JP5137356B2 - 集積回路装置 - Google Patents

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本発明は集積回路装置に関する。
現在、非接触でデータを送受信する集積回路装置(RFID(Radio Frequency Identification)タグ、IDタグ、ICタグ、ICチップ、RFタグ(Radio Frequency)、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる)の開発が盛んに進められている。このような非接触でデータを送受信する用途以外においても様々な用途において集積回路装置の開発が進められている。これらの集積回路装置において、薄膜化や小型化等が求められている。
基板を薄膜化する方法としては、例えば、基板を研削、研磨する方法または化学反応を利用して基板をエッチングする方法等(例えば、特許文献1参照)が行われている。また、半導体素子を集積化するために、これらの方法を用いて作製した集積回路装置を多層に設ける(積み重ねるようにして設ける)といったことが行われている。
特開2002−87844号公報
集積回路装置において、集積回路装置の有する集積回路から発生する熱の蓄積によって様々な問題が発生する。この問題は、集積回路装置を多層に設ける場合には更に大きな問題となる。
本発明では、集積回路から発生する熱の蓄積に起因する問題を解決することを課題とする。
本発明の集積回路装置は、一方の面上に集積回路が形成された基板を有している。この基板の他方の面(集積回路が形成されていない側の面)は、凹部が形成されており、一方の面と比較して表面積が大きくなっている。そして、他方の面に形成された凹部には、放熱性材料が充填されていることを要旨とする。
なお、凹部に放熱性材料が充填される代わりに、少なくとも凹部の表面に放熱性材料を含む膜が形成されるようにしてもよい。放熱性材料を含む膜は、少なくとも凹部の表面に形成されていればよいので、凹部以外の部分にも形成されていても良い。例えば、基板の他方の面の表面に全面にわたって形成されていてもよい。
ここで、本明細書中において、放熱性材料とは、集積回路が形成された基板を構成する材料よりも熱伝導率が高い材料のことを示す。
このような構造とすることによって、集積回路装置に含まれる集積回路から発生する熱を効率的に放出することができる。
また、上記で説明した集積回路装置を多層に設ける(上記で説明した集積回路装置を複数積み重ねるようにして設ける)構造としてもよい。
集積回路装置を多層に設ける構造とした場合、隣接して設けられた集積回路装置同士は電気的に接続されていてもよいし、電気的に接続されていなくても良い。
本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されていない側の面に凹部が形成されていることによって基板の一方の面よりも表面積が大きくなっており、更に凹部に放熱性材料が充填されている、あるいは少なくとも凹部の表面に放熱性材料を含む膜が形成されている。よって、集積回路が形成されていない側の面の表面積が大きくなっており、且つ放熱性材料によって放熱性が高められているため、集積回路から発生する熱を周囲に効率的に放出することが可能となる。
また、特に集積回路装置を多層に設ける場合においては集積回路から発生する熱の蓄積に起因する問題がより顕著となる。そのため、集積回路装置を多層に設ける場合において、上述したような構造とすることによって、集積回路から発生する熱を周囲に効率的に放出することができる。よって、集積回路を多層に設ける場合には特に大きな効果を有する。
以下に本発明の実施形態についていくつか例を挙げて説明する。
[実施の形態1]
図1〜3を用いて、本実施の形態の作製方法の一例について説明する。
まず、図1(A)に示すように基板101Aを用意する。
基板101Aとしては、ガラス基板、石英基板、金属基板(例えばセラミック基板またはステンレス基板など)等を用いる事ができる。また、Si基板等の半導体基板を用いてもよい。他にも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)、アクリルなどに代表される樹脂基板(プラスチック基板)などの可撓性基板を用いることも可能である。なお、基板の表面を、あらかじめ研磨処理を施して平坦化しておいても良い。
そして、基板101Aの一方の面上に図1(B)に示すように集積回路を含む層102を形成する。
そして、次に図1(C)に示すように、基板101Aの集積回路を含む層102が形成されていない側の面(以下、基板101Aの他方の面という)に凹部として溝103Aを形成する。この溝103Aの形成は、エッチングやレーザー加工によって行えばよい。また、機械的に研削することによって形成しても良い。さらに、基板101Aとして、最初から片方の面のみに凹凸を有する形状に形成してあるプラスチック基板を用いても良い。
なお、図1(C)では、溝103Aの断面形状が矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝103Aの断面形状は、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
その後、図1(D)に示すように、基板101Aの他方の面から研削手段または研磨手段104を用いて基板101Aの厚さを薄くする処理(薄膜化処理)を施す。例えば、基板101Aの厚さが100μm以下となるまで研削手段によって研削処理し、その後、基板101Aの厚さが20μm以下となるまで研磨手段で研磨処理する。このように研削処理後にさらに基板101Aの表面に研磨処理を行うことによって、基板101Aの他方の面の形状を均一化することができる。ここでは、研削手段で研削処理した後に研磨手段で研磨処理して薄膜化処理する場合の例について述べたが、この場合に限定されるものではなく、研削手段を用いて研削処理のみを行っても良いし、研磨手段を用いて研磨処理のみを行っても良い。
また、ここでは、基板101Aの薄膜化処理には、研削手段または研磨手段を用いたが、これに限定されるものではなく、化学的処理によるエッチングで基板101Aを薄膜化することも可能である。基板101Aとしてガラス基板を用いる場合には、弗化水素酸を含む薬液を用いて化学処理によるエッチングを行うことができる。
また、基板101Aの薄膜化処理は、研削処理、研磨処理、またはエッチング処置を組み合わせることによって行ってもよい。例えば、研削処理、研磨処理の一方または両方を行った後に、化学処理を用いてさらにエッチングを行うことによって基板の薄膜化を行ってもよいし、エッチングを行った後に研削処理、研磨処理の一方または両方をさらに行ってもよい。
ここで、研削処理とは、研削手段として砥石等の粒子を用いて被処理物の表面(ここでは、基板101Aの他方の面)を削り取り平滑にする処理である。また、研磨処理とは、研磨手段として研磨布紙や研磨砥粒等の研磨材を用いて被処理物の表面を塑性的平滑作用または摩擦的みがき作用によって平滑にする処理である。化学処理は、薬剤を用いて被処理物に化学エッチングを行う処理である。なお、研磨処理としては、CMP(Chemical Mechanical Polishing)を用いてもよい。
基板101Aを薄膜化処理した後の状態を図1(E)に示す。
薄膜化処理によって、基板は厚さが薄くなって101Bに示すようになり、基板の他方の面に形成されていた溝103Aの深さは浅くなって103Bに示すようになる。
なお、基板を薄膜化処理した後の溝103Bの断面形状は、図1(E)では、矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝103Bの断面形状は、基板を薄膜化処理する前の溝103Aの断面形状と同様に、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
なお、薄膜化処理した後の基板101Bの厚さは、100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下にするとよい。基板101Bの厚さを100μm以下とすることにより、基板101Bは可撓性を有する状態となるため、最終的に得られる集積回路装置を可撓性を有するものとすることができる。また、基板101Bは、集積回路装置の耐性を保ち且つ外部からの不純物元素や水分等が集積回路を構成する素子に侵入することを防ぐ保護膜として機能するため、基板101Bの厚さを1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは4μm以上にするとよい。
以上のようにして作製された集積回路装置の斜視図を図2(B)に示す。また、図2(B)のA−Bにおける断面図を図2(A)に示す。
図2(B)は、基板101Bの溝103Bが形成されている側の面が上面になるようにして、溝103Bが形成されている側の面から見た場合の斜視図である。
図2(A)(B)において、基板101Bの集積回路を含む層102が形成されていない側の面(以下、基板101Bの他方の面という)には凹部として溝103Bが形成されている。図2(A)(B)においては、縦方向に形成された溝と、縦方向の溝に直交するように横方向に形成された溝を有する。なお、図2で図示した溝103Bの形状は、あくまでも一例であってこの形状に限定されるものではない。集積回路が形成されていない側の面に溝が形成されていれば、どのような形状の溝であってもよい。よって、例えば縦方向に平行に形成された溝のみが形成されていてもよいし、横方向に平行に形成された溝のみが形成されていてもよい。
なお、ここでは、基板101Bの他方の面に凹部として溝を設ける場合について説明したが、基板101Bの他方の面の表面積が大きくなるのであれば、基板101Bの他方の面に形成されるのは溝でなくてもよい。また、基板101Bの他方の面に形成する凹部(溝)の数は1つでも複数でもよい。
このように、基板101Bの他方の面に凹部を形成することによって、基板101Bの他方の面の表面積が大きくすることができる。
なお、以上においては、基板101Aの他方の面に溝103Aを形成した後に、基板101Aの他方の面を薄膜化処理した場合について説明したが、基板101Aの厚さを薄くする必要がなければ、基板101Aの薄膜化処理を行わなくても良い。ただし、基板101Aの薄膜化処理を行うことによって、薄膜化処理後の基板101Bの厚さを薄くすることができるため、基板101Aの薄膜化処理を行わない場合と比較して集積回路装置を小型化することができる。
そして、基板101Bに形成された溝103Bに放熱性材料110を充填するか、もしくは、少なくとも溝103Bの表面に放熱性材料を含む膜をCVD、スパッタ、スピンコート法、インクジェット法などを用いて形成する。なお、放熱性材料としては、基板101Bを構成する材料よりも熱伝導率が高い材料を用いる。
例えば、ガラスや石英の20℃における熱伝導率は1W/(m・K)程度であるため、基板101Bとしてガラス基板や石英基板を用いた場合、ガラスや石英の熱伝導率以上の熱伝導率、例えば2W/(m・K)以上、好ましくは10W/(m・K)以上、さらに好ましくは、100W/(m・K)以上の材料を用いればよい。なお、本明細書で熱伝導率とは、20℃で測定した場合の熱伝導率のことを指すものとする。ガラス基板や石英基板に対して使用できる放熱性材料の具体的な例としては、Si、金属(例えば、マグネシウム、アルミニウム、ジュラルミン、鉄、ニッケル、亜鉛、錫、銅など)、合金、窒化アルミニウム、グラファイト、窒化珪素などが挙げられる。また、これらの物質をポリマー中に高濃度で混合した材料なども使用することができる。
また、Siの熱伝導率は、148W/(m・K)程度であるため、基板101BとしてSi基板を用いた場合、Siの熱伝導率以上の熱伝導率、例えば150W/(m・K)以上、好ましくは200W/(m・K)以上の材料を用いればよい。Si基板に対して使用できる放熱性材料の具体的な例としては、窒化アルミニウム、アルミニウム、ジュラルミン、銅などが挙げられる。また、これらの物質をポリマー中に高濃度で混合した材料なども使用することができる。
図3(A)、(B)にこのような構造の例を示す。図3(A)、(B)はそれぞれ、溝103Bに放熱性材料110を充填させた場合について示している。なお、図3(B)は集積回路装置の斜視図であり、図3(A)は、図3(B)のA−Bにおける断面図である。
また、図29(A)、(B)に、少なくとも溝103Bの表面に放熱性材料を含む膜を形成した場合の一例として、溝103Bが形成された基板101Bの表面全体に放熱性材料を含む膜120を形成した例を示す。なお、図29(B)は集積回路装置の斜視図であり、図29(A)は、図29(B)のA−Bにおける断面図である。
このような構造にすることによって、基板101Bの他方の面の表面積が大きくなり、且つ放熱性材料によって放熱性が高められているため、集積回路で発生した熱を容易に周囲に放出することができる。
なお、図3(A)(B)では、一方の面に集積回路が形成された基板が1枚の場合について説明したが、一方の面に集積回路が形成された基板が複数積層されているような構造の集積回路装置において、本発明を適用するとさらに効果的である。集積回路が形成された基板を複数積層する場合、占有面積を縮小することができるため、集積回路装置を小型化することができるが、集積回路が積み重なるように形成されているため、集積回路から発生する熱が周囲に放出されにくい。しかし、集積回路が形成された各基板において、基板の集積回路が形成されていない側の面に凹部を設け、凹部に放熱性材料を充填したり、少なくとも凹部の表面に放熱性材料を含む膜を形成することによって、積層された各集積回路装置の集積回路から発生する熱を放出しやすくすることができる。このような構造とした場合の集積回路装置を図3(C)に示す。
図3(C)は、図3(A)、(B)に示す集積回路装置が3枚積層されている場合について示している。なお、図3(C)では、集積回路を含む層が形成された基板101Bが3枚積層されている場合について示しているが、積層される基板の数は3枚に限定されるものではなく、複数枚であればよい。
また、放熱性材料は、1種類の材料で形成する必要はなく、2種類以上の材料を積層させたり、2種類以上の異なる材料を異なる位置に形成させても良い。
なお、複数枚の基板が積層されている構造の場合、異なる基板上に形成されている集積回路同士が電気的に接続されていてもよいし、電気的に接続されていなくてもよい。
なお、本実施の形態において、基板101Aの他方の面に溝を形成してから、基板101Aの他方の面の薄膜化処理を行っているが、基板101Aの他方の面を薄膜化処理してから、基板101Aの他方の面に溝を形成するようにしてもよい。
[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ながら実施の形態1よりも具体的に説明する。本実施の形態においては、集積回路として薄膜トランジスタを有する集積回路を形成する場合について説明する。
