無線チップ
【課題】小型で通信性が高く、安価な無線チップでありながら、消費者の安全性を確保することのできる無線チップ、および、その使用方法を提供することを課題とする。さらには、製造、物流、および、小売りの管理に利用された後にもリサイクルが可能な無線チップを提供する。
【解決手段】無線チップは、半導体素子を有する層１０２と、アンテナ１０１とを有し、前記アンテナ１０１は、第１の導電層１０２、および、第２の導電層１０４、並びに、前記第１の導電層１０３および前記第２の導電層１０４に教示される誘電体層１０６を有し、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有する。
【解決手段】無線チップは、半導体素子を有する層１０２と、アンテナ１０１とを有し、前記アンテナ１０１は、第１の導電層１０２、および、第２の導電層１０４、並びに、前記第１の導電層１０３および前記第２の導電層１０４に教示される誘電体層１０６を有し、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を介して無線で通信を行う無線チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報を電子回路に記憶する無線チップ、無線チップが記憶する情報を読み書きするリーダライタ、および、読み取った情報の処理やリーダライタの制御等を行う上位システムで構成される自動認識技術の開発および導入が行われている（図２参照）。無線チップ２０１は、ＲＦＩＤタグ、ＩＣタグ、無線タグ等、様々な名称で呼ばれるが、特定の呼称は存在しないため、本明細書においては無線チップと記載する。無線チップ２０１は基本的に無電池方式で、リーダライタ２０２から放射される電磁波により誘電動作し、リーダライタ２０２と無線通信を行う。また、上位システムとしては一般的にコンピュータ２０３が使用され、シリアルポートやＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート２０４等を介してリーダと通信を行う。この自動認識技術は、物品の製造や物流、小売りに至るまでを総合的に管理することができるとして期待されており、そのためにも安価で通信性がよく、さらに小型な無線チップの開発が進められている。
【０００３】
その一例として、特許文献１においては、誘電率および透磁率の異なる２種以上の樹脂基板を複数用いることで、小型で電気特性に優れた積層電子部品が考えられている。
【特許文献１】特開２００４−６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献で例示した電子部品以外にも、小型で安価な無線チップの開発が進められ、市場では当該無線チップを用いた自動認識技術の導入が行われている。これらの技術が物品の製造、物流、そして、小売りに至るまで利用されるようになると、無線チップは、最終的に、消費者の手元へと届くことになる。最終消費者は不特定の多数であり、その中には無線チップおよび自動認識技術に関する知識を全く持たない人々がいるため、例えば皮膚の負傷や人が誤飲するといった予測しがたい事故が発生する危険性が生じることになる。さらに、小売りに利用されるということは、大量の無線チップが利用されることとなり、廃棄処理方法や、リサイクルに関する問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するために、小型で通信性が高く、安価な無線チップでありながら、最終消費者の安全性を確保することのできる無線チップ、および、その使用方法を提供することを課題とする。さらには、製造、物流、および、小売りの管理に利用された後にもリサイクルが可能な無線チップを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では以下の手段を講ずる。
【０００７】
本発明の無線チップは、アンテナと、アンテナと電気的に接続された半導体素子を有する層とを有し、前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有することを特徴とする。
【０００８】
上記無線チップにおいて、アンテナおよび前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して電気的に接続されている。
【０００９】
本発明の無線チップは、半導体素子を有する層と、半導体素子を有する層と電気的に接続された受動素子を有する層と、受動素子を有する層と電気的に接続されたアンテナとを有し、前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有することを特徴とする。
【００１０】
上記無線チップにおいて、受動素子を有する層は、インダクタ、コンデンサ、及び抵抗の少なくとも一つ以上からなる受動素子を有し、前記受動素子を有する層および前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して電気的に接続されている。
【００１１】
また、本発明の無線チップが有するアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層、接地体として機能する第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに狭持される誘電体層を有する。
【００１２】
また、本発明の無線チップが有する半導体素子を有する層は、半導体基板上または絶縁性基板上に形成されている。当該絶縁性基板は可撓性を有する基板を使用することもできる。さらに、絶縁性を有する基板上に作製された半導体素子は、無機半導体層もしくは有機半導体層を有する。そして、当該半導体素子を有する層の膜厚は、１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の無線チップは、高周波回路を有することを特徴とする無線チップ。
【００１４】
また、本発明の無線チップにおいて、アンテナを構成する誘電体層は、アルミナ、ガラス、フォルステライト、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸鉛、二オブ酸リチウム、及びチタン酸ジルコン鉛から選ばれる一つ又は複数で形成される。さらに、当該誘電体層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ＢＴレジン、ビニルベンジル、及びポリフマレートから選ばれる一つ又は複数で形成することもできる。
【００１５】
本発明の無線チップは、樹脂またはＤＬＣによってコーティングされることで、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、誘電率の高い誘電体もしくは磁性体を用いてアンテナを作製することによって、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。
【００１７】
また、本発明は無線チップの外形を作る誘電層の外形が平面および曲面のみを有することで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【００１８】
また、本発明の無線チップは、最外面を樹脂やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等でコーティングし、曲面を有する形状に整形することで、誤飲が起こったとしても人体に悪影響を与えることのない安全性の高い無線チップを提供することができる。また、無線チップの最外面をコーティングすることで物理的な強度が高くなり、何度も繰り返して利用できるリサイクル可能な無線チップを提供することができる。
【００１９】
さらには、無線タグを商品に付着する場合に、紙やプラスチック、布等で包装する、または、袋や箱、マスコット等に内蔵することで、最外面を安全性の高い素材および形状にし、消費者が無線タグを認識しやすい大きさおよび形状にすることで、安全に無線チップを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されない。本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解されるからである。したがって、本発明は以下に示す実施の形態および実施例の記載内容のみに限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて本発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
【００２１】
（実施の形態１）
図２（Ａ）に示すように、本発明の無線チップ２０１は、リーダライタ２０２と無線通信を行う。当該無線チップ２０１は、一般的に、通信を行うための電磁波を介してリーダライタ２０２から電力供給を受けて動作する。そして、リーダライタ２０２から送信されるデータを受信し、その正否を判定し、データが正しい場合には記憶しているデータをリーダライタ２０２に返信する。さらには、リーダライタ２０２からの命令を受けて、データの記憶および消去を行う。
【００２２】
図１（Ａ）、（Ｂ）には、上記構成を有する本発明の無線チップを示す。図１（Ａ）は、無線チップ外観の一例を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、無線チップの断面図である。
【００２３】
図１（Ａ）に例を示すように、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、図２３（Ａ）乃至（Ｃ）に示されるように、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形（図２３（Ｄ））、碁石状楕円球体（図２３（Ｅ））、ラグビーボール状楕円球体（図２３（Ｆ））または円盤状（図２３（Ｇ））、等に成形しても良い。
【００２４】
また、図１（Ｂ）に示すように、本発明の無線チップは、アンテナ１０１および半導体素子を有する層１０２を有する。アンテナ１０１は、２つの平行な導電層（第１の導電層１０３、第２の導電層１０４）が誘電体層１０６を挟んで形成する平面アンテナである。そして、無線チップがリーダライタとの無線通信を行うため、電磁波の送受信を行う。半導体素子を有する層は、トランジスタや容量、ダイオード等を有する複数の回路で構成される。そして、リーダライタから受信したデータの処理や記憶等の情報処理を行う。
【００２５】
図２（Ｂ）に、上記機能を有する本発明の無線チップの回路構成例を示す。
【００２６】
本発明の無線チップ２０１は、アンテナ２１１、半導体素子を有する層２１２、通信回路部２１３、演算処理回路部２１４、電源回路部２１５、メモリ部２１６、復調回路２１７および変調回路２１８を有する。アンテナ２１１および半導体素子を有する層２１２は、図１（Ｂ）で説明したアンテナ１０１および半導体素子を有する層１０２と同じものを指している。
【００２７】
アンテナは、リーダライタから放射される電磁波を受信し、交流の誘導電圧を発生させる。当該誘導電圧は、無線チップ２０１の駆動電力となるほか、リーダライタ２０２からのデータを含んでいる。
【００２８】
リーダライタと無線チップが無線通信のために利用する電磁波の周波数帯は、３０ｋＨｚ〜１３５ｋＨｚまでの長波帯、６〜６０ＭＨｚ（代表的には１３．５６ＭＨｚ）の短波帯、４００〜９５０ＭＨｚの超短波帯、２〜２５ＧＨｚのマイクロ波帯などがある。アンテナは、通信に利用する電磁波の周波数に応じて適宜設計することができる。また、アンテナは、リーダライタとの通信を行うためのアンテナと、駆動電力を供給するためのアンテナを分離して設けることもできる。
【００２９】
半導体素子を有する層２１２は、例えば、演算処理回路部、メモリ、通信回路部、電源回路部、等を有する。
【００３０】
通信回路部は、復調回路および変調回路を含む。復調回路は、アンテナが受信したリーダライタからのデータを復調し、演算処理回路部に出力する。変調回路は、メモリが記憶するデータを変調し、リーダライタへ送信する。演算処理回路部は、復調されたリーダライタからのデータが正しいか否かを判定する、または、メモリからデータを読み出して変調回路に出力させる、等の動作を行う。
【００３１】
メモリは、無線チップ固有の情報を有する。したがって、追記型（ライトワンス型）の不揮発性メモリ、書き換え可能な不揮発性メモリ、または、揮発性メモリ、等を有する。電源回路部は、アンテナに発生した誘導電圧から、一定の電圧を生成し、当該一定の電圧を駆動電圧として各回路に供給する。また、電源回路部は、他の回路が必要とする周波数のクロック信号を生成するための、クロック生成回路等を有することもできる。
【００３２】
次に、本発明の無線チップの作製方法について、アンテナを形成する方法、半導体素子を有する層を形成する方法、および、アンテナと半導体素子を有する層とを接続する方法の順に説明する。
【００３３】
図１（Ｂ）に示すように、無線チップを構成するアンテナ１０１は、半導体素子を有する層１０２よりも大きくて厚く、本発明の無線チップは、このアンテナ１０１によってその形状がほぼ決定される。当該アンテナ１０１は、第１の導電層１０３および第２の導電層１０４が誘電体層１０６を挟む構成を有し、前記誘電体層１０６がアンテナ１０１の形状をほぼ決定している。したがって、当該誘電体層１０６の形状を、前記したように円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状に作製することで、本発明の無線チップの形状を決定することができる。
【００３４】
また、当該アンテナ１０１は、放射電極として機能する第１の導電層１０３および接地体として機能する第２の導電層１０４が、誘電体層１０６を挟む形で構成される。第１の導電層１０３から半導体素子を有する層への給電は、給電体層１０５を設ける構成とすることができる。さらには、給電点を設けて給電を行う構成とすることも可能である。本実施の形態では、給電体層１０５を設ける構成のアンテナ１０１について説明する。
【００３５】
上記アンテナ１０１は、誘電体または磁性体等を用いて誘電体層１０６を形成し、誘電体層表面に導電層１０３、１０４を導電性を有する物質を用いて形成する。
【００３６】
誘電体層１０６を形成する方法の例としては、図３（Ａ）に示すように、円柱形の誘電体層３０１を形成する。（本発明は円柱状のみに限定されず、多角柱状に形成することもできる。）そして、図３（Ｂ）に示すように、上面および底面と側面とが交わる角を、研磨等により面取りを行うことで、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状の誘電体層３０２を作製する。
【００３７】
しかしながら、本発明の無線チップを構成するアンテナの誘電体層は、上記作製方法に限定されず、鋳型等を用いて、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状に作製することもできる。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に作製しても良い。
【００３８】
誘電体層１０６は、誘電率の高いセラミックや有機樹脂およびそれらの混合物等を用いて作製する。セラミックの代表例としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、ガラス、フォルステライト等が挙げられる。さらには、チタンバリウムネオジウム系セラミックス、チタンバリウムスズ系セラミックス、鉛カルシウム系セラミックス、二酸化チタン系セラミックス、チタン酸バリウム系セラミックス、チタン酸鉛系セラミックス、チタン酸ストロンチウム系セラミックス、チタン酸カルシウム系セラミックス、チタン酸ビスマス系セラミックス、チタン酸マグネシウム系セラミックス、等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いてもよい。なお、ここで二酸化チタン系セラミックスとは、二酸化チタンのみを含有するもののほか、他の少量の添加物を含有するものも含み、二酸化チタンの結晶構造が保持されているものを言う。またほかのセラミックスも同様である。
【００３９】
また、有機樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂の代表例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフマレート樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリビニルベンジルエーテル化合物樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂の代表例としては、液晶ポリマー、芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ＢＴレジン、ビニルベンジル樹脂、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることができる。さらには、複数の有機樹脂材料を混合して用いてもよい。
【００４０】
誘電体層１０６がセラミックと有機樹脂の混合物で形成される場合、粒子状のセラミックの粒子を有機樹脂に分散させて形成することが好ましい。このとき、誘電体層に対して粒子状のセラミックの含有量は、２０体積％以上６０体積％以下が好ましい。また、セラミックの粒径は１〜５０μｍが好ましい。また、誘電体層１０６の誘電率は２．６〜１５０、好ましくは、２．６〜４０であることが望ましい。誘電率の高い強誘電体材料を用いることで、アンテナの容積を小さくすることが可能である。
【００４１】
アンテナを構成する誘電体層１０６は、上記例に挙げたセラミックおよび有機樹脂に限定されるものではなく、形成性、加工性、接着性等を考慮し、目的に応じた材料の中から選択して用いることができる。
【００４２】
次に、図３（Ｃ）に示すように、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状の誘電体層３０２の表面に、２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５を形成する。
【００４３】
２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５は、導電性を有する物質を用いて、印刷法、メッキ法等により、誘電体層３０２の表面に作製することができる。
【００４４】
また、誘電体層３０２の全面に、蒸着法またはスパッタリング法等を用いて、導電性を有する層を形成し、当該導電性を有する層をエッチングにより所望の形状に加工することで、２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５を形成することもできる。
【００４５】
２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５の材料である導電性を有する物質の例としては、金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミニウム等の金属、又は合金等を用いることができる。
【００４６】
上記のように作製した第２の導電層１０４および給電体層１０５は、半導体素子を有する層１０２と電気的に接続される。詳細には、第２の導電層１０４は、半導体素子を有する層の接地電位を与える部分に接続され、給電体層１０５は、図２（Ｂ）で説明した電源回路部および通信回路部等に接続される。したがって、上記アンテナは、半導体素子を有する層１０２と接続しやすい形状にすることが望ましい。
【００４７】
また、アンテナの大きさは、数ｍｍ×数ｍｍ〜数十ｍｍ×数十ｍｍに収まることが好ましい。代表的には、７ｍｍ×７ｍｍ〜１２ｍｍ×１２ｍｍ程度である。また、アンテナの厚さは、１ｍｍ〜１５ｍｍ程度であり、代表的には１．５ｍｍ〜５ｍｍであることが望ましい。このアンテナの大きさが、無線チップの大きさを決定する。
【００４８】
次に、半導体素子を有する層の作製方法について説明する。
【００４９】
本発明の無線チップを構成する半導体素子を有する層は、半導体素子で構成される複数の回路、および、半導体素子と記憶素子とで構成されるメモリを有する。したがって、本実施の形態では、半導体素子および記憶素子の作製方法について説明する。
【００５０】
さらにここでは、薄くて小さく、上記に作製したアンテナに貼り付けることができる半導体素子を有する層を形成するため、ガラス等の絶縁基板上に、半導体の薄膜を利用して作製する半導体素子、および、有機化合物を用いた記憶素子を有する有機メモリを作製する方法を説明する。
【００５１】
有機メモリとは、一対の導電層間に有機化合物を有する層、または、有機化合物と無機化合物との混合層を挟んで設けた構成の記憶素子を有するメモリをいう。メモリを構成するデコーダ等は公知の技術を利用してもよい。また、メモリを構成するメモリセルは、当該記憶素子のみで構成する、または、トランジスタと当該記憶素子とで構成することができる。本明細書においては、上記有機化合物を有する層、または、有機化合物と無機化合物との混合層を総称して、有機化合物層と記載する。
【００５２】
記憶素子が有する有機化合物層は、光や熱、電気的作用を加えることによって結晶状態や導電性等が変化する物質を用いて作製する。当該構成の記憶素子は、上記光や熱、電気的作用を加えることによって有機化合物層が変化した状態、および、作用を加えずに変化しない状態、によって２値状態を記憶する。この記憶素子は、構造が単純で容易に、薄く作製することができる。
【００５３】
まず、絶縁基板４０１上に剥離層４０２を形成する（図４（Ａ）参照）。絶縁基板４０１としては、ガラス、石英、シリコン、金属等の基板を用いることができる。剥離層４０２は、金属や珪素などの元素や化合物を、基板全面、もしくは、部分的に形成する。なお、本実施の形態では、絶縁基板４０１上に形成した半導体素子を有する層を剥離してアンテナに貼り付けるために剥離層４０２を形成する。しかしながら、絶縁基板４０１上に作製した半導体素子を有する層を絶縁基板４０１ごとアンテナに貼り付ける場合は、剥離層４０２を形成しなくてもよい。次に、剥離層４０２を覆うように絶縁層４０３を形成する。絶縁層４０３は、珪素酸化物や珪素窒化物等で形成する。次に、絶縁層４０３上に半導体層４０４を形成し、レーザ結晶化や、金属触媒を用いた熱結晶化等により、当該半導体層を結晶化させ、その後、所望の形状に加工する。次に、半導体層を覆うようにゲート絶縁層４０５を形成する。ゲート絶縁層４０５は、珪素酸化物や珪素窒化物等で形成する。当該ゲート絶縁層４０５は、高密度プラズマＣＶＤ装置で成膜することによって、膜厚が薄く高い絶縁性を有する絶縁層を形成することが可能である。
【００５４】
次に、ゲート電極層４０６を形成する。ゲート電極層４０６は、導電性を持つ元素や化合物で導電層を形成し、所望の形状に加工する。フォトリソグラフィ法により加工を行う場合、レジストマスクをプラズマ等でエッチングすると、ゲート電極幅を短くし、トランジスタの性能を高めることができる。図４（Ａ）はゲート電極層を積層構造に形成した場合を示す。次に、半導体層４０４に不純物元素を添加してｎ型不純物領域４０７、および、ｐ型不純物領域４０８を形成する。不純物領域は、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、燐や砒素、ボロン等の不純物元素を添加することで形成する。次に、窒素化合物等により絶縁層を形成し、当該絶縁層を垂直方向の異方性エッチングすることで、ゲート電極の側面に接する絶縁層４０９（サイドウォール）を形成する（図４（Ｂ）参照）。次に、ｎ型不純物領域を有する半導体層に不純物を添加し、サイドウォール４０９直下の第１のｎ型不純物領域４１０と、第１のｎ型不純物領域４１０よりも高い不純物濃度を有する第２のｎ型不純物領域４１１とを形成する。上記の工程により、ｎ型トランジスタ４１２とｐ型トランジスタ４１３とが形成される。
【００５５】
続いて、トランジスタ４１２、４１３を覆うように絶縁層４１４を形成する（図４（Ｃ）参照）。絶縁層４１４は、絶縁性を有する無機化合物や、有機化合物等により形成する。図４（Ｃ）においては、絶縁層４１４を積層構造で形成したものを示す。次に、第２のｎ型不純物領域４１１と、ｐ型不純物領域４０８とを露出させるコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールを充填するように、導電層４１５を形成し、当該導電層４１５を所望の形状に加工する。導電層４１５は、導電性を有する金属元素や化合物等で形成する。次に、導電層４１５を覆うように、絶縁層４１６を形成する。絶縁層４１６は、絶縁性を有する無機化合物、または、有機化合物等で形成する。
【００５６】
次に、記憶素子の形成を図５（Ａ）に示す。まず、導電層４１５を露出させるコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールを充填するように、第１の導電層４１７を形成する。第１の導電層４１７は、導電性を有する金属元素や化合物等で形成し、記憶素子を構成する第１の導電層となる。次に、第１の導電層４１７を覆うように、絶縁層４１８を形成する。絶縁層４１８は隣り合う記憶素子同士を電気的に分離させるため、高い絶縁性を有する無機化合物、または、有機化合物等で形成する。次に、第１の導電層４１７を露出させるコンタクトホールを形成する。そして、第１の導電層４１７上に、アンテナを接続するための配線４１９を形成する。次に、第１の導電層４１７と接するように、有機化合物層４２０を形成し、その後、導電層４２１を形成する。有機化合物層４２０は、電気的作用を加えることにより電気特性が変化する有機化合物を用いて形成する。導電層４２１は、導電性を有する金属元素や、化合物等で形成し、記憶素子を構成する第２の導電層となる。次に、保護層４２２を形成する。保護層４２２は、絶縁性を有する化合物、樹脂等により形成する。
【００５７】
図５（Ｂ）には、上記と異なる構成の記憶素子を示す。当該記憶素子は、図５（Ａ）においてトランジスタと記憶素子とを接続するために形成された導電層４１５を、記憶素子の第１の導電層として用いる。まず、第２のｎ型不純物領域４１１と、ｐ型不純物領域４０８とを露出させるコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールを充填するように、導電層４１５を形成し、当該導電層４１５を所望の形状に加工する。導電層４１５は、記憶素子を構成する第１の導電層となる。次に、導電層４１５と接するように、有機化合物層４２０を形成し、その後、導電層４２１を形成する。有機化合物層４２０は、電気的作用を加えることにより電気特性が変化する有機化合物を用いて形成する。導電層４２１は、導電性を有する金属元素や、化合物等で形成し、記憶素子を構成する第２の導電層となる。次に、保護層４２２を形成する。保護層４２２は、絶縁性を有する化合物、樹脂等により形成する。このようにコンタクトホールに記憶素子を形成することで、半導体装置の小型化、薄型化を図ることができる。また、第１の導電層４１７や絶縁層４１８が不要となるため製造工程を削減し、低コスト化されたメモリを提供することができる。
【００５８】
絶縁層、導電層、素子を形成する各々の層は、単一材料の単層構造、もしくは、複数の材料の積層構造で形成することができる。
【００５９】
上記の工程により作製した半導体素子が有する半導体層は、非晶質半導体、微結晶半導体、マイクロクリスタル半導体、多結晶半導体、有機半導体等のいずれの半導体を用いてもよい。良好な特性の半導体素子を得るためには、２００度から６００度の温度（好適には３５０度から５００度）で結晶化した結晶質半導体層（低温ポリシリコン層）や、６００度以上の温度で結晶化した結晶質半導体層（高温ポリシリコン層）を用いることができる。さらに良好な特性の半導体素子を得るためには、金属元素を触媒として結晶化した半導体層や、レーザ照射法により結晶化した半導体層を用いるとよい。また、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ４とＦ２の混合ガス、ＳｉＨ４とＨ２の混合ガス等を用いて形成した半導体層や、前記半導体層にレーザ照射を行ったものを用いるとよい。また、回路内の半導体素子の半導体層は、キャリアの流れる方向（チャネル長方向）と平行に延びる結晶粒界を有するように形成するとよい。このような活性層は、連続発振レーザ（ＣＷＬＣと略記することができる）や、１０ＭＨｚ以上、好ましくは６０〜１００ＭＨｚで動作するパルスレーザで形成することができる。また、半導体層の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍとするとよい。また、半導体層（特にチャネル形成領域）には、１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度、好適には１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で、水素又はハロゲン元素を添加することで、欠陥が少なく、クラックが生じにくい活性層を得ることができる。
【００６０】
上記のように作製したトランジスタは、Ｓ値（サブスレッシュホールド値）が０．３５Ｖ／ｄｅｃ以下、好ましくは０．０９〜０．２５Ｖ／ｄｅｃを有する。また、移動度は、１０ｃｍ２／Ｖｓ以上の特性を有するとよい。さらに、当該トランジスタは、電源電圧が３〜５Ｖで動作するリングオシレータで、１ＭＨｚ以上、好適には１０ＭＨｚ以上の特性を有することが望ましい。また、本実施例に示されたトランジスタは、基板上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層を順に積層を積層させる構造を取るが、この例には限定されず、例えば、ゲート電極層、絶縁膜、半導体層を順に積層させる構造を取ることも可能である。また、本実施の形態においてｎ型のトランジスタは、第１のｎ型不純物領域と第２のｎ型不純物領域を有するが、この例には限定されず、不純物領域における不純物濃度が一様であっても良い。
【００６１】
有機化合物層の材料は、電気的作用、光学的作用又は熱的作用等により、その性質や状態が変化する材料を用いる。例えば、電圧を印加することにより有機化合物の性質や状態が変化し、記憶素子を構成する第１の導電層と第２の導電層とが短絡する材料を用いる。したがって、有機化合物層の厚さは、５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍから６０ｎｍとする。このような有機化合物層は、下記に挙げる無機材料又は有機化合物材料を用いることができ、蒸着法、スピンコーティング法、液滴吐出法等により形成することができる。
【００６２】
有機化合物層の材料としては、例えば、４、４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）やフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物等を用いることができる。これら材料は、正孔輸送性の高い物質である。
