(57)【要約】      （修正有）【課題】ＲＦＩＤを有する半導体装置において、駆動電源のための電池の経時的劣化に伴う電池の残存容量の確認や電池の交換作業をすることなく、個体情報を送受信することができ、且つ駆動するための電源を外部からの電磁波の電力が十分でない場合であっても良好な個体情報の送受信状態を維持するＲＦＩＤを有する半導体装置を提供する。【解決手段】信号処理回路１０３と、信号処理回路に接続された第１のアンテナ回路１０１及び第２のアンテナ回路１０２と、信号処理回路に接続されたバッテリー１０４とを設け、第１のアンテナ回路は、信号処理回路に記憶されたデータを送信するための信号を送受信するものであり、第２のアンテナ回路は、バッテリーに充電するための信号を受信するものであり、第１のアンテナ回路が受信する信号と第２のアンテナ回路が受信する信号の波長が異なる構成とする。【選択図】図１
2014078725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシート材と、
第２のシート材と、
複数のトランジスタを有する素子形成層と、を有し、
前記素子形成層は、基板上に形成され、前記第１のシート材を貼り合わせた後、前記基板から剥離され、前記素子形成層の他方の面である、前記剥離により露出した面に、前記第２のシート材を貼り合わせたものであり、
前記トランジスタは、第１の導電層と、半導体層と、第２の導電層と、第３の導電層と、第４の導電層と、を有し、
前記半導体層は、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられ、
前記第１の導電層は、第１の絶縁層を介して前記トランジスタのチャネル形成領域と重なり、
前記第２の導電層は、第２の絶縁層を介して前記トランジスタのチャネル形成領域と重なる、前記トランジスタのゲート電極であり、
前記第３の導電層は、前記半導体層と電気的に接続される、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方であり、
前記第４の導電層は、前記半導体層と電気的に接続される、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方であり、
前記半導体層全体が前記第１の導電層と重なることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記半導体層は、化合物半導体を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記半導体層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、Ｏと、を含むことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関する。特に、電波を介したデータの送受信及び電力の受信を行
う半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用した個体識別技術が注目を集めている。特に、無線通信によりデ
ータの交信を行う半導体装置として、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄ
ｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグを利用した個体識別技術が注目を集めている。ＲＦＩＤ
タグ（以下、単にＲＦＩＤという）は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）
タグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ、無線タグ、電子タグとも呼ばれる。ＲＦＩＤを用いた個体
識別技術は、個々の対象物の生産、管理等に役立てられ始めており、個人認証への応用も
期待されている。
【０００３】
ＲＦＩＤは、電源を内蔵するか、外部から電力供給を受けるかの違いにより、ＲＦＩＤ
の情報を含んだ電磁波を送信することが可能なアクティブタイプ（能動タイプ）のＲＦＩ
Ｄと、外部から受信した電磁波の電力を利用して駆動するパッシブタイプ（受動タイプ）
のＲＦＩＤとの二つのタイプに分けることができる（アクティブタイプに関しては特許文
献１、パッシブタイプに関しては特許文献２を参照）。このうち、アクティブタイプのＲ
ＦＩＤにおいては、ＲＦＩＤを駆動するための電力を供給する電源を内蔵しており、電源
として電池を備えて構成されている。また、パッシブタイプにおいては、ＲＦＩＤを駆動
するための電力を外部からの電磁波（搬送波）を利用して作りだし、電池を備えることの
ない構成を実現している。
【０００４】
図３１にアクティブタイプのＲＦＩＤの具体的な構成についてブロック図を用いて説明
する。図３１に示すアクティブタイプのＲＦＩＤ３１００では、アンテナ回路３１０１に
よって受信した通信信号が信号処理回路３１０２における復調回路３１０５、アンプ３１
０６に入力される。通常、通信信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアに
ＡＳＫ変調、ＰＳＫ変調などの処理がされて送られてくる。図３１においては、通信信号
として１３．５６ＭＨｚの例について示す。図３１において、信号を処理するためには基
準となるクロック信号が必要であり、ここでは１３．５６ＭＨｚのキャリアをクロックに
用いている。アンプ３１０６は、１３．５６ＭＨｚのキャリアを増幅し、クロックとして
論理回路３１０７に供給する。また、ＡＳＫ変調やＰＳＫ変調された通信信号は復調回路
３１０５で復調される。復調後の信号も論理回路３１０７に送られ解析される。論理回路
３１０７で解析された信号は、メモリコントロール回路３１０８に送られ、メモリコント
ロール回路３１０８によりメモリ回路３１０９が制御され、メモリ回路３１０９に記憶さ
れたデータが論理回路３１１０に送られる。論理回路３１１０でエンコード処理されたの
ちアンプ３１１１で増幅され、その信号によって、変調回路３１１２はキャリアに変調を
かける。図３１に示したＲＦＩＤを駆動する電力は、信号処理回路の外に設けられる電池
３１０３によって電源回路３１０４を介して供給される。そして電源回路３１０４はアン
プ３１０６、復調回路３１０５、論理回路３１０７、メモリコントロール回路３１０８、
メモリ回路３１０９、論理回路３１１０、アンプ３１１１、変調回路３１１２などに電力
を供給する。このようにしてアクティブタイプのＲＦＩＤは動作する。
【０００５】
図３２に、パッシブタイプのＲＦＩＤの具体的な構成についてブロック図を用いて説明
する。図３２に示すパッシブタイプのＲＦＩＤ３２００では、アンテナ回路３２０１によ
って受信された通信信号が信号処理回路３２０２における復調回路３２０５、アンプ３２
０６に入力される。通常、通信信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアに
ＡＳＫ変調、ＰＳＫ変調などの処理がされて送られてくる。図３２においては、通信信号
として１３．５６ＭＨｚの例について示す。図３２において、信号を処理するためには基
準となるクロック信号が必要であり、ここでは１３．５６ＭＨｚのキャリアをクロックに
用いている。アンプ３２０６は１３．５６ＭＨｚのキャリアを増幅し、クロックとして論
理回路３２０７に供給する。またＡＳＫ変調やＰＳＫ変調された通信信号は復調回路３２
０５で復調される。復調後の信号も論理回路３２０７に送られ解析される。論理回路３２
０７で解析された信号はメモリコントロール回路３２０８に送られ、メモリコントロール
回路３２０８によりメモリ回路３２０９が制御され、メモリ回路３２０９に記憶されたデ
ータが論理回路３２１０に送られる。論理回路３２１０でエンコード処理されたのちアン
プ３２１１で増幅され、その信号によって、変調回路３２１２はキャリアに変調をかける
。一方、整流回路３２０３に入った通信信号は整流され、電源回路３２０４に入力される
。電源回路３２０４はアンプ３２０６、復調回路３２０５、論理回路３２０７、メモリコ
ントロール回路３２０８、メモリ回路３２０９、論理回路３２１０、アンプ３２１１、変
調回路３２１２などに電力を供給する。このようにしてパッシブタイプのＲＦＩＤは動作
する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１６７２４号公報
【特許文献２】特表２００６−５０３３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図３１に示したように、駆動用の電池を備えたアクティブタイプのＲＦ
ＩＤを有する半導体装置の場合、個体情報の送受信、送受信に必要な電波の強度設定に応
じて、電池は経時的に消耗していき、最終的には個体情報の送受信に必要な電力を発生で
きなくなるといった問題があった。このため、駆動用の電池を備えたアクティブタイプの
ＲＦＩＤを有する半導体装置を使用し続けるためには、電池の残存容量の確認や電池の交
換をする作業が発生するという問題があった。
【０００８】
また、図３２に示したように、駆動するための電源を外部からの電磁波（搬送波）を利
用して作りだすパッシブタイプのＲＦＩＤを有する半導体装置の場合、長距離からの信号
の送受信、送受信に必要な電磁波を送信するための電力の確保が難しく、良好な送受信状
態を実現することが難しいといった問題があった。このため、駆動するための電源を外部
からの電磁波（搬送波）を利用して作りだすパッシブタイプのＲＦＩＤを有する半導体装
置を使用するためには、外部からの電磁波の供給が十分である場合（例えば、電源供給手
段であるリーダ／ライタのアンテナから近距離に設けられた場合）に限られるという問題
があった。
【０００９】
そこで本発明は、ＲＦＩＤを有する半導体装置において、駆動電源となる電池の経時的
劣化に伴う電池の交換作業をすることなく、個体情報を送受信することができ、且つ駆動
するための電源を外部からの電磁波が十分でない場合であっても供給でき、良好な個体情
報の送受信状態を維持するＲＦＩＤを有する半導体装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の諸問題を解決するため、本発明はＲＦＩＤを駆動するための電力を供給する電源
としてバッテリー（２次電池ともいう）を設けることを特徴とする。そして本発明は、当
該バッテリーに電力を供給する手段として、外部との個体情報の送受信をするアンテナと
は別に、バッテリーへの充電を無線で行うためのアンテナを設けることを特徴とする。以
下、本発明の具体的な構成について示す。
【００１１】
本発明の半導体装置の一は、信号処理回路と、信号処理回路に接続された第１のアンテ
ナ回路及び第２のアンテナ回路と、信号処理回路に接続されたバッテリーとを有し、第１
のアンテナ回路は、信号処理回路に記憶されたデータを送信するための信号を受信するも
のであり、第２のアンテナ回路は、バッテリーに充電するための信号を受信するものであ
り、第１のアンテナ回路が受信する信号と第２のアンテナ回路が受信する信号の波長が異
なる構成とする。
【００１２】
また、本発明の半導体装置の一は、上記構成において、第１のアンテナ回路は信号処理
回路に記憶されたデータを送信するための信号のやりとりをリーダ／ライタを介して行い
、第２のアンテナ回路はバッテリーに充電するための信号を外部の無線信号から受信する
ものであることを特徴としている。なお、外部の無線信号としては、空間に存在する電磁
波であればどのようなものを受信してもよく、例えば、携帯電話の中継局の電波（８００
〜９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ、１．９〜２．１ＧＨｚ帯等）、携帯電話から発振され
る電波、電波時計の電波（４０ｋＨｚ等）、家庭用の交流電源のノイズ（６０Ｈｚ等）等
を受信することができる。
【００１３】
また、本発明の半導体装置の一は、信号処理回路と、信号処理回路に接続された第１の
アンテナ回路及び第２のアンテナ回路と、信号処理回路に接続されたバッテリーと、ブー
スターアンテナとを有し、第１のアンテナ回路は、ブースターアンテナを介して信号処理
回路に記憶されたデータを送信するための信号をリーダ／ライタから受信するものであり
、第２のアンテナ回路は、バッテリーに充電するための信号を外部の無線信号から受信す
るものであり、第１のアンテナ回路が受信する信号と第２のアンテナ回路が受信する信号
の波長が異なる構成とする。
【００１４】
また、本発明の半導体装置の一は、信号処理回路と、信号処理回路に接続された第１の
アンテナ回路と、複数の第２のアンテナ回路と、信号処理回路に接続されたバッテリーと
、ブースターアンテナとを有し、第１のアンテナ回路は、信号処理回路に記憶されたデー
タを送信するための信号をリーダ／ライタから受信するものであり、第２のアンテナ回路
は、ブースターアンテナを介してバッテリーに充電するための信号を外部の無線信号から
受信するものであり、第１のアンテナ回路が受信する信号と第２のアンテナ回路が受信す
る信号の波長が異なる構成とする。
【００１５】
また、本発明の半導体装置の一は、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路と、第１
の信号処理回路に接続された第１のアンテナ回路と、第２の信号処理回路に接続された第
２のアンテナ回路と、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路に接続されたバッテリー
とを有し、第１のアンテナ回路は、第１の信号処理回路に記憶されたデータを送信するた
めの信号を受信するものであり、第２のアンテナ回路は、バッテリーに充電するための信
号を受信するものであり、第１のアンテナ回路が受信する信号と第２のアンテナ回路が受
信する信号の波長が異なる構成とする。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の一は、上記構成において、第１のアンテナ回路は第１の信
号処理回路に記憶されたデータを送信するための信号をリーダ／ライタを介して行い、第
２のアンテナ回路はバッテリーに充電するための信号を外部の無線信号から受信するもの
であることを特徴としている。なお、外部の無線信号としては、空間に存在する電磁波で
あればどのようなものを受信してもよく、例えば、携帯電話の中継局の電波（８００〜９
００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ、１．９〜２．１ＧＨｚ帯等）、携帯電話から発信される電
波、電波時計の電波（４０ｋＨｚ等）、家庭用の交流電源のノイズ（６０Ｈｚ等）等を受
信することができる。
【００１７】
また、本発明の半導体装置の一は、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路と、第１
の信号処理回路に接続された第１のアンテナ回路と、第２の信号処理回路に接続された第
２のアンテナ回路と、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路に接続されたバッテリー
と、ブースターアンテナとを有し、第１のアンテナ回路は、ブースターアンテナを介して
第１の信号処理回路に記憶されたデータを送信するための信号をリーダ／ライタから受信
するものであり、第２のアンテナ回路は、バッテリーに充電するための信号を外部の無線
信号から受信するものであり、第１のアンテナ回路が受信する信号と第２のアンテナ回路
が受信する信号の波長が異なる構成とする。
【００１８】
また、本発明の半導体装置の一は、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路と、第１
の信号処理回路に接続された第１のアンテナ回路と、第２の信号処理回路に接続された複
数の第２のアンテナ回路と、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路に接続されたバッ
テリーと、ブースターアンテナとを有し、第１のアンテナ回路は、第１の信号処理回路に
記憶されたデータを送信するための信号をリーダ／ライタから受信するものであり、第２
のアンテナ回路は、ブースターアンテナを介してバッテリーに充電するための信号を外部
の無線信号から受信するものであり、第１のアンテナ回路が受信する信号と第２のアンテ
ナ回路が受信する信号の波長が異なる構成とする。
【００１９】
また、本発明におけるバッテリーは、第１の信号処理回路が有する電源回路に電力を供
給する構成であってもよい。
【００２０】
また、本発明における第１のアンテナ回路及び複数の第２のアンテナ回路のいずれか一
は、電磁誘導方式により信号を受信するものであってもよい。
【００２１】
また、本発明におけるバッテリーは、リチウム電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、
有機ラジカル電池またはコンデンサである構成であってもよい。
【００２２】
なお、本発明において、接続されているとは、電気的に接続されている場合と直接接続
されている場合とを含むものとする。したがって、本発明が開示する構成において、所定
の接続関係に加え、その間に電気的な接続を可能とする他の素子（例えば、スイッチやト
ランジスタや容量素子やインダクタや抵抗素子やダイオードなど）が配置されていてもよ
い。あるいは、間に他の素子を挟まずに、直接接続されて、配置されていてもよい。なお
、電気的な接続を可能とする他の素子を間に介さずに接続されていて、直接接続されてい
る場合のみを含む場合であって、電気的に接続されている場合を含まない場合には、直接
接続されている、と記載するものとする。なお、電気的に接続されている、と記載する場
合は、電気的に接続されている場合と直接接続されている場合とを含むものとする。
【００２３】
なお、本発明において、トランジスタは、様々な形態のトランジスタを適用させること
が出来る。よって、適用可能なトランジスタの種類に限定はない。したがって、非晶質シ
リコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるトランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ
、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯなどの化
合物半導体を用いたトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジ
スタ、その他のトランジスタを適用することができる。なお、非単結晶半導体膜には水素
またはハロゲンが含まれていてもよい。また、トランジスタが配置されている基板の種類
は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。従って例えば
、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロフ
ァン基板、石材基板などに配置することが出来る。また、ある基板でトランジスタを形成
し、その後、別の基板にトランジスタを移動させて、別の基板上に配置するようにしても
よい。
【００２４】
また、本発明の半導体装置に適用するトランジスタの構成として、例えば、ゲート本数
が２本以上になっているマルチゲート構造を用いてもよい。マルチゲート構造にすること
により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧の向上による信頼性の向上や、飽和領域で
動作する時にドレインとソース間電圧が変化しても、ドレインとソース間電流があまり変
化せず、フラットな特性にすることができる。また、チャネルの上下にゲート電極が配置
されている構造でもよい。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすること
により、チャネル領域が増えるため、電流値の増大や、空乏層ができやすくなってＳ値を
小さくすることができる。また、チャネルの上にゲート電極が配置されている構造でもよ
いし、チャネルの下にゲート電極が配置されている構造でもよいし、正スタガ構造であっ
てもよいし、逆スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよい
し、並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよい。また、チャネル（も
しくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよい。チャネル（もしく
はその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっている構造にすることにより、チャネ
ルの一部に電荷がたまって、動作が不安定になることを防ぐことができる。また、ＬＤＤ
領域があってもよい。ＬＤＤ領域を設けることにより、オフ電流の低減、トランジスタの
耐圧の向上による信頼性の向上や、飽和領域で動作する時にドレインとソース間電圧が変
化しても、ドレインとソース間電流があまり変化せず、フラットな特性にすることができ
る。
【００２５】
なお、すでに述べたように、本発明の半導体装置に適用するトランジスタは、様々なタイ
プを用いることができ、様々な基板上に形成させることができる。したがって、回路の全
てが、ガラス基板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板に形成されていてもよ
いし、単結晶基板に形成されていてもよいし、ＳＯＩ基板上に形成されていてもよいし、
どのような基板上に形成されていてもよい。回路の全てが形成されていることにより、部
品点数を減らしてコストを低減し、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させる
ことができる。あるいは、回路の一部が、ある基板に形成されており、回路の別の一部が
、別の基板に形成されていてもよい。つまり、回路の全てが同じ基板上に形成されていな
くてもよい。例えば、回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成し、回路
の別の一部は、単結晶基板上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌ
ａｓｓ）で接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ
（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続して
もよい。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていることにより、部品点数を減
らしてコストを低減し、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させることができ
る。また、駆動電圧が高い部分や駆動周波数が高い部分は、消費電力が大きくなってしま
うので、そのような部分は同じ基板に形成しないようにすれば、消費電力の向上を防ぐこ
とができる。
【００２６】
なお、本明細書でいう半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般
を指すものとする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の半導体装置は、バッテリーを有することを特徴とする。そのため、従来のよう
に、電池の経時的な劣化に伴う個体情報の送受信にするための電力の不足を防止すること
ができる。そして、本発明の半導体装置は、バッテリーに無線で電力を供給するためのア
ンテナを有することを特徴とする。そのため、充電器に直接接続することなく、半導体装
置を駆動するための電源を外部からの電磁波の電力を利用してバッテリーを充電すること
ができる。その結果、アクティブタイプのＲＦＩＤのような電池の残存容量の確認や電池
の交換をする作業が発生するといったことなく、使用し続けることが可能になる。加えて
、半導体装置を駆動するための電力を常にバッテリー内に保持することにより、当該半導
体装置が動作するための十分な電力が得られ、リーダ／ライタとの通信距離を伸ばすこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図２】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図３】本発明の半導体装置に含まれるアンテナの形状の一例を示す図。
【図４】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図５】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図６】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図９】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１７】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１８】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図１９】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２０】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２１】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２２】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２３】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２４】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２５】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２６】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２７】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２８】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図２９】本発明の半導体装置の作製方法一構成例を示す図。
【図３０】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図３１】従来の構成を示す図。
【図３２】従来の構成を示す図。
【図３３】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図３４】本発明の半導体装置の特性を説明する図。
【図３５】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図３６】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【図３７】本発明の半導体装置の動作方法の一例を示す図。
【図３８】本発明の半導体装置の動作方法の一例を示す図。
【図３９】本発明の半導体装置の動作方法の一例を示す図。
【図４０】本発明の半導体装置の動作方法の一例を示す図。
【図４１】本発明の半導体装置の一構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多く
の異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱すること
なくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従っ
て本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本
発明の構成において、同じ物を指し示す符号は異なる図面間において共通とする。
（実施の形態１）
【００３０】
本発明の半導体装置の一構成例について、図１、図２に示すブロック図を用いて説明す
る。なお、本実施の形態では、半導体装置をＲＦＩＤタグ（以下、単に「ＲＦＩＤ」とも
記す）として利用する場合について説明する。
【００３１】
図１に示す半導体装置（以下、「ＲＦＩＤ１００」と記す）は、第１のアンテナ回路１
０１、第２のアンテナ回路１０２、信号処理回路１０３、及びバッテリー１０４によって
構成されている。信号処理回路１０３は、第１の整流回路１０５、電源回路１０６、第２
の整流回路１０７、復調回路１０８、アンプ１０９、論理回路１１０、メモリコントロー
ル回路１１１、メモリ回路１１２、論理回路１１３、アンプ１１４、変調回路１１５によ
って構成されている。
【００３２】
また、図２は、第１のアンテナ回路１０１がリーダ／ライタ２０１から発信された電波
２０２ａを受信（又はリーダ／ライタ２０１へ電波を送信）し、第２のアンテナ回路１０
２が外部の電波２０２ｂを受信する場合について示している。図２において、第１のアン
テナ回路１０１で受信した電波２０２ａは、第１の整流回路１０５を介して電源回路１０
６に入力されると同時に、電波２０２ａに含まれるデータが復調回路１０８等により抽出
される。また、第２のアンテナ回路１０２で受信した電波２０２ｂは、第２の整流回路１
０７を介してバッテリー１０４に入力される。
【００３３】
本実施の形態で示すＲＦＩＤ１００は、第２のアンテナ回路１０２で受信した外部の電
波２０２ｂがバッテリー１０４に入力されることによって、バッテリー１０４の充電が行
われる。また、バッテリー１０４に充電された電力は、電源回路１０６を介して信号処理
回路１０３に設けられた回路に供給される構成となっている。つまり、バッテリー１０４
を無線で充電する構成となっている。また、第１のアンテナ回路１０１で受信し第１の整
流回路１０５を介して入力された電波２０２ａが、ＲＦＩＤ１００を駆動する電力として
電源回路１０６を介して信号処理回路１０３の回路に供給される。
【００３４】
なお、本実施の形態で示すＲＦＩＤ１００は、バッテリー１０４を充電するために第２
のアンテナ回路１０２で受信する電波として、外部の電波２０２ｂ（以下、「無線信号」
とも記す）を利用することを特徴としている。無線信号は、例えば、携帯電話の中継局の
電波（８００〜９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ、１．９〜２．１ＧＨｚ帯等）、携帯電話
から発振される電波、電波時計の電波（４０ｋＨｚ等）、家庭用の交流電源のノイズ（６
０Ｈｚ等）、他のリーダ／ライタ（ＲＦＩＤ１００と直接やりとりを行わないリーダ／ラ
イタ）から無作為に生じている電波等を利用することができる。また、第２のアンテナ回
路１０２は、それぞれ長さや形状の異なるアンテナを用いた複数のアンテナ回路を設ける
ことによって、バッテリー１０４の充電として波長が異なる複数の無線信号を利用するこ
とができる。
【００３５】
上述した無線信号を受信してバッテリーの充電を無線で行うことによって、バッテリー
を充電するための充電器等を別途必要としないため、電池の交換作業が不要となり、より
低コストでＲＦＩＤを設けることができる。また、第２のアンテナ回路１０２のアンテナ
の形状は、これらの無線信号を受信しやすい長さや形状で設ける。また、波長が異なる無
線信号を複数受信する場合には、長さや形状の異なるアンテナを含む複数のアンテナ回路
を設けることが好ましい。
【００３６】
なお、第１のアンテナ回路１０１と第２のアンテナ回路１０２は、例えば、図４（Ａ）
に示すようにアンテナ４０１、共振容量４０２により構成することができ、アンテナ４０
１及び共振容量４０２を併せてアンテナ回路４０３とよぶことがある。また、第１の整流
回路１０５と第２の整流回路１０７は、第１のアンテナ回路１０１及び第２のアンテナ回
路１０２が受信する電磁波により誘導される交流信号を直流信号に変換する回路であれば
よい。例えば、図４（Ｂ）に示すように、ダイオード４０４、ダイオード４０５、平滑容
量４０６によって整流回路４０７を構成すればよい。
【００３７】
また、第１のアンテナ回路１０１のアンテナの形状についても、特に限定されない。つ
まり、ＲＦＩＤ１００における第１のアンテナ回路１０１に適用する信号の伝送方式は、
電磁結合方式、電磁誘導方式又はマイクロ波方式等を用いることができる。伝送方式は、
実施者が適宜使用用途を考慮して選択すればよく、伝送方式に伴って最適な長さや形状の
アンテナを設ければよい。
【００３８】
例えば、伝送方式として、電磁結合方式又は電磁誘導方式（例えば、１３．５６ＭＨｚ
帯）を適用する場合には、電界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとし
て機能する導電膜を輪状（例えば、ループアンテナ）、らせん状（例えば、スパイラルア
ンテナ）に形成する。
【００３９】
また、伝送方式としてマイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）
、２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電波の波長を考慮して
アンテナとして機能する導電膜の長さや形状を適宜設定すればよく、アンテナとして機能
する導電膜を例えば、線状（例えば、ダイポールアンテナ）、平坦な形状（例えば、パッ
チアンテナ）等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は
線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた
形状で設けてもよい。
【００４０】
図３にマイクロ波方式を適用する場合の第１のアンテナ回路１０１又は第２のアンテナ
回路１０２に設けるアンテナの形状の一例を示す。例えば、図３（Ａ）に示すように信号
処理回路が設けられたチップ３０２の周りにアンテナ３０３を配した構造を取っても良い
。また、図３（Ｂ）に示すように信号処理回路が設けられたチップ３０２上に細いアンテ
ナ３０３を設けた構造をとってもよい。また、図３（Ｃ）に示すように信号処理回路が設
けられたチップ３０２に対して、高周波数の電磁波を受信するためのアンテナ３０３の形
状をとってもよい。また、図３（Ｄ）に示すように信号処理回路が設けられたチップ３０
２に対して１８０度無指向性（どの方向からでも同じく受信可能）なアンテナ３０３での
形状をとってもよい。また、図３（Ｅ）に示すように、信号処理回路が設けられたチップ
３０２に対して、棒状に長く伸ばしたアンテナ３０３の形状をとってもよい。第１のアン
テナ回路１０１及び第２のアンテナ回路１０２にマイクロ波方式を適用する場合はこれら
の形状のアンテナを組み合わせて用いることができる。
【００４１】
また、図３において、信号処理回路が設けられたチップ３０２とアンテナとの接続につ
いては特に限定されない。例えば、アンテナ３０３とチップ３０２をワイヤボンディング
接続やバンプ接続を用いて接続する、あるいはチップの一部を電極にしてアンテナ３０３
に貼り付けるという方法を取ってもよい。この方式ではＡＣＦ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｍ；異方性導電性フィルム）を用いてチップ３０２をア
ンテナ３０３に貼り付けることができる。また、アンテナに必要な長さは受信に用いる周
波数によって適正な長さが異なる。そのため、波長の整数分の１の長さにし、例えば周波
数が２．４５ＧＨｚの場合は約６０ｍｍ（１／２波長）、約３０ｍｍ（１／４波長）とす
れば良い。
【００４２】
なお、図１、図２における電源回路１０６は、ＲＦＩＤ１００を駆動するための電力を
各回路に供給する。具体的には、第１のアンテナ回路１０１で受信し第１の整流回路１０
５で整流化されて得られた電力を一定の値に制御し、信号処理回路１０３の各回路が動作
するために必要な電力の供給を行う。また、バッテリー１０４に充電された電力を一定の
値に制御して、信号処理回路１０３の各回路が動作するために必要な電力の供給を行う。
ＲＦＩＤ１００の第１のアンテナ回路１０１を介して十分な電力が得られない場合であっ
ても、バッテリー１０４に充電された電力により信号処理回路１０３の各回路が駆動する
ために必要な電力の供給が行われる。
【００４３】
図１、図２における電源回路の一例について図６を用いて説明する。電源回路は基準電
圧回路とバッファアンプで構成される。基準電圧回路は抵抗１００１、ダイオード接続の
トランジスタ１００２、１００３によって構成され、トランジスタのＶｇｓ２つ分に相当
する基準電圧を発生させる。バッファアンプはトランジスタ１００５、１００６で構成さ
れる差動回路、トランジスタ１００７、１００８によって構成されるカレントミラー回路
、電流供給用抵抗１００４、トランジスタ１００９、抵抗１０１０によって構成されるソ
ース接地アンプより構成される。
【００４４】
図６に示す電源回路において、出力端子より流れる電流が大きいときはトランジスタ１
００９に流れる電流が少なくなり、また、出力端子より流れる電流が小さいときはトラン
ジスタ１００９に流れる電流が多くなり、抵抗１０１０に流れる電流はほぼ一定となるよ
うに動作する。また出力端子の電位は基準電圧回路とほぼ同じ値となる。ここでは基準電
圧回路とバッファアンプを有する電源回路を示したが、本発明に用いる電源回路は図６に
限定されず、他の形式の回路であっても良い。
【００４５】
なお、本明細書において、バッテリーとは、充電することで連続使用時間を回復するこ
とができる電池のことをいう。すなわち、バッテリーは電力の消費に伴い使用時間が減少
するが、消費されて減少した電力を充電することにより使用時間を延ばすことができる電
池をいう。なおバッテリーとしては、リチウムイオン電池、リチウム二次電池、ニッケル
水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池
、銀亜鉛電池などの二次電池が適用可能であるが、これには限定されない。また、大容量
のコンデンサなどを適用してもよい。特に、リチウムイオン電池やリチウム二次電池は充
放電容量が大きいため、本実施の形態に係る半導体装置に備えるバッテリーに適用するこ
とで小型化を図ることができる。
【００４６】
次に、図１、図２に示すＲＦＩＤ１００に、リーダ／ライタ２０１よりデータを書き込
む際の動作を以下に説明する。第１のアンテナ回路１０１で受信した信号は、第１の整流
回路１０５により、半波整流され、そして平滑化される。第１の整流回路１０５により半
波整流、平滑化された電圧は電源回路１０６に入力される。そして電源回路は、安定化さ
れた後の電圧をアンプ１０９、論理回路１１０、メモリコントロール回路１１１、メモリ
回路１１２、論理回路１１３、アンプ１１４、変調回路１１５に供給する。
【００４７】
また第１のアンテナ回路１０１で受信された信号はアンプ１０９を介して、クロック信
号として、論理回路１１０に入力される。さらに、第１のアンテナ回路１０１から入力さ
れた信号は復調回路１０８で復調され、データとして論理回路１１０に入力される。
【００４８】
論理回路１１０において、入力されたデータはデコードされる。リーダ／ライタ２０１
がデータを変形ミラー符号、ＮＲＺ−Ｌ符号などでエンコードして送信するため、それを
論理回路１１０はデコードする。デコードされたデータは、メモリコントロール回路１１
１に送られ、それに従いメモリ回路１１２にデータが書き込まれる。メモリ回路１１２は
電源が切れても保持できる不揮発性メモリ回路である必要があり、マスクＲＯＭなどが使
用される。
【００４９】
また、図１、図２に示すＲＦＩＤ１００におけるメモリ回路１１２に記憶されたデータ
をリーダ／ライタ２０１が読み出す場合は以下のように動作する。第１のアンテナ回路１
０１で受信した信号は、第１の整流回路１０５により、半波整流され、そして平滑化され
る。第１の整流回路１０５により半波整流、平滑化された電圧は電源回路１０６に入力さ
れる。そして電源回路は、安定化された後の電圧をアンプ１０９、論理回路１１０、メモ
リコントロール回路１１１、メモリ回路１１２、論理回路１１３、アンプ１１４、変調回
路１１５に供給する。
【００５０】
また、第１のアンテナ回路１０１で受信された交流信号はアンプ１０９を通して論理回
路１１０に入力され、論理演算が行われる。そして、論理回路１１０からの信号を用いて
、メモリコントロール回路１１１を制御し、メモリ回路１１２に記憶されているデータを
呼び出す。次にメモリ回路１１２から呼び出されたデータを論理回路１１３で加工し、ア
ンプ１１４で増幅の後、変調回路１１５を動作させる。データの加工はＩＳＯ１４４４３
、ＩＳＯ１５６９３、ＩＳＯ１８０００などの規格に定められた方式に従い加工されるが
、リーダ／ライタとの整合性が確保されれば、上記規格以外であってもかまわない。
【００５１】
変調回路１１５が動作すると、第１のアンテナ回路１０１のインピーダンスが変化する
。これによって、第１のアンテナ回路１０１で反射されるリーダ／ライタ２０１の信号に
変化が生じる。この変化をリーダ／ライタが読み取ることによってＲＦＩＤ１００のメモ
リ回路１１２に記憶されたデータを知ることが可能になる。このような変調方式を負荷変
調方式という。
【００５２】
なお、信号処理回路１０３に設けるトランジスタは、様々な形態のトランジスタを適用
させることが出来る。よって、適用可能なトランジスタの種類に限定はない。したがって
、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるトランジスタ、ＭＯＳ型ト
ランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎ
Ｏなどの化合物半導体を用いたトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用い
たトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。なお、非単結晶半導体
膜には水素またはハロゲンが含まれていてもよい。また、信号処理回路１１０２が形成さ
れている基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることは
ない。従って例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基
板、紙基板、セロファン基板、石材基板などに形成することが出来る。また、ある基板に
信号処理回路１１０２を形成し、その後、別の基板に信号処理回路１１０２を移動させて
、別の基板上に配置するようにしてもよい。
【００５３】
次に、図１、図２に示すＲＦＩＤ１００に、外部の無線信号より電力を充電する際の動
作を以下に説明する。第２のアンテナ回路１０２で受信した外部の無線信号は、第２の整
流回路１０７により、半波整流され、そして平滑化される。第２の整流回路１０７により
半波整流、平滑化された電圧は、バッテリー１０４に一旦保持される。バッテリー１０４
に保持された電力は、電源回路１０６に供給する電力として用いられる。なお、第１のア
ンテナ回路より供給される信号について、受信することはできるものの、リーダ／ライタ
に送信するための電力が不足している場合に、バッテリーより電力を供給するか否かを判
定する回路を設ける構成であってもよい。
【００５４】
以下に、本実施の形態のＲＦＩＤの一構成例について説明する。なお、ここでは、第１
のアンテナ回路１０１に設けるアンテナの形状をコイル状とし、第２のアンテナ回路１０
２として長さや形状の異なるアンテナを含む複数のアンテナ回路を設ける場合について説
明する。
【００５５】
本実施の形態のＲＦＩＤ１００は、その機能、大きさでわけると、第１のアンテナ回路
、第２のアンテナ回路、信号処理回路、バッテリーが、基板上に積層、または並列に配し
たレイアウトを取り得る。また、信号処理回路においては、第１のアンテナ回路に付随す
る回路、第２のアンテナ回路に付随する回路で分けて記すことができ、以下の説明では、
第１のアンテナ回路に付随する回路については第１の信号処理回路とし、第２のアンテナ
回路に付随する回路ついては第２の信号処理回路と記す。なお、第１の信号処理回路は、
図１における信号処理回路１０３のうち少なくとも第１の整流回路１０５、電源回路１０
６、復調回路１０８、アンプ１０９、論理回路１１０、メモリコントロール回路１１１、
メモリ回路１１２、論理回路１１３、アンプ１１４、変調回路１１５を含んでいる。一方
、第２の信号処理回路は、図１における信号処理回路１０３のうち少なくとも第２の整流
回路１０７を含んでいる。
【００５６】
図７に示すＲＦＩＤは、基板７０１上に、第１のアンテナ回路７０４と、複数の第２の
