TWI356440B - Semiconductor device - Google Patents

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TWI356440B
TWI356440B TW094105662A TW94105662A TWI356440B TW I356440 B TWI356440 B TW I356440B TW 094105662 A TW094105662 A TW 094105662A TW 94105662 A TW94105662 A TW 94105662A TW I356440 B TWI356440 B TW I356440B
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film transistor
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Shunpei Yamazaki
Koji Dairiki
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Semiconductor Energy Lab
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Description

1356440 Π) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於一種無線通訊之半導體裝置。 【先前技術】 通常稱爲可無線傳送像是識別資料之ID晶片之半導 體裝置之實際應用在各種領域中皆有所進步。且,作爲新 p 的通訊端部之半導體裝置之市場預期將擴大。該ID晶片 亦稱爲無線標籤,RFID (射頻識別)標籤,或是1C標 籤。該具有使用半導體基底而形成天線以及積體電路之1C 晶片正爲實際使用中。 相較於自磁卡以及條碼無線讀取資料,ID晶片之優 點在於所儲存資料不會因爲實體機構(physical means) 讀取時而產生危險以及資料難以變更。且,ID晶片具有 其他之優點,在於ID晶片難以仿製,因爲ID晶片需要相 ^ 對局難度之生產設備,不像磁卡以及條碼。 例如’專利文件1係揭示一種在當丟失安全性或是被 偷時’藉由將1C晶片結合安全性而避免安全上非法使用 以允許在安全上回到合法管理者時在安全上之重救之方 法。 [專利文件]日本專利文件公告號2001-260580 【發明內容】 當ID晶片之僞造以及對於儲存在該id晶片中之資料 -4- (2) 1356440 之非法改變可被更確實避免時,例如,可避免提供具有 ID晶片之僞造物件,且例如可避免生產區、生產者以及 經銷通過等之欺騙。然而,藉由ID晶片之僞造以及資料 之非法改變之進步,避免僞造與欺騙以及抓出此些變得難 以避免。 當在ID晶片中之積體電路包括資料不可改變之非揮 發性記憶體時,ID晶片之僞造相較於使用可重寫入記憶 B 體之情形可更易避免。在不可改變資料之非揮發性記億體 中,例如,可相當容易的應用遮罩式ROM於ID晶片中而 不需複雜之程序。然而,因爲儲存在積體電路中之資料包 括識別號碼等對於ID晶片爲單一者(unique ),對於決 定在使用爲形成遮罩式ROM之光罩中之單一者資料之光 罩被設置,但是成本無法降低。 原則上,因爲ID晶片可做得較磁卡以及條碼爲小, ID晶片之多樣性預期將進一步擴張。然而,雖然ID晶片 φ 預期提供至像是紙或是塑膠之軟性材料於使用,使用爲 ID晶片之基座(base )之半導體基底因爲機械硬度之故因 此軟性材料較差。因此,當ID晶片形成在封裝材料、標 籤、債券(bond)、銀行帳單、安全措施等使用撓性材質 爲支撐介質(medium )上時,會有ID晶片在使用上會損 害之虞,而使ID晶片無法應用在此些中。 ID晶片之機械強度可藉由將ID晶片最小化而提供某 些度之進步。但是最小化ID晶片較不好,因爲其很難確 保電路之空間。當空間不夠時,ID晶片之應用將受限。 -5- (3) 1356440 因此,當形成電路所需之空間被強調時,ID晶片無法最 小化,且機械強度之改進受到限制。 在使用半導體基底而形成ID晶片之情形中,因爲半 導體基底係作爲一導體(conductor)以阻隔電波’因此電 波信號可在其方向上而減弱。 關於此,本發明之目的在提供一種半導體裝置,其可 避免資料之非法改變以及僞造,並減低成本以改進機械強 | 度而不需減小積體電路之電路大小。 本發明之半導體裝置(以ID晶片爲典型)使用一薄 的半導體膜,包括具有高晶性的第一區以及具有較差於該 第一區之晶性的第二區。特別是,需要高速操作之薄膜電 晶體電路係使用第一區而形成,而對於識別ROM之記憶 體元件係使用第二區而形成。 第一區以及第二區可使用如連續波雷射之結晶化而形 成。不像脈衝雷射,連續向掃瞄方向增生之結晶可藉由以 φ 連續波雷射照射半導體膜而形成,並同時在一方向上掃瞄 該雷射光束。 因此,可形成在掃瞄方向延伸之晶粒累積之第一區。 當晶粒累積(每個在掃瞄方向延伸)被使用爲TFT之作用 層時,其可形成具有高均勻性以及具有在跨過載子移動方 向之較少晶粒邊界。 當使用連續波雷射時,第二區係在垂直於掃瞄方向而 形成光束光點之對向端。第二區域具有較差之結晶性,其 較光束光點之中心之晶粒小許多。在本發明中,記憶體元 -6- (4) 1356440 件之特性可藉由大膽形成記憶體元件於具有在由雷射光所 結晶之半導體膜之間的較差結晶性而改變。因爲在記憶體 元件之間之特性的變異係根據結晶性的變異而改變,前者 之變異會隨意產生,儘管當採用相同之配置(layout ), 相同之製造程序。因此’藉由使用在記憶體元件之間的特 性變異爲資料,可形成具有獨特資料儲存其中之非揮發記 憶體。在此說明書中,使用特性變異之ROM之後係稱爲 p 隨機ROM。 該積體電路可形成在基底之上或是在形成於基底之上 後貼附於撓性基底。本發明之ID晶片除了積體電路之外 亦可具有天線。該積體電路可使用由天線所產生之交錯電 壓而操作並藉由調變施加至該天線之交錯電壓而送出一信 號至讀取器/寫入器中。該天線可與該積體電路一起形 成。或者,該天線可與該積體電路分別形成且之後與該積 體電路電連接。該具有天線接合之ID晶片亦稱爲RF (射 φ 頻)晶片。 有一些黏合該積體電路之方法。其中一種係爲將金屬 氧化膜形成於具有高熱阻之基底與積體電路之間,而該積 體電路藉由結晶以及貼合而弱化該金屬氧化物膜以剝除。 另一種.係將剝除層設置於具有高熱阻之基底以及積體電路 之間,而之後該積體電路藉由移除經過蝕刻與貼合之剝除 層而自該基底剝除。另一種係爲將具有積體電路形成其上 之具有高熱阻之硬基底藉由使用溶液或是氣體而機械移除 或是蝕刻,使得硬基底被移除而該積體電路自其剝除並貼 (5) 1356440 合。亦可採用其他之方法。 該電路大小以及記憶體容量可增加使得藉由彼此相貼 合而使得被分別形成之每個基底電路係爲疊層。因爲基底 電路相較於由半導體基底所製造之ID晶片爲薄,該id晶 片之機械強度可被某種程度的保持,儘管多數個積體電路 被疊層。該疊層之積體電路可由像是倒裝片(flip chip ) 方法,TAB (條帶自動接合)方法或是接線接合方法等已 φ 知方法而連接。 因爲該電路結構以及電路配置在本發明之ID晶片之 間係爲相同,因此不必要對每個ID晶片暴露不同之遮罩 ROM之光罩。且,當像是快取記憶體之非揮發性記憶體 (除了遮罩ROM )被製造時,其很難減低成本,因爲製造 '步驟之數目增加。然而,當使用TFT爲隨機ROM之記憶 體元件時,使用爲記憶體元件之TFT可由與使用ID晶片 之其他積體電路中而形成TFT之相同之製程。因此,其可 φ 避免ID晶片之僞造以及資料之非法變換,而避免隨機 ROM之製造成本的增加。 當使用之遮罩ROM,其有識別號碼因爲分析電路佈 局(layout )而被讀取之風險。然而,因爲隨機ROM可由 相同電路結構 '佈局以及製程而形成,其可避免資料以不 同於電讀取資料之其他方法所讀取。 因爲ID晶片之積體電路係以電絕緣TFT而形成,因 此可使用撓性基底。此時,可得到高機械強度而不需將 ID晶片做得像使用半導體基底所形成的一般小。因此, -8- (6) 1356440 其可增加ID晶片之機械強度而不最小化電路大 步擴展ID晶片之多樣性。 