天线及具有该天线的半导体装置的制作方法

专利名称：天线及具有该天线的半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够接收圆极化波的天线及具有该天线的半导体装置。
背景技术：
近年来，研究开发出RFID (射频识别系统)并且其已被实际应用。 RFID是这样一种技术，即在能够以无线的方式收发信息的半导体 装置(也称为RFID标签、ID标签、IC标签、IC芯片、无线标签、电 子标签、无线芯片)和读取/写入器之间利用电》兹波进行通讯，以记录或 读出数据。这种半导体装置由IC(集成电路)和天线构成，所述IC(集 成电路)具有存储器电路和信号处理电路等。作为用于半导体装置的天 线，偶极天线或折叠偶极天线等因其结构很单纯而常常被使用。
另一方面，众所周知，在将偶极天线等线状天线设置在半导体装置 中的情况下，当该天线和设置在读取/写入器中的天线的极化波方向不同 时会产生很大的极化波损耗。因此，当考虑将半导体装置贴合在物品上 来使用的情况时，由于对于贴合的方向有限制，所以在实际应用上不是 令人满意的。
为了解决上述问题，常常使用具有发射圆极化波的特性的天线作为 读取/写入器一侧的发射天线。据此，不管接收天线的极化波方向如何， 也能够进行通讯。但是，在使用线状天线接收来自具有发射圆极化波的 特性的发射天线的电磁波的情况下，会产生3dB的圓极化波损耗(例 如，非专利文献l)。在产生这种圆极化波损耗时，会使半导体装置接 收的电力降低且使读取/写入器和半导体装置之间的通讯距离缩短，因而 优选降低圓极化波损耗。
作为适合于接收圆极化波的天线，在专利文献1和专利文献2公开 的天线是众所周知的。该天线由电介质衬底和形成在该电介质衬底上且 具有切断部的C型环形元件构成，所述C型环形元件中间隔预定的间隔 与地平面相对布置。
另外，作为能够接收圆极化波的薄型天线，还提出有组合了环形天
线和布置在该环形天线外侧的寄生元件(parasitec element)的天线(例 如，专利文献3)。
在一般的天线中，使用具有50Q的特性阻抗的电缆来向天线供电， 并且通过在电缆和天线之间插入匹配电路来进行阻抗匹配。若阻抗匹配 没有被充分进行，则在天线的输入部反射天线所收到的电力，从而从电 缆供应的电力不进入到天线中。在能够以无线的方式收发信息的半导体 装置中，将构成半导体装置的天线和IC直接连接来供电，而不使用电 缆等来供电。当在天线和IC之间产生阻抗不匹配时，会导致如下问题， 即从天线不供应IC工作所需的电力而使半导体装置不工作。因此，构 成半导体装置的天线和IC之间的阻抗匹配是很重要的。
另外，在以无线的方式收发信息的半导体装置中，从低成本化的观 点来看，优选不使用匹配电路来进4亍阻抗匹配。(例如，参照专利文献 4) Klaus Finkenzeller著"RFID手册"、第二版、日刊 工业新闻社刊、2004年5月、p.98-99日本专利申请公开Hei8-19^n号公报 [专利文献2]日本专利申请公开2000-59241号公报 [专利文献3]日本专利申请公开2OO5-102183号公报 [专利文献4]日本专利申请公开2005-244283号公报

发明内容
然而，在专利文献1和专利文献2中提到的接收圆极化波的天线需 要在天线导体部和地平面之间相隔预定的间隔。因此，在将这种天线设 置在半导体装置中的情况下，有如下问题该半导体装置的厚度增加， 从而使成本增加且使使用用途被限制。另外，在将在专利文献3等中提 到的能够接收圆极化波的薄型天线设置在半导体装置中的情况下，由于 该半导体装置不具有进行所述天线和IC之间的阻抗匹配的结构，因而
需要另行准备匹配电路。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种天线及安装有该天线的 半导体装置，所述天线能够接收圓极化波，并且能够进行与半导体装置 的IC (集成电路)之间的阻抗匹配。
本发明通过提供降低圆极化波损耗且具有进行与构成半导体装置
的IC之间的阻抗匹配的结构的天线，来解决上述问题。
本发明的天线具有其一部分在切断部断开的环形的第一导体图 形、连接到该环形的第一导体图形的第二导体图形及第三导体图形。另 外，第二导体图形和第三导体图形电连接到供电部，第二导体图形的全 长大于第三导体图形的全长，并且第二导体图形到切断部比第三导体图 形到切断部近。在本发明中，"供电部"是指对天线供应电力的部分， 并将电力和信号从外部输入或向外部输出。
另外，本发明的天线的特征在于在将第一导体图形的全长设定为 L的情况下，在从切断部到供电部的长度在L/6以上至L/4以下的范围 设置供电部。注意，这里假设在位于离电连接有供电部的第二导体图形 的端部和第三导体图形的端部的中间点最接近的导体图形上设置供电 部。
另外，本发明的天线具有形成在衬底上的第一导体图形、第二导体 图形及第三导体图形、以及具有两个终端的供电部，其中第一导体图形 的一方端部连接到第二导体图形，第一导体图形的另一方端部连接到第 三导体图形，第二导体图形的一方端部电连接到供电部的一方终端，第 三导体图形的一方端部电连接到供电部的另 一方终端，第二导体图形的
另一方端部和第三导体图形的另一方端部彼此绝缘，由通过供电部电连 接了的第二导体图形和第三导体图形构成的导体图形是环形，第三导体
图形的全长大于第二导体图形的全长，并且从第一导体图形和第二导体 图形的连接部到第二导体图形的一方端部的长度大于从第一导体图形 和第三导体图形的连接部到第三导体图形的一方端部的长度。另外，在 本发明的天线中，当将第二导体图形的全长设定为1>2时，可以将第三导 体图形的全长L3设定为3L2至5L2。
本发明的半导体装置包括具有两个终端的集成电路、以及与所述集 成电路电连接的天线，其中所述天线具有形成在衬底上的第一导体图 形、第二导体图形及第三导体图形，其中所述第一导体图形是其一部分 在切断部断开的环形，所述第二导体图形及所述第三导体图形的一方端 部分别与所述第 一导体图形连接，所述第二导体图形的另 一方端部电连 接到所述集成电路的一方终端，所述第三导体图形的另一方端部电连接 到所述集成电路的另一方终端，所述第二导体图形的全长大于所述第三 导体图形的全长，并且所述第二导体图形离所述切断部比所述第三导体
图形离所述切断部近。另外，本发明的半导体装置可以为如下结构在 将第一导体图形的全长设定为L的情况下，在从切断部到集成电路的长 度在L/6以上至L/4以下的范围设置集成电路。
另外，本发明的半导体装置包括具有两个终端的集成电路、以及与 所述集成电路电连接的天线，其中所述天线具有形成在村底上的第一导 体图形、第二导体图形及第三导体图形，其中所述第一导体图形的一方 端部连接到所述第二导体图形，所述第 一导体图形的另 一方端部连接到 所述第三导体图形，所述第二导体图形的一方端部电连接到所述集成电 路的一方终端，所述第三导体图形的一方端部电连接到所述集成电路的 另 一方终端，所述第二导体图形的另 一方端部和所述第三导体图形的另 一方端部彼此绝缘，由通过所述集成电路电连接了的第二导体图形和第 三导体图形构成的导体图形是环形，所述第三导体图形的全长大于所述 第二导体图形的全长，并且从所述第 一导体图形和所述第二导体图形的 连接部到所述第二导体图形的一方端部的长度大于从所述第一导体图 形和所述第三导体图形的连接部到所述第三导体图形的一方端部的长 度。另外，在本发明的半导体装置中，当将第二导体图形的全长设定为 L2时，可以将第三导体图形的全长L3设定为3L2至5L2。
