專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法以及半導(dǎo)體器件和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法以及半導(dǎo)體器件和電子裝置。
背景技術(shù)：
近年來，設(shè)于絕緣襯底上的薄膜集成電路的轉(zhuǎn)移技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有了進(jìn)展。對(duì)于該 技術(shù)，存在例如這樣的一種技術(shù)在薄膜集成電路和襯底之間設(shè)有剝離層，使用含有鹵素的 氣體除去該剝離層，由此從支撐襯底上分離薄膜集成電路并隨后進(jìn)行轉(zhuǎn)移(見參考l :日本 專利待審查號(hào)H8-254686)。 此外，通過無線電發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件已經(jīng)得到積極地發(fā)展。發(fā)射和接 收數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件是指無線芯片、集成電路芯片、射頻標(biāo)簽、無線電標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無線 處理器，無線存儲(chǔ)器等。目前實(shí)際應(yīng)用中的半導(dǎo)體器件主要使用采用硅襯底發(fā)射和接收數(shù) 據(jù)的半導(dǎo)體器件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述參考l，在襯底的一個(gè)表面上形成剝離層，在該剝離層上形成薄膜集成電 路，并隨后除去該剝離層。因此，從襯底剝離該薄膜集成電路且在襯底和薄膜集成電路之間 存在間隙。此后，將薄膜集成電路固定到基底材料。然而，由于該薄膜集成電路薄至約為幾 個(gè)微米且極輕，因此將薄膜集成電路固定到基底材料之前，薄膜集成電路可能從襯底上散 落。因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是容易地制造包含薄膜集成電路的半導(dǎo)體器件。
當(dāng)嘗試成功地以低成本實(shí)現(xiàn)用作無線芯片的半導(dǎo)體器件時(shí)，由于硅襯底昂貴而難 以降低其成本。此外，商用硅襯底為圓形，其直徑最多為約30cm。因此，難以大規(guī)模生產(chǎn)，所 以難以降低半導(dǎo)體器件的成本。所以，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)為提供通過允許大規(guī)模生產(chǎn)而降 低成本的半導(dǎo)體器件。 根據(jù)本發(fā)明，在第一襯底的一個(gè)表面上形成剝離層之后，選擇性地除去該剝離層 以形成設(shè)有剝離層的第一區(qū)域和沒有剝離層的第二區(qū)域。隨后，在剝離層的整個(gè)表面上形 成基底絕緣層。因此，基底絕緣層在第一區(qū)域與該剝離層接觸，在第二區(qū)域與襯底接觸。
接著，在基底絕緣層上形成包括多個(gè)薄膜晶體管的薄膜集成電路。隨后，形成開口 并在此后通過向該開口引入腐蝕劑而除去該剝離層。這種情況下，在設(shè)有剝離層的第一區(qū) 域內(nèi)襯底和基底絕緣層之間存在間隙，而在沒有剝離層的第二區(qū)域內(nèi)襯底和基底絕緣層仍 然牢固地固定。由于以這種方式提供即使在除去剝離層之后第一襯底和基底絕緣層仍牢固 固定的區(qū)域，可以防止提供在該基底絕緣層上的薄膜集成電路散落。 除去該剝離層之后，在薄膜集成電路上提供相當(dāng)于薄膜等的基底材料，以集成該 薄膜集成電路和基底材料。接著，從第一襯底上剝離該薄膜集成電路和基底材料，在這種情況下暴露出用于外部連接的導(dǎo)電層的底面。隨后，連接該薄膜集成電路和第二襯底，使得第 二襯底上的導(dǎo)電層與用于該薄膜集成電路的連接的導(dǎo)電層接觸。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，半導(dǎo)體器件的制造方法包括步驟在第一襯底上選擇性 地形成剝離層；形成基底絕緣層(也稱為第一絕緣層)使其與第一襯底和剝離層接觸；在 基底絕緣層上形成至少包括源區(qū)和漏區(qū)的薄膜晶體管；在該薄膜晶體管上形成層間絕緣 膜(也稱為第二絕緣層)；在第一和第二絕緣層內(nèi)形成第一開口，從而暴露第一襯底的一部 分；在第二絕緣層內(nèi)形成第二開口，從而暴露該薄膜晶體管的源區(qū)或者漏區(qū)；在第二絕緣 層上形成第一導(dǎo)電層，從而填充第一開口和第二開口 ；從第一襯底上剝離包括該薄膜晶體 管的疊層體；以及，將包括該薄膜晶體管的疊層體固定到第二襯底，使得第一導(dǎo)電層與提供 在第二襯底上的第二導(dǎo)電層接觸。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，半導(dǎo)體器件的制造方法包括步驟在第一襯底上選擇性 地形成剝離層；形成基底絕緣層(也稱為第一絕緣層)使其與第一襯底和剝離層接觸；在 基底絕緣層上形成至少包括源區(qū)和漏區(qū)的薄膜晶體管；在該薄膜晶體管上形成層間絕緣 膜(也稱為第二絕緣層)；在第一和第二絕緣層內(nèi)形成第一開口，從而暴露第一襯底的一部 分；在第二絕緣層內(nèi)形成第二開口，從而暴露該薄膜晶體管的源區(qū)或者漏區(qū)；在第二絕緣 層上形成第一導(dǎo)電層，從而填充第一開口和第二開口 ；在第一和第二絕緣層內(nèi)形成第三開 口，從而暴露該剝離層；通過向第三開口引入腐蝕劑而除去該剝離層；從第一襯底上剝離 包括該薄膜晶體管的疊層體；以及，將包括該薄膜晶體管的疊層體固定到第二襯底，使得第 一導(dǎo)電層與提供在第二襯底上的第二導(dǎo)電層接觸。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，半導(dǎo)體器件的制造方法包括步驟在第一襯底上選擇 性地形成剝離層；形成基底絕緣層(也稱為第一絕緣層)使其與第一襯底和剝離層接觸； 在基底絕緣層上形成至少包括源區(qū)和漏區(qū)的薄膜晶體管；在該薄膜晶體管上形成層間絕緣 膜(也稱為第二絕緣層)；在第一和第二絕緣層內(nèi)形成第一開口，從而暴露第一襯底的一部 分；在第二絕緣層內(nèi)形成第二開口，從而暴露該薄膜晶體管的源區(qū)或者漏區(qū)；形成第一導(dǎo) 電層，從而填充第一開口和第二開口 ；在第一和第二絕緣層內(nèi)形成第三開口 ，從而暴露該剝 離層；通過向第三開口引入腐蝕劑而選擇性地除去該剝離層；使用物理方法從第一襯底上 剝離包括該薄膜晶體管的疊層體；以及，將包括該薄膜晶體管的疊層體固定到第二襯底，使 得第一導(dǎo)電層與提供在第二襯底上的第二導(dǎo)電層接觸。 根據(jù)上述制造方法，第一襯底為玻璃襯底或者石英襯底。此外，含有鎢或鉬的層被 制成為剝離層。而且，采用在氧氣氛圍內(nèi)的濺射方法制作含有鉬或者鎢的氧化物的層，將其 作為剝離層。此外，含有鎢或鉬的層被制成為剝離層，并在其上制作含有硅的氧化物的層， 將其作為第一絕緣層。此外，腐蝕劑為含有鹵素氟化物的氣體或者液體。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，半導(dǎo)體器件包含提供在襯底上的第一導(dǎo)電層；覆蓋 第一導(dǎo)電層的基底絕緣層(也稱為第一絕緣層)；提供在基底絕緣層上的薄膜晶體管；覆蓋 薄膜晶體管的層間絕緣層(也稱為第二絕緣層)；以及提供在該層間絕緣層上的第二導(dǎo)電層。 在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，第二導(dǎo)電層通過提供在層間絕緣層內(nèi)的開口連 接到該薄膜晶體管的源區(qū)或者漏區(qū)，并通過分別提供在基底絕緣層和層間絕緣層內(nèi)的開口 連接到第一導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，半導(dǎo)體器件包含提供在襯底上的第一導(dǎo)電層；覆蓋 第一導(dǎo)電層的保護(hù)絕緣層(也稱為第一絕緣層)；覆蓋該保護(hù)絕緣層的基底絕緣層(也稱 為第二絕緣層)；提供在基底絕緣層上的薄膜晶體管；覆蓋薄膜晶體管的層間絕緣層(也稱 為第三絕緣層)；以及提供在該層間絕緣層上的第二導(dǎo)電層。