專(zhuān)利名稱(chēng)：限幅器以及采用限幅器的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用半導(dǎo)體薄膜制作的限幅器。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及到采用限幅器的能夠進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
能夠進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信的諸如ID芯片或IC卡之類(lèi)的半導(dǎo)體器件，已經(jīng)在各種領(lǐng)域內(nèi)得到了實(shí)際使用，且作為一種新的通信信息終端而有望進(jìn)一步擴(kuò)展其市場(chǎng)。ID芯片也被稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、RFID(射頻識(shí)別)標(biāo)簽、或IC標(biāo)簽。目前被實(shí)際使用的ID芯片和IC卡各具有天線(xiàn)和利用半導(dǎo)體襯底制作的集成電路。
ID芯片或IC卡能夠經(jīng)由無(wú)線(xiàn)電波而與讀出器/寫(xiě)入器進(jìn)行通信。具體地說(shuō)，集成電路利用從讀出器/寫(xiě)入器發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電波在天線(xiàn)中產(chǎn)生的AC電壓而工作，且從集成電路輸出的信號(hào)被用于天線(xiàn)的負(fù)載調(diào)制，信號(hào)從而能夠被發(fā)射到讀出器/寫(xiě)入器。

發(fā)明內(nèi)容
從讀出器/寫(xiě)入器發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電波的強(qiáng)度取決于標(biāo)準(zhǔn)；因此，ID芯片或IC卡的天線(xiàn)中產(chǎn)生的AC電壓幅度通常都在預(yù)定的范圍內(nèi)。但若ID芯片或IC卡被暴露于由例如來(lái)自外部電子裝置的不希望有的輻射所造成的超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)的大幅度無(wú)線(xiàn)電波，則在天線(xiàn)中就出現(xiàn)超過(guò)預(yù)定范圍的過(guò)量AC電壓。當(dāng)集成電路的半導(dǎo)體元件中流動(dòng)的電流隨著這一過(guò)量AC電壓而急劇增大時(shí)，集成電路就可能由于介質(zhì)擊穿而被損壞。
特別是近年來(lái)，半導(dǎo)體元件的承受電壓由于其小型化而趨向于減小。因此，配備有過(guò)流保護(hù)電路的ID芯片或IC卡，對(duì)于改善其可靠性是極為有效的。限幅器是一種幅度限制器，它將輸出電壓保持為不超過(guò)預(yù)定的電壓(極限電壓)，而不管輸入電壓如何，這是一種用于上述過(guò)流保護(hù)的電路。
圖20A是電路圖，示出了限幅器的一般例子。附圖標(biāo)記1901表示電阻器，1902表示其柵極(G)和漏極(D)彼此連接的(連接成二極管的)晶體管。來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器1901的兩個(gè)端子中的第一端子。晶體管1902的柵極和漏極被連接到電阻器1901的第二端子，晶體管的源極(S)被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器1901第二端子處的電壓對(duì)應(yīng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使過(guò)量的電壓Vin從輸入端子被輸入，正向偏置電流也在晶體管1902中流動(dòng)，輸出端子處的電壓Vout從而能夠被保持為不大于極限電壓。但由于此極限電壓依賴(lài)于連接成二極管的晶體管的特性，故難以精確地控制此極限電壓。
圖20B示出了晶體管1902的漏極-源極電壓Vds與漏極電流Id之間的關(guān)系。正向電壓降Vf依賴(lài)于晶體管1902的閾值電壓Vth。在圖20A所示限幅器的情況下，極限電壓等于正向電壓降Vf，因此，閾值電壓Vth的變化對(duì)極限電壓的變化有直接的影響。
因此，當(dāng)晶體管1902的特性變化時(shí)，就難以精確地控制限幅器輸出端子處的電壓Vout，集成電路就無(wú)法按所希望的規(guī)格工作，集成電路甚至可能由于介質(zhì)擊穿而被損壞。
而且，與玻璃襯底等相比，用來(lái)形成集成電路的半導(dǎo)體襯底價(jià)格更昂貴、適應(yīng)性較差、機(jī)械強(qiáng)度較低。借助于減小集成電路本身的面積，機(jī)械強(qiáng)度能夠被提高一定程度。但在這種情況下，難以保持電路的規(guī)模，ID芯片或IC卡的用途因而受到限制。因此，若重點(diǎn)是保持集成電路的電路規(guī)模，則集成電路的面積不能減小太多，這就限制了機(jī)械強(qiáng)度的提高。
考慮到上述情況，本發(fā)明提供了一種能夠精確地控制極限電壓的限幅器。本發(fā)明還提供了一種能夠精確地控制極限電壓的半導(dǎo)體器件。而且，本發(fā)明提供了一種采用此限幅器的半導(dǎo)體器件，其中，能夠在保持電路規(guī)模的情況下提高集成電路的機(jī)械強(qiáng)度。本發(fā)明還提供了一種價(jià)廉的半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明的限幅器的特征在于采用具有浮柵的疊層?xùn)啪w管作為二極管。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明的限幅器的特征在于具有包括一對(duì)摻雜區(qū)的半導(dǎo)體；形成在半導(dǎo)體上的第一絕緣膜；第一電極(浮柵)，此第一電極(浮柵)形成于夾在一對(duì)半導(dǎo)體摻雜區(qū)之間的區(qū)域上、以第一絕緣膜(第一柵絕緣膜)插入其間；形成在第一電極上的第二絕緣膜(第二柵絕緣膜)；以及形成在第一電極上的第二電極(控制柵)、以第二絕緣膜插入其間。本發(fā)明的限幅器的特征還在于一對(duì)摻雜區(qū)之一被電連接到第二電極。
根據(jù)具有浮柵的晶體管，借助于控制積累在浮柵中的電荷量，能夠修正晶體管的閾值電壓Vth的變化。
諸如ID芯片或IC卡之類(lèi)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，其特征在于具有配備有上述限幅器的集成電路。若薄膜晶體管(TFT)被用作晶體管，則集成電路以及限幅器中的電路也由利用半導(dǎo)體薄膜形成的半導(dǎo)體元件制造。
除了集成電路之外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件還可以包括天線(xiàn)。此集成電路利用天線(xiàn)中產(chǎn)生的AC電壓來(lái)工作，并借助于對(duì)天線(xiàn)中感應(yīng)的AC電壓進(jìn)行調(diào)制而將信號(hào)發(fā)射到讀出器/寫(xiě)入器。此天線(xiàn)和集成電路可以被制作在同一個(gè)襯底上，或天線(xiàn)可以與集成電路分別制作，然后對(duì)其進(jìn)行連接。這種天線(xiàn)與集成電路被制作在同一個(gè)襯底上的ID芯片也被稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)芯片。
此集成電路可以被直接形成在襯底上，或可以在制作于襯底上之后被固定到另一襯底。優(yōu)選利用選自下列各種方法的一種方法來(lái)將集成電路固定到另一襯底，諸如其中金屬氧化物被形成在高度抗熱襯底與集成電路之間，并利用晶化來(lái)弱化此金屬氧化物，以便將集成電路從襯底取下，然后將其固定到另一襯底的方法；其中在高度抗熱襯底與集成電路之間形成剝離層，并利用激光輻照或蝕刻來(lái)清除此剝離層，以便將集成電路從襯底取下，然后將其固定到另一襯底的方法；以及其中其上形成集成電路的高度抗熱的襯底被機(jī)械地清除，或者利用溶液或氣體進(jìn)行蝕刻而從襯底取下此集成電路，再將其固定到另一襯底的方法。
作為變通，借助于彼此固定分別制作的集成電路，這些集成電路可以被堆疊，從而提高電路規(guī)模和存儲(chǔ)容量。由于與制作在半導(dǎo)體襯底上的集成電路相比，采用半導(dǎo)體薄膜的集成電路的厚度被顯著地減小，故可以堆疊多個(gè)集成電路，同時(shí)在一定程度上保持這些集成電路的機(jī)械強(qiáng)度。利用諸如倒裝芯片鍵合、TAB(帶自動(dòng)鍵合)、以及金屬絲鍵合之類(lèi)的已知方法，堆疊的各個(gè)集成電路可以被彼此連接。
本發(fā)明還包括采用上述ID芯片的包裝材料、標(biāo)簽、證書(shū)、票據(jù)、以及證卷。本發(fā)明中的包裝材料相當(dāng)于諸如塑料包裝、塑料瓶、托盤(pán)、以及封殼之類(lèi)的用來(lái)包裝物件的可成形或已成形的支持物。本發(fā)明中的標(biāo)簽相當(dāng)于諸如發(fā)貨標(biāo)簽、價(jià)格標(biāo)簽、以及名稱(chēng)標(biāo)簽之類(lèi)的貼到物件上的具有物件數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。本發(fā)明中的證書(shū)相當(dāng)于諸如戶(hù)口簿、駕照、護(hù)照、執(zhí)照、身份證、會(huì)員證、信用卡、現(xiàn)金卡、預(yù)付卡、病歷卡、以及月票之類(lèi)的證明真實(shí)情況的文件。本發(fā)明中的證卷相當(dāng)于諸如交易票據(jù)、支票、收據(jù)、提貨單、倉(cāng)庫(kù)收據(jù)、股票、債卷、贈(zèng)予證明、以及抵押證明之類(lèi)的證明私有財(cái)產(chǎn)權(quán)利的證書(shū)。
根據(jù)本發(fā)明的限幅器，優(yōu)選利用具有浮柵的晶體管作為二極管，借助于修正晶體管閾值電壓的變化，并最終修正正向電壓降Vf的變化，來(lái)精確地控制極限電壓。特別是在采用TFT的情況下，能夠制作半導(dǎo)體器件而不采用昂貴的半導(dǎo)體襯底，雖然TFT特性的變化大于制作在半導(dǎo)體襯底上的晶體管的特性變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的限幅器，即使采用由價(jià)廉襯底制作的TFT也能精確地控制極限電壓，故這是優(yōu)選的。
在諸如ID芯片或IC卡之類(lèi)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，上述限幅器被提供在集成電路中，因而可以得到精確的極限電壓。于是，集成電路以所希望的規(guī)格工作，從而可以防止由于介質(zhì)擊穿而被損壞。而且，當(dāng)集成電路以及限幅器中的電路也由用半導(dǎo)體薄膜制作的半導(dǎo)體元件構(gòu)成時(shí)，即，可以利用價(jià)廉的襯底來(lái)制作半導(dǎo)體器件。因此，半導(dǎo)體器件的成本可以被降低。
若利用由半導(dǎo)體薄膜形成的半導(dǎo)體元件來(lái)制造集成電路，則希望利用柔性襯底來(lái)得到提高了的機(jī)械強(qiáng)度，而無(wú)須使集成電路的面積小如采用半導(dǎo)體襯底的集成電路。結(jié)果，集成電路的機(jī)械強(qiáng)度可以被提高，同時(shí)保持電路規(guī)模，導(dǎo)致諸如ID芯片或IC卡之類(lèi)的半導(dǎo)體器件的用途范圍更為廣闊。


圖1A是本發(fā)明限幅器的電路圖，而圖1B示出了晶體管102的漏極-源極電壓Vds與漏極電流Id之間的關(guān)系。
圖2A-2C參照?qǐng)D102的電路圖示出了柵極電壓與電荷量之間的關(guān)系。
圖3A是本發(fā)明的ID芯片的透視圖，而圖3B是本發(fā)明的IC卡的透視圖。
圖4A和4B是方框圖，示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的功能結(jié)構(gòu)。
圖5A-5C是本發(fā)明的限幅器的電路圖。
圖6A和6B是本發(fā)明的限幅器的電路圖。
圖7是本發(fā)明的限幅器的電路圖。
圖8是包括在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的限幅器、脈沖發(fā)生電路、以及升壓電路的方框圖。
圖9A-9E示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖10A-10E示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖11A-11E示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖12A-12C示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖13A和13B示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖14示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖15A和15B是本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的剖面圖。
