JP2013131252A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013131252A JP2013131252A JP2013077332A JP2013077332A JP2013131252A JP 2013131252 A JP2013131252 A JP 2013131252A JP 2013077332 A JP2013077332 A JP 2013077332A JP 2013077332 A JP2013077332 A JP 2013077332A JP 2013131252 A JP2013131252 A JP 2013131252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- circuit
- sram
- semiconductor device
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 185
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 88
- 230000015654 memory Effects 0.000 abstract description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 24
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 description 395
- 238000000034 method Methods 0.000 description 72
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 63
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 53
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 46
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 43
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 39
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 25
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 25
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 23
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 22
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 18
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 17
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 16
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 13
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 12
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 10
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 9
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 8
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 7
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000005499 laser crystallization Methods 0.000 description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 6
- KNMAVSAGTYIFJF-UHFFFAOYSA-N 1-[2-[(2-hydroxy-3-phenoxypropyl)amino]ethylamino]-3-phenoxypropan-2-ol;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.C=1C=CC=CC=1OCC(O)CNCCNCC(O)COC1=CC=CC=C1 KNMAVSAGTYIFJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 4
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001665 Poly-4-vinylphenol Polymers 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 3
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N silver zinc Chemical compound [Zn].[Ag] BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 2
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004286 SiNxOy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N azanylidynemolybdenum Chemical compound [Mo]#N GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- FTGYKWAHGPIJIT-UHFFFAOYSA-N hydron;1-[2-[(2-hydroxy-3-phenoxypropyl)-methylamino]ethyl-methylamino]-3-phenoxypropan-2-ol;dichloride Chemical compound Cl.Cl.C=1C=CC=CC=1OCC(O)CN(C)CCN(C)CC(O)COC1=CC=CC=C1 FTGYKWAHGPIJIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002751 molybdenum Chemical class 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002831 nitrogen free-radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JOHWNGGYGAVMGU-UHFFFAOYSA-N trifluorochlorine Chemical compound FCl(F)F JOHWNGGYGAVMGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 230000003936 working memory Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
ステムを高速化し、無線タグの通信性能の向上を行う。
【解決手段】CPUが搭載されている無線タグにRFバッテリー付きのSRAMを搭載す
ることで、CPUシステムの高速化による通信性能を向上させる。また、CPU搭載無線
タグのメモリ内のデータの書き換えを可能にした。RFバッテリーは、アンテナ回路と、
電源部と、蓄電装置と、を有する。SRAMとRFバッテリーとを組み合わせることで、
SRAMに不揮発性メモリとしての機能を持たせる。
【選択図】図1
Description
cessing Unit:中央処理装置)を搭載した無線通信用の半導体装置に関する
。
置(無線タグ)が脚光を浴びている。無線タグは、無線通信装置(以下、リーダ/ライタ
という)を使った通信信号の授受により、データの書き込み、データの読み出しを行うこ
とができる。無線タグの形状は、カード状、或いはカードよりもさらに小型のチップ状で
あることが多いが、用途に合わせて様々な形状を採りうる。
は、バーコードなどを利用した商品管理が主流であるが、バーコードは光学的に読み取る
ため、遮蔽物があるとデータを読み取れない。一方、無線通信は無線でデータを読み取る
ため、電波を通すのであれば遮蔽物があっても読み取れる。したがって、商品管理の効率
化、低コスト化などが期待されている。また無線タグは、その他にも、乗車券、航空旅客
券、料金の自動精算など、広範な応用が期待されている。
Read Only Memory)が使用されている。マスクROMは生産コスト、読
み出し速度、データ保持の面で有利である。しかし、複数回のデータの書き換えが不可能
なため、基本的にメモリ内のデータを変更することはできず、一度製造された無線タグの
用途は限られてしまう。データの書き換え回数の制限を解消する方法に、記憶媒体として
フラッシュメモリを無線タグに搭載することが考えられる。フラッシュメモリを用いる場
合、電気的にデータの書き換えが可能であり、データも記憶保持できるが、無線タグに搭
載する上で読み出し速度の遅さが問題となる。またフラッシュメモリは、書き込み時間は
読み出し時間よりも長く、消去時間は数百ミリ秒もかかり、応答時間が現在の無線タグよ
りも劣る性能となってしまう。さらにフラッシュメモリはプロセスが難しいためコストが
高く、低コストで生産する必要のある無線タグに搭載することは現実的に非常に困難であ
る。
ynamic Random Access Memory)を用いた従来のCPUシス
テムでは、まず、CPUシステム起動時にマスクROMに記憶されたプログラムデータを
メインメモリであるDRAMに記憶させている。DRAMは集積度が高く安価であること
が特徴として挙げられる。しかし、データを一定時間毎に再書き込みするリフレッシュ動
作を行う必要があるために、メモリの動作は低速である。リフレッシュ動作が行われる理
由は、DRAMのデータの記憶が電荷の蓄積に依り、その蓄積された電荷がリーク電流に
よって減少するためである。
動作の必要がなく、高速動作の可能なSRAM(Static Random Acce
ss Memory:エスラム)をキャッシュメモリとして用いるのは非常に有効である
。特にCPUの動作において参照される頻度の高いプログラムデータを、DRAMではな
くSRAMに保存することで、読み出し時間を短縮化し、システムの高速動作を可能にす
る。
る状態にある。そのため電力が供給されている間に、短時間で応答(システムの起動や処
理、等)させることが重要な要素として挙げられる。無線タグにPCと同じシステム(D
RAM+SRAM)を組み込んだ場合、電力供給後、システムが安定して動作するために
一定の起動時間が必要となる。これは、特にROMからデータを読み出し、DRAMやS
RAMに参照頻度の高いデータの書き込みが行われていることに依る。無線タグにおいて
、起動時間が長く応答までに時間がかかり過ぎてしまうと、商品管理、等の実用に不向き
である。そのため、上記のPCに組み込まれているシステムを無線タグに搭載することは
現実的に有効な方法ではない。
、あるいは、無線タグを動かす場合は低速度に保たなければ、正常な応答を返すことがで
きない。これは一定速度以上で動くタグを認識できないためであり、無線タグの使い道を
狭める要因の一つとなっている。無線タグが様々な分野で利用されるためには応答速度を
向上させることが重要な課題となる。
ータの書き換えを可能にした上で、CPUシステムを高速化し、無線タグの通信性能の向
上を行うことを課題とする。
ことができる無線蓄電手段(RFバッテリー)と、SRAMとを設ける。そして、無線蓄
電手段からSRAMへの電力の供給を行うことで、CPUシステムの高速化による通信性
能を向上させた半導体装置を提供する。SRAMはメモリの中でも読み出し動作と書き込
み動作の早さ、サイクル時間とアクセス時間の同一性、待機時の消費電力の小ささの点で
優れている。以上の特徴からSRAMはCPUが搭載された半導体装置のシステムを高速
化する上で非常に重要な役目を果たす。また、無線蓄電手段と組み合わせているためSR
AMのデータを保存することができ、ROMと同様の機能を持つ。
路を有していても良い。アンテナ回路は、アンテナと、共振回路と、を有する。アンテナ
は、無線信号を受信する機能を有する。特に、アンテナは受信できる周波数帯に限りがあ
るため、複数のアンテナ回路を搭載することで受信可能な無線信号の周波数領域を広げる
ことができる。共振回路は、受信した無線信号を基に起電力を生成する回路である。電源
