專利名稱：半導(dǎo)體器件及使用該半導(dǎo)體器件的rfid標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過無線通信傳送和接收數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽。特別地，本發(fā)明涉及穩(wěn)定 RFID標(biāo)簽中產(chǎn)生的DC電壓或控制DC電壓為恒定的調(diào)整器電路(regulator circuit)。
背景技術(shù)：
近年來，可以在任何情況任何時(shí)間訪問信息網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境(其稱為普遍的信息社會(huì))已經(jīng)便利化。在這樣的環(huán)境中，個(gè)體識(shí)別技術(shù)已經(jīng)引起注意，使得識(shí)別號(hào)(ID)分配給每個(gè)對(duì)象，由此澄清對(duì)象的歷史并且便于生產(chǎn)、管理或類似的。首要的是，能夠通過無線通信傳送和接收數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件已經(jīng)開始使用。作為能夠通過無線通信傳送、接收、存儲(chǔ)和刪除數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件，使用射頻識(shí)別 (RFID)標(biāo)簽的個(gè)體識(shí)別技術(shù)已經(jīng)引起注意。該RFID標(biāo)簽也稱為集成電路(IC)標(biāo)簽、RF標(biāo)簽、無線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、IC芯片或無線芯片。用于讀取和寫入數(shù)據(jù)的裝置(下文中稱為讀出器/寫入器)用于傳送數(shù)據(jù)到RFID標(biāo)簽和從RFID標(biāo)簽接收數(shù)據(jù)。使用RFID標(biāo)簽的個(gè)體識(shí)別技術(shù)已經(jīng)用于個(gè)體對(duì)象的生產(chǎn)、管理或類似的，并且已經(jīng)期望其對(duì)于個(gè)人身份驗(yàn)證的應(yīng)用。RFID標(biāo)簽包括用于通過無線通信傳送和接收數(shù)據(jù)的電磁波、電波或類似物的天線，并且具有在其中一體式形成天線和集成電路的結(jié)構(gòu)。RFID標(biāo)簽中的一些使用包括在 RFID標(biāo)簽中的整流器或整流器電路由從外部裝置(例如的讀出器/寫入器等)傳送的電磁波、電波或類似的來產(chǎn)生DC電壓。此外，RFID標(biāo)簽中的一些使用例如調(diào)整器電路等控制器用穩(wěn)定的恒壓操作。[參考文獻(xiàn)][專利文件][專利文件1]日本公布的專利申請(qǐng)?zhí)?005-242989[專利文件2]國際公布WO 2006/80052小冊(cè)子[無專利的文件][非專利的文件1]由NikkanKogyo Shimbun有限公司的SOFEL研究和發(fā)展翻譯的 2004 年 RFID 手冊(cè)第二版第 69 至 71 頁的 Klaus Finkenzeller 的"Principles and Applications of Non-contact IC Cards (非接觸 IC 卡的原理和應(yīng)用)”。

發(fā)明內(nèi)容
在RFID標(biāo)簽和讀出器/寫入器之間傳送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)RFID標(biāo)簽和讀出器/ 寫入器之間的距離變得較長時(shí)，RFID標(biāo)簽從來自讀出器/寫入器的電磁波、電波或類似物獲得的電功率變得較低。RFID標(biāo)簽使用從來自讀出器/寫入器的電磁波、電波或類似物中獲得的電功率操作。對(duì)于操作是必需的電功率取決于包括在RFID標(biāo)簽中的集成電路的操作電壓。注意包括在集成電路中的電路群可提供有整流器電路、調(diào)整器電路、調(diào)制電路、解調(diào)電路、時(shí)鐘發(fā)生電路、運(yùn)算電路或類似。
在其中RFID標(biāo)簽包括調(diào)整器電路的結(jié)構(gòu)中，RFID標(biāo)簽的最小操作功率取決于對(duì)于調(diào)整器電路輸出高于或等于給定的電壓值或給定的恒壓的電壓是必需的該調(diào)整器電路的輸入電壓。該輸入電壓稱為調(diào)整器電路的最小操作電壓。從而，調(diào)整器電路的最小操作電壓越高，RFID標(biāo)簽的最小操作功率越高。即，RFID標(biāo)簽需要從來自讀出器/寫入器的電磁波、電波或類似物獲得的電功率也變得越高。由于可以獲得的電功率取決于RFID標(biāo)簽和讀出器/寫入器之間的距離，RFID標(biāo)簽和讀出器/寫入器之間的通信距離已經(jīng)是短的。RFID標(biāo)簽盡可能多地減小電路的功耗使得通信距離可以較長是優(yōu)選的。為了減小功耗，RFID標(biāo)簽內(nèi)部的操作電壓減小到小于或等于IV至約2V，即調(diào)整器的最小操作電壓改變僅電壓的十分之幾，并且對(duì)RFID標(biāo)簽的整個(gè)操作電壓的相對(duì)影響是顯著的。鑒于上文的問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的目的是獲得可以用較低的最小操作電壓穩(wěn)定操作的調(diào)整器電路。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)目的是獲得使用具有低的最小操作電壓的調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽，其具有與讀出器/寫入器的長通信距離。下列措施已經(jīng)在本發(fā)明的實(shí)施例中采取以實(shí)現(xiàn)上文描述的目的。本發(fā)明的實(shí)施例提供半導(dǎo)體器件，其監(jiān)測參考電勢和輸入電勢之間的電壓，并且在該電壓超過預(yù)定閾值電壓之后獲得恒定的輸出電勢而與該電壓的值無關(guān)。半導(dǎo)體器件包括下列參考電勢施加到的第一端；輸入電勢施加到的第二端；包括第一端和第二端之間提供的多個(gè)第一非線性元件和至少一個(gè)線性元件的第一分壓器，其輸出由該多個(gè)第一非線性元件和該至少一個(gè)線性元件劃分的第一偏置電勢；包括第一端和第二端之間提供的多個(gè)第二非線性元件的第二分壓器，其輸出由該多個(gè)第二非線性元件基于第一偏置電勢劃分的第二偏置電勢；和基于該第二偏置電勢確定輸出電勢并且輸出該輸出電勢的電壓調(diào)整器。半導(dǎo)體器件包括第一至第六晶體管和電阻器，其中第一晶體管的柵極電連接到第二晶體管的柵極，第一晶體管的源極或漏極的任一個(gè)電連接到第一布線并且第一晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第三晶體管的源極或漏極的任一個(gè)，第二晶體管的源極或漏極的另一個(gè)電連接到第一布線并且第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第四晶體管的源極或漏極的另一個(gè)，第二晶體管的柵極電連接到第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)，第三晶體管的柵極電連接到第四晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)，第三晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第二布線，第四晶體管的柵極電連接到第三晶體管的源極或漏極的另一個(gè)，電阻器的一端電連接到第四晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)并且電阻器的另一端電連接到第二布線，第五晶體管的柵極電連接到第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)，第五晶體管的源極或漏極的另一個(gè)電連接到第一布線并且第五晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第六晶體管的源極或漏極的另一個(gè)，第六晶體管的柵極電連接到第六晶體管的源極或漏極的另一個(gè)并且第六晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第二布線。此時(shí)，輸入電勢施加到第一布線并且參考電勢施加到第二布線；因此，在第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)產(chǎn)生第一偏壓并且從第五晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)提取輸出電勢。上文的半導(dǎo)體器件提供調(diào)整器電路，其包括用于根據(jù)該輸出電勢而輸出電勢的電壓調(diào)整器。
本發(fā)明的實(shí)施例提供RFID標(biāo)簽，其包括上文描述的調(diào)整器電路。本發(fā)明的實(shí)施例提供具有低的最小操作電壓的調(diào)整器電路。即，包括調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽的最小操作功率可以減小。綜上所述，在無源RFID標(biāo)簽(在標(biāo)簽內(nèi)部不包括例如電池等電源并且從讀出器/寫入器接收的電功率產(chǎn)生電源的RFID標(biāo)簽)中，RFID標(biāo)簽和讀出器/寫入器之間的通信距離可以是長的。另外，在有源RFID標(biāo)簽(在標(biāo)簽內(nèi)部包括電池或類似物用于供應(yīng)內(nèi)部電路操作需要的電源的RFID標(biāo)簽)中，通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路，即使用較低的電壓也可以進(jìn)行正常操作，從而引起電池壽命延長。


圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的示例。圖2圖示使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的示例。圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的結(jié)構(gòu)的示例。圖4圖示在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路中的電路的布局的示例。圖5A至5C圖示半導(dǎo)體器件的制造步驟的示例。圖6A至6C圖示半導(dǎo)體器件的制造步驟的示例。圖7圖示半導(dǎo)體器件的制造步驟的示例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的和常規(guī)調(diào)整器電路的輸入/輸出特性。圖9A至9D圖示半導(dǎo)體器件的制造步驟的示例。圖IOA至IOG圖示每個(gè)使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽的應(yīng)用。圖IlA至IlD圖示半導(dǎo)體器件的制造步驟的示例。