圖16A和16B是本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的剖面圖。
圖17A-17D示出了采用大襯底的多個(gè)本發(fā)明半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖18A-18C示出了本發(fā)明的ID芯片的各種用途。
圖19A和19B示出了本發(fā)明的ID芯片的各種用途。
圖20A是常規(guī)限幅器的電路圖，而圖20B示出了晶體管1902的漏極-源極電壓Vds與漏極電流Id之間的關(guān)系。
圖21是流程圖，示出了修正和讀出極限電壓的工作過(guò)程。
具體實(shí)施例方式
雖然將參照附圖用實(shí)施方案模式的方式來(lái)充分地描述本發(fā)明，但要理解的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)，各種改變和修正是顯而易見(jiàn)的。因此，除非這種改變和修正偏離了以下所定義的本發(fā)明的范圍，否則就應(yīng)該認(rèn)為是包括在其中。
圖1A是電路圖，示出了本發(fā)明限幅器的一個(gè)例子，此限幅器限制了來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最大值。附圖標(biāo)記101表示電阻器，附圖標(biāo)記102表示連接成二極管的晶體管。用于本發(fā)明的晶體管102具有浮柵(FG)和控制柵(CG)兩個(gè)柵極，而連接成二極管的晶體管意味著其控制柵極與漏極被彼此連接的晶體管。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器101的兩個(gè)端子中的第一端子。電阻器101的第二端子被連接到晶體管102的源極或漏極。具體地說(shuō)，由于晶體管102在圖1A中是N溝道晶體管，故其控制柵極和漏極被連接到電阻器101的第二端子，且晶體管102的源極(S)被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。另一方面，若晶體管102是P溝道晶體管，則其源極被連接到電阻器101的第二端子，且晶體管102的控制柵極和漏極被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器101第二端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使過(guò)量的電壓Vin從輸入端子輸入，晶體管102形成的二極管的正向電壓降也將輸出端子處的電壓Vout保持在不大于極限電壓。此極限電壓依賴(lài)于連接成二極管的晶體管102的正向電壓降。
本發(fā)明的限幅器并非必須包括電阻器101。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管102的控制柵極和漏極，且晶體管102所下降的控制柵極-漏極電壓被饋送到后級(jí)中的電路作為限幅器輸出端子處的電壓Vout。
圖1B示出了晶體管102的漏極-源極電壓Vds與漏極電流Id之間的關(guān)系。在圖1B中，曲線(xiàn)103示出了在其中沒(méi)有電荷被聚集在浮柵中的初始狀態(tài)中，電壓Vds與漏極電流Id之間的關(guān)系。同時(shí)，曲線(xiàn)104示出了在修正之后的其中電荷被聚集在浮柵中的狀態(tài)下，電壓Vds與漏極電流Id之間的關(guān)系。注意，Vf1是晶體管102在初始狀態(tài)中的正向電壓降，而Vf2是晶體管102在修正之后的狀態(tài)中的正向電壓降。
此正向電壓降依賴(lài)于晶體管102的閾值電壓Vth。根據(jù)本發(fā)明，晶體管102的閾值電壓Vth由于電荷在浮柵中的聚集而偏移，正向電壓降從而能夠如曲線(xiàn)103和104所示從Vf1被提高到Vf2。根據(jù)本發(fā)明，正向電壓降也能夠由于電荷在浮柵中的聚集而被降低。
聚集在浮柵中的電荷量能夠被控制柵與源極之間的電壓(柵極電壓)控制。參照?qǐng)D2A-2C來(lái)描述柵極電壓與電荷量之間的關(guān)系。
圖2A是晶體管102在閾值電壓向正側(cè)偏移情況下的電路圖。電壓Vcg相當(dāng)于饋送到控制柵的電壓，而Vs相當(dāng)于饋送到源極的電壓。在圖2A中，電壓Vcg與電壓Vs之間存在一個(gè)電壓差，此電壓差足夠大以使得由熱電子注入或隧穿電流將負(fù)電荷聚集在浮柵中。假設(shè)負(fù)電荷能夠在柵極電壓Vwe下被熱電子注入或隧穿電流聚集，則電壓Vcg和電壓Vs可以被設(shè)定成滿(mǎn)足Vcg-Vs＝Vwe。在圖2A中，例如電壓Vcg為12V，電壓Vs為0V。
如圖2A所示，負(fù)電荷被熱電子注入或隧穿電流聚集在晶體管102的浮柵中，晶體管102的閾值電壓從而能夠向正側(cè)偏移。
若晶體管102的閾值電壓在修正之前是未知的，或不能肯定被熱電子注入或隧穿電流偏移了多少，則可以讀出修正之后的閾值電壓，以便確定此數(shù)值是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。
圖2B是晶體管102在讀出修正的閾值電壓Vth或極限電壓的情況下的電路圖。在圖2B中，電壓Vcg與電壓Vs之間的電壓差在其中聚集在浮柵中的電荷量不改變的范圍內(nèi)變化。當(dāng)Vcg-Vs等于修正的閾值電壓或以上時(shí)，晶體管102導(dǎo)通。因此，借助于每當(dāng)Vcs-Vs改變時(shí)測(cè)量晶體管102的漏極電流，就能夠確定修正的閾值電壓是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。
假設(shè)被隧穿電流聚集在浮柵中的負(fù)電荷能夠在柵極電壓Vwh下被拉出，則電壓Vcg和電壓Vs可以被具體地設(shè)定在滿(mǎn)足Vwh＜(Vcg-Vs)＜Vwe的范圍內(nèi)。在圖2B中，例如電壓Vcg是0-8V，而電壓Vs是0V。
若修正的閾值電壓處于較預(yù)定范圍的更負(fù)側(cè)，則借助于再次執(zhí)行圖2A所示的操作，閾值電壓能夠向正側(cè)偏移成處于預(yù)定的范圍內(nèi)。另一方面，若修正的閾值電壓處于較預(yù)定范圍的更正側(cè)，則借助于將被隧穿電流聚集在浮柵中的負(fù)電荷拉出，閾值電壓能夠向負(fù)側(cè)偏移成處于預(yù)定的范圍內(nèi)。
圖2C是晶體管102在將閾值電壓Vth向負(fù)側(cè)修正的情況下的電路圖。在圖2C中，電壓Vcg與電壓Vs之間的電壓差足夠大以使得將被隧穿電流聚集在浮柵中的負(fù)電荷拉出。具體地說(shuō)，電壓Vcg和電壓Vs可以被設(shè)定成滿(mǎn)足Vcg-Vs＝Vwh。在圖2C中，例如電壓Vcg為-15V，而電壓Vs為0V。
如圖2C所示，聚集在晶體管102的浮柵中的負(fù)電荷被拉出，以減少聚集在浮柵中的負(fù)電荷量，晶體管102的閾值電壓從而能夠向負(fù)側(cè)偏移。
在此實(shí)施方案模式中，若有需要，晶體管的閾值電壓向正側(cè)被偏移，然后向負(fù)側(cè)被偏移。但本發(fā)明不局限于此。例如，如圖2C所示，晶體管的閾值電壓僅僅向負(fù)側(cè)偏移。
雖然圖1A和1B以及圖2A-2C中用作二極管的晶體管是N溝道晶體管，但本發(fā)明不局限于此。本發(fā)明的限幅器也可以采用P溝道晶體管作為二極管。但采用P溝道晶體管作為晶體管102的情況不同于采用N溝道晶體管的情況之處在于，當(dāng)Vcg-Vs等于或小于修正的閾值電壓時(shí)，晶體管102能夠?qū)ā?br> 在晶體管102的閾值電壓如圖2A-2C所示被修正的情況下，閾值電壓的改變量依賴(lài)于修正的時(shí)間以及柵極電壓。因此，借助于控制修正的時(shí)間以及柵極電壓，晶體管102的閾值電壓按需要進(jìn)行修正。
雖然在圖1A和1B以及圖2A-2C中的限幅器內(nèi)僅僅提供了一個(gè)連接成二極管的晶體管，但本發(fā)明不局限于此。本發(fā)明的限幅器可以包括串聯(lián)連接的多個(gè)連接成二極管的晶體管，連接在端部處的一個(gè)晶體管被連接到電阻器。在此情況下，極限電壓等于每個(gè)晶體管正向電壓降Vf的總和。
可以借助于在半導(dǎo)體器件中提供連接到晶體管102的控制柵、源極、或漏極的連接端子，并控制此連接端子來(lái)自半導(dǎo)體器件外面的電壓，來(lái)控制電壓Vcg和電壓Vs。或者，可以在半導(dǎo)體器件內(nèi)部提供用來(lái)控制晶體管102的控制柵、源極、或漏極的電壓的電路。
圖1A和1B以及圖2A-2C所述的是本發(fā)明限幅器的例子，此限幅器限制了來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最大值，但本發(fā)明不局限于此。本發(fā)明的限幅器還可以具有限制來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最小值的功能。若N溝道晶體管被用于此情況，則其源極被連接到電阻器的第二端子，且其控制柵極和漏極被饋以諸如Vdd(Vdd＞GND)之類(lèi)的恒定電壓。同時(shí)，若P溝道晶體管被采用，則其控制柵極和漏極被連接到電阻器的第二端子，且其源極被饋以諸如Vdd之類(lèi)的恒定電壓。
同樣，在限制來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最小值的限幅器的情況下，修正和讀出操作中電壓Vcg、Vs、Vwe、以及Vwh之間的關(guān)系可以相似于圖2A-2C的情況被設(shè)定。
可以在完成半導(dǎo)體器件之后來(lái)執(zhí)行圖2A-2C所示的修正和讀出操作。圖21是流程圖，示出了修正和讀出極限電壓的操作過(guò)程。
首先，在圖21中，當(dāng)半導(dǎo)體器件如2101所示被完成時(shí)，極限電壓如2103所示被讀出。若讀出的極限電壓在可允許的范圍內(nèi)，則半導(dǎo)體器件被確定是可接受的并被分類(lèi)成2104所示的良好產(chǎn)品。同時(shí)，若讀出的極限電壓不在允許的范圍內(nèi)，則半導(dǎo)體器件被確定為有缺陷的產(chǎn)品，并如2105所示，借助于控制浮柵中的電荷量來(lái)修正極限電壓。
在修正極限電壓之后，如2107所示讀出極限電壓，若讀出的極限電壓在可允許的范圍內(nèi)，則如2104所示，半導(dǎo)體器件被確定為可接受的并被分類(lèi)成良好產(chǎn)品。同時(shí)，若讀出的極限電壓不在允許的范圍內(nèi)，則半導(dǎo)體器件被確定為有缺陷的產(chǎn)品。
在確定為有缺陷的產(chǎn)品的半導(dǎo)體器件中，如2108所示，借助于控制浮柵中的電荷量，極限電壓被再次修正。若即使在上述操作被重復(fù)之后，半導(dǎo)體器件仍然是有缺陷的產(chǎn)品，則如2109所示，此半導(dǎo)體器件被分類(lèi)成次品。
借助于重復(fù)這些操作，能夠改善成品率。在圖21中，如2105和2108所示，浮柵中的電荷量被控制兩次。但也可以?xún)H僅被控制一次或3次或更多次。
接著描述的是上述限幅器被用于集成電路的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件。
圖3A是透視圖，示出了本發(fā)明半導(dǎo)體器件之一的ID芯片的一種模式。附圖標(biāo)記201表示集成電路，202表示連接到集成電路201的天線(xiàn)。附圖標(biāo)記203表示襯底，204表示覆蓋材料。集成電路201和天線(xiàn)202被形成在襯底203上，且覆蓋材料204重疊襯底203，以便覆蓋集成電路201和天線(xiàn)202。并非必須使用覆蓋材料204，但借助于用覆蓋材料204覆蓋集成電路201和天線(xiàn)202，能夠提高ID芯片的機(jī)械強(qiáng)度。
圖3B是透視圖，示出了本發(fā)明半導(dǎo)體器件之一的IC卡的一種模式。附圖標(biāo)記205表示集成電路，206表示連接到集成電路205的天線(xiàn)。附圖標(biāo)記208表示用作引入層的襯底，207和209表示覆蓋材料。集成電路205和天線(xiàn)206被形成在襯底208上，且襯底208被夾在兩個(gè)覆蓋材料207和209之間。本發(fā)明的IC卡可以具有連接到集成電路205的顯示器件。
現(xiàn)在描述的是包括在本發(fā)明半導(dǎo)體器件中的集成電路的一種具體結(jié)構(gòu)。圖4A是方框圖，示出了本發(fā)明半導(dǎo)體器件的功能結(jié)構(gòu)的一種模式。
在圖4A中，附圖標(biāo)記301表示集成電路，302表示天線(xiàn)。集成電路301包括整流電路303、時(shí)鐘發(fā)生電路304、調(diào)制電路306、解調(diào)電路305、限幅器307、以及邏輯電路部分308。邏輯電路部分308可以包括各種運(yùn)算電路和存儲(chǔ)器等。例如，SRAM、閃存、ROM、FeRAM(鐵電RAM)等可以被用作存儲(chǔ)器。
作為無(wú)線(xiàn)電波從讀出器/寫(xiě)入器發(fā)射的信號(hào)，在天線(xiàn)302中被電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成AC電壓。此AC電壓在解調(diào)電路305中被解調(diào)，且產(chǎn)生的信號(hào)被輸入到后級(jí)中的邏輯電路部分308。在整流電路303中，利用AC電壓來(lái)產(chǎn)生電源電壓。此電源電壓在提供于整流電路303后級(jí)的限幅器307中被修正成不大于極限電壓之后，被饋送到邏輯電路部分308。
