專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，特別涉及形成在襯底一面上的半導(dǎo)體元件通過該襯底在襯底的另一面上可以實(shí)現(xiàn)電連接的半導(dǎo)體裝置及其合適的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，通過在玻璃等硬性襯底上形成半導(dǎo)體元件，作為如下用途的半導(dǎo)體裝置的開發(fā)正在積極地進(jìn)行LCD、有機(jī)EL等顯示器、光傳感器、太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換元件等。此外，還通過使用Si片(wafer)形成半導(dǎo)體元件來進(jìn)行作為便攜式電話等用途的半導(dǎo)體裝置的開發(fā)。除了上述以外，正在積極進(jìn)行非接觸地收發(fā)數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體裝置(也稱為RFID(Radio Frequency Identification；射頻識別)標(biāo)簽、ID標(biāo)簽、IC標(biāo)簽、IC芯片、RF(Radio Frequency；射頻)標(biāo)簽、無線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無線芯片)的開發(fā)。不管使用玻璃等硬性襯底或Si等半導(dǎo)體襯底等的哪一種制造這種半導(dǎo)體裝置，都被要求半導(dǎo)體裝置的薄膜化或小型化等。
作為使半導(dǎo)體裝置薄膜化的方法，正在進(jìn)行例如研磨、拋光襯底的方法或利用化學(xué)反應(yīng)而蝕刻襯底的方法等(例如，參照專利文件1)。
專利文件1特開2002-87844號公報(bào)然而，一般地說，在使用上述方法進(jìn)行襯底的薄膜化的情況下，在襯底的一面上形成有半導(dǎo)體元件，并且，通過襯底使形成在襯底的一面上的半導(dǎo)體元件和襯底的另一面之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的方法還沒有確定。因此，雖然可以層疊被薄膜化了的半導(dǎo)體元件，但是在電連接被層疊了的半導(dǎo)體元件的情況下需要布線配置等。因此，難以賦予更高的附加價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供如下半導(dǎo)體裝置及其制造方法即使在層疊多個(gè)形成在襯底上的半導(dǎo)體元件的情況下，也可以通過襯底電連接被層疊了的半導(dǎo)體元件。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括如下步驟在襯底的一面上選擇性地形成凹部或從襯底的一面貫穿到另一面的開口部；覆蓋襯底的一面及凹部或開口部地形成具有晶體管的元件群；以及，通過從另一面使襯底薄膜化來暴露形成在凹部或開口部中的元件群。作為使襯底薄膜化的方法，可以從襯底的另一面上進(jìn)行研磨處理、拋光處理、采用化學(xué)處理的蝕刻等而部分地除去襯底。注意，這些進(jìn)行薄膜化的方法也可以組合采用。例如，從襯底的另一面上進(jìn)行研磨處理后，接著，從襯底的另一面上進(jìn)行拋光處理。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法包括如下步驟在凹部選擇性地形成在一面上的襯底上，覆蓋一面和凹部地形成用作基底膜的絕緣膜；在絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上中間夾有柵極絕緣膜地形成柵極；在半導(dǎo)體膜中形成用作源極區(qū)域或漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域；覆蓋半導(dǎo)體膜和柵極地形成第一層間絕緣膜；選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜以形成達(dá)到半導(dǎo)體膜的雜質(zhì)區(qū)域的第一開口部；除去形成在凹部上的第一層間絕緣膜而形成第二開口部；在第一開口部和第二開口部中選擇性地形成導(dǎo)電膜；覆蓋第一層間絕緣膜和導(dǎo)電膜地形成第二層間絕緣膜；以及，通過從另一面使襯底薄膜化來暴露形成在第二開口部中的導(dǎo)電膜。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，也可以使用具有從一面貫穿到另一面的開口部的襯底而不使用在襯底的一面上形成有凹部的襯底此外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法，在上述結(jié)構(gòu)中，形成第二開口部并使它大于第一開口部。注意，開口部大意味著開口部的深度或沿垂直于深度方向的方向的開口部的寬度(面積)大。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，可以使用互不相同的方法或材料形成在第一開口部中形成的導(dǎo)電膜和在第二開口部中形成的導(dǎo)電膜。例如，也可以在第一開口部中通過CVD法或?yàn)R射法等選擇性地形成導(dǎo)電膜之后，在第二開口部中通過絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法或分配器法等選擇性地形成導(dǎo)電膜。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法包括如下步驟在形成有從一面貫穿到另一面的第一開口部的襯底上覆蓋一面和第一開口部地形成用作基底膜的絕緣膜；在絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上中間夾有柵極絕緣膜地形成柵極；在半導(dǎo)體膜中形成用作源極區(qū)域或漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域；覆蓋半導(dǎo)體膜和柵極地形成第一層間絕緣膜；選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜以形成達(dá)到半導(dǎo)體膜的雜質(zhì)區(qū)域的第二開口部；除去形成在第一開口部上的第一層間絕緣膜以形成第三開口部；在第二開口部和第三開口部中選擇性地形成導(dǎo)電膜；覆蓋第一層間絕緣膜和導(dǎo)電膜地形成第二層間絕緣膜；以及，通過從另一面使襯底薄膜化來暴露形成在第三開口部中的導(dǎo)電膜。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法包括如下步驟在形成有從一面貫穿到另一面的第一開口部的襯底上覆蓋一面和第一開口部地形成用作基底膜的絕緣膜；在絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上中間夾有柵極絕緣膜地形成柵極；在半導(dǎo)體膜中形成用作源極區(qū)域或漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域；覆蓋半導(dǎo)體膜和柵極地形成第一層間絕緣膜；選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜以形成達(dá)到半導(dǎo)體膜的雜質(zhì)區(qū)域的第二開口部；在第二開口部中選擇性地形成第一導(dǎo)電膜；除去形成在第一開口部上的第一層間絕緣膜以形成第三開口部；在第三開口部中選擇性地形成第二導(dǎo)電膜；覆蓋第一層間絕緣膜、第一導(dǎo)電膜、以及第二導(dǎo)電膜地形成第二層間絕緣膜；以及，通過從另一面使襯底薄膜化來暴露形成在第三開口部中的第二導(dǎo)電膜。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括具有從一面貫穿到另一面的開口部的襯底；以及，形成在襯底的一面上和開口部中的元件群，其中，在襯底的另一面上暴露著形成在開口部中的元件群的至少一部分，并且，襯底為1至100μm(包含1和100)。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其他結(jié)構(gòu)包括具有從一面貫穿到另一面的開口部的襯底；形成在襯底的一面上的晶體管；以及，形成在開口部中的導(dǎo)電膜，其中，晶體管電連接于導(dǎo)電膜，并且，在襯底的另一面上暴露著形成在開口部中的導(dǎo)電膜的至少一部分，并且，襯底厚度為1至100μm(包含1和100)。
在本發(fā)明中，在與形成有半導(dǎo)體元件的襯底一側(cè)相反一側(cè)的一面上可以通過該襯底電連接于半導(dǎo)體元件，因此，半導(dǎo)體元件的配置自由度提高了。此外，通過以多層連接而層疊半導(dǎo)體元件，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型化和高性能化。


圖1A至1E是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；
圖2A至2D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖3A至3E是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖4A至4D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖5A和5B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖6A至6C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置所包括的薄膜晶體管的一個(gè)例子的圖；圖7A至7E是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖8A至8D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖9是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖10A至10C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖11A至11C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖12A至12D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖13A至13C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖14A至14H是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖15A和15B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖16A和16B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖17是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖18A至18G是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；
圖19A至19F是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖20A至20D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖；圖21是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不局限于如下說明，本領(lǐng)域人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中有一種情況就是在不同的附圖中使用相同符號來表示相同部分并省略其說明。
作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子，可以舉出如下結(jié)構(gòu)具有形成在襯底的一(第一)面(以下也記為“表面”)上的半導(dǎo)體元件，并且，該半導(dǎo)體元件可以通過襯底在襯底的另一(第二)面(以下記為“背面”)上實(shí)現(xiàn)電連接。具體地，在具有從表面貫穿到背面的開口部的襯底的表面上形成有晶體管等的半導(dǎo)體元件，并且，可以通過所述開口部電連接半導(dǎo)體元件和襯底的背面一側(cè)。
下面，將參照附圖(圖1A至1E、圖2A至2D)說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子。注意，圖2A至2D相當(dāng)于圖1A至1E的透視圖。
首先，準(zhǔn)備襯底101并使用氫氟酸(HF)、堿、或純水清洗其表面(圖1A)。
作為襯底101，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底、或包含不銹鋼的金屬襯底等。此外，也可以使用Si等的半導(dǎo)體襯底。除了上述以外，還可以使用由柔性合成樹脂如以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)為代表的塑料或丙烯等構(gòu)成的襯底。此外，若使用上述襯底，其面積和形狀就沒有特別的限制，因此，例如，可以使用一邊為1m或更大的矩形狀襯底，使得產(chǎn)率極為上升。與使用圓形硅襯底的情況相比，這是很大的優(yōu)點(diǎn)。注意，也可以預(yù)先進(jìn)行拋光處理而平整襯底的表面。
其次，在襯底101的一面上形成凹部102。可以通過對襯底101進(jìn)行蝕刻或激光照射等來選擇性地形成凹部102(圖1B、圖2A)。注意，也可以形成從襯底101的一面(表面)貫穿到另一面(背面)的開口部而不在襯底101的表面上形成凹部。
凹部102的形狀(在形成開口部的情況下，就是開口部的形狀)可以是任何形狀，例如，可以將它形成為線狀、圓狀、或矩形狀等。例如，作為凹部102的大小(在形成開口部的情況下，就是開口部的大小)，其深度設(shè)定為1至100μm(包含1和100)，優(yōu)選為2至50μm(包含2和50)，而其寬度設(shè)定為10μm至10mm(包含10)，優(yōu)選為100μm至1mm(包含100和1)。注意，也可以將要形成在襯底上的凹部或開口部形成為沿著深度方向的錐形。
其次，在襯底101的表面上形成元件群103(圖1C、圖2B)。注意，形成元件群103并使至少其一部分填充于形成在襯底101上的凹部102中。
