JP2006351005A - 半導体装置、半導体装置を用いた無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信によりデータの送受信を行う半導体装置において、初期化を効率よく行うことを課題とする。
【解決手段】半導体装置は、アンテナと、電源回路と、電源回路によって生成した直流電圧を電源電圧として用いる回路と、抵抗とを有する。アンテナは一対の端子を有し、無線信号（変調された搬送波）を受信する。電源回路は第１の端子と第２の端子とを有し、受信された無線信号（変調された搬送波）を用いて前記第１の端子と前記第２の端子との間に直流電圧を発生させる。抵抗は第１の端子と第２の端子との間に接続される。こうして、半導体装置及び無線通信システムはデータの送受信を正確に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信によりデータの送受信が可能な半導体装置に関する。このような半導体装置は、無線タグ、ＲＦタグ、ＲＦＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＤタグ、電子タグ、トランスポンダ、無線メモリ、ＲＦＩＤチップ、無線チップ、ＩＤチップ、無線ＩＣカード、ＩＤカード等と呼ばれる。特に、リーダ／ライタから発生された無線信号をアンテナで受けて、動作に必要な電源電圧を発生させる半導体装置に関する。

近年、ユビキタス情報社会と言われるように、いつ、どのような状態でも、情報ネットワークにアクセスできる環境整備が行われてきた。このような環境の中、個々の対象物にＩＤ（個体識別番号）を与えることで、その対象物の履歴を明確にし、生産、管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。その中でも、無線通信によりデータの送受信が可能な半導体装置（以下、無線タグとも呼ぶ）が利用され始めている。

無線タグを用いた無線通信システムの一例を図３（Ａ）に示す。無線通信システムは、リーダ／ライタ３００、制御用端末３０２、無線タグ３０３から構成される。制御用端末３０２はリーダ／ライタ３００を制御する。リーダ／ライタ３００に接続されたアンテナ３０１と無線タグ３０３内のアンテナ３０４との間で無線によるデータの送受信が行われる。

無線によるデータの送受信は次のように行われる。リーダ／ライタ３００に接続されたアンテナ３０１から出力された無線信号を無線タグ３０３内のアンテナ３０４が受信する。当該無線信号は伝送するデータに応じて変調された電磁波である。データを伝送するための電磁波を搬送波と呼び、無線信号をデータに応じて変調された搬送波とも呼ぶ。無線信号（変調された搬送波３３０）はアンテナ３０４によって受信され、無線タグ３０３中の信号処理回路３０５に入力されて処理される。こうして、無線タグ３０３は無線信号（変調された搬送波３３０）に含まれるデータを取得する。次いで、応答データを含んだ信号が信号処理回路３０５から出力される。無線タグ３０３内のアンテナ３０４は当該信号に対応した無線信号（変調された搬送波３３０）をリーダ／ライタ３００に接続されたアンテナ３０１に送信する。当該無線信号（変調された搬送波３３０）はアンテナ３０１によって受信され、リーダ／ライタ３００は応答データを取得し、得られた応答データを制御用端末３０２に蓄積する。

また、リーダ／ライタ３００に接続されたアンテナ３０１から出力された無線信号（変調された搬送波３３０）を無線タグ３０３内のアンテナ３０４が受信すると、無線信号（変調された搬送波３３０）は帯域フィルタ３０６を介して無線タグ３０３中の電源回路３０７に入力される。電源回路３０７は、入力された無線信号（変調された搬送波３３０）から無線タグ３０３の内部回路（信号処理回路３０５等に相当）を駆動するための電源電圧を生成する。

具体的には、電源回路３０７は、入力された無線信号（変調された搬送波３３０）を直流信号に変換する整流回路３０８と、当該直流信号を平滑化する保持容量３０９とを有する。こうして、電源回路３０７は第１の端子３１０と第２の端子３１１との間に直流電圧を生成させる。生成された直流電圧は、電源電圧として無線タグ３０３の内部回路に供給される。

上記の様に、無線信号（変調された搬送波３３０）を用いて内部回路を駆動するための電源電圧を生成する無線タグは、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００２−３１９００７号公報

図３（Ａ）に示したような無線タグ３０３を用いた無線通信システムにおいて、無線信号（変調された搬送波３３０）と無線信号（変調された搬送波３３０）を用いて生成される電源電圧との関係を図３（Ｂ）に模式的に示す。電源電圧は、第１の端子３１０の電位３３２を一定とし、第２の端子３１１の電位３３１の変化で示す。図３（Ｂ）に示すように、通常、リーダ／ライタ３００に接続されたアンテナ３０１から無線信号（変調された搬送波３３０）が出力される期間（期間１と表記）と全く出力されない期間（期間２と表記）が交互に設けられる。無線信号（変調された搬送波３３０）が入力されない期間において電源電圧をゼロ、または第２の端子３１１の電位３３１を第１の端子３１０の電位３３２に近い電位まで低下させる必要がある。

無線信号（変調された搬送波３３０）が入力されない期間（期間２）において電源電圧をゼロ、または第２の端子３１１の電位３３１を第１の端子３１０の電位３３２に近い電位まで低下させるのは、一定期間毎に無線タグ３０３の電源電圧をゼロ、またはゼロに近い値として、無線タグ３０３内の回路を初期化するためである。こうして、新たな無線信号（変調された搬送波３３０）を受信する毎に無線タグ３０３内の回路を初期化することによって、無線タグ３０３はリーダ／ライタ３００から送信された信号を規格に則って正確に受信することができ、また、規格に則った信号をリーダ／ライタ３００へ正確に送信することができる。

しかし、実際には電源電圧がゼロまで低下しない、または第２の端子３１１の電位が第１の端子３１０に近い電位まで低下しないという問題があった。即ち、期間２においてもΔＶ以上の電源電圧が常に発生している状態となってしまう問題があった。特に、より大きい電源電圧を得るために電源回路３０７が有する保持容量３０９の容量値を数百ｐＦ程度に大きく設定した場合、この問題は深刻であった。

期間２において、電源電圧（第１の端子３１０と第２の端子３１１の間の電圧）がゼロにならないと、または第２の端子３１１の電位が第１の端子３１０に近い電位にならないと、無線タグ３０３の初期化を十分に行うことができない。無線タグ３０３の初期化が行われないと、無線タグ３０３はリーダ／ライタ３００から送信された信号を受信することができず、また、リーダ／ライタ３００へ応答する信号を送信することが出来ない。また、初期化が行われない場合、無線タグ３０３が信号の受信を一度失敗すると、その後当該無線タグ３０３が行う全ての動作が誤動作となってしまう。

