专利名称：智能标签、其制作方法、及具备其的商品的管理方法
技术领域：
本发明涉及一种具有存储器，微处理器(又称中央处理器，CPU)等，且安装有如纸张厚薄并有柔性的薄膜集成电路的薄膜集成电路器件。本发明并且涉及将该薄膜集成电路器件利用于标签的智能标签(又称集成电路标签，英文名称为smart tag或IC Tag)；搭载有该薄膜集成电路的商品容器；以及上述的制作方法。而且，本发明涉及管理如上所述的商品的方法。
背景技术：
近几年，每个人携带卡的数量不断增加。卡中存储所有信息，存储的信息根据需要被更新，其结果是存储的信息量只增不减。
象这样的信息量增加在多种领域中成为不可缺少的环节。例如随着人们要求食品领域和制造领域加强商品安全性和管理体制的呼声越来越高，有关商品的信息量必然增大。然而目前的商品信息仅有主要依靠条码(bar code)的十几行数字提供的制造国家，生产厂家，商品号码等信息的水平，信息量极少。另外，当利用条码时，需要一个一个地手工操作，在读取信息上花费大量时间。
针对于此，有人提出了一种利用网络的商品管理方法，即在连接于网络的各个经销商的终端输入商品的标识符(identifier)，通过服务器(server)，有关该商品的信息被反馈给经销商。商品的标识符由二维条码或文字串等构成，在经销商的终端被输入以后被馈送到服务器。另外，商品包括和该商品相关的程序，数据，或可卸式存储个人信息的记录媒体，该记录媒体包括IC(集成电路)卡，智能卡，压缩闪存卡(compact flash card)等卡(参考专利文件1)。
其他的方法，比如给陈列在零售商店的每个食品分配固定的ID(标记)号码，消费者进入互联网可以看到该食品的原材料，生产者，流通途径等。作为有关RFID(射频识别，Radio FrequencyIdentification，又称无线智能标签，即Wireless IC Tag，下文中简称为RFID)系统的通用的例子是利用处理读取/写入器读取的信息的软件以及服务器等，提供查询所需的产品信息，以谋求提高生产和物流的效率(专利文件1日本专利公开2002-230141公报，非专利文件1日经电子学，日经BP公司2002.11.18发行P.67-76)。
象这样随着信息量的增加，用条码管理已使能够提供的信息量达到界限。另外，用条码管理不光是可提供的信息量小，而且由于手工操作在读取上花费的时间多，其效率差。并且，读取条码的操作需要介入人手，这样，就不可避免一些人为的读取错误。
特别是，从上述文件可以看出，消费者不仅仅有进入互联网的劳力花费，而且首先需要拥有个人电脑等一系列硬件。并且，使用于RFID的由硅片制成的集成电路因其厚度厚，如果搭载到容纳商品的容器上，势必使容器的表面出现凸凹不平，这样就会对商品的设计性产生负面影响。
发明内容
本发明提供一种薄膜集成电路器件，该器件具有和传统硅片不同的极薄的能够存储大量信息的IC(集成电路)以及薄膜集成电路。特别是，本发明提供搭载到商店的商品上利用薄膜集成电路的标签(智能标签)，不影响其设计性的商品的容器，以及这些的制作方法。而且，本发明还提供搭载有智能标签的商品的管理方法。
针对上述问题，本发明的特征是将如纸张厚薄的薄集成电路(薄膜集成电路)搭载到薄膜集成电路器件(比如智能标签)。本发明的薄膜集成电路还有一个特征是它和传统的用硅片形成的集成电路不同，具有作为激活区(比如如果是薄膜晶体管，则指沟道形成区域)的半导体膜。
利用磁性进行记录的类型可以记录的数据仅有几十字节(byte)，相对于此，上述IC通常可以记录5KB，或更多，该IC是以确保极大的容纳量被众所周知的。所以，该IC可以在所有的领域提供比条形码多的信息。例如，当该薄膜集成电路被搭载到个人所有的卡上的薄膜集成电路器件时，因可以存储大量信息，推进了信息管理的效率。另外，使用了薄膜集成电路，就没有必要携带多张卡，只有一张卡就足以。还用，通过在薄膜集成电路中搭载可以改写的存储器，可以提供根据需要改写信息的薄膜集成电路器件。
而且，上述薄膜集成电路不必象磁卡那样担心数据被读取，另外，上述薄膜集成电路还有存储的数据很难被篡改的优势。这也就是说，薄膜集成电路可以确保存储信息的安全性。特别是个人携带的卡，尤其需要确保安全性以及高可靠性。另外，还可以进一步搭载用来报警的IC以获得防偷，防盗的效果。
另外，本发明还有一个特征是提供利用了不影响其商品设计性的极薄的薄膜集成电路的标签(智能标签)，以及搭载该智能标签的商品的容器。
作为具体的智能标签，如图6A所示，在以瓶子或卡等为典型的商品10上粘贴的标签11内面粘接(附着)薄膜集成电路12，以形成智能标签15。本发明的薄膜集成电路因为是用500nm左右的半导体膜形成，所以跟用硅片形成的IC(集成电路)相比，具有厚度极其薄的特征。其结果是，即使将由本发明的半导体膜构成的薄膜集成电路作为标签搭载到商品上，也不会影响到商品的设计性。
图6B是沿图6A的a-a’线切割的横截面图，图6B具体示出了在标签后面安置本发明的薄膜集成电路，并用粘合剂14粘贴、固定到商品上的薄膜集成电路器件，具体为智能标签。注意，当标签11本身带有粘接性时，就不需要粘合剂14。图6C是沿图6A的a-a’线切割的横截面图，具体示出了在将本发明的薄膜集成电路夹持于标签中间的状态下，粘贴、固定到商品上的薄膜集成电路器件，具体为智能标签。这种情况下的标签11在和薄膜集成电路接触的面上带有粘接性，并且在和商品接触的面上也带有粘接性。另外，当标签本身没有粘接性时，可以使用粘合剂。另外，还可以将薄膜集成电路直接转移到商品上，然后在其上粘贴标签，以完成智能标签。
