(57)【要約】【課題】通信距離や通信環境により安定でないことに起因する電源電圧の変動により、基準電圧発生回路から出力される基準電圧が変動してしまう場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定になるよう動作させる定電圧回路を提供することを課題とする。【解決手段】出力電圧を制御するためのトランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有する定電圧回路において、増幅器の反転入力端子または非反転入力端子と、基準電圧発生回路との間に、スイッチを設ける。そして、当該スイッチは電源電圧が低下した際にスイッチをオフにし、電源電圧が一定である際にはスイッチをオンにする。【選択図】図１
2008165286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする定電圧回路。
【請求項２】
出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の反転入力端子は前記基準電圧発生回路の出力端子が接続され、前記増幅器の非反転入力端子は前記抵抗部と接続され、前記増幅器の出力端子は前記トランジスタのゲートに接続されており、
前記増幅器の反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする定電圧回路。
【請求項３】
請求項１または２において、前記増幅器の反転入力端子には、前記反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていることを特徴とする定電圧回路。
【請求項４】
出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の非反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする定電圧回路。
【請求項５】
出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の非反転入力端子は前記基準電圧発生回路の出力端子が接続され、前記増幅器の反転入力端子は前記抵抗部と接続され、前記増幅器の出力端子は前記トランジスタのゲートに接続されており、
前記増幅器の非反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする定電圧回路。
【請求項６】
請求項４または５において、前記増幅器の非反転入力端子には、前記非反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていることを特徴とする定電圧回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、前記基準電圧発生回路は、複数のトランジスタで構成されていることを特徴とする定電圧回路。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、前記定電圧回路における入力端子の電圧により前記基準電圧発生回路の出力端子に出力される電圧が低下する期間に、前記スイッチをオフ状態にすることを特徴とする定電圧回路。
【請求項９】
無線信号を交流電圧に変換するアンテナと、
前記交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
前記直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、
前記電源回路に接続され、前記電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、
前記定電圧回路は、前記出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
無線信号を交流電圧に変換するアンテナと、
前記交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
前記直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、
前記電源回路に接続され、前記電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、
前記定電圧回路は、前記出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の反転入力端子は前記基準電圧発生回路の出力端子が接続され、前記増幅器の非反転入力端子は前記抵抗部と接続され、前記増幅器の出力端子は前記トランジスタのゲートに接続されており、
前記増幅器の反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項９または１０において、前記増幅器の反転入力端子には、前記反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
無線信号を交流電圧に変換するアンテナと、
前記交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
前記直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、
前記電源回路に接続され、前記電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、
前記定電圧回路は、前記出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の非反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
無線信号を交流電圧に変換するアンテナと、
前記交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
前記直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、
前記電源回路に接続され、前記電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、
前記定電圧回路は、前記出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、
前記増幅器の非反転入力端子は前記基準電圧発生回路の出力端子が接続され、前記増幅器の反転入力端子は前記抵抗部と接続され、前記増幅器の出力端子は前記トランジスタのゲートに接続されており、
前記増幅器の非反転入力端子と、前記基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３において、前記増幅器の非反転入力端子には、前記非反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項９乃至１４のいずれか一において、前記基準電圧発生回路は、複数のトランジスタで構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項９乃至１５のいずれか一において、前記電源回路の電圧により前記基準電圧発生回路の出力端子に出力される電圧が低下する期間に、前記スイッチをオフ状態にすることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項９乃至１６のいずれか一において、前記負荷は、クロック生成回路であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１７において、前記クロック生成回路は、前記半導体装置が具備する信号処理回路に接続されており、前記信号処理回路にクロック信号を出力するものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項９乃至１８のいずれか一において、前記電源回路は、充電制御回路、放電制御回路、及びバッテリーを具備する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】
本発明は無線通信によりデータの交信（受信、送信）を行うＲＦタグに関する。本発明は、特に無線通信において大電力を受信した場合にＲＦタグのチップ本体の素子の劣化や破壊を防止する保護回路を具備するＲＦタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用した個体識別技術（以下、無線通信システムという）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データキャリアとして、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を利用したＲＦタグ（以下、本明細書においてはカード型、チップ型等の形状を問わず総称してＲＦタグという）による個体識別技術が注目を集めている。ＲＦタグは、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）タグ、ＩＣチップ、ＲＦＩＤタグ、ＲＦタグ、無線タグ、電子タグとも呼ばれる。ＲＦタグ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進められている。
【０００３】
ここでいう無線通信システムとは、リーダ／ライタ等の電力供給源兼送受信器と、ＲＦタグ等の送受信器との間を無線でデータのやりとりをする通信システムである。
【０００４】
無線通信システムでは、リーダ／ライタとＲＦタグとが物理的に接続されている必要がない。つまり、リーダ／ライタが指定する領域にＲＦタグが存在しさえすれば、リーダ／ライタはＲＦタグと通信し、ＲＦタグとデータのやりとりをおこなうことができる。
【０００５】
リーダ／ライタとＲＦタグ間においては、通信距離を伸ばすためにリーダ／ライタからＲＦタグへの電力供給効率を高める研究開発が盛んである。一方で、ＲＦタグは、ＣＰＵ等により演算機能を盛り込むといった高付加価値化も進み、安定した電力の供給が求められる（特許文献１を参照）。図２３に一例として、従来の定電圧回路の構成について示す。
【０００６】
図２３に示す定電圧回路５０００は、電圧制御用トランジスタ５００１、電圧制御用トランジスタのゲートに印加する電圧を出力する増幅器５００２、所望の基準電圧を生成する基準電圧発生回路５００３、及び電圧制御用トランジスタからの出力される電圧を分圧するための抵抗部５００４で構成されている。
【０００７】
なお、図２３における定電圧回路５０００は、外部より供給された信号を、目的の電圧まで降圧させるものである。
【０００８】
図２３に示す定電圧回路５０００において、電圧制御用トランジスタ５００１は入力端子ＶＩＮと出力端子ＶＯＵＴとの間に接続されている。また抵抗部５００４は出力端子ＶＯＵＴと接地電位ＧＮＤの間に接続されている。また抵抗部５００４においては、２つの抵抗が直列に接続されている。増幅器５００２の反転入力端子には基準電圧発生回路５００３からの基準電圧Ｖｓが入力されている。増幅器５００２の非反転入力端子には、出力端子ＯＵＴの電圧が抵抗部５００４で分圧された電圧Ｖｒが入力されている。増幅器５００２は、電圧Ｖｒが基準電圧Ｖｓになるように電圧制御用トランジスタ５００１に電圧を出力することで動作制御を行う。
【０００９】
なお、基準電圧発生回路５００３は、入力端子ＩＮからの電源電圧を電源にして動作している。
【００１０】
なお、図２３に示す定電圧回路において、一定の出力電圧を得るためには、基準電圧発生回路５００３を作動させるのに十分な電源電圧を供給することが必要である。
【特許文献１】特開２００３−１８００７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら定電圧回路に入力される電源電圧は、通信距離や通信環境により安定ではない。そして定電圧回路に入力される電源電圧の変動は大きく、基準電圧発生回路から出力される基準電圧が変動してしまっていた。そのため、定電圧回路から出力される出力電圧が一定でなくなるといった問題があった。
【００１２】
本発明は、以上のような問題を鑑みてなされたものであり、通信距離や通信環境により安定でないことに起因する電源電圧の変動により、基準電圧発生回路から出力される基準電圧が変動してしまう場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定になるよう動作させる定電圧回路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】
【００１３】
本発明は、上記の問題を鑑みなされたものである。本発明は、出力電圧を制御するためのトランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有する定電圧回路において、増幅器の反転入力端子（非反転入力端子）と、基準電圧発生回路との間に、スイッチを設けることを特徴とする。
【００１４】
本発明の定電圧回路の一は、出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の定電圧回路の一は、出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の反転入力端子は基準電圧発生回路の出力端子が接続され、増幅器の非反転入力端子は抵抗部と接続され、増幅器の出力端子はトランジスタのゲートに接続されており、増幅器の反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の増幅器の反転入力端子には、反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていてもよい。
【００１７】
本発明の定電圧回路の一は、出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の非反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていてもよい。
【００１８】
本発明の定電圧回路の一は、出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の非反転入力端子は基準電圧発生回路の出力端子が接続され、増幅器の反転入力端子は抵抗部と接続され、増幅器の出力端子はトランジスタのゲートに接続されており、増幅器の非反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の増幅器の非反転入力端子には、非反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていてもよい。
【００２０】
本発明の基準電圧発生回路は、複数のトランジスタで構成されていてもよい。
【００２１】
本発明の定電圧回路における入力端子の電圧により基準電圧発生回路の出力端子に出力される電圧が低下する期間に、スイッチをオフ状態にするものであってもよい。
【００２２】