因爲本發明之ID晶片之積體電路係以電絕| 形成,寄生二極體不易形成於積體電路以及基底 像使用半導體基底而形成電晶體。因此,不會因 號之電位施加於源極區或是汲極區而有大量電流 區,而很難發生損害(deterioration )或是崩漬 發明之ID晶片有不像由使用半導體基底而形成;^ 般電波被封阻(blocked)之情形,且因此由於電 而使信號衰減之情形可被減低。 【實施方式】 以下實施例模式以及實施例將參考附圖。然 本發明可以許多不同模式而實施,應瞭解本發明 及細節可被改變,除非此改變不離開本發明之範 φ 容。因此,本發明不限於該實施例模式以及實 述。 首先,參考圖1A係描述由連續波雷射而結 體膜之結構。在圖1A中,標號101係表示雷射 點。光點1 0 1係以垂直於光點1 0 1之主軸方向而 圖1 A之白色箭頭所示)。而由光點1 〇 1所結晶 膜根據結晶之差異而具有第一區102以及第二區 在由光點101之中央區所形成之第一區102 體膜可被完全熔化,因爲雷射光束之能量密度爲 小而進一 ! TFT 所 之間,不 爲交錯信 流過汲極 。且,本 .ID晶片 波被封阻 而,因爲 之模式以 圍以及內 施例之描 晶之半導 光束之光 掃瞄(如 之半導體 103 ° 中,半導 高。而該 -9- (7) 1356440 半導體膜完全熔化之區域在半導體膜中連續移動至掃瞄光 束101所掃瞄之方向,而連續增升至掃瞄方向之大結晶晶 塊被形成在此區域中。特別是,具有在掃瞄方向爲10至 30微米以及在垂直於掃瞄方向爲1至5微米之晶粒被形 成。 在由相鄰於光束101之端緣部分所形成之第二區103 中,由於雷射光束之能量密度較低之故而較不易熔化。因 B 此,在該第二區103中,不像該第一區102,該晶粒之位 置與大小不固定,而該晶粒大小係在約0.2至數個微米之 範圍中(微型結晶)。 圖20A以及20B係爲由使用連續波Nd:YV04雷射之 第二調波(harmonic )而結晶化而得之第一區之SEM (掃 瞄電子顯微鏡)影像。圖20A係爲放大1 0000倍之SEM 影像,而圖20B係爲放大30000倍之SEM影像。圖21係 爲放大 3 0000倍之 SEM影像以展示藉由使用連續波 φ Nd:YV04雷射之第二調波而結晶化而得之第二區。在所有 圖20A至21中,樣本係爲具有厚度200nm之非晶矽半導 體’其以75Cm/S之掃瞄速度而照射雷射光,且以Secco 溶液(HF: H20=2: 1,而包括K2Cr207爲額外試劑), 使得晶粒邊界變得明顯。 圖2 0A以及20B標示該第一區具有於掃瞄方向連續增 長之晶粒。該在第一區之晶粒具有在掃瞄方向爲約1〇至 30微米之寬度’以及在垂直於掃猫方向具有約1至5微米 之寬度。圖21表示在第二區之晶粒具有約〇.2至數個微 -10- (10) 1356440 及隨機存取記憶體ROM。記億體907之數目並不限制爲1 個,而可以超過一個。例如,可使用SRAM、快閃記憶 體、ROM、FRAM (註冊商標)。 來自讀取機/寫入機而作爲電波之信號藉由電磁感應 而在天線線圈902中被轉換爲交替電信號。該解調變電路 909將該交替電信號解調變並而將之送入至下一級之微處 理器906。該校正電路905藉由使用交替電信號而產生電 p 力供應電壓並將之送入至下一級之微處理器9 06。 該微處理器906根據輸入信號而執行各種數學處理。 該記憶體907不僅儲存程式資料以及使用在微處理器906 中之資料,且作爲數學處理之工作場所。 該ID晶片之獨特資料係儲存在隨機存取記憶體 ROM910中。當由位址所指定之信號自該爲微處理器906 而被送入至隨機存取記憶體ROM9 10時,該隨機存取記憶 體ROM9 1 0可讀取在所指定位址之記憶體格中所儲存之資 φ 料並將之送入至該微處理器906。 之後,當調變電路904自該微處理器906處接收資料 時,調變電路904可控制該開關908以根據該資料而增加 對於該天線線圈902之負載調變。該讀取器/寫入器可藉 由電磁波而接收增加至該天線線圏902之負載調變以自該 微處理器而讀取資料。 本發明之ID晶片並不一定要有天線900。當ID晶片 不具有天線900時,可提供用以電連接天線900之連接端 部。 -13- (12) 1356440 注意,除了隨機存取記憶體R〇M之所有電路403不 —定需要形成於第一區401。例如’需要高速操作之電路 以及半導體元件之特性變異需要減少之電路可設置於第一 區401而其他電路可在第二區4〇2中形成》 雖然隨機存取記憶體ROM之讀取電路404以及解碼 器405係建構在圖4之第一區401中,本發明並不限於該 建構。該讀取電路4 04或是解碼器405可建構在具有記憶 p 體格陣列406之第二區402中。 接著,本發明製造ID晶片之方法將詳述於後。雖然 此實施例模式係描述電隔離TFT爲半導體元件之例子,但 是積體電路之半導體元件並不限於此,而可使用任何種類 之電路元件。例如,一般係爲記錄元件、二極體、光電轉 換元件、電子元件、線圈、電容元件、或是電感器。 如圖5 A所示,剝除層5 0 1係藉由濺射而形成在熱阻 基底(第一基底)500之上。以硼矽酸鋇玻璃或是硼矽酸 φ 鋁玻璃、石英基底、陶瓷基底等之玻璃基底而製作第一基 底500。且,包括SUS基底之金屬基底或是具有絕緣膜形 成在其表面上之半導體基底可被使用。雖然像是塑膠基底 之撓性基底在熱阻上較上述基底爲差,但是撓性基底在當 基底在製程時可抵抗熱時亦可使用。 該剝除層50 1可由像是非晶矽、多晶矽 '單晶矽或是 微晶矽(包括半非晶矽)之係爲基礎之層而形成。該剝除 層501可由濺射、降壓CVD、電漿CVD等而形成。在此 實施例模式中,剝除層501可由減壓CVD而以約50nm厚 -15- (13) 1356440 度而形成非晶矽。剝除層501之材質並不限於矽,而可選 擇性蝕刻之材質可使用。最好該非晶矽之剝除層501具有 50至6Onm之厚度》當剝除層501係由半非晶矽而形成 時,其可以30至50nm之厚度而形成。 接著,基膜5 02係形成剝除層501之上。該基膜502 經提供以避免在第一基底500中像是Na之鹼土金屬或是 鹼金屬擴散至半導體膜。該鹼土金屬以及鹼金屬在當半導 φ 體中時會對於像是TFT之半導體元件之特性有不好的影 響。提供基膜502之另一個目的係在以下剝除該半導體元 件的步驟中而保護半導體元件。該基膜502可以是單絕緣 膜或是可包括多數個絕緣膜。於是,.該基膜502係由像是 氧化矽、氮化矽、或是氧化氮矽等可抑制鹼金屬或是鹼土 金屬滲透至半導體膜之絕緣材質所構成。 在此實施例模式中,該基膜5〇2係由疊層以下而構 成:具有lOOnm厚度之SiON膜、具有50nm厚度之SiNO φ 膜、以及l〇〇nm大小之厚度之SiON膜。然而,該疊層膜 之材質、厚度、以及數目並不限於此。例如,可藉由快轉 (spin)覆蓋、切開覆蓋物方法、液滴射出方法等而形成 除了 SiON最下層膜之最下層之外的具有0.5至3微米厚 度之矽氧烷樹脂。氮化矽膜(SiNx,Si3N4等)可除了 SiNO膜之外而被使用,其係爲中層。而Si02膜可除了 SiON膜之外而被使用,其係爲上層。每個膜之厚度最好 係在〇.〇5至3微米,而該厚度可在此範圍內而被自由選 擇。 -16- (14) 1356440 或者,基膜502之最下層(其係最接近剝除層501 可以是SiON膜或是Si02膜,該中層可由矽氧烷樹脂所 成,’而上層可由Si02膜所形成。 該氧化矽膜可由使用SiH4/02,TEOS (四基羥乙基 烷)/〇2或類似者而以熱CVD電漿DVD —般壓力CVD 壓ECRCVD或類似者而形成氧化矽膜。該氮化矽膜可由 漿CVD並使用SiH4/N20之混合氣體而形成。 p 接著,半導體膜503可在基膜502之上而形成。最 在形成基膜5 02之後而不將之暴露於空氣中而形成該基 502。該半導體膜503可具有由20至200nm (最好係爲 至170nm且更好係爲50至150nm)之厚度。該半導體 5 0 3可以爲非晶矽半導體,半非晶矽半導體、或是多晶 半導體。該半導體可以爲矽或是矽化鍺。在使用矽化 時,鍺之密度最好係爲〇.〇1至4.5原子百分比。 該非晶矽半導體可由白熱釋出以分解矽化氣體而得 φ —般係以 SiH4,Si2H6等爲一般之矽化氣體。