上記の実情に鑑み、本発明は、無線通信によりデータの送受信を行う半導体装置において、半導体装置の初期化を効率よく行うことを課題とする。

本発明の半導体装置は、搬送波から電源電圧を生成する半導体装置において、半導体装置の内部回路に当該電源電圧を与える一対の端子（第１の端子と第２の端子）の間に抵抗を接続することを特徴とする。

つまり、本発明の半導体装置は、アンテナと、電源回路と、電源回路によって生成した直流電圧を電源電圧として用いる回路と、抵抗とを有する。アンテナは一対の端子を有し、無線信号（変調された搬送波）を受信する。電源回路は第１の端子と第２の端子とを有し、受信した無線信号（変調された搬送波）を用いて第１の端子と第２の端子との間に直流電圧を発生させる。抵抗は第１の端子と第２の端子との間に接続される。

本発明の半導体装置は、初期化を効率良く行うことができる。こうして、本発明の半導体装置はデータの送受信を正確に行うことができる。また、本発明の半導体装置は、信号の受信を一度失敗しても、初期化が行われるので、その後の動作を正常に行うことができる。こうして、信頼性の高い半導体装置及びそれを用いた無線通信システムが得られる。

本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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うることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す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。

（実施の形態１）
本発明の半導体装置について、図１を用いて説明する。なお図１において図３と同じ部分は同じ符号を用いて示す。半導体装置１０１は、アンテナ３０４と、帯域フィルタ３０６と、電源回路３０７と、電源回路３０７によって生成した直流電圧を電源電圧として用いる回路（信号処理回路３０５を代表で示す）と、抵抗１００とを有する。アンテナ３０４は一対の端子を有し、無線信号（変調された搬送波）を受信する。帯域フィルタ３０６はアンテナ３０４の一対の端子のうち一方と電源回路３０７の入力との間に接続される。電源回路３０７は第１の端子３１０と第２の端子３１１とを有し、受信された前記無線信号（変調された搬送波）を用いて第１の端子３１０と第２の端子３１１との間に直流電圧を発生させる。抵抗１００は第１の端子３１０と第２の端子３１１との間に接続される。

アンテナ３０４の一対の端子のうち他方と第１の端子３１０とは同じ電位が与えられる構成とすることができる。アンテナ３０４の一対の端子のうち他方と第１の端子３１０とは接地された構成とすることができる。

また、電源回路３０７は、整流回路３０８と、保持容量３０９とを用いて構成することができる。整流回路３０８は無線信号（変調された搬送波）を整流し直流信号に変換する。保持容量３０９は整流回路３０８から出力された直流信号を平滑化する。保持容量３０９によって平滑化された信号を直流電圧として第１の端子３１０と第２の端子３１１の間に出力する。整流回路３０８としては、全波整流を行う回路であっても半波整流を行う回路であってもよい。

抵抗１００は、半導体層を用いて形成した抵抗素子とすることができる。例えば、信号処理回路３０５は薄膜トランジスタを用いて形成し、当該薄膜トランジスタの活性層となる半導体層と同時に形成された半導体層を用いて抵抗１００を形成してもよい。この場合、抵抗１００を形成する半導体層には、導電型を付与する不純物元素が添加されていてもよい。導電型を付与する不純物元素が添加された半導体層を用いて作製した抵抗は、導電型を付与する不純物元素を添加していない半導体層を用いて作製した抵抗よりも抵抗値のばらつきを低減することができる。特に、抵抗１００を形成する半導体層として多結晶半導体膜を用いた場合、当該膜の結晶性のばらつきによる抵抗値のばらつきが顕著となる。よって、抵抗１００を形成する半導体層に導電型を付与する不純物元素を添加するのが有効である。

また、抵抗１００を形成する半導体層には、前記薄膜トランジスタのチャネル形成領域と導電型を付与する不純物元素が同程度に添加されていてもよい。半導体層としてＣＶＤ法等で作製した非単結晶半導体膜を用いる場合、作製された非単結晶半導体膜は若干ｎ型の導電性を示すことが知られている。当該非単結晶半導体膜に導電型を付与する不純物元素を添加することによって、半導体層の導電性を真性に近い状態とし、高い抵抗値を確保することができる。また、信号処理回路３０５を構成する薄膜トランジスタの作製工程を利用して抵抗を作製することができるので、半導体装置の製造コストを抑え、歩留まりを向上させることができる。

また、抵抗１００として、ダイオードを用いても良いし、薄膜トランジスタを用いてもよい。例えば、ダイオード接続（ゲートとドレインが電気的に接続）された薄膜トランジスタを用いてもよい。

搬送波の周波数は、サブミリ波である３００ＧＨｚ以上３ＴＨｚ以下、ミリ波である３０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ未満、マイクロ波である３ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ未満、極超短波である３００ＭＨｚ以上３ＧＨｚ未満、超短波である３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ未満、短波である３ＭＨｚ以上３０ＭＨｚ未満、中波である３００ＫＨｚ以上３ＭＨｚ未満、長波である３０ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ未満、及び超長波である３ｋＨｚ以上３０ｋＨｚ未満のいずれの周波数も用いることができる。

アンテナ３０４は、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、及び八木アンテナのいずれのアンテナも用いることができる。

アンテナ３０４において無線信号（変調された搬送波）を送受信する方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式、及び電波方式のいずれであってもよい。

本発明の無線通信システムでは、半導体装置１０１と公知の構成のリーダ／ライタ、リーダ／ライタに接続されたアンテナ、及びリーダ／ライタを制御する制御用端末を用いることができる。半導体装置１０１とリーダ／ライタに接続れたアンテナとの通信方式は、単方向通信または双方向通信であって、空間分割多重化方式、偏波面分割多重化方式、周波数分割多重化方式、時分割多重化方式、符号分割多重化方式、直交周波数分割多重化方式のいずれも用いることができる。

半導体装置１０１を用いた本発明の無線通信システムにおいて、無線信号（変調された搬送波）と無線信号（変調された搬送波）を用いて生成される電源電圧（第１の端子３１０の電位３３２を一定とし、第２の端子３１１の電位３３１の変化で示す）との関係を図４（Ａ）に示す。また、従来の半導体装置（無線タグ３０３）を用いた無線通信システムにおいて、無線信号（変調された搬送波）と無線信号（変調された搬送波）を用いて生成される電源電圧との関係を図４（Ｂ）に示す。

図４中、第１の信号４０１はリーダ／ライタから送信されるデータに対応した信号である。第１の信号４０１として搬送波を振幅変調した例を示す。なお、搬送波の変調は、アナログ変調またはデジタル変調であって、振幅変調、位相変調、周波数変調、及びスペクトラム拡散のいずれであってもよい。

本発明の半導体装置を用いた無線通信システムでは、図４（Ａ）に示すように、無線信号（変調された搬送波３３０）が入力されない期間（期間２）において電源電圧をゼロ、または第２の端子３１１の電位３３１を第１の端子３１０の電位３３２に近い電位まで低下させることができる。そのため、リーダ／ライタから送信された第１の信号４０１を受信した半導体装置は、応答データに対応する第２の信号４０２を発信し、データの送受信を正常に行う。

