CN101192704B - 天线及具有该天线的半导体装置 - Google Patents

天线及具有该天线的半导体装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101192704B
CN101192704B CN200710196086XA CN200710196086A CN101192704B CN 101192704 B CN101192704 B CN 101192704B CN 200710196086X A CN200710196086X A CN 200710196086XA CN 200710196086 A CN200710196086 A CN 200710196086A CN 101192704 B CN101192704 B CN 101192704B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductor
antenna
film
semiconductor device
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200710196086XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101192704A (zh
Inventor
柳泽真
高缘贵章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of CN101192704A publication Critical patent/CN101192704A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101192704B publication Critical patent/CN101192704B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种天线及具有该天线的半导体装置，所述天线能够接收圆极化波并能够进行与半导体装置的IC(集成电路)之间的阻抗匹配。本发明包括第一导体图形、第二导体图形、第三导体图形、以及供电部，其中，第一导体图形是包括切断部的环形，并且，将第二导体图形的第一端部及第三导体图形的第一端部连接到所述环形的第一导体图形，将第二导体图形的第二端部和第三导体图形的第二端部连接到供电部，将第二导体图形的全长设置为大于第三导体图形的全长，并且将第二导体图形布置为其到切断部比第三导体图形到切断部近。

Description

天线及具有该天线的半导体装置
技术领域
本发明涉及能够接收圆极化波的天线及具有该天线的半导体装置。
背景技术
近年来，研究开发出RFID(射频识别系统)并且其已被实际应用。
RFID是这样一种技术，即在能够以无线的方式收发信息的半导体装置(也称为RFID标签、ID标签、IC标签、IC芯片、无线标签、电子标签、无线芯片)和读取/写入器之间利用电磁波进行通讯，以记录或读出数据。这种半导体装置由IC(集成电路)和天线构成，所述IC(集成电路)具有存储器电路和信号处理电路等。作为用于半导体装置的天线，偶极天线或折叠偶极天线等因其结构很单纯而常常被使用。
另一方面，众所周知，在将偶极天线等线状天线设置在半导体装置中的情况下，当该天线和设置在读取/写入器中的天线的极化波方向不同时会产生很大的极化波损耗。因此，当考虑将半导体装置贴合在物品上来使用的情况时，由于对于贴合的方向有限制，所以在实际应用上不是令人满意的。
为了解决上述问题，常常使用具有发射圆极化波的特性的天线作为读取/写入器一侧的发射天线。据此，不管接收天线的极化波方向如何，也能够进行通讯。但是，在使用线状天线接收来自具有发射圆极化波的特性的发射天线的电磁波的情况下，会产生3dB的圆极化波损耗(例如，非专利文献1)。在产生这种圆极化波损耗时，会使半导体装置接收的电力降低且使读取/写入器和半导体装置之间的通讯距离缩短，因而优选降低圆极化波损耗。
作为适合于接收圆极化波的天线，在专利文献1和专利文献2公开的天线是众所周知的。该天线由电介质衬底和形成在该电介质衬底上且具有切断部的C型环形元件构成，所述C型环形元件中间隔预定的间隔与地平面相对布置。
另外，作为能够接收圆极化波的薄型天线，还提出有组合了环形天线和布置在该环形天线外侧的寄生元件(parasitec element)的天线(例如，专利文献3)。
在一般的天线中，使用具有50Ω的特性阻抗的电缆来向天线供电，并且通过在电缆和天线之间插入匹配电路来进行阻抗匹配。若阻抗匹配没有被充分进行，则在天线的输入部反射天线所收到的电力，从而从电缆供应的电力不进入到天线中。在能够以无线的方式收发信息的半导体装置中，将构成半导体装置的天线和IC直接连接来供电，而不使用电缆等来供电。当在天线和IC之间产生阻抗不匹配时，会导致如下问题，即从天线不供应IC工作所需的电力而使半导体装置不工作。因此，构成半导体装置的天线和IC之间的阻抗匹配是很重要的。
另外，在以无线的方式收发信息的半导体装置中，从低成本化的观点来看，优选不使用匹配电路来进行阻抗匹配。(例如，参照专利文献4)
[非专利文献1]Klaus Finkenzeller著“RFID手册”、第二版、日刊工业新闻社刊、2004年5月、p.98-99
[专利文献1]日本专利申请公开Hei8-195617号公报
[专利文献2]日本专利申请公开2000-59241号公报
[专利文献3]日本专利申请公开2005-102183号公报
[专利文献4]日本专利申请公开2005-244283号公报
发明内容
然而，在专利文献1和专利文献2中提到的接收圆极化波的天线需要在天线导体部和地平面之间相隔预定的间隔。因此，在将这种天线设置在半导体装置中的情况下，有如下问题：该半导体装置的厚度增加，从而使成本增加且使使用用途被限制。另外，在将在专利文献3等中提到的能够接收圆极化波的薄型天线设置在半导体装置中的情况下，由于该半导体装置不具有进行所述天线和IC之间的阻抗匹配的结构，因而需要另行准备匹配电路。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种天线及安装有该天线的半导体装置，所述天线能够接收圆极化波，并且能够进行与半导体装置的IC(集成电路)之间的阻抗匹配。
本发明通过提供降低圆极化波损耗且具有进行与构成半导体装置的IC之间的阻抗匹配的结构的天线，来解决上述问题。
本发明的天线具有其一部分在切断部断开的环形的第一导体图形、连接到该环形的第一导体图形的第二导体图形及第三导体图形。另外，第二导体图形和第三导体图形电连接到供电部，第二导体图形的全长大于第三导体图形的全长，并且第二导体图形到切断部比第三导体图形到切断部近。在本发明中，“供电部”是指对天线供应电力的部分，并将电力和信号从外部输入或向外部输出。
另外，本发明的天线的特征在于：在将第一导体图形的全长设定为L的情况下，在从切断部到供电部的长度在L/6以上至L/4以下的范围设置供电部。注意，这里假设在位于离电连接有供电部的第二导体图形的端部和第三导体图形的端部的中间点最接近的导体图形上设置供电部。
另外，本发明的天线具有形成在衬底上的第一导体图形、第二导体图形及第三导体图形、以及具有两个终端的供电部，其中第一导体图形的一方端部连接到第二导体图形，第一导体图形的另一方端部连接到第三导体图形，第二导体图形的一方端部电连接到供电部的一方终端，第三导体图形的一方端部电连接到供电部的另一方终端，第二导体图形的另一方端部和第三导体图形的另一方端部彼此绝缘，由通过供电部电连接了的第二导体图形和第三导体图形构成的导体图形是环形，第三导体图形的全长大于第二导体图形的全长，并且从第一导体图形和第二导体图形的连接部到第二导体图形的一方端部的长度大于从第一导体图形和第三导体图形的连接部到第三导体图形的一方端部的长度。另外，在本发明的天线中，当将第二导体图形的全长设定为L2时，可以将第三导体图形的全长L3设定为3L2至5L2。
本发明的半导体装置包括具有两个终端的集成电路、以及与所述集成电路电连接的天线，其中所述天线具有形成在衬底上的第一导体图形、第二导体图形及第三导体图形，其中所述第一导体图形是其一部分在切断部断开的环形，所述第二导体图形及所述第三导体图形的一方端部分别与所述第一导体图形连接，所述第二导体图形的另一方端部电连接到所述集成电路的一方终端，所述第三导体图形的另一方端部电连接到所述集成电路的另一方终端，所述第二导体图形的全长大于所述第三导体图形的全长，并且所述第二导体图形离所述切断部比所述第三导体图形离所述切断部近。另外，本发明的半导体装置可以为如下结构：在将第一导体图形的全长设定为L的情况下，在从切断部到集成电路的长度在L/6以上至L/4以下的范围设置集成电路。
另外，本发明的半导体装置包括具有两个终端的集成电路、以及与所述集成电路电连接的天线，其中所述天线具有形成在衬底上的第一导体图形、第二导体图形及第三导体图形，其中所述第一导体图形的一方端部连接到所述第二导体图形，所述第一导体图形的另一方端部连接到所述第三导体图形，所述第二导体图形的一方端部电连接到所述集成电路的一方终端，所述第三导体图形的一方端部电连接到所述集成电路的另一方终端，所述第二导体图形的另一方端部和所述第三导体图形的另一方端部彼此绝缘，由通过所述集成电路电连接了的第二导体图形和第三导体图形构成的导体图形是环形，所述第三导体图形的全长大于所述第二导体图形的全长，并且从所述第一导体图形和所述第二导体图形的连接部到所述第二导体图形的一方端部的长度大于从所述第一导体图形和所述第三导体图形的连接部到所述第三导体图形的一方端部的长度。另外，在本发明的半导体装置中，当将第二导体图形的全长设定为L2时，可以将第三导体图形的全长L3设定为3L2至5L2。