此矽化氣 可使用氫氣或是氫與氦而稀釋。 該半非晶矽半導體具有介於非晶矽以及晶矽之間的 性(該晶矽半導體包括單晶矽半導體以及多晶矽半 體),並具有一第三狀態,其在自由能量上爲穩定。且 該半非晶矽半導體包括具有小範圍以及晶格失真之結晶 域。該半非晶矽半導體具有寬度在0.5至20nm之晶粒 且係在非單晶矽半導體膜中擴散,而該拉曼(ram an ) 譜位移至較520cπΓ1。根據X射線賀,而觀察得Si ) 形 矽 編 電 好 膜 40 膜 矽 鍺 〇 體 特 導 區 光 之 -17- (15) 1356440 (110)與(220)之繞射峰》關於擺盪鍵之終止劑,係 入至少1原子百分比或是更多的氫氣或是鹵素。此種半 體在此處爲方便而稱爲半非晶矽半導體(S AS )。且, 有較高穩定度之精細半非晶矽半導體可藉由促進晶格扭 而得,以使貴重金屬元素(像是氦、癌、氪或氖)被 入。 該SAS可藉由白熱釋出以分解矽化物氣體而得。一 矽化物可爲SiH4。外,可使用Si2H6,SiH2Cl2,SiHCl3 SiCl4,SiF4等。進一步,當矽化物氣體以氫氣或是以氫 與選擇自以氦、瘂、氪或氖之多數個貴重金屬所組成之 合氣體而稀釋時,可輕易形成該半導體非晶矽半導體》 稀釋比例最好係爲2至1 000倍。且,像是CH4或是C2 之碳化物氣體,像是GeH4或是GeF4,F2等之鍺氣體可 和至矽化物氣體使得能量鍵結寬度在1 .5至2.4eV或是 0,9至1 . 1 eV之範圍。 例如,當TFT以藉由將H2稀釋SiH4氣體或是以 稀釋 SiH4氣體而製造之半非晶矽半導體所形成時, TFT可具有0.35V/sec或更小之子起始係數(S値), 般而言係在0.09至 〇.25V/sec之範圍,而移動率係 10cm2。當此由該半非晶矽半導體所形成之TFT經使用 形成19級環狀振盪器時,其可得到1至100MHz或更 之脈衝重複率(在功率供應電壓在3至5V下)。且, 電壓在3至5V之下,延遲時間係爲26ns或更小,最好 0.26nm或是更小(每一反向器)。 加 導 具 曲 加 般 » 氣 混 該 H6 很 自 f2 該 在 而 多 在 爲 -18- (16) (16)1356440 之後,如圖5A所示’該半導體膜503係使用雷射而 結晶。且’使用雷射之該結晶方法可與使用催化劑元素之 結晶方法結合。 在雷射結晶之前’最好執行500 t熱退火1小時以增 加該半導體膜對於該雷射之阻抗。之後,該半導體膜以具 有連續波固態雷射之基礎波的第二至第四諧振之任何一個 的雷射光束而照射。因此’可得到具有大晶粒大小之結 晶。例如,一般而言,最好使用Nd: YV04雷射(基礎波 1064nm)之第—諧振( 532nm)或是第三諧振 ( 355nm)。特別是,該射出自連續波YV〇4雷射之基礎 波藉由非線性光學元件而賺換爲具有10W功率之諧振。 最好將該雷射光束經由光學系統而在照射表面上成形爲矩 形或是橢圓形。該雷射光束需要具有約 〇.〇1至 100MW/cm2之能量密度(最好係自〇. 1至l〇MW/Cm2 ) » 該掃猫速度係設定在約10至2000cm/s之範圍。 該雷射可以是已知的連續波氣體雷射或是固態雷射。 關於該氣體雷射,其係爲Ar雷射、Kr雷射等。關於該固 態雷射,其爲使用像是GdV04雷射、YAG雷射、YV04雷 射、YLF雷射、Yal〇3雷射、玻璃雷射、紅玉色雷射、紫 翠玉色雷射或是Ti:藍寶石雷射之單結晶之雷射。該固態 雷射亦包括使用像是Y203雷射之多結晶之陶瓷雷射。 且,可採用脈衝雷射。此時,該脈衝重複率係設在 10MHz或是更多。此重複速率較一般使用之脈衝雷射相較 爲極高,其係爲數十至數百Hz。其可能花去數十至數百 -19- (17) 1356440 毫微秒以在將該半導體膜照射該脈衝雷射光束之後而完全 將該半導體膜固化。當該脈衝雷射光束具有10MHz或是 更多之重複率時,其可在該半導體膜已知前之脈衝雷射光 束所熔化之後以及在固化該半導體膜之前而照射該脈衝雷 射光束。因此,介於固態以及液態之間之介面在該半導體 膜中可被連續移除,而形成朝向掃瞄方向而連續增長之晶 粒之半導體膜。特別是,其可形成晶粒之累積,每個該晶 | 粒具有在掃瞄方向爲10至30微米之寬度以及在垂直於該 掃瞄方向爲約1至5微米之寬度。其亦藉由形成延伸於掃 瞄方向形成晶粒而形成一幾乎不具有晶粒於至少TFT之通 道長度方向之半導體膜,其該結晶軸係約被導引至一方 向。 具有較高結晶之半導體膜係由上述雷射照射而形成。 該半導體膜包括由光點之中央區所形成之第一區5 04以及 由相鄰於光點之端緣之區域所形成之第二區505。該第一 φ 區5 04包括具有在掃瞄方向爲1〇至30微米寬度之結晶晶 粒,以及在垂直於該掃瞄方向爲1至5微米之寬度之晶 粒。另一方面’該第二區505具有0,2至數個微米之晶粒 大小之微晶粒,其位置以及大小爲任意。 接著,如圖5B所示,在該結晶半導體膜之第一區 504以及第二區505被圖樣化使得該第—區504變成島狀 半導體膜506與507,而該第二區505變成島狀半導體膜 508。之後,該閘極絕緣膜5 09經形成以覆蓋該島狀半導 體膜506至508。該閘極絕緣膜509可爲單層或是多層, -20- (23) 1356440 間絕緣膜5 3 3可藉由捲動覆蓋、浸染(dipping)、噴灑覆 蓋、液滴釋出方法(噴墨方法)、印刷(螢幕印刷、偏移 印刷或類似者)、手術刀、捲動覆蓋器、窗簾覆蓋器 (curtain coater)、刀覆蓋器或類似者而形成。且’該第 —層間絕緣膜533可由疊層上述絕緣膜而形成。 在此實施例模式中,第二層間絕緣膜53 4係覆蓋在第 一層間絕緣膜5 33之上。該第二層間絕緣膜534可由包括 B 碳之膜而形成,像是DLC (類似鑽石之碳)或是CN (氮 化碳)、氧化矽、氮化矽、或是電漿DVD或大氣壓例電 漿CVD或類似者之氧化氮矽。且,第二層間絕緣膜534 可由矽氧烷樹脂或是光敏感或非光敏感又一材質形成,像 是聚醯亞胺、丙烯酸、聚醯胺、抗蝕劑、或是苯環。 塡入物(filler)可混入至第一層間絕緣膜5 33或是 第二層間絕緣膜534,以避免由於介於用以構成之後形成 之接線與第一層間絕緣膜533或是第二層間絕緣膜534之 φ 間之熱膨脹差異所造成之壓力而產生對於第一層間絕緣膜 5 3 3以及第二層間絕緣膜534之剝除或是損害》 接著,如圖 6D所示,接觸孔經由第一層間絕緣膜 533以及第二層間絕緣膜534而形成,且與TFT53 0至532 接觸之接線53 5至53 9被形成。雖然係使用CHF3以及He 之混合氣體爲用以形成接觸孔之蝕刻氣體,但是本發明並 不限於此。在此實施例模式中,接線53 5至5 39包括藉由 以濺射或是將之圖樣化而自該基底側而依序疊層Ti,
TiN,Al-Si,Ti 以及 TiN。 -26- (24) 1356440 藉由混合Si至A1,其在熱焙抗蝕劑以圖樣化該接線 時避免小丘。可適當以0.5%混合Cu。當Al-Si層以Ti或 是TiN夾疊時,可進一步改進對於小丘之阻抗。圖樣時, 最好使用以SiON或是類似者所形成之硬遮罩。該接線之 材質以及製程並不限於上述,而可使用上述材質爲閘極。 注意,該接線535以及53 6係連接至η通道TFT530 之高密度雜質區527,接線53 6以及5 3 7係連接至ρ通道 Β 531之高密度雜質區520,而接線538以及539係連接至η 通道TFT532之高密度雜質區528。該接線539亦連接至η 通道TFT532之閘極512。該η通道TFT53 2可使用爲隨機 存取記憶體ROM之記憶體元件。 接著,第三層間絕緣膜54 1形成在第二層間絕緣膜 5 34之整個表面以覆蓋該接線5 3 5至5 3 9。該第三層間絕 緣膜541係經形成爲具有一開口使得接線5 3 5被部分暴 露。該第三層間絕緣膜5 4 1可以在第一層間絕緣膜5 3 3中 φ 所述之材質而形成。 接著,在第三層間絕緣膜54 1上形成天線542。該天 線可有具有一個或是多個以下金屬或是金屬元素:Ag, Cu,Pd,Cr,Mo,Ti,Ta,W,A1,Fe,Co,Zn,Son, 或是Ni之導電材質所製。該天線5 42係連接至該接線 5 3 5。雖然天線542係直接連接至接線535 (圖6E ),本 發明之ID晶片並不限於此。例如,天線5 42可藉由使用 分別形成之接線而電連接至接線5 3 5。 