具體實(shí)施例方式在下文中，本發(fā)明的實(shí)施例將參照附圖詳細(xì)描述。然而，本發(fā)明不限于下文的說明，并且本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員容易理解其實(shí)施方式和細(xì)節(jié)可以采用各種方式修改而不偏離本發(fā)明的目的和范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)該解釋為限于在下文描述的實(shí)施例中描述的。相同的部件或在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中具有相同功能的部件通常給予相同的標(biāo)號(hào)，并且將省略重復(fù)的說明。(實(shí)施例1)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D1描述。如在圖1中圖示的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路包括電壓調(diào)整器100和偏置電路109。作為圖1中圖示的電路的參考的電勢施加到參考電源端108。一般來說，施加OV ； 然而，還可以施加除了 OV之外的電壓，因?yàn)樗鼉H是作為電路的參考的電勢。輸入電源端107是電勢施加到其上使得施加相對(duì)于參考電源端108的電壓的端。偏置電路109根據(jù)施加到輸入電源端107和參考電源端108的電壓產(chǎn)生成為電壓調(diào)整器100的參考電勢的VKEF3。
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根據(jù)施加到輸入電源端107和參考電源端108的電壓和在偏置電路109中產(chǎn)生的參考電勢，電壓調(diào)整器100從輸出端112輸出電勢以便施加高于或等于給定值的電壓，或相對(duì)于參考電源端108給定的恒壓。輸出端112后跟包括運(yùn)算電路等的負(fù)載。當(dāng)在負(fù)載中的功耗增加并且在輸出端 112中的電壓減小時(shí)，操作電壓調(diào)整器100以便增加輸出端112的電勢使得可以保持原始的恒定電勢。另 一方面，當(dāng)在負(fù)載中的功耗減少并且在輸出端112中的電壓增加時(shí)，操作電壓調(diào)整器100以便減小輸出端112的電勢使得可以保持原始的恒定電勢。注意電壓調(diào)整器100的結(jié)構(gòu)不特定地限制在本發(fā)明的該實(shí)施例中?？刹捎萌魏谓Y(jié)構(gòu)，只要它是其中輸出端112的電勢的波動(dòng)可以調(diào)節(jié)并且電勢可以根據(jù)參考電勢Vkef3輸出到輸出端112的結(jié)構(gòu)即可。偏置電路109包括晶體管101至106和電阻器110。晶體管101、102和105是ρ 溝道晶體管。晶體管103、104和106是η溝道晶體管。在圖1中圖示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的運(yùn)行在下文中詳細(xì)描述。與輸入到輸入電源端107的電勢的波動(dòng)無關(guān)地，偏置電路109相對(duì)于參考電源端 108輸出恒電勢到VKEF3。通過利用Vkef3不依賴要輸入的電勢(power potential)的特征， 電壓調(diào)整器100輸出恒定電勢到輸出端112。描述偏置電路109的運(yùn)行。晶體管101和102的源極或漏極每個(gè)電連接到輸入電源端107，并且晶體管101和102的柵極互相電連接以形成電流鏡。因此，在晶體管101和 102中流動(dòng)的電流值是相等的。所有在晶體管101中流動(dòng)的電流在晶體管103中流動(dòng)，并且在晶體管102中流動(dòng)的電流在電阻器110中流動(dòng)。此時(shí)，在電阻器110的兩端之間產(chǎn)生的電壓變成等于晶體管 103的柵-源電壓(在下文中表達(dá)為Vgs)；從而，在電流鏡中流動(dòng)的電流值通過晶體管103 和電阻器110的平衡確定。提供晶體管104以保證晶體管103的運(yùn)行在飽和區(qū)中。在晶體管102中流動(dòng)的電流經(jīng)由晶體管104流入電阻器110。此時(shí)，根據(jù)電流的電壓在晶體管104的柵極和源極之間產(chǎn)生并且晶體管103的柵極電勢變成VKEF1。此時(shí)，根據(jù)在電阻器110中流動(dòng)的電流的電壓在晶體管103的柵極和源極之間產(chǎn)生。同時(shí)，電壓也在晶體管103的柵極和漏極之間產(chǎn)生，其在晶體管104的柵極和源極之間產(chǎn)生。在晶體管103中，總是滿足下列公式IVgs-VthI彡IVdsI，并且保證運(yùn)行在飽和區(qū)中。 這里，Vth表示晶體管的閾值電壓，Vds表示晶體管的源極和漏極之間的電壓。另外，在相對(duì)于參考電源端108的輸入電源端107的電勢由晶體管104增加的情況下，晶體管104在飽和區(qū)中運(yùn)行。通過改變Vds，根據(jù)電勢的增加的上述電壓改變未傳送到 Vrefi。通過上文的運(yùn)行，與相對(duì)于參考電源端108輸入到輸入電源端107的電勢的波動(dòng)無關(guān)地，恒定電勢輸出到每個(gè)Vkefi和VKEF2。這里，關(guān)注在Vkefi和Vkef2中產(chǎn)生的電勢。Vkefi是根據(jù)Vgs的電勢，該Vgs根據(jù)在晶體管103中流動(dòng)的電流而產(chǎn)生。Vkef2是通過添加根據(jù)在晶體管104中流動(dòng)的電流而產(chǎn)生的 Vgs到Vkefi獲得的電勢。Vkefi的電勢受到晶體管103的特性變化的影響。Vkef2的電勢受到晶體管103和晶體管104的特性變化的影響。即，Veef2受到比Vkefi更多晶體管的變化的影響；從而，Vkef2可以更容易引起變化。另一方面，Veefi是根據(jù)晶體管103的Vgs的電勢并且增加量和晶體管103的Vgs的相同。Vkef2是根據(jù)晶體管103的Vgs和晶體管104的Vgs的電勢，并且增加量是晶體管103 的Vgs的和晶體管104的Vgs的之和。因此，在輸入電源端107的電勢是低的區(qū)域中，VKEF2的電勢的上升時(shí)間是快速的，并且上升是急劇的。另外，由于可以容易使在飽和區(qū)中運(yùn)行的晶體管的源極和漏極之間的電阻為高，可以用小電流產(chǎn)生足夠的電壓。即，Veefi相對(duì)不受晶體管的變化的影響；然而，電勢的上升時(shí)間是慢的并且上升是逐步的。另一方面，Veef2具有電勢上升時(shí)間是快速的并且上升是急劇的特征；然而，它相對(duì)受到晶體管的變化影響。在本發(fā)明的實(shí)施例中，增加包括晶體管105和106的結(jié)構(gòu)。晶體管105復(fù)制在晶體管102中流動(dòng)的電流并且該電流流入二極管接法的晶體管106。因此，電壓在晶體管106 的源極和漏極之間產(chǎn)生。由于晶體管105的Vgs是恒定的，在晶體管105中流動(dòng)的電流也是恒定的，而與參考電源端108和輸入電源端107之間的電壓的變化無關(guān)。通過上文的運(yùn)行，進(jìn)一步獲得與參考電源端108和輸入電源端107之間的電壓的變化無關(guān)的且是恒壓的
VREF3 °Veef3是根據(jù)二極管接法的晶體管106的Vgs的電勢并且用基于不容易受到變化影響的Vkefi的電勢來確定，并且晶體管106在飽和區(qū)中運(yùn)行，因此，電勢的上升時(shí)間可以是快速的并且上升可以是急劇的。從上文，即使當(dāng)輸入到輸入電源端107的電勢不足夠高時(shí)，通過包括具有新型結(jié)構(gòu)的偏置電路109，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路可以產(chǎn)生VKEF3，并且可以輸出具有相對(duì)于參考電源端108的給定電壓或給定恒壓的電勢。另外，因?yàn)檎{(diào)整器電路具有較低的最小操作電壓，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽具有較低的最小操作功率，從而引起RFID標(biāo)簽和讀出器/寫入器之間較長的通信距離。(實(shí)施例2)使用根據(jù)在實(shí)施例1中描述的實(shí)施例的調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的示例在圖2中圖示。RFID標(biāo)簽200包括天線電路210、整流器電路201、調(diào)整器電路202和運(yùn)算電路203。注意到RFID標(biāo)簽200的結(jié)構(gòu)不限于該結(jié)構(gòu)并且也可采用其他結(jié)構(gòu)。作為具體操作中的一個(gè)，電磁波、電波或類似物通過無線通信從讀出器/寫入器 220傳送到RFID標(biāo)簽200。從讀出器/寫入器220傳送到RFID標(biāo)簽200的命令信號(hào)包括在電磁波、電波或類似物中。命令信號(hào)從由RFID標(biāo)簽200接收的電磁波、電波或類似物中提取，并且運(yùn)算過程等根據(jù)命令信號(hào)在RFID標(biāo)簽200內(nèi)執(zhí)行。因此，響應(yīng)信號(hào)從RFID標(biāo)簽 200傳送到讀出器/寫入器220。讀出器/寫入器220和RFID標(biāo)簽200之間的通信以此方式實(shí)行并且讀出器/寫入器220可以讀出記錄在RFID標(biāo)簽200中的數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)到 RFID 標(biāo)簽 200。注意要在通信中使用的電磁波、電波或類似物的頻帶可是，但不特定限于，根據(jù)無線電法或國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的頻帶。在本發(fā)明的實(shí)施例中，頻帶不必特定限制。天線電路210包括天線211和電容器212，接收從讀出器/寫入器傳送的電磁波、 電波或類似物或傳送來自天線電路210的響應(yīng)信號(hào)到讀出器/寫入器220。使用天線211和電容器212形成的天線電路210設(shè)計(jì)成具有特定諧振點(diǎn)以能夠最有效地接收特定頻帶的電磁波、電波或類似物。整流器電路201整流由天線電路210接收的電磁波或電波并且產(chǎn)生DC電壓。整流器電路201的形式?jīng)]有特別限制并且認(rèn)為適合于實(shí)現(xiàn)的任何形式可視情況使用。調(diào)整器電路202輸入由整流器電路201產(chǎn)生的DC電壓到輸入電源端213和參考電源端214，從輸出端215提取與整流器電路201的輸出電壓的變化無關(guān)的恒定電勢，并且將它供應(yīng)給運(yùn)算電路203。運(yùn)算電路203根據(jù)通過疊加在來自讀出器/寫入器220的電磁波或電波中而傳送的命令信號(hào)輸出用于作為RFID標(biāo)簽響應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)。運(yùn)算電路203內(nèi)部的結(jié)構(gòu)可包括， 但不特別限于，調(diào)制電路、解調(diào)電路、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器控制器、信號(hào)處理電路、編碼電路、電阻器、電容器、濾波器、分析電路、時(shí)鐘發(fā)生電路、時(shí)鐘校正電路、代碼提取電路、代碼識(shí)別電路、代碼確定電路或類似。另外，對(duì)于所有包括在運(yùn)算電路103中的電路群不必使用調(diào)整器電路202的輸出電壓作為電源。例如從整流器電路201輸出的DC電壓可直接使用。在RFID標(biāo)簽200中使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的情況下，調(diào)整器電路的最小操作電壓可以比以前低。即，在整流器電路201中產(chǎn)生的電壓是低的并且具體地讀出器/寫入器220和RFID標(biāo)簽200之間的距離是長的情況下，或在天線電路210中接收的電功率由于干擾而是低的情況下，通過使用本發(fā)明的實(shí)施例，要操作的RFID標(biāo)簽必需的電壓可以是低的；因此，讀出器/寫入器220和RFID標(biāo)簽200之間的通信距離可以較長。