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Die Erfindung betrifft einen Chip, eine Chip-Anordnung und ein Verfahren zum Herstellen eines Chips.
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Bei einem herkömmlichen Chip ist ein elektronischer Schaltkreis mit logischen Schaltungen monolithisch auf einem Träger, beispielsweise einem Substrat, ausgebildet. Der elektronische Schaltkreis kann beispielsweise ein Kommunikationsmodul zum Kommunizieren, beispielsweise zum Austauschen von Daten, mit einer externen Vorrichtung, beispielsweise einem externen Lesegerät aufweisen. Zum unterstützen der Kommunikation kann eine Antenne beispielsweise monolithisch in den Chip integriert sein. Eine derartige Antenne kann beispielsweise eine Spule aufweisen (Coil an Module, Spule auf Modul). Eine Sende- und/oder Empfangsleistung und/oder eine Verbindungsqualität können beispielsweise mittels einer bezüglich des Chips extern ausgebildeten Booster-Antenne positiv beeinflusst werden. Die Booster-Antenne kann mit der monolithisch auf dem Chip integrierten Antenne gekoppelt sein, beispielsweise induktiv.
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Der Chip kann beispielsweise mittels einer externen Energiequelle, beispielsweise einer Batterie betrieben werden, die elektrisch mit dem Chip gekoppelt ist, beispielsweise mittels eines Drahtes und/oder einer Lötverbindung, beispielsweise mittels einer Bondverbindung. Alternativ dazu kann die Energie induktiv übertragen werden, beispielsweise mittels der Antenne, beispielsweise falls der Chip eine RFID-Vorrichtung aufweist oder eine RFID-Vorrichtung ist. Zum induktiven Übertragen von Energie zum Betreiben des Chips muss der Chip relativ nah an der die Energie übertragenden externen Vorrichtung, beispielsweise dem externen Lesegerät, angeordnet sein, da relativ viel Energie zum Betreiben des Chips erforderlich ist und übertragen werden muss. Insbesondere ist grundsätzlich die Energie, die zum Betreiben des Chips erforderlich ist, größer als die Energie, die mittels des elektromagnetischen Wechselfeldes zum Auslesen der Daten des Chips implizit übertragen wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Chip und/oder eine Chip-Anordnung bereitgestellt, der bzw. die ein einfaches Herstellen und/oder Betreiben eines elektronischen Schaltkreises des Chips ermöglichen und/oder der bzw. die eine große Reichweite bei einer kontaktfreien Kommunikation haben.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Chip bereitgestellt. Der Chip hat einen Träger, einen über dem Träger ausgebildeten integrierten Schaltkreis und ein Energiespeicherelement. Das Energiespeicherelement weist eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf und dient zum Versorgen des integrierten Schaltkreises mit elektrischer Energie. Der Träger, der integrierte Schaltkreis und das Energiespeicherelement sind monolithisch ausgebildet, wobei die erste Elektrode von dem Träger gebildet ist.
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Das Energiespeicherelement dient als Energiequelle für den integrierten Schaltkreis des Chips. Der Chip ist somit unabhängig von einer externen Energiequelle. Dies kann dazu beitragen, auf eine elektrische Kopplung, beispielsweise mittels eines elektrisch leitfähigen Drahtes, mit einer externen Energiequelle, beispielsweise einer extern angeordneten Batterie, verzichten zu können. Dies kann dazu beitragen, den Chip und/oder die Chip-Anordnung einfach und/oder kostengünstig herzustellen. Ferner kann eine Reichweite bei einer kontaktfreien Kommunikation mit dem Chip besonders groß sein, da über das entsprechende elektromagnetische Feld keine Energie zum Betreiben des Chips übertragen werden muss, wie beispielsweise notwendig bei einer induktiven Kopplung zum Versorgen mit Energie, sondern lediglich die Daten übertragen werden müssen. Ferner kann das monolithisch integrierte Energiespeicherelement dazu beitragen, den Chip besonders einfach betreiben zu können, und/oder ermöglicht, den Chip für eine Vielfalt von Anwendungen verwenden zu können, bei denen es vorteilhaft ist, keine körperliche Verbindung zu der externen Vorrichtung zu benötigen.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Chip eine über dem Träger ausgebildete und mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelte Antenne auf. Die Antenne trägt dazu bei, dass der integrierte Schaltkreis kontaktfrei, beispielsweise ohne Drahtverbindung, mit einer externen Lesevorrichtung kommunizieren kann. Die Antenne kann beispielsweise dazu beitragen, eine besonders große Reichweite bei der kontaktfreien Kommunikation zu erzielen. Ferner kann die Antenne für eine induktive Kopplung mit einer Booster-Antenne verwendet werden, wodurch die Reichweite zur Datenübertragen weiter vergrößert werden kann. Die Antenne ist beispielsweise so angeordnet und ausgebildet, dass der integrierte Schaltkreis zwischen der Antenne und dem Träger angeordnet ist. Die Antenne kann mit dem integrierten Schaltkreis beispielsweise mittels einer Leiterbahn und/oder einem Via des Chips elektrisch gekoppelt sein. Die Antenne kann beispielsweise eine Spule aufweisen. Alternativ kann der Chip mit der externen Lesevorrichtung beispielsweise kapazitiv gekoppelt sein und die Daten können mittels der kapazitiven Kopplung übertragen werden. Für die kapazitive Kopplung kann der Halbeiterchip Elektroden aufweisen, die einen Kondensator bilden und die elektrisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt sind.