該天線可由印刷方法、微影術方法、蒸氣方法、液滴 -27- (25) 1356440 射出法或類似者而形成。在此實施例,天: 電膜而形成。然而,天線542可由疊層多 成。例如,天線542可由已無電極板化( 蓋有Cu之Ni接線而形成。 該液滴釋出法係爲藉由自小噴嘴釋出 液滴而形成預設圖樣之方法。該噴墨法在 出法之例子。另一方面,印刷法包括螢幕 φ 刷法以及類似者。當採用印刷法或是液滴 542可在不使用遮罩下而在暴露中形成。 法或是液滴釋出法時,不像微影術,可省 之材質。且,因爲不需要用爲暴露之昂貴 造ID晶片之成本。 當使用液滴釋出法或是印刷法,例如 Ag之Cu之導電離子。當天線542以液 時,其可執行改進天線黏著於第三層間絕 φ 上之製程。 有許多方法可改進黏著性。一個係爲 化作用而將導電膜或是絕緣膜之黏著性之 合物黏接至第三層間絕緣膜54 1之表面。 具有對於導電膜或是是絕緣膜具有高黏著 屬化合物黏接至第三絕緣膜541之表面。 器環境或是氫化環境下對於第三層間絕緣 處理以修飾該表面。對於過爲對於導電膜 黏著性之金屬,可使用鈦、氧化鈦、3d 康542係由單導 數個導電膜而形 plating )而以覆 包括預設成分之 此係作爲液滴釋 印刷法,偏移印 釋出法,該天線 且,當.採用印刷 去將被蝕刻移除 遮罩,可減低製 ,可使用覆蓋有 滴釋出法而形成 緣膜541之表面 將可改進由於催 金屬或是金屬化 另一方法係爲將 性的金少或是金 另一係爲對價踏 膜5 4 1執行電漿 或是絕緣膜有筒 暫態元素(像是 -28- (26) (26)1356440
Sc,V,Cr,Μη,Fe,Co,Ni,Cu,或是 Zn) '或是類 似者。關於上述金屬化合物,可使用氧化物、氮化物、氮 氧化物或類似者。關於該有機絕緣膜,例如可使用聚醯亞 胺、矽氧烷樹脂或是類似者。 當接合於第三層間絕緣膜541之金屬化合物被導電 時,片電阻(sheet resistance)需要被最佳化使得對於天 線之一般操作不會被中斷。特別是,導電金屬或是金屬化 合物之平均厚度可以在1至l〇nm之範圍。且,該金屬或 是金屬化合物可藉由氧化而部分絕緣或是全部絕緣。進一 步,接合至不需要黏接之區域之金屬或是金屬化合物可藉 由液滴釋出方法、印刷方法、或是單膠(sol-gel )方法, 而非將在黏接該金屬或是金屬化合物於整個基底之後蝕刻 該金屬或是金屬化合物而選擇性的只黏接至部分區域。該 金屬或是金屬化合物不需要在第三層間絕緣膜541之表面 上被全部連續之膜,而可在某個程度上爲分散。 之後,如圖7A所示,價形成天線542之後,保護層 545係形層在第三層間絕緣膜541之上,以覆蓋該天線 5 42。該保護層545係由可在當之後蝕刻移除該剝除層501 可保護該天線之材質所形成。例如,該保護層545可由施 加一環氧樹脂、丙烯酸樹脂或是水溶性矽樹脂或是酒精於 整個基底表面之材質所製。 在此實施例模式中,保護層5 45係由以下而形成:施 加 30微米以捲動覆蓋之水溶性樹脂(VL-WSHL10,由 Toagosei有限公司所製),會了試驗性的硬化樹脂而執行 -29- (27) 1356440 2分中之暴露,而之後自基底之後側照設置該樹脂2.5分 鐘並自基底之上側照射10分鐘(總和爲12_5分鐘),以 完全硬化該樹脂。此時當多數個有機樹脂材質被疊層時, 黏接性會太高或者該有機樹脂材質會與所使用試劑部分熔 化(當被施加或是熱焙時)。因此,當第三層間絕緣膜 541以及保護膜545以可溶解在相同試劑之有機樹脂而形 成時,其最好形成一無機絕緣樹脂(SiNx膜,SiNx〇y膜, p A1NX膜或是AlNxOy膜)於第三層間絕緣膜541之上使得 保護層5 45在以下製程中被平順移除。 接著,在圖7B中,溝槽546經形成以分割該ID晶 片。該溝槽546具有一深度以暴露該剝除膜501。該溝槽 546可由切塊或是畫線該層而形成。注意,該溝槽546不 需要被形成,當其不需要在形成於第一基底上之ID晶片 分割時。 接著,如圖7C所示,將剝除層501蝕刻掉。在此實 φ 施例中,係使用氟化氦爲蝕刻氣體而自溝槽導入。在此實 施例模式中,C1F3(三氟化氯)係在以下條件而使用:溫度 爲3 5 0°C,流率爲3 00SCCm,而壓力爲6Τ〇ΓΓ,而蝕刻時間 爲3小時。且,將氮氣混合至該C1F3氣體中。該剝除膜 5〇1可使用像是C1F3之氟化氦而被選擇性的蝕刻,使得該 TFT5 3 0至53 2可自該第一基底而剝除。該氟化氦可爲氣 體或是液體。 接著,如圖8A所示,該剝除之TFT5 3 0至5 3 2以及 天線542使用黏接試劑5 5 0而第二基底55 1。該黏接試劑 -30- (28) 1356440 550係由可貼合該第二基底551以及基膜5 02之材質而形 成。該黏接試劑5 50可以例如爲反應硬化式、熱硬化式、 光硬化式(像是UV硬化式)或是厭氧微生物式。 第二基底551可由像是紙或是塑膠之撓性有機材質而 形成。且,撓性無機材質亦可使用爲第二基底551。該塑 膠基底可由ARTON (由JSR所製)形成,包括具有極性 群組之聚原冰片烯。且,可使用聚合物,像是聚對酞酸伸 B 乙酯(PET)、聚醚硕(PES)、聚萘二甲酸伸乙酯(PEN)、聚 碳酸酯(PC)、耐龍聚醚醚酮(PEEK)、聚碾(PSF)、聚醚亞 胺(PEI)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚對酞酸仲丁酯(PBT)、聚 亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚丙烯、 聚乙酸乙酯、丙烯酸系樹脂或類似者。最好該第二基底 55 1具有約2至30W/mK之高導電性以將熱於該基底電路 中擴散。 如圖8B所示,在移除該保護層545之後,黏接試劑 φ 552被施加於該第三層間絕緣膜541之上以覆蓋該天線 542而之後天上該覆蓋構件553。對於該覆蓋構件553,可 使用像是紙或是塑膠之撓性有機材質(如第二基底 551)。該黏接試劑552之厚度範圍爲1〇至200微米。 該黏接試劑552係有可黏接該覆蓋構件553與第三層 間絕緣膜541以及天線542之材質所形成。該黏接試劑 552可例如爲反應硬化式、熱硬化式、光硬化式(像是 UV硬化式)或是厭氧微生物式。 根據上述製程,該ID晶片完成。經由上述製造方 -31 - (29) 1356440 法,可在第二基底551以及覆蓋構件553之間形成一般約 2微米之總後在0.2至3微米範圍之極薄基底電路。該基 底電路之厚度不只爲半導體元件之厚度且包括在黏接試劑 5 5 0以及黏接試劑5 5 2之間形成之絕緣膜以及層間絕緣膜 之厚度。該在ID晶片之積體電路可形成具有長度爲5mm 或是更小於側邊(25mm2平方量測或是更小),最好係在 0.3mm ( 〇.〇9mm2)至 4mm ( 16mm2)於側邊之範圍內。
該ID晶片之機械強度可藉由將積體電路設置於更接 近於介於第二基底511以及覆蓋構件55 3之間而增強。特 別是,其可控制黏接試劑550以及5 52之厚度使得介於第 二基底551以及在基底電路之厚度方向之中心之間的距離 X滿足不等式1,其中d係爲介於第二基底551以及覆蓋 構件5 5 3之間的距離。 不等式1: y d - 3{)μιη <x < —d +30yum # 最好爲了控制黏接試劑5 50以及5 5 2之厚度要滿足不 等式2。 1 1 不等式2 : - < X < + 且,如圖19所示,可調整基膜5 02、第一絕緣膜 5 3 3、第二層間絕緣膜534或是第三層間絕緣膜541之厚 度使得與積體電路中TFT之島狀半導體膜之抵表面至基膜 之底表面之距離(tunder)爲等於或是約等於自島狀半導 體膜之底表面至第三層間絕緣膜之上表面之間的距離 -32- (30) 1356440 (tover)。當島狀半導體膜設以此方式而設置於該基底電 路之中心時,可減輕對於該半導體層之壓力,而減少壓碎 之產生。 雖然圖8B係使用覆蓋構件553,本發明並不限於 此。可執行至圖8A之程序。 雖然此實施例模式係描述將剝除層設置在具有高抗熱 之基底500以及將經由蝕刻而自第一基底剝除之積體電路 | 之間,但是本發明之ID晶片製造方法並不限於此。例 如,氧化金屬膜可設置在積體電路以及具有高抗熱之基底 之間,而氧化金屬膜可藉由結晶而被弱化’以使該積體電 路被剝除。