專利名稱：具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法和半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有諸如布線和天線這樣的導(dǎo)電層的襯底及其制造方法，該導(dǎo)電層設(shè)置在諸如無線芯片、無線標(biāo)簽、無線IC、RFID、和IC標(biāo)簽等半導(dǎo)體器件中，用于雙向無線數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明還涉及具有用于雙向無線數(shù)據(jù)通信的天線的半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，具有無線數(shù)據(jù)通信功能的IC，例如無線標(biāo)簽、IC標(biāo)簽、以及非接觸式IC卡等，得到了積極的開發(fā)。上述的IC標(biāo)簽以及非接觸式IC卡應(yīng)具有用于無線數(shù)據(jù)通信的天線。該天線是通過嵌入線圈、印刷、刻蝕導(dǎo)電薄膜、被覆金屬等形成的。其中，印刷因其生產(chǎn)能力高而被廣泛采用。
天線與讀/寫裝置諧振時(shí)所產(chǎn)生的電動勢取決于天線線圈的圈數(shù)、面積等、以及天線與讀/寫裝置之間通信的電磁波的頻率等。電動勢大的頻率稱為諧振頻率，諧振頻率取決于線圈的電感和電容。線圈的電感取決于線圈的形態(tài)，例如尺寸、外形、圈數(shù)、以及相鄰線圈的距離。特別地，線圈的電感與線圈的長度成正比，而與相鄰線圈的距離成反比。
當(dāng)通過絲網(wǎng)印刷在襯底上印刷導(dǎo)電膏時(shí)，填充在掩模的開口部分的上述導(dǎo)電膏會從掩模的開口部分蔓延，造成溢出。如圖16A的導(dǎo)電膏的剖面圖所示，從掩模的開口部分溢出的導(dǎo)電膏導(dǎo)致導(dǎo)電膏1601的外圍部分(邊緣部分)1602具有小的傾角(small taper angle)。通過烘焙上述導(dǎo)電膏而形成的導(dǎo)電層會與相鄰的層發(fā)生短路，導(dǎo)致成品率下降。
另外，在絲網(wǎng)印刷中，填充在網(wǎng)孔掩模的開口部分中的導(dǎo)電膏相互連接而形成線狀膏。因此，如圖16B的導(dǎo)電膏的頂視圖所示，在填充在開口部分中的導(dǎo)電膏區(qū)域1611的相鄰導(dǎo)電膏之間的距離1613和與該區(qū)域1611相連接的導(dǎo)電膏區(qū)域1612的相鄰導(dǎo)電膏之間的距離是不同的。當(dāng)將通過烘焙該導(dǎo)電膏而形成的導(dǎo)電層用作天線時(shí)，天線的電感與相鄰導(dǎo)電膏的距離為常數(shù)的情況不同，其諧振頻率較低，從而導(dǎo)致較低的電動勢。
在導(dǎo)電膏的線寬較窄的區(qū)域1612中，導(dǎo)電膏易于斷開，造成成品率的下降。另外，因?qū)щ姼嗟恼扯人斐傻膶?dǎo)電層的變薄，使電阻增加?？梢酝ㄟ^進(jìn)行多次的導(dǎo)電膏的印刷來避免上述問題，但在此情況下，工序數(shù)量增加，并造成相鄰導(dǎo)電膏的相互連接，從而導(dǎo)致后續(xù)形成的導(dǎo)電層的短路。

發(fā)明內(nèi)容
從上述觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明提供一種具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，該方法可以控制相鄰導(dǎo)電層之間的距離。本發(fā)明還提供一種具有寬度窄的厚導(dǎo)電層的襯底的制造方法，該方法可以控制導(dǎo)電層的寬度和厚度。另外，本發(fā)明提供一種具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，該導(dǎo)電層用作電感偏差小、電動勢大的天線。本發(fā)明還提供一種高成品率的半導(dǎo)體器件的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明，在襯底的上面形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性區(qū)域和對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的高可濕性區(qū)域，在上述高可濕性區(qū)域上涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層，并用光對上述低可濕性層的一部分進(jìn)行照射來形成高可濕性區(qū)域；在上述高可濕性區(qū)域上涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成光催化層；在上述光催化層上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層，并用光對上述低可濕性層的一部分進(jìn)行照射來形成高可濕性區(qū)域；在上述高可濕性區(qū)域上涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成具有期望形狀的光催化層；在上述具有期望形狀的光催化層上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層，并用光對上述低可濕性層進(jìn)行照射來形成高可濕性區(qū)域；在上述高可濕性區(qū)域上涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成無機(jī)絕緣層，并在該無機(jī)絕緣層上形成具有期望形狀的有機(jī)樹脂層；在上述無機(jī)絕緣層的未被上述有機(jī)樹脂層覆蓋的第1暴露部分上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；在去除上述有機(jī)樹脂層后，在未被上述低可濕性層覆蓋的上述無機(jī)絕緣層的第2暴露部分上涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成有機(jī)樹脂層，并在該有機(jī)樹脂層上形成具有期望形狀的無機(jī)絕緣層；在該無機(jī)絕緣層的表面上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；在上述有機(jī)樹脂層上形成涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成半導(dǎo)體元件；形成覆蓋該半導(dǎo)體元件、并將與上述半導(dǎo)體元件的源區(qū)或漏區(qū)相連接的導(dǎo)電層的一部分暴露出來的絕緣層；在上述絕緣層和上述暴露出來的導(dǎo)電層上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性區(qū)域和對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的高可濕性區(qū)域；在上述高可濕性區(qū)域上形成涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成半導(dǎo)體元件；形成覆蓋該半導(dǎo)體元件、并將與上述半導(dǎo)體元件的源區(qū)或漏區(qū)相連接的導(dǎo)電層的一部分暴露出來的絕緣層；在上述絕緣層和上述暴露出來的導(dǎo)電層上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；用光對上述低可濕性層進(jìn)行照射來形成高可濕性區(qū)域；在上述高可濕性區(qū)域上形成涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成半導(dǎo)體元件；形成覆蓋該半導(dǎo)體元件、并將與上述半導(dǎo)體元件的源區(qū)或漏區(qū)相連接的導(dǎo)電層的一部分暴露出來的無機(jī)絕緣層；在上述無機(jī)絕緣層和上述暴露出來的導(dǎo)電層上形成具有期望形狀的有機(jī)樹脂層；在上述無機(jī)絕緣層的未被上述有機(jī)樹脂層所覆蓋的暴露部分上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；在去除上述有機(jī)樹脂層后，在未被上述低可濕性層覆蓋的上述無機(jī)絕緣層上涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在襯底的上面形成半導(dǎo)體元件；形成覆蓋該半導(dǎo)體元件的感光樹脂層；在上述感光樹脂層上形成具有期望形狀的無機(jī)絕緣層；在上述無機(jī)絕緣層的暴露部分上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；將上述感光樹脂層的一部分進(jìn)行曝光并顯影，以將與上述半導(dǎo)體元件的源區(qū)或漏區(qū)相連接的導(dǎo)電層的一部分暴露出來；在上述有機(jī)樹脂層上涂覆含有導(dǎo)電顆粒的混合物并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
優(yōu)選通過例如絲網(wǎng)印刷、膠版印刷、凸版印刷、以及凹板印刷等印刷方法、或通過液滴排放法來涂覆上述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。上述導(dǎo)電層典型地是布線和天線。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，具有導(dǎo)電層的襯底包括襯底、在該襯底上形成的光催化層、和在該光催化層上形成的導(dǎo)電層。
上述光催化層的平面形狀可以與上述導(dǎo)電層不同。此時(shí)，利用具有與上述導(dǎo)電層相同形狀的光掩模對具有低可濕性的上述光催化層進(jìn)行曝光，形成低可濕性區(qū)域和高可濕性區(qū)域，從而在上述高可濕性區(qū)域中形成導(dǎo)電層。上述光催化層和上述導(dǎo)電層可以形成在上述襯底的一部分上，并可以具有相同的平面形狀。上述導(dǎo)電層典型地是布線和天線。
根據(jù)本發(fā)明，在形成有導(dǎo)電層的區(qū)域的周圍形成低可濕性區(qū)域。這樣，導(dǎo)電膏不會在低可濕性區(qū)域內(nèi)蔓延，從而可以避免上述導(dǎo)電層的周圍區(qū)域因?qū)щ姼鄰难谀５拈_口部分的溢出而具有小的傾角。據(jù)此，可以獲得一致的導(dǎo)電層厚度。另外，由于上述導(dǎo)電膏分布在上述高可濕性區(qū)域中，所以上述導(dǎo)電膏和上述導(dǎo)電層可以獲得一致的線寬和距離。其結(jié)果是，當(dāng)上述導(dǎo)電層用于天線時(shí)，可以獲得電感偏差小的天線。另外，還可以獲得大電動勢的天線以及特性偏差小的半導(dǎo)體器件。


圖1A、1C和1E為表示本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖，圖1B、1D和1F為表示本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的透視圖。
