TWI427458B - 時脈產生電路以及具有時脈產生電路之半導體裝置 - Google Patents
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Description
本發明係相關於時脈產生電路。尤其是，本發明係相關於依據來自電池的輸出電壓來產生時脈信號，且即使由於電池的放電特性所導致之輸出電壓波動仍能夠穩定地產生想要的頻率之時脈信號的時脈產生電路。本發明亦相關於具有時脈產生電路之半導體裝置。
已流行各種電子用品，且各種產品被運送到市面上。
尤其是可攜式電子用品的流行最為顯著。例如，已改良可攜式電話、數位相機等之電池的衰退持久性和顯示部位的解析度，及已降低它們的電力消耗，如此使它們更為方便。以結合在可攜式電子用品的結構中之儲存機構的電池確保用以驅動可攜式電子用品的電力。可使用諸如鋰離子電池等電池當作電池。
當作可攜式電子用品的例子，已積極追求RFID(射頻識別)標籤(下面稱作“RF標籤”)的實際應用之研發。可將RF標籤分類成兩類型：主動型和被動型。主動型包括電池和能夠傳送包含RF標籤的資訊之電磁波。再者，與主動型RF標籤分開，發展使用從可攜式電話等所產生之電磁波來充電用以確保驅動RF標籤的電力之電池的技術(見專利文件1：日本公告專利申請案號碼2003，6592)。
需注意的是，亦可將RF標籤稱作IC(積體電路)標籤、IC晶片、RF晶片、無線標籤、或電子標籤。
另一方面，因為經過一段時間電池的放電特性會退化，所以有效利用電池中的剩餘電力量之技術發展已在進行中(見專利文件2：日本公告專利申請案號碼2003-69891)。此係藉由當電池的輸出電壓變低時偵測電池中的剩餘電力量和具有用以改變驅動電子用品的驅動頻率之複數模式所進行的。
如圖23A中的放電特性所示，電池的輸出電壓係依據放電時間而變低。在圖23A中，在放電週期ta11
中，以V1
表示正好完成放電之後的輸出電壓，及以V2
表示週期t1
之後的輸出電壓。在週期t1
之後，在週期t2
中保持恆定的輸出電壓V2
，及在週期t3
之後輸出電壓變成V3
。在週期t3
之後，看不見電池的放電特性。
在配備有電池的可攜式電子用品中之內部電路的時脈產生電路，如圖23A所示，經過一段時間，由於電池的輸出電壓從V1
降至V3
，已發生時脈信號的頻率之降低。圖23B圖示當輸入到時脈產生電路的輸出電壓從V1
變成V3
時之振盪頻率的變化。如圖23B所示，時脈產生電路中的振盪頻率依據輸入之電壓V1
到V3
而從F1
改變到F3
。
為了解決振盪頻率的變化之問題，可使用電池的剩餘電力量是恆定之圖23A所示的週期t2
中之輸出電壓V2
當
作電池的輸出電壓。然而，圖23A中之電池的放電週期ta11
長於週期t2
，且仍有週期t1
及t3
的剩餘。
為了延長電池的壽命，可考慮藉由依據時脈產生電路的振盪頻率來改變驅動電子用品的模式以有效利用電池的剩餘電力，如同專利文件2：日本公告專利申請案號碼2003-69891中所說明之電子用品所具有的一般。然而，藉由改變驅動電子用品的模式以改變驅動頻率亦產生導致電子用品的品質退化之問題。
用以驅動可攜式電子用品的時脈產生電路係由環形振盪器等所組成。在環形振盪器中，振盪頻率依據從電池所輸出的電壓而改變；結果，需要在環形振盪器的輸入部位設置定壓電路，諸如調整器等。因此，具有時脈產生電路無法有效利用電池的剩餘電力之問題。
鑑於上述問題，目的係設置一時脈產生電路，其能夠抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。
為了達成上述目的，本發明的時脈產生電路具有結構如下，包括：一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自電池的輸出電壓；一頻率劃分數目決定電路，用以藉由輸出電壓偵測電路所偵測的輸出電壓之值來決定頻率劃分的數目；一振盪電路，用以依據輸出電壓來輸出參考時脈信號；一計數器電路，用以計數參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其分頻參考時脈信號，其中一旦在計數器電路輸
出用以執行頻率劃分的信號之後，當所計數之波的數目到達對應於頻率劃分的數目之波的數目時，計數器電路輸出由頻率劃分數目決定電路所決定之頻率劃分的數目來執行頻率劃分之信號。
本發明的時脈產生電路之一特徵包括：一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自電池的輸出電壓；一頻率劃分數目決定電路，用以藉由輸出電壓偵測電路所偵測的輸出電壓之值來決定頻率劃分的數目；一振盪電路，用以依據輸出電壓來輸出參考時脈信號；一計數器電路，用以計數參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其分頻參考時脈信號之信號，其中一旦在計數器電路輸出用以執行頻率劃分的信號之後，當所計數之波的數目到達對應於頻率劃分的數目之波的數目時，計數器電路輸出由頻率劃分數目決定電路所決定之頻率劃分的數目來執行頻率劃分之信號。
本發明的時脈產生電路之另一特徵包括：一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自電池的輸出電壓；一頻率劃分數目決定電路，用以藉由輸出電壓偵測電路所偵測的輸出電壓之值來決定頻率劃分的數目；一振盪電路，用以依據輸出電壓來輸出參考時脈信號；一計數器電路，用以計數參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其將藉由分頻參考時脈信號所獲得的信號當作時脈信號輸出到邏輯電路，其中在計數器電路輸出用以執行頻率劃分的信號之後，當所計數之波的數目到達對應於頻率劃分的數目之波的數目時，計數器電路輸出由該頻率劃分數目決定電路所決定之
頻率劃分的數目來執行頻率劃分之信號。
需注意的是，本發明的時脈產生電路中之電池可以是一次電池或二次電池。
需注意的是，本發明的時脈產生電路中之振盪電路可以是環形振盪器或晶體振盪器。
本發明的另一特徵為一半導體裝置，其配備有天線，且藉由與讀取機/寫入機的無線通訊來執行信號之傳輸和接收，半導體裝置包括：時脈產生電路、邏輯電路、和電池。另外，時脈產生電路包括一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自電池的輸出電壓；一頻率劃分數目決定電路，用以藉由輸出電壓偵測電路所偵測的輸出電壓之值來決定頻率劃分的數目；一振盪電路，用以依據輸出電壓來輸出參考時脈信號；一計數器電路，用以計數參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其分頻參考時脈信號，其中一旦在計數器電路輸出用以執行頻率劃分的信號之後，當所計數之波的數目到達對應於頻率劃分的數目之波的數目時，計數器電路輸出由頻率劃分數目決定電路所決定之頻率劃分的數目來執行頻率劃分之信號。
此外，本發明的半導體裝置中之電池可以是一次電池或二次電池。
另外，本發明的半導體裝置中之振盪電路可以是環形振盪器或晶體振盪器。
藉由本發明，可設置一時脈產生電路，其能夠抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電
力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電子用品的品質由於時脈信號的變化而產生退化之下來延長電池的壽命。
此外，本發明的時脈產生電路能夠產生變化小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配備有本發明的時脈產生電路之電子用品而言，可降低電力消耗且可達成電子用品的微型化。
下面將參考圖式說明本發明的實施模式和實施例。然而，精於本技藝之人士應明白本發明並不侷限於下面的說明，而是可在不違背本發明的精神和範疇之下，以各種方式改變本發明的模式和細節。因此，本發明不應被解釋作侷限於下面的實施模式和實施例之說明。需注意的是，在下面本發明的說明中，在不同圖式中可共用指示相同部位的參考號碼。
在此實施模式中，參考圖式說明本發明的時脈產生電路。
圖1所示之本發明的時脈產生電路100包括：輸出電壓偵測電路101，用以偵測來自電池111的輸出電壓；振
盪電路102，其依據來自電池111的輸出電壓來輸出參考時脈信號；頻率劃分數目決定電路103，用以藉由輸出電壓偵測電路101所偵測的輸出電壓之值來決定頻率劃分的數目；計數器電路104，用以計數從振盪電路所輸出之參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路105，其將藉由依據計數器電路104所計數的之波的數目和頻率劃分的數目來分頻參考時脈信號所獲得之信號當作時脈信號輸出到邏輯電路121。
本發明具有即使當輸出電壓與電池根據放電特性經過一段時間而退化也一起變低時，仍可抑制時脈信號的頻率之變化的效果。可依據頻率劃分的數目來分頻輸入到分頻電路之參考時脈信號，與輸出藉由依據根據輸出電壓偵測電路所偵測到的電池之輸出電壓的頻率劃分數目和計數器電路所計數且從振盪器電路輸出之參考時脈信號的波之數目來分頻參考時脈信號所獲得之信號來加以實現。下面說明特定結構等。
在圖2說明圖1所示之本發明的時脈產生電路100之用以偵測電池111的輸出電壓之輸出電壓偵測電路101的特定結構。例如可如圖2所示一般使用反向比較器當作圖1所示之輸出電壓偵測電路101。將電池111的輸出電壓輸入至反向比較器201的反向輸入終端，及金將電位Vref
輸入至比較器201的非反向輸入終端。當電池111的輸出電壓低於電位Vref
時，從來自反向比較器201的輸出將H位準(高位準)信號輸出。另一方面，當電池111的輸出
電壓高於電位Vref
時，從來自反向比較器201的輸出將L位準(低位準)信號輸出。若電池111的輸出電壓在複數位準中變化，則可設置圖2所例示之複數反向比較器，且可將有關輸出電壓的信號從邏輯電路輸出到頻率劃分數目決定電路103。以此方式，可藉由反向比較器執行電池111的輸出電壓之偵測。
需注意的是，在此實施模式中，說明電池111的輸出電壓經過滿足關係V1
>V2
>V3
之三位準V1
、V2
、及V3
來當作例子。因此，輸出電壓偵測電路101將電池111的輸出電壓是否為V1
、V2
、或V3
之資訊輸出到頻率劃分數目決定電路103。當然，本發明的輸出電壓偵測電路101所偵測到之輸出電壓並不侷限於V1
、V2
、及V3
。只要輸出電壓偵測電路101偵測電池111的輸出電壓且將對應於電池111的輸出電壓之信號輸出到頻率劃分數目決定電路103都可接受。
圖3A說明振盪電路102的特定結構，其根據來自圖1所示之本發明的時脈產生電路100中之電池111的輸出電壓來輸出參考時脈信號。圖1所示之振盪電路102的結構之例子是圖3A所示之結構，其包括複數反向器，各個反向器具有串聯連接N通道電晶體301和P通道電晶體302與連接這兩電晶體的閘。圖3A所示之結構是所謂環形振盪器的結構。在圖3A中，振盪電路102具有五階段結構；然而，結構並不侷限於此。連接複數反向器的輸入終端和輸出終端，及將最後位準的輸出連接到第一階段的
反向器之輸入終端以形成迴路結構。為了振盪來自振盪電路102的信號，此迴路中的反向器數目必須是奇數。
需注意的是，在本發明中，圖3A所示之環形振盪器並不侷限於振盪電路，環形振盪器也可以是晶體振盪器。也就是說，只要本發明的結構中之振盪電路依據輸入到振盪電路之電池的輸出電壓來振盪具有不同頻率的信號都可接受。需注意的是，藉由薄膜電晶體來形成包括在環形振盪器中的電晶體，可微型化振盪電路102。
在本說明書中，從振盪電路102輸出的信號被稱作參考時脈信號。此外，從時脈產生電路100所輸出且驅動邏輯電路等之信號被稱作時脈信號。
圖3B圖示關於輸入到振盪電路102之電池111的輸出電壓V1
、V2
、及V3
之振盪頻率的特性。振盪電路102分別輸出對應於電池111的輸出電壓V1
、V2
、及V3
之頻率F1
、F2
、及F3
的信號。需注意的是，如圖所示，振盪電路102中的頻率滿足關係F1
>F2
>F3
。若被輸入之電池111的輸出電壓是高的，則振盪電路102輸出具有高頻率的信號，若被輸入之電池111的輸出電壓是低的，則振盪電路102輸出具有低頻率的信號。
此外，圖1所示之本發明的時脈產生電路100中之頻率劃分數目決定電路103是依據有關從輸出電壓偵測電路101所輸入之電池111的輸出電壓之信號來決定頻率劃分數目之電路。藉由依據有關從輸出電壓偵測電路101所輸出之電池111的輸出電壓之信號來決定頻率劃分的數目，
與將頻率劃分的數目輸出到計數器電路104，而頻率劃分數目決定電路103設定用以重設計數器電路104中的計數器之計數器值。
