KR20070030676A - 반도체장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 안테나와, 그 안테나에 접속된 적어도 제1 집적회로 및 제2 집적회로를 포함하는 반도체장치로서, 제1 집적회로는 제1 식별 부호와 그 제1 집적회로의 동작을 제어하기 위한 제1 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고, 제2 집적회로는 제2 식별 부호와 그 제2 집적회로의 동작을 제어하기 위한 제2 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함한다.
안테나, 집적회로, 기억회로, 다수결 회로
Description
도 1은 실시형태 1에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 실시형태 1에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 실시형태 1에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 4(A) 및 도 4(B)는 실시형태 2에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 5(A)∼도 5(C)는 실시형태 3에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 6은 실시형태 4에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 7(A)∼도 7(D)는 실시형태 4에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 8(A)∼도 8(C)는 실시형태 5에 따른 반도체장치의 구성을 나타내는 도면.
도 9(A) 및 도 9(B)는 실시형태 6에 따른 반도체장치의 적용례 및 그의 플로차트를 나타내는 도면.
도 10(A)∼도 10(E)는 실시형태 6에 따른 반도체장치의 적용례를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
102: 안테나 104: 제1 집적회로
106: 제2 집적회로 108: 제3 집적회로
110: 고주파회로 112: 전원회로
114: 클록·리셋 신호 발생회로 116: 복조회로
117: 레지스터 118: 변조회로
119: 레지스터 120: CPU
122: 워크 메모리 124: 불휘발성 메모리
본 발명은 비접촉으로 정보의 입출력이 가능한(무선 통신으로 정보의 입출력이 가능한) 반도체장치에 따른 것이다.
전파 또는 전자파를 이용하여 비접촉으로 정보의 판독과 기입을 행할 수 있는 무선 주파수 인증 시스템(Radio Frequency Identification System; "RFID 시스템" 또는 "RFID"라고도 칭함)이 산업계에서 바코드를 대체하는 식별·인증 기술로서 연구가 진행되고 있다. 근년에는, RFID는, 이와 같은 용도에 한정되지 않고, 슈퍼마켓에서의 상품 관리나, 항공 여객의 예입 수화물 관리 등, 새로운 서비스에 사용되고 있다, 이와 같이, 그러한 새로운 서비스가 개발되고 있다.
RFID 기술에서 사용하는 무선 IC(무선 통신 가능한 집적회로)는 안테나를 포함하면 수십 밀리미터 크기이고, 무선 통신에 의해 리더/라이터 기기와의 정보의 송수신을 행한다. 무선 IC는 라벨형, 태그형, 카드형, 코인형, 스틱형 등 다양한 형상을 가진다.
이와 같은 무선 IC는, 지금까지 개발된, 실리콘 웨이퍼에 집적회로를 형성하는 미세화 기술을 이용하여 제조되고 있다. RFID를 보급시키기 위해서는, 그 RFID의 코어 장치가 되는 무선 IC의 비용을 낮출 필요가 있고, 그 때문에, 칩 사이즈의 축소화가 진행되고 있다. 또한, 실리콘 웨이퍼를 분단하여 미소한 반도체 칩을 실장하는 방법의 개발이 진행되고 있다(예를 들어, 일본국 공개특허공보 2004-14956호 공보).
그러나, 안테나와 IC 칩을 조합시킨 종래의 무선 IC는 널리 보급시키기 위해 소형화나 저비용화의 노력을 하고 있다. 그리고, 종래의 무선 IC에는 하나의 IC 칩밖에 배치되어 있지 않으므로, 정보를 기억하는 용량이 작고, 고기능화나 다기능화에 장해가 있었다.
본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 안출된 것으로, 비접촉으로 정보를 처리할 수 있는 반도체장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 반도체장치는 많은 정보를 처리할 수 있고, 다기능화에도 대응할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 비접촉으로 정보를 처리할 수 있는 반도체장치의 신뢰성을 향상시키데 있다.
본 발명은 입출력 수단으로서 안테나를 공유하는 다수의 집적회로를 구비한 반도체장치에 관한 것이다. IC는 무선 통신을 행할 수 있는 집적회로이고, 각 집적회로에는 통신회로, 논리회로, 및 기억회로가 포함될 수 있다. 또한, 통신회로는 고주파회로, 변조회로, 및 복조회로를 포함할 수도 있다. 또한, 기억회로는 불 휘발성 메모리와 판독 전용 메모리를 포함할 수도 있다. 이 다수의 집적회로는 통신 주파수를 같은 것으로 할 수 있다. 또한, 이 다수의 집적회로는 통신 주파수를 같은 것으로 하지만, 통신 프로토콜을 다르게 할 수도 있다.
본 발명의 하나는, 안테나와, 이 안테나에 접속되는 다수의 집적회로를 포함하고, 상기 다수의 집적회로는 개체 데이터의 식별 부호를 기억하는 것을 특징으로 하는 반도체장치이다.
본 발명의 하나는, 안테나와, 이 안테나에 접속되는 다수의 집적회로를 포함하고, 상기 다수의 집적회로 각각은 그 집적회로의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치이다.
본 발명의 하나는, 안테나와, 이 안테나에 접속되는 다수의 집적회로를 포함하고, 상기 다수의 집적회로 중 적어도 하나는 암호화를 행하지 않는 통신에 관한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고, 상기 다수의 집적회로 중 다른 것은 암호화를 행하는 통신에 관한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치이다.
본 발명의 하나는, 안테나와, 이 안테나에 접속되는 다수의 집적회로와, 이 다수의 집적회로에 접속되는 다수결 회로(majority circuit)를 포함하고, 상기 다수의 집적회로 각각은 그 집적회로의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고, 상기 다수결 회로는 다수의 집적회로의 통신에 따라 다수의 식별 부호로부터, 다수의 식별 부호의 다수결 값인 식별 부호를 출력하고, 상기 안테나는 그 식별 부호의 따라 변조된 반송파를 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치이다.
본 발명의 안테나는 다수의 집적회로와는 다른 기판 위에 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명에서, 안테나의 형상이 루프 형상 또는 스파이럴 형상일 수 있다.
또한, 본 발명에서, 다수의 집적회로가 안테나와 겹치도록 배치될 수 도 있다.
본 발명에서, 다수의 집적회로는 안테나와 반드시 겹치는 것은 아니고, 안태네 내측(안테나로 둘러싸인 공간 내측)에 배치될 수도 있다.
본 발명에서, 집적회로가 안테나와 겹치지 않는 구성에서는 안테나와 집적회로 사이에 접속부를 포함하지 않는다.
본 명세서에서, 식별 부호는 개체 데이터를 식별하는 신호이다. 개체 데이터의 식별 부호를 식별 정보, 식별 부호, 또는 식별 데이터라 칭한다.
본 발명의 하나는, 안테나와, 이 안테나에 접속된 다수의 집적회로(적어도 제1 집적회로 및 제2 집적회로)를 포함하고, 상기 다수의 집적회로 각각이 식별 부호와 그 집적회로의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고, 상기 식별 부호가 다수의 집적회로 각각에서 상이하고, 상기 프로그램이 다수의 집적회로 각각에서 상이한 것을 특징으로 하는 반도체장치이다.
본 발명의 하나는, 안테나와, 이 안테나에 접속된 다수의 집적회로(적어도 제1 집적회로 및 제2 집적회로)를 포함하고, 상기 다수의 집적회로 각각이 식별 부호와 그 집적회로의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하 고, 상기 다수의 집적회로로부터 선택된 적어도 2개의 집적회로가 동일한 식별 부호와 동일한 프로그램을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체장치이다.
본 발명에서, 다수의 집적회로 각각은 상이한 기판 위해 형성된다.