另外，本发明的半导体装置可以为设置有蓄电池的结构，该蓄电池能够从外部以无线的方式对集成电路充电。
注意，在本发明中的“连接”包括电连接和直接连接的情况。因此，在本发明公开的结构中，不仅具有规定的连接关系，而且也可以在它们之间设置能够实现电连接的其他元件(例如，开关、晶体管、电容元件、电感器、电阻元件或二极管等)。或者，也可以在中间不夹其他元件而直接连接。
通过使用本发明提供的能够接收圆极化波的天线，可以降低当RF标签接收从读取/写入器发射来的具有圆极化波的偏振波状态的电磁波时产生的圆极化波损耗。而且，由于本发明提供的天线具有在构成RF标签的天线和IC(集成电路)之间进行阻抗匹配的结构，所以不需要通常插入在天线和供电线之间的匹配电路，而可以实现小型化和低成本化。另外，因为是可以在单一平面构成的天线，所以容易使半导体装置实现薄型化，而能够设置在各种各样的物品上。
附图说明
图1A和1B是示出了本发明的天线的一例的图；
图2A和2B是说明在本发明的天线中的设置供电部的位置的图；
图3A和3B是说明当使用本发明的天线接收圆极化波时的各个时间的工作的图；
图4是示出了本发明的天线的一例的图；
图5是示出了本发明的天线的一例的图；
图6A和6B是示出了本发明的天线的一例的图；
图7A至7C是示出了设置有本发明的天线的半导体装置的图；
图8A至8D是说明本发明的半导体装置的制造方法的图；
图9A至9C是说明本发明的半导体装置的制造方法的图；
图10A和10B是说明本发明的半导体装置的制造方法的图；
图11A和11B是说明本发明的半导体装置的制造方法的图；
图12A和12B是说明本发明的半导体装置的制造方法的图；
图13A和13B是示出了本发明的天线的一例的图；
图14是示出了本发明的半导体装置的结构的图；
图15是示出了本发明的半导体装置的结构的图；
图16A至16H是示出了本发明的半导体装置的使用方式的图；
图17是说明实施例1的图；
图18是说明实施例2的图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的实施方式。但是，本发明可以通过多种不同的方式来实施，所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。注意，在用于说明实施方式的所有附图中，使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。
一般来说，天线可以发射且接收电磁波，但在以下所示的实施方式中，仅说明天线接收电波的情况而省略发射电磁波的情况，以便简化说明。然而，不言而喻，本发明包括从天线发射电磁波的情况。
实施方式1
在本实施方式中，将参照附图说明本发明的天线的一例。
在本实施方式所示的天线具有衬底100、导体图形101、导体图形102、导体图形103、供电部104、以及切断部105(参照图1A)。这里，导体图形101布置为在切断部105断开的环形，以有效地接收来自外部的圆极化波。另外，导体图形102和导体图形103连接到导体图形101，并且该导体图形102和导体图形103的端部连接到供电部104的终端，以构成控制天线的阻抗的结构。以下，详细说明其具体结构。
导体图形101、导体图形102、以及导体图形103设置在衬底100上。作为衬底100，可以使用电介质衬底如玻璃、环氧树脂、氟树脂、陶瓷、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、丙烯或纸等。例如，可以将导体图形101至103形成为线形。
导体图形101布置为其一部分在切断部105断开的环形，并且具有两个端部101a和101b。这里虽然示出了因为切断部105而缺少一个顶点的正方形的导体图形101，但导体图形101不局限于一部分断开了的正方形，也可以是一部分断开了的圆形(C型环形)(参照图6A)或一部分断开了的多角形(参照图6B)。虽然图6B示出了导体图形101是一部分断开了的八角形的情况，但不局限于此。
导体图形102具有两个端部102a和102b，其中一方端部102a与导体图形101电连接。导体图形103具有两个端部103a和103b，其中一方端部103a与导体图形101电连接。另外，与导体图形102、导体图形103电连接地设置供电部104。供电部104具有两个终端，其中一方终端与导体图形102的另一方端部102b电连接，并且另一方终端与导体图形103的另一方端部103b电连接。例如，通过与导体图形102的端部102b及导体图形103的端部103b电连接地设置IC芯片，可以制造能够以无线的方式收发信息的半导体装置。另外，虽然这里示出了将导体图形102和导体图形103设置为L字形的实例，但不局限于此。
另外，在使用相同的材料同时形成导体图形101、导体图形102、以及导体图形103的情况下，从环形的导体图形101突出的部分相当于图1A的导体图形102和导体图形103。换句话说，在使用相同的材料设置导体图形101、导体图形102、以及导体图形103的情况下，可以认为一个导体图形具有包括相当于导体图形101的第一部分、相当于导体图形102的第二部分、以及相当于导体图形103的第三部分的结构。
另外，导体图形101、导体图形102、以及导体图形103可以使用导电材料如铜(Cu)、铝(A1)、银(Ag)、或金(Au)等来设置。
接下来，图1B示出导体图形101和切断部105的关系。在将导体图形101设置为由于切断部105而缺少一个顶点的正方形的情况下，在任一边的一部分设置切断部105即可。例如，将连接导体图形101的相对着的顶点的第一对角线DL1和第二对角线DL2的交点设定为原点O。接着，从原点O与导体图形101的各边分别直交地设定X轴及Y轴。此时，将切断部105布置为在由X轴及Y轴决定的第一至第四象限中都有与Y轴平行的导体图形101的边和与X轴平行的导体图形101的边。
在本实施方式所示的天线中，为了控制天线的输入阻抗而设置导体图形102和导体图形103。当将导体图形102的长度设定为D1且将导体图形103的长度设定为D2时，天线的输入阻抗的值取决于D1与D2的和(D0)，所以通过改变导体图形102及导体图形103的长度能够控制天线的输入阻抗。本实施方式所示的天线设置为导体图形102的长度D1和导体图形103的长度D2不同。具体而言，将导体图形102和导体图形103中设置在离导体图形101的端部近的位置的导体图形设置得长。这里示出了由于导体图形101的端部101a和导体图形102的端部1 02a之间的间隔比导体图形101的端部101b和导体图形103的端部103a之间的间隔小，从而将导体图形102设置为比导体图形103长的结构。注意，导体图形102的长度D1是指拉成直线状的导体图形102中的从一方端部102a到另一方端部102b的距离。同样地，导体图形103的长度D2是指拉成直线状的导体图形103的从一方端部103a到另一方端部103b的距离。
像这样，在将控制天线的阻抗的导体图形102及导体图形103设置在一部分断开了的环形的导体图形中的情况下，通过将导体图形102和导体图形103中设置在离导体图形101的端部近的位置的导体图形设置得长，天线和IC(集成电路)之间的阻抗被匹配，因此可以增加供应给供电部104的电力。
接着，对于设置供电部104的位置进行说明。这里，假设一部分断开了的环形的导体图形101为一条直线，来说明设置供电部104的位置。
在图1A中，若将作为一部分在切断部105断开的正方形示出了的导体图形101拉直，可以认为该导体图形101是一条直线。并且，将位于离导体图形102的另一方端部102b和导体图形103的另一方端部103b的中间点最近的导体图形101上的点设定为点101c(参照图2A)。这里，将从供电部104的中心向导体图形101延伸的垂直线和该导体图形101的交点的点101c设定为设置供电部104的位置的标准。在此情况下，可以将导体图形101看作由点101c分割的导体图形111a和导体图形111b(参照图2B)。
在这样假设的情况下，当将导体图形111a和导体图形111b的总长度(导体图形101的长度)设定为L时，在本实施方式所示的天线中，供电部104设置为使导体图形111a和导体图形111b中的一方的导体图形的长度成为L/6至L/4。在图2B中，导体图形111a设置为短于导体图形111b，供电部104设置为使导体图形111a的长度成为L/6至L/4。这是因为通过将供电部104设置在这种位置，可以使圆极化波损耗降低且使天线可以接收的电力增加的缘故。注意，导体图形111a的长度是指拉成直线状的导体图形101中的从一方端部101a到点101c的距离。同样地，导体图形111b的长度是指拉成直线状的导体图形101中的从另一方端部101b到点101c的距离(参照图2B)。
另外，当将天线使用的电磁波的波长设定为λ时，导体图形101的长度L优选大致为0.8λ至2λ。这是因为在该范围内可以使圆极化波损耗降低且使天线增益提高的缘故。
接下来，对于上述天线的工作进行说明。随着时间的推移，圆极化波的电场的方向变化。因此，在接收圆极化波的天线中，由电场产生在天线上的电流的方向随着时间的推移而变化。图3A是示出了当将天线的电磁波周期设定为T[s]时的每个T/4[s]的电磁波从垂直于天线平面的方向入射时的电场的方向和在所述天线的导体图形101上流过的电流的方向的图。将导体图形101的一方端部101a设定为a，另一方端部101b设定为e。另外，将导体图形101的弯曲成直角的顶点分别设定为b、c、d。箭头141是示出了在所指定的期间的电场方向的箭头。另外，箭头142a、142b是示出了在所指定的期间产生大电流的部分和其方向的箭头。
