JP6580773B2 - 装置 - Google Patents
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Description
クロミック材料を利用して、該無線信号の電波強度に応じて色目を変化する電波強度測定
装置並びに当該電波強度測定装置を用いた電波強度検出器及び遊戯機器に関する。
が普及し、軍事、医療、通信、教育、商取引などあらゆる分野において利用されている。
電波を通信媒体として利用する無線通信は、時間と距離を克服して即時に情報を伝達でき
るという電波の特性を最大限に生かしたものであり、現代社会においては重要な生活・産
業基盤の一つとして位置づけられている。
間を伝わっていく波である。電波が目に見えないことから、電波利用施設及び無線機器か
ら放射されている電波が、人体に影響を及ぼすのではないかという懸念が広がっており、
電波を発信する装置からの該電波の電波強度を簡便に測定し表示する装置が望まれている
。
と、整流回路と、ランプとを接続し、ランプの光度によって電波強度を測定する電波検出
装置が提案されている。また、特許文献2では、アンテナと、蓄電手段と、報知手段とを
接続し、前記蓄電手段によって、前記報知手段を駆動することで電波強度を測定する電磁
波モニター装置が提案されている。
用いて説明する。
導信号に変換し、前記誘導信号を整流回路3811に入力する。整流回路3811は前記
誘導信号を整流し、ランプ3812に電力を供給する。即ち、受信電波3820の強度に
比例した大きさの電力がランプに供給されるため、点灯するランプの光度に電波の強さが
現れる。
電灯、液晶表示器を利用する構成について開示されている。
ってランプを点灯するために十分な電力を確保することが難しく、前記微弱な電波を測定
出来ないという問題があった。また特許文献2の電磁波モニター装置においては、微弱な
電波を測定して報知手段である発光ダイオード、放電灯、液晶表示器を駆動するための電
力の確保をすることができても、太陽光下など環境光が非常に強いときには、報知手段の
点灯を視認しづらいという問題があった。
ときであっても表示部の視認性を向上させることのできる電波強度測定装置を提案するこ
とを課題とする。
電源としてバッテリーを設ける。そして該電波強度測定装置を駆動するための電源は、受
信した電波から作り出してバッテリーへの充電を行う。前記受信した電波から得られた信
号の電位が、前記バッテリーの出力電位より大きいときには、その電力をバッテリーに蓄
え、前記受信した電波から得られた信号の電位が、前記バッテリーの出力電位より小さい
ときには、前記バッテリーの発生電力を、該電波強度測定装置を駆動する電源として用い
ることを特徴とする。
ック材料(示温材料ともいう)またはエレクトロクロミック材料(EC材料ともいう)を
使用することを特徴とし、当該クロミック材料の色を変化させる手段として、抵抗素子ま
たは電圧印加端子を設けることを特徴とする。
、前記誘導信号を整流して直流信号を出力する整流回路と、前記直流信号により充電を行
うバッテリーと、前記直流信号の電位とバッテリーの出力電位とを比較する制御回路と、
前記直流信号を増幅するアンプ回路と、前記アンプ回路によって増幅された前記直流信号
によって動作する表示素子と、を有し、前記制御回路は、前記直流信号の電位が前記バッ
テリーの出力電位より大きいときに前記直流信号により前記バッテリーを充電し、前記直
流信号の電位が前記バッテリーの出力電位より小さいときに前記バッテリーの電力を、前
記アンプ回路を駆動する電源として用いることを特徴とする。
ンテナと、前記誘導信号を整流して直流信号を出力する整流回路と、前記直流信号により
充電を行うバッテリーと、前記直流信号の電位とバッテリーの出力電位とを比較する制御
回路と、前記直流信号を増幅するアンプ回路と、前記アンプ回路によって増幅された前記
直流信号によって動作する表示素子と、を有し、前記制御回路は、前記直流信号の電位が
前記バッテリーの出力電位より大きいときに前記直流信号により前記バッテリーを充電し
、前記直流信号の電位が前記バッテリーの出力電位より小さいときに前記バッテリーの電
力を、前記アンプ回路を駆動する電源として用い、前記表示素子は、前記アンプ回路によ
って増幅された直流信号の大きさに応じて、色目が変化することを特徴とする。
ンテナと、前記誘導信号を整流して直流信号を出力する整流回路と、前記直流信号により
充電を行うバッテリーと、前記直流信号の電位とバッテリーの出力電位とを比較する制御
回路と、前記直流信号を増幅するアンプ回路と、前記アンプ回路によって増幅された前記
直流信号によって動作する表示素子と、を有し、前記制御回路は、前記直流信号の電位が
前記バッテリーの出力電位より大きいときに前記直流信号により前記バッテリーを充電し
、前記直流信号の電位が前記バッテリーの出力電位より小さいときに前記バッテリーの電
力を、前記アンプ回路を駆動する電源として用い、前記表示素子は、抵抗発熱体及びサー
モクロミック素子で構成されていることを特徴とする。
ンテナと、前記誘導信号を整流して直流信号を出力する整流回路と、前記直流信号により
充電を行うバッテリーと、前記直流信号の電位とバッテリーの出力電位とを比較する制御
回路と、前記直流信号を増幅するアンプ回路と、前記アンプ回路によって増幅された前記
直流信号によって動作する表示素子と、を有し、前記制御回路は、前記直流信号の電位が
前記バッテリーの出力電位より大きいときに前記直流信号により前記バッテリーを充電し
、前記直流信号の電位が前記バッテリーの出力電位より小さいときに前記バッテリーの電
力を、前記アンプ回路を駆動する電源として用い、前記表示素子は、抵抗発熱体及びサー
モクロミック素子で構成されており、前記アンプ回路によって増幅された直流信号の大き
さに応じて、色目が変化することを特徴とする。
とを特徴とする。
ンテナと、前記誘導信号を整流して直流信号を出力する整流回路と、前記直流信号により
充電を行うバッテリーと、前記直流信号の電位とバッテリーの出力電位とを比較する制御
回路と、前記直流信号を増幅するアンプ回路と、前記アンプ回路によって増幅された前記
直流信号によって動作する表示素子と、を有し、前記制御回路は、前記直流信号の電位が
前記バッテリーの出力電位より大きいときに前記直流信号により前記バッテリーを充電し
、前記直流信号の電位が前記バッテリーの出力電位より小さいときに前記バッテリーの電
力を、前記アンプ回路を駆動する電源として用い、前記表示素子は、電圧印加素子及びエ
レクトロクロミック素子で構成されていることを特徴とする。
ンテナと、前記誘導信号を整流して直流信号を出力する整流回路と、前記直流信号により
充電を行うバッテリーと、前記直流信号の電位とバッテリーの出力電位とを比較する制御
回路と、前記直流信号を増幅するアンプ回路と、前記アンプ回路によって増幅された前記
直流信号によって動作する表示素子と、を有し、前記制御回路は、前記直流信号の電位が
前記バッテリーの出力電位より大きいときに前記直流信号により前記バッテリーを充電し
、前記直流信号の電位が前記バッテリーの出力電位より小さいときに前記バッテリーの電
力を、前記アンプ回路を駆動する電源として用い、前記表示素子は、電圧印加素子及びエ
レクトロクロミック素子で構成されており、前記アンプ回路によって増幅された直流信号
の大きさに応じて、色目が変化することを特徴とする。
徴とする。
ン電池、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、またはコンデンサーのいずれかであることを特徴とする
。
で電波の検出を行うことを特徴とする。
発信器とを用い、前記電波発信器が発信する電波を用いて、前記板状電波強度検出器の色
目を変化させることを特徴とする。
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。
することができる。さらに本発明は、太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、
視認性にすぐれた電波強度測定装置を提供することができる。
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。したがって、
本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、共通の符号は、同一部分又は同様な機能を有する部分を示してお
り、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
置100は、アンテナ110、整流回路111、制御回路112、バッテリー113、ア
ンプ回路114、及び表示素子115を有する。なお、説明を簡略化するために、整流回
路111、制御回路112、及びアンプ回路114を合わせて信号処理回路120とする
。
図について示す。図2において、アンテナ110で受信した電波は誘導信号に変換され、
整流回路111に入力される。整流回路111は誘導信号を直流信号に変換して出力する
。また、図2において、整流回路111より出力される直流信号は制御回路112を介し
てバッテリー113に入力される。なお、整流回路111で直流信号の一部は、アンプ回
路114で増幅され、表示素子115に入力される。表示素子115は、アンプ回路11
4で増幅された直流信号に応じて色目を変化させる。
びコンデンサー505を有し、アンテナ110で受信した誘導信号をダイオード503及
びダイオード504によって半波整流し、コンデンサー505によって平滑化する。そし
て、整流回路111から出力される半波整流及び平滑化された直流信号は、制御回路11
2に供給される。
圧比較回路601、スイッチ602、及びスイッチ603を有している。
流信号の電位とを比較する。整流回路111から出力される直流信号の電位がバッテリー
113の出力電位よりも十分に高いときには、電圧比較回路601はスイッチ602をオ
ンにし、スイッチ603をオフにする。すると、整流回路111からダイオード604と
スイッチ602を介してバッテリー113に電流が流れる。一方、整流回路111から出
力される直流信号の電位がバッテリー113の出力電位と比較して十分な高さでなくなる
と、電圧比較回路601はスイッチ602をオフにし、スイッチ603をオンにする。こ
のとき、整流回路111から出力された直流信号の電位がバッテリー113の出力電位よ
り高ければ、ダイオード605には電流が流れないが、整流回路111から出力された直
流信号の電位がバッテリー113の出力電位より低ければ、バッテリー113からスイッ
チ603とダイオード605を介してアンプ回路114に電流が流れる。
MOSトランジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、
