TWI497862B - 無線電力儲存裝置，包括該無線電力儲存裝置的半導體裝置，和其操作方法 - Google Patents

無線電力儲存裝置，包括該無線電力儲存裝置的半導體裝置，和其操作方法 Download PDF

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Description

無線電力儲存裝置，包括該無線電力儲存裝置的半導體裝置，和其操作方法
本發明係關於一種無線電力儲存裝置及具備該無線電力儲存裝置的半導體裝置。本發明特別關於透過電磁波進行資料收發及電力接收的無線電力儲存裝置及具備它的半導體裝置。
近年來，各種電氣產品的普遍不斷進展，各種各樣的商品在市場上出售。尤其是，攜帶型無線通信裝置明顯地普遍。作為用來驅動攜帶型無線通信裝置的電源，內置有作為接收電力的裝置的電池，以透過電池確保電源。作為電池，使用鋰離子電池等的充電電池。現在，透過使用作為電力供應裝置的、將插頭插入家庭用交流電源的AC配接器，對電池進行充電(例如參照專利文件)1)。
另外，作為無線通信裝置的使用方式，利用了電磁場或電波等的無線通信的個體識別技術引人注目。尤其是，作為無線通信裝置的一個例子，利用了透過無線通信進行資料收發的RFID(射頻識別)標籤的個體識別技術引人注目。RFID標籤也稱為IC(積體電路)標籤、IC晶片、RF標籤、無線標籤、電子標籤。最近，使用RFID標籤的個體識別技術有助於每個物件物的生產及管理等，還被期待著安裝到卡片等來應用於個人識別。
RFID標籤根據內置有電源或者受到來自外部的電源供給而分為如下兩種類型：能夠發送包括RFID標籤的資訊的電磁波的主動類型；將來自外部的電磁波(載波)轉換成電力來驅動的被動類型(關於主動類型參照專利文件2，而關於被動類型參照專利文件3)。在主動類型RFID標籤中，內置有用來驅動RFID標籤的電源，並具備電池作為電源。另一方面，在被動類型RFID標籤中，透過利用來自外部的電磁波(載波)的電力來產生驅動RFID標籤的電源，而不具備電池。
專利文件1：日本專利申請公開第2005-150022號公報
專利文件2：日本專利申請公開第2005-316724號公報
專利文件3：日本PCT國際申請翻譯第2006-503376號公報
但是，移動電子設備的使用頻率一直增加，對為了對應於使用時間而提高電池耐久性及低耗電量化有一定的限制。再者，為了對作為安裝在移動電子設備中的電源的電池進行充電，不得不使用如下方法：透過使用利用了家庭用交流電源的AC配接器，以充電器進行充電；或者，透過使用在市場上出售的一次電池來充電。因此，對於使用者來說，充電很麻煩，並且需要攜帶著作為電力供應裝置的AC配接器或一次電池本身在屋外移動，這也很麻煩。
另外，關於具備驅動用電池的主動類型RFID標籤，與被動類型RFID標籤相比，可以增加通信距離，但是具有如下問題：相應於資訊的收發、發送及接收所需要的電磁波的強度設定，電池隨時間消耗，最後不能產生資訊的收發所需要的電力。因此，為了連續使用具備驅動用電池的主動類型RFID標籤，需要檢查電池的殘留容量或者交換電池。
鑒於上述問題，本發明的目的在於在具備電池的電力儲存裝置中對該電池簡單地進行充電。另外，本發明的目的還在於提供一種無線電力儲存裝置及具備該無線電力儲存裝置的半導體裝置，其中能夠進行資訊收發，而不需要因作為驅動電源的電池隨時間退化而交換電池。
為了解決上述問題，本發明的無線電力儲存裝置的特徵在於：提供RF電池(無線電池)，該RF電池能夠透過接收電磁波進行無線充電。另外，其特徵還在於：以很長時間進行RF電池的充電，並以比充電時間短的時間(以脈衝方式)進行放電。下面，示出本發明的具體結構。
本發明的無線電力儲存裝置之一，包括：天線電路、透過整流電路電連接到天線電路的電池、以及電連接到電池的負載部，其中電池因天線電路所接收的電磁波透過整流電路輸入而進行充電，透過將所充電的電力提供到負載部，來進行放電，而且以累積方式對電池進行充電，並以脈衝方式進行電池的放電。負載部指的是以電池的電力而操作的電路等。
本發明的無線電力儲存裝置之一，包括：天線電路、透過整流電路電連接到天線電路的電池、以及電連接到電池的負載部，其中電池因天線電路所接收的電磁波透過整流電路輸入而進行充電，透過將所充電的電力提供到負載部，來進行放電，而且充電電池的期間比電池放電的期間長。
本發明的無線電力儲存裝置之一。包括：天線電路、透過整流電路及充電控制電路電連接到天線電路的電池、以及透過具備開關的放電控制電路電連接到電池的負載部，其中電池因天線電路所接收的電磁波透過整流電路及充電控制電路輸入而進行充電，透過將所充電的電力透過放電控制電路提供到負載部，來進行放電，以累積方式進行電池的充電，並且透過開關相應從電池提供到放電控制電路的電壓而導通，來以脈衝方式進行電池的放電。
本發明的無線電力儲存裝置之一，包括：天線電路、透過整流電路及充電控制電路電連接到天線電路的電池、以及透過具備開關的放電控制電路電連接到電池的負載部，其中因天線電路所接收的電磁波透過整流電路及充電控制電路輸入而充電電池，透過開關相應從電池提供到放電控制電路的電壓而導通，來將儲存在電池中的電力提供到負載部，以進行電池的放電，並且充電電池的期間比電池放電的期間長。
本發明的無線電力儲存裝置之一，包括：天線電路、透過整流電路及充電控制電路電連接到天線電路的電池、以及透過具備第一開關的放電控制電路及具備第二開關的開關電路電連接到電池的負載部，其中電池因天線電路所接收的電磁波透過整流電路及充電控制電路輸入而進行充電，透過將所充電的電力透過放電控制電路及開關電路提供到負載部，來進行放電，以累積方式對電池進行充電，並且透過第一開關相應從電池提供到放電控制電路的電壓而導通且第二開關導通，來以脈衝方式進行電池的放電。
本發明的無線電力儲存裝置之一，包括：天線電路、透過整流電路及充電控制電路電連接到天線電路的電池、以及透過具備第一開關的放電控制電路及具備第二開關的開關電路電連接到電池的負載部，其中因天線電路所接收的電磁波透過整流電路及充電控制電路輸入而充電電池，透過第一開關相應從電池提供到放電控制電路的電壓而導通且第二開關導通，來將儲存在電池中的電力提供到負載部，以進行電池的放電，並且充電電池的期間比電池放電的期間長。
作為本發明的無線電力儲存裝置之一，在上述結構中，以一定頻率控制第二開關的導通及截止。
作為本發明的無線電力儲存裝置之一，在上述結構中，以每單位時間儲存到電池中的電力比以每單位時間從電池放電的電力小。
本發明的半導體裝置之一，包括：天線電路、以及電連接到天線電路的電力供給部和信號處理電路，其中電力供給部具有透過整流電路及充電控制電路電連接到天線電路的電池、以及具備開關的放電控制電路，信號處理電路透過天線電路與外部進行無線資訊通信，電池因天線電路所接收的電磁波透過整流電路及充電控制電路輸入而進行充電，透過將所充電的電力提供到信號處理電路，來進行放電，以累積方式對電池進行充電，並且透過開關相應從電池提供到放電控制電路的電壓而導通，來以脈衝方式進行電池的放電。
本發明的半導體裝置之一，包括：第一天線電路、第二天線電路、電連接到第一天線電路的電力供給部、電連接到第二天線電路的信號處理電路、以及連接到電力供給部及信號處理電路的感測部，其中電力供給部具有透過整流電路及充電控制電路電連接到第一天線電路的電池、以及具有開關的放電控制電路，信號處理電路透過第二天線電路與外部進行無線資訊收發，感測部透過放電控制電路電連接到電池，電池因第一天線電路所接收的電磁波透過整流電路及充電控制電路輸入而進行充電，透過將所充電的電力透過放電控制電路提供到感測部，來進行放電，以累積方式對電池進行充電，並且透過開關相應從電池提供到放電控制電路的電壓而導通，來以脈衝方式進行電池的放電。
作為本發明的半導體裝置之一，在上述結構中，第一天線電路和第二天線電路分別接收頻率不同的電磁波。
作為本發明的半導體裝置之一，在上述結構中，以每單位時間儲存到電池中的電力比以每單位時間從電池放電的電力小。
本發明透過在無線電力儲存裝置中設置能夠進行無線充電的電池，可以獲得一種無線電力儲存裝置，其中對提供到無線電力儲存裝置中的電池簡單地進行充電，並能夠與外部進行資訊收發，而不需要因電池隨時間退化而交換電池。另外，透過以一定時間接收電磁波對電池進行充電，並以脈衝方式釋放所儲存的電力，即使用對電池進行充電的電磁波微弱，也可以提供大電力。
下面，參照附圖說明本發明的實施例模式。但是，本發明可以透過多種不同的方式來實施，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在實施例模式所記載的內容中。此外，在以下說明的本發明的結構中，表示相同物件的附圖標記在不同的附圖中共同使用。
實施例模式1
在本實施例模式中，參照附圖說明本發明的無線電力儲存裝置的一個例子。
本實施例模式所示的無線電力儲存裝置100，包括：天線電路101、整流電路102、充電控制電路103、電池105、放電控制電路106(參照圖1)。在無線電力儲存裝置100中，天線電路101接收電磁波，並且所接收的電磁波透過整流電路102輸入到電池105，對電池105進行充電。另外，透過將儲存在電池105中的電力提供到負載部107，進行電池105的放電。在負載部107中，提供有透過利用電池105的電力來操作的電路等。另外，也可以在無線電力儲存裝置100中提供負載部107。此外，也可以不提供充電控制電路103及放電控制電路106的一方或雙方。
天線電路101可以由天線451和共振電容452構成，在本說明書中，組合天線451和共振電容452來將它們稱為天線電路101(參照圖4A)。
整流電路102可以是將由天線電路101所接收的電磁波感應的交流信號轉換成直流信號的電路。整流電路102主要由二極體和平滑電容構成。也可以提供電阻或電容，以調整阻抗。例如，如圖4B所示，整流電路102可以由二極體453和平滑電容455構成。
充電控制電路103可以是控制從整流電路102輸入的電信號的電壓水平來將它輸出到電池105的電路。例如，如圖5A所示，充電控制電路103可以由作為控制電壓的電路的調整器401和具有整流特性的二極體403構成。二極體403防止儲存在電池105中的電力洩漏。因此，如圖5B所示，也可以使用開關402代替二極體403。在設置開關402的情況下，透過在充電電池105的狀態下使開關402導通，而在不進行充電的狀態下使開關402截止，可以防止儲存在電池105中的電力洩漏。
將由充電控制電路103控制電壓水平的電信號輸入到電池105中，來對該電池105進行充電。儲存在電池105中的電力，透過放電控制電路106被提供到負載部107(進行電池105的放電)。