部は、アンテナ回路により得られた交流信号を直流信号に変換する機能、また、蓄電装置
への充電、蓄電装置からの放電を切り替える制御回路と、を有する。蓄電装置は、電力を
蓄える機能を持つバッテリーまたはコンデンサを有する。
ラムメモリおよびデータメモリとしてSRAMを使用し、メモリ動作の高速化を可能とす
る。これによりCPUシステムの高速動作が実現できる。また、製造直後は、SRAMに
はデータが記憶されていないため、半導体装置の用途に応じたプログラムデータを記憶さ
せることが可能である。さらに、製造段階において半導体装置の用途を限っていないため
、大量生産により生産コストも低く抑えることが可能となる。
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。
半導体装置のプログラムデータを記憶するためのメモリを、無線蓄電手段付きのSRA
Mに変更することで、プログラムデータを電源オフ時にも記憶保持できる。また、SRA
Mを用いることでCPUのメモリアクセス時に高速な、読み出し、書き込み、消去、が可
能となる。また、プログラムデータの書き込み、書き換えが可能になるため、用途に応じ
たCPUシステムを持つ半導体装置が作製可能となる。以下にその構成、動作について示
す。
る。ロジック部206は、CPU202と、マスクROM203と、SRAM204aと
、SRAM204bと、コントローラ205とを有する。またアナログ部215は、電源
回路209と、リセット回路210と、クロック生成回路211と、復調回路212と、
変調回路213と、電源管理回路214と、無線蓄電手段225とを有する。無線蓄電手
段225は、アンテナ回路224と、電源部226と、蓄電装置227と、を有する。ま
た、アンテナ回路224は、アンテナ207と、共振回路208と、を有する。
憶保持に使用される。つまり無線蓄電手段225は、SRAM204aのデータ保持用の
電力供給源として機能する。SRAM204bは、CPU202の演算結果等の一時的な
記憶保持などの作業メモリとして使用される。
タ217と、コード抽出回路218と、符号化回路219とを有する。なお、図1では、
説明を簡単にするため、通信信号を受信信号220と、送信信号221とに分けて示した
が、実際には、両者は一体とされた信号であり、半導体装置201およびリーダ/ライタ
の間で同時に送受信される。受信信号220は、アンテナ回路224で受信された後、復
調回路212により復調される。また、送信信号221は、変調回路213により変調さ
れた後、アンテナ207から送信される。
ナ回路224において誘導起電力が生じる。誘導起電力は、電源回路209における電気
容量により保持され、また電気容量によって電位が安定化され、半導体装置201の各回
路に電源電圧として供給される。リセット回路210は、半導体装置201全体の初期リ
セット信号を生成する。例えば、電源電圧の上昇に遅延して立ち上がる信号をリセット信
号として生成する。クロック生成回路211は、電源管理回路214より生成される制御
信号に応じて、クロック信号の周波数とデューティー比を変更する。復調回路212は、
ASK方式の受信信号220の振幅の変動を”0”“1”の受信データ222として検出
する。復調回路212は、例えばローパスフィルターとする。さらに、変調回路213は
、送信データをASK方式の送信信号221の振幅を変動させて送信する。例えば、送信
データ223が”0”の場合、共振回路208の共振点を変化させ、通信信号の振幅を変
化させる。電源管理回路214は、電源回路209よりロジック部206に供給される電
源電圧またはロジック部206における消費電流を監視し、クロック生成回路211にお
いて、クロック信号の周波数とデューティー比を変更するための制御信号を生成する。
8で得られた誘導起電力は、電源部226により整流される。また、電源部226は、蓄
電装置227に対して、蓄電、放電の制御を行なう機能を有する。蓄電装置227は、電
力を保持する機能を有し、いわゆる蓄電池(バッテリー)を適用できる。例えば、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。なお、蓄電装置227には、蓄電池(バッテリー)の他、大容量のコンデンサ(例え
ば、積層セラミックコンデンサ、電気二重層コンデンサなど)を適用することができる。
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
の形態の半導体装置201に適用することで小型化を図ることができる。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、導電性ポリマーまた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またはポリマー電解質などを用いることで、充放電容量を大
きくすることができる。
SRAM204aにはデータが記憶されていないため、CPU202の動作用のプログラ
ムデータを書き込む必要がある。SRAM204aにおけるデータの書き込みと書き換え
、CPUシステムの一連の動作を以下に説明する。
。受信信号220にはSRAM204aに記憶させるためのプログラムデータが含まれて
いる。なお、図1では、説明を簡単にするため、通信信号を受信信号220と、送信信号
221とに分けて示したが、実際には、両者は一体とされた信号であり、半導体装置20
1およびリーダ/ライタの間で同時に送受信される。受信信号220は、復調回路212
で復調され、コード抽出回路218で制御コマンドやプログラムデータなどに分解され、
制御レジスタ217に格納される。ここで、制御コマンドは、半導体装置201の応答を
指定するデータである。例えば、固有ID番号の送信、動作停止、暗号解読などを指定す
る。
た書き込み用プログラムデータを基に受信したプログラムデータをSRAM204aに書
き込む。以降、CPU202は、SRAM204aからプログラムデータを読み出し、演
算処理を実行する。演算処理結果や演算途中のデータはSRAM204bに書き込まれる
。CPU202はSRAM204a、SRAM204bとデータの受渡しを行うことで処
理動作を行う。
力供給源として機能する。無線蓄電手段225からの電力供給によってSRAM204a
は電源オフ時にデータを保持することができる。また、SRAM204aに記憶されたプ
ログラムデータは、マスクROM203に記憶された消去用、または、書き換え用のプロ
グラムデータを実行することで、容易に消去、または、書き換えが可能である。
4a、SRAM204b、制御レジスタ217にアクセスする。CPUIF216は、C
PU202が要求するアドレスより、マスクROM203、SRAM204a、SRAM
204b、制御レジスタ217のいずれかに対するアクセス信号を生成する機能を有して
いる。
223を生成し、変調回路213で送信信号221を変調し、アンテナ207より送信信
号221をリーダ/ライタに送信する。
記憶されていないため、SRAM204aに、用途に応じた任意のプログラムデータを書
き込むことができる。初期状態において、プログラムデータの限定がないため、半導体装
置の大量生産が可能であり、生産コストを低く抑えることができる点が特徴として挙げら
れる。また、SRAM搭載により、CPUシステムの起動直後でもCPUはSRAMから
直接データの読み出し、書き込みが行えるため、CPUシステム全体の処理速度の向上が
可能となる。
て使用することもできる。
提供が可能となる。
本実施の形態では、無線蓄電手段付きSRAMとCPUを有する半導体装置について説
明する。図2は、本実施の形態の半導体装置のブロック図である。
は、ロジック部106と、アナログ部115とを有する。またロジック部106は、CP
U102と、マスクROM103と、SRAM104と、コントローラ105とを有する
。アナログ部115は、アンテナ回路124と、電源回路109と、リセット回路110
と、クロック生成回路111と、復調回路112と、変調回路113と、電源管理回路1
14と、無線蓄電手段125とを有する。また、アンテナ回路124は、アンテナ107
と、共振回路108と、を有する。無線蓄電手段125は、アンテナ回路124と、電源
部126と、蓄電装置127と、を有する。
タ117と、コード抽出回路118と、符号化回路119とを有する。なお、図2では、
説明を簡単にするため、通信信号を受信信号120と、送信信号121とに分けて示した
が、実際には、両者は一体とされた信号であり、半導体装置101およびリーダ/ライタ
の間で同時に送受信される。受信信号120は、アンテナ回路124とで受信された後、
復調回路112により復調される。また、送信信号121は、変調回路113により変調
された後、アンテナ107から送信される。
ナ回路124において誘導起電力が生じる。誘導起電力は、電源回路109における電気
容量により保持され、また電気容量によって電位が安定化され、半導体装置101の各回
路に電源電圧として供給される。リセット回路110は、半導体装置101全体の初期リ
セット信号を生成する。例えば、電源電圧の上昇に遅延して立ち上がる信号を初期リセッ
ト信号として生成する。クロック生成回路111は、電源管理回路114より生成される
制御信号に応じて、クロック信号の周波数とデューティー比を変更する。復調回路112
は、ASK方式の受信信号120の振幅の変動を”0”“1”の受信データ122として
検出する。復調回路112は、例えばローパスフィルターとする。さらに、変調回路11
3は、送信データをASK方式の送信信号121の振幅を変動させて送信する。例えば、
送信データ123が”0”の場合、共振回路108の共振点を変化させ、通信信号の振幅
を変化させる。電源管理回路114は、電源回路109よりロジック部106に供給され
る電源電圧またはロジック部106における消費電流を監視し、クロック生成回路111
において、クロック信号の周波数とデューティー比を変更するための制御信号を生成する
。
で得られた誘導起電力は、電源部126により整流される。また、電源部126は、蓄電
装置127に対して、蓄電、放電の制御を行なう機能を有する。蓄電装置127は、電力
を保持する機能を有し、いわゆる蓄電池(バッテリー)を適用できる。例えば、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
。なお、蓄電装置127には、蓄電池(バッテリー)の他、蓄電器である大容量のコンデ
ンサ(例えば、積層セラミックコンデンサ、電気二重層コンデンサなど)を適用すること
ができる。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
発明の実施の形態の半導体装置101に適用することで小型化を図ることができる。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、導電性ポリマーまた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またはポリマー電解質などを用いることで、充放
電容量を大きくすることができる。
を行う場合、どのような場所を、いつ通過したかは重要な情報である。また、この位置情
報、時間情報は消費者に対して製造元、商品の信頼性を得ることのできる点として挙げら
れる。リーダ/ライタによって半導体装置101に搭載されたSRAM104に位置情報
または時間情報を書き込む場合を以下で説明する。
。受信信号120にはSRAM104に書き込む位置情報または時間情報が含まれている
。受信信号120は、復調回路112で復調された後、コード抽出回路118で制御コマ
ンドや位置情報または時間情報などに分解され、制御レジスタ117に格納される。ここ
で、制御コマンドは、半導体装置101の応答を指定するデータである。例えば、固有I
D番号の送信、動作停止、暗号解読などを指定する。
た書き込み用プログラムデータを基にSRAM104に位置情報または時間情報を書き込
む。また書き換え動作は書き込み動作と同様に、CPU102がマスクROM103に格
納された書き換え用プログラムデータを基にSRAM104の記憶データを書き換える。
SRAM104に一度書き込まれた位置情報または時間情報は位置情報または時間情報を
読み出すためのプログラムデータを含む受信信号120を半導体装置101に受信させる
ことで送信信号121を得ることができる。
4、制御レジスタ117にアクセスする。CPUIF116は、CPU102が要求する
アドレスより、マスクROM103、SRAM104、制御レジスタ117のいずれかに
対するアクセス信号を生成する機能を有している。
路113で変調し、アンテナ107より送信信号121をリーダ/ライタに送信する。
従来の不揮発性メモリと比べて読み出し時間が短縮されるので、処理時間を短縮すること
が可能となる。また、無線蓄電手段の付加によりSRAMに書き込んだデータの保持が可
能であるため、電源再供給直後にもシステムの高速動作が可能となる。
が短縮できる。応答時間を短縮化したデータ書き込み可能な半導体装置を製造物、製造部
