WO2004093002A1 - Transponder and method for the production thereof - Google Patents

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WO2004093002A1
WO2004093002A1 PCT/DE2004/000725 DE2004000725W WO2004093002A1 WO 2004093002 A1 WO2004093002 A1 WO 2004093002A1 DE 2004000725 W DE2004000725 W DE 2004000725W WO 2004093002 A1 WO2004093002 A1 WO 2004093002A1
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WO
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antenna
transponder
layer
connection
windings
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Application number
PCT/DE2004/000725
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German (de)
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Marcus Halik
Hagen Klauk
Günter Schmid
Ute Zschieschang
Original Assignee
Infineon Technologies Ag
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Publication date
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • G—PHYSICS
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    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics

Definitions

  • the invention relates to a transponder with an antenna and a transponder circuit connected to the antenna.
  • a transponder is understood below to mean a device which takes energy from an electromagnetic field with an antenna and operates a transponder circuit with this energy. After or with the start-up of the transponder circuit, the device can receive data signals from an external reading device and send back “response signals”.
  • Silicon technology manufactured Specifically, a silicon transponder circuit is first produced, which is then attached to a substrate provided with a metal antenna, for example a polymer film. The silicon transponder circuit is electrically connected to the antenna. The positioning of the silicon transponder circuit on the substrate takes place, for example, with the aid of a placement machine that is common in printed circuit board technology, that is to say in “pick and place” technology. The electrical connection of the silicon transponder circuit to the metal antenna takes place, for example, by bonding.
  • the invention has for its object to provide a transponder that is particularly easy and inexpensive to manufacture.
  • the Transponder circuit is formed by structured layers arranged on a substrate, of which at least one layer at least partially also forms the antenna.
  • transponder has a layer which belongs both to the transponder circuit and to the antenna.
  • the antenna can be "manufactured" during the manufacture of the transponder circuit, so that separate manufacturing steps for the manufacture of the
  • transponder due to the "integrated" or simultaneous manufacture of the transponder circuit and the antenna in a common layer, additional method steps for connecting the transponder circuit and the antenna are also eliminated. For example, there is no need to "populate" the substrate with a separately manufactured transponder circuit - e.g. B. in the "pick and place” technology already mentioned at the beginning - in addition there is no electrical connection - for example by bonding - of the transponder circuit to the antenna.
  • the transponder circuit has at least two conductive layers, an insulation layer arranged between the two conductive layers and a semiconductor layer.
  • the antenna is then preferably formed in one of the two conductive layers.
  • circuits on flexible substrates which can be manufactured in large quantities, for example in the "roll-to-roll” process, are of particular interest.
  • the high price pressure of such applications in particular due to the competition with the printed bar code, allows the use of (crystalline) silicon-based circuits for economic reasons almost exclusively for special applications that place particularly high performance demands; for the mass market, crystalline silicon-based circuits are less suitable due to the manufacturing costs involved.
  • the semiconductor layer of the transponder circuit is an organic semiconductor layer; because organic semiconductor layers are relatively easy to manufacture and apply inexpensively.
  • organic semiconductor layers instead of organic semiconductor layers, other semiconductor layers that can be applied to flexible foils can advantageously also be used; Amorphous layers, in particular amorphous silicon layers, are conceivable, for example.
  • Organic field effect transistors are preferably formed in the organic semiconductor layer; because with
  • Field effect transistors based on organic semiconductors can be manufactured very inexpensively for electronic circuits for mass applications.
  • the antenna is preferably a
  • Loop antenna because loop antennas offer good reception properties.
  • the antenna preferably has a large number of antenna windings; the number of antenna turns determines u. a. the resonance frequency of the transponder. In order to enable the arrangement of a large number of antenna windings in one plane, it is considered advantageous if the antenna windings are designed in a spiral. In addition, the antenna can also have "double-wound" antenna windings.
  • Transponder circuit is arranged in an inner region of the substrate enclosed by the antenna.
  • the transponder circuit has at least one field effect transistor, the drain and source connection of which is formed in one conductive layer and the gate connection of which is formed in the other conductive layer.
  • the antenna can preferably be formed in the conductive layer forming the drain and source connection; alternatively, the antenna can also be arranged in the electrically conductive layer forming the gate connection.
  • the substrate should be flexible so that the transponder can be attached to any packaging or to any surface;
  • a suitable substrate material for the production of a transponder are commercial plastic films, such as, for example, PEN or PET films (PEN:
  • PET polyethylene terephthalate
  • paper or glass can also be used as the substrate material, so that the transponders can be "processed" directly on packaging.
  • metals such as Copper, aluminum, titanium, nickel, chrome, gold, silver, palladium and platinum as well as conductive polymers such as PEDOT: PSS Baytron P ® or polyaniline are suitable.
  • the insulation layer arranged between the two electrically conductive layers can preferably be formed by inorganic materials such as silicon dioxide, aluminum oxide, TaN x or by organic polymers as a dielectric.
  • the contact layer forming field effect transistors can consist of the same materials as the gate layer forming the gate connection; However, it must be taken into account that the material used for the contact layer must be compatible with the respective semiconductor material.
  • Organic semiconductors are preferably used as the semiconductor material; Suitable organic semiconductor materials are, for example, pentazene, tetrazene, polythiophenes or oligothiophenes.
  • the antenna and the transponder circuit are suitable for frequencies in the range of 13.56 MHz and for frequencies in the range of 125 kHz, since these frequencies are currently standard frequencies for the use of transponders.
  • the field effect transistor or transistors of the transponder circuit can have, for example, a bottom gate structure or a top gate structure:
  • a bottom gate structure is understood to mean a structure in which the gate electrodes of the field effect transistors are arranged directly on the substrate.
  • the electrically insulating dielectric layer is then arranged on this “gate layer” which in turn rests on the "contact layer” forming the source and drain contacts.
  • the layer sequence is reversed; this means that the contact layer forming the source and drain contacts lies directly on the substrate.
  • the insulation layer is arranged on the contact layer, on which the gate layer forming the gate connections then lies.
  • the invention also relates to a method for producing a transponder, in which an antenna and a transponder circuit connected to the antenna are produced.
  • the invention is based on the object of specifying a particularly simple and inexpensive production method for transponders.
  • At least one electrically conductive layer is applied to a substrate, which at least partially forms both the antenna and the transponder circuit.
  • Show to illustrate the invention 1 shows an exemplary embodiment of a transponder according to the invention in plan view
  • Figure 2 shows the transponder according to Figure 1 in a schematic cross section
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a transponder according to the invention in the
  • FIGS. 1 to 3 The same reference numerals are used in FIGS. 1 to 3 for identical or comparable components.
  • FIG. 1 shows a transponder 10 with a
  • Antenna 20 and a polymer chip 30 are understood to mean an electronic circuit which has at least one organic semiconductor; however, this does not mean that the polymer chip 30 only has to have polymeric materials. Rather, the polymer chip 30 can be formed both from organic semiconductor material and from inorganic materials.
  • the antenna 20 is designed for a frequency range of 125 kHz and / or for 13.56 MHz.
  • the antenna 20 is used to receive electromagnetic energy, which is converted into electrical energy by means of the antenna 20 and fed into the polymer chip 30 for its operation. With the help of the energy fed in by the antenna 20
  • the transponder 10 is designed such that its antenna 20 and the polymer chip 30 can be produced simultaneously; this means that the antenna 20 is "manufactured" during the
  • Polymer chip 30 is formed. No additional process step is therefore necessary to manufacture the antenna 20.
  • FIG. 2 shows the transponder 10 according to FIG. 1 in a schematic cross section.
  • the polymer chip 30, which is electrically connected to the antenna 20, can be seen in FIG.
  • the polymer chip 30 consists of at least one organic field effect transistor 40 which is formed by a plurality of layers arranged one above the other.
  • the lowest layer is formed by a substrate or an insulating substrate layer 50, which can be, for example, a commercial plastic film, paper or glass.
  • a first electrically conductive layer 60 which is structured, is applied to the substrate layer 50.
  • the electrically conductive layer 60 forms a gate connection 70 of the organic field effect transistor 40, an inner antenna connection 80, an outer antenna connection 90 and antenna windings 100 of the antenna 20.
  • the inner antenna connector 80 and the outer antenna connector 90 are additionally identified in FIG. 1 by their reference symbols; one can see that the inner antenna connection 80 is arranged inside the antenna area of the antenna 20, whereas the outer antenna connection 90 lies outside this inner area of the antenna 20.
  • the electrically conductive layer 60 is structured; this means that the Antenna windings 100, the outer and inner antenna connections 90 and 80 and the gate connection 70 are electrically separated from one another by an insulation layer 110.
  • the insulation layer 110 is designed such that it extends over the gate connection 70, over the antenna windings 100 and over the inner and outer antenna connections 80 and 90 of the antenna 20.
  • the insulation layer 110 is also structured in turn and has openings in which electrical connection contacts 120 are formed.
  • the electrical connection contacts 120 serve to connect the electrically conductive layer 60 to a. to connect to the second electrical layer 130 applied on the insulation layer 110.
  • This second electrically conductive layer 130 forms the source and drain connections of the organic field effect transistor 40 and is therefore referred to below as the “contact layer”.
  • the first electrically conductive layer 60 that identifies the gate connection 70 of the organic field effect transistor 40 is correspondingly , hereinafter referred to as "gate position".
  • the contact layer 130 forms a source connection 140 and a drain connection 150 of the organic field effect transistor 40 and also an antenna connection conductor 160.
  • the antenna connection conductor 160 serves to connect the outer antenna connection 90 to the polymer chip 30; For the electrical connection, use is made of the connecting contacts 120 and an auxiliary pad 85. With the antenna connection conductor 160, an electrical connection of the outer antenna connection 90 to the organic field effect transistor 40 and thus to the polymer chip 30 is thus possible.