圖1所示之本發明的時脈產生電路100中之計數器電路104是計數從振盪電路102所輸出之參考時脈信號的波之數目的電路。計數器電路104計數參考時脈信號的波之數目直到波的數目到達頻率劃分數目決定電路103所決定之用以重設計數器之計數器值為止。計數器電路104包括諸如正反電路等的邏輯電路之組合，且藉由輸入來自振盪電路的參考時脈信號以執行計數。當波的數目到達頻率劃分數目決定電路103所決定之用以重設計數器之計數器值時，計數器電路104輸出信號到分頻電路105。此外，在與輸出信號到分頻電路105的同時，計數器電路104重設計數器電路104的計數器值。
此外，圖1所示之本發明的時脈產生電路100中之分頻電路105是依據當計數器電路104所計數的波之數目到達重設計數器的計數器值時而輸入到分頻電路105的信號來分頻從振盪電路102所輸出之參考時脈信號的電路。若來自頻率劃分數目決定電路103的計數器值是N，則分頻電路105是利用頻率劃分的數目N(N是自然數)來分頻從振盪電路102輸出之參考時脈信號的電路。
需注意的是，本發明中的電池意指由於放電或充電經過一段時間會導致輸出電壓改變之電池。因此，本實施模式中所使用的電池111對應於一次電池或二次電池。
接著，將參考時序圖和流程圖來說明圖1所示之方塊圖的特定操作。
參考圖4之流程圖來說明圖1所示的方塊圖中之時脈產生電路100的操作例子。例子中之電池111的輸出電壓是在圖4之流程圖中的V1
或更低且大於V2
，V2
或更低且大於V3
，或V3
之範圍中。再者，以X表示計數器電路104中的計數器值。另外，當從輸出電壓偵測電路101輸出到頻率劃分數目決定電路103的信號是當電池111的輸出電壓在V1
或更低且大於V2
的範圍中時所示之信號時，當滿足X=3時，頻率劃分數目決定電路103重設計數器電路104的計數器數目。同樣地，當從輸出電壓偵測電路101輸出到頻率劃分數目決定電路103的信號是當電池111的輸出電壓在V2
或更低且大於V3
的範圍中時所示之信號時，當滿足X=2時，頻率劃分數目決定電路103重設計數器電路104的計數器數目。而且，當從輸出電壓偵測電路101輸出到頻率劃分數目決定電路103的信號是當電池111的輸出電壓在V3
的範圍中時所示之信號時，當滿足X=1時，頻率劃分數目決定電路103重設計數器電路104的計數器數目。
首先，在計數從振盪電路102輸出之參考時脈信號的波之數目之前，計數器電路104重設計數器值(圖4之步驟S401)。藉由重設計數器值，計數器數目X變成0(X=0)。當計數器值到達依據來自輸入到計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103的信號所決定之計數器值時
重設計數器值。
然後，計數器電路104開始計數來自振盪電路102的參考時脈信號。(步驟S402)。因為計數器值意指重設步驟之後的參考時脈信號之波的數目，所以每1波長就使計數器值增加1。換言之，在計數器電路104中，藉由每一次輸入參考時脈信號的1波長價值就增加1到計數器值來計數波的數目。
在計數器電路104，隨著開始計數，決定從輸入至計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103決定信號之電池111的輸出電壓是否在輸出電壓偵測電路101所偵測到之V1
或更低且大於V2
的範圍中(步驟S403)。若輸出電壓偵測電路101所偵測且決定從輸入至計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103輸出的信號之電池111的輸出電壓在V1
或更低且大於V2
的範圍中，則決定計數值是否為3(X=3)(步驟S404)。在步驟S404中，若計數值不是X=3，則操作回到步驟S402且執行到計數值的增加。若計數值是X=3，則在步驟S404中，將信號輸出到分頻電路105(步驟S405)，及操作回到步驟S401，重設計數器電路104的計數器值。
在步驟S403中，若輸出電壓偵測電路101所偵測且決定從輸入至計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103輸出的信號之電池111的輸出電壓不在V1
或更低且大於V2
的範圍中，則決定電池111的輸出電壓是否在V2
或更低且大於V3
的範圍中(步驟S406)。若輸出電壓偵測
電路101所偵測且決定從輸入至計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103輸出的信號之電池111的輸出電壓在V2
或更低且大於V3
的範圍中，則決定計數器值是否為2(X=2)(步驟S407)。在步驟S407中，若計數器值不是X=2，則重複步驟S402且執行到計數值的增加。若計數值是X=2，則在步驟S407中，將操作移至步驟S405，且回到步驟S401，重設計數器電路的計數器值。
在步驟S406中，若輸出電壓偵測電路101所偵測且決定從輸入至計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103輸出的信號之電池111的輸出電壓不在V2
或更低且大於V3
的範圍中，則決定電池111的輸出電壓是否為V3
(步驟S408)。若輸出電壓偵測電路101所偵測且決定從輸入至計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103輸出的信號之電池111的輸出電壓是V3
，則當計數器值變成1(X=1)(步驟S409)時，操作移至步驟S405，及回到步驟S401，重設計數器電路104的計數器值。
在步驟S408中，若輸出電壓偵測電路101所偵測且決定從輸入至計數器電路104之頻率劃分數目決定電路103輸出的信號之電池111的輸出電壓不是V3
，則時脈產生電路100停止時脈信號，因為電池111未具有足夠的剩餘電力來產生時脈信號(步驟S410)。
接著，將參考圖5說明有關參考上述之圖4中的流程圖所說明之圖1的結構之操作的時序圖。
圖5為當電池111的輸出電壓各個為V1
、V2
及V3
時
之從振盪電路102輸出的參考時脈信號、計數器電路104中的計數器值、及從時脈產生電路100輸出的時脈信號之時序圖。
經過一段時間電池111的輸出電壓從V1
、V2
變化到V3
。因此，如圖3B所示，依據從V1
、V2
到V3
的變化來減少參考時脈信號之頻率。因此，圖5所示之參考時脈信號的頻率亦隨著從V1
、v2
、到V3
的變化而減少。再者，如上述，圖5圖示當輸出電壓是V1
時將計數器值設定在X=3，當輸出電壓是V2
時X=2，及當輸出電壓是V3
時X=1。
連同圖4所說明的流程圖一起說明圖5所示之時序圖。在圖4的步驟S401中重設計數器值。在步驟S401之後的步驟S402中，分別依據當電池的輸出電壓是V1
、V2
及V3
時的參考時脈信號之波的數目，而以1增加當電池111的輸出電壓是V1
、V2
及V3
時的各個計數器值。在電池的輸出電壓是V1
之例子中(圖4之步驟S403)，當計數器電路104的計數器值是3時(圖4之步驟S404)，計數器電路104將用以執行頻率劃分的信號輸出到分頻電路105(圖4之步驟S405)。依據用以執行從計數器電路104輸出之頻率劃分的信號，分頻電路105執行參考時脈信號的頻率劃分。
同樣地，在電池111的輸出電壓是V2
之例子中(圖4之步驟S406)，當計數器電路104的計數器值是2時(圖4之步驟S407)，計數器電路104輸出信號到分頻電
路105(圖4之步驟S405)。依據從計數器電路104輸出之信號，分頻電路105執行參考時脈信號的頻率劃分。
另外，在電池111的輸出電壓是V3
之例子中(圖4之步驟S408)，當計數器電路104的計數器值是1時(圖4之步驟S409)，計數器電路104輸出信號到分頻電路105。依據從計數器電路104輸出之信號，分頻電路105執行參考時脈信號的頻率劃分。
在此實施模式中，在電池111的輸出電壓是V1
之例子中，當信號從計數器電路104輸出時，以三的頻率劃分數目來分頻參考時脈信號以說明分頻電路105。此外，在此實施模式中，在電池111的輸出電壓是V2
之例子中，當計數器值從計數器電路104輸出時，以二的頻率劃分數目來分頻參考時脈信號以說明分頻電路105。另外，在此實施模式中，在電池111的輸出電壓是V3
之例子中，當計數器值從計數器電路104輸出時，以一的頻率劃分數目來分頻參考時脈信號以說明分頻電路105。
在本發明中，藉由計數計數器電路所計數之參考時脈信號的波之數目，且輸出用以根據電池的輸出電壓來執行頻率劃分之信號，可在分頻電路中執行根據計數器值的頻率劃分。因此，如圖5所示，在時脈產生電路中，可在不由於電池的輸出電壓V1
、V2
及V3
而急遽變化之下，輸出欲輸出之時脈信號的頻率。因此，可在不使電子用品的品質因為時脈信號變化而退化之下，有效利用電池的剩餘電力。
習知上，藉由在電池和振盪電路之間設置諸如調整器電路等定壓電路來降低來自時脈產生電路的時脈信號之頻率變化。在本發明中，可在不設置定壓電路之下就能夠輸出具有頻率波動小的時脈信號。因此，在本發明中，與設置有定壓電路的電子用品比較，可較微型，因此對具有有限的電路設計面積之電子用品等特別有用。
需注意的是，在本發明中，並不限制對應於計數器值的頻率劃分之數目，及可適當依據時脈信號的頻率來決定頻率劃分的數目。
在上述方式中，本發明可設置時脈產生電路，其能夠抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電子用品的品質由於時脈信號的變化而退化之下來延長電池的壽命。
此外，本發明的時脈產生電路能夠產聲頻濾波動小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配備有本發明的時脈產生電路之電子用品而言，可降低電力消耗且可達成電子用品的微型化。
需注意的是，本實施模式係可與本說明書中的其他實施模式之技術元件組合來實施。
在此實施模式中，參考圖式說明能夠無線傳送和接收
資訊之半導體裝置，其包括上述實施模式所說明的時脈產生電路。
近年來，組合超小型IC晶片與無線通訊的天線之諸如RF標籤等半導體裝置已引起注意。RF標籤可藉由使用無線通訊裝置(又稱作讀取機/寫入機)交換通訊信號(操作磁場)以寫入和讀取資料。
可將銷售工廠中的商品管理之能夠無線傳送和接收資訊的諸如RF標籤等當作半導體裝置的應用領域之例子。雖然目前利用條碼等的商品管理還是主流，但是條碼是用光學讀取的，若具有阻隔物體就無法讀取資料。另一方面，因為用無線讀取RF標籤的資料，所以甚至有阻隔物體仍可讀取資料。因此，可有效提高商品管理效率和降低成本。此外，可將RF標籤應用至廣泛的領域，例如能夠應用到火車票、飛機票、及費用的自動設定。
在此實施模式中，參考圖6說明本發明中的半導體裝置之例子。圖6為RF標籤的方塊圖。
在圖6之RF標籤600中，將天線601接收的通訊信號輸入到信號處理電路604中的解調變電路605。通常，傳送藉由以ASK(振幅變換調制)、FSK(頻率變換調制)調變等來處理13.56 MHz、915 MHz等的載波所獲得之通訊信號。在圖6中，信號處理電路604需要參考時脈信號來處理信號。就時脈信號而言，使用從被輸入至時脈產生電路603和從時脈產生電路603輸出之電池602的輸出電壓所獲得之時脈信號。此外，在圖6中，電池602供應
用以驅動信號處理電路604之電力。在解調變電路605中解調變經過ASK調變或PSK調變的通訊信號。解調變之後的信號被傳送到邏輯電路606且被分析。將在邏輯電路606中所分析的信號傳送到記憶體控制電路607，及依據此信號，記憶體控制電路607控制記憶體電路608，及將儲存在記憶體電路608中的資料取出且傳送到邏輯電路609。在邏輯電路609中的編碼處理之後，調變電路610調變載波。
接著，參考圖7A及7B說明圖6所示之RF標籤600的圖型圖。需注意的是，在圖7A及7B中對應於圖6的部位以相同參考號碼表示，且省略其說明。亦需注意的是，圖6所說明的時脈產生電路在下面被說明成形成在與圖7A及7B中之信號處理電路相同的基板上。
圖7A所示之RF標籤600在基板701上具有天線601、電池602、時脈產生電路603、及信號處理電路604。天線601包括連接終端720和連接終端721。將天線601之連接終端720和連接終端721各個連接到信號處理電路604。
就包括在信號處理電路604中的電晶體而言，可應用各種模式的電晶體。因此，在可應用的電晶體類型上並無限制。因此，可應用使用以非晶矽或多晶矽為代表的非單晶體半導體膜之薄膜電晶體(TFT)；使用半導體基板或SOI基板所形成的電晶體；MOS電晶體；接面型電晶體；雙極電晶體；使用ZnO、a-InGaZnO的複合半導體等之電
晶體；使用有機半導體或碳奈米管的電晶體等等。需注意的是，非單晶體半導體膜可包含氫或鹵素。
各種種類的基板可被用於基板701，並不侷限於特定種類。例如，可使用單晶體基板、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑膠基板等。另一選擇是，可將信號處理電路604形成在特定基板上，然後可將信號處理電路604移至另一基板且置放在其他基板上。