一方従来の半導体装置を用いた無線通信システムでは、図４（Ｂ）に示すように、無線信号（変調された搬送波３３０）が入力されない期間（期間２）において電源電圧をゼロとする、または第２の端子３１１の電位３３１を第１の端子３１０の電位３３２に近い電位にまで低下させることができず、常にΔＶ以上の電源電圧が発生している状態となる。そのため、リーダ／ライタから送信された第１の信号４０１を受信した半導体装置は、応答することができず（図４（Ｂ）中、波形４４４参照）、データの送受信において誤動作を生じる。

以上のとおり、本発明によって、データの送受信を正常に行う半導体装置及びそれを用いた無線通信システムを提供することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で示した半導体装置１０１における信号処理回路３０５の例について、図２を用いて説明する。なお、図２において図１と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。

信号処理回路３０５は、帯域フィルタ２００、復調回路２０１、解析回路２０２、メモリ２０３を有する。アンテナ３０４によって受信された無線信号（変調された搬送波）は帯域フィルタ２００を介して復調回路２０１に入力される。復調回路２０１は無線信号（変調された搬送波）から情報を復調する。解析回路２０２は復調回路２０１によって復調された情報を解析し対応するデータを出力する。解析回路２０２によって解析されたデータに基づきメモリ２０３は動作する。即ち、メモリ２０３は解析回路２０２によって解析されたデータを記憶する。またはメモリ２０３は当該メモリ２０３に記憶されたデータを読み出す。メモリ２０３に記憶されたデータとは、半導体装置１０１の作製時に記憶されたデータであってもよいし、半導体装置１０１が無線通信によって受信しメモリ２０３に記憶したデータであってもよい。なお、メモリ２０３としては、データの書き換えが可能なメモリを用いてもよいし、データの書き換えが不可能なメモリを用いてもよいし、その両方を用いてもよい。

半導体装置に設けられるメモリ２０３は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリを用いることができる。

信号処理回路３０５は更に、符号化回路２０４と、変調回路２０５とを有する構成とすることができる。符号化回路２０４はメモリ２０３に記憶されたデータを所定の規格に則って符号化し対応する情報に変換する。変調回路２０５は符号化回路２０４によって符号化された情報に応じて変調された信号を出力する。

符号化回路２０４は、マンチェスタ（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ）符号化、ＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ Ｚｅｒｏ）符号化、ミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）符号化等の規格に則った符号化ができるような回路構成となっている。

図２では、帯域フィルタ２００を帯域フィルタ３０６とは別に設けた例を示したがこれに限定されない。帯域フィルタ２００と帯域フィルタ３０６とを共有することもできる。

本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１や実施の形態２で示した半導体装置１０１を用いる無線通信システムのリーダ／ライタの例について、図５を用いて説明する。

リーダ／ライタ５００は、発振回路５０１と、符号化回路５０２と、変調回路５０３と、増幅回路５０４と、帯域フィルタ５０６と、増幅回路５０７と、復調回路５０８と、解析回路５０９とを有する。また、リーダ／ライタ５００にはアンテナ５０５が接続されている。

始めに、リーダ／ライタ５００が信号を送信する場合について説明する。発振回路５０１は、所定の周波数の信号を発生させる。発生した信号は変調回路５０３に入力される。符号化回路５０２は制御用端末５１０から入力される送信データを符号化し対応する情報に変換する。変調回路５０３は、前記符号化された情報に応じて前記信号を変調する。変調された信号は増幅回路５０４に入力され、増幅される。増幅された信号はアンテナ５０５から無線信号（変調された搬送波）として送信される。

次に、リーダ／ライタ５００が信号を受信する場合について説明する。無線信号（変調された搬送波）はアンテナ５０５によって受信される。受信された無線信号（変調された搬送波）は帯域フィルタ５０６に入力され、ノイズ等を除去される。帯域フィルタを通過した信号は増幅回路５０７に入力され、増幅される。増幅された信号は復調回路５０８に入力される。復調回路５０８は、入力された信号から情報を復調する。復調された情報は解析回路５０９に入力される。解析回路５０９は入力された情報を解析し、受信データを得る。得られた受信データは制御用端末５１０に出力される。

符号化回路５０２は、マンチェスタ（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ）符号化、ＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ Ｚｅｒｏ）符号化、ミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）符号化等の規格に則った符号化ができるような回路構成となっている。

アンテナ５０５は、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、及び八木アンテナのいずれのアンテナも用いることができる。

アンテナ５０５において無線信号（変調された搬送波）を送受信する方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式、及び電波方式のいずれであってもよい。

本実施の形態は、実施の形態１及び実施の形態２と自由に組み合わせて実施することが可能である。

本実施例では、本発明の半導体装置の具体的な構成について、図６及び図７を用いて説明する。

図１や図２で示した半導体装置１０１におけるアンテナ３０４の構成例を図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）に示す。アンテナ３０４は２通りの設け方があり、一方（以下、第１のアンテナ設置法という）を図６（Ａ）及び図６（Ｃ）に示す。もう一方（以下、第２のアンテナ設置法という）を図６（Ｂ）及び図６（Ｄ）に示す。図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＡ〜Ａ’の断面図に相当し、図６（Ｄ）は図６（Ｂ）のＢ〜Ｂ’の断面図に相当する。

第１のアンテナ設置法では、複数の素子（以下、素子群６０１と呼ぶ）が設けられた基板６００上にアンテナ３０４を設ける（図６（Ａ）及び図６（Ｃ）参照）。素子群６０１によって、本発明の半導体装置のアンテナ以外の回路が構成される。素子群６０１は複数の薄膜トランジスタと抵抗１００を有する。抵抗１００は薄膜トランジスタの活性層となる半導体層６６２と同時に形成された半導体層６６０を用いて形成されている。図示する構成では、アンテナ３０４として機能する導電膜は、素子群６０１の有する薄膜トランジスタのソースやドレインと接続される配線と同じ層に設けられている。しかしながら、アンテナ３０４として機能する導電膜は、素子群６０１の有する薄膜トランジスタのゲート電極６６４と同じ層に設けてもよいし、素子群６０１を覆うように更に絶縁膜を設け当該絶縁膜上に設けてもよい。

第２のアンテナ設置法では、素子群６０１が設けられた基板６００上に端子部６０２を設ける。そして、当該端子部６０２に接続するように、基板６００とは別の基板６１０上に設けられたアンテナ３０４を接続する（図６（Ｂ）及び図６（Ｄ）参照）。図示する構成では、素子群６０１の有する薄膜トランジスタのソースやドレインと接続される配線の一部を端子部６０２として用いる。そして、端子部６０２に接続するように、基板６００と、アンテナ３０４が設けられた基板６１０とを貼り合わせている。基板６００と基板６１０の間には、導電性粒子６０３と樹脂６０４が設けられている。導電性粒子６０３によって、アンテナ３０４と端子部６０２とは電気的に接続されている。