【００６３】
また、他にも有機化合物層の材料として、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。これら材料は、電子輸送性が高い物質である。
【００６４】
さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等の化合物等を用いることができる。
【００６５】
また有機化合物層は単層構造であっても、積層構造であってもよい。積層構造の場合、上記材料から選び、積層構造することができる。また上記有機化合物材料と、発光材料とを積層してもよい。発光材料として、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−イル）エテニル］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）等がある。
【００６６】
また、上記発光材料を分散してなる層を用いてもよい。発光材料分散してなる層において、母体となる材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いることができる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等を用いることができる。
【００６７】
このような有機化合物材料は、熱的作用等によりその性質を変化させるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃から３００℃、好ましくは８０℃から１２０℃であるとよい。
【００６８】
また、有機化合物材料や発光材料に金属酸化物を混在させた材料を用いてもよい。なお金属酸化物を混在させた材料とは、上記有機化合物材料又は発光材料と、金属酸化物とが混合した状態、又は積層された状態を含む。具体的には複数の蒸着源を用いた共蒸着法により形成された状態を指す。このような材料を有機無機複合材料と呼ぶことができる。
【００６９】
例えば正孔輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物を用いると好ましい。
【００７０】
また電子輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはリチウム酸化物、カルシウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、マグネシウム酸化物を用いると好ましい。
【００７１】
有機化合物層には、電気的作用、光学的作用又は熱的作用により、その性質が変化する材料を用いればよいため、例えば光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることもできる。共役高分子として、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンエチニレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤としては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ６塩等を用いることができる。
【００７２】
また、記憶素子を構成する第１の導電層および第２の導電層は、導電性を有する材料から形成することができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜等から形成することができる。また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、酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料を用いることができる。さらに、保護層４２２の材料として、無機材料は、酸化珪素、窒化珪素を用いることができる。有機材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。これらの材料を用いて保護層を作製することによって、平坦性を高め、不純物元素の侵入を防止することができる。
【００７３】
また、半導体素子および記憶素子は複数の層に渡って設けられていてもよい。多層構造で作製する場合は、層間での寄生容量を低減するために、層間絶縁膜の材料に低誘電率材料を用いるとよい。例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料などが挙げられる。多層構造において寄生容量を低減すれば、小面積化、動作の高速化、低消費電力化を実現することができる。また、アルカリ金属の汚染を防ぐための保護層を設けることで、信頼性を向上することができる。当該保護層は、窒化アルミニウム、窒化珪素膜等の無機材料により、回路内の半導体素子を包むように、または、回路全体を包むように設けるとよい。
【００７４】
次に、上記のように構成した半導体素子および記憶素子を、絶縁基板４０１から剥離し、アンテナに張り付ける方法について説明する。
【００７５】
まず、剥離層４０２が露出するように開口部４２７を形成し、当該開口部４２７にエッチング剤を導入し、剥離層４０２を部分的に除去する（図６（Ａ）参照）。次に、絶縁基板４０１上面方向から第１の可撓性を有する基板４２９（例えばプラスチックフィルム）を接着する。そして、剥離層４０２を境に、半導体素子および記憶素子を有する層４２８を、絶縁基板４０１から剥離する。このようにして、半導体素子および記憶素子を有する層４２８は、第１の可撓性を有する基板４２９側へ移し取ることができる。このとき、半導体素子および記憶素子を有する層に、剥離層の材料が残っていてもよい。次に、半導体素子および記憶素子を有する層４２８が、絶縁基板４０１と接していた側に第２の可撓性を有する基板４３０（例えば薄いプラスチックフィルム）を接着する（図６（Ｂ）参照）。そして、第１の可撓性を有する基板４２９を取り去ることで、アンテナを接続するための配線４１９を露出させる（図６（Ｃ）参照）。
【００７６】
このとき、半導体素子および記憶素子を有する層４２８の厚さは５μｍ以下、好ましくは、１μｍ〜３μｍであることが望ましい。また、半導体素子を有する層を、曲面を有するアンテナに張り付ける場合は、半導体素子のキャリアの流れる方向（チャネル長方向）は、貼り付ける位置において、曲面となす角が最小となる接線と平行にすると、半導体素子への影響を少なくすることができる。
【００７７】
このようにして作製された、第２の可撓性を有する基板４３０上に形成されている半導体素子を有する層が、図１で示される半導体素子を有する層１０２である。
【００７８】
次に、図３（Ｄ）に示すように、上記工程によって作製されたアンテナ１０１および半導体素子を有する層１０２を、電気的に接続するように貼り合わせる。貼り合わせには、異方性導電接着剤を用いることが好ましい。詳細には、アンテナの第２の導電層１０４が、半導体素子を有する層の接地電位を与える部分に接続され、給電体層１０５が、図２（Ｂ）を用いて説明した、電源回路部および通信回路部等に接続されるように接着する。
【００７９】
本発明は、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。さらに、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形することで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した機能を有する本発明の無線チップについて、異なる作製方法を説明する。
【００８１】
図７（Ａ）に示すように、本実施の形態の無線チップは、半導体素子を有する層７０１およびアンテナ７０３を有する。半導体素子を有する層は、シリコン等の半導体基板上に、電界効果トランジスタ等の半導体素子を有する。また、アンテナは実施の形態１で説明したアンテナと同様でも良い。
【００８２】
本実施の形態における無線チップは、アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１が、導電層７０２ａ、７０２ｂによって接続される。具体的には、半導体素子を有する層７０１の表面に形成される接続端子７０４ａと、アンテナの給電体層７１３とが、導電層７０２ａで接続される。そして、半導体素子を有する層７０１表面に形成される接続端子７０４ｂと、アンテナの接地体として機能する導電層７１２とが、導電層７０２ｂにより接続される。また、アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１との接続部分は、アンダーフィル７０４で充填されてもよい。
【００８３】
アンテナ７０３は、誘電体層７１０と、２つの導電層（第１の導電層７１１、第２の導電層７１２）および給電体層７１３を形成する。誘電体層７１０は、実施の形態１と同様に、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形しても良い。
【００８４】
そして、誘電体層の一表面に形成される第１の導電層７１１と、誘電体層を介して第１の導電層７１１に対向し、且つ誘電体層の他表面に形成される第２の導電層７１２と、給電体層７１３とを有する。第１の導電層７１１は、放射電極として機能する。また、第２の導電層７１２は接地体として機能する。給電体層７１３は、第１の導電層７１１と第２の導電層７１２と接触しないように設けられている。また、給電体層７１３を介して、アンテナから半導体素子を有する層、又は半導体素子を有する層からアンテナへ給電が行われる。なお、給電体層の代わりに給電点を用いて給電を行ってもよい。
【００８５】
ここで、アンテナ７０３の構造について説明する。アンテナの誘電体層７１０は、セラミック、有機樹脂、又はセラミックと有機樹脂の混合物等で形成することができる。セラミックの代表例としては、アルミナ、ガラス、フォルステライト等が挙げられる。さらには、複数のセラミックを混合して用いてもよい。また、高い誘電率を得るためには、誘電体層７１０を、強誘電体材料で形成することが好ましい。強誘電体材料の代表例としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）等が挙げられる。さらには、複数の強誘電体材料を混合して用いてもよい。
【００８６】
また、有機樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を適宜用いる。有機樹脂の代表例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ＢＴレジン、ビニルベンジル、ポリフマレート、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることができる。さらには、複数の有機樹脂材料を混合して用いてもよい。
【００８７】
誘電体層７１０がセラミックと有機樹脂の混合物で形成される場合、粒子状のセラミックの粒子を有機樹脂に分散させて形成することが好ましい。このとき、誘電体層７１０に対して粒子状のセラミックの含有量は、２０体積％以上６０体積％以下が好ましい。また、セラミックの粒径は１〜５０μｍが好ましい。
【００８８】
誘電体層７１０の誘電率は２．６〜１５０、好ましくは、２．６〜４０であることが望ましい。非誘電率の高い強誘電体材料を用いることで、アンテナの容積を小さくすることが可能である。
【００８９】
アンテナの第１の導電層７１１、第２の導電層７１２、給電体層７１３は、金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミニウムから選ばれる金属、又は合金等を用いることができる。また、アンテナの第１の導電層７１１、第２の導電層７１２、給電体層７１３は、印刷法、メッキ法を用いて形成することができる。また、誘電体層に蒸着法、スパッタリング法で導電膜を成膜した後、一部分をエッチングして各導電層を形成することができる。
【００９０】
次に、半導体素子を有する層７０１について、図８を用いて説明する。
【００９１】
図８は半導体素子を有する層７０１の一部の断面図であり、基板８００に素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅが形成され、素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅそれぞれの間に電界効果トランジスタ等の半導体素子８０２が形成される。
【００９２】
半導体素子８０２は、単結晶半導体基板上に形成されるゲート絶縁膜８０３、ゲート絶縁膜上に形成されるゲート電極８０４、単結晶半導体基板におけるソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂ、ゲート電極上に形成される層間絶縁層８１１、ソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂに接続されるソース配線及びドレイン配線８０９ａ、８０９ｂを有する。なお、ゲート電極８０４及びゲート絶縁膜８０３の側壁に形成されるサイドウォール８０７ａ、８０７ｂや、単結晶半導体基板においてサイドウォール８０７ａ、８０７ｂに覆われる低濃度不純物領域８０６ａ、８０６ｂを有してもよい。
【００９３】
基板８００は、単結晶半導体基板又は化合物半導体基板であり、代表的には、ｎ型またはｐ型の単結晶シリコン基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、サファイヤ基板、又はＺｎＳｅ基板等が挙げられる。また、ＳＯＩ基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）を用いこともできる。本実施形態では、基板８００として、ｎ型単結晶シリコン基板を用いる。
【００９４】
素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅは、公知の選択酸化法（ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）法）又はトレンチ分離法等を適宜用いて形成することができる。ここでは、素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅとしては、トレンチ分離法により酸化珪素層が形成される。
【００９５】
ゲート絶縁膜８０３は、単結晶半導体基板を熱酸化して形成される。ゲート電極８０４は、厚さ１００〜３００ｎｍの多結晶シリコン層や、多結晶シリコン層上にタングステンシリサイド層、モリブデンシリサイド層、コバルトシリサイド層等のシリサイド層を設けた積層構造とすることができる。更には、多結晶シリコン層上に窒化タングステン層及びタングステン層を積層して形成しても良い。
【００９６】
ソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂは、ｐウェル領域にリンが添加されたｎ＋領域やｎウェル領域にボロンが添加されたｐ＋領域を用いることができる。また、低濃度不純物領域８０６ａ、８０６ｂは、ｐウェル領域にリンが添加されたｎ−領域やウェル領域にボロンが添加されたｐ−領域を用いることができる。ここでは、ｎ型単結晶シリコン基板を用いているため、ボロンを基板に添加してｐ＋領域からなるソース領域及びドレイン領域、ｐ−領域からなる低濃度不純物領域が形成される。なお、ソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂに、マンガンシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド等のシリサイドを有しても良い。シリサイドをソース領域及びドレイン領域表面に有することにより、ソース配線御及びドレイン配線とソース領域及びドレイン領域との接続抵抗を下げることが可能である。
【００９７】
サイドウォール８０７ａ、８０７ｂは、基板上にＣＶＤ法により酸化珪素で形成される絶縁層を形成し、該絶縁層をＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）法により異方性エッチングすることで形成できる。
【００９８】
層間絶縁層８０８は、酸化シリコン及び酸化窒化シリコンなどの無機絶縁材料、又はアクリル樹脂及びポリイミド樹脂などの有機絶縁材料で形成する。スピン塗布やロールコーターなど塗布法を用いる場合には、有機溶媒中に溶かされた絶縁膜材料を塗布した後、熱処理により絶縁層を形成される酸化シリコンを用いることもできる。ここでは、層間絶縁層８０８は酸化珪素を用いて形成する。
【００９９】
ソース配線及びドレイン配線８０９ａ、８０９ｂは、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の積層構造、モリブデン（Ｍｏ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層構造など、アルミニウム（Ａｌ）のような低抵抗材料と、チタン（Ｔｉ）やモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属材料を用いたバリアメタルとの組み合わせで形成することが好ましい。
【０１００】
なお、半導体素子を有する層７０１は、電界効果トランジスタの他に抵抗素子、コンデンサ等の半導体素子を有する。
【０１０１】
また、層間絶縁層８０８及びソース配線及びドレイン配線８０９ａ、８０９ｂ上に層間絶縁層８１１が形成される。層間絶縁層８１１は層間絶縁層８０８と同様に形成される。また、層間絶縁層８０８上には、半導体素子８０２に接続する接続端子８１２、８１３を有する。
【０１０２】
また、接続端子８１２、８１３の一部及び層間絶縁層８１１を覆う絶縁層８１４が形成されてもよい。層間絶縁層８１１は、保護層として機能するため、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等で形成されることが好ましい。
【０１０３】
アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１とを接続する導電層７０２ａ、７０２ｂは、バンプ、導電性ペースト、異方性導電接着剤、異方性導電膜等で形成される。また、パンプ及び導電性ペーストを用いてもよい。さらには、バンプ及び異方性導電接着剤、バンプ及び異方性導電膜を用いてもよい。これらの場合、バンプ及び導電性粒子により、導電層と接続端子が接続される。
【０１０４】
異方性導電膜及び異方性導電接着剤は、粒径数ｎｍ〜数μｍ程度の導電性粒子が分散された接着性の有機樹脂であり、有機樹脂としてエポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、導電性粒子は、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一元素、若しくは複数の元素で形成される。また、これらの元素の多層構造を有する粒子でも良い。更には、樹脂で形成された粒子の表面に、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一金属、若しくは複数の金属で形成される薄膜がコーティングされた導電性粒子を用いてもよい。
【０１０５】
アンダーフィル７０４は、半導体素子を有する層７０１とアンテナ７０３の接続部の補強や外部からの水分の浸入保護等の機能を有するものであり、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等を用いて形成される。
【０１０６】
また、本発明の無線チップは、図７（Ｂ）に示すような構成を有することもできる。
【０１０７】
図７（Ｂ）に示される無線チップが有するアンテナは、誘電体層７１０を形成した後、半導体素子を有する層７０１を挿入するための穴をあける。次に、誘電体層７１０の表面に、第１の導電層７１１を形成する。そして、半導体素子を有する層７０１を挿入し、第２の導電層７１２および給電体層７１３を形成する。
【０１０８】
ここで、半導体素子を有する層７０１表面に形成される接続端子７０４ａとアンテナの給電体層７１３とが導電層７０２ａで接続する。そして、半導体素子を有する層７０１表面に形成される接続端子７０４ｂと、アンテナの接地体として機能する導電層７１２とが導電層７０２ｂにより接続されるようにする。また、アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１との接続部分は、アンダーフィル７０４で充填されてもよい。
【０１０９】
本発明の無線チップは、上記作製方法に限定されない。しかしながら、上記のように、アンテナが有する誘電体層７１０内部に半導体素子を有する層７０１を入れるように形成することで、外形に凹凸がなく、平面および曲面のみを有する形状となるため、安全性を向上することができる。
【０１１０】
本発明は、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。さらに、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形することで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１１２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２で説明した半導体素子を有する層を構成する半導体素子について、異なる材料を用いて作製する工程を説明する。本実施の形態においては、有機物半導体層を有する半導体素子を絶縁性基板上形成することで半導体素子を有する層を作製する例を示す。
【０１１３】
例えば、可撓性を有する基板は、ガラス基板等の非可撓性基板と比較して耐熱温度が低い。このため、可撓性を有する基板上に半導体素子を作製する場合、有機半導体を用いて形成することが好ましい。有機半導体を用いて形成される半導体素子を有する層は、可撓性を有する基板上に半導体素子が形成され、半導体素子を覆う絶縁層が形成されている。また、半導体素子を有する層の表面には、半導体素子の配線に接続する接続端子が形成されている。
【０１１４】
ここで、有機半導体を用いる半導体素子の構造について、図９を参照して説明する。図９（Ａ）は、スタガ型のトランジスタを適用する一例を示している。可撓性を有する基板９０１上に半導体素子９００が設けられている。半導体素子９００は、ゲート電極９０２、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３、ゲート電極及びゲート絶縁膜として機能する絶縁層と重なって存在する半導体層９０４、半導体層９０４に接続する配線９０５、９０６が形成されている。なお、半導体層は、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３と配線９０５、９０６に接する。
【０１１５】
ゲート電極９０２は、例えば、微粒子を含む組成物の液滴を微細な孔から吐出して所定の形状のパターンを形成する方法（以下、本明細書では液滴吐出法という）を用い、乾燥・焼成してゲート電極９０２を形成することができる。また、可撓性を有する基板上に、微粒子を含むペーストを印刷法により印刷し、乾燥・焼成してゲート電極９０２を形成することができる。微粒子の代表例としては、金、銅、金と銀の合金、金と銅の合金、銀と銅の合金、金と銀と銅の合金のいずれかを主成分とする微粒子でもよい。また、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの導電性酸化物を主成分とする微粒子でもよい。
【０１１６】
ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３は、図３を用いて説明したゲート絶縁層４０５と同様の材料及び手法により形成することができる。但し、有機溶媒中に溶かされた絶縁膜材料をスピン塗布法やロールコーター法などにより、塗布した後、熱処理により絶縁層を形成する場合、熱処理温度が可撓性を有する基板の耐熱温度より低い温度で行う。
【０１１７】
半導体層９０４は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、フタロシアニン、電荷移動型錯体等が挙げられる。例えばアントラセン、テトラセン、ペンタセン、６Ｔ（ヘキサチオフェン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、ＰＴＣＤＡ（ペリレンカルボン酸無水化物）、ＮＴＣＤＡ（ナフタレンカルボン酸無水化物）などを用いることができる。また、具体的な有機高分子化合物材料は、π共役系高分子、カーボンナノチューブ、ポリビニルピリジン、フタロシアニン金属錯体等が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。
【０１１８】
また、有機半導体膜の成膜方法としては、基板に膜厚の均一な膜が形成できる方法を用いればよい。膜厚は１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が望ましい。具体的な方法としては、蒸着法、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法を用いることができる。
【０１１９】
配線９０５、９０６は、ゲート電極９０２と同様の材料及び手法により形成することが可能である。
【０１２０】
図９（Ｂ）は、コプレナー型のトランジスタを適用する一例を示している。可撓性を有する基板９０１上に半導体素子９００が設けられている。半導体素子９００は、ゲート電極９０２、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３、配線９０５、９０６、ゲート電極及びゲート絶縁層として機能する絶縁層に重畳する半導体層９０４が形成されている。また、配線９０５、９０６は、ゲート絶縁層として機能する絶縁層及び半導体層に接する。
【０１２１】
上記のように、可撓性を有する基板に有機半導体層を用いて半導体素子を形成することで、非常に薄い半導体素子を有する層を形成することができる。そして、実施の形態１および実施の形態２で示したアンテナを作製し、図２（Ｄ）に示すように、アンテナと半導体素子を有する層とを、電気的に導通するように（例えば異方性導電膜等を用いて）貼り付けることで、外形に凹凸のない無線チップを形成することが可能である。
【０１２２】
本発明は、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。さらに、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等にすることで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【０１２３】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１２４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態１から実施の形態３とは異なり、樹脂等を用いてコーティングした無線チップについて、図１０を用いて説明する。
【０１２５】
例えば、誘電体層の加工性や作製コストを考慮して、平面、および／または、曲面のみを有する形状の無線チップが作製できない場合、不特定の形状に作製した無線チップを、樹脂等の保護層でコーティングすることができる。図１０（Ａ）には、樹脂等の保護層１００２でコーティングした無線チップ１００１を示す。
【０１２６】
無線チップ１００１を樹脂等の保護層１００２でコーティングすることで、卵形、球形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状等の形状に作製するに形成することができる。または、鋳型による形成や研磨による面取り等の方法を用いて、円柱状（もしくは多角柱状）を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状に形成することも可能である。
【０１２７】
本発明の無線チップは電磁波を介して無線でリーダライタと通信を行うため、通信を阻害しない物質で作製される保護層によって、無線タグをコーティングすることが可能である。
【０１２８】
図１０（Ｂ）、（Ｃ）には樹脂等の保護層でコーティングを行った無線チップの断面図を示す。図１０（Ｂ）示すように、無線チップ１００１を樹脂等の保護層１００３で直接コーティングすることができる。さらには、図１０（Ｃ）に示すように、保護層１００４をカプセル状に形成して無線チップ１００１を内蔵し、保護層１００４と無線チップ１００１との間には充填剤１００５をおくこともできる。
【０１２９】
無線チップをコーティングするための保護層の例としては、有機樹脂、無機樹脂およびダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等が挙げられる。また、保護層が窒化珪素、酸化珪素、窒酸化珪素、酸窒化珪素、又は窒化炭素等を含むことによって、半導体素子の機能を低下させるアルカリ金属から、半導体素子を有する層を保護することができる。
【０１３０】
上記のような無線タグをコーティングして外形を形成する方法は、実施の形態２で示したように半導体素子を有する層をシリコンウエハで作製するために厚みがあり、無線タグの形状がアンテナの誘電体層のみで決まらない場合や、誘電体層の形状を成形するよりも、無線タグをコーティングした方が安価に作製できる場合等に用いることができる。
【０１３１】
また、本発明のように無線チップの最外面を樹脂やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等でコーティングし、曲面を有する形状に整形することで、誤飲が起こったとしても人体に悪影響を与えることのない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【０１３２】
さらには、無線チップの最外面をコーティングすることで物理的な強度が高くなり、何度も繰り返して利用できるリサイクル可能な無線チップを提供することができる。
【０１３３】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１３４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、無線チップの使用方法について、図１１を用いて説明する。
【０１３５】
本発明の無線チップのように小型で安価に作製することが可能な無線チップは、物品に装着して小売りの管理を行うことが可能である。このように、大量の無線チップが小売りにまで利用されるようになると、最終的に無線チップは、消費者の手元へと届くことになる。最終消費者は不特定の多数であり、その中には無線チップおよび自動認識技術に関する知識を全く持たない人々がいるため、例えば負傷や誤飲といった予測しがたい事故が発生する危険性が生じることになる。さらに、使用後の無線チップの廃棄処理方法や、リサイクルに関する問題が生じる。