並不特別限制天線601的形式。例如，如圖8A所示，可將天線803的薄片置放成圍繞基板801上的信號處理電路802。再者，如圖8B所示，可將狹窄天線803置放在基板801上的信號處理電路802四周。另外，如圖8C所示，天線601可採用接收高頻的電磁波之形式。而且，如圖8D所示，天線601可採用180度全方向的形式。另一選擇是，如圖8E所示，天線601可採用延長像根棒子的形式。此外，天線601可採用所謂雙極天線、環形天線、Yagi(八木)天線、貼片天線、微天線等形式。
需注意的是，在圖8A至8E中，為了簡化說明，並未圖解對應於電池的組件，但是配備有時脈產生電路之本發明的半導體裝置設置有電池。
可將圖7A所示之天線601形成在與在其上形成信號處理電路604之基板相同的基板上，或可形成在與在其上形成信號處理電路604之基板不同的基板上。各種種類的基板可被用於在其上形成天線601的基板，而不侷限在特定種類。例如，可將天線601形成在單晶體基板、SOI基
板、玻璃基板、石英基板、塑膠基板等上。若將天線601形成在與信號處理電路601相同的基板上，則藉由以濺鍍法、CVD法、旋轉塗佈法等形成導電膜，然後圖型化此導電膜來形成天線601。另一選擇是，可藉由以噴墨法為代表之微滴排放法、絲網印刷法等來形成天線601。在形成天線601於與其上形成信號處理電路604之基板不同的基板上之例子中亦可藉由上述方法來形成天線601；然而，以絲網印刷法形成天線601較佳。
需注意的是，可以已知方法來連接形成信號處理電路604之基板和天線601。例如，可以導線接合連接或碰撞連接來連接天線和信號處理電路。另一選擇是，可使用將在其上形成製成晶片的信號處理電路之基板的表面製成電極且裝附至天線之方法。在此方法中，可使用ACF(各向異性導電膜)來執行裝附。
依據用於接收的頻率而適當的天線長度會有所不同。通常，長度可以是波長的1/n(n是整數)，例如，當頻率是2.45 GHz時，約60 mm(1/2波長)或約30 mm(1/4波長)。
在圖7A中，雖然將天線601堆疊在與信號處理電路604相同的基板上，但是可將天線601設置成外部天線。需注意的是，當如圖7A所示一般將天線601堆疊在與信號處理電路604相同的基板701上時，天線是微環形天線、微雙極天線等較佳。
只要電池是一次電池或二次電池，就可將電池應用到
電池602。再者，只要半導體裝置配備有由一段時間後放電特的改變來改變輸出電壓之電池，就可將半導體裝置應用到本發明的時脈產生電路。
需注意的是，配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置的結構並不侷限於圖7A所示之結構。例如，圖7B圖示將信號處理電路604置放在天線601和電池602之間的結構。另一選擇是，可將電池602置放在天線601和信號處理電路604之間，或將天線601置放在電池602和信號處理電路604之間。此外，天線601、電池602及信號處理電路604的面積比並不侷限於此。也就是說，當逐層來觀察配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置時，並不限制天線601、電池602及信號處理電路604的位置關係。可將天線601和信號處理電路604形成在不同基板上，或可將天線601、信號處理電路604及電池602形成在同一基板上。
需注意的是，本實施模式係可與本說明書中的其他實施模式之技術元件組合來實施。也就是說，本實施模式可設置配備有時脈產生電路的半導體裝置，此時脈產生電路可抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電子用品的品質由於時脈信號的變化而產生退化之下來延長電池的壽命。
此外，配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置能
夠產生其頻率變化小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置而言，可降低電力消耗且可達成半導體裝置的微型化。
在此實施模式中，可參考圖式說明設置有能夠以電磁波來充電之電池的以上述實施模式所說明之半導體裝置的例子。
使用圖9所示之RF標籤來說明此實施模式的半導體裝置當作例子。
圖9所示之RF標籤600包括天線601、電池602、時脈產生電路603、信號處理電路604及充電/放電電路900。
充電/放電電路900包括整流電路901、充電控制電路902及放電控制電路903。再者，信號處理電路604包括解調變電路605、邏輯電路606、記憶體控制電路607、記憶體電路608、邏輯電路609和調變電路610。需注意的是，與上述實施模式2之圖6的結構不同之處在於設置充電/放電電路900。
關於信號處理電路604，將天線601接收和讀取機/寫入機951所傳送的通訊信號輸入到信號處理電路604中的解調變電路605。通常，傳送藉由以ASK(振幅變換調制)、FSK(頻率變換調制)調變等來處理13.56 MHz、915
MHz等的載波所獲得之通訊信號。在通訊信號是13.56 MHz信號的例子中，例如，希望用以充電從讀取機/寫入機傳送的電池602之電磁波的頻率是相同的。另外，當用以充電的信號和用以通訊的信號是相同頻帶時，可共用天線601。當共用天線601時，可達成半導體裝置的微型化。
在圖9中，信號處理電路604需要參考時脈信號來處理信號。就時脈信號而言，使用從經由放電控制電路903輸入到時脈產生電路603的電池602之輸出電壓所產生的時脈產生電路603輸出之時脈信號。此外，在圖9中，經由放電控制電路903由電池602供應用以驅動信號處理電路604之電力。在解調變電路605中解調變經過ASK調變或PSK調變的通訊信號。解調變之後的信號被傳送到邏輯電路606且被分析。將在邏輯電路606中所分析的信號傳送到記憶體控制電路607，及依據此信號，記憶體控制電路607控制記憶體電路608，及將儲存在記憶體電路608中的資料取出且傳送到邏輯電路609。在邏輯電路609中的編碼處理之後，調變電路610調變載波。
在天線601接收用以充電電池602之來自讀取機/寫入機951的電磁波之例子中說明圖9之操作的例子。需注意的是，在此實施模式中，分別說明提供第一開關和第二開關給充電控制電路902和放電控制電路903之例子。
首先，當從讀取機/寫入機951傳送電磁波時，天線601開始接收從讀取機/寫入機951傳送的電磁波。然後，
將設置在放電控制電路903中的第二開關斷開，使得電池602的電力不供應到另一電路。
接著，將提供給充電控制電路902的第一開關接通，以經由整流電路901整流和平滑的信號開始充電電池602。然後，當電池602的電壓到達或超過預定電壓時，將提供給充電控制電路902的第一開關斷開，停止充電。
接著，與斷開第一開關同時或之後將第二開關接通，及經由放電控制電路903將電力供應給信號處理電路604和時脈產生電路603。然後，RF標籤600將包含開始通訊的信號之電磁波(下面亦簡稱作“信號”)傳送到讀取機/寫入機951。
需注意的是，在圖9所示之結構中，圖示充電/放電電路900和信號處理電路604共用天線601之例子；然而，亦可使用充電/放電電路900和信號處理電路604各個都具有天線之結構。例如，可使用將充電/放電電路900和信號處理電路604分別設置有第一天線電路和第二天線電路之結構。需注意的是，藉由提供第一天線電路給充電/放電電路900和提供第二天線電路給信號處理電路604，可將第一天線電路製成接收外面隨機發生的電磁波，及將第二天線電路製成接收具有從讀取機/寫入機951振盪的特定波長之電磁波。
如上述，藉由設置能夠無線充電的電池，可容易地充電設置在半導體裝置中的電池。另外，當經過一段特定時間週期接收電磁波且充電電池時，以脈衝放電所儲存的電
力，甚至當用於充電電池的電磁波是弱的，仍可從電池供應大量電力到負載部位。
需注意的是，本實施模式係可與本說明書中的其他實施模式之技術元件組合來實施。也就是說，本實施模式可設置配備有時脈產生電路的半導體裝置，此時脈產生電路可抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電子用品的品質由於時脈信號的變化而產生退化之下來延長電池的壽命。
此外，配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置能夠產生頻率變化小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置而言，可降低電力消耗且可達成半導體裝置的微型化。
在此實施例中，將參考圖式說明上述實施模式中所說明之半導體裝置的製造方法之例子。在此實施例中，將說明使用薄膜電晶體將半導體裝置中的天線、電池、及信號處理電路設置在同一基板上之結構。需注意的是，因為可達成微型化，所以希望一次在基板上形成天線、電池、和信號處理電路。此外，說明將薄膜第二電池用於電池之例子。
首先，以絕緣膜1302在其間，在基板1301的表面上形成分隔層1303。接著，堆疊當作基膜的絕緣膜1304和半導體膜1305(如、包括非晶矽的膜)(見圖10A)。需注意的是，可連續地形成絕緣膜1302、分隔層1303、絕緣膜1304、及半導體膜1305。
基板1301可以是玻璃基板、石英基板、金屬基板(如、陶瓷基板、不銹鋼基板等)，或諸如Si基板等半導體基板等等。另一選擇是，可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚碸、或丙烯酸等所形成的塑膠基板。需注意的是，在此步驟中，以絕緣膜1302插入在其間，將分隔層1303設置在基板1301的整個表面上；然而，若需要，可在設置分隔層於基板1301的整個表面上之後，藉由使用照相平板印刷法來選擇性設置分隔層。
藉由CVD法、濺鍍法等，使用諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽(SiOx
Ny
，其中x>y>0)，或氧氮化矽(SiNx
Oy
，其中x>y>0)等絕緣材料來形成絕緣膜1302和絕緣膜1304。例如，當絕緣膜1302和絕緣膜1304具有兩層結構時，形成氧氮化矽膜當作第一絕緣膜，而形成氮氧化矽膜當作第二絕緣膜較佳。另一選擇是，可形成氮化矽膜當作第一絕緣膜，而形成氧化矽膜當作第二絕緣膜。絕緣膜1302當作阻隔層，防止來自基板1301的雜質元素被混合入分隔層1303或形成在其上的元件。絕緣膜1304當作阻隔層，防止來自基板1301或分隔層1303的雜質元素
被混合入形成在其上的元件。藉由以此方式形成作阻隔層的絕緣膜1302及1304，可防止形成在其上的元件受到來自基板1301的諸如Na(鈉)等鹼金屬或鹼土金屬或包括在分隔層1303中的雜質元素不利的影響。需注意的是，當使用石英當作基板1301時，可從結構省略絕緣膜1302及1304。
可使用金屬膜、包括金屬膜和氧化金屬膜之疊層結構等當作分隔層1303。當作金屬膜，單層結構或疊層結構係使用元素鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、及銥(Ir)的任一種，或含此種元素當作主要成分之化合物或合金材料所形成的膜所形成。可藉由使用濺鍍法、諸如電漿CVD法等各種CVD法等等來形成這些材料，當作包括金屬膜和氧化金屬膜之疊層結構，在形成上述金屬膜之後，執行氧大氣或N2
O大氣中的電漿處理，或氧大氣或N2
O大氣中的熱處理，使得可將金屬膜的氧化物或氮氧化物形成在金屬膜的表面上。例如，當以濺鍍法、CVD法等形成鎢膜當作金屬膜時，在鎢膜上執行電漿處理，使得氧化鎢所形成的氧化金屬膜能夠形成在鎢膜的表面上。
以濺鍍法、LPCVD法、電漿CVD法等將非晶半導體膜1305形成有厚度25到200 nm(30到150 nm較佳)。
接著，以雷射光照射使非晶半導體膜1305結晶。可藉由組合雷射光照射與利用RTA或退火爐之熱結晶法或
利用促進結晶的金屬元素之熱結晶法的方法等來使非晶半導體膜1305結晶。接著，所獲得的結晶半導體膜被蝕刻成想要的形狀以形成已結晶的結晶半導體膜1305a到1305f，及將閘絕緣膜1306形成覆蓋半導體膜1305a到1305f(見圖10B)。
需注意的是，藉由CVD法、濺鍍法等，使用諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽(SiOx
Ny
，其中x>y>0)，或氧氮化矽(SiNx
Oy
，其中X>y>0)等絕緣材料來形成閘絕緣膜1306。例如，當閘絕緣膜1306具有兩層結構時，形成氮氧化矽膜當作第一絕緣膜，而形成氧氮化矽膜當作第二絕緣膜較佳。另一選擇是，可形成氧化矽膜當作第一絕緣膜而形成氮化矽膜當作第二絕緣膜。