ショットキーダイオード、MIM(Metal Insulator Metal)ダイ
オード、MIS(Metal Insulator Semiconductor)ダイ
オード、ダイオード接続のトランジスタなど)、サイリスタなどを用いることが出来る。
または、これらを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることができる。
で抵抗分割し、整流回路111から出力される電圧を抵抗703と抵抗704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705に入力している。コンパレーター
705の出力にはインバータ形式のバッファ706及びバッファ707を直列に接続する
。そして、バッファ706の出力をスイッチ603の制御端子に入力し、バッファ707
の出力をスイッチ602の制御端子に入力し、図6のスイッチ602及びスイッチ603
のオンオフを制御する。なお、スイッチ602及びスイッチ603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。
テリー113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602をオンにし、スイッチ603をオフにするかを制御することができる
。同様にバッテリー113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
け低くなったら、スイッチ602をオフにし、スイッチ603をオンにするかを制御する
ことができる。
形1001は、図6において抵抗701と抵抗702によって抵抗分割された後の電位の
変化である。第2の波形1002は、図6において抵抗703と抵抗704によって抵抗
分割された後の電位の変化である。図6において第1の信号1010は、コンパレーター
705が出力し、バッファ706に入力される制御信号である。第2の信号1011は、
図6においてバッファ706が出力し、スイッチ603の制御端子に入力される制御信号
である。第3の信号1012は、図6においてバッファ707が出力し、スイッチ602
の制御端子に入力される制御信号である。なお、説明を容易にするために、アンテナ11
0から整流回路111に入力される整流前の信号を整流前波形1020(誘導信号の波形
)として示す。
、即ち整流前の信号である整流前波形1020の振幅が大きいときに、第1の信号101
0は高電位レベル(以下、Hと略記する)、第2の信号1011は低電位レベル(以下、
Lと略記する)、第3の信号1012はHとなる。従って、第2の信号1011のLを入
力されたスイッチ603はオフに、第3の信号1012のHを入力されたスイッチ602
はオンになるため、図10のようにバッテリー113へ充電が行われる。前記期間を充電
期間1030とし、この期間にアンプ回路114は、整流回路111から出力された電力
を使用する。
、即ち整流前の信号である整流前波形1020の振幅が小さいときに、第1の信号101
0はL、第2の信号1011はH、第3の信号1012はLとなる。従って、第2の信号
1011のHを入力されたスイッチ603はオンに、第3の信号1012のLを入力され
たスイッチ602はオフになるため、図11のようにバッテリー113から放電が行われ
る。前記期間を放電期間1031とする。この期間にアンプ回路114は、バッテリー1
13から出力された電力を使用する。
、電力の供給を受けることが出来る。
ド電池、有機ラジカル電池などの二次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。
積されることである。具体的に二次電池で言えば、充電とは、バッテリー113に入力さ
れた電気エネルギーを化学エネルギーへ変換して蓄積することをいう。一方、放電とはバ
ッテリー113内の化学エネルギーを電気エネルギーへ変換して電力を放出することであ
る。
ては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボ
ンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電気二重層コンデンサーを用い
ることが好適である。コンデンサーは電池に較べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易
である。電気二重層コンデンサーは蓄電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さ
く、急速充電特性にも優れているため好適である。
ム現象を呈する材料を含む素子が使用可能であるが、これには限定されない。
1の波形1201は、図2における整流回路111において整流され、アンプ回路114
へ入力する直流信号の電位の変化である。第2の波形1202は、図2における制御回路
112から出力され、アンプ回路114へ電源として入力される信号の電位の変化である
。なお、第2の波形1202は、図9における第2の波形1002と同じである。第3の
波形1203は、図2におけるアンプ回路114に入力された第1の波形1201をアン
プ回路114が増幅して出力し、表示素子115へ入力する電圧の電位の変化である。な
お、説明を容易にするために、アンテナ110から整流回路111に入力される整流前の
信号を整流前波形1220(誘導信号の波形)として示す。また、整流前波形1220が
小さい期間を弱電波期間1221、整流前波形1220が大きい期間を強電波期間122
2とし、表示素子115の最低動作電圧を1223として示す。なお、最低動作電圧とは
、表示素子115が人間の眼にわかる程度の色目の変化を起こす最小の電圧のことである
。
のように増幅される。また、強電波期間1222のときも同様に第1の波形1201は第
3の波形1203のように増幅される。このとき、第1の波形1201から第3の波形へ
の増加比率(V2/V1)を増幅率という。なお、アンプ回路114は増幅後の第3の波
形が、最低動作電圧1223を超える増幅率を備えていれば良い。
も、動作することが出来る。
811、バッテリー812、及び表示素子813を有している。アンテナ810は接続端
子820及び接続端子821を備えている。アンテナ810は、接続端子820及び接続
端子821のそれぞれが信号処理回路811と接続されている。
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。
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811を形成し、その後、別の基板に信号処理回路811を移動させて、別の
基板上に配置するようにしてもよい。
401上の信号処理回路402の周りに一面のアンテナ403を配置しても良い。また、
図3(b)のように基板401上の信号処理回路402の周りに細いアンテナ403を配
置しても良い。また、図3(c)のように高周波の電磁波を受信するための形状をとって
もよい。また、図3(d)のように180度無指向性の形状をとってもよい。また、図3
(e)のように棒状に長く伸ばした形状をとってもよい。また、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
の形状をとってもよい。
記載されていないが本発明の実施の形態1に係る電波強度測定装置には、バッテリー、表
示素子が設けられる。
ていてもよいし、信号処理回路811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810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810を信号処理回路811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810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810を形成
してもよい。アンテナ810を信号処理回路811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810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810を形成するとよい。
れない。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。
45GHzの場合、半波長ダイポールアンテナを設けるなら約60mm(1/2波長)、
モノポールアンテナを設けるなら約30mm(1/4波長)の長さとするとよい。
テナ形状がループアンテナのとき、図8に示すように、アンテナ110を構成するアンテ
ナコイル901と、コンデンサー902とにより共振回路を形成していてもよい。
層して設ける構成としているが、外付けのアンテナとして設けられるものであっても良い
。なお、図7(a)に示すようにアンテナ810を信号処理回路811と共に同じ基板8
01上に積層して設ける場合には、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。
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、本発明の第1の実施の形態に係る電波強度測定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812を信号処理回路811が形
成された基板上に形成してもよいし、アンテナ810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811やアンテナ810が形成された基板上にバッテリー812
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81
2とすることができる。
ム現象を呈する材料を含む素子が使用可能であるが、これには限定されない。特に、サー
モクロミック材料を含む素子(サーモクロミック素子ともいう)としては、サーモトロピ
ック液晶(サーモクロミック液晶ともいう)、中でもコレステリック液晶を含むものが好
ましく、前記コレステリック液晶は、コレステリルオレイルカーボネート、コレステリル
ノナノエート、コレステリルベンゾエートを含むものであってもよい。また、前記エレク
トロクロミック材料を含む素子(エレクトロクロミック素子ともいう)としては、酸化タ
ングステンなどの金属酸化物および関連化合物を含むものであってもよい。
ものに限られない。たとえば、図7(b)には、アンテナ810とバッテリー812との
間に信号処理回路811が配置されている構成を示しているが、アンテナ810と信号処
理回路811との間にバッテリー812が配置されていてもよいし、バッテリー812と