まず、図4(A)に示すように、第1の基板201Aを用意する。
第1の基板201Aとしては、ガラス基板、石英基板、金属基板(例えばセラミック基板またはステンレス基板など)等を用いる事ができる。また、Si基板等の半導体基板を用いてもよい。他にも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)、アクリルなどに代表される樹脂基板(プラスチック基板)などの可撓性基板を用いることも可能である。なお、基板の表面を、あらかじめ研磨処理を施して平坦化しておいても良い。
次に、図4(B)に示すように、第1の基板201Aの一方の面上に下地膜として機能する絶縁膜203を形成し、当該絶縁膜203上に半導体膜204を形成する。
絶縁膜203としては、CVD法やスパッタ法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜203を2層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、2層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。また、絶縁膜203を3層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、2層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、3層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。このように、下地膜として機能する絶縁膜203を形成することによって、第1の基板201AからNaなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜204中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
半導体膜204としては、非晶質(アモルファス)半導体またはセミアモルファス半導体(SAS)で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。SASは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、0.5nm以上20nm以下の結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが520cm−1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。また、水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。SASは、珪素化合物の気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪素化合物の気体としては、SiH、その他にもSi、SiHCl、SiHCl、SiCl、SiFなどを用いることが可能である。またGeFを混合させても良い。この珪素化合物の気体をH、または、HとHe、Ar、Kr、Neから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈する場合、希釈率は2倍以上1000倍以下の範囲で行う。圧力は0.1Pa以上133Pa以下の範囲、電源周波数は1MHz以上120MHz以下、好ましくは13MHz以上60MHz以下で行う。基板加熱温度は300℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020cm−1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm以下、好ましくは1×1019/cm以下とする。ここでは、スパッタ法、CVD法等を用いてシリコン(Si)を主成分とする材料(例えばSiGe1−x等)で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの結晶化法により結晶化させる。また、他にも、DCバイアスを印加して熱プラズマを発生することにより、当該熱プラズマを半導体膜に作用させることによって半導体膜の結晶化を行うことも可能である。
次に、図4(C)に示すように、半導体膜204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206a〜206cを形成し、当該島状の半導体膜206a〜206cを覆うようにゲート絶縁膜207を形成する。
ゲート絶縁膜207としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。また、他にも島状の半導体膜206a〜206dに酸素雰囲気下(例えば、酸素(O)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または酸素と水素(H)と希ガス雰囲気下)または窒素雰囲気下(例えば、窒素(N)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはNHと希ガス雰囲気下)で高密度プラズマ処理を島状の半導体膜206a〜206cの表面を酸化処理または窒化処理することによって、ゲート絶縁膜207を形成することもできる。高密度プラズマ処理により島状の半導体膜206a〜206cに酸化処理または窒化処理を行うことによって形成される酸化処理層または窒化処理層から形成されるゲート絶縁膜は、CVD法やスパッタ法等により形成された絶縁膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を有している。
次に、図4(D)に示すように、ゲート絶縁膜207上にゲート電極208a〜208cを選択的に形成することによって、薄膜トランジスタ205a〜205cを設ける。
なお、ここでは、薄膜トランジスタ205a〜205cは、それぞれ半導体膜206a〜206cの一部をチャネル領域として利用し、ゲート電極208a〜208cの側面に接するようにそれぞれサイドウォール209a〜209c(以下、「絶縁膜209a〜209c」とも記す)を設けている。
また、nチャネル型の薄膜トランジスタ205a、205cでは、絶縁膜209a、209cの下方に位置する半導体膜206a、206cにLDD領域が設けられている。具体的には、ソース領域またはドレイン領域とチャネル領域との間にLDD領域が形成されている。pチャネル型の薄膜トランジスタ205bにはLDD領域は設けられておらず、絶縁膜209bの下方に位置する半導体膜206bまでソース領域とドレイン領域が形成されている。
ゲート電極208a〜208cとしては、CVD法やスパッタ法等により、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の単層構造または積層構造で設けることができる。また、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。例えば、窒化タンタルとタングステンとの積層構造で設けることができる。
絶縁膜209a〜209cとしては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
そして、薄膜トランジスタ205a〜205cを覆うように絶縁膜210、絶縁膜211を形成する。
絶縁膜210としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
絶縁膜211としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜や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、オキサゾール樹脂など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。オキサゾール樹脂は、例えば、感光性ポリベンゾオキサゾール等である。感光性ポリベンゾオキサゾールは、誘電率が低く(常温1MHzで誘電率2.9)、耐熱性が高く(示差熱天秤(TGA:thermal gravity analysis)を用いて昇温5℃/minの条件で熱分解温度550℃)、吸水率が低い(常温24時間で0.3%)材料である。オキサゾール樹脂は、ポリイミド等の比誘電率(3.2以上3.4以下程度)と比較すると、比誘電率が低いため(2.9程度)、寄生容量の発生を抑制し、高速動作を行うことができる。なお、図4において、絶縁膜210を設けずに薄膜トランジスタ205a〜205cを覆うように絶縁膜211を直接設けることも可能である。
次に、図4(E)に示すように、絶縁膜211、絶縁膜210等を選択的に除去することにより、薄膜トランジスタ205a〜205cの半導体膜206a〜206cのソース領域またはドレイン領域の一部を露出させる開口部212a〜212fを形成する。
そして、図5(A)に示すように、半導体膜206a〜206cのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続する電極214を形成する。そして、当該電極214を覆うように保護膜として機能する絶縁膜215を形成する。
電極214としては、CVD法、スパッタ法、スクリーン印刷法、液滴吐出法またはディスペンサ法等により、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)から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層構造または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばCとTiを含有したAl合金、Niを含有したAl合金、CとNiを含有したAl合金、CとMnを含有したAl合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、例えば、AlをTiで挟んで積層(Ti、Al、Tiの積層)させることによって設けることができる。
絶縁膜215としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜や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や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。
次に、図5(B)に示すように、薄膜トランジスタ205aのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続する電極214と電気的に接続する電極216を絶縁膜215上に形成する。電極216は電極214と同じ方法、材料を用いて形成すればよい。
そして、図5(C)に示すように、UV剥離フィルム217を絶縁膜215上及び電極216上に接着させる。UV剥離フィルム217は、樹脂材料でなるベースフィルム219上にUV(紫外線)を照射することによって粘着力が弱くなる樹脂材料からなる接着層218が設けられている構造を有するフィルムであり、ベースフィルムとして使用される材料は、例えばポリエステル、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPEN(ポリエチレンナフタレート)等があげられる。
ここでは、UV剥離フィルムを用いたが、UV剥離フィルムを用いる代わりに、第2の基板をUV剥離性の接着剤(UV(紫外線)を照射することによって粘着力が弱くなる接着剤)を用いて接着するようにしても良い。また、UV剥離フィルムのかわりに熱剥離フィルムを用いたり、第2の基板を熱剥離性の接着剤(加熱することにより粘着力が弱くなる接着剤)を用いて接着するようにしても良い。ここで、熱剥離フィルムは、加熱することによって粘着力が弱くなる樹脂材料からなる接着層がベースフィルム上に設けられた構成となっている。なお、熱剥離フィルムを用いる場合や、第2の基板を熱剥離性の接着剤を用いて接着する場合は、後の工程でUVを照射する代わりに加熱を行うようにする。
次に、図6(A)に示すように、第1の基板201Aの集積回路(薄膜トランジスタ205a〜205c)が形成されていない側の面(以下、第1の基板201Aの他方の面という)に凹部として溝220Aを形成する。この溝220Aの形成は、エッチングやレーザー加工によって行えばよい。また、機械的に研削することによって形成しても良い。さらに、第1の基板201Aとして、最初から片方の面のみに凹凸を有する形状に形成してあるプラスチック基板を用いても良い。
なお、図6(A)では、溝220Aの断面形状が矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝220Aの断面形状は、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
次に、図6(B)に示すように、第1の基板201Aの他方の面から研削手段または研磨手段221を用いて第1の基板201Aの厚さを薄くする処理(薄膜化処理)を行う。例えば、第1の基板201Aの厚さが100μm以下となるまで研削手段によって研削処理し、その後、第1の基板201Aの厚さが20μm以下となるまで研磨手段で研磨処理する。このように研削処理後にさらに第1の基板201Aの表面に研磨処理を行うことによって、第1の基板201Aの他方の面の形状を均一化することができる。ここでは、研削手段で研削処理した後に研磨手段で研磨処理して薄膜化処理する場合の例について述べたが、この場合に限定されるものではなく、研削手段を用いて研削処理のみを行っても良いし、研磨手段を用いて研磨処理のみを行っても良い。
また、ここでは、第1の基板201Aの薄膜化処理には、研削手段または研磨手段を用いたが、これに限定されるものではなく、化学的処理によるエッチングで第1の基板201Aを薄膜化することも可能である。第1の基板201Aとしてガラス基板を用いる場合には、弗化水素酸を含む薬液を用いて化学処理によるエッチングを行うことができる。
また、第1の基板201Aの薄膜化処理は、研削処理、研磨処理、またはエッチング処置を組み合わせることによって行ってもよい。例えば、研削処理、研磨処理の一方または両方を行った後に、化学処理を用いてさらにエッチングを行うことによって基板の薄膜化を行ってもよいし、エッチングを行った後に研削処理、研磨処理の一方または両方をさらに行ってもよい。
第1の基板201Aを薄膜化処理した後の状態を図6(C)に示す。
薄膜化処理によって、第1の基板は厚さが薄くなって201Bに示すようになり、第1の基板の他方の面に形成されていた溝220Aの深さは浅くなって220Bに示すようになる。
