JP2009123035A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品等の認識番号が書き込まれた半導体装置において、電波障害の問題を発生させないで認識番号の読み出しができる技術を提供する。
【解決手段】電子線により認識番号が書き込まれた読み出し専用メモリ（電子線メモリ１０１）と、２つの端子（信号用端子１０９、接地用端子１１０）とを備えた半導体装置１０８であって、前記２つの端子から前記認識番号を有線にて送信する。これにより、電波障害なく、電子線による繰り返しのない信頼性の高い認識番号の読み取りを低コストで実現でき、かつ２個の接点によりダイオードのような小型形状の認識可能な半導体装置が実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に、接続式により物品等の認識を行う半導体装置に関する。

物品の認識や偽造防止を行うために無線ＩＣタグが活用されている。特許文献１などがその代表例である。この技術は、リーダから無線により強い電波エネルギをアンテナ付ＩＣチップに照射して、ＩＣチップ内の認識番号をリーダにより読み取るものである。
特開２００５-１０１８９２号公報

ところで、前記のような半導体装置の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。

例えば、ルータなどの通信装置において、通信回線に使用される光ファイバ等のケーブルの繋ぎ間違い防止のため、接続コネクタ部にＩＣタグを利用することが考えられる。

しかし、上記特許文献１に代表される無線ＩＣタグでは、強い電波エネルギを照射するため、病院などの器具や通信会社の高度な通信装置に影響を与える可能性がある。

そこで、本発明の目的は、認識番号が書き込まれた半導体装置において、電波障害の問題を発生させないで認識番号の読み出しができる技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される実施例のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的な実施例による半導体装置は、電子線により認識番号が書き込まれた読み出し専用メモリと、２つの端子とを有し、前記２つの端子から前記認識番号を有線にて送信するものである。

本願において開示される実施例のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）無線を使わないため、電波障害の問題を発生させないで認識番号の読み出しができる。

（２）電子線によるマスクレスで繰り返し性のない認識番号を有する読み出し専用メモリを経済的に作成できる。

（３）２個の接点で接続できるため、超小型のダイオードパッケージが利用可能で、小面積で済む。

（４）動作する回路も簡潔でチップサイズを小さくすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による半導体装置の構成を示すブロック図、図２は本実施の形態１の半導体装置において、信号波形を示す図である。

まず、図１により、本実施の形態１による半導体装置の構成の一例を説明する。本実施の形態１の半導体装置１０８は、例えばＩＣタグとされ、２つの端子によりリーダ１０４と接続され、リーダ１０４からの要求に応答して認識番号を有線にて送信するものである。

半導体装置１０８は、例えば、電子線メモリ１０１と、半導体装置側抵抗１０２と、半導体装置側トランジスタ１０３などから構成されている。半導体装置１０８は、リーダ１０４と接続するための２つの端子を有し、一方の端子（信号用端子１０９）は、電子線メモリ１０１の一方の端子と半導体装置側抵抗１０２の一方の端子に接続され、他方の端子（接地用端子１１０）は、半導体装置側トランジスタ１０３のエミッタに接続されている。また、半導体装置側トランジスタ１０３のコレクタは、半導体装置側抵抗１０２の他方の端子に接続され、半導体装置側トランジスタ１０３のベースは、電子線メモリ１０１の他方の端子に接続されている。

リーダ１０４は、例えば、リーダ側抵抗１０５と、リーダ側トランジスタ１０６と、制御装置１０７などから構成されている。リーダ１０４は、半導体装置１０８と接続するための２つの端子を有し、一方の端子（信号用端子１０９）は、制御装置１０７の一方の端子とリーダ側抵抗１０５の一方の端子とリーダ側トランジスタ１０６のコレクタに接続され、他方の端子（接地用端子１１０）は、リーダ側トランジスタ１０６のエミッタに接続され、接地されている。また、リーダ側トランジスタ１０６のベースは、制御装置１０７の他方の端子に接続されている。また、リーダ側抵抗１０５の他方の端子は電源電圧ＶＤＤに接続されている。