元件群103是由例如晶體管或二極管等的半導(dǎo)體元件構(gòu)成的。作為晶體管，可以使用將形成在玻璃等硬性襯底上的半導(dǎo)體膜用作溝道的薄膜晶體管(TFT)；形成在Si等半導(dǎo)體襯底上并將該襯底用作溝道的場效應(yīng)晶體管(FET)、或?qū)⒂袡C(jī)材料用作溝道的有機(jī)TFT等。此外，作為二極管，可以使用各種二極管如變?nèi)荻O管、肖特基二極管、或隧道二極管等。在本發(fā)明中，可以通過使用上述晶體管和二極管等形成各種各樣的集成電路如CPU、存儲器、微處理器或各種傳感器如溫度傳感器、濕度傳感器或生物傳感器等、等等。此外，元件群103可以采用如下形式不僅具有晶體管等的半導(dǎo)體元件，而且還具有天線。元件群103形成有天線的半導(dǎo)體裝置使用在天線中產(chǎn)生的交流電壓而進(jìn)行工作，此外，可以通過調(diào)制施加到天線中的交流電壓來與外部設(shè)備(讀寫器)進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)收發(fā)。注意，天線可以與具有晶體管的集成電路一起形成，或者，也可以在不與集成電路一起形成天線之后電連接天線和集成電路。
在形成晶體管用作元件群103的情況下，優(yōu)選地，在襯底101的表面上(除了凹部102以外的部分)形成晶體管，并且，在凹部102中形成電連接于該晶體管的導(dǎo)電膜。
其次，使用薄膜化單元104使襯底101薄膜化(圖1D、圖2C)。在此，該襯底101的薄膜化是從襯底101的背面使用薄膜化單元104而進(jìn)行，直到暴露在凹部102中形成有的元件群103。
作為薄膜化單元104，可以采用研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻等。在研磨處理中，使用磨刀石的粒子削去被處理物的表面(在此，是襯底101的另一面)而使它平滑。在拋光處理中，使用拋光布紙或拋光粒等的拋光材料并利用塑性平滑作用或摩擦拋光作用而使被處理物的表面平滑。在化學(xué)處理中，使用藥劑對被處理物進(jìn)行化學(xué)蝕刻。注意，作為拋光處理，也可以使用CMP(Chemical MechanicalPolishing；化學(xué)機(jī)械拋光)。
例如，在對襯底101的另一面進(jìn)行研磨處理之后，還可以對襯底101的另一面進(jìn)行拋光處理，以使襯底101薄膜化。此外，在進(jìn)行研磨處理和拋光處理的單方或雙方之后，還可以采用化學(xué)處理來進(jìn)行蝕刻，以使襯底薄膜化或者除去襯底。在使用玻璃襯底作為襯底101的情況下，可以進(jìn)行使用包含氟氫酸的藥液的化學(xué)蝕刻作為化學(xué)處理。注意，當(dāng)使襯底101薄膜化時(shí)，將被薄膜化了之后所殘留的襯底的厚度設(shè)定為100μm或更小，優(yōu)選為50μm或更小，更優(yōu)選為30μm或更小，以使要獲得的半導(dǎo)體裝置具有柔性。此外，被薄膜化了之后所殘留的襯底用作保護(hù)膜，即，確保半導(dǎo)體裝置的耐受性并防止來自外部的雜質(zhì)元素和水分等侵入半導(dǎo)體元件中，因此，優(yōu)選將襯底的厚度設(shè)定為1μm或更大，優(yōu)選為2μm或更大，更優(yōu)選為4μm或更大。
此外，當(dāng)進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使襯底101薄膜化時(shí)，若襯底101和形成在開口部中的元件群103之間具有蝕刻選擇比，元件群103就可以用作停止器(stopper)。例如，當(dāng)將作為元件群103的一部分的導(dǎo)電膜設(shè)在形成在襯底101上的凹部102中時(shí)，通過使用具有比襯底101更高物理強(qiáng)度、化學(xué)強(qiáng)度的材料作為該導(dǎo)電膜的材料，當(dāng)使襯底101薄膜化時(shí)可以將該導(dǎo)電膜用作停止器。
經(jīng)過上述步驟，可以制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置(圖1E、圖2D)。圖1E所示的半導(dǎo)體裝置形成有使襯底101薄膜化而獲得的襯底106、形成在該襯底106的一面上的元件群103。此外，襯底106形成有貫穿該襯底106的開口部105，并且，元件群103的一部分形成為暴露在襯底106的另一面(背面)上的狀態(tài)，因?yàn)樵?03的一部分填充所述開口部105中。因此，本發(fā)明所示的半導(dǎo)體裝置在襯底106的背面一側(cè)可以通過襯底電連接于元件群103。
實(shí)施方式1本實(shí)施方式將參照附圖更具體地說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子。
首先，從襯底201的一表面上進(jìn)行蝕刻或激光照射等而選擇性地形成凹部202(圖3A)。注意，也可以形成從襯底201的一面(表面)貫穿到另一面(背面)的開口部，而不在襯底201的表面上形成凹部。凹部202的形狀(在形成開口部的情況下，就是開口部的形狀)可以是任何形狀，例如，可以形成為線狀、圓狀、或矩形狀等。作為凹部202的大小(在形成開口部的情況下，就是開口部的大小)，其深度設(shè)定為1至100μm(包含1和100)，優(yōu)選為2至50μm(包含2和50)，而其寬度設(shè)定為10μm至10mm(包含10)，優(yōu)選為100μm至1mm(包含100和1)。注意，也可以將要形成在襯底上的凹部或開口部形成為沿著深度方向的錐形。
其次，在襯底201上形成絕緣膜203用作基底膜，然后，在該絕緣膜203上形成半導(dǎo)體膜204(圖3B)。注意，絕緣膜203和半導(dǎo)體膜204還形成在凹部202中。
絕緣膜203是可以通過使用CVD法或?yàn)R射法等并且使用包含氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)膜等的單層結(jié)構(gòu)或它們的疊層結(jié)構(gòu)而形成的。例如，在絕緣膜203由兩層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的情況下，優(yōu)選形成氮氧化硅膜作為第一層的絕緣膜，形成氧氮化硅膜作為第二層的絕緣膜。此外，在絕緣膜203由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的情況下，優(yōu)選形成氧氮化硅膜作為第一層的絕緣膜，形成氮氧化硅膜作為第二層的絕緣膜，形成氧氮化硅膜作為第三層的絕緣膜。通過如上所述那樣形成用作基底膜的絕緣膜203，可以抑制來自襯底201的Na等堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散到半導(dǎo)體膜204中而影響到半導(dǎo)體元件的特性。
可以使用非晶(amolphous)半導(dǎo)體或半晶半導(dǎo)體(SAS；semiamolphous semiconductor)形成半導(dǎo)體膜204。此外，也可以使用多晶半導(dǎo)體膜。SAS是具有介于非晶和結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括單晶、多晶)的中間結(jié)構(gòu)和自由能方面穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導(dǎo)體，并且，SAS包含近程有序的晶格歪斜的晶質(zhì)區(qū)域。至少在膜中的一部分區(qū)域中可以觀察到0.5至20nm的結(jié)晶區(qū)域，在以硅為主成分的情況下，拉曼光譜(Raman spectrum)移動到比520cm-1更低的波數(shù)一側(cè)。在X線衍射中，可以觀察到由來于硅晶格的(111)、(220)的衍射峰。為了終結(jié)懸空鍵(dangling bond)，至少含有1原子％或更大的氫或鹵素。SAS是對包含硅的氣體進(jìn)行輝光放電分解(等離子體CVD)而形成的。作為包含硅的氣體，可以使用SiH4，其他還可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。此外，也可以混合有GeF4?？梢詫⒃摪璧臍怏w用H2、或H2和選自He、Ar、Kr、Ne中的一種或多種稀有氣體元素來稀釋。稀釋率在2至1000倍的范圍內(nèi)。壓力大約設(shè)定為0.1至133Pa的范圍，電源頻率為1至120MHz，優(yōu)選為13至60MHz。襯底的加熱溫度只要為300℃或更小即可。作為膜中的雜質(zhì)元素，理想的是氧、氮、碳等大氣成分的雜質(zhì)為1×1020atoms/cm3或更小。尤其是氧濃度為5×1019atoms/cm3或更小，優(yōu)選為1×1019atoms/cm3或更小。在此，使用濺射法、CVD法等并使用以硅(Si)為主成分的材料(例如SixGe1-x等)形成非晶半導(dǎo)體膜，然后，使用結(jié)晶化法如激光結(jié)晶化法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶化法、使用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化法等而使該非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化。此外，也可以通過施加DC偏壓而產(chǎn)生熱等離子體來將該熱等離子體影響到半導(dǎo)體膜，以進(jìn)行半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化。
其次，選擇性地蝕刻半導(dǎo)體膜204，以形成島狀半導(dǎo)體膜206a至206c，然后，覆蓋該島狀半導(dǎo)體膜206a至206c地形成柵極絕緣膜207(圖3C)。
可以通過使用CVD法或?yàn)R射法等并使用包含氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)膜等的單層結(jié)構(gòu)或它們的疊層結(jié)構(gòu)來形成柵極絕緣膜207。此外，也可以對島狀的半導(dǎo)體膜206a至206c在氧氣氛下(例如，在氧(O2)和稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr、Xe中的至少一個(gè))的氣氛下，或者在氧和氫(H2)和稀有氣體的氣氛下)，或者在氮?dú)夥障?例如，在氮(N2)和稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr、Xe中的至少一個(gè))的氣氛下，或者在氮和氫和稀有氣體的氣氛下，或者在NH3和稀有氣體的氣氛下)進(jìn)行高密度等離子體處理而對島狀半導(dǎo)體膜206a至206c的表面進(jìn)行氧化處理或氮化處理，以形成柵極絕緣膜。由氧化處理層或氮化處理層構(gòu)成的柵極絕緣膜，與使用CVD法或?yàn)R射法等形成的絕緣膜相比，膜厚等的均勻性良好，并且所述柵極絕緣膜具有細(xì)致的膜，其中，該氧化處理層或氮化處理層是通過利用高密度等離子體處理對島狀半導(dǎo)體膜206a至206c進(jìn)行氧化處理或氮化處理而形成的。
其次，在柵極絕緣膜207上選擇性地形成柵極208a至208c之后，覆蓋該柵極208a至208c地形成絕緣膜210和211而形成薄膜晶體管205a至205c(圖3D)。注意，在此，薄膜晶體管205a至205c使用各半導(dǎo)體膜206a至206c的一部分作為溝道區(qū)域，而且，側(cè)壁209a至209c(以下也記為“絕緣膜209a至209c”)形成為分別接觸柵極208a至208c的側(cè)面的形式。此外，在N溝道型薄膜晶體管205a和205c中，在位于絕緣膜209a和209c下方的半導(dǎo)體膜206a和206c中形成有LDD區(qū)域。具體地，源極區(qū)域或漏極區(qū)域和溝道區(qū)域之間形成有LDD區(qū)域。
柵極208a至208c是使用CVD法或?yàn)R射法等并使用如下單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)而形成的，該單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)由選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等中的元素或者以這些元素為主成分的合金材料或化合物材料構(gòu)成。此外，也可以使用以摻雜了磷等的雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料來形成柵極208a至208c。例如，可以使用氮化鉭和鎢的疊層結(jié)構(gòu)來形成柵極。
絕緣膜209a至209c是使用CVD法或?yàn)R射法等并使用如下膜的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)而形成的具有氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)膜等；DLC(Diamond Like Carbon；類金剛石碳)等包含碳的膜。
絕緣膜210是使用CVD法或?yàn)R射法等并使用如下膜的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)而形成的具有氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)膜等；DLC(Diamond Like Carbon；類金剛石碳)等包含碳的膜。
絕緣膜211是使用CVD法或?yàn)R射法等并使用如下材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)而形成的具有氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)膜等；DLC(Diamond Like Carbon；類金剛石碳)等包含碳的膜；有機(jī)材料如環(huán)氧、聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸等或硅氧烷材料如硅氧烷樹脂等。注意，硅氧烷材料相當(dāng)于包含Si-O-Si鍵的材料。硅氧烷的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(O)的鍵構(gòu)成。作為取代基，使用至少包含氫的有機(jī)基(例如烷基、芳烴)。作為取代基，也可以使用氟基。此外，作為取代基，也可以使用至少包含氫的有機(jī)基以及氟基。注意，在圖3A至3E中的半導(dǎo)體裝置中，也可以覆蓋柵極208a至208c地直接形成絕緣膜211，而不形成絕緣膜210。
其次，選擇性地除去絕緣膜211和絕緣膜210等而形成開口部212a至212f，該開口部達(dá)到用作薄膜晶體管205a至205c的源極區(qū)域或漏極區(qū)域的半導(dǎo)體膜206a至206c的一部分(圖3E)。