【０１３６】
本発明はこれらの問題を解決するため、使用者や消費者が意識することができる安全な外観、大きさであり、かつ邪魔にならない大きさの箱、袋、包装用紙、マスコット等に無線チップを包装または内蔵してから物品に装着し、それらの無線チップを用いて物品の管理を行う方法を提供する。
【０１３７】
例えば図１１（Ａ）に示すように、無線チップを袋１１０１に入れてペットボトル等の物品１１０２に装着することができる。図のように商品に引っかける構造を有する袋に無線チップをいれれば、小売業者は無線チップを容易に商品に装着することができる。さらに、当該袋は一目でそれと分かる大きさを有しているために装着していない物品を一目で確認することが可能であり、消費者も無線チップが入っていることを認識することができる。
【０１３８】
また、図１１（Ｂ）に示すように、無線チップを包装紙１１０３で包装してから野菜等の物品１１０４に装着することができる。図のように、無線チップを包装することで、野菜等の商品を束ねるときに無線チップを装着しやすくなる。また、消費者も料理を行うときに無線チップを確実に取り外してから利用することが可能になる。
【０１３９】
さらには、図１１（Ｃ）に示すように、例えば高級なカバンなどを販売する場合には、無線チップをマスコット１１０５等に内蔵してから物品１１０６に装着することもできる。図のように、無線チップをかわいらしいマスコット等に内蔵することで、商品のイメージアップにつながる可能性がある。さらには、マスコットに内蔵されていることで大切に扱い、無線チップをリサイクル使用することも可能になる。
【０１４０】
上記のように無線チップを利用することによって、小売り販売を行う無線チップの利用者、および、物品を購入する消費者は、無線チップをそれと意識することが可能になる。また、包装または内蔵する物の最外面を安全な素材を用いることによって、思わぬ事故を回避することができるようになる。また、廃棄物として分別収集も可能になる。
【０１４１】
さらには、タグを内蔵している包装、袋等を小売店内で回収することも容易になり、無線チップをリサイクル使用することも可能になる。包装もしくは内蔵することで無線チップが劣化するのを防ぐことができる。さらに、包装および内蔵しているものを取り替えることによって無線チップをリサイクル使用することができる。
【０１４２】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１４３】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の無線チップを構成するアンテナの種類について、図１２を用いて説明する。
【０１４４】
まず、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すアンテナの誘電体層１２０１、１２１１、１２２１、１２４１を形成する。上記誘電体層は、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形しても良い。図１２では、円柱状に形成し、その後面取りを行って角をなくした誘電体層を例にとって図示する。しかしながら本発明はこれに限定されない。
【０１４５】
まず、図１２（Ａ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２０２と、誘電体層１２０１と、接地体として機能する第２の導電層１２０３と、給電点１２０４と、第１の導電層、誘電体層、及び第２の導電層に設けられたスルーホールに形成され、給電点に接続する給電体を有する。なお、給電体は、給電点において第１の導電層と接続するが、第２の導電層とは接続しない。放射電極として機能する第１の導電層１２０２が、円形であり、且つ点対称となる２つの領域１２０５を面取りすることで、円偏波されている電磁波を受信することができる。また、第１の導電層１２０２が円形の場合、アンテナは直偏波のアンテナとなる。
【０１４６】
次に、図１２（Ｂ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２１２と、誘電体層１２１１と、接地体として機能する第２の導電層１２１３と、給電点１２１４と、第１の導電層、誘電体層、及び第２の導電層に設けられたスルーホールに形成され、給電点に接続する給電体を有する。なお、給電体は、給電点において第１の導電層と接続するが、第２の導電層とは接続しない。放射電極として機能する第１の導電層１２１２は、矩形であり、且つ点対称となる２つの角部１２１５を面取りすることで円偏波のアンテナとなる。また、第１の導電層１２１２が矩形の場合、アンテナは直偏波のアンテナとなる。
【０１４７】
また、図１２（Ｃ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２２２と、誘電体層１２２１と、接地体として機能する第２の導電層１２２３と、給電体層１２２４とを有する。放射電極として機能する第１の導電層１２２２は、矩形であり、且つ点対称となる２つの角部１２２５を面取りすることで円偏波のアンテナとして利用できる。放射電極として機能する第１の導電層１２２２と給電体層１２２４とは、ギャップを介して容量的に結合されている。また、給電体層１２２４は誘電体層の側面に形成でき、表面実装が可能である。
【０１４８】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すアンテナは、誘電体層の一方の面に接地体として機能する第２の導電層が設けられているため、第１の導電層側に指向性を有し、第１の導電層側に電波を放射する。
【０１４９】
また、図１２（Ｄ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２４２と、誘電体層１２４１と、接地体として機能する第２の導電層１２４３と、給電体層１２４４とを有する。また、第１の導電層１２４２において、対角線上に直交スリット１２４５が形成されている。すなわち、十字の切欠きが設けられている。このため、誘電体層１２４１が十字に露出している。放射電極として機能する第１の導電層１２４２と給電体層１２４４とは、ギャップを介して容量的に結合されている。
【０１５０】
特に、円偏波のアンテナを用いることで、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（１．５ＧＨｚ））、衛星デジタル放送（２．６ＧＨｚ）等の衛星送受信、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（２．４ＧＨｚ、５．２ＧＨｚ）、携帯情報機器向けの無線通信（２．４ＧＨｚ）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ：超広帯域無線）（３〜１０ＧＨｚ）等のＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）の送受信、第３世代のデータ通信、パケット通信の送受信を行うことができる。
【０１５１】
また、本発明の無線チップは、図１２に示すアンテナ以外にも公知のアンテナを用いて構成することも可能である。
【０１５２】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１５３】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の無線チップの回路構成例について、図１３を用いて説明する。
【０１５４】
本発明の無線チップ２０は、リーダライタと無線通信を行う。当該無線チップ２０は、図１３（Ａ）に示すように、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、アンテナ１８を有する。
【０１５５】
また、図１３（Ｂ）に示すように、本発明の無線チップ２０は、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、アンテナ１８の他、中央処理ユニット２１を有しても良い。
【０１５６】
また、図１３（Ｃ）に示すように、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、アンテナ１８、中央処理ユニット２１の他、検出素子３１、検出回路３２からなる検出部３０を有しても良い。ここで、中央処理ユニット２１とは、ＣＰＵや演算処理回路等を含み。検出素子３１とは、物理量や物質の濃度等を測定するためのセンサを含んでいる。
【０１５７】
本実施の形態の無線チップは、前記実施の形態１から実施の形態３で説明した半導体素子を有する層に、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、中央処理ユニット２１の他、検出素子３１、検出回路３２からなる検出部３０等を構成することで、小型で多機能を有する無線チップを形成することが可能である。
【０１５８】
電源回路１１は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、無線チップ２０の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路１２は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、無線チップ２０の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調／変調回路１３は、リーダライタ１９と交信するデータを復調／変調する機能を有する。他の回路を制御する制御回路１４は、記憶回路１６を制御する機能を有する。アンテナ１８は、電磁波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ１９は、無線チップとの交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、無線チップは上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
【０１５９】
記憶回路１６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、及び有機メモリから選択される１つ又は複数を有する。
【０１６０】
なお、有機メモリとは、一対の電極間に有機化合物を有する層を挟んで設けたものをいう。また、有機メモリとは、一対の電極間に有機化合物と無機化合物との混合層設けたものをいう。有機化合物の代表例としては、電気的作用や光が照射されることにより、結晶状態や導電性、形状が変化する物質を用いる。代表的には、光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子、正孔輸送性が高い有機化合物、又は電子輸送性が高い有機化合物を用いることができる。
【０１６１】
また、一対の電極間に有機化合物と無機化合物との混合層を設ける場合には、正孔輸送性の高い有機化合物と電子を受け取りやすい無機化合物とを混合させることが好ましい。また、電子輸送性の高い有機化合物と電子を与えやすい無機化合物とを混合させることが好ましい。このような構成とすることによって、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くのホールキャリアや電子キャリアが発生し、極めて優れたホール注入性・輸送性や電子注入性・輸送性を示す。
【０１６２】
有機メモリは、小型化、薄膜化および大容量化を同時に実現することができるため、記憶回路１６を有機メモリで設けることにより、無線チップの小型化、軽量化を達成することができる。
【０１６３】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１６４】
（実施の形態８）
本発明の無線チップの一実施の形態を図１４に示す。図１４は無線チップの断面図である。本実施の形態では、半導体素子を有する層と、受動素子と、アンテナとが、異方性導電接着材や導電層等で固着された無線チップの構造について説明する。
【０１６５】
実施の形態１から実施の形態３に示すように、半導体素子を有する層１４０１を形成する。半導体素子を有する層１４０１と受動素子１４２０が異方性導電接着材１４１０で固着される。ここでは、受動素子１４２０を、第１の受動素子１４３０及び第２の受動素子１４４０で示す。また、半導体素子を有する層１４０１の表面に露出された配線１４０２と受動素子１４２０の第１の配線１４２１とが異方性導電接着材中の導電性粒子で電気的に接続される。
【０１６６】
また、受動素子１４２０とアンテナ１４６０とは、導電層１４５０、１４５１で固着される。アンテナ１４６０の給電体層１４６３及び受動素子１４２０の第２の配線１４２２、アンテナの接地体として機能する第２の導電層１４６２及び受動素子の第３の配線１４２３は、それぞれ導電層１４５０、１４５１で電気的に接続される。導電層１４５０、１４５１は、導電性ペーストを硬化して形成する。導電性ペーストを硬化した導電層の代表例としては、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）の複数を含む合金があげられる。また、導電層１４５０、１４５１の代わりに異方性導電接着材を用いることも可能である。
【０１６７】
また、第１の受動素子１４３０は、絶縁層１４３１〜１４３４とその間に設けられた導電層１４４１〜１４４３とで、キャパシタ、インダクタ、抵抗のいずれか一つ以上が構成される。第２の受動素子１４４０も同様に、絶縁層１４３４〜１４３７とその間に設けられた導電層１４４４〜１４４６とで、キャパシタ、インダクタ、抵抗のいずれか一つ以上が構成される。
【０１６８】
第１の受動素子１４３０または第２の受動素子１４４０の絶縁層１４３１〜１４３７の誘電率は２．６〜４０が好ましい。導電層１４４１〜１４４６は、金、銀、銅、アルミニウムなど導電率の高い金属、またはこれらいずれか複数で形成される合金を用いる。
【０１６９】
第１の受動素子１４３０、第２の受動素子１４４０の形成方法を以下に示す。酸化アルミニウムと酸化珪素を有するセラミックを膜厚１０〜１５０μｍにシート状としたもの（いわゆるグリーンシート）に、金、銀、銅、アルミニウムなど導電率の高い金属、またこれらいずれか複数で形成される合金を印刷法により印刷し導電層を形成する。なお、必要であればグリーンシートにスルーホールを形成し、該スルーホールに導電性ペーストを充填してプラグを形成してもよい。また、グリーンシートは、実施の形態１または実施の形態２で示すアンテナ１４６０の誘電体層１４６１を形成するセラミック、有機樹脂等を適宜混合して形成してもよい。このような導電層が印刷されたグリーンシートを複数積み重ねて熱圧着し、所定の大きさに加工し、８００〜１３００度で加熱して絶縁層と導電層を焼成して、第１の受動素子１４３０、第２の受動素子１４４０を形成することができる。
【０１７０】
コンデンサ、インダクタ、抵抗、配線等の受動素子を複数組み合わせることで、高周波回路を構成するディプレクサ、及びローパスフィルタを含むアンテナフロントエンドモジュール、並びにアイソレータ、カプラ、減衰器、及びパワーアンプを含むアイソレータパワーアンプモジュール、ＶＣＯ（電圧制御発振器）、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）、積層フィルター、バルントランス、誘電体フィルター、カプラ、共振器等を構成することが可能である。ここで、高周波回路とは、数百ＭＨｚから数十ＧＨｚの周波数で動作する回路としている。
【０１７１】
また、半導体素子を有する層及び受動素子により、高周波回路である電源回路、クロック発生回路、及びデータ復調／変調回路や他の回路を制御する制御回路、インターフェイス回路、記憶回路、中央処理ユニット、検出素子、検出制御回路等を構成する。
【０１７２】
また、実施の形態１と同様に、半導体素子を有する層１４０１は、有機樹脂層を介して可撓性を有する基板に固着されていてもよい。
【０１７３】
本実施の形態の無線チップは、絶縁層及び導電膜を積層することで形成される受動素子と半導体素子を用いて形成された集積回路からなる。このため、適した機能を有する素子で各回路を高集積化される。本発明の無線チップを配線基板に実装することで、実装部品数を削減することが可能であるため、配線基板面積の縮小及びそれを有する電子機器の小型化が可能である。
【０１７４】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【実施例】
【０１７５】
本実施例では、半導体素子を形成する方法について例を挙げて説明する。
【０１７６】
本発明の無線チップを構成する半導体素子を有する層の一例を図１５に示す。なお、図１５において、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のａ−ｂ間の断面図に相当し、図１５（Ｃ）は図１５（Ａ）のｃ−ｄ間の断面図に相当する。
【０１７７】
図１５に示す半導体素子を有する層は、基板１５０１上に絶縁膜１５０２を介して設けられた半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂと、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ上にゲート絶縁膜１５０４を介して設けられたゲート電極１５０５と、ゲート電極を覆って設けられた絶縁膜１５０６、１５０７と、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続し且つ絶縁膜１５０７上に設けられた導電膜１５０８とを有している。なお、図１５においては、半導体膜１５０３ａの一部をチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａと半導体膜１５０３ｂの一部をチャネル領域として用いたｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂとを設けた場合を示しているが、この構成に限られない。例えば、図１５では、ｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａにＬＤＤ領域を設け、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂにはＬＤＤ領域を設けていないが、両方に設けた構成としてもよいし両方に設けない構成とすることも可能である。
【０１７８】
基板１５０１は、バリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。可撓性を有する基板を用いることによって、折り曲げが可能である半導体素子を有する層を作製することが可能となる。また、このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板１５０１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。
【０１７９】
絶縁膜１５０２は、下地膜として機能し、基板１５０１からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。絶縁膜１５０２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜１５０２を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜で設け、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜１５０２を３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。
【０１８０】
半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、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結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するために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。ＳＡＳは、珪素を有する気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を有する気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＧｅＦ４を混合させても良い。この珪素を有する気体をＨ２、または、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ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もよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−１以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９／ｃｍ３以下とする。ここでは、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法により結晶化させる。
【０１８１】
ゲート絶縁膜１５０４は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【０１８２】
絶縁膜１５０６は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【０１８３】
絶縁膜１５０７は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。なお、図１５における半導体素子を有する層において、絶縁膜１５０６を設けずにゲート電極１５０５を覆うように直接絶縁膜１５０７を設けることも可能である。
【０１８４】
導電膜１５０８としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ａｕ、Ｍｎから選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばＣとＴｉを含有したＡｌ合金、Ｎｉを含有したＡｌ合金、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金、ＣとＭｎを含有したＡｌ合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、ＡｌとＴｉを積層させることによって設けることができる。
【０１８５】
また、図１５において、ｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａはゲート電極１５０５の側壁に接してサイドウォールを有し、半導体膜１５０３ａにｎ型の導電性を付与する不純物が選択的に添加されたソース領域、ドレイン領域およびサイドウォールの下方に設けられたＬＤＤ領域が形成されている。また、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂはゲート電極１５０５の側壁に接してサイドウォールを有し、半導体膜１５０３ｂにｐ型の導電性を付与する不純物が選択的に添加されたソース領域およびドレイン領域が形成されている。
【０１８６】
なお、本発明の無線チップを構成する半導体素子を有する層では、上記基板１５０１、絶縁膜１５０２、半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂ、ゲート絶縁膜１５０４、絶縁膜１５０６または絶縁膜１５０７のうち少なくともいずれか一層に、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化する。このように、プラズマ処理を用いて半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化することによって、当該半導体膜または絶縁膜の表面を改質し、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜を形成することができるため、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体素子を有する層の特性等を向上させることが可能となる。
【０１８７】
以下に図面を参照して、プラズマ処理を用いて半導体素子を有する層を作製する方法を説明する。具体的には、プラズマ処理を用いて、基板１５０１、絶縁膜１５０２、半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂ、ゲート絶縁膜１５０４、絶縁膜１５０６または絶縁膜１５０７を酸化または窒化させて半導体素子を有する層を作製する場合について説明する。
【０１８８】
ここでは、上記図１５における半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂまたはゲート絶縁膜１５０４にプラズマ処理を行い、当該半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂまたはゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化することによって半導体素子を有する層を作製する方法について図面を参照して説明する。
【０１８９】
はじめに、基板上に設けられた島状の半導体膜において、当該島状の半導体膜の端部を直角に近い形状で設ける場合について示す。
【０１９０】
まず、基板１５０１上に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図１６（Ａ−１）及び（Ａ−２））。島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、基板１５０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１５０２上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等の公知の結晶化法により行うことができる。なお、図１６では、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部を直角に近い形状（θ＝８５〜１００°）で設ける。
【０１９１】
次に、プラズマ処理を行い半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化または窒化することによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２１ａ、１５２１ｂ（以下、絶縁膜１５２１ａ、絶縁膜１５２１ｂとも記す）を形成する（図１６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用いた場合、絶縁膜１５２１ａおよび絶縁膜１５２１ｂとして、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）が形成される。また、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂに接して酸化珪素（ＳｉＯｘ）が形成され、当該酸化珪素の表面に窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。なお、プラズマ処理により半導体膜を酸化する場合には、酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または酸素と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばＡｒを用いることができる。また、ＡｒとＫｒを混合したガスを用いてもよい。そのため、絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂは、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでおり、Ａｒを用いた場合には絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂにＡｒが含まれている。
【０１９２】
また、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲気中において、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下であり、プラズマの電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下で行う。プラズマの電子密度が高密度であり、基板１５０１上に形成された被処理物（ここでは、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ）付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化物または窒化膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。また、プラズマの電子温度が１ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点温度よりも１００度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の高周波を用いることができる。なお、以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上記条件を用いて行うものとする。
【０１９３】
次に、絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図１６（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用い、プラズマ処理により当該Ｓｉを酸化させることによって当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ表面に絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂとして酸化珪素を形成した場合、当該絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂ上にゲート絶縁膜として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成する。また、上記図１６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）において、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化または窒化することによって形成された絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂの膜厚が十分である場合には、当該絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂをゲート絶縁膜として用いることも可能である。
