＴＯ膜としは、ＳｉＯ₂膜を減圧ＣＶＤ法で形成した。その後、レジスト４４をマスクとしてエッチバックを行うことにより、Ｌ字状と円弧状からなるサイドウォール７６が形成される。

また、図１４（Ｂ）は、エッチバック時に、ゲート絶縁膜５８を残すようにエッチングを行った例を示している。この場合の絶縁膜７５は、単層構造でも積層構造でも良い。

上記サイドウォールは、後に高濃度のｎ型不純物をドーピングし、サイドウォール７６の下部に低濃度不純物領域又はノンドープのオフセット領域を形成する際のマスクとして機能するものであるが、上述したサイドウォールのいずれの形成方法においても、形成したい低濃度不純物領域又はオフセット領域の幅によって、エッチバックの条件を適宜変更すればよい。

次に、ｐ型ＴＦＴ領域を覆うレジスト７７を新たに形成し、ゲート電極５６及びサイドウォール７６をマスクとして、ｎ型を付与する不純物元素７８（代表的にはＰ又はＡｓ）を高濃度にドープする（第３のドーピング工程、図１３（Ｈ））。第３のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０¹³〜５×１０¹⁵／ｃｍ²、加速電圧：６０〜１００ｋｅＶとして行う。この第３のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜５８を介してドープがなされ、一対のｎ型の高濃度不純物領域７９が形成される。

なお、レジスト７７をアッシング等により除去した後、不純物領域の熱活性化を行っても良い。例えば、５０ｎｍのＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜を成膜した後、５５０℃、４時間、窒素雰囲気下において、加熱処理を行えばよい。また、水素を含むＳｉＮ_x（ｘ＞０）膜を、１００ｎｍの膜厚に形成した後、４１０℃、１時間、窒素雰囲気下において、加熱処理を行うことにより、結晶性半導体膜の欠陥を改善することができる。これは、例えば、結晶性シリコン中に存在するダングリングボンドを終端させるものであり、水素化処理工程などと呼ばれる。さらに、この後、ＴＦＴを保護するキャップ絶縁膜として、膜厚６００ｎｍのＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜を形成する。なお、水素化処理工程は、該ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜形成後に行っても良い。この場合、ＳｉＮ_x（ｘ＞０）膜とＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）膜は連続成膜することができる。このように、ＴＦＴ上には、ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）とＳｉＮ_x（ｘ＞０）とＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）の３層の絶縁膜が形成されることになるが、その構造や材料はこれらに限定されるものではない。また、これらの絶縁膜は、ＴＦＴを保護する機能をも有しているため、できるだけ形成しておくのが望ましい。

次に、ＴＦＴ上に、層間膜５３を形成する（図１３（Ｉ））。層間膜５３としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミドや、シロキサン等の耐熱性有機樹脂を用いることができる。形成方法としては、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を採用することができる。また、無機材料を用いてもよく、その際には、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ膜等を用いることができる。なお、これらの絶縁膜を積層させて、層間膜５３を形成しても良い。

さらに、層間膜５３上に、保護膜５４を形成しても良い。保護膜５４としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）或いは窒化炭素（ＣＮ）等の炭素を有する膜、又は、酸化珪素膜、窒化珪素膜或いは窒化酸化珪素膜等を用いることができる。形成方法としては、プラズマＣＶＤ法や、大気圧プラズマ等を用いることができる。あるいは、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン等の感光性又は非感光性の有機材料や、シロキサン等の耐熱性有機樹脂を用いてもよい。

なお、層間膜５３又は保護膜５４と、後に形成される配線を構成する導電材料等との熱膨張率の差から生じる応力によって、これらの膜の膜剥がれや割れが生じるのを防ぐために、層間膜５３又は保護膜５４中にフィラーを混入させておいても良い。

次に、レジストを形成した後、エッチングによりコンタクトホールを開孔し、ＴＦＴ同士を接続する配線５１及び外部アンテナと接続するための接続配線２１を形成する（図１３（Ｉ））。コンタクトホール開孔時のエッチングに用いられるガスは、ＣＨＦ₃とＨｅの混合ガスを用いたが、これに限定されるものではない。また、配線５１と接続配線２１は同一材料を用いて同時に形成しても良いし、別々に形成しても良い。ここでは、ＴＦＴと接続される配線５１は、ＴｉとＴｉＮ_x（ｘ＞０）とＡｌ−ＳｉとＴｉとＴｉＮ_x（ｘ＞０）の５層構造とし、スパッタ法によって形成した後、選択的にエッチングした。

なお、Ａｌ層において、Ｓｉを混入させることにより、配線を選択的にエッチングする際のレジストベークにおけるヒロックの発生を防止することができる。また、Ｓｉの代わりに、０．５％程度のＣｕを混入させても良い。また、ＴｉやＴｉＮ_x（ｘ＞０）でＡｌ−Ｓｉ層を挟むことにより、耐ヒロック性がさらに向上する。なお、選択的にエッチングする時には、ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ＞０）等からなる上記ハードマスクを用いるのが望ましい。なお、配線の材料や、形成方法はこれらに限定されるものではなく、前述したゲート電極に用いられる材料を採用しても良い。

