半導体装置及び半導体装置を用いた無線タグ
【課題】Ｒ／Ｗの搬送波の電力が大きい無線通信システムの構築が想定される無線タグには、過剰な電力を受信する環境に無線タグが存在する場合に、内部で過剰な電力を生成しないようにする、過電圧保護回路が設けられているものがあるが、過電圧保護回路の動作によって雑音が生じ、変調度の小さい信号においては受信エラーの原因となっていた。
【解決手段】搬送波、又は振幅変調波を受信し、生成電圧が過電圧保護回路の動作開始電圧近傍にある場合においても、一度過電圧保護回路が動作を開始した後、生成電圧の最大値を記憶回路において保持しておき、前記保持された電圧にしたがって過電圧保護回路を制御する。過電圧保護回路が動作を開始する電圧と、過電圧保護回路が動作を停止する電圧が異ならせ、過電圧保護回路が動作を開始するタイミングと、過電圧保護回路が動作を停止するタイミングにヒステリシスを持たせる。
【解決手段】搬送波、又は振幅変調波を受信し、生成電圧が過電圧保護回路の動作開始電圧近傍にある場合においても、一度過電圧保護回路が動作を開始した後、生成電圧の最大値を記憶回路において保持しておき、前記保持された電圧にしたがって過電圧保護回路を制御する。過電圧保護回路が動作を開始する電圧と、過電圧保護回路が動作を停止する電圧が異ならせ、過電圧保護回路が動作を開始するタイミングと、過電圧保護回路が動作を停止するタイミングにヒステリシスを持たせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を用いてデータの送受信を行う無線タグに関する。特に無線通信に於いて大電力を受信した場合に、無線通信回路の破壊、又は回路を構成する素子の劣化、破壊を防止する過電圧保護回路の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用した個体識別技術（以下、無線通信システムと表記する）が注目を集めている。特に、無線通信によりデータの送受信を行うデータキャリアとして、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を利用した無線タグ（以下、カード型、チップ型等の形状を問わず、総称して無線タグと表記する）による個体識別技術が注目を集めている。無線タグは、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、電子タグとも呼ばれる。
【０００３】
無線タグを用いた個体識別技術は、製造、流通の分野において、従来のバーコード管理に代わり、多数多量の物品の管理等に役立てられ始めており、個人認証への応用も進められている。
【０００４】
ここで言う無線通信システムとは、リーダ／ライタ（以下、Ｒ／Ｗと表記する）等の送受信機（質問器とも言う）と、無線タグとの間のデータの送受信を無線にて行う通信システムである。このような無線通信においては、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波に、送受信すべきデータを重畳してやりとりを行う。
【０００５】
また、無線タグにはＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は搬送波に変調波を重畳して生成された振幅変調波から、無線タグ内部で駆動用の直流電圧を生成することによって、無線タグ内部の回路の駆動電力を賄うものがあり、このような無線タグは内部にバッテリーを持たない。これは一般にパッシブ型と呼ばれている。一方、無線タグの動作に必要な電力を、無線タグ自身に内蔵されたバッテリーから賄うものは、対してアクティブ型と呼ばれている。
【０００６】
パッシブ型の無線タグは、バッテリーを持たないことから小型軽量化が可能であるという利点を有するが、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波を受信することで駆動電力を生成するため、搬送波の受信が十分でないと、回路動作に必要な電力を生成できない。
【０００７】
このような無線通信システムを用いてアプリケーションが構築される場合に求められる要素の一つに、最大通信距離が長いことや、特定の領域に多数の無線タグが存在する場合、その全てを認識できる、といったことがある。
【０００８】
両者とも、Ｒ／Ｗの搬送波の電力を大きくすることで実現を図る場合が多い。従って、Ｒ／Ｗのごく近傍に無線タグが存在する場合や、Ｒ／Ｗ近傍にある無線タグの個数が少ない場合においては、無線タグにおいてかなりの大電力が受信されることになる。
【０００９】
無線タグにおいて過剰な電力が供給された場合、内部生成される直流電圧も過剰なものとなるため、無線タグの内部回路に高電圧が印加されることで、内部の素子が破壊される恐れがある。そのため、Ｒ／Ｗの搬送波の電力が大きい無線通信システムの構築が想定される無線タグには、過剰な電力を受信する環境に無線タグが存在する場合に、内部で過剰な電力を生成しないようにする、過電圧保護回路が設けられているものがある。このような無線タグが、以下の特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１８００７３号公報
【特許文献２】特開２００７−１８３７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述の過電圧保護回路は、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波を受信して、無線タグ内部で直流電圧を生成する際、生成されて生ずる電源電圧が過剰なものとならないよう、生成される電源電圧が所望の値に達したところで、それ以上の電源電圧が生成されないように動作する。このような動作の例としては、過剰に生成される電力を逃がすパスが形成されるようにする方法や、アンテナが搬送波を受信しにくくする等の方法が挙げられる。
【００１２】
しかしながら、特に１３．５６ＭＨｚ帯の周波数帯を用いる無線通信システムにおいては、搬送波に変調波を重畳する際に、振幅の大きい領域と小さい領域の差が１０％程度の変調度を有する振幅変調波を用いて信号の送受信が行われる場合がある。このように変調度が小さい振幅変調波の送受信においては、アンテナ周辺の雑音が信号の送受信精度に大きく影響するが、過電圧保護回路が動作するしきい値に近い受信電力の領域では、過電圧保護回路が動作する、停止する、といった動作を繰り返し、結果として信号に雑音が混入してしまう。これらは過電圧保護回路が、無線タグが送受信する信号に合わせて電圧の抑制量を変化させ、アンテナ端子の信号を打ち消してしまうために起こる現象である。このような雑音は、Ｒ／Ｗと無線タグとの通信エラーの要因となる。
【００１３】
本発明の一態様は、受信される電力の強度が過剰になった場合に、内部の回路に過電圧が印加されることを良好に防止し、かつその動作が送受信される信号に雑音として影響しない構成を有する過電圧保護回路を提供することを課題の一つとする。また、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波の電力が大きい無線通信システムにおいて、前述の過電圧保護回路を有し、最大通信距離を縮めることなく、無線タグが大電力を受信する近距離でも内部回路の劣化、破壊を防止し、近傍から最大通信距離までの全領域において、Ｒ／Ｗと無線タグ間で正常かつ安定した無線通信を行うことのできる無線タグを提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の課題を解決するために、本発明の一態様においては以下のような手段を講じた。
【００１５】
本発明の半導体装置の一態様は、外部から供給される電力の大きさを検知し、検知した電力に応じた電位を出力する電圧検出回路と、前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、前記記憶回路に保持された電位に応じて、前記電力の受信部のインピーダンスを変化させる保護回路とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の半導体装置の一態様は、外部から供給される電力の大きさを検知し、検知した電力に応じた電位を出力する電圧検出回路と、前記電圧検出回路から出力される電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、前記記憶回路に保持された電位に応じて、前記電力の受信部のインピーダンスを変化させ、前記電力の過剰分を消費あるいは反射させる保護回路とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、前述の前記記憶回路は、リセット端子を有し、前記リセット端子にリセット信号が入力されると、前記記憶回路は、保持した電位をリセットすることを特徴とする。
【００１８】
本発明の半導体装置の一態様と、外部と無線で通信を行う無線通信回路と、前記外部から供給される電力を基に直流電圧を生成する電源回路と、前記生成された直流電圧によって駆動され、データの処理を行う論理回路とを用いて、無線タグを提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様が有する過電圧保護回路は、搬送波、又は振幅変調波を受信し、生成電圧が過電圧保護回路の動作開始電圧近傍にある場合においても、一度過電圧保護回路が動作を開始した後、生成電圧の最大値を記憶回路において保持しておき、前記保持された電圧にしたがって過電圧保護回路が制御される。従って、過電圧保護回路が動作を開始する電圧と、過電圧保護回路が動作を停止する電圧が異なるため、過電圧保護回路が動作を開始するタイミングと、過電圧保護回路が動作を停止するタイミングにヒステリシスを持たせることができる。
【００２０】
この機能により、過電圧保護回路の動作は、搬送波、又は振幅変調波の受信電力のわずかな振れに対して過敏に反応せず、安定するため、変調信号や復調信号が雑音の影響を受けにくくなる。よって、大電力を出力するＲ／Ｗを用いた無線通信システムにおいて、過電圧生成から無線タグ内部の回路を良好に保護し、かつ振幅変調波の変調による電力変動によらず安定して正常な無線通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一態様に係る半導体装置の構成を示す図。
【図２】電源回路の動作及び搬送波に信号を重畳する変調について説明する図。
【図３】本発明の一態様に係る過電圧保護回路の一実施形態を示す図。
【図４】従来の過電圧保護回路の一例を示す図。
【図５】本発明の一態様に係る過電圧保護回路を用いた無線タグと、従来の過電圧保護回路を用いた無線タグにおける、入力電流に対するアンテナでの信号変調度の変化を比較する図。
【図６】本発明の一態様に係る過電圧保護回路が有する電圧検出回路の動作を説明する図。
【図７】従来の過電圧保護回路を用いた無線タグにおける、入力電力と応答率の関係を示す図。
【図８】本発明の一態様に係る過電圧保護回路を用いた無線タグにおける、入力電力と応答率の関係を示す図。
【図９】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１０】本発明の一態様に係る半導体装置の適用例を示す図。
【図１１】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１２】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１３】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１４】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて詳細に説明する。ただし、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適用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、同一部分又は同様な機能を有する部分には、異なる図面において同一の符号を共通して用い、繰り返しの説明を省略することがある。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一態様にかかる無線タグのブロック図を示しており、無線タグ１００は、受信されたデータに基づいて、応答信号を生成するなどといった機能的処理を行う論理回路１０１と、Ｒ／Ｗと信号の送受信を行うアンテナ回路１０２と、アンテナ回路１０２において受信された振幅変調波を復調し、パルス信号を取り出す復調回路１０３と、論理回路１０１から出力される応答信号を変調し、Ｒ／Ｗに送信する信号へと変換する変調回路１０４と、アンテナ回路１０２において受信された搬送波、又は振幅変調波から直流電圧を生成するための電源回路１０５と、内部回路に過電圧が印加されるのを防止するための、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路１０６とを有する。アンテナ回路１０２と、復調回路１０３と、変調回路１０４とが、無線通信回路に相当し、無線通信回路を用いることで無線タグ１００の外部にあるＲ／Ｗと、無線で通信を行うことができる。
【００２５】
アンテナ回路１０２は、アンテナ１１１及び共振容量１１２を有する。アンテナ１１１については、その形状や巻き数によって、Ｒ／Ｗからの搬送波の受信能力が異なるが、特にここでは限定しない。共振容量１１２は、アンテナ１１１との組み合わせによって、アンテナ回路１０２の共振周波数を、Ｒ／Ｗからの搬送波の周波数に最適化するために設けられる容量である。
【００２６】
電源回路１０５は、アンテナ回路１０２で受信した搬送波、又は振幅変調波を整流し、直流電圧であるエンベローブ電圧Ｖｅｎｖを生成するための整流回路１１３と、Ｖｅｎｖが所望の電圧を大きく上回らないように調整し、一定の電圧Ｖｄｄに調整する定電圧回路１１４とを有する。
【００２７】
過電圧保護回路１０６は、電源回路１０５から出力され、論理回路１０１、復調回路１０３、変調回路１０４等の内部回路に供給される電圧を監視する電圧検出回路１１５と、電圧検出回路１１５にて検出された電圧の最大値を記憶する記憶回路１１６と、記憶回路１１６において記憶された電圧に従って動作する保護回路１１７とを有する。
【００２８】
無線タグ１００の各部の動作について、図２を用いて説明する。アンテナ回路１０２において、Ｒ／Ｗからの搬送波、又は振幅変調波を受信すると、整流回路１１３が交流の搬送波、又は振幅変調波を整流して直流電圧Ｖｅｎｖ２０１を生成する。続いて、定電圧回路１１４はＶｅｎｖ２０１に基づいたレギュレート電圧Ｖｄｄ２０２を出力する。図２（Ａ）に示すように、Ｖｅｎｖ２０１が低いとき、すなわち受信電力の小さい領域（２０３）では、定電圧回路１１４はほぼＶｅｎｖ＝Ｖｄｄとなるように出力するが、アンテナ回路１０２における受信電力の上昇に伴ってＶｅｎｖ２０１が上昇し、ある電圧に達して以降の領域（２０４）は、Ｖｅｎｖ２０１がそれ以上上昇したとしても一定のレギュレート電圧Ｖｄｄ２０２を出力する。
【００２９】
一方、復調回路１０３においては、振幅変調波２１１を復調して、搬送波に重畳されている信号を取り出し、論理回路１０１へと入力する（図２（Ｂ）参照）。
【００３０】
図２（Ｂ）に示すように、振幅変調波２１１は、搬送波の振幅に変調を加えることで信号を重畳している。このような振幅変調波２１１を復調回路１０３に入力し、振幅に変調が加えられた領域と加えられていない領域との違いによって、パルス信号２１２を取り出し、論理回路１０１に入力する。
【００３１】
論理回路１０１においては、パルス信号２１２に従って応答信号が生成され、変調回路１０４へと入力される。変調回路１０４においては、Ｒ／Ｗから出力されている搬送波を、応答信号に従って変調することで、Ｒ／Ｗに応答信号を返信する。
【００３２】
次に、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路の構成、及び動作について説明する。図３は、本発明を実施する過電圧保護回路１０６の回路構成の一例を示したものである。
【００３３】
整流回路１１３は、容量３０１、トランジスタ３０２、トランジスタ３０３、及び容量３０４を有している。図３に示した整流回路１１３の例では、容量３０１と、トランジスタ３０２とで構成されるクランプ回路を有する、半波倍圧整流回路となっている。
【００３４】
電圧検出回路１１５は、抵抗３０６、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０、トランジスタ３１１、トランジスタ３１２を有している。
【００３５】
記憶回路１１６は、トランジスタ３１４、トランジスタ３１５、容量３１６を有している。
【００３６】
保護回路１１７は、容量３１７、及びトランジスタ３１８を有している。
【００３７】
以下、図３に示した過電圧保護回路の詳細な動作について説明する。なお、トランジスタにおいてはＮチャネル型、Ｐチャネル型を双方用いており、各トランジスタのオン、オフを論ずる際には、しきい値電圧を上回る、下回る、と記載するが、特に断りの無い限りは、しきい値電圧を上回るとは、ゲートとソース間の電圧の絶対値が、しきい値電圧の絶対値を上回ることを意味し、しきい値電圧を下回るとは、ゲートとソース間の電圧の絶対値が、しきい値電圧の絶対値を下回ることを意味する。以下、これに従ってＮチャネル型トランジスタ、Ｐチャネル型トランジスタとも同様の記載にて説明する。
【００３８】
アンテナ回路１０２が搬送波を受信することで共振状態となり、容量３０１の一方の電極に振幅を与える。容量３０１の他方の電極には、一方の電極の電位に対し、ダイオード接続されたトランジスタ３０２のソースとドレイン間に生ずる電圧分だけオフセットされた電位が現れる。さらにダイオード接続されたトランジスタ３０３によって半波整流され、直流電圧Ｖｅｎｖを生成する。容量３０４は平滑容量であり、生成された直流電圧Ｖｅｎｖの保持、及びノイズの平滑化を行う。ここで、抵抗３０５はプルダウン抵抗であり、整流回路１１３での直流電圧の生成が行われないとき、整流回路１１３の出力をＶｓｓ側にプルダウンする。
【００３９】
生成された直流電圧Ｖｅｎｖは、電圧検出回路１１５にて監視される。具体的には、Ｖｅｎｖ−Ｖｓｓ間に設けられた抵抗３０６と、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０との間で分圧される電位を取り出す。Ｖｅｎｖが低いときには、ダイオード接続されたトランジスタ３０７〜トランジスタ３１０の各々においては、ゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を下回っているためにオフしており、従ってトランジスタ３１１のゲートの電位は、Ｖｅｎｖにほぼ等しくなり、トランジスタ３１１はオフする。Ｖｅｎｖが上昇すると、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０の各々において、ゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回り、オンする。トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０の各々におけるソースとドレイン間のインピーダンス変化に従って、トランジスタ３１１のゲートの電位は、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０と抵抗３０６との間で分圧された電位となる。さらにＶｅｎｖが上昇すると、トランジスタ３１１においてゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回り、オンする。
【００４０】
また、トランジスタ３１２のゲートにはバイアス電位が印加されており、トランジスタ３１１がオンしているときには、定電流源として動作している。トランジスタ３１１のソースとドレイン間のインピーダンス変化に従って、トランジスタ３１１のドレインの電位は、トランジスタ３１２のソースとドレイン間の電圧との分圧によって決定される。
【００４１】
電圧検出回路１１５からの出力電位は、抵抗３１３を介して記憶回路１１６に入力される。なお、抵抗３１３は、記憶回路１１６に入力される信号のノイズ低減等のために設けているものであり、特に設けなくても動作原理は変わらない。
【００４２】
Ｖｅｎｖが低いとき、トランジスタ３１１はオフしており、記憶回路１１６にはＶｓｓに近い電位が入力される。Ｖｅｎｖが前述のとおり大きく上昇すると、トランジスタ３１１がオンして、トランジスタ３１１及びトランジスタ３１２で分圧される電位が上昇し、記憶回路１１６に入力される。容量３１６の一方の電極は、Ｖｓｓ側に接続されており、他方の電極は、電圧検出回路１１５の状態によってＶｓｓに近い電位、又はトランジスタ３１１及びトランジスタ３１２で分圧される電位となって保持される。
【００４３】
容量３１６の他方の電極の電位が上昇すると、保護回路１１７においてトランジスタ３１８のゲートの電位が上昇し、ゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回るとオンする。このとき、アンテナ回路１０２の一方の端子は、容量３１７、トランジスタ３１８を介してＶｓｓ側に接続されるため、容量３１７とトランジスタ３１８のインピーダンスによって、共振周波数が変化する。
【００４４】
このときの、電圧検出回路１１５及び保護回路１１７における、トランジスタ３１１のゲート電位、トランジスタ３１８のゲート電位と、Ｖｅｎｖ変化との関係を、それぞれ図６（Ａ）（Ｂ）に模式的に示す。
【００４５】
図６（Ａ）において、６０１は受信電力に対するＶｅｎｖの変化を示しており、６０２はトランジスタ３１１のゲート電位の変化を示している。６０３で示される電位差が、トランジスタ３１１のゲートとソース間の電圧に該当する。
【００４６】
入力電力が小さい領域６０４においては、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０がオフしているため、トランジスタ３１１のゲートの電位はほぼＶｅｎｖに等しくなっており、トランジスタ３１１はオフしている。入力電力が大きい領域６０５に入ると、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０がオンし、６０３のような電位差が生じ始める。したがってトランジスタ３１１がオンする。
【００４７】
図６（Ｂ）において、６０６はトランジスタ３１１のドレイン電位の変化を示している。６０７で示される電位差が、トランジスタ３１１のソースとドレイン間の電圧に該当する。
【００４８】
入力電力が小さい領域６０４においては、トランジスタ３１１がオフしているため、トランジスタ３１１のドレイン電位はほぼＶｓｓに等しくなっており、ダイオード接続されたトランジスタ３１４はオフしている。入力電力が次第に大きくなり、領域６０９に入ると、トランジスタ３１１がオンし、トランジスタ３１１のドレイン電位が上昇を始める。トランジスタ３１４において、ゲートとソース間の電圧が上昇を始め、しきい値電圧を上回ると、トランジスタ３１４がオンして、トランジスタ３１８のゲート電位が上昇を始める。このとき、６０８で示される電位差が、トランジスタ３１８のゲートとソース間の電圧に該当する。トランジスタ３１８のゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回り、トランジスタ３１８がオンすると、トランジスタ３１８のソースとドレイン間のインピーダンスが変化して、電流が流れやすくなる。６０９の領域では、トランジスタ３１８は飽和領域で動作しているため、ゲートとソース間の電圧の変化に従ってインピーダンスは大きく変化する。従って、トランジスタ３１８の消費電流が大きくなり、アンテナ回路１０２における共振周波数の変化も大きい。さらに入力電力が大きくなり、領域６１０に入ると、トランジスタ３１８のゲートとソース間の電圧が拡大し、トランジスタ３１８は線形領域での動作に入る。この領域では、トランジスタ３１８は完全にオンし、保護回路１１７が完全に機能した状態となる。
【００４９】
以上の動作により、過剰な電圧生成が生じた場合、すなわちＶｅｎｖが過剰に上昇した場合には、保護回路１１７が動作して、過剰な電力を消費する、または、アンテナの共振周波数を変化させることで反射係数を大きくし、意図的にリターンロスを生じさせることで、整流回路１１３が生成する電圧を低下させる。
【００５０】