본 명세서에서, "접속되어 있다"는 것은 "전기적으로 접속되어 있다"는 것과 같은 의미이다. 따라서, 하나의 접속단과 다른 접속단과의 사이에 소자가 배치될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 안테나를 공통으로 하는 다수의 집적회로가 제공되고, 이 집적회로의 메모리에 기억시키는 프로그램을 다르게 함으로써, 본 발명의 반도체장치는 다수의 용도에 대하여 동시에 사용될 수 있다. 본 발명은 비접촉으로 정보의 입출력이 가능한(무선 통신으로 정보의 입출력이 가능한) 반도체장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체장치는, 동일 식별 부호를 기억하는 다수의 집적회로를 구비함으로써, 집적회로의 고장이나 파괴에 대하여 용장성을 가질 수 있여, 보다 높은 내성을 가질 수 있다.
[실시형태 1]
본 실시형태에서는, 안테나와 다수의 집적회로를 가지는 반도체장치의 일 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 특히, 같은 회로 구성을 가지는 다수의 집적회로(예를 들어, IC 칩 또는 LSI 칩)를 구비한 반도체장치에 대하여 설명한다.
도 1은, 안테나가 비접촉으로 정보의 입출력이 가능한(무선 통신으로 정보의 입출력이 가능한) 다수의 집적회로에 접속되는 반도체장치의 구성을 나타낸다. 도 1에서는, 안테나(102)에 제1 집적회로(104), 제2 집적회로(106), 제3 집적회로(108)가 접속되어 있다.
도 2는 도 1의 구성을 구체화한 것으로, 제1 집적회로(104), 제2 집적회로(106), 제3 집적회로(108)가 접속부(109(a)∼109(f))를 통해 안테나(102)에 접속된 반도체장치(100)를 나타내고 있다. 안테나(102)는 무선 통신의 주파수에 따라 그 형태를 다르게 할 수 있다. 도 2의 안테나(102)는 HF대(帶)로부터 UHF대(대표적으로는 13.56 MHz)까지의 주파수대에 대응할 수 있는 자계형(磁界型) 안테나로서 스파이럴 안테나를 나타내고 있다. 자계형 안테나로서는, 이 외에도, 루프 안테나나 헬리컬 안테나를 사용할 수도 있다. 또한, 마이크로파대의 통신 주파수를 사용하는 경우에는, 다이폴(dipole) 안테나나 패치(patch) 안테나를 사용할 수 있다.
스파이럴 안테나는, 감는 수나 감는 직경에 따라 안테나의 인피던스가 다르므로, 안테나(102)에 접속하는 제1 집적회로(104), 제2 집적회로(106), 제3 집적회로(108) 각각에서 실효적인 안테나의 길이가 서로 같게 되도록 배치하는 것이 바람직하다.
안테나를 코일의 중심 축에 거의 평행한 쪽에서 보면, 그 안테나는 원, 정사각형, 삼각형, 다각형 등의 어느 형상이라도 가질 수 있다. 도 2는 안테나의 모든 모서리부(오목 모서리부)가 거의 90°인 구성을 나타내지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 안테나의 모서리부(오목 모서리부)가 둥글게 될 수도 있다. 또한, 도 2에 나타낸 안테나의 모든 모서리부(오목 모서리부)에서는, 직삼각형의 절단하여 만들어진 챔퍼(chamfer) 형상이 이용될 수도 있다.
안테나(102)에 접속되는 집적회로로서는, 반도체 기판(실리콘 웨이퍼)에 형성되는 집적회로, 절연 표면 위에 형성된 단결정 반도체층 또는 다결정 반도체층을 사용하여 형성되는 집적회로 등이 이용될 수 있다. 예를 들어, 두께 200 nm 이하의 단결정 또는 다결정의 반도체층을 사용하여 형성된 집적회로의 경우에는, 이 집적회로를 가요성 기판에 안테나와 함께 고정함으로써, 반도체장치에 유연성을 부여할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 집적회로(104), 제2 집적회로(106), 제3 집적회로(108)와 같은, 안테나(102)에 접속되는 집적회로로서는, 서로 분리 독립하여 있는 집적회로들을 조합시켜도 좋고, 기능이 독립되어 있다면 집적회로들을 일체로 형성할 수도 있다. 제조 수율을 고려하면, 집적회로 하나당 면적이 작은 것을 다수개 조합시켜 배치하는 것이 바람직하다.
제1 집적회로(104), 제2 집적회로(106), 제3 집적회로(108)는 각각 안테나(102)에 접속함으로써, 무선 IC로서 기능하는 구성을 가지고, 예를 들어, 도 3에 도시된 구성을 가진다. 도 3에서, 각각의 집적회로는 안테나에 접속되는 고주파회로(RF 회로)(110), 전원회로(112), 클럭 및 리셋 신호 발생회로(114), 복조회로(116), 변조회로(118), CPU(Central Processing Unit)(120) 등의 논리회로, 워크(work) 영역으로서의 휘발성 메모리(대표적으로는 SRAM)(122), CPU의 프로그램을 저장하는 기입 가능한 불휘발성 메모리(대표적으로는 EEPROM)(124)를 가진다. 이와 같은 구성의 반도체장치에 의해, 프로그램을 다르게 함으로써, 다수의 용도에 대하여 동시에 사용 가능한 무선 IC를 구성할 수 있다.
프로그램은 집적회로를 제조한 후에 기입함으로써, 용도에 상관없이 동일한 회로 구성의 칩을 생산할 수 있고, 저비용을 실현할 수 있다. 즉, 다품종 소량 생산에 적합한 구성이다.
예를 들어, 다수의 암호에 적용 가능한 무선 IC를 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 집적회로(104)의 불휘발성 메모리에는 암호화를 행하지 않는 통신에 관한 프로그램을 저장하고, 제2 집적회로(106)의 불휘발성 메모리에는 암호 방식(A)을 사용한 통신에 관한 프로그램을 저장하고, 제3 집적회로(108)의 불휘발성 메모리에는 암호 방식(B)을 사용한 통신에 관한 프로그램을 저장한 구성을 가지는 무선 IC로 할 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 제1 집적회로(104)가 통상의 암호화되지 않은 통신의 명령을 해독하여 응답한다. 한편, 제2 집적회로(106)는 암호 방식(A)을 채용한 통신의 명령을 해독하여 응답한다. 또한, 제3 집적회로(108)는 암호 방식(B)을 채용한 통신의 명령을 해독하여 응답한다. 또한, 각 집적회로는 그 집적회로에 의해 지원되지 않는 명령을 수신하여도 그것에 응답하지 않도록 함으로써, 이들 집적회로 사이에서의 통신 충돌은 일어나지 않는다.
또한, 무선 IC는 다수의 통신 방식에 대응하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 복조회로(116)와 변조회로(118)에 CPU(120)에 의해 제어되는 레지스터(117) 및 레지스터(119)를 각각 제공하고, 복조신호를 데이터로 변환하는 처리 및 데이터의 부호화 처리를 CPU(120)에 의해 제어하는 구성으로 한다. 또한, 제1 집적회로(104)의 불휘발성 메모리에는 칩의 수신 방식으로서 위치 변조 를 그리고 응답 방식으로서 맨체스터 부호화를 사용하는 규격(예를 들어, ISO 15693 등)을 이용한 통신에 관한 프로그램을 저장하고, 제2 집적회로(106)의 불휘발성 메모리에는 다른 특정의 통신 방식을 사용한 통신에 관한 프로그램을 저장한 반도체장치로 하는 것도 가능하다.
