JP2006333328A - Wireless chip and sensor employing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless chip which autonomously operates by generating power by receiving natural energy biological energy at a place (out of a radio wave circle) that radio waves of a reader do not reach. <P>SOLUTION: As an apparatus (power generator) which generates power required for operating a wireless chip from natural energy and biological energy, the wireless chip and a sensor including the same are provided. The wireless chip includes a solar cell, a piezoelectric element and a thermoelectric power generating element and autonomously performs data processing according to a program in a memory packaged in the wireless chip outside a radio wave circle. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、読取装置の電波が届かない場所で自然エネルギー、生体エネルギーを受けて発電し自律的に測定動作をする機構を備えた無線チップ及びそれを用いたセンサに関する。 The present invention relates to a wireless chip including a mechanism that generates power by receiving natural energy and bioenergy in a place where radio waves of a reading device do not reach, and performs a measurement operation autonomously, and a sensor using the wireless chip.

非接触式無線チップは、それぞれが個体識別情報を持つため、個体の識別が可能であり、また電波で動作する非接触式無線チップにおいては離れたところにある読取装置でデータを受信することが可能である。 Since each non-contact wireless chip has individual identification information, it is possible to identify the individual, and in a non-contact wireless chip that operates by radio waves, data can be received by a reader located at a distance. Is possible.

非接触式無線チップは、データの送受信に使用する電波の周波数帯によって分けられ、RF(Radio Frequency)帯、UHF(Ultra High Frequency)帯、マイクロ波帯などで動作するすべてのものが含まれる。 Non-contact wireless chips are classified according to the frequency band of radio waves used for data transmission / reception, and include those that operate in an RF (Radio Frequency) band, an UHF (Ultra High Frequency) band, a microwave band, and the like.

近年、これら非接触式無線チップを使用した在庫管理、情報管理市場が拡大の兆しをみせており、その用途は、食品、服飾、運送など多岐にわたっている。 In recent years, the inventory management and information management markets using these non-contact wireless chips are showing signs of expansion, and their uses are diverse such as food, clothing, and transportation.

この非接触式無線チップの一例として、光によって動作する非接触式無線チップが提案されている(特許文献1参照)。
特開平8−43527号公報
As an example of the contactless wireless chip, a contactless wireless chip that operates by light has been proposed (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 8-43527

図12は、特許文献1の無線チップの構成を示すブロック図である。この無線チップは、太陽電池1201、アンテナ1202、無線インターフェース1203を有し、読取装置1204と通信を行う。太陽電池1201は光エネルギーを電気エネルギーに変換し無線インターフェース1203へ供給する。無線インターフェース1203はアンテナ1202から受信電波1205を受け取った時に動作を開始し、記憶装置1206から個体識別情報を読み出し、応答電波1207として読取装置1204へ送信することができる。 FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless chip disclosed in Patent Document 1. In FIG. This wireless chip includes a solar cell 1201, an antenna 1202, and a wireless interface 1203, and communicates with the reading device 1204. The solar cell 1201 converts light energy into electric energy and supplies it to the wireless interface 1203. The wireless interface 1203 starts operation when receiving the received radio wave 1205 from the antenna 1202, reads the individual identification information from the storage device 1206, and transmits it as a response radio wave 1207 to the reading device 1204.

また、圧電素子によって動作する非接触式無線チップが提案されている(特許文献2参照)。
特開2004−94488号公報
Further, a non-contact wireless chip that operates by a piezoelectric element has been proposed (see Patent Document 2).
JP 2004-94488 A

図13は、特許文献2の無線チップの構成を示すブロック図である。この無線チップは、圧電素子1301、アンテナ1302、無線インターフェース1303を有し、読取装置1304と通信を行う。圧電素子1301は振動エネルギーを電気エネルギーに変換し無線インターフェース1303へ供給する。無線インターフェース1303はアンテナ1302から受信電波1305を受け取った時に動作を開始し、応答電波1306を読取装置1304へ送信することができる。 FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless chip disclosed in Patent Document 2. In FIG. This wireless chip includes a piezoelectric element 1301, an antenna 1302, and a wireless interface 1303, and communicates with the reading device 1304. The piezoelectric element 1301 converts vibration energy into electric energy and supplies it to the wireless interface 1303. The wireless interface 1303 can start operation when receiving a reception radio wave 1305 from the antenna 1302 and can transmit a response radio wave 1306 to the reading device 1304.

特許文献1や特許文献2に記載されているように、無線チップに太陽電池、圧電素子のような電源供給機能をつけることができる。 As described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the wireless chip can be provided with a power supply function such as a solar cell or a piezoelectric element.

ところで、特許文献1や特許文献2の無線チップは、読取装置の電波を受け、その電波圏内でのみ動作を行うことができる。そのため、無線チップの動作範囲が電波の届く場所に限られてしまう。 By the way, the wireless chips of Patent Document 1 and Patent Document 2 receive radio waves from the reading device and can operate only within the radio wave range. Therefore, the operating range of the wireless chip is limited to a place where radio waves reach.

たとえば、無線チップに周囲の環境を測定するセンサの付加機能をつけ、無線チップセンサとした際に、電波圏内に動作範囲が限られるということは、そのセンサの測定可能範囲を限定することになる。 For example, when a wireless chip is provided with an additional function of a sensor for measuring the surrounding environment and the wireless chip sensor is used, the fact that the operating range is limited within the radio wave range limits the measurable range of the sensor. .

そこで本発明は、電波圏外であっても、自然エネルギー、生体エネルギーを受けて自律的に測定動作することが可能な無線チップ及びそれを有するセンサの提案を課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to propose a wireless chip capable of performing a measurement operation autonomously by receiving natural energy and bioenergy even outside the radio range and a sensor having the wireless chip.

上記課題を鑑み本発明は、メモリ、演算装置を使用することで、電波圏外で自律動作した際に、メモリ内のプログラムに従って、センサによって取得したデータの処理を行うことを特徴とする。 In view of the above problems, the present invention is characterized by processing data acquired by a sensor according to a program in a memory when an autonomous operation is performed outside the radio range by using a memory and an arithmetic device.

さらに本発明では、自然エネルギー、生体エネルギーによって電波圏外での自律動作に必要な電力を発電する装置(発電装置)を無線チップ内に搭載する。そして発電装置を内蔵した無線チップを用いたセンサ(無線チップセンサ)を提供する。 Furthermore, in the present invention, a device (power generation device) that generates electric power necessary for autonomous operation outside the radio wave area by using natural energy and bioenergy is mounted in the wireless chip. A sensor using a wireless chip with a built-in power generation device (wireless chip sensor) is provided.

このような発電装置は、太陽電池、圧電素子、熱電発電素子などの発電素子を有する。 Such a power generation device includes power generation elements such as a solar cell, a piezoelectric element, and a thermoelectric power generation element.

上記発電素子は、無線チップセンサが置かれる環境によって、好ましい素子があり、これらを一つ又は複数用いることができる。例えば常時太陽光があたる環境では、少なくとも太陽電池を用いるとよい。また、物理的衝撃が加わる環境では、少なくとも圧電素子を用いるとよい。また、人体の表面など常時温度差が生じるような環境では、少なくとも熱電発電素子を用いるとよい。これら発電素子を用途に分けて使用することで、自然エネルギー、生体エネルギーから効率の良い発電を行うことができる。 The power generation element includes a preferable element depending on the environment where the wireless chip sensor is placed, and one or a plurality of these elements can be used. For example, in an environment where sunlight is constantly applied, at least a solar battery is preferably used. In an environment where physical impact is applied, at least a piezoelectric element is preferably used. In an environment where a temperature difference always occurs, such as the surface of a human body, at least a thermoelectric power generation element is preferably used. Efficient power generation can be performed from natural energy and bioenergy by using these power generation elements for different purposes.

また、発電素子に二次電池、容量を補助的に搭載しても良い。ここで、二次電池とは充電可能な電池のことを指し、使い捨ての一次電池とは異なるものである。 Moreover, you may mount a secondary battery and a capacity | capacitance in an electric power generation element auxiliary. Here, the secondary battery refers to a rechargeable battery, which is different from a disposable primary battery.

以下に、具体的な本発明の形態を示す。 Specific embodiments of the present invention will be described below.

本発明の一形態は、発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリを有することを特徴とする無線チップ及びそれを有するセンサである。 One embodiment of the present invention is a wireless chip including a power generation device, an antenna, a wireless interface, a calculation device, and a memory, and a sensor including the wireless chip.

本発明の別形態は、発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリを有し、無線インターフェースは、整流回路、変調回路、アンプを有することを特徴とする無線チップ及びそれを有するセンサである。 Another embodiment of the present invention includes a power generation device, an antenna, a wireless interface, a calculation device, and a memory, and the wireless interface includes a rectifier circuit, a modulation circuit, and an amplifier, and a wireless chip and a sensor including the wireless chip .

本発明の別形態は、発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリを有し、演算装置は、CPU(Central Processing Unit)、FPU(Floating−Point−number−processing−Unit)を有することを特徴とする無線チップ及びそれを有するセンサである。 Another embodiment of the present invention includes a power generation device, an antenna, a wireless interface, a calculation device, and a memory, and the calculation device includes a CPU (Central Processing Unit) and a FPU (Floating-Point-number-processing-Unit). A wireless chip and a sensor including the wireless chip.

本発明の別形態は、発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリを有し、メモリは、MROM(Mask Read Only Memory)、PROM(Programmable Read Only Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)を有することを特徴とする無線チップ及びそれを有するセンサである。 Another embodiment of the present invention includes a power generation device, an antenna, a wireless interface, a calculation device, and a memory. The memory includes an MROM (Mask Read Only Memory), a PROM (Programmable Read Only Memory), and an SRAM (Static Random Access Memory). A wireless chip and a sensor having the wireless chip.

本発明の別形態は、発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリを有し、発電装置は、太陽電池、圧電素子、熱電発電素子、のいずれか、又は複数の発電素子と、二次電池、容量、電源コントローラを有することを特徴とする無線チップ及びそれを有するセンサである。 Another embodiment of the present invention includes a power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, and a memory. The power generation device is a solar cell, a piezoelectric element, a thermoelectric power generation element, or a plurality of power generation elements, and a secondary power generation device. A wireless chip including a battery, a capacity, and a power supply controller, and a sensor including the wireless chip.

本発明の別形態は、発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリ、センサを有し、センサは、物理センサ(圧力、音、位置、速度、加速度、角速度、力、機械量、流量、温度、赤外線、可視光、紫外線、放射線、磁気)、化学センサ(ガス、湿度、イオン)、生物センサ(匂い、DNA、血液、味)、のいずれか、又は複数を有することを特徴とする無線チップセンサである。 Another embodiment of the present invention includes a power generation device, an antenna, a wireless interface, a calculation device, a memory, and a sensor, and the sensor is a physical sensor (pressure, sound, position, velocity, acceleration, angular velocity, force, mechanical quantity, flow rate, Wireless, characterized by having one or more of temperature, infrared, visible light, ultraviolet, radiation, magnetism), chemical sensor (gas, humidity, ion), biological sensor (odor, DNA, blood, taste) It is a chip sensor.

このような無線チップ及びそれを有するセンサにおいて、無線インターフェースが受信電波を受け取ったとき、メモリ内の測定データを個体識別情報ともに読取装置に返すことができる。 In such a wireless chip and a sensor having the wireless chip, when the wireless interface receives a received radio wave, the measurement data in the memory can be returned to the reading device together with the individual identification information.

また、無線インターフェースが受信電波を受け取れない状態で、発電装置が一定量以上の発電を行ったときには、センサより情報を取得し、メモリに蓄積することができる。メモリには、MROM、PROM、SRAMを適用することができる。 In addition, when the power generation apparatus generates a certain amount of power while the wireless interface cannot receive the received radio wave, information can be acquired from the sensor and stored in the memory. MROM, PROM, and SRAM can be applied to the memory.