放電控制電路106可以是控制從電池105輸出的電壓位準來控制電池105的放電的電路。例如，如圖7A所示，放電控制電路106可以由開關501和作為進行電壓控制的電路的調整器502構成。透過控制開關501的導通及截止，可以控制是否將電力從電池105提供到負載部107。
另外，也可以根據電池105的電壓值，控制開關501的導通及截止。例如，也可以將施密特觸發器503，組合到圖7A所示的結構中(參照圖7B)。施密特觸發器503可以使開關元件具有滯後現象。具體地說，相對於輸入電壓具有上限值和下限值這兩個臨界值電位，並可以根據輸入為高於或低於這些值，來控制導通及截止。例如，可以在電池105的電壓值為5V以上的情況下使開關501導通，而在電池105的電壓值為3V以下的情況下使開關501截止。就是說，只在一定的電力儲存在電池105中的情況下，可以將電力提供到負載部107。
下面，參照附圖說明設置在本實施例模式所示的無線電力儲存裝置100中的電池105的充放電。
本實施例模式所示的無線電力儲存裝置的特徵在於以累積方式對電池105進行充電，並以脈衝方式進行電池105的放電。“以累積方式進行充電”意味著受到天線101所接收的電磁波並彼此加上來進行充電，其包括斷續受到電磁波的情況，而不局限於連續受到電磁波的情況。“以脈衝方式進行放電”意味著與充電電池的時間相比，進行電池的放電(將電力提供到負載部)的時間短且間歇放電。
例如，透過以一定時間連續受到電磁波來逐步對電池105進行充電，並且以短期間將儲存在該電池105中的電力提供到負載部107，來可以使負載部107操作(參照圖3A)。
下面，以圖1所示的無線電力儲存裝置為例子來進行說明。透過利用以一定時間受到的電磁波，將電力逐步儲存到電池105中，並且在電池105的電位達到一定值以上的情況下，放電控制電路106的開關導通，因此大電力以脈衝方式提供到負載部107。然後，可以將電力連續提供到負載部107，直到電池105的電位低於特定值為止。但是，在電池105的電位低於特定值的情況下，放電控制電路106的開關截止，因此停止將電力從電池105提供到負載部107。然後，對電池105進行充電，並且在電池105的電位達到一定值以上的情況下，放電控制電路106的開關再次導通，因此大電力提供到負載部107。
這樣，透過以一定時間接收電磁波對電池105進行充電並以脈衝方式釋放所儲存的電力，即使用對電池105進行充電的電磁波微弱，也可以將大電力從電池105提供到負載部。在此情況下，對電池105進行充電的期間比電池105放電的期間長。另外，以每單位時間從該電池105放電的電力(提供到負載部107的電力)比以每單位時間儲存到電池105中的電力大。此外，在圖3A中，雖然示出天線電路101連續受到電磁波來以每單位時間儲存一定電力的例子，但是也可以斷續受到脈衝波或所調變的電磁波對電池進行充電，而不局限於連續受到電磁波的情況。
此外，在將儲存在電池105中的電力以脈衝方式釋放到負載部107的情況下，也可以在放電控制電路106和負載部107之間設置開關電路，並透過使該開關電路定期導通，將電力間歇提供到負載部107。例如，在放電控制電路106和負載部107之間設置開關電路133，並使用時鐘產生電路131及分頻電路132來定期(以一定頻率)控制設置在開關電路133中的開關的導通及截止(參照圖13)。在此情況下，當設置在放電控制電路106中的開關和設置在開關電路133中的開關都導通時，將電力從電池105提供到負載部107。另外，可以從電池105提供為了時鐘產生電路131及分頻電路132操作而需要的電力。此外，在圖13所示的結構中，關於設置在開關電路133中的開關的導通或截止期間的控制等，實施者可以適當地設計時鐘產生電路131及分頻電路132來自由地設定。
另外，可以在以脈衝方式將儲存在電池105中的電力釋放到負載部107中的情況下，當設置在放電控制電路106中的開關處於導通狀態時，負載部107定期操作來從電池105受到電力。
另外，在本實施例模式所示的無線電力儲存裝置中，關於天線電路101所接收的電磁波，可以利用從使特定波長的電磁波振蕩的電力供應器振蕩的電磁波，或者，也可以利用在外部非人為產生的電磁波。電力供應器可以是發出特定波長的電磁波的裝置，較佳的發出設置在天線電路中的天線容易接收的波長的電磁波。作為在外部非人為產生的電磁波，例如可以利用手機中繼站的電磁波(800至900MHz頻帶、1.5GHz、1.9至2.1GHz頻帶等)、從手機振蕩的電磁波、無線電波時鐘的電磁波(40kHz等)、家庭用交流電源的噪音(60Hz等)等。
在使用電力供應器的情況下，作為適用於天線電路101和電力供應器之間的電磁波的傳送方式，可以採用電磁耦合方式、電磁感應方式或微波方式等。實施者可以鑒於使用用途適當地選擇傳送方式，並且可以根據傳送方式適當地設置最合適的長度或形狀的天線。
例如，當適當地使用電磁耦合方式或電磁感應方式(例如13.56MHz頻帶)作為傳送方式時，由於利用根據電場密度的變化的電磁感應，所以用作天線的導電膜形成為環狀(例如環形天線)或螺旋狀(例如螺旋天線)。另外，當適當地使用微波方式(例如UHF頻帶(860至960MHz頻帶)、2.45GHz頻帶等)作為傳送方式時，可以鑒於用於傳送信號的電磁波的波長適當地設定用作天線的導電膜的長度或形狀。例如，可以將用作天線的導電膜形成為線狀(例如偶極天線)或者形成為平整的形狀(例如平板天線)等。此外，用作天線的導電膜的形狀不局限於線狀，鑒於電磁波的波長而可以是曲線狀、蜿蜒形狀，或者是組合這些的形狀。
另外，透過組合具有多個形狀的天線的天線電路，可以應用於多個頻帶的電磁波接收。在圖8A和8B中，示出設置在天線電路中的天線形狀作為一個例子。例如，如圖8A所示，可以在提供有電池和負載部等的晶片2901的周圍配置天線2902A、以及180°全向天線(一種能夠從所有方向均勻地接收的天線)2902B。另外，如圖8B所示，可以在提供有電池和負載部等的晶片2901的周圍配置細線圈形狀的天線2902C、用來接收高頻電磁波的天線2902D、被拉長為棒狀的天線2902E。如圖8A和8B所示，透過設置具有多個形狀的天線的天線電路，可以形成能夠應用於多個頻帶的電磁波(例如，來自電力供應器的電磁波、在外部非人為產生的電磁波)接收的無線電力儲存裝置。
另外，在使用電力供應器的情況下，對從電力供應器發送到天線電路101的電磁波的頻率沒有特別的限制，例如可以採用如下所述的任一頻率：亞毫米波的300GHz到3THz、毫米波的30GHz到300GHz、微波的3GHz到30GHz、極超短波的300MHz到3GHz、超短波的30MHz到300MHz、短波的3MHz到30MHz、中波的300kHz到3MHz、長波的30kHz到300kHz、以及超長波的3kHz到30kHz。
在本說明書中，電池指的是可以透過進行充電來恢復連續使用時間的電力儲存裝置。作為電力儲存裝置，可以舉出充電電池、電容器等，但是在本說明書中將它們總稱為電池。雖然根據其用途而不同，但是較佳的使用形成為片狀的電池作為電池，例如透過使用鋰電池，較佳的為使用凝膠狀電解質的鋰聚合物電池或鋰離子電池等，可以實現小型化。當然，只要是能夠充電的電池，就可以採用任何電池，因此可以使用鎳氫電池、鎳鎘電池、有機基電池、鉛蓄電池、空氣充電電池、鎳鋅電池、銀鋅電池等的能夠充放電的電池，或者也可以使用大容量電容器。
此外，作為可用作本發明的電池的電容器，較佳的使用電極的相對面積大的電容器。較佳的使用利用了活性碳、富勒烯、碳奈米管等的比表面積大的電極用材料的電雙層電容器。與電池相比，電容器的結構簡單且容易實現薄膜化及疊層化。電雙層電容器具有蓄電功能，即使增加充放電次數，退化程度小，還具有良好急速充電特性，因此是較佳的。
另外，在本實施例模式中，儲存在電池中的電力不局限於天線電路101所接收的電磁波，也可以在無線電力儲存裝置的一部分中分別設置發電元件來補充。透過將發電元件分別提供到無線電力儲存裝置中，可以增加儲存在電池105中的電力的供給量，並可以提高充電速度，因此是較佳的。作為發電元件，例如可以是使用了太陽電池的發電元件、使用了壓電元件的發電元件、或使用了微小結構體(MEMS，即微電子機械系統)的發電元件。
如上所述，透過提供能夠進行無線充電的電池，可以容易進行無線電力儲存裝置的充電。另外，透過以一定時間接收電磁波對電池進行充電，並以脈衝方式釋放所儲存的電力，即使用對電池進行充電的電磁波微弱，也可以將大電力從電池提供到負載部。尤其是在透過由天線電路接收在外部非人為產生的微弱電磁波對電池進行充電的情況下，本實施例模式所示的無線電力儲存裝置非常有效。
本實施例模式所示的無線電力儲存裝置，可以與本說明書中的其他實施例模式所示的無線電力儲存裝置的結構組合來實施。
實施例模式2
在本實施例模式中，參照附圖說明與上述實施例模式所示的無線電力儲存裝置不同的結構。
本實施例模式所示的無線電力儲存裝置100，包括：天線電路101、整流電路102、充電控制電路103、電池105、放電控制電路106、解調電路108、調變電路109、充電/放電控制電路110(參照圖2)。在無線電力儲存裝置100中，天線電路101接收來自外部的電磁波，並且所接收的電磁波透過整流電路102輸入到電池105，對電池105進行充電。另外，透過將儲存在電池105中的電力提供到負載部107，進行電池105的放電。此外，本實施例模式所示的無線電力儲存裝置的結構如下：將解調電路108、調變電路109、以及充電/放電控制電路110，提供到上述實施例模式所示的無線電力儲存裝置100。
在本實施例模式所示的無線電力儲存裝置100中，如圖5B所示，充電控制電路103可以根據電池105的充電狀況控制開關402的導通及截止。可以由充電/放電控制電路110控制開關402的導通及截止。
充電/放電控制電路110可以是監視電池105的充電狀況並根據電池105的充電狀況而控制設置在充電控制電路103中的開關和設置在放電控制電路106中的開關的電路。例如，可以監視電池105的電壓值，當電池105的電壓值達到一定值以上時，使充電控制電路103的開關截止並使放電控制電路106的開關導通，以將電力提供到負載部107。另一方面，當電池105的電壓值低於特定值時，使放電控制電路106的開關截止並使充電控制電路103的開關導通，以對電池105進行充電。
這樣，透過根據電池105的充電狀況而使用充電控制電路103控制電池105的充電，可以防止當充電電池105時的過充電。另外，在不進行電池105的充電的狀態下使充電控制電路103的開關402截止，可以防止儲存在電池105中的電力洩漏。
下面，說明使用電力供應器201進行電池105的充放電的情況。