邏輯電路部分308利用來(lái)自解調(diào)電路305的信號(hào)以及饋?zhàn)韵薹?07的電源電壓而工作。當(dāng)邏輯電路部分308工作時(shí)，信號(hào)從邏輯電路部分308被發(fā)射到調(diào)制電路306。調(diào)制電路306能夠根據(jù)來(lái)自邏輯電路部分308的信號(hào)來(lái)調(diào)制天線(xiàn)302的負(fù)載。讀出器/寫(xiě)入器于是能夠借助于接收作為無(wú)線(xiàn)電波的天線(xiàn)302的負(fù)載調(diào)制而接收來(lái)自邏輯電路部分308的信號(hào)。
雖然在圖4A中限幅器307被提供在整流電路303的后級(jí)中，但本發(fā)明不局限于此。限幅器307也可以被提供在整流電路的前級(jí)中?；蛘撸薹?07可以被提供在邏輯電路部分308內(nèi)的時(shí)鐘發(fā)生電路304的前級(jí)或后級(jí)中、調(diào)制電路306的前級(jí)或后級(jí)中、或解調(diào)電路305的前級(jí)或后級(jí)中等。
圖4B是方框圖，示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件在限幅器307被提供在整流電路303前級(jí)中的情況下的一種功能結(jié)構(gòu)模式。圖4B的各組成部分相同于圖4A所示的組成部分，用相同的附圖標(biāo)記表示。在圖4B的情況下，來(lái)自天線(xiàn)302的AC電壓在限幅器307中被修正成不大于極限電壓。然后，利用被修正成不大于極限電壓的AC電壓，在整流電路303中產(chǎn)生電源電壓。
利用電磁耦合方法、電磁感應(yīng)方法、微波方法、或其它的發(fā)射方法，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件能夠發(fā)射信號(hào)。特別是在電磁耦合方法或電磁感應(yīng)方法中，此半導(dǎo)體器件被暴露于大幅度的無(wú)線(xiàn)電波，過(guò)量的AC電壓因而可能出現(xiàn)在天線(xiàn)中。同樣，在微波方法或其它的發(fā)射方法中，可能在半導(dǎo)體器件的信號(hào)中產(chǎn)生噪聲。本發(fā)明的限幅器是如此的有效，以致于能夠防止在集成電路中產(chǎn)生由信號(hào)中過(guò)量AC電壓或噪聲所造成的介質(zhì)擊穿。
在本實(shí)施方案模式中，天線(xiàn)具有圓形或螺旋形導(dǎo)線(xiàn)，但本發(fā)明不局限于此。作為變通，導(dǎo)電膜也可以被用作天線(xiàn)。
本發(fā)明實(shí)施方案所述的是一種采用多個(gè)連接成二極管的晶體管的本發(fā)明的限幅器。
圖5A是本實(shí)施方案的限幅器的電路圖。在圖5A中，附圖標(biāo)記401表示電阻器，402和403表示連接成二極管的晶體管。晶體管402和403各具有浮柵(FG)和控制柵(CG)。雖然晶體管402和晶體管403在圖5A中都是N溝道晶體管，但它們中的一個(gè)或二者也可以是P溝道晶體管。無(wú)論在哪種情況下，所有連接成二極管的晶體管都被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器401的兩個(gè)端子中的第一端子。晶體管402和晶體管403被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向。具體地說(shuō)，在圖5A中，晶體管402的控制柵極和漏極(D)被連接到電阻器401的第二端子，晶體管403的控制柵極和漏極被連接到晶體管402的源極(S)，且晶體管403的源極被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器401第二端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
在多個(gè)連接成二極管的晶體管如圖5A所示被串聯(lián)連接的情況下，極限電壓等于每個(gè)晶體管正向電壓降Vf的總和。
圖5A所示的限幅器并非必須包括電阻器401。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管402的控制柵極和漏極，且晶體管402所下降的控制柵極-漏極電壓被饋送到后級(jí)中的電路作為限幅器輸出端子處的電壓Vout。
圖5B是不同于圖5A所示的本實(shí)施方案的限幅器的電路圖。在圖5B中，附圖標(biāo)記411表示電阻器，412和413表示連接成二極管的晶體管。晶體管412沒(méi)有浮柵，僅僅有柵極(G)。晶體管413具有浮柵(FG)和控制柵(CG)兩個(gè)柵極。雖然圖5B中的晶體管412和晶體管413都是N溝道晶體管，但它們中的一個(gè)或二者也可以是P溝道晶體管。無(wú)論在哪種情況下，所有連接成二極管的晶體管都被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器411的兩個(gè)端子中的第一端子。晶體管412和晶體管413被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向。具體地說(shuō)，在圖5B中，晶體管412的柵極和漏極(D)被連接到電阻器411的第二端子，晶體管413的控制柵極和漏極被連接到晶體管412的源極(S)，且晶體管413的源極被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器411第二端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
由于相似于圖5A所示的限幅器，圖5B所示的限幅器包括串聯(lián)連接的多個(gè)連接成二極管的晶體管，故極限電壓等于每個(gè)晶體管的正向電壓降Vf的總和。
圖5B所示的限幅器并非必須包括電阻器411。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管412的柵極和漏極，且晶體管412所下降的柵極-漏極電壓被饋送到后級(jí)中的電路作為限幅器輸出端子處的電壓Vout。
圖5C是不同于圖5A和5B所示的本實(shí)施方案的限幅器的電路圖。在圖5C中，附圖標(biāo)記421表示電阻器，422和423表示連接成二極管的晶體管。晶體管422具有浮柵(FG)和控制柵(CG)兩個(gè)柵極。晶體管423沒(méi)有浮柵，僅僅有柵極(G)。雖然圖5C中的晶體管422和晶體管423都是N溝道晶體管，但它們中的一個(gè)或二者也可以是P溝道晶體管。無(wú)論在哪種情況下，所有連接成二極管的晶體管都被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器421的兩個(gè)端子中的第一端子。晶體管422和晶體管423被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向。具體地說(shuō)，在圖5C中，晶體管422的控制柵極和漏極(D)被連接到電阻器421的第二端子，晶體管423的柵極和漏極被連接到晶體管422的源極(S)，且晶體管423的源極被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器421第二端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
由于相似于圖5A和5B所示的限幅器，圖5C所示的限幅器包括串聯(lián)連接的多個(gè)連接成二極管的晶體管，故極限電壓等于每個(gè)晶體管的正向電壓降Vf的總和。
圖5C所示的限幅器并非必須包括電阻器421。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管422的控制柵極和漏極，且晶體管422所下降的控制柵極-漏極電壓被饋送到后級(jí)中的電路作為限幅器輸出端子處的電壓Vout。
本實(shí)施方案所述的是對(duì)來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最大值進(jìn)行限制的限幅器，但本發(fā)明也可以被應(yīng)用于對(duì)電壓Vin的最小值進(jìn)行限制的限幅器。
本發(fā)明中的連接成二極管的晶體管的數(shù)目不局限于2，也可以串聯(lián)連接3個(gè)或更多個(gè)連接成二極管的晶體管。
其中多個(gè)連接成二極管的晶體管或多個(gè)二極管(在本實(shí)施方案中以下都稱(chēng)為二極管)被串聯(lián)連接的本實(shí)施方案所示的結(jié)構(gòu)，以下列方式成為可取的。
在芯片中，限幅器通常通過(guò)電源線(xiàn)和地線(xiàn)被并聯(lián)連接到邏輯電路。但在此限幅器中，當(dāng)控制聚集在浮柵中的電荷量時(shí)，必須對(duì)二極管饋送高電壓，且此高電壓對(duì)于邏輯電路來(lái)說(shuō)過(guò)高。
在本實(shí)施方案的限幅器的情況下，當(dāng)此高電壓是其它二極管的反向電壓時(shí)，即使當(dāng)高電壓被施加到一個(gè)二極管時(shí)，高電壓也基本上不被施加到邏輯電路。而且，即使當(dāng)此高電壓是其它二極管的正向電壓時(shí)，直接施加到邏輯電路的電壓也被降低，降低的量是其它二極管的閾值電壓。
根據(jù)這種包括多個(gè)串聯(lián)連接的二極管的限幅器，與包括一個(gè)二極管的限幅器相比，極限電壓能夠被修正，同時(shí)抑制高電壓施加到邏輯電路。
根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)其它半導(dǎo)體元件被提供在晶體管的控制柵極與漏極之間時(shí)，也可以將晶體管認(rèn)為是連接成二極管的，只要此晶體管以二極管工作即可。本實(shí)施方案所述的是一個(gè)例子，其中，其它的半導(dǎo)體元件被提供在限幅器中所用的晶體管的控制柵極與漏極之間。
圖6A是電路圖，示出了本實(shí)施方案的限幅器例子。在圖6A中，附圖標(biāo)記431和433表示電阻器，432表示晶體管。晶體管432具有浮柵(FG)和控制柵(CG)兩個(gè)柵極。在圖6A中，晶體管432是N溝道晶體管。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器431的兩個(gè)端子中的第一端子。電阻器433被連接在晶體管432的控制柵極與漏極(D)之間。晶體管432的漏極被連接到電阻器431的第二端子，晶體管432的源極被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器431第二端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出電壓處的電壓Vout。
雖然在圖6A中晶體管432是N溝道晶體管，但也可以是P溝道晶體管。即使在采用P溝道晶體管作為晶體管432的情況下，正向電流方向也被設(shè)定為相同于采用N溝道晶體管的情況。
圖6A所示的限幅器并非必須包括電阻器431。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管432的漏極，且晶體管432所下降的漏極電壓被饋送到后級(jí)中的電路作為限幅器輸出端子處的電壓Vout。
圖6B是電路圖，示出了本實(shí)施方案限幅器的另一例子。在圖6B中，附圖標(biāo)記441表示電阻器，442表示晶體管，443和444表示二極管。晶體管442具有浮柵(FG)和控制柵(CG)兩個(gè)柵極。在圖6B中，晶體管442是N溝道晶體管。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器441的兩個(gè)端子中的第一端子。二極管443和二極管444被并聯(lián)連接在晶體管442的控制柵極與漏極(D)之間。二極管443和二極管444被連接成具有彼此相反的正向電流方向。晶體管442的漏極被連接到電阻器441的第二端子，晶體管442的源極被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器441第二端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
雖然在圖6B中晶體管442是N溝道晶體管，但也可以是P溝道晶體管。即使在采用P溝道晶體管作為晶體管442的情況下，正向電流方向也被設(shè)定為相同于采用N溝道晶體管的情況。
圖6B所示的限幅器并非必須包括電阻器441。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管442的漏極，且晶體管442所下降的漏極電壓被饋送到后級(jí)中的電路作為限幅器輸出端子處的電壓Vout。
本實(shí)施方案所述的是對(duì)來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最大值進(jìn)行限制的限幅器，但本發(fā)明也可以被應(yīng)用于對(duì)電壓Vin的最小值進(jìn)行限制的限幅器。
本實(shí)施方案可以與實(shí)施方案模式或?qū)嵤┓桨?自由地組合。
本實(shí)施方案所述的是采用運(yùn)算放大器的本發(fā)明一種限幅器。