(實(shí)施例3)根據(jù)參照?qǐng)D1在實(shí)施例1中描述的本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的實(shí)用結(jié)構(gòu)的示例在圖3中圖示。在該實(shí)施例中，調(diào)整器電路包括偏置電路300、電壓調(diào)整器301和電壓調(diào)整器302。 采用電壓調(diào)整器的雙級(jí)結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵诘谝患?jí)的電壓調(diào)整器301中進(jìn)行第一穩(wěn)定化，在第二級(jí)的電壓調(diào)整器302中進(jìn)行第二穩(wěn)定化，使得輸入電源端311的電勢波動(dòng)盡可能小地影響用于供應(yīng)電勢給運(yùn)算電路的輸出電源端313。電壓調(diào)整器301包括差分放大電路321和分壓器322。相似地，電壓調(diào)整器302包括差分放大電路331和分壓器332。從偏置電路300輸出的偏置電勢Vkef3輸入到差分放大電路321的一個(gè)輸入端。電壓調(diào)整器301根據(jù)Vkef3輸出恒定電勢，而與輸入電源端311的波動(dòng)無關(guān)。分壓器322將根據(jù)運(yùn)算電路等中消耗的電流量的波動(dòng)而波動(dòng)的電源電勢輸入到采用負(fù)反饋設(shè)置的差分放大電路321的另一個(gè)輸入端以穩(wěn)定化。電壓調(diào)整器302采用相似的方式操作使得最終輸出到輸出電源端313的電勢相對(duì)于接收的電功率等的波動(dòng)可以是高度穩(wěn)定的，并且相對(duì)于由內(nèi)部電路等的操作消耗的電流的波動(dòng)也是高度穩(wěn)定的。(實(shí)施例4)在根據(jù)在實(shí)施例1中描述的本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路中的襯底上包括形成偏置電路109的晶體管、電阻器、布線等實(shí)用布局的示例在圖4中圖示。在圖4中，半導(dǎo)體層用影線113示出，并且導(dǎo)電層(柵極)用影線114示出，并且導(dǎo)電層(布線)用影線115 示出。
在圖4中的標(biāo)號(hào)中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于在圖1中的那些。在電阻器110中，多個(gè)具有小尺寸的單位電阻器元件在元件布局級(jí)設(shè)置。該單位電阻器元件采用連接可以改變成串聯(lián)或并聯(lián)的方式使用上層的布線層設(shè)置使得電阻值可以與設(shè)計(jì)值一致。在由標(biāo)號(hào)101、102、103、104、105、106等表示的晶體管中，多個(gè)具有小尺寸的晶體管可并聯(lián)連接以形成大尺寸的晶體管使得變化的影響可以抑制。(實(shí)施例5)在該實(shí)施例中，描述用于制造在上文的實(shí)施例的任何一個(gè)中描述的半導(dǎo)體器件的方法的示例。首先，在襯底1201的表面上形成分離層1202，然后形成充當(dāng)基底的絕緣膜1203和半導(dǎo)體膜1204 (例如，包含非晶硅的膜)(參見圖5A)。分離層1202、絕緣膜1203和半導(dǎo)體膜1204可以接連形成。接連形成可以防止雜質(zhì)進(jìn)入以免暴露到空氣。玻璃襯底、石英襯底、金屬襯底、不銹鋼襯底、具有足夠耐熱性以承受在該實(shí)施例中的工藝的處理溫度的塑料襯底或類似物可用作襯底1201。由于面積和形狀沒有特別限制，例如，可以使用具有1米或更多的一邊的矩形襯底。這具有很大的優(yōu)勢，因?yàn)槿缗c使用圓形硅襯底的情況相比，生產(chǎn)率可以顯著增加。因此，即使當(dāng)電路部分占有大的面積時(shí)，如與使用硅襯底的情況相比，成本可以降低。注意盡管在該工藝中在襯底1201的整個(gè)表面上提供分離層1202，分離層1202也可根據(jù)需要通過光刻法選擇性地提供。另外，形成該分離層1202以便與襯底1201接觸 ’然而，可形成例如氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜等絕緣膜以便根據(jù)需要與襯底1201接觸，并且可形成分離層1202以便與絕緣膜接觸。這里，術(shù)語“氧氮化物”指包含比氮多的氧的襯底，并且“氮氧化物”指包含比氧多的氮的襯底。例如，氧氮化硅可以是包含分別以在原子百分比50%至70% (包含端值)、 0.5%至15% (包含端值)、25%至35% (包含端值)和0. 至10% (包含端值)的范圍內(nèi)的濃度的氧、氮、硅和氫的物質(zhì)。氮氧化硅可以是包含分別以在原子百分比5%至30% (包含端值)、20%至55% (包含端值)、25%至35% (包含端值)和10%至30% (包含端值)的范圍內(nèi)的濃度的氧、氮、硅和氫的物質(zhì)。使用盧瑟福背散射能譜法(RBQ和氫前向散射(HFS)測量組成比。此外，構(gòu)成元素的含量比的總數(shù)不超過原子百分比100%。作為分離層1202，可以使用金屬膜、金屬膜和金屬氧化物膜的堆疊層結(jié)構(gòu)或類似的。金屬膜由從鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、 釕(Ru)、銠(1 )、鈀(Pd)、鋨(Os)和銥(Ir)選擇的元素，或包括這些元素的任何一個(gè)作為主要成分的合金材料或化合物材料形成，并且具有單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。膜可以使用這些材料通過濺射方法、例如等離子體CVD方法等各種CVD方法形成。作為金屬膜和金屬氧化物膜的堆疊層結(jié)構(gòu)，在形成上述金屬膜之后，通過在氧氣氣氛或隊(duì)0氣氛中進(jìn)行等離子體處理或在氧氣氣氛或隊(duì)0氣氛中進(jìn)行熱處理，金屬膜的氧化物或氧氮化物可以在金屬膜表面上形成。備選地，金屬膜的表面可在上文描述的金屬膜形成之后用例如臭氧水等強(qiáng)氧化溶液處理，由此金屬膜的氧化物或氧氮化物可以提供在金屬膜的表面上。作為絕緣膜1203，包含硅的氧化物或硅的氮化物的膜的單層或堆疊層通過濺射法、等離子體CVD法或類似方法形成。在充當(dāng)基底的絕緣膜具有雙層結(jié)構(gòu)的情況下，例如氮氧化硅膜可以形成作為第一層，并且氧氮化硅膜可以形成作為第二層。在充當(dāng)基底的絕緣膜具有三層結(jié)構(gòu)的情況下，例如氧化硅膜可以形成作為第一絕緣膜，氮氧化硅膜可以形成作為第二絕緣膜，并且氧氮化硅膜可以形成作為第三絕緣膜。備選地，氧氮化硅膜可以形成作為第一絕緣膜，氮氧化硅膜可以形成作為第二絕緣膜，并且氧氮化硅膜可以形成作為第三絕緣膜。充當(dāng)基底的絕緣膜1203充當(dāng)阻擋膜以用于防止來自襯底1201的雜質(zhì)進(jìn)入。半導(dǎo)體膜1204可以通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法或類似方法形成以具有約從25nm至200nm (包含端值)的厚度。該厚度優(yōu)選地約從50nm至70nm (包含端值)， 具體地66nm。非晶硅膜可形成作為半導(dǎo)體膜1204。接著，半導(dǎo)體膜1204用激光照射以結(jié)晶。注意半導(dǎo)體膜1204可通過其中激光照射結(jié)合使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶法或使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶法的方法結(jié)晶。 然后，獲得的結(jié)晶半導(dǎo)體膜蝕刻成期望的形狀以形成半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b。柵極絕緣膜1205形成以便覆蓋半導(dǎo)體膜120 和1204b (參見圖5B)。用于形成半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b的步驟的示例在下文中簡要描述。首先，形成非晶半導(dǎo)體膜，例如非晶硅膜等。在非晶半導(dǎo)體膜用包含作為用于促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的鎳的溶液涂覆之后，非晶半導(dǎo)體膜經(jīng)歷脫氫處理(在500°C—小時(shí))和熱結(jié)晶處理 (在550°C四小時(shí))以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。然后，如果有必要，進(jìn)行從激光器的激光照射并且使用光刻法形成半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b，這取決于結(jié)晶度。要注意在沒有實(shí)行使用用于促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶的情況下，非晶半導(dǎo)體膜可僅通過激光照射結(jié)晶。備選地，半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b可通過用連續(xù)波激光或在IOMHz或更高的頻率振蕩的激光照射半導(dǎo)體膜并且在一個(gè)方向掃描用于結(jié)晶而形成。在這樣的結(jié)晶的情況下，晶體在激光掃描方向生長。晶體管可設(shè)置使得掃描方向與溝道長度方向(其中當(dāng)溝道形成區(qū)形成時(shí)載流子流動(dòng)的方向)一致。然后，柵極絕緣膜1205形成以覆蓋半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b。柵極絕緣膜1205通過CVD法、濺射法或類似方法形成以具有包含硅氧化物或硅氮化物的膜的單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。具體地，形成包括氧化硅膜、氧氮化硅膜和/或氮氧化硅膜中的任何一個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。備選地，柵極絕緣膜1205可通過對(duì)半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b進(jìn)行等離子體處理以氧化或氮化其表面而形成。例如，柵極絕緣膜1205通過用例如He、Ar、Kr和Xe等稀有氣體和氧氣、二氧化氮(NO2)、氨氣、氮?dú)?、氫氣或類似氣體的混合氣體進(jìn)行等離子體處理形成。當(dāng)在該情況下等離子體的激發(fā)通過使用微波進(jìn)行時(shí)，可以產(chǎn)生具有低的電子溫度和高密度的等離子體。用由高密度等離子體產(chǎn)生的氧自由基(其可包括OH自由基)或氮自由基(其可包括NH自由基)，可以實(shí)行半導(dǎo)體膜的表面的氧化或氮化。通過這樣的高密度等離子體處理，具有約Inm至20nm(包含端值)(典型地，約5nm 至IOnm(包含端值))的厚度的絕緣膜在半導(dǎo)體膜上形成。由于在該情況下的反應(yīng)是固相反應(yīng)，在絕緣膜和半導(dǎo)體膜之間的界面態(tài)密度可以相當(dāng)?shù)汀Ｓ捎谶@樣的高密度等離子體處理直接氧化(或氮化)半導(dǎo)體膜(結(jié)晶硅或多晶硅)，要形成的絕緣膜的厚度的不平整性可以極小。另外，甚至在結(jié)晶硅的晶粒邊界中氧化也不推進(jìn)，其產(chǎn)生非常優(yōu)選的狀態(tài)。也就是說， 通過在半導(dǎo)體膜的表面上通過這里描述的高密度等離子體處理實(shí)行固相氧化，具有良好的均勻性和低的界面態(tài)密度的絕緣膜可以形成而沒有在晶粒邊界中格外地實(shí)行氧化反應(yīng)。
