JPH0272670A - 集積回路装置及び集積回路装置の製造方法 - Google Patents

集積回路装置及び集積回路装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路装置及び集積回路装置の製造方法に
関する。特に、有機基板上に配線パターン及びMIS型
トランジスタを形成して成る集積回路装置及びその製造
方法に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、少なくとも表面に配線パターンが形成された
有機基板上に半導体層を形成し、これを用いてトランジ
スタを構成し、これにより上記配線パターンによってト
ランジスタの配線を同時に達成できるようにして、有機
基板と素子とを別々に形成して両者を接続する場合のス
ペース上、工程上及び信頼性の問題等を解決したもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、有機基板(本明細書中、有機物により形成された
、あるいは有機物を含む材料により形成された基板を有
機基板と称する)に導電性物質により配線材を形成して
成るものに半導体素子を設置する場合には、両者を別々
に形成しておいて、両者を接続するという手法が採用さ
れている。例えば、有機基板上に銅薄膜等で配線が形成
されたいわゆるプリント基板に半導体アクティブ素子を
設置する場合、従来は予めパッケージされて形成された
ディスクリート部品を用いてこれをプリント基板上に接
続するか、あるいは別に形成しである半導体チップをプ
リント基板上に実装するかであった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように従来技術にあっては、配線材を有する有機
基板と、半導体素子とは、各々を別個に形成して、両者
を接続していたので、下記のような問題点を有している
即ち、 ■接続のためにリード取り出し等を要するので、面積効
率が悪い。
■設置すべき素子が多数になると、実装工数が大となり
、工程数が多くなることに伴い、信頼度が低くなるおそ
れがある。
等の問題を生じていた。
本発明は上記従来技術の問題点を解決して、有機基板を
有する半導体集積回路装置であって、上記面積効率、実
装工程数、信頼性の問題などを解消した集積回路装置、
及びその製造方法を提供せんとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため、本発明においては、以下の
ような手段を採る。
本発明の集積回路装置は、少なくとも表面に配線パター
ンが形成された有機基板上に直接気相成長させて形成し
た半導体層にMIS型トランジスタを形成し、該MIS
型トランジスタの電極と上記有機基板上の配線パターン
とを接続したものである。
また本発明の集積回路装置の製造方法は、■少なくとも
表面に配線パターンが形成された有機基板上に非晶質半
導体を形成する工程と、■上記非晶質半導体層をレーザ
加熱により多結晶化する工程と、 ■上記多結晶化半導体層にMIS型トランジスタを形成
する工程と を具備するものである。
〔作用〕
本発明の集積回路装置は、上記のように、銅箔などの配
線パターンが形成された有機基板(例えばいわゆるプリ
ント基板として実用に供されているもの)上に形成した
半導体層にトランジスタを形成して、このトランジスタ
の電極と上記配線パターンとを接続する構成なので、別
々の半導体素子をプリント基板等に搭載する場合に要す
る素子と配線パターンとの接続が不要である。よってリ
ード取り出し等が不要で、面積効率が良い。実装工程の
手間も要らず、信軌性の低下も防くことができる。また
、本発明の集積回路装置は、製造時に同時に上記配線パ
ターンとトランジスタ電極との接続を完了してしまうこ
ともできる。
次に本発明の集積回路装置の製造方法は、レーザ加熱に
より、上記のような集積回路装置を生産性良好かつ信頼
性良く製造できるものである。即ちレーザは、その透過
深さが浅いので、有機基板上に予め形成した半導体層を
レーザにより加熱しても下地の有機基板にはその加熱が
及ばず、有機基板中の有機物に影響を与えない。
〔実施例〕
以下本発明の実施例について説明する。但し当然のこと
ではあるが、本発明は下記の実施例によって限定される
ものではない。
実施例−1 本実施例は、表面に配線パターンが形成された有機基板
としてプリント基板を用い、この上に直接気相成長させ