圖2A～2C為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖3A～3D為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖4A～4D為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖5A～5C為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖6A和6B為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖7A～7C為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖8A～8D為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖9A～9D為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖10A～10E為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖11A～11C為本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖12A和12B為表示本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖13A和13B為表示本發(fā)明的具有導(dǎo)電層的襯底的制造步驟的剖面圖。
圖14為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖15A～15F為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用。
圖16A和16B分別為現(xiàn)有的導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的剖面圖和平面圖。
圖17A和17B分別為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，以實(shí)施方式和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但應(yīng)該理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，各種改變和修改是顯而易見的。這樣，除非上述改變和修改超出了本發(fā)明的范圍，否則應(yīng)將其解釋為包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在圖示了實(shí)施方式和實(shí)施例的全部附圖中，相同的部分或具有相同功能的部分用相同的符號表示，且其詳細(xì)說明從略。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，參照圖1A～1F，說明利用光掩模在襯底上形成具有不同可濕性的區(qū)域的步驟、和在高可濕性區(qū)域中形成導(dǎo)電層的步驟。在本實(shí)施方式中，是以天線為導(dǎo)電層的典型例來進(jìn)行說明的。
圖1B、1D和1F為具有天線的襯底的透視圖，圖1A、1C和1F為沿線A-B的剖面圖。
在襯底100上形成無機(jī)絕緣層101，并在該無機(jī)絕緣層101上形成低可濕性層102(見圖1A和1B)。
上述襯底100可以是玻璃襯底、石英襯底、由例如礬土等陶瓷的絕緣材料構(gòu)成的襯底、塑料襯底、硅晶片、金屬板等。
塑料襯底典型地由聚萘亞甲酸亞乙酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚丙烯、聚硫化丙稀、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚硫化亞苯基(polyphenylene sulfide)、聚氧亞苯基(polyphenyleneoxide)、聚對苯二酸亞乙酯(PET)、聚鄰苯二酰胺(polyphthalamide)、尼龍、聚醚醚酮(polyehter ether ketone，PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亞胺(polyehter imide，PEI)、多芳基化合物(polyarylate，PAR)、聚對苯二酸亞丁酯(PBT)、或聚酰亞胺。該塑料襯底還可以由分散有直徑為數(shù)納米的無機(jī)顆粒的有機(jī)材料所構(gòu)成。上述襯底100可以具有柔性。在本實(shí)施方式中，襯底100使用聚碳酸酯。
上述無機(jī)絕緣層101是通過CVD、等離子體CVD、濺射等方法形成的氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧化氮化硅(SiNxOy)(x＞y)、氮化鋁(AlN)等。在本實(shí)施方式中，使用通過濺射而形成的含有氧化硅的層作為上述無機(jī)絕緣層101。
形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層作為上述低可濕性層102，上述含有導(dǎo)電顆粒的混合物是在后續(xù)涂布的，并含有導(dǎo)電顆粒。該低可濕性層102可以由含烷基或碳氟鏈的化合物構(gòu)成。
作為上述低可濕性層的混合物的例子，可以采用含碳氟鏈的有機(jī)樹脂(氟基樹脂)。該氟基樹脂可以是聚四氟乙烯(PTFE；4-氟化乙烯樹脂)、全氟烷氧基烷(perfluoroalkoxy alkane，PFA；4-氟化乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物樹脂)、全氟乙烯丙稀共聚物(PFEP；4-氟化乙烯-6-氟化丙稀共聚物樹脂)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE；4-氟化乙烯-乙烯共聚物樹脂)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF；偏氟化乙烯樹脂，fluorinatedvinylidene resin)、聚氯三氟乙烯(PCTFE；氯化3-氟化乙烯樹脂，3-fluorinated ethylene chloride resin)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE；3-氟化氯乙烯-乙烯共聚物樹脂，3-fluorinated ethylenechloride-ethylene eopolymer resin)、聚四氟乙烯-全氟二氧雜環(huán)戊烯共聚物(TFE/PDD)、聚氟乙烯(PVF；氟化乙烯樹脂)等。
作為上述低可濕性層102的化合物的例子，可以采用化學(xué)式為Rn-Si-X(4-n)(n＝1，2，3)的有機(jī)硅烷。在該式中，R為比較不活躍的基，例如氟烷基和烷基；X為可以通過與羥基或吸附水的縮聚反應(yīng)而與襯底表面上的羥基偶聯(lián)的水解基，例如鹵素、甲氧基、乙氧基、和乙酸基。
作為有機(jī)硅烷的例子，可以采用R為氟烷基的氟烷基硅烷(以下稱為FAS)。FAS的氟烷基的結(jié)構(gòu)為(CF3)(CF2)x(CH2)y，其中x為0～10的整數(shù)，y為0～4的整數(shù)。當(dāng)多個(gè)R或X與Si偶聯(lián)時(shí)，所有的R或X可以相同或不同。FAS的典型例有例如十七氟四氫癸基三乙氧基硅烷(heptadecafluorotetrahydrodecyltricthoxysilane)、十七氟四氫癸基三氯硅烷(heptadecafluorotetrahydrodecyltrichlorosilane)、十三氟四氫辛基三氯硅烷(tridecafluorotetrahydrooctyltrichlorosilane)、和三氟丙基三甲氧基硅烷(trifluoropropyltrimethoxysilane)等氟烷基硅烷。
作為有機(jī)硅烷的另一例，可以采用R為烷基的烷氧基硅烷。關(guān)鍵是，優(yōu)選碳原子數(shù)為2～30的烷氧基硅烷。典型采用乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十八基三乙氧基硅烷(ODS)、二十烷基三乙氧基硅烷、和三十烷基三乙氧基硅烷。特別地，優(yōu)選具有極低可濕性的含有長鏈烷基的硅烷化合物。
作為用于形成上述低可濕性層102的化合物的溶劑，可以采用烴基溶劑，例如n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、n-癸烷、雙環(huán)戊烷、苯、甲苯、二甲苯、杜烯、茚、四氫化萘、十氫化萘(decatetrahydronaphthalene)、和角鯊烯(squalene)，或采用四氫化呋喃(tetrahydrofuran)。
當(dāng)使用上述材料形成上述低可濕性層102時(shí)，上述材料是通過液滴排放法、涂覆含有液體的混合物的方法等形成的。另外，也可以通過化學(xué)吸附在上述無機(jī)絕緣層101的表面上形成上述材料。通過化學(xué)吸附可以形成單分子層。
當(dāng)使用單分子層作為上述低可濕性層102時(shí)，該低可濕性層102的一部分可以在后續(xù)的步驟中被立即溶解。另外，由于上述單分子層的厚度一致，該低可濕性層102可以被溶解而不會發(fā)生不均勻的現(xiàn)象。為了獲得單分子層，將襯底置于含有有機(jī)硅烷的氣密容器中，使有機(jī)硅烷通過化學(xué)作用吸附在絕緣層的表面上，然后用乙醇清洗該表面以形成作為上述低可濕性層的單分子層。另外，也可以將襯底置于含有有機(jī)硅烷的溶液中，使有機(jī)硅烷通過化學(xué)作用吸附在絕緣層的表面上以形成作為上述低可濕性層的單分子層。
在本實(shí)施方式中，上述低可濕性層102是以這樣的方式形成的，即將襯底置于含有FAS試劑的氣密容器中并在110℃的溫度下加熱5分鐘或更長的時(shí)間，使FAS吸附在絕緣層的表面上。
還可以通過形成絕緣層并以氟等離子體對其進(jìn)行照射來形成上述低可濕性層102。另外，也可以準(zhǔn)備具有含有氟樹脂的電介質(zhì)的電極并利用空氣、氧、或氮產(chǎn)生等離子體，來對絕緣層的表面進(jìn)行等離子體處理，以形成上述低可濕性層。當(dāng)使用氟基樹脂作為電介質(zhì)時(shí)，氟取代了該絕緣層表面上的功能團(tuán)，從而得到了改進(jìn)的表面，使可濕性降低。
可以使用將例如聚乙烯醇(PVA)之類的水溶性樹脂摻入到例如H2O等溶劑中得到的材料作為上述絕緣層的材料。另外，也可以并用PVA和其它的水溶性樹脂。還可以使用有機(jī)樹脂，例如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯酚樹脂、環(huán)氧樹脂、聚縮醛樹脂、聚醚、聚氨基甲酸酯、聚酰胺(尼龍)、呋喃樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、以及抗蝕劑。
接著，利用光掩模103，用光104對低可濕性層102進(jìn)行照射。利用光能使上述低可濕性層102部分地曝光，使材料的鍵離解，從而形成高可濕性區(qū)域112(見圖1C和1D)。此時(shí)，上述高可濕性區(qū)域112的每一個(gè)的形狀與所后續(xù)形成的天線的形狀相同。在未被光104照射的區(qū)域中保留下具有低可濕性的區(qū)域，該保留下來的具有低可濕性的區(qū)域用低可濕性區(qū)域111表示。
