專利名稱：柔性半導(dǎo)體器件和識別標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性半導(dǎo)體器件，其包括半導(dǎo)體襯底和設(shè)有多個半導(dǎo)體元件的集成電路，所述多個半導(dǎo)體元件限定在半導(dǎo)體襯底的表面上并根據(jù)互連結(jié)構(gòu)中的所希望的圖案而互連。
本發(fā)明還涉及一種包括該柔性半導(dǎo)體器件的安全紙以及包括載體和柔性半導(dǎo)體器件的識別標(biāo)簽。
本發(fā)明還涉及一種在讀出器和至少一個柔性半導(dǎo)體器件之間進行通信的方法。
本發(fā)明還涉及一種制造柔性半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟提供至少一個半導(dǎo)體器件，其包括設(shè)有襯底和多個半導(dǎo)體元件的集成電路，這些半導(dǎo)體元件根據(jù)互連結(jié)構(gòu)中的所希望的圖案而互連，該器件具有第一和相對的第二面，在該第一面上存在互連結(jié)構(gòu)，在該第二面上存在襯底，以及從器件的第二面使襯底變薄，以便使器件是柔性的。
這種柔性器件、這種標(biāo)簽以及這種制造方法從US-A 6291877中可知。該已知的器件是限定在所謂的絕緣體上硅(SOI)襯底中的集成電路。在限定集成電路之后使該SOI襯底變薄，以便只保持絕緣層和其頂部上的硅層。因此，該器件變得很薄，例如5到10微米，并且呈現(xiàn)出柔性。然后以這種結(jié)構(gòu)對其進行鍵合，使得它通過柔性粘合劑保持在卡襯底之間。使用鍵合焊盤將集成電路設(shè)置在其中，所述鍵合焊盤通過導(dǎo)電墨連接到卡襯底上的布線。在將集成電路組裝在其上之后將這種導(dǎo)電墨印刷在卡襯底之一上。該布線包括例如用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)和能量的線圈。
這種已知器件的缺點是最終的識別標(biāo)簽限于在較低頻率下使用。導(dǎo)電墨形成相當(dāng)大阻抗的跡線(trace)，這在較高頻率下是尤其不利的。鑒于使用導(dǎo)電墨而得到的有限的印刷分辨率，跡線不會很容易地縮短。通過溶膠-凝膠法印刷金屬在原理上是一種替代方法；然而，這種溶膠-凝膠前體到金屬的轉(zhuǎn)換溫度限制了卡襯底的選擇。
因此本發(fā)明的第一目的是提供一種在開篇中所提到的這種類型的柔性器件，其中布線和連接技術(shù)不會限制用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)和能量的頻率。
本發(fā)明的第二目的是提供一種包括這種柔性器件的識別標(biāo)簽。
第一目的是通過以下手段實現(xiàn)的半導(dǎo)體襯底在有源區(qū)中橫向地延伸；并且存在電絕緣材料的支撐層和天線。天線橫向地限定在與支撐層相鄰的導(dǎo)電層中的有源區(qū)的外部，并且電連接到互連結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體襯底不位于天線和集成電路之間的非襯底區(qū)域中。
通過實施這種柔性器件而在標(biāo)簽中實現(xiàn)第二目的。提供集成天線不需要到卡襯底的連接。因此，根本不需要導(dǎo)電墨。
本發(fā)明的識別標(biāo)簽的優(yōu)點在于大大地降低了組裝成本。使用需要特定組裝方法的至少兩個工藝步驟來制造已知標(biāo)簽第一，在卡襯底的特殊位置上提供集成電路；以及第二，通過印刷提供導(dǎo)電跡線。組裝本標(biāo)簽不需要這種特定的位置和特定的鍵合。
另外的優(yōu)點是該標(biāo)簽可只包括一個卡襯底，而不是兩個。該柔性器件可以固定到其上或者在層疊工藝中集成在其中。這提高了標(biāo)簽的柔性并且減少了元件，由此降低了成本。
另一優(yōu)點的是集成電路包括所有功能性。如果意味著用于用戶設(shè)備中，用在產(chǎn)品的聚合物封裝上，則這種設(shè)備或封裝的制造商不需要具有任何印刷或天線的知識。
而且，集成天線一般在尺寸上受限制。與卡襯底上的布線和導(dǎo)電墨跡線相比，減小了具有集成天線的柔性器件的可見性。這對于很多安全應(yīng)用是特別有利的，在所述安全應(yīng)用中不希望每個人立即識別出安全特征。此外，鑒于不存在任何連接，因此提高了標(biāo)簽的可靠性。