在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器 件中，第二導(dǎo)電層通過提供在層間絕緣層內(nèi)的開口連接到該薄膜晶體管的源區(qū)或者漏區(qū)， 并通過分別提供在保護(hù)絕緣層、基底絕緣層、和層間絕緣層內(nèi)的開口連接到第一導(dǎo)電層。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的上述組成部分中，襯底具有彈性。此外，第一導(dǎo)電層 起著天線的作用。而且，第二導(dǎo)電層的側(cè)表面接觸層間絕緣層。此外，該薄膜晶體管具有溝 道形成區(qū)域和雜質(zhì)區(qū)域。而且，該薄膜晶體管具有側(cè)壁絕緣層。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，半導(dǎo)體器件包含薄膜晶體管；覆蓋該薄膜晶體管的 第一絕緣層；以及提供在第一絕緣層上的第二導(dǎo)電層。第二導(dǎo)電層通過提供在第一絕緣層 內(nèi)的開口連接到該薄膜晶體管的源區(qū)或者漏區(qū)，并通過提供在第一絕緣層內(nèi)的第二開口被暴露。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，半導(dǎo)體器件包含第一導(dǎo)電層；提供在第一導(dǎo)電層上 的薄膜晶體管；覆蓋該薄膜晶體管的第一絕緣層；以及提供在第一絕緣層上的第二導(dǎo)電 層。第二導(dǎo)電層通過提供在第一絕緣層內(nèi)的開口連接到該薄膜晶體管的源區(qū)或者漏區(qū)，并 通過提供在第一絕緣層內(nèi)的第二開口連接到第一導(dǎo)電層。 根據(jù)本發(fā)明，在除去剝離層之后，提供了襯底和基底絕緣層牢固固定的區(qū)域；因 此，可以防止提供在基底絕緣層上的薄膜集成電路散落，并可以容易地制造包括薄膜晶體 管的半導(dǎo)體器件。此外，由于根據(jù)本發(fā)明使用除了硅襯底之外的襯底制造半導(dǎo)體器件，因此 可以一次制造大量的半導(dǎo)體器件并可以提供成本降低的半導(dǎo)體器件。 —旦閱讀了結(jié)合附圖的如下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些及其它目標(biāo)，特征和優(yōu)點(diǎn)將 變得更加明顯。


在附圖中 圖1A至1C為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖2A至2C為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖3A和3B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖4A和4B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖5A和5B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖6A至6C為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖7A至7D為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖8A和8B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖9A至9C為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖10A至10C為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖11為解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖12A至12D為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件制造方法的視圖； 圖13為解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的視 圖14A和14B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的視圖； 圖15A和15B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的視圖； 圖16A和16B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的視圖； 圖17A和17B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的視圖； 圖18A和18B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的視圖； 圖19A至19E為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的使用方式的視圖； 圖20A和20B為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的使用方式的視以及 圖21A至21C為分別解釋根據(jù)本發(fā)明特定方面的半導(dǎo)體器件的視圖。 將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，容易理解，各種改變和調(diào)整對(duì)于本領(lǐng)域
技術(shù)人員而言是明顯的。因此，除非這些改變和調(diào)整背離本發(fā)明，否則應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明包含這
些改變和調(diào)整。注意，用相同的參考數(shù)字表示用于解釋實(shí)施方式的所有圖中的相同部分或
者具有相同功能的部分，并省略了對(duì)其詳細(xì)描述。(實(shí)施方式1) 將參考附圖解釋本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法。首先在襯底100的一個(gè)表面形成 剝離層101至103(見圖1A中的截面視圖和圖3A中的透視圖；圖1A中的A-B對(duì)應(yīng)于圖3A 中的A-B)。襯底100采用玻璃襯底、石英襯底、在一個(gè)表面形成絕緣層的不銹鋼襯底或金屬 襯底、可承受該工藝的處理溫度的耐熱塑料襯底等。由于這樣的襯底100的尺寸和形狀沒 有限制，只要使用例如邊長(zhǎng)不短于lm的矩形襯底，可以完全提高生產(chǎn)率。與使用圓形硅襯 底的情形相比，該優(yōu)點(diǎn)有著巨大優(yōu)勢(shì)。此外，提供在襯底IOO上的薄膜集成電路隨后從襯底 100上剝離。因此，通過再次重新使用襯底IOO，可以在襯底IOO上制作新的薄膜集成電路。 所以可以降低成本。注意，重新使用的襯底ioo優(yōu)選采用石英襯底。 在襯底100的一個(gè)表面上形成薄膜之后，使用光刻方法圖形化該薄膜以選擇性地 形成剝離層101?？梢圆捎靡阎椒?濺射、等離子體化學(xué)氣相沉積方法等)將剝離層101 至103形成為由元素鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、 鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、和硅(Si)、或者包含這些元素作為主要 成分的合金材料或化合物材料制成的層的單層或疊層。包含硅的層的晶體結(jié)構(gòu)可以為非晶 態(tài)、微晶態(tài)、或者多晶態(tài)中的任意一種。 當(dāng)剝離層101至103具有單層結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選形成鎢層、鉬層、或者含有鎢和鉬的混 合物的層?；蛘撸纬珊墟u的氧化物或者氧氮化物(oxynitride)的層、含有鉬的氧化物 或者氧氮化物的層、或者含有鎢和鉬混合物的氧化物或者氧氮化物的層。注意，鎢和鉬的混 合物對(duì)應(yīng)于例如鴇和鉬的合金。 當(dāng)剝離層101至103具有疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選形成鎢層、鉬層、或者含有鎢和鉬的混 合物的層作為第一層，并形成鎢、鉬、或鎢和鉬的混合物的氧化物、氮化物、氧氮化物或者氮 氧化物(nitride oxide)作為第二層。 當(dāng)形成剝離層101至103以獲得含有鎢的層和含有鎢的氧化物的層的疊層結(jié)構(gòu) 時(shí)，可以利用通過形成含有鎢的層和在其上形成含有氧化硅的層，而在鎢層和氧化硅層之 間的界面形成含有鎢的氧化物的層。在形成含有鎢的氮化物、氧氮化物、和氮氧化物的層情 形中也是如此。需要形成含有鎢的層，并隨后在其上形成氮化硅層、氧氮化硅層、或者氮氧