图3B是示出了当假设如图2A和2B所示那样将导体图形101的弯曲成直角的部分等拉直时在那儿流过的电流的图，并且示出了产生大电流的部分和其方向在图3A所示的各个期间怎样变化。首先来看指向右的箭头142a，可以知道当t＝0[s]时指向右的箭头142a位于导体图形中的e，之后以每T/4[s]按b、c、d的顺序向右方向移动，同样再来看指向左的箭头142b的情况，按c、d、e、b的顺序向左方向移动。像这样，本实施方式的天线通过电流的方向随着时间的推移而变化，可以接收圆极化波。
如上所述，通过使用本实施方式所示的天线，可以当接收从读取/写入器发射来的电磁波时降低圆极化波损耗。而且，通过将本实施方式所示的天线应用于以无线的方式收发信息的半导体装置，由于具有在天线和供电部(例如IC芯片)之间进行阻抗匹配的结构，从而不必另行设置匹配电路，所以可以实现小型化和低成本化。
实施方式2
在本实施方式中，将参照附图说明与上述实施方式不同的天线。
本实施方式所示的天线具有衬底100、导体图形201、导体图形202、导体图形203、供电部104、以及切断部105(参照图5)。这里，导体图形202和导体图形203分别连接到供电部104的两个终端，并且由导体图形202和导体图形203构成的导体图形布置为其一部分在切断部105断开的环形，以有效地接收来自外部的圆极化波。另外，导体图形201连接到导体图形202和导体图形203，并且具有控制天线的阻抗的结构。以下，详细说明其具体结构。
导体图形201具有两个端部201a和201b，其中一方端部201a连接到导体图形202，另一方端部201b连接到导体图形203。另外，使导体图形201围绕连接到导体图形202的一方端部202a和导体图形203的一方端部203a的供电部104(参照图5)。
导体图形202具有两个端部202a和202b，其中一方端部202a与供电部104的一方终端电连接，而另一方端部202b处于电绝缘状态。另外，导体图形203具有两个端部203a和203b，其中一方端部203a与供电部104的另一方终端电连接，而另一方端部203b处于电绝缘状态。
另外，在将从导体图形201的一方端部201a和导体图形202的连接点到导体图形202的一方端部202a的长度设定为d1，并且将从导体图形201的另一方端部201b和导体图形203的连接点到导体图形203的一方端部203a的长度设定为d2的情况下，满足d1＞d2地设置导体图形201。通过满足d1＞d2地设置导体图形201，天线和IC(集成电路)之间的阻抗被匹配，所以可以向供电部104供应大电力。
另外，使导体图形203的全长L3大于导体图形202的全长L2。具体而言，优选将第三导体图形的全长L3设置为3L2至5L2。这是因为，通过满足该关系地设置导体图形202和导体图形203，并且在设置供电部104时使其连接到该导体图形202和导体图形203的端部，可以使圆极化波损耗降低且使天线可以接收的电力增加的缘故。
如上所述，通过使用本实施方式所示的天线，可以当接收从读取/写入器发射来的电磁波时降低圆极化波损耗。而且，通过将本实施方式所示的天线应用于以无线的方式收发信息的半导体装置，由于具有在天线和供电部(例如IC芯片)之间进行阻抗匹配的结构，从而不必另行设置匹配电路，因此可以实现小型化和低成本化。
实施方式3
在本实施方式中，将参照图7A至7C说明具有上述实施方式所示的天线的半导体装置。具体而言，说明通过将具有晶体管等的元件的元件层(也称作IC芯片)贴合在上述实施方式所示的天线上来设置半导体装置的情况。注意，在图7A至7C中，图7B是图7A中的区域120的放大图，图7C是图7B中的线a-b的截面图。
首先，在衬底100上形成用作天线的导体图形101至103。这里示出了使用相同的材料同时形成导体图形101至103的情况。另一方面，除了形成天线以外，还形成具有晶体管等的元件的元件层126。作为天线，形成本发明的结构的天线中的任一种即可。另外，元件层126具有设置有晶体管等的元件的集成电路部131和与该集成电路部131电连接的导电膜132a、132b(图7B)。
接着，在衬底100上贴合设置元件层126(图7A)。当在衬底100上贴合元件层126时，使形成在衬底100上的导体图形102和形成在元件层126上的导电膜132a、以及形成在衬底100上的导体图形103和形成在元件层126上的导电膜132b电连接。这里示出了使用各向异性导电薄膜来贴合衬底100和元件层126的情况(图7C)，使用具有粘合性的树脂133粘结衬底100和元件层126。另外，通过使用包含在树脂133中的导电粒子134，将导体图形102和导电膜132a、以及导体图形103和导电膜132b分别电连接。注意，也可以使用银膏、铜膏或碳膏等导电性粘合剂或者焊接等来贴合衬底100和元件层126。
在元件层126的集成电路部131中可以设置薄膜晶体管(TFT)。在此情况下，作为构成元件层126的衬底135，可以使用玻璃衬底或塑料衬底。另外，也可以使用硅(Si)等的半导体衬底作为衬底135，并且使用在该半导体衬底上设置有沟道区域的晶体管来形成集成电路部131。
本实施方式的半导体装置可以应用本说明书的其他实施方式所示的天线的结构或半导体装置的制造方法等。
实施方式4
在本实施方式中，将参照附图说明上述实施方式3所示的半导体装置的制造方法。这里说明通过在具有柔性的衬底上设置晶体管等的元件来形成元件层的情况。
首先，在衬底701的一个表面上形成剥离层702，接着形成成为基底的绝缘膜703及非晶半导体膜704(例如，包含非晶硅的膜)(图8A)。注意，剥离层702、绝缘膜703、以及非晶半导体膜704可以连续形成。
作为衬底701，优选使用玻璃衬底、石英衬底、在金属衬底或不锈钢衬底的一个表面上形成有绝缘膜的衬底、具有耐受本工序的处理温度的耐热性的塑料衬底等。在使用这种衬底701的情况下，对其面积和形状没有大的限制，从而，若例如使用一个边长具有一米以上的矩形衬底作为衬底701，则可以显著提高生产率。该优点与使用圆形的硅衬底的情况相比，是个很大的利点。注意，在本工序中，在衬底701的整个表面上提供剥离层702，然而根据需要，还可以在衬底701的整个表面上提供剥离层之后，通过光刻法选择性地提供剥离层702。另外，这里与衬底701接触地形成剥离层702，然而根据需要，还可以与衬底701接触地形成成为基底的绝缘膜，然后与该绝缘膜接触地形成剥离层702。
剥离层702可以采用金属膜、或金属膜和金属氧化膜的叠层结构等。作为金属膜，使用由选自钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍(Ni)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、以及铱(Ir)中的元素、以上述元素为其主要成分的合金材料或化合物材料构成的膜的单层或叠层。此外，这些材料可以使用溅射法或等离子体CVD法等各种CVD法等形成。作为金属膜和金属氧化膜的叠层结构，通过在形成上述金属膜之后，在氧气氛或N2O气氛下进行等离子体处理、在氧气氛或N2O气氛下进行加热处理，可以在金属膜的表面上形成该金属膜的氧化物或氧氮化物。例如，在使用溅射法或CVD法等形成钨膜而作为金属膜的情况下，通过对钨膜进行等离子体处理，可以在钨膜的表面上形成由钨氧化物构成的金属氧化膜。当形成钨的氧化物时，对氧的量没有特别的限制，优选基于蚀刻比率等来决定形成哪一种氧化物。
作为绝缘膜703，通过溅射法或等离子体CVD法等以单层或叠层形成包含硅的氧化物或硅的氮化物的膜。在成为基底的绝缘膜具有双层结构的情况下，例如优选形成氮氧化硅膜作为第一层，并且形成氧氮化硅膜作为第二层。在成为基底的绝缘膜具有三层结构的情况下，优选形成氧化硅膜、氮氧化硅膜和氧氮化硅膜分别作为第一层绝缘膜、第二层绝缘膜和第三层绝缘膜。可选地，优选形成氧氮化硅膜、氮氧化硅膜和氧氮化硅膜分别作为第一层绝缘膜、第二层绝缘膜和第三层绝缘膜。成为基底的绝缘膜用作阻挡膜，该阻挡膜防止来自衬底701的杂质的侵入。
通过溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等以25nm至200nm(优选以30nm至150nm)的厚度形成非晶半导体膜704。
接下来，通过激光晶化法、RTA或利用了退火炉的热晶化法、利用促进结晶化的金属元素的热晶化法、或组合了利用促进结晶化的金属元素的热晶化法与激光晶化法的方法等来使非晶半导体膜704结晶化，以形成晶体半导体膜。之后，将所获得的晶体半导体膜蚀刻成所希望的形状来形成晶体半导体膜704a至704d，并且覆盖该半导体膜704a至704d地形成栅极绝缘膜705(图8B)。
在下文中，简单地说明晶体半导体膜704a至704d的制造工序的一例。首先，使用等离子体CVD法形成50nm至60nm厚的非晶半导体膜。接下来，将包含作为促进结晶化的金属元素的镍的溶液保持在非晶半导体膜上，然后对非晶半导体膜进行脱氢处理(500℃，一个小时)和热晶化处理(550℃，四个小时)，来形成晶体半导体膜。之后，根据需要使用光刻法照射激光并进行蚀刻，来形成晶体半导体膜704a至704d。