이와 같은 무선 IC는 안테나를 집적회로와 같은 기판 위에 형성하는 경우에 유효하다. 이것은 통신 성능을 확보하기 위해 안테나 사이즈가 칩보다 큰 경우가 많기 때문이다. 또한, 칩은 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 이것은 다수의 집적회로를 형성하여 칩 사이즈가 크게 되기 때문이다. 이 경우, 단결정 실리콘 기판이나 유리 기판에 비하여 칩이 잘 갈라지지 않는다는 이점이 있다.
[실시형태 2]
본 실시형태는 안테나와 다수의 집적회로를 가지는 반도체장치의 일 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 4(A)는 본 실시형태에 따른 반도체장치(200)를 나타낸다. 이 반도체장치(200)에서는, 안테나(201)에 다수의 집적회로가 접속되어 있다. 도 4(A)에서, 다수의 집적회로로서의 제1 집적회로(202)와 제2 집적회로(203)가 접속부(204a∼204d)를 통해 안테나(201)에 접속된다. 여기서는, 제1 집적회로(202) 및 제2 집적회로(203)에 동일한 식별 부호가 기억된다. 즉, 제1 집적회로(202)와 제2 집적회로(203)의 식별 부호가 반도체장치(200)의 고유 식별 부호가 된다.
리더/라이터(210)에 접속된 안테나(211)로부터 무선 신호가 출력된다. 이 무선 신호는 전송되는 명령에 따라 변조된 전자파이다. 명령을 전송하기 위한 전 자파를 반송파라 부르고, 또한, 무선 신호를 명령에 따라 변조된 반송파라 부른다. 무선 신호(명령에 따라 변조된 반송파)는 반도체장치(200)가 가지는 안테나(201)에 의해 수신된다. 수신된 무선 신호의 명령은 제1 집적회로(202) 및 제2 집적회로(203)에 의해 처리된다. 처리된 명령에 따라, 제1 집적회로(202) 및 제2 집적회로(203)는 기억하고 있던 식별 부호를 출력한다. 그 다음, 식별 부호에 따라 변조된 반송파는 반도체장치(200)의 안테나(201)로부터 리더/라이터(210)의 안테나(211)로 송신된다. 이렇게 하여, 식별 부호에 따라 변조된 반송파는 안테나(211)에 의해 수신된다. 그리고, 본 발명의 반도체장치(200)의 고유 식별 부호는 안테나(211)가 접속되어 있는 리더/라이터(210)에 의해 인식되어 제어용 단자(212)에 저장된다.
반도체장치(200)에 1개의 집적회로가 사용되는 경우, 고장이나 파손에 의해 고유 식별 부호를 인식할 수 없게 되는 등의 고장이 발생한다. 그러나, 본 실시형태와 같이, 같은 식별 부호를 기억한 다수의 집적회로가 반도체장치(200)에 제공됨으로써, 하나의 집적회로가 어떠한 원인에 의해 고장이나 파손된 경우에도, 다른 집적회로가 정상적으로 동작한다면, 반도체장치의 고유 식별 부호를 인식할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 반도체장치(200)가 같은 식별 부호를 기억한 제1 집적회로(202)와 제2 집적회로(203)를 가지는 경우를 나타냈지만, 본 발명이 이것에 한정되지 않고, 다수의 집적회로를 구비하도록 하여도 좋다. 장착되는 집적회로의 수를 증가시킴으로써, 집적회로의 고장이나 파괴에 대하여 용장성을 가지게 할 수 있어, 보다 높은 내성을 가질 수 있다.
또한, 도 4(A)에서, 반도체장치(200)의 안테나(201)가 제1 집적회로(202) 및 제2 집적회로(203)와 겹치되도록 배치되어 있지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니고, 안테나와 집적회로가 반드시 겹치지 않아도 좋다. 안테가 집적회로와 겹치지 않는 구성의 경우, 안테나(201)와 제1 집적회로(202) 및 제2 집적회로(203) 사이의 접속부(204(a)∼204(d))가 그 구성에 포함되지 않는다. 안테나(201)가 제1 집적회로(202) 및 제2 집적회로(203)와 겹치는 경우, 반도체장치(200) 중에서 이들이 겹치지 않는 영역(A)(도 4(A) 및 도 4(B)에서 대략 점선으로 둘러싸인 영역)이 커진다. 반도체장치(200)에서, 영역(A)이 큰 경우에는, 리더/라이터(210)에 접속된 안테나(211)가 발생하는 교류 자계가 통하기 쉬워져, 기전력이 발생하기 쉬워진다. 반도체장치(200)와 리더/라이터(210)의 안테나(211) 사이의 거리가 멀어져 있어도, 안테나(211)가 발생하는 교류 자계의 영향을 반도체장치가 받기 쉽기 때문에, 이 반도체장치는 장거리에서의 식별이 필요한 경우에 적합하다.
한편, 도 4(B)에 도시된 바와 같이, 반도체장치(200)가 가지는 안테나(201)와 제1 집적회로(202) 및 제2 집적회로(203)가 겹치지 않는 경우, 접속부(204(a)∼204(d))를 제외하고는, 반도체장치(200) 중에서 안테나(201), 제1 집적회로(202), 제2 집적회로(203) 이외의 면적(영역(A))이 작아지게 된다. 반도체장치(200)에서, 영역(A)이 작은 경우에는, 리더/라이터(210)에 접속된 안테나(211)가 발생하는 교류 자계가 통하기 어려워진다. 즉, 반도체장치(200)와 리더/라이터(210)의 안테나(211) 사이의 거리가 가까워지지 않으면, 반도체장치(200)를 인식할 수 없다. 따라서, 타인에게 용이하게 정보를 누출시키는 것을 방지할 수 있으므로, 정보가 누출되면 곤란한 개인 인증이나 개인 정보의 식별 등의 비밀 정보의 인식에 적합하다.
[실시형태 3]
본 실시형태에서는 안테나와 다수의 집적회로를 가지는 반도체장치의 일 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시형태에 따른 반도체장치는 하나의 안테나에 대하여 다수의 집적회로 및 다수결 회로를 가지고 있다. 도 5(A)에서는, 이와 같은 반도체장치(300)로서, 안테나(301)가 접속부(307(a)∼307(c))를 통해 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 및 제3 집적회로(304)에 접속되고, 접속부(307(d))를 통해 변조회로(306)에 접속되어 있다. 또한, 다수결 회로(305)가 도 5(A)에 도시된 접속 라인을 통해 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 및 제3 집적회로(304)에 접속되어 있다. 도 5(A)에 도시된 접속은 일 예일 뿐이다. 여기서는, 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 제3 집적회로(304)가 같은 식별 부호를 기억하고 있는 것으로 한다. 즉, 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 제3 집적회로(304)의 식별 부호가 반도체장치(300)의 고유 식별 부호가 된다.
리더/라이터(210)에 접속된 안테나(211)로부터 무선 신호가 출력된다. 이 무선 신호는 전송되는 명령에 따라 변조된 전자파이다. 명령을 전송하기 위한 전자파를 반송파라고 부르고, 또한, 무선 신호를 명령에 따라 변조된 반송파라고 부른다. 무선 신호(명령에 따라 변조된 반송파)는 안테나(301)에 의해 수신된다. 수신된 무선 신호의 명령은 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 제3 집적회로(304)에 의해 처리된다. 처리된 명령에 따라, 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 제3 집적회로(304)는 기억하고 있던 식별 부호를 출력한다. 출력된 식별 부호는 다수결 회로(305)를 통과하여 변조회로(306)에 보내진다.
도 5(C)는 다수결 회로(305)의 회로도를 나타내고, 아래 표 1은 진리값 표를 나타낸다. 본 실시형태에서는, 3개의 입력이 있으므로, 3변수 다수결 회로가 얻어진다. 다수결 회로는 3개의 AND 회로, 즉, 제1 AND 회로(320), 제2 AND 회로(321), 제3 AND 회로(322)와, 하나의 OR 회로(323)를 포함하고 있다.