ここで、記憶回路１１６においては、容量３１６の他方の電極の電位、すなわちダイオード接続されたトランジスタ３１４を介して、トランジスタ３１８のゲート電位がひとたび上昇すると、ダイオード接続されたトランジスタ３１４によって逆方向への電流が阻害されるため、Ｖｅｎｖが多少下降して、電圧検出回路１１５から出力される電位が下降しても、ピーク時の電位を保持している。
【００５１】
これにより、Ｒ／Ｗの振幅変調などに起因する、Ｖｅｎｖの微小な電位の上昇、下降によって、トランジスタ３１８が過敏にオン、オフを繰り返すことが無いため、保護回路１１７は安定する。
【００５２】
やがて通信を終了するとき、トランジスタ３１５のゲートにリセット信号が入力されてトランジスタ３１５がオンすると、ダイオード接続されたトランジスタ３１４及び容量３１６で保持されていた電荷はトランジスタ３１５を介して放電され、トランジスタ３１８のゲート電位は下降する。これにより、保護回路１１７は動作を停止する。
【００５３】
なお、トランジスタ３１５の制御に関しては、他の構成であっても構わない。例えば、通信を終了してＲ／Ｗの搬送波が停止した場合、又は無線タグがＲ／Ｗとの通信を終了して、応答範囲から外れた場合などには、電源回路での直流電圧の生成が停止するため、Ｖｅｎｖが大きく下降する。このＶｅｎｖの電位をリセット信号の代わりにトランジスタ３１５のゲートに入力すると、前述の通信終了後の動作によってＶｅｎｖが下降し、トランジスタ３１５がオンすることで、容量３１６にて保持されていた電位がリセットされ、保護回路１１７の動作が停止する。
【００５４】
以上の動作によって、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路は、過電圧保護回路の動作開始電圧と、動作停止電圧とにヒステリシスを持たせることによって、動作開始電圧近傍での動作／非動作の無意味な切り替わりを抑制し、安定して動作させることができる。
【００５５】
過電圧保護回路が安定して動作することにより、アンテナへのノイズの影響を最小限に抑えることができるため、通信の安定性向上、最大通信距離の向上に大きく寄与する。
【００５６】
なお、本発明は、詳細な回路の構成において図３の構成に限定されるものではなく、トランジスタの極性、電源電位の大小関係によって適宜構成が異なっていても良い。例えば電圧検出回路１１５において、ＶｅｎｖとＶｓｓの分圧に用いるトランジスタ３０７〜トランジスタ３１０はＮチャネル型トランジスタ、トランジスタ３１１はＰチャネル型トランジスタ、保護回路１１７で用いているトランジスタ３１８はＮチャネル型トランジスタとしているが、トランジスタの極性及び接続関係を逆にしたとしても同様の機能を有する回路構成は容易であるので、当然ながら本発明に含まれるものである。なおその場合は、トランジスタ３１５が接続される電源電位等も変更することになるが、本発明の機能としては同じである。
【００５７】
（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を得るための一作製方法を説明する。
【００５８】
まず、基板１２０１の一表面に剥離層１２０２を形成し、続けて下地となる絶縁膜１２０３および半導体膜１２０４（例えば非晶質珪素を含む膜）を形成する（図１２（Ａ）参照）。剥離層１２０２、絶縁膜１２０３および半導体膜１２０４は、連続して形成することができる。連続して形成することにより、大気に曝されないため不純物の混入を防ぐことができる。
【００５９】
基板１２０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板、ステンレス基板、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。このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、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。従って、回路部を大きく形成した場合であっても、シリコン基板を用いる場合と比較して低コスト化を実現することができる。
【００６０】
なお、本工程では、剥離層１２０２を基板１２０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板１２０１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剥離層１２０２を選択的に設けてもよい。また、基板１２０１に接するように剥離層１２０２を形成しているが、必要に応じて、基板１２０１に接するように酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜等の絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に接するように剥離層１２０２を形成してもよい。
【００６１】
ここで、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、また、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質をいう。例えば、酸化窒化珪素とは、酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれる物質とすることができる。また、窒化酸化珪素とは、酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上３０原子％以下の範囲で含まれる物質とすることができる。但し、上記組成の範囲は、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）や、水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合のものである。また、構成元素の含有比率は、その合計が１００原子％を超えない値をとる。
【００６２】
剥離層１２０２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、前記元素を主成分とする合金材料、前記元素を主成分とする化合物材料からなる膜を単層構造又は積層構造で形成する。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、酸素雰囲気化またはＮ２Ｏ雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気化またはＮ２Ｏ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。また、金属膜を形成した後に、オゾン水等の酸化力の強い溶液で表面を処理することにより、金属膜表面に当該金属膜の酸化物又は酸化窒化物を設けることができる。
【００６３】
絶縁膜１２０３は、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、単層構造又は積層構造で形成する。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１２０３は、基板１２０１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。
【００６４】
半導体膜１２０４は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５ｎｍ以上２００ｎｍ以下程度、好ましくは５０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度、具体的には６６ｎｍの厚さで形成する。半導体膜１２０４としては、例えば、非晶質珪素膜を形成すればよい。
【００６５】
次に、半導体膜１２０４にレーザ光を照射して結晶化を行う。なお、レーザ光の照射と、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とを組み合わせた方法等により半導体膜１２０４の結晶化を行ってもよい。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、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成し、これらを覆うようにゲート絶縁膜１２０５を形成する（図１２（Ｂ）参照）。
【００６６】
半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂの作製工程の一例を以下に簡単に説明する。まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、非晶質半導体膜（例えば、非晶質珪素膜）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、結晶化の程度に基づき、必要に応じて、レーザ発振器からレーザ光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いることよって半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成する。なお、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化を行わずに、レーザ光の照射だけで非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
【００６７】
また、半導体膜に対し、連続発振レーザ光又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザ光を照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成することができる。このような結晶化の場合、そのレーザ光の走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを配置するとよい。
【００６８】
次に、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを覆うゲート絶縁膜１２０５を形成する。ゲート絶縁膜１２０５は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む膜を、単層構造又は積層構造で形成する。具体的には、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜を、単層構造又は積層構造で形成する。
【００６９】
また、ゲート絶縁膜１２０５は、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂに対しプラズマ処理を行い、表面を酸化又は窒化することで形成しても良い。例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと、酸素、酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスを導入したプラズマ処理で形成する。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波を用いて行うと、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。この高密度プラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜の表面を酸化又は窒化することができる。
【００７０】
このような高密度プラズマを用いた処理により、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下程度、代表的には５ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度の絶縁膜が半導体膜に形成される。この場合の反応は、固相反応であるため、当該絶縁膜と半導体膜との界面準位密度をきわめて低くすることができる。このような、プラズマ処理は、半導体膜（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化（又は窒化）するため、形成される絶縁膜の膜厚のばらつきをきわめて小さくすることができる。加えて、結晶性シリコンの結晶粒界でも酸化が進行するということがないため、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で半導体膜の表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、均一性が良く、界面準位密度が低い絶縁膜を形成することができる。
【００７１】
ゲート絶縁膜１２０５は、プラズマ処理によって形成される絶縁膜のみを用いても良いし、それに加えてプラズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁膜を堆積し、積層させても良い。いずれにしても、プラズマ処理により形成した絶縁膜をゲート絶縁膜の一部又は全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを小さくすることができ、好ましい。
【００７２】
また、半導体膜に対し、連続発振レーザ光又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザ光を照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成する場合は、上記プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を組み合わせることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。
【００７３】
次に、ゲート絶縁膜１２０５上に、導電膜を形成する。ここでは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度の厚さの導電膜を単層で形成する。用いる材料としては、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（Ｎｂ）等から選択された元素を含む材料、これらの元素を主成分とする合金材料、又はこれらの元素を主成分とする化合物材料を用いることができる。リン等の不純物元素を添加した多結晶珪素に代表される半導体材料を用いても良い。導電膜を積層構造で形成する場合には、例えば、窒化タンタル膜とタングステン膜の積層構造、窒化タングステン膜とタングステン膜の積層構造、窒化モリブデン膜とモリブデン膜の積層構造を用いることができる。例えば、窒化タンタル３０ｎｍと、タングステン１５０ｎｍとの積層構造を用いることができる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、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、導電膜を３層以上の積層構造としても良く、例えば、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ことができる。
【００７４】
次に、上記の導電膜上に、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配線を形成するためのエッチング処理を行って、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂの上方にゲート電極１２０７を形成する。
【００７５】
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、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂに、イオンドープ法またはイオン注入法により、ｎ型又はｐ型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。本実施の形態においては、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂに、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。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、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）などを用いることができる。また、ｐ型を付与する不純物元素としては、１３族に属する元素を用いれば良く、硼素（Ｂ）などを用いることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては簡単のため、ｎ型ＴＦＴについてのみ示しているが、本発明はこれに限定して解釈されない。ｐ型ＴＦＴのみを用いる構成としても良い。また、ｎ型ＴＦＴとｐ型ＴＦＴを併せて形成しても良い。ｎ型ＴＦＴとｐ型ＴＦＴを併せて形成する場合、後にｐ型ＴＦＴとなる半導体層を覆うマスクを形成してｎ型を付与する不純物元素を添加し、後にｎ型ＴＦＴとなる半導体層を覆うマスクを形成してｐ型を付与する不純物元素を添加することで、ｎ型を付与する不純物元素とｐ型を付与する不純物元素を選択的に添加することができる。
【００７７】
次に、ゲート絶縁膜１２０５とゲート電極１２０７を覆うように、絶縁膜を形成する。これら絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により、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。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、ゲート電極１２０７の側面に接する絶縁膜１２０８（サイドウォールともよばれる）を形成する。絶縁膜１２０８は、後にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）領域を形成する際の不純物元素を添加するためのマスクとして用いる。
【００７８】
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、ゲート電極１２０７および絶縁膜１２０８をマスクとして用いて、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂにｎ型を付与する不純物元素を添加する。これにより、チャネル形成領域１２０６ａ、第１の不純物領域１２０６ｂ、第２の不純物領域１２０６ｃが形成される（図１２（Ｃ）参照）。第１の不純物領域１２０６ｂは薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域として機能し、第２の不純物領域１２０６ｃはＬＤＤ領域として機能する。第２の不純物領域１２０６ｃが含む不純物元素の濃度は、第１の不純物領域１２０６ｂが含む不純物元素の濃度よりも低い。
【００７９】
続いて、ゲート電極１２０７、絶縁膜１２０８等を覆うように、絶縁膜を単層構造又は積層構造で形成する。本実施の形態では、絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０、絶縁膜１２１１を３層構造とする場合を例示する。これら絶縁膜はＣＶＤ法により形成することができ、絶縁膜１２０９は酸化窒化珪素膜５０ｎｍ、絶縁膜１２１０は窒化酸化珪素膜２００ｎｍ、絶縁膜１２１１は酸化窒化珪素膜４００ｎｍとして形成することができる。これら絶縁膜の表面は、その膜厚にもよるが、下層に設けられた層の表面形状に沿って形成される。すなわち、絶縁膜１２０９は膜厚が薄いため、その表面はゲート電極１２０７の表面形状に大きく沿っている。膜厚が厚くなるにつれ表面形状は平坦に近づくため、３層構造のうち膜厚が最も厚い絶縁膜１２１１の表面形状は平坦に近い。しかしながら、有機材料とは異なるため、平坦な表面形状とは異なっている。すなわち、表面形状を平坦にしたいのであれば、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等を用いればよい。またこれら絶縁膜の作製方法は、ＣＶＤ法以外に、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を採用することができる。
【００８０】
そして、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０、絶縁膜１２１１等をエッチングして、第１の不純物領域１２０６ｂに達するコンタクトホールを形成した後、薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜１２３１ａ、及び接続配線として機能する導電膜１２３１ｂを形成する。導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、コンタクトホールを充填するように導電膜を形成し、当該導電膜を選択的にエッチングすることで形成することができる。なお、導電膜を形成する前に、コンタクトホールにおいて露出した半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂの表面にシリサイドを形成して、抵抗を低くしてもよい。導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、低抵抗材料を用いて形成すると信号遅延を生じることがなく、好ましい。低抵抗材料は耐熱性が低い場合も多くあるため、低抵抗材料の上下には耐熱性の高い材料を設けるとよい。例えば、低抵抗材料としてアルミニウムを３００ｎｍ形成し、アルミニウムの上下にチタンを１００ｎｍずつ設ける構成がよい。また導電膜１２３１ｂは、接続配線として機能しているが、導電膜１２３１ａと同じ積層構造で形成することで、接続配線の低抵抗化と耐熱性の向上を図ることができる。導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、その他の導電性材料、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された元素を含む材料、これらの元素を主成分とする合金材料、これらの元素を主成分とする化合物材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。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てニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分として、ニッケルと、炭素又は珪素の一方あるいは両方を含む合金材料に相当する。また導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。
【００８１】
以上により、薄膜トランジスタ１２３０ａ、薄膜トランジスタ１２３０ｂを含む素子層１２４９が得られる（図１３（Ａ）参照）。
【００８２】
なお、絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０、絶縁膜１２１１を形成する前、または絶縁膜１２０９を形成した後、又は絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０を形成した後に、半導体膜１２０４の結晶性の回復や半導体膜１２０４に添加された不純物元素の活性化、半導体膜１２０４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、熱アニール法、レーザーアニール法、ＲＴＡ法などを適用するとよい。
【００８３】
