(57)【要約】【課題】ＩＣ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能な半導体装置を提供することを目的とする。また、ＩＣ上に形成する配線パターン及びアンテナの構造が簡易になり製造が容易な半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】基板の一方の面に設けられたアンテナとして機能する導電膜と、ＩＣチップと、ＩＣチップと電気的に接続するように互いに独立して設けられた第１の導電膜及び第２の導電膜とを有し、ＩＣチップは、第１の導電膜と第２の導電膜が基板を介してアンテナとして機能する導電膜と容量を形成するように基板の他方の面に設けられ、ＩＣチップがアンテナとして機能する導電膜を介して外部とデータの送受信を行う。【選択図】図１
2008181502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面に設けられたアンテナとして機能する導電膜と、
ＩＣチップと、
前記ＩＣチップと電気的に接続するように互いに独立して設けられた第１の導電膜及び第２の導電膜とを有し、
前記ＩＣチップは、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜が前記基板を介して前記アンテナとして機能する導電膜と容量を形成するように前記基板の他方の面に設けられ、
前記ＩＣチップは、前記アンテナとして機能する導電膜を介して外部とデータの送受信を行う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、
前記アンテナとして機能する導電膜は、前記基板の一方の面に互いに独立して設けられた第３の導電膜と第４の導電膜を有し、
前記第１の導電膜が前記基板を介して前記第３の導電膜と容量を形成し、且つ前記第２の導電膜が前記基板を介して前記第４の導電膜と容量を形成することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
ＩＣチップと、
前記ＩＣチップの一方の面上に設けられた第１の導電膜と、
前記ＩＣチップの他方の面上に設けられた第２の導電膜と、
第１の基板上に設けられたアンテナとして機能する第３の導電膜と、
第２の基板上に設けられたアンテナとして機能する第４の導電膜とを有し、
前記第１の導電膜が前記第１の基板を介して前記第３の導電膜と容量を形成し、
前記第２の導電膜が前記第２の基板を介して前記第４の導電膜と容量を形成し、
前記ＩＣチップは、前記アンテナとして機能する第３の導電膜及び前記アンテナとして機能する第４の導電膜を介して外部とデータの送受信を行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
ＩＣチップと、
前記ＩＣチップの一方の面上に設けられた第１の導電膜と、
前記ＩＣチップの他方の面上に設けられた第２の導電膜と、
第１の基板上に設けられたアンテナとして機能する第３の導電膜と、
第２の基板上に設けられたアンテナとして機能する第４の導電膜と、
前記第１の導電膜を覆うように設けられた第１の絶縁膜と、
前記第２の導電膜を覆うように設けられた第２の絶縁膜とを有し、
前記第１の導電膜が前記第１の絶縁膜を介して前記第３の導電膜と容量を形成し、
前記第２の導電膜が前記第２の絶縁膜を介して前記第４の導電膜と容量を形成し、
前記ＩＣチップは、前記アンテナとして機能する第３の導電膜及び前記アンテナとして機能する第４の導電膜を介して外部とデータの送受信を行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
ＩＣチップと、
前記ＩＣチップの一方の面上に設けられた第１の導電膜と、
前記ＩＣチップの他方の面上に設けられた第２の導電膜と、
第１の基板上に設けられたアンテナとして機能する第３の導電膜と、
第２の基板上に設けられたアンテナとして機能する第４の導電膜と、
前記第３の導電膜を覆うように設けられた第１の絶縁膜と、
前記第４の導電膜を覆うように設けられた第２の絶縁膜とを有し、
前記第１の導電膜が前記第１の絶縁膜を介して前記第３の導電膜と容量を形成し、
前記第２の導電膜が前記第２の絶縁膜を介して前記第４の導電膜と容量を形成し、
前記ＩＣチップは、前記アンテナとして機能する第３の導電膜及び前記アンテナとして機能する第４の導電膜を介して外部とデータの送受信を行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１の絶縁膜は、前記第３の導電膜上に、前記第３の導電膜と前記第４の導電膜とが互いに対向する部分を覆うように設けられ、
前記第２の絶縁膜は、前記第４の導電膜上に、前記第３の導電膜と前記第４の導電膜とが互いに対向する部分を覆うように設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
ＩＣチップと、
前記ＩＣチップと電気的に接続するように互いに独立して設けられた第１の導電膜及び第２の導電膜と、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜を覆うように設けられた絶縁膜と、
基板上に互いに独立して設けられたアンテナとして機能する導電膜とを有し、
前記ＩＣチップは、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜が前記絶縁膜を介して前記アンテナとして機能する導電膜と容量を形成するように前記基板上に設けられ、
前記ＩＣチップは、前記アンテナとして機能する導電膜を介して外部とデータの送受信を行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記ＩＣチップは、外部から無線で電力の充電が可能なバッテリーを有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、外部読み取り装置と非接触で通信する手段を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）が研究され、実用化されている。
【０００３】
ＲＦＩＤとは、無線で情報の送受信が可能な半導体装置（ＲＦＩＤタグ、ＲＦタグ、ＩＤタグ、ＩＣタグ、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる）とリーダ／ライタ間で電磁波により通信を行い、データの記録や読み出しを行う技術のことである。このような半導体装置は、メモリ回路等が設けられた信号処理回路を有するＩＣチップ（集積回路）とアンテナとによって構成される。
【０００４】
ＲＦＩＤで用いられるＲＦタグは、リーダ／ライタから受信した電波から電磁誘導によって動作電力を得ると共に、電波を利用してリーダ／ライタとの間でデータを交換する。そして、ＲＦタグは、通常、かかる電波を送受信するためのアンテナをＩＣチップとは別個に形成してＩＣチップと接続している。
【０００５】
このように、アンテナとＩＣチップを別個に形成して接続を行う場合、両者を電気的に接続しなければならず、微小なＩＣチップの端子とアンテナの接続は技術的困難性を伴うため歩留まりの低下を招いていた。また、ＲＦタグの使用時に接続点に応力が加わり断線や接続不良の原因となっており、特に可撓性を有するＲＦタグを使用する場合には、より接続不良が問題となることが予想される。
【０００６】
上述したアンテナとＩＣチップの接続不良の問題を解決するべくＩＣチップ上に第１のアンテナ（オンチップアンテナ、オンチップコイルとも呼ばれる）を形成し、ＲＦタグを構成する第２のアンテナ（ブースターアンテナとも呼ばれる）と電磁誘導によって通信することにより、アンテナとＩＣチップの接触による電気的接続を無くした非接触ＩＣモジュールが知られている（例えば特許文献１、特許文献２を参照）。
【０００７】
前記特許文献１及び特許文献２に記載されたＲＦタグ、もしくは非接触ＩＣモジュールにおいて、ＩＣチップ上に形成された第１のアンテナ（オンチップアンテナ、オンチップコイルとも呼ばれる）と、ＲＦタグを構成する第２のアンテナ（ブースターアンテナとも呼ばれる）との間では電磁誘導によって通信が行われており、第１のアンテナは主にコイルとして動作している。この時、第１のアンテナがもつインダンタンスをＬとおき、ＩＣチップのもつキャパシタンスをＣとおくと、ＩＣチップ及びＩＣチップ上に形成された第一のアンテナは直列あるいは並列にＬとＣが接続したＬＣ共振回路と見なすことができ、その共振周波数ｆｒは次の式にて定義される。
【０００８】
【数１】
2008181502.tif 000003
【０００９】
また、共振周波数ｆｒはキャリア周波数ｆｃと一致している時に、より大きな共振電流がコイルに発生しＩＣチップにより多くの電流を供給することができるため第１のアンテナはＲＦタグのキャリア周波数ｆｃで共振することが望ましい。このため、ＩＣチップ上に別途容量素子を形成してＩＣチップのもつキャパシタンスＣの値を増減することによって、共振周波数を調整する場合もある。
【特許文献１】特開２０００−１３７７７９号公報