由于電絕緣材料的支撐層，提高了調(diào)諧行為。此外，支撐層允許在分離器件之前除去任何附加支撐襯底。在已知器件中，使用支撐襯底，并且只在柔性器件固定到卡襯底上之后才將其除去。
支撐層還允許半導(dǎo)體襯底完全不存在于有源區(qū)和天線之間。這樣，大大減小了天線和集成電路之間的相互作用，導(dǎo)致良好的天線性能。優(yōu)選地，半導(dǎo)體襯底不存在于有源區(qū)外部的任何位置上。這提高了柔性。襯底的有源區(qū)優(yōu)選是臺面形狀的，這種形狀是很堅固的，并且可以用常規(guī)蝕刻技術(shù)來制造。
從DE 196 01 358 C2獲知一種類似的器件。然而，在這種器件中，天線設(shè)置在集成電路的表面上。在有些區(qū)域中沒有除去襯底，并且沒有提供支撐層。本發(fā)明的器件具有至少兩個優(yōu)點本發(fā)明的天線具有更大的尺寸，導(dǎo)致更低的發(fā)送頻率以及增加的距離和功率傳送；以及基本上減小了天線和集成電路之間的相互作用。
支撐層例如包括聚合物材料，如聚酰胺、聚碳酸酯、氟化聚合物、多磺酸鹽、環(huán)氧化物、聚酯等。優(yōu)選使用聚酰胺。為了提高天線性能，磁性顆?？梢源嬖谟谥螌又?。適當(dāng)?shù)拇判灶w粒是鐵氧體顆粒，平均直徑優(yōu)選為0.5-1.0微米。這種支撐層的另一優(yōu)點在于可以防止潮濕、灰塵和污染。在現(xiàn)有技術(shù)中，不能實現(xiàn)這種連續(xù)的支撐層，因為必須從該器件到天線應(yīng)用接觸。
可以以不同技術(shù)來提供本發(fā)明的器件的集成電路。首先，它可以限定在絕緣體上硅襯底的表面上。這種技術(shù)是公知的。其次，可以使用III-V族材料的半導(dǎo)體襯底或者另一方面使用多晶硅的半導(dǎo)體襯底。這種選擇取決于所希望的集成電路性能。優(yōu)選地，使用常規(guī)的單晶硅半導(dǎo)體襯底。這具有的優(yōu)點是與SOI襯底相比很便宜，同時，可以采用常規(guī)地用于非柔性集成電路的設(shè)計。此外，使用單晶硅允許使用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工廠。臺面結(jié)構(gòu)能使器件具有良好的柔性。
本發(fā)明的柔性器件可以有利地使用臨時支撐、用襯底傳送法來制造。
可以實現(xiàn)不同的天線，如基于電容性的天線、偶極天線、多極天線。然而，優(yōu)選該天線是適合于無線通信的電感器?？色@得的頻率范圍大致為1到3GHz。最小值是通過線圈尺寸確定的，最大值是通過集成電路中的整流器的強度確定的。具有表面面積為1.5*1.5mm的匝的電感器適合于2.4GHz的頻率。這種天線可用于在3mm距離的范圍內(nèi)發(fā)送，以便提供在2V、100mA的3-4mW。
如果在與第一面相對的第二面設(shè)置另一電感器繞組，可以進一步提高天線質(zhì)量。由于除去襯底，因此第二面可用于另一繞組?？梢酝ㄟ^互連結(jié)構(gòu)來形成繞組之間的接觸。另一繞組可以具有或不具有與第一繞組相同的直徑和形狀。然而，可選擇地，繞組，或者一般情況下，在兩面上的天線結(jié)構(gòu)可以是互補的。而且，在第二面上的電感器可以是螺旋形的。此外，為了不同的目的可以實現(xiàn)一個以上的天線一個相對大的天線用于將能量傳輸?shù)桨雽?dǎo)體器件，一個相對小的天線用于傳輸信號。
在適當(dāng)?shù)牧硪粚嵤├?，集成電路橫向地位于電感器中。因此實現(xiàn)了可獲得表面面積的最佳使用。此外，特別是如果相對于電感器中心對稱地設(shè)置集成電路，則限制了電感器對電路的影響。
特別優(yōu)選的是集成電路被細(xì)分成多個電路塊，這些電路塊彼此隔開，但是通過互連結(jié)構(gòu)互連起來。這減小了由于電感器在集成電路中的渦電流的大小。這里另外優(yōu)選的是半導(dǎo)體元件限定在半導(dǎo)體襯底的表面上；并且該器件包括對應(yīng)于電路塊的有源區(qū)，在有源區(qū)之間和在這些區(qū)域的周圍橫向地限定非襯底區(qū)，半導(dǎo)體襯底不存在于所述非襯底區(qū)中。