なお、基板を薄膜化処理した後の溝220Bの断面形状は、図6(C)では、矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝220Bの断面形状は、基板を薄膜化処理する前の溝220Aの断面形状と同様に、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
なお、薄膜化処理した後の第1の基板201Bの厚さは、100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下にするとよい。第1の基板201Bの厚さを100μm以下とすることにより、第1の基板201Bは可撓性を有する状態となるため、最終的に得られる集積回路装置を可撓性を有するものとすることができる。また、第1の基板201Bは、集積回路装置の耐性を保ち且つ外部からの不純物元素や水分等が集積回路を構成する素子に侵入することを防ぐ保護膜として機能するため、第1の基板201Bの厚さを1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは4μm以上にするとよい。
また、第1の基板201Bの他方の面の表面積が大きくなるのであれば、第1の基板201Bの他方の面に形成されるのは溝でなくてもよい。
そして、図では示していないが、実施の形態1と同様に、溝220Bに放熱性材料を充填したり、少なくとも溝220Bの表面に放熱性材料を含む膜を形成する。
このように、第1の基板201Bの他方の面に凹部として溝220Bを形成し、溝220Bに放熱性材料を充填したり、少なくとも溝220Bの表面に放熱性材料を含む膜を形成することによって、第1の基板201Bの他方の面の表面積が大きくなり、且つ放熱性材料によって放熱性が高められているため、集積回路で発生した熱を容易に周囲に放出することができる。
そして、図7(A)に示すように、絶縁膜215上及び電極216上に接着されているUV(紫外線)剥離フィルム217を剥離するためにUV(紫外線)剥離フィルム217上からUV(紫外線)を照射する。このUV(紫外線)の照射により、UV剥離フィルム217の有する接着層218の粘着力が弱くなり、UV剥離フィルム217を剥離することができる。
なお、UV剥離フィルムのかわりに、熱剥離フィルムを用いたり、第2の基板を熱剥離性の接着剤を用いて絶縁膜215上及び電極216上に接着させた場合には、ここでUV(紫外線)を照射する代わりに加熱処理を行う。加熱処理を行うことにより、熱剥離フィルムの有する接着層または熱剥離性の接着剤の粘着力が弱くなり、熱剥離フィルムまたは第2の基板を剥離することができる。
以上の工程を経て、図7(B)に示すような集積回路装置を得ることができる。
なお、上記図4〜7では、第1の基板上に薄膜トランジスタを有する集積回路を形成した例を示したが、この場合に限定されるものではない。集積回路を構成する素子として、Si等の半導体基板に当該半導体基板をチャネルとして利用する電界効果型トランジスタ(FET)を設けたり、または有機材料をチャネルとして利用する有機薄膜トランジスタ(TFT)等で設けることも可能である。
また、本発明の半導体装置に含まれる薄膜トランジスタの構造は上述した構造に限られない。例えば、図4(D)では、nチャネル型の薄膜トランジスタ205a、205cのゲート電極208a、208cの側面にそれぞれ形成された絶縁膜209a、209cの下方に位置する半導体膜206a、206cにLDD領域を設け、pチャネル型の薄膜トランジスタ205bにはLDD領域を設けていないが、両方にLDD領域を設けた構成としてもよいし、両方にLDD領域およびサイドウォールを設けない構造(図21(A))とすることもできる。また、薄膜トランジスタの構造として上述した構造に限られず、チャネル形成領域が1つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、2つ形成されるダブルゲート構造または3つ形成されるトリプルゲート構造等のマルチゲート構造を用いることができる。また、ボトムゲート構造としてもよいし、チャネル形成領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された2つのゲート電極を有するデュアルゲート型としてもよい。また、ゲート電極を第1の導電膜227a〜227cと当該第1の導電膜227a〜227c上に設けられる第2の導電膜228a〜228cとの積層構造で形成する場合、第1の導電膜227a〜227cに重なり第2の導電膜228a〜228cには重ならないようにLDD領域を形成する構造(図21(B))とすることもできる。また、ゲート電極を第1の導電膜227a〜227cと当該第1の導電膜227a〜227c上に設けられる第2の導電膜228a〜228cとの積層構造で形成する場合、第2の導電膜228a〜228cの側壁に接し且つ第1の導電膜227a〜227cの上方にサイドウォールを形成する構造(図21(C))とすることも可能である。また、上記構成において、半導体膜のソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域をNi、Co、W、Mo等のシリサイドで設けることも可能である。
なお、以上においては、基板201Aの他方の面に溝220Aを形成した後に、基板201Aの他方の面を薄膜化処理した場合について説明したが、基板201Aの厚さを薄くする必要がなければ、基板201Aの薄膜化処理を行わなくても良い。ただし、基板201Aの薄膜化処理を行うことによって、薄膜化処理後の基板201Bの厚さを薄くすることができるため、基板201Aの薄膜化処理を行わない場合と比較して集積回路装置を小型化することができる。
また、放熱性材料は、1種類の材料で形成する必要はなく、2種類以上の材料を積層させたり、2種類以上の異なる材料を異なる位置に形成させても良い。
なお、本実施の形態において示した構成は、他の実施の形態や実施例と組み合わせて利用することができる。
[実施の形態3]
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法の実施の形態2とは異なる一例に関して図面を参照しながら実施の形態1よりも具体的に説明する。本実施の形態においては、集積回路として薄膜トランジスタを有する集積回路を形成する場合について説明する。
まず、図8(A)に示すように、第1の基板301Aの一方の面にエッチングやレーザー光の照射等により、選択的に凹部302を形成する。なお、第1の基板301Aの一方の面に凹部を形成するかわりに、第1の基板301Aの一方の面から他方の面に貫通する開口部を形成してもよい。また、凹部302の形状(開口部を形成する場合は開口部の形状)はどのように設けてもよく、例えば、線状、円状または矩形状等に形成することができる。凹部302の寸法として、深さを1μm以上100μm以下、好ましくは2μ以上50μm以下とし、幅を10μm以上10mm以下、好ましくは100μm以上1mm以下に形成すると好ましい。凹部のかわりに開口部を形成する場合は、開口部の幅を10μm以上10mm以下、好ましくは100μm以上1mm以下に形成すると好ましい。なお、基板に形成する凹部または開口部は、深さ方向にテーパー状となるように形成してもよい。
次に、図8(B)に示すように、第1の基板301A上に下地膜として機能する絶縁膜303を形成し、当該絶縁膜303上に半導体膜304を形成する。なお、絶縁膜303および半導体膜304は、凹部302にも形成される。
絶縁膜303としては、CVD法やスパッタ法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜303を2層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、2層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。また、絶縁膜303を3層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、2層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、3層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。このように、下地膜として機能する絶縁膜303を形成することによって、第1の基板301AからNaなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜304中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
半導体膜304としては、非晶質(アモルファス)半導体またはセミアモルファス半導体(SAS)で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。
次に、図8(C)に示すように、半導体膜304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306a〜306cを形成し、当該島状の半導体膜306a〜306cを覆うようにゲート絶縁膜307を形成する。
ゲート絶縁膜307としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。また、他にも島状の半導体膜306a〜306cに酸素雰囲気下(例えば、酸素(O)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または酸素と水素(H)と希ガス雰囲気下)または窒素雰囲気下(例えば、窒素(N)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはNHと希ガス雰囲気下)で高密度プラズマ処理を島状の半導体膜306a〜306cの表面を酸化処理または窒化処理することによって、ゲート絶縁膜を形成することもできる。高密度プラズマ処理により島状の半導体膜306a〜306cに酸化処理または窒化処理を行うことによって形成される酸化処理層または窒化処理層から形成されるゲート絶縁膜は、CVD法やスパッタ法等により形成された絶縁膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を有している。
次に、図8(D)に示すように、ゲート絶縁膜307上にゲート電極308a〜308cを選択的に形成することによって、薄膜トランジスタ305a〜305cを設ける。
なお、ここでは、薄膜トランジスタ305a〜305cは、それぞれ半導体膜306a〜306cの一部をチャネル領域として利用し、ゲート電極308a〜308cの側面に接するようにそれぞれサイドウォール309a〜309c(以下、「絶縁膜309a〜309c」とも記す)を設けている。
また、nチャネル型の薄膜トランジスタ305a、305cでは、絶縁膜309a、309cの下方に位置する半導体膜306a、306cにLDD領域が設けられている。具体的には、ソース領域またはドレイン領域とチャネル領域との間にLDD領域が形成されている。pチャネル型の薄膜トランジスタ305bにはLDD領域は設けられておらず、絶縁膜309bの下方に位置する半導体膜306bまでソース領域とドレイン領域が形成されている。
ゲート電極308a〜308cとしては、CVD法やスパッタ法等により、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の単層構造または積層構造で設けることができる。また、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。例えば、窒化タンタルとタングステンとの積層構造で設けることができる。
絶縁膜309a〜309cとしては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
そして、薄膜トランジスタ305a〜305cを覆うように絶縁膜310、絶縁膜311を形成する。
絶縁膜310としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
絶縁膜311としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜や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、オキサゾール樹脂など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、図8において、絶縁膜310を設けずにゲート電極308a〜308cを覆うように絶縁膜311を直接設けることも可能である。
次に、図8(E)に示すように、絶縁膜311、絶縁膜310等を選択的に除去することにより、薄膜トランジスタ305a〜305cのソース領域またはドレイン領域となる半導体膜306a〜306cの一部を露出させる開口部312a〜312fを形成する。
次に、図9(A)に示すように、凹部302の上方に形成された絶縁膜311等を選択的に除去することにより、開口部313を形成する。なお、開口部313は、後の工程で開口部313内に形成される導電膜314が、第1の基板301Aの薄膜化処理を行う際に露出されるように形成されていればよい。よって、絶縁膜311の一部を選択的に除去してもよいし、絶縁膜311および絶縁膜310を選択的に除去してもよいし、絶縁膜311、絶縁膜310および絶縁膜303を選択的に除去してもよい。また、ここでは、開口部312a〜312fを形成した後に開口部313を形成する例を示したが、開口部312a〜312fと同時に開口部313を形成してもよいし、開口部313を形成した後に開口部312a〜312fを形成することもできる。また、開口部312a〜312fを形成し、当該開口部312a〜312fに選択的に導電膜を形成した後に開口部313を形成することもできる。開口部312a〜312fまたは開口部313の形成方法としては、フォトリソグラフ工程を用いたエッチングにより形成してもよいし、レーザー光を照射して形成してもよい。
次に、図9(B)に示すように、開口部312a〜312f、開口部313中に選択的に導電膜314を形成することによって薄膜トランジスタ305a〜305cのそれぞれのソース領域またはドレイン領域に電気的に接続する電極を形成する。薄膜トランジスタ305cのソース領域またはドレイ領域の一方と電気的に接続する電極は、開口部313の内部にまで延設されている。そして、導電膜314を覆うように保護膜として機能する絶縁膜315を形成する。
導電膜314としては、CVD法、スパッタ法、スクリーン印刷法、液滴吐出法またはディスペンサ法等により、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)から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層構造または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばCとTiを含有したAl合金、Niを含有したAl合金、CとNiを含有したAl合金、CとMnを含有したAl合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、例えば、AlをTiで挟んで積層(Ti、Al、Tiの積層)させることによって設けることができる。