下面簡要說明結晶半導體膜1305a到1305f的製造步驟之例子。首先，以電漿CVD法來形成具有膜厚度50到60 nm之非晶半導體膜。接著，將含促進結晶的金屬元素之鎳的溶液保留在非晶半導體膜上，然後，在非晶半導體膜上執行脫氫作用處理(在500℃中達四小時)和熱結晶處理(在550℃中達四小時)以形成結晶半導體膜。接著，以雷射光照射結晶半導體膜，及藉由使用照相平板印刷法來形成結晶半導體膜1305a到1305f。需注意的是，可僅藉由雷射光照射來使非晶半導體膜結晶，而不必執行利用促進結晶的金屬元素之熱結晶。
當作結晶的雷射振盪器，可使用連續波雷射光束(CW雷射光束)或脈衝波雷射光束(脈衝雷射光束)。當
作此處可使用的雷射光束，可使用從下面的一或多個發出之雷射光束：氣體雷射，諸如Ar雷射、Kr(氪)雷射、或準分子雷射等；已添加一或多個Nd(釹)、Yb(鐿)、Cr(鉻)、Ti(鈦)、Ho(鈥)、Er(鉺)、Tm(銩)、及Ta(鉭)當作摻雜劑，其媒體是單晶YAG、YVO4
、鎂橄欖石(Mg2
SiO4
)、YAIO3
、或GdVO4
之雷射；或已添加一或多個Nd(釹)、Yb(鐿)、Cr(鉻)、Ti(鈦)、Ho(鈥)、Er(鉺)、Tm(銩)、及Ta(鉭)當作摻雜劑之多晶(陶瓷)YAG、Y2
O3
、YVO4
、YAIO3
、或GdVO4
；玻璃雷射；紅寶石雷射；紫翠玉雷射；鈦：藍寶石雷射；銅蒸汽雷射；或金蒸汽雷射。可藉由以此種雷射光束的基波或基波的第二至第四諧波照射來獲得具有大晶粒尺寸之晶體。例如，可使用Nd(釹)：YVO4
雷射(基波1064 nm)之第二諧波(532 nm)或第三諧波(355 nm)。在此例中，需要約0.01至100 MW/cm2
(0.1至10 MW/cm2
較佳)的功率密度。以約10至2000 cm/sec的掃描率來實施照射。需注意的是，可連續振盪已添加一或多個Nd(釹)、Yb(鐿)、Cr(鉻)、Ti(鈦)、Ho(鈥)、Er(鉺)、Tm(銩)、及Ta(鉭)當作摻雜劑之使用單晶YAG、YVO4
、鎂橄欖石(Mg2
SiO4
)、YAIO3
、或GdVO4
當作媒體之雷射；或已添加一或多個Nd(釹)、Yb(鐿)、Cr(鉻)、Ti(鈦)、Ho(鈥)、Er(鉺)、Tm(銩)、及Ta(鉭)當作摻雜劑之多晶(陶瓷)YAG、Y2
O3
、YVO4
、YAIO3
、或GdVO4
;Ar離子雷射；或Ti
(鈦)；藍寶石雷射。而且，可藉由執行Q開關操作、鎖模等，以重複率10 MHz或更多來執行其脈衝振盪。當以重複率10 MHz或更多振盪雷射光束時，在以雷射光束熔化半導體膜然後凝固的期間，以下一脈衝照射半導體膜。因此，不像使用具有低重複率之脈衝雷射的例子一般，在半導體膜中可連續移動固液介面；因此，可獲得在掃描方向連續生長的晶粒。
另外，可在半導體膜1305a至1305f上執行上述高密度電漿處理以氧化或氮化其表面，藉以形成閘絕緣膜1306。例如，可藉由引進含諸如He、Ar、Kr、或Xe(氙)等的稀有氣體和氧、氧化氮(NO2)、氨、氮、氫等混合氣體之電漿處理來形成閘絕緣膜1306。當藉由引進微波來執行此例中的電漿之激勵時，可在低電子溫度中產生高密度電漿。可藉由此高密度電漿所產生之氧根(可包括OH根)或氮根(可包括NH根)來氮化或氧化半導體膜的表面。
藉由使用此種高密度電漿的處理，可在半導體膜上形成具有厚度1至20 nm(典型上是5至10 nm)的絕緣膜。因為此例中的反應是固相反應，所以可使絕緣膜和半導體膜之間的介面狀態密度變得極低。因為此種高密度電漿處理直接氧化(或氮化)半導體膜(結晶矽，或多晶矽)，所以可形成其厚度中的不均勻極低之絕緣膜。此外，因為結晶矽的晶粒邊界亦未被強力氧化，所以產生非常適宜的條件。也就是說，藉由此處所示之高密度電漿處理的半
導體膜之表面的固相氧化，可形成具有均勻度佳且低介面狀態密度之絕緣膜，卻不會過度氧化晶粒邊界。
需注意的是，當作閘絕緣膜1306，可使用只藉由高密度電漿處理所形成的絕緣膜，或藉由利用電漿或熱反應之CVD法在其上形成氧化矽、氮氧化矽、氮化矽等的絕緣膜以製成疊層。在任一例子中，當電晶體在部分閘絕緣膜中或在整個閘絕緣膜中包括由高密度電漿所形成之絕緣膜時，可降低特徵中的不均勻。
而且，在藉由以連續波雷射光束或在一方向掃描之重複率10MHz或更多振盪的雷射光束照射來結晶化半導體膜所獲得之半導體膜1305a至1305f中，在光束的掃描方向中生長晶體。當電晶體被配置成掃描方向與通道長度方向(當形成通道形成區時載波流動之方向)校直且與電晶體組合使用上述閘絕緣層時，可獲得特性變化小且場效遷移率高之薄膜電晶體(TFT)。
接著，將第一導電膜和第二導電膜堆疊在閘絕緣膜1306上。在此實施模式中，使用CVD法、濺鍍法等將第一導電膜形成有厚度20至100 nm。將第二導電膜形成有厚度100至400 nm。第一導電膜和第二導電膜係使用諸如鉭(Ta)、鎢(W、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、或鈮(Nb)等元素，或使用包含此種元素當作其主要成分之合金材料或化合物所形成。另一選擇是，他們係使用以摻雜有諸如磷等雜質元素的多晶矽為代表之半導體材料所形成。使用氮化鉭膜和鎢膜，氮化鎢
膜和鎢膜，氮化鉬膜和鉬膜等當作第一導電膜和第二導電膜的組合之例子。因為鎢和氮化鎢的抗熱性高，所以可在形成第一導電膜和第二導電膜之後形成用於熱活化的熱處理。此外，在使用三層結構取代兩層結構的例子中，可使用包括鉬膜、鋁膜、和鉬膜的疊層結構。
接著，使用照相平板印刷法形成抗蝕遮罩，及實施用以形成閘電極和閘線的蝕刻處理，在半導體膜1305a至1305f上形成閘電極1307。在此實施模式中，說明閘電極1307具有包括第一導電膜1307a和第二導電膜1307b的疊層結構之例子。
接著，使用閘電極1307當作遮罩，以離子摻雜法或離子佈植法以低濃度將給予n型導電性的雜質元素添加到半導體膜1305a至1305f。接著，以照相平板印刷法選擇性形成抗蝕遮罩，以高濃度將給予p型導電性的雜質元素添加到半導體膜1305a至1305f。可使用磷(P)、砷(As)等當作展現n型導電性的雜質元素。可使用硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等當作展現P型導電性的雜質元素。此處，使用磷(P)當作給予n型導電性的雜質元素，和被選擇性引進半導體膜1305a至1305f，使得他們包含濃度1×1015
到1×1019
/cm3
的磷(P)。因此，形成n型雜質區1308。另外，使用硼(B)當作給予P型導電性的雜質元素，和被選擇性引進半導體膜1305c至1305e，使得他們包含濃度1×1019
到1×1020
/cm3
的硼(B)。因此，形成p型雜質區1309(見圖10C)。
接著，將絕緣膜形成覆蓋閘絕緣膜1306和閘電極1307。以電漿CVD法、濺鍍法等將絕緣膜形成作單層或疊層含諸如矽、矽的氧化物、或矽的氮化物等無機材料之膜，或含諸如有機樹脂等有機材料之膜。接著，使用主要在垂直方向蝕刻的各向異性蝕刻來選擇性蝕刻絕緣膜，形成與閘電極1307的側表面接觸之絕緣膜1310(亦稱作側壁)。當形成LDD(輕摻雜汲極)區時，使用絕緣膜1310當作摻雜用遮罩。
接著，使用以照相平板印刷法所形成的抗蝕遮罩，閘電極1307，和絕緣膜1310當作遮罩，以高濃度將給予n型導電性的雜質元素添加到半導體膜1305a、1305b、1305d及1305f，藉以形成n型雜質區1311。此處，使用磷(P)當作給予n型導電性的雜質元素，和將其選擇性引進半導體膜1305a、1305b、1305d及1305f，使得他們包含濃度1×1019
到1×1020
/cm3
的磷(P)。因此，可形成具有濃度比雜質區1308高的n型雜質區1311。
藉由上述步驟，形成n通道薄膜電晶體1300a、1300b、1300d及1300f和p通道薄膜電晶體1300c和1300e(見圖10D)。
在n通道薄膜電晶體1300a中，在與閘電極1307重疊之半導體膜1305a的區域中形成通道形成區；在未與閘電極1307和絕緣膜1310重疊的區域中形成各個形成源極區或汲極區之雜質區1311；及在與絕緣膜1310重疊且在通道形成區和雜質區1311之間的區域中形成輕摻雜汲極
區(LDD區)。另外，同樣地，將n通道薄膜電晶體1300b、1300d、及1300f設置有通道形成區，輕摻雜汲極區，和雜質區1311。
在p通道薄膜電晶體1300C中，在與閘電極1307重疊的之半導體膜1305c的區域中形成通道形成區；在未與閘電極1307重疊的區域中形成各個形成源極區或汲極區之雜質區1309。另外，同樣地，將p通道薄膜電晶體1300e設置有通道形成區和雜質區1309。此處需注意的是，p通道薄膜電晶體1300c及1300e並未設置有LDD區；然而，p通道薄膜電晶體可設置有LDD區，及n通道薄膜電晶體並不一定需要設置有LDD區。
接著將絕緣膜形成作單層或疊層以覆蓋半導體膜1305a至1305f，閘電極1307等；及將形成薄膜電晶體1300a到1300f的源極區或汲極區之雜質區1309及1311形成在絕緣膜上(見圖11A)。以CVD法、濺鍍法、SOG法、微滴排放法、絲網印刷法等，使用諸如矽的氧化物或矽的氮化物等無機材料，諸如聚亞醯胺、聚醯胺、苯環丁烯、丙烯酸、或環氧樹脂等有機材料，矽氧烷等將絕緣膜形成作單層或疊層。此處，絕緣膜具有兩層結構。將氧氮化矽膜形成當作第一絕緣膜1312a，及將氮氧化矽膜形成當作第二絕緣膜1312b。另外，導電膜1313可形成薄膜電晶體1300a到1300f的源極電極和汲極電極。
需注意的是，在形成絕緣膜1312a及1312b之前，或形成絕緣膜1312a及1312b的一或多個薄膜之後，實施用
以恢復半導體膜的晶性、用以活化以添加到半導體膜的雜質元素、或用以氫化半導體膜之熱處理較佳。使用熱退火、雷射退火法、RTA法等當作熱處理較佳。
以CVD法、濺鍍法等，使用任一元素鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鎂(Mn)、釹(Nd)、碳(C)、及矽(Si)，或含上述元素的其中之一當作其主要成分之化合物或合金材料將導電膜1313形成作單層或疊層。含鋁當作其主要成分的合金材料對應於例如含鋁當作其主要成分且亦包含鎳的材料，或包含鋁當作其主要成分且亦包含鎳和碳及矽的一或二者之合金材料。導電膜1313利用例如包括屏障膜、鋁矽(Al-Si)膜、及屏障膜的疊層結構，或包括屏障膜、鋁矽(Al-Si)膜、氮化鈦膜、及屏障膜的疊層結構較佳。需注意的是，屏障膜對應於從鈦、鈦的氮化物、鉬、或鉬的氮化物所形成之薄膜。具有低電阻和不昂貴的鋁和鋁矽是形成導電膜1313的理想材料。另外，當形成上和下屏障層時，可防止產生鋁或鋁矽的小丘。而且，當屏障膜係從高度可還原元素的鈦所形成時，即使將薄的天然氧化物膜形成在結晶半導體膜上，仍可以化學將天然的氧化物膜還原，如此與結晶半導體膜可有良好的接觸。
接著，將絕緣膜1314形成覆蓋導電膜1313，在絕緣膜1314上形成各個電連接到形成薄膜電晶體1300a和1300f的源極和汲極之導電膜1313的導電膜1315a及
1315b。另外，形成各個電連接到形成薄膜電晶體1300b和1300e的源極和汲極之導電膜1313的導電膜1316。需注意的是，導電膜1315a及1315b係可在同時由與導電膜1316相同的材料所形成。可使用上述形成導電膜1313的任一種材料來形成導電膜1315a及1315b和導電膜1316。
接著，將當作天線的導電膜1317形成電連接到導電膜1316(見圖11B)。
可以CVD法、濺鍍法等將絕緣膜1314設置成單層結構，此單層結構包括含氧及/或氮的絕緣膜，諸如氧化矽(SiOx
)、氮化矽(SiNx
)、氮氧化矽(SiOx
Ny
，其中x>y)、或氧氮化矽(SiNx
Oy
，其中x>y)等；或含碳的膜，諸如DLC(類鑽碳)等，或有機材料，諸如環氧樹脂、聚亞醯胺、聚醯胺、聚乙烯酚、苯環丁烯、或丙烯酸等；或矽氧烷材料，諸如矽氧烷樹脂等。另一選擇是，絕緣膜具有包括上述材料的疊層結構。需注意的是，矽氧烷材料對應於具有Si-O-Si鍵的材料。矽氧烷具有由矽(Si)和氧(O)的鍵所形成之主鏈結構。當作取代基，使用包含至少氫的有機基(例如，烷基或芳香烴)。亦可使用氟基當作取代基。另一選擇是，可使用包含至少氫的有機基和氟基當作取代基。
使用CVD法、濺鍍法、諸如絲網印刷法或凹版印刷法等印刷法、微滴排放法、分配法、電鍍法等，由導電材料形成導電膜1317。導電材料是元素鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni
)、鈀(Pt)、鉭(Ta)、及鉬(Mo)的任一種，或含上述元素的其中之一當作其主要成分的化合物材料或合金材料，且具有單層結構或疊層結構。