素子群６０１の構成及び作製方法について説明する。素子群６０１は、大面積の基板上に複数形成し、その後、分断することで完成させれば、安価なものを提供することができる。基板６００としては、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いても良い。基板の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。また、ガラス基板、石英基板や、半導体基板を研磨して薄くした基板を用いてもよい。

基板６００上に設けられている下地膜６６１としては、酸化珪素や、窒化珪素または窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いることができる。下地膜６６１によって、基板６００に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体層６６２に拡散し薄膜トランジスタの特性に悪影響をおよぼすのを防ぐことができる。図６では、下地膜６６１を単層の構造としているが、２層あるいはそれ以上の複数層で形成してもよい。なお、石英基板など不純物の拡散がさして問題とならない場合は、下地膜６６１を必ずしも設ける必要はない。

なお、高密度プラズマによって基板６００の表面を直接処理してもよい。高密度プラズマは、例えば２．４５ＧＨｚの高周波を使うことによって生成される。なお、高密度プラズマとしては電子密度が１０^１１〜１０^１３／ｃｍ^３かつ電子温度が２ｅＶ以下、イオンエネルギーが５ｅＶ以下であるものを用いる。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、従来のプラズマ処理に比べ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。プラズマの生成はラジアルスロットアンテナを用いた高周波励起のプラズマ処理装置を用いることができる。高周波を発生するアンテナから基板６００までの距離を２０〜８０ｍｍ（好ましくは２０〜６０ｍｍ）とする。

窒化性雰囲気、例えば、窒素（Ｎ）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下、または窒素と水素（Ｈ）と希ガス雰囲気下、またはアンモニア（ＮＨ_３）と希ガス雰囲気下において、上記高密度プラズマ処理を行うことによって、基板６００表面を窒化することができる。基板６００としてガラスや石英、シリコンウエハ等を用いた場合、基板６００の表面に形成された窒化物層は窒化珪素を主成分とするので、基板６００側から拡散してくる不純物のブロッキング層として利用することができる。この窒化物層の上に酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法で形成して下地膜６６１としても良い。

また、酸化珪素や酸化窒化珪素などからなる下地膜６６１の表面に対し同様な高密度プラズマ処理を行うことにより、その表面及び表面から１〜１０ｎｍの深さを窒化処理をすることができる。このきわめて薄い窒化珪素の層は、ブロッキング層として機能し、且つその上に形成する半導体層６６２及び半導体層６６０へ与える応力の影響が少ないので好ましい。

半導体層６６２及び半導体層６６０としては、任意の形状に加工された結晶性半導体膜や非晶質半導体膜を用いることができる。また、有機半導体膜を用いてもよい。結晶性半導体膜は非晶質半導体膜を結晶化して得ることができる。結晶化方法としては、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等を用いることができる。半導体層６６２は、チャネル形成領域６６２ａと、導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物領域６６２ｂとを有する。なお、チャネル形成領域６６２ａと一対の不純物領域６６２ｂとの間に、不純物領域６６２ｂよりも低濃度で前記不純物元素が添加された低濃度不純物領域６６２ｃを有する構成を示したがこれに限定されない。低濃度不純物領域６６２ｃを設けない構成であってもよい。半導体層６６０には、全体に導電型を付与する不純物元素が添加されていてもよいし、添加されていなくてもよい。導電型を付与する不純物元素を添加する場合、半導体層６６０には薄膜トランジスタの一対の不純物領域６６２ｂと導電型を付与する不純物元素が同程度に添加されていてもよいし、低濃度不純物領域６６２ｃと導電型を付与する不純物元素が同程度に添加されていてもよい。

なお、半導体層６６２、半導体層６６０及びこれら半導体層と同時に形成される配線は、基板６００の上面に垂直な方向から見た場合に角部が丸くなるよう引き回すのが好ましい。上記配線の引き回し方法について図１５に模式的に示す。図１５において基板６００の上面に垂直な方向３５１を示す。半導体層と同時に形成される配線を図中配線３６１で示す。図１５（Ａ）は従来の配線の引き回し方法である。図１５（Ｂ）は本発明の配線の引き回し方法である。従来の配線３６１の角部１５０１ａに対して本発明の配線３６１の角部１５０２ａは丸くなっている。角部を丸くすることによって、ゴミ等が配線の角部に残るのを防止することができる。こうして、半導体装置のゴミによる不良を低減し歩留まりを高めることができる。

薄膜トランジスタのチャネル形成領域６６２ａにおいて、導電型を付与する不純物元素が添加されていてもよい。こうして、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。この場合、半導体層６６０は薄膜トランジスタのチャネル形成領域６６２ａと導電型を付与する不純物元素が同程度に添加された構成としてもよい。

第１の絶縁膜６６３としては、酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等を用い、単層または複数の膜を積層させて形成することができる。この場合において、第１の絶縁膜６６３の表面を酸化雰囲気又は窒化雰囲気で高密度プラズマによって処理し、酸化又は窒化処理して緻密化しても良い。高密度プラズマは、前述と同様に、例えば２．４５ＧＨｚの高周波を使うことによって生成される。なお、高密度プラズマとしては電子密度が１０^１１〜１０^１３／ｃｍ^３かつ電子温度が２ｅＶ以下、イオンエネルギーが５ｅＶ以下であるものを用いる。プラズマの生成はラジアルスロットアンテナを用いた高周波励起のプラズマ処理装置を用いることができる。また、高密度プラズマを発生させる装置において、高周波を発生するアンテナから基板６００までの距離を２０〜８０ｍｍ（好ましくは２０〜６０ｍｍ）とする。

なお、第１の絶縁膜６６３を成膜する前に、半導体層６６２及び半導体層６６０の表面に対して上記高密度プラズマ処理を行って、半導体層の表面を酸化又は窒化処理してもよい。このとき、基板６００の温度を３００〜４５０℃とし、酸化雰囲気又は窒化雰囲気で処理することにより、その上に堆積する第１の絶縁膜６６３と良好な界面を形成することができる。

窒化雰囲気としては、窒素（Ｎ）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下、または窒素と水素（Ｈ）と希ガス雰囲気下、またはアンモニア（ＮＨ_３）と希ガス雰囲気を用いることができる。酸化雰囲気としては、酸素（Ｏ）と希ガス雰囲気下、または酸素と水素（Ｈ）と希ガス雰囲気下、または一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）と希ガス雰囲気を用いることができる。