另外，本发明的半导体装置可以为设置有蓄电池的结构，该蓄电池 能够从外部以无线的方式对集成电路充电。
注意，在本发明中的"连接"包括电连接和直接连接的情况。因此， 在本发明公开的结构中，不仅具有规定的连接关系，而且也可以在它们 之间设置能够实现电连接的其他元件(例如，开关、晶体管、电容元件、 电感器、电阻元件或二极管等)。或者，也可以在中间不夹其他元件而 直接连接。
通过使用本发明提供的能够接收圆极化波的天线，可以降低当RF 标签接收从读取/写入器发射来的具有圆极化波的偏振波状态的电磁波 时产生的圓极化波损耗。而且，由于本发明提供的天线具有在构成RF 标签的天线和IC (集成电路)之间进行阻抗匹配的结构，所以不需要通 常插入在天线和供电线之间的匹配电路，而可以实现小型化和低成本 化。另外，因为是可以在单一平面构成的天线，所以容易使半导体装置 实现薄型化，而能够设置在各种各样的物品上。


图1A和1B是示出了本发明的天线的一例的图2A和2B是说明在本发明的天线中的设置供电部的位置的的工作的图4是示出了本发明的天线的一例的图5是示出了本发明的天线的一例的图6A和6B是示出了本发明的天线的 一例的图7A至7C是示出了设置有本发明的天线的半导体装置的图8A至8D是说明本发明的半导体装置的制造方法的图9A至9C是说明本发明的半导体装置的制造方法的图IOA和IOB是说明本发明的半导体装置的制造方法的图IIA和IIB是说明本发明的半导体装置的制造方法的图12A和12B是说明本发明的半导体装置的制造方法的图13A和13B是示出了本发明的天线的一例的图14是示出了本发明的半导体装置的结构的图15是示出了本发明的半导体装置的结构的图16A至16H是示出了本发明的半导体装置的使用方式的图17是说明实施例1的图18是说明实施例2的图。
具体实施例方式
下面，基于

本发明的实施方式。但是，本发明可以通过多 种不同的方式来实施，所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个 事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围下可以被 变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施 方式所记载的内容中。注意，在用于说明实施方式的所有附图中，使用 相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重 复说明。
一般来说，天线可以发射且接收电^兹波，但在以下所示的实施方式 中，仅说明天线接收电波的情况而省略发射电磁波的情况，以便筒化说 明。然而，不言而喻，本发明包括从天线发射电磁波的情况。
实施方式1
在本实施方式中，将参照

本发明的天线的一例。
在本实施方式所示的天线具有衬底100、导体图形101、导体图形 102、导体图形103、供电部104、以及切断部105 (参照图1A)。这里， 导体图形101布置为在切断部105断开的环形，以有效地接收来自外部 的圆极化波。另外，导体图形102和导体图形103连接到导体图形101， 并且该导体图形102和导体图形103的端部连接到供电部104的终端， 以构成控制天线的阻抗的结构。以下，详细说明其具体结构。
导体图形101、导体图形102、以及导体图形103设置在衬底100 上。作为衬底100，可以使用电介质衬底如玻璃、环氧树脂、氟树脂、 陶瓷、聚对苯二曱酸乙二醇酯(PET)、聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)、 聚醚砜(PES)、丙烯或纸等。例如，可以将导体图形101至103形成 为线形。
导体图形101布置为其一部分在切断部105断开的环形，并且具有 两个端部101a和101b。这里虽然示出了因为切断部105而^:少一个顶 点的正方形的导体图形101,但导体图形101不局限于一部分断开了的 正方形，也可以是一部分断开了的圆形(C型环形)(参照图6A)或一 部分断开了的多角形(参照图6B)。虽然图6B示出了导体图形101是 一部分断开了的八角形的情况，但不局限于此。
导体图形102具有两个端部102a和102b,其中一方端部102a与导 体图形101电连4妻。导体图形103具有两个端部103a和103b，其中一 方端部103a与导体图形101电连接。另外，与导体图形102、导体图形 103电连接地设置供电部104。供电部104具有两个终端，其中一方终 端与导体图形102的另一方端部102b电连接，并且另一方终端与导体 图形103的另一方端部103b电连接。例如，通过与导体图形102的端 部102b及导体图形103的端部103b电连接地设置IC芯片，可以制造 能够以无线的方式收发信息的半导体装置。另外，虽然这里示出了将导 体图形102和导体图形103设置为L字形的实例，但不局限于此。
另外，在使用相同的材料同时形成导体图形101、导体图形102、 以及导体图形103的情况下，从环形的导体图形101突出的部分相当于 图1A的导体图形102和导体图形103。换句话说，在使用相同的材料 设置导体图形101、导体图形102、以及导体图形103的情况下，可以
认为一个导体图形具有包括相当于导体图形101的第一部分、相当于导
体图形102的第二部分、以及相当于导体图形103的第三部分的结构。
另外，导体图形101、导体图形102、以及导体图形103可以使用 导电材料如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、或金(Au)等来设置。
接下来，图1B示出导体图形101和切断部105的关系。在将导体 图形IOI设置为由于切断部105而缺少一个顶点的正方形的情况下，在 任一边的一部分设置切断部105即可。例如，将连接导体图形101的相 对着的顶点的第一对角线DL1和第二对角线DL2的交点设定为原点 0。接着，从原点O与导体图形101的各边分别直交地设定X轴及Y轴。 此时，将切断部105布置为在由X轴及Y轴决定的第一至第四象限中都 有与Y轴平^亍的导体图形101的边和与X轴平行的导体图形101的边。
在本实施方式所示的天线中，为了控制天线的输入阻抗而设置导体 图形102和导体图形103。当将导体图形102的长度设定为Dl且将导 体图形103的长度设定为D2时，天线的输入阻抗的值取决于Dl与D2 的和(DO),所以通过改变导体图形102及导体图形103的长度能够控 制天线的输入阻抗。本实施方式所示的天线设置为导体图形102的长度 Dl和导体图形103的长度D2不同。具体而言，将导体图形102和导体 图形103中设置在离导体图形101的端部近的位置的导体图形设置得 长。这里示出了由于导体图形101的端部101a和导体图形102的端部 102a之间的间隔比导体图形101的端部101b和导体图形103的端部 103a之间的间隔小，从而将导体图形102设置为比导体图形103长的结 构。注意，导体图形102的长度D1是指拉成直线状的导体图形102中 的从一方端部102a到另一方端部102b的距离。同样地，导体图形103 的长度D2是指拉成直线状的导体图形103的从一方端部103a到另一方 端部103b的距离。