アンテナ回路７０５ａ、７０５ｂと、第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を有す
るチップ７０２と、バッテリー７０３とを有している。なお、第１のアンテナ回路７０４
と第１の信号処理回路は接続されており、第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂと第２
の信号処理回路は接続されている。
【００５７】
第１のアンテナ回路７０４により受信された電波は、チップ７０２に形成された第１の
信号処理回路における第１の整流回路を介して電源回路に入力されて電力に生成されると
同時に、電波に含まれる信号が復調回路等により抽出される。また、バッテリー７０３と
チップ７０２に形成された第２の信号処理回路は接続されており、複数の第２のアンテナ
回路７０５ａ、７０５ｂで受信した電波は、第２の信号処理回路における整流回路を介し
てバッテリー７０３に入力される。
【００５８】
ここでは、リーダ／ライタ７０６から送信された電波を第１のアンテナ回路７０４で受
信し、外部の無線信号７０７を第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂで受信している例
を示している。つまり、ＲＦＩＤは、第１のアンテナ回路７０４を介してリーダ／ライタ
７０６とデータの送受信を行い、第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂを介してバッテ
リー７０３の充電を行う。
【００５９】
また、バッテリー７０３はチップ７０２に設けられた第１の信号処理回路とも電気的に
接続しており、バッテリー７０３から適宜第１の信号処理回路における電源回路に電力が
供給される。バッテリー７０３と第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路との接続に
ついては特に限定されず、例えば、バッテリー７０３と第１の信号処理回路又は第２の信
号処理回路をワイヤボンディング接続やバンプ接続を用いて接続することができる。また
、他にも、第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路の一部を電極にしてバッテリー７
０３との接続端子と貼り合わせて設けることもでき、この場合異方性導電フィルム等を用
いて貼り合わせることができる。
【００６０】
なお、図７におけるリーダ／ライタ７０６の一例について、図５を用いて説明する。図
５におけるリーダ／ライタ７０６は、受信部５０１、送信部５０２、制御部５０３、イン
ターフェース部５０４、アンテナ回路５０５によって構成されている。制御部５０３は、
インターフェース部５０４を介した上位装置５０６の制御により、データ処理命令、デー
タ処理結果について、受信部５０１、送信部５０２を制御する。送信部５０２はＲＦＩＤ
１００に送信するデータ処理命令を変調し、アンテナ回路５０５から電磁波として出力す
る。また受信部５０１は、アンテナ回路５０５で受信された信号を復調し、データ処理結
果として制御部５０３に出力する。
【００６１】
本実施の形態において、図５に示すリーダ／ライタ７０６のアンテナ回路５０５は、受
信部５０１及び送信部５０２に接続され、ＬＣ並列共振回路を構成するアンテナ５０７及
び共振容量５０８を有する。アンテナ回路５０５は、受信時に、ＲＦＩＤ１００により出
力された信号によってアンテナ回路５０５に誘導される起電力を電気的信号として受信す
る。また、送信時には、アンテナ回路５０５に誘導電流を供給し、アンテナ回路５０５よ
りＲＦＩＤ１００に信号を送信する。
【００６２】
また、バッテリー７０３の充電に用いられる第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂの
アンテナの長さや形状は図７に示した構造に限られない。ここでは、第２のアンテナ回路
７０５ａ、７０５ｂのアンテナとして、長さの異なる線状のアンテナ（ダイポールアンテ
ナ）を設けた例を示したが、例えば、ダイポールアンテナとコイル状のアンテナを組み合
わせて用いてもよいし、ダイポールアンテナとパッチアンテナを組み合わせて用いてもよ
い。このように、バッテリー７０３の充電に用いられるアンテナとして、長さや形状の異
なるものを複数設けることによって、様々な波長の無線信号を受信することができるため
、充電効率を向上させることができる。特に、パッチアンテナとダイポールアンテナ等の
形状の異なるアンテナを組み合わせて設けることによって（例えば、パッチアンテナの周
囲に折り返しダイポールアンテナを設ける）、限られたスペースを有効に活用することが
可能となる。もちろん、本実施の形態で示すＲＦＩＤは、複数の第２のアンテナ回路７０
５ａ、７０５ｂを設けた例を示したが、これに限られず、１つのアンテナ回路又は３つ以
上のアンテナ回路を設けた構成としてもよい。
【００６３】
また、リーダ／ライタ７０６と信号の送受信を行うために用いられる第１のアンテナ回
路７０４も図７に示した構造に限られず、上述したように適用する伝送方式により様々な
長さや形状のアンテナを用いることができる。
【００６４】
例えば、第１のアンテナ回路７０４とリーダ／ライタ７０６間で送受信される信号の周
波数は、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚなどがあり、
それぞれＩＳＯ規格などが設定される。勿論、第１のアンテナ回路７０４とリーダ／ライ
タ７０６間で送受信される信号の周波数はこれに限定されず、例えばサブミリ波である３
００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、マイクロ波である３Ｇ
Ｈｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、超短波である３０ＭＨｚ〜
３００ＭＨｚ、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ＫＨｚ〜３ＭＨｚ、
長波である３０ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ、及び超長波である３ＫＨｚ〜３０ＫＨｚのいずれ
の周波数も用いることができる。また、第１のアンテナ回路７０４とリーダ／ライタ７０
６間で送受信される信号は、搬送波を変調した信号である。搬送波の変調方式は、アナロ
グ変調であってもデジタル変調であってよく、振幅変調、位相変調、周波数変調、及びス
ペクトラム拡散のいずれであってもよい。望ましくは、振幅変調、または、周波数変調に
するとよい。
【００６５】
なお、図７では、同一の基板７０１上に第１のアンテナ回路７０４、複数の第２のアン
テナ回路７０５ａ、７０５ｂ、第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を有するチッ
プ７０２及びバッテリー７０３を設けた例を示したが、本実施の形態で示すＲＦＩＤは、
図７に示した構造に限られない。
【００６６】
例えば、図８に示すように、チップ７０２ａ及び第１のアンテナ回路７０４が設けられ
た基板７０１ａと、チップ７０２ｂと複数の第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂ及び
バッテリー７０３が設けられた基板７０１ｂとを重畳的に設けた構成としてもよい。チッ
プ７０２ａには第１の信号処理回路が設けられており、チップ７０２ｂには第２の信号処
理回路が設けられている。
【００６７】
図８においては、第１のアンテナ回路７０４に受信された電波は、チップ７０２ａに設
けられた第１の信号処理回路における第１の整流回路を介して電源回路に入力されて電力
に生成されると同時に、電波に含まれる信号が復調回路等により抽出される。また、第２
のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂで受信した電波は、チップ７０２ｂに設けられた第２
の信号処理回路における第２の整流回路を介してバッテリー７０３に入力される。
【００６８】
また、第１のアンテナ回路７０４はチップ７０２ａに設けられた第１の信号処理回路と
接続し、第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂはチップ７０２ｂに設けられた第２の信
号処理回路と接続している。バッテリー７０３は、チップ７０２ａに設けられた第１の信
号処理回路と、チップ７０２ｂに設けられた第２の信号処理回路とそれぞれ電気的に接続
するように設けられている。
【００６９】
また、バッテリー７０３と第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路との接続につい
ては特に限定されず、例えば、バッテリー７０３と第１の信号処理回路又は第２の信号処
理回路をワイヤボンディング接続やバンプ接続を用いて接続することができる。また、他
にも、第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路の一部を電極にしてバッテリー７０３
との接続端子と貼り合わせて設けることもでき、この場合異方性導電フィルム等を用いて
貼り合わせることができる。
【００７０】
このように、リーダ／ライタとの信号の送受信に用いるチップ及びアンテナと、バッテ
リーの充電に用いるチップ及びアンテナとを別々の基板に形成した後、当該基板を貼り合
わせて設けることによって、アンテナやバッテリーの形状を大きく形成することができる
。
【００７１】
なお、図７、図８におけるバッテリー７０３は、第１の信号処理回路又は第２の信号処
理回路と同時に設けることができる。例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度に薄膜化したリ
チウムイオン２次電池を第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路と同時に形成しても
よい。また、第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路と同時に薄膜のキャパシターを
形成してバッテリー７０３としてもよい。また、図７、図８ではバッテリー７０３を第２
のアンテナ回路７０５ａと重なるように設けているが、他にも第１のアンテナ回路７０４
と重なるように設けてもよいし（図９（Ａ））、第１のアンテナ回路７０４、第２のアン
テナ回路７０５ａ、７０５ｂのいずれにも重ならないように設けてもよい。
【００７２】
また、バッテリー７０３を第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路と接続するよう
に貼り合わせて設けてもよい。例えば、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、バッテリー７
０３を第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路が形成されたチップ７０２と貼り合わ
せて設ける。この場合、基板の表面（チップ７０２が形成された面）又は裏面に貼り合わ
せることができる。この場合、チップ７０２に含まれる第１の信号処理回路、第２の信号
処理回路とバッテリー７０３とがそれぞれ電気的に接続するように貼り合わせる。例えば
、チップ７０２に電気的に接続するバンプ等の接続端子７１１を設け、バッテリーの接続
端子７１２と電気的に接続されるように設ける。貼り合わせとしては、異方性導電フィル
ム等を用いることができる。
【００７３】
また、第１のアンテナ回路７０４、第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂ及びバッテ
リー７０３が設けられた基板７０１に第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路が形成
されたチップ７０２を貼り合わせて設けてもよい（図１０（Ａ））。また、第１のアンテ
ナ回路７０４、第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂが設けられた基板７０１上に第１
の信号処理回路又は第２の信号処理回路が形成されたチップ７０２とバッテリー７０３を
貼り合わせて設けてもよい（図１０（Ｂ））。この場合、チップ７０２に含まれる第１の
信号処理回路、第２の信号処理回路とバッテリー７０３とがそれぞれ電気的に接続し、第
１の信号処理回路と第１のアンテナ回路７０４、第２の信号処理回路と第２のアンテナ回
路７０５ａ、７０５ｂが電気的に接続するように貼り合わせる。貼り合わせとしては、上
述したように、チップ７０２、バッテリー７０３又は第１のアンテナ回路７０４、第２の
アンテナ回路７０５ａ、７０５ｂに電気的に接続するバンプ等の接続端子を設け、当該接
続端子を電気的に接続して設ける。
【００７４】
このように設けることによって、チップ、アンテナ又はバッテリーを別々に設けた後、
組み合わせて設けることができるため、生産性を向上させることができる。
【００７５】
以上のように、本発明のＲＦＩＤを有する半導体装置は、バッテリーを有することを特
徴とする。そのため、従来のように、電池の経時的な劣化に伴う個体情報の送受信にする
ための電力の不足を防止することができる。そして、本発明の半導体装置は、バッテリー
に電力を供給するための信号を受信するアンテナを有することを特徴とする。そのため、
充電器に直接接続することなく、ＲＦＩＤを駆動するための電源を外部の無線信号を利用
してバッテリーを充電することができる。その結果、アクティブタイプのＲＦＩＤのよう
な電池の残存容量の確認や電池の交換をする作業が発生するといったことなく、使用し続
けることが可能になる。加えて、ＲＦＩＤを駆動するための電力を常にバッテリー内に保
持することにより、ＲＦＩＤが動作するための十分な電力が得られ、リーダ／ライタとの
通信距離を伸ばすことができる。
【００７６】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
（実施の形態２）
【００７７】
本実施の形態では、上記実施の形態１で示したＲＦＩＤを有する半導体装置において、
ブースターアンテナ回路（以下、ブースターアンテナという）を設けた構成に関して、図
面を参照して説明する。なお、本実施の形態において使用する図面に関し、実施の形態１
と同じ部分は同じ符号を用いて示す場合がある。
【００７８】
本実施の形態において述べるブースターアンテナは、半導体装置において、リーダ／ラ
イタからの信号を受信し信号処理回路にデータを出力するアンテナ（以下、第１のチップ
アンテナまたは第１のアンテナ回路という）や、バッテリーを充電するために無線信号を
受信するアンテナ（以下、第２のチップアンテナまたは第２のアンテナ回路という）より
も、サイズの大きいアンテナをいう。ブースターアンテナは、使用する周波数帯域で共振
させ、第１のチップアンテナ又は第２のチップアンテナと磁界結合させることで、リーダ
／ライタとの信号の送受信又は無線信号の受信を効率よく行うことができるものをいう。
さらに、ブースターアンテナは磁界を介して第１のチップアンテナ又は第２のチップアン
テナと結合しているため、直接チップアンテナ及び信号処理回路と接続する必要が無いと
いう利点を有している。
【００７９】
本実施の形態におけるＲＦＩＤに用いる半導体装置について、図１２、図１３に示すブ
ロック図を用いて説明する。
【００８０】
図１２に示すＲＦＩＤ１００は、第１のアンテナ回路１０１、第２のアンテナ回路１０
２、ブースターアンテナ１２０１、信号処理回路１０３及びバッテリー１０４により構成
されている。信号処理回路１０３は、第１の整流回路１０５、電源回路１０６、第２の整
流回路１０７、復調回路１０８、アンプ１０９、論理回路１１０、メモリコントロール回
路１１１、メモリ回路１１２、論理回路１１３、アンプ１１４、変調回路１１５によって
構成される。
【００８１】
図１３は、第１のアンテナ回路１０１がブースターアンテナ１２０１を介してリーダ／
ライタ２０１と信号の送受信を行い、第２のアンテナ回路１０２が外部の無線信号を受信
する場合について示している。図１３において、ブースターアンテナ１２０１がリーダ／
ライタ２０１からの信号を受信し、第１のアンテナ回路１０１との磁界結合により、リー
ダ／ライタ２０１から送信された信号が第１の整流回路１０５を介して電源回路１０６に
入力され、かつ復調回路１０８及びアンプ１０９に入力される。また図１３において、第
２のアンテナ回路１０２で受信する信号は第２の整流回路１０７を介してバッテリー１０
４に入力され、バッテリー１０４より適宜電源回路１０６に電力が供給される。図１３に
示した構成とすることにより、リーダ／ライタ２０１とＲＦＩＤ１００間の信号の送受信
の通信距離を伸ばすことができるため、データの送受信をより確実にすることができる。
【００８２】
また、ブースターアンテナ１２０１の同調を第１のアンテナ回路１０１に限らず、ブー
スターアンテナ１２０１が同調する周波数の帯域を異ならせることにより他のアンテナと
磁界結合させることもできる。
【００８３】
例えば、図１４は、第２のアンテナ回路１０２がブースターアンテナ１２０１を介して
外部の無線信号を受信し、第１のアンテナ回路１０１がリーダ／ライタ２０１と情報の送
受信を行う場合について示している。図１４において、ブースターアンテナ１２０１が外
部の無線信号２０２を受信し、第２のアンテナ回路１０２との磁界結合により、無線信号
２０２が第２の整流回路１０７を介してバッテリー１０４に電力として充電される。そし
てバッテリー１０４から電源回路１０６に電力が供給される。また、第１のアンテナ回路
１０１で受信する信号は、第１の整流回路１０５を介して電源回路１０６に入力され、か
つ復調回路１０８及びアンプ１０９に入力される。図１４に示した構成とすることにより
、ＲＦＩＤ１００が無線信号２０２を受信しやすくなり、バッテリー１０４への充電をよ
り確実にすることができる。
【００８４】
また、ブースターアンテナ１２０１を複数設けることによって、ブースターアンテナ１
２０１と第１のアンテナ回路１０１及び第２のアンテナ回路１０２と磁界結合させること
もできる。
【００８５】
例えば、図１５には、第１のアンテナ回路１０１がブースターアンテナ１２０１ａを介
してリーダ／ライタ２０１と信号の送受信を行い、第２のアンテナ回路１０２がブースタ
ーアンテナ１２０１ｂを介して外部の無線信号を受信する場合について示している。ブー
スターアンテナ１２０１ａがリーダ／ライタ２０１からの信号を受信し、第１のアンテナ
回路１０１との磁界結合により、リーダ／ライタ２０１から送信された信号が第１の整流
回路１０５を介して電源回路１０６に入力され、かつ復調回路１０８及びアンプ１０９に
入力される。また、ブースターアンテナ１２０１ｂが外部の無線信号２０２を受信し、第
２のアンテナ回路１０２との磁界結合により、無線信号２０２が第２の整流回路１０７を
介してバッテリー１０４に電力として充電される。
【００８６】
また、図１２乃至図１５における第１の整流回路１０５、第２の整流回路１０７は、実
施の形態１で示した構成と同様であり、図４（Ｂ）に示すように、ダイオード４０４、ダ
イオード４０５、平滑容量４０６によって整流回路４０７を構成すればよい。
【００８７】
なお、第１のアンテナ回路１０１、第２のアンテナ回路１０２及びブースターアンテナ
のアンテナの形状については、特に限定されない。例えば実施の形態１で説明した図３の
形状のアンテナを採用することができる。但し、ブースターアンテナはその機能上、磁界
結合するアンテナ回路より大きな形状のアンテナを採用することが好ましい。また、第１
のアンテナ回路１０１、第２のアンテナ回路１０２及びブースターアンテナは、実施の形
態１で説明した図４（Ａ）のように、アンテナ４０１、共振容量４０２によって構成され
るものとして説明し、アンテナ４０１及び共振容量４０２を併せてアンテナ回路４０３と
する。
【００８８】
また、第１のアンテナ回路１０１及び第２のアンテナ回路１０２は、信号処理回路１０
３と共に同じ基板上に積層して設ける構成としても良いし、外付けのアンテナとして設け
られるものであってもよい。
【００８９】
例えば、図１６に、図１３の構成のＲＦＩＤを有する半導体装置における第１のアンテ
ナ回路、第２のアンテナ回路、及びブースターアンテナの位置関係並びにアンテナの形状
について示す。図１６において、基板７０１にコイル状の第１のアンテナ回路７０４と複
数の第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂを設け、基板７２１上にブースターアンテナ
７２２を設け、基板７０１と基板７２１とを貼り合わせて設けることができる。
【００９０】
図１６において、リーダ／ライタ７０６とブースターアンテナ７２２を近づけると、リ
ーダ／ライタ７０６から発生した交流磁界がコイル状のブースターアンテナ７２２を貫き
、電磁誘導によりコイル状のブースターアンテナ７２２の端子間（アンテナの一端と他端
の間）に起電力が発生する。コイル状のブースターアンテナ７２２において電磁誘導によ
る起電力が発生すると共にブースターアンテナ７２２自体から交流磁界が発生する。そし
て、ブースターアンテナ７２２から発生する交流磁界がコイル状の第１のアンテナ回路７
０４を貫き、電磁誘導により第１のアンテナ回路７０４の端子間（アンテナの一端と他端
の間）に起電力が発生する。当該起電力によりリーダ／ライタ７０６と第１のアンテナ回
路７０４とでデータの送受信が行われる。
【００９１】
また、図１６とは異なる構成について、図１７に示す。
【００９２】
図１７は、第１のアンテナ回路７０４、第１の信号処理回路を含むチップ７０２ａ及び
ブースターアンテナ７２２が設けられた基板７０１ａと、第２の信号処理回路を含むチッ
プ７０２ｂ、複数の第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂ及びバッテリー７０３が設け
られた基板７０１ｂとを重畳的に設けた構成を示している。
【００９３】
図１７において、リーダ／ライタ７０６とブースターアンテナ７２２を近づけると、リ
ーダ／ライタ７０６から発生した交流磁界がコイル状のブースターアンテナ７２２を貫き
、電磁誘導によりコイル状のブースターアンテナ７２２の端子間（アンテナの一端と他端
の間）に起電力が発生する。コイル状のブースターアンテナ７２２において電磁誘導によ
る起電力が発生すると共にブースターアンテナ７２２自体から交流磁界が発生する。そし