【特許文献２】特開２００６−２０３８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年ＵＨＦ帯やマイクロ波帯など、より高いキャリア周波数ｆｃを利用したＲＦタグの利用が広がっており、このような高いキャリア周波数ｆｃで共振するコイルを実現する場合を考える。ＩＣチップをキャパシタとみなし、ＩＣチップ上に形成された第１のアンテナをコイルとみなしたＬＣ共振回路において、その共振周波数ｆｒとキャリア周波数ｆｃを一致させるには、第１のアンテナがもつインダンタンスＬ、もしくはＩＣチップのもつキャパシタンスＣのどちらか、または両方を小さくする必要がある。しかし、インダクタンスＬの値は一般的にコイルの外径寸法や線幅を変更することによって調整されるが、共振周波数ｆｒが高くなるほどインダクタンスＬの少しの変動による影響が大きくなり、適切な共振をするコイルをＩＣチップ上に作製することが困難になる問題があった。
【００１１】
また、共振周波数ｆｒを調整する目的でＩＣチップ上に別途容量素子を形成することもできるが、ＩＣチップの面積増加のためのコストアップの原因となっていた。さらに、製造時のバラツキによって容量値Ｃのずれが起こることによって共振周波数ｆｒがずれてしまうおそれがあった。容量値を製造後に調整するなどして共振周波数ｆｒを最適化する機構を別途設けることもできるが、出荷時にＩＣチップ全ての共振周波数ｆｒを検査して調整を行うことには多くの時間や手間がかかりコストアップにつながるという課題もあった。
【００１２】
また、ＩＣチップは年々微小化しており、ＲＦタグを製造する際にＩＣチップの入出力端子とアンテナとの接続工程が困難になる問題があった。アンテナとＩＣチップの接触による電気的接続を無くすことによってこの問題は軽減されるものの、ＩＣチップ上に形成したアンテナとＲＦタグを構成するブースターアンテナの位置関係や形状が限定される問題があった。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、ＩＣチップ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能な半導体装置を提供することを目的とする。また、ＩＣチップ上に形成する配線パターン及びアンテナの構造が簡易になり製造が容易な半導体装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体装置は、基板の一方の面に設けられたアンテナとして機能する導電膜と、ＩＣチップと、ＩＣチップと電気的に接続するように互いに独立して設けられた第１の導電膜及び第２の導電膜とを有し、ＩＣチップは、第１の導電膜と第２の導電膜が基板を介してアンテナとして機能する導電膜と容量を形成するように基板の他方の面に設けられ、ＩＣチップは、アンテナとして機能する導電膜を介して外部とデータの送受信を行う。本明細書において、ＩＣチップとはトランジスタ、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの素子を集めてプロセス技術を応用して基板の上に設け、各種の機能を持たせた電子回路のことをいう。特に、ＲＦＩＤタグとしての機能を果たすために、送信回路、受信回路、電源回路、メモリ回路、ロジック制御回路を含む。また、ＩＣチップを支持する基板としては、シリコン基板に限定されず、ガラス基板や、ポリイミド基板など可撓性を有するものでも良い。
【００１５】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、アンテナとして機能する導電膜は、基板の一方の面に互いに独立して設けられた第３の導電膜と第４の導電膜を有し、第１の導電膜が基板を介して第３の導電膜と容量を形成し、且つ第２の導電膜が基板を介して第４の導電膜と容量を形成する。
【００１６】
また、本発明の半導体装置は、ＩＣチップと、ＩＣチップの一方の面上に設けられた第１の導電膜と、ＩＣチップの他方の面上に設けられた第２の導電膜と、第１の基板上に設けられたアンテナとして機能する第３の導電膜と、第２の基板上に設けられたアンテナとして機能する第４の導電膜とを有し、第１の導電膜が第１の基板を介して第３の導電膜と容量を形成し、第２の導電膜が第２の基板を介して第４の導電膜と容量を形成し、ＩＣチップは、アンテナとして機能する第３の導電膜及びアンテナとして機能する第４の導電膜を介して外部とデータの送受信を行う。
【００１７】
また、本発明の半導体装置は、ＩＣチップと、ＩＣチップの一方の面上に設けられた第１の導電膜と、ＩＣチップの他方の面上に設けられた第２の導電膜と、第１の基板上に設けられたアンテナとして機能する第３の導電膜と、第２の基板上に設けられたアンテナとして機能する第４の導電膜と、第１の導電膜を覆うように設けられた第１の絶縁膜と、第２の導電膜を覆うように設けられた第２の絶縁膜とを有し、第１の導電膜が第１の絶縁膜を介して第３の導電膜と容量を形成し、第２の導電膜が第２の絶縁膜を介して第４の導電膜と容量を形成し、ＩＣチップはアンテナとして機能する第３の導電膜及びアンテナとして機能する第４の導電膜を介して外部とデータの送受信を行う。
【００１８】
また、本発明の半導体装置は、ＩＣチップと、ＩＣチップの一方の面上に設けられた第１の導電膜と、ＩＣチップの他方の面上に設けられた第２の導電膜と、第１の基板上に設けられたアンテナとして機能する第３の導電膜と、第２の基板上に設けられたアンテナとして機能する第４の導電膜と、第３の導電膜を覆うように設けられた第１の絶縁膜と、第４の導電膜を覆うように設けられた第２の絶縁膜とを有し、第１の導電膜が第１の絶縁膜を介して第３の導電膜と容量を形成し、第２の導電膜が第２の絶縁膜を介して第４の導電膜と容量を形成し、ＩＣチップはアンテナとして機能する第３の導電膜及びアンテナとして機能する第４の導電膜を介して外部とデータの送受信を行う。また、第１の絶縁膜は、第３の導電膜上に、第３の導電膜と第４の導電膜とが互いに対向する部分を覆うように設けられ、第２の絶縁膜は、第４の導電膜上に、第３の導電膜と第４の導電膜とが互いに対向する部分を覆うように設けられた構成とすることができる。
【００１９】
また、本発明の半導体装置は、ＩＣチップと、ＩＣチップと電気的に接続するように互いに独立して設けられた第１の導電膜及び第２の導電膜と、第１の導電膜及び第２の導電膜を覆うように設けられた絶縁膜と、基板上に互いに独立して設けられたアンテナとして機能する導電膜とを有し、ＩＣチップは、第１の導電膜と第２の導電膜が絶縁膜を介してアンテナとして機能する導電膜と容量を形成するように基板上に設けられ、ＩＣチップは、アンテナとして機能する導電膜を介して外部とデータの送受信を行う。
【００２０】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、ＩＣチップが外部から無線で電力の充電が可能なバッテリーを有している。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体装置によれば、従来アンテナとＩＣチップとの間に設けられていた接触式接合部が不要となり、断線などの電気的故障が生じなくなるため、信頼性が向上する。さらに、ＩＣチップ上に形成したアンテナのみで通信を行うときに比べて通信距離を大幅に向上することができる。また、ＩＣチップ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能なるため、ＩＣチップ上に形成する配線パターンが簡易になり、アンテナの構成も簡単にすることができる。また、ＩＣチップの天地を問わずにアンテナに実装できるため工程が簡易になる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明のアンテナ及び半導体装置に関して図面を参照して説明する。
【００２４】
図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態の構成例を模式的に示した図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ｂ面での断面図である。
【００２５】
本実施の形態で示す半導体装置は、ＩＣチップ１０１と、第１の導電膜１０２と、第２の導電膜１０３と、第３の導電膜１０４と、第４の導電膜１０５と、基板１０６とを有する。第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５は、半導体装置において外部からの信号を受信するアンテナとして機能する。また、第１の導電膜１０２及び第２の導電膜１０３は、ＩＣチップ１０１がアンテナとして機能する第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５と信号の授受を行う電極として機能する。つまり、図１に示す半導体装置は、電気的に絶縁された第１の導電膜１０２と第３の導電膜１０４、及び電気的に絶縁された第２の導電膜１０３と第４の導電膜１０５が容量的に結合する（容量結合）ことによって、ＩＣチップ１０１が外部との信号の授受を行うことができる。
【００２６】
また、第１の導電膜１０２と第２の導電膜１０３は、ＩＣチップ１０１上に互いに独立して設けられており、ＩＣチップ１０１の第１の入出力端子と第１の導電膜１０２が電気的に接続され、ＩＣチップ１０１の第２の入出力端子と第２の導電膜１０３が電気的に接続されている。第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５は、基板１０６の一方の面上に互いに独立して形成されており、ＩＣチップ１０１は基板１０６の他方の面に配置されている。
【００２７】