像这样，在将控制天线的阻抗的导体图形102及导体图形103设置 在一部分断开了的环形的导体图形中的情况下，通过将导体图形102和 导体图形103中设置在离导体图形101的端部近的位置的导体图形设置 得长，天线和IC (集成电路)之间的阻抗被匹配，因此可以增加供应给 供电部104的电力。
接着，对于设置供电部104的位置进行说明。这里，假设一部分断 开了的环形的导体图形101为一条直线，来说明设置供电部104的位置。
在图1A中，若将作为一部分在切断部105断开的正方形示出了的 导体图形101拉直，可以认为该导体图形101是一条直线。并且，将位 于离导体图形102的另一方端部102b和导体图形103的另一方端部 103b的中间点最近的导体图形101上的点设定为点101c(参照图2A)。 这里，将从供电部104的中心向导体图形101延伸的垂直线和该导体图 形101的交点的点101c设定为设置供电部104的位置的标准。在此情 况下，可以将导体图形101看作由点101c分割的导体图形llla和导体 图形lllb (参照图2B)。
在这样假设的情况下，当将导体图形llla和导体图形lllb的总长 度(导体图形101的长度)设定为L时，在本实施方式所示的天线中， 供电部104设置为使导体图形llla和导体图形lllb中的一方的导体图 形的长度成为L/6至L/4。在图2B中，导体图形llla设置为短于导体 图形lllb，供电部104设置为使导体图形llla的长度成为L/6至L/4。 这是因为通过将供电部104设置在这种位置，可以使圆极化波损耗降低 且使天线可以接收的电力增加的缘故。注意，导体图形llla的长度是 指拉成直线状的导体图形101中的从一方端部101a到点101c的距离。 同样地，导体图形lllb的长度是指拉成直线状的导体图形101中的从 另一方端部101b到点101c的距离(参照图2B)。
另外，当将天线使用的电磁波的波长设定为X时，导体图形101的 长度L优选大致为0.8入至2人。这是因为在该范围内可以使圆极化波损 耗降低且使天线增益提高的缘故。
接下来，对于上述天线的工作进行说明。随着时间的推移，圓极化 波的电场的方向变化。因此，在接收圆才及化波的天线中，由电场产生在 天线上的电流的方向随着时间的推移而变化。图3A是示出了当将天线 的电磁波周期设定为T[s]时的每个T/4[s]的电磁波从垂直于天线平面的 方向入射时的电场的方向和在所述天线的导体图形101上流过的电流的 方向的图。将导体图形101的一方端部101a设定为a,另一方端部101b 设定为e。另外，将导体图形101的弯曲成直角的顶点分别设定为b、 c、 d。箭头141是示出了在所指定的期间的电场方向的箭头。另外，箭头 142a、 142b是示出了在所指定的期间产生大电流的部分和其方向的箭 头。
图3B是示出了当假设如图2A和2B所示那样将导体图形101的弯 曲成直角的部分等拉直时在那儿流过的电流的图，并且示出了产生大电 流的部分和其方向在图3A所示的各个期间怎样变化。首先来看指向右 的箭头142a,可以知道当t-0[s]时指向右的箭头142a位于导体图形中的 e，之后以每T/4[s]按b、 c、 d的顺序向右方向移动，同样再来看指向左 的箭头142b的情况，按c、 d、 e、 b的顺序向左方向移动。像这样，本 实施方式的天线通过电流的方向随着时间的推移而变化，可以4妻收圆招^ 化波。
如上所述，通过使用本实施方式所示的天线，可以当接收从读取/ 写入器发射来的电磁波时降低圆极化波损耗。而且，通过将本实施方式 所示的天线应用于以无线的方式收发信息的半导体装置，由于具有在天 线和供电部(例如IC芯片)之间进行阻抗匹配的结构，从而不必另行 设置匹配电路，所以可以实现小型化和低成本化。
实施方式2
在本实施方式中，将参照

与上述实施方式不同的天线。
本实施方式所示的天线具有衬底100、导体图形201、导体图形 202、导体图形203、供电部104、以及切断部105 (参照图5)。这里， 导体图形202和导体图形203分别连接到供电部104的两个终端，并且 由导体图形202和导体图形203构成的导体图形布置为其一部分在切断 部105断开的环形，以有效地接收来自外部的圆极化波。另外，导体图 形201连接到导体图形202和导体图形203，并且具有控制天线的阻抗 的结构。以下，详细i兑明其具体结构。
导体图形201具有两个端部201a和201b,其中一方端部201a连4妻 到导体图形202,另一方端部201b连接到导体图形203。另外，使导体 图形201围绕连接到导体图形202的一方端部202a和导体图形203的 一方端部加h的供电部104 (参照图5)。
导体图形202具有两个端部202a和202b,其中一方端部202a与供 电部104的一方终端电连接，而另一方端部202b处于电绝缘状态。另 外，导体图形203具有两个端部203a和203b，其中一方端部203a与供 电部104的另一方终端电连接，而另一方端部203b处于电绝缘状态。
另外，在将从导体图形201的一方端部201a和导体图形202的连 接点到导体图形202的一方端部202a的长度设定为dl,并且将从导体
图形201的另一方端部201b和导体图形203的连接点到导体图形203 的一方端部203a的长度设定为d2的情况下，满足dl>d2地设置导体图 形201。通过满足dl〉d2地设置导体图形201,天线和IC(集成电路) 之间的阻抗一皮匹配，所以可以向供电部104供应大电力。
另外，使导体图形203的全长L3大于导体图形202的全长L2。具 体而言，优选将第三导体图形的全长L3设置为3L2至5L2。这是因为， 通过满足该关系地设置导体图形202和导体图形203,并且在设置供电 部104时使其连接到该导体图形202和导体图形203的端部，可以使圆 极化波损耗降低且使天线可以接收的电力增加的缘故。
如上所述，通过使用本实施方式所示的天线，可以当接收从读取/ 写入器发射来的电磁波时降低圆极化波损耗。而且，通过将本实施方式 所示的天线应用于以无线的方式收发信息的半导体装置，由于具有在天 线和供电部(例如IC芯片)之间进行阻抗匹配的结构，从而不必另行 设置匹配电路，因此可以实现小型化和低成本化。
实施方式3
在本实施方式中，将参照图7A至7C说明具有上述实施方式所示的 天线的半导体装置。具体而言，说明通过将具有晶体管等的元件的元件 层(也称作IC芯片)贴合在上述实施方式所示的天线上来设置半导体 装置的情况。注意，在图7A至7C中，图7B是图7A中的区域120的 放大图，图7C是图7B中的线a-b的截面图。
首先，在衬底IOO上形成用作天线的导体图形101至103。这里示 出了使用相同的材料同时形成导体图形101至103的情况。另一方面， 除了形成天线以外，还形成具有晶体管等的元件的元件层126。作为天 线，形成本发明的结构的天线中的任一种即可。另外，元件层126具有 设置有晶体管等的元件的集成电路部131和与该集成电路部131电连接 的导电膜132a、 132b (图7B )。