也就是说，本发明提供具有厚度极薄的薄膜集成电路的薄膜集成电路器件(具体是智能标签)，以及搭载薄膜集成电路器件的商品，至于固定薄膜集成电路的方法，所有的固定方法都在考虑范围内。
借助这样的智能标签，可以提高包括进货管理，库存管理，工作流程的把握以及交货日程的把握等商品管理或销售途径等货物流通管理的效率。而且，可以管理商品的原材料，原产地，每个生产(制造)工艺的检查结果以及货物流通过程的历史等大量信息，并向消费者提供该信息。
上述本发明的薄膜集成电路因其厚度极薄，即使搭载到卡或容器等商品上也不影响其商品设计性，并且，该薄膜集成电路可以存储比条形码或磁性大得多的信息。另外，本发明的薄膜集成电路可以适当地作为接触式IC，或非接触式IC被使用。
图1A-1E是表示本发明的薄膜集成电路的制作方法的视图；图2A-2C是表示本发明的薄膜集成电路的制作方法的视图；图3是表示本发明的薄膜集成电路详细情况的视图；图4A-4C是表示本发明的薄膜集成电路详细情况的视图；图5是说明本发明的非接触式薄膜集成电路原理的视图；图6A-6C是表示搭载着本发明的薄膜集成电路的商品的视图；图7A-7C是表示本发明的非接触式薄膜集成电路的读取器/写入器的视图；图8是表示读取搭载着本发明的智能标签的商品的视图；图9是说明生产(制造)者，销售者，消费者之间关系的视图；图10A-10C是表示本发明的薄膜集成电路的制作方法的视图。
注本发明的选择图为图6具体实施方案模式下文中将用图说明本发明的实施方案模式。在用于说明本实施方案模式的所有的图中，相同部分或有相同功能的部分使用相同的符号，并省略重复的相关说明。
实施方案模式1本实施方案模式将说明本发明的薄膜集成电路的制作方法，该方法利用剥离以及转移的技术。
首先，如图1A所示，在第一衬底10上形成金属膜11。注意，第一衬底只要有能够承受后面的剥离工艺的刚性，任何衬底比如玻璃衬底，石英衬底，陶瓷衬底，硅衬底，金属衬底或不锈钢衬底都可以被应用。金属膜可以使用由选自W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中的元素或以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料制成的单层，或者上述单层的叠层。金属膜可以通过比如利用金属靶的溅射法形成。形成的金属膜的厚度是10nm-200nm，优选50nm-75nm。
上述金属被氮化的膜(例如，氮化钨或氮化钼)用来代替金属膜也无妨。上述金属的合金(例如W和Mo的合金WXMo1-X)膜也可以用来代替金属膜。这种情况下，合金膜是在形成膜的室内使用类似第一金属(W)以及第二金属(Mo)等多个靶，或以第一金属(W)以及第二金属(Mo)的合金作为靶的溅射法而形成。而且，可以给金属膜掺杂氮元素或氧元素。作为掺杂的方法，比如可以给金属膜离子注入氮元素或氧元素，或使膜的形成室内处于氮元素或氧元素的气氛，然后通过溅射法形成金属膜，这种情况下的靶可以使用氮化金属。
使用溅射法形成金属膜时，衬底的周边部分的膜的厚度有不均匀的情况。针对于此，最好用干式蚀刻清除周边部分的膜。在进行蚀刻时，为了不使第一衬底被蚀刻，在第一衬底10和金属膜11之间形成厚100nm左右的氮氧化硅(SiON或SiNO)膜等含氮的绝缘膜。
象这样，通过确定金属膜的形成方法，可以控制剥离工艺，提供处理产量(process margin)。也就是说，例如，在使用金属合金的情形中，通过控制合金中的各个金属的成分比，可以控制剥离工艺。具体地，可以控制剥离的加热温度，以及是否要加热。
随后，在金属膜11上形成待剥离层12。该待剥离层具有含硅的氧化膜和半导体膜，在非接触式IC的情形中还可以配备天线。另外，为了防止来自金属膜和衬底的杂质或灰尘的侵入，最好在待剥离层12，尤其在比半导体膜还下面的面上提供含氮的氮化硅(SiN)膜，氮氧化硅(SiON或SiNO)膜等绝缘膜以作为底层膜。
含硅的氧化膜借助溅射法，CVD法用氧化硅，氧氮化硅等形成。注意，含硅的氧化膜的厚度最好不少于金属膜的2倍左右。本实施方案模式中使用利用硅靶的溅射法，形成厚150nm-200nm的氧化硅膜。
在形成含硅的氧化膜时，在金属膜上形成含该金属的氧化物(金属氧化物)13。另外，通过含有硫酸，盐酸或硝酸的水溶液，硫酸，盐酸或硝酸和过氧化氢水混合的水溶液，或臭氧水的处理而在金属膜表面形成的薄金属氧化物可以作为金属氧化物被利用。还可以使用其它的方法，包括在氧气氛中的等离子处理，或在含氧气氛中照射紫外线以形成臭氧从而进行氧化处理，或者，用净化炉(clean oven)加热200-350℃左右以形成金属氧化物。
形成的金属氧化物的膜的厚度为0.1nm-1μm，最好是0.1nm-100nm，更优选0.1nm-5nm。
注意，提供在半导体膜和金属膜之间的含有硅的氧化膜和底层膜等都表示为绝缘膜。换句话说，金属膜，金属氧化膜，绝缘膜，以及半导体膜层叠在一起的状态，也就是说只要是绝缘膜的一方的面上提供有半导体膜，另一方的面上提供有金属氧化膜和金属膜的结构就可以。
另外，对半导体膜实施预定的制作工艺，以形成例如，薄膜晶体管(TFT)，有机TFT，薄膜二极管等的半导体元件。上述半导体元件构成薄膜集成电路的CPU或存储器等。然后，为了保护半导体元件，最好在半导体元件上提供类金刚石碳(DLC)或氮化碳(CN)等含碳的保护膜，或者氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiNO或SiON)等含氮的保护膜。另外，可以将含碳的保护膜和含氮的保护膜层叠起来。