ＩＣチップ１０１上に形成された第１の導電膜１０２は、基板１０６に面するように設けられており、基板１０６を挟んで第３の導電膜１０４と略平行に配置される。なお、第３の導電膜１０４において、第１の導電膜１０２と重なる領域を第１の領域１０７とよぶ。また、ＩＣチップ１０１上に形成された第２の導電膜１０３は、基板１０６に面するように設けられており、基板１０６を挟んで第４の導電膜１０５と略平行に配置される。なお、第４の導電膜１０５において、第２の導電膜１０３と重なる領域を第２の領域１０８とよぶ。
【００２８】
このように、アンテナとＩＣチップを有する半導体装置において、アンテナとＩＣチップとを直接接続しない構造とすることによって、接続不良を防止することができる。また、アンテナとＩＣチップとの信号の授受を容量結合により行うことによって、ＩＣチップ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能なるため、ＩＣチップ上に形成する配線パターンが簡易になり、アンテナの構成も簡単にすることができる。
【００２９】
次に、本実施の形態の半導体装置の動作について図２を参照して説明する。
【００３０】
リーダ／ライタ２０３と接続されたアンテナ２０４から送信された電波によって、半導体装置２０１の第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５には電流が発生する。第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５に生じた電流によって、第１の領域１０７及び第２の領域１０８に電荷が発生する。なお、第１の領域１０７及び第２の領域１０８に発生する電荷の極性は互いに反転している事が望ましい。第１の領域１０７に発生した電荷は基板１０６を挟んで対面しているＩＣモジュール２０２内の第１の導電膜１０２に容量結合によって電荷を発生させ、第２の領域１０８に発生した電荷は基板１０６を挟んで対面しているＩＣモジュール２０２内の第２の導電膜１０３に容量結合によって電荷を発生させる。第１の導電膜１０２及び第２の導電膜１０３はそれぞれ、ＩＣチップ１０１の入出力端子に接続されているため、ＩＣチップ１０１に電力が供給される。以上に説明した動作によって、第１の導電膜１０２と第３の導電膜１０４の間、また第２の導電膜１０３と第４の導電膜１０５の間は絶縁されていて非接触であるが、容量結合による電気的な導通が生じ、リーダ／ライタ２０３から送られる電力、及び信号がＩＣチップ１０１に伝送される。
【００３１】
前述の動作によってＩＣチップ１０１が動作する。また、半導体装置２０１からリーダ／ライタ２０３に向かって応答を返す場合については、ＩＣチップ１０１の動作によって第１の導電膜１０２及び第２の導電膜１０３に電荷を発生する。第１の導電膜１０２に発生した電荷は、第１の導電膜１０２と容量結合している第１の領域１０７に電荷を発生させ、第２の導電膜１０３に発生した電荷は第２の導電膜１０３と容量結合している第２の領域１０８に電荷を発生させる。第１の領域１０７及び第２の領域１０８にそれぞれ生じる電荷によって第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５に流れる電流に変化が起こり、電磁波が発生してリーダ／ライタ２０３と通信することができる。
【００３２】
第３の導電膜１０４は第１の領域１０７において第１の導電膜１０２と容量結合し、第４の導電膜１０５は第２の領域１０８において第２の導電膜１０３と容量結合している。これは、第１の導電膜１０２と第１の領域１０７における第３の導電膜１０４を電極とし、基板１０６をその間の誘電体としたコンデンサとみなし、第２の導電膜１０３と第２の領域１０８における第４の導電膜１０５を電極とし、基板１０６をその間の誘電体としたコンデンサと見なすことができるためである。この容量結合を強めることによって、非接触で電力及び信号を伝送することによる電力損失を減らす事ができるため望ましい。コンデンサの静電容量ＣはＣ＝εＳ／ｄ（ε：電極間の物質の誘電率、Ｓ：電極の面積、ｄ：電極間の距離）の式で求められる事が一般に知られている。この式から、第１の導電膜１０２および第２の導電膜１０３の面積はＩＣチップ１０１上に形成できる範囲でできる限り大きくすることが望ましい。もしくは、基板１０６の厚さを可能な限り薄くすることによって容量結合を強めることができる。
【００３３】
ＩＣチップ１０１を配置する場所については、第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５上の電流分布が最も高くなる位置であることが好ましい。例えば第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５が半波長ダイポールアンテナとしての機能を有する場合、第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５上に流れる電流は、図３に示すような長手方向に正弦波分布として分布する。第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５が互いに向かい合う側の端部１０４ａ及び端部１０５ａで最も電流が高くなり、それぞれ反対側の端部１０４ｂ及び端部１０５ｂで電流が最小となる。そのため、第１の領域１０７及び第２の領域１０８は図１に示すように、第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５が互いに向かい合う側の端部１０４ａ及び端部１０５ａの近傍にそれぞれ設けることが望ましい。
【００３４】
なお、第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５によってその機能をなすアンテナの形状は例として示した半波長ダイポールアンテナに限らず、第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５の長手方向の長さが通信に使用する電磁波のキャリア周波数ｆｃで共振するように調整され、かつ、ＩＣチップ１０１が第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５上の電流分布が高くなる位置に配置されていればいかなる形態を取ることができる。例えば導電膜を折り曲げた形状のメアンダラインとしてもよいし、端部の太さを変えた容量装荷ダイポールアンテナとするなど任意の形状に適用することができる。
【００３５】
第１の導電膜１０２及び第２の導電膜１０３は長方形として図示したがこの形状に限定されず、円形、多角形など高周波信号の伝送に適した任意の形状にすることができる。
【００３６】
第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５は所定のパターン状にスクリーン印刷により形成されてなるものか、もしくは、導電膜をエッチングしてなるものであり、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、等の導電材料により設けることができる。
【００３７】
第１の導電膜１０２及び第２の導電膜１０３はＩＣチップ１０１上にポリマー型導電インクを用いて角形状に周回してなるパターンにスクリーン印刷により形成されてなるもの、導電膜をエッチングしてなるもの、電気メッキや静電メッキ、あるいは金属蒸着など各種形成法が採用可能である。
【００３８】
本発明におけるポリマー型導電インクとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子が樹脂組成物に配合されたものが挙げられる。また、導電膜としては銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、等の導電材料により設けることができる。
【００３９】
基板１０６としては、ガラス、ポリイミド、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂、セラミック、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ォン（ＰＥＳ）、アクリル、紙などの誘電体基板を用いることができる。基板として可撓性を有する材料を用いることによって、湾曲した面に半導体装置を設けることができる。また、基板１０６の膜厚を制御することによって、アンテナとして機能する導電膜とＩＣチップと電気的に接続された導電膜との容量結合の強さを制御することができる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態で示した構成を用いることによって、アンテナとして機能する導電膜とＩＣチップとの接合が不要となり、断線等の電気的故障が生じなくなるため半導体装置の信頼性を向上することができる。さらに、ＩＣチップ上に形成したアンテナ（オンチップ）アンテナのみで通信を行う場合と比較して通信距離を向上させることができる。また、ＩＣチップ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能なるため、ＩＣチップ上に形成する配線パターンが簡易になり、アンテナの構成も簡単にすることができる。また、ＩＣチップの天地を問わずにアンテナに実装できるため工程が簡易になる効果がある。
【００４１】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置に関して図４を参照して説明する。
【００４３】