また本発明の半導体装置の一は、無線信号を交流電圧に変換するアンテナと、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、電源回路に接続され、電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、定電圧回路は、出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする。
【００２３】
また本発明の半導体装置の一は、無線信号を交流電圧に変換するアンテナと、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、電源回路に接続され、電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、定電圧回路は、出力電圧を制御するためのｐチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の反転入力端子は基準電圧発生回路の出力端子が接続され、増幅器の非反転入力端子は抵抗部と接続され、増幅器の出力端子はトランジスタのゲートに接続されており、増幅器の反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の増幅器の反転入力端子には、反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていてもよい。
【００２５】
また本発明の半導体装置の一は、無線信号を交流電圧に変換するアンテナと、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、電源回路に接続され、電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、定電圧回路は、出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の非反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする。
【００２６】
また本発明の半導体装置の一は、外部から供給される電力を受信するアンテナと、アンテナで受信した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、直流電圧より電源電圧を生成する電源回路と、電源回路に接続され、電源電圧をもとに負荷に供給する出力電圧を生成する定電圧回路と、を有し、定電圧回路は、出力電圧を制御するためのｎチャネル型トランジスタと、増幅器と、抵抗部と、基準電圧発生回路と、を有し、増幅器の非反転入力端子は基準電圧発生回路の出力端子が接続され、増幅器の反転入力端子は抵抗部と接続され、増幅器の出力端子はトランジスタのゲートに接続されており、増幅器の非反転入力端子と、基準電圧発生回路との間には、スイッチが設けられていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の増幅器の非反転入力端子には、非反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子が接続されていてもよい。
【００２８】
本発明の基準電圧発生回路は、複数のトランジスタで構成されていてもよい。
【００２９】
本発明の半導体装置において、電源回路の電圧により基準電圧発生回路の出力端子に出力される電圧が低下する期間に、スイッチをオフ状態にするものであってもよい。
【００３０】
本発明の半導体装置における負荷は、クロック生成回路であってもよい。
【００３１】
本発明の半導体装置におけるクロック生成回路は、半導体装置が具備する信号処理回路に接続されており、信号処理回路にクロック信号を出力するものであってもよい。
【００３２】
本発明の半導体装置における電源回路は、充電制御回路、放電制御回路、及びバッテリーを具備するものであってもよい。
【００３３】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）において、ＡとＢとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＡとＢとが直接接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。
【００３４】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）に示すスイッチは、様々な形態のものを用いることができる。例としては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。例えば、スイッチとして、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、サイリスタなどを用いることが出来る。または、これらを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることが出来る。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、通信距離や通信環境により安定でないことに起因する電源電圧が低下した際にスイッチをオフにし、通信距離や通信環境により安定であり電源電圧が一定である際にはスイッチをオンにすることができる。そのため、通信距離や通信環境により安定でないことに起因する電源電圧の変動により、基準電圧発生回路から出力される基準電圧が変動してしまう場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定になるよう動作させる定電圧回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。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、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
【００３７】
本実施の形態では、本発明の定電圧回路に関して図面を参照して説明する。
【００３８】
図１に示す定電圧回路１００は、電圧制御用トランジスタ１０１、電圧制御用トランジスタ１０１のゲートに印加する電圧を出力する増幅器１０２、所望の基準電圧を生成する基準電圧発生回路１０３、電圧制御用トランジスタ１０１からの出力される電圧を分圧するための抵抗部１０４、増幅器１０２の反転入力端子と基準電圧発生回路１０３との間に設けられたスイッチ１０５、増幅器１０２の反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子１０６で構成されている。図１では、電圧制御用トランジスタ１０１に、ｐチャネル型トランジスタを用いた場合について説明する。
【００３９】
図１に示す定電圧回路１００において、ｐチャネル型トランジスタを用いた電圧制御用トランジスタ１０１は入力端子ＶＩＮと出力端子ＶＯＵＴとの間に接続されている。また抵抗部１０４は出力端子ＶＯＵＴと接地電位ＧＮＤの間に接続されている。また抵抗部１０４においては、２つの抵抗が直列に接続されている。増幅器１０２の反転入力端子には基準電圧発生回路１０３からの基準電圧Ｖｓが、スイッチ１０５を介して入力されている。また増幅器１０２の反転入力端子と接地電位との間には、容量素子１０６が設けられて、増幅器１０２の反転入力端子に印加される電圧を保持している。増幅器１０２の非反転入力端子には、出力端子ＶＯＵＴの電圧が抵抗部１０４で分圧された電圧Ｖｒが入力されている。増幅器１０２は、電圧Ｖｒが基準電圧Ｖｓになるように電圧制御用トランジスタ１０１に電圧を出力することで動作制御を行う。
【００４０】
なお本実施の形態における抵抗部１０４は、直列接続された抵抗素子１５１及び抵抗素子１５２を有する。抵抗素子１５１の一方の端子は出力端子ＶＯＵＴに接続されている。また抵抗素子１５２の一方の端子は接地電位ＧＮＤに接続されている。また抵抗素子１５１の他方の端子と、抵抗素子１５２の他方の端子と、増幅器１０２の反転入力端子とが接続されている。なお、本発明の抵抗部は、増幅器１０２の非反転入力端子に電圧Ｖｒが入力されることで、増幅器１０２が電圧制御用トランジスタ１０１に電圧を出力することができるものである。
【００４１】
また本発明の定電圧回路における電圧制御用トランジスタに、ｎチャネル型トランジスタを用いることもできる。図２４では、電圧制御トランジスタにｎチャネル型トランジスタを用いた定電圧回路について示す。
【００４２】
図２４に示す定電圧回路２４００は、ｎチャネル型トランジスタを用いた電圧制御用トランジスタ２４０１、電圧制御用トランジスタ２４０１のゲートに印加する電圧を出力する増幅器２４０２、所望の基準電圧を生成する基準電圧発生回路２４０３、電圧制御用トランジスタ２４０１からの出力される電圧を分圧するための抵抗部２４０４、増幅器２４０２の非反転入力端子と基準電圧発生回路２４０３との間に設けられたスイッチ２４０５、増幅器２４０２の非反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子２４０６で構成されている。
【００４３】
図２４に示す定電圧回路２４００において、電圧制御用トランジスタ２４０１は入力端子ＶＩＮと出力端子ＶＯＵＴとの間に接続されている。また抵抗部２４０４は出力端子ＶＯＵＴと接地電位ＧＮＤの間に接続されている。また抵抗部２４０４においては、２つの抵抗が直列に接続されている。増幅器２４０２の反転入力端子には基準電圧発生回路２４０３からの基準電圧Ｖｓが、スイッチ２４０５を介して入力されている。また増幅器２４０２の反転入力端子と接地電位との間には、容量素子２４０６が設けられて、増幅器２４０２の反転入力端子に印加される電圧を保持している。増幅器２４０２の非反転入力端子には、出力端子ＶＯＵＴの電圧が抵抗部２４０４で分圧された電圧Ｖｒが入力されている。増幅器２４０２は、電圧Ｖｒが基準電圧Ｖｓになるように電圧制御用トランジスタ２４０１に電圧を出力することで動作制御を行う。
【００４４】
なお本実施例における抵抗部２４０４は、直列接続された抵抗素子２４５１及び抵抗素子２４５２を有する。抵抗素子２４５１の一方の端子は出力端子ＶＯＵＴに接続されている。また抵抗素子２４５２の一方の端子は接地電位ＧＮＤに接続されている。また抵抗素子２４５１の他方の端子と、抵抗素子２４５２の他方の端子と、増幅器２４０２の反転入力端子とが接続されている。なお、本発明の抵抗部は、増幅器２４０２の非反転入力端子に電圧Ｖｒが入力されることで、増幅器２４０２が電圧制御用トランジスタ２４０１に電圧を出力することができるものである。
【００４５】
電圧制御用トランジスタとして、ｐチャネル型トランジスタを用いた図１の送受信回路と、ｎチャネル型トランジスタを用いた図２４の送受信回路における違いは、増幅器と基準電圧発生回路の接続端子が反転入力端子または非反転入力端子であるかの点にある。本発明は、電圧制御用トランジスタとして、ｐチャネル型トランジスタまたはｎチャネル型トランジスタのいずれかを選択して用いることができる。以下、本実施の形態においては、図１の構成である電圧制御用トランジスタとして、ｐチャネル型トランジスタを用いた送受信回路について説明する。
【００４６】
次に図２において、図１の定電圧回路１００の構成を具体的にした図面について示し、本発明について説明する。
【００４７】
図２に示す定電圧回路１００は図１に示した定電圧回路と同様に、電圧制御用トランジスタ１０１、電圧制御用トランジスタ１０１のゲートに印加する電圧を出力する増幅器１０２、所望の基準電圧を生成する基準電圧発生回路１０３、電圧制御用トランジスタ１０１からの出力される電圧を分圧するための抵抗部１０４、増幅器１０２の反転入力端子と基準電圧発生回路１０３との間に設けられたスイッチ１０５、増幅器１０２の反転入力端子に入力する電圧を保持するための容量素子１０６で構成されている。図２においては、基準電圧発生回路１０３の回路構成について具体的に示している。
【００４８】
図２に示す基準電圧発生回路１０３は、第１のＰチャネル型トランジスタ２０１、第２のＰチャネル型トランジスタ２０２、第１のＮチャネル型トランジスタ２０３、第２のＮチャネル型トランジスタ２０４、及び抵抗素子２０５で構成されている。なお図２に示す本発明の定電圧回路１００における基準電圧発生回路１０３の構成は一例であって、増幅器１０２の反転入力端子に印加するための基準電圧Ｖｓを生成するものであればよい。
【００４９】
図２に示した基準電圧発生回路１０３の各トランジスタの接続について説明する。第１のＰチャネル型トランジスタ２０１の第１端子は入力端子Ｖｉｎに接続されている。第２のＰチャネル型トランジスタ２０２の第１端子は入力端子Ｖｉｎに接続されている。第２のＰチャネル型トランジスタ２０２のゲートは第１のＰチャネル型トランジスタ２０１のゲート、及び第２のＰチャネル型トランジスタ２０２の第２端子に接続されている。第１のＮチャネル型トランジスタ２０３の第１のＰチャネル型トランジスタ２０１の第２端子に接続されている。第２のＮチャネル型トランジスタ２０４の第１端子は第２のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続されている。第２のＮチャネル型トランジスタ２０４のゲートは、第１のＰチャネル型トランジスタ２０１の第２端子、及び第１のＮチャネル型トランジスタ２０３の第１端子に接続されている。抵抗素子２０５の一方の端子は、第１のＮチャネル型トランジスタのゲート、及び第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続されている。第１のＮチャネル型トランジスタ２０３の第２端子は、接地電位ＧＮＤに接続されている。抵抗素子２０５の他方の端子は、接地電位ＧＮＤに接続されている。スイッチ１０５の一方の端子には、第１のＮチャネル型トランジスタ２０３のゲート、第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子、及び抵抗素子２０５の一方の端子が接続されている。
【００５０】
図２に示した基準電圧発生回路１０３は、入力端子Ｖｉｎに入力される電圧によりスイッチ１０５に基準電圧Ｖｓを出力する。図２における基準電圧発生回路１０３はカレントミラー回路を有するため、第１のＰチャネル型トランジスタ２０１の第１端子及び第２のＰチャネル型トランジスタ２０２の第１端子、すなわち入力端子Ｖｉｎに入力される電圧が、第１のＰチャネル型トランジスタ２０１及び第２のＰチャネル型トランジスタ２０２を飽和領域で駆動する電圧に設定されることが求められる。
【００５１】
次に本発明の従来の定電圧回路に比べて有利な点について図面を用い詳細に説明する。
【００５２】
図３（Ａ）に示す入力端子Ｖｉｎに入力される電圧の波形の模式図である。定電圧回路の入力端子Ｖｉｎには、図３（Ａ）に示す電圧の波形のように、振幅の減衰していない信号３０１、または振幅の減衰した信号３０２が不定期に入力される。すなわち図１に示す定電圧回路１００に入力される電源電圧、すなわち入力端子Ｖｉｎに入力される電圧は、電力の通信距離や通信環境により安定ではない。
【００５３】
