CN101221628A - 半导体装置 - Google Patents

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CN101221628A CNA2007103054060A CN200710305406A CN101221628A CN 101221628 A CN101221628 A CN 101221628A CN A2007103054060 A CNA2007103054060 A CN A2007103054060A CN 200710305406 A CN200710305406 A CN 200710305406A CN 101221628 A CN101221628 A CN 101221628A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种半导体装置，其中即使在通讯距离极短时半导体装置也可以正常工作，并且当接收大电力时蓄积半导体装置的电路工作而不需要的电力。本发明的半导体装置包括：天线；与天线连接的第一AC/DC转换电路；与天线通过开关元件连接的第二AC/DC转换电路；对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制开关元件的工作的检测电路；以及蓄积从天线通过第二AC/DC转换电路供应的电力的电池。当开关元件工作时，从外部供应的电力的至少一部分通过第二AC/DC转换电路供应到电池。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及以无线通讯进行数据交换(接收、发送)的半导体装置。本发明特别涉及安装有保护电路的半导体装置，所述保护电路当无线通讯中接收大电力时防止设置在半导体装置中的元件的退化或破坏。
背景技术
近年来，利用无线通讯的个体识别技术(下面称为无线通讯系统)受到注目。特别地，作为通过无线通讯进行数据交换的数据载体，通过利用RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)技术的半导体装置(也称为RFID标签、RF标签、IC标签(Integrated Circuit；集成电路)标签、IC芯片、无线标签、电子标签等)的个体识别技术引人注目。能够通过无线通讯收发信息的半导体装置开始应用于各种物品的生产或管理等，并且逐渐应用到个人身份认证。
此处的无线通讯系统是指在读写器等的电力供应源兼收发器与半导体装置等的收发器之间以无线方式进行数据交换的通讯系统。
在无线通讯系统中，不需要读写器与半导体装置物理性地连接。就是说，只要半导体装置存在于读写器所指定的区域中，读写器就可以与半导体装置通讯，并且可以与半导体装置进行数据交换。
为了延长读写器与半导体装置之间的通讯距离，对提高从读写器将电力供应到半导体装置的效率的研究开发日益火热(例如，参照专利文献1)。
[专利文献1]特开2006-5651
另一方面，在无线通讯系统中，当使用读写器来同时读取多个半导体装置时，读写器与各个半导体装置之间的距离(以下称作通讯距离)有可能不相同。另外，通讯距离有时随时间经过而变化，例如，将贴有半导体装置的商品装到纸板箱中并利用铲车通过读写器的前面。
一般来说，电力与从电力发射点到电力检测点的距离的平方成比例地衰减。就是说，从读写器供应到半导体装置的电力根据通讯距离而不同。
因此，在通讯距离极短的情况下，特别当读写器与半导体装置相接触时，大电力供应到半导体装置。在大电力供应到半导体装置的情况下，半导体装置因不能正确地解调来自读写器的信号而错误工作，因而发生半导体装置的内部元件的退化。严重时，半导体装置本身也有可能被破坏。
此外，还有如下方法：为了抑制元件的退化和破坏而在半导体装置内设置保护电路，即，即使接收大电力的供应，也分割该大电力的保护电路，以免半导体装置的元件接收某一定以上的电压值，但是在此情况下，浪费从外部供应的电力。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种半导体装置，其中即使在通讯距离极短时半导体装置也可以正常工作，并且当接收大电力时蓄积半导体装置的电路工作而不需要的电力。
本发明的半导体装置包括：天线；与天线连接的第一AC/DC转换电路；与天线通过开关元件连接的第二AC/DC转换电路；对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制开关元件的工作的检测电路；以及蓄积从天线通过第二AC/DC转换电路供应的电力的电池。换言之，当开关元件工作时，从外部供应的电力的至少一部分通过第二AC/DC转换电路供应到电池。
此外，本发明的半导体装置包括：天线；与天线连接的第一AC/DC转换电路；与天线通过开关元件连接的第二AC/DC转换电路；对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制开关元件的工作的检测电路；蓄积从天线通过第二AC/DC转换电路供应的电力的电池；以及接收从天线通过第一AC/DC转换电路供应的电力和从电池输出的电力的供应的逻辑电路。
此外，本发明的半导体装置包括：天线；与天线连接的第一AC/DC转换电路；与天线通过第一开关元件连接的第二AC/DC转换电路；对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制第一开关元件的工作的第一检测电路；蓄积从天线通过第二AC/DC转换电路供应的电力的电池；对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制第二开关元件及第三开关元件的工作的第二检测电路；接收从天线通过第一AC/DC转换电路及第二开关元件供应的电力和从电池通过第三开关元件输出的电力的供应的逻辑电路。
此外，本发明的半导体装置包括：天线；与天线连接的第一AC/DC转换电路；与天线通过第一开关元件连接的第二AC/DC转换电路；对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制第一开关元件的工作的第一检测电路；蓄积从天线通过第二AC/DC转换电路供应的电力的电池；与第一AC/DC转换电路连接且与电池通过第二开关元件连接的恒压电路；以及对应于从恒压电路输出的电压值而控制第二开关元件的工作的第二检测电路。
此外，本发明的半导体装置的要点是在上述结构上电池与第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接。
此外，本发明的半导体装置包括：天线；与天线连接的第一AC/DC转换电路；与天线通过第一开关元件连接的第二AC/DC转换电路；与天线通过电气元件连接的第二开关元件；与第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接且蓄积从天线供应的电力的电池；对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制第一开关元件的工作且对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压及电池的充电状况而控制第二开关元件的工作的第一检测电路；与电池连接的第三开关元件；以及对应于从第一AC/DC转换电路输出的电压而控制第三开关元件的工作的第二检测电路。
注意，在本说明书中的“连接”是指“电连接”的情况。
此外，在本说明书中，作为晶体管可以适用各种形态的晶体管。因此，可以适用的晶体管的种类没有限制。从而，例如可以适用具有以非晶硅和多晶硅为典型的非单晶半导体膜的薄膜晶体管(TFT)、使用半导体衬底或SOI衬底形成的晶体管、MOS型晶体管、接合型晶体管、双极晶体管、使用化合物半导体如ZnO、a-InGaZnO等的晶体管、使用有机半导体或碳纳米管的晶体管、其他晶体管。此外，非单晶半导体膜可以含有氢或卤。此外，作为配置有晶体管的衬底的种类，可以适用各种种类而没有特别的限制。因此，例如可以将晶体管配置到单晶衬底、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、纸衬底、玻璃纸衬底、以及石材衬底等。此外，也可以在一个衬底上形成晶体管，然后将该晶体管移动且配置到其他衬底上。
此外，通过在同一衬底上形成多个电路，可以减少零部件数而降低成本，并且减少与其他电路的零部件的连接数而提高可靠性。或者，也可以在某一衬底上形成有电路的一部分，并且在另一衬底上形成有电路的另一部分。换言之，也可以在同一衬底上不形成有电路的全部。例如，也可以使用晶体管在玻璃衬底上电路的一部分，而在单晶衬底上形成电路的另一部分，并且通过COG(玻璃上芯片安装)将该IC芯片连接配置在玻璃衬底上。或者，也可以使用TAB(带式自动接合)或印刷电路板将所述IC芯片与玻璃衬底连接。像这样，通过在同一衬底上形成有电路的一部分，可以减少零部件数而降低成本，并且减少电路和零部件的连接数而提高可靠性。此外，若不在同一衬底上形成驱动电压高的部分和驱动频率高的部分，则能防止耗电量的增大。
作为适用于本发明的数据载流子的晶体管的结构，例如，可以采用栅极的数量为两个以上的多栅极结构。通过采用多栅极结构，可以降低关断电流，提高晶体管的耐压性来改善可靠性，并且实现当在饱和区域工作时即使漏端子和源端子之间的电压改变，漏端子和源端子之间的电流也不大改变，可以获得稳定的特性。此外，也可以采用在沟道上下布置栅电极的结构。通过采用在沟道上下布置栅电极的结构，沟道区增大，可以增加电流量，并且容易产生耗尽层，从而减小S值。此外，作为晶体管的结构，也可以采用在沟道上布置有栅电极的结构、在沟道下布置有栅电极的结构、交错结构、以及反交错结构中的任何结构。也可以采用沟道区分成多个区域的结构，并且该多个沟道区可以并联连接或串联连接。此外，源电极或漏电极还可以重叠于沟道区(或其一部分)。通过采用源电极或漏电极与沟道区(或其一部分)重叠的结构，可以防止在沟道的一部分聚集电荷而其工作变得不稳定。此外，也可以在源区及漏区具有LDD区域。通过设置LDD区域，可以降低关断电流，提高晶体管的耐压性来改善可靠性，并且实现当在饱和区域工作时，即使漏端子和源端子之间的电压改变，漏端子和源端子之间的电流也不大改变，以可以获得稳定的特性。
通过使用本发明，即使在通讯距离极短而导致对半导体装置供应大电力的情况下，也可以防止产生在半导体装置中的故障，并且通过不浪费半导体装置的电路工作而不需要的电力(剩余的电力)而将它蓄积在电池中，可以实现电力的有效活用。
附图说明
图1是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图2是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图3是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图4是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图5是表示本发明的半导体装置中的检测电路的一个结构例子的图；
图6是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图7是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图8是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图9是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图10是表示本发明的半导体装置的一个结构例子的图；
图11A和11B是表示本发明的半导体装置中的充电控制电路的一个结构例子的图；
图12是表示本发明的半导体装置中的充电控制电路的一个结构例子的图；
图13A和13B是表示本发明的半导体装置中的检测电路的一个结构例子的图；
图14A至14D是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图15A至15C是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图16A和16B是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图17A和17B是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图18A和18B是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图19A至19C是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图20A至20C是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图21A和21B是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的图；