接着，在衬底100上贴合设置元件层126 (图7A)。当在衬底100 上贴合元件层126时，使形成在衬底IOO上的导体图形102和形成在元 件层126上的导电膜132a、以及形成在衬底IOO上的导体图形103和形 成在元件层126上的导电膜132b电连接。这里示出了使用各向异性导 电薄膜来贴合衬底100和元件层126的情况(图7C)，使用具有粘合性 的树脂133粘结衬底100和元件层126。另外，通过使用包含在树脂133
中的导电粒子134，将导体图形102和导电膜132a、以及导体图形103 和导电膜132b分别电连接。注意，也可以使用银膏、铜膏或碳膏等导 电性粘合剂或者焊接等来贴合衬底100和元件层126。
在元件层126的集成电路部131中可以设置薄膜晶体管(TFT)。 在此情况下，作为构成元件层126的衬底135,可以使用玻璃衬底或塑 料衬底。另外，也可以使用硅(Si)等的半导体衬底作为衬底135,并 且使用在该半导体衬底上设置有沟道区域的晶体管来形成集成电路部 131。
本实施方式的半导体装置可以应用本说明书的其他实施方式所示 的天线的结构或半导体装置的制造方法等。 实施方式4
在本实施方式中，将参照

上述实施方式3所示的半导体装 置的制造方法。这里说明通过在具有柔性的衬底上设置晶体管等的元件 来形成元件层的情况。
首先，在衬底701的一个表面上形成剥离层702，接着形成成为基 底的绝缘膜703及非晶半导体膜704(例如，包含非晶硅的膜)(图8A)。 注意，剥离层702、绝缘膜703、以及非晶半导体膜704可以连续形成。
作为衬底701，优选使用玻璃衬底、石英衬底、在金属衬底或不锈 钢衬底的一个表面上形成有绝缘膜的衬底、具有耐受本工序的处理温度 的耐热性的塑料衬底等。在使用这种衬底701的情况下，对其面积和形 状没有大的限制，从而，若例如使用一个边长具有一米以上的矩形衬底 作为衬底701,则可以显著提高生产率。该优点与使用圓形的硅衬底的 情况相比，是个很大的利点。注意，在本工序中，在村底701的整个表 面上提供剥离层702，然而根据需要，还可以在衬底701的整个表面上 提供剥离层之后，通过光刻法选择性地提供剥离层702。另外，这里与 衬底701接触地形成剥离层702,然而根据需要，还可以与衬底701接 触地形成成为基底的绝缘膜，然后与该绝缘膜接触地形成剥离层702。
剥离层702可以采用金属膜、或金属膜和金属氧化膜的叠层结构 等。作为金属膜，使用由选自钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、 铌(Nb )、镍(Ni)、钴(Co )、锆(Zr)、锌(Zn )、钌(Ru )、 铑(Rh)、把(Pd)、锇(Os)、以及铱(Ir)中的元素、以上述元素 为其主要成分的合金材料或化合物材料构成的膜的单层或叠层。此外， 这些材料可以使用賊射法或等离子体CVD法等各种CVD法等形成。作
为金属膜和金属氧化膜的叠层结构，通过在形成上述金属膜之后，在氧
气氛或N20气氛下进行等离子体处理、在氧气氛或N20气氛下进行加 热处理，可以在金属膜的表面上形成该金属膜的氧化物或氧氮化物。例 如，在使用溅射法或CVD法等形成鹤膜而作为金属膜的情况下，通过 对钨膜进行等离子体处理，可以在鴒膜的表面上形成由鴒氧化物构成的 金属氧化膜。当形成鴒的氧化物时，对氧的量没有特別的限制，优选基 于蚀刻比率等来决定形成哪一种氧化物。
作为绝缘膜703,通过溅射法或等离子体CVD法等以单层或叠层形 成包含硅的氧化物或硅的氮化物的膜。在成为基底的绝缘膜具有双层结 构的情况下，例如优选形成氮氧化硅膜作为第一层，并且形成氧氮化硅 膜作为第二层。在成为基底的绝缘膜具有三层结构的情况下，优选形成 氧化硅膜、氮氧化硅膜和氧氮化硅膜分別作为第一层绝缘膜、第二层绝 缘膜和第三层绝缘膜。可选地，优选形成氧氮化硅膜、氮氧化硅膜和氧 氮化硅膜分别作为第一层绝缘膜、第二层绝缘膜和第三层绝缘膜。成为 基底的绝缘膜用作阻挡膜，该阻挡膜防止来自衬底701的杂质的侵入。
通过溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等以25nm至200nm(优 选以30nm至150nm)的厚度形成非晶半导体膜704。
接下来，通过激光晶化法、RTA或利用了退火炉的热晶化法、利用 促进结晶化的金属元素的热晶化法、或组合了利用促进结晶化的金属元 素的热晶化法与激光晶化法的方法等来使非晶半导体膜704结晶化，以 形成晶体半导体膜。之后，将所获得的晶体半导体膜蚀刻成所希望的形 状来形成晶体半导体膜704a至704d,并且覆盖该半导体膜704a至704d 地形成栅极绝缘膜705 (图8B )。
在下文中，简单地说明晶体半导体膜704a至704d的制造工序的一 例。首先，使用等离子体CVD法形成50nm至60nm厚的非晶半导体膜。 接下来，将包含作为促进结晶化的金属元素的镍的溶液保持在非晶半导 体膜上，然后对非晶半导体膜进行脱氢处理(50(TC, —个小时)和热 晶化处理(55(TC,四个小时)，来形成晶体半导体膜。之后，根据需 要使用光刻法照射激光并进行蚀刻，来形成晶体半导体膜704a至704d。
在通过激光晶化法形成晶体半导体膜的情况下，可以使用连续振荡 型的激光束(CW激光束)或脉沖振荡型的激光束(脉冲激光束)。作
为激光束，在此可以使用从选自如下激光器中的 一种或多种振荡出来的
激光束气体激光器如Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器等； 以将Nd、 Yb、 Cr、 Ti、 Ho、 Er、 Tm和Ta中的一种或多种作为掺杂剂 添加的单晶的YAG、 YV04、镁橄榄石(Mg2Si04) 、 YA103、 GdV04、 或者多晶(陶瓷)的YAG、 Y203、 YV04、 YA103、 GdV04作为介质的 激光器；玻璃激光器；红宝石激光器；变石激光器；Ti:蓝宝石激光器； 铜蒸汽激光器；以及金蒸汽激光器。通过照射上述激光束的基波以及该 基波的二次至四次谐波的激光束，可以获得粒径大的结晶。例如，可以 使用Nd:YV04激光器(基波为1064nm)的二次谐波(532nm )或三次 谐波(355nm)。此时，激光的功率密度必需大约为0.01MW/cm2至 100MW/cm2 (优选为0.1MW/cm2i 10MW/cm2)。并且，以扫描速度大 约为10cm/sec至2000cm/sec来进行照射。注意，以将Nd、 Yb、 Cr、 Ti、 Ho、 Er、 Tm和Ta中的一种或多种作为掺杂剂添加的单晶的YAG、 YV04、镁橄榄石(Mg2Si〇4) 、 YA103、 GdV04、或者多晶(陶瓷)的 YAG、 Y203、 YV04、 YA103、 GdV04作为介质的激光器；Ar离子激光 器；以及Ti:蓝宝石激光器都可以使激光连续振荡，也可以通过进行Q 开关工作或锁模等来以10MHz以上的振荡频率使激光脉冲振荡。当以 10MHz以上的振荡频率或连续使激光束振荡时，在半导体膜被激光熔融 直到固化的期间中，下一个脉沖被照射到半导体膜。因此，与使用低振 荡频率的脉冲激光器的情况不同，可以在半导体膜中连续移动固体和液 体的界面，因此，可以获得向扫描方向连续成长的晶粒。通过使该扫描 方向与沟道长度方向(当形成沟道形成区域时，载流子流过的方向)一 致地布置晶体管并且组合栅极绝缘层，可以获得特性的不均匀性小且场 致效应移动率高的薄膜晶体管(TFT)。