次に、導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂを覆うように、絶縁膜１２１２、絶縁膜１２１３を形成する（図１３（Ｂ）参照）。絶縁膜１２１２には１００ｎｍの膜厚を有する窒化珪素膜を用い、絶縁膜１２１３には１５００ｎｍの膜厚を有するポリイミドを用いる場合を例示する。絶縁膜１２１３の表面形状は平坦性が高いと好ましい。そのため、有機材料であるポリイミドの特徴に加えて、厚膜化する構成、例えば７５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の膜厚（具体的には１５００ｎｍ）によっても、絶縁膜１２１３の平面形状の平坦性を高めている。当該絶縁膜１２１２、絶縁膜１２１３に対しては、開口部を形成する。本実施の形態では、導電膜１２３１ｂが露出する開口部１２１４を形成する場合を例示する。このような開口部１２１４において（詳しくは点線で囲まれた領域１２１５において）、絶縁膜１２１２の端部は、絶縁膜１２１３で覆われている。上層の絶縁膜１２１３で下層の絶縁膜１２１２の端部を覆うことで、その後開口部１２１４に形成される配線の段切れを防止することができる。本実施の形態では、絶縁膜１２１３が有機材料であるポリイミドを用いているため、開口部１２１４において、絶縁膜１２１３はなだらかなテーパを有することができ、効率的に段切れを防止することができる。このような段切れ防止効果を得ることのできる絶縁膜１２１３の材料は、ポリイミド以外に、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等が挙げられる。また絶縁膜１２１２には、窒化珪素膜の代わりに、酸化窒化珪素膜や窒化酸化珪素膜を用いてもよい。また絶縁膜１２１２、絶縁膜１２１３の作製方法は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法またはスクリーン印刷法等を用いることができる。
【００８４】
次に、絶縁膜１２１３上に導電膜１２１７を形成し、当該導電膜１２１７上に絶縁膜１２１８を形成する（図１３（Ｃ）参照）。導電膜１２１７は、導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂと同じ材料で形成することができ、例えばチタン１００ｎｍ、アルミニウム２００ｎｍ、チタン１００ｎｍの積層構造を採用することができる。導電膜１２１７は、開口部１２１４で導電膜１２３１ｂと接続するため、チタン同士が接触することでコンタクト抵抗を抑えることができる。また導電膜１２１７は、薄膜トランジスタと、アンテナ（おって形成される）との間の信号に基づく電流が流れるため、配線抵抗が低い方が好ましい。そのため、アルミニウム等の低抵抗材料を用いるとよい。また導電膜１２１７は、その他の導電性材料、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された元素を含む材料、これらの元素を主成分とする合金材料、これらの元素を主成分とする化合物材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。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てニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分として、ニッケルと、炭素又は珪素の一方あるいは両方を含む合金材料に相当する。また導電膜１２１７は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。絶縁膜１２１８は、その表面形状に平坦性を要求されるため、有機材料で形成するとよく、２０００ｎｍのポリイミドを用いる場合を例示する。絶縁膜１２１８は、１５００ｎｍの膜厚で形成された絶縁膜１２１３の開口部１２１４、及び開口部１２１４に形成された導電膜１２１７の表面の凹凸を平坦にする必要があり、絶縁膜１２１３の膜厚よりも厚い２０００ｎｍの膜厚で形成されている。そのため、絶縁膜１２１８は絶縁膜１２１３の１．１倍〜２倍以上、好ましくは１．２〜１．５倍の膜厚を有するとよく、絶縁膜１２１３が７５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の膜厚を有するのであれば、９００ｎｍ以上４５００ｎｍ以下の膜厚とすると好ましい。絶縁膜１２１８には、膜厚を考慮しつつ、さらに平坦性の高い材料を用いるとよい。平坦性の高い材料として絶縁膜１２１８に用いられる材料は、ポリイミド以外に、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等が挙げられる。絶縁膜１２１８上にアンテナを形成する場合、このように絶縁膜１２１８の表面形状の平坦性を考慮する必要がある。
【００８５】
また、絶縁膜１２１８は、回路部におけるアンテナの外側（図示せず）で、絶縁膜１２１３の端部を覆うと好ましい。絶縁膜１２１３を覆う際、絶縁膜１２１８は、絶縁膜１２１３の膜厚と、絶縁膜１２１８の膜厚との合計より、外側から２倍以上の長さでマージンをもって覆うとよい。本実施の形態では、絶縁膜１２１３は１５００ｎｍ、絶縁膜１２１８は２０００ｎｍで形成したため、絶縁膜１２１３の端から距離ｄ＝７０００ｎｍの外側から、絶縁膜１２１８は絶縁膜１２１３の端部を覆う。このような構成によって、プロセスのマージンを確保することができ、また水分や酸素の侵入を防止することも期待できる。
【００８６】
次に、絶縁膜１２１８上にアンテナ１２２０を形成する（図１４参照）。そして、アンテナ１２２０と導電膜１２１７とを開口部を介して電気的に接続させる。開口部はアンテナ１２２０の下方に設け、集積化を図る。なおアンテナ１２２０は、導電膜１２３１ａに直接接続させてもよいが、本実施の形態のように導電膜１２１７を設けることにより、アンテナ１２２０との接続のための開口部の形成にマージンを持たせることができ、高集積化を図ることができ好ましい。そのため、導電膜１２１７の上にさらなる導電膜を設けて、アンテナ１２２０を接続してもよい。すなわちアンテナ１２２０は、薄膜トランジスタを構成する導電膜１２３１ａと電気的に接続されればよく、複数の導電膜を介した接続構造によって高集積化を図ることができる。このような導電膜１２１７をはじめとする複数の導電膜は、膜厚が厚くなると半導体装置にも厚みが出てしまうため、薄い方が好ましい。そのため、導電膜１２３１ａと比較すると、導電膜１２１７等はその膜厚を薄くすることが好ましい。
【００８７】
アンテナ１２２０は、第１の導電膜１２２１、第２の導電膜１２２２の積層構造を採用することができ、本実施の形態ではチタン１００ｎｍ、アルミニウム５０００ｎｍの積層構造の場合を例示する。チタンは、アンテナの耐湿性を高めることができ、絶縁膜１２１８とアンテナ１２２０との密着性を高めることもできる。さらにチタンは、導電膜１２１７との接触抵抗を低くすることができる。これは導電膜１２１７の最上層には、チタンが形成されているため、アンテナのチタンと同一材料同士が接触していることによる。このようなチタンはドライエッチングを用いて形成されるため、端部が切り立った状態となることが多い。アルミニウムは低抵抗材料であるため、アンテナに好適である。アルミニウムを厚膜化していることにより、抵抗をより低くすることができる。アンテナの抵抗が低くなることで、通信距離を伸ばすことができ、好ましい。このようなアルミニウムはウェットエッチングを用いて形成されるため、端部における側面にテーパが付くことが多い。本実施の形態におけるテーパは、アルミニウム側に凸部が形成された、つまり内側に凹んだ形で形成されている。また、アルミニウムをウェットエッチングする際、チタンの端部より、アルミニウムの端部が内側となる（領域１２４２）。例えば、アルミニウムの端部は、アルミニウムの膜厚の１／６〜１／２程度の範囲で内側（距離Ｌ分内側）に設けるとよく、本実施の形態ではチタン端部から距離Ｌ＝０．８μｍ以上２μｍ以下の範囲で内側となるようにするとよい。チタン端部がアルミニウム端部より突出していることで、その後に形成される絶縁膜の段切れを防止することができ、アンテナの耐性を高めることができる。
【００８８】
アンテナはチタンやアルミニウム以外に、銀、銅、金、白金、ニッケル、パラジウム、タンタル、モリブデン等の金属元素を含む材料、当該金属元素を含む合金材料、当該金属元素を含む化合物材料を導電性材料として用いることができ、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて形成することができる。また本実施の形態では、積層構造を例示したが、上述したいずれの材料の単層構造で形成してもよい。
【００８９】
アンテナ１２２０を覆って、絶縁膜１２２３を形成する。本実施の形態では、絶縁膜１２２３を２００ｎｍの窒化珪素膜で形成する。絶縁膜１２２３により、アンテナの耐湿性をより高めることができ、好ましい。絶縁膜１２２３はチタン端部がアルミニウム端部より突出しているため、段切れすることなく形成できる。このような絶縁膜１２２３は窒化珪素膜以外に、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、その他の無機材料から形成することができる。
【００９０】
このようにして絶縁基板を用いて形成された半導体集積回路を完成することができる。
【００９１】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００９２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、半導体装置を、より信頼性を高く、かつ歩留まり良く作製する方法について、図９を用いて説明する。本実施の形態では、半導体装置の一例としてＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）に関して説明する。
【００９３】
作製基板９００上に剥離層９０１を介して、トランジスタ９０２、トランジスタ９０３、容量９０４、絶縁層９０５が設けられ、半導体集積回路９１０が形成されている（図９（Ａ）参照）。
【００９４】
トランジスタ９０２、トランジスタ９０３は薄膜トランジスタであり、それぞれソース領域又はドレイン領域、低濃度不純物領域、チャネル形成領域、ゲート絶縁層、ゲート電極、ソース電極又はドレイン電極を有する。ソース領域又はドレイン領域は、ソース電極又はドレイン電極として機能する配線と接し、電気的に接続されている。
【００９５】
トランジスタ９０２はＮチャネル型トランジスタであり、ソース領域又はドレイン領域、及び低濃度不純物領域には、Ｎ型を付与する不純物元素（例えばリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等）を含む。トランジスタ９０３はＰチャネル型トランジスタであり、ソース領域又はドレイン領域、及び低濃度不純物領域には、Ｐ型を付与する不純物元素（例えばボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等）を含む。
【００９６】
容量９０４は、トランジスタ９０２、トランジスタ９０３と同様の工程で形成され、一方の電極は半導体層、他方の電極はゲート電極で形成されている。このとき、容量値を効率よく確保するため、ゲート電極層を形成する前に、容量９０４を形成する半導体層に不純物元素を添加しておいても良い。この工程によると、ゲート電極層の下層の領域に配置された半導体層にも不純物元素が添加されるため、効率よく容量として機能することができる。
【００９７】
次に、絶縁層９０５上に、導電膜でなるアンテナ９１１を形成し、アンテナ９１１上に保護膜９１２を形成する。アンテナ９１１は、半導体集積回路と電気的に接続される。図９（Ａ）では、容量９０４の一方の電極と電気的に接続されている。
【００９８】
続いて、保護膜９１２上に、絶縁体９２０を形成する。絶縁体９２０としては、例えば繊維体９２１に有機樹脂９２２を含浸させた構造体を用いても良い。
【００９９】
保護膜９１２と絶縁体９２０を接着した後、剥離層９０１を界面として、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２を基板９００より分離する。よって半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２は、絶縁体９２０側に設けられる（図９（Ｂ）参照）。
【０１００】
保護膜９１２と絶縁体９２０の接着については、特に図示しないが接着剤を用いても良いし、圧着、もしくは加熱圧着によって接着しても良い。
【０１０１】
その後、半導体集積回路９１０が、剥離層９０１を介して露出している剥離面の側に絶縁体９３０を接着し、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２を、絶縁体９２０及び絶縁体９３０に挟持する（図９（Ｃ）参照）。
【０１０２】
絶縁体９３０も、絶縁体９２０と同様、例えば繊維体９３１に有機樹脂９３２を含浸させた構造体を用いても良い。
【０１０３】
特に図示していないが、絶縁体９２０及び絶縁体９３０は、平面方向に多数配列するように複数の半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、保護膜９１２が形成された構造体を挟持しており、個々に分断することによって、それぞれ半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２が絶縁体９２０及び絶縁体９３０に挟持された構造を有する半導体集積回路チップを作製する。分断の手段としては物理的に分断することができれば特に限定しないが、好ましい一例として、本実施の形態では分断線に沿ってレーザ光を照射することによって分断する。
【０１０４】
レーザ光を照射して分断することによって、半導体集積回路チップの分断面９４１、９４２において、絶縁体９２０及び絶縁体９３０が溶融し、互いに融着することで、個々の半導体集積回路チップは、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２を絶縁体９２０及び絶縁体９３０によって全面を封止する構造となる。
【０１０５】
ここでは特に図示しないが、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２の全面をより良好に覆うために、絶縁体９２０及び絶縁体９３０の外側又は内側に、さらに絶縁体を設けても良い。
【０１０６】
このように形成することにより、半導体集積回路を挟持して絶縁体を設けているため、作製工程においても、外部ストレスや応力による半導体集積回路の破損や特性不良などの悪影響を防止することができる。よって信頼性を高く、かつ歩留まり良く半導体装置を作製することができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態で作製した半導体装置は、可撓性を有する絶縁体を用いることで、可撓性を有する半導体装置とすることができる。
【０１０８】
トランジスタ９０２、トランジスタ９０３、及び容量９０４が有する半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファス、以下「ＡＳ」ともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶（セミアモルファス若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
【０１０９】
微結晶半導体膜は、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安定状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低周波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体膜が得られる。
【０１１０】
この微結晶半導体膜は、周波数が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ法、または周波数が１ＧＨｚ以上のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置により形成することができる。代表的には、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などの水素化珪素を水素で希釈して形成することができる。また、水素化珪素及び水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して微結晶半導体膜を形成することができる。これらのときの水素化珪素に対して水素の流量比を５倍以上２００倍以下、好ましくは５０倍以上１５０倍以下、更に好ましくは１００倍とする。
【０１１１】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコン（多結晶シリコン）などがあげられる。ポリシリコンには、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【０１１２】
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほかＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用いることができる。また酸化物半導体である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化マグネシウム亜鉛、酸化ガリウム、インジウム酸化物、及び上記酸化物半導体の複数より構成される酸化物半導体などを用いることができる。例えば、酸化亜鉛とインジウム酸化物と酸化ガリウムとから構成される酸化物半導体なども用いることができる。なお、酸化亜鉛を半導体層に用いる場合、ゲート絶縁層をＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、それらの積層などを用いると良く、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層としては、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｔｉなどを用いると良い。また、ＺｎＯにＩｎやＧａなどを添加することもできる。
【０１１３】
半導体層に、結晶性半導体層を用いる場合、その結晶性半導体層の作製方法は、種々の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質珪素膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質珪素膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレーザ光を照射すると非晶質珪素膜が破壊されてしまうからである。
【０１１４】
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
【０１１５】
また、非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導体層を形成する結晶化工程で、非晶質半導体層に結晶化を促進する元素（触媒元素、金属元素とも示す）を添加し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）により結晶化を行っても良い。結晶化を助長（促進）する元素としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、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）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれた一種又は複数種類を用いることができる。
【０１１６】
結晶化を助長する元素を結晶性半導体層から除去、又は軽減するため、結晶性半導体層に接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不純物元素としては、Ｎ型を付与する不純物元素、Ｐ型を付与する不純物元素や希ガス元素などを用いることができ、例えばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）から選ばれた一種または複数種を用いることができる。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、希ガス元素を含む半導体層を形成し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）を行う。結晶性半導体層中に含まれる結晶化を促進する元素は、希ガス元素を含む半導体層中に移動し、結晶性半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減される。その後、ゲッタリングシンクとなった希ガス元素を含む半導体層を除去する。
【０１１７】
非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせても良く、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【０１１８】
また、結晶性半導体層を、直接基板にプラズマ法により形成しても良い。また、プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成しても良い。
【０１１９】
ゲート絶縁層は酸化珪素、若しくは酸化珪素と窒化珪素の積層構造で形成すれば良い。ゲート絶縁層は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法により絶縁膜を堆積することで形成しても良いし、プラズマ処理による固相酸化若しくは固相窒化で形成すると良い。単結晶半導体層を、プラズマ処理により酸化又は窒化することにより形成するゲート絶縁層は、緻密で絶縁耐圧が高く信頼性に優れているためである。例えば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）をＡｒで１〜３倍（流量比）に希釈して、１０〜３０Ｐａの圧力にて３〜５ｋＷのマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）電力を印加して半導体層の表面を酸化若しくは窒化させる。この処理により１ｎｍ〜１０ｎｍ（好ましくは２ｎｍ〜６ｎｍ）の絶縁膜を形成する。さらに亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）とシラン（ＳｉＨ４）を導入し、１０〜３０Ｐａの圧力にて３〜５ｋＷのマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）電力を印加して気相成長法により酸化窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁層を形成する。固相反応と気相成長法による反応を組み合わせることにより界面準位密度が低く絶縁耐圧の優れたゲート絶縁層を形成することができる。
【０１２０】
また、ゲート絶縁層として、二酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、二酸化チタン、五酸化タンタルなどの高誘電率材料を用いても良い。ゲート絶縁層に高誘電率材料を用いることにより、ゲートリーク電流を低減することができる。
【０１２１】
ゲート電極層は、ＣＶＤ法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて形成することができる。ゲート電極層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すれば良い。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いても良い。また、単層構造でも複数層の構造でも良く、例えば、窒化タングステン膜とモリブデン膜との２層構造としても良いし、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としても良い。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いても良いし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いても良いし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いても良い。
【０１２２】
ゲート電極層に可視光に対して透光性を有する透光性の材料を用いることもできる。透光性の導電材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛等を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープしたもの、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物なども用いても良い。
【０１２３】