品に貼付することで製造工程の履歴情報(固有ID、製造場所、製造時間、等)を得るこ
とができる。応答時間の短縮化によって、製造ラインの速度を遅くすることなく半導体装
置へのデータ書き込みが可能となり、生産ラインへの導入が容易に行える。また、半導体
装置に書き込まれた情報を高速に読み取ることで、製造途中で異なる工程へ振り分ける場
合や出荷先の分別を自動に行うことができ、生産ラインの効率化を計ることが可能となる
。
る。
次に、図3を用いて、半導体装置800の構成例を説明する。図3は、半導体装置80
0のブロック図である。半導体装置800は、アンテナ回路801、信号処理回路802
、および蓄電装置803を有する。
形状に応じた周波数の信号を検波する。アンテナ回路801で受信した信号を信号処理回
路802で直流電源に変換し、電力を蓄電装置803に供給する。
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。なお
、蓄電装置803には、蓄電池(バッテリー)の他、大容量のコンデンサ(例えば、積層
セラミックコンデンサ、電気二重層コンデンサなど)を適用することができる。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の
半導体装置800に適用することで小型化を図ることができる。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、
導電性ポリマーまた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またはポリマー電解質などを用いることで、充放電容量を大きくする
ことができる。
蓄電装置803を、信号処理回路802が形成された基板上に形成することができ、また
、アンテナ回路801が形成された基板上に形成することもできる。信号処理回路802
やアンテナ回路801が形成された基板上に、蓄電装置803を形成することにより、半
導体装置800を薄膜化、軽量化することができる。
42は、無線信号を受信する機能を有する。共振回路843は、アンテナ842が受信し
た無線信号を基に誘導起電力を生成し、電力を得る回路である。
0は、図3に示すように、アンテナ回路801の出力が接続された整流回路821、整流
回路821の出力が接続された充電制御回路822、蓄電装置803の出力が接続された
放電制御回路823、充電制御回路822および放電制御回路823を制御するスイッチ
制御回路824を有する。
れたスイッチ822bを有する。レギュレータ822aの出力は、スイッチ822bを介
して蓄電装置803に接続されている。
直流電圧を作る。充電制御回路822は、整流回路821から出力される直流電圧を一定
電圧にした後、蓄電装置803に供給する回路である。整流回路821から出力される直
流電圧は、充電制御回路822のレギュレータ822aに入力され一定電圧の直流電圧と
される。レギュレータ822aで生成された定電圧はスイッチ822bを介して蓄電装置
803に出力され、蓄電装置803に充電される。レギュレータ822aは、規格以上の
電圧が蓄電装置803に印加されないように、電圧値を一定にするための回路である。な
お、レギュレータ822aで、入力される直流電圧に対して、電圧値だけでなく、電流値
も一定にするようにしてもよい。また、スイッチ822bをダイオードのような整流素子
にすることで、レギュレータ822aを省略することができる。すなわち、充電制御回路
822を整流素子のみという単純な構成とすることができる。
れたスイッチ823bを有する。レギュレータ823aの入力は、スイッチ823bを介
して、蓄電装置803の出力に接続されている。レギュレータ823aの出力はSRAM
836に接続されている。蓄電装置803に充電された電力が放電制御回路823からS
RAM836に供給される。蓄電装置803から供給される電力はレギュレータ823a
により定電圧電源とされるため、規格以上の電圧がSRAM836に入力されることを防
ぐことができる。なお、レギュレータ823aで、入力される直流電圧について電圧値だ
けでなく、電流値も一定にするようにしてもよい。
M836への電源供給を制御する回路である。スイッチ制御回路824には、蓄電装置8
03の出力が接続され、この出力をもとに蓄電装置803の充電状態を監視する。また、
スイッチ制御回路824には、整流回路821の出力が接続され、この出力から、アンテ
ナ回路801で受信した信号の振幅の大きさ(電界の大きさ)を監視している。スイッチ
制御回路824は、蓄電装置803および整流回路821の出力を監視し、スイッチ82
2bおよびスイッチ823bのオン、オフを制御する。例えば、スイッチ823bの制御
は、蓄電装置803の電圧がある値V1以上になるとスイッチ823bをオンにし、蓄電
装置803の電力をSRAM836に供給する。ある値V2(V1>V2)以下になると
スイッチ823bをオフし、SRAM836への電力の供給を停止する。例えば、V1の
設定値は、SRAM836のデータを安定に記憶保持ができる電圧値とし、V2の設定値
は、SRAM836のデータを記憶保持させるのに必要な電圧の最小値とする。
理回路833、制御レジスタ834、CPUIF835、SRAM836、マスクROM
837、CPU838、論理回路839、アンプ840、および変調回路841を有する
。ロジック部830において、アンプ832はアンテナ回路801に入力される信号の振
幅を増幅し、クロック信号として論理回路833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831で復調される。復調後の信号も論理回路833に送ら
れ解析される。論理回路833で解析された信号は制御レジスタ834に送られ、それに
基づき、制御レジスタ834はCPUIF835を介して、CPU838へ制御信号を送
る。
の形態ではSRAM836を無線蓄電手段と組み合わせており、リーダ/ライタからの電
力の供給が行われていない時においてもSRAM836においてデータの保持が可能とな
る。マスクROM837は、CPU838が動作するために必要となるプログラムデータ
を記憶している。CPU838の動作時には、マスクROM837から読み出したデータ
に基づいて演算処理を行う。CPU838は制御信号を基にCPUIF835を介して、
SRAM836、または、マスクROM837から指定アドレスのデータを読み出し、演
算処理を実行する。CPU838から送られてきたデータは、論理回路839でエンコー
ド処理される。そして、エンコード処理されたデータを含む信号が、アンプ840で増幅
され、その信号によって、変調回路841はアンテナ回路801より出力する信号に変調
をかける。ここで図3における電力は、ロジック部830の外に設けられる蓄電装置80
3によって電源部820を介して供給している。このようにして半導体装置800のロジ
ック部830は動作する。
820および蓄電装置803を有する。以下、無線蓄電手段を充電し、無線蓄電手段で蓄
えた電力を供給する方法を説明する。
ることが可能である。また、アンテナ回路801は、アンテナ回路の形状に応じた周波数
帯域の信号を検波して、直流電源に変換し、電力を発生させることができる。また、リー
ダ/ライタの代わりに、充電専用に電磁波を発信する装置、いわゆる給電器を用いること
で蓄電装置803を意図的に充電して、SRAM836に電力が無くなることを回避する
ことができる。リーダ/ライタに充電専用の信号を送信する機能を備えることで、充電器
として機能させることもできる。
記憶されたデータを保持することが可能である。SRAM836に記憶されたデータが保
持されることで、半導体装置とリーダ/ライタとの通信開始時に、SRAM836へのデ
ータ書き込み時間の省略、SRAM836の高速読み出しにより、CPU838とのデー
タの受け渡しも高速に行えるため、システムの処理の高速化を行うことが可能となる。S
RAM836の読み出し、書き込み速度がメモリの中でも非常に高速である特徴を更に活
かすことができる。
組み込むことで、CPUシステムの性能を向上させた半導体装置の提供が可能となる。
0は、基板520と、カバー材521を有する。基板520、カバー材521として、ガ
ラス基板、石英基板、プラスチック基板またはSOI(Silicon on Insu
lator)基板を用いることが出来る。
24とは、基板520上に形成されている。そしてカバー材521は、アンテナ回路52
2と、アンテナ回路522以外のアナログ部523と、ロジック部524とを覆うように
、基板520と重なっている。なおアンテナ回路522は基板520上にて形成されてい
ても良いし、アンテナ回路522を別途用意して、基板520上に貼り付けても良い。
ロジック部524にはSRAM526とCPU527が含まれている。本発明では、無線
蓄電手段525からSRAM526に電力が供給されている。
用いる電波を変調することで行うことが出来る。本実施例では950MHzのキャリアを
用いた半導体装置500の構成について示したが、キャリアの周波数はこれに限定されな
い。キャリアとして、125kHz、13.56MHzなど様々な周波数の電波を用いる
ことができる。信号の伝送方式は、キャリアの波長によって電磁結合方式、電磁誘導方式
、マイクロ波方式など様々な種類に分類することが出来る。変調の方式も振幅変調、周波
数変調、位相変調など様々な方式があるが、特に限定はされない。
ンテナ回路522としてダイポールアンテナを用いている。電界ではなく磁界を用いて通
信を行う場合には、アンテナ回路522にコイル状のアンテナを用いることが出来る。
しているが、本発明の半導体装置は必ずしもアンテナ回路522を有していなくとも良い
。また図4に示した半導体装置に、発振回路を設けても良い。
Sのプロセスで形成することが可能である。よって、半導体装置を小型化することが出来
る。
ランジスタ(TFT)を半導体素子の一例として示すが、本発明の半導体装置に用いられ
る半導体素子はこれに限定されない。例えばTFTの他に、記憶素子、ダイオード、抵抗
、コイル、容量、インダクタなどを用いることができる。
302、下地膜として機能する絶縁膜303と、半導体膜304とを順に形成する。絶縁
膜301、剥離層302、絶縁膜303及び半導体膜304は連続して形成することが可
能である。
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、ステンレス
基板を含む金属基板、またはシリコン基板等の半導体基板を用いても良い。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は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度は低
い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能であ
る。
ステル、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ
カーボネート(PC)、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリスル
ホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチ
レンテレフタレート(PBT)、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂
、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
成に限定されない。例えばフォトリソグラフィ法などを用いて、基板300上において剥
離層302を部分的に形成する様にしても良い。
窒化珪素(SiNx、Si3N4等)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、
窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y>0)等の絶縁性を有する材料を用いて形成する
。
ルカリ土類金属が半導体膜304中に拡散し、TFTなどの半導体素子の特性に悪影響を
及ぼすのを防ぐために設ける。また絶縁膜303は、剥離層302に含まれる不純物元素
が半導体膜304中に拡散するのを防ぎ、なおかつ後の半導体素子を剥離する工程におい
て、半導体素子を保護する役目も有している。
を積層して用いたものであっても良い。本実施例では、膜厚100nmの酸化窒化珪素膜
、膜厚50nmの窒化酸化珪素膜、膜厚100nmの酸化窒化珪素膜を順に積層して絶縁
膜303を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。
例えば、下層の酸化窒化珪素膜に代えて、膜厚0.5〜3μmのシロキサン系樹脂をスピ
ンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法、印刷法などによって形成しても良い。ま
た、中層の窒化酸化珪素膜に代えて、窒化珪素膜(SiNx、Si3N4等)を用いても