或者,由包括氫氣之非晶矽半導體所形成之剝 除層可設置在積體電路以及具有高抗熱之基底之間’而該 剝除膜可藉由雷射照射而移除。或者,該積體電路可藉由 將具有高抗熱之基底與形成其上之積體電路予以機械移除 而自基底移除,或是藉由在使用溶液或是氣體而蝕刻該基 ❿ 底。 當與基膜502接觸之黏接試劑5 50係以有機樹脂而形 成以確保ID晶片之可撓性,可使用氮化矽膜或是氧化氮 矽膜爲基膜502而避免像是Na之鹼土金屬或是鹼金屬滲 透至該半導體膜。 當與ID晶片接合之物件具有彎曲表面且ID晶片之第 二基底55 1彎曲而具有彎曲表面(藉由移動控制表面、圓 柱表面或類似者而得),其最好係遵照至載子移動之 TFT53 0至532之方向之產生線之方向。藉由上述結構, -33- (31) 1356440 其可避免第二基底551之彎曲改變了 TFT5 3 0至5 32之特 性。當在積體電路中之島狀半導體膜之區域之比例爲1至 30%時,其可進一步減低由於第二基底551之彎曲所造成 TFT530至532之特性之改變。 雖然此實施例係在積體電路表面形成天線之例子,但 是本發明並不限於此。該天線以及形成在不同基底上之積 體電路可在之後貼合至其他個上以使之電連接。 B 施加至 ID 晶片之電波頻率爲 13.56MHz或是 2.4 5 GHz,且其對於形成ID晶片係爲重要,使得此些頻率 可被偵測而增進該可變性。 此實施例模式之ID晶片具有以下優點:相較於形成 在半導體基底上之ID晶片該電波較不易被阻擋,以及由 於電波阻擋所造成信號衰減可被壓抑。因爲半導體基底在 本發明係爲不需要,可大大減少ID晶片之製造成本。例 如,具有12英吋直徑之矽基底與具有730x920mm大小之 φ 玻璃基底。該矽基底具有約73000mm2之區域,而玻璃基 底具有約672000mm2之區域。因此,該玻璃基底約9.2倍 大於該矽基底。由具有約672000mm2大小之玻璃基底,當 忽略分割該基底所消耗之區域,可得到每個爲1 mm平方 的約672000個ID晶片。該ID晶片之數爲較使用矽基底 所形成者的約9.2倍。且,相較於使用矽基底而製造ID 晶片,可減少約1/3之大量製造之商業投資,因爲步驟數 目被減少。且,在自該玻璃基底剝除該積體電路之後,可 再次使用該玻璃基底。儘管在考慮補償受損玻璃基底以及 -34- (32) 1356440 淸洗玻璃基底之表面之所有成本,相較於使用玻璃基底其 成本可大大減少。儘管當玻璃基底係不被重複使用,具有 大小爲73 0x92 0 mm2之玻璃基底之成本係約爲具有大小爲 12英吋之矽基底之一半。因此,應知可大大減少ID晶片 之成本。 結果,當使用具有大小爲730x920mm2之玻璃基底 時,ID晶片之價格係約爲在具有12英吋直徑之矽基底者 的約1/30。因爲ID晶片係預期爲使用爲丟棄晶片,在此 領域中本發明之廉價ID晶片具有優勢。 雖然此實施例模式係描述將剝除積體電路貼合至撓性 基底上之例子,但是本發明並不限於此。例如,可使用在 玻璃基底上之積體電路爲ID晶片。 [實施例1] 此實施例係描述使用在隨機存取記憶體ROM之讀出 φ 電路。圖9展示包括記億體格陣列801以及讀出電路802 之隨機存取記憶體ROM。注意,圖9展示在記憶體格陣列 801中的一個記憶體格803以及對應於該記億體格803之 讀出電路之部分。 該讀出電路802具有參考記億體格804、差動放大器 電路8 0 5、以及閂鎖電路806。當選擇一字元線807,電壓 Vbit經由位元線8 08由記憶體格8 03而被送入至差動放大 器電路8 0 5。另一方面,參考記憶體格804輸出一參考電 壓Vref,其係之後被送入至該差動放大器電路80 5。該介 -35- (33) (33)1356440 於電壓Vbit&及電壓Vref之差在差動放大器電路805中被 放大,而該所放大之電壓被儲存在閂鎖電路806中。 最好在參考電壓Vref係接近於由多數個記憶體格所提 供之位元線80 8之Vb it之平均値。當其爲接近時,在記憶 體格陣列801中之多數個記憶體格以機率約1/2而設定儲 存資料爲〇或1。例如,當在參考記億體格804中之 TFT810之通道寬度係較記憶體格803之TFT811之通道寬 度爲寬時,該參考電壓Vref可較接近電壓vbit之平均値。 因此,資料之一個位元係根據介於在參考記憶體格 8 04之起始電壓以及在所選擇記憶體格803之TFT之起始 電壓之差而決定,並儲存在閂鎖電路806。特別是,該資 料不只是由記憶體格803之TFT811之起始電壓之變異所 決定,且係由在差動放大器電路805中之TFT之起始電壓 所決定。因此,儲存每個ID晶片之獨特資料之隨機存取 記億體ROM可由相同製程而形成。 上述隨機存取記憶體ROM可由與製造其他積體電路 相同之製程之一般TFT製造技術而製造。因此,可壓低隨 機存取記憶體ROM之製造成本,而可較製造快閃記億體 之成本爲低。 儲存在隨機存取記憶體ROM之資料吻合之機率並非 始終爲〇。然而,當考慮約128位元之容量時,可能之隨 機存取記憶體位數係爲2128,而因此其可說資料吻合之機 率實質爲〇。
當在上述隨機存取記憶體ROM中之資料係使用爲ID -36- (34) 1356440 晶片之獨特資料時,不需要丟棄製造該遮罩ROM之光 罩,而可以低成本製造ID晶片》 [實施例2] 參考圖10,此實施例描述與圖9不同之隨機存取記憶 體ROM之結構。圖9係展示以比較每個記億體格與該參 考記憶體格之資料的隨機存取記憶體ROM,圖1 0係展示 以比較介於相鄰記憶體格而決定資料之隨機存取記億體 _ ROM。 圖10展示在記憶體格陣列820中之兩個記憶體格821 .以及8 22,以及對應於該記憶體格821以及822之讀出電 路823之部分。當在記憶體格陣列820中之記憶體格821 與8 22被選擇時,個別根據在記憶體格821以及822之 TFT824與82 5之起始電壓之電壓被送入至對應之位元線 82 6以及8U。在讀出電路823中之差動放大器電路828 將介於位元線826與827之電壓差予以放大,而電壓差之 φ 放大被儲存在讀出電路823中之閂鎖電路829。 TFT之特性不只根據晶粒邊界之位置並根據其他因素 而變化。例如,該因此可爲閘極絕緣膜之厚度分佈,或是 摻雜雜質元素之密度分佈。當TFT之特性因爲非爲晶粒邊 界位置之因素而變異時,其通常發生建構在較遠位置之 TFT具有各種特性,雖然建構在較進位置之TFT也有相對 類似之特性。此時,圖9之建構較差,因爲TFT之特性功 率變化,當考慮整個記憶體格陣列。然而,在此實施例中 隨機存取記憶體 ROM,不像圖9之隨機存取記憶體 -37- (35) 1356440 ROM,該被比較之記億體格係相鄰設置。因此,在每個記 憶體格之TFT並不容易受到因爲記憶體格位置之特性巨型 (macro )變異而影響,而會受到因爲晶粒便界之位置之 特性變異之影響。結果,可得到較少特性分佈偏差之資料 之隨機存取記憶體ROM。 [實施例3] p 爲了使ID晶片具有夠獨特以被辨識之資料,該ID晶 片具有可儲存低容量資料之隨機存取記憶體ROM。例如, 128位元容量對於用以儲存來辨識ID晶片之資料之隨機存 取記憶體ROM係爲足夠。當爲低容量隨機存取記億體 ROM時,可使用正反器電路。 圖11係展示此實施例之隨機存取記憶體ROM。如圖 11所示,在此實施例之隨機存取記億體ROM之讀出電路 840係具有移位暫存器841以及切換元件842。且,該移 φ 位暫存器841具有正反器電路843。 當負載信號選擇隨機存取記憶體ROM之記憶體格陣 列8 44中之切換元件842時,來自記億體格845以及846 之資料係被輸入至移位暫存器84 1。當資料自記憶體格 845與845而輸入至移位暫存器841時,資料係根據時脈 信號(CLK)而被序列輸出。 更詳細介紹移位暫存器8 4 1之操作。首先,在啓動載 入信號之後’移位暫存器841之電源電接地,而儲存在正 反器電路8 43之資料被刪除。且,根據起始電壓而變異之 -38- (36) 1356440 電壓自記憶體格84 5與845而經過切換元件842而送入至 正反器電路843。之後,當負載信號切斷時,切換元件 842被斷路而切斷正反器電路843以及記億體格845與 846。同時,具有來自於記憶體格84 5與846之電壓之資 料作爲預設値而儲存在正反器電路843。