6化硅層。 鴇的氧化物用W0x表示，其中x變化范圍為2至3。對(duì)于x的值，具體而言有x為 2 (W02) 、2. 5 (W205) 、2. 75 (W40n) 、3 (W03)等的情形。在形成鎢的氧化物時(shí)，上述x值沒有具體 限制，需要依據(jù)腐蝕速率確定其值。然而，在氧氣氛圍中使用濺射方法形成的含有鎢的氧化 物(W0X ;0 < x < 3)的層具有最理想的腐蝕速率。因此，為了縮短制造時(shí)間，優(yōu)選使用在氧 氣氛圍中用濺射方法形成含有鎢的氧化物的層作為剝離層。 盡管根據(jù)上述工藝，剝離層101至103制成與襯底IOO接觸，但是本發(fā)明不限于此 工藝。將成為基底的絕緣層可制成與襯底100接觸，剝離層101至103可制成與該絕緣層 接觸。 隨后，將成為基底的基底絕緣層104被制成覆蓋剝離層101至103(見圖IB)。基 底絕緣層104在未設(shè)有剝離層101至103的區(qū)域內(nèi)接觸襯底IOO，在其它區(qū)域內(nèi)接觸剝離 層101至103。使用已知方法(濺射方法、等離子體化學(xué)氣相沉積方法等)將該基底絕緣層 104形成為由含有硅的氧化物或者硅的氮化物的層的單層或疊層。硅的氧化物材料為含有 硅(Si)和氧(0)的材料，對(duì)應(yīng)于氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等。硅的氮化物材料為含有硅 和氮(N)的材料，對(duì)應(yīng)于氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等。 當(dāng)基底絕緣層104具有例如兩層結(jié)構(gòu)時(shí)，需要形成氮氧化硅層作為第一層，氧氮 化硅層作為第二層。當(dāng)基底絕緣層104具有三層結(jié)構(gòu)時(shí)，需要形成氧化硅層作為第一絕緣 層，氮氧化硅層作為第二絕緣層，氧氮化硅層作為第三絕緣層?；蛘?，需要形成氧氮化硅層 作為第一絕緣層，氮氧化硅層作為第二絕緣層，氧氮化硅層作為第三絕緣層?；捉^緣層 104起著防止來自襯底100的雜質(zhì)進(jìn)入的阻擋膜的作用。 隨后，在基底絕緣層104上形成非晶半導(dǎo)體層(例如，含有非晶硅的層)。使用已 知方法(濺射方法、低壓化學(xué)氣相沉積方法、等離子體化學(xué)氣相沉積方法等)將該非晶半導(dǎo) 體層制成厚度為25nm至200nm(優(yōu)選30nm至150nm)。接著，使用已知的結(jié)晶方法(激光晶 化方法、使用RTA或退火爐的熱晶化方法、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱晶化方法，使用促 進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱晶化方法和激光晶化方法組合的方法等)使該非晶半導(dǎo)體層結(jié)晶 化以形成結(jié)晶半導(dǎo)體層。此后，得到的結(jié)晶半導(dǎo)體層被圖形化成所需圖形以形成結(jié)晶半導(dǎo) 體層121和122。 結(jié)晶半導(dǎo)體層121和122的制造工藝的一個(gè)具體示例如下首先，使用等離子體化 學(xué)氣相沉積方法形成厚66nm的非晶半導(dǎo)體。接著，將含有促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素鎳的溶液保 持在該非晶半導(dǎo)體層上之后，對(duì)非晶半導(dǎo)體層進(jìn)行脫氫處理(50(TC， 1小時(shí))和熱晶化處理 (550°C ， 4小時(shí))，從而形成結(jié)晶半導(dǎo)體層。之后，通過執(zhí)行激光束輻射，如果需要并且使用 光刻方法進(jìn)行圖形化處理，從而形成結(jié)晶半導(dǎo)體層121和122。 注意，對(duì)于采用激光晶化方法形成結(jié)晶半導(dǎo)體層121和122的情形，使用連續(xù)振 蕩或脈沖振蕩氣體激光器或固體激光器。下述激光器可以用作氣體激光器受激準(zhǔn)分子激 光器、YAG激光器、YV04激光器，YLF激光器、YA103激光器、玻璃激光器，紅寶石激光器、Ti : 藍(lán)寶石激光器等。另一方面，使用摻鉻、釹、鉺、鈥、鈰、鈷，鈦、或銩的諸如YAG、YV04、YLF、或 YA103晶體的激光器可以用作固體激光器。 當(dāng)使用連續(xù)波激光器時(shí)晶體缺陷很少，且其結(jié)果為，可以使用具有大晶粒尺寸的 多晶半導(dǎo)體制作晶體管。此外，由于遷移率和響應(yīng)是有利的，高速驅(qū)動(dòng)是可能的，且可以提高元件的工作頻率。此外，由于特性變化很小，所以可以獲得高的可靠性。晶體管溝道長(zhǎng)度 的方向優(yōu)選和激光的掃描方向相同，從而進(jìn)一步提高工作頻率。這是因?yàn)?，在使用連續(xù)波的 激光晶化工藝中，當(dāng)晶體管溝道長(zhǎng)度方向和相對(duì)于襯底的激光掃描方向幾乎平行時(shí)(優(yōu)選 地從-30°到30° )，可以獲得最高的遷移率。注意，溝道長(zhǎng)度方向和電流流動(dòng)方向一致，換 而言之，和在溝道形成區(qū)域中電荷移動(dòng)的方向一致。按照這個(gè)方式制造的晶體管具有包含 多晶半導(dǎo)體的有源層，其中晶粒在該半導(dǎo)體中沿溝道方向延伸，且這意味著幾乎沿溝道方 向形成晶粒邊界。 此外，也可以使用脈沖波激光器。這是因?yàn)?，只要激光以使得在熔化該半?dǎo)體薄膜 之后并在凝固該半導(dǎo)體薄膜之前發(fā)射下一個(gè)脈沖的某一重復(fù)頻率振蕩的激光束，就可以獲 得沿掃描方向連續(xù)生長(zhǎng)的晶粒，而不管以脈沖輸出的能量束(脈沖束)。理想地是使用重復(fù) 率極限低的脈沖束，其中該脈沖束的脈沖周期設(shè)成短于從熔化半導(dǎo)體薄膜到凝固半導(dǎo)體薄 膜的時(shí)間。具體地，脈沖激光的重復(fù)率設(shè)成不低于10MHz，優(yōu)選為60MHz至100MHz。該重復(fù) 率帶遠(yuǎn)高于通常使用的脈沖激光的重復(fù)率帶，后者為幾十Hz到幾百Hz。使用上述重復(fù)率， 可以在熔化半導(dǎo)體薄膜之后并在凝固半導(dǎo)體薄膜之前發(fā)射下一個(gè)脈沖的激光束。因此，由 于固相和液相之間的界面可以在半導(dǎo)體薄膜中連續(xù)地移動(dòng)，這不同于使用具有傳統(tǒng)重復(fù)率 帶的脈沖波激光的情況，可以形成具有沿掃描方向連續(xù)生長(zhǎng)的晶粒的半導(dǎo)體薄膜。更為具 體地，可以形成晶粒的集合，其中每個(gè)晶粒沿掃描方向的寬度約為10 ii m至30 ii m，沿與掃 描方向垂直的方向的寬度約為1 P m至5 ii m，因此可以獲得幾乎和連續(xù)波激光的晶粒相同 的晶粒。通過形成在掃描方向上長(zhǎng)距離地延伸的單晶的晶粒，也可能形成至少在薄膜晶體 管的溝道長(zhǎng)度方向上幾乎沒有晶界的半導(dǎo)體薄膜。能夠以上述重復(fù)率振蕩的下述激光器可 以用作該脈沖激光器Ar激光器、Kr激光器、受激準(zhǔn)分子激光器、C02激光器、YAG激光器、 Y203激光器、YV04激光器、YLF激光器、YA103激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光 器、Ti :藍(lán)寶石激光器、銅蒸汽激光器、或者金蒸汽激光器。 此外，當(dāng)使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素使該非晶半導(dǎo)體層晶化時(shí)，有利的是除了可能 在低溫下并在短時(shí)間內(nèi)結(jié)晶之外，晶體沿相同的方向生長(zhǎng)，而不利的是截止電流增大，因?yàn)?