JP2007272882A - 半導体装置及びその動作方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動用の電池の経時的劣化に伴う電池の残存容量の確認や電池の交換作業をすることなく、個体情報を送受信することができ、且つ外部からの電波または電磁波の電力が十分でない場合であっても良好な個体情報の送受信状態を維持するＲＦＩＤを有する半導体装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ＲＦＩＤにおける電力を供給するための電源としてバッテリー（２次電池ともいう）を設ける。そして、外部から受信した信号から得られる電力が所定の電力より大きいときには、その余剰電力をバッテリーに蓄え、外部から受信した信号から得られる電力が所定の電力より小さいときには、バッテリーから得られる電力を駆動するための電力に用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置に関する。特に、電波を介したデータの送受信及び電力の受信を行う半導体装置に関する。また、その動作方法に関する。更に、電波を介した半導体装置と当該半導体装置とデータの送受信を行うアンテナ及びリーダライタ、並びに当該半導体装置に電力を供給するためのアンテナ及び充電器、を用いた通信システムに関する。
近年、電波または電磁波等の無線通信を利用した個体識別技術が注目を集めている。特に、無線通信によりデータの交信を行う半導体装置として、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグを利用した個体識別技術が注目を集めている。ＲＦＩＤタグ（以下、単にＲＦＩＤという）は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）タグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ、無線タグ、電子タグとも呼ばれる。ＲＦＩＤを用いた個体識別技術は、個々の対象物の生産、管理等に役立てられ始めており、個人認証への応用も期待されている。
ＲＦＩＤは、電源を内蔵するか、外部から電源供給を受けるかの違いにより、アクティブタイプ（能動タイプ）のＲＦＩＤと、パッシブタイプ（受動タイプ）のＲＦＩＤとの二つのタイプに分けることができる（アクティブタイプに関しては特許文献１、パッシブタイプに関しては特許文献２を参照）。このうち、アクティブタイプのＲＦＩＤにおいては、ＲＦＩＤを駆動するための電源を内蔵しており、電源として電池を備えて構成されている。また、パッシブタイプのＲＦＩＤにおいては、ＲＦＩＤを駆動するための電源を外部からの電波または電磁波（搬送波）の電力を利用して作りだし、電池を備えることのない構成を実現している。
図３にアクティブタイプのＲＦＩＤの具体的な構成についてブロック図を示す。図３のアクティブタイプのＲＦＩＤ３００では、アンテナ回路３０１によって受信された通信信号が信号処理回路３０２における復調回路３０６、アンプ３０７に入力される。通常、通信信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアをＡＳＫ変調、ＰＳＫ変調などの処理をおこなって送られてくる。ここで図３においては、通信信号として１３．５６ＭＨｚの例について示す。図３において、信号を処理するためには基準となるクロック信号が必要であり、ここでは１３．５６ＭＨｚのキャリアをクロック信号に用いている。アンプ３０７は１３．５６ＭＨｚのキャリアを増幅し、クロック信号として論理回路３０８に供給する。またＡＳＫ変調やＰＳＫ変調された通信信号は復調回路３０６で復調される。復調後の信号も論理回路３０８に送られ解析される。論理回路３０８で解析された信号はメモリコントロール回路３０９に送られ、それに基づき、メモリコントロール回路３０９はメモリ回路３１０を制御し、メモリ回路３１０に記憶されたデータを取り出し論理回路３０５に送られる。メモリ回路３１０に記憶されたデータは論理回路３０５でエンコード処理されたのちアンプ３０４で増幅され、その信号によって、変調回路３０３はキャリアに変調をかける。ここで図３における電源は、電池３２１によって電源回路３２０を介して供給している。そして電源回路３２０はアンプ３０７、復調回路３０６、論理回路３０８、メモリコントロール回路３０９、メモリ回路３１０、論理回路３０５、アンプ３０４、変調回路３０３などに電力を供給する。このようにしてアクティブタイプのＲＦＩＤは動作する。
図２に、パッシブタイプのＲＦＩＤの具体的な構成についてブロック図を示す。図２のパッシブタイプのＲＦＩＤ２００では、アンテナ回路２０１によって受信された通信信号が信号処理回路２０２における復調回路２０６、アンプ２０７に入力される。通常、通信信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアをＡＳＫ変調、ＰＳＫ変調などの処理をおこなって送られてくる。図２においては、通信信号として１３．５６ＭＨｚの例について示す。図２において、信号を処理するためには基準となるクロック信号が必要であり、ここでは１３．５６ＭＨｚのキャリアをクロック信号に用いている。アンプ２０７は１３．５６ＭＨｚのキャリアを増幅し、クロック信号として論理回路２０８に供給する。またＡＳＫ変調やＰＳＫ変調された通信信号は復調回路２０６で復調される。復調後の信号も論理回路２０８に送られ解析される。論理回路２０８で解析された信号はメモリコントロール回路２０９に送られ、それに基づき、メモリコントロール回路２０９はメモリ回路２１０を制御し、メモリ回路２１０に記憶されたデータを取り出し論理回路２０５に送られる。メモリ回路２１０に記憶されたデータは論理回路２０５でエンコード処理されたのちアンプ２０４で増幅され、その信号によって、変調回路２０３はキャリアに変調をかける。一方、整流回路２２０に入った通信信号は整流され、電源回路２２１に入力される。電源回路２２１はアンプ２０７、復調回路２０６、論理回路２０８、メモリコントロール回路２０９、メモリ回路２１０、論理回路２０５、アンプ２０４、変調回路２０３などに電力を供給する。このようにしてパッシブタイプのＲＦＩＤは動作する。
特開２００５−３１６７２４号公報 特表２００６−５０３３７６号公報
しかしながら、図３に示したように、駆動用の電池を備えたアクティブタイプのＲＦＩＤの場合、個体情報の送受信時間及び送受信に必要な電波の強度設定に応じて、電池は経時的に消耗する。そして、最終的には個体情報の送受信に必要な電力が電池から得られなくなるといった課題があった。このため、駆動用の電池を備えたアクティブタイプのＲＦＩＤを使用し続けるためには、電池の残存容量の確認や電池の交換をする作業を要するという課題があった。
また、図２に示したように、駆動するための電源を外部からの電波または電磁波（搬送波）の電力を利用して作りだすパッシブタイプのＲＦＩＤの場合、長距離からの信号の送受信、及び電波を送信するための電力の確保が難しく、良好な送受信状態を実現することが難しいといった課題があった。このため、駆動するための電源を外部からの電波または電磁波（搬送波）の電力を利用して作りだすパッシブタイプのＲＦＩＤを使用するためには、外部からの電波または電磁波（搬送波）の電力の供給が十分となる、電力供給手段であるリーダ／ライタのアンテナから近距離に限られるという課題があった。
そこで本発明は，ＲＦＩＤの駆動用の電池の経時的劣化に伴う電池の残存容量の確認や電池の交換作業をすることなく、個体情報を送受信することができ、且つ外部からの電波または電磁波（搬送波）の電力が十分でない場合であっても良好な個体情報の送受信状態を維持するＲＦＩＤを有する半導体装置を提供することを課題とする。
上述の諸問題を解決するため、ＲＦＩＤにおける電力を供給するための電源としてバッテリー（２次電池ともいう）を設ける。そして、本発明の半導体装置は、駆動するための電源を外部から受信した信号の電力を利用して作りだし、外部から受信した信号から得られる電力が所定の電力より大きいときには、その余剰電力をバッテリーに蓄え、外部から受信した信号から得られる電力が所定の電力より小さいときには、バッテリーから得られる電力を駆動するための電力に用いる。
本発明の半導体装置の一は、バッテリーを備え、信号を非接触で送受信する回路と、信号から得られる電力から所望の電圧を生成する回路と、を有する半導体装置であって、受信された信号の電力が所定の電力より小さいときには、受信された信号から得られる電力と、該バッテリーから出力される電力と、から生成された電圧を用いて信号処理が行われ、受信された信号の電力が所定の電力より大きいときには、受信された信号から得られる電力から生成された電圧を用いて信号処理が行われ、且つ該バッテリーへ電力が蓄えられる構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、信号を受信するための受信手段と、該受信手段によって受信された信号を処理して送信するための信号を生成する信号処理手段と、該信号処理手段により生成された信号を送信するための送信手段と、供給された電力を蓄える電力蓄積手段と、を有し、該信号処理手段は、該受信手段によって受信された信号を直流電力に変換する電力変換手段と、供給される電力から所定の電圧を生成する電圧生成手段と、該電力変換手段により変換された電力が所定の電力より大きいときには、該電力変換手段により出力される電力を該電圧生成手段及び該バッテリーに供給し、該電力変換手段により変換された電力が所定の電力より小さいときには、該電力変換手段により出力される電力を該電圧生成手段に供給し、且つ該バッテリーに蓄えられた電力を該信号処理回路に供給する、制御手段と、を備えている構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、信号を受信するための第１の受信手段と、該第１の受信手段よりも受信距離が大きい第２の受信手段と、該第１の受信手段によって受信された信号を処理して送信するための信号を生成する信号処理手段と、該信号処理手段により生成された信号を送信するための第１の送信手段と、該第１の送信手段よりも送信距離が大きく、該第２の受信手段によって受信された信号を送信するための第２の送信手段と、供給された電力を蓄える電力蓄積手段と、を有し、該信号処理手段は、該第１の受信手段によって受信された信号を直流電力に変換する電力変換手段と、供給される電力から所定の電圧を生成する電圧生成手段と、該電力変換手段により変換された電力が所定の電力より大きいときには、該電力変換手段により出力される電力を該電圧生成手段及び該バッテリーに供給し、該電力変換手段により変換された電力が所定の電力より小さいときには、該電力変換手段により出力される電力を該電圧生成手段に供給し、且つ該バッテリーに蓄えられた電力を該信号処理回路に供給する、制御手段と、を備えている構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、信号を送受信するアンテナ回路と、該アンテナ回路により受信された信号を処理して、送信するための信号を該アンテナ回路に供給する信号処理回路と、供給された電力を蓄えるバッテリーと、を有し、該信号処理回路は、アンテナ回路により受信された信号を整流して、直流電力を出力する整流回路と、供給された電力から所定の電圧を生成する電源回路と、該整流回路から出力された電力が所定の電力より大きいときには該整流回路から出力された電力を該電源回路及び該バッテリーに供給し、該整流回路から出力された電力が所定の電力より小さいときには該整流回路から出力された電力を該電源回路に供給し、且つ該バッテリーに蓄えられた電力を該電源回路に供給する、制御手段と、を備えている構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、信号を送受信する第１のアンテナ回路と、該第１のアンテナ回路より送受信距離が大きい第２のアンテナ回路と、該第１のアンテナ回路により受信された信号を処理して、送信するための信号を該第１のアンテナ回路に供給する信号処理回路と、供給された電力を蓄えるバッテリーと、を有し、該信号処理回路は、アンテナ回路により受信された信号を整流して、直流電力を出力する整流回路と、供給された電力から所定の電圧を生成する電源回路と、該整流回路から出力された電力が所定の電力より大きいときには該整流回路から出力された電力を該電源回路及び該バッテリーに供給し、該整流回路から出力された電力が所定の電力より小さいときには該整流回路から出力された電力を該電源回路に供給し、且つ該バッテリーに蓄えられた電力を該電源回路に供給する、制御手段と、を備えている構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、上記構成において、該第２のアンテナ回路は該第１のアンテナ回路のキャリア周波数と同調している構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、上記構成において、該第１のアンテナ回路には第１のアンテナと第１のコンデンサを含み、該第２のアンテナ回路には第２のアンテナと第２のコンデンサを含む構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、上記構成において、該第１のアンテナ及び該第２のアンテナは導線を巻いたコイルである構成とする。
また、別の本発明の半導体装置の一は、上記構成において、該第２のアンテナのコイル径は第１のアンテナのコイル径より大きい構成とする。
なお、本発明に示すスイッチは、様々な形態のものを用いることができ、一例として、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されず、様々なものを用いることができる。例えば、トランジスタでもよいし、ダイオード（ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）でもよいし、それらを組み合わせた論理回路でもよい。よって、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を設けているものやマルチゲート構造にしているもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、ＧＮＤ、０Ｖなど）に近い状態の場合はＮチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）に近い状態の場合はＰチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくできるため、トランジスタがスイッチとしての機能を果たし易くなるからである。なお、Ｎチャネル型とＰチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。ＣＭＯＳ型のスイッチにすると、スイッチを介して出力する電圧（つまりスイッチへの入力電圧）が、出力側の電圧に対して、高い、若しくは低いことにより、状況が変化する場合においても、適切に動作させることが出来る。
なお、本発明において、接続されているとは、電気的に接続されている場合と直接接続されている場合とを含むものとする。したがって、本発明が開示する構成において、所定の接続関係に加え、その間に電気的な接続を可能とする他の素子（例えば、スイッチやトランジスタや容量素子やインダクタや抵抗素子やダイオードなど）が配置されていてもよい。あるいは、間に他の素子を挟まずに、直接接続されて、配置されていてもよい。なお、電気的な接続を可能とする他の素子を間に介さずに接続されていて、直接接続されている場合のみを含む場合には、直接接続されている、と記載するものとする。なお、電気的に接続されている、と記載する場合は、電気的に接続されている場合と直接接続されている場合とを含むものとする。
なお、本発明において、トランジスタは、様々な形態のトランジスタを適用させることが出来る。よって、適用可能なトランジスタの種類に限定はない。したがって、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるトランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯなどの化合物半導体を用いたトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。なお、非単結晶半導体膜には水素またはハロゲンが含まれていてもよい。また、トランジスタが配置されている基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。従って例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板などに配置することが出来る。また、ある基板でトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを移動させて、別の基板上に配置するようにしてもよい。