信号処理回路811との間にアンテナ810が配置されていてもよい。また、アンテナ8
10とバッテリー812と信号処理回路811との面積比も図7の例に限られるものでは
ない。つまり、本発明の実施の形態に係る電波強度測定装置は、断面から層別に見たとき
に、アンテナ810とバッテリー812と信号処理回路811との位置関係は限定されな
い。また、アンテナ810と信号処理回路811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810と信号処理回路811とバッテリー812とが同じ基板上に形
成されていてもよい。なお、表示素子813は視認性を良くするため最も上層に配置し、
広い面積をとること好ましい。
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、電波強度測定装置を動作させ電波
強度の測定を行うことができる。つまり、弱い信号でも電波強度の測定が可能であるので
、電波強度測定装置の感度向上、及び安定した測定を行うことができる。
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)
説明する。
基板2501上に抵抗発熱体2502、サーモクロミック材料2503、透明基板250
4、接続端子2510、接続端子2511を備えている。接続端子2510または接続端
子2511のいずれか一方は電源端子へ接続される。たとえば、実施の形態1におけるア
ンプ回路114へ接続される。なお、接続端子2510または接続端子2511のうち、
電源端子に接続されていない一方は、GND端子へ接続する。
ない。たとえば、図13には抵抗発熱体2502の上層にサーモクロミック材料2503
が配置されているが、サーモクロミック材料2503の上層に抵抗発熱体2502が配置
されていてもよい。また、抵抗発熱体2502とサーモクロミック材料2503の形状や
面積は、図13に示すものに限られない。たとえば、くし型や凹凸形の形状をとっても良
い。なお、抵抗発熱体2502とサーモクロミック材料2503は、熱伝達効率を高める
ために、より広い面積で接することが好ましい。
から抵抗発熱体に供給される電力量に応じて発熱量を変化させる。なお、本実施形態にお
ける抵抗発熱体の材料としては、様々な物質を適用できる。よって適用可能な抵抗発熱体
の材料の種類に限定は無い。
を指す。サーモクロミズム現象とは、該材料の色が熱刺激によって可逆的に変化する現象
のことである。したがって、抵抗発熱体2502から供給される熱量によって色目が変わ
る。即ち、当該表示素子に接続端子を介して供給される電力量に応じて色目が変わる。な
お、本実施形態における表示素子に含まれるサーモクロミック材料としては、様々な物質
を適用できる。よって適用可能なサーモクロミック材料の種類に限定は無い。
てらせんのねじれ具合を変化するという特徴を持つ。コレステリック液晶が、コレステリ
ック液晶を構成する分子構造と、コレステリック液晶が分子構造の変化によって色を変化
させる原理について、図14及び図15を用いて説明する。
にコレステリル基2101が結合し、かつもう一方に直鎖炭化水素基であるオレイル基2
102を有する分子が結合したコレステリルオレイルカーボネートを含むことが好ましい
。図14(a)には、コレステリル基2101に、カルボネート基2100及びオレイル
基2102が結合した化合物であるコレステリルオレイルカーボネートを示したが、カル
ボネート基2100及びオレイル基2102の代わりに図14(b)に示したベンゾエー
ト基2103がコレステリル基2101に結合した化合物であるコレステリルベンゾエー
トや、カルボネート基2100及びオレイル基2102の代わりに図14(c)に示した
ノナノエート基2104がコレステリル基2101に結合した化合物であるコレステリル
ノナノエートでも良い。コレステリルオレイルカーボネート、コレステリルノナノエート
、及びコレステリルベンゾエートの異なる直鎖炭化水素基によって構成された液晶分子の
混合比率を変化させることで、コレステリック液晶の色を変えることが出来る。
特性を持つ。この反射特性は、らせんのねじれ具合によって変化する。たとえば、周期P
を持つコレステリック液晶分子は、入射した光に含まれる波長の中で、λ=n(コレステ
リック液晶分子の屈折率)×Pにあたる波長のみを選択的に反射する。たとえば、図15
(a)の液晶分子2002は、透光電極2000と遮光基板2001の距離d間において
、1/4周期に相当するねじれをもつため、入射光2003に含まれる波長のλ=n×P
=n×4dにあたる波長のみを選択的に反射する。また、図15(b)の液晶分子200
2は、距離d間において、3/4周期に相当するねじれをもつため、入射光2003に含
まれる波長のλ=n×P=n×4/3dにあたる波長のみを選択的に反射する。
反射光2004と図15(b)の反射光2004は、波長が異なるため、違う色として認
識される。
の波長を透過する基板であればより好ましい。また、図15の遮光基板は、人間の眼で黒
色に見える基板であればよい。すべての波長を吸収する基板であればより好ましい。
示す。遮光基板2201上に下地層2202を介して配線2203aと配線2203bが
設けられている。配線2203aと配線2203bは、それぞれ層間絶縁膜2204と絶
縁膜2205に開けられたコンタクト開口部2206とコンタクト開口部2207で抵抗
発熱体2229と接続されている。抵抗発熱体2229は、コンタクト開口部2206と
コンタクト開口部2207の間で流れる電流によって発熱し、サーモクロミック材料22
11を加熱する。なお、配線2203aと配線2203bは、それぞれ図13中の接続端
子に接続されている。
01と、透明基板2214の間には、サーモクロミック材料2211が設けられている。
遮光基板2201と、透明基板2214との間隔は、スペーサ2210によって保持され
ている。遮光基板2201と透明基板2214の間にサーモクロミック材料2211が設
けられた後、遮光基板2201と、透明基板2214とはシール材2220によって固定
される。なお、遮光基板2201と、透明基板2214との間隔はより狭いほうが注入さ
れるサーモクロミック材料2211が少量で済み、且つ加熱されるサーモクロミック材料
2211の熱容量が小さくなり、すばやい色の変化が可能となるため好ましい。
2211に供給される熱量が変化することで、サーモクロミック材料2212の状態が変
化し、入射光2230に対して、反射光2231の色合いが変わる。
面を参照して説明する。本実施例においては、電波強度測定装置におけるアンテナと信号
処理回路を同一基板上に薄膜トランジスタを用いて設ける構成について説明する。なお、
基板上に一度にアンテナ、信号処理回路を形成することで、小型化を図ることができるた
め好適である。また、信号処理回路におけるバッテリーとしては薄膜の二次電池を用いた
例について説明する。もちろん、二次電池の他に電気二重層コンデンサー等のコンデンサ
ーで設けた構成とすることもできる。
下地膜として機能する絶縁膜1304と半導体膜1305(例えば、非晶質珪素を含む膜
)を積層して形成する(図17(A)参照)。なお、絶縁膜1302、剥離層1303、
絶縁膜1304および半導体膜1305は、連続して形成することができる。
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レート(PET)、ポリエチレンナフタレート
(PEN)、ポリエーテルサルフォン(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1303は、絶縁膜1302を介して基板1301の
全面に設けているが、必要に応じて、基板1301の全面に剥離層を設けた後に、フォト
リソグラフィ法により選択的に設けてもよい。
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1
302、1304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1302は、基板1301から剥離層1303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1304は
基板1301、剥離層1303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
1302、1304を形成することによって、基板1301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1303から剥離層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1301として石英を用
いるような場合には絶縁膜1302、1304を省略してもよい。
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元素を主成分とする合金材
料若しくは化合物材料からなる膜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、酸素雰囲気下また
はN2O雰囲気下におけるプラズマ処理、もしくは酸素雰囲気下または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、例えば上述した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。
り、25〜200nm(好ましくは30〜150nm)の厚さで形成する。
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1305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1305a〜1305fを形成し、当該半導体膜1305a〜1305fを覆
うようにゲート絶縁膜1306を形成する(図17(B)参照)。
シリコン、酸化窒化シリコン(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化シリコン(Si
NxOy)(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130
6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。
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1305a〜1305f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。
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(Mg2S