図３（Ｂ）には、定電圧回路１００の入力端子Ｖｉｎに入力される電圧について、振幅の減衰していない信号３０１、振幅の減衰した信号３０２がそれぞれ復調（検波）された模式図である。図３（Ｂ）において、振幅の減衰していない復調信号３０３と振幅の減衰した復調信号３０４とでは、定電圧回路１００の入力端子Ｖｉｎに入力される電圧には隔たりがあり、振幅の減衰した復調信号３０４は当然電圧が小さい。
【００５４】
ここで図２において説明した第１のＰチャネル型トランジスタ２０１及び第２のＰチャネル型トランジスタ２０２を飽和領域で駆動する電圧をＶｌｉｍとする。図３（Ｂ）において入力端子Ｖｉｎに入力される電圧である振幅の減衰した復調信号３０４が電圧Ｖｌｉｍより低下する際、定電圧回路における基準電圧発生回路は、基準電圧Ｖｓを出力し続けることが難しい。
【００５５】
図４を用いて、振幅の減衰した復調信号３０４の電圧の低下が、電圧Ｖｌｉｍを下回った際の定電圧回路における基準電圧Ｖｓの不安定化につながることについて、説明する。図４には第１のＰチャネル型トランジスタ２０１及び第２のＰチャネル型トランジスタ２０２のトランジスタにおけるＶｄｓ−Ｉｄｓ特性について示したものである。図４において、図３（Ｂ）で説明した振幅の減衰した復調信号３０４が定電圧回路に入力される状況では、入力電圧Ｖｉｎの変動が生じるため、トランジスタのソースとドレインの間にかかる電圧Ｖｄｓが変動する。具体的には、定電圧回路への入力電圧Ｖｉｎの低下とともに電圧Ｖｄｓは低下する。第１のＰチャネル型トランジスタ２０１及び第２のＰチャネル型トランジスタ２０２は、飽和領域で駆動する電圧Ｖｌｉｍ以上でソースとドレインの間に流れる電流Ｉｄｓが電圧Ｖｄｓに因らずほぼ一定となるが、線形領域で駆動する電圧Ｖｌｉｍ以下でソースとドレインの間に流れる電流Ｉｄｓが電圧Ｖｄｓに応じて変動する。そのため、図３（Ｂ）で説明した振幅の減衰した復調信号３０４が定電圧回路に入力される状況では、定電圧回路に入力される入力電圧Ｖｉｎに変動が生じるため、基準電圧Ｖｓが変動する。
【００５６】
そのため、本発明においては図１に示すように、定電圧回路に入力される入力電圧Ｖｉｎが電圧Ｖｌｉｍを下回った際に、基準電圧発生回路１０３と増幅器１０２との間の電気的な接続を制御するためのスイッチを設けることを特徴としている。本発明はスイッチを具備することで、基準電圧発生回路１０３と増幅器１０２との間の電気的な接続を、図３（Ｂ）に示すように振幅の減衰した復調信号３０４が高電位の信号と低電位の信号とで、切り替えることができる。具体的には、定電圧回路に入力される入力電圧Ｖｉｎが高電位の信号のときスイッチをオンにし、入力電圧Ｖｉｎが低電位の信号のときスイッチをオフにする（図３（Ｂ）を参照）。そのため、定電圧回路に入力される入力電圧Ｖｉｎが低電位の信号の電圧が電圧Ｖｌｉｍを下回っていても、増幅器１０２の非反転入力端子に影響を与えることなく動作可能な定電圧回路を得ることができる。
【００５７】
なお、図１に示す定電圧回路においては、増幅器１０２の非反転入力端子に容量素子を設け、当該非反転入力端子に入力される電圧を保持する構成としたが、容量素子を設ける構成に限定されるものではない。
【００５８】
また図１に示したスイッチ１０５のオンまたはオフの制御は、本実施の形態で示したように、入力される信号に応じて切り替える構成でもよい。つまり本発明は、定電圧回路に入力される入力電圧Ｖｉｎとして、高電位の信号と低電位の信号が入力されるが、低電位の信号が電圧Ｖｌｉｍを下回る場合に本発明は有効である。
【００５９】
なおスイッチ１０５のオンまたはオフの制御の構成については、入力電圧Ｖｉｎをモニターし、電圧Ｖｌｉｍを下回ったときにスイッチ１０５をオフにする信号を出力するモニター回路により制御する構成でもよい。モニター回路としては、入力電圧Ｖｉｎと電圧Ｖｌｉｍが入力される比較回路等で構成すればよい。
【００６０】
以上説明したように、本発明の定電圧回路を用いることで、基準電圧発生回路から出力される基準電圧が変動してしまう場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定になるよう動作させる定電圧回路を提供することができる。
（実施の形態２）
【００６１】
本実施の形態では、上記実施の形態で示した定電圧回路を有し、且つ無線で情報の送受信が可能な半導体装置に関して図面を参照して説明する。
【００６２】
近年、超小型ＩＣチップと、無線通信用のアンテナを組み合わせたＲＦタグ等の半導体装置が脚光を浴びている。ＲＦタグは、無線通信装置（リーダ／ライタともいう）を使った通信信号（動作磁界）の授受により、データを書き込み、データを読み出すことができる。
【００６３】
ＲＦタグ等の無線で情報の送受信が可能な半導体装置の応用分野として、例えば、流通業界における商品管理が挙げられる。現在では、バーコードなどを利用した商品管理が主流であるが、バーコードは光学的に読み取るため、遮蔽物があるとデータを読み取れない。一方、ＲＦタグでは、無線でデータを読み取るため、遮蔽物があっても読み取れる。従って、商品管理の効率化、低コスト化などが実現可能である。その他、乗車券、航空旅客券、料金の自動精算など、広範な応用が実現可能である。
【００６４】
本実施の形態では、本発明における半導体装置の一例として、図５を用いて説明する。図５は、ＲＦタグのブロック図である。
【００６５】
図５のＲＦタグ６００で、アンテナ６０１が無線信号を受信して生成される交流電圧は、信号処理回路６０４における復調回路６０５に入力される。通常、無線信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚなどのキャリアをＡＳＫ（振幅偏移；Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）変調、ＦＳＫ（周波数偏移；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）変調などの処理をおこなって送られてくる。図５において、信号処理回路６０４が信号を処理するためには、電源電圧及び基準となるクロック信号が必要である。
【００６６】
図５において電源電圧は、アンテナ６０１で受信した交流電圧の信号を整流回路６０３で整流化及び平滑化して、直流電圧に変換された信号が電源回路６１１に入力され、生成される。電源回路６１１で生成された電源電圧は、信号処理回路６０４に出力される。
【００６７】
また図５において電源回路６１１からの電源電圧が、上記実施の形態で示した本発明の定電圧回路６１２に入力され、定電圧化された出力電圧がクロック生成回路６１３に入力される。クロック生成回路６１３は、入力される定電圧回路６１２からの出力電圧に基づき、クロック信号を出力する。なおクロック生成回路６１３は、リングオシレータ回路、水晶発振器、または電圧制御発振器（ＶＣＯ；Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）で構成する。本発明の定電圧回路を具備する半導体装置において、クロック生成回路６１３にリングオシレータを用いることにより高い周波数のクロック信号を生成することが容易になる。また本発明の定電圧回路を具備する半導体装置において、クロック生成回路６１３として電圧制御発振器を用いることにより、出力電圧にノイズが混入していても、安定したクロック信号を出力することができる。
【００６８】
図５においてＡＳＫ変調やＰＳＫ変調された通信信号は復調回路６０５で復調される。復調後の信号は、論理回路６０６に送られ解析される。論理回路６０６で解析された信号はメモリコントロール回路６０７に送られる。そして、メモリコントロール回路６０７はメモリ回路６０８を制御し、メモリ回路６０８に記憶されたデータを取り出し論理回路６０９に送る。データは、論理回路６０９でエンコード処理されたのち、変調回路６１０でキャリア信号に変調をかけられ、リーダ／ライタに送信される。
【００６９】
なお、上記実施の形態１で説明した定電圧回路におけるスイッチは、復調回路で復調された信号に応じて、オンまたはオフを制御すればよい。例えば高電位の信号を復調した際には、スイッチをオンにし、低電位の信号を復調した際にはスイッチをオフにする構成とすればよい。
【００７０】
次に、図６を用いて、図５で示したＲＦタグ６００の模式図について説明する。なお、図６において、図５に相当する部分には、同一の番号を付し、説明を省略する。なお図５で示した整流回路６０３、電源回路６１１、定電圧回路６１２、及びクロック生成回路６１３は、図６では信号処理回路と同じ基板上に形成されるものとして以下説明を行う。
【００７１】
図６（ａ）に示すＲＦタグ６００は、基板７０１上に、アンテナ６０１、整流回路６０３、電源回路６１１、定電圧回路６１２、クロック生成回路６１３、及び信号処理回路６０４を有している。そして基板７０１と対向基板７１３との間に、アンテナ６０１、整流回路６０３、電源回路６１１、定電圧回路６１２、クロック生成回路６１３、及び信号処理回路６０４が配置されている。アンテナ６０１は接続端子７２０及び接続端子７２１を備えている。アンテナ６０１は、接続端子７２０及び接続端子７２１のそれぞれが信号処理回路６０４と接続されている。
【００７２】
信号処理回路６０４に含まれるトランジスタは、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−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。
【００７３】
基板７０１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６０４を形成し、その後、別の基板に信号処理回路６０４を移動させて、別の基板上に配置するようにしてもよい。
【００７４】
アンテナ６０１の形状については、特に限定されない。たとえば図７（Ａ）のように基板８０１上の信号処理回路８０２の周りに一面のアンテナ８０３を配置しても良い。また、図７（Ｂ）のように基板８０１上の信号処理回路８０２の周りに細いアンテナ８０３を配置しても良い。また、図７（Ｃ）のように高周波の電磁波を受信するための形状をとってもよい。また、図７（Ｄ）のように１８０度無指向性の形状をとってもよい。また、図７（Ｅ）のように棒状に長く伸ばした形状をとってもよい。また、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ってもよい。
【００７５】
図６（ａ）に示すアンテナ６０１は、信号処理回路６０４が形成された基板上に形成されていてもよいし、信号処理回路６０４の形成された基板とは別の基板上に形成してもよい。そして、アンテナ６０１を形成する基板の種類は、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。そして、アンテナ６０１を信号処理回路６０４の形成された基板と同じ基板に形成する場合には、スパッタリング法や、ＣＶＤ法、スピンコーティング法などにより導電膜を形成し、導電膜をパターニングしてアンテナ６０１を形成してもよいし、インクジェット法に代表される液滴吐出法又はスクリーン印刷法などによりアンテナ６０１を形成してもよい。アンテナ６０１を信号処理回路６０４の形成された基板と別の基板に形成する場合にも上述した方法によりアンテナ６０１を形成することができるが、好ましくは、特にスクリーン印刷法によりアンテナ６０１を形成するとよい。
【００７６】
なお、信号処理回路６０４の形成された基板とアンテナ６０１との接続は公知の方法で行うことができる。例えばアンテナと信号処理回路と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、あるいはチップ化した信号処理回路の形成された基板一面を電極にしてアンテナ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）を用いて貼り付けることができる。
【００７７】
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、一般には波長の整数分の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。
【００７８】
また、図６（ａ）において、アンテナ６０１は信号処理回路６０４と共に同じ基板上に積層して設ける構成としているが、外付けのアンテナとして設けられるものであっても良い。なお、図６（ａ）に示すようにアンテナ６０１を信号処理回路６０４と共に同じ基板７０１上に積層して設ける場合には、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。
【００７９】
また、図６（ａ）において、アンテナ６０１と信号処理回路６０４を共に同じ基板上に積層して設け、別の外付けアンテナと接触して設ける構成としてもよい。小型の信号処理回路６０４と大型の外付けアンテナを直接接続することより、アンテナ６０１を介して、小型の信号処理回路と別の外付けアンテナとの接続を簡易的に行うことができる。
【００８０】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態の技術的要素と組み合わせて行うことができる。すなわち本実施の形態は、アンテナで受信した信号に基づく定電圧回路への電源電圧の変動によって、基準電圧発生回路から出力される基準電圧の変動が生じた場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定にすることができる。よって、本発明の定電圧回路を具備する半導体装置においては、ばらつきの小さいクロック信号を生成し、信号処理回路を駆動することができるため、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
（実施の形態３）
【００８１】
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いて、アンテナで受信する電磁波により充電可能なバッテリーを設けた半導体装置の一例に関して図面を参照して説明する。
【００８２】
本実施の形態で示す半導体装置に関して図８に示すＲＦタグを例にして説明する。
【００８３】
図８に示すＲＦタグ９００は、整流回路６０３、電源回路９０１、定電圧回路６１２、クロック生成回路６１３、及び信号処理回路６０４を有している。
【００８４】
電源回路９０１は、充電制御回路９０２、放電制御回路９０３、バッテリー９０４を有している。また、信号処理回路６０４は、復調回路６０５、論理回路６０６、メモリコントロール回路６０７、メモリ回路６０８、論理回路６０９、変調回路６１０によって構成される。なお、上記実施の形態２における図５の構成との違いは、ＲＦタグ６００における電源回路９０１がバッテリー９０４、充電制御回路９０２、及び放電制御回路９０３にある。
【００８５】