て半導体層とするポリシリコン層を形成して、これによ
りMISI−ランジスタを形成したものである。特に本
実施例は、TPT(Fit膜トランジスタ)として具体
化した。
本実施例に係る集積回路装置は、第1図(f)に示す構
造をしている。
図中、符号1は有機基板であり、図示は省略したが、こ
の有機基板1の表面(図の上方の面)には、配線パター
ンが形成されている。本例では、ベークライト等の有機
材の板の上に銅箔により配線パターンが形成されて成る
プリント基板を用いた。2は、該有機基板l上に直接気
相成長(CVD等)させて形成した半導体層であって、
ここではこれをポリStで形成した。この半導体層2に
MIS型トランジスタが形成されているのであり、本例
では、イオン注入して該半導体層2に形成したソース/
ドレイン領域31.32及び該半導体層2上に形成した
ゲート絶縁膜4(本例ではSiO2より成る)、及びゲ
ート電極5(本例ではポリSiより成る)によりMIS
I−ランジスタが構成されている。
図中、61.62はこのトランジスタの配線電極であり
、例えばアルミニウム配線等により形成できる。各々ソ
ース/ドレイン電極31.32に対応している。
この集積回路装置は、配線パターンを有する有機基板1
上に形成されているので、上記配線電極61.62は、
そのまま該有機基板1の配線パターンに接続できる。こ
の接続で所定の回路を構成するようにできる。従って、
リード線の引き出しも要らず、実装工程も不要で、スペ
ース的にも工程的にも有利であり、工程数増加に伴う信
頼性の低下のおそれもない。
配線電極61.62の形成と、有機基板1上の配線パタ
ーンへの接続を、該配線電極6L62の形成と同時に行
うこともできる。
また図示例は、配線電極61.62により接続を行うよ
うにしたが、条件によっては、ソース/ドレイン領域3
1.32を直接配線パターンの所定位置に接するように
形成すれば、これだけで接続が完了する。
次に本実施例の製造工程について説明する。本実施例の
集積回路装置は、本発明の製造方法を適用して製造した
ものである。一般に、プリント基板等の有機基板1上に
直接半導体層を形成してこれを加熱しようとすると、下
地の有機基板1中の有機物が加熱されて分解したり変質
したりするおそれがあるが、本発明のように透過深さの
浅いレーザ光を用いると、上記の問題なく、素子を形成
できる。
以下第1図(a)〜(f)を参照して、本実施例の製造
工程を説明する。
本実施例においては、表面に配線パターンを有する有機
基板1上に、直接非晶質半導体層2aを形成する。本例
ではアモルファスSi層を形成した。これにより第1図
(a)の構造を得る。
次に第1図(b)に示すように、レーザ光7を照射し、
これにより上記非晶質半導体層2aをレーザ加熱して多
結晶化する。具体的にはアモルファスSiをポリSiと
して、多結晶化半導体層2を形成する。
レーザ光は短波長光であり、浸透深さが浅いので、この
場合有機基板1は加熱されず、有機物を含む基板がレー
ザ照射されてもこれに耐えられ、悪影響は生じない。よ
って、有機基板lについて、耐熱性の問題は生じない。
レーザ光としては、エキシマレーザ光を用いることが好
ましく、特に波長400nm以下の短波長のエキシマ−
レーザ光、更に好ましくは波長3QQnm以下のエキシ
マレーザ光を用いることが好ましい。好ましく使用でき
るエキシマレーザは、XeC1! (波長308nm)
 、KrF (同249nm) 、KrCl1 (同2
22nm) 、ArF (同193nm) 、F2 (
同157nm)等である。
次に、第1図(C)のように、ゲート絶縁膜を形成する
ための絶縁膜(ここではS i Oz膜)4aを形成す
る。
次いでパターニングし、第1図(d)のようにゲート絶
縁膜4とする。
該ゲート絶縁膜4上に、本例ではポリSiにより、ゲー
ト電極5を形成するとともに、イオン注入して、半導体
層2にソース/ドレイン領域31゜32を形成する。こ
れにより第1図(e)の構造が得られる。
更に、金属層の形成及びパターニングによって、配線電
極61.62を形成し、第1図(f)の集積回路を得る
上記各層の成膜方法は任意であり、例えば低)詰(例え
ば100℃位)のCVD、スパッタ、蒸着、印刷等によ
ることが可能である。
なお、ソース/ドレインイオン注入を行わず、ソース/
ドレイン領域と、ゲート電極との同時形成も可能である
また、ゲート電極のかわりにマスクを形成して、このマ
スクを用いてソース/ドレインイオン注入を行い、適宜