て、ブースターアンテナ７２２から発生する交流磁界がコイル状の第１のアンテナ回路７
０４を貫き、電磁誘導により第１のアンテナ回路７０４の端子間（アンテナの一端と他端
の間）に起電力が発生する。当該起電力によりリーダ／ライタ７０６と第１のアンテナ回
路７０４とでデータの送受信が行われる。
【００９４】
また、本実施の形態に示す半導体装置は、バッテリー７０３とブースターアンテナ７２
２をそれぞれ貼り合わせて設けてもよい。例えば、図１８に示すように、第１のアンテナ
回路７０４、第２のアンテナ回路７０５ａ、７０５ｂ、第１の信号処理回路及び第２の信
号処理回路を含むチップ７０２が設けられた基板７０１上に、バッテリー７０３とブース
ターアンテナ７２２が設けられた基板７２１を貼り合わせて設ける。この場合、基板７０
１の表面（チップ７０２が形成された面）にバッテリー７０３を貼り合わせ、ブースター
アンテナ７２２が設けられた基板７２１を基板７０１の裏面に貼り合わせた例を示してい
る。
【００９５】
このように、リーダ／ライタとの信号の送受信に用いるチップ及びアンテナと、バッテ
リーの充電に用いるチップ及びアンテナとを別々の基板に形成した後、当該基板を貼り合
わせて設けることによって、アンテナやバッテリーの形状を大きく形成することができる
。
【００９６】
なお、本実施の形態における第１のアンテナ回路、第２のアンテナ回路、及びブースタ
ーアンテナの配置は、アンテナの位置を互いに交流磁界がアンテナコイルを貫くように設
計すれば良く、図１７に示すように大きく面積を確保したブースターアンテナの内側に第
１のアンテナ回路または第２のアンテナ回路を配置することにより、効率的な配置をする
ことができるため、バッテリー等の面積を大きく取ることやアンテナの巻き数を増やすこ
とができ好適である。
【００９７】
以上のように、本発明のＲＦＩＤを有する半導体装置は、バッテリーを有することを特
徴とする。そのため、従来のように、電池の経時的な劣化に伴う個体情報の送受信にする
ための電力の不足を防止することができる。そして、本発明の半導体装置は、バッテリー
に電力を供給するための信号を受信するアンテナを有することを特徴とする。そのため、
充電器に直接接続することなく、ＲＦＩＤを駆動するための電源を外部の無線通信を利用
してバッテリーを充電することができる。その結果、アクティブタイプのＲＦＩＤのよう
な電池の残存容量の確認や電池の交換をする作業が発生するといったことなく、使用し続
けることが可能になる。加えて、ＲＦＩＤを駆動するための電力をバッテリー内に保持す
ることにより、ＲＦＩＤが通信を行うための十分な電力が得られ、リーダ／ライタとの通
信距離を伸ばすことができる。
【００９８】
さらに、本実施の形態の構成においては、実施の形態１の構成に加えて、ブースターア
ンテナを有することを特徴とする。そのため、ＲＦＩＤとリーダ／ライタ間のデータの送
受信、及びＲＦＩＤの、外部の無線信号の受信に対して、より確実に通信を行うことが可
能となる。
【００９９】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置の作製方法の一例に関して、図
面を参照して説明する。
【０１００】
まず、図１９（Ａ）に示すように、基板１９０１の一表面に絶縁膜１９０２を介して剥
離層１９０３を形成し、続けて下地膜として機能する絶縁膜１９０４と半導体膜１９０５
（例えば、非晶質珪素を含む膜）を積層して形成する。なお、絶縁膜１９０２、剥離層１
９０３、絶縁膜１９０４および半導体膜１９０５は、連続して形成することができる。
【０１０１】
なお、基板１９０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板（例えばセラミック基板また
はステンレス基板など）、Ｓｉ基板等の半導体基板から選択されるものである。他にもプ
ラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレ
ート（ＰＮＴ）、ポリエーテルサルフィン（ＰＥＳ）、アクリルなどの基板を選択するこ
ともできる。なお、本工程では、剥離層１９０３は、絶縁膜１９０２を介して基板１９０
１の全面に設けているが、必要に応じて、基板１９０１の全面に剥離層を設けた後に、フ
ォトリソグラフィ法により選択的に設けてもよい。
【０１０２】
また、絶縁膜１９０２、絶縁膜１９０４は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、
酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化
酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁材料を用いて形成する。例えば、
絶縁膜１９０２、１９０４を２層構造とする場合、第１層目の絶縁膜として窒化酸化シリ
コン膜を形成し、第２層目の絶縁膜として酸化窒化シリコン膜を形成するとよい。また、
第１層目の絶縁膜として窒化シリコン膜を形成し、第２層目の絶縁膜として酸化シリコン
膜を形成してもよい。絶縁膜１９０２は、基板１９０１から剥離層１９０３又はその上に
形成される素子に不純物元素が混入するのを防ぐブロッキング層として機能し、絶縁膜１
９０４は基板１９０１、剥離層１９０３からその上に形成される素子に不純物元素が混入
するのを防ぐブロッキング層として機能する。このように、ブロッキング層として機能す
る絶縁膜１９０２、１９０４を形成することによって、基板１９０１からＮａなどのアル
カリ金属やアルカリ土類金属が、剥離層１９０３から剥離層に含まれる不純物元素がこの
上に形成する素子に悪影響を与えることを防ぐことができる。なお、基板１９０１として
石英を用いるような場合には絶縁膜１９０２、１９０４を省略してもよい。
【０１０３】
また、剥離層１９０３は、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造等を用いることがで
きる。金属膜としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タ
ンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）
、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素または当該元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料からなる膜を単層又は積層して形成する。また、これ
らの材料は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成することが
できる。金属膜と金属酸化膜の積層構造としては、上述した金属膜を形成した後に、酸素
雰囲気化またはＮ２Ｏ雰囲気下におけるプラズマ処理、酸素雰囲気化またはＮ２Ｏ雰囲気
下における加熱処理を行うことによって、金属膜表面に当該金属膜の酸化物または酸化窒
化物を設けることができる。例えば、金属膜としてスパッタ法やＣＶＤ法等によりタング
ステン膜を設けた場合、タングステン膜にプラズマ処理を行うことによって、タングステ
ン膜表面にタングステン酸化物からなる金属酸化膜を形成することができる。また、この
場合、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、Ｘは２〜３であり、Ｘが２の場合（Ｗ
Ｏ２）、Ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、Ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、Ｘが３の
場合（ＷＯ３）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸ
の値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めると
よい。他にも、例えば、金属膜（例えば、タングステン）を形成した後に、当該金属膜上
にスパッタ法で酸化珪素（ＳｉＯ２）等の絶縁膜を設けると共に、金属膜上に金属酸化物
（例えば、タングステン上にタングステン酸化物）を形成してもよい。また、プラズマ処
理として、例えば上述した高密度プラズマ処理を行ってもよい。また、金属酸化膜の他に
も、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。この場合、金属膜に窒素雰囲気下また
は窒素と酸素雰囲気下でプラズマ処理や加熱処理を行えばよい。
【０１０４】
また、半導体膜１９０５は、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等に
より、２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【０１０５】
次に、図１９（Ｂ）に示すように、半導体膜１９０５にレーザー光を照射して結晶化を
行う。なお、レーザー光の照射と、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法
、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とを組み合わせた方法等により半導体膜
１９０５の結晶化を行ってもよい。その後、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にエッ
チングして、結晶化した結晶質半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆを形成し、当該半導体膜
１９０５ａ〜１９０５ｆを覆うようにゲート絶縁膜１９０６を形成する。
【０１０６】
なお、ゲート絶縁膜１９０６は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化シリコ
ン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁材料を用いて形成する。例えば、ゲート絶縁
膜１９０６を２層構造とする場合、第１層目の絶縁膜として酸化窒化シリコン膜を形成し
、第２層目の絶縁膜として窒化酸化シリコン膜を形成するとよい。また、第１層目の絶縁
膜として酸化シリコン膜を形成し、第２層目の絶縁膜として窒化シリコン膜を形成しても
よい。
【０１０７】
結晶質半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆの作製工程の一例を以下に簡単に説明すると、
まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０〜６０ｎｍの非晶質半導体膜を形成する。次
に、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを含む溶液を非晶質半導体膜上に保持させ
た後、非晶質半導体膜に脱水素化の処理（５００℃、１時間）と、熱結晶化の処理（５５
０℃、４時間）を行って結晶質半導体膜を形成する。その後、レーザー光を照射し、フォ
トリソグラフィ法を用いることよって結晶質半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆを形成する
。なお、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化を行わずに、レーザー光の照射だけ
で非晶質半導体膜の結晶化を行ってもよい。
【０１０８】
なお、結晶化に用いるレーザー発振器としては、連続発振型のレーザービーム（ＣＷレ
ーザービーム）やパルス発振型のレーザービーム（パルスレーザービーム）を用いること
ができる。ここで用いることができるレーザービームは、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、
エキシマレーザーなどの気体レーザー、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（
Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、
Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、
Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする
レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サフ
ァイアレーザー、銅蒸気レーザーまたは金蒸気レーザーのうち一種または複数種から発振
されるものを用いることができる。このようなレーザービームの基本波、及びこれらの基
本波の第２高調波から第４高調波のレーザービームを照射することで、大粒径の結晶を得
ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波
（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザーの
パワー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２
）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。
なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、
ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３
、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａの
うち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザー、Ａｒイオンレーザー、
またはＴｉ：サファイアレーザーは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動
作やモード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせ
ることも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザービームを発振させると、半
導体膜がレーザーによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照
射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザーを用いる場合と異なり、半導体膜中
において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に
成長した結晶粒を得ることができる。
【０１０９】
また、ゲート絶縁膜１９０６は、半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆに対し前述の高密度
プラズマ処理を行い、表面を酸化又は窒化することで形成しても良い。例えば、Ｈｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと、酸素、酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア、窒素、水素な
どの混合ガスを導入したプラズマ処理で形成する。この場合のプラズマの励起は、マイク
ロ波の導入により行うと、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。この
高密度プラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジ
カル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜の表面を酸化又は窒化するこ
とができる。
【０１１０】
このような高密度プラズマを用いた処理により、１〜２０ｎｍ、代表的には５〜１０ｎ
ｍの絶縁膜が半導体膜に形成される。この場合の反応は、固相反応であるため、当該絶縁
膜と半導体膜との界面準位密度はきわめて低くすることができる。このような、高密度プ
ラズマ処理は、半導体膜（結晶性シリコン、或いは多結晶シリコン）を直接酸化（若しく
は窒化）するため、形成される絶縁膜の厚さは理想的には、ばらつきをきわめて小さくす
ることができる。加えて、結晶性シリコンの結晶粒界でも酸化が強くされることがないた
め、非常に好ましい状態となる。すなわち、ここで示す高密度プラズマ処理で半導体膜の
表面を固相酸化することにより、結晶粒界において異常に酸化反応をさせることなく、均
一性が良く、界面準位密度が低い絶縁膜を形成することができる。
【０１１１】
なお、ゲート絶縁膜１９０６は、高密度プラズマ処理によって形成される絶縁膜のみを
用いても良いし、それにプラズマや熱反応を利用したＣＶＤ法で酸化シリコン、酸窒化シ
リコン、窒化シリコンなどの絶縁膜を堆積し、積層させても良い。いずれにしても、高密
度プラズマで形成した絶縁膜をゲート絶縁膜の一部又は全部に含んで形成されるトランジ
スタは、特性のばらつきを小さくすることができる。
【０１１２】
また、半導体膜に対し、連続発振レーザー若しくは１０ＭＨｚ以上の周波数で発振する
レーザービームを照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜１９０５
ａ〜１９０５ｆは、そのビームの走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向を
チャネル長方向（チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせ
てトランジスタを配置し、上記ゲート絶縁層を組み合わせることで、特性ばらつきが小さ
く、しかも電界効果移動度が高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ）を得ることができる。
【０１１３】
次に、ゲート絶縁膜１９０６上に、第１の導電膜と第２の導電膜とを積層して形成する
。ここでは、第１の導電膜は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により、２０〜１００ｎｍ
の厚さで形成する。第２の導電膜は、１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電
膜と第２の導電膜は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブ
デン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等
から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成
する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料
により形成する。第１の導電膜と第２の導電膜の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタ
ル膜とタングステン膜、窒化タングステン膜とタングステン膜、窒化モリブデン膜とモリ
ブデン膜等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導
電膜と第２の導電膜を形成した後に、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる
。また、２層構造ではなく、３層構造の場合は、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブ
デン膜の積層構造を採用するとよい。
【０１１４】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極と
ゲート線を形成するためのエッチング処理を行って、半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆの
上方にゲート電極１９０７を形成する。ここでは、ゲート電極１９０７として、第１の導
電膜１９０７ａと第２の導電膜１９０７ｂの積層構造で設けた例を示している。
【０１１５】
次に、図１９（Ｃ）に示すように、ゲート電極１９０７をマスクとして半導体膜１９０
５ａ〜１９０５ｆに、イオンドープ法またはイオン注入法により、ｎ型を付与する不純物
元素を低濃度に添加し、その後、フォトリソグラフィ法によりレジストからなるマスクを
選択的に形成して、ｐ型を付与する不純物元素を高濃度に添加する。ｎ型を示す不純物元
素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を示す不純物元素
としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることがで
きる。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素としてリン（Ｐ）を用い、１×１０１５〜１
×１０１９／ｃｍ３の濃度で含まれるように半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆに選択的に
導入し、ｎ型を示す不純物領域１９０８を形成する。また、ｐ型を付与する不純物元素と
してボロン（Ｂ）を用い、１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３の濃度で含まれるように
選択的に半導体膜１９０５ｃ、１９０５ｅに導入し、ｐ型を示す不純物領域１９０９を形
成する。
【０１１６】
続いて、ゲート絶縁膜１９０６とゲート電極１９０７を覆うように、絶縁膜を形成する
。絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、珪素、珪素の酸化物又は珪
素の窒化物の無機材料を含む膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層又は積層し
て形成する。次に、絶縁膜を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエ
ッチングして、ゲート電極１９０７の側面に接する絶縁膜１９１０（サイドウォールとも
よばれる）を形成する。絶縁膜１９１０は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  ｄｒ
ａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いる。
【０１１７】
続いて、フォトリソグラフィ法により形成したレジストからなるマスクと、ゲート電極
１９０７および絶縁膜１９１０をマスクとして用いて、半導体膜１９０５ａ、１９０５ｂ
、１９０５ｄ、１９０５ｆにｎ型を付与する不純物元素を高濃度に添加して、ｎ型を示す
不純物領域１９１１を形成する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素としてリン（Ｐ）
を用い、１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３の濃度で含まれるように半導体膜１９０５
ａ、１９０５ｂ、１９０５ｄ、１９０５ｆに選択的に導入し、不純物領域１９０８より高
濃度のｎ型を示す不純物領域１９１１を形成する。
【０１１８】
以上の工程により、図１９（Ｄ）に示すように、ｎチャネル型薄膜トランジスタ１９０
０ａ、１９００ｂ、１９００ｄ、１９００ｆとｐチャネル型薄膜トランジスタ１９００ｃ
、１９００ｅが形成される。
【０１１９】
なお、ｎチャネル型薄膜トランジスタ１９００ａは、ゲート電極１９０７と重なる半導
体膜１９０５ａの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極１９０７及び絶縁膜１
９１０と重ならない領域にソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域１９１１が
形成され、絶縁膜１９１０と重なる領域であってチャネル形成領域と不純物領域１９１１
の間に低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）が形成されている。また、ｎチャネル型薄膜トラ
ンジスタ１９００ｂ、１９００ｄ、１９００ｆも同様にチャネル形成領域、低濃度不純物
領域及び不純物領域１９１１が形成されている。
【０１２０】
また、ｐチャネル型薄膜トランジスタ１９００ｃは、ゲート電極１９０７と重なる半導
体膜１９０５ｃの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極１９０７と重ならない
領域にソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域１９０９が形成されている。ま
た、ｐチャネル型薄膜トランジスタ１９００ｅも同様にチャネル形成領域及び不純物領域
１９０９が形成されている。なお、ここでは、ｐチャネル型薄膜トランジスタ１９００ｃ
、１９００ｅには、ＬＤＤ領域を設けていないが、ｐチャネル型薄膜トランジスタにＬＤ
Ｄ領域を設けてもよいし、ｎチャネル型薄膜トランジスタにＬＤＤ領域を設けない構成と
してもよい。
【０１２１】
次に、図２０（Ａ）に示すように、半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆ、ゲート電極１９
０７等を覆うように、絶縁膜を単層または積層して形成し、当該絶縁膜上に薄膜トランジ
スタ１９００ａ〜薄膜トランジスタ１９００ｆのソース領域又はドレイン領域を形成する
不純物領域１９０９、１９１１と電気的に接続する導電膜１９１３を形成する。絶縁膜は
、ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等により、珪
素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン
、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等により、単層または積層で形成す
る。ここでは、当該絶縁膜を２層で設け、１層目の絶縁膜１９１２ａとして窒化酸化珪素
膜で形成し、２層目の絶縁膜１９１２ｂとして酸化窒化珪素膜で形成する。また、導電膜
１９１３は、半導体膜１９０５ａ〜１９０５ｆのソース電極又はドレイン電極を形成する
。
【０１２２】
なお、絶縁膜１９１２ａ、１９１２ｂを形成する前、または絶縁膜１９１２ａ、１９１
２ｂのうちの１つまたは複数の薄膜を形成した後に、半導体膜の結晶性の回復や半導体膜
に添加された不純物元素の活性化、半導体膜の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい
。加熱処理には、熱アニール、レーザーアニール法またはＲＴＡ法などを適用するとよい
。
【０１２３】
また、導電膜１９１３は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により、アルミニウム（Ａｌ
）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニ
ッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ
）、ネオジウム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された元素、又はこれ
らの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アル
ミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含
む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを
含む合金材料に相当する。導電膜１９１３は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン
（Ａｌ−Ｓｉ）膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ
）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜
とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相
当する。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜
１９１３を形成する材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、ア
ルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができる。また、還
元性の高い元素であるチタンからなるバリア膜を形成すると、結晶質半導体膜上に薄い自
然酸化膜ができていたとしても、この自然酸化膜を還元し、結晶質半導体膜と良好なコン
タクトをとることができる。
【０１２４】
次に、導電膜１９１３を覆うように、絶縁膜１９１４を形成し、当該絶縁膜１９１４上
に、半導体膜１９０５ａ、１９０５ｆのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜１
９１３とそれぞれ電気的に接続する導電膜１９１５ａ、１９１５ｂを形成する。また、半
導体膜１９０５ｂ、１９０５ｅのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜１９１３
とそれぞれ電気的に接続する導電膜１９１６ａ、１９１６ｂを形成する。なお、導電膜１
９１５ａ、１９１５ｂと導電膜１９１６ａ、１９１６ｂは同一の材料で同時に形成しても
よい。導電膜１９１５ａ、１９１５ｂと導電膜１９１６ａ、１９１６ｂは、上述した導電
膜１９１３で示したいずれかの材料を用いて形成することができる。
【０１２５】
続いて、図２０（Ｂ）に示すように、導電膜１９１６ａ、１９１６ｂにアンテナとして
機能する導電膜１９１７ａ、１９１７ｂが電気的に接続されるように形成する。ここでは
、アンテナとして機能する導電膜１９１７ａと１９１７ｂの一方が上記実施の形態で示し
た第１のアンテナ回路のアンテナに相当し、他方が第２のアンテナ回路のアンテナに相当
する。例えば、導電膜１９１７ａが第１のアンテナ回路のアンテナであり、導電膜１９１
７ｂが第２のアンテナ回路のアンテナであるとすると、薄膜トランジスタ１９００ａ〜薄
膜トランジスタ１９００ｃが上記実施の形態で示した第１の信号処理回路として機能し、
薄膜トランジスタ１９００ｄ〜薄膜トランジスタ１９００ｆが上記実施の形態で示した第
２の信号処理回路として機能する。
【０１２６】
なお、絶縁膜１９１４は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒
化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮ
ｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカ
ーボン）等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール
、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料
からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン材料とは、Ｓｉ−
Ｏ−Ｓｉ結合を含む材料に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との
結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアル
キル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもでき
る。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい
。
【０１２７】
また、導電膜１９１７ａ、１９１７ｂは、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スクリーン印
刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電
性材料により形成する。導電性材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａ
ｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、
タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で、単層構造又は積層構造で形成する。
【０１２８】
例えば、スクリーン印刷法を用いてアンテナとして機能する導電膜１９１７ａ、１９１
７ｂを形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解また
は分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導
電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐ
ｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ
）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子を用
いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー
、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用い
ることができる。代表的には、エポキシ樹脂、珪素樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また
、導電膜の形成にあたり、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。
例えば、導電性のペーストの材料として、銀を主成分とする微粒子（例えば粒径１ｎｍ以
上１００ｎｍ以下）を用いる場合、１５０〜３００℃の温度範囲で焼成することにより硬
化させて導電膜を得ることができる。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微
粒子を用いてもよく、この場合は粒径２０μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。は
んだや鉛フリーはんだは、低コストであるといった利点を有している。
【０１２９】
また、導電膜１９１５ａ、１９１５ｂは、後の工程において本実施の形態の半導体装置
に含まれるバッテリーと電気的に接続される配線として機能しうる。また、アンテナとし
て機能する導電膜１９１７ａ、１９１７ｂを形成する際に、導電膜１９１５ａ、１９１５
ｂに電気的に接続するように別途導電膜を形成し、当該導電膜をバッテリーに接続する配
線として利用してもよい。なお図２０（Ｂ）における導電膜１９１７ａ、１９１７ｂは、
上記実施の形態１で示した第１のアンテナ回路、及び第２のアンテナ回路に対応する。
【０１３０】
次に、図２０（Ｃ）に示すように、導電膜１９１７ａ、１９１７ｂを覆うように絶縁膜
１９１８を形成した後、薄膜トランジスタ１９００ａ〜薄膜トランジスタ１９００ｆ、導
電膜１９１７ａ、１９１７ｂ等を含む層（以下、「素子形成層１９１９」と記す）を基板
１９０１から剥離する。ここでは、レーザー光（例えばＵＶ光）を照射することによって
、薄膜トランジスタ１９００ａ〜薄膜トランジスタ１９００ｆを避けた領域に開口部を形
成後、物理的な力を用いて基板１９０１から素子形成層１９１９を剥離することができる
。また、基板１９０１から素子形成層１９１９を剥離する前に、形成した開口部にエッチ
ング剤を導入して、剥離層１９０３を選択的に除去してもよい。エッチング剤は、フッ化
ハロゲンまたはハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲ
ンを含む気体として三フッ化塩素（ＣｌＦ３）を使用する。そうすると、素子形成層１９
１９は、基板１９０１から剥離された状態となる。なお、剥離層１９０３は、全て除去せ
ず一部分を残存させてもよい。こうすることによって、エッチング剤の消費量を抑え剥離
層の除去に要する処理時間を短縮することが可能となる。また、剥離層１９０３の除去を
行った後にも、基板１９０１上に素子形成層１９１９を保持しておくことが可能となる。
また、素子形成層１９１９が剥離された基板１９０１を再利用することによって、コスト
の削減をすることができる。
【０１３１】
絶縁膜１９１８は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素
（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ
）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン
）等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベン
ゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からな
る単層または積層構造で設けることができる。
【０１３２】
本実施の形態では、図２１（Ａ）に示すように、レーザー光の照射により素子形成層１
９１９に開口部を形成した後に、当該素子形成層１９１９の一方の面（絶縁膜１９１８の
露出した面）に第１のシート材１９２０を貼り合わせた後、基板１９０１から素子形成層
１９１９を剥離する。
【０１３３】
次に、図２１（Ｂ）に示すように、素子形成層１９１９の他方の面（剥離により露出し
た面）に、加熱処理と加圧処理の一方又は両方を行って第２のシート材１９２１を貼り合
わせる。第１のシート材１９２０、第２のシート材１９２１として、ホットメルトフィル
ム等を用いることができる。
【０１３４】
また、第１のシート材１９２０、第２のシート材１９２１として、静電気等を防止する
帯電防止対策を施したフィルム（以下、帯電防止フィルムと記す）を用いることもできる
。帯電防止フィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び
帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が設
けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよいし、両
面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能
な材料が設けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が設けられた面をフィルムの内側に
なるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。な
お、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に設けてあればよい。ここでの
帯電防止可能な材料としては、金属、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）、両性界面活性
剤や陽イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤等の界面活性剤用いることができる。
また、他にも帯電防止材料として、側鎖にカルボキシル基および４級アンモニウム塩基を
もつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料等を用いることができる。これらの材料をフィ
ルムに貼り付けたり、練り込んだり、塗布することによって帯電防止フィルムとすること
ができる。帯電防止フィルムで封止を行うことによって、商品として取り扱う際に、外部
からの静電気等によって半導体素子に悪影響が及ぶことを抑制することができる。
【０１３５】
なお、バッテリーは、導電膜１９１５ａ、１９１５ｂに接続して形成されるが、バッテ
リーとの接続は、基板１９０１から素子形成層１９１９を剥離する前（図２０（Ｂ）又は
図２０（Ｃ）の段階）に行ってもよいし、基板１９０１から素子形成層１９１９を剥離し
た後（図２１（Ａ）の段階）に行ってもよいし、素子形成層１９１９を第１のシート材及
び第２のシート材で封止した後（図２１（Ｂ）の段階）に行ってもよい。以下に、素子形
成層１９１９とバッテリーを接続して形成する一例を図２２、図２３を用いて説明する。
【０１３６】
図２０（Ｂ）において、アンテナとして機能する導電膜１９１７ａ、１９１７ｂと同時
に導電膜１９１５ａ、１９１５ｂにそれぞれ電気的に接続する導電膜１９３１ａ、１９３
１ｂを形成する。続けて、導電膜１９１７ａ、１９１７ｂ、導電膜１９３１ａ、１９３１
ｂを覆うように絶縁膜１９１８を形成した後、導電膜１９３１ａ、１９３１ｂの表面が露
出するように開口部１９３２ａ、１９３２ｂを形成する。その後、図２２（Ａ）に示すよ
うに、レーザー光の照射により素子形成層１９１９に開口部を形成した後に、当該素子形
成層１９１９の一方の面（絶縁膜１９１８の露出した面）に第１のシート材１９２０を貼
り合わせた後、基板１９０１から素子形成層１９１９を剥離する。
【０１３７】
次に、図２２（Ｂ）に示すように、素子形成層１９１９の他方の面（剥離により露出し
た面）に、第２のシート材１９２１を貼り合わせた後、素子形成層１９１９を第１のシー
ト材１９２０から剥離する。従って、ここでは第１のシート材１９２０として粘着力が弱
いものを用いる。続けて、開口部１９３２ａ、１９３２ｂを介して導電膜１９３１ａ、１
９３１ｂとそれぞれ電気的に接続する導電膜１９３４ａ、１９３４ｂを選択的に形成する
。
【０１３８】
導電膜１９３４ａ、１９３４ｂは、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スクリーン印刷やグ
ラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材料
により形成する。導電性材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、
銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタ
ル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする
合金材料若しくは化合物材料で、単層構造又は積層構造で形成する。
【０１３９】
なお、ここでは、基板１９０１から素子形成層１９１９を剥離した後に導電膜１９３４
ａ、１９３４ｂを形成する例を示しているが、導電膜１９３４ａ、１９３４ｂを形成した
後に基板１９０１から素子形成層１９１９の剥離を行ってもよい。
【０１４０】
次に、図２３（Ａ）に示すように、基板上に複数の素子を形成している場合には、素子
形成層１９１９を素子ごとに分断する。分断は、レーザー照射装置、ダイシング装置、ス
クライブ装置等を用いることができる。ここでは、レーザー光を照射することによって１
枚の基板に形成された複数の素子を各々分断する。
【０１４１】
次に、図２３（Ｂ）に示すように、分断された素子をバッテリーの接続端子と電気的に
接続する。ここでは、素子形成層１９１９に設けられた導電膜１９３４ａ、１９３４ｂと
基板１９３５上に設けられたバッテリーの接続端子となる導電膜１９３６ａ、１９３６ｂ
とをそれぞれ接続する。ここで、導電膜１９３４ａと導電膜１９３６ａとの接続、又は導
電膜１９３４ｂと導電膜１９３６ｂとの接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓ
ｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ））や異方導電性ペースト（ＡＣＰ（
Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ））等の接着性を有する材
料を介して圧着させることにより電気的に接続する場合を示している。ここでは、接着性
を有する樹脂１９３７に含まれる導電性粒子１９３８を用いて接続する例を示している。
また、他にも、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤や半田
接合等を用いて接続を行うことも可能である。
【０１４２】
バッテリーが素子より大きい場合には、図２２、図２３に示したように、一枚の基板上
に複数の素子を形成し、当該素子を分断後にバッテリーと接続することによって、一枚の