図８のＲＦタグ９００では、リーダ／ライタ９５１より送信されアンテナ６０１により受信した通信信号が、信号処理回路６０４における復調回路６０５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。リーダ／ライタ９５１から送信される通信信号は、ＲＦタグ９００におけるバッテリー９０４を充電するための電磁波の周波数も同じであることが望ましい。なお、充電のための電磁波と、通信信号とを同一の周波数帯にすることでアンテナ６０１を充電用のアンテナ及び通信用のアンテナで共有にすることができる。アンテナ６０１を共有化することにより、ＲＦタグの小型化を達成することができる。
【００８６】
図８において、アンテナ６０１で受信した通信信号を含む交流電圧の信号は、整流回路６０３で整流化及び平滑化して、直流電圧に変換された信号が電源回路９０１に入力され、バッテリー９０４の充電に用いられる。電源回路９０１のバッテリーの蓄積された電力は、電源電圧として信号処理回路６０４に出力される。電源回路９０１における各構成の制御については、後で詳述する。
【００８７】
また図８において電源回路９０１からの電源電圧が、上記実施の形態で示した本発明の定電圧回路６１２に入力され、定電圧化された出力電圧がクロック生成回路６１３に入力される。クロック生成回路６１３は、入力される定電圧回路６１２からの出力電圧に基づき、クロック信号を出力する。なおクロック生成回路６１３は、リングオシレータ回路、水晶発振器、または電圧制御発振器（ＶＣＯ；Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）で構成する。本発明の定電圧回路を具備する半導体装置において、クロック生成回路６１３にリングオシレータを用いることにより高い周波数のクロック信号を生成することが容易になる。また本発明の定電圧回路を具備する半導体装置において、クロック生成回路６１３として電圧制御発振器を用いることにより、出力電圧にノイズが混入していても、安定したクロック信号を出力することができる。
【００８８】
図８においてＡＳＫ変調やＰＳＫ変調された通信信号は復調回路６０５で復調される。復調後の信号は、論理回路６０６に送られ解析される。論理回路６０６で解析された信号はメモリコントロール回路６０７に送られる。そして、メモリコントロール回路６０７はメモリ回路６０８を制御し、メモリ回路６０８に記憶されたデータを取り出し論理回路６０９に送る。データは、論理回路６０９でエンコード処理されたのち、変調回路６１０でキャリア信号に変調をかけられ、リーダ／ライタに送信される。
【００８９】
なお、上記実施の形態１で説明した定電圧回路におけるスイッチは、復調回路で復調された信号に応じて、オンまたはオフを制御すればよい。例えば高電位の信号を復調した際には、スイッチをオンにし、低電位の信号を復調した際にはスイッチをオフにする構成とすればよい。
【００９０】
次に、図９を用いて、図８で示したＲＦタグ９００の模式図について説明する。なお、図９において、図８に相当する部分には、同一の番号を付し、説明を省略する。なお図８で示した整流回路６０３、定電圧回路６１２、充電制御回路９０２、放電制御回路９０３、及びクロック生成回路６１３は、図９では信号処理回路と同じ基板上に形成されるものとして以下説明を行う。
【００９１】
図９（ａ）に示すＲＦタグ６００は、基板７０１上に、アンテナ６０１、整流回路６０３、充電制御回路９０２、放電制御回路９０３、定電圧回路６１２、クロック生成回路６１３、及び信号処理回路６０４を有している。そして基板７０１と対向基板７１３との間に、アンテナ６０１、整流回路６０３、充電制御回路９０２、放電制御回路９０３、バッテリー９０４、定電圧回路６１２、クロック生成回路６１３、及び信号処理回路６０４が配置されている。アンテナ６０１は接続端子７２０及び接続端子７２１を備えている。アンテナ６０１は、接続端子７２０及び接続端子７２１のそれぞれが信号処理回路６０４と接続されている。
【００９２】
信号処理回路６０４に含まれるトランジスタは、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−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。
【００９３】
基板７０１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６０４を形成し、その後、別の基板に信号処理回路６０４を移動させて、別の基板上に配置するようにしてもよい。
【００９４】
アンテナ６０１の形状については、特に限定されない。たとえば図７に示したいずれかの形状のアンテナを用いて形成すればよい。
【００９５】
なお、図７においては、バッテリーに相当するものは記載されていないが本実施の形態で説明する本発明の定電圧回路を具備する半導体装置には、バッテリーが設けられる。
【００９６】
また図８において、アンテナ６０１がリーダ／ライタ９５１からバッテリー９０４を充電するための電磁波を受信した場合の動作の一例について説明する。なお本実施の形態においては、充電制御回路９０２に第１のスイッチが設けられ、放電制御回路９０３に第２のスイッチが設けられている例を示す。
【００９７】
まず、リーダ／ライタ９５１から電磁波が送信されると、アンテナ６０１がリーダ／ライタ９５１から送信された電磁波の受信を開始する。そして、バッテリー９０４の電力を他の回路へ供給しないように放電制御回路９０３に設けられた第２のスイッチをオフにする。
【００９８】
次に、充電制御回路９０２に設けられた第１のスイッチがオンして、整流回路６０３を介して整流化及び平滑化された信号により、バッテリー９０４の充電が開始される。そして、バッテリー９０４の電圧が所定の電圧値以上になった場合に、充電制御回路９０２に設けられた第１のスイッチをオフし、充電を停止する。
【００９９】
次に、第１のスイッチのオフと同時又はその後に第２のスイッチをオンして、放電制御回路９０３を介して信号処理回路６０４及び定電圧回路６１２に電力を供給し、ＲＦタグ９００は、通信を開始する信号が含まれた電磁波（以下、単に「信号」と記す場合がある）をリーダ／ライタ９５１に送信する。
【０１００】
なお、図８に示した構成では、整流回路６０３と信号処理回路６０４にアンテナ６０１を共有させて設けた場合を示したが、整流回路６０３と信号処理回路６０４にそれぞれアンテナを設けた構成としてもよい。例えば整流回路６０３に第１のアンテナ回路を設け、信号処理回路６０４に第２のアンテナ回路をそれぞれ設けた構成でもよい。なお、整流回路６０３に第１のアンテナ回路を設け、信号処理回路６０４に第２のアンテナ回路をそれぞれ設けることで、第１のアンテナ回路には外部に無作為に生じている電磁波を受信させ、第２のアンテナ回路にはリーダ／ライタ９５１から発信された特定の波長を有する電磁波を受信させることができる。
【０１０１】
なおバッテリー９０４には、リチウム電池、リチウムポリマー電池、リチウムイオン電池、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、銀亜鉛電池または、コンデンサー等を用いることができる。
【０１０２】
以上のように、無線で充電可能なバッテリーを設けることによって、半導体装置に設けられたバッテリーの充電を容易に行うことが可能となる。また、一定の時間をかけて電磁波を受信してバッテリーの充電を行い、蓄電された電力をパルス的に放電することによって、バッテリーの充電に利用する電磁波が微弱な場合であっても、バッテリーから負荷部に大きい電力を供給することができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態の技術的要素と組み合わせて行うことができる。すなわち本実施の形態は、アンテナで受信した信号に基づく定電圧回路への電源電圧の変動によって、基準電圧発生回路から出力される基準電圧の変動が生じた場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定にすることができる。よって、本発明の定電圧回路を具備する半導体装置においては、ばらつきの小さいクロック信号を生成し、信号処理回路を駆動することができるため、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【実施例１】
【０１０４】
本実施例では、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。本実施例においては、半導体装置におけるアンテナ、バッテリー、信号処理回路を同一基板上に薄膜トランジスタを用いて設ける構成について説明する。なお、基板上に一度にアンテナ、バッテリー、信号処理回路を形成することで、小型化を図ることができるため好適である。また、バッテリーとしては薄膜の二次電池を用いた例について説明する。
【０１０５】
まず、基板１３０１の一表面に絶縁膜１３０２を介して剥離層１３０３を形成し、続けて下地膜として機能する絶縁膜１３０４と半導体膜１３０５（例えば、非晶質珪素を含む膜）を積層して形成する（図１０（Ａ）参照）。なお、絶縁膜１３０２、剥離層１３０３、絶縁膜１３０４および半導体膜１３０５は、連続して形成することができる。
【０１０６】
基板１３０１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など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（ＰＥＮ）、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１３０３は、絶縁膜１３０２を介して基板１３０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板１３０１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。
【０１０７】
絶縁膜１３０２、絶縁膜１３０４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１３０２、１３０４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１３０２は、基板１３０１から剥離層１３０３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１３０４は基板１３０１、剥離層１３０３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１３０２、１３０４を形成することによって、基板１３０１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１３０３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１３０１として石英を用いるような場合には絶縁膜１３０２、１３０４を省略してもよい。
【０１０８】
剥離層１３０３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（ＷＯ２）、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。
【０１０９】
非晶質半導体膜１３０５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。
【０１１０】
次に、非晶質半導体膜１３０５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非晶質半導体膜１３０５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、結晶質半導体膜１３０５ａ〜１３０５ｆを形成し、当該半導体膜１３０５ａ〜１３０５ｆを覆うようにゲート絶縁膜１３０６を形成する（図１０（Ｂ）参照）。
【０１１１】
ゲート絶縁膜１３０６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１３０６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。
【０１１２】
結晶質半導体膜１３０５ａ〜１３０５ｆ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（５５０℃、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１３０５ａ〜１３０５ｆ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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
また、ゲート絶縁膜１３０６は、半導体膜１３０５ａ〜１３０５ｆ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、Ａｒ、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。
【０１１５】
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５〜１０ｎｍ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。
【０１１６】
ゲート絶縁膜は、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。
【０１１７】
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１３０５ａ〜１３０５ｆ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）を得ることができる。
【０１１８】
次に、ゲート絶縁膜１３０６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。
【０１１９】
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１３０５ａ〜１３０５ｆの上方にゲート電極１３０７を形成する。ここでは、ゲート電極１３０７として、第１の導電膜１３０７ａと第２の導電膜１３０７ｂの積層構造で設けた例を示している。
【０１２０】
次に、ゲート電極１３０７をマスクとして半導体膜１３０５ａ〜１３０５ｆ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１３０５ａ〜１３０５ｆに選択的に導入し、ｎ型を示す不純物領域１３０８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１３０５ｃ、１３０５ｅに導入し、ｐ型を示す不純物領域１３０９を形成する（図１０（Ｃ）参照）。
【０１２１】
続いて、ゲート絶縁膜１３０６とゲート電極１３０７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１３０７の側面に接する絶縁膜１３１０（サイドウォールともよばれる）を形成する。絶縁膜１３１０は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）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。
【０１２２】
