(57)【要約】【課題】  システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、物品の搬送、保存等における管理に好適な、履歴センサ、半導体集積回路、実装体を提供する。【解決手段】  一定の減衰時定数τsで減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部１と、減衰特性中の特定の時刻における電荷情報を記憶する電荷記憶部２と、一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となり、導通により、計時部１から電荷記憶部２に電荷を分配するするスイッチＳＷ１とを備え、電荷情報と、減衰時定数τsとにより、過渡的な導通をした時刻ｔ0を同定する。ここで、計時部１は、計時部キャパシタ（第１容量）Ｃ1と、この計時部キャパシタ（第１容量）に並列接続された基準抵抗Ｒmとを備える。一方、電荷記憶部２は、記憶部キャパシタ（第２容量）Ｃ2を備える。図１【選択図】      図１
2005308546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部と、
一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となるスイッチと、
前記スイッチの導通により、前記計時部から電荷が分配される電荷記憶部
とを備え、前記電荷の減衰特性により、前記過渡的な導通をした時刻を同定することを特徴とする履歴センサ。
【請求項２】
前記計時部は、
計時部キャパシタと、
該計時部キャパシタに並列接続された基準抵抗
とを備えることを特徴とする請求項１に記載の履歴センサ。
【請求項３】
前記計時部は、前記計時部キャパシタを初期電荷に充電する初期電荷設定部を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の履歴センサ。
【請求項４】
前記初期電荷設定部は、
アンテナと
該アンテナが受信した電磁エネルギにより誘起された電流を整流する整流ダイオード
とからなる直列回路を備え、該直列回路が前記計時部キャパシタに並列接続されていることを特徴とする請求項３に記載の履歴センサ。
【請求項５】
前記計時部と、前記電荷記憶部と、前記スイッチとが、同一の半導体基板上に集積化されていることを特徴とする請求項１に記載の履歴センサ。
【請求項６】
一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部と、
一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となるスイッチと、
前記スイッチの導通により、前記計時部から電荷が分配される電荷記憶部と、
前記電荷記憶部から前記電荷記憶部に蓄積された電荷を読み出す周辺回路
とを同一の半導体基板上に集積化し、前記電荷の減衰特性により、前記過渡的な導通をした時刻を同定することを特徴とする半導体集積回路。
【請求項７】
前記計時部は、
アンテナと
該アンテナが受信した電磁エネルギにより誘起された電流を整流する整流ダイオード
とを備えるる初期電荷設定部を更に備え、該初期電荷設定部が、前記計時部が有する計時部キャパシタを初期電荷に充電することを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路。
【請求項８】
一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する第１計時部、一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となる第１スイッチ、前記導通により、前記第１計時部から電荷が分配される第１電荷記憶部を備える第１センサ部と、
前記減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する第２計時部、前記一定レベルとは異なるレベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となる第２スイッチ、前記導通により、前記第２計時部から電荷が分配される第２センサ部と、
前記第１及び第２電荷記憶部から、前記第１及び第２電荷記憶部にそれぞれ蓄積された電荷を読み出す周辺回路
とを同一の半導体基板上に集積化し、前記電荷の減衰特性により、前記過渡的な導通をした時刻を同定することを特徴とする半導体集積回路。
【請求項９】
前記半導体集積回路に電力を供給し、且つ前記周辺回路とデータ通信を行う外付けアンテナを接続するための端子を前記半導体基板上に有することを特徴とする請求項６〜７のいずれか１項に記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
プラスチック基板と、
該プラスチック基板上に搭載され、一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部、一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となるスイッチ、前記導通により、前記計時部から電荷が分配される電荷記憶部、前記電荷記憶部から前記電荷記憶部に蓄積された電荷を読み出す周辺回路とを同一半導体基板上に集積化した半導体集積回路と、
該プラスチック基板上に搭載され、前記半導体集積回路に電力を供給し、且つ前記周辺回路とデータ通信を行うアンテナ
とを備え、前記減衰時定数とにより、前記過渡的な導通をした時刻を同定することを特徴とする実装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常な温度や振動などの発生した時刻を測定して、そのデータを過去に遡って読み出すことが可能な履歴センサ、この履歴センサを集積化した半導体集積回路、更にはこの半導体集積回路を搭載した実装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過去の履歴における振動を遡及して調査するために、測定対象物の振動を計測する振動計測手段(検出器)を備えた携帯型の振動計が提案されている（特許文献１参照。）この特許文献１に記載された振動計は、内部時計（時計）と、外部からの時刻信号を無線により取得する時刻信号取得手段（アンテナ）と、時刻信号取得手段によって取得された時刻信号に基づいて、内部時計の時刻を校正する校正手段（ＣＰＵ）とを備えている。そして、時刻信号取得手段が、外部からの時刻信号を無線により取得し、校正手段は、時刻信号に基づいて、内部時計の時刻の校正が行われるようになっている。 
このように、従来、過去の異常な温度や振動などの発生履歴の遡及は、温度センサや振動センサからの信号を連続的にデータ記録装置に記憶させ、その後に時間的な変化をコンピュータ分析して、最大値が発生した時刻などを求めることが一般的な技術である。