なお、本実施例では、ＣＰＵ７３、メモリ７４等を構成するＴＦＴ領域とアンテナと接続する端子部８０のみを一体形成する場合について示したが、ＴＦＴ領域とアンテナとを一体形成する場合にも、本実施例を適用できる。この場合には、層間膜５３又は保護膜５４上にアンテナを形成し、さらに、別の保護膜で覆うと良い。アンテナの導電材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ若しくはＴｉ、又はそれらを含む合金を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、配線とアンテナで材料が異なっていても良い。なお、配線及びアンテナは、展性、延性に富む金属材料を有するように形成し、更に好ましくは膜厚を厚くして変形による応力に耐えるようにするのが望ましい。

また、形成方法としては、スパッタ法によって全面成膜した後、レジストマスクを用いて選択的にエッチングを行ってもよいし、液滴吐出法によってノズルから選択的に形成しても良い。なお、ここでいう液滴吐出法には、インクジェット法のみならず、オフセット印刷法やスクリーン印刷等も含まれる。配線とアンテナは、同時に形成しても良いし、一方を先に形成した後に、他方が乗り上げるように形成しても良い。

以上の工程を経て、ＴＦＴからなる薄膜集積回路装置が完成する。なお、本実施例では、トップゲート構造としたが、ボトムゲート構造（逆スタガ構造）としてもよい。なお、ＴＦＴのような薄膜能動素子部（アクティブエレメント）の存在しない領域には、下地絶縁膜材料、層間絶縁膜材料、配線材料が主として設けられているが、該領域は、薄膜集積回路装置全体の５０％以上、好ましくは７０〜９５％を占めていることが望ましい。これにより、ＩＤチップを曲げやすくし、ＩＤラベル等の完成品の取り扱いが容易となる。この場合、ＴＦＴ部を含むアクティブエレメントの島状半導体領域（アイランド）は、薄膜集積回路装置全体の１〜３０％、好ましくは、５〜１５％を占めているのがよい。

また、図１３（Ｉ）に示すように、薄膜集積回路装置におけるＴＦＴの半導体層から下部の保護層までの距離（ｔ_under）と、半導体層から上部の層間膜（保護層が形成されている場合には該保護層）までの距離（ｔ_over）が、等しく又は概略等しくなるように、上下の保護層又は層間膜の厚さを調整するのが望ましい。このようにして、半導体層を薄膜集積回路装置の中央に配置せしめることで、半導体層への応力を緩和することができ、クラックの発生を防止することができる。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、センシングされた情報を発信する無線チップとして適用することが可能である。また、本発明は実施形態、実施例１〜８のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。

本発明の半導体装置の構成を示すブロック図。本発明の人への応用を示す図。本発明の半導体装置のアンテナ構成を示すブロック図。本発明の半導体装置の構成を示すブロック図。本発明の半導体装置の構成を示すブロック図。本発明の半導体装置の動作フローを示す図。本発明の半導体装置の動作フローを示す図。本発明に用いる圧力センサ回路を示す図。本発明におけるＴＦＴの配置を示す図。本発明のアンテナの実施例を示す図。本発明のアンテナの実施例を示す図。本発明の工程断面図。本発明の工程断面図。本発明の工程断面図。本発明の工程断面図。本発明の工程断面図。本発明の工程断面図。本発明の半導体装置と保護層を組み合わせた図。