在通过激光晶化法形成晶体半导体膜的情况下，可以使用连续振荡型的激光束(CW激光束)或脉冲振荡型的激光束(脉冲激光束)。作为激光束，在此可以使用从选自如下激光器中的一种或多种振荡出来的激光束：气体激光器如Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器等；以将Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一种或多种作为掺杂剂添加的单晶的YAG、YVO4、镁橄榄石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4作为介质的激光器；玻璃激光器；红宝石激光器；变石激光器；Ti：蓝宝石激光器；铜蒸汽激光器；以及金蒸汽激光器。通过照射上述激光束的基波以及该基波的二次至四次谐波的激光束，可以获得粒径大的结晶。例如，可以使用Nd:YVO4激光器(基波为1064nm)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)。此时，激光的功率密度必需大约为0.01MW/cm2至100MW/cm2(优选为0.1MW/cm2至10MW/cm2)。并且，以扫描速度大约为10cm/sec至2000cm/sec来进行照射。注意，以将Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一种或多种作为掺杂剂添加的单晶的YAG、YVO4、镁橄榄石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4作为介质的激光器；Ar离子激光器；以及Ti：蓝宝石激光器都可以使激光连续振荡，也可以通过进行Q开关工作或锁模等来以10MHz以上的振荡频率使激光脉冲振荡。当以10MHz以上的振荡频率或连续使激光束振荡时，在半导体膜被激光熔融直到固化的期间中，下一个脉冲被照射到半导体膜。因此，与使用低振荡频率的脉冲激光器的情况不同，可以在半导体膜中连续移动固体和液体的界面，因此，可以获得向扫描方向连续成长的晶粒。通过使该扫描方向与沟道长度方向(当形成沟道形成区域时，载流子流过的方向)一致地布置晶体管并且组合栅极绝缘层，可以获得特性的不均匀性小且场致效应移动率高的薄膜晶体管(TFT)。
另外，当通过利用促进结晶化的金属元素进行非晶半导体膜的结晶化时，其优点在于可以在低温下以短时间进行结晶化，且结晶方向变得一致。另一方面，存在由于留在晶体半导体膜中的金属元素引起截止电流增加而使特性不稳定的问题。因此，优选在晶体半导体膜上形成用作吸杂位置的非晶半导体膜。成为吸杂位置的非晶半导体膜需要含有诸如磷或氩的杂质元素，因此，优选通过溅射法形成，通过该溅射法可以包含高浓度的氩。之后，进行加热处理(RTA法、利用退火炉的热退火等)以使金属元素扩散到非晶半导体膜中，接着去除含有该金属元素的非晶半导体膜。以该方式，可以减少晶体半导体膜中的金属元素的含量或去除晶体半导体中膜的金属元素。
接下来，形成覆盖晶体半导体膜704a至704d的栅极绝缘膜705。作为栅极绝缘膜705，通过CVD法或溅射法等以单层或叠层形成包含硅的氧化物或硅的氮化物的膜。具体而言，以单层或叠层形成包含氧化硅的膜、包含氧氮化硅的膜、或包含氮氧化硅的膜。
此外，也可以对半导体膜704a至704d进行高密度等离子体处理，使其表面氧化或氮化来形成栅极绝缘膜705。例如，通过引入了稀有气体诸如He、Ar、Kr、Xe等与氧、氧化氮(NO2)、氨、氮、氢等的混合气体的等离子体处理形成。通过微波的引入进行在此情况下的等离子体的激发，可以以低电子温度生成高密度的等离子体。由通过该高密度等离子体生成的氧基(还有包括OH基的情况)或氮基(还有包括NH基的情况)，可以使半导体膜的表面氧化或氮化。
通过如上所述的利用高密度等离子体的处理，1nm至20nm典型为5nm至10nm的绝缘膜被形成在半导体膜上。由于在此情况下的反应为固相反应，因此可以使所述绝缘膜和半导体膜之间的界面态密度极为低。由于这种高密度等离子体处理使半导体膜(结晶硅或多晶硅)直接氧化(或氮化)，所以可以将被形成的绝缘层膜的厚度形成为不均匀性极为低的理想状态。另外，在结晶硅的晶粒界面中也不会被强烈地氧化，所以成为非常优选的状态。换言之，通过进行在此所示的高密度等离子体处理使半导体膜的表面固相氧化，可以形成具有良好的均匀性、低界面态密度的绝缘膜，而不在晶粒界面中发生异常氧化反应。
栅极绝缘膜可以仅使用通过高密度等离子体处理形成的绝缘膜，还可以在其上通过利用等离子体或热反应的CVD法层叠淀积氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等的绝缘膜。无论是哪一种情况，都可以使在其栅极绝缘膜的一部分或所有部分包括通过高密度等离子体形成的绝缘膜而形成的晶体管的特性的不均匀性很小。
接下来，在栅极绝缘膜705上层叠形成第一导电膜和第二导电膜。这里，通过等离子体CVD法或溅射法等以20nm至100nm的厚度形成第一导电膜。第二导电膜以100nm至400nm的厚度形成。第一导电膜和第二导电膜由选自钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)、铌(Nb)等中的元素、以上述元素为其主要成分的合金材料或化合物材料形成。可选择地，第一导电膜和第二导电膜由以掺杂磷等的杂质元素的多晶硅为代表的半导体材料形成。作为第一导电膜和第二导电膜的组合实例，可以给出氮化钽膜和钨膜、氮化钨膜和钨膜、或者氮化钼膜和钼膜等。由于钨和氮化钽具有高耐热性，所以可以在形成第一导电膜和第二导电膜之后进行目的为热激活的加热处理。此外，在不是双层结构而是三层结构的情况下，优选采用由钼膜、铝膜和钼膜组成的叠层结构。
接下来，使用光刻法形成由抗蚀剂构成的掩模，并且进行形成栅电极和栅极线的蚀刻处理，以在半导体膜704a至704d上方形成栅电极707。
接下来，以栅电极707为掩模通过离子掺杂法或离子注入法将赋予n型的杂质元素以低浓度添加到晶体半导体膜704a至704d中。作为赋予n型的杂质元素使用属于元素周期表第15族的元素即可，例如，使用磷(P)或砷(As)。
接下来，覆盖栅极绝缘膜705和栅电极707地形成绝缘膜。作为绝缘膜，通过等离子体CVD法或溅射法等以单层或叠层形成含有无机材料诸如硅、硅的氧化物或硅的氮化物的膜、或者含有有机材料诸如有机树脂等的膜。接下来，通过主要沿着垂直方向的各向异性蚀刻选择性地蚀刻绝缘膜，形成与栅电极707的侧面接触的绝缘膜708(也称为侧壁)。当之后形成LDD(轻掺杂漏)区域时使用绝缘膜708作为用于掺杂的掩模。
接下来，通过使用栅电极707及绝缘膜708作为掩模，将赋予n型的杂质元素添加到晶体半导体膜704a至704d中，以形成第一n型杂质区域706a(也称为LDD区域)、第二n型杂质区域706b、以及沟道区域706c(图8C)。第一n型杂质区域706a所包含的杂质元素的浓度低于第二n型杂质区域706b所包含的杂质元素的浓度。
接着，通过覆盖栅电极707和绝缘膜708等地形成单层或叠层的绝缘膜，以形成薄膜晶体管730a至730d(图8D)。通过CVD法、溅射法、SOG法、液滴喷射法、丝网印刷法等由无机材料诸如硅的氧化物和硅的氮化物等；有机材料诸如聚酰亚胺、聚酰胺、苯并环丁烯、丙烯、环氧等；或硅氧烷材料等形成单层或叠层的绝缘膜。例如，在绝缘膜具有双层结构的情况下，可以形成氮氧化硅膜作为第一层绝缘膜709，并且形成氧氮化硅膜作为第二层绝缘膜710。
另外，在形成绝缘膜709和710之前或在形成绝缘膜709和710中的一个或多个薄膜之后，优选进行目的在于恢复半导体膜的结晶性、激活已添加到半导体膜中的杂质元素或氢化半导体膜的加热处理。对于加热处理，优选采用热退火法、激光退火法或RTA法等。
接下来，通过光刻法及蚀刻对绝缘膜709和710等进行构图，以形成使第二n型杂质区域706b露出的接触孔。随后，填充接触孔地形成导电膜，并且选择性地蚀刻该导电膜来形成导电膜731。注意，也可以在形成导电膜之前在接触孔中露出了的半导体膜704a至704d的表面上形成硅化物。
导电膜731通过CVD法或溅射法等使用选自铝(Al)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、镍(Ni)、铂(Pt)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、锰(Mn)、钕(Nd)、碳(C)、硅(Si)的元素、以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料以单层或叠层形成。以铝为主要成分的合金材料，例如相当于以铝为主要成分且含有镍的材料、或者以铝为主要成分且含有镍以及碳和硅中之一或二者的合金材料。作为导电膜731，例如优选采用阻挡膜、铝硅(Al-Si)膜和阻挡膜的叠层结构。注意，阻挡膜相当于由钛、钛的氮化物、钼、或钼的氮化物构成的薄膜。由于铝和铝硅的电阻低而且廉价，所以是形成导电膜731的最佳材料。另外，当提供上下阻挡层时可以防止产生铝或铝硅的小丘。此外，当形成由作为还原性高的元素的钛构成的阻挡膜时，即使在晶体半导体膜上形成薄的自然氧化膜，也可以还原该自然氧化膜而获得与晶体半导体膜的良好接触。
接下来，覆盖导电膜731地形成绝缘膜711，并且在该绝缘膜711上与导电膜731电连接地形成导电膜712(图9A)。绝缘膜711通过CVD法、溅射法、SOG法、液滴喷射法、或丝网印刷法等由无机材料或有机材料以单层或叠层形成。此外，绝缘膜711优选以0.75μm至3μm的厚度形成。此外，用于上述导电膜731的任一材料可以用于导电膜712。
接下来，在导电膜712上形成导电膜713。导电膜713通过使用CVD法、溅射法、液滴喷射法、丝网印刷法等由导电材料形成(图9B)。优选的是，导电膜713由选自铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)的元素、以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料以单层或叠层形成。这里，通过丝网印刷法将含有银的膏形成在导电膜712上，然后进行50℃至350℃的加热处理使它成为导电膜713。此外，在将导电膜713形成于导电膜712上之后，可以对导电膜713及导电膜712重叠的区域照射激光，以便提高电连接。注意，也能够将导电膜713选择性地形成在导电膜731上，而不提供绝缘膜711及导电膜712。