例如，在使用絲網印刷法來形成當作天線的導電膜1317之例子中，可選擇性印刷具有晶粒尺寸幾nm到幾十μm的導電粒子溶解或分散在有機樹脂中之導電漿糊來設置導電膜1317。可使用任何銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鈦(Ti)等的一或多個之金屬粒子；鹵化銀的精密粒子；或分散的奈米粒子來當作導電粒子。此外，可使用選自當作接合劑、溶劑、分散劑、或用於金屬粒子的塗佈材料之有機樹脂中的一或多個有機樹脂來當作包括在導電漿糊中的有機樹脂。可指定諸如環氧樹脂或矽樹脂等有機樹脂當作代表性例子。另外，當形成導電膜時，在塗敷導電漿糊之後實施烘烤較佳。例如，在使用含銀當作主要成分的精密粒子當作用於導電漿糊的材料之例子中(如、包括晶粒尺寸在1 nm到100 nm範圍)，可藉由以150至300℃範圍的溫度烘烤熟化所獲得之導電膜。另一選擇是，可使用含焊料或無鉛焊料當作主要成分之精密粒子。在那例子中，使用具有晶粒尺寸20μm或更小的精密粒子較佳。焊料或無鉛焊料具有諸如成本低等優點。
另外，導電膜1315a及1315b可各個當作在下一步驟電連接到包括在本發明的半導體裝置中之第二電池的導線。而且，當形成當作天線的導電膜1317時，可將另一導
電膜分開形成電連接到導電膜1315a及1315b，且那導電膜可被使用當作連接到第二電池的導線。
接著，將絕緣膜1318形成覆蓋導電膜1317，然後，包括薄膜電晶體1300a至1300f、導電膜1317等的一層(下面稱作元件形成層1319)與基板1301分開。此處，在使用雷射光(如UV光)照射以在未形成薄膜電晶體1300a至1300f的區域中形成開口之後，可使用物理力將元件形成層1319與基板1301分開。另一選擇是，在元件形成層1319與基板1301分開之前，將蝕刻劑引進所形成的開口以選擇性去除分隔層1303。使用含鹵素氟化物或鹵素間化合物的氣體或液體來當作蝕刻劑。例如，使用三氟化氯(ClF3
)當作含鹵素氟化物的氣體。因此，將元件形成層1319與基板1301分開。需注意的是，部分留下分隔層1303以取代整個移除。藉由留下一部分分隔層1303，可降低去除分隔層所需的處理時間和蝕刻劑消耗量。另外，可在去除分隔層1303後於基板1301上留下元件形成層1319。而且，藉由在將元件形成層1319與基板1301分開之後重新使用基板1301，可降低成本。
可使用CVD法、濺鍍法等將絕緣膜1318形成作單層結構，此單層結構包括含氧及/或氮的絕緣膜，諸如氧化矽(SiOx
)、氮化矽(SiNx
)、氮氧化矽(SiOx
Ny
，其中x>y)、或氧氮化矽(SiNx
Oy
，其中x>y)等；或含碳的膜，諸如DLC(類鑽碳)等，或有機材料，諸如環氧樹脂、聚亞醯胺、聚醯胺、聚乙烯酚、苯環丁烯、或丙烯酸等
；或矽氧烷材料，諸如矽氧烷樹脂等。另一選擇是，絕緣膜1318可具有包括一或多個上述膜之疊層結構。
在此實施例中，以雷射光照射將開口形成在元件形成層1319中，然後將第一薄片材料1320裝附在元件形成層1319的一表面(露出絕緣膜1318的表面)。然後，將元件形成層1319與基板1301分開(見圖12A)。
接著，在裝附第二薄片材料1321至元件形成層1319的另一表面(藉由分隔所露出的表面)之後，藉由執行熱處理和壓力處理的其中之一或二者而將第一薄片材料1320和第二薄片材料1321裝附在一起(見圖12B)。可使用熱熔膜等當作第一薄片材料1320和第二薄片材料1321。
做為第一薄片材料1320及第二薄片材料1321，可使用已執行用以防止靜電的防靜電處理之膜(下面稱作防靜電膜)。防靜電膜的例子是在樹脂中分散可防止靜電電荷的材料之膜，裝附可防止靜電電荷之的材料之膜等。具有可防止靜電電荷的材料之膜可以是設置在其表面的其中之一上的具有能夠防止靜電電荷之材料的膜，或設置在其表面的其中之二者上的具有能夠防止靜電電荷之材料的膜。關於設置在其表面的其中之二者上的具有能夠防止靜電電荷之材料的膜，可將膜裝附於層，使得能夠防止靜電電荷的材料是在膜的內側上或膜的外側上。需注意的是，可將能夠防止靜電電荷的材料設置在膜的整個表面上，或膜的一部分上。可使用金屬、銦錫氧化物(ITO)、或諸如兩性界面活性劑、陽離子界面活性劑、或非離子型界面活性
劑等界面活性劑來當作能夠防止靜電電荷的材料。除此之外，可使用含具有羧基和季銨鹼在其側鏈上的交聯共聚物之樹脂材料等來當作防靜電材料。藉由裝附、混合、或塗敷此種材料於膜，可形成防靜電膜。藉由使用防靜電膜來執行密封，可降低處理成產品時半導體元件受到來自外面等的靜電影響範圍。
需注意的是，將電力供應電路的儲存容量形成作將薄膜第二電池連接到導電膜1315a及1315b。在將元件形成層1319與基板1301分開之前(圖11B或圖11C所示的階段)、或在將元件形成層1319與基板1301分開之後(圖12A所示的階段)、或在以第一薄片材料和第二薄片材料密封元件形成層1319之後(圖12B所示的階段)，可進行與第二電池的連接。下面參考圖13A至14B說明將元件形成層1319和第二電池形成彼此連接的例子。
在圖11B中，與當作天線的導電膜1317同時形成分別電連接到導電膜1315a及1315b的導電膜1331a及1331b。接著，將絕緣膜1318形成覆蓋導電膜1317和導電膜1331a及1331b。然後，將開口1332a及1332b形成露出導電膜1331a及1331b的表面。接著，在以雷射光照射將開口形成在元件形成層1319之後，將第一薄片材料1320裝附在元件形成層1319的一表面(露出絕緣膜1318的表面)；然後，將元件形成層1319與基板1301分開(見圖13A)。
接著，將第二薄片材料1333裝附至元件形成層1319
的另一表面(藉由分隔所露出的表面)然後，將元件形成層1319與第一薄片材料1320分開。因此，在此實施模式中，黏附性弱的薄片材料被使用當作第一薄片材料1320。然後，選擇性形成經由開口1332a及1332b分別電連接到導電膜1331a及1331b之導電膜1334a及1334b(見圖13B)。
使用CVD法、濺鍍法、諸如絲網印刷法或凹版印刷法等印刷法、微滴排放法、分配法、電鍍法等，由導電材料形成導電膜1334a及1334b。導電材料是元素鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pt)、鉭(Ta)、及鉬(Mo)的任一種，或含上述元素的其中之一當作其主要成分的化合物材料或合金材料，且具有單層結構或疊層結構。
需注意的是，在此實施模式中，說明在元件形成層1319與基板1301分開之後形成導電膜1334a及1334b的例子；然而，可在形成導電膜1334a及1334b之後才將元件形成層1319與基板1301分開。
接著，在將複數元件形成在基板上的例子中，將元件形成層1319分隔成分開元件(見圖14A)。可將雷射照射裝置、晶圓分割裝置、劃線裝置等來分隔。此處，以雷射光照射將形成在一基板上的複數元件分開。
接著，將分開元件電連接到第二電池(見圖14B)。在此實施例中，薄膜第二電池被用於電力供應電路的儲存容量，及相繼堆疊下面的薄膜：電流收集薄膜、負電極活
性材料層、固體電解質層、正電極活性材料層、及電流收集薄膜。
導電膜1336a及導電膜1336b各個係藉由CVD法；濺鍍法；諸如絲網印刷或凹版印刷等印刷法；微滴排放法，分配法，或電鍍法由導電材料所形成。從選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pt)、鉭(Ta)、或鉬(Mo)的元素，或主要含此元素的合金材料或化合物材料，將導電材料形成在單層結構或疊層結構中。導電材料欲具有到負電極活性材料的良好黏附力且電阻小。鋁、銅、鎳、釩等特別適合當作導電材料。
為了詳細說明薄膜第二電池的結構，將負電極活性材料層1381形成在導電膜1336a上。通常，使用氧化釩(V2
O5
)等。接著，將固體電解質層1382形成在負電極活性材料層1381上。通常，使用磷酸鋰(Li3
PO4
)等。然後，將正電極活性材料層1383形成在固體電解質層1382上。通常使用錳酸鋰(LiMH2
O4
)等。接著，將變成電極的電流收集薄膜1384形成在正電極活性材料層1383上。電流收集薄膜1384欲具有到正電極活性材料層1383的良好黏附力且電阻小。可使用鋁、銅、鎳、釩等當作電流收集薄膜1384。
可使用濺鍍技術或蒸發技術來形成各個上述的薄膜層，即負電極活性材料層1381、固體電解質層1382、正電極活性材料層1383、及電流收集薄膜1384。理想上，各
層的厚度是1至3μm。
接著，塗敷樹脂以形成中間層膜1385。然後，蝕刻中間層膜以形成接觸孔。中間層膜並不侷限於由樹脂形成，中間層膜可以是另一膜，諸如CVD氧化物膜等；然而，就平坦性而言，樹脂較理想。另一選擇是，使用光敏樹脂，無須蝕刻就可形成接觸孔。接著，藉由形成導線層1386於中間層膜上且連接至導電膜1334b，確保與第二電池的電連接。
此處，將設置在元件形成層1319上的導電膜1334a及1334b分別連接到事先當作薄膜第二電池1389的連接終端之導電膜1336a及1336b。圖示利用諸如各向異性導電膜(ACF)或各向異性導電漿糊(ACP)等具有黏附特性的材料插入其間，將導電膜1334a及導電膜1336a，或導電膜1334b及導電膜1334b彼此壓力接合，使得它們彼此電連接之例子。圖示包含在具有黏附特性的樹脂1337中之導電粒子1338被用於連接的例子。另一選擇是，可使用諸如銀漿糊、銅漿糊、或碳漿糊等導電黏著劑，或使用焊料接合等來執行連接。
需注意的是，電晶體的結構可以是各種模式，並不侷限於本實施例所說明的特定結構。例如，可使用具有兩或更多閘電極之多閘結構。在多閘結構中，串聯連接通道區；因此，在結構中，複數電晶體被串聯連接。藉由具有多閘結構，降低off電流和電晶體的耐壓提高到理想的可靠程度，及即使當在飽和區域中操作時汲極和源極之間的電
壓改變，汲極和源極之間的電流仍不會改變很多，可獲得均一特性等。此外，可以是將閘電極置放在通道上或下之結構。利用將閘電極置放在通道上或下之結構，通道區增加；因此，可使電流值大且容易形成空乏層，藉以提高S值。當將閘電極置放在通道上或下時，結構像是串聯連接複數電晶體的結構。
另一選擇是，結構可以是將閘電極置放在通道上之結構，將閘電極置放在通道下之結構，交錯式結構，或反向交錯式結構。另一選擇是，結構可以是將通道區分成複數區域的結構，並聯連接通道區之結構，或串聯連接通道區之結構。另外，源極電極或汲極電極可與通道(或其一部分)重疊。藉由具有源極電極或汲極電極與通道區(或其一部分重疊)之結構，可防止由於一部分通道區中的電荷累積所產生的不穩定操作。另外，亦可以是LDD區。藉由設置LDD區，可降低OFF電流和電晶體的耐壓提高到理想的可靠程度，及即使當在飽和區域中操作時汲極和源極之間的電壓改變，汲極和源極之間的電流仍不會改變很多，可獲得均一特性等。
需注意的是，可將本實施例的半導體裝置之製造方法應用到本說明書中所說明的半導體裝置。也就是說，此實施例可提供配備有時脈產生電路的半導體裝置，此時脈產生電路能夠抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電
子用品的品質由於時脈信號的變化而產生退化之下來延長電池的壽命。
此外，配備有本發明的時脈產生電路知本實施例的半導體裝置可產生變化小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置而言，可達成半導體裝置的電力消耗降低和微型化。
在此實施例中，將參考圖式說明上述實施模式所說明的半導體裝置之製造方法的例子。在此實施例中，說明將半導體裝置的天線、電池、和信號處理電路設置在同一基板上之結構。需注意的是，使用將通道形成區形成在單晶體基板上的電晶體，藉由將天線、電池、和信號處理電路一起形成在基板上來形成半導體。使用形成在單晶體基板上的電晶體是令人滿意的，因為半導體裝置可由電晶體特性變化小的電晶體所組成。就電池而言，將說明使用上述實施例1所說明的薄膜第二電池之例子。
首先，將分開元件的區域2304及2306(下面簡稱作區域2304及2306)形成在半導體基板2300中(見圖15A)。設置在半導體基板2300中的區域2304及2306由絕緣膜(又稱作場氧化物膜2302)彼此分開。此處所示的例子是具有n型導電性的單晶矽基板被使用當作半導體基板2300，及將p阱2307形成在半導體基板2300的區域2306
中。
只要基板是半導體，可使用任何基板當作半導體基板2300。例如，可使用具有n型或p型導電性的單晶矽基板，化合物半導體基板(如GaAs基板，InP基板，GaN基板，SiC基板，藍寶石基板，或ZnSe基板)，藉由使用接合法或SIMOX(佈植氧加以分離)所形成的SOI(絕緣體上矽晶片)基板等。
可藉由選擇性氧化(LOCOS：矽的局部氧化)法、淺溝絕緣法等來形成區域2304及2306。
此外，可藉由在半導體基板2300中選擇性引進p型雜質元素以形成半導體基板2300之區域2306中所形成的p阱。可使用硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等當作p型雜質元素。