本実施の形態で示す半導体装置は、ＩＣチップ１０１と、第１の導電膜１０２と、第２の導電膜１０３と、第３の導電膜１０４と、第４の導電膜１０５と、基板１０６と絶縁膜４０１を有する。ＩＣチップ１０１の第１の入出力端子と第１の導電膜１０２とは電気的に接続され、ＩＣチップ１０１の第２の入出力端子と第２の導電膜１０３とは電気的に接続されている。第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５は基板１０６上に形成されており、ＩＣチップ１０１は第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５の上方に絶縁膜４０１を介して配置される。ＩＣチップ１０１に電気的に接続された第１の導電膜１０２は絶縁膜４０１を介して第３の導電膜１０４における第１の領域１０７と略平行に配置される。またＩＣチップ１０１に電気的に接続された第２の導電膜１０３は、絶縁膜４０１を介して第４の導電膜１０５における第２の領域１０８と略平行に配置される。なお、第１の領域１０７は、第３の導電膜１０４における第１の導電膜１０２と重なる領域を指し、第２の領域１０８は、第４の導電膜１０５における第２の導電膜１０３と重なる領域を指す。
【００４４】
第３の導電膜１０４は、第１の導電膜１０２と絶縁膜４０１によって絶縁されているが、第１の領域１０７において第１の導電膜１０２と容量的に結合されている。また、第４の導電膜１０５は第２の導電膜１０３と絶縁膜４０１によって絶縁されているが、第２の領域１０８において第２の導電膜１０３と容量的に結合されている。
【００４５】
図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ｂ面での断面図であるが、ＩＣチップ１０１と第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５は基板１０６の上方に形成されている。上記実施形態１において第１の導電膜１０２と第１の領域１０７は基板１０６を挟んで配置され、第２の導電膜１０３と第２の領域１０８は基板１０６を挟んで配置されていたのに対し、本実施の形態では、絶縁膜４０１を設け、第１の導電膜１０２と第２の領域１０８は絶縁膜４０１を介して配置され、第２の導電膜１０３と第２の領域１０８は絶縁膜４０１を介して配置される事を特徴としている。
【００４６】
第３の導電膜１０４は第１の領域１０７において第１の導電膜１０２と容量結合し、第４の導電膜１０５は第２の領域１０８において第２の導電膜１０３と容量結合している。これは、第１の導電膜１０２と第１の領域１０７における第３の導電膜１０４を電極とし、絶縁膜４０１をその間の誘電体としたコンデンサと、第２の導電膜１０３と第２の領域１０８を電極とし、絶縁膜４０１をその間の誘電体としたコンデンサと見なすことができるためである。
【００４７】
実施の形態１では基板１０６が第１の導電膜１０２と第３の導電膜１０４、または、第２の導電膜１０３と第４の導電膜１０５の間に挿入される誘電体としての機能を有していたが、本実施の形態では絶縁膜４０１に置き換えることによって薄膜化が容易になり第１の導電膜１０２と第３の導電膜１０４の距離、また第２の導電膜１０３と第４の導電膜１０５の距離を狭くすることにより、容量結合を強めることができる効果がある。
【００４８】
なお絶縁膜４０１は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層で形成する事ができる。例えば、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜を形成する事ができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態で示した構成を用いることによって、アンテナとして機能する導電膜とＩＣチップとの接合が不要となり、断線等の電気的故障が生じなくなるため半導体装置の信頼性を向上することができる。さらに、ＩＣチップ上に形成したアンテナ（オンチップ）アンテナのみで通信を行う場合と比較して通信距離を向上させることができる。また、ＩＣチップ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能なるため、ＩＣチップ上に形成する配線パターンが簡易になり、アンテナの構成も簡単にすることができる。また、ＩＣチップの天地を問わずにアンテナに実装できるため工程が簡易になる効果がある。また、絶縁膜４０１の膜厚や材料を選択することによって、ＩＣチップ上に設けられた導電膜とアンテナとして機能する導電膜との容量結合を強め通信距離を向上することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００５１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置に関して図５を参照して説明する。
【００５２】
図５に示す第５の導電膜５０１は、図３に示す第３の導電膜１０４の端部１０４ｂと第４の導電膜１０５の端部１０５ｂを電気的に接続したものである。第５の導電膜５０１のその他の機能や使用方法は図１、図４に示す第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５と同様である。
【００５３】
ＩＣチップ１０１の配置方法については、上記実施の形態で示した構成を適用すればよい。例えば、図５（Ａ）に示す構成では、第５の導電膜５０１が基板１０６の一方の面上に形成され、ＩＣチップ１０１が基板１０６の他方の面に配置されており、図１に示した第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５を第５の導電膜５０１と置き変えたもの見なすことができる。図５（Ｂ）に示す構成では、第５の導電膜５０１が基板１０６の一方の面上に形成され、ＩＣチップ１０１が第５の導電膜５０１の上方に絶縁膜４０１を介して配置されており、図４に示した第３の導電膜１０４及び第４の導電膜１０５を第５の導電膜５０１と置き変えたもの見なすことができる。図５（Ａ）、（Ｂ）に示す形態は、それぞれの構成により得られる効果に応じて実施者が選択的に用いることができる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態で示した構成を用いることによって、アンテナとして機能する導電膜とＩＣチップとの接合が不要となり、断線等の電気的故障が生じなくなるため半導体装置の信頼性を向上することができる。さらに、ＩＣチップ上に形成したアンテナ（オンチップ）アンテナのみで通信を行う場合と比較して通信距離を向上させることができる。また、ＩＣチップ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能なるため、ＩＣチップ上に形成する配線パターンが簡易になり、アンテナの構成も簡単にすることができる。また、ＩＣチップの天地を問わずにアンテナに実装できるため工程が簡易になる効果がある。
【００５５】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００５６】
（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に関して図６を参照して説明する。
【００５７】
図１において、第１の導電膜１０２及び第２の導電膜１０３はＩＣチップ１０１の同一面上に形成されるが、本実施の形態においては、図６（Ａ）に示すようにＩＣチップ１０１の一つの面に第１の導電膜１０２が形成され、図６（Ｂ）に示すようにＩＣチップ１０１の別の面上に第２の導電膜１０３が形成され、図６（Ｃ）に示すように第２の導電膜１０３と第３の導電膜１０４がＩＣチップ１０１の上下別々の面に形成される点が前記の実施形態と異なっている。
【００５８】
次に本実施形態における半導体装置３００の具体的な構成の一例を図６（Ｄ）、（Ｅ）を参照して説明する。なお、図６（Ｅ）は図６（Ｄ）のＡ−Ｂ面での断面図である。
【００５９】
第３の導電膜１０４は第１の基板６０１の一方の面に形成され、第４の導電膜１０５は第２の基板６０２の一方の面に形成され、第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５は互いにＩＣチップ１０１を介して１８０度上下反転して設けられている。また、ＩＣチップ１０１は、第１の基板６０１の他方の面と第２の基板６０２の他方の面に挟まれる形で配置されている。
【００６０】
ＩＣチップ１０１の一方の面上に形成された第１の導電膜１０２は、第１の基板６０１の他方の面に配置され、第１の基板６０１を挟んで第３の導電膜１０４と略平行に配置される。また、第２の導電膜１０３は、第２の基板６０２の他方の面に配置され、第２の基板６０２を挟んで第４の導電膜１０５と略平行に配置される。なお、第３の導電膜１０４は、第１の導電膜１０２と第１の基板６０１によって絶縁されているが、第１の領域１０７において第１の導電膜１０２と容量的に結合されている。また、第４の導電膜１０５は、第２の導電膜１０３と第２の基板６０２によって絶縁されているが、第２の領域１０８において第２の導電膜１０３と容量的に結合されている。
【００６１】
第１の基板６０１及び第２の基板６０２としては、ガラス、ポリイミド、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂、セラミック、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ォン（ＰＥＳ）、アクリル、紙などの誘電体基板を用いることができる。
【００６２】