ゲート電極層を形成するのにエッチングにより加工が必要な場合、マスクを形成し、ドライエッチングまたはドライエッチングにより加工すれば良い。ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、電極層をテーパ形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。
【０１２４】
本実施の形態では、トランジスタの構造としてはシングルゲート構造を説明したが、ダブルゲート構造などのマルチゲート構造でも良い。この場合、半導体層の上方、下方にゲート電極層を設ける構造でも良く、半導体層の片側（上方又は下方）にのみ複数ゲート電極層を設ける構造でも良い。
【０１２５】
また、トランジスタのソース領域及びドレイン領域にシリサイドを設ける構造としても良い。シリサイドは半導体層のソース領域及びドレイン領域上に導電膜を形成し、加熱処理、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等により、露出されたソース領域及びドレイン領域の半導体層中の珪素と導電膜とを反応させて形成する。レーザ照射やランプによる光照射によってシリサイドを形成しても良い。シリサイドを形成する導電膜の材料としては、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、Ｈａ（ハフニウム）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、ネオジム（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いることができる。
【０１２６】
ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、印刷法、電解メッキ法等により、所定の場所に選択的に配線層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。配線層の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体又はその合金、若しくはその窒化物を用いて形成すれば良い。また透光性の材料も用いることができる。
【０１２７】
また、透光性の導電性材料であれば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープしたもの、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。
【０１２８】
本発明の一態様にかかる半導体装置は、半導体素子として電界効果トランジスタはもちろん、半導体層を用いる記憶素子なども適用することができ、多用途に渡って要求される機能を満たす半導体装置を作製し、提供することができる。
【０１２９】
（実施の形態４）
無線タグを始めとした半導体装置は、微小な半導体素子を多数用いて形成した半導体集積回路を有するため、外部からの静電気放電（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：ＥＳＤ）による回路の誤動作や半導体素子の損傷を生じやすい。特に無線タグ等のように、表面積の大きい導電体を有するアンテナ等は、静電気放電が生ずる可能性が高い。本実施の形態においては、そのような静電気放電から半導体集積回路を保護する構成の一例について述べる。
【０１３０】
図１１（Ａ）〜（Ｄ）に構成例を示す。本実施の形態においては、導電性材料を有する遮蔽体を半導体集積回路の近傍に設けることにより、半導体集積回路を保護している。
【０１３１】
図１１（Ａ）は、遮蔽体１１０１を半導体集積回路チップの外側全体を覆うように形成した例を示している。遮蔽体１１０１は、アンテナにおいてＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波の受信を極力妨げない程度の膜厚で形成すれば良い。
【０１３２】
なお、図１１（Ａ）では、遮蔽体１１０１は半導体集積回路チップの上面、下面、側面を覆うように形成されているが、形成の方法としては、上面及び側面の一部に遮蔽体を形成した後、半導体集積回路を裏返して下面及び側面の一部に遮蔽体を形成し、全面を覆うように形成すれば良い。
【０１３３】
図１１（Ｂ）は、遮蔽体１１０２は絶縁体の内側に設けられ、半導体集積回路の全面を覆うように形成した例である。このように半導体集積回路の全面を覆うように遮蔽体１１０２を形成するには、半導体集積回路を絶縁体で挟持、接着する前に、個々の半導体集積回路チップに分断し、遮蔽体１１０２を形成する必要があるが、特にこの形態に限定するものではない。例えば、半導体集積回路チップを絶縁体で挟持、接着する前に、半導体集積回路の上面、下面に遮蔽体を形成しておき、絶縁体で挟持、接着した後、レーザ光を照射して分断すると、分断面において遮蔽体が溶融し、半導体集積回路の側面を上下から溶着して覆うように形成しても良い。
【０１３４】
図１１（Ｃ）は、遮蔽体１１０３は絶縁体の内側に設けられ、半導体集積回路の片面のみに形成した例である。本例では、遮蔽体１１０３はアンテナ側に形成されているが、剥離面側に形成しても良い。
【０１３５】
遮蔽体を半導体集積回路の片面のみに形成することにより、遮蔽体がアンテナにおいてＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波の受信を妨げず、良好な通信精度を確保することができる。
【０１３６】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）においては、遮蔽体は導電性の材料を用いて、膜状に形成した例を示したが、図１１（Ｄ）に示すように、遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇのように島状に形成しても良い。遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇの各々は、導電性材料で形成されているために導電性を有するが、半導体集積回路上に点在して形成されており、互いに導通していないため、導電性材料を用いていながら、全体としては絶縁体に等しい膜とすることができる。このような構成で遮蔽体を形成すると、島状の遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇの各々は導電性材料を用いて形成されるため、静電気放電に対して良好に半導体集積回路を保護し、かつ全体としては導電膜としての形状を成していないため、遮蔽体がアンテナにおいてＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波の受信を妨げず、良好な通信精度を確保することができる。
【０１３７】
遮蔽体１１０１を形成する材料としては、導電体又は半導体が好ましく、例えば金属膜、金属酸化物膜、半導体膜、又は金属窒化物膜等が挙げられる。具体的な材料としては、チタン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、タンタル、カドミウム、亜鉛、鉄、シリコン、ゲルマニウム、ジルコニウム、バリウムから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料、化合物材料、窒化物材料、酸化物材料等を用いることができる。
【０１３８】
窒化物材料としては、窒化タンタル、窒化チタンなどを用いることができる。
【０１３９】
酸化物材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛等を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウム（Ｇａ）を含む酸化亜鉛、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ））なども用いても良い。
【０１４０】
また、半導体に不純物元素などを添加して導電性を付与した半導体膜などを用いることができる。例えばリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜などを用いることができる。
【０１４１】
さらに、遮蔽体として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を用いても良い。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及び又はその誘導体、ポリピロール及び又はその誘導体、ポリチオフェン及び又はその誘導体、これらの２種以上の共重合体などが挙げられる。
【０１４２】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロ−ル）、ポリ（３−ブチルピロ−ル）、ポリ（３−オクチルピロ−ル）、ポリ（３−デシルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジメチルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジブチルピロ−ル）、ポリ（３−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メトキシピロ−ル）、ポリ（３−エトキシピロ−ル）、ポリ（３−オクトキシピロ−ル）、ポリ（３−カルボキシルピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロ−ル）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１４３】
導電性高分子を含む遮蔽体には、有機樹脂やドーパント（ハロゲン類、ルイス酸、無機酸、有機酸、遷移金属ハロゲン化物、有機シアノ化合物、非イオン性界面活性剤等）を含ませても良い。
【０１４４】
遮蔽体は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法などの各種乾式法、塗布法、印刷法、液滴吐出法（インクジェット法）などの各種湿式法により形成することができる。
【０１４５】
（実施の形態５）
本発明の一態様にかかる半導体装置により無線タグ（以下、無線チップ、無線プロセッサ、無線メモリともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。本発明の一態様にかかる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設けて使用することができる。これらの例に関して図１０を用いて説明する。
【０１４６】
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、約束手形等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００１を設けることができる（図１０（Ａ）参照）。証書類とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００２を設けることができる（図１０（Ｂ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００３を設けることができる（図１０（Ｃ）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。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し、プロセッサ回路を有するチップ１００４を設けることができる（図１０（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００５を設けることができる（図１０（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００６を設けることができる（図１０（Ｆ）参照）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００７を設けることができる（図１０（Ｇ）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。
【０１４７】
このような半導体装置の設け方としては、物品の表面に貼る、或いは物品に埋め込んで設ける。例えば、本の場合は紙に埋め込めばよく、有機樹脂からなるパッケージであれば有機樹脂に埋め込めばよい。
【０１４８】
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、電子機器等に半導体装置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。また乗物類に半導体装置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ーを備えた半導体装置を埋め込む又は取り付けることによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。
【０１４９】
なお、本実施の形態は、本明細書に記載されている他の実施形態、及び実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０１５０】
本実施例においては、実施の形態１にて図３に示した本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグと、従来の過電圧保護回路を有する無線タグの動作について、高周波回路シミュレーションによって比較検証を行った結果について述べる。
【０１５１】
図４は、比較に用いた従来の無線タグのアンテナ回路、整流回路、電圧検出回路、及び過電圧保護回路の構成を示したものである。図３に示した本発明の一態様にかかる構成と比較すると、電圧検出回路１１５の出力を直接用いて保護回路１１７の有するトランジスタ３１８のゲートを制御している点が異なる。
【０１５２】
図３、図４のそれぞれに示した回路のアンテナ部より、Ｒ／Ｗからの搬送波に相当する電力を投入し、アンテナ回路１０２に入力される電力強度に応じて、アンテナ回路１０２における信号の変調度の変化を比較した。
【０１５３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に計算結果を示す。図５（Ａ）において、ＶｐｐＭａｘとは、アンテナ回路１０２における信号の最大振幅、ＶｐｐＭｉｎとは、アンテナ回路１０２における信号の最小振幅であり、（変調度）＝（ＶｐｐＭａｘ−ＶｐｐＭｉｎ）／（ＶｐｐＭａｘ＋ＶｐｐＭｉｎ）で定義される。
【０１５４】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における、本発明の一態様にかかる構成と従来の構成の、Ｒ／Ｗ入力電力に対する変調度の変化をグラフに示したものである。シミュレーション条件として、Ｒ／Ｗ入力電力に相当するパラメータであるＲ／Ｗ入力電流を２０ｍＡ〜６００ｍＡまで変化させた。入力電流に対する入力電力（ｄＢｍ）の関係については、図５においては直接的に変換を行っていないが、Ｒ／Ｗ・アンテナ間の結合係数等の設定に従って、入力電流の増加に対し、Ｒ／Ｗからの入力電力は増加するものである。過電圧保護回路が動作を開始するときのＲ／Ｗ入力電流は、２００ｍＡである。プロット５０１は、従来の構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度を示し、プロット５０２は、Ｒ／Ｗから２０％の変調度を有する信号を入力したときの、本発明の一態様にかかる構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度を示している。
【０１５５】
Ｒ／Ｗからの入力電力が比較的低い領域、すなわち、Ｖｅｎｖが過電圧保護回路動作開始電圧以下となるような領域では、アンテナの信号変調度は両者とも１０％〜１７．４％程度を示している。やがてＲ／Ｗからの入力電力が高い領域、すなわち、Ｖｅｎｖが過電圧保護回路動作開始電圧以上となるような領域では、過電圧保護回路の動作によってアンテナの共振点が変化する。その境界を、図５（Ｂ）中、破線５００で示している。
【０１５６】
破線５００を越えた領域では、プロット５０１で示される、従来の構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度は、５％程度まで大きく低下している。これは、信号の振幅の最大値と最小値の差が小さくなり、Ｒ／Ｗ側での信号の読み取りが困難になることを示す。一方、プロット５０２で示される、本発明の一態様にかかる構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度は、１０％から下がることなく、安定して１０〜１５％程度の変調度を保っている。入力電流６００ｍＡの領域において変調度が大きくなるのは、Ｒ／Ｗからの入力電力が大きくなり、過電圧保護回路および定電圧回路の制御範囲を越えて電圧が上がってしまうためである。
【０１５７】
以上の結果においてわかるとおり、本発明の一態様にかかる構成を有する過電圧保護回路は、動作開始のタイミングと、動作停止のタイミングにヒステリシス性を持たせることで、動作開始電圧近傍での挙動を安定化し、アンテナにおける変調動作への影響を最小限に抑える効果が得られることが確認できた。
【実施例２】
【０１５８】
本実施例においては、１３．５６ＭＨｚ帯の、ＩＳＯ１５６９３準拠無線タグの試作チップを用いて、図３に示した本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグと、図４に示した従来の過電圧保護回路を有する無線タグにおいて、入力電力の変化に伴って過電圧保護回路が動作した際の実際のチップ応答を調査し、比較を行ったので、概要および結果について示す。
【０１５９】
試作チップの概要について簡単に述べる。試作チップは、ＩＳＯ１５６９３に準拠した、１３．５６ＭＨｚ帯に対応した無線タグであり、その主な構成は図１に示したとおりである。主要部分を共通とし、過電圧保護回路の構成において、図３に示した本発明の一態様にかかる構成を有するものと、図４に示した従来の構成を有するものとの間で比較を行った。なお、実際の試作チップにおいては、図４に示した従来の構成を有する過電圧保護回路において、トランジスタ３１１のドレインと、トランジスタ３１８のゲートとの間の経路に、ノイズ対策としてローパスフィルタを付加したものを作製している。
【０１６０】
実験の概要について述べる。前述の２種類のサンプルを用い、Ｒ／Ｗからの入力電力を変化させた場合の各プロトコルの応答率を調査した。プロトコルについては、ＩＳＯ１５６９３の規格に定められた方式に従い、Ｒ／Ｗからタグへの搬送波の変調度が１００％、及び１０％とし、その各々について単一副搬送波を用いたものと双副搬送波を用いたものとし、さらにその各々について、データ符号化方式を４中１方式、２５６中１方式としたものについて、各条件における応答率を調査した。伝送速度については、高速モードでのみ評価を行った。実験では、Ｒ／Ｗより連続して２０回信号を発信し、その内チップが正常な応答を返した回数の割合をパーセンテージで示している。
【０１６１】
図７（Ａ）（Ｂ）従来の過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を、図８（Ａ）（Ｂ）に本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を示す。図７（Ａ）において、破線７０１で示したＲ／Ｗ入力電力を上回ると、過電圧保護回路が動作を開始して、Ｖｅｎｖの上昇が５Ｖ付近で一定化するのがわかる。同じく、図８（Ａ）において、破線８０１で示したＲ／Ｗ入力電力を上回ると、過電圧保護回路が動作を開始して、Ｖｅｎｖの上昇が５Ｖ付近で一定化するのがわかる。
【０１６２】
図７（Ｂ）は、従来の過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を表にまとめたものである。Ｒ／Ｗから無線タグへの信号が１００％変調の場合、評価した全てのプロトコル、全ての入力電力の範囲において、少なくとも２０回中１回以上（図７（Ｂ）ではＭｉｎ．２５％）の応答が得られている。しかしながら、Ｒ／Ｗから無線タグへの信号が１０％変調の場合、Ｒ／Ｗからの入力電力が２０ｄＢｍを上回ったあたりの領域から、正常応答が得られない（応答率０％）領域が現れている。この現象は、過電圧保護回路の動作に伴って、アンテナにおける信号の変調度が著しく低下してしまう（実施例１ 図５（Ａ）（Ｂ）参照）ことに起因するものである。
【０１６３】
図８（Ｂ）は、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を表にまとめたものである。評価した全てのプロトコル、全ての入力電力の範囲において、少なくとも２０回中１回以上の応答が得られており、従来の過電圧保護回路を有する無線タグを用いた場合に応答が得られなかった、１０％変調時の大入力電力の領域での応答率が大きく向上しているのがわかる。
【０１６４】
以上の比較から、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路は、入力電力の増加によるＶｅｎｖの過剰な上昇を良好に抑制しつつ、その動作は従来の過電圧保護回路に比べて安定しており、変調度の小さい信号へのノイズの影響を抑え、無線タグとＲ／Ｗとの通信精度の向上に寄与できていることが確認された。
【符号の説明】
【０１６５】
１００ 無線タグ
１０１ 論理回路
１０２ アンテナ回路
１０３ 復調回路
１０４ 変調回路
１０５ 電源回路
１０６ 過電圧保護回路
１１１ アンテナ
１１２ 共振容量
１１３ 整流回路
１１４ 定電圧回路
１１５ 電圧検出回路
１１６ 記憶回路
１１７ 保護回路
２０１ Ｖｅｎｖ
２０２ レギュレート電圧Ｖｄｄ
２１１ 振幅変調波
２１２ パルス信号
３０１ 容量
３０２ トランジスタ
３０３ トランジスタ
３０４ 容量
３０５ 抵抗
３０６ 抵抗
３０７ トランジスタ
３１０ トランジスタ
３１１ トランジスタ
３１２ トランジスタ
３１３ 抵抗
３１４ トランジスタ
３１５ トランジスタ
３１６ 容量
３１７ 容量
３１８ トランジスタ
５００ 破線
５０１ プロット
５０２ プロット
６０４ 領域
６０５ 領域
６０９ 領域
６１０ 領域
７０１ 破線
８０１ 破線
９００ 基板
９０１ 剥離層
９０２ トランジスタ
９０３ トランジスタ
９０４ 容量
９０５ 絶縁層
９１０ 半導体集積回路
９１１ アンテナ
９１２ 保護膜
９２０ 絶縁体
９２１ 繊維体
９２２ 有機樹脂
９３０ 絶縁体
９３１ 繊維体
９３２ 有機樹脂
９４１ 分断面
１００１ チップ
１００２ チップ
１００３ チップ
１００４ チップ
１００５ チップ
１００６ チップ
１００７ チップ
１１０１ 遮蔽体
１１０２ 遮蔽体
１１０３ 遮蔽体
１２０１ 基板
１２０２ 剥離層
１２０３ 絶縁膜
１２０４ 半導体膜
１２０５ ゲート絶縁膜
１２０７ ゲート電極
１２０８ 絶縁膜
１２０９ 絶縁膜
１２１０ 絶縁膜
１２１１ 絶縁膜
１２１２ 絶縁膜
１２１３ 絶縁膜
１２１４ 開口部
１２１５ 領域
１２１７ 導電膜
１２１８ 絶縁膜
１２２０ アンテナ
１２２１ 導電膜
１２２２ 導電膜
１２２３ 絶縁膜
１２４２ 領域
１２４９ 素子層
１１０４ａ 遮蔽体
１２０４ａ 半導体膜
１２０４ｂ 半導体膜
１２０６ａ チャネル形成領域
１２０６ｂ 不純物領域
１２０６ｃ 不純物領域
１２３０ａ 薄膜トランジスタ
１２３０ｂ 薄膜トランジスタ
１２３１ａ 導電膜
１２３１ｂ 導電膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を用いてデータの送受信を行う無線タグに関する。特に無線通信に於いて大電力を受信した場合に、無線通信回路の破壊、又は回路を構成する素子の劣化、破壊を防止する過電圧保護回路の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用した個体識別技術（以下、無線通信システムと表記する）が注目を集めている。特に、無線通信によりデータの送受信を行うデータキャリアとして、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を利用した無線タグ（以下、カード型、チップ型等の形状を問わず、総称して無線タグと表記する）による個体識別技術が注目を集めている。無線タグは、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、電子タグとも呼ばれる。
【０００３】