なお、トランジスタの構成は、様々な形態をとることができる。特定の構成に限定されない。例えば、ゲート本数が２本以上になっているマルチゲート構造を用いてもよい。マルチゲート構造にすることにより、オフ電流を低減し、トランジスタの耐圧を向上させて信頼性を良くし、若しくは飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、フラットな特性にすることができる。また、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造でもよい。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、チャネル領域が増えるため、電流値を大きくする、若しくは空乏層ができやすくなってＳ値を小さくすることができる。また、チャネルの上にゲート電極が配置されている構造でもよいし、チャネルの下にゲート電極が配置されている構造でもよいし、正スタガ構造であってもよいし、逆スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよいし、並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよい。また、チャネル（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよい。チャネル（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっている構造にすることにより、チャネルの一部に電荷がたまって、動作が不安定になることを防ぐことができる。また、ＬＤＤ領域があってもよい。ＬＤＤ領域を設けることにより、オフ電流を低減し、トランジスタの耐圧を向上させて信頼性を良くし、若しくは飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、フラットな特性にすることができる。
なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、様々なタイプを用いることができ、様々な基板上に形成させることができる。したがって、回路の全てが、ガラス基板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板に形成されていてもよいし、単結晶基板に形成されていてもよいし、ＳＯＩ基板上に形成されていてもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。回路の全てが同じ基板上に形成されていることにより、部品点数を減らしてコストの低減若しくは回路部品との接続点数を減らして信頼性の向上を図ることができる。あるいは、回路の一部が、ある基板に形成されており、回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成し、回路の別の一部は、単結晶基板上に形成し（ＩＣチップ）、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていることにより、部品点数を減らしてコストの低減若しくは回路部品との接続点数を減らして信頼性の向上を図ることができる。また、駆動電圧が高い部分や駆動周波数が高い部分は、消費電力が大きくなってしまうので、そのような部分は同じ基板に形成しないようにすれば、消費電力の向上を防ぐことができる。
なお、本発明において、ある物の上に形成されている、あるいは、〜上に形成されている、というように、〜の上に、あるいは、〜上に、という記載については、ある物の上に直接接していることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、間に別のものが挟まっている場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上に（もしくは層Ａ上に）、層Ｂが形成されている、という場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。また、〜の上方に、という記載についても同様であり、ある物の上に直接接していることに限定されず、間に別のものが挟まっている場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上方に、層Ｂが形成されている、という場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。なお、〜の下に、あるいは、〜の下方に、の場合についても、同様であり、直接接している場合と、接していない場合とを含むこととする。
本発明の半導体装置は、バッテリーを有することを特徴とする。そのため、従来のように、電池の経時的な劣化に伴う個体情報の送受信にするための電力の不足を防止することができる。そして、バッテリーは、充電器に直接接続することなく、外部からの電波または電磁波の電力を利用してバッテリーを充電することができる。その結果、アクティブタイプのＲＦＩＤのような電池の残存容量の確認や電池の交換をする作業が発生するといったことなく、使用し続けることが可能になる。加えて、ＲＦＩＤを駆動するための電力を常にバッテリー内に保持することにより、ＲＦＩＤが動作するための十分な電力が得られ、リーダ／ライタとの通信距離を伸ばすことができる。
なお、本発明において、半導体装置とは半導体素子（トランジスタやダイオードなど）を含む回路を有する装置をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般でもよい。そして、半導体装置の形状としては、ラベル型、円筒型、カード型、箱型のいずれでもよく様々な形態を用いることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。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、以下に説明する本発明の構成において、同じ物を指し示す符号は異なる図面間において共通とする。
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成の概略について簡単に説明する。
半導体装置は、アンテナ回路と、アンテナ回路によって受信された信号を処理する信号処理回路と、供給される電力を蓄えるバッテリーと、を有している。
アンテナ回路は、信号を受信するアンテナを有している。
アンテナ回路のアンテナ形状としては、様々な形態をとることができる。例えば、いわゆる、ダイポールアンテナ、ループアンテナ、八木アンテナ、パッチアンテナ又は微小アンテナなどの形状をとることができる。信号処理回路に含まれるトランジスタを形成する基板上にアンテナも形成する場合には、好ましくは、アンテナ形状を微小ループアンテナや、微小ダイポールアンテナなどの形状のアンテナとするとよい。
また、アンテナ回路には、受信した信号の周波数を変更する手段を有していても良い。例えば、アンテナ形状がループアンテナのとき、アンテナを構成するアンテナコイルと、コンデンサとにより共振回路を形成していてもよい。
信号処理回路は、供給される電力から半導体装置の所定の電圧を生成する電源回路と、アンテナ回路によって受信された信号を整流して、電源回路に直流電力を供給する整流回路と、を有している。
また、信号処理回路は、整流回路から出力される電力が、信号処理回路を動作させるのに必要な電力より十分に大きいときには、整流回路から出力される電力のうち余剰電力をバッテリーに蓄え、整流回路から出力される電力が、信号処理回路を動作させるのに十分でないときには、バッテリーからも電源回路に電力を供給する制御手段を有している。
バッテリーにはリチウムイオン電池、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池などの電池が使用可能であるが、これには限定されない。また大容量のコンデンサーなどを用いても良い。
制御手段としては、整流回路に制御回路を介してバッテリーを接続することにより実現することができる。バッテリーを接続することによって、余剰電力をバッテリーに蓄え、整流回路から出力される電力が低下した時にはバッテリーから電源回路に電力を供給する。
制御回路の動作は以下のとおりである。
制御回路はバッテリーから出力される電圧と整流回路から出力される電圧とを比較する。整流回路から出力される電圧がバッテリーから出力される電圧よりも十分高ければ、整流回路とバッテリーとを接続する。このとき整流回路から出力される電力はバッテリーと電源回路の両方に供給され、余剰電力がバッテリーに蓄えられる。
整流回路から出力される電圧がバッテリーから出力される電圧と比較して十分な高さでなくなると電源回路とバッテリーとを接続する。このとき、整流回路から出力された電圧がバッテリーから出力された電圧より高いときには、整流回路から出力される電力が電源回路に供給され、バッテリーへの充電やバッテリーの電力の消費はない。そして、整流回路から出力される電圧がバッテリーから出力される電圧より低くなると、バッテリーから電源回路に電力を供給する。
つまり、制御回路は整流回路から出力される電圧とバッテリーから出力される電圧とに応じて電流の方向を制御する。
次に、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成例を図１に示すブロック図を用いて、詳しく説明する。
本発明の実施の形態１に係る半導体装置は、アンテナ回路１０１と、信号処理回路１０２と、バッテリー１３１と、を有する。
アンテナ回路１０１は、例えば図２２（Ａ）に示すように、アンテナコイル２２０１と、コンデンサ２２０２とを有し、アンテナコイル２２０１とコンデンサ２２０２とにより共振回路を形成していてもよい。
信号処理回路１０２は、変調回路１０３と、アンプ１０４と、論理回路１０５と、復調回路１０６と、アンプ１０７と、論理回路１０８と、メモリコントロール回路１０９と、メモリ回路１１０と、整流回路１２０と、電源回路１２１と、制御回路１３０と、を有している。
整流回路１２０は、例えば図２２（Ｂ）に示すように、整流素子２２０３と整流素子２２０４と、コンデンサ２２０５を有し、アンテナ回路１０１で受信した交流信号を整流素子２２０３及び整流素子２２０４によって半波整流し、コンデンサ２２０５によって平滑する。そして、整流回路１２０から出力される電圧は、電源回路１２１及び制御回路１３０に供給される。
制御回路１３０の例を図４に示す。
制御回路１３０は整流素子４０４、整流素子４０５、電圧比較回路４０１、スイッチ４０２、及びスイッチ４０３を有している。
電圧比較回路４０１は、バッテリー１３１から出力される電圧と整流回路１２０から出力される電圧とを比較する。整流回路１２０から出力される電圧がバッテリー１３１から出力される電圧よりも十分に高いときには、電圧比較回路４０１はスイッチ４０２をオンにし、スイッチ４０３をオフにする。すると、整流回路１２０から整流素子４０４及びスイッチ４０２を介してバッテリー１３１に電流が流れる。一方、整流回路１２０から出力される電圧がバッテリー１３１から出力される電圧と比較して十分な高さでなくなると、電圧比較回路４０１はスイッチ４０２をオフにし、スイッチ４０３をオンにする。このとき、整流回路１２０から出力された電圧がバッテリーから出力された電圧より高ければ、整流素子４０５には電流が流れないが、整流回路１２０から出力された電圧がバッテリーから出力された電圧より低ければ、バッテリー１３１からスイッチ４０３及び整流素子４０５を介して電源回路１２１に電流が流れる。
制御回路は本実施の形態の記載に限定されず他の形式を用いても良い。
また、電圧比較回路４０１の例を図５に示す。
電圧比較回路４０１は、バッテリー１３１から出力される電圧を抵抗素子５０１と抵抗素子５０２で抵抗分割し、整流回路１２０から出力される電圧を抵抗素子５０３と抵抗素子５０４で抵抗分割し、それぞれ抵抗分割した電圧をコンパレーター５０５に入力している。コンパレーター５０５の出力にはインバータ形式のバッファ回路５０６及びバッファ回路５０７を直列に接続する。そして、バッファ回路５０６の出力をスイッチ４０３の制御端子に入力し、バッファ回路５０７の出力をスイッチ４０２の制御端子に入力し、図４のスイッチ４０２及びスイッチ４０３のオンオフを制御する。なお、スイッチ４０２及びスイッチ４０３は制御端子に入力される信号がＨレベルのときオンし、Ｌレベルのときオフするものとする。
また、抵抗分割して、コンパレーター５０５に入力する電圧を調整することにより、バッテリーから出力される電圧より整流回路から出力される電圧がどれだけ高くなったら、スイッチ４０２をオンにし、スイッチ４０３をオフにするかを制御することができる。
電圧比較回路は本実施の形態の記載に限定されず他の形式を用いても良い。
本発明の実施の形態１に係る半導体装置の信号処理については以下のとおりである。アンテナ回路１０１によって受信された通信信号が復調回路１０６及びアンプ１０７に入力される。通常、通信信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアをＡＳＫ変調、ＰＳＫ変調などの処理をおこなって送られてくる。
図１は１３．５６ＭＨｚの通信信号を用いた場合の例である。信号を処理するためには基準となるクロック信号が必要であり、この例では１３．５６ＭＨｚのキャリア周波数をクロック信号に用いている。アンプ１０７は１３．５６ＭＨｚのキャリアを増幅し、クロック信号として論理回路１０８に供給する。またＡＳＫ変調やＰＳＫ変調された通信信号は復調回路１０６で復調される。復調後の信号も論理回路１０８に送られ解析される。論理回路１０８で解析された信号はメモリコントロール回路１０９に送られ、それに基づき、メモリコントロール回路１０９はメモリ回路１１０を制御する。そして、メモリコントロール回路１０９は、メモリ回路１１０に記憶されたデータを取り出し論理回路１０５に送る。論理回路１０５に送られたデータは、論理回路１０５でエンコード処理されたのちアンプ１０４で増幅され、その信号によって、変調回路１０３はキャリアに変調をかける。このようにして、本発明の実施の形態１に係る半導体装置は動作する。
ここでは１３．５６ＭＨｚの通信信号について述べたが本発明は１３．５６ＭＨｚに限定されるものではなく、１２５ＫＨｚ、ＵＨＦ帯周波数、２．４５ＧＨｚその他の周波数においても実現することが可能である。また、ブロック構成についても図１に示した以外の構成でも実現は可能である。
次に、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の模式図を図６に示す。
半導体装置は、基体１１０１内に、信号処理回路１１０２と、アンテナ１１０３と、バッテリー１１０４と、を有している。アンテナ１１０３は接続端子１１０５ａ及び接続端子１１０５ｂを備えている。アンテナ１１０３は、接続端子１１０５ａ及び接続端子１１０５ｂのそれぞれが信号処理回路１１０２と接続されている。
なお、図６においては、信号処理回路１１０２、アンテナ１１０３及びバッテリー１１０４が形成された基板については図示されていない。
基体１１０１は、少なくとも２枚のシートを有しており、この２枚のシートが張り合わされている。シートとしては、紙、プラスチックなどの材料を用いることができる。
信号処理回路１１０２に含まれるトランジスタは、様々な形態のトランジスタを適用させることが出来る。よって、適用可能なトランジスタの種類に限定はない。したがって、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるトランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯなどの化合物半導体を用いたトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。なお、非単結晶半導体膜には水素またはハロゲンが含まれていてもよい。また、信号処理回路１１０２が形成されている基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。従って例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板などに形成することが出来る。また、ある基板に信号処理回路１１０２を形成し、その後、別の基板に信号処理回路１１０２を移動させて、別の基板上に配置するようにしてもよい。