首先，從電力供應器201輸入到天線電路101的電磁波被天線電路101轉換成交流電信號，並被整流電路102整流化，然後輸入到充電控制電路103。與此同時，表示電池105的充電開始的信號透過解調電路108，輸入到充電/放 電控制電路110。在表示充電開始的信號被輸入的情況下，充電/放電控制電路110根據電池105的充電狀況而控制充電控制電路103的開關的導通及截止。例如，充電/放電控制電路110監視電池105的電壓值，當電池105的電壓值為一定值以下時，使設置在充電控制電路103中的開關導通，以開始對電池105進行充電。
此外，在因電池105的電壓值為一定值以上而不需要充電的情況下，使充電控制電路103的開關截止，以不對電池105進行充電。在此情況下，可以將停止對電池105進行充電的信號透過調變電路109發送到電力供應器201，來停止從電力供應器201發送電磁波。
然後，對電池105進行充電，當該電池105的電壓達到一定值以上時使充電控制電路103的開關截止，以結束對電池105的充電。並且，可以將停止對電池105進行充電的信號透過調變電路109發送到電力供應器201，來停止從電力供應器201發送電磁波。
然後，透過使放電控制電路106的開關導通，將電力從電池105提供到負載部107。負載部107可以透過使用從電池105提供的電力使設置在負載部107中的電路操作。例如，可以將感測器提供到負載部107中，並透過利用從電池105提供的電力使感測器間歇操作。在此情況下，如上述實施例模式的圖13所示，可以在放電控制電路106和負載部107之間設置開關電路133，來將電力從電池105間歇提供到感測器。
此外，由充電/放電控制電路110監視電池105的充電狀況，當電池105的電壓達到一定值以下時，使放電控制電路106的開關截止，以停止電池105的放電。
在本實施例模式所示的無線電力儲存裝置中，上述圖4A所示的結構可適用於天線電路101，而上述圖4B所示的結構可適用於整流電路102。另外，上述圖5B所示的結構可適用於充電控制電路103，並由充電/放電控制電路110控制開關402的導通及截止。另外，上述圖7A所示的結構可適用於放電控制電路106，並由充電/放電控制電路110控制開關501的導通及截止(參照圖9)。
另外，圖2中的電力供應器201可以由電力傳輸控制部601和天線電路602構成(參照圖6)。電力傳輸控制部601調變發送到無線電力儲存裝置100的送電用電信號，並從天線電路602輸出送電用電磁波。在本實施例模式中，圖6所示的電力供應器201的天線電路602連接到電力傳輸控制部601，並具有構成LC並聯諧振電路的天線603和共振電容604。電力傳輸控制部601在送電時將感應電流提供到天線電路602，並將送電用電磁波從天線603輸出到無線電力儲存裝置100。
此外，作為被電力供應器201送電的信號的頻率，例如可以採用如下所述的任一頻率：亞毫米波的300GHz到3THz、毫米波的30GHz到300GHz、微波的3GHz到30GHz、極超短波的300MHz到3GHz、超短波的30MHz到300MHz、短波的3MHz到30MHz、中波的300kHz到3MHz、長波的 30kHz到300kHz、以及超長波的3kHz到30kHz。
另外，如上述實施例模式所示，本實施例模式所示的無線電力儲存裝置100的特徵在於以累積方式對電池進行充電，並以脈衝方式進行電池的放電。
例如，當結束電池105的充電時可以停止充電，並當電池105的電壓值因向負載部107的電力供給而達到一定值以下時，可以對電池105進行充電(參照圖3B)。關於電池105的放電，可以使放電控制電路106的開關處於導通狀態，直到電池105的電壓值達到一定值以下為止，並每次負載部107操作就提供電力。或者也可以使用來自外部的信號控制放電控制電路106的開關。
這樣，透過以一定時間接收電磁波對電池進行充電，並以脈衝方式釋放所儲存的電力，即使用對電池進行充電的電磁波微弱，也可以將大電力從電池提供到負載部。在此情況下，充電電池的期間比電池放電的期間長。另外，以每單位時間從該電池放電的電力(提供到負載部107的電力)比以每單位時間儲存到電池中的電力大。
如上所述，透過提供能夠進行無線充電的電池，可以容易進行無線電力儲存裝置的充電。另外，透過以一定時間接收電磁波對電池進行充電，並以脈衝方式釋放所儲存的電力，即使用對電池進行充電的電磁波微弱，也可以將大電力從電池提供到負載部。
本實施例模式所示的無線電力儲存裝置，可以與本說明書中的其他實施例模式所示的無線電力儲存裝置的結構 組合來實施。
實施例模式3
在本實施例模式中，參照附圖說明具備上述實施例模式所示的無線電力儲存裝置的半導體裝置(設置有信號處理電路作為負載的半導體裝置)的一個例子。具體地說，作為透過無線通信進行資料收發的半導體裝置，以RFID(射頻識別)標籤(也稱為IC(積體電路)標籤、IC晶片、RF標籤、無線標籤、無線晶片或電子標籤)為例子進行說明。此外，本實施例模式可以適用於透過無線通信進行資料收發的所有半導體裝置(例如具備電池的電子設備)，而不局限於RFID標籤。
下面，參照圖10說明本實施例模式所示的半導體裝置的一個例子。
圖10所示的半導體裝置150具有天線電路101、電力供給部160、信號處理電路159。
電力供給部160設置有整流電路102、充電控制電路103、電池105、放電控制電路106、解調電路108、調變電路109、以及充電/放電控制電路110。另外，信號處理電路159由放大器152(也稱為放大電路)、解調電路151、邏輯電路153、記憶控制電路154、記憶電路155、邏輯電路156、放大器157、以及調變電路158構成。此外，與實施例模式2的圖2不同之處如下：採用讀寫器210代替電力供應器201，並且信號處理電路159連接到放電控制電路 106。
在信號處理電路159中，從讀寫器210發送且由天線電路101接收的通信信號，輸入到解調電路151和放大器152。通常，通信信號對13.56MHz、915MHz等的信號進行ASK調變、PSK調變等的處理來被發送。例如，在通信信號為13.56MHz的情況下，用對電池105進行充電的來自讀寫器的電磁波頻率較佳的是同一的。透過將用來充電的信號和用來通信的信號設定為同一頻帶，可以共同使用天線電路101。透過共同使用天線電路101，可以實現半導體裝置的小型化。
在圖10中，為了處理信號而需要用作標準的時鐘信號，例如可以使用13.56MHz的信號作為時鐘。放大器152放大13.56MHz的信號，並將它作為時鐘提供到邏輯電路153。另外，被進行了ASK調變或PSK調變的通信信號被解調電路151解調。在被解調之後的信號，也發送到邏輯電路153並被分析。邏輯電路153所分析的信號輸向記憶控制電路154，並且記憶控制電路154根據該信號控制記憶電路155，因此儲存在記憶電路155中的資料被讀出來發送到邏輯電路156。在由邏輯電路156進行編碼處理之後，信號被放大器157放大，並且調變電路158對所放大的信號進行調變。
此外，電池105透過放電控制電路106，提供圖10所示的信號處理電路159的電源。這樣，半導體裝置150操作。
下面，參照圖14說明圖10所示的讀寫器210的一個例 子。讀寫器210由接收部521、發送部522、控制部523、介面部524、以及天線電路525構成。控制部523因透過介面部524的高階裝置526的控制而關於資料處理命令、資料處理結果控制接收部521和發送部522。發送部522調變發送到半導體裝置150的資料處理命令並從天線電路525作為電磁波輸出。另外，接收部521解調天線電路525所接收的信號並將它作為資料處理結果輸出到控制部523。
在本實施例模式中，圖14所示的讀寫器210的天線電路525連接到接收部521和發送部522，並具有構成LC並聯諧振電路的天線527及共振電容528。天線電路525接收因半導體裝置150所輸出的信號而在天線電路525中被感應的電動勢作為電信號。另一方面，將感應電流提供到天線電路525，並將信號從天線電路525發送到半導體裝置150。
其次，參照圖12說明在天線電路101接收來自讀寫器210的電磁波的情況下的操作的一個例子。此外，這裏表示在充電控制電路103中設置有第一開關，而在放電控制電路106中設置有第二開關的例子。
首先，當從讀寫器210發送電磁波時(611)，天線電路101開始接收從讀寫器210發送的電磁波(612)。接著，充電/放電控制電路110確認電池105的電壓是否達到預定的電壓值(例如Vx)以上(613)。在電池105的電壓低於Vx的情況下，使設置在放電控制電路106中的第二開關截止，以不將電池105的電力提供到其他電路(614)。
接著，第一開關導通(615)，因此開始對電池105進行充電(616)。當正在進行充電時，透過由充電/放電控制電路110監視電池105的充電狀況，監視電池105的電壓值。並且，當電池105的電壓達到預定的電壓值以上時，使設置在充電控制電路103中的第一開關截止(617)，以停止充電(618)。
其次，在第一開關截止的同時或在第一開關截止之後，使第二開關導通(619)，來將電力透過放電控制電路106提供到設置在信號處理電路159中的電路，因此半導體裝置150將包含通信開始信號的電磁波(以下，可能簡單地稱為“信號”)發送到讀寫器210(620)。並且，讀寫器210在接收該信號之後(621)將需要的資訊發送到半導體裝置150(622)。半導體裝置150接收從讀寫器210發送的信號(623)，處理所接收的信號(624)，並發送返回信號(625)。讀寫器210在接收從半導體裝置150發送的信號之後(626)結束通信(627)。
此外，圖10所示的結構表示電力供給部160和信號處理電路159共同使用天線電路101的情況，但是也可以對電力供給部160和信號處理電路159分別設置天線電路。下面，參照圖11說明將第一天線電路161提供到電力供給部160並將第二天線電路162提供到信號處理電路159的結構。在圖11中，示出第一天線電路161接收在外部非人為產生的電磁波而第二天線電路162接收從讀寫器210發出的具有特定的波長的電磁波的情況。就是說，第一天線電路161和第二天線電路162能夠接收頻率不同的電磁波。
在圖11所示的半導體裝置中，第一天線電路161受到在外部非人為產生的微弱電磁波來以一定時間逐步充電電池105。充電/放電控制電路110監視電池105的充電狀況，並控制設置在充電控制電路103和放電控制電路106中的開關的導通及截止，以防止電池105的過充電。另外，這裏示出將儲存在電池105中的電力提供到設置在半導體裝置150中的感測部190的結構。