圖7是電路圖，示出了本實(shí)施方案的限幅器例子。在圖7中，附圖標(biāo)記451表示電阻器，452表示連接成二極管的晶體管，453表示運(yùn)算放大器。晶體管452具有浮柵(FG)和控制柵(CG)兩個(gè)柵極。在圖7中，晶體管452是N溝道晶體管。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器451的兩個(gè)端子中的第一端子。晶體管452的控制柵極與漏極(D)被連接到電阻器451的第二端子。晶體管452的源極(S)被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。
電阻器451的第二端子被連接到運(yùn)算放大器453非倒相的輸入端子。運(yùn)算放大器453的倒相輸入端子被連接到其輸出端子，且輸出端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
借助于如本實(shí)施方案所示在限幅器輸出側(cè)處提供諸如運(yùn)算放大器之類(lèi)的模擬緩沖器，能夠降低輸出阻抗。雖然在本實(shí)施方案中采用運(yùn)算放大器作為模擬緩沖器，但也可采用其它的模擬緩沖器。
雖然在圖7中晶體管452是N溝道晶體管，但也可以是P溝道晶體管。即使在采用P溝道晶體管作為晶體管452的情況下，正向電流方向也被設(shè)定為相同于采用N溝道晶體管的情況。
圖7所示的限幅器并非必須包括電阻器451。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管452的控制柵極和漏極，且晶體管452所下降的控制柵極-漏極電壓被饋送到運(yùn)算放大器453的非倒相輸入端子。
本實(shí)施方案所述的是對(duì)來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最大值進(jìn)行限制的限幅器，但本發(fā)明也可以被應(yīng)用于對(duì)電壓Vin的最小值進(jìn)行限制的限幅器。
本實(shí)施方案可以與實(shí)施方案模式或?qū)嵤┓桨?自由地組合。
本實(shí)施方案所述的是一種包括限幅器以及用來(lái)控制浮柵中電荷量的控制電路的半導(dǎo)體器件。
圖8是限幅器460、相當(dāng)于控制電路的脈沖發(fā)生電路463、以及升壓電路464的方框圖。圖8中的限幅器460具有相同于實(shí)施方案1中圖5B所示的結(jié)構(gòu)，但本實(shí)施方案不局限于此。本實(shí)施方案的限幅器460可以具有實(shí)施方案模式和實(shí)施方案1-3所示的任何一種結(jié)構(gòu)。
在圖8中，限幅器460包括電阻器465以及連接成二極管的晶體管466和467。晶體管467沒(méi)有浮柵，僅僅有柵極(G)。晶體管466具有浮柵(FG)和控制柵(CG)兩個(gè)柵極。雖然圖8中的晶體管467和晶體管466都是N溝道晶體管，但它們中的一個(gè)或二者也可以是P溝道晶體管。
來(lái)自輸入端子的電壓Vin被饋送到電阻器465的兩個(gè)端子中的第一端子。晶體管467和晶體管466被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向。具體地說(shuō)，在圖8中，晶體管467的柵極和漏極(D)被連接到電阻器465的第二端子，晶體管466的漏極被連接到晶體管467的源極(S)，且晶體管466的源極被饋以諸如地(GND)之類(lèi)的恒定電壓。電阻器465第二端子處的電壓相當(dāng)于限幅器輸出端子處的電壓Vout。
由于圖8所示的限幅器包括串聯(lián)連接的多個(gè)連接成二極管的晶體管，故極限電壓相當(dāng)于每個(gè)晶體管的正向電壓降Vf的總和。
在本實(shí)施方案的限幅器中，晶體管466的控制柵不被連接到晶體管466的漏極，而被連接到脈沖發(fā)生電路463。晶體管466的漏極和源極也被連接到脈沖發(fā)生電路463。
升壓電路464產(chǎn)生用來(lái)修正晶體管466的閾值電壓的電壓Vcg、電壓Vd、以及電壓Vs，并將它們饋送到脈沖發(fā)生電路463。脈沖發(fā)生電路463根據(jù)操作選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷?，以產(chǎn)生脈沖寬度受到控制的信號(hào)，并將此信號(hào)電壓施加到晶體管466的各控制柵、源極、以及漏極。
根據(jù)本實(shí)施方案，晶體管466的控制柵、漏極、源極處的電壓不從半導(dǎo)體器件外部通過(guò)連接端子控制，但在半導(dǎo)體器件內(nèi)部利用脈沖發(fā)生電路463控制。
具體描述了圖8所示限幅器460的工作。在ID芯片的正常工作中，限幅器460進(jìn)行工作，以便達(dá)到其功能。亦即，利用脈沖發(fā)生電路463，晶體管466的漏極和控制柵被連接，并使晶體管466的源極處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。
借助于改變讀出器/寫(xiě)入器的輸出幅度或頻率以及檢查ID芯片的響應(yīng)，能夠讀出極限電壓。
更具體地說(shuō)，若極限電壓低，則在ID芯片中無(wú)法得到足夠的電源電壓，導(dǎo)致ID芯片的頻率特性不滿(mǎn)足規(guī)格。因此，在ID芯片的頻率特性不滿(mǎn)足規(guī)格的情況下，例如甚至當(dāng)讀出器/寫(xiě)入器的輸出和通信距離被設(shè)定在規(guī)格以?xún)?nèi)，極限電壓被確定為低。在此情況下，可以修正晶體管466的閾值電壓，以便提高極限電壓。
同時(shí)，若極限電壓高，過(guò)量的電源電壓出現(xiàn)在ID芯片中，在某些情況下，集成電路可能被損壞。因此，在ID芯片的頻率特性完全滿(mǎn)足規(guī)格的情況下，例如當(dāng)讀出器/寫(xiě)入器的輸出幅度和通信距離被設(shè)定在規(guī)格以?xún)?nèi)時(shí)，極限電壓被確定為高。在此情況下，可以修正晶體管466的閾值電壓，以便降低極限電壓，同時(shí)保持操作裕度。
根據(jù)讀出器/寫(xiě)入器的修正指令來(lái)修正晶體管466的閾值電壓。
借助于將Vd＝Vcg＝12V以及Vs＝0V的短脈沖(例如1-10微秒)施加到晶體管466，能夠利用熱電子注入或隧穿電流來(lái)提高閾值電壓。同時(shí)，借助于將Vcg＝-15V以及Vd＝Vs＝0V的短脈沖(例如100微秒-1毫秒)施加到晶體管466，能夠利用隧穿電流來(lái)降低閾值電壓。
閾值電壓的修正必須在ID芯片內(nèi)的電源電壓被保持在不大于極限電壓以便正向電流不流到限幅器460的環(huán)境下執(zhí)行。
如上所述，借助于ID芯片內(nèi)提供控制電路，可以利用讀出器/寫(xiě)入器來(lái)設(shè)定極限電壓。因此，例如在發(fā)貨之后，用戶(hù)可以改變極限電壓。
當(dāng)控制電路以及限幅器如本實(shí)施方案所述被提供在半導(dǎo)體器件中時(shí)，能夠減少提供在半導(dǎo)體器件中的連接端子的數(shù)目。
圖8所示的限幅器并非必須包括電阻器465。在此情況下，來(lái)自輸入端子的電壓Vin被直接饋送到晶體管467的柵極和漏極，且晶體管467所下降的柵極-漏極電壓被饋送到后級(jí)中的電路作為限幅器輸出端子處的電壓Vout。
雖然在本實(shí)施方案中描述了對(duì)來(lái)自輸入端子的電壓Vin的最大值進(jìn)行限制的限幅器，但本發(fā)明也可以被應(yīng)用于對(duì)電壓Vin的最小值進(jìn)行限制的限幅器。
以下來(lái)詳細(xì)地描述作為本發(fā)明一種半導(dǎo)體器件的ID芯片的制造方法。注意，TFT被示為本實(shí)施方案中的半導(dǎo)體元件的例子，但用于集成電路的半導(dǎo)體元件不局限于此。例如，存儲(chǔ)器元件、二極管、以及光電轉(zhuǎn)換器、或作為其它元件的電阻器元件、線(xiàn)圈、電容器元件、電感器等，也能夠與TFT一樣被采用。
首先，如圖9A所示，剝離層501被形成在具有抗熱性的第一襯底500上。例如，諸如鋇硼硅酸鹽玻璃和鋁硼硅酸鹽玻璃之類(lèi)的玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底之類(lèi)，能夠被用作第一襯底500?；蛘撸部梢圆捎冒ú讳P鋼襯底的金屬襯底或半導(dǎo)體襯底。由諸如塑料之類(lèi)的合成樹(shù)脂形成的抗熱性低于上述襯底的柔性襯底也可以被采用，只要能夠承受制造步驟中的加工溫度即可。
可以利用濺射、低壓CVD、等離子體CVD之類(lèi)的方法，用諸如非晶硅、多晶硅、單晶硅、以及微晶硅(包括半非晶硅)之類(lèi)的主要包含硅的層，來(lái)形成剝離層501。在本實(shí)施方案中，用等離子體CVD方法形成了厚度約為50nm的非晶硅膜作為剝離層501。優(yōu)選用等離子體CVD而不用濺射方法來(lái)形成剝離層501，因?yàn)檫@就有可能防止塵埃進(jìn)入到剝離層501，并且抑制包含在剝離層501中的Ar量。因此，即使當(dāng)包括激光晶化等的熱處理在后續(xù)制造步驟中被施加到剝離層501時(shí)，也能夠防止剝離層501由于塵?；駻r而從稍后形成的基底膜502剝離。剝離層501的材料不局限于硅，也可以由能夠用蝕刻方法選擇性地清除的材料來(lái)形成。剝離層501的厚度希望是10-100nm。
接著，基底膜502被形成在剝離層501上。基底膜502被提供來(lái)防止包含在第一襯底500中的諸如Na之類(lèi)的堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散進(jìn)入到半導(dǎo)體膜中從而對(duì)諸如TFT之類(lèi)的半導(dǎo)體元件的特性造成不利的影響?；啄?02還具有在剝離半導(dǎo)體元件的后續(xù)步驟中保護(hù)半導(dǎo)體元件的功能?；啄?02可以由諸如氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、以及氧氮化硅膜之類(lèi)的絕緣膜形成。
基底膜502可以由單個(gè)絕緣膜或多個(gè)堆疊的絕緣膜形成。在本實(shí)施方案中，借助于相繼堆疊厚度為100nm的氮氧化硅膜、厚度為50nm的氧氮化硅膜、以及厚度為100nm的氮氧化硅膜，來(lái)形成基底膜502，但膜材料、膜厚度、以及疊層的數(shù)目不局限于這些。例如，可以用甩涂、窄縫涂敷、滴珠噴射、印刷之類(lèi)的方法形成厚度為0.5-3微米的包括硅氧烷的樹(shù)脂膜，來(lái)代替底層的氮氧化硅膜。還可以采用氮化硅膜(諸如SiNX和Si3N4之類(lèi))來(lái)代替中間層的氧氮化硅膜。而且，可以采用氧化硅膜來(lái)代替上層的氮氧化硅膜。各層的厚度最好是0.05-3微米，可以在此范圍內(nèi)自由地選擇。
或者，最靠近剝離層501的基底膜502的底層可以由氮氧化硅膜或氧化硅膜形成，中間層可以由包括硅氧烷的樹(shù)脂膜形成，而上層可以由氧化硅膜形成。
注意，包括硅氧烷的樹(shù)脂由硅(Si)和氧(O)鍵形成的骨架組成，其中，至少包含氫的有機(jī)原子團(tuán)(諸如烷基原子團(tuán)或芳香族碳?xì)浠衔?被包括作為替位基。或者，氟基原子團(tuán)可以被用作替位基?；蛘?，氟基原子團(tuán)和至少包含氫的有機(jī)原子團(tuán)，可以被用作替位基。
可以利用熱CVD、等離子體CVD、大氣壓CVD、偏壓ECRCVD之類(lèi)的方法，用SiH4和O2的混合氣體、TEOS(原硅酸四乙酯)和O2之類(lèi)，來(lái)形成氧化硅膜。典型地可以利用等離子體CVD方法，用SiH4和NH3的混合氣體來(lái)形成氮化硅膜。典型地可以利用等離子體CVD方法，用SiH4和N2O的混合氣體來(lái)形成氮氧化硅膜和氧氮化硅膜。
隨后，半導(dǎo)體膜503被形成在基底膜502上。最好在形成基底膜502之后，不暴露于大氣來(lái)形成半導(dǎo)體膜503。半導(dǎo)體膜503的厚度為20-200nm(優(yōu)選為40-170nm，更優(yōu)選為50-150nm)?？梢杂煞蔷О雽?dǎo)體、半非晶半導(dǎo)體、或多晶半導(dǎo)體來(lái)形成半導(dǎo)體膜503。硅鍺以及硅可以被用作此半導(dǎo)體。若采用硅鍺，則鍺的濃度最好約為0.01-4.5原子百分比。
可以用諸如采用激光的激光晶化以及采用催化元素的晶化之類(lèi)的已知方法，對(duì)半導(dǎo)體膜503進(jìn)行晶化。也可以組合采用催化元素的晶化和激光晶化。若第一襯底500由諸如石英襯底之類(lèi)的高抗熱性襯底形成，則可以借助于組合采用電爐的熱晶化、采用紅外光的燈退火晶化、采用催化元素的晶化、以及大約950℃高溫下的退火，來(lái)執(zhí)行晶化。
在激光晶化的情況下，在激光晶化之前，在550℃的溫度下對(duì)半導(dǎo)體膜503進(jìn)行4小時(shí)的熱處理，以便改善半導(dǎo)體膜503的抗激光性。當(dāng)連續(xù)波固體激光器的基波的二次到四次諧波被采用時(shí)，有可能得到大晶粒尺寸的晶體。典型地最好采用Nd:YVO4激光器(基波為1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。更具體地說(shuō)，利用非線(xiàn)性光學(xué)元件，將從連續(xù)波YVO4激光器發(fā)射的激光被轉(zhuǎn)換成諧波，以便得到輸出為10W的激光。更優(yōu)選的是，利用光學(xué)系統(tǒng)，將此激光形成為矩形形狀或橢圓形形狀，并輻照到半導(dǎo)體膜503的表面上。此時(shí)需要大約每平方厘米0.01-100MJ(優(yōu)選為每平方厘米0.1-10MJ)的能量密度。此激光以大約每秒10-2000厘米的掃描速率輻照。