在另一實施例中，集成電路到天線的導(dǎo)電層上的垂直投影(projection)至少基本上與天線重疊。本實施例特別適合于與先進類型的半導(dǎo)體元件組合，因此其具有亞微米尺寸的分辨率。本實施例的優(yōu)點首先是非常小的渦點流。此外，天線可以形成集成電路的機械保護。
在另一實施例中，集成電路設(shè)有安全涂層，其是大體上既不對紫外線輻射、可見光透明也不對紅外輻射透明的層。此外，這種涂層難以通過蝕刻來除去。通過這種方式，提供良好的保護以防電腦黑客的侵入，所述電腦黑客希望進入或修改電路設(shè)計。這種安全涂層優(yōu)選是用顆粒填充的層。該層可以是有機材料或無機材料。涂層的厚度和材料將是完美保護和柔性之間的最佳值。在本發(fā)明的器件中使用安全涂層比在現(xiàn)有技術(shù)中更容易，因為不需要鍵合焊盤，因此可以采用未構(gòu)圖的涂層。
具有集成電路的安全紙例如可以從WO-A 99/54842中獲知。這里，集成電路包括有機半導(dǎo)體材料。這具有的缺點是新的、未測試的技術(shù)。對于這種安全應(yīng)用，公知和證實的技術(shù)看起來是優(yōu)選的。本發(fā)明的安全紙的特征在于本發(fā)明的柔性器件是存在的。這具有重要的優(yōu)點層疊技術(shù)可以用于柔性器件的集成。結(jié)果，該器件可以完全嵌入在該紙中。因此更不容易從安全紙中除去該柔性器件。而且，在一定程度上隱藏集成電路。該器件可以進一步設(shè)有用于最佳保護的安全涂層。
在本申請的上下文中，應(yīng)理解術(shù)語“紙”意味著由自然或合成纖維制成的紙，以及目前可以由塑料膜制成的紙，這種紙已知用作安全紙。這種紙可用于各種應(yīng)用，包括鈔票、護照和其它正式文件、入場券等。
除了集成電路之外，還可以存在其它安全特征。其例子是導(dǎo)電安全線、全息圖、光學(xué)有源元件、以及在襯底中存在可檢測熒光的、磁性的、或?qū)щ婎w粒或纖維。
安全紙和/或柔性器件非常適合于集成在識別文件或設(shè)備中，特別是集成在其封裝中。其柔性和薄度使其非常適合于集成在安全紙等中，因此適合于柔性器件的可見性不是優(yōu)選的應(yīng)用。
本發(fā)明還涉及在無線通信中使用本發(fā)明的柔性器件。在這種無線通信中，能量和數(shù)據(jù)從讀出器發(fā)送到柔性器件。在完成所希望的操作之后，數(shù)據(jù)返回到讀出器。所希望的操作一般包括根據(jù)預(yù)定圖案讀取存儲器。密碼技術(shù)可用于提高無線傳輸?shù)陌踩?。在密碼學(xué)中公知的一種非常適合的方式是使用散列函數(shù)(hash-function)。在這種情況下，柔性器件在讀取存儲器之前使第一信號隨機化。利用不可逆函數(shù)進行這種隨機化。讀取之后，可以施加第二散列函數(shù)。然后將得到的第二信號與儲存在讀出器中或儲存在與讀出器相連的中央數(shù)據(jù)庫中的參考信號進行比較。使用相同的散列函數(shù)獲得這個參考信號。由于存在非常大量的可能第一信號，因此任何讀出可以使用另外的第一信號，由此減少了未經(jīng)授權(quán)的人獲得存儲器代碼的機會。在另一實施例中，柔性器件設(shè)有安全涂層，該涂層具有非均勻分布在其上的可測量特性，并且該柔性器件還設(shè)有用于測量所述特性的測量元件。該特性優(yōu)選是通過不同成份、尺寸和密度的嵌入介電、導(dǎo)電、電阻性或磁性顆粒實現(xiàn)的。這里的測量元件測量阻抗。這提供了非常好的保護，并且特別適合于與散列函數(shù)組合使用，如在非預(yù)先公布的申請EP03101515.9(PHNL030634)中所述。
在優(yōu)選實施例中，如此進行數(shù)據(jù)傳輸，使得將來自半導(dǎo)體器件的信號以不同于用于從讀出器發(fā)送到半導(dǎo)體器件的頻率發(fā)送回到讀出器。然而，在很多情況下可以只提供一個天線，而存在用于接收和發(fā)送信號的兩個分開的頻率，因此可以容易地和便宜地將兩個信號分開。
