JP5100012B2

JP5100012B2 - 半導体装置及びその作製方法

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Publication number: JP5100012B2
Application number: JP2006013539A
Authority: JP
Inventors: 卓也鶴目
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2026-01-23
Also published as: JP2006237581A

Description

本発明は、非接触でデータの送受信が可能である半導体装置および当該半導体装置の作製方法に関する。

近年、個々の対象物にＩＤ（個体識別番号）を与えることで、その対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。その中でも、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような半導体装置として、ＲＦＩＤタグ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる）等が企業内、市場等で導入され始めている。

現在実用化されているＲＦＩＤタグ等の半導体装置の多くは、トランジスタ等から構成される回路を有する素子形成層（ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）チップとも呼ばれる）とアンテナとを有している。これらの半導体装置は、電磁波によってアンテナを介してリーダ／ライタ間とデータのやりとりを行うことができる。

一般的に、上記半導体装置におけるアンテナとして機能する導電膜の形成方法としては、表面積の増加、抵抗の低減を目的とし厚膜化が可能な方法が用いられている。そのため、多くの場合、めっき法を用いることによる導電膜の形成が広く行われている。しかしながら、めっき法でアンテナとして機能する導電膜を形成する場合、形成される導電膜の膜質が十分でないことや、廃液等が生じるため環境等に悪影響をおよぼす等の問題がある。一方、めっき法以外の方法を用いて導電膜を形成する場合、厚膜化が困難であり導電膜の断面積および表面積を十分に確保することが難しいといった問題がある。

上記の実情を鑑み、本発明は、アンテナとして十分に機能する導電膜を有する半導体装置および当該半導体装置の作製方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では以下の手段を講ずる。

本発明の半導体装置は、基板上に設けられたトランジスタを含む素子形成層と、素子形成層上に設けられたアンテナとして機能する導電膜とを有し、トランジスタと導電膜は電気的に接続され、導電膜の断面の形状が凹型であることを特徴としている。トランジスタとしては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等を用いることができる。

また、本発明の半導体装置の他の構成として、基板上に設けられたトランジスタを含む素子形成層と、素子形成層上に設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられたアンテナとして機能する導電膜とを有し、トランジスタと導電膜は電気的に接続され、絶縁膜は溝を有し、絶縁膜の表面および溝に沿って導電膜が設けられていることを特徴としている。絶縁膜が有する溝は、絶縁膜を貫通させて設けてもよいし、絶縁膜を貫通させずに絶縁膜に凹部を形成して設けてもよい。溝の構造はどのように設けてもよく、例えば断面がテーパー状等を有するように溝を設けることができる。

また、本発明の半導体装置の他の構成として、基板上に設けられたトランジスタを含む素子形成層と、絶縁膜と導電膜とを含むアンテナ形成層とを有し、絶縁膜は溝を有し、絶縁膜の表面および溝に沿って導電膜が設けられており、トランジスタと導電膜とが導電性微粒子によって電気的に接続されていることを特徴としている。

また、上記半導体装置はＲＦＩＤタグ等への利用が可能であり、電磁誘導方式、電磁結合方式またはマイクロ波方式等のいずれの場合にも適用することが可能である。電磁誘導方式および電磁結合方式の場合は、アンテナの形状をコイル状に形成することが好ましい。マイクロ波方式の場合は、受信する電磁波の波長にアンテナの形状が依存するために、使用状況に応じて適宜形状を変えて設けることが好ましい。

本発明の半導体装置の作製方法として、基板上にトランジスタを含む素子形成層を作製し、素子形成層上に溝を有する絶縁膜を形成し、絶縁膜表面および前記溝に沿うように導電膜を形成し、絶縁膜表面上に形成制された導電膜の一部を選択的に除去することによって導電膜のパターンを形成し、導電膜を覆うように保護膜を形成することを特徴としている。

本発明の半導体装置の他の作製方法として、基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを含む素子形成層を作製し、素子形成層上に溝を有する絶縁膜を形成し、絶縁膜表面および溝に沿うように導電膜を形成し、絶縁膜表面上に形成された導電膜の一部を選択的に除去することによって導電膜のパターンを形成し、導電膜を覆うように保護膜を形成し、保護膜、絶縁膜および素子形成層を選択的に除去して開口部を設けることにより剥離層を露出させ、開口部にエッチング剤を導入することによって剥離層を除去し、基板から素子形成層を剥離することを特徴としている。

本発明の半導体装置の他の作製方法として、第１の基板上に剥離層を形成し、剥離層上にトランジスタを含む素子形成層を作製し、素子形成層上に溝を有する絶縁膜を形成し、絶縁膜表面および溝に沿うように導電膜を形成し、絶縁膜表面上に形成された導電膜の一部を選択的に除去することによって導電膜のパターンを形成し、導電膜を覆うように保護膜を形成し、保護膜、絶縁膜および素子形成層を選択的に除去して開口部を設けることにより剥離層を露出させ、開口部にエッチング剤を導入することによって剥離層の一部を除去し、保護膜表面に第２の基板を貼り合わせることにより設け、物理的手段を用いて第１の基板から素子形成層を剥離することを特徴としている。

本発明の半導体装置の作製方法により、廃液等の有害物質の発生を抑え、アンテナとして機能する導電膜の断面積および表面積を拡大することができる。また、本発明の半導体装置は、平坦な面にアンテナとして機能する導電膜を設ける場合に比べて、導電膜の表面積および断面積を大きく設けることができるため、通信距離や通信帯域等を向上させることが可能となる。また、アンテナとして機能する導電膜と絶縁膜との接触面積が増加することにより密着性の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の一構成例に関して図面を参照して説明する。

図１に示す半導体装置は、基板１００の表面上に第１の絶縁膜１０３を介してトランジスタ１０７、第２の絶縁膜１０４等を有する素子形成層１０１が設けられ、第２の絶縁膜１０４上にアンテナとして機能する導電膜１０２が設けられている。図１では、導電膜１０２は、少なくとも第２の絶縁膜１０４および第３の絶縁膜１０５に接するように設けられている。

第３の絶縁膜１０５は、第２の絶縁膜１０４上に設けられており、断面が凹型形状を有する溝１４０を有している。溝１４０は、第３の絶縁膜１０５を貫通させて第２の絶縁膜１０４が露出するように設けてもよいし、第３の絶縁膜１０５を貫通させずに凹ませて設けてもよい。ここでは、第３の絶縁膜１０５を貫通させて溝１４０を設けた例を示す。

導電膜１０２は、溝１４０によって露出した第２の絶縁膜１０４の表面と溝１４０における第３の絶縁膜１０５の端部を覆うように設けられている。この場合、導電膜１０２は第３の絶縁膜１０５の表面の一部と溝１４０における第３の絶縁膜１０５の側面に接している。なお、必ずしも第３の絶縁膜の表面に導電膜１０２が設ける必要はなく、第２の絶縁膜１０４と溝１４０における第３の絶縁膜１０５の側面に接するように設けることも可能である。また、基板の表面に垂直な方向から見た場合に、第３の絶縁膜１０５に形成された溝１４０は少なくとも一部がコイル状に形成されている。

また、図１では、導電膜１０２を覆うように保護膜として機能する第４の絶縁膜１０６が設けられている。この場合、導電膜１０２の凹みの部分にも第４の絶縁膜１０６が設けられている。図１（Ａ）は本実施の形態で示す半導体装置の上面図を表し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるａ−ｂ間の断面図を表している。なお、図１においては、説明の都合上、複数のトランジスタ１０７上にアンテナとして機能する導電膜１０２を同等の大きさで示しているが、実際には、トランジスタ１０７と比較して導電膜１０２の方が各段に大きく設けられている。

基板１００として、バリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレスを含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。可撓性を有する基板を用いることによって、半導体装置を曲げることが可能となる。

第１の絶縁膜１０３として、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造を用いることができる。また、基板１００として可撓性基板等を用いる場合であって、素子形成層１０１を基板１００に貼り合わせて設ける際には、第１の絶縁膜１０３に酸化珪素、窒化珪素または酸化窒化珪素の他に接着層が含まれていてもよい。接着層としては、アクリル樹脂等を含んだ樹脂材料または合成ゴム材料からなる材料、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、光硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤、樹脂添加剤等の接着剤が挙げられる。なお、基板１００からトランジスタ１０７等への汚染等の恐れがない場合には、第１の絶縁膜１０３は必ずしも設ける必要はない。

第２の絶縁膜１０４、第３の絶縁膜１０５、第４の絶縁膜１０６としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等の酸素または窒素を有する絶縁膜やポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料、シロキサン系材料等を用いることにより単層又は積層構造として設けることができる。なお、シロキサン系材料とは、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質、又は、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基にフッ素、アルキル基、芳香族炭化水素の少なくとも１つを含む物質に相当する。