其次，選擇性地除去形成在凹部202上的絕緣膜211等，以形成開口部213使得在襯底201的表面上形成凹部(圖4A)。注意，只要形成開口部213使得在襯底201的表面上至少形成凹部即可，并且，可以選擇性地除去絕緣膜211的一部分，或者也可以選擇性地除去絕緣膜211、絕緣膜210以及絕緣膜203。此外，在此表示在形成開口部212a至212f之后形成開口部213的例子，但是，也可以在形成開口部212a至212f同時(shí)形成開口部213，或者，也可以在形成開口部213之后形成開口部212a至212f。此外，也可以在形成開口部212a至212f并將導(dǎo)電膜選擇性地形成在該開口部212a至212f中之后形成開口部213。作為開口部212a至212f或開口部213的形成方法，可以進(jìn)行使用光刻步驟的蝕刻而形成開口部，或者，也可以照射激光而形成開口部。
其次，將導(dǎo)電膜214選擇性地形成在開口部212a至212f、開口部213中，然后，覆蓋該導(dǎo)電膜214地形成用作保護(hù)膜的絕緣膜215(圖4B)。
作為導(dǎo)電膜214，通過CVD法、濺射法、絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法或分配器法等可以使用如下單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)，該單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)由選自鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)中的一種元素或包含多種上述元素的合金構(gòu)成。例如，作為由包含多種上述元素的合金構(gòu)成的導(dǎo)電膜，例如可以使用含有C和Ti的Al合金、含有Ni的Al合金、含有C和Ni的Al合金、含有C和Mn的Al合金等。此外，在采用疊層結(jié)構(gòu)的情況下，例如，可以通過使用Ti夾住Al而疊層(Ti、Al、Ti的疊層)來形成導(dǎo)電膜214。
此外，在開口部213較大的情況或在有一種憂慮就是形成在開口部213中的導(dǎo)電膜214斷開等的連接不良的情況下，優(yōu)選地，在將導(dǎo)電膜214形成在開口部213中之后，再一次將導(dǎo)電材料選擇性地形成在開口部213中。例如，在使用CVD法或?yàn)R射法等將導(dǎo)電膜214選擇性地形成在開口部212a至212f和開口部213中之后，在形成在開口部213中的導(dǎo)電膜214上使用絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法或分配器法等形成導(dǎo)電材料186。在此，圖5A所示那樣，使用絲網(wǎng)印刷法，在使用涂刷器183推押而使網(wǎng)眼181上的膠184移動的同時(shí)，從形成在乳劑182上的開口部185中推出膠184，以將導(dǎo)電材料186形成在開口部213中。除了上述以外，還可以采用如下方法在使用CVD法或?yàn)R射法將導(dǎo)電膜214形成在開口部212a至212f中之后，使用絲網(wǎng)印刷法、液體噴出法或分配器法等將導(dǎo)電材料186選擇性地形成在開口部213中(圖5B)。像這樣，通過使用絲網(wǎng)印刷法、液體噴出法或分配器法等將導(dǎo)電材料選擇性地形成在開口部213中，可以防止形成在開口部213中的導(dǎo)電膜斷開等等，并且可以將導(dǎo)電材料填充到開口部213的底部。
作為絕緣膜215，可以使用CVD法或?yàn)R射法等并使用如下材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)而形成的具有氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)膜等；DLC(Diamond Like Carbon；類金剛石碳)等包含碳的膜；有機(jī)材料如環(huán)氧、聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸等或硅氧烷材料如硅氧烷樹脂等。
其次，對襯底201的另一面(與形成有絕緣膜203的一面相反一側(cè)的一面)進(jìn)行研磨處理、拋光處理或采用化學(xué)處理的蝕刻等，以使襯底201薄膜化(圖4C)。在此表示使用研磨部件216研磨襯底201的另一面的例子。此外，通過在進(jìn)行研磨處理之后還對襯底201的表面進(jìn)行拋光處理，可以使襯底201的另一面的形狀均勻化。此外，也可以在進(jìn)行研磨處理、拋光處理之后還采用化學(xué)處理進(jìn)行蝕刻，以使襯底薄膜化。
襯底201的薄膜化進(jìn)行直到形成在開口部213中的導(dǎo)電膜214和導(dǎo)電材料186的單方或雙方被暴露(圖4D)。因此，在開口部213中，在導(dǎo)電膜214下形成有絕緣膜210和絕緣膜203等的情況下，在使襯底201薄膜化的同時(shí)，進(jìn)行研磨處理、拋光處理或采用化學(xué)處理的蝕刻等而除去絕緣膜210和絕緣膜203。在使用玻璃襯底作為襯底201的情況下，可以進(jìn)行使用包含氟氫酸的藥液的化學(xué)蝕刻作為化學(xué)處理。注意，當(dāng)使襯底201薄膜化時(shí)，將襯底的厚度設(shè)定為100μm或更小，優(yōu)選為50μm或更小，更優(yōu)選為30μm或更小，以使要獲得的半導(dǎo)體裝置具有柔性。此外，襯底201用作保護(hù)膜，即，確保半導(dǎo)體裝置的耐受性并防止來自外部的雜質(zhì)元素或水分等侵入半導(dǎo)體元件中，因此，優(yōu)選將襯底的厚度設(shè)定為1μm或更大，優(yōu)選為2μm或更大，更優(yōu)選為4μm或更大。
經(jīng)過上述步驟，可以獲得如下半導(dǎo)體裝置可以在與形成有薄膜晶體管的襯底一面相反一側(cè)的一面上通過襯底電連接于所述薄膜晶體管。
注意，上述圖3A至3E和圖4A至4D表示在襯底上形成薄膜晶體管的例子，但是，除了薄膜晶體管以外，還可以使用形成在Si等半導(dǎo)體襯底上并將該襯底用作溝道的場效應(yīng)晶體管(FET)或?qū)⒂袡C(jī)材料用作溝道的有機(jī)TFT等。
此外，包括在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)。例如，在圖3D中，半導(dǎo)體膜206a和206c形成有LDD區(qū)域，該半導(dǎo)體膜位于在N溝道型薄膜晶體管205a和205c的各個(gè)側(cè)面形成有的絕緣膜209a和209c的下方，而P溝道型薄膜晶體管205b沒設(shè)有LDD區(qū)域，但是，也可以采用如下結(jié)構(gòu)雙方晶體管形成有LDD區(qū)域；雙方晶體管沒設(shè)有LDD區(qū)域和側(cè)壁(圖6A)。此外，薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，而可以采用形成有一個(gè)溝道形成區(qū)域的單柵極結(jié)構(gòu)，或者，可以采用多柵極結(jié)構(gòu)如形成有兩個(gè)溝道形成區(qū)域的雙柵極結(jié)構(gòu)或形成有三個(gè)溝道形成區(qū)域的三柵極結(jié)構(gòu)等。此外，也可以采用底柵極結(jié)構(gòu)，或者，可以采用在溝道形成區(qū)域的上下配置有兩個(gè)柵極且其中間夾有柵極絕緣膜的雙柵四極型結(jié)構(gòu)。此外，在柵極由第一導(dǎo)電膜217a至217c和形成在該第一導(dǎo)電膜217a至217c上的第二導(dǎo)電膜218a至218c的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的情況下，也可以采用如下結(jié)構(gòu)將該第一導(dǎo)電膜217a至217c形成為錐形，而且，重疊于第一導(dǎo)電膜217a至217c而不重疊于第二導(dǎo)電膜218a至218c地形成LDD區(qū)域(圖6B)。此外，在柵極由第一導(dǎo)電膜217a至217c和形成在該第一導(dǎo)電膜217a至217c上的第二導(dǎo)電膜218a至218c的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的情況下，也可以采用如下結(jié)構(gòu)接觸第二導(dǎo)電膜218a至218c的側(cè)面且在第一導(dǎo)電膜217a至217c上形成側(cè)壁(圖6C)。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，也可以使用Ni、Co、W、Mo等的硅化物形成用作半導(dǎo)體膜的源極區(qū)域或漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域。
注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以組合使用。換言之，圖3A至圖6C所示的材料和制造方法等可以自由地組合而實(shí)施。
實(shí)施方式2本實(shí)施方式將參照

與上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的制造方法不同的制造方法。
首先，在襯底201的一表面上形成半導(dǎo)體膜204，其中間夾有用作基底膜的絕緣膜203(圖7A)。
其次，形成使用半導(dǎo)體膜204作為溝道區(qū)域的薄膜晶體管205a至205c，然后，覆蓋該薄膜晶體管205a至205c地形成絕緣膜210和絕緣膜211(圖7B)。
其次，選擇性地除去絕緣膜211和絕緣膜210等而形成開口部212a至212f，該開口部達(dá)到用作薄膜晶體管205a至205c的源極區(qū)域或漏極區(qū)域的半導(dǎo)體膜206a至206c的一部分(圖7C)。
其次，選擇性地除去絕緣膜203、210、211和襯底201等，以形成開口部213而在襯底201的表面上形成凹部(圖7D)。注意，也可以在形成開口部212a至212f之前形成開口部213。
然后，通過使用上述實(shí)施方式所示的方法而在形成導(dǎo)電膜214和絕緣膜215之后使襯底201薄膜化，可以獲得如下半導(dǎo)體裝置可以在與形成有薄膜晶體管的襯底一面相反一側(cè)的一面上電連接于所述薄膜晶體管(圖7E)。
換言之，圖7A至7E所示的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在形成開口部212a至212f之前或之后形成開口部而在襯底201的表面上形成凹部。因此，與上述實(shí)施方式1所示的方法相比，具有諸如可以使工藝簡易化之類的優(yōu)點(diǎn)。
此外，作為本實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)，可以形成開口部并使它貫穿襯底201。下面，將參照圖8A至8D說明在這種情況下的制造方法的一個(gè)例子。
首先，像圖7C一樣，在襯底201上形成薄膜晶體管205a至205c和開口部212a至212f，并且使用CVD法或?yàn)R射法等形成導(dǎo)電膜214(圖8A)。
其次，選擇性地除去絕緣膜203、210、211和襯底201等，以形成貫穿襯底201的開口部213(圖8B)。可以在形成開口部212a至212f之前形成開口部213，或者，可以在將導(dǎo)電膜214形成在開口部212a至212f中之前形成開口部213。
其次，在開口部213中形成導(dǎo)電材料186(圖8C)。在此，雖然表示使用絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電材料186選擇性地形成在開口部213中的例子，但是，如上所述那樣，可以在形成導(dǎo)電膜214的同時(shí)形成導(dǎo)電材料186，或者，可以在形成導(dǎo)電膜214之后層疊而形成導(dǎo)電材料186。此外，只要使形成在開口部213中的導(dǎo)電膜低于絕緣膜203即可，并且，可以填充整個(gè)開口部213地形成導(dǎo)電膜，或者，可以填充一部分地形成導(dǎo)電膜。
然后，如上述實(shí)施方式所示那樣，從襯底201的另一面(背面)進(jìn)行研磨處理、拋光處理、采用化學(xué)處理的蝕刻等而使襯底201薄膜化，以暴露形成在開口部中的導(dǎo)電膜(在此，是導(dǎo)電材料186)。經(jīng)過上述步驟，可以獲得如下半導(dǎo)體裝置在襯底的背面一側(cè)上，可以通過襯底電連接于形成在襯底表面上的半導(dǎo)體元件如薄膜晶體管等(圖8D)。
注意，本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合而實(shí)施。換言之，在本實(shí)施方式中，可以組合地使用上述實(shí)施方式所示的材料和制造方法，并且，在上述實(shí)施方式中，也可以組合地使用本實(shí)施方式所示的材料和形成方法。
實(shí)施方式3通過使用上述實(shí)施方式所示的制造方法，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的襯底的一面形成有半導(dǎo)體元件，并且，在該半導(dǎo)體元件和襯底的背面一側(cè)之間可以實(shí)現(xiàn)電連接。下面，將說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式。
首先，將參照圖10A至10C說明集成有多個(gè)功能的半導(dǎo)體裝置的使用方式。
圖10A所示的半導(dǎo)體裝置是通過將具有上述實(shí)施方式所示的任一結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置303粘合在形成有導(dǎo)電膜302的襯底301上而形成的。在此，多個(gè)半導(dǎo)體裝置303a至303d形成在襯底301上并電連接于導(dǎo)電膜302。使用具有粘合性的樹脂312粘合襯底301和半導(dǎo)體裝置303a至303d，并且，可以通過包含在具有粘合性的樹脂312中的導(dǎo)電粒子311電連接半導(dǎo)體裝置303a至303d和導(dǎo)電膜302。此外，還可以使用如下材料和方法電連接半導(dǎo)體裝置303a至303d和導(dǎo)電膜302導(dǎo)電粘合劑如銀膠、銅膠或碳膠等；各向異性導(dǎo)電粘合劑ACP(Anisotropic Conductive Paste；各向異性導(dǎo)電膠)等；導(dǎo)電膜如ACF(Anisotropic Conductive Film；各向異性導(dǎo)電膜)等；焊接；等等。
半導(dǎo)體裝置303a至303d和導(dǎo)電膜302的電連接是如下圖10B所示那樣，暴露在襯底301的背面(與形成有半導(dǎo)體元件如薄膜晶體管等的一面相反一側(cè)的一面)的導(dǎo)電膜214通過形成于襯底301的開口部電連接于導(dǎo)電膜302，并且，該導(dǎo)電膜214通過導(dǎo)電粒子311電連接于該導(dǎo)電膜302。各半導(dǎo)體裝置303a至303d用作選自中央處理單元(CPU；Central Processing Unit)、存儲器、網(wǎng)絡(luò)處理電路、磁盤處理電路、圖像處理電路、聲音處理電路、電源電路、溫度傳感器、濕度傳感器、紅外線傳感器等中的一個(gè)或多個(gè)。