本発明によれば、電波圏外で自律的にセンサの稼動が可能となる。その結果、電波圏内に限られていた無線チップ及びそれを有するセンサの動作範囲を広げることができ、必要な場所にセンサを置くこと可能になるため、自然環境や食品の汚染状況、大気汚染、紫外線照射量、温度、湿度、水質のチェックなど、広範囲な分野においての利用が可能となる。 According to the present invention, the sensor can be operated autonomously outside the radio wave range. As a result, the operating range of the wireless chip and the sensor having the wireless chip that was limited to the radio wave range can be expanded, and the sensor can be placed in a necessary place. It can be used in a wide range of fields, such as checking the amount of UV irradiation, temperature, humidity, and water quality.

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明に係る無線チップの一態様を、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, one embodiment of a wireless chip according to the present invention will be described with reference to drawings.

図14に本発明の無線チップの一態様を示す。図14に示す無線チップは、発電装置1401、アンテナ1402、無線インターフェース1403、演算装置1404、メモリ1405を有する。アンテナ1402は、無線インターフェース1403に接続され、無線インターフェース1403は、メモリ1405に接続される。演算装置1404はメモリ1405に接続される。また、発電装置1401は演算装置1404へ電力を供給する。 FIG. 14 illustrates one embodiment of a wireless chip of the present invention. The wireless chip illustrated in FIG. 14 includes a power generation device 1401, an antenna 1402, a wireless interface 1403, an arithmetic device 1404, and a memory 1405. The antenna 1402 is connected to the wireless interface 1403, and the wireless interface 1403 is connected to the memory 1405. The arithmetic device 1404 is connected to the memory 1405. Further, the power generation device 1401 supplies power to the arithmetic device 1404.

また本発明の無線チップは発電装置を有するため、電波圏外であっても読取装置と無線通信を行うことが可能となる。そして本発明の無線チップは、電波圏外での無線チップの動作内容が書き込まれたメモリと、その動作内容(命令)を実行する演算装置を有する。なお電波圏外とは、無線チップと、読取装置とが所定の距離外にあることを指す。無線チップと読取装置との所定距離とは、無線通信に用いる周波数に起因する。また周波数は、無線チップに用いられるアンテナ長、又はアンテナ形状に起因する。 In addition, since the wireless chip of the present invention includes the power generation device, wireless communication with the reading device can be performed even outside the radio wave range. The wireless chip of the present invention includes a memory in which the operation content of the wireless chip outside the radio wave range is written, and an arithmetic unit that executes the operation content (command). Note that “out of radio wave” means that the wireless chip and the reading device are outside a predetermined distance. The predetermined distance between the wireless chip and the reader is caused by the frequency used for wireless communication. The frequency is attributed to the antenna length or antenna shape used for the wireless chip.

なお、発電装置1401、アンテナ1402、無線インターフェース1403、演算装置1404、メモリ1405のいずれか一つ、又は複数を薄膜集積回路上に一体形成することで、製造コストを低減することができる。 Note that manufacturing cost can be reduced by integrally forming one or more of the power generation device 1401, the antenna 1402, the wireless interface 1403, the arithmetic device 1404, and the memory 1405 on the thin film integrated circuit.

また薄膜集積回路は、HDP(高密度プラズマ)CVD装置で成膜したゲート絶縁膜等の絶縁膜を有するTFT(薄膜トランジスタ)、SPA(Slot Plane Antenna)装置で酸化、窒化処理を行ったものを含む。 The thin film integrated circuit includes a TFT (thin film transistor) having an insulating film such as a gate insulating film formed by an HDP (high density plasma) CVD apparatus, and an oxide and nitridation process performed by an SPA (Slot Plane Antenna) apparatus. .

次に、本発明の無線チップにおける、無線インターフェース1403のより詳しい構成について説明する。 Next, a more detailed configuration of the wireless interface 1403 in the wireless chip of the present invention will be described.

図15に無線インターフェース1403のブロック図を示す。無線インターフェース1403は、整流回路1501、復調回路1502、変調回路1503、アンプ1504を有する。 FIG. 15 shows a block diagram of the wireless interface 1403. The wireless interface 1403 includes a rectifier circuit 1501, a demodulation circuit 1502, a modulation circuit 1503, and an amplifier 1504.

整流回路1501は、アンテナ1402より入力された交流電源1505を整流化し、直流電源1506を発生させ、復調回路1502、変調回路1503、アンプ1504へ供給する。 The rectifier circuit 1501 rectifies the AC power supply 1505 input from the antenna 1402, generates a DC power supply 1506, and supplies the DC power supply 1506 to the demodulation circuit 1502, the modulation circuit 1503, and the amplifier 1504.

また、アンテナ1402から復調回路1502に入力された送信電波1507は、復調回路1502によって復調され、送信信号1508として演算装置1404へ出力される。ここで、送信電波1507とは高周波信号のことであり、送信信号1508とは、送信電波1507を復調回路1502に通すことによって復調された搬送波(キャリア)信号のことである。 A transmission radio wave 1507 input from the antenna 1402 to the demodulation circuit 1502 is demodulated by the demodulation circuit 1502 and output to the arithmetic device 1404 as a transmission signal 1508. Here, the transmission radio wave 1507 is a high frequency signal, and the transmission signal 1508 is a carrier wave signal demodulated by passing the transmission radio wave 1507 through the demodulation circuit 1502.

さらに、演算装置1404から変調回路1503に入力された応答信号1509は、変調回路1503によって変調され、アンプ1504によって増幅または緩衝増幅された後で、応答電波1510として、アンテナ1402へ出力される。ここで、応答信号1509とは搬送波(キャリア)のことであり、応答電波1510とは、応答信号1509を変調回路1503に通すことによって変調された高周波信号である。 Further, the response signal 1509 input from the arithmetic device 1404 to the modulation circuit 1503 is modulated by the modulation circuit 1503, amplified or buffered by the amplifier 1504, and then output as the response radio wave 1510 to the antenna 1402. Here, the response signal 1509 is a carrier wave, and the response radio wave 1510 is a high-frequency signal modulated by passing the response signal 1509 through the modulation circuit 1503.

このような、高周波で動作する無線インターフェース1403に用いる回路は、ゲートや配線のコーナーを丸めた角丸のレイアウトとすることで、製造時のゴミの発生を抑え、歩留まりを向上し、高周波動作時のノイズ発生を低減する効果を持たせても良い。 Such a circuit used for the radio interface 1403 that operates at high frequency has a rounded corner layout with rounded corners of the gate and wiring, thereby suppressing generation of dust during manufacturing, improving yield, and operating at high frequency. An effect of reducing noise generation may be provided.

次に、このような無線チップの動作を示す。 Next, the operation of such a wireless chip is described.

無線インターフェース1403は、アンテナ1402によって受けた送信電波を復調し、送信信号1508として演算装置1404へ送る。演算装置1404は送信信号1508に含まれる動作内容を元にメモリ1405のデータを読み出し、応答信号1509として無線インターフェース1403へ送る。最後に無線インターフェース1403は、応答信号1509を変調し応答電波1510として送信する。 The wireless interface 1403 demodulates the transmission radio wave received by the antenna 1402 and sends it to the arithmetic device 1404 as a transmission signal 1508. The arithmetic device 1404 reads data in the memory 1405 based on the operation content included in the transmission signal 1508 and sends it as a response signal 1509 to the wireless interface 1403. Finally, the wireless interface 1403 modulates the response signal 1509 and transmits it as a response radio wave 1510.

以下に、本実施の形態における無線チップのメリットを示す。 Hereinafter, advantages of the wireless chip in this embodiment will be described.

1)演算装置の電源として自然エネルギーを電力に変える、太陽電池などの発電素子を用いることで、半永久的に稼動することができる。
2)演算装置の電源として生体エネルギーを電力に変える、熱電発電素子などの発電素子を用いることで、半永久的に稼動することができる。
3)演算装置を用いてデータを加工することで、メモリの使用量を減らすためにデータを圧縮でき、小規模なメモリを搭載することで、無線チップの価格を低減できることができる。
4)演算装置を用いてデータを加工することで、プライバシーを守るためにデータを暗号化できることができる。
5)発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリのいずれか一つ、又は複数を薄膜集積回路上に一体形成することで、無線チップの製造コストを低減できることができる。
1) It can operate semipermanently by using a power generation element such as a solar battery that converts natural energy into electric power as a power source of an arithmetic unit.
2) It can operate semipermanently by using a power generation element such as a thermoelectric power generation element that converts bioenergy into electric power as a power source of the arithmetic unit.
3) Data can be compressed by processing data using an arithmetic unit to reduce the amount of memory used, and the price of a wireless chip can be reduced by installing a small memory.
4) By processing the data using an arithmetic device, the data can be encrypted to protect privacy.
5) The manufacturing cost of the wireless chip can be reduced by integrally forming any one or more of the power generation device, the antenna, the wireless interface, the arithmetic device, and the memory on the thin film integrated circuit.

(実施の形態2)
本実施の形態では、無線インターフェース1403、演算装置1404、メモリ1405を構成するトランジスタについて説明する。トランジスタは単結晶基板に形成されるMOSトランジスタの他、薄膜トランジスタ(TFT)で構成することもできる。
(Embodiment 2)
In this embodiment, transistors included in the wireless interface 1403, the arithmetic device 1404, and the memory 1405 will be described. In addition to a MOS transistor formed on a single crystal substrate, the transistor can be a thin film transistor (TFT).

図20はこれらの回路を構成するトランジスタの断面構造を示す図である。図20は、nチャネル型トランジスタ2001、nチャネル型トランジスタ2002、容量素子2004、抵抗素子2005、pチャネル型トランジスタ2003が示されている。各トランジスタは半導体層2105、絶縁層2108、ゲート電極2109を備えた、所謂薄膜トランジスタ(TFT)である。ゲート電極2109は、第1導電層2103と第2導電層2102の積層構造で形成されている。また、図21(A)〜(D)は、図20で示すトランジスタ、容量素子、抵抗素子に対応する上面図であり合わせて参照することができる。 FIG. 20 is a diagram showing a cross-sectional structure of transistors constituting these circuits. FIG. 20 shows an n-channel transistor 2001, an n-channel transistor 2002, a capacitor element 2004, a resistor element 2005, and a p-channel transistor 2003. Each transistor is a so-called thin film transistor (TFT) including a semiconductor layer 2105, an insulating layer 2108, and a gate electrode 2109. The gate electrode 2109 is formed with a stacked structure of a first conductive layer 2103 and a second conductive layer 2102. FIGS. 21A to 21D are top views corresponding to the transistor, the capacitor, and the resistor shown in FIG. 20 and can be referred to together.

図20において、nチャネル型TFT2001は、チャネル長方向(キャリアの流れる方向)において、ゲート電極の両側に低濃度ドレイン(LDD)とも呼ばれ、配線2104とコンタクトを形成するソース及びドレイン領域を形成する不純物領域2106の不純物濃度よりも低濃度にドープされた不純物領域2107が半導体層2105に形成されている。不純物領域2106と不純物領域2107には、nチャネル型TFT2001を構成する場合、n型を付与する不純物としてリンなどが添加されている。LDDはホットエレクトロン劣化や短チャネル効果を抑制する手段として形成される。 In FIG. 20, an n-channel TFT 2001 is also referred to as a low concentration drain (LDD) on both sides of a gate electrode in the channel length direction (carrier flow direction), and forms source and drain regions that form a contact with the wiring 2104. An impurity region 2107 doped at a lower concentration than the impurity concentration of the impurity region 2106 is formed in the semiconductor layer 2105. In the case where the n-channel TFT 2001 is formed, phosphorus or the like is added to the impurity region 2106 and the impurity region 2107 as an impurity imparting n-type conductivity. LDD is formed as a means for suppressing hot electron degradation and short channel effect.