また、開口部313が大きい場合や開口部313に設けられた導電膜314の段切れ等の接続不良が懸念される場合には、開口部313に導電膜314を設けた後に、再度開口部313に選択的に導電材料を設けることが好ましい。例えば、CVD法やスパッタ法等を用いて開口部312a〜312fおよび開口部313に選択的に導電膜314を形成した後に、スクリーン印刷法、液滴吐出法またはディスペンサ法等を用いて開口部313に設けられた導電膜314上に導電材料を設ける。
ここでは、図22(A)に示すように、スクリーン印刷法を用いて、メッシュ381上のペースト384をスキージ383により押して移動させながら、乳剤382に設けられた開口部385からペースト384を押し出すことによって、開口部313に導電材料386を形成する。
他にも、図22(B)に示すように、開口部312a〜312fにCVD法やスパッタ法を用いて導電膜314を設けた後に、開口部313にスクリーン印刷法、液滴吐出法またはディスペンサ法等を用いて選択的に導電材料386を設けてもよい。このように、開口部313にスクリーン印刷法、液滴吐出法またはディスペンサ法等を用いて選択的に導電材料を形成することにより、開口部313の導電膜の段切れ等の防止や開口部313の底部まで導電材料を充填することが可能となる。
絶縁膜315としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜や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や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。
次に、図9(C)に示すように、UV剥離フィルム317を絶縁膜315上に接着させる。UV剥離フィルムは、樹脂材料でなるベースフィルム319上にUV(紫外線)を照射することによって粘着力が弱くなる樹脂材料からなる接着層318が設けられている構造を有するフィルムであり、ベースフィルムとして使用される材料は、例えばポリエステル、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPEN(ポリエチレンナフタレート)等があげられる。
ここでは、UV剥離フィルムを用いたが、UV剥離フィルムを用いる代わりに、第2の基板をUV剥離性の接着剤(UV(紫外線)を照射することによって粘着力が弱くなる接着剤)を用いて接着するようにしても良い。また、UV剥離フィルムのかわりに熱剥離フィルムを用いたり、第2の基板を熱剥離性の接着剤(加熱することにより粘着力が弱くなる接着剤)を用いて接着するようにしても良い。ここで、熱剥離フィルムは、加熱することによって粘着力が弱くなる樹脂材料からなる接着層がベースフィルム上に設けられた構成となっている。なお、熱剥離フィルムを用いる場合や、第2の基板を熱剥離性の接着剤を用いて接着する場合は、後の工程でUVを照射する代わりに加熱を行うようにする。
次に、図9(D)に示すように、第1の基板301Aの集積回路が形成されていない側の面(以下、第1の基板301Aの他方の面という)に凹部として溝320Aを形成する。この溝320Aの形成は、エッチングやレーザー加工によって行えばよい。また、機械的に研削することによって形成しても良い。さらに、第1の基板301Aとして、最初から片方の面のみに凹凸を有する形状に形成してあるプラスチック基板を用いても良い。
なお、図9(D)では、溝320Aの断面形状が矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝320Aの断面形状は、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
次に、図10(A)に示すように、第1の基板301Aの他方の面から研削手段または研磨手段321を用いて第1の基板301Aの厚さを薄くする処理(薄膜化処理)を施す。例えば、第1の基板301Aの厚さが100μm以下となるまで研削手段によって研削処理し、その後、第1の基板301Aの厚さが20μm以下となるまで研磨手段で研磨処理する。このように研削処理後にさらに第1の基板301Aの表面に研磨処理を行うことによって、第1の基板301Aの他方の面の形状を均一化することができる。ここでは、研削手段で研削処理した後に研磨手段で研磨処理して薄膜化処理する場合の例について述べたが、この場合に限定されるものではなく、研削手段を用いて研削処理のみを行っても良いし、研磨手段を用いて研磨処理のみを行っても良い。
また、ここでは、第1の基板301Aの薄膜化処理には、研削手段または研磨手段を用いたが、これに限定されるものではなく、化学的処理によるエッチングで第1の基板301Aを薄膜化することも可能である。第1の基板301Aとしてガラス基板を用いる場合には、弗化水素酸を含む薬液を用いて化学処理によるエッチングを行うことができる。
また、第1の基板301Aの薄膜化処理は、研削処理、研磨処理、またはエッチング処置を組み合わせることによって行ってもよい。例えば、研削処理、研磨処理の一方または両方を行った後に、化学処理を用いてさらにエッチングを行うことによって基板の薄膜化を行ってもよいし、エッチングを行った後に研削処理、研磨処理の一方または両方をさらに行ってもよい。
第1の基板301Aの薄膜化処理は、図10(B)に示すように、開口部313に設けられた導電膜314が露出するまで行う。ここで、図22(A)に示すように開口部313に導電膜314及び導電材料386を形成する場合には、導電膜314、導電材料386の一方または両方が露出するまで第1の基板301Aの薄膜化処理を行い、図22(B)のように開口部313に導電材料386を形成する場合には、導電材料386が露出するまで第1の基板301Aの薄膜化処理を行う。そのため、開口部313において、導電膜314または導電材料386の下方に絶縁膜310、絶縁膜303等がある場合には、第1の基板301Aの薄膜化処理と同時に、絶縁膜310、絶縁膜303を除去する。
また、第1の基板301Aとしてガラス基板を用いる場合には、化学処理として弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングを行うことができる。
第1の基板301Aを薄膜化処理した後の状態を図10(B)に示す。
薄膜化処理によって、第1の基板は厚さが薄くなって301Bに示すようになり、第1の基板の他方の面に形成されていた溝320Aの深さは浅くなって320Bに示すようになる。
なお、基板を薄膜化処理した後の溝320Bの断面形状は、図10(B)では、矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝320Bの断面形状は、基板を薄膜化処理する前の溝320Aの断面形状と同様に、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
なお、薄膜化処理した後の第1の基板301Bの厚さは、基板の厚さを100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下にするとよい。第1の基板301Bの厚さを100μm以下とすることにより、第1の基板301Bは可撓性を有する状態となるため、最終的に得られる集積回路装置を可撓性を有するものとすることができる。また、第1の基板301Bは、集積回路装置の耐性を保ち且つ外部からの不純物元素や水分等が集積回路を構成する素子に侵入することを防ぐ保護膜として機能するため、第1の基板301Bの厚さを1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは4μm以上にするとよい。
また、第1の基板301Bの他方の面の表面積が大きくなるのであれば、第1の基板301Bの他方の面に形成されるのは溝でなくてもよい。
そして、図では示していないが、実施の形態1と同様に、溝320Bに放熱性材料を充填したり、少なくとも溝320Bの表面に放熱性材料を含む膜を形成する。
このように、第1の基板301Bの他方の面に凹部として溝320Bを形成し、溝320Bに放熱性材料を充填したり、少なくとも溝320Bの表面に放熱性材料を含む膜を形成することによって、第1の基板301Bの他方の面の表面積が大きくなり、且つ放熱性材料によって放熱性が高められているため、集積回路で発生した熱を容易に周囲に放出することができる。
そして、図10(C)に示すように、絶縁膜315上に接着されているUV(紫外線)剥離フィルム317を剥離するためにUV(紫外線)剥離フィルム317上からUV(紫外線)を照射する。このUV(紫外線)の照射により、UV剥離フィルム317の有する接着層318の粘着力が弱くなり、UV剥離フィルム317を剥離することができる。
なお、UV剥離フィルムのかわりに、熱剥離フィルムを用いたり、第2の基板を熱剥離性の接着剤を用いて絶縁膜315上に接着させた場合には、ここでUV(紫外線)を照射する代わりに加熱処理を行う。加熱処理を行うことにより、熱剥離フィルムの有する接着層または熱剥離性の接着剤の粘着力が弱くなり、熱剥離フィルムまたは第2の基板を剥離することができる。
以上の工程を経て、図11に示すような集積回路装置を得ることができる。
なお、上記図8〜11では、基板上に薄膜トランジスタを形成した例を示したが、この場合に限定されるものではない。集積回路を構成する素子として、Si等の半導体基板に当該半導体基板をチャネルとして利用する電界効果型トランジスタ(FET)を設けたり、または有機材料をチャネルとして利用する有機薄膜トランジスタ(TFT)等で設けることも可能である。
また、本発明の半導体装置に含まれる薄膜トランジスタの構造は上述した構造に限られない。実施の形態2で説明した構造の薄膜トランジスタとしてもよい。
また、放熱性材料は、1種類の材料で形成する必要はなく、2種類以上の材料を積層させたり、2種類以上の異なる材料を異なる位置に形成させても良い。
なお、本実施の形態において示した構成は、他の実施の形態や実施例と組み合わせて利用することができる。
[実施の形態4]
本実施の形態では、実施の形態2、3を組み合わせた構造の集積回路装置の作製方法について説明する。
実施の形態3において説明した方法で、図9(B)の状態まで形成する。
図9(B)の状態まで形成したら、図12(A)に示すように、絶縁膜315上に薄膜トランジスタ305aのソース電極またはドレイン電極に電気的に接続する電極416を形成する。
次に、図12(B)に示すように、UV(紫外線)剥離フィルム417を絶縁膜315上及び電極416上に接着させる。UV剥離フィルム417は、樹脂材料でなるベースフィルム419上にUV(紫外線)を照射することによって粘着力が弱くなる樹脂材料からなる接着層418が設けられている構造を有するフィルムであり、ベースフィルムとして使用される材料は、例えばポリエステル、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPEN(ポリエチレンナフタレート)等が挙げられる。
ここでは、UV剥離フィルムを用いたが、UV剥離フィルムを用いる代わりに、第2の基板をUV剥離性の接着剤(UV(紫外線)を照射することによって粘着力が弱くなる接着剤)を用いて接着するようにしても良い。また、UV剥離フィルムのかわりに熱剥離フィルムを用いたり、第2の基板を熱剥離性の接着剤(加熱することにより粘着力が弱くなる接着剤)を用いて接着するようにしても良い。ここで、熱剥離フィルムは、加熱することによって粘着力が弱くなる樹脂材料からなる接着層がベースフィルム上に設けられた構成となっている。なお、熱剥離フィルムを用いる場合や、第2の基板を熱剥離性の接着剤を用いて接着する場合は、後の工程でUVを照射する代わりに加熱を行うようにする。
次に、図12(C)に示すように、第1の基板301Aの集積回路が形成されていない側の面(以下、第1の基板301Aの他方の面という)に凹部としての溝420Aを形成する。この溝420Aの形成は、エッチングやレーザー加工によって行えばよい。また、機械的に研削することによって形成しても良い。さらに、第1の基板301Aとして、最初から片方の面のみに凹凸を有する形状に形成してあるプラスチック基板を用いても良い。
なお、図12(C)では、溝420Aの断面形状が矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝420Aの断面形状は、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
そして、図13(A)に示すように、第1の基板301Aの他方の面から研削手段または研磨手段421を用いて第1の基板301Aの厚さを薄くする処理(薄膜化処理)を施す。例えば、第1の基板301Aの厚さが100μm以下となるまで研削手段によって研削処理し、その後、第1の基板301Aの厚さが20μm以下となるまで研磨手段で研磨処理する。このように研削処理後にさらに第1の基板301Aの表面に研磨処理を行うことによって、第1の基板301Aの他方の面の形状を均一化することができる。ここでは、研削手段で研削処理した後に研磨手段で研磨処理して薄膜化処理する場合の例について述べたが、この場合に限定されるものではなく、研削手段を用いて研削処理のみを行っても良いし、研磨手段を用いて研磨処理のみを行っても良い。
また、ここでは、第1の基板301Aの薄膜化処理には、研削手段または研磨手段を用いたが、これに限定されるものではなく、化学的処理によるエッチングで第1の基板301Aを薄膜化することも可能である。第1の基板301Aとしてガラス基板を用いる場合には、弗化水素酸を含む薬液を用いて化学処理によるエッチングを行うことができる。
また、第1の基板301Aの薄膜化処理は、研削処理、研磨処理、またはエッチング処置を組み合わせることによって行ってもよい。例えば、研削処理、研磨処理の一方または両方を行った後に、化学処理を用いてさらにエッチングを行うことによって基板の薄膜化を行ってもよいし、エッチングを行った後に研削処理、研磨処理の一方または両方をさらに行ってもよい。
第1の基板301Aの薄膜化処理は、図13(B)に示すように、開口部313に設けられた導電膜314が露出するまで行う。ここで、図22(A)に示すように、開口部313に導電材料386も形成する場合には、開口部313に設けられた導電膜314、導電材料386の一方または両方が露出するまで第1の基板301Aの薄膜化処理を行い、図22(B)のように開口部313に導電材料386を形成する場合には、導電材料386が露出するまで第1の基板301Aの薄膜化処理を行う。そのため、開口部313において、導電膜314または導電材料386の下方に絶縁膜310、絶縁膜303等がある場合には、第1の基板301Aの薄膜化処理と同時に、絶縁膜310、絶縁膜303を除去する。