作為柵極絕緣膜1205，僅可使用通過等離子體處理形成的絕緣膜，或可使用通過等離子體處理形成的絕緣膜和通過使用等離子體或熱反應(yīng)的CVD法堆疊的氧化硅、氧氮化硅、氮化硅或類似物的絕緣膜的堆疊層膜。在任一情況下，晶體管優(yōu)選地形成以具有柵極絕緣膜，其部分或完全包括通過等離子體處理形成的絕緣膜，因?yàn)樘匦宰兓梢詼p小。在半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b通過用連續(xù)波激光或在IOMHz或更高的頻率振蕩的激光照射半導(dǎo)體膜并且在一個(gè)方向掃描用于結(jié)晶來形成的情況下，通過將它們與在其上進(jìn)行等離子體處理的柵極絕緣膜結(jié)合，可以獲得具有減小的特性變化和高的場效應(yīng)遷移率的薄膜晶體管(TFT)。然后，導(dǎo)電膜在柵極絕緣膜1205上形成。這里，形成具有約IOOnm至500nm(包含端值)厚度的單層導(dǎo)電膜。該導(dǎo)電膜可以使用從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、 銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等中選擇的元素、主要包含該元素的合金材料、或主要包含該元素的化合物材料形成。備選地，可使用由添加有例如磷等雜質(zhì)元素的多晶硅作為典型的半導(dǎo)體材料。在導(dǎo)電膜形成以具有堆疊層結(jié)構(gòu)的情況下，例如可以使用氮化鉭膜和鎢膜的、氮化鎢膜和鎢膜的或氮化鉬膜和鉬膜的堆疊層結(jié)構(gòu)。例如，可以使用具有30nm厚度的氮化鉭膜和具有150nm厚度的鎢膜的堆疊層結(jié)構(gòu)。由于鎢和氮化鉭具有高熱阻，用于熱激活的熱處理可以在形成導(dǎo)電膜之后進(jìn)行。另外，導(dǎo)電膜可進(jìn)一步具有三層結(jié)構(gòu)；例如，可使用鉬膜、鋁膜和鉬膜的堆疊層結(jié)構(gòu)。接著，通過光刻法形成抗蝕劑掩模，并且進(jìn)行用于形成柵電極和柵極布線的蝕刻處理以在半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b上形成柵電極1207。接著，通過光刻法形成抗蝕劑掩模，并且給予η型導(dǎo)電性或ρ型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素通過離子摻雜法或離子注入法以低濃度添加到半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b。在該實(shí)施例中，給予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素以低濃度添加到半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b。作為給予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，可使用屬于族15的元素；例如，可使用磷(P)或砷(As)。作為給予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，可使用屬于族13的元素；例如，可使用硼(B)。在該實(shí)施例中，為了簡化，示出僅使用η型TFT的結(jié)構(gòu)；然而，本發(fā)明的實(shí)施例不解釋為限于此。也可采用僅使用P型TFT的結(jié)構(gòu)。備選地，也可以使用使用η型TFT和P型 TFT 二者的結(jié)構(gòu)。在η型TFT和ρ型TFT都使用的情況下，形成掩模以覆蓋稍后包括在ρ型 TFT中的半導(dǎo)體層并且給予η型的雜質(zhì)元素添加到其中，并且形成掩模以覆蓋稍后包括在η 型TFT中的半導(dǎo)體層并且給予ρ型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素添加到其中，使得給予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素和給予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素可以按選擇來添加。接著，形成絕緣膜以覆蓋柵極絕緣膜1205和柵電極1207。該絕緣膜通過等離子體CVD法、濺射法或類似方法沉積包含例如硅、氧化硅或氮化硅等無機(jī)材料的膜或包含例如有機(jī)樹脂等有機(jī)材料的膜在單層或堆疊層中形成。然后，絕緣膜通過各向異性蝕刻(主要在垂直方向蝕刻)選擇性地蝕刻，使得與柵電極1207的側(cè)面接觸的絕緣膜(也稱為側(cè)壁)1208形成。該絕緣膜1208稍后用作當(dāng)形成輕摻雜漏極(LDD)區(qū)時(shí)用于添加雜質(zhì)元素的掩模。然后，通過光刻法形成的抗蝕劑掩模和柵電極1207和絕緣膜1208用作掩模以添加給予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素到半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b。通過該步驟，形成溝道形成區(qū)1206a、第一雜質(zhì)區(qū)1206b、第二雜質(zhì)區(qū)1206c (參見圖5C)。該第一雜質(zhì)區(qū)1206b充當(dāng)薄膜晶體管的源和漏區(qū)，并且第二雜質(zhì)區(qū)1206c充當(dāng)LDD區(qū)。在每個(gè)第二雜質(zhì)區(qū)1206c 中的雜質(zhì)元素的濃度比在每個(gè)第一雜質(zhì)區(qū)1206b中的低。接著，形成絕緣膜以具有單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)以便覆蓋柵電極1207、絕緣膜 1208等。在該實(shí)施例中，描述絕緣膜1209、1210和1211的三層結(jié)構(gòu)。該絕緣膜可以通過 CVD法形成。具有50nm厚度的氧氮化硅膜可以形成為絕緣膜1209。具有200nm厚度的氮氧化硅膜可以形成為絕緣膜1210。具有400nm厚度的氧氮化硅膜可以形成為絕緣膜1211。 這些絕緣層的表面根據(jù)在其下形成的層的表面形狀形成，其取決于厚度。即，由于絕緣膜 1209是薄的，它的表面與柵電極1207的表面形狀幾乎完全一致。由于表面形狀隨著厚度變大變成幾乎平坦的，在三層結(jié)構(gòu)中是最厚的絕緣膜1211具有幾乎平坦的表面形狀。然而， 不像有機(jī)材料那樣，絕緣膜1211不具有平坦的表面形狀。當(dāng)表面形狀必須是平坦的時(shí)，可以使用例如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸或環(huán)氧樹脂等有機(jī)材料；硅氧烷材料或類型物。除CVD法之外，這些絕緣膜可以通過濺射法、SOG法、液滴排出法、絲網(wǎng)印刷法或類似方法形成。絕緣膜1209、1210和1211通過光刻法蝕刻以形成達(dá)到第一雜質(zhì)區(qū)1206b的接觸孔，并且然后，形成充當(dāng)薄膜晶體管的源極或漏極的導(dǎo)電膜1231a和充當(dāng)連接布線的導(dǎo)電膜1231b。該導(dǎo)電膜1231a和1231b通過填充接觸孔并且選擇性地蝕刻導(dǎo)電膜形成。要注意在導(dǎo)電膜形成之前，硅化物可在由接觸孔暴露的半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b的表面上形成使得電阻可以減小。導(dǎo)電膜1231a和1231b優(yōu)選地使用低電阻材料形成以減少信號(hào)延遲。由于低電阻材料常常具有低的耐熱性(heat resistance)，高耐熱性材料優(yōu)選地提供在低電阻材料上面和下面；例如，鋁膜可形成至300nm厚度作為低電阻材料，并且鈦膜可在鋁膜上面和下面形成至IOOnm的厚度。充當(dāng)連接布線的導(dǎo)電膜1231b可以形成以具有和導(dǎo)電膜1231a相同的堆疊結(jié)構(gòu)使得連接布線的電阻可以減小并且其耐熱性可以提高。導(dǎo)電膜 1231a 和 1231b 可以由從鎢(W)、鉭(Ta)、· (Mo)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀 (Ag)、錳(Mn)、鈮(Nb)、碳(C)、硅(Si)選擇的元素或包括這些元素的任何一個(gè)作為主要成分的合金材料或化合物材料形成，并且具有單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。包含鋁作為主要成分的合金材料對(duì)應(yīng)于例如包含鋁作為主要成分并且也包含鎳的材料，或包含鋁作為主要成分并且也包含鎳和碳或/和硅二者中一個(gè)或兩個(gè)的合金材料。導(dǎo)電膜1231a和1231b可以通過CVD法、濺射法或類似方法形成。從上文，可以獲得包括薄膜晶體管1230a和薄膜晶體管1230b的元件層1M9(參見圖6A)。注意熱處理可進(jìn)行以用于在絕緣膜1209、1210和1211形成之前、在絕緣膜1209 形成之后或在絕緣膜1209和1210形成之后恢復(fù)半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b的結(jié)晶性、激活添加到半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b的雜質(zhì)元素并且使半導(dǎo)體膜120 和半導(dǎo)體膜1204b氫化。對(duì)于熱處理，可采用熱退火法、激光退火法、RTA法或類似方法。接著，絕緣膜1212和1213形成以便覆蓋導(dǎo)電膜1231a和1231b (參見圖6B)。這里是其中具有IOOnm厚度的氮化硅膜用作絕緣膜1212和具有1500nm厚度的聚酰亞胺膜用作絕緣膜1213的示例。絕緣膜1213的表面形狀優(yōu)選地具有高平坦性。由于有機(jī)材料的特征，絕緣膜1213的表面形狀可以在使用聚酰亞胺的情況下具有較高的平坦性，并且形成膜以具有例如從750nm至3000nm(包含端值)(具體地，1500nm)的大的厚度。在絕緣膜1212
14和1213中形成開口。在該實(shí)施例中，描述在其中開口 1214以暴露導(dǎo)電膜1231b的示例。 在該開口 1214(具體地，在由虛線包圍的區(qū)1215中)中，絕緣膜1212的末端部分用絕緣膜 1213覆蓋。作為下層的絕緣膜1212的末端部分用作為上層的絕緣膜1213覆蓋使得可以防止稍后在開口 1214中要形成的布線斷開。在該實(shí)施例中，由于作為有機(jī)材料的聚酰亞胺用于絕緣膜1213，在開口 1214中，絕緣膜1213可以具有平緩錐形化的形狀并且可以有效防止斷開。可以防止斷開的絕緣膜1213的材料包括例如苯并環(huán)丁烯、丙烯酸或環(huán)氧樹脂等有機(jī)材料，硅氧烷材料等(除聚酰胺之外)。氧氮化硅膜或氮氧化硅膜可以代替氮化硅膜用于絕緣膜1213。另外，絕緣膜1212和1213可通過CVD法、濺射法、SOG法、液滴排出法、絲網(wǎng)印刷法或類似方法形成。接著，導(dǎo)電膜1217在絕緣膜1213上形成并且絕緣膜1218在導(dǎo)電膜1217上形成 (參見圖6C)。導(dǎo)電膜1217可以使用和導(dǎo)電膜1231a和1231b相同的材料形成；例如，可以采用具有IOOnm厚度的鈦膜、具有200nm厚度的鋁膜和具有IOOnm厚度的鈦膜的堆疊結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電膜1217在開口 1214中連接到導(dǎo)電膜1231b。鈦膜互相接觸并且可以抑制接觸電阻。因?yàn)楦鶕?jù)在薄膜晶體管和(稍后形成的)天線之間的信號(hào)的電流在導(dǎo)電膜1217中流動(dòng)，導(dǎo)電膜1217優(yōu)選地具有低布線電阻。從而，可使用例如鋁等低電阻材料。導(dǎo)電膜1217 可以由從鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、鈮 (Nb)、碳(C)、硅(Si)選擇的元素或包括這些元素的任何一個(gè)作為主要成分的合金材料或化合物材料形成，并且具有單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。