图22A至22C是表示本发明的半导体装置的使用方式的一个例子的图。
具体实施方式
下面，参考附图对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是，其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式，而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。此外，在以下说明的本发明的结构中，有时在不同附图之间共同使用表示相同部分的符号。
实施方式1
在本实施方式中，参照附图说明本发明的半导体装置的结构和工作之一例。
本实施方式所示的半导体装置包括：输入部10；第一DC转换电路22；具备第一检测电路23、开关元件24、以及第二DC转换电路25的限制电路13；以及具备电池26的充电电路14(参照图1)。此外，由第一DC转换电路22转换了的直流电压输出到第一输出部11，并且电池26的电力供应到与第二输出部12连接的电路。
输入部10例如可以具有与天线连接的结构，并且具有接收天线所接收的电力的供应的结构。
第一DC转换电路22将从输入部10输出的交流电压转换为直流电压且输出到第一输出部11、限制电路13。此外，第二DC转换电路25当开关24导通时将从输入部10输出的交流电压转换为直流电压且输出到充电电路14。第一DC转换电路22和第二DC转换电路25分别可以使用半波整流电路、半波二倍压整流电路、全波整流电路、或者科克罗夫特(Cockcroft)电路等来构成。注意，第一DC转换电路22和第二DC转换电路25既可由同一结构构成，又可由不同结构构成。此外，在此所述的DC转换电路是指将交流信号转换为直流信号的AC/DC转换电路。
第一检测电路23具有根据从第一DC转换电路22输出的直流电压的电压值控制开关元件24的导通和不导通的功能。作为第一检测电路23，例如可以使用电阻元件61、n级连接二极管62、p沟道型晶体管63、以及n沟道型晶体管64构成(参照图5)。注意，作为晶体管，例如可以使用薄膜晶体管(TFT)来形成。
接下来，说明图5所示的第一检测电路23的工作。当对Vin施加直流电压，并且n级连接二极管62不处于导通状态时，由于通过Vbiasn沟道型晶体管64处于导通状态而p沟道型晶体管63处于不导通状态，所以GND电位供应到开关元件24(在此是n沟道型晶体管)而导致开关元件24处于不导通状态，以电池26不充电。当n级连接二极管62处于导通状态时，电流流入到电阻元件61而产生电压降，从而p沟道型晶体管63的栅极和源极之间的电位变为小于0。当栅极和源极之间的电位为p沟道型晶体管63的阈值以上时，p沟道型晶体管63处于导通状态，n沟道型晶体管64的栅极和源极之间的电位发送到开关元件24，从而开关元件24变为导通状态，以电池26开始充电。
关于上述第一检测电路23的n级连接二极管，只有n个串联连接的二极管都变为导通状态的电位施加到n级连接二极管，上述检测电路才工作。换言之，检测电路的工作开始电压根据串联连接的二极管的数目、二极管的阈值来确定。
注意，在图1中，通过将第一检测电路23设置在第一DC转换电路22之后，可以在第一DC转换电路22的输出电压为最大额定值以下的状态下使限制电路13工作，但是也可以采用在其他位置布置第一检测电路23的结构。
开关元件24只要是控制输入部10和第二DC转换电路25之间的电连接的元件即可，优选为传播迟延时间短且因高速开关而导致的噪声小的元件。例如，开关元件24可以由晶体管、可控硅整流器等构成。
在本发明中，电池是指通过充电能够恢复连续使用时间的蓄电单元。注意，蓄电单元虽然包括二次电池、电容器等，但是在本说明书中，将这些总和称为电池。注意，作为电池26，虽然根据其用途而不同，但是例如使用锂电池，优选使用利用凝胶状电解质的锂聚合物电池、锂离子电池等，以可以实现小型化。不言而喻，只要是可充电的电池则可以任意选择，既可为可充放电的电池如镍氢电池、镍镉电池、有机基电池、铅蓄电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池等，又可使用大容量的电容器等。
注意，作为可用作本发明的电池的大容量电容器，优选为电极的相对面积大的电容器。优选使用采用了比表面积较大的电极用材料如活性炭、富勒烯(fullerene)、碳纳米管等的双电层电容器。电容器的结构比电池单纯，并且还容易实现薄膜化和叠层化。双电层电容器具有蓄电功能，即使充放电的次数增加，劣化也较少，急速充电特性也优良，因此是优选的。
此外，还可以采用对第一输出部11和第二输出部12连接集成电路等的结构。
注意，虽然在图1中示出了将第二DC转换电路25设置在限制电路13中的情况，但是也可以设置在充电电路14中。
接下来，说明本实施方式所示的半导体装置的工作。
首先，当从外部到输入部10输入交流电压时，第一DC转换电路22将交流电压转换为直流电压且将它输入到第一检测电路23。在输入到第一检测电路23的直流电压小于一定的电压值(Vx)的情况下，开关元件24保持不导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电绝缘的状态)，从而该直流电压不供应到第二DC转换电路25。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后供应到第一输出部11。
另一方面，输入到第一检测电路23的直流电压为一定的电压值(Vx)以上的情况下，电压施加到开关元件24来该开关元件24变为导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电连接的状态)。结果，输入到输入部10的交流电压在由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后供应到第一输出部11的同时，通过开关元件24由第二DC转换电路25转换为直流电压，然后供应到设置在充电电路14中的电池26。
输入到输入部10的交流电压与从第一DC转换电路22输出的直流电压之间有相关关系，即，第一DC转换电路22的输出电压随着输入到输入部10的交流电压增大而增加。在从第一DC转换电路22输出的电压为一定的值以上的情况下，有可能破坏包括第一DC转换电路22且连接到第一输出部11的电路，因此通过设置限制电路13，当高交流电压供应到输入部10时，将该高交流电压供应到充电电路14。
此外，当充电时，通过控制串联连接第一DC转换电路22和连接到第一输出部11的电路而得出的阻抗Z1以及串联连接第二DC转换电路25和电池26而得出的阻抗Z2，来可以调整对连接到第一输出部11的电路的供应电力和对电池26的供应电力的比率。阻抗Z1及阻抗Z2的控制依赖于第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，因此通过实施者选择性地设定第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，来适当地控制阻抗Z1及阻抗Z2的值即可。
此外，也可以采用在充电电路14中设置充电控制电路27来控制电池26的充电的结构(参照图2)。
如上所述那样，在电池26处于可以充电的状态的情况下，当限制电路13工作而开关元件24导通时，输入到输入部10的交流电压供应到电池26。但是，在电池26充分充电的情况下，有可能因为过充电而导致电池26中产生故障。因此，通过设置充电控制电路27，可以防止电池26因为对该电池26过充电而至于破坏。
用作电池26的保护电路的充电控制电路27只要是具有检测出电池26的过充电、发热，若有异常则遮断电流源、电压源的功能的元件即可。此外，优选使用能够选择适合电池26的充电方式的电路来构成充电控制电路27。例如，电池充电方式包括-ΔV充电、计时充电、恒压恒流充电、以及ΔT/Δt检测等。由于电池26具有因为过充电而导致体积能密度降低的特性，因此必须要选择适合该电池26的充电方式。
图2所示的充电控制电路27只要是控制从第二DC转换电路25输入的电信号的电压电平且输出到电池26的电路即可。例如，如图11A所示，充电控制电路27可以由作为控制电压的电路的调节器145和具有整流特性的二极管146构成。二极管146防止充电在电池26中的电力的泄漏。因此，如图11B所示，也可以采用使用开关147而代替二极管146的结构。在设置开关147的情况下，在电池26充电的状态下将开关147设定为导通，而在不充电的状态下设定为不导通，由此可以防止充电在电池26中的电力的泄漏。
注意，充电控制电路27的结构不局限于一个例子，也可以为具有用来保护电池26的各种功能的结构，例如可以为设置有电源部71、输出电流控制部72、输出电压控制部73、充电控制部74、逆流防止部75、电池连接检测部76、以及温度检测部77的结构(参照图12)。
图12中的逆流防止部75当遮断通过第二DC转换电路25供应的电力时，防止由电池26通过第二DC转换电路25释放电力。作为逆流防止部75，虽然肖特基势垒二极管是一般的，但是有时使用晶体管、继电器。逆流防止部75无论是晶体管还是二极管，都优选是低损失的开关。
图12中的温度检测部77由热敏电阻器构成，并且是当急速充电之际进行电池的温度检测时使用的。此外，温度检测部77还可以检测电池是否在于额定温度以内、电池外围电路所产生的热的影响、以及电池内部短路时的充电导致的发热等。
在本实施方式中的充电控制电路的温度检测部77中，使用电阻变化量比温度变化量大的热敏电阻器，并且该热敏电阻器具有从电压或电流的变化量得知温度的结构。注意，温度检测部77具有如下功能：检测急速充电之际的电池温度、电池外围电路所产生的热的影响、以及电池内部短路时的充电导致的发热等。
作为构成图12中的温度检测部77的热敏电阻器，虽然一般使用±1℃以内的热敏电阻器，但是热敏电阻器的材质只要能根据其用途使用，就可以使用任何材质如NTC热敏电阻器、PTC热敏电阻器、以及CTR热敏电阻器等。
如上所述那样，在设置第一DC转换电路22及第二DC转换电路25，并且控制从外部输入的电力的供应目的地来保护第一DC转换电路的状态下，进行电池的充电，由此可以有效地利用电力。
注意，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式所示的半导体装置的结构组合来实施。
实施方式2
在本实施方式中，参照附图说明将本发明的半导体装置形成为能够通过无线收发信息的无线标签(也称作RFID(射频识别)标签、IC(集成电路)标签、IC芯片、RF标签、电子标签)的情况。
本实施方式所示的半导体装置包括：天线40；第一DC转换电路22；限制电路13；充电电路14；调制被编码化了的数据的调制电路28；将从天线40接收的信号数字化的解调电路29；将第一DC转换电路22的输出电压变为恒定电压的恒压电路30；时钟产生电路31；编码化电路32；控制电路33；判定电路34；以及存储器35(参照图3)。注意，上述限制电路13包括第一检测电路23、开关元件24、以及第二DC转换电路25，而充电电路14包括电池26及充电控制电路27。此外，将具备编码化电路32、控制电路33、判定电路34、以及存储器35的电路称作逻辑电路38，并且从恒压电路30到逻辑电路38供应恒定电压。
注意，也可以作为无线标签、无线芯片利用本实施方式所示的半导体装置。
此外，将图3的具体结构示于图4。
图4所示的方式与图3所示的方式相同。注意，第一检测电路23包括4级连接二极管49、电阻元件50、p沟道型晶体管51、以及n沟道型晶体管52，而第一DC转换电路22包括电容器44、二极管45、二极管46、电容器47、以及电阻元件48(参照图4)。开关元件24只要控制输入部10和第DC转换电路25之间的电连接即可，为了简单地说明本实施方式的工作，而在图4中使用n沟道型晶体管来构成。
接下来，参照图4说明通过无线从读写器接收指令且通过无线向该读写器发送应答的无线标签的工作。
从读写器发送来的指令被分类成载波和指令信号。将载波用作使无线标签工作的电源电压，而指令信号由逻辑电路38分析。具体来说，首先，天线40接收电力，第一DC转换电路22将从输入部10输出的交流电压转换为直流电压且将该直流电压供应到恒压电路30。并且，恒压电路30产生时钟产生电路31和逻辑电路38的电源电压。从读写器发送来的指令信号由于是被编码化的，所以由解调电路29数字化。数字化了的数据由判定电路34判定解调了的数据是否正常被接收，并且控制电路33抽出蓄积在存储器35中的数据。并且，编码化电路32进行来自标签的应答信号的编码化，该被编码化了的信号由调制电路28负载调制，应答信号发送到读写器。