[표 1]
또한, 다수결 회로(305)는, 도 5(C)에 도시된 바와 같이, 다수의 신호(여기서는 식별 부호)에 대한 입력 단자(A∼C)와, 그 다수의 입력 신호 중에서 다수결에 의하여 입력수가 많은 신호(여기서는 식별 부호)를 출력하는 출력 단자(X)를 가지 는 논리 회로이다. 다수결 회로(305)는 도 5(C)에 도시된 회로 구성에 한정되지 않고, 동일한 기능을 가지는 것이라면 어떠한 회로 구성을 사용하여도 좋다.
변조회로(306)로 보내진 식별 부호는 식별 부호에 따라 변조된 반송파로 변환된다. 그리고, 식별 부호에 따라 변조된 반송파는 안테나(301)로부터 리더/라이터(210)에 접속된 안테나(211)로 송신된다. 이렇게 하여, 식별 부호에 따라 변조된 반송파는 안테나(211)에 의해 수신된다. 그리고, 반도체장치(200)의 고유 식별 부호가 안테나(211)에 접속되어 있는 리더/라이터(210)에 의해 확인되고, 제어용 단자(212)에 저장된다.
본 실시형태에서는, 어떠한 요인에 의해, 동일 식별 부호를 기억한 3개의 집적회로, 즉, 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 제3 집적회로(304) 중 하나가 동작 불량을 일으켜, 다른 식별 부호를 출력하였다고 하더라도, 그 다른 식별 부호를 다수결 회로에 의해 배제할 수 있기 때문에, 집적회로의 오동작에 대하여 반도체장치의 용장성을 가지게 할 수 있다.
또한, 도 5(A)에서는 반도체장치(300)의 안테나(301)가 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 및 제3 집적회로(304)와 겹쳐 있지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 안테나가 반드시 집적회로와 겹치지 않아도 좋다. 안테가 집적회로와 겹치지 않는 구성의 경우, 안테나(301)와 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303) 및 제3 집적회로(304) 사이의 접속부(307(a)∼307(d))가 그 구성에 포함되지 않는다. 안테나(301)가 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303) 및 제3 집적회로(304)와 겹치는 경우, 반도체장치(300) 중에서 이들이 겹치지 않는 영역(A)(도 5(A) 및 도 5(B)에서 대략 점선으로 둘러싸인 영역)이 커진다. 반도체장치(300)에서, 영역(A)이 큰 경우에는, 리더/라이터(210)에 접속된 안테나(211)가 발생하는 교류 자계가 통하기 쉬워져, 기전력이 발생하기 쉬워진다. 반도체장치(300)와 리더/라이터(210)의 안테나(211) 사이의 거리가 멀어져 있어도, 안테나(211)가 발생하는 교류 자계의 영향을 반도체장치가 받기 쉽기 때문에, 이 반도체장치는 장거리에서의 식별이 필요한 경우에 적합하다.
한편, 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 반도체장치(300)가 가지는 안테나(301)와 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303) 및 제3 집적회로(304)가 겹치지 않는 경우, 접속부(307(a)∼307(d))를 제외하고는, 반도체장치(300) 중에서 안테나(301), 제1 집적회로(302), 제2 집적회로(303), 제3 집적회로(304), 다수결 회로(305), 및 변조회로(306) 이외의 면적(영역(A))이 작아지게 된다. 반도체장치(300)에서, 영역(A)이 작은 경우에는, 리더/라이터(210)에 접속된 안테나(211)가 발생하는 교류 자계가 통하기 어려워진다. 즉, 반도체장치(300)와 리더/라이터(210)의 안테나(211) 사이의 거리가 가까워지지 않으면, 반도체장치(300)를 인식할 수 없다. 따라서, 타인에게 용이하게 정보를 누출시키는 것을 방지할 수 있으므로, 정보가 누출되면 곤란한 개인 인증이나 개인 정보의 식별 등의 비밀 정보의 인식에 적합하다.
본 실시형태에서는, 반도체장치가 동일한 식별 부호를 기억한 3개의 집적회로 및 다수결 회로를 가지는 경우를 나타내었지만, 3개 이상의 집적회로를 가지고 있어도 좋다. 그 경우에는, 입력에 대한 다수의 다수결 회로를 사용한다. 반도체 장치가 동일한 식별 부호를 기억한 다수의, 즉, 3개 이상의 반도체 집적회로 및 다수결 회로를 가지고 있는 경우에는, 반도체 집적회로의 고장이나 파손에 대하여, 보다 높은 용장성을 가지게 하는 것이 가능하다.
[실시형태 4]
본 실시형태에서는 안테나와 집적회로의 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 안테나, 집적회로, 및 안테나와 집적회로의 접속부의 구성을 나타낸다. 기판(600) 위에, 트랜지스터를 포함하는 소자 군(群)(601)이 형성되어 있다. 이 소자 군(601)에는 다수의 트랜지스터가 포함되고, 배선(666)에 의해 회로가 형성되어 있다. 또한, 소자 군(601)에 전기적으로 접속된 단자부(602)가 기판(600) 위에 형성되어 있다. 이 단자부(602)는 기판(600)과는 다른 기판(605) 위에 형성된 안테나(606)에 접속된다. 안테나(606)에 전기적으로 접속된 단자부(607)가 기판(605) 위에 형성되어 있다. 이 단자부(607)는 도전성 입자(603)를 통해 단자부(602)에 전기적으로 접속된다. 안테나(606) 및 소자 군(601)에 전기적으로 접속된 접속부가 단자부(602)와 단자부(607)를 포함한다. 또는, 그 접속부는 단자부(602)와 단자부(607) 및 도전성 입자(603)를 포함할 수도 있다.
도 6에 도시된 구성에서는, 소자 군(601)의 트랜지스터를 접속하는 배선의 일부를 단자부(602)로서 사용하고 있다. 그리고, 안테나(606)의 단자부(607)가 단자부(602)에 접속되도록 기판(600)이 안테나(606)를 구비한 기판(605)에 부착되어 있다. 기판(600)과 기판(605) 사이에는 도전성 입자(603)와 수지(604)가 제공되어 있다. 도전성 입자(603)에 의해, 안테나(606)의 단자부(607)와 단자부(602)가 전기적으로 접속되어 있다.
소자 군(601)의 구성 및 제조방법에 대하여 설명한다. 소자 군(601)은, 대면적 기판 위에 다수개 형성하고, 그 후, 그 대면적 기판을 분단하여 완성시키면, 저렴하게 제공될 수 있다. 기판(600)으로서는, 예를 들어, 바륨 붕규산 유리나 알루미노 붕규산 유리 등의 유리 기판, 석영 기판, 세리믹 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 반도체 기판의 표면에 절연막을 형성한 것을 사용하여도 좋다. 플라스틱 등의 가요성을 가지는 합성 수지로 된 기판을 사용하여도 좋다. 기판의 표면을 CMP법 등의 연마에 의해 평탄화하여 두어도 좋다. 또한, 유리 기판, 석영 기판이나 반도체 기판을 연마하여 얇게 한 기판을 사용하여도 좋다.
기판(600) 위에 제공되는 하지층(661)으로서는, 산화규소나 질화규소 또는 질화산화규소 등의 절연막을 사용할 수 있다. 하지층(661)에 의해, 기판(600)에 함유된 Na 등의 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속이 반도체층(662)으로 확산하여 트랜지스터의 특성에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 도 6에서는, 하지층(661)을 단층으로 형성하고 있지만, 2층 또는 그 이상의 층으로 형성하여도 좋다. 또한, 석영 기판 등 불순물의 확산이 그다지 문제가 되지 않는 경우에는, 하지층(661)을 반드시 마련할 필요는 없다.