根据上述步骤形成待剥离层12后，具体是在形成金属氧化物后执行加热处理，以晶化金属氧化物。例如，使用W(钨)作为金属膜时，如用400℃或更高的温度加热，WO2或WO3的金属氧化物即变为结晶状态。另外，如在形成待剥离层12具有的半导体膜后再进行加热，还可以扩散半导体膜中的氢元素。由于该氢元素，金属氧化物的化合价有可能出现变化，这样的加热处理可以根据选择的金属膜决定加热温度以及是否实施加热处理。换句话说，为了使剥离容易实施，根据需要，晶化金属氧化物以备用。
而且，还可以将加热处理的工艺和半导体元件的制作工艺兼用，以减少工艺步骤。例如，可以利用形成晶质半导体膜时的加热炉或激光照射来进行加热处理。
然后，如图1B所示，用第一粘合剂15将待剥离层12粘贴到第二衬底14上。注意，第二衬底14最好使用比第一衬底10刚性强的衬底。第一粘合剂15采用能够被剥离下来的粘合剂，比如借助紫外线进行剥离的紫外线剥离类型，借助热进行剥离的热剥离类型，或者借助水进行剥离的水溶性粘合剂，另外还可以使用双面胶带。
随后，用物理手段剥离提供有金属膜11的第一衬底10(图1C)。虽然由于所示图是模式图，没有表示出来，但在被晶化的金属氧化物的层内，或金属氧化物的两面的边界(界面)，也就是从金属氧化物和金属膜之间的界面或金属氧化物和待剥离层之间的界面进行剥离。这样，待剥离层12就可以从第一衬底10上被剥离下来。
这种情况下为了使剥离能够容易地被实施，最好切割衬底的一部分，并在切割面的剥离界面，也就是金属膜和金属氧化物之间的界面附近用切割器等切出一个伤口。
接着，如图1D所示，用第二粘合剂16将被剥离的待剥离层12粘贴到转录体(transcriptional body)的第三衬底(例如标签)17。第二粘合剂16采用紫外线固化树脂，具体可以采用环氧树脂基的粘合剂或树脂添加剂(resin additive)等粘合剂，或者还可以使用双面胶带。另外，如果第三衬底本身带有粘接性，则不需要第二粘合剂。
第三衬底的材料可以采用有柔性的衬底(以下称为薄膜衬底)，例如，纸张或聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚烯丙基化合物或聚醚砜等塑料衬底。另外，也可以实施镀膜(coating)工艺，以减少薄膜衬底表面的凸凹不均匀，提高其刚性，耐性及稳定性。
然后，去除第一粘合剂15，并剥离第二衬底14(图1E)。具体剥离第一粘合剂的方法是照射紫外线，或进行加热，或用水洗。
另外，第一粘合剂的清除和第二粘合剂的固化可以在同一工序中完成。例如，在第一粘合剂和第二粘合剂分别使用热剥离型树脂和热固化型树脂，或紫外线剥离型树脂和紫外线固化型树脂的情形中，仅需执行一次加热或紫外线照射，就可以达到清除和固化的目的。注意，执行者可以根据第三衬底的透射性来选择粘合剂。
通过以上步骤完成了本发明的薄膜集成电路。之后，将该薄膜集成电路粘贴到卡，容器或标签等商品上以完成薄膜集成电路器件，也就是完成搭载有薄膜集成电路的商品。当然，也可以形成如在标签中间夹持薄膜集成电路那样的智能标签，然后搭载(粘贴，附着)到商品上。注意，商品的表面可以象瓶子侧面那样是曲面。
另外，金属氧化物13有可能全部从薄膜集成电路中被除去，也有可能一部分或者大部分在待剥离层下面散存(残存)。但金属氧化物残存时，可以实施蚀刻以清除。而且，将含硅的氧化膜同时清除掉也无妨。
其次，将用图2A-2C说明另一个例子，该例使用不同于图1的薄膜集成电路器件制作方法，将待剥离层转移到商品的表面从而形成智能标签。
在图2A中剥离第一衬底，借助第二粘合剂16在卡或容器等商品18的表面上转移待剥离层12。
接着，如图2B所示，剥离第二衬底14。具体剥离方法可以参照图1。
然后，如图2C所示，粘贴覆盖被剥离层的标签17以完成搭载有智能标签的商品。具有粘接面的标签17覆盖并固定薄膜集成电路。这种情形中，最好在IC和标签之间提供氮氧化硅(SiNo或SiON)等含氮的绝缘膜，或DLC(类金刚石碳)或CN(氮化碳)等含碳的绝缘膜。另外，还可以将含氮的绝缘膜和含碳的绝缘膜层叠起来。而且，优选进一步提供覆盖商品整体的保护膜。
另外，当在大面积衬底上多个取面以获得多个薄膜集成电路，批量生产时应用上述方法，可以进一步实现薄膜集成电路，也就是薄膜集成电路器件的低成本化。
注意，本发明的薄膜集成电路除了上述通过转移或剥离而形成的方法以外，还可以通过激光照射从第一衬底上剥离待剥离层，或者蚀刻去除第一衬底后将待剥离层转移到第三衬底。
上述本发明的薄膜集成电路使用膜厚度为250-750nm，优选500nm或更薄的半导体膜形成，跟用于RFID(射频识别)的用硅片制成的膜厚度为50μm左右的IC(集成电路)相比，其厚度极薄。例如，当薄膜集成电路由作为激活元件的半导体膜，栅绝缘膜，栅电极以及层间绝缘膜，一个层的布线，保护膜等构成时，可以形成如1500-3000nm这样极薄的薄膜集成电路。其结果是，即使粘贴本发明的薄膜集成电路到卡或容器等商品上也不会损伤商品的设计性。
另外，本发明没有必要象用硅片制作集成电路那样实施造成裂缝以及研磨痕迹原因的背面研磨，并且，薄膜集成电路厚度的不均匀是由于在形成构成薄膜集成电路的各个膜时的膜厚度不均匀而导致，这个不均匀至多也不过几百nm左右，跟背面研磨处理导致的几-几十μm的不均匀相比，本发明可以特别抑制该不均匀性。