iO4)、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、H
o、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
のを用いることができる。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(532
nm)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、GdVO
4、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdV
O4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T
i: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。
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、半導体膜の表面を酸化又は窒化すること
ができる。
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。
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。
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1305a
〜1305f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、上記ゲート絶縁層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。
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。
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1305a〜1305fの上
方にゲート電極1307を形成する。ここでは、ゲート電極1307として、第1の導電
膜1307aと第2の導電膜1307bの積層構造で設けた例を示している。
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1305a〜1305fに選択的に導入し、n型を示す不純物領域
1308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1305c、
1305eに導入し、p型を示す不純物領域1309を形成する(図17(C)参照)。
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1307の側面に接する絶縁膜1310(サイドウォールともよ
ばれる)を形成する。絶縁膜1310は、LDD(Lightly Doped dra
in)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。
307および絶縁膜1310をマスクとして用いて、半導体膜1305a、1305b、
1305d、1305f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1311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1305a
、1305b、1305d、1305fに選択的に導入し、不純物領域1308より高濃
度のn型を示す不純物領域1311を形成する。
、1300fとpチャネル型薄膜トランジスタ1300c、1300eが形成される(図
17(D)参照)。
05aの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極1307及び絶縁膜1310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1311が形成され
、絶縁膜1310と重なる領域であってチャネル形成領域と不純物領域1311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
1300b、1300d、1300f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1311が形成されている。
05cの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極1307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1309が形成されている。また、pチ
ャネル型薄膜トランジスタ1300eも同様にチャネル形成領域及び不純物領域1309
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1300c、130
0e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にLDD領域を設けない構成としてもよ
い。
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1300a〜1300fの
ソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域1309、1311と電気的に接続す
る導電膜1313を形成する(図18(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1312aとして窒化酸化珪素膜で形成し、2層目の絶縁膜13
12bとして酸化窒化珪素膜で形成する。また、導電膜1313は、薄膜トランジスタ1
300a〜1300fのソース電極又はドレイン電極を形成しうる。
b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。
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
ジム(Nd)、炭素(C)、シリコン(Si)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1313は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン(Al−S
i)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1313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。
、薄膜トランジスタ1300a、1300fのソース電極又はドレイン電極を形成する導
電膜1313とそれぞれ電気的に接続する導電膜1315a、1315bを形成する。ま
た、薄膜トランジスタ1300b、1300eのソース電極又はドレイン電極を形成する
導電膜1313とそれぞれ電気的に接続する導電膜1316を形成する。なお、導電膜1
315a、1315bと導電膜1316は同一の材料で同時に形成してもよい。導電膜1
315a、1315bと導電膜1316は、上述した導電膜1313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。
ように形成する(図18(B)参照)。
SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxO
y)(x>y>0)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
。
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。
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。はんだや鉛フリーの
はんだは、低コストであるといった利点を有している。
含まれる二次電池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1317を形成する際に、導電膜1315a、1315bに電気的に接続す
るように別途導電膜を形成し、当該導電膜を二次電池に接続する配線として利用してもよ
い。
00a〜1300f、導電膜1317等を含む層(以下、「素子形成層1319」と記す
)を基板1301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1300a〜1300fを避けた領域に開口部を形成後(図
18(C)参照)、物理的な力を用いて基板1301から素子形成層1319を剥離する
ことができる。また、基板1301から素子形成層1319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1303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1319は、基板1301から剥離された状態となる。なお、剥離層1303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13
03の除去を行った後にも、基板1301上に素子形成層1319を保持しておくことが
可能となる。また、素子形成層1319が剥離された基板1301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。
SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(SiNxO
y)(x>y>0)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。
該素子形成層1319の一方の面(絶縁膜1318の露出した面)に第1のシート材13
20を貼り合わせた後、基板1301から素子形成層1319を剥離する(図19(A)
参照)。
21を貼り合わせた後、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13
21を貼り合わせる(図19(B)参照)。第1のシート材1320、第2のシート材1
321として、ホットメルトフィルム等を用いることができる。
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
ムに貼り付けたり、練り込んだり、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。
れるが、二次電池との接続は、基板1301から素子形成層1319を剥離する前(図1
8(B)又は図18(C)の段階)に行ってもよいし、基板1301から素子形成層13
19を剥離した後(図19(A)の段階)に行ってもよいし、素子形成層1319を第1