該金屬元素仍然在結(jié)晶半導(dǎo)體層內(nèi)，因此其特性未穩(wěn)定。因此，理想地是形成在結(jié)晶半導(dǎo)體 層上充當(dāng)吸氣位置(gettering site)的非晶半導(dǎo)體層。由于需要使充當(dāng)吸氣位置的該非 晶半導(dǎo)體層優(yōu)選含有雜質(zhì)元素磷或氬，理想地是采用能夠使該非晶半導(dǎo)體層含有高濃度氬 的濺射方法制作該非晶半導(dǎo)體層。之后，通過進(jìn)行熱處理(RTA方法、使用退火爐的熱退火) 將金屬元素?cái)U(kuò)散到該非晶半導(dǎo)體層內(nèi)，并隨后除去含有金屬元素的該非晶半導(dǎo)體層。因此， 可以降低該結(jié)晶半導(dǎo)體層內(nèi)金屬元素的含量或者除去該金屬元素。 之后，制作覆蓋該結(jié)晶半導(dǎo)體層121和122的柵絕緣層105。使用已知方法(等離 子體化學(xué)氣相沉積方法或者濺射方法)將柵絕緣層105制成為含有由硅的氧化物或者硅的 氮化物的層的單層或者疊層。具體地，將該柵絕緣層105形成為含有氧化硅的層、含有氧氮 化硅的層、或者含有氮氧化硅的層的單層或疊層。 接著，在柵絕緣層105上堆疊第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層。使用已知方法(等離子體 化學(xué)氣相沉積或?yàn)R射方法)將第一導(dǎo)電層制成厚度為20nm至100nm。使用已知方法將第二 導(dǎo)電層制成厚度為100nm至400nm。第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層由鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、 鉬(Mo)、鋁(Al)，銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nd)等元素、或者含有這些元素作為主要成分的合金材料或化合物材料制成?；蛘撸谝粚?dǎo)電層和第二導(dǎo)電層由以摻了諸如磷等雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料制成。 第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的組合實(shí)例為氮化鉭(TaN，鉭和氮的組分比沒有限制)層和該氮化鉭層上的鎢(W)層的疊層結(jié)構(gòu)，氮化鎢(WN，鎢和氮的組分比沒有限制)層和該氮化鎢層上的鎢(W)層的疊層結(jié)構(gòu)，氮化鉬(MoN，鉬和氮的組分比沒有限制)層和該氮化鉬層上的鉬(Mo)層的疊層結(jié)構(gòu)等。由于氮化鎢或者氮化鉭具有高的熱阻，可以在形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之后進(jìn)行目的為熱激活的熱處理。此外，對(duì)于三層結(jié)構(gòu)而非二層結(jié)構(gòu)的情形，理想地是采用鉬層、鋁層、和鉬層的疊層結(jié)構(gòu)。 隨后，使用光刻方法制作抗蝕劑掩模，并進(jìn)行用于形成柵電極和柵線的蝕刻處理，從而形成分別用作柵電極的導(dǎo)電層(也稱為柵電極層)106至109。 接著，采用離子摻雜方法或者離子注入方法將提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素加入到結(jié)晶半導(dǎo)體層121內(nèi)以形成低濃度區(qū)域，從而形成n型雜質(zhì)區(qū)域110。使用15族元素作為提供n型導(dǎo)電的雜質(zhì)元素，例如使用磷(P)或砷(As)。 隨后，將提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素加入到結(jié)晶半導(dǎo)體層122，由此形成p型雜質(zhì)區(qū)域lll。例如，使用硼(B)作為提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。 隨后，形成一絕緣層，從而覆蓋柵絕緣層105和導(dǎo)電層106至109。使用已知方法(等離子體化學(xué)氣相沉積方法或者濺射方法)將該絕緣層形成為含有諸如硅、硅的氧化物、或者硅的氮化物的無機(jī)材料的層(也稱為無機(jī)層)或者含有諸如有機(jī)樹脂的有機(jī)材料的層(也稱為有機(jī)層)的單層或疊層。優(yōu)選地，將含有硅的氧化物的層制成該絕緣層。
接著，通過使用主要用于垂直方向的各向異性蝕刻來選擇性地蝕刻該絕緣層，形成與導(dǎo)電層106至109的側(cè)表面接觸的絕緣層(下文中稱之為側(cè)壁絕緣層)112和113 (見圖1C)。側(cè)壁絕緣層112和113被用作掩模。 注意，根據(jù)用于形成側(cè)壁絕緣層112和113的蝕刻工藝，柵絕緣層105也被蝕刻，因此形成柵絕緣層163和164。柵絕緣層163和164是與導(dǎo)電層106至109和側(cè)壁絕緣層112及113交疊的層。 由于柵絕緣層105和側(cè)壁絕緣層112和113的材料均具有相同的蝕刻速率，所以柵絕緣層105以這樣的方式被蝕刻，圖1C示出了這種情形。 因此，盡管進(jìn)行了用于形成側(cè)壁絕緣層112和113的蝕刻工藝，但是當(dāng)柵絕緣層105和側(cè)壁絕緣層112及113的材料分別具有不同蝕刻速率時(shí)，柵絕緣層105被保留下來。
接著，以側(cè)壁絕緣層112和導(dǎo)電層106及107為掩模將提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素添加到結(jié)晶半導(dǎo)體層121內(nèi)，由此形成第一 n型雜質(zhì)區(qū)域(也稱為L(zhǎng)DD區(qū)域)114和第二n型雜質(zhì)區(qū)域115。第一 n型雜質(zhì)區(qū)域114內(nèi)包含的雜質(zhì)元素的濃度低于第二 n型雜質(zhì)區(qū)域115內(nèi)包含的雜質(zhì)元素的濃度。 注意，優(yōu)選使用側(cè)壁絕緣層作為掩模，從而形成第一 n型雜質(zhì)區(qū)域114。當(dāng)采用其中使用側(cè)壁絕緣層作為掩模的方法時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以確定地形成LDD區(qū)域，且可以容易地控制該LDD區(qū)域的寬度。 通過上述工藝，完成了n型(n溝道型)薄膜晶體管116和p型(p溝道型)薄膜晶體管117。 n型薄膜晶體管116具有LDD結(jié)構(gòu)，并具有包括第一 n型雜質(zhì)區(qū)域114(也稱為L(zhǎng)DD區(qū)域)、第二 n型雜質(zhì)區(qū)域、和溝道形成區(qū)域118的有源層；柵絕緣層163 ;以及分別
9用作柵電極的導(dǎo)電層106和107。 p型薄膜晶體管117具有單漏結(jié)構(gòu)，并具有包括p型雜質(zhì)區(qū)域111和溝道形成區(qū)域119的有源層；柵絕緣層164 ;以及分別用作柵電極的導(dǎo)電層108和109。 接著，將單層或疊層的層間絕緣層以覆蓋薄膜晶體管116和117(見圖2A)。使用已知的方法(例如S0G方法、小滴釋放方法等)將覆蓋薄膜晶體管116和117的層間絕緣層形成為諸如硅的氧化物或者硅的氮化物的無機(jī)材料；諸如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸、或環(huán)氧樹脂的有機(jī)材料等的單層或疊層。 此外，可以由硅氧烷基材料制作覆蓋薄膜晶體管116和117的層間絕緣層。硅氧烷包含由硅-氧鍵形成的骨架結(jié)構(gòu)。作為取代基，可以使用至少包含氫的有機(jī)基團(tuán)(例如烷基、芳(族)烴)、含氟基團(tuán)、或者至少包含氫和含氟基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)。