另外，当通过利用促进结晶化的金属元素进行非晶半导体膜的结晶 化时，其优点在于可以在低温下以短时间进行结晶化，且结晶方向变得 一致。另一方面，存在由于留在晶体半导体膜中的金属元素引起截止电 流增加而使特性不稳定的问题。因此，优选在晶体半导体膜上形成用作 吸杂位置的非晶半导体膜。成为吸杂位置的非晶半导体膜需要含有诸如 磷或氩的杂质元素，因此，优选通过賊射法形成，通过该'减射法可以包 含高浓度的氩。之后，进行加热处理(RTA法、利用退火炉的热退火等) 以使金属元素扩散到非晶半导体膜中，接着去除含有该金属元素的非晶
半导体膜。以该方式，可以减少晶体半导体膜中的金属元素的含量或去 除晶体半导体中膜的金属元素。
接下来，形成覆盖晶体半导体膜704a至704d的栅极绝缘膜705。 作为栅极绝缘膜705，通过CVD法或溅射法等以单层或叠层形成包含硅 的氧化物或硅的氮化物的膜。具体而言，以单层或叠层形成包含氧化硅 的膜、包含氧氮化硅的膜、或包含氮氧化硅的膜。
此外，也可以对半导体膜704a至704d进行高密度等离子体处理， 使其表面氧化或氮化来形成栅极绝缘膜705。例如，通过引入了稀有气 体诸如He、 Ar、 Kr、 Xe等与氧、氧化氮(N〇2)、氨、氮、氢等的混 合气体的等离子体处理形成。通过微波的引入进行在此情况下的等离子 体的激发，可以以低电子温度生成高密度的等离子体。由通过该高密度 等离子体生成的氧基(还有包括OH基的情况)或氮基(还有包括NH 基的情况)，可以使半导体膜的表面氧化或氮化。
通过如上所述的利用高密度等离子体的处理，lnm至20nm典型为 5nm至10nm的绝缘膜被形成在半导体膜上。由于在此情况下的反应为 固相反应，因此可以使所述绝缘膜和半导体膜之间的界面态密度极为 低。由于这种高密度等离子体处理使半导体膜(结晶硅或多晶硅)直接 氧化(或氮化)，所以可以将被形成的绝缘层膜的厚度形成为不均匀性 极为低的理想状态。另外，在结晶硅的晶粒界面中也不会被强烈地氧 化，所以成为非常优选的状态。换言之，通过进行在此所示的高密度等 离子体处理使半导体膜的表面固相氧化，可以形成具有良好的均匀性、 低界面态密度的绝缘膜，而不在晶粒界面中发生异常氧化反应。
栅极绝缘膜可以仅使用通过高密度等离子体处理形成的绝缘膜，还 可以在其上通过利用等离子体或热反应的CVD法层叠淀积氧化硅、氧 氮化硅、氮化硅等的绝缘膜。无论是哪一种情况，都可以使在其栅极绝 缘膜的 一部分或所有部分包括通过高密度等离子体形成的绝缘膜而形 成的晶体管的特性的不均匀性很小。
接下来，在栅极绝缘膜705上层叠形成第一导电膜和第二导电膜。 这里，通过等离子体CVD法或溅射法等以20nm至lOOnm的厚度形成 第一导电膜。第二导电膜以lOOnm至400nm的厚度形成。第一导电膜 和第二导电膜由选自钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、 铜(Cu)、铬(Cr)、铌(Nb)等中的元素、以上述元素为其主要成分
的合金材料或化合物材料形成。可选择地，第一导电膜和第二导电膜由 以掺杂磷等的杂质元素的多晶硅为代表的半导体材料形成。作为第 一导 电膜和第二导电膜的组合实例，可以给出氮化钽膜和鴒膜、氮化鹌膜和
鴒膜、或者氮化钼膜和钼膜等。由于钨和氮化钽具有高耐热性，所以可 以在形成第一导电膜和第二导电膜之后进行目的为热激活的加热处 理。此外，在不是双层结构而是三层结构的情况下，优选采用由钼膜、 铝膜和钼膜组成的叠层结构。
接下来，使用光刻法形成由抗蚀剂构成的掩模，并且进行形成栅电
极和栅极线的蚀刻处理，以在半导体膜704a至704d上方形成栅电极 707。
接下来，以栅电极707为掩模通过离子掺杂法或离子注入法将赋予 n型的杂质元素以低浓度添加到晶体半导体膜704a至704d中。作为赋 予n型的杂质元素使用属于元素周期表第15族的元素即可，例如，使 用磷(P)或砷(As)。
接下来，覆盖栅极绝缘膜705和栅电极707地形成绝缘膜。作为绝 缘膜，通过等离子体CVD法或溅射法等以单层或叠层形成含有无机材 料诸如硅、硅的氧化物或硅的氮化物的膜、或者含有有机材料诸如有机 树脂等的膜。接下来，通过主要沿着垂直方向的各向异性蚀刻选择性地 蚀刻绝缘膜，形成与栅电极707的侧面接触的绝缘膜708 (也称为侧 壁)。当之后形成LDD (轻掺杂漏)区域时使用绝缘膜708作为用于掺 杂的掩模。
接下来，通过使用栅电极707及绝缘膜708作为掩模，将赋予n型 的杂质元素添加到晶体半导体膜704a至704d中，以形成第一 n型杂质 区域706a (也称为LDD区域)、第二 n型杂质区域706b、以及沟道区 域706c(图8C)。第一n型杂质区域706a所包含的杂质元素的浓度低 于第二n型杂质区域706b所包含的杂质元素的浓度。
接着，通过覆盖栅电极707和绝缘膜708等地形成单层或叠层的绝 缘膜，以形成薄膜晶体管730a至730d (图8D )。通过CVD法、溅射 法、SOG法、液滴喷射法、丝网印刷法等由无机材料诸如珪的氧化物和 硅的氮化物等；有机材料诸如聚酰亚胺、聚酰胺、苯并环丁烯、丙烯、 环氧等；或硅氧烷材料等形成单层或叠层的绝缘膜。例如，在绝缘膜具 有双层结构的情况下，可以形成氮氧化硅膜作为第一层绝缘膜709,并
且形成氧氮化硅膜作为第二层绝缘膜710。
另外，在形成绝缘膜709和710之前或在形成绝缘膜709和710中 的一个或多个薄膜之后，优选进行目的在于恢复半导体膜的结晶性、激 活已添加到半导体膜中的杂质元素或氢化半导体膜的加热处理。对于加 热处理，优选采用热退火法、激光退火法或RTA法等。
接下来，通过光刻法及蚀刻对绝缘膜709和710等进行构图，以形 成使第二 n型杂质区域706b露出的接触孔。随后，填充接触孔地形成 导电膜，并且选择性地蚀刻该导电膜来形成导电膜731。注意，也可以 在形成导电膜之前在接触孔中露出了的半导体膜704a至704d的表面上 形成硅化物。
导电膜731通过CVD法或溅射法等使用选自铝(Al)、鴒(W)、 钬(Ti)、钽(Ta )、钼(Mo )、镍(Ni)、粕(Pt)、铜(Cu )、金 (Au )、银(Ag )、锰(Mn )、钕(Nd )、碳(C )、硅(Si)的元 素、以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料以单层或叠层形 成。以铝为主要成分的合金材料，例如相当于以铝为主要成分且含有镍 的材料、或者以铝为主要成分且含有镍以及碳和硅中之一或二者的合金 材料。作为导电膜731,例如优选采用阻挡膜、铝硅(Al-Si)膜和阻挡 膜的叠层结构。注意，阻挡膜相当于由钛、钛的氮化物、钼、或钼的氮 化物构成的薄膜。由于铝和铝硅的电阻低而且廉价，所以是形成导电膜 731的最佳材料。另外，当提供上下阻挡层时可以防止产生铝或铝硅的 小丘。此外，当形成由作为还原性高的元素的钛构成的阻挡膜时，即使 在晶体半导体膜上形成薄的自然氧化膜，也可以还原该自然氧化膜而获 得与晶体半导体膜的良好接触。
接下来，覆盖导电膜731地形成绝缘膜711，并且在该绝缘膜711 上与导电膜731电连接地形成导电膜712 (图9A)。绝缘膜711通过 CVD法、溅射法、SOG法、液滴喷射法、或丝网印刷法等由无机材料 或有机材料以单层或叠层形成。此外，绝缘膜711优选以0.75ym至3 Mm的厚度形成。此外，用于上述导电膜731的任一材料可以用于导电 膜712。