接下来，覆盖导电膜712和713地形成绝缘膜714，并且通过光刻法及蚀刻对绝缘膜714进行构图，以形成露出导电膜713的开口部715(图9C)。绝缘膜714通过CVD法、溅射法、SOG法、液滴喷射法、或丝网印刷法等使用无机材料或有机材料以单层或叠层形成。
接下来，从衬底701剥离包括薄膜晶体管730a至730d等的层732(以下也称为“层732”)。这里，在通过照射激光(例如UV光)形成开口部716之后(图10A)，可以利用物理性的力量从衬底701剥离层732。此外，也可以在从衬底701剥离层732之前，将蚀刻剂引入到开口部716中，去除剥离层702。作为蚀刻剂，使用含有氟化卤或卤素互化物的气体或液体。例如，作为含有氟化卤的气体使用三氟化氯(ClF3)。如果使用蚀刻剂，层732处于从衬底701剥离的状态。注意，也可以部分地留下剥离层702而无需全部去除。通过残留一部分剥离层702，可以减少蚀刻剂的消耗并缩短去除该剥离层所需的处理时间。此外，即使在已去除剥离层702之后，也可以将层732保留在衬底701上。此外，优选再利用层732已被剥离了的衬底701，以便减少成本。
这里，在通过激光的照射蚀刻绝缘膜来形成开口部716之后，将层732的一方表面(露出绝缘膜714的表面)贴合在第一板材717上，而将层732从衬底701完全剥离(图10B)。作为第一板材717，可以使用例如通过加热降低其粘接力的热剥离胶带。
接下来，在层732的另一方表面(进行了剥离的面)提供第二板材718，然后进行加热处理和加压处理的一方或双方，来贴合第二板材718。此外，在提供第二板材718的同时或在提供之后剥离第一板材717(图11A)。作为第二板材718，可以使用热熔膜等。此外，在作为第一板材717使用热剥离胶带的情况下，可以利用当贴合第二板材718时施加的热来剥离。
另外，作为第二板材718，也可以使用经过了抗静电处理的防止静电等的薄膜(在下文中称为抗静电薄膜)。作为抗静电薄膜，可以举出将能抗静电的材料分散在树脂中的薄膜、以及贴合有能抗静电的材料的薄膜等。设置有能抗静电的材料的薄膜可以是一个表面提供有能抗静电的材料的薄膜或者两个表面都提供有能抗静电的材料的薄膜。再者，在将一个表面提供有能抗静电的材料的薄膜贴合到层上时，可以将设置有能抗静电的材料的表面朝向内侧地贴合，也可以朝向外侧地贴合。另外，能抗静电的材料提供在薄膜的整个或者部分表面上即可。作为这里的能抗静电的材料，可以使用金属、铟和锡的氧化物(ITO)、以及界面活性剂如两性界面活性剂、阳离子界面活性剂和非离子界面活性剂等。此外，除了上述材料以外还可以使用含有交联共聚物高分子的树脂材料等作为能抗静电的材料，所述交联共聚物高分子在其侧链上具有羧基及季铵碱。可以通过将这些材料贴合、捏合或者涂敷在薄膜上而获得抗静电薄膜。通过使用抗静电薄膜密封，在作为产品使用半导体元件时可以免受来自外部的静电等导致的不好影响。
接下来，覆盖开口部715地形成导电膜719(图11B)。注意，还可以通过在形成导电膜719之前或形成导电膜719之后对导电膜712和713照射激光，来提高电连接。
接下来，通过选择性地照射激光，以分成多个元件层(图12A)。
可以通过以上工序来制造元件层。
接下来，将分开了的元件层126压合在形成有用作天线的导电图形101至103的衬底100上(图12B)。具体而言，如上述实施方式所示，将形成在衬底100上的用作天线的导体图形102与元件层126的导电膜719电连接地贴合。这里，使用具有粘接性的树脂133粘接衬底100和元件层126。此外，使用包含在树脂133中的导电粒子134将导电膜719和导体图形102电连接。
注意，本实施方式能够应用于制造本说明书的其他实施方式所示的半导体装置。
实施方式5
在本实施方式中，将参照附图说明与上述实施方式不同的天线或半导体装置。
本实施方式所示的半导体装置具有设置有元件层等的供电部布置在环形导体图形的外侧的结构(参照图4)。该结构特别在由于元件层大而很难布置在环形导体图形的内侧时有效。注意，在将导体图形102、导体图形103、以及供电部104的位置设置在内侧时，将它们以导体图形101为轴对称地设置即可。
另外，如图4所示那样，通过将供电部104设置在导体图形101的外侧，可以将导体图形101的内侧部分用于其他用途。例如，在将本发明的天线用作RFID标签并且将RFID标签贴合在CD-ROM、DVD-ROM等记录介质等的情况下，有时在这些记录介质的中央部的有孔部分附着RFID标签。在此情况下，一般在RFID标签的中央部也需要形成圆孔，所以本实施方式所示的天线的形状很优选。
实施方式6
在本实施方式中，将参照图13A和13B说明与上述实施方式不同的天线或半导体装置。
本实施方式所示的天线是在上述图1A和1B所示的天线中作为导体图形101采用两条布置为平行的导体的结构。这里示出了将在外侧的边151a和内侧的边151b布置为具有一定的间隔，并且由导体152连接来形成导体图形101的例子。
在此情况下，供电部104连接到第二导体图形102的另一方端部102b及第三导体图形103的另一方端部103b。另外，第二导体图形102的一方端部102a及第三导体图形103的一方端部103a连接到导体图形101的外侧的边151a，导体图形101的内侧的边151b的端部连接到第二导体图形102和第三导体图形103。通过如图13A和13B所示那样设置导体图形101，可以提高天线的发射效率。注意，虽然在图13A和13B中示出了仅在面向切断部105的部分设置导体152的情况，但导体152的数量和位置不局限于此。
实施方式7
在本实施方式中，将参照附图说明当作为RFID标签使用具有上述实施方式所示的天线的半导体装置时的结构。
图14示出了本实施方式所示的RFID标签的框图。
图14的RFID标签300由天线电路301及信号处理电路302构成。另外，信号处理电路302由整流电路303、电源电路304、解调电路305、振荡电路306、逻辑电路307、存储控制电路308、存储电路309、逻辑电路310、放大器311、以及调制电路312构成。
在RFID标签300中，天线电路301所接收的通讯信号输入到信号处理电路302中的解调电路305。所接收的通讯信号，即在天线电路301和读取/写入器之间收发的信号的频率在超高频带有915MHz、2.45GHz等，其分别根据ISO规格等设定。当然，在天线电路301和读取/写入器之间收发的信号的频率不局限于此，例如，也可以采用亚毫米波的300GHz至3THz、毫米波的30GHz至300GHz、微波的3GHz至30GHz、超高频的300MHz至3GHz、以及超短波的30MHz至300MHz中的任一频率。另外，在天线电路301和读取/写入器之间收发的信号是调制了载波的信号。载波的调制方式可以是模拟调制或数字调制，也可以是振幅调制、相位调制、频率调制、以及扩谱中的任一种。优选采用振幅调制或频率调制。
从振荡电路306输出的振荡信号作为时钟信号供应给逻辑电路307。另外，调制了的载波在解调电路305解调。解调了的信号也发送到逻辑电路307并被分析。在逻辑电路307被分析了的信号发送到存储控制电路308，存储控制电路308根据该信号控制存储电路309，取出存储在存储电路309的数据，并将该数据发送到逻辑电路310。在逻辑电路310对发送到逻辑电路310的信号进行解码处理，然后在放大器311将解码了的信号增幅，并且调制电路312根据其信号对载波进行调制。读取/写入器根据该调制了的载波识别来自RFID标签的信号。另一方面，输入到整流电路303的载波在被整流之后输入到电源电路304。这样获得的电源电压从电源电路304供应给解调电路305、振荡电路306、逻辑电路307、存储控制电路308、存储电路309、逻辑电路310、放大器311、以及调制电路312等。注意，不一定需要电源电路304，但这里，电源电路304具有将输入电压降低、提高或正负反相的功能。RFID标签300以上述方式工作。
另外，天线电路301中的天线形状采用上述实施方式所示的任一结构即可。另外，对信号处理电路与天线电路中的天线的连接没有特别限定。例如，可以采用如下方法：使用引线键合连接或凸块连接来使天线和信号处理电路连接的方法；或以使芯片化了的信号处理电路的一个表面为电极而贴合在天线上的方法。另外，可以使用ACF(各向异性导电薄膜)来贴合信号处理电路和天线。
注意，天线可以具有与信号处理电路302一起层叠在相同的衬底上而提供的结构，或者，也可以具有使用外部天线的结构。当然，也可以具有在信号处理电路的上部或下部设置有天线的结构。
另外，整流电路303只要是将被天线电路301所接收的载波感应的交流信号转换为直流信号的电路即可。
在RFID标签中，所获得的电源电压值容易受从读取/写入器发射来的圆极化波的接收状态的影响而变化，但通过使用本发明的天线可以有效地接收从读取/写入器发射来的圆极化波。
注意，本实施方式所示的RFID标签除了具有图14所示的结构以外，也可以具有如图15所示那样设置有蓄电池361的结构。当从整流电路303输出的电源电压不足以使信号处理电路302工作时，从蓄电池361也可以向构成信号处理电路302的各个电路如解调电路305、振荡电路306、逻辑电路307、存储控制电路308、存储电路309、逻辑电路310、放大器311、调制电路312等供应电源电压。注意，存储在蓄电池361的能量例如当从整流电路303输出的电源电压比使信号处理电路302工作所需的电源电压足够大时，将从整流电路303输出的电源电压中的剩余电源电压存储在蓄电池361即可。另外，通过在RFID标签中除了设置天线电路301及整流电路303之外还设置别的天线电路及整流电路，也可以从随机产生的电磁波等获得存储到蓄电池361的能量。
注意，蓄电池是指通过充电可以恢复连续使用时间的电池。作为蓄电池，优选采用形成为片状的电池，例如通过采用使用凝胶电解质的锂聚合物电池、锂离子电池、锂二次电池等，而能够实现小型化。当然，只要是能够充电的电池，就可以使用任何电池，可以采用镍氢电池或镍镉电池等，也可以采用大容量的电容器等。