圖2A所示截面結(jié)構(gòu)中覆蓋薄膜晶體管116和117的層間絕緣層具有三層結(jié)構(gòu)。含有氧化硅的層制成為第一層間絕緣層123，含有樹脂的層制成為第二層間絕緣層124，含有氮化硅的層制成為第三層間絕緣層125。 注意，在形成層間絕緣層123至125之前和在形成層間絕緣層123至125中的一個(gè)或者多個(gè)之后，理想地是進(jìn)行熱處理，其目的為恢復(fù)該半導(dǎo)體層的結(jié)晶度，激活添加到半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)元素，或者氫化該半導(dǎo)體層。理想地是該熱處理采用熱退火、激光退火方法、RTA方法等。 接著，使用光刻方法刻蝕層間絕緣層123至125，從而形成用于暴露襯底100、p型雜質(zhì)區(qū)域111、和n型雜質(zhì)區(qū)域115的部分的開口 130至135(見圖2B)。在形成這些開口130至135的工藝中，并沒有將剝離層101-103暴露出來。 盡管在上述工藝中以相同的工藝制成開口 130至135，本發(fā)明不限于此工藝。開口
130和135內(nèi)待暴露的對(duì)象(襯底或者雜質(zhì)區(qū)域)都不同于開口 131至134內(nèi)待暴露的對(duì)
象；因此，可以以不同的工藝制作開口 130和135以及開口 131至134。 隨后，形成導(dǎo)電層以填充開口 130至135，并通過圖形化這些導(dǎo)電層形成導(dǎo)電層
136至139 (見圖2C)。導(dǎo)電層136至139分別用作源導(dǎo)線或者漏布線，也作為與外部端子
連接的導(dǎo)電層。 注意，按照這個(gè)方式制作的導(dǎo)電層136至139的側(cè)表面沒有接觸剝離層101至103，但接觸層間絕緣層123至125。這是因?yàn)?，在使用腐蝕劑除去剝離層101至103時(shí)，腐蝕劑并未除去導(dǎo)電層136至139。 使用已知的方法(等離子體化學(xué)氣相沉積方法或者濺射方法)將導(dǎo)電層136至139形成為元素鈦(Ti)、鋁(Al)、和釹(Nd)、或者含有這些元素作為主要成分的合金材料或者化合物材料的單層或疊層。含有鋁作為主要成分的合金材料對(duì)應(yīng)于，例如，主要成分為鋁的含有鎳的合金材料，或者主要成分為鋁的含有鎳以及碳和硅兩者之一或二者的合金材料。對(duì)于導(dǎo)電層136至139，例如，理想地是采用阻擋層、鋁硅(Al-Si，對(duì)應(yīng)于其中添加了硅的鋁)層和阻擋層的疊層結(jié)構(gòu)；或者是阻擋層、鋁硅(Al-Si)層、氮化鈦(TiN，鈦和氮的組分沒有限制)層和阻擋層的疊層。注意，阻擋層對(duì)應(yīng)于由鈦、鈦的氮化物、鉬、或者鉬的氮化物形成的層。鋁和鋁硅層電阻值低且不昂貴，是形成導(dǎo)電層136至139的最佳材料。此外，當(dāng)提供上、下阻擋層時(shí)，可以防止產(chǎn)生鋁或鋁硅的小丘。而且，當(dāng)提供下阻擋層時(shí)，可以獲得鋁或鋁硅與結(jié)晶半導(dǎo)體層之間的良好接觸。此外，不管是否在結(jié)晶半導(dǎo)體層上形成的薄的
10天然氧化物層，當(dāng)形成鈦的阻擋層時(shí)，由于鈦是具有強(qiáng)的還原特性的元素，因此可以減少該天然氧化物層并可以獲得與結(jié)晶半導(dǎo)體層的優(yōu)良接觸。 接著，形成絕緣層140以覆蓋導(dǎo)電層136至139。絕緣層140對(duì)應(yīng)于諸如DLC(類金剛石碳)的含有碳的層、含有氮化硅的層、含有氮氧化硅的層、含有有機(jī)材料(優(yōu)選為環(huán)氧樹脂)的層等。注意，絕緣層140用作保護(hù)層，在不需要的時(shí)候可以不形成該絕緣層140。此外，當(dāng)使用由有機(jī)材料形成的層制成絕緣層140時(shí)，即使在除去剝離層101至103之后，襯底100上多個(gè)元件的重量增大。因此，可以防止該多個(gè)元件從襯底100上散落，且不會(huì)成巻繞的形狀；因此可以防止元件的破裂和損壞。在此，使用上述工藝制成的包括薄膜晶體管116和117以及導(dǎo)電層136至139的元件統(tǒng)稱為薄膜集成電路142 (見圖2C的截面視圖和圖3B的透視圖)。 換而言之，薄膜集成電路142對(duì)應(yīng)于包含薄膜晶體管116和117的疊層體。 隨后，使用光刻方法蝕刻基底絕緣層104、層間絕緣層123至125、以及絕緣層140，
形成開口 141，以暴露剝離層101至103 (見圖4A的截面視圖和圖5A的透視圖)。 接著，通過向開口 141引入腐蝕劑除去剝離層101至103 (見圖4B的截面視圖和
圖5B的透視圖)。至于濕法腐蝕情形，腐蝕劑可以使用其中用水或氟化銨稀釋氫氟酸的
混合溶液；氫氟酸和硝酸的混合溶液；氫氟酸、硝酸和醋酸的混合溶液；過氧化氫和硫酸的
混合溶液；過氧化氫、氨水和水的混合溶液；過氧化氫、鹽酸和水的混合溶液等。此外，對(duì)于
干法刻蝕的情形，可以使用包含鹵素基原子或分子的氣體或者包含氧的氣體。 優(yōu)選地，腐蝕劑采用包含鹵素氟化物或者鹵素間化合物的氣體或者液體。例如，使
用三氟化氯(C1F3)作為含有鹵素氟化物的氣體。 此外，含有鹵素氟化物的氣體或者液體(含有鹵化物的氣體或者液體)可以使用三氟化氮(NF》、三氟化溴(Brfg、或者氟化氫。對(duì)于使用氟化氫(HF)的情形，將含有硅的氧化物的層制成剝離層。 由于導(dǎo)電層136和13提供成未接觸剝離層101至103，在該工藝中導(dǎo)電層136和139并未被腐蝕劑蝕刻。 隨后，在將薄膜集成電路142的一個(gè)表面固定到基底材料143并集成薄膜集成電路142和基底材料143之后，從襯底100上徹底剝離薄膜集成電路142 (見圖6A的截面視圖和圖7A的透視圖)。 基底材料143對(duì)應(yīng)于其中堆疊了 (由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚乙烯氟化物、聚氯乙稀等形成的)層狀膜和纖維材料紙的疊層膜，其中堆疊了基膜(聚酯、聚酰胺、無機(jī)氣相沉積薄膜、各種紙等)和粘接合成樹脂薄膜(丙烯酸基合成樹脂、環(huán)氧基合成樹脂等)的薄膜等。采用熱壓結(jié)合對(duì)對(duì)象進(jìn)行層壓處理以形成層狀膜。在進(jìn)行層壓處理時(shí)，采用熱處理使為層膜的最上表面提供的粘接層或?yàn)樽钔鈱?非粘性層)提供層熔化，從而通過施加壓力固定?；撞牧?43的表面可提供或不提供有粘接層。該粘接層對(duì)應(yīng)于含有諸如熱固樹脂、紫外硬化樹脂、環(huán)氧樹脂基粘接劑，或者樹脂添加劑的含粘接劑的層。 隨后，使用切割設(shè)備、激光輻射設(shè)備、切片機(jī)、線狀鋸等將薄膜集成電路142和基底材料143的集成分隔開(見圖7B的透視圖)。 接著，將薄膜集成電路142的另一表面固定到設(shè)有導(dǎo)電層151和152的襯底153 (見圖6B的截面視圖和圖7C及7D的透視圖)。此外，使用含有導(dǎo)電顆粒155的樹脂154粘接薄膜集成電路142和襯底153，使得包含在薄膜集成電路142內(nèi)的導(dǎo)電層136和139以及襯底153上的導(dǎo)電層151彼此接觸。 含有導(dǎo)電顆粒155的樹脂154對(duì)應(yīng)于各向異性導(dǎo)電層。 襯底153優(yōu)選使用具有彈性的、薄的和輕質(zhì)的塑料襯底，特別地，可以使用由如下材料制成的襯底PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二酸乙二醇酯)、PES (聚砜醚)、聚丙烯、聚硫丙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚鄰苯二酰胺等。
本實(shí)施例示出了在襯底153上提供用作天線的導(dǎo)電層151和152，且使用上述工藝完成用作無線電芯片的半導(dǎo)體器件的制作的情形。 注意，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)使用含有導(dǎo)電顆粒155的樹脂154粘接薄膜集成電路142和襯底153。然而，本發(fā)明不限于這種模式，可以另外使用凸塊(凸起形狀的導(dǎo)電層)165和166連接薄膜集成電路142和襯底153。這種情況下，襯底153上的導(dǎo)電層151和152被保護(hù)絕緣層156覆蓋。此外，在保護(hù)絕緣層156的部分內(nèi)設(shè)有開口。[OO"](實(shí)施方式2) 根據(jù)上述實(shí)施方式，剝離層101至103被腐蝕劑徹底除去(見圖4B)。然而，本發(fā)明不限于這個(gè)模式，可以使用腐蝕劑選擇性地除去剝離層101至103(見圖8A)。之后，通過在薄膜集成電路142上提供基底材料143而集成薄膜集成電路142和基底材料143之后，可以使用物理方法將薄膜集成電路142和基底材料143從襯底100上剝離(見圖8B)。同樣地，可以使用物理方法在不除去剝離層101至103的情況下，將薄膜集成電路142和基底材料143從襯底100上剝離。當(dāng)使用物理方法將薄膜集成電路142從襯底100上剝離時(shí)，會(huì)出現(xiàn)剝離層101至103被遺留在襯底100上的情形或者剝離層101至103和薄膜集成電路142都被剝離襯底IOO的情形。該實(shí)施例模式示出了后一種情形(見圖8B)。注意，物理方法對(duì)應(yīng)于從外部施加壓力(例如從噴嘴噴出的氣體風(fēng)壓或者超聲波)的方法。