之後,儲存在正 反器電路843之獨特資料藉由輸入時脈信號而被串列輸 出。 雖然本實施例係描述正反器電路843對應於一對記憶 體格845與845之例子,但是本發明並不限於此。例如, 多數個對的記憶體格可對應於一個正反器電路843。此 時’可在隨機存取記憶體ROM中提供一個用以選擇多對 記憶體格中的一個之電路。 [實施例4 ] 此實施例描述在形成於不同基底之天線以及積體電路 φ 電連接之ID晶片之結構。 圖12A展示本發明之ID晶片之切面圖。在圖12A 中’黏接試劑1 203係形成在第三層間絕緣膜1 204以覆蓋 電連接於TFT1201中之接線1 202。之後,覆蓋構件1205 係藉由黏接試劑1 203而貼合至第三層間絕緣膜1 204。 天線1 206係形成在負載構件1 205之上。在此實施例 中’天線1 206以及接線1 202係使用各向異性導電樹脂作 爲黏接試劑1203而電連接。 該各向異性導電樹脂係爲在樹脂中擴散之導電材質所 -39- (37) (37)1356440 製。該樹脂例如可爲熱硬化樹脂(像是環氧樹脂、聚氨醋 樹脂、或是丙烯酸樹脂),熱塑性樹脂(像是聚乙烯樹脂 或是聚丙烯):或是矽氧烷樹脂。該導電材質可以例如 是:像是聚苯乙烯或是環氧樹脂(其可由Ni或是Au所成 板)之塑膠粒子,像是Ni,Au,Ag,或是接合物之金屬 粒子’碳纖維或是粒子’由Au成板之Ni纖維,或類似 者。最好根據介於天線1206以及接線1202之距離而決定 導電材質之大小。 該天線1206以及接線1202可藉由加壓而固定,並施 加超音波至該各向異性樹脂或是照射紫外線以硬化該各向 異性導電樹脂。 雖然本實施例係展示以包括各向異性導電樹脂之黏接 試劑1203而電連接天線1206以及接線1202,但是本發明 並不限於此。該天線1206以及接線1202可藉由固定各向 異性導電膜而電連接,亦可以施加壓力而取代該黏接試劑 1203 〇 雖然本實施例係描述由貼合該剝除積體電路至分別提 供之基底之ID晶片之例子,但是本發明並不限於此。當 基底可忍受像在製造積體電路之製程之熱處理之高溫時, 其不需要自該基底剝除該積體電路。例如,在玻璃基底上 之積體電路可使用爲ID晶片。圖12B係爲展示在玻璃基 底上形成ID晶片之例子之側視圖。 圖12B展示在作爲基底1210之玻璃基底上形成ID晶 片。該ID晶片經形成使得基膜1214與基底12 10以及使 -40- (38) (38)1356440 用在積體電路中之 TFT121 1至 12 13接觸,而不在 TFT1211至1213以及基底1210之間疊置黏接試劑。 [實施例5] 參考圖13A,此實施例描述當連接至TFT之接線藉由 圖樣化一導電膜而與天線一起形成時之ID晶片之結構》 圖1 3 A係爲本實施例之ID晶片之切面圖。 圖13A中,標號1401表示TFT。該TFT具有島狀半 導體膜1402、閘極絕緣膜1403 (在島狀半導體膜1402之 上),與島狀半導體膜1 402重疊而有閘極絕緣膜1 403疊 置其間之閘極1404。該TFT1401覆蓋有第一層間絕緣膜 1 405以及第二層間絕緣膜1 406。形成在第二層間絕緣膜 1 406之上之接線1 40 7係經過形成在第二層間絕緣膜1406 以及第二層間絕緣膜1406中之接觸孔而連接至島狀半導 體膜1 402。 天線1 408係形成在第二層間絕緣膜1 406之上。該接 線1 407以及天線1 408係藉由在第二層間絕緣膜1 406上 形成或以及圖樣化一導電膜而形成。藉由將天線1408以 及接線1 407 —起形成可減少I D晶片之製程數目。 接著,描述另外I D晶片之結構,其中TFT之閘極係 藉由圖樣化一導電膜而與天線形成(參考圖13 B)。圖 1 3 B係爲根據本實施例之I D晶片之切面圖。 在圖13B中,標號1411係爲TFT。該TFT1411具有 島狀半導體膜1412、閘極絕緣膜1413(與該半導體膜 -41 - (39) (39)1356440 1412重疊)、與該島狀半導體膜重疊而有閘極膜ι413疊 置其間的一閘極1 4 1 4。天線1 4 1 8係形成在閘極絕緣膜 1 4 1 3之上。該閘極丨4丨4以及天線i 4丨8係藉由在閘極絕緣 膜1413上形成以及圖樣一導電膜而形成。藉由將天線 1418以及接線1417同時一起形成可減少ID晶片之製程 數目。 雖然本實施例係描述該積體電路被剝除並被貼合至分 別提供之基底上,但是本發明必不限於此。當基底可忍受 像在製造積體電路之製程之熱處理之高溫時,其不需要自 該基底剝除該積體電路。例如,在玻璃基底上之積體電路 可使用爲ID晶片。 [實施例6] 此實施例係描述使用在本發明之ID晶片之TFT結構 之例子。 圖MA係爲本實施例之TFT之切面圖。標號701係 爲η通道TFT,而標號702係爲p通道TFT。該TFT之結 構將以η通道TFT701爲例子而詳述。 該η通道TFT701具有一島狀半導體膜705,而使用 爲作用層。該島狀半導體膜7 05具有使用爲源極以及汲極 之兩個雜質區,在該二雜質區703之間夾置之通道形成區 7 04,以及夾置於兩個雜質區703以及通道形成區704之 間的兩個 LDD (低量摻雜汲極)區 710。該 η通道 TFT701具有覆蓋該島狀半導體膜705之閘極絕緣膜700、 -42- (40) 1356440 閘極707以及以絕緣膜形成之兩個側壁708以及709。 雖然此實施例之閘極707係爲兩個導電膜707a以及 7 0 7b,但是本發明並不限於此《該閘極707係以一個導電 膜所形成或是可有雨個導電膜所形成。該閘極覆蓋在該島 狀半導體膜705中之該通道形成區而有該閘極膜706夾置 其間。該側壁708以及709係與島狀半導體膜705之兩個 LDD區710重疊而有該閘極絕緣膜705夾置其間。 B 例如,該側壁708係藉由蝕刻具有100nm厚度之氧化 矽膜而形成,而該側壁709可藉由蝕刻具有厚度爲200nm 之LTO (低溫氧化物)而形成。在此實施例中,該使用爲 側壁70 8之氧化矽膜係使用電漿CVD而形成,而該使用 爲側壁709之LTO (此處爲氧化膜)係使用氫化壓力CVD 而形成。雖然該氧化矽膜可包括氮氣,但是氮原子之數目 係較氧原子之數目爲少。 該雜質區703以及LDD區710可被形成,使得在將n φ 型雜質藉由使用閘極707爲遮罩而摻雜入該島狀半導體膜 70 5之後而形成該側壁708以及709,之後η型雜質使用 側壁708以及709爲遮罩而摻雜至島狀半導體膜705。 該ρ型TFT702具有與701相同之結構,除了該島狀 半導體膜之外。該702之島狀半導體膜711不具有LDD 區’但是具有兩個雜質區712以及通道形成區713被夾置 於兩個雜質區712之間。且,ρ型雜質在雜質區712被摻 雜。雖然圖14Α展示該ρ通道TFT702不具有LDD區,但 是本發明不限於此。該ρ通道TFT702可具有LDD區。 -43- (41) 1356440 圖14B展示在圖14A之TFT具有一側壁之例子。圖 14B中,η通道 TFT721具有一側壁 728,而 p通道 TFT722具有一側壁729。該側壁729以及729係由飩刻具 有100nm厚度之氧化矽膜而形成。在此實施例中,使用爲 側壁728以及729之氧化矽膜係由電漿CVD方法而形 成。雖然氧化矽膜可包括氮氣,但是氮原子之數目係較氧 原子之數目爲少。’ | 接著,圖14C係展示底閘極TFT之結構。標號741 係表示η通道TFT,而標號742係表示p通道TFT。底閘 極TFT之結構係以η通道TFT741作爲例子而詳述。 在圖14C中,η通道 TFT741具有島狀半導體膜 745。該島狀半導體膜74 5具有使用爲源極區以及汲極區 之兩個雜質區743,在該而雜質區743之間具有一通道形 成區744夾置其間,以及兩個LDD (微量摻雜汲極)區 75 0夾置於兩個雜質區743以及通道形成區744之間。該 φ η通道TFT741具有一閘極絕緣膜746、閘極747、以及以 絕緣膜形成之保護膜748。 該閘極747與在島狀半導體膜745中之通道形成區 744重疊而有該閘極絕緣膜746夾置其間。該閘極絕緣膜 746係在形成該閘極747之後而形成。該島狀半導體膜 74 5係在形成在閘極絕緣膜746之後而形成。該保護膜係 . · · 與該閘極絕緣膜746重疊而有該通道形成區744夾置其 間。 