図21(A)で示すように、nチャネル型TFT2001のゲート電極2109において、第1導電層2103は、第2導電層2102の両側に広がって形成されている。この場合において、第1導電層2103の膜厚は、第2導電層の膜厚よりも薄く形成されている。第1導電層2103の厚さは、10〜100kVの電界で加速されたイオン種を通過させることが可能な厚さに形成されている。不純物領域2107はゲート電極2109の第1導電層2103と重なるように形成されている。すなわち、ゲート電極2109とオーバーラップするLDD領域を形成している。この構造は、ゲート電極2109において、第2導電層2102をマスクとして、第1導電層2103を通して一導電型の不純物を添加することにより、自己整合的に不純物領域2107を形成している。すなわち、ゲート電極とオーバーラップするLDDを自己整合的に形成している。 As shown in FIG. 21A, in the gate electrode 2109 of the n-channel TFT 2001, the first conductive layer 2103 is formed so as to spread on both sides of the second conductive layer 2102. In this case, the first conductive layer 2103 is formed thinner than the second conductive layer. The thickness of the first conductive layer 2103 is formed such that ion species accelerated by an electric field of 10 to 100 kV can pass through. The impurity region 2107 is formed so as to overlap with the first conductive layer 2103 of the gate electrode 2109. That is, an LDD region overlapping with the gate electrode 2109 is formed. In this structure, an impurity region 2107 is formed in a self-aligned manner in the gate electrode 2109 by adding one conductivity type impurity through the first conductive layer 2103 using the second conductive layer 2102 as a mask. That is, the LDD overlapping with the gate electrode is formed in a self-aligning manner.

両側にLDD有するトランジスタは、演算装置1404の論理回路に用いられるトランスミッションゲート(アナログスイッチとも呼ぶ)を構成するトランジスタに適用される。これらのTFTは、ソース電極又はドレイン電極に正負両方の電圧が印加されるため、ゲート電極の両側にLDDを設けることが好ましい。 Transistors having LDDs on both sides are applied to transistors constituting a transmission gate (also referred to as an analog switch) used in a logic circuit of the arithmetic device 1404. In these TFTs, since both positive and negative voltages are applied to the source electrode or the drain electrode, it is preferable to provide LDDs on both sides of the gate electrode.

図20において、nチャネル型TFT2002は、ゲート電極の片側に不純物領域2106の不純物濃度よりも低濃度にドープされた不純物領域2107が半導体層2105に形成されている。図21(B)で示すように、nチャネル型TFT2002のゲート電極2109において、第1導電層2103は、第2導電層2102の片側に広がって形成されている。この場合も同様に、第2導電層2102をマスクとして、第1導電層2103を通して一導電型の不純物を添加することにより、自己整合的にLDDを形成することができる。 In FIG. 20, an n-channel TFT 2002 has an impurity region 2107 doped in a semiconductor layer 2105 doped at a lower concentration than the impurity concentration of the impurity region 2106 on one side of a gate electrode. As shown in FIG. 21B, in the gate electrode 2109 of the n-channel TFT 2002, the first conductive layer 2103 is formed so as to spread on one side of the second conductive layer 2102. In this case as well, LDD can be formed in a self-aligned manner by adding an impurity of one conductivity type through the first conductive layer 2103 using the second conductive layer 2102 as a mask.

片側にLDDを有するトランジスタは、ソース及びドレイン電極間に正電圧のみ、もしくは負電圧のみが印加されるトランジスタに適用すればよい。具体的には、インバータ回路、NAND回路、NOR回路、ラッチ回路といった論理ゲートを構成するトランジスタや、センスアンプ、定電圧発生回路、VCOといったアナログ回路を構成するトランジスタに適用すればよい。 A transistor having an LDD on one side may be applied to a transistor to which only a positive voltage or only a negative voltage is applied between the source and drain electrodes. Specifically, it may be applied to a transistor constituting a logic gate such as an inverter circuit, a NAND circuit, a NOR circuit, or a latch circuit, or a transistor constituting an analog circuit such as a sense amplifier, a constant voltage generation circuit, or a VCO.

図20において、容量素子2004は、第1導電層2103と半導体層2105とで絶縁層2108を挟んで形成されている。容量素子2004を形成する半導体層2105には、不純物領域2110と不純物領域2111を備えている。不純物領域2111は、半導体層2105において第1導電層2103と重なる位置に形成される。また、不純物領域2110は配線2104とコンタクトを形成する。不純物領域2111は、第1導電層2103を通して一導電型の不純物を添加することができるので、不純物領域2110と不純物領域2111に含まれる不純物濃度は同じにすることもできるし、異ならせることも可能である。いずれにしても、容量素子2004において、半導体層2105は電極として機能させるので、一導電型の不純物を添加して低抵抗化しておくことが好ましい。また、第1導電層2103は、図21(C)に示すように、第2導電層2102を補助的な電極として利用することにより、電極として十分に機能させることができる。このように、第1導電層2103と第2導電層2102を組み合わせた複合的な電極構造とすることにより、容量素子2004を自己整合的に形成することができる。 In FIG. 20, the capacitor element 2004 is formed by sandwiching an insulating layer 2108 between a first conductive layer 2103 and a semiconductor layer 2105. The semiconductor layer 2105 forming the capacitor element 2004 includes an impurity region 2110 and an impurity region 2111. The impurity region 2111 is formed in the semiconductor layer 2105 so as to overlap with the first conductive layer 2103. Further, the impurity region 2110 forms a contact with the wiring 2104. Since the impurity region 2111 can be doped with one conductivity type impurity through the first conductive layer 2103, the impurity concentration contained in the impurity region 2110 and the impurity region 2111 can be the same or different. It is. In any case, since the semiconductor layer 2105 functions as an electrode in the capacitor 2004, it is preferable to reduce the resistance by adding an impurity of one conductivity type. In addition, as illustrated in FIG. 21C, the first conductive layer 2103 can function sufficiently as an electrode by using the second conductive layer 2102 as an auxiliary electrode. In this manner, by using a composite electrode structure in which the first conductive layer 2103 and the second conductive layer 2102 are combined, the capacitor element 2004 can be formed in a self-aligning manner.

容量素子は、無線インターフェース1403が有する保持容量、共振容量として用いられる。特に、共振容量は、容量素子の2端子間に正負両方の電圧が印加されるため、2端子間の電圧の正負によらず容量として機能することが必要である。 The capacitor element is used as a storage capacitor and a resonance capacitor included in the wireless interface 1403. In particular, since both positive and negative voltages are applied between the two terminals of the capacitive element, the resonant capacitor needs to function as a capacitor regardless of whether the voltage between the two terminals is positive or negative.

図20において、抵抗素子2005は、第1導電層2103によって形成されている。第1導電層2103は30〜150nm程度の厚さに形成されるので、その幅や長さを適宜設定して抵抗素子を構成することができる。 In FIG. 20, the resistance element 2005 is formed by the first conductive layer 2103. Since the first conductive layer 2103 is formed to a thickness of about 30 to 150 nm, a resistance element can be configured by appropriately setting the width and length thereof.

抵抗素子は、無線インターフェース1403が有する抵抗負荷として用いられる。また、VCOなどで電流を制御する場合の負荷としても用いられる場合がある。抵抗素子は、高濃度に不純物元素を含む半導体層や、膜厚の薄い金属層によって構成すればよい。抵抗値が膜厚、膜質、不純物濃度、活性化率などに依存する半導体層に対して、金属層は、膜厚、膜質で抵抗値が決定するため、ばらつきが小さく好ましい。 The resistance element is used as a resistance load included in the wireless interface 1403. Also, it may be used as a load when current is controlled by a VCO or the like. The resistance element may be formed using a semiconductor layer containing an impurity element at a high concentration or a thin metal layer. In contrast to a semiconductor layer whose resistance value depends on the film thickness, film quality, impurity concentration, activation rate, and the like, a metal layer is preferable because the resistance value is determined by the film thickness and film quality, so that variation is small.

図20において、pチャネル型トランジスタ2003は、半導体層2105に不純物領域2112を備えている。この不純物領域2112は、配線2104とコンタクトを形成するソース及びドレイン領域を形成する。ゲート電極2109の構成は第1導電層2103と第2導電層2102が重畳した構成となっている。pチャネル型トランジスタ2003はLDDを設けないシングルドレイン構造のトランジスタである。pチャネル型トランジスタ2003を形成する場合、不純物領域2112にはp型を付与する不純物として硼素などが添加される。一方、不純物領域2112にリンを添加すればシングルドレイン構造のnチャネル型トランジスタとすることもできる。 In FIG. 20, a p-channel transistor 2003 includes an impurity region 2112 in a semiconductor layer 2105. The impurity region 2112 forms source and drain regions that form a contact with the wiring 2104. The gate electrode 2109 has a structure in which the first conductive layer 2103 and the second conductive layer 2102 overlap. The p-channel transistor 2003 is a single drain transistor without an LDD. In the case of forming the p-channel transistor 2003, boron or the like is added to the impurity region 2112 as an impurity imparting p-type conductivity. On the other hand, when phosphorus is added to the impurity region 2112, an n-channel transistor having a single drain structure can be obtained.

半導体層2105及びゲート絶縁層2108の一方若しくは双方に対してマイクロ波で励起され、電子温度が2eV以下、イオンエネルギーが5eV以下、電子密度が1011〜1013/cm3程度である高密度プラズマ処理によって酸化又は窒化処理しても良い。このとき、基板温度を300〜450℃とし、酸化雰囲気(O2、N2Oなど)又は窒化雰囲気(N2、NH3など)で処理することにより、半導体層2105とゲート絶縁層2108の界面の欠陥準位を低減することができる。 One or both of the semiconductor layer 2105 and the gate insulating layer 2108 are excited by microwaves and oxidized by high-density plasma treatment with an electron temperature of 2 eV or less, an ion energy of 5 eV or less, and an electron density of about 1011 to 1013 / cm3. Alternatively, nitriding treatment may be performed. At this time, by setting the substrate temperature to 300 to 450 ° C. and processing in an oxidizing atmosphere (O 2, N 2 O, etc.) or a nitriding atmosphere (N 2, NH 3, etc.), the defect level at the interface between the semiconductor layer 2105 and the gate insulating layer 2108 is reduced. Can be reduced.

ゲート絶縁層2108対してこの処理を行うことにより、この絶縁層の緻密化を図ることができる。すなわち、荷電欠陥の生成を抑えトランジスタのしきい値電圧の変動を抑えることができる。また、トランジスタを3V以下の電圧で駆動させる場合には、このプラズマ処理により酸化若しくは窒化された絶縁層をゲート絶縁層2108として適用することができる。また、トランジスタの駆動電圧が3V以上の場合には、このプラズマ処理で半導体層2105の表面に形成した絶縁層とCVD法(プラズマCVD法若しくは熱CVD法)で堆積した絶縁層とを組み合わせてゲート絶縁層2108を形成することができる。また、同様にこの絶縁層は、容量素子2004の誘電体層としても利用することができる。この場合、このプラズマ処理で形成された絶縁層は、1〜10nmの厚さで形成され、緻密な膜であるので、大きな電荷容量を持つ容量素子を形成することができる。 By performing this treatment on the gate insulating layer 2108, the insulating layer can be densified. That is, generation of charged defects can be suppressed and fluctuations in the threshold voltage of the transistor can be suppressed. In the case where the transistor is driven with a voltage of 3 V or lower, an insulating layer oxidized or nitrided by this plasma treatment can be used as the gate insulating layer 2108. When the driving voltage of the transistor is 3 V or more, the gate is formed by combining the insulating layer formed on the surface of the semiconductor layer 2105 by this plasma treatment and the insulating layer deposited by the CVD method (plasma CVD method or thermal CVD method). An insulating layer 2108 can be formed. Similarly, this insulating layer can also be used as a dielectric layer of the capacitor 2004. In this case, since the insulating layer formed by this plasma treatment is formed with a thickness of 1 to 10 nm and is a dense film, a capacitor having a large charge capacity can be formed.