此外，在本實(shí)施方式中，可以以多層形成多個(gè)半導(dǎo)體裝置303。在這種情況下，也可以通過電連接形成在半導(dǎo)體裝置的襯底301的背面上的導(dǎo)電膜214和半導(dǎo)體元件如薄膜晶體管等來以多層形成多個(gè)半導(dǎo)體裝置303(圖10C)。像這樣，通過以多層形成多個(gè)半導(dǎo)體裝置，即使是在形成并電連接多個(gè)半導(dǎo)體裝置的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)高集成化和小型化。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以適用于能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)收發(fā)的半導(dǎo)體裝置(也稱為RFID(Radio Frequency Identification；射頻識別)標(biāo)簽、ID標(biāo)簽、IC標(biāo)簽、IC芯片、RF(Radio Frequency；射頻)標(biāo)簽、無線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無線芯片)。
上述圖4A至4D所示的制造方法中，在使襯底201薄膜化之前(圖4B)，在絕緣膜215上形成用作天線的導(dǎo)電膜219并使它電連接于晶體管205a至205c中的至少一個(gè)。然后，覆蓋所述導(dǎo)電膜219地形成用作保護(hù)膜的絕緣膜223，接著，使襯底201薄膜化或除去襯底201，以可以制造具有柔性的能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)收發(fā)的半導(dǎo)體裝置(圖11A)。
導(dǎo)電膜219是使用CVD法、濺射法、印刷法如絲網(wǎng)印刷或凹版印刷等、液滴噴出法、分配器法等并使用導(dǎo)電材料而形成的。導(dǎo)電材料是選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)中的元素、或以這些元素為主成分的合金材料或化合物材料，并且，使用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)電膜219。
絕緣膜223是可以使用CVD法或?yàn)R射法等并由如下膜的單層或疊層結(jié)構(gòu)而形成的具有氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)膜等；DLC(Diamond Like Carbon；類金剛石碳)等包含碳的膜。此外，可以使用旋涂法、絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法等并使用由有機(jī)材料如環(huán)氧、聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸等或硅氧烷材料如硅氧烷樹脂等構(gòu)成的單層或疊層結(jié)構(gòu)。
注意，作為其他方法，在形成用作天線的導(dǎo)電膜219而不與半導(dǎo)體元件一起形成之后，可以電連接導(dǎo)電膜219和半導(dǎo)體元件。例如，在圖4A至4D所示的制造方法中，在使襯底201薄膜化之前(圖4B)，實(shí)現(xiàn)電連接地貼合形成在襯底221上的用作天線的導(dǎo)電膜219和形成在襯底201上的半導(dǎo)體元件如晶體管等，接著，使襯底201薄膜化或除去襯底201，以可以制造具有柔性的能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)收發(fā)的半導(dǎo)體裝置(圖11B)。
作為襯底221，可以預(yù)先使用具有柔性的材料如塑料等。或者，可以在貼合襯底201和襯底221之后使雙方襯底薄膜化或除去雙方襯底，在這種情況下，可以使用與襯底201相同的材料。此外，使用具有粘合性的樹脂312粘合由形成有用作天線的導(dǎo)電膜219的襯底221構(gòu)成的層235a和由形成在襯底201上的半導(dǎo)體元件如晶體管等構(gòu)成的層235b，并且，導(dǎo)電膜214通過包含在具有粘合性的樹脂312中的導(dǎo)電粒子311電連接于用作天線的導(dǎo)電膜219。此外，還可以使用如下材料和方法電連接導(dǎo)電膜214和用作天線的導(dǎo)電膜219導(dǎo)電粘合劑如銀膠、銅膠或碳膠等；具有導(dǎo)電性的粘合劑如ACP等；具有導(dǎo)電性的膜如ACF等；焊接；等等。
此外，在形成用作天線的導(dǎo)電膜219而不與半導(dǎo)體元件一起形成之后電連接導(dǎo)電膜219和半導(dǎo)體元件的情況下，可以電連接導(dǎo)電膜219和形成在襯底201的背面上的導(dǎo)電膜214(圖11C)。像這樣，通過使用襯底201的背面一側(cè)電連接用作天線的導(dǎo)電膜219和半導(dǎo)體元件如晶體管等，可以在半導(dǎo)體元件的上形成存儲元件或傳感器元件。在此，表示形成存儲元件部230的例子，該存儲元件部230由第一導(dǎo)電膜231、元件232和第二導(dǎo)電膜233的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。作為元件232，可以使用因電作用、光學(xué)作用或熱作用等而改變其性質(zhì)和狀態(tài)的材料。例如，可以使用因焦耳熱所引起的熔化、介質(zhì)擊穿等而改變其性質(zhì)和狀態(tài)且可以使下部電極和上部電極短路的材料。因此，將用作元件232的層的厚度設(shè)定為5至100nm，優(yōu)選為10至60nm。
作為元件232，例如，可以使用有機(jī)化合物層。有機(jī)化合物層是使用液滴噴出法、旋涂法或蒸發(fā)沉積法等而形成的。作為用作有機(jī)化合物層的有機(jī)材料，可以使用如下材料例如芳香胺類(即，具有苯環(huán)-氮鍵)化合物如4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫為α-NPD)、4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫為TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(縮寫為TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(縮寫為MTDATA)、4，4’-雙(N-(4-(N，N-二-m-甲苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫為DNTPD)等；聚乙烯咔唑(縮寫為PVK)；酞菁化合物如酞菁(縮寫為H2Pc)、銅酞菁(縮寫為CuPc)、酞菁氧釩(縮寫為VOPc)等；等等。這些材料是具有高空穴傳輸性的物質(zhì)。
此外，作為有機(jī)材料，可以使用如下材料例如，由具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物等構(gòu)成的材料如三(8-喹啉酸基)鋁(縮寫為Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉酸基)鋁(縮寫為Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉(quinolinato))合鈹(縮寫為BeBq2)、雙(2-甲基-8-喹啉酸基)-4-苯基苯酚合(phenylphenolato)-鋁(縮寫為BAlq)等；具有唑基配體、噻唑基配體的金屬絡(luò)合物等的材料如雙[2-(2’-羥基苯基)苯并唑(benzoxazolato)]合鋅(縮寫為Zn(BOX)2)、雙[2-(2’-羥基苯基)苯并噻唑(benzothiazolato)]合鋅(縮寫為Zn(BTZ)2)等。這些材料是具有高電子傳輸性的材料。
除了金屬絡(luò)合物之外，可以使用如下化合物等2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-氧二氮茂(縮寫為PBD)、1，3-雙[5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-氧二氮茂-2-基]苯(縮寫為OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫為TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫為p-EtTAZ)、紅菲咯啉(縮寫為BPhen)、浴銅靈(bathocuproin)(縮寫為BCP)等。
此外，有機(jī)化合物層可以由單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在采用疊層結(jié)構(gòu)的情況下，可以從上述材料中選出而形成疊層結(jié)構(gòu)。此外，也可以層疊上述有機(jī)材料和發(fā)光材料。作為發(fā)光材料，可以舉出4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定(tetramethyljulolidin)-9-基)次乙基]-4H-吡喃(縮寫為DCJT)、4-(二氰基亞甲基)-2-t-丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定(tetramethyljulolidin)-9-基)次乙基]-4H-吡喃、periflanthene、1，4-雙[2-(10-甲氧基)-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定(tetramethyljulolidin)-9-基)次乙基]-2，5-二氰基苯、N，N’-二甲基喹吖啶酮(縮寫為DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉酸基)鋁(縮寫為Alq3)、9，9’-二蒽基(bianthryl)、9，10-二苯基蒽(縮寫為DPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(縮寫為DNA)、2，5，8，11-四-t-丁基(butylperylene)(縮寫為TBP)等。
此外，也可以使用分散上述發(fā)光材料而形成的層。在分散發(fā)光材料而形成的層中，可以使用如下材料作為其母體的材料蒽衍生物如9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(縮寫為t-BuDNA)等；咔唑衍生物如4，4’-雙(N-咔唑基)聯(lián)苯(縮寫為CBP)等；金屬絡(luò)合物如雙[2-(2’-羥基苯基)吡啶(pyridinato)]合鋅(縮寫為Znpp2)、雙[2-(2’-羥基苯基)苯并唑(benzoxazolato)]合鋅(縮寫為ZnBOX)等；等等。此外，也可以使用三(8-喹啉酸基)鋁(縮寫為Alq3)、9，10-二(2-萘基)蒽(縮寫為DNA)、雙(2-甲基-8-喹啉酸基)-4-苯基苯酚合(phenylphenolato)-鋁(縮寫為BAlq)等。
由于這些有機(jī)材料因熱作用等而改變其性質(zhì)，所以，可將玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)設(shè)為50至300℃，優(yōu)選為80至120℃。
此外，也可以使用將金屬氧化物混合在有機(jī)材料或發(fā)光材料中而形成的材料。注意，混合有金屬氧化物的材料包括上述有機(jī)材料或發(fā)光材料和金屬氧化物混合在一起的狀態(tài)或兩者被層疊的狀態(tài)，具體地，是指通過使用多個(gè)蒸發(fā)源的共蒸發(fā)沉積法而被形成的狀態(tài)。可以稱這種材料為有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料。
例如，在將空穴傳輸性高的材料和金屬氧化物混合在一起的情況下，作為所述金屬氧化物，優(yōu)選使用釩氧化物、鉬氧化物、鈮氧化物、錸氧化物、鎢氧化物、釕氧化物、鈦氧化物、鉻氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物。
此外，在將電子傳輸性高的材料和金屬氧化物混合在一起的情況下，作為所述金屬氧化物，優(yōu)選使用鋰氧化物、鈣氧化物、鈉氧化物、鉀氧化物、鎂氧化物。
由于可以使用因電作用、光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)的材料作為有機(jī)化合物層，所以，例如，可以使用摻雜有因吸收光而產(chǎn)生酸的化合物(光酸產(chǎn)生劑)的共軛高分子。作為共軛高分子，可以使用聚乙炔類、聚亞苯基亞乙烯基類、聚噻吩類、聚苯胺類、聚亞苯基亞乙基類等。此外，作為光酸產(chǎn)生劑，可以使用芳基锍鹽、芳基碘鹽、o-硝基芐基甲苯磺酸鹽、芳基磺酸p-硝基芐基酯、磺?；揭彝?、Fe-芳烴絡(luò)合物PF6鹽等。
注意，在此，表示使用有機(jī)化合物材料作為元件232的例子，但是，本發(fā)明不局限于此。例如，可以使用相變材料如在結(jié)晶狀態(tài)和非晶狀態(tài)之間可逆性地變化的材料、在第一結(jié)晶狀態(tài)和第二結(jié)晶狀態(tài)之間可逆性地變化的材料等。此外，可以使用僅從非晶狀態(tài)到結(jié)晶狀態(tài)變化的材料。
作為在結(jié)晶狀態(tài)和非晶狀態(tài)之間可逆性地變化的材料，可以舉出包含選自鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)、硫(S)、氧化碲(TeOx)、Sn(錫)、金(Au)、鎵(Ga)、硒(Se)、銦(In)、鉈(Tl)、Co(鈷)、以及銀(Ag)中的多種的材料，例如，可以舉出Ge-Te-Sb-S、Te-TeO2-Ge-Sn、Te-Ge-Sn-Au、Ge-Te-Sn、Sn-Se-Te、Sb-Se-Te、Sb-Se、Ga-Se-Te、Ga-Se-Te-Ge、In-Se、In-Se-Tl-Co、Ge-Sb-Te、In-Se-Te、Ag-In-Sb-Te類材料。此外，在第一結(jié)晶狀態(tài)和第二結(jié)晶狀態(tài)之間可逆性地變化的材料是指包含選自銀(Ag)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎳(Ni)、銦(In)、銻(Sb)、硒(Se)、以及碲(Te)中的多種的材料，例如，可以舉出Te-TeO2、Te-TeO2-Pd、Sb2Se3/Bi2Te3。在采用這種材料的情況下，相變化是在兩個(gè)不同的結(jié)晶狀態(tài)之間進(jìn)行的。此外，僅從非晶狀態(tài)到結(jié)晶狀態(tài)變化的材料是指包含選自碲(Te)、氧化碲(TeOx)、銻(Sb)、硒(Se)、以及鉍(Bi)中的多種的材料，例如，可以舉出Ag-Zn、Cu-Al-Ni、In-Sb、In-Sb-Se、In-Sb-Te。