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１３０７および絶縁膜１３１０をマスクとして用いて、半導体膜１３０５ａ、１３０５ｂ、１３０５ｄ、１３０５ｆ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１３１１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１３０５ａ、１３０５ｂ、１３０５ｄ、１３０５ｆに選択的に導入し、不純物領域１３０８より高濃度のｎ型を示す不純物領域１３１１を形成する。
【０１２３】
以上の工程により、ｎチャネル型薄膜トランジスタ１３００ａ、１３００ｂ、１３００ｄ、１３００ｆとｐチャネル型薄膜トランジスタ１３００ｃ、１３００ｅが形成される（図１０（Ｄ）参照）。
【０１２４】
ｎチャネル型薄膜トランジスタ１３００ａは、ゲート電極１３０７と重なる半導体膜１３０５ａの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極１３０７及び絶縁膜１３１０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１３１１が形成され、絶縁膜１３１０と重なる領域であってチャネル形成領域と不純物領域１３１１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１３００ｂ、１３００ｄ、１３００ｆ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１３１１が形成されている。
【０１２５】
ｐチャネル型薄膜トランジスタ１３００ｃは、ゲート電極１３０７と重なる半導体膜１３０５ｃの領域にチャネル形成領域が形成され、ゲート電極１３０７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１３０９が形成されている。また、ｐチャネル型薄膜トランジスタ１３００ｅも同様にチャネル形成領域及び不純物領域１３０９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１３００ｃ、１３００ｅ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ＬＤＤ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。
【０１２６】
次に、半導体膜１３０５ａ〜１３０５ｆ、ゲート電極１３０７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１３００ａ〜１３００ｆのソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域１３０９、１３１１と電気的に接続する導電膜１３１３を形成する（図１１（Ａ）参照）。絶縁膜は、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。ここでは、当該絶縁膜を２層で設け、１層目の絶縁膜１３１２ａとして窒化酸化珪素膜で形成し、２層目の絶縁膜１３１２ｂとして酸化窒化珪素膜で形成する。また、導電膜１３１３は、薄膜トランジスタ１３００ａ〜１３００ｆのソース電極又はドレイン電極を形成しうる。
【０１２７】
なお、絶縁膜１３１２ａ、１３１２ｂを形成する前、または絶縁膜１３１２ａ、１３１２ｂ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。
【０１２８】
導電膜１３１３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１３１３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１３１３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。
【０１２９】
次に、導電膜１３１３を覆うように、絶縁膜１３１４を形成し、当該絶縁膜１３１４上に、薄膜トランジスタ１３００ａ、１３００ｆのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜１３１３とそれぞれ電気的に接続する導電膜１３１５ａ、１３１５ｂを形成する。また、薄膜トランジスタ１３００ｂ、１３００ｅのソース電極又はドレイン電極を形成する導電膜１３１３とそれぞれ電気的に接続する導電膜１３１６を形成する。なお、導電膜１３１５ａ、１３１５ｂと導電膜１３１６は同一の材料で同時に形成してもよい。導電膜１３１５ａ、１３１５ｂと導電膜１３１６は、上述した導電膜１３１３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。
【０１３０】
続いて、導電膜１３１６にアンテナとして機能する導電膜１３１７が電気的に接続されるように形成する（図１１（Ｂ）参照）。
【０１３１】
絶縁膜１３１４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。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。
【０１３２】
導電膜１３１７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。
【０１３３】
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１３１７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（Ｐｔ）、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。はんだや鉛フリーのはんだは、低コストであるといった利点を有している。
【０１３４】
また、導電膜１３１５ａ、１３１５ｂは、後の工程において本発明の半導体装置に含まれる二次電池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１３１７を形成する際に、導電膜１３１５ａ、１３１５ｂに電気的に接続するように別途導電膜を形成し、当該導電膜を二次電池に接続する配線として利用してもよい。
【０１３５】
次に、導電膜１３１７を覆うように絶縁膜１３１８を形成した後、薄膜トランジスタ１３００ａ〜１３００ｆ、導電膜１３１７等を含む層（以下、「素子形成層１３１９」と記す）を基板１３０１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１３００ａ〜１３００ｆを避けた領域に開口部を形成後（図１１（Ｃ）参照）、物理的な力を用いて基板１３０１から素子形成層１３１９を剥離することができる。また、基板１３０１から素子形成層１３１９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１３０３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１３１９は、基板１３０１から剥離された状態となる。なお、剥離層１３０３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１３０３の除去を行った後にも、基板１３０１上に素子形成層１３１９を保持しておくことが可能となる。また、素子形成層１３１９が剥離された基板１３０１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。
【０１３６】
絶縁膜１３１８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。
【０１３７】
本実施例では、レーザー光の照射により素子形成層１３１９に開口部を形成した後に、当該素子形成層１３１９の一方の面（絶縁膜１３１８の露出した面）に第１のシート材１３２０を貼り合わせた後、基板１３０１から素子形成層１３１９を剥離する（図１２（Ａ）参照）。
【０１３８】
次に、素子形成層１３１９の他方の面（剥離により露出した面）に、第２のシート材１３２１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１３２１を貼り合わせる（図１２（Ｂ）参照）。第１のシート材１３２０、第２のシート材１３２１として、ホットメルトフィルム等を用いることができる。
【０１３９】
また、第１のシート材１３２０、第２のシート材１３２１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。
【０１４０】
なお、電源回路の保持容量は、薄膜の二次電池を導電膜１３１５ａ、１３１５ｂに接続して形成されるが、二次電池との接続は、基板１３０１から素子形成層１３１９を剥離する前（図１１（Ｂ）又は図１１（Ｃ）の段階）に行ってもよいし、基板１３０１から素子形成層１３１９を剥離した後（図１２（Ａ）の段階）に行ってもよいし、素子形成層１３１９を第１のシート材及び第２のシート材で封止した後（図１２（Ｂ）の段階）に行ってもよい。以下に、素子形成層１３１９と二次電池を接続して形成する一例を図１３、図１４を用いて説明する。
【０１４１】
図１１（Ｂ）において、アンテナとして機能する導電膜１３１７と同時に導電膜１３１５ａ、１３１５ｂにそれぞれ電気的に接続する導電膜１３３１ａ、１３３１ｂを形成する。続けて、導電膜１３１７、導電膜１３３１ａ、１３３１ｂを覆うように絶縁膜１３１８を形成した後、導電膜１３３１ａ、１３３１ｂの表面が露出するように開口部１３３２ａ、１３３２ｂを形成する。その後、レーザー光の照射により素子形成層１３１９に開口部を形成した後に、当該素子形成層１３１９の一方の面（絶縁膜１３１８の露出した面）に第１のシート材１３２０を貼り合わせた後、基板１３０１から素子形成層１３１９を剥離する（図１３（Ａ）参照）。
【０１４２】
次に、素子形成層１３１９の他方の面（剥離により露出した面）に、第２のシート材１３２１を貼り合わせた後、素子形成層１３１９を第１のシート材１３２０から剥離する。従って、ここでは第１のシート材１３２０として粘着力が弱いものを用いる。続けて、開口部１３３２ａ、１３３２ｂを介して導電膜１３３１ａ、１３３１ｂとそれぞれ電気的に接続する導電膜１３３４ａ、１３３４ｂを選択的に形成する（図１３（Ｂ）参照）。
【０１４３】
導電膜１３３４ａ、導電膜１３３４ｂ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。
【０１４４】
なお、ここでは、基板１３０１から素子形成層１３１９を剥離した後に導電膜１３３４ａ、１３３４ｂを形成する例を示しているが、導電膜１３３４ａ、１３３４ｂを形成した後に基板１３０１から素子形成層１３１９の剥離を行ってもよい。
【０１４５】
次に、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１３１９を素子ごとに分断する（図１４（Ａ）参照）。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。
【０１４６】
次に、分断された素子を二次電池と電気的に接続する（図１４（Ｂ）参照）。本実施例においては、電源回路の保持容量としては薄膜の二次電池が用いられ、集電体薄膜、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、集電体薄膜の薄膜層が順次積層される。
【０１４７】
導電膜１３３６ａ、導電膜１３３６ｂ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。導電性材料としては、負極活物質と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、特にアルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどが好適である。
【０１４８】
薄膜の二次電池の構成について次いで詳述すると、導電膜１３３６ａ上に負極活物質層１３８１を成膜する。一般には酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）などが用いられる。次に負極活物質層１３８１上に固体電解質層１３８２を成膜する。一般にはリン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）などが用いられる。次に固体電解質層１３８２上に正極活物質層１３８３を成膜する。一般にはマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）などが用いられる。コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）を用いても良い。次に正極活物質層１３８３上に電極となる集電体薄膜１３８４を成膜する。集電体薄膜１３８４は正極活物質層１３８３と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどを用いることができる。
【０１４９】
上述の負極活物質層１３８１、固体電解質層１３８２、正極活物質層１３８３、集電体薄膜１３８４の各薄膜層はスパッタ技術を用いて形成しても良いし、蒸着技術を用いても良い。それぞれの層の厚さは０．１μｍ〜３μｍが望ましい。
【０１５０】
次に樹脂を塗布し、層間膜１３８５を形成する。そしてその層間膜をエッチングしコンタクトホールを形成する。層間膜は樹脂には限定せず、ＣＶＤ酸化膜など他の膜であっても良いが、平坦性の観点から樹脂であることが望ましい。また、感光性樹脂を用いて、エッチングを用いずにコンタクトホールを形成しても良い。次に層間膜上に配線層１３８６を形成し、導電膜１３３４ｂと接続することにより、二次電池の電気接続を確保する。
【０１５１】
ここでは、素子形成層１３１９に設けられた導電膜１３３４ａ、１３３４ｂと予め薄膜の二次電池１３８９の接続端子となる導電膜１３３６ａ、１３３６ｂとをそれぞれ接続する。ここで、導電膜１３３４ａと導電膜１３３６ａとの接続、又は導電膜１３３４ｂと導電膜１３３６ｂとの接続は、異方導電性フィルム（ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  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１３３７に含まれる導電性粒子１３３８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。
【０１５２】
なお、トランジスタの構成は、様々な形態をとることができる。本実施例で示した特定の構成に限定されない。例えば、ゲート電極が２個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と、チャネル領域が直列に接続されるような構成となるため、複数のトランジスタが直列に接続されたような構成となる。マルチゲート構造にすることにより、オフ電流を低減し、トランジスタの耐圧を向上させて信頼性を良くし、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などができる。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、電流値を大きくし、空乏層ができやすくなってＳ値をよくすることができる。チャネルの上下にゲート電極が配置されると、複数のトランジスタが並列に接続されたような構成となる。