無線タグを用いた個体識別技術は、製造、流通の分野において、従来のバーコード管理に代わり、多数多量の物品の管理等に役立てられ始めており、個人認証への応用も進められている。
【０００４】
ここで言う無線通信システムとは、リーダ／ライタ（以下、Ｒ／Ｗと表記する）等の送受信機（質問器とも言う）と、無線タグとの間のデータの送受信を無線にて行う通信システムである。このような無線通信においては、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波に、送受信すべきデータを重畳してやりとりを行う。
【０００５】
また、無線タグにはＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は搬送波に変調波を重畳して生成された振幅変調波から、無線タグ内部で駆動用の直流電圧を生成することによって、無線タグ内部の回路の駆動電力を賄うものがあり、このような無線タグは内部にバッテリーを持たない。これは一般にパッシブ型と呼ばれている。一方、無線タグの動作に必要な電力を、無線タグ自身に内蔵されたバッテリーから賄うものは、対してアクティブ型と呼ばれている。
【０００６】
パッシブ型の無線タグは、バッテリーを持たないことから小型軽量化が可能であるという利点を有するが、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波を受信することで駆動電力を生成するため、搬送波の受信が十分でないと、回路動作に必要な電力を生成できない。
【０００７】
このような無線通信システムを用いてアプリケーションが構築される場合に求められる要素の一つに、最大通信距離が長いことや、特定の領域に多数の無線タグが存在する場合、その全てを認識できる、といったことがある。
【０００８】
両者とも、Ｒ／Ｗの搬送波の電力を大きくすることで実現を図る場合が多い。従って、Ｒ／Ｗのごく近傍に無線タグが存在する場合や、Ｒ／Ｗ近傍にある無線タグの個数が少ない場合においては、無線タグにおいてかなりの大電力が受信されることになる。
【０００９】
無線タグにおいて過剰な電力が供給された場合、内部生成される直流電圧も過剰なものとなるため、無線タグの内部回路に高電圧が印加されることで、内部の素子が破壊される恐れがある。そのため、Ｒ／Ｗの搬送波の電力が大きい無線通信システムの構築が想定される無線タグには、過剰な電力を受信する環境に無線タグが存在する場合に、内部で過剰な電力を生成しないようにする、過電圧保護回路が設けられているものがある。このような無線タグが、以下の特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１８００７３号公報
【特許文献２】特開２００７−１８３７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述の過電圧保護回路は、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波を受信して、無線タグ内部で直流電圧を生成する際、生成されて生ずる電源電圧が過剰なものとならないよう、生成される電源電圧が所望の値に達したところで、それ以上の電源電圧が生成されないように動作する。このような動作の例としては、過剰に生成される電力を逃がすパスが形成されるようにする方法や、アンテナが搬送波を受信しにくくする等の方法が挙げられる。
【００１２】
しかしながら、特に１３．５６ＭＨｚ帯の周波数帯を用いる無線通信システムにおいては、搬送波に変調波を重畳する際に、振幅の大きい領域と小さい領域の差が１０％程度の変調度を有する振幅変調波を用いて信号の送受信が行われる場合がある。このように変調度が小さい振幅変調波の送受信においては、アンテナ周辺の雑音が信号の送受信精度に大きく影響するが、過電圧保護回路が動作するしきい値に近い受信電力の領域では、過電圧保護回路が動作する、停止する、といった動作を繰り返し、結果として信号に雑音が混入してしまう。これらは過電圧保護回路が、無線タグが送受信する信号に合わせて電圧の抑制量を変化させ、アンテナ端子の信号を打ち消してしまうために起こる現象である。このような雑音は、Ｒ／Ｗと無線タグとの通信エラーの要因となる。
【００１３】
本発明の一態様は、受信される電力の強度が過剰になった場合に、内部の回路に過電圧が印加されることを良好に防止し、かつその動作が送受信される信号に雑音として影響しない構成を有する過電圧保護回路を提供することを課題の一つとする。また、Ｒ／Ｗから発せられる搬送波の電力が大きい無線通信システムにおいて、前述の過電圧保護回路を有し、最大通信距離を縮めることなく、無線タグが大電力を受信する近距離でも内部回路の劣化、破壊を防止し、近傍から最大通信距離までの全領域において、Ｒ／Ｗと無線タグ間で正常かつ安定した無線通信を行うことのできる無線タグを提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の課題を解決するために、本発明の一態様においては以下のような手段を講じた。
【００１５】
本発明の半導体装置の一態様は、外部から供給される電力の大きさを検知し、検知した電力に応じた電位を出力する電圧検出回路と、前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、前記記憶回路に保持された電位に応じて、前記電力の受信部のインピーダンスを変化させる保護回路とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の半導体装置の一態様は、外部から供給される電力の大きさを検知し、検知した電力に応じた電位を出力する電圧検出回路と、前記電圧検出回路から出力される電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、前記記憶回路に保持された電位に応じて、前記電力の受信部のインピーダンスを変化させ、前記電力の過剰分を消費あるいは反射させる保護回路とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、前述の前記記憶回路は、リセット端子を有し、前記リセット端子にリセット信号が入力されると、前記記憶回路は、保持した電位をリセットすることを特徴とする。
【００１８】
本発明の半導体装置の一態様と、外部と無線で通信を行う無線通信回路と、前記外部から供給される電力を基に直流電圧を生成する電源回路と、前記生成された直流電圧によって駆動され、データの処理を行う論理回路とを用いて、無線タグを提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様が有する過電圧保護回路は、搬送波、又は振幅変調波を受信し、生成電圧が過電圧保護回路の動作開始電圧近傍にある場合においても、一度過電圧保護回路が動作を開始した後、生成電圧の最大値を記憶回路において保持しておき、前記保持された電圧にしたがって過電圧保護回路が制御される。従って、過電圧保護回路が動作を開始する電圧と、過電圧保護回路が動作を停止する電圧が異なるため、過電圧保護回路が動作を開始するタイミングと、過電圧保護回路が動作を停止するタイミングにヒステリシスを持たせることができる。
【００２０】
この機能により、過電圧保護回路の動作は、搬送波、又は振幅変調波の受信電力のわずかな振れに対して過敏に反応せず、安定するため、変調信号や復調信号が雑音の影響を受けにくくなる。よって、大電力を出力するＲ／Ｗを用いた無線通信システムにおいて、過電圧生成から無線タグ内部の回路を良好に保護し、かつ振幅変調波の変調による電力変動によらず安定して正常な無線通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一態様に係る半導体装置の構成を示す図。
【図２】電源回路の動作及び搬送波に信号を重畳する変調について説明する図。
【図３】本発明の一態様に係る過電圧保護回路の一実施形態を示す図。
【図４】従来の過電圧保護回路の一例を示す図。
【図５】本発明の一態様に係る過電圧保護回路を用いた無線タグと、従来の過電圧保護回路を用いた無線タグにおける、入力電流に対するアンテナでの信号変調度の変化を比較する図。
【図６】本発明の一態様に係る過電圧保護回路が有する電圧検出回路の動作を説明する図。
【図７】従来の過電圧保護回路を用いた無線タグにおける、入力電力と応答率の関係を示す図。
【図８】本発明の一態様に係る過電圧保護回路を用いた無線タグにおける、入力電力と応答率の関係を示す図。
【図９】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１０】本発明の一態様に係る半導体装置の適用例を示す図。
【図１１】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１２】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１３】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【図１４】本発明の一態様に係る半導体装置の作製工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて詳細に説明する。ただし、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適用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、同一部分又は同様な機能を有する部分には、異なる図面において同一の符号を共通して用い、繰り返しの説明を省略することがある。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一態様にかかる無線タグのブロック図を示しており、無線タグ１００は、受信されたデータに基づいて、応答信号を生成するなどといった機能的処理を行う論理回路１０１と、Ｒ／Ｗと信号の送受信を行うアンテナ回路１０２と、アンテナ回路１０２において受信された振幅変調波を復調し、パルス信号を取り出す復調回路１０３と、論理回路１０１から出力される応答信号を変調し、Ｒ／Ｗに送信する信号へと変換する変調回路１０４と、アンテナ回路１０２において受信された搬送波、又は振幅変調波から直流電圧を生成するための電源回路１０５と、内部回路に過電圧が印加されるのを防止するための、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路１０６とを有する。アンテナ回路１０２と、復調回路１０３と、変調回路１０４とが、無線通信回路に相当し、無線通信回路を用いることで無線タグ１００の外部にあるＲ／Ｗと、無線で通信を行うことができる。
【００２５】
アンテナ回路１０２は、アンテナ１１１及び共振容量１１２を有する。アンテナ１１１については、その形状や巻き数によって、Ｒ／Ｗからの搬送波の受信能力が異なるが、特にここでは限定しない。共振容量１１２は、アンテナ１１１との組み合わせによって、アンテナ回路１０２の共振周波数を、Ｒ／Ｗからの搬送波の周波数に最適化するために設けられる容量である。
【００２６】
電源回路１０５は、アンテナ回路１０２で受信した搬送波、又は振幅変調波を整流し、直流電圧であるエンベローブ電圧Ｖｅｎｖを生成するための整流回路１１３と、Ｖｅｎｖが所望の電圧を大きく上回らないように調整し、一定の電圧Ｖｄｄに調整する定電圧回路１１４とを有する。
【００２７】
過電圧保護回路１０６は、電源回路１０５から出力され、論理回路１０１、復調回路１０３、変調回路１０４等の内部回路に供給される電圧を監視する電圧検出回路１１５と、電圧検出回路１１５にて検出された電圧の最大値を記憶する記憶回路１１６と、記憶回路１１６において記憶された電圧に従って動作する保護回路１１７とを有する。
【００２８】
無線タグ１００の各部の動作について、図２を用いて説明する。アンテナ回路１０２において、Ｒ／Ｗからの搬送波、又は振幅変調波を受信すると、整流回路１１３が交流の搬送波、又は振幅変調波を整流して直流電圧Ｖｅｎｖ２０１を生成する。続いて、定電圧回路１１４はＶｅｎｖ２０１に基づいたレギュレート電圧Ｖｄｄ２０２を出力する。図２（Ａ）に示すように、Ｖｅｎｖ２０１が低いとき、すなわち受信電力の小さい領域（２０３）では、定電圧回路１１４はほぼＶｅｎｖ＝Ｖｄｄとなるように出力するが、アンテナ回路１０２における受信電力の上昇に伴ってＶｅｎｖ２０１が上昇し、ある電圧に達して以降の領域（２０４）は、Ｖｅｎｖ２０１がそれ以上上昇したとしても一定のレギュレート電圧Ｖｄｄ２０２を出力する。
【００２９】
一方、復調回路１０３においては、振幅変調波２１１を復調して、搬送波に重畳されている信号を取り出し、論理回路１０１へと入力する（図２（Ｂ）参照）。
【００３０】
図２（Ｂ）に示すように、振幅変調波２１１は、搬送波の振幅に変調を加えることで信号を重畳している。このような振幅変調波２１１を復調回路１０３に入力し、振幅に変調が加えられた領域と加えられていない領域との違いによって、パルス信号２１２を取り出し、論理回路１０１に入力する。
【００３１】
論理回路１０１においては、パルス信号２１２に従って応答信号が生成され、変調回路１０４へと入力される。変調回路１０４においては、Ｒ／Ｗから出力されている搬送波を、応答信号に従って変調することで、Ｒ／Ｗに応答信号を返信する。
【００３２】
次に、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路の構成、及び動作について説明する。図３は、本発明を実施する過電圧保護回路１０６の回路構成の一例を示したものである。
【００３３】
整流回路１１３は、容量３０１、トランジスタ３０２、トランジスタ３０３、及び容量３０４を有している。図３に示した整流回路１１３の例では、容量３０１と、トランジスタ３０２とで構成されるクランプ回路を有する、半波倍圧整流回路となっている。
【００３４】
電圧検出回路１１５は、抵抗３０６、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０、トランジスタ３１１、トランジスタ３１２を有している。
【００３５】
記憶回路１１６は、トランジスタ３１４、トランジスタ３１５、容量３１６を有している。
【００３６】
保護回路１１７は、容量３１７、及びトランジスタ３１８を有している。
【００３７】
以下、図３に示した過電圧保護回路の詳細な動作について説明する。なお、トランジスタにおいてはＮチャネル型、Ｐチャネル型を双方用いており、各トランジスタのオン、オフを論ずる際には、しきい値電圧を上回る、下回る、と記載するが、特に断りの無い限りは、しきい値電圧を上回るとは、ゲートとソース間の電圧の絶対値が、しきい値電圧の絶対値を上回ることを意味し、しきい値電圧を下回るとは、ゲートとソース間の電圧の絶対値が、しきい値電圧の絶対値を下回ることを意味する。以下、これに従ってＮチャネル型トランジスタ、Ｐチャネル型トランジスタとも同様の記載にて説明する。
【００３８】
アンテナ回路１０２が搬送波を受信することで共振状態となり、容量３０１の一方の電極に振幅を与える。容量３０１の他方の電極には、一方の電極の電位に対し、ダイオード接続されたトランジスタ３０２のソースとドレイン間に生ずる電圧分だけオフセットされた電位が現れる。さらにダイオード接続されたトランジスタ３０３によって半波整流され、直流電圧Ｖｅｎｖを生成する。容量３０４は平滑容量であり、生成された直流電圧Ｖｅｎｖの保持、及びノイズの平滑化を行う。ここで、抵抗３０５はプルダウン抵抗であり、整流回路１１３での直流電圧の生成が行われないとき、整流回路１１３の出力をＶｓｓ側にプルダウンする。
【００３９】
生成された直流電圧Ｖｅｎｖは、電圧検出回路１１５にて監視される。具体的には、Ｖｅｎｖ−Ｖｓｓ間に設けられた抵抗３０６と、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０との間で分圧される電位を取り出す。Ｖｅｎｖが低いときには、ダイオード接続されたトランジスタ３０７〜トランジスタ３１０の各々においては、ゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を下回っているためにオフしており、従ってトランジスタ３１１のゲートの電位は、Ｖｅｎｖにほぼ等しくなり、トランジスタ３１１はオフする。Ｖｅｎｖが上昇すると、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０の各々において、ゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回り、オンする。トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０の各々におけるソースとドレイン間のインピーダンス変化に従って、トランジスタ３１１のゲートの電位は、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０と抵抗３０６との間で分圧された電位となる。さらにＶｅｎｖが上昇すると、トランジスタ３１１においてゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回り、オンする。
【００４０】
また、トランジスタ３１２のゲートにはバイアス電位が印加されており、トランジスタ３１１がオンしているときには、定電流源として動作している。トランジスタ３１１のソースとドレイン間のインピーダンス変化に従って、トランジスタ３１１のドレインの電位は、トランジスタ３１２のソースとドレイン間の電圧との分圧によって決定される。
【００４１】
電圧検出回路１１５からの出力電位は、抵抗３１３を介して記憶回路１１６に入力される。なお、抵抗３１３は、記憶回路１１６に入力される信号のノイズ低減等のために設けているものであり、特に設けなくても動作原理は変わらない。
【００４２】
Ｖｅｎｖが低いとき、トランジスタ３１１はオフしており、記憶回路１１６にはＶｓｓに近い電位が入力される。Ｖｅｎｖが前述のとおり大きく上昇すると、トランジスタ３１１がオンして、トランジスタ３１１及びトランジスタ３１２で分圧される電位が上昇し、記憶回路１１６に入力される。容量３１６の一方の電極は、Ｖｓｓ側に接続されており、他方の電極は、電圧検出回路１１５の状態によってＶｓｓに近い電位、又はトランジスタ３１１及びトランジスタ３１２で分圧される電位となって保持される。
【００４３】
容量３１６の他方の電極の電位が上昇すると、保護回路１１７においてトランジスタ３１８のゲートの電位が上昇し、ゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回るとオンする。このとき、アンテナ回路１０２の一方の端子は、容量３１７、トランジスタ３１８を介してＶｓｓ側に接続されるため、容量３１７とトランジスタ３１８のインピーダンスによって、共振周波数が変化する。
【００４４】
このときの、電圧検出回路１１５及び保護回路１１７における、トランジスタ３１１のゲート電位、トランジスタ３１８のゲート電位と、Ｖｅｎｖ変化との関係を、それぞれ図６（Ａ）（Ｂ）に模式的に示す。
【００４５】
図６（Ａ）において、６０１は受信電力に対するＶｅｎｖの変化を示しており、６０２はトランジスタ３１１のゲート電位の変化を示している。６０３で示される電位差が、トランジスタ３１１のゲートとソース間の電圧に該当する。
【００４６】
入力電力が小さい領域６０４においては、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０がオフしているため、トランジスタ３１１のゲートの電位はほぼＶｅｎｖに等しくなっており、トランジスタ３１１はオフしている。入力電力が大きい領域６０５に入ると、トランジスタ３０７〜トランジスタ３１０がオンし、６０３のような電位差が生じ始める。したがってトランジスタ３１１がオンする。
【００４７】
図６（Ｂ）において、６０６はトランジスタ３１１のドレイン電位の変化を示している。６０７で示される電位差が、トランジスタ３１１のソースとドレイン間の電圧に該当する。
【００４８】
入力電力が小さい領域６０４においては、トランジスタ３１１がオフしているため、トランジスタ３１１のドレイン電位はほぼＶｓｓに等しくなっており、ダイオード接続されたトランジスタ３１４はオフしている。入力電力が次第に大きくなり、領域６０９に入ると、トランジスタ３１１がオンし、トランジスタ３１１のドレイン電位が上昇を始める。トランジスタ３１４において、ゲートとソース間の電圧が上昇を始め、しきい値電圧を上回ると、トランジスタ３１４がオンして、トランジスタ３１８のゲート電位が上昇を始める。このとき、６０８で示される電位差が、トランジスタ３１８のゲートとソース間の電圧に該当する。トランジスタ３１８のゲートとソース間の電圧がしきい値電圧を上回り、トランジスタ３１８がオンすると、トランジスタ３１８のソースとドレイン間のインピーダンスが変化して、電流が流れやすくなる。６０９の領域では、トランジスタ３１８は飽和領域で動作しているため、ゲートとソース間の電圧の変化に従ってインピーダンスは大きく変化する。従って、トランジスタ３１８の消費電流が大きくなり、アンテナ回路１０２における共振周波数の変化も大きい。さらに入力電力が大きくなり、領域６１０に入ると、トランジスタ３１８のゲートとソース間の電圧が拡大し、トランジスタ３１８は線形領域での動作に入る。この領域では、トランジスタ３１８は完全にオンし、保護回路１１７が完全に機能した状態となる。
【００４９】
以上の動作により、過剰な電圧生成が生じた場合、すなわちＶｅｎｖが過剰に上昇した場合には、保護回路１１７が動作して、過剰な電力を消費する、または、アンテナの共振周波数を変化させることで反射係数を大きくし、意図的にリターンロスを生じさせることで、整流回路１１３が生成する電圧を低下させる。
【００５０】
ここで、記憶回路１１６においては、容量３１６の他方の電極の電位、すなわちダイオード接続されたトランジスタ３１４を介して、トランジスタ３１８のゲート電位がひとたび上昇すると、ダイオード接続されたトランジスタ３１４によって逆方向への電流が阻害されるため、Ｖｅｎｖが多少下降して、電圧検出回路１１５から出力される電位が下降しても、ピーク時の電位を保持している。
【００５１】
これにより、Ｒ／Ｗの振幅変調などに起因する、Ｖｅｎｖの微小な電位の上昇、下降によって、トランジスタ３１８が過敏にオン、オフを繰り返すことが無いため、保護回路１１７は安定する。
【００５２】
やがて通信を終了するとき、トランジスタ３１５のゲートにリセット信号が入力されてトランジスタ３１５がオンすると、ダイオード接続されたトランジスタ３１４及び容量３１６で保持されていた電荷はトランジスタ３１５を介して放電され、トランジスタ３１８のゲート電位は下降する。これにより、保護回路１１７は動作を停止する。
【００５３】
なお、トランジスタ３１５の制御に関しては、他の構成であっても構わない。例えば、通信を終了してＲ／Ｗの搬送波が停止した場合、又は無線タグがＲ／Ｗとの通信を終了して、応答範囲から外れた場合などには、電源回路での直流電圧の生成が停止するため、Ｖｅｎｖが大きく下降する。このＶｅｎｖの電位をリセット信号の代わりにトランジスタ３１５のゲートに入力すると、前述の通信終了後の動作によってＶｅｎｖが下降し、トランジスタ３１５がオンすることで、容量３１６にて保持されていた電位がリセットされ、保護回路１１７の動作が停止する。
【００５４】
以上の動作によって、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路は、過電圧保護回路の動作開始電圧と、動作停止電圧とにヒステリシスを持たせることによって、動作開始電圧近傍での動作／非動作の無意味な切り替わりを抑制し、安定して動作させることができる。
【００５５】
過電圧保護回路が安定して動作することにより、アンテナへのノイズの影響を最小限に抑えることができるため、通信の安定性向上、最大通信距離の向上に大きく寄与する。
【００５６】
なお、本発明は、詳細な回路の構成において図３の構成に限定されるものではなく、トランジスタの極性、電源電位の大小関係によって適宜構成が異なっていても良い。例えば電圧検出回路１１５において、ＶｅｎｖとＶｓｓの分圧に用いるトランジスタ３０７〜トランジスタ３１０はＮチャネル型トランジスタ、トランジスタ３１１はＰチャネル型トランジスタ、保護回路１１７で用いているトランジスタ３１８はＮチャネル型トランジスタとしているが、トランジスタの極性及び接続関係を逆にしたとしても同様の機能を有する回路構成は容易であるので、当然ながら本発明に含まれるものである。なおその場合は、トランジスタ３１５が接続される電源電位等も変更することになるが、本発明の機能としては同じである。