【特許文献１】特開２００３−５７１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の履歴センサは、温度などの最大値が発生した時刻を求める場合、センサからの情報を連続的に記録した後に、コンピュータでデータ解析をする必要がある。このため、システムが大規模になると同時に解析時間もかかるので、ユビキタス性が要求される種々の物品の搬送、保存等における管理などには不向きである。
【０００４】
上記問題点を鑑み、本発明は、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、われもの輸送、冷凍冷蔵物の宅配など、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な、履歴センサ、この履歴センサを集積化した半導体集積回路、更にはこの半導体集積回路を搭載した実装体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、（イ）一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部と、（ロ）一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となるスイッチと、（ハ）スイッチの導通により、計時部から電荷が分配される電荷記憶部とを備え、電荷の減衰特性により、過渡的な導通をした時刻を同定する履歴センサであることを要旨とする。
【０００６】
本発明の第２の特徴は（イ）一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部と、（ロ）一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となるスイッチと、（ハ）スイッチの導通により、計時部から電荷が分配される電荷記憶部と、（ニ）電荷記憶部から電荷記憶部に蓄積された電荷を読み出す周辺回路とを同一の半導体基板上に集積化し、電荷の減衰特性により、過渡的な導通をした時刻を同定する半導体集積回路であることを要旨とする。
【０００７】
本発明の第３の特徴は（イ）一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する第１計時部、一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となる第１スイッチ、導通により、第１計時部から電荷が分配される第１電荷記憶部を備える第１センサ部と、（ロ）減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する第２計時部、一定レベルとは異なるレベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となる第２スイッチ、導通により、第２計時部から電荷が分配される第２センサ部と、（ハ）第１及び第２電荷記憶部から、第１及び第２電荷記憶部にそれぞれ蓄積された電荷を読み出す周辺回路とを同一の半導体基板上に集積化し、電荷の減衰特性により、過渡的な導通をした時刻を同定する半導体集積回路であることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第４の特徴は（イ）プラスチック基板と、（ロ）このプラスチック基板上に搭載され、一定の減衰時定数で減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部、一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となるスイッチ、導通により、計時部から電荷が分配される電荷記憶部、電荷記憶部から電荷記憶部に蓄積された電荷を読み出す周辺回路とを同一半導体基板上に集積化した半導体集積回路と、（ハ）このプラスチック基板上に搭載され、半導体集積回路に電力を供給し、且つ周辺回路とデータ通信を行うアンテナとを備え、減衰時定数とにより、過渡的な導通をした時刻を同定する実装体であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、われもの輸送、冷凍冷蔵物の宅配など、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な、履歴センサ、この履歴センサを集積化した半導体集積回路、更にはこの半導体集積回路を搭載した実装体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】
【００１０】
図面を参照して、以下に本発明の第１及び第２の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。又、以下に示す第１及び第２の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る履歴センサは、図１に示すように、一定の減衰時定数τsで減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部１と、一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となるスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の導通により、計時部１から電荷が分配される電荷記憶部２とを備える。電荷の減衰特性により、過渡的な導通をした時刻ｔ0を同定する。ここで、計時部１は、計時部キャパシタ（第１容量）Ｃ1と、この計時部キャパシタ（第１容量）に並列接続された基準抵抗Ｒmとを備える。一方、電荷記憶部２は、記憶部キャパシタ（第２容量）Ｃ2を備える。
【００１２】
即ち、図１に示すように、半導体基板１１上に２つの第１容量（計時部キャパシタ）Ｃ1と第２容量（記憶部キャパシタ）Ｃ2が形成されており、更にスイッチＳＷ１で相互に接続されている。まず時刻ｔ＝０において、充電端子１０１，１０２で第１容量Ｃ1を充電して初期電荷Ｑ0を蓄積する。この初期電荷Ｑ0は図２に示されているように、第１容量Ｃ1の漏洩抵抗成分により、一定の減衰時定数τs＝Ｒm・Ｃ1で減衰する。即ち、ｔ≦ｔ0において  
Ｑ1(ｔ)＝Ｑ0exp(−ｔ／τs)                           ・・・・・（１）
もし完全にＱ1(ｔ)が消失する前に、時刻ｔ＝ｔ0において、外部から一定レベル以上の振動が加わると、振動ＳＷがＯＮになり、第１容量Ｃ1に保持されていた電荷Ｑ(ｔ0)の一部が第２容量Ｃ2に転送される。即ち、Δｔを電荷Ｑ(ｔ0)の一部が第２容量Ｃ2に転送されるに必要な微少な時間として、時刻ｔ＝ｔ0＋Δｔにおいて、電荷Ｑ(ｔ0)は、第１容量Ｃ1と第２容量Ｃ2とで容量分割されるので、第１容量Ｃ1の電荷は：
Ｑ1(ｔ0＋Δｔ)＝Ｑ1(ｔ0)(Ｃ1／(Ｃ1＋Ｃ2))               ・・・・・（２）