如前所述，通過使用選擇性地除去剝離層101至103的方法以并結(jié)合使用物理方法來代替用腐蝕劑徹底除去剝離層101至103，可在短時(shí)間內(nèi)除去剝離層101至103，因此可以提高生產(chǎn)率。
(實(shí)施方式3) 根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法簡(jiǎn)要地包含如下步驟在襯底上形成薄膜集成
電路的步驟，從該襯底上剝離薄膜集成電路的步驟，以及將被剝離的薄膜集成電路固定到
一襯底上的步驟。在固定了該薄膜集成電路的襯底上提供導(dǎo)電層。該導(dǎo)電層用作天線或者
僅用作連接導(dǎo)線。之后，將解釋根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的各種模式。 首先，解釋集成了多種功能的半導(dǎo)體器件(見圖16A和16B)。多個(gè)薄膜集成電路
601至604被固定到設(shè)有導(dǎo)電層的襯底600的上部。使用包含導(dǎo)電顆粒155的樹脂154粘
接襯底600上的導(dǎo)電層和薄膜集成電路601至604每一個(gè)內(nèi)所包含的位于襯底背側(cè)上的連
接導(dǎo)電層。每個(gè)薄膜集成電路601至604用作中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)處理電路、盤
處理電路、圖像處理電路、音頻處理電路、電源電路、溫度傳感器、濕度傳感器、紅外傳感器
等中的一個(gè)或者多個(gè)。 接著，解釋具有顯示部分的半導(dǎo)體器件(見圖17A和17B，圖17A中的A_B對(duì)應(yīng)于圖17B中的A-B)。薄膜集成電路624和625被固定到襯底620的上部，薄膜集成電路628和629被固定到連接薄膜626和627的上部。顯示部分623和薄膜集成電路624通過襯底620上的導(dǎo)電層631而彼此接觸。薄膜集成電路624和薄膜集成電路628通過襯底620上的導(dǎo)電層631以及連接薄膜627上的導(dǎo)電層635而彼此接觸。含有導(dǎo)顆粒155的樹脂154被用于連接這些導(dǎo)電層。使用密封劑630粘接襯底620和相對(duì)的襯底621。
隨后，解釋用作IC卡的半導(dǎo)體器件(見圖18A和18B)。薄膜集成電路611被固定到襯底610的上部。使用含有導(dǎo)電顆粒155的樹脂154粘接襯底610上的導(dǎo)電層612和薄膜集成電路611背側(cè)上的連接導(dǎo)電層。在此，襯底610使用薄的、輕質(zhì)的且具有彈性的襯底，因此可以提供具有彈性且具有薄的和輕質(zhì)的附加價(jià)值的IC卡。 接著，解釋用作IC卡的半導(dǎo)體器件(見圖21A)。薄膜集成電路642至645被粘結(jié)到襯底640的上部。使用含有導(dǎo)電顆粒155的樹脂154粘接襯底640上的導(dǎo)電層641和薄膜集成電路644背側(cè)上的連接導(dǎo)電層。薄膜集成電路642至645每一個(gè)用作中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)處理電路、盤處理電路、圖像處理電路、音頻處理電路、電源電路、溫度傳感器、濕度傳感器、紅外傳感器等中的一個(gè)或者多個(gè)。根據(jù)本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件具有用作天線的導(dǎo)電層641，并具有多個(gè)薄膜集成電路642至645，因此可以提供高性能的無線電芯片。因此，可以提供可實(shí)現(xiàn)諸如加密處理的復(fù)雜過程并獲得高性能的IC卡。
注意，在圖21A所示的結(jié)構(gòu)中，在薄膜集成電路642至645的外圍提供用作天線的導(dǎo)電層641。然而，本發(fā)明不限于這種模式?？梢蕴峁┍∧ぜ呻娐?42至645，使其與用作天線的導(dǎo)電層641交疊(見圖21B和21C)。因此通過減小襯底640的面積，可以提供實(shí)現(xiàn)尺寸減小、厚度減薄且重量減輕的無線芯片。在實(shí)現(xiàn)尺寸減小的該半導(dǎo)體器件中，例如通過對(duì)待固定到人體皮膚(優(yōu)選地為前額皮膚)上的薄膜集成電路642至645中任一個(gè)提供溫度傳感器，可以測(cè)量身體溫度。 包括在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的薄膜集成電路實(shí)現(xiàn)了尺寸減小、厚度減薄、且重量減輕，而且通過將其應(yīng)用于包括多個(gè)系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件(見圖16A和16B)、具有顯示功能的半導(dǎo)體器件(見圖17A和17B) 、 IC卡(見圖18A和18B) 、 IC卡(圖21A)和無線芯片(圖21B和21C)中的每一個(gè)，還可以實(shí)現(xiàn)高性能和高的附加價(jià)值。
[實(shí)施例l] 本實(shí)施例將解釋用于形成微小導(dǎo)電層的方法。首先，在具有絕緣表面的襯底100上形成剝離層101至103、基底絕緣層104、結(jié)晶半導(dǎo)體層121和122、柵絕緣層105、以及導(dǎo)電層171和172。接著，使用光掩模在導(dǎo)電層171和172上形成抗蝕劑掩模173和174。接著，使用諸如氧等離子體處理的刻蝕處理刻蝕抗蝕劑掩模173和174，從而形成新的抗蝕劑掩模175和176 (見圖9B)。通過上述工藝，可以將抗蝕劑掩模175和176制作得非常微小，從而超過使用光刻方法制作抗蝕劑掩模的極限。 當(dāng)使用抗蝕劑掩模175和176進(jìn)行刻蝕處理時(shí)，可以制造處微小的導(dǎo)電層106至109(見圖9C)。導(dǎo)電層106至109用作柵電極。 此外，首先在具有絕緣表面的襯底100上形成剝離層101至103、基底絕緣層104，結(jié)晶半導(dǎo)體層121和122、柵絕緣層105、導(dǎo)電層171和172、以及抗蝕劑掩模173和174 (見圖9A)。 接著，使用抗蝕劑掩模173和174刻蝕導(dǎo)電層171和172而形成導(dǎo)電層177和178 (見圖10A)。隨后，在抗蝕劑掩模173和174以及導(dǎo)電層177和178的疊層體當(dāng)中，僅選擇性地刻蝕導(dǎo)電層177和178的側(cè)表面而不除去抗蝕劑掩模173和174(見圖10B)。因此，與上述方法一樣，也可以將導(dǎo)電層106至109制作得非常微小，從而超過使用光刻方法制作抗蝕劑掩模的極限(見圖10C)。導(dǎo)電層106至109用作柵電極。 使用上述方法中的任意一種可以制作出溝道長(zhǎng)度不大于0. 5ym的微型薄膜晶體管。只要薄膜晶體管被微型化，由于該微型化薄膜晶體管可以被高度集成，因此可以實(shí)現(xiàn)高性能。此外，由于溝道形成區(qū)域的寬度變窄，可以快速產(chǎn)生溝道并因此實(shí)現(xiàn)高速工作。