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Die Kommunikation mit der externen Lesevorrichtung kann passiv, aktiv, semiaktiv, bidirektional und/oder unidirektional erfolgen. Ferner kann die Kommunikation bei einer oder mehreren Trägerfrequenzen erfolgen, beispielsweise mittels der Ultra-Breitband-Technologie (Ultra-Wide-Band, UWB).
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Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die Antenne, der Träger, der integrierte Schaltkreis und das Energiespeicherelement monolithisch in den Chip integriert. Dies trägt dazu bei, dass keine körperliche Kopplung, beispielsweise mittels einer Drahtverbindung, des Halbeleiterchips zu einer externen Vorrichtung, beispielsweise einer externen Antenne, für die Kommunikation notwendig ist. Dies kann dazu beitragen, den Chip besonders einfach betreiben zu können, und/oder ermöglicht, den Chip für eine Vielfalt von Anwendungen verwenden zu können, bei denen es vorteilhaft ist, keine körperliche Verbindung zu der externen Vorrichtung zu benötigen.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die zweite Elektrode auf einer von dem integrierten Schaltkreis abgewandten Seite des Trägers angeordnet. Beispielsweise ist der Träger zwischen der zweiten Elektrode und dem integrierten Schaltkreis angeordnet. Dies ermöglicht, dass der integrierte Schaltkreis in einem ersten Bereich des Chips ausgebildet ist und das Energiespeicherelement in einem zweiten Bereich des Chips ausgebildet ist, wobei der erste und der zweite Bereich voneinander getrennt sind, beispielsweise mittels eines Kernbereichs des Trägers.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die zweite Elektrode mittels einer elektrisch leitfähigen Leitung mit dem integrierten Schaltkreis elektrisch gekoppelt und der Träger weist eine Ausnehmung auf, durch die sich die Leitung hindurch erstreckt. Dies ermöglicht auf einfache Weise, den integrierten Schaltkreis elektrisch mit dem Energiespeicherelement zu koppeln. Die Leitung kann beispielsweise von einer Durchkontaktierung und/oder einem durchgehenden Via (Vertical interconnect access) gebildet sein.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ein Elektrolyt angeordnet. Dies ermöglicht, das Energiespeicherelement als Batterie oder Akkumulator zu betreiben.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Elektrode eine Anode und die zweite Elektrode eine Kathode des Energiespeicherelements.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Antenne eine Spule auf.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Chip ein Verkapselungsmaterial auf, in das der Träger, der integrierte Schaltkreis, das Energiespeicherelement und gegebenenfalls die Antenne eingekapselt sind. Dass der Träger, der integrierte Schaltkreis, das Energiespeicherelement und gegebenenfalls die Antenne eingekapselt sind, kann beispielsweise bedeuten, dass der Träger, der integrierte Schaltkreis, das Energiespeicherelement und gegebenenfalls die Antenne mittels des Verkapselungsmaterials hermetisch gegenüber externen Flüssigkeiten und/oder Gasen abgedichtet sind. Das Verkapselungsmaterial kann beispielsweise dazu beitragen, den Chip vor externen Einflüssen zu schützen. Die externen Einflüsse können beispielsweise chemische und/oder physikalische Einflüsse sein. Die chemischen Einflüsse können beispielsweise Wechselwirkungen mit Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser oder Blut, oder mit Gasen, beispielsweise Sauerstoff oder Stickstoff, sein. Die physikalischen Einflüsse können beispielsweise mechanische Einflüsse, beispielsweise Stöße oder Schläge, oder thermische Einflüsse, beispielsweise Kälte oder Hitze, sein. Beispielsweise kann das Verkapselungsmaterial ermöglichen, den Chip im Körper eines Lebewesens zu verwenden, beispielsweise zur Blutzuckerüberwachung im menschlichen Körper oder zur Identifizierung im Körper eines Haustiers. Alternativ kann das Verkapselungsmaterial ermöglichen, den Chip in einem Kühlschrank oder einer Kühlhalle oder einem Trocknungsraum zu verwenden. Das Verkapselungsmaterial kann beispielsweise Glas oder Kunststoff, beispielsweise ein Kunstharz, aufweisen.