図20及び図21を参照して説明したように、膜厚の異なる導電層を組み合わせることにより、さまざまな構成の素子を形成することができる。第1導電層のみが形成される領域と、第1導電層と第2導電層が積層されている領域は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いて形成することができる。すなわち、フォトリソグラフィー工程において、フォトレジストを露光する際に、フォトマスクの透過光量を調節して、現像されるレジストマスクの厚さを異ならせる。この場合、フォトマスクまたはレチクルに解像度限界以下のスリットを設けて上記複雑な形状を有するレジストを形成してもよい。また、現像後に約200℃のベークを行ってフォトレジスト材料で形成されるマスクパターンを変形させてもよい。 As described with reference to FIGS. 20 and 21, elements having various structures can be formed by combining conductive layers having different film thicknesses. The region where only the first conductive layer is formed and the region where the first conductive layer and the second conductive layer are laminated are a photo provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function consisting of a diffraction grating pattern or a semi-transmissive film. It can be formed using a mask or a reticle. That is, in the photolithography process, when the photoresist is exposed, the amount of light transmitted through the photomask is adjusted to vary the thickness of the resist mask to be developed. In this case, a resist having a complicated shape may be formed by providing a slit having a resolution limit or less in a photomask or a reticle. Alternatively, the mask pattern formed of the photoresist material may be deformed by baking at about 200 ° C. after development.

また、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いることにより、第1導電層のみが形成される領域と、第1導電層と第2導電層が積層されている領域を連続して形成することができる。図21(A)に示すように、第1導電層のみが形成される領域を半導体層上に選択的に形成することができる。このような領域は、半導体層上において有効であるが、それ以外の領域(ゲート電極と連続する配線領域)では必要がない。このフォトマスク若しくはレチクルを用いることにより、配線部分は、第1導電層のみの領域を作らないで済むので、配線密度を実質的に高めることができる。 Further, by using a photomask or a reticle provided with an auxiliary pattern having a light intensity reduction function consisting of a diffraction grating pattern or a semi-transmissive film, a region where only the first conductive layer is formed, the first conductive layer and the second conductive layer A region where the conductive layer is stacked can be formed continuously. As shown in FIG. 21A, a region where only the first conductive layer is formed can be selectively formed over the semiconductor layer. Such a region is effective on the semiconductor layer, but is not necessary in other regions (a wiring region continuous with the gate electrode). By using this photomask or reticle, it is not necessary to form a region of only the first conductive layer in the wiring portion, so that the wiring density can be substantially increased.

図20及び図21の場合には、第1導電層はタングステン(W)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)またはモリブデン(Mo)などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物を30〜50nmの厚さで形成する。また、第2導電層はタングステン(W)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)またはモリブデン(Mo)などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物で300〜600nmの厚さに形成する。例えば、第1導電層と第2導電層をそれぞれ異なる導電材料を用い、後に行うエッチング工程でエッチングレートの差が生じるようにする。一例として、第1導電層としてTaNを用い、第2導電層としてタングステン膜を用いることができる。 20 and 21, the first conductive layer is a refractory metal such as tungsten (W), chromium (Cr), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN) or molybdenum (Mo), or a refractory metal. An alloy or a compound mainly composed of is formed with a thickness of 30 to 50 nm. The second conductive layer is made of a refractory metal such as tungsten (W), chromium (Cr), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), or molybdenum (Mo), or an alloy or compound containing a refractory metal as a main component. To a thickness of 300 to 600 nm. For example, different conductive materials are used for the first conductive layer and the second conductive layer, and a difference in etching rate is caused in an etching process performed later. As an example, TaN can be used as the first conductive layer, and a tungsten film can be used as the second conductive layer.

また第1導電層は、第2導電層を用いてゲート配線を形成する場合、それらの両端を揃えるようにパターニングしてもよい。その結果、微細なゲート配線を形成することができる。またゲート電極とオーバーラップするLDDを自己整合的に形成する必要もないからである。 Further, the first conductive layer may be patterned so that both ends thereof are aligned when the second conductive layer is used to form the gate wiring. As a result, a fine gate wiring can be formed. Further, it is not necessary to form the LDD overlapping the gate electrode in a self-aligning manner.

本実施の形態では、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いて、電極構造の異なるトランジスタ、容量素子、抵抗素子を、同じパターニング工程によって作り分けることができることを示している。これにより、回路の特性に応じて、形態の異なる素子を、工程を増やすことなく作り込み、集積化することができる。 In this embodiment mode, transistors, capacitors, and resistors having different electrode structures are formed in the same patterning process using a photomask or a reticle provided with an auxiliary pattern having a light intensity reduction function including a diffraction grating pattern or a semi-transmissive film. It shows that it can be made separately. Thus, elements having different forms can be formed and integrated without increasing the number of steps in accordance with circuit characteristics.

(実施の形態3)
本実施の形態では、メモリ1405の断面図について説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a cross-sectional view of the memory 1405 is described.

図16(A)は、絶縁基板1610上にメモリセル部1601と駆動回路部1602とが一体形成されたメモリ素子の断面図を示す。絶縁基板1610には、ガラス基板、石英基板、珪素を有する基板、金属基板等を用いることができる。 FIG. 16A is a cross-sectional view of a memory element in which a memory cell portion 1601 and a driver circuit portion 1602 are integrally formed over an insulating substrate 1610. As the insulating substrate 1610, a glass substrate, a quartz substrate, a substrate including silicon, a metal substrate, or the like can be used.

絶縁基板1610上には下地膜1611が設けられている。駆動回路部1602では下地膜1611を介して薄膜トランジスタ1620、1621が設けられ、メモリセル部1601には下地膜1611を介して薄膜トランジスタが設けられている。各薄膜トランジスタは、島状にパターニングされた半導体膜1612、ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極1614、ゲート電極側面に設けられた絶縁物(所謂サイドウォール)1613、ゲート電極1614が設けられている。半導体膜1612は、膜厚が0.2μm以下、代表的には40nmから170nm、好ましくは50nmから150nmとなるように形成する。さらに、サイドウォール1613、及び半導体膜1612を覆う絶縁膜1616、半導体膜1612に形成された不純物領域に接続する電極1615を有する。なお電極1615は不純物領域と接続するため、ゲート絶縁膜及び絶縁膜1616にコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールに導電膜を形成し、当該導電膜をパターニングして形成することができる。 A base film 1611 is provided over the insulating substrate 1610. In the driver circuit portion 1602, thin film transistors 1620 and 1621 are provided through a base film 1611, and a thin film transistor is provided in the memory cell portion 1601 through a base film 1611. Each thin film transistor includes a semiconductor film 1612 patterned in an island shape, a gate electrode 1614 provided via a gate insulating film, an insulator (so-called sidewall) 1613 provided on a side surface of the gate electrode, and a gate electrode 1614. Yes. The semiconductor film 1612 is formed to have a thickness of 0.2 μm or less, typically 40 nm to 170 nm, preferably 50 nm to 150 nm. Further, the insulating film 1616 covering the sidewall 1613 and the semiconductor film 1612 and an electrode 1615 connected to the impurity region formed in the semiconductor film 1612 are provided. Note that since the electrode 1615 is connected to the impurity region, a contact hole can be formed in the gate insulating film and the insulating film 1616, a conductive film can be formed in the contact hole, and the conductive film can be patterned.

本発明のメモリにおいて、ゲート絶縁膜等を代表とする絶縁膜は、高密度プラズマ処理を用いて作製することができる。高密度プラズマ処理とは、プラズマ密度が1×1011cm-3以上、好ましくは1×1011cm-3から9×1015cm-3以下であり、マイクロ波(例えば周波数2.45GHz)といった高周波を用いたプラズマ処理である。このような条件でプラズマを発生させると、低電子温度が0.2eVから2eVとなる。このように低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、プラズマダメージが少なく欠陥が少ない膜を形成することができる。このようなプラズマ処理を可能とする成膜室に、被形成体、ゲート絶縁膜を形成する場合であればパターニングされた半導体膜が形成された基板を配置する。そして、プラズマ発生用の電極、所謂アンテナと被形成体との距離を20mmから80mm、好ましくは20mmから60mmとして成膜処理を行う。このような高密度プラズマ処理は、低温プロセス(基板温度400℃以下)の実現が可能となる。そのため、耐熱性の低いプラスチックを基板上に成膜することができる。 In the memory of the present invention, an insulating film typified by a gate insulating film or the like can be manufactured using high-density plasma treatment. The high-density plasma treatment means that the plasma density is 1 × 10 11 cm −3 or more, preferably 1 × 10 11 cm −3 to 9 × 10 15 cm −3 , such as a microwave (for example, a frequency of 2.45 GHz). This is plasma processing using high frequency. When plasma is generated under such conditions, the low electron temperature is changed from 0.2 eV to 2 eV. As described above, high-density plasma characterized by low electron temperature has low kinetic energy of active species, and thus can form a film with less plasma damage and fewer defects. In the case where a formation object and a gate insulating film are to be formed, a substrate on which a patterned semiconductor film is formed is placed in a film formation chamber capable of such plasma treatment. Then, a film forming process is performed with a distance between an electrode for plasma generation, a so-called antenna, and an object to be formed being 20 mm to 80 mm, preferably 20 mm to 60 mm. Such a high-density plasma treatment can realize a low-temperature process (substrate temperature of 400 ° C. or lower). Therefore, a plastic having low heat resistance can be formed on the substrate.

このような絶縁膜の成膜雰囲気は窒素雰囲気、又は酸素雰囲気とすることができる。窒素雰囲気とは、代表的には、窒素と希ガスとの混合雰囲気、又は窒素と水素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも1つを用いることができる。また酸素雰囲気とは、代表的には、酸素と希ガスとの混合雰囲気、酸素と水素と希ガスとの混合雰囲気、又は一酸化二窒素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも1つを用いることができる。 Such an insulating film can be formed in a nitrogen atmosphere or an oxygen atmosphere. The nitrogen atmosphere is typically a mixed atmosphere of nitrogen and a rare gas, or a mixed atmosphere of nitrogen, hydrogen, and a rare gas. As the rare gas, at least one of helium, neon, argon, krypton, and xenon can be used. The oxygen atmosphere is typically a mixed atmosphere of oxygen and a rare gas, a mixed atmosphere of oxygen, hydrogen, and a rare gas, or a mixed atmosphere of dinitrogen monoxide and a rare gas. As the rare gas, at least one of helium, neon, argon, krypton, and xenon can be used.

このように形成された絶縁膜は、他の被膜に与えるダメージが少なく、緻密なものとなる。また高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜は、当該絶縁膜と接触する界面状態を改善することができる。例えば高密度プラズマ処理を用いてゲート絶縁膜を形成すると、半導体膜との界面状態を改善することができる。その結果、薄膜トランジスタの電気特性を向上させることができる。 The insulating film formed in this way has little damage to other films and becomes dense. In addition, an insulating film formed by high-density plasma treatment can improve an interface state in contact with the insulating film. For example, when the gate insulating film is formed using high-density plasma treatment, the interface state with the semiconductor film can be improved. As a result, the electrical characteristics of the thin film transistor can be improved.

絶縁膜の作製に高密度プラズマ処理を用いる場合を説明したが、半導体膜に高密度プラズマ処理を施してもよい。高密度プラズマ処理によって、半導体膜表面の改質を行うことができる。その結果、界面状態を改善でき、強いては薄膜トランジスタの電気特性を向上させることができる。 Although the case where high-density plasma treatment is used for manufacturing the insulating film has been described, the semiconductor film may be subjected to high-density plasma treatment. The semiconductor film surface can be modified by high-density plasma treatment. As a result, the interface state can be improved, and the electrical characteristics of the thin film transistor can be improved.

また平坦性を高めるため、絶縁膜1617、1618が設けられているとよい。このとき絶縁膜1617は有機材料から形成し、絶縁膜1618は無機材料から形成するとよい。絶縁膜1617、1618が設けられている場合、電極1615は、これら絶縁膜1617、1618にコンタクトホールを介して不純物領域と接続するように形成することができる。 In order to improve flatness, insulating films 1617 and 1618 are preferably provided. At this time, the insulating film 1617 is preferably formed from an organic material, and the insulating film 1618 is preferably formed from an inorganic material. In the case where the insulating films 1617 and 1618 are provided, the electrode 1615 can be formed so as to be connected to the impurity regions through the contact holes in the insulating films 1617 and 1618.