实施方案模式2本实施方案模式将说明薄膜集成电路的结构以及非接触式IC的原理。非接触式薄膜集成电路在容器的形状比如是曲面等时，作为能够以免接触的形式读取的智能标签被采用。
首先，图5是表示非接触式薄膜集成电路原理的框图。非接触式集成电路50包括CPU 51，存储器52，I/O端口53，以及协同处理器54。通过路径(path)55进行信息交换。而且，IC(集成电路)还包括RF(无线)接口56，非接触接口57。作为读取手段的读取器/写入器60包括非接触接口61和接口电路62，IC靠近读取器/写入器60后，各个非接触接口之间通过通信或电波进行信息传递、交换。接着，通过读取器/写入器的接口电路实现和主计算机的信息传递、交换。当然，主计算机拥有读取器/写入器的装置也无妨。
存储器使用PROM，EPROM或EEPROM。当使用PROM，EPROM时，除了在发行卡时以外不能写入，然而EEPROM却能够重写。这些存储器可以根据不同用途适当进行选择。
非接触式IC的特征在于其电力供应是通过被卷成环形状的天线的电磁感应作用(电磁感应方式)，相互感应作用(电磁耦合方式)或静电的感应作用(静电耦合方式)来完成。通过控制该天线的圈卷数量可以选择收信频率的高度。
图3是表示非接触式薄膜集成电路具体结构的俯视图。非接触式薄膜集成电路包括天线31，电流电路32，以及上述包含CPU 33和存储器34的集成电路部分35。天线通过电流电路和IC连接在一起。电流电路32比如可以是包括二极管和电容的结构，并具有将天线收到的交流频率转换为直流的功能。
下文将参照沿图3中的a-a’线切割的横截面图的图4A-4C具体说明智能标签制作方法。图4A-4C示出了如图6C那样在标签中间夹持薄膜集成电路的情况。
图4A表示一种结构，其中在第一标签40上中间夹粘合剂41提供有金属氧化物42、含硅的氧化膜43、包括含氮的绝缘膜的底层膜44、有杂质区域的半导体膜、中间夹栅绝缘膜的栅电极、覆盖栅电极的第一层间绝缘膜46、第二层绝缘膜47、和杂质区连接的布线、和布线在相同层的天线49、覆盖布线和天线的保护膜49、中间夹保护膜的第二标签50。另外，接触式薄膜集成电路可以是不设置天线的结构。
半导体膜，杂质区域，栅电极等可以使用众所周知的方法制作，比如底层膜是SiNO和SiON的叠层结构；布线是选自铝(Al)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、或硅(Si)中的金属膜的单层或叠层结构(例如Ti/Al-Si/Ti)；栅电极是选自钽(Ta)，钨(W)，钛(Ti)，钼(Mo)，铝(Al)，铜(Cu)中的元素的单层或叠层(比如W/TaN)结构，半导体膜是含硅或硅锗的材料，第一层间绝缘膜是含氮的绝缘膜(钝化膜)，第二层间绝缘膜用无机材料或有机材料形成即可。
保护膜使用有平整性的有机树脂膜以提高粘接性。而且，为了进一步防止杂质进入半导体膜，可以形成氮化硅(SiN)膜或氮氧化硅(SiNO或SiON)膜等含氮的绝缘膜，或者DLC，CN等含碳的绝缘膜，以及层叠这些膜而形成的绝缘膜。
也就是说，图4A所示结构的特征是天线和布线在同一个层形成。天线的制作条件可以适当地选择，例如，天线可以使用布线材料和布线同时进行蚀刻以形成预定形状，或者通过喷墨法或印刷法使用导电糊膏(具体是导电银糊)以形成，或者在第二层间绝缘膜中形成凹的部分并在其中注入天线材料，通过反复蚀刻形成图案以形成。
图4B和4A不同，表示将天线51和栅电极形成在同一个层的例子。也就是说，天线可以用栅材料和栅电极同时进行蚀刻以形成预定形状，或者通过喷墨法或印刷法使用导电糊膏(具体是导电银糊)以形成，或者在第一层间绝缘膜或栅绝缘膜中形成凹的部分并在其中注入天线材料以形成。注意，接触式IC可以是不设置天线的结构。
图4C示出了和图4A和图4B不同的，天线和IC部分分别形成的例子。将有CPU或存储器的IC转移到预定的位置上，并通过喷墨法或印刷法用导电糊膏(具体是导电银糊)形成天线52。然后形成覆盖导电糊膏的保护膜49。当然，使用和保护膜49不同的保护膜也无妨。这种情况时，可以适当地排列天线和集成电路。注意，接触式IC可以是不设置天线的结构。
另外，在图4中，当将薄膜集成电路转移到标签后用粘合剂固定在卡或容器等商品时，标签50就成为商品。当将薄膜集成电路直接转移到商品上时，标签40就成为商品。
而且，图10表示一种薄膜集成电路的结构例。当搭载薄膜集成电路到弯曲的面时，也就是当施加应力到薄膜集成电路使其变形时，该结构防止对薄膜晶体管等半导体元件的应力破坏。另外，图10A-10C是搭载在容器或卡等商品100的薄膜集成电路，表示为CPU 33和存储器34周边。另外，该集成电路适用于具有表示在图4A-4C中的任何一个结构的非接触式薄膜集成电路或接触式薄膜集成电路。
首先，如图10A所示，完成直到形成薄膜晶体管的第一层间绝缘膜的步骤。之后，在半导体膜上放置掩膜，在没有提供半导体膜的区域中执行蚀刻以清除第一层间绝缘膜，栅绝缘膜和底层膜，并形成开口(opening)部分。蚀刻可以采用能够获取预定的选择比率的方法，比如采用干式蚀刻。