第２容量Ｃ2の電荷は：
Ｑ2(ｔ0＋Δｔ)＝Ｑ1(ｔ0)(Ｃ2／(Ｃ1＋Ｃ2))               ・・・・・（３）
となる。更に、ｔ0＜ｔにおいて、第１容量Ｃ1の電荷は  
Ｑ1(ｔ)＝Ｑ1(ｔ0)(Ｃ1／(Ｃ1＋Ｃ2))exp(−(ｔ−ｔ0)／τs) ・・・・・（４）
で減衰する。第２容量Ｃ2が、電荷のリークのない理想的な容量（キャパシタ）であるとすれば、（３）式で示される時刻ｔ＝ｔ0＋Δｔにおける第２容量Ｃ2の電荷量Ｑ1(ｔ0)(Ｃ2／(Ｃ1＋Ｃ2))は、一定値に維持されるので、これを後で測定して、（３）式から算出できる。即ち、第１容量Ｃ1の電荷減衰理論曲線Ｂ（図２参照。）において、スイッチＳＷ１がＯＮになった時刻ｔ0、即ち、第１容量Ｃ1への充電が終了してからスイッチＳＷ１がＯＮになるまでの時間は、（３）式から算出された
Ｑ1(ｔ0)＝Ｑ0exp(−ｔ0／τs)                         ・・・・・（５）
の値から推定できる。しかし、第２容量Ｃ2のリークが無視できない場合は遡及時間が一意に決定できない。このため、リークの極めて小さい理想的な容量（キャパシタ）を２個、第１容量Ｃ1及び第２容量Ｃ2として用意し、第１容量Ｃ1には図１に示すように基準抵抗Ｒmを並列に配置し、減衰時定数τs＝Ｒm・Ｃ1で、測定時間内で適度にリークするようになる。即ち、これにより、第１容量Ｃ1と基準抵抗Ｒmとの並列回路が、減衰時定数τs＝Ｒm・Ｃ1の正確な時計の役割を演ずる。
【００１３】
温度或いは振動の閾値が測定時間内に複数回越えた場合は、一般に遡及時間算定に誤差が生ずる。なぜなら、一度、第２容量Ｃ2に移った電荷が又第１容量Ｃ1に戻ってしまうためである（無論、不揮発性メモリを第２容量Ｃ2として利用する場合はこの問題はない。）この対策としては、
Ｃ2    ＞＞  Ｃ1                               ・・・・・（６）
とすることで、解決できる。即ち、電荷移動前の第１容量Ｃ1の電圧Ｖ１は電荷移動後の第２容量Ｃ2の電圧Ｖ２に対してＶ１＞＞Ｖ２である。したがって、２回目以降の閾値オーバーに対して、第１容量Ｃ1への電荷移動量は極めて小さい。
【００１４】
図３（ａ）に、図１に示したスイッチＳＷ１の一例としての機械振動により開閉するＭＥＭＳスイッチを示す。図３（ａ）では、単結晶Ｓｉからなる半導体基板１１の表面には、空洞（キャビティ）が設けられている。空洞の周辺（図３（ａ）において左側）に位置する半導体基板１１の上面には、不純物を添加した多結晶シリコン（ドープト゛ポリシリコン）からなる弾性梁１５の一方の端部が固定され、片持ち梁構造を構成している。半導体基板１１の上面において、弾性梁１５の固定部には、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等の金属膜からなる第１電極配線１２が接続されている。一方、空洞の底部には、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属膜からなる第２電極配線１３が配置され、この第２電極配線１３は、図示を省略した空洞の側壁部を介して、空洞の周辺（図３（ａ）において右側）に位置する半導体基板１１の上面まで延伸形成されている。機械的振動により、片持ち梁構造の自由端が第２電極配線１３に接触することで、第１電極配線１２と第２電極配線１３との間が電気的に短絡される。自由端の先端部に金属膜からなる「重り」を配置しても良い。空洞は、半導体基板１１としての単結晶Ｓｉを、異方性エッチャント、例えばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）等の薬液で選択的にエッチングすれば形成できる。
【００１５】
図３（ｂ）には、図１に示したスイッチＳＷ１の他の一例としてのＭＥＭＳ構造の温度スイッチを示す。図３（ｂ）も図３（ａ）と同様に、単結晶Ｓｉからなる半導体基板１１の表面には、空洞が設けられている。空洞の周辺（図３（ｂ）において左側）に位置する半導体基板１１の上面には、不純物を添加した多結晶シリコン（ドープト゛ポリシリコン）からなるバイメタル梁１７の一方の端部が固定され、片持ち梁構造を構成している。バイメタル梁１７は、互いに熱膨張率の異なる第１金属層２１と第２金属層２２との積層構造である。半導体基板１１の上面において、バイメタル梁１７の固定部には、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属膜からなる第１電極配線１２が接続されている。一方、空洞の底部には、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属膜からなる第２電極配線１３が配置され、この第２電極配線１３は、図示を省略した空洞の側壁部を介して、空洞の周辺（図３（ｂ）において右側）に位置する半導体基板１１の上面まで延伸形成されている。温度変化により、バイメタル梁１７が湾曲するので、片持ち梁構造の自由端が第２電極配線１３に接触し、第１電極配線１２と第２電極配線１３との間が電気的に短絡される。
【００１６】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る履歴センサの具体的構造を示す模式的な鳥瞰図である。図４では、半導体基板１１上に、図３（ａ）で示したＭＥＭＳスイッチと、ＭＩＭキャパシタからなる第１容量Ｃ1と第２容量Ｃ2とを集積化し、図１に示す回路構成を実現している。図４に示すように、半導体基板１１の表面の中央近傍に空洞が設けられ、空洞の左側に位置する半導体基板１１の上面に弾性梁１５の一方の端部が固定され、片持ち梁構造を構成している。弾性梁１５の固定部には、Ａｌ等の金属膜からなる第１電極配線１２が接続され、充電端子（ボンディングパッド）１０１まで導かれている。第１電極配線１２の一部は分岐して、第１容量Ｃ1となるＭＩＭキャパシタの上部電極を構成している。弾性梁１５の固定部には、更に、抵抗配線Ｒmが設けられ、Ａｌ等の金属膜からなる接地配線１４に接続されている。抵抗配線Ｒmは、多結晶シリコン（゛ポリシリコン）により構成し、多結晶シリコン中の不純物密度により、抵抗値を調整すれば良い。抵抗配線Ｒmは、金属薄膜で構成しても良いが金属薄膜の場合は抵抗長を長くするため、メアンダラインで構成すれば良い。接地配線１４は、充電端子（ボンディングパッド）１０２と測定端子（ボンディングパッド）１０４とを接続する配線で、更に分岐により第１容量Ｃ1となるＭＩＭキャパシタの下部電極及び第２容量Ｃ2となるＭＩＭキャパシタの下部電極を構成している。第１容量Ｃ1を構成するＭＩＭキャパシタの下部電極と上部電極に挟まれるキャパシタ絶縁膜、及び第２容量Ｃ2を構成するＭＩＭキャパシタの下部電極と上部電極に挟まれるキャパシタ絶縁膜としてはシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）を用いれば良い。