發(fā)送回來的信號例如使用較低頻率，該頻率是通過提供分頻器來實現(xiàn)的?；蛘?，這個頻率可以是諧波頻率，并優(yōu)選是三次諧波。然后可以利用讀出器通過比較諧波頻率上的信號的大小來測量該信號。本實施例具有幾個優(yōu)點第一，由于在相同天線上的較高頻率，使發(fā)送回來更有效。另外，發(fā)送回來的信號的檢測對于未經(jīng)授權(quán)的人來說更困難。這是因為用于較高頻率的天線是非常規(guī)的。特別適合于其的是在半導(dǎo)體器件中包括非線性元件。這種非線性元件優(yōu)選與天線串聯(lián)設(shè)置。這將在諧波頻率周圍的頻率上產(chǎn)生峰值。由于諧波頻率是確切已知的，因此可以很容易地檢測這些峰值。
在另一實施例中，在半導(dǎo)體器件中增加調(diào)制器。這允許從讀出器到該器件的信號含有代碼。由于非線性元件，將位轉(zhuǎn)換成一系列短信號(在有些變寬的時間間隔內(nèi))，這些短信號是很容易檢測的。使用調(diào)制器具有可以解決抗震問題的附加優(yōu)點。這個問題特別與鈔票有關(guān)，因為人們可以一次讀出一堆鈔票。對于這個問題看來有兩個特別的解決方案。第一個解決方案是在識別第一半導(dǎo)體器件之后，將特定代碼發(fā)送給該器件，以便使它在一段期間內(nèi)不發(fā)送任何其它響應(yīng)。第二個選擇是在識別第一器件之后，傳輸?shù)解n票的信號將請求修改調(diào)制。然后接收機將在其它頻率接收信號，或者在所要求的響應(yīng)頻率下響應(yīng)的鈔票數(shù)量減少，因為在其它頻率響應(yīng)。
使用調(diào)制和使用諧波具有的優(yōu)點是可以用更簡單的技術(shù)制造半導(dǎo)體器件。其原因是不需要分頻器。尤其應(yīng)該使用多晶硅而不是單晶硅，而且溝道長度不是關(guān)鍵性的?？傊?，本實施例非常適合于包含在鈔票和其它安全紙中的半導(dǎo)體器件，其需要低成本和小的傳輸距離。
本發(fā)明的這些和其他方案將參照附圖進一步說明，其中

圖1A-G示出在制造本發(fā)明的柔性器件時的不同階段的概略剖面圖；圖2示出本發(fā)明的最終柔性器件；圖3示出本發(fā)明的柔性器件中的天線和集成電路的第一布圖；圖4示出第二布圖；圖5示出第三布圖；以及圖6示出具有天線的電路的電氣圖。
附圖不是按比例畫出的，并且相同的參考標(biāo)記表示相同的部件。
圖1A示出具有第一面1和第二面2的襯底10。襯底10包括單晶硅。熱氧化物位于襯底的頂部，在所述熱氧化物上設(shè)置互連結(jié)構(gòu)3?；ミB結(jié)構(gòu)一般包括3到5個導(dǎo)電層，這些導(dǎo)電層通過已構(gòu)圖的電介質(zhì)層相互分開?；ミB結(jié)構(gòu)3將限定在襯底10的第一面上的半導(dǎo)體元件互連起來。在這種情況下半導(dǎo)體元件是CMOS晶體管，此外，二極管用作整流器?；ミB結(jié)構(gòu)3和半導(dǎo)體元件一起限定集成電路5。除了集成電路之外，還存在天線6。在本實施例中，天線6是具有一匝的電感器。
盡管在圖1中建議天線6位于互連結(jié)構(gòu)3的頂部，但是鑒于工藝步驟，天線6優(yōu)選淀積為互連結(jié)構(gòu)3的一個金屬層的一部分。盡管在圖1中示出了互連結(jié)構(gòu)3在整個襯底10上延伸，但不必是這種情況。實際上，由于限制機械應(yīng)力的原因，優(yōu)選互連結(jié)構(gòu)的金屬層和電介質(zhì)層只淀積在它們對功能性作出貢獻的區(qū)域中。
也可以存在其它元件，如二極管、肖特基二極管、雙極性晶體管、電容器、電阻器、光電元件等。它們根據(jù)所希望的電路圖案而互連，其本身是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。為了制造開關(guān)元件和其他元件，在襯底10上或在襯底10附近執(zhí)行工藝。這些工藝包括例如氧化步驟、光刻步驟、選擇性蝕刻步驟和中間摻雜步驟，如擴散或離子注入，本身都是公知的。在薄膜或CMOS晶體管的情況下，源和漏電極以及中間溝道設(shè)置在有源層中，該有源層被柵極氧化物層以及多晶硅、金屬、硅化物的柵電極覆蓋。還可以提供用于互連目的的附加金屬層。然而，優(yōu)選使層的數(shù)量受到限制。
圖1B示出設(shè)置涂層4之后的襯底10。襯底和互連結(jié)構(gòu)覆蓋有柔性涂層、優(yōu)選為聚合物。優(yōu)選地，該層是通過旋涂、噴射或膜的形成，然后進行固化而提供的。通過首先利用發(fā)煙(fuming)HNO3進行清洗步驟并且之后利用合適的底漆進行處理，增強了涂層4與襯底10及其頂部上的疊層的粘合性。然后，通過施加聚酰亞胺的前體形成聚酰胺樹脂涂層4。將這種材料的溶液旋涂到晶片上之后，在125℃下蒸發(fā)溶劑。之后，在200℃下進行加熱步驟，從而激活底漆。隨后，施加諸如HPR504的光刻膠并使其曝光。