また、第1の基板301Aとしてガラス基板を用いる場合には、化学処理として弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングを行うことができる。
第1の基板301Aを薄膜化処理した後の状態を図13(B)に示す。
薄膜化処理によって、第1の基板は厚さが薄くなって401Bに示すようになり、第1の基板の他方の面に形成されていた溝420Aの深さは浅くなって420Bに示すようになる。
なお、基板を薄膜化処理した後の溝420Bの断面形状は、図13(B)では、矩形状に形成されている場合について示しているが、特にこの形状に限定されるものではない。溝420Bの断面形状は、基板を薄膜化処理する前の溝420Aの断面形状と同様に、U字状やくさび形でもよいし、溝の側面がテーパー状になるような形状でも良い。
なお、薄膜化処理した後の第1の基板401Bの厚さは、100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下にするとよい。第1の基板401Bの厚さを100μm以下とすることにより、第1の基板401Bは可撓性を有する状態となるため、最終的に得られる集積回路装置を可撓性を有するものとすることができる。また、第1の基板401Bは、集積回路装置の耐性を保ち且つ外部からの不純物元素や水分等が集積回路を構成する素子に侵入することを防ぐ保護膜として機能するため、第1の基板401Bの厚さを1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは4μm以上にするとよい。
また、第1の基板401Bの他方の面の表面積が大きくなるのであれば、第1の基板401Bの他方の面に形成されるのは溝でなくてもよい。
そして、図では示していないが、実施の形態1と同様に、溝420Bに放熱性材料を充填したり、少なくとも溝420Bの表面に放熱性材料を含む膜を形成する。
このように、第1の基板401Bの他方の面に凹部として溝420Bを形成し、溝420Bに放熱性材料を充填したり、少なくとも溝420Bの表面に放熱性材料を含む膜を形成することによって、第1の基板401Bの他方の面の表面積が大きくなり、且つ放熱性材料によって放熱性が高められているため、集積回路で発生した熱を容易に周囲に放出することができる。
そして、図13(C)に示すように、絶縁膜315上及び電極416上に接着されているUV(紫外線)剥離フィルム417を剥離するためにUV(紫外線)剥離フィルム417上からUV(紫外線)を照射する。このUV(紫外線)の照射により、UV剥離フィルム417の有する接着層418の粘着力が弱くなり、UV剥離フィルム417を剥離することができる。
なお、UV剥離フィルムのかわりに、熱剥離フィルムを用いたり、第2の基板を熱剥離性の接着剤を用いて絶縁膜315上及び電極416上に接着させた場合には、ここでUV(紫外線)を照射する代わりに加熱処理を行う。加熱処理を行うことにより、熱剥離フィルムの有する接着層または熱剥離性の接着剤の粘着力が弱くなり、熱剥離フィルムまたは第2の基板を剥離することができる。
以上の工程を経て、図14に示すような集積回路装置を得ることができる。
なお、上記図12〜14では、第1の基板上に薄膜トランジスタを有する集積回路を形成した例を示したが、この場合に限定されるものではない。集積回路を構成する素子として、Si等の半導体基板に当該半導体基板をチャネルとして利用する電界効果型トランジスタ(FET)を設けたり、または有機材料をチャネルとして利用する有機薄膜トランジスタ(TFT)等で設けることも可能である。
また、本発明の半導体装置に含まれる薄膜トランジスタの構造は上述した構造に限られない。実施の形態2で説明した構造の薄膜トランジスタとしてもよい。
また、放熱性材料は、1種類の材料で形成する必要はなく、2種類以上の材料を積層させたり、2種類以上の異なる材料を異なる位置に形成させても良い。
なお、本実施の形態において示した構成は、他の実施の形態や実施例と組み合わせて利用することができる。
[実施の形態5]
本実施の形態においては、複数の集積回路装置を複数積層させ、異なる基板上に形成された集積回路同士を電気的に接続するようにした場合について説明する。
図15に本実施の形態の集積回路装置の断面図を示す。
一方の面上に集積回路が形成された集積回路装置500、501、502が積み重ねられるようにして設けられている。
集積回路装置500は、実施の形態2において説明した作製方法に従って作製された集積回路装置である。集積回路装置500は第1の基板503の一方の面上に薄膜トランジスタで構成される集積回路が形成されており、第1の基板503の集積回路が形成されていない側の面(以下、第1の基板503の他方の面という)には、凹部として溝が形成されている。そして、図では示していないが、実施の形態1と同様に、溝に放熱性材料が充填されるか、もしくは少なくとも溝の表面に放熱性材料を含む膜が形成されている。また、集積回路装置500において、集積回路の上方には、集積回路を構成する薄膜トランジスタと電気的に接続された電極504が形成されている。
集積回路装置501は、実施の形態4において説明した作製方法に従って作製された集積回路装置である。集積回路装置501は第2の基板507の一方の面上に薄膜トランジスタで構成される集積回路が形成されており、第2の基板507の集積回路が形成されていない側の面(以下、第2の基板507の他方の面という)には、凹部として溝が形成されている。そして、図では示していないが、実施の形態1と同様に、溝に放熱性材料が充填されるか、もしくは少なくとも溝の表面に放熱性材料を含む膜が形成されている。また、集積回路装置501において、集積回路の上方には、集積回路を構成する薄膜トランジスタと電気的に接続された電極509が形成されている。また、集積回路装置501は、第2の基板507の他方の面において、集積回路を構成する薄膜トランジスタと電気的に接続可能な電極508を有する。
集積回路装置502は、実施の形態3において説明した作製方法に従って作製された集積回路装置である。集積回路装置502は第3の基板512の一方の面上に薄膜トランジスタで構成される集積回路が形成されており、第3の基板512の集積回路が形成されていない側の面(以下、第3の基板512の他方の面という)には、凹部として溝が形成されている。そして、図では示していないが、実施の形態1と同様に、溝に放熱性材料が充填されるか、もしくは少なくとも溝の表面に放熱性材料を含む膜が形成されている。また、集積回路装置502は、第3の基板512の他方の面において、集積回路を構成する薄膜トランジスタと電気的に接続可能な電極513を有する。
以上のような構造を有する集積回路装置500、501、502を積み重ねるようにして設ける。この際、集積回路装置500の電極504と集積回路装置501の電極508が対向し、集積回路装置501の電極509が集積回路装置502の電極513と対向するようにして集積回路装置500、501、502を設ける。
そして、集積回路装置500と集積回路装置501、集積回路装置501と集積回路装置502を異方性導電接着剤505などで貼り合わせる。異方性導電接着剤505は、導電性粒子506を有する接着剤である。よって、異方性導電接着剤505を用いて、集積回路装置500と集積回路装置501、集積回路装置501と集積回路装置502を貼り合わせることによって、集積回路装置500の有する電極504と集積回路装置501の有する電極508とが導電性粒子506を介して電気的に接続され、集積回路装置501の有する電極509と集積回路装置502の有する電極513が導電性粒子506を介して電気的に接続される。
つまり、以上のような構造を有する集積回路装置500に設けられている集積回路と集積回路装置501に設けられている集積回路が互いに電気的に接続され、集積回路装置501に設けられている集積回路と集積回路装置502に設けられている集積回路が互いに電気的に接続されている。
異方性導電接着剤505としては、例えば、異方性導電ペースト(ACP(Anisotropic Conductive Paste))などが挙げられる。また、集積回路装置500、501、502を貼り合わせる際に用いる手段は、異方性導電接着剤505に限られるものではない。電極504と電極508、電極509と電極513を電気的に接続し、且つ集積回路装置500、501、502を貼り合わせることができる手段であればその他の手段を用いることもできる。よって、例えば、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、異方性導電フィルム(ACF(Anisotropic Conductive Film))等の導電性フィルム、NCP(Non Conductive Paste)や半田接合等を用いて行うこともできる。
なお、異方性導電接着剤505などの集積回路装置500、501、502を貼り合わせる際に用いる手段は放熱性の高いもの、つまり熱伝導性の高いものを用いることが好ましい。
このように、複数の集積回路装置を多層に設けることによって、複数の集積回路装置を電気的に接続して設ける場合であっても、高集積化、小型化が可能となるが、その反面、各集積回路装置の有する集積回路から発生する熱が蓄積されやすいといった問題が発生する。しかし、各集積回路装置の基板には凹部が形成され、凹部に放熱性材料が充填されるか、もしくは少なくとも凹部の表面に放熱性材料を含む膜が形成されている。よって、各集積回路装置の基板の表面積が大きくなり、且つ放熱性材料によって放熱性が高められているため、集積回路から発生する熱を周囲に容易に放出することができる。よって、集積回路から発生する熱の蓄積により発生する問題を解決することができる。
また、図15では、集積回路装置500、501、502を貼り合わせる際に、全面にわたって異方性導電接着剤を形成して貼り合わせている。しかし、少なくとも異なる基板間で電気的に接続する部分に異方性導電接着剤を形成して貼り合わせるようにしても良い。このようにして貼り合わせた例を図26に示す。
図26では、集積回路装置500の電極504と集積回路装置501の電極508とを電気的に接続する部分、集積回路装置501の電極509と集積回路装置502の電極513とを電気的に接続する部分は、異方性導電接着剤505が形成されている。そして、集積回路装置501の基板507の凹部が形成された部分、集積回路装置502の基板512の凹部が形成された部分には、異方性導電接着剤が形成されていない。よって、この部分においては集積回路装置500と501との間、501と502との間で空間が形成されている。このように基板507、512の凹部が形成されている部分において、集積回路装置500と501との間、集積回路装置501と502との間にそれぞれ空間530、531が形成されることによって、この空間530、531を介して集積回路装置の周囲に熱を放出することができる。なお、この空間530、531を気体が強制的に流れるようにすると、放熱性をより向上させることができるため、好ましい。
また、図27に示すように、集積回路装置500、501、502のそれぞれにおいて、集積回路が形成されていない部分が互い違いに張り出すようにして貼り合わせることによって、放熱部520、521、522を形成するようにしても良い。
放熱部520、521、522を設けることによって、各集積回路装置に含まれる集積回路から発生する熱を放熱部520、521、522から周囲に放出することができる。よって、図26の構造と比較して、より効率的に集積回路装置の周囲に熱を放出することができる。また、放熱部520、521、522の部分にも基板503、507、512には凹部が形成されている。よって、放熱部520、521、522に凹部が形成されていない場合と比較して放熱部の表面積も大きくなっているため、放熱部520、521、522において凹部が形成されていない場合と比較して放熱性が高い。
なお、4つ以上の集積回路装置を積層する場合においても、図27と同様に、積層されている各集積回路装置がそれぞれ互い違いに張り出すようにして貼り合わせることによって、各集積回路装置の端部に放熱部が形成されるようにすればよい。
さらに、基板503、507、512が、薄膜化処理が施されることによって、例えば基板の厚さが100μm以下となっている場合、基板が薄くなっているため、基板を薄膜化処理していない場合と比較して放熱部520、521、522からの放熱性が高い。
また、放熱部は必ずしも図27のように各集積回路装置に設ける必要はない。例えば、図27において、放熱部520、522は形成せず、放熱部521のみ形成するようにしても良い。集積回路装置を積層した場合、積層した集積回路装置のうち、より内部に配置される集積回路装置に含まれる集積回路から発生する熱が最も放熱されにくい。つまり、図27においては、集積回路装置500、502に挟まれて配置される集積回路装置501に含まれる集積回路から発生する熱が最も放熱されにくい。よって、集積回路装置501に放熱部521を形成することによって、集積回路装置501に含まれる集積回路から発生する熱を効率的に集積回路装置の周囲に放出することができる。そして、集積回路装置501の放熱性をより向上させるために、図28に示すように、集積回路装置501に放熱部523を更に形成してもよい。
なお、3つ以上の集積回路装置を積層する場合においては、放熱部が形成された基板と放熱部が形成されていない基板とを順番に設けて貼り合わせるようにしてもよい。つまり、放熱部が形成されている基板上に放熱部が形成されていない基板を設け、その上にまた放熱部が形成されている基板を設ける、といった具合で積層させるようにしてもよい。その際、放熱部が形成されている基板に設ける放熱部は、図27の集積回路装置501のように放熱部521のみを設けてもよいし、図28の集積回路装置501のように放熱部521及び523を設けても良い。
また、図27において、放熱部520は形成せず、放熱部521、522を形成するようにしてもよい。集積回路装置500は積層された集積回路装置のなかで最も外側に配置されており、基板503には凹部が形成されているため、基板503表面における放熱性が高くなっている。よって、集積回路装置500に含まれる集積回路から発生する熱は基板503の凹部が形成されている側の面の表面から効率的に集積回路装置の周囲に放出される。よって、それ以外の集積回路装置501、502の放熱性を向上させればよいので、集積回路装置501、502に放熱部521、522を形成するようにすればよい。
なお、以上においては、3つの集積回路装置を多層に設けた場合について説明したが、積み重ねて設ける集積回路装置の数はこれに限定されるものではない。2以上の集積回路装置を積み重ねて設ければよい。そして、図26〜28を用いて説明した各構成は、2以上の集積回路装置を積み重ねて設けたどの場合においても適宜適用することができる。