包含鋁作為主要成分的合金材料對(duì)應(yīng)于例如包含鋁作為主要成分并且也包含鎳的材料，或包含鋁作為主要成分并且也包含鎳和碳或/和硅二者中一個(gè)或兩個(gè)的合金材料。導(dǎo)電膜1217可以通過CVD法、濺射法或類似方法形成。因?yàn)榻^緣膜1218必須具有平坦的表面形狀，它優(yōu)選地使用有機(jī)材料形成。這里是其中使用具有2000nm厚度的聚酰亞胺膜的示例。絕緣膜1218形成至2000nm的厚度，其比絕緣膜1213的厚度大，因?yàn)閼?yīng)該是平坦的在開口 1214中形成的導(dǎo)電膜1217的和在具有 1500nm厚度的絕緣膜1213中的開口 1214的表面的不平整性。從而，絕緣膜1218可具有絕緣膜1213的厚度的1. 1至2倍，優(yōu)選地，1. 2至1. 5倍的厚度。在絕緣膜1213具有從750nm 至3000nm(包含端值)的厚度的情況下，絕緣膜1218優(yōu)選地具有從900nm至4500nm(包含端值)的厚度。考慮到厚度，具有高平坦性的材料可用于絕緣膜1218?？梢杂糜诮^緣膜 1218的具有高平坦性的材料除聚酰亞胺之外還包括例如聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸或環(huán)氧樹脂等有機(jī)材料、硅氧烷材料等。在天線在絕緣膜1218上形成的情況下，必須考慮絕緣膜1218的表面的平坦性。另外，絕緣膜1218優(yōu)選地用于覆蓋電路部分中天線外部的絕緣膜1213的末端部分(未圖示)。在絕緣膜1218覆蓋絕緣膜1213的情況下，絕緣膜1218的末端部分優(yōu)選地放置成具有離外部的余量，其是絕緣膜1213和絕緣膜1218的總厚度的兩倍或更多倍長。 在該實(shí)施例中，絕緣膜1213形成至1500nm的厚度并且絕緣膜1218形成至2000nm的厚度； 從而，覆蓋絕緣膜1213的末端部分的絕緣膜1218放置成具有離絕緣膜1213的末端的距離 (d = 7000nm)。利用上文的結(jié)構(gòu)，保證用于處理的余量并且也期望防止水氣或氧進(jìn)入。接著，天線1220在絕緣膜1218上形成(參見圖7)。天線1220和導(dǎo)電膜1217通過開口互相電連接。開口形成在要集成的天線1220下方。注意到天線1220可直接連接到導(dǎo)電膜1231a ；然而，因?yàn)榭梢员ＷC用于形成要連接到天線1220的開口的余量，從而導(dǎo)致高集成度，如在該實(shí)施例中優(yōu)選地提供導(dǎo)電膜1217。因此，另一個(gè)導(dǎo)電膜可進(jìn)一步提供在要連接到天線1220的導(dǎo)電膜1217上。S卩，天線1220可電連接到包括在薄膜晶體管中的導(dǎo)電膜 1231a并且其中多個(gè)導(dǎo)電膜介于天線1220和導(dǎo)電膜1231a之間的連接結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高集成度。包括導(dǎo)電膜1217的多個(gè)導(dǎo)電膜優(yōu)選地具有小的厚度，因?yàn)槿绻麑?dǎo)電膜的厚度是大的則半導(dǎo)體器件的厚度變大。從而，導(dǎo)電膜1217等優(yōu)選地具有與導(dǎo)電膜1231a相比小的厚度。天線1220可以采用第一導(dǎo)電膜1221和第二導(dǎo)電膜1222的堆疊結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例示出具有IOOnm厚度的鈦膜和具有5000nm厚度的鋁膜的堆疊結(jié)構(gòu)。鈦可以增加天線的耐濕性和絕緣膜1218和天線1220之間的粘附性。此外，鈦可以減小與導(dǎo)電膜1217的接觸電阻，因?yàn)樾纬蔀閷?dǎo)電膜1217的最上層的鈦膜與天線中的鈦接觸，即，相同的材料互相接觸。 由于通過干法蝕刻法形成這樣的鈦膜的結(jié)果，末端部分趨于幾乎垂直的(sheer)。由于鋁是低電阻材料，它適合于天線。電阻可以通過形成厚的鋁膜進(jìn)一步減小。天線的電阻優(yōu)選地是低的使得通信距離可以較長。由于通過濕法蝕刻法形成這樣的鋁膜的結(jié)果，在末端部分中的側(cè)壁趨于錐形化。在該實(shí)施例中的錐形形狀中，鋁膜朝內(nèi)部凹陷。在鋁膜上進(jìn)行濕法蝕刻使得鋁膜的末端部分在鈦膜的末端部分的內(nèi)部(區(qū)1242)。鋁膜的末端部分可在鈦膜的末端部分的內(nèi)部形成，并且鋁膜的末端和鈦膜的末端之間的距離(距離L)優(yōu)選地在鋁膜的厚度的六分之一至一半的范圍中。在該實(shí)施例中，鋁膜的末端部分可在鈦膜的內(nèi)部形成， 并且鋁膜的末端部分和鈦膜的末端部分之間的距離L可在從0. 8 μ m至2 μ m(包含端值) 的范圍中。其中鈦膜的末端部分從鋁膜的末端部分中伸出來的結(jié)構(gòu)可以防止稍后形成的絕緣膜斷開，導(dǎo)致天線的增強(qiáng)的耐久性。除鈦和鋁之外，天線可以由從銀、銅、金、鉬、鎳、鈀、鉭、鉬等中選擇的元素或包括這些元素的任何一個(gè)的合金材料或化合物材料形成。天線可以通過CVD法、濺射法、例如絲網(wǎng)印刷法或凹版印刷法等印刷法、液滴排出法、分配器法、電鍍法或類似方法形成。在該實(shí)施例中，堆疊層示為示例；然而，天線可使用上文的材料中的任何一個(gè)形成以具有單層結(jié)構(gòu)。絕緣膜1223形成以便覆蓋天線1220。在該實(shí)施例中，200nm的氮化硅膜形成為絕緣膜1223。該絕緣膜1223優(yōu)選地形成，因?yàn)樗鰪?qiáng)天線的耐濕性。由于鈦膜的末端部分從鋁膜中突出來，絕緣膜1223可以形成而沒有斷開。除氮化硅膜之外，氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、其他無機(jī)材料可以用于絕緣膜1223。采用上文的方式，使用絕緣襯底形成的半導(dǎo)體集成電路可以完成。該實(shí)施例可以視情況與其他實(shí)施例中的任何一個(gè)結(jié)合。(實(shí)施例6)在該實(shí)施例中，用于制造具有較高可靠性和高良率的半導(dǎo)體器件的方法參照?qǐng)D9A 至9D描述。在該實(shí)施例中，CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)描述為該半導(dǎo)體器件的示例。在形成襯底900之上，晶體管902和903、電容器904、絕緣層905提供有介于其之間的分離層901，并且形成半導(dǎo)體集成電路910(參見圖9A)。晶體管902和903是薄膜晶體管。它們每個(gè)包括源區(qū)、漏區(qū)、低濃度雜質(zhì)區(qū)、溝道形成區(qū)、柵極絕緣層、柵電極、源電極和漏電極。該源區(qū)和漏區(qū)分別與充當(dāng)源和漏電極的布線接觸并且與其電連接。晶體管902是η溝道晶體管并且在源區(qū)和漏區(qū)以及低濃度雜質(zhì)區(qū)包括給予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，例如磷(P)或砷(As)等。晶體管903是ρ溝道晶體管并且在源區(qū)和漏區(qū)以及低濃度雜質(zhì)區(qū)包括給予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，例如硼(B)、鋁(Al)或鎵(Ga)等。電容器904采用與晶體管902和903相似的工藝形成。電容器904的一個(gè)電極由半導(dǎo)體層形成，并且另一個(gè)電極由柵電極形成。這里，雜質(zhì)元素可在柵電極的層形成之前添加到將是電容器904的半導(dǎo)體層以有效地保證電容值。通過該工藝，設(shè)置在柵電極的層的下層中的區(qū)中的半導(dǎo)體層也添加有雜質(zhì)元素，并且電容器904可以有效地充當(dāng)電容器。然后，由導(dǎo)電膜形成的天線911在絕緣層905上形成并且保護(hù)膜912在天線911 上形成。天線911電連接到半導(dǎo)體集成電路。在圖9A中，天線911電連接到電容器904的一個(gè)電極。絕緣體920隨后在保護(hù)膜912上形成。例如，在其中纖維體921用有機(jī)樹脂922 浸漬的結(jié)構(gòu)體可用作絕緣體920。在保護(hù)膜912和絕緣體920互相接合之后，半導(dǎo)體集成電路910、天線911和保護(hù)膜912在分離層901的界面處從襯底900分離。因此，半導(dǎo)體集成電路910、天線911和保護(hù)膜912提供在絕緣體920側(cè)上(參見圖9B)。盡管未圖示出，粘合劑可用于接合保護(hù)膜912和絕緣體920。備選地，可進(jìn)行壓力接合或熱壓接合。然后，在暴露的分離表面的一側(cè)上，半導(dǎo)體集成電路910和絕緣體930互相接合， 其中分離層901介于其之間。從而，半導(dǎo)體集成電路910、天線911和保護(hù)膜912介于絕緣體920和絕緣體930之間(參見圖9C)。例如，如在絕緣體920的情況下，在其中纖維體931用有機(jī)樹脂932浸漬的結(jié)構(gòu)體 931可用作絕緣體930。盡管沒有特別說明，包括多個(gè)半導(dǎo)體集成電路910、天線911、保護(hù)膜912的許多結(jié)構(gòu)體設(shè)置在平面方向并且介于絕緣體920和絕緣體930之間。通過分離包括多個(gè)半導(dǎo)體集成電路910、天線911、保護(hù)膜912的結(jié)構(gòu)體中的每個(gè)，可以制造半導(dǎo)體集成電路芯片，其每個(gè)包括其中半導(dǎo)體集成電路910、天線911、保護(hù)膜912介于絕緣體920和絕緣體930之間的結(jié)構(gòu)。只要物理分離是可能的，對(duì)分離方式?jīng)]有特別限制。在該實(shí)施例中，作為優(yōu)選示例， 通過沿分離線的激光照射進(jìn)行分離。利用用于分離的激光照射，絕緣體920和絕緣體930在半導(dǎo)體集成電路芯片的分離表面941和942上熔合并且互相焊接。從而，半導(dǎo)體集成電路芯片的每個(gè)具有其中半導(dǎo)體集成電路910、天線911和保護(hù)膜912由絕緣體920和絕緣體930完全密封的結(jié)構(gòu)。盡管這里沒有特別說明，另一個(gè)絕緣體可進(jìn)一步提供在絕緣體920和絕緣體930 的外部或內(nèi)部使得半導(dǎo)體集成電路910、天線911和保護(hù)膜912更有利地被完全覆蓋。通過上文的其中絕緣體提供有介于其之間的半導(dǎo)體集成電路的工藝，可以防止例如因外應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力造成的半導(dǎo)體集成電路的損壞或特性缺陷等不利影響。從而，半導(dǎo)體器件可以制造成具有較高可靠性和高良率。注意到在該實(shí)施例中制造的半導(dǎo)體器件使用柔性絕緣體可以具有柔性。作為包括在晶體管902和903以及電容器904中的半導(dǎo)體層的材料，可以使用由硅烷或鍺烷作為典型的半導(dǎo)體材料氣體通過氣相生長法或?yàn)R射法形成的非晶半導(dǎo)體(下文中也稱為“AS”)、通過利用光能或熱能使非晶半導(dǎo)體結(jié)晶形成的多晶半導(dǎo)體、微晶半導(dǎo)體(半非晶或微晶體，在下文中也稱為“SAS”)或類似物。半導(dǎo)體層可以通過濺射法、LPCVD 法、等離子體CVD法或類似方法形成。注意微晶半導(dǎo)體膜屬于亞穩(wěn)態(tài)，其根據(jù)吉布斯自由能是在非晶態(tài)和單晶態(tài)之間的中間態(tài)。即，微晶半導(dǎo)體是具有在自由能方面是穩(wěn)定的并且具有短程有序和晶格畸變的第三態(tài)的半導(dǎo)體。在微晶半導(dǎo)體中，柱狀或針狀晶體在相對(duì)于襯底表面的法向上生長。微晶硅的拉曼光譜(其是微晶半導(dǎo)體的典型示例)偏移到低于520CHT1 (其代表單晶硅)的小波數(shù)區(qū)。