アンテナ１１０３の形状としては、図示されたものに限定されず様々な形態をとることができる。例えば、いわゆる、ダイポールアンテナ、ループアンテナ、八木アンテナ、パッチアンテナ又は微小アンテナなどの形状をとることができる。信号処理回路１１０２に含まれるトランジスタを形成する基板上にアンテナ１１０３も形成する場合には、特に、好ましくは、アンテナ形状を微小ループアンテナや、微小ダイポールアンテナなどの形状のアンテナとするとよい。アンテナ１１０３は、信号処理回路１１０２が形成された基板上に形成されていてもよいし、信号処理回路１１０２の形成された基板とは別の基板上に形成してもよい。そして、アンテナ１１０３を形成する基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。従って例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板などに形成することが出来る。そして、アンテナ１１０３を信号処理回路１１０２の形成された基板と同じ基板に形成する場合には、スパッタリング法や、ＣＶＤ法、スピンコーティング法などにより導電膜を形成し、導電膜をパターニングしてアンテナ１１０３を形成してもよいし、インクジェット法に代表される液滴吐出法又はスクリーン印刷法などによりアンテナ１１０３を形成してもよい。アンテナ１１０３を信号処理回路１１０２の形成された基板と別の基板に形成する場合にも上述した方法によりアンテナ１１０３を形成することができるが、好ましくは、特にスクリーン印刷法によりアンテナ１１０３を形成するとよい。なお、パターニングとは、膜を形状加工することをいい、フォトリソグラフィー技術によって膜のパターンを形成すること（例えば、感光性アクリルにコンタクトホールを形成することや、感光性アクリルをスペーサとなるように形状加工することも含む）や、フォトリソグラフィ技術によってマスクパターンを形成し、当該マスクパターンを用いてエッチング加工を行うことなどをいう。
アンテナの具体的な形状の例を図２３（Ａ）〜（Ｅ）に示す。なお、ここでは説明を簡単にするためバッテリー１１０４に相当するものは記載されていないが本発明の実施の形態１に係る半導体装置にはバッテリーが備えられる。
図２３（Ａ）は信号処理回路の周りを一面のアンテナで覆ったものである。基体２３００内にアンテナ２３０１と信号処理回路２３０２とを有している。図面では信号処理回路２３０２の周りをアンテナ２３０１で覆う構成になっているが、全面をアンテナで覆い、その上に信号処理回路２３０２を有している構成でもよい。
図２３（Ｂ）は信号処理回路の周りを細いアンテナを回るように配置したものである。基体２３０３内にアンテナ２３０４と信号処理回路２３０５とを有している。なお、アンテナの配線は一例であってこれに限定するものではない。
図２３（Ｃ）は高周波数のアンテナである。基体２３０６内にアンテナ２３０７と信号処理回路２３０８とを有している。
図２３（Ｄ）は１８０度無指向性（どの方向からでも同じく受信可能）なアンテナである。基体２３０９内にアンテナ２３１０と信号処理回路２３１１とを有している。
図２３（Ｅ）は棒状に長く伸ばしたアンテナである。基体２３１２内にアンテナ２３１３と信号処理回路２３１４とを有している。
アンテナは信号処理回路が形成された基板上に形成してもよいし、信号処理回路が形成された基板とは別の基板にアンテナを形成してもよい。なお、信号処理回路の形成された基板とアンテナとの接続は公知の方法で行うことができる。例えばアンテナと信号処理回路が形成された基板とをワイヤボンディング接続やバンプ接続を用いて接続する、あるいはチップ化した信号処理回路の形成された基板一面を電極にしてアンテナに貼り付けるという方法を取ってもよい。この方式では基板とアンテナとをＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ；異方性導電性フィルム）を用いて貼り付けることができる。
アンテナに必要な適正な長さは受信に用いる周波数によって異なる。一般には波長の整数分の１の長さにすると良いとされる。例えば周波数が２．４５ＧＨｚの場合は約６０ｍｍ（１／２波長）、約３０ｍｍ（１／４波長）とすれば良い。
バッテリー１１０４には、リチウムイオン電池、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの二次電池が適用可能であるが、これには限定されない。また大容量のコンデンサーなどを適用してもよい。特に、リチウムイオン電池やリチウム二次電池は充放電容量が大きいため、本発明の実施の形態１に係る半導体装置に備えるバッテリーに適用することで小型化を図ることができる。なお、リチウムイオン電池の活物質や電解質をスパッタリング法により形成することにより、バッテリー１１０４を信号処理回路１１０２が形成された基板上に形成してもよいし、アンテナ１１０３が形成された基板上に形成されていてもよい。信号処理回路１１０２やアンテナ１１０３が形成された基板上にバッテリー１１０４を形成することにより、歩留まりが向上する。金属リチウム電池は、正極活物質にリチウムイオン含有遷移金属酸化物、金属酸化物、金属硫化物、鉄系化合物、導電性ポリマー若しくは有機イオウ系化合物等を用い、負極活物質にリチウム（合金）、電解質に有機系電解液若しくはポリマー電解質などを用いることでより充放電容量の大きなバッテリー１１０４とすることができる。
なお、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成としては、図６に示すものに限られない。つまり、図６では、断面からみると、アンテナ１１０３とバッテリー１１０４との間に信号処理回路１１０２が配置されている構成を示しているが、アンテナ１１０３と信号処理回路１１０２との間にバッテリー１１０４が配置されていてもよいし、バッテリー１１０４と信号処理回路１１０２との間にアンテナ１１０３が配置されていてもよい。また、アンテナ１１０３とバッテリー１１０４と信号処理回路１１０２との面積比もこれに限られるものではない。つまり、本発明の実施の形態１に係る半導体装置は、断面から層別に見たときに、アンテナ１１０３とバッテリー１１０４と信号処理回路１１０２との位置関係は限定されない。また、アンテナ１１０３と信号処理回路１１０２とがそれぞれ別の基板に形成されていてもよいし、アンテナ１１０３と信号処理回路１１０２とバッテリー１１０４とが同じ基板上に形成されていてもよい。
図８（Ａ）に示すように、基板８０１上に信号処理回路８０２と、アンテナ８０３が形成され、基板８０１の、信号処理回路８０２及びアンテナ８０３が形成された面側にバッテリー８０４が張り合わされていてもよいし、図８（Ｂ）に示すように、基板８０１の信号処理回路８０２及びアンテナ８０３が形成された面とは反対側にバッテリー８０４が張り合わされていてもよい。なお、アンテナ８０３は、接続端子８０５ａ及び接続端子８０５ｂのそれぞれが信号処理回路８０２と接続されている。
また、図９（Ａ）に示すように、アンテナ９０３が形成された基板９０１の、アンテナ９０３が形成された面側に信号処理回路が形成された基板９０２が張り合わされ、さらにバッテリー９０４が張り合わされていてもよい。なお、このとき、バッテリー９０４の面積が基板９０１の面積より小さいのであれば、バッテリー９０４と信号処理回路が形成された基板９０２とは重ならないように配置してもよい。重なるのであれば、信号処理回路が形成された基板９０２上にバッテリー９０４を貼り合わせれば、信号処理回路と、アンテナ９０３の接続端子９０５ａ及び接続端子９０５ｂと、の接続が容易となり、また、信号処理回路が形成された基板９０２とバッテリー９０４との接続も容易となるので好ましい。また、図９（Ｂ）に示すように、アンテナ９０３が形成された基板９０１の、アンテナ９０３が形成された面側に信号処理回路が形成された基板９０２が張り合わされ、さらに反対の面側にバッテリー９０４が張り合わされていてもよい。
本発明の実施の形態１に係る半導体装置によれば、電力を蓄えるバッテリーを有しているので、電池の交換が不要である。また、受信する信号が弱くなっても、バッテリーから信号処理回路に電力を供給することができるので、半導体装置を動作させ通信を行うことができる。つまり、弱い信号でも通信が可能であるので、通信距離の延長、及び安定した通信を行うことができる。
また、受信した信号が強ければ自動的にバッテリーに電力を蓄えることができるので、使用者が意図的に充電作業を行わなくても充電を行うことができる。もちろん、バッテリーに蓄えられた電力が小さくなれば、使用者が意図的に充電を行うことも容易にできる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る半導体装置は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置に、いわゆるブースターアンテナを備えた構成を示す。
まず、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の概略について簡単に説明する。
半導体装置は、アンテナ回路と、アンテナ回路によって受信された信号を処理する信号処理回路と、供給される電力を蓄えるバッテリーと、を有している。
なお、アンテナ回路は、第１のアンテナ部と、第２のアンテナ部と、を有している。そして、第１のアンテナ部は第１のアンテナコイルを備え、第２のアンテナ部は第１のアンテナコイルより外径の大きい第２のアンテナコイルを備えている。そして、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とは送受信周波数が同調している。アンテナコイルとはループアンテナ形状のアンテナをいい、導線を環状にしたものである。アンテナコイルには、導線を複数回巻いたものを含む。
また、アンテナ回路には、コンデンサを有していてもよい。そしてアンテナとコンデンサとにより共振回路を構成していてもよい。つまり、第１のアンテナ部及び第２アンテナ部にそれぞれコンデンサが接続され、それぞれ共振回路を形成していてもよい。その場合には、第１のアンテナコイルと第１のコンデンサにより形成された第１の共振回路の共振周波数と、第２のアンテナコイルと第２のコンデンサにより形成された第２の共振回路の共振周波数とを同調させるようにする。
第１のアンテナコイルは信号処理回路に接続され、第２のアンテナコイルは第１のアンテナコイルの中心軸が第２のアンテナコイルの導線環内に位置するように配置されている。好ましくは、第１のアンテナコイルと第２のアンテナコイルとは、互いの中心軸とが一致するように配置する。
第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とは共振周波数が同調しているので、第２のアンテナ部で信号を受信して磁界が発生すると、相互誘導により第１のアンテナ部に誘導起電力が発生する。こうして、より通信距離が近いときには主に第１のアンテナ部で信号を受信し、通信距離が遠くなると主に第２のアンテナ部で信号を受信することにより、効率よく誘導起電力を得ることができる。
信号処理回路は、供給される電力から半導体装置の所定の電圧を生成する電源回路と、第１のアンテナ部によって受信された信号によって発生した誘導起電圧を整流して、電源回路に直流電力を供給する整流回路と、を有している。また、信号処理回路は、整流回路から出力される電圧が、バッテリーから出力される電圧より十分に高いときには、整流回路から出力される電力のうち余剰電力をバッテリーに蓄え、整流回路から出力される電圧が、バッテリーから出力される電圧より低いときには、バッテリーから電源回路に電力を供給する制御手段を有している。
バッテリーにはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池などの電池が使用可能であるが、これには限定されない。また大容量のコンデンサーなどを用いても良い。
制御手段としては、整流回路に制御回路を介してバッテリーを接続することにより実現することができる。バッテリーを接続することによって、余剰電力をバッテリーに蓄え、整流回路から出力される電力が低下した時にはバッテリーより電源回路に電力を供給する。
制御回路の役割は以下のとおりである。
制御回路はバッテリーから出力される電圧と整流回路から出力される電圧を比較する。整流回路から出力される電圧がバッテリーから出力される電圧よりも十分高ければ、整流回路から出力される電力をバッテリーと電源回路の両方に供給する。つまり、余剰電力がバッテリーに蓄えられる。
整流回路から出力される電圧がバッテリーから出力される電圧より低くなると、バッテリーから電源回路に電流を供給する。制御回路は整流回路から出力される電圧とバッテリーから出力される電圧とに応じて電流の方向を制御する。
本発明の実施の形態２に係る半導体装置は、通信距離を大きくすることができる。また、起電力が大きくなり、整流回路から出力される電力が大きくなるため、バッテリーに蓄える余剰電力の取得を容易にすることができる。
次に、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の模式図を図７に示す。
半導体装置は、基体１２１１内に、チップ１２１２と、ブースターアンテナ１２１３と、バッテリー１２０４と、静電容量１２１５と、を有している。ブースターアンテナ１２１３には静電容量接続端子１２１４ａ及び静電容量接続端子１２１４ｂを備えている。ブースターアンテナ１２１３は、静電容量接続端子１２１４ａ及び静電容量接続端子１２１４ｂのそれぞれが静電容量１２１５と接続されている。
なお、図７（Ａ）においては、ブースターアンテナ１２１３及びバッテリー１２０４が形成された基板については図示されていない。
基体１２１１は、少なくとも２枚のシートを有しており、この２枚のシートが張り合わされている。シートとしては、紙、プラスチックなどの材料を用いることができる。
チップ１２１２は、図７（Ｂ）に示すように、基板１２０１上に信号処理回路１２０２と、チップアンテナ１２０３とが形成されたものであり、チップアンテナ１２０３の接続端子１２０５ａ及び接続端子１２０５ｂのそれぞれが信号処理回路１２０２と接続されている。
信号処理回路１２０２に含まれるトランジスタは、様々な形態のトランジスタを適用させることが出来る。よって、適用可能なトランジスタの種類に限定はない。したがって、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるトランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯなどの化合物半導体を用いたトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。なお、非単結晶半導体膜には水素またはハロゲンが含まれていてもよい。また、信号処理回路１２０２が形成されている基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。従って例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板などに形成することが出来る。また、ある基板に信号処理回路１２０２を形成し、その後、別の基板に信号処理回路１２０２を移動させて、別の基板上に配置するようにしてもよい。
ブースターアンテナ１２１３及びチップアンテナ１２０３の形状としては、図示されたものに限定されず、送受信周波数が同調するものであれば様々な形態をとることができる。好ましくは、ブースターアンテナ１２１３のアンテナ形状をループアンテナにし、チップアンテナ１２０３のアンテナ形状を微小ループアンテナとするとよい。チップアンテナ１２０３は、信号処理回路１２０２が形成された基板１２０１上に形成されている。よって、スパッタリング法や、ＣＶＤ法、スピンコーティング法などにより導電膜を形成し、導電膜をパターニングしてチップアンテナ１２０３を形成してもよいし、インクジェット法に代表される液滴吐出法又はスクリーン印刷法などによりチップアンテナ１２０３を形成してもよい。ブースターアンテナ１２１３を形成する基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。従って例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板などに形成することが出来る。よって、スパッタリング法や、ＣＶＤ法、スピンコーティング法などにより導電膜を形成し、導電膜をパターニングしてブースターアンテナ１２１３を形成してもよいし、インクジェット法に代表される液滴吐出法又はスクリーン印刷法などによりブースターアンテナ１２１３を形成してもよい。好ましくは、スクリーン印刷法によりブースターアンテナ１２１３を形成するとよい。