[實(shí)施例2] 對(duì)于將根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用作無線芯片的情形，從天線對(duì)無線芯片供電，因此難以使電源穩(wěn)定且必須盡可能地控制功耗。如果功耗增大，需要輸入強(qiáng)的電磁波，其導(dǎo)致的缺點(diǎn)為例如，讀出器/寫入器的功耗增大，對(duì)另一個(gè)裝置或者人體產(chǎn)生負(fù)面影響，或者無線電芯片和讀出器/寫入器之間的通信距離受限制。 因此，本發(fā)明提供了具有n型薄膜晶體管116和p型薄膜晶體管117的半導(dǎo)體器件，其中該n型薄膜晶體管116包括用作底柵電極的導(dǎo)電層181和用作頂柵電極的導(dǎo)電層183的兩個(gè)柵電極，該p型薄膜晶體管117包括用作底柵電極的導(dǎo)電層182和用作頂柵電極的導(dǎo)電層184的兩個(gè)柵電極(見圖11)。為了控制功耗，對(duì)用作底柵電極的導(dǎo)電層181和182施加偏壓的方法是有效的。更具體地，對(duì)n型薄膜晶體管116的用作底柵電極的導(dǎo)電層181施加負(fù)偏壓，可以提高閾值電壓并降低漏電流。此外，施加正偏壓可以降低閾值電壓并使電流容易流到溝道形成區(qū)域。因此，薄膜晶體管116工作于更高的速度和更低的電壓。另一方面，對(duì)P型薄膜晶體管117的用作底柵電極的導(dǎo)電層182施加正偏壓，可以提高閾值電壓并降低漏電流。此外，施加負(fù)偏壓可以降低閾值電壓并使電流容易流到溝道形成區(qū)域。因此，薄膜晶體管117工作于更高的速度和更低的電壓。 如前所述，通過控制施加到底柵電極的偏壓，改變薄膜晶體管116和117的閾值電壓并降低其漏電流，其結(jié)果為，可以控制半導(dǎo)體器件自身的功耗。因此，即使當(dāng)在進(jìn)行諸如加密處理的復(fù)雜過程時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)定而不使電源不穩(wěn)定。此外，無需輸入強(qiáng)的電磁波，因此可以增大讀出器/寫入器的通信距離。注意，理想地是通過提供特殊的控制電路并使用該控制電路控制偏壓的施加，對(duì)薄膜晶體管116和117施加偏壓。
[實(shí)施例3] 該實(shí)施例將解釋用于根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的電容器晶體管的截面結(jié)構(gòu)(見圖12A)。電容器晶體管301的源和漏電極彼此連接，且當(dāng)電容器晶體管301導(dǎo)通時(shí)，在柵電極和溝道形成區(qū)域之間形成電容器。電容器晶體管301的該截面結(jié)構(gòu)和通常的薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)相同。圖12B示出了等效電路圖。 然而，由于在上述結(jié)構(gòu)中，柵絕緣膜被用于形成電容器，其電容由于電容器晶體管301的閾值電壓的波動(dòng)而受影響。因此，可以使用電容器晶體管301，其中與柵電極交疊的區(qū)域302添加了雜質(zhì)元素(見圖12C)。在具有上述結(jié)構(gòu)的電容器晶體管301中，與該晶體管的閾值電壓無關(guān)地形成該電容器；因此可以防止由于晶體管的閾值電壓的波動(dòng)而產(chǎn)生的影響。圖12D示出了這種情況下的等效電路圖。
[實(shí)施例4] 本實(shí)施例將參考附圖解釋當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件被用作無線芯片時(shí)的結(jié)構(gòu)。在此解釋的無線電芯片的規(guī)格符合ISO標(biāo)準(zhǔn)15693，其為鄰近(vicinity)類型的且通信信號(hào)頻率為13.56MHz。此外，接收只對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)讀出指令，發(fā)射的數(shù)據(jù)發(fā)射率約為13kHz，數(shù)據(jù)編碼形式采用曼徹斯特編碼。 該無線芯片大概包含天線部分221、電源部分222、以及邏輯部分223。天線部分221包括用于接收外部信號(hào)并發(fā)射數(shù)據(jù)的天線201 (見圖13)。 電源222包括使用通過天線201從外部接收的信號(hào)產(chǎn)生電源的整流電路202以及用于存儲(chǔ)所產(chǎn)生的電源的存儲(chǔ)電容器203。 邏輯部分223包括對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)電路204、產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘發(fā)生/補(bǔ)償電路205、用于識(shí)別和確定各個(gè)代碼的電路206、由接收信號(hào)產(chǎn)生用于從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)的信號(hào)的存儲(chǔ)器控制器207、包括將編碼信號(hào)調(diào)制成發(fā)射信號(hào)的調(diào)制電阻器208的調(diào)制電路、對(duì)讀出數(shù)據(jù)編碼的編碼電路209、以及保持?jǐn)?shù)據(jù)的掩模只讀存儲(chǔ)器211。
由用于識(shí)別和確定各個(gè)代碼的電路206所識(shí)別和確定的代碼為幀結(jié)束(EOF)、幀開始(SOF)、標(biāo)記、命令代碼、掩模長(zhǎng)度、掩模值等。此外用于識(shí)別和確定各個(gè)代碼的電路206還包含識(shí)別發(fā)射錯(cuò)誤的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)功能。 注意，用于保持?jǐn)?shù)據(jù)的工具不僅可以使用掩模只讀存儲(chǔ)器211，還可以使用DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、FeRAM(鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、PROM(可編程只讀存儲(chǔ)器)、EPROM(電可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(電可擦除只讀存儲(chǔ)器)以及快速存儲(chǔ)器。 接著參考圖14A和14B解釋具有上述結(jié)構(gòu)的無線芯片的布局的一個(gè)實(shí)例。首先解釋一個(gè)無線芯片的布局(圖14A)。在該無線芯片中，設(shè)有用作天線201的導(dǎo)電層的基底材料216被固定到包含電源部分222和邏輯部分223的元件組214。形成元件組214的區(qū)域的一部分和形成天線201的區(qū)域的一部分交疊。 在圖14A所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)的結(jié)果使得形成天線201的布線的寬度為150ym，布線之間的寬度為10iim，布線的數(shù)目為15。 注意，天線201不限于圖14A所示的繞組形狀。天線201的繞組形狀可以是曲線型(見圖15A)或直線型(見圖15B)這兩種形狀中的任意一種。 隨后解釋電源部分222和邏輯部分223的布局(見圖14B)。電源部分222內(nèi)包含的整流電路202和存儲(chǔ)電容器203被提供在相同區(qū)域。邏輯部分223中包含的解調(diào)電路204和用于識(shí)別并確定各個(gè)代碼的電路206被分開提供在兩個(gè)位置。掩模只讀存儲(chǔ)器211和存儲(chǔ)器控制器207被設(shè)成相互毗鄰。時(shí)鐘發(fā)生/補(bǔ)償電路205和用于識(shí)別和確定各個(gè)代碼的電路206被設(shè)成相互毗鄰。解調(diào)電路204提供在時(shí)鐘發(fā)生/補(bǔ)償電路205和用于識(shí)別和確定各個(gè)代碼的電路206之間。此外，盡管未在圖13的框圖中示出，還提供了用于邏輯部分探測(cè)電容器212的探測(cè)電容器和用于電源部分213的探測(cè)電容器。包含調(diào)制電阻器208的調(diào)制電路被提供在探測(cè)電容器212和213之間。 在掩模只讀存儲(chǔ)器211這個(gè)存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)內(nèi)容是在制造工藝中產(chǎn)生的。在此，提供了連接到高電勢(shì)電源(也稱為VDD)的電源線和連接到低電勢(shì)電源(也稱為VSS)的電源線兩個(gè)電源線，每個(gè)存儲(chǔ)器單元內(nèi)所包含的晶體管是否連接到上述電源線之一決定存儲(chǔ)器單元所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)內(nèi)容。 根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件所使用的電波的波帶有諸如長(zhǎng)達(dá)135kHz的長(zhǎng)波帶；6. 78MHz、13. 56MHz、27. 125MHz、40. 68MHz、和5. OMHz的短波帶；以及2. 45GHz、5. 8GHz、和24. 125GHz的微波帶，可以使用這些波帶中的任意一個(gè)。此外，通過施加電磁感應(yīng)類型或者