或者，可以利用具有比通常采用的脈沖激光器的幾十到幾百Hz的振蕩頻率高得多的10MHz或以上的振蕩頻率的脈沖激光，來(lái)執(zhí)行激光晶化。據(jù)說(shuō)，在其上輻照脈沖激光之后，需要幾十到幾百毫微秒來(lái)完全固化半導(dǎo)體膜。因此，利用上述頻率范圍，可以在被前面激光溶解的半導(dǎo)體膜固化之前來(lái)輻照脈沖激光。這樣，固-液界面可以在半導(dǎo)體膜中相繼移動(dòng)，從而能夠形成具有沿掃描方向相繼生長(zhǎng)的晶粒的半導(dǎo)體膜。更具體地說(shuō)，能夠得到各沿掃描方向具有10-30微米的晶粒寬度且沿垂直于掃描方向具有1-5微米的晶粒寬度的一組晶粒。因此，形成了沿掃描方向延伸的單晶晶粒從而能夠得到至少沿TFT的溝道長(zhǎng)度方向具有很少晶粒邊界的半導(dǎo)體膜。
在激光晶化中，可以輻照連續(xù)波基波激光和連續(xù)波諧波激光，或者可以輻照連續(xù)基波激光和脈沖諧波激光。
可以在諸如稀有氣體之類(lèi)的惰性氣體氣氛和諸如氮之類(lèi)的惰性氣體中來(lái)執(zhí)行激光輻照。據(jù)此，能夠抑制激光輻照造成的半導(dǎo)體表面不平整性，這防止了界面態(tài)密度變化所引起的柵極電壓閾值變化。
根據(jù)上述激光輻照，能夠大幅度改善半導(dǎo)體膜503的結(jié)晶性。注意，可以用濺射、等離子體CVD、熱CVD之類(lèi)的方法預(yù)先形成多晶半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體膜503。
雖然本實(shí)施方案中的半導(dǎo)體膜503被晶化，但也可以用不被晶化的非晶硅膜或微晶半導(dǎo)體膜來(lái)執(zhí)行后續(xù)步驟。采用非晶半導(dǎo)體或微晶半導(dǎo)體的TFT的優(yōu)點(diǎn)在于，與采用多晶半導(dǎo)體的TFT相比，能夠用較少的制造步驟來(lái)形成，導(dǎo)致成本和成品率得到改善。
可以用硅氣體的輝光放電分解方法，來(lái)得到非晶半導(dǎo)體。典型地說(shuō)，SiH4或Si2H6被用作硅氣體。可以用氫或氫和氦的混合氣體來(lái)稀釋此硅氣體。
半非晶半導(dǎo)體是一種具有非晶與結(jié)晶(包括單晶和多晶)結(jié)構(gòu)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。這種半導(dǎo)體具有自由能穩(wěn)定的第三態(tài)，并且是一種具有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶半導(dǎo)體。晶粒為0.5-20nm的半非晶半導(dǎo)體能夠被分散在非單晶半導(dǎo)體中，且拉曼譜向520cm-1以下的頻帶偏移。半非晶半導(dǎo)體的X射線(xiàn)衍射圖形在(111)和(220)處具有被認(rèn)為由Si晶格造成的峰值。而且，此半導(dǎo)體至少與1％的氫或鹵素混合，用以終止懸掛鍵。為方便起見(jiàn)，這種半導(dǎo)體在此處被稱(chēng)為半非晶半導(dǎo)體(SAS)。當(dāng)諸如氦、氬、氪、氖之類(lèi)的惰性氣體元素被混合到SAS中時(shí)，晶格畸變被增大，穩(wěn)定性因而被提高，導(dǎo)致高質(zhì)量的SAS。
可以用硅氣體的輝光放電分解方法，來(lái)得到此SAS。典型地說(shuō)，SiH4被用作硅氣體，但也可以采用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4之類(lèi)。借助于用氫或加有一種或多種稀有氣體元素的選自氫和氦、氬、氪、氖的氣體稀釋硅氣體，可以方便SAS的形成。優(yōu)選以2-1000的比率來(lái)稀釋硅氣體。硅氣體也可以與諸如CH4和C2H6之類(lèi)的碳?xì)怏w、諸如GeH4和GeF4之類(lèi)的鍺氣體之類(lèi)混合，以便將能帶寬度設(shè)定為1.5-2.4eV或0.9-1.1eV。
在例如采用加有H2的SiH4或加有F2的SiH4的情況下，用這種半非晶半導(dǎo)體制作的TFT的子閾值(S值)可以被設(shè)定為0.35V/sec或以下(優(yōu)選為0.09-0.25V/dec)，并將遷移率設(shè)定為10cm2/Vdec。例如，由這種采用半非晶半導(dǎo)體的TFT形成的19級(jí)環(huán)形振蕩器在3-5V的電源電壓下具有1MHz或以上的振蕩頻率，優(yōu)選為100MHz或以上。在3-5V的電源電壓下，倒相器各級(jí)的延遲時(shí)間為26ns，優(yōu)選為0.26ns或以下。
接著，如圖9B所示，對(duì)晶化的半導(dǎo)體膜503進(jìn)行圖形化，以便形成島形半導(dǎo)體膜504-506。然后形成第一柵絕緣膜507，以便覆蓋島形半導(dǎo)體膜504-506?？梢岳玫入x子體CVD、濺射之類(lèi)的方法，用氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、或氮氧化硅膜的單層或多層，來(lái)形成第一柵絕緣膜507。若多個(gè)層被堆疊，則優(yōu)選采用從襯底側(cè)依次堆疊的氧化硅膜、氮化硅膜、以及氧化硅膜的三層結(jié)構(gòu)。
第一柵絕緣膜507越薄，用作二極管的TFT 542的浮柵電荷就能夠越快地被電子注入或隧穿電流控制。因此，若重點(diǎn)是更高速的電荷控制而不是更高的承受電壓，則第一柵絕緣膜507最好盡可能薄。在本實(shí)施方案中，第一柵絕緣膜507的厚度為1-100nm，優(yōu)選為1-10nm。
隨后，如圖9C所示，第一導(dǎo)電膜508被形成在第一柵絕緣膜507上。在本實(shí)施方案中，氮化鉭(TaN)膜或鉭(Ta)膜被用作第一導(dǎo)電膜508。不言自明，第一導(dǎo)電膜508的材料不局限于此，而是可以任意選擇。但最好采用在后續(xù)蝕刻步驟中相對(duì)于第一柵絕緣膜507具有足夠高的蝕刻選擇性的材料。例如，當(dāng)由TaN或Ta形成第一導(dǎo)電膜508，并由氧化硅膜形成第一柵絕緣膜507時(shí)，利用Cl2作為蝕刻氣體，第一導(dǎo)電膜508相對(duì)于第一柵絕緣膜507的蝕刻選擇性可以是10或以上。足夠高的蝕刻選擇性防止了暴露的第一柵絕緣膜507被過(guò)度蝕刻。
此外，第一導(dǎo)電膜508越薄，蝕刻第一導(dǎo)電膜508的時(shí)間就越短。因此，能夠在抑制第一柵絕緣膜507的過(guò)蝕刻的情況下，來(lái)蝕刻第一導(dǎo)電膜508。于是，第一導(dǎo)電膜508的厚度優(yōu)選為100nm，更優(yōu)選為5-20nm。
然后，第二柵絕緣膜509被形成在第一導(dǎo)電膜508上?？梢杂孟嗤诘谝粬沤^緣膜507的材料，來(lái)形成第二柵絕緣膜509。在本實(shí)施方案中，采用了氧化硅膜。
如圖9D所示，形成掩模510以覆蓋島形半導(dǎo)體膜506。然后，用蝕刻方法清除與島形半導(dǎo)體膜504和505重疊的部分的第二柵絕緣膜509，從而部分地暴露第一導(dǎo)電膜508。可以利用等離子體蝕刻方法，用CHF3氣體來(lái)蝕刻第二柵絕緣膜509。根據(jù)此蝕刻，第一導(dǎo)電膜508的氮化鉭或鉭相對(duì)于第二柵絕緣膜509的氧化硅的蝕刻選擇性可以是10或以上。同樣，在采用氫氟酸的濕法蝕刻的情況下，能夠確保氮化鉭或鉭的足夠高的蝕刻選擇性。
如圖9E所示，第二導(dǎo)電膜511被形成，以覆蓋部分地蝕刻的第二柵絕緣膜509和第一導(dǎo)電膜508。第二導(dǎo)電膜511可以由相似于第一導(dǎo)電膜508的導(dǎo)電膜形成，在本實(shí)施方案中，采用了鎢(W)膜。
第一導(dǎo)電膜508和第二導(dǎo)電膜511的材料組合不局限于本實(shí)施方案所示的組合。例如，第一導(dǎo)電膜508可以由摻有賦予N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的硅形成，而第二導(dǎo)電膜511可以由NiSi(硅化鎳)形成。或者，第一導(dǎo)電膜508可以由摻有賦予N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的硅形成，而第二導(dǎo)電膜511可以由WSiX形成。
然后，如圖10A所示，掩模512被形成在第二導(dǎo)電膜511上，以便蝕刻第二導(dǎo)電膜511。由于這一蝕刻，分別重疊島形半導(dǎo)體膜504-506的電極513-515就由第二導(dǎo)電膜511形成?？梢杂肅F4、Cl2、O2、或SF6、Cl2、O2的混合氣體，來(lái)蝕刻由鎢形成的第二導(dǎo)電膜511。根據(jù)這一蝕刻，第一導(dǎo)電膜508相對(duì)于第二導(dǎo)電膜511的蝕刻選擇性可以是5或以上。
如圖10B所示，利用掩模512，第二柵絕緣膜509被再次蝕刻。當(dāng)利用干法蝕刻方法用CHF3進(jìn)行這一蝕刻時(shí)，由氧化硅形成的第二柵絕緣膜509相對(duì)于由氮化鉭或鉭形成的第一導(dǎo)電膜508的蝕刻選擇性可以是10或以上。利用濕法蝕刻方法，用氫氟酸可以得到相同的蝕刻選擇性。
如圖10C所示，利用掩模512來(lái)蝕刻第一導(dǎo)電膜508，從而形成分別重疊島形半導(dǎo)體膜504-506的電極516-518。若第一導(dǎo)電膜508由氮化鉭或鉭形成，利用Cl2作為蝕刻氣體，則第一導(dǎo)電膜508相對(duì)于由氧化硅形成的第一柵絕緣膜507的蝕刻選擇性可以是10或以上。
電極513與電極516重疊，以便彼此相接觸并用作柵電極。電極514與電極517重疊，以便彼此相接觸并用作柵電極。電極515與電極518重疊，以第二柵絕緣膜509插入其間，且電極515用作浮柵，而電極518用作控制柵。
氧化硅之類(lèi)的掩模可以被用作掩模512。在此情況下，額外要求氧化硅、氮氧化硅之類(lèi)的掩模(稱(chēng)為硬掩模)的圖形化步驟，但與采用抗蝕劑掩模的情況相比，在蝕刻中掩蔽膜被減小得更少，從而能夠形成具有所需寬度的電極513-518。或者，可以利用滴珠噴射方法來(lái)選擇性地形成電極513-518而不使用掩模512。在此情況下，可以用電極515作為掩模來(lái)蝕刻第二柵絕緣膜509。
至于第一導(dǎo)電膜508和第二導(dǎo)電膜511的材料，可以根據(jù)其功能來(lái)選擇各種材料。例如，當(dāng)除了電極513-518之外，用作天線(xiàn)的導(dǎo)電金屬絲也由第一導(dǎo)電膜508和第二導(dǎo)電膜511形成時(shí)，可以根據(jù)其功能來(lái)選擇第一導(dǎo)電膜508和第二導(dǎo)電膜511的材料。
隨后，如圖10D所示清除掩模512。然后，用電極513、515、516、以及518作為掩模，同時(shí)用掩模520覆蓋待要成為P溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜505，N型雜質(zhì)元素(典型為P(磷)或As(砷))以低濃度被摻雜到島形半導(dǎo)體膜504和506(第一摻雜步驟)。第一摻雜步驟在下列條件下被執(zhí)行劑量為每平方厘米1×1013-6×1013，加速電壓為50-70kV，但本發(fā)明不局限于此。在第一摻雜步驟中，通過(guò)第一柵絕緣膜507來(lái)執(zhí)行摻雜，以便在島形半導(dǎo)體膜504和506中分別形成一對(duì)低濃度的雜質(zhì)區(qū)521和522。注意，可以執(zhí)行第一摻雜步驟而無(wú)須用掩模520覆蓋待要成為P溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜505。
在用燒蝕之類(lèi)的方法清除掩模520之后，如圖10E所示，形成掩模523來(lái)覆蓋待要成為N溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜504和506。用電極514和517作為掩模，P型雜質(zhì)元素(典型為B(硼))以高濃度被摻雜到島形半導(dǎo)體膜505(第二摻雜步驟)。第二摻雜步驟在下列條件下被執(zhí)行劑量為每平方厘米1×1016-3×1016，加速電壓為20-40kV。在第二摻雜步驟中，通過(guò)第一柵絕緣膜507來(lái)執(zhí)行摻雜，以便在島形半導(dǎo)體膜505中形成一對(duì)P型高濃度的雜質(zhì)區(qū)524。
在用燒蝕之類(lèi)的方法清除掩模523之后，如圖11A所示，形成絕緣膜530來(lái)覆蓋第一柵絕緣膜507和電極513-518。在本實(shí)施方案中，用等離子體CVD方法來(lái)形成厚度為100nm的氧化硅膜。然后，如圖11B所示，用回蝕刻方法，絕緣膜530和第一柵絕緣膜507被部分地蝕刻，從而以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成側(cè)壁531-533，以便與電極513-518的側(cè)壁相接觸。CHF3和He的混合氣體被用作蝕刻氣體。注意，側(cè)壁的形成步驟不局限于這些。
若在形成絕緣膜530時(shí)絕緣膜也被形成在第一襯底500的反面上，則可以利用待要清除的抗蝕劑來(lái)選擇性地蝕刻反面上的絕緣膜。當(dāng)利用回蝕刻來(lái)形成側(cè)壁531-533時(shí)，可以借助于以絕緣膜530和第一柵絕緣膜507的蝕刻，來(lái)清除此情況下所用的抗蝕劑。