バッテリー１２０４には、リチウムイオン電池、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの二次電池が適用可能であるが、これには限定されない。また大容量のコンデンサーなどを適用してもよい。特に、リチウムイオン電池やリチウム二次電池は充放電容量が大きいため、本発明の実施の形態２に係る半導体装置に備えるバッテリーに適用することで小型化を図ることができる。なお、リチウムイオン電池の活物質や電解質をスパッタリング法により形成することにより、バッテリー１２０４をブースターアンテナ１２１３が形成された基板上に形成してもよい。ブースターアンテナ１２１３が形成された基板上にバッテリー１２０４を形成することにより、歩留まりが向上する。金属リチウム電池は、正極活物質にリチウムイオン含有遷移金属酸化物、金属酸化物、金属硫化物、鉄系化合物、導電性ポリマー若しくは有機イオウ系化合物等を用い、負極活物質にリチウム（合金）、電解質に有機系電解液若しくはポリマー電解質などを用いることでより充放電容量の大きなバッテリー１２０４ーとすることができる。
なお、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構成としては、図７に示すものに限られない。つまり、図７では、断面からみると、少なくともバッテリー１２０４の片面側にブースターアンテナ１２１３とチップ１２１２が配置されているが、ブースターアンテナ１２１３とチップ１２１２との間にバッテリー１２０４が配置されていてもよいし、ブースターアンテナ１２１３とバッテリー１２０４との間にチップ１２１２が配置されていてもよいし、バッテリー１２０４とチップ１２１２との間にブースターアンテナ１２１３が配置されていてもよい。また、ブースターアンテナ１２１３とバッテリー１２０４とチップ１２１２との面積比もこれに限られるものではない。つまり、本発明の実施の形態２に係る半導体装置は、断面から層別に見たときに、ブースターアンテナ１２１３とバッテリー１２０４とチップ１２１２との位置関係は限定されない。また、ブースターアンテナ１２１３とバッテリー１２０４とは張り合わされていてもよいし、ブースターアンテナ１２１３とバッテリー１２０４とが同じ基板上に形成されていてもよい。
図１０（Ａ）に示すように、基板１００１上にブースターアンテナ１００３が形成され、ブースターアンテナ１００３の静電容量接続端子１００５ａ及び静電容量接続端子１００５ｂのそれぞれが静電容量１００６に接続されている。基板１００１の、ブースターアンテナ１００３が形成された面側に、チップ１００２が張り合わされ、さらにバッテリー１００４が張り合わされていてもよい。なお、このとき、バッテリー１００４の面積が基板１００１の面積より遙かに小さいのであれば、バッテリー１００４とチップ１００２とは重ならないように配置してもよいが、チップ１００２上にバッテリー１００４を貼り合わせれば、チップ１００２内の信号処理回路とバッテリー１００４との接続も容易となるので好ましい。また、図１０（Ｂ）に示すように、基板１００１の、ブースターアンテナ１００３が形成された面側に、チップ１００２が張り合わされ、さらに反対の面側にバッテリー１００４が張り合わされていてもよい。
本発明の実施の形態２に係る半導体装置によれば、電力を蓄えるバッテリーを有しているので、電池の交換が不要である。また、受信する信号が弱くなっても、バッテリーから信号処理回路に電力を供給することができるので、半導体装置を動作させ通信を行うことができる。つまり、弱い信号でも通信が可能であるので、通信距離の延長、及び安定した通信を行うことができる。
また、受信した信号が強ければ自動的にバッテリーに電力を蓄えることができるので、使用者が意図的に充電作業を行わなくても充電を行うことができる。もちろん、バッテリーに蓄えられた電力が小さくなれば、使用者が意図的に充電を行うことも容易にできる。
さらに、本発明の実施の形態２に係る半導体装置は、ブースターアンテナを設けたことにより、通信距離を延長し、また効率よくバッテリーの充電を行うこともできる。
また、本発明の実施の形態２に係る半導体装置は、ブースターアンテナとチップアンテナとが電磁結合方式によって通信を行うため、外部接続アンテナにより送受信を行う半導体装置において、チップと外部接続アンテナとの貼り合わせで生じるような接続不良が生じることもない。よって、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構成にすることで半導体装置の生産性が向上する。
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置の作製方法の一例に関して、図面を参照して説明する。
まず、基板６０１の一表面に絶縁膜６０２を介して剥離層６０３を形成し、続けて下地膜として機能する絶縁膜６０４と半導体膜６０５（例えば、非晶質珪素を含む膜）を積層して形成する（図１１（Ａ）参照）。なお、絶縁膜６０２、剥離層６０３、絶縁膜６０４および非晶質半導体膜６０５は、連続して形成することができる。
基板６０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板（例えばセラミック基板またはステンレス基板など）、Ｓｉ基板等の半導体基板、など、から選択されるものである。他にもプラスチック基板として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフィン（ＰＥＳ）、アクリルなどの基板を選択することもできる。なお、本工程では、剥離層６０３は、絶縁膜６０２を介して基板６０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板６０１の全面に剥離層６０３を設けた後に、フォトリソグラフィ法により選択的に設けてもよい。
絶縁膜６０２、絶縁膜６０４は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁材料を用いて形成する。例えば、絶縁膜６０２、６０４を２層構造とする場合、第１層目の絶縁膜として窒化酸化シリコン膜を形成し、第２層目の絶縁膜として酸化窒化シリコン膜を形成するとよい。また、第１層目の絶縁膜として窒化シリコン膜を形成し、第２層目の絶縁膜として酸化シリコン膜を形成してもよい。絶縁膜６０２は、基板６０１から剥離層６０３又はその上に形成される素子に不純物元素が混入するのを防ぐブロッキング層として機能し、絶縁膜６０４は基板６０１、剥離層６０３からその上に形成される素子に不純物元素が混入するのを防ぐブロッキング層として機能する。このように、ブロッキング層として機能する絶縁膜６０２、６０４を形成することによって、基板６０１からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、剥離層６０３から剥離層６０３に含まれる不純物元素がこの上に形成する素子に悪影響を与えることを防ぐことができる。なお、基板６０１として石英を用いるような場合には絶縁膜６０２、６０４を省略してもよい。
剥離層６０３は、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造等を用いることができる。金属膜としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素、または前記元素を主成分とする合金材料又は化合物材料を単層又は積層して形成する。また、これらの材料は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。金属膜と金属酸化膜の積層構造としては、上述した金属膜を形成した後に、酸素雰囲気化またはＮ２Ｏ雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気化またはＮ２Ｏ雰囲気下における加熱処理を行うことによって、金属膜表面に当該金属膜の酸化物または酸化窒化物を設けることができる。例えば、金属膜としてスパッタ法やＣＶＤ法等によりタングステン膜を設けた場合、タングステン膜にプラズマ処理を行うことによって、タングステン膜表面にタングステン酸化物からなる金属酸化膜を形成することができる。また、この場合、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、Ｘは２〜３であり、Ｘが２の場合（ＷＯ２）、Ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、Ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、Ｘが３の場合（ＷＯ３）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めるとよい。他にも、例えば、金属膜（例えば、タングステン）を形成した後に、当該金属膜上にスパッタ法で酸化珪素（ＳｉＯ２）等の絶縁膜を設けると共に、金属膜上に金属酸化物（例えば、タングステン上にタングステン酸化物）を形成してもよい。また、プラズマ処理として、例えば高密度プラズマ処理を行ってもよい。また、金属酸化膜の他にも、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。この場合、金属膜に窒素雰囲気下または窒素と酸素雰囲気下でプラズマ処理や加熱処理を行えばよい。
非晶質半導体膜６０５は、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで形成する。
次に、非晶質半導体膜６０５にレーザー光を照射して結晶化を行う。なお、レーザー光の照射と、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とを組み合わせた方法等により非晶質半導体膜６０５の結晶化を行ってもよい。その後、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にエッチングして、結晶質半導体膜６０５ａ〜６０５ｆを形成し、当該半導体膜６０５ａ〜６０５ｆを覆うようにゲート絶縁膜６０６を形成する（図１１（Ｂ）参照）。
ゲート絶縁膜６０６は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁材料を用いて形成する。例えば、ゲート絶縁膜６０６を２層構造とする場合、第１層目の絶縁膜として酸化窒化シリコン膜を形成し、第２層目の絶縁膜として窒化酸化シリコン膜を形成するとよい。また、第１層目の絶縁膜として酸化シリコン膜を形成し、第２層目の絶縁膜として窒化シリコン膜を形成してもよい。
結晶質半導体膜６０５ａ〜６０５ｆの作製工程の一例を以下に簡単に説明すると、まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０〜６０ｎｍの非晶質半導体膜を形成する。次に、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを含む溶液を非晶質半導体膜上に保持させた後、非晶質半導体膜に脱水素化の処理（５００℃、１時間）と、熱結晶化の処理（５５０℃、４時間）を行って結晶質半導体膜を形成する。その後、レーザー光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いることよって結晶質半導体膜６０５ａ〜６０５ｆを形成する。なお、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化を行わずに、レーザー光の照射だけで非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
結晶化に用いるレーザー発振器としては、連続発振型のレーザービーム（ＣＷレーザービーム）やパルス発振型のレーザービーム（パルスレーザービーム）を用いることができる。ここで用いることができるレーザービームは、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、エキシマレーザーなどの気体レーザー、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、銅蒸気レーザーまたは金蒸気レーザーのうち一種または複数種から発振されるもが挙げられる。このようなレーザービームの基本波、及びこれらの基本波の第２高調波から第４高調波のレーザービームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザーのパワー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザー、Ａｒイオンレーザー、またはＴｉ：サファイアレーザーは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作やモード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせることも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザービームを発振させると、半導体膜がレーザーによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザーを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。
また、ゲート絶縁膜６０６は、半導体膜６０５ａ〜６０５ｆに対し前述の高密度プラズマ処理を行い、表面を酸化又は窒化することで形成しても良い。例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと、酸素、酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスを導入したプラズマ処理で形成する。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波の導入により行うと、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。この高密度プラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜６０５ａ〜６０５ｆの表面を酸化又は窒化することができる。
このような高密度プラズマを用いた処理により、１〜２０ｎｍ、代表的には５〜１０ｎｍの絶縁膜が半導体膜に形成される。この場合の反応は、固相反応であるため、当該絶縁膜と半導体膜との界面準位密度はきわめて低くすることができる。このような、高密度プラズマ処理は、半導体膜（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化（若しくは窒化）するため、形成される絶縁膜の厚さは理想的には、ばらつきをきわめて小さくすることができる。加えて、結晶性シリコンの結晶粒界でも酸化が強くされることがないため、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で半導体膜の表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、均一性が良く、界面準位密度が低い絶縁膜を形成することができる。
ゲート絶縁膜は、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁膜のみを用いても良いし、それにプラズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁膜を堆積し、積層させても良い。いずれにしても、高密度プラズマで形成した絶縁膜をゲート絶縁膜の一部又は全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを小さくすることができる。