第１容量Ｃ1及び第２容量Ｃ2の値を大きくしたいときは、ＳｉＯ2膜より比誘電率εrが大きい絶縁材料が好ましい。例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）／シリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）／シリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）の３層積層膜からなるＯＮＯ膜とすれば、比誘電率εr＝５〜５．５と同程度が得られる。更に、εr＝６であるストロンチウム酸化物（ＳｒＯ）膜、εr＝７であるシリコン窒化物（Ｓｉ3Ｎ4）膜、εr＝８〜１１であるアルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3）膜、εr＝１０であるマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）膜、εr＝１６〜１７であるイットリウム酸化物（Ｙ2Ｏ3）膜、εr＝２２〜２３であるハフニウム酸化物（ＨｆＯ2）膜、εr＝２２〜２３であるジルコニウム酸化物（ＺｒＯ2）膜、εr＝２５〜２７であるタンタル酸化物（Ｔａ2Ｏ5）膜、εr＝４０であるビスマス酸化物（Ｂｉ2Ｏ3）膜のいずれか１つの単層膜或いはこれらの複数を積層した複合膜がキャパシタ絶縁膜として使用可能である。Ｔａ2Ｏ5やＢｉ2Ｏ3は多結晶シリコンとの界面における熱的安定性に欠ける（なお、ここで例示したそれぞれの比誘電率εrの値は、製造方法により変化しうるので、場合によりこれらの値から逸脱しうるものである。）。更に、シリコン酸化膜とこれらの複合膜のキャパシタ絶縁膜でも良い。複合膜は３層以上の積層構造でも良い。即ち、少なくとも、一部に上記の比誘電率εrが５〜６以上の材料を含むキャパシタ絶縁膜が好ましい。但し、複合膜の場合はキャパシタ絶縁膜全体として測定される実効的な比誘電率εreffが５〜６以上になる組み合わせ��選択することが好ましい。又、ハフニウム・アルミネート（ＨｆＡｌＯ）膜のような３元系の化合物からなるキャパシタ絶縁膜でも良い。即ち、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ビスマス（Ｂｉ）のいずれか１つの元素を少なくとも含む酸化物、又はこれらの元素を含むシリコン窒化物がキャパシタ絶縁膜として使用可能である。なお、強誘電体のチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、バリウム・チタン酸ストロンチウム（ＢａＳｒＴｉＯ3）等も高誘電率のキャパシタ絶縁膜して使用可能であるが、多結晶シリコンとの界面における熱的安定性に欠ける点と、強誘電体のヒステリシス特性に対する考慮が必要になる。
【００１７】
図４に示すように、空洞の底部には、Ａｌ等の金属膜からなる第２電極配線１３が配置され、この第２電極配線１３は、空洞の側壁部を介して、空洞の右側に延伸し、更に半導体基板１１の右側端部近傍に位置する測定端子（ボンディングパッド）１０３まで導かれている。第２電極配線１３の一部は分岐して、第２容量Ｃ2となるＭＩＭキャパシタの上部電極を構成している。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る履歴センサによれば、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、われもの輸送、冷凍冷蔵物の宅配など、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な、履歴センサを提供することができる。
【００１９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る履歴センサは、図５に示すように、一定の減衰時定数τsで減衰する電荷の減衰特性により計時する計時部１と、減衰特性中の特定の時刻における電荷情報を記憶する電荷記憶部２と、一定レベル以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となり、導通により、計時部１から電荷記憶部２に電荷を分配するするスイッチＳＷ１とを備え、電荷情報と、減衰時定数τsとにより、過渡的な導通をした時刻ｔ0を同定する。ここで、計時部１は、計時部キャパシタ（第１容量）Ｃ1と、この計時部キャパシタ（第１容量）に並列接続された基準抵抗Ｒmとを備える。一方、電荷記憶部２は、不揮発性メモリ３２を備える。そして、図５に示すように、計時部１は、計時部キャパシタ（第１容量）Ｃ1を初期電荷Ｑ0に充電する初期電荷設定部３を更に備える点が第１の実施の形態に係る履歴センサとは異なる。この初期電荷設定部３は、アンテナ（充電用アンテナ）３１とこのアンテナ３１が受信した電磁エネルギにより誘起された電流を整流する整流ダイオードＤ１とからなる直列回路を備え、この直列回路が計時部キャパシタ（第１容量）Ｃ1に並列接続され、この直列回路により、第１容量Ｃ1を初期電荷Ｑ0に充電する。
【００２０】
第２の実施の形態に係る履歴センサではは第１容量Ｃ1に蓄えられる電荷Ｑ(ｔ)は主として整流ダイオードＤ１の内部抵抗で減衰する。振動／温度スイッチＳＷ１がＯＮになった時刻ｔ0を遡及的に求める方法は第１の実施の形態に係る履歴センサの場合と同じである。  
図５に示したように、充電用アンテナ３１を用いて第１容量Ｃ1を充電する場合、第１容量Ｃ1への初期電荷量Ｑ0を一定に設定できない可能性がある。この問題を解決する方法として、図６に示すＩ−Ｖ特性を有する定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）ＺＤを利用する。定電圧ダイオードＺＤは、逆方向電圧Ｖｂでブレークダウンが発生して端子電圧がＶｂ近傍で固定される。したがって、電波による充電時間をブレークダウンが発生する以上にすれば、初期電荷量Ｑ0＝Ｃ1・Ｖｂで固定される。
【００２１】
図７は、整流ダイオードＤ１の等価抵抗Ｒｅと等価容量Ｃｅとの並列回路で等価回路表現したものである。もし、逆バイアス時の等価抵抗Ｒｅと等価容量Ｃｅの温度依存性が小さければ、第１容量Ｃ１に蓄えられる電荷Ｑ(ｔ)の減衰時定数は常に一定であるから、履歴センサとしては問題なく機能する。しかし、等価抵抗Ｒｅと等価容量Ｃｅとに温度依存性がある場合は、減衰時定数は温度に依存するので、発生時間の推定に誤差が生ずる。
【００２２】
このため、第２の実施の形態に係る履歴センサでは、等価抵抗Ｒｅが大きく、等価容量Ｃｅが小さくなるような微少構造の整流ダイオードＤ１を用い、更に図７に示すように、第１容量Ｃ１に並列に基準抵抗Ｒmを挿入している。このとき、
Ｒ  ＜＜    Ｒｅ                       ・・・・・（７）
Ｃ１  ＞＞  Ｃｅ                       ・・・・・（８）