素子形成層１０１は、少なくともトランジスタ１０７を有している。トランジスタ１０７としては、例えば、ガラス等の基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成して設けてもよいし、Ｓｉ等の半導体基板上に当該基板をチャネルとして電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）を設けてもよいし、可撓性を有する基板上に有機ＴＦＴを設けてもよい。また、トランジスタ１０７によって、ＣＰＵ、メモリまたはマイクロプロセッサ等のありとあらゆる集積回路を設けることができる。図１では、トランジスタ１０７として薄膜トランジスタを設けた例を示している。また、トランジスタ１０７の構造として、ｎチャネル型半導体とｐチャネル型半導体とを組み合わせたＣＭＯＳとして設けている。また、半導体膜に不純物領域（ソース領域、ドレイン領域、ＬＤＤ領域を含む）設け、ゲート電極の側面と接するように絶縁膜（サイドウォール）を設けている。実施の形態１では、ｎチャネル型の半導体膜にＬＤＤを形成し、ｐチャネル型の半導体膜にはＬＤＤを設けていない例を示しているが、もちろんｐチャネル型の半導体膜にもｎチャネル型半導体膜と同様にＬＤＤ領域を設けてもよい。また、ソース領域およびドレイン領域とゲート電極の一方または両方に、ニッケル、モリブデンまたはコバルト等のシリサイド層を形成してもよい。

導電膜１０２としては、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成された銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、炭素（Ｃ）等の金属や金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。

図１では、第２の絶縁膜１０４上に断面が凹型形状の溝１４０を有する第３の絶縁膜１０５を形成し、溝１４０における第２の絶縁膜１０４の表面と第３の絶縁膜１０５の側面に沿うように導電膜１０２を設けている。ここでは、スパッタ法またはＣＶＤ法で導電膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法により選択的にエッチングを行うことにより形成することができる。このように導電膜１０２を設ける（図１（Ｄ））ことにより、平坦な面上に導電膜を断面が矩形状になるように設ける場合（図１（Ｃ））と比較して、導電膜１０２の断面積および表面積を大きくすることができる。つまり、第２の絶縁膜１０４上に導電膜１０２を設けた場合（図１（Ｃ））は、導電膜１０２の断面は矩形状となる。一方、第３の絶縁膜１０５に断面が凹型形状の溝１４０を設け、当該溝１４０に沿って導電膜１０２を形成することによって、導電膜１０２は断面が凹型形状を有するようになる。そのため、第３の絶縁膜１０５に設けられた凹型形状の溝１４０に沿うように導電膜１０２を設けた場合（図１（Ｄ））は、図１（Ｃ）と比較して第３の絶縁膜１０５の側面に接する部分１０８だけ断面積および表面積が大きくなる。このように、アンテナとして機能する導電膜の断面積および表面積が増加することによって、非接触でデータのやりとりを行う場合に、半導体装置と外部機器（リーダ／ライタ）との通信距離や通信帯域を向上させることが可能となる。また、アンテナとして機能する導電膜と絶縁膜との接触面積が増加することにより密着性の向上を図ることができる。

また、図１においては、第２の絶縁膜１０４上に溝１４０を有する第３の絶縁膜１０５を設け、第２の絶縁膜１０４と第３の絶縁膜１０５上に選択的に導電膜１０２を設けているが、本実施の形態で示す半導体装置はこの構造に限られない。他の構造を有する半導体装置の具体例を図２に示す。

図２（Ａ）に示す半導体装置は、第２の絶縁膜１０４上に断面が凹型形状の溝を有する第３の絶縁膜１０５が設けられ、当該溝に沿うように導電膜１０２が設けられている（領域２５１）。具体的には、第３の絶縁膜１０５に設けられた溝は貫通しておらず、導電膜１０２は、第３の絶縁膜１０５のみに接触しており、第３の絶縁膜１０５の凹んだ表面と凹みの端部を覆うように導電膜１０２が設けられている。第３の絶縁膜１０５の凹部は、第２の絶縁膜１０４上に第３の絶縁膜を設けた後に、凹ませる部分を選択的にエッチングすることにより設けることができる。この時エッチング条件を制御することによって任意の形状の凹部を形成することができる。また、他にも第２の絶縁膜１０４上に第３の絶縁膜１０５を設けた後に、第３の絶縁膜１０５および第２の絶縁膜１０４に凹部を形成し、導電膜１０２を設ける構成としてもよい（領域２５２）。

図２（Ｂ）に示す半導体装置は、第２の絶縁膜１０４上に、第３の絶縁膜１０５の角２５３を湾曲させることによって、断面がテーパー状の溝を有する第３の絶縁膜１０５を設け、当該溝における第２の絶縁膜１０４の表面と第３の絶縁膜１０５のテーパー部を覆うように導電膜１０２が設けられている。つまり、図２（Ｂ）は図１における第３の絶縁膜１０５の溝１４０の断面をテーパー状に設けた場合に相当する。第３の絶縁膜１０５の溝１４０の断面をテーパー状に設けることによって、導電膜１０２を設けた際に深さ方向における導電膜１０２の段切れを防止することができる。

図２（Ｃ）に示す半導体装置は、図１（Ｂ）の構造において第２の絶縁膜１０４上に設ける第３の絶縁膜１０５に形成される凹部の数を２倍に増やし、導電膜１０２が凹凸状に設けられている。つまり第３の絶縁膜１０５の溝１４０を増やして当該溝に導電膜１０２を設けることによって、導電膜１０２の断面積および表面積をより大きくすることができる。また、ここでは凹部の数を２倍としたが、もちろんさらに増やして形成することも可能である。

図２（Ｄ）に示す半導体装置は、図２（Ｃ）における導電膜１０２を上下逆に配置した場合を示している。このように、導電膜１０２を凹凸状に設けることによって、一定の領域における導電膜１０２の断面積および表面積を大きくすることができる。

なお、図２（Ｂ）〜（Ｄ）においても図２（Ａ）と同様に設けることもできる。つまり、図２（Ｂ）〜（Ｄ）では、第２の絶縁膜１０４を露出させるように溝を設けているが、第３の絶縁膜１０５の溝部分を完全に貫通させずに断面が凹型形状の溝を設け、第３の絶縁膜１０５のみに接触するように導電膜１０２を設ける構成とすることも可能である。他にも、図２（Ａ）の領域２５２に示したように、第２の絶縁膜１０４に断面が凹型形状の溝を設ける構成とすることもできる。

また、図１、図２に示した半導体装置においては、第２の絶縁膜１０４上に第３の絶縁膜１０５が設けられているが、第２の絶縁膜１０４を設けずにトランジスタ１０７のソースまたはドレイン配線上に第３の絶縁膜１０５を設けることも可能である。この場合、第３の絶縁膜１０５に設けられる溝は貫通させて設けてもよいし、貫通させずに設けてもよい。貫通させて設ける場合には、導電膜１０２をトランジスタ１０７のソースまたはドレイン配線と同一の層に設けることが可能となる。この場合、導電膜１０２とソースまたはドレイン配線とを同一の材料で形成することにより工程を簡略化することができる。

図１では、半導体装置の小型化を図るために、素子形成層１０１と導電膜１０２の少なくとも一部が重なるように配置されているが、本実施の形態で示す半導体装置はこの構成に限られず、素子形成層１０１と導電膜１０２は重ならないように配置しても良い。また、図１、図２では、電磁結合方式または電磁誘導方式の場合に関して示したが、上述した構成はマイクロ波方式を用いる半導体装置に適用することも可能である。この場合の具体例を図３に示す。

一般的に、電磁結合方式や電磁誘導方式を用いる半導体装置のアンテナはコイル状に設ける必要があるが、マイクロ波方式を用いる半導体装置のアンテナの形状は受信する電磁波に依存する。ここでは、説明を簡単にするために単純な構造であるポール状のアンテナを用いた場合を示す（図３）。

図３（Ａ）において、基板１００上に素子形成層１１１が設けられており、素子形成層１１１と接続するようにアンテナとして機能する導電膜１１２ａ、１１２ｂが設けられている。図３（Ａ）におけるａ−ｂ間とｃ−ｄ間の断面構造をそれぞれ図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す。

基板１００上に第１の絶縁膜１０３を介してトランジスタ１０７等を有する素子形成層１１１が設けられ、素子形成層１１１の上方に第２の絶縁膜１０４を介してアンテナとして機能する導電膜１１２ａ、１１２ｂが設けられている（図３（Ｂ）、（Ｃ））。導電膜１１２ａ、１１２ｂは、第２の絶縁膜１０４上に選択的に設けられた第３の絶縁膜１０５の端部を覆うように第２の絶縁膜１０４上および第３の絶縁膜１０５上に設けられており、素子形成層１１１のいずれかのトランジスタと電気的に接続している。ここでは、第３の絶縁膜１０５は開口部を有しており、導電膜１１２ａ、１１２ｂが第３の絶縁膜の側面と接するように設けられている。また、導電膜１１２ａ、１１２ｂを覆うように第４の絶縁膜１０６が設けられている。