另外，本实施方式可以应用本说明书中的其他实施方式所示的天线或半导体装置的结构。
实施方式8
在本实施方式中，说明本发明的半导体装置的利用方式的一例。本发明的半导体装置的用途很广泛，可以应用于以无接触的方式确认对象物的历史等信息且对生产、管理等有用的任何产品。例如，本发明的半导体装置可以提供在纸币、硬币、有价证券类、证书类、无记名债券类、包装用容器类、书籍类、记录媒体、个人用品、交通工具类、食品类、衣物类、保健用品类、生活用品类、药品类及电子器具等中来使用。使用图16A至16H说明其例子。
纸币、硬币是市场上流通的金钱，其包括在特定区域像货币一样通用的东西(兑换券)、纪念币等。有价证券类是指支票、证券、期票等(图16A)。证书类是指驾驶执照、居住卡等(图16B)。无记名债券类是指邮票、米券、各种赠券等(图16C)。包装用容器类是指盒饭等的包装纸、塑料瓶等(图16D)。书籍类是指图书、书等(图16E)。记录媒体是指DVD软件、录像磁带等(图16F)。交通工具类是指诸如自行车等的车辆、船舶等(图16G)。个人用品是指包、眼镜等(图16H)。食品类是指食品、饮料等。衣物类是指衣服、鞋等。保健用品类是指医疗器具、健康器具等。生活用品类是指家具、照明器具等。药品类是指医药品、农药等。电子器具是指液晶显示装置、EL显示装置、电视装置(电视接收机、薄型电视接收机)、手机等。
通过对纸币、硬币、有价证券类、证书类、无记名债券类等提供半导体装置80，可以防止伪造。此外，通过对包装用容器类、书籍类、记录媒体等、个人用品、食品类、生活用品类、电子器具等提供半导体装置80，可以实现商品检查系统、租赁店中的系统等的效率化。通过对交通工具类、保健用品类、药品类等提供半导体装置80，可以防止伪造和失盗，当用于药品类时，可以防止服错药。作为半导体装置80的设置方法，将半导体装置贴在物品的表面上或嵌入到物品中。例如，当设置于书时，优选将半导体装置嵌入到纸中，当设置于由有机树脂构成的包装时，优选将半导体装置嵌入到该有机树脂中。
如此，通过对包装用容器类、记录媒体、个人用品、食品类、衣物类、生活用品类、电子器具等提供半导体装置，可以实现商品检查系统、租赁店中的系统等的效率化。此外，通过对交通工具类提供半导体装置，可以防止伪造和失盗。此外，通过将半导体装置嵌入到诸如动物等的生物中，可以容易地识别各个生物。例如通过将具备传感器的半导体装置嵌入到诸如家畜等的生物中，不仅可以管理出生年、性别和种类等，而且还可以容易管理体温等的健康状态。
另外，本实施方式可以应用本说明书中的其他实施方式所示的天线或半导体装置的结构。
实施例1
在本实施例中，说明通过模拟实验而获得的当在上述实施方式所示的结构(例如图1A和1B)中改变导体图形102的长度D1和导体图形103的长度D2的关系时的供应给供电部104的电力、与RFID的天线和读取/写入器的天线之间的距离的关系的计算结果。注意，这里设定D1∶D2＝1∶1、4∶1、1∶4来计算。另外，在图17中，当设定D1∶D2＝1∶1时供应给供电部104的电力相当于曲线401，当设定D1∶D2＝4∶1时供应给供电部104的电力相当于曲线402，当设定D1∶D2＝1∶4时供应给供电部104的电力相当于曲线403。
根据计算结果，当设定D1∶D2＝4∶1(曲线402)时供应给供电部104的电力大于当设定D1∶D2＝1∶1(曲线401)及D1∶D2＝1∶4(曲线403)时供应给供电部104的电力。另外，当设定D1∶D2＝1∶4(曲线403)时供应给供电部104的电力小于当设定D1∶D2＝1∶1(曲线401)时供应给供电部104的电力。
通过以上结果可以确认到：通过设定为D1＞D2，供应给供电部104的电力增加。
实施例2
在本实施例中，说明通过模拟实验而获得的当在上述实施方式所示的结构(例如图1A和1B)中改变导体图形101的设置供电部104的位置时的增益(天线增益及圆极化波损耗的特性)的计算结果。注意，在图18中，X轴表示设置供电部的位置(当将导体图形101的全长设定为L时的从切断部到供电部的长度)，并且Y轴表示从天线增益减去圆极化波损耗的值。
通过计算结果确认到的是：无论将供电部104布置在任何位置，本发明的天线也可以获得高于从偶极天线的增益减去圆极化波损耗的值的增益。尤其是，在将供电部104设置在L/6(0.16L)至L/4(0.25L)的范围的情况下，可以获得3dB左右的足够高的天线增益的结果。因此，确认到：通过将供电部104布置在该范围内，可以向该供电部104供应大电力。
本说明书根据2006年11月30日在日本专利局受理的日本专利申请编号2006-324370而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (16)

1.一种天线，包括：
衬底；
在所述衬底上的第一导体图形；
在所述衬底上的第二导体图形；
在所述衬底上的第三导体图形；以及
具有第一终端和第二终端的供电部，
其中，所述第一导体图形是包括切断部的环形，
所述第二导体图形的第一端部及所述第三导体图形的第一端部与所述第一导体图形连接，
所述第二导体图形的第二端部电连接到所述供电部的所述第一终端，
所述第三导体图形的第二端部电连接到所述供电部的所述第二终端，
所述第二导体图形的全长大于所述第三导体图形的全长，
并且，所述第二导体图形到所述切断部的距离比所述第三导体图形到所述切断部的距离近。
2.根据权利要求1所述的天线，其中在将所述第一导体图形的全长设定为L的情况下，所述供电部设置为距离所述切断部的范围在L/6至L/4之间。
3.根据权利要求1所述的天线，其中所述第一导体图形、所述第二导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
4.一种天线，包括：
衬底；
在所述衬底上的第一导体图形；
在所述衬底上的第二导体图形；
在所述衬底上的第三导体图形；以及
具有第一终端和第二终端的供电部，
其中，所述第一导体图形的第一端部连接到所述第二导体图形，
所述第一导体图形的第二端部连接到所述第三导体图形，
所述第二导体图形的第一端部电连接到所述供电部的所述第一终端，
所述第三导体图形的第一端部电连接到所述供电部的所述第二终端，
所述第二导体图形的第二端部和所述第三导体图形的第二端部彼此绝缘，
由通过所述供电部电连接了的所述第二导体图形和所述第三导体图形构成的导体图形是环形，
所述第三导体图形的全长大于所述第二导体图形的全长，
并且，从所述第一导体图形和所述第二导体图形的连接部到所述第二导体图形的所述第一端部的长度大于从所述第一导体图形和所述第三导体图形的连接部到所述第三导体图形的所述第一端部的长度。
5.根据权利要求4所述的天线，其中在将所述第二导体图形的全长设定为L2时，所述第三导体图形的全长L3是3L2至5L2。
6.根据权利要求4所述的天线，其中所述第一导体图形、所述第二导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
7.一种半导体装置，包括：
衬底；
在所述衬底上的具有第一终端和第二终端的集成电路；以及
与在所述衬底上的所述集成电路电连接的天线，
其中，所述天线包括第一导体图形、第二导体图形、以及第三导体图形，
所述第一导体图形是包括切断部的环形，
所述第二导体图形的第一端部及所述第三导体图形的第一端部与所述第一导体图形连接，
所述第二导体图形的第二端部电连接到所述集成电路的所述第一终端，
所述第三导体图形的第二端部电连接到所述集成电路的所述第二终端，
所述第二导体图形的全长大于所述第三导体图形的全长，
并且所述第二导体图形到所述切断部的距离比所述第三导体图形到所述切断部的距离近。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中在将所述第一导体图形的全长设定为L时，所述集成电路设置为距离所述切断部的范围在L/6至L/4之间。
9.根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述第一导体图形、所述第二导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
10.根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述集成电路包括能够从外部以无线的方式进行充电的蓄电池。
11.一种半导体装置，包括：
衬底；
在所述衬底上的具有第一终端和第二终端的集成电路；以及
与在所述衬底上的所述集成电路电连接的天线，
其中，所述天线包括第一导体图形、第二导体图形、以及第三导体图形，
所述第一导体图形的第一端部连接到所述第二导体图形，
所述第一导体图形的第二端部连接到所述第三导体图形，
所述第二导体图形的第一端部电连接到所述集成电路的所述第一终端，
所述第三导体图形的第一端部电连接到所述集成电路的所述第二终端，
所述第二导体图形的第二端部和所述第三导体图形的第二端部彼此绝缘，
由通过所述集成电路电连接了的所述第二导体图形和所述第三导体图形构成的导体图形是环形，
所述第三导体图形的全长大于所述第二导体图形的全长，
并且从所述第一导体图形和所述第二导体图形的连接部到所述第二导体图形的所述第一端部的长度大于从所述第一导体图形和所述第三导体图形的连接部到所述第三导体图形的所述第一端部的长度。
12.根据权利要求11所述的半导体装置，其中在将所述第二导体图形的全长设定为L2时，所述第三导体图形的全长L3是3L2至5L2。
13.根据权利要求11所述的半导体装置，其中所述第一导体图形、所述第二导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