また、半導体膜に対し、連続発振レーザー若しくは１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザービームを照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜６０５ａ〜６０５ｆは、そのビームの走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを配置し、上記ゲート絶縁膜を組み合わせることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。
次に、ゲート絶縁膜６０６上に、第１の導電膜と第２の導電膜とを積層して形成する。ここでは、第１の導電膜は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により、２０〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電膜は、１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電膜と第２の導電膜は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。第１の導電膜と第２の導電膜の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタル膜とタングステン膜、窒化タングステン膜とタングステン膜、窒化モリブデン膜とモリブデン膜等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電膜と第２の導電膜を形成した後に、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。また、２層構造ではなく、３層構造の場合は、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造を採用するとよい。
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極とゲート線を形成するためのエッチング処理を行って、半導体膜６０５ａ〜６０５ｆの上方にゲート電極６０７を形成する。ここでは、ゲート電極６０７として、第１の導電膜６０７ａと第２の導電膜６０７ｂの積層構造で設けた例を示している。
次に、ゲート電極６０７をマスクとして半導体膜６０５ａ〜６０５ｆに、イオンドープ法またはイオン注入法により、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加し、その後、フォトリソグラフィ法によりレジストからなるマスクを選択的に形成して、ｐ型を付与する不純物元素を高濃度に添加する。ｎ型を示す不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を示す不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素としてリン（Ｐ）を用い、１×１０１５〜１×１０１９／ｃｍ３の濃度で含まれるように半導体膜６０５ａ〜６０５ｆに選択的に導入し、ｎ型を示す不純物領域６０８を形成する。また、ｐ型を付与する不純物元素としてボロン（Ｂ）を用い、１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３の濃度で含まれるように選択的に半導体膜６０５ｃ、６０５ｅに導入し、ｐ型を示す不純物領域６０９を形成する（図１１（Ｃ）参照）。
続いて、ゲート絶縁膜６０６とゲート電極６０７を覆うように、絶縁膜を形成する。絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物等の無機材料を含む膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層又は積層して形成する。次に、絶縁膜を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、ゲート電極６０７の側面に接する絶縁膜６１０（サイドウォールともよばれる）を形成する。絶縁膜６１０は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いる。
続いて、フォトリソグラフィ法により形成したレジストからなるマスクと、ゲート電極６０７および絶縁膜６１０をマスクとして用いて、半導体膜６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｄ、６０５ｆにｎ型を付与する不純物元素を高濃度に添加して、ｎ型を示す不純物領域６１１を形成する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素としてリン（Ｐ）を用い、１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３の濃度で含まれるように半導体膜６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｄ、６０５ｆに選択的に導入し、不純物領域６０８より高濃度のｎ型を示す不純物領域６１１を形成する。
以上の工程により、ｎチャネル型薄膜トランジスタ６００ａ、６００ｂ、６００ｄ、６００ｆとｐチャネル型薄膜トランジスタ６００ｃ、６００ｅが形成される（図１１（Ｄ）参照）。
ｎチャネル型薄膜トランジスタ６００ａは、ゲート電極６０７と重なる半導体膜６０５ａの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極６０７及び絶縁膜６１０と重ならない領域にソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域６１１が形成され、絶縁膜６１０と重なる領域であってチャネル形成領域と不純物領域６１１の間に低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）が形成されている。また、ｎチャネル型薄膜トランジスタ６００ｂ、６００ｄ、６００ｆも同様にチャネル形成領域、低濃度不純物領域及び不純物領域６１１が形成されている。
ｐチャネル型薄膜トランジスタ６００ｃは、ゲート電極６０７と重なる半導体膜６０５ｃの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極６０７と重ならない領域にソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域６０９が形成されている。また、ｐチャネル型薄膜トランジスタ６００ｅも同様にチャネル形成領域及び不純物領域６０９が形成されている。なお、ここでは、ｐチャネル型薄膜トランジスタ６００ｃ、６００ｅには、ＬＤＤ領域を設けていないが、ｐチャネル型薄膜トランジスタ６００ｃ、６００ｅにＬＤＤ領域を設けてもよいし、ｎチャネル型薄膜トランジスタ６００ａ、６００ｂ、６００ｄ、６００ｆにＬＤＤ領域を設けない構成としてもよい。
次に、半導体膜６０５ａ〜６０５ｆ、ゲート電極６０７等を覆うように、絶縁膜を単層または積層して形成し、当該絶縁膜上に薄膜トランジスタ６００ａ〜６００ｆのソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域６０９、６１１と電気的に接続する導電膜６１３を形成する（図１２（Ａ）参照）。絶縁膜は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等により、単層または積層で形成する。ここでは、当該絶縁膜を２層で設け、１層目の絶縁膜６１２ａとして窒化酸化珪素膜で形成し、２層目の絶縁膜６１２ｂとして酸化窒化珪素膜で形成する。また、導電膜６１３は、薄膜トランジスタ６００ａ〜６００ｆのソース電極又はドレイン電極を形成しうる。
なお、絶縁膜６１２ａ、６１２ｂを形成する前、または絶縁膜６１２ａ、６１２ｂのうちの１つまたは複数の薄膜を形成した後に、半導体膜の結晶性の回復や半導体膜に添加された不純物元素の活性化、半導体膜の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい。加熱処理には、熱アニール、レーザーアニール法またはＲＴＡ法などを適用するとよい。
導電膜６１３は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジウム（Ｎｄ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。導電膜６１３は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜６１３を形成する材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンからなるバリア膜を形成すると、結晶質半導体膜上に薄い自然酸化膜ができていたとしても、この自然酸化膜を還元し、結晶質半導体膜と良好なコンタクトをとることができる。
次に、導電膜６１３を覆うように、絶縁膜６１４を形成し、当該絶縁膜６１４上に、薄膜トランジスタ６００ａ、６００ｆのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜６１３とそれぞれ電気的に接続する導電膜６１５ａ、６１５ｂを形成する。また、薄膜トランジスタ６００ｂのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜６１３と電気的に接続する導電膜６１６を形成する。なお、導電膜６１５ａ、６１５ｂと導電膜６１６は同一の材料で同時に形成してもよい。導電膜６１５ａ、６１５ｂと導電膜６１６は、上述した導電膜６１３で示したいずれかの材料を用いて形成することができる。
続いて、導電膜６１６にアンテナとして機能する導電膜６１７が電気的に接続されるように形成する（図１２（Ｂ）参照）。
絶縁膜６１４は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン材料とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む材料に相当する。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、フルオロ基を用いることもできる。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。
導電膜６１７は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材料により形成する。導電性材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層構造又は積層構造で形成する。
例えば、スクリーン印刷法を用いてアンテナとして機能する導電膜６１７を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電膜の形成にあたり、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。例えば、導電性のペーストの材料として、銀を主成分とする微粒子（例えば粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）を用いる場合、１５０〜３００℃の温度範囲で焼成することにより硬化させて導電膜を得ることができる。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよく、この場合は粒径２０μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。はんだや鉛フリーはんだは、低コストであるといった利点を有している。
また、導電膜６１５ａ、６１５ｂは、後の工程において本実施の形態の半導体装置に含まれるバッテリーと電気的に接続される配線として機能しうる。また、アンテナとして機能する導電膜６１７を形成する際に、導電膜６１５ａ、６１５ｂに電気的に接続するように別途導電膜を形成し、当該導電膜をバッテリーに接続する配線として利用してもよい。
次に、導電膜６１７を覆うように絶縁膜６１８を形成した後、薄膜トランジスタ６００ａ〜６００ｆ、導電膜６１７等を含む層（以下、「素子形成層６１９」と記す）を基板６０１から剥離する。ここでは、レーザー光（例えばＵＶ光）を照射することによって、薄膜トランジスタ６００ａ〜６００ｆを避けた領域に開口部を形成後（図１２（Ｃ）参照）、物理的な力を用いて基板６０１から素子形成層６１９を剥離することができる。また、基板６０１から素子形成層６１９を剥離する前に、形成した開口部にエッチング剤を導入して、剥離層６０３を選択的に除去してもよい。エッチング剤は、フッ化ハロゲンまたはハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素（ＣｌＦ３）を使用する。そうすると、素子形成層６１９は、基板６０１から剥離された状態となる。なお、剥離層６０３は、全て除去せず一部分を残存させてもよい。こうすることによって、エッチング剤の消費量を抑え剥離層６０３の除去に要する処理時間を短縮することが可能となる。また、剥離層６０３の除去を行った後にも、基板６０１上に素子形成層６１９を保持しておくことが可能となる。また、素子形成層６１９が剥離された基板６０１を再利用することによって、コストの削減をすることができる。
絶縁膜６１８は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からなる単層または積層構造で設けることができる。
本実施の形態では、レーザー光の照射により素子形成層６１９に開口部を形成した後に、当該素子形成層６１９の一方の面（絶縁膜６１８の露出した面）に第１のシート材６２０を貼り合わせ、基板６０１から素子形成層６１９を剥離する（図１３（Ａ）参照）。
次に、素子形成層６１９の他方の面（剥離により露出した面）に、加熱処理と加圧処理の一方又は両方を行って第２のシート材６２１を貼り合わせる（図１３（Ｂ）参照）。第１のシート材６２０、第２のシート材６２１として、ホットメルトフィルム等を用いることができる。
また、第１のシート材６２０、第２のシート材６２１として、静電気等を防止する帯電防止対策を施したフィルム（以下、帯電防止フィルムと記す）を用いることもできる。帯電防止フィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が設けられた面をフィルムの内側になるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に設けてあればよい。ここでの帯電防止可能な材料としては、金属、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）、両性界面活性剤や陽イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤等の界面活性剤用いることができる。また、他にも帯電防止材料として、側鎖にカルボキシル基および４級アンモニウム塩基をもつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料等を用いることができる。これらの材料をフィルムに貼り付ける、練り込む、若しくは塗布することによって帯電防止フィルムとすることができる。帯電防止フィルムで封止を行うことによって、商品として取り扱う際に、外部からの静電気等によって半導体素子に悪影響が及ぶことを抑制することができる。
なお、バッテリーは、導電膜６１５ａ、６１５ｂに接続して形成されるが、バッテリーとの接続は、基板６０１から素子形成層６１９を剥離する前（図１２（Ｂ）又は図１２（Ｃ）の段階）に行ってもよいし、基板６０１から素子形成層６１９を剥離した後（図１３（Ａ）の段階）に行ってもよいし、素子形成層６１９を第１のシート材及び第２のシート材で封止した後（図１３（Ｂ）の段階）に行ってもよい。以下に、素子形成層６１９とバッテリーを接続して形成する一例を図１４、図１５を用いて説明する。
図１２（Ｂ）において、アンテナとして機能する導電膜６１７と同時に導電膜６１５ａ、６１５ｂにそれぞれ電気的に接続する導電膜６３１ａ、６３１ｂを形成する。続けて、導電膜６１７、導電膜６３１ａ、６３１ｂを覆うように絶縁膜６１８を形成した後、導電膜６３１ａ、６３１ｂの表面が露出するように開口部６３２ａ、６３２ｂを形成する。その後、レーザー光の照射により素子形成層６１９に開口部を形成した後に、当該素子形成層６１９の一方の面（絶縁膜６１８の露出した面）に第１のシート材６２０を貼り合わせた後、基板６０１から素子形成層６１９を剥離する（図１４（Ａ）参照）。