よい。また、上層の酸化窒化珪素膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、そ
れぞれの膜厚は、0.05〜3μmとするのが望ましく、その範囲から自由に選択するこ
とができる。
素膜で形成し、中層をシロキサン系樹脂で形成し、上層を酸化珪素膜で形成しても良い。
Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アル
キル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも1種を有していても良い。
スを用い、熱CVD、プラズマCVD、常圧CVD、バイアスECRCVD等の方法によ
って形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、SiH4/NH3の混合
ガスを用い、プラズマCVDによって形成することができる。また、酸化窒化珪素膜、窒
化酸化珪素膜は、代表的には、SiH4/N2Oの混合ガスを用い、プラズマCVDによ
って形成することができる。
を用いることができる。金属膜と金属酸化膜は、単層であっても良いし、複数の層が積層
された積層構造を有していても良い。また、金属膜や金属酸化膜の他に、金属窒化物や金
属酸化窒化物を用いてもよい。剥離層302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。
チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、コバルト(C
o)、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)またはイリジウム(Ir)等が挙げられる。剥
離層302は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成され
た膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。
を含む化合物で形成された膜を用いても良い。或いは、珪素(Si)と上記金属とを含む
合金で形成された膜を用いても良い。珪素を含む膜は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれ
でもよい。
いても良い。金属膜と金属酸化膜とが積層された剥離層302は、元となる金属膜を形成
した後、該金属膜の表面を酸化または窒化させることで形成することができる。具体的に
は、酸素雰囲気中またはN2O雰囲気中で元となる金属膜にプラズマ処理を行ったり、酸
素雰囲気中またはN2O雰囲気中で金属膜に加熱処理を行ったりすればよい。また元とな
る金属膜上に接するように、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜を形成することでも、酸化
を行うことが出来る。また元となる金属膜上に接するように、窒化酸化珪素膜、窒化珪素
膜を形成することで、窒化を行うことが出来る。
−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)などの高周波を用いた高密度プラズマ処理を行っ
ても良い。
302を形成するようにしても良いが、金属膜を形成した後に金属酸化膜を別途形成する
ようにしても良い。
金属膜としてタングステン膜を形成した後、該タングステン膜にプラズマ処理を行う。こ
れにより、金属膜に相当するタングステン膜と、該金属膜に接し、なおかつタングステン
の酸化物で形成された金属酸化膜とを、形成することができる。
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)となる。タングステンの酸化物を形成するにあたりxの値に
特に制約はなく、エッチングレート等をもとにxの値を定めれば良い。
い。半導体膜304の膜厚は20〜200nm(望ましくは40〜170nm、好ましく
は50〜150nm)とする。なお半導体膜304は、非晶質半導体であっても良いし、
多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用
いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01
〜4.5atomic%程度であることが好ましい。
は、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法がある。或いは、触媒
元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化法とを組み合わせて用いることもできる。また、基
板300として石英のような耐熱性に優れている基板を用いる場合、950℃程度の高温
アニールを行う結晶法と、電熱炉を使用した熱結晶化方法、赤外光を用いたランプアニー
ル結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法とを用いても良い。
4の耐性を高めるために、550℃、4時間の加熱処理を該半導体膜304に対して行な
う。そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波のレー
ザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Nd:
YVO4レーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(35
5nm)を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のYVO4レーザから射出された
レーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力10Wのレーザ光を得る。そして
、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導
体膜304に照射する。このときのエネルギー密度は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10〜20
00cm/sec程度とし、照射する。
た連続発振の固体レーザとして、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAl
O3レーザ、フォルステライト(Mg2SiO4)レーザ、GdVOレーザ4、Y2O3
レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレ
ーザなどを用いることが出来る。
O2レーザ、YAGレーザ、Y2O3レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO
3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイア
レーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザを用いることができる。
数十Hz〜数百Hzの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行なっ
ても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜304に照射してから半導体膜304が完全
に固化するまでの時間は数十nsec〜数百nsecと言われている。よって上記周波数
を用いることで、半導体膜304がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次の
パルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜304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ので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する
半導体膜304が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が10
〜30μm、走査方向に対して垂直な方向における幅が1〜5μm程度の結晶粒の集合を
形成することができる。該走査方向に沿って連続的に成長した単結晶の結晶粒を形成する
ことで、少なくともTFTのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜3
04の形成が可能となる。
並行して照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調
波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良い。
。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度
のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
。なお、予め半導体膜304に、スパッタ法、プラズマCVD法、熱CVD法などで形成
した多結晶半導体を用いるようにしても良い。
たは微結晶半導体膜のまま、後述のプロセスに進んでも良い。非晶質半導体、微結晶半導
体を用いたTFTは、多結晶半導体を用いたTFTよりも作製工程が少ない分、コストを
抑え、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。
珪素を含む気体としては、SiH4、Si2H6が挙げられる。この珪素を含む気体を、
水素、水素及びヘリウムで希釈して用いても良い。
、島状の半導体膜305〜307を形成する。そして、島状の半導体膜305〜307を
覆うように、ゲート絶縁膜308を形成する。ゲート絶縁膜308は、プラズマCVD法
またはスパッタリング法などを用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素または酸化窒化
珪素を含む膜を、単層で、または積層させて形成することができる。積層する場合には、
例えば、基板300側から酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化珪素膜の3層構造とするのが好
ましい。
307の表面を酸化または窒化することで形成しても良い。高密度プラズマ処理は、例え
ばHe、Ar、Kr、Xeなどの希ガスと酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素など
の混合ガスとを用いて行う。この場合プラズマの励起をマイクロ波の導入により行うこと
で、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。このような高密度のプラズ
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、半導体膜の表面を酸化または窒化することにより、
1〜20nm、代表的には5〜10nmの絶縁膜が半導体膜に接するように形成される。
この5〜10nmの絶縁膜をゲート絶縁膜308として用いる。
ゲート絶縁膜と半導体膜の界面準位密度をきわめて低くすることができる。また高密度プ
ラズマ処理により半導体膜を直接酸化または窒化することで、形成される絶縁膜の厚さの
ばらつきを抑えることが出来る。また半導体膜が結晶性を有する場合、高密度プラズマ処
理を用いて半導体膜の表面を固相反応で酸化させることにより、結晶粒界においてのみ酸
化が速く進んでしまうのを抑え、均一性が良く、界面準位密度の低いゲート絶縁膜を形成
することができる。高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜を、ゲート絶縁膜の一部
または全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを抑えることができる。
を所定の形状に加工(パターニング)することで、島状の半導体膜305〜307の上方
にゲート電極309を形成する。本実施例では積層された2つの導電膜をパターニングし
てゲート電極309を形成する。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)等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用いて
も良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。または、半導体膜に導電性を付与する
リン等の不純物元素をドーピングした、多結晶珪素などの半導体を用いて形成しても良い
。
層目の導電膜としてタングステン(W)膜を用いる。2つの導電膜の組み合わせとして、
本実施例で示した例の他に、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、アルミニウム膜とタンタル膜、アルミニウム膜とチタ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、2層の導電膜を形成した後の行程