のシート材及び第2のシート材で封止した後(図19(B)の段階)に行ってもよい。以
下に、素子形成層1319と二次電池を接続して形成する一例を図20、図21を用いて
説明する。
a、1315bにそれぞれ電気的に接続する導電膜1331a、1331bを形成する。
続けて、導電膜1317、導電膜1331a、1331bを覆うように絶縁膜1318を
形成した後、導電膜1331a、1331bの表面が露出するように開口部1332a、
1332bを形成する。その後、レーザー光の照射により素子形成層1319に開口部を
形成した後に、当該素子形成層1319の一方の面(絶縁膜1318の露出した面)に第
1のシート材1320を貼り合わせた後、基板1301から素子形成層1319を剥離す
る(図20(A)参照)。
21を貼り合わせた後、素子形成層1319を第1のシート材1320から剥離する。従
って、ここでは第1のシート材1320として粘着力が弱いものを用いる。続けて、開口
部1332a、1332bを介して導電膜1331a、1331bとそれぞれ電気的に接
続する導電膜1334a、1334bを選択的に形成する(図20(B)参照)。
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。導電膜1334a、導電膜1334b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。
、1334bを形成する例を示しているが、導電膜1334a、1334bを形成した後
に基板1301から素子形成層1319の剥離を行ってもよい。
断する(図21(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。
おいては、バッテリーとしては薄膜の二次電池が用いられ、集電体薄膜、負極活物質層、
固体電解質層、正極活物質層、集電体薄膜の薄膜層が順次積層される。
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。導電膜1336a、導電膜1336b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。導電性材料としては、負極活物質と密着性がよく、抵抗が小さいことが求めら
れ、特にアルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどが好適である。
381を成膜する。一般には酸化バナジウム(V2O5)などが用いられる。次に負極活
物質層1381上に固体電解質層1382を成膜する。一般にはリン酸リチウム(Li3
PO4)などが用いられる。次に固体電解質層1382上に正極活物質層1383を成膜
する。一般にはマンガン酸リチウム(LiMn2O4)などが用いられる。コバルト酸リ
チウム(LiCoO2)やニッケル酸リチウム(LiNiO2)を用いても良い。次に正
極活物質層1383上に電極となる集電体薄膜1384を成膜する。集電体薄膜1384
は正極活物質層1383と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、
銅、ニッケル、バナジウムなどを用いることができる。
膜1384の各薄膜層はスパッタ技術を用いて形成しても良いし、蒸着技術を用いても良
い。それぞれの層の厚さは0.1μm〜3μmが望ましい。
クトホールを形成する。層間膜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。次に層間膜上に配線層1386を
形成し、導電膜1336bと接続することにより、二次電池の電気接続を確保する。
成した薄膜の二次電池1389の接続端子となる導電膜1336a、1336bとをそれ
ぞれ接続する。ここで、導電膜1334aと導電膜1336aとの接続、又は導電膜13
34bと導電膜1336bとの接続は、異方導電性フィルム(ACF(Anisotro
pic Conductive Film))や異方導電性ペースト(ACP(Anis
otropic 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1337に含まれる導電性粒子1338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。
構成に限定されない。例えば、ゲート電極が2個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と、チャネル領域が直列に接続されるような構成と
なるため、複数のトランジスタが直列に接続されたような構成となる。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
、飽和領域で動作する時に、ドレインとソース間電圧が変化しても、ドレインとソース間
電流があまり変化せず、フラットな特性にすることなどができる。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、電流値を大きくし、空乏層がで
きやすくなってS値をよくすることができる。チャネルの上下にゲート電極が配置される
と、複数のトランジスタが並列に接続されたような構成となる。
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、複数のチャネル領域が
並列または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。LD
D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、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。
強度測定装置に適用することができる。
面を参照して説明する。本実施例においては、電波強度測定装置におけるアンテナと信号
処理回路を同一基板上に設ける構成について説明する。なお、同一基板上に一度にアンテ
ナ、信号処理回路を単結晶基板にチャネル形成領域が形成されたトランジスタを用いて形
成する。単結晶基板に形成されたトランジスタとすることで、トランジスタ特性のばらつ
きが少ないトランジスタで電波強度測定装置を構成することができるため好適である。ま
た、信号処理回路におけるバッテリーとしては上記実施例1で説明した薄膜二次電池を用
いた例について説明する。
4、2306とも記す)を形成する(図22(A)参照)。半導体基板2300に設けら
れた領域2304、2306は、それぞれ絶縁膜2302(フィールド酸化膜ともいう)
によって分離されている。また、ここでは、半導体基板2300としてn型の導電型を有
する単結晶Si基板を用い、半導体基板2300の領域2306にpウェル2307を設
けた例を示している。
例えば、n型又はp型の導電型を有する単結晶Si基板、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 Oxyg
en)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。
tion of Silicon)法)又はトレンチ分離法等を適宜用いることができる
。
にp型の導電型を有する不純物元素を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。
ているため、領域2304には不純物元素の導入を行っていないが、n型を示す不純物元
素を導入することにより領域2304にnウェルを形成してもよい。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。一方、p型の導電型を
有する半導体基板を用いる場合には、領域2304にn型を示す不純物元素を導入してn
ウェルを形成し、領域2306には不純物元素の導入を行わない構成としてもよい。
る(図22(B)参照)。
域2304、2306の表面を酸化させることにより酸化珪素膜で絶縁膜2332、23
34を形成することができる。また、熱酸化法により酸化珪素膜を形成した後に、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ることにより、酸化珪素膜と酸素と窒
素を有する膜(酸窒化珪素膜)との積層構造で形成してもよい。
よい。例えば、半導体基板2300に設けられた領域2304、2306の表面に高密度
プラズマ処理により酸化処理又は窒化処理を行うことにより、絶縁膜2332、2334
として酸化珪素(SiOx)膜又は窒化珪素(SiNx)膜で形成することができる。ま
た、高密度プラズマ処理により領域2304、2306の表面に酸化処理を行った後に、
再度高密度プラズマ処理を行うことによって窒化処理を行ってもよい。この場合、領域2
304、2306の表面に接して酸化珪素膜が形成され、当該酸化珪素膜上に酸窒化珪素
膜が形成され、絶縁膜2332、2334は酸化珪素膜と酸窒化珪素膜とが積層された膜
となる。また、熱酸化法により領域2304、2306の表面に酸化珪素膜を形成した後
に高密度プラズマ処理により酸化処理又は窒化処理を行ってもよい。
34は、後に完成するトランジスタにおいてゲート絶縁膜として機能する。
に導電膜を形成する(図22(C)参照)。ここでは、導電膜として、導電膜2336と
導電膜2338を順に積層して形成した例を示している。もちろん、導電膜は、単層又は
3層以上の積層構造で形成してもよい。
Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ニ
オブ(Nb)等から選択された元素また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ことができる。また、これらの元素を窒化した金属窒化膜で形成す
ることもできる。他にも、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こともできる。
としてタングステンを用いて積層構造で設ける。また、他にも、導電膜2336として、
窒化タングステン、窒化モリブデン又は窒化チタンから選ばれた単層又は積層膜を用い、
導電膜2338として、タンタル、モリブデン、チタンから選ばれた単層又は積層膜を用
いることができる。
ことによって、領域2304、2306の上方の一部に導電膜2336、2338を残存
させ、それぞれゲート電極2340、2342を形成する(図23(A)参照)。
トマスク2348、ゲート電極2342をマスクとして領域2306に不純物元素を導入
することによって不純物領域を形成する(図23(B)参照)。不純物元素としては、n
型を付与する不純物元素又はp型を付与する不純物元素を用いる。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、不純物元素として、リン(P)を用いる。