【０１９４】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１６（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０１９５】
このように、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ上にゲート絶縁膜１５０４を設ける前に、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面を酸化または窒化することによって、チャネル領域の端部１５５１ａ、１５５１ｂ等におけるゲート絶縁膜１５０４の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。つまり、島状の半導体膜の端部が直角に近い形状（θ＝８５〜１００°）を有する場合には、ＣＶＤ法やスパッタ法等により半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成した際に、半導体膜の端部においてゲート絶縁膜の段切れ等による被覆不良の問題が生じる恐れがあるが、あらかじめ半導体膜の表面にプラズマ処理を用いて酸化または窒化しておくことによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良等を防止することが可能となる。
【０１９６】
また、上記図１６において、ゲート絶縁膜１５０４を形成した後にプラズマ処理を行うことによって、ゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを覆うように形成されたゲート絶縁膜１５０４（図１７（Ａ−１）及び（Ａ−２））にプラズマ処理を行い、ゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化することによって、ゲート絶縁膜１５０４の表面に酸化膜または窒化膜１５２３（以下、絶縁膜１５２３とも記す）を形成する（図１７（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。プラズマ処理の条件は、上記図１６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）と同様に行うことができる。また、絶縁膜１５２３は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでおり、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１５２３にＡｒが含まれている。
【０１９７】
また、図１７（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）において、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１５０４を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ側に酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、ゲート電極１５０５に接して窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。その後、絶縁膜１５２３上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１７（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。
【０１９８】
このように、ゲート絶縁膜にプラズマ処理を行うことにより、当該ゲート絶縁膜の表面を酸化または窒化することによって、ゲート絶縁膜の表面を改質し緻密な膜を形成することができる。プラズマ処理を行うことによって得られた絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成された絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。
【０１９９】
なお、図１７においては、あらかじめ半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂにプラズマ処理を行うことによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面を酸化または窒化させた場合を示したが、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂにプラズマ処理を行わずにゲート絶縁膜１５０４を形成した後にプラズマ処理を行う方法を用いてもよい。このように、ゲート電極を形成する前にプラズマ処理を行うことによって、半導体膜の端部においてゲート絶縁膜の段切れ等による被覆不良が生じた場合であっても、被覆不良により露出した半導体膜を酸化または窒化することができるため、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【０２００】
このように、島状の半導体膜の端部を直角に近い形状で設けた場合であっても、半導体膜またはゲート絶縁膜にプラズマ処理を行い、当該半導体膜またはゲート絶縁膜を酸化または窒化することによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【０２０１】
次に、基板上に設けられた島状の半導体膜において、当該島状の半導体膜の端部をテーパー形状（θ＝３０〜８５°）で設ける場合について示す。
【０２０２】
まず、基板１５０１上に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図１８（Ａ−１）及び（Ａ−２））。島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、基板１５０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１５０２上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法により結晶化させ、選択的に半導体膜をエッチングして除去することにより設けることができる。なお、図１８では、島状の半導体膜の端部をテーパー形状（θ＝３０〜８５°）で設ける。
【０２０３】
次に、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図１８（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【０２０４】
次に、プラズマ処理を行いゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化することによって、当該ゲート絶縁膜１５０４の表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２４（以下、絶縁膜１５２４とも記す）を形成する（図１８（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。なお、プラズマ処理の条件は上記と同様に行うことができる。例えば、ゲート絶縁膜１５０４として酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を用いた場合、酸素雰囲気下でプラズマ処理を行いゲート絶縁膜１５０４を酸化することによって、ゲート絶縁膜の表面にはＣＶＤ法やスパッタ法等により形成されたゲート絶縁膜と比較してピンホール等の欠陥の少ない緻密な膜を形成することができる。一方、窒素雰囲気下でプラズマ処理を行いゲート絶縁膜１５０４を窒化することによって、ゲート絶縁膜１５０４の表面に絶縁膜１５２４として窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）を設けることができる。また、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１５０４を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。また、絶縁膜１５２４は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでおり、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１５２４中にＡｒが含まれている。
【０２０５】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１８（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０２０６】
このように、ゲート絶縁膜にプラズマ処理を行うことにより、ゲート絶縁膜の表面に酸化膜または窒化膜からなる絶縁膜を設け、ゲート絶縁膜の表面の改質をすることができる。プラズマ処理を行うことによって酸化または窒化された絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成されたゲート絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。また、半導体膜の端部をテーパー形状とすることによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を抑制することができるが、ゲート絶縁膜を形成した後にプラズマ処理を行うことによって、より一層ゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【０２０７】
次に、図１８とは、異なる半導体素子を有する層の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、テーパー形状を有する半導体膜の端部に選択的にプラズマ処理を行う場合に関して示す。
【０２０８】
まず、基板１５０１上に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図１９（Ａ−１）及び（Ａ−２））。島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、基板１５０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１５０２上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、レジスト１５２５ａ、１５２５ｂをマスクとして半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等の公知の結晶化法により行うことができる。
【０２０９】
次に、半導体膜のエッチングのために使用したレジスト１５２５ａ、１５２５ｂを除去する前に、プラズマ処理を行い島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部を選択的に酸化または窒化することによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２６（以下、絶縁膜１５２６とも記す）を形成する（図１９（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。プラズマ処理は、上述した条件下で行う。また、絶縁膜１５２６は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでいる。
【０２１０】
次に、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図１９（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、上記と同様に設けることができる。
【０２１１】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１９（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０２１２】
半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部をテーパー形状に設けた場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの一部に形成されるチャネル領域の端部１５５２ａ、１５５２ｂもテーパー形状となり半導体膜の膜厚やゲート絶縁膜の膜厚が中央部分と比較して変化するため、薄膜トランジスタの特性に影響を及ぼす場合がある。そのため、ここではプラズマ処理によりチャネル領域の端部を選択的に酸化または窒化して、当該チャネル領域の端部となる半導体膜に絶縁膜を形成することによって、チャネル領域の端部に起因する薄膜トランジスタへの影響を低減することができる。
【０２１３】
なお、図１９では、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部に限ってプラズマ処理により酸化または窒化を行った例を示したが、もちろん上記図１８で示したようにゲート絶縁膜１５０４にもプラズマ処理を行って酸化または窒化させることも可能である（図２１（Ａ−１）及び（Ａ−２））。
【０２１４】
次に、上記とは異なる半導体素子を有する層の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、テーパー形状を有する半導体膜にプラズマ処理を行う場合に関して示す。
【０２１５】
まず、基板１５０１上に上記と同様に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図２０（Ａ−１）及び（Ａ−２））。
【０２１６】
次に、プラズマ処理を行い半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化または窒化することによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２７ａ、１５２７ｂ（以下、絶縁膜１５２７ａ、絶縁膜１５２７ｂとも記す）を形成する（図２０（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用いた場合、絶縁膜１５２７ａおよび絶縁膜１５２７ｂとして、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）が形成される。また、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂに接して酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、当該酸化珪素の表面に窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。そのため、絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂは、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでいる。なお、プラズマ処理を行うことにより半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部も同時に酸化または窒化される。
【０２１７】
次に、絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図２０（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用いてプラズマ処理により酸化させることによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ表面に絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂとして酸化珪素を形成した場合、当該絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂ上にゲート絶縁膜として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成する。
【０２１８】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図２０（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０２１９】
半導体膜の端部をテーパー形状に設けた場合、半導体膜の一部に形成されるチャネル領域の端部１５５３ａ、１５５３ｂもテーパー形状となるため、半導体素子の特性に影響を及ぼす場合がある。そのため、プラズマ処理により半導体膜を酸化または窒化することによって、結果的にチャネル領域の端部も酸化または窒化されるため半導体素子への影響を低減することができる。
【０２２０】
なお、図２０では、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂに限ってプラズマ処理により酸化または窒化を行った例を示したが、もちろん上記図１８で示したようにゲート絶縁膜１５０４にプラズマ処理を行って酸化または窒化させることも可能である（図２１（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。この場合、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１５０４を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ型に酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、ゲート電極１５０５に接して窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。
【０２２１】
また、上述したようにプラズマ処理を行うことによって、半導体膜や絶縁膜に付着したゴミ等の不純物の除去を容易に行うことができる。一般的に、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜にはゴミ（パーティクルともいう）が付着していることがある。例えば、図２２（Ａ）に示すように、絶縁膜または導電膜または半導体膜等の膜１５７１上にＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された絶縁膜１５７２上にゴミ１５７３が形成される場合がある。このような場合であっても、プラズマ処理を行い絶縁膜１５７２を酸化または窒化することによって、絶縁膜１５７２の表面に酸化膜または窒化膜１５７４（以下、絶縁膜１５７４ともいう）が形成される。絶縁膜１５７４は、ゴミ１５７３が存在しない部分のみならず、ゴミ１５７３の下側の部分にも回り込むように酸化または窒化されることによって、絶縁膜１５７４の体積が増加する。一方、ゴミ１５７３の表面もプラズマ処理によって酸化または窒化され絶縁膜１５７５が形成され、その結果ゴミ１５７３の体積も増加する（図２２（Ｂ））。
【０２２２】
このとき、ゴミ１５７３は、ブラシ洗浄等の簡単な洗浄により、絶縁膜１５７４の表面から容易に除去される状態になる。このように、プラズマ処理を行うことによって、当該絶縁膜または半導体膜に付着した微細なゴミであっても当該ゴミの除去が容易になる。なお、これはプラズマ処理を行うことによって得られる効果であり、本実施例のみならず、他の実施の形態においても同様のことがいえる。
【０２２３】
このように、プラズマ処理を行い半導体膜またはゲート絶縁膜を酸化または窒化して表面を改質することにより、緻密で膜質のよい絶縁膜を形成することができる。また、絶縁膜の表面に付着したゴミ等を洗浄によって、容易に除去することが可能となる。その結果、絶縁膜を薄く形成する場合であってもピンホール等の欠陥を防止し、薄膜トランジスタ等の半導体素子の微細化および高性能化を実現することが達成できる。
【０２２４】
なお、本実施例は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】本発明の無線チップの斜視図および断面図。
【図２】本発明の無線チップの回路構成を説明するブロック図。
【図３】本発明の無線チップを構成するアンテナの作製工程を説明する図。
【図４】無線チップを構成する半導体素子の断面図。
【図５】無線チップを構成する半導体素子および記憶素子の作製工程を説明する図。
【図６】無線チップを構成する半導体素子および記憶素子の作製工程を説明する図。
【図７】本発明の無線チップの断面図。
【図８】本発明の無線チップを構成する半導体素子の断面図。
【図９】本発明の無線チップを構成する半導体素子の断面図。
【図１０】本発明の無線チップを説明する図。
【図１１】本発明の無線チップの使用方法を説明する図。
【図１２】本発明の無線チップを構成するアンテナを説明する図。
【図１３】本発明の無線チップの回路構成を説明するブロック図。
【図１４】本発明の無線チップの断面図。
【図１５】無線チップを構成する半導体素子の上面図および断面図。
【図１６】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図１７】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図１８】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図１９】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２０】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２１】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２２】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２３】無線チップを構成するアンテナの形状を示す図。
【符号の説明】
【０２２６】
１１ 電源回路
１２ クロック発生回路
１３ データ復調／変調回路
１４ 他の回路を制御する制御回路
１５ インターフェイス回路
１６ 記憶回路
１７ バス
１８ アンテナ
１９ リーダライタ
２０ 無線チップ
２１ 中央処理ユニット
３０ 検出部
３１ 検出素子
３２ 検出回路
１０１ アンテナ
１０２ 半導体素子を有する層
１０３ 第１の導電層
１０４ 第２の導電層
１０５ 給電体層
１０６ 誘電体層
２０１ 無線チップ
２０２ リーダライタ
２０３ コンピュータ
２０４ ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート
２１１ アンテナ
２１２ 半導体素子を有する層
２１３ 通信回路部
２１４ 演算処理回路部
２１５ 電源回路部
２１６ メモリ部
２１７ 復調回路
２１８ 変調回路
３０１ 誘電体層
３０２ 誘電体層
４０１ 絶縁基板
４０２ 剥離層
４０３ 絶縁層
４０４ 半導体層
４０５ ゲート絶縁層
４０６ ゲート電極層
４０７ ｎ型不純物領域
４０８ ｐ型不純物領域
４０９ 絶縁層
４１０ 第１のｎ型不純物領域
４１１ 第２のｎ型不純物領域
４１２ ｎ型トランジスタ
４１３ ｐ型トランジスタ
４１４ 絶縁層
４１５ 導電層
４１６ 絶縁層
４１７ 第１の導電層
４１８ 絶縁層
４１９ 配線
４２０ 有機化合物層
４２１ 導電層
４２２ 保護層
４２７ 開口部
４２８ 半導体素子および記憶素子を有する層
４２９ 第１の可撓性を有する基板
４３０ 第２の可撓性を有する基板
７０１ 半導体素子を有する層
７０２ａ 導電層
７０２ｂ 導電層
７０３ アンテナ
７０４ アンダーフィル
７０４ａ 接続端子
７０４ｂ 接続端子
７１０ 誘電体層
７１１ 第１の導電層
７１２ 第２の導電層
７１３ 給電体層
８００ 基板
８０１ａ 素子分離領域
８０１ｂ 素子分離領域
８０１ｃ 素子分離領域
８０１ｄ 素子分離領域
８０１ｅ 素子分離領域
８０２ 半導体素子
８０３ ゲート絶縁膜
８０４ ゲート電極
８０５ａ ドレイン領域
８０６ａ 低濃度不純物領域
８０７ａ サイドウォール
８０８ 層間絶縁層
８０９ａ ドレイン配線
８１１ 層間絶縁層
８１２ 接続端子
８１３ 接続端子
８１４ 絶縁層
９００ 半導体素子
９０１ 基板
９０２ ゲート電極
９０３ 絶縁層
９０４ 半導体層
９０５ 配線
１００１ 無線チップ
１００２ 保護層
１００３ 保護層
１００４ 保護層
１００５ 充填剤
１１０１ 袋
１１０２ 物品
１１０３ 包装紙
１１０４ 物品
１１０５ マスコット
１１０６ 物品
１２０１ 誘電体層
１２０２ 第１の導電層
１２０３ 第２の導電層
１２０４ 給電点
１２０５ 領域
１２１１ 誘電体層
１２１２ 第１の導電層
１２１３ 第２の導電層
１２１４ 給電点
１２１５ 角部
１２２１ 誘電体層
１２２２ 第１の導電層
１２２３ 第２の導電層
１２２４ 給電体層
１２２５ 角部
１２４１ 誘電体層
１２４２ 第１の導電層
１２４３ 第２の導電層
１２４４ 給電体層
１２４５ 直交スリット
１４０１ 半導体素子を有する層
１４０２ 配線
１４１０ 異方性導電接着材
１４２０ 受動素子
１４２１ 第１の配線
１４２２ 第２の配線
１４２３ 第３の配線
１４３０ 第１の受動素子
１４３１ 絶縁層
１４３２ 絶縁層
１４３３ 絶縁層
１４３４ 絶縁層
１４４０ 第２の受動素子
１４４１ 導電層
１４４２ 導電層
１４４３ 導電層
１４４４ 導電層
１４４５ 導電層
１４４６ 導電層
１４５０ 導電層
１４５１ 導電層
１４６０ アンテナ
１４６１ 誘電体層
１４６２ 第２の導電層
１４６３ 給電体層
１５０１ 基板
１５０２ 絶縁膜
１５０３ａ 半導体膜
１５０３ｂ 半導体膜
１５０４ ゲート絶縁膜
１５０５ ゲート電極
１５０６ 絶縁膜
１５０７ 絶縁膜
１５０８ 導電膜
１５１０ａ ｎ型の薄膜トランジスタ
１５１０ｂ ｐ型の薄膜トランジスタ
１５２１ａ 絶縁膜
１５２１ｂ 絶縁膜
１５２３ 絶縁膜
１５２４ 絶縁膜
１５２５ａ レジスト
１５２５ｂ レジスト
１５２６ 絶縁膜
１５２７ａ 絶縁膜
１５２７ｂ 絶縁膜
１５５１ａ チャネル領域の端部
１５５１ｂ チャネル領域の端部
１５５２ａ チャネル領域の端部
１５５２ｂ チャネル領域の端部
１５５３ａ チャネル領域の端部
１５５３ｂ チャネル領域の端部
１５７１ 膜
１５７２ 絶縁膜
１５７３ ゴミ
１５７４ 絶縁膜
１５７５ 絶縁膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を介して無線で通信を行う無線チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報を電子回路に記憶する無線チップ、無線チップが記憶する情報を読み書きするリーダライタ、および、読み取った情報の処理やリーダライタの制御等を行う上位システムで構成される自動認識技術の開発および導入が行われている（図２参照）。無線チップ２０１は、ＲＦＩＤタグ、ＩＣタグ、無線タグ等、様々な名称で呼ばれるが、特定の呼称は存在しないため、本明細書においては無線チップと記載する。無線チップ２０１は基本的に無電池方式で、リーダライタ２０２から放射される電磁波により誘電動作し、リーダライタ２０２と無線通信を行う。また、上位システムとしては一般的にコンピュータ２０３が使用され、シリアルポートやＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート２０４等を介してリーダと通信を行う。この自動認識技術は、物品の製造や物流、小売りに至るまでを総合的に管理することができるとして期待されており、そのためにも安価で通信性がよく、さらに小型な無線チップの開発が進められている。
【０００３】
その一例として、特許文献１においては、誘電率および透磁率の異なる２種以上の樹脂基板を複数用いることで、小型で電気特性に優れた積層電子部品が考えられている。
【特許文献１】特開２００４−６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献で例示した電子部品以外にも、小型で安価な無線チップの開発が進められ、市場では当該無線チップを用いた自動認識技術の導入が行われている。これらの技術が物品の製造、物流、そして、小売りに至るまで利用されるようになると、無線チップは、最終的に、消費者の手元へと届くことになる。最終消費者は不特定の多数であり、その中には無線チップおよび自動認識技術に関する知識を全く持たない人々がいるため、例えば皮膚の負傷や人が誤飲するといった予測しがたい事故が発生する危険性が生じることになる。さらに、小売りに利用されるということは、大量の無線チップが利用されることとなり、廃棄処理方法や、リサイクルに関する問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するために、小型で通信性が高く、安価な無線チップでありながら、最終消費者の安全性を確保することのできる無線チップ、および、その使用方法を提供することを課題とする。さらには、製造、物流、および、小売りの管理に利用された後にもリサイクルが可能な無線チップを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では以下の手段を講ずる。
【０００７】
本発明の無線チップは、アンテナと、アンテナと電気的に接続された半導体素子を有する層とを有し、前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有することを特徴とする。
【０００８】
上記無線チップにおいて、アンテナおよび前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して電気的に接続されている。
【０００９】
本発明の無線チップは、半導体素子を有する層と、半導体素子を有する層と電気的に接続された受動素子を有する層と、受動素子を有する層と電気的に接続されたアンテナとを有し、前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有することを特徴とする。
【００１０】
上記無線チップにおいて、受動素子を有する層は、インダクタ、コンデンサ、及び抵抗の少なくとも一つ以上からなる受動素子を有し、前記受動素子を有する層および前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して電気的に接続されている。
【００１１】