在本實(shí)施方式中，上述光104的照射是紫外線照射，以使FAS的一部分鍵離解。注意，優(yōu)選以氧填充上述低可濕性層102與上述光掩模103之間的空間。用紫外線照射氧產(chǎn)生臭氧，使FAS的鍵更易離解。此時(shí)，優(yōu)選以氮填充作為光源的燈與光掩模之間的空間。當(dāng)上述空間用氮填充時(shí)，由于紫外線不易被氮吸收，所以可以用保持著充分強(qiáng)度的紫外線照射上述光掩模103和上述低可濕性層102。
高可濕性區(qū)域意味著與低可濕性區(qū)域相比、對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的可濕性較高的區(qū)域。另外，關(guān)于含有導(dǎo)電顆粒的混合物的接觸角，高可濕性區(qū)域的含有導(dǎo)電顆粒的混合物的接觸角較小，而低可濕性區(qū)域的含有導(dǎo)電顆粒的混合物的接觸角較大。
低可濕性區(qū)域的表面能較低。而高可濕性區(qū)域的表面能較高。
如果接觸角大，則混合物不會蔓延而是被區(qū)域表面所排斥；而如果接觸角小，混合物就會在表面上蔓延。在本發(fā)明中，高可濕性區(qū)域中的含有導(dǎo)電顆粒的混合物的接觸角(θ1)與低可濕性區(qū)域中的含有導(dǎo)電顆粒的混合物的接觸角(θ2)之間的差理想的是大于等于30°，最好是大于等于40°。也就是說，θ2比θ1大30°或更多，優(yōu)選θ2比θ1大40°或更多。
接著，將在液體中含有導(dǎo)電顆粒的混合物(以下稱為導(dǎo)電膏)涂覆或排放在高可濕性區(qū)域112上，然后干燥和烘焙，形成導(dǎo)電層121(見圖1E和1F)。
上述導(dǎo)電膏是將直徑為數(shù)納米至數(shù)微米的導(dǎo)電顆粒溶解或分散在溶劑中。上述導(dǎo)電顆粒是采用從Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr和Ba中選擇出的一種或多種元素的顆粒、鹵化銀顆粒、或上述成分的可分散的納米顆粒。上述導(dǎo)電顆?？梢院蠸i或Ge。另外，也可以層積用上述材料形成的導(dǎo)電層來形成第1導(dǎo)電層121。上述導(dǎo)電膏中所含的有機(jī)樹脂可以是用作金屬顆粒的粘合劑、溶劑、分散劑、和涂覆劑的一種或多種有機(jī)樹脂。典型地，可以使用例如環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅樹脂之類的有機(jī)樹脂。
通過例如絲網(wǎng)印刷、膠版印刷、凸版印刷、以及凹板印刷等印刷方法、或液滴排放法在高可濕性區(qū)域112上涂覆導(dǎo)電膏。
上述導(dǎo)電層是通過三維地、無規(guī)則地堆積導(dǎo)電顆粒而形成的。即，上述導(dǎo)電層包括三維聚集的顆粒。因此，其表面略有起伏。另外，根據(jù)加熱溫度和加熱時(shí)間，上述導(dǎo)電顆粒被熔化，從而形成具有大粒度(grain size)的導(dǎo)電顆粒。上述導(dǎo)電顆粒的粒度隨導(dǎo)電膏的加熱溫度和加熱時(shí)間而增加；因此，導(dǎo)電層具有粗糙的表面。在一些情況下，上述導(dǎo)電顆粒熔化的區(qū)域具有多晶結(jié)構(gòu)。
另外，根據(jù)加熱溫度、氣氛、和加熱時(shí)間，在上述導(dǎo)電層中殘留有由有機(jī)樹脂構(gòu)成的粘合劑。
在本實(shí)施方式中，是通過絲網(wǎng)印刷在高可濕性區(qū)域112中進(jìn)行上述導(dǎo)電膏的印刷的。上述導(dǎo)電膏可以采用含有直徑為數(shù)納米至數(shù)十納米的銀顆粒的混合物。
由于低可濕性區(qū)域111形成在涂覆或排放上述導(dǎo)電膏的區(qū)域的周圍，所以上述導(dǎo)電膏不會蔓延，并且可以避免上述導(dǎo)電層的周圍區(qū)域因?qū)щ姼鄰难谀５拈_口部分的溢出而具有小的傾角。這樣，可以獲得厚度一致的導(dǎo)電層。另外，上述導(dǎo)電膏在上述高可濕性區(qū)域中蔓延并形成一致的寬度，從而避免了相鄰導(dǎo)電層間的短路。此時(shí)，可以在導(dǎo)電層之間獲得一致的距離。其結(jié)果是，可以獲得具有大電動勢的天線的功能的導(dǎo)電層。
在本發(fā)明中，可以使用環(huán)狀磁場天線(loop magnetic fieldantenna)、偶極子天線(dipole)、單極天線(monopole)或接線式電場天線(patch electric field antenna)等。可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇阻抗、電感、電容和頻率來設(shè)計(jì)上述磁場天線。同時(shí)可以通過適當(dāng)選擇長度(例如，λ/2或λ/4，其中λ為電磁波的波長)或適當(dāng)選擇線性極化或環(huán)形極化來設(shè)計(jì)上述電場天線。
當(dāng)通過液滴排放法形成上述導(dǎo)電膏時(shí)，使用具有低粘度的導(dǎo)電膏。這樣，上述導(dǎo)電層變薄，因此，優(yōu)選多次排放和烘焙上述導(dǎo)電膏。在此情況下，在導(dǎo)電層的周圍也形成有低可濕性區(qū)域，因此上述導(dǎo)電膏不會蔓延。其結(jié)果是，可以獲得低阻抗的厚的天線。
實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，參照圖2A～2C，說明導(dǎo)電層形成區(qū)域的制造步驟；與實(shí)施方式1相比，該步驟更為有效。在本實(shí)施方式中，利用光催化層有效地曝光低可濕性層。
在襯底100上形成光催化層201，在該光催化層201上形成低可濕性層102(見圖2A)。
光催化層201是由氧化鈦(TiOx)、諸如鈦酸鍶(SrTiO3)之類的鈦酸鹽(MTiO3)、鉭酸鹽(MTaO3)、鈮酸鹽(M4Nb6O17)、硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnS)、硒化鎘(CdSe)、鉭酸鉀(KTaO3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化鎢(WO3)等(其中M表示金屬元素)形成的。
上述光催化層201是通過濺射、等離子體CVD、汽相淀積、溶膠-凝膠法、逆膠束法(reverse micelle method)、電泳、旋轉(zhuǎn)涂覆、液滴排放法、等離子體噴涂等方法而形成的。
在本實(shí)施方式中，上述光催化層201是通過溶膠-凝膠法、利用氧化鈦而形成的。
接著，使用光掩模103，用光104照射低可濕性層102，使低可濕性層102的一部分曝光，從而形成具有可濕性高于上述低可濕性層的區(qū)域112(見圖2B)。
當(dāng)以具有特定能量的光照射時(shí)，光催化層201被激活，使與該光催化層201接觸的上述低可濕性層分解。這樣，上述低可濕性層102可以在較短的時(shí)間分解并形成高可濕性區(qū)域112。
用于激活光催化層201的光能取決于該光催化層201的材料。典型地，用紫外線(波長小于等于400nm、優(yōu)選小于等于380nm)激活由氧化鈦構(gòu)成的光催化層，而用可見光來激活由硫化鎘構(gòu)成的光催化層。在本實(shí)施方式中，光催化層是用紫外線激活的。
接著，通過印刷或液滴排放法在高可濕性區(qū)域112上涂覆導(dǎo)電膏，然后干燥并烘焙，形成導(dǎo)電層121。上述低可濕性區(qū)域111形成在高可濕性區(qū)域112的周圍，導(dǎo)電膏被上述低可濕性區(qū)域111所排斥。結(jié)果，可以獲得預(yù)先確定的導(dǎo)電層寬度以及一致的相鄰導(dǎo)電層之間的距離(見圖2C)。
通過上述步驟，可以獲得具有導(dǎo)電層的襯底。
實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，低可濕性層的曝光不使用光掩模。
在襯底100上形成無機(jī)絕緣層101，在無機(jī)絕緣層101上形成分別具有期望形狀的各光催化層301(見圖3A)。然后，在光催化層301和無機(jī)絕緣層101上形成低可濕性層302(見圖3B)。在本實(shí)施方式中，光催化層301具有與后續(xù)形成的導(dǎo)電層相同的形狀。
用光104照射光催化層301以將其激活。其結(jié)果是，選擇性地使與光催化層301相接觸的低可濕性層302發(fā)生反應(yīng)，使低可濕性層的物質(zhì)分解，從而形成高可濕性區(qū)域304。在本實(shí)施方式中，光催化層301暴露在高可濕性區(qū)域304中，但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)，也可以在光催化層301上形成上述高可濕性區(qū)域。不與光催化層301相接觸的低可濕性層區(qū)域不發(fā)生光催化層的催化反應(yīng)而保留下來。保留下來的低可濕性層表示為低可濕性區(qū)域303(見圖3C)。
接著，用導(dǎo)電膏涂覆高可濕性區(qū)域304，然后干燥并烘焙以形成導(dǎo)電層311(見圖3D)。該導(dǎo)電膏可以使用實(shí)施方式1所述的任何導(dǎo)電膏。
通過上述步驟，可以獲得具有導(dǎo)電層的襯底。
實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，使用由有機(jī)樹脂構(gòu)成的掩模來選擇性地形成低可濕性區(qū)域。
在襯底100上形成無機(jī)絕緣層101，在無機(jī)絕緣層101上形成具有期望形狀的有機(jī)樹脂層402。在本實(shí)施方式中，有機(jī)樹脂層402具有與后續(xù)形成的導(dǎo)電層相同的形狀(見圖4A)。
為了獲得有機(jī)樹脂層402，利用液滴排放法或印刷法在將形成天線的區(qū)域上涂覆有機(jī)樹脂層的材料并烘焙。另外，也可以在整個(gè)表面上涂覆含有有機(jī)樹脂和液體的混合物并烘焙，然后進(jìn)行刻蝕以使有機(jī)樹脂層402保留在將形成天線的區(qū)域中。
然后，在無機(jī)絕緣層101上形成低可濕性層403。當(dāng)?shù)涂蓾裥詫?03是由氟基樹脂或烷基樹脂構(gòu)成時(shí)，在無機(jī)絕緣層101和有機(jī)樹脂層402上形成上述低可濕性層。此時(shí)，上述有機(jī)樹脂層402可以由諸如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)、丙烯酸、環(huán)氧樹脂、聚酯、聚碳酸酯樹脂、酚樹脂、聚乙縮醛、聚醚、呋喃樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂和有機(jī)硅樹脂等有機(jī)樹脂形成。也可以用感光有機(jī)樹脂來構(gòu)成上述有機(jī)樹脂層402。此時(shí)，可以對該有機(jī)樹脂層進(jìn)行曝光并顯影來形成期望的形狀。
另一方面，當(dāng)用有機(jī)硅烷形成低可濕性層時(shí)，如果有機(jī)樹脂層402的表面具有羥基的話，也在有機(jī)樹脂層402上形成上述低可濕性層。作為表面具有羥基的有機(jī)樹脂，可以舉出酚樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。