또한, 고밀도 플라즈마에 의해 기판(600)의 표면을 직접 처리하여도 좋다. 고밀도 플라즈마는 마이크로파, 예를 들어 2.45 GHz를 사용함으로써 생성된다. 또 한, 고밀도 플라즈마로서는, 전자 밀도가 1011∼1013 /㎤이고, 전자 온도가 2 eV 이하, 이온 에너지가 5 eV 이하인 것을 사용한다. 이와 같이 저전자 온도가 특징인 고밀도 플라즈마는 활성종의 운동 에너지가 낮기 때문에, 종래의 플라즈마 처리에 비하여 플라즈마 손상이 적고 결함이 적은 막을 형성할 수 있다. 플라즈마의 생성은 래디얼 슬롯 안테나를 사용한 마이크로파 여기를 이용하는 플라즈마 처리장치를 사용할 수 있다. 마이크로파를 발생하는 안테나로부터 기판(600)까지의 거리를 20∼80 mm(바람직하게는 20∼60 mm)로 한다. 질화를 함유하는 분위기, 예를 들어, 질소(N)와 희가스(He, Ne, Ar, Kr, Xe의 적어도 하나)를 함유하는 분위기, 또는 질소와 수소(H)와 희가스를 함유하는 분위기, 또는 암모니아(NH3)와 희가스를 함유하는 분위기에서 상기 고밀도 플라즈마 처리를 행함으로써, 기판(600)의 표면을 질화할 수 있다. 기판(600)으로서 유리나 석영, 실리콘 웨이퍼 등을 사용한 경우, 기판(600)의 표면에 형성된 질화물층은 질화규소를 주성분으로 하므로, 기판(600)측으로부터 확산되는 불순물에 대한 블로킹층으로서 사용될 수 있다. 이 질화물층 위에 산화규소막 또는 산화질화규소막을 플라즈마 CVD법으로 형성하여, 하지층(661)으로 사용하여도 좋다.
또한, 산화규소나 산화질화규소 등으로 형성된 하지층(661)의 표면에 대하여 유사한 고밀도 플라즈마 처리를 행함으로써, 그 표면 및 표면으로부터 1∼10 nm의 깊이를 질화할 수 있다. 이 극히 얇은 질화규소 층은 블로킹층으로서 기능하고, 또한, 그 위에 형성되는 반도체층(662)에 부여하는 응력의 영향이 적으므로 바람직 하다.
반도체층(662)으로서는, 단결정 반도체층이나 다결정 반도체층을 사용할 수 있다. 다결정 반도체층은 비정질 반도체막을 결정화하여 얻을 수 있다. 결정화 방법으로서는, 레이저 결정화법, RTA 또는 열 어닐로를 사용하는 열 결정화법, 결정화를 조장하는 금속원소를 사용하는 열 결정화법 등을 사용할 수 있다. 반도체층(662)은 채널 형성 영역(662a)과, 도전형을 부여하는 불순물 원소가 첨가된 한 쌍의 불순물 영역(662b)을 가진다. 또한, 채널 형성 영역(662a)과 한 쌍의 불순물 영역(662b)과의 사이에 불순물 영역(662b)보다 저농도로 상기 불순물 원소가 첨가된 저농도 불순물 영역(662c)을 가지는 구성을 나타내었지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 저농도 불순물 영역(662c)을 제공하지 않는 구조이어도 좋다. 트랜지스터의 채널 형성 영역(662a)에, 도전형을 부여하는 불순물 원소가 첨가되어 있어도 좋다. 이렇게 하여, 트랜지스터의 스레시홀드값을 제어할 수 있다.
제1 절연막(663)으로서, 산화규소, 질화규소 또는 질화산화규소 등을 사용하여 형성된 단층 또는 다수의 층의 적층이 사용될 수 있다. 이 경우, 산화 분위기 또는 질화 분위기에서 제1 절연막(663)의 표면에 고밀도 플라즈마 처리를 행하여, 제1 절연막(663)을 산화 또는 질화 처리하여 치밀화하여도 좋다. 고밀도 플라즈마는 상술한 바와 같이 마이크로파, 예를 들어, 2.45 GHz를 사용함으로써 생성된다. 또한, 고밀도 플라즈마로서는, 전자 밀도가 1011∼1013 /㎤이고, 전자 온도가 2 eV 이하, 이온 에너지가 5 eV 이하인 것을 사용한다. 플라즈마의 생성은 래디얼 슬롯 안테나를 사용한 마이크로파 여기의 플라즈마 처리장치를 사용할 수 있다.
제1 절연막(663)을 성막하기 전에, 반도체층(662)의 표면에 대하여 고밀도 플라즈마 처리를 행하여, 반도체층(662)의 표면을 산화 또는 질화 처리하여도 좋다. 이때, 기판(600)의 온도를 300∼450℃로 하고, 산화 분위기 또는 질화 분위기에서 처리함으로써, 그 위에 형성되는 제1 절연막(663)과 양호한 계면을 형성할 수 있다. 질화 분위기로서는, 질소(N)와 희가스(He, Ne, Ar, Kr, Xe 중 적어도 하나)를 함유하는 분위기, 또는 질소와 수소(H)와 희가스를 함유하는 분위기, 또는 암모니아(NH3)와 희가스를 함유하는 분위기를 사용할 수 있다. 산화 분위기로서는, 산소(O)와 희가스를 함유하는 분위기, 또는 산소와 수소(H)와 희가스를 함유하는 분위기, 또는 일산화이질소(N2O)와 희가스를 함유하는 분위기를 사용할 수 있다.
게이트 전극(664)으로서, Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, Cr, Nd로부터 선택된 1종의 원소 또는 이 원소를 다수 함유하는 합금 또는 화합물로 된 단층 또는 적층 구조를 사용할 수 있다.
트랜지스터는 반도체층(662), 게이트 전극(664), 및 반도체층(662)과 게이트 전극(664) 사이의 게이트 절연막으로서 기능하는 제1 절연막(663)에 의해 구성된다. 도 6에서는, 트랜지스터를 탑 게이트형 트랜지스터로서 나타냈지만, 반도체층 아래에 게이트 전극을 가지는 보텀 게이트형 트랜지스터이어도 좋고, 또는 반도체층의 상하에 게이트 전극을 가지는 듀얼 게이트형 트랜지스터이어도 좋다.
제2 절연막(667)은 이온성 불순물을 블로킹하는 배리어성을 가지는 질화규소 막 등 절연막인 것이 바람직하다. 제2 절연막(667)은 질화규소 또는 산화질화규소로 형성된다. 이 제2 절연막(667)은 반도체층(662)의 오염을 방지하는 보호막으로서 기능한다. 제2 절연막(667)을 퇴적한 후에, 수소 가스를 도입하고 상술한 바와 같은 고밀도 플라즈마 처리를 함으로써, 제2 절연막(667)을 수소화하여도 좋다. 또는, 암모니아(NH3) 가스를 도입하여, 제2 절연막(667)의 질화와 수소화를 행하여도 좋다. 또는 산소, 일산화이질소(N2O) 가스 등과 수소 가스를 도입하여, 산화질화 처리와 수소화 처리를 행하여도 좋다. 이 방법에 의해 질화 처리, 산화 처리 또는 산화질화 처리를 행함으로써, 제2 절연막(667)의 표면을 치밀화할 수 있다. 이렇게 하여, 제2 절연막(667)의 보호막으로서의 기능을 강화할 수 있다. 제2 절연막(667)에 도입된 수소는 그 후 400∼450℃의 열처리를 함으로써 방출되어, 반도체층(662)의 수소화를 할 수 있다. 또한, 이 수소화 처리는 제1 절연막(663)에 도입된 수소를 사용한 수소화 처리와 조합시켜 행하여도 좋다.