第１の導電膜１０２と第２の導電膜１０３をＩＣチップ１０１の別の面上に形成することによって、第１の導電膜１０２の面積及び第２の導電膜１０３の面積をＩＣチップ１０１の面積と同程度に取ることが可能となるため、第３の導電膜１０４及び第４導電膜１０５との容量結合を強めることができる。また、ＩＣチップ１０１を第３の導電膜１０４及び第４導電膜１０５に実装する工程において、ＩＣチップ１０１の天地を問わずに実装できるため工程が簡易になる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態で示した構成を用いることによって、アンテナとして機能する導電膜とＩＣチップとの接合が不要となり、断線等の電気的故障が生じなくなるため半導体装置の信頼性を向上させることができる。さらに、ＩＣチップ上に形成したアンテナ（オンチップ）アンテナのみで通信を行う場合と比較して通信距離を向上することができる。また、ＩＣチップ上に共振回路を形成することなく非接触な通信が可能なるため、ＩＣチップ上に形成する配線パターンが簡易になり、アンテナの構成も簡単にすることができる。また、ＩＣチップの天地を問わずにアンテナに実装できるため工程が簡易になる効果がある。
【００６４】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００６５】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置に関して図７を参照して説明する。
【００６６】
図４において、第１の導電膜１０２及び第２の導電膜１０３はＩＣチップ１０１の同一面上に形成されるが、本実施の形態においては、ＩＣチップ１０１の一方の面上に第１の導電膜１０２が形成され、ＩＣチップ１０１と第１の導電膜１０２の上方に第１の絶縁膜９０１が形成されている（図７（Ａ）、（Ｃ））。また、ＩＣチップ１０１の他方の面上に第２の導電膜１０３が形成され、ＩＣチップ１０１と第２の導電膜１０３の上方に第２の絶縁膜９０２が形成されている（図７（Ｂ）、（Ｃ））。つまり、上記実施の形態で示した構成と比較して、第２の導電膜１０２と第３の導電膜１０４がＩＣチップ１０１の上下別々の面に形成され、ＩＣチップ１０１と第１の導電膜１０２の上方に第１の絶縁膜９０１が形成され、ＩＣチップ１０１と第２の導電膜１０３の下方に第２の絶縁膜９０２が形成されている点が前記の実施形態と異なっている。
【００６７】
次に本実施形態における半導体装置３００の具体的な構成の一例を図７（Ｄ）、（Ｅ）を参照して説明する。なお、図７（Ｅ）は図７（Ｄ）のＡ−Ｂ面での断面図である。
【００６８】
第３の導電膜１０４は第１の基板６０１の他方の面に形成され、第４の導電膜１０５は第２の基板６０２の他方の面に形成され、第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５は互いに対面する向きに形成されている。ＩＣチップ１０１は第１の導電膜１０４と第４の導電膜１０５とに挟まれる形で配置されている。ＩＣチップ１０１の一方の面上に形成された第１の導電膜１０２は、第３の導電膜１０４の下方に配置され、第１の絶縁膜９０１を介して第３の導電膜１０４と略平行に配置される。また、第２の導電膜１０３は、第４の導電膜１０５の上方に配置され、第２の絶縁膜９０２を介して第４の導電膜１０５と略平行に配置される。
【００６９】
第３の導電膜１０４は第１の導電膜１０２と第１の絶縁膜９０１によって絶縁されているが、第１の領域１０７において第１の導電膜１０２と容量的に結合されている。また、第４の導電膜１０５は第２の導電膜１０３と第２の絶縁膜９０２によって絶縁されているが、第２の領域１０８において第２の導電膜１０３と容量的に結合されている。
【００７０】
第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５は互いに対面する向きに形成されており、ＩＣチップ１０１とそれぞれ貼り合わせた場合に、第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５の一部が接触して電気的に導通する場合があるため、図８に示すように、第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５が重なる部分に別途絶縁膜を設けても良い。
【００７１】
図８（Ａ）では、貼り合わせる際のマージンを考慮して第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５が接触する可能性がある部分のみに絶縁膜８０１及び絶縁膜８０２を形成した場合について示した図である。第３の導電膜１０４の一部を覆うように絶縁膜８０１を形成し、第４の導電膜１０５の一部を覆うように絶縁膜８０２を形成する。ＩＣチップ１０１上に形成された第１の導電膜１０２は、第３の導電膜１０４の下方に配置され、絶縁膜８０１を介して第３の導電膜１０４上の第１の領域１０７と略平行に配置される、また、第２の導電膜１０３は、第４の導電膜１０５の上方に配置され、絶縁膜８０２を介して第４の導電膜１０５上の第２の領域１０８と略平行に配置される。
【００７２】
図８（Ｂ）では、第３の導電膜１０４の全面を覆うように絶縁膜８０１を形成し、第４の導電膜１０５の全面を覆うように絶縁膜８０２を形成した場合について示した図である。これらの変形例においては、絶縁膜８０１によって第１の導電膜１０２と第３の導電膜１０４が絶縁され、絶縁膜８０２によって第２の導電膜１０３は第４の導電膜１０５が絶縁されている。従って、図７で示したように、ＩＣチップ１０１と第１の導電膜１０２の上方に形成されていた第１の絶縁膜９０１は特に設けなくても良く、ＩＣチップ１０１と第２の導電膜１０３の上方に形成されていた第２の絶縁膜９０２も同様に特に設けなくても良い。
【００７３】
なお、本実施形態の半導体装置にあっては、図７、図８にその構成を例示したが、第１の絶縁膜９０１と、第２の絶縁膜９０２と、絶縁膜８０１と、絶縁膜８０２の配置に関しては、第３の導電膜１０４と第４の導電膜１０５とが電気的に絶縁され、第１の導電膜１０２と第３の導電膜１０４とが電気的に絶縁され、第２の導電膜１０３と第４の導電膜１０５とが電気的に絶縁されている限り、例示した構成に限定されず各種形態をとることができる。
【００７４】
なお、第１の絶縁膜９０１、第２の絶縁膜９０２は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層で形成する事ができる。例えば、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜を形成する事ができる。
【００７５】
絶縁膜８０１、絶縁膜８０２は、ポリイミド薄膜など樹脂フィルム、金属酸化膜、などが考えられ、絶縁性のある接着剤を絶縁膜として兼用しても良い。
【００７６】
第１の導電膜１０２と第２の導電膜１０３をＩＣチップ１０１の別の面上に形成することによって、第１の導電膜１０２の面積及び第２の導電膜１０３の面積はＩＣチップ１０１の面積と同程度に取ることが可能となるため、第３の導電膜１０４及び第４導電膜１０５との容量結合を強めることができる。また、ＩＣチップ１０１を第３の導電膜１０４及び第４導電膜１０５に実装する工程でＩＣチップ１０１の天地を問わずに実装できるため工程が簡易になる。
【００７７】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００７８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置をＲＦＩＤタグとして用いる場合の構成に関して図面を参照して説明する。
【００７９】
本実施の形態で示すＲＦＩＤタグのブロック図を図９に示す。
【００８０】
図９のＲＦＩＤタグ３００は、アンテナ３０１及びＩＣチップ３０２によって構成されている。また、ＩＣチップ３０２は、整流回路３０３、電源回路３０４、復調回路３０５、発振回路３０６、論理回路３０７、メモリコントロール回路３０８、メモリ回路３０９、論理回路３１０、アンプ３１１、変調回路３１２によって構成されている。
【００８１】
ＲＦＩＤタグ３００において、アンテナ３０１によって受信された通信信号はＩＣチップ３０２における復調回路３０５に入力される。受信される通信信号、すなわちアンテナ３０１とリーダ／ライタ間で送受信される信号の周波数は、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚなどがあり、それぞれＩＳＯ規格などで設定される。もちろん、アンテナ３０１とリーダ／ライタ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３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、マイクロ波である３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、超短波である３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚのいずれの周波数も用いることができる。また、アンテナ３０１とリーダ／ライタ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。好ましくは、振幅変調または周波数変調にするとよい。
【００８２】