即使有機(jī)樹脂的表面不具有羥基，也可以通過在大氣氣氛下對有機(jī)樹脂表面進(jìn)行等離子體處理，在表面上形成羥基。這樣，當(dāng)在大氣氣氛下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，就可以在例如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)、丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯樹脂、聚乙縮醛、聚醚、呋喃樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、有機(jī)硅樹脂的不含羥基的有機(jī)樹脂上形成低可濕性層。
當(dāng)有機(jī)樹脂層402由表面不含羥基的有機(jī)樹脂構(gòu)成時(shí)，僅在無機(jī)絕緣層101上形成低可濕性層，而不在該有機(jī)樹脂層402上形成。在此情況下，可以選擇性地形成低可濕性層。
在本實(shí)施方式中，無機(jī)絕緣層101由氧化硅膜構(gòu)成，有機(jī)樹脂層402由環(huán)氧樹脂構(gòu)成，低可濕性層403由FAS構(gòu)成。因此，低可濕性層403形成在無機(jī)絕緣層101和有機(jī)樹脂層402的表面上(見圖4B)。
接著，去除有機(jī)樹脂層402以形成高可濕性區(qū)域112。通過使用分離劑等的濕法刻蝕去除有機(jī)樹脂層402。此時(shí)，選擇分離劑以使在有機(jī)樹脂層402以外的區(qū)域中的低可濕性層403不被去除、并選擇性地去除在有機(jī)樹脂層402上的低可濕性層403(見圖4C)。
在高可濕性區(qū)域112上涂布或排放含有液體的導(dǎo)電膏，然后干燥并烘焙，以形成導(dǎo)電層121(見圖4D)。
通過上述步驟，可以獲得具有導(dǎo)電層的襯底。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，在無機(jī)絕緣層上選擇性地形成低可濕性區(qū)域。
在襯底100上形成有機(jī)樹脂層501，在有機(jī)樹脂層501上形成具有期望形狀的無機(jī)絕緣層502。在本實(shí)施方式中，有機(jī)絕緣層502是在后續(xù)不形成導(dǎo)電層的區(qū)域中形成的(見圖5A)。
由于在后續(xù)步驟中在無機(jī)絕緣層502上選擇性地形成低可濕性層，所以有機(jī)樹脂層501可以由不含羥基的有機(jī)樹脂形成，例如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯樹脂、聚乙縮醛、聚醚、呋喃樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、有機(jī)硅樹脂?？梢酝ㄟ^液滴排放法、印刷法、涂覆法等，用有機(jī)樹脂涂覆襯底并烘焙，以獲得有機(jī)樹脂層501。在本實(shí)施方式中，有機(jī)樹脂層501是由聚酰亞胺構(gòu)成的。
通過CVD、等離子體CVD、濺射等方法，利用氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧化氮化硅(SiNxOy)(x＞y)、氮化鋁(AlN)等形成無機(jī)絕緣層502，然后刻蝕。另外，也可以通過液滴排放法或印刷法排放或涂覆含有硅氧烷聚合物和液體的混合物，來形成上述無機(jī)絕緣層502。
然后，在無機(jī)絕緣層502上形成低可濕性層503(見圖5B)。優(yōu)選用有機(jī)硅烷來形成該低可濕性層503。據(jù)此，有機(jī)硅烷的水解基與無機(jī)絕緣層表面的羥基或吸附水反應(yīng)，在無機(jī)絕緣層502的表面選擇性地形成低可濕性層503。在有機(jī)樹脂層501上、未覆蓋無機(jī)絕緣層502的暴露區(qū)域?yàn)楦呖蓾裥詤^(qū)域504。
把導(dǎo)電膏涂布或排放到高可濕性區(qū)域504上，然后干燥并烘焙，以形成導(dǎo)電層121。
通過上述步驟，可以獲得具有導(dǎo)電層的襯底。
實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中，參照圖7A～7C說明具有天線的半導(dǎo)體器件的制造方法。參照實(shí)施方式1說明天線的制造方法。在襯底700上形成包括多個(gè)晶體管的層。可以任意組合P溝道TFT和N溝道TFT作為上述的TFT。在本實(shí)施方式中，采用N溝道TFT。
在形成于襯底700上的絕緣層703上形成TFT 701和702。該TFT 701和702分別由半導(dǎo)體層、柵絕緣膜716a和716b、柵電極717a和717b、和設(shè)置在上述柵電極的側(cè)表面上的側(cè)壁718a和718b所組成。上述半導(dǎo)體層分別由源區(qū)和漏區(qū)719a和719b、低濃度摻雜區(qū)720a和720b、和溝道形成區(qū)721a和721b所組成。上述低濃度摻雜區(qū)720a和720b由側(cè)壁718a和718b所覆蓋。另外，形成覆蓋TFT 701和702的絕緣層722。絕緣層722作為鈍化膜，具有防止以堿性金屬為代表的雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)部的作用。這樣，TFT 701和702不會被污染，可以具有高可靠性。上述鈍化膜可以使用氮化硅膜、氧化氮化硅膜、氮氧化硅膜等。
可以采用無定形半導(dǎo)體、微晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體、以及有機(jī)物半導(dǎo)體的任何一種作為TFT 701和702的半導(dǎo)體層的有源層。為了獲得特性得到改善的晶體管，優(yōu)選使用金屬元素作為催化劑、或通過激光照射來使半導(dǎo)體層結(jié)晶化。另外，也可以通過使用SiH4氣體和F2氣體、或SiH4氣體和H2氣體的等離子體CVD來形成半導(dǎo)體層；還可以使用激光照射上述所獲得的半導(dǎo)體層。
TFT 701和702也可以采用在200～600℃(優(yōu)選350～550℃)的溫度下結(jié)晶化的結(jié)晶半導(dǎo)體層(低溫多晶硅層)，或在600℃或更高的溫度下結(jié)晶的結(jié)晶半導(dǎo)體層(高溫多晶硅層)。當(dāng)在襯底上形成高溫多晶硅層時(shí)，由于玻璃襯底在某些情況下不耐熱，所以優(yōu)選使用石英襯底。優(yōu)選在TFT 701和702的半導(dǎo)體層中摻入濃度為1×1019～1×1022atoms/cm3的氫元素或鹵素元素，優(yōu)選為1×1019～5×1020atoms/cm3。
TFT 701和702的半導(dǎo)體層的每一層的厚度為20～200nm，優(yōu)選為40～170nm，進(jìn)一步優(yōu)選為45～55nm或145～155nm，更加優(yōu)選為50或150nm。據(jù)此，即使在折疊時(shí)也不易在TFT 701和702中發(fā)生斷裂。
構(gòu)成TFT 701和702的半導(dǎo)體層的晶體優(yōu)選形成為使其晶界沿平行于載流子流動的方向(溝道長度方向)延伸。TFT 701和702的每個(gè)的S值(亞閾值)優(yōu)選為小于等于0.35V/dec(更加優(yōu)選0.09～0.25V/dec)，遷移率優(yōu)選大于等于10cm2/Vs。在環(huán)形振蕩器水平上(電壓為3～5V)，TFT 701和702的每個(gè)具有大于等于1MHz、優(yōu)選大于等于10MHz的頻率?；蛘咂涿總€(gè)柵的頻率大于等于100kHz，優(yōu)選大于等于1MHz(電壓為3～5V)。該半導(dǎo)體層可以通過用連續(xù)波激光(簡稱CW激光)照射或通過工作于大于等于10MHz、優(yōu)選為60～100MHz的頻率的脈沖激光進(jìn)行照射來形成。
向上述低濃度摻雜區(qū)以及源區(qū)和漏區(qū)摻入形成N型或P型導(dǎo)電類型的元素。在本實(shí)施方式中，通過離子注入或離子摻雜將N型雜質(zhì)元素?fù)饺朐磪^(qū)和漏區(qū)719a和719b、以及低濃度摻雜區(qū)720a和720b中。
雖然本實(shí)施方式示出了TFT 701和702分別具有低濃度摻雜區(qū)720a和720b以及側(cè)壁718a和718b的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。也可以不設(shè)置低濃度摻雜區(qū)和側(cè)壁。
也可以使用有機(jī)物半導(dǎo)體材料來形成上述半導(dǎo)體層。優(yōu)選使用具有包括共軛雙鍵的骨架的π-電子共軛聚合物材料。典型地，可以使用可溶的聚合物材料，例如聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物、和并五苯。
另外，也可以通過形成可溶的前體、然后進(jìn)行處理來形成上述半導(dǎo)體層。通過包括聚亞噻吩基亞乙烯基(polythienylenevinylene)、聚(2，5-亞噻吩基亞乙烯基)(poly(2，5-thienylenevinylene))、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丙炔亞乙烯基(polyallylenevinylene)等的前體來獲得上述半導(dǎo)體材材料。
不僅可以通過進(jìn)行熱處理，而且可以通過加入例如氯化氫的反應(yīng)催化劑來將上述前體轉(zhuǎn)化為有機(jī)物半導(dǎo)體。而且，上述可溶的有機(jī)物半導(dǎo)體材料可以溶于溶劑，該溶劑典型為甲苯、二甲苯、氯苯、二氯代苯、苯甲醚、氯仿、二氯甲烷、γ-丁內(nèi)酯(γ-butyrlactone)、乙二醇二丁醚、環(huán)己烷、NMP(N-甲基-M-吡咯烷酮)、環(huán)己酮、2-丁酮、二氧雜環(huán)乙烷、二甲基甲酰胺(DMF)、和四氫化呋喃。
形成絕緣層723以覆蓋TFT 701和702以及作為鈍化膜的絕緣層722。上述絕緣層723用于使表面平坦化。作為源和漏極線的導(dǎo)電層724a和724b分別與源區(qū)和漏區(qū)719a和719b相連接，并填充設(shè)置在絕緣層722和723中的開口部分。
形成絕緣層726和727以覆蓋導(dǎo)電層724a和724b。上述絕緣層726和727用于表面的平坦化和保護(hù)TFT 701和702以及導(dǎo)電層724a和724b。
在絕緣層726和727的一部分中形成開口部分以將導(dǎo)電層724a暴露出來。在上述絕緣層726和727及其開口部分、和上述導(dǎo)電層724a的暴露部分上形成低可濕性層728。上述低可濕性層728可以使用如實(shí)施方式1所述的任何的低可濕性層102的材料來形成。
接著，使用光掩模103，用光104照射低可濕性層728。該低可濕性層728被局部曝光，使材料的鍵離解，從而形成高可濕性區(qū)域732。低可濕性層在未被光104所照射的區(qū)域中保留下來。保留下來的低可濕性層記為低可濕性區(qū)域731(見圖7B)。
在高可濕性區(qū)域732上涂布或排放含有液體的導(dǎo)電膏，然后干燥并烘焙，以形成導(dǎo)電層741。上述導(dǎo)電膏可以使用實(shí)施方式1所述的混合物和導(dǎo)電膏的形成方法來形成。通過上述步驟，可以獲得作為與TFT連接的天線的導(dǎo)電層741(見圖7C)。進(jìn)而，可以獲得具有天線的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施方式7在本實(shí)施方式中，參照圖8A～8D說明具有天線的半導(dǎo)體器件的制造方法的另一個(gè)例子。參照實(shí)施方式4說明天線的制造步驟。