14.根据权利要求11所述的半导体装置，其中所述集成电路包括能够从外部以无线的方式进行充电的蓄电池。
15.一种天线，包括：
衬底；
在所述衬底上的第一导体图形；
在所述衬底上的第二导体图形；
在所述衬底上的第三导体图形；以及
具有第一终端和第二终端的供电部，
其中，所述第二导体图形从所述第一导体图形的第一部分延伸，
所述第三导体图形从所述第一导体图形的第二部分延伸，
所述第一导体图形是包括切断部的环形，
所述第二导体图形的端部电连接到所述供电部的所述第一终端，
所述第三导体图形的端部电连接到所述供电部的所述第二终端，
所述第一导体图形的所述第一部分到所述切断部的距离比所述第一导体图形的所述第二部分到所述切断部的距离近，
并且，所述第二导体图形的全长大于所述第三导体图形的全长。
16.根据权利要求15所述的天线，其中在将所述第一导体图形的全长设定为L的情况下，所述供电部设置为距离所述切断部的范围在L/6至L/4之间。
CN200710196086XA 2006-11-30 2007-11-30 天线及具有该天线的半导体装置 Expired - Fee Related CN101192704B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006324370 2006-11-30
JP2006-324370 2006-11-30
JP2006324370 2006-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101192704A CN101192704A (zh) 2008-06-04
CN101192704B true CN101192704B (zh) 2013-03-13

Family

ID=39475116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200710196086XA Expired - Fee Related CN101192704B (zh) 2006-11-30 2007-11-30 天线及具有该天线的半导体装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7605761B2 (zh)
JP (1) JP4944745B2 (zh)
CN (1) CN101192704B (zh)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9064198B2 (en) 2006-04-26 2015-06-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electromagnetic-coupling-module-attached article
US8235299B2 (en) 2007-07-04 2012-08-07 Murata Manufacturing Co., Ltd. Wireless IC device and component for wireless IC device
EP2568419B1 (en) 2007-07-18 2015-02-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. Apparatus comprising an RFID device
WO2009110381A1 (ja) * 2008-03-03 2009-09-11 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイス及び無線通信システム
EP2590260B1 (en) 2008-05-21 2014-07-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Wireless IC device
JP5218558B2 (ja) * 2008-05-26 2013-06-26 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイスシステム及び無線ｉｃデバイスの真贋判定方法
US8164529B2 (en) * 2008-10-20 2012-04-24 Harris Corporation Loop antenna including impedance tuning gap and associated methods
DE112009002384B4 (de) 2008-11-17 2021-05-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Antenne und Drahtlose-IC-Bauelement
CN102273012B (zh) 2009-01-09 2013-11-20 株式会社村田制作所 无线ic器件及无线ic模块
CN102301528B (zh) 2009-01-30 2015-01-28 株式会社村田制作所 天线及无线ic器件
KR101074596B1 (ko) 2009-03-10 2011-10-17 엘에스산전 주식회사 금속 부착용 ｒｆｉｄ 태그
WO2010119854A1 (ja) 2009-04-14 2010-10-21 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイス用部品及び無線ｉｃデバイス
CN103022661B (zh) 2009-04-21 2014-12-03 株式会社村田制作所 电子设备及天线装置的谐振频率设定方法
WO2011040393A1 (ja) 2009-09-30 2011-04-07 株式会社村田製作所 回路基板及びその製造方法
JP5304580B2 (ja) 2009-10-02 2013-10-02 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイス
JP5327334B2 (ja) 2009-11-04 2013-10-30 株式会社村田製作所 通信端末及び情報処理システム
CN102576929B (zh) 2009-11-20 2015-01-28 株式会社村田制作所 天线装置以及移动通信终端
JP5652470B2 (ja) 2010-03-03 2015-01-14 株式会社村田製作所 無線通信モジュール及び無線通信デバイス
WO2011111509A1 (ja) 2010-03-12 2011-09-15 株式会社村田製作所 無線通信デバイス及び金属製物品
GB2491447B (en) 2010-03-24 2014-10-22 Murata Manufacturing Co RFID system
JP5630499B2 (ja) * 2010-03-31 2014-11-26 株式会社村田製作所 アンテナ装置及び無線通信デバイス
KR101744879B1 (ko) * 2010-07-01 2017-06-08 센소매틱 일렉트로닉스, 엘엘씨 조합형 ｅａｓ 및 ｒｆｉｄ 라벨 또는 태그를 위한 와이드 대역폭 하이브리드 안테나
CN104752813B (zh) 2010-07-28 2018-03-02 株式会社村田制作所 天线装置及通信终端设备
WO2012020748A1 (ja) 2010-08-10 2012-02-16 株式会社村田製作所 プリント配線板及び無線通信システム
JP5630506B2 (ja) 2010-09-30 2014-11-26 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイス
JP5758909B2 (ja) 2010-10-12 2015-08-05 株式会社村田製作所 通信端末装置
WO2012053412A1 (ja) 2010-10-21 2012-04-26 株式会社村田製作所 通信端末装置
CN103119785B (zh) 2011-01-05 2016-08-03 株式会社村田制作所 无线通信器件
JP5304956B2 (ja) 2011-01-14 2013-10-02 株式会社村田製作所 Ｒｆｉｄチップパッケージ及びｒｆｉｄタグ
US8164532B1 (en) * 2011-01-18 2012-04-24 Dockon Ag Circular polarized compound loop antenna
WO2012117843A1 (ja) 2011-02-28 2012-09-07 株式会社村田製作所 無線通信デバイス
JP5630566B2 (ja) 2011-03-08 2014-11-26 株式会社村田製作所 アンテナ装置及び通信端末機器
JP5273326B2 (ja) 2011-04-05 2013-08-28 株式会社村田製作所 無線通信デバイス
WO2012141070A1 (ja) 2011-04-13 2012-10-18 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイス及び無線通信端末
WO2012157596A1 (ja) 2011-05-16 2012-11-22 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイス
KR101338173B1 (ko) 2011-07-14 2013-12-06 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 무선 통신 디바이스