次に、素子形成層６１９の他方の面（剥離により露出した面）に、第２のシート材６２１を貼り合わせた後、素子形成層６１９を第１のシート材６２０から剥離する。従って、ここでは第１のシート材６２０として粘着力が弱いものを用いる。続けて、開口部６３２ａ、６３２ｂを介して導電膜６３１ａ、６３１ｂとそれぞれ電気的に接続する導電膜６３４ａ、６３４ｂを選択的に形成する（図１４（Ｂ）参照）。
導電膜６３４ａ、６３４ｂは、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材料により形成する。導電性材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層構造又は積層構造で形成する。
なお、ここでは、基板６０１から素子形成層６１９を剥離した後に導電膜６３４ａ、６３４ｂを形成する例を示しているが、導電膜６３４ａ、６３４ｂを形成した後に基板６０１から素子形成層６１９の剥離を行ってもよい。
次に、基板上に複数の素子を形成している場合には、素子形成層６１９を素子ごとに分断する（図１５（Ａ）参照）。分断は、レーザー照射装置、ダイシング装置、スクライブ装置等を用いることができる。ここでは、レーザー光を照射することによって１枚の基板に形成された複数の素子を各々分断する。
次に、分断された素子をバッテリーの接続端子と電気的に接続する（図１５（Ｂ）参照）。ここでは、素子形成層６１９に設けられた導電膜６３４ａ、６３４ｂと基板６３５上に設けられたバッテリーの接続端子となる導電膜６３６ａ、６３６ｂとをそれぞれ接続する。ここで、導電膜６３４ａと導電膜６３６ａとの接続、又は導電膜６３４ｂと導電膜６３６ｂとの接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））や異方導電性ペースト（ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ））等の接着性を有する材料を介して圧着させることにより電気的に接続する場合を示している。ここでは、接着性を有する樹脂６３７に含まれる導電性粒子６３８を用いて接続する例を示している。また、他にも、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤や半田接合等を用いて接続を行うことも可能である。
バッテリーが素子より大きい場合には、図１４、図１５に示したように、一枚の基板上に複数の素子を形成し、当該素子を分断後にバッテリーと接続することによって、一枚の基板に作り込める素子の数を増やすことができるため、半導体装置をより低コストで作製することが可能となる。
その後、上記実施の形態で示したように、ブースターアンテナと接続してもよい。
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置及びその作製方法の一例に関して図面を参照して説明する。
まず、基板７０１の一表面に絶縁膜７０２を介して剥離層７０３を形成し、続けて下地膜として機能する絶縁膜７０４と導電膜７０５を積層して形成する（図１６（Ａ）参照）。なお、絶縁膜７０２、剥離層７０３、絶縁膜７０４および導電膜７０５は、連続して形成することができる。
導電膜７０５は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料又は化合物材料を単層又は積層して形成する。また、これらの材料は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
基板７０１、絶縁膜７０２、剥離層７０３、絶縁膜７０４は、それぞれ上記実施の形態で説明した基板６０１、絶縁膜６０２、剥離層６０３、絶縁膜６０４のいずれかの材料を用いて形成することができる。
次に、導電膜７０５を選択的にエッチングして導電膜７０５ａ〜７０５ｅを形成し、当該導電膜７０５ａ〜７０５ｅを覆うように絶縁膜７０６、７０７を積層して形成する（図１６（Ｂ）参照）。
絶縁膜７０６、７０７は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁材料を用いて形成する。例えば、絶縁膜７０６として窒化酸化シリコンを用い、絶縁膜７０７として酸化窒化シリコンを用いて形成することができる。また、ここでは、絶縁膜を２層積層させて設けた例を示しているが、絶縁膜７０６又は７０７の一方のみ設けてもよいし、３層以上の絶縁膜を積層させて設けてもよい。
次に、導電膜７０５ａ〜７０５ｄの上方に選択的に半導体膜７０８ａ〜７０８ｄを形成する（図１６（Ｃ）参照）。ここでは、絶縁膜７０７上にスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、非晶質半導体膜（例えば、非晶質珪素膜）を２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化した後に選択的にエッチングして半導体膜７０８ａ〜７０８ｄを形成する。半導体膜の材料や結晶化方法等は上記実施の形態で示した材料や方法を用いることができる。また、絶縁膜７０６、７０７及び非晶質半導体膜は、連続して形成することができる。
なお、導電膜７０５ａ〜７０５ｄにより絶縁膜７０７の表面凹凸となっている場合には、絶縁膜７０７上に非晶質半導体膜を形成する前に、絶縁膜７０７に平坦化処理を行い当該絶縁膜７０７の表面を平らにしておくことが好ましい。平坦化処理としては、ＣＭＰ法等の研磨処理を用いることができる。ＣＭＰ法等の研磨処理を行うことにより、図１９（Ａ）に示すように表面が平坦化された絶縁膜７０７上に半導体膜を形成することができるため、半導体膜７０８ａ〜７０８ｄを用いて素子を形成する際に当該素子の特性へ及ぼす影響を低減することができる。
次に、半導体膜７０８ａ〜７０８ｄを覆うようにゲート絶縁膜７０９を形成し、半導体膜７０８ａ〜７０８ｃの上方にゲート電極７１０を選択的に形成した後、当該ゲート電極７１０をマスクとして、半導体膜７０８ａ〜７０８ｄに不純物元素を添加し不純物領域７１１を形成する（図１６（Ｄ）参照）。不純物元素としては、ｎ型又はｐ型を付与する不純物元素を添加する。ｎ型を示す不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を示す不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３の濃度で含まれるように半導体膜７０８ａ〜７０８ｄに導入し、ｎ型を示す不純物領域７１１を形成する。なお、これに限られず、ｐ型を付与する不純物元素を添加してｐ型を示す不純物領域７１１を形成してもよいし、ｎ型及びｐ型を付与する不純物元素を選択的に半導体膜７０８ａ〜７０８ｄに導入してもよい。
以上の工程により、ｎチャネル型薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃと容量として機能する素子７００ｄが形成される（図１６（Ｄ）参照）。
ｎチャネル型薄膜トランジスタ７００ａは、ゲート電極７１０と重なる半導体膜７０８ａの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極７１０と重ならない領域に当該チャネル形成領域と隣接してソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域７１１が形成されている。また、ｎチャネル型薄膜トランジスタ７００ｂ、７００ｃも同様にチャネル形成領域及びソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域７１１が形成されている。
素子７００ｄは、導電膜７０５ｄ、絶縁膜７０６、７０７及び不純物元素が導入された不純物領域７１１の半導体膜との積層構造によって容量が形成されている。
なお、ここでは、ｎチャネル型薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃを設けた例を示したが、ｐチャネル薄膜トランジスタを設けてもよいし、上記実施の形態で示したように、ゲート電極７１０の側面に接して絶縁膜を設け半導体膜７０８ａ〜７０８ｃに低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）を設けた構成とすることも可能である。
また、ここでは、半導体膜７０８ａ〜７０８ｃより導電膜７０５ａ〜７０５ｃを大きく形成した（薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃのチャネル形成領域及び不純物領域７１１と重なるように導電膜７０５ａ〜７０５ｃを形成した）例を示しているが、これに限られない。例えば、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの不純物領域７１１の一部及びチャネル形成領域全面と重なるように導電膜７０５ａ〜７０５ｃを設けてもよいし（図１９（Ａ）参照）、不純物領域７１１の一部及びチャネル形成領域の一部と重なるように導電膜７０５ａ〜７０５ｃを設けてもよいし（図１９（Ｂ）参照）、チャネル形成領域の一部とだけ重なるように導電膜７０５ａ〜７０５ｃを設けてもよい。このように設ける場合には、特にＣＭＰ等の研磨処理を行い絶縁膜７０７の平坦化することが好ましい。
なお、導電膜７０５ａ〜７０５ｃを設けることによって、薄膜トランジスタの破損の防止、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電破壊）の防止、ショートチャネル効果の抑制、しきい値電圧制御、工程の削減などを行うことも可能となる。
つまり、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃを有する半導体装置は、撓んでも薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃのチャネル形成領域や不純物領域７１１と重なるように設けられた導電膜７０５ａ〜７０５ｃによりチャネル形成領域や不純物領域７１１での撓みを抑制することができるため薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの破損の防止も図ることができる。
また、半導体装置の製造時において、導電膜７０５ａ〜７０５ｃが電荷の逃げ道若しくは電荷の拡散領域となり、局所的な電荷の蓄積を低減し、電界集中を緩和することができるためＥＳＤを防止することができる。
また、導電膜７０５ａ〜７０５ｃによってそれぞれの薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃにおいて、ドレインからソースへの影響を遮断することによって、チャネル長が短くなっても、ショートチャネル効果を抑制することができる。つまり、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの微細化に伴って問題となる、チャネル長の減少によって生じるショートチャネル効果（トランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが急激にシフトし、サブスレッショルド領域のドレイン電流の立ち上がりがなまるなどの現象）を抑制することができる。
また、導電膜７０５ａ〜７０５ｃに入力する電位によって、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃのしきい値電圧を制御することができる。
図２４（Ｂ）はＮ型のＭＯＳトランジスタのドレイン電流とゲート電圧の関連を示したグラフである。理想的にはゲート電圧Ｖｇが正の領域では、ドレイン電流Ｉｄが十分大きく、ゲート電圧Ｖｇが０（Ｖ）以下の領域では、ドレイン電流Ｉｄは０（Ｖ）であることが望ましい。ところが実際にはドレイン電流Ｉｄはカーブ２４０４に示すようにゲート電圧Ｖｇが０（Ｖ）であっても、ＩＬ（ｍＡ）だけの漏れ電流が流れる。個々のトランジスタの漏れ電流は大きなものではないが、半導体装置には多くのトランジスタが設けられており、それらの漏れ電流をあわせると、決して小さなものにはならない。このような漏れ電流は待機時の半導体装置の消費電力を増加させるもとになる。つまり、バッテリーに蓄えられた電力の消費を増大させるものとなってしまう。
トランジスタのチャネル領域に不純物を微量添加し、図２４（Ｂ）に示すカーブ２４０４を右にずらすことによって、この漏れ電流を減らすことは可能である。しかし、その場合、Ｖｇが正の場合の電流も低下してしまい、回路の周波数特性を低下させるという問題があった。
以上のような問題を解決するため、トランジスタを構成する半導体膜の上下側にそれぞれゲート電極を設ける。つまり、トランジスタを断面からみたとき、半導体膜は第１のゲート電極と第２のゲート電極の間に位置する。そして、第１のゲート電極に論理信号を、第二のゲート電極にしきい値電圧制御信号を加え、半導体装置を構成するトランジスタのしきい値電圧を第２のゲート電極の電位によって可変にする。本実施の形態においては、導電膜７０５ａ〜７０５ｃをそれぞれ薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの第２のゲート電極に用いることができる。
図２４（Ａ）に第１のゲート電極および第２のゲート電極を有するトランジスタのＩｄ−Ｖｇ特性を示す。図２４（Ａ）では３種類のカーブ２４０１〜カーブ２４０３を示しているが、カーブ２４０２は第２のゲート電極に正の電圧を加えたときのカーブである。このような場合にはカーブが左にシフトし、より電流が流れるようになる。またカーブ２４０１は第２のゲート電極に０（Ｖ）の電圧を加えた場合のカーブである。このような場合は従来例と同じである。カーブ２４０３は第２のゲート電極に負の電圧を加えたときのカーブである。このような場合にはカーブが右にシフトし、電流は流れにくくなり、漏れ電流も低減する。このように本実施の形態に係る半導体装置にしきい値制御機能を設け、トランジスタのＩｄ−Ｖｇ特性のカーブをシフトさせることによって、漏れ電流を低減することが可能となる。
また、導電膜７０５ａ〜７０５ｃを形成する際に同時に形成した導電膜７０５ｅをアンテナとして用いることにより、後述の説明において作製する導電膜７１５や導電膜７１６を省略することもできる。
次に、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃ、素子７００ｄを覆うように絶縁膜７１２を形成し、当該絶縁膜７１２上に薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃのソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域７１１と電気的に接続する導電膜７１３を形成する（図１７（Ａ）参照）。
絶縁膜７１２は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等により、単層または積層で形成する。
導電膜７１３は、上記実施の形態で説明した導電膜６１３のいずれかの材料を用いて形成することができる。
次に、導電膜７１３を覆うように絶縁膜７１４を形成し、当該絶縁膜７１４上に薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜７１３とそれぞれ電気的に接続する導電膜７１５を形成した後、当該導電膜７１５と電気的に接続するようにアンテナとして機能する導電膜７１６を形成する（図１７（Ｂ）参照）。
続いて、導電膜７１６を覆うように絶縁膜７１７を形成した後、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃ、素子７００ｄ、導電膜７１６等を含む層（以下、「素子形成層７２０」と記す）を基板７０１から剥離する。剥離する方法は上記実施の形態で示したいずれかの方法を用いることができる。
ここでは、レーザー光の照射により素子形成層７２０に開口部を形成した後に、当該素子形成層７２０の一方の面（絶縁膜７１７の露出した面）に第１のシート材７１８を貼り合わせ、基板７０１から素子形成層７２０を剥離する（図１８（Ａ）参照）。
次に、素子形成層７２０の他方の面（剥離により露出した面）に、加熱処理と加圧処理の一方又は両方を行って第２のシート材７１９を貼り合わせる。第１のシート材７１８、第２のシート材７１９として、ホットメルトフィルム等を用いることができる。