符号の説明

２１接続配線
４４レジスト
５１配線
５３層間膜
５４保護膜
５５保護膜
５６ゲート電極
５７島状半導体膜
５８ゲート絶縁膜
６０基板
６１剥離層
６２レジスト
６３レジスト
６４不純物元素
６５低濃度不純物領域
６６レジスト
６７不純物元素
６８ｐ型の高濃度不純物領域
６９ｎ型ＴＦＴ
７０ｐ型ＴＦＴ
７１ｎ型ＴＦＴ
７２ｐ型ＴＦＴ
７３ＣＰＵ
７４メモリ
７５絶縁膜
７６サイドウォール
７７レジスト
７８不純物元素
７９ｎ型の高濃度不純物領域
８０端子部
１００半導体装置
１０１アンテナ回路
１０２アンプ
１０３命令解析論理回路
１０４復調回路
１０５変調回路
１０６アンプ
１０７論理回路
１０８センサ回路
１０９安定電源回路
１１０整流回路
２０１無線チップ
２０２質問器
３０１アンテナコイル
３０２同調容量
３０３ダイオード
３０４ダイオード
３０５平滑容量
４００半導体装置
４０１アンテナ回路
４０２アンプ
４０３命令解析論理回路
４０４復調回路
４０５変調回路
４０６アンプ
４０７論理回路
４０８センサ回路
４０９バッテリー
４１０メモリ回路
５００半導体装置
５０１アンテナ回路
５０２アンプ
５０３命令解析論理回路
５０４復調回路
５０５変調回路
５０６アンプ
５０７論理回路
５０８圧力センサ回路
５０９安定電源回路
５１０整流回路
６００処理順序
６０１受信
６０２命令解析
６０３メモリ読み出し
６０４変調
６０５送信
７００処理順序
７０１受信
７０２命令解析
７０３変調
７０４送信
８０１半導体抵抗
８０２半導体抵抗
８０３半導体抵抗
８０４半導体抵抗
８０５差動アンプ
８０６電源端子
８０７電源端子
８０８出力端子
９００曲面
９０１電流方向
９０２ドレイン電極
９０３ゲート電極
９０４ソース電極
１０００基板
１００１アンテナ
１００２回路
１００３基板
１００４アンテナ
１００５回路
１００６基板
１００７アンテナ
１００８回路
１００９基板
１０１０アンテナ
１０１１回路
１０１２基板
１０１３アンテナ
１０１４回路
１１００上部基板
１１０１アンテナ配線
２３０１フレキシブル保護層
２３０２無線チップ
２３０３フレキシブル保護層
２３０４アンテナ
３０００基板
３００１下地膜
３００２下地膜
３００３半導体層
３００４半導体層
３００５半導体層
３００６ゲート絶縁膜
３００７第１の導電層
３００８第１の導電層
３００９第１の導電層
３０１０第２のゲート絶縁膜
３０１１第２の導電層
３０１２第２の導電層
３０１３第２の導電層
３０１４第１の不純物領域
３０１５第１の不純物領域
３０１６第２の不純物領域
３０１７第２の不純物領域
３０１８第３の不純物領域
３０１９第３の不純物領域
３０２０サイドウォール
３０２１サイドウォール
３０２２第４の不純物領域
３０２３第４の不純物領域
３０２４第１の層間絶縁膜
３０２５第２の層間絶縁膜
３０２６電極
３０２７電極
３０２８電極
３０２９電極
３０３０電極
３１００メモリ部
３１０１記憶素子
３１０２論理回路部
３１０３ｎチャネル型ＴＦＴ
３１０４ｐチャネル型ＴＦＴ
４０００剥離層
４００１第３の層間絶縁膜
４００２パッド
４００３パッド
４００４パッド
４００５パッド
４００６保護層
４００７溝
４００８接着剤
４００９支持体

Claims

生体情報データを得るためのセンサ回路と、前記生体情報データを送信するためのアンテナ回路と、変調回路と、論理回路と、を有する無線チップと、
前記無線チップに電磁波を送信する質問器と、
前記無線チップから送信された前記生体情報データを解析する情報システムと、を有し、
前記無線チップは、フレキシブルな第１の保護層と、フレキシブルな第２の保護層との間に配置され、
前記無線チップは、前記第１の保護層と、前記第２の保護層とに密着され、
前記無線チップは、生物に埋め込まれていることを特徴とする健康情報収集システム。
生体情報データを得るためのセンサ回路と、前記生体情報データを送信するためのアンテナ回路と、前記生体情報データを蓄積するメモリ回路と、変調回路と、論理回路と、を有する無線チップと、
前記無線チップに電磁波を送信する質問器と、
前記無線チップから送信された前記生体情報データを解析する情報システムと、を有し、
前記無線チップは、フレキシブルな第１の保護層と、フレキシブルな第２の保護層との間に配置され、
前記無線チップは、前記第１の保護層と、前記第２の保護層とに密着され、
前記無線チップは、生物に埋め込まれていることを特徴とする健康情報収集システム。
請求項１又は請求項２において、
前記無線チップはフレキシブルな支持体に配置されていることを特徴とする健康情報収集システム。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記無線チップの厚さは５μｍ以下であり、
前記第１の保護層の厚さは、１０μｍ〜２００μｍであり、
前記第２の保護層の厚さは、１０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする健康情報収集システム。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記無線チップの厚さは５μｍ以下であり、
前記第１の保護層の厚さは、前記無線チップの厚さより３０μｍ以上厚く、
前記第２の保護層の厚さは、前記無線チップの厚さより３０μｍ以上厚いことを特徴とする健康情報収集システム。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の保護層と、前記第２の保護層とを重ねた厚さをｄとしたとき、
前記第１の保護層の厚さは、（ｄ／２）±３０μｍであり、
前記第２の保護層の厚さは、（ｄ／２）±３０μｍであることを特徴とする健康情報収集システム。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記無線チップは薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタはゲート電極、ドレイン電極、及びソース電極を有し、
前記ドレイン電極、前記ゲート電極、及び前記ソース電極は、前記無線チップが弧を描くとき、前記弧を描く方向と垂直となるように、直線上に配置されていることを特徴とする健康情報収集システム。