[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 200580044835.6
• 申請日: 2005-12-21
• 公開（公告）號: CN101088158A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 加藤清;守屋芳隆
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L21/822
• 分類號: H01L21/822;H01L27/04;G06K19/07;G06K19/077
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龐立志;韋欣華

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置，其能夠進行數據無線通信。

背景技術

近年來，標識技術——其中ID(標識號碼)被分配給每個對象以便揭示其上面的數據如歷史——已經引起關注，其被用于生產管理等。特別是，能夠進行數據無線通信的半導體裝置已被開發。上述半導體裝置包括RFID(射頻標識)標簽(還稱作ID標簽、IC標簽、IC芯片、RF(射頻)標簽、無線標簽、電子標簽或者無線芯片)等，這些已被引入公司、市場等。

通常，迄今已被投入使用的許多RFID標簽具有這樣的結構，例如如圖4A所示：其中元件形成層72(也稱作IC(集成電路)芯片)和天線71在基材70上形成，所述元件形成層72包括由晶體管等構成的電路。上述半導體裝置能夠使用電磁波與閱讀器/記錄器進行數據通信。特別地，從閱讀器/記錄器發射的電磁波使得通過天線線圈的磁場變化并且產生感應電動勢，由此使元件形成層運轉。進一步地，利用從元件形成層輸出的信號進行的天線的負載調制使得信號被傳輸到閱讀器/記錄器。

發明內容

在元件形成層72上，提供電源導線、接地導線等以便圍繞多個功能電路以便為多個功能電路供給足夠的能量。特別地，如圖4B所示，提供導線如電源導線73和接地導線74以便圍繞電源電路75、功能電路76和77等并且以環形(circular?shape)排列。

然而，在進行數據無線通信的半導體裝置中，在使用電磁感應的情況下可能存在問題，這取決于在元件形成層72中形成的導線等的形狀。例如，如果導線如電源導線和接地線以環形排列，如圖4B所示，當在由電源導線、接地導線等所環繞的區域中改變磁場時，在這些導線中產生了電流(渦流電流)從而補償磁場中的變化。特別地，例如，當從閱讀器/記錄器將電磁波傳輸到半導體裝置時，如圖5A所示(這里，當自基材70以上至其以下產生磁場時)，經由天線71在元件形成層72中產生電源電壓，同時在電源導線73和接地導線74(其在元件形成層72上以環形排列)中產生電流78，從而補償磁場的變化。因此，自基材以下至其以上產生了磁場(圖5B)。

結果，減小了從閱讀器/記錄器發射的電磁波的振幅，這產生了問題，如通信距離減小，和元件形成層的加熱，因為由于在導線等中產生電流而在元件形成層中產生了焦耳熱并且一部分電磁能用作熱能。

鑒于以上所述，本發明提供了一種半導體裝置，其能夠防止從閱讀器/記錄器傳輸的電磁波的振幅的減小并且能夠防止由于磁場變化而造成的元件形成層的加熱。

為了解決上述問題，本發明將采取以下措施。本發明的半導體裝置具有在基材上形成的元件形成層，和連接到元件形成層的天線。元件形成層具有電源導線和接地導線，其以非環形(non-circular)排列。要注意在本發明中，環形(circular?shape)不僅包括曲形形狀(curvedshape)，而且包括橢圓形、矩形以及由端極互相連接的導線或者一次或多次圍繞某個區域的導線組成的形狀。也就是，以環形排列的導線包括以螺旋或者線圈排列的導線以及曲形導線和矩形導線。此外，上述形狀可以排列于三維中。除環形以外的形狀稱為非環形。

根據本發明的另一結構，半導體裝置具有在基材上形成的元件形成層，和連接到元件形成層的天線。元件形成層和天線彼此至少部分重疊。元件形成層具有電源導線和接地導線，其以非環形排列。天線可以在元件形成層之上或之下提供。

在本發明的上述結構中，導線如電源導線和接地導線可以排列成U形、梳形、十字形等。

根據本發明的另一結構，半導體裝置具有在基材上形成的半導體薄膜，在半導體薄膜上形成的柵電極，其中柵絕緣薄膜介于兩者之間，在柵電極上形成的絕緣薄膜，在絕緣薄膜上形成的并且連接到半導體薄膜的源極區或者漏極區的源極或者漏極，導線如電源導線和接地導線，其電連接到源極或者漏極，和電連接到導線的天線。導線以非環形排列。

根據本發明的另一結構，半導體裝置具有在基材上形成的半導體薄膜，在半導體薄膜上形成的柵電極，其中柵絕緣薄膜介于兩者之間，在柵電極上形成的絕緣薄膜，在絕緣薄膜上形成的并且連接到半導體薄膜的源極區或者漏極區的源極或者漏極，導線如電源導線和接地導線，其在源極或者漏極上形成并且電連接到源極或者漏極，和天線，其至少部分覆蓋導體薄膜并且電連接到導線。導線以非環形排列。

當導線如電源導線和接地導線以非環形排列時，可能抑制由于磁場變化而在導線如電源導線和接地導線中產生的電流，并且防止從閱讀器/記錄器傳輸的電磁波的振幅的減小。通過抑制由于磁場變化而在電源導線和接地導線中產生的電流，可以防止元件形成層的加熱。