ゲート電極６６４としては、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金若しくは化合物を用いることができる。または、これらの元素、合金、化合物からなる単層または積層構造を用いることができる。図では、２層構造のゲート電極６６４を示した。なお、ゲート電極６６４やゲート電極６６４と同時に形成される配線は、基板６００の上面に垂直な方向から見た場合に角部が丸くなるよう引き回すのが好ましい。引き回しの方法は図１５（Ｂ）に示した方法と同様とすることができる。ゲート電極６６４やゲート電極６６４と同時に形成される配線を図中配線３６２で示す。従来の配線３６２の角部１５０１ｂに対して本発明の配線３６２の角部１５０２ｂの様に角部を丸くすることによって、ゴミ等が配線の角部に残るのを防止することができる。こうして、半導体装置のゴミによる不良を低減し歩留まりを高めることができる。

薄膜トランジスタは、半導体層６６２と、ゲート電極６６４と、半導体層６６２とゲート電極６６４との間のゲート絶縁膜として機能する第１の絶縁膜６６３とによって構成される。本実施例では、薄膜トランジスタをトップゲート型のトランジスタとして示したが、半導体層の下方にゲート電極を有するボトムゲート型のトランジスタであっても良いし、半導体層の上下にゲート電極を有するデュアルゲート型のトランジスタであっても良い。

第２の絶縁膜６６７は窒化珪素膜などイオン性不純物をブロッキングするバリア性の絶縁膜であることが望ましい。第２の絶縁膜６６７は窒化珪素または酸化窒化珪素で形成する。第２の絶縁膜６６７は、半導体層６６２及び半導体層６６０の汚染を防ぐ保護膜としての機能を有している。第２の絶縁膜６６７を堆積した後に、水素ガスを導入して前述のような高密度プラズマ処理をすることで、第２の絶縁膜６６７の水素化を行っても良い。または、アンモニア（ＮＨ_３）ガスを導入して、第２の絶縁膜６６７の窒化と水素化を行っても良い。または、酸素、一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスなどと水素ガスを導入して、酸化窒化処理と水素化処理を行っても良い。この方法により、窒化処理、酸化処置若しくは酸化窒化処理を行うことにより第２の絶縁膜６６７の表面を緻密化することができる。こうして第２の絶縁膜６６７の保護膜としての機能を強化することができる。第２の絶縁膜６６７に導入された水素は、その後４００〜４５０℃の熱処理をすることにより放出されて、半導体層６６２及び半導体層６６０の水素化をすることができる。なお当該水素化処理は、第１の絶縁膜６６３を用いた水素化処理と組み合わせてもよい。

第３の絶縁膜６６５としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜の単層または積層構造を用いることができる。無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化珪素膜や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法により形成された酸化珪素膜などを用いることができ、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリルまたはポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる。

また、第３の絶縁膜６６５として、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される材料を用いることもできる。この材料の置換基として、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。

配線６６６としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ａｕ、Ｍｎから選ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金を用いることができる。または、これらの元素、合金、化合物からなる単層または積層構造を用いることができる。図では、単層構造の例を示した。なお、配線６６６は、基板６００の上面に垂直な方向から見た場合に角部が丸くなるよう引き回すのが好ましい。引き回しの方法は図１５（Ｂ）に示した方法と同様とすることができる。配線６６６を図中配線３６３で示す。従来の配線３６３の角部１５０１ｃに対して本発明の配線３６３の角部１５０２ｃの様に角部を丸くすることによって、ゴミ等が配線の角部に残るのを防止することができる。こうして、半導体装置のゴミによる不良を低減し歩留まりを高めることができる。図６（Ａ）及び図６（Ｃ）に示した構成では、配線６６６は、薄膜トランジスタのソースやドレインと接続される配線となると共に、アンテナ３０４となる。図６（Ｂ）及び図６（Ｄ）に示した構成では、配線６６６は、薄膜トランジスタのソースやドレインと接続される配線となると共に、端子部６０２となる。図１５において、配線６６６と薄膜トランジスタのソースやドレインとを接続するコンタクトホール３５２を示す。

なお、アンテナ３０４は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどのナノ粒子を含む導電性ペーストを用いて、液滴吐出法により形成することもできる。液滴吐出法は、インクジェット法やディスペンサ方式等の液滴を吐出してパターンを形成する方式の総称であり、材料の利用効率の向上等の利点を有する。

図６（Ａ）及び図６（Ｃ）に示した構成では、配線６６６上に第４の絶縁膜６６８を形成する。第４の絶縁膜６６８としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜の単層または積層構造を用いることができる。第４の絶縁膜６６８はアンテナ３０４の保護層として機能する。

また、素子群６０１は基板６００上に形成されたもの（図７（Ａ）参照）をそのまま使用してもよいが、基板６００上の素子群６０１を剥離し（図７（Ｂ）参照）、当該素子群６０１をフレキシブル基板７０１に貼り合わせてもよい（図７（Ｃ）参照）。フレキシブル基板７０１は、可撓性を有し、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等のプラスチック基板またはセラミック基板等を用いることができる。

基板６００からの素子群６０１の剥離は、（Ａ）あらかじめ基板６００と素子群６０１との間に剥離層を設けておいて、剥離層をエッチング剤により除去することで行う方法を用いることができる。または、（Ｂ）剥離層をエッチング剤により部分的に除去し、その後、基板６００と素子群６０１とを物理的に剥離する方法を用いることができる。または、（Ｃ）素子群６０１が形成された耐熱性の高い基板６００を機械的に削除又は溶液やガスによるエッチングで除去することで、当該素子群６０１を切り離す方法を用いることができる。なお、物理的手段によって剥離されるとは、外部からストレスが与えられて剥離されることを指し、例えば、ノズルから吹き付けられるガスの風圧や超音波等からストレスを与えられて剥離することである。

上記（Ａ）や（Ｂ）のより具体例な方法としては、耐熱性の高い基板６００と素子群６０１の間に金属酸化膜を設け、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して、当該素子群６０１を剥離する方法を用いることができる。また、別の具体的方法として、耐熱性の高い基板６００と素子群６０１の間に水素を含む非晶質珪素膜を設け、レーザ−光の照射またはエッチングにより当該非晶質珪素膜を除去することで、当該素子群６０１を剥離する方法を用いることができる。

また、剥離した素子群６０１のフレキシブル基板７０１への貼り付けは、市販の接着剤を用いればよく、例えば、エポキシ樹脂系接着剤や樹脂添加剤等の接着材を用いればよい。

素子群６０１をアンテナが形成されたフレキシブル基板７０１に貼り合わせ当該アンテナとの電気的接続をとると、厚さが薄く、軽く、落下しても割れにくい半導体装置が完成する（図７（Ｃ）参照）。安価なフレキシブル基板７０１を用いると、安価な半導体装置を提供することができる。さらに、フレキシブル基板７０１は可撓性を有するため、曲面や異形の形状上に貼り合わせることが可能となり、多種多様の用途が実現する。例えば、薬の瓶のような曲面上に、本発明の半導体装置の一形態である無線タグ７２０を密着して貼り合わせることができる（図７（Ｄ）参照）。さらに、基板６００を再利用すれば、低コストで半導体装置を作製することができる。