  • the inner antenna connection 80 of the antenna 20 is also connected to the polymer chip 30; however, this connection is not visible in the cross-sectional plane according to FIG. 2.
  • an organic semiconductor layer 170 is arranged on the contact layer 130, which connects the source connection 140 and the drain connection 150 of the organic field effect transistor 40 to one another. The control of the organic
  • Field-effect transistor 40 takes place by applying a control voltage to gate connection 70 of organic field-effect transistor 40, as a result of which a current flow from source connection 140 to drain connection 150 (or vice versa) of organic field-effect transistor 40 is influenced.
  • the antenna 20 has a multiplicity of antenna windings 100, which are arranged spirally in one surface and have a type
  • the antenna 20 is designed for the standard frequencies of 125 kHz and 13.56 MHz that are common today for RF-ID transponder applications. Instead, the antenna 20 can also be optimized for other frequencies.
  • the antenna windings 100 and the antenna connections 80 and 90 - and thus the gate layer 60 - can consist of metal such as aluminum or copper; alternatively, the use of highly conductive polymers is also conceivable.
  • the design of the antenna or the coil 20 depends on the desired resonance frequency and on the electrical power required by the polymer chip 30 or by the organic field effect transistors 40:
  • the resonance frequency of the antenna is determined by the number of turns 100 of the antenna 20.
  • the power consumption of the antenna 20 is essentially determined by the antenna area through which the alternating electromagnetic field can flow; this means that the larger the antenna area of the antenna, the more electromagnetic energy can be absorbed by the antenna 20. It can also be seen in FIG. 2 that the antenna connection conductor 160 is separated from the antenna windings 100 by the insulation layer 110; this means that the antenna connection conductor 160 cannot cause a short circuit between the antenna windings 100.
  • Additional capacitances are formed at the crossing points between the antenna windings 100 and the antenna connecting conductor 160 due to the relatively thin layer thickness of the insulation layer 110 (layer thickness between 50 nm and 500 nm). Because of these additional capacitances, the antenna 20 of the transponder 10 requires fewer antenna windings 100 in order to achieve the desired resonance frequency or operating frequency of the transponder 10 than would be the case if the antenna connection conductor 160 were led to the polymer chip 30 on the back of the substrate 50 , Because of the additional capacitances caused by the thin insulation layer 110, an optimal antenna design with a minimum number is therefore available
  • Antenna windings 100 reached.
  • the gate layer 60 is applied to the substrate layer 50.
  • Metals such as copper, aluminum, titanium, nickel, chromium, gold, silver, palladium and / or platinum as well as conductive polymers such as PEDOT-PSS-Baytron P ® or polyaniline come in as material for the gate layer;
  • the application of the gate layer 60 can. thereby using classic pressure or vapor deposition processes.
  • the antenna 20 with its antenna windings 100 can be manufactured in exactly the same way as the gate connections 70 of the organic field effect transistors 40.
  • the gate connections 70 can be defined on a pad which is deposited simultaneously with the antenna structure (in the size of the later polymer chip 30) and can be worked out by wet chemistry (eg by etching).
  • wet chemistry eg by etching
  • the insulation layer 110 can be, for example, a poly-4-venylphenol layer.
  • the insulation layer 110 can be deposited, for example, by means of a pressure coating or spray coating technique.
  • the openings required for the connection contacts 120 in the insulation layer 110 can either be defined directly by the printing process or can be subsequently introduced into this layer after the insulation layer 110 has been deposited over the entire surface.
  • the insulation layer 110 deposited in this way firstly provides the dielectric layer for the organic field effect transistor 40 and thus for the polymer chip 30; on the other hand, the insulation layer 110 serves as electrical insulation between the antenna windings 100.
  • the insulation layer 100 also serves as a protective coating for any corrosion-prone
  • Antenna materials such as copper or aluminum and increases their long-term stability or service life.
  • the contact layer 130 is applied in a further production step. This can in turn be done using adjusted, high-resolution printing techniques (e.g. Baytron P); alternatively, an entire surface deposition (e.g. thermal evaporation of gold) and a subsequent structuring can be carried out.
  • adjusted, high-resolution printing techniques e.g. Baytron P
  • an entire surface deposition e.g. thermal evaporation of gold
  • a subsequent structuring can be carried out.
  • the deposited contact materials fill the previously opened contact holes in the insulation layer 110 and thus form the connection contacts 120 between the gate layer 60 and the contact layer 130.
  • the structured contact layer 130 forms the source contacts 140 and the drain contacts 150 of the organic field effect transistors 40 of the polymer chip 30 and the antenna connection conductor 160 for the antenna 20, which serves as a back contact conductor between the outer antenna connection 90 and the polymer chip 30.
  • the antenna connection conductor 160 as the back contact conductor thus connects the outer antenna connection 90 of the antenna 20 to the polymer chip 30.
  • the transponder 10 is completed by the
  • the organic semiconductor layer 170 can optionally also be structured in order to reduce leakage currents between the individual organic field-effect transistors 40.
  • Bottom gate structure (gate dielectric source / drain), in which the gate layer 60 forming the antenna windings 100 and the gate connections 70 is deposited on the substrate layer 50 as the first electrically conductive layer 60.
  • top gate structure source / drain connection dielectric gate
  • this is the number he materials which for the first electrically conductive layer 60, so the antenna windings 100 and the source terminal 140 and drain terminal 150 come into question, ' ⁇ . limited, since good antenna materials such as copper and aluminum are sometimes unsuitable as source / drain materials depending on the organic semiconductor material used.
  • the antenna windings 100 - instead of directly on the substrate layer 50 - can be accommodated in the gate layer 60 in the top gate structure and in the context of the last one
  • Process step are separated; Compatibility problems with the organic semiconductor material 170 can thus be reduced or completely eliminated.
  • FIG. 3 shows a transponder 10 with a polymer chip 30 and an antenna 20, the antenna windings 100 of which are "double-wound".
  • Such a design of the Antenna windings is an alternative to an exclusively spiral shape of the antenna windings.
  • the advantage of the "double-wound" antenna windings is, among other things, that both antenna connection conductors are on the inside and therefore no separate or additional "antenna back contact conductor" 160 is required.
  • a polyethylene terephthalate (PET) layer serves as the substrate layer.
  • the gate layer which forms the gate connections of the organic field effect transistors and the antenna windings, is made of copper. Since the gate connections have very filigree structures, they are formed by means of photolithography and wet etching with ammonium peroxodisulfate. A relatively large copper pad is therefore first deposited for the gate connections, which is then “finely” structured to produce the gate connections. Since the antenna windings have very coarse structures in comparison to the gate connections, the antenna windings can already be formed when the copper layer is deposited - that is to say by structured deposition.
  • Transponder according to Figure 3 poly-4-Venylphenol used, which is thermally crosslinked.
  • the layer thickness is 270 nm and the dielectric constant is 3.6.
  • the opening holes in the insulation layer for the connection contacts are formed by photolithography and subsequent dry etching.
  • the contact layer or the source connections and the drain connections consist of a gold layer applied by thermal evaporation with a thickness of 40 nm.
  • This gold layer is produced in the course of a photolithography step and a subsequent wet etching step structured with an I 2 / Kl solution in order to achieve an electrical separation of the source and drain contacts.
  • a pentacene layer with a layer thickness of 30 nm has been thermally vapor-deposited as an organic semiconductor material.

Abstract

The invention relates to a transponder comprising an antenna and a transponder circuit that is connected to the antenna. The aim of the invention is to create a transponder which can be produced in a particularly simple and inexpensive manner. Said aim is achieved by the fact that the transponder circuit (30) is formed by structured layers (60, 110, 130) which are disposed on a substrate (50). At least one (60) of said layers also at least partly embodies the antenna (20).

Description

Beschreibungdescription
Transponder und Verfahren zu dessen HerstellungTransponder and method for its production
Die Erfindung bezieht sich auf einen Transponder mit einer Antenne und einer mit der Antenne verbundenen Transponderschaltung. Unter einem Transponder wird nachfolgend eine Einrichtung verstanden, die mit einer Antenne aus einem elektromagnetischen Feld Energie entnimmt und mit dieser Energie eine Transponderschaltung betreibt. Nach bzw. mit der Inbetriebnahme der Transponderschaltung kann die Einrichtung Datensignale eines externen Lesegeräts empfangen und "AntwortSignale" zurücksenden.The invention relates to a transponder with an antenna and a transponder circuit connected to the antenna. A transponder is understood below to mean a device which takes energy from an electromagnetic field with an antenna and operates a transponder circuit with this energy. After or with the start-up of the transponder circuit, the device can receive data signals from an external reading device and send back “response signals”.