において、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層の導電膜の組
み合わせとして、例えば、n型を付与する不純物がドーピングされた珪素とニッケルシリ
サイド、n型を付与する不純物がドーピングされたSiとWSix等も用いることが出来
る。
実施例はこの構成に限定されない。ゲート電極309は単層の導電膜で形成されていても
良いし、3つ以上の導電膜を積層することで形成されていても良い。3つ以上の導電膜を
積層する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。
1層目の導電膜を20〜100nmの厚さで形成し、2層目の導電膜を100〜400n
mの厚さで形成する。
素、酸化窒化珪素等をマスクとして用いてもよい。この場合、パターニングして酸化珪素
、酸化窒化珪素等のマスクを形成する工程が加わるが、エッチング時におけるマスクの膜
減りがレジストよりも少ないため、所望の幅を有するゲート電極309を形成することが
できる。またマスクを用いずに、液滴吐出法を用いて選択的にゲート電極309を形成し
ても良い。
定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
与する不純物元素(代表的にはP(リン)またはAs(砒素))を低濃度にドープする(
第1のドーピング工程)。第1のドーピング工程の条件は、ドーズ量:1×1015〜1
×1019/cm3、加速電圧:50〜70keVとしたが、これに限定されるものでは
ない。この第1のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜308を介してドーピングがな
され、島状の半導体膜305〜307に、一対の低濃度不純物領域310がそれぞれ形成
される。なお、第1のドーピング工程は、pチャネル型TFTとなる島状の半導体膜30
5をマスクで覆って行っても良い。
7を覆うように、マスク311を形成する。そしてマスク311に加えてゲート電極30
9をマスクとして用い、島状の半導体膜305に、p型を付与する不純物元素(代表的に
はB(ホウ素))を高濃度にドープする(第2のドーピング工程)。第2のドーピング工
程の条件は、ドーズ量:1×1019〜1×1020/cm3、加速電圧:20〜40k
eVとして行なう。この第2のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜308を介してド
ーピングがなされ、島状の半導体膜305に、p型の高濃度不純物領域312が形成され
る。
絶縁膜308及びゲート電極309を覆うように、絶縁膜を形成する。該絶縁膜は、プラ
ズマCVD法やスパッタリング法等により、珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜または
窒化酸化珪素膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層または積層して形成する。
本実施例では、膜厚100nmの酸化珪素膜をプラズマCVD法によって形成する。
縁膜を部分的にエッチングする。上記異方性エッチングによりゲート絶縁膜308が部分
的にエッチングされて、島状の半導体膜305〜307上に部分的に形成されたゲート絶
縁膜313が形成される。また上記異方性エッチングにより絶縁膜が部分的にエッチング
されて、ゲート電極309の側面に接するサイドウォール314が形成される。サイドウ
ォール314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。本実施例ではエッチングガスとしては、CHF3
とHeの混合ガスを用いる。なお、サイドウォール314を形成する工程は、これらに限
定されるものではない。
そして、形成したマスクに加えてゲート電極309及びサイドウォール314をマスクと
して用い、n型を付与する不純物元素(代表的にはPまたはAs)を高濃度にドープする
(第3のドーピング工程)。第3のドーピング工程の条件は、ドーズ量:1×1019〜
1×1020/cm3、加速電圧:60〜100keVとして行なう。この第3のドーピ
ング工程によって、島状の半導体膜306、307に、一対のn型の高濃度不純物領域3
15がそれぞれ形成される。
イドウォール314の下部に低濃度不純物領域またはノンドープのオフセット領域を形成
する際のマスクとして機能するものである。よって、低濃度不純物領域またはオフセット
領域の幅を制御するには、サイドウォール314を形成する際の異方性エッチングの条件
またはサイドウォール314を形成するための絶縁膜の膜厚を適宜変更し、サイドウォー
ル314のサイズを調整すればよい。
行っても良い。例えば、50nmの酸化窒化珪素膜を形成した後、550℃、4時間、窒
素雰囲気中において、加熱処理を行なえばよい。
窒素雰囲気中において加熱処理を行ない、島状の半導体膜305〜307を水素化する工
程を行なっても良い。或いは、水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間
の加熱処理を行ない、島状の半導体膜305〜307を水素化する工程を行なっても良い
。加熱処理には、熱アニール、レーザーアニール法またはRTA法などを用いることが出
来る。加熱処理により、水素化のみならず、半導体膜に添加された不純物元素の活性化も
行うことが出来る。また、水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励
起された水素を用いる)を行っても良い。この水素化の工程により、熱的に励起された水
素によりダングリングボンドを終端することができる。
317が形成される。
ン膜として機能する絶縁膜320を形成する。絶縁膜320は必ずしも設ける必要はない
が、絶縁膜320を形成することで、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がT
FT317〜319へ侵入するのを防ぐことが出来る。具体的に絶縁膜320として、窒
化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素などを用いるの
が望ましい。本実施例では、膜厚600nm程度の酸化窒化珪素膜を、絶縁膜320とし
て用いる。この場合、上記水素化の工程は、該酸化窒化珪素膜形成後に行っても良い。
。絶縁膜321は、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ
等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電
率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒
化酸化珪素、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ等を用い
ることができる。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または
芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有していても良い。なお、これらの材料で形成さ
れる絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜321を形成しても良い。
ンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット法、スクリーン印刷、
オフセット印刷等)、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコー
ター等を用いることができる。
縁膜321にコンタクトホールを形成する。そして、導電膜322と、該コンタクトホー
ルを介して島状の半導体膜305〜307に接する導電膜323〜326とを形成する。
コンタクトホール開口時のエッチングに用いられるガスは、CHF3とHeの混合ガスを
用いたが、これに限定されるものではない。
。具体的に導電膜322〜326として、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(P
t)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、マンガン(Mn)、ネオジム(Nd)、炭
素(C)、珪素(Si)等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用
いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。導電膜322〜326は、上記金
属が用いられた膜を単層または複数積層させて形成することが出来る。
むものが挙げられる。また、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素または珪素の
一方または両方とを含むものも例として挙げることが出来る。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322〜326を形成する材料とし
て最適である。特にアルミニウムシリコン(Al−Si)膜は、導電膜322〜326を
パターニングするとき、レジストベークにおけるヒロックの発生をアルミニウム膜に比べ
て低減することができる。また、珪素(Si)の代わりに、アルミニウム膜に0.5%程
度のCuを混入させても良い。
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
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、モリブデンまたはモリブデンの窒化物を用いて形成された膜である。アルミニウムシ
リコン(Al−Si)膜を間に挟むようにバリア膜を形成すると、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より防止することができる。また、還元性の高い元素
であるチタンを用いてバリア膜を形成すると、島状の半導体膜305〜307上に薄い酸
化膜ができていたとしても、バリア膜に含まれるチタンがこの酸化膜を還元し、導電膜3
23〜326と島状の半導体膜305〜307が良好なコンタクトをとることができる。
またバリア膜を複数積層するようにして用いても良い。その場合、例えば、導電膜322
〜326をチタン\窒化チタン\アルミニウムシリコン\チタン\窒化チタンの5層構造
とすることが出来る。
接続されている。導電膜325、326はnチャネル型TFT319の高濃度不純物領域
315に接続されている。導電膜323はpチャネル型TFT317の高濃度不純物領域
312に接続されている。pチャネル型TFT317は、導電膜323によりその不純物
領域312が全て電気的に接続されている。またpチャネル型TFT317は2つのゲー
ト電極309が電気的に接続されており、MOSバラクタとして機能する。
し、その後、導電膜322の一部が露出するように、該絶縁膜330にコンタクトホール
を形成する。そして該コンタクトホールおいて導電膜322と接するように、導電膜33
1を形成する。導電膜322〜326に用いることが出来る材料であるならば、導電膜3
31の材料として使用することが出来る。
ことができる。有機樹脂膜ならば、例えばアクリル、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などを用いることが出来る。無機絶縁膜な
らば酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)に
代表される炭素を含む膜などを用いることができる。なおフォトリソグラフィ法で開口部
を形成するのに用いるマスクを、液滴吐出法または印刷法で形成することができる。また
絶縁膜330はその材料に応じて、CVD法、スパッタ法、液滴吐出法または印刷法でな
どで形成することが出来る。
形成する。導電膜332は、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)
、クロム(Cr)、白金(Pt)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(T
a)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、亜
鉛(Zn)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)などの金属を用いて形成することが出来る。
導電膜332は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成さ
れた膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。導電膜33