即，微晶硅的拉曼光譜的峰存在在代表單晶硅的520CHT1和代表非晶硅的480CHT1之間。微晶半導(dǎo)體包括原子百分比至少或更多的氫或鹵素以端接懸掛鍵。此外，例如氦、 氬、氪或氖等稀有氣體元素可被包括以進(jìn)一步促進(jìn)晶格畸變，使得穩(wěn)定性增強(qiáng)并且可以獲得有利的微晶半導(dǎo)體膜。微晶半導(dǎo)體膜可以通過具有幾十至幾百M(fèi)Hz的頻率的高頻等離子體CVD法或具有 IGHz或更高的頻率的微波等離子體CVD法形成。典型地，微晶半導(dǎo)體膜可以通過使用通過用氫氣稀釋硅氫化合物、例如SiH4、Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3、SiCl4, SiF4或類似物等獲得的氣體形成。另外，微晶半導(dǎo)體膜可以通過使用包含硅氫化合物和氫氣的氣體(由從氦、氬、氪和氖中選擇的稀有氣體元素中的一個(gè)或多個(gè)稀釋)形成。在該情況下，氫氣的流速設(shè)置成大于或等于硅氫化合物流速的5倍并且小于或等于其的200倍，優(yōu)選地大于或等于其50倍并且小于或等于其的150倍，更加優(yōu)選地是其100倍。氫化非晶硅可以典型地示例為非晶半導(dǎo)體，而多晶硅(多晶態(tài)硅)或類似物可以典型地示例為結(jié)晶半導(dǎo)體。多晶硅的示例包括所謂的高溫多晶硅，其包含多晶硅作為主要成分并且在大于或等于800°C的工藝溫度下形成；所謂的低溫多晶硅，其包含多晶硅作為主要成分并且在小于或等于600°C的工藝溫度下形成的；通過使用促進(jìn)結(jié)晶的元素或類似物使非晶硅結(jié)晶獲得的多晶硅，等等。注意到如上提到的，可使用微晶半導(dǎo)體或在半導(dǎo)體層的部分中包含結(jié)晶相的半導(dǎo)體。作為半導(dǎo)體材料，與硅(Si)、鍺(Ge)或類似物的元素一樣，可以使用例如GaAs、 InP,SiC,ZnSe,GaN,SiGe或類似物等化合物半導(dǎo)體。備選地，可使用例如氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、氧化鎂鋅、氧化鎵、氧化銦等氧化物半導(dǎo)體、由多個(gè)上文的氧化物半導(dǎo)體形成的氧化物半導(dǎo)體等。例如，可使用由氧化鋅、氧化銦和氧化鎵形成的氧化物半導(dǎo)體。在對(duì)于半導(dǎo)體層使用氧化鋅的情況下，柵極絕緣層優(yōu)選地使用t03、Al203、Ti02、以上的物質(zhì)中的任何一個(gè)的堆疊層或類似物形成。對(duì)于柵電極層、源電極層和漏電極層，優(yōu)選地使用IT0、Au、 Ti或類似物。另外，ZnO可以添加有Irufe或類似物。在對(duì)于半導(dǎo)體層使用結(jié)晶半導(dǎo)體層的情況下，結(jié)晶半導(dǎo)體層可通過各種方法(例如激光結(jié)晶法、熱結(jié)晶法、使用促進(jìn)結(jié)晶的元素(例如鎳等)的熱結(jié)晶法)中的任何一個(gè)形成。同樣，作為SAS的微晶半導(dǎo)體可以通過用激光照射來結(jié)晶以增強(qiáng)它的結(jié)晶度。在不使用促進(jìn)結(jié)晶的元素的情況下，在用激光照射非晶硅膜之前，非晶硅膜在氮?dú)鈿夥罩性?00°C 加熱一小時(shí)以使在非晶硅膜中的氫濃度減小至小于或等于IXlO2tl原子/cm3。這是因?yàn)槿绻蔷Ч枘ぐS多氫，非晶硅膜可被激光照射毀壞。任何方法可以用于將金屬元素引入非晶半導(dǎo)體層中，只要該方法允許金屬元素在非晶半導(dǎo)體層的表面上或內(nèi)部存在即可。例如，可以使用濺射法、CVD法、等離子體處理法 (包括等離子體CVD法)、吸附法或應(yīng)用金屬鹽溶液的方法。在上文提到的方法中，使用溶液的方法是方便的并且具有容易調(diào)節(jié)金屬元素濃度的優(yōu)勢。優(yōu)選地通過在氧氣氣氛中UV 光照射、熱氧化法、用臭氧水或包括羥基的過氧化氫處理或類似方法形成氧化膜，以便提高非晶半導(dǎo)體層的表面的潤濕性并且使水溶液在非晶半導(dǎo)體層的整個(gè)表面上散開?？赏ㄟ^添加促進(jìn)結(jié)晶的元素(也稱為催化劑元素或金屬元素)到非晶半導(dǎo)體層和在結(jié)晶步驟中(其中非晶半導(dǎo)體層結(jié)晶以形成結(jié)晶半導(dǎo)體層)進(jìn)行熱處理(在550°C 至750°C持續(xù)3分鐘至M小時(shí))進(jìn)行結(jié)晶。作為促進(jìn)(加速)結(jié)晶的元素，可以使用從鐵 (Fe),Il (Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉬(Pt)、銅(Cu)和金 (Au)中選擇的元素中的一個(gè)或多個(gè)。為了從結(jié)晶半導(dǎo)體層中去除或減少促進(jìn)結(jié)晶的元素，包含雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體層形成為與結(jié)晶半導(dǎo)體層接觸并且使得起到吸雜吸收體(gettering sink)的作用。雜質(zhì)元素可是給予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素、給予ρ型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素、稀有氣體元素或類似元素。例如，可以使用從磷(P)、氮(N)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、 氪(Kr)、和氙(Xe)中選擇的元素中的一個(gè)或多個(gè)。包含稀有氣體元素的半導(dǎo)體層在包含促進(jìn)結(jié)晶的元素的結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成，并且進(jìn)行熱處理(在550°C至750°C持續(xù)3分鐘至M 小時(shí))。促進(jìn)在結(jié)晶半導(dǎo)體層中結(jié)晶的元素輸送到包含稀有氣體元素的半導(dǎo)體層；從而，去除或減少促進(jìn)在結(jié)晶半導(dǎo)體層中結(jié)晶的元素。然后，去除充當(dāng)吸雜沉的包含稀有氣體元素的半導(dǎo)體層。另外，熱處理和激光照射可結(jié)合以使非晶半導(dǎo)體層結(jié)晶。熱處理和/或激光照射可獨(dú)立進(jìn)行多次。另外，結(jié)晶半導(dǎo)體層可通過等離子體處理法直接在襯底上形成。備選地，結(jié)晶半導(dǎo)體層可通過使用等離子體處理法在襯底上選擇性地形成。柵極絕緣層可由氧化硅或氧化硅和氮化硅的堆疊結(jié)構(gòu)形成。柵極絕緣層可通過等離子體CVD法或低壓CVD法形成或可通過等離子體處理固相氧化或固相氮化沉積絕緣層形成。這是因?yàn)橥ㄟ^等離子體處理氧化或氮化單晶半導(dǎo)體層形成的柵極絕緣層是致密的，具有高耐受電壓，并且在可靠性上是優(yōu)秀的。例如，在10 至30 的壓強(qiáng)下使用用Ar按1 比3倍(流量比)稀釋的一氧化二氮(N2O)通過應(yīng)用3kW至5kW的功率的微波(2. 45GHz) 將半導(dǎo)體層的表面氧化或氮化。通過該工藝，形成具有Inm至10nm(優(yōu)選地2nm至6nm)厚度的絕緣膜。此外，引入一氧化二氮(N2O)和硅烷(SiH4),并且氧氮化硅膜在10 至30 的壓強(qiáng)下通過應(yīng)用3kW至5kW的功率的微波(2. 45GHz)通過氣相沉積法形成；從而，形成柵極絕緣層。固相反應(yīng)和通過氣相沉積法的反應(yīng)的組合可以形成具有低界面態(tài)密度和優(yōu)秀耐受電壓的柵極絕緣層。作為柵極絕緣層，還可使用例如二氧化鋯、氧化鉿、二氧化鈦或五氧化鉭 (tantalum pentoxide)等高介電常數(shù)材料。當(dāng)高介電常數(shù)材料用于柵極絕緣層時(shí)，可以減小柵極漏電流。柵電極層可以通過CVD法、濺射法、液滴排出法或類似方法形成。柵電極層可由從 Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr 和 Ba 中選擇的元素、 或包含該元素中的任何一個(gè)作為主要成分的合金材料或化合物材料形成。備選地，可使用由用例如磷等雜質(zhì)元素或AgPdCu合金摻雜的多晶硅膜作為典型的半導(dǎo)體膜。此外，可采用單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)；例如，可采用氮化鎢膜和鉬膜的雙層結(jié)構(gòu)或可采用其中具有50nm厚度的鎢膜、具有500nm厚度的鋁硅合金(Al-Si)膜和具有30nm厚度的氮化鈦膜以該次序堆疊的三層結(jié)構(gòu)。在三層結(jié)構(gòu)的情況下，氮化鎢膜可代替鎢膜使用作為第一導(dǎo)電膜，鋁鈦合金 (Al-Ti)膜可代替鋁硅合金(Al-Si)膜使用作為第二導(dǎo)電膜，并且鈦膜可代替氮化鈦膜使用作為第三導(dǎo)電膜。具有透射可見光的性質(zhì)的透光材料也可以用于柵電極層。透光導(dǎo)電材料包括氧化銦錫(ITO)、含氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、有機(jī)銦、有機(jī)錫、氧化鋅等。備選地，可使用含氧化鋅(ZnO)的氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、摻雜鎵(Ga)的SiO、氧化錫(SnO2)、含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫或類似物。在對(duì)于形成柵電極層必須蝕刻處理的情況下，可形成掩膜并且可進(jìn)行干法蝕刻或濕法蝕刻。柵電極層可以通過ICP (感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻和通過蝕刻條件(例如，施加到螺旋電極的電功率量、施加到在襯底側(cè)上的電極的電功率量和在襯底側(cè)上的電極溫度) 的適當(dāng)調(diào)節(jié)蝕刻成錐形形狀。注意由ci2、BC13、SiCl3、CCl4或類似物作為典型的基于氯的氣體、由CF4、SF6, NF3或類似物作為典型的基于氟的氣體，或A可以視情況用作蝕刻氣體。盡管在該實(shí)施例中描述單柵極結(jié)構(gòu)，對(duì)于晶體管還可采用例如雙柵極結(jié)構(gòu)等多柵極結(jié)構(gòu)。在該情況下，柵電極層可提供在半導(dǎo)體層上面或下面或多個(gè)柵電極層可僅提供在半導(dǎo)體層的一側(cè)上(上面或下面)。此外，還可采用其中為晶體管的源和漏區(qū)提供硅化物的結(jié)構(gòu)。該硅化物采用以下方式形成導(dǎo)電膜在半導(dǎo)體層的源和漏區(qū)上形成，并且使半導(dǎo)體層的暴露的源和漏區(qū)的硅通過熱處理、GRTA法、LRTA法或類似方法與導(dǎo)電膜反應(yīng)。備選地，硅化物可通過使用激光器或燈的光照射形成。作為形成硅化物的導(dǎo)電膜的材料，可以使用下列鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢 (W)、鉬(Mo)、鈷(Co)、鋯⑶、鉿(Hf)、鉭(Ta)、釩(V)、釹(Nd)、鉻(Cr)、鉬(Pt)、鈀(Pd) 或類似物。充當(dāng)源和漏電極層的布線層可以采用如下方式形成導(dǎo)電膜通過PVD法、CVD法、 蒸發(fā)法或類似方法形成并且然后該導(dǎo)電膜蝕刻成期望的形狀。備選地，布線層可以通過印刷法、電鍍法或類似方法在預(yù)定地方選擇性地形成。此外，還可使用回流法和大馬士革法。 布線層的材料包括例如 Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn,Fe, Ti, Zr ^； Ba 等金屬、例如Si或Ge等半導(dǎo)體或其合金或氮化物。備選地，可以使用透光材料。