【０１５３】
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ない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、オフ電流を低減し、トランジスタの耐圧を向上させて信頼性を良くし、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・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。
【０１５４】
なお、本実施例の半導体装置の作製方法は、本明細書に記載した他の実施の形態の半導体装置に適用することができる。すなわち本実施例は、アンテナで受信した信号に基づく定電圧回路への電源電圧の変動によって、基準電圧発生回路から出力される基準電圧の変動が生じた場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定にすることができる。よって、本発明の定電圧回路を具備する半導体装置においては、ばらつきの小さいクロック信号を生成し、信号処理回路を駆動することができるため、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【実施例２】
【０１５５】
本実施例では、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。本実施例においては、半導体装置におけるアンテナ、バッテリー、信号処理回路を同一基板上に設ける構成について説明する。なお、基板上に一度にアンテナ、バッテリー、信号処理回路を単結晶基板にチャネル形成領域が形成されたトランジスタを用いて形成する。単結晶基板に形成されたトランジスタとすることで、トランジスタ特性のばらつきが少ないトランジスタで半導体装置を構成することができるため好適である。また、バッテリーとしては上記実施例１で説明した薄膜二次電池を用いた例について説明する。
【０１５６】
まず、半導体基板２３００に素子を分離した領域２３０４、２３０６（以下、領域２３０４、２３０６とも記す）を形成する（図１５（Ａ）参照）。半導体基板２３００に設けられた領域２３０４、２３０６は、それぞれ絶縁膜２３０２（フィールド酸化膜ともいう）によって分離されている。また、ここでは、半導体基板２３００としてｎ型の導電型を有する単結晶Ｓｉ基板を用い、半導体基板２３００の領域２３０６にｐウェル２３０７を設けた例を示している。
【０１５７】
また、半導体基板２３００は、半導体基板であれば特に限定されず用いることができる。例えば、ｎ型又はｐ型の導電型を有する単結晶Ｓｉ基板、化合物半導体基板（ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、サファイア基板、ＺｎＳｅ基板等）、貼り合わせ法またはＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ）法を用いて作製されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等を用いることができる。
【０１５８】
素子分離領域２３０４、２３０６は、選択酸化法（ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）法）又はトレンチ分離法等を適宜用いることができる。
【０１５９】
また、半導体基板２３００の領域２３０６に形成されたｐウェルは、半導体基板２３００にｐ型の導電型を有する不純物元素を選択的に導入することによって形成することができる。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。
【０１６０】
なお、本実施例では、半導体基板２３００としてｎ型の導電型を有する半導体基板を用いているため、領域２３０４には不純物元素の導入を行っていないが、ｎ型を示す不純物元素を導入することにより領域２３０４にｎウェルを形成してもよい。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。一方、ｐ型の導電型を有する半導体基板を用いる場合には、領域２３０４にｎ型を示す不純物元素を導入してｎウェルを形成し、領域２３０６には不純物元素の導入を行わない構成としてもよい。
【０１６１】
次に、領域２３０４、２３０６を覆うように絶縁膜２３３２、２３３４をそれぞれ形成する（図１５（Ｂ）参照）。
【０１６２】
絶縁膜２３３２、２３３４は、例えば、熱処理を行い半導体基板２３００に設けられた領域２３０４、２３０６の表面を酸化させることにより酸化珪素膜で絶縁膜２３３２、２３３４を形成することができる。また、熱酸化法により酸化珪素膜を形成した後に、窒化処理を行うことによって酸化珪素膜の表面を窒化させることにより、酸化珪素膜と酸素と窒素を有する膜（酸窒化珪素膜）との積層構造で形成してもよい。
【０１６３】
他にも、上述したように、プラズマ処理を用いて絶縁膜２３３２、２３３４を形成してもよい。例えば、半導体基板２３００に設けられた領域２３０４、２３０６の表面に高密度プラズマ処理により酸化処理又は窒化処理を行うことにより、絶縁膜２３３２、２３３４として酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜又は窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜で形成することができる。また、高密度プラズマ処理により領域２３０４、２３０６の表面に酸化処理を行った後に、再度高密度プラズマ処理を行うことによって窒化処理を行ってもよい。この場合、領域２３０４、２３０６の表面に接して酸化珪素膜が形成され、当該酸化珪素膜上に（酸窒化珪素膜）が形成され、絶縁膜２３３２、２３３４は酸化珪素膜と酸窒化珪素膜とが積層された膜となる。また、熱酸化法により領域２３０４、２３０６の表面に酸化珪素膜を形成した後に高密度プラズマ処理により酸化処理又は窒化処理を行ってもよい。
【０１６４】
また、半導体基板２３００の領域２３０４、２３０６に形成された絶縁膜２３３２、２３３４は、後に完成するトランジスタにおいてゲート絶縁膜として機能する。
【０１６５】
次に、領域２３０４、２３０６の上方に形成された絶縁膜２３３２、２３３４を覆うように導電膜を形成する（図１５（Ｃ）参照）。ここでは、導電膜として、導電膜２３３６と導電膜２３３８を順に積層して形成した例を示している。もちろん、導電膜は、単層又は３層以上の積層構造で形成してもよい。
【０１６６】
導電膜２３３６、２３３８としては、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また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ことができる。また、これらの元素を窒化した金属窒化膜で形成することもできる。他にも、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こともできる。
【０１６７】
ここでは、導電膜２３３６として窒化タンタルを用いて形成し、その上に導電膜２３３８としてタングステンを用いて積層構造で設ける。また、他にも、導電膜２３３６として、窒化タングステン、窒化モリブデン又は窒化チタンから選ばれた単層又は積層膜を用い、導電膜２３３８として、タンタル、モリブデン、チタンから選ばれた単層又は積層膜を用いることができる。
【０１６８】
次に、積層して設けられた導電膜２３３６、２３３８を選択的にエッチングして除去することによって、領域２３０４、２３０６の上方の一部に導電膜２３３６、２３３８を残存させ、それぞれゲート電極２３４０、２３４２を形成する（図１６（Ａ）参照）。
【０１６９】
次に、領域２３０４を覆うようにレジストマスク２３４８を選択的に形成し、当該レジストマスク２３４８、ゲート電極２３４２をマスクとして領域２３０６に不純物元素を導入することによって不純物領域を形成する（図１６（Ｂ）参照）。不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素又はｐ型を付与する不純物元素を用いる。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、不純物元素として、リン（Ｐ）を用いる。
【０１７０】
図１６（Ｂ）においては、不純物元素を導入することによって、領域２３０６にソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域２３５２とチャネル形成領域２３５０が形成される。
【０１７１】
次に、領域２３０６を覆うようにレジストマスク２３６６を選択的に形成し、当該レジストマスク２３６６、ゲート電極２３４０をマスクとして領域２３０４に不純物元素を導入することによって不純物領域を形成する（図１６（Ｃ）参照）。不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素又はｐ型を付与する不純物元素を用いる。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、図１６（Ｃ）で領域２３０６に導入した不純物元素と異なる導電型を有する不純物元素（例えば、ボロン（Ｂ））を導入する。その結果、領域２３０４にソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域２３７０とチャネル形成領域２３６８を形成される。
【０１７２】
次に、絶縁膜２３３２、２３３４、ゲート電極２３４０、２３４２を覆うように第２の絶縁膜２３７２を形成し、当該第２の絶縁膜２３７２上に領域２３０４、２３０６にそれぞれ形成された不純物領域２３５２、２３７０と電気的に接続する配線２３７４を形成する（図１７（Ａ）参照）。
【０１７３】
第２の絶縁膜２３７２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。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。
【０１７４】
配線２３７４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。配線２３７４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、配線２３７４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。
【０１７５】
なお本発明のトランジスタを構成するトランジスタの構造は図示した構造に限定されるものではないことを付記する。例えば、逆スタガ構造、フィンＦＥＴ構造等の構造のトランジスタの構造を取り得る。フィンＦＥＴ構造であることでトランジスタサイズの微細化に伴う短チャネル効果を抑制することができるため好適である。
【０１７６】
また本発明の半導体装置においては、信号処理回路に電力を蓄積できるバッテリーを具備することを特徴とする。バッテリーとしては、電気二重層コンデンサー等のコンデンサーや薄膜の二次電池を用いることが好ましい。そこで本実施例においては、本実施例において作製したトランジスタにおいて、薄膜の二次電池との接続について説明する。
【０１７７】
本実施例において二次電池は、トランジスタに接続された配線２３７４上に積層して形成される。二次電池は、集電体薄膜、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、集電体薄膜の薄膜層が順次積層される（図１７（Ｂ））。そのため、二次電池の集電体薄膜と兼用される配線２３７４の材料は、負極活物質と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、特にアルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどが好適である。
【０１７８】
薄膜二次電池の構成について次いで詳述すると、配線２３７４上に負極活物質層２３９１を成膜する。一般には酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）などが用いられる。次に負極活物質層２３９１上に固体電解質層２３９２を成膜する。一般にはリン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）などが用いられる。次に固体電解質層２３９２上に正極活物質層２３９３を成膜する。一般にはマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）などが用いられる。コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）を用いても良い。次に正極活物質層２３９３上に電極となる集電体薄膜２３９４を成膜する。集電体薄膜２３９４は正極活物質層２３９３と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどを用いることができる。
【０１７９】
上述の負極活物質層２３９１、固体電解質層２３９２、正極活物質層２３９３、集電体薄膜２３９４の各薄膜層はスパッタ技術を用いて形成しても良いし、蒸着技術を用いても良い。また、それぞれの層の厚さは０．１μｍ〜３μｍが望ましい。
【０１８０】
次に樹脂を塗布し、層間膜２３９６を形成する。そして層間膜２３９６をエッチングしコンタクトホールを形成する。層間膜は樹脂には限定せず、ＣＶＤ酸化膜など他の膜であっても良いが、平坦性の観点から樹脂であることが望ましい。また、感光性樹脂を用いて、エッチングを用いずにコンタクトホールを形成しても良い。次に層間膜２３９６上に配線層２３９５を形成し、配線２３９７と接続することにより、二次電池の電気接続を確保する。
【０１８１】
以上のような構成にすることにより、本発明の半導体装置においては、単結晶基板上にトランジスタを形成し、その上に薄膜二次電池を有する構成を取り得る。故に本発明の半導体装置においては、極薄化、小型化を達成した柔軟性を達成することができる。
【０１８２】
なお、本実施例の半導体装置の作製方法は、本明細書に記載した他の実施の形態の半導体装置に適用することができる。すなわち本実施例は、アンテナで受信した信号に基づく定電圧回路への電源電圧の変動によって、基準電圧発生回路から出力される基準電圧の変動が生じた場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定にすることができる。よって、本発明の定電圧回路を具備する半導体装置においては、ばらつきの小さいクロック信号を生成し、信号処理回路を駆動することができるため、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【実施例３】