2は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。
刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、めっき法、フォトリソグラフィ法、蒸着法等を用い
て形成することが出来る。
子(導電体粒子)を有機樹脂に分散させた導電性のペーストを、絶縁膜330上に選択的
に印刷することで導電膜332を形成することができる。導電体粒子は、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)、錫(Sn)、鉛(Pb)、亜鉛(Zn)、クロム(C
r)またはチタン(Ti)等を用いて形成することが出来る。導電体粒子は上記金属で形
成されたものの他に、上記金属を主成分とする合金で形成されていても良いし、上記金属
を含む化合物を用いて形成されていても良い。またハロゲン化銀の微粒子または分散性ナ
ノ粒子も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として、ポリイ
ミド、シロキサン系樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂等を用いることが出来る。
Pt)、金(Au)と白金(Pt)、金(Au)とパラジウム(Pd)、銀(Ag)と銅
(Cu)の組み合わせが挙げられる。また例えば、銅(Cu)を銀(Ag)でコートした
導電体粒子なども用いることが可能である。
た後に焼成することが好ましい。例えば、導電性のペーストに、銀を主成分とする導電体
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、導電膜332を形成することができる。焼成は、赤外ランプ、
キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気
炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Nd:YAG
レーザを用いたレーザーアニール法で行なっても良い。また、半田や鉛フリーの半田を主
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。半田や鉛フリーの半田は、低コストであるといった利点を有している。
することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり
、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマス
クを用いなくとも良いので、半導体装置の作製に費やされるコストを抑えることができる
。
30上に絶縁膜333を形成する。絶縁膜333は、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロ
キサン系絶縁膜を用いて形成することができる。有機樹脂膜ならば、例えばアクリル、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などを用
いることが出来る。無機絶縁膜ならば酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、DLC(
ダイヤモンドライクカーボン)に代表される炭素を含む膜などを用いることができる。な
おフォトリソグラフィ法で開口部を形成するのに用いるマスクを、液滴吐出法または印刷
法で形成することができる。また絶縁膜333はその材料に応じて、CVD法、スパッタ
法、液滴吐出法または印刷法でなどで形成することが出来る。
れる半導体素子と各種導電膜を含む層(以下、「素子形成層334」と記す)を、基板3
00から剥離する。本実施例では、第1のシート材335を素子形成層334の絶縁膜3
33側の面に貼り合わせ、物理的な力を用いて基板300から素子形成層334を剥離す
る。剥離層302は、全て除去せず一部が残存した状態であっても良い。
剥離層302が一部露出するように溝を形成する。溝は、ダイシング、スクライビング、
UV光を含むレーザ光を用いた加工、フォトリソグラフィ法などにより、形成する。溝は
、剥離層302が露出する程度の深さを有していれば良い。そしてエッチングガスとして
フッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝から導入する。本実施例では、例えばClF3(三フ
ッ化塩素)を用い、温度:350℃、流量:300sccm、気圧:6Torr、時間:
3hの条件で行なう。また、ClF3ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ClF3
等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層302が選択的にエッチングされ、基板30
0をTFT317〜319から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であ
っても液体であってもどちらでも良い。
のシート材336を貼り合わせた後、素子形成層334を第1のシート材335から剥離
する。
素子形成層334を半導体装置ごとに分断する。分断は、レーザ照射装置、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。
が、本発明はこの構成に限定されない。半導体素子を形成した後、別途形成したアンテナ
を、信号処理回路と電気的に接続するようにしても良い。この場合、アンテナと信号処理
回路との電気的な接続は、異方導電性フィルム(ACF(Anisotropic Co
nductive Film))や異方導電性ペースト(ACP(Anisotropi
c Conductive Paste))等で圧着させることにより電気的に接続する
ことが出来る。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。
ート材を貼り合わせ、加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って第2のシート材33
6と第3のシート材を貼り合わせる様にしても良い。第2のシート材336、第3のシー
ト材として、ホットメルトフィルム等を用いることができる。また第3のシート材を用意
せずとも、第1のシート材335を剥離せずに、第1のシート材335と第2のシート材
336を貼り合わせる様にしても良い。
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
ィルムで封止を行うことによって、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。
まれたタイプ、フィルムそのものが帯電を防ぐ効果を有するタイプ、及び帯電防止剤をフ
ィルムにコーティングしたタイプ等が挙げられる。帯電防止剤は、ノニオンポリマー系、
アニオンポリマー系、カチオンポリマー系、ノニオン界面活性剤系、アニオン界面活性剤
系、カチオン界面活性剤系、両性界面活性剤系を用いることが出来る。また金属、インジ
ウムと錫の酸化物(ITO)等も帯電防止剤として用いることが出来る。また帯電を防ぐ
効果を有するフィルムの材料として、オレフィン系樹脂、ABS樹脂、スチレン系樹脂、
PMMA樹脂、ポリカーボネート系樹脂、PVCポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、
変性PPO樹脂などを用いることが出来る。
来る。
作製する例について説明する。単結晶基板に形成されたトランジスタは特性のばらつきを
抑えることが出来るので、半導体装置に用いるトランジスタの数を抑えることが出来る。
ための素子分離用絶縁膜2301を絶縁膜で形成する。素子分離用絶縁膜2301の形成
により、トランジスタを形成するための領域である素子形成領域2302と、を互いに電
気的に分離することが出来る。
、化合物半導体基板(GaAs基板、InP基板、GaN基板、SiC基板、サファイア
基板、ZnSe基板等)、貼り合わせ法またはSIMOX(Separation by
Implanted Oxygen)法を用いて作製されたSOI(Silicon
on Insulator)基板等を用いることができる。
dation of Silicon)法)またはトレンチ分離法等を用いることができ
る。
て用い、素子形成領域2303にpウェル2304を形成した例を示している。半導体基
板2300の素子形成領域2303に形成されたpウェル2304は、p型の導電型を付
与する不純物元素を素子形成領域2303に選択的に導入することによって形成すること
ができる。p型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、
ガリウム(Ga)等を用いることができる。また半導体基板2300としてp型の導電型
を有する半導体基板を用いる場合、素子形成領域2302にn型を付与する不純物元素を
選択的に導入し、nウェルを形成すれば良い。
ているため、素子形成領域2302には不純物元素の導入を行っていない。しかし、n型
を付与する不純物元素を導入することにより素子形成領域2302にnウェルを形成して
もよい。n型を付与する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。
305、2306をそれぞれ形成する。本実施例では、半導体基板2300を熱酸化する
ことで素子形成領域2302、2303に形成された酸化珪素膜を、絶縁膜2305、2
306として用いる。また、熱酸化により酸化珪素膜を形成した後、窒化処理を行うこと
によって酸化珪素膜の表面を窒化させて酸窒化珪素膜を形成し、酸化珪素膜と酸窒化珪素
膜とが積層された層を絶縁膜2305、2306として用いても良い。
もよい。例えば、高密度プラズマ処理により半導体基板2300の表面を酸化または窒化
することで、素子形成領域2302、2303に、絶縁膜2305、2306として用い
る酸化珪素(SiOx)膜または窒化珪素(SiNx)膜を形成することができる。
る。本実施例では、導電膜として、順に積層された導電膜2307と導電膜2308とを
用いた例を示している。導電膜は、単層の導電膜を用いていても良いし、3層以上の導電
膜が積層された構造を用いていても良い。
Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ニ
オブ(Nb)等を用いることが出来る。また導電膜2307、2308は、上記金属で形
成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された膜、或いは上記金属を含む
化合物を用いて形成された膜を用いても良い。または、半導体膜に導電性を付与するリン
等の不純物元素をドーピングした、多結晶珪素などの半導体を用いて形成しても良い。本
実施例では、窒化タンタルを用いて導電膜2307を形成し、タングステンを用いて導電
膜2308を形成する。
の形状に加工(パターニング)することによって、絶縁膜2305、2306上にゲート
電極2309、2310を形成する。
ク2311を選択的に形成する。そして、素子形成領域2303に不純物元素を導入する
。マスク2311に加えてゲート電極2310もマスクとして機能するので、上記不純物
元素の導入により、pウェル2304にソース領域またはドレイン領域として機能する不
純物領域2312と、チャネル形成領域2313が形成される。不純物元素は、n型を付
与する不純物元素またはp型を付与する不純物元素を用いる。n型を付与する不純物元素
としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。p型を付与する不純物元
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。本実施例では、不純物元素として、リン(P)を用いる。
を覆うようにレジストでマスク2314を選択的に形成する。そして素子形成領域230
2に不純物元素を導入する。マスク2314に加えてゲート電極2309もマスクとして
機能するので、上記不純物元素の導入により、素子形成領域2302内の半導体基板23
00において、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域2315と、チ
ャネル形成領域2316が形成される。不純物元素としては、n型を付与する不純物元素
またはp型を付与する不純物元素を用いる。n型を付与する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型を付与する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。本実施例
では、図10(C)で素子形成領域2303に導入した不純物元素と異なる導電型を有す
る不純物元素(例えば、ボロン(B))を導入する。
310を覆うように絶縁膜2317を形成する。そして絶縁膜2317にコンタクトホー
ルを形成し、不純物領域2312、2315を一部露出させる。次にコンタクトホールを