また、本実施の形態においては、実施の形態2〜4の作製方法で作製した集積回路を多層に設ける場合について説明したが、多層に設ける場合の各集積回路装置の構造、各集積回路装置を作製する方法は、実施の形態2〜4に説明した構造や方法に限定されるものではない。隣あって設けられる集積回路装置の有する集積回路同士を電気的に接続できるような構造とすることができればよい。
本実施の形態では、集積回路装置を多層に設けているため、各集積回路装置の有する集積回路から発生する熱が蓄積されやすい。よって、溝(凹部)に放熱性材料を充填したり、少なくとも溝(凹部)の表面に放熱性材料を含む膜を形成することによって、集積回路装置の周囲に熱を放出しやすくすることができるので、本実施の形態のように集積回路装置を多層に設ける場合には、本発明は特に有効である。
また、放熱性材料は、1種類の材料で形成する必要はなく、2種類以上の材料を積層させたり、2種類以上の異なる材料を異なる位置に形成させても良い。
なお、放熱部を設ける構造(例えば、図27や図28で示した構造)とした場合、放熱部を設けることによって、十分な放熱性が得られるのであれば、溝(凹部)に放熱性材料を充填したり、少なくとも溝(凹部)の表面に放熱性材料を含む膜を形成しない構造としてもよい。
また、積層させる各集積回路装置の基板は、薄膜化処理が施されているのが好ましい。薄膜化処理されて基板の厚さが薄くなっているので、基板を薄膜化処理していない場合と比較して、装置を小型化できる。特に、積層させる場合には、その分、積層する各集積回路装置の基板の厚さが装置全体の高さに大きく影響を与えるため、積層する各集積回路装置の基板の厚さを薄くすることは特に重要である。積層する各集積回路装置の基板の厚さは100μm以下、、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下にするとよい。また、各集積回路装置の基板は、集積回路装置の耐性を保ち且つ外部からの不純物元素や水分等が集積回路を構成する素子に侵入することを防ぐ保護膜として機能するため、基板の厚さを1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは4μm以上にするとよい。
なお、本実施の形態において示した構成は、他の実施の形態や実施例と組み合わせて利用することができる。
本実施例では、本発明の集積回路装置をICなどの半導体装置に適用した場合について説明する。
図16(A)に示す半導体装置は、導電膜604が設けられた基板601上に上記実施の形態で示したいずれかの構造を有する集積回路装置603が接着されることにより設けられている。ここでは、複数の集積回路装置603a〜603dが導電膜604と電気的に接続するように基板601上に設けられている。基板601と集積回路装置603a〜603dとの接着は、異方性導電接着剤612により行い、集積回路装置603a〜603dの有する集積回路と導電膜604との電気的な接続は、異方性導電接着剤612に含まれた導電性粒子611を介して行うことができる。異方性導電接着剤612としては、例えば、異方性導電ペースト(ACP(Anisotropic Conductive Paste))等が挙げられる。また、他にも、集積回路装置603a〜603dと導電膜604との電気的な接続を、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、ACF(Anisotropic Conductive Film)等の導電性フィルム、NCP(Non Conductive Paste)や半田接合等を用いて行うこともできる。
集積回路装置603a〜603dの各々は、中央処理ユニット(CPU、Central Processing Unit)、メモリ、ネットワーク処理回路、ディスク処理回路、画像処理回路、音声処理回路、電源回路、温度センサー、湿度センサー、赤外線センサー等から選択された1つまたは複数として機能する。
また、図16(C)に示すように、複数の集積回路装置603を多層に設けることも可能である。このように、複数の集積回路装置を多層に設けることによって、複数の集積回路装置を電気的に接続して設ける場合であっても、高集積化、小型化が可能となるうえ、各集積回路装置の基板には凹部が形成され、凹部に放熱性材料が充填されている、あるいは少なくとも凹部の表面に放熱性材料を含む膜が形成されているため、集積回路から発生する熱を周囲に容易に放出することができる。
本実施例では、本発明の集積回路装置を表示装置の周辺駆動回路に適用した場合について説明する。
画素部に発光素子を設けた表示装置の場合に関して図18を参照して説明する。なお、図18(A)は表示装置の一例を示す上面図を示しており、図18(B)は図18(A)をa−b間とc−d間で切断した断面図を示している。
図18(A)に示す表示装置は、基板801上に設けられた走査線駆動回路802、信号線駆動回路803および画素部804等を有している。また、基板801の画素部804が形成されている側の面と対向するように対向基板806が設けられている。走査線駆動回路802、信号線駆動回路803には、基板801上に上記実施の形態で示したいずれかの構造を有する集積回路装置が設けられている。また、基板801と対向基板806は、シール材805により貼り合わされている。
走査線駆動回路802および信号線駆動回路803は、外部入力端子となるFPC(Flexible printed circuit)807からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。また、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤が取り付けられていても良い。また、ここでは信号線駆動回路803または走査線駆動回路802を構成する集積回路として、上記実施の形態で示したように、本発明の集積回路装置を積層させた構造とすることができる。薄膜トランジスタを積層させて設けることによって、信号線駆動回路803または走査線駆動回路802が占有する面積を小さくすることができるため、その分画素部804の面積を広く形成することが可能となる。
図18(B)は、図18(A)のa−b間とc−d間の断面の模式図を示しており、ここでは、基板801上に信号線駆動回路803と画素部804に含まれる薄膜トランジスタが設けられている場合を示している。信号線駆動回路803を構成する回路の一部として、n型の薄膜トランジスタ810aとp型の薄膜トランジスタ810bとを組み合わせたCMOS回路が形成されている。さらに、薄膜トランジスタ810a、810bの上方には、薄膜トランジスタ810cを有する本発明の集積回路装置819が設けられている。そして、集積回路装置819の有する薄膜トランジスタ810cと電気的に接続されている電極821と、薄膜トランジスタ810bと電気的に接続された電極820とが異方性導電接着剤822の有する導電性粒子823を介して電気的に接続されている。つまり、薄膜トランジスタ810a及び薄膜トランジスタ810bからなるCMOS回路と薄膜トランジスタ810cは電極820、821及び導電性粒子823を介して電気的に接続されている。
異方性導電接着剤822としては、例えば、異方性導電ペースト(ACP(Anisotropic Conductive Paste))などが挙げられる。なお、電極820と電極821を電気的に接続する際に用いる手段は、異方性導電接着剤822に限られるものではない。この他にも例えば、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、異方性導電フィルム(ACF(Anisotropic Conductive Film))等の導電性フィルム、NCP(Non Conductive Paste)や半田接合等を用いて行うこともできる。
図18(B)の断面図においては、信号線駆動回路803の断面図のみしか示していないが、走査線駆動回路802も信号線駆動回路803と同様に、基板801上に形成された回路と本発明の集積回路装置とから構成された構造とすることができる。
また、走査線駆動回路802や信号線駆動回路803等の駆動回路を形成する薄膜トランジスタは、公知のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施例では、走査線駆動回路802や信号線駆動回路803等の駆動回路が基板801上に形成された回路と本発明の集積回路装置とから構成される場合について説明したが、この場合に限定されるものではない。走査線駆動回路802や信号線駆動回路803等の駆動回路が本発明の集積回路装置のみから構成されるようにすることも可能である。
また、画素部804は、発光素子816と当該発光素子816を駆動するための薄膜トランジスタ811とを含む複数の画素により形成されている。また、ここでは、薄膜トランジスタ811のソース領域またはドレイン領域に接続されている電極812に接続するように発光素子816の第1の電極813が設けられ、当該第1の電極813の端部を覆うように絶縁膜809が形成されている。絶縁膜809は、複数の画素において隔壁として機能している。
絶縁膜809として、ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁膜809は、当該絶縁膜809の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるように設ける。例えば、絶縁膜809の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁膜809の上端部のみに曲率半径(0.2μm以上3μm以下)を有する曲面を持たせることが好ましい。絶縁膜809としては、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。他にも、絶縁膜809としてエポキシ、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等の有機材料や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。また、上記実施の形態で示したように、絶縁膜809にプラズマ処理を行い、当該絶縁膜809を酸化または窒化することによって、絶縁膜809の表面を改質して緻密な膜を得ることも可能である。絶縁膜809の表面を改質することによって、当該絶縁膜809の強度が向上し開口部等の形成時におけるクラックの発生やエッチング時の膜減り等の物理的ダメージを低減することが可能となる。また、絶縁膜809の表面が改質されることによって、当該絶縁膜809上に設けられる発光層814との密着性等の界面特性が向上する。
また、図18に示す半導体装置は、発光素子816の第1の電極813上に発光層814が形成され、当該発光層814上に発光素子816の第2の電極815が形成されている。これら第1の電極813、発光層814および第2の電極815の積層構造により発光素子816が形成されている。
発光素子816の第1の電極813および発光素子816の第2の電極815は、一方を陽極として用い、他方を陰極として用いる。
陽極として用いる場合には、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、インジウム錫酸化物(ITO)膜、珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、酸化インジウムに2atomic%以上20atomic%以下の酸化亜鉛(ZnO)を混合した酸化インジウム酸化亜鉛合金によって形成された透明導電膜、酸化亜鉛(ZnO)、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造等を用いることができる。積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。なお、酸化インジウム酸化亜鉛合金は、酸化インジウムに酸化亜鉛(ZnO)を混合したターゲットを用いてスパッタ法により形成する。
陰極として用いる場合には、仕事関数の小さい材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF、または窒化カルシウム)を用いることが好ましい。なお、陰極として用いる電極を透光性とする場合には、電極として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、珪素を含有したITO、酸化インジウムに2atomic%以上20atomic%以下の酸化亜鉛(ZnO)を混合した酸化インジウム酸化亜鉛合金によって形成された透明導電膜、酸化亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのが良い。
ここでは発光素子816の第1の電極813を陽極として透光性を有するITOを用い、基板801側から光を取り出す構造とする。なお、発光素子816の第2の電極815に透光性を有する材料を用いることにより対向基板806側から光を取り出す構造としてもよいし、発光素子816の第1の電極813および発光素子816の第2の電極815を透光性を有する材料で設けることによって、基板801および対向基板806の両側に光を取り出す構造とすることも可能である。
また、発光層814は、低分子系材料、中分子材料(オリゴマー、デンドリマーを含む)、または高分子(ポリマーともいう)材料等による単層または積層構造を、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の公知の方法によって形成することができる。
また、ここではシール材805で対向基板806を基板801と貼り合わせることにより、基板801、対向基板806、およびシール材805で囲まれた空間808に発光素子816が備えられた構造になっている。なお、空間808には、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材805で充填される構成も含むものとする。
なお、シール材805にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、対向基板806に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
なお、表示装置としては、上述したように画素部に発光素子を用いた構成に限られず、画素部に液晶を用いた構成も含まれる。
また、図18では、走査線駆動回路や信号線駆動回路等の駆動回路が基板801、対向基板806、およびシール材805で囲まれた空間808内に形成されている場合について示しているが、基板801、対向基板806、およびシール材805で囲まれた空間808よりも外側に形成するようにしても良い。