アンテナとして機能する導電膜１１２ａ、１１２ｂは、第２の絶縁膜１０４上および第３の絶縁膜１０５の端部を覆うように設けられている。また、導電膜１１２ａ、１１２ｂは、上述した導電膜１０２と同一の方法や材料を用いて形成することができる。

また、上記図１〜３において、アンテナとして機能する導電膜１０２、またはアンテナとして機能する導電膜１１２ａおよび１１２ｂの断面積を増やしたい場合には、導電膜１０２の凹部に選択的に導電体を設けることが好ましい。例えば、図１６（Ａ）に示すように、液滴吐出法を用いてノズル１４５から導電性を有する組成物１４６を選択的に導電膜１０２の凹部に設けることによって断面積を増やすことができる。導電性を有する組成物１４６としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いる。なお、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また、他にも、スクリーン印刷法やディスペンサー法を用いて選択的に導電性を有する組成物１４６を導電膜１０２の凹部に形成してもよい。その結果、アンテナとして機能する導電膜の断面積は導電膜１０２と導電体１４７を合わせたものとなるため、断面積を増加することができる（図１６（Ｂ））。この場合、第２の絶縁膜１０４上に形成される導電膜と第３の絶縁膜１０５上に形成される導電膜の厚さが異なっている。

以上のように、アンテナとして機能する導電膜の断面積および表面積を増やすように半導体装置を設けることによって、当該半導体装置の通信距離や通信帯域を向上させることが可能となる。また、アンテナとして機能する導電膜と絶縁膜との接触面積が増加することにより密着性の向上を図ることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置の作製方法の一例を図面を用いて説明する。本実施の形態では、素子形成層およびアンテナを一旦ガラス等の剛性を有する基板上に設けた後に、剛性を有する基板から素子形成層やアンテナを剥離し、可撓性を有する基板上に設ける場合に関して示す。

まず、基板２００上に下地となる絶縁膜２０１を形成し、その上に剥離層２０２を設け、剥離層２０２上に絶縁膜２０３、半導体膜２０４を積層して設ける（図４（Ａ））。下地となる絶縁膜２０１は、基板２００から剥離層２０２への汚染を防止するために設けているが、基板２００からの汚染等の恐れがない場合には絶縁膜２０１を必ずしも設ける必要はない。また、ここでは絶縁膜２０１、剥離層２０２、絶縁膜２０３および半導体膜２０４を真空工程で行う場合に連続して成膜することが可能である。

次に、半導体膜２０４を選択的にエッチングすることによって島状の半導体膜を複数設け、当該島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成することによって薄膜トランジスタ２０５を複数設ける（図４（Ｂ））。

次に、薄膜トランジスタ２０５を覆うように絶縁膜２０６を形成し、さらに平坦化を図るために絶縁膜２０７を形成する。次に、絶縁膜２０６、絶縁膜２０７に選択的に開口部を設け、薄膜トランジスタ２０５のソース領域およびドレイン領域と電気的に接続するように導電膜２０８を設け、その後、導電膜２０８を覆うように絶縁膜２０９を形成する（図４（Ｃ））。

次に、絶縁膜２０９上に選択的に絶縁膜２１０を設ける（図４（Ｄ））。絶縁膜２１０は、溝２１８を有しており、絶縁膜２０９上の全面に絶縁膜２１０を形成した後にフォトリソグラフィ法により溝２１８を形成してもよいし、絶縁膜２０９上にスクリーン印刷等の印刷法や液滴吐出法を用いることによって選択的に絶縁膜２１０を形成することによって溝２１８を設けてもよい。印刷法や液滴吐出法等を用いることによって作製工程を減らすことができる。なお、絶縁膜２１０の溝２１８は、上記実施の形態で示したいずれかの構造を用いることが可能である。

次に、絶縁膜２０９および絶縁膜２１０を覆うように導電膜２１１を形成する（図５（Ａ））。ここでは、導電膜２１１は、絶縁膜２１０が有する溝２１８によって露出している絶縁膜２０９の表面と絶縁膜２１０の側面および表面に接して設けられている。なお、導電膜２１１の溝２１８における段切れを防止するために、絶縁膜２１０の角を湾曲するように形成することにより溝２１８をテーパー状に設けることが好ましい。

次に、導電膜２１１を選択的にエッチングすることにより導電膜２１２を形成し、その後、導電膜２１２を覆うように絶縁膜２１３を形成する（図５（Ｂ））。

次に、選択的に絶縁膜２０３、２０６、２０７、２０９、２１０、２１３を除去することにより、剥離層２０２を露出させるように開口部２１４を形成する（図５（Ｄ））。なお、開口部２１４は、薄膜トランジスタ２０５を避けた領域に設けるようにする。開口部２１４は、レーザ光の照射やフォトリソグラフィ法により形成することができる。

次に、開口部２１４からエッチング剤２１５を導入することによって剥離層２０２を除去する（図５（Ｄ））。剥離層２０２は全て除去してもよいし、エッチングの条件を制御することによって剥離層２０２の一部を残すように除去してもよい。剥離層２０２の一部を残すことによって、剥離層２０２を除去した後も素子形成層２１９等が基板２００から完全に剥離せずにバラバラになることを防ぐことができる。さらに、エッチング時間の短縮やエッチング剤の低減させることができるため作業効率の向上および低コスト化を図ることができる。

次に、絶縁膜２１３に粘着性を有する基板２１６を貼り合わせて設け、素子形成層２１９を基板２００から剥離させる（図６（Ａ））。ここでは、基板２００と素子形成層２１９における絶縁膜２０３とが、一部残存した剥離層によってつながっているため、物理的手段を用いて基板２００から素子形成層２１９等を剥離させる。

なお、ここでは、エッチング剤２１５を用いて剥離層２０２を除去する例を示したが、必ずしも剥離層２０２をエッチング剤により除去する必要はない。つまり、開口部２１４を形成後に素子形成層２１９と剥離層２０２との密着性が十分でない場合には、物理的手段を用いて基板２００から素子形成層２１９を剥離することができる。この場合、エッチング剤を用いる必要がないため、工程の短縮化やコストを低減することが可能となる。

次に、絶縁膜２０３の表面に可撓性を有する基板２１７を貼り合わせて設ける（図６（Ｂ））。

以上の工程によって、可撓性を有する基板上に素子形成層やアンテナ等を有する半導体装置を設けることができる。以下に、上記工程において用いる材料等の具体的な説明を行う。

基板２００としては、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁膜を形成したもの等を用いることができる。このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板２００として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。また、本実施の形態では、剥離された基板２００は再利用することができため、より低コストで半導体装置を作製することができる。例えば、原価の高い石英基板を用いた場合であっても、繰り返し石英基板を利用することにより、低コストで半導体装置を作製することができるといった利点を有している。

絶縁膜２０１としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造を用いることができる。これらの絶縁膜は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法）を用いて形成することができる。

剥離層２０２としては、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造等を用いることができる。金属膜としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる膜を単層又は積層して形成する。また、これらの材料は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。金属膜と金属酸化膜の積層構造としては、上述した金属膜を形成した後に、酸素雰囲気下またはＮ_２Ｏ雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気下またはＮ_２Ｏ雰囲気下における加熱処理を行うことによって、金属膜表面に当該金属膜の酸化物または酸化窒化物を設けることができる。例えば、金属膜としてスパッタ法やＣＶＤ法等によりタングステン膜を設けた場合、タングステン膜にプラズマ処理を行うことによって、タングステン膜表面にタングステン酸化物からなる金属酸化膜を形成することができる。また、この場合、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、ｘは２〜３であり、ｘが２の場合（ＷＯ_２）、ｘが２．５の場合（Ｗ_２Ｏ_５）、ｘが２．７５の場合（Ｗ_４Ｏ_１１）、ｘが３の場合（ＷＯ_３）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたｘの値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めるとよい。他にも、例えば、金属膜（例えば、タングステン）を形成した後に、当該金属膜上にスパッタ法で酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の絶縁膜を設けると共に、金属膜上に金属酸化物（例えば、タングステン上にタングステン酸化物）を形成してもよい。また、プラズマ処理として、例えば上述した高密度プラズマ処理を行ってもよい。また、金属酸化膜の他にも、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。この場合、金属膜に窒素雰囲気下または窒素と酸素雰囲気下でプラズマ処理や加熱処理を行えばよい。

絶縁膜２０３としては、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造を用いて形成することができる。例えば、絶縁膜２０３を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。また、絶縁膜２０３を３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。