電子線メモリ１０１は、半導体基板上に、電子線により認識番号が書き込まれた読み出し専用メモリである。電子線により認識番号を描画することにより、高額なガラスマスクを不要にすることができるので、経済的に認識番号を形成する（書き込む）ことができる。電子線メモリ１０１は、認識番号の描画パターンをコンピュータで自動制御するため、大量の繰り返しのない認識番号を効率的に形成する（書き込む）ことが可能である。また、それぞれのメモリセルは、配線の接続有り／無し（ショート／オープン）のみでよい。そのため、小面積で済むので、チップサイズを小さくすることが可能である。また、メモリセルの接続情報は温度、放射能等で変更されることがないので、耐環境性にも優れている。電子線メモリ１０１は、リーダ１０４からクロック信号を受信するごとにメモリセルの１ビット単位に半導体装置側トランジスタ１０３のベース電位を変化させる。

制御装置１０７は、リーダ１０４の動作を制御するものであり、半導体装置１０８に対して送信するクロック信号を生成し、半導体装置１０８から送信された認識番号を読み取る。

図２は信号用端子１０９の信号波形を示している。図２の（Ａ）は、電子線メモリ１０１における認識番号中の１ビットの出力がＨのときのクロック信号と応答信号の波形を示している。リーダ１０４からクロック信号２０１が半導体装置１０８に送信されると、半導体装置１０８からその応答として、認識番号が送信される。その際、認識番号の出力がＨのとき、半導体装置側トランジスタ１０３のベースがＬレベルとなる。したがって、半導体装置側トランジスタ１０３がオフして半導体装置側トランジスタ１０３のコレクタには電流が流れないため、信号用端子１０９における出力は出力Ｈの波形２０２となる。

図２の（Ｂ）は、電子線メモリ１０１における認識番号中の１ビットの出力がＬのときのクロック信号と応答信号の波形を示している。リーダ１０４からクロック信号２０１が半導体装置１０８に送信されると、半導体装置１０８からその応答として、認識番号が送信される。その際、認識番号の出力がＬのとき、半導体装置側トランジスタ１０３のベースがＨレベルとなる。したがって、半導体装置側トランジスタ１０３がオンして半導体装置側トランジスタ１０３のコレクタには電流が流れる。このとき、信号用端子１０９における出力レベルは半導体装置側抵抗１０２とリーダ側抵抗１０５の分割比となる。その際、信号用端子１０９における出力レベルがクロック信号２０１の論理閾値２０４を超えない電圧変化となるように、半導体装置側抵抗１０２とリーダ側抵抗１０５の抵抗値を設定する。したがって、信号用端子１０９における出力は、出力Ｌの波形２０３のように、完全にＬレベルとはならないので、クロック信号と誤認することがない。

これらの信号用端子１０９における応答信号（出力Ｈの波形２０２、出力Ｌの波形２０３）は、リーダ１０４の制御装置１０７で受信されて、リーダ１０４は認識番号を得ることができる。すべての認識番号を得ると、制御装置１０７は、必要に応じて高電圧を半導体装置１０８に与えて、半導体装置１０８の一部またはすべてを破壊する。このことにより、半導体装置１０８の機能は失われて、認識番号を送信することができなくなる。したがって、偽造防止などに有効に使うことができる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による半導体装置の構成を示すブロック図、図４は本実施の形態２の半導体装置において、信号波形を示す図である。

まず、図３により、本実施の形態２による半導体装置の構成の一例を説明する。本実施の形態２の半導体装置３０１は、例えばＩＣタグとされ、２つの端子によりリーダ３０３と接続され、リーダ３０３からの要求に応答して認識番号を有線にて送信するものである。

半導体装置３０１は、例えば、電子線メモリ１０１と、幅広波形発生装置３０２などから構成されている。半導体装置３０１は、リーダ３０３と接続するための２つの端子を有し、一方の端子（信号用端子３０５）は、電子線メモリ１０１の一方の端子と幅広波形発生装置３０２の第１の端子に接続され、他方の端子（接地用端子３０６）は、幅広波形発生装置３０２の第２の端子に接続されている。また、幅広波形発生装置３０２の第３の端子は、電子線メモリ１０１の他方の端子に接続されている。

リーダ３０３は、例えば、幅広波形検出装置３０４と、制御装置１０７などから構成されている。リーダ３０３は、半導体装置３０１と接続するための２つの端子を有し、一方の端子（信号用端子３０５）は、制御装置１０７の一方の端子と幅広波形検出装置３０４の第１の端子に接続され、他方の端子（接地用端子３０６）は、幅広波形検出装置３０４の第２の端子に接続され、接地されている。また、幅広波形検出装置３０４の第３の端子は、制御装置１０７の他方の端子に接続されている。