其次，形成覆盖开口部分的第二层间绝缘膜47，该第二层间绝缘膜47包含比无机材料弹性高的聚酰亚胺等有机材料。这样，直到半导体膜的周围(边界，边缘)都成为被第二层间绝缘膜包围的状态。其结果，变形时的应力集中在包含有机材料的第二层间绝缘膜，因为主要是第二层间绝缘膜变形，所以落在薄膜晶体管的应力被减少。另外，当产生变形时，因为承受应力负担最多的地方(边缘，角落)不是半导体膜的边缘，而是底层膜的边缘，这样就可以抑制产生在半导体膜的边缘或界面的应力集中。
也就是说，本结构只要使承受应力负担最多的地方在半导体膜边缘以外的部分，并形成开口部分就可以，并不局限于底层膜的边缘。例如，提供层叠的第一及第二底层膜时，可以形成一直到第一底层膜的开口部分，以缓和对半导体膜的应力。象这样在每个薄膜晶体管中形成开口部分并分开，以提供多个分散应力的地方，所以弯曲面即使是急弯曲线，也就是曲率半径小时，也可以搭载薄膜集成电路而不会损伤半导体元件。
另外，布线用富有展性，延性的金属材料形成，最好其膜的厚度厚，以承受变形的应力。
注意，虽然图10A说明了开口部分形成在每个薄膜晶体管的例子，但是也可以在每个电路块，也就是每个CPU或存储器中形成开口部分并分开。分开每个电路块跟分开每个薄膜晶体管相比，前者开口部分的制作工艺容易，且薄膜晶体管之间不提供开口部分，因此相邻的薄膜晶体管之间的距离变小集成度得到提高。
接下来将描述分开每个电路块，循环层叠多个层间绝缘膜和布线的例子。例如，如图10B所示，在多个第二层间绝缘膜47(a)和47(b)之间层叠将源、漏电极和源线或漏线连接起来的布线。这种情况下，第二层间绝缘膜47(a)和47(b)最好使用有机材料，至少最上层的第二层间绝缘膜47(b)使用有机材料，且开口部分填充有机材料。当最上层的第二层间绝缘膜47(b)使用有机材料时，因可以在对薄膜晶体管实施加热处理结束后形成，所以该第二层间绝缘膜47(b)可以选用耐热性低的丙烯酸等，这样有机材料的选择范围就被扩大。
然后将说明具有分开每个电路块，层叠薄膜晶体管结构的薄膜集成电路。通过图1或图2所示的，在薄膜晶体管已形成的状态下进行剥离及转移的方法就可以制成叠层结构。由于本发明的薄膜集成电路的膜极薄，所以即使是叠层结构也无妨。
在例如图10C所示的叠层结构的薄膜集成电路的情形中，各个薄膜晶体管中的第二层间绝缘膜47全部都用弹性高的有机材料形成。在例如图10B所示的结构中，各个薄膜晶体管中的第二层间绝缘膜使用有机材料，并且将薄膜晶体管连接起来的布线层的层间绝缘膜也使用有机材料。
如图10所示那样形成开口部分，并在开口部分提供缓和应力的包含高弹性有机材料的第二层间绝缘膜。
根据上述步骤，本发明的非接触式薄膜集成电路可以被制成和读卡器/写入器之间的距离为～2m的远程型，～70cm的近程型，～10cm的接近型，几cm的密接型。另外如考虑制造现场的操作，优选接近型或密接型。
远程型的频率通常使用微波，近程型及接近型的频率使用13.56MHz，密接型的频率使用4.91MHz，然而提高频率缩短波长可以减少天线的圈卷数量。
另外，和接触式薄膜集成电路相比，非接触式薄膜集成电路不和读取器/写入器接触，以免接触的形式执行电源供应及信息通信，所以不破损，耐久性高，且没有因静电导致错误的担忧。而且，读取器/写入器自身的构造也不会变得复杂，只需将薄膜集成电路靠近读取器/写入器就可以完成读取，所以非接触式薄膜集成电路有操作简单的特点。
根据以上步骤形成的非接触式或接触式薄膜集成电路因其厚度极薄，所以即使搭载到卡或容器等商品上也不会对商品的设计性产生负面影响。而且，在非接触式薄膜集成电路的情形中，可以将天线和IC形成为一体，这样直接将非接触式薄膜集成电路转移到有曲面的商品上就变得容易。
实施方案模式3本实施方案模式中将说明读取搭载智能标签商品的信息的方法。注意，本实施方案模式将说明非接触式智能标签的情形。
将搭载有智能标签72的商品靠近如图7A所示的读取器/写入器的主体70上的感应部分71。接着在显示部分上显示出商品的原材料，原产地，每个生产(制造)工艺的检查结果以及流通过程的历史等，并且还显示有关商品的商品阐述等信息。当然不一定必须在读取器/写入器上提供显示器，显示器也可以单另提供。这样的读取器/写入器可以提供在陈列商品的货架上。
另外，如图7B所示，个人所有的便携信息终端，比如在移动电话主体80上搭载读取功能，将搭载有智能标签82的商品靠近提供在主体的一部分上的感应器81上，并在显示部分83显示信息。这样做同样可以显示商品的信息。当然不一定必须要在作为读取器/写入器的便携信息终端上提供显示器，显示器也可以另外提供。
另外，如图7C所示，将搭载有智能标签92的商品靠近个人所有的可便携读取器90上的感应器91，在显示部分93上显示信息。这样同样也可以显示关于商品的信息。当然不一定必须要在读取器/写入器提供显示器，显示器也可以另外提供。
本实施方案模式虽然说明了非接触式的读取器/写入器，但即使是接触式，只要在显示部分显示信息就可以。另外，也可以在搭载有非接触式或接触式薄膜集成电路的商品自身上提供显示部分，并显示信息。
象这样，跟通过RFID(射频识别)等提供的信息相比，通过薄膜集成电路，消费者可以自由获取关于商品的大量丰富的信息。当然，通过薄膜集成电路，可以迅速准确地进行商品管理。
实施方案模式4本实施方案模式将说明搭载智能标签的商品的管理方法及信息或商品的流程。注意，本实施方案模式将说明非接触式智能标签的情形。
如图8所示，由制造者在商品发货前或由销售者在陈列商品前给主计算机输入商品管理必要的信息。例如，将捆包有搭载着智能标签204的多个商品200的纸箱，利用如带式运输机那样的运输手段201，穿过读取器/写入器203，以向计算机输入关于商品的信息。这种情形中，读取器/写入器也可以直接连接到计算机上。当然，通过读取器/写入器的信息输入，可以不是以纸箱为单位，而是以一个一个的商品为单位。