作為第一導(dǎo)電膜231和第二導(dǎo)電膜233，可以使用CVD法、濺射法、絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法或分配器法等并使用如下單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)，該單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)由選自鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)中的一種元素或包含多種上述元素的合金構(gòu)成。除了上述以外，還可以使用單層膜如銦錫氧化物膜(ITO膜)、包含硅的銦錫氧化物膜、氧化鋅(ZnO)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等；由氮化鈦膜和以鋁為主成分的膜構(gòu)成的疊層；由氮化鈦膜、以鋁為主成分的膜、以及氮化鈦膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)；等等。注意，若采用疊層結(jié)構(gòu)，也可以降低作為布線的電阻。
下面，將說明用作IC卡的半導(dǎo)體裝置的使用方式(圖12A至12D)。
在襯底321上粘合而形成有半導(dǎo)體裝置323。具體地，電連接而形成包括在半導(dǎo)體裝置323中的半導(dǎo)體元件和形成在襯底321上的用作天線的導(dǎo)電膜322。(圖12A)。
通過電連接于置于形成有半導(dǎo)體元件的襯底的背面(與形成有半導(dǎo)體元件的一面相反一側(cè)的一面)上的導(dǎo)電材料186而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件和用作天線的導(dǎo)電膜322之間的電連接(圖12C和12D)。在此，在襯底201的背面一側(cè)上，可以通過導(dǎo)電粒子311電連接在形成于襯底201上的薄膜晶體管335上電連接的導(dǎo)電材料186和用作天線的導(dǎo)電膜322(圖12C)。形成在半導(dǎo)體元件中的晶體管不局限于薄膜晶體管，還可以在半導(dǎo)體襯底331的背面一側(cè)上，通過導(dǎo)電粒子311電連接在形成于Si等半導(dǎo)體襯底331上的將該半導(dǎo)體襯底331用作溝道區(qū)域的晶體管336上電連接的導(dǎo)電材料186和用作天線的導(dǎo)電膜322(圖12D)。
此外，可以使用具有柔性的襯底如塑料等作為襯底321，使得用作IC卡的半導(dǎo)體裝置也彎曲，因此，可以提供有了附加價(jià)值的IC卡(圖12B)。
下面，將參照

能夠以非接觸交換數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體裝置的工作。
半導(dǎo)體裝置80具有以非接觸進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能，并且，包括高頻電路81、電源電路82、復(fù)位電路83、時(shí)鐘產(chǎn)生電路84、數(shù)據(jù)解調(diào)電路85、數(shù)據(jù)調(diào)制電路86、控制其它電路的控制電路87、存儲電路88、以及天線89(圖13A)。高頻電路81是從天線89接收信號并將從數(shù)據(jù)調(diào)制電路86收到的信號從天線89輸出的電路；電源電路82是從接收信號產(chǎn)生電源電位的電路；復(fù)位電路83是產(chǎn)生復(fù)位信號的電路；時(shí)鐘產(chǎn)生電路84是基于從天線89輸入到的接收信號產(chǎn)生各種時(shí)鐘信號的電路；數(shù)據(jù)解調(diào)電路85是解調(diào)接收信號而輸向控制電路87的電路；數(shù)據(jù)調(diào)制電路86是調(diào)制從控制電路87收到的信號的電路。此外，作為控制電路87，例如，形成有代碼抽出電路91、代碼判定電路92、CRC判定電路93、以及輸出單元電路94。注意，代碼抽出電路91是分別抽出包含在輸?shù)娇刂齐娐?7的命令中的多個(gè)代碼的電路；代碼判定電路92是比較被抽出的代碼和相當(dāng)于參考的代碼而判定命令內(nèi)容的電路；CRC電路是基于被判定的代碼檢出有沒有發(fā)送錯(cuò)誤等的電路。
此外，存儲電路不局限于一個(gè)，也可以設(shè)置多個(gè)存儲電路，即，可以使用SRAM、快閃存儲器、ROM或FeRAM等，或者也可以將有機(jī)化合物層用于存儲元件部而形成存儲電路。
其次，將說明本發(fā)明的能夠以非接觸進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的半導(dǎo)體裝置的工作的一個(gè)例子。首先，由天線89接收無線信號。無線信號通過高頻電路81輸?shù)诫娫措娐?2，而且，高電源電位(以下記為VDD)被產(chǎn)生。VDD被供給給半導(dǎo)體裝置80具有的各電路中。此外，通過高頻電路81輸?shù)綌?shù)據(jù)解調(diào)電路85中的信號被解調(diào)(以下，記為解調(diào)信號)。再者，通過高頻電路81經(jīng)過復(fù)位電路83和時(shí)鐘產(chǎn)生電路84的信號以及解調(diào)信號輸?shù)娇刂齐娐?7。輸?shù)娇刂齐娐?7中的信號被代碼抽出電路91、代碼判定電路92、CRC判定電路93等分析。之后，存儲在存儲電路88中的半導(dǎo)體裝置的信息根據(jù)被分析了的信號而被輸出。被輸出了的半導(dǎo)體裝置的信息經(jīng)過輸出單元電路94而被編碼。再者，被編碼了的半導(dǎo)體裝置80的信息經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)制電路86并從天線89以無線信號被發(fā)送。注意，在構(gòu)成半導(dǎo)體裝置80的多個(gè)電路中，低電源電位(以下記為VSS)是共同的，而且，可以將VSS設(shè)為GND。
這樣，通過將信號從讀寫器輸?shù)桨雽?dǎo)體裝置80并以讀寫器接收從該半導(dǎo)體裝置80被輸?shù)降男盘?，可以讀取半導(dǎo)體裝置的數(shù)據(jù)。
此外，半導(dǎo)體裝置80可以采用如下兩種方式不安裝電源(電池)而以電磁波將電源電壓供給給各電路；安裝電源(電池)并以電磁波和電源(電池)將電源電壓供給給各電路。
通過采用上述實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)，可以制造能夠彎曲的半導(dǎo)體裝置，因此，可以將它貼合而設(shè)置在具有曲面的物體上。
其次，將說明具有柔性的能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)交換的半導(dǎo)體裝置的使用方式的一個(gè)例子。將讀寫器3200置于包括顯示部3210的便攜終端的側(cè)面，并將半導(dǎo)體裝置3230置于商品3220的側(cè)面(圖13B)。當(dāng)將讀寫器3200對準(zhǔn)商品3220包括的半導(dǎo)體裝置3230時(shí)，和商品有關(guān)的信息如商品的原材料和原產(chǎn)地、各生產(chǎn)工序的檢查結(jié)果、流通過程的記錄等以及商品的說明等顯示在顯示部3210。此外，當(dāng)商品3260被傳送帶傳輸時(shí)，可以使用讀寫器3240和設(shè)置于商品3260中的半導(dǎo)體裝置3250檢查該商品3260(圖13C)。像這樣，通過將半導(dǎo)體裝置適用于系統(tǒng)，可以容易地獲取信息，并且實(shí)現(xiàn)高功能化和高附加價(jià)值化。此外，如上述實(shí)施方式所示那樣，即使貼合在具有曲面的物體上，也可以防止包括在半導(dǎo)體裝置中的晶體管等的損壞，并且，可以提供高可靠性的半導(dǎo)體裝置。
此外，在上述能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)交換的半導(dǎo)體裝置中的信號傳輸方式可以采用電磁耦合方式、電磁感應(yīng)方式或微波方式等。實(shí)施者可以鑒于使用用途適當(dāng)?shù)剡x擇傳輸方式，并且可以根據(jù)傳輸方式適當(dāng)?shù)卦O(shè)置最合適的天線。
例如，當(dāng)適當(dāng)?shù)厥褂秒姶篷詈戏绞交螂姶鸥袘?yīng)方式(例如13.56MHz頻帶)作為在半導(dǎo)體裝置中的信號傳輸方式時(shí)，由于利用根據(jù)磁場密度的變化的電磁感應(yīng)，所以用作天線的導(dǎo)電膜形成為環(huán)狀(例如環(huán)形天線)或螺旋狀(例如螺線天線)。
當(dāng)適當(dāng)?shù)厥褂梦⒉ǚ绞?例如UHF頻帶(860至960MHz頻帶)、2.45GHz頻帶等)作為在半導(dǎo)體裝置中的信號傳輸方式時(shí)，可以鑒于用于傳輸信號的電磁波的波長適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用作天線的導(dǎo)電層的長度等的形狀，例如，可以將用作天線的導(dǎo)電膜形成為線狀(例如偶極天線(圖20A))、平整的形狀(例如貼片天線(圖20B))、或蝴蝶結(jié)形狀(圖20C和20D)等。此外，用作天線的導(dǎo)電膜的形狀不局限于線狀，鑒于電磁波的波長也可以是曲線狀、蜿蜒形狀，或者是組合這些的形狀。
使用CVD法、濺射法、印刷法如絲網(wǎng)印刷或凹版印刷等、液滴噴出法、分配器法、鍍法等并使用導(dǎo)電材料而形成用作天線的導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電材料，使用選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)和鉬(Mo)中的元素、或者以這些元素為主成分的合金材料或化合物材料，并且采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成用作天線的導(dǎo)電膜。
例如，當(dāng)使用絲網(wǎng)印刷法形成用作天線的導(dǎo)電膜時(shí)，可以通過選擇性地印刷如下導(dǎo)電膠來形成用作天線的導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膠中，粒徑為幾nm至幾十μm的導(dǎo)體粒子溶解或分散到有機(jī)樹脂中。作為導(dǎo)體粒子，可以使用銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、和鈦(Ti)等中的任何一個(gè)或更多的金屬粒子、鹵化銀的微粒子、或者分散性納米粒子。此外，作為導(dǎo)電膠包含的有機(jī)樹脂，可以使用選自用作金屬粒子的粘結(jié)劑、溶劑、分散劑和覆蓋劑的有機(jī)樹脂中的一個(gè)或多個(gè)。典型地，可以舉出環(huán)氧樹脂、硅樹脂等的有機(jī)樹脂。此外，當(dāng)形成導(dǎo)電膜時(shí)，優(yōu)選擠出導(dǎo)電膠之后進(jìn)行焙燒。例如，當(dāng)使用以銀為主成分的微粒子(例如粒徑1至100nm(包含1和100))作為導(dǎo)電膠的材料時(shí)，通過以150至300℃的溫度范圍焙燒而使其硬化，可以獲得導(dǎo)電膜。此外，也可以使用以焊料或不包含鉛的焊料為主成分的微粒子，在這種情況下優(yōu)選使用粒徑20μm或更小的微粒子。焊料或不包含鉛的焊料具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是低成本。
此外，除了上述材料以外，還可以將陶瓷或鐵氧體等適用于天線?；蛘?，也可以將在微波頻帶中介電常數(shù)和磁導(dǎo)率成為負(fù)的材料(超穎物質(zhì))適用于天線。
此外，當(dāng)適當(dāng)?shù)厥褂秒姶篷詈戏绞交螂姶鸥袘?yīng)方式，并且形成具有天線的半導(dǎo)體裝置并使它接觸金屬時(shí)，優(yōu)選在所述半導(dǎo)體裝置和金屬之間形成具有磁導(dǎo)率的磁性材料。當(dāng)形成具有天線的半導(dǎo)體裝置并使它接觸金屬時(shí)，渦電流相應(yīng)磁場的變化而流過金屬，并且，因所述渦電流而產(chǎn)生的反磁場使磁場的變化減弱而降低通信距離。因此，通過在半導(dǎo)體裝置和金屬之間形成具有磁導(dǎo)率的材料，可以抑制流過金屬的渦電流和通信距離的降低。注意，作為磁性材料，可以使用磁導(dǎo)率高且高頻損失小的鐵氧體或金屬薄膜。
此外，當(dāng)形成天線時(shí)，可以在一個(gè)襯底上直接形成晶體管等的半導(dǎo)體元件和用作天線的導(dǎo)電膜，或者，可以通過在互不相同的襯底上分別形成半導(dǎo)體元件和用作天線的導(dǎo)電膜之后實(shí)現(xiàn)電連接地貼合而形成天線。
注意，除了上述以外，具有柔性的半導(dǎo)體裝置的使用方式的范圍很寬，只要是通過以非接觸方式明確把握對象物的記錄等的信息而有助于生產(chǎn)管理等的商品，就可以適用于任何物品。該半導(dǎo)體裝置可以安裝在如下物品而使用例如，紙幣、硬幣、有價(jià)證券類、證書類、無記名債券類、包裝用容器類、書籍類、記錄介質(zhì)、個(gè)人用品、交通工具類、食品類、衣物類、保健用品類、生活用品類、藥品類、以及電子設(shè)備等。參照圖14A至14H說明這些例子。
紙幣和硬幣是指市場上流通的金錢，其包括在特定區(qū)域作為像貨幣一樣通用的東西(金券)、紀(jì)念幣等。有價(jià)證券類是指支票、證券、期票等(圖14A)。證書類是指駕駛執(zhí)照、居住證等(圖14B)。無記名債券類是指郵票、米券、各種贈券等(圖14C)。包裝用容器類是指用于盒飯等的包裝紙、PET瓶等(圖14D)。書籍類是指書、合訂本等(圖14E)。記錄介質(zhì)是指DVD軟件、錄像帶等(圖14F)。交通工具類是指諸如自行車等的車輛、船舶等(圖14G)。個(gè)人用品是指包、眼鏡等(圖14H)。食品類是指食料品、飲料等。衣物類是指衣服、鞋等。保健用品類是指醫(yī)療器具、健康器具等。生活用品類是指家具、照明器具等。藥品類是指醫(yī)藥品、農(nóng)藥等。電子設(shè)備是指液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(電視接收機(jī)和薄型電視接收機(jī))、便攜式電話等。