以上の工程によって、半導体装置を作製することができる（図１８（Ｂ）参照）。なお、本実施の形態では、容量を形成する素子７００ｄをバッテリーとして用いることができる。また、素子７００ｄとは別にバッテリーを設けてもよい。この場合、上記実施の形態で示した方法を用いてバッテリーを設けることができる。
なお、本実施の形態で示す半導体装置はこれに限られない。例えば、バッテリー又はアンテナとして機能する導電膜７１６を薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの下方に設けた構造としてもよい。
バッテリーを薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの下方に設けた例を図２０に示す。ここでは、薄膜トランジスタ７００ｂのソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜７１３に電気的に接続するように導電膜７３１ａを設け、当該導電膜７３１ａとバッテリーの接続配線を形成する導電膜７３３ａとの接続を素子形成層７２０の下方（基板７０１から素子形成層７２０を剥離して露出した面）で行っている例を示している。また、ここでは、容量を形成する素子７００ｄの代わりに薄膜トランジスタを設け、当該薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜７１３に電気的に接続するように導電膜７３１ｂを設け、当該導電膜７３１ｂとバッテリーの接続配線を形成する導電膜７３３ｂとの接続を素子形成層７２０の下方（基板７０１から素子形成層７２０を剥離して露出した面）で行っている例を示している。
このように設ける場合、上記図１７（Ａ）において、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの不純物領域７１１を露出させためにゲート絶縁膜７０９及び絶縁膜７１２に第１の開口部を形成すると同時に、絶縁膜７０６、７０７、ゲート絶縁膜７０９、絶縁膜７１２に第２の開口部を形成し、当該第１の開口部を充填するように導電膜７１３を設け、第２の開口部を充填するように導電膜７３１ａ、７３１ｂを形成する。第１の開口部と第２の開口部は同時に形成することができ、第１の開口部を形成する場合には半導体膜７０８ａ〜７０８ｃがストッパとして機能し、第２の開口部を形成する際には剥離層７０３がストッパとして機能する。その後、上述したようにアンテナとして機能する導電膜７１６を形成した後（図２０（Ａ）参照）、基板７０１から素子形成層７２０を剥離する。
その後、基板７０１から剥離された素子形成層７２０の露出した面に形成された導電膜７３１ａ、７３１ｂと基板７３２上に設けられたバッテリーの接続配線となる導電膜７３３ａ、７３３ｂとをそれぞれ接続する（図２０（Ｂ）参照）。ここでは、導電膜７３１ａと導電膜７３３ａとの接続、又は導電膜７３１ｂと導電膜７３３ｂとの接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））や異方導電性ペースト（ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ））等の接着性を有する材料を介して圧着させることにより電気的に接続する場合を示している。ここでは、接着性を有する樹脂７３４に含まれる導電性粒子７３５を用いて接続する例を示している。また、他にも、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤や半田接合等を用いて接続を行うことも可能である。
なお、本実施の形態では、バッテリーのみならずアンテナとして機能する導電膜７１６を薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの下方に設けた構造としてもよい。バッテリー及びアンテナとして機能する導電膜７１６を薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの下方に設けた例を図２１に示す。
ここでは、薄膜トランジスタ７００ｃのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜７１３に電気的に接続するように導電膜７３１ｃを設け、当該導電膜７３１ｃとアンテナとして機能する導電膜７１６ｂとの接続を素子形成層７２０の下方（基板７０１から素子形成層７２０を剥離して露出した面）で行っている例を示している。また、バッテリーも上記図２０と同様に設けた例を示している。
このように設ける場合、上記図１７（Ａ）において、薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃの不純物領域７１１を露出させるためにゲート絶縁膜７０９及び絶縁膜７１２に第１の開口部を形成すると同時に、絶縁膜７０６、７０７、ゲート絶縁膜７０９、絶縁膜７１２に第２の開口部を形成し、当該第１の開口部を充填するように導電膜７１３を設け、第２の開口部を充填するように導電膜７３１ａ、７３１ｂ、７３１ｃを形成する。第１の開口部と第２の開口部は同時に形成することができ、第１の開口部を形成する場合には半導体膜７０８ａ〜７０８ｃがストッパとして機能し、第２の開口部を形成する際には剥離層７０３がストッパとして機能する。その後、上述したようにアンテナとして機能する導電膜７１６を形成した後（図２１（Ａ）参照）、基板７０１から素子形成層７２０を剥離する。
その後、基板７０１から剥離された素子形成層７２０の露出した面に形成された導電膜７３１ａ、７３１ｂと基板７３２上に設けられたバッテリーの接続配線となる導電膜７３３ａ、７３３ｂとをそれぞれ接続する（図２１（Ｂ）参照）。また、基板７０１から剥離された素子形成層７２０の露出した面に形成された導電膜７３１ｃと基板７３６上に設けられたアンテナとして機能する導電膜７１６ｂとを接続する。
このように薄膜トランジスタ７００ａ〜７００ｃ等が設けられた素子よりバッテリーやアンテナが大きい場合には、図２０、図２１に示したように、素子形成層７２０とバッテリー又はアンテナを貼り合わせて設けることが好ましい。素子より大きいバッテリーやアンテナ用いる場合には、一枚の基板上に複数の素子を形成し、当該素子を分断した後にバッテリーやアンテナを素子と貼り合わせて設けることによって、半導体装置をより低コストで作製することが可能となる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、一方向に折り曲げ可能なＩＤラベル等の商品に対して、チップ（例えば、実施の形態１の図６に相当）を設置する場合の、ＴＦＴの構成について説明する。
図２５は、ＩＤラベル２５０２に形成されたチップ２５０１におけるＴＦＴ内の、島状半導体膜２５０４の層の上面図を示したものである。島状半導体膜２５０４には、ｎ型又はｐ型不純物が付与されたソース領域２５０５、ドレイン領域２５０７、及び該不純物が付与されていないチャネル領域２５０６が形成されている。また、チップにおける少なくとも一のＴＦＴの半導体領域は、アンテナ２５０３と接続されている。
ここで、ソース（Ｓ）、チャネル（Ｃ）、ドレイン（Ｄ）領域が形成される方向、或いは、半導体膜の結晶成長方向と、略垂直な方向にＩＤラベル等の曲げ方向を設定することにより、ＩＤラベル等を曲げた時に、島状半導体膜２５０４に対するクラックの発生を防止することができ、ＩＤラベルの取り扱いに拘わらず、ＴＦＴの安定した動作が可能となる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、図２６、図２７を参照して、本発明に係る半導体装置（ＩＤラベル、ＩＤタグ、ＩＤカード）の応用例、及びそれらを付した商品の一例について説明する。
図２６（Ａ）は、本発明に係るＩＤラベルの完成品の状態の一例である。ラベル台紙２６０２（セパレート紙）上に、チップ２５０１を内蔵した複数のＩＤラベル２５０２が形成されている。ＩＤラベル２５０２は、ボックス２６０１内に収納されている。また、ＩＤラベル２５０２上には、その商品や役務に関する情報（商品名、ブランド、商標、商標権者、販売者、製造者等）が記されており、一方、内蔵されているＩＤチップには、その商品（又は商品の種類）固有のＩＤナンバーが付されており、偽造や、商標権、特許権等の知的財産権侵害、不正競争等の不法行為を容易に把握することができる。また、ＩＤチップ内には、商品の容器やラベルに明記しきれない多大な情報、例えば、商品の産地、販売地、品質、原材料、効能、用途、数量、形状、価格、生産方法、使用方法、生産時期、使用時期、賞味期限、取扱説明、商品に関する知的財産情報等を入力しておくことができ、取引者や消費者は、簡易なリーダによって、それらの情報にアクセスすることができる。また、生産者側からは容易に書換え、消去等も可能であるが、取引者、消費者側からは書換え、消去等ができない仕組みになっている。
図２６（Ｂ）は、チップを内蔵したＩＤタグ２６０４を示している。ＩＤタグ２６０４を商品に備え付けることにより、商品管理が容易になる。例えば、商品が盗難された場合に、商品の経路を辿ることによって、その犯人を迅速に把握することができる。このように、ＩＤタグ２６０４を備えることにより、所謂トレーサビリティに優れた商品を流通させることができる。
図２６（Ｃ）は、本発明に係るＩＤカード２６０５の完成品の一例である。上記ＩＤカード２６０５としては、キャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、電子乗車券、電子マネー、テレフォンカード、会員カード等のあらゆるカード類が含まれる。
図２６（Ｄ）は、本発明を応用した無記名債券２６０６の完成品を示している。無記名債券２６０６には、チップ２５０１が埋め込まれており、その周囲は樹脂によってモールドされ、チップを保護している。ここで、該樹脂中にはフィラーが充填された構成となっている。無記名債券２６０６は、本発明に係るＩＤラベル、ＩＤタグ、ＩＤカードと同じ要領で作成することができる。なお、上記無記名債券類には、切手、切符、チケット、入場券、商品券、図書券、文具券、ビール券、おこめ券、各種ギフト券、各種サービス券等が含まれるが、勿論これらに限定されるものではない。
図２６（Ｅ）は、本発明を応用した包装用フィルム類２６０７の完成品を示している。包装用フィルム類２６０７には、チップ２５０１が埋め込まれており、その周囲は樹脂によってモールドされ、チップを保護している。ここで、該樹脂中にはフィラーが充填された構成となっている。包装用フィルム類２６０７は、例えば、下層フィルム上に、チップを任意にばらまき、充填層を介して、上層フィルムで覆うことによって作製することができる。包装用フィルム類２６０７は、ボックス２６０９に収納されており、所望の量だけカッター２６０８で切り離して利用することができる。なお、包装用フィルム類２６０７としての素材は特に制限されない。例えば、薄膜樹脂、アルミ箔、紙等を用いることができる。
図２７（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係るＩＤラベル２５０２を貼付した書籍２７０１、及びペットボトル２７０２を示している。本発明に用いられるＩＤラベルは非常に薄いため、上記書籍等の物品にＩＤラベルを搭載しても、機能、デザイン性を損ねることがない。更に、非接触型薄膜集積回路装置の場合、アンテナとチップとを同一基板上に形成でき、曲面を有する商品に直接転写することが容易になる。
図２７（Ｃ）は、果物類２７０５の生鮮食品に、直接ＩＤラベル２５０２を貼り付けた状態を示している。また、図２７（Ｄ）は、包装用フィルム類によって、野菜類２７０４の生鮮食品を包装した一例を示している。また、なお、チップ２５０１を商品に貼り付けた場合、剥がされる可能性があるが、包装用フィルム類２７０３によって商品をくるんだ場合、包装用フィルム２７０３類を剥がすのは困難であるため、防犯対策上多少のメリットはある。なお、上述した商品以外にも、あらゆる商品に、本発明に係るチップを利用することができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、図２８〜図３０を参照して、本発明に係る半導体装置（ＩＤラベル、ＩＤタグ）を搭載した商品の管理方法及び情報や商品の流れについて説明する。
まず、図２８（Ａ）を参照して、顧客が店内で商品を購入する場合について説明する。店内に陳列された商品２８０１には、商品固有の情報、生産履歴等の情報を内蔵したＩＤラベル２５０２又はＩＤタグが付されている。顧客は、店内に用意された、又は顧客自らが所有する顧客用Ｒ／Ｗ２８０２を、商品２８０１にかざすことにより、Ｒ／Ｗのアンテナ部２８０３を介して商品に付されたＩＤラベル等と通信を行うことで、ＩＤラベル等に内蔵された情報を読み出すことができる。
情報の読み取りや、購入／非購入の選択は、操作キー２８０５で顧客が自由に行えるようにしておくのが望ましい。また、読み出された情報は、Ｒ／Ｗに備え付けられた表示部２８０４に表示されるようにしておく。情報としては、商品の価格、消費税、原産国、生産者、輸入元、生産時期、賞味期限、その商品の用途（食品であればレシピ等）等が挙げられる。また、買い物時の買い上げ総額も表示されるようにすると便利である。
また、顧客用Ｒ／Ｗ２８０２を、ＰＯＳシステム２８０６（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｓａｌｅｓ；販売時点情報管理システム（商品に付けられているＩＤラベル、ＩＤタグ等を、その商品が売れた時点で自動読取装置に読み取らせ、コンピュータに直接入力して、販売管理・顧客管理・在庫管理・仕入管理などを行うシステム））に接続しておくことにより、従来のレジにおけるバーコード読み取り作業が不要となる。
また、Ｒ／Ｗ２８０２又はＰＯＳシステム２８０６と、電子マネー等の個人口座２８０７とを接続しておき、購入額、利用額が自動引き落としとなるようにしておけば、キャッシュレス、レジスターレスとなり、効率良く買い物等をすることができる。また、個人が有する電子マネーカードによって、その場で、Ｒ／Ｗとやりとりすることによって、精算を行うことも可能である。かかる電子マネーカードとしては、勿論、本発明に係るＩＤカードを採用することができる。また、店内の出入り口には、商品管理するためのゲートを設けておくことにより、Ｒ／Ｗ又はＰＯＳシステムに入力されていない（すなわち、購入していない）商品をチェックし、盗難を防止することができる。
また、本発明の半導体装置を適用することにより、電力を蓄えるバッテリーを有しているので、電池の交換が不要であり、受信する信号が弱くなっても、バッテリーから信号処理回路に電力を供給することができるので、半導体装置を動作させ通信を行うことができる。つまり、弱い信号でも通信が可能であるので、通信距離の延長、及び安定した通信を行うことができる。また、受信した信号が強ければ自動的にバッテリーに電力を蓄えることができるので、使用者が意図的に充電作業を行わなくても充電を行うことができる。もちろん、バッテリーに蓄えられた電力が小さくなれば、使用者が意図的に充電を行うことも容易にできる。よって、ＩＤラベル２５０２に本発明の半導体装置を適用することにより、センサー及びメモリを搭載して商品の状態をメモリに記憶して管理するシステムを容易に実現することができる。そのようなシステムとしては、例えば、酒の温度情報を管理するシステム等が挙げられる。
なお、Ｒ／Ｗの形状、機能としては、図２８（Ａ）に示したものに限定されない。例えば、図２８（Ｂ）に示すように、個人が所有する携帯情報端末、例えば携帯電話機本体２８０９に、Ｒ／Ｗ機能を搭載させたものを用い、ＩＤラベルもしくはＩＤタグを搭載した商品２８０８の情報を、センサー部２８１０を介し表示部２８１１に表示されるようにしておく。このようにして、従来の無線タグ等により提供される情報と比べて、消費者は商品に関する豊富な情報を自由に入手することができる。
なお、本発明に係る商品に非接触型薄膜集積回路装置が内蔵される場合、カード等の商品とリーダ／ライタとの距離及び周波数によって、密着型、近接型、近傍型、遠隔型に分類される。密着型は、０〜２ｍｍの通信距離を有する電磁誘導方式で、通信周波数は４．９２ＧＨｚを使用する。また、近接型は、１０ｃｍ程度の通信距離を有する電磁誘導方式で、通信周波数は１３．５６ＭＨｚを使用する。また、近傍型は、７０ｃｍ程度の通信距離を有する電磁誘導方式で、通信周波数は１３．５６ＭＨｚを使用する。また、遠隔型は、数ｍ程度の通信距離を有するマイクロ波方式である。