制御装置１０７は、リーダ３０３の動作を制御するものであり、半導体装置３０１に対して送信するクロック信号を生成し、半導体装置３０１から送信された認識番号を、幅広波形検出装置３０４を介して読み取る。

幅広波形発生装置３０２は、クロック信号よりも信号幅の広い応答信号を生成するものである。幅広波形検出装置３０４は、幅広波形発生装置３０２で生成されたクロック信号よりも信号幅の広い応答信号を検出するものである。

なお、電子線メモリ１０１の機能は、前記実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。

図４は信号用端子３０５の信号波形を示している。図４の（Ａ）は、電子線メモリ１０１における認識番号中の１ビットの出力がＨのときのクロック信号と応答信号の波形を示している。リーダ３０３からクロック信号２０１が半導体装置３０１に送信されると、半導体装置３０１からその応答として、認識番号が送信される。その際、認識番号の出力がＨのとき、信号用端子３０５における出力は出力Ｈの波形４０１となる。

図４の（Ｂ）は、電子線メモリ１０１における認識番号中の１ビットの出力がＬのときのクロック信号と応答信号の波形を示している。リーダ３０３からクロック信号２０１が半導体装置３０１に送信されると、半導体装置３０１からその応答として、認識番号が送信される。その際、認識番号の出力がＬのとき、幅広波形発生装置３０２から、クロック信号２０１よりも信号幅の広い信号が発生し、信号用端子３０５における出力は出力Ｌの波形４０２となる。なお、出力Ｌの信号幅４０４は、クロック信号の信号幅４０３よりも大きければよいが、クロック信号と誤認しないためには、クロック信号の信号幅４０３の２倍以上であることが望ましい。

半導体装置３０１からの応答信号の波形を、幅広波形検出装置３０４で検出すると、リーダ３０３の制御装置１０７は認識番号を得ることができる。すべての認識番号を得ると、制御装置１０７は必要に応じて高電圧を半導体装置３０１に与えて、半導体装置３０１の一部またはすべてを破壊する。このことにより、半導体装置３０１の機能は失われて、認識番号を送信することができなくなる。したがって、偽造防止などに有効に使うことができる。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３による半導体装置の構成を示すブロック図、図６は本実施の形態３の半導体装置において、信号波形を示す図である。

まず、図５により、本実施の形態３による半導体装置の構成の一例を説明する。本実施の形態３の半導体装置３０１は、例えばＩＣタグとされ、２つの端子によりリーダ３０３と接続され、リーダ３０３からの要求に応答して認識番号を有線にて送信するものである。

半導体装置３０１は、例えば、電子線メモリ１０１と、幅狭波形発生装置５０１などから構成されている。半導体装置３０１は、リーダ３０３と接続するための２つの端子を有し、一方の端子（信号用端子５０３）は、電子線メモリ１０１の一方の端子と幅狭波形発生装置５０１の第１の端子に接続され、他方の端子（接地用端子５０４）は、幅狭波形発生装置５０１の第２の端子に接続されている。また、幅狭波形発生装置５０１の第３の端子は、電子線メモリ１０１の他方の端子に接続されている。

リーダ３０３は、例えば、幅狭波形検出装置５０２と、制御装置１０７などから構成されている。リーダ３０３は、半導体装置３０１と接続するための２つの端子を有し、一方の端子（信号用端子５０３）は、制御装置１０７の一方の端子と幅狭波形検出装置５０２の第１の端子に接続され、他方の端子（接地用端子５０４）は、幅狭波形検出装置５０２の第２の端子に接続され、接地されている。また、幅狭波形検出装置５０２の第３の端子は、制御装置１０７の他方の端子に接続されている。

制御装置１０７は、リーダ３０３の動作を制御するものであり、半導体装置３０１に対して送信するクロック信号を生成し、半導体装置３０１から送信された認識番号を、幅狭波形検出装置５０２を介して読み取る。

幅狭波形発生装置５０１は、クロック信号よりも信号幅の狭い応答信号を生成するものである。幅狭波形検出装置５０２は、幅狭波形発生装置５０１で生成されたクロック信号よりも信号幅の狭い応答信号を検出するものである。