通過對紙幣、硬幣、有價(jià)證券類、證書類、無記名債券類等提供半導(dǎo)體裝置，可以防止偽造。此外，通過對包裝用容器類、書籍類、記錄介質(zhì)等、個(gè)人用品、食品類、生活用品類、電子設(shè)備等提供半導(dǎo)體裝置，可以改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。通過對交通工具類、保健用品類、藥品類等提供半導(dǎo)體裝置，可以防止仿冒和偷竊，并且當(dāng)用于藥品類時(shí)，可以防止誤食藥物。作為半導(dǎo)體裝置的設(shè)置方法，將半導(dǎo)體裝置貼到物品的表面或嵌入到物品中。例如，當(dāng)用于合訂書時(shí)，半導(dǎo)體裝置可以嵌入到紙中，而當(dāng)用于由有機(jī)樹脂構(gòu)成的包裝時(shí)，半導(dǎo)體裝置可以嵌入到該有機(jī)樹脂中。通過使用具有柔性的半導(dǎo)體裝置，即使將它設(shè)置在紙等中，也可以防止損害包括在該半導(dǎo)體裝置中的元件，等等。
像這樣，通過對包裝用容器類、記錄介質(zhì)、個(gè)人用品、食品類、衣物類、生活用品類、電子設(shè)備等提供半導(dǎo)體裝置，可以改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。此外，通過對交通工具類提供半導(dǎo)體裝置，可以防止仿冒和偷竊。此外，通過將半導(dǎo)體裝置嵌入到諸如動物等的生物中，以可以容易地識別各個(gè)生物，例如通過將具備傳感器的半導(dǎo)體裝置嵌入到諸如家畜等的生物中，不僅可以容易管理出生年、性別、或種類等，而且還可以容易管理現(xiàn)在的體溫等的健康狀態(tài)。
此外，除了上述以外，也可以將包括檢出壓力的元件的半導(dǎo)體裝置貼在生物的心臟附近而測量心搏數(shù)。此外，通過將它適用于人，可以用于管理人體健康、預(yù)防及預(yù)測疾病。此外，通過利用網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)等而獲得由讀寫器讀取的生物體信息，可以將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置用于家庭醫(yī)療監(jiān)視系統(tǒng)等。圖21表示其具體例子。
使個(gè)體551攜帶能夠檢出物理量或化學(xué)量的半導(dǎo)體裝置552。半導(dǎo)體裝置552可以貼在人體上，或者，可以嵌入到人體中，即，個(gè)體551可以適當(dāng)?shù)剡x擇而設(shè)置半導(dǎo)體裝置552。此外，由于個(gè)體之間存在著血液和脈搏等的差異，所以，設(shè)置適合個(gè)體551的半導(dǎo)體裝置552。像這樣，通過使個(gè)體551攜帶半導(dǎo)體裝置552，可以使用讀寫器553讀取半導(dǎo)體裝置552所檢出的個(gè)體551的生物體信息而將它顯示在裝置554如電腦等的顯示部555上。再者，可以通過利用網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)等而將被讀取了的生物體信息從家550實(shí)時(shí)發(fā)送到醫(yī)療機(jī)構(gòu)560。
醫(yī)療機(jī)構(gòu)560使用裝置561如電腦等接收被發(fā)送來的數(shù)據(jù)而監(jiān)視、管理個(gè)體551的信息。此外，個(gè)體551的擔(dān)任醫(yī)生·專門醫(yī)生可以根據(jù)被發(fā)送來的信息進(jìn)行個(gè)體551的診斷。
像這樣，由于定期性檢出關(guān)于個(gè)體551的健康狀態(tài)的物理量或化學(xué)量的變化并將它發(fā)送到醫(yī)療機(jī)構(gòu)560，所以，盡管個(gè)體551呆在家550中，醫(yī)療機(jī)構(gòu)560也可以監(jiān)視個(gè)體551的健康狀態(tài)。因此，在發(fā)現(xiàn)個(gè)體551不正常的情況下，可以迅速派遣醫(yī)生而進(jìn)行精密的檢查。
此外，在個(gè)體551始終攜帶著半導(dǎo)體裝置552的情況下，通過將讀寫器安裝在信息設(shè)備如便攜式電話等，即使個(gè)體551外出而不在家，也可以經(jīng)常了解個(gè)體551的健康狀態(tài)。此外，在發(fā)現(xiàn)個(gè)體551不正常的情況下，管理個(gè)體551的生物體信息的醫(yī)療機(jī)構(gòu)560與個(gè)體551附近的醫(yī)療機(jī)構(gòu)570交換信息，以可以迅速派遣醫(yī)生到個(gè)體551的身邊并提供治療。特別是在當(dāng)個(gè)體551外出時(shí)在家以外的地方發(fā)現(xiàn)不正常的情況下，這是很有效的。
此外，通過如上所述那樣定期性管理個(gè)體551的生物體信息，也可以補(bǔ)充個(gè)體551不足的東西。例如，通過使用裝置554如電腦等管理、分析個(gè)體551的生物體信息，可以在具有當(dāng)前的個(gè)體551不足的維他命的情況下，將其事實(shí)顯示在顯示部555而促使注意，而且，還可以顯示應(yīng)該攝取的食物等。
如上所述那樣，通過使個(gè)體552始終攜帶本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置552，不僅使自己還使醫(yī)療機(jī)構(gòu)等可以了解個(gè)人的健康狀態(tài)，因此，可以防治疾病等于未然，并且，在發(fā)生意外的疾病或事故的情況下也可以迅速進(jìn)行最佳處理。
注意，也可以對上述半導(dǎo)體裝置進(jìn)行密封處理。例如，對圖11C所示的結(jié)構(gòu)使用第一片材337(也稱為膜、襯底)和第二片材338進(jìn)行密封處理，以可以抑制從外部侵入半導(dǎo)體元件中的雜質(zhì)元素和水分等(圖9)。
作為用于密封的第一片材337和第二片材338，可以使用由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯或氯乙烯等構(gòu)成的膜；由纖維材料構(gòu)成的紙；基材膜(聚酯、聚酰胺、無機(jī)蒸發(fā)沉積膜、紙類等)和粘合合成樹脂膜(丙烯酸類合成樹脂、環(huán)氧類合成樹脂等)的疊層膜等。此外，對膜和被處理體進(jìn)行加熱處理和加壓處理，并且，在進(jìn)行加熱處理和加壓處理時(shí)，通過加熱處理熔化設(shè)在膜的最外表面的粘合層或設(shè)在膜的最外層的層(不是粘合層)，然后，通過施加壓力而粘合。此外，在第一片材337和第二片材338的表面上可以設(shè)有粘合層，或者也可不設(shè)有粘合層。粘合層相當(dāng)于含有粘合劑如熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、環(huán)氧樹脂類粘合劑、或樹脂添加劑等的層。此外，在完成密封之后，優(yōu)選對用于密封的片材進(jìn)行硅質(zhì)涂敷以防止水分等侵入內(nèi)部中，例如，可以使用通過層疊粘合層和聚酯等的膜和硅質(zhì)涂敷物而形成的片材。
此外，作為第一片材337和第二片材338，也可以使用進(jìn)行了防止靜電等的抗靜電處理的膜(以下記為抗靜電膜)。作為抗靜電膜，可以舉出在樹脂中分散有抗靜電材料的膜、貼有抗靜電材料的膜等。作為設(shè)有抗靜電材料的膜，可以采用單面上設(shè)有抗靜電材料的膜，或者雙面上設(shè)有抗靜電材料的膜。再者，單面上設(shè)有抗靜電材料的膜既可將設(shè)有抗靜電材料的一面貼到層上并使該一面置于膜的內(nèi)側(cè)，又可將設(shè)有抗靜電材料的一面貼到層上并使該一面置于膜的外側(cè)。注意，可以將該抗靜電材料設(shè)在膜的整個(gè)面或一部分上。在此，作為抗靜電材料，可以使用金屬、銦和錫的氧化物(ITO)、界面活性劑如兩性界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑等。此外，除了上述以外，還可以使用包含含有羧基和季銨堿作為側(cè)鏈的交聯(lián)共聚物高分子的樹脂材料等作為抗靜電材料?？梢詫⑦@些材料貼在膜上，揉入在膜中，或者涂敷在膜上而形成抗靜電膜。通過使用抗靜電膜進(jìn)行密封，可以抑制當(dāng)作為商品使用時(shí)來自外部的靜電等給予半導(dǎo)體元件的負(fù)面影響。
此外，在密封處理中，也可以使用第一片材337和第二片材338中的任何一個(gè)選擇性地進(jìn)行任何一面的密封。除了上述以外，還可以使用玻璃襯底代替第一片材337進(jìn)行密封，在這種情況下，玻璃襯底起著保護(hù)膜的作用，因此，可以抑制從外部侵入半導(dǎo)體元件中的水分或雜質(zhì)元素。
注意，本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合而實(shí)施。換言之，在本實(shí)施方式中，可以組合地使用上述實(shí)施方式所示的材料和形成方法，并且，在上述實(shí)施方式中，也可以組合地使用本實(shí)施方式所示的材料和形成方法。
實(shí)施方式4本實(shí)施方式將參照

與上述實(shí)施方式不同的本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的結(jié)構(gòu)。具體地，將說明具有顯示裝置的半導(dǎo)體裝置。
首先，將參照圖16A和16B說明在像素部中提供發(fā)光元件用作顯示裝置的情況。注意，圖16A是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的俯視圖，圖16B是根據(jù)a-b間和c-d間切斷圖16A而形成的截面圖。
圖16A所示那樣，本實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置具有形成在襯底501上的掃描線驅(qū)動電路502、信號線驅(qū)動電路503、以及像素部504等。此外，與襯底501一起夾住像素部504地形成有相對襯底506。掃描線驅(qū)動電路502、信號線驅(qū)動電路503、像素部504在襯底501上形成有具有上述實(shí)施方式所示的任一結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。此外，由密封材料505貼合襯底501和相對襯底506。
掃描線驅(qū)動電路502和信號線驅(qū)動電路503從成為外部輸入端子的FPC507受到視頻信號、時(shí)鐘信號、起始信號、復(fù)位信號等。此外，在此，雖然僅僅圖示FPC(flexible printed circuit；柔性印刷電路)，但是，該FPC還可以形成有印刷布線襯底。此外，在此，作為構(gòu)成信號線驅(qū)動電路503或掃描線驅(qū)動電路502的薄膜晶體管，可以采用上述實(shí)施方式所示的層疊有薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。通過層疊而形成薄膜晶體管，可以減少信號線驅(qū)動電路503或掃描線驅(qū)動電路502所占有的面積，因此，可以增加像素部504的面積。
圖16B表示根據(jù)a-b間和c-d間切斷圖16A而獲得的截面的示意圖，在此，表示在襯底501上形成有包括在信號線驅(qū)動電路503和像素部504中的薄膜晶體管的情況。信號線驅(qū)動電路503形成有具有上述實(shí)施方式所示的任一結(jié)構(gòu)的n型薄膜晶體管510a和p型薄膜晶體管510b組合而成的CMOS電路。再者，在薄膜晶體管510a、510b上層疊而形成有薄膜晶體管510c并使它通過導(dǎo)電膜214電連接于薄膜晶體管510b。
注意，可以使用上述實(shí)施方式所示的任一方法連接薄膜晶體管510c和薄膜晶體管510b。在此，形成在襯底201的一面上的薄膜晶體管510c通過形成在該襯底201中的開口部在襯底201的另一面上電連接于薄膜晶體管510b。
此外，也可以使用公知的CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成用來形成驅(qū)動電路如掃描線驅(qū)動電路502和信號線驅(qū)動電路503等的薄膜晶體管。此外，本實(shí)施方式表示驅(qū)動器一體的結(jié)構(gòu)，其中，在襯底501上形成有驅(qū)動電路如掃描線驅(qū)動電路502和信號線驅(qū)動電路503等。但是，不一定必須采用上述結(jié)構(gòu)，也可以在外部而不在襯底501上形成驅(qū)動電路。
此外，像素部504是由包括發(fā)光元件516和用于驅(qū)動該發(fā)光元件516的薄膜晶體管511的多個(gè)像素構(gòu)成的。作為薄膜晶體管511，可以適當(dāng)?shù)厥褂镁哂猩鲜鰧?shí)施方式所示的任一結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。此外，在此，形成第一電極513并使它連接于與薄膜晶體管511的源極區(qū)域或漏極區(qū)域連接的導(dǎo)電膜512，并且，覆蓋該第一電極513的端部地形成絕緣膜509。在多個(gè)像素中，絕緣膜509起著隔離壁的作用。
在此，使用正型感光丙烯酸樹脂膜形成絕緣膜509。此外，為了使覆蓋度為高，形成絕緣膜509并在該絕緣膜509的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在使用正型感光丙烯酸作為絕緣膜509的材料的情況下，優(yōu)選只使絕緣膜509的上端部具有具有曲率半徑(0.2至3μm)的曲面。作為絕緣膜509，可以使用感光性的、因光而對蝕刻劑呈不溶解性的負(fù)型材料或因光而對蝕刻劑呈溶解性的正型材料。除了上述以外，可以采用由如下材料構(gòu)成的單層或疊層結(jié)構(gòu)形成絕緣膜509有機(jī)材料如環(huán)氧、聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并環(huán)丁烯等或硅氧烷材料如硅氧烷樹脂等。此外，如上述實(shí)施方式所述那樣，可以對絕緣膜509進(jìn)行等離子體處理而使該絕緣膜509氧化或氮化，以對絕緣膜509的表面進(jìn)行改性而獲得細(xì)致的膜。對絕緣膜509的表面進(jìn)行改性使得該絕緣膜509的強(qiáng)度為高，因此，可以減少物理損傷如當(dāng)形成開口部等時(shí)產(chǎn)生裂縫、當(dāng)進(jìn)行蝕刻時(shí)減少膜、等等。此外，通過對絕緣膜509的表面進(jìn)行改性，可以提高與形成在該絕緣膜509上的發(fā)光層514之間的界面特性如貼緊性等。
此外，在圖16A和16B所示的半導(dǎo)體裝置中，在第一電極513上形成有發(fā)光層514，并且，在該發(fā)光層514上形成有第二電極515。發(fā)光元件516是采用所述第一電極513、發(fā)光層514、以及第二電極515的疊層結(jié)構(gòu)而形成的。
第一電極513和第二電極515中的一方用作陽極，而另一方用作陰極。