对第一检测电路23的工作原理进行说明。当来自第一DC转换电路22的输出电压低，并且4级连接二极管49不导通时，第一检测电路23不工作。当来自第一DC转换电路22的输出电压高，并且4级连接二极管49导通时，电流流入到电阻元件50，在p沟道型晶体管51的栅极和源极之间产生电压，以p沟道型晶体管51导通。然后，由于电压施加到用作开关元件24的n沟道型晶体管的栅极，所以n沟道型晶体管导通，并且第二DC转换电路25将从输入部10输出的交流电压转换为直流电压。由第二DC转换电路25转换了的直流电压充电在充电电路14中。
此外，从第一DC转换电路22或电池26输出的电压由恒压电路30调整为恒定电压，然后输出到时钟产生电路31和逻辑电路38。恒压电路30包括参考电路和差动放大电路。此外，在参考电路产生基准电压，并且在差动放大电路比较该基准电压和输入到恒压电路30中的电压，来产生恒定电压。
参考电路81包括：具备p沟道型晶体管83和p沟道型晶体管84的电流镜电路；n沟道型晶体管85；n沟道型晶体管86；以及电阻元件87(参照图13A)。差动放大电路82包括：具备p沟道型晶体管89和p沟道型晶体管90的电流镜电路；n沟道型晶体管91；p沟道型晶体管92；p沟道型晶体管93；n沟道型晶体管94；n沟道型晶体管95；n沟道型晶体管96；电容器97；以及电容器98(参照图13B)。
对参考电路81的工作原理进行说明。当直流电压施加到Vin，并且p沟道型晶体管83和p沟道型晶体管84的栅极和源极之间的电位为阈值以上时，p沟道型晶体管83和p沟道型晶体管84导通。然后，当n沟道型晶体管85的栅极电位上升，并且Vgs变为阈值以上时，n沟道型晶体管85导通。此时，电流流入到电阻元件87，在该电阻元件87中产生电压降，如果其值为n沟道型晶体管86的阈值以上，n沟道型晶体管86就导通。参考电路具备作为恒流电路的电流镜电路，并且在p沟道型晶体管83和p沟道型晶体管84中流过相同的电流。通过以上工作原理，Vbias处产生差动放大电路的比较用基准电压。
对差动放大电路82的工作原理进行说明。p沟道型晶体管89和p沟道型晶体管90当其栅极和源极之间的电压变为小于阈值时导通。当p沟道型晶体管89导通时，由于n沟道型晶体管91如果其栅极和源极之间的电位为阈值以上就导通，所以p沟道型晶体管89的栅极和源极之间产生电位差。结果，p沟道型晶体管92导通，因此电压产生在Vdd。p沟道型晶体管93和n沟道型晶体管94为二极管连接，并且差动放大电路82以p沟道型晶体管93和n沟道型晶体管94的栅极节点与从参考电路供应的Vbias相同的方式工作。
通过如上那样的参考电路81和差动放大电路82的工作进行输入到恒压电路30中的电压的稳定化。
存储器35包括可以在很长时间保持数据而不需要供应电力的EEPROM和FeRAM，鉴于写入速度、写入电压、写入能等，FeRAM更实用。
二极管45、46、49也可以通过使n沟道型晶体管的栅极节点和漏极节点导通来构成而不使用二极管元件。
天线40的形状根据通讯方式选择即可，本实施方式所示的无线标签中，可以通过电磁感应方式或电波方式进行通讯。
上述负载调制的目的在于根据天线的终端或连接状态改变来自天线的反射量或相位来进行数据的密码化。负载调制包括电阻负载调制和容量性负载调制。
上述无线标签是对应于ASK调制方式、FSK调制方式、以及PSK调制方式的。ASK调制方式是改变要发送的信号振幅的方式。在100％的ASK调制的情况下，将“0”设定为振荡停止，而将“1”设定为振荡。FSK调制方式是改变要发送的信号的频率的方式。PSK调制方式是改变要发送的信号相位的方式。
在本实施方式所示的半导体装置中，通过在图3所示的位置安装充电电路14，在电池中蓄积剩余电力，以保护第一DC转换电路22。此外，通过将充电的电压供应到恒压电路30，可以实现从来不能实现的远距离通讯。
注意，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式所示的半导体装置的结构组合来实施。
实施方式3
本实施方式所示的半导体装置包括第一DC转换电路22、限制电路13、充电电路14、第一恒压电路54、第二恒压电路55、以及第一放电控制电路201。注意，限制电路13包括第一检测电路23、开关元件24、以及第二DC转换电路25，充电电路14包括电池26，并且第一放电控制电路201包括第二检测电路43、开关元件56、开关元件57、以及缓冲器36(参照图6)。
对本实施方式所示的半导体装置的工作进行说明。注意，在以下解释中，在第一放电控制电路201不工作的情况下，开关元件56保持导通状态而开关元件57保持不导通状态。
首先，当从外部到输入部10输入交流电压时，第一DC转换电路22将交流电压转换为直流电压且输入到第一检测电路23。在输入到第一检测电路23的直流电压小于一定的电压值(Vx)的情况下，开关元件24保持不导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电绝缘的状态)，从而该直流电压不供应到第二DC转换电路25。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后供应到第一恒压电路54。在第一放电控制电路201不工作的期间中，由于开关元件56处于导通状态，所以第一恒压电路54的输出电压施加到第三输出部15。注意，作为输入到输入部10的交流电压，例如可以利用通过将输入部10连接到天线来获得的交流电压。
此外，输入到第一检测电路23的直流电压为一定的电压值(Vx)以上的情况下，开关元件24处于导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电连接的状态)。结果，输入到输入部10的交流电压在由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后供应到第一恒压电路54的同时，通过开关元件24由第二DC转换电路25转换为直流电压，然后供应到设置在充电电路14中的电池26。在第一放电控制电路201不工作的期间中，由于开关元件56处于导通状态而开关元件57处于不导通状态，所以第一恒压电路54对第三输出部15供应恒压，充电电路14的充电电压不供应到第二恒压电路55。
输入到输入部10的交流电压与从第一DC转换电路22输出的直流电压之间有相关关系，即，第一DC转换电路22的输出电压随着输入到输入部10的交流电压增大而增加。在从第一DC转换电路22输出的电压为一定的值以上的情况下，有可能破坏包括第一DC转换电路22且连接到第一输出部11的电路，因此通过设置限制电路13，当高交流电压供应到输入部10时，将该高交流电压供应到充电电路14。
随着输入到输入部10的交流电压减小，由第二检测电路43检测出的从第一恒压电路54输出的电压变为使第一放电控制电路201工作的电压(Vy以下)时，开关元件56变为不导通状态而开关元件57变为导通状态，所以第一恒压电路54的输出电压不施加到第三输出部15。另一方面，充电电路14的充电电压供应到第二恒压电路55，第二恒压电路55的输出电压仅仅施加到第三输出部15。
第一DC转换电路22将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出到第一恒压电路54、限制电路13。此外，第二DC转换电路25当开关元件24导通时将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出到充电电路14。第一DC转换电路22和第二DC转换电路25分别可以使用半波整流电路、半波二倍压整流电路、全波整流电路、或者科克罗夫特电路等来构成。注意，第一DC转换电路22和第二DC转换电路25既可由同一结构构成，又可由不同结构构成。
注意，在图6中，通过将第一检测电路23设置在第一DC转换电路22之后，可以在第一DC转换电路22的输出电压小于最大额定值的状态下使限制电路13工作，但是也可以采用在其他位置布置第一检测电路23的结构。
此外，也可以采用第三输出部15与上述实施方式所示的逻辑电路和时钟产生电路等集成电路或需要电源的负载的结构。
注意，虽然在图6中示出了将第二DC转换电路25设置在限制电路13中的情况，但是也可以采用设置在充电电路14的结构。
第二检测电路43、缓冲器36、开关元件56、以及开关元件57的设置地方不局限于本实施方式所示的地方，优选适合用途地连接。例如，第二检测电路43也可以设置在第一DC转换电路22的输出而不设置在第一恒压电路54的输出。缓冲器36也可以设置在开关元件57的输入而不设置在开关元件56的输入。开关元件56也可以设置在第一恒压电路54的输入而不设置在第一恒压电路54的输出。开关元件57也可以设置在第二恒压电路55的输出而不设置在充电电路14的输出。
第一恒压电路54和第二恒压电路55也可以具有包括上述实施方式所示的参考电路81和差动放大电路82的结构(参照图13A和13B)。
第一恒压电路54和第二恒压电路55既可由同一结构构成，又可由不同结构构成。
此外，当充电时，通过控制串联连接第一DC转换电路22和连接到第一输出部11的电路而得出的阻抗Z1以及串联连接第二DC转换电路25和电池26而得出的阻抗Z2，来可以调整对连接到第一输出部11的电路的供应电力和对电池26的供应电力的比率。阻抗Z1及阻抗Z2的控制依赖于第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，因此通过实施者选择性地设定第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，来适当地控制阻抗Z1及阻抗Z2的值即可。
此外，也可以采用在充电电路14中设置充电控制电路27来控制电池26的充电的结构。
如上所示那样，通过对实施方式1的结构追加第一恒压电路54、第二恒压电路55、以及第一放电控制电路201，除了在保护第一DC转换电路的状态下对电池充电之外，还可以确定充电电路14的充电电压的使用周期。此外，通过使用两个恒压电路，可以消除第一恒压电路和第二恒压电路的干扰。
注意，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式所示的半导体装置的结构组合来实施。
实施方式4
本实施方式所示的半导体装置包括输入部10、第一DC转换电路22、限制电路13、充电电路14、以第一DC转换电路22和电池26为供应源的恒压电路58、以及第二放电控制电路202(参照图7)。注意，限制电路13包括第一检测电路23、开关元件24、以及第二DC转换电路25，充电电路14包括电池26，并且第二放电控制电路202包括第二检测电路43、开关元件59。
具体来说，与上述实施方式3中所示的结构相比，恒压电路的数目和放电控制电路的结构不同。
对本实施方式所示的半导体装置的工作进行说明。
首先，当从外部到输入部10输入交流电压时，第一DC转换电路22将交流电压转换为直流电压且输入到第一检测电路23。在输入到第一检测电路23的直流电压小于一定的电压值(Vx)的情况下，开关元件24保持不导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电绝缘的状态)，从而该直流电压不供应到第二DC转换电路25。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后供应到第一输出部11，即，恒压电路58。在第二检测电路43不工作的期间中，由于开关元件59处于不导通状态，所以第一DC转换电路22的输出电压施加到恒压电路58，并且在恒压电路58中所产生的电压施加到第三输出部15。
另一方面，输入到第一检测电路23的直流电压为一定的电压值(Vx)以上的情况下，电压施加到开关元件24，该开关元件24变为导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电连接的状态)。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后供应到恒压电路58。此外，输入到输入部10的交流电压由第二DC转换电路25转换为直流电压，然后供应到设置在充电电路14中的电池26。在第二放电控制电路202不工作的期间中，由于开关元件59处于不导通状态，所以第一DC转换电路22对恒压电路58供应直流电压，电池26的充电电压不供应到恒压电路58。
此外，在以电池26充电的状态对输入部10供应小于最低工作电压的交流电压的情况下，输入到第一检测电路23的直流电压小于一定的电压值(Vx)，电压不施加到开关元件24，该开关元件24处于不导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电绝缘的状态)。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压且供应到恒压电路58。此外，在输入到第二检测电路43的直流电压变为一定的电压值(Vy)以下的情况下，电压施加到开关元件59，该开关元件59变为导通状态(第一输出部11和第二输出部12电连接的状态)，电池26的充电电压施加到恒压电路58。结果，即使小于芯片最低工作电压的交流电压供应到输入部10，通过利用电池26的充电电压，也可以产生恒压电路58的饱和电压(Vz)以上的电压。