該保護膜748可蝕刻具有例如100nm厚度之氧化砂。 -44- (43) 1356440 係展示將一組積體電路301以及天線3 02 —個 貼合至該基底303之上,但是本發明並不限於 多數個積體電路301以及天線302並同時貼 3 03,並相互連接。 接著,在圖15B中,覆蓋構件305係貼 303,以夾置該基底電路301以及天線於其間 之前,黏接試劑3 06係施加於該基底3 03之上 φ 體電路301以及天線3 02。藉由貼合該覆蓋構 基底3 03,而得到如圖15C之狀態。在圖15 C 積體電路301以及天線3 02之位置,該覆蓋構 透明元件而示,以可看到該積體電路3 0 1以及: 接著,如圖15D所示,該ID晶片307係 '及畫線而將該多數組織積體電路301以及天線 割。 雖然本發明係展示將天線3 02以及積體電 φ 剝除之例子,但是本發明並不限於此。該天線 在該基底303之上,而該積體電路301以及天 體電路301被貼合至該基底3 03時而電連接。 積體電路301貼合至該基底3 03之後,該天線 與該積體電路301電連接。或者,該天線可事 蓋構件3 05之上,而該積體電路3()1以及天線 構件305被貼合至該基底303時而電連接。 當基底303以及覆蓋構件305係爲撓性時 加壓力於其上而使用該ID晶片307。根據本 接個一個被 此。可剝除 合至該基底 合至該基底 。在貼合其 以覆蓋該積 件3 05至該 中爲了標明 件305係以 R 線 302。 根據切割以 3 02完全分 路301 —起 可事先形成 線可在當積 或者,在將 可被貼合以 先形成在覆 可在當覆蓋 ,其可以施 發明,該施 -46- (44) 1356440 加至ID晶片3 07之壓力可使用壓力釋放膜而釋放某種程 度之壓力。因此,其可避免由於鹼金屬、鹼土金屬或是物 器進入至該半導體膜而產生壓力之副作用對於半導體元件 特性之影響。 注意,形成在玻璃基底上之ID晶片可稱爲IDG晶片 (辨識玻璃晶片),且覆蓋在該撓性基底上之ID晶片可 稱爲IDF晶片(辨識撓性晶片)^ B 本發明可自由於實施例1至6相結合。 .[實施例8] 本實施例係描述當形成於基底上之多數個積體電路被 剝除時所形成之溝槽形狀。圖1 6A係爲基底603之上視 圖。圖16B係爲在圖16A之線A-A’之切面圖。 積體電路602係形成在剝除層604之上,而該剝除層 6〇4係形成在基底603之上。該溝槽係形成在個別積體電 • 路602之間,而具有暴露該剝除層604的程度的深度。在 此實施例,多數個積體電路602係非整個分割,而係部分 分割。 圖16C以及16D係展示藉由將蝕刻氣體流入至如圖 16A至16B所示之溝槽而鈾刻以移除該剝除層604之後之 基底。圖16C係爲基底60 3之上視圖,而圖16D係爲沿著 圖16C之A-A ’之切面圖。注意,該剝除層604係自溝槽 6〇1至由虛線605所標示之區域之範圍而蝕刻。如圖16C 至16D所示,該多數個積體電路602係被分割而部分相互 -47- (45) 1356440 連接。因此,其可避免在蝕刻該剝除層604之後由於失去 支撐而移動該多數個積體電路602。 在得到圖16C以及16D之基底603之後’具有黏接有 黏接試劑之條帶被貼合至該積體電路6 02並被剝除’使得 該積體電路602自該基底603剝除。之後’在分割該被剝 除之積體電路602之前或是之後,其可分別被貼合至所製 出之基底。 本實施例係展示製造ID晶片之方法的一個例子’而 本發明之ID晶片之製造方法並不限於本實施例所示者。 本實施例可自由於實施例1至7之一個相結合。 [實施例9 ] 此實施例係描述本發明ID晶片之應用。 本發明形成在撓性基底上之該ID晶片係適合於貼附 於具有彎曲表面之物件或是撓性物件。根據本發明之ID φ 晶片之隨機存取記憶體ROMROM,可避免貼附有ID晶片 之物件之僞造。且,其可有效應用本發明之ID晶片於商 業價値大大受到生產區域 '生產者、或是類似者所影響之 雜貨,因爲生產區域、生產者或是類似者之僞造可以低成 本而避免。 特別是’本發明之ID晶片可貼附一具有物件資訊之 標籤,像是簡要標籤(docket)、價格標籤、名稱板以及 類似者。或者,ID晶片本身可使用爲該標籤。進一步, 本發明之ID晶片可貼附於對應於表示真實性之對應文件 -48- (46) (46)1356440 之證明書上’例如族群鑄側之拷貝、居所證明、護照、證 件 '辨識卡、現今卡、預付卡、病例卡、通勤卡以及類似 者。此外’該ID晶片可貼附於對應於顯示私人法律財產 之安全性之有效證券,例如,帳單、支票、經營帳單 '借 支帳單、房屋收據、股票證明、債券、商品折價券 '房屋 貸款證明以及類似者。 圖17A展示結合有本發明ID晶片1 302之支票的例 子。雖然該ID晶片1 3 02係被接合於圖17A之支票1301 之內側,但是該ID晶片1 3 02亦可暴露於外側。 圖17B展示有本發明ID晶片1 3 03接合之護照 1 3 04。雖然該ID晶片1 3 03係貼附於護照之上表面,但是 該ID晶片1 303亦可貼附於該護照1 3 04之另一頁上。 圖1 7C係展示貼附有本發明ID晶片之商品折價券 1 3 06。該ID晶片可貼附於商品折價券1 3 06之內側或是暴 露於該表面。 因爲由使用具有TFT之積體電路而形成之ID晶片係 廉價且爲薄,因此本發明之ID晶片式和應用於最終有消 費者丟棄之ID晶片。特別是使用在使用ID晶片以購買只 有少量金錢(像是數日圓至數十日圓)會影響銷路之產 品,本發明之ID晶片之包裝材質具有其優點。該包裝材 質可例如爲經成形或是可成形之支撐媒體以封裝像是塑膠 包裝、塑膠瓶、淺盤、小盒子。 圖18A係展示銷售用之午餐盒使用接合有本發明ID 晶片1307之包裝材質而被包裝。當午餐盒之價格或是類 -49- (49)1356440 圖21係爲第二區之SEM影像。 【主要元件符號說明】
10 1 光點 102 第一區 103 第二區 104 作用層 105 作用層 120 1 TFT 1202 接線 1203 黏接試劑 1204 第三層間絕緣膜 1205 負載構件 1206 天線 12 10 基底 12 11 ' 1212' 1213 T 12 14 基膜 130 1 支票 1302 、1303 ID 晶片 1304 護照 1306 商品折價券 13 07 ID晶片 1309 午餐盒 13 10 標籤 -52- (53)1356440
703 雜質區 704 通道形成區 705 島狀半導體膜 706 閘極絕緣膜 707 閘極 707a ' 707b 導電 70 8、 7 09 側壁 7 10 L D D區 7 11 島狀半導體膜 7 12 雜質區 7 13 通道形成區 72 1 η通道TFT 722 P通道TFT 72 8 ' 729 側壁 74 1 η通道TFT 742 P通道TFT 743 雜質區 744 通道形成區 745 島狀半導體膜 746 閘極絕緣膜 747 閘極 748 保護膜 750 L D D丨品. 75 1 島狀半導體膜 -56- 1356440
(54) 752 雜 75 3 通 80 1 記 802 讀 803 記 804 參 805 差 806 閂 807 字 808 位 8 10、 8 11 820 記 82 1、 822 823 讀 824、 825 826 ' 827 828 差 829 閂 840 讀 84 1 移 842 切 843 正 844 記 845、 846 質區
道形成區 億體格陣列 出電路 億體格 考記億體格 動放大器電路 鎖電路 元線 元線 TFT
億體格陣列 記憶體格 出電路 TFT 位元線 動放大器電路 鎖電路 出電路 位暫存器 換元件 反器電路 憶體格陣列 記憶體格 -57- 1356440
(55) 900 天線 90 1 積體電路 902 天線線圏 903 電容元件 904 調變電路 905 校正電路 906 微處理器 907 記憶體 908 開關 909 解調變電路 9 10 隨機存取記憶體ROM
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Claims (1)