在此實施例中，雖然因為使用n型半導體基板當作半導體基板2300，所以未引進雜質元素到區域2304中，但是可藉由引進n型雜質元素來形成n阱。可使用磷(P)、砷(As)等來當作n型雜質元素。另一方面，當使用p型半導體基板時，可利用將n型雜質元素引進到區域2304以形成n阱而未將雜質元素引進到區域2306之結構。
接著，將絕緣膜2332及2334形成分別覆蓋區域2304及2306(見圖15B)。
可藉由例如以熱處理來氧化區域2304及2306的表面而形成氧化矽膜來形成絕緣膜2332及2334。另一選擇是，可藉由實施以熱氧化法形成氧化矽膜、然後以氮化處理
來氮化氧化矽膜的表面之步驟，將絕緣膜2332及2334形成具有氧化矽膜和含氧與氮之膜(氮氧化矽膜)的堆疊結構。
另一選擇是，可藉由使用上述的電漿處理來形成絕緣膜2332及2334。例如，可使用藉由在設置於半導體基板2300中之區域2304及2306的表面上執行高密度電漿氧化或氮化處理所獲得之氧化矽(SiOx
)膜或氮化矽(SiNx
)膜來形成絕緣膜2332及2334。另外，在區域2304及2306的表面上執行高密度電漿氧化處理之後，可實施高密度電漿氮化處理。在那例子中，將氧化矽膜形成在區域2304及2306的表面上，然後將氮氧化矽膜形成在氧化矽膜上。因此，將絕緣膜2332及2334各個形成具有氧化矽膜和氮氧化矽膜的堆疊結構。此外，亦可以實施以熱氧化法在區域2304及2306的表面上形成氧化矽膜，然後在氧化矽膜上執行高密度電漿氧化或氮化之步驟。
形成在半導體基板2300之區域2304及2306的表面上之絕緣膜2332及2334當作稍後完成的電晶體之閘絕緣膜。
接著，將導電膜形成覆蓋形成在區域2304及2306上的絕緣膜2332及2334(見圖15C)。此處，圖示將導電膜2336及2338相繼堆疊作導電膜之例子。不說自明，可將導電膜形成具有單層結構或兩層以上的堆疊結構。
當作導電膜2336及2338的材料，可使用選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu
)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等中的元素，或含此種元素當作主要成分之化合物材料或合金材料。另一選擇是，亦可使用藉由氮化上述元素所獲得之金屬氮化物膜。另外，亦可使用摻雜有諸如磷等雜質元素的多晶矽為代表之半導體材料。
此處，利用使用氮化鉭形成導電膜2336及使用鎢在其上形成導電膜2338之疊層結構。另一選擇是，亦可能使用單層膜或氮化鎢、氮化鉬、及/或氮化鈦的疊層膜來形成導電膜2336，及使用單層膜或鉭、鉬、及/或鈦的疊層膜來形成導電膜2338。
接著，由蝕刻選擇性去除堆疊導電膜2336及2338，使得導電膜2336及2338分別局部留在區域2304及2306上。因此，形成閘電極2340及2342(見圖16A)。
接著，選擇性形成抗蝕遮罩2348以覆蓋區域2304，及使用抗蝕遮罩2348及閘電極2342當作遮罩而將雜質元素引進到區域2306，藉以形成雜質區(見圖16B)。當作雜質元素，使用n型雜質元素或p型雜質元素。當作n型雜質元素，可使用磷(P)、砷(AS
)等。當作p型雜質元素，可使用硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等。此處，使用磷(P)當作雜質元素。
在圖16B中，利用引進雜質元素，將形成源極和汲極區與通道形成區2350的雜質區2352形成在區域2306中。
接著，選擇性形成抗蝕遮罩2366以覆蓋區域2306，
及使用抗蝕遮罩2366及閘電極2340當作遮罩而將雜質元素引進到區域2304，藉以形成雜質區(見圖16C)。當作雜質元素，使用n型雜質元素或p型雜質元素。當作n型雜質元素，可使用磷(P)、砷(As)等。當作p型雜質元素，可使用硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等。此處，使用與圖16C中已引進到區域2306之雜質元素的導電型相反之導電型的雜質元素(如、硼(B))。結果，形成源極及汲極區之雜質區2370及通道形成區2368係形成於區域2304中。
接著，形成第二絕緣膜2372以覆蓋絕緣膜2332及2334和閘電極2340及2342。然後，將電連接到形成在區域2340及2360中的雜質區2352及2370之導線2374形成在第二絕緣膜2372上(見圖17A)。
可使用含氧及/或氮的絕緣膜，諸如氧化矽(SiOx
)、氮化矽(SiNx
)、氮氧化矽(SiOx
Ny
，其中x>y)、或氧氮化矽(SiNx
Oy
，其中x>y)等；或含碳的膜，諸如DLC(類鑽碳)等，或有機材料，諸如環氧樹脂、聚亞醯胺、聚醯胺、聚乙烯酚、苯環丁烯、或丙烯酸等；或矽氧烷材料，諸如矽氧烷樹脂等，將第二絕緣膜2372形成在單層或疊層。需注意的是，矽氧烷材料對應於具有Si-O-Si鍵的材料。矽氧烷具有有著矽(Si)和氧(O)的鍵之骨架結構。當作矽氧烷的取代基，使用包含至少氫的有機基(例如，烷基或芳香烴)。另一選擇是，亦可使用氟基當作取代基，或可使用包含至少氫的有機基和氟基二者。
將導線2374形成在選自鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)、及矽(si)的元素，或含此種元素當作主要成分的化合物材料或合金材料之單層或疊層中。含鋁當作主要成分的合金材料例如對應於含鋁當作主要成分且亦含鎳的材料，或含鋁當作主要成分且亦含鎳和碳及矽的一或二者之材料。將導線2374形成具有屏障膜、鋁矽(Al-Si)膜、及屏障膜的堆疊結構，或屏障膜、鋁矽(Al-Si)膜、氮化鈦膜、及屏障膜的堆疊結構較佳。需注意的是，“屏障膜”對應於由鈦、氮化鈦、鉬、或氮化鉬所製成的薄膜。具有高電阻值和不昂貴之鋁和鋁矽是形成導線2374最適合的材料。當將屏障層設置在頂層和底層時，可防止產生鋁或鋁矽的小丘。當形成由具有高還原特性的元素之鈦所製成的屏障膜時，甚至當具有形成在結晶半導體膜上的薄天然氧化物膜，仍可以化學還原天然氧化物膜，及可獲得導線2374和結晶半導體膜之間的良好接觸。
需注意的是，本發明的電晶體之結構並不侷限於圖式所示者。例如，可使用具有反向交錯式結構、翼型FET結構等的電晶體。翼型FET的益處在於能夠抑制縮小電晶體尺寸時所發生之短通道效應。
另外，在本發明的半導體裝置中，在信號處理電路中設置可累積電力的電池。當作電池，使用諸如電雙層電容器等電容器或薄膜第二電池較佳。在此實施例中，說明此
實施例中所製造的電晶體和薄膜第二電池之間的連接。
在此實施例中，將第二電池堆疊和形成在連接到電晶體之導線2374上。就第二電池而言，相繼堆疊電流收集薄膜、負電極活性材料層、固體電解質層、正電極活性材料層、及電流收集薄膜(圖17B)。因此，加倍當作用於第二電池的電流收集薄膜之導線2374的材料欲具有到負電極活性材料的良好黏附力且電阻小，鋁、銅、鎳、釩等特別適合當作此材料。
為了詳細說明薄膜第二電池的結構，將負電極活性材料層2391形成在導線2374上。通常，使用氧化釩(V2
O5
)等。接著，將固體電解質層2392形成在負電極活性材料層2391上。通常，使用磷酸鋰(Li3
PO4
)等。然後，將正電極活性材料層2393形成在固體電解質層2392上。通常，使用錳酸鋰(LiMu2
O4
)等。另一選擇是，可使用鈷酸鋰(LiCoO2
)或鎳酸鋰(LiNiO2
)。接著，將變成電極的電流收集薄膜2394形成在正電極活性材料層2393上。電流收集薄膜2394欲具有到正電極活性材料層2393的良好黏附力且電阻小。可使用鋁、銅、鎳、釩等當作電流收集薄膜2394。
可使用濺鍍技術或蒸發技術來形成各個上述薄膜層，即負電極活性材料層2391、固體電解質層2392、正電極活性材料層2393、及電流收集薄膜2394。理想上，各層的厚度是1至3μm。
接著，塗敷樹脂以形成中間層膜2396。然後，蝕刻中
間層膜2396以形成接觸孔。並不限制用於中間層膜的樹脂，可以是諸如CVD氧化物膜等另一膜；然而，就平坦性而言，樹脂較理想。另一選擇是，使用光敏樹脂，無須蝕刻就可形成接觸孔。接著，藉由形成導線層2395於中間層膜2396上且連接至導電膜2397，確保與第二電池的電連接。
利用如上述結構的此種結構，本發明的半導體裝置可具有將電晶體形成在單晶體基板上且將薄膜第二電池設置在其上之結構。因此，在本發明的半導體裝置中，可達成超薄、微型化、及具撓性。
需注意的是，可將此實施例的半導體裝置之製造方法應用到本說明書中所說明的半導體裝置。也就是說，此實施例可提供配備有時脈產生電路的半導體裝置，此時脈產生電路能夠抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電子用品的品質由於時脈信號的變化而產生退化之下來延長電池的壽命。
此外，配備有本發明的時脈產生電路知本實施例的半導體裝置可產生變化小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置而言，可達成半導體裝置的電力消耗降低和微型化。
在此實施例中，參考圖式說明不同於上述實施例2之半導體裝置的製造方法之例子。
首先，將絕緣膜形成在基板2600上。此處，使用具有n型導電性的單晶矽當作基板2600，及將絕緣膜2602及2604形成在基板2600上(見圖18A)。例如，藉由在基板2600上執行熱處理以將氧化矽(SiOx
)形成作絕緣膜2602，然後以CVD法將氮化細(SiNx
)形成在絕緣膜2602上。
只要基板是半導體，可使用任何基板當作基板2600。例如，可使用具有n型或p型導電性的單晶矽基板，化合物半導體基板(如、GaAs基板，InP基板，GaN基板，SiC基板，藍寶石基板，或ZnSe基板)，藉由使用接合法或SIMOX(佈植氧加以分離)所形成的SOI(絕緣體上矽晶片)基板等。
另一選擇是，在形成絕緣膜2602之後，可藉由以高密度電漿處理來氮化絕緣膜2602以形成絕緣膜2604。需注意的是，設置在基板2600上的絕緣莫可具有單層結構或三或更多層的堆疊結構。
接著，將抗蝕遮罩2606的圖型選擇性形成在絕緣膜2604上，及使用抗蝕遮罩2606當作遮罩來實施選擇性蝕刻，藉以將凹處部位2608選擇性形成在基板2600中(見圖18B)。就蝕刻基板2600和絕緣膜2602及2604而言，可使用電漿乾蝕刻。
接著，去除抗蝕遮罩2606的圖型，然後形成絕緣膜2610以填滿形成在基板2600中的凹處部位2608(見圖18C)。
以CVD法、濺鍍法等，使用諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽(SiOx
Ny
，其中x>y>0)，或氧氮化矽(SiNx
Oy
，其中x>y>0)等絕緣材料來形成絕緣膜2610。此處，以大氣壓力CVD法或使用TEOS(矽酸乙酯)氣體的低壓CVD法來形成氧化矽膜。
接著，以研磨、拋光、或CMP(化學機械拋光)來露出基板2600的表面。此處，藉由露出基板2600的表面，將區域2612及2613形成在基板2600之凹處部位2608中所形成的絕緣膜2611之間。需注意的是，藉由以研磨、拋光、或CMP來局部去除形成在基板2600的表面上之絕緣膜2610以獲得絕緣膜2611。接著，藉由選擇性引進p型雜質元素，將p阱2615形成在基板2600的區域2613中(見圖19A)。
當作p型雜質元素，可使用硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等。此處，將硼(B)引進到區域2613及區域2614當作雜質元素。
在此實施例中，雖然使用n型半導體基板當作半導體基板2600，所以未引進雜質元素到區域2612，但是可藉由引進n型雜質元素在區域2612中形成n阱。當作n型雜質元素，可使用磷(P)、砷(As)。
另一方面，當使用p型半導體基板時，可使用將n型
雜質元素引進到區域2612以形成n阱而未將雜質元素引進到區域2613及區域2614之結構。
接著，將絕緣膜2632及2634分別形成在基板2600中之區域2612及2613的表面上(見圖19B)。
藉由例如以熱處理來氧化設置在基板2600中的區域2612及2613的表面以形成絕緣膜2632及2634。另一選擇是，可藉由實施以熱氧化法形成氧化矽膜、然後以氮化處理來氮化氧化矽膜的表面之步驟，將絕緣膜2632及2634形成具有氧化矽膜和含氧與氮之膜(氮氧化矽膜)的堆疊結構。
另一選擇是，可藉由使用上述的電漿處理來形成絕緣膜2632及2634。例如，可使用藉由在設置於基板2600中之區域2612及2613的表面上執行高密度電漿氧化或氮化處理所獲得之氧化矽(SiOx
)膜或氮化矽(SiNx