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Chip einen Sensor auf, der monolithisch in den Chip integriert ist. Der Sensor kann beispielsweise ermöglichen, den Chip als Sensorelement zu verwenden. Der Sensor kann beispielsweise ein Temperatursensor, ein Drucksensor, ein Lichtsensor, ein Feuchtigkeitssensor oder ein Sensor zum Erfassen einer chemischen Zusammensetzung eines Stoffes, beispielsweise einer Flüssigkeit, sein.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Energiespeicherelement eine Batterie. Dies kann dazu beitragen, das Energiespeicherelement über einen langen Zeitraum ohne Aufladen zuverlässig betreiben zu können.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Energiespeicherelement ein Akkumulator. Dies ermöglicht, das Energiespeicherelement aufzuladen, und kann dazu beitragen, den Chip über einen langen Zeitraum betreiben zu können.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Chip ein Energiegewinnungs-Modul zum Aufladen des Akkumulators auf. Das Energiegewinnungs-Modul ist monolithisch in den Chip integriert. Das Energiegewinnungs-Modul ermöglicht, den Akkumulator ohne körperliche Kopplung, beispielsweise eine Drahtverbindung, mit einer externen Ladevorrichtung aufzuladen. Das Energiegewinnungs-Modul weist beispielsweise eine Photodiode, eine Solarzelle und/oder eine Induktionsspule auf.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Chip-Anordnung mit einem Chip, beispielsweise dem im Vorhergehenden erläuterten Chip, und mit einer Booster-Antenne bereitgestellt. Die Booster-Antenne ist mit dem integrierten Schaltkreis des Chips gekoppelt. Beispielsweise ist die Booster-Antenne induktiv mit der Antenne des Chips gekoppelt, die mit dem integrierten Schaltkreis des Chips elektrisch gekoppelt ist. Die Booster-Antenne kann somit über die Antenne des Chips mittelbar mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt sein.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines Chips, beispielsweise des im Vorhergehenden erläuterten Chips, bereitgestellt. Dabei wird der integrierte Schaltkreis über dem Träger ausgebildet. Das Energiespeicherelement, das eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist und das zum Versorgen des integrierten Schaltkreises mit elektrischer Energie dient, wird monolithisch mit dem Träger und dem integrierten Schaltkreis ausgebildet, wobei die erste Elektrode von dem Träger gebildet wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Chips;
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2 ein Ausführungsbeispiel eines Chips;
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3 ein Ausführungsbeispiel einer Chipanordnung.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
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Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
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1 zeigt einen Chip 10, der beispielsweise ein Halbleiterchip sein kann. Der Chip 10 weist einen Träger 12, einen integrierten Schaltkreis 14 und ein Energiespeicherelement 16 auf. Das Energiespeicherelement 16 ist monolithisch in den Chip 10 integriert und dient zum Versorgen des integrierten Schaltkreises 14 mit elektrischer Energie. Der Chip 10 kann beispielsweise eine Antenne 18 aufweisen. Der Träger 12 mit dem integrierten Schaltkreis 14 und gegebenenfalls der Antenne 18 können als Substrat bezeichnet werden.