【０１８３】
本実施例では、上記実施例２と異なる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。
【０１８４】
まず、基板２６００上に絶縁膜を形成する。ここでは、ｎ型の導電型を有する単結晶Ｓｉを基板２６００として用い、当該基板２６００上に絶縁膜２６０２と絶縁膜２６０４を形成する（図１８（Ａ）参照）。例えば、基板２６００に熱処理を行うことにより絶縁膜２６０２として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成し、当該絶縁膜２６０２上にＣＶＤ法を用いて窒化珪素（ＳｉＮｘ）を成膜する。
【０１８５】
また、基板２６００は、半導体基板であれば特に限定されず用いることができる。例えば、ｎ型又はｐ型の導電型を有する単結晶Ｓｉ基板、化合物半導体基板（ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、サファイア基板、ＺｎＳｅ基板等）、貼り合わせ法またはＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ＩＭｐｌａｎｔｅｄ  ＯＸｙｇｅｎ）法を用いて作製されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等を用いることができる。
【０１８６】
また、絶縁膜２６０４は、絶縁膜２６０２を形成した後に高密度プラズマ処理により当該絶縁膜２６０２を窒化することにより設けてもよい。なお、基板２６００上に設ける絶縁膜は単層又は３層以上の積層構造で設けてもよい。
【０１８７】
次に、絶縁膜２６０４上に選択的にレジストマスク２６０６のパターンを形成し、当該レジストマスク２６０６をマスクとして選択的にエッチングを行うことによって、基板２６００に選択的に凹部２６０８を形成する（図１８（Ｂ）参照）。基板２６００、絶縁膜２６０２、２６０４のエッチングとしては、プラズマを利用したドライエッチングにより行うことができる。
【０１８８】
次に、レジストマスク２６０６のパターンを除去した後、基板２６００に形成された凹部２６０８を充填するように絶縁膜２６１０を形成する（図１８（Ｃ）参照）。
【０１８９】
絶縁膜２６１０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。ここでは、絶縁膜２６１０として、常圧ＣＶＤ法または減圧ＣＶＤ法によりＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）ガスを用いて酸化珪素膜を形成する。
【０１９０】
次に、研削処理、研磨処理又はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理を行うことによって、基板２６００の表面を露出させる。ここでは、基板２６００の表面を露出させることにより、基板２６００の凹部２６０８に形成された絶縁膜２６１１間に領域２６１２、２６１３が設けられる。なお、絶縁膜２６１１は、基板２６００の表面に形成された絶縁膜２６１０が研削処理、研磨処理又はＣＭＰ処理により除去されることにより得られたものである。続いて、ｐ型の導電型を有する不純物元素を選択的に導入することによって、基板２６００の領域２６１３、２６１４にｐウェル２６１５を形成する（図１９（Ａ）参照）。
【０１９１】
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、不純物元素として、ボロン（Ｂ）を領域２６１３、２６１４に導入する。
【０１９２】
なお、本実施例では、基板２６００としてｎ型の導電型を有する半導体基板を用いているため、領域２６１２には不純物元素の導入を行っていないが、ｎ型を示す不純物元素を導入することにより領域２６１２にｎウェルを形成してもよい。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。
【０１９３】
一方、ｐ型の導電型を有する半導体基板を用いる場合には、領域２６１２にｎ型を示す不純物元素を導入してｎウェルを形成し、領域２６１３、２６１４には不純物元素の導入を行わない構成としてもよい。
【０１９４】
次に、基板２６００の領域２６１２、２６１３の表面上に絶縁膜２６３２、２６３４をそれぞれ形成する（図１９（Ｂ）参照）。
【０１９５】
絶縁膜２６３２、２６３４は、例えば、熱処理を行い基板２６００に設けられた領域２６１２、２６１３の表面を酸化させることにより酸化珪素膜で絶縁膜２６３２、２６３４を形成することができる。また、熱酸化法により酸化珪素膜を形成した後に、窒化処理を行うことによって酸化珪素膜の表面を窒化させることにより、酸化珪素膜と酸素と窒素を有する膜（酸窒化珪素膜）との積層構造で形成してもよい。
【０１９６】
他にも、上述したように、プラズマ処理を用いて絶縁膜２６３２、２６３４を形成してもよい。例えば、基板２６００に設けられた領域２６１２、２６１３の表面に高密度プラズマ処理により酸化処理又は窒化処理を行うことにより、絶縁膜２６３２、２６３４として酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜又は窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜で形成することができる。また、高密度プラズマ処理により領域２６１２、２６１３の表面に酸化処理を行った後に、再度高密度プラズマ処理を行うことによって窒化処理を行ってもよい。この場合、領域２６１２、２６１３の表面に接して酸化珪素膜が形成され、当該酸化珪素膜上に（酸窒化珪素膜）が形成され、絶縁膜２６３２、２６３４は酸化珪素膜と酸窒化珪素膜とが積層された膜となる。また、熱酸化法により領域２６１２、２６１３の表面に酸化珪素膜を形成した後に高密度プラズマ処理により酸化処理又は窒化処理を行ってもよい。
【０１９７】
なお、基板２６００の領域２６１２、２６１３に形成された絶縁膜２６３２、２６３４は、後に完成するトランジスタにおいてゲート絶縁膜として機能する。
【０１９８】
次に、基板２６００に設けられた領域２６１２、２６１３の上方に形成された絶縁膜２６３２、２６３４を覆うように導電膜を形成する（図１９（Ｃ）参照）。ここでは、導電膜として、導電膜２６３６と導電膜２６３８を順に積層して形成した例を示している。もちろん、導電膜は、単層又は３層以上の積層構造で形成してもよい。
【０１９９】
導電膜２６３６、２６３８としては、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また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ことができる。また、これらの元素を窒化した金属窒化膜で形成することもできる。他にも、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こともできる。
【０２００】
ここでは、導電膜２６３６として窒化タンタルを用いて形成し、その上に導電膜２６３８としてタングステンを用いて積層構造で設ける。また、他にも、導電膜２６３６として、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化モリブデン又は窒化チタンから選ばれた単層又は積層膜を用い、導電膜２６３８として、タングステン、タンタル、モリブデン、チタンから選ばれた単層又は積層膜を用いることができる。
【０２０１】
次に、積層して設けられた導電膜２６３６、２６３８を選択的にエッチングして除去することによって、基板２６００の領域２６１２、２６１３の上方の一部に導電膜２６３６、２６３８を残存させ、それぞれゲート電極として機能する導電膜２６４０、２６４２を形成する（図２０（Ａ）参照）。また、ここでは、基板２６００において、導電膜２６４０、２６４２と重ならない領域２６１２、２６１３の表面が露出するようにする。
【０２０２】
具体的には、基板２６００の領域２６１２において、導電膜２６４０の下方に形成された絶縁膜２６３２のうち当該導電膜２６４０と重ならない部分を選択的に除去し、導電膜２６４０と絶縁膜２６３２の端部が概略一致するように形成する。また、基板２６００の領域２６１４において、導電膜２６４２の下方に形成された絶縁膜２６３４のうち当該導電膜２６４２と重ならない部分を選択的に除去し、導電膜２６４２と絶縁膜２６３４の端部が概略一致するように形成する。
【０２０３】
この場合、導電膜２６４０、２６４２の形成と同時に重ならない部分の絶縁膜等を除去してもよいし、導電膜２６４０、２６４２を形成後残存したレジストマスク又は当該導電膜２６４０、２６４２をマスクとして重ならない部分の絶縁膜等を除去してもよい。
【０２０４】
次に、基板２６００の領域２６１２、２６１３に不純物元素を選択的に導入する（図２０（Ｂ）参照）。ここでは、領域２６１３に導電膜２６４２をマスクとしてｎ型を付与する低濃度の不純物元素を選択的に導入し、領域２６１２に導電膜２６４０をマスクとしてｐ型を付与する低濃度の不純物元素を選択的に導入する。ｎ型を付与する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型を付与する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。
【０２０５】
次に、導電膜２６４０、２６４２の側面に接するサイドウォール２６５４を形成する。具体的には、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。そして、当該絶縁膜を、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、導電膜２６４０、２６４２の側面に接するように形成することができる。なお、サイドウォール２６５４は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）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。また、ここでは、サイドウォール２６５４は、導電膜２６４０、２６４２の下方に形成された絶縁膜や浮遊ゲート電極の側面にも接するように形成されている。
【０２０６】
続いて、当該サイドウォール２６５４、導電膜２６４０、２６４２をマスクとして基板２６００の領域２６１２、２６１３に不純物元素を導入することによって、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域を形成する（図２０（Ｃ）参照）。ここでは、基板２６００の領域２６１３にサイドウォール２６５４と導電膜２６４２をマスクとして高濃度のｎ型を付与する不純物元素を導入し、領域２６１２にサイドウォール２６５４と導電膜２６４０をマスクとして高濃度のｐ型を付与する不純物元素を導入する。
【０２０７】
その結果、基板２６００の領域２６１２には、ソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域２６５８と、ＬＤＤ領域を形成する低濃度不純物領域２６６０と、チャネル形成領域２６５６が形成される。また、基板２６００の領域２６１３には、ソース領域又はドレイン領域を形成する不純物領域２６６４と、ＬＤＤ領域を形成する低濃度不純物領域２６６６と、チャネル形成領域２６６２が形成される。
【０２０８】
なお、本実施例では、導電膜２６４０、２６４２と重ならない基板２６００の領域２６１２、２６１３を露出させた状態で不純物元素の導入を行っている。従って、基板２６００の領域２６１２、２６１３にそれぞれ形成されるチャネル形成領域２６５６、２６６２は導電膜２６４０、２６４２と自己整合的に形成することができる。
【０２０９】
次に、基板２６００の領域２６１２、２６１３上に設けられた絶縁膜や導電膜等を覆うように第２の絶縁膜２６７７を形成し、当該絶縁膜２６７７に開口部２６７８を形成する（図２１（Ａ）参照）。
【０２１０】
第２の絶縁膜２６７７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。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。
【０２１１】
次に、ＣＶＤ法を用いて開口部２６７８に導電膜２６８０を形成し、当該導電膜２６８０と電気的に接続するように絶縁膜２６７７上に導電膜２６８２ａ〜２６８２ｄを選択的に形成する（図２１（Ｂ）参照）。
【０２１２】
導電膜２６８０、２６８２ａ〜２６８２ｄ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２６８０、２６８２ａ〜２６８２ｄ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２６８０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。ここでは、導電膜２６８０はＣＶＤ法によりタングステン（Ｗ）を選択成長することにより形成することができる。
【０２１３】
以上の工程により、基板２６００の領域２６１２に形成されたｐ型のトランジスタと、領域２６１３に形成されたｎ型のトランジスタとを得ることができる。
【０２１４】
なお、本発明の半導体装置を構成するトランジスタの構造は図示した構造に限定されるものではないことを付記する。例えば、逆スタガ構造、フィンＦＥＴ構造等の構造のトランジスタの構造を取り得る。フィンＦＥＴ構造であることでトランジスタサイズの微細化に伴う短チャネル効果を抑制することができるため好適である。
【０２１５】
また本発明における半導体装置においては、信号処理回路に電力を蓄積できるバッテリーを具備することを特徴とする。バッテリーとしては、電気二重層コンデンサーや薄膜の二次電池を用いることが好ましい。そこで本実施例においては、本実施例において作製したトランジスタにおいて、薄膜の二次電池との接続について説明する。
【０２１６】
本実施例において二次電池は、トランジスタに接続された配線２６８２ｄ上に積層して形成される。二次電池は、集電体薄膜、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、集電体薄膜の薄膜層が順次積層される（図２１（Ｂ））。そのため、二次電池の集電体薄膜と兼用される配線２６８２ｄの材料は、負極活物質と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、特にアルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどが好適である。
【０２１７】