マスク除去後、ソース/ドレイン用の電極とゲート電極
とを同時に形成することも可能である。
実施例−2 次に第2図を参照して、本発明の第2の実施例について
説明する。
本実施例の集積回路装置は、第2図(f)にその最終構
造を示すが、以下順に製造工程を説明する。
第2図(a)のように、表面に配線パターンが形成され
た有機基板l上に、ソース領域31.  ドレイン領域
32.ゲート電極5を形成する。
次いでSiO□をCVDにて形成後、エツチングしてパ
ターニングすることにより、第2図(b)に示すように
ゲート酸化膜4を形成する。
次に、第2図(C)のように、非晶質半導体層2aを形
成する。本例でもアモルファスシリコンを用いた。
更に、レーザ光によりアニールする(第2図(d))。
これにより非晶質半導体層2aをなすアモルファスシリ
コンはポリシリコン化し、多結晶半導体層2となる。な
お、これに先立って、チャネル部に不純物打込みを行う
が、これが不要の場合もある。
次いで、第2図(e)のようにソース/ドレイン領域3
1.32に、高濃度イオン注入を行って、活性化する(
図中、IIをもってイオン注入を示した)。5′はマス
クである。なお、この工程は、必ずしも無くてもよい場
合がある。
丈だ、第1図(d)のレーザ光アニールと、第1図(e
)のイオン注入の順序は、どちらが先でもよい。
更に第2図(f)のように保護膜8を形成して、集積回
路装置を得る。図中のZ印は、オーミックコンタクトを
示す。
なお、ソース、ドレイン、ゲート各電極31゜32.5
と有機基板1との間に、SiO□などで絶縁膜を形成し
ておいてもよい。
実施例−3 本例は上記各側の変形例ということができる。
第3図(a)のように、表面に配線パターンを有する有
機基板1上に下地膜1゛として5iOz膜を形成し、そ
の上にゲート電極5を形成する。
次に、ゲート酸化膜4としてS i Oz膜を形成し、
更に非晶質半導体層2aとしてアモルファスシリコンを
堆積する。これらにより第3図(b)の構造を得る。
次いで、該非晶質半導体層2aをレーザ光により多結晶
化してポリシリコンより成る多結晶半導体層2を得、こ
の上にSiO□膜9及びソース/ドレイン領域31.3
2を形成しで、第3図(C)の構造を得る。
実施例−4 本例は、上記各側で得られた素子を用いて、光感光装置
を組んだものである。
第4図に示すように、フォトコンダクティブな素子と電
荷集積キャパシタとして上記MO3素子を影像素子Aと
して具体化し、かつスイッチング素子Bとしても上記の
如きTPTを用い、これからなる光感応デバイスをプリ
ント基板1上に形成し、これをスイッチで読み出すよう
にしたものである。この場合、素子が小さくできるので
有効である。
なおCは読み出し配線である。またD部には、周辺回路
として、アドレス回路などを設けることができる。
このような装置とすることにより、有機基板1上に多数
のMOSを形成でき、実装密度を大にできる。かつパッ
ケージ等が不要になる。
〔発明の効果〕
上述の如く本発明によれば、有機基板上に形成して成る
集積回路装置であって、面積効率が良く、実装工程数も
少なくて有利であり、かつ信頼性の高い集積回路を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、各々本発明の実施例を製造工程順に
断面図で示すものである。第4図は各実施例を用いた応
用例の構成図である。 1・・・配線パターンが形成された有機基板、2a・・
・非晶質半導体層、2・・・多結晶半導体層、31゜3
2・・・ソース/ドレイン領域、4・・・ゲート絶縁膜
、5・・・ゲート電極、61.62・・・配線電極、7
・・・レーザ光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも表面に配線パターンが形成された有機基
    板上に直接気相成長させて形成した半導体層にMIS型
    トランジスタを形成し、 該MIS型トランジスタの電極と上記有機基板上の配線
    パターンとを接続した集積回路装置。 2、少なくとも表面に配線パターンが形成された有機基
    板上に非晶質半導体層を形成する工程と、上記非晶質半
    導体層をレーザ加熱により多結晶化する工程と、 上記多結晶化半導体層にMIS型トランジスタを形成す
    る工程とを具備する集積回路装置の製造方法。
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