第一DC转换电路22将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出到恒压电路58和限制电路13。此外，第二DC转换电路25当开关元件24导通时将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出到充电电路14。第一DC转换电路22和第二DC转换电路25分别可以使用半波整流电路、半波二倍压整流电路、全波整流电路、或者科克罗夫特电路等来构成。注意，第一DC转换电路22和第二DC转换电路25既可由同一结构构成，又可由不同结构构成。
注意，在图7中，通过将第一检测电路23设置在第一DC转换电路22之后，可以在第一DC转换电路22的输出电压小于最大额定值的状态下使限制电路13工作，但是也可以采用在其他位置布置第一检测电路23的结构。
注意，虽然在图7中示出了将第二DC转换电路25设置在限制电路13中的情况，但是也可以采用设置在充电电路14的结构。
输入到输入部10的交流电压与从第一DC转换电路22输出的直流电压之间有相关关系，即，第一DC转换电路22的输出电压随着输入到输入部10的交流电压增大而增加。在从第一DC转换电路22输出的电压为一定的值以上的情况下，有可能破坏包括第一DC转换电路22且连接到第一输出部11的电路，因此通过设置限制电路13，当高交流电压供应到输入部10时，将该高交流电压除了第三输出部15以外还供应到充电电路14。就是说，通过并联地增多负载，可以减少施加到第一DC转换电路22的负担。
随着输入到输入部10的交流电压减小，由第二检测电路43检测出的从恒压电路58输出的电压变为使第二放电控制电路202工作的电压(Vy以下)时，开关元件59处于导通状态，所以第一DC转换电路22的输出电压和充电电路14的充电电压供应到恒压电路58，恒压电路58的输出电压施加到第三输出部15。关于上述第二放电控制电路202，当在第一DC转换电路22对恒压电路58施加恒压电路58的输入电压最大额定值的状态下，将充电电路14的充电电压施加到恒压电路58时，有可能恒压电路58破坏，因此，必须要根据其用途考虑充电电路14的放电条件。注意，当将第二检测电路43的工作电压设定为芯片最低工作电压时，有可能在电池放电之后芯片不工作，因此，将该第二检测电路43的工作电压设定为比芯片最低工作电压稍微高。
第二检测电路43的设置地方不局限于本实施方式所示的恒压电路58的输出。例如，可以设置在第一DC转换电路22的输出。
作为恒压电路58，可以使用具备参考电路81和差动放大电路82的电路，所述参考电路81产生用来使差动放大电路82进行电压比较的基准电压，并且所述差动放大电路82进行恒压电路58的输出电压和参考电路产生电压的比较(参照图13A和13B)。
此外，当充电时，通过控制串联连接第一DC转换电路22和连接到第一输出部11的电路而得出的阻抗Z1以及串联连接第二DC转换电路25和电池26而得出的阻抗Z2，来可以调整对连接到第一输出部11的电路的供应电力和对电池26的供应电力的比率。阻抗Z1及阻抗Z2的控制依赖于第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，因此通过实施者选择性地设定第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，来适当地控制阻抗Z1及阻抗Z2的值即可。
此外，也可以采用在充电电路14中设置充电控制电路27来控制电池26的充电的结构。
注意，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式所示的半导体装置的结构组合来实施。
实施方式5
本实施方式所示的半导体装置包括输入部10、第一限制电路203、充电电路14、第二放电控制电路202、第二限制电路204、以及第一DC转换电路22(参照图8)。注意，第一限制电路203包括第一检测电路23、开关元件24、以及第二DC转换电路25，充电电路14包括电池26、以及充电控制电路27，第二放电控制电路202包括第二检测电路43、开关元件59，并且第二限制电路204包括AND电路39、电气元件21、以及开关元件60。
接下来，对本实施方式所示的半导体装置的工作进行说明。
首先，当从外部到输入部10输入交流电压时，第一DC转换电路22将交流电压转换为直流电压，然后输入到第一检测电路23。在输入到第一检测电路23的直流电压小于一定的电压值(Vx)的情况下，开关元件24保持不导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电绝缘的状态)，从而该直流电压不供应到第二DC转换电路25。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后该直流电压供应到第一输出部11。
另一方面，输入到第一检测电路23的直流电压为一定的电压值(Vx)以上的情况下，电压施加到开关元件24，该开关元件24变为导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电连接的状态)。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后该直流电压施加到第一输出部11。此外，输入到输入部10的交流电压通过开关元件24由第二DC转换电路25转换为直流电压，然后从第二DC转换电路25输出的电压供应到设置在充电电路14中的电池26。在第二放电控制电路202不工作的期间中，由于开关元件59处于不导通状态，所以第一DC转换电路22对第一输出部11施加直流电压，充电电路14的充电电压不施加到第二输出部12。
随着输入到输入部10的交流电压减小，由第二检测电路43检测出的从第一DC转换电路22输出的电压变为使第二放电控制电路202工作的电压(Vy以下)时，开关元件59处于导通状态，所以第一DC转换电路22的输出电压施加到第一输出部11，充电电路14的充电电压施加到第二输出部12。关于上述第二放电控制电路202，必须要根据其用途确定充电电路14的放电条件。当将放电控制电路202的工作电压设定为半导体装置的最低工作电压+α时，可以防止当利用半导体装置作为无线标签时导致不工作状态，并且可以改善远距离一侧的通讯距离特性。
第一DC转换电路22将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出。此外，第二DC转换电路25当开关元件24导通时将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出到充电电路14。第一DC转换电路22和第二DC转换电路25分别可以使用半波整流电路、半波二倍压整流电路、全波整流电路、或者科克罗夫特电路等来构成。注意，第一DC转换电路22和第二DC转换电路25既可由同一结构构成，又可由不同结构构成。
注意，虽然在图8中示出了将第二DC转换电路25设置在第一限制电路203中的情况，但是也可以采用设置在充电电路14的结构。
在充电电路14的电池26处于满充电状态，并且第一DC转换电路22产生用来使第一检测电路23工作的电压的情况下，充电电路14的充电控制电路27遮断第二DC转换电路25和电池26，以便防止电池26的过充电。由此，不能采取第一DC转换电路22的退化措施。为了防止这种情况，而在本实施方式中在输入部10设置第二限制电路204。第二限制电路204如上述那样当第一检测电路23工作时，根据电池26的充电状况(例如在电池处于满充电状态的情况下)工作。此外，电气元件21的尺寸在电阻元件中尽可能地缩小，而在电容元件中尽可能地扩大，以增多流入到电气元件21中的电流，来大幅度地改变阻抗。必须要考虑到此而确定电气元件21的尺寸。
第二检测电路43的设置地方不局限于本实施方式所示的第一DC转换电路22的输出。例如，如上那样，可以将恒压电路或集成电路等连接到第一输出部11和第二输出部12，并且在这恒压电路或集成电路等的输入或输出设置第二检测电路43。
此外，当充电时，通过控制串联连接第一DC转换电路22和连接到第一输出部11的电路而得出的阻抗Z1以及串联连接第二DC转换电路25和充电电路14而得出的阻抗Z2，来可以调整对连接到第一输出部11的电路的供应电力和对电池26的供应电力的比率。阻抗Z1及阻抗Z2的控制依赖于第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，因此通过实施者选择性地设定第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，来适当地控制阻抗Z1及阻抗Z2的值即可。
如上所述那样，在本实施方式中，通过如图8所示那样对实施方式2的结构添加地连接电气元件21、开关元件60、AND电路39、以及充电控制电路27，当电池26处于满充电状态时，可以对第一DC转换电路22和电池26的双方采取保护措施。
注意，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式所示的半导体装置的结构组合来实施。
实施方式6
本实施方式所示的半导体装置包括输入部10、第一DC转换电路22、限制电路13、充电电路14、以第一DC转换电路22和电池26为供应源的恒压电路58、第二放电控制电路202、以及时钟产生电路31(参照图9)。注意，限制电路13包括第一检测电路23、开关元件24、以及第二DC转换电路25，充电电路14包括电池26，第二放电控制电路202包括检测出恒压电路58的输出电压的第二检测电路43、以及开关元件59。
本实施方式的目的在于抑制时钟产生电路31的振荡频率波动，这是因为调制之际的第一DC转换电路22的输出压降而产生的。为了抑制时钟产生电路31的振荡频率波动，而需要使恒压电路58的输出电压稳定化。恒压电路58的供应源是第一DC转换电路22，并且当第一DC转换电路22的输出电压变成小于恒压电路58的饱和输出电压时，时钟产生电路31的振荡频率就波动。就是说，作为时钟产生电路31的振荡频率波动的措施方法，如果供应到恒压电路58的电压经常为恒压电路58的饱和电压以上，就可以抑制时钟产生电路31的振荡频率波动。从而，本实施方式通过如下方法解决上述问题，即，将充电电路14充电的电压供应到恒压电路58，以使供应到恒压电路58的电压经常为恒压电路58的饱和电压以上。
接下来，对本实施方式所示的半导体装置的工作进行说明。
首先，当从外部到输入部10输入交流电压时，第一DC转换电路22将该交流电压转换为直流电压，然后输入到第一检测电路23。在输入到第一检测电路23的直流电压小于一定的电压值(Vx)的情况下，开关元件24保持不导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电绝缘的状态)，从而该直流电压不供应到第二DC转换电路25。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后该直流电压施加到恒压电路58。然后，恒压电路58将恒定电压施加到时钟产生电路31，该时钟产生电路31产生时钟。此处，由于当从第一DC转换电路22输出的电压下降到小于恒压电路58的饱和电压时，恒压电路58的输出电压也下降，因此时钟产生电路31的振荡频率变为不稳定的状态。
另一方面，输入到第一检测电路23的直流电压为一定的电压值(Vx)以上的情况下，电压施加到开关元件24，该开关元件24变为导通状态(输入部10和第二DC转换电路25电连接的状态)。结果，输入到输入部10的交流电压由第一DC转换电路22转换为直流电压，然后该直流电压施加到第一输出部11。此外，输入到输入部10的交流电压通过开关元件24由第二DC转换电路25转换为直流电压，然后该第二DC转换电路25的输出电压施加到设置在充电电路14中的电池26。在第二放电控制电路202不工作的期间中，由于开关元件59处于不导通状态，所以第一DC转换电路22对恒压电路58施加直流电压，电池26的充电电压不施加到恒压电路58。恒压电路58的输出电压施加到时钟产生电路31，并且该时钟产生电路31产生时钟且输出。
随着输入到输入部10的交流电压减小，由第二检测电路43检测出的从第一DC转换电路22输出的电压变为使第二放电控制电路202工作的电压(Vy以下)时，开关元件59处于导通状态，所以第一DC转换电路22的输出电压及充电电路14的充电电压施加到恒压电路58。关于上述第二放电控制电路202，必须要根据其用途确定充电电路14的放电条件。
第一DC转换电路22将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出到恒压电路58和限制电路13。此外，第二DC转换电路25当开关元件24导通时将从输入部10输入的交流电压转换为直流电压且输出到充电电路14。第一DC转换电路22和第二DC转换电路25分别可以使用半波整流电路、半波二倍压整流电路、全波整流电路、或者科克罗夫特电路等来构成。注意，第一DC转换电路22和第二DC转换电路25既可由同一结构构成，又可由不同结构构成。