発振回路３０６から出力された発振信号は、クロック信号として論理回路３０７に供給される。また、変調された搬送波は復調回路３０５で復調される。復調後の信号も論理回路３０７に送られ解析される。論理回路３０７で解析された信号はメモリコントロール回路３０８に送られ、それに基づき、メモリコントロール回路３０８はメモリ回路３０９を制御し、メモリ回路３０９に記憶されたデータを取り出し、論理回路３１０に送る。論理回路３１０に送られた信号は論理回路３１０でエンコード処理されたのちアンプ３１１で増幅され、その信号によって変調回路３１２は搬送波に変調をかける。この変調された搬送波によりリーダ／ライタがＲＦＩＤタグからの信号を認識する。一方、整流回路３０３に入った搬送波は整流された後、電源回路３０４に入力される。このようにして得られた電源電圧を電源回路３０４より復調回路３０５、発振回路３０６、論理回路３０７、メモリコントロール回路３０８、メモリ回路３０９、論理回路３１０、アンプ３１１、変調回路３１２などに供給する。なお、電源回路３０４は必ずしも必要ではないが、ここでは入力電圧を降圧、昇圧や正負反転させる機能を有している。以上のようにして、ＲＦＩＤタグは動作する。
【００８３】
なお、アンテナ３０１におけるアンテナの形状については、特に限定されず、コイル状アンテナ、ダイポールアンテナ、折り返しダイポールアンテナ、スロットアンテナ、メアンダラインアンテナ、マイクロストリップアンテナ等を適用すればよい。また、ＩＣチップ３０２とアンテナ３０１は直接電気的に接続されておらず、アンテナ３０１とＩＣチップ３０２との情報の授受は容量結合により行われる。
【００８４】
また、整流回路３０３は、アンテナ３０１が受信する搬送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。
【００８５】
なお、本実施の形態で示すＲＦＩＤタグは図９に示す構成に加え、図１０に示すようにバッテリー３６１を設けた構成としてもよい。整流回路３０３から出力される電源電圧が、ＩＣチップ３０２を動作させるのに十分でないときには、バッテリー３６１からもＩＣチップ３０２を構成する各回路、例えば復調回路３０５、発振回路３０６、論理回路３０７、メモリコントロール回路３０８、メモリ回路３０９、論理回路３１０、アンプ３１１、変調回路３１２などに電源電圧を供給することができる。なお、バッテリー３６１に蓄えられるエネルギーは、例えば整流回路３０３から出力される電源電圧がＩＣチップ３０２を動作させるために必要な電源電圧より十分に大きいときに、整流回路３０３から出力される電源電圧のうちの余剰分をバッテリー３６１に充電すれば良い。また、ＲＦＩＤタグにアンテナ３０１及び整流回路３０３とは別にさらにアンテナ及び整流回路を設けることにより、無作為に生じている電波等からバッテリー３６１に蓄えるエネルギーを得ても良い。
【００８６】
なお、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。なおバッテリーとしては、シート状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池、リチウム２次電池等を用いることで、小型化が可能である。もちろん、充電可能な電池であれば何でもよく、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などであってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【００８７】
ＲＦＩＤタグにバッテリーを設け当該バッテリーから電力を供給することによって、アンテナとして機能する導電膜とＩＣチップと電気的に接続された導電膜との容量結合が十分でない場合であっても、リーダ／ライタと通信を行うことが可能となる。
【００８８】
なお、本実施の形態は、本明細書の他の実施の形態で示す半導体装置の構成と組み合わせて実施することができる。
【００８９】
（実施の形態７）
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。本実施の形態においては、半導体装置のＩＣチップに設けられる素子を同一基板上に薄膜トランジスタを用いて設ける場合について説明する。なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタ等の素子を一度支持基板に設けた後、可撓性を有する基板に転置して半導体装置を形成する場合に関して説明する。
【００９０】
まず、基板７０１の一表面に剥離層７０２を形成し、続けて下地となる絶縁膜７０３および非晶質半導体膜７０４（例えば非晶質珪素を含む膜）を形成する（図１１（Ａ））。なお、剥離層７０２、絶縁膜７０３および非晶質半導体膜７０４は、連続して形成することができる。
【００９１】
基板７０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁膜を形成したもの、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いるとよい。このような基板７０１であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板７０１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、本工程では、剥離層７０２は、基板７０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板７０１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。また、基板７０１に接するように剥離層７０２を形成しているが、必要に応じて、基板７０１に接するように下地となる絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に接するように剥離層７０２を形成してもよい。
【００９２】
剥離層７０２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前記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。
【００９３】
絶縁膜７０３は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層で形成する。下地となる絶縁膜が２層構造の場合、例えば、１層目として窒化酸化珪素膜を形成し、２層目として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜が３層構造の場合、１層目の絶縁膜として酸化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。または、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成するとよい。下地となる絶縁膜は、基板７０１からの不純物の侵入を防止するブロッキング膜として機能する。
【００９４】
半導体膜７０４は、スパッタ法、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。半導体膜７０４としては、例えば、非晶質珪素膜を形成すればよい。
【００９５】
次に、非晶質半導体膜７０４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７０４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７０４ａ〜７０４ｄを形成し、当該半導体膜７０４ａ〜７０４ｄを覆うようにゲート絶縁膜７０５を形成する（図１１（Ｂ））。
【００９６】
結晶質半導体膜７０４ａ〜７０４ｄ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（例えば、非晶質珪素膜）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７０４ａ〜７０４ｄ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。
【００９７】
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。
【００９８】
次に、結晶質半導体膜７０４ａ〜７０４ｄを覆うゲート絶縁膜７０５を形成する。ゲート絶縁膜７０５は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む膜を、単層又は積層して形成する。具体的には、酸化珪素を含む膜、酸化窒化珪素を含む膜、窒化酸化珪素を含む膜を、単層又は積層して形成する。
【００９９】
また、ゲート絶縁膜７０５は、半導体膜７０４ａ〜７０４ｄに対し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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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７０４ａ〜７０４ｄ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。
【０１０３】
次に、ゲート絶縁膜７０５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、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により、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。