與實(shí)施方式6相似，在襯底700上形成TFT 701和702。在TFT的導(dǎo)電層724a和724b上形成絕緣層726和絕緣層801。在絕緣層726和801的一部分中形成開口部分以將導(dǎo)電層724a暴露出來。
然后，在將要形成天線的區(qū)域中形成有機(jī)樹脂層802(見圖8A)?？梢允褂萌鐚?shí)施方式4所述的有機(jī)樹脂層402的材料和形成方法來形成有機(jī)樹脂層802。
形成低可濕性層811。該低可濕性層811可以使用與實(shí)施方式1所述的低可濕性層102相同的材料來形成。在本實(shí)施方式中，低可濕性層811由聚酰亞胺形成，因此，該低可濕性層811可以選擇性地形成于無機(jī)絕緣層的暴露區(qū)域(見圖8B)。
去除有機(jī)樹脂層802以形成高可濕性區(qū)域812(見圖8C)。
在高可濕性區(qū)域812上涂布或排放含有液體的導(dǎo)電膏，然后干燥并烘焙，以形成導(dǎo)電層741。通過上述步驟，可以獲得作為與TFT連接的天線的導(dǎo)電層741(見圖8D)。進(jìn)而，可以獲得具有天線的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施方式8在本實(shí)施方式中，參照圖9A～9D說明具有天線的半導(dǎo)體器件的制造方法的另一個(gè)例子。天線的制造步驟參照實(shí)施方式5進(jìn)行說明。
與實(shí)施方式6相似，在襯底700上形成TFT 701和702。在TFT的導(dǎo)電層724a和724b上形成絕緣層726和有機(jī)樹脂層901。在有機(jī)樹脂層901上形成無機(jī)絕緣層902。該無機(jī)絕緣層902形成在后續(xù)不形成天線的區(qū)域中(見圖9A)。
有機(jī)樹脂層901由正感光樹脂或負(fù)感光樹脂構(gòu)成。在本實(shí)施方式中使用正感光樹脂。
無機(jī)絕緣層902可以使用與實(shí)施方式5的無機(jī)絕緣層502相同的材料和形成方法來形成。
然后，在無機(jī)絕緣層902上形成低可濕性層911。該低可濕性層911可以使用與實(shí)施方式1所述的低可濕性層102相同的材料來形成。形成低可濕性層911的材料可以任意選擇以使有機(jī)樹脂層不被該材料覆蓋。據(jù)此，可以只在無機(jī)絕緣層的表面上選擇性地形成上述低可濕性層911。有機(jī)樹脂層的暴露部分成為高可濕性區(qū)域912(見圖9B)。
使用光掩模，用光913對有機(jī)樹脂層901的一部分進(jìn)行照射，使有機(jī)樹脂層901的一部分曝光。接著，對曝光的有機(jī)樹脂層進(jìn)行顯影，在有機(jī)樹脂層的一部分中形成開口部分921以暴露導(dǎo)電層724a(見圖9C)。由于使有機(jī)樹脂層901曝光的光線的波長與使低可濕性層的局部分解的光線的波長不同，所以低可濕性層保留下來。
在高可濕性區(qū)域912上涂布或排放含有液體的導(dǎo)電膏，然后干燥并烘焙，以形成導(dǎo)電層741。通過上述步驟，可以獲得作為與TFT連接的天線的導(dǎo)電層741(見圖9D)。進(jìn)而，可以獲得具有天線的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施方式9本實(shí)施方式所述的是以無線芯片為代表的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件是使用如實(shí)施方式1～5所述的具有導(dǎo)電層的襯底來形成的。參照圖6A和6B以及7A～7C進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，該導(dǎo)電層用作天線。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括集成的多個(gè)電路以及具有多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層530。天線是通過實(shí)施方式1～5所述的任何步驟而在襯底上形成的。本實(shí)施方式示出了按照實(shí)施方式1所形成的具有天線的襯底531(見圖6A)。具有多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層530包括各種TFT。
首先，說明具有多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層530的剖面結(jié)構(gòu)。在單晶半導(dǎo)體襯底500上形成柵絕緣層508和509。分別在柵絕緣層508和509上形成柵電極506和507，并在柵電極506和507以及柵絕緣層508和509的側(cè)壁上形成側(cè)壁510～513。
在本實(shí)施方式中，使用P型硅襯底作為上述單晶半導(dǎo)體襯底500。通過P型硅襯底的熱氧化形成柵絕緣層508和509。上述柵電極是由通過CVD獲得的多晶硅層所形成的。側(cè)壁510～513是通過在整個(gè)表面上形成絕緣層、然后進(jìn)行各向異性刻蝕以絕緣層保留在柵電極506和507的側(cè)表面上的方式而形成的。
將產(chǎn)生N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素?fù)饺朐磪^(qū)和漏區(qū)514～517。將產(chǎn)生N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素?fù)饺氲蜐舛葥诫s區(qū)518～521。源區(qū)和漏區(qū)514～517以及低濃度摻雜區(qū)518～521可以通過離子注入或離子摻雜來自對準(zhǔn)地形成。每個(gè)上述摻雜區(qū)由元件隔離區(qū)506a～506c所隔開。
在單晶半導(dǎo)體襯底500上形成絕緣層522。該絕緣層522用于表面的平坦化。作為源和漏極線的導(dǎo)電層541～544與源區(qū)和漏區(qū)514～517相連接，并填充設(shè)置在絕緣層522中的開口部分。形成絕緣層545以覆蓋導(dǎo)電層541～544。上述絕緣層545用于保護(hù)上述FET。在絕緣層545的一部分中形成開口部分將導(dǎo)電層541暴露出來。
雖然本實(shí)施方式示出了具有低濃度摻雜區(qū)518～521以及側(cè)壁510～513的N溝道FET的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。也可以不設(shè)置低濃度摻雜區(qū)和側(cè)壁。另外，雖然本實(shí)施方式的電路由N溝道FET組成，但也可以由N溝道FET和P溝道FET組成。
在具有導(dǎo)電層121的襯底531上形成導(dǎo)電層的連接端子121a。
使用各向異性導(dǎo)電粘合劑552將具有導(dǎo)電層的襯底531貼合在具有多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層530上。在上述各向異性導(dǎo)電粘合劑552中分散有導(dǎo)電顆粒551，導(dǎo)電層的連接端子121a通過該導(dǎo)電顆粒551與作為N溝道FET的源極或漏極的導(dǎo)電層541相連接。
各向異性導(dǎo)電粘合劑的典型例子是含有分散的導(dǎo)電顆粒551(顆粒尺寸為數(shù)納米至數(shù)十微米，優(yōu)選為約3～7μm)的粘性樹脂，例如環(huán)氧樹脂和酚樹脂。上述導(dǎo)電顆粒551可以由從金、銀、銅、鈀和鉑中選擇出的一種或多種元素組成。也可以使用包括多個(gè)層的多層結(jié)構(gòu)作為上述導(dǎo)電顆粒551，其中所述多個(gè)層的每層均由上述元素中的一種組成。還可以在樹脂顆粒的表面上形成由從金、銀、銅、鈀、和鉑中選擇的一種或多種元素所構(gòu)成的薄膜。
下面參照圖17A和17B說明另一個(gè)例子，其中使用形成于玻璃襯底上的TFT來形成電路，而不是使用單晶半導(dǎo)體襯底所形成的電路，且天線與TFT的背側(cè)相連接。在此，TFT的背側(cè)是指絕緣層703與形成TFT的那一側(cè)相反的一側(cè)。更具體地說，TFT與天線通過在與形成TFT的一側(cè)相反的一側(cè)的表面上的連線電連接。
在包括TFT 701和702、絕緣層722和723、和導(dǎo)電層724a和724b的層730上形成基體(base)751，如圖7A所示，該層730形成在襯底700上面；將包括TFT 701和702、絕緣層722和723、和導(dǎo)電層724a和724b的層730與襯底700分離。然后，使用各向異性導(dǎo)電粘合劑562將分離的表面與具有如實(shí)施方式1～5所述的導(dǎo)電層121的襯底531粘合起來(見圖17A)。
在本實(shí)施方式中，作為TFT 701的源或漏極線的導(dǎo)電層724a具有填充在絕緣層723、722、和703中形成的開口部分內(nèi)的區(qū)域724c。這樣，導(dǎo)電層在TFT 701的背側(cè)的絕緣層703的表面上暴露出來。在絕緣層723、722、和703中形成的上述開口部分可以通過刻蝕絕緣層723和722以使源區(qū)和漏區(qū)719a和719b、以及絕緣層703暴露出來、并刻蝕絕緣層703的暴露部分來形成。
作為基體751，可以使用實(shí)施方式1所述的襯底100或膜。上述膜可以由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、聚氯乙烯等、纖維材料的紙、或由基膜(聚酯、聚酰胺、無機(jī)汽相淀積膜、紙等)與粘性合成樹脂膜(丙烯酸基合成樹脂、環(huán)氧基合成樹脂等)構(gòu)成?？梢酝ㄟ^熱壓結(jié)合，對將被處理的物體與上述膜進(jìn)行熱處理和加壓處理。在進(jìn)行上述熱處理和加壓處理時(shí)，設(shè)置在上述膜的最上表面上的粘性層、或設(shè)置在最外層上的層(非粘性層)被熱處理所融化，以通過施加的壓力而結(jié)合。
可以在上述膜的表面設(shè)置粘性層，也可以不設(shè)置。該粘性層是含有例如熱固樹脂、紫外線固化樹脂、和環(huán)氧樹脂粘合劑的粘合劑的層。優(yōu)選使用硅石涂層作為薄片材料，也可以使用由粘性層、例如聚酯的膜、和硅石涂層層積構(gòu)成的薄片材料。
可以采用以下的任何方式使包括TFT 701和702的層與襯底700分離(1)使用耐熱性達(dá)300～500℃的襯底作為襯底700，在襯底700與絕緣層703之間設(shè)置金屬氧化物膜，該金屬氧化物膜因結(jié)晶化而弱化，從而將包括TFT 701和702的層分離；(2)在襯底700與絕緣層703之間設(shè)置含氫的無定形硅膜，通過激光照射或使用氣體或溶液的刻蝕去除該無定形硅膜，從而將包括TFT 701和702的層分離；(3)利用機(jī)械方法或使用溶液或例如ClF3的氣體的刻蝕來去除襯底700，該襯底700上形成有包括TFT 701和702的層；(4)在高耐熱襯底與絕緣層703之間設(shè)置分離層和金屬氧化物膜，該金屬氧化物膜因結(jié)晶化而弱化，利用使用溶液或例如ClF3的氣體的刻蝕來去除上述分離層的一部分，從而利用該弱化的金屬氧化物膜將包括TFT 701和702的層物理地分離。