注意，在图9中，通过将第一检测电路23设置在第一DC转换电路22之后，可以在第一DC转换电路22的输出电压小于最大额定值的状态下使限制电路13工作，但是也可以采用在其他位置布置第一检测电路23的结构。
注意，虽然在图9中示出了将第二DC转换电路25设置在限制电路13中的情况，但是也可以采用设置在充电电路14的结构。
第二检测电路43的设置地方不局限于本实施方式所示的恒压电路58的输出。例如，也可以设置在第一DC转换电路22的输出。
此外，当充电时，通过控制串联连接第一DC转换电路22和连接到第一输出部11的电路而得出的阻抗Z1以及串联连接第二DC转换电路25和充电电路14而得出的阻抗Z2，来可以调整对连接到第一输出部11的电路的供应电力和对电池26的供应电力的比率。阻抗Z1及阻抗Z2的控制依赖于第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，因此通过实施者选择性地设定第一DC转换电路22及第二DC转换电路25的元件尺寸，来适当地控制阻抗Z1及阻抗Z2的值即可。
如上所述那样，在本实施方式中，通过对实施方式4的第三输出部15连接时钟产生电路31，第二放电控制电路以小于恒压电路58的饱和电压值的电压值工作，可以采取在短距离通讯之际防止第一DC转换电路退化的措施，并且抑制时钟产生电路的振荡频率波动。
注意，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式所示的半导体装置的结构组合来实施。
实施方式7
在本实施方式中，参照附图说明与上述实施方式不同的半导体装置。
本实施方式所示的半导体装置包括：第一DC转换电路22；限制电路13；充电电路14；调制被编码了的数据的调制电路28；将接收了的信号数字化的解调电路29；将第一DC转换电路22的输出电压变为恒定电压的第一恒压电路54；将从充电电路14的输出电压变为恒定电压的第二恒压电路55；时钟产生电路31；存储器37；以及逻辑电路38(参照图10)。注意，限制电路13包括第一检测电路23、开关元件24、以及第二DC转换电路25，并且充电电路14包括电池26和充电控制电路27。此外，从第一恒压电路54输出的恒定电压供应到逻辑电路38，并且从第二恒压电路55输出的恒定电压供应到存储器37。
像这样，通过采用对存储器37从电池26供应电源的结构，即使在作为存储器37使用SRAM或DRAM的情况下，当不从外部供应电力时，也可以保持数据。例如，可以采用如下结构：在作为存储器37使用SRAM型的存储器的情况下，当从外部经过连接到输入部10的天线供应电力时，逻辑电路38驱动来对存储器37写入数据，而当不从外部供应电力时，通过从电池26供应的电力来保持存储器37的数据。
注意，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式所示的半导体装置的结构组合来实施。
实施方式8
在本实施方式中，参照附图说明上述实施方式所示的半导体装置的制造方法的一个例子。在本实施方式中，说明在同一衬底上使用薄膜晶体管设置半导体装置的限制电路、逻辑电路、充电电路等电路中所包括的元件的情况。此外，说明使用薄膜二次电池作为设置在充电电路中的电池的例子。不言而喻，也可以采用设置双电层电容器等而代替二次电池的结构。注意，在本实施方式中，说明在支撑衬底上设置薄膜晶体管等元件，然后将该元件转移到具有挠性的衬底上的情况。
首先，在衬底1301的一个表面上夹着绝缘膜1302形成剥离层1303，接着，层叠形成用作基底膜的绝缘膜1304和半导体膜(例如，包含非晶硅的膜)1305(参照图14A)。注意，绝缘膜1302、剥离层1303、绝缘膜1304、以及半导体膜1305可以连续形成。
衬底1301是选自玻璃衬底、石英衬底、金属衬底如不锈钢衬底等、陶瓷衬底、以及半导体衬底如Si衬底等、SOI(Silicon onInsulator；绝缘体上硅)衬底等中的衬底。另外，作为塑料衬底，也可以选择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)、以及丙烯等的衬底。注意，在本工序中，剥离层1303夹着绝缘膜1302地设置在衬底1301的整个面上，但是，必要时，也可以在衬底1301的整个面上设置剥离层之后，通过光刻法选择性地设置。
作为绝缘膜1302、绝缘膜1304，通过CVD法或溅射法等，使用如下绝缘材料来形成：氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)、氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)等。例如，当将绝缘膜1302、绝缘膜1304形成为两层结构时，优选作为第一层绝缘膜形成氮氧化硅膜并且作为第二层绝缘膜形成氧氮化硅膜。此外，也可以作为第一层绝缘膜形成氮化硅膜并且作为第二层绝缘膜形成氧化硅膜。绝缘膜1302用作防止杂质元素从衬底1301混入到剥离层1303或形成在其上的元件的阻挡层，而绝缘膜1304用作防止杂质元素从衬底1301、剥离层1303混入到形成在其上的元件的阻挡层。像这样，通过形成作为阻挡层发挥功能的绝缘膜1302、1304可以防止来自衬底1301的Na等碱金属和碱土金属、以及来自剥离层1303中的杂质元素给形成在其上的元件造成不良影响。注意，在例如使用石英作为衬底1301的情况下，也可以省略绝缘膜1302、1304。
作为剥离层1303，可以使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，可以使用由选自钨(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)中的元素或以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的膜的单层结构或叠层结构而形成。另外，可以通过溅射法或各种CVD法如等离子体CVD法等而形成上述材料。作为金属膜和金属氧化膜的叠层结构，在形成上述金属膜之后，进行在氧气气氛中或在N2O气氛中的等离子体处理、在氧气气氛中或在N2O气氛中的加热处理，以在金属膜的表面上设置该金属膜的氧化物或氧氮化物。例如，在通过溅射法或CVD法等形成钨膜作为金属膜的情况下，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。另外，例如，也可以在形成金属膜(例如，钨)之后，通过溅射法在该金属膜上设置氧化硅等的绝缘膜的同时，在金属膜上形成金属氧化物(例如，在钨上形成钨氧化物)。
通过溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等以25nm至200nm(优选为30nm至150nm)的厚度形成非晶半导体膜1305。
接下来，对非晶半导体膜1305照射激光来进行晶化。注意，也可以通过将激光的照射和利用RTA或退火炉的热结晶法、使用有助于晶化的金属元素的热结晶法进行组合的方法等进行非晶半导体膜1305的晶化。之后，将获得的结晶半导体膜蚀刻为所希望的形状来形成结晶半导体膜1305a至1305f，并且覆盖该半导体膜1305a至1305f地形成栅极绝缘膜1306(参照图14B)。
作为栅极绝缘膜1306，通过CVD法或溅射法等，使用如下绝缘材料来形成：氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等。例如，当将栅极绝缘膜1306形成为两层结构时，优选作为第一层绝缘膜形成氧氮化硅膜并且作为第二层绝缘膜形成氮氧化硅膜。此外，也可以作为第一层绝缘膜形成氧化硅膜并且作为第二层绝缘膜形成氮化硅膜。
以下简单地说明结晶半导体膜1305a至1305f的制造工序的一个例子。首先，通过等离子体CVD法形成50nm至60nm厚的非晶半导体膜。接着，将包含作为促进晶化的金属元素的镍的溶液保持在非晶半导体膜上，接着对非晶半导体膜进行脱氢处理(在500℃下，一个小时)和热结晶处理(在550℃下，四个小时)，来形成结晶半导体膜。然后，通过照射激光且使用光刻法，来形成结晶半导体膜1305a至1305f。注意，也可以只通过照射激光而不进行使用促进晶化的金属元素的热结晶，来使非晶半导体膜晶化。
作为用于晶化的激光振荡器，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)。作为此处可采用的激光束，可以采用从如下激光器的一种或多种激光器中振荡发出的激光束，即气体激光器如Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器等；将在单晶的YAG、YVO4、镁橄榄石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4中添加Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta之中的一种或多种作为掺杂物而获得的材料用作介质的激光器；玻璃激光器；红宝石激光器；变石激光器；Ti：蓝宝石激光器；铜蒸气激光器；以及金蒸气激光器。通过照射这种激光束的基波以及这些基波的二次谐波到四次谐波的激光束，可以获得大粒径的晶体。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，需要大约0.01MW/cm2至100MW/cm2(优选为0.1MW/cm2至10MW/cm2)的激光功率密度。而且，以大约10cm/sec至2000cm/sec的扫描速度照射。注意，将在单晶的YAG、YVO4、镁橄榄石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4中添加Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta之中的一种或多种作为掺杂物而获得的材料用作介质的激光器、Ar离子激光器、或者Ti：蓝宝石激光器可以进行连续振荡，可以通过Q开关动作或锁模等以10MHz以上的振荡频率进行脉冲振荡。当使用10MHz以上的振荡频率来使激光束振荡时，在半导体膜由激光熔化之后并在凝固之前，对半导体膜照射下一个脉冲。因此，由于不同于使用振荡频率低的脉冲激光的情况，可以在半导体膜中连续地移动固相和液相之间的界面，所以可以获得沿扫描方向连续生长的晶粒。
此外，也可以通过对半导体膜1305a至1305f进行上述高密度等离子体处理来使其表面氧化或氮化，以形成栅极绝缘膜1306。例如，通过引入了稀有气体如He、Ar、Kr、Xe等与氧气、氧化氮(NO2)、氨气、氮气或氢气等的混合气体的等离子体处理，形成栅极绝缘膜1306。在此情况下，通过引入微波进行等离子体的激发时，可以产生低电子温度且高密度的等离子体。可以通过使用由该高密度等离子体产生的氧自由基(有可能含有OH自由基)或氮自由基(有可能含有NH自由基)，使半导体膜的表面氧化或氮化。
通过使用了上述高密度等离子体的处理，厚度为1nm至20nm，典型为5nm至10nm的绝缘膜形成于半导体膜上。由于此时的反应为固相反应，因此可以使该绝缘膜和半导体膜之间的界面能级密度极低。由于上述高密度等离子体处理直接使半导体膜(晶体硅或多晶硅)氧化(或氮化)，所以在理想上可以将所形成的绝缘膜的厚度形成为不均匀性极小的状态。再者，由于即使在晶体硅的晶粒界面也不会进行强烈的氧化，所以实现非常优选的状态。换句话说，通过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，以可以形成具有良好的均匀性且界面能级密度较低的绝缘膜而不会在晶粒界面中引起异常的氧化反应。
作为栅极绝缘膜，既可仅仅使用通过高密度等离子体处理形成的绝缘膜，此外，又可通过利用了等离子体或热反应的CVD法将氧化硅、氧氮化硅或氮化硅等的绝缘膜堆积且层叠在所述绝缘膜上。在任意一种情况下，将通过高密度等离子体形成的绝缘膜包含于栅极绝缘膜的一部分或全部而形成的晶体管，可以减少特性差异。
此外，一边对半导体膜照射连续振荡激光束或以10MHz以上的频率振荡的激光束，一边向一个方向扫描而使该半导体膜晶化而获得的半导体膜1305a至1305f，具有其晶体沿该激光束的扫描方向成长的特性。当使该扫描方向与沟道长度方向(形成沟道形成区域时载流子流动的方向)一致地配置晶体管，并且组合上述栅极绝缘膜时，可以获得特性差异小且电场效应迁移率高的薄膜晶体管(TFT)。