さらに絶縁膜1625が設けられ、電極1615と接続するように下部電極1627を形成する。下部電極1627の端部を覆い、下部電極1627が露出するように開口部が設けられた絶縁膜1628を形成する。開口部内に、メモリ材料層1629を形成し、上部電極1630を形成する。このようにして、下部電極1627、メモリ材料層1629、上部電極1630を有するメモリ素子が形成される。メモリ材料層1629は、有機材料又は無機材料から形成することができる。下部電極1627又は上部電極1630は、導電性材料から形成することができる。例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)もしくはシリコン(Si)の元素を有する膜又はこれらの元素を用いた合金膜等から形成することができる。またインジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、2から20%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料を用いることができる。 Further, an insulating film 1625 is provided, and a lower electrode 1627 is formed so as to be connected to the electrode 1615. An insulating film 1628 which covers an end portion of the lower electrode 1627 and has an opening so as to expose the lower electrode 1627 is formed. A memory material layer 1629 is formed in the opening, and an upper electrode 1630 is formed. In this manner, a memory element including the lower electrode 1627, the memory material layer 1629, and the upper electrode 1630 is formed. The memory material layer 1629 can be formed of an organic material or an inorganic material. The lower electrode 1627 or the upper electrode 1630 can be formed of a conductive material. For example, it can be formed from a film containing an element of aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or silicon (Si), or an alloy film using these elements. Alternatively, a light-transmitting material such as indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide, or indium oxide containing 2 to 20% zinc oxide can be used.

さらに平坦性を高め、不純物元素の侵入を防止するため、絶縁膜1631を形成するとよい。 Further, an insulating film 1631 is preferably formed in order to improve planarity and prevent an impurity element from entering.

本実施の形態で説明した絶縁膜は、無機材料又は有機材料を用いることができる。無機材料は、酸化珪素、窒化珪素を用いることができる。有機材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。ポリシラザンは、珪素(Si)と窒素(N)の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。 For the insulating film described in this embodiment, an inorganic material or an organic material can be used. As the inorganic material, silicon oxide or silicon nitride can be used. As the organic material, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, benzocyclobutene, siloxane, or polysilazane can be used. Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. Polysilazane is formed using a polymer material having a bond of silicon (Si) and nitrogen (N) as a starting material.

図16(B)は、図16(A)と異なり、電極1615のコンタクトホール1651内にメモリ材料層を形成したメモリ素子の断面図を示す。図16(A)と同様に、下部電極として電極1615を用い、電極1615上にメモリ材料層1629、上部電極1630を形成し、メモリ素子1641を形成することができる。その後絶縁膜1631を形成する。その他の構成は図16(A)と同様であるため、説明を省略する。 FIG. 16B is a cross-sectional view of a memory element in which a memory material layer is formed in a contact hole 1651 of an electrode 1615 unlike FIG. Similarly to FIG. 16A, the electrode 1615 can be used as the lower electrode, and the memory material layer 1629 and the upper electrode 1630 can be formed over the electrode 1615, whereby the memory element 1641 can be formed. After that, an insulating film 1631 is formed. The other structures are the same as those in FIG.

このようにコンタクトホール1651にメモリ素子1641を形成すると、メモリ装置の小型化を図ることができる。またメモリ用の電極が不要となるため製造工程を削減し、低コスト化されたメモリ装置を提供することができる。 When the memory element 1641 is formed in the contact hole 1651 in this manner, the memory device can be reduced in size. In addition, since the memory electrode is not necessary, the number of manufacturing steps can be reduced, and a memory device with reduced cost can be provided.

このように本発明の無線チップに適用することができるメモリは絶縁基板上に作製され、駆動回路を一体形成することができるため、製造コストを低くすることができる。 As described above, a memory that can be used for the wireless chip of the present invention is manufactured over an insulating substrate and a driver circuit can be integrally formed; therefore, manufacturing cost can be reduced.

(実施の形態4)
本実施の形態では、無線チップが有する回路の一部の薄膜トランジスタのレイアウトについて説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a layout of a part of a thin film transistor in a circuit included in a wireless chip is described.

上記実施の形態で示した半導体膜1612に相当する半導体層は、絶縁表面を有する基板の全面若しくは一部(トランジスタの半導体領域として確定されるよりも広い面積を有する領域)に、下地膜等を介して形成される。そして、フォトリソグラフィー技術によって、半導体層上にマスクパターンを形成する。そのマスクパターンを利用して半導体層をエッチング処理することにより、薄膜トランジスタのソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を含む特定形状を有する島状の半導体パターンを形成することができる。そのパターン形成された半導体層の形状は、薄膜トランジスタの特性に基づき、要求される回路特性やレイアウトの適切さを考慮して決められる。 A semiconductor layer corresponding to the semiconductor film 1612 described in the above embodiment has a base film or the like over the entire surface or a part of the substrate having an insulating surface (a region having a larger area than that determined as a semiconductor region of a transistor). Formed through. Then, a mask pattern is formed on the semiconductor layer by photolithography. By etching the semiconductor layer using the mask pattern, an island-shaped semiconductor pattern having a specific shape including a source region, a drain region, and a channel formation region of the thin film transistor can be formed. The shape of the patterned semiconductor layer is determined in consideration of the required circuit characteristics and appropriate layout based on the characteristics of the thin film transistor.

本発明の薄膜トランジスタにおいて、半導体層を形成するためのフォトマスクは、パターンを備えている。このフォトマスクのパターンは角部を有し、(直角三角形)の一辺が10μm以下の大きさに角部を削除し、丸みを帯びている。
このマスクパターンの形状は、図17に示すように半導体層のパターン形状として転写することができる。また半導体層への転写のとき、半導体膜の角部は、フォトマスクパターンの角部よりさらに丸みを帯びるように転写されることがある。すなわち、半導体膜のパターンの角部には、フォトマスクのパターンよりもさらにパターン形状をなめらかにした丸みが設けられてもよい。なお図17において、後に形成されるゲート電極や配線を点線で示す。
In the thin film transistor of the present invention, the photomask for forming the semiconductor layer has a pattern. This photomask pattern has corners, and one side of the (right triangle) is rounded by removing the corners to a size of 10 μm or less.
The shape of this mask pattern can be transferred as a pattern shape of a semiconductor layer as shown in FIG. Further, when transferring to the semiconductor layer, the corner of the semiconductor film may be transferred so as to be more rounded than the corner of the photomask pattern. In other words, the corners of the semiconductor film pattern may be provided with roundness that is smoother than the photomask pattern. In FIG. 17, gate electrodes and wirings to be formed later are indicated by dotted lines.

次に、角部に丸みが設けられるようにパターニングされた半導体層上には、ゲート絶縁膜が形成される。そして、上記実施の形態で示したように、半導体層と一部が重なるようにゲート電極1614、及び同時にゲート配線が形成される。ゲート電極又はゲート配線は、金属層や半導体層を成膜し、フォトリソグラフィー技術によって形成することができる。 Next, a gate insulating film is formed over the semiconductor layer that is patterned so that the corners are rounded. Then, as shown in the above embodiment mode, the gate electrode 1614 and the gate wiring are formed at the same time so as to partially overlap the semiconductor layer. The gate electrode or the gate wiring can be formed by a photolithography technique by forming a metal layer or a semiconductor layer.

このゲート電極又はゲート配線を形成するためのフォトマスクは、パターンを備えている。このフォトマスクのパターンは、角部を有し、この角部に形成される直角三角形の一辺が10μm以下、または配線の線幅の1/2以下で、線幅の1/5以上の大きさに角部を削除している。このマスクパターンの形状は、図18に示すように、ゲート電極又はゲート配線のパターン形状として転写することができる。またゲート電極又はゲート配線への転写のときに、ゲート電極又はゲート配線の角部がさらに丸みを帯びるように転写されることがある。
すなわちゲート電極又はゲート配線の角部には、フォトマスクのパターンよりもさらにパターン形状をなめらかにした丸めが設けられていてもよい。このようなフォトマスクを用いて形成されたゲート電極又はゲート配線の角部には、線幅の1/2以下で、1/5以上に角部に丸みをおびさせることができる。なお図18において、後に形成される配線を点線で示す。
The photomask for forming the gate electrode or the gate wiring has a pattern. This photomask pattern has a corner, and one side of a right triangle formed at the corner is 10 μm or less, or 1/2 or less of the line width of the wiring, and 1/5 or more of the line width. The corner is deleted. The shape of the mask pattern can be transferred as a pattern shape of the gate electrode or the gate wiring as shown in FIG. Further, when transferring to the gate electrode or the gate wiring, the corner of the gate electrode or the gate wiring may be further rounded.
That is, the corners of the gate electrode or the gate wiring may be provided with rounding with a smoother pattern shape than the photomask pattern. A corner portion of a gate electrode or a gate wiring formed using such a photomask can be rounded to a corner portion that is 1/2 or less of the line width and 1/5 or more. In FIG. 18, wirings to be formed later are indicated by dotted lines.

このようなゲート電極又はゲート配線は、レイアウトの制約上、矩形に折れ曲がる。そのため、ゲート電極又はゲート配線の丸みを帯びた角部には凸部(外側の辺)と凹部(内側の辺)が設けられる。この丸みを帯びた凸部ではプラズマによるドライエッチの際、異常放電による微粉の発生を抑えることができる。また丸みを帯びた凹部では、洗浄のときに、たとえできた微粉があっても、それが角に集まりやすいのを洗い流すことができる。その結果、歩留まり向上が甚だしく期待できるという効果を有する。 Such a gate electrode or gate wiring is bent into a rectangle due to layout restrictions. Therefore, a rounded corner portion of the gate electrode or gate wiring is provided with a convex portion (outer side) and a concave portion (inner side). This rounded convex portion can suppress generation of fine powder due to abnormal discharge during dry etching by plasma. Also, in the rounded recess, even if there is fine powder that can be produced during washing, it can be washed away that it tends to collect at the corner. As a result, the yield can be greatly improved.

次に、ゲート電極又はゲート配線上には、上記実施の形態で示したように絶縁膜1616、1617、1618に相当する絶縁層等を形成する。勿論、本発明において絶縁膜は単層であっても構わない。 Next, an insulating layer or the like corresponding to the insulating films 1616, 1617, and 1618 is formed over the gate electrode or the gate wiring as described in the above embodiment mode. Of course, in the present invention, the insulating film may be a single layer.

そして絶縁層上に、絶縁膜には所定の位置に開口を形成し、当該開口に電極1615に相当する配線を形成する。この開口は、下層に位置する半導体層又はゲート配線層と、配線層との間の電気的な接続をとるために設けられる。配線は、フォトリソグラフィー技術によってマスクパターンが形成され、エッチング加工により所定のパターンに形成される。 Over the insulating layer, an opening is formed in a predetermined position in the insulating film, and a wiring corresponding to the electrode 1615 is formed in the opening. This opening is provided in order to establish electrical connection between the semiconductor layer or gate wiring layer located in the lower layer and the wiring layer. The wiring is formed with a mask pattern by a photolithography technique and formed into a predetermined pattern by etching.

配線によって、ある特定の素子間を連結することができる。この配線は、特定の素子と素子の間を直線で結ぶのではなく、レイアウトの制約上、矩形に折れ曲がる(以下、屈曲部という)。また配線は、開口部やその他の領域において配線幅が変化することがある。例えば開口部では、開口が配線幅と同等若しくは大きい場合には、その部分で配線幅が広がるように変化する。また、配線は回路のレイアウト上、容量部の一方の電極を兼ねるため、配線幅を大きくとることがある。 A certain element can be connected by wiring. This wiring does not connect a specific element with a straight line, but bends into a rectangle (hereinafter referred to as a bent portion) due to layout restrictions. In addition, the wiring width of the wiring may change in the opening and other regions. For example, in the opening, when the opening is equal to or larger than the wiring width, the wiring width is changed so as to widen at that portion. Further, since the wiring also serves as one electrode of the capacitor portion in the circuit layout, the wiring width may be increased.