15射頻通信類型而傳播電磁波。
[實(shí)施例5] 根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用范圍廣泛，接下來將解釋其具體實(shí)例?？梢酝ㄟ^ 在物品中提供根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件210而將其投入實(shí)際使用，該物品為例如鈔票、硬 幣、有價(jià)證券、無記名債券、或者各種證書(駕駛執(zhí)照、居住證等，見圖19A)、包裝物品(包 裝紙、瓶子等，見圖19B)、記錄介質(zhì)(DVD軟件、錄像帶等，見圖19C)、車輛(自行車等，見圖 19D)、附件(袋子、眼鏡等，見圖19E)、食品、衣服、生活用品、電子裝置等。電子裝置為液晶 顯示裝置、電致發(fā)光顯示裝置、電視裝置(也僅僅稱為電視機(jī)或者電視接收機(jī))、蜂窩式電 話等。 通過將根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件粘貼到物品的表面或者安裝在物品上，由此將其 固定在該物品上。例如，通過將根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件安裝在圖書封面的基紙上以及由 其制成的包裝的有機(jī)樹脂上，由此將其固定在各個(gè)物品上。由于根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件 實(shí)現(xiàn)了尺寸減小、厚度減薄、以及重量減少，即使在將該半導(dǎo)體器件固定到物品上之后，也 不會(huì)損害該物品自身的設(shè)計(jì)。 此外，通過對(duì)例如鈔票、硬幣、有價(jià)證券、無記名債券、或者證書提供根據(jù)本發(fā)明的 半導(dǎo)體器件，可以提供鑒定功能。利用該鑒定功能可以防止偽造。此外，通過對(duì)包裝物品、 記錄介質(zhì)介、個(gè)人物品、食品、衣服、生活用品、電子裝置等提供根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件， 可以促進(jìn)諸如檢查系統(tǒng)的系統(tǒng)效率。 接著解釋使用了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)的實(shí)例。首先，在包括顯示部分 294的便攜終端的側(cè)表面上提供讀出器/寫入器295，并在物品297的側(cè)表面上提供半導(dǎo)體 器件296(見圖20A)。此外，將有關(guān)原材料、原產(chǎn)地、銷售過程記錄等的物品297的信息提 前存儲(chǔ)到半導(dǎo)體器件296內(nèi)。隨后，如果將半導(dǎo)體器件296內(nèi)包含的信息顯示在顯示部分 294并同時(shí)將半導(dǎo)體器件296保持在讀出器/寫入器294上，可以提供非常方便的系統(tǒng)。此 外，作為另一個(gè)實(shí)例，將讀出器/寫入器295提供在傳送帶側(cè)面(見圖20B)。因此，可以提 供能夠容易檢查物品297的系統(tǒng)。對(duì)于控制物品的系統(tǒng)或者銷售系統(tǒng)，使用根據(jù)本發(fā)明的 半導(dǎo)體器件可以提高系統(tǒng)的高性能并改善其方便性。 本發(fā)明基于2004年9月24日在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)序號(hào) No. 2004-277533，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容在此被引用作為參考。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件，包括第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上提供的至少包含溝道形成區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)的薄膜晶體管；覆蓋所述薄膜晶體管的第一絕緣層；以及在第一絕緣層上提供的第二導(dǎo)電層，其中第二導(dǎo)電層通過在第一絕緣層中提供的第一開口電連接到所述薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)這兩者之一，且通過在第一絕緣層中提供的第二開口電連接到第一導(dǎo)電層。
2. —種半導(dǎo)體器件，包括 在襯底上提供的第一導(dǎo)電層； 覆蓋第一導(dǎo)電層的第一絕緣層；在第一絕緣層上提供的至少包含溝道形成區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)的薄膜晶體管； 覆蓋所述薄膜晶體管的第二絕緣層；以及 在第二絕緣層上提供的第二導(dǎo)電層，其中第二導(dǎo)電層通過在第二絕緣層中提供的第一開口電連接到所述薄膜晶體管的源 區(qū)和漏區(qū)這兩者之一，且通過在第一絕緣層和第二絕緣層這兩者的每一個(gè)中提供的第二開 口電連接到第一導(dǎo)電層。
3. —種半導(dǎo)體器件，包括 在襯底上提供的第一導(dǎo)電層； 覆蓋第一導(dǎo)電層的第一絕緣層； 覆蓋第一絕緣層的第二絕緣層；在第二絕緣層上提供的至少包含溝道形成區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)的薄膜晶體管； 覆蓋所述薄膜晶體管的第三絕緣層；以及 在第三絕緣層上提供的第二導(dǎo)電層，其中第二導(dǎo)電層通過在第三絕緣層中提供的第一開口電連接到所述薄膜晶體管的源 區(qū)和漏區(qū)這兩者之一，且通過在第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層這三者的每一個(gè)中 提供的第二開口電連接到第一導(dǎo)電層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的半導(dǎo)體器件，其中所述襯底具有柔性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件，其中第一導(dǎo)電層用作天線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件，其中所述薄膜晶體管包含側(cè)壁絕緣層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件，其中第一導(dǎo)電層通過含有導(dǎo)電顆粒的 樹脂電連接到第二導(dǎo)電層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件，其中第一導(dǎo)電層設(shè)有凸塊，且第一導(dǎo) 電層通過所述凸塊和含有導(dǎo)電顆粒的樹脂電連接到第二導(dǎo)電層。
9. 一種電子裝置，具有根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件。
全文摘要
本發(fā)明半導(dǎo)體器件的制造方法以及半導(dǎo)體器件和電子裝置。本發(fā)明的目標(biāo)是容易地制造半導(dǎo)體器件并提供成本降低的半導(dǎo)體器件。根據(jù)本發(fā)明，通過提供在除去剝離層之后襯底和基底絕緣層牢固固定的區(qū)域，可以防止提供在基底絕緣層上的薄膜集成電路散落。因此，可以容易地制造包含薄膜集成電路的半導(dǎo)體器件。此外，由于根據(jù)本發(fā)明使用除了硅之外的襯底制造半導(dǎo)體器件，可以在同一時(shí)間制造大量的半導(dǎo)體器件，并可以提供成本降低的半導(dǎo)體器件。
文檔編號(hào)H01L21/78GK101740584SQ200910266230
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所