在用作陽極的情況下，優(yōu)選使用具有高功函數(shù)的材料。例如，不僅可以使用單層膜如ITO膜、含有硅的銦錫氧化物膜、使用將2至20wt％的氧化鋅(ZnO)混合在氧化銦中而形成的靶通過濺射法而形成的透明導(dǎo)電膜、氧化鋅(ZnO)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等，而且，還可以使用氮化鈦膜和以鋁為主成分的膜的疊層，或者可以使用氮化鈦膜、以鋁作為主成分的膜和氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等。注意，當(dāng)使用疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，布線的電阻為低，可獲得良好的歐姆接觸，再者，可用作陽極。
在用作陰極的情況下，優(yōu)選使用具有低功函數(shù)的材料(Al、Ag、Li、Ca或其合金如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或氮化鈣)。注意，在使作為陰極使用的電極具有透光性的情況下，優(yōu)選使用使其厚度變薄了的金屬薄膜和透明導(dǎo)電膜(ITO膜、含有硅的銦錫氧化物膜、使用將2至20wt％的氧化鋅(ZnO)混合在氧化銦中而形成的靶通過濺射法而形成的透明導(dǎo)電膜、氧化鋅(ZnO)等)的疊層作為電極。
在此，采用了如下結(jié)構(gòu)使用具有透光性的ITO形成用作陽極的第一電極513，以從襯底501一側(cè)取出光。注意，也可以采用如下結(jié)構(gòu)使用具有透光性的材料形成第二電極515，以從相對襯底506一側(cè)取出光；使用具有透光性的材料形成第一電極513和第二電極515，以從襯底501和相對襯底506兩側(cè)取出光(兩面發(fā)射)。
此外，作為發(fā)光層514，可以通過公知方法如使用蒸發(fā)沉積掩模的蒸發(fā)沉積法、噴墨法或旋涂法等來形成由低分子類材料、中分子材料(包括低聚物、樹狀聚合物)或高分子(也稱為聚合體)材料等構(gòu)成的單層或疊層結(jié)構(gòu)。
此外，在此，采用了如下結(jié)構(gòu)通過使用密封材料505貼合相對襯底506和襯底501，在被襯底501、相對襯底506、以及密封材料505所包圍的空隙508中形成有本發(fā)明的發(fā)光元件516。注意，除了使用惰性氣體(氮或氬等)填充空隙508的情況以外，還可以包括使用密封材料505填充空隙508的結(jié)構(gòu)。
注意，優(yōu)選使用環(huán)氧類樹脂作為密封材料505。此外，密封材料505的材料優(yōu)選是盡可能不透過水分或氧的材料。作為用于相對襯底506的材料，除了玻璃襯底或石英襯底以外，還可以使用由FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics；纖維增強(qiáng)塑料)、PVF(聚氟乙烯)、麥拉、聚酯或丙烯等構(gòu)成的塑料襯底。
注意，具有像素部的半導(dǎo)體裝置不局限于如上所述的在像素部中使用發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，而且還包括在像素部中使用液晶的結(jié)構(gòu)。圖17表示在像素部中使用液晶的情況下的半導(dǎo)體裝置。
圖17表示在像素部中具有液晶的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子。在覆蓋導(dǎo)電膜512和第一電極513而形成的定向膜521和形成在相對襯底506一側(cè)的定向膜523之間形成有液晶522。此外，第二電極524形成在相對襯底506上，并且，控制施加到形成在第一電極513和第二電極524之間的液晶的電壓而控制光的透過率，以進(jìn)行影像的顯示。此外，液晶522中形成有間隔物525，以控制第一電極513和第二電極524之間的距離(單元間隙)。注意，作為薄膜晶體管510a、510b、510c或511，可以適當(dāng)?shù)厥褂蒙鲜鰧?shí)施方式所示的任一結(jié)構(gòu)。
像這樣，作為本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的使用方式，可以使用發(fā)光元件形成像素部，或者，可以使用液晶形成像素部。
此外，上述圖16A和16B以及圖17雖然表示驅(qū)動器一體型結(jié)構(gòu)，其中，在襯底上形成有驅(qū)動電路如掃描線驅(qū)動電路或信號線驅(qū)動電路等，但是，可以將它貼合在襯底上而形成驅(qū)動電路，而不在襯底上直接形成驅(qū)動電路。將參照圖15A和15B說明在這種情況下的顯示裝置的一個(gè)例子。注意，圖15B表示根據(jù)圖15A中的A-B間切斷而獲得的截面的示意圖。
在襯底501上粘合而形成有半導(dǎo)體元件531a，并且，在用作連接膜的FPC 507上粘合而形成有半導(dǎo)體元件531b。通過形成在襯底501上的導(dǎo)電膜532連接有像素部504和半導(dǎo)體元件531a。通過形成在襯底501上的導(dǎo)電膜533和形成在FPC 507上的導(dǎo)電膜534連接半導(dǎo)體元件531a和半導(dǎo)體元件531b。可以使用包含導(dǎo)電粒子311的樹脂312連接這些導(dǎo)電膜。除了該樹脂312以外，如上所述那樣，還可以采用導(dǎo)電粘合劑如銀膠、銅膠或碳膠等；具有導(dǎo)電性的粘合劑如ACP等；具有導(dǎo)電性的膜如ACF等；焊接；等等。此外，由密封材料505粘合襯底501和相對襯底506。
其次，將參照

具有上述像素部的半導(dǎo)體裝置的利用方式。
作為具有上述像素部的半導(dǎo)體裝置的利用方式，可以舉出如下電子設(shè)備影像拍攝裝置如攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲響再現(xiàn)裝置(汽車音響、音響組件等)、電子計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(可移動計(jì)算機(jī)、便攜式電話、便攜式游戲機(jī)、電子書籍等)、提供有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(具體地，再現(xiàn)記錄介質(zhì)如DVD(digital versatile disc數(shù)字通用盤)等并具有能夠顯示其圖像的顯示器的裝置)等。以下示出具體例子。
圖18A是電視接收機(jī)，它包括外殼2001、支架2002、顯示部2003、揚(yáng)聲器部2004、視頻輸入端子2005等。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)或制造方法適用于顯示部2003或驅(qū)動電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的電視接收機(jī)。
圖18B是數(shù)碼照相機(jī)，它包括主體2101、顯示部2102、圖像接收部2103、操作鍵2104、外部連接端口2105、快門2106等。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)或制造方法適用于顯示部2102或驅(qū)動電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的數(shù)碼照相機(jī)。
圖18C是電子計(jì)算機(jī)，它包括主體2201、外殼2202、顯示部2203、鍵盤2204、外部連接端口2205、鼠標(biāo)2206等。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)或制造方法適用于顯示部2203或驅(qū)動電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的電子計(jì)算機(jī)。
圖18D是可移動計(jì)算機(jī)，它包括主體2301、顯示部2302、開關(guān)2303、操作鍵2304、紅外端口2305等。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)或制造方法適用于顯示部2302或驅(qū)動電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的可移動計(jì)算機(jī)。
圖18E是提供有記錄介質(zhì)的便攜式圖像再現(xiàn)裝置(如DVD再現(xiàn)裝置等)，它包括主體2401、外殼2402、顯示部A 2403、顯示部B 2404、記錄介質(zhì)(DVD等)讀出器部2405、操作鍵2406、揚(yáng)聲器部2407等。顯示部A 2403主要顯示圖像信息，而顯示部B 2404主要顯示文字信息。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)或制造方法適用于顯示部A 2403、顯示部B 2404或驅(qū)動電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的圖像再現(xiàn)裝置。注意，提供有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置包括游戲機(jī)等。
圖18F是攝像機(jī)，它包括主體2601、顯示部2602、外殼2603、外部連接端口2604、遙控器接收部2605、圖像接收部2606、電池2607、聲音輸入部2608、操作鍵2609、目鏡部2610等。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)或制造方法適用于顯示部2602或驅(qū)動電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的攝像機(jī)。
圖18G是便攜式電話，它包括主體2701、外殼2702、顯示部2703、聲音輸入部2704、聲音輸出部2705、操作鍵2706、外部連接端口2707、天線2708等。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)或制造方法適用于顯示部2703或驅(qū)動電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的便攜式電話。
此外，通過使襯底薄膜化，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以具有柔性。下面將參照

具有像素部且具有柔性的半導(dǎo)體裝置的具體例子。
圖19A是顯示器，它包括主體4101、支架4102、顯示部4103。顯示部4103是使用柔性襯底而形成的，并且，可以實(shí)現(xiàn)輕而薄的顯示器。此外，可以使顯示部4103彎曲，或者，也可以將顯示部4103從支架4102上拆下而沿著彎曲的墻壁上安裝顯示器。像這樣，不僅可以將具有柔性的顯示器設(shè)置在平坦的面上，而且還可以將它設(shè)置在彎曲的部分，因此可以用于各種各樣的用途。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的具有柔性的半導(dǎo)體裝置用于顯示部4103或電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的具有柔性的顯示器。
圖19B是可被卷繞的顯示器，它包括主體4201、顯示部4202。由于使用柔性襯底形成主體4201和顯示部4202，因此顯示器可以在被折疊或者卷繞的狀態(tài)下被攜帶。因此，即使顯示器大，也可以在被折疊或者卷繞的狀態(tài)下將它放在包里被攜帶。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的具有柔性的半導(dǎo)體裝置用于顯示部4202或電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的輕而薄的大型顯示器。
圖19C是片狀電子計(jì)算機(jī)，它包括主體4401和顯示部4402、鍵盤4403、觸控板4404、外部連接端口4405、電源插頭4406等。顯示部4402是使用柔性襯底而形成的，并且可以實(shí)現(xiàn)輕而薄的電子計(jì)算機(jī)。此外，若主體4401的一部分設(shè)有收納空間，顯示部4402就可以被卷繞到主體而被收納。此外，通過還使鍵盤4403具有柔性，像顯示部4402一樣，鍵盤4403可以被卷繞到主體4401的收納空間而被收納，因此，攜帶時(shí)很方便。此外，在不使用的情況下，也可以折疊而收納而不占空間。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的具有柔性的半導(dǎo)體裝置用于顯示部4402或電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的輕而薄的電子計(jì)算機(jī)。
圖19D是具有20至80英寸大型顯示部的顯示裝置，它包括主體4300、作為操作部的鍵盤4301、顯示部4302、揚(yáng)聲器4303等。此外，顯示部4302是使用柔性襯底而形成的，因此，可以通過拆下鍵盤4301而在被折疊或者卷繞的狀態(tài)下攜帶主體4300。此外，鍵盤4301和顯示部4302可以以無線來連接，例如，在沿著彎曲的墻壁上安裝主體4300的狀態(tài)下，可以使用鍵盤4301來進(jìn)行無線操作。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的具有柔性的半導(dǎo)體裝置用于顯示部4302或電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的輕而薄的大型顯示裝置。
圖19E是電子書，它包括主體4501、顯示部4502、操作鍵4503等。此外，調(diào)制解調(diào)器可以內(nèi)置于主體4501中。顯示部4502是使用柔性襯底而形成的，并且，因此可以折疊或卷繞顯示部4502。因此，可以不占空間地?cái)y帶電子書。再者，顯示部4502不僅可以顯示文字等的靜態(tài)圖像，而且還可以顯示動態(tài)圖像。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的具有柔性的半導(dǎo)體裝置用于顯示部4502或電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的輕而薄的電子書。
圖19F是IC卡，它包括主體4601、顯示部4602、連接端子4603等。由于使用柔性襯底而將顯示部4602形成為輕而薄的片狀，因此可以貼在卡的表面上而形成IC卡。在IC卡能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)接收的情況下，從外部獲得的信息可以被顯示在顯示部4602上。通過將本實(shí)施方式或上述實(shí)施方式所示的具有柔性的半導(dǎo)體裝置用于顯示部4602或電路等，可以制造作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式之一的輕而薄的IC卡。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍極為寬以至于本發(fā)明可用于各種領(lǐng)域的電子設(shè)備或者信息顯示裝置。注意，本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由組合而實(shí)施。