本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、本発明の半導体装置をフレキシブルな構成にした実施例について説明する。説明には図８を用いる。図８（Ａ）において、半導体装置は、フレキシブルな保護層８０１と、アンテナ８０２を含むフレキシブルな保護層８０３と、剥離プロセスや基板の薄膜化により形成された素子群８０４とを有する。素子群８０４は、例えば、実施例１で素子群６０１として示した構成と同様の構成とすることができる。保護層８０３上に形成されたアンテナ８０２は、素子群８０４と電気的に接続する。図８では、アンテナ８０２は保護層８０３上にのみ形成されているが、本発明はこの構成に制約されず、アンテナ８０２を保護層８０１上にも形成してもよい。なお、素子群８０４と、保護層８０１及び保護層８０３との間には、窒化珪素膜等からなるバリア膜を形成するとよい。そうすると、素子群８０４が汚染されることなく、信頼性を向上させた半導体装置を提供することができる。

アンテナ８０２は、Ａｇ、Ｃｕ、またはそれらでメッキされた金属で形成することができる。素子群８０４とアンテナ８０２とは、異方性導電膜を用い、紫外線処理又は超音波処理を行うことで接続することができる。なお、素子群８０４とアンテナ８０２とは、導電性ペースト等を用いて接着してもよい。

保護層８０１及び保護層８０３によって素子群８０４を挟むことによって半導体装置が完成する（図８（Ａ）中、矢印参照）。

こうして形成された半導体装置の断面構造を図８（Ｂ）に示す。挟まれた素子群８０４の厚さ３４０は、５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ〜３μｍの厚さを有するように形成するとよい。また、保護層８０１及び保護層８０３を重ねたときの厚さをｄとしたとき、保護層８０１及び保護層８０３の厚さは、好ましくは（ｄ／２）±３０μｍ、さらに好ましくは（ｄ／２）±１０μｍとする。また、保護層８０１及び保護層８０３の厚さは１０μｍ〜２００μｍであることが望ましい。さらに、素子群８０４の面積は１０ｍｍ角（１００ｍｍ^２）以下であり、望ましくは０．３ｍｍ角〜４ｍｍ角（０．０９ｍｍ^２〜１６ｍｍ^２）の面積とするとよい。

保護層８０１及び保護層８０３は、有機樹脂材料で形成されているため、折り曲げに対して強い特性を有する。また、剥離プロセスや基板の薄膜化により形成した素子群８０４自体も、単結晶半導体に比べて、折り曲げに対して強い特性を有する。そして、素子群８０４と、保護層８０１及び保護層８０３とは空隙がないように、密着させることができるため、完成した無線タグ自体も折り曲げに対して強い特性を有する。このような保護層８０１及び保護層８０３で囲われた素子群８０４は、他の個体物の表面または内部に配置しても良いし、紙の中に埋め込んでも良い。

素子群８０４を有する半導体装置を曲面を有する基板に貼る場合について説明する。説明には図８（Ｃ）を用いる。図面では、素子群８０４から選択された１つのトランジスタ８８１を図示する。トランジスタ８８１は、ゲート電極８０７の電位に応じて、ソース及びドレインの一方８０５からソース及びドレインの他方８０６に電流を流す。トランジスタ８８１の電流が流れる方向（キャリアの移動方向３４１）と、基板８８０が弧を描く方向が直交するように、トランジスタ８８１は配置される。このような配置にすれば、基板８８０が折り曲げられて弧を描いても、トランジスタ８８１に与えられる応力の影響が少なく、素子群８０４が含むトランジスタ８８１の特性の変動を抑制することができる。

本実施例は、上記の実施の形態、実施例１と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、本発明の半導体装置のより具体的な構成について説明する。説明には図９を用いる。なお、図９において図１や図２と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。

図９に示した半導体装置１０１は、アンテナ３０４と並列に接続された共振容量９０１を有する。共振容量９０１は、所定の周波数の無線信号を受信し易くする。

また、解析回路２０２は、クロック補正・カウンタ回路９０２と、コード抽出・コード認識・判定回路９０３を有する。クロック補正・カウンタ回路９０２は、受信した信号から他の回路を制御する制御信号を発生させる。コード抽出・コード認識・判定回路９０３は、前記制御信号を用いて復調回路２０１から出力された情報を所定の規則に則って解析する。こうして、解析回路２０２は情報を解析しデータを出力する。

メモリ２０３は、メモリコントローラ９０４とマスクＲＯＭ９０５を有する。メモリコントローラ９０４は、解析回路２０２から出力されたデータを用いてマスクＲＯＭを動作させるための信号を生成する。こうして、メモリコントローラ９０４はマスクＲＯＭ９０５からの情報の出力を制御し、メモリ２０３は情報の出力を行う。

なお、図９に示した半導体装置１０１では、帯域フィルタ３０６及び帯域フィルタ２００として容量素子を用いた例である。帯域フィルタ３０６の容量素子の一対の電極のうち一方はアンテナ３０４の一対の端子のうち一方と接続され、他方は電源回路３０７の入力と接続された構成とすることができる。帯域フィルタ２００の容量素子の一対の電極のうち一方はアンテナ３０４の一対の端子のうち一方と接続され、他方は復調回路２０１の入力と接続された構成とすることができる。なお、図１６中の帯域フィルタ３０６０のように、帯域フィルタ２００の容量素子と帯域フィルタ３０６の容量素子とを共有することもできる。

本実施例は、上記の実施の形態、実施例１及び実施例２と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、実施例３において図９を用いて示した半導体装置を実際に作製した例について説明する。説明には図１０及び図１１を用いる。

図１０は、半導体装置１０１のアンテナ３０４以外の回路１０００のマスク図面である。図１０において、図９と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。抵抗１００は、他の回路を構成する薄膜トランジスタの活性層となる半導体層と同時に形成された半導体層を用いて形成した。

図１１は、アンテナ３０４を含む半導体装置１０１のマスク図面である。図１１において、図９と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。