基板に作り込める素子の数を増やすことができるため、半導体装置をより低コストで作製
することが可能となる。
【０１４３】
その後、上記実施の形態で示したように、ブースターアンテナと接続してもよい。
【０１４４】
以上の工程により、半導体装置を作製することができる。なお、本実施の形態では、基
板上に薄膜トランジスタ等の素子を形成した後に剥離する工程を示したが、剥離を行わず
そのまま製品としてもよい。また、ガラス基板上に薄膜トランジスタ等の素子を設けた後
に、当該ガラス基板を素子が設けられた面と反対側から研磨することにより、又はＳｉ等
の半導体基板を用いてＭＯＳ型のトランジスタを形成した後に当該半導体基板を研磨する
ことによって、半導体装置の薄膜化、小型化を行うことができる。
【０１４５】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【０１４６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置及びその作製方法の一例に関し
て図面を参照して説明する。
【０１４７】
まず、図２４（Ａ）に示すように、基板２４０１の一表面に絶縁膜２４０２を介して剥
離層２４０３を形成し、続けて下地膜として機能する絶縁膜２４０４と導電膜２４０５を
積層して形成する。なお、絶縁膜２４０２、剥離層２４０３、絶縁膜２４０４および導電
膜２４０５は、連続して形成することができる。
【０１４８】
なお、導電膜２４０５は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）
、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニ
ウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素または当該元素を主
成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる膜を単層又は積層して形成する。また、
これらの材料は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等を用いて形成するこ
とができる。
【０１４９】
また、基板２４０１、絶縁膜２４０２、剥離層２４０３、絶縁膜２４０４は、それぞれ
上記実施の形態で説明した基板１９０１、絶縁膜１９０２、剥離層１９０３、絶縁膜１９
０４のいずれかの材料を用いて形成することができる。
【０１５０】
次に、図２４（Ｂ）に示すように、導電膜２４０５を選択的にエッチングして導電膜２
４０５ａ〜２４０５ｅを形成し、当該導電膜２４０５ａ〜２４０５ｅを覆うように絶縁膜
２４０６、２４０７を積層して形成する。
【０１５１】
なお、絶縁膜２４０６、絶縁膜２４０７は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、
酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化
酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等の絶縁材料を用いて形成する。例えば、
絶縁膜２４０６として窒化酸化シリコンを用い、絶縁膜２４０７として酸化窒化シリコン
を用いて形成することができる。また、ここでは、絶縁膜を２層積層させて設けた例を示
しているが、絶縁膜２４０６又は絶縁膜２４０７の一方のみ設けてもよいし、３層以上の
絶縁膜を積層させて設けてもよい。
【０１５２】
次に、図２４（Ｃ）に示すように、導電膜２４０５ａ〜２４０５ｄの上方に選択的に半
導体膜２４０８ａ〜２４０８ｄを形成する。ここでは、絶縁膜２４０７上にスパッタリン
グ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、非晶質半導体膜（例えば、非晶質珪素
膜）を２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで形成し、当該非晶質半
導体膜を結晶化した後に選択的にエッチングして半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｄを形成
する。半導体膜の材料や結晶化方法等は上記実施の形態で示した方法を用いることができ
る。また、絶縁膜２４０６、絶縁膜２４０７及び非晶質半導体膜は、連続して形成するこ
とができる。
【０１５３】
なお、導電膜２４０５ａ〜２４０５ｄにより絶縁膜２４０７の表面凹凸となっている場
合には、絶縁膜２４０７上に非晶質半導体膜を形成する前に、絶縁膜２４０７に平坦化処
理を行い当該絶縁膜２４０７の表面を平らにしておくことが好ましい。平坦化処理として
は、ＣＭＰ法等の研磨処理を用いることができる。ＣＭＰ法等の研磨処理を行うことによ
り、図２４（Ａ）に示すように表面が平坦化された絶縁膜２４０７上に半導体膜を形成す
ることができるため、半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｄを用いて素子を形成する際に当該
素子の特性へ及ぼす影響を低減することができる。
【０１５４】
次に、図２４（Ｄ）に示すように、半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｄを覆うようにゲー
ト絶縁膜２４０９を形成し、半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｃの上方にゲート電極２４１
０を選択的に形成した後、当該ゲート電極２４１０をマスクとして、半導体膜２４０８ａ
〜２４０８ｄに不純物元素を添加し不純物領域２４１１を形成する。不純物元素としては
、ｎ型又はｐ型を付与する不純物元素を添加する。ｎ型を示す不純物元素としては、リン
（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ｐ型を示す不純物元素としては、ボロン
（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。ここでは、
ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３の濃
度で含まれるように半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｄに導入し、ｎ型を示す不純物領域２
４１１を形成する。なお、これに限られず、ｐ型を付与する不純物元素を添加してｐ型を
示す不純物領域を形成してもよいし、ｎ型及びｐ型を付与する不純物元素を選択的に半導
体膜２４０８ａ〜２４０８ｄに導入してもよい。
【０１５５】
以上の工程により、図２４（Ｄ）に示すように、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２４０
０ａ〜２４００ｃと容量として機能する素子２４００ｄが形成される。
【０１５６】
ｎチャネル型薄膜トランジスタ２４００ａは、ゲート電極２４１０と重なる半導体膜２
４０８ａの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極２４１０と重ならない領域に
当該チャネル領域と隣接してソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域２４１１
が形成されている。また、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２４００ｂ、２４００ｃも同様
にチャネル形成領域及びソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域２４１１が形
成されている。
【０１５７】
素子２４００ｄは、導電膜２４０５ｄ、絶縁膜２４０６、２４０７及び不純物元素が導
入された不純物領域２４１１との積層構造によって容量が形成されている。
【０１５８】
なお、ここでは、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃを設けた例を
示したが、ｐチャネル薄膜トランジスタを設けてもよいし、上記実施の形態で示したよう
に、ゲート電極２４１０の側面に接して絶縁膜を設けｎチャネル型薄膜トランジスタ２４
００ａ〜２４００ｃの半導体膜に低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）を設けた構成とするこ
とも可能である。
【０１５９】
また、ここでは、図２７（Ａ）に示すように、半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｃより導
電膜２４０５ａ〜２４０５ｃを大きく形成した（薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００
ｃのチャネル形成領域及び不純物領域２４１１と重なるように導電膜２４０５ａ〜２４０
５ｃを形成した）例を示しているが、これに限られない。例えば、図２７（Ｂ）に示すよ
うに、薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃの不純物領域２４１１の一部及びチャネ
ル形成領域全面と重なるように導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃを設けてもよいし、不純物
領域２４１１の一部及びチャネル形成領域の一部と重なるように導電膜２４０５ａ〜２４
０５ｃを設けてもよいし、チャネル形成領域の一部とだけ重なるように導電膜２４０５ａ
〜２４０５ｃを設けてもよい。このように設ける場合には、特にＣＭＰ等の研磨処理を行
い絶縁膜２４０７の平坦化することが好ましい。
【０１６０】
なお、導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃを設けることによって、薄膜トランジスタの破損
の防止、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電破壊）の防止
、ショートチャネル効果の抑制、しきい値制御等を行うことも可能となる。また、配線２
４０５ｅを上層に形成する配線として設けることによって、工程の削減などを行うことも
可能となる。
【０１６１】
つまり、薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃを有する半導体装置は、撓んでも薄
膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃのチャネル形成領域や不純物領域と重なるように
設けられた導電膜によりチャネル形成領域や不純物領域での撓みを抑制することができる
ため薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃも破損の防止を図ることができる。特に、
図２７（Ｂ）に示すように、ゲート電極の半導体膜を挟んだ反対側に位置する導電膜２４
０５ａ〜２４０５ｃを半導体膜のサイズより大きく設ける構成を取りうることによって、
トランジスタにおける半導体層の物理的な強度が増すことにより、トランジスタに物理的
な力が加わることに伴うトランジスタの破損を防止することができる。
【０１６２】
また、半導体装置の製造時において、導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃが電荷の逃げ道若
しくは電荷の拡散領域となり、局所的な電荷の蓄積を低減し、電界集中を緩和することが
できるためＥＳＤを防止することができる。
【０１６３】
また、導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃによってそれぞれの薄膜トランジスタ２４００ａ
〜２４００ｃにおいて、ドレインからソースへの影響を遮断することによって、チャネル
長が短くなっても、ショートチャネル効果を抑制することができる。つまり、薄膜トラン
ジスタ２４００ａ〜２４００ｃの微細化に伴って問題となる、チャネル長の減少によって
生じるショートチャネル効果（トランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが急激にシフトし、サ
ブスレッショルド領域のドレイン電流の立ち上がりがなまるなどの現象）を抑制すること
ができる。
【０１６４】
また、導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃに入力する電位によって、薄膜トランジスタ２４
００ａ〜２４００ｃのしきい値を制御することができる。
【０１６５】
図３４（Ｂ）はＮ型のＭＯＳトランジスタのドレイン電流とゲート電圧の関連を示した
グラフである。理想的にはゲート電圧Ｖｇが正の領域では、ドレイン電流Ｉｄが十分大き
く、ゲート電圧Ｖｇが０以下では、ドレイン電流Ｉｄは０であることが望ましい。ところ
が実際にはドレイン電流Ｉｄはカーブ３４０４に示すようにゲート電圧Ｖｇが０であって
も、ＩＬだけの漏れ電流が流れる。個々のトランジスタの電流は小さいが、半導体装置に
は多くのトランジスタが設けられており、それらの漏れ電流をあわせると、小さなものに
はならない場合がある。このような漏れ電流は待機時の半導体装置の消費電力を増加させ
るもとになる。つまり、バッテリーに蓄えられた電力の消費を増大させるものとなってし
まう。
【０１６６】
トランジスタのチャネル領域に不純物を微量添加し、図３４（Ｂ）に示すカーブを右に
ずらすことによって、この漏れ電流を減らすことは可能である。しかし、その場合、Ｖｇ
が正の場合の電流も低下してしまい、回路の周波数特性を低下させるという問題があった
。
【０１６７】
以上のような問題を解決するため、トランジスタを構成する半導体膜の上下側にそれぞ
れゲート電極を設ける。つまり、トランジスタを断面からみたとき、半導体膜は第１のゲ
ート電極と第２のゲート電極の間に位置する。そして、第１のゲート電極に論理信号を、
第二のゲート電極にしきい値制御信号を加え、半導体装置を構成するトランジスタのしき
い値を第２のゲート電極の電位によって可変にする。本実施の形態においては、導電膜２
４０５ａ〜２４０５ｃをそれぞれ薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃの第２のゲー
ト電極に用いることができる。
【０１６８】
図３４（Ａ）に第１のゲート電極および第２のゲート電極を有するトランジスタのＩｄ
−Ｖｇ特性を示す。図３４（Ａ）では３種類のカーブ３４０１〜カーブ３４０３を示して
いるが、カーブ３４０２は第２のゲート電極に正の電圧を加えたときのカーブである。こ
のような場合にはカーブが左にシフトし、より電流が流れるようになる。またカーブ３４
０１は第２のゲート電極に０の電圧をかける場合である。このような場合は従来例と同じ
である。カーブ３４０３は第２のゲート電極に負の電圧を加えたときのカーブである。こ
のような場合にはカーブが右にシフトし、電流は流れにくくなり、漏れ電流も低減する。
このように本実施の形態に係る半導体装置にしきい値制御機能を設け、トランジスタのＩ
ｄ−Ｖｇ特性のカーブをシフトさせることによって、漏れ電流を低減することが可能とな
る。
【０１６９】
なお、本実施の形態における導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃと同時に、導電膜の上層で
形成するアンテナ回路を同時に形成してもよい。導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃとアンテ
ナ回路を同時に形成することにより工程を削減することができ、マスク数を削減すること
ができるため、好適である。また、導電膜２４０５ａ〜２４０５ｃで半導体膜間の配線を
兼ねることもできるため好適である。具体的に、ここでは配線２４０５ｅをアンテナとし
て機能する導電膜として形成してもよい。
【０１７０】
次に、図２５（Ａ）に示すように、薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃ、素子２
４００ｄを覆うように絶縁膜２４１２を形成し、当該絶縁膜２４１２上に薄膜トランジス
タ２４００ａ〜２４００ｃのソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域２４１１
と電気的に接続する導電膜２４１３を形成する。
【０１７１】
絶縁膜２４１２は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法
等により、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾ
シクロブテン、アクリル、エポキシ等の有機材料やシロキサン材料等により、単層または
積層で形成する。
【０１７２】
導電膜２４１３は、上記実施の形態で説明した導電膜１９１３のいずれかの材料を用い
て形成することができる。
【０１７３】
次に、図２５（Ｂ）に示すように、導電膜２４１３を覆うように絶縁膜２４１４を形成
し、当該絶縁膜２４１４上に薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃソース電極又はド
レイン電極を形成する導電膜２４１３とそれぞれ電気的に接続する導電膜２４１５ａ、２
４１５ｂを形成した後、当該導電膜２４１５ａ、２４１５ｂと電気的に接続するようにア
ンテナとして機能する導電膜２４１６ａ、２４１６ｂを形成する。なお図２５（Ｂ）にお
ける導電膜２４１６ａ、２４１６ｂは、上記実施の形態１で示した第１のアンテナ回路、
及び第２のアンテナ回路に対応する。
【０１７４】
続いて、導電膜２４１６ａ、２４１６ｂを覆うように絶縁膜２４１７を形成した後、薄
膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃ、素子２４００ｄ、導電膜２４１６ａ、２４１６
ｂ等を含む層（以下、「素子形成層７２０」と記す）を基板２４０１から剥離する。剥離
する方法は上記実施の形態で示したいずれかの方法を用いることができる。
【０１７５】
ここでは、図２６（Ａ）に示すように、レーザー光の照射により素子形成層７２０に開
口部を形成した後に、当該素子形成層７２０の一方の面（絶縁膜２４１７の露出した面）
に第１のシート材２４１８を貼り合わせた後、基板２４０１から素子形成層７２０を剥離
する。
【０１７６】
次に、図２６（Ｂ）に示すように、素子形成層７２０の他方の面（剥離により露出した
面）に、第２のシート材２４１９を貼り合わせた後、加熱処理と加圧処理の一方又は両方
を行って第２のシート材２４１９を貼り合わせる。第１のシート材２４１８、第２のシー
ト材２４１９として、ホットメルトフィルム等を用いることができる。
【０１７７】
以上の工程によって、半導体装置を作製することができる。なお、本実施の形態では、
容量を形成する素子２４００ｄをバッテリーとして用いることができる。また、素子２４
００ｄとは別にバッテリーを設けてもよい。この場合、上記実施の形態で示した方法を用
いてバッテリーを設けることができる。
【０１７８】
なお、本実施の形態で示す半導体装置はこれに限られない。例えば、バッテリー又はア
ンテナとして機能する導電膜を薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃの下方に設けた
構造としてもよい。
【０１７９】
バッテリーを薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃの下方に設けた例を図２８に示
す。ここでは、薄膜トランジスタ２４００ｂのソース電極又はドレイン電極として機能す
る導電膜２４１３に電気的に接続するように導電膜２４３１ａを設け、当該導電膜２４３
１ａとバッテリーの接続配線を形成する導電膜２４３３ａとの接続を素子形成層７２０の
下方（基板２４０１から素子形成層７２０を剥離して露出した面）で行っている例を示し
ている。また、ここでは、容量を形成する素子２４００ｄの代わりに薄膜トランジスタを
設け、当該薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜２４１
３に電気的に接続するように導電膜２４３２ａを設け、当該導電膜２４３１ｂとバッテリ
ーの接続配線を形成する導電膜２４３３ａとの接続を素子形成層７２０の下方（基板２４
０１から素子形成層７２０を剥離して露出した面）で行っている例を示している。
【０１８０】
このように設ける場合、上記図２５（Ａ）において、薄膜トランジスタ２４００ａ〜２
４００ｃの不純物領域２４１１を露出させためにゲート絶縁膜２４０９及び絶縁膜２４１
２に第１の開口部を形成すると同時に、絶縁膜２４０６、２４０７、ゲート絶縁膜２４０
９、絶縁膜２４１２に第２の開口部を形成し、当該第１の開口部を充填するように導電膜
２４１３を設け、第２の開口部を充填するように導電膜２４３１ａ、２４３１ｂを形成す
る。第１の開口部と第２の開口部は同時に形成することができ、第１の開口部を形成する
場合には半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｃがストッパとして機能し、第２の開口部を形成
する際には剥離層２４０３がストッパとして機能する。その後、図２８（Ａ）の説明で、
上述したようにアンテナとして機能する導電膜２４１６ａ、２４１６ｂを形成した後、基
板２４０１から素子形成層７２０を剥離する。
【０１８１】
その後、図２８（Ｂ）に示すように基板２４０１から剥離された素子形成層７２０の露
出した面に形成された導電膜２４３１ａ、２４３１ｂと基板２４３２上に設けられたバッ
テリーの接続配線となる導電膜２４３３ａ、２４３３ｂとをそれぞれ接続する。ここでは
、導電膜２４３１ａと導電膜２４３３ａとの接続、又は導電膜２４３１ｂと導電膜２４３
３ｂとの接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃ
ｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ））や異方導電性ペースト（ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ））等の接着性を有する材料を介して圧着させることによ
り電気的に接続する場合を示している。ここでは、接着性を有する樹脂２４３４に含まれ
る導電性粒子２４３５を用いて接続する例を示している。また、他にも、銀ペースト、銅
ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤や半田接合等を用いて接続を行うこと
も可能である。
【０１８２】
なお、本実施の形態では、バッテリーのみならずアンテナとして機能する導電膜を薄膜
トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃの下方に設けた構造としてもよい。バッテリー及び
アンテナとして機能する導電膜２４１６を薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃの下
方に設けた例を図２９に示す。
【０１８３】
ここでは、薄膜トランジスタ２４００ｃのソース電極又はドレイン電極として機能する
導電膜２４１３に電気的に接続するように導電膜２４３１ｃを設け、当該導電膜２４３１
ｃとアンテナとして機能する導電膜２４１６ｂとの接続を素子形成層７２０の下方（基板
２４０１から素子形成層７２０を剥離して露出した面）で行っている例を示している。ま
た、バッテリーも上記図２８と同様に設けた例を示している。
【０１８４】
このように設ける場合、上記図２５（Ａ）において、薄膜トランジスタ２４００ａ〜２
４００ｃの不純物領域２４１１を露出させためにゲート絶縁膜２４０９及び絶縁膜２４１
２に第１の開口部を形成すると同時に、図２９（Ａ）に示すように、絶縁膜２４０６、２
４０７、ゲート絶縁膜２４０９、絶縁膜２４１２に第２の開口部を形成し、当該第１の開
口部を充填するように導電膜２４１３を設け、第２の開口部を充填するように導電膜２４
３１ａ、２４３１ｂ、２４３１ｃを形成する。第１の開口部と第２の開口部は同時に形成
することができ、第１の開口部を形成する場合には半導体膜２４０８ａ〜２４０８ｃがス
トッパとして機能し、第２の開口部を形成する際には剥離層２４０３がストッパとして機
能する。その後、図２８（Ａ）で上述したようにアンテナとして機能する導電膜２４１６
ａを形成した後、基板２４０１から素子形成層７２０を剥離する。
【０１８５】
その後、図２９（Ｂ）に示すように、基板２４０１から剥離された素子形成層７２０の
露出した面に形成された導電膜２４３１ａ、２４３１ｂと基板２４３２上に設けられたバ
ッテリーの接続配線となる導電膜２４３３ａ、２４３３ｂとをそれぞれ接続する。また、
基板２４０１から剥離された素子形成層７２０の露出した面に形成された導電膜２４３１
ｃと基板２４３６上に設けられたアンテナとして機能する導電膜２４１６ｂとを接続する
。
【０１８６】
このように薄膜トランジスタ２４００ａ〜２４００ｃ等が設けられた素子よりバッテリ
ーやアンテナが大きい場合には、図２８、図２９に示したように、素子形成層とバッテリ
ー又はアンテナを貼り合わせて設けることが好ましい。素子より大きいバッテリーやアン
テナ用いる場合には、一枚の基板上に複数の素子を形成し、当該素子を分断した後にバッ
テリーやアンテナを素子と貼り合わせて設けることによって、半導体装置をより低コスト
で作製することが可能となる。
【０１８７】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【０１８８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置における第１のアンテナ、第２
のアンテナ、信号処理回路、バッテリー、及びブースターアンテナの接続構成に関して、
図面を参照して説明する。
【０１８９】
まず、図１１（Ａ）に示す図面において、信号処理回路９９０１、信号処理回路の上部
電極９９０２、信号処理回路の下部電極９９０３、バッテリー９９０４、バッテリーの側
部電極９９０５、基板９９０６、アンテナ回路９９０７で構成されている。図１１（Ａ）
における信号処理回路９９０１は上下に電極を取る構造であり、バッテリーは側部に電極
を取る構造であり、アンテナ回路は上部に電極を取る構造である。また、バッテリー９９
０４、信号処理回路９９０１、アンテナ回路を有する基板９９０６は順に積層して配置さ
れているものである。
【０１９０】
また本実施の形態でいう上部、下部、及び側部は、図面に照らし合わせて説明するため
の呼称であり、実際の接続においては、その形状と図面を照らし合わせた上で各部の位置
を特定し接続すればよい。
【０１９１】
なお、本実施の形態でいうアンテナ回路９９０７は、上記実施の形態で述べた第１のア
ンテナ回路または第２のアンテナ回路のことをいう。また、アンテナ回路９９０７と信号
処理回路９９０１の接続は、アンテナ回路における端子部において接続が行われる。
【０１９２】
また、本実施の形態において示す各構成間の接続に関しては、説明のため１カ所ずつの
接続を図示して説明するが、実際の各構成間の接続数はこれに限定されるものではなく、
複数箇所で本実施の形態で示す接続を行うものとして説明する。
【０１９３】
なお信号処理回路における上部電極及び下部電極の接続構成に関しては、上記実施の形態
で示した図２２（Ｂ）で示したトランジスタの上部に電気的に接続を取る構成、また上記
実施の形態で示した図２９（Ｂ）で示したトランジスタの下部に電気的に接続を取る構成
をとればよい。また側面を介して上部電極と下部電極との接続を取る側部電極ついては、
スパッタリング法、めっき等を用いて形成すればよい。
【０１９４】
次に図１１（Ａ）とは異なる構成について図１１（Ｂ）に示す。図１１（Ｂ）に示す図
面において、信号処理回路９９０１、信号処理回路の上部電極９９１２、信号処理回路の
側部電極９９１３、バッテリー９９０４、バッテリーの側部電極９９０５、基板９９０６
、アンテナ回路９９０７で構成されている。図１１（Ｂ）における信号処理回路９９０１
はバッテリー側に接続される電極を上部電極と、バッテリー側の電極より信号処理回路の
側面に沿って基板側に回り込んだ側部電極の２カ所の電極を取る構造であり、バッテリー
は側部に電極を取る構造であり、アンテナ回路は上部に電極を取る構造である。また、バ
ッテリー９９０４、信号処理回路９９０１、アンテナ回路を有する基板９９０６は順に積
層して配置されているものである。
【０１９５】
次に図１１（Ａ）、（Ｂ）とは異なる構成について図１１（Ｃ）に示す。図１１（Ｃ）
に示す図面において、信号処理回路９９０１、信号処理回路の上部電極９９０２、バッテ
リー９９０４、バッテリーの側部電極９９０５、基板９９０６、ブースターアンテナ９９
０９で構成されている。図１１（Ｃ）における信号処理回路９９０１はバッテリー側に接
続される電極が上部電極を取る構造であり、バッテリーは側部に電極を取る構造であり、
ブースターアンテナは上部に電極を取る構造である。また、バッテリー９９０４、信号処
理回路９９０１、ブースターアンテナを有する基板９９０６は順に積層して配置されてい
るものである。
【０１９６】
なお、図１１（Ｃ）においては、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す構成とは異なり、上記実
施の形態で説明した第１のアンテナ回路及び第２のアンテナ回路は、信号処理回路と共に
設けられているものとする。
【０１９７】
次に図１１（Ａ）乃至（Ｃ）とは異なる構成について図１１（Ｄ）に示す。図１１（Ｄ
）に示す図面において、信号処理回路９９０１、信号処理回路の上部電極９９０２、信号
処理回路の下部電極９９０３、バッテリー９９０４、バッテリーの下部電極９９１５、基
板９９０６、アンテナ回路９９０７で構成されている。図１１（Ｄ）における信号処理回
路９９０１は上下に電極を取る構造であり、バッテリーは下部に電極を取る構造であり、
アンテナ回路は上部に電極を取る構造である。また、バッテリー９９０４、信号処理回路
９９０１、アンテナ回路を有する基板９９０６は順に積層して配置されているものである
。
【０１９８】
次に図１１（Ａ）乃至（Ｄ）とは異なる構成について図１１（Ｅ）に示す。図１１（Ｅ
）に示す図面において、信号処理回路９９０１、信号処理回路の上部電極９９１２、信号
処理回路の側部電極９９１３、バッテリー９９０４、バッテリーの下部電極９９１５、基
板９９０６、アンテナ回路９９０７で構成されている。図１１（Ｅ）における信号処理回
路９９０１はバッテリー側に接続される電極を上部電極と、バッテリー側の電極より信号
処理回路の側面に沿って基板側に回り込んだ側部電極の２カ所の電極を取る構造であり、
バッテリーは下部に電極を取る構造であり、アンテナ回路は上部に電極を取る構造である
。また、バッテリー９９０４、信号処理回路９９０１、アンテナ回路を有する基板９９０
６は順に積層して配置されているものである。
【０１９９】
次に図１１（Ａ）乃至（Ｅ）とは異なる構成について図１１（Ｆ）に示す。図１１（Ｆ
）に示す図面において、信号処理回路９９０１、信号処理回路の上部電極９９０２、バッ
テリー９９０４、バッテリーの下部電極９９１５、基板９９０８、ブースターアンテナ９
９０９で構成されている。図１１（Ｆ）における信号処理回路９９０１はバッテリー側に
接続される電極が上部電極を取る構造であり、バッテリーは下部に電極を取る構造であり
、ブースターアンテナは上部に電極を取る構造である。また、バッテリー９９０４、信号
処理回路９９０１、ブースターアンテナを有する基板９９０８は順に積層して配置されて
いるものである。
【０２００】
なお、図１１（Ｆ）においては、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示す構成と
は異なり、上記実施の形態で説明した第１のアンテナ回路及び第２のアンテナ回路は、信
号処理回路と共に設けられているものとする。
【０２０１】
以上、説明したように本実施の形態におけるアンテナ回路、信号処理回路、バッテリー
、ブースターアンテナに関する接続については、多くの態様を取り得る。図１１に示した
各構成を取ることにより、アンテナ回路、信号処理回路、バッテリーに関して直接接続を
取ることができるため、基板外周部に配線を延伸して接続を行う必要がない。またアンテ
ナ回路、信号処理回路、バッテリーのサイズを適宜調節すれば、ＲＦＩＤを有する半導体
装置の小型化を行うこともでき、好適である。
【０２０２】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【０２０３】
（実施の形態６）
本実施の形態においては、本発明の半導体装置の充電方法の一例について説明する。
【０２０４】
本実施の形態に係る半導体装置は、図１に示した半導体装置において、充放電制御回路
９３０１を追加した構成である（図４１）。充放電制御回路９３０１は、バッテリー１０
４の充電及び放電のタイミングを制御する。
【０２０５】
例えば、充放電制御回路９３０１によって、バッテリー１０４の充放電を同時可動にし
てもよい。つまり、バッテリー１０４の電圧を信号処理回路１０３の電源として使用して
いるか否かに関わらず、第２の整流回路１０７から出力される電力をバッテリー１０４に
供給し、充電を行うことを可能とする。
【０２０６】
そして、充放電制御回路９３０１は、バッテリー１０４へ過充電とならないようにする
ため、バッテリー１０４の電圧が規定の電圧に達した場合にバッテリー１０４への充電を
停止する機能を有していてもよい。
【０２０７】
この場合のフローチャートの例を図３７に示す。以下に、図３７のフローチャートにつ
いて簡単に説明する。
【０２０８】
まず、第２のアンテナ回路１０２で信号を受信する（ＳＴＥＰ９４０１）。そして、第
２のアンテナ回路１０２で受信した信号を第２の整流回路１０７で整流し、電力を得る（
ＳＴＥＰ９４０２）。第２の整流回路１０７から出力される電力は充放電制御回路９３０
１に供給される。そして、バッテリー１０４の電圧が規定した電圧より小さいかを充放電
制御回路９３０１は判別する（ＳＴＥＰ９４０３）。そして、規定した電圧より小さいと
きには、充放電制御回路９３０１は第２の整流回路１０７から出力される電力を一定時間
バッテリー１０４に供給してバッテリーを充電する（ＳＴＥＰ９４０４）。規定した電圧
以上のとき（ＳＴＥＰ９４０３及びＳＴＥＰ９４０４を繰り返して規定した電圧以上にな
った場合を含む）には充放電制御回路９３０１は第２の整流回路１０７から出力される電
力をバッテリー１０４に供給しない（ＳＴＥＰ９４０５）。第２のアンテナ回路１０２で
信号が受信される度これらの動作が行われる。
【０２０９】
また、充放電制御回路９３０１は、バッテリー１０４の電圧が規定された電圧未満にな
ったら、充放電制御回路９３０１によって、バッテリー１０４への充電を可能とし、バッ
テリー１０４の電圧が規定の電圧になったらバッテリー１０４への充電を停止する機能を
有していてもよい。
【０２１０】
この場合のフローチャートの例を図３８に示す。以下に、図３８のフローチャートにつ
いて簡単に説明する。
【０２１１】
まず、第２のアンテナ回路１０２で信号を受信する（ＳＴＥＰ９５０１）。そして、第
２のアンテナ回路１０２で受信した信号を第２の整流回路１０７で整流し、電力を得る（
ＳＴＥＰ９５０２）。第２の整流回路１０７から出力される電力は充放電制御回路９３０
１に供給される。そして、バッテリー１０４の電圧が規定した電圧Ｖ１より小さいかを充
放電制御回路９３０１は判別する（ＳＴＥＰ９５０３）。そして、規定した電圧Ｖ１より
小さいときには、充放電制御回路９３０１は第２の整流回路１０７から出力される電力を
バッテリー１０４に供給してバッテリーの電圧が規定した電圧Ｖ２（なおＶ２＞Ｖ１とす
る）になるまで充電する（ＳＴＥＰ９５０４）。規定した電圧Ｖ１以上のとき（ＳＴＥＰ
９５０４によりバッテリー１０４の電圧が電圧Ｖ１以上になった場合を含む）には充放電
制御回路９３０１は第２の整流回路１０７から出力される電力をバッテリー１０４に供給
しない（ＳＴＥＰ９５０５）。第２のアンテナ回路１０２で信号が受信される度これらの
動作が行われる。
【０２１２】
また、バッテリー１０４は、充電又は放電のいずれかを行うようにしてもよい。つまり
、第１のアンテナ回路１０１で信号が受信されていないときには、充放電制御回路９３０
１は、バッテリー１０４への充電を可能にし、第１のアンテナ回路１０１で信号を受信す
ると、充放電制御回路９３０１はバッテリー１０４への充電を停止し、バッテリー１０４
からの放電を可能とする。
【０２１３】
この場合のフローチャートの例を図３９に示す。以下に、図３９のフローチャートにつ
いて簡単に説明する。
【０２１４】
まず、第２のアンテナ回路１０２で信号を受信する（ＳＴＥＰ９６０１）。そして、第
２のアンテナ回路１０２で受信した信号を第２の整流回路１０７で整流し、電力を得る（
ＳＴＥＰ９６０２）。第２の整流回路１０７から出力される電力は充放電制御回路９３０
１に供給される。そして、第１のアンテナ回路１０１が信号を受信中のときには例えば論
理回路１１０からその情報を伝達する信号が充放電制御回路９３０１に入力される（ＳＴ
ＥＰ９６０３）。そして、充放電制御回路９３０１は第２の整流回路１０７からバッテリ
ー１０４への電力の供給を停止する（ＳＴＥＰ９６０４）。第１のアンテナ回路１０１が
信号を受信中でないときには、充放電制御回路９３０１は第２の整流回路１０７から出力
される電力をバッテリー１０４に供給してバッテリー１０４の電圧を規定の電圧まで充電
する（ＳＴＥＰ９６０５及びＳＴＥＰ９６０６）。規定の電圧になったら充放電制御回路
９３０１は第２の整流回路１０７から出力される電力をバッテリー１０４に供給しない（
ＳＴＥＰ９６０４）。第２のアンテナ回路１０２で信号が受信される度これらの動作が行
われる。
【０２１５】
また、第１のアンテナ回路１０１で信号を受信し、信号処理回路１０３で信号処理を行
い、第１のアンテナ回路１０１から信号を送信した後、バッテリー１０４の消費電力分を
バッテリー１０４へ充電可能とするような機能を充放電制御回路９３０１が有していても
よい。
【０２１６】
この場合のフローチャートの例を図４０に示す。以下に、図４０のフローチャートにつ
いて簡単に説明する。
【０２１７】
まず、第１のアンテナ回路１０１で信号を受信する（ＳＴＥＰ９７０１）。そして、第
１のアンテナ回路１０１で受信した信号を信号処理回路１０３で信号処理し、第１のアン
テナ回路１０１から信号を送信する（ＳＴＥＰ９７０２）。その後、充放電制御回路９３
０１は、第２のアンテナ回路１０２で受信した信号から得られる電力をバッテリー１０４
に供給し、バッテリーの電圧を規定の電圧まで充電する（ＳＴＥＰ９７０３）。つまり、
第１のアンテナ回路１０１で信号を送信する度、規定の電圧まで充電することにより、消
費した電力分を充電することができる。
【０２１８】
また、充放電制御回路９３０１には、過充電を防止するだけでなく、過放電を防止する
機能を設けていても良い。
【０２１９】
また、充放電制御回路９３０１には、急激な充電や急激な放電により、バッテリー１０
４が劣化するのを防止する機能を有していてもよい。
【０２２０】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【０２２１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、アンテナ回路で受信した信号に同期させてバッテリーから出力され
る電圧を昇圧し、電源電圧を生成する本実施の形態に係る半導体装置の構成について説明
する。
【０２２２】
図３５は、本実施の形態に係る半導体装置の構成例を示すブロック図である。
【０２２３】
図３５に示す半導体装置は、受信した信号に同期させてバッテリーから出力される電圧
を昇圧する。そして、その昇圧した電圧を、不揮発性メモリへ書き込むデータの振幅を大
きくするためのレベルシフタ回路の電源に用いている。
【０２２４】
本実施の形態に係る半導体装置９１００は、アンテナ回路９１０１と、信号処理回路９
１０２と、バッテリー９１１４と、を有する。
【０２２５】
アンテナ回路９１０１のアンテナ形状としては、様々な形態をとることができる。例え
ば、いわゆる、ダイポールアンテナ、ループアンテナ、八木アンテナ、パッチアンテナ又
は微小アンテナなどの形状をとることができる。信号処理回路に含まれるトランジスタを
形成する基板上にアンテナも形成する場合には、好ましくは、アンテナ形状を微小ループ
アンテナや、微小ダイポールアンテナなどの形状のアンテナとするとよい。
【０２２６】
また、アンテナ回路９１０１には、受信した信号の周波数を変更する手段を有していて
も良い。例えば、アンテナ形状がループアンテナのとき、アンテナを構成するアンテナコ
イルと、コンデンサとにより共振回路を形成していてもよい。
【０２２７】
バッテリー９１１４には、リチウムイオン電池、リチウム二次電池、ニッケル水素電池
、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛
電池などの二次電池が適用可能であるが、これには限定されない。また大容量のコンデン
サなどを適用してもよい。特に、リチウムイオン電池やリチウム二次電池は充放電容量が
大きいため、本実施の形態に係る半導体装置に備えるバッテリーに適用することで小型化
を図ることができる。なお、リチウムイオン電池の活物質や電解質をスパッタリング法に
より形成することにより、バッテリー９１１４を信号処理回路９１０２が形成された基板
上に形成してもよいし、アンテナ回路９１０１が形成された基板上に形成されていてもよ
い。信号処理回路９１０２やアンテナ回路９１０１が形成された基板上にバッテリー９１
１４を形成することにより、歩留まりが向上する。金属リチウム電池は、正極活物質にリ
チウムイオン含有遷移金属酸化物、金属酸化物、金属硫化物、鉄系化合物、導電性ポリマ
ー若しくは有機イオウ系化合物等を用い、負極活物質にリチウム（合金）、電解質に有機
系電解液若しくはポリマー電解質などを用いることでより充放電容量の大きなバッテリー
９１１４とすることができる。
【０２２８】
信号処理回路９１０２は、整流回路９１０３と、電源回路９１０４と、復調回路９１０
５と、論理回路９１０６と、メモリコントロール回路９１０７と、メモリ回路９１０８と
、論理回路９１０９と、変調回路９１１０と、レベルシフタ回路９１１１と、昇圧回路９
１１２と、スイッチ９１１３と、を有している。メモリ回路９１０８には、不揮発性メモ
リを適用することができる。
【０２２９】
整流回路９１０３は、アンテナ回路９１０１で受信した交流信号を整流し、平滑する。
そして、整流回路９１０３から出力される電圧は、電源回路９１０４に供給される。電源
回路９１０４では、所望の電圧が生成される。そして、電源回路９１０４から信号処理回
路９１０２の様々な回路の電源となる電圧を供給する。
【０２３０】
本実施の形態に係る半導体装置の信号処理については以下のとおりである。アンテナ回
路９１０１によって受信された通信信号が復調回路９１０５に入力される。通常、通信信
号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアをＡＳＫ変調、ＰＳＫ変調などの処
理をおこなって送られてくる。
【０２３１】
図３５は１３．５６ＭＨｚの通信信号を用いた場合の例である。ＡＳＫ変調やＰＳＫ変
調された通信信号は、アンテナ回路９１０１で受信され、復調回路９１０５で復調される
。復調後の信号は論理回路９１０６に送られ解析される。論理回路９１０６で解析された
信号はメモリコントロール回路９１０７に送られ、メモリコントロール回路９１０７によ
りメモリ回路９１０８が制御される。
【０２３２】
メモリコントロール回路９１０７に送られた信号が、メモリ回路９１０８からのデータ
の読み出し命令を含む場合には、メモリコントロール回路９１０７は、メモリ回路９１０
８に記憶されたデータを取り出し、そしてデータを論理回路９１０９に送る。論理回路９
１０９に送られたデータは、論理回路９１０９でエンコード処理されたのち、その信号に
よって、変調回路９１１０はキャリアに変調をかける。
【０２３３】
次に、メモリコントロール回路９１０７に送られた信号が、メモリ回路９１０８へのデ
ータの書き込み命令を含む場合には、メモリコントロール回路９１０７は、スイッチ９１
１３をオンにする。すると、バッテリー９１１４から昇圧回路９１１２に電圧が供給され
、供給された電圧は昇圧回路９１１２によって昇圧される。そして、レベルシフタ回路９
１１１は、メモリコントロール回路９１０７から入力されるメモリ回路９１０８に書き込
むデータを、昇圧回路９１１２によって昇圧された電圧を用いてレベルシフトする。レベ
ルシフトされ、振幅の大きくなったデータをメモリ回路９１０８に書き込む。
【０２３４】
このようにして、本実施の形態に係る半導体装置は動作する。
【０２３５】
ここでは１３．５６ＭＨｚの通信信号について述べたが本発明は１３．５６ＭＨｚに限