半導体膜２０４としては、非晶質半導体、非晶質状態と結晶状態とが混在したＳＡＳ、非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶粒を観察することができる微結晶半導体、及び結晶性半導体のいずれかの状態で設けることができる。また、基板２００として、成膜処理温度に耐えうる基板、例えば石英基板を使用するならば、当該基板へＣＶＤ法等により結晶性半導体膜を形成してもよい。また、結晶性半導体膜は、非晶質半導体膜を形成し、加熱処理により結晶化することによって形成することができる。なお、加熱処理とは、加熱炉、レーザ照射、もしくはレーザ光の代わりにランプから発する光の照射（ランプアニール）、またはそれらを組み合わせて用いることができる。レーザ照射を用いる場合、連続発振型のレーザ（ＣＷレーザー）やパルス発振型のレーザ（パルスレーザ）を用いることができる。レーザとしては、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、Ｙ_２Ｏ_３レーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ_３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種を用いることができる。このようなレーザの基本波、及び当該基本波の第２高調波から第４高調波のレーザを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。

薄膜トランジスタ２０５としては、どのような構造としてもよく、例えば不純物領域（ソース領域、ドレイン領域、ＬＤＤ領域を含む）を形成してもよいし、ｐチャネル型、ｎチャネル型またはｐチャネル型とｎチャネル型の半導体を組み合わせたＣＭＯＳ回路で設けてもよい。また、半導体膜の上方に設けられるゲート電極の側面と接するように絶縁膜（サイドウォール）を形成してもよいし、ソース領域およびドレイン領域とゲート電極の一方または両方に、ニッケル、モリブデンまたはコバルト等のシリサイド層を形成してもよい。

絶縁膜２０６としては、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造を用いて形成することができる。

絶縁膜２０７、２０９、２１０、２１３としては、上記酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、シロキサン系材料等の単層または積層構造を用いて形成することができる。特にエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、シロキサン系材料等の材料は、スピンコーティング法、液滴吐出法または印刷法等を用いることによって形成することができるため、平坦化や処理時間の効率化を図ることができる。絶縁膜２０７、２０９、２１０、２１３は、全て同じ材料を用いて形成してもよいし、別々の材料を用いて形成してもよい。

導電膜２０８としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ａｕ、Ｍｎから選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばＣとＴｉを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）、Ｎｉを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｎｉ）、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｃ）、ＣとＭｎを含有したＡｌ合金（Ａｌ−Ｍｎ−Ｃ）等を用いることができる。

導電膜２１１としては、スパッタ法やＣＶＤ法等により形成した銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、炭素（Ｃ）等の金属や金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。また、他にも、スクリーン印刷法を用いて導電性を有するペースト（例えば、銀ペースト）を選択的に形成することもできる。

基板２１６としては、ラミネートフィルムを用いることができる。ここでは、ポリエステル等のフィルム上にホットメルトフィルムが形成されたものを利用することができる。また、基板２１６に絶縁膜２１３に接着させる際に、加圧処理または加熱処理の一方または両方を行うことによって、効率的に接着することができる。また、封止後にフィルムを通して素子形成層２１９に水分等が入り込まないように、あらかじめ基板２１６に、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）の膜をコートしておくと好ましい。

また、基板２１６として、静電気等を防止する帯電防止対策を施したフィルム（以下、帯電防止フィルムと記す）を用いることもできる。帯電防止フィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が設けられた面をフィルムの内側になるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に設けてあればよい。ここでの帯電防止可能な材料としては、金属、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）、両性界面活性剤や陽イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤等の界面活性剤を用いることができる。また、他にも帯電防止材料として、側鎖にカルボキシル基および４級アンモニウム塩基をもつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料等を用いることができる。これらの材料をフィルムに貼り付けたり、練り込んだり、塗布したりすることによって帯電防止フィルムとすることができる。帯電防止フィルムで封止を行うことによって、商品として取り扱う際に、外部からの静電気等によって半導体素子に悪影響が及ぶことを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、コイル状のアンテナを有する半導体装置を作製する場合に関して示したが、もちろんその他の形状のアンテナを有する半導体装置を作製する場合も同様に行うことができる。

本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置およびその作製方法に関して図面を用いて説明する。具体的には、素子形成層とアンテナを別途作製し、素子形成層とアンテナとを接続して設ける場合に関して説明する。なお、本実施の形態では、コイル状のアンテナを適用した場合に関して説明を行うが、その他の形状のアンテナを適用する場合であっても同様に行うことができる。

素子形成層は、上記図４に示した作製方法を用いることによって形成することができる。ここではアンテナの作製方法に関して以下に図面を用いて説明する。

まず、基板３１０上に溝３１５を有する絶縁膜３１１を選択的に形成する（図９（Ａ））。絶縁膜３１１の溝は、基板３１０上の全面に絶縁膜３１１を設けた後にフォトリソグラフィ法を用いて形成してもよいし、スクリーン印刷等の印刷法や液滴吐出法を用いて基板３１０上に選択的に絶縁膜３１１を設けることによって形成してもよい。

次に、溝３１５における基板３１０の表面および絶縁膜３１１を覆うように導電膜３１２を形成する（図９（Ｂ））。導電膜３１２は、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷法等であって、めっき法以外であればどのような方法で設けてもよい。

次に、導電膜３１２をエッチング法等を用いて選択的に除去することにより導電膜３１６を設け、当該導電膜３１６を覆うように絶縁膜３１３を設ける（図９（Ｃ））。導電膜３１６は、絶縁膜３１１上に設けられた導電膜３１２の一部を除去し、溝３１５内および絶縁膜３１１の端部を覆うように形成する。

次に、絶縁膜３１３に開口部３１４を設ける（図９（Ｄ））。開口部３１４は、フォトリソグラフィ法やレーザ光を照射することによって設ける。なお、絶縁膜３１３を設ける際にスクリーン印刷等の印刷法や液滴吐出法を用いて、開口部３１４となる領域以外に選択的に絶縁膜３１３を形成することによって開口部３１４を設けてもよい。

以上の工程により、アンテナ形成層３１７を得ることができる。次に、素子形成層とアンテナ形成層を貼り合わせて設けた場合に関して図７に示す。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、別々に形成した素子形成層１０１とアンテナ形成層３１７とを電気的に接続する場合の構成例を示している。

図７（Ａ）に示す半導体装置は、図９で示したアンテナ形成層３１７と素子形成層１０１とが接着性を有する樹脂３０５によって貼り合わされることによって設けられている。そして、トランジスタ１０７のソースまたはドレイン領域に電気的に接続された導電膜３０４とアンテナとして機能する導電膜３１２とが接続領域３０７において、樹脂３０５中に含まれる導電性微粒子３０６を介して電気的に接続されている。ここでは、導電性微粒子を用いて素子形成層とアンテナ形成層を電気的に接続した例を示しているが、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤や半田接合等を用いて接続することも可能である。

図７（Ｂ）に示す半導体装置は、図９において凹型に設けた導電膜３１６を凸型に設けた場合を示している。接続領域３０７において、導電膜３１６の凸型の表面と導電膜３０４とが導電性微粒子３０６を介して電気的に接続されている。なお、接続領域３０７に配置される導電膜３１６の凸部を接続領域以外に配置される導電膜３１６の凸部より高く設けることによって、導電膜３０４との間隔を小さくすることができるため導電性微粒子３０６を用いる場合の接続をより確実なものとすることができる。この場合、アンテナ形成層の作製時に接続領域３０７に配置される導電膜３１６の下方に位置する絶縁膜３１１を他の絶縁膜３１１より厚く形成しておけばよい。

図７（Ｃ）に示す半導体装置は、配線３１８を用いたワイヤーボンディング法によってアンテナ形成層３１７と素子形成層１０１とが電気的に接続されて設けられている。この場合、アンテナ形成層３１７は図７（Ｃ）に示すように素子形成層１０１上に接着剤等を用いて貼り合わせて設けてもよいし、他にも素子形成層１０１と同一平面や下方に設けることも可能である。

（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置に関して図面を用いて説明する。具体的には、素子形成層とアンテナ形成層を別途作製し、素子形成層とアンテナ形成層とを接続して設ける場合に関して上記実施の形態３とは異なる場合に関して説明する。なお、本実施の形態では、コイル状のアンテナを適用した場合に関して説明を行うが、その他の形状のアンテナを適用する場合であっても同様に行うことができる。

素子形成層は、上記図４に示した作製方法を用いることによって形成することができる。アンテナ形成層の作製方法に関して図１０を用いて以下に説明する。

まず、基板３２０上に下地膜として機能する絶縁膜３２１、剥離層３２２および絶縁膜３２３を積層して設け、絶縁膜３２３上に溝３１５を有する絶縁膜３２４を設ける（図１０（Ａ））。

次に、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した方法を用いて、導電膜３２５および当該導電膜３２５を覆うように絶縁膜３２６を形成する（図１０（Ｂ））。