本說明書根據(jù)2005年7月29日在日本專利局受理的日本專利申請編號2005-222199而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在具有至少一個(gè)凹部的襯底上形成絕緣膜，其中，所述絕緣膜覆蓋所述襯底的上表面和所述凹部；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述襯底的所述凹部；在所述層間絕緣膜中形成第一開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；在所述層間絕緣膜中形成第二開口部，該第二開口部形成在所述凹部上；在所述層間絕緣膜上并在所述第一及第二開口部中形成導(dǎo)電膜，其中，所述導(dǎo)電膜通過所述第一開口部連接于所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的所述一個(gè)并形成在所述凹部中；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第二開口部中的所述導(dǎo)電膜的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部大于所述第一開口部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述凹部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部是通過照射激光而形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
6.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在具有至少一個(gè)凹部的襯底上形成絕緣膜，其中，所述絕緣膜覆蓋所述襯底的上表面和所述凹部；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述襯底的所述凹部；在所述層間絕緣膜中形成第一開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；在所述層間絕緣膜上并在所述第一開口部中形成第一導(dǎo)電膜；在所述層間絕緣膜中形成第二開口部，該第二開口部形成在所述凹部上；在所述層間絕緣膜上形成第二導(dǎo)電膜，其中，所述第二導(dǎo)電膜形成在所述第二開口部中并連接于所述第一導(dǎo)電膜；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第二開口部中的所述第二導(dǎo)電膜的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部大于所述第一開口部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述凹部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部是通過照射激光而形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二導(dǎo)電膜是通過絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法、或分配器法而形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
12.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在具有從上表面穿過背表面的第一開口部的襯底上形成絕緣膜，其中，所述絕緣膜覆蓋所述襯底的上表面和所述第一開口部；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述第一開口部；在所述層間絕緣膜中形成第二開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；在所述層間絕緣膜中形成第三開口部，該第三開口部形成在所述第一開口部上；在所述層間絕緣膜上并在所述第二及第三開口部中形成導(dǎo)電膜，其中，所述導(dǎo)電膜通過所述第二開口部連接于所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的所述一個(gè)并形成在所述第三開口部中；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第三開口部中的所述導(dǎo)電膜的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第三開口部大于所述第二開口部。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一開口部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第三開口部是通過照射激光而形成的。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
17.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在具有從上表面穿過背表面的第一開口部的襯底上形成絕緣膜，其中，所述絕緣膜覆蓋所述襯底的上表面和所述第一開口部；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述第一開口部；在所述層間絕緣膜中形成第二開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；在所述層間絕緣膜上并在所述第二開口部中形成第一導(dǎo)電膜；在所述層間絕緣膜中形成第三開口部，該第三開口部形成在所述第一開口部上；在所述層間絕緣膜上形成第二導(dǎo)電膜，其中，所述第二導(dǎo)電膜形成在所述第三開口部中并連接于所述第一導(dǎo)電膜；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第三開口部中的所述第二導(dǎo)電膜的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第三開口部大于所述第二開口部。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一開口部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第三開口部是通過照射激光而形成的。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二導(dǎo)電膜是通過絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法、或分配器法而形成的。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
23.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的上表面上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述薄膜晶體管；在所述層間絕緣膜中形成第一開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；形成第二開口部，以在與所述第一開口部不相同的位置的所述襯底的所述上表面中形成凹部；在所述第一開口部和所述第二開口部中形成導(dǎo)電膜；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第二開口部中的所述導(dǎo)電膜的一部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部大于所述第一開口部。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
27.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的上表面上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述薄膜晶體管；在所述層間絕緣膜中形成第一開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；形成第二開口部以在與所述第一開口部不相同的位置從所述襯底的所述上表面穿過背表面；在所述第一開口部和所述第二開口部中形成導(dǎo)電膜；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第二開口部中的所述導(dǎo)電膜的一部分。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部大于所述第一開口部。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
31.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的上表面上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述薄膜晶體管；在所述層間絕緣膜中形成第一開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；在所述層間絕緣膜上并在所述第一開口部中形成第一導(dǎo)電膜；形成第二開口部，以在與所述第一開口部不相同的位置的所述襯底的所述上表面中形成凹部；在所述層間絕緣膜上形成第二導(dǎo)電膜，其中，所述第二導(dǎo)電膜形成在所述第二開口部中并連接于所述第一導(dǎo)電膜；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第二開口部中的所述第二導(dǎo)電膜的一部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部大于所述第一開口部。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二導(dǎo)電膜是通過絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法、或分配器法而形成的。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
36.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的上表面上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成至少一個(gè)薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管至少包括源極區(qū)域及漏極區(qū)域；在所述薄膜晶體管上形成層間絕緣膜，其中，所述層間絕緣膜覆蓋所述薄膜晶體管；在所述層間絕緣膜中形成第一開口部以達(dá)到所述薄膜晶體管的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中的一個(gè)；在所述層間絕緣膜上并在所述第一開口部中形成第一導(dǎo)電膜；形成第二開口部以在與所述第一開口部不相同的位置從所述襯底的所述上表面穿過背表面；在所述層間絕緣膜上形成第二導(dǎo)電膜，其中，所述第二導(dǎo)電膜形成在所述第二開口部中并連接于所述第一導(dǎo)電膜；以及，從所述襯底的背表面使所述襯底減薄，以暴露在所述第二開口部中的所述第二導(dǎo)電膜的一部分。
37.據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部大于所述第一開口部。
38.據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二開口部是通過將激光照射所述襯底而形成的。
39.據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第二導(dǎo)電膜是通過絲網(wǎng)印刷法、液滴噴出法、或分配器法而形成的。
40.據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過進(jìn)行研磨處理、拋光處理、或采用化學(xué)處理的蝕刻而使所述襯底減薄。
41.一種半導(dǎo)體裝置，它包括具有從上表面穿過背表面的開口部的襯底；以及，形成在所述襯底的所述上表面上并在所述開口部中的元件群，其中，在所述襯底的所述背表面中暴露形成在所述開口部中的所述元件群的至少一部分，以及其中，所述襯底的厚度為1至100μm。
42.一種半導(dǎo)體裝置，它包括具有從上表面穿過背表面的開口部的襯底；形成在所述襯底的所述上表面上的晶體管；以及，形成在所述開口部中的導(dǎo)電膜，其中，所述晶體管和所述導(dǎo)電膜電連接，其中，在所述襯底的所述背表面中暴露形成在所述開口部中的所述導(dǎo)電膜的至少一部分，其中，所述襯底的厚度為1至100μm。
43.一種半導(dǎo)體裝置，它包括具有從上表面穿過背表面的開口部的第一襯底；形成在所述第一襯底的所述上表面上的晶體管；形成在所述開口部中的第一導(dǎo)電膜；以及，第二襯底，在該第二襯底上形成有用作天線的第二導(dǎo)電膜，其中，所述晶體管和所述第一導(dǎo)電膜電連接，其中，在所述第一襯底的所述背表面中暴露形成在所述開口部中的所述第一導(dǎo)電膜的至少一部分，其中，相互附著所述第一襯底的所述背表面和所述第二襯底，以使所述第一導(dǎo)電膜和所述第二導(dǎo)電膜電連接，其中，所述襯底的厚度為1至100μm。
全文摘要
本發(fā)明旨在提供如下半導(dǎo)體裝置及其制造方法即使在層疊多個(gè)形成在襯底上的半導(dǎo)體元件的情況下，也可以通過襯底電連接被層疊了的半導(dǎo)體元件。本發(fā)明的技術(shù)方案的要點(diǎn)如下在襯底的一面上選擇性地形成凹部或從襯底的一面貫穿到另一面的開口部；覆蓋襯底的一面及凹部或開口部地形成具有晶體管的元件群；以及，通過從另一面使襯底薄膜化來暴露形成在凹部或開口部中的元件群。作為使襯底薄膜化的方法，可以進(jìn)行研磨處理、拋光處理、采用化學(xué)處理的蝕刻等而部分地除去襯底的一部分。
文檔編號H01L23/488GK1905164SQ200610107648
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者鶴目卓也, 道前芳隆 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所