與上述各向異性導(dǎo)電粘合劑552相似，上述各向異性導(dǎo)電粘合劑562是分散了導(dǎo)電顆粒561的粘合劑。通過壓力結(jié)合，可以將包括TFT701和702的層貼合在包括導(dǎo)電層的襯底531上，進(jìn)而利用導(dǎo)電顆粒561將源極或漏極的暴露區(qū)域724c與導(dǎo)電層的連接端子121a電連接。
另外，可以利用各向異性導(dǎo)電粘合劑572將其表面具有天線的襯底581貼合在包括TFT 701和702的層的前面或背面(見圖17B)，利用各向異性導(dǎo)電顆粒571將源極或漏極的一部分724b與形成在具有天線的襯底581上的導(dǎo)電層的連接端子121a電連接。
當(dāng)將上述包括TFT 701和702的分離的層貼合在柔性襯底或上述膜上時(shí)，就可以提供一種薄而輕的、即使跌落也不易破壞的半導(dǎo)體器件。另外，由于上述柔性襯底是可彎曲的，所以可以將其貼合在彎曲的表面上或不規(guī)則形狀的表面上，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。當(dāng)襯底700被再利用時(shí)，可以降低半導(dǎo)體器件的成本。
如果設(shè)置多個(gè)天線就可以獲得高耐久性，這是因?yàn)榧词蛊渲械囊粋€(gè)天線損壞，也可以由其它的天線來接收來自外部系統(tǒng)的電磁波。如果上述多個(gè)天線接收不同頻段的電磁波，則可以接收多個(gè)頻段的電磁波，從而可以使用更多不同種類的讀/寫裝置。
利用上述結(jié)構(gòu)，可以獲得諸如無線芯片之類的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，參照

了半導(dǎo)體器件的制造步驟。本實(shí)施例示出了實(shí)施方式7所說明的半導(dǎo)體器件的制造步驟，但本實(shí)施例還可以用于上述任何實(shí)施方式所說明的半導(dǎo)體器件上。
如圖10A所示，在襯底1100的表面上形成第1絕緣層1101和分離層1102a和1102b。
上述襯底1100可以是玻璃襯底、石英襯底、具有在其上面形成有絕緣層的表面的金屬襯底或不銹的襯底。上述的襯底1100在尺寸和形狀上沒有限制。因此，例如，當(dāng)使用每個(gè)邊長為1米或更長的矩形襯底作為襯底1100時(shí)，可以獲得顯著的高生產(chǎn)率。與使用圓形硅襯底相比，這是主要的優(yōu)點(diǎn)。
設(shè)置在襯底1100上、具有多個(gè)晶體管的層其后將被從襯底1100上分離。因此，襯底1100可以被再利用，可以在襯底1100上形成其它的具有多個(gè)晶體管的層。其結(jié)果是可以降低成本。優(yōu)選使用石英襯底作為上述被再利用的襯底1100。
在襯底1100的表面上形成了絕緣層之后，使用通過光刻法形成的抗蝕劑掩模對上述絕緣層進(jìn)行刻蝕，從而形成分離層1102a和1102b。為了獲得上述分離層1102a和1102b，可以使用從鎢(W)、鉬(M0)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鉛(Pb)、鋨(Os)、銥(Ir)和硅(Si)中選擇出的一種元素，或主要含有上述元素的合金材料，或主要含有上述元素的化合物，通過濺射、等離子體CVD等方法來形成單層或?qū)臃e層。含有硅的層可以具有無定形結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)、和多晶結(jié)構(gòu)中的任何結(jié)構(gòu)。
如果絕緣層1102a和1102b的每層都具有單層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選形成鎢層、鉬層、或含有鎢和鉬的混合物的層。另外，也可以形成含有鎢的氧化物或氮氧化物的層、含有鉬的氧化物或氮氧化物的層、或含有鎢和鉬的混合物的氧化物或氮氧化物的層。上述鎢和鉬的混合物是指例如鎢和鉬的合金。
如果絕緣層1102a和1102b的每層都具有層積結(jié)構(gòu)，優(yōu)選形成鎢層、鉬層、或含有鎢和鉬的混合物的層作為第1層，形成含有鎢、鉬、或鎢和鉬的混合物的氧化物、氮化物、氮氧化物、或氧化氮化物的層作為第2層。
如果絕緣層1102a和1102b的每層都具有含鎢層與含鎢的氧化物的層的層積層結(jié)構(gòu)，可以在含鎢層上面形成含氧化硅的層，使含鎢的氧化物的層形成在鎢層與氧化硅層之間的界面上。另外，可以對鎢層的表面實(shí)施熱氧化處理、氧等離子體處理、或使用例如臭氧水的強(qiáng)氧化溶液的處理，以形成含有鎢的氧化物的層。對于形成含有鎢的氮化鎢、氮氧化物、氧化氮化物的層的情況也可以進(jìn)行同樣的處理。在形成了含鎢層后，可以在其上形成氮化硅層、氮氧化硅層、和氧化氮化硅層。
上述鎢的氧化物表示為WOx，其中x的范圍為2～3。x可以取2(WO2)、2.5(W2O5)、2.75(W4O11)、3(WO3)等。在形成鎢的氧化物時(shí)，對x的值沒有特別的限制，可以根據(jù)刻蝕率等來確定。然而，通過在氧氣氣氛中的濺射所形成的含有鎢的氧化物(WOx，0＜x＜3)的層具有最優(yōu)選的刻蝕率。因此，為了縮短制造時(shí)間，優(yōu)選使用通過在氧氣氣氛中的濺射所形成的含有鎢的氧化物的層作為上述分離層。
在上述步驟中，第1絕緣層1101是在襯底1100與分離層1102a和1102b之間形成的；但本發(fā)明并不限于上述步驟。上述分離層1102a和1102b也可以與襯底1100相接觸地形成。
在本實(shí)施例中，使用玻璃襯底作為襯底1100，通過CVD形成厚度為100nm的氮氧化硅層作為第1絕緣層1101，通過濺射形成厚度為30nm的鎢層作為分離層1102a和1102b。
接著，如圖10B所示，形成作為基膜的絕緣層1105以覆蓋上述分離層1102a和1102b。為了獲得上述絕緣層1105，可以使用硅的氧化物或硅的氮化物，通過濺射、等離子體CVD等形成單層或?qū)臃e層。上述硅的氧化物是含有硅(Si)和氧(O)的材料，是指氧化硅、氮氧化硅、氧化氮化硅等。上述硅的氮化物是含有硅和氮(N)的材料，是指氮化硅、氮氧化硅、氧化氮化硅等。作為基膜的絕緣層起阻擋膜的作用，用于防止雜質(zhì)進(jìn)入襯底1100。
在本實(shí)施例中，通過濺射形成厚度為200nm的氧化硅層，作為用作基膜的絕緣層1105。
其次，在絕緣層1105上形成無定形半導(dǎo)體層(例如含有無定形硅的層)。然后，通過激光結(jié)晶化、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶化、使用可促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化、結(jié)合了激光結(jié)晶化與使用可促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化等方法，使上述無定形半導(dǎo)體層結(jié)晶，形成結(jié)晶半導(dǎo)體層。隨后，刻蝕該結(jié)晶半導(dǎo)體層使其具有期望的形狀，形成結(jié)晶半導(dǎo)體層1127～1130。
下面詳細(xì)說明結(jié)晶半導(dǎo)體層1127～1130的制造步驟。首先，通過等離子體CVD形成厚度為66nm的無定形半導(dǎo)體層。在上述無定形半導(dǎo)體層上涂覆含有用于促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的鎳的溶液后，對上述無定形半導(dǎo)體層進(jìn)行脫氫處理(在500℃下處理1小時(shí))和熱結(jié)晶化處理(在550℃下處理4小時(shí))，從而形成結(jié)晶半導(dǎo)體層。然后，必要時(shí)可以用激光照射該結(jié)晶半導(dǎo)體層，并使用通過光刻法形成的抗蝕劑掩模來選擇性地刻蝕該結(jié)晶半導(dǎo)體層，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體層1127～1130。
如果利用激光結(jié)晶化來形成上述結(jié)晶半導(dǎo)體層1127～1130，可以采用連續(xù)波固態(tài)或氣體激光器、或脈沖固態(tài)或氣體激光器。
可以在上述結(jié)晶半導(dǎo)體層上形成作為收氣部位的無定形半導(dǎo)體層。該作為收氣部位的無定形半導(dǎo)體層應(yīng)含有例如磷或氬等雜質(zhì)，所以優(yōu)選通過濺射來形成以便含有高濃度的氬。然后，通過熱處理(例如RTA、使用退火爐的熱退火)，使結(jié)晶半導(dǎo)體層中的金屬元素向無定形半導(dǎo)體層中擴(kuò)散，并去除含有金屬元素的無定形半導(dǎo)體層。其結(jié)果是，使結(jié)晶半導(dǎo)體層中所含的金屬元素減少或被去除。
接著，形成第2絕緣層以覆蓋結(jié)晶半導(dǎo)體層1127～1130。為了獲得上述第2絕緣層，可以通過等離子體CVD或?yàn)R射，使用硅的氧化物或硅的氮化物來形成單層或?qū)臃e層。
在本實(shí)施例中，使用通過CVD形成的氮氧化硅層作為上述第2絕緣層。
其次，在上述上述第2絕緣層上層積第1導(dǎo)電層和第2導(dǎo)電層。上述第1導(dǎo)電層是通過等離子體CVD或?yàn)R射等方法形成的，其厚度為20～100nm。上述第2導(dǎo)電層的厚度為100～400nm。上述第1導(dǎo)電層和上述第2導(dǎo)電層由從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)中選擇的元素，或主要包含上述元素的合金材料或化合物材料構(gòu)成。另外，上述第1和第2導(dǎo)電層可以由摻入了例如磷等雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，典型地例如多晶硅。
例如，通過組合氮化鉭(TaN)和鎢(W)、氮化鎢(WN)和鎢、氮化鉬(MoN)和鉬(Mo)等形成上述第1導(dǎo)電層和上述第2導(dǎo)電層。當(dāng)使用具有高耐熱性的鎢和氮化鉭來形成上述第1導(dǎo)電層和上述第2導(dǎo)電層時(shí)，可以對其實(shí)施熱處理來熱激活。
在本實(shí)施例中，形成厚度為30nm的氮化鉭層作為第1導(dǎo)電層，形成厚度為370nm的鎢層作為第2導(dǎo)電層。
接著，通過光刻法形成抗蝕劑掩模并進(jìn)行形成柵電極的刻蝕，從而形成作為柵電極的導(dǎo)電層(也稱為柵電極)1107～1110。
通過離子摻雜或離子注入向上述結(jié)晶半導(dǎo)體層1128～1130中摻入形成N型導(dǎo)電類型或P型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，以形成N型摻雜區(qū)和P型摻雜區(qū)。
形成第3絕緣層以覆蓋第2絕緣層和導(dǎo)電層1107～1110。為了獲得第3絕緣層，可以通過等離子體CVD、濺射等方法，使用含有例如硅、硅的氧化物和硅的氮化物的無機(jī)材料的層(也稱為無機(jī)層)、或含有例如有機(jī)樹脂的有機(jī)材料的層(也稱為有機(jī)層)來形成單層或?qū)臃e層。
在本實(shí)施例中，使用通過CVD形成的氮氧化硅層作為第3絕緣層。