另外，第二天線電路162接收從讀寫器210發出的具有特定的波長的電磁波，來與半導體裝置150進行資訊收發。透過將整流電路163和電源電路164提供到信號處理電路159，可以確保半導體裝置150和讀寫器210之間的資訊收發所需要的電力。此外，當在信號處理電路159中需要更多電力時，也可以從電池105提供電力。
另外，可以根據信號處理電路159從外部接收的信號(使感測部190操作的信號)而透過充電/放電控制電路110控制設置在放電控制電路106中的開關，以將電力提供到感測部190。
另外，如上述實施例模式1的圖13所示，也可以在放電控制電路106和感測部190之間設置開關電路133，並將電力從電池105間歇提供到感測部190來使感測部190操作。在此情況下，可以將在感測部190定期操作時的資訊儲存到信號處理電路159的記憶電路中，並當讀寫器210和半導體裝置150進行資訊收發時將儲存在記憶電路中的資訊發送到讀寫器210。
如上所述，透過提供能夠進行無線充電的電池，可以容易進行設置在半導體裝置中的無線電力儲存裝置的充電。另外，透過以一定時間接收電磁波來以累積方式充電電池，並以脈衝方式釋放所儲存的電力，即使用對電池進行充電的電磁波微弱也可以將大電力從電池提供到負載部。尤其是在透過由天線電路接收在外部非人為產生的微弱電磁波對電池進行充電的情況下，本實施例模式所示的無線電力儲存裝置很有效。
本實施例模式所示的半導體裝置的結構，可以與本說明書中的其他實施例模式所示的無線電力儲存裝置的結構組合來實施。
實施例模式4
在本實施例模式中，參照附圖說明上述實施例模式3所示的半導體裝置的製造方法的一個例子。在本實施例模式中，說明在同一基板上形成天線電路、電力供給部、以及信號處理電路的結構。透過在基板上一起形成天線電路、電力供給部、以及信號處理電路並採用薄膜電晶體(TFT)作為構成電力供給部和信號處理電路的電晶體，可以謀求小型化，因此是較佳的。
首先，如圖15A所示，在基板1901的一個表面上夾著絕緣膜1902形成剝離層1903，接著，層疊形成用作底膜的絕緣膜1904和半導體膜1905(例如，包含非晶矽的膜)。此外，絕緣膜1902、剝離層1903、絕緣膜1904、以及半導體膜1905可以連續形成。
基板1901是選自玻璃基板、石英基板、金屬基板(例如，不銹鋼基板等)、陶瓷基板、以及Si基板等的半導體基板中的基板。另外，作為塑膠基板，可以選擇聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、以及丙烯等的基板。此外，在本方法中，剝離層1903夾著絕緣膜1902設置在基板1901的整個面上，但是，根據需要，也可以在基板1901的整個面上設置剝離層之後透過光微影法選擇性地提供。
作為絕緣膜1902、絕緣膜1904，透過CVD法或濺射法等，使用氧化矽、氮化矽、氧氮化矽(SiOxNy)(x>y)、氮氧化矽(SiNxOy)(x>y)等的絕緣材料來形成。例如，當將絕緣膜1902、絕緣膜1904作為兩層結構時，較佳的作為第一層絕緣膜形成氮氧化矽膜並且作為第二層絕緣膜形成氧氮化矽膜。此外，也可以作為第一層絕緣膜形成氮化矽膜並且作為第二層絕緣膜形成氧化矽膜。絕緣膜1902用作防止雜質元素從基板1901混入到剝離層1903或形成在其上的元件的阻擋層，而絕緣膜1904用作防止雜質元素從基板1901、剝離層1903混入到形成在其上的元件的阻擋層。這樣，透過形成作為阻擋層發揮功能的絕緣膜1902、1904可以防止來自基板1901的Na等鹼金屬和鹼土金屬、來自剝離層1903的雜質元素給形成在其上的元件造成不良影響。此外，在使用石英作為基板1901的情況下，也可以省略絕緣膜1902及1904。
作為剝離層1903，可以使用金屬膜或金屬膜和金屬氧化膜的疊層結構等。作為金屬膜，可以使用由選自鎢(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)、以及銥(Ir)中的元素或以上述元素為主要成分的合金材料或化合物材料構成的膜的單層結構或疊層結構而形成。另外，可以透過濺射法或各種CVD法如電漿CVD法等而形成上述材料。作為金屬膜和金屬氧化膜的疊層結構，在形成上述金屬膜之後，進行在氧氣氛中或在N2 O氣氛中的電漿處理、在氧氣氛中或在N2 O氣氛中的加熱處理，以在金屬膜的表面上設置該金屬膜的氧化物或氧氮化物。例如，在透過濺射法或CVD法等形成鎢膜作為金屬膜的情況下，對鎢膜進行電漿處理，可以在鎢膜的表面上形成由鎢氧化物構成的金屬氧化膜。
透過濺射法、LPCVD法、電漿CVD法等，以25至200nm(較佳的為30至150nm)的厚度形成半導體膜1905。
接下來，如圖15B所示，對半導體膜1905照射雷射來進行晶化。此外，也可以透過將雷射的照射以及利用RTA或退火爐的熱結晶法、使用有助於結晶的金屬元素的熱結晶法進行組合的方法等進行半導體膜1905的晶化。之後，將獲得的結晶半導體膜蝕刻為所希望的形狀來形成結晶半導體膜1905a至1905f，並覆蓋該半導體膜1905a至1905f地形成閘極絕緣膜1906。
作為閘極絕緣膜1906，透過CVD法或濺射法等使用氧 化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等的絕緣材料來形成。例如，當將閘極絕緣膜1906作為兩層結構時，較佳的作為第一層絕緣膜形成氧氮化矽膜並且作為第二層絕緣膜形成氮氧化矽膜。另外，也可以作為第一層絕緣膜形成氧化矽膜並且作為第二層絕緣膜形成氮化矽膜。
以下，簡單地說明結晶半導體膜1905a至1905f的製造方法的一個例子。首先，透過電漿CVD法形成50至60nm厚的非晶半導體膜。接著，將包含作為促進晶化的金屬元素的鎳的溶液保持在非晶半導體膜上，且對非晶半導體膜進行脫氫處理(在500℃下，一個小時)和熱結晶處理(在550℃下，四個小時)，來形成結晶半導體膜。然後，照射雷射，並透過使用光微影法形成結晶半導體膜1905a至1905f。此外，也可以只透過照射雷射而不進行使用促進晶化的金屬元素的熱結晶，來使非晶半導體膜晶化。
作為用來晶化的雷射振蕩器，可以使用連續振蕩雷射光束(CW雷射光束)或脈衝振蕩雷射光束(脈衝雷射光束)。這裏，作為雷射光束可以採用從如下雷射器的一種或多種雷射器中振蕩發出的雷射光束，即Ar雷射器、Kr雷射器、受激準分子雷射器等的氣體雷射器、將在單晶的YAG、YVO4 、鎂橄欖石(Mg2 SiO4 )、YAlO3 、GdVO4 、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2 O3 、YVO4 、YAlO3 、GdVO4 中添加Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta之中的一種或多種作為摻雜物而獲得的材料用作介質的雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器、變石雷射器、Ti：藍寶石雷射器、 銅蒸氣雷射器、以及金蒸氣雷射器。透過照射這種雷射光束的基波以及這些基波的二次諧波到四次諧波的雷射光束，可以獲得大粒徑的晶體。例如，可以使用Nd：YVO4 雷射器(基波為1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。此時，需要大約0.01至100MW/cm2 (較佳的為0.1至10MW/cm2 )的雷射功率密度。而且，以大約10至2000cm/sec的掃描速度照射。此外，將在單晶的YAG、YVO4 、鎂橄欖石(Mg2 SiO4 )、YAlO3 、GdVO4 、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2 O3 、YVO4 、YAlO3 、GdVO4 中添加Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta之中的一種或多種作為摻雜物而獲得的材料用作介質的雷射器、Ar離子雷射器、或者Ti：藍寶石雷射器可以進行連續振蕩，可以透過Q開關動作或鎖模等以10MHz以上的振蕩頻率進行脈衝振蕩。當使用10MHz以上的振蕩頻率來使雷射光束振蕩時，在半導體膜被雷射光束熔化之後並在凝固之前，對半導體膜照射下一個脈衝。因此，由於不同於使用振蕩頻率低的脈衝雷射的情況，可以在半導體膜中連續地移動固相和液相之間的介面，所以可以獲得沿掃描方向連續生長的晶粒。
此外，也可以透過對半導體膜1905a至1905f進行高密度電漿處理來使表面氧化或氮化，以形成閘極絕緣膜1906。例如，透過引入了稀有氣體如He、Ar、Kr、Xe等和氧、氧化氮(NO2 )、氨、氮或氫等的混合氣體的電漿處理，形成閘極絕緣膜1906。在此情況下，透過引入微波進行電漿的激發時，可以產生低電子溫度且高密度的電漿。可 以透過使用由該高密度電漿產生的氧自由基(有可能含有OH自由基)或氮自由基(有可能含有NH自由基)，使半導體膜的表面氧化或氮化。
透過使用了上述高密度電漿的處理，厚度為1至20nm，典型地為5至10nm的絕緣膜形成於半導體膜上。由於在此情況下的反應為固相反應，因此可以使該絕緣膜和半導體膜之間的介面態密度極低。由於上述高密度電漿處理直接使半導體膜(晶體矽或多晶矽)氧化(或氮化)，所以可以將所形成的絕緣膜的厚度形成為理想的不均勻性極小的狀態。再者，由於即使在晶體矽的晶粒介面也不會進行強烈的氧化，所以成為非常佳的狀態。換句話說，透過在此所示的高密度電漿處理使半導體膜的表面固相氧化，來可以形成具有良好的均勻性且介面態密度低的絕緣膜而不會在晶粒介面中引起異常的氧化反應。
作為閘極絕緣膜1906，既可僅僅使用透過高密度電漿處理形成的絕緣膜，此外，又可透過利用了電漿或熱反應的CVD法將氧化矽、氧氮化矽或氮化矽等的絕緣膜堆積並層疊在閘極絕緣膜上。在任意一種情況下，將透過高密度電漿形成的絕緣膜包含於閘極絕緣膜的一部分或全部而形成的電晶體，可以減少特性不均勻。
此外，一邊對半導體膜照射連續振蕩雷射或以10MHz以上的頻率振蕩的脈衝雷射光束、一邊向一個方向掃描而使該半導體膜晶化而獲得的半導體膜1905a至1905f，具有其晶體沿該雷射光束的掃描方向成長的特徵。當使掃 描方向與通道長度方向(形成通道形成區域時載流子流動的方向)一致地配置電晶體，並且組合上述閘極絕緣層時，可以獲得特性不均勻性小且電場效應遷移率高的薄膜電晶體。