圖1C示出一些其它步驟之后的結(jié)果。首先，對涂層進行構(gòu)圖。為了對涂層進行構(gòu)圖，使用常規(guī)的顯影溶液，如環(huán)戊酮。然后，在丙酮和異丙醇的混合物中剝離光刻膠。之后，在300-400℃下使涂層4固化。最后，在大約300℃下淀積0.5μm厚的PECVD氧化物層。這個層沒有明確地示出。
然后，利用粘接手段(adhesion means)，在這種情況下是硅烷偶聯(lián)劑(silane coupling agent)，處理保護區(qū)，所述保護區(qū)橫向限定在柔性器件的區(qū)域的外部。以所謂的“邊緣擊打除去(edge beat removal)”方式進行這個處理?；蛘撸瑢⒈Ｗo區(qū)浸在這種硅烷底漆溶液中。接著，提供UV膠可分離(releasable)膠層31和載體襯底30。通過這種方式，利用UV可分離膠層31將襯底10臨時附著到載體襯底30上。載體襯底30是透明的，從而可以利用UV照射分離該膠層。
圖1D示出在已經(jīng)使襯底10薄到大約5-20微米的厚度d之后的結(jié)果。例如通過研磨使該襯底變薄，但是可選擇地或者除此之外也可以使用例如利用KOH溶液的蝕刻。圖1E示出在設(shè)置適當(dāng)?shù)挠参g刻掩模15并且對其進行構(gòu)圖以便保護集成電路5之后的結(jié)果。硬蝕刻掩模可以根據(jù)需要進行選擇，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的那樣。
圖1F示出在未被硬蝕刻掩模15保護的區(qū)域中除去襯底10之后的結(jié)果。通過這種方式，產(chǎn)生有源區(qū)10A和非襯底區(qū)10B。
圖1G和2最后示出除去載體襯底30之后的器件100。首先使用UV照射。之后將襯底分離成單獨的器件100。這是通過切穿氧化物層來進行的，所述氧化物層橫向地位于器件100周圍。利用例如剃刀進行切割操作。盡管這里作為一個器件示出柔性器件100，但是應(yīng)該理解，這包括多個器件100。后來可以將這些器件分開。而且，可以由用戶進行分離步驟。在未預(yù)先公布的申請EP02079697.5(PHNL021153)中對這種方法進行了進一步的說明，這里將其包括作為參考。
圖3示出本發(fā)明的器件100的第一布圖。這里，天線6是電感器，集成電路5設(shè)置在被電感器6包圍的區(qū)域中。天線6和集成電路位于用作支撐的電絕緣材料層4上。更具體地講，中心對稱地設(shè)置集成電路5，以便限制電感器6對所述集成電路的負(fù)面影響。從電感器6到集成電路5的互連未示出，但其是存在的。
圖4示出第二布圖。這里，集成電路5分成幾個區(qū)域5A-5D。這被假定減少了集成電路5中的渦電流。區(qū)域5A-5D互相互連，盡管未示出這一點。集成電路5包括整流器、存儲器、諸如移位寄存器或微控制器的狀態(tài)機、、時鐘發(fā)生器、以及一些其他互連和用于切換和/或其他放大目的的晶體管。優(yōu)選地通過將每一個功能放置在分離的區(qū)域中來實現(xiàn)分割。
圖5示出第三布圖。這里，集成電路5被分割成幾個區(qū)域5A-5H。將區(qū)域5A-5H設(shè)置成基本上與天線6重疊。這將進一步減少任何的渦電流和天線對集成電路5的其它影響。對區(qū)域的數(shù)量進行進一步設(shè)計。這進一步允許在第一匝內(nèi)提供天線6的第二匝，或者如果需要使用除了電感器以外的其它天線設(shè)計，例如，偶極天線，而基本上不必使用更大的面積。