隨后，如圖11C所示，形成另一掩模534來(lái)覆蓋待要成為P溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜505。然后，用柵電極513和516以及側(cè)壁531、以及柵電極515和518以及側(cè)壁533作為掩模，N型雜質(zhì)元素(典型為P或As)以高濃度被摻入(第三摻雜步驟)。第三摻雜步驟在下列條件下被執(zhí)行劑量為每平方厘米1×1013-5×1015，加速電壓為60-100kV。在第三摻雜步驟中，一對(duì)N型高濃度的雜質(zhì)區(qū)536和537被分別形成在島形半導(dǎo)體膜504和506中。
當(dāng)在隨后的步驟中以高濃度進(jìn)行N型雜質(zhì)的摻雜，以便在側(cè)壁531和533下方形成低濃度雜質(zhì)區(qū)或不摻雜的偏移區(qū)時(shí)，側(cè)壁531和533用作掩模。因此，為了調(diào)整低濃度雜質(zhì)區(qū)或偏移區(qū)的寬度，可以任意地改變用來(lái)形成側(cè)壁531和533的回蝕刻條件或絕緣膜530的厚度來(lái)調(diào)整側(cè)壁531和533的尺寸。
在用燒蝕之類(lèi)的方法清除掩模534之后，可以執(zhí)行雜質(zhì)區(qū)的熱激活。例如，形成厚度為50nm的氮氧化硅膜，然后在氮?dú)夥罩校?50℃的溫度下執(zhí)行4小時(shí)的熱處理。
或者，也可以形成厚度為100nm的包含氫的氮化硅膜，并在氮?dú)夥罩?，?10℃的溫度下執(zhí)行1小時(shí)的熱處理，從而使島形半導(dǎo)體膜504-506被氫化。或者，可以在氫氣氛中，于300-450℃的溫度下執(zhí)行1-12小時(shí)的熱處理，來(lái)對(duì)島形半導(dǎo)體膜504-506進(jìn)行氫化。作為另一種氫化方法，也可以執(zhí)行等離子體氫化(利用等離子體激發(fā)的氫)。此氫化步驟使懸掛鍵能夠被熱激發(fā)的氫終止。在半導(dǎo)體元件于隨后的步驟中被固定到柔性第二襯底559之后，由于第二襯底559的彎曲而可能在半導(dǎo)體膜中出現(xiàn)缺陷。即使在此情況下，當(dāng)半導(dǎo)體膜包含濃度為每立方厘米1×1019-1×1022原子，更優(yōu)選為每立方厘米1×1019-5×1020原子的氫時(shí)，缺陷也能夠被包含在半導(dǎo)體膜中的氫終止。為了終止缺陷，半導(dǎo)體膜也可以代之以包含鹵素。
通過(guò)上述各步驟，得到了N溝道TFT 540、P溝道TFT 541、以及N溝道TFT 542。當(dāng)借助于在上述制造步驟中任意地改變回蝕刻條件或絕緣膜530的厚度而調(diào)整側(cè)壁的尺寸時(shí)，能夠形成溝道長(zhǎng)度0.2-2微米的TFT。
然后，可以進(jìn)一步形成鈍化膜，以便保護(hù)TFT 540-542。此鈍化膜防止了堿金屬和堿土金屬進(jìn)入TFT 540-542。此鈍化膜最好由氮化硅、氧氮化硅、氮化鋁、氧化鋁、氧化硅之類(lèi)形成。具體地說(shuō)，例如厚度約為600nm的氮氧化硅可以被用作鈍化膜。在此情況下，可以在形成氮氧化硅膜之后來(lái)執(zhí)行氫處理步驟。以這種方式，用其中依次堆疊氮氧化硅膜、氮化硅膜、以及氮氧化硅膜的三層絕緣膜來(lái)覆蓋TFT 540-542，但其結(jié)構(gòu)和材料不局限于此。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，用基底膜502和鈍化膜來(lái)覆蓋TFT 540-542。因此，有可能進(jìn)一步防止諸如Na之類(lèi)的堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散到用于半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體膜中而對(duì)半導(dǎo)體元件的特性造成不利影響。
隨后，如圖11D所示，形成第一層間絕緣膜543來(lái)覆蓋TFT 540-542。第一層間絕緣膜543可以由諸如聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺之類(lèi)的抗熱性有機(jī)樹(shù)脂、以及低介電常數(shù)材料(低k材料)、包括硅氧烷的材料等形成。包括硅氧烷的樹(shù)脂可以具有至少包含氫作為替位基的有機(jī)原子團(tuán)(諸如烷基原子團(tuán)或芳香族碳?xì)浠衔?。或者，氟基原子團(tuán)可以被用作替位基?；蛘撸訄F(tuán)和至少包含氫的有機(jī)原子團(tuán)可以被用作替位基。可以用甩涂、浸入、噴涂、滴珠噴射(噴墨、絲網(wǎng)印刷、膠印之類(lèi))、手術(shù)刀、滾涂機(jī)、幕涂機(jī)、刮刀式涂膠機(jī)之類(lèi)來(lái)形成第一層間絕緣膜543。或者，可以采用諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、PSG(磷玻璃)、BPSG(硼磷玻璃)、以及氧化鋁之類(lèi)的無(wú)機(jī)材料。注意，也可以堆疊這些絕緣膜來(lái)形成第一層間絕緣膜543。
在本實(shí)施方案中，第二層間絕緣膜544被形成在第一層間絕緣膜543上。第二層間絕緣膜544可以由諸如DLC(類(lèi)金剛石碳)和氮化碳(CN)之類(lèi)的包含碳的膜、氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜之類(lèi)形成?？梢杂玫入x子體CVD、大氣壓等離子體之類(lèi)來(lái)形成第二層間絕緣膜544?；蛘?，可以采用諸如聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、抗蝕劑、以及苯并環(huán)丁烯之類(lèi)的光敏或非光敏材料或者包括硅氧烷的樹(shù)脂。
注意，可以將填料混合到第一層間絕緣膜543或第二層間絕緣膜544中，以便防止這些膜由于第一層間絕緣膜543或第二層間絕緣膜544與稍后形成的布線(xiàn)的導(dǎo)電材料之類(lèi)之間的熱膨脹系數(shù)差異所產(chǎn)生的應(yīng)力而剝離或破裂。
然后，接觸孔被形成在第一層間絕緣膜543和第二層間絕緣膜544中，以便形成連接到TFT 540-542的布線(xiàn)545-550。CHF3和He的混合氣體被用作形成接觸孔的蝕刻氣體，但本發(fā)明不局限于此。在本實(shí)施方案中，布線(xiàn)545-550由Al形成。布線(xiàn)545-550也可以具有Ti、TiN、Al-Si、Ti、TiN形成的五層結(jié)構(gòu)，其中各層用濺射方法從襯底開(kāi)始以此順序被堆疊。
借助于將Si混合到Al層中，能夠防止布線(xiàn)被圖形化時(shí)在抗蝕劑烘焙中產(chǎn)生小丘?？梢曰旌洗蠹s0.5％的Cu來(lái)代替Si。此外，借助于將Al-Si層夾在Ti與TiN之間，能夠進(jìn)一步改善抗小丘性能。在圖形化中，最好采用上述氮氧化硅之類(lèi)的硬掩模。注意，布線(xiàn)的材料和形成方法不局限于這些，也可以采用上述用來(lái)形成柵電極的材料。
布線(xiàn)545和546被連接到N溝道TFT 540的高濃度雜質(zhì)區(qū)536，布線(xiàn)547和548被連接到P溝道TFT 541的高濃度雜質(zhì)區(qū)524，而布線(xiàn)549和550被連接到N溝道TFT 542的高濃度雜質(zhì)區(qū)537。布線(xiàn)550還被連接到N溝道TFT 542的電極515。
接著，如圖11E所示，第三層間絕緣膜552被形成在第二層間絕緣膜544上，以便覆蓋布線(xiàn)545-550。第三層間絕緣膜552具有窗口，以便暴露部分布線(xiàn)545。第三層間絕緣膜552可以由有機(jī)樹(shù)脂膜、無(wú)機(jī)絕緣膜、或硅氧烷絕緣膜形成。此有機(jī)樹(shù)脂膜包括丙烯酸、聚酰亞胺、聚酰胺等。而無(wú)機(jī)絕緣膜包括氧化硅、氧氮化硅等。用來(lái)以光刻方法形成窗口的掩模，可以用滴珠噴射或印刷方法來(lái)形成。也可以用滴珠噴射或印刷方法來(lái)形成第三層間絕緣膜552本身。
天線(xiàn)553被形成在第三層間絕緣膜552上。天線(xiàn)553可以由包含諸如Ag、Au、Cu、Pd、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Al、Fe、Co、Zn、Sn、Ni之類(lèi)的金屬中的一種或多種或它們的金屬化合物的導(dǎo)電材料形成。天線(xiàn)553被連接到布線(xiàn)545。雖然在圖11E中天線(xiàn)553被直接連接到布線(xiàn)545，但本發(fā)明的ID芯片不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，可以利用分別提供的布線(xiàn)來(lái)電連接天線(xiàn)553和布線(xiàn)545。
可以用光刻、電鍍、氣相淀積、滴珠噴射之類(lèi)的方法來(lái)形成天線(xiàn)553。在本實(shí)施方案中，天線(xiàn)553由單層導(dǎo)電膜形成，但也可以借助于堆疊多個(gè)導(dǎo)電膜來(lái)形成。
當(dāng)用印刷或滴珠噴射方法來(lái)形成天線(xiàn)553時(shí)，能夠形成天線(xiàn)而無(wú)須使用曝光掩模。此外，與光刻不同的是，不用蝕刻方法來(lái)清除材料。而且，不需要使用昂貴的曝光掩模，導(dǎo)致ID芯片制造成本的降低。
例如可以利用借助于用Ag涂敷Cu而得到的導(dǎo)電顆粒，來(lái)執(zhí)行滴珠噴射或印刷。若用滴珠噴射方法來(lái)形成天線(xiàn)553，則最好對(duì)第三層間絕緣膜552的表面進(jìn)行處理以便提高天線(xiàn)553的粘附性。
提高粘附性的方法具體包括將用催化作用來(lái)提高導(dǎo)電膜或絕緣膜的粘附性的金屬或金屬化合物固定到第三層間絕緣膜552的表面的方法；將對(duì)導(dǎo)電膜或絕緣膜具有提高了的粘附性的有機(jī)絕緣膜、金屬、或金屬化合物固定到第三層間絕緣膜552的表面的方法；在大氣壓或減壓下對(duì)第三層間絕緣膜552的表面進(jìn)行等離子體處理以修正此表面的方法；等等。對(duì)導(dǎo)電膜或絕緣膜具有提高了的粘附性的金屬包括鈦和氧化鈦以及諸如Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn之類(lèi)的3d過(guò)渡族元素。此金屬化合物包括這些金屬的氧化物、氮化物、氮氧化物。有機(jī)絕緣膜包括聚酰亞胺、包括硅氧烷的樹(shù)脂等。
若固定到第三層間絕緣膜552的金屬或金屬化合物具有導(dǎo)電性，則對(duì)其薄層電阻進(jìn)行控制，以便不妨礙天線(xiàn)553的正常工作。具體地說(shuō)，具有導(dǎo)電性的金屬或金屬化合物被控形成具有例如1-10nm的厚度，或者用氧化方法使金屬或金屬化合物部分地或整個(gè)地被絕緣?；蛘?，可以用蝕刻方法選擇性地清除除了需要提高粘附性的區(qū)域之外的金屬或金屬化合物?；蛘撸饘倩蚪饘倩衔锊槐还潭ǖ揭r底的整個(gè)表面，而是用滴珠噴射、印刷、溶膠-凝膠方法等選擇性地僅僅固定到預(yù)定的區(qū)域。注意，不要求形成在第三層間絕緣膜552表面上的金屬或金屬化合物是完全連續(xù)的膜，而是可以分散成一定程度。
隨后，保護(hù)層555被形成在第三層間絕緣膜552上，以便覆蓋天線(xiàn)553。保護(hù)層555由能夠在用蝕刻方法清除剝離層501時(shí)保護(hù)TFT540-542以及布線(xiàn)545-550的材料形成。例如，可以借助于在整個(gè)表面上涂敷包括環(huán)氧樹(shù)脂的可溶于水或可溶于乙醇的樹(shù)脂、包括丙烯酸酯的樹(shù)脂、或包括硅的樹(shù)脂，來(lái)形成保護(hù)層555。
在本實(shí)施方案模式中，由可溶于水的樹(shù)脂形成的膜(TOAGOSEI公司的產(chǎn)品VL-WSHL10)被甩涂成具有30微米的厚度，并曝光2分鐘，以便部分地固化，然后將其背面暴露于紫外線(xiàn)2.5分鐘，并將其表面暴露于紫外線(xiàn)10分鐘，以便完全固化。于是能夠得到保護(hù)層555。在堆疊多個(gè)有機(jī)樹(shù)脂膜的情況下，依賴(lài)于所用的溶劑，多個(gè)有機(jī)樹(shù)脂在被涂敷或烘焙時(shí)可能被部分地熔化或粘附性太大。因此，若可溶于相同溶劑中的有機(jī)樹(shù)脂被用于第三層間絕緣膜552和保護(hù)層555，則優(yōu)選形成無(wú)機(jī)絕緣膜(氮化硅膜、氧氮化硅膜、AlNx膜、或AlNxOy膜)來(lái)覆蓋第三層間絕緣膜552，以便保護(hù)層555能夠在后續(xù)步驟中被容易地清除。
隨后，如圖12B所示，形成溝槽556來(lái)彼此分離各ID芯片。溝槽556僅僅被要求具有一定的深度以便暴露剝離層501?？梢杂们懈睢澗€(xiàn)、光刻之類(lèi)的方法來(lái)形成溝槽556。若不要求分隔第一襯底500上的ID芯片，則并非必須形成溝槽556。
如圖12C所示，用蝕刻方法清除剝離層501。在本實(shí)施方案中，鹵素氟化物被用作蝕刻氣體，并被引入到溝槽556中。例如，可以用ClF3(三氟化氯)，在350℃的溫度、300sccm的流速、以及800Pa的壓力下，執(zhí)行3小時(shí)的蝕刻。或者，也可以采用混合有氮的ClF3氣體。利用諸如ClF3的鹵素氟化物，能夠選擇性地蝕刻剝離層501，從而能夠從TFT 540-542剝離第一襯底500。注意，鹵素氟化物可以是氣體或液體。