とすれば、計時部１は、減衰時定数τs＝Ｒm・Ｃ1を有することとなり、正確な時計の役割を演ずる。  
図８の断面図に示す不揮発性メモリは、ｐ型の半導体基板１１の表面にソース領域４１及びドレイン領域４２が形成され、ソース領域４１及びドレイン領域４２の間に定義されるチャネル領域上に、厚さ５〜１０ｎｍの、トンネル効果で電気伝導するゲート絶縁膜（トンネル酸化膜）３３が配置されている。ソース領域４１及びドレイン領域４２は、ｐ型の半導体基板１１中に高濃度にｎ型不純物をドープしたｎ+型の半導体領域である。ｐ型の半導体基板１１の代わりに、ｎ型の半導体基板中に設けられたｐ型のウェル領域（ｐウェル）でも良い。そして、このゲート絶縁膜３３上には、電荷を蓄積するための浮遊ゲート電極３４と、浮遊ゲート電極３４の上の厚さ１０〜５０ｎｍ程度の電極間絶縁膜３５と、電極間絶縁膜３５上の制御ゲート電極３６が配置され、不揮発性メモリのゲート電極を構成している。ゲート絶縁膜３３、浮遊ゲート電極３４、電極間絶縁膜３５、制御ゲート電極３６からなる積層構造の側壁には側壁絶縁膜３７が形成されている。
【００２３】
図８に示す不揮発性メモリにおいて、ソース領域４１を接地（ＧＮＤ）電位とし、ソース領域４１と制御ゲート電極３６との間に、時刻ｔ＝ｔ0において、スイッチＳＷ１がＯＮになったときに第１容量Ｃ1の両端の電位差Ｖ１(ｔ0)が印加されるようにしておけば、浮遊ゲート電極３４に注入される電荷量は、第１容量Ｃ1に保持されていた電荷Ｑ(ｔ0)に比例する。ソース領域４１及びドレイン領域４２の間も、第１容量Ｃ1の両端の電位差Ｖ１(ｔ0)が印加されるようにしておけば良い。一定の時間（ｔ0＜ｔ）経過後、浮遊ゲート電極３４に蓄積されている電荷を、制御ゲート電極３６を用いて測定することができる。したがって、間接的ではあるが、時刻ｔ＝ｔ0において、スイッチＳＷ１がＯＮになったときの第１容量Ｃ1に保持されていた電荷Ｑ(ｔ0)が分かるので、時刻ｔ0の推定が可能になる。
【００２４】
本発明の第２の実施の形態に係る履歴センサによれば、第１の実施の形態に係る履歴センサと同様に、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な履歴センサを提供することができる。
【００２５】
図９は図５で不揮発性メモリ３２の代わりに第２容量Ｃ2を用いた場合を示している。図９に示す回路構成でも、図５に示す回路構成と同様に、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な履歴センサを提供することができる。
【００２６】
（半導体集積回路）
図１０に示すように、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路（ＭＥＭＳチップ）は、半導体基板１１上に、履歴センサを構成するセンサ部５１と共に、このセンサ部５１の周辺回路となる，制御回路５２，復調回路５３，変調回路５４等をモノリシックに集積化している。更に、センサ部５１，復調回路５３，変調回路５４に接続された内部コイル（アンテナ）３１を備え、内部コイル（アンテナ）３１には、外付けアンテナ用端子１０５，１０６が接続されている。センサ部５１と内部コイル（アンテナ）３１とで、図５，図７及び図９等に示した種々の回路構成が実現可能である。外付けアンテナを介して、制御回路５２，復調回路５３，変調回路５４等によるデータ通信と、これらの制御回路５２，復調回路５３，変調回路５４等に対する電力供給がなされる。なお、図１０は、内部コイル３１を備えた構造で示しているが、内部コイル３１を省略して、第１の実施の形態に係る履歴センサのように、充電端子１０１，１０２で第１容量Ｃ1を充電する構造でも良い（図１参照。）。
【００２７】
復調回路５３の前段には、図示を省略したフィルタや低雑音増幅器等が集積化されていても良い。又図示を省略しているが、変調回路５４と、外付けアンテナ用端子１０５，１０６との間には、送信回路としてのＲＦフロントエンド部を構成するＭＭＩＣ等が集積化されていても良い。ＭＭＩＣにはマイクロ波用パワートランジスタが備えられる。
【００２８】
復調回路５３では、外付けアンテナ用端子１０５，１０６を介して外付けアンテナが受信したＲＦ信号と局部発振器の出力するＲＦ信号との差の周波数が抽出され、増幅器により、差の周波数であるＩＦ信号が増幅され、安定化される。このＩＦ信号は、復調回路５３により、例えば、直交位相復調され、互いに９０°位相がずれたＩ信号及びＱ信号が生成される。復調回路５３が備えるミキサにおいて、更に低周波、例えば１０ＭＨｚ以下のベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号がそれぞれ生成される。ベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号は、それぞれ、増幅器で増幅された後、制御回路５２に入力される。制御回路５２に入力されたベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号は、更に、Ａ−Ｄ変換器でディジタル信号に変換され、制御回路５２が内蔵するディジタルベースバンドプロセッサ（ＤＢＢＰ）に入力される。即ち、ベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号は、ディジタルのベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号となり、ＤＢＢＰにより信号処理され、第２容量Ｃ2の電荷Ｑ2(ｔ)の値を読み取るための信号をセンサ部５１に送り、センサ部５１を制御する。
【００２９】
変調回路５４は、増幅器と、増幅器に接続されたミキサを備える。変調回路５４は、更に、発振器及び移相器を備える。ミキサには、発振器からの搬送波のＲＦ周波数が、移相器により互いに９０°位相がずらされて供給される。センサ部５１から制御回路５２が読み出した、第２容量Ｃ2の電荷Ｑ2(ｔ)＝Ｑ2(ｔ0＋Δｔ)の値は、変調回路５４の増幅器に入力される。増幅器の出力は、ミキサにおいて発振器からの搬送波のＲＦ周波数と混合され、変調される。変調回路５４は、更に、加算器及び加算器の出力に接続された増幅器を備える。ミキサの出力は、加算器に入力され、加算器の出力は増幅器に入力される。変調回路５４の出力段の増幅器の出力は、外付けアンテナ用端子１０５，１０６を介して、外付けアンテナに送られる。
【００３０】
本発明の実施の形態に係るモノリシック半導体集積回路によれば、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、われもの輸送、冷凍冷蔵物の宅配など、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な半導体集積回路を提供することができる。
【００３１】