【００５７】
（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を得るための一作製方法を説明する。
【００５８】
まず、基板１２０１の一表面に剥離層１２０２を形成し、続けて下地となる絶縁膜１２０３および半導体膜１２０４（例えば非晶質珪素を含む膜）を形成する（図１２（Ａ）参照）。剥離層１２０２、絶縁膜１２０３および半導体膜１２０４は、連続して形成することができる。連続して形成することにより、大気に曝されないため不純物の混入を防ぐことができる。
【００５９】
基板１２０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板、ステンレス基板、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。このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、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。従って、回路部を大きく形成した場合であっても、シリコン基板を用いる場合と比較して低コスト化を実現することができる。
【００６０】
なお、本工程では、剥離層１２０２を基板１２０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板１２０１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剥離層１２０２を選択的に設けてもよい。また、基板１２０１に接するように剥離層１２０２を形成しているが、必要に応じて、基板１２０１に接するように酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜等の絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に接するように剥離層１２０２を形成してもよい。
【００６１】
ここで、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、また、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質をいう。例えば、酸化窒化珪素とは、酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれる物質とすることができる。また、窒化酸化珪素とは、酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上３０原子％以下の範囲で含まれる物質とすることができる。但し、上記組成の範囲は、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）や、水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合のものである。また、構成元素の含有比率は、その合計が１００原子％を超えない値をとる。
【００６２】
剥離層１２０２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、前記元素を主成分とする合金材料、前記元素を主成分とする化合物材料からなる膜を単層構造又は積層構造で形成する。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、酸素雰囲気化またはＮ２Ｏ雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気化またはＮ２Ｏ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。また、金属膜を形成した後に、オゾン水等の酸化力の強い溶液で表面を処理することにより、金属膜表面に当該金属膜の酸化物又は酸化窒化物を設けることができる。
【００６３】
絶縁膜１２０３は、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、単層構造又は積層構造で形成する。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１２０３は、基板１２０１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。
【００６４】
半導体膜１２０４は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５ｎｍ以上２００ｎｍ以下程度、好ましくは５０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度、具体的には６６ｎｍの厚さで形成する。半導体膜１２０４としては、例えば、非晶質珪素膜を形成すればよい。
【００６５】
次に、半導体膜１２０４にレーザ光を照射して結晶化を行う。なお、レーザ光の照射と、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とを組み合わせた方法等により半導体膜１２０４の結晶化を行ってもよい。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、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成し、これらを覆うようにゲート絶縁膜１２０５を形成する（図１２（Ｂ）参照）。
【００６６】
半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂの作製工程の一例を以下に簡単に説明する。まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、非晶質半導体膜（例えば、非晶質珪素膜）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、結晶化の程度に基づき、必要に応じて、レーザ発振器からレーザ光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いることよって半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成する。なお、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化を行わずに、レーザ光の照射だけで非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
【００６７】
また、半導体膜に対し、連続発振レーザ光又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザ光を照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成することができる。このような結晶化の場合、そのレーザ光の走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを配置するとよい。
【００６８】
次に、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを覆うゲート絶縁膜１２０５を形成する。ゲート絶縁膜１２０５は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む膜を、単層構造又は積層構造で形成する。具体的には、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜を、単層構造又は積層構造で形成する。
【００６９】
また、ゲート絶縁膜１２０５は、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂに対しプラズマ処理を行い、表面を酸化又は窒化することで形成しても良い。例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと、酸素、酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスを導入したプラズマ処理で形成する。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波を用いて行うと、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。この高密度プラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜の表面を酸化又は窒化することができる。
【００７０】
このような高密度プラズマを用いた処理により、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下程度、代表的には５ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度の絶縁膜が半導体膜に形成される。この場合の反応は、固相反応であるため、当該絶縁膜と半導体膜との界面準位密度をきわめて低くすることができる。このような、プラズマ処理は、半導体膜（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化（又は窒化）するため、形成される絶縁膜の膜厚のばらつきをきわめて小さくすることができる。加えて、結晶性シリコンの結晶粒界でも酸化が進行するということがないため、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で半導体膜の表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、均一性が良く、界面準位密度が低い絶縁膜を形成することができる。
【００７１】
ゲート絶縁膜１２０５は、プラズマ処理によって形成される絶縁膜のみを用いても良いし、それに加えてプラズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁膜を堆積し、積層させても良い。いずれにしても、プラズマ処理により形成した絶縁膜をゲート絶縁膜の一部又は全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを小さくすることができ、好ましい。
【００７２】
また、半導体膜に対し、連続発振レーザ光又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザ光を照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂを形成する場合は、上記プラズマ処理を行ったゲート絶縁膜を組み合わせることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。
【００７３】
次に、ゲート絶縁膜１２０５上に、導電膜を形成する。ここでは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度の厚さの導電膜を単層で形成する。用いる材料としては、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（Ｎｂ）等から選択された元素を含む材料、これらの元素を主成分とする合金材料、又はこれらの元素を主成分とする化合物材料を用いることができる。リン等の不純物元素を添加した多結晶珪素に代表される半導体材料を用いても良い。導電膜を積層構造で形成する場合には、例えば、窒化タンタル膜とタングステン膜の積層構造、窒化タングステン膜とタングステン膜の積層構造、窒化モリブデン膜とモリブデン膜の積層構造を用いることができる。例えば、窒化タンタル３０ｎｍと、タングステン１５０ｎｍとの積層構造を用いることができる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、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、導電膜を３層以上の積層構造としても良く、例えば、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ことができる。
【００７４】
次に、上記の導電膜上に、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配線を形成するためのエッチング処理を行って、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂの上方にゲート電極１２０７を形成する。
【００７５】
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、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂに、イオンドープ法またはイオン注入法により、ｎ型又はｐ型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。本実施の形態においては、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂに、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。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、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）などを用いることができる。また、ｐ型を付与する不純物元素としては、１３族に属する元素を用いれば良く、硼素（Ｂ）などを用いることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては簡単のため、ｎ型ＴＦＴについてのみ示しているが、本発明はこれに限定して解釈されない。ｐ型ＴＦＴのみを用いる構成としても良い。また、ｎ型ＴＦＴとｐ型ＴＦＴを併せて形成しても良い。ｎ型ＴＦＴとｐ型ＴＦＴを併せて形成する場合、後にｐ型ＴＦＴとなる半導体層を覆うマスクを形成してｎ型を付与する不純物元素を添加し、後にｎ型ＴＦＴとなる半導体層を覆うマスクを形成してｐ型を付与する不純物元素を添加することで、ｎ型を付与する不純物元素とｐ型を付与する不純物元素を選択的に添加することができる。
【００７７】
次に、ゲート絶縁膜１２０５とゲート電極１２０７を覆うように、絶縁膜を形成する。これら絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により、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。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、ゲート電極１２０７の側面に接する絶縁膜１２０８（サイドウォールともよばれる）を形成する。絶縁膜１２０８は、後にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）領域を形成する際の不純物元素を添加するためのマスクとして用いる。
【００７８】
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、ゲート電極１２０７および絶縁膜１２０８をマスクとして用いて、半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂにｎ型を付与する不純物元素を添加する。これにより、チャネル形成領域１２０６ａ、第１の不純物領域１２０６ｂ、第２の不純物領域１２０６ｃが形成される（図１２（Ｃ）参照）。第１の不純物領域１２０６ｂは薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域として機能し、第２の不純物領域１２０６ｃはＬＤＤ領域として機能する。第２の不純物領域１２０６ｃが含む不純物元素の濃度は、第１の不純物領域１２０６ｂが含む不純物元素の濃度よりも低い。
【００７９】
続いて、ゲート電極１２０７、絶縁膜１２０８等を覆うように、絶縁膜を単層構造又は積層構造で形成する。本実施の形態では、絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０、絶縁膜１２１１を３層構造とする場合を例示する。これら絶縁膜はＣＶＤ法により形成することができ、絶縁膜１２０９は酸化窒化珪素膜５０ｎｍ、絶縁膜１２１０は窒化酸化珪素膜２００ｎｍ、絶縁膜１２１１は酸化窒化珪素膜４００ｎｍとして形成することができる。これら絶縁膜の表面は、その膜厚にもよるが、下層に設けられた層の表面形状に沿って形成される。すなわち、絶縁膜１２０９は膜厚が薄いため、その表面はゲート電極１２０７の表面形状に大きく沿っている。膜厚が厚くなるにつれ表面形状は平坦に近づくため、３層構造のうち膜厚が最も厚い絶縁膜１２１１の表面形状は平坦に近い。しかしながら、有機材料とは異なるため、平坦な表面形状とは異なっている。すなわち、表面形状を平坦にしたいのであれば、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等を用いればよい。またこれら絶縁膜の作製方法は、ＣＶＤ法以外に、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を採用することができる。
【００８０】
そして、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０、絶縁膜１２１１等をエッチングして、第１の不純物領域１２０６ｂに達するコンタクトホールを形成した後、薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜１２３１ａ、及び接続配線として機能する導電膜１２３１ｂを形成する。導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、コンタクトホールを充填するように導電膜を形成し、当該導電膜を選択的にエッチングすることで形成することができる。なお、導電膜を形成する前に、コンタクトホールにおいて露出した半導体膜１２０４ａ、半導体膜１２０４ｂの表面にシリサイドを形成して、抵抗を低くしてもよい。導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、低抵抗材料を用いて形成すると信号遅延を生じることがなく、好ましい。低抵抗材料は耐熱性が低い場合も多くあるため、低抵抗材料の上下には耐熱性の高い材料を設けるとよい。例えば、低抵抗材料としてアルミニウムを３００ｎｍ形成し、アルミニウムの上下にチタンを１００ｎｍずつ設ける構成がよい。また導電膜１２３１ｂは、接続配線として機能しているが、導電膜１２３１ａと同じ積層構造で形成することで、接続配線の低抵抗化と耐熱性の向上を図ることができる。導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、その他の導電性材料、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された元素を含む材料、これらの元素を主成分とする合金材料、これらの元素を主成分とする化合物材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。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てニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分として、ニッケルと、炭素又は珪素の一方あるいは両方を含む合金材料に相当する。また導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂは、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。
【００８１】
以上により、薄膜トランジスタ１２３０ａ、薄膜トランジスタ１２３０ｂを含む素子層１２４９が得られる（図１３（Ａ）参照）。
【００８２】
なお、絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０、絶縁膜１２１１を形成する前、または絶縁膜１２０９を形成した後、又は絶縁膜１２０９、絶縁膜１２１０を形成した後に、半導体膜１２０４の結晶性の回復や半導体膜１２０４に添加された不純物元素の活性化、半導体膜１２０４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、熱アニール法、レーザーアニール法、ＲＴＡ法などを適用するとよい。
【００８３】
次に、導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂを覆うように、絶縁膜１２１２、絶縁膜１２１３を形成する（図１３（Ｂ）参照）。絶縁膜１２１２には１００ｎｍの膜厚を有する窒化珪素膜を用い、絶縁膜１２１３には１５００ｎｍの膜厚を有するポリイミドを用いる場合を例示する。絶縁膜１２１３の表面形状は平坦性が高いと好ましい。そのため、有機材料であるポリイミドの特徴に加えて、厚膜化する構成、例えば７５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の膜厚（具体的には１５００ｎｍ）によっても、絶縁膜１２１３の平面形状の平坦性を高めている。当該絶縁膜１２１２、絶縁膜１２１３に対しては、開口部を形成する。本実施の形態では、導電膜１２３１ｂが露出する開口部１２１４を形成する場合を例示する。このような開口部１２１４において（詳しくは点線で囲まれた領域１２１５において）、絶縁膜１２１２の端部は、絶縁膜１２１３で覆われている。上層の絶縁膜１２１３で下層の絶縁膜１２１２の端部を覆うことで、その後開口部１２１４に形成される配線の段切れを防止することができる。本実施の形態では、絶縁膜１２１３が有機材料であるポリイミドを用いているため、開口部１２１４において、絶縁膜１２１３はなだらかなテーパを有することができ、効率的に段切れを防止することができる。このような段切れ防止効果を得ることのできる絶縁膜１２１３の材料は、ポリイミド以外に、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等が挙げられる。また絶縁膜１２１２には、窒化珪素膜の代わりに、酸化窒化珪素膜や窒化酸化珪素膜を用いてもよい。また絶縁膜１２１２、絶縁膜１２１３の作製方法は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法またはスクリーン印刷法等を用いることができる。
【００８４】
次に、絶縁膜１２１３上に導電膜１２１７を形成し、当該導電膜１２１７上に絶縁膜１２１８を形成する（図１３（Ｃ）参照）。導電膜１２１７は、導電膜１２３１ａ、導電膜１２３１ｂと同じ材料で形成することができ、例えばチタン１００ｎｍ、アルミニウム２００ｎｍ、チタン１００ｎｍの積層構造を採用することができる。導電膜１２１７は、開口部１２１４で導電膜１２３１ｂと接続するため、チタン同士が接触することでコンタクト抵抗を抑えることができる。また導電膜１２１７は、薄膜トランジスタと、アンテナ（おって形成される）との間の信号に基づく電流が流れるため、配線抵抗が低い方が好ましい。そのため、アルミニウム等の低抵抗材料を用いるとよい。また導電膜１２１７は、その他の導電性材料、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された元素を含む材料、これらの元素を主成分とする合金材料、これらの元素を主成分とする化合物材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。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てニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分として、ニッケルと、炭素又は珪素の一方あるいは両方を含む合金材料に相当する。また導電膜１２１７は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。絶縁膜１２１８は、その表面形状に平坦性を要求されるため、有機材料で形成するとよく、２０００ｎｍのポリイミドを用いる場合を例示する。絶縁膜１２１８は、１５００ｎｍの膜厚で形成された絶縁膜１２１３の開口部１２１４、及び開口部１２１４に形成された導電膜１２１７の表面の凹凸を平坦にする必要があり、絶縁膜１２１３の膜厚よりも厚い２０００ｎｍの膜厚で形成されている。そのため、絶縁膜１２１８は絶縁膜１２１３の１．１倍〜２倍以上、好ましくは１．２〜１．５倍の膜厚を有するとよく、絶縁膜１２１３が７５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の膜厚を有するのであれば、９００ｎｍ以上４５００ｎｍ以下の膜厚とすると好ましい。絶縁膜１２１８には、膜厚を考慮しつつ、さらに平坦性の高い材料を用いるとよい。平坦性の高い材料として絶縁膜１２１８に用いられる材料は、ポリイミド以外に、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等が挙げられる。絶縁膜１２１８上にアンテナを形成する場合、このように絶縁膜１２１８の表面形状の平坦性を考慮する必要がある。