圖6示出具有一些附加元件的天線6的電氣圖。這里示出了用作天線6的電感器，用于調(diào)諧目的的電容器61、以及電壓感應(yīng)器(voltageinducer)62、總和電阻63、和負(fù)載電阻器64。負(fù)載電阻器64可以是整流器電路，其將RF電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓并可包括集成電路的有源電路?？偤碗娮?3是一系列輻射電阻Rrad和電阻損失Rohmic的和。該輻射電阻Rrad對于具有許多匝的電感器來說是很小的，例如，大約等于3.1×104(nS/λ2)2，其中S是天線的面積，λ是波長，n是匝數(shù)。因而，芯片上的1-或2-匝電感器的輻射電阻Rrad在2.4GHz的頻率下小于0.1Ω。通過集成高-Q并聯(lián)LC電路，在輻射電阻Rrad中感應(yīng)的相對低電壓乘以LC諧振回路的Q因數(shù)。Q因數(shù)在2.4GHz下大約為60。結(jié)果，電感器位于有源區(qū)的外部，在電絕緣材料的支撐襯底上。這個Q足夠高以便在短距離例如1-2mm的范圍內(nèi)傳輸時在集成電路中實現(xiàn)幾伏的電壓水平和幾mW的功率水平。外部RF源功率在2.4GHz下大約為0.5W。當(dāng)諧振回路上的負(fù)載等于諧振回路的阻抗，例如大約等于Q2·總和電阻時，將取得最佳功率效率。
簡而言之，提供具有集成電路和天線的柔性器件100，所述天線結(jié)合在集成電路的互連結(jié)構(gòu)中或者直接耦合到互連結(jié)構(gòu)上。電絕緣或電介質(zhì)層作為天線和集成電路的支撐層而存在。優(yōu)選地，在集成電路的有源區(qū)外部的非襯底區(qū)除去襯底。這種除去可以與單晶硅襯底的使用相結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種柔性半導(dǎo)體器件，包括在有源區(qū)中橫向延伸的半導(dǎo)體襯底；設(shè)有多個半導(dǎo)體元件的集成電路，所述多個半導(dǎo)體元件限定在所述半導(dǎo)體襯底的表面上，所述半導(dǎo)體襯底以適當(dāng)?shù)暮穸却嬖?，以便是柔性的，并且所述半?dǎo)體元件根據(jù)互連結(jié)構(gòu)中的所希望的圖案進行互連，電絕緣材料的支撐層，以及天線，其橫向地限定在與所述支撐層相鄰的導(dǎo)電層中的有源區(qū)外部，并且電連接到所述互連結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體襯底不存在于所述天線和所述集成電路之間的非襯底區(qū)中，其特征在于至少一個導(dǎo)體從所述互連結(jié)構(gòu)橫向延伸到所述天線，以便構(gòu)成電互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性半導(dǎo)體器件，其中所述集成電路沒有任何鍵合焊盤結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性半導(dǎo)體器件，其中所述集成電路設(shè)有鈍化層，所述互連結(jié)構(gòu)夾在所述鈍化層和半導(dǎo)體襯底之間，以及所述支撐層是所述集成電路的所述鈍化層的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性半導(dǎo)體器件，其特征在于所述襯底的所述有源區(qū)是臺面形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柔性半導(dǎo)體器件，其特征在于所述半導(dǎo)體襯底只位于所述有源區(qū)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性半導(dǎo)體器件，其特征在于所述天線是適合于無線通信的電感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性半導(dǎo)體器件，其中所述集成電路橫向地位于所述電感器中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柔性半導(dǎo)體器件，其中將所述集成電路細(xì)分成多個電路塊，所述電路塊互相隔開，但是通過互連結(jié)構(gòu)互連在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性半導(dǎo)體器件，其中該器件包括對應(yīng)于電路塊的有源區(qū)，并且非襯底區(qū)橫向限定在所述有源區(qū)之間和在這些區(qū)域周圍，所述半導(dǎo)體襯底不位于所述非襯底區(qū)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性半導(dǎo)體器件，其特征在于所述集成電路到所述天線的所述導(dǎo)電層上的垂直投影至少基本上與天線重疊。