薄膜二次電池の構成について次いで詳述すると、配線２６８２ｄ上に負極活物質層２６９１を成膜する。一般には酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）などが用いられる。次に負極活物質層２６９１上に固体電解質層２６９２を成膜する。一般にはリン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）などが用いられる。次に固体電解質層２６９２上に正極活物質層２６９３を成膜する。一般にはマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）などが用いられる。コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）を用いても良い。次に正極活物質層２６９３上に電極となる集電体薄膜２６９４を成膜する。集電体薄膜２６９４は正極活物質層２６９３と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどを用いることができる。
【０２１８】
上述の負極活物質層２６９１、固体電解質層２６９２、正極活物質層２６９３、集電体薄膜２６９４の各薄膜層はスパッタ技術を用いて形成しても良いし、蒸着技術を用いても良い。また、それぞれの層の厚さは０．１μｍ〜３μｍが望ましい。
【０２１９】
次に樹脂を塗布し、層間膜２６９６を形成する。そして層間膜２３９６をエッチングしコンタクトホールを形成する。層間膜２６９６は樹脂には限定せず、ＣＶＤ酸化膜など他の膜であっても良いが、平坦性の観点から樹脂であることが望ましい。また、感光性樹脂を用いて、エッチングを用いずにコンタクトホールを形成しても良い。次に層間膜２６９６上に配線層２６９５を形成し、配線２６９７と接続することにより、薄膜二次電池の電気接続を確保する。
【０２２０】
以上のような構成にすることにより、本発明の半導体装置においては、単結晶基板上にトランジスタを形成し、その上に薄膜二次電池を有する構成を取り得る。故に本発明の半導体装置においては、極薄化、小型化を達成した柔軟性を達成することができる。
【０２２１】
なお、本実施例の半導体装置の作製方法は、本明細書に記載した他の実施の形態の半導体装置に適用することができる。すなわち本実施例は、アンテナで受信した信号に基づく定電圧回路への電源電圧の変動によって、基準電圧発生回路から出力される基準電圧の変動が生じた場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定にすることができる。よって、本発明の定電圧回路を具備する半導体装置においては、ばらつきの小さいクロック信号を生成し、信号処理回路を駆動することができるため、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【実施例４】
【０２２２】
本実施例では、上記実施の形態で示した本発明の定電圧回路を具備する半導体装置の利用形態の一例であるＲＦタグの用途について説明する。ＲＦタグは、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ことができ、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。以下に、図２２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。
【０２２３】
図２２（Ａ）は、本発明に係るＲＦタグ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、ＲＦタグ３００２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）が記されている。一方、内蔵されているＲＦタグには、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、ＲＦタグ内には、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。また、生産者側からは容易に書換え、消去等も可能であるが、取引者、消費者側からは書換え、消去等ができない仕組みになっている。なお、ＲＦタグに表示部を設けこれらの情報を表示できる構成としてもよい。
【０２２４】
図２２（Ｂ）は、ＲＦタグ３０１２を内蔵したラベル状のＲＦタグ３０１１を示している。ＲＦ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、その犯人を迅速に把握することができる。このように、ＲＦ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。
【０２２５】
図２２（Ｃ）は、ＲＦタグ３０２２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。また、ＩＤカード３０２１の表面に表示部を設け様々な情報を表示させる構成としてもよい。
【０２２６】
図２２（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３０３１には、ＲＦタグ３０３２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タグを保護している。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ＲＦタグ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ＲＦタグ３０３２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。
【０２２７】
図２２（Ｅ）はＲＦタグ３０４２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ＲＦタグ３０４２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２０（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ＲＦタグ３０４２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。
【０２２８】
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ＲＦタグ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ＲＦタグ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。
【０２２９】
なお、上述した商品以外にも、あらゆる商品に、本発明の定電圧回路を具備する半導体装置を利用することができる。本実施例に示した半導体装置が本発明の定電圧回路を具備することにより、アンテナで受信した信号に基づく定電圧回路への電源電圧の変動によって、基準電圧発生回路から出力される基準電圧の変動が生じた場合においても、定電圧回路の出力電圧を一定にすることができる。よって、本発明の定電圧回路を具備する半導体装置においては、ばらつきの小さいクロック信号を生成し、信号処理回路を駆動することができるため、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３０】
【図１】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図２】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図３】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図４】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図５】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図６】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図７】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図８】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図９】本発明の定電圧回路について説明する図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１７】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１８】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１９】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図２０】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図２１】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図２２】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図２３】従来例について説明する図。
【図２４】本発明の定電圧回路について説明する図。
【符号の説明】
【０２３１】
１００    定電圧回路
１０１    電圧制御用トランジスタ
１０２    増幅器
１０３    基準電圧発生回路
１０４    抵抗部
１０５    スイッチ
１０６    容量素子
１５１    抵抗素子
１５２    抵抗素子
２０１    Ｐチャネル型トランジスタ
２０２    Ｐチャネル型トランジスタ
２０３    Ｎチャネル型トランジスタ
２０４    Ｎチャネル型トランジスタ
２０５    抵抗素子
３０１    信号
３０２    信号
３０３    復調信号
３０４    復調信号
６００    ＲＦタグ
６０１    アンテナ
６０３    整流回路
６０４    信号処理回路
６０５    復調回路
６０６    論理回路
６０７    メモリコントロール回路
６０８    メモリ回路
６０９    論理回路
６１０    変調回路
６１１    電源回路
６１２    定電圧回路
６１３    クロック生成回路
７０１    基板
７１３    対向基板
７２０    接続端子
７２１    接続端子
８０１    基板
８０２    信号処理回路
８０３    アンテナ
９００    ＲＦタグ
９０１    電源回路
９０１      電源回路
９０２    充電制御回路
９０３    放電制御回路
９０４    バッテリー
９５１    リーダ／ライタ
１３０１    基板
１３０２    絶縁膜
１３０３    剥離層
１３０４    絶縁膜
１３０５    半導体膜
１３０６    ゲート絶縁膜
１３０７    ゲート電極
１３０８    不純物領域
１３０９    不純物領域
１３１０    絶縁膜
１３１１    不純物領域
１３１３    導電膜
１３１４    絶縁膜
１３１６    導電膜
１３１７    導電膜
１３１８    絶縁膜
１３１９    素子形成層
１３２０    シート材
１３２１    シート材
１３３７    樹脂
１３３８    導電性粒子
１３８１    負極活物質層
１３８２    固体電解質層
１３８３    正極活物質層
１３８４    集電体薄膜
１３８５    層間膜
１３８６    配線層
１３８９    二次電池
２３００    半導体基板
２３０２    絶縁膜
２３０４    領域
２３０６    領域
２３０７    ｐウェル
２３３２    絶縁膜
２３３６    導電膜
２３３８    導電膜
２３４０    ゲート電極
２３４２    ゲート電極
２３４８    レジストマスク
２３５０    チャネル形成領域
２３５２    不純物領域
２３６６    レジストマスク
２３６８    チャネル形成領域
２３７０    不純物領域
２３７２    絶縁膜
２３７４    配線
２３９１    負極活物質層
２３９２    固体電解質層
２３９３    正極活物質層
２３９４    集電体薄膜
２３９５    配線層
２３９６    層間膜
２３９７    配線
２４００    定電圧回路
２４０１    電圧制御用トランジスタ
２４０２    増幅器
２４０３    基準電圧発生回路
２４０４    抵抗部
２４０５    スイッチ
２４０６    容量素子
２４５１    抵抗素子
２４５２    抵抗素子
２６００    基板
２６０２    絶縁膜
２６０４    絶縁膜
２６０６    レジストマスク
２６０８    凹部
２６１０    絶縁膜
２６１１    絶縁膜
２６１２    領域
２６１３    領域
２６１４    領域
２６１５    ｐウェル
２６３２    絶縁膜
２６３４    絶縁膜
２６３６    導電膜
２６３８    導電膜
２６４０    導電膜
２６４２    導電膜
２６５４    サイドウォール
２６５６    チャネル形成領域
２６５８    不純物領域
２６６０    低濃度不純物領域
２６６２    チャネル形成領域
２６６４    不純物領域
２６６６    低濃度不純物領域
２６７７    絶縁膜
２６７８    開口部
２６８０    導電膜
２６９１    負極活物質層
２６９２    固体電解質層
２６９３    正極活物質層
２６９４    集電体薄膜
２６９５    配線層
２６９６    層間膜
２６９７    配線
３００１    ラベル台紙
３００２    ＲＦタグ
３００３    ＩＤラベル
３００４    ボックス
３０１１    ＲＦタグ
３０１２    ＲＦタグ
３０２１    ＩＤカード
３０２２    ＲＦタグ
３０３１    無記名債券
３０３２    ＲＦタグ
３０４１    ＩＤラベル
３０４２    ＲＦタグ
３０４３    書籍
１３００ａ    薄膜トランジスタ
１３００ｂ    薄膜トランジスタ
１３００ｃ    ｐチャネル型薄膜トランジスタ
１３００ｅ    ｐチャネル型薄膜トランジスタ
１３０５ａ    半導体膜
１３０５ｃ    半導体膜
１３０７ａ    導電膜
１３０７ｂ    導電膜
１３１２ａ    絶縁膜
１３１２ｂ    絶縁膜
１３１５ａ    導電膜
１３３１ａ    導電膜
１３３２ａ    開口部
１３３４ａ    導電膜
１３３４ｂ    導電膜
１３３６ａ    導電膜
１３３６ｂ    導電膜
２６８２ａ    導電膜
２６８２ｄ    配線
５０００    定電圧回路
５００１    電圧制御用トランジスタ
５００２    増幅器
５００３    基準電圧発生回路
５００４    抵抗部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008165286.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【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】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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