存储在薄膜集成电路中的大量关于商品的信息可以立即输入给计算机202。并且计算机具备处理商品信息功能的软件。当然，也可以用硬件进行信息处理。其结果，跟传统的用条码一个一个地读取的操作相比，智能标签在信息处理上花费的时间，劳力以及失误减少，商品管理的负担也减轻。
另外，图9示出了生产(制造)者，销售者，以及消费者之间的信息或商品的流程。生产(制造)者向销售者或消费者提供搭载有薄膜集成电路的商品。销售者可以向生产(制造)者提供消费者的付款时的价格信息，卖出商品的个数，购买时间等销售信息。另一方面，消费者可以向生产(制造)者提供个人信息等购买信息。例如，通过搭载有薄膜集成电路的信用卡或个人的读取器等可以向销售者或生产(制造)者经网络提供购买信息。
另外，通过薄膜集成电路，销售者可以向消费者提供商品信息，并从消费者获得购买信息。这样的销售信息或购买信息是非常宝贵的信息，将会对今后的推销战略发挥作用。
作为提供各种信息的方式，有一个方法是销售者或消费者用读取器从薄膜集成电路读取的信息，通过计算机或网络，公开给生产(制造)者，销售者或消费者。
借助薄膜集成电路可以向需要者提供如以上所述那样的各种各样的信息。本发明的薄膜集成电路在商品交易或商品管理上也是有用的。
使用本发明的厚度极薄的薄膜集成电路，可以在短时间内简便地执行信息交换或信息管理。而且，可以向需要者提供各种各样的信息。并且，即使在将智能标签搭载到商品容器的情形中，也因其极薄的厚度而不会对商品的设计性产生负面影响。
另外，本发明没有必要象用硅片制作搭载到RFID(射频识别)的集成电路那样，实施造成裂缝以及研磨痕迹原因的背面研磨，并且，薄膜集成电路厚度的不均匀是由于在形成构成薄膜集成电路的各个膜时的膜厚度不均匀而导致，这个不均匀至多也不过几百nm左右，跟背面研磨处理导致的几-几十μm的不均匀相比，本发明可以特别抑制该不均匀性。
权利要求
1.一种薄膜集成电路器件，包括绝缘膜；在该绝缘膜的一个表面上提供的互相分开的多个半导体膜；包括该多个半导体膜的薄膜集成电路；以及在所述绝缘膜的另一个表面上提供的金属氧化物。
2.根据权利要求1的薄膜集成电路器件，其中所述金属氧化物包括WO2，WO3。
3.根据权利要求1的薄膜集成电路器件，其中所述金属氧化物是从W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中选出的元素，或是以所述金属为主要成分的合金，或是上述金属的化合物的氧化物。
4.根据权利要求1的薄膜集成电路器件，其中每一个所述多个半导体膜作为激活区域发挥作用。
5.根据权利要求1的薄膜集成电路器件，其中每一个所述多个半导体膜作为沟道区域发挥作用。
6.一种智能标签(smart label，又称IC标签)，包括绝缘膜；在该绝缘膜的一个表面上提供的互相分开的多个半导体膜；以该多个半导体膜作为激活区域的薄膜集成电路；以及将智能标签的一个表面附着到容器的装置。
7.根据权利要求6的智能标签，其中所述智能标签是非接触式。
8.根据权利要求6的智能标签，其中所述智能标签的另一个表面可以被印刷文字、字母、文本、记号或图形。
9.一种智能标签，包括非接触式薄膜集成电路，且该智能标签被粘贴在容器上，其中，所述薄膜集成电路包括在绝缘膜上提供的作为激活区域的互相分开的多个半导体膜；在该半导体膜上提供的栅电极；以及在和该栅电极相同的层中提供的天线。
10.根据权利要求9的智能标签，其中所述天线用和所述栅电极相同的材料形成。
11.根据权利要求9的智能标签，其中所述天线包括导电糊膏(conductive paste)。
12.一种智能标签，包括非接触式薄膜集成电路，且该智能标签被粘贴在容器上，其中，所述薄膜集成电路包括在绝缘膜上提供的作为激活区域的互相分开的多个半导体膜；和该半导体膜的杂质区连接的布线；以及在和该布线相同的层中提供的天线。
13.根据权利要求12的智能标签，其中所述天线包括和所述布线相同的材料。
14.根据权利要求12的智能标签，其中所述天线包括导电糊膏(conductive paste)。
15.一种容器，包括绝缘膜；在该绝缘膜的一个面上提供的互相分开的多个半导体膜；以及以该多个半导体膜作为其激活区域的薄膜集成电路，其中，该薄膜集成电路被粘接在所述容器上。
16.根据权利要求15的容器，其中所述薄膜集成电路被标签所覆盖。
17.根据权利要求16的容器，其中所述薄膜集成电路和所述标签之间夹有包括DLC(类金刚石碳)膜或CN(氮化碳)膜的保护膜。
18.根据权利要求15的容器，其中所述薄膜集成电路被夹在第一标签和第二标签之间，并且，所述第二标签用粘合剂被附着在所述薄膜集成电路上。
19.根据权利要求15的容器，其中在所述绝缘膜的另一个表面上提供金属氧化物，并且该金属氧化物被粘贴在所述容器上。
20.一种和非接触式薄膜集成电路粘合在一起的容器，其中，所述薄膜集成电路包括在绝缘膜的一个表面上作为激活区域提供的互相分开的多个半导体膜；提供在该多个半导体膜上的栅电极；以及在和所述栅电极相同层中提供的天线，并且其中，所述绝缘膜的另一个表面上包括金属氧化物。
21.根据权利要求20的容器，其中所述薄膜集成电路被标签所覆盖。
22.根据权利要求21的容器，其中所述薄膜集成电路和所述标签之间夹有包括DLC膜或CN膜的保护膜。