然后，通過主要沿垂直于襯底表面的方向的各向異性刻蝕，選擇性地刻蝕上述第3絕緣層，以形成與上述導(dǎo)電層1107～1110的側(cè)壁相接觸的絕緣層(以下稱為側(cè)壁絕緣層)1115～1118(見圖10C)。上述側(cè)壁絕緣層1115～1118用于隨后形成LDD區(qū)域的掩模。
在形成上述側(cè)壁絕緣層1115～1118的刻蝕步驟中，上述第2絕緣層也被刻蝕從而形成柵絕緣層1119～1122。上述柵絕緣層1119～1122與上述導(dǎo)電層1107～1110以及側(cè)壁絕緣層1115～1118相交疊。當(dāng)對第2絕緣層的材料的刻蝕率與對側(cè)壁絕緣層1115～1118的刻蝕率相等時(shí)，第2絕緣層被如圖10B所示的那樣刻蝕。因此，當(dāng)對第2絕緣層的材料的刻蝕率與對側(cè)壁絕緣層1115～1118的刻蝕率不同時(shí)，即使進(jìn)行了形成側(cè)壁絕緣層1115～1118的刻蝕，第2絕緣層也會保留下來。
接著，以側(cè)壁絕緣層1115～1118為掩模，向上述結(jié)晶半導(dǎo)體層1127和1129中摻入形成N型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，以形成第1N型摻雜區(qū)(也稱為LDD區(qū))1123a和1123c以及第2N型摻雜區(qū)1124a和1124c。
向上述結(jié)晶半導(dǎo)體層1128和1130中摻入形成P型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，以形成第1P型摻雜區(qū)(也稱為LDD區(qū))1123b和1123d以及第2P型摻雜區(qū)1124b和1124d。
上述第1N型摻雜區(qū)1123a和1123c所含的雜質(zhì)濃度低于上述第2N型摻雜區(qū)1124a和1124c的雜質(zhì)濃度。類似地，上述第1P型摻雜區(qū)1123b和1123d所含的雜質(zhì)濃度低于上述第2P型摻雜區(qū)1124b和1124d的雜質(zhì)濃度。
可以通過以下兩種方法中的任何一種來形成上述第1N型摻雜區(qū)1123a和1123c以及上述第1P型摻雜區(qū)1123b和1123d各向異性地刻蝕具有雙層或多層結(jié)構(gòu)的柵電極使其具有逐漸變窄的形狀，并以柵電極的下層導(dǎo)電層作為掩模；或使用側(cè)壁絕緣層作為掩模。采用上述方法而形成的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)稱為GOLD(Gate Overlapped LightDoped Drain，柵交疊輕摻雜漏區(qū))結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以采用兩種方法中的任何一種，但使用側(cè)壁絕緣層作為掩模的后者具有可靠地形成LDD區(qū)且LDD區(qū)的寬度易于控制的優(yōu)勢。
通過上述步驟，完成了N型薄膜晶體管1131和1133以及P型薄膜晶體管1132和1134。
每個(gè)上述N型薄膜晶體管1131和1133具有LDD結(jié)構(gòu)，包括具有第1N型摻雜區(qū)(也稱為LDD區(qū))、第2N型摻雜區(qū)和溝道形成區(qū)的有源層，以及柵絕緣層和作為柵電極的導(dǎo)電層。每個(gè)上述P型薄膜晶體管1132和1134具有LDD結(jié)構(gòu)，包括具有第1P型摻雜區(qū)(也稱為LDD區(qū))、第2P型摻雜區(qū)和溝道形成區(qū)的有源層、柵絕緣層，和作為柵電極的導(dǎo)電層。
接著，形成單層或?qū)臃e層的絕緣層以覆蓋薄膜晶體管1131～1134。
本實(shí)施例示出了兩個(gè)絕緣層層積并覆蓋薄膜晶體管1131～1134的例子，其中一層是厚度為50nm、由氮氧化硅構(gòu)成的第4絕緣層1141，而另一層是厚度為600nm、由氧化硅構(gòu)成的第5絕緣層1142。另外，可以在上層的絕緣層1142上形成由氧化硅構(gòu)成的另一個(gè)絕緣層。
在形成絕緣層1141和1142之前或在形成絕緣層1141和1142之一或二者之后，可以進(jìn)行熱處理以恢復(fù)半導(dǎo)體層的結(jié)晶度、激活摻入半導(dǎo)體層的雜質(zhì)、和使半導(dǎo)體層氫化。該熱處理可以采用熱退火、激光退火、或RTA等。
其次，如圖10C所示，使用通過光刻法形成的抗蝕劑掩模，選擇性地刻蝕絕緣層1141和1142，從而形成暴露第2N型摻雜區(qū)1124a和1124c以及第2P型摻雜區(qū)1124b和1124d的開口部分。
然后，形成填充上述開口部分的導(dǎo)電層，并選擇性地刻蝕以形成導(dǎo)電層1155～1162。該導(dǎo)電層1155～1162是TFT的源極線或漏極線。
為了獲得上述導(dǎo)電層1155～1162，通過等離子體CVD或?yàn)R射等，利用由從鈦(Ti)、鋁(Al)、和釹(Nd)中選擇的一種元素、或主要包含上述元素的合金材料或化合物材料形成單層或?qū)臃e層。主要含鋁的上述合金材料是指例如主要含鋁并含鎳的材料，主要含鋁并含鎳并含有碳和/或硅的合金材料。
在本實(shí)施例中，通過濺射，從上述絕緣層1142一側(cè)依次層積厚度為60nm的鈦層、厚度為40nm的氮化鈦層、厚度為500nm的鋁層、厚度為60nm的鈦層、和厚度為40nm的氮化鈦層，作為上述導(dǎo)電層1155～1162。
接著，如圖10D所示，形成單層或?qū)臃e層的絕緣層1163以覆蓋上述導(dǎo)電層1155～1162。在本實(shí)施例中，覆蓋上述導(dǎo)電層1155～1162的絕緣層1163由無機(jī)絕緣層構(gòu)成。該無機(jī)絕緣層是涂覆厚度為1.5μm的硅氧烷聚合物，然后干燥和烘焙，以形成上述絕緣層1163。
與覆蓋上述薄膜晶體管的絕緣層1142相似，在覆蓋上述導(dǎo)電層1155～1162的絕緣層1163中形成開口部分，形成導(dǎo)電層1164。該導(dǎo)電層1164為天線的一部分。
在本實(shí)施例中，從上述絕緣層1142一側(cè)依次層積鈦層和鈦-鋁合金層，并進(jìn)行刻蝕使其具有期望形狀，從而形成導(dǎo)電層1164。
其次，如圖10D所示，在導(dǎo)電層1164上形成有機(jī)樹脂層1165。在本實(shí)施例中，上述有機(jī)樹脂層1165是利用液滴排放法將聚酰亞胺排放于導(dǎo)電層1164上而形成的。該有機(jī)樹脂層1165是用于后續(xù)形成低可濕性層的掩模。
如圖10E所示，在暴露的絕緣層1163上形成低可濕性層1171。在本實(shí)施例中，低可濕性層1171是利用在絕緣層1163的表面上化學(xué)地吸收FAS而形成的。
如圖11A所示，去除上述有機(jī)樹脂層1165，將導(dǎo)電層1164暴露出來，以形成高可濕性區(qū)域1173。
如圖11B所示，在導(dǎo)電層1164上涂覆或排放導(dǎo)電膏，然后干燥和烘焙，形成厚度為5～40μm的導(dǎo)電層1174。通過上述步驟，獲得作為與TFT相連接的天線的導(dǎo)電層1174。然后，通過氧灰化(oxygenashing)將上述低可濕性層1171去除。
可以在上述絕緣層1163和作為天線的上述導(dǎo)電層1174上形成含有例如DLC(類金剛石的碳)的碳、氮化硅、或氧化氮化硅等的保護(hù)層。
如圖11C所示，在絕緣層1163上形成絕緣層1181。該絕緣層1181在后續(xù)的分離步驟中用作保護(hù)層，所以其優(yōu)選為平坦化層。
在本實(shí)施例中，上述絕緣層1181是通過絲網(wǎng)印刷用厚度為15μm的環(huán)氧樹脂形成的。
然后，形成開口部分1182以暴露出分離層1102a和1102b。該開口部分1182是通過激光燒蝕或光刻法除去絕緣層1105、1141、1142、1163和1181的一部分而形成的。
在本實(shí)施例中，上述開口部分1182是利用來自紫外線激光器的激光束進(jìn)行照射而形成的。
如圖12A所示，在上述開口部分1182中施加刻蝕劑將分離層1102a和1102b的一部分去除。被局部刻蝕的上述分離層表示為殘留分離層1183和1184。在濕法刻蝕的情況下，可以采用通過用水或氟化銨稀釋氫氟酸而獲得的混合溶液、氫氟酸與硝酸的混合溶液、氫氟酸與硝酸以及醋酸的混合溶液、過氧化氫和硫酸的混合溶液、過氧化氫與氨水以及水的混合溶液、過氧化氫與鹽酸以及水的混合溶液等作為上述刻蝕劑。在干法刻蝕的情況下，采用含有例如氟的鹵素基原子或分子的氣體。上述刻蝕劑優(yōu)選使用含有鹵素氟化物或鹵素化合物的氣體或溶液。
在本實(shí)施例中，使用三氟化氯(ClF3)來刻蝕分離層的一部分。上述被局部刻蝕的分離層表示為殘留分離層1183和1184。
如圖12A所示，用粘合劑1185將絕緣層1181的表面貼合到基體1186上，并將襯底1100以及殘留的分離層1183和1184與含有多個(gè)晶體管的層1170分離。
在本實(shí)施例中，將設(shè)置有低粘度層膜的轉(zhuǎn)置輥用作上述基體1186，該轉(zhuǎn)置輥在涂布粘合劑1185時(shí)轉(zhuǎn)動，以便只將設(shè)置于絕緣層1105上、含有多個(gè)晶體管的層1170轉(zhuǎn)置到基體1186上。該轉(zhuǎn)置輥可以由有機(jī)硅基樹脂或氟基樹脂構(gòu)成。
在此，基體1186與含有多個(gè)晶體管的層1170之間的粘合強(qiáng)度被設(shè)定為大于襯底1100與絕緣層1105之間的粘合強(qiáng)度。這樣，只使設(shè)置于絕緣層1105上、含有多個(gè)晶體管的層1170與襯底分離。
據(jù)此，將基體1186與含有多個(gè)晶體管的層1170分離。
如圖12B所示，將膜1191貼合到絕緣層1105上。上述膜1191可以是由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、聚氯乙烯等、纖維材料的紙、或基膜(聚酯、聚酰胺、無機(jī)汽相淀積膜、紙等)與粘性合成樹脂膜(丙烯酸基合成樹脂、環(huán)氧基合成樹脂等)的層積膜構(gòu)成的膜。該膜可以通過利用熱壓結(jié)合對物體進(jìn)行熱處理和加壓處理來獲得。在進(jìn)行熱處理和加壓處理時(shí)，設(shè)置在上述膜的最上表面上的粘性層、或設(shè)置在最外層上的層(非粘性層)通過熱處理而被融化，以通過施加的壓力而結(jié)合。
可以在上述膜1191的表面設(shè)置粘性層，也可以不設(shè)置。該粘性層是含有例如熱固樹脂、紫外線固化樹脂、環(huán)氧樹脂粘合劑、以及樹脂添加劑的粘合劑的層。優(yōu)選使用硅石涂層作為薄片材料，也可以使用由粘性層、例如聚酯的膜、和硅石涂層層積構(gòu)成的薄片材料。
當(dāng)上述膜1191是由將粘性層、PET膜和硅石涂層層積而成的薄片材料所形成時(shí)，可以在密封后防止水份的侵入。
如圖13A所示，將上述粘合劑1185從上述絕緣層1181上去除。
在本實(shí)施例中，通過紫外光的照射來去除上述粘合劑1185。
如圖13B所示，將膜1192與上述膜1191和上述含有多個(gè)晶體管的層1170的表面貼合，從而將上述含有多個(gè)晶體管的層1170密封。該膜1192可以由與上述膜1191相同的材料形成。
在本實(shí)施例中，上述膜1192是由將粘性層、PET膜和硅石涂層層積而成的薄片材料形成的。
然后，在上述膜1191和1192地粘性區(qū)域中，將各個(gè)含有多個(gè)晶體管的層分立地切割開，從而獲得了無線芯片。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，參照圖14說明了半導(dǎo)體器件的構(gòu)造。如圖14所示，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20具有無線地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能，包括電源電路11、時(shí)鐘發(fā)生電路12、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路13、控制其它電路的控制電路14、接口電路15、存儲電路16、數(shù)據(jù)總線17、天線(天線線圈)18、傳感器21、和傳感器電路22。
電源電路11根據(jù)從天線18輸入的AC信號來產(chǎn)生向半導(dǎo)體器件20的各個(gè)電路提供的各種電壓。時(shí)鐘發(fā)生電路12根據(jù)從天線18輸入的AC信號來產(chǎn)生向半導(dǎo)體器件20的各個(gè)電路提供的各種時(shí)鐘信號。數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路13具有對與讀/寫裝置19通信的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)/調(diào)制的功能。控制電路14具有控制存儲電路16的功能。天線18的功能是發(fā)射/接收電磁波。讀/寫裝置19與該半導(dǎo)體器件通信并控制該半導(dǎo)體器件，并處理該半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)。半導(dǎo)體器件的構(gòu)造并不限于上述的一種，還可以設(shè)置其它的元件，例如電源電壓的限制電路以及用于加密的硬件。
存儲電路16具有存儲元件，在該存儲元件中，由一對導(dǎo)電層將有機(jī)化合物層或相變層夾在其間。上述存儲電路16可以只含有上述由一對導(dǎo)電層將有機(jī)化合物層或相變層夾在其間的存儲元件，也可以含有其它具有不同構(gòu)造的存儲電路。上述具有不同構(gòu)造的存儲電路是指例如DRAM、SRAM、FeRAM、掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM、和快閃存儲器(flash memory)中的一種或多種。
傳感器21包括例如電阻、電容耦合元件、感應(yīng)耦合元件、光生伏打元件、光電轉(zhuǎn)換器、熱電動勢元件、晶體管、熱敏電阻、和二極管。傳感器電路22檢測阻抗、電抗、感抗、電壓、或電流的變化，并進(jìn)行模擬/數(shù)字變換(A/D conversion)以將信號向控制電路14輸出。
實(shí)施例3根據(jù)本發(fā)明，可以獲得作為無線芯片(也稱為無線處理器、無線存儲器、或無線標(biāo)簽)的半導(dǎo)體器件。該無線芯片可以裝配在各種物體上，例如紙幣、硬幣、有價(jià)證券、不記名債券、證書(執(zhí)照、居留卡等，見圖15A)、用于包裝物體的容器(包裝紙、瓶等，見圖15C)、記錄介質(zhì)(DVD、錄像帶等，見圖15B)、交通工具(自行車等，見圖15D)、個(gè)人用品(提包、眼鏡等)、食品、植物、衣物、生活用品、電器、貨物運(yùn)送標(biāo)簽(見圖15E和15F)。上述電器包括液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視機(jī)(也稱為電視或電視接收機(jī))、移動電話等。也可以將上述半導(dǎo)體器件安裝在動物或人體上。
無線芯片被貼合在物體的表面或結(jié)合在待固定的物體中。例如，無線芯片可以被結(jié)合在書籍的紙張中、或包裝的有機(jī)樹脂中。將無線芯片集成在紙幣、硬幣、有價(jià)證券、不記名債券、證書等中可以防止偽造。另外，將無線芯片結(jié)合在用于包裝物體的容器、記錄介質(zhì)、個(gè)人用品、食品、衣物、生活用品、電器等中可以使檢測系統(tǒng)、出租系統(tǒng)等更加有效地運(yùn)行。本發(fā)明的無線芯片是通過已知的分離步驟將在襯底上形成的薄膜集成電路分離、然后貼合在覆蓋材料上而獲得的，因此，可以減小該無線芯片的尺寸、厚度以及重量，從而可以將其安裝在物體上、同時(shí)保持物體的原有設(shè)計(jì)。另外，由于該無線芯片具有柔性，所以可以貼合在具有曲線表面的物體上，例如瓶和管。
將本發(fā)明的無線芯片用于產(chǎn)品管理和配送系統(tǒng)可以獲得高性能的系統(tǒng)。例如，通過利用設(shè)置在傳送帶旁的讀/寫裝置來讀取存儲在安裝于運(yùn)送標(biāo)簽上的無線芯片中的信息，可以讀出例如配送進(jìn)度和配送地址等信息，從而容易地對物體進(jìn)行檢查和配送。
本申請基于向日本特許廳提交的、申請日為2004年12月17日的日本專利申請第2004-366595號申請，并在此引用其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成無機(jī)絕緣層；形成部分地覆蓋所述無機(jī)絕緣層的有機(jī)樹脂層；在所述無機(jī)絕緣層的第1區(qū)域上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層，該第1區(qū)域未被所述有機(jī)樹脂層所覆蓋；去除所述有機(jī)樹脂層；用所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物涂覆所述無機(jī)絕緣層的第2區(qū)域，該第2區(qū)域未被對所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物的所述低可濕性層所覆蓋；烘焙所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
2.一種具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成有機(jī)樹脂層；形成部分地覆蓋所述有機(jī)樹脂層的無機(jī)絕緣層；在所述無機(jī)絕緣層上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；用所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物涂覆所述有機(jī)樹脂層；烘焙所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，通過液滴排放法來涂覆所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
4.如權(quán)利要求1或2所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，通過印刷法來涂覆所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，所述印刷法是絲網(wǎng)印刷、膠版印刷、凸版印刷、或凹板印刷。
6.如權(quán)利要求1或2所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，所述導(dǎo)電層是天線。
7.一種具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體元件；在所述半導(dǎo)體元件上形成無機(jī)絕緣層，并將與所述半導(dǎo)體元件的源區(qū)和漏區(qū)之一相連接的導(dǎo)電層的一部分暴露出來；形成與所述無機(jī)絕緣層和所述暴露的導(dǎo)電層部分地交疊的有機(jī)樹脂層；在一部分所述無機(jī)絕緣層上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層，該部分無機(jī)絕緣層未被所述有機(jī)樹脂層所覆蓋；去除所述有機(jī)樹脂層；用所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物涂覆所述無機(jī)絕緣層；烘焙所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
8.一種具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體元件；在所述半導(dǎo)體元件上形成感光樹脂層；形成與所述感光樹脂層部分地交疊的無機(jī)絕緣層；在所述無機(jī)絕緣層上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；將所述感光樹脂層的一部分曝光并顯影，以將與所述半導(dǎo)體元件的源區(qū)和漏區(qū)之一相連接的一部分導(dǎo)電層暴露出來；用所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物涂覆所述感光樹脂層；烘焙所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
9.如權(quán)利要求7或8所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，通過液滴排放法來涂覆所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
10.如權(quán)利要求7或8所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，通過印刷法來涂覆所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物。
11.如權(quán)利要求10所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，所述印刷法是絲網(wǎng)印刷、膠版印刷、凸版印刷、或凹板印刷。
12.如權(quán)利要求7或8所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，所述導(dǎo)電層是天線。
13.如權(quán)利要求7或8所述的具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體元件是晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有導(dǎo)電層的襯底的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成無機(jī)絕緣層；在所述無機(jī)絕緣層上形成具有期望形狀的有機(jī)樹脂層；在所述無機(jī)絕緣層的第1暴露區(qū)域上形成對含有導(dǎo)電顆粒的混合物的低可濕性層；去除所述有機(jī)樹脂層；用所述含有導(dǎo)電顆粒的混合物涂覆所述無機(jī)絕緣層的第2暴露區(qū)域并烘焙，從而形成導(dǎo)電層。
文檔編號H01L21/3205GK1815699SQ20051012968
公開日2006年8月9日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者藤井嚴(yán), 森末將文, 小路博言, 丸山純矢, 大力浩二, 青木智幸 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所