この場合において、フォトマスクのパターンの屈曲部において、形成される直角三角形の一辺が10μm以下、または、配線の線幅の1/2以下で、線幅の1/5以上の大きさに角部を削除する。そして、図19に示すように、配線のパターンにも同様な丸みを帯びさせる。配線の角部は、線幅の1/2以下で、1/5以上に屈曲部に丸みをおびさせることができる。このような丸みを帯びた配線は、その屈曲部における凸部はプラズマによるドライエッチの際、異常放電による微粉の発生を抑え、凹部では、洗浄のときに、たとえできた微粉であっても、それが角に集まりやすいのを洗い流す結果として歩留まり向上が甚だしく期待できるという効果を有する。配線の角部が丸みを帯びることにより、電気的にも伝導させることが期待できる。 In this case, in the bent portion of the photomask pattern, one side of the right-angled triangle to be formed is 10 μm or less, or half or less of the line width of the wiring, and the corner has a size of 1/5 or more of the line width. Is deleted. Then, as shown in FIG. 19, the wiring pattern is similarly rounded. The corner portion of the wiring is ½ or less of the line width, and the bent portion can be rounded to 1/5 or more. In such rounded wiring, the convex part in the bent part suppresses the generation of fine powder due to abnormal discharge during dry etching by plasma, and in the concave part, even if it is fine powder made when cleaning, As a result of washing away the fact that it tends to gather at the corner, it has the effect that the yield improvement can be expected greatly. By rounding the corners of the wiring, it can be expected to be electrically conducted.

図19に示したレイアウトを有する回路において、屈曲部や配線幅が変化する部位の角部をなめらかにして、丸みを付けることにより、プラズマによるドライエッチの際、異常放電による微粉の発生を抑え、洗浄のときに、たとえできた微粉であっても、それが角に集まりやすいのを洗い流す結果として歩留まり向上が甚だしく期待できるという効果を有する。すなわち、製造工程における塵や微粉の問題を解消することができる。また、配線の角部が丸みを帯びた構成をとることにより、電気的にも伝導させることが期待できる。特に多数の平行配線が設けられる駆動回路部等の配線において、ゴミを洗い流すことを可能とすることは、きわめて好都合である。 In the circuit having the layout shown in FIG. 19, the bend and the corner of the portion where the wiring width changes are smoothed and rounded to suppress the generation of fine powder due to abnormal discharge during dry etching by plasma, Even if it is a fine powder that has been produced at the time of washing, it has the effect that a significant improvement in yield can be expected as a result of washing away that it tends to collect at the corner. That is, the problem of dust and fine powder in the manufacturing process can be solved. In addition, it can be expected that the wiring is electrically conductive by adopting a configuration in which the corners of the wiring are rounded. In particular, it is very advantageous to be able to wash away dust in wiring such as a drive circuit section provided with a large number of parallel wirings.

なお本実施の形態では、半導体層、ゲート配線、配線の3つのレイアウトにおいて、角部又は屈曲部に丸みを帯びる形態を説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、いずれか一の層において、角部又は屈曲部に丸みを帯びさせ、製造工程における塵や微粉等の問題を解消することができればよい。 Note that in this embodiment mode, a mode in which corners or bent portions are rounded in three layouts of a semiconductor layer, a gate wiring, and a wiring is described; however, the present invention is not limited to this. That is, in any one layer, it is only necessary to round the corners or the bent portions to solve problems such as dust and fine powder in the manufacturing process.

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明に係る無線チップセンサの一態様を、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, one embodiment of a wireless chip sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(A)に本発明の無線チップセンサの一態様を示す。図1(A)に示す無線チップセンサは、非接触で端末装置の読取装置とデータの送受信を行う非接触型である。電波圏内111に存在する無線チップセンサ101は、読取装置102と無線通信を行うことができる。 FIG. 1A illustrates one embodiment of a wireless chip sensor of the present invention. The wireless chip sensor illustrated in FIG. 1A is a non-contact type that transmits and receives data to and from a reading device of a terminal device in a non-contact manner. The wireless chip sensor 101 existing in the radio wave area 111 can perform wireless communication with the reading device 102.

また本発明の無線チップセンサは発電装置を有するため、電波圏外であっても読取装置と無線通信を行うことが可能となる。そして本発明の無線チップセンサは、電波圏外での無線チップの動作内容が書き込まれたメモリと、その動作内容(命令)を実行する演算装置を有する。なお電波圏外とは、無線チップ、又は無線チップセンサ自体と、読取装置とが所定の距離外にあることを指す。無線チップと読取装置との所定距離とは、無線通信に用いる周波数に起因する。また周波数は、無線チップに用いられるアンテナ長、又はアンテナ形状に起因する。 In addition, since the wireless chip sensor of the present invention includes the power generation device, wireless communication with the reading device can be performed even outside the radio wave range. The wireless chip sensor of the present invention includes a memory in which the operation content of the wireless chip outside the radio wave range is written, and an arithmetic unit that executes the operation content (command). Note that “out of radio wave” means that the wireless chip or the wireless chip sensor itself and the reading device are outside a predetermined distance. The predetermined distance between the wireless chip and the reader is caused by the frequency used for wireless communication. The frequency is attributed to the antenna length or antenna shape used for the wireless chip.

このような本発明にかかる無線チップセンサ101の構成を、図1(B)に示す。本無線チップセンサ101は、発電装置103、アンテナ104、無線インターフェース105、演算装置106、メモリ107、センサ108を有する。アンテナ104は、無線インターフェース105に接続され、無線インターフェース105は、メモリ107に接続される。演算装置106はセンサ108とメモリ107に接続される。また、発電装置103には、演算装置106、センサ108が接続されており、これらに電力を供給する。 The structure of the wireless chip sensor 101 according to the present invention is shown in FIG. The wireless chip sensor 101 includes a power generation device 103, an antenna 104, a wireless interface 105, an arithmetic device 106, a memory 107, and a sensor 108. The antenna 104 is connected to the wireless interface 105, and the wireless interface 105 is connected to the memory 107. The arithmetic device 106 is connected to the sensor 108 and the memory 107. The power generation apparatus 103 is connected to an arithmetic device 106 and a sensor 108, and supplies power to them.

なお、図1(B)の構成は本発明の一形態を示したに過ぎず、センサ108の測定値を読取装置102に送信する目的を満たす限り、図1(B)の構成に限定されない。たとえばセンサ108で測定を行った時間を記録するために、電波時計を有していても良い。また、演算装置106は必ずしも必要なものではなく、消費電力を減らすために、存在しない構成にしても良い。その際には、センサ108で取得した測定データは演算装置106によって処理されることなく、そのままメモリ107に記録される。 Note that the structure in FIG. 1B is merely an embodiment of the present invention, and is not limited to the structure in FIG. 1B as long as the purpose of transmitting the measurement value of the sensor 108 to the reading device 102 is satisfied. For example, in order to record the time measured by the sensor 108, a radio clock may be provided. Further, the arithmetic device 106 is not necessarily required, and may be configured not to exist in order to reduce power consumption. At that time, the measurement data acquired by the sensor 108 is recorded in the memory 107 as it is without being processed by the arithmetic unit 106.

また、発電装置103、アンテナ104、無線インターフェース105、演算装置106、メモリ107、センサ108のいずれか一つ、又は複数を薄膜集積回路上に一体形成することで、製造コストを低減することができる。 In addition, by forming any one or more of the power generation device 103, the antenna 104, the wireless interface 105, the arithmetic device 106, the memory 107, and the sensor 108 on a thin film integrated circuit, manufacturing cost can be reduced. .

なお薄膜集積回路は、HDP(高密度プラズマ)CVD装置で成膜したゲート絶縁膜等の絶縁膜を有するTFT(薄膜トランジスタ)、SPA(Slot Plane Antenna)装置で酸化、窒化処理を行ったものを含む。 Note that the thin film integrated circuit includes a TFT (thin film transistor) having an insulating film such as a gate insulating film formed by an HDP (high density plasma) CVD apparatus and an oxide and nitriding process performed by a SPA (Slot Plane Antenna) apparatus. .

図1(C)には、本発明にかかる読取装置102の構成が示されている。本読取装置102は、アンテナ109、情報処理装置110を有する。アンテナ109は情報処理装置110と接続され、当該情報処理装置110の制御の元に無線チップセンサ101との情報の送受信を行うことができる。 FIG. 1C shows the configuration of the reading apparatus 102 according to the present invention. The reading apparatus 102 includes an antenna 109 and an information processing apparatus 110. The antenna 109 is connected to the information processing apparatus 110 and can transmit and receive information to and from the wireless chip sensor 101 under the control of the information processing apparatus 110.

次に、非接触型無線チップセンサにおける、発電装置103のより詳しい構成について説明する。図2に発電装置103のブロック図を示す。 Next, a more detailed configuration of the power generation device 103 in the non-contact wireless chip sensor will be described. FIG. 2 shows a block diagram of the power generation apparatus 103.

発電装置103は、太陽電池201、圧電素子202、熱電素子203を有する。なおこれら発電素子の種類は図2に示したものに限定されず、いずれか一つ、又は複数を使用しても良い。また、これら発電素子に二次電池204、容量205を接続することで電力の安定供給を可能にする。さらに、電源コントローラ206が容量205の電位を測定し、スイッチ208によって発電量の多い発電素子に切り替える。生成された電源207は、演算装置106、センサ108に供給される The power generation apparatus 103 includes a solar cell 201, a piezoelectric element 202, and a thermoelectric element 203. In addition, the kind of these electric power generation elements is not limited to what was shown in FIG. 2, You may use any one or multiple. Further, by connecting a secondary battery 204 and a capacity 205 to these power generation elements, it is possible to stably supply power. Further, the power supply controller 206 measures the potential of the capacitor 205 and switches to a power generation element with a large power generation amount by the switch 208. The generated power supply 207 is supplied to the arithmetic device 106 and the sensor 108.

次に、非接触型無線チップセンサにおける、無線インターフェース105のより詳しい構成について説明する。 Next, a more detailed configuration of the wireless interface 105 in the non-contact wireless chip sensor will be described.

図3に無線インターフェース105のブロック図を示す。無線インターフェース105は、整流回路301、変調回路302、アンプ303を有する。 FIG. 3 shows a block diagram of the wireless interface 105. The wireless interface 105 includes a rectifier circuit 301, a modulation circuit 302, and an amplifier 303.

整流回路301は、アンテナ104より入力された交流電源304を整流化し、直流電源305を発生させ、変調回路302、アンプ303、メモリ107へ供給する。なお整流回路301が直流電源305を発生できるのは、読取装置102との距離が近いとき(つまり電波圏内)であり、読取装置102との距離が遠いとき(つまり電波圏外)は、直流電源305を発生しない。そのため電波圏外では、変調回路302、アンプ303、メモリ107は、直流電源305を使用せず、発電装置103によって生じた電力を使用して動作する。 The rectifier circuit 301 rectifies the AC power supply 304 input from the antenna 104, generates a DC power supply 305, and supplies it to the modulation circuit 302, the amplifier 303, and the memory 107. The rectifier circuit 301 can generate the DC power supply 305 when the distance to the reading device 102 is short (that is, in the radio wave range), and when the distance from the reading device 102 is long (that is, outside the radio wave range), the DC power source 305. Does not occur. Therefore, outside the radio wave range, the modulation circuit 302, the amplifier 303, and the memory 107 operate using the power generated by the power generation device 103 without using the DC power supply 305.

また、メモリ107から変調回路302に入力された応答信号306は、変調回路302によって変調され、アンプ303によって増幅または緩衝増幅された後で、応答電波307として、アンテナ104へ出力される。ここで、応答信号306とは搬送波(キャリア)のことであり、応答電波307とは、応答信号306を変調回路302に通すことによって変調された高周波信号である。 The response signal 306 input from the memory 107 to the modulation circuit 302 is modulated by the modulation circuit 302, amplified or buffered by the amplifier 303, and then output to the antenna 104 as a response radio wave 307. Here, the response signal 306 is a carrier wave, and the response radio wave 307 is a high-frequency signal modulated by passing the response signal 306 through the modulation circuit 302.

次に、非接触型無線チップセンサにおける、演算装置106のより詳しい構成について説明する。図4に演算装置106のブロック図を示す。 Next, a more detailed configuration of the arithmetic unit 106 in the non-contact wireless chip sensor will be described. FIG. 4 shows a block diagram of the arithmetic unit 106.