23.根据权利要求20的容器，其中所述薄膜集成电路被夹在第一标签和第二标签之间，并且，所述第二标签用粘合剂被附着在所述薄膜集成电路上。
24.一种和非接触式薄膜集成电路粘合在一起的容器，其中，所述薄膜集成电路包括作为激活区域的在绝缘膜的一个表面上提供的互相分开的多个半导体膜；在该多个半导体膜上提供布线；以及在和所述布线相同层中提供的天线，并且其中，所述绝缘膜的另一个表面上包括金属氧化物。
25.根据权利要求24的容器，其中所述薄膜集成电路被标签所覆盖。
26.根据权利要求25的容器，其中所述薄膜集成电路和所述标签之间夹有包括DLC膜或CN膜的保护膜。
27.根据权利要求24的容器，其中所述薄膜集成电路被夹在第一标签和第二标签之间，并且，所述第二标签用粘合剂被附着在所述薄膜集成电路上。
28.一种薄膜集成电路器件的制作方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属膜；在该金属膜上形成由层叠含有硅的氧化膜和含有氮的绝缘膜而形成的绝缘膜；在该绝缘膜上形成半导体膜；形成包括该半导体膜的薄膜集成电路；在所述半导体膜上用第一粘合剂粘合第二衬底；分离所述第一衬底；将所述金属膜和第三衬底用第二粘合剂粘合在一起；以及去除所述第一粘合剂，然后分离所述第二衬底，其中，在所述金属膜上形成金属氧化物，并在所述金属氧化物的层内，或所述金属膜和所述金属氧化物的分界处执行分离。
29.根据权利要求28的薄膜集成电路器件的制作方法，其中包括在所述薄膜集成电路器件中的天线是通过使用导电糊膏的印刷法而形成的。
30.根据权利要求28的薄膜集成电路器件的制作方法，其中用溅射法在所述金属膜上形成所述含有硅元素的氧化膜。
31.根据权利要求30的薄膜集成电路器件的制作方法，其中当在所述金属膜上形成所述含有硅元素的氧化膜时，所述金属氧化物是由于所述金属被氧化而形成。
32.根据权利要求28的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述金属氧化物的晶化借助加热而实现。
33.根据权利要求28的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述去除所述第一粘合剂的工艺和固化所述第二粘合剂的工艺通过同一工艺被执行。
34.根据权利要求28的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述金属膜是从W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中选出的元素，或是以上述金属为主要成分的合金，或是上述金属的化合物。
35.根据权利要求28的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述第一粘合剂是由包含紫外线剥离型树脂、热剥离型树脂、或水溶性树脂的粘合剂；或双面胶带而形成。
36.根据权利要求28的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述第二粘合剂是由包含紫外线固化型树脂、热固化型树脂、或水溶性树脂的粘合剂；或双面胶带而形成。
37.一种薄膜集成电路器件的制作方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属膜；在该金属膜上形成由层叠含有硅的氧化膜和含有氮的绝缘膜而形成的绝缘膜；在该绝缘膜上形成半导体膜；在该半导体膜上，在相同的一个层中形成栅电极和天线，以形成薄膜集成电路；在所述栅电极和天线上用第一粘合剂粘合第二衬底；分离所述第一衬底；将所述金属膜和第三衬底用第二粘合剂粘合在一起；以及去除所述第一粘合剂，然后分离所述第二衬底，其中，在所述金属膜上形成金属氧化物，并在所述金属氧化物的层内，或所述金属膜和所述金属氧化物的分界处执行分离。
38.根据权利要求37的薄膜集成电路器件的制作方法，其中用溅射法在所述金属膜上形成所述含有硅元素的氧化膜。
39.根据权利要求38的薄膜集成电路器件的制作方法，其中当在所述金属膜上形成所述含有硅元素的氧化膜时，所述金属氧化物是由于所述金属被氧化而形成。
40.根据权利要求37的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述金属氧化物的晶化借助加热而实现。
41.根据权利要求37的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述去除所述第一粘合剂的工艺和固化所述第二粘合剂的工艺通过同一工艺被执行。
42.根据权利要求37的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述金属膜是从W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中选出的元素，或是以上述金属为主要成分的合金，或是上述金属的化合物。
43.根据权利要求37的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述第一粘合剂是由包含紫外线剥离型树脂、热剥离型树脂、或水溶性树脂的粘合剂；或双面胶带而形成。