介して不純物領域2312、2315と接続する導電膜2318を形成する。導電膜23
18は、CVD法やスパッタリング法等により形成することができる。
ることができる。無機絶縁膜ならば酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、DLC(ダ
イヤモンドライクカーボン)に代表される炭素を含む膜などを用いることができる。有機
樹脂膜ならば、例えばアクリル、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などを用いることが出来る。また絶縁膜2317はその材料に
応じて、CVD法、スパッタ法、液滴吐出法または印刷法でなどで形成することが出来る
。
定されるものではない。例えば、逆スタガ構造であっても良い。
ッチングしコンタクトホールを形成し、導電膜2318の一部を露出させる。層間膜23
24は樹脂には限定せず、CVD酸化膜など他の膜であっても良いが、平坦性の観点から
樹脂であることが望ましい。また、感光性樹脂を用いて、エッチングを用いずにコンタク
トホールを形成しても良い。次に層間膜2324上に、コンタクトホールを介して導電膜
2318と接する配線2325を形成する。
。導電膜2326は、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、クロ
ム(Cr)、白金(Pt)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、
タングステン(W)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、亜鉛(Z
n)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)などの金属を用いて形成することが出来る。導電膜
2326は、上記金属で形成された膜の他に、上記金属を主成分とする合金で形成された
膜、或いは上記金属を含む化合物を用いて形成された膜を用いても良い。導電膜2326
は、上述した膜を単層で用いても良いし、上述した複数の膜を積層して用いても良い。
印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、めっき法、フォトリソグラフィ法、蒸着法等を用
いて形成することが出来る。
が、本発明はこの構成に限定されない。半導体素子を形成した後、別途形成したアンテナ
を、信号処理回路と電気的に接続するようにしても良い。この場合、アンテナと信号処理
回路との電気的な接続は、異方導電性フィルム(ACF(Anisotropic Co
nductive Film))や異方導電性ペースト(ACP(Anisotropi
c Conductive Paste))等で圧着させることにより電気的に接続する
ことが出来る。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。
成し、その上に薄膜二次電池を有する構成を取り得る。上記構成により、より極薄化、小
型化された半導体装置を提供することができる。
来る。
102 CPU
103 マスクROM
104 SRAM
105 コントローラ
106 ロジック部
107 アンテナ
108 共振回路
109 電源回路
110 リセット回路
111 クロック生成回路
112 復調回路
113 変調回路
114 電源管理回路
115 アナログ部
116 CPUIF
117 制御レジスタ
118 コード抽出回路
119 符号化回路
120 受信信号
121 送信信号
122 受信データ
123 送信データ
124 アンテナ回路
125 無線蓄電手段
126 電源部
127 蓄電装置
201 半導体装置
202 CPU
203 マスクROM
205 コントローラ
206 ロジック部
207 アンテナ
208 共振回路
209 電源回路
210 リセット回路
211 クロック生成回路
212 復調回路
213 変調回路
214 電源管理回路
215 アナログ部
216 CPUIF
217 制御レジスタ
218 コード抽出回路
219 符号化回路
220 受信信号
221 送信信号
222 受信データ
223 送信データ
224 アンテナ回路
225 無線蓄電手段
226 電源部
227 蓄電装置
300 基板
301 絶縁膜
302 剥離層
303 絶縁膜
304 半導体膜
305 半導体膜
306 半導体膜
308 ゲート絶縁膜
309 ゲート電極
310 低濃度不純物領域
311 マスク
312 不純物領域
313 ゲート絶縁膜
314 サイドウォール
315 不純物領域
317 TFT
317 TFT
318 TFT
319 TFT
320 絶縁膜
321 絶縁膜
322 導電膜
323 導電膜
324 導電膜
325 導電膜
330 絶縁膜
331 導電膜
332 導電膜
333 絶縁膜
334 素子形成層
335 シート材
336 シート材
500 半導体装置
520 基板
521 カバー材
522 アンテナ回路
523 アナログ部
524 ロジック部
525 無線蓄電手段
526 SRAM
527 CPU
800 半導体装置
801 アンテナ回路
802 信号処理回路
803 蓄電装置
820 電源部
821 整流回路
822 充電制御回路
823 放電制御回路
824 スイッチ制御回路
830 ロジック部
831 復調回路
832 アンプ
833 論理回路
834 制御レジスタ
835 CPUIF
836 SRAM
837 マスクROM
838 CPU
839 論理回路
840 アンプ
841 変調回路
842 アンテナ
843 共振回路
204a SRAM
204b SRAM
2300 半導体基板
2301 素子分離用絶縁膜
2302 素子形成領域
2303 素子形成領域
2304 pウェル
2305 絶縁膜
2307 導電膜
2308 導電膜
2309 ゲート電極
2310 ゲート電極
2311 マスク
2312 不純物領域
2313 チャネル形成領域
2314 マスク
2315 不純物領域
2316 チャネル形成領域
2317 絶縁膜
2318 導電膜
2324 層間膜
2325 配線
2326 導電膜
822a レギュレータ
822b スイッチ
823a レギュレータ
823b スイッチ
Claims (1)
- SRAMと、
前記SRAMからデータを読み出す中央処理装置と、
アンテナ回路が受信する電力を蓄えることができる無線蓄電手段と、を有し、
前記無線蓄電手段から前記SRAMに前記電力が供給されることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013077332A JP2013131252A (ja) | 2006-12-07 | 2013-04-03 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006330177 | 2006-12-07 | ||
JP2006330177 | 2006-12-07 | ||
JP2013077332A JP2013131252A (ja) | 2006-12-07 | 2013-04-03 | 半導体装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007302541A Division JP2008165744A (ja) | 2006-12-07 | 2007-11-22 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013131252A true JP2013131252A (ja) | 2013-07-04 |
Family
ID=39497309
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007302541A Withdrawn JP2008165744A (ja) | 2006-12-07 | 2007-11-22 | 半導体装置 |
JP2013077332A Withdrawn JP2013131252A (ja) | 2006-12-07 | 2013-04-03 | 半導体装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007302541A Withdrawn JP2008165744A (ja) | 2006-12-07 | 2007-11-22 | 半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8487745B2 (ja) |
JP (2) | JP2008165744A (ja) |
CN (2) | CN102842050B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2021161565A1 (ja) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5100355B2 (ja) | 2006-12-22 | 2012-12-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 温度制御装置 |
JP5312810B2 (ja) * | 2007-01-19 | 2013-10-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 充電装置 |
JP2009087928A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
WO2010019577A1 (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | Infinite Power Solutions, Inc. | Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof |
US8525019B2 (en) * | 2010-07-01 | 2013-09-03 | Primestar Solar, Inc. | Thin film article and method for forming a reduced conductive area in transparent conductive films for photovoltaic modules |
CN103870261B (zh) * | 2012-12-14 | 2017-03-29 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Sram天线信息文件的生成方法 |
US9705363B2 (en) | 2013-06-14 | 2017-07-11 | Renesas Electronics Corporation | Communication control device and mounting board |
KR102565276B1 (ko) | 2016-11-16 | 2023-08-09 | 삼성전자주식회사 | 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6274189A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Toshiba Corp | 情報媒体 |
JPS63266698A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Ltd | マイクロコンピユ−タ |
JPH021090A (ja) * | 1988-02-03 | 1990-01-05 | Hitachi Maxell Ltd | Icカード及びその動作プログラム書込み方法 |
JPH02104421U (ja) * | 1989-01-27 | 1990-08-20 | ||
JPH03240127A (ja) * | 1990-02-17 | 1991-10-25 | Hitachi Maxell Ltd | プログラム制御システム |
JPH0495187A (ja) * | 1990-08-07 | 1992-03-27 | Canon Inc | Icカード |
JPH05347572A (ja) * | 1986-04-22 | 1993-12-27 | Nederland Appar Fab Nedap:Nv | 電磁式識別方法 |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5732144A (en) | 1980-08-06 | 1982-02-20 | Nippon Gakki Seizo Kk | Energy and/or data transmitter and receiver |
JP2811679B2 (ja) | 1988-08-24 | 1998-10-15 | ソニー株式会社 | メモリカードの使用方法 |