演算装置106は、CPU401とFPU402を有する。CPU401はメモリ107から読み込んだ測定プログラム403を実行し、センサ108から受け取った測定データ404を処理した処理データ405をメモリ107に書き込む。また、FPU402はCPU401の計算機能を補助する。なお、FPU402を用いず、CPU401のみを用いても良い。 The arithmetic device 106 includes a CPU 401 and an FPU 402. The CPU 401 executes the measurement program 403 read from the memory 107 and writes processing data 405 obtained by processing the measurement data 404 received from the sensor 108 to the memory 107. The FPU 402 assists the calculation function of the CPU 401. Note that only the CPU 401 may be used without using the FPU 402.

また、図4に示す構成は一例であり、本発明はこの構成に限定されない。たとえばFPU402を暗号処理装置などの限定機能を持つ演算装置に置き換えても良い。このような限定機能を持つ演算装置を有する利点は、特定の処理に特化した回路が、短時間でデータの処理を可能とし、データ処理時の電力消費量を削減することである。暗号処理装置を搭載することによる利点は、比較的演算量が多い暗号化計算を短時間で行えるようになることがある。 The configuration shown in FIG. 4 is an example, and the present invention is not limited to this configuration. For example, the FPU 402 may be replaced with an arithmetic device having a limited function such as a cryptographic processing device. An advantage of having an arithmetic unit having such a limiting function is that a circuit specialized for specific processing enables data processing in a short time and reduces power consumption during data processing. An advantage of installing the cryptographic processing apparatus is that encryption calculation with a relatively large amount of computation can be performed in a short time.

次に、非接触型無線チップセンサにおける、メモリ107のより詳しい構成について説明する。図5にメモリ107のブロック図を示す。 Next, a more detailed configuration of the memory 107 in the non-contact wireless chip sensor will be described. FIG. 5 shows a block diagram of the memory 107.

メモリ107は、MROM501、PROM502、SRAM503を有する。MROM501は、あらかじめ記憶された内容を書き換えることのできないマスクROMであり、測定プログラムと個体識別情報が格納され、演算装置106が測定プログラムを読み込む。PROM502は、電気的に内容を書き換えることのできるプログラマブルROMであり、演算装置106が測定データを読み書きし、変調回路302が測定データを読み込む。また、SRAM503は、電源が供給されている期間は記憶内容が保持されるスタティックRAMであり、測定プログラム動作時に作業エリアとして使用するために、演算装置106が演算途中経過を読み書きする。 The memory 107 includes an MROM 501, a PROM 502, and an SRAM 503. The MROM 501 is a mask ROM in which the contents stored in advance cannot be rewritten, stores the measurement program and individual identification information, and the arithmetic device 106 reads the measurement program. The PROM 502 is a programmable ROM whose contents can be electrically rewritten. The arithmetic device 106 reads and writes measurement data, and the modulation circuit 302 reads the measurement data. The SRAM 503 is a static RAM that retains stored contents during a period when power is supplied, and the arithmetic device 106 reads and writes the progress of the operation in order to use it as a work area during the operation of the measurement program.

次に、非接触型無線チップセンサにおける、センサ108のより詳しい構成について説明する。図6にセンサ108のブロック図を示す。 Next, a more detailed configuration of the sensor 108 in the non-contact wireless chip sensor will be described. FIG. 6 shows a block diagram of the sensor 108.

センサ108として、物理センサ601、化学センサ602、生物センサ603を用いることができる。物理センサ601は、圧力、音、位置、速度、加速度、角速度、力、機械量、流量、温度、赤外線、可視光、紫外線、放射線、磁気などを測定する。化学センサ602は、ガス、湿度、イオンを測定する。また、生物センサ603は、匂いDNA、タンパク分析、味、花粉、有害物を測定する。なおこれらセンサの種類は図6に示したものに限定されず、いずれか一つ、又は複数を使用しても良い。 As the sensor 108, a physical sensor 601, a chemical sensor 602, or a biological sensor 603 can be used. The physical sensor 601 measures pressure, sound, position, velocity, acceleration, angular velocity, force, mechanical quantity, flow rate, temperature, infrared ray, visible light, ultraviolet ray, radiation, magnetism, and the like. The chemical sensor 602 measures gas, humidity, and ions. The biosensor 603 measures odor DNA, protein analysis, taste, pollen, and harmful substances. The types of these sensors are not limited to those shown in FIG. 6, and any one or a plurality may be used.

なお、上記物理センサは、MEMS(Micro Electro Mechanical System)テクノロジを用いたものを含む。 Note that the physical sensor includes a sensor using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology.

ここで、MEMSとは、シリコン基板上に半導体微細加工技術を用いて、三次元的微小構造物をつくる技術のことを指し、MEMSテクノロジを用いた物理センサとは、圧力や加速度変化に応じてシリコンにかかる歪みによる抵抗変化や、シリコンと電極の間隔差で生じる静電容量変化を測定するセンサである。 Here, MEMS refers to a technology for producing a three-dimensional microstructure using a semiconductor microfabrication technique on a silicon substrate, and a physical sensor using MEMS technology is based on changes in pressure and acceleration. This is a sensor that measures resistance changes due to strain applied to silicon and changes in capacitance caused by the difference in distance between silicon and electrodes.

MEMSテクノロジを用いた物理センサは高感度かつ低消費電力、軽量といった特徴があり、また、シリコン基板上に無線チップセンサを構成する回路と一体形成することで、製造コストを低減することができる。 A physical sensor using MEMS technology has characteristics such as high sensitivity, low power consumption, and light weight, and the manufacturing cost can be reduced by being integrally formed with a circuit constituting a wireless chip sensor on a silicon substrate.

次に、このような非接触型無線チップセンサの動作をフローチャートとして図7に示す。 Next, the operation of such a non-contact type wireless chip sensor is shown in FIG. 7 as a flowchart.

無線インターフェース105は、読取装置102よりアンテナ104によって交流電源304を受け(S701)、交流電源304より無線インターフェース105を動作させることができる直流電源305を発生させられたときには(YES)、メモリ107より識別情報、測定データを含む応答信号306を読み出し(S702)、応答電波307をアンテナ104より読取装置102に返す(S703)。直流電源305を発生させられなかったときには(NO)、発電装置103の発電量を電源コントローラ206がチェックする(S704)。 The wireless interface 105 receives the AC power supply 304 from the reader 102 by the antenna 104 (S701), and when the DC power supply 305 that can operate the wireless interface 105 is generated from the AC power supply 304 (YES), from the memory 107. A response signal 306 including identification information and measurement data is read (S702), and a response radio wave 307 is returned from the antenna 104 to the reading device 102 (S703). When the DC power supply 305 cannot be generated (NO), the power supply controller 206 checks the power generation amount of the power generation apparatus 103 (S704).

ステップS704において、発電装置103の発電量が演算装置106、センサ108を動作させるために必要な電力を発生しているときに(YES)、演算装置106はメモリ107より測定プログラムを読み込み(S705)、センサの測定値を取得し(S706)、データ処理を行い(S707)、処理された測定データをメモリ107に書き込む(S708)。 In step S704, when the amount of power generated by the power generation device 103 generates the power necessary to operate the arithmetic device 106 and the sensor 108 (YES), the arithmetic device 106 reads the measurement program from the memory 107 (S705). The sensor measurement value is acquired (S706), data processing is performed (S707), and the processed measurement data is written in the memory 107 (S708).

以下に、本実施の形態における無線チップセンサのメリットを示す。 Hereinafter, advantages of the wireless chip sensor in this embodiment will be described.

1)演算装置、センサの電源として自然エネルギーを電力に変える、太陽電池などの発電素子を用いることで、半永久的に稼動することができる。
2)演算装置、センサの電源として生体エネルギーを電力に変える、熱電発電素子などの発電素子を用いることで、半永久的に稼動することができる。
3)演算装置を用いてセンサから得られた測定データを加工することで、メモリの使用量を減らすためにデータを圧縮でき、小規模なメモリを搭載することで、無線チップセンサの価格を低減できることができる。
4)演算装置を用いてセンサから得られた測定データを加工することで、プライバシーを守るために測定データを暗号化できることができる。
5)発電装置、アンテナ、無線インターフェース、演算装置、メモリ、センサのいずれか一つ、又は複数を薄膜集積回路上に一体形成することで、無線チップセンサの製造コストを低減できることができる。
1) It can operate semipermanently by using a power generation element such as a solar cell that converts natural energy into electric power as a power source for an arithmetic unit and sensor.
2) It can operate semipermanently by using a power generation element such as a thermoelectric power generation element that changes bioenergy into electric power as a power source for an arithmetic device and sensor.
3) By processing the measurement data obtained from the sensor using an arithmetic unit, the data can be compressed to reduce the amount of memory used, and the price of the wireless chip sensor can be reduced by installing a small memory. I can do it.
4) By processing the measurement data obtained from the sensor using an arithmetic device, the measurement data can be encrypted to protect privacy.
5) The manufacturing cost of the wireless chip sensor can be reduced by integrally forming any one or more of the power generation device, the antenna, the wireless interface, the arithmetic device, the memory, and the sensor on the thin film integrated circuit.

(実施例1)
本実施の形態では、図1(B)に示す無線チップセンサを有する応用例として靴内蔵式歩数計システムを示す。
Example 1
In this embodiment, a shoe built-in pedometer system is shown as an application example including the wireless chip sensor illustrated in FIG.

図8において、靴内蔵式歩数計システムは、靴底に発電装置801、アンテナ802、無線インターフェース803、メモリ804、センサ805を有する無線チップと、データ読み出し端末806とを有する。発電装置801として、人間の歩行動作によって生じた靴の圧力を電力に変換する圧電素子と圧電素子によって生じた電力を安定化する容量を、センサ805として圧力センサを有する。また、メモリ804が有する個体識別番号は販売店における在庫管理に用いても良い。 In FIG. 8, the shoe built-in pedometer system includes a power generation device 801, an antenna 802, a wireless interface 803, a memory 804, a sensor 805 on a shoe sole, and a data reading terminal 806. The power generation device 801 includes a piezoelectric element that converts the pressure of a shoe generated by a human walking operation into electric power and a capacity that stabilizes the electric power generated by the piezoelectric element, and a pressure sensor as the sensor 805. The individual identification number included in the memory 804 may be used for inventory management at a store.

上記システムが搭載された靴は、人間が歩行するたびに圧電素子によって発電を行い、歩数をカウントする。上記靴にデータ読み出し端末806が近づくと、蓄積された歩数データと、靴の個体識別番号が読み出され、この歩数データを集計することで健康管理に活用する。 A shoe equipped with the above system generates power by a piezoelectric element each time a human walks and counts the number of steps. When the data reading terminal 806 approaches the shoe, the accumulated step count data and the individual identification number of the shoe are read, and the step count data is aggregated and utilized for health management.

(実施例2)
本実施の形態では、図1(B)に示す無線チップセンサを有する応用例として生鮮食品保存記録システムを示す。
(Example 2)
In this embodiment, a fresh food storage recording system is shown as an application example including the wireless chip sensor shown in FIG.

図9において、生鮮食品保存記録システムは、発電装置901、アンテナ902、無線インターフェース903、メモリ904、センサ905、LED906を有する生鮮食品用販売トレーと、生鮮食品907、データ読み出し端末908を有する。発電装置901は、光を電力に変換する太陽電池、もしくはその他の自然エネルギーを電力に変換する発電素子を有し、センサ905として温度センサを有する。 In FIG. 9, the fresh food storage recording system includes a fresh food sales tray having a power generation device 901, an antenna 902, a wireless interface 903, a memory 904, a sensor 905, and an LED 906, a fresh food 907, and a data reading terminal 908. The power generation device 901 includes a solar cell that converts light into electric power, or another power generation element that converts natural energy into electric power, and includes a temperature sensor as the sensor 905.

上記システムが搭載された生鮮食品用販売トレーは、ある温度以上の条件下にトレーが置かれていると、その時間を積算し、その積算時間値が食中毒発生の危険があるレベルまで達すると、LED906を光らせて警告することができる。 When a tray for fresh foods equipped with the above system is placed at a temperature above a certain temperature, the time is accumulated, and when the accumulated time value reaches a level at which food poisoning may occur, The LED 906 can be illuminated to warn.