域又はドレイン領域を形成する不純物領域2352とチャネル形成領域2350が形成さ
れる。
トマスク2366、ゲート電極2340をマスクとして領域2304に不純物元素を導入
することによって不純物領域を形成する(図23(C)参照)。不純物元素としては、n
型を付与する不純物元素又はp型を付与する不純物元素を用いる。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、図23(B)で領域2306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。その結果、領域2304にソース領
域又はドレイン領域を形成する不純物領域2370とチャネル形成領域2368を形成さ
れる。
縁膜2372を形成し、当該第2の絶縁膜2372上に領域2304、2306にそれぞ
れ形成された不純物領域2352、2370と電気的に接続する配線2374を形成する
(図24(A)参照)。
珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(Si
NxOy)(x>y>0)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。
ステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ニッケル(N
i)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、マンガン(Mn)、ネオジ
ム(Nd)、炭素(C)、シリコン(Si)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。配線2374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、配線2374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。
のではないことを付記する。例えば、逆スタガ構造、フィンFET構造等の構造のトラン
ジスタの構造を取り得る。フィンFET構造であることでトランジスタサイズの微細化に
伴う短チャネル効果を抑制することができるため好適である。
を具備することを特徴とする。バッテリーとしては、電気二重層コンデンサー等のコンデ
ンサーや薄膜の二次電池を用いることが好ましい。そこで本実施例においては、本実施例
において作製したトランジスタにおいて、薄膜の二次電池との接続について説明する。
される。二次電池は、集電体薄膜、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、集電体
薄膜の薄膜層が順次積層される(図24(B))。そのため、二次電池の集電体薄膜と兼
用される配線2374の材料は、負極活物質と密着性がよく、抵抗が小さいことが求めら
れ、特にアルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどが好適である。
を成膜する。一般には酸化バナジウム(V2O5)などが用いられる。次に負極活物質層
2391上に固体電解質層2392を成膜する。一般にはリン酸リチウム(Li3PO4
)などが用いられる。次に固体電解質層2392上に正極活物質層2393を成膜する。
一般にはマンガン酸リチウム(LiMn2O4)などが用いられる。コバルト酸リチウム
(LiCoO2)やニッケル酸リチウム(LiNiO2)を用いても良い。次に正極活物
質層2393上に電極となる集電体薄膜2394を成膜する。集電体薄膜2394は正極
活物質層2393と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、銅、ニ
ッケル、バナジウムなどを用いることができる。
膜2394の各薄膜層はスパッタ技術を用いて形成しても良いし、蒸着技術を用いても良
い。また、それぞれの層の厚さは0.1μm〜3μmが望ましい。
ンタクトホールを形成する。層間膜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2396上に配線
層2395を形成し、配線2397と接続することにより、二次電池の電気接続を確保す
る。
上にトランジスタを形成し、その上に薄膜二次電池を有する構成を取り得る。故に本発明
の電波強度測定装置においては、極薄化、小型化を達成した柔軟性を達成することができ
る。
電波強度測定装置に適用することができる。
を参照して説明する。
を基板2600として用い、当該基板2600上に絶縁膜2602と絶縁膜2604を形
成する(図25(A)参照)。例えば、基板2600に熱処理を行うことにより絶縁膜2
602として酸化珪素(SiOx)を形成し、当該絶縁膜2602上にCVD法を用いて
窒化珪素(SiNx)を成膜する。
、n型又はp型の導電型を有する単結晶Si基板、化合物半導体基板(GaAs基板、I
nP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。
絶縁膜2602を窒化することにより設けてもよい。なお、基板2600上に設ける絶縁
膜は単層又は3層以上の積層構造で設けてもよい。
ジストマスク2606をマスクとして選択的にエッチングを行うことによって、基板26
00に選択的に凹部2608を形成する(図25(B)参照)。基板2600、絶縁膜2
602、2604のエッチングとしては、プラズマを利用したドライエッチングにより行
うことができる。
2608を充填するように絶縁膜2610を形成する(図25(C)参照)。
ン、酸化窒化シリコン(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化シリコン(SiNxO
y)(x>y>0)等の絶縁材料を用いて形成する。ここでは、絶縁膜2610として、
常圧CVD法または減圧CVD法によりTEOS(テトラエチルオルソシリケート)ガス
を用いて酸化珪素膜を形成する。
lishing)処理を行うことによって、基板2600の表面を露出させる。ここでは
、基板2600の表面を露出させることにより、基板2600の凹部2608に形成され
た絶縁膜2611間に領域2612、2613が設けられる。なお、絶縁膜2611は、
基板2600の表面に形成された絶縁膜2610が研削処理、研磨処理又はCMP処理に
より除去されることにより得られたものである。続いて、p型の導電型を有する不純物元
素を選択的に導入することによって、基板2600の領域2613にpウェル2615を
形成する(図26(A)参照)。
)等を用いることができる。ここでは、不純物元素として、ボロン(B)を領域2613
に導入する。
ため、領域2612には不純物元素の導入を行っていないが、n型を示す不純物元素を導
入することにより領域2612にnウェルを形成してもよい。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。
純物元素を導入してnウェルを形成し、領域2613には不純物元素の導入を行わない構
成としてもよい。
れぞれ形成する(図26(B)参照)。
12、2613の表面を酸化させることにより酸化珪素膜で絶縁膜2632、2634を
形成することができる。また、熱酸化法により酸化珪素膜を形成した後に、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ることにより、酸化珪素膜と酸素と窒素を有
する膜(酸窒化珪素膜)との積層構造で形成してもよい。
よい。例えば、基板2600に設けられた領域2612、2613の表面に高密度プラズ
マ処理により酸化処理又は窒化処理を行うことにより、絶縁膜2632、2634として
酸化珪素(SiOx)膜又は窒化珪素(SiNx)膜で形成することができる。また、高
密度プラズマ処理により領域2612、2613の表面に酸化処理を行った後に、再度高
密度プラズマ処理を行うことによって窒化処理を行ってもよい。この場合、領域2612
、2613の表面に接して酸化珪素膜が形成され、当該酸化珪素膜上に(酸窒化珪素膜)
が形成され、絶縁膜2632、2634は酸化珪素膜と酸窒化珪素膜とが積層された膜と
なる。また、熱酸化法により領域2612、2613の表面に酸化珪素膜を形成した後に
高密度プラズマ処理により酸化処理又は窒化処理を行ってもよい。
、後に完成するトランジスタにおいてゲート絶縁膜として機能する。
32、2634を覆うように導電膜を形成する(図26(C)参照)。ここでは、導電膜
として、導電膜2636と導電膜2638を順に積層して形成した例を示している。もち
ろん、導電膜は、単層又は3層以上の積層構造で形成してもよい。
Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ニ
オブ(Nb)等から選択された元素また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ことができる。また、これらの元素を窒化した金属窒化膜で形成す
ることもできる。他にも、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こともできる。
としてタングステンを用いて積層構造で設ける。また、他にも、導電膜2636として、
窒化タンタル、窒化タングステン、窒化モリブデン又は窒化チタンから選ばれた単層又は
積層膜を用い、導電膜2638として、タングステン、タンタル、モリブデン、チタンか
ら選ばれた単層又は積層膜を用いることができる。
ることによって、基板2600の領域2612、2613の上方の一部に導電膜2636
、2638を残存させ、それぞれゲート電極として機能する導電膜2640、2642を
形成する(図27(A)参照)。また、ここでは、基板2600において、導電膜264
0、2642と重ならない領域2612、2613の表面が露出するようにする。
絶縁膜2632のうち当該導電膜2640と重ならない部分を選択的に除去し、導電膜2
640と絶縁膜2632の端部が概略一致するように形成する。また、基板2600の領
域2613において、導電膜2642の下方に形成された絶縁膜2634のうち当該導電
膜2642と重ならない部分を選択的に除去し、導電膜2642と絶縁膜2634の端部
が概略一致するように形成する。
てもよいし、導電膜2640、2642を形成後残存したレジストマスク又は当該導電膜
2640、2642をマスクとして重ならない部分の絶縁膜等を除去してもよい。
(B)参照)。ここでは、領域2613に導電膜2642をマスクとしてn型を付与する
低濃度の不純物元素を選択的に導入し、領域2612に導電膜2640をマスクとしてp
型を付与する低濃度の不純物元素を選択的に導入する。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
。