接着，在栅极绝缘膜1306上层叠形成第一导电膜和第二导电膜。在此，第一导电膜通过CVD法或溅射法等以20nm至100nm的厚度而形成。第二导电膜以100nm至400nm的厚度而形成。作为第一导电膜和第二导电膜，采用选自钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)和铌(Nb)等中的元素或以这些元素为主要成分的合金材料或化合物材料而形成。或者，采用以掺杂了磷等杂质元素的多晶硅为代表的半导体材料而形成第一导电膜和第二导电膜。作为第一导电膜和第二导电膜的组合的实例，可以举出氮化钽膜和钨膜、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，因此在形成第一导电膜和第二导电膜之后，可以进行用来热激活的加热处理。此外，在不是两层结构而是三层结构的情况下，最好采用钼膜、铝膜和钼膜的叠层结构。
接着，利用光刻法形成由抗蚀剂构成的掩模，并且进行蚀刻处理以形成栅电极和栅极线，从而在半导体膜1305a至1305f的上方形成栅电极1307。在此，示出了采用第一导电膜1307a和第二导电膜1307b的叠层结构形成栅电极1307的例子。
接着，以栅电极1307为掩模，通过离子掺杂法或离子注入法对半导体膜1305a至1305f以低浓度添加赋予n型的杂质元素，然后通过光刻法选择性地形成由抗蚀剂构成的掩模，以高浓度添加赋予p型的杂质元素。作为呈现n型的杂质元素，可以使用磷(P)、砷(As)等。作为呈现p型的杂质元素，可以使用硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)等。在此，使用磷(P)作为赋予n型的杂质元素，以1×1015至1×1019/cm3的浓度选择性地引入到半导体膜1305a至1305f，以形成呈现n型的杂质区域1308。此外，使用硼(B)作为赋予p型的杂质元素，以1×1019至1×1020/cm3的浓度选择性地引入到半导体膜1305c、1305e，以形成呈现p型的杂质区域1309(参照图14C)。
接着，覆盖栅极绝缘膜1306和栅电极1307地形成绝缘膜。通过等离子体CVD法或溅射法等以单层或叠层方式形成含有无机材料如硅、硅的氧化物或硅的氮化物的膜、或含有有机材料如有机树脂等的膜，从而形成绝缘膜。接着，通过以垂直方向为主体的各向异性蚀刻选择性地蚀刻绝缘膜，从而形成与栅电极1307的侧面接触的绝缘膜1310(也称为侧壁)。绝缘膜1310用作当形成LDD(轻掺杂漏)区域时的掺杂用的掩模。
接着，将通过光刻法形成的由抗蚀剂构成的掩模和栅电极1307及绝缘膜1310用作掩模，对半导体膜1305a、1305b、1305d、1305f以高浓度添加赋予n型的杂质元素，以形成呈现n型的杂质区域1311。在此，使用磷(P)作为赋予n型的杂质元素，1×1019至1×1020/cm3的浓度选择性地引入到半导体膜1305a、1305b、1305d、1305f，以形成呈现比杂质区域1308高浓度的n型的杂质区域1311。
通过以上工序，形成n沟道型薄膜晶体管1300a、1300b、1300d、1300f和p沟道型薄膜晶体管1300c、1300e(参照图14D)。
在n沟道型薄膜晶体管1300a中，沟道形成区域形成在与栅电极1307重叠的半导体膜1305a的区域中，形成源区或漏区的杂质区域1311形成在不与栅电极1307及绝缘膜1310重叠的区域中，而低浓度杂质区域(LDD区域)形成在与绝缘膜1310重叠且沟道形成区域和杂质区域1311之间。此外，n沟道型薄膜晶体管1300b、1300d、1300f也同样形成有沟道形成区域、低浓度杂质区域、以及杂质区域1311。
在p沟道型薄膜晶体管1300c中，沟道形成区域形成在与栅电极1307重叠的半导体膜1305c的区域中，形成源区或漏区的杂质区域1309形成在不与栅电极1307重叠的区域中。此外，p沟道型薄膜晶体管1300e也同样形成有沟道形成区域以及杂质区域1309。注意，这里，虽然在p沟道型薄膜晶体管1300c、1300e未设置LDD区域，但是既可采用在p沟道型薄膜晶体管设置LDD区域的结构，又可采用在n沟道型薄膜晶体管不设置LDD区域的结构。
接下来，以单层或叠层的方式形成绝缘膜以覆盖半导体膜1305a至1305f、栅电极1307等，并且在该绝缘膜上形成导电膜1313，以使该导电膜1313与形成薄膜晶体管1300a至1300f的源区或漏区的杂质区域1309、1311电连接(参照图15A)。绝缘膜通过CVD法、溅射法、SOG法、液滴喷出法、丝网印刷法等使用无机材料如硅的氧化物或硅的氮化物等、有机材料如聚酰亚胺、聚酰胺、苯并环丁烯、丙烯、环氧等、或者硅氧烷材料等，以单层或叠层的方式形成。在此，以两层的方式设置所述绝缘膜，分别形成氮氧化硅膜和氧氮化硅膜作为第一层绝缘膜1312a和第二层绝缘膜1312b。此外，导电膜1313可以形成薄膜晶体管1300a至1300f的源电极或漏电极。
注意，优选在形成绝缘膜1312a、1312b之前，或者在形成绝缘膜1312a、1312b中的一个或多个薄膜之后，进行用于恢复半导体膜的结晶性、使添加到半导体膜中的杂质元素活性化、或者使半导体膜氢化的加热处理。作为加热处理，优选适用热退火法、激光退火法、或者RTA法等。
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)中的元素、或者以这些元素为主要成分的合金材料或化合物材料以单层或叠层的方式形成导电膜1313。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碳和硅中的一方或两方与镍的合金材料。作为导电膜1313，例如可以使用由阻挡膜、铝硅(Al-Si)膜和阻挡膜组成的叠层结构、或者由阻挡膜、铝硅(Al-Si)膜、氮化钛膜和阻挡膜组成的叠层结构。注意，阻挡膜相当于由钛、钛的氮化物、钼或钼的氮化物组成的薄膜。因为铝或者铝硅具有电阻低并且价格低廉的特性，所以作为用于形成导电膜1313的材料最合适。此外，当设置上层和下层的阻挡层时，可以防止铝或铝硅的小丘的产生。此外，当形成由高还原性的元素即钛构成的阻挡膜时，即使在结晶半导体膜上形成有较薄的自然氧化膜，也可以使该自然氧化膜还原，而获得与结晶半导体膜之间的良好接触。
接下来，覆盖导电膜1313地形成绝缘膜1314，并且在该绝缘膜1314上形成导电膜1315a、1315b，以分别与形成薄膜晶体管1300a、1300f的源电极或漏电极的导电膜1313电连接。此外，还形成导电膜1316，以使该导电膜1316与形成薄膜晶体管1300b的源电极或漏电极的导电膜1313分别电连接。注意，导电膜1315a、1315b和导电膜1316也可以由同一材料同时形成。导电膜1315a、1315b和导电膜1316可以使用上述导电膜1313中所示的任何材料形成。
接下来，形成用作天线的导电膜1317，以使该导电膜1317与导电膜1316电连接(参照图15B)。
绝缘膜1314通过CVD法或溅射法等使用如下材料的单层结构或叠层结构而形成：具有氧或氮的绝缘膜如氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等；包含碳的膜如DLC(类金刚石碳)膜等；有机材料如环氧、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并环丁烯、丙烯等；或者硅氧烷材料如硅氧烷树脂等。注意，硅氧烷材料相当于包含Si-O-Si键的材料。硅氧烷的骨架结构由硅(Si)和氧(O)的键构成。作为取代基，使用至少包含氢的有机基(例如烷基、芳烃)。作为取代基，也可以使用氟基。或者，作为取代基，也可以使用至少包含氢的有机基以及氟基。
导电膜1317通过CVD法、溅射法、印刷法如丝网印刷或凹版印刷等、液滴喷出法、分配器法、镀敷法等使用导电材料形成。导电材料是选自铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)中的元素、或者以这些元素为主要成分的合金材料或化合物材料，并且以单层结构或叠层结构形成导电膜1317。
例如，在通过丝网印刷法形成用作天线的导电膜1317的情况下，可以通过选择性地印刷将粒径为几nm至几十μm的导电粒子溶解或分散于有机树脂中而成的导电膏来设置导电膜1317。作为导电粒子，可以使用银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)、以及钛(Ti)等中的任何一个以上的金属粒子或卤化银的微粒、或者分散性纳米粒子。另外，作为包含于导电膏的有机树脂，可以使用选自用作金属粒子的粘结剂、溶剂、分散剂及覆盖剂的有机树脂中的一种或多种。可以典型地举出环氧树脂、硅酮树脂等的有机树脂。此外，在形成导电膜时，优选在设置导电膏之后进行焙烧。例如，在作为导电膏的材料使用以银为主要成分的微粒(例如粒径为1nm以上且100nm以下)的情况下，可以通过在150℃至300℃的温度范围内进行焙烧来固化，而获得导电膜。此外，也可以使用以焊料或无铅焊料为主要成分的微粒，在此情况下，优选使用粒径为20μm以下的微粒。焊料或无铅焊料具有成本低等的优点。
此外，导电膜1315a、1315b在以后的工序中能够用作与本发明的半导体装置所包括的二次电池电连接的布线。此外，也可以在形成用作天线的导电膜1317时，以电连接到导电膜1315a、1315b的方式另行形成导电膜，以将该导电膜用作连接到二次电池的布线。
接下来，在覆盖导电膜1317地形成绝缘膜1318之后，从衬底1301剥离包括薄膜晶体管1300a至1300f、导电膜1317等的层(以下写为“元件形成层1319”)。在此，可以通过照射激光(例如UV光)在除了薄膜晶体管1300a至1300f以外的区域中形成开口部之后(参照图15C)，利用物理力从衬底1301剥离元件形成层1319。此外，也可以在剥离元件形成层1319之际，通过一边使用液体如水等濡湿一边剥离，可以防止设置在元件形成层1319中的薄膜晶体管因静电而破坏。此外，再次利用剥离了元件形成层1319的衬底1301，由此可以缩减成本。
绝缘膜1318通过CVD法或溅射法等使用如下材料的单层结构或叠层结构而形成：具有氧或氮的绝缘膜如氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等；包含碳的膜如DLC(类金刚石碳)膜等；有机材料如环氧、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并环丁烯、丙烯等或硅氧烷材料如硅氧烷树脂等。
在本实施方式中，在通过激光的照射在元件形成层1319中形成开口部之后，将第一片材1320贴合到该元件形成层1319的一个表面(露出绝缘膜1318的面)，然后从衬底1301剥离元件形成层1319(参照图16A)。
接下来，通过进行加热处理和加压处理中的一方或两方将第二片材1321贴合到元件形成层1319的另一个表面(因剥离而露出的面)(参照图16B)。作为第一片材1320、第二片材1321，可以使用热熔膜等。
此外，作为第一片材1320、第二片材1321，也可以使用进行了防止静电等的抗静电处理的膜(以下写为抗静电膜)。作为抗静电膜，可以举出在树脂中分散有抗静电材料的膜、以及贴有抗静电材料的膜等。作为设有抗静电材料的膜，既可采用单面上设有抗静电材料的膜，又可采用双面上设有抗静电材料的膜。再者，既可将单面上设有抗静电材料的膜贴到层上并使设有抗静电材料的一面置于膜的内侧，又可将单面上设有抗静电材料的膜贴到层上并使设有抗静电材料的一面置于膜的外侧。注意，该抗静电材料设在膜的整个面或一部分上即可。在此，作为抗静电材料，可以使用金属、铟和锡的氧化物(ITO)、界面活性剂如两性界面活性剂、阳离子界面活性剂、非离子界面活性剂等。此外，作为抗静电材料，除了上述以外，还可以使用包含具有羧基和季铵碱作为侧链的交联共聚物高分子的树脂材料等。可以通过将这些材料贴在膜上，揉入在膜中，或者涂敷在膜上而形成抗静电膜。通过使用抗静电膜进行密封，可以抑制当作为商品使用时来自外部的静电等给半导体元件造成的负面影响。
注意，设置在半导体装置的充电电路中的电池通过将薄膜二次电池连接到导电膜1315a、1315b而形成，而与二次电池的连接又可在从衬底1301剥离元件形成层1319之前(图15B或图15C的阶段)进行，又可在从衬底1301剥离元件形成层1319之后(图16A的阶段)进行，并且又可在由第一片材及第二片材密封了元件形成层1319之后(图16B的阶段)进行。以下，参照图17A至图18B说明连接形成元件形成层1319和二次电池的一个例子。
在图15B中，与用作天线的导电膜1317同时形成分别与导电膜1315a、1315b电连接的导电膜1331a、1331b。接着，在覆盖导电膜1317、导电膜1331a、1331b地形成绝缘膜1318之后，形成开口部1332a、1332b，以使导电膜1331a、1331b的表面露出。然后，在通过激光的照射在元件形成层1319中形成开口部之后，将第一片材1320贴合到该元件形成层1319的一个表面(露出绝缘膜1318的面)，然后从衬底1301剥离元件形成层1319(参照图17A)。