)膜來形成絕緣膜2632及2634。另外，在區域2612及2613的表面上執行高密度電漿氧化處理之後，可實施高密度電漿氮化處理。在那例子中，將氧化矽膜形成在區域2612及2613的表面上，然後將氮氧化矽膜形成在氧化矽膜上。因此，將絕緣膜2632及2634各個形成具有氧化矽膜和氮氧化矽膜的堆疊結構。此外，亦可以實施以熱氧化法在區域2612及2613的表面上形成氧化矽膜，然後在氧化矽膜上執行高密度電漿氧化或氮化之步驟。
需注意的是，形成在基板2600之區域2612及2613中之絕緣膜2632及2634當作稍後完成的電晶體之閘絕緣
膜。
接著，將導電膜形成覆蓋形成在基板2600中之區域2612及2613上的絕緣膜2632及2634(見圖19C)。此處，圖示將導電膜2636及2638相繼堆疊作導電膜之例子。不說自明，可將導電膜形成具有單層結構或兩層以上的堆疊結構。
當作導電膜2636及2638的材料，可使用選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等中的元素，或含此種元素當作主要成分之化合物材料或合金材料。另一選擇是，亦可使用藉由氮化上述元素所獲得之金屬氮化物膜。另外，亦可使用摻雜有諸如磷等雜質元素的多晶矽為代表之半導體材料。
此處，利用使用氮化鉭形成導電膜2636及使用鎢在其上形成導電膜2638之堆疊結構。另一選擇是，亦可能使用單層膜或氮化鉭、氮化鎢、氮化鉬及/或氮化鈦的疊層膜來形成導電膜2636，及使用單層膜或鎢、鉭、鉬及/或鈦的堆疊膜來形成導電膜2638。
接著，以蝕刻來選擇性去除堆疊導電膜2636及2638，使得導電膜2636及2638分別局部留在基板2600的區域2612及2613上。因此，形成當作閘電極的導電膜2640及2642(見圖20A)。此處，在其表面露出未與導電膜2640及2642重疊之基板2600的區域2612及2613之部分。
尤其是，選擇性去除未與導電膜2640重疊之形成在基板2600的區域2612上之一部分絕緣膜2632，使得導電膜2640的端部和絕緣膜2632的端部約彼此對應。此外，選擇性去除未與導電膜2642重疊之形成在基板2600的區域2614上之一部分絕緣膜2634，使得導電膜2642的端部和絕緣膜2634的端部約彼此對應。
在此例中，可與形成導電膜2640及2642同時將未與導電膜2640及2642重疊之絕緣膜的部分去除。另一選擇是，可藉由使用形成導電膜2640及2642之後所留下的抗蝕遮罩當作遮罩，或藉由使用導電膜2640及2642當作遮罩來去除未與導電膜2640及2642重疊之絕緣膜的部分。
然後，選擇性引進雜質元素到基板2600的區域2612及2613(見圖20B)。此處，使用導電膜2642當作遮罩，以低濃度選擇性引進n型雜質元素到區域2613，而使用導電膜2640當作遮罩，以低濃度選擇性引進p型雜質元素到區域2612。當作n型雜質元素，可使用磷(P)、砷(As)等。當作p型雜質元素，可使用硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等。此處，使用磷(P)當作雜質元素。
接著，形成具有與導電膜2640及2642的側表面接觸之側壁2654。尤其是，含諸如矽、氧化矽、或氮化矽等無機材料的膜，或含諸如以單層或疊層形成的有機樹脂等有機材料之膜然後，以各向異性蝕刻(主要在垂直方向)來選擇性蝕刻絕緣膜，使得側壁2654可被形成與導電膜2640及2642的側表面接觸。使用側壁2654當作用以形成
LDD(輕摻雜汲極)區之摻雜遮罩。此外，將側壁2654形成與形成在導電膜2640及2642下方之絕緣膜和浮動閘電極的側面接觸。
接著，藉由使用側壁2654及導電膜2640及2642當作遮罩，引進雜質元素到基板2600的區域2612及2613，形成當作源極和汲極區的雜質區(見圖20C)。此處，使用側壁2654及導電膜2642當作遮罩，以高濃度將n型雜質元素引進到基板2600的區域2613，而使用側壁2654及導電膜2640當作遮罩，以高濃度引進p型雜質元素到區域2612。
結果，將形成源極和汲極區的雜質區2658，形成LDD區的低濃度雜質區2660，及通道形成區2656形成在基板2600的區域2612中。同時，將形成源極和汲極區的雜質區2664，形成LDD區的低濃度雜質區2666，及通道形成區2662形成在基板2600的區域2613中。
需注意的是，在此實施例中，以露出與導電膜2640及2642確實重疊之基板2600的區域2612及2613之部分的條件來引進雜質元素。因此，可以有關導電膜2640及2642的自校準方式，形成分別形成在基板2600之區域2612及2613中的通道形成區2656及2662。
接著，形成第二絕緣膜2677，以覆蓋設置在基板2600之區域2612及2613上的絕緣膜、導電膜等，及將開口2678形成在第二絕緣膜2677中(見圖21A)。
可使用含氧及/或氮的絕緣膜，諸如氧化矽(SiOx
)、
氮化矽(SiNx
)、氮氧化矽(SiOx
Ny
，其中x>y)、或氧氮化矽(SiNx
Oy
，其中x>y)等；或含碳的膜，諸如DLC(類鑽碳)等，或有機材料，諸如環氧樹脂、聚亞醯胺、聚醯胺、聚乙烯酚、苯環丁烯、或丙烯酸等；或矽氧烷材料，諸如矽氧烷樹脂等，將第二絕緣膜2677形成在單層或疊層。需注意的是，矽氧烷材料對應於具有Si-O-Si鍵的材料。矽氧烷具有有著矽(Si)和氧(O)的鍵之骨架結構。當作矽氧烷的取代基，使用包含至少氫的有機基(例如，烷基或芳香烴)。另一選擇是，亦可使用氟基當作取代基，或可使用包含至少氫的有機基和氟基二者。
接著，以CVD法將導電膜2680形成在開口2678中。然後，將導電膜2682a至2682d(導電膜2682d亦稱作“導線2682d”)選擇性形成在絕緣膜2677上，藉以電連接到導電膜2680(見圖21B)。
將導電膜2680及2682a至2682d形成在選自鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)、及矽(Si)的元素，或含此種元素當作主要成分的化合物材料或合金材料之單層或疊層中。含鋁當作主要成分的合金材料例如對應於含鋁當作主要成分且亦含鎳的材料，或含鋁當作主要成分且亦含鎳和碳及矽的一或二者之材料。各個導電膜2680及2682a至2682d形成具有屏障膜、鋁矽(Al-Si)膜、及屏障膜的堆疊結構，或屏障膜、鋁矽(Al-Si)膜、氮化鈦膜、及屏
障膜的堆疊結構較佳。需注意的是，“屏障膜”對應於由鈦、氮化鈦、鉬、或氮化鉬所製成的薄膜。具有高電阻值和不昂貴之鋁和鋁矽是形成導電膜2680最適合的材料。當將屏障層設置在頂層和底層時，可防止產生鋁或鋁矽的小丘。當形成由具有高還原特性的元素之鈦所製成的屏障膜時，甚至當具有形成在結晶半導體膜上的薄天然氧化物膜，仍可以化學還原天然氧化物膜，及可獲得導電膜2680和結晶半導體膜之間的良好接觸。此處，可以CVD法選擇性生長鎢(W)來形成導電膜2680。
經由上述步驟，可獲得形成在基板2600之區域2612中的P通道電晶體和形成在基板2600之區域2613中的N通道電晶體。
需注意的是，形成本發明的半導體裝置之電晶體的結構並不侷限於圖式所示者。例如，可使用具有反向交錯式結構、翼型FET結構等的電晶體。翼型FET的益處在於能夠抑制縮小電晶體尺寸時所發生之短通道效應。
另外，在本發明的半導體裝置中，在信號處理電路中設置可累積電力的電池。當作電池，使用諸如電雙層電容器等電容器或薄膜第二電池較佳。在此實施例中，說明此實施例中所製造的電晶體和薄膜第二電池之間的連接。
在此實施例中，將第二電池堆疊和形成在連接到電晶體之導線2682d上。就第二電池而言，相繼堆疊電流收集薄膜、負電極活性材料層、固體電解質層、正電極活性材料層、及電流收集薄膜(圖21B)。因此，加倍當作用於
第二電池的電流收集薄膜之導線2682d的材料欲具有到負電極活性材料的良好黏附力且電阻小，鋁、銅、鎳、釩等特別適合當作此材料。
為了詳細說明薄膜第二電池的結構，將負電極活性材料層2691形成在導線2682d上。通常，使用氧化釩(V2
O5
)等。接著，將固體電解質層2692形成在負電極活性材料層2691上。通常，使用磷酸鋰(Li3
PO4
)等。然後，將正電極活性材料層2693形成在固體電解質層2692上。通常，使用錳酸鋰(LiMu2
O4
)等。另一選擇是，可使用鈷酸鋰(LiCoO2
)或鎳酸鋰(LiNiO2
)。接著，將變成電極的電流收集薄膜2694形成在正電極活性材料層2693上。電流收集薄膜2694欲具有到正電極活性材料層2693的良好黏附力且電阻小。可使用鋁、銅、鎳、釩等當作電流收集薄膜2694。
可使用濺鍍技術或蒸發技術來形成各個上述薄膜層，即負電極活性材料層2691、固體電解質層2692、正電極活性材料層2693、及電流收集薄膜2694。理想上，各層的厚度是1至3μm。
接著，塗敷樹脂以形成中間層膜2696。然後，蝕刻中間層膜2696以形成接觸孔。並不限制用於中間層膜2696的樹脂，可以是諸如CVD氧化物膜等另一膜；然而，就平坦性而言，樹脂較理想。另一選擇是，使用光敏樹脂，無須蝕刻就可形成接觸孔。接著，藉由形成導線層2695於中間層膜2696上且連接至導電膜2697，確保與第二電
池的電連接。
利用如上述結構的此種結構，本發明的半導體裝置可具有將電晶體形成在單晶體基板上且將薄膜第二電池設置在其上之結構。因此，在本發明的半導體裝置中，可達成超薄、微型化及具撓性。
需注意的是，可將此實施例的半導體裝置之製造方法應用到本說明書中所說明的半導體裝置。也就是說，此實施例可提供配備有時脈產生電路的半導體裝置，此時脈產生電路能夠抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電子用品的品質由於時脈信號的變化而產生退化之下來延長電池的壽命。
此外，配備有本發明的時脈產生電路知本實施例的半導體裝置可產生變化小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置而言，可達成半導體裝置的電力消耗降低和微型化。
在此實施例中，將說明配備有上述實施模式所說明的本發明之時脈產生電路的半導體裝置之使用模式的例子之RF標籤的使用。可將RF標籤包括在例如紙鈔、錢幣、證券、不記名債券、證件(諸如駕駛執照或居留卡等)、包
裝容器(諸如包裝紙或瓶子等)、儲存媒體(諸如DVD軟體或錄影帶等)、車輛(諸如腳踏車等)、個人財物(諸如袋子或眼鏡等)、食物、植物、動物、人體、衣物、日常用品、諸如電子用品等產品，行李上的識別標籤等等。可使用RF標籤當作所謂的ID標籤、ID標籤、或ID卡。電子用品意指液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視機(亦簡稱作電視、TV接收器、或電視接收器)、行動電話等。下面將參考圖22A至22E說明本發明的應用和包括本發明的應用之產品的例子。
圖22A圖示有關本發明的完整RF標籤之例子。將各個包括RF標籤3002之複數ID標籤3003形成在標籤板3001上(隔紙)。將ID標籤3003儲存在盒子3004中。另外，在ID標籤3003上，具有有關產品或服務的資訊(產品名稱、品牌、商標、商標擁有人、販售商、製造商等)。同時，將產品(或產品類型)特有的ID號碼指定給所包括的RF標籤，使得能夠容易偵測到諸如專利權和商標權等智慧財產權的偽造、侵害，及諸如不公平競爭等違法行為。此外，可將無法清楚呈現在產品的容器或標籤上的大量資訊(例如、產地、販售地、質地、原料、功效、使用、數量、形狀、價格、生產方法、使用方法、生產時間、使用時間、截止日、產品指示、有關產品的智慧財產之資訊等)輸入到RF標籤，使得用戶或消費者能夠使用簡單的讀取機來存取資訊。另外，RF標籤被構製成產品的生產商能夠容易地重寫或拭除，例如資訊，但是用戶或
消費者無法進行。需注意的是，利用RF標籤具有顯示部位且能夠顯示資訊之結構。
圖22B圖示包括RF標籤3012之標籤型RF標籤3011。藉由設置具有RF標籤3011之產品，可簡化產品的管理。例如，在產品被偷竊的情況中，可追蹤產品，如此可快速辨識罪犯。如此，藉由設置RF標籤，可配送所謂可追蹤性絕佳的產品。
圖22C圖示包括RF標籤3022之完整ID卡3021的例子。ID卡3021可以是任何種類的卡：現金卡、信用卡、預付卡、電子票、電子錢幣、電話卡、會員卡等。另外，可利用將顯示部位設置在ID卡3021的表面上及顯示各種資訊之結構。
圖22D圖示完整不記名債券3031。將RF標籤3032嵌入在不記名債券3031中且由形成RF標籤的周圍之樹脂保護。此處，將樹脂填滿填料。可利用與本發明的RF標籤相同的方法來形成不記名債券3031。需注意的是，上述不記名債券可以是郵票、票、入場券、貨品折價券、書籍折價券、文具折價券、啤酒折價券、白米折價券、各種類型的禮券、各種類型的服務折價券等。不用說，不記名債券並不侷限於此。另外，當將本發明的RF標籤3032設置在紙鈔、錢幣、證券、不記名債券、證件等時，可提供認證功能，及藉由使用認證功能，可防止偽造。