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Der Chip 10 kann beispielsweise einen RFID-Transponder, beispielsweise einen RFID-Tag, bilden und/oder zur Kommunikation mit einem externen Lesegerät eingerichtet sein. Der Chip 10 kann beispielsweise zum Überwachen einer Temperatur, beispielsweise einer Lebensmittellagertemperatur, eines Reifendrucks und/oder von Parametern eines Körpers, beispielsweise eines menschlichen oder tierischen Körpers dienen, beispielsweise ohne Zufuhr von externer Energie, beispielsweise über ein RFID-Feld, eingerichtet sein. Dadurch kann bei der Kommunikation mit einem externen Lesegerät und/oder einer Datenübertragung eine große Reichweite des Chips 10 erzielt werden, da lediglich Daten übertragen werden und keine Energie zum Betreiben des Chips 10 empfangen werden muss. Die Daten können beispielsweise induktiv, kapazitiv, passiv, aktiv, semiaktiv, bidirektional, unidirektional und/oder bei mehreren unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden.
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Der Träger 12 kann aus einem Wafersubstrat gebildet sein. Der Träger 12 kann aus einem oder mehreren Halbleitermaterialien hergestellt sein, beispielsweise Silizium, Germanium, ein oder mehrere Halbleitermaterialien der Hauptgruppen III bis V oder dergleichen, oder aus einem oder mehreren Polymeren, obwohl in anderen Ausführungsbeispielen andere geeignete Materialien ebenfalls verwendet werden können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Träger 12 aus Silizium (dotiert oder und dotiert) hergestellt sein, in alternativen Ausführungsbeispielen kann der Träger 12 ein Silizium-auf-Isolator (silicon an insulator (SOI)) Substrat sein. In weiteren Ausführungsbeispielen kann jedes andere geeignete Halbleitermaterial für den Träger 12 vorgesehen sein, beispielsweise ein Halbleiterverbundmaterial wie beispielsweise Gallium-Arsenid (GaAs), Indium-Phosphid (InP), aber auch jedes geeignete ternäre oder quaternäre Halbleiterverbundmaterial wie beispielsweise Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs).
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Der integrierte Schaltkreis 14 kann beispielsweise einen, zwei oder mehr Zwischenverbindungen 24 und/oder einen, zwei oder mehr Transistoren 26 aufweisen. Die Transistoren 26 können beispielsweise als Metalloxid-Halbleiter-Transistoren (MOS, engl.: metal oxide semiconductor), beispielsweise PMOS-Transistoren und/oder NMOS-Transistoren ausgebildet sein. Der integrierte Schaltkreis 14 kann ganz oder teilweise in dem Träger 12 integriert sein, wobei beispielsweise die Transistoren 26 ganz oder teilweise in den Träger 12 integriert sein können. Der Träger 12 und der integrierte Schaltkreis 14 sind monolithisch ausgebildet. Der integrierte Schaltkreis 14 kann eine Verdrahtungsstruktur 404 aufweisen mit einer Metallisierungsebene oder mit mehreren Metallisierungsebenen, wobei zwischen den Metallisierungsebenen ein Zwischendielektrikum (beispielsweise ein Oxid, beispielsweise Siliziumoxid, ein Nitrid, beispielsweise Siliziumnitrid, oder ein low-k-Dielektrikum oder ein high-k-Dielektrikum) vorgesehen sein kann. Die mehreren Metallisierungsebenen können mittels eines oder mehrerer Kontaktlöcher (nicht dargestellt) miteinander elektrisch leitend verbunden sein.
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Der integrierte Schaltkreis 14 kann ferner ein nicht dargestelltes Speicherelement und/oder einen nicht dargestellten Gleichrichterschaltkreis, beispielsweise einen Breitspektrum-Gleichrichter und/oder beispielsweise implementiert in Form einer Vollbrückenschaltung oder einer Halbbrückenschaltung, aufweisen. Der Gleichrichterschaltkreis kann beispielsweise zum Gleichrichten (allgemein zum Verarbeiten) von Breitband-Signalen, anders ausgedrückt von Signalen über einen großen Frequenzbereich, ausgebildet sein. Der Gleichrichterschaltkreis kann eingerichtet sein zum Verarbeiten von Signalen in einem Frequenzbereich von mindestens 25% relativ zu einer vorgegebenen Trägerfrequenz, beispielsweise von mindestens 50%, beispielsweise von mindestens 75%, beispielsweise von mindestens 95% oder mehr. Die Trägerfrequenz kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 13,56 MHz (HF-Standard) oder von ungefähr 433 MHz oder von ungefähr 868 MHz oder von ungefähr 2,4 GHz (UHF-Standard) liegen.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Gleichrichterschaltkreis eingerichtet sein zum Verarbeiten von Signalen in einem Frequenzbereich von größer 100 MHz (beispielsweise von größer 200 MHz, 300 MHz, 400 MHz, 500 MHz, 600 MHz, 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1 GHz, 1,5 GHz, 2 GHz, oder noch größer) um eine Trägerfrequenz (natürlich jeweils abhängig von der Trägerfrequenz), beispielsweise in eine Frequenzrichtung (beispielsweise einen Frequenzbereich größer oder kleiner als die Trägerfrequenz) oder in beide Frequenzrichtung (beispielsweise einen Frequenzbereich größer und kleiner als die Trägerfrequenz) ausgehend von der Trägerfrequenz.