WO2013011856A1 (ja) 2011-07-15 2013-01-24 株式会社村田製作所 無線通信デバイス
CN204189963U (zh) 2011-07-19 2015-03-04 株式会社村田制作所 天线装置以及通信终端装置
JP5418737B2 (ja) 2011-09-09 2014-02-19 株式会社村田製作所 アンテナ装置および無線デバイス
KR20130031568A (ko) * 2011-09-21 2013-03-29 한국전자통신연구원 무선 통신 안테나 및 무선 통신 장치
CN103380432B (zh) 2011-12-01 2016-10-19 株式会社村田制作所 无线ic器件及其制造方法
CN103430382B (zh) 2012-01-30 2015-07-15 株式会社村田制作所 无线ic器件
JP5464307B2 (ja) 2012-02-24 2014-04-09 株式会社村田製作所 アンテナ装置および無線通信装置
WO2013153697A1 (ja) 2012-04-13 2013-10-17 株式会社村田製作所 Ｒｆｉｄタグの検査方法及び検査装置
US9059512B2 (en) * 2012-09-24 2015-06-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Radio communication antenna and radio communication device
CN103346383B (zh) * 2013-06-28 2016-03-02 华为终端有限公司 环形天线组件及具有该环形天线组件的电子设备
US9542638B2 (en) * 2014-02-18 2017-01-10 Apple Inc. RFID tag and micro chip integration design
WO2016090638A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Hong Kong R&D Centre for Logistics and Supply Chain Management Enabling Technologies Limited Dipole antenna for radio frequency identification (rfid) tag
CN106709555A (zh) * 2016-12-12 2017-05-24 广西大学 超薄小型内嵌式耐高温电子标签的生产方法
JP6963274B2 (ja) * 2017-08-07 2021-11-05 アルプスアルパイン株式会社 電力変換装置、及び、折返しダイポールアンテナ
CN108232400A (zh) * 2017-12-31 2018-06-29 福建省卓展信息科技股份有限公司 天线及其智能眼镜
JP7156815B2 (ja) * 2018-05-02 2022-10-19 ラピスセミコンダクタ株式会社 アンテナ及び半導体装置
WO2020251481A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Aselsan Elektroni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ A substrate for broadband quasi-yagi antenna

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3431045B2 (ja) 1995-01-18 2003-07-28 久松 中野 円偏波ループアンテナ
JP3982918B2 (ja) 1998-08-07 2007-09-26 日本アンテナ株式会社 小型受信機
US6894624B2 (en) * 2000-07-04 2005-05-17 Credipass Co., Ltd. Passive transponder identification and credit-card type transponder
JP2002185238A (ja) * 2000-12-11 2002-06-28 Sony Corp デュアルバンド対応内蔵アンテナ装置およびこれを備えた携帯無線端末
JP2004186931A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Ngk Spark Plug Co Ltd 複数の周波数帯に対応可能なアンテナ
TWI298958B (en) * 2003-08-29 2008-07-11 Fujitsu Ten Ltd Circular polarization antenna and composite antenna including this antenna
JP4278589B2 (ja) 2003-08-29 2009-06-17 富士通テン株式会社 アンテナ
JP2005136573A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Asahi Glass Co Ltd 平面アンテナ
JP4494003B2 (ja) * 2003-12-19 2010-06-30 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US7109923B2 (en) * 2004-02-23 2006-09-19 Nokia Corporation Diversity antenna arrangement
JP2005244283A (ja) 2004-02-24 2005-09-08 Omron Corp アンテナおよびｒｆタグ
US7271769B2 (en) * 2004-09-22 2007-09-18 Lenovo (Singapore) Pte Ltd. Antennas encapsulated within plastic display covers of computing devices
US20060202269A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wireless chip and electronic appliance having the same
JP4330575B2 (ja) * 2005-03-17 2009-09-16 富士通株式会社 タグアンテナ
TWI270235B (en) * 2005-07-08 2007-01-01 Ind Tech Res Inst High-gain loop antenna
AU2006340379A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Powercast Corporation Method and apparatus for implementation of a wireless power supply
US7280074B1 (en) * 2006-03-30 2007-10-09 Delta Networks, Inc. Multiple frequency band planar antenna

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008160821A (ja) 2008-07-10
US20080129606A1 (en) 2008-06-05
CN101192704A (zh) 2008-06-04
JP4944745B2 (ja) 2012-06-06
US7605761B2 (en) 2009-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101192704B (zh) 天线及具有该天线的半导体装置
US8232880B2 (en) Semiconductor device
JP5184872B2 (ja) 半導体装置
CN101189625B (zh) 半导体器件及其制造方法以及天线的制造方法
US7928697B2 (en) Wireless power storage device, semiconductor device including the wireless power storage device, and method for operating the same
US8692653B2 (en) Semiconductor device
CN101395617B (zh) 半导体器件及其操作方法
KR101389119B1 (ko) 발진회로 및 그것을 구비한 반도체장치
US8816484B2 (en) Semiconductor device
JP5583248B2 (ja) 半導体装置
US8339245B2 (en) Semiconductor device and IC label, IC tag, and IC card provided with the semiconductor device
JP5346459B2 (ja) 発振回路およびそれを備えた半導体装置
JP2008181502A (ja) 半導体装置
US8049624B2 (en) Wireless communication method
JP5105918B2 (ja) 半導体装置の作製方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130313

Termination date: 20211130