また、本発明の無線チップが有するアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層、接地体として機能する第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに狭持される誘電体層を有する。
【００１２】
また、本発明の無線チップが有する半導体素子を有する層は、半導体基板上または絶縁性基板上に形成されている。当該絶縁性基板は可撓性を有する基板を使用することもできる。さらに、絶縁性を有する基板上に作製された半導体素子は、無機半導体層もしくは有機半導体層を有する。そして、当該半導体素子を有する層の膜厚は、１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の無線チップは、高周波回路を有することを特徴とする無線チップ。
【００１４】
また、本発明の無線チップにおいて、アンテナを構成する誘電体層は、アルミナ、ガラス、フォルステライト、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸鉛、二オブ酸リチウム、及びチタン酸ジルコン鉛から選ばれる一つ又は複数で形成される。さらに、当該誘電体層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ＢＴレジン、ビニルベンジル、及びポリフマレートから選ばれる一つ又は複数で形成することもできる。
【００１５】
本発明の無線チップは、樹脂またはＤＬＣによってコーティングされることで、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、誘電率の高い誘電体もしくは磁性体を用いてアンテナを作製することによって、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。
【００１７】
また、本発明は無線チップの外形を作る誘電層の外形が平面および曲面のみを有することで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【００１８】
また、本発明の無線チップは、最外面を樹脂やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等でコーティングし、曲面を有する形状に整形することで、誤飲が起こったとしても人体に悪影響を与えることのない安全性の高い無線チップを提供することができる。また、無線チップの最外面をコーティングすることで物理的な強度が高くなり、何度も繰り返して利用できるリサイクル可能な無線チップを提供することができる。
【００１９】
さらには、無線タグを商品に付着する場合に、紙やプラスチック、布等で包装する、または、袋や箱、マスコット等に内蔵することで、最外面を安全性の高い素材および形状にし、消費者が無線タグを認識しやすい大きさおよび形状にすることで、安全に無線チップを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されない。本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解されるからである。したがって、本発明は以下に示す実施の形態および実施例の記載内容のみに限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて本発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
【００２１】
（実施の形態１）
図２（Ａ）に示すように、本発明の無線チップ２０１は、リーダライタ２０２と無線通信を行う。当該無線チップ２０１は、一般的に、通信を行うための電磁波を介してリーダライタ２０２から電力供給を受けて動作する。そして、リーダライタ２０２から送信されるデータを受信し、その正否を判定し、データが正しい場合には記憶しているデータをリーダライタ２０２に返信する。さらには、リーダライタ２０２からの命令を受けて、データの記憶および消去を行う。
【００２２】
図１（Ａ）、（Ｂ）には、上記構成を有する本発明の無線チップを示す。図１（Ａ）は、無線チップ外観の一例を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、無線チップの断面図である。
【００２３】
図１（Ａ）に例を示すように、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、図２３（Ａ）乃至（Ｃ）に示されるように、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形（図２３（Ｄ））、碁石状楕円球体（図２３（Ｅ））、ラグビーボール状楕円球体（図２３（Ｆ））または円盤状（図２３（Ｇ））、等に成形しても良い。
【００２４】
また、図１（Ｂ）に示すように、本発明の無線チップは、アンテナ１０１および半導体素子を有する層１０２を有する。アンテナ１０１は、２つの平行な導電層（第１の導電層１０３、第２の導電層１０４）が誘電体層１０６を挟んで形成する平面アンテナである。そして、無線チップがリーダライタとの無線通信を行うため、電磁波の送受信を行う。半導体素子を有する層は、トランジスタや容量、ダイオード等を有する複数の回路で構成される。そして、リーダライタから受信したデータの処理や記憶等の情報処理を行う。
【００２５】
図２（Ｂ）に、上記機能を有する本発明の無線チップの回路構成例を示す。
【００２６】
本発明の無線チップ２０１は、アンテナ２１１、半導体素子を有する層２１２、通信回路部２１３、演算処理回路部２１４、電源回路部２１５、メモリ部２１６、復調回路２１７および変調回路２１８を有する。アンテナ２１１および半導体素子を有する層２１２は、図１（Ｂ）で説明したアンテナ１０１および半導体素子を有する層１０２と同じものを指している。
【００２７】
アンテナは、リーダライタから放射される電磁波を受信し、交流の誘導電圧を発生させる。当該誘導電圧は、無線チップ２０１の駆動電力となるほか、リーダライタ２０２からのデータを含んでいる。
【００２８】
リーダライタと無線チップが無線通信のために利用する電磁波の周波数帯は、３０ｋＨｚ〜１３５ｋＨｚまでの長波帯、６〜６０ＭＨｚ（代表的には１３．５６ＭＨｚ）の短波帯、４００〜９５０ＭＨｚの超短波帯、２〜２５ＧＨｚのマイクロ波帯などがある。アンテナは、通信に利用する電磁波の周波数に応じて適宜設計することができる。また、アンテナは、リーダライタとの通信を行うためのアンテナと、駆動電力を供給するためのアンテナを分離して設けることもできる。
【００２９】
半導体素子を有する層２１２は、例えば、演算処理回路部、メモリ、通信回路部、電源回路部、等を有する。
【００３０】
通信回路部は、復調回路および変調回路を含む。復調回路は、アンテナが受信したリーダライタからのデータを復調し、演算処理回路部に出力する。変調回路は、メモリが記憶するデータを変調し、リーダライタへ送信する。演算処理回路部は、復調されたリーダライタからのデータが正しいか否かを判定する、または、メモリからデータを読み出して変調回路に出力させる、等の動作を行う。
【００３１】
メモリは、無線チップ固有の情報を有する。したがって、追記型（ライトワンス型）の不揮発性メモリ、書き換え可能な不揮発性メモリ、または、揮発性メモリ、等を有する。電源回路部は、アンテナに発生した誘導電圧から、一定の電圧を生成し、当該一定の電圧を駆動電圧として各回路に供給する。また、電源回路部は、他の回路が必要とする周波数のクロック信号を生成するための、クロック生成回路等を有することもできる。
【００３２】
次に、本発明の無線チップの作製方法について、アンテナを形成する方法、半導体素子を有する層を形成する方法、および、アンテナと半導体素子を有する層とを接続する方法の順に説明する。
【００３３】
図１（Ｂ）に示すように、無線チップを構成するアンテナ１０１は、半導体素子を有する層１０２よりも大きくて厚く、本発明の無線チップは、このアンテナ１０１によってその形状がほぼ決定される。当該アンテナ１０１は、第１の導電層１０３および第２の導電層１０４が誘電体層１０６を挟む構成を有し、前記誘電体層１０６がアンテナ１０１の形状をほぼ決定している。したがって、当該誘電体層１０６の形状を、前記したように円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状に作製することで、本発明の無線チップの形状を決定することができる。
【００３４】
また、当該アンテナ１０１は、放射電極として機能する第１の導電層１０３および接地体として機能する第２の導電層１０４が、誘電体層１０６を挟む形で構成される。第１の導電層１０３から半導体素子を有する層への給電は、給電体層１０５を設ける構成とすることができる。さらには、給電点を設けて給電を行う構成とすることも可能である。本実施の形態では、給電体層１０５を設ける構成のアンテナ１０１について説明する。
【００３５】
上記アンテナ１０１は、誘電体または磁性体等を用いて誘電体層１０６を形成し、誘電体層表面に導電層１０３、１０４を導電性を有する物質を用いて形成する。
【００３６】
誘電体層１０６を形成する方法の例としては、図３（Ａ）に示すように、円柱形の誘電体層３０１を形成する。（本発明は円柱状のみに限定されず、多角柱状に形成することもできる。）そして、図３（Ｂ）に示すように、上面および底面と側面とが交わる角を、研磨等により面取りを行うことで、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状の誘電体層３０２を作製する。
【００３７】
しかしながら、本発明の無線チップを構成するアンテナの誘電体層は、上記作製方法に限定されず、鋳型等を用いて、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状に作製することもできる。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に作製しても良い。
【００３８】
誘電体層１０６は、誘電率の高いセラミックや有機樹脂およびそれらの混合物等を用いて作製する。セラミックの代表例としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、ガラス、フォルステライト等が挙げられる。さらには、チタンバリウムネオジウム系セラミックス、チタンバリウムスズ系セラミックス、鉛カルシウム系セラミックス、二酸化チタン系セラミックス、チタン酸バリウム系セラミックス、チタン酸鉛系セラミックス、チタン酸ストロンチウム系セラミックス、チタン酸カルシウム系セラミックス、チタン酸ビスマス系セラミックス、チタン酸マグネシウム系セラミックス、等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いてもよい。なお、ここで二酸化チタン系セラミックスとは、二酸化チタンのみを含有するもののほか、他の少量の添加物を含有するものも含み、二酸化チタンの結晶構造が保持されているものを言う。またほかのセラミックスも同様である。
【００３９】
また、有機樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂の代表例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフマレート樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリビニルベンジルエーテル化合物樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂の代表例としては、液晶ポリマー、芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ＢＴレジン、ビニルベンジル樹脂、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることができる。さらには、複数の有機樹脂材料を混合して用いてもよい。
【００４０】
誘電体層１０６がセラミックと有機樹脂の混合物で形成される場合、粒子状のセラミックの粒子を有機樹脂に分散させて形成することが好ましい。このとき、誘電体層に対して粒子状のセラミックの含有量は、２０体積％以上６０体積％以下が好ましい。また、セラミックの粒径は１〜５０μｍが好ましい。また、誘電体層１０６の誘電率は２．６〜１５０、好ましくは、２．６〜４０であることが望ましい。誘電率の高い強誘電体材料を用いることで、アンテナの容積を小さくすることが可能である。
【００４１】
アンテナを構成する誘電体層１０６は、上記例に挙げたセラミックおよび有機樹脂に限定されるものではなく、形成性、加工性、接着性等を考慮し、目的に応じた材料の中から選択して用いることができる。
【００４２】
次に、図３（Ｃ）に示すように、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状の誘電体層３０２の表面に、２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５を形成する。
【００４３】
２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５は、導電性を有する物質を用いて、印刷法、メッキ法等により、誘電体層３０２の表面に作製することができる。
【００４４】
また、誘電体層３０２の全面に、蒸着法またはスパッタリング法等を用いて、導電性を有する層を形成し、当該導電性を有する層をエッチングにより所望の形状に加工することで、２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５を形成することもできる。
【００４５】
２つの導電層１０３、１０４および給電体層１０５の材料である導電性を有する物質の例としては、金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミニウム等の金属、又は合金等を用いることができる。
【００４６】
上記のように作製した第２の導電層１０４および給電体層１０５は、半導体素子を有する層１０２と電気的に接続される。詳細には、第２の導電層１０４は、半導体素子を有する層の接地電位を与える部分に接続され、給電体層１０５は、図２（Ｂ）で説明した電源回路部および通信回路部等に接続される。したがって、上記アンテナは、半導体素子を有する層１０２と接続しやすい形状にすることが望ましい。
【００４７】
また、アンテナの大きさは、数ｍｍ×数ｍｍ〜数十ｍｍ×数十ｍｍに収まることが好ましい。代表的には、７ｍｍ×７ｍｍ〜１２ｍｍ×１２ｍｍ程度である。また、アンテナの厚さは、１ｍｍ〜１５ｍｍ程度であり、代表的には１．５ｍｍ〜５ｍｍであることが望ましい。このアンテナの大きさが、無線チップの大きさを決定する。
【００４８】
次に、半導体素子を有する層の作製方法について説明する。
【００４９】
本発明の無線チップを構成する半導体素子を有する層は、半導体素子で構成される複数の回路、および、半導体素子と記憶素子とで構成されるメモリを有する。したがって、本実施の形態では、半導体素子および記憶素子の作製方法について説明する。
【００５０】
さらにここでは、薄くて小さく、上記に作製したアンテナに貼り付けることができる半導体素子を有する層を形成するため、ガラス等の絶縁基板上に、半導体の薄膜を利用して作製する半導体素子、および、有機化合物を用いた記憶素子を有する有機メモリを作製する方法を説明する。
【００５１】
有機メモリとは、一対の導電層間に有機化合物を有する層、または、有機化合物と無機化合物との混合層を挟んで設けた構成の記憶素子を有するメモリをいう。メモリを構成するデコーダ等は公知の技術を利用してもよい。また、メモリを構成するメモリセルは、当該記憶素子のみで構成する、または、トランジスタと当該記憶素子とで構成することができる。本明細書においては、上記有機化合物を有する層、または、有機化合物と無機化合物との混合層を総称して、有機化合物層と記載する。
【００５２】
記憶素子が有する有機化合物層は、光や熱、電気的作用を加えることによって結晶状態や導電性等が変化する物質を用いて作製する。当該構成の記憶素子は、上記光や熱、電気的作用を加えることによって有機化合物層が変化した状態、および、作用を加えずに変化しない状態、によって２値状態を記憶する。この記憶素子は、構造が単純で容易に、薄く作製することができる。
【００５３】
まず、絶縁基板４０１上に剥離層４０２を形成する（図４（Ａ）参照）。絶縁基板４０１としては、ガラス、石英、シリコン、金属等の基板を用いることができる。剥離層４０２は、金属や珪素などの元素や化合物を、基板全面、もしくは、部分的に形成する。なお、本実施の形態では、絶縁基板４０１上に形成した半導体素子を有する層を剥離してアンテナに貼り付けるために剥離層４０２を形成する。しかしながら、絶縁基板４０１上に作製した半導体素子を有する層を絶縁基板４０１ごとアンテナに貼り付ける場合は、剥離層４０２を形成しなくてもよい。次に、剥離層４０２を覆うように絶縁層４０３を形成する。絶縁層４０３は、珪素酸化物や珪素窒化物等で形成する。次に、絶縁層４０３上に半導体層４０４を形成し、レーザ結晶化や、金属触媒を用いた熱結晶化等により、当該半導体層を結晶化させ、その後、所望の形状に加工する。次に、半導体層を覆うようにゲート絶縁層４０５を形成する。ゲート絶縁層４０５は、珪素酸化物や珪素窒化物等で形成する。当該ゲート絶縁層４０５は、高密度プラズマＣＶＤ装置で成膜することによって、膜厚が薄く高い絶縁性を有する絶縁層を形成することが可能である。
【００５４】
次に、ゲート電極層４０６を形成する。ゲート電極層４０６は、導電性を持つ元素や化合物で導電層を形成し、所望の形状に加工する。フォトリソグラフィ法により加工を行う場合、レジストマスクをプラズマ等でエッチングすると、ゲート電極幅を短くし、トランジスタの性能を高めることができる。図４（Ａ）はゲート電極層を積層構造に形成した場合を示す。次に、半導体層４０４に不純物元素を添加してｎ型不純物領域４０７、および、ｐ型不純物領域４０８を形成する。不純物領域は、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、燐や砒素、ボロン等の不純物元素を添加することで形成する。次に、窒素化合物等により絶縁層を形成し、当該絶縁層を垂直方向の異方性エッチングすることで、ゲート電極の側面に接する絶縁層４０９（サイドウォール）を形成する（図４（Ｂ）参照）。次に、ｎ型不純物領域を有する半導体層に不純物を添加し、サイドウォール４０９直下の第１のｎ型不純物領域４１０と、第１のｎ型不純物領域４１０よりも高い不純物濃度を有する第２のｎ型不純物領域４１１とを形成する。上記の工程により、ｎ型トランジスタ４１２とｐ型トランジスタ４１３とが形成される。
【００５５】
続いて、トランジスタ４１２、４１３を覆うように絶縁層４１４を形成する（図４（Ｃ）参照）。絶縁層４１４は、絶縁性を有する無機化合物や、有機化合物等により形成する。図４（Ｃ）においては、絶縁層４１４を積層構造で形成したものを示す。次に、第２のｎ型不純物領域４１１と、ｐ型不純物領域４０８とを露出させるコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールを充填するように、導電層４１５を形成し、当該導電層４１５を所望の形状に加工する。導電層４１５は、導電性を有する金属元素や化合物等で形成する。次に、導電層４１５を覆うように、絶縁層４１６を形成する。絶縁層４１６は、絶縁性を有する無機化合物、または、有機化合物等で形成する。
【００５６】
次に、記憶素子の形成を図５（Ａ）に示す。まず、導電層４１５を露出させるコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールを充填するように、第１の導電層４１７を形成する。第１の導電層４１７は、導電性を有する金属元素や化合物等で形成し、記憶素子を構成する第１の導電層となる。次に、第１の導電層４１７を覆うように、絶縁層４１８を形成する。絶縁層４１８は隣り合う記憶素子同士を電気的に分離させるため、高い絶縁性を有する無機化合物、または、有機化合物等で形成する。次に、第１の導電層４１７を露出させるコンタクトホールを形成する。そして、第１の導電層４１７上に、アンテナを接続するための配線４１９を形成する。次に、第１の導電層４１７と接するように、有機化合物層４２０を形成し、その後、導電層４２１を形成する。有機化合物層４２０は、電気的作用を加えることにより電気特性が変化する有機化合物を用いて形成する。導電層４２１は、導電性を有する金属元素や、化合物等で形成し、記憶素子を構成する第２の導電層となる。次に、保護層４２２を形成する。保護層４２２は、絶縁性を有する化合物、樹脂等により形成する。
【００５７】
図５（Ｂ）には、上記と異なる構成の記憶素子を示す。当該記憶素子は、図５（Ａ）においてトランジスタと記憶素子とを接続するために形成された導電層４１５を、記憶素子の第１の導電層として用いる。まず、第２のｎ型不純物領域４１１と、ｐ型不純物領域４０８とを露出させるコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールを充填するように、導電層４１５を形成し、当該導電層４１５を所望の形状に加工する。導電層４１５は、記憶素子を構成する第１の導電層となる。次に、導電層４１５と接するように、有機化合物層４２０を形成し、その後、導電層４２１を形成する。有機化合物層４２０は、電気的作用を加えることにより電気特性が変化する有機化合物を用いて形成する。導電層４２１は、導電性を有する金属元素や、化合物等で形成し、記憶素子を構成する第２の導電層となる。次に、保護層４２２を形成する。保護層４２２は、絶縁性を有する化合物、樹脂等により形成する。このようにコンタクトホールに記憶素子を形成することで、半導体装置の小型化、薄型化を図ることができる。また、第１の導電層４１７や絶縁層４１８が不要となるため製造工程を削減し、低コスト化されたメモリを提供することができる。
【００５８】
絶縁層、導電層、素子を形成する各々の層は、単一材料の単層構造、もしくは、複数の材料の積層構造で形成することができる。
【００５９】
上記の工程により作製した半導体素子が有する半導体層は、非晶質半導体、微結晶半導体、マイクロクリスタル半導体、多結晶半導体、有機半導体等のいずれの半導体を用いてもよい。良好な特性の半導体素子を得るためには、２００度から６００度の温度（好適には３５０度から５００度）で結晶化した結晶質半導体層（低温ポリシリコン層）や、６００度以上の温度で結晶化した結晶質半導体層（高温ポリシリコン層）を用いることができる。さらに良好な特性の半導体素子を得るためには、金属元素を触媒として結晶化した半導体層や、レーザ照射法により結晶化した半導体層を用いるとよい。また、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ４とＦ２の混合ガス、ＳｉＨ４とＨ２の混合ガス等を用いて形成した半導体層や、前記半導体層にレーザ照射を行ったものを用いるとよい。また、回路内の半導体素子の半導体層は、キャリアの流れる方向（チャネル長方向）と平行に延びる結晶粒界を有するように形成するとよい。このような活性層は、連続発振レーザ（ＣＷＬＣと略記することができる）や、１０ＭＨｚ以上、好ましくは６０〜１００ＭＨｚで動作するパルスレーザで形成することができる。また、半導体層の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍとするとよい。また、半導体層（特にチャネル形成領域）には、１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度、好適には１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で、水素又はハロゲン元素を添加することで、欠陥が少なく、クラックが生じにくい活性層を得ることができる。
【００６０】
上記のように作製したトランジスタは、Ｓ値（サブスレッシュホールド値）が０．３５Ｖ／ｄｅｃ以下、好ましくは０．０９〜０．２５Ｖ／ｄｅｃを有する。また、移動度は、１０ｃｍ２／Ｖｓ以上の特性を有するとよい。さらに、当該トランジスタは、電源電圧が３〜５Ｖで動作するリングオシレータで、１ＭＨｚ以上、好適には１０ＭＨｚ以上の特性を有することが望ましい。また、本実施例に示されたトランジスタは、基板上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層を順に積層を積層させる構造を取るが、この例には限定されず、例えば、ゲート電極層、絶縁膜、半導体層を順に積層させる構造を取ることも可能である。また、本実施の形態においてｎ型のトランジスタは、第１のｎ型不純物領域と第２のｎ型不純物領域を有するが、この例には限定されず、不純物領域における不純物濃度が一様であっても良い。
【００６１】
有機化合物層の材料は、電気的作用、光学的作用又は熱的作用等により、その性質や状態が変化する材料を用いる。例えば、電圧を印加することにより有機化合物の性質や状態が変化し、記憶素子を構成する第１の導電層と第２の導電層とが短絡する材料を用いる。したがって、有機化合物層の厚さは、５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍから６０ｎｍとする。このような有機化合物層は、下記に挙げる無機材料又は有機化合物材料を用いることができ、蒸着法、スピンコーティング法、液滴吐出法等により形成することができる。
【００６２】
有機化合物層の材料としては、例えば、４、４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）やフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物等を用いることができる。これら材料は、正孔輸送性の高い物質である。
【００６３】
また、他にも有機化合物層の材料として、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。これら材料は、電子輸送性が高い物質である。
【００６４】
さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等の化合物等を用いることができる。
【００６５】
また有機化合物層は単層構造であっても、積層構造であってもよい。積層構造の場合、上記材料から選び、積層構造することができる。また上記有機化合物材料と、発光材料とを積層してもよい。発光材料として、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−イル）エテニル］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）等がある。
【００６６】
また、上記発光材料を分散してなる層を用いてもよい。発光材料分散してなる層において、母体となる材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いることができる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等を用いることができる。
【００６７】
このような有機化合物材料は、熱的作用等によりその性質を変化させるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃から３００℃、好ましくは８０℃から１２０℃であるとよい。
【００６８】
また、有機化合物材料や発光材料に金属酸化物を混在させた材料を用いてもよい。なお金属酸化物を混在させた材料とは、上記有機化合物材料又は発光材料と、金属酸化物とが混合した状態、又は積層された状態を含む。具体的には複数の蒸着源を用いた共蒸着法により形成された状態を指す。このような材料を有機無機複合材料と呼ぶことができる。
【００６９】
例えば正孔輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物を用いると好ましい。
【００７０】
また電子輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはリチウム酸化物、カルシウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、マグネシウム酸化物を用いると好ましい。
【００７１】
有機化合物層には、電気的作用、光学的作用又は熱的作用により、その性質が変化する材料を用いればよいため、例えば光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることもできる。共役高分子として、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンエチニレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤としては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ６塩等を用いることができる。
【００７２】
また、記憶素子を構成する第１の導電層および第２の導電層は、導電性を有する材料から形成することができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜等から形成することができる。また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、酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料を用いることができる。さらに、保護層４２２の材料として、無機材料は、酸化珪素、窒化珪素を用いることができる。有機材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。これらの材料を用いて保護層を作製することによって、平坦性を高め、不純物元素の侵入を防止することができる。
【００７３】
また、半導体素子および記憶素子は複数の層に渡って設けられていてもよい。多層構造で作製する場合は、層間での寄生容量を低減するために、層間絶縁膜の材料に低誘電率材料を用いるとよい。例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料などが挙げられる。多層構造において寄生容量を低減すれば、小面積化、動作の高速化、低消費電力化を実現することができる。また、アルカリ金属の汚染を防ぐための保護層を設けることで、信頼性を向上することができる。当該保護層は、窒化アルミニウム、窒化珪素膜等の無機材料により、回路内の半導体素子を包むように、または、回路全体を包むように設けるとよい。
【００７４】
次に、上記のように構成した半導体素子および記憶素子を、絶縁基板４０１から剥離し、アンテナに張り付ける方法について説明する。
【００７５】