接下来，在导电膜712上形成导电膜713。导电膜713通过使用CVD 法、溅射法、液滴喷射法、丝网印刷法等由导电材料形成(图9B)。 优选的是，导电膜713由选自铝(Al)、钛(Ti) 、 4艮(Ag)、铜(Cu)、
金(AU)的元素、以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料以单
层或叠层形成。这里，通过丝网印刷法将含有银的膏形成在导电膜712 上，然后进行50。C至350。C的加热处理使它成为导电膜713。此外，在 将导电膜713形成于导电膜712上之后，可以对导电膜713及导电膜712 重叠的区域照射激光，以便提高电连接。注意，也能够将导电膜713选 择性地形成在导电膜731上，而不提供绝缘膜711及导电膜712。
接下来，覆盖导电膜712和713地形成绝缘膜714，并且通过光刻 法及蚀刻对绝缘膜714进行构图，以形成露出导电膜713的开口部715
(图9C)。绝缘膜714通过CVD法、溅射法、SOG法、液滴喷射法、 或丝网印刷法等使用无机材料或有机材料以单层或叠层形成。
接下来，从衬底701剥离包括薄膜晶体管730a至730d等的层732
(以下也称为"层732")。这里，在通过照射激光(例如UV光)形 成开口部716之后(图10A)，可以利用物理性的力量从衬底701剥离 层732。此外，也可以在从衬底701剥离层732之前，将蚀刻剂引入到 开口部716中，去除剥离层702。作为蚀刻剂，使用含有氟化卣或卣素 互化物的气体或液体。例如，作为含有氟化卣的气体使用三氟化氯
(C1F3)。如果使用蚀刻剂，层732处于从衬底701剥离的状态。注意， 也可以部分地留下剥离层702而无需全部去除。通过残留一部分剥离层 702，可以减少蚀刻剂的消耗并缩短去除该剥离层所需的处理时间。此 外，即使在已去除剥离层702之后，也可以将层732保留在衬底701上。 此外，优选再利用层732已被剥离了的衬底701,以便减少成本。
这里，在通过激光的照射蚀刻绝缘膜来形成开口部716之后，将层 732的一方表面(露出绝缘膜714的表面)贴合在第一板材717上，而 将层732从衬底701完全剥离(图10B)。作为第一板材717,可以使 用例如通过加热降低其粘接力的热剥离胶带。
接下来，在层732的另一方表面(进行了剥离的面)提供第二板材 718,然后进行加热处理和加压处理的一方或双方，来贴合第二板材 718。此外，在提供第二板材718的同时或在提供之后剥离第一板材717
(图11A)。作为第二板材718，可以使用热熔膜等。此外，在作为第 一板材717使用热剥离胶带的情况下，可以利用当贴合第二板材718时 施力口的热来剥离。
另外，作为第二板材718，也可以使用经过了抗静电处理的防止静
电等的薄膜(在下文中称为抗静电薄膜)。作为抗静电薄膜，可以举出 将能抗静电的材料分散在树脂中的薄膜、以及贴合有能抗静电的材料的 薄膜等。设置有能抗静电的材料的薄膜可以是一个表面提供有能抗静电 的材料的薄膜或者两个表面都提供有能抗静电的材料的薄膜。再者，在 将一个表面提供有能抗静电的材料的薄膜贴合到层上时，可以将设置有 能抗静电的材料的表面朝向内侧地贴合，也可以朝向外侧地贴合。另 外，能抗静电的材料提供在薄膜的整个或者部分表面上即可。作为这里 的能抗静电的材料，可以使用金属、铟和锡的氧化物(ITO)、以及界 面活性剂如两性界面活性剂、阳离子界面活性剂和非离子界面活性剂
:料等作为能抗静电的材料，所:交联共聚物高分子^其侧链上具有羧 基及季铵碱。可以通过将这些材料贴合、捏合或者涂敷在薄膜上而获得
抗静电薄膜。通过使用抗静电薄膜密封，在作为产品使用半导体元件时 可以免受来自外部的静电等导致的不好影响。
接下来，覆盖开口部715地形成导电膜719 (图11B)。注意，还 可以通过在形成导电膜719之前或形成导电膜719之后对导电膜712和 713照射激光，来提高电连接。
接下来，通过选择性地照射激光，以分成多个元件层(图12A)。
可以通过以上工序来制造元件层。
接下来，将分开了的元件层126压合在形成有用作天线的导电图形 101至103的衬底100上(图12B)。具体而言，如上述实施方式所示， 将形成在衬底100上的用作天线的导体图形102与元件层126的导电膜 719电连接地贴合。这里，使用具有粘接性的树脂133粘接衬底100和 元件层126。此外，使用包含在树脂133中的导电粒子134将导电膜719 和导体图形102电连接。
注意，本实施方式能够应用于制造本说明书的其他实施方式所示的 半导体装置。
实施方式5
在本实施方式中，将参照

与上述实施方式不同的天线或半 导体装置。
本实施方式所示的半导体装置具有设置有元件层等的供电部布置 在环形导体图形的外侧的结构(参照图4)。该结构特别在由于元件层
大而很难布置在环形导体图形的内侧时有效。注意，在将导体图形102、
导体图形103、以及供电部104的位置设置在内侧时，将它们以导体图 形101为轴对称地设置即可。
另外，如图4所示那样，通过将供电部104设置在导体图形101的 外侧，可以将导体图形101的内侧部分用于其他用途。例如，在将本发 明的天线用作RFID标签并且将RFID标签贴合在CD-ROM、 DVD-ROM 等记录介质等的情况下，有时在这些记录介质的中央部的有孔部分附着 RFID标签。在此情况下， 一般在RFID标签的中央部也需要形成圆孑L， 所以本实施方式所示的天线的形状很优选。
实施方式6
在本实施方式中，将参照图13A和13B说明与上述实施方式不同的 天线或半导体装置。
本实施方式所示的天线是在上述图1A和1B所示的天线中作为导体 图形101采用两条布置为平行的导体的结构。这里示出了将在外侧的边 151a和内侧的边151b布置为具有一定的间隔，并且由导体152连接来 形成导体图形101的例子。
在此情况下，供电部104连接到第二导体图形102的另一方端部 102b及第三导体图形103的另一方端部103b。另夕卜，第二导体图形102 的一方端部102a及第三导体图形103的一方端部103a连接到导体图形 101的外侧的边151a,导体图形101的内侧的边151b的端部连4妻到第 二导体图形102和第三导体图形103。通过如图13A和13B所示那样i殳 置导体图形101,可以提高天线的发射效率。注意，虽然在图13A和13B 中示出了仅在面向切断部105的部分设置导体152的情况，但导体152 的数量和位置不局限于此。
实施方式7
在本实施方式中，将参照

当作为RFID标签使用具有上述
实施方式所示的天线的半导体装置时的结构。
图14示出了本实施方式所示的RFID标签的框图。
图14的RFID标签300由天线电路301及信号处理电路302构成。
另外，信号处理电路302由整流电路303、电源电路304、解调电路305、
振荡电路306、逻辑电路307、存储控制电路308、存储电路309、逻辑