図１１は、本発明の実施の形態の変形例に係る半導体集積回路で、センサチップ６１，受動回路チップ６２，及び信号処理チップ６３とをスタック実装したハイブリッド集積回路（マルチチップモジュール）である。センサチップ６１には、図３に示したようなＭＥＭＳスイッチが集積化されている。受動回路チップ６２は、図５，図７及び図９に示した第１容量Ｃ1、第２容量Ｃ2、不揮発性メモリ３２，充電用アンテナ３１、基準抵抗Ｒm等が集積化され、センサチップ６１と受動回路チップ６２との組み合わせで、図５，図７及び図９等に示した種々の回路構成を実現している。信号処理チップ６３には、図１０に示した、制御回路５２，復調回路５３，変調回路５４等がモノリシックに集積化されている。ハイブリッド集積回路の構成をしているが、図１１に示す本発明の実施の形態の変形例に係るマルチチップモジュールの動作は、図１０に示したモノリシック集積回路（ＭＥＭＳチップ）と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００３２】
本発明の実施の形態に係るハイブリッド半導体集積回路によれば、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な半導体集積回路を提供することができる。
【００３３】
（実装体）
図１２は、本発明の実施の形態に係る履歴センサを備えた半導体集積回路の実装体を示す。断面構造を省略しているが、この実装体は、半導体集積回路（ＭＥＭＳチップ）６４等の複数の部品を実装したプラスチック基板９１と、このプラスチック基板９１上に積層されるスペーサ層、及びそのスペーサ層の上側とプラスチック基板９１の下側に積層される表面被覆層（スキン層）を備えたＩＣタグである。図１２は、上側の表面被覆層とスペーサ層とを除去した、いわば、ＩＣタグの平面透視図に対応する。
【００３４】
スペーサ層及び表面被覆層の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン又はオレフィンを主成分とする共重合体若しくは、これらの混合物からなるフィルムやポリビニルアルコール、ナイロン、塩化ビニル等の熱可塑性フィルム更に、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、エンジニアリングプラスチック等が用いられる。用途によっては、ガラス含浸エポキシシート、金属板等が用いられる。複数のスペーサ層及び表面被覆層を貼付・固定する方法としては、熱融着、接着剤（熱可塑系、熱硬化系、光硬化系）等が挙げられる。スペーサを貼付するにあたっては、予めＭＥＭＳチップ６４等の部品形状に打ち抜いて使用することが可能である。 
プラスチック基板９１としては、５０〜１００μｍ厚程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが使用可能で、その上に１５０μｍ〜２５０μｍ程度のＭＥＭＳチップ６４や同程度の厚さの印刷アンテナ７２ａ，７２ｂ，７２ｃを搭載している。両面に感熱性接着剤を１０〜１５μｍ程度塗布した１５０μｍ〜２５０μｍ程度の厚さのＰＥＴフィルムをスペーサ層としてプラスチック基板９１に貼付し、ＭＥＭＳチップ６４や同程度の厚さの印刷アンテナ７２ａ，７２ｂ，７２ｃと同じ高さとする。次に、プラスチック基板９１の下面に１５０μｍ〜２５０μｍ程度の厚さのＰＥＴフィルムを両面に感熱性接着剤を１０〜１５μｍ程度塗布して貼付する。更に、上記積層物の表裏に３０〜８０μｍ程度の厚さのＰＥＴフィルムを片面に感熱性接着剤を１０〜１５μｍ程度塗布して、表面被覆層として貼付して実現できる。
【００３５】
本発明の実施の形態に係るＩＣタグによれば、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、われもの輸送、冷凍冷蔵物の宅配など、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な履歴センサを集積化した半導体集積回路を搭載した実装体を提供することができる。
【００３６】
図１３は、本発明の実施の形態の変形例に係る半導体集積回路をストリング実装した実装体（紐状ＩＣタグ）を示す平面透視図である。ストリング実装の場合も、ＩＣタグと同様に、第１及び第２の実施の形態で説明した履歴センサを集積化したＭＥＭＳチップ６４等の複数の部品を実装したプラスチック紐９５と、このプラスチック紐９５上に積層されるスペーサ層、及びそのスペーサ層の上側とプラスチック紐９５の下側に積層される表面被覆層を備えている。図１３は、上側の表面被覆層とスペーサ層とを除去した、いわば、図１２に示したＩＣタグの平面透視図に対応する。
【００３７】
プラスチック紐９５としては、５０〜１００μｍ厚程度のＰＥＴ紐が使用可能で、その上に１５０μｍ〜２５０μｍ程度のＭＥＭＳチップ６４や同程度の厚さの印刷アンテナ７２ｄを搭載している。両面に感熱性接着剤を１０〜１５μｍ程度塗布した１５０μｍ〜２５０μｍ程度の厚さのＰＥＴ紐をスペーサ層としてプラスチック紐９５に貼付し、ＭＥＭＳチップ６４や同程度の厚さの印刷アンテナ７２ｄと同じ高さとする。次に、プラスチック紐９５の下面に１５０μｍ〜２５０μｍ程度の厚さのＰＥＴ紐を両面に感熱性接着剤を１０〜１５μｍ程度塗布して貼付する。更に、上記積層物の表裏に３０〜８０μｍ程度の厚さのＰＥＴ紐を片面に感熱性接着剤を１０〜１５μｍ程度塗布して、表面被覆層として貼付して紐状ＩＣタグが実現できる。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る紐状ＩＣタグによれば、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、われもの輸送、冷凍冷蔵物の宅配など、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な履歴センサを集積化した半導体集積回路を搭載した実装体を提供することができる。
【００３９】
（履歴遡及システム）
図１４に示すように、本発明の実施の形態に係る履歴遡及システムは、第１及び第２の実施の形態で説明した履歴センサを集積化したＭＥＭＳチップ６４と、このＭＥＭＳチップ６４の外付けアンテナ５６ａと外付けアンテナ５６ｂを介してデータ通信及び電力供給をするリーダライタ装置７１と、リーダライタ装置７１に接続された、表示装置／入力装置８１とを備える。ＭＥＭＳチップ６４については、既に図１０を用いて説明したとおりであるので、重複した記載を省略する。
【００４０】
一方、図１４に示す履歴遡及システムに用いるリーダライタ装置７１は、変調回路７２，復調回路７３，制御回路７４，発振回路７５，電源回路７６等をモノリシックに半導体基板上に、集積化している。復調回路７３の前段には、図示を省略したフィルタや低雑音増幅器等が集積化されていても良い。又図示を省略しているが、変調回路７２と、外付けアンテナ５６ｂとの間には、送信回路としてのＲＦフロントエンド部を構成するＭＭＩＣ等が集積化されていても良い。ＭＭＩＣにはマイクロ波用パワートランジスタが備えられる。