如圖13A所示，用粘合劑558將剝離的TFT 540-542固定到第二襯底559，然后清除保護(hù)層555。粘合劑558由能夠?qū)⒌诙r底559粘合到基底膜502的材料形成。例如，諸如可反應(yīng)固化的光固化粘合劑、可熱固化的粘合劑、以及可紫外線(xiàn)固化的粘合劑之類(lèi)的各種可固化的粘合劑、以及厭氧的粘合劑，可以被用作粘合劑558。
第二襯底559可以由諸如鋇硼硅酸鹽玻璃和鋁硼硅酸鹽玻璃之類(lèi)的玻璃襯底或諸如紙和塑料之類(lèi)的柔性有機(jī)材料形成。第二襯底559也可以由柔性無(wú)機(jī)材料形成。由具有極性原子團(tuán)的聚降冰片烯形成的ARTON(JSR的產(chǎn)品)，可以被用作塑料襯底。也可以采用以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚硫醚乙二醇(PES)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龍、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亞胺(PEI)、多芳基化合物(PAR)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰亞胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸樹(shù)脂等為典型的聚酯。第二襯底559最好具有約為2-30W/mK的高熱導(dǎo)率，以便發(fā)散薄膜集成電路產(chǎn)生的熱。
隨后，如圖13B所示，粘合劑560被涂敷在天線(xiàn)553和第三層間絕緣膜552上，且覆蓋材料561被固定到其上。覆蓋材料561可以由相同于第二襯底559的材料形成。粘合劑560的厚度可以是例如10-200微米。
粘合劑560由能夠?qū)⒏采w材料561固定到天線(xiàn)553和第三層間絕緣膜552的材料形成。諸如可反應(yīng)固化的光固化粘合劑、可熱固化的粘合劑、以及可紫外線(xiàn)固化的粘合劑之類(lèi)的各種可固化的粘合劑、以及厭氧的粘合劑，可以被用作粘合劑560。
雖然在本實(shí)施方案中利用粘合劑560將覆蓋材料561固定到天線(xiàn)553和第三層間絕緣膜552，但本發(fā)明不局限于此。ID芯片并非必須使用覆蓋材料561。例如，可以用樹(shù)脂之類(lèi)來(lái)覆蓋天線(xiàn)553和第三層間絕緣膜552，以便提高ID芯片的機(jī)械強(qiáng)度。或者，可以用圖13A所示的步驟來(lái)完成ID芯片而無(wú)須使用覆蓋材料561。
通過(guò)上述各步驟完成了ID芯片。根據(jù)這種制造方法，總厚度為0.3-3微米，典型地約為2微米的厚度顯著地減小了的集成電路，被形成在第二襯底559與覆蓋材料561之間。注意，集成電路的這一厚度包括形成在粘合劑558與粘合劑560之間的各絕緣膜和層間絕緣膜的厚度以及半導(dǎo)體元件本身的厚度，不包括天線(xiàn)的厚度?？梢允笽D芯片中由集成電路占據(jù)的面積為5毫米見(jiàn)方(25平方毫米)或以下，更優(yōu)選約為0.3毫米見(jiàn)方(0.09平方毫米)到4毫米見(jiàn)方(16平方毫米)。
借助于將集成電路安置成盡可能靠近第二襯底559與覆蓋材料561之間的中心，能夠進(jìn)一步提高ID芯片的機(jī)械強(qiáng)度。具體地說(shuō)，假設(shè)第二襯底559與覆蓋材料561之間的距離為d，則粘合劑558與粘合劑560的厚度最好被調(diào)整為使沿集成電路厚度方向的中心與第二襯底559之間的距離x可以滿(mǎn)足下列公式1。
12d-30μm<x<12d+30μm]]>[公式1]更優(yōu)選的是，粘合劑558和粘合劑560的厚度被調(diào)整成滿(mǎn)足下列公式2。
12d-10μm<12d+10μm]]>[公式2]此外，如圖14所示，集成電路中的基底膜502、第一層間絕緣膜543、第二層間絕緣膜544、或第三層間絕緣膜552的厚度，可以被調(diào)整為使TFT的島形半導(dǎo)體膜與基底膜502的底部之間的距離(tunder)可以相同于或基本上相同于島形半導(dǎo)體膜與第三層間絕緣膜552的頂部之間的距離(tover)。借助于以這種方式將島形半導(dǎo)體膜安置在集成電路的中心處，能夠減輕施加到半導(dǎo)體層的應(yīng)力，從而能夠防止產(chǎn)生破裂。
若與基底膜502相接觸的粘合劑558由有機(jī)樹(shù)脂形成以便獲得ID芯片的柔性，則當(dāng)?shù)枘せ蜓醯枘け挥米骰啄?02時(shí)，能夠防止諸如Na之類(lèi)的堿金屬或堿土金屬?gòu)挠袡C(jī)樹(shù)脂擴(kuò)散到半導(dǎo)體膜中。
若物件的表面被彎曲，且固定到彎曲表面的ID芯片的第二襯底559從而被彎曲成沿諸如錐面和柱面之類(lèi)的產(chǎn)生線(xiàn)具有彎曲表面，則優(yōu)選使產(chǎn)生線(xiàn)的方向相同于TFT 540-542的載體的移動(dòng)方向。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在第二襯底559被彎曲時(shí)，能夠抑制對(duì)TFT 540-542特性的影響。而且，借助于將島形半導(dǎo)體膜在集成電路中所占據(jù)的面積的比率設(shè)定為1-30％，在第二襯底559被彎曲時(shí)，能夠進(jìn)一步抑制對(duì)TFT 540-542特性的影響。
通常，ID芯片使用13.56MHz或2.45MHz的無(wú)線(xiàn)電波。因此，為了得到廣泛的應(yīng)用，要求ID芯片被制作來(lái)探測(cè)這些頻率的無(wú)線(xiàn)電波。
與用半導(dǎo)體襯底制作ID芯片相比，本實(shí)施方案的ID芯片具有無(wú)線(xiàn)電波較少被屏蔽的優(yōu)點(diǎn)，從而能夠防止由于屏蔽無(wú)線(xiàn)電波而造成的信號(hào)衰減。于是，例如采用直徑為12英寸的半導(dǎo)體襯底的情況與采用尺寸為730×920平方毫米的玻璃襯底的情況比較，采用玻璃襯底能夠使ID芯片的成本大幅度小于采用半導(dǎo)體襯底。此半導(dǎo)體襯底的面積約為73000平方毫米，而玻璃襯底的面積約為672000平方毫米，亦即玻璃襯底面積約為半導(dǎo)體襯底的9.2倍。在面積約為672000平方毫米的玻璃襯底上，當(dāng)不考慮襯底切割的裕度時(shí)，能夠制作面積各為1毫米見(jiàn)方的ID芯片672000個(gè)，這是制作在半導(dǎo)體襯底上的ID芯片數(shù)目的大約9.2倍。在采用尺寸為730×920平方毫米的玻璃襯底的情況下，要求的制造步驟較少，ID芯片的大規(guī)模生產(chǎn)中，資金投入量能夠被降低到采用直徑為12英寸的半導(dǎo)體襯底的情況的1/3。而且，根據(jù)本實(shí)施方案，在從玻璃襯底剝離集成電路之后，玻璃襯底還能夠被重新使用。因此，與采用半導(dǎo)體襯底的情況相比，即使考慮修復(fù)破損的玻璃襯底或清洗玻璃襯底表面的成本，在采用玻璃襯底的情況下的成本也能夠被顯著地降低。此外，即使當(dāng)玻璃襯底被廢棄不再重新使用，尺寸為730×920平方毫米的玻璃襯底的成本也只有直徑為12英寸的半導(dǎo)體襯底的大約一半。從而能夠得到ID芯片成本的顯著降低。
如從上述可見(jiàn)，采用尺寸為730×920平方毫米的玻璃襯底的ID芯片的成本僅僅約為采用直徑為12英寸的半導(dǎo)體襯底的ID芯片的大約1/30。由于ID芯片被預(yù)期用作一次性芯片，故成本低得多的本實(shí)施方案的ID芯片對(duì)于這種用途是非常有效的。
本實(shí)施方案能夠與實(shí)施方案模式和實(shí)施方案1-4組合實(shí)現(xiàn)。
參照?qǐng)D15A所述的是在借助于對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行圖形化而同時(shí)形成連接到TFT的布線(xiàn)和天線(xiàn)的情況下的一種ID芯片(也稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)芯片)的結(jié)構(gòu)。圖15A是本實(shí)施方案的ID芯片剖面圖。
在圖15A中，TFT 1401具有島形半導(dǎo)體膜1402、與島形半導(dǎo)體膜1402相接觸的第一柵絕緣膜1403、以及以第一柵絕緣膜1403插入其間而重疊島形半導(dǎo)體膜1402的電極1404。TFT 1401還具有第二柵絕緣膜1405以及電極1404上的電極1406，且電極1404重疊電極1406，以第二柵絕緣膜1405插入其間。
TFT 1401被第一層間絕緣膜1407和第二層間絕緣膜1408覆蓋。雖然在本實(shí)施方案中TFT 1401被第一層間絕緣膜1407和第二層間絕緣膜1408的兩個(gè)層間絕緣膜覆蓋，但本發(fā)明不局限于此。也可以用單個(gè)層間絕緣膜或3個(gè)或更多的層間絕緣膜來(lái)覆蓋TFT 1401。
形成在第二層間絕緣膜1408上的布線(xiàn)1409，通過(guò)形成在第一層間絕緣膜1407和第二層間絕緣膜1408中的接觸孔，被連接到島形半導(dǎo)體膜1402。
天線(xiàn)1410也被形成在第二層間絕緣膜1408上。借助于在第二層間絕緣膜1408上形成導(dǎo)電膜并對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行圖形化，能夠同時(shí)形成布線(xiàn)1409和天線(xiàn)1410。借助于同時(shí)形成天線(xiàn)1410和布線(xiàn)1409，能夠減少I(mǎi)D芯片的制造步驟數(shù)目。
參照?qǐng)D15B所述的是在借助于對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行圖形化而同時(shí)形成TFT的柵電極和天線(xiàn)的情況下的一種ID芯片的結(jié)構(gòu)。圖15B是本實(shí)施方案的ID芯片剖面圖。
在圖15B中，TFT 1421具有島形半導(dǎo)體膜1422、與島形半導(dǎo)體膜1422相接觸的第一柵絕緣膜1423、以及以第一柵絕緣膜1423插入其間而重疊島形半導(dǎo)體膜1422的電極1424。TFT 1421還具有第二柵絕緣膜1425以及電極1424上的電極1426，且電極1424重疊電極1426，以第二柵絕緣膜1425插入其間。
天線(xiàn)1430被形成在第一柵絕緣膜1423上。借助于在第一柵絕緣膜1423上形成兩個(gè)導(dǎo)電膜，并對(duì)此兩個(gè)導(dǎo)電膜進(jìn)行圖形化，能夠同時(shí)形成電極1424和1426以及天線(xiàn)1430。借助于同時(shí)形成天線(xiàn)1430以及電極1424和1426，能夠減少I(mǎi)D芯片的制造步驟數(shù)目。
雖然在本實(shí)施方案中集成電路從襯底被剝離并被固定到另一襯底，但本發(fā)明不局限于此。例如，若諸如能夠承受集成電路制造步驟中的加工溫度的玻璃襯底之類(lèi)的抗熱性襯底被采用，則不需要?jiǎng)冸x集成電路。
本實(shí)施方案能夠與實(shí)施方案模式和實(shí)施方案1-5組合實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)施方案所述的是一種ID芯片的結(jié)構(gòu)，其中，集成電路被電連接到形成在另一襯底上的天線(xiàn)。
圖16A是本實(shí)施方案的ID芯片剖面圖。在圖16A中，粘合劑1203被涂敷在第三層間絕緣膜1204上，以便覆蓋電連接到TFT 1201的布線(xiàn)1202。然后，利用粘合劑1203，覆蓋材料1205被固定到第三層間絕緣膜1204。
天線(xiàn)1206被預(yù)先形成在覆蓋材料1205上。在本實(shí)施方案中，利用各向異性導(dǎo)電樹(shù)脂作為粘合劑1203，天線(xiàn)1206被電連接到布線(xiàn)1202。
此各向異性導(dǎo)電樹(shù)脂是一種借助于將導(dǎo)電材料1207分散到樹(shù)脂中而得到的材料。例如，諸如包括環(huán)氧樹(shù)脂的樹(shù)脂、包括尿烷的樹(shù)脂、以及包括丙烯酸的樹(shù)脂之類(lèi)的可熱固化的樹(shù)脂；諸如包括聚乙烯的樹(shù)脂和包括聚丙烯的樹(shù)脂之類(lèi)的熱塑樹(shù)脂；包括硅氧烷的樹(shù)脂等，可以被用作此樹(shù)脂。諸如聚苯乙烯和鍍有Ni、Au之類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂之類(lèi)的塑料顆粒；諸如Ni、Au、Ag、焊料之類(lèi)的金屬顆粒；碳顆?；蛱祭w維；鍍有Au的Ni纖維等，可以被用作導(dǎo)電材料1207。導(dǎo)電材料的尺寸最好根據(jù)天線(xiàn)1206和布線(xiàn)1202的間距來(lái)確定。
可以用超聲波將各向異性導(dǎo)電樹(shù)脂壓在天線(xiàn)1206與布線(xiàn)1202之間，或可以用紫外線(xiàn)輻照來(lái)固化壓縮。