次に、絶縁膜３２３、３２４、３２６を選択的に除去して剥離層３２２を露出させて開口部３２７を形成し、開口部３２７にエッチング剤を導入することによって剥離層３２２を除去する（図１０（Ｃ））。

次に、絶縁膜３２６の表面に可撓性を有する基板３２８を貼り合わせ、絶縁膜３２３から基板３２０を剥離する（図１０（Ｄ））。

次に、選択的に絶縁膜３２３の一部分をレーザ光の照射やエッチング法を用いて除去し、開口部３２９を設けることによって、導電膜３２５を露出させる（図１０（Ｅ））。

以上の工程により、アンテナ形成層を形成することができる。なお、図１０の作製方法は図４〜図６に示した作製方法において、素子形成層の代わりに剥離層の上にアンテナ形成層を設けている。そのため、図１０において図４〜図６に示した材料等を適用することができる。

次に、素子形成層とアンテナ形成層を貼り合わせて設ける場合に関して図８に示す。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、別々に形成した素子形成層１０１とアンテナ形成層３３０とを電気的に接続する場合の構成例を示している。

図８（Ａ）に示す半導体装置は、図１０で示したアンテナ形成層３３０と素子形成層１０１とが接着性を有する樹脂３０５によって貼り合わされることによって設けられている。トランジスタ１０７のソースまたはドレイン領域に電気的に接続された導電膜３０４とアンテナとして機能する導電膜３２５とが接続領域３０７において、樹脂３０５中に含まれる導電性微粒子３０６を介して電気的に接続されている。ここでは、導電性微粒子を用いて素子形成層とアンテナ形成層を電気的に接続した例を示しているが、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤や半田接合を用いて接続することも可能である。

図８（Ｂ）に示す半導体装置は、図１０において凹型に設けた導電膜３１６を凸型に設けた場合を示している。接続領域３０７において、導電膜３２５の凸型の表面と導電膜３０４とが導電性微粒子３０６を介して電気的に接続されている。

図８（Ｃ）に示す半導体装置は、配線３１８を用いたワイヤーボンディング法によってアンテナ形成層３１７と素子形成層１０１とが電気的に接続されて設けられている。この場合、アンテナ形成層３１７は図７（Ｃ）に示すように素子形成層１０１上に接着剤等を用いて貼り合わせて設けてもよいし、他にも素子形成層１０１と同一平面や下方に設けることも可能である。

本実施の形態で示した方法は、特にアンテナとして機能する導電膜３２５の形成時の温度が高温で可撓性を有する基板上に直接導電膜３２５を設けることが困難である場合に有効となる。つまり、一度作製工程の処理温度に耐えることが可能な基板に剥離層を介してアンテナ形成層を設けた後に、基板からアンテナ形成層を剥離することによって、可撓性を有する基板上にアンテナ形成層を設けることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法の一例について、図面を参照して説明する。具体的には、素子形成層におけるトランジスタとして薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用い、支持基板上にＴＦＴを含む素子形成層を設けた後に支持基板から素子形成層を分離する剥離法により半導体装置を作製する例を示す。

まず、基板７０１の一表面に、剥離層７０２を形成する（図１１（Ａ））。基板７０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁膜を形成したもの、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いるとよい。このような基板７０１であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板７０１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、本工程では、剥離層７０２は、基板７０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板７０１の全面に剥離層を設けた後に、フォトリソグラフィ法により選択的にエッチングして設けてもよい。また、基板７０１に接するように剥離層７０２を形成しているが、必要に応じて、基板７０１に接するように下地となる絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に接するように剥離層７０２を形成してもよい。

剥離層７０２は、金属膜と当該金属酸化膜により形成されている。金属膜は、公知の手段（スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等）により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、鉛（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。金属酸化膜は、金属膜に酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うか、金属膜に酸素雰囲気下で熱処理を行うことによって金属膜の表面に形成する。なお、金属酸化膜の他にも金属酸化窒化物を用いてもよい。

金属膜が単層構造の場合、例えば、タングステン層、モリブデン層またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。そして、金属膜の表面に、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層またはタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。

また、剥離層７０２として、基板７０１上に金属膜を形成した後に、酸素雰囲気下で上記金属膜の材料をターゲットとして、スパッタ法により金属酸化膜を形成してもよい。この場合、金属膜と金属酸化膜を別の金属元素を用いて形成することもできる。なお、基板７０１上に、直接金属酸化膜を形成しこれを剥離層７０２として用いてもよい。

次に、剥離層７０２を覆うように、下地となる絶縁膜７０３を形成する。絶縁膜７０３は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層で形成する。下地となる絶縁膜が２層構造の場合、例えば、１層目として窒化酸化珪素膜を形成し、２層目として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜が３層構造の場合、１層目の絶縁膜として酸化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。または、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜は、基板７０１からの不純物の侵入を防止するブロッキング膜として機能する。

次に、絶縁膜７０３上に、非晶質半導体膜７０４（例えば非晶質珪素を含む膜）を形成する。非晶質半導体膜７０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により、２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで形成する。続いて、非晶質半導体膜７０４を公知の結晶化法（レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザ結晶化法を組み合わせた方法等）により結晶化して、結晶質半導体膜を形成する。その後、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にエッチングして、結晶質半導体膜７０６〜７１０を形成する（図１１（Ｂ））。なお、剥離層７０２、絶縁膜７０３および非晶質半導体膜７０４は、連続して形成することができる。

結晶質半導体膜７０６〜７１０の作製工程の一例を以下に簡単に説明すると、まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚６６ｎｍの非晶質半導体膜を形成する。次に、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを含む溶液を非晶質半導体膜上に保持させた後、非晶質半導体膜に脱水素化の処理（５００℃、１時間）と、熱結晶化の処理（５５０℃、４時間）を行って結晶質半導体膜を形成する。その後、必要に応じてレーザ光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いることによって結晶質半導体膜７０６〜７１０を形成する。

レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を形成する場合、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いる。気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ_３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ等を用いる。固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍがドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ_４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ_３などの結晶を使ったレーザを用いる。特に、連続発振のレーザの基本波、及び当該基本波の第２高調波から第４高調波のレーザを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ_４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。なお連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしてもよいし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしてもよい。複数のレーザ光を照射することにより、エネルギーを補うことができる。またパルス発振型のレーザであって、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できるような発振周波数でレーザ光を発振させることで、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。すなわち、パルス発振の周期が、半導体膜が溶融してから完全に固化するまでの時間よりも短くなるように、発振の周波数の下限を定めたパルス発振のレーザを使用することができる。このようなレーザとして、発振周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振のレーザ光を用いてもよい。

また、結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質半導体膜の結晶化を行うと、低温で短時間の結晶化が可能となるうえ、結晶の方向が揃うという利点がある一方、金属元素が結晶質半導体膜に残存するためにオフ電流が上昇し、特性が安定しないという欠点がある。そこで、結晶質半導体膜上に、ゲッタリングサイトとして機能する非晶質半導体膜を形成するとよい。ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体膜には、リンやアルゴンの不純物元素を含有させる必要があるため、好適には、アルゴンを高濃度に含有させることが可能なスパッタ法で形成するとよい。その後、加熱処理（ＲＴＡ法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等）を行って、非晶質半導体膜中に金属元素を拡散させ、続いて、当該金属元素を含む非晶質半導体膜を除去する。そうすると、結晶質半導体膜中の金属元素の含有量を低減又は除去することができる。

次に、結晶質半導体膜７０６〜７１０を覆うゲート絶縁膜７０５を形成する。ゲート絶縁膜７０５は、公知の手段（プラズマＣＶＤ法やスパッタ法）により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層して形成する。具体的には、酸化珪素を含む膜、酸化窒化珪素を含む膜、窒化酸化珪素を含む膜を、単層又は積層して形成する。

次に、ゲート絶縁膜７０５上に、第１の導電膜と第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜は、公知の手段（プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法）により、２０〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電膜は、公知の手段により、１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電膜と第２の導電膜は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｄ）等から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。第１の導電膜と第２の導電膜の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタル（ＴａＮ）膜とタングステン（Ｗ）膜、窒化タングステン（ＷＮ）膜とタングステン膜、窒化モリブデン（ＭｏＮ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電膜と第２の導電膜を形成した後に、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。また、２層構造ではなく、３層構造の場合は、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造を採用するとよい。

次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極とゲート線を形成するためのエッチング処理を行って、ゲート電極として機能する導電膜（ゲート電極とよぶことがある）７１６〜７２５を形成する。

次に、フォトリソグラフィ法により、レジストからなるマスクを形成して、結晶質半導体膜７０６、７０８〜７１０に、イオンドープ法又はイオン注入法により、Ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加して、Ｎ型不純物領域７１１、７１３〜７１５とチャネル形成領域７８０、７８２〜７８４を形成する。Ｎ型を付与する不純物元素は、１５族に属する元素を用いれば良く、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を用いる。