【００４１】
復調回路７３では、外付けアンテナ５６ｂが受信したＭＥＭＳチップ６４からののＲＦ信号と発振回路７５の出力するＲＦ信号との差の周波数が抽出され、増幅器により、差の周波数であるＩＦ信号が増幅され、安定化される。このＩＦ信号は、復調回路７３により、例えば、直交位相復調され、互いに９０°位相がずれたＩ信号及びＱ信号が生成される。復調回路７３が備えるミキサにおいて、更に低周波、例えば１０ＭＨｚ以下のベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号がそれぞれ生成される。ベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号は、それぞれ、増幅器で増幅された後、制御回路７４に入力される。制御回路７４に入力されたベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号は、更に、Ａ−Ｄ変換器でディジタル信号に変換され、制御回路７４が内蔵するディジタルベースバンドプロセッサ（ＤＢＢＰ）に入力される。即ち、ベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号は、ディジタルのベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号となり、ＤＢＢＰにより信号処理される。具体的には、ＤＢＢＰは、（３）式で示される時刻ｔ＝ｔ0＋Δｔにおける第２容量Ｃ2の電荷量Ｑ1(ｔ0)(Ｃ2／(Ｃ1＋Ｃ2))と、減衰時定数τs＝Ｒm・Ｃ1とを用いて、最大温度／振動が発生した時刻ｔ0を求める。制御回路７４は、ＤＢＢＰの演算により得られた時刻ｔ0等の処理結果を表示装置８１に送り、更に表示装置８１を制御して、処理結果を表示させる。
【００４２】
変調回路７２は、増幅器と、増幅器に接続されたミキサを備える。変調回路７２は、更に、移相器を備える。ミキサには、発振回路７５からの搬送波のＲＦ周波数が、移相器により互いに９０°位相がずらされて供給される。入力装置８１から入力された命令や条件等を制御回路７４がアナログ信号に変換し、変調回路７２の増幅器に入力される。変調回路７２の内部では、ミキサにおいて増幅器の出力と発振回路７５からの搬送波のＲＦ周波数と混合され、変調される。変調回路７２は、更に、加算器及び加算器の出力に接続された増幅器を備える。ミキサの出力は、加算器に入力され、加算器の出力は増幅器に入力される。変調回路７２の出力段の増幅器の出力は、外付けアンテナ５６ｂを介して、外付けアンテナ５６ｂに送られ、外付けアンテナ５６ｂからＭＥＭＳチップ６４の外付けアンテナ５６ａ送られる。
【００４３】
本発明の実施の形態に係る履歴遡及システムは、以下の手順で、過去に遡って一定以上の温度或いは振動が発生した時刻を同定することができる。
【００４４】
（イ）図１４に示すリーダライタ装置７１で、ＭＥＭＳチップ６４の第１容量Ｃ1に、外付けアンテナ５６ａ及び５６ｂを介して、電波で充電する。或いは、リーダライタ装置７１の電気端子とＭＥＭＳチップ６４の電気端子とを接触させ、リーダライタ装置７１の基準電源で充電しても良い。
【００４５】
（ロ）ＭＥＭＳチップ６４の第１容量Ｃ1が初期電荷Ｑ0に充電されたら、測定を開始する。そして、一定時間後にＭＥＭＳチップ６４の第２容量Ｃ2の電荷又は不揮発性メモリ３２の浮遊ゲート電極３４に蓄積されている電荷をリーダライタ装置７１で読み出す。
【００４６】
（ハ）第２容量Ｃ2の電荷がゼロ又は不揮発性メモリ３２に情報がない場合は、最大温度／振動に問題がないと判定される。そうでない場合は、制御回路７４は、（３）式の第２容量Ｃ2の電荷量Ｑ1(ｔ0)(Ｃ2／(Ｃ1＋Ｃ2))と減衰時定数τs＝Ｒm・Ｃ1とを用いて、最大温度／振動が発生した時刻ｔ0を求める。
【００４７】
（ニ）最大温度／振動が発生した時刻ｔ0が求められたら、再び、図１４に示すリーダライタ装置７１を用いて、ＭＥＭＳチップ６４の第１容量Ｃ1を、初期電荷Ｑ0に充電する。
【００４８】
本発明の実施の形態に係る履歴遡及システムによれば、温度、機械的振動などの最大値が発生した時刻を遡及するに際し、システムが大規模にならず、ユビキタス性に優れ、われもの輸送、冷凍冷蔵物の宅配など、種々の物品の搬送、保存等における管理に好適な履歴遡及システムを提供することができる。  
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４９】
既に述べた第１及び第２の実施の形態に係る履歴センサにおいて、半導体基板１１上に単一の振動／温度スイッチＳＷ１を形成していたが、ＯＮになる閾値の異なるスイッチＳＷ１を多数形成することで、より精密な遡及的な測定が可能になる。即ち、例えば、（ａ）一定の減衰時定数τsで減衰する電荷の減衰特性を時計とする第１計時部１、減衰特性中の特定の時刻における電荷情報を記憶する第１電荷記憶部２、第１レベル（閾値）以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となり、導通により、第１計時部１から第１電荷記憶部２に電荷を分配するする第１スイッチＳＷ１備える第１センサ部と、（ｂ）減衰時定数τsで減衰する電荷の減衰特性を時計とする第２計時部１、減衰特性中の特定の時刻における電荷情報を記憶する第２電荷記憶部２、第１レベル（閾値）とは異なる第２レベル（閾値）以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となり、導通により、第２計時部１から第２電荷記憶部２に電荷を分配するする第２スイッチＳＷ１備える第２センサ部と、（ｃ）減衰時定数τsで減衰する電荷の減衰特性を時計とする第３計時部１、減衰特性中の特定の時刻における電荷情報を記憶する第３電荷記憶部２、第１及び第２レベル（閾値）とは異なる第３レベル（閾値）以上の温度若しくは振動で過渡的に導通し、再び遮断状態となり、導通により、第３計時部１から第３電荷記憶部２に電荷を分配するする第３スイッチＳＷ１備える第３センサ部と、（ｄ）・・・・と、のように、複数のセンサ部を構成し、これらの複数のセンサ部のそれぞれの電荷記憶部２から、それぞれ電荷情報を読み出すように周辺回路を同一の半導体基板上に集積化して、電荷情報と、減衰時定数τsとにより、過渡的な導通をした時刻ｔ0を同定する半導体集積回路を構成すれば、複数の閾値をレベルに応じて検出し、より精密な遡及的な測定が可能になる。
【００５０】
更に、建築物のコンクリートや道路などの亀裂モニタ対象物に、図１５に示すような充電用アンテナ３１を備えた回路構成のＭＥＭＳチップ埋め込んで、充電用アンテナ３１が切断したかどうかで亀裂モニタ対象物の劣化度を判定できる。
【００５１】