接著，在閘極絕緣膜1906上層疊形成第一導電膜和第二導電膜。在此，第一導電膜透過CVD法或濺射法等以20至100nm的厚度而形成。第二導電膜以100至400nm的厚度而形成。作為第一導電膜和第二導電膜，採用選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)和鈮(Nb)等中的元素或以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料而形成。或者，採用摻雜了磷等雜質元素的多晶矽為代表的半導體材料而形成第一導電膜和第二導電膜。作為第一導電膜和第二導電膜的組合的實例，可以舉出氮化鉭膜和鎢膜、氮化鎢膜和鎢膜、或者氮化鉬膜和鉬膜等。由於鎢和氮化鉭具有高耐熱性，因此在形成第一導電膜和第二導電膜之後，可以進行用於熱啟動的加熱處理。此外，在不是兩層結構而是三層結構的情況下，較佳的採用鉬膜、鋁膜和鉬膜的疊層結構。
接著，利用光微影法形成由抗蝕劑構成的掩膜，並且進行蝕刻處理以形成閘極電極和閘極線，從而在半導體膜1905a至1905f的上方形成閘極電極1907。在此，示出了採用第一導電膜1907a和第二導電膜1907b的疊層結構，形成閘極電極1907的例子。
接著，如圖15C所示，以閘極電極1907為掩膜，透過 離子摻雜法或離子注入法對半導體膜1905a至1905f以低濃度添加賦予n型的雜質元素，然後透過光微影法選擇性地形成由抗蝕劑構成的掩膜，以高濃度添加賦予p型的雜質元素。作為賦予n型的雜質元素，可以使用磷(P)、砷(As)等。作為賦予p型的雜質元素，可以使用硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等。在此，使用磷(P)作為賦予n型的雜質元素，以1×1015 至1×1019 /cm3 的濃度選擇性地引入到半導體膜1905a至1905f，以形成表示n型的雜質區域1908。此外，使用硼(B)作為賦予p型的雜質元素，以1×1019 至1×1020 /cm3 的濃度選擇性地引入到半導體膜1905c、1905e，以形成表示p型的雜質區域1909。
接著，覆蓋閘極絕緣膜1906和閘極電極1907地形成絕緣膜。透過電漿CVD法或濺射法等以單層或疊層方式形成含有無機材料如矽、矽的氧化物或矽的氮化物的膜、或含有有機材料如有機樹脂等的膜，從而形成絕緣膜。接著，透過以垂直方向為主體的各向異性蝕刻選擇性地蝕刻絕緣膜，從而形成與閘極電極1907的側面接觸的絕緣膜1910(也稱為側壁)。絕緣膜1910用作當形成LDD(輕摻雜汲)區域時的摻雜用的掩膜。
接著，將透過光微影法形成的由抗蝕劑構成的掩膜、閘極電極1907及絕緣膜1910用作掩膜，對半導體膜1905a、1905b、1905d、1905f以高濃度添加賦予n型的雜質元素，以形成表示n型的雜質區域1911。在此，使用磷(P)作為賦予n型的雜質元素，以1×1019 至1×1020 /cm3 的濃度選擇 性地引入到半導體膜1905a、1905b、1905d、1905f，以形成表示比雜質區域1908更高濃度的n型的雜質區域1911。
透過上述方法，如圖15D所示，形成n通道型薄膜電晶體1900a、1900b、1900d、1900f和p通道型薄膜電晶體1900c、1900e。
在n通道型薄膜電晶體1900a中，通道形成區域形成在與閘極電極1907重疊的半導體膜1905a的區域中，形成源區或汲區的雜質區域1911形成在不與閘極電極1907及絕緣膜1910重疊的區域中，而低濃度雜質區域(LDD區域)形成在與絕緣膜1910重疊的區域，即通道形成區域和雜質區域1911之間。此外，n通道型薄膜電晶體1900b、1900d、1900f也同樣形成有通道形成區域、低濃度雜質區域、以及雜質區域1911。
在p通道型薄膜電晶體1900c中，通道形成區域形成在與閘極電極1907重疊的半導體膜1905c的區域中，形成源區或汲區的雜質區域1909形成在不與閘極電極1907重疊的區域中。此外，p通道型薄膜電晶體1900e也同樣形成有通道形成區域以及雜質區域1909。此外，這裏，雖然在p通道型薄膜電晶體1900c及1900e未設置LDD區域，但是既可採用在p通道型薄膜電晶體設置LDD區域的結構，又可採用在n通道型薄膜電晶體不設置LDD區域的結構。
接下來，如圖16A所示，以單層或疊層的方式形成絕緣膜以覆蓋半導體膜1905a至1905f、閘極電極1907，並且在該絕緣膜上形成導電膜1913，該導電膜1913與形成薄膜 電晶體1900a至1900f的源區或汲區的雜質區域1909、1911電連接。絕緣膜透過CVD法、濺射法、SOG法、液滴噴出法、絲網印刷法等使用矽的氧化物或矽的氮化物等的無機材料、聚醯亞胺、聚醯胺、苯並環丁烯、丙烯、環氧等的有機材料、或者矽氧烷材料等，以單層或疊層的方式形成。在此，以兩層的方式設置所述絕緣膜，分別形成氮氧化矽膜和氧氮化矽膜作為第一層絕緣膜1912a和第二層絕緣膜1912b。此外，導電膜1913形成薄膜電晶體1900a至1900f的源極電極或汲極電極。
此外，較佳的在形成絕緣膜1912a、1912b之前，或者在形成絕緣膜1912a、1912b中的一個或多個薄膜之後，進行用於恢復半導體膜的結晶性、使添加到半導體膜中的雜質元素活性化、或者使半導體膜氫化的加熱處理。作為加熱處理，較佳的適用熱退火法、雷射退火法、或者RTA法等。
透過CVD法或濺射法等，使用選自鋁(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)、矽(Si)的元素、或者以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料以單層或疊層的方式形成導電膜1913。以鋁為主要成分的合金材料例如相當於以鋁為主要成分且含有鎳的材料、或者以鋁為主要成分且含有碳和矽中的一者或兩者與鎳的合金材料。作為導電膜1913，例如可以使用由阻擋膜、鋁矽(Al-Si)膜和阻擋膜組 成的疊層結構、或者由阻擋膜、鋁矽(Al-Si)膜、氮化鈦膜和阻擋膜組成的疊層結構。此外，阻擋膜相當於由鈦、鈦的氮化物、鉬或鉬的氮化物組成的薄膜。因為鋁或者鋁矽具有電阻低並且價格低廉的特性，所以作為用於形成導電膜1913的材料最合適。此外，當設置上層和下層的阻擋層時，可以防止鋁或鋁矽的小丘的產生。此外，當形成由高還原性的元素即鈦構成的阻擋膜時，即使在結晶半導體膜上形成有較薄的自然氧化膜，也可以使該自然氧化膜還原，而獲得與結晶半導體膜的良好接觸。
接下來，覆蓋導電膜1913地形成絕緣膜1914，並且在該絕緣膜1914上形成導電膜1915a、1915b，該導電膜1915a、1915b分別與形成薄膜電晶體1900a、1900f的源極電極或汲極電極的導電膜1913電連接。此外，還形成導電膜1916a、1916b，該導電膜1916a、1916b分別與形成薄膜電晶體1900b、1900e的源極電極或汲極電極的導電膜1913電連接。此外，導電膜1915a、1915b和導電膜1916a、1916b也可以由同一材料同時形成。導電膜1915a、1915b和導電膜1916a、1916b可以使用上述導電膜1913中所示的任一材料形成。
接下來，如圖16B所示，將用作天線的導電膜1917a及1917b形成為與導電膜1916a、1916b電連接。這裏，用作天線的導電膜1917a及1917b之一方相當於上述實施例模式所示的第一天線電路的天線，而另一方相當於第二天線電路的天線。例如，當導電膜1917a為第一天線電路的天線 而導電膜1917b為第二天線電路的天線時，薄膜電晶體1900a至1900c用作上述實施例模式所示的第一信號處理電路，而薄膜電晶體1900d至1900f用作上述實施例模式所示的第二信號處理電路。
絕緣膜1914透過CVD法或濺射法等使用如下材料的單層結構或疊層結構而形成：具有氧或氮的絕緣膜如氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等、DLC(類金剛石碳)等的包含碳的膜、環氧樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚乙烯苯酚、苯並環丁烯、丙烯等的有機材料、或者矽氧烷材料如矽氧烷樹脂等。此外，矽氧烷材料相當於包含Si-O-Si鍵的材料。矽氧烷的骨架結構由矽(Si)和氧(O)的鍵構成。作為取代基，使用至少包含氫的有機基(例如烷基、芳烴)。作為取代基，也可以使用氟基。或者，作為取代基，也可以使用至少包含氫的有機基以及氟基。
導電膜1917a及1917b透過CVD法、濺射法、印刷法如絲網印刷或凹版印刷等、液滴噴出法、分配器法、鍍敷法等使用導電材料形成。導電材料是選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)中的元素、或者以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料，並且以單層結構或疊層結構形成導電膜1917a及1917b。
例如，在透過絲網印刷法形成用作天線的導電膜1917a及1917b的情況下，可以透過選擇性地印刷將粒徑為幾nm至幾十μm的導電粒子溶解或分散於有機樹脂中而成 的導電膏來設置導電膜1917a及1917b。作為導電粒子，可以使用銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、以及鈦(Ti)等的任何一個以上的金屬粒子或鹵化銀的微粒、或者分散性奈米粒子。作為包含於導電膏的有機樹脂，可以使用選自用作金屬粒子的粘合劑、溶劑、分散劑及覆蓋劑的有機樹脂中的一個或多個。可以典型地舉出環氧樹脂、矽酮樹脂等的有機樹脂。此外，在形成導電膜時，較佳的在擠出導電膏之後進行焙燒。例如，在作為導電膏的材料使用以銀為主要成分的微粒(例如粒徑為1nm以上且100nm以下)的情況下，可以透過在150℃至300℃的溫度範圍內進行焙燒來硬化，而獲得導電膜。此外，也可以使用以焊料或無鉛焊料為主要成分的微粒，在此情況下，較佳的使用粒徑20μm以下的微粒。焊料或無鉛焊料具有低成本的優點。
此外，導電膜1915a、1915b在以後的方法中，能夠用作與電池電連接的佈線。此外，也可以在形成用作天線的導電膜1917a及1917b時，以電連接到導電膜1915a、1915b的方式另行形成導電膜，以將該導電膜用作連接到電池的佈線。此外，圖16B所示的導電膜1917a及1917b相當於上述實施例模式1所示的第一天線電路及第二天線電路。
接下來，如圖16C所示，在覆蓋導電膜1917a及1917b地形成絕緣膜1918之後，從基板1901剝離包括薄膜電晶體1900a至1900f、導電膜1917a及1917b等的層(以下寫為“ 元件形成層1919”)。在此，可以透過照射雷射(例如UV光)在除了薄膜電晶體1900a至1900f以外的區域中形成開口部之後，利用物理力從基板1901剝離元件形成層1919。此外，也可以在從基板1901剝離元件形成層1919之前，將蝕刻劑引入到形成的開口部中來選擇性地去除剝離層1903。作為蝕刻劑，使用含氟化鹵素或鹵素間化合物的氣體或液體。例如，作為含氟化鹵素的氣體使用三氟化氯(ClF3 )。於是，元件形成層1919處於從基板1901剝離的狀態。此外，剝離層1903可以部分地殘留而不完全去除。透過以上方式，可以抑制蝕刻劑的消耗量，並且縮短為去除剝離層所花費的處理時間。此外，也可以在去除剝離層1903之後，在基板1901上保持元件形成層1919。此外，透過再利用剝離了元件形成層1919的基板1901，可以縮減成本。
絕緣膜1918透過CVD法或濺射法等使用如下材料的單層結構或疊層結構而形成：具有氧或氮的絕緣膜如氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等、DLC(類金剛石碳)等的包含碳的膜、環氧、聚醯亞胺、聚醯胺、聚乙烯苯酚、苯並環丁烯、丙烯等的有機材料、或矽氧烷材料如矽氧烷樹脂等。
在本實施例模式中，如圖17A所示，在透過雷射的照射在元件形成層1919中形成開口部之後，將第一片材1920貼合到該元件形成層1919的一個表面(露出絕緣膜1918的面)，然後從基板1901剝離元件形成層1919。
接下來，如圖17B所示，對元件形成層1919的另一個表面(因剝離而露出的面)進行加熱處理和加壓處理中的一者或兩者，來貼合第二片材1921。作為第一片材1920、第二片材1921，可以使用熱熔膜等。
作為第一片材1920、第二片材1921，也可以使用進行了防止靜電等的抗靜電處理的膜(以下寫為抗靜電膜)。作為抗靜電膜，可以舉出在樹脂中分散有抗靜電材料的膜、以及貼有抗靜電材料的膜等。作為設置有抗靜電材料的膜，既可採用單面上設置有抗靜電材料的膜，又可採用雙面上設置有抗靜電材料的膜。再者，單面上設置有抗靜電材料的膜既可將設置有抗靜電材料的一面貼到層上並使該一面置於膜的內側，又可將設置有抗靜電材料的一面貼到層上並使該一面置於膜的外側。此外，該抗靜電材料設置在膜的整個面或一部分上即可。在此，作為抗靜電材料，可以使用金屬、銦和錫的氧化物(ITO)、介面活性劑如兩性介面活性劑、陽離子介面活性劑、非離子介面活性劑等。此外，作為抗靜電材料，除了上述以外，還可以使用包含具有羧基和季銨堿作為側鏈的交聯共聚物高分子的樹脂材料等。可以透過將這些材料貼在膜上，揉入在膜中，或者塗敷在膜上而形成抗靜電膜。透過使用抗靜電膜進行密封，可以抑制當作為商品使用時來自外部的靜電等給半導體元件造成的負面影響。
此外，電池與導電膜1915a、1915b連接而形成。與電池的連接又可在從基板1901剝離元件形成層1919之前(圖 16B或圖16C的階段)進行，又可在從基板1901剝離元件形成層1919之後(圖17A的階段)進行，並且又可在由第一片材及第二片材密封了元件形成層1919之後(圖17B的階段)進行。以下，參照圖18A至19B說明連接形成元件形成層1919和電池的一個例子。
在圖16B中，與用作天線的導電膜1917a及1917b同時形成分別與導電膜1915a、1915b電連接的導電膜1931a、1931b。接著，在覆蓋導電膜1917a及1917b、導電膜1931a、1931b地形成絕緣膜1918之後，在絕緣膜1918中形成開口部1932a、1932b，以使導電膜1931a、1931b的表面露出。然後，如圖18A所示，在透過雷射的照射在元件形成層1919中形成開口部之後，將第一片材1920貼合到該元件形成層1919的一個表面(露出絕緣膜1918的面)，然後從基板1901剝離元件形成層1919。
接下來，如圖18B所示，在將第二片材1921貼合到元件形成層1919的另一個表面(因剝離而露出的面)之後，從第一片材1920剝離元件形成層1919。從而，在此，使用粘合性低的材料作為第一片材1920。接著，選擇性地形成分別透過開口部1932a、1932b電連接到導電膜1931a、1931b的導電膜1934a、1934b。
導電膜1934a、1934b透過CVD法、濺射法、印刷法如絲網印刷或凹版印刷等、液滴噴出法、分配器法、鍍敷法等使用導電材料而形成。導電材料是選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳 (Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)中的元素、或者以這些元素為主成分的合金材料或化合物材料，並且以單層結構或疊層結構形成導電膜1934a、1934b。
此外，在此，表示在從基板1901剝離元件形成層1919之後，形成導電膜1934a、1934b的例子，但是也可以在形成導電膜1934a、1934b之後，從基板1901剝離元件形成層1919。
接下來，如圖19A所示，在基板上形成有多個元件的情況下，將元件形成層1919按每一個元件切斷。切斷可以使用雷射照射裝置、切割裝置、劃線裝置等。在此，透過照射雷射，分別切斷形成在一片基板的多個元件。
接下來，如圖19B所示，將切斷的元件與電池連接端子電連接。
在此，分別連接設置在元件形成層1919的導電膜1934a、1934b與形成在基板1935上的用作電池連接端子的導電膜1936a、1936b。在此，表示如下情況：透過各向異性導電膜(ACF)或各向異性導電膏(ACP)等的具有粘接性的材料壓合來電連接，從而實現導電膜1934a和導電膜1936a的連接或導電膜1934b和導電膜1936b的連接。在此，表示使用具有粘接性的樹脂1937所包含的導電粒子1938進行連接的例子。此外，除了上述以外，還可以使用銀膏、銅膏或碳膏等的導電粘合劑、或者焊接等進行連接。
在電池大於元件的情況下，如圖18A至19B所示，可 以在一片基板上形成多個元件，並在切斷該元件之後將元件連接到電池，因此可以增加能夠形成在一片基板上的元件個數，由此可以以更低成本製造半導體裝置。
透過上述方法，可以製造半導體裝置。此外，在本實施例模式中示出在將薄膜電晶體等的元件形成在基板上之後進行剝離的方法，但是也可以在不剝離的狀態下完成產品。另外，也可以在將薄膜電晶體等的元件形成在玻璃基板上之後，從與形成有元件的一面相反一側抛光該玻璃基板，或者，也可以在使用Si等的半導體基板形成MOS型電晶體之後抛光該半導體基板，以使半導體裝置薄膜化及小型化。
本實施例模式所示的半導體裝置的製造方法，可以適用於在本說明書中的其他實施例模式所示的無線電力儲存裝置的製造方法。
實施例模式5
在本實施例模式中，說明RFID標籤的用途，該RFID標籤是上述實施例模式3所示的能夠進行無線資訊收發的半導體裝置的利用方式之一。例如，RFID標籤可以安裝到紙幣、硬幣、有價證券類、無記名債券類、證書類(駕照或居住證等)、包裝用容器類(包裝紙或瓶子等)、記錄媒體(DVD軟體或錄影帶等)、交通工具類(自行車等)、個人物品(書包或眼鏡等)、食品類、植物類、動物類、人體、衣類、生活用品類、電子設備等的商品、貨運 標籤等的物品，其可以用作所謂的ID簽條、ID標籤、或ID卡。電子設備指的是液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(也簡稱為TV、TV接收機或電視接收機)、以及行動電話等。下面，參照圖20A至20E說明本發明的應用例子及附帶它們的商品的一個例子。
圖20A是根據本發明的RFID標籤的完成品狀態的一個例子。簽條紙3001(剝離紙)上形成有多個內置有RFID標籤3002的ID簽條3003。ID簽條3003收納在容器3004內。ID簽條3003上記有與商品或服務有關的資訊(商品名、牌子、商標、商標權人、銷售人、製造人等)。另外，所內置的RFID標籤上附有該商品(或商品的種類)固有的ID號碼，以可以容易發現違法行為如偽造、侵犯知識產權如商標權、專利權等的行為、不正當競爭等。RFID標籤內可以輸入有在商品的容器或簽條上記不完的龐大資訊，例如，商品的產地、銷售地、品質、原材料、效能、用途、數量、形狀、價格、生產方法、使用方法、生產時期、使用時期、食品保質期限、使用說明、關於商品的知識財產資訊等，客戶和消費者可以使用簡單的讀取器而訪問這些資訊。此外，RFID標籤具有如下機理：生產者可以容易進行改寫和消除等，而客戶和消費者不可以進行改寫和消除等。此外，也可以在RFID標籤中設置顯示部以顯示這些資訊。
圖20B表示內置有RFID標籤3012的簽條狀RFID標籤3011。透過在商品上附加RFID標籤3011，可以容易管理 商品。例如，在商品被偷盜的情況下，可以透過跟蹤商品的去處而迅速找出犯人。如上所述那樣，透過附加RFID標籤，可以實現所謂的跟蹤能力高的商品的流通。
圖20C是內置有RFID標籤3022的ID卡3021的完成品狀態的一個例子。作為所述ID卡3021，包括所有的卡片類，例如，現金卡、信用卡、預付卡、電子車票、電子金錢、電話卡、會員卡等。此外，也可以在ID卡3021的表面上設置顯示部以顯示各種資訊。
圖20D表示無記名債券3031的完成品狀態。RFID標籤3032被埋在無記名債券3031中，由樹脂成形其周圍，以保護RFID標籤。這裏，使用填料填充所述樹脂中。可以與根據本發明的RFID標籤同樣的方法形成無記名債券3031。此外，作為所述無記名債券類，包括郵票、票、券、入場券、商品票、購書券、文具券、啤酒券、米券、各種禮券、各種服務券等，但是，當然不局限於此。另外，透過將本發明的RFID標籤3032設置在紙幣、硬幣、有價證券類、無記名債券類、證書類等，可以提供認證功能。透過利用該認證功能，可以防止偽造。
圖20E表示貼合有內置了RFID標籤3042的ID簽條3041的書籍3043。本發明的RFID標籤3042被貼合在表面上，或者被埋在內部而固定於物品。如圖20E所示，如果是書，就被埋在紙中，而如果是由有機樹脂構成的包裝，就被埋在該有機樹脂中，來固定於各物品。因為本發明的RFID標籤3042實現小型、薄型、輕量，所以固定於物品之後也不損壞其物品本身的設計性。
另外，透過將本發明的RFID標籤提供於包裝用容器類、記錄媒體、個人物品、食品類、衣類、生活用品類、電子設備等，可以實現產品檢查系統等的系統效率化。另外，透過將RFID標籤提供於交通工具類，可以防止偽造和偷盜。另外，透過將RFID標籤嵌入到諸如動物等的活體中，可以容易地識別各個活體，例如透過將無線標籤嵌入到諸如家畜等的活體中，可以容易識別出生年、性別、或種類等。
圖21A和21B表示貼合有包括根據本發明的RFID標籤的ID簽條2502的書籍2701及塑膠瓶2702。用於本發明的RFID標籤非常薄，因此即使將ID簽條貼在所述書籍等的物品也不損壞其功能性及設計性。再者，在採用非接觸型薄膜積體電路裝置的情況下，可以將天線和晶片形成為一體，並容易直接轉置在具有曲面的商品上。
圖21C表示將包括RFID標籤的ID簽條2502直接貼在水果類2705的新鮮食品上的狀態。另外，圖21D表示以包裝用薄膜類2703包裝蔬菜類2704的新鮮食品的一個例子。在將晶片2501貼在商品上的情況下，該晶片有可能被剝離，但是當以包裝用薄膜類2703包裝商品時很難剝離包裝用薄膜2703類，因此作為防盜措施有或多或小的利點。此外，根據本發明的無線電力儲存裝置可利用於所有商品，而不局限於上述商品。
另外，設置有本發明的無線電力儲存裝置的半導體裝置，如上述實施例模式3的圖11所示，可以設置有感測部190而檢測出各種資訊。因此，透過使人或動物等攜帶安裝有感測部的半導體裝置，可以半永久地檢測出各種資訊如活體資訊或健康狀態等。下面，參照附圖說明設置有無線電力儲存裝置的半導體裝置的使用方式的具體例子。
將在感測部中設置有檢測溫度的元件的半導體裝置552嵌入動物551，並將讀寫器553提供到設置在動物551附近的食物箱等上(圖22A)。並且，使感測部間歇操作並將所測定的資訊儲存在半導體裝置552中。然後，使用讀寫器553定期讀取以半導體裝置522檢測出的動物551的體溫等的資訊，來可以監視及管理動物551的健康狀態。在此情況下，也可以透過利用來自讀寫器553的電磁波充電設置在半導體裝置522中的電池。
另外，將在感測部中包括檢測氣體等的氣體成分的元件的半導體裝置556提供於食品555，並將讀寫器557提供於包裝紙或陳列架(圖22B)。並且，使感測部間歇操作並將所測定的資訊儲存在半導體裝置556中。然後，使用讀寫器557定期讀取以半導體裝置556檢測出的資訊，來可以管理食品555的新鮮度。
另外，將在感測部中包括檢測光的元件的半導體裝置562提供於植物561，並將讀寫器563提供於植物561的花盆等(圖22C)。並且，使感測部間歇操作並將所測定的資訊儲存在半導體裝置562中。然後，使用讀寫器563定期讀取以半導體裝置562檢測出的資訊，來可以獲得日照時間的資訊並可以準確地預計開花時期或出貨時期的資訊。特別是在包括檢測光的元件的半導體裝置562中，可以同時提供太陽電池，以不僅能夠利用來自讀寫器563的電磁波提供電力而且還能夠利用來自外部的光來充電設置在半導體裝置562中的電池。
另外，將在感測部中包括檢測出壓力的元件的半導體裝置565貼在人體胳膊上或嵌入人體胳膊中(圖22D)。並且，使感測部間歇操作並將所測定的資訊儲存在半導體裝置565中。然後，使用讀寫器讀取以半導體裝置565檢測出的資訊，來可以獲得血壓和脈搏等的資訊。
安裝有根據本發明的無線蓄電裝置的半導體裝置可以適用於所有商品，而不局限於如上所述的商品。在本實施例模式中，說明了RFID標籤的用途作為半導體裝置的利用方式之一，但是不局限於此。上述實施例模式所示的無線電力儲存裝置可以組合到如上所述的電子設備中。在此情況下，作為使電子設備操作的電力，可以利用無線電力儲存裝置從外部以無線方式接收的電力。
實施例模式6
在本實施例模式中，說明用於本發明的無線電力儲存裝置的電池例子。在本實施例模式中，使用如下電池：透過進行預定次數的放電，較佳的進行兩次以下的放電而放電儲存在電池中的大部分電力，例如80%以上的電力，以將電力提供到負載部。就是說，使用如下電池：以每單位時間放電的電力比以每單位時間充電的電力大，較佳的大兩倍以上，更佳的大五倍以上。此時，在透過進行充電來儲存電池容量的80%以上的電力之後，才進行放電。
使用如上所述的電池，即使用對電池進行充電的電磁波微弱，也可以提供大電力。另外，透過將電池容量設定為能夠放電負載部操作所需的電力放電幾次，使電池變小，因此可以實現無線電力儲存裝置的小型化及輕量化。
此外，本實施例模式所示的電池結構，可以與本說明書中的其他實施例模式所示的無線電力儲存裝置的結構組合。
201．．．電力供應器
601．．．電力傳輸控制部
602．．．天線電路
603．．．天線
604．．．共振電容
150．．．半導體裝置
159．．．信號處理電路
160．．．電力供給部
151．．．解調電路
152．．．放大器
153．．．邏輯電路
154．．．記憶控制電路
155．．．記憶電路
156．．．邏輯電路
157‧‧‧放大器
158‧‧‧調變電路
210‧‧‧讀寫器
521‧‧‧接收部
522‧‧‧發送部
523‧‧‧控制部
524‧‧‧介面部
525‧‧‧天線電路
526‧‧‧高階裝置
527‧‧‧天線
528‧‧‧共振電容
100‧‧‧無線電力儲存裝置
101‧‧‧天線電路
102‧‧‧整流電路
103‧‧‧充電控制電路
105‧‧‧電池
106‧‧‧放電控制電路
107‧‧‧負載部
451‧‧‧天線
452‧‧‧共振電容
453‧‧‧二極體
455‧‧‧平滑電容
401‧‧‧調整器
403‧‧‧二極體
402‧‧‧開關
501‧‧‧開關
502‧‧‧調整器
503‧‧‧施密特觸發器
131‧‧‧時鐘產生電路
132‧‧‧分頻電路
133‧‧‧開關電路
2901‧‧‧晶片
2902A、2902B、2902C、2902D、2902E‧‧‧天線
108‧‧‧解調電路
109‧‧‧調變電路
110‧‧‧充電/放電控制電路
161‧‧‧第一天線電路
162‧‧‧第二天線電路
190‧‧‧感測部
163‧‧‧整流電路
164‧‧‧電源電路
1901‧‧‧基板
1902‧‧‧絕緣膜
1903‧‧‧剝離層
1904‧‧‧絕緣膜
1905‧‧‧半導體膜
1905a~1905f‧‧‧半導體膜
1906‧‧‧閘極絕緣膜
1907．．．閘極電極
1907a．．．第一導電膜
1907b．．．第二導電膜
1910．．．絕緣膜
1911．．．雜質區
1908．．．雜質區
1900a、1900b、1900d、1900f．．．N通道薄膜電晶體
1900c、1900e．．．P通道薄膜電晶體
1913．．．導電膜
1912a．．．第一絕緣膜
1912b．．．第二絕緣膜
1914．．．絕緣膜
1915a、1915b．．．導電膜
1916a、1916b．．．導電膜
1917a、1917b．．．導電膜
1918．．．絕緣膜
1919．．．元件形成層
1920．．．第一片材
1921．．．第二片材
1931a、1931b．．．導電膜
1932a、1932b．．．開口部
1934a、1934b．．．導電膜
1935．．．基板
1936a、1936b．．．導電膜
1937．．．樹脂
1938．．．導電粒子
3001．．．簽條紙
3002．．．RFID標籤
3003．．．ID簽條
3004．．．容器
3011．．．RFID標籤
3012．．．RFID標籤
3021．．．ID卡
3022．．．RFID標籤
3031．．．無記名債劵
3032．．．RFID標籤
3041．．．ID簽條
3042．．．RFID標籤
3043．．．書籍
2701．．．書籍
2702．．．塑膠瓶
2502．．．ID簽條
2703．．．包裝用薄膜
2704．．．蔬菜
2705．．．水果
2501．．．晶片
551．．．動物
552．．．半導體裝置
553‧‧‧讀寫器
555‧‧‧食品
556‧‧‧半導體裝置
557‧‧‧讀寫器
561‧‧‧植物
562‧‧‧半導體裝置
563‧‧‧讀寫器
565‧‧‧半導體裝置
圖1是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖2是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖3A和3B是表示本發明的無線電力儲存裝置的充放電的一個結構例子的圖；
圖4A和4B是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖5A和5B是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖6是表示將電磁波提供到本發明的無線電力儲存裝置的電力供應器的一個結構例子的圖；
圖7A和7B是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖8A和8B是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖9是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖10是表示設置有本發明的無線電力儲存裝置的半導體裝置的一個結構例子的圖；
圖11是表示設置有本發明的無線電力儲存裝置的半導體裝置的一個結構例子的圖；
圖12是表示設置有本發明的無線電力儲存裝置的半導體裝置的操作的一個例子的圖；
圖13是表示本發明的無線電力儲存裝置的一個結構例子的圖；
圖14是表示將電磁波提供到設置有本發明的無線電力儲存裝置的半導體裝置中的讀寫器的一個結構例子的圖；
圖15A至15D是表示本發明的無線電力儲存裝置的製造方法的一個例子的圖；
圖16A至16C是表示本發明的無線電力儲存裝置的製造方法的一個例子的圖；
圖17A和17B是表示本發明的無線電力儲存裝置的製造方法的一個例子的圖；
圖18A和18B是表示本發明的無線電力儲存裝置的製造方法的一個例子的圖；
圖19A和19B是表示本發明的無線電力儲存裝置的製造方法的一個例子的圖；
圖20A至20E是表示本發明的無線電力儲存裝置的使用方式的一個例子的圖；
圖21A至21D是表示本發明的無線電力儲存裝置的使用方式的一個例子的圖；和
圖22A至22D是表示本發明的無線電力儲存裝置的使用方式的一個例子的圖。
100．．．無線電力儲存裝置
101．．．天線電路
102．．．整流電路
103．．．充電控制電路
105．．．電池
106．．．放電控制電路
107．．．負載部

Claims (57)

  1. 一種無線電力儲存裝置，包含：用於無線通信的導電膜；整流電路；經由該整流電路在功能上連接至該導電膜的電池；以及包含調整器和開關的放電控制電路，其中該電池經由該放電控制電路在功能上連接至負載部，其中該放電控制電路當該電池的電壓位準等於或高於第一臨界位準時藉由啟動該開關和當該電池的電壓位準等於或低於第二臨界位準時藉由斷開該開關以控制儲存在該電池中的電力供應至該負載部，以及其中該第一臨界位準高於該第二臨界位準。
  2. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該電池是電容。
  3. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該電池是蓄電池。
  4. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，進一步包含充電控制電路。
  5. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該負載部是信號處理電路。
  6. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該導電膜是第一天線。
  7. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中從該電池每單位時間放電的電量為每單位時間對電池充電的電量的兩倍或更多。
  8. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該調整器經由該開關在功能上連接至該電池。
  9. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該放電控制電路進一步包含施密特觸發器。
  10. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含含有半導體層的電晶體。
  11. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含薄膜電晶體。
  12. 如申請專利範圍第1項的無線電力儲存裝置，其中該電池的充電以累積執行。
  13. 一種包括無線電力儲存裝置的半導體裝置，包含；導電膜；在功能上連接至該導電膜的電力供應部，其中該電力供應部包含：整流電路；經由該整流電路在功能上連接至該導電膜的電池；以及包含調整器和開關的放電控制電路，以及經由該放電控制電路在功能上連接至該電池的負載 部，其中該導電膜經由該整流電路在功能上連接至該電池，其中該放電控制電路當該電池的電壓位準等於或高於第一臨界位準時藉由啟動該開關和當該電池的電壓位準等於或低於第二臨界位準時藉由斷開該開關以控制儲存在該電池中的電力供應至該負載部，以及其中該第一臨界位準高於該第二臨界位準。
  14. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該電池是電容。
  15. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該電池是蓄電池。
  16. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，進一步包含充電控制電路。
  17. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該負載部是信號處理電路。
  18. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該導電膜是第一天線。
  19. 如申請專利範圍第18項的半導體裝置，進一步包含第二天線，其中該第一天線接收與由該第二天線所接收的電磁波不同頻率的電磁波。
  20. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中從該電池每單位時間放電的電量為每單位時間對電池充電的電 量的兩倍或更多。
  21. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該調整器經由該開關在功能上連接至該電池。
  22. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該放電控制電路進一步包含施密特觸發器。
  23. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含含有半導體層的電晶體。
  24. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含薄膜電晶體。
  25. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置，其中該電池的充電以累積執行。
  26. 一種無線電力儲存裝置，包含：用於無線通信的導電膜；整流電路；經由該整流電路在功能上連接至該導電膜的電池；充電控制電路；以及包含開關的放電控制電路，其中該電池經由該放電控制電路在功能上連接至負載部，其中該放電控制電路當該電池的電壓位準等於或高於第一臨界位準時藉由啟動該開關和當該電池的電壓位準等於或低於第二臨界位準時藉由斷開該開關以控制儲存在該電池中的電力供應至該負載部， 其中該第一臨界位準高於該第二臨界位準，以及其中該電池的放電以脈衝執行。
  27. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該電池是電容。
  28. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該電池是蓄電池。
  29. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該負載部是信號處理電路。
  30. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該導電膜是第一天線。
  31. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中從該電池每單位時間放電的電量為每單位時間對電池充電的電量的兩倍或更多。
  32. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該放電控制電路進一步包含施密特觸發器。
  33. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含含有半導體層的電晶體。
  34. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含薄膜電晶體。
  35. 如申請專利範圍第26項的無線電力儲存裝置，其中該電池的充電以累積執行。
  36. 一種包括無線電力儲存裝置的半導體裝置，包含： 導電膜；在功能上連接至該導電膜的電力供應部，其中該電力供應部包含：整流電路；經由該整流電路在功能上連接至該導電膜的電池；包含調整器的充電控制電路；以及包含開關的放電控制電路，以及經由該放電控制電路在功能上連接至該電池的負載部，其中該導電膜經由該整流電路在功能上連接至該電池，其中該放電控制電路當該電池的電壓位準等於或高於第一臨界位準時藉由啟動該開關和當該電池的電壓位準等於或低於第二臨界位準時藉由斷開該開關以控制儲存在該電池中的電力供應至該負載部，以及其中該第一臨界位準高於該第二臨界位準。
  37. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該電池是電容。
  38. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該電池是蓄電池。
  39. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該負載部是信號處理電路。
  40. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該導 電膜是第一天線。
  41. 如申請專利範圍第40項的半導體裝置，進一步包含第二天線，其中該第一天線接收與由該第二天線所接收的電磁波不同頻率的電磁波。
  42. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中從該電池每單位時間放電的電量為每單位時間對電池充電的電量的兩倍或更多。
  43. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該放電控制電路進一步包含施密特觸發器。
  44. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含含有半導體層的電晶體。
  45. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含薄膜電晶體。
  46. 如申請專利範圍第36項的半導體裝置，其中該電池的充電以累積執行。
  47. 一種無線電力儲存裝置的操作方法，包含以下步驟：以天線電路接收電磁波；以該電磁波的電力經由整流電路對電池充電；藉由供應儲存在該電池中的電力經由包括調整器和開關的放電控制電路至負載部以對該電池放電，其中當該電池的電壓位準等於或高於第一臨界位準時 藉由啟動該開關和當該電池的電壓位準等於或低於第二臨界位準時藉由斷開該開關以控制該電力供應。
  48. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該電池是電容。
  49. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該電池是蓄電池。
  50. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該電池的充電由充電控制電路所控制。
  51. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該負載部是信號處理電路。
  52. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中從該電池每單位時間放電的電量為每單位時間對電池充電的電量的兩倍或更多。
  53. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該調整器經由該開關電連接至該電池。
  54. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該放電控制電路進一步包含施密特觸發器。
  55. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含含有半導體層的電晶體。
  56. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操作方法，其中該整流電路和該放電控制電路的各個包含薄膜電晶體。
  57. 如申請專利範圍第47項的無線電力儲存裝置的操 作方法，其中該電池的充電以累積執行。
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