제3 절연막(665)은 무기 절연막이나 유기 절연막의 단층 또는 적층 구조로 형성될 수 있다. 무기 절연막으로서는, CVD법에 의해 형성된 산화규소막이나 SOG(Spin On Glass)법에 의해 형성된 산화규소막 등을 사용할 수 있고, 유기 절연막으로서는, 폴리이미드, 폴리아미드, BCB(벤조시클로부텐), 아크릴, 포지티브형 감광성 유기 수지, 네거티브형 감광성 유기 수지 등으로 형성된 막을 사용할 수 있다. 또한, 제3 절연막(665)은 규소(Si)와 산소(O)와의 결합으로 골격 구조가 구성되는 재료로 형성될 수도 있다. 이 재료의 치환기로서 적어도 수소를 함유하는 유 기기(예를 들어, 알킬기 또는 방향족 탄화수소)가 사용된다. 또한, 치환기로서, 플루오르기를 사용하여도 좋다. 또한, 치환기로서, 적어도 수소를 함유하는 유기기와 플루오르기를 사용하여도 좋다.
배선(666)으로서, Al, Ni, W, Mo, Ti, Pt, Cu, Ta, Au, Mn에서 선택된 1종의 원소 또는 이 원소를 다수 함유하는 합금으로 된 단층 또는 적층 구조를 사용할 수 있다. 배선(666)은 트랜지스터의 소스나 드레인에 접속되는 배선이 됨과 동시에, 단자부(602)가 된다.
안테나(606)는 Au, Ag, Cu 등의 나노 입자를 함유하는 도전성 페이스트(paste)를 사용하여 잉크젯 인쇄법이나 스크린 인쇄법 등의 인쇄 기술에 의해 형성될 수 있다. 또한, 디스펜서 방식 등의 액적을 토출하여 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같은 방법에 의해, 재료의 이용 효율의 향상 등의 이점을 가진다.
또한, 소자 군(601)은 기판(600) 위에 형성된 것(도 7(A) 참조)을 그대로 사용하여도 좋지만, 기판(600) 위의 소자 군(601)을 박리하고(도 7(B) 참조), 이 소자 군(601)을 가요성 기판(701)에 부착하여도 좋다(도 7(C) 참조). 가요성 기판(701)은 유연성을 가지고, 가요성 기판(701)으로서는, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰 등의 플라스틱 기판 또는 세라믹 기판 등을 사용할 수 있다.
기판(600)으로부터의 소자 군(601)의 박리는, (A) 기판(600)과 소자 군(601)과의 사이에 박리층을 미리 제공하여 두고, 에칭제를 사용하여 박리층을 제거함으로써 행하는 방법, (B) 에칭제를 사용하여 박리층을 부분적으로 제거하고, 그 후, 기판(600)과 소자 군(601)을 물리적으로 박리하는 방법, 또는 (C) 소자 군(601)이 형성된 내열성이 높은 기판(600)을 기계적으로 제거하거나 또는 용액이나 가스에 의한 에칭으로 제거함으로써, 이 소자 군(601)을 분리하는 방법을 사용할 수 있다. 또한, "물리적으로 박리한다"는 것은, 예를 들어, 노즐로부터 불어낸 가스의 풍압이나 초음파 등에 의해 가해지는 외부 스트레스에 의해 박리하는 것을 가리킨다.
상기 방법 (A)나 (B)의 보다 구체적인 방법으로서는, 내열성이 높은 기판(600)과 소자 군(601) 사이에 금속 산화막을 제공하고, 이 금속 산화막을 결정화에 의해 취약화시켜, 소자 군(601)을 박리하는 방법이나 내열성이 높은 기판(600)과 소자 군(601) 사이에 수소를 함유하는 비정질 규소막을 제공하고, 레이저광 조사 또는 에칭에 의해 이 비정질 규소막을 제거하여, 소자 군(601)을 박리하는 방법을 사용할 수 있다. 박리한 소자 군(601)은, 시판 접착제, 예를 들어, 에폭시 수지계 접착제나 수지 첨가제 등의 접착제를 사용하여 가요성 기판(701)에 부착될 수도 있다.
소자 군(601)을 안테나가 형성된 가요성 기판(701)에 부착하여, 소자 군(601)과 안테나를 전기적으로 접속하면, 두께가 얇고, 가볍고, 떨어져도 잘 깨지지 않는 반도체장치가 완성된다(도 7(C) 참조). 저렴한 가요성 기판(701)을 사용하면, 저렴한 반도체장치를 제공할 수 있다. 또한, 가요성 기판(701)은 가요성을 가지기 때문에, 곡면이나 불규칙한 표면에 부착될 수 있고, 다종 다양한 용도가 실현된다. 예를 들어, 약병과 같은 곡면에 본 발명의 반도체장치의 일 형태인 집적회로를 밀착하여 부착시킬 수 있다(도 7(D) 참조). 또한, 기판(600)을 재사용하 여, 저비용으로 반도체장치를 제조할 수 있다.
소자 군(601)은 필름으로 덮음으로써 봉지(封止)될 수 있다. 이 필름의 표면은 이산화규소(실리카) 분말로 코팅되어 있어도 좋다. 그 코팅에 의해, 고온, 고습도의 환경에서도 소자 군(601)의 방수성을 유지할 수 있다. 즉, 소자 군(601)이 내습성의 기능을 가지도록 할 수 있다. 또한, 이 필름의 표면에 대전 방지 기능을 가지도록 하여도 좋다. 또한, 이 필름의 표면은 탄소를 주성분으로 하는 재료(예를 들어, 다이아몬드 라이크(diamond-like) 카본)로 코팅되어 있어도 좋다. 이 코팅에 의해, 강도가 증가하고, 반도체장치의 열화(劣化)나 파괴를 억제할 수 있다. 또한, 필름은 기재의 재료(예를 들어, 수지)와 이산화규소나 도전성 재료나 탄소를 주성분으로 하는 재료를 혼합시킨 재료로 형성되어도 좋다. 또한, 필름의 표면에 계면활성제를 도포하거나 또는 계면활성제를 직접 혼입시킴으로써, 소자 군(601)이 대전 방지 기능을 가지게 할 수 있다.
[실시형태 5]
본 실시형태에서는, 집적회로가 형성된 얇은 웨이퍼를 가요성 기판과 조합시킨 반도체장치의 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 8(A)에서, 본 발명의 반도체장치는 가요성 보호층(901)과, 안테나(902)를 포함하는 가요성 보호층(903)과, 박리 공정이나 기판의 박막화에 의해 형성된 소자 군(904)을 가진다. 소자 군(904)은 실시형태 3에서 설명된 소자 군(601)과 유사한 구성으로 될 수 있다. 보호층(903) 위에 형성된 안테나(902)는 소자 군(904)에 전기적으로 접속된다. 도 8에서는, 안테나(902)가 보호층(903) 위에만 형성되어 있 지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 안테나(902)를 보호층(901) 위에도 형성할 수도 있다. 또한, 소자 군(904)과 보호층(901) 사이와 소자 군(904)과 보호층(903) 사이에, 질화규소막 등으로 형성된 배리어막을 형성하는 것이 좋다. 그렇게 하면, 소자 군(904)이 오염되는 일 없이, 신뢰성을 향상시킨 반도체장치를 제공할 수 있다.