また、図18では、走査線駆動回路や信号線駆動回路等の駆動回路を画素部が形成された基板と同一基板上に作り込んで形成する回路及び本発明の集積回路装置により構成する例を示したが、このような構成ではなく、本発明の集積回路装置を基板に貼り合わせて形成することもできる。
この場合の表示装置の一例に関して図17を参照して説明する。なお、図17(B)は図17(A)におけるA−B間の断面の模式図を示している。
基板701上に薄膜トランジスタを有する集積回路装置731aが接着して設けられ、接続フィルムとして機能するFPC707上に薄膜トランジスタを有する集積回路装置731bが接着して設けられている。ここでは、基板701と集積回路装置731aとの接着、FPC707と集積回路装置731bとの接着には導電性粒子711を含む異方性導電接着剤712を用いている。異方性導電接着剤712を用いて基板701に集積回路装置731aを接着することによって、画素部704と集積回路装置731aとは、基板701上の導電膜732、導電性粒子711を介して接続されている。また、異方性導電接着剤712を用いてFPC707に集積回路装置731bを接着することによって集積回路装置731aと集積回路装置731bとは、基板701上の導電膜733とFPC707上の導電膜734、導電性粒子711を介して接続されている。
異方性導電接着剤712としては、例えば、ACPなどが挙げられる。他にも上述したように、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、ACF等の導電性を有するフィルム、NCPや半田接合等を用いて行うこともできる。また、基板701と基板706とは、シール材705により接着されている。
次に、上記表示装置の利用形態について図面を参照して説明する。
上記表示装置の利用形態として、ビデオカメラやデジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDVD(digital versatile disc)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などの電子機器が挙げられる。それらの具体例を以下に示す。
図23(A)はテレビ受像機であり、筐体2001、支持台2002、表示部2003、スピーカー部2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本実施例で説明した表示装置を表示部2003に適用することによって、テレビ受像機を作製することができる。
図23(B)はデジタルカメラであり、本体2101、表示部2102、受像部2103、操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッター2106等を含む。本実施例で説明した表示装置を表示部2102に適用することによって、デジタルカメラを作製することができる。
図23(C)はコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。本実施例で説明した表示装置を表示部2203に適用することによって、コンピュータを作製することができる。
図23(D)はモバイルコンピュータであり、本体2301、表示部2302、スイッチ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本実施例で説明した表示装置を表示部2302に適用することによって、モバイルコンピュータを作製することができる。
図23(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(DVD再生装置など)であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を表示する。本実施例で説明した表示装置を表示部A2403や表示部B2404に適用することによって、画像再生装置を作製することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置にはゲーム機器なども含まれる。
図23(F)はビデオカメラであり、本体2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポート2604、リモコン受信部2605、受像部2606、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キー2609、接眼部2610等を含む。本実施例で説明した表示装置を表示部2602に適用することによって、ビデオカメラを作製することができる。
図23(G)は携帯電話機であり、本体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力部2704、音声出力部2705、操作キー2706、外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。本実施例で説明した表示装置を表示部2703に適用することによって、携帯電話機を作製することができる。
また、本発明の集積回路装置は、集積回路が形成された基板を薄膜化することによって、可撓性を有する状態とすることができる。以下に、画素部を有し且つ可撓性を有する表示装置の具体例に関して図面を参照して説明する。
図24(A)はディスプレイであり、本体4101、支持台4102、表示部4103等を含む。表示部4103は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のディスプレイを実現できる。また、表示部4103を湾曲させることも可能であり、支持台4102から取り外して湾曲した壁に沿ってディスプレイを取り付けることも可能である。このように、可撓性を有するディスプレイは、フラットな面はもちろん湾曲した部分にも設けることが可能となるため、様々な用途に用いることができる。本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されている基板を薄膜化処理するため、薄膜化処理する際に、基板の厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、この可撓性を有する集積回路装置を表示部4103を駆動する周辺駆動回路などに用いることによって、可撓性を有するディスプレイを作製することができる。
図24(B)は巻き取り可能なディスプレイであり、本体4201、表示部4202等を含む。本体4201および表示部4202は可撓性を有する基板を用いて形成されているため、ディスプレイを折り畳んだり、巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。そのため、ディスプレイが大型である場合でも折り畳んだり、巻き取ったりして鞄に入れて持ち運ぶことができる。本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されている基板を薄膜化処理するため、薄膜化処理する際に、基板の厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、この可撓性を有する集積回路装置を表示部4202を駆動する周辺駆動回路などに用いることによって、軽量、薄型の大型のディスプレイを作製することができる。
図24(C)は、シート型のコンピュータであり、本体4401、表示部4402、キーボード4403、タッチパッド4404、外部接続ポート4405、電源プラグ4406等を含んでいる。表示部4402は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のコンピュータを実現できる。また、本体4401の部分に収納スペースを設けることによって表示部4402を本体に巻き取って収納することが可能である。また、キーボード4403も可撓性を有するように設けることによって、表示部4402と同様に本体4401の収納スペースに巻き取って収納することができ、持ち運びが便利になる。また、使用しない場合にも折り畳むことによって場所をとらずに収納することが可能となる。本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されている基板を薄膜化処理するため、薄膜化処理する際に、基板の厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、この可撓性を有する集積回路装置を表示部4402を駆動するための周辺駆動回路などに用いることによって、軽量、薄型のコンピュータを作製することができる。
図24(D)は、20インチ以上80インチ以下の大型の表示部を有する表示装置であり、本体4300、操作部であるキーボード4302、表示部4301、スピーカー4303等を含む。また、表示部4301は可撓性を有する基板を用いて形成されており、キーボード4302を取り外して本体4300を折り畳んだり巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。また、キーボード4302と表示部4301との接続は無線で行うことができ、例えば、湾曲した壁に沿って本体4300を取り付けながらキーボード4302で無線によって操作することができる。本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されている基板を薄膜化処理するため、薄膜化処理する際に、基板の厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、この可撓性を有する集積回路装置を表示部4301を駆動するための周辺駆動回路に用いることによって、軽量、薄型の大型表示装置を作製することができる。
図24(E)は電子ブックであり、本体4501、表示部4502、操作キー4503等を含む。またモデムが本体4501に内蔵されていても良い。表示部4502は可撓性基板を用いて形成されており、折り曲げたり巻き取ったりすることができる。そのため、電子ブックの持ち運びも場所をとらずに行うことができる。さらに、表示部4502は文字等の静止画像はもちろん動画も表示することが可能となっている。本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されている基板を薄膜化処理するため、薄膜化処理する際に、基板の厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、この可撓性を有する集積回路装置を表示部4502を駆動するための周辺駆動回路などに用いることによって、軽量、薄型の電子ブックを作製することができる。
図24(F)はICカードであり、本体4601、表示部4602、接続端子4603等を含む。表示部4602は可撓性基板を用いて軽量、薄型のシート状になっているため、カードの表面に張り付けて形成することができる。また、ICカードを非接触でデータの受信が行える場合に外部から取得した情報を表示部4602に表示することが可能となっている。本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されている基板を薄膜化処理するため、薄膜化処理する際に、基板の厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、この可撓性を有する集積回路装置を表示部4602を駆動するための周辺駆動回路に用いることによって、軽量、薄型のICカードを作製することができる。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器や情報表示手段に用いることが可能である。なお、本実施例は上記各実施の形態や実施例と自由に組み合わせて行うことができる。
本実施例においては、本発明の集積回路装置をICカードに適用した場合について説明する。
図19(A)に、本発明の集積回路装置を用いたICカードの上面図を示す。基板921上には、本発明の集積回路装置923が接着されて設けられている。具体的には、集積回路装置923に含まれる薄膜トランジスタなどの素子と基板921上に設けられたアンテナとして機能する導電膜922が、電気的に接続されることによって設けられている。
図19(C)集積回路装置923とアンテナとして機能する導電膜922との電気的接続部分である924の部分における断面図を示す。集積回路装置923において、基板930の一方の面上には集積回路を構成する薄膜トランジスタ935が形成されており、基板930の集積回路が形成されていない側の面(以下、基板930の他方の面という)には凹部として溝が形成されている。そして、薄膜トランジスタ935に電気的に接続された電極986とアンテナとして機能する導電膜922とは異方性導電接着剤901に含まれる導電性粒子911を介して電気的に接続されている。異方性導電接着剤901としては、例えば、異方性導電ペースト(ACP)などが挙げられる。また、電極986とアンテナとして機能する導電膜922とを電気的に接続する際に用いる手段は、異方性導電接着剤901に限られるものではなく、その他に、例えば、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、異方性導電フィルム(ACF(Anisotropic Conductive Film))等の導電性フィルム、NCP(Non Conductive Paste)や半田接合等を用いることもできる。
なお、集積回路装置に設けるトランジスタは、図19(C)に示すような薄膜トランジスタに限られず、他にも、Si等の半導体基板上に形成された当該半導体基板をチャネル領域として利用するトランジスタであってもよい。この場合における断面図を図19(D)に示す。集積回路装置923において、Si等の半導体基板931の一方の面には当該半導体基板931をチャネル領域として利用するトランジスタ936が形成されており、半導体基板931の他方の面(トランジスタ936が形成されていない側の面)には凹部として溝が形成されている。そして、トランジスタ936に電気的に接続された電極996とアンテナとして機能する導電膜922とが異方性導電接着剤901に含まれる導電性粒子911を介して電気的に接続されている。この場合も図19(C)の場合と同様に、異方性導電接着剤901以外の手段を用いて電極996とアンテナとして機能する導電膜922とを電気的に接続することができる。
また、本発明の集積回路装置は、集積回路が形成されている基板を薄膜化処理するため、薄膜化処理する際に、基板の厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、基板921としてプラスチック等の可撓性を有する基板を用い、可撓性を有する本発明の集積回路装置を可撓性基板921に設けることにより、ICカードも湾曲させることができるため、付加価値を付けたICカードを提供することができる(図19(B))。