电路310、放大器311、以及调制电路312构成。 在RFID标签300中，天线电路301所接收的通讯信号输入到信号 处理电路302中的解调电路305。所接收的通讯信号，即在天线电路301 和读取/写入器之间收发的信号的频率在超高频带有915MHz、 2.45GHz 等，其分别根据ISO规格等设定。当然，在天线电路301和读取/写入器 之间收发的信号的频率不局限于此，例如，也可以采用亚毫米波的 300GHz至3THz、毫米波的30GHz至300GHz、微波的3GHz至30GHz、 超高频的300MHz至3GHz、以及超短波的30MHz至300MHz中的任一 频率。另外，在天线电路301和读取/写入器之间收发的信号是调制了载 波的信号。载波的调制方式可以是模拟调制或数字调制，也可以是振幅 调制、相位调制、频率调制、以及扩谱中的任一种。优选采用振幅调制 或频率调制。
从振荡电路306输出的振荡信号作为时钟信号供应给逻辑电路 307。另外，调制了的载波在解调电路305解调。解调了的信号也发送 到逻辑电路307并被分析。在逻辑电路307被分析了的信号发送到存储 控制电路308,存储控制电路308根据该信号控制存储电路309,取出 存储在存储电路309的数据，并将该数据发送到逻辑电路310。在逻辑 电路310对发送到逻辑电路310的信号进行解码处理，然后在放大器311 将解码了的信号增幅，并且调制电路312根据其信号对载波进行调制。 读取/写入器根据该调制了的载波识别来自RFID标签的信号。另一方 面，输入到整流电路303的载波在被整流之后输入到电源电路304。这 样获得的电源电压从电源电路304供应给解调电路305 、振荡电路306 、 逻辑电路307、存储控制电路308、存储电路309、逻辑电路310、放大 器311、以及调制电路312等。注意，不一定需要电源电路304,但这 里，电源电路304具有将输入电压降低、提高或正负反相的功能。RFID 标签300以上述方式工作。
另外，天线电路301中的天线形状采用上述实施方式所示的任一结
定。例如，可以釆用如下方法使用引线键合连接或凸块连接来使天线 和信号处理电路连接的方法；或以使芯片化了的信号处理电路的一个表 面为电极而贴合在天线上的方法。另外，可以使用ACF (各向异性导电 薄膜)来贴合信号处理电路和天线。
注意，天线可以具有与信号处理电路302 —起层叠在相同的衬底上
而提供的结构，或者，也可以具有使用外部天线的结构。当然，也可以 具有在信号处理电路的上部或下部设置有天线的结构。
另外，整流电路303只要是将被天线电路301所接收的载波感应的 交流信号转换为直流信号的电路即可。
在RFID标签中，所获得的电源电压值容易受从读取/写入器发射来 的圆极化波的接收状态的影响而变化，但通过使用本发明的天线可以有 效地接收从读取/写入器发射来的圆极化波。
注意，本实施方式所示的RFID标签除了具有图14所示的结构以 外，也可以具有如图15所示那样设置有蓄电池361的结构。当从整流 电路3 03输出的电源电压不足以使信号处理电路3 02工作时，从蓄电池 361也可以向构成信号处理电路302的各个电路如解调电3各305、振荡 电路306、逻辑电路307、存储控制电路308、存储电路309、逻辑电路 310、放大器311、调制电路312等供应电源电压。注意，存储在蓄电池 361的能量例如当从整流电路303输出的电源电压比使信号处理电路 302工作所需的电源电压足够大时，将从整流电路303输出的电源电压 中的剩余电源电压存储在蓄电池361即可。另外，通过在RFID标签中 除了设置天线电路301及整流电路303之外还设置别的天线电路及整流 电路，也可以从随机产生的电磁波等获得存储到蓄电池361的能量。
注意，蓄电池是指通过充电可以恢复连续使用时间的电池。作为蓄 电池，优选采用形成为片状的电池，例如通过采用使用凝胶电解质的锂 聚合物电池、锂离子电池、锂二次电池等，而能够实现小型化。当然， 只要是能够充电的电池，就可以使用任何电池，可以采用镍氢电池或镍 镉电池等，也可以采用大容量的电容器等。
另外，本实施方式可以应用本i兌明书中的其他实施方式所示的天线 或半导体装置的结构。
实施方式8
在本实施方式中，说明本发明的半导体装置的利用方式的一例。本 发明的半导体装置的用途很广泛，可以应用于以无接触的方式确认对象 物的历史等信息且对生产、管理等有用的任何产品。例如，本发明的半 导体装置可以提供在纸币、硬币、有价证券类、证书类、无记名债券类、 包装用容器类、书籍类、记录媒体、个人用品、交通工具类、食品类、 衣物类、保健用品类、生活用品类、药品类及电子器具等中来使用。使
用图16A至16H说明其例子。
纸币、硬币是市场上流通的金钱，其包括在特定区域像货币一样通 用的东西(兑换券)、纪念币等。有价证券类是指支票、证券、期票等 (图MA)。证书类是指驾驶执照、居住卡等(图16B)。无记名债券 类是指邮票、米券、各种赠券等(图16C)。包装用容器类是指盒饭等 的包装纸、塑料瓶等(图16D)。书籍类是指图书、书等(图16E)。 记录媒体是指DVD软件、录像磁带等(图16F)。交通工具类是指诸如 自行车等的车辆、船舶等(图16G)。个人用品是指包、眼镜等(图16H)。 食品类是指食品、饮料等。衣物类是指衣服、鞋等。保健用品类是指医 疗器具、健康器具等。生活用品类是指家具、照明器具等。药品类是指 医药品、农药等。电子器具是指液晶显示装置、EL显示装置、电视装 置(电视接收机、薄型电视接收机)、手机等。
通过对纸币、硬币、有价证券类、证书类、无记名债券类等提供半 导体装置80，可以防止伪造。此外，通过对包装用容器类、书籍类、记 录媒体等、个人用品、食品类、生活用品类、电子器具等提供半导体装 置80,可以实现商品检查系统、租赁店中的系统等的效率化。通过对交 通工具类、保健用品类、药品类等提供半导体装置80,可以防止伪造和 失盗，当用于药品类时，可以防止服错药。作为半导体装置80的设置 方法，将半导体装置贴在物品的表面上或嵌入到物品中。例如，当设置 于书时，优选将半导体装置嵌入到纸中，当设置于由有机树脂构成的包 装时，优选将半导体装置嵌入到该有机树脂中。
如此，通过对包装用容器类、记录媒体、个人用品、食品类、衣物 类、生活用品类、电子器具等提供半导体装置，可以实现商品检查系统、 租赁店中的系统等的效率化。此外，通过对交通工具类提供半导体装 置，可以防止伪造和失盗。此外，通过将半导体装置嵌入到诸如动物等 的生物中，可以容易地识别各个生物。例如通过将具备传感器的半导体 装置嵌入到诸如家畜等的生物中，不仅可以管理出生年、性别和种类 等，而且还可以容易管理体温等的健康状态。
另外，本实施方式可以应用本说明书中的其他实施方式所示的天线 或半导体装置的结构。
实施例1
在本实施例中，说明通过模拟实验而获得的当在上述实施方式所示
的结构(例如图1A和IB)中改变导体图形102的长度D1和导体图形 103的长度D2的关系时的供应给供电部104的电力、与RFID的天线和 读取/写入器的天线之间的距离的关系的计算结果。注意，这里设定 D1:D2=1:1、 4:1、 l:4来计算。另外，在图17中，当设定D1:D2=1:1时 供应给供电部104的电力相当于曲线401,当设定D1:D2二4:1时供应给 供电部104的电力相当于曲线402,当设定D1:D24:4时供应给供电部 104的电力相当于曲线403。
根据计算结果，当设定D1:D2-4:1 (曲线402 )时供应给供电部104 的电力大于当设定D1:D2二1:1 (曲线401)及D1:D24:4 (曲线403 )时 供应给供电部104的电力。另外，当设定D1:D2=1:4 (曲线403 )时供 应给供电部104的电力小于当设定D1:D2=1:1 (曲线401 )时供应给供 电部104的电力。