上記システムを使用することで、生鮮食品907の賞味期限を時間単位で決めることなく、温度などの周辺条件を考慮したうえで、賞味期限を管理することが可能になる。 By using the above system, it is possible to manage the expiration date in consideration of peripheral conditions such as temperature without determining the expiration date of the fresh food 907 in units of time.

(実施例3)
本実施の形態では、図1(B)に示す無線チップセンサを有する応用例として環境記録システムを示す。
(Example 3)
In this embodiment, an environment recording system is shown as an application example including the wireless chip sensor illustrated in FIG.

図10において、環境記録システムは、発電装置1001、アンテナ1002、無線インターフェース1003、演算装置1004、メモリ1005、センサ1006、電波時計1007を有する測定器と、データ読み出し端末1008を有する。発電装置1001は、光を電力に変換する太陽電池と太陽電池によって生じた電力を充電する二次電池を有し、センサ1006として温度、湿度、花粉、有害物、ガスセンサを有する。 In FIG. 10, the environment recording system includes a power generation device 1001, an antenna 1002, a wireless interface 1003, a computing device 1004, a memory 1005, a sensor 1006, a radio clock 1007, and a data reading terminal 1008. The power generation apparatus 1001 includes a solar battery that converts light into electric power and a secondary battery that charges electric power generated by the solar battery, and includes a sensor 1006 that includes temperature, humidity, pollen, harmful substances, and a gas sensor.

上記システムが搭載された測定器は、太陽光によって発電を行い自立的に動作し、電波時計1007によって時間を受信、環境データを蓄積し、メモリ1005がいっぱいになると演算装置1004によって環境データを圧縮し、少ないメモリ1005で長期間の環境データを蓄積する。また、太陽光のない夜間、雨天時は、昼間、晴天時に充電した二次電池によって動作する。 The measuring instrument equipped with the above system generates power by sunlight and operates independently, receives time by the radio clock 1007, accumulates environmental data, and compresses the environmental data by the arithmetic unit 1004 when the memory 1005 is full. In addition, long-term environmental data is accumulated with a small amount of memory 1005. Moreover, it operates with a secondary battery charged in the daytime and in fine weather at night when there is no sunlight and when it is raining.

上記測定器にデータ読み出し端末1008が近づくと、蓄積された環境データと、測定器の個体識別番号が読み出され、この環境データを集計することで環境保護および研究目的に活用することができる。 When the data reading terminal 1008 approaches the measuring instrument, the stored environmental data and the individual identification number of the measuring instrument are read out, and the environmental data can be aggregated and used for environmental protection and research purposes.

(実施例4)
本実施の形態では、図1(B)に示す無線チップセンサを有する応用例として生体解析システムを示す。
Example 4
In this embodiment, a biological analysis system is described as an application example including the wireless chip sensor illustrated in FIG.

図11においては、生体解析システムは、発電装置1101、アンテナ1102、無線インターフェース1103、演算装置1104、メモリ1105、センサ1106を有する測定器と、データ読み出し端末1107とを有する。発電装置1101は、生体内物質の化学反応によって発電する化学電池を有し、センサ1106としてDNA、血液センサを有する。体内に埋め込んで半永久的に使用する。 In FIG. 11, the biological analysis system includes a power generation device 1101, an antenna 1102, a wireless interface 1103, a calculation device 1104, a memory 1105, a sensor 1106, and a data reading terminal 1107. The power generation device 1101 includes a chemical battery that generates power by a chemical reaction of a substance in the living body, and includes a DNA and blood sensor as the sensor 1106. Implanted in the body and used semipermanently.

ここで、生体内物質の化学反応によって発電する化学電池とは、主に生体触媒(酵素)の働きにより糖分を分解し、電気エネルギーを取りだす電池であり。たとえば、血中グルコースの分解酵素を塗布した炭素電極で、グルコース分解時に流れる電流を使用するものがある。 Here, a chemical battery that generates electricity by a chemical reaction of a substance in a living body is a battery that breaks down sugars and extracts electrical energy mainly by the action of a biocatalyst (enzyme). For example, there is a carbon electrode coated with a blood glucose degrading enzyme, which uses an electric current that flows during glucose decomposition.

上記測定器は、生体内の化学反応によって発電を行い自立的に動作し、生体データを蓄積し、演算装置1104によって暗号化、圧縮した上でメモリ1105に格納し、個人のプライバシーを確保した隠蔽性の高いデータを蓄積する。また、電波を受けて発電した電力を使用するセンサはないため、生体に電波をあて続けることなく、安全にデータを収集することできる。 The measuring device generates power by a chemical reaction in the living body and operates autonomously, accumulates biological data, encrypts and compresses the data by the arithmetic device 1104, stores the data in the memory 1105, and conceals the personal privacy. Accumulate high-quality data. In addition, since there is no sensor that uses electric power generated by receiving radio waves, data can be collected safely without continuously applying radio waves to the living body.

上記測定器にデータ読み出し端末1107が近づくと、蓄積された暗号化済の生体データと、測定器の個体識別番号が読み出され、この生体データを集計することで健康管理および医学研究に活用することができる。 When the data reading terminal 1107 approaches the measuring instrument, the stored encrypted biometric data and the individual identification number of the measuring instrument are read, and the biometric data is aggregated and utilized for health management and medical research. be able to.

本発明に係る無線チップセンサの実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a wireless chip sensor according to the present invention. 無線チップセンサの発電装置のブロック図である。It is a block diagram of the electric power generating apparatus of a wireless chip sensor. 無線チップセンサの無線インターフェースのブロック図である。It is a block diagram of the wireless interface of a wireless chip sensor. 無線チップセンサの演算装置のブロック図である。It is a block diagram of the arithmetic unit of a wireless chip sensor. 無線チップセンサのメモリのブロック図である。It is a block diagram of the memory of a wireless chip sensor. 無線チップセンサのセンサのブロック図である。It is a block diagram of the sensor of a wireless chip sensor. 本発明に係る無線チップセンサの動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing the operation of the wireless chip sensor according to the present invention. 無線チップセンサの実施の応用例である靴内蔵式歩数計システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the pedometer system with a built-in shoes which is an application example of implementation of a wireless chip sensor. 無線チップセンサの実施の応用例である生鮮食品保存記録システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the fresh food preservation | save recording system which is an application example of implementation of a wireless chip sensor. 無線チップセンサの実施の応用例である環境記録システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the environment recording system which is an application example of implementation of a wireless chip sensor. 無線チップセンサの実施の応用例である生体解析システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the bioanalysis system which is an application example of implementation of a wireless chip sensor. 従来の無線チップの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional wireless chip. 従来の無線チップの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional wireless chip. 本発明に係る無線チップの実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an embodiment of a wireless chip according to the present invention. 無線チップの無線インターフェースのブロック図である。It is a block diagram of the radio | wireless interface of a radio | wireless chip. 無線チップのメモリの断面図である。It is sectional drawing of the memory of a wireless chip. 本発明の半導体層のパターン形状である。It is the pattern shape of the semiconductor layer of this invention. 本発明のゲート電極又はゲート配線のパターン形状である。It is the pattern shape of the gate electrode or gate wiring of this invention. 本発明の配線のパターン形状である。It is the pattern shape of the wiring of this invention. 本発明の回路を構成するトランジスタの断面構造である。2 is a cross-sectional structure of a transistor constituting the circuit of the present invention. 図20に示したトランジスタ、容量素子、抵抗素子に対応する上面図である。FIG. 21 is a top view corresponding to the transistor, the capacitor, and the resistor shown in FIG. 20.

Claims (15)

発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続される
ことを特徴とする無線チップ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, and a memory;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
The wireless chip, wherein the arithmetic unit and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記無線インターフェースは、整流回路と、変調回路と、アンプとを有することを特徴とする無線チップ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, and a memory;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The wireless interface includes a rectifier circuit, a modulation circuit, and an amplifier.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記演算装置は、CPUと、FPUとを有することを特徴とする無線チップ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, and a memory;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The arithmetic unit includes a CPU and an FPU.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記メモリとして、MROM、PROM、SRAMを有することを特徴とする無線チップ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, and a memory;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
A wireless chip comprising an MROM, PROM, and SRAM as the memory.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記発電装置は、太陽電池、圧電素子、熱電発電素子のいずれかを有することを特徴とする無線チップ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, and a memory;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The power generating device includes a solar cell, a piezoelectric element, or a thermoelectric power generating element.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記発電装置は、太陽電池、圧電素子、熱電発電素子のいずれかと、二次電池、容量、電源コントローラを有することを特徴とする無線チップ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, and a memory;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The power generation device includes a solar cell, a piezoelectric element, or a thermoelectric power generation element, a secondary battery, a capacity, and a power supply controller.
請求項1乃至6のいずれか一において、
前記無線インターフェースは、整流回路、復調回路、変調回路、及びアンプを有することを特徴とする無線チップ。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
The wireless interface includes a rectifier circuit, a demodulation circuit, a modulation circuit, and an amplifier.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリと、センサとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置によって前記センサを動作させ、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
ことを特徴とする無線チップセンサ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, a memory, and a sensor;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
Operating the sensor by the arithmetic unit;
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
A wireless chip sensor.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリと、センサとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置によって前記センサを動作させ、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記無線インターフェースは、整流回路と、変調回路と、アンプとを有することを特徴とする無線チップセンサ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, a memory, and a sensor;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio wave range, and power is supplied to the arithmetic device.
Operating the sensor by the arithmetic unit;
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The wireless chip sensor, wherein the wireless interface includes a rectifier circuit, a modulation circuit, and an amplifier.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリと、センサとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置によって前記センサを動作させ、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記演算装置は、CPUと、FPUとを有することを特徴とする無線チップセンサ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, a memory, and a sensor;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
Operating the sensor by the arithmetic unit;
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The arithmetic unit includes a CPU and an FPU.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリと、センサとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置によって前記センサを動作させ、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記メモリとして、MROM、PROM、SRAMを有することを特徴とする無線チップセンサ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, a memory, and a sensor;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
Operating the sensor by the arithmetic unit;
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
A wireless chip sensor comprising an MROM, a PROM, and an SRAM as the memory.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリと、センサとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置によって前記センサを動作させ、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記発電装置は、太陽電池、圧電素子、熱電発電素子のいずれかを有することを特徴とする無線チップセンサ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, a memory, and a sensor;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
Operating the sensor by the arithmetic unit;
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The power generation device includes any one of a solar cell, a piezoelectric element, and a thermoelectric power generation element.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリと、センサとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置によって前記センサを動作させ、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記発電装置は、太陽電池、圧電素子、熱電発電素子のいずれかと、二次電池、容量、電源コントローラを有することを特徴とする無線チップセンサ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, a memory, and a sensor;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
Operating the sensor by the arithmetic unit;
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The power generation device includes a solar battery, a piezoelectric element, or a thermoelectric power generation element, a secondary battery, a capacity, and a power supply controller.
発電装置と、アンテナと、無線インターフェースと、演算装置と、メモリと、センサとを有し、
前記発電装置によって、電波圏外において読取装置と無線通信を行うことが可能となり、前記演算装置へ電力が供給され、
前記演算装置によって前記センサを動作させ、
前記演算装置及び前記無線インターフェースは前記メモリに接続され、前記アンテナは前記無線インターフェースに接続され、
前記センサは、物理センサ、化学センサ、生物センサのいずれかを有することを特徴とする無線チップセンサ。
A power generation device, an antenna, a wireless interface, an arithmetic device, a memory, and a sensor;
The power generation device enables wireless communication with the reading device outside the radio range, and power is supplied to the arithmetic device.
Operating the sensor by the arithmetic unit;
The computing device and the wireless interface are connected to the memory, and the antenna is connected to the wireless interface,
The wireless chip sensor, wherein the sensor includes a physical sensor, a chemical sensor, or a biological sensor.
請求項8乃至14のいずれか一において、
前記無線インターフェースは、整流回路、復調回路、変調回路、及びアンプを有することを特徴とする無線チップセンサ。
In any one of Claims 8 thru | or 14,
The wireless chip sensor, wherein the wireless interface includes a rectifier circuit, a demodulation circuit, a modulation circuit, and an amplifier.
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