11.一種安全紙，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的柔性半導(dǎo)體器件。
12.一種識別標(biāo)簽，包括載體和根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的柔性半導(dǎo)體器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的識別標(biāo)簽，還包括導(dǎo)電元件，以便提高無線能量傳輸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的識別標(biāo)簽，其中所述載體包括安全紙，該安全紙包封了所述柔性器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的識別標(biāo)簽，其適合于鈔票或安全紙。
16.一種識別文件，包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的安全紙。
17.一種設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的柔性半導(dǎo)體器件或者根據(jù)權(quán)利要求12、13或14中所述的識別標(biāo)簽。
18.一種在讀出器和至少一個根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的柔性半導(dǎo)體器件之間進行通信的方法，包括以下步驟提供從所述讀出器到所述柔性器件的所述天線的第一信號；使用第一信號中的能量和信息讀出所述柔性器件的存儲器的至少一部分，由此提供第二信號，以及將所述第二信號從所述柔性器件傳輸?shù)剿鲎x出器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第二信號由所述讀出器進行比較，從而檢查所述柔性器件是其一部分的所述標(biāo)簽、文件或設(shè)備的身份或核實其真實性。
20.一種制造柔性半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟提供具有至少一個集成電路的主體，所述集成電路具有多個半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件限定在所述半導(dǎo)體襯底的表面上，并且所述半導(dǎo)體元件根據(jù)互連結(jié)構(gòu)中的所希望的圖案進行互連，該互連結(jié)構(gòu)設(shè)有鈍化層；將臨時載體附著到所述主體的所述鈍化層上；至少部分地除去所述半導(dǎo)體襯底；以及除去所述臨時載體，以便獲得所述柔性半導(dǎo)體器件，其特征在于-所述互連結(jié)構(gòu)利用第一導(dǎo)體延伸到橫向限定與所述集成電路分開的天線，該天線由鈍化層覆蓋；以及在所述天線和所述集成電路之間的非襯底區(qū)中完全除去所述襯底。
全文摘要
提供具有集成電路(5)和天線(6)的柔性器件(100)，所述天線(6)結(jié)合在集成電路(5)的互連結(jié)構(gòu)中或者直接耦合到互連結(jié)構(gòu)上?；ミB結(jié)構(gòu)在有源區(qū)的外部延伸。電絕緣或電介質(zhì)層(4)作為天線(6)和集成電路(5)的支撐層而存在。優(yōu)選地，在集成電路(5)的有源區(qū)(10A)外部的非襯底區(qū)(10B)除去襯底(10)。這種除去可以與單晶硅襯底的使用相結(jié)合。該柔性器件非常適合于集成在識別標(biāo)簽和安全紙中，并且可以使用臨時附著的載體襯底來制造。
文檔編號H01L23/498GK1816817SQ200480018675
公開日2006年8月9日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月4日
發(fā)明者羅納德·德克爾, 特奧多魯斯·M·米西爾森, 安東·M·H·圖姆博, 彼得·W·胡賈曼斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司