次に、フォトリソグラフィ法によりレジストからなるマスクを形成して、結晶質半導体膜７０７に、Ｐ型を付与する不純物元素を添加して、Ｐ型不純物領域７１２とチャネル形成領域７８１を形成する。Ｐ型を付与する不純物元素は、例えばボロン（Ｂ）を用いる。

次に、ゲート絶縁膜７０５と導電膜７１６〜７２５を覆うように、絶縁膜を形成する。絶縁膜は、公知の手段（プラズマＣＶＤ法やスパッタ法）により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層又は積層して形成する。次に、絶縁膜を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、導電膜７１６〜７２５の側面に接する絶縁膜（サイドウォールともよばれる）７３９〜７４３を形成する（図１１（Ｃ））。また、絶縁膜７３９〜７４３の作製と同時に、絶縁膜７０５がエッチングされた絶縁膜７３４〜７３８を形成する。絶縁膜７３９〜７４３は、後にＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄｄｒａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いる。

次に、フォトリソグラフィ法により形成したレジストからなるマスクと、絶縁膜７３９〜７４３をマスクとして用いて、結晶質半導体膜７０６、７０８〜７１０にＮ型を付与する不純物元素を添加して、第１のＮ型不純物領域（ＬＤＤ領域ともよぶ）７２７、７２９、７３１、７３３と、第２のＮ型不純物領域７２６、７２８、７３０、７３２とを形成する。第１のＮ型不純物領域７２７、７２９、７３１、７３３が含む不純物元素の濃度は、第２のＮ型不純物領域７２６、７２８、７３０、７３２の不純物元素の濃度よりも低い。上記工程を経て、Ｎ型の薄膜トランジスタ７４４、７４６〜７４８と、Ｐ型の薄膜トランジスタ７４５が完成する。

なお、ＬＤＤ領域を形成する際には、サイドウォールの絶縁層をマスクとして用いるとよい。サイドウォールの絶縁層をマスクとして用いる手法は、ＬＤＤ領域の幅の制御が容易であり、また、ＬＤＤ領域を確実に形成することができる。

続いて、薄膜トランジスタ７４４〜７４８を覆うように、絶縁膜を単層又は積層して形成する（図１２（Ａ））。薄膜トランジスタ７４４〜７４８を覆う絶縁膜は、公知の手段（ＳＯＧ法、液滴吐出法等）により、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、シロキサン等の有機材料等により、単層又は積層で形成する。シロキサン系の材料とは、例えば、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質、又は、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基にフッ素、アルキル基、芳香族炭化水素の少なくとも１つを含む物質に相当する。例えば、薄膜トランジスタ７４４〜７４８を覆う絶縁膜が３層構造の場合、１層目の絶縁膜７４９として酸化珪素を含む膜を形成し、２層目の絶縁膜７５０として樹脂を含む膜を形成し、３層目の絶縁膜７５１として窒化珪素を含む膜を形成するとよい。

なお、絶縁膜７４９〜７５１を形成する前、又は絶縁膜７４９〜７５１のうちの１つ又は複数の薄膜を形成した後に、半導体膜の結晶性の回復や半導体膜に添加された不純物元素の活性化、半導体膜の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい。加熱処理には、熱アニール、レーザアニール法又はＲＴＡ法などを適用するとよい。

次に、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７４９〜７５１をエッチングして、Ｎ型不純物領域７２６、７２８〜７３２、Ｐ型不純物領域７８５を露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電膜を形成し、当該導電膜をパターン加工して、ソース配線またはドレイン配線として機能する導電膜７５２〜７６１を形成する。

導電膜７５２〜７６１は、公知の手段（プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法）により、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ネオジウム（Ｎｄ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。導電膜７５２〜７６１は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜７５２〜７６１を形成する材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンからなるバリア膜を形成すると、結晶質半導体膜上に薄い自然酸化膜ができていたとしても、この自然酸化膜を還元し、結晶質半導体膜と良好なコンタクトをとることができる。

次に、導電膜７５２〜７６１を覆うように、絶縁膜７６２を形成する（図１２（Ｂ））。絶縁膜７６２は、公知の手段（ＳＯＧ法、液滴吐出法等）を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁膜７６２は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。

続いて、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７６２をエッチングして、導電膜７５７、７５９、７６１を露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電膜を形成する。導電膜は、公知の手段（プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法）を用いて、導電性材料により形成する。次に、導電膜をパターン加工して、導電膜７６３〜７６５を形成する。なお、導電膜７６３〜７６５は、記憶素子が含む一対の導電膜のうちの一方の導電膜となる。従って、好適には、導電膜７６３〜７６５は、チタン、又はチタンを主成分とする合金材料若しくは化合物材料により、単層又は積層で形成するとよい。チタンは、抵抗値が低いため、記憶素子のサイズの縮小につながり、高集積化を実現することができる。また、導電膜７６３〜７６５を形成するためのフォトリソグラフィ法においては、下層の薄膜トランジスタ７４４〜７４８にダメージを与えないために、ウエットエッチング加工を行うとよく、エッチング剤にはフッ化水素（ＨＦ）又はアンモニア過水を用いるとよい。

次に、導電膜７６３〜７６５を覆うように、絶縁膜７６６を形成する。絶縁膜７６６は、公知の手段（ＳＯＧ法、液滴吐出法等）を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁膜７６２は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。続いて、フォトリソグラフィ法により、絶縁膜７６６をエッチングして、導電膜７６３〜７６５を露出させるコンタクトホール７６７〜７６９を形成する。

次に、導電膜７６５に接し、アンテナとして機能する導電膜７８６を形成する（図１３（Ａ））。導電膜７８６は、公知の手段（プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、印刷法、液滴吐出法）を用いて、導電性材料により形成する。好ましくは、導電膜７８６は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。ここでは、導電膜７８６は、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、５０〜３５０度の加熱処理を行って形成する。又は、スパッタリング法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、ウエットエッチング加工を用いるとよく、ウエットエッチング加工後は２００〜３００度の加熱処理を行うとよい。また、導電膜７８６は、上記実施の形態１に示したいずれかの形状で形成する。

次に、導電膜７６３、７６４に接するように有機化合物層７８７を形成する（図１３（Ｂ））。有機化合物層７８７は、公知の手段（液滴吐出法や蒸着法等）により形成する。続いて、有機化合物層７８７に接するように、導電膜７７１を形成する。導電膜７７１は、公知の手段（スパッタリング法や蒸着法）により形成する。

以上の工程を経て、導電膜７６３、有機化合物層７８７及び導電膜７７１の積層体からなる記憶素子部７８９と、導電膜７６４、有機化合物層７８７及び導電膜７７１の積層体からなる記憶素子部７９０が完成する。

なお、上記の作製工程では、有機化合物層７８７の耐熱性が強くないため、アンテナとして機能する導電膜７８６を形成する工程の後に、有機化合物層７８７を形成する工程を行うことを特徴とする。また、アンテナとして機能する導電膜７８６は、導電膜７１６〜７２５と同一の層、導電膜７５２〜７６１と同一の層、導電膜７６３〜７６５と同一の層または導電膜７７１と同一の層に設けることも可能である。また、アンテナは、アンテナとして機能する導電膜７８６を直接形成せずに、別の基板に別途設けた導電膜と導電膜７６５とを導電性微粒子等を含む接着剤を用いて貼り合わせることによって設けることも可能である。この場合は、有機化合物層７８７を設けた後であってもアンテナを形成することができる。

なお、ここでは、記憶素子部７８９、７９０として、有機化合物材料を用いた例を示したが、これに限られない。例えば、結晶状態と非晶質状態の間で可逆的に変化する材料や第１の結晶状態と第２の結晶状態の間で可逆的に変化する材料等の相変化材料を用いることができる。また、非晶質状態から結晶状態にのみ変化する材料を用いることも可能である。

結晶状態と非晶質状態の間で可逆的に変化する材料とは、ゲルマニウム（Ｇｅ）、テルル（Ｔｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、硫黄（Ｓ）、酸化テルル（ＴｅＯｘ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、Ｃｏ（コバルト）及び銀（Ａｇ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ−Ｓ、Ｔｅ−ＴｅＯ_２−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系材料が挙げられる。また、第１の結晶状態と第２の結晶状態の間で可逆的に変化する材料とは、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、セレン（Ｓｅ）及びテルル（Ｔｅ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ｔｅ−ＴｅＯ_２、Ｔｅ−ＴｅＯ_２−Ｐｄ、Ｓｂ_２Ｓｅ_３／Ｂｉ_２Ｔｅ_３が挙げられる。この材料の場合、相変化は２つの異なる結晶状態の間で行われる。また、非晶質状態から結晶状態にのみ変化する材料とは、テルル（Ｔｅ）、酸化テルル（ＴｅＯｘ）、アンチモン（Ｓｂ）、セレン（Ｓｅ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された複数を有する材料であり、例えば、Ａｇ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅが挙げられる。