안테나(902)는 Ag, Cu, 또는 Ag 또는 Cu로 도금한 금속으로 형성될 수 있다. 소자 군(904)과 안테나(902)는, 이방성 도전막을 사용하고 자외선 처리 또는 초음파 처리를 행함으로써 서로 접속될 수 있다. 또한, 소자 군(904)과 안테나(902)는 도전성 페이스트 등을 사용하여 접착하여도 좋다. 보호층(901)과 보호층(903) 사이에 소자 군(904)을 끼움으로써 반도체장치가 완성된다(도 8(A) 중 화살표 참조).
도 8(B)는 이렇게 하여 형성된 반도체장치의 단면 구조를 나타낸다. 끼워진 소자 군(904)은 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 ㎛∼3 ㎛의 두께를 가지도록 형성하면 좋다. 또한, 보호층(901) 및 보호층(903)을 중첩했을 때의 두께를 d로 했을 때, 보호층(901) 및 보호층(903) 각각의 두께는 바람직하게는 (d/2)±30 ㎛, 더 바람직하게는 (d/2)±10 ㎛로 한다. 또한, 보호층(901) 및 보호층(903) 각각의 두께는 10 ㎛∼200 ㎛인 것이 바람직하다. 또한, 소자 군(904)의 면적은 10 mm 평방(100 ㎟) 이하이고, 더 바람직하게는 0.3 mm 평방∼4 mm 평방(0.09 ㎟∼16 ㎟)의 면적으로 하면 좋다.
보호층(901) 및 보호층(903)은 유기 수지 재료로 형성되어 있기 때문에, 접어 구부리는 것에 대해 강한 특성을 가진다. 또한, 박리 공정이나 기판의 박막화 에 의해 형성된 소자 군(904) 자체도 단결정 반도체에 비하여 접어 구부리는 것에 대하여 강한 특성을 가진다. 그리고, 소자 군(904), 보호층(901) 및 보호층(903)이 그들 사이에 틈이 없이 서로 밀착될 수 있기 때문에, 완성된 반도체장치 자체도 접어 구부리는 것에 대하여 강한 특성을 가진다. 이와 같은 보호층(901) 및 보호층(903)으로 둘러싸인 소자 군(904)은 다른 고체물의 표면 또는 내부에 배치될 수도 있고, 또는 종이 내에 매립될 수도 있다.
도 8(C)를 참조하여, 소자 군(904)을 가지는 반도체장치를 곡면을 가지는 기판에 부착하는 경우에 대하여 설명한다. 도 8(C)에서는, 소자 군(904)으로부터 선택된 하나의 트랜지스터(981)를 나타낸다. 트랜지스터(981)에서, 게이트 전극(907)의 전위에 따라 소스 및 드레인의 한쪽(905)으로부터 소스 및 드레인의 다른쪽(906)으로 전류가 흐른다. 트랜지스터(981)에서의 전류 흐름 방향(캐리어 이동 방향)과 기판(980)이 호를 그리는 방향이 직교하도록 트랜지스터(981)가 배치된다. 이와 같이 배치하면, 기판(980)이 접어 구부러져 호를 그리더라도, 트랜지스터(981)에 주어지는 응력의 영향이 적어, 소자 군(904)을 포함하는 트랜지스터(981)의 특성의 변동을 억제할 수 있다.
[실시형태 6]
본 실시형태에서는, 비접촉으로 정보의 송수신이 가능한 반도체장치(무선 IC라고도 함)의 용도에 대하여 도 9(A) 및 도 9(B)와 도 10(A)∼도 10(E)를 참조하여 설명한다. 무선 IC(700)는 지폐, 경화, 유가증권류, 무기명 채권류, 증서류(운전 면허증이나 주민등록증 등; 도 10(A) 참조), 포장용 용기류(포장지나 병 등; 도 10(B) 참조), DVD 소프트웨어나 CD나 비디오 테이프 등의 기록 매체(도 10(C) 참조), 자동차나 오토바이나 자전거 등의 탈것류(도 10(D) 참조), 가방이나 안경 등의 신변용품(도 10(E) 참조), 식료품, 의류, 생활용품류, 전자 기기 등에 제공하여 사용될 수 있다. 전자 기기란, 액정 표시장치, EL(일렉트로루미네센스) 표시장치, 텔레비전 장치(단순히 TV 또는 텔레비전 수상기라고도 함) 및 휴대 전화기 등을 가리킨다.
무선 IC(700)는 물품의 표면에 부착되거나 물품에 파묻거나 하여 물품에 고정될 수 있다. 예를 들어, 무선 IC(700)는 책의 경우에는 종이에 파묻거나, 유기 수지로 된 패키지의 경우에는 이 유기 수지에 파묻거나 하면 좋다. 지폐, 경화, 유가증권류, 무기명 채권류, 증서류 등에 무선 IC(700)를 제공함으로써, 위조를 방지할 수 있다. 또한, 포장용 용기류, 기록 매체, 신변용품, 식품류, 의류, 생활용품류, 전자 기기 등에 무선 IC(700)를 제공함으로써, 검품 시스템이나 렌탈점의 시스템 등의 효율화를 도모할 수 있다. 또한, 탈것류에 무선 IC(700)를 제공함으로써, 위조나 도난을 방지할 수 있다. 또한, 동물 등의 생물에 무선 IC(700)를 묻음으로써, 개개의 생물의 식별을 용이하게 행할 수 있다. 예를 들어, 가축 등의 생물에 무선 태그를 이식함으로써, 그 생물의 태어난 해나 성별 또는 종류 등을 용이하게 식별할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명의 무선 IC(700)는 물품(생물을 포함)이라면 어떠한 것에도 제공하여 사용할 수 있다.
무선 IC(700)는 무선 통신에 의한 데이터의 송수신이 가능하다는 점, 다양한 형상으로 가공할 수 있다는 점, 선택하는 주파수에 따라서는 지향성이 넓고, 인식 범위가 넓다는 점 등의 다양한 이점을 가진다.
다음에, 무선 IC(700)를 사용한 시스템의 일 형태에 대하여 도 9(A) 및 도 9(B)를 참조하여 설명한다. 표시부(9521)를 포함하는 휴대형 단말기의 측면에는 리더/라이터(9520)가 제공되고, 물품 A(9522)의 측면에는 본 발명의 반도체장치(9523)(무선 IC(700))가 제공되고, 물품 B(9532)의 상면에는 본 발명의 반도체장치(9531)가 제공되어 있다(도 9(A) 참조). 물품 A(9522)의 반도체장치(9523)에 가까이 리더/라이터(9520)를 유지하면, 표시부(9521)에 물품 A(9522)의 원재료나 원산지, 생산공정마다의 검사 결과나 유통 과정의 이력, 상품의 설명 등의 상품에 관한 정보가 표시된다. 물품 B(9532)의 반도체장치(9531)에 가까이 리더/라이터(9520)를 유지하면, 표시부(9521)에 물품 B(9532)의 원재료나 원산지, 생산공정마다의 검사 결과나 유통 과정의 이력, 상품의 설명 등의 상품에 관한 정보가 표시된다.
도 9(A)에 도시된 시스템을 이용한 비즈니스 모델의 일례를 도 9(B)에 나타낸 플로차트를 참조하여 설명한다. 휴대 단말기에 알레르기에 대한 정보를 입력하여 둔다(단계 1). 알레르기에 대한 정보란, 소정의 인물이 알레르기 반응을 일으키는 의약품 또는 그 성분 등의 정보이다. 휴대 단말기에 구비된 리더/라이터(9520)에 의해, 상기한 바와 같이 물품 A(9522)의 정보를 취득한다(단계 2). 여기서, 물품 A((9522)는 의약품인 것으로 한다. 물품 A(9522)의 정보에는 물품 A(9522)의 성분 등의 정보가 포함된다. 알레르기에 대한 정보를 물품 A(9522)의 취득한 성분 등의 정보를 비교하여, 일치하는지의 여부를 판단한다(단계 3). 일치하는 경우에는, 소정의 인물은 물품 A에 대하여 알레르기 반응을 일으킬 위험성이 있는 것으로 하고, 휴대 단말기 사용자에게 주의를 준다(단계 4). 일치하지 않는 경우에는, 소정의 인물은 물품 A에 대하여 알레르기 반응을 일으킬 위험성이 적은 것으로 하고, 휴대 단말기 사용자에게 그 취지(안전하다는 취지)를 알린다(단계 5). 단계 4나 단계 5에서, 휴대 단말기 사용자에게 정보를 알리는 방법은 휴대 단말기의 표시부(9521)에 표시를 행하는 방법이어도 좋고, 휴대 단말기의 알람(alarm) 등을 울리는 방법이어도 좋다.