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Der Gleichrichterschaltkreis kann derart eingerichtet sein, dass er keine AC Kopplung aufweist und/oder schon ab 0 Hz anfängt zu arbeiten, und er kann eingerichtet sein, Signale mit einer Frequenz bis zu einer maximalen Schaltfrequenz der Transistoren 26 des Gleichrichterschaltkreises zu verarbeiten.
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Falls die Antenne 18 angeordnet ist, so kann diese monolithisch mit dem Träger 12 und dem integrierten Schaltkreis 14 ausgebildet sein, beispielsweise als Coil-on-Module. Die Antenne 18 weist eine Spule 22 auf, die beispielsweise mehrere Windungen aufweisen kann, die in 1 in Schnittdarstellung gezeigt sind. Die Antenne 18 kann mit dem integrierten Schaltkreis 14 beispielsweise über eine nicht dargestellte elektrisch leitfähige Durchkontaktierung verbunden sein.
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Das Energiespeicherelement 16 weist eine erste Elektrode 28 und eine zweite Elektrode 30 auf. Die erste Elektrode 28 ist von dem Träger 12, beispielsweise von einem Teilabschnitt des Trägers 12 gebildet. Der Teilabschnitt des Trägers 12, der die erste Elektrode bildet, ist von dem integrierten Schaltkreis 14 abgewandt. Zwischen der ersten Elektrode 28 und der zweiten Elektrode 30 kann beispielsweise ein Elektrolyt 32 angeordnet sein. Die zweite Elektrode 30 kann mittels einer elektrisch leitfähigen Leitung 34 mit dem integrierten Schaltkreis 14 elektrisch gekoppelt sein. Die Leitung 34 kann sich beispielsweise durch eine Ausnehmung in den Träger 12 und/oder dem integrierten Schaltkreis 14 hindurch erstrecken. Die Leitung 34 kann beispielsweise als Durchkontaktierung oder als Through-Silicon-Via bezeichnet werden. Das Energiespeicherelement 16 dient zum Versorgen des integrierten Schaltkreises 14 mit elektrischer Energie. Der Chip 10 ist dadurch unabhängig von einer externen Energieversorgung. Das Energiespeicherelement 16 kann beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator sein. Der Bereich des Trägers 12 zwischen dem integrierten Schaltkreis 14 und der ersten Elektrode 28 kann als Kernbereich des Trägers 12 bezeichnet werden. Der Kernbereich des Trägers 12 trennt den integrierten Schaltkreis 14 von dem Energiespeicherelement 16 ab.
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Der Chip 10 kann ein Verkapselungsmaterial 36 aufweisen, in das der Träger 12, der integrierte Schaltkreis 14, das Energiespeicherelement 16 und gegebenenfalls die Antenne 18 eingekapselt sein können. Beispielsweise kapselt das Verkapselungsmaterial 36 den restlichen Chip 10 gegenüber einer Umgebung des Chips 10 hermetisch ab. Das Verkapselungsmaterial kann beispielsweise Glas, Kunststoff, beispielsweise Kunstharz, aufweisen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Chips 10, das beispielsweise weitgehend einer Ausgestaltung des im Vorhergehenden erläuterten Chips 10 entsprechen kann. Der Chip 10 weist einen Sensor 38 auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Chip 10 beispielsweise ein Energiegewinnungsmodul 40 aufweisen.
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Der Sensor 38 kann beispielsweise ein Temperatursensor, ein Feuchtigkeitssensor, ein Drucksensor und/oder ein Sensor zum Erfassen einer Eigenschaft einer Flüssigkeit oder eines Gases sein.