まず、剥離層４０２が露出するように開口部４２７を形成し、当該開口部４２７にエッチング剤を導入し、剥離層４０２を部分的に除去する（図６（Ａ）参照）。次に、絶縁基板４０１上面方向から第１の可撓性を有する基板４２９（例えばプラスチックフィルム）を接着する。そして、剥離層４０２を境に、半導体素子および記憶素子を有する層４２８を、絶縁基板４０１から剥離する。このようにして、半導体素子および記憶素子を有する層４２８は、第１の可撓性を有する基板４２９側へ移し取ることができる。このとき、半導体素子および記憶素子を有する層に、剥離層の材料が残っていてもよい。次に、半導体素子および記憶素子を有する層４２８が、絶縁基板４０１と接していた側に第２の可撓性を有する基板４３０（例えば薄いプラスチックフィルム）を接着する（図６（Ｂ）参照）。そして、第１の可撓性を有する基板４２９を取り去ることで、アンテナを接続するための配線４１９を露出させる（図６（Ｃ）参照）。
【００７６】
このとき、半導体素子および記憶素子を有する層４２８の厚さは５μｍ以下、好ましくは、１μｍ〜３μｍであることが望ましい。また、半導体素子を有する層を、曲面を有するアンテナに張り付ける場合は、半導体素子のキャリアの流れる方向（チャネル長方向）は、貼り付ける位置において、曲面となす角が最小となる接線と平行にすると、半導体素子への影響を少なくすることができる。
【００７７】
このようにして作製された、第２の可撓性を有する基板４３０上に形成されている半導体素子を有する層が、図１で示される半導体素子を有する層１０２である。
【００７８】
次に、図３（Ｄ）に示すように、上記工程によって作製されたアンテナ１０１および半導体素子を有する層１０２を、電気的に接続するように貼り合わせる。貼り合わせには、異方性導電接着剤を用いることが好ましい。詳細には、アンテナの第２の導電層１０４が、半導体素子を有する層の接地電位を与える部分に接続され、給電体層１０５が、図２（Ｂ）を用いて説明した、電源回路部および通信回路部等に接続されるように接着する。
【００７９】
本発明は、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。さらに、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形することで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した機能を有する本発明の無線チップについて、異なる作製方法を説明する。
【００８１】
図７（Ａ）に示すように、本実施の形態の無線チップは、半導体素子を有する層７０１およびアンテナ７０３を有する。半導体素子を有する層は、シリコン等の半導体基板上に、電界効果トランジスタ等の半導体素子を有する。また、アンテナは実施の形態１で説明したアンテナと同様でも良い。
【００８２】
本実施の形態における無線チップは、アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１が、導電層７０２ａ、７０２ｂによって接続される。具体的には、半導体素子を有する層７０１の表面に形成される接続端子７０４ａと、アンテナの給電体層７１３とが、導電層７０２ａで接続される。そして、半導体素子を有する層７０１表面に形成される接続端子７０４ｂと、アンテナの接地体として機能する導電層７１２とが、導電層７０２ｂにより接続される。また、アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１との接続部分は、アンダーフィル７０４で充填されてもよい。
【００８３】
アンテナ７０３は、誘電体層７１０と、２つの導電層（第１の導電層７１１、第２の導電層７１２）および給電体層７１３を形成する。誘電体層７１０は、実施の形態１と同様に、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形しても良い。
【００８４】
そして、誘電体層の一表面に形成される第１の導電層７１１と、誘電体層を介して第１の導電層７１１に対向し、且つ誘電体層の他表面に形成される第２の導電層７１２と、給電体層７１３とを有する。第１の導電層７１１は、放射電極として機能する。また、第２の導電層７１２は接地体として機能する。給電体層７１３は、第１の導電層７１１と第２の導電層７１２と接触しないように設けられている。また、給電体層７１３を介して、アンテナから半導体素子を有する層、又は半導体素子を有する層からアンテナへ給電が行われる。なお、給電体層の代わりに給電点を用いて給電を行ってもよい。
【００８５】
ここで、アンテナ７０３の構造について説明する。アンテナの誘電体層７１０は、セラミック、有機樹脂、又はセラミックと有機樹脂の混合物等で形成することができる。セラミックの代表例としては、アルミナ、ガラス、フォルステライト等が挙げられる。さらには、複数のセラミックを混合して用いてもよい。また、高い誘電率を得るためには、誘電体層７１０を、強誘電体材料で形成することが好ましい。強誘電体材料の代表例としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）等が挙げられる。さらには、複数の強誘電体材料を混合して用いてもよい。
【００８６】
また、有機樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を適宜用いる。有機樹脂の代表例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ＢＴレジン、ビニルベンジル、ポリフマレート、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることができる。さらには、複数の有機樹脂材料を混合して用いてもよい。
【００８７】
誘電体層７１０がセラミックと有機樹脂の混合物で形成される場合、粒子状のセラミックの粒子を有機樹脂に分散させて形成することが好ましい。このとき、誘電体層７１０に対して粒子状のセラミックの含有量は、２０体積％以上６０体積％以下が好ましい。また、セラミックの粒径は１〜５０μｍが好ましい。
【００８８】
誘電体層７１０の誘電率は２．６〜１５０、好ましくは、２．６〜４０であることが望ましい。非誘電率の高い強誘電体材料を用いることで、アンテナの容積を小さくすることが可能である。
【００８９】
アンテナの第１の導電層７１１、第２の導電層７１２、給電体層７１３は、金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミニウムから選ばれる金属、又は合金等を用いることができる。また、アンテナの第１の導電層７１１、第２の導電層７１２、給電体層７１３は、印刷法、メッキ法を用いて形成することができる。また、誘電体層に蒸着法、スパッタリング法で導電膜を成膜した後、一部分をエッチングして各導電層を形成することができる。
【００９０】
次に、半導体素子を有する層７０１について、図８を用いて説明する。
【００９１】
図８は半導体素子を有する層７０１の一部の断面図であり、基板８００に素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅが形成され、素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅそれぞれの間に電界効果トランジスタ等の半導体素子８０２が形成される。
【００９２】
半導体素子８０２は、単結晶半導体基板上に形成されるゲート絶縁膜８０３、ゲート絶縁膜上に形成されるゲート電極８０４、単結晶半導体基板におけるソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂ、ゲート電極上に形成される層間絶縁層８１１、ソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂに接続されるソース配線及びドレイン配線８０９ａ、８０９ｂを有する。なお、ゲート電極８０４及びゲート絶縁膜８０３の側壁に形成されるサイドウォール８０７ａ、８０７ｂや、単結晶半導体基板においてサイドウォール８０７ａ、８０７ｂに覆われる低濃度不純物領域８０６ａ、８０６ｂを有してもよい。
【００９３】
基板８００は、単結晶半導体基板又は化合物半導体基板であり、代表的には、ｎ型またはｐ型の単結晶シリコン基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、サファイヤ基板、又はＺｎＳｅ基板等が挙げられる。また、ＳＯＩ基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）を用いこともできる。本実施形態では、基板８００として、ｎ型単結晶シリコン基板を用いる。
【００９４】
素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅは、公知の選択酸化法（ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）法）又はトレンチ分離法等を適宜用いて形成することができる。ここでは、素子分離領域８０１ａ〜８０１ｅとしては、トレンチ分離法により酸化珪素層が形成される。
【００９５】
ゲート絶縁膜８０３は、単結晶半導体基板を熱酸化して形成される。ゲート電極８０４は、厚さ１００〜３００ｎｍの多結晶シリコン層や、多結晶シリコン層上にタングステンシリサイド層、モリブデンシリサイド層、コバルトシリサイド層等のシリサイド層を設けた積層構造とすることができる。更には、多結晶シリコン層上に窒化タングステン層及びタングステン層を積層して形成しても良い。
【００９６】
ソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂは、ｐウェル領域にリンが添加されたｎ＋領域やｎウェル領域にボロンが添加されたｐ＋領域を用いることができる。また、低濃度不純物領域８０６ａ、８０６ｂは、ｐウェル領域にリンが添加されたｎ−領域やウェル領域にボロンが添加されたｐ−領域を用いることができる。ここでは、ｎ型単結晶シリコン基板を用いているため、ボロンを基板に添加してｐ＋領域からなるソース領域及びドレイン領域、ｐ−領域からなる低濃度不純物領域が形成される。なお、ソース領域及びドレイン領域８０５ａ、８０５ｂに、マンガンシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド等のシリサイドを有しても良い。シリサイドをソース領域及びドレイン領域表面に有することにより、ソース配線御及びドレイン配線とソース領域及びドレイン領域との接続抵抗を下げることが可能である。
【００９７】
サイドウォール８０７ａ、８０７ｂは、基板上にＣＶＤ法により酸化珪素で形成される絶縁層を形成し、該絶縁層をＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）法により異方性エッチングすることで形成できる。
【００９８】
層間絶縁層８０８は、酸化シリコン及び酸化窒化シリコンなどの無機絶縁材料、又はアクリル樹脂及びポリイミド樹脂などの有機絶縁材料で形成する。スピン塗布やロールコーターなど塗布法を用いる場合には、有機溶媒中に溶かされた絶縁膜材料を塗布した後、熱処理により絶縁層を形成される酸化シリコンを用いることもできる。ここでは、層間絶縁層８０８は酸化珪素を用いて形成する。
【００９９】
ソース配線及びドレイン配線８０９ａ、８０９ｂは、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の積層構造、モリブデン（Ｍｏ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層構造など、アルミニウム（Ａｌ）のような低抵抗材料と、チタン（Ｔｉ）やモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属材料を用いたバリアメタルとの組み合わせで形成することが好ましい。
【０１００】
なお、半導体素子を有する層７０１は、電界効果トランジスタの他に抵抗素子、コンデンサ等の半導体素子を有する。
【０１０１】
また、層間絶縁層８０８及びソース配線及びドレイン配線８０９ａ、８０９ｂ上に層間絶縁層８１１が形成される。層間絶縁層８１１は層間絶縁層８０８と同様に形成される。また、層間絶縁層８０８上には、半導体素子８０２に接続する接続端子８１２、８１３を有する。
【０１０２】
また、接続端子８１２、８１３の一部及び層間絶縁層８１１を覆う絶縁層８１４が形成されてもよい。層間絶縁層８１１は、保護層として機能するため、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等で形成されることが好ましい。
【０１０３】
アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１とを接続する導電層７０２ａ、７０２ｂは、バンプ、導電性ペースト、異方性導電接着剤、異方性導電膜等で形成される。また、パンプ及び導電性ペーストを用いてもよい。さらには、バンプ及び異方性導電接着剤、バンプ及び異方性導電膜を用いてもよい。これらの場合、バンプ及び導電性粒子により、導電層と接続端子が接続される。
【０１０４】
異方性導電膜及び異方性導電接着剤は、粒径数ｎｍ〜数μｍ程度の導電性粒子が分散された接着性の有機樹脂であり、有機樹脂としてエポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、導電性粒子は、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一元素、若しくは複数の元素で形成される。また、これらの元素の多層構造を有する粒子でも良い。更には、樹脂で形成された粒子の表面に、金、銀、銅、パラジウム、又は白金から選ばれた一金属、若しくは複数の金属で形成される薄膜がコーティングされた導電性粒子を用いてもよい。
【０１０５】
アンダーフィル７０４は、半導体素子を有する層７０１とアンテナ７０３の接続部の補強や外部からの水分の浸入保護等の機能を有するものであり、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等を用いて形成される。
【０１０６】
また、本発明の無線チップは、図７（Ｂ）に示すような構成を有することもできる。
【０１０７】
図７（Ｂ）に示される無線チップが有するアンテナは、誘電体層７１０を形成した後、半導体素子を有する層７０１を挿入するための穴をあける。次に、誘電体層７１０の表面に、第１の導電層７１１を形成する。そして、半導体素子を有する層７０１を挿入し、第２の導電層７１２および給電体層７１３を形成する。
【０１０８】
ここで、半導体素子を有する層７０１表面に形成される接続端子７０４ａとアンテナの給電体層７１３とが導電層７０２ａで接続する。そして、半導体素子を有する層７０１表面に形成される接続端子７０４ｂと、アンテナの接地体として機能する導電層７１２とが導電層７０２ｂにより接続されるようにする。また、アンテナ７０３と半導体素子を有する層７０１との接続部分は、アンダーフィル７０４で充填されてもよい。
【０１０９】
本発明の無線チップは、上記作製方法に限定されない。しかしながら、上記のように、アンテナが有する誘電体層７１０内部に半導体素子を有する層７０１を入れるように形成することで、外形に凹凸がなく、平面および曲面のみを有する形状となるため、安全性を向上することができる。
【０１１０】
本発明は、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。さらに、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形することで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１１２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２で説明した半導体素子を有する層を構成する半導体素子について、異なる材料を用いて作製する工程を説明する。本実施の形態においては、有機物半導体層を有する半導体素子を絶縁性基板上形成することで半導体素子を有する層を作製する例を示す。
【０１１３】
例えば、可撓性を有する基板は、ガラス基板等の非可撓性基板と比較して耐熱温度が低い。このため、可撓性を有する基板上に半導体素子を作製する場合、有機半導体を用いて形成することが好ましい。有機半導体を用いて形成される半導体素子を有する層は、可撓性を有する基板上に半導体素子が形成され、半導体素子を覆う絶縁層が形成されている。また、半導体素子を有する層の表面には、半導体素子の配線に接続する接続端子が形成されている。
【０１１４】
ここで、有機半導体を用いる半導体素子の構造について、図９を参照して説明する。図９（Ａ）は、スタガ型のトランジスタを適用する一例を示している。可撓性を有する基板９０１上に半導体素子９００が設けられている。半導体素子９００は、ゲート電極９０２、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３、ゲート電極及びゲート絶縁膜として機能する絶縁層と重なって存在する半導体層９０４、半導体層９０４に接続する配線９０５、９０６が形成されている。なお、半導体層は、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３と配線９０５、９０６に接する。
【０１１５】
ゲート電極９０２は、例えば、微粒子を含む組成物の液滴を微細な孔から吐出して所定の形状のパターンを形成する方法（以下、本明細書では液滴吐出法という）を用い、乾燥・焼成してゲート電極９０２を形成することができる。また、可撓性を有する基板上に、微粒子を含むペーストを印刷法により印刷し、乾燥・焼成してゲート電極９０２を形成することができる。微粒子の代表例としては、金、銅、金と銀の合金、金と銅の合金、銀と銅の合金、金と銀と銅の合金のいずれかを主成分とする微粒子でもよい。また、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの導電性酸化物を主成分とする微粒子でもよい。
【０１１６】
ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３は、図３を用いて説明したゲート絶縁層４０５と同様の材料及び手法により形成することができる。但し、有機溶媒中に溶かされた絶縁膜材料をスピン塗布法やロールコーター法などにより、塗布した後、熱処理により絶縁層を形成する場合、熱処理温度が可撓性を有する基板の耐熱温度より低い温度で行う。
【０１１７】
半導体層９０４は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、フタロシアニン、電荷移動型錯体等が挙げられる。例えばアントラセン、テトラセン、ペンタセン、６Ｔ（ヘキサチオフェン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、ＰＴＣＤＡ（ペリレンカルボン酸無水化物）、ＮＴＣＤＡ（ナフタレンカルボン酸無水化物）などを用いることができる。また、具体的な有機高分子化合物材料は、π共役系高分子、カーボンナノチューブ、ポリビニルピリジン、フタロシアニン金属錯体等が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。
【０１１８】
また、有機半導体膜の成膜方法としては、基板に膜厚の均一な膜が形成できる方法を用いればよい。膜厚は１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が望ましい。具体的な方法としては、蒸着法、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法を用いることができる。
【０１１９】
配線９０５、９０６は、ゲート電極９０２と同様の材料及び手法により形成することが可能である。
【０１２０】
図９（Ｂ）は、コプレナー型のトランジスタを適用する一例を示している。可撓性を有する基板９０１上に半導体素子９００が設けられている。半導体素子９００は、ゲート電極９０２、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層９０３、配線９０５、９０６、ゲート電極及びゲート絶縁層として機能する絶縁層に重畳する半導体層９０４が形成されている。また、配線９０５、９０６は、ゲート絶縁層として機能する絶縁層及び半導体層に接する。
【０１２１】
上記のように、可撓性を有する基板に有機半導体層を用いて半導体素子を形成することで、非常に薄い半導体素子を有する層を形成することができる。そして、実施の形態１および実施の形態２で示したアンテナを作製し、図２（Ｄ）に示すように、アンテナと半導体素子を有する層とを、電気的に導通するように（例えば異方性導電膜等を用いて）貼り付けることで、外形に凹凸のない無線チップを形成することが可能である。
【０１２２】
本発明は、小型で通信性が高く、安価な無線チップを提供することができる。さらに、本発明の無線チップは、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等にすることで角をなくし、接触しても負傷等が生じない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【０１２３】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１２４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態１から実施の形態３とは異なり、樹脂等を用いてコーティングした無線チップについて、図１０を用いて説明する。
【０１２５】
例えば、誘電体層の加工性や作製コストを考慮して、平面、および／または、曲面のみを有する形状の無線チップが作製できない場合、不特定の形状に作製した無線チップを、樹脂等の保護層でコーティングすることができる。図１０（Ａ）には、樹脂等の保護層１００２でコーティングした無線チップ１００１を示す。
【０１２６】
無線チップ１００１を樹脂等の保護層１００２でコーティングすることで、卵形、球形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状等の形状に作製するに形成することができる。または、鋳型による形成や研磨による面取り等の方法を用いて、円柱状（もしくは多角柱状）を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する形状に形成することも可能である。
【０１２７】
本発明の無線チップは電磁波を介して無線でリーダライタと通信を行うため、通信を阻害しない物質で作製される保護層によって、無線タグをコーティングすることが可能である。
【０１２８】
図１０（Ｂ）、（Ｃ）には樹脂等の保護層でコーティングを行った無線チップの断面図を示す。図１０（Ｂ）示すように、無線チップ１００１を樹脂等の保護層１００３で直接コーティングすることができる。さらには、図１０（Ｃ）に示すように、保護層１００４をカプセル状に形成して無線チップ１００１を内蔵し、保護層１００４と無線チップ１００１との間には充填剤１００５をおくこともできる。
【０１２９】
無線チップをコーティングするための保護層の例としては、有機樹脂、無機樹脂およびダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等が挙げられる。また、保護層が窒化珪素、酸化珪素、窒酸化珪素、酸窒化珪素、又は窒化炭素等を含むことによって、半導体素子の機能を低下させるアルカリ金属から、半導体素子を有する層を保護することができる。
【０１３０】
上記のような無線タグをコーティングして外形を形成する方法は、実施の形態２で示したように半導体素子を有する層をシリコンウエハで作製するために厚みがあり、無線タグの形状がアンテナの誘電体層のみで決まらない場合や、誘電体層の形状を成形するよりも、無線タグをコーティングした方が安価に作製できる場合等に用いることができる。
【０１３１】
また、本発明のように無線チップの最外面を樹脂やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等でコーティングし、曲面を有する形状に整形することで、誤飲が起こったとしても人体に悪影響を与えることのない安全性の高い無線チップを提供することができる。
【０１３２】
さらには、無線チップの最外面をコーティングすることで物理的な強度が高くなり、何度も繰り返して利用できるリサイクル可能な無線チップを提供することができる。
【０１３３】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１３４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、無線チップの使用方法について、図１１を用いて説明する。
【０１３５】
本発明の無線チップのように小型で安価に作製することが可能な無線チップは、物品に装着して小売りの管理を行うことが可能である。このように、大量の無線チップが小売りにまで利用されるようになると、最終的に無線チップは、消費者の手元へと届くことになる。最終消費者は不特定の多数であり、その中には無線チップおよび自動認識技術に関する知識を全く持たない人々がいるため、例えば負傷や誤飲といった予測しがたい事故が発生する危険性が生じることになる。さらに、使用後の無線チップの廃棄処理方法や、リサイクルに関する問題が生じる。
【０１３６】
本発明はこれらの問題を解決するため、使用者や消費者が意識することができる安全な外観、大きさであり、かつ邪魔にならない大きさの箱、袋、包装用紙、マスコット等に無線チップを包装または内蔵してから物品に装着し、それらの無線チップを用いて物品の管理を行う方法を提供する。
【０１３７】
例えば図１１（Ａ）に示すように、無線チップを袋１１０１に入れてペットボトル等の物品１１０２に装着することができる。図のように商品に引っかける構造を有する袋に無線チップをいれれば、小売業者は無線チップを容易に商品に装着することができる。さらに、当該袋は一目でそれと分かる大きさを有しているために装着していない物品を一目で確認することが可能であり、消費者も無線チップが入っていることを認識することができる。
【０１３８】
また、図１１（Ｂ）に示すように、無線チップを包装紙１１０３で包装してから野菜等の物品１１０４に装着することができる。図のように、無線チップを包装することで、野菜等の商品を束ねるときに無線チップを装着しやすくなる。また、消費者も料理を行うときに無線チップを確実に取り外してから利用することが可能になる。
【０１３９】
さらには、図１１（Ｃ）に示すように、例えば高級なカバンなどを販売する場合には、無線チップをマスコット１１０５等に内蔵してから物品１１０６に装着することもできる。図のように、無線チップをかわいらしいマスコット等に内蔵することで、商品のイメージアップにつながる可能性がある。さらには、マスコットに内蔵されていることで大切に扱い、無線チップをリサイクル使用することも可能になる。
【０１４０】
上記のように無線チップを利用することによって、小売り販売を行う無線チップの利用者、および、物品を購入する消費者は、無線チップをそれと意識することが可能になる。また、包装または内蔵する物の最外面を安全な素材を用いることによって、思わぬ事故を回避することができるようになる。また、廃棄物として分別収集も可能になる。
【０１４１】
さらには、タグを内蔵している包装、袋等を小売店内で回収することも容易になり、無線チップをリサイクル使用することも可能になる。包装もしくは内蔵することで無線チップが劣化するのを防ぐことができる。さらに、包装および内蔵しているものを取り替えることによって無線チップをリサイクル使用することができる。
【０１４２】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１４３】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の無線チップを構成するアンテナの種類について、図１２を用いて説明する。
【０１４４】
まず、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すアンテナの誘電体層１２０１、１２１１、１２２１、１２４１を形成する。上記誘電体層は、円柱状を有し、かつ、その外形端部は曲面を有する。詳細には、円柱形の上面および底面と側面とが交わる角を、研磨する等によって面取りを行い、平面および曲面のみを有する形状に成形している。そのほかにも、四角柱等の多角柱状に形成し、上面および底面と側面とが交わる角や側面と側面が交わる角を面取りすることによって角のない形状を成形してもよい。さらには、球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体または円盤状、等に成形しても良い。図１２では、円柱状に形成し、その後面取りを行って角をなくした誘電体層を例にとって図示する。しかしながら本発明はこれに限定されない。
【０１４５】
まず、図１２（Ａ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２０２と、誘電体層１２０１と、接地体として機能する第２の導電層１２０３と、給電点１２０４と、第１の導電層、誘電体層、及び第２の導電層に設けられたスルーホールに形成され、給電点に接続する給電体を有する。なお、給電体は、給電点において第１の導電層と接続するが、第２の導電層とは接続しない。放射電極として機能する第１の導電層１２０２が、円形であり、且つ点対称となる２つの領域１２０５を面取りすることで、円偏波されている電磁波を受信することができる。また、第１の導電層１２０２が円形の場合、アンテナは直偏波のアンテナとなる。
【０１４６】
次に、図１２（Ｂ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２１２と、誘電体層１２１１と、接地体として機能する第２の導電層１２１３と、給電点１２１４と、第１の導電層、誘電体層、及び第２の導電層に設けられたスルーホールに形成され、給電点に接続する給電体を有する。なお、給電体は、給電点において第１の導電層と接続するが、第２の導電層とは接続しない。放射電極として機能する第１の導電層１２１２は、矩形であり、且つ点対称となる２つの角部１２１５を面取りすることで円偏波のアンテナとなる。また、第１の導電層１２１２が矩形の場合、アンテナは直偏波のアンテナとなる。
【０１４７】
また、図１２（Ｃ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２２２と、誘電体層１２２１と、接地体として機能する第２の導電層１２２３と、給電体層１２２４とを有する。放射電極として機能する第１の導電層１２２２は、矩形であり、且つ点対称となる２つの角部１２２５を面取りすることで円偏波のアンテナとして利用できる。放射電極として機能する第１の導電層１２２２と給電体層１２２４とは、ギャップを介して容量的に結合されている。また、給電体層１２２４は誘電体層の側面に形成でき、表面実装が可能である。