【０１０４】
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７０４ａ〜７０４ｄの上方にゲート電極７０７を形成する。
【０１０５】
次に、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形成して、結晶質半導体膜７０４ａ〜７０４ｄ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する。ｎ型を付与する不純物元素は、１５族に属する元素を用いれば良く、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を用いる。
【０１０６】
次に、ゲート絶縁膜７０５とゲート電極７０７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７０７の側面に接する絶縁膜７０８（サイドウォールともよばれる）を形成する。絶縁膜７０８は、後に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。
【０１０７】
次に、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７０７および絶縁膜７０８をマスクとして用いて、結晶質半導体膜７０４ａ〜７０４ｄにｎ型を付与する不純物元素を添加して、第１のｎ型不純物領域７０６ａ（ＬＤＤ領域ともよぶ）と、第２のｎ型不純物領域７０６ｂと、チャネル領域７０６ｃとを形成する（図１１（Ｃ））。第１のｎ型不純物領域７０６ａが含む不純物元素の濃度は、第２のｎ型不純物領域７０６ｂの不純物元素の濃度よりも低い。
【０１０８】
続いて、ゲート電極７０７、絶縁膜７０８等を覆うように、絶縁膜を単層または積層して形成することによって、薄膜トランジスタ７３０ａ〜７３０ｄを形成する（図１１（Ｄ））。絶縁膜は、ＣＶＤ方、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。例えば、絶縁膜が２層構造の場合、１層目の絶縁膜７０９として窒化酸化珪素膜で形成し、２層目の絶縁膜７１０として酸化窒化珪素膜で形成することができる。
【０１０９】
なお、絶縁膜７０９、７１０を形成する前、または絶縁膜７０９、７１０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。
【０１１０】
次に、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７０９、７１０等をエッチングして、第２のｎ型不純物領域７０６ｂを露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電膜を形成し、当該導電膜を選択的にエッチングして導電膜７３１を形成する。なお、導電膜を形成する前に、コンタクトホールにおいて露出した半導体膜７０４ａ〜７０４ｄの表面にシリサイドを形成してもよい。
【０１１１】
導電膜７３１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７３１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７３１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。
【０１１２】
次に、導電膜７３１を覆うように、絶縁膜７１１を形成し、当該絶縁膜７１１上に導電膜７３１と電気的に接続するように導電膜７１２を形成する（図１２（Ａ））。絶縁膜７１１は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法またはスクリーン印刷法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁膜７１１は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。また、導電膜７１２は上述した導電膜７３１で示したいずれかの材料を用いることができる。
【０１１３】
次に、導電膜７１２上に導電膜７１３ａ、７１３ｂを形成する。導電膜７１３ａ、７１３ｂは、導電膜７１３は、ＣＶＤ法、スパッタ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を用いて、導電性材料により形成する（図１２（Ｂ））。好ましくは、導電膜７１３ａ、７１３ｂは、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）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。ここでは、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを導電膜７１２上に形成し、その後、５０〜３５０度の加熱処理を行って導電膜７１３ａ、７１３ｂとする。なお、絶縁膜７１１および導電膜７１２を設けずに、導電膜７３１と電気的に接続するように導電膜７１３ａ、７１３ｂを設けることも可能である。
【０１１４】
導電膜７１３ａは半導体装置において後に形成されるアンテナと容量結合を行う電極として機能し、導電膜７１３ｂは外部の電極とトランジスタ等の素子を接続するための電極として機能しうる。なお、ここでは、導電膜７１２を設けた後に当該導電膜７１２に電気的に接続するように導電膜７１３ａ、７１３ｂを設けた例を示したが、導電膜７１３ａ、７１３ｂを設けずに導電膜７１２を容量結合を行う電極や外部の電極と接続するための電極として設けることも可能である。
【０１１５】
次に、導電膜７１２、７１３ａ、７１３ｂを覆うように絶縁膜７１４を形成し、フォトリソグラフィ法により絶縁膜７１４を選択的にエッチングして、導電膜７１３ｂを露出させる開口部７１５を形成する（図１２（Ｃ））。絶縁膜７１４は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法またはスクリーン印刷法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。
【０１１６】
次に、薄膜トランジスタ７３０ａ〜７３０ｄ等を含む層７３２（以下、「層７３２」とも記す。）を基板７０１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開口部７１６を形成後（図１３（Ａ））、物理的な力を用いて基板７０１から層７３２を剥離することができる。なお、剥離する際に水やオゾン水等の水溶液で剥離する面を濡らしながら行うことによって、半導体装置に設けられた素子が静電気等によって破壊されることを防止できる。また、層７３２が剥離された基板７０１は、コストの削減のために、再利用することが好ましい。
【０１１７】
ここでは、レーザー光の照射により絶縁膜をエッチングして開口部７１６を形成した後に、層７３２の一方の面（絶縁膜７１４の露出した面）を、第１のシート材７１７に貼り合わせて基板７０１から完全に剥離する（図１３（Ｂ））。第１のシート材７１７としては、例えば熱を加えることによって粘着力が弱まる熱剥離テープを用いることができる。
【０１１８】
次に、層７３２の他方の面（剥離した面）に、第２のシート材７１８を設け、その後加熱処理と加圧処理の一方または両方を行って、第２のシート材７１８を貼り合わせる。また、第２のシート材７１８を設けると同時または設けた後に第１のシート材７１７を剥離する（図１４（Ａ））。第２のシート材７１８としては、ホットメルトフィルム等を用いることができる。また、第１のシート材７１７として熱剥離テープを用いた場合には、第２のシート材７１８を貼り合わせる際に加えた熱を利用して剥離することができる。
【０１１９】
また、第２のシート材７１８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。
【０１２０】
次に、開口部７１５を覆うように導電膜７１９を形成することによって素子群７３３を形成する（図１４（Ｂ））。なお、導電膜７１９の形成前または形成後に導電膜７１２および７１３にレーザー光を照射することによって、電気的な接続を向上させてもよい。導電膜７１９は、ＣＶＤ法、スパッタ法、液滴吐出法、スクリーン印刷法等を用いて、導電性材料により形成する。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）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。
【０１２１】
次に、バッテリー７２１とアンテナとして機能する導電膜７２６が形成された基板７２５を素子群７３３に貼り合わせて設ける（図１５）。具体的には、バッテリー７２１の電極として機能する導電膜７２２と素子群７３３の導電膜７１９とが電気的に接続するように貼り合わせて設ける。ここでは、接着性を有する樹脂７２３を用いてバッテリー７２１と素子群７３３とを接着する。また、樹脂７２３に含まれる導電性粒子７２４を用いて導電膜７２２と導電膜７１９とを電気的に接続する。また、アンテナとして機能する導電膜７２６が形成された基板７２５を、導電膜７２６と導電膜７１３ａが対面するように接着性を有する樹脂７２７を用いて素子群７３３に貼り合わせて設ける。
【０１２２】