即ち、亀裂モニタ対象物の劣化度の判定においては、図１５に示す回路構成のＭＥＭＳチップの計時部測定端子１０７の電圧を一定時間後に測定する。もしも、ある特定の時刻ｔ＝ｔ2において、振動や温度が正常レベルを越えるような状態が発生すれば、第１及び第２の実施の形態において説明したように、電荷が、この時刻ｔ＝ｔ2において、第２容量Ｃ2に移動する。このため、図１６に示すように時刻ｔ＝ｔ3（ｔ2＜ｔ3）における測定においては、正常な曲線Ｂより小さい電位の曲線Ｃの変化を示すようになっていることが観察される。これに対して、もし時刻ｔ＝ｔ3における測定において、計時部測定端子１０７の電圧が正常な曲線Ｂのレベルを超える曲線Ａの様な変化をしていれば充電用アンテナ３１が切断した（即ちコンクリートに亀裂が入った）と判定できる。
【００５２】
なぜならば、時刻ｔ＝ｔ1（ｔ1＜ｔ2）において、充電用アンテナ３１が切れたとすれば、ｔ１＜ｔにおいては、整流ダイオードＤ１の抵抗を介して流れる電流分がなくなったためである。無論、充電用アンテナ３１が切れることと、温度／スイッチＳＷ１が入ることが一定時間内に発生した場合は事情が複雑になるが、この場合は電荷記憶部測定端子１０８の電圧測定で判別できる。上記の説明は、計時部測定端子１０７と電荷記憶部測定端子１０８の電圧情報は亀裂をモニタするものとは異なる別系統の充電用アンテナ３１で送信できるように、構成されている。
【００５３】
本発明の他の実施の形態に係る亀裂モニタシステムは、以下の手順で、亀裂が発生したか否かをモニタすることができる。
【００５４】
（イ）まず、建築物のコンクリートや道路などの亀裂モニタ対象物中に複数の同一構造・同一特性のＭＥＭＳチップを、一定間隔若しくは予め定められたモニタポイントに埋め込む。そして、図１４に示したと同様なリーダライタ装置で、それぞれのＭＥＭＳチップの第１容量Ｃ1に、電波で同時に充電する。
【００５５】
（ロ）そして、一定時間後にそれぞれのＭＥＭＳチップの第２容量Ｃ2の電荷又は不揮発性メモリ３２の浮遊ゲート電極３４に蓄積されている電荷を、電波を介して、リーダライタ装置で読み出す。
【００５６】
（ハ）第２容量Ｃ2の電荷がゼロ又は不揮発性メモリ３２に情報がない場合は、最大温度／振動に問題がないか、亀裂モニタ対象物中に亀裂が発生したかのいずれかであると判定される。この場合は、第１容量Ｃ1の電荷Ｑ1(ｔ)も読み出し、複数のＭＥＭＳチップのそれぞれから読み出された値を相互比較する。もし、特定のＭＥＭＳチップから読み出された第１容量Ｃ1の電荷Ｑ1(ｔ)が、他のＭＥＭＳチップから読み出された第１容量Ｃ1の電荷Ｑ1(ｔ)よりも大きければ、その特定のＭＥＭＳチップが埋め込まれた箇所に亀裂が発生したと判断される。
【００５７】
なお、リーダライタ装置側に、亀裂モニタ対象物中に埋め込まれるＭＥＭＳチップと同一構造・同一特性の基準ＭＥＭＳチップを内蔵し、この基準ＭＥＭＳチップから読み出される第１容量Ｃ1の電荷Ｑ1(ｔ)の値と、亀裂モニタ対象物中に埋め込まれたＭＥＭＳチップから読み出された第１容量Ｃ1の電荷Ｑ1(ｔ)の値とを比較するようにしても良い。
【００５８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る履歴センサの回路構成を示す図である。
【図２】図１に示した履歴センサの第１容量Ｃ1の電荷Ｑ1(ｔ)の変化を説明する図である。
【図３】図１に示した履歴センサのＭＥＭＳスイッチを説明する模式的な断面図図である。
【図４】図３に示したＭＥＭＳスイッチを集積化した履歴センサを説明する模式的な鳥瞰図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る履歴センサの回路構成を示す図である。
【図６】図５に示した履歴センサに用いる定電圧ダイオードのＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る履歴センサの回路構成を示す図である。
【図８】図５に示した履歴センサに用いる不揮発性メモリの構造を示す模式的な断面図図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の他の変形例に係る履歴センサの回路構成を示す図である。
【図１０】図５に示した履歴センサと共に周辺回路までモノリシックに集積化した半導体集積回路（ＭＥＭＳチップ）を説明する模式的な鳥瞰図である。
【図１１】本発明の第１又は第２の実施の形態に係る履歴センサと周辺回路とをハイブリッドに集積化したマルチチップモジュール（半導体集積回路）を説明する模式的な鳥瞰図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るＭＥＭＳチップを実装したＩＣタグの透過平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るＭＥＭＳチップをストリング実装した紐状ＩＣタグの構造を示す模式的な透過平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る履歴遡及システムを説明するブロック図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態に係る亀裂モニタの回路構成を示す図である。
【図１６】図１５に示した亀裂モニタの第１容量Ｃ1の電荷Ｑ1(ｔ)の変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…計時部
２…電荷記憶部
３…初期電荷設定部
１１…半導体基板
１２…第１電極配線
１３…第２電極配線
１４…接地配線
１５…弾性梁
１７…バイメタル梁
２１…第１金属層
２２…第２金属層
３１…アンテナ
３１…充電用アンテナ（内部コイル）
３２…不揮発性メモリ
３３…ゲート絶縁膜
３４…浮遊ゲート電極
３５…電極間絶縁膜
３６…制御ゲート電極
３７…側壁絶縁膜
４１…ソース領域
４２…ドレイン領域
５１…センサ部
５２…制御回路
５３…復調回路
５４…変調回路
５６ａ，５６ｂ…アンテナ
６１…センサチップ
６２…受動回路チップ
６３…信号処理チップ
６４…ＭＥＭＳチップ
７１…リーダライタ装置
７２…変調回路
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７４ｄ…印刷アンテナ
７３…復調回路
７４…制御回路
７５…発振回路
７６…電源回路
８１…表示装置／入力装置
１０１，１０２…充電端子
１０５，１０６…アンテナ用端子
１０７…計時部測定端子
１０８…電荷記憶部測定端子
【図１】
2005308546.tif 000003
【図２】
2005308546.tif 000004
【図３】
2005308546.tif 000005
【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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