定されるものではなく、１２５ＫＨｚ、ＵＨＦ帯周波数、２．４５ＧＨｚその他の周波数
においても実現することが可能である。また、ブロック構成についても図３５に示した以
外の構成でも実現は可能である。
【０２３６】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【０２３７】
（実施の形態８）
本実施の形態では、アンテナ回路で受信した信号に同期させてバッテリーから出力され
る電圧を用いることで、遠方への送信を可能とする本実施の形態に係る半導体装置の構成
について説明する。
【０２３８】
図３６は、本実施の形態に係る半導体装置の構成例を示すブロック図である。
【０２３９】
図３６に示す半導体装置は、受信した信号により、送信距離を判別し、送信距離が近い
場合には変調回路によって変調された信号をアンテナ回路に供給し、送信距離が遠い場合
には変調回路によって変調された信号をアンプにより増幅してアンテナ回路に供給する。
そして、アンプの電源にはバッテリーの電圧を用いる。
【０２４０】
本発明の実施の形態に係る半導体装置９２００は、アンテナ回路９２０１と、信号処理
回路９２０２と、バッテリー９２１５とを有する。
【０２４１】
アンテナ回路９２０１のアンテナ形状としては、様々な形態をとることができる。例え
ば、いわゆる、ダイポールアンテナ、ループアンテナ、八木アンテナ、パッチアンテナ又
は微小アンテナなどの形状をとることができる。信号処理回路に含まれるトランジスタを
形成する基板上にアンテナも形成する場合には、好ましくは、アンテナ形状を微小ループ
アンテナや、微小ダイポールアンテナなどの形状のアンテナとするとよい。
【０２４２】
また、アンテナ回路９２０１には、受信した信号の周波数を変更する手段を有していても
良い。例えば、アンテナ形状がループアンテナのとき、アンテナを構成するアンテナコイ
ルと、コンデンサとにより共振回路を形成していてもよい。
【０２４３】
バッテリー９２１５には、リチウムイオン電池、リチウム二次電池、ニッケル水素電池
、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛
電池などの二次電池が適用可能であるが、これには限定されない。また大容量のコンデン
サなどを適用してもよい。特に、リチウムイオン電池やリチウム二次電池は充放電容量が
大きいため、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置に備えるバッテリーに適用する
ことで小型化を図ることができる。なお、リチウムイオン電池の活物質や電解質をスパッ
タリング法により形成することにより、バッテリー９２１５を信号処理回路９２０２が形
成された基板上に形成してもよいし、アンテナ回路９２０１が形成された基板上に形成さ
れていてもよい。信号処理回路９２０２やアンテナ回路９２０１が形成された基板上にバ
ッテリー９２１５を形成することにより、歩留まりが向上する。金属リチウム電池は、正
極活物質にリチウムイオン含有遷移金属酸化物、金属酸化物、金属硫化物、鉄系化合物、
導電性ポリマー若しくは有機イオウ系化合物等を用い、負極活物質にリチウム（合金）、
電解質に有機系電解液若しくはポリマー電解質などを用いることでより充放電容量の大き
なバッテリー９２１５とすることができる。
【０２４４】
信号処理回路９２０２は、整流回路９２０３と、電源回路９２０４と、復調回路９２０
５と、論理回路９２０６と、メモリコントロール回路９２０７と、メモリ回路９２０８と
、論理回路９２０９と、変調回路９２１０と、アンプ９２１１と、スイッチ９２１２と、
スイッチ９２１３と、スイッチ９２１４と、を有している。メモリ回路９２０８には、様
々なメモリを適用することができる。例えば、マスクＲＯＭや不揮発性メモリを適用する
ことができる。
【０２４５】
整流回路９２０３は、アンテナ回路９２０１で受信した交流信号を整流し、平滑する。
そして、整流回路９２０３から出力される電圧は、電源回路９２０４に供給される。電源
回路９２０４では、所望の電圧が生成される。そして、電源回路９２０４から信号処理回
路９２０２の様々な回路の電源となる電圧を供給する。
【０２４６】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の信号処理については以下のとおりである
。アンテナ回路９２０１によって受信された通信信号が復調回路９２０５に入力される。
通常、通信信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアをＡＳＫ変調、ＰＳＫ
変調などの処理をおこなって送られてくる。
【０２４７】
図３６は１３．５６ＭＨｚの通信信号を用いた場合の例である。ＡＳＫ変調やＰＳＫ変
調された通信信号は、アンテナ回路９２０１で受信され、復調回路９２０５で復調される
。復調後の信号は論理回路９２０６に送られ解析される。論理回路９２０６で解析された
信号はメモリコントロール回路９２０７に送られ、それに基づき、メモリコントロール回
路９２０７はメモリ回路９２０８を制御する。そして、メモリコントロール回路９２０７
は、メモリ回路９２０８に記憶されたデータを読み出し論理回路９２０９に送る。論理回
路９２０９に送られたデータは、論理回路９２０９でエンコード処理されたのち、その信
号によって、変調回路９２１０はキャリアに変調をかける。そして、送信距離が近い場合
には、変調をかけた信号はアンテナ回路９１０１に送られ、送信距離が遠い場合には、変
調をかけた信号はまずアンプ９２１１に送られ、信号が増幅されてから、アンテナ回路９
１０１に送られる。
【０２４８】
つまり、論理回路９２０６に送られた信号によって、送信距離が遠いか近いかが判別さ
れ、論理回路９２０６によりスイッチ９２１２、スイッチ９２１３及びスイッチ９２１４
が制御される。送信距離が近いと判断された場合には、スイッチ９２１３は変調回路９２
１０とアンテナ回路９２０１とを接続し、スイッチ９２１２及びスイッチ９２１４はオフ
にする。送信距離が遠いと判断された場合には、スイッチ９２１３は変調回路９２１０と
アンプ９２１１とを接続し、スイッチ９２１２及びスイッチ９２１４はオンにする。つま
り、送信距離が遠いと判断された場合には、アンプ９２１１は電源としてバッテリー９２
１５から出力される電圧を用いて、変調回路９２１０から出力された信号を増幅してアン
テナ回路９２０１に送る。
【０２４９】
なお、送信距離の判別方法としては、あらかじめ送信距離を判別するための制御信号を
論理回路９２０６に送ってもよいし、復調回路９２０５によって復調された信号の大きさ
で判別してもよい。
【０２５０】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【実施例１】
【０２５１】
本実施例では、本発明の無線通信によりデータの交信を行う半導体装置（以下、ＲＦＩ
Ｄという）の用途について説明する。本発明の半導体装置は、例えば、紙幣、硬貨、有価
証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等）、包装用容器類（包装紙やボト
ル等）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、身の回り品
（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品
や荷物の荷札等の物品に設ける、いわゆるＩＤラベル、ＩＤタグ、ＩＤカードとして使用
することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単
にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０２５２】
本実施例では、図３０を参照して、本発明の応用例、及びそれらを付した商品の一例に
ついて説明する。
【０２５３】
図３０（Ａ）は、本発明に係るＲＦＩＤを有する半導体装置の完成品の状態の一例であ
る。ラベル台紙３００１（セパレート紙）上に、ＲＦＩＤ３００２を内蔵した複数のＩＤ
ラベル３００３が形成されている。ＩＤラベル３００３は、ボックス３００４内に収納さ
れている。また、ＩＤラベル３００３上には、その商品や役務に関する情報（商品名、ブ
ランド、商標、商標権者、販売者、製造者等）が記されており、一方、内蔵されているＲ
ＦＩＤには、その商品（又は商品の種類）固有のＩＤナンバーが付されており、偽造や、
商標権、特許権等の知的財産権侵害、不正競争等の不法行為を容易に把握することができ
る。また、ＲＦＩＤ内には、商品の容器やラベルに明記しきれない多大な情報、例えば、
商品の産地、販売地、品質、原材料、効能、用途、数量、形状、価格、生産方法、使用方
法、生産時期、使用時期、賞味期限、取扱説明、商品に関する知的財産情報等を入力して
おくことができ、取引者や消費者は、簡易なリーダによって、それらの情報にアクセスす
ることができる。
【０２５４】
図３０（Ｂ）は、ＲＦＩＤ３０１２を内蔵したラベル状のＩＤタグ３０１１を示してい
る。ＩＤタグ３０１１を商品に備え付けることにより、商品管理が容易になる。例えば、
商品が盗難された場合に、商品の経路を辿ることによって、その商品が流通経路のどこで
盗難されたかを迅速に把握することができる。このように、ＩＤタグを備えることにより
、所謂トレーサビリティに優れた商品を流通させることができる。
【０２５５】
図３０（Ｃ）は、本発明に係るＲＦＩＤ３０２２を内包したＩＤカード３０２１の完成
品の状態の一例である。上記ＩＤカード３０２１としては、キャッシュカード、クレジッ
トカード、プリペイドカード、電子乗車券、電子マネー、テレフォンカード、会員カード
等のあらゆるカード類が含まれる。
【０２５６】
図３０（Ｄ）は、無記名債券３０３１の完成品の状態を示している。無記名債券３０３
１には、ＲＦＩＤ３０３２が埋め込まれており、その周囲は樹脂によって成形され、ＲＦ
ＩＤを保護している。ここで、該樹脂中にはフィラーが充填された構成となっている。無
記名債券３０３１は、本発明に係るＩＤラベル、ＩＤタグ、ＩＤカードと同じ要領で作成
することができる。なお、上記無記名債券類には、切手、切符、チケット、入場券、商品
券、図書券、文具券、ビール券、おこめ券、各種ギフト券、各種サービス券等が含まれる
が、勿論これらに限定されるものではない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券
類、証書類等に本発明のＲＦＩＤ３０３２を設けることにより、認証機能を設けることが
でき、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。
【０２５７】
図３０（Ｅ）は、本発明に係るＲＦＩＤ３０４２を内包したＩＤラベル３０４１を貼付
した書籍３０４３を示している。本発明のＲＦＩＤ３０４２は、表面に貼ったり、埋め込
んだりして、物品に固定される。図３０（Ｅ）に示すように、本なら紙に埋め込んだり、
有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される
。本発明のＲＦＩＤ３０４２は、小型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後も
、その物品自体のデザイン性を損なうことがない。
【０２５８】
また、ここでは図示しないが、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生
活用品類、電子機器等に本発明のＲＦＩＤを設けることにより、検品システム等のシステ
ムの効率化を図ることができる。また乗物類にＲＦＩＤを設けることにより、偽造や盗難
を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物
の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物に無線タグを埋め込むことに
よって、生まれた年や性別または種類等を容易に識別することが可能となる。
【０２５９】
図３３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係るＩＤラベル２５０２を貼付した書籍２７０１、
及びペットボトル２７０２を示している。本発明に用いられるＩＤラベルは非常に薄いた
め、上記書籍等の物品にＩＤラベルを搭載しても、機能、デザイン性を損ねることがない
。更に、非接触型薄膜集積回路装置の場合、アンテナとをチップとを一体形成でき、曲面
を有する商品に直接転写することが容易になる。
【０２６０】
図３３（Ｃ）は、果物類２７０５の生鮮食品に、直接ＩＤラベル２５０２を貼り付けた
状態を示している。また、図３３（Ｄ）は、包装用フィルム類によって、野菜類２７０４
の生鮮食品を包装した一例を示している。また、なお、チップ２５０１を商品に貼り付け
た場合、剥がされる可能性があるが、包装用フィルム類によって商品をくるんだ場合、包
装用フィルム２７０３類を剥がすのは困難であるため、防犯対策上多少のメリットはある
。なお、上述した商品以外にも、あらゆる商品に、本発明に係るチップを利用することが
できる。
【符号の説明】
【０２６１】
１００    ＲＦＩＤ
１０１    アンテナ回路
１０２    アンテナ回路
１０３    信号処理回路
１０４    バッテリー
１０５    整流回路
１０６    電源回路
１０７    整流回路
１０８    復調回路
１０９    アンプ
１１０    論理回路
１１１    メモリコントロール回路
１１２    メモリ回路
１１３    論理回路
１１４    アンプ
１１５    変調回路
２０１    リーダ／ライタ
２０２    無線信号
３０２    チップ
３０３    アンテナ
４０１    アンテナ
４０２    共振容量
４０３    アンテナ回路
４０４    ダイオード
４０５    ダイオード
４０６    平滑容量
４０７    整流回路
５０１    受信部
５０２    送信部
５０３    制御部
５０４    インターフェース部
５０５    アンテナ回路
５０６    上位装置
５０７    アンテナ
５０８    共振容量
７０１    基板
７０２    チップ
７０３    バッテリー
７０４    アンテナ回路
７０６    リーダ／ライタ
７０７    無線信号
７１１    接続端子
７１２    接続端子
７２０    素子形成層
７２１    基板
７２２    ブースターアンテナ
１００１    抵抗
１００２    トランジスタ
１００４    電流供給用抵抗
１００５    トランジスタ
１００７    トランジスタ
１００９    トランジスタ
１０１０    抵抗
１１０２    信号処理回路
１２０１    ブースターアンテナ
１２０１ａ    ブースターアンテナ
１２０１ｂ    ブースターアンテナ
１９０１    基板
１９０２    絶縁膜
１９０３    剥離層
１９０４    絶縁膜
１９０５    半導体膜
１９０６    ゲート絶縁膜
１９０７    ゲート電極
１９０８    不純物領域
１９０９    不純物領域
１９１０    絶縁膜
１９１１    不純物領域
１９１３    導電膜
１９１４    絶縁膜
１９１８    絶縁膜
１９１９    素子形成層
１９２０    シート材
１９２１    シート材
１９３５    基板
１９３７    樹脂
１９３８    導電性粒子
２０２ａ    電波
２０２ｂ    電波
２４０１    基板
２４０２    絶縁膜
２４０３    剥離層
２４０４    絶縁膜
２４０５    導電膜
２４０６    絶縁膜
２４０７    絶縁膜
２４０９    ゲート絶縁膜
２４１０    ゲート電極
２４１１    不純物領域
２４１２    絶縁膜
２４１３    導電膜
２４１４    絶縁膜
２４１６    導電膜
２４１７    絶縁膜
２４１８    シート材
２４１９    シート材
２４３２    基板
２４３４    樹脂
２４３５    導電性粒子
２４３６    基板
２５０１    チップ
２５０２    ＩＤラベル
２７０１    書籍
２７０２    ペットボトル
２７０３    包装用フィルム
２７０４    野菜類
２７０５    果物類
３００１    ラベル台紙
３００２    ＲＦＩＤ
３００３    ＩＤラベル
３００４    ボックス
３０１１    ＩＤタグ
３０１２    ＲＦＩＤ
３０２１    ＩＤカード
３０２２    ＲＦＩＤ
３０３１    無記名債券
３０３２    ＲＦＩＤ
３０４１    ＩＤラベル
３０４２    ＲＦＩＤ
３０４３    書籍
３１００    ＲＦＩＤ
３１０１    アンテナ回路
３１０２    信号処理回路
３１０３    電池
３１０４    電源回路
３１０５    復調回路
３１０６    アンプ
３１０７    論理回路
３１０８    メモリコントロール回路
３１０９    メモリ回路
３１１０    論理回路
３１１１    アンプ
３１１２    変調回路
３２００    ＲＦＩＤ
３２０１    アンテナ回路
３２０２    信号処理回路
３２０３    整流回路
３２０４    電源回路
３２０５    復調回路
３２０６    アンプ
３２０７    論理回路
３２０８    メモリコントロール回路
３２０９    メモリ回路
３２１０    論理回路
３２１１    アンプ
３２１２    変調回路
３４０１    カーブ
３４０２    カーブ
３４０３    カーブ
３４０４    カーブ
７０１ａ    基板
７０１ｂ    基板
７０２ａ    チップ
７０２ｂ    チップ
７０５ａ    アンテナ回路
９１００    半導体装置
９１０１    アンテナ回路
９１０２    信号処理回路
９１０３    整流回路
９１０４    電源回路
９１０５    復調回路
９１０６    論理回路
９１０７    メモリコントロール回路
９１０８    メモリ回路
９１０９    論理回路
９１１０    変調回路
９１１１    レベルシフタ回路
９１１２    昇圧回路
９１１３    スイッチ
９１１４    バッテリー
９２００    半導体装置
９２０１    アンテナ回路
９２０２    信号処理回路
９２０３    整流回路
９２０４    電源回路
９２０５    復調回路
９２０６    論理回路
９２０７    メモリコントロール回路
９２０８    メモリ回路
９２０９    論理回路
９２１０    変調回路
９２１１    アンプ
９２１２    スイッチ
９２１３    スイッチ
９２１４    スイッチ
９２１５    バッテリー
９３０１    充放電制御回路
９９０１    信号処理回路
９９０２    上部電極
９９０３    下部電極
９９０４    バッテリー
９９０５    側部電極
９９０６    基板
９９０７    アンテナ回路
９９０８    基板
９９０９    ブースターアンテナ
９９１２    上部電極
９９１３    側部電極
９９１５    下部電極
１９００ａ    薄膜トランジスタ
１９００ｂ    薄膜トランジスタ
１９００ｃ    薄膜トランジスタ
１９００ｄ    薄膜トランジスタ
１９００ｅ    薄膜トランジスタ
１９００ｆ    薄膜トランジスタ
１９０５ａ    半導体膜
１９０５ｂ    半導体膜
１９０５ｃ    半導体膜
１９０７ａ    導電膜
１９０７ｂ    導電膜
１９１２ａ    絶縁膜
１９１２ｂ    絶縁膜
１９１５ａ    導電膜
１９１６ａ    導電膜
１９１７ａ    導電膜
１９１７ｂ    導電膜
１９３１ａ    導電膜
１９３２ａ    開口部
１９３４ａ    導電膜
１９３４ｂ    導電膜
１９３６ａ    導電膜
１９３６ｂ    導電膜
２４００ａ    薄膜トランジスタ
２４００ｂ    薄膜トランジスタ
２４００ｃ    薄膜トランジスタ
２４００ｄ    素子
２４０５ａ    導電膜
２４０５ｄ    導電膜
２４０５ｅ    配線
２４０８ａ    半導体膜
２４１５ａ    導電膜
２４１６ａ    導電膜
２４１６ｂ    導電膜
２４３１ａ    導電膜
２４３１ｂ    導電膜
２４３１ｃ    導電膜
２４３２ａ    導電膜
２４３３ａ    導電膜
２４３３ｂ    導電膜
【図１】
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【図２】
2014078725.tif 000004
【図３】
2014078725.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014078725.tif 000007
【図６】
2014078725.tif 000008
【図７】
2014078725.tif 000009
【図８】
2014078725.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2014078725.tif 000012
【図１１】
2014078725.tif 000013
【図１２】
2014078725.tif 000014
【図１３】
2014078725.tif 000015
【図１４】
2014078725.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2014078725.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2014078725.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
2014078725.tif 000033
【図３２】
2014078725.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2014078725.tif 000036
【図３５】
2014078725.tif 000037
【図３６】
2014078725.tif 000038
【図３７】
2014078725.tif 000039
【図３８】
2014078725.tif 000040
【図３９】
2014078725.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
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