JPH02104421A (ja) | 1988-10-12 | 1990-04-17 | Kawasaki Steel Corp | 準安定オーステナイト系ステンレス鋼の温間スピニング加工方法 |
JPH0496891A (ja) | 1990-08-13 | 1992-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | メモリーカード |
JPH0696301A (ja) | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Sokkia Co Ltd | Icカード |
JPH0757067A (ja) | 1993-08-18 | 1995-03-03 | Toshiba Corp | 無線式情報媒体および無線式情報媒体システム |
JPH10307898A (ja) | 1997-05-09 | 1998-11-17 | Toppan Printing Co Ltd | 充電式非接触icカードシステム |
CA2268180C (en) * | 1997-08-08 | 2008-01-22 | Sega Enterprises, Ltd. | Memory device, controller and electronic device |
JP2001005928A (ja) * | 1999-06-17 | 2001-01-12 | Hitachi Maxell Ltd | Icカード |
US20020152044A1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-10-17 | Matrics, Inc. | Method, system, and apparatus for remote timing calibration of a RFID tag population |
JP2003070187A (ja) | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Toshiba Eng Co Ltd | 非接触データキャリア装置並びに内蔵二次電池の充電方法 |
JP4778660B2 (ja) * | 2001-11-27 | 2011-09-21 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US7564340B2 (en) * | 2002-10-09 | 2009-07-21 | Inside Contactless | RFID-UHF integrated circuit |
JP2004303174A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Seiko Epson Corp | 非接触タグ用の電子回路及び非接触タグ |
US6914447B2 (en) * | 2003-04-23 | 2005-07-05 | Texas Instruments Incorporated | High activity, spatially distributed radiation source for accurately simulating semiconductor device radiation environments |
US7248165B2 (en) * | 2003-09-09 | 2007-07-24 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for multiple frequency RFID tag architecture |
CN1529182A (zh) * | 2003-10-01 | 2004-09-15 | 复旦大学 | 有源射频识别标签卡电池的电量识别与充电方法 |
US7130234B2 (en) | 2003-12-12 | 2006-10-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US7332815B2 (en) * | 2003-12-12 | 2008-02-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP4689260B2 (ja) | 2003-12-19 | 2011-05-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、ラベル又はタグ |
US7405665B2 (en) * | 2003-12-19 | 2008-07-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, RFID tag and label-like object |
JP2005191961A (ja) | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Sharp Corp | 非接触型icカード、電子情報機器、携帯型電子情報機器、開放型システム、消費電力制御方法、制御プログラムおよび可読記録媒体 |
US7348875B2 (en) * | 2004-05-04 | 2008-03-25 | Battelle Memorial Institute | Semi-passive radio frequency identification (RFID) tag with active beacon |
JP4611093B2 (ja) | 2004-05-12 | 2011-01-12 | セイコーインスツル株式会社 | 電波発電回路 |
JP2006004015A (ja) | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Ts Photon:Kk | バッテリーレス型プログラム制御可能な論理回路付きrfid応答器 |
WO2006059269A2 (en) * | 2004-12-01 | 2006-06-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic device having logic circuitry and method for designing logic circuitry |
KR100732277B1 (ko) * | 2005-05-30 | 2007-06-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 rfid에서의 변/복조 장치 |
US7881693B2 (en) * | 2006-10-17 | 2011-02-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
WO2008126690A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-23 | Kabushiki Kaisha Asahi Rubber | 電磁波シールドシート及びrfidプレート |
US8836512B2 (en) * | 2008-07-28 | 2014-09-16 | Symbol Technologies, Inc. | Self tuning RFID |
-
2007
- 2007-11-22 JP JP2007302541A patent/JP2008165744A/ja not_active Withdrawn
- 2007-11-30 US US11/948,602 patent/US8487745B2/en active Active
- 2007-12-07 CN CN201210096091.4A patent/CN102842050B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-12-07 CN CN2007101989285A patent/CN101197009B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-04-03 JP JP2013077332A patent/JP2013131252A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6274189A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Toshiba Corp | 情報媒体 |
JPH05347572A (ja) * | 1986-04-22 | 1993-12-27 | Nederland Appar Fab Nedap:Nv | 電磁式識別方法 |
JPS63266698A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Ltd | マイクロコンピユ−タ |
JPH021090A (ja) * | 1988-02-03 | 1990-01-05 | Hitachi Maxell Ltd | Icカード及びその動作プログラム書込み方法 |
JPH02104421U (ja) * | 1989-01-27 | 1990-08-20 | ||
JPH03240127A (ja) * | 1990-02-17 | 1991-10-25 | Hitachi Maxell Ltd | プログラム制御システム |
JPH0495187A (ja) * | 1990-08-07 | 1992-03-27 | Canon Inc | Icカード |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2021161565A1 (ja) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 | ||
WO2021161565A1 (ja) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 | 株式会社村田製作所 | Icカード及びicカードシステム |
US11995499B2 (en) | 2020-02-13 | 2024-05-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | IC card and IC card system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102842050A (zh) | 2012-12-26 |
CN101197009B (zh) | 2012-06-13 |
CN102842050B (zh) | 2015-12-16 |
CN101197009A (zh) | 2008-06-11 |
US8487745B2 (en) | 2013-07-16 |
US20080136604A1 (en) | 2008-06-12 |
JP2008165744A (ja) | 2008-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5041984B2 (ja) | 整流回路、電源回路及び半導体装置 | |
JP2013131252A (ja) | 半導体装置 | |
JP5731040B2 (ja) | 半導体装置 | |
US9965713B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4994216B2 (ja) | 半導体装置 | |
US8111567B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5470054B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5604071B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5312810B2 (ja) | 充電装置 | |
US8570151B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2008218989A (ja) | 半導体装置 | |
JP5138327B2 (ja) | 整流回路及び該整流回路を用いた半導体装置 | |
US8198936B2 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130430 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130430 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131211 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140317 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140701 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20140923 |