なお、非接触型のＩＣの特徴は、コイル状に巻かれたアンテナの電磁誘導作用（電磁誘導方式）、相互誘導作用（電磁結合方式）又は静電気による誘導作用（静電結合方式）により電力が供給される点である。このアンテナの巻き数を制御することにより、受信する周波数の高さを選ぶことができる。例えば、周波数を高め波長を短くすることによりアンテナの巻き数を小さくできる。
また、非接触型薄膜集積回路装置は、接触型薄膜集積回路装置と比較するとリーダ／ライタに接触せず、非接触で電源供給及び情報通信を行うため、破損せず、高い耐久性を有し、静電気等によるエラーの心配がない。更にはリーダ／ライタ自体の構成は複雑にならず、非接触型薄膜集積回路装置をリーダ／ライタにかざせばよいので、取扱いが容易である。
ここで、本発明に係るＩＤラベル、ＩＤタグ等を搭載した商品の流れについて簡単に説明する。図２９において、生産（製造）者２９０１は販売者（小売業者、卸業者等）２９０２又は消費者２９０３に薄膜集積回路装置搭載の商品を提供する。そして販売者２９０２は、例えば消費者２９０３の精算時に料金情報、商品の売れ個数や購入時間等の販売情報を生産者２９０１に提供することができる。一方消費者２９０３は、個人情報等の購入情報を提供することができる。例えば、薄膜集積回路装置搭載のクレジットカード、又は個人のリーダ等により購入情報を販売者２９０２や生産者２９０１へインターネット等を介して提供できる。また、販売者２９０２は、薄膜集積回路装置により、消費者２９０３に商品情報を提供し、販売者２９０２は消費者２９０３から購入情報を得ることができる。このような販売情報や購入情報等は、貴重な情報であり、今後の販売戦略に役立つ。
各種情報を提供する方法としては、薄膜集積回路装置から販売者２９０２や消費者２９０３の有するリーダが読み取った情報をコンピュータやネットワークを介して、生産者２９０１、販売者２９０２又は消費者２９０３に開示する方法がある。以上のように、多種多様な情報を薄膜集積回路装置を介して必要な者へ提供することができるため、本発明に係るＩＤラベル、ＩＤタグは商品取引又は商品管理上でも有用である。なお、上記システムは、消費者２９０３から更に中古品販売業者に商品が流通する場合においても当てはめることができる。
次に、図３０を参照して、空港における手荷物検査の場合について説明する。手荷物３００１には、チップ２５０１を内蔵したＩＤタグ２６０４が備え付けられており、コンベア３００７上を移動し、リーダ／ライタ３００２を通過することにより、アンテナ３００３から発振される電磁波３００４によって、チップ２５０１を起動させ、メモリに含まれる情報を信号化して、リーダ／ライタ３００２に返信することにより、コンピュータ３００５によって情報を認識することができる。
また、コンピュータ３００５は、ＩＤラベル又はＩＤタグが付され、又はチップが内蔵され、適正（適法）に市場に流通された商品（以下、「真正品」という。）のみについての情報が蓄積されたデータベース３００６と接続されており、手荷物３００１内に含まれている商品の情報と、データベース３００６と照合させることもできる。そして、手荷物３００１内に、真正品以外の物が含まれている場合には、検査を行い、必要に応じて、差押え、廃棄、処分等することができる。なお、真正品であっても、機内持ち込みが禁止されている危険物や銃刀類が含まれている場合には、コンピュータによって検出されるので、手荷物がゲートを通過できないように、コンピュータ内のソフトをプログラミングしておけばよい。
勿論、真正品以外の偽造品、模倣品、密売品、密輸品等の不法行為を組成する物品が含まれている場合には、手荷物はゲートを通過することができない。これによって、偽造品が国内に流入又は国外に流出することを水際で防ぐことができる。さらには、危険物や銃刀類の製造時にあらかじめＩＤラベル又はＩＤタグの内蔵を義務付けることによって、危険物や銃刀類を探知することができるため、テロ対策にも繋がる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、上述した実施の形態に示した非接触で通信可能な半導体装置において、信号を受信するアンテナ（本実施の形態において以下外付けアンテナという）が形成された基板と、受信した信号の処理をする回路が形成された基板（本実施の形態において以下第１のチップという）と、供給される電力を蓄えるバッテリーと、の接続、並びに信号を受信するアンテナ及び受信した信号の処理をする回路が形成された基板（本実施の形態において以下第２のチップという）と、第２のチップに形成されたアンテナ（本実施の形態において以下チップアンテナという）と通信信号の周波数が同調し、且つチップアンテナより通信距離が大きいアンテナ（本実施の形態において以下ブースターアンテナという）と、供給される電力を蓄えるバッテリーと、の接続の構成について説明する。
まず、第１のチップと、外付けアンテナと、バッテリーとの接続について説明する。
本実施の形態の第１の接続構成及び第２の接続構成は、第１のチップの両面に電極を有し、その両面の電極においてそれぞれがバッテリーと、外付けアンテナと、に接続される。
そして、第１の接続構成では、バッテリーは側面に張り出されている電極を有しており、第２の接続構成では、バッテリーは一方の面に電極を有している。
つまり、第１の接続構成は、図３１（Ａ）に示すように、第１のチップ９９０１の第１の電極９９０２がバッテリー９９０４の側面に張り出されている電極９９０５と接続され、第１のチップ９９０１の第２の電極９９０３が外付けアンテナの形成された基板９９０６の電極９９０７と接続される。
第２の接続構成は、図３１（Ｄ）に示すように、第１のチップ９９０１の第１の電極９９０２が、バッテリー９９０４の一方の面に配置された電極９９１５と接続され、第１のチップ９９０１の第２の電極９９０３が外付けアンテナの形成された基板９９０６の電極９９０７と接続される。
本実施の形態の第３の接続構成及び第４の接続構成は、第１のチップ９９０１の一方の面からチップ内の回路と接続される電極を少なくとも二つ有し、一方の電極は第１のチップ９９０１の一方の面側からバッテリーと接続され、他方の電極は第１のチップ９９０１の他方の面から外付けアンテナと接続される。
つまり、第３の接続構成は、図３１（Ｂ）に示すように、第１のチップ９９０１の第１の電極９９１３がバッテリー９９０４の側面に張り出されている電極９９０５と接続され、第１のチップ９９０１の第２の電極９９１２が外付けアンテナの形成された基板９９０６の電極９９０７と接続される。
第４の接続構成は、図３１（Ｅ）に示すように、第１のチップ９９０１の第１の電極９９１３がバッテリー９９０４の一方の面に配置された電極９９１５と接続され、第１のチップ９９０１の第２の電極９９１２が外付けアンテナの形成された基板９９０６の電極９９０７と接続される。
次に、第２のチップと、ブースターアンテナと、バッテリーとの接続について説明する。
本実施の形態の第５の接続構成は、図３１（Ｃ）に示すように、第２のチップ９９２１の電極９９２２がバッテリー９９０４の側面に張り出されている電極９９０５と接続され、第２のチップ９９２１はブースターアンテナの形成された基板９９０８上に配置される。
本実施の形態の第６の接続構成は、図３１（Ｆ）に示すように、第２のチップ９９２１の電極９９２２がバッテリー９９０４の一方の面に配置された電極９９１５と接続され、第２のチップ９９２１はブースターアンテナの形成された基板９９０８上に配置される。
なお、本実施の形態において、第１のチップ９９０１の第１の電極９９０２及び第２の電極９９０３、第２のチップ９９２１の電極９９２２、バッテリー９９０４の側面に張り出されている電極９９０５、バッテリー９９０４の一方の面に配置された電極９９１５、並びに外付けアンテナの形成された基板９９０６の電極９９０７、はそれぞれ複数の電極を有してもよい。
なお、本実施の形態に示した第１のチップ９９０１の第１の電極９９０２及び第２の電極９９０３は実施の形態３及び実施の形態４の作製方法を組み合わせることにより実現することが可能である。例えば、図１４、図１５に示した導電膜６３４ａや導電膜６３４ｂを第１のチップ９９０１の第１の電極９９０２とし、図２１に示した導電膜７３１ａ及び導電膜７３１ｂを第１のチップ９９０１の第２の電極９９０３とすればよい。または、図１５に示した導電膜６３４ａや導電膜６３４ｂを第１のチップ９９０１の第２の電極９９０３とし、図２１に示した導電膜７３１ａ及び導電膜７３１ｂを第１のチップ９９０１の第１の電極９９０２とすればよい。
よって、第１の接続構成、第２の接続構成及び第３の接続構成は、バッテリー９９０４の電極の形成が容易にできるため歩留まりが向上する。
第４の接続構成及び第５の接続構成は、外付けアンテナの形成された基板とほぼ同じ大きさのバッテリーを搭載しても、半導体装置の面積が大きくならないため半導体装置の小型化を図りつつ大容量のバッテリーを搭載することができる。また、第６の接続構成は、ブースターアンテナの形成された基板とほぼ同じ大きさのバッテリーを搭載しても、半導体装置の面積が大きくならないため半導体装置の小型化を図りつつ大容量のバッテリーを搭載することができる。
本発明の半導体装置の構成を説明する図。 パッシブ型の半導体装置の構成を説明する図。 アクティブ型の半導体装置の構成を説明する図。 制御回路の例を説明する図。 電圧比較回路の例を説明する図。 本発明の半導体装置の構成を説明する図。 本発明の半導体装置の構成を説明する図。 本発明の半導体装置の構成を説明する図。 本発明の半導体装置の構成を説明する図。 本発明の半導体装置の構成を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 本発明の半導体装置の作製工程を説明する図。 （Ａ）アンテナ回路の例を説明する図、（Ｂ）整流回路の例を説明する図。 アンテナ形状の例を説明する図。 Ｉｄ−Ｖｇ特性を示す図。 ＴＦＴのソース／チャネル／ドレイン領域形成方向と商品基体の曲げ方向との関係を示す図。 本発明に係る物品の一例を説明する図。 本発明に係るＩＤラベル等を付した商品の一例を説明する図。 店内における商品購入の一例を説明する図。 生産者（製造者）、販売者、消費者との関係を示す図。 手荷物検査時においてＩＤタグを付した物品の検査方法を説明する図。 チップと、アンテナの形成された基板と、バッテリーとの接続を説明する図。

Claims (13)

  1. 電力を蓄えるための電力蓄積手段と、
    非接触で信号を受信するための受信手段と、
    非接触で信号を送信するための送信手段と、
    前記受信手段によって受信された信号を処理して、前記送信手段へ供給する信号を生成するための信号処理手段と、を有し、
    前記信号処理手段は、
    電圧を生成するための電圧生成手段と、
    電力を制御するための制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、第１のモードのときには前記受信手段によって受信された信号の電力を前記電圧生成手段及び前記電力蓄積手段に供給し、第２のモードのときには前記受信手段によって受信された信号の電力及び前記電力蓄積手段の電力を前記電圧生成手段に供給することを特徴とする半導体装置。
  2. 電力を蓄えるための電力蓄積手段と、
    非接触で信号を受信するための受信手段と、
    非接触で信号を送信するための送信手段と、
    前記受信手段によって受信された信号を処理して、前記送信手段へ供給する信号を生成するための信号処理手段と、を有し、
    前記信号処理手段は、
    前記受信手段によって受信された信号から直流電力を得るための電力変換手段と、
    電圧を生成するための電圧生成手段と、
    電力を制御するための制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、第１のモードのときには前記電力変換手段から出力される電力を前記電圧生成手段及び前記電力蓄積手段に供給し、第２のモードのときには前記電力変換手段から出力される電力及び前記電力蓄積手段の電力を前記電圧生成手段に供給することを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項１又は請求項２において、前記受信手段によって受信された信号の電圧が前記電力蓄積手段から出力される電圧より大きいときには前記第１のモードとなり、前記受信手段によって受信された信号の電圧が前記電力蓄積手段から出力される電圧より小さいときには前記第２のモードとなることを特徴とする半導体装置。
  4. バッテリーと、
    アンテナ回路と、
    前記アンテナ回路によって受信された信号を処理して、前記アンテナ回路へ供給する信号を生成するための信号処理回路と、を有し、
    前記信号処理回路は、
    電源回路と、
    制御回路と、を有し、
    前記制御回路は、
    第１のモードのときには前記アンテナ回路によって受信された信号の電力を前記電源回路及び前記バッテリーに供給し、第２のモードのときには前記アンテナ回路によって受信された信号の電力及び前記バッテリーの電力を前記電源回路に供給することを特徴とする半導体装置。
  5. バッテリーと、
    アンテナ回路と、
    前記アンテナ回路によって受信された信号を処理して、前記アンテナ回路へ供給する信号を生成するための信号処理回路と、を有し、
    前記信号処理回路は、
    前記アンテナ回路によって受信された信号を整流する整流回路と、
    電源回路と、
    制御回路と、を有し、
    前記制御回路は、
    第１のモードのときには前記整流回路から出力された電力を前記電源回路及び前記バッテリーに供給し、第２のモードのときには前記整流回路から出力された信号の電力及び前記バッテリーの電力を前記電源回路に供給することを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項４又は請求項５において、前記アンテナ回路によって受信された信号の電圧が前記バッテリーから出力される電圧より大きいときには前記第１のモードとなり、前記アンテナ回路によって受信された信号の電圧が前記バッテリーから出力される電圧より小さいときには前記第２のモードとなることを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項４又は５において、前記アンテナ回路と相互誘導するように配置された第２のアンテナ回路を有することを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項７において、前記第２のアンテナ回路のキャリア周波数は前記アンテナ回路のキャリア周波数と同調していることを特徴とする半導体装置。
  9. 請求項７において、前記アンテナ回路には第１のアンテナと第１のコンデンサを含み、前記第２のアンテナ回路には第２のアンテナと第２のコンデンサを含むことを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項９において、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは導線を巻いたコイルであることを特徴とする半導体装置。
  11. 請求項１０において、前記第２のアンテナのコイル径は第１のアンテナのコイル径より大きいことを特徴とする半導体装置。
  12. バッテリーと、
    アンテナ回路と、
    前記アンテナ回路によって受信された信号を処理して、前記アンテナ回路へ供給する信号を生成するための信号処理回路と、を有し、
    前記前記アンテナ回路は前記信号処理回路を介して前記バッテリーと電気的に接続され、
    前記信号処理回路は、前記アンテナ回路によって受信された信号の電力及び前記バッテリーの電力を制御する制御回路を有していることを特徴とする半導体装置。
  13. バッテリーと、アンテナ回路と、前記アンテナ回路によって受信された信号を処理して、前記アンテナ回路へ供給する信号を生成するための信号処理回路と、を有する半導体装置の駆動方法であって、
    前記アンテナ回路によって受信された信号の電力、又は前記アンテナ回路によって受信された信号の電力と、前記バッテリーの電力とを用いて前記信号処理回路を動作させ、前記受信された信号の余剰電力は前記バッテリーに蓄積することを特徴とする半導体装置の駆動方法。
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