雖然在本實(shí)施方案中利用各向異性導(dǎo)電樹(shù)脂，天線(xiàn)1206被粘合劑1203電連接到布線(xiàn)1202，但本發(fā)明不局限于此。也可以采用各向異性導(dǎo)電膜來(lái)代替粘合劑1203，并對(duì)其進(jìn)行加壓以電連接天線(xiàn)1206和布線(xiàn)1202。
雖然在本實(shí)施方案中借助于從襯底剝離集成電路并將其固定到另一襯底來(lái)形成ID芯片，但本發(fā)明不局限于此。例如，若諸如能夠承受集成電路制造步驟中的加工溫度的玻璃襯底之類(lèi)的抗熱性襯底被采用，則不需要?jiǎng)冸x集成電路。圖16B是剖面圖，示出了利用玻璃襯底形成的ID芯片的一個(gè)例子。
在圖16B所示的ID芯片中，玻璃襯底被用作襯底1210，且基底膜1214被形成在用于集成電路的TFT 1211-1213與襯底1210之間，而沒(méi)有粘合劑插入其間。
本實(shí)施方案能夠與實(shí)施方案模式和實(shí)施方案1-5組合實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)施方案所述的是利用大襯底來(lái)制造多個(gè)半導(dǎo)體器件的方法。
首先，集成電路601和天線(xiàn)602被形成在抗熱性襯底上，并被從抗熱性襯底剝離，然后如圖17A所示，利用粘合劑604，將其固定到分別制備的襯底603。在圖17A中，成對(duì)的集成電路601和天線(xiàn)602被固定到襯底603，但本發(fā)明不局限于此。多個(gè)成對(duì)的集成電路601和天線(xiàn)602可以被剝離，同時(shí)被彼此連接，然后同時(shí)被固定到襯底603。
隨后，如圖17B所示，覆蓋材料605被固定到襯底603，以便將集成電路601和天線(xiàn)602夾在其間。此時(shí)，粘合劑606被涂敷在襯底603上，以便覆蓋集成電路601和天線(xiàn)602。圖17C示出了其中覆蓋材料605被固定到襯底603的狀態(tài)。注意，在圖17C中，為了清晰地示出集成電路601和天線(xiàn)602的位置，集成電路601和天線(xiàn)602被示為通過(guò)覆蓋材料605。
接著，如圖17D所示，利用切割或劃片方法，成對(duì)的集成電路601和天線(xiàn)602被彼此分離，從而完成ID芯片607。
雖然在本實(shí)施方案中天線(xiàn)602和集成電路601被同時(shí)剝離，但本發(fā)明不局限于此。天線(xiàn)也可以預(yù)先形成在襯底603上，并在固定集成電路601時(shí)被電連接到集成電路601?；蛘撸梢栽诩呻娐?01被固定到襯底603之后，將天線(xiàn)固定到其上，以便被電連接到集成電路601。再或者，天線(xiàn)可以預(yù)先被形成在覆蓋材料605上，并在覆蓋材料605被固定到襯底603上時(shí)被電連接到集成電路601。
采用玻璃襯底的ID芯片可以被稱(chēng)為IDG芯片(識(shí)別玻璃芯片)，而采用柔性襯底的ID芯片可以被稱(chēng)為IDF芯片(識(shí)別柔性芯片)。
本實(shí)施方案能夠與實(shí)施方案1組合實(shí)現(xiàn)。
若作為本發(fā)明半導(dǎo)體器件的ID芯片采用柔性襯底，則此ID芯片被適當(dāng)?shù)毓潭ǖ饺嵝晕锛蚓哂袕澢砻娴奈锛４送?，若本發(fā)明ID芯片中的集成電路包括諸如其中無(wú)法重寫(xiě)數(shù)據(jù)的ROM之類(lèi)的存儲(chǔ)器，則可以防止偽造其上固定有ID芯片的物件。而且，當(dāng)本發(fā)明的ID芯片被用于其商品價(jià)值嚴(yán)格依賴(lài)于產(chǎn)地和生產(chǎn)者等的食品時(shí)，能夠以低的成本防止偽造產(chǎn)地和生產(chǎn)者等。
具體地說(shuō)，本發(fā)明的ID芯片能夠被固定到諸如發(fā)貨標(biāo)簽、價(jià)格標(biāo)簽、以及名稱(chēng)標(biāo)簽之類(lèi)的具有有關(guān)物件的數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。否則，本發(fā)明的ID芯片本身可用作標(biāo)簽?；蛘?，本發(fā)明的ID芯片可以被固定到諸如戶(hù)口簿、居留證、護(hù)照、駕照、身份證、會(huì)員證、鑒定報(bào)告、信用卡、現(xiàn)金卡、預(yù)付卡、病歷卡、以及月票之類(lèi)的相當(dāng)于表明事實(shí)真相的文件的證書(shū)。再或者，本發(fā)明的ID芯片可以被固定到諸如交易票據(jù)、支票、收據(jù)、提貨單、倉(cāng)庫(kù)收據(jù)、股票、債卷、贈(zèng)予證明、以及抵押證明之類(lèi)的相當(dāng)于證明私有財(cái)產(chǎn)權(quán)利的證書(shū)。
圖18A示出了組合有本發(fā)明的ID芯片1302的支票1301的例子。在圖18A中，ID芯片1302被置于支票1301內(nèi)，但也可以被暴露于支票1301外面。若采用柔性襯底，則本發(fā)明ID芯片具有即使當(dāng)固定到具有柔性的支票1301時(shí)也不容易被應(yīng)力損壞的優(yōu)點(diǎn)。
圖18B示出了組合有本發(fā)明的ID芯片1303的護(hù)照1304的例子。在圖18B中，ID芯片1303被置于護(hù)照1304的封面上，但也可以被置于護(hù)照1304的其它頁(yè)面上。若采用柔性襯底，則本發(fā)明ID芯片具有即使當(dāng)固定到具有柔性的護(hù)照1304的封面上時(shí)也不容易被應(yīng)力損壞的優(yōu)點(diǎn)。
圖18C示出了組合有本發(fā)明的ID芯片1305的禮券1306的例子。ID芯片1305被置于禮券1306內(nèi)部，或暴露于禮券1306外面。若采用柔性襯底，則本發(fā)明ID芯片具有即使當(dāng)固定到具有柔性的禮券1306時(shí)也不容易被應(yīng)力損壞的優(yōu)點(diǎn)。
由于采用具有TFT的集成電路的本發(fā)明的ID芯片廉價(jià)且薄，故可以用作被消費(fèi)者丟棄的一次性芯片。特別是，本發(fā)明的具有廉價(jià)且薄的ID芯片的包裝材料，對(duì)于其銷(xiāo)售受幾日元或幾日元影響的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，是非常有用的。此包裝材料相當(dāng)于諸如塑料包裝、塑料瓶、托盤(pán)、以及封殼之類(lèi)的用來(lái)包裝物件的可成形或已成形的支持物。
圖19A示出了包裝在組合有本發(fā)明的ID芯片1307的包裝材料1308中的用于銷(xiāo)售的盒裝午餐1309。當(dāng)物件的價(jià)格等被記錄在ID芯片1307中時(shí)，就可以在用作讀出器/寫(xiě)入器的現(xiàn)金出納機(jī)處付款購(gòu)買(mǎi)盒裝午餐1309。此外，還可以方便物件的倉(cāng)儲(chǔ)管理和有效期數(shù)據(jù)管理等。
本發(fā)明的ID芯片也可以被固定到例如物件的標(biāo)簽，以便利用ID芯片來(lái)進(jìn)行物件的分銷(xiāo)管理。
如圖19B所示，本發(fā)明的ID芯片1311被固定到諸如物件標(biāo)簽1310之類(lèi)的其反面有粘合劑的支持物。ID芯片1311固定于其上的標(biāo)簽1310，被置于物件1312上。可以從固定于標(biāo)簽1310的ID芯片1311無(wú)線(xiàn)讀出有關(guān)物件1312的識(shí)別數(shù)據(jù)。因此，ID芯片1311方便了物件在分銷(xiāo)過(guò)程中的管理。若采用柔性襯底，則本發(fā)明ID芯片具有即使當(dāng)固定到具有柔性的標(biāo)簽1310時(shí)也不容易被應(yīng)力損壞的優(yōu)點(diǎn)。因此，采用本發(fā)明的ID芯片的標(biāo)簽1310被適當(dāng)?shù)毓潭ǖ骄哂袕澢砻娴奈锛?br> 例如，若可重寫(xiě)的非易失存儲(chǔ)器被用作ID芯片1311中的集成電路的存儲(chǔ)器，則能夠記錄物件1312的分銷(xiāo)過(guò)程。此外，當(dāng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程被記錄時(shí)，批發(fā)商、零售商、以及消費(fèi)者都能夠容易地找到產(chǎn)地、生產(chǎn)者、制造日期、處理方法等。
本實(shí)施方案能夠與實(shí)施方案模式和實(shí)施方案1-8中的至少一個(gè)組合實(shí)現(xiàn)。
本申請(qǐng)基于2004年4月9日在日本專(zhuān)利局提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2004-115467，其整個(gè)內(nèi)容在此處被列為參考。
權(quán)利要求
1.一種限幅器，包含晶體管，包括浮柵和控制柵，其中，晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；晶體管的漏極被連接到控制柵；且漏極和控制柵被連接到輸入端子和輸出端子。
2.一種限幅器，包含晶體管，包括浮柵和控制柵，其中，晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；晶體管的漏極被連接到控制柵；且晶體管的源極被連接到輸入端子和輸出端子。
3.一種限幅器，包含多個(gè)晶體管，每個(gè)晶體管包括浮柵和控制柵，其中，每個(gè)晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；每個(gè)晶體管的漏極被連接到控制柵；此多個(gè)晶體管被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向；且連接在端部處的其中一個(gè)晶體管的漏極和控制柵，被連接到輸入端子和輸出端子。
4.一種限幅器，包含多個(gè)晶體管，每個(gè)晶體管包括浮柵和控制柵，其中，每個(gè)晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；每個(gè)晶體管的漏極被連接到控制柵；此多個(gè)晶體管被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向；且連接在端部處的其中一個(gè)晶體管的源極，被連接到輸入端子和輸出端子。
5.一種限幅器，它包含第一晶體管，以及第二晶體管，其中，第一晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；第一晶體管的漏極被連接到第一晶體管的控制柵；第二晶體管的漏極被連接到第二晶體管的柵極；第一晶體管和第二晶體管被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向；且第二晶體管的漏極和控制柵被連接到輸入端子和輸出端子。
6.一種限幅器，包含第一晶體管，以及第二晶體管，其中，第一晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；第一晶體管的漏極被連接到第一晶體管的控制柵；第二晶體管的漏極被連接到第二晶體管的柵極；第一晶體管和第二晶體管被串聯(lián)連接，以便具有相同的正向電流方向；且第二晶體管的源極被連接到輸入端子和輸出端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一個(gè)的限幅器，還包含用來(lái)控制聚集在浮柵中的電荷量的連接端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一個(gè)的限幅器，還包含電阻器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一個(gè)的限幅器，其中，晶體管是薄膜晶體管。
10.一種半導(dǎo)體器件，包含集成電路，以及連接到集成電路的天線(xiàn)，其中，集成電路包括限幅器；限幅器包括晶體管；晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；晶體管的漏極被連接到控制柵。
11.一種半導(dǎo)體器件，包含集成電路以及連接到集成電路的天線(xiàn)，其中，集成電路包括限幅器、用來(lái)控制限幅器的極限電壓的脈沖發(fā)生電路、以及用來(lái)向脈沖發(fā)生電路供應(yīng)電源電壓的升壓電路；限幅器包括晶體管；晶體管的浮柵和控制柵彼此重疊，其間插入有絕緣膜；晶體管的漏極被連接到控制柵；且漏極和控制柵被連接到電阻器的一個(gè)端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的半導(dǎo)體器件，其中，晶體管是薄膜晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11的半導(dǎo)體器件，還包含電阻器。
全文摘要
本發(fā)明的限幅器采用包括浮柵的堆疊柵薄膜晶體管(TFT)作為二極管。當(dāng)采用包括浮柵的TFT時(shí)，即使在存在TFT閾值電壓Vth的變化的情況下，借助于控制聚集在浮柵中的電荷量，也可以控制閾值電壓Vth。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1947253SQ20058001227
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者加藤清 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所