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Das Energiegewinnungsmodul 40 kann beispielsweise eine Photodiode, eine Solarzelle und/oder eine Induktionsspule sein. Die Induktionsspule kann beispielsweise mittels eines externen Wechselmagnetfeldes betrieben werden. Mittels des Energiegewinnungsmoduls 40 kann beispielsweise das Energiespeicherelement 16 aufgeladen werden, falls das Energiespeicherelement 16 als Akkumulator ausgebildet ist.
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In einem Verfahren zum Herstellen eines der im Vorhergehenden erläuterten Chips 10 kann der entsprechende Chip 10 mit einer Mehrzahl von weiteren Chips 10 in einem Waferverbund, beispielsweise auf einem gemeinsamen und/oder einstückigen Wafersubstrat, hergestellt werden. Der integrierte Schaltkreis 14 kann über dem Träger 12 ausgebildet werden. Ferner kann das Energiespeicherelement 16 unter dem Träger ausgebildet werden, wobei das Energiespeicherelement 16 die erste Elektrode 28 und die zweite Elektrode 30 aufweist. Das Energiespeicherelement 16 wird monolithisch mit dem Träger 12 und dem integriertem Schaltkreis 14 ausgebildet. Die erste Elektrode 28 wird von dem Träger 12 gebildet. Nach dem Vereinzeln der Chips 10 aus dem Waferverbund, beispielsweise nach einem Schneiden oder Sägen der Chips 10, können diese beispielsweise vollständig hergestellt sein, so dass kein weiterer Fertigungsschritt, beispielsweise eine Verdrahtung mit einer externen Energiequelle, erforderlich ist. Der Chip 10 kann beispielsweise nach dem Herstellen vollständig einsatzfähig sein. Es sind keine weiteren Komponenten, beispielsweise elektrische/galvanische Verbindungen erforderlich. Lediglich beim Vorsehen des Verkapselungsmaterials 36 muss dieses noch auf dem Chip 10 ausgebildet werden.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Chipanordnung 50. Die Chipanordnung 50 kann beispielsweise Teil einer Chipkarte sein. Die Chipanordnung 50 kann beispielsweise einen Chip 10 und eine Boosterantenne 52 aufweisen. Der Chip 10 kann beispielsweise einer Ausgestaltung des im Vorhergehenden erläuterten Chips 10 entsprechen. Der Chip 10 ist mit der Boosterantenne 52 gekoppelt. Beispielsweise kann die Antenne 18 des Chips 10 induktiv mit der Boosterantenne 52 gekoppelt sein. Die Boosterantenne 52 kann beispielsweise mehrere in 3 nicht dargestellte Spulenwindungen aufweisen.
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Anschaulich handelt es sich bei der Boosterantenne 52 um einen einfachen Resonanzkreis. Bei diesem wird eine große Leiterschleife zum induktiven Einkoppeln von Energie verwendet. Um einen Boostereffekt zu erzielen, ist ein kleiner Teil der Leiterschleife, der auch als Koppelbereich bezeichnet wird, so ausgeprägt, dass dieser die Antenne 18 im Wesentlichen umschließt. Mittels des Koppelbereichs wird eine weitere induktive Kopplung gebildet, in diesem Fall mit der Antenne 18, so dass mittels dieser induktiven Kopplung eine Kommunikation mit dem integrierten Schaltkreis 14 über die Antenne 18 möglich ist. Durch die geometrische Annäherung des der Antenne 18 und einem Teil der Leiterschleife, d. h. dem Koppelbereich, wird eine sehr gute Kopplung erreicht. Allgemein gilt: je ähnlicher und je näher die Leiterschleifen zueinander sind, desto besser ist deren induktive Kopplung.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann der integrierte Schaltkreis 14 mehr oder weniger elektrische Komponenten, beispielsweise Widerstände, Spulen, Transistoren und/oder Speicherelemente aufweisen. Ferner kann die Antenne 18 weitere Spulen 22 und/oder weitere Wicklungen aufweisen. Ferner kann auch bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Chips 10 der Sensor 38 und/oder das Energiegewinnungsmodul 40 angeordnet sein. Ferner kann auch das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des Chips 10 das Verkapselungsmaterial 36 aufweisen. Sowohl der Chip 10 gemäß 1 als auch der Chip 10 gemäß 2 können mit der Boosterantenne 52 gekoppelt werden.