圖22E圖示裝附包括RF標籤3042的ID標籤3041之書籍3043。例如，藉由裝附至表面或嵌入，穩固地將本發
明的RF標籤3042裝附在商品上或貨品中。如圖22E所示，可將RF標籤3042嵌入在書籍的紙張中，或嵌入在包裝的有機樹脂中。因為本發明的RF標籤3042可以是小、薄、且量輕的，所以能夠在不破壞其設計之下，穩固地裝附至商品或在貨品中。
另外，可藉由設置本發明的RF標籤在例如包裝容器、儲存媒體、個人財物、食物、衣物、日常物品、電子用品等中來提高諸如檢測系統等系統的效率。而且，藉由將RF標籤設置在車輛上或車輛中，可防止仿造和偷竊。可藉由將個別生物植入RF標籤來識別諸如動物等生物。例如，可藉由植入無線標籤在諸如家庭寵物等生物中來分辨出生年、性別、品種等。
需注意的是，可將配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置利用到除了上述產品之外的各種產品。憑藉本實施例所說明的半導體裝置配備有本發明的時脈產生電路，可設置配備有時脈產生電路的半導體裝置，此時脈產生電路可抑制來自時脈產生電路的振盪頻率之變化及有效利用電池剩餘電力，此振盪頻率之變化係由於根據電池的放電特性所導致之輸出電壓的變化。因此，可在不使電子用品的品質由於時脈信號的變化而產生退化之下來延長電池的壽命。
此外，配備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置能夠產生其頻率變化小的時脈信號，卻不必在時脈產生電路的輸入部位設置諸如調整器電路等定壓電路。因此，就配
備有本發明的時脈產生電路之半導體裝置而言，可降低電力消耗且可達成半導體裝置的微型化。
本申請案係依據2006年11月30日日本專利局所發表之日本專利申請案序號2006-323948，此處併入其全文作為參考。
100‧‧‧時脈產生電路
101‧‧‧輸出電壓偵測電路
102‧‧‧振盪電路
103‧‧‧頻率劃分數目決定電路
104‧‧‧計數器電路
105‧‧‧分頻電路
111‧‧‧電池
121‧‧‧邏輯電路
201‧‧‧反向比較器
301‧‧‧N通道電晶體
302‧‧‧P通道電晶體
600‧‧‧射頻標籤
601‧‧‧天線
602‧‧‧電池
603‧‧‧時脈產生電路
604‧‧‧信號處理電路
605‧‧‧解調變電路
606‧‧‧邏輯電路
607‧‧‧記憶體控制電路
608‧‧‧記憶體電路
609‧‧‧邏輯電路
610‧‧‧調變電路
701‧‧‧基板
720‧‧‧連接終端
721‧‧‧連接終端
801‧‧‧基板
802‧‧‧信號處理電路
803‧‧‧天線
900‧‧‧充電/放電電路
901‧‧‧整流電路
902‧‧‧充電控制電路
903‧‧‧放電控制電路
951‧‧‧讀取機/寫入機
1300a‧‧‧n通道薄膜電晶體
1300b‧‧‧n通道薄膜電晶體
1300c‧‧‧n通道薄膜電晶體
1300d‧‧‧n通道薄膜電晶體
1300e‧‧‧n通道薄膜電晶體
1300f‧‧‧n通道薄膜電晶體
1301‧‧‧基板
1302‧‧‧絕緣膜
1303‧‧‧分隔層
1304‧‧‧絕緣膜
1305‧‧‧半導體膜
1305a‧‧‧p通道薄膜電晶體
1305b‧‧‧p通道薄膜電晶體
1305c‧‧‧p通道薄膜電晶體
1305d‧‧‧p通道薄膜電晶體
1305e‧‧‧p通道薄膜電晶體
1305f‧‧‧p通道薄膜電晶體
1306‧‧‧閘絕緣膜
1307‧‧‧閘電極
1307a‧‧‧第一導電膜
1307b‧‧‧第二導電膜
1308‧‧‧n型雜質區
1309‧‧‧p型雜質區
1310‧‧‧絕緣膜
1311‧‧‧雜質區
1312a‧‧‧絕緣膜
1312b‧‧‧絕緣膜
1313‧‧‧導電膜
1314‧‧‧絕緣膜
1315a‧‧‧導電膜
1315b‧‧‧導電膜
1316‧‧‧導電膜
1317‧‧‧導電膜
1318‧‧‧絕緣膜
1319‧‧‧元件形成層
1320‧‧‧第一薄片材料
1321‧‧‧第二薄片材料
1331a‧‧‧導電膜
1331b‧‧‧導電膜
1332a‧‧‧開口
1332b‧‧‧開口
1334a‧‧‧導電膜
1334b‧‧‧導電膜
1336a‧‧‧導電膜
1336b‧‧‧導電膜
1337‧‧‧樹脂
1338‧‧‧導電粒子
1381‧‧‧負電極活性材料層
1382‧‧‧固體電解質層
1383‧‧‧正電極活性材料層
1384‧‧‧電流收集薄膜
1385‧‧‧中間層膜
1386‧‧‧導線層
1389‧‧‧薄膜第二電池
2300‧‧‧半導體基板
2302‧‧‧場氧化物膜
2304‧‧‧區域
2306‧‧‧區域
2307‧‧‧p阱
2332‧‧‧絕緣膜
2334‧‧‧絕緣膜
2336‧‧‧導電膜
2338‧‧‧導電膜
2340‧‧‧閘電極
2342‧‧‧閘電極
2348‧‧‧抗蝕遮罩
2350‧‧‧通道形成區
2352‧‧‧雜質區
2366‧‧‧抗蝕遮罩
2368‧‧‧通道形成區
2370‧‧‧雜質區
2372‧‧‧第二絕緣膜
2374‧‧‧導線
2391‧‧‧負電極活性材料層
2392‧‧‧固體電解質層
2393‧‧‧正電極活性材料層
2394‧‧‧電流收集薄膜
2395‧‧‧導線層
2396‧‧‧中間層膜
2397‧‧‧導電膜
2600‧‧‧基板
2602‧‧‧絕緣膜
2604‧‧‧絕緣膜
2606‧‧‧抗蝕遮罩
2608‧‧‧凹處部位
2610‧‧‧絕緣膜
2611‧‧‧絕緣膜
2612‧‧‧區域
2613‧‧‧區域
2615‧‧‧p阱
2632‧‧‧絕緣膜
2634‧‧‧絕緣膜
2636‧‧‧導電膜
2638‧‧‧導電膜
2640‧‧‧導電膜
2642‧‧‧導電膜
2654‧‧‧側壁
2656‧‧‧通道形成區
2658‧‧‧雜質區
2660‧‧‧低濃度雜質區
2662‧‧‧通道形成區
2664‧‧‧雜質區
2666‧‧‧低濃度雜質區
2677‧‧‧第二絕緣膜
2678‧‧‧開口
2680‧‧‧導電膜
2682a‧‧‧導電膜
2682b‧‧‧導電膜
2682c‧‧‧導電膜
2682d‧‧‧導電膜
2682d‧‧‧導線
2691‧‧‧負電極活性材料層
2692‧‧‧固體電解質層
2693‧‧‧正電極活性材料層
2694‧‧‧電流收集薄膜
2695‧‧‧導線層
2696‧‧‧中間層膜
2697‧‧‧導電膜
3001‧‧‧標籤板
3002‧‧‧射頻標籤
3003‧‧‧ID標籤
3004‧‧‧盒子
3011‧‧‧標籤型射頻標籤
3012‧‧‧射頻標籤
3021‧‧‧ID卡
3022‧‧‧射頻標籤
3031‧‧‧不記名債券
3032‧‧‧射頻標籤
3041‧‧‧ID標籤
3042‧‧‧射頻標籤
3043‧‧‧書籍
在下圖中：圖1為本發明的時脈產生電路；圖2為本發明的時脈產生電路；圖3A及3B為本發明的時脈產生電路；圖4為本發明的時脈產生電路；圖5為本發明的時脈產生電路；圖6為本發明的時脈產生電路；圖7A及7B為本發明的時脈產生電路；圖8A至8E各個為本發明的時脈產生電路；圖9為本發明的時脈產生電路；圖10A至10D為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖11A至11C為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖12A及12B為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖13A及13B為本發明的半導體裝置之製造方法的例
子；圖14A及14B為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖15A至15C為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖16A至16C為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖17A及17B為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖18A至18C為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖19A至19C為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖20A至20C為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖21A及21B為本發明的半導體裝置之製造方法的例子；圖22A至22E各個為本發明的半導體裝置之使用模式的例子；及圖23A及23B各個為本發明所解決之問題。
100‧‧‧時脈產生電路
101‧‧‧輸出電壓偵測電路
102‧‧‧振盪電路
103‧‧‧頻率劃分數目決定電路
104‧‧‧計數器電路
105‧‧‧分頻電路
111‧‧‧電池
121‧‧‧邏輯電路
Claims (8)
- 一種時脈產生電路，包含：一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自電池的輸出電壓；一頻率劃分數目決定電路，用以藉由該輸出電壓偵測電路所偵測的該輸出電壓之值來決定頻率劃分的該數目；一振盪電路，用以依據該輸出電壓來輸出參考時脈信號；一計數器電路，用以計數該參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其分頻該參考時脈信號，其中一旦在該計數器電路輸出用以執行頻率劃分的信號之後，當該所計數波的數目到達對應於頻率劃分的該數目之波的數目時，該計數器電路輸出由該頻率劃分數目決定電路所決定之頻率劃分的該數目來執行頻率劃分之信號。
- 一種時脈產生電路，包含：一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自電池的輸出電壓；一頻率劃分數目決定電路，用以藉由該輸出電壓偵測電路所偵測的該輸出電壓之值來決定頻率劃分的該數目； 一振盪電路，用以依據該輸出電壓來輸出參考時脈信號；一計數器電路，用以計數該參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其將被分頻的該參考時脈信號之信號當作時脈信號輸出到邏輯電路，其中一旦在該計數器電路輸出用以執行頻率劃分的信號之後，當該所計數波的數目到達對應於頻率劃分的該數目之波的數目時，該計數器電路輸出由該頻率劃分數目決定電路所決定之頻率劃分的該數目來執行頻率劃分之信號。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之時脈產生電路，其中該電池是一次電池或二次電池。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之時脈產生電路，其中該振盪電路是環形振盪器或晶體振盪器。
- 一種半導體裝置，配備有天線，且藉由與讀取機/寫入機的無線通訊來執行信號之傳輸和接收，該半導體裝置包含：一時脈產生電路；一邏輯電路；及一電池，其中該時脈產生電路包括：一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自該電池的輸出電壓； 一頻率劃分數目決定電路，用以藉由該輸出電壓偵測電路所偵測的該輸出電壓之值來決定頻率劃分的該數目；一振盪電路，用以依據該輸出電壓來輸出參考時脈信號；一計數器電路，用以計數該參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其分頻該參考時脈信號，其中一旦在該計數器電路輸出用以執行頻率劃分的信號之後，當該所計數波的數目到達對應於頻率劃分的該數目之波的數目時，該計數器電路輸出由該頻率劃分數目決定電路所決定之頻率劃分的該數目來執行頻率劃分之信號。
- 一種半導體裝置，配備有天線，且藉由與讀取機/寫入機的無線通訊來執行信號之傳輸和接收，該半導體裝置包含：一時脈產生電路；一邏輯電路；及一電池，其中該時脈產生電路包括：一輸出電壓偵測電路，用以偵測來自該電池的輸出電壓；一頻率劃分數目決定電路，用以藉由該輸出電壓偵測電路所偵測的該輸出電壓之值來決定頻率劃分的該數目；一振盪電路，用以依據該輸出電壓來輸出參考時脈信 號；一計數器電路，用以計數該參考時脈信號之波的數目；及一分頻電路，其將被分頻的該參考時脈信號之信號當作時脈信號輸出到該邏輯電路，其中一旦在該計數器電路輸出用以執行頻率劃分的信號之後，當該所計數波的數目到達對應於頻率劃分的該數目之波的數目時，該計數器電路輸出由該頻率劃分數目決定電路所決定之頻率劃分的該數目來執行頻率劃分之信號。
- 如申請專利範圍第5項或第6項之半導體裝置，其中該電池是一次電池或二次電池。
- 如申請專利範圍第5項或第6項之半導體裝置，其中該振盪電路是環形振盪器或晶體振盪器。
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