次に、記憶素子部７８９、７９０、アンテナとして機能する導電膜７８６を覆うように、公知の手段（ＳＯＧ法、液滴吐出法等）により、保護膜として機能する絶縁膜７７２を形成する。絶縁膜７７２は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などの炭素を含む膜、窒化珪素を含む膜、窒化酸化珪素を含む膜、有機材料により形成し、好ましくはエポキシ樹脂により形成する。

次に、剥離層７０２が露出するように、フォトリソグラフィ法またはレーザ光の照射により絶縁膜をエッチングして、開口部７７３、７７４を形成する（図１４（Ａ））。

次に、開口部７７３、７７４にエッチング剤を導入して、剥離層７０２を除去する（図１４（Ｂ））。エッチング剤は、フッ化ハロゲンまたはハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）を使用する。そうすると、素子層７９１は、基板７０１から剥離された状態となる。なお、素子層７９１とは、ここでは、薄膜トランジスタ７４４〜７４８、記憶素子部７８９、７９０の素子群と、アンテナとして機能する導電膜７８６を合わせたものとする。なお、剥離層７０２は、全て除去せず一部分を残存させてもよい。こうすることによって、エッチング剤の消費量を抑え剥離層の除去に要する処理時間を短縮することが可能となる。また、剥離層７０２の除去を行った後にも、基板７０１上に素子層７９１を保持しておくことが可能となる。

素子層７９１が剥離された基板７０１は、コストの削減のために、再利用することが好ましい。また、絶縁膜７７２は、剥離層７０２を除去した後に、素子層７９１が飛散しないように形成したものである。素子層７９１は小さく薄く軽いために、剥離層７０２を除去した後は、基板７０１に密着していないために飛散しやすい。しかしながら、素子層７９１上に絶縁膜７７２を形成することで、素子層７９１に重みが付き、基板７０１からの飛散を防止することができる。また、素子層７９１単体では薄くて軽いが、絶縁膜７７２を形成することで、基板７０１から剥離した素子層７９１が応力等により巻かれた形状になることがなく、ある程度の強度を確保することができる。

なお、ここでは、エッチング剤を用いて剥離層７０２を除去する例を示したが、必ずしも剥離層７０２をエッチング剤により除去する必要はない。つまり、開口部７７３、７７４を形成後に素子層７９１と剥離層７０２との密着性が十分でない場合には、物理的手段を用いて基板７０１から素子層７９１を剥離することができる。この場合、エッチング剤を用いる必要がないため、工程の短縮化やコストを低減することが可能となる。

次に、素子層７９１の一方の面を、第１のシート材７７５に接着させて基板７０１から完全に剥離する（図１５（Ａ））。剥離層７０２を全て除去せず一部を残した場合には、物理的手段を用いて基板７０１から素子層７９１を剥離する。続いて、素子層７９１の他方の面に、第２のシート材７７６を設け、その後加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って、第２のシート材７７６を貼り合わせる。また、第２のシート材７７６を設けると同時または設けた後に第１のシート材７７５を剥離し、代わりに第３のシート材７７７を設ける。そして、加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って、第３のシート材７７７を貼り合わせる。そうすると、第２のシート材７７６と第３のシート材７７７により封止された半導体装置が完成する（図１５（Ｂ））。

なお、第１のシート材７７５と第２のシート材７７６によって封止を行っても良いが、基板７０１から素子層７９１を剥離するためのシート材と素子層７９１を封止するためのシート材に異なるシート材を用いる場合には、上述したように、第２のシート材７７６と第３のシート材７７７で素子層７９１を封止する。これは、例えば、基板７０１から素子層７９１を剥離する際に、第１のシート材７７５が素子層７９１のみならず基板７０１への接着が懸念される場合等、粘着力が弱いシート材を利用したいときに有効となる。

封止に用いる第２のシート材７７６、第３のシート材７７７として、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルム等を利用することができる。また、フィルムは、熱圧着により、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、第２のシート材７７６と第３のシート材７７７の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。また、封止後に内部への水分等の侵入を防ぐために封止するシート材にシリカコートを行うことが好ましく、例えば、接着層とポリエステル等のフィルムとシリカコートを積層指せたシート材を利用することができる。

また、第２のシート材７７６と第３のシート材７７７として、静電気等を防止する帯電防止対策を施したフィルム（以下、帯電防止フィルムと記す）を用いることもできる。帯電防止フィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が設けられた面をフィルムの内側になるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に設けてあればよい。ここでの帯電防止可能な材料としては、金属、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）、両性界面活性剤や陽イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤等の界面活性剤を用いることができる。また、他にも帯電防止材料として、側鎖にカルボキシル基および４級アンモニウム塩基をもつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料等を用いることができる。これらの材料をフィルムに貼り付けたり、練り込んだり、塗布したりすることによって帯電防止フィルムとすることができる。帯電防止フィルムで封止を行うことによって、商品として取り扱う際に、外部からの静電気等によって半導体素子に悪影響が及ぶことを抑制することができる。

なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の半導体装置を非接触でデータの送受信が可能であるＲＦＩＤタグとして利用した場合に関して図１７を用いて説明する。

ＲＦＩＤタグ８０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路８１、クロック発生回路８２、データ復調回路８３、データ変調回路８４、他の回路を制御する制御回路８５、記憶回路８６およびアンテナ８７を有している（図１７（Ａ））。なお、記憶回路は１つに限定されず、複数であっても良く、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭまたはＦｅＲＡＭ等や上記実施の形態で示した有機化合物層を記憶素子部に用いたものを用いることができる。

リーダ／ライタ８８から電波として送られてきた信号は、アンテナ８７において電磁誘導により交流の電気信号に変換される。電源回路８１では、交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、電源配線を用いて各回路へ電源電圧を供給する。クロック発生回路８２は、アンテナ８７から入力された交流信号を基に、各種クロック信号を生成し、制御回路８５に供給する。復調回路８３では、当該交流の電気信号を復調し、制御回路８５に供給する。制御回路８５では、入力された信号に従って各種演算処理を行う。記憶回路８６では、制御回路８５において用いられるプログラムやデータ等が記憶されている他、演算処理時の作業エリアとしても用いることができる。そして、制御回路８５から変調回路８４にデータが送られ、変調回路８４から当該データに従ってアンテナ８７に負荷変調を加えることができる。リーダ／ライタ８８は、アンテナ８７に加えられた負荷変調を電波で受け取ることにより、結果的にデータを読み取ることが可能となる

また、ＲＦＩＤタグは、各回路への電源電圧の供給を電源（バッテリ）を搭載せず電波により行うタイプとしてもよいし、電源（バッテリ）を搭載して電波と電源（バッテリ）により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよい。

本発明の半導体装置をＲＦＩＤタグ等に利用した場合、非接触で通信を行う点、複数読取りが可能である点、データの書き込みが可能である点、様々な形状に加工可能である点、選択する周波数によっては、指向性が広く、認識範囲が広い点等の利点を有する。ＲＦＩＤタグは、非接触による無線通信で人や物の個々の情報を識別可能なＩＣタグ、ラベル加工を施して目標物への貼り付けを可能としたラベル、イベントやアミューズメント向けのリストバンド等に適用することができる。また、ＲＦＩＤタグを樹脂材料により成型加工してもよいし、無線通信を阻害する金属に直接固定してもよい。さらに、ＲＦＩＤタグは、入退室管理システムや精算システムといった、システムの運用に活用することができる。

次に、半導体装置をＲＦＩＤタグとして実際に使用するときの一形態について説明する。表示部３２１０を含む携帯端末の側面には、リーダ／ライタ３２００が設けられ、品物３２２０の側面にはＲＦＩＤタグ３２３０が設けられる（図１７（Ｂ））。品物３２２０が含むＲＦＩＤタグ３２３０にリーダ／ライタ３２００をかざすと、表示部３２１０に品物の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴等、更に商品の説明等の商品に関する情報が表示される。また、商品３２６０をベルトコンベアにより搬送する際に、リーダ／ライタ３２４０と、商品３２６０に設けられたＲＦＩＤタグ３２５０を用いて、該商品３２６０の検品を行うことができる（図１７（Ｃ））。このように、システムにＲＦＩＤタグを活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。

（実施の形態７）
本発明の半導体装置の用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に半導体装置２０を設けて使用することができる。これらの例に関して図１８を用いて説明する。

紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す（図１８（Ａ）参照）。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す（図１８（Ｂ）参照）。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す（図１８（Ｃ）参照）。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す（図１８（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指す（図１８（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指す（図１８（Ｆ）参照）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す（図１８（Ｇ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す（図１８（Ｈ）参照）。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話等を指す。

紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等にＲＦＩＤタグを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等にＲＦＩＤタグを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等にＲＦＩＤタグを設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。ＲＦＩＤタグの設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。また、後に光学的作用を加えて書き込み（追記）をする場合には、ＲＦＩＤタグに設けられた記憶素子の部分に光が照射できるように透明な材料で形成しておくことが好ましい。さらに、一度書き込んだデータの書き換えが不可能である記憶素子を用いることによって、効果的に偽造を防止することが可能となる。また、ユーザーが商品を購入した後のプライバシー等の問題についても、ＲＦＩＤタグに設けられた記憶素子のデータを消去するシステムを設けておくことによって解決することができる。

このように、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等にＲＦＩＤタグを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類にＲＦＩＤタグを設けることにより、偽造や盗難を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物にセンサを備えたＲＦＩＤタグを埋め込むことによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん現在の体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。

以上のように、本発明の半導体装置はどのようなものにでも設けて使用することができる。なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。

本発明の半導体装置の一構成例を示す図。本発明の半導体装置の一構成例を示す図。本発明の半導体装置の一構成例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の一構成例を示す図。本発明の半導体装置の一構成例を示す図。本発明の半導体装置におけるアンテナ形成層の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置におけるアンテナ形成層の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の一構成例を示す図。本発明の半導体装置の使用形態を示す図。本発明の半導体装置の使用形態を示す図。

符号の説明

２０半導体装置
１００基板
１０１素子形成層
１０２導電膜
１０３第１の絶縁膜
１０４第２の絶縁膜
１０５第３の絶縁膜
１０６第４の絶縁膜
１０７トランジスタ
１４０溝
１１１素子形成層
１１２ａ導電膜
１１２ｂ導電膜
１４５ノズル
１４６組成物
１４７導電体
２００基板
２０１絶縁膜
２０２剥離層
２０３絶縁膜
２０４半導体膜
２０５薄膜トランジスタ
２０６絶縁膜
２０７絶縁膜
２０８導電膜
２０９絶縁膜
２１０絶縁膜
２１１導電膜
２１２導電膜
２１３絶縁膜
２１４開口部
２１５エッチング剤
２１６基板
２１７基板
２１８溝
２１９素子形成層
３０４導電膜
３０５樹脂
３０６導電性微粒子
３０７接続領域
３１０基板
３１１絶縁膜
３１２導電膜
３１３絶縁膜
３１４開口部
３１５溝
３１６導電膜
３１７アンテナ形成層
３１８配線
３２０基板
３２１絶縁膜
３２２剥離層
３２３絶縁膜
３２４絶縁膜
３２５導電膜
３２６絶縁膜
３２７開口部
３２８基板
３２９開口部
３３０アンテナ形成層
３３５配線
７０１基板
７０２剥離層
７０３絶縁膜
７０４非晶質半導体膜
７０５絶縁膜
７０６結晶質半導体膜
７０７結晶質半導体膜
７０８結晶質半導体膜
７０９結晶質半導体膜
７１０結晶質半導体膜
７１１Ｎ型不純物領域
７１２Ｐ型不純物領域
７１３Ｎ型不純物領域
７１４Ｎ型不純物領域
７１５Ｎ型不純物領域
７１６導電膜
７１７導電膜
７１８導電膜
７１９導電膜
７２０導電膜
７２１導電膜
７２２導電膜
７２３導電膜
７２４導電膜
７２５導電膜
７２６Ｎ型不純物領域
７２７Ｎ型不純物領域
７２８Ｎ型不純物領域
７２９Ｎ型不純物領域
７３０Ｎ型不純物領域
７３１Ｎ型不純物領域
７３２Ｎ型不純物領域
７３３Ｎ型不純物領域
７３４絶縁膜
７３５絶縁膜
７３６絶縁膜
７３７絶縁膜
７３８絶縁膜
７３９絶縁膜
７４０絶縁膜
７４１絶縁膜
７４２絶縁膜
７４３絶縁膜
７４４薄膜トランジスタ
７４５薄膜トランジスタ
７４６薄膜トランジスタ
７４７薄膜トランジスタ
７４８薄膜トランジスタ
７４９絶縁膜
７５０絶縁膜
７５１絶縁膜
７５２導電膜
７５３導電膜
７５４導電膜
７５５導電膜
７５６導電膜
７５７導電膜
７５８導電膜
７５９導電膜
７６０導電膜
７６１導電膜
７６２絶縁膜
７６３導電膜
７６４導電膜
７６５導電膜
７６６絶縁膜
７６７コンタクトホール
７６８コンタクトホール
７６９コンタクトホール
７７１導電膜
７７２絶縁膜
７７３開口部
７７４開口部
７８０チャネル形成領域
７８１チャネル形成領域
７８２チャネル形成領域
７８３チャネル形成領域
７８４チャネル形成領域
７８５Ｐ型不純物領域
７８６導電膜
７８７有機化合物層
７８９記憶素子部
７９０記憶素子部
７９１素子層
７７５第１のシート材
７７６第２のシート材
７７７第３のシート材
８１電源回路
８２クロック発生回路
８３データ復調回路
８４データ変調回路
８５制御回路
８６記憶回路
８７アンテナ
８８リーダ／ライタ
３２１０表示部
３２００リーダライタ
３２２０品物
３２３０ＲＦＩＤタグ
３２４０リーダ／ライタ
３２５０ＲＦＩＤタグ
３２６０商品

Claims

基板上にトランジスタを含む第１の層と、
前記第１の層上に、絶縁膜と前記絶縁膜上の導電膜とを含む第２の層と、を有し、
前記第１の層と前記第２の層は、導電性を有する接着剤によって貼り合わされており、
前記絶縁膜は少なくとも第１の溝及び第２の溝を有し、
前記導電膜は前記第１の溝の側面及び底面、前記第１の溝と前記第２の溝の間に設けられている前記絶縁膜の上面、及び前記第２の溝の側面及び底面に沿って設けられており、
前記第１の溝又は前記第２の溝の底面において前記導電膜は前記接着剤に接しており、かつ、前記接着剤を介して前記トランジスタと電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
請求項１において、
前記基板の表面に垂直な方向において、前記第１の溝及び前記第２の溝がコイル状に設けられていることを特徴とする半導体装置。
請求項１又は２において、
前記基板は可撓性を有していることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１の溝又は前記第２の溝に接する前記絶縁膜の端部は湾曲していることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記第１の溝又は前記第２の溝に接する前記絶縁膜の端部において、前記導電膜は前記絶縁膜の上面と接することを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記導電膜は、銅、アルミニウム、銀、金、クロム、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、ニッケル、又は炭素を含むことを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記絶縁膜は第３の溝及び第４の溝を有し、
前記導電膜は前記第３の溝の側面及び底面と、前記第３の溝と前記第４の溝の間に設けられている前記絶縁膜の上面と、前記第４の溝の側面及び底面とに沿って設けられており、
前記第１又は前記第２の溝の底面と前記絶縁膜の上面の間の距離は、前記第３又は前記第４の溝の底面と前記絶縁膜の上面の間の距離よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
第１の基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜に少なくとも第１の溝及び第２の溝を形成し、
前記第１の溝の側面及び底面、前記第１の溝と前記第２の溝の間に設けられている前記第２の絶縁膜の上面、及び前記第２の溝の側面及び底面に沿って導電膜を形成し、
前記第１及び前記第２の絶縁膜を部分的に除去して、前記剥離層を露出させる開口を形成し、
前記開口にエッチング剤を導入することによって前記剥離層を除去し、
前記第２の絶縁膜及び前記導電膜上に第２の基板を貼り合わせ、前記第１の絶縁膜から前記第１の基板を剥離し、
前記第１の絶縁膜を部分的に除去し、前記第１の溝又は前記第２の溝の底面において前記導電膜を部分的に露出させて、前記第１及び前記第２の絶縁膜と前記導電膜と前記第２の基板とを含む第１の層を形成し、
第３の基板上に設けられたトランジスタを含む第２の層上に、導電性を有する接着剤を用いて前記第１の層を貼り合わせ、
前記貼り合わせによって、前記第１の溝又は前記第２の溝の底面において前記導電膜は前記接着剤に接し、かつ、前記接着剤を介して前記トランジスタと電気的に接続されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項８において、
前記第１の基板の表面に垂直な方向において、前記第１の溝及び前記第２の溝をコイル状に形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項８又は９において、
前記第２及び前記第３の基板は、可撓性を有していることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項８乃至１０のいずれか一において、
前記第１の溝又は前記第２の溝に接する前記第２の絶縁膜の端部は、湾曲していることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項８乃至１１のいずれか一において、
前記第１の溝又は前記第２の溝に接する前記第２の絶縁膜の端部において、前記導電膜は前記第２の絶縁膜の上面と接することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項８乃至１２のいずれか一において、
前記導電膜は、銅、アルミニウム、銀、金、クロム、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、ニッケル、又は炭素を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。