【０１４８】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すアンテナは、誘電体層の一方の面に接地体として機能する第２の導電層が設けられているため、第１の導電層側に指向性を有し、第１の導電層側に電波を放射する。
【０１４９】
また、図１２（Ｄ）に示すアンテナは、放射電極として機能する第１の導電層１２４２と、誘電体層１２４１と、接地体として機能する第２の導電層１２４３と、給電体層１２４４とを有する。また、第１の導電層１２４２において、対角線上に直交スリット１２４５が形成されている。すなわち、十字の切欠きが設けられている。このため、誘電体層１２４１が十字に露出している。放射電極として機能する第１の導電層１２４２と給電体層１２４４とは、ギャップを介して容量的に結合されている。
【０１５０】
特に、円偏波のアンテナを用いることで、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（１．５ＧＨｚ））、衛星デジタル放送（２．６ＧＨｚ）等の衛星送受信、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（２．４ＧＨｚ、５．２ＧＨｚ）、携帯情報機器向けの無線通信（２．４ＧＨｚ）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ：超広帯域無線）（３〜１０ＧＨｚ）等のＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）の送受信、第３世代のデータ通信、パケット通信の送受信を行うことができる。
【０１５１】
また、本発明の無線チップは、図１２に示すアンテナ以外にも公知のアンテナを用いて構成することも可能である。
【０１５２】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１５３】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の無線チップの回路構成例について、図１３を用いて説明する。
【０１５４】
本発明の無線チップ２０は、リーダライタと無線通信を行う。当該無線チップ２０は、図１３（Ａ）に示すように、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、アンテナ１８を有する。
【０１５５】
また、図１３（Ｂ）に示すように、本発明の無線チップ２０は、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、アンテナ１８の他、中央処理ユニット２１を有しても良い。
【０１５６】
また、図１３（Ｃ）に示すように、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、アンテナ１８、中央処理ユニット２１の他、検出素子３１、検出回路３２からなる検出部３０を有しても良い。ここで、中央処理ユニット２１とは、ＣＰＵや演算処理回路等を含み。検出素子３１とは、物理量や物質の濃度等を測定するためのセンサを含んでいる。
【０１５７】
本実施の形態の無線チップは、前記実施の形態１から実施の形態３で説明した半導体素子を有する層に、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶回路１６、バス１７、中央処理ユニット２１の他、検出素子３１、検出回路３２からなる検出部３０等を構成することで、小型で多機能を有する無線チップを形成することが可能である。
【０１５８】
電源回路１１は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、無線チップ２０の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路１２は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、無線チップ２０の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調／変調回路１３は、リーダライタ１９と交信するデータを復調／変調する機能を有する。他の回路を制御する制御回路１４は、記憶回路１６を制御する機能を有する。アンテナ１８は、電磁波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ１９は、無線チップとの交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、無線チップは上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
【０１５９】
記憶回路１６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、及び有機メモリから選択される１つ又は複数を有する。
【０１６０】
なお、有機メモリとは、一対の電極間に有機化合物を有する層を挟んで設けたものをいう。また、有機メモリとは、一対の電極間に有機化合物と無機化合物との混合層設けたものをいう。有機化合物の代表例としては、電気的作用や光が照射されることにより、結晶状態や導電性、形状が変化する物質を用いる。代表的には、光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子、正孔輸送性が高い有機化合物、又は電子輸送性が高い有機化合物を用いることができる。
【０１６１】
また、一対の電極間に有機化合物と無機化合物との混合層を設ける場合には、正孔輸送性の高い有機化合物と電子を受け取りやすい無機化合物とを混合させることが好ましい。また、電子輸送性の高い有機化合物と電子を与えやすい無機化合物とを混合させることが好ましい。このような構成とすることによって、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くのホールキャリアや電子キャリアが発生し、極めて優れたホール注入性・輸送性や電子注入性・輸送性を示す。
【０１６２】
有機メモリは、小型化、薄膜化および大容量化を同時に実現することができるため、記憶回路１６を有機メモリで設けることにより、無線チップの小型化、軽量化を達成することができる。
【０１６３】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１６４】
（実施の形態８）
本発明の無線チップの一実施の形態を図１４に示す。図１４は無線チップの断面図である。本実施の形態では、半導体素子を有する層と、受動素子と、アンテナとが、異方性導電接着材や導電層等で固着された無線チップの構造について説明する。
【０１６５】
実施の形態１から実施の形態３に示すように、半導体素子を有する層１４０１を形成する。半導体素子を有する層１４０１と受動素子１４２０が異方性導電接着材１４１０で固着される。ここでは、受動素子１４２０を、第１の受動素子１４３０及び第２の受動素子１４４０で示す。また、半導体素子を有する層１４０１の表面に露出された配線１４０２と受動素子１４２０の第１の配線１４２１とが異方性導電接着材中の導電性粒子で電気的に接続される。
【０１６６】
また、受動素子１４２０とアンテナ１４６０とは、導電層１４５０、１４５１で固着される。アンテナ１４６０の給電体層１４６３及び受動素子１４２０の第２の配線１４２２、アンテナの接地体として機能する第２の導電層１４６２及び受動素子の第３の配線１４２３は、それぞれ導電層１４５０、１４５１で電気的に接続される。導電層１４５０、１４５１は、導電性ペーストを硬化して形成する。導電性ペーストを硬化した導電層の代表例としては、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）の複数を含む合金があげられる。また、導電層１４５０、１４５１の代わりに異方性導電接着材を用いることも可能である。
【０１６７】
また、第１の受動素子１４３０は、絶縁層１４３１〜１４３４とその間に設けられた導電層１４４１〜１４４３とで、キャパシタ、インダクタ、抵抗のいずれか一つ以上が構成される。第２の受動素子１４４０も同様に、絶縁層１４３４〜１４３７とその間に設けられた導電層１４４４〜１４４６とで、キャパシタ、インダクタ、抵抗のいずれか一つ以上が構成される。
【０１６８】
第１の受動素子１４３０または第２の受動素子１４４０の絶縁層１４３１〜１４３７の誘電率は２．６〜４０が好ましい。導電層１４４１〜１４４６は、金、銀、銅、アルミニウムなど導電率の高い金属、またはこれらいずれか複数で形成される合金を用いる。
【０１６９】
第１の受動素子１４３０、第２の受動素子１４４０の形成方法を以下に示す。酸化アルミニウムと酸化珪素を有するセラミックを膜厚１０〜１５０μｍにシート状としたもの（いわゆるグリーンシート）に、金、銀、銅、アルミニウムなど導電率の高い金属、またこれらいずれか複数で形成される合金を印刷法により印刷し導電層を形成する。なお、必要であればグリーンシートにスルーホールを形成し、該スルーホールに導電性ペーストを充填してプラグを形成してもよい。また、グリーンシートは、実施の形態１または実施の形態２で示すアンテナ１４６０の誘電体層１４６１を形成するセラミック、有機樹脂等を適宜混合して形成してもよい。このような導電層が印刷されたグリーンシートを複数積み重ねて熱圧着し、所定の大きさに加工し、８００〜１３００度で加熱して絶縁層と導電層を焼成して、第１の受動素子１４３０、第２の受動素子１４４０を形成することができる。
【０１７０】
コンデンサ、インダクタ、抵抗、配線等の受動素子を複数組み合わせることで、高周波回路を構成するディプレクサ、及びローパスフィルタを含むアンテナフロントエンドモジュール、並びにアイソレータ、カプラ、減衰器、及びパワーアンプを含むアイソレータパワーアンプモジュール、ＶＣＯ（電圧制御発振器）、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）、積層フィルター、バルントランス、誘電体フィルター、カプラ、共振器等を構成することが可能である。ここで、高周波回路とは、数百ＭＨｚから数十ＧＨｚの周波数で動作する回路としている。
【０１７１】
また、半導体素子を有する層及び受動素子により、高周波回路である電源回路、クロック発生回路、及びデータ復調／変調回路や他の回路を制御する制御回路、インターフェイス回路、記憶回路、中央処理ユニット、検出素子、検出制御回路等を構成する。
【０１７２】
また、実施の形態１と同様に、半導体素子を有する層１４０１は、有機樹脂層を介して可撓性を有する基板に固着されていてもよい。
【０１７３】
本実施の形態の無線チップは、絶縁層及び導電膜を積層することで形成される受動素子と半導体素子を用いて形成された集積回路からなる。このため、適した機能を有する素子で各回路を高集積化される。本発明の無線チップを配線基板に実装することで、実装部品数を削減することが可能であるため、配線基板面積の縮小及びそれを有する電子機器の小型化が可能である。
【０１７４】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【実施例】
【０１７５】
本実施例では、半導体素子を形成する方法について例を挙げて説明する。
【０１７６】
本発明の無線チップを構成する半導体素子を有する層の一例を図１５に示す。なお、図１５において、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のａ−ｂ間の断面図に相当し、図１５（Ｃ）は図１５（Ａ）のｃ−ｄ間の断面図に相当する。
【０１７７】
図１５に示す半導体素子を有する層は、基板１５０１上に絶縁膜１５０２を介して設けられた半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂと、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ上にゲート絶縁膜１５０４を介して設けられたゲート電極１５０５と、ゲート電極を覆って設けられた絶縁膜１５０６、１５０７と、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続し且つ絶縁膜１５０７上に設けられた導電膜１５０８とを有している。なお、図１５においては、半導体膜１５０３ａの一部をチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａと半導体膜１５０３ｂの一部をチャネル領域として用いたｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂとを設けた場合を示しているが、この構成に限られない。例えば、図１５では、ｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａにＬＤＤ領域を設け、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂにはＬＤＤ領域を設けていないが、両方に設けた構成としてもよいし両方に設けない構成とすることも可能である。
【０１７８】
基板１５０１は、バリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。可撓性を有する基板を用いることによって、折り曲げが可能である半導体素子を有する層を作製することが可能となる。また、このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板１５０１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。
【０１７９】
絶縁膜１５０２は、下地膜として機能し、基板１５０１からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。絶縁膜１５０２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜１５０２を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜で設け、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜１５０２を３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。
【０１８０】
半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、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結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するために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。ＳＡＳは、珪素を有する気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を有する気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＧｅＦ４を混合させても良い。この珪素を有する気体をＨ２、または、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ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もよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−１以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９／ｃｍ３以下とする。ここでは、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法により結晶化させる。
【０１８１】
ゲート絶縁膜１５０４は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【０１８２】
絶縁膜１５０６は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【０１８３】
絶縁膜１５０７は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。なお、図１５における半導体素子を有する層において、絶縁膜１５０６を設けずにゲート電極１５０５を覆うように直接絶縁膜１５０７を設けることも可能である。
【０１８４】
導電膜１５０８としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ａｕ、Ｍｎから選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばＣとＴｉを含有したＡｌ合金、Ｎｉを含有したＡｌ合金、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金、ＣとＭｎを含有したＡｌ合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、ＡｌとＴｉを積層させることによって設けることができる。
【０１８５】
また、図１５において、ｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａはゲート電極１５０５の側壁に接してサイドウォールを有し、半導体膜１５０３ａにｎ型の導電性を付与する不純物が選択的に添加されたソース領域、ドレイン領域およびサイドウォールの下方に設けられたＬＤＤ領域が形成されている。また、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂはゲート電極１５０５の側壁に接してサイドウォールを有し、半導体膜１５０３ｂにｐ型の導電性を付与する不純物が選択的に添加されたソース領域およびドレイン領域が形成されている。
【０１８６】
なお、本発明の無線チップを構成する半導体素子を有する層では、上記基板１５０１、絶縁膜１５０２、半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂ、ゲート絶縁膜１５０４、絶縁膜１５０６または絶縁膜１５０７のうち少なくともいずれか一層に、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化する。このように、プラズマ処理を用いて半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化することによって、当該半導体膜または絶縁膜の表面を改質し、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜を形成することができるため、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体素子を有する層の特性等を向上させることが可能となる。
【０１８７】
以下に図面を参照して、プラズマ処理を用いて半導体素子を有する層を作製する方法を説明する。具体的には、プラズマ処理を用いて、基板１５０１、絶縁膜１５０２、半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂ、ゲート絶縁膜１５０４、絶縁膜１５０６または絶縁膜１５０７を酸化または窒化させて半導体素子を有する層を作製する場合について説明する。
【０１８８】
ここでは、上記図１５における半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂまたはゲート絶縁膜１５０４にプラズマ処理を行い、当該半導体膜１５０３ａおよび１５０３ｂまたはゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化することによって半導体素子を有する層を作製する方法について図面を参照して説明する。
【０１８９】
はじめに、基板上に設けられた島状の半導体膜において、当該島状の半導体膜の端部を直角に近い形状で設ける場合について示す。
【０１９０】
まず、基板１５０１上に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図１６（Ａ−１）及び（Ａ−２））。島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、基板１５０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１５０２上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等の公知の結晶化法により行うことができる。なお、図１６では、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部を直角に近い形状（θ＝８５〜１００°）で設ける。
【０１９１】
次に、プラズマ処理を行い半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化または窒化することによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２１ａ、１５２１ｂ（以下、絶縁膜１５２１ａ、絶縁膜１５２１ｂとも記す）を形成する（図１６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用いた場合、絶縁膜１５２１ａおよび絶縁膜１５２１ｂとして、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）が形成される。また、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂに接して酸化珪素（ＳｉＯｘ）が形成され、当該酸化珪素の表面に窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。なお、プラズマ処理により半導体膜を酸化する場合には、酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または酸素と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばＡｒを用いることができる。また、ＡｒとＫｒを混合したガスを用いてもよい。そのため、絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂは、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでおり、Ａｒを用いた場合には絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂにＡｒが含まれている。
【０１９２】
また、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲気中において、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下であり、プラズマの電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下で行う。プラズマの電子密度が高密度であり、基板１５０１上に形成された被処理物（ここでは、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ）付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化物または窒化膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。また、プラズマの電子温度が１ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点温度よりも１００度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の高周波を用いることができる。なお、以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上記条件を用いて行うものとする。
【０１９３】
次に、絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図１６（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用い、プラズマ処理により当該Ｓｉを酸化させることによって当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ表面に絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂとして酸化珪素を形成した場合、当該絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂ上にゲート絶縁膜として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成する。また、上記図１６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）において、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化または窒化することによって形成された絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂの膜厚が十分である場合には、当該絶縁膜１５２１ａ、１５２１ｂをゲート絶縁膜として用いることも可能である。
【０１９４】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１６（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０１９５】
このように、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ上にゲート絶縁膜１５０４を設ける前に、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面を酸化または窒化することによって、チャネル領域の端部１５５１ａ、１５５１ｂ等におけるゲート絶縁膜１５０４の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。つまり、島状の半導体膜の端部が直角に近い形状（θ＝８５〜１００°）を有する場合には、ＣＶＤ法やスパッタ法等により半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成した際に、半導体膜の端部においてゲート絶縁膜の段切れ等による被覆不良の問題が生じる恐れがあるが、あらかじめ半導体膜の表面にプラズマ処理を用いて酸化または窒化しておくことによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良等を防止することが可能となる。
【０１９６】
また、上記図１６において、ゲート絶縁膜１５０４を形成した後にプラズマ処理を行うことによって、ゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを覆うように形成されたゲート絶縁膜１５０４（図１７（Ａ−１）及び（Ａ−２））にプラズマ処理を行い、ゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化することによって、ゲート絶縁膜１５０４の表面に酸化膜または窒化膜１５２３（以下、絶縁膜１５２３とも記す）を形成する（図１７（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。プラズマ処理の条件は、上記図１６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）と同様に行うことができる。また、絶縁膜１５２３は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでおり、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１５２３にＡｒが含まれている。
【０１９７】
また、図１７（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）において、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１５０４を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ側に酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、ゲート電極１５０５に接して窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。その後、絶縁膜１５２３上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１７（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。
【０１９８】
このように、ゲート絶縁膜にプラズマ処理を行うことにより、当該ゲート絶縁膜の表面を酸化または窒化することによって、ゲート絶縁膜の表面を改質し緻密な膜を形成することができる。プラズマ処理を行うことによって得られた絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成された絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。
【０１９９】
なお、図１７においては、あらかじめ半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂにプラズマ処理を行うことによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面を酸化または窒化させた場合を示したが、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂにプラズマ処理を行わずにゲート絶縁膜１５０４を形成した後にプラズマ処理を行う方法を用いてもよい。このように、ゲート電極を形成する前にプラズマ処理を行うことによって、半導体膜の端部においてゲート絶縁膜の段切れ等による被覆不良が生じた場合であっても、被覆不良により露出した半導体膜を酸化または窒化することができるため、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【０２００】