本実施例は、上記の実施の形態、実施例１乃至実施例３と自由に組み合わせることができる。

図１２は、本発明の半導体装置１０１の特性を測定した結果である。測定は、抵抗１００の電気抵抗値を５００ｋΩ以上２ＭΩ以下の範囲で変化させて行った。また比較のため、抵抗１００を設けない試料も作製し行った。測定結果として、リーダ／ライタに接続されたアンテナに印加される信号の波形（図中、ＲＷ出力と表記）と、リーダ／ライタとデータの送受信を行う半導体装置の電源電圧の波形（図中、電源電圧と表記）とを示す。搬送波の周波数は１３．５６ＭＨｚとした。第１の端子３１０の電位は接地電位（図中、ＧＮＤと表記）とした。保持容量３０９は５００ｐＦとした。図１２において、図４と同じ部分は同じ符号を用いて示す。図４における変調された搬送波の波形が図１２におけるＲＷ出力に対応する。

図１２（Ａ）に５００ｋΩの電気抵抗値の抵抗１００を用いた半導体装置１０１の特性の測定結果を示す。図１２（Ｂ）に抵抗１００を設けていない半導体装置（従来の半導体装置）の特性の測定結果を示す。

図１２（Ａ）に示した半導体装置１０１では、ＲＷ出力が無い期間（期間２）において、電源電圧がゼロとなっている、または第２の端子３１１の電位が第１の端子３１０に近い電位となっていることがわかる。また、ＲＷ出力において、半導体装置１０１に第１の信号４０１が出力されると、当該第１の信号４０１に応答する第２の信号４０２が半導体装置１０１から出力され、ＲＷ出力に表れている。一方、図１２（Ｂ）に示した従来の半導体装置では、ＲＷ出力が無い期間（期間２）において、電源電圧がゼロとなっていない、または第２の端子３１１の電位を第１の端子３１０に近い電位となっていない。また、ＲＷ出力において、半導体装置に第１の信号４０１が出力されても、当該第１の信号４０１に応答する信号が半導体装置１０１から出力されていない（図１２（Ｂ）中、波形４４４参照）。

以上によって、５００ｋΩ以上２ＭΩ以下の電気抵抗値の抵抗１００を用いることによって、半導体装置１０１の初期化を行い、正常に動作させることができた。

なお、図１２において、第１の信号４０１がリーダ／ライタから出力されると、その影響を受け電源電圧が変動している（図中、４０１’と表記）。また、半導体装置１０１が応答する際、即ち第２の信号４０２が出力される際、その影響を受け電源電圧が変動している（図中、４０２’と表記）。これらの電源電圧の変動は、本発明の効果を損なうものではない。

本実施例は、上記の実施の形態、実施例１乃至実施例４と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、本発明の半導体装置１０１の用途について図１３及び図１４を用いて説明する。半導体装置１０１は、例えば、紙幣、硬貨、有価証券、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図１４（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１４（Ｂ）参照）、ＤＶＤソフトやＣＤやビデオテープ等の記録媒体（図１４（Ｃ）参照）に設けて使用することができる。または、車やバイクや自転車等の乗物類（図１４（Ｄ）参照）、鞄や眼鏡等の身の回り品（図１４（Ｅ）参照）、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビまたはテレビ受像器とも呼ぶ）および携帯電話機等を指す。

半導体装置１０１は、物品の表面に貼り付けたり、物品に埋め込んだりして物品に固定することができる。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に半導体装置１０１を設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に半導体装置１０１を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類に半導体装置１０１を設けることにより、偽造や盗難を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物に無線タグを埋め込むことによって、生まれた年や性別または種類等を容易に識別することが可能となる。

以上のように、本発明の半導体装置１０１は物品（生き物を含む）であればどのようなものにでも設けて使用することができる。

半導体装置１０１は、無線通信によるデータの送受信が可能である点、様々な形状に加工可能である点、選択する周波数によっては、指向性が広く、認識範囲が広い点等の様々な利点を有する。

次に、半導体装置１０１を用いたシステムの一形態について、図１３を用いて説明する。表示部１３０１を含む携帯端末の側面には、リーダ／ライタ１３０２が設けられ、物品１３０３の側面には半導体装置１０１が設けられる（図１３（Ａ）参照）。物品１３０３が含む半導体装置１０１にリーダ／ライタ１３０２をかざすと、表示部１３０１に物品１３０３の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴、商品の説明等の商品に関する情報が表示される。また別のシステムとして、物品１３０５をベルトコンベアにより搬送する際に、リーダ／ライタ１３０４と半導体装置１０１とを用いて、物品１３０５の検品を行うことができる（図１３（Ｂ）参照）。このように、システムに本発明の半導体装置１０１を活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現したシステムを提供することができる。

本実施例は、上記の実施の形態、実施例１乃至実施例５と自由に組み合わせることができる。

本発明の半導体装置の構成を示す図。 本発明の半導体装置の構成を示す図。 従来の半導体装置の構成と特性を示す図。 本発明の半導体装置の特性と従来の半導体装置の特性とを示す図。 リーダ／ライタの構成を示す図。 本発明の半導体装置のアンテナの構成を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法と使用方法を示す図。 本発明の半導体装置の作製方法を示す図。 本発明の半導体装置の構成を示す図。 本発明の半導体装置のアンテナ以外の構成を示す図。 本発明の半導体装置の構成を示す図。 本発明の半導体装置の特性と従来の半導体装置の特性とを示す図。 本発明の半導体装置を用いたシステムを示す図。 本発明の半導体装置の用途を示す図。 半導体装置の配線の引き回し方法を示す図。 本発明の半導体装置の構成を示す図。

符号の説明

１００ 抵抗
１０１ 半導体装置
２００ 帯域フィルタ
２０１ 復調回路
２０２ 解析回路
２０３ メモリ
２０４ 符号化回路
２０５ 変調回路
３００ リーダ／ライタ
３０１ アンテナ
３０２ 制御用端末
３０３ 無線タグ
３０４ アンテナ
３０５ 信号処理回路
３０６ 帯域フィルタ
３０７ 電源回路
３０８ 整流回路
３０９ 保持容量
３１０ 第１の端子
３１１ 第２の端子
３３０ 変調された搬送波
３３１ 第２の端子３１１の電位
３３２ 第１の端子３１０の電位
３４０ 厚さ
３４１ キャリアの移動方向
３５１ 垂直な方向
３５２ コンタクトホール
３６１ 配線
３６２ 配線
３６３ 配線
４０１ 第１の信号
４０２ 第２の信号
４４４ 波形
５００ リーダ／ライタ
５０１ 発振回路
５０２ 符号化回路
５０３ 変調回路
５０４ 増幅回路
５０５ アンテナ
５０６ 帯域フィルタ
５０７ 増幅回路
５０８ 復調回路
５０９ 解析回路
５１０ 制御用端末
６００ 基板
６０１ 素子群
６０２ 端子部
６０３ 導電性粒子
６０４ 樹脂
６１０ 基板
６６０ 半導体層
６６１ 下地膜
６６２ 半導体層
６６２ａ チャネル形成領域
６６２ｂ 不純物領域
６６２ｃ 低濃度不純物領域
６６３ 第１の絶縁膜
６６４ ゲート電極
６６５ 第３の絶縁膜
６６６ 配線
６６７ 第２の絶縁膜
６６８ 第４の絶縁膜
７０１ フレキシブル基板
７２０ 無線タグ
８０１ 保護層
８０２ アンテナ
８０３ 保護層
８０４ 素子群
８０５ ソース及びドレインの一方
８０６ ソース及びドレインの他方
８０７ ゲート電極
８８０ 基板
８８１ トランジスタ
９０１ 共振容量
９０２ クロック補正・カウンタ回路
９０３ コード抽出・コード認識・判定回路
９０４ メモリコントローラ
９０５ マスクＲＯＭ
１０００ 回路
１３０１ 表示部
１３０２ リーダ／ライタ
１３０３ 物品
１３０４ リーダ／ライタ
１３０５ 物品
１５０１ａ 角部
１５０１ｂ 角部
１５０１ｃ 角部
１５０２ａ 角部
１５０２ｂ 角部
１５０２ｃ 角部
３０６０ 帯域フィルタ