なお、電子線メモリ１０１の機能は、前記実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。

図６は信号用端子５０３の信号波形を示している。図６の（Ａ）は、電子線メモリ１０１における認識番号中の１ビットの出力がＨのときのクロック信号と応答信号の波形を示している。リーダ３０３からクロック信号２０１が半導体装置３０１に送信されると、半導体装置３０１からその応答として、認識番号が送信される。その際、認識番号の出力がＨのとき、信号用端子５０３における出力は出力Ｈの波形４０１となる。

図６の（Ｂ）は、電子線メモリ１０１における認識番号中の１ビットの出力がＬのときのクロック信号と応答信号の波形を示している。リーダ３０３からクロック信号２０１が半導体装置３０１に送信されると、半導体装置３０１からその応答として、認識番号が送信される。その際、認識番号の出力がＬのとき、幅狭波形発生装置５０１から、クロック信号２０１よりも信号幅の狭い信号が発生し、信号用端子５０３における出力は出力Ｌの波形６０１となる。なお、出力Ｌの信号幅６０２は、クロック信号の信号幅４０３よりも小さければよいが、クロック信号と誤認しないためには、クロック信号の信号幅４０３の１／２以下であることが望ましい。

半導体装置３０１からの応答信号の波形を、幅狭波形検出装置５０２で検出すると、リーダ３０３の制御装置１０７は認識番号を得ることができる。すべての認識番号を得ると、制御装置１０７は必要に応じて高電圧を半導体装置３０１に与えて、半導体装置３０１の一部またはすべてを破壊する。このことにより、半導体装置３０１の機能は失われて、認識番号を送信することができなくなる。したがって、偽造防止などに有効に使うことができる。

したがって、本実施の形態１〜３の半導体装置によれば、無線を使わないため、電波障害の問題を発生させないで認識番号の読み出しができる。電子線によるマスクレスで繰り返し性のない認識番号を有するメモリを経済的に作成できる。２個の接点で接続できるため、超小型のダイオードパッケージが利用可能で、小面積で済む。動作する回路も簡潔でチップサイズを小さくすることができる。これらの特徴を生かした組み合わせは前例がなく、また、微小な物品の認識用装置として有効性を発揮する。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、微小な物品の認識用装置として有効性を発揮する。

本発明の実施の形態１による半導体装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１の半導体装置において、信号波形を示す図である。 本発明の実施の形態２による半導体装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２の半導体装置において、信号波形を示す図である。 本発明の実施の形態３による半導体装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３の半導体装置において、信号波形を示す図である。

符号の説明

１０１ 電子線メモリ
１０２ 半導体装置側抵抗
１０３ 半導体装置側トランジスタ
１０４，３０３ リーダ
１０５ リーダ側抵抗
１０６ リーダ側トランジスタ
１０７ 制御装置
１０８，３０１ 半導体装置
１０９，３０５，５０３ 信号用端子
１１０，３０６，５０４ 接地用端子
２０１ クロック信号
２０２，４０１ 出力Ｈの波形
２０３，４０２，６０１ 出力Ｌの波形
２０４ 論理閾値
３０２ 幅広波形発生装置
３０４ 幅広波形検出装置
４０３ クロック信号の信号幅
４０４，６０２ 出力Ｌの信号幅
５０１ 幅狭波形発生装置
５０２ 幅狭波形検出装置

Claims (5)

1. 電子線により認識番号が書き込まれた読み出し専用メモリと、
   ２つの端子とを有し、
   前記２つの端子から前記認識番号を有線にて送信することを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１記載の半導体装置において、
   前記２つの端子は、一方が信号用端子、他方が接地用端子であることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項１または２記載の半導体装置において、
   前記２つの端子はリーダと接続され、前記リーダからのクロック信号を受信すると、前記クロック信号の論理閾値を超えない電圧変化を前記リーダ側へ与えて前記認識番号を送信することを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１または２記載の半導体装置において、
   前記２つの端子はリーダと接続され、前記リーダからクロック信号を受信すると、前記クロック信号より信号幅の広いまたは狭い信号を前記リーダへ送信して前記認識番号を送信することを特徴とする半導体装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
   前記認識番号の送信完了後、前記半導体装置の一部またはすべてが破壊されて前記認識番号の読み取りができなくなることを特徴とする半導体装置。

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