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第094105662號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年10月日修正 十、申請專利範圍 1. —種半導體裝置,包含: 一積體電路,包括一第一薄膜電晶體以及一第二薄膜 電晶體;以及 - 一天線,電連接於該積體電路, 其中第二薄膜電晶體之源極區以及汲極區之一個係連 接至該第二薄膜電晶體之閘,極,, 其中該第一薄膜電晶體係由半導體膜之第一區而形成 其中該第二薄膜電晶體係由半導體膜之第二區而形成 y 其中該第一區在結晶性上係較該第二區爲佳。 2. —種半導體裝置,包含: 一積體電路,包括一第一薄膜電晶體以及一第二薄膜 電晶體;以及 一天線,電連接於該積體電路, 其中該積體電路包含: —記憶體格; 一微處理器;以及 一校正電路以將由天線輸入至該連接端之交錯信號產 生爲一電力供應電壓,一解調變器電路以形成由解調變該 交錯信號而形成之信號,以及一調變器電路以藉由根據以 1356440 信號而讀取自該記億體格之資料而控制一開關而調變施加 至該天線的一負載,和連接端之至少之一; #中該第一薄膜電晶體係形成在該微處理器中, #中該第一薄膜電晶體係自半導體膜之第一區而形成 * #中該第二薄膜電晶體係形成在該記憶體格中, 其中該第二薄膜電晶體係自該半導體膜之第二區而形 成, 其中該第二薄膜電晶體之源極區以及汲極區之一個係 連接至第二薄膜電晶體之閘極,以及 其中該第一區之結晶性係較該第二區者爲佳》 3· —種半導體裝置,包含: —積體電路,包括一第一薄膜電晶體以及一第二薄膜 電晶體;以及 一天線,電連接於該積體電路, 其中第二薄膜電晶體之源極區以及汲極區之一個係連 接至該第二薄膜電晶體之閘極, 其中該第一薄膜電晶體係由半導體膜之第一區而形成 其中該第二薄膜電晶體係由半導體膜之第二區而形成 其中該第一區係包含在一方向上連續增長之晶粒,以 及 其中該第二區包含具有直徑爲第二薄膜電晶體之通道 -2- 1356440 s 長度之一半至該通道長度之三倍之範圍中之晶粒。 4· 一種半導體裝置,包含: —積體電路,包括一第一薄膜電晶體以及一第二薄膜 電晶體;以及 —天線,連接於該積體電路, 其中該積體電路包含: 一記憶體格; 一微處理器;以及 一校正電路以將由天線輸入至該連接端之交錯信號產 生爲一電力供應電壓,一解調變器電路以形成由解調變該 交錯信號而形成之信號’以及一調變器電路以藉由根據以 丨g @而讀取自該記憶體格之資料而控制一開關而調變施加 g該天線的一負載,和連接端之至少之一; g中該第一薄膜電晶體係形成在該微處理器中, #中該第一薄膜電晶體係自半導體膜之第一區而形成 g中該第二薄膜電晶體係形成在該記憶體格中, $中該第二薄膜電晶體係自該半導體膜之第二區而形 成, #中該第二薄膜電晶體之源極區以及汲極區之一個係 _接至第二薄膜電晶體之閘極’ g中該第一區係包含在一方向上連續增長之晶粒,以 及 其中該第二區包含具有直徑爲第二薄膜電晶體之通道 -3- 1356440 長度之一半至該通道長度之三倍之範圍中之晶粒。 5. 如申請專利範圍第3項或第4項之半導體裝置, 其中該第一薄膜電晶體之作用層係經建搆爲在方向上遵守 電載波移動之方向》 6. —種半導體裝置,包含: 一積體電路,包括一第一薄膜電晶體以及一第二薄膜 電晶體;以及 一天線,電連接於該積體電路, 其中第二薄膜電晶體之源極區以及汲極區之一個係連 接至該第二薄膜電晶體之閛極, 其中該第一薄膜電晶體係由以連續波雷射而結晶之半 導體膜之第一區而形成, 其中該第二薄膜電晶體係由半導體膜之第二區而形成 其中該第一區在結晶性上係較該第二區爲佳。 7. —種半導體裝置,包含: 一積體電路,包括一第一薄膜電晶體以及一第二薄膜 電晶體:以及 一天線,連接於該積體電路, 其中該積體電路包含: —記憶體格; —微處理器;以及 . 一校正電路以將由天線輸入至該連接端之交錯信號產 生爲一電力供應電壓,一解調變器電路以形成由解調變該 -4 - 1356440 交錯信號而形成之信號,以及一調變器電路以藉由根據以 信號而讀取自該記憶體格之資料而控制一開關而調變施力口 至該天線的一負載,和連接端之至少之一; 其中該第一薄膜電晶體係形成在該微處理器中, 其中該第一薄膜電晶體係自以連續波雷射而結晶之半 導體膜之第一區而形成, 其中該第二薄膜電晶體係形成在該記憶體格中, 其中該第二薄膜電晶體係自該半導體膜之第二區而形 成, 其中該第二薄膜電晶體之源極區以及汲極區之一個係 連接至第二薄膜電晶體之閘極,以及 其中該第一區之結晶性係較該第二區者爲佳。 8. 如申請專利範圍第6項或第7項之半導體裝置, 其中該第一區包括在連續波雷射之掃猫方向連續增長之晶 9. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置,其中該第 一薄膜電晶體之作用層係建構爲掃猫方向遵守電載波移動 之方向。 10. 如申請專利範圍第6項或第7項之半導體裝置, 其中該第二區包含具有直徑爲第二薄膜電晶體之通道長度 之一半至該通道長度之三倍之範圍中之晶粒。 11. —種半導體裝置之製造方法,包含: 膜 • , 1-·-° 膜體 1導 導半 半該 之射 構照 結而 形束 晶光 非射 有雷 具用 成使 形而 上瞄 底掃 基向 1 方 第一 一 在 在以 -5- 1356440 藉此在該半導體膜中形成一第一區以及第二區;以及 使用在該半導體膜之第一區而形成包含一第一薄膜電 晶體之積體電路,以及使用在半導體膜之第二區而形成包 含一第二薄膜電晶體之記億體格陣列, 其中該第一區在結晶性上係較第二區爲佳。 I2·如申請專利範圍第11項之半導體裝置之製造方 法,其中該積體電路包含: 一記憶體格; —微處理器;以及 一校正器電路,一解調變器電路,一調變器電路,和 連接端之至少之一。 13. 如申請專利範圍第11項之半導體裝置之製造方 法, 其中該第二薄膜電晶體包含一閘極、源極區以及一汲 極區》以及 其中該閘極係電連接至該源極區以及汲極區之一個。 14. 如申請專利範圍第1 1項之半導體裝置之製造方 法,進一步包含形成一天線。 15. 如申請專利範圍第14項之半導體裝置之製造方 法, 其中形成該積體電路以及記億體格陣列之步驟包含形 成閘極之程序,以及 其中形成該天線之步驟係在與形成該閘極之程序之同 時而執行。 -6- 1356440 16. 如申請專利範圍第14項之半導體裝置之製造方 法, 其中形成該積體電路以及記億體格陣列之步驟包含形 成一源極以及一汲極的一個之程序,以及 其中該天線之形成步驟係在與形成該源極與汲極之一 個之程序而同時執行。 17. 如申請專利範圍第11項之半導體裝置之製造方 法,進一步包含: 在一第二基底之上形成一天線;以及 貼合該第一基底至該第二基底,以在第一基底以及第 二基底之間夾置該積體電路,記憶體格陣列以及天線。 18. 如申請專利範圍第11項之半導體裝置之製造方 法, 其中該雷射光束係爲連續波雷射光束,以及 其中該第一區包含在掃瞄該連續波雷射光束之方向而 連續增長之晶粒。 19. 如申請專利範圍第11項之半導體裝置之製造方 法, 其中該第一薄膜電晶體之作用層經建構使得當電流通 過該第一薄膜電晶體時,掃瞄雷射光束之方向係遵守電載 子在作用層移動之方向。 20. 如申請專利範圍第11項之半導體裝置之製造方 法,進一步包含: 在形成該半導體膜之前於第一基底之上形成一基膜; 1356440 在形成該半導體膜之前於該基膜之上形成一剝除層; 自該第一基底剝除該積體電路以及該記憶體格陣列; 以及 將該被剝除之積體電路以及該記億體格陣列貼合於一 第二基底。 21. 如申請專利範圍第11項之半導體裝置之製造方 法,其中該第一基底係選自以玻璃基底、石英基底、陶瓷 基底以及金屬基底所組成之群組。 22. 如申請專利範圍第20項之半導體裝置之製造方 法,其中該第二基底係爲撓性並選自以紙基底以及塑膠基 底所組成之群組。 23. 如申請專利範圍第20項之半導體裝置之製造方 法, 其中自該第一基底而剝除該積體電路與該記億體格陣 列之步驟包含: 在積體電路以及記億體格陣列之邊緣區中形成一溝槽 以經由該剝除層而暴露該基膜; 將一蝕刻氣體流至該溝槽,以移除該剝除層。
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