Claims (20)

1. 変調された搬送波を送受信するアンテナと、
   第１の端子と第２の端子とを有し、前記変調された搬送波を用いて前記第１の端子と前記第２の端子との間に直流電圧を発生させる電源回路と、
   前記直流電圧を電源電圧として用いる回路と、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続された抵抗とを有することを特徴とする半導体装置。
2. 変調された搬送波を送受信するアンテナと、
   第１の端子と第２の端子とを有し、前記変調された搬送波を用いて前記第１の端子と前記第２の端子との間に直流電圧を発生させる電源回路と、
   前記直流電圧を電源電圧として用いる回路と、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続された抵抗とを有し、
   前記電源回路は、前記変調された搬送波を整流し直流信号に変換する整流回路と、前記整流回路から出力された前記直流信号を平滑化する保持容量とを有し、前記保持容量によって平滑化された信号を前記直流電圧として出力することを特徴とする半導体装置。
3. 一対の端子を有し、変調された搬送波を送受信するアンテナと、
   前記アンテナの一対の端子のうち一方に接続された帯域フィルタと、
   第１の端子と第２の端子とを有し、前記帯域フィルタを介して入力される前記変調された搬送波を用いて前記第１の端子と前記第２の端子との間に直流電圧を発生させる電源回路と、
   前記直流電圧を電源電圧として用いる回路と、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続された抵抗とを有することを特徴とする半導体装置。
4. 一対の端子を有し、変調された搬送波を送受信するアンテナと、
   前記アンテナの一対の端子のうち一方に接続された帯域フィルタと、
   第１の端子と第２の端子とを有し、前記帯域フィルタを介して入力される前記変調された搬送波を用いて前記第１の端子と前記第２の端子との間に直流電圧を発生させる電源回路と、
   前記直流電圧を電源電圧として用いる回路と、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続された抵抗とを有し、
   前記電源回路は、入力された前記変調された搬送波を整流し直流信号に変換する整流回路と、前記整流回路から出力された前記直流信号を平滑化する保持容量とを有し、前記保持容量によって平滑化された信号を前記直流電圧として出力することを特徴とする半導体装置。
5. 請求項３または請求項４において、
   前記アンテナの一対の端子のうち他方と前記第１の端子とは同じ電位が与えられていることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項３または請求項４において、
   前記アンテナの一対の端子のうち他方と前記第１の端子とは接地されていることを特徴とする半導体装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
   前記直流電圧を電源電圧として用いる回路は、前記変調された搬送波を復調する復調回路と、前記復調回路によって復調された情報を解析する解析回路と、前記解析回路によって解析されたデータに基づき動作するメモリであることを特徴とする半導体装置。
8. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
   前記直流電圧を電源電圧として用いる回路は、前記変調された搬送波を復調する復調回路と、前記復調回路によって復調された情報を解析する解析回路と、前記解析回路によって解析されたデータに基づき動作するメモリと、前記メモリから読み出されたデータを符号化する符号化回路と、前記符号化回路によって符号化された情報に応じて搬送波を変調する変調回路であることを特徴とする半導体装置。
9. 請求項７または請求項８において
   前記メモリは、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    前記抵抗は、５００ｋΩ以上２ＭΩ以下の電気抵抗値であることを特徴とする半導体装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記抵抗は、半導体層を用いて形成されていることを特徴とする半導体装置。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
    前記直流電圧を電源電圧として用いる回路は薄膜トランジスタを有し、
    前記抵抗は、前記薄膜トランジスタの活性層となる半導体層と同時に形成された半導体層を用いて形成されていることを特徴とする半導体装置。
13. 請求項１２において、
    前記抵抗を形成する半導体層には、導電型を付与する不純物元素が添加されていることを特徴とする半導体装置。
14. 請求項１２において、
    前記抵抗を形成する半導体層には、前記薄膜トランジスタのチャネル形成領域と導電型を付与する不純物元素が同程度に添加されていることを特徴とする半導体装置。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
    前記搬送波の周波数は、サブミリ波である３００ＧＨｚ以上３ＴＨｚ以下、ミリ波である３０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ未満、マイクロ波である３ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ未満、極超短波である３００ＭＨｚ以上３ＧＨｚ未満、超短波である３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ未満、短波である３ＭＨｚ以上３０ＭＨｚ未満、中波である３００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ未満、長波である３０ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ未満、及び超長波である３ｋＨｚ以上３０ｋＨｚ未満のいずれかであることを特徴とする半導体装置。
16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか一項において、
    前記アンテナは、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、及び八木アンテナのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
17. 請求項１乃至請求項１６のいずれか一項において、
    前記搬送波の変調は、アナログ変調またはデジタル変調であって、振幅変調、位相変調、周波数変調、及びスペクトラム拡散のいずれかであることを特徴とする半導体装置。
18. 請求項１乃至請求項１７のいずれか一項において、
    電磁結合方式、電磁誘導方式、及び電波方式のいずれかによって、前記アンテナは前記変調された搬送波を送受信することを特徴とする半導体装置。
19. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項において、
    前記半導体装置と、前記半導体装置と信号の送受信を行うアンテナ及び当該アンテナに接続されたリーダ／ライタとを有することを特徴とする無線通信システム。
20. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項において、
    前記半導体装置と、前記半導体装置と信号の送受信を行うアンテナ及び当該アンテナに接続されたリーダ／ライタとを有し、
    前記半導体装置と前記リーダ／ライタとの通信方式は、単方向通信または双方向通信であって、空間分割多重化方式、偏波面分割多重化方式、周波数分割多重化方式、時分割多重化方式、符号分割多重化方式、直交周波数分割多重化方式のいずれかであることを特徴とする無線通信システム。