透光導(dǎo)電材料包括氧化銦錫(ITO)、含氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、含氧化鋅(SiO) 的氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、摻雜鎵(Ga)的SiO、氧化錫(SnO2)、含氧化鎢的氧化銦、 含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫，等等。作為半導(dǎo)體元件，不是提及場效應(yīng)晶體管，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，可以采用使用半導(dǎo)體層的存儲(chǔ)元件；因此，可以制造和提供可以滿足各種應(yīng)用要求的功能的半導(dǎo)體器件。(實(shí)施例7)例如無線標(biāo)簽等半導(dǎo)體器件包括使用許多微型半導(dǎo)體元件形成的半導(dǎo)體集成電路；從而，電路故障或半導(dǎo)體元件的損壞容易由外部靜電放電(ESD)引起。特別地，作為無線標(biāo)簽等，包括具有大的表面積的導(dǎo)體的天線等具有產(chǎn)生靜電放電的高可能性。在該實(shí)施例中，描述保護(hù)半導(dǎo)體集成電路免于這樣的靜電放電的結(jié)構(gòu)的示例。圖IlA至IlD圖示結(jié)構(gòu)的示例。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體集成電路通過在半導(dǎo)體集成電路附近提供包括導(dǎo)電材料的防護(hù)物保護(hù)。圖IlA圖示其中形成防護(hù)物1101以完全覆蓋半導(dǎo)體集成電路芯片的外部的示例。 防護(hù)物1101可形成到不阻礙天線盡可能多地從讀出器/寫入器接收載波或調(diào)幅波的厚度。注意在圖IlA中防護(hù)物1101形成以便覆蓋半導(dǎo)體集成電路芯片的上表面、下表面和側(cè)面。對(duì)于形成，在防護(hù)物在上表面和側(cè)面的部分上形成之后，半導(dǎo)體集成電路翻轉(zhuǎn)并且防護(hù)物在下表面和側(cè)面的部分上形成以便覆蓋整個(gè)外部。圖IlB圖示其中防護(hù)物1102在絕緣體內(nèi)部形成以便完全覆蓋半導(dǎo)體集成電路的示例。為了形成防護(hù)物1102以便完全覆蓋如上文描述的半導(dǎo)體集成電路，在絕緣體接合以把半導(dǎo)體集成電路夾在中間之前，對(duì)半導(dǎo)體集成電路芯片中的每個(gè)必須(但不限于)分離并且提供防護(hù)物1102。例如，在絕緣體接合以把半導(dǎo)體集成電路芯片夾在中間之前，防護(hù)物可在半導(dǎo)體集成電路的上表面和下表面上形成。在絕緣體接合以把半導(dǎo)體集成電路芯片夾在中間并且進(jìn)行激光照射以分離它之后，防護(hù)物在分離面熔合并且可從上面和下面用焊接防護(hù)物覆蓋半導(dǎo)體集成電路的側(cè)面。圖IlC圖示其中防護(hù)物1103在絕緣體內(nèi)部和在半導(dǎo)體集成電路的一個(gè)表面上形成的示例。在該示例中，防護(hù)物1103在天線側(cè)上形成；然而，它可在分離面?zhèn)壬闲纬伞Ｍㄟ^僅在半導(dǎo)體集成電路的一個(gè)表面上形成防護(hù)物，天線沒有由防護(hù)物阻礙從讀出器/寫入器接收載波或調(diào)幅波，并且可以有利地保持精確的通信。圖IlA至IlC圖示其中防護(hù)物使用導(dǎo)電材料形成為膜形式的示例；然而，防護(hù)物可形成為島狀形式，如在圖IlD中的防護(hù)物110 至1104g。防護(hù)物110 至1104g中的每個(gè)由導(dǎo)電材料形成并且具有導(dǎo)電性；然而，它們沒有互相電連接，因?yàn)樗鼈冃纬蔀樵诎雽?dǎo)體集成電路上散布。因此，防護(hù)物整體來看充當(dāng)絕緣膜，但它們使用導(dǎo)電材料形成。在防護(hù)物形成以具有這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，使用導(dǎo)電材料形成的防護(hù)物110 至1104g中的每個(gè)有利地保護(hù)半導(dǎo)體集成電路免于靜電放電。另外，防護(hù)物整體來看不具有作為導(dǎo)電膜的形式，天線沒有由防護(hù)物阻礙從讀出器/寫入器接收載波或調(diào)幅波，并且可以有利地保持精確的通防護(hù)物1101可優(yōu)選地使用導(dǎo)體或半導(dǎo)體形成，例如，金屬膜、金屬氧化物膜、半導(dǎo)體膜、金屬氮化物膜或類似物。具體地，防護(hù)物1101可使用從鈦、鉬、鎢、鋁、銅、銀、金、鎳、 鉬、鈀、銥、銠、鉭、鎘、鋅、鐵、硅、鍺、鋯和鋇中選擇的元素、包含上文的元素作為主要成分的合金材料、化合物材料、氮化物材料或氧化物材料或類似物形成。作為氮化物材料，可以使用氮化鉭、氮化鈦或類似物。作為氧化物材料，可以使用氧化銦錫(ITO)、含氧化硅的氧化銦錫(ITS0)、有機(jī)銦、有機(jī)錫、氧化鋅或類似物。備選地，可使用含氧化鋅(aio)的氧化銦鋅(izo)、氧化鋅 (ZnO)、含鎵(Ga)的氧化鋅、氧化錫(SnO2)、含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫(ITO)或類似物。備選地，可以使用由添加有雜質(zhì)元素或類似物以具有導(dǎo)電性的半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體膜或類似物。例如，可以使用摻雜例如磷等雜質(zhì)元素的多晶硅膜或類似物。此外備選地，導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)可用作防護(hù)物。所謂的π電子共軛導(dǎo)電聚合物可以用作導(dǎo)電聚合物。例如，可以使用聚苯胺和/或其的衍生物、聚吡咯和/ 或其的衍生物、聚噻吩和/或其的衍生物、這些材料中的兩類或更多類的共聚物或類似物。
共軛導(dǎo)電聚合物的具體示例包括聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-丁基吡咯)、聚 (3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3，4_二甲基吡咯)、聚(3，4_二丁基吡咯)、聚(3-羥基吡咯)、聚(3-甲基-4-羥基吡咯)、聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-辛氧基吡咯)、聚(3-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯)、聚(N-甲基吡咯)、聚噻吩、聚 (3-甲基噻吩)、聚(3- 丁基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-羧基噻吩)、 聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3，4-乙撐二氧噻吩)、聚苯胺、聚O-甲基苯胺)、聚(2-辛基苯胺)、聚(2-異丁基苯胺)、聚(3-異丁基苯胺)、聚(2-氨基苯磺酸)、聚(3-氨基苯磺酸)等。有機(jī)樹脂或摻雜劑(商素、路易斯酸、無機(jī)酸、有機(jī)酸、過渡金屬商化物、有機(jī)氰化合物、非離子表面活性劑或類似物)可包含在包含導(dǎo)電聚合物的防護(hù)物中。防護(hù)物可以通過例如濺射法、等離子體CVD法或蒸發(fā)法等多種干法、或例如涂覆法、印刷法或液滴排出法(噴墨法)等多種濕法形成。(實(shí)施例8)本發(fā)明的實(shí)施例可以提供充當(dāng)無線標(biāo)簽(在下文中也稱為“無線芯片”、“無線處理器”和“無線存儲(chǔ)器”)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用范圍是廣的，并且只要它澄清對(duì)象的信息(例如其的歷史)而不接觸，該半導(dǎo)體器件可以應(yīng)用于任何產(chǎn)品，并且對(duì)于生產(chǎn)、管理或類似的是有用的。例如，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可包含在票據(jù)、硬幣、有價(jià)證券、證書、不記名債券、包裝容器、文件、記錄介質(zhì)、隨身物品、車輛、食品、服裝、保健品、日用品、藥和電子裝置中。這些產(chǎn)品的示例參照?qǐng)DIOA至IOG描述。票據(jù)和硬幣是在市場上流通的貨幣，并且包括可以采用與在特定區(qū)域中的貨幣 (現(xiàn)金憑單)、紀(jì)念幣等一樣的方式使用的那個(gè)。有價(jià)證券指支票、憑證、期票等，其可以提供有具有處理器電路的芯片1001(參見圖10A)。證書指駕駛執(zhí)照、居住證等，其可以提供有具有處理器電路的芯片1002(參見圖10B)。隨身物品指包、眼鏡等，其可以提供有具有處理器電路的芯片1003(參見圖10C)。不記名債券指郵票、稻米優(yōu)惠券、各種商品優(yōu)惠券等。包裝容器指食品容器等的包裝紙、塑料瓶等，其可以提供有具有處理器電路的芯片1004(參見圖10D)。文件指書等，其可以提供有具有處理器電路的芯片1005(參見圖10E)。記錄介質(zhì)指DVD軟件、錄像帶等，其可以提供有具有處理器電路的芯片1006(參見圖10F)。車輛指例如自行車等有輪車輛、船等，其可以提供有具有處理器電路的芯片1007(參見圖10G)。 食品指食物、飲料等。服裝指衣服、鞋等。保健品指醫(yī)療設(shè)備、保健器具等。日用品指家具、 照明設(shè)備等。藥指藥物、農(nóng)藥等。電子裝置指液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視機(jī)(電視接收器和薄電視接收器)、蜂窩電話等。半導(dǎo)體器件可以通過附著到物體的表面或嵌入物體中提供。例如，在書的情況下， 半導(dǎo)體器件可嵌入紙中；并且在用有機(jī)樹脂制造的包裝的情況下，半導(dǎo)體器件可嵌入有機(jī)樹脂中。如上文描述的，檢查系統(tǒng)、在出租店中使用的系統(tǒng)或類似系統(tǒng)的效率可以通過提供具有半導(dǎo)體器件的包裝容器、記錄介質(zhì)、隨身物品、食品、服裝、日用品、電子裝置或類似物提高。另外，通過提供半導(dǎo)體器件給車輛，可以防止偽造或偷竊。另外，當(dāng)半導(dǎo)體器件植入例如動(dòng)物等生物時(shí)，可以容易識(shí)別每個(gè)生物。例如，通過植入/附著具有傳感器的半導(dǎo)體器件進(jìn)/到例如牲畜等生物，可以容易管理它的例如當(dāng)前體溫等健康狀況以及它的出生年份、性別、品種或類似的。該實(shí)施例可以視情況與其他實(shí)施例和示例中的任何結(jié)合實(shí)現(xiàn)。[示例1]在該示例中，比較根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路和常規(guī)調(diào)整器電路的輸入/ 輸出特性的測量的結(jié)果。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路和常規(guī)調(diào)整器電路的輸入/輸出特性的比較結(jié)果。測量當(dāng)對(duì)應(yīng)于輸入電源端的端的電勢改變時(shí)在輸出端出現(xiàn)的電勢，其在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路中對(duì)應(yīng)于輸出端112相對(duì)于輸入電源端107的電勢。由標(biāo)號(hào) 801表示的曲線指示常規(guī)調(diào)整器電路的輸入/輸出特性。由標(biāo)號(hào)802表示的曲線指示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路的輸入/輸出特性。在多個(gè)樣品中的每個(gè)上實(shí)行相似的測量，并且結(jié)果繪制在圖表中。在其中輸入電源端的電勢在OV至0. 