44.根据权利要求37的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述第二粘合剂是由包含紫外线固化型树脂、热固化型树脂、或水溶性树脂的粘合剂；或双面胶带而形成。
45.一种薄膜集成电路器件的制作方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属膜；在该金属膜上形成由层叠含有硅的氧化膜和含有氮的绝缘膜而形成的绝缘膜；在该绝缘膜上形成含有杂质区的半导体膜；在该半导体膜上，在相同的一个层中形成连接于所述杂质区的布线以及天线，以形成薄膜集成电路；在所述布线和天线上用第一粘合剂粘合第二衬底；分离所述第一衬底；将所述金属膜和第三衬底用第二粘合剂粘合在一起；以及去除所述第一粘合剂，然后分离所述第二衬底，其中，在所述金属膜上形成金属氧化物，并在所述金属氧化物的层内，或在所述金属膜和所述金属氧化物的分界处执行分离。
46.根据权利要求45的薄膜集成电路器件的制作方法，其中用溅射法在所述金属膜上形成所述含有硅元素的氧化膜。
47.根据权利要求46的薄膜集成电路器件的制作方法，其中当在所述金属膜上形成所述含有硅元素的氧化膜时，所述金属氧化物是由于所述金属被氧化而形成。
48.根据权利要求45的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述金属氧化物的晶化借助加热而实现。
49.根据权利要求45的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述去除所述第一粘合剂的工艺和固化所述第二粘合剂的工艺通过同一工艺被执行。
50.根据权利要求45的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述金属膜是从W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中选出的元素，或是以上述金属为主要成分的合金，或是上述金属的化合物。
51.根据权利要求45的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述第一粘合剂是由包含紫外线剥离型树脂、热剥离型树脂、或水溶性树脂的粘合剂；或双面胶带而形成。
52.根据权利要求45的薄膜集成电路器件的制作方法，其中所述第二粘合剂是由包含紫外线固化型树脂、热固化型树脂、或水溶性树脂的粘合剂；或双面胶带而形成。
53.一种粘贴有薄膜集成电路的容器的制作方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属膜；在该金属膜上形成由层叠含有硅的氧化膜和含有氮的绝缘膜而形成的绝缘膜；在该绝缘膜上形成半导体膜；在该半导体膜上用第一粘合剂粘合第二衬底；分离第一衬底；将所述金属膜和容器用第二粘合剂粘合在一起；以及去除所述第一粘合剂，然后分离第二衬底，其中，在所述金属膜上形成金属氧化物，并在所述金属氧化物的层内，或所述金属膜和所述金属氧化物的分界处执行分离。
54.一种粘贴有薄膜集成电路的容器的制作方法，它包括以下步骤在第一衬底上形成金属膜；在该金属膜上形成由层叠含有硅的氧化膜和含有氮的绝缘膜而形成的绝缘膜；在该绝缘膜上形成半导体膜；在该半导体膜上用第一粘合剂粘合第二衬底；分离所述第一衬底；将所述金属膜和容器用第二粘合剂粘合在一起；去除所述第一粘合剂，然后分离所述第二衬底；以及形成覆盖所述容器的保护膜，其中，在所述金属膜上形成金属氧化物，并在所述金属氧化物的层内，或所述金属膜和所述金属氧化物的分界处执行分离。
55.根据权利要求54的容器的制作方法，其中所述保护膜包含DLC。
56.一种包括容器的商品的管理方法，所述容器和提供于绝缘膜的其中一个表面上的半导体膜的薄膜集成电路以及提供于所述绝缘膜的另一个表面上的金属氧化物粘合在一起，所述管理方法包括以下步骤将所述商品靠近读取器件；向消费者或销售者提供从该读取器件获得的信息。
57.根据权利要求56的商品的管理方法，其中所述信息显示在和所述读取器件连接的显示部分。
58.根据权利要求56的商品的管理方法，其中所述读取器件安装在个人数位助理中。
59.一种包括容器的商品的管理方法，所述容器和提供于绝缘膜的其中一个表面上的半导体膜的薄膜集成电路以及提供于所述绝缘膜的另一个表面上的金属氧化物粘合在一起，所述管理方法包括以下步骤将所述商品靠近读取器件；向消费者或销售者通过网络提供从该读取器件获得的信息。
60.根据权利要求59的商品的管理方法，其中所述读取器件安装在个人数位助理中。
全文摘要
用硅片制成的集成电路由于其厚度厚，如果搭载到容纳商品的容器自身上，势必使容器的表面出现凸凹不平，这样就会给商品的设计性带来负面影响。本发明的目的是提供一种厚度极薄的薄膜集成电路，以及具备该薄膜集成电路的薄膜集成电路器件。本发明的薄膜集成电路有一个特征是它和常规的用硅片形成的集成电路不同，具有作为激活区(比如如果是薄膜晶体管，则指沟道形成区域)的半导体膜。由于本发明的薄膜集成电路厚度极其薄，所以即使搭载到卡或容器等商品，也不会损伤商品的设计性。
文档编号H01L29/66GK1525393SQ20041000702
公开日2004年9月1日 申请日期2004年2月24日 优先权日2003年2月24日
发明者荒井康行, 石川明, 高山彻, 丸山纯矢, 后藤裕吾, 大野由美子, 馆村祐子, 吾, 子, 矢, 美子 申请人:株式会社半导体能源研究所