【００８５】
また、絶縁膜１２１８は、回路部におけるアンテナの外側（図示せず）で、絶縁膜１２１３の端部を覆うと好ましい。絶縁膜１２１３を覆う際、絶縁膜１２１８は、絶縁膜１２１３の膜厚と、絶縁膜１２１８の膜厚との合計より、外側から２倍以上の長さでマージンをもって覆うとよい。本実施の形態では、絶縁膜１２１３は１５００ｎｍ、絶縁膜１２１８は２０００ｎｍで形成したため、絶縁膜１２１３の端から距離ｄ＝７０００ｎｍの外側から、絶縁膜１２１８は絶縁膜１２１３の端部を覆う。このような構成によって、プロセスのマージンを確保することができ、また水分や酸素の侵入を防止することも期待できる。
【００８６】
次に、絶縁膜１２１８上にアンテナ１２２０を形成する（図１４参照）。そして、アンテナ１２２０と導電膜１２１７とを開口部を介して電気的に接続させる。開口部はアンテナ１２２０の下方に設け、集積化を図る。なおアンテナ１２２０は、導電膜１２３１ａに直接接続させてもよいが、本実施の形態のように導電膜１２１７を設けることにより、アンテナ１２２０との接続のための開口部の形成にマージンを持たせることができ、高集積化を図ることができ好ましい。そのため、導電膜１２１７の上にさらなる導電膜を設けて、アンテナ１２２０を接続してもよい。すなわちアンテナ１２２０は、薄膜トランジスタを構成する導電膜１２３１ａと電気的に接続されればよく、複数の導電膜を介した接続構造によって高集積化を図ることができる。このような導電膜１２１７をはじめとする複数の導電膜は、膜厚が厚くなると半導体装置にも厚みが出てしまうため、薄い方が好ましい。そのため、導電膜１２３１ａと比較すると、導電膜１２１７等はその膜厚を薄くすることが好ましい。
【００８７】
アンテナ１２２０は、第１の導電膜１２２１、第２の導電膜１２２２の積層構造を採用することができ、本実施の形態ではチタン１００ｎｍ、アルミニウム５０００ｎｍの積層構造の場合を例示する。チタンは、アンテナの耐湿性を高めることができ、絶縁膜１２１８とアンテナ１２２０との密着性を高めることもできる。さらにチタンは、導電膜１２１７との接触抵抗を低くすることができる。これは導電膜１２１７の最上層には、チタンが形成されているため、アンテナのチタンと同一材料同士が接触していることによる。このようなチタンはドライエッチングを用いて形成されるため、端部が切り立った状態となることが多い。アルミニウムは低抵抗材料であるため、アンテナに好適である。アルミニウムを厚膜化していることにより、抵抗をより低くすることができる。アンテナの抵抗が低くなることで、通信距離を伸ばすことができ、好ましい。このようなアルミニウムはウェットエッチングを用いて形成されるため、端部における側面にテーパが付くことが多い。本実施の形態におけるテーパは、アルミニウム側に凸部が形成された、つまり内側に凹んだ形で形成されている。また、アルミニウムをウェットエッチングする際、チタンの端部より、アルミニウムの端部が内側となる（領域１２４２）。例えば、アルミニウムの端部は、アルミニウムの膜厚の１／６〜１／２程度の範囲で内側（距離Ｌ分内側）に設けるとよく、本実施の形態ではチタン端部から距離Ｌ＝０．８μｍ以上２μｍ以下の範囲で内側となるようにするとよい。チタン端部がアルミニウム端部より突出していることで、その後に形成される絶縁膜の段切れを防止することができ、アンテナの耐性を高めることができる。
【００８８】
アンテナはチタンやアルミニウム以外に、銀、銅、金、白金、ニッケル、パラジウム、タンタル、モリブデン等の金属元素を含む材料、当該金属元素を含む合金材料、当該金属元素を含む化合物材料を導電性材料として用いることができ、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて形成することができる。また本実施の形態では、積層構造を例示したが、上述したいずれの材料の単層構造で形成してもよい。
【００８９】
アンテナ１２２０を覆って、絶縁膜１２２３を形成する。本実施の形態では、絶縁膜１２２３を２００ｎｍの窒化珪素膜で形成する。絶縁膜１２２３により、アンテナの耐湿性をより高めることができ、好ましい。絶縁膜１２２３はチタン端部がアルミニウム端部より突出しているため、段切れすることなく形成できる。このような絶縁膜１２２３は窒化珪素膜以外に、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、その他の無機材料から形成することができる。
【００９０】
このようにして絶縁基板を用いて形成された半導体集積回路を完成することができる。
【００９１】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００９２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、半導体装置を、より信頼性を高く、かつ歩留まり良く作製する方法について、図９を用いて説明する。本実施の形態では、半導体装置の一例としてＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）に関して説明する。
【００９３】
作製基板９００上に剥離層９０１を介して、トランジスタ９０２、トランジスタ９０３、容量９０４、絶縁層９０５が設けられ、半導体集積回路９１０が形成されている（図９（Ａ）参照）。
【００９４】
トランジスタ９０２、トランジスタ９０３は薄膜トランジスタであり、それぞれソース領域又はドレイン領域、低濃度不純物領域、チャネル形成領域、ゲート絶縁層、ゲート電極、ソース電極又はドレイン電極を有する。ソース領域又はドレイン領域は、ソース電極又はドレイン電極として機能する配線と接し、電気的に接続されている。
【００９５】
トランジスタ９０２はＮチャネル型トランジスタであり、ソース領域又はドレイン領域、及び低濃度不純物領域には、Ｎ型を付与する不純物元素（例えばリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等）を含む。トランジスタ９０３はＰチャネル型トランジスタであり、ソース領域又はドレイン領域、及び低濃度不純物領域には、Ｐ型を付与する不純物元素（例えばボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等）を含む。
【００９６】
容量９０４は、トランジスタ９０２、トランジスタ９０３と同様の工程で形成され、一方の電極は半導体層、他方の電極はゲート電極で形成されている。このとき、容量値を効率よく確保するため、ゲート電極層を形成する前に、容量９０４を形成する半導体層に不純物元素を添加しておいても良い。この工程によると、ゲート電極層の下層の領域に配置された半導体層にも不純物元素が添加されるため、効率よく容量として機能することができる。
【００９７】
次に、絶縁層９０５上に、導電膜でなるアンテナ９１１を形成し、アンテナ９１１上に保護膜９１２を形成する。アンテナ９１１は、半導体集積回路と電気的に接続される。図９（Ａ）では、容量９０４の一方の電極と電気的に接続されている。
【００９８】
続いて、保護膜９１２上に、絶縁体９２０を形成する。絶縁体９２０としては、例えば繊維体９２１に有機樹脂９２２を含浸させた構造体を用いても良い。
【００９９】
保護膜９１２と絶縁体９２０を接着した後、剥離層９０１を界面として、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２を基板９００より分離する。よって半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２は、絶縁体９２０側に設けられる（図９（Ｂ）参照）。
【０１００】
保護膜９１２と絶縁体９２０の接着については、特に図示しないが接着剤を用いても良いし、圧着、もしくは加熱圧着によって接着しても良い。
【０１０１】
その後、半導体集積回路９１０が、剥離層９０１を介して露出している剥離面の側に絶縁体９３０を接着し、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２を、絶縁体９２０及び絶縁体９３０に挟持する（図９（Ｃ）参照）。
【０１０２】
絶縁体９３０も、絶縁体９２０と同様、例えば繊維体９３１に有機樹脂９３２を含浸させた構造体を用いても良い。
【０１０３】
特に図示していないが、絶縁体９２０及び絶縁体９３０は、平面方向に多数配列するように複数の半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、保護膜９１２が形成された構造体を挟持しており、個々に分断することによって、それぞれ半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２が絶縁体９２０及び絶縁体９３０に挟持された構造を有する半導体集積回路チップを作製する。分断の手段としては物理的に分断することができれば特に限定しないが、好ましい一例として、本実施の形態では分断線に沿ってレーザ光を照射することによって分断する。
【０１０４】
レーザ光を照射して分断することによって、半導体集積回路チップの分断面９４１、９４２において、絶縁体９２０及び絶縁体９３０が溶融し、互いに融着することで、個々の半導体集積回路チップは、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２を絶縁体９２０及び絶縁体９３０によって全面を封止する構造となる。
【０１０５】
ここでは特に図示しないが、半導体集積回路９１０、アンテナ９１１、及び保護膜９１２の全面をより良好に覆うために、絶縁体９２０及び絶縁体９３０の外側又は内側に、さらに絶縁体を設けても良い。
【０１０６】
このように形成することにより、半導体集積回路を挟持して絶縁体を設けているため、作製工程においても、外部ストレスや応力による半導体集積回路の破損や特性不良などの悪影響を防止することができる。よって信頼性を高く、かつ歩留まり良く半導体装置を作製することができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態で作製した半導体装置は、可撓性を有する絶縁体を用いることで、可撓性を有する半導体装置とすることができる。
【０１０８】
トランジスタ９０２、トランジスタ９０３、及び容量９０４が有する半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファス、以下「ＡＳ」ともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶（セミアモルファス若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
【０１０９】
微結晶半導体膜は、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安定状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低周波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体膜が得られる。
【０１１０】
この微結晶半導体膜は、周波数が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ法、または周波数が１ＧＨｚ以上のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置により形成することができる。代表的には、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などの水素化珪素を水素で希釈して形成することができる。また、水素化珪素及び水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して微結晶半導体膜を形成することができる。これらのときの水素化珪素に対して水素の流量比を５倍以上２００倍以下、好ましくは５０倍以上１５０倍以下、更に好ましくは１００倍とする。
【０１１１】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコン（多結晶シリコン）などがあげられる。ポリシリコンには、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【０１１２】
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほかＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用いることができる。また酸化物半導体である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化マグネシウム亜鉛、酸化ガリウム、インジウム酸化物、及び上記酸化物半導体の複数より構成される酸化物半導体などを用いることができる。例えば、酸化亜鉛とインジウム酸化物と酸化ガリウムとから構成される酸化物半導体なども用いることができる。なお、酸化亜鉛を半導体層に用いる場合、ゲート絶縁層をＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、それらの積層などを用いると良く、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層としては、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｔｉなどを用いると良い。また、ＺｎＯにＩｎやＧａなどを添加することもできる。
【０１１３】
半導体層に、結晶性半導体層を用いる場合、その結晶性半導体層の作製方法は、種々の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質珪素膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質珪素膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレーザ光を照射すると非晶質珪素膜が破壊されてしまうからである。
【０１１４】
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
【０１１５】
また、非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導体層を形成する結晶化工程で、非晶質半導体層に結晶化を促進する元素（触媒元素、金属元素とも示す）を添加し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）により結晶化を行っても良い。結晶化を助長（促進）する元素としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、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）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれた一種又は複数種類を用いることができる。
【０１１６】
結晶化を助長する元素を結晶性半導体層から除去、又は軽減するため、結晶性半導体層に接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不純物元素としては、Ｎ型を付与する不純物元素、Ｐ型を付与する不純物元素や希ガス元素などを用いることができ、例えばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）から選ばれた一種または複数種を用いることができる。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、希ガス元素を含む半導体層を形成し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）を行う。結晶性半導体層中に含まれる結晶化を促進する元素は、希ガス元素を含む半導体層中に移動し、結晶性半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減される。その後、ゲッタリングシンクとなった希ガス元素を含む半導体層を除去する。
【０１１７】
非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせても良く、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【０１１８】
また、結晶性半導体層を、直接基板にプラズマ法により形成しても良い。また、プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成しても良い。
【０１１９】
ゲート絶縁層は酸化珪素、若しくは酸化珪素と窒化珪素の積層構造で形成すれば良い。ゲート絶縁層は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法により絶縁膜を堆積することで形成しても良いし、プラズマ処理による固相酸化若しくは固相窒化で形成すると良い。単結晶半導体層を、プラズマ処理により酸化又は窒化することにより形成するゲート絶縁層は、緻密で絶縁耐圧が高く信頼性に優れているためである。例えば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）をＡｒで１〜３倍（流量比）に希釈して、１０〜３０Ｐａの圧力にて３〜５ｋＷのマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）電力を印加して半導体層の表面を酸化若しくは窒化させる。この処理により１ｎｍ〜１０ｎｍ（好ましくは２ｎｍ〜６ｎｍ）の絶縁膜を形成する。さらに亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）とシラン（ＳｉＨ４）を導入し、１０〜３０Ｐａの圧力にて３〜５ｋＷのマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）電力を印加して気相成長法により酸化窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁層を形成する。固相反応と気相成長法による反応を組み合わせることにより界面準位密度が低く絶縁耐圧の優れたゲート絶縁層を形成することができる。
【０１２０】
また、ゲート絶縁層として、二酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、二酸化チタン、五酸化タンタルなどの高誘電率材料を用いても良い。ゲート絶縁層に高誘電率材料を用いることにより、ゲートリーク電流を低減することができる。
【０１２１】
ゲート電極層は、ＣＶＤ法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて形成することができる。ゲート電極層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すれば良い。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いても良い。また、単層構造でも複数層の構造でも良く、例えば、窒化タングステン膜とモリブデン膜との２層構造としても良いし、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としても良い。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いても良いし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いても良いし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いても良い。
【０１２２】
ゲート電極層に可視光に対して透光性を有する透光性の材料を用いることもできる。透光性の導電材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛等を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープしたもの、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物なども用いても良い。
【０１２３】
ゲート電極層を形成するのにエッチングにより加工が必要な場合、マスクを形成し、ドライエッチングまたはドライエッチングにより加工すれば良い。ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、電極層をテーパ形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。
【０１２４】
本実施の形態では、トランジスタの構造としてはシングルゲート構造を説明したが、ダブルゲート構造などのマルチゲート構造でも良い。この場合、半導体層の上方、下方にゲート電極層を設ける構造でも良く、半導体層の片側（上方又は下方）にのみ複数ゲート電極層を設ける構造でも良い。
【０１２５】
また、トランジスタのソース領域及びドレイン領域にシリサイドを設ける構造としても良い。シリサイドは半導体層のソース領域及びドレイン領域上に導電膜を形成し、加熱処理、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等により、露出されたソース領域及びドレイン領域の半導体層中の珪素と導電膜とを反応させて形成する。レーザ照射やランプによる光照射によってシリサイドを形成しても良い。シリサイドを形成する導電膜の材料としては、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、Ｈａ（ハフニウム）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、ネオジム（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いることができる。
【０１２６】
ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、印刷法、電解メッキ法等により、所定の場所に選択的に配線層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。配線層の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体又はその合金、若しくはその窒化物を用いて形成すれば良い。また透光性の材料も用いることができる。
【０１２７】
また、透光性の導電性材料であれば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープしたもの、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。
【０１２８】
本発明の一態様にかかる半導体装置は、半導体素子として電界効果トランジスタはもちろん、半導体層を用いる記憶素子なども適用することができ、多用途に渡って要求される機能を満たす半導体装置を作製し、提供することができる。
【０１２９】
（実施の形態４）
無線タグを始めとした半導体装置は、微小な半導体素子を多数用いて形成した半導体集積回路を有するため、外部からの静電気放電（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：ＥＳＤ）による回路の誤動作や半導体素子の損傷を生じやすい。特に無線タグ等のように、表面積の大きい導電体を有するアンテナ等は、静電気放電が生ずる可能性が高い。本実施の形態においては、そのような静電気放電から半導体集積回路を保護する構成の一例について述べる。