또한, 다른 비즈니스 모델의 예로서, 동시에 사용하면 위험한 의약품 또는 동시에 사용하면 위험한 의약품의 성분의 조합에 대한 정보(이하, 간단히, 조합 정보라 칭함)를 단말기에 입력하여 둔다(단계 1). 단말기에 구비된 리더/라이터에 의해, 상기한 바와 같이 물품 A의 정보를 취득한다(단계 2). 여기서, 물품 A는 의약품인 것으로 한다. 물품 A의 정보에는 물품 A의 성분 등의 정보가 포함되어 있다. 그 다음, 단말기에 구비된 리더/라이터에 의해, 상기한 바와 같이 물품 B의 정보를 취득한다(단계 2). 여기서 물품 B도 의약품인 것으로 한다. 물품 B의 정보에는 물품 B의 성분 등의 정보가 포함된다. 이렇게 하여, 다수의 의약품의 정보를 취득한다. 조합 정보와 다수의 물품의 취득한 정보를 비교하여, 일치하는지의 여부, 즉, 동시에 사용하면 위험한 의약품의 성분의 조합이 있는지의 여부를 판단한다(단계 3). 일치하는 경우에는, 단말기 사용자에게 주의를 준다(단계 4). 일치하지 않는 경우에는, 단말기 사용자에게 그 취지(안전하다는 취지)를 알린다(단 계 5). 단계 4나 단계 5에서, 단말기 사용자에게 정보를 알리는 방법은 단말기의 표시부에 표시를 행하는 방법이어도 좋고, 휴대 단말기의 알람 등을 울리는 방법이어도 좋다.
상기한 바와 같이, 시스템에 본 발명의 반도체장치를 활용함으로써, 정보의 취득을 간단하게 행할 수 있고, 고기능화와 고부가가치화를 실현한 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 안테나를 공통으로 하는 다수의 집적회로가 제공되고, 이 집적회로의 메모리에 기억시키는 프로그램을 다르게 함으로써, 본 발명의 반도체장치는 다수의 용도에 대하여 동시에 사용될 수 있다. 본 발명은 비접촉으로 정보의 입출력이 가능한(무선 통신으로 정보의 입출력이 가능한) 반도체장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체장치는, 동일 식별 부호를 기억하는 다수의 집적회로를 구비함으로써, 집적회로의 고장이나 파괴에 대하여 용장성을 가질 수 있여, 보다 높은 내성을 가질 수 있다.
Claims (44)
- 안테나와, 그 안테나에 접속된 적어도 제1 집적회로 및 제2 집적회로를 포함하는 반도체장치로서,상기 제1 집적회로는 제1 식별 부호와 그 제1 집적회로의 동작을 제어하기 위한 제1 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고,상기 제2 집적회로는 제2 식별 부호와 그 제2 집적회로의 동작을 제어하기 위한 제2 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하며,상기 제1 식별 부호가 상기 제2 식별 부호와 다르고,상기 제1 프로그램이 상기 제2 프로그램과 다른 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 안테나가 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로와는 다른 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 안테나가 루프 안테나 또는 스파이럴 안테나인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로가 상기 안테나와 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않고, 상기 안테나에 의해 둘러싸인 공간 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 IC 칩인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 상이한 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테나에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테나에 접속되어 있고, 상기 접속부는 상기 안테나에 접속된 제1 단자와, 상기 제1 집적회로와 상기 제2 집적회로 중 하나에 접속된 제2 단자를 포 함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램 중 하나는 암호화를 행하지 않는 통신에 관한 프로그램이고, 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램 중 다른 하나는 암호화를 행하는 통신에 관한 프로그램인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 안테나와, 그 안테나에 접속된 다수의 집적회로를 포함하는 반도체장치로서,상기 다수의 집적회로 각각은 식별 부호와 그 집적회로의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고,상기 식별 부호는 상기 다수의 집적회로 각각에서 상이하고,상기 프로그램은 상기 다수의 집적회로 각각에서 상이한 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 안테나가 상기 다수의 집적회로와는 다른 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 안테나가 루프 안테나 또는 스파이럴 안테나인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로가 상기 안테나와 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않고, 상기 안테나에 의해 둘러싸인 공간 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 IC 칩인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 상이한 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테나에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테 나에 접속되어 있고, 상기 접속부는 상기 안테나에 접속된 제1 단자와, 상기 다수의 집적회로 중 하나에 접속된 제2 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 중 하나가, 암호화를 행하지 않는 통신에 관한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고, 상기 다수의 집적회로 중 다른 것이, 암호화를 행하는 통신에 관한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 안테나와, 그 안테나에 접속된 적어도 제1 집적회로 및 제2 집적회로를 포함하는 반도체장치로서,상기 제1 집적회로는 제1 식별 부호와 그 제1 집적회로의 동작을 제어하기 위한 제1 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고,상기 제2 집적회로는 제2 식별 부호와 그 제2 집적회로의 동작을 제어하기 위한 제2 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하며,상기 제1 식별 부호가 상기 제2 식별 부호와 동일하고,상기 제1 프로그램이 상기 제2 프로그램과 동일한 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 안테나가 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 와는 다른 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 안테나가 루프 안테나 또는 스파이럴 안테나인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로가 상기 안테나와 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않고, 상기 안테나에 의해 둘러싸인 공간 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 IC 칩인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 상이한 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테나에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테나에 접속되어 있고, 상기 접속부는 상기 안테나에 접속된 제1 단자와, 상기 제1 집적회로와 상기 제2 집적회로 중 하나에 접속된 제2 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로에 접속된 다수결 회로를 더 포함하고,상기 다수결 회로가 제1 식별 부호 또는 제2 식별 부호를 출력하고,상기 안테나는 상기 다수결 회로로부터 출력된 식별 부호에 따라 변조된 반송파를 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 안테나와, 그 안테나에 접속된 다수의 집적회로를 포함하는 반도체장치로서,상기 다수의 집적회로 각각은 식별 부호와 그 집적회로의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 기억하는 기억회로를 포함하고,상기 다수의 집적회로로부터 선택된 적어도 2개의 집적회로가 동일한 식별 부호와 동일한 프로그램을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 안테나가 상기 다수의 집적회로와는 다른 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 안테나가 루프 안테나 또는 스파이럴 안테나인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로가 상기 안테나와 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로가 상기 안테나와 겹치지 않고, 상기 안테나에 의해 둘러싸인 공간 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 IC 칩인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 상이한 기판 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테나에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 다수의 집적회로 각각이 접속부를 통해 상기 안테나에 접속되어 있고, 상기 접속부는 상기 안테나에 접속된 제1 단자와, 상기 다수의 집적회로 중 하나에 접속된 제2 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 다수의 집적회로에 접속된 다수결 회로를 더 포함하고,상기 다수결 회로가 다수의 식별 부호의 다수결 값인 식별 부호를 출력하고,상기 안테나는 상기 다수결 회로로부터 출력된 식별 부호에 따라 변조된 반송파를 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
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