4V之間的區(qū)中，在常規(guī)調(diào)整器電路和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路二者的輸入/輸出特性中沒有看出顯著的差異。在其中輸入電源端的電勢超過1. 2V的區(qū)中，圖表示出調(diào)整器電路的每個(gè)正常操作并且輸出約1. 2V的恒定電勢而與輸入電源端的電勢無關(guān)。在常規(guī)調(diào)整器電路中，在輸入電源端的電勢是約0.6V的點(diǎn)，輸出端的電勢僅增加到約0. 4V。盡管輸出端的電勢從輸入電源端的電勢是約0. 8V的點(diǎn)平緩增加，相對(duì)于輸入電源端的電勢存在約0. 2V的損失。在另一方面，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路中，輸入電源端的電勢在電勢是0.6V的點(diǎn)急劇上升。之后，當(dāng)輸入電源端的電勢增加時(shí)，輸出端的電勢也增加。另外，可以輸出與輸入電源端的電勢幾乎相同的電勢。因此，在其中輸入電源端的電勢在0.6V和 1.2V之間的區(qū)中，即在其中接收功率是相對(duì)低的區(qū)中，證實(shí)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整器電路用比常規(guī)調(diào)整器電路低的電壓正常操作。該申請(qǐng)基于在2008年10月2日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)序列號(hào) 2008-257008，其的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其包括 第一端，對(duì)其施加參考電勢； 第二端，對(duì)其施加輸入電勢；第一分壓器，其包括在所述第一端和所述第二端之間提供的多個(gè)第一非線性元件和至少一個(gè)線性元件，并且輸出由所述多個(gè)第一非線性元件和所述至少一個(gè)線性元件劃分的第一偏置電勢；第二分壓器，其包括在所述第一端和所述第二端之間提供的多個(gè)第二非線性元件，并且輸出由所述多個(gè)第二非線性元件基于所述第一偏置電勢劃分的第二偏置電勢；以及電壓調(diào)整器，其與所述參考電勢和所述輸入電勢之間的電壓無關(guān)地在所述第二偏置電勢超過其閾值電壓后確定并且輸出恒定輸出電勢。
2.一種調(diào)整器電路，其包括如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件；以及電壓調(diào)整器，其根據(jù)所述輸出電勢而輸出電勢。
3.一種包括如權(quán)利要求2所述的調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽。
4.一種半導(dǎo)體器件，其監(jiān)測參考電勢和輸入電勢之間的電壓并且在所述電壓超過預(yù)定閾值電壓后獲得與所述電壓的值無關(guān)的恒定輸出電勢，其包括第一至第六晶體管和電阻器，其中 所述第一晶體管的柵極電連接到所述第二晶體管的柵極，所述第一晶體管的源極或漏極任一個(gè)電連接到第一布線并且所述第一晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到所述第三晶體管的源極或漏極任一個(gè)，所述第二晶體管的源極或漏極任一個(gè)電連接到所述第一布線并且所述第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到所述第四晶體管的源極或漏極任一個(gè)，所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)， 所述第三晶體管的柵極電連接到所述第四晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)， 所述第三晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第二布線， 所述第四晶體管的柵極電連接到所述第三晶體管的源極或漏極任一個(gè)， 所述電阻器的一端電連接到所述第四晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)并且所述電阻器的另一端電連接到所述第二布線，所述第五晶體管的柵極電連接到所述第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)， 所述第五晶體管的源極或漏極任一個(gè)電連接到所述第一布線并且所述第五晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到所述第六晶體管的源極或漏極任一個(gè)，所述第六晶體管的柵極電連接到所述第六晶體管的源極或漏極任一個(gè)并且所述第六晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到所述第二布線。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中 所述輸入電勢施加到所述第一布線，所述參考電勢施加到所述第二布線，所述第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)產(chǎn)生第一偏壓，并且所述第五晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)提取所述輸出電勢。
6.一種調(diào)整器電路，其包括如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件；以及根據(jù)所述輸出電勢而輸出電勢的電壓調(diào)整器。
7.一種包括如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的RFID標(biāo)簽。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一晶體管是ρ溝道晶體管。
9.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二晶體管是ρ溝道晶體管。
10.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第三晶體管是η溝道晶體管。
11.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第四晶體管是η溝道晶體管。
12.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第五晶體管是ρ溝道晶體管。
13.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第六晶體管是η溝道晶體管。
14.一種調(diào)整器電路，其包括 參考電源端；輸入電源端； 偏置電路；提供在所述偏置電路中的第一晶體管，其中所述第一晶體管的源極和漏極中的一個(gè)連接到所述輸入電源端；提供在所述偏置電路中的第二晶體管，其中所述第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)連接到所述輸入電源端，并且所述第一晶體管的柵極連接到所述第二晶體管的柵極；提供在所述偏置電路中的第三晶體管，其中所述第三晶體管的源極和漏極中的一個(gè)連接到所述輸入電源端，并且所述第三晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)連接到所述第一晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)；提供在所述偏置電路中的第四晶體管，其中所述第四晶體管的源極和漏極中的一個(gè)連接到所述第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)，并且所述第四晶體管的柵極連接到所述第三晶體管的另一個(gè)；提供在所述偏置電路中的電阻器，其中所述電阻器的一端連接到所述輸入電源端，并且所述電阻器的另一端連接到所述第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)；提供在所述偏置電路中的第五晶體管，其中所述第五晶體管的柵極連接到所述第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)，并且所述第五晶體管的源極和漏極中的一個(gè)連接到所述第二晶體管的源極和漏極中的所述一個(gè)；提供在所述偏置電路中的第六晶體管，其中所述第六晶體管的源極和漏極中的一個(gè)連接到所述輸入電源端，并且所述第六晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)連接到所述第五晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)，并且所述第六晶體管的柵極連接到所述第六晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)，并且由所述偏置電路相對(duì)于所述參考電源端輸出恒定電勢； 輸出端；以及用于根據(jù)所述恒定電勢輸出電勢到所述輸出端的電壓調(diào)整器。
15.如權(quán)利要求14所述的調(diào)整器電路，其中相同的電流流過所述第一晶體管和所述第二晶體管。
16.如權(quán)利要求14所述的調(diào)整器電路，其中所述第一晶體管是ρ溝道晶體管。
17.如權(quán)利要求14所述的調(diào)整器電路，其中所述第二晶體管是ρ溝道晶體管。
18.如權(quán)利要求14所述的調(diào)整器電路，其中所述第三晶體管是η溝道晶體管。
19.如權(quán)利要求14所述的調(diào)整器電路，其中所述第四晶體管是η溝道晶體管。
20.如權(quán)利要求14所述的調(diào)整器電路，其中所述第五晶體管是ρ溝道晶體管。
21.如權(quán)利要求14所述的調(diào)整器電路，其中所述第六晶體管是η溝道晶體管。
22.—種半導(dǎo)體器件，其包括 第一端，對(duì)其施加參考電勢； 第二端，對(duì)其施加輸入電勢；第一分壓器，其包括在所述第一端和所述第二端之間提供的多個(gè)第一非線性元件和至少一個(gè)線性元件，并且輸出由所述多個(gè)第一非線性元件和所述至少一個(gè)線性元件劃分的第一偏置電勢；第二分壓器，其包括在所述第一端和所述第二端之間提供的多個(gè)第二非線性元件，并且輸出由所述多個(gè)第二非線性元件基于所述第一偏置電勢劃分的第二偏置電勢；以及電壓調(diào)整器，其在所述第二偏置電勢超過其閾值電壓后確定并且輸出輸出電勢。
23.一種調(diào)整器電路，其包括如權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體器件；以及根據(jù)所述輸出電勢而輸出電勢的電壓調(diào)整器。
24.—種包括如權(quán)利要求23所述的調(diào)整器電路的RFID標(biāo)簽。
全文摘要
半導(dǎo)體器件監(jiān)測參考電勢和輸入電勢之間的電壓，并且在該電壓超過預(yù)定閾值電壓之后采用以下這樣的方式獲得與該電壓的值無關(guān)的恒定輸出電勢該半導(dǎo)體器件使用多個(gè)第一非線性元件和至少一個(gè)線性元件劃分該參考電勢和該輸入電勢之間的電壓以恒定產(chǎn)生與該電壓的值無關(guān)的第一偏壓，使用多個(gè)第二非線性元件參考該第一偏壓劃分該參考電勢和該輸入電勢之間的電壓以恒定產(chǎn)生與該電壓的值無關(guān)的第二偏壓，并且參考該第二偏壓確定該輸出電勢。
文檔編號(hào)G05F1/10GK102171710SQ20098013955
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月2日
發(fā)明者井上廣樹, 高橋圭 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所