本実施例においては、本発明の集積回路装置を、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置(RFID(Radio Frequency Identification)タグ、IDタグ、ICタグ、ICチップ、RFタグ(Radio Frequency)、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる)へ適用した場合について説明する。
実施の形態2で示した作製方法において、図4〜図5(A)までは実施の形態2で説明した作製方法と同様に作製し、図5(B)において、電極216を形成するかわりに、絶縁膜215上に薄膜トランジスタ205a〜205cの少なくとも一つと電気的に接続するようにアンテナとして機能する導電膜229を形成する。そして、当該アンテナとして機能する導電膜229を覆うように保護膜として機能する絶縁膜230を形成し、続けて第1の基板201Aを薄膜化処理する(つまり、図5(C)以降は実施の形態2で説明した作製方法と同様に作製する)ことによって、図20(A)に示すような非接触でデータの送受信が可能な集積回路装置を作製することができる。なお、薄膜化処理した後の第1の基板201Bの厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、可撓性を有し、且つ非接触でデータの送受信が可能な集積回路装置を作製することができる。
アンテナとして機能する導電膜229としては、CVD法、スパッタ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法等を用いて、導電性材料により形成する。導電性材料は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、ニッケル(Ni)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、単層構造又は積層構造で形成する。
絶縁膜230としては、CVD法やスパッタ法等により、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層または積層構造で形成することができる。また、スピンコート法、スクリーン印刷法、液滴吐出法等により、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や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、アンテナとして機能する導電膜229は、他にも、集積回路とは別個に形成した後に電気的に接続するように設けることもできる。例えば、実施の形態2で説明した作製方法において、図4〜図5(A)までは実施の形態2で説明した作製方法と同様に作製し、図5(B)において、集積回路を構成する薄膜トランジスタ205cと電気的に接続する電極216のかわりに薄膜トランジスタ205aと電気的に接続する電極243を形成する。そしてその後に、基板240に設けられたアンテナとして機能する導電膜239と第1の基板201A上に設けられた薄膜トランジスタ等を有する集積回路とを電気的に接続するように貼り合わせ、続けて第1の基板201Aに溝を形成し、第1の基板201Aを薄膜化処理することによって、図20(B)に示すような非接触でデータの送受信が可能な集積回路装置を作製することができる。なお、薄膜化処理した後の第1の基板201Bの厚さを100μm以下とすることによって、可撓性を有する集積回路装置とすることができる。よって、可撓性を有し、且つ非接触でデータの送受信が可能な集積回路装置を作製することができる。
基板240としては、あらかじめプラスチック等の可撓性を有する材料を用いてもよいし、第1の基板201Aと基板240を貼り合わせた後に両方の基板の薄膜化処理を行うことも可能であり、この場合第1の基板201Aと同様の材料を用いることができる。また、アンテナとして機能する導電膜229が設けられた基板240を有する層235aと第1の基板201B上に設けられたトランジスタ等の集積回路を有する層235bとの接着は、異方性導電接着剤242により行い、電極214とアンテナとして機能する導電膜229との電気的な接続は、異方性導電接着剤242に含まれる導電性粒子241を介して行うことができる。異方性導電接着剤242としては、例えば、異方性導電ペースト(ACP)等が挙げられる。また、他にも、電極214とアンテナとして機能する導電膜229との電気的な接続を、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、ACP等の導電性を有する接着剤、ACF等の導電性を有するフィルム、NCPや半田接合等を用いて行うこともできる。
また、上述した非接触でデータの送受信が可能な集積回路装置における信号の伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式またはマイクロ波方式等を用いることができる。伝送方式は、実施者が使用用途を考慮して適宜選択すればよく、伝送方式に伴って最適なアンテナを設ければよい。
例えば、集積回路装置における信号の伝送方式として、電磁結合方式または電磁誘導方式(例えば13.56MHz帯)を適用する場合には、磁界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとして機能する導電膜を輪状(例えば、ループアンテナ)、らせん状(例えば、スパイラルアンテナ)に形成する。
また、集積回路装置における信号の伝送方式として、マイクロ波方式(例えば、UHF帯(860〜960MHz帯)、2.45GHz帯等)を適用する場合には、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電膜の長さ等の形状を適宜設定すればよく、例えば、アンテナとして機能する導電膜を線状、平坦な形状またはリボン型の形状等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。
アンテナとして機能する導電膜を線状に形成した例を図25(A)に示す。図25(A)において、アンテナとして機能する導電膜(ダイポールアンテナ)1231が形成された基板1230に集積回路装置1232が貼り付けられている。
アンテナとして機能する導電膜を平坦な形状に形成した例を図25(B)に示す。図25(B)において、アンテナとして機能する導電膜(パッチアンテナ)1241が形成された基板1240に集積回路装置1242が貼り付けられている。
アンテナとして機能する導電膜をリボン型の形状に形成した例を図25(C)に示す。図25(C)において、アンテナとして機能する導電膜1251が形成された基板1250に集積回路装置1252が貼り付けられている。
実施の形態1を説明する図 実施の形態1を説明する図 実施の形態1を説明する図 実施の形態2を説明する図 実施の形態2を説明する図 実施の形態2を説明する図 実施の形態2を説明する図 実施の形態3を説明する図 実施の形態3を説明する図 実施の形態3を説明する図 実施の形態3を説明する図 実施の形態4を説明する図 実施の形態4を説明する図 実施の形態4を説明する図 実施の形態5を説明する図 実施例1を説明する図 実施例1を説明する図 実施例2を説明する図 実施例3を説明する図 実施例4を説明する図 薄膜トランジスタの構造について説明する図 スクリーン印刷を用いて導電材料を形成する場合について説明する図 本発明の集積回路装置を表示部に適用した電子機器について説明する図 本発明の集積回路装置を表示部に適用した電子機器について説明する図 アンテナの形状の例を示す図 実施の形態5を説明する図 実施の形態5を説明する図 実施の形態5を説明する図 実施の形態1を説明する図
符号の説明
102 集積回路を含む層
104 研磨手段
110 放熱性材料
120 放熱性材料を含む膜
203 絶縁膜
204 半導体膜
207 ゲート絶縁膜
210 絶縁膜
211 絶縁膜
214 電極
215 絶縁膜
216 電極
217 UV剥離フィルム
218 接着層
219 ベースフィルム
221 研磨手段
229 アンテナとして機能する導電膜
230 絶縁膜
239 アンテナとして機能する導電膜
240 基板
241 導電性粒子
242 異方性導電接着剤
243 電極
301 基板
302 凹部
303 絶縁膜
304 半導体膜
307 ゲート絶縁膜
310 絶縁膜
311 絶縁膜
313 開口部
314 導電膜
315 絶縁膜
317 UV剥離フィルム
318 接着層
319 ベースフィルム
321 研磨手段
331 半導体基板
381 メッシュ
382 乳剤
383 スキージ
384 ペースト
385 開口部
386 導電材料
415 絶縁膜
416 電極
417 UV剥離フィルム
418 接着層
419 ベースフィルム
421 研磨手段
500 集積回路装置
501 集積回路装置
502 集積回路装置
503 基板
504 電極
505 異方性導電接着剤
506 導電性粒子
507 基板
508 電極
509 電極
512 基板
513 電極
530 空間
531 空間
601 基板
603 集積回路装置
604 導電膜
611 導電性粒子
612 異方性導電接着剤
701 基板
704 画素部
705 シール材
706 基板
707 FPC
711 導電性粒子
712 異方性導電接着剤
732 導電膜
733 導電膜
734 導電膜
801 基板
802 走査線駆動回路
803 信号線駆動回路
804 画素部
805 シール材
806 対向基板
807 FPC
808 空間
809 絶縁膜
811 薄膜トランジスタ
812 電極
813 電極
814 発光層
815 電極
816 発光素子
819 集積回路装置
820 電極
821 電極
822 異方性導電接着剤
823 導電性粒子
901 異方性導電接着剤
911 導電性粒子
921 基板
922 アンテナとして機能する導電膜
923 集積回路装置
930 基板
931 半導体基板
935 薄膜トランジスタ
936 トランジスタ
986 電極
996 電極
101A 基板
101B 基板
103A 溝
103B 溝
2001 筐体
2002 支持台
2003 表示部
2004 スピーカー部
2005 ビデオ入力端子
201A 基板
201B 基板
205a 薄膜トランジスタ
205b 薄膜トランジスタ
205c 薄膜トランジスタ
206a 半導体膜
206b 半導体膜
208a ゲート電極
209a 絶縁膜
209b 絶縁膜
1230 基板
1231 アンテナとして機能する導電膜
1232 集積回路装置
1240 基板
1241 アンテナとして機能する導電膜
1242 集積回路装置
1250 基板
1251 アンテナとして機能する導電膜
1252 集積回路装置
2101 本体
2102 表示部
2103 受像部
2104 操作キー
2105 外部接続ポート
2106 シャッター
212a 開口部
2201 本体
2202 筐体
2203 表示部
2204 キーボード
2205 外部接続ポート
2206 ポインティングマウス
220A 溝
220B 溝
227a 第1の導電膜
227b 第1の導電膜
227c 第1の導電膜
228a 第2の導電膜
228b 第2の導電膜
228c 第2の導電膜
2301 本体
2302 表示部
2303 スイッチ
2304 操作キー
2305 赤外線ポート
235a 層
235b 層
2401 本体
2402 筐体
2403 表示部A
2404 表示部B
2405 読み込み部
2406 操作キー
2407 スピーカー部
2601 本体
2602 表示部
2603 筐体
2604 外部接続ポート
2605 リモコン受信部
2606 受像部
2607 バッテリー
2608 音声入力部
2609 操作キー
2610 接眼部
2701 本体
2702 筐体
2703 表示部
2704 音声入力部
2705 音声出力部
2706 操作キー
2707 外部接続ポート
2708 アンテナ
301A 基板
301B 基板
303a 半導体装置
305a 薄膜トランジスタ
305b 薄膜トランジスタ
305c 薄膜トランジスタ
306a 半導体膜
306b 半導体膜
308a ゲート電極
309a 絶縁膜
309b 絶縁膜
312a 開口部
320A 溝
320B 溝
401B 基板
4101 本体
4102 支持台
4103 表示部
4201 本体
4202 表示部
420A 溝
420B 溝
4300 本体
4301 表示部
4302 キーボード
4303 スピーカー
4401 本体
4402 表示部
4403 キーボード
4404 タッチパッド
4405 外部接続ポート
4406 電源プラグ
4501 本体
4502 表示部
4503 操作キー
4601 本体
4602 表示部
4603 接続端子
603a 集積回路装置
731a 集積回路装置
731b 集積回路装置
810a 薄膜トランジスタ
810b 薄膜トランジスタ
810c 薄膜トランジスタ

Claims (6)

  1. 積層された複数の基板を有し、
    前記複数の基板のうち少なくとも1つの基板は、一方の面に集積回路が設けられ、他方の面に凹部を有し、
    記複数の基板のうち少なくとも1つの第1の基板には、第1の放熱部が設けられ、
    前記複数の基板のうち少なくとも1つの第2の基板には、第2の放熱部が設けられ、
    前記第1の放熱部は、前記第1の基板の端部に設けられ、
    前記第2の放熱部は、前記第2の基板の端部に設けられ、
    前記第1の放熱部と、前記第2の放熱部とは、互い違いに張り出すように設けられていることを特徴とする集積回路装置。
  2. 請求項1において、
    前記凹部には放熱性材料が充填されている、または前記凹部の表面には放熱性材料を含む膜が設けられていることを特徴とする集積回路装置。
  3. 請求項において、
    前記放熱性材料は、前記基板を構成する材料よりも熱伝導率が高い材料であることを特徴とする集積回路装置。
  4. 請求項1乃至請求項のいずれか一項において、
    前記基板は、ガラス基板または石英基板であり、
    前記放熱性材料は、20℃における熱伝導率が2W/(m・K)以上の材料であることを特徴とする集積回路装置。
  5. 請求項1乃至請求項のいずれか一項において、
    前記基板は、ガラス基板または石英基板であり、
    前記放熱性材料は、Si、金属、合金、窒化アルミニウム、グラファイト、窒化珪素、またはこれらをポリマー中に混合した材料であることを特徴とする集積回路装置。
  6. 請求項1乃至請求項のいずれか一項において、
    前記基板の厚さは100μm以下であることを特徴とする集積回路装置。
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