【０１３０】
図１１（Ａ）〜（Ｄ）に構成例を示す。本実施の形態においては、導電性材料を有する遮蔽体を半導体集積回路の近傍に設けることにより、半導体集積回路を保護している。
【０１３１】
図１１（Ａ）は、遮蔽体１１０１を半導体集積回路チップの外側全体を覆うように形成した例を示している。遮蔽体１１０１は、アンテナにおいてＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波の受信を極力妨げない程度の膜厚で形成すれば良い。
【０１３２】
なお、図１１（Ａ）では、遮蔽体１１０１は半導体集積回路チップの上面、下面、側面を覆うように形成されているが、形成の方法としては、上面及び側面の一部に遮蔽体を形成した後、半導体集積回路を裏返して下面及び側面の一部に遮蔽体を形成し、全面を覆うように形成すれば良い。
【０１３３】
図１１（Ｂ）は、遮蔽体１１０２は絶縁体の内側に設けられ、半導体集積回路の全面を覆うように形成した例である。このように半導体集積回路の全面を覆うように遮蔽体１１０２を形成するには、半導体集積回路を絶縁体で挟持、接着する前に、個々の半導体集積回路チップに分断し、遮蔽体１１０２を形成する必要があるが、特にこの形態に限定するものではない。例えば、半導体集積回路チップを絶縁体で挟持、接着する前に、半導体集積回路の上面、下面に遮蔽体を形成しておき、絶縁体で挟持、接着した後、レーザ光を照射して分断すると、分断面において遮蔽体が溶融し、半導体集積回路の側面を上下から溶着して覆うように形成しても良い。
【０１３４】
図１１（Ｃ）は、遮蔽体１１０３は絶縁体の内側に設けられ、半導体集積回路の片面のみに形成した例である。本例では、遮蔽体１１０３はアンテナ側に形成されているが、剥離面側に形成しても良い。
【０１３５】
遮蔽体を半導体集積回路の片面のみに形成することにより、遮蔽体がアンテナにおいてＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波の受信を妨げず、良好な通信精度を確保することができる。
【０１３６】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）においては、遮蔽体は導電性の材料を用いて、膜状に形成した例を示したが、図１１（Ｄ）に示すように、遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇのように島状に形成しても良い。遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇの各々は、導電性材料で形成されているために導電性を有するが、半導体集積回路上に点在して形成されており、互いに導通していないため、導電性材料を用いていながら、全体としては絶縁体に等しい膜とすることができる。このような構成で遮蔽体を形成すると、島状の遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇの各々は導電性材料を用いて形成されるため、静電気放電に対して良好に半導体集積回路を保護し、かつ全体としては導電膜としての形状を成していないため、遮蔽体がアンテナにおいてＲ／Ｗから発せられる搬送波、又は振幅変調波の受信を妨げず、良好な通信精度を確保することができる。
【０１３７】
遮蔽体１１０１を形成する材料としては、導電体又は半導体が好ましく、例えば金属膜、金属酸化物膜、半導体膜、又は金属窒化物膜等が挙げられる。具体的な材料としては、チタン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、タンタル、カドミウム、亜鉛、鉄、シリコン、ゲルマニウム、ジルコニウム、バリウムから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料、化合物材料、窒化物材料、酸化物材料等を用いることができる。
【０１３８】
窒化物材料としては、窒化タンタル、窒化チタンなどを用いることができる。
【０１３９】
酸化物材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛等を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウム（Ｇａ）を含む酸化亜鉛、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ））なども用いても良い。
【０１４０】
また、半導体に不純物元素などを添加して導電性を付与した半導体膜などを用いることができる。例えばリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜などを用いることができる。
【０１４１】
さらに、遮蔽体として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を用いても良い。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及び又はその誘導体、ポリピロール及び又はその誘導体、ポリチオフェン及び又はその誘導体、これらの２種以上の共重合体などが挙げられる。
【０１４２】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロ−ル）、ポリ（３−ブチルピロ−ル）、ポリ（３−オクチルピロ−ル）、ポリ（３−デシルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジメチルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジブチルピロ−ル）、ポリ（３−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メトキシピロ−ル）、ポリ（３−エトキシピロ−ル）、ポリ（３−オクトキシピロ−ル）、ポリ（３−カルボキシルピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロ−ル）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１４３】
導電性高分子を含む遮蔽体には、有機樹脂やドーパント（ハロゲン類、ルイス酸、無機酸、有機酸、遷移金属ハロゲン化物、有機シアノ化合物、非イオン性界面活性剤等）を含ませても良い。
【０１４４】
遮蔽体は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法などの各種乾式法、塗布法、印刷法、液滴吐出法（インクジェット法）などの各種湿式法により形成することができる。
【０１４５】
（実施の形態５）
本発明の一態様にかかる半導体装置により無線タグ（以下、無線チップ、無線プロセッサ、無線メモリともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。本発明の一態様にかかる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設けて使用することができる。これらの例に関して図１０を用いて説明する。
【０１４６】
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、約束手形等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００１を設けることができる（図１０（Ａ）参照）。証書類とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００２を設けることができる（図１０（Ｂ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００３を設けることができる（図１０（Ｃ）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。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し、プロセッサ回路を有するチップ１００４を設けることができる（図１０（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００５を設けることができる（図１０（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００６を設けることができる（図１０（Ｆ）参照）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１００７を設けることができる（図１０（Ｇ）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。
【０１４７】
このような半導体装置の設け方としては、物品の表面に貼る、或いは物品に埋め込んで設ける。例えば、本の場合は紙に埋め込めばよく、有機樹脂からなるパッケージであれば有機樹脂に埋め込めばよい。
【０１４８】
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、電子機器等に半導体装置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。また乗物類に半導体装置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ーを備えた半導体装置を埋め込む又は取り付けることによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。
【０１４９】
なお、本実施の形態は、本明細書に記載されている他の実施形態、及び実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０１５０】
本実施例においては、実施の形態１にて図３に示した本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグと、従来の過電圧保護回路を有する無線タグの動作について、高周波回路シミュレーションによって比較検証を行った結果について述べる。
【０１５１】
図４は、比較に用いた従来の無線タグのアンテナ回路、整流回路、電圧検出回路、及び過電圧保護回路の構成を示したものである。図３に示した本発明の一態様にかかる構成と比較すると、電圧検出回路１１５の出力を直接用いて保護回路１１７の有するトランジスタ３１８のゲートを制御している点が異なる。
【０１５２】
図３、図４のそれぞれに示した回路のアンテナ部より、Ｒ／Ｗからの搬送波に相当する電力を投入し、アンテナ回路１０２に入力される電力強度に応じて、アンテナ回路１０２における信号の変調度の変化を比較した。
【０１５３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に計算結果を示す。図５（Ａ）において、ＶｐｐＭａｘとは、アンテナ回路１０２における信号の最大振幅、ＶｐｐＭｉｎとは、アンテナ回路１０２における信号の最小振幅であり、（変調度）＝（ＶｐｐＭａｘ−ＶｐｐＭｉｎ）／（ＶｐｐＭａｘ＋ＶｐｐＭｉｎ）で定義される。
【０１５４】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における、本発明の一態様にかかる構成と従来の構成の、Ｒ／Ｗ入力電力に対する変調度の変化をグラフに示したものである。シミュレーション条件として、Ｒ／Ｗ入力電力に相当するパラメータであるＲ／Ｗ入力電流を２０ｍＡ〜６００ｍＡまで変化させた。入力電流に対する入力電力（ｄＢｍ）の関係については、図５においては直接的に変換を行っていないが、Ｒ／Ｗ・アンテナ間の結合係数等の設定に従って、入力電流の増加に対し、Ｒ／Ｗからの入力電力は増加するものである。過電圧保護回路が動作を開始するときのＲ／Ｗ入力電流は、２００ｍＡである。プロット５０１は、従来の構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度を示し、プロット５０２は、Ｒ／Ｗから２０％の変調度を有する信号を入力したときの、本発明の一態様にかかる構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度を示している。
【０１５５】
Ｒ／Ｗからの入力電力が比較的低い領域、すなわち、Ｖｅｎｖが過電圧保護回路動作開始電圧以下となるような領域では、アンテナの信号変調度は両者とも１０％〜１７．４％程度を示している。やがてＲ／Ｗからの入力電力が高い領域、すなわち、Ｖｅｎｖが過電圧保護回路動作開始電圧以上となるような領域では、過電圧保護回路の動作によってアンテナの共振点が変化する。その境界を、図５（Ｂ）中、破線５００で示している。
【０１５６】
破線５００を越えた領域では、プロット５０１で示される、従来の構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度は、５％程度まで大きく低下している。これは、信号の振幅の最大値と最小値の差が小さくなり、Ｒ／Ｗ側での信号の読み取りが困難になることを示す。一方、プロット５０２で示される、本発明の一態様にかかる構成の過電圧保護回路を有する無線タグにおけるアンテナの信号変調度は、１０％から下がることなく、安定して１０〜１５％程度の変調度を保っている。入力電流６００ｍＡの領域において変調度が大きくなるのは、Ｒ／Ｗからの入力電力が大きくなり、過電圧保護回路および定電圧回路の制御範囲を越えて電圧が上がってしまうためである。
【０１５７】
以上の結果においてわかるとおり、本発明の一態様にかかる構成を有する過電圧保護回路は、動作開始のタイミングと、動作停止のタイミングにヒステリシス性を持たせることで、動作開始電圧近傍での挙動を安定化し、アンテナにおける変調動作への影響を最小限に抑える効果が得られることが確認できた。
【実施例２】
【０１５８】
本実施例においては、１３．５６ＭＨｚ帯の、ＩＳＯ１５６９３準拠無線タグの試作チップを用いて、図３に示した本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグと、図４に示した従来の過電圧保護回路を有する無線タグにおいて、入力電力の変化に伴って過電圧保護回路が動作した際の実際のチップ応答を調査し、比較を行ったので、概要および結果について示す。
【０１５９】
試作チップの概要について簡単に述べる。試作チップは、ＩＳＯ１５６９３に準拠した、１３．５６ＭＨｚ帯に対応した無線タグであり、その主な構成は図１に示したとおりである。主要部分を共通とし、過電圧保護回路の構成において、図３に示した本発明の一態様にかかる構成を有するものと、図４に示した従来の構成を有するものとの間で比較を行った。なお、実際の試作チップにおいては、図４に示した従来の構成を有する過電圧保護回路において、トランジスタ３１１のドレインと、トランジスタ３１８のゲートとの間の経路に、ノイズ対策としてローパスフィルタを付加したものを作製している。
【０１６０】
実験の概要について述べる。前述の２種類のサンプルを用い、Ｒ／Ｗからの入力電力を変化させた場合の各プロトコルの応答率を調査した。プロトコルについては、ＩＳＯ１５６９３の規格に定められた方式に従い、Ｒ／Ｗからタグへの搬送波の変調度が１００％、及び１０％とし、その各々について単一副搬送波を用いたものと双副搬送波を用いたものとし、さらにその各々について、データ符号化方式を４中１方式、２５６中１方式としたものについて、各条件における応答率を調査した。伝送速度については、高速モードでのみ評価を行った。実験では、Ｒ／Ｗより連続して２０回信号を発信し、その内チップが正常な応答を返した回数の割合をパーセンテージで示している。
【０１６１】
図７（Ａ）（Ｂ）従来の過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を、図８（Ａ）（Ｂ）に本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を示す。図７（Ａ）において、破線７０１で示したＲ／Ｗ入力電力を上回ると、過電圧保護回路が動作を開始して、Ｖｅｎｖの上昇が５Ｖ付近で一定化するのがわかる。同じく、図８（Ａ）において、破線８０１で示したＲ／Ｗ入力電力を上回ると、過電圧保護回路が動作を開始して、Ｖｅｎｖの上昇が５Ｖ付近で一定化するのがわかる。
【０１６２】
図７（Ｂ）は、従来の過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を表にまとめたものである。Ｒ／Ｗから無線タグへの信号が１００％変調の場合、評価した全てのプロトコル、全ての入力電力の範囲において、少なくとも２０回中１回以上（図７（Ｂ）ではＭｉｎ．２５％）の応答が得られている。しかしながら、Ｒ／Ｗから無線タグへの信号が１０％変調の場合、Ｒ／Ｗからの入力電力が２０ｄＢｍを上回ったあたりの領域から、正常応答が得られない（応答率０％）領域が現れている。この現象は、過電圧保護回路の動作に伴って、アンテナにおける信号の変調度が著しく低下してしまう（実施例１ 図５（Ａ）（Ｂ）参照）ことに起因するものである。
【０１６３】
図８（Ｂ）は、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路を有する無線タグを用いた測定結果を表にまとめたものである。評価した全てのプロトコル、全ての入力電力の範囲において、少なくとも２０回中１回以上の応答が得られており、従来の過電圧保護回路を有する無線タグを用いた場合に応答が得られなかった、１０％変調時の大入力電力の領域での応答率が大きく向上しているのがわかる。
【０１６４】
以上の比較から、本発明の一態様にかかる過電圧保護回路は、入力電力の増加によるＶｅｎｖの過剰な上昇を良好に抑制しつつ、その動作は従来の過電圧保護回路に比べて安定しており、変調度の小さい信号へのノイズの影響を抑え、無線タグとＲ／Ｗとの通信精度の向上に寄与できていることが確認された。
【符号の説明】
【０１６５】
１００ 無線タグ
１０１ 論理回路
１０２ アンテナ回路
１０３ 復調回路
１０４ 変調回路
１０５ 電源回路
１０６ 過電圧保護回路
１１１ アンテナ
１１２ 共振容量
１１３ 整流回路
１１４ 定電圧回路
１１５ 電圧検出回路
１１６ 記憶回路
１１７ 保護回路
２０１ Ｖｅｎｖ
２０２ レギュレート電圧Ｖｄｄ
２１１ 振幅変調波
２１２ パルス信号
３０１ 容量
３０２ トランジスタ
３０３ トランジスタ
３０４ 容量
３０５ 抵抗
３０６ 抵抗
３０７ トランジスタ
３１０ トランジスタ
３１１ トランジスタ
３１２ トランジスタ
３１３ 抵抗
３１４ トランジスタ
３１５ トランジスタ
３１６ 容量
３１７ 容量
３１８ トランジスタ
５００ 破線
５０１ プロット
５０２ プロット
６０４ 領域
６０５ 領域
６０９ 領域
６１０ 領域
７０１ 破線
８０１ 破線
９００ 基板
９０１ 剥離層
９０２ トランジスタ
９０３ トランジスタ
９０４ 容量
９０５ 絶縁層
９１０ 半導体集積回路
９１１ アンテナ
９１２ 保護膜
９２０ 絶縁体
９２１ 繊維体
９２２ 有機樹脂
９３０ 絶縁体
９３１ 繊維体
９３２ 有機樹脂
９４１ 分断面
１００１ チップ
１００２ チップ
１００３ チップ
１００４ チップ
１００５ チップ
１００６ チップ
１００７ チップ
１１０１ 遮蔽体
１１０２ 遮蔽体
１１０３ 遮蔽体
１２０１ 基板
１２０２ 剥離層
１２０３ 絶縁膜
１２０４ 半導体膜
１２０５ ゲート絶縁膜
１２０７ ゲート電極
１２０８ 絶縁膜
１２０９ 絶縁膜
１２１０ 絶縁膜
１２１１ 絶縁膜
１２１２ 絶縁膜
１２１３ 絶縁膜
１２１４ 開口部
１２１５ 領域
１２１７ 導電膜
１２１８ 絶縁膜
１２２０ アンテナ
１２２１ 導電膜
１２２２ 導電膜
１２２３ 絶縁膜
１２４２ 領域
１２４９ 素子層
１１０４ａ 遮蔽体
１２０４ａ 半導体膜
１２０４ｂ 半導体膜
１２０６ａ チャネル形成領域
１２０６ｂ 不純物領域
１２０６ｃ 不純物領域
１２３０ａ 薄膜トランジスタ
１２３０ｂ 薄膜トランジスタ
１２３１ａ 導電膜
１２３１ｂ 導電膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される電力の大きさに応じた電位を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、
前記記憶回路に保持された電位に応じてインピーダンスが変化する保護回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
外部から供給される電力の大きさに応じた電位を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、
前記記憶回路に保持された電位に応じてインピーダンスが変化することで、前記電力の過剰分を消費あるいは反射させる保護回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
外部から電力が供給されるアンテナ回路と、
前記電力の大きさに応じた電位を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、
前記記憶回路に保持された電位に応じてインピーダンスが変化することで、前記アンテナ回路の共振周波数を変化させ、前記電力の過剰分を反射させる保護回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記記憶回路はリセット端子を有し、
前記リセット端子にリセット信号が入力されると、前記記憶回路は、保持した電位をリセットすることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置と、
外部と無線で通信を行う無線通信回路と、
前記外部から供給される電力を基に直流電圧を生成する電源回路と、
前記直流電圧を用いて駆動し、データの処理を行う論理回路と、
を有する無線タグ。
【請求項１】
外部から供給される電力の大きさに応じた電位を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、
前記記憶回路に保持された電位に応じてインピーダンスが変化する保護回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
外部から供給される電力の大きさに応じた電位を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、
前記記憶回路に保持された電位に応じてインピーダンスが変化することで、前記電力の過剰分を消費あるいは反射させる保護回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
外部から電力が供給されるアンテナ回路と、
前記電力の大きさに応じた電位を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力される前記電位の最大値に応じた電位を保持する記憶回路と、
前記記憶回路に保持された電位に応じてインピーダンスが変化することで、前記アンテナ回路の共振周波数を変化させ、前記電力の過剰分を反射させる保護回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記記憶回路はリセット端子を有し、
前記リセット端子にリセット信号が入力されると、前記記憶回路は、保持した電位をリセットすることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置と、
外部と無線で通信を行う無線通信回路と、
前記外部から供給される電力を基に直流電圧を生成する電源回路と、
前記直流電圧を用いて駆動し、データの処理を行う論理回路と、
を有する無線タグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−９７６０６（Ｐ２０１０−９７６０６Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６３０７（Ｐ２００９−２１６３０７）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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