通过以上结果可以确认到通过设定为D1〉D2，供应给供电部104 的电力增力p。 实施例2
在本实施例中，i兌明通过模拟实验而获得的当在上述实施方式所示 的结构(例如图1A和1B)中改变导体图形101的设置供电部104的位 置时的增益(天线增益及圆极化波损耗的特性)的计算结果。注意，在 图18中，X轴表示设置供电部的位置(当将导体图形101的全长设定 为L时的从切断部到供电部的长度)，并且Y轴表示从天线增益减去圆 极化波损耗的值。
通过计算结果确认到的是无论将供电部104布置在任何位置，本 发明的天线也可以获得高于从偶极天线的增益减去圆极化波损耗的值 的增益。尤其是，在将供电部104设置在L/6 (0.16L)至L/4 ( 0.25L ) 的范围的情况下，可以获得3dB左右的足够高的天线增益的结果。因 此，确认到通过将供电部104布置在该范围内，可以向该供电部104 供应大电力。
本说明书根据2006年11月30日在日本专利局受理的日本专利申 请编号2006-324370而制作，所述申请内容包括在本说明书中。
权利要求
1.一种天线，包括衬底；在所述衬底上的第一导体图形；在所述衬底上的第二导体图形；在所述衬底上的第三导体图形；以及具有第一终端和第二终端的供电部，其中，所述第一导体图形是包括切断部的环形，所述第二导体图形的第一端部及所述第三导体图形的第一端部与所述第一导体图形连接，所述第二导体图形的第二端部电连接到所述供电部的所述第一终端，所述第三导体图形的第二端部电连接到所述供电部的所述第二终端，所述第二导体图形的全长大于所述第三导体图形的全长，并且，所述第二导体图形到所述切断部的距离比所述第三导体图形到所述切断部的距离近。
2. 根据权利要求1所述的天线，其中在将所述第一导体图形的全长 设定为L的情况下，所述供电部设置在从所述切断部到所述供电部的距 离在L/6至L/4的范围内。
3. —种天线，包括 衬底；在所述衬底上的第一导体图形 在所述衬底上的第二导体图形 在所述衬底上的第三导体图形；以及 具有第一终端和第二终端的供电部，其中，所述第 一导体图形的第 一端部连接到所述第二导体图形， 所述第 一导体图形的第二端部连接到所述第三导体图形， 所述第二导体图形的第一端部电连接到所述供电部的所述第一终端二山 祸所述第三导体图形的第 一端部电连接到所述供电部的所述第二终所述第二导体图形的第二端部和所述第三导体图形的第二端部彼 此绝缘，由通过所述供电部电连接了的所述第二导体图形和所述第三导体图形构成的导体图形是环形，所述第三导体图形的全长大于所述第二导体图形的全长，并且，从所述第一导体图形和所述第二导体图形的连接部到所述第二导体图形的所述第一端部的长度大于从所述第一导体图形和所述第三导体图形的连接部到所述第三导体图形的所述第 一端部的长度。
4. 根据权利要求3所述的天线，其中在将所述第二导体图形的全长设定为L2时，所述第三导体图形的全长L3是3L2至5L2。
5. 根据权利要求1所述的天线，其中所述第一导体图形、所述第二 导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
6. 根据权利要求3所述的天线，其中所述第一导体图形、所述第二 导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
7. —种半导体装置，包括 衬底；在所述衬底上的具有第一终端和第二终端的集成电路；以及 与在所述衬底上的所述集成电路电连接的天线， 其中，所述天线包括第一导体图形、第二导体图形、以及第三导体 图形，所述第 一导体图形是包括切断部的环形，所述第二导体图形的第一端部及所述第三导体图形的第一端部与 所述第一导体图形连接，所述第二导体图形的第二端部电连接到所述集成电路的所述第一 终端，所述第三导体图形的第二端部电连接到所述集成电路的所述第二 终端，所述第二导体图形的全长大于所述第三导体图形的全长， 并且所述第二导体图形到所述切断部的距离比所述第三导体图形 到所述切断部的距离近。
8. 根据权利要求7所述的半导体装置，其中在将所述第一导体图形 的全长设定为L时，所述集成电路设置在从所述切断部到所述集成电路的距离在L/6至L/4的范围内。
9. 一种半导体装置，包括 衬底；在所述衬底上的具有第 一 终端和第二终端的集成电路；以及 与在所述衬底上的所述集成电路电连接的天线， 其中，所述天线包括第一导体图形、第二导体图形、以及第三导体 图形，所述第 一导体图形的第 一端部连接到所述第二导体图形， 所述第 一导体图形的第二端部连接到所述第三导体图形， 所述第二导体图形的第一端部电连接到所述集成电路的所述第一 终端，所述第三导体图形的第一端部电连接到所述集成电路的所述第二 终端，所述第二导体图形的第二端部和所述第三导体图形的第二端部彼 此绝缘，由通过所述集成电路电连接了的所述第二导体图形和所述第三导 体图形构成的导体图形是环形，所述第三导体图形的全长大于所述第二导体图形的全长， 并且从所述第一导体图形和所述第二导体图形的连接部到所述第 二导体图形的所述第一端部的长度大于从所述第一导体图形和所述第 三导体图形的连接部到所述第三导体图形的所述第 一端部的长度。
10. 根据权利要求8所述的半导体装置，其中在将所述第二导体图 形的全长设定为L2时，所述第三导体图形的全长L3是3L2至5L2。
11. 根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述第一导体图形、 所述第二导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
12. 根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述第一导体图形、 所述第二导体图形、以及所述第三导体图形由相同的材料形成。
13. 根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述集成电路包括能 够从外部以无线的方式进行充电的蓄电池。
14. 根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述集成电路包括能 够从外部以无线的方式进行充电的蓄电池。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种天线及具有该天线的半导体装置，所述天线能够接收圆极化波并能够进行与半导体装置的IC(集成电路)之间的阻抗匹配。本发明包括第一导体图形、第二导体图形、第三导体图形、以及供电部，其中，第一导体图形是包括切断部的环形，并且，将第二导体图形的第一端部及第三导体图形的第一端部连接到所述环形的第一导体图形，将第二导体图形的第二端部和第三导体图形的第二端部连接到供电部，将第二导体图形的全长设置为大于第三导体图形的全长，并且将第二导体图形布置为其到切断部比第三导体图形到切断部近。
文档编号H01Q1/38GK101192704SQ20071019608
公开日2008年6月4日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者柳泽真, 高缘贵章 申请人:株式会社半导体能源研究所