接下来，在将第二片材1321贴合到元件形成层1319的另一个表面(因剥离而露出的面)之后，从第一片材1320剥离元件形成层1319。从而，在此，使用粘合性低的材料作为第一片材1320。接着，选择性地形成分别通过开口部1332a、1332b电连接到导电膜1331a、1331b的导电膜1334a、1334b(参照图17B)。
导电膜1334a、1334b通过CVD法、溅射法、印刷法如丝网印刷或凹版印刷等、液滴喷出法、分配器法、镀敷法等使用导电材料而形成。导电材料是选自铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)中的元素、或者以这些元素为主成分的合金材料或化合物材料，并且以单层结构或叠层结构形成导电膜1334a、1334b。
注意，在此，表示在从衬底1301剥离元件形成层1319之后，形成导电膜1334a、1334b的例子，但是也可以在形成导电膜1334a、1334b之后，从衬底1301剥离元件形成层1319。
接下来，在衬底上形成有多个元件的情况下，将元件形成层1319按每一个元件切断(参照图18A)。当进行切断时可以使用激光照射装置、切割装置、划片装置等。在此，通过照射激光，分别切断形成在一片衬底的多个元件。
接下来，将切断的元件与二次电池电连接(参照图18B)。在本实施方式中，作为半导体装置的充电电路的电池使用薄膜二次电池，依次层叠有集电体薄膜、负极活性物质层、固体电解质层、正极活性物质层、集电体薄膜的薄膜层。
导电膜1336a、1336b通过CVD法、溅射法、印刷法如丝网印刷或凹版印刷等、液滴喷出法、分配器法、镀敷法等使用导电材料形成。导电材料是选自铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)中的元素、或者以这些元素为主要成分的合金材料或化合物材料，并且以单层结构或叠层结构形成导电膜1336a、1336b。导电材料需要是与负极活性物质的粘合性良好且电阻低的，尤其是铝、铜、镍、钒等很合适于导电材料。
接下来，详细地说明薄膜二次电池的结构。在导电膜1336a上形成负极活性物质层1381。一般使用氧化钒(V2O5)等。接着，在负极活性物质层1381上形成固体电解质层1382。一般使用磷酸锂(Li3PO4)等。接下来，在固体电解质层1382上形成正极活性物质层1383。一般使用锰酸锂(LiMn2O4)等。也可以使用钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)等。接下来，在正极活性物质层1383上形成成为电极的集电体薄膜1384。集电体薄膜1384需要是与正极活性物质层1383的粘合性良好且电阻低的，可以使用铝、铜、镍、钒等。
上述负极活性物质层1381、固体电解质层1382、正极活性物质层1383、集电体薄膜1384的每个薄膜层既可使用溅射技术形成，又可使用蒸发淀积技术形成。每个层的厚度优选为0.1μm至3μm。
接下来，涂布树脂来形成层间膜1385。然后，蚀刻该层间膜1385以形成接触孔。层间膜1385不局限于树脂，也可以为通过CVD法等形成的氧化膜等的其他膜，但是，从平坦性的观点来看，优选为树脂。此外，也可以使用感光树脂而不使用蚀刻来形成接触孔。接下来，在层间膜1385上形成布线层1386，与导电膜1334b连接，来确保二次电池的电连接。
在此，分别连接设置在元件形成层1319的导电膜1334a、1334b与成为预先层叠的薄膜二次电池1389的连接端子的导电膜1336a、1336b。在此，表示如下情况：通过具有粘结性的材料如各向异性导电膜(ACF)或各向异性导电膏(ACP)等压合来电连接，从而实现导电膜1334a和导电膜1336a的连接或导电膜1334b和导电膜1336b的连接。在此，表示使用具有粘结性的树脂1337所包含的导电粒子1338进行连接的例子。此外，除了上述以外，还可以使用导电粘结剂如银膏、铜膏或碳膏等、或者焊接等进行连接。
注意，晶体管的结构可以采用各种各样的方式，而不局限于本实施方式所示的特定结构。例如，也可以采用栅电极的数量为两个以上的多栅极结构。如果采用多栅极结构，则变成沟道区串联连接的结构，从而成为多个晶体管串联连接的结构。通过采用多栅极结构，可以降低关断电流，提高晶体管的耐压性来改善可靠性，并且实现当在饱和区域工作时即使漏极-源极间电压改变，漏极和源极之间流过的电流也不大改变，可以获得稳定的特性。此外，也可以采用在沟道上下布置栅电极的结构。通过采用在沟道上下布置栅电极的结构，沟道区增大，可以增加电流值，并且容易产生耗尽层，从而减小S值。如果在沟道上下布置栅电极，则变成多个晶体管并联连接的结构。
此外，也可以采用在沟道上布置栅电极的结构、在沟道下布置栅电极的结构、交错结构、反交错结构。另外，沟道区还可以分成多个区域，并且该多个沟道区可以并联连接或串联连接。此外，源电极或漏电极还可以重叠于沟道(或其一部分)。通过采用源电极或漏电极与沟道(或其一部分)重叠的结构，可以防止在沟道的一部分聚集电荷而其工作变得不稳定。此外，也可以具有LDD区域。通过设置LDD区域，可以降低关断电流，提高晶体管的耐压性来改善可靠性，并且实现当在饱和区域工作时，即使漏极-源极之间的电压改变，漏极-源极之间的电流也不大改变，以可以获得稳定的特性。
另外，本实施方式的半导体装置的制造方法可以适用于本说明书中所述的其他实施方式中的半导体装置。
实施方式9
在本实施方式中，参照附图说明与上述实施方式8不同的半导体装置的制造方法。在本实施方式中，说明在同一半导体衬底上设置半导体装置的限制电路、逻辑电路、充电电路等中所包括的元件等的情况。此外，在本实施方式中说明使用上述实施方式8所说明的二次电池作为设置在充电电路中的电池的例子。不言而喻，也可以采用设置有双电层电容器等而代替二次电池的结构。
首先，在半导体衬底2300上形成绝缘膜(也称为场氧化膜)2302，使得形成区域2304、2306(以下也称为元件形成区域2304、2306、或者元件分离区域2304、2306)(参照图19A)。设置在半导体衬底2300上的区域2304、2306都由绝缘膜2302(也称为场氧化膜)分离。此外，在此表示使用具有n型导电型的单晶Si衬底作为半导体衬底2300，并且在半导体衬底2300的区域2306设置p阱2307的例子。
此外，作为半导体衬底2300，只要是半导体则并没有特别的限制而可以使用。例如，可以使用具有n型或p型导电型的单晶Si衬底、化合物半导体衬底(GaAs衬底、InP衬底、GaN衬底、SiC衬底、蓝宝石衬底、ZnSe衬底等)、通过贴合法或SIMOX(Separation byImplanted Oxygen；注氧隔离)法而制造的SOI(绝缘体上硅)衬底等。
对区域2304、2306可以适当地使用选择氧化法(LOCOS(硅局部氧化)法)或深沟分离法等。
此外，形成在半导体衬底2300的区域2306中的p阱2307可以通过将具有p型导电型的杂质元素选择性地引入到半导体衬底2300中而形成。作为呈现p型的杂质元素，可以使用硼(B)、铝(Al)、以及镓(Ga)等。
注意，在本实施方式中，由于使用具有n型导电型的半导体衬底作为半导体衬底2300，所以对区域2304没有引入杂质元素，但是也可以通过引入呈现n型的杂质元素而在区域2304形成n阱。作为呈现n型的杂质元素，可以使用磷(P)、砷(As)等。另一方面，在使用具有p型导电型的半导体衬底的情况下，也可以采用如下结构：对区域2304引入呈现n型的杂质元素来形成n阱，而对区域2306不进行杂质元素的引入。
接下来，分别覆盖区域2304、2306地形成绝缘膜2332、2334(参照图19B)。
例如可以通过进行热处理，以使设置在半导体衬底2300的区域2304、2306的表面氧化，从而以氧化硅膜形成绝缘膜2332、2334。此外，也可以使用通过热氧化法形成了氧化硅膜，然后进行氮化处理，从而使氧化硅膜的表面氮化，由此以氧化硅膜和具有氧和氮的膜(氧氮化硅膜)的叠层结构形成绝缘膜2332、2334。
另外，也可以如上述那样使用等离子体处理形成绝缘膜2332、2334。例如，可以对设置在半导体衬底2300的区域2304、2306的表面通过高密度等离子体处理进行氧化处理或氮化处理，来形成氧化硅膜或氮化硅膜作为绝缘膜2332、2334。此外，也可以在通过高密度等离子体处理对区域2304、2306的表面进行氧化处理之后，再次进行高密度等离子体处理，以进行氮化处理。在此情况下，氧化硅膜形成为与区域2304、2306的表面接触，氧氮化硅膜形成在该氧化硅膜上，因此，绝缘膜2332、2334成为层叠有氧化硅膜和氧氮化硅膜的膜。此外，也可以在通过热氧化法在区域2304、2306的表面上形成氧化硅膜之后，通过高密度等离子体处理进行氧化处理或氮化处理。
此外，形成在半导体衬底2300的区域2304、2306的绝缘膜2332、2334在之后完成的晶体管中用作栅极绝缘膜。
接下来，以覆盖形成在区域2304、2306上方的绝缘膜2332、2334的方式形成导电膜(参照图19C)。在此，示出了按顺序层叠导电膜2336和导电膜2338来形成导电膜的例子。不言而喻，导电膜也可以以单层或三层以上的叠层结构形成。
作为导电膜2336、2338，可以由选自钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)和妮(Nb)等中的元素、或者以这些元素为主要成分的合金材料或化合物材料形成。此外，导电膜2336、2338还可以由使这些元素氮化的金属氮化膜形成。除此之外，导电膜2336、2338还可以由以掺杂了磷等杂质元素的多晶硅为代表的半导体材料形成。
在此，使用氮化钽形成导电膜2336，并且在其上使用钨层叠形成导电膜2338。此外，除此之外，还可以使用选自氮化钨、氮化钼和氮化钛中的单层或叠层膜作为导电膜2336，并且使用选自钽、钼和钛中的单层或叠层膜作为导电膜2338。
接下来，通过选择性地蚀刻并去除层叠设置的导电膜2336、2338，在区域2304、2306上方的一部分残留导电膜2336、2338，以分别形成栅电极2340、2342(参照图20A)。
接着，通过覆盖区域2304地选择性地形成抗蚀剂掩模2348，并且使用该抗蚀剂掩模2348、栅电极2342作为掩模对区域2306引入杂质元素，来形成杂质区域(参照图20B)。作为杂质元素，使用赋予n型的杂质元素或赋予p型的杂质元素。作为呈现n型的杂质元素，可以使用磷(P)或砷(As)等。作为呈现p型的杂质元素，可以使用硼(B)、铝(Al)或镓(Ga)等。在此，使用磷(P)作为杂质元素。
在图20B中，通过引入杂质元素，在区域2306中形成：形成源区或漏区的杂质区域2352和沟道形成区域2350。
接着，通过覆盖区域2306地选择性地形成抗蚀剂掩模2366，并且使用该抗蚀剂掩模2366、栅电极2340作为掩模对区域2304引入杂质元素，来形成杂质区域(参照图20C)。作为杂质元素，使用赋予n型的杂质元素或赋予p型的杂质元素。作为呈现n型的杂质元素，可以使用磷(P)或砷(As)等。作为呈现p型的杂质元素，可以使用硼(B)、铝(Al)或镓(Ga)等。在此，引入具有与在图20B中引入到区域2306中的杂质元素不同的导电型的杂质元素(例如，硼(B))。结果，在区域2304中形成：形成源区或漏区的杂质区域2370和沟道形成区域2368。
接下来，覆盖绝缘膜2332、2334、栅电极2340、2342地形成第二绝缘膜2372，并且在该第二绝缘膜2372上形成布线2374，该布线2374与分别形成在区域2304、2306中的杂质区域2352、2370电连接(参照图21A)。
第二绝缘膜2372通过CVD法或溅射法等使用如下材料的单层结构或叠层结构而形成：具有氧或氮的绝缘膜如氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等；包含碳的膜如DLC(类金刚石碳)膜等；有机材料如环氧、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并环丁烯、丙烯等；或者硅氧烷材料如硅氧烷树脂等。注意，硅氧烷材料相当于包含Si-O-Si键的材料。硅氧烷的骨架结构由硅(Si)和氧(O)的键构成。作为取代基，使用至少包含氢的有机基(例如烷基、芳烃)。作为取代基，也可以使用氟基。或者，作为取代基，也可以使用至少包含氢的有机基以及氟基。
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)中的元素、或者以这些元素为主要成分的合金材料或化合物材料以单层或叠层的方式形成布线2374。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碳和硅中的一方或两方与镍的合金材料。作为布线2374，例如可以使用由阻挡膜、铝硅(Al-Si)膜和阻挡膜组成的叠层结构、或者由阻挡膜、铝硅(Al-Si)膜、氮化钛膜和阻挡膜组成的叠层结构。注意，阻挡膜相当于由钛、钛的氮化物、钼或钼的氮化物组成的薄膜。因为铝和铝硅具有电阻低并且价格低廉的特性，所以作为用于形成布线2374的材料最合适。此外，当设置上层和下层的阻挡层时，可以防止铝或铝硅的小丘的产生。此外，当形成由高还原性的元素的钛构成的阻挡膜时，即使在结晶半导体膜上形成有薄的自然氧化膜，也可以使该自然氧化膜还原，而获得与结晶半导体膜的良好接触。