体的には、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。そして、当該絶縁膜を、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、導電膜2640、2642の側面に接するように形成することができ
る。なお、サイドウォール2654は、LDD(Lightly Doped drai
n)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。また、ここでは、サイドウ
ォール2654は、導電膜2640、2642の下方に形成された絶縁膜の側面にも接す
るように形成されている。
600の領域2612、2613に不純物元素を導入することによって、ソース領域又は
ドレイン領域として機能する不純物領域を形成する(図27(C)参照)。ここでは、基
板2600の領域2613にサイドウォール2654と導電膜2642をマスクとして高
濃度のn型を付与する不純物元素を導入し、領域2612にサイドウォール2654と導
電膜2640をマスクとして高濃度のp型を付与する不純物元素を導入する。
純物領域2658と、LDD領域を形成する低濃度不純物領域2660と、チャネル形成
領域2656が形成される。また、基板2600の領域2613には、ソース領域又はド
レイン領域を形成する不純物領域2664と、LDD領域を形成する低濃度不純物領域2
666と、チャネル形成領域2662が形成される。
2、2613を露出させた状態で不純物元素の導入を行っている。従って、基板2600
の領域2612、2613にそれぞれ形成されるチャネル形成領域2656、2662は
導電膜2640、2642と自己整合的に形成することができる。
うに第2の絶縁膜2677を形成し、当該絶縁膜2677に開口部2678を形成する(
図28(A)参照)。
珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y>0)、窒化酸化珪素(Si
NxOy)(x>y>0)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。
と電気的に接続するように絶縁膜2677上に導電膜2682a〜2682dを選択的に
形成する(図28(B)参照)。
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)、ネオジム(Nd)、炭素(C)、シリコン(Si)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2680、2682a〜2682d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2680、2682a〜2682d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。こ
こでは、導電膜2680、2682a〜2682dはCVD法によりタングステン(W)
を選択成長することにより形成することができる。
域2613に形成されたn型のトランジスタとを得ることができる。
れるものではないことを付記する。例えば、逆スタガ構造、フィンFET構造等の構造の
トランジスタの構造を取り得る。フィンFET構造であることでトランジスタサイズの微
細化に伴う短チャネル効果を抑制することができるため好適である。
テリーを具備することを特徴とする。バッテリーとしては、電気二重層コンデンサーや薄
膜の二次電池を用いることが好ましい。そこで本実施例においては、本実施例において作
製したトランジスタにおいて、薄膜の二次電池との接続について説明する。
形成される。二次電池は、集電体薄膜、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、集
電体薄膜の薄膜層が順次積層される(図28(B))。そのため、二次電池の集電体薄膜
と兼用される導電膜2682dの材料は、負極活物質と密着性がよく、抵抗が小さいこと
が求められ、特にアルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどが好適である。
91を成膜する。一般には酸化バナジウム(V2O5)などが用いられる。次に負極活物
質層2691上に固体電解質層2692を成膜する。一般にはリン酸リチウム(Li3P
O4)などが用いられる。次に固体電解質層2692上に正極活物質層2693を成膜す
る。一般にはマンガン酸リチウム(LiMn2O4)などが用いられる。コバルト酸リチ
ウム(LiCoO2)やニッケル酸リチウム(LiNiO2)を用いても良い。次に正極
活物質層2693上に電極となる集電体薄膜2694を成膜する。集電体薄膜2694は
正極活物質層2693と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、銅
、ニッケル、バナジウムなどを用いることができる。
膜2694の各薄膜層はスパッタ技術を用いて形成しても良いし、蒸着技術を用いても良
い。また、それぞれの層の厚さは0.1μm〜3μmが望ましい。
ンタクトホールを形成する。層間膜2696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2696
上に配線層2695を形成し、配線2697と接続することにより、薄膜二次電池の電気
接続を確保する。
上にトランジスタを形成し、その上に薄膜二次電池を有する構成を取り得る。故に本発明
の電波強度測定装置においては、極薄化、小型化を達成した柔軟性を達成することができ
る。
電波強度測定装置に適用することができる。
定装置は、医療機器、ペースメーカーなどの電波によって誤動作する可能性が高い物品を
保護するため、前記物品の周囲の電波強度が強いことを視覚的に訴える、いわゆる電波強
度検出器として使用することが出来る。
例について説明する。
3000上に、電波強度測定装置3001が形成されている。また、管理バッジ3000
上には、管理バッジを装着する作業者のID3002及び写真3003が貼り付けされて
いる。このような管理バッジ3000は、たとえば図29(b)に示すように作業者が着
衣している作業服3004上に装着して使用する。作業者は、電波強度検出器を所持して
電波強度が著しく強いエリアに侵入したときに、電波強度測定装置3001の色の変化を
確認することで、電波強度を知ることができる。本発明の電波強度測定装置は長距離から
の微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであって
も、視認性に優れている。そのため、図29(a)の電波強度検出器においても、作業者
は、長距離からの微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強
いときであっても、視認性の優れたものを用いることができる。
00上には、電波を発信する装置の使用を禁止する警告マーク3101と共に、電波強度
測定装置3102が形成されている。このようなシール3100は、たとえば図30(b
)に示すように病院内の医療機器3103に貼り付けて使用する。面会者および入院患者
が、所持している電波を発信する装置の電源を切らず近づくと、電波強度測定装置310
2の色が変わり、視覚的に危険性を警告し、電波を発信する装置の電源を切るよう促す。
本発明の電波強度測定装置は長距離からの微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光
下など環境光が非常に強いときであっても、視認性に優れている。そのため、図30(a
)の電波強度検出器においても、面会者および入院患者は、長距離からの微弱な電波を測
定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性の優れ
たものを用いることができる。
00上には、携帯電話の使用を禁止する警告マーク3201と共に、電波強度測定装置3
202が形成されている。このようなシール3200は、たとえば図31(b)に示すよ
うに電車内の優先席付近のつり革3203に貼り付けて使用する。乗客が、所持する携帯
電話3204の電源を切らず、携帯電話3204に具備されたアンテナ3205が、電波
を発信していれば、当該電波を受けて電波強度測定装置3202の色が変わり、視覚的に
危険性を警告し、乗客に対し携帯電話の電源を切るよう促す。また、ペースメーカー等の
電波によって誤動作する可能性が高い物品を所持若しくは装着している人は、電波強度測
定装置の色から危険性を察知し、電波発信源からの退避行動をとることが出来る。本発明
の電波強度測定装置は長距離からの微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など
環境光が非常に強いときであっても、視認性に優れている。そのため、図31(a)の電
波強度検出器においても、乗客は、長距離からの微弱な電波を測定することができ、且つ
太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性の優れたものを用いることがで
き、そのため、公共機関のセキュリティー機器として機能する。
00上には、本発明に係る電波強度測定装置を内蔵した警告マーク3301が形成されて
いる。このような警告灯は、たとえば図32(b)に示すような飛行機3302内で使用
する。具体的には図32(c)に示すように座席3303上部の警告灯として設置する。
飛行機が離着陸する際に客室乗務員が警告灯を確認し、周囲に電波発信源があれば、乗客
に注意を促すことが出来る。本発明の電波強度測定装置は長距離からの微弱な電波を測定
することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性に優れて
いる。そのため、図32(a)の電波強度検出器においても、客室乗務員は、長距離から
の微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであって
も、視認性の優れたものを用いることができる。
00上には、本発明に係る電波強度測定装置を内蔵した警告マーク3401が形成されて
いる。このような警告灯は、たとえば図33(b)に示すような電磁調理器3402に組
み込まれる。警告灯は、電磁調理器3402が壊れ、周囲に危険な電磁波を出力したとき
に色を変え、周囲に危険を知らせる。本発明の電波強度測定装置は長距離からの微弱な電
波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性
に優れている。そのため、図33(a)の電波強度検出器においても、使用者は、長距離
からの微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであ
っても、視認性の優れたものを用いることができる。
05上には、本発明に係る電波強度測定装置を内蔵した警告マーク3406が形成されて
いる。このような表示部は、たとえば図34(b)に示すような電子レンジ3407に組
み込まれる。警告灯は、電子レンジ3407が壊れ、周囲に危険な電磁波を出力したとき
に色を変え、周囲に危険を知らせる。本発明の電波強度測定装置は長距離からの微弱な電
波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性
に優れている。そのため、図34(a)の電波強度検出器においても、使用者は、長距離
からの微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであ
っても、視認性の優れたものを用いることができる。
00上に、電波強度測定装置3501が形成されている。このようなシール3500は、
たとえば図35(b)に示すようにコンピュータ3502上に装着して使用する。コンピ
ュータの使用者は、無線通信の電波レベルの強弱を、電波強度測定装置3501の色の変
化から知ることが出来る。本発明の電波強度測定装置は長距離からの微弱な電波を測定す
ることができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性に優れてい
る。そのため、図35(a)の電波強度検出器においても、使用者は、長距離からの微弱
な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視
認性の優れたものを用いることができる。
上に、電波強度測定装置3601が形成されている。このような板3600は、たとえば
図36(b)に示すように電波測定室3602の内壁に貼り付けて使用する。アンテナ設
計技術者は、コンピュータ3603によってアンテナ3604を介して電波を発信し、電
波測定室3602の内壁の色の変化を確認することで、視覚的に電波強度の分布を観測し
、アンテナ3604の性能を測ることが出来る。本発明の電波強度測定装置は長距離から
の微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであって
も、視認性に優れている。そのため、図36(a)の電波強度検出器においても、使用者
は、長距離からの微弱な電波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強
いときであっても、視認性の優れたものを用いることができる。
どのようなものにでも設けて使用することができる。
すなわち本発明の電波強度測定装置を具備する電波強度検出器は、長距離からの微弱な電
波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性
に優れたものとすることができる。
装置を具備する電波強度検出器は、電波を色彩にする、いわゆる遊戯機器として使用する
ことができる。
いて説明する。
上に、電波強度測定装置3701が形成されている。なお、板3700として薄型のプラ
スチック板を用い、電波強度測定装置を構成するトランジスタを当該薄膜のプラスチック
板上に形成することで曲面状に加工することができる。
7(b)に示すように人間の背丈程度の板状電波強度検出器3710にして使用する。ユ
ーザー3702は、電波発振器3703を具備したスティック3704を振り回すことで
電波を発信し、板状電波強度検出器3710の色彩の変化を楽しむ。
はマイクロフォン等を含む圧電センサのセンサを組み合わせて、ユーザー3702の動き
に連動させることにより、娯楽性を高めることができる。また図37(b)では、電波発
信器を具備する部材としてスティック3704を示したが、スティック形状に限定される
ものではなく、身体の動きに連動して操作可能であればよい。
の他の形状として、球面状、凸凹面状にして色彩の変化を楽しむ構成としてもよい。また
、液晶表示装置または発光装置と組み合わせて視覚的に変化に富んだ遊戯機器の構成とし
てもよい。
む)であればどのようなものにでも設けて使用することができる。
すなわち本発明の電波強度測定装置を具備する電波強度検出器は、長距離からの微弱な電
波を測定することができ、且つ太陽光下など環境光が非常に強いときであっても、視認性
に優れたとすることができる。
110 アンテナ
111 整流回路
112 制御回路
113 バッテリー
114 アンプ回路
115 表示素子
120 信号処理回路
301 電波発信源
302 受信電波
401 基板
402 信号処理回路
403 アンテナ
503 ダイオード
504 ダイオード
505 コンデンサー
601 電圧比較回路
602 スイッチ
603 スイッチ
604 ダイオード
605 ダイオード
701 抵抗
702 抵抗
703 抵抗
704 抵抗
705 コンパレーター
706 バッファ
707 バッファ
801 基板
810 アンテナ
811 信号処理回路
812 バッテリー
813 表示素子
820 接続端子
821 接続端子
901 アンテナコイル
902 コンデンサー
1001 第1の波形
1002 第2の波形
1010 第1の信号
1011 第2の信号
1012 第3の信号
1020 整流前波形
1030 充電期間
1031 放電期間
1201 第1の波形
1202 第2の波形
1203 第3の波形
1220 整流前波形
1221 弱電波期間
1222 強電波期間
1223 最低動作電圧
1301 基板
1302 絶縁膜
1303 剥離層
1304 絶縁膜
1305 半導体膜
1306 ゲート絶縁膜
1307 ゲート電極
1308 不純物領域
1309 不純物領域
1310 絶縁膜
1311 不純物領域
1313 導電膜
1314 絶縁膜
1316 導電膜
1317 導電膜
1318 絶縁膜
1319 素子形成層
1320 シート材
1321 シート材
1337 樹脂
1338 導電性粒子
1381 負極活物質層
1382 固体電解質層
1383 正極活物質層
1384 集電体薄膜
1385 層間膜
1386 配線層
1389 二次電池
2000 透明基板
2001 遮光基板
2002 液晶分子
2003 入射光
2004 反射光
2100 カルボネート基
2101 コレステリル基
2102 オレイル基
2103 ベンゾエート基
2104 ノナノエート基
2201 遮光基板
2202 下地層
2204 層間絶縁膜
2205 絶縁膜
2206 コンタクト開口部
2207 コンタクト開口部
2210 スペーサ
2211 サーモクロミック材料
2212 サーモクロミック材料
2214 透明基板
2220 シール材
2229 抵抗発熱体
2230 入射光
2231 反射光
2300 半導体基板
2302 絶縁膜
2304 領域
2306 領域
2307 pウェル
2332 絶縁膜
2336 導電膜
2338 導電膜
2340 ゲート電極
2342 ゲート電極
2348 レジストマスク
2350 チャネル形成領域
2352 不純物領域
2366 レジストマスク
2368 チャネル形成領域
2370 不純物領域
2372 絶縁膜
2374 配線
2391 負極活物質層
2392 固体電解質層
2393 正極活物質層
2394 集電体薄膜
2395 配線層
2396 層間膜
2397 配線
2500 表示素子
2501 遮光基板
2502 抵抗発熱体
2503 サーモクロミック材料
2504 透明基板
2510 接続端子
2511 接続端子
2600 基板
2602 絶縁膜
2604 絶縁膜
2606 レジストマスク
2608 凹部
2610 絶縁膜
2611 絶縁膜
2612 領域
2613 領域
2614 領域
2615 pウェル
2632 絶縁膜
2634 絶縁膜
2636 導電膜
2638 導電膜
2640 導電膜
2642 導電膜
2654 サイドウォール
2656 チャネル形成領域
2658 不純物領域
2660 低濃度不純物領域
2662 チャネル形成領域
2664 不純物領域
2666 低濃度不純物領域
2677 絶縁膜
2678 開口部
2680 導電膜
2691 負極活物質層
2692 固体電解質層
2693 正極活物質層
2694 集電体薄膜
2695 配線層
2696 層間膜
2697 配線
3000 管理バッジ
3001 電波強度測定装置
3002 ID
3003 写真
3004 作業服
3100 シール
3101 警告マーク
3102 電波強度測定装置
3103 医療機器
3200 シール
3201 警告マーク
3202 電波強度測定装置
3203 つり革
3204 携帯電話
3205 アンテナ
3300 警告灯
3301 警告マーク
3302 飛行機
3303 座席
3400 警告灯
3401 警告マーク
3402 電磁調理器
3405 表示部
3406 警告マーク
3407 電子レンジ
3500 シール
3501 電波強度測定装置
3502 コンピュータ
3600 板
3601 電波強度測定装置
3602 電波測定室
3603 コンピュータ
3604 アンテナ
3700 板
3701 電波強度測定装置
3702 ユーザー
3703 電波発振器
3704 スティック
3710 板状電波強度検出器
3800 電波強度測定装置
3810 アンテナ
3811 整流回路
3812 ランプ
3820 受信電波
1300a 薄膜トランジスタ
1300b 薄膜トランジスタ
1300c 薄膜トランジスタ
1300e 薄膜トランジスタ
1305a 半導体膜
1305c 半導体膜
1307a 導電膜
1307b 導電膜
1312a 絶縁膜
1312b 絶縁膜
1315a 導電膜
1331a 導電膜
1332a 開口部
1334a 導電膜
1334b 導電膜
1336a 導電膜
1336b 導電膜
2203a 配線
2203b 配線
2682a 導電膜
2682d 導電膜
Claims (1)
- アンテナと複数のトランジスタとを有する素子形成層と、
異方性導電層を介して、前記複数のトランジスタのうちの第1のトランジスタ及び第2のトランジスタと電気的に接続する二次電池と、を有し、
前記二次電池は、第1の活物質層と、固体電解質層と、第2の活物質層と、集電体薄膜とが積層されており、
前記二次電池は、前記第1の活物質層に接する第1の導電膜と電気的に接続され、
前記二次電池は、前記集電体薄膜に接する配線層を介して第2の導電膜と電気的に接続され、
前記第1の導電膜は、前記異方性導電層を介して前記第1のトランジスタと電気的に接続され、
前記第2の導電膜は、前記異方性導電層を介して前記第2のトランジスタと電気的に接続され、
前記第1のトランジスタは、前記二次電池と重なる領域にあり、
前記第2のトランジスタは、前記二次電池と重ならない領域にある装置。
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