バッテリー７２１は、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることができ、特に、シート状に形成することによって、半導体装置の小型化、薄膜化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、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、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましく、例えば、電気二重層コンデンサを用いることができる。
【０１２３】
なお、ここでは、基板７２５に設けられたアンテナとして機能する導電膜７２６と、素子群７３３に設けられた素子とを電気的に接続せずに設ける。つまり、本実施の形態で示す半導体装置において、導電膜７２６と導電膜７１３ａが容量結合することによって、半導体装置と外部のリーダ／ライタとの情報の送受信が行われる。このように、設けることによって、素子群７３３に設けられた素子とアンテナとして機能する導電膜７２６を直接接続させる必要がなくなるため、接続不良等によって生じる歩留まりの低下を低減することができる。
【０１２４】
なお、アンテナとして機能する導電膜７２６が設けられた基板を、素子群７３３の反対側の面に設けた構成としても良い。
【０１２５】
具体的には、図１３（Ｂ）において層７３２を基板７０１から剥離した後、層７３２の他方の面（剥離した面）に、アンテナとして機能する導電膜７２６が設けられた基板７２５を貼り合わせて設ける図１６（Ａ）。例えば、接着性を有する樹脂７２７を用いて、アンテナとして機能する導電膜７２６が形成された基板７２５を素子群７３３の他方の面に貼り合わせて設ける。この場合も、アンテナとして機能する導電膜７２６と素子群７３３に設けられた素子とを電気的に接続する必要がないため、接続不良等が生じる心配もない。その後、上述したように導電膜７１９を設けた後に、バッテリー７２１を貼り合わせて設ければよい図１６（Ｂ）。このように、外部アンテナとバッテリーとを素子群７３３の異なる表面に設けることによって、より大きいバッテリーやアンテナを設けることができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態では、ＩＣチップに設ける素子として薄膜トランジスタを設ける場合を示したが、これに限られない。ＩＣチップに設けるトランジスタ等の素子をＳＯＩ基板を用いて形成しても良いし、Ｓｉ等の半導体基板を用いて当該半導体基板にチャネル形成領域を有するトランジスタを形成しても良い。
【０１２７】
本実施の形態で示した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。
【０１２８】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の利用形態の一例について説明する。本発明の半導体装置の用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図１７を用いて説明する。
【０１２９】
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す（図１７（Ａ））。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す（図１７（Ｂ））。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す（図１７（Ｃ））。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す（図１７（Ｄ））。書籍類とは、書物、本等を指す（図１７（Ｅ））。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指す（図１７（Ｆ））。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す（図１７（Ｇ））。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す（図１７（Ｈ））。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。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（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話機等を指す。
【０１３０】
紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等に半導体装置８０を設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等に半導体装置８０を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等に半導体装置８０を設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。半導体装置８０の設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、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するとよい。
【０１３１】
このように、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、電子機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類に半導体装置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、家畜等の生き物にセンサーを備えた半導体装置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はもちろん体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。特に、上記実施の形態で示した半導体装置を用いることによって、湾曲した面に設ける場合や物品を曲げた場合であってもアンテナとＩＣチップの接続不良に伴う半導体装置の不良を防止することができる。
【０１３２】
本実施の形態で示した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。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【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と外部機器との通信方法を説明する図。
【図３】本発明の半導体装置の受信する電流分布を説明する図。
【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使用形態の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１３４】
８０    半導体装置
１０１    ＩＣチップ
１０２    導電膜
１０３    導電膜
１０４    導電膜
１０５    導電膜
１０６    基板
１０７    領域
１０８    領域
２０１    半導体装置
２０２    ＩＣモジュール
２０３    リーダ／ライタ
２０４    アンテナ
３００    半導体装置
３０１    アンテナ
３０２    ＩＣチップ
３０３    整流回路
３０４    電源回路
３０５    復調回路
３０６    発振回路
３０７    論理回路
３０８    メモリコントロール回路
３０９    メモリ回路
３１０    論理回路
３１１    アンプ
３１２    変調回路
３６１    バッテリー
４０１    絶縁膜
５０１    導電膜
６０１    基板
６０２    基板
９０１    絶縁膜
７０１    基板
９０２    絶縁膜
７０２    剥離層
７０３    絶縁膜
７０４    半導体膜
７０５    ゲート絶縁膜
７０７    ゲート電極
７０８    絶縁膜
７０９    絶縁膜
７１０    絶縁膜
７１１    絶縁膜
７１２    導電膜
７１３    導電膜
７１４    絶縁膜
７１５    開口部
７１６    開口部
７１７    シート材
７１８    シート材
７１９    導電膜
７２１    バッテリー
７２２    導電膜
７２３    樹脂
７２４    導電性粒子
７２５    基板
７２６    導電膜
７２７    樹脂
７３１    導電膜
７３２    層
７３３    素子群
８０１    絶縁膜
８０２    絶縁膜
１０４ａ    端部
１０４ｂ    端部
１０５ａ    端部
１０５ｂ    端部
７０４ａ    半導体膜
７０６ａ    ｎ型不純物領域
７０６ｂ    ｎ型不純物領域
７０６ｃ    チャネル領域
７１３ａ    導電膜
７１３ｂ    導電膜
７３０ａ    薄膜トランジスタ
【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】
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【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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