注意，要附记的是，构成本发明的半导体装置的晶体管的结构不局限于图示的结构。例如，可采用反交错型结构、鳍式场效晶体管(FinFET)结构等的晶体管结构。通过采用鳍式场效晶体管结构，可以抑制随着晶体管尺寸的微细化的短沟效应，因此这是优选的。
在本实施方式中，二次电池层叠形成在连接到晶体管的布线2374上。二次电池依次层叠有集电体薄膜、负极活性物质层、固体电解质层、正极活性物质层、集电体薄膜的薄膜层(参照图21B)。因此，兼用二次电池的集电体薄膜的布线2374的材料需要是与负极活性物质的粘合性良好且电阻低的，尤其是铝、铜、镍、钒等很合适。
接下来，详细地说明薄膜二次电池的结构。在布线2374上形成负极活性物质层2391。一般使用氧化钒(V2O5)等。接着，在负极活性物质层2391上形成固体电解质层2392。一般使用磷酸锂(Li3PO4)等。接下来，在固体电解质层2392上形成正极活性物质层2393。一般使用锰酸锂(LiMn2O4)等。也可以使用钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)等。接下来，在正极活性物质层2393上形成成为电极的集电体薄膜2394。集电体薄膜2394需要是与正极活性物质层2393的粘合性良好且电阻低的，可以使用铝、铜、镍、钒等。
上述负极活性物质层2391、固体电解质层2392、正极活性物质层2393、集电体薄膜2394的每个薄膜层既可使用溅射技术形成，又可使用蒸发淀积技术形成。此外，每个层的厚度优选为0.1μm至3μm。
接下来，涂布树脂来形成层间膜2396。然后，蚀刻该层间膜2396以形成接触孔。层间膜不局限于树脂，也可以为通过CVD法等形成的氧化膜等的其他膜，但是，从平坦性的观点来看，优选为树脂。此外，也可以使用感光树脂而不使用蚀刻来形成接触孔。接下来，在层间膜2396上形成布线层2395，与布线2397连接，由此确保二次电池和晶体管的电连接。
通过采用如上结构，在本发明的半导体装置中，可以获得在单晶衬底上形成晶体管，并且在其上具有薄膜二次电池的结构。因此，在本发明的半导体装置中，通过实现极薄化、小型化，而可以提供物理形状的自由度高的半导体装置。
注意，本实施方式中的半导体装置的制造方法可以适用于本说明书中所述的其他实施方式中的半导体装置。
实施方式10
在本实施方式中，说明通过无线通讯来进行数据交换的本发明的半导体装置、以及使用该半导体装置的通讯系统的用途。本发明的半导体装置例如可以设置在纸币、硬币、有价证券、无记名债券、证书(驾驶执照、居民证等)、包装容器(包装纸、瓶等)、DVD(数字通用光盘)软件、CD(光盘)中来使用。另外，还可以设置在记录介质如录像带等、交通工具如汽车、摩托车、自行车等、个人物品类如提包、眼镜等、食品类、衣类、生活用品类、以及电子设备等来使用。电子设备是指液晶显示装置、EL(电致发光)显示装置、电视装置(简称电视机或电视图像接收机)、以及便携式电话机等。
本发明的半导体装置可以被贴在物品表面或者被嵌入到物品中来固定于物品上。例如，如果是书，就可以被嵌入到纸中；而如果是由有机树脂构成的包装，就可以被嵌入到该有机树脂中。通过将半导体装置提供到纸币、硬币、有价证券类、无记名债券类、证书类等，可以防止伪造。另外，通过将半导体装置提供于包装用容器类、记录介质、个人物品、食品类、衣类、生活用品类、电子设备等，可以实现产品检查系统或租赁店中的系统等的效率化。另外，通过将半导体装置提供于交通工具类，可以防止伪造和偷窃。另外，通过将半导体装置嵌入到诸如动物等的活体中，可以容易地识别各个活体，例如通过将无线标签嵌入到诸如家畜等的活体中，可以容易识别出生年、性别、或种类等。
像这样，本发明的半导体装置可以提供到任何物品(包括活体)来使用。
接着，参照图22A说明使用了半导体装置的系统的一个方式。在包括显示部9521的终端9520上设置有天线及连接到该天线的读写器。本发明的半导体装置9531被设置在物品A9532中，而本发明的半导体装置9523被设置在物品B9522中。在图22A中，示出内服药作为物品A或物品B的实例。当将终端9520的天线对准物品A9532所包括的半导体装置9531时，和商品有关的信息如物品A9532的原材料和原产地、各生产工序的检查结果、流通过程的记录以及商品的说明等显示在显示部9521上。当将终端9520的天线对准物品B9522所包括的半导体装置9523时，和商品有关的信息如物品B9522的原材料和原产地、各生产工序的检查结果、流通过程的记录以及商品的说明等显示在显示部9521上。这里示出参考图22B的流程图来说明利用图22A所示的系统的商业模型的实例。
关于过敏反应的信息被输入到终端9520(步骤1)。关于过敏反应的信息是关于医药产品、它们的成分等的信息，其可能使某些人产生过敏反应。如上所述，通过设置在终端9520中的天线获得关于物品A 9532即内服药A的信息(步骤2)。关于内服药A的信息包括关于内服药A的成分等的信息。将关于过敏反应的信息与所获得的关于内服药A的成分等的信息相比较，来判断是否一致(步骤3)。如果一致，那么终端9520的使用者被警告某些人可能会对内服药A有过敏反应(步骤4)。如果不一致，那么终端9520的使用者被通知某些人对内服药A具有过敏反应的风险低(内服药A安全的事实)(步骤5)。在步骤4或步骤5中，作为将该信息告知到终端9520的使用者的方法，既可以显示在终端9520的显示部9521上，又可以发出终端9520的警报等。
而且，图22C示出商业模型的另一实例。关于当同时使用时会有危险的内服药的组合或当同时使用时会有危险的内服药的成分的组合的信息(在下文中称作组合信息)被输入到终端9520(步骤1)。如上所述，通过设置在终端9520中的天线获得关于物品A 9532即内服药A的信息(步骤2a)。关于内服药A的信息包括关于内服药A的成分等的信息。随后，如上所述，通过设置在终端9520中的天线获得关于物品B 9522即内服药B的信息(步骤2b)。关于内服药B的信息包括关于内服药B的成分等的信息。像这样，获得关于多种内服药的信息。将组合信息与所获得的关于该多种内服药的信息比较，来判断是否一致，亦即是否包含当同时使用时会有危险的内服药的成分的相应组合(步骤3)。如果一致，那么终端9520的使用者被警告(步骤4)。如果不一致，那么终端9520的使用者被告知安全(步骤5)。在步骤4或步骤5中，作为将该信息告知到终端9520的使用者的方法，既可以显示在终端9520的显示部9521上，又可以发出终端9520的警报等。
另外，本实施方式可以与本说明书中的其他实施方式的技术要素组合来实施。也就是说，通过采用本发明，可以意向性地偏移构成半导体装置的天线与芯片本体之间的阻抗匹配。从而，即使在半导体装置与读写器之间的通讯距离极短的情况等下，也可以防止因半导体装置接收大电力而产生的故障，并且可以提高半导体装置的可靠性。换言之，可以使半导体装置正常地工作，而不使半导体装置内部的元件退化或者不使半导体装置本身破坏。
本说明书根据2006年12月26日在日本专利局受理的日本专利申请编号2006-349381而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (14)

1.一种半导体装置，包括：
天线；
与所述天线电连接的第一AC/DC转换电路；
与所述天线通过开关元件电连接的第二AC/DC转换电路；
对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制所述开关元件的工作的检测电路；以及
蓄积从所述天线通过所述第二AC/DC转换电路供应的电力的电池。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述电池与所述第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接。
3.一种半导体装置，包括：
天线；
与所述天线电连接的第一AC/DC转换电路；
与所述天线通过开关元件电连接的第二AC/DC转换电路；
对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制所述开关元件的工作的检测电路；
蓄积从所述天线通过所述第二AC/DC转换电路供应的电力的电池；以及
接收来自所述天线通过所述第一AC/DC转换电路的第一电力和来自所述电池的第二电力的逻辑电路。
4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述电池与所述第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接。
5.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述逻辑电路具有编码化电路、控制电路、判定电路、以及存储器。
6.一种半导体装置，包括：
天线；
与所述天线电连接的第一AC/DC转换电路；
与所述天线通过第一开关元件电连接的第二AC/DC转换电路；
对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制所述第一开关元件的工作的第一检测电路；
蓄积从所述天线通过所述第二AC/DC转换电路供应的电力的电池；
对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制第二开关元件及第三开关元件的第二检测电路；以及
接收来自所述天线通过所述第一AC/DC转换电路及所述第二开关元件的第一电力和来自所述电池通过所述第三开关元件的第二电力的逻辑电路。
7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述电池与所述第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接。
8.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述逻辑电路具有编码化电路、控制电路、判定电路、以及存储器。
9.一种半导体装置，包括：
天线；
与所述天线电连接的第一AC/DC转换电路；
与所述天线通过第一开关元件电连接的第二AC/DC转换电路；
对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制所述第一开关元件的工作的第一检测电路；
蓄积从所述天线通过所述第二AC/DC转换电路供应的电力的电池；
与所述第一AC/DC转换电路电连接且与所述电池通过第二开关元件电连接的恒压电路；以及
对应于从所述恒压电路输出的电压值而控制所述第二开关元件的工作的第二检测电路。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述电池与所述第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接。
11.根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述恒压电路具有参考电路和差动放大电路。
12.一种半导体装置，包括：
天线；
与所述天线电连接的第一AC/DC转换电路；
与所述天线通过第一开关元件电连接的第二AC/DC转换电路；
与所述天线通过电气元件电连接的第二开关元件；
与所述第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接且蓄积从所述天线供应的电力的电池；
对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压值而控制所述第一开关元件的工作且对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压及所述电池的充电状况而控制所述第二开关元件的工作的第一检测电路；
与所述电池电连接的第三开关元件；以及
对应于从所述第一AC/DC转换电路输出的电压而控制所述第三开关元件的工作的第二检测电路。
13.一种半导体装置，包括：
天线；
将从外部通过所述天线供应的电力转换为直流电压的第一AC/DC转换电路；
比较从所述第一AC/DC转换电路输出的电力和基准电力的检测电路；
对应于从所述检测电路的输出工作的开关元件；
将通过所述开关元件供应的电力转换为直流电压的第二AC/DC转换电路；以及
蓄积从所述第二AC/DC转换电路输出的电力的电池，
其中当所述开关元件工作时，从外部供应的电力的至少一部分通过所述第二AC/DC转换电路供应到所述电池。
14.根据权利要求13所述的半导体装置，其中所述电池与所述第二AC/DC转换电路通过充电控制电路电连接。
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