このように、島状の半導体膜の端部を直角に近い形状で設けた場合であっても、半導体膜またはゲート絶縁膜にプラズマ処理を行い、当該半導体膜またはゲート絶縁膜を酸化または窒化することによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【０２０１】
次に、基板上に設けられた島状の半導体膜において、当該島状の半導体膜の端部をテーパー形状（θ＝３０〜８５°）で設ける場合について示す。
【０２０２】
まず、基板１５０１上に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図１８（Ａ−１）及び（Ａ−２））。島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、基板１５０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１５０２上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法により結晶化させ、選択的に半導体膜をエッチングして除去することにより設けることができる。なお、図１８では、島状の半導体膜の端部をテーパー形状（θ＝３０〜８５°）で設ける。
【０２０３】
次に、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図１８（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【０２０４】
次に、プラズマ処理を行いゲート絶縁膜１５０４を酸化または窒化することによって、当該ゲート絶縁膜１５０４の表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２４（以下、絶縁膜１５２４とも記す）を形成する（図１８（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。なお、プラズマ処理の条件は上記と同様に行うことができる。例えば、ゲート絶縁膜１５０４として酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を用いた場合、酸素雰囲気下でプラズマ処理を行いゲート絶縁膜１５０４を酸化することによって、ゲート絶縁膜の表面にはＣＶＤ法やスパッタ法等により形成されたゲート絶縁膜と比較してピンホール等の欠陥の少ない緻密な膜を形成することができる。一方、窒素雰囲気下でプラズマ処理を行いゲート絶縁膜１５０４を窒化することによって、ゲート絶縁膜１５０４の表面に絶縁膜１５２４として窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）を設けることができる。また、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１５０４を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。また、絶縁膜１５２４は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでおり、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１５２４中にＡｒが含まれている。
【０２０５】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１８（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０２０６】
このように、ゲート絶縁膜にプラズマ処理を行うことにより、ゲート絶縁膜の表面に酸化膜または窒化膜からなる絶縁膜を設け、ゲート絶縁膜の表面の改質をすることができる。プラズマ処理を行うことによって酸化または窒化された絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成されたゲート絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。また、半導体膜の端部をテーパー形状とすることによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を抑制することができるが、ゲート絶縁膜を形成した後にプラズマ処理を行うことによって、より一層ゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【０２０７】
次に、図１８とは、異なる半導体素子を有する層の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、テーパー形状を有する半導体膜の端部に選択的にプラズマ処理を行う場合に関して示す。
【０２０８】
まず、基板１５０１上に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図１９（Ａ−１）及び（Ａ−２））。島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂは、基板１５０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１５０２上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、レジスト１５２５ａ、１５２５ｂをマスクとして半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等の公知の結晶化法により行うことができる。
【０２０９】
次に、半導体膜のエッチングのために使用したレジスト１５２５ａ、１５２５ｂを除去する前に、プラズマ処理を行い島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部を選択的に酸化または窒化することによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２６（以下、絶縁膜１５２６とも記す）を形成する（図１９（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。プラズマ処理は、上述した条件下で行う。また、絶縁膜１５２６は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでいる。
【０２１０】
次に、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図１９（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、上記と同様に設けることができる。
【０２１１】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図１９（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０２１２】
半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部をテーパー形状に設けた場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの一部に形成されるチャネル領域の端部１５５２ａ、１５５２ｂもテーパー形状となり半導体膜の膜厚やゲート絶縁膜の膜厚が中央部分と比較して変化するため、薄膜トランジスタの特性に影響を及ぼす場合がある。そのため、ここではプラズマ処理によりチャネル領域の端部を選択的に酸化または窒化して、当該チャネル領域の端部となる半導体膜に絶縁膜を形成することによって、チャネル領域の端部に起因する薄膜トランジスタへの影響を低減することができる。
【０２１３】
なお、図１９では、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部に限ってプラズマ処理により酸化または窒化を行った例を示したが、もちろん上記図１８で示したようにゲート絶縁膜１５０４にもプラズマ処理を行って酸化または窒化させることも可能である（図２１（Ａ−１）及び（Ａ−２））。
【０２１４】
次に、上記とは異なる半導体素子を有する層の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、テーパー形状を有する半導体膜にプラズマ処理を行う場合に関して示す。
【０２１５】
まず、基板１５０１上に上記と同様に島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを形成する（図２０（Ａ−１）及び（Ａ−２））。
【０２１６】
次に、プラズマ処理を行い半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化または窒化することによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１５２７ａ、１５２７ｂ（以下、絶縁膜１５２７ａ、絶縁膜１５２７ｂとも記す）を形成する（図２０（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用いた場合、絶縁膜１５２７ａおよび絶縁膜１５２７ｂとして、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）が形成される。また、プラズマ処理により半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂを酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂに接して酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、当該酸化珪素の表面に窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。そのため、絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂは、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでいる。なお、プラズマ処理を行うことにより半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂの端部も同時に酸化または窒化される。
【０２１７】
次に、絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂを覆うようにゲート絶縁膜１５０４を形成する（図２０（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。ゲート絶縁膜１５０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂとしてＳｉを用いてプラズマ処理により酸化させることによって、当該半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ表面に絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂとして酸化珪素を形成した場合、当該絶縁膜１５２７ａ、１５２７ｂ上にゲート絶縁膜として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成する。
【０２１８】
次に、ゲート絶縁膜１５０４上にゲート電極１５０５等を形成することによって、島状の半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂをチャネル領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１５１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１５１０ｂを有する半導体素子を有する層を作製することができる（図２０（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０２１９】
半導体膜の端部をテーパー形状に設けた場合、半導体膜の一部に形成されるチャネル領域の端部１５５３ａ、１５５３ｂもテーパー形状となるため、半導体素子の特性に影響を及ぼす場合がある。そのため、プラズマ処理により半導体膜を酸化または窒化することによって、結果的にチャネル領域の端部も酸化または窒化されるため半導体素子への影響を低減することができる。
【０２２０】
なお、図２０では、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂに限ってプラズマ処理により酸化または窒化を行った例を示したが、もちろん上記図１８で示したようにゲート絶縁膜１５０４にプラズマ処理を行って酸化または窒化させることも可能である（図２１（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。この場合、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１５０４を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。この場合、半導体膜１５０３ａ、１５０３ｂ型に酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、ゲート電極１５０５に接して窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。
【０２２１】
また、上述したようにプラズマ処理を行うことによって、半導体膜や絶縁膜に付着したゴミ等の不純物の除去を容易に行うことができる。一般的に、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜にはゴミ（パーティクルともいう）が付着していることがある。例えば、図２２（Ａ）に示すように、絶縁膜または導電膜または半導体膜等の膜１５７１上にＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された絶縁膜１５７２上にゴミ１５７３が形成される場合がある。このような場合であっても、プラズマ処理を行い絶縁膜１５７２を酸化または窒化することによって、絶縁膜１５７２の表面に酸化膜または窒化膜１５７４（以下、絶縁膜１５７４ともいう）が形成される。絶縁膜１５７４は、ゴミ１５７３が存在しない部分のみならず、ゴミ１５７３の下側の部分にも回り込むように酸化または窒化されることによって、絶縁膜１５７４の体積が増加する。一方、ゴミ１５７３の表面もプラズマ処理によって酸化または窒化され絶縁膜１５７５が形成され、その結果ゴミ１５７３の体積も増加する（図２２（Ｂ））。
【０２２２】
このとき、ゴミ１５７３は、ブラシ洗浄等の簡単な洗浄により、絶縁膜１５７４の表面から容易に除去される状態になる。このように、プラズマ処理を行うことによって、当該絶縁膜または半導体膜に付着した微細なゴミであっても当該ゴミの除去が容易になる。なお、これはプラズマ処理を行うことによって得られる効果であり、本実施例のみならず、他の実施の形態においても同様のことがいえる。
【０２２３】
このように、プラズマ処理を行い半導体膜またはゲート絶縁膜を酸化または窒化して表面を改質することにより、緻密で膜質のよい絶縁膜を形成することができる。また、絶縁膜の表面に付着したゴミ等を洗浄によって、容易に除去することが可能となる。その結果、絶縁膜を薄く形成する場合であってもピンホール等の欠陥を防止し、薄膜トランジスタ等の半導体素子の微細化および高性能化を実現することが達成できる。
【０２２４】
なお、本実施例は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】本発明の無線チップの斜視図および断面図。
【図２】本発明の無線チップの回路構成を説明するブロック図。
【図３】本発明の無線チップを構成するアンテナの作製工程を説明する図。
【図４】無線チップを構成する半導体素子の断面図。
【図５】無線チップを構成する半導体素子および記憶素子の作製工程を説明する図。
【図６】無線チップを構成する半導体素子および記憶素子の作製工程を説明する図。
【図７】本発明の無線チップの断面図。
【図８】本発明の無線チップを構成する半導体素子の断面図。
【図９】本発明の無線チップを構成する半導体素子の断面図。
【図１０】本発明の無線チップを説明する図。
【図１１】本発明の無線チップの使用方法を説明する図。
【図１２】本発明の無線チップを構成するアンテナを説明する図。
【図１３】本発明の無線チップの回路構成を説明するブロック図。
【図１４】本発明の無線チップの断面図。
【図１５】無線チップを構成する半導体素子の上面図および断面図。
【図１６】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図１７】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図１８】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図１９】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２０】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２１】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２２】無線チップを構成する半導体素子の作製工程を説明する断面図。
【図２３】無線チップを構成するアンテナの形状を示す図。
【符号の説明】
【０２２６】
１１ 電源回路
１２ クロック発生回路
１３ データ復調／変調回路
１４ 他の回路を制御する制御回路
１５ インターフェイス回路
１６ 記憶回路
１７ バス
１８ アンテナ
１９ リーダライタ
２０ 無線チップ
２１ 中央処理ユニット
３０ 検出部
３１ 検出素子
３２ 検出回路
１０１ アンテナ
１０２ 半導体素子を有する層
１０３ 第１の導電層
１０４ 第２の導電層
１０５ 給電体層
１０６ 誘電体層
２０１ 無線チップ
２０２ リーダライタ
２０３ コンピュータ
２０４ ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート
２１１ アンテナ
２１２ 半導体素子を有する層
２１３ 通信回路部
２１４ 演算処理回路部
２１５ 電源回路部
２１６ メモリ部
２１７ 復調回路
２１８ 変調回路
３０１ 誘電体層
３０２ 誘電体層
４０１ 絶縁基板
４０２ 剥離層
４０３ 絶縁層
４０４ 半導体層
４０５ ゲート絶縁層
４０６ ゲート電極層
４０７ ｎ型不純物領域
４０８ ｐ型不純物領域
４０９ 絶縁層
４１０ 第１のｎ型不純物領域
４１１ 第２のｎ型不純物領域
４１２ ｎ型トランジスタ
４１３ ｐ型トランジスタ
４１４ 絶縁層
４１５ 導電層
４１６ 絶縁層
４１７ 第１の導電層
４１８ 絶縁層
４１９ 配線
４２０ 有機化合物層
４２１ 導電層
４２２ 保護層
４２７ 開口部
４２８ 半導体素子および記憶素子を有する層
４２９ 第１の可撓性を有する基板
４３０ 第２の可撓性を有する基板
７０１ 半導体素子を有する層
７０２ａ 導電層
７０２ｂ 導電層
７０３ アンテナ
７０４ アンダーフィル
７０４ａ 接続端子
７０４ｂ 接続端子
７１０ 誘電体層
７１１ 第１の導電層
７１２ 第２の導電層
７１３ 給電体層
８００ 基板
８０１ａ 素子分離領域
８０１ｂ 素子分離領域
８０１ｃ 素子分離領域
８０１ｄ 素子分離領域
８０１ｅ 素子分離領域
８０２ 半導体素子
８０３ ゲート絶縁膜
８０４ ゲート電極
８０５ａ ドレイン領域
８０６ａ 低濃度不純物領域
８０７ａ サイドウォール
８０８ 層間絶縁層
８０９ａ ドレイン配線
８１１ 層間絶縁層
８１２ 接続端子
８１３ 接続端子
８１４ 絶縁層
９００ 半導体素子
９０１ 基板
９０２ ゲート電極
９０３ 絶縁層
９０４ 半導体層
９０５ 配線
１００１ 無線チップ
１００２ 保護層
１００３ 保護層
１００４ 保護層
１００５ 充填剤
１１０１ 袋
１１０２ 物品
１１０３ 包装紙
１１０４ 物品
１１０５ マスコット
１１０６ 物品
１２０１ 誘電体層
１２０２ 第１の導電層
１２０３ 第２の導電層
１２０４ 給電点
１２０５ 領域
１２１１ 誘電体層
１２１２ 第１の導電層
１２１３ 第２の導電層
１２１４ 給電点
１２１５ 角部
１２２１ 誘電体層
１２２２ 第１の導電層
１２２３ 第２の導電層
１２２４ 給電体層
１２２５ 角部
１２４１ 誘電体層
１２４２ 第１の導電層
１２４３ 第２の導電層
１２４４ 給電体層
１２４５ 直交スリット
１４０１ 半導体素子を有する層
１４０２ 配線
１４１０ 異方性導電接着材
１４２０ 受動素子
１４２１ 第１の配線
１４２２ 第２の配線
１４２３ 第３の配線
１４３０ 第１の受動素子
１４３１ 絶縁層
１４３２ 絶縁層
１４３３ 絶縁層
１４３４ 絶縁層
１４４０ 第２の受動素子
１４４１ 導電層
１４４２ 導電層
１４４３ 導電層
１４４４ 導電層
１４４５ 導電層
１４４６ 導電層
１４５０ 導電層
１４５１ 導電層
１４６０ アンテナ
１４６１ 誘電体層
１４６２ 第２の導電層
１４６３ 給電体層
１５０１ 基板
１５０２ 絶縁膜
１５０３ａ 半導体膜
１５０３ｂ 半導体膜
１５０４ ゲート絶縁膜
１５０５ ゲート電極
１５０６ 絶縁膜
１５０７ 絶縁膜
１５０８ 導電膜
１５１０ａ ｎ型の薄膜トランジスタ
１５１０ｂ ｐ型の薄膜トランジスタ
１５２１ａ 絶縁膜
１５２１ｂ 絶縁膜
１５２３ 絶縁膜
１５２４ 絶縁膜
１５２５ａ レジスト
１５２５ｂ レジスト
１５２６ 絶縁膜
１５２７ａ 絶縁膜
１５２７ｂ 絶縁膜
１５５１ａ チャネル領域の端部
１５５１ｂ チャネル領域の端部
１５５２ａ チャネル領域の端部
１５５２ｂ チャネル領域の端部
１５５３ａ チャネル領域の端部
１５５３ｂ チャネル領域の端部
１５７１ 膜
１５７２ 絶縁膜
１５７３ ゴミ
１５７４ 絶縁膜
１５７５ 絶縁膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、前記アンテナと電気的に接続された半導体素子を有する層とを有し、
前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、
前記誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状であることを特徴とする無線チップ。
【請求項２】
請求項１において、
前記アンテナおよび前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して前記アンテナと前記半導体素子が接続されていることを特徴とする無線チップ。
【請求項３】
半導体素子を有する層と、前記半導体素子を有する層と電気的に接続された受動素子を有する層と、前記受動素子を有する層と電気的に接続されたアンテナとを有し、
前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、
前記誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状であることを特徴とする無線チップ。
【請求項４】
請求項３において、
前記受動素子を有する層は、インダクタ、コンデンサ、及び抵抗の少なくとも一つ以上からなる受動素子を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、
前記受動素子を有する層および前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して電気的に接続されていることを特徴とする無線チップ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記アンテナは、放射電極として機能する第１の導電層、接地体として機能する第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに狭持される誘電体層を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記半導体素子を有する層は、半導体基板上または絶縁性基板上に形成されていることを特徴とする無線チップ。
【請求項８】
請求項７において、
前記絶縁性基板は可撓性を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記半導体素子を有する層に形成された半導体素子は、無機半導体層もしくは有機半導体層を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記半導体素子を有する層の膜厚は、１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする無線チップ。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記無線チップは高周波回路を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記誘電体層は、アルミナ、ガラス、フォルステライト、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸鉛、二オブ酸リチウム、及びチタン酸ジルコン鉛から選ばれる一つ又は複数で形成されることを特徴とする無線チップ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記誘電体層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ビニルベンジル、及びポリフマレートから選ばれる一つ又は複数で形成されることを特徴とする無線チップ。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記無線チップは、樹脂またはダイヤモンドライクカーボンによってコーティングされていることを特徴とする無線チップ。
【請求項１】
アンテナと、前記アンテナと電気的に接続された半導体素子を有する層とを有し、
前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、
前記誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状であることを特徴とする無線チップ。
【請求項２】
請求項１において、
前記アンテナおよび前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して前記アンテナと前記半導体素子が接続されていることを特徴とする無線チップ。
【請求項３】
半導体素子を有する層と、前記半導体素子を有する層と電気的に接続された受動素子を有する層と、前記受動素子を有する層と電気的に接続されたアンテナとを有し、
前記アンテナは、第１の導電層、第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟持される誘電体層を有し、
前記誘電体層は球形、卵形、碁石状楕円球体、ラグビーボール状楕円球体、円盤状、または、円柱状もしくは多角柱状で、かつ、その外形端部は曲面を有する形状であることを特徴とする無線チップ。
【請求項４】
請求項３において、
前記受動素子を有する層は、インダクタ、コンデンサ、及び抵抗の少なくとも一つ以上からなる受動素子を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、
前記受動素子を有する層および前記半導体素子を有する層は、導電性粒子を有する樹脂層を介して電気的に接続されていることを特徴とする無線チップ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記アンテナは、放射電極として機能する第１の導電層、接地体として機能する第２の導電層、および前記第１の導電層と前記第２の導電層とに狭持される誘電体層を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記半導体素子を有する層は、半導体基板上または絶縁性基板上に形成されていることを特徴とする無線チップ。
【請求項８】
請求項７において、
前記絶縁性基板は可撓性を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記半導体素子を有する層に形成された半導体素子は、無機半導体層もしくは有機半導体層を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記半導体素子を有する層の膜厚は、１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする無線チップ。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記無線チップは高周波回路を有することを特徴とする無線チップ。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記誘電体層は、アルミナ、ガラス、フォルステライト、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸鉛、二オブ酸リチウム、及びチタン酸ジルコン鉛から選ばれる一つ又は複数で形成されることを特徴とする無線チップ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記誘電体層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ビニルベンジル、及びポリフマレートから選ばれる一つ又は複数で形成されることを特徴とする無線チップ。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記無線チップは、樹脂またはダイヤモンドライクカーボンによってコーティングされていることを特徴とする無線チップ。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００６−３３３４５４（Ｐ２００６−３３３４５４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２１３９９（Ｐ２００６−１２１３９９）
【出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【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１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【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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