Vorbekannte Transponder werden auf der Basis derPreviously known transponders are based on the
Siliziumtechnologie hergestellt. Konkret wird zunächst eine Silizium-Transponderschaltung hergestellt, die anschließend auf einem mit einer Metallantenne versehenen Substrat - beispielsweise einer Polymerfolie - befestigt wird. Dabei wird die Silizium-Transponderschaltung elektrisch mit der Antenne verbunden. Das Positionieren der Silizium- Transponderschaltung auf dem Substrat erfolgt dabei beispielsweise mit Hilfe eines in der Leiterplattentechnik üblichen Bestückautomaten, also in „pick and place" -Technik. Die elektrische Verbindung der Silizium-Transponderschaltung mit der Metallantenne erfolgt beispielsweise über Bonden.Silicon technology manufactured. Specifically, a silicon transponder circuit is first produced, which is then attached to a substrate provided with a metal antenna, for example a polymer film. The silicon transponder circuit is electrically connected to the antenna. The positioning of the silicon transponder circuit on the substrate takes place, for example, with the aid of a placement machine that is common in printed circuit board technology, that is to say in “pick and place” technology. The electrical connection of the silicon transponder circuit to the metal antenna takes place, for example, by bonding.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transponder anzugeben, der sich besonders einfach und kostengünstig herstellen lässt.The invention has for its object to provide a transponder that is particularly easy and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Transponders sind in Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the transponder according to the invention are specified in the subclaims.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Transponderschaltung durch auf einem Substrat angeordnete strukturierte Schichten gebildet ist, von denen mindestens eine Schicht zumindest teilweise auch die Antenne ausbildet.According to the invention it is provided that the Transponder circuit is formed by structured layers arranged on a substrate, of which at least one layer at least partially also forms the antenna.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Transponders ist darin zu sehen, dass dieser eine Schicht aufweist, die sowohl zu der Transponderschaltung als auch zu der Antenne gehört. Dadurch kann bereits während der Herstellung der Transponderschaltung die Antenne "mit hergestellt" werden, so dass separate Herstellungsschritte zur Herstellung derAn essential advantage of the transponder according to the invention can be seen in the fact that it has a layer which belongs both to the transponder circuit and to the antenna. As a result, the antenna can be "manufactured" during the manufacture of the transponder circuit, so that separate manufacturing steps for the manufacture of the
Antenne vollkommen oder aber zumindest teilweise eingespart werden.Antenna completely or at least partially saved.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Transponders ist darin zu sehen, dass aufgrund der "integrierten" bzw. zeitgleichen Herstellung der Transponderschaltung und der Antenne in einer gemeinsamen Schicht außerdem zusätzliche Verfahrensschritte zum Verbinden der Transponderschaltung und der Antenne entfallen. Beispielsweise entfällt das "Bestücken" des Substrats mit einer separat hergestellten Transponderschaltung - z. B. in der bereits eingangs erwähnten „pick and place"-Technik - ; außerdem entfällt das elektrische Verbinden - beispielsweise durch Bonden - der Transponderschaltung mit der Antenne.Another significant advantage of the transponder according to the invention is that, due to the "integrated" or simultaneous manufacture of the transponder circuit and the antenna in a common layer, additional method steps for connecting the transponder circuit and the antenna are also eliminated. For example, there is no need to "populate" the substrate with a separately manufactured transponder circuit - e.g. B. in the "pick and place" technology already mentioned at the beginning - in addition there is no electrical connection - for example by bonding - of the transponder circuit to the antenna.
Zusammengefasst wird aufgrund des "integrierten Designs" des erfindungsgemäßen Transponders eine Mehrzahl an Herstellungsschritten - im Vergleich zu vorbekannten Transpondern - eingespart.In summary, due to the "integrated design" of the transponder according to the invention, a plurality of manufacturing steps - compared to previously known transponders - is saved.
Um mit der Transponderschaltung logische Schaltungen bilden zu können, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Transponderschaltung zumindest zwei leitende Schichten, eine zwischen den beiden leitenden Schichten angeordnete Isolationsschicht und eine Halbleiterschicht aufweist. In einer der beiden leitenden Schichten ist dann bevorzugt die Antenne ausgebildet. Die Einführung von RF-ID-Systemen (RF-ID: radio frequency identification) als potentieller Ersatz für den allgemein bekannten, relativ störanfälligen und nur in direktem Sichtkontakt zu einem Scanner anwendbaren Barcode oder als Sicherheitsmerkmal auf Verpackungen oder anderen Gütern gilt als zukunftsweisende Anwendung für preiswerte bzw. kostengünstig herstellbare Elektronikschaltungen. Aufgrund der Flexibilität und der großen Variationsbreite von Verpackungsmaterialien sind besonders Schaltungen auf flexiblen Substraten, die in hohen Stückzahlen beispielsweise im "Rolle-zu-Rolle" -Verfahren gefertigt werden können, von Interesse. Der hohe Preisdruck solcher Anwendungen, insbesondere aufgrund der Konkurrenz zum aufgedruckten Barcode, erlaubt den Einsatz (kristalliner) siliziumbasierter Schaltungen aus wirtschaftlichen Gründen fast ausschließlich nur für Spezialanwendungen, die besonders hohe Leistungsanforderungen stellen; für den Massenmarkt sind kristalline siliziumbasierte Schaltungen aufgrund der entstehenden Herstellungskosten eher weniger geeignet.In order to be able to form logic circuits with the transponder circuit, it is regarded as advantageous if the transponder circuit has at least two conductive layers, an insulation layer arranged between the two conductive layers and a semiconductor layer. The antenna is then preferably formed in one of the two conductive layers. The introduction of RF-ID systems (RF-ID: radio frequency identification) as a potential replacement for the generally known, relatively susceptible to interference and bar code that can only be used in direct visual contact with a scanner or as a security feature on packaging or other goods is considered a future-oriented application for inexpensive or inexpensive to manufacture electronic circuits. Due to the flexibility and the wide range of variations of packaging materials, circuits on flexible substrates, which can be manufactured in large quantities, for example in the "roll-to-roll" process, are of particular interest. The high price pressure of such applications, in particular due to the competition with the printed bar code, allows the use of (crystalline) silicon-based circuits for economic reasons almost exclusively for special applications that place particularly high performance demands; for the mass market, crystalline silicon-based circuits are less suitable due to the manufacturing costs involved.
Wesentliche Gründe hierfür sind neben der sehr preisintensiven Herstellung von (kristallinen) Siliziumchips die - wie eingangs ausgeführt - auftretenden, relativ hohen Kosten für das Positionieren und Verbinden der Siliziumchips mit der Antenne (packaging-Problematik) . Auf eine Antenne kann jedoch bei RF-ID-Transpondern nicht verzichtet werden, da - wie oben bereits erläutert - die Antennen für die Leistungsaufnahme aus dem elektromagnetischen Feld (RF-Feld) und die Kommunikation mit einem mit dem Transponder in Verbindung stehenden Lesegerät unverzichtbar sind.In addition to the very expensive manufacture of (crystalline) silicon chips, the main reasons for this are the relatively high costs for positioning and connecting the silicon chips to the antenna (packaging problem), as mentioned at the beginning. However, an antenna cannot be dispensed with with RF-ID transponders, since - as already explained above - the antennas are indispensable for the power consumption from the electromagnetic field (RF field) and the communication with a reader connected to the transponder ,
Um nun die für Massenanwendungen gewünschten niedrigen Herstellungskosten zu erreichen, ist im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Halbleiterschicht der Transponderschaltung eine organische Halbleiterschicht ist; denn organische Halbleiterschichten lassen sich relativ einfach herstellen und preisgünstig aufbringen.In order to achieve the low manufacturing costs desired for mass applications, it is provided in an advantageous development of the invention that the semiconductor layer of the transponder circuit is an organic semiconductor layer; because organic semiconductor layers are relatively easy to manufacture and apply inexpensively.
Anstelle von organischen Halbleiterschichten können vorteilhaft auch andere Halbleiterschichten eingesetzt werden, die auf flexiblen Folien aufbringbar sind; denkbar sind beispielsweise amorphe Schichten, insbesondere amorphe Silizium-Schichten.Instead of organic semiconductor layers, other semiconductor layers that can be applied to flexible foils can advantageously also be used; Amorphous layers, in particular amorphous silicon layers, are conceivable, for example.
Bevorzugt sind in der organischen Halbleiterschicht organische Feldeffekttransistoren gebildet; denn mitOrganic field effect transistors are preferably formed in the organic semiconductor layer; because with
Feldeffekttransistoren auf der Basis organischer Halbleiter lassen sich elektronische Schaltungen für Massenanwendungen sehr preisgünstig herstellen.Field effect transistors based on organic semiconductors can be manufactured very inexpensively for electronic circuits for mass applications.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Antenne um eineThe antenna is preferably a
Rahmenantenne, da Rahmenantennen gute Empfangseigenschaften bieten.Loop antenna because loop antennas offer good reception properties.
Bevorzugt weist die Antenne eine Vielzahl an Antennenwindungen auf; die Anzahl der Antennenwindungen bestimmt dabei u. a. die Resonanzfrequenz des Transponders. Um die Anordnung einer Vielzahl an Antennenwindungen in einer Ebene zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Antennenwindungen spiralförmig ausgestaltet sind. Darüber hinaus kann die Antenne auch "doppelt gewundene" Antennenwindungen aufweisen.The antenna preferably has a large number of antenna windings; the number of antenna turns determines u. a. the resonance frequency of the transponder. In order to enable the arrangement of a large number of antenna windings in one plane, it is considered advantageous if the antenna windings are designed in a spiral. In addition, the antenna can also have "double-wound" antenna windings.
Im Hinblick auf eine optimale Platzausnutzung bzw. im Hinblick auf eine möglichst kleine Größe des Transponders wird es als vorteilhaft ansehen, wenn dieWith regard to an optimal use of space or with regard to the smallest possible size of the transponder, it will be considered advantageous if the
Transponderschaltung in einem von der Antenne eingeschlossenen Innenbereich des Substrats angeordnet ist .Transponder circuit is arranged in an inner region of the substrate enclosed by the antenna.
Zur Verbindung des außen liegenden elektrischen Anschlusses der spiralförmigen Antenne mit der im Innenbereich der Antenne liegenden Transponderschaltung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn ein die Antennenwindungen der Antenne kreuzender Antennenanschlussleiter vorhanden ist , mit dem der außen liegende Anschluss der Antenne mit der Transponderschaltung verbunden wird.To connect the external electrical connection of the spiral antenna to the transponder circuit located in the interior of the antenna, it is considered advantageous if one of the antenna windings of the Antenna crossing antenna connection conductor is present, with which the external connection of the antenna is connected to the transponder circuit.
Vorzugsweise ist der die Antennenwindungen kreuzendePreferably, it is the one crossing the antenna windings
Antennenanschlussleiter in einer anderen leitenden Schicht als die Antennenwindungen - also isoliert von den Antennenwindungen - angeordnet, um Kurzschlüsse zu vermeiden.Antenna connection conductor in a different conductive layer than the antenna windings - that is isolated from the antenna windings - arranged to avoid short circuits.
Wie bereits oben angesprochen, lassen sich elektronische Schaltungen besonders einfach und damit vorteilhaft mit organischen Feldeffekttransistoren ausbilden; es wird daher als vorteilhaft angesehen, wenn die Transponderschaltung mindestens einen Feldeffekttransistor aufweist, dessen Drain- und Source-Anschluss in der einen leitenden Schicht und dessen Gate-Anschluss in der anderen leitenden Schicht gebildet ist.As already mentioned above, electronic circuits can be formed particularly easily and therefore advantageously with organic field effect transistors; it is therefore considered advantageous if the transponder circuit has at least one field effect transistor, the drain and source connection of which is formed in one conductive layer and the gate connection of which is formed in the other conductive layer.
Die Antenne kann dabei bevorzugt in der den Drain- und den Source-Anschluss bildenden leitenden Schicht ausgebildet sein; alternativ kann die Antenne auch in der den Gate- Anschluss bildenden elektrisch leitenden Schicht angeordnet sein.The antenna can preferably be formed in the conductive layer forming the drain and source connection; alternatively, the antenna can also be arranged in the electrically conductive layer forming the gate connection.
Wie bereits eingangs erwähnt, sollte das Substrat flexibel sein, damit der Transponder auf beliebigen Verpackungen bzw. auf beliebigen Oberflächen befestigt werden kann; ein geeignetes Substratmaterial zur Herstellung eines Transponders sind kommerzielle Plastikfolien, wie beispielsweise PEN- oder PET-Folien (PEN:As already mentioned at the beginning, the substrate should be flexible so that the transponder can be attached to any packaging or to any surface; A suitable substrate material for the production of a transponder are commercial plastic films, such as, for example, PEN or PET films (PEN:
Polyethylennaphthalat; PET : Polyethylenterephthalat) . Alternativ können als Substratmaterial auch Papier oder Glas eingesetzt werden, so dass die Transponder direkt auf Verpackungen "prozessiert" werden können.polyethylene; PET: polyethylene terephthalate). Alternatively, paper or glass can also be used as the substrate material, so that the transponders can be "processed" directly on packaging.
Zur Bildung des den Gate-Anschluss der Feldeffekttransistoren bildenden, elektrisch leitenden Schicht sind Metalle, wie Kupfer, Aluminium, Titan, Nickel, Chrom, Gold, Silber, Palladium und Platin sowie leitfähige Polymere wie beispielsweise PEDOT:PSS Baytron P® oder Polyanilin geeignet.To form the electrically conductive layer forming the gate connection of the field effect transistors, metals such as Copper, aluminum, titanium, nickel, chrome, gold, silver, palladium and platinum as well as conductive polymers such as PEDOT: PSS Baytron P ® or polyaniline are suitable.
Die zwischen den beiden elektrisch leitenden Schichten angeordnete Isolationsschicht kann vorzugsweise durch anorganische Materialien wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, TaNx oder durch organische Polymere als Dielektrikum gebildet sein.The insulation layer arranged between the two electrically conductive layers can preferably be formed by inorganic materials such as silicon dioxide, aluminum oxide, TaN x or by organic polymers as a dielectric.
Die die Drain- und Source-Anschlüsse derThe drain and source connections of the
Feldeffekttransistoren bildende Kontaktlage kann aus den gleichen Materialien wie die den Gate-Anschluss bildende Gatelage bestehen; zu berücksichtigen ist jedoch, dass das für die Kontaktlage verwendete Material mit dem jeweiligen Halbleitermaterial kompatibel sein muss.The contact layer forming field effect transistors can consist of the same materials as the gate layer forming the gate connection; However, it must be taken into account that the material used for the contact layer must be compatible with the respective semiconductor material.
Als Halbleitermaterial kommen vorzugsweise organische Halbleiter in Betracht; geeignete organische - Halbleitermaterialien sind beispielsweise Pentazen, Tetrazen, Polythiophene oder Oligothiophene .Organic semiconductors are preferably used as the semiconductor material; Suitable organic semiconductor materials are, for example, pentazene, tetrazene, polythiophenes or oligothiophenes.
Im Übrigen wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die, Antenne und die Transponderschaltung für Frequenzen im Bereich von 13,56 MHz und für Frequenzen im Bereich von 125 kHz geeignet sind, da diese Frequenzen derzeit Standardfrequenzen für den Einsatz von Transpondern sind.Otherwise, it is considered advantageous if the antenna and the transponder circuit are suitable for frequencies in the range of 13.56 MHz and for frequencies in the range of 125 kHz, since these frequencies are currently standard frequencies for the use of transponders.
Der bzw. die Feldeffekttransistoren der Transponderschaltung können beispielsweise einen Bottom-Gate-Aufbau oder einen Top-Gate-Aufbau aufweisen:The field effect transistor or transistors of the transponder circuit can have, for example, a bottom gate structure or a top gate structure:
Unter einem Bottom-Gate-Aufbau wird dabei ein Aufbau verstanden, bei dem die Gate-Elektroden der Feldeffekttransistoren unmittelbar auf dem Substrat angeordnet sind. Auf dieser "Gate-Lage" ist dann die elektrisch isolierende Dielektrikum-Schicht angeordnet, auf der wiederum die die Source- und Drain-Kontakte bildende "Kontaktläge" aufliegt.A bottom gate structure is understood to mean a structure in which the gate electrodes of the field effect transistors are arranged directly on the substrate. The electrically insulating dielectric layer is then arranged on this “gate layer” which in turn rests on the "contact layer" forming the source and drain contacts.
Bei einem Top-Gate-Aufbau ist die Schichtreihenfolge umgekehrt; dies bedeutet, dass die die Source- und Drain- Kontakte bildende Kontaktlage unmittelbar auf dem Substrat aufliegt. Auf der Kontaktlage ist die Isolationsschicht angeordnet, auf der dann wiederum die die Gate-Anschlüsse bildende Gate-Lage aufliegt.With a top gate structure, the layer sequence is reversed; this means that the contact layer forming the source and drain contacts lies directly on the substrate. The insulation layer is arranged on the contact layer, on which the gate layer forming the gate connections then lies.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen eines Transponders, bei dem eine Antenne und eine mit der Antenne verbundene Transponderschaltung hergestellt werden.The invention also relates to a method for producing a transponder, in which an antenna and a transponder circuit connected to the antenna are produced.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfaches und preisgünstiges Herstellungsverfahren für Transponder anzugeben.In this regard, the invention is based on the object of specifying a particularly simple and inexpensive production method for transponders.
Diese Aufgabe wir erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a method having the characterizing features of claim 13. Advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in the subclaims.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf ein Substrat zumindest eine elektrisch leitende Schicht aufgebracht wird, die zumindest teilweise sowohl die Antenne als auch die Transponderschaltung bildet.According to the invention, it is provided that at least one electrically conductive layer is applied to a substrate, which at least partially forms both the antenna and the transponder circuit.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Transponder verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Transponders im wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen.With regard to the advantages of the method according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the transponder according to the invention, since the advantages of the transponder according to the invention essentially correspond to the advantages of the method according to the invention.
Zur Erläuterung der Erfindung zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Transponder in der Draufsicht,Show to illustrate the invention 1 shows an exemplary embodiment of a transponder according to the invention in plan view,
Figur 2 den Transponder gemäß Figur 1 in einem schematischen Querschnitt undFigure 2 shows the transponder according to Figure 1 in a schematic cross section and
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Transponder in derFigure 3 shows a second embodiment of a transponder according to the invention in the
Draufsicht.Top view.
In den Figuren 1 bis 3 werden für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugzeichen verwendet.The same reference numerals are used in FIGS. 1 to 3 for identical or comparable components.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Transponders wird anhand der Figuren 1 bis 3 ebenfalls erläutert.The method according to the invention for producing the transponder according to the invention is also explained with reference to FIGS. 1 to 3.
In der Figur 1 erkennt man einen Transponder 10 mit einer1 shows a transponder 10 with a
Antenne 20 und einem Polymerchip 30. Unter dem Begriff "Polymerchip" wird dabei eine elektronische Schaltung verstanden, die zumindest einen organischen Halbleiter aufweist; dies bedeutet jedoch nicht, dass der Polymerchip 30 ausschließlich nur polymere Materialien aufweisen muss. Vielmehr kann der Polymerchip 30 sowohl aus organischem Halbleitermaterial als auch aus anorganischen Materialien gebildet sein.Antenna 20 and a polymer chip 30. The term “polymer chip” is understood to mean an electronic circuit which has at least one organic semiconductor; however, this does not mean that the polymer chip 30 only has to have polymeric materials. Rather, the polymer chip 30 can be formed both from organic semiconductor material and from inorganic materials.
Die Antenne 20 ist für einen Frequenzbereich von 125 kHz und/oder für 13,56 MHz ausgelegt. Die Antenne 20 dient zum Empfangen elektromagnetischer Energie, die mittels der Antenne 20 in elektrische Energie umgewandelt und in den Polymerchip 30 zu dessen Betrieb eingespeist wird. Mit Hilfe der von der Antenne 20 eingespeisten Energie wird derThe antenna 20 is designed for a frequency range of 125 kHz and / or for 13.56 MHz. The antenna 20 is used to receive electromagnetic energy, which is converted into electrical energy by means of the antenna 20 and fed into the polymer chip 30 for its operation. With the help of the energy fed in by the antenna 20
Polymerchip in Betrieb genommen, so dass dieser mit der Antenne 20 Daten empfangen sowie senden kann. Wie nachfolgend erläutert werden wird, ist der Transponder 10 derart ausgebildet, dass seine Antenne 20 und der Polymerchip 30 gleichzeitig hergestellt werden können; dies bedeutet, dass die Antenne 20 „mit hergestellt" wird, während derPolymer chip put into operation so that it can receive and send data with the antenna 20. As will be explained below, the transponder 10 is designed such that its antenna 20 and the polymer chip 30 can be produced simultaneously; this means that the antenna 20 is "manufactured" during the
Polymerchip 30 gebildet wird. Zur Herstellung der Antenne 20 ist somit kein zusätzlicher Prozessschritt nötig.Polymer chip 30 is formed. No additional process step is therefore necessary to manufacture the antenna 20.
In der Figur 2 ist der Transponder 10 gemäß der Figur 1 in einem schematischen Querschnitt dargestellt. Man erkannt in der Figur 2 den Polymerchip 30, der elektrisch mit der Antenne 20 verbunden ist.FIG. 2 shows the transponder 10 according to FIG. 1 in a schematic cross section. The polymer chip 30, which is electrically connected to the antenna 20, can be seen in FIG.
Der Polymerchip 30 besteht aus zumindest einem organischen Feldeffekttransistor 40, der durch mehrere übereinander angeordnete Schichten gebildet ist . Die unterste Schicht wird durch ein Substrat bzw. eine isolierende Substratlage 50 gebildet, bei der es sich beispielsweise um eine kommerzielle Plastikfolie, um Papier oder Glas handeln kann.The polymer chip 30 consists of at least one organic field effect transistor 40 which is formed by a plurality of layers arranged one above the other. The lowest layer is formed by a substrate or an insulating substrate layer 50, which can be, for example, a commercial plastic film, paper or glass.
Auf der Substratlage 50 ist eine erste elektrisch leitende Schicht 60 aufgebracht, die strukturiert ist. Die elektrisch leitende Schicht 60 bildet einen Gate-Anschluss 70 des organischen Feldeffekttransistors 40, einen inneren Antennenanschluss 80, einen äußeren Antennenanschluss 90 sowie Antennenwindungen 100 der Antenne 20.A first electrically conductive layer 60, which is structured, is applied to the substrate layer 50. The electrically conductive layer 60 forms a gate connection 70 of the organic field effect transistor 40, an inner antenna connection 80, an outer antenna connection 90 and antenna windings 100 of the antenna 20.
Der innere Antennenanschluss 80 sowie der äußere Antennenanschluss 90 sind zusätzlich auch in der Figur 1 mit ihren Bezugszeichen gekennzeichnet; man erkennt, dass der innere Antennenanschluss 80 im Inneren des Antennenbereichs der Antenne 20 angeordnet ist, wohingegen der äußere Antennenanschluss 90 außerhalb dieses Innenbereiches der Antenne 20 liegt.The inner antenna connector 80 and the outer antenna connector 90 are additionally identified in FIG. 1 by their reference symbols; one can see that the inner antenna connection 80 is arranged inside the antenna area of the antenna 20, whereas the outer antenna connection 90 lies outside this inner area of the antenna 20.
Wie sich in der Figur 2 erkennen lässt, ist die elektrisch leitende Schicht 60 strukturiert; dies bedeutet, dass die Antennenwindungen 100, der äußere und der innere Antennenanschluss 90 bzw. 80 sowie der Gate-Anschluss 70 elektrisch voneinander durch eine Isolationsschicht 110 getrennt sind.As can be seen in FIG. 2, the electrically conductive layer 60 is structured; this means that the Antenna windings 100, the outer and inner antenna connections 90 and 80 and the gate connection 70 are electrically separated from one another by an insulation layer 110.
Die Isolationsschicht 110 ist dabei derart ausgestaltet, dass sie sich über den Gate-Anschluss 70, über die Antennenwicklungen 100 und über den inneren und den äußeren Antennenanschluss 80 bzw. 90 der Antenne 20 erstreckt. Auch die Isolationsschicht 110 ist wiederum strukturiert und weist Öffnungen auf, in denen elektrische Verbindungskontakte 120 ausgebildet sind. Die elektrischen Verbindungskontakte 120 dienen dazu, die elektrisch leitende Schicht 60 mit einer. uf der Isolationsschicht 110 aufgebrachten zweiten elektrischen Schicht 130 zu verbinden. Diese zweite elektrisch leitende Schicht 130 bildet die Source- und Drain-Anschlüsse des organischen Feldeffekttransistors 40 und wird somit nachfolgend als „Kontaktlage" bezeichnet. In entsprechender Weise wird die erste elektrisch leitende Schicht 60, die den Gate-Anschluss 70 des organischen Feldeffekttransistors 40 kennzeichnet, nachfolgend als „Gate-Lage" bezeichnet.The insulation layer 110 is designed such that it extends over the gate connection 70, over the antenna windings 100 and over the inner and outer antenna connections 80 and 90 of the antenna 20. The insulation layer 110 is also structured in turn and has openings in which electrical connection contacts 120 are formed. The electrical connection contacts 120 serve to connect the electrically conductive layer 60 to a. to connect to the second electrical layer 130 applied on the insulation layer 110. This second electrically conductive layer 130 forms the source and drain connections of the organic field effect transistor 40 and is therefore referred to below as the “contact layer”. The first electrically conductive layer 60 that identifies the gate connection 70 of the organic field effect transistor 40 is correspondingly , hereinafter referred to as "gate position".
Die Kontaktlage 130 bildet einen Source-Anschluss 140 und einen Drain-Anschluss 150 des organischen Feldeffekttransistors 40 sowie einen Antennenanschlussleiter 160. Der Antennenanschlussleiter 160 dient dazu, den äußeren Antennenanschluss 90 mit dem Polymerchip 30 zu verbinden; für die elektrische Verbindung wird dabei von den Verbindungskontakten 120 und einem Hilfspad 85 Gebrauch gemacht. Mit dem Antennenanschlussleiter 160 ist somit eine elektrische Verbindung des äußeren Antennenanschlusses 90 mit dem organischen Feldeffekttransistor 40 und damit mit dem Polymerchip 30 möglich. Auch der innere Antennenanschluss 80 der Antenne 20 ist an den Polymerchip 30 angeschlossen; diese Verbindung ist jedoch in der Querschnittsebene gemäß der Figur 2 nicht sichtbar. Wie sich in der Figur 2 darüber hinaus erkennen lässt, ist auf der Kontaktlage 130 eine organische Halbleiterschicht 170 angeordnet, die den Source-Anschluss 140 und den Drain- Anschluss 150 des organischen Feldeffekttransistors 40 miteinander verbindet. Die Steuerung des organischenThe contact layer 130 forms a source connection 140 and a drain connection 150 of the organic field effect transistor 40 and also an antenna connection conductor 160. The antenna connection conductor 160 serves to connect the outer antenna connection 90 to the polymer chip 30; For the electrical connection, use is made of the connecting contacts 120 and an auxiliary pad 85. With the antenna connection conductor 160, an electrical connection of the outer antenna connection 90 to the organic field effect transistor 40 and thus to the polymer chip 30 is thus possible. The inner antenna connection 80 of the antenna 20 is also connected to the polymer chip 30; however, this connection is not visible in the cross-sectional plane according to FIG. 2. As can also be seen in FIG. 2, an organic semiconductor layer 170 is arranged on the contact layer 130, which connects the source connection 140 and the drain connection 150 of the organic field effect transistor 40 to one another. The control of the organic
Feldeffekttransistors 40 erfolgt dabei durch Anlegen einer Steuerspannung an den Gate-Anschluss 70 des organischen Feldeffekttransistors 40, wodurch ein Stromfluss von dem Source-Anschluss 140 zu dem Drain-Anschluss 150 (oder umgekehrt) des organischen Feldeffekttransistors 40 beeinflusst wird.Field-effect transistor 40 takes place by applying a control voltage to gate connection 70 of organic field-effect transistor 40, as a result of which a current flow from source connection 140 to drain connection 150 (or vice versa) of organic field-effect transistor 40 is influenced.
Wie sich in den Figuren 1 und 2 erkennen lässt, weist die Antenne 20 eine Vielzahl an Antennenwindungen 100 auf, die in einer Fläche spiralförmig angeordnet sind und eine ArtAs can be seen in FIGS. 1 and 2, the antenna 20 has a multiplicity of antenna windings 100, which are arranged spirally in one surface and have a type
„Spule" bilden. Die Antenne 20 ist dabei für die heutzutage für RF-ID-Transponderanwendungen üblichen Standardfrequenzen von 125 kHz und 13,56 MHz ausgelegt; stattdessen kann die Antenne 20 aber auch für andere Frequenzen optimiert sein.The antenna 20 is designed for the standard frequencies of 125 kHz and 13.56 MHz that are common today for RF-ID transponder applications. Instead, the antenna 20 can also be optimized for other frequencies.
Die Antennenwindungen 100 sowie die Antennenanschlüsse 80 und 90 - und damit die Gatelage 60 - können aus Metall wie Aluminium oder Kupfer bestehen; alternativ ist aber auch der Einsatz gut leitender Polymere denkbar.The antenna windings 100 and the antenna connections 80 and 90 - and thus the gate layer 60 - can consist of metal such as aluminum or copper; alternatively, the use of highly conductive polymers is also conceivable.
Die Ausgestaltung der Antenne bzw. der Spule 20 hängt von der gewünschten Resonanzfrequenz und von der von dem Polymerchip 30 bzw. von den organischen Feldeffekttransistoren 40 benötigten elektrischen Leistung ab:The design of the antenna or the coil 20 depends on the desired resonance frequency and on the electrical power required by the polymer chip 30 or by the organic field effect transistors 40:
Die Resonanzfrequenz der Antenne wird durch die Anzahl der Windungen 100 der Antenne 20 bestimmt. Die Leistungsaufnahme der Antenne 20 wird im wesentlichen von der vom elektromagnetischen Wechselfeld durchströmbaren Antennenfläche bestimmt; dies bedeutet, dass um so mehr elektromagnetische Energie von der Antenne 20 aufgenommen werden kann, je größer die Antennenfläche der Antenne ist. In der Figur 2 lässt sich darüber hinaus erkennen, dass der Antennenanschlussleiter 160 von den Antennenwindungen 100 durch die Isolationsschicht 110 getrennt ist; dies bedeutet, dass durch den Antennenanschlussleiter 160 kein Kurzschluss zwischen den Antennenwindungen 100 herbeigeführt werden kann.The resonance frequency of the antenna is determined by the number of turns 100 of the antenna 20. The power consumption of the antenna 20 is essentially determined by the antenna area through which the alternating electromagnetic field can flow; this means that the larger the antenna area of the antenna, the more electromagnetic energy can be absorbed by the antenna 20. It can also be seen in FIG. 2 that the antenna connection conductor 160 is separated from the antenna windings 100 by the insulation layer 110; this means that the antenna connection conductor 160 cannot cause a short circuit between the antenna windings 100.
An den Kreuzungspunkten zwischen den Antennenwindungen 100 und dem Antennenanschlussleiter 160 bilden sich bedingt durch die relativ dünne Schichtdicke der Isolationsschicht 110 , (Schichtdicke zwischen 50 nm und 500 nm) zusätzliche Kapazitäten aus. Aufgrund dieser zusätzlichen Kapazitäten benötigt die Antenne 20 des Transponders 10 weniger Antennenwindungen 100, um die gewünschte Resonanzfrequenz bzw. Arbeitsfrequenz des Transponders 10 zu erreichen, als dies der Fall wäre, wenn der Antennenanschlussleiter 160 auf der Substratrückseite der Substratläge 50 zu dem Polymerchip 30 geführt würde. Aufgrund der durch die dünne Isolationsschicht 110 hervorgerufenen Zusatzkapazitäten wird also ein optimales Antennendesign mit einer Minimalzahl anAdditional capacitances are formed at the crossing points between the antenna windings 100 and the antenna connecting conductor 160 due to the relatively thin layer thickness of the insulation layer 110 (layer thickness between 50 nm and 500 nm). Because of these additional capacitances, the antenna 20 of the transponder 10 requires fewer antenna windings 100 in order to achieve the desired resonance frequency or operating frequency of the transponder 10 than would be the case if the antenna connection conductor 160 were led to the polymer chip 30 on the back of the substrate 50 , Because of the additional capacitances caused by the thin insulation layer 110, an optimal antenna design with a minimum number is therefore available
Antennenwindungen 100 erreicht.Antenna windings 100 reached.
Nachfolgend soll nun die Herstellung der Antenne 20 und des Polymerchips 30 im Detail erläutert werden:The manufacture of the antenna 20 and the polymer chip 30 will now be explained in detail below:
In einem ersten Schritt wird auf die Substratlage 50 die Gate-Lage 60 aufgebracht. Als Material für die Gate-Lage kommen Metalle wie Kupfer, Aluminium, Titan, Nickel, Chrom, Gold, Silber, Palladium und/oder Platin sowie leitfähige Polymere wie PEDOT-PSS-Baytron P® oder Polyanilin in ;In a first step, the gate layer 60 is applied to the substrate layer 50. Metals such as copper, aluminum, titanium, nickel, chromium, gold, silver, palladium and / or platinum as well as conductive polymers such as PEDOT-PSS-Baytron P ® or polyaniline come in as material for the gate layer;
Betracht. Das Aufbringen der Gate-Lage 60 kann. dabei durch klassische Druck- oder Aufdampfprozesse erfolgen. Die Antenne 20 mit ihren Antennenwindungen 100 kann dabei in exakt identischer Weise wie die Gate-Anschlüsse 70 der organischen Feldeffekttransistoren 40 hergestellt werden.Consideration. The application of the gate layer 60 can. thereby using classic pressure or vapor deposition processes. The antenna 20 with its antenna windings 100 can be manufactured in exactly the same way as the gate connections 70 of the organic field effect transistors 40.
Stattdessen ist es aber auch möglich, die relativ groben Strukturen (Größenordnung im Millimeterbereich) der Antenne 20 bzw. der Antennenwindungen 100 nach einem der oben genannten Verfahren aufzubringen, während die feinen Strukturen der Gate-Anschlüsse 70 (Größenordnung im μ- Bereich) durch ein hochauflösendes Druckverfahren - z.B. Mikrokontaktdruckverfahren - aufgebracht werden.Instead, it is also possible to use the relatively rough ones Apply structures (order of magnitude in the millimeter range) of the antenna 20 or the antenna windings 100 according to one of the above-mentioned methods, while the fine structures of the gate connections 70 (order of magnitude in the μ range) are applied by means of a high-resolution printing process, for example a micro-contact printing process.
Alternativ können die Gate-Anschlüsse 70 auf einem simultan mit der Antennenstruktur abgeschiedenen Pad (in der Größe des späteren Polymerchips 30) definiert und nasschemisch herausgearbeitet (z. B. durch Ätzen) werden. Im Ergebnis sind aber auch bei dieser Variante des Abscheidungsverfahrens die Antenne 20 und die Gate-Anschlüsse 70 des Polymerchips 30 in einer einzigen Schicht, nämlich der Gatelage 60, enthalten.Alternatively, the gate connections 70 can be defined on a pad which is deposited simultaneously with the antenna structure (in the size of the later polymer chip 30) and can be worked out by wet chemistry (eg by etching). As a result, however, the antenna 20 and the gate connections 70 of the polymer chip 30 are also contained in a single layer, namely the gate layer 60, in this variant of the deposition method.
Nachfolgend wird auf die Gate-Lage 60 eine Dielektrikum- Schicht als Isolationsschicht 110 abgeschieden und thermisch fixiert. Bei der Isolationsschicht 110 kann es sich beispielsweise um eine Poly-4-Venylphenol-Schicht handeln.Subsequently, a dielectric layer is deposited on the gate layer 60 as an insulation layer 110 and thermally fixed. The insulation layer 110 can be, for example, a poly-4-venylphenol layer.
Das Abscheiden der Isolationsschicht 110 kann beispielsweise mittels einer Druckcoating- oder Spraycoating-Technik erfolgen. Die benötigten Öffnungen für die Verbindungskontakte 120 in der Isolationsschicht 110 können entweder direkt durch den Druckvorgang definiert werden oder aber nach einem ganzflächigen Abscheiden der Isolationsschicht 110 nachträglich in diese Schicht eingebracht werden.The insulation layer 110 can be deposited, for example, by means of a pressure coating or spray coating technique. The openings required for the connection contacts 120 in the insulation layer 110 can either be defined directly by the printing process or can be subsequently introduced into this layer after the insulation layer 110 has been deposited over the entire surface.
Die in dieser Weise abgeschiedene Isolationsschicht 110 stellt zum einen die Dielektrikum-Schicht für den organischen Feldeffekttransistor 40 und damit für den Polymerchip 30 zur Verfügung; zum anderen dient die Isolationsschicht 110 als elektrische Isolation zwischen den Antennenwindungen 100.The insulation layer 110 deposited in this way firstly provides the dielectric layer for the organic field effect transistor 40 and thus for the polymer chip 30; on the other hand, the insulation layer 110 serves as electrical insulation between the antenna windings 100.
Durch die Definition von Öffnungen in der Isolationsschicht 110 und durch die Verbindungskontakte 120 am Ende und am Anfang der Antenne 20 - bzw. am äußeren Antennenanschluss 90 und am inneren Antennenanschluss 80 - ergibt sich nun die Möglichkeit der Rückkontaktierung der Antenne 20 von außen nach innen und somit die Möglichkeit zum elektrischen Anschließen des durch die Antenne 20 gebildeten Schwingkreises ohne Kurzschluss zwischen den Antennenwindungen 100 an den Polymerchip 30.By defining openings in the insulation layer 110 and by the connection contacts 120 at the end and at At the beginning of the antenna 20 - or at the outer antenna connection 90 and at the inner antenna connection 80 - there is now the possibility of reconnecting the antenna 20 from the outside inwards and thus the possibility of electrically connecting the resonant circuit formed by the antenna 20 without a short circuit between the antenna windings 100 to the polymer chip 30.
Die Isolationsschicht 100 dient außerdem als Schutzbeschichtung für evtl. korrosionsanf lligeThe insulation layer 100 also serves as a protective coating for any corrosion-prone
Antennenmaterialien wie Kupfer oder Aluminium und erhöht deren Langzeitstabilität bzw. Lebensdauer.Antenna materials such as copper or aluminum and increases their long-term stability or service life.
In einem weiteren Herstellungsschritt wird die Kontaktlage 130 aufgebracht. Dies kann wiederum durch justierte, hochauflösende Drucktechniken (z. B. Baytron P) erfolgen; alternativ kann ein ganzflächiges Abscheiden (z. B. thermische Verdampfung von Gold) und eine anschließende Strukturierung durchgeführt werden.The contact layer 130 is applied in a further production step. This can in turn be done using adjusted, high-resolution printing techniques (e.g. Baytron P); alternatively, an entire surface deposition (e.g. thermal evaporation of gold) and a subsequent structuring can be carried out.
Die abgeschiedenen Kontaktmaterialien füllen dabei die zuvor geöffneten Kontaktlöcher in der Isolationsschicht 110 und bilden damit die Verbindungskontakte 120 zwischen der Gate- Lage 60 und der Kontaktlage 130.The deposited contact materials fill the previously opened contact holes in the insulation layer 110 and thus form the connection contacts 120 between the gate layer 60 and the contact layer 130.
Die strukturierte Kontaktlage 130 bildet die Source-Kontakte 140 und die Drain-Kontakte 150 der organischen Feldeffekttransistoren 40 des Polymerchips 30 sowie den Antennenanschlussleiter 160 für die Antenne 20, der als Rückkontaktleiter zwischen dem äußeren Antennenanschluss 90 und dem Polymerchip 30 dient. Der Antennenanschlussleiter 160 als Rückkontaktleiter schließt somit den äußeren Antenenanschluss 90 der Antenne 20 an den Polymerchip 30 an.The structured contact layer 130 forms the source contacts 140 and the drain contacts 150 of the organic field effect transistors 40 of the polymer chip 30 and the antenna connection conductor 160 for the antenna 20, which serves as a back contact conductor between the outer antenna connection 90 and the polymer chip 30. The antenna connection conductor 160 as the back contact conductor thus connects the outer antenna connection 90 of the antenna 20 to the polymer chip 30.
Die Fertigstellung des Transponders 10 erfolgt durch dasThe transponder 10 is completed by the
Abscheiden des organischen Halbleiters 170 aus der Gasphase (z. B. durch Vakuumverdampfen von Pentazen oder Oligitiophene) oder durch Abscheiden des organischen Halbleiters aus einer Lösung (z. B. Polytiophen) . Optional kann zusätzlich eine Strukturierung der organischen Halbleiterschicht 170 erfolgen, um Leckströme zwischen den einzelnen organischen Feldeffekttransistoren 40 zu reduzieren.Deposition of the organic semiconductor 170 from the gas phase (e.g. by vacuum evaporation of pentazene or Oligitiophene) or by depositing the organic semiconductor from a solution (e.g. polytiophene). The organic semiconductor layer 170 can optionally also be structured in order to reduce leakage currents between the individual organic field-effect transistors 40.
Das oben beschriebene "integrierte Design" von Polymerchip 30 und Antenne 20 und die Herstellungsmethoden zu dessen Herstellung eignen sich besonders für den beschriebenenThe "integrated design" of polymer chip 30 and antenna 20 described above and the production methods for its production are particularly suitable for the described
Bottom-Gate-Aufbau (Gate-Dielektrikum-Source/Drain) , bei dem die die Antennenwindungen 100 und die Gate-Anschlüsse 70 bildende Gate-Lage 60 als erste elektrisch leitende Schicht 60 auf der Substratlage 50 abgeschieden wird.Bottom gate structure (gate dielectric source / drain), in which the gate layer 60 forming the antenna windings 100 and the gate connections 70 is deposited on the substrate layer 50 as the first electrically conductive layer 60.
Prinzipiell ist es aber auch möglich, einen sogenannten Top- Gate-Aufbau (Source/Drain-Anschluss-Dielektrikum-Gate) integriert zu realisieren. Hierbei ist jedoch die Anzahl er Materialien, welche für die erste elektrisch leitende Schicht 60, also für die Antennenwindungen 100 und den Source- Anschluss 140 bzw. den Drain-Anschluss 150 in Frage kommen, '■. limitiert, da gute Antennenmaterialen wir Kupfer und Aluminium zum Teil als Source/Drain-Materialien je nach dem verwendeten organischen Halbleitermaterial 170 wenig oder gar nicht geeignet sind.In principle, however, it is also possible to implement a so-called top gate structure (source / drain connection dielectric gate) integrated. However, this is the number he materials which for the first electrically conductive layer 60, so the antenna windings 100 and the source terminal 140 and drain terminal 150 come into question, '■. limited, since good antenna materials such as copper and aluminum are sometimes unsuitable as source / drain materials depending on the organic semiconductor material used.
Um dieses Materialproblem zu lösen, können die Antennenwindungen 100 - statt unmittelbar auf der Substratlage 50 - beim Top-Gate -Aufbau in der Gate-Lage 60 untergebracht werden und im Rahmen des letztenIn order to solve this material problem, the antenna windings 100 - instead of directly on the substrate layer 50 - can be accommodated in the gate layer 60 in the top gate structure and in the context of the last one
Prozessschrittes abgeschieden werden; Kompatibilitätsprobleme mit dem organischen Halbleitermaterial 170 lassen sich so reduzieren bzw. vollkommen ausschließen.Process step are separated; Compatibility problems with the organic semiconductor material 170 can thus be reduced or completely eliminated.
In der Figur 3 ist ein Transponder 10 mit einem Polymerchip 30 und einer Antenne 20 gezeigt, deren Antennenwindungen 100 "doppelt gewunden" sind. Eine solche Gestaltung der Antennenwindungen stellt eine Alternative zu einer ausschließlich spiralförmigen Formgebung der Antennenwindungen dar. Der Vorteil der "doppelt gewundenen" Antennenwindungen besteht u. a. darin, dass beide Antennenanschlussleiter innen liegen und somit kein separater bzw. zusätzlicher "Antennen-Rückkontaktleiter" 160 erforderlich ist.FIG. 3 shows a transponder 10 with a polymer chip 30 and an antenna 20, the antenna windings 100 of which are "double-wound". Such a design of the Antenna windings is an alternative to an exclusively spiral shape of the antenna windings. The advantage of the "double-wound" antenna windings is, among other things, that both antenna connection conductors are on the inside and therefore no separate or additional "antenna back contact conductor" 160 is required.
Als Substratlage dient bei dem Transponder gemäß der Figur 3 eine Polyethylenterephthalat (PET) -Schicht .In the transponder according to FIG. 3, a polyethylene terephthalate (PET) layer serves as the substrate layer.
Die Gate-Lage, die die Gate-Anschlüsse der organischen Feldeffekttransistoren und die Antennenwindungen bildet, besteht aus Kupfer. Da die Gate-Anschlüsse sehr filigrane Strukturen aufweisen, sind diese mittels Photolithographie und Nassätzen mit Ammoniumperoxodisulfat gebildet. Für die Gate-Anschlüsse wird also zunächst ein relativ großes Kupfer- Pad abgeschieden, das dann anschließend zur Herstellung der Gate-Anschlüsse noch "fein" strukturiert wird. Da die Antennenwindungen im Vergleich zu den Gate-Anschlüssen recht grobe Strukturen aufweisen, können die Antennenwindungen bereits beim Abscheiden der Kupferschicht - also durch strukturiertes Abscheiden - gebildet werden.The gate layer, which forms the gate connections of the organic field effect transistors and the antenna windings, is made of copper. Since the gate connections have very filigree structures, they are formed by means of photolithography and wet etching with ammonium peroxodisulfate. A relatively large copper pad is therefore first deposited for the gate connections, which is then “finely” structured to produce the gate connections. Since the antenna windings have very coarse structures in comparison to the gate connections, the antenna windings can already be formed when the copper layer is deposited - that is to say by structured deposition.
Als Isolationsschicht bzw. als Dielektrikum ist bei demAs an insulation layer or as a dielectric with the
Transponder gemäß der Figur 3 Poly-4-Venylphenol eingesetzt, das thermisch vernetzt ist. Die Schichtdicke beträgt 270 nm und die Dielektrizitätszahl beträgt 3,6.Transponder according to Figure 3 poly-4-Venylphenol used, which is thermally crosslinked. The layer thickness is 270 nm and the dielectric constant is 3.6.
Die Öffnungslöcher in der Isolationsschicht für die Verbindungskontakte sind durch Photolithographie und anschließendes Trockenätzen gebildet.The opening holes in the insulation layer for the connection contacts are formed by photolithography and subsequent dry etching.
Die Kontaktlage bzw. die Source-Anschlüsse und die Drain- Anschlüsse bestehen aus einer durch thermisches Verdampfen aufgebrachten Goldschicht mit einer Dicke von 40 nm. Diese Goldschicht wird im Rahmen eines Photolithographieschrittes und eines nachfolgenden Nassätz-Schrittes mit einer I2/Kl- Lösung strukturiert, um eine elektrische Trennung der Source- und Drain-Kontakte zu erreichen.The contact layer or the source connections and the drain connections consist of a gold layer applied by thermal evaporation with a thickness of 40 nm. This gold layer is produced in the course of a photolithography step and a subsequent wet etching step structured with an I 2 / Kl solution in order to achieve an electrical separation of the source and drain contacts.
Als organisches Halbleitermaterial ist eine Pentazenschicht mit einer Schichtdicke von 30 nm thermisch aufgedampft worden. A pentacene layer with a layer thickness of 30 nm has been thermally vapor-deposited as an organic semiconductor material.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Transponder10 transponders
20 Antenne 30 Polymerschip20 antenna 30 polymer chip
40 organischer Feldeffekttransistor40 organic field effect transistor
50 Substratlage50 substrate layer
60 Gate-Lage60 gate location
70 Gate-Anschluss 80 innerer Antennenanschluss70 gate connection 80 inner antenna connection
85 Hilfspad85 auxiliary pad
90 äußerer Antennenanschluss90 outer antenna connector
100 Antennenwindungen100 antenna turns
110 Isolationsschicht 120 Verbindungskontakte110 insulation layer 120 connection contacts
130 zweite elektrische Schicht (Kontaktlage)130 second electrical layer (contact layer)
140 Source-Anschluss140 source connector
150 Drain-Anschluss150 drain connector
160 Antennenanschlussleiter 170 organischer Halbleiter 160 antenna connection conductors 170 organic semiconductors

Claims

Patentansprüche claims
1. Transponder (10) mit einer Antenne (20) und mit einer mit der Antenne (20) verbundenen Transponderschaltung (30) , dadurch ge ennzeichnet, dass die Transponderschaltung (30) durch auf einem Substrat (50) angeordnete, strukturierte Schichten (60, 110, 130) gebildet ist, von denen mindestens eine Schicht (60) zumindest teilweise auch die Antenne (20) ausbildet.1. transponder (10) with an antenna (20) and with a transponder circuit (30) connected to the antenna (20), characterized in that the transponder circuit (30) by structured layers (60) arranged on a substrate (50) , 110, 130), of which at least one layer (60) at least partially also forms the antenna (20).
2. Transponder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderschaltung (30) zumindest zwei leitende Schichten (60, 130), eine zwischen den beiden leitenden Schichten (60, 130) angeordnete2. Transponder according to claim 1, characterized in that the transponder circuit (30) at least two conductive layers (60, 130), one between the two conductive layers (60, 130) arranged
Isolationsschicht (110) und eine Halbleiterschicht (170) aufweist und in einer der beiden leitenden Schichten (60) die Antenne (20) ausgebildet ist.Isolation layer (110) and a semiconductor layer (170) and the antenna (20) is formed in one of the two conductive layers (60).
3. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschicht eine organische oder amorphe Halbleiterschicht (170) , insbesondere eine amorphe Silizium-Schicht, ist.3. Transponder according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor layer is an organic or amorphous semiconductor layer (170), in particular an amorphous silicon layer.
4. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderschaltung (30) organische Feldeffekttransistoren (40) aufweist.4. Transponder according to one of the preceding claims, characterized in that the transponder circuit (30) has organic field effect transistors (40).
5. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne eine5. Transponder according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna
Rahmenantenne ist.Loop antenna is.
6 . Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche , d a du r c h g e k e nn z e i c hne t , d a s s die Antenne (20 ) spiralförmig ist und eine Mehrzahl an Antennenwindungen ( 100 ) aufweist . 6. Transponder according to one of the preceding claims, since you rchgeke nn zeic hne t that the antenna (20) is spiral and has a plurality of antenna windings (100).
7. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderschaltung7. Transponder according to one of the preceding claims, characterized in that the transponder circuit
(30) in einem von der Antenne (20) eingeschlossenen Innenbereich des Substrats angeordnet ist .(30) is arranged in an inner region of the substrate enclosed by the antenna (20).
8. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwindungen (100) der Antenne (20) und ein die Antennenwindungen (100) der Antenne (20) kreuzender Antennenanschlussleiter (160) in unterschiedlichen leitenden Schichten (130) gebildet sind.8. Transponder according to one of the preceding claims 2 to 7, characterized in that the antenna windings (100) of the antenna (20) and an antenna winding conductor (160) crossing the antenna windings (100) of the antenna (20) in different conductive layers (130) are formed.
9. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein außen liegender Anschluss (90) der Antenne (20) mittels des Antennenanschlussleiters (160) elektrisch mit der Transponderschaltung (30) verbunden ist.9. Transponder according to one of the preceding claims, characterized in that an external connection (90) of the antenna (20) is electrically connected to the transponder circuit (30) by means of the antenna connection conductor (160).
10. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis10. Transponder according to one of the preceding claims 2 to
9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderschaltung (30) mindestens einen9, characterized in that the transponder circuit (30) at least one
Feldeffekttransistor (40) aufweist, dessen Gate-Anschluss (70) in der einen elektrisch leitenden Schicht (60) und dessen Drain- und Source-Anschluss (150, 140) in der anderen leitenden Schicht (130) gebildet ist.Field effect transistor (40), the gate connection (70) of which is formed in one electrically conductive layer (60) and the drain and source connection (150, 140) in the other conductive layer (130).
11. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwindungen11. Transponder according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna windings
(100) der Antenne (20) in der den Drain- und den Source- Anschluss (150, 140) bildenden, elektrisch leitenden Schicht (130) ausgebildet sind.(100) of the antenna (20) are formed in the electrically conductive layer (130) forming the drain and source connection (150, 140).
12. Transponder nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis12. Transponder according to one of the preceding claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwindungen (100) der Antenne (20) in der den Gate- Anschluss (70) bildenden, elektrische leitenden Schicht (60) ausgebildet sind. 10, characterized in that the antenna windings (100) of the antenna (20) are formed in the electrically conductive layer (60) forming the gate connection (70).
13, Verfahren zum Herstellen eines Transponders (10), bei dem - eine Antenne (20) und eine mit der Antenne (20) verbundene Transponderschaltung (30) auf einem Substrat (50) angeordnet werden, wobei - auf dem Substrat (50) strukturierte Schichten (60, 110, 130) aufgebracht werden, von denen zumindest eine die Transponderschaltung und zumindest teilweise auch die Antenne (20) bildet.13, Method for producing a transponder (10), in which - an antenna (20) and a transponder circuit (30) connected to the antenna (20) are arranged on a substrate (50), wherein - structured on the substrate (50) Layers (60, 110, 130) are applied, at least one of which forms the transponder circuit and at least partially also the antenna (20).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Transponderschaltung (30) zumindest zwei durch zumindest eine Isolationsschicht (110) getrennte, leitende Schichten (60, 130) und zumindest eine Halbleiterschicht (170) auf dem Substrat (50) angeordnet werden und in einer der beiden leitenden Schichten (60) die Antenne (20) ausgebildet wird.14. The method according to claim 13, characterized in that for the transponder circuit (30) at least two conductive layers (60, 130) separated by at least one insulation layer (110) and at least one semiconductor layer (170) are arranged on the substrate (50) and the antenna (20) is formed in one of the two conductive layers (60).
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 oder15. The method according to any one of the preceding claims 13 or
14, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleiterschicht eine organische Halbleiterschicht (170) auf dem Substrat (50) angeordnet wird.14, characterized in that an organic semiconductor layer (170) is arranged on the substrate (50) as the semiconductor layer.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis16. The method according to any one of the preceding claims 13 to
15, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderschaltung (30) mit organischen15, characterized in that the transponder circuit (30) with organic
Feldeffekttransistoren (40) ausgestattet wird.Field effect transistors (40) is equipped.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis17. The method according to any one of the preceding claims 13 to
16, dadurch gekennzeichnet, dass als Antenne eine Rahmenantenne gebildet wird.16, characterized in that a loop antenna is formed as the antenna.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis18. The method according to any one of the preceding claims 13 to
17, dadurch gekennzeichnet, dass eine spiralförmige Antenne (20) mit einer Mehrzahl an Antennenwindungen (100) gebildet wird.17, characterized in that a spiral antenna (20) with a plurality of antenna windings (100) is formed.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis 18 , d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , d a s s die Transponderschaltung (30 ) in einem von der Antenne (20 ) eingeschlossenen Innenbereich des Substrats ( 50 ) angeordnet wird .19. The method according to any one of the preceding claims 13 to 18, since you rchgekennzeic hn et that the transponder circuit (30) is arranged in an inner region of the substrate (50) enclosed by the antenna (20).
20. Verfahren nach" einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis20. The method according to " one of the preceding claims 13 to
19, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwindungen (100) der Antenne (20) und ein die Antennenwindungen (100) der Antenne (20) kreuzender Antennenanschlussleiter (160) in unterschiedlichen leitenden Schichten (130) gebildet werden.19, characterized in that the antenna windings (100) of the antenna (20) and an antenna connection conductor (160) crossing the antenna windings (100) of the antenna (20) are formed in different conductive layers (130).
21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis21. The method according to any one of the preceding claims 13 to
20, dadurch gekennzeichnet, dass ein außen liegender Anschluss (90) der Antenne (20) mittels des20, characterized in that an external connection (90) of the antenna (20) by means of the
Antennenanschlussleiters (160) elektrisch mit der Transponderschaltung (30) verbunden wird.Antenna connection conductor (160) is electrically connected to the transponder circuit (30).
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass für die22. The method according to any one of the preceding claims 13 to 21, characterized in that for the
Transponderschaltung (30) mindestens ein Feldeffekttransistor (40) hergestellt wird, wobei dessen Gate-Anschluss (70) in der einen elektrisch leitenden Schicht (60) und dessen Drain- und Source-Anschluss (150, 140) in der anderen leitenden Schicht (130) gebildet wird.Transponder circuit (30) at least one field effect transistor (40) is produced, its gate connection (70) in one electrically conductive layer (60) and its drain and source connection (150, 140) in the other conductive layer (130 ) is formed.
23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis23. The method according to any one of the preceding claims 13 to
22, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwindungen (100) der Antenne (20) in der den Drain- und den Source-Anschluss (150, 140) bildenden elektrisch leitenden Schicht (130) ausgebildet werden.22, characterized in that the antenna windings (100) of the antenna (20) are formed in the electrically conductive layer (130) forming the drain and source connection (150, 140).
24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis24. The method according to any one of the preceding claims 13 to
23, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwindungen (100) der Antenne (20) in der den Gate- Anschluss (70) bildenden elektrische leitenden Schicht (60) ausgebildet werden. 23, characterized in that the antenna windings (100) of the antenna (20) are formed in the electrically conductive layer (60) forming the gate connection (70).
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