JP5227536B2 - 半導体集積回路の作製方法 - Google Patents
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-
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Description
を特徴とする。
本実施の形態に係る半導体集積回路は、複数の基板上の各々に、半導体素子を有する層(以下、素子形成層とも表記する)を形成している。当該半導体素子を有する層を剥離して、一つの基板上に重ねて貼り合わせることによって本実施の形態にかかる半導体集積回路を作製する。基板から半導体素子を有する層を剥離するため、基板上に剥離層を形成し、剥離層上に半導体素子を有する層を形成する。また、重ねて貼り合わせた半導体素子を有する層は、貫通配線によって上層または下層と電気的に接続される。
本実施の形態では、上記実施の形態1で説明した半導体集積回路を構成する第1乃至第nの素子形成層を作製する方法、およびそれらの素子形成層を積層して半導体集積回路を作製する方法について、図4〜図10を用いて説明する。ここで、図4〜図9は基板断面図を示し、図10は基板上面図を示す。
本実施の形態では、上記実施の形態2とは異なる構成の半導体集積回路を作製する方法を図面を用いて説明する。本実施の形態では、第1の素子形成層乃至第nの素子形成層を積層する際に、それぞれの素子形成層の間に導電性の材料を挟んでいる構成である点で、実施の形態2で示した構成とは異なる。
本発明の半導体集積回路は、複数の半導体素子を有する。複数の半導体素子の各々は、半導体層、ゲート絶縁層となる絶縁層及びゲート電極となる導電層を有する。本実施の形態では、複数の半導体素子の各々が有する半導体層、およびゲート絶縁層となる絶縁層の作製方法の一例について説明する。
上記実施の形態で示した半導体集積回路を有する半導体装置に関し、図15を参照して説明する。
本実施の形態では、本発明の半導体集積回路を用いた、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置(RFID(Radio Frequency Identification)、IDタグ、ICタグ、ICチップ、RFタグ(Radio Frequency)、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる)若しくは、IDフィルム、ICフィルム、RFフィルムへの適用例を図16を参照して示す。
本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる半導体集積回路及び前記半導体集積回路を有する半導体装置の作製方法を、図17〜図19を用いて説明する。具体的には、半導体集積回路を構成するための素子形成層の各々が、異なる機能または異なる構成の半導体素子を有する場合について説明する。
本実施の形態では、ICカードとして機能する半導体装置の使用形態に関して図20を用いて説明する。
本実施の形態では、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置の動作に関して図21を参照して以下に説明する。
本発明の半導体装置は、非接触でデータの送信と受信ができるという機能を活用することにより、図24に示すような様々な物品、様々なシステムに用いることができる。
本実施の形態では、本発明の半導体装置の使用形態について上記実施の形態とは異なる構造に関して図25〜図27を参照して説明する。具体的には、表示手段を有する半導体装置に関して説明する。
本発明により作製される電子機器について図28を参照しつつ説明する。
また、本発明の半導体集積回路は、作製した基板から剥離することによって、可撓性を有する状態とすることができる。以下に、可撓性を有する半導体集積回路を含む半導体装置の具体例に関して図29を参照して説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態で説明したように、素子形成層を積層させ、各層を貫通配線によって接続する方法を適用して半導体集積回路を作製する具体的な例を説明する。詳細には、本実施の形態では揮発性メモリであるSRAMのメモリセルを例にとって半導体集積回路を作製する例を示す。
91 ゲート絶縁層
92 第1の導電層
93 不純物領域
94 不純物領域
95 チャネル形成領域
96 半導体素子
97 第4の絶縁層
100 基板
101 第1の絶縁層
102 剥離層
103 第2の絶縁層
104 コンタクトホール
105 コンタクトホール
106 コンタクトホール
107 コンタクトホール
108 コンタクトホール
109 コンタクトホール
110 開口部
111 第2の導電層
112 第2の導電層
113 第2の導電層
114 第2の導電層
115 第2の導電層
116 第2の導電層
117 第5の絶縁層
118 剥離層除去領域
119 接着層
120 第6の絶縁層
121 第nの素子形成層
122 第1の素子形成層
124 開口部
125 導電性ペースト
126 貫通配線
127 第2の導電層
129 貫通配線
130 支持基板
140 第2の導電層
141 第5の絶縁層
143 開口部
150 第5の絶縁層
153 第nの素子形成層
154 第1の素子形成層
155 導電性材料
156 導電性粒子
157 第2の導電層
158 開口部
160 第2の導電層
161 第2の導電層
162 第2の導電層
163 第2の導電層
164 第2の導電層
165 第2の導電層
166 第2の導電層
168 開口部
205a 半導体素子
205b 半導体素子
205c 半導体素子
214 導電層
215 第5の絶縁層
219 導電膜
221 基板
230 記憶素子
231 第4の導電層
232 記憶層
233 第5の導電層
300 半導体装置
301 基板
302 導電膜
303 半導体集積回路
303a 半導体集積回路
303b 半導体集積回路
303c 半導体集積回路
303d 半導体集積回路
311 導電性粒子
312 接着性樹脂
321 基板
322 導電膜
323 半導体集積回路
335 半導体素子
337 第1のシート材
338 第2のシート材
380 第3の導電層
381 第7の絶縁層
601 第1の基板
602 第1の素子形成層
603 第2の基板
604 剥離層
605 第2の素子形成層
606 開口部
607 第3の基板
608 第3の素子形成層
609 第nの基板
610 第nの素子形成層
611 導電性ペースト
612 貫通配線
613 第n−1の素子形成層
614 半導体集積回路
Claims (19)
- 第1の基板上に、第1の素子形成層を形成し、
第2の基板上に、剥離層を介して、半導体素子と、開口部と、を有する第2の素子形成層を形成し、
前記第2の素子形成層を前記第2の基板から分離し、
前記分離した第2の素子形成層を前記第1の素子形成層上に貼り合わせた後、
前記開口部に貫通配線を形成することによって、前記第1の素子形成層と前記第2の素子形成層を電気的に接続することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 第1の基板上に、第1の素子形成層を形成し、
第2の基板上に、剥離層を介して、半導体素子と、前記第2の基板及び前記剥離層を貫通する前記開口部と、を有する第2の素子形成層を形成し、
前記第2の素子形成層を前記第1の素子形成層上に貼り合わせた後、
前記開口部に貫通配線を形成することによって、前記第1の素子形成層と前記第2の素子形成層を電気的に接続し、
前記第2の素子形成層を前記第2の基板から分離することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項1又は請求項2において、
前記第1の素子形成層は、導電性を有する層を含む半導体素子を有し、
前記導電性を有する層は、前記開口部において露出していることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項1又は請求項2において、
前記開口部の側面に導電層を形成することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記開口部に導電性を有する材料を滴下することによって、前記配線を形成することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記半導体素子は、トランジスタを有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、
前記剥離層は、タングステン、モリブデン、タングステンとモリブデンの混合物、タングステンの酸化物、タングステンの窒化物、タングステンの酸化窒化物、タングステンの窒化酸化物、モリブデンの酸化物、モリブデンの窒化物、モリブデンの酸化窒化物、モリブデンの窒化酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の窒化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸化窒化物、タングステンとモリブデンの混合物の窒化酸化物、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、
又は珪素のいずれかを含むことを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 第1の基板上に、第1の素子形成層を形成し、
第2の基板上に、第1の剥離層を介して、第1の半導体素子と、第1の開口部と、を有する第2の素子形成層を形成し、
前記第2の素子形成層を前記第2の基板から分離して、前記第1の素子形成層上に貼り合わせた後、
前記第1の開口部に第1の貫通配線を形成することによって、前記第1の素子形成層と前記第2の素子形成層を電気的に接続し、
第3の基板上に、第2の剥離層を介して、第2の半導体素子と、第2の開口部と、を有する第3の素子形成層を形成し、
前記第3の素子形成層を前記第3の基板から分離して、前記第2の素子形成層上に貼り合わせた後、
前記第2の開口部に第2の貫通配線を形成することによって、前記第1乃至第3の素子形成層を電気的に接続することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項8において、
前記第1の開口部又は前記第2の開口部に導電性を有する材料を滴下することによって、前記第1の貫通配線又は前記第2の貫通配線を形成することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 第1の基板上に、第1の素子形成層を形成し、
第2の基板上に、第1の剥離層を介して、第1の半導体素子と、第1の開口部と、を有する第2の素子形成層を形成し、
前記第2の素子形成層を前記第2の基板から分離して、前記第1の素子形成層上に貼り合わせ、
第3の基板上に、第2の剥離層を介して、第2の半導体素子と、第2の開口部と、を有する第3の素子形成層を形成し、
前記第3の素子形成層を前記第3の基板から分離して、前記第1の開口部と前記第2の開口部が略一致するように、前記第2の素子形成層上に貼り合わせた後、
前記第1の開口部及び前記第2の開口部に貫通配線を形成することによって、前記第1乃至第3の素子形成層を電気的に接続することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項10において、
前記第1の開口部及び前記第2の開口部に導電性を有する材料を滴下することによって、前記貫通配線を形成することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項8乃至請求項11のいずれか一項において、
前記第1の素子形成層は、導電性を有する層を含む半導体素子を有し、
前記導電性を有する層は、前記第1の開口部において露出していることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項8乃至請求項11のいずれか一項において、
前記第1の開口部又は前記第2の開口部の側面に導電層を形成することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項8乃至請求項13のいずれか一項において、
前記第1の半導体素子及び前記第2の半導体素子のそれぞれは、トランジスタを有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項8乃至請求項14のいずれか一項において、
前記第1の剥離層又は前記第2の剥離層は、タングステン、モリブデン、タングステンとモリブデンの混合物、タングステンの酸化物、タングステンの窒化物、タングステンの酸化窒化物、タングステンの窒化酸化物、モリブデンの酸化物、モリブデンの窒化物、モリブデンの酸化窒化物、モリブデンの窒化酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸化物、タングステンとモリブデンの混合物の窒化物、タングステンとモリブデンの混合物の酸化窒化物、タングステンとモリブデンの混合物の窒化酸化物、チタン、タンタル、
ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、又は珪素のいずれかを含むことを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項1乃至請求項15のいずれか一項において、
前記第1の素子形成層は、前記第1の基板上に形成された剥離層上に形成されており、
前記第1の基板から前記第1の素子形成層を分離した後、前記第2の素子形成層を貼り合わせることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項1乃至請求項16のいずれか一項において、
前記第1の素子形成層は、開口部を有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項5、請求項9、又は請求項11において、
前記導電性を有する材料は、導電性粒子を有機樹脂に溶解又は分散させた材料であることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。 - 請求項18において、
前記導電性粒子は、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、及びBaのいずれか一